JP2018082585A

JP2018082585A - 電源装置及び画像形成装置

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Publication number: JP2018082585A
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Inventors: 圭介中野; Keisuke Nakano
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Abstract

【課題】電源装置の動作開始タイミングを早めること。
【解決手段】商用交流電源１からの入力電圧を昇圧する昇圧コンバータ２２と、昇圧コンバータ２２の出力電圧を変換して負荷に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３と、商用交流電源１と昇圧コンバータ２２とを接続又は切断するスイッチ回路２１と、スイッチ回路２１及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３を制御するＣＰＵ２７を備え、ＣＰＵ２７は、電圧変換部２０を介して検知した商用交流電源１の入力電圧に応じて、スイッチ回路２１を接続してから、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３を起動するまでの待機時間を決定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、商用交流電源から交流電圧を入力して、所定の直流電圧を発生する電源装置、及び電源装置を備える画像形成装置に関する。

従来、様々な電子機器において、商用交流電源から入力された交流電圧から直流電圧を生成し、制御部やモータ等の駆動部に電力を供給するスイッチング電源装置が知られている。スイッチング電源装置では、商用交流電源から交流電圧が入力されると、起動抵抗を介して電源装置を制御する電源制御ＩＣの電源端子に接続されたコンデンサの充電が行われる。そして、コンデンサの充電電圧が起動開始電圧に達すると電源制御ＩＣが起動され、電源制御ＩＣはトランスのスイッチング動作を開始する。トランスのスイッチングが行われると、トランスの補助巻線に生成される電圧が電源制御ＩＣの電源端子に供給され、電源制御ＩＣが安定動作できるようになる。例えば特許文献１では、電源ＩＣの起動時にトランスの補助巻線からの出力電圧が十分に立ち上がるまでの間、電源端子に接続されたコンデンサの電圧が低下しても、電源制御ＩＣの動作停止電圧を下回らないように起動停止を回避する技術が開示されている。

特許第５７２９９９０号公報

ところが、上述した構成を備えたスイッチング電源装置の前段に力率改善回路等の昇圧コンバータが追加された場合には、次のような課題が生じる。このような構成のスイッチング電源装置では、昇圧コンバータからの出力電圧が正常な電圧範囲まで上昇し、かつ、電源制御ＩＣの電源端子に印加される電圧が電源制御ＩＣの起動開始電圧を十分に超えてから、電源制御ＩＣの動作を開始する必要がある。そのため、従来、スイッチング電源装置の起動に要する時間が長くなる商用交流電源からの入力電圧が低い場合の条件に合わせて、電源制御ＩＣの動作開始タイミングを設定していた。その結果、商用交流電源の入力電圧に関係なく、スイッチング電源装置の動作開始タイミングが一律に遅いタイミングとなっていた。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、電源装置の動作開始タイミングを早めることを目的とする。

前述の課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。

（１）交流電源の入力電圧を検知する電圧検知手段と、前記交流電源からの入力電圧を第一の電圧に変換する第一の電圧変換部と、前記第一の電圧変換部に接続され、前記第一の電圧変換部から出力される前記第一の電圧を前記第一の電圧とは異なる第二の電圧に変換する第二の電圧変換部と、前記交流電源と前記第一の電圧変換部とを接続、又は切断するスイッチ手段と、前記スイッチ手段及び前記第二の電圧変換部を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記電圧検知手段により検知された前記交流電源の入力電圧に応じて、前記交流電源と前記第一の電圧変換部とを接続するために前記スイッチ手段を接続してから前記第二の電圧変換部を起動するまでの待機時間を決定することを特徴とする電源装置。

（２）記録材に画像を形成するための画像形成手段と、前記（１）に記載の電源装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。

（３）記録材に画像を形成するための画像形成手段と、前記画像形成手段に電力を供給する電源装置と、を備える画像形成装置であって、前記電源装置は、交流電源の入力電圧を検知する電圧検知手段と、前記交流電源からの入力電圧を第一の電圧に変換する第一の電圧変換部と、前記第一の電圧変換部に接続され、前記第一の電圧変換部から出力される前記第一の電圧を前記第一の電圧とは異なる第二の電圧に変換する第二の電圧変換部と、前記交流電源と前記第一の電圧変換部とを接続、又は切断するスイッチ手段と、前記スイッチ手段及び前記第二の電圧変換部を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記電圧検知手段により検知された前記交流電源の入力電圧に応じて、前記交流電源と前記第一の電圧変換部とを接続するために前記スイッチ手段を接続してから前記第二の電圧変換部を起動するまでの待機時間を決定することを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、電源装置の動作開始タイミングを早めることができる。

実施例１の電源装置の回路構成を示す図実施例１の発振制御回路のブロック図実施例１の電源装置の制御シーケンスを示すフローチャート実施例１の電源装置のタイミングチャート実施例２、３の電源装置の回路構成を示す図実施例２の電源装置の制御シーケンスを示すフローチャート実施例２の商用交流電源の周波数差を説明する図実施例３の電源装置の制御シーケンスを示すフローチャート実施例４の画像形成装置の模式図

以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

［スイッチング電源装置の構成］
図１は、実施例１のスイッチング電源装置の回路構成の一例を示す図である。図１に示すスイッチング電源装置は、電圧変換部２０、昇圧コンバータ２２、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３、ＣＰＵ２７、電源回路２６、スイッチ回路１９、２１から構成されている。

（電圧変換部、電源回路、ＣＰＵ）
まず、商用交流電源１の入力電圧を変換する電圧変換部２０について説明する。電圧変換部２０は、電圧トランス４１、抵抗４０、４２から構成されている。電圧トランス４１は商用交流電源１と並列に接続されており、一次側に入力された商用交流電源１の電圧を所定の巻数比で二次側に伝達する。電圧トランス４１の二次側の一端は、基準電圧（図１では１．６５Ｖを例示）と接続され、もう一端は、制御手段であるＣＰＵ２７のＡ（アナログ）／Ｄ（デジタル）ポートであるＡＤポートに接続されている。ＣＰＵ２７のＡＤポートには、電圧トランス４１の二次側に生成された、１．６５Ｖを中心電圧とする交流電圧が入力される。また、抵抗４０は、電圧トランス４１の一次側の電流制限に用いられ、抵抗４２は電圧変換に用いられる。

電源回路２６は、例えばスイッチング方式のＡＣ／ＤＣコンバータである。電源回路２６は、商用交流電源１から入力された交流電圧を直流電圧（図１では３．３Ｖを例示）に変換し、ＣＰＵ２７に供給する。ＣＰＵ２７は、電源回路２６で生成され、Ｖｃｃ端子に入力される直流電圧で動作する。ＣＰＵ２７は、記憶手段であるメモリ３０と接続され、メモリ３０に格納された制御プログラムに基づいて、スイッチング電源装置の制御を実行する。なお、ＣＰＵ２７の内部にＲＯＭ等（不図示）のメモリを設けて制御プログラムを記憶する構成にしても良い。更に、ＣＰＵ２７は、時間測定を行うためのタイマを内蔵している。ＣＰＵ２７は、電圧変換部２０からＡＤポートに入力される電圧信号（アナログ）をデジタル信号に変換して取得される値から商用交流電源１の入力電圧を検知することができる。具体的には、ＣＰＵ２７は、逐次検知される電圧変換部２０からの電圧値に基づいて、演算した商用交流電源１の交流電圧の実効値又はピーク値から、商用交流電源１の入力電圧を推定する。また、ＣＰＵ２７は、Ｉ／Ｏポート１、２を有しており、詳細については後述する。

（昇圧コンバータ）
続いて、商用交流電源１の入力電圧を昇圧し、昇圧した電圧（第一の電圧）をＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３に出力する第一の電圧変換部である昇圧コンバータ２２について説明する。昇圧コンバータ２２は、ダイオードブリッジ２、コンデンサ３から構成される整流平滑部の他に、制御ＩＣ４６、スイッチング素子４５、インダクタ４７、ダイオード４８、４９、コンデンサ４３、５２、抵抗４４、５０、５１を有している。第一の制御部である制御ＩＣ４６は、起動抵抗４４を介して供給される電圧により駆動されるとともに、制御ＩＣ４６を駆動するための電圧は、第一の電圧供給部であるコンデンサ４３に充電される。また、制御ＩＣ４６は、昇圧コンバータ２２の出力電圧を抵抗５０、５１により分圧された電圧に応じて、第一のスイッチング部であるスイッチング素子４５（図１ではＭＯＳ−ＦＥＴを例示）のスイッチング動作の制御を行う。なお、以下では、スイッチング素子４５をＦＥＴ（電界効果トランジスタ）４５という。

商用交流電源１から入力された交流電圧は、ダイオードブリッジ２で整流され、コンデンサ３で平滑される。制御ＩＣ４６がＦＥＴ４５をオンしている期間には、コンデンサ３に充電された電圧がインダクタ４７に蓄えられる。一方、制御ＩＣ４６がＦＥＴ４５をオフしている期間には、インダクタ４７に蓄えられたエネルギー（電圧）がダイオード４９を介して出力され、コンデンサ５２に蓄積されるとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３にも出力される。また、ダイオード４８は、昇圧コンバータ２２の後段のＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３の起動を早めるために、直列に接続されたインダクタ４７とダイオード４９と並列に接続されている。即ち、ダイオード４８は、アノード端子が整流平滑部の出力側に接続され、カソード端子が昇圧コンバータ２２の出力側に接続されている。その結果、ダイオード４８により、整流平滑部からの出力が昇圧コンバータ２２の出力端に直接出力されるように、インダクタ４７とダイオード４９をバイパスするような回路構成となっている。

（ＤＣ／ＤＣコンバータ回路）
続いて、昇圧コンバータ２２から入力された直流電圧を、接続された負荷に供給する直流電圧（第二の電圧）に変換する第二の電圧変換部であるＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３について説明する。ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３は、一次巻線９ａ、二次巻線９ｂ及び補助巻線９ｃを有するトランス９を有している。トランス９の一次巻線９ａには、第二のスイッチング部であるスイッチング素子５（図１ではＭＯＳ−ＦＥＴを例示し、以下、ＦＥＴ５という）が直列に接続されている。ＦＥＴ５のゲート端子は、ＦＥＴ５のスイッチング動作を制御する第二の制御部である発振制御回路６の出力端子３７に接続されている。また、トランス９の補助巻線９ｃ側は、第二の電圧供給部であるダイオード７及びコンデンサ８を有し、トランス９の補助巻線９ｃの出力を整流平滑して、発振制御回路６の電源端子３６に直流電圧Ｖ１を供給する。トランス９の一次巻線９ａと発振制御回路６の電源端子３６との間には起動抵抗４が接続されている。なお、ツェナーダイオード３２は、発振制御回路６の電源端子３６に入力される電圧Ｖ１が所定の電圧を超えないようにするために設けられている。

トランス９の二次巻線９ｂには、ダイオード１０及びコンデンサ１１が接続されており、トランス９の二次側からの出力を整流し直流電圧を生成する。また、トランス９の二次側には、トランス９の二次側の出力電圧を分圧する抵抗１４、１５、シャントレギュレータ１２、フォトカプラ１３から構成されるフィードバック回路が接続されている。シャントレギュレータ１２は、抵抗１４、１５によって分圧された電圧と内部の基準電圧とを比較し、その誤差を増幅する。

シャントレギュレータ１２はフォトカプラ１３のＬＥＤ（発光ダイオード）に接続されており、シャントレギュレータ１２の導通状態に応じて、ＬＥＤの導通状態が変化する。そして、ＬＥＤの導通状態に応じて、フォトカプラ１３のフォトトランジスタがオン又はオフし、発振制御回路６のフィードバック端子３３に伝達される。発振制御回路６は、フォトカプラ１３のフォトトランジスタに流れる電流に応じてＦＥＴ５の制御を行う。発振制御回路６は、フィードバック回路を介してフィードバック制御ループを構成し、発振制御回路６はトランス９の二次側の出力電圧を目標電圧に制御することができる。なお、発振制御回路６の詳細については、後述する。

（スイッチ回路）
スイッチ手段であるスイッチ回路２１は、スイッチ２４（図１ではリレーで例示）、及びスイッチ駆動回路２５から構成されている。図１に示す回路は、昇圧コンバータ２２を介して、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３へ供給される商用交流電源１からの交流電圧は、スイッチ２４によって供給／遮断される構成である。スイッチ２４は、ＣＰＵ２７のＩ／Ｏポート１（以下、ポートＰ１という）の出力をハイ（Ｈｉｇｈ）レベルに設定することで、スイッチ駆動回路２５を介してオンされ、商用交流電源１から昇圧コンバータ２２への電力供給路が接続される。一方、ポートＰ１の出力をロー（Ｌｏｗ）レベルに設定することで、スイッチ２４はオフされ、商用交流電源１から昇圧コンバータ２２への電力供給路が切断される。

また、スイッチ回路１９は、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３のコンデンサ１８に並列に接続されたコンデンサ１８の放電手段であり、トランジスタ２８、フォトカプラ３１、抵抗２９、３８から構成されている。発振制御回路６のＯＮ／ＯＦＦ端子３５には、抵抗３８を介してフォトカプラ３１が接続されている。フォトカプラ３１の二次側はＣＰＵ２７からの制御信号によって制御される。ＣＰＵ２７のＩ／Ｏポート２（以下、ポートＰ２という）がハイ（Ｈｉｇｈ）レベルになると、トランジスタ２８がオンし、抵抗２９を介してフォトカプラ３１のＬＥＤ（発光ダイオード）に電流が流れる。その結果、フォトカプラ３１のフォトトランジスタがオンして、コンデンサ１８の充電電圧を略０Ｖまで放電させることができる。一方、ＣＰＵ２７のポートＰ２がロー（Ｌｏｗ）レベルになるとトランジスタ２８はオフし、フォトカプラ３１のＬＥＤには電流が流れない。その結果、フォトカプラ３１のフォトトランジスタもオフし、コンデンサ１８の充電が開始され、発振制御回路６のＯＮ／ＯＦＦ端子３５の入力電圧Ｖ２が上昇する。入力電圧Ｖ２が所定の電圧よりも高くなると、発振制御回路６は起動され、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３の制御を開始する。

［発振制御回路の構成］
図２は、図１に示すＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３の制御を行う発振制御回路６の回路構成を示すブロック図である。発振制御回路６には、一般に電源制御専用のＩＣが用いられる。発振制御回路６は、ＰＷＭ制御回路６２、起動／停止制御回路５９、ＯＮ／ＯＦＦ制御回路６０、ＡＮＤ回路６１で構成されている。なお、端子４は、ＧＮＤ（グランド）端子である。

ＰＷＭ制御回路６２は、トランス９の二次側から伝達され、フィードバック端子３３を介して入力されたフィードバック信号に基づいて、ＦＥＴ５に出力する駆動信号のオンデューティを決定する。ＰＷＭ制御回路６２は、出力端子３７を介してＦＥＴ５のゲート端子に接続されており、決定されたオンデューティの駆動信号をＦＥＴ５に出力する。

起動／停止制御回路５９は電源端子３６と接続され、電源端子３６に入力される入力電圧Ｖ１の電圧に応じて、発振制御回路６の起動又は停止を制御する。本実施例では、発振制御回路６が動作を開始する起動開始電圧（第四の電圧）を１２Ｖ、動作を停止する動作停止電圧を１０Ｖとし、設けられたヒステリシス幅は２Ｖ（＝１２Ｖ−１０Ｖ）と小さい。具体的には、スイッチング電源装置の起動時に、発振制御回路６の電源端子３６の入力電圧Ｖ１が１２Ｖを超えた場合には、起動／停止制御回路５９は、ＰＷＭ制御回路６２を動作させるために、ハイレベル信号を出力する。一方、スイッチング電源装置の起動後に、電源端子３６の入力電圧Ｖ１が１０Ｖを下回ると、起動／停止制御回路５９はＰＷＭ制御回路６２の動作を停止させるために、ローレベル信号を出力する。

ＯＮ／ＯＦＦ制御回路６０はＯＮ／ＯＦＦ端子３５と接続され、ＯＮ／ＯＦＦ端子３５には、トランス９の一次巻線９ａに入力される電圧を抵抗１６、１７で分圧し、抵抗１７に両端に生じる電圧が入力される。ＯＮ／ＯＦＦ制御回路６０は、ＯＮ／ＯＦＦ端子３５の入力電圧Ｖ２が２Ｖ（第五の電圧）以上のときには、ＰＷＭ制御回路６２を動作させるためにハイレベル信号を出力する。一方、ＯＮ／ＯＦＦ制御回路６０は、ＯＮ／ＯＦＦ端子３５の入力電圧Ｖ２が２Ｖ未満のときには、ＰＷＭ制御回路６２の動作を停止させるためにローレベル信号を出力する。ＡＮＤ回路６１は、ＯＮ／ＯＦＦ制御回路６０と起動／停止制御回路５９からの信号出力を論理積（ＡＮＤ）し、ＰＷＭ制御回路６２へ出力する。その結果、ＰＷＭ制御回路６２は、ＯＮ／ＯＦＦ制御回路６０と起動／停止制御回路５９の両方からハイレベルの信号が出力されていた場合には、ＦＥＴ５の制御を行うように動作する。

また、前述したように、発振制御回路６のＯＮ／ＯＦＦ端子３５は、抵抗３８を介してフォトカプラ３１のフォトトランジスタに接続されている。ＣＰＵ２７のポートＰ２からハイレベル信号が出力され、スイッチ回路１９のトランジスタ２８がオンすると、フォトカプラ３１の発光ダイオードに電流が流れ、フォトトランジスタがオンする。すると、コンデンサ１８に充電された電圧は放電され、略０Ｖになる。このように、ＣＰＵ２７がポートＰ２からの出力信号をハイレベルにすることにより、ＯＮ／ＯＦＦ端子３５の入力電圧が２Ｖ未満に低下し、発振制御回路６のＰＷＭ制御回路６２の動作が停止する。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３の動作を即座に停止させることができる。また、ＣＰＵ２７がポートＰ２からローレベル信号を出力することにより、スイッチ回路１９のトランジスタ２８はオフし、フォトカプラ３１もオフ状態となる。これにより、コンデンサ１８の充電電圧が上昇し、ＯＮ／ＯＦＦ端子３５を介してＯＮ／ＯＦＦ制御回路６０に入力される入力電圧Ｖ２を上昇させる。そして、入力電圧Ｖ２が２Ｖ(ボルト)以上になると、ＰＷＭ制御回路６２が動作を開始する。このように、ＣＰＵ２７でトランジスタ２８のオン・オフを切り替えることにより、電源端子３６の電圧が十分に上昇した後に、ＯＮ／ＯＦＦ制御回路６０の電圧を上昇させてＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３の動作を開始させることができる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３の動作を停止したい場合には、トランジスタ２８をオンすることで即座に動作を停止させることができる。

［電源装置の制御シーケンス］
図３は、本実施例のスイッチング電源装置を起動した際の制御シーケンスを示すフローチャートである。スイッチング電源装置がオンされるとＣＰＵ２７が起動され、ＣＰＵ２７はメモリ３０に格納された制御プログラムに応じて、図３に示す処理を実行する。ステップ（以下、Ｓという）１では、ＣＰＵ２７は、ポートＰ２からハイレベル信号を出力し、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３の発振制御回路６のＯＮ／ＯＦＦ端子３５の入力電圧Ｖ２を略０Ｖにして、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３の制御を停止させる。Ｓ２では、ＣＰＵ２７は、ポートＰ１の出力をハイレベルに設定して、スイッチ２４をオンして、商用交流電源１と昇圧コンバータ２２との電力供給路を接続し、昇圧コンバータ２２へ交流電圧を供給する。また、ＣＰＵ２７は、ポートＰ１の出力をハイレベルに設定してからの時間を測定するために、タイマをリセットし、スタートさせる。

Ｓ３では、ＣＰＵ２７は、ＡＤポートを介して入力される電圧変換部２０で変換された電圧信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換して、変換後のデジタル信号に基づいて、商用交流電源１から入力される交流電圧の電圧値を検知する。Ｓ４では、ＣＰＵ２７は、Ｓ３で検知した入力電圧に基づいて、ポートＰ１をハイレベルに設定してからポートＰ２をローレベルに設定し、発振制御回路６を起動するまでの待機時間を決定する。

ポートＰ１の出力をハイレベルに設定してからポートＰ２の出力をローレベルに設定するまでの待機時間は、次の２つの条件を満足させるために必要な時間である。２つの条件のうち、１つは昇圧コンバータ２２の出力電圧が目標電圧の範囲内で安定していることであり、もう１つはＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３の発振制御回路６の電源端子３６の入力電圧Ｖ１が十分に高くなっていることである。商用交流電源１からの入力電圧が高いほど、昇圧コンバータ２２の起動抵抗４４を介してコンデンサ４３に流れる電流が大きくなり、コンデンサ４３の充電電圧が早く上昇する。その結果、昇圧コンバータ２２の制御ＩＣ４６は、商用交流電源１の入力電圧が高いほど、早く制御動作を開始できることになる。また、商用交流電源１の入力電圧が高いほど、昇圧コンバータ２２が目標とする昇圧電圧値により近くなり、短時間で目標電圧の範囲内に到達することができる。

また、前述したように、制御ＩＣ４６が起動されて昇圧コンバータ２２が動作を開始する前から、商用交流電源１の入力電圧は、ダイオード４８を介して後段のＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３の発振制御回路６の電源端子３６に供給されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３では、商用交流電源１の入力電圧が高いほど、起動抵抗４を介してコンデンサ８に流れる電流が大きくなり、コンデンサ８の充電電圧が早く上昇する。これにより、発振制御回路６の電源端子３６の入力電圧Ｖ１が早く高くなるので、発振制御回路６はより早く制御動作を開始することができる。

以上説明したように、商用交流電源１からの入力電圧と、発振制御回路６を起動するまでの待機時間は密接に関係している。そのため、ポートＰ１の出力をハイレベルに設定してからポートＰ２の出力をローレベルに設定するまでの待機時間を、商用交流電源１の入力電圧に応じて決定することができる。本実施例では、商用交流電源１の入力電圧と、入力電圧に応じた待機時間とを対応付けた情報を記憶したテーブルをメモリ３０に格納している。ＣＰＵ２７は、Ｓ３で検知した商用交流電源１の交流電圧と、メモリ３０に格納されたテーブルに記憶されている情報に基づいて、商用交流電源１の交流電圧に応じた発振制御回路６を起動するまでの待機時間を決定する。Ｓ５では、ＣＰＵ２７は、Ｓ２でスタートさせたタイマのタイマ値を参照して待機時間が経過したかどうか判断し、待機時間が経過したと判断した場合には処理をＳ６に進め、経過していないと判断した場合にはしょりをＳ５に戻す。Ｓ＆では、ＣＰＵ２７は、ポートＰ２の出力をローレベルに設定する。これにより、発振制御回路６のＯＮ／ＯＦＦ端子３５の入力電圧Ｖ２が上昇し、入力電圧Ｖ２が所定の電圧である２Ｖ以上になると、発振制御回路６はＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３の起動を開始する。

［電源装置の立ち上げ時のタイミングチャート］
図４は、図３で説明したＣＰＵ２７のポートＰ１、Ｐ２の信号や昇圧コンバータ２２のコンデンサ４３、５２、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３のコンデンサ８に充電される電圧の変化を説明するタイミングチャートである。図４（ａ）と図４（ｂ）のタイミングチャートの構成は同じであり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に比べ、商用交流電源１の入力電圧が高い場合のタイミングチャートを示している。図４（ａ）は、上から順に、ＣＰＵ２７のポートＰ１、Ｐ２から出力される信号の状態、コンデンサ４３、５２、８に充電された電圧の変化を示している。ポートＰ１、Ｐ２の信号の状態は、ハイレベル（図中、Ｈｉｇｈ）、ローレベル（図中、Ｌｏｗ）で示している。コンデンサ４３、５２、８については、縦軸はコンデンサの電圧を示している。また、コンデンサ８の電圧で、一点鎖線は起動開始電圧を示し、二点鎖線は動作停止電圧を示す。なお、横軸は時間を示し、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４は、時刻（タイミング）を示している。また、図４（ｂ）についても、図４（ａ）と同様であり、図の見方の説明は省略する。

時刻ｔ１以前に、ポートＰ１はローレベル、ポートＰ２はハイレベルの状態に設定され、コンデンサ４３、５２、８の電圧は略０Ｖとする。時刻ｔ１に、ＣＰＵ２７がポートＰ１の出力をハイレベルに設定してスイッチ２４をオンすると、商用交流電源１から昇圧コンバータ２２への電力供給路が接続され、昇圧コンバータ２２へ交流電圧が供給される。これにより、昇圧コンバータ２２の起動抵抗４４を介して電流が流れ、コンデンサ４３の電圧が上昇する。また、ダイオード４８を介してコンデンサ５２に電流が流れ、コンデンサ５２の充電電圧も上昇する。時刻ｔ２でコンデンサ４３の電圧が所定の電圧以上（第三の電圧以上）になると、制御ＩＣ４６が動作を開始し、昇圧コンバータ２２の出力電圧が上昇し、コンデンサ５２の電圧も更に上昇する。また、コンデンサ８の電圧は、昇圧コンバータ２２のダイオード４８を介して供給される電圧により時刻ｔ１から上昇を開始し、時刻ｔ２で制御ＩＣ４６により昇圧コンバータ２２の制御が開始されると、コンデンサ５２の電圧上昇とともに更に上昇する。

時刻ｔ３では、コンデンサ５２の電圧が目標電圧の範囲内まで上昇している。そして、コンデンサ８の電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３の発振制御回路６の起動開始電圧（図中、一点鎖線で表示）を超えて十分に高くなった時刻ｔ４では、ＣＰＵ２７はポートＰ２の出力をローレベルに設定する。このとき、発振制御回路６の電源端子３６にはコンデンサ８の電圧Ｖ１が入力されている。そのため、起動／停止制御回路５９は、ＰＷＭ制御回路６２を動作させるため、ハイレベル信号をＡＮＤ回路６１に出力している。一方、ＯＮ／ＯＦＦ制御回路６０が接続されているＯＮ／ＯＦＦ端子３５の入力電圧Ｖ２は、略０Ｖである。ＣＰＵ２７がポートＰ２の出力をローレベルに設定することにより、スイッチ回路１９のトランジスタ２８はオフし、フォトカプラ３１もオフ状態となり、コンデンサ１８への充電が開始される。これにより、コンデンサ１８の充電電圧が上昇し、発振制御回路６のＯＮ／ＯＦＦ端子３５に入力される入力電圧Ｖ２を上昇させる。そして、入力電圧Ｖ２が２Ｖ以上になると、ＯＮ／ＯＦＦ制御回路６０からＡＮＤ回路６１にハイレベル信号が出力されることにより、発振制御回路６のＰＷＭ制御回路６２が動作を開始し、ＦＥＴ５のスイッチング制御が行われる。その結果、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３は負荷への電力供給を開始する。また、発振制御回路６が動作すると、コンデンサ８に充電された電圧である電圧Ｖ１が下がるが、起動開始電圧よりも高い電圧を保持しているので、発振制御回路６が動作停止することはない。

なお、図３で説明したように、ＣＰＵ２７は、ＡＤポートを介して検知された商用交流電源１の入力電圧に基づいて、時刻ｔ４を決定している。図４（ａ）と比べて、商用交流電源１の入力電圧の高い場合のタイミングチャートである図４（ｂ）では、各々のコンデンサの電圧が所定の電圧まで上昇する時間が早く、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３を図４（ａ）の場合よりも早く起動させることができる。検知された商用交流電源１の入力電圧に基づいて時刻ｔ４を決定することで、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３の起動タイミングを入力電圧に応じて適切に決定することができる。

従来、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３では、商用交流電源１の実際の入力電圧とは無関係に、商用交流電源からの入力電圧が低い場合の条件に合わせて設定された待機時間を、電源制御ＩＣの動作開始タイミングとして設定していた。そのため、商用交流電源１の入力電圧が高い場合も低い場合も、常に同じ待機時間が経過しないと、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３が起動されなかった。一方、本実施例では、商用交流電源１からの電力供給を開始するためにスイッチ２４をオンしてから、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３を動作させるためにポートＰ２をローレベルに設定するまでの待機時間を、商用交流電源１の入力電圧に応じて決定している。本実施例では、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３の前段に昇圧コンバータ２２を設けているが、昇圧コンバータ２２を設けていても、安定して、入力電圧に応じてスイッチング電源装置の起動を早く行うことができる。なお、本実施例は、昇圧コンバータ２２やＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３の構成に限定されるものではなく、他の方式のコンバータに対しても適用することが可能である。
以上説明したように、本実施例によれば、電源装置の動作開始タイミングを早めることができる。

実施例１では、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路を動作させるタイミングを、商用交流電源の入力電圧に基づいて決定した。実施例２では、商用交流電源の電源周波数に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路を動作させるタイミングを決定する例について説明する。

［スイッチング電源装置の構成］
図５は、本実施例のスイッチング電源装置の回路構成を示す図である。本実施例と実施例１の回路構成との違いは、スイッチ回路２１のスイッチ２４がリレーから双方向サイリスタ（以下、トライアックという）に変更されている点と、電源周波数を検知するために周波数検知手段であるコンパレータ３９が設けられている点である。なお、図５において、実施例１の図１と同じ回路には同じ符号を付し、ここでの説明を省略する。

コンパレータ３９の非反転入力端子（＋）には電圧トランス４１の二次側出力が入力され、反転入力端子（−）には基準電圧値（図５では１．６５Ｖを例示）が入力されている。非反転入力端子には、１．６５Ｖを中心電圧とする、０〜３．３Ｖの交流電圧が入力される。コンパレータ３９は、非反転入力端子と反転入力端子に入力される電圧を比較する。そして、コンパレータ３９は、非反転入力端子の入力電圧が反転入力端子の基準電圧値以上の場合にはハイレベルを出力し、非反転入力端子の入力電圧が反転入力端子の基準電圧値未満の場合にはローレベルを出力する。ＣＰＵ２７には、コンパレータ３９の出力信号が入力されるポートＰ３が設けられ、ＣＰＵ２７は、ポートＰ３から入力されるパルス信号の周期を測定することにより、商用交流電源１の電源周波数を検知することができる。すなわち、ＣＰＵ２７は、コンパレータ３９から出力されるパルス信号の立ち上がり（又は立ち下り）から次のパルス信号の立ち上がり（又は立ち下がり）までの時間を測定することにより、商用交流電源１の電源周期を検知することができる。そして、ＣＰＵ２７は、検知した電源周期に基づいて、商用交流電源の電源周波数を算出することができる。

次に、本実施例の商用交流電源1から昇圧コンバータ２２への電力供給、又は電力供給停止を切り替えるスイッチ回路２１について説明する。スイッチ回路２１のスイッチ２４は、実施例１ではリレーを使用していたが、本実施例ではトライアックを使用している。ＣＰＵ２７は、トライアックの駆動を制御するスイッチ駆動回路２５が有するフォトトライアックカプラのオン・オフ制御を行う。一般的に、スイッチング電源装置に用いられるフォトトライアックカプラは、突入電流を抑えるために、商用交流電源１の交流電圧のゼロクロスタイミングに同期してトライアックをオンするタイプが使われることが多い。本実施例においても、スイッチ駆動回路２５が有するフォトトライアックカプラは、ゼロクロスタイミング同期型のフォトトライアックカプラとする。

［電源装置の制御シーケンス］
図６は、本実施例のスイッチング電源装置を起動した際の制御シーケンスを示すフローチャートである。スイッチング電源装置がオンされるとＣＰＵ２７が起動され、ＣＰＵ２７は、メモリ３０に格納された制御プログラムに基づいて、図６に示す処理を実行する。図６のＳ１１〜Ｓ１４の処理は、実施例１の図３で説明したＳ１〜Ｓ４の処理と同様であり、ここでの説明を省略する。Ｓ１５では、ＣＰＵ２７は、ポートＰ３に入力されるコンパレータ３９からのパルス信号の周期を検知し、検知されたパルス周期に基づいて商用交流電源１の電源周波数を算出する。Ｓ１６では、ＣＰＵ２７は、Ｓ１５で算出した商用交流電源１の電源周波数と、基準周波数（例えば、４７Ｈｚ（ヘルツ））の周期との差分に応じて、Ｓ１４で決定した待機時間の補正を行う。なお、待機時間の補正の詳細については、後述する。なお、Ｓ１７、Ｓ１８は、実施例１の図３で説明したＳ５、Ｓ６の処理と同様であり、ここでの説明を省略する。

［商用交流電源の周波数に応じた待機時間の変更］
図７を用いて、図６のＳ１６の商用交流電源１の周波数差による待機時間の補正処理について説明する。図７は、商用交流電源１から入力される交流電圧の電圧波形を示した図である。図７において、上側の電圧波形は電源周波数が４７Ｈｚ（基準周波数）の場合の電圧波形を示しており、下側の電圧波形は電源周波数が６３Ｈｚの場合の電圧波形を示している。また、Ｔ１、Ｔ３は、電源周波数が４７Ｈｚの場合のゼロクロスタイミングを示しており、Ｔ１、Ｔ２は、電源周波数が６３Ｈｚの場合にゼロクロスタイミングを示している。

本実施例では、スイッチ駆動回路２５にはゼロクロスタイミングに同期してオンするフォトトライアックカプラを用いている。そのため、実際にスイッチ２４により商用交流電源１から昇圧コンバータ２２への電力供給路の切替タイミングは商用交流電源１の電源周波数に応じて変化する。例えば、４７Ｈｚを商用交流電源１の基準周波数とした場合、ＣＰＵ２７がゼロクロスタイミングＴ１を過ぎてから、ポートＰ１の出力をハイレベルに設定した場合、フォトトライアックカプラがオンするタイミングはゼロクロスタイミングＴ３となる。その結果、ポートＰ１の出力をハイレベルに設定してから、スイッチ２４がオンするまでに最大で約１１ｍｓ（ミリ秒）遅れることがあり、そのため、待機時間には、基準周波数の半周期分である約１１ｍｓの余裕を持たせる必要がある。そこで、本実施例で使用するメモリ３０に格納されたテーブルに記憶されている待機時間は、実施例１での待機時間に比べて、基準周波数の半周期分である約１１ｍｓの遅延時間を加えた待機時間となっている。

一方、例えば、商用交流電源１の電源周波数が６３Ｈｚだった場合には、ＣＰＵ２７がゼロクロスタイミングＴ１を過ぎてからポートＰ１の出力をハイレベルに設定した場合、フォトトライアックカプラはゼロクロスタイミングＴ２でオンする。そのため、ＣＰＵ２７がポートＰ１の出力をハイレベルに設定してから、スイッチ２４がオンするまでに最大で約８ｍｓ遅れることがある。そのため、ポートＰ２の出力をローレベルに設定するまでの待機時間を基準周波数（４７Ｈｚ）に合わせて設定した場合、約３ｍｓ（＝１１ｍｓ−８ｍｓ）の無駄な待機時間が生じてしまう。そこで、図６のＳ１６の処理では、ＣＰＵ２７は、Ｓ１５で算出した商用交流電源１の電源周波数(例えば６３Ｈｚ)と、基準周波数（例えば４７Ｈｚ）の半周期分の差分に応じて、Ｓ１４で決定した待機時間を３ｍｓ短い時間に補正する。逆に、Ｓ１５で算出した商用交流電源１の電源周波数が、基準周波数（例えば４７Ｈｚ）よりも低い周波数の場合には、Ｓ１４で決定した待機時間を、算出した商用交流電源１の電源周波数の半周期と基準周波数の半周期の時間差だけ、長い時間に補正すればよい。

以上説明したように、商用交流電源１の電源周波数に応じて、スイッチ２４をオンしてからＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３を起動させるまでの待機時間を補正することで、更なる起動時間の短縮を実現することができる。なお、本実施例では、商用交流電源１の入力電圧の検知結果と電源周波数とから、ポートＰ１をハイレベルに設定してからポートＰ２をローレベルに設定するまでの待機時間を算出した。例えば、商用交流電源１の入力電圧の検知を行わず、待機時間が最大となる商用交流電源１から電源仕様上の最低電圧の交流電圧が入力された場合の待機時間（所定の待機時間）を予め算出しておく。そして、商用交流電源１の電源周波数と基準周波数の半周期の時間の差分に応じて、所定の待機時間を補正するようにしてもよい。このように、商用交流電源１の入力電圧の検知結果を用いず、電源周波数の検知結果だけで待機時間を決定するようにしても、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３の起動時間を短縮させることができる。
以上説明したように、本実施例によれば、電源装置の動作開始タイミングを早めることができる。

実施例２では、商用交流電源の電源周波数に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路を動作させるタイミングを決定する例について説明した。実施例３においては、商用交流電源１のゼロクロスタイミングに基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路を動作させるタイミングを決定する例について説明する。

［スイッチング電源装置の構成］
本実施例のスイッチング電源装置の回路は、実施例２の図５に示す回路と同じ回路構成であり、本実施例では、図５の回路に付された符号を用いて説明することにより、ここでの説明を省略する。なお、本実施例では、ＣＰＵ２７は、ゼロクロス検知手段であるコンパレータ３９からポートＰ３に入力されるパルス信号の立ち上がり（ローレベルからハイレベルへの変化）、立ち下がり（ハイレベルからローレベルへの変化）によるエッジ検知を行う。これにより、商用交流電源１から入力される交流電圧のゼロクロスタイミングを検知する。

［電源装置の制御シーケンス］
図８は、本実施例のスイッチング電源装置を起動した際の制御シーケンスを示すフローチャートである。スイッチング電源装置がオンされるとＣＰＵ２７が起動され、ＣＰＵ２７はメモリ３０に格納された制御プログラムに基づいて、図８に示す処理を実行する。なお、本実施例で使用するメモリ３０に格納されたテーブルに記憶されている待機時間は、実施例２と同様に、実施例１での待機時間に比べて、基準周波数の半周期分の遅延時間を加えた待機時間としている。

図８のＳ２１〜Ｓ２４の処理は、実施例１の図３で説明したＳ１〜Ｓ４の処理と同様であり、ここでの説明を省略する。なお、Ｓ２２では、ＣＰＵ２７は、ポートＰ１の出力をハイレベルに設定してからの時間を測定するために、タイマをリセットし、スタートさせる。Ｓ２５では、ＣＰＵ２７は、商用交流電源１から入力される交流電圧のゼロクロスタイミングの検知を行う。すなわち、ＣＰＵ２７はＳ２２でタイマをスタートさせた後、コンパレータ３９からＣＰＵ２７のポートＰ３に入力されるパルス信号の最初のエッジ（ハイレベルからローレベルへの立ち下がり、又はローレベルからハイレベルへの立ち上がり）の検知を行う。そして、ＣＰＵ２７は、パルス信号の最初のエッジを検知したときのタイマ値を読み出す。Ｓ２６では、ＣＰＵ２７は、Ｓ２４で決定した待機時間から、Ｓ２５で読み出したタイマ値を減算することにより待機時間を補正する。Ｓ２７、Ｓ２８の処理は、実施例１の図３で説明したＳ５、Ｓ６の処理と同様であり、ここでの説明を省略する。

本実施例では、スイッチ２４のトライアックを制御するスイッチ駆動回路２５では、ゼロクロスタイミングに同期してオンするフォトトライアックカプラが用いられている。そのため、ＣＰＵ２７がポートＰ１の出力をハイレベルに設定したタイミングとゼロクロスタイミングの時間差に応じて、実際にスイッチ２４の状態が切り替わり、昇圧コンバータへ商用交流電源１からの交流電圧が供給される時間（タイミング）が変化する。例えば、ゼロクロスタイミング直後にポートＰ１の出力をハイレベルに設定した場合と、次のゼロクロスタイミング直前に設定した場合とでは、スイッチ２４のトライアックの状態は、同じ次のゼロクロスタイミングで切り替わる。ところが、ポートＰ１の出力をハイレベルに設定するタイミングから、スイッチ２４のトライアックが切り替わるタイミングまでの時間は、最大、商用交流電源１の電源周波数の半波分（半周期分）の時間差が生じることになる。例えば、商用交流電源１の電源周波数が５０Ｈｚの場合には、１周期が２０ｍｓであるため、最大、半周期分の時間である約１０ｍｓの時間差が生じる。そのため、商用交流電源１のゼロクロスタイミングとの時間差に応じて、ポートＰ１の出力をハイレベルに設定してからＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３を動作させるまでの待機時間を補正することで、更なる起動時間の短縮を実現することができる。

本実施例でゼロクロスタイミングを検知するために用いたコンパレータ３９は、実施例２で説明したように、商用交流電源１の電源周波数を検知することもできる。そこで、図８のＳ２５、Ｓ２６での検知したゼロクロスタイミングに基づいた待機時間の補正処理に、実施例２の図６のＳ１５、Ｓ１６での検知した電源周波数に基づいた待機時間の補正処理を加えた補正処理を行う。これにより、より精度の高い待機時間の補正を行うことができる。

なお、本実施例では、商用交流電源１の入力電圧の検知結果と商用交流電源１のゼロクロスタイミングとから、ポートＰ１をハイレベルに設定してからポートＰ２をローレベルに設定するまでの待機時間を算出した。例えば、商用交流電源１の入力電圧の検知を行わず、待機時間が最大となる商用交流電源１から電源仕様上の最低電圧の交流電圧が入力された場合の待機時間（所定の待機時間）を予め算出しておく。そして、ポートＰ１をハイレベルに設定してから最初のゼロクロスタイミングを検知するまでの時間を測定し、測定された時間を所定の待機時間より減算することにより、所定の待機時間を補正するようにしてもよい。このように、商用交流電源１の入力電圧の検知結果を用いず、ポートＰ１をハイレベルに設定してから最初のゼロクロスタイミングを検知するまでの時間だけに基づいて待機時間を決定しても、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２３の起動時間を短縮させることができる。

以上説明したように、本実施例によれば、電源装置の動作開始タイミングを早めることができる。

実施例１〜３で説明したスイッチング電源装置は、例えば画像形成装置の低圧電源、即ちコントローラ（制御部）やモータ等の駆動部へ電力を供給する電源として適用可能である。以下に、実施例１〜３のスイッチング電源装置が適用される画像形成装置の構成を説明する。

［画像形成装置の構成］
画像形成装置の一例として、レーザビームプリンタを例にあげて説明する。図９に電子写真方式のプリンタの一例であるレーザビームプリンタの概略構成を示す。レーザビームプリンタ５００は、静電潜像が形成される像担持体としての感光ドラム５１１、感光ドラム５１１を一様に帯電する帯電部５１７（帯電手段）、感光ドラム５１１に形成された静電潜像をトナーで現像する現像部５１２（現像手段）を備えている。そして、感光ドラム５１１に現像されたトナー像をカセット５１６から供給された記録材としてのシート（不図示）に転写部５１８（転写手段）によって転写して、シートに転写したトナー像を定着器５１４で定着してトレイ５１５に排出する。この感光ドラム５１１、帯電部５１７、現像部５１２、転写部５１８が画像形成部である。また、レーザビームプリンタ５００は、実施例１〜３で説明したスイッチング電源装置５５０を備えている。なお、実施例１〜３のスイッチング電源装置５５０を適用可能な画像形成装置は、図９に例示したものに限定されず、例えば複数の画像形成部を備える画像形成装置であってもよい。更に、感光ドラム５１１上のトナー像を中間転写ベルトに転写する一次転写部と、中間転写ベルト上のトナー像をシートに転写する二次転写部を備える画像形成装置であってもよい。

レーザビームプリンタ５００は、画像形成部による画像形成動作や、シートの搬送動作を制御するコントローラ５２０を備えており、実施例１〜３に記載のスイッチング電源装置５５０は、例えばコントローラ５２０に電力を供給する。また、実施例１〜３に記載のスイッチング電源装置５５０は、感光ドラム５１１を回転するため、又はシートを搬送する各種ローラ等を駆動するためのモータ等の駆動部に電力を供給する。スイッチング電源装置５５０が商用交流電源の入力電圧に応じて動作開始のタイミングが早くなるため、レーザビームプリンタ５００も電源スイッチをオン後、速やかに使用可能なスタンバイ状態に移行することができ、ユーザビリティを向上させることができる。なお、実施例１〜３では、スイッチング電源装置５５０のＣＰＵ２７がスイッチ回路１９、２１の制御や電圧変換部２０からの電圧検知等を行っているが、例えば画像形成装置であるレーザビームプリンタ５００のコントローラ５２０が行う形態でもよい。
以上説明したように、本実施例によれば、電源装置の動作開始タイミングを早めることができる。

１商用交流電源
２１スイッチ回路
２２昇圧コンバータ
２３ＤＣ／ＤＣコンバータ回路
２７ＣＰＵ

Claims

交流電源の入力電圧を検知する電圧検知手段と、
前記交流電源からの入力電圧を第一の電圧に変換する第一の電圧変換部と、
前記第一の電圧変換部に接続され、前記第一の電圧変換部から出力される前記第一の電圧を前記第一の電圧とは異なる第二の電圧に変換する第二の電圧変換部と、
前記交流電源と前記第一の電圧変換部とを接続、又は切断するスイッチ手段と、
前記スイッチ手段及び前記第二の電圧変換部を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記電圧検知手段により検知された前記交流電源の入力電圧に応じて、前記交流電源と前記第一の電圧変換部とを接続するために前記スイッチ手段を接続してから前記第二の電圧変換部を起動するまでの待機時間を決定することを特徴とする電源装置。
前記制御手段は、前記電圧検知手段により検知された前記交流電源の入力電圧が高いほど前記待機時間が短くなるよう該待機時間を決定することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
前記第一の電圧変換部は、前記交流電源から入力される交流電圧を整流、平滑する整流平滑部と、前記整流平滑部から出力される直流電圧を蓄え、前記第二の電圧変換部に出力するインダクタと、前記インダクタの前記第二の電圧変換部への出力のスイッチングを行う第一のスイッチング部と、前記第二の電圧変換部に出力する電圧に応じて、前記第一のスイッチング部のスイッチング動作を制御する第一の制御部と、前記整流平滑部から出力される直流電圧を蓄え、前記第一の制御部に供給する第一の電圧供給部と、を有し、
前記第一の制御部は、前記第一の電圧供給部に蓄えられた電圧が第三の電圧以上になると、起動されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電源装置。
前記第一の電圧変換部は、前記インダクタに並列に接続されたダイオードを有し、
前記ダイオードは、アノード端子が前記整流平滑部の出力側に接続され、カソード端子が前記第一の電圧変換部の出力側に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の電源装置。
前記第二の電圧変換部は、一次巻線、二次巻線、及び補助巻線を有するトランスと、前記トランスの一次巻線を流れる電流のスイッチングを行う第二のスイッチング部と、前記第二のスイッチング部のスイッチング動作を制御する第二の制御部と、前記補助巻線から出力される電圧を整流、平滑して前記第二の制御部に供給する第二の電圧供給部と、前記一次巻線に入力される電圧を分圧した電圧を前記第二の制御部に供給するための抵抗と、を有し、
前記第二の制御部は、前記第二の電圧供給部から供給される電圧が第四の電圧以上であり、かつ前記抵抗を介して供給される電圧が第五の電圧以上になると、前記第二のスイッチング部のスイッチング動作を開始することを特徴とする請求項４に記載の電源装置。
前記第二の電圧変換部は、前記抵抗に並列に接続されたコンデンサと、前記コンデンサに並列に接続され、前記コンデンサに蓄えられた電圧を放電する放電手段と、を有し、
前記制御手段は、前記交流電源と前記第一の電圧変換部とを接続するために前記スイッチ手段を制御する前に前記放電手段を起動し、前記コンデンサに充電された電圧を放電することを特徴とする請求項５に記載の電源装置。
前記交流電源の入力電圧と、前記制御手段が前記交流電源と前記第一の電圧変換部とを接続するために前記スイッチ手段を制御してから、前記第二の電圧変換部の前記第二の電圧供給部の電圧が前記第四の電圧となるまでの待機時間と、を対応付けた情報を記憶する記憶手段を備え、
前記制御手段は、前記記憶手段より取得した前記電圧検知手段により検知された前記交流電源の入力電圧に対応する前記待機時間が経過すると、前記放電手段の起動を停止することを特徴とする請求項６に記載の電源装置。
前記記憶手段に記憶された前記待機時間は、前記交流電源の入力電圧が高くなるほど短くなることを特徴とする請求項７に記載の電源装置。
前記スイッチ手段は、リレーであることを特徴とする請求項８に記載の電源装置。
前記スイッチ手段は、双方向サイリスタであることを特徴とする請求項８に記載の電源装置。
前記交流電源の電源周波数を検知する周波数検知手段を備え、
前記制御手段は、前記周波数検知手段により検知された前記交流電源の前記電源周波数の半周期の時間と、前記交流電源の基準周波数の半周期の時間との時間差に基づいて、前記記憶手段より取得した前記待機時間を補正することを特徴とする請求項１０に記載の電源装置。
前記制御手段は、前記交流電源の検知された前記電源周波数が前記基準周波数よりも高い場合には前記待機時間から前記時間差を減じ、前記交流電源の検知された前記電源周波数が前記基準周波数よりも低い場合には前記待機時間に前記時間差を加えて、前記待機時間を補正することを特徴とする請求項１１に記載の電源装置。
前記交流電源のゼロクロスタイミングを検知するゼロクロス検知手段を備え、
前記制御手段は、前記記憶手段より取得した前記待機時間から、前記制御手段が前記交流電源と前記第一の電圧変換部とを接続するために前記スイッチ手段を制御してから前記ゼロクロス検知手段により最初のゼロクロスタイミングが検知されるまでの時間を減じることにより、前記待機時間を補正することを特徴とする請求項１０に記載の電源装置。
前記記憶手段より取得した前記待機時間は、前記制御手段が前記スイッチ手段を制御してから、前記交流電源と前記第一の電圧変換部とが接続されるまでの遅延時間を含んでいることを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれか１項に記載の電源装置。
前記遅延時間は、前記基準周波数の半周期の時間であることを特徴とする請求項１４に記載の電源装置。
記録材に画像を形成するための画像形成手段と、
前記画像形成手段に電力を供給する請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の電源装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
前記画像形成手段を制御し、記録材に画像を形成させるコントローラを有し、
前記コントローラは、前記制御手段であることを特徴とする請求項１６に記載の画像形成装置。
記録材に画像を形成するための画像形成手段と、
前記画像形成手段に電力を供給する電源装置と、
を備える画像形成装置であって、
前記電源装置は、
交流電源の入力電圧を検知する電圧検知手段と、
前記交流電源からの入力電圧を第一の電圧に変換する第一の電圧変換部と、
前記第一の電圧変換部に接続され、前記第一の電圧変換部から出力される前記第一の電圧を前記第一の電圧とは異なる第二の電圧に変換する第二の電圧変換部と、
前記交流電源と前記第一の電圧変換部とを接続、又は切断するスイッチ手段と、
前記スイッチ手段及び前記第二の電圧変換部を制御する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記電圧検知手段により検知された前記交流電源の入力電圧に応じて、前記交流電源と前記第一の電圧変換部とを接続するために前記スイッチ手段を接続してから前記第二の電圧変換部を起動するまでの待機時間を決定することを特徴とする画像形成装置。