JP2022129388A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】消費電力の低いモード時にさらに消費電力を削減すること。
【解決手段】画像形成装置は、商用電源PWからの交流電力を消費する動作モードとして、第一のモード、及び、前記第一のモードよりも交流電力の消費電力が低い第二のモードを少なくとも有する。画像形成装置は、交流電力が入力される二つの電源ラインと、その二つの電源ラインの間に設置され、交流電力のノイズを低減するフィルタC122と、二つの電源ラインの何れか一方と、フィルタC122との間に配置され、第一のモードにおいて、二つの電源ラインと、フィルタC122とを接続し、第二のモードにおいて、二つの電源ラインの何れか一方と、フィルタC122との接続を制限するヒータ保護リレー130とを備える。
【選択図】図2
【解決手段】画像形成装置は、商用電源PWからの交流電力を消費する動作モードとして、第一のモード、及び、前記第一のモードよりも交流電力の消費電力が低い第二のモードを少なくとも有する。画像形成装置は、交流電力が入力される二つの電源ラインと、その二つの電源ラインの間に設置され、交流電力のノイズを低減するフィルタC122と、二つの電源ラインの何れか一方と、フィルタC122との間に配置され、第一のモードにおいて、二つの電源ラインと、フィルタC122とを接続し、第二のモードにおいて、二つの電源ラインの何れか一方と、フィルタC122との接続を制限するヒータ保護リレー130とを備える。
【選択図】図2
Description
本開示は、画像形成装置に関する。
従来から、オフモード又はSleepモードといった省エネモード時に、画像形成装置は、メイン電源の動作を停止させ、サブ電源のみを動作させることで、消費電力を削減している(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、商用電源の入力側に設けられているフィルタは、メイン電源及びサブ電源の両方に共通の部品である。このため、そのようなフィルタとして用いられるコンデンサは、常に通電状態となり、省エネモード時において電力を削減する上で問題があった。
そこで、本開示の一又は複数の態様は、消費電力の低いモード時にさらに消費電力を削減することを目的とする。
本開示の一態様に係る画像形成装置は、商用電源からの交流電力を消費する動作モードとして、第一のモード、及び、前記第一のモードよりも前記交流電力の消費電力が低い第二のモードを少なくとも有する画像形成装置であって、前記交流電力が入力される二つの電源ラインと、前記二つの電源ラインの間に設置され、前記交流電力のノイズを低減するコンデンサと、前記二つの電源ラインの何れか一方と、前記コンデンサとの間に配置され、前記第一のモードにおいて、前記二つの電源ラインと、前記コンデンサとを接続し、前記第二のモードにおいて、前記二つの電源ラインの何れか一方と、前記コンデンサとの接続を制限する制限部と、を備えることを特徴とする。
本開示の一又は複数の態様によれば、消費電力の低いモード時にさらに消費電力を削減することができる。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る画像形成装置100の要部構成を概略的に示す断面図である。
画像形成装置100は、概略、給紙部1と、画像形成部2と、定着部3と、用紙排出部4とを備える。
ここで、画像形成装置100は、電力を消費する動作モードとして、複数のモードを有する。
図1は、実施の形態1に係る画像形成装置100の要部構成を概略的に示す断面図である。
画像形成装置100は、概略、給紙部1と、画像形成部2と、定着部3と、用紙排出部4とを備える。
ここで、画像形成装置100は、電力を消費する動作モードとして、複数のモードを有する。
給紙部1は、媒体としての用紙を収容し、その用紙を画像形成部2に搬送する媒体搬送部として機能する。
例えば、給紙部1は、用紙カセット11と、ピックアップローラ12と、給紙ローラ対13A、13Bと、レジストローラ対14A、14Bとを備える。
例えば、給紙部1は、用紙カセット11と、ピックアップローラ12と、給紙ローラ対13A、13Bと、レジストローラ対14A、14Bとを備える。
用紙カセット11は、用紙を収容する媒体収容部である。
ピックアップローラ12は、用紙カセット11から一枚の用紙をピックアップする。
ピックアップローラ12は、用紙カセット11から一枚の用紙をピックアップする。
給紙ローラ対13A、13Bは、ピックアップローラ12によりピックアップされた一枚の用紙の斜行を規制して、その一枚の用紙をレジストローラ対14A、14Bに送り出す。
レジストローラ対14A、14Bは、画像形成部2での画像の形成タイミングに合わせて、一枚の用紙を画像形成部2に送り出す。
レジストローラ対14A、14Bは、画像形成部2での画像の形成タイミングに合わせて、一枚の用紙を画像形成部2に送り出す。
画像形成部2は、現像剤であるトナーを用いて、現像剤像としてのトナー像を形成して、そのトナー像を一枚の用紙に転写する。
なお、図1の説明において、符号の末尾に付された大文字Kは、ブラックを、大文字Yは、イエローを、大文字Mは、マゼンタを、大文字Cは、シアンを示すものとする。
なお、図1の説明において、符号の末尾に付された大文字Kは、ブラックを、大文字Yは、イエローを、大文字Mは、マゼンタを、大文字Cは、シアンを示すものとする。
画像形成部2は、ID(Image Drum)ユニット20K、20Y、20M、20Cと、トナーカートリッジ25K、25Y、25M、25Cと、LEDヘッド26K、26Y、26M、26Cと、搬送ベルト27と、転写ローラ28K、28Y、28M、28Cとを備える。
IDユニット20K、20Y、20M、20Cの各々は、割り当てられた色のトナー像を形成する。IDユニット20K、20Y、20M、20Cの各々は、使用するトナーの色を除いて同様に構成されているため、ここでは、IDユニット20Kについて説明する。
IDユニット20Kは、感光ドラム21Kと、帯電ローラ22Kと、現像ローラ23Kと、トナー供給ローラ24Kとを備える。
感光ドラム21Kは、像を担持する像担持体である。
帯電ローラ22Kは、感光ドラム21Kに接触し、感光ドラム21Kの表面に均一に高電圧を帯電させる帯電部である。一様に帯電された感光ドラム21Kの表面には、LEDヘッド26Kが露光を行うことにより、静電潜像が形成される。
感光ドラム21Kは、像を担持する像担持体である。
帯電ローラ22Kは、感光ドラム21Kに接触し、感光ドラム21Kの表面に均一に高電圧を帯電させる帯電部である。一様に帯電された感光ドラム21Kの表面には、LEDヘッド26Kが露光を行うことにより、静電潜像が形成される。
現像ローラ23Kは、感光ドラム21Kに接触し、感光ドラム21Kに形成された静電潜像にトナーを付着させることで、トナー像を形成する現像部である。
トナー供給ローラ24Kは、現像ローラ23Kに接触し、トナーカートリッジ25Kに収容されていたトナーを現像ローラ23Kへ供給する。
トナー供給ローラ24Kは、現像ローラ23Kに接触し、トナーカートリッジ25Kに収容されていたトナーを現像ローラ23Kへ供給する。
IDユニット20K、20Y、20M、20Cの各々には、割り当てられた色のトナーを収容した現像剤収容部であるトナーカートリッジ25K、25Y、25M、25Cの各々が着脱可能にされている。
また、IDユニット20K、20Y、20M、20Cの各々の上方には、割り当てられた色の静電潜像を形成するための露光部であるLEDヘッド26K、26Y、26M、26Cの各々が配置されている。
また、IDユニット20K、20Y、20M、20Cの各々の上方には、割り当てられた色の静電潜像を形成するための露光部であるLEDヘッド26K、26Y、26M、26Cの各々が配置されている。
搬送ベルト27は、IDユニット20K、20Y、20M、20Cの下方に配置され、給紙部1から送り出された一枚の用紙を搬送する。
転写ローラ28K、28Y、28M、28Cの各々は、搬送ベルト27により搬送される一枚の用紙に、IDユニット20K、20Y、20M、20Cの各々で形成されたトナー像を転写する。
転写ローラ28K、28Y、28M、28Cの各々は、搬送ベルト27により搬送される一枚の用紙に、IDユニット20K、20Y、20M、20Cの各々で形成されたトナー像を転写する。
定着部3は、画像形成部2により一枚の用紙(媒体)に転写されたトナー像(現像剤像)を、その一枚の用紙に定着させる定着器である。
定着部3は、定着ローラ31と、温度検出センサ33と、加圧ローラ34とを備える。
定着部3は、定着ローラ31と、温度検出センサ33と、加圧ローラ34とを備える。
定着ローラ31は、内部に熱源としてのヒータ32を備える。ヒータ32は、例えば、ハロゲンランプ又はセラミックヒータ等が使用される。定着ローラ31は、ヒータ32により加熱され、その熱で一枚の用紙に転写されたトナー像を溶かして、その一枚の用紙に定着させる。言い換えると、ヒータ32は、トナー像を定着させるために、トナー像を加熱するための熱源である。
温度検出センサ33は、定着ローラ31の表面の温度を検出する。温度検出センサ33として、例えば、サーミスタ等が使用される。
加圧ローラ34は、一枚の用紙を定着ローラ31の方向に加圧する。
温度検出センサ33は、定着ローラ31の表面の温度を検出する。温度検出センサ33として、例えば、サーミスタ等が使用される。
加圧ローラ34は、一枚の用紙を定着ローラ31の方向に加圧する。
用紙排出部4は、定着が完了した一枚の用紙を排出するための排出ローラ対40A、40Bを備える。
図2は、実施の形態1に係る画像形成装置100の制御系の構成を概略的に示すブロック図である。
図2に示されているように、画像形成装置100の制御系は、電源ブロック110と、制御ブロック180とを備える。
また、画像形成装置100は、図1で説明した、給紙部1、画像形成部2、定着部3及び用紙排出部4の他に、各種センサ5と、アクチュエータ6とを備える。
図2に示されているように、画像形成装置100の制御系は、電源ブロック110と、制御ブロック180とを備える。
また、画像形成装置100は、図1で説明した、給紙部1、画像形成部2、定着部3及び用紙排出部4の他に、各種センサ5と、アクチュエータ6とを備える。
電源ブロック110は、概略、フィルタL121と、フィルタC122と、ヒータ保護リレー130と、ACゼロクロス検出回路111と、ヒータオンオフ回路112と、フィルタLC140と、一次側の整流平滑回路150と、メインDC-DC変換部160と、サブDC-DC変換部170と、スイッチ113とを備える。
電源ブロック110は、商用電源PWから出力されるAC(Alternating Current)電圧にて動作する。また、電源ブロック110は、AC電圧をDC(Direct Current)電圧に変換する。
電源ブロック110は、商用電源PWから出力されるAC(Alternating Current)電圧にて動作する。また、電源ブロック110は、AC電圧をDC(Direct Current)電圧に変換する。
フィルタL121は、例えば、コモンチョークコイルで構成されるインダクタである。フィルタL121は、一次側の一段目のフィルタLとして機能する。なお、図示しないスイッチが、電源ブロック110のフィルタL121の前段に配置される。画像形成装置100において、このスイッチがオンの状態が、動作モードとなっており、このスイッチがオフの状態が、非動作モードとなっている。
フィルタC122は、例えば、フィルムコンデンサで構成されるコンデンサである。フィルタC122は、一次側の一段目のフィルタCとして機能する。
フィルタL121及びフィルタC122は、一次側の一段目のLCフィルタとして機能する。
フィルタC122は、例えば、フィルムコンデンサで構成されるコンデンサである。フィルタC122は、一次側の一段目のフィルタCとして機能する。
フィルタL121及びフィルタC122は、一次側の一段目のLCフィルタとして機能する。
ヒータ保護リレー130は、商用電源PWのLINE側に接続され、制御ブロック180から出力されるリレーオンオフ信号に従って、オン又はオフとなる。
実施の形態1では、ヒータ保護リレー130がオフになると、フィルタC122に流れる電流を遮断することができる。
実施の形態1では、ヒータ保護リレー130がオフになると、フィルタC122に流れる電流を遮断することができる。
ACゼロクロス検出回路111は、制御ブロック180へACゼロクロス信号を出力する回路である。
ヒータオンオフ回路112は、制御ブロック180から出力されるヒータオンオフ信号に従って、定着部3の内部のヒータ32をオン又はオフにさせる回路である。
ヒータオンオフ回路112は、制御ブロック180から出力されるヒータオンオフ信号に従って、定着部3の内部のヒータ32をオン又はオフにさせる回路である。
フィルタLC140は、ヒータオンオフ回路112の後段に接続され、例えば、コモンチョークコイルで構成されるインダクタであるフィルタLと、フィルムコンデンサで構成されるコンデンサであるフィルタCとを備える。ここでのコンデンサは、LINEと、NEUTRALとの間に接続され、Xコンデンサ(Xコン)と呼ばれることが一般的である。なお、フィルタLC140は、一次側の二段目のLCフィルタとして機能する。
一次側の整流平滑回路150は、商用電源PWより供給されるAC電圧を整流し、平滑することで、DC電圧に変換する回路である。
メインDC-DC変換部160は、整流平滑回路150からDC電圧を受け取り、そのDC電圧を所望の電圧に変換し、制御ブロック180へ変換後のDC電圧を供給する。例えば、メインDC-DC変換部160は、アクチュエータ系へDC24V、ロジック系へDC5Vを供給している。
なお、電源ブロック110側、又は、制御ブロック180側にて、DC24V又はDC5Vを降圧し、ロジック系へ供給することもある。電源ブロック110より出力されるDC電圧の種類は制御ブロック180の構成で決定されることが一般的であり、他にDC3.3Vを出力することも一般的に行われる。
なお、電源ブロック110側、又は、制御ブロック180側にて、DC24V又はDC5Vを降圧し、ロジック系へ供給することもある。電源ブロック110より出力されるDC電圧の種類は制御ブロック180の構成で決定されることが一般的であり、他にDC3.3Vを出力することも一般的に行われる。
制御ブロック180は、制御部181と、ROM(Read Only Memory)182と、RAM183と、温度検出部184と、センサオンオフ回路185と、高圧電源186と、ヘッド制御部187と、アクチュエータ駆動部188とを備える。
制御部181は、画像形成装置100での処理を制御する。
制御部181は、ROM182に書き込まれたプログラムによって動作する装置である。例えば、制御部181は、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサで構成することができる。なお、制御部181は、時間計測用のカウンタ(図示せず)等を内蔵している。
制御部181は、ROM182に書き込まれたプログラムによって動作する装置である。例えば、制御部181は、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサで構成することができる。なお、制御部181は、時間計測用のカウンタ(図示せず)等を内蔵している。
ROM182は、プログラム及び設定データ等のデータを記憶する不揮発性のメモリである。
RAM183は、データ保管及び読み出しを行うための揮発性のメモリである。
RAM183は、データ保管及び読み出しを行うための揮発性のメモリである。
温度検出部184は、定着部3内部の温度検出センサ(図示せず)の出力を抵抗で分圧し、分圧された電圧を示す信号を温度検出信号として制御部181へ出力する。
センサオンオフ回路185は、トランジスタ(図示せず)で構成され、各種センサ5の電源をオン又はオフにする回路である。電源オン時の装置ウォームアップ時、及び、ホストHO等の指示により動作する印刷時以外は、基本的に、制御部181よりセンサオフ信号が出力され、そのセンサオフ信号に従って、センサオンオフ回路185は、各種センサ5に供給する電源をオフにしている。
センサオンオフ回路185は、トランジスタ(図示せず)で構成され、各種センサ5の電源をオン又はオフにする回路である。電源オン時の装置ウォームアップ時、及び、ホストHO等の指示により動作する印刷時以外は、基本的に、制御部181よりセンサオフ信号が出力され、そのセンサオフ信号に従って、センサオンオフ回路185は、各種センサ5に供給する電源をオフにしている。
高圧電源186は、図1に示されている画像形成部2の感光ドラム及び各種ローラへ高圧電圧を印加する電源である。
ヘッド制御部187は、図1に示されているLEDヘッド26K、26Y、26M、26Cのオンオフを制御する。
ヘッド制御部187は、図1に示されているLEDヘッド26K、26Y、26M、26Cのオンオフを制御する。
アクチュエータ駆動部188は、制御部181より出力されるロジック信号を元に、アクチュエータ6へ駆動信号を出力する専用ドライバである。
各種センサ5は、給紙部1、画像形成部2、定着部3及び用紙排出部4に配設された、用紙位置検出用の用紙走行路センサ(図示せず)、画像濃度用のセンサ(図示せず)及び色ずれ補正用のセンサ(図示せず)等を含む。
各種センサ5は、給紙部1、画像形成部2、定着部3及び用紙排出部4に配設された、用紙位置検出用の用紙走行路センサ(図示せず)、画像濃度用のセンサ(図示せず)及び色ずれ補正用のセンサ(図示せず)等を含む。
アクチュエータ6は、アクチュエータ駆動部188により駆動される、給紙部1、画像形成部2、定着部3及び用紙排出部4に配設された、モータ(図示せず)、クラッチ(図示せず)、ソレノイド(図示せず)及び空冷用のFANを含む。
図3は、電源ブロック110の構成を概略的に示す回路図である。
電源ブロック110は、概略、保護素子101と、フィルタL121と、ヒータ保護リレー130と、フィルタC122と、ACゼロクロス検出回路111と、ヒータオンオフ回路112と、フィルタLC140と、突入防止回路102と、一次側の整流平滑回路150と、メインDC-DC変換部160と、サブDC-DC変換部170と、スイッチ113と、二次整流平滑回路103Aと、保護回路104Aと、二次フィルタ105Aと、電圧フィードバック部106Aと、二次整流平滑回路103Bと、保護回路104Bと、二次フィルタ105Bと、電圧フィードバック部106Bとを備える。
なお、電源ブロック110は、商用電源PWからの交流電力が入力される二本の電源ラインであるLINE及びNEUTRALを有する。
電源ブロック110は、概略、保護素子101と、フィルタL121と、ヒータ保護リレー130と、フィルタC122と、ACゼロクロス検出回路111と、ヒータオンオフ回路112と、フィルタLC140と、突入防止回路102と、一次側の整流平滑回路150と、メインDC-DC変換部160と、サブDC-DC変換部170と、スイッチ113と、二次整流平滑回路103Aと、保護回路104Aと、二次フィルタ105Aと、電圧フィードバック部106Aと、二次整流平滑回路103Bと、保護回路104Bと、二次フィルタ105Bと、電圧フィードバック部106Bとを備える。
なお、電源ブロック110は、商用電源PWからの交流電力が入力される二本の電源ラインであるLINE及びNEUTRALを有する。
保護素子101の前段には、図示しないスイッチが設けられており、このスイッチは、電源ブロック110の入力端において、商用電源PWの出力をオンオフする。このスイッチは、ここでは、手動スイッチであるものとするが、近年は、省エネ化により、制御ブロック180によりオンオフするスイッチが主流である。
保護素子101は、過電流保護用のヒューズ又は雷サージ保護用のバリスタ等で構成される。
フィルタL121は、商用電源PWからの交流電力のノイズを低減(除去)するインダクタである。例えば、フィルタL121は、コモンチョークコイルで構成される。
フィルタC122は、商用電源PWからの交流電力のノイズを低減(除去)するコンデンサである。例えば、フィルタC122は、フィルムコンデンサで構成される。フィルタC122として機能するフィルムコンデンサは、LINEと、NEUTRALとの間に配置され、Xコンと呼ばれることが一般的である。
また、図示していないが、LINE又はNEUTRALと、FG(Frame Ground)との間に配置するYコンデンサ(Yコン)も搭載される。
フィルタL121は、商用電源PWからの交流電力のノイズを低減(除去)するインダクタである。例えば、フィルタL121は、コモンチョークコイルで構成される。
フィルタC122は、商用電源PWからの交流電力のノイズを低減(除去)するコンデンサである。例えば、フィルタC122は、フィルムコンデンサで構成される。フィルタC122として機能するフィルムコンデンサは、LINEと、NEUTRALとの間に配置され、Xコンと呼ばれることが一般的である。
また、図示していないが、LINE又はNEUTRALと、FG(Frame Ground)との間に配置するYコンデンサ(Yコン)も搭載される。
なお、ここでは、フィルタC122は、ACゼロクロス検出回路111の前段に配置されているが、フィルタC122は、ACゼロクロス検出回路111の後段に配置されていてもよい。さらに、フィルタC122は、ヒータオンオフ回路112の後段に配置されていてもよい。言い換えると、フィルタC122及びヒータ保護リレー130は、定着部3(ヒータ32)の前段に配置されていればよい。
ヒータ保護リレー130は、リレー131と、リレー131の駆動コイル側に逆起防止用のダイオード132とを備える。ヒータ保護リレー130は、商用電源PWのLINE側に接続され、後述の制御部181から出力されるリレーオンオフ信号によりオンオフを行う。以上のようなヒータ保護リレー130のLINE側接続は一例であり、ヒータ保護リレー130は、NEUTRAL側に接続されてもよく、複数のヒータ保護リレー130の各々が、LINE側と、NEUTRAL側とに接続されてもよい。なお、ダイオード132は、備えられていなくてもよい。
ここで、ヒータ保護リレー130は、ヒータ32への通電をオン又はオフにするとともに、フィルタC122への通電をオン又はオフにする。
ここで、ヒータ保護リレー130は、ヒータ32への通電をオン又はオフにするとともに、フィルタC122への通電をオン又はオフにする。
ACゼロクロス検出回路111は、一次側の整流平滑回路150の前段に配置され、一般的には、図示しない整流ダイオードと、フォトカプラとより構成される。ACゼロクロス検出回路111は、制御部181へゼロクロス点でHiレベルとなるACゼロクロス信号を出力する回路である。なお、ACゼロクロス検出回路111の構成は特に限定しない。
ヒータオンオフ回路112は、図示しないトライアックと、フォトトライアックとで構成される。ヒータオンオフ回路112は、制御部181から出力されるヒータオンオフ信号により、フォトトライアックをオンオフし、トライアックをオンオフすることにより、定着部3の内部のヒータ32へ通電する。ヒータオンオフ回路112は、ヒータ数に応じて、複数備えることもある。
フィルタLC140は、フィルタL141と、フィルタC142とを備える。
フィルタL141は、商用電源PWからの交流電力のノイズを低減(除去)するインダクタである。例えば、フィルタL141は、コモンチョークコイルで構成される一次側の二段目のフィルタLである。
フィルタC142は、商用電源PWからの交流電力のノイズを低減(除去)するコンデンサである。例えば、フィルタC142は、フィルムコンデンサで構成される一次側の二段目のフィルタCである。
フィルタL141は、商用電源PWからの交流電力のノイズを低減(除去)するインダクタである。例えば、フィルタL141は、コモンチョークコイルで構成される一次側の二段目のフィルタLである。
フィルタC142は、商用電源PWからの交流電力のノイズを低減(除去)するコンデンサである。例えば、フィルタC142は、フィルムコンデンサで構成される一次側の二段目のフィルタCである。
突入防止回路102は、一次側の整流平滑回路150の電解コンデンサ152の充電時の突入電流を防止する回路である。安価な構成は、サーミスタであるが、高温時にその防止を行うことができないため、その他に、抵抗と、スイッチ素子であるトライアック又はリレーとを組み合わせた回路を使用することができる。
一次側の整流平滑回路150は、フィルタC142の後段に配置され、交流電力を直流電力に変換する変換回路である。
一次側の整流平滑回路150は、整流ダイオード151と、電解コンデンサ152とを備える。
整流ダイオード151は、四つのダイオードで構成され、一般的に四素子入りのブリッジダイオードと呼ばれる素子を使用することが多い。
電解コンデンサ152は、アルミ電解コンデンサを使用することが一般的である。
一次側の整流平滑回路150は、整流ダイオード151と、電解コンデンサ152とを備える。
整流ダイオード151は、四つのダイオードで構成され、一般的に四素子入りのブリッジダイオードと呼ばれる素子を使用することが多い。
電解コンデンサ152は、アルミ電解コンデンサを使用することが一般的である。
メインDC-DC変換部160は、トランス161と、メインFET(Field effect Transistor)162と、スナバ回路163と、電源制御部164と、補助巻線整流平滑回路165とを備えるDC-DCコンバータである。
トランス161は、一次側と、二次側とを絶縁させ、また、商用電源PWより入力され、一次側の整流平滑回路150により整流及び平滑されたDC電圧を変圧する機能を持つ。
メインFET162は、トランス161の一次側巻線に供給する電力をオンオフする。
スナバ回路163は、メインFET162のオフ時のサージ電圧を抑制する回路である。スナバ回路163は、ダイオード、抵抗及びコンデンサで構成することが多い。
電源制御部164は、主に二次側のDC出力電圧のフィードバック結果を元に、メインFET162のゲート電圧のオンデューティーを決定する。
補助巻線整流平滑回路165は、主に電源制御部164の電源電圧となる補助巻線出力電圧を整流及び平滑している。補助巻線整流平滑回路165は、整流ダイオードと、電解コンデンサとで構成される。
メインFET162は、トランス161の一次側巻線に供給する電力をオンオフする。
スナバ回路163は、メインFET162のオフ時のサージ電圧を抑制する回路である。スナバ回路163は、ダイオード、抵抗及びコンデンサで構成することが多い。
電源制御部164は、主に二次側のDC出力電圧のフィードバック結果を元に、メインFET162のゲート電圧のオンデューティーを決定する。
補助巻線整流平滑回路165は、主に電源制御部164の電源電圧となる補助巻線出力電圧を整流及び平滑している。補助巻線整流平滑回路165は、整流ダイオードと、電解コンデンサとで構成される。
二次整流平滑回路103Aは、トランス161の二次側巻線出力電圧を整流及び平滑する。図3では、二次整流平滑回路103Aは、DC24Vを巻線単一出力としており、整流ダイオードと、電解コンデンサとを備える。
なお、図示はしないが、DC24Vと、DC5Vとの二巻線出力の場合、DC24V及びDC5Vの各々に、整流ダイオードと、電解コンデンサとが配置される。
また、DC24Vの単一出力にDC-DCコンバータを接続して、DC5Vを出力する構成もある。
DC5Vは、制御部181のロジック回路用の電圧であり、その電圧値は、DC5Vに限らず、DC3.3V等他の電圧値でも構わない。
なお、図示はしないが、DC24Vと、DC5Vとの二巻線出力の場合、DC24V及びDC5Vの各々に、整流ダイオードと、電解コンデンサとが配置される。
また、DC24Vの単一出力にDC-DCコンバータを接続して、DC5Vを出力する構成もある。
DC5Vは、制御部181のロジック回路用の電圧であり、その電圧値は、DC5Vに限らず、DC3.3V等他の電圧値でも構わない。
保護回路104Aは、過電圧検出回路又は過電流検出回路を搭載している。
過電圧保護回路は、ツェナーダイオードと、フォトカプラとで構成される。過電圧保護回路は、過電圧検出時は、一次側の電源制御部164により、ラッチあるいは間欠でスイッチングを停止させる。また、過電圧時は、補助巻線電圧も上昇するため、一次側の電源制御部164で過電圧を検出することもできる。
過電流検出回路は、電流を検出、又は、DC出力電圧の垂下を検出する。過電流回路の回路は、ヒューズで構成する等、様々な構成がある。過電流は、電源制御部164により一次電流として検出することも可能である。
過電圧保護回路は、ツェナーダイオードと、フォトカプラとで構成される。過電圧保護回路は、過電圧検出時は、一次側の電源制御部164により、ラッチあるいは間欠でスイッチングを停止させる。また、過電圧時は、補助巻線電圧も上昇するため、一次側の電源制御部164で過電圧を検出することもできる。
過電流検出回路は、電流を検出、又は、DC出力電圧の垂下を検出する。過電流回路の回路は、ヒューズで構成する等、様々な構成がある。過電流は、電源制御部164により一次電流として検出することも可能である。
二次フィルタ105Aは、LCフィルタである。二次フィルタ105Aは、必ずしも搭載される必要はないが、リップル電圧又はリップルノイズ電圧を抑制するために使用される。
電圧フィードバック部106Aは、メインDC-DC変換部160の出力を、メインDC-DC変換部160にフィードバックする。
電圧フィードバック部106Aは、メインDC-DC変換部160の出力を、メインDC-DC変換部160にフィードバックする。
サブDC-DC変換部170は、トランス171と、メインFET172と、スナバ回路173と、電源制御部174と、補助巻線整流平滑回路175とを備えるDC-DCコンバータである。
トランス171は、一次側と、二次側とを絶縁させ、また、商用電源PWより入力され、一次側の整流平滑回路150により整流及び平滑されたDC電圧を変圧する機能を持つ。
メインFET172は、トランス171の一次側巻線に供給する電力をオンオフする。
スナバ回路173は、メインFET172のオフ時のサージ電圧を抑制する回路である。スナバ回路173は、ダイオード、抵抗及びコンデンサで構成することが多い。
電源制御部174は、主に二次側のDC出力電圧のフィードバック結果を元に、メインFET172のゲート電圧のオンデューティーを決定する。
補助巻線整流平滑回路175は、主に電源制御部174の電源電圧となる補助巻線出力電圧を整流及び平滑している。補助巻線整流平滑回路175は、整流ダイオードと、電解コンデンサとで構成される。
メインFET172は、トランス171の一次側巻線に供給する電力をオンオフする。
スナバ回路173は、メインFET172のオフ時のサージ電圧を抑制する回路である。スナバ回路173は、ダイオード、抵抗及びコンデンサで構成することが多い。
電源制御部174は、主に二次側のDC出力電圧のフィードバック結果を元に、メインFET172のゲート電圧のオンデューティーを決定する。
補助巻線整流平滑回路175は、主に電源制御部174の電源電圧となる補助巻線出力電圧を整流及び平滑している。補助巻線整流平滑回路175は、整流ダイオードと、電解コンデンサとで構成される。
二次整流平滑回路103Bは、トランス171の二次側巻線出力電圧を整流及び平滑する。図3では、二次整流平滑回路103Bは、DC5Vを巻線単一出力としており、整流ダイオードと、電解コンデンサとを備える。なお、前述のDC24Vと同様、二次整流平滑回路103Bの構成は一例であり、様々な構成例がある。
保護回路104Bは、過電圧検出回路又は過電流検出回路を搭載している。
過電圧保護回路は、ツェナーダイオードと、フォトカプラとで構成される。過電圧保護回路は、過電圧検出時は、一次側の電源制御部174により、ラッチあるいは間欠でスイッチングを停止させる。また、過電圧時は、補助巻線電圧も上昇するため、一次側の電源制御部174で過電圧を検出することもできる。
過電流検出回路は、電流を検出、又は、DC出力電圧の垂下を検出する。過電流回路の回路は、ヒューズで構成する等、様々な構成がある。過電流は、電源制御部164により一次電流として検出することも可能である。
過電圧保護回路は、ツェナーダイオードと、フォトカプラとで構成される。過電圧保護回路は、過電圧検出時は、一次側の電源制御部174により、ラッチあるいは間欠でスイッチングを停止させる。また、過電圧時は、補助巻線電圧も上昇するため、一次側の電源制御部174で過電圧を検出することもできる。
過電流検出回路は、電流を検出、又は、DC出力電圧の垂下を検出する。過電流回路の回路は、ヒューズで構成する等、様々な構成がある。過電流は、電源制御部164により一次電流として検出することも可能である。
二次フィルタ105Bは、LCフィルタである。二次フィルタ105Aは、必ずしも搭載を必要とするものではないが、リップル電圧又はリップルノイズ電圧を抑制するために使用される。
電圧フィードバック部106Bは、サブDC-DC変換部170の出力を、サブDC-DC変換部170にフィードバックする。
電圧フィードバック部106Bは、サブDC-DC変換部170の出力を、サブDC-DC変換部170にフィードバックする。
以上のように、電源ブロック110からの出力電圧であるDC24V及びDC5Vは、交流電力を直流電力に変換する変換回路である整流平滑回路150からの直流電力から生成される。ここで、DC24V出力電圧を第一の電圧、DC5V出力電圧を第二の電圧ともいう。
スイッチ113は、スリープ信号によりオンオフを行うトランジスタ又はリレー等のスイッチである。スイッチ113は、サブDC-DC変換部170の補助巻線整流平滑回路175の出力電圧を、スリープ信号に従って、メインDC-DC変換部160の電源制御部164の電源端子へ供給するか否かを切り替えるスイッチである。
図4は、実施の形態1に係る画像形成装置100と比較するための比較例に係る画像形成装置の制御系の構成を概略的に示すブロック図である。
図4に示されているように比較例に係る画像形成装置の制御系は、電源ブロック110#と、制御ブロック180とを備える。
比較例に係る画像形成装置の制御系の制御ブロック180は、実施の形態1に係る画像形成装置100の制御ブロック180と同様である。
図4に示されているように比較例に係る画像形成装置の制御系は、電源ブロック110#と、制御ブロック180とを備える。
比較例に係る画像形成装置の制御系の制御ブロック180は、実施の形態1に係る画像形成装置100の制御ブロック180と同様である。
また、比較例に係る画像形成装置は、図1に示されている画像形成装置100と同様に、給紙部1、画像形成部2、定着部3及び用紙排出部4を有する。さらに、比較例に係る画像形成装置は、図2に示されている画像形成装置100と同様に、各種センサ5と、アクチュエータ6とを備える。
比較例における電源ブロック110#は、概略、フィルタLC120#と、ヒータ保護リレー130と、ACゼロクロス検出回路111と、ヒータオンオフ回路112と、フィルタLC140と、一次側の整流平滑回路150と、メインDC-DC変換部160と、サブDC-DC変換部170と、スイッチ113とを備える。
比較例における電源ブロック110#のヒータ保護リレー130、ACゼロクロス検出回路111、ヒータオンオフ回路112、フィルタLC140、一次側の整流平滑回路150、メインDC-DC変換部160、サブDC-DC変換部170及びスイッチ113は、実施の形態1における電源ブロック110のヒータ保護リレー130、ACゼロクロス検出回路111、ヒータオンオフ回路112、フィルタLC140、一次側の整流平滑回路150、メインDC-DC変換部160、サブDC-DC変換部170及びスイッチ113と同様である。
比較例における電源ブロック110#のヒータ保護リレー130、ACゼロクロス検出回路111、ヒータオンオフ回路112、フィルタLC140、一次側の整流平滑回路150、メインDC-DC変換部160、サブDC-DC変換部170及びスイッチ113は、実施の形態1における電源ブロック110のヒータ保護リレー130、ACゼロクロス検出回路111、ヒータオンオフ回路112、フィルタLC140、一次側の整流平滑回路150、メインDC-DC変換部160、サブDC-DC変換部170及びスイッチ113と同様である。
比較例における電源ブロック110#では、フィルタLC120#がヒータ保護リレー130の前段に配置されている。
図5は、比較例における電源ブロック110#の構成を概略的に示す回路図である。
電源ブロック110#は、概略、保護素子101と、フィルタLC120#と、ヒータ保護リレー130と、ACゼロクロス検出回路111と、ヒータオンオフ回路112と、フィルタLC140と、突入防止回路102と、一次側の整流平滑回路150と、メインDC-DC変換部160と、サブDC-DC変換部170と、スイッチ113と、二次整流平滑回路103Aと、保護回路104Aと、二次フィルタ105Aと、電圧フィードバック部106Aと、二次整流平滑回路103Bと、保護回路104Bと、二次フィルタ105Bと、電圧フィードバック部106Bとを備える。
電源ブロック110#は、概略、保護素子101と、フィルタLC120#と、ヒータ保護リレー130と、ACゼロクロス検出回路111と、ヒータオンオフ回路112と、フィルタLC140と、突入防止回路102と、一次側の整流平滑回路150と、メインDC-DC変換部160と、サブDC-DC変換部170と、スイッチ113と、二次整流平滑回路103Aと、保護回路104Aと、二次フィルタ105Aと、電圧フィードバック部106Aと、二次整流平滑回路103Bと、保護回路104Bと、二次フィルタ105Bと、電圧フィードバック部106Bとを備える。
比較例における電源ブロック110#の保護素子101、ヒータ保護リレー130、ACゼロクロス検出回路111、ヒータオンオフ回路112、フィルタLC140、突入防止回路102、一次側の整流平滑回路150、メインDC-DC変換部160、サブDC-DC変換部170、スイッチ113、二次整流平滑回路103A、保護回路104A、二次フィルタ105A、電圧フィードバック部106A、二次整流平滑回路103B、保護回路104B、二次フィルタ105B及び電圧フィードバック部106Bは、実施の形態1における電源ブロック110の保護素子101、ヒータ保護リレー130、ACゼロクロス検出回路111、ヒータオンオフ回路112、フィルタLC140、突入防止回路102、一次側の整流平滑回路150、メインDC-DC変換部160、サブDC-DC変換部170、スイッチ113、二次整流平滑回路103A、保護回路104A、二次フィルタ105A、電圧フィードバック部106A、二次整流平滑回路103B、保護回路104B、二次フィルタ105B及び電圧フィードバック部106Bと同様である。
フィルタLC120#は、ACゼロクロス検出回路111の前段に接続され、例えば、コモンチョークコイルで構成されるフィルタL121と、フィルムコンデンサで構成されるフィルタC122#とを備える。ここでのコンデンサは、LINEと、NEUTRALとの間に接続され、Xコンと呼ばれることが一般的である。また、図示してはいないが、LINE又はNEUTRALと、FGとの間に配置されるYコンも搭載される。なお、フィルタLC120#は、一次側の一段目のLCフィルタとして機能する。
図6は、比較例に係る画像形成装置の代表的な動作モードである印刷(画像形成)、待機、パワーセーブ及びスリープにおける信号、出力電圧及び消費電力を説明するためのタイムチャートである。
印刷及び待機の動作モードは、ヒータ32に通電を行うモードである。パワーセーブの動作モードは、ヒータ32に通電を行わないモードである。
また、印刷、待機及びパワーセーブの動作モードは、DC24V出力電圧及びDC5V出力電圧が制御部181に供給されるモードであり、スリープの動作モードは、DC24V出力電圧は制御部181に供給されず、DC5V出力電圧が制御部181に供給されるモードである。なお、DC24V出力電圧を第一の電圧、DC5V出力電圧を第二の電圧ともいう。
ここで、印刷又は待機の動作モードを第一のモード、パワーセーブの動作モードを第二のモード、並びに、スリープの動作モードを第三のモードともいう。なお、動作モードは、画像形成装置100の電源がオンにされ、商用電力からの交流電力を消費するモードである。
また、印刷、待機及びパワーセーブの動作モードは、DC24V出力電圧及びDC5V出力電圧が制御部181に供給されるモードであり、スリープの動作モードは、DC24V出力電圧は制御部181に供給されず、DC5V出力電圧が制御部181に供給されるモードである。なお、DC24V出力電圧を第一の電圧、DC5V出力電圧を第二の電圧ともいう。
ここで、印刷又は待機の動作モードを第一のモード、パワーセーブの動作モードを第二のモード、並びに、スリープの動作モードを第三のモードともいう。なお、動作モードは、画像形成装置100の電源がオンにされ、商用電力からの交流電力を消費するモードである。
なお、図6に示されているタイムチャートの縦軸は電圧又は電力を示し、その横軸は、時間を示す。ここで示されるタイムチャートの波形は全六種類あり、以下、波形の概要説明を行う。
スリープ信号は、制御部181から出力される信号である。スリープ信号は、印刷、待機又はパワーセーブの動作モードにおいて、Highとなり、電源ブロック110#からDC24Vが出力される。また、スリープの動作モードにおいて、スリープ信号は、Lowとなり、電源ブロック110#は、DC24Vの出力を停止する。
リレーオンオフ信号は、制御部181から出力される信号である。リレーオンオフ信号は、印刷又は待機の動作モードにおいて、定着部3に通電できるようにするときに、言い換えると、ヒータ32に通電できるようにするとき(ヒータ32をオンできるようにするとき)に、Highとなり、リレーオンとなる。また、リレーオンオフ信号は、印刷又は待機モードにおいて、定着部3に通電できないようにするときに、言い換えると、ヒータ32に通電できないようにするとき(ヒータ32をオンできないようにするとき)に、Lowとなり、リレーオフとなる。
ヒータオンオフ信号は、制御部181より出力される信号である。ヒータオンオフ信号は、印刷又は待機の動作モードにおいて定着部3に通電するときに、言い換えると、ヒータ32をオンさせるときに、Lowとなり、ヒータオンオフ回路112がオンとなる。また、ヒータオンオフ信号は、印刷又は待機の動作モードにおいて定着部3に通電しないときに、言い換えると、ヒータ32をオフさせるときにHighとなり、ヒータオンオフ回路112がオフとなる。
ヒータオンオフ信号がリレーオンオフ信号と異なる点は、以下の通りである。リレーオンオフ信号は、ヒータオン時にオンが継続、言い換えると、常時オンになるが、ヒータオンオフ信号は、定着ローラ31の表面温度を検出する温度検出センサ33の検出結果により、目標温度=実際の温度となるように、オン又はオフとなる。ここでの周期は、秒オーダーの場合もあり、マイクロ秒オーダーの場合もある。
DC24V出力電圧は、メインDC-DC変換部160より出力されるDC24V出力電圧を表している。
DC5V出力電圧は、サブDC-DC変換部170より出力されるDC5V出力電圧を表している。
AC消費電力は、電源ブロック110#における商用電源PWのAC消費電力を表している。
DC5V出力電圧は、サブDC-DC変換部170より出力されるDC5V出力電圧を表している。
AC消費電力は、電源ブロック110#における商用電源PWのAC消費電力を表している。
次に、図6に示されているタイムチャートを、横軸の動作モードに従って説明する。
まず、印刷の動作モードでは、スリープ信号はHighとなり、DC24V出力電圧は出力状態であり、DC5V出力電圧も、出力状態である。リレーオンオフ信号は、Highとなり、オン、ヒータオンオフ信号は、オンオフを繰り返す。しかしながら、印刷開始のウォームアップ時は、ヒータ32の温度を上げるため、ヒータ32は、ほぼ常時、オンとなっている。このため、AC消費電力は、一番高いW1となっている。
まず、印刷の動作モードでは、スリープ信号はHighとなり、DC24V出力電圧は出力状態であり、DC5V出力電圧も、出力状態である。リレーオンオフ信号は、Highとなり、オン、ヒータオンオフ信号は、オンオフを繰り返す。しかしながら、印刷開始のウォームアップ時は、ヒータ32の温度を上げるため、ヒータ32は、ほぼ常時、オンとなっている。このため、AC消費電力は、一番高いW1となっている。
なお、ウォームアップ完了後は、ヒータ32を一定の温度に保つため、ヒータ32のオン及びオフを繰り返す制御が行われる。このため、印刷のウォームアップ時のAC消費電力W1>印刷のウォームアップ完了後の消費電力W2の関係となる。
次に、待機の動作モードでは、スリープ信号は、Highとなり、DC24V出力電圧は、出力状態となり、DC5V出力電圧も、出力状態である。リレーオンオフ信号は、Highとなり、オン、ヒータオンオフ信号は、オンオフを繰り返す。ここで、待機の動作モードのヒータ32の設定温度は、印刷の動作モードのヒータ32の設定温度よりも低く、また、待機の動作モードでは、アクチュエータ6等の動作が停止されている。このため、印刷のウォームアップ時のAC消費電力W1>印刷のウォームアップ完了後のAC消費電力W2>待機のAC消費電力W3の関係となる。また、近年ではウォームアップ時間が短くなってきており、待機時にヒータ32をオフにするというケースもある。
次に、パワーセーブの動作モードでは、スリープ信号は、Highとなり、DC24V出力電圧は、出力状態であり、DC5V出力電圧も、出力状態である。リレーオンオフ信号は、Lowとなり、オフ、ヒータオンオフ信号も、Highとなり、オフとなる。パワーセーブの動作モードでは、ヒータ32がオフとなり、また、アクチュエータ6等の動作も停止している。このため、印刷のウォームアップ時のAC消費電力W1>印刷のウォームアップ完了後のAC消費電力W2>待機のAC消費電力W3>パワーセーブのAC消費電力W4の関係となる。なお、DC24V出力電圧を、例えば、DC18Vまで低下させて電力削減を図るケースもある。
次に、スリープの動作モードでは、スリープ信号は、Lowとなり、DC24V出力電圧は、出力停止状態であるが、DC5V出力電圧は、出力状態である。リレーオンオフ信号は、Lowとなり、オフ、ヒータオンオフ信号は、Highとなり、オフである。スリープの動作モードでは、パワーセーブ時と比べて、DC24V出力電圧が停止されており、制御部181の機能も制限されるため5VSの負荷も下がる。このため、印刷のウォームアップ時のAC消費電力W1>印刷のウォームアップ完了後のAC消費電力W2>待機のAC消費電力W3>パワーセーブのAC消費電力W4>スリープのAC消費電力W5の関係となる。
図7は、実施の形態1に係る画像形成装置100の代表的な動作モードである印刷、待機、パワーセーブ及びスリープにおける信号、出力電圧及び消費電力を説明するためのタイムチャートである。
図7に示されているタイムチャートの縦軸は、電圧又は電力であり、その横軸は、時間である。ここで示されている波形の概要は、図6の場合と同様である。
図7に示されているタイムチャートの縦軸は、電圧又は電力であり、その横軸は、時間である。ここで示されている波形の概要は、図6の場合と同様である。
ここで、図7に示されているタイムチャートを、横軸の動作モードに従って説明する。
動作モードが印刷及び待機の場合には、上記の図6の場合と同様である。このため、印刷のウォームアップ時のAC消費電力W1>印刷のウォームアップ完了後のAC消費電力W2>待機のAC消費電力W3の関係となる。
動作モードが印刷及び待機の場合には、上記の図6の場合と同様である。このため、印刷のウォームアップ時のAC消費電力W1>印刷のウォームアップ完了後のAC消費電力W2>待機のAC消費電力W3の関係となる。
次に、パワーセーブの動作モードでは、スリープ信号は、Highとなり、DC24V出力電圧は出力状態であり、DC5V出力電圧も、出力状態である。リレーオンオフ信号は、Low出力で、オフ、ヒータオンオフ信号は、High出力で、オフとなる。パワーセーブでは、ヒータ32は、オフであり、また、アクチュエータ6等の動作も停止している。このため、印刷のウォームアップ時のAC消費電力W1>印刷のウォームアップ完了後のAC消費電力W2>待機のAC消費電力W3>パワーセーブのAC消費電力W4-1の関係となる。なお、DC24V出力電圧を、例えば、DC18Vまで低下させて電力削減を図るというケースもある。
ここで、実施の形態1では、図3に示されているように、フィルタC122とNEUTRALとの間にヒータ保護リレー130が配置されている。このため、リレーオンオフ信号がオフとなっている状態では、フィルタC122に通電が行われない。従って、図6に示されている比較例と比べると、フィルタC122の通電が削減されることにより、その電力分が削減となるため、比較例のパワーセーブにおけるAC消費電力W4>実施の形態1のパワーセーブにおけるAC消費電力W4-1となる。しかしながら、DC24Vが出力されている状態でのパワーセーブのAC消費電力は、省エネモードの中では高いため、フィルタC122の通電が削減されることによるAC消費電力の削減効果は、あまり大きくない。
次に、スリープの動作モードでは、スリープ信号は、Lowとなり、DC24V出力電圧は、出力停止状態であるが、DC5V出力電圧は、出力状態である。リレーオンオフ信号は、Lowとなり、オフ、ヒータオンオフ信号は、Highとなり、オフである。スリープの動作モードでは、パワーセーブと比べて、DC24V出力電圧の出力が停止されており、制御部181の機能も制限されるため5VSの負荷も下がる。このため、印刷のウォームアップ時のAC消費電力W1>印刷のウォームアップ完了後のAC消費電力W2>待機のAC消費電力W3>パワーセーブのAC消費電力W4-1>スリープのAC消費電力W6の関係となる。
ここで、実施の形態1では、図3に示されているように、フィルタC122とNEUTRALとの間にヒータ保護リレー130が配置されている。このため、リレーオンオフ信号がオフとなっている状態では、フィルタC122に通電が行われない。従って、図6に示されている比較例と比べると、フィルタC122の通電が削減されることにより、その電力分が削減となるため、比較例のスリープにおけるAC消費電力W5>実施の形態1のスリープにおけるAC消費電力W6の関係となる。
以上のように、実施の形態1では、ヒータ保護リレー130が、二つの電源ラインの何れか一方と、フィルタC122との間に配置されている。そして、ヒータ保護リレー130は、第一のモードにおいて、その二つの電源ラインと、フィルタC122とを接続し、第二のモードにおいて、二つの電源ラインの何れか一方と、フィルタC122との接続を制限する制限部として機能する。ここでは、ヒータ保護リレー130は、その接続又は切断を行う切断部として機能する。このため、第二のモードにおいて、フィルタC122による電力の消費を削減することができる。
実施の形態2.
図1に示されているように、実施の形態2に係る画像形成装置200は、概略、給紙部1と、画像形成部2と、定着部3と、用紙排出部4とを備える。
実施の形態2に係る画像形成装置200の給紙部1、画像形成部2、定着部3及び用紙排出部4は、実施の形態1に係る画像形成装置100の給紙部1、画像形成部2、定着部3及び用紙排出部4と同様である。
図1に示されているように、実施の形態2に係る画像形成装置200は、概略、給紙部1と、画像形成部2と、定着部3と、用紙排出部4とを備える。
実施の形態2に係る画像形成装置200の給紙部1、画像形成部2、定着部3及び用紙排出部4は、実施の形態1に係る画像形成装置100の給紙部1、画像形成部2、定着部3及び用紙排出部4と同様である。
図8は、実施の形態2に係る画像形成装置200の制御系の構成を概略的に示すブロック図である。
図8に示されているように、画像形成装置200の制御系は、電源ブロック210と、制御ブロック180とを備える。
また、画像形成装置200は、図1で説明した、給紙部1、画像形成部2、定着部3及び用紙排出部4の他に、各種センサ5と、アクチュエータ6とを備える。
実施の形態2に係る画像形成装置200の制御ブロック180、各種センサ5及びアクチュエータ6は、実施の形態1に係る画像形成装置100の制御ブロック180、各種センサ5及びアクチュエータ6と同様である。
図8に示されているように、画像形成装置200の制御系は、電源ブロック210と、制御ブロック180とを備える。
また、画像形成装置200は、図1で説明した、給紙部1、画像形成部2、定着部3及び用紙排出部4の他に、各種センサ5と、アクチュエータ6とを備える。
実施の形態2に係る画像形成装置200の制御ブロック180、各種センサ5及びアクチュエータ6は、実施の形態1に係る画像形成装置100の制御ブロック180、各種センサ5及びアクチュエータ6と同様である。
電源ブロック210は、概略、フィルタL121と、フィルタC122と、ヒータ保護リレー130と、ACゼロクロス検出回路111と、ヒータオンオフ回路112と、フィルタL141と、フィルタC242と、一次側の整流平滑回路150と、メインDC-DC変換部160と、サブDC-DC変換部170と、スイッチ113と、スイッチ243とを備える。
実施の形態2における電源ブロック210のフィルタL121、フィルタC122、ヒータ保護リレー130、ACゼロクロス検出回路111、ヒータオンオフ回路112、フィルタL141、一次側の整流平滑回路150、メインDC-DC変換部160、サブDC-DC変換部170及びスイッチ113は、実施の形態1における電源ブロック110のフィルタL121、フィルタC122、ヒータ保護リレー130、ACゼロクロス検出回路111、ヒータオンオフ回路112、フィルタL141、一次側の整流平滑回路150、メインDC-DC変換部160、サブDC-DC変換部170及びスイッチ113と同様である。
実施の形態2における電源ブロック210のフィルタL121、フィルタC122、ヒータ保護リレー130、ACゼロクロス検出回路111、ヒータオンオフ回路112、フィルタL141、一次側の整流平滑回路150、メインDC-DC変換部160、サブDC-DC変換部170及びスイッチ113は、実施の形態1における電源ブロック110のフィルタL121、フィルタC122、ヒータ保護リレー130、ACゼロクロス検出回路111、ヒータオンオフ回路112、フィルタL141、一次側の整流平滑回路150、メインDC-DC変換部160、サブDC-DC変換部170及びスイッチ113と同様である。
実施の形態2における電源ブロック210では、一次側の二段目のLCフィルタに含まれるフィルタC242にスイッチ243が接続されている。
フィルタC242は、実施の形態1のフィルタC142と同様に、例えば、フィルムコンデンサにより構成される。フィルタC242は、フィルタC122の後段に配置されているコンデンサであるため、後段コンデンサともいう。フィルタC242もLINE及びNEUTRAL間に配置され、交流電力のノイズを低減(除去)するために使用される。
フィルタC242は、実施の形態1のフィルタC142と同様に、例えば、フィルムコンデンサにより構成される。フィルタC242は、フィルタC122の後段に配置されているコンデンサであるため、後段コンデンサともいう。フィルタC242もLINE及びNEUTRAL間に配置され、交流電力のノイズを低減(除去)するために使用される。
スイッチ243は、LINE及びNEUTRALの何れか一方と、フィルタC242との間に配置され、スリープの動作モードにおいて、LINE及びNEUTRALの何れか一方と、フィルタC242との間の接続を制限(切断)し、スリープの動作モード以外の動作モードにおいて、LINE及びNEUTRALの何れか一方と、フィルタC242との間を接続するリレーである。なお、スイッチ243を、後段制限部(後段切断部)ともいう。
図9は、実施の形態2における電源ブロック210の構成を概略的に示す回路図である。
電源ブロック210は、概略、保護素子101と、フィルタL121と、ヒータ保護リレー130と、フィルタC122と、ACゼロクロス検出回路111と、ヒータオンオフ回路112と、フィルタL141と、フィルタC242と、スイッチ243と、突入防止回路102と、一次側の整流平滑回路150と、メインDC-DC変換部160と、サブDC-DC変換部170と、スイッチ113と、二次整流平滑回路103Aと、保護回路104Aと、二次フィルタ105Aと、電圧フィードバック部106Aと、二次整流平滑回路103Bと、保護回路104Bと、二次フィルタ105Bと、電圧フィードバック部106Bとを備える。
実施の形態2における電源ブロック210の保護素子101、フィルタL121、ヒータ保護リレー130、フィルタC122、ACゼロクロス検出回路111、ヒータオンオフ回路112、フィルタL141、突入防止回路102、一次側の整流平滑回路150、メインDC-DC変換部160、サブDC-DC変換部170、スイッチ113、二次整流平滑回路103A、保護回路104A、二次フィルタ105A、電圧フィードバック部106A、二次整流平滑回路103B、保護回路104B、二次フィルタ105B及び電圧フィードバック部106Bは、実施の形態1における電源ブロック110の保護素子101、フィルタL121、ヒータ保護リレー130、フィルタC122、ACゼロクロス検出回路111、ヒータオンオフ回路112、フィルタL141、突入防止回路102、一次側の整流平滑回路150、メインDC-DC変換部160、サブDC-DC変換部170、スイッチ113、二次整流平滑回路103A、保護回路104A、二次フィルタ105A、電圧フィードバック部106A、二次整流平滑回路103B、保護回路104B、二次フィルタ105B及び電圧フィードバック部106Bと同様である。
電源ブロック210は、概略、保護素子101と、フィルタL121と、ヒータ保護リレー130と、フィルタC122と、ACゼロクロス検出回路111と、ヒータオンオフ回路112と、フィルタL141と、フィルタC242と、スイッチ243と、突入防止回路102と、一次側の整流平滑回路150と、メインDC-DC変換部160と、サブDC-DC変換部170と、スイッチ113と、二次整流平滑回路103Aと、保護回路104Aと、二次フィルタ105Aと、電圧フィードバック部106Aと、二次整流平滑回路103Bと、保護回路104Bと、二次フィルタ105Bと、電圧フィードバック部106Bとを備える。
実施の形態2における電源ブロック210の保護素子101、フィルタL121、ヒータ保護リレー130、フィルタC122、ACゼロクロス検出回路111、ヒータオンオフ回路112、フィルタL141、突入防止回路102、一次側の整流平滑回路150、メインDC-DC変換部160、サブDC-DC変換部170、スイッチ113、二次整流平滑回路103A、保護回路104A、二次フィルタ105A、電圧フィードバック部106A、二次整流平滑回路103B、保護回路104B、二次フィルタ105B及び電圧フィードバック部106Bは、実施の形態1における電源ブロック110の保護素子101、フィルタL121、ヒータ保護リレー130、フィルタC122、ACゼロクロス検出回路111、ヒータオンオフ回路112、フィルタL141、突入防止回路102、一次側の整流平滑回路150、メインDC-DC変換部160、サブDC-DC変換部170、スイッチ113、二次整流平滑回路103A、保護回路104A、二次フィルタ105A、電圧フィードバック部106A、二次整流平滑回路103B、保護回路104B、二次フィルタ105B及び電圧フィードバック部106Bと同様である。
実施の形態2においては、商用電源PWのLINEと、NEUTRALとの間に配置されているフィルタC242に、直列にスイッチ243が接続されている。
スイッチ243は、トライアック244と、フォトトライアック245と、フォトトライアックゲート電流制限抵抗246と、スナバコンデンサ247と、スナバ抵抗248とを備える。
トライアック244は、二つのメインターミナル端子と、一つのゲート端子との合計三端子を有し、一つのメインターミナル端子は、フィルタC242と接続され、もう一つのメインターミナル端子は、商用電源PWのNERTRALに接続される。図示してはいないが、一つのメインターミナル端子が商用電源PWのLINEに接続され、フィルタC242が商用電源PWのNEUTRALに接続されるように、図9に示されている接続の逆の接続としてもよい。
トライアック244のゲート端子は、フォトトライアック245と接続され、トライアック244の一つのメインターミナル端子及びゲート端子の間に、スナバコンデンサ247と、スナバ抵抗248とを備えるスナバ回路が接続される。
また、フォトトライアックゲート電流制限抵抗246は、トライアック244の一つのメインターミナル端子と、フォトトライアック245とに接続され、フォトトライアック245の二次側フォトダイオードには、スリープ信号が入力される。
図10は、実施の形態2に係る画像形成装置200の代表的な動作モードである印刷、待機、パワーセーブ及びスリープにおける信号、出力電圧及び消費電力を説明するためのタイムチャートである。
図10に示されているタイムチャートの縦軸は、電圧又は電力であり、その横軸は、時間である。ここで示されている波形の概要は、図6の場合と同様である。
図10に示されているタイムチャートの縦軸は、電圧又は電力であり、その横軸は、時間である。ここで示されている波形の概要は、図6の場合と同様である。
ここで、図10に示されているタイムチャートを、横軸の動作モードに従って説明する。
動作モードが印刷及び待機の場合には、上記の図6の場合と同様である。このため、印刷のウォームアップ時のAC消費電力W1>印刷のウォームアップ完了後のAC消費電力W2>待機のAC消費電力W3の関係となる。
動作モードが印刷及び待機の場合には、上記の図6の場合と同様である。このため、印刷のウォームアップ時のAC消費電力W1>印刷のウォームアップ完了後のAC消費電力W2>待機のAC消費電力W3の関係となる。
次に、パワーセーブの動作モードでは、スリープ信号は、Highとなり、DC24V出力電圧は、出力状態であり、DC5V出力電圧も、出力状態である。リレーオンオフ信号は、Lowとなり、オフ、ヒータオンオフ信号は、Highとなり、オフである。パワーセーブの動作モードでは、ヒータ32は、オフであり、また、アクチュエータ6等の動作も停止されている。このため、印刷のウォームアップ時のAC消費電力W1>印刷のウォームアップ完了後の消費電力W2>待機のAC消費電力W3>パワーセーブのAC消費電力W4-2の関係となる。なお、DC24V出力電圧を、例えば、DC18Vまで低下させることで、消費電力の削減を図るというケースもある。
ここで、実施の形態2においても、フィルタC122とNEUTRALとの間にヒータ保護リレー130が配置されている。このため、リレーオンオフ信号がオフとなっている状態では、フィルタC122に通電が行われない。従って、図6に示されている比較例と比べると、フィルタC122の通電が削減されることにより、その電力分が削減となるため、比較例のパワーセーブにおけるAC消費電力W4>実施の形態2のパワーセーブにおけるAC消費電力W4-2となる。しかしながら、DC24V出力状態でのパワーセーブのAC消費電力は省エネモードの中では高いため、フィルタC122の通電が削減されることによるAC消費電力の減少効果は、あまり大きくない。
次に、スリープの動作モードでは、スリープ信号は、Lowとなり、DC24V出力電圧は、出力停止状態であり、DC5V出力電圧は、出力状態である。リレーオンオフ信号は、Lowとなり、オフ、ヒータオンオフ信号は、Highとなり、オフである。スリープの動作モードでは、パワーセーブと比べて、DC24V出力電圧の出力が停止されており、制御部181での機能も制限されているため5VSの負荷も下がる。このため、印刷のウォームアップ時のAC消費電力W1>印刷のウォームアップ完了後のAC消費電力W2>待機のAC消費電力W3>パワーセーブのAC消費電力W4-2>スリープのAC消費電力W7の関係となる。
ここで、実施の形態2では、フィルタC122とNEUTRALとの間にヒータ保護リレー130が配置されているため、リレーオンオフ信号がオフとなっている状態では、フィルタC122に通電が行われない。従って、図6に示されている比較例と比べると、フィルタC122の通電が削減されることにより、その電力分がAC消費電力から削減される。また、フィルタC242と直列に接続されているトライアック244が、スリープ信号がLowとなることでオフとなり、フィルタC242に通電が行われない。従って、図6に示されている比較例と比べると、フィルタC242の通電が削減されることにより、その電力分がAC消費電力から削減される。従って、スリープの動作モードにおいては、比較例におけるAC消費電力W5>実施の形態1におけるAC消費電力W6>実施の形態2におけるAC消費電力W7の関係となる。
実施の形態3.
図1に示されているように、実施の形態3に係る画像形成装置300は、概略、給紙部1と、画像形成部2と、定着部3と、用紙排出部4とを備える。
実施の形態3に係る画像形成装置300の給紙部1、画像形成部2、定着部3及び用紙排出部4は、実施の形態1に係る画像形成装置100の給紙部1、画像形成部2、定着部3及び用紙排出部4と同様である。
図1に示されているように、実施の形態3に係る画像形成装置300は、概略、給紙部1と、画像形成部2と、定着部3と、用紙排出部4とを備える。
実施の形態3に係る画像形成装置300の給紙部1、画像形成部2、定着部3及び用紙排出部4は、実施の形態1に係る画像形成装置100の給紙部1、画像形成部2、定着部3及び用紙排出部4と同様である。
図11は、実施の形態3に係る画像形成装置300の制御系の構成を概略的に示すブロック図である。
図11に示されているように、画像形成装置300の制御系は、電源ブロック310と、制御ブロック180とを備える。
また、画像形成装置300は、図1で説明した、給紙部1、画像形成部2、定着部3及び用紙排出部4の他に、各種センサ5と、アクチュエータ6とを備える。
実施の形態3に係る画像形成装置300の制御ブロック180、各種センサ5及びアクチュエータ6は、実施の形態1に係る画像形成装置100の制御ブロック180、各種センサ5及びアクチュエータ6と同様である。
図11に示されているように、画像形成装置300の制御系は、電源ブロック310と、制御ブロック180とを備える。
また、画像形成装置300は、図1で説明した、給紙部1、画像形成部2、定着部3及び用紙排出部4の他に、各種センサ5と、アクチュエータ6とを備える。
実施の形態3に係る画像形成装置300の制御ブロック180、各種センサ5及びアクチュエータ6は、実施の形態1に係る画像形成装置100の制御ブロック180、各種センサ5及びアクチュエータ6と同様である。
電源ブロック310は、概略、フィルタL121と、フィルタC122と、ヒータ保護リレー130と、ACゼロクロス検出回路111と、ヒータオンオフ回路112と、フィルタL141と、フィルタC242と、一次側の整流平滑回路150と、メインDC-DC変換部160と、サブDC-DC変換部170と、スイッチ113と、スイッチ243と、フィルタC349とを備える。
実施の形態3における電源ブロック310のフィルタL121、フィルタC122、ヒータ保護リレー130、ACゼロクロス検出回路111、ヒータオンオフ回路112、フィルタL141、一次側の整流平滑回路150、メインDC-DC変換部160、サブDC-DC変換部170及びスイッチ113は、実施の形態1における電源ブロック110のフィルタL121、フィルタC122、ヒータ保護リレー130、ACゼロクロス検出回路111、ヒータオンオフ回路112、フィルタL141、一次側の整流平滑回路150、メインDC-DC変換部160、サブDC-DC変換部170及びスイッチ113と同様である。
また、実施の形態3における電源ブロック310のフィルタC242及びスイッチ243は、実施の形態2における電源ブロック210のフィルタC242及びスイッチ243と同様である。
実施の形態3における電源ブロック310のフィルタL121、フィルタC122、ヒータ保護リレー130、ACゼロクロス検出回路111、ヒータオンオフ回路112、フィルタL141、一次側の整流平滑回路150、メインDC-DC変換部160、サブDC-DC変換部170及びスイッチ113は、実施の形態1における電源ブロック110のフィルタL121、フィルタC122、ヒータ保護リレー130、ACゼロクロス検出回路111、ヒータオンオフ回路112、フィルタL141、一次側の整流平滑回路150、メインDC-DC変換部160、サブDC-DC変換部170及びスイッチ113と同様である。
また、実施の形態3における電源ブロック310のフィルタC242及びスイッチ243は、実施の形態2における電源ブロック210のフィルタC242及びスイッチ243と同様である。
実施の形態3における電源ブロック310では、一次側の二段目のLCフィルタに含まれるフィルタC242と並列にフィルタC349が設けられている。
図12は、実施の形態3における電源ブロック310の構成を概略的に示す回路図である。
電源ブロック310は、概略、保護素子101と、フィルタL121と、ヒータ保護リレー130と、フィルタC122と、ACゼロクロス検出回路111と、ヒータオンオフ回路112と、フィルタL141と、フィルタC242と、スイッチ243と、フィルタC349と、突入防止回路102と、一次側の整流平滑回路150と、メインDC-DC変換部160と、サブDC-DC変換部170と、スイッチ113と、二次整流平滑回路103Aと、保護回路104Aと、二次フィルタ105Aと、電圧フィードバック部106Aと、二次整流平滑回路103Bと、保護回路104Bと、二次フィルタ105Bと、電圧フィードバック部106Bとを備える。
実施の形態3における電源ブロック310の保護素子101、フィルタL121、ヒータ保護リレー130、フィルタC122、ACゼロクロス検出回路111、ヒータオンオフ回路112、フィルタL141、突入防止回路102、一次側の整流平滑回路150、メインDC-DC変換部160、サブDC-DC変換部170、スイッチ113、二次整流平滑回路103A、保護回路104A、二次フィルタ105A、電圧フィードバック部106A、二次整流平滑回路103B、保護回路104B、二次フィルタ105B及び電圧フィードバック部106Bは、実施の形態1における電源ブロック110の保護素子101、フィルタL121、ヒータ保護リレー130、フィルタC122、ACゼロクロス検出回路111、ヒータオンオフ回路112、フィルタL141、突入防止回路102、一次側の整流平滑回路150、メインDC-DC変換部160、サブDC-DC変換部170、スイッチ113、二次整流平滑回路103A、保護回路104A、二次フィルタ105A、電圧フィードバック部106A、二次整流平滑回路103B、保護回路104B、二次フィルタ105B及び電圧フィードバック部106Bと同様である。
また、実施の形態3における電源ブロック310のフィルタC242及びスイッチ243は、実施の形態2における電源ブロック210のフィルタC242及びスイッチ243と同様である。
電源ブロック310は、概略、保護素子101と、フィルタL121と、ヒータ保護リレー130と、フィルタC122と、ACゼロクロス検出回路111と、ヒータオンオフ回路112と、フィルタL141と、フィルタC242と、スイッチ243と、フィルタC349と、突入防止回路102と、一次側の整流平滑回路150と、メインDC-DC変換部160と、サブDC-DC変換部170と、スイッチ113と、二次整流平滑回路103Aと、保護回路104Aと、二次フィルタ105Aと、電圧フィードバック部106Aと、二次整流平滑回路103Bと、保護回路104Bと、二次フィルタ105Bと、電圧フィードバック部106Bとを備える。
実施の形態3における電源ブロック310の保護素子101、フィルタL121、ヒータ保護リレー130、フィルタC122、ACゼロクロス検出回路111、ヒータオンオフ回路112、フィルタL141、突入防止回路102、一次側の整流平滑回路150、メインDC-DC変換部160、サブDC-DC変換部170、スイッチ113、二次整流平滑回路103A、保護回路104A、二次フィルタ105A、電圧フィードバック部106A、二次整流平滑回路103B、保護回路104B、二次フィルタ105B及び電圧フィードバック部106Bは、実施の形態1における電源ブロック110の保護素子101、フィルタL121、ヒータ保護リレー130、フィルタC122、ACゼロクロス検出回路111、ヒータオンオフ回路112、フィルタL141、突入防止回路102、一次側の整流平滑回路150、メインDC-DC変換部160、サブDC-DC変換部170、スイッチ113、二次整流平滑回路103A、保護回路104A、二次フィルタ105A、電圧フィードバック部106A、二次整流平滑回路103B、保護回路104B、二次フィルタ105B及び電圧フィードバック部106Bと同様である。
また、実施の形態3における電源ブロック310のフィルタC242及びスイッチ243は、実施の形態2における電源ブロック210のフィルタC242及びスイッチ243と同様である。
実施の形態3においては、フィルタC242の後段にフィルタC349が配置されている。
フィルタC349は、スリープの動作モードにおいて、交流電力のノイズを低減(除去)するコンデンサである。例えば、フィルタC349は、フィルムコンデンサにより構成することができる。
フィルタC349は、フィルタC242と並列に、かつ、商用電源PWのLINEと、NEUTRALとに接続される。また、フィルタC349の容量は、フィルタC242の容量よりも小さくする。
なお、フィルタC349は、フィルタC242の前段に配置されてもよい。ここで、フィルタC349をサブコンデンサともいう。
フィルタC349は、スリープの動作モードにおいて、交流電力のノイズを低減(除去)するコンデンサである。例えば、フィルタC349は、フィルムコンデンサにより構成することができる。
フィルタC349は、フィルタC242と並列に、かつ、商用電源PWのLINEと、NEUTRALとに接続される。また、フィルタC349の容量は、フィルタC242の容量よりも小さくする。
なお、フィルタC349は、フィルタC242の前段に配置されてもよい。ここで、フィルタC349をサブコンデンサともいう。
図13は、実施の形態3に係る画像形成装置300の代表的な動作モードである印刷、待機、パワーセーブ及びスリープにおける信号、出力電圧及び消費電力を説明するためのタイムチャートである。
図13に示されているタイムチャートの縦軸は、電圧又は電力であり、その横軸は、時間である。ここで示されている波形の概要は、図6の場合と同様である。
図13に示されているタイムチャートの縦軸は、電圧又は電力であり、その横軸は、時間である。ここで示されている波形の概要は、図6の場合と同様である。
ここで、図13に示されているタイムチャートを、横軸の動作モードに従って説明する。
まず、印刷の動作モードでは、スリープ信号は、Highとなり、DC24V出力電圧は、出力状態であり、DC5V出力電圧も、出力状態である。リレーオンオフ信号は、Highとなり、オン、ヒータオンオフ信号は、オンオフを繰り返す。しかしながら、印刷開始のウォームアップ時は、ヒータ32の温度を上げる必要があるため、ヒータ32は、ほぼ常時、オンとなっている。このため、AC消費電力は、一番高いW1-3となっている。
まず、印刷の動作モードでは、スリープ信号は、Highとなり、DC24V出力電圧は、出力状態であり、DC5V出力電圧も、出力状態である。リレーオンオフ信号は、Highとなり、オン、ヒータオンオフ信号は、オンオフを繰り返す。しかしながら、印刷開始のウォームアップ時は、ヒータ32の温度を上げる必要があるため、ヒータ32は、ほぼ常時、オンとなっている。このため、AC消費電力は、一番高いW1-3となっている。
ここで、実施の形態3では、図6に示されている比較例と比較して、フィルタC242の後段にフィルタC349が設けられているため、フィルタC349の通電分だけAC消費電力が増加するが、上述のように、フィルタC349の容量は、フィルタC242よりも小さく、また、印刷の動作モードでは、DC24V出力電圧の消費が大きいため、図6に示されている比較例のAC消費電力W1≒実施の形態3におけるAC消費電力W1-3の関係となる。
なお、ウォームアップ完了後は、ヒータ32を一定の温度に保つため、ヒータ32のオン及びオフを繰り返す制御が行われる。このため、印刷のウォームアップ時のAC消費電力W1-3>印刷のウォームアップ完了後の消費電力W2-3の関係となる。
上述のように、実施の形態3では、フィルタC349の通電分だけAC消費電力が増加するが、フィルタC349の容量は、フィルタC242よりも小さく、また、印刷の動作モードでは、DC24V出力電圧の消費が大きいため、図6に示されている比較例のAC消費電力W2≒実施の形態3におけるAC消費電力W2-3の関係となる。
次に、待機の動作モードでは、スリープ信号は、Highとなり、DC24V出力電圧は、出力状態となり、DC5V出力電圧も、出力状態である。リレーオンオフ信号は、Highとなり、オン、ヒータオンオフ信号は、オンオフを繰り返す。ここで、待機の動作モードのヒータ32の設定温度は、印刷の動作モードのヒータ32の設定温度よりも低く、また、待機の動作モードでは、アクチュエータ6等の動作が停止している。このため、印刷のウォームアップ時のAC消費電力W1-3>印刷のウォームアップ完了後のAC消費電力W2-3>待機のAC消費電力W3-3の関係となる。また、近年ではウォームアップ時間が短くなってきており、待機時にヒータ32をオフにするというケースもある。
上述のように、実施の形態3では、フィルタC349の通電分だけAC消費電力が増加するが、フィルタC349の容量は、フィルタC242よりも小さく、また、待機の動作モードでは、DC24V出力電圧の消費もまだ大きいため、図6に示されている比較例のAC消費電力W3≒実施の形態3におけるAC消費電力W3-3の関係となる。
次に、パワーセーブの動作モードでは、スリープ信号は、Highとなり、DC24V出力電圧は、出力状態であり、DC5V出力電圧も、出力状態である。リレーオンオフ信号は、Lowとなり、オフ、ヒータオンオフ信号も、Highとり、オフとなる。パワーセーブの動作モードでは、ヒータ32がオフとなり、また、アクチュエータ6等の動作も停止している。このため、印刷のウォームアップ時のAC消費電力W1-3>印刷のウォームアップ完了後のAC消費電力W2-3>待機のAC消費電力W3-3>パワーセーブのAC消費電力W4-3の関係となる。なお、DC24V出力電圧を、例えば、DC18Vまで低下させて電力削減を図るケースもある。
ここで、実施の形態3においても、フィルタC122とNEUTRALとの間にヒータ保護リレー130が配置されている。このため、リレーオンオフ信号がオフとなっている状態では、フィルタC122に通電が行われない。従って、図6に示されている比較例と比べると、フィルタC122の通電が削減されることにより、その電力分が削減となる。しかしながら、実施の形態3では、フィルタC349の通電分だけAC消費電力が増加する。但し、フィルタC349の容量は、フィルタC242よりも小さく、また、パワーセーブの動作モードでは、DC24V出力電圧もまだ出力されているため、図6に示されている比較例のAC消費電力W4≒実施の形態3におけるAC消費電力W4-3の関係となる。
次に、スリープの動作モードでは、スリープ信号は、Lowとなり、DC24V出力電圧は、出力停止状態であるが、DC5V出力電圧は、出力状態である。リレーオンオフ信号は、Lowとなり、オフ、ヒータオンオフ信号は、Highとなり、オフである。スリープの動作モードでは、パワーセーブと比べて、DC24V出力電圧が停止されており、制御部181の機能も制限されるため5VSの負荷も下がる。このため、印刷のウォームアップ時のAC消費電力W1-3>印刷のウォームアップ完了後のAC消費電力W2-3>待機のAC消費電力W3-3>パワーセーブのAC消費電力W4-3>スリープのAC消費電力W8の関係となる。
ここで、実施の形態3では、フィルタC122とNEUTRALとの間にヒータ保護リレー130が配置されているため、リレーオンオフ信号がオフとなっている状態では、フィルタC122に通電が行われない。従って、図6に示されている比較例と比べると、フィルタC122の通電が削減されることにより、その電力分がAC消費電力から削減される。また、フィルタC242と直列に接続されているトライアック244が、スリープ信号がLowとなることでオフとなり、フィルタC242に通電が行われない。しかしながら、実施の形態3では、フィルタコンデンサが未搭載とならないように、フィルタC349が搭載されているため、フィルタC349の通電分だけAC消費電力が増加する。但し、フィルタC349の容量は、フィルタC242よりも小さい。従って、スリープにおけるAC消費電力は、実施の形態2におけるスリープのAC消費電力W7<実施の形態3におけるAC消費電力W8の関係となる。
以上のように、実施の形態1によれば、省エネモード時に、ヒータ32の前段にある、一次側の一段目のフィルタC122への通電を、ヒータ保護リレー130でオフにすることで、省エネモードにおけるAC消費電力のさらなる削減が可能となる。
また、実施の形態2によれば、省エネモード時に、スリープ信号レベルが切り替わることで、スイッチ243をオフすることにより、一次側の二段目のフィルタC242への通電が遮断され、省エネモード時のAC消費電力のさらなる削減が可能となる。
さらに、実施の形態3によれば、一次側の二段目のフィルタC242に並列に別のフィルタC349を搭載することで、省エネモード時に、フィルタCとして機能するコンデンサの容量を下げることができる。これにより、省エネと、ノイズ対策との両立が可能となる。
以上に記載された実施の形態1~3では、スリープの動作モードにおいて、リレーオンオフ信号がLowとなり、ヒータ32への通電ができないモードとなっているが、実施の形態1~3は、このような例に限定されない。スリープの動作モードでは、少なくとも、消費電力の最も高い24V出力電圧の供給が停止されていればよい。
以上に記載された実施の形態2又は3では、実施の形態1と同様に、LINE及びNEUTRALの何れか一方と、フィルタC122との間にヒータ保護リレー130が配置されているが、実施の形態2又は3は、このような例に限定されない。例えば、図5に示されているフィルタC122#のように、LINE及びNEUTRALの何れか一方との間にヒータ保護リレー130が配置されていなくてもよい。
このような場合には、スイッチ243が、フィルタC242の代わりに、フィルタC122に接続されていてもよい。または、スイッチ243と同様のスイッチ(図示せず)が、フィルタC122と、LINE及びNEUTRALの何れか一方との間にも配置されていてもよい。
なお、このような場合には、印刷、待機又はパワーセーブの動作モードを第一のモードともいい、スリープの動作モードを第二のモードともいう。
このような場合には、スイッチ243が、フィルタC242の代わりに、フィルタC122に接続されていてもよい。または、スイッチ243と同様のスイッチ(図示せず)が、フィルタC122と、LINE及びNEUTRALの何れか一方との間にも配置されていてもよい。
なお、このような場合には、印刷、待機又はパワーセーブの動作モードを第一のモードともいい、スリープの動作モードを第二のモードともいう。
以上に記載された実施の形態1~3では、画像形成装置100~300が、プリンタ装置、特にタンデム方式のカラー4色のプリンタ装置であるものとして説明を行ったが、実施の形態1~3は、このような例に限定されない。例えば、画像形成装置100~300は、カラー5色以上のプリンタ装置であっても、カラー4色未満のプリンタ装置であっても、モノクロプリンタ装置であっても、複写装置であっても、その他の画像形成装置であってもよい。
以上に記載された実施の形態1~3では、消費電力が低い第二のモードにおいて、制限部である切断部を用いて、電源ラインと、コンデンサとの間を電気的に切断する実施例を記載したが、実施の形態1~3は、このような例に限定されない。例えば、変形例として、制限部は、完全に電気的に切断せずに、抵抗負荷を変更可能な負荷変動部を備えることで、消費電力が低い第二のモードにおいて、電源ラインと、コンデンサとの間の抵抗負荷を増加させるようにしてもよい。
実施の形態4.
例えば、実施の形態1におけるフィルタC122、142のようなXコンデンサが用いられている場合には、画像形成装置100を商用電源PWに接続するACケーブルを抜いた際に、ユーザがACインレットの端子に触れて、Xコンデンサに溜まった電荷で感電する可能性がある。このため、LINEと、NEUTRALとの間に放電抵抗を設けることで、Xコンデンサに溜まった電荷を放電する技術がある。
例えば、実施の形態1におけるフィルタC122、142のようなXコンデンサが用いられている場合には、画像形成装置100を商用電源PWに接続するACケーブルを抜いた際に、ユーザがACインレットの端子に触れて、Xコンデンサに溜まった電荷で感電する可能性がある。このため、LINEと、NEUTRALとの間に放電抵抗を設けることで、Xコンデンサに溜まった電荷を放電する技術がある。
しかしながら、放電抵抗では、常時損失が発生しているため、消費電力が増大する。
そこで、実施の形態4は、そのような常時損失を回避しつつ、Xコンデンサに溜まった電荷を放電できるようにする。
そこで、実施の形態4は、そのような常時損失を回避しつつ、Xコンデンサに溜まった電荷を放電できるようにする。
図1に示されているように、実施の形態4に係る画像形成装置400は、概略、給紙部1と、画像形成部2と、定着部3と、用紙排出部4とを備える。
実施の形態4に係る画像形成装置400の給紙部1、画像形成部2、定着部3及び用紙排出部4は、実施の形態1に係る画像形成装置100の給紙部1、画像形成部2、定着部3及び用紙排出部4と同様である。
実施の形態4に係る画像形成装置400の給紙部1、画像形成部2、定着部3及び用紙排出部4は、実施の形態1に係る画像形成装置100の給紙部1、画像形成部2、定着部3及び用紙排出部4と同様である。
図14は、実施の形態4に係る画像形成装置400の制御系の構成を概略的に示すブロック図である。
図14に示されているように、画像形成装置400の制御系は、電源ブロック410と、制御ブロック180とを備える。
また、画像形成装置400は、図1で説明した、給紙部1、画像形成部2、定着部3及び用紙排出部4の他に、各種センサ5と、アクチュエータ6とを備える。
実施の形態4に係る画像形成装置400の制御ブロック180、各種センサ5及びアクチュエータ6は、実施の形態1に係る画像形成装置100の制御ブロック180、各種センサ5及びアクチュエータ6と同様である。
図14に示されているように、画像形成装置400の制御系は、電源ブロック410と、制御ブロック180とを備える。
また、画像形成装置400は、図1で説明した、給紙部1、画像形成部2、定着部3及び用紙排出部4の他に、各種センサ5と、アクチュエータ6とを備える。
実施の形態4に係る画像形成装置400の制御ブロック180、各種センサ5及びアクチュエータ6は、実施の形態1に係る画像形成装置100の制御ブロック180、各種センサ5及びアクチュエータ6と同様である。
電源ブロック410は、概略、フィルタL121と、フィルタC122と、ヒータ保護リレー430と、ACゼロクロス検出回路111と、ヒータオンオフ回路112と、フィルタLC140と、一次側の整流平滑回路150と、メインDC-DC変換部160と、サブDC-DC変換部170と、スイッチ113とを備える。
実施の形態4における電源ブロック410のフィルタL121、フィルタC122、ACゼロクロス検出回路111、ヒータオンオフ回路112、フィルタLC140、一次側の整流平滑回路150、メインDC-DC変換部160、サブDC-DC変換部170及びスイッチ113は、実施の形態1における電源ブロック110のフィルタL121、フィルタC122、ACゼロクロス検出回路111、ヒータオンオフ回路112、フィルタL141、一次側の整流平滑回路150、メインDC-DC変換部160、サブDC-DC変換部170及びスイッチ113と同様である。なお、フィルタLC140に含まれているフィルタC142を後段コンデンサともいう。
実施の形態4における電源ブロック410のフィルタL121、フィルタC122、ACゼロクロス検出回路111、ヒータオンオフ回路112、フィルタLC140、一次側の整流平滑回路150、メインDC-DC変換部160、サブDC-DC変換部170及びスイッチ113は、実施の形態1における電源ブロック110のフィルタL121、フィルタC122、ACゼロクロス検出回路111、ヒータオンオフ回路112、フィルタL141、一次側の整流平滑回路150、メインDC-DC変換部160、サブDC-DC変換部170及びスイッチ113と同様である。なお、フィルタLC140に含まれているフィルタC142を後段コンデンサともいう。
図15は、実施の形態4における電源ブロック410の構成を概略的に示す回路図である。
電源ブロック410は、概略、保護素子101と、フィルタL121と、Yコンデンサ424、425と、ヒータ保護リレー430と、フィルタC122と、ヒータオンオフ回路112と、フィルタLC140と、保護素子426と、一次側の整流平滑回路150と、サブDC-DC変換部170と、二次整流平滑回路103Bと、5Vオンオフ回路407と、リレー溶着検出回路50と、トライアック短絡検出回路60と、ACオフ検出回路70と、リレーオン回路90とを備える。
なお、電源ブロック110は、商用電源PWからの交流電力が入力される二本の電源ラインであるLINE及びNEUTRALを有する。
電源ブロック410は、概略、保護素子101と、フィルタL121と、Yコンデンサ424、425と、ヒータ保護リレー430と、フィルタC122と、ヒータオンオフ回路112と、フィルタLC140と、保護素子426と、一次側の整流平滑回路150と、サブDC-DC変換部170と、二次整流平滑回路103Bと、5Vオンオフ回路407と、リレー溶着検出回路50と、トライアック短絡検出回路60と、ACオフ検出回路70と、リレーオン回路90とを備える。
なお、電源ブロック110は、商用電源PWからの交流電力が入力される二本の電源ラインであるLINE及びNEUTRALを有する。
図15では、図3に示されている、ACゼロクロス検出回路111と、整流平滑回路150の後段に配置されているメインDC-DC変換部160、二次整流平滑回路103A、保護回路104A、二次フィルタ105A及び電圧フィードバック部106Aと、スイッチ113と、二次整流平滑回路103Bの後段に配置されている保護回路104B、二次フィルタ105B及び電圧フィードバック部106Bとが、省略されている。
また、実施の形態4では、実施の形態1における突入防止回路102の代わりに、保護素子426が設けられている。
また、実施の形態4では、実施の形態1における突入防止回路102の代わりに、保護素子426が設けられている。
Yコンデンサ424、425は、LIN又はNEUTRALと、FGとの間に配置される。
保護素子426は、過電流保護用のヒューズ又は雷サージ保護用のバリスタ等で構成される。
ここで、フィルタL121と、Yコンデンサ424、425と、フィルタLC140と、保護素子426とによりフィルタ回路423が構成される。
保護素子426は、過電流保護用のヒューズ又は雷サージ保護用のバリスタ等で構成される。
ここで、フィルタL121と、Yコンデンサ424、425と、フィルタLC140と、保護素子426とによりフィルタ回路423が構成される。
5Vオンオフ回路407は、後段の制御ブロックへの5Vの電圧の供給(オン)及び供給停止(オフ)を行う。例えば、5Vオンオフ回路407は、後述のように、ACオフ検出回路70がACのオフを検出した場合に、5Vの出力を停止する。
ヒータ回路35は、LINE及びNEUTRALの間に接続され、LINE側には、ヒータ保護リレー430が接続され、NEUTRAL側には、チョークコイル36が接続されている。
ヒータ保護リレー430は、実施の形態1のヒータ保護リレー130と同様に、リレー131と、リレー131の駆動コイル側に逆起防止用のダイオード132とを備える。ヒータ保護リレー430は、商用電源PWのLINE側に接続され、後述の制御部181から出力されるリレーオンオフ信号によりオンオフを行う。この場合、ヒータ保護リレー430の、リレーオンオフ信号が入力される端子とは反対側の端子は、制御ブロック180に接続される。
また、実施の形態4では、ヒータ保護リレー430は、後述のリレーオン回路90から出力されるオン信号であるRLY_SOURCE1信号によりオンオフを行う。この場合、ヒータ保護リレー430の、RLY_SOURCE1信号が入力される端子とは反対側の端子も、リレーオン回路90に接続され、RLY_SINK1信号として出力される。
ヒータ保護リレー430及びチョークコイル36の後段には、リレー溶着検出回路50がLINE及びNEUTRALの間に接続される。
リレー溶着検出回路50は、リレー131をオンにする前に、リレー131が溶着していないか確認するための回路である。ここで、リレー溶着検出回路50は、ヒータ保護リレー430よりも後段において二つの電源ライン(LINE及びNEUTRAL)に接続され、少なくとも抵抗を有し、その二つの電源ラインへの交流電力が入力されている場合に予め定められた機能を発揮することができ、その二つの電源ラインへの交流電力の入力が切断された場合にはその予め定められた機能を発揮することができない機能部として機能する。その予め定められた機能は、二つの電源ラインと、フィルタC122とを接続するためにヒータ保護リレー430に含まれているリレー131の溶着を検出する機能である。
リレー溶着検出回路50は、抵抗51、抵抗52、抵抗55、ダイオード53、フォトカプラ54及びダイオード56で構成されている。
リレー溶着検出回路50は、リレー131をオンにする前に、リレー131が溶着していないか確認するための回路である。ここで、リレー溶着検出回路50は、ヒータ保護リレー430よりも後段において二つの電源ライン(LINE及びNEUTRAL)に接続され、少なくとも抵抗を有し、その二つの電源ラインへの交流電力が入力されている場合に予め定められた機能を発揮することができ、その二つの電源ラインへの交流電力の入力が切断された場合にはその予め定められた機能を発揮することができない機能部として機能する。その予め定められた機能は、二つの電源ラインと、フィルタC122とを接続するためにヒータ保護リレー430に含まれているリレー131の溶着を検出する機能である。
リレー溶着検出回路50は、抵抗51、抵抗52、抵抗55、ダイオード53、フォトカプラ54及びダイオード56で構成されている。
リレー溶着検出回路50の後段には、フィルタC122と、ヒータオンオフ回路112と、トライアック短絡検出回路60とが接続されている。なお、フィルタC122は、リレー溶着検出回路50と、ヒータ保護リレー430との間に配置されていてもよい。
トライアック短絡検出回路60は、ヒータオンオフ回路112に含まれている図示しないトライアックの短絡を検出するために、LINE及びNEUTRAL間に接続される。
トライアック短絡検出回路60は、抵抗61、抵抗62、ダイオード63、フォトカプラ64、抵抗65及びダイオード66で構成されている。
トライアック短絡検出回路60は、ヒータオンオフ回路112に含まれている図示しないトライアックの短絡を検出するために、LINE及びNEUTRAL間に接続される。
トライアック短絡検出回路60は、抵抗61、抵抗62、ダイオード63、フォトカプラ64、抵抗65及びダイオード66で構成されている。
トライアック短絡検出回路60の後段に、ヒータ32が接続される。通常、ヒータ32の加熱時は、制御部181は、リレー溶着検出回路50でリレー131が溶着していないことを確認してから、リレー131をオンにする。また、制御部181は、トライアック短絡検出回路60でヒータオンオフ回路112に含まれているトライアックが短絡していないことを確認してから、ヒータオンオフ回路112のオン及びオフを制御し、ヒータ32の加熱を行う。
ACオフ検出回路70は、商用電源PWから、電源ブロック410へのACの供給が停止されたことを検出する。例えば、商用電源PWに接続されているACケーブル(図示せず)が抜かれた場合に、商用電源PWからのACの供給が停止される。言い換えると、ACオフ検出回路70は、LINE及びNEUTRALといった二つの電源ラインへの交流電力の入力が切断されたことによる状態の変化を検出する交流電力切断検出部として機能する。
ACオフ検出回路70は、LINE側に抵抗71及びダイオード72が配置され、NEUTRAL側に抵抗73及びダイオード74が配置され、それらの後段に、ダイオード75が配置されている。
ACオフ検出回路70には、サブDC-DC変換部170から電力が供給される。また、ACオフ検出回路70では、抵抗76、抵抗77、抵抗78、コンデンサ79及びトランジスタ80で構成されたスイッチ回路のコレクタ端子が、抵抗81、抵抗82、抵抗83、コンデンサ84、トランジスタ85及びフォトカプラ86で構成されたスイッチ回路のトランジスタ85のベース端子と接続される。
フォトカプラ86の出力側は、5Vオンオフ回路407と、後述するリレーオン回路90の抵抗91及びコンデンサ92と接続される。
フォトカプラ86の出力側は、5Vオンオフ回路407と、後述するリレーオン回路90の抵抗91及びコンデンサ92と接続される。
ACオフ検出回路70は、ACが入力されている場合には、サブDC-DC変換部170から電力の供給を受ける。そして、LINE側に配置されている抵抗71及びダイオード72からの電流、又は、NEUTRAL側に配置されている抵抗73及びダイオード74からの電流が、ダイオード75及び抵抗76を介して、トランジスタ80のベース端子に入力される。このため、サブDC-DC変換部170からの電流が、抵抗78を介して、トランジスタ80のコレクタ端子からエミッタ端子に流れて、1次GNDに抜ける。
一方、ACオフ検出回路70へのACの入力がオフになった場合には、電解コンデンサ152に溜まった電荷で、サブDC-DC変換部170が一定期間動作を継続して、ACオフ検出回路70は、サブDC-DC変換部170から一定期間電力の供給を受ける。そして、ACオフ検出回路70では、トランジスタ80がオフとなっているため、サブDC-DC変換部170からの電流が、抵抗78を介して、トランジスタ85のベース端子に流れ、トランジスタ85がオンとなり、サブDC-DC変換部170からの電流が、抵抗82及びフォトカプラ86の入力側を流れる。これにより、フォトカプラ86の出力側にも電流が流れて、リレーオン回路90及び5Vオンオフ回路407にACがオフになったことを伝達することができる。
リレーオン回路90は、電源ブロック410へのACの入力がオフとなった場合に、ヒータ保護リレー430をオンにする回路である。言い換えると、リレーオン回路90は、二つの電源ラインへの交流電力の入力が切断されたことによる状態の変化が検出された場合に、リレー131をオンにするリレーオン部として機能する。
リレーオン回路90は、二次整流平滑回路103Bから電力の供給を受ける。リレーオン回路90は、抵抗91と、コンデンサ92と、デジタルトランジスタ93と、デジタルトランジスタ94とを備える。
リレーオン回路90は、二次整流平滑回路103Bから電力の供給を受ける。リレーオン回路90は、抵抗91と、コンデンサ92と、デジタルトランジスタ93と、デジタルトランジスタ94とを備える。
ACオフ検出回路70で、電源ブロック410へのACの入力のオフを検出した場合、フォトカプラ86がオンになることで、二次整流平滑回路103Bからの電流が、抵抗91を介して、デジタルトランジスタ93及びデジタルトランジスタ94のベース端子に入力される。これにより、二次整流平滑回路103Bからの電流が、デジタルトランジスタ93のコレクタ端子からベース端子に流れて、ヒータ保護リレー430にRLY_SOURCE1信号として送られる。また、デジタルトランジスタ94でも、コレクタ端子からエミッタ端子にRLY_SNK1信号として電流が流れるようになる。以上により、ヒータ保護リレー430に電流が流れて、リレー131がオンになる。
これにより、実施の形態4の電源ブロック410では、ヒータ32がオフにされた場合に、リレー131がオフの状態でフィルタC122に蓄えられている電荷が、リレー溶着検出回路50で放電され、ACの入力がオフとなった場合に、リレー131がオンになることで、フィルタC142に蓄えられた電荷が、リレー溶着検出回路50で放電される。言い換えると、リレー溶着検出回路50は、フィルタC122及びフィルタC142の放電素子(放電回路)として使用することができる。なお、このような放電素子(放電回路)は、少なくとも抵抗を備えていればよい。また、放電素子(回路)は、AC入力がオフになっている場合に、Xコンデンサの電荷の放電を行うことができる方向に電流を流すことができるものであることが必要である。
言い換えると、交流電力の入力が切断されたことによる状態の変化が検出された場合に、ヒータ保護リレー430は、二つの電源ラインと、コンデンサであるフィルタC122とを接続することで、後段コンデンサであるフィルタC142に蓄積された電荷を抵抗51、52、55で放電させる。
以上に記載された電源ブロック410の効果を、比較例としての電源ブロックと比較して説明する。
図16は、実施の形態4における電源ブロック410と比較するための比較例としての電源ブロック410#の構成を概略的に示す回路図である。
図16に示されている比較例としての電源ブロック410#は、略、保護素子101と、フィルタL121と、フィルタC122#と、Yコンデンサ424、425と、ヒータ保護リレー130と、ヒータオンオフ回路112と、フィルタLC140と、保護素子426と、一次側の整流平滑回路150と、サブDC-DC変換部170と、二次整流平滑回路103Bと、5Vオンオフ回路407と、リレー溶着検出回路50と、トライアック短絡検出回路60と、ACオフ検出回路70と、放電IC(Integrated Circuit)490と、抵抗491と、抵抗492と、抵抗493と、抵抗494とを備える。
なお、電源ブロック110は、商用電源PWからの交流電力が入力される二本の電源ラインであるLINE及びNEUTRALを有する。
図16は、実施の形態4における電源ブロック410と比較するための比較例としての電源ブロック410#の構成を概略的に示す回路図である。
図16に示されている比較例としての電源ブロック410#は、略、保護素子101と、フィルタL121と、フィルタC122#と、Yコンデンサ424、425と、ヒータ保護リレー130と、ヒータオンオフ回路112と、フィルタLC140と、保護素子426と、一次側の整流平滑回路150と、サブDC-DC変換部170と、二次整流平滑回路103Bと、5Vオンオフ回路407と、リレー溶着検出回路50と、トライアック短絡検出回路60と、ACオフ検出回路70と、放電IC(Integrated Circuit)490と、抵抗491と、抵抗492と、抵抗493と、抵抗494とを備える。
なお、電源ブロック110は、商用電源PWからの交流電力が入力される二本の電源ラインであるLINE及びNEUTRALを有する。
比較例としての電源ブロック410#の保護素子101、フィルタL121、Yコンデンサ424、425、ヒータオンオフ回路112、フィルタLC140、保護素子426、一次側の整流平滑回路150、サブDC-DC変換部170、二次整流平滑回路103B、5Vオンオフ回路407、リレー溶着検出回路50、トライアック短絡検出回路60及びACオフ検出回路70は、実施の形態4の電源ブロック410の保護素子101、フィルタL121、Yコンデンサ424、425、ヒータオンオフ回路112、フィルタLC140、保護素子426、一次側の整流平滑回路150、サブDC-DC変換部170、二次整流平滑回路103B、5Vオンオフ回路407、リレー溶着検出回路50、トライアック短絡検出回路60及びACオフ検出回路70と同様である。
比較例としての電源ブロック410#は、実施の形態4における電源ブロック410と比較して、リレーオン回路90を備えておらず、ヒータ保護リレー130は、制御部181からのリレーオンオフ信号によりオン及びオフを行う。
また、実施の形態4における電源ブロック410では、フィルタC122は、リレー溶着検出回路50の後段に配置されていたが、比較例としての電源ブロック410#では、フィルタC122の代わりに、フィルタL121の前段にフィルタC122#が備えられている。
このため、ヒータ回路35#は、ヒータ保護リレー130と、ヒータオンオフ回路112と、リレー溶着検出回路50と、トライアック短絡検出回路60とにより構成されている。
なお、比較例としての電源ブロック410#では、フィルタC122#と、フィルタL121とによりフィルタLCが構成される。
また、実施の形態4における電源ブロック410では、フィルタC122は、リレー溶着検出回路50の後段に配置されていたが、比較例としての電源ブロック410#では、フィルタC122の代わりに、フィルタL121の前段にフィルタC122#が備えられている。
このため、ヒータ回路35#は、ヒータ保護リレー130と、ヒータオンオフ回路112と、リレー溶着検出回路50と、トライアック短絡検出回路60とにより構成されている。
なお、比較例としての電源ブロック410#では、フィルタC122#と、フィルタL121とによりフィルタLCが構成される。
また、ACオフ検出回路70のフォトカプラ86の出力側は、抵抗91、コンデンサ92及び5Vオンオフ回路407と接続されている。
放電IC490は、抵抗491、抵抗492、抵抗493及び抵抗494を介して、LINE及びNEUTRLの間に接続され、ACのオフを検出し、ACのオフを検出した場合にのみ通電する機能を有する。これにより、例えば、商用電源PWに接続されているACケーブルが抜かれた場合に、Xコンデンサとして用いられているフィルタC122#及びフィルタC142に蓄えられている電荷が、ACオフ時にのみ、抵抗491、抵抗492、抵抗493及び抵抗494で放電されるようになる。
次に、AC入力オフ時における放電について説明する。
図17(A)~(H)は、比較例としての電源ブロック410#での動作を説明するためのタイムチャートである。
図17(A)は、商用電源PWから入力されるACの電圧を表している。
図17(B)は、ACオフ検出回路70が出力する信号であるACオフ検出信号である。
図17(A)~(H)は、比較例としての電源ブロック410#での動作を説明するためのタイムチャートである。
図17(A)は、商用電源PWから入力されるACの電圧を表している。
図17(B)は、ACオフ検出回路70が出力する信号であるACオフ検出信号である。
図17(C)は、5Vオンオフ回路407の後段の電圧を表している。5Vオンオフ回路407の後段は、画像形成装置400の制御ブロック180に接続され、画像形成装置400の動作状態によって負荷が変動する。
図17(D)は、5Vオンオフ回路407の前段の電圧を表している。
図17(D)は、5Vオンオフ回路407の前段の電圧を表している。
図17(E)は、一次側の整流平滑回路150に含まれている電解コンデンサ152の両端の電圧を表している。
図17(F)は、Xコンデンサ放電用の放電IC490の動作状態を表している。図17(F)は、放電IC490が動作していない場合にOFFを表し、放電IC490が動作している場合にONを表す。
図17(F)は、Xコンデンサ放電用の放電IC490の動作状態を表している。図17(F)は、放電IC490が動作していない場合にOFFを表し、放電IC490が動作している場合にONを表す。
図17(G)は、第1のXコンデンサであるフィルタC142の両端の電圧を表している。
図17(H)は、第2のXコンデンサであるフィルタC122#の両端の電圧を表している。
図17(H)は、第2のXコンデンサであるフィルタC122#の両端の電圧を表している。
時刻t01において、商用電源PWとの間のACケーブルが抜かれると、図17(A)に示されているように、商用電源PWからの入力電圧が「0」になる。この場合、ACオフ検出回路70が、AC入力のオフを検出して、図17(B)に示されているように、ACオフ検出信号がAC入力のオフを表す。
AC検出信号がオフを表すと、5Vオンオフ回路407が動作して、5Vオンオフ回路407の後段への5Vの電圧の出力を停止する。これにより、図17(C)に示されているように、5Vオンオフ回路407の後段の電圧が「0」となる。
この場合でも、図17(E)に示されているように、電解コンデンサ152に残った電荷でサブDC-DC変換部170が動作を継続するため、図17(D)に示されているように、5Vオンオフ回路407の前段には、電圧が供給される。ここでは、5Vオンオフ回路407の後段に接続されている負荷がなくなったことで、電力の消費が減り、一定時間、5Vオンオフ回路407には、5Vの電圧が入力される。
なお、ここでは、図17(E)に示されているように、電解コンデンサ152が最も充電された状態で、ACがオフになるものとする。
なお、ここでは、図17(E)に示されているように、電解コンデンサ152が最も充電された状態で、ACがオフになるものとする。
図17(F)に示されているように、放電IC490は、時刻t01において入力されるACがオフになったことを検出して、オン状態となる。これにより、図17(G)及び図17(H)に示されているように、XコンデンサであるフィルタC122#及びフィルタC142に溜まった電荷の、放電IC490に接続されている抵抗491~494での放電が開始される。
次に、図17(E)に示されているように、電解コンデンサ152の残りの電荷が減り、一定の電圧まで低下すると、時刻t02において、サブDC-DC変換部170に設定されているブラウンアウトの電圧まで達し、サブDC-DC変換部170の動作が停止する。
これにより、図17(D)に示されているように、5Vオンオフ回路407の前段の電圧が低下し始める。
これにより、図17(D)に示されているように、5Vオンオフ回路407の前段の電圧が低下し始める。
そして、時刻t03において、図17(G)及び図17(H)に示されているように、XコンデンサであるフィルタC122#及びフィルタC142の残電荷が一定値まで低下すると、放電IC490の動作が停止し、図17(F)に示されているように、放電IC490がオフの状態へと移行する。
次に、実施の形態4における電源ブロック410での動作を説明する。
図18(A)~(H)は、実施の形態4における電源ブロック410での動作を説明するためのタイムチャートである。
図18(A)は、商用電源PWから入力されるACの電圧を表している。
図18(B)は、ACオフ検出回路70が出力するACオフ検出信号である。
図18(C)は、5Vオンオフ回路407の後段の電圧を表している。
図18(D)は、5Vオンオフ回路407の前段の電圧を表している。
図18(A)~(H)は、実施の形態4における電源ブロック410での動作を説明するためのタイムチャートである。
図18(A)は、商用電源PWから入力されるACの電圧を表している。
図18(B)は、ACオフ検出回路70が出力するACオフ検出信号である。
図18(C)は、5Vオンオフ回路407の後段の電圧を表している。
図18(D)は、5Vオンオフ回路407の前段の電圧を表している。
図18(E)は、一次側の整流平滑回路150に含まれている電解コンデンサ152の両端の電圧を表している。
図18(F)は、リレーオン回路90から出力されるオン信号であるRLY_SOURCE1信号を表している。
図18(F)は、リレーオン回路90から出力されるオン信号であるRLY_SOURCE1信号を表している。
図18(G)は、第1のXコンデンサであるフィルタC142の両端の電圧を表している。
図18(H)は、第2のXコンデンサであるフィルタC122の両端の電圧を表している。
図18(H)は、第2のXコンデンサであるフィルタC122の両端の電圧を表している。
時刻t11において、商用電源PWとの間のACケーブルが抜かれると、図18(A)に示されているように、商用電源PWからの入力電圧が「0」になる。この場合、ACオフ検出回路70が、AC入力のオフを検出して、図18(B)に示されているように、ACオフ検出信号がAC入力のオフを表す。
AC検出信号がオフを表すと、5Vオンオフ回路407が動作して、5Vオンオフ回路407の後段への5Vの電圧の出力を停止する。これにより、図18(C)に示されているように、5Vオンオフ回路407の後段の電圧が「0」となる。
この場合でも、図18(E)に示されているように、電解コンデンサ152に残った電荷でサブDC-DC変換部170が動作を継続するため、図18(D)に示されているように、5Vオンオフ回路407の前段には、電圧が供給される。ここでは、5Vオンオフ回路407の後段に接続されている負荷がなくなったことで、電力の消費が減り、一定時間、5Vオンオフ回路407には、5Vの電圧が入力される。
なお、ここでは、図18(E)に示されているように、電解コンデンサ152が最も充電された状態で、ACがオフになるものとする。
なお、ここでは、図18(E)に示されているように、電解コンデンサ152が最も充電された状態で、ACがオフになるものとする。
図18(B)に示されているように、時刻t11において、ACオフ検出信号がオフになると、リレーオン回路90が動作して、オン状態となる。これにより、図18(F)に示されているように、RLY_SOURCE1信号がオンになる。また、RLY_SNK1信号もオンになる。
RLY_SOURCE1信号がオンになると、ヒータ保護リレー430のリレー131がオンになり、図18(G)に示されているように、フィルタC142に溜まった電荷の、リレー溶着検出回路50での放電が開始される。
なお、XコンデンサであるフィルタC122については、ヒータ32がオフになった時点、言い換えると、画像形成装置400での画像の形成(印刷)が終了した時点で、ヒータ保護リレー430のリレー131がオフなり、リレー溶着検出回路50での放電が開始され、図18(H)に示されているように、ACの入力がオフになる時刻t11では、既に放電が完了している。言い換えると、フィルタC122に蓄積された電荷は、二つの電源ラインの何れか一方と、フィルタC122との接続が制限されている間に、抵抗51、52、55で放電される。
次に、図18(E)に示されているように、電解コンデンサ152の残りの電荷が減り、一定の電圧まで低下すると、時刻t12において、サブDC-DC変換部170に設定されているブラウンアウトの電圧まで達し、サブDC-DC変換部170の動作が停止する。
これにより、図18(D)に示されているように、5Vオンオフ回路407の前段の電圧が低下し始める。
これにより、図18(D)に示されているように、5Vオンオフ回路407の前段の電圧が低下し始める。
そして、図18(F)に示されているように、RLY_SOURCE1信号がオンを継続している間、ヒータ保護リレー130のリレー131がオンになり、リレー溶着検出回路50での放電が継続され、図18(G)に示されているように、フィルタC142に溜まった電荷が低下して、時刻t13において、フィルタC142に溜まった電荷が「0」になる。
図18(D)に示されているように、5Vオンオフ回路407の前段の電圧が一定の値まで低下すると、リレーオン回路90又はACオフ検出回路70の動作が維持できなくなり、その動作が停止される。これにより、図18(F)に示されているように、時刻t14において、RLY_SOURCE1信号がオフとなり、ヒータ保護リレー430のリレー131がオフになる。
以上のように、実施の形態4における電源ブロック410は、AC入力がオフとなった場合にだけリレー溶着検出回路50に電流が流れるようにして、Xコンデンサの放電を行うことができる。
また、比較例としての電源ブロック410#では、AC入力がオフとなった場合にだけ通電する放電IC490が必要となるが、実施の形態4における電源ブロック410は、他の用途で使用されている回路(ここでは、リレー溶着検出回路50)を用いて、放電を行うことができるため、比較例としての電源ブロック410#と比較して、回路規模を半分以下にすることができる。
また、比較例としての電源ブロック410#では、AC入力がオフとなった場合にだけ通電する放電IC490が必要となるが、実施の形態4における電源ブロック410は、他の用途で使用されている回路(ここでは、リレー溶着検出回路50)を用いて、放電を行うことができるため、比較例としての電源ブロック410#と比較して、回路規模を半分以下にすることができる。
100,200,300,400 画像形成装置、 1 給紙部、 2 画像形成部、 3 定着部、 4 用紙排出部、 31 定着ローラ、 32 ヒータ、 50 リレー溶着検出回路、 70 ACオフ検出回路、 90 リレーオン回路、 110,210,310,410 電源ブロック、 121 フィルタL、 122 フィルタC、 130,430 ヒータ保護リレー、 111 ACゼロクロス検出回路、 112 ヒータオンオフ回路、 140 フィルタLC、 141 フィルタL、 142,242 フィルタC、 243 スイッチ、 349 フィルタC、 150 一次側の整流平滑回路、 160 メインDC-DC変換部、 170 サブDC-DC変換部、 113 スイッチ、 180 制御ブロック。
Claims (20)
- 商用電源からの交流電力を消費する動作モードとして、第一のモード、及び、前記第一のモードよりも前記交流電力の消費電力が低い第二のモードを少なくとも有する画像形成装置であって、
前記交流電力が入力される二つの電源ラインと、
前記二つの電源ラインの間に設置され、前記交流電力のノイズを低減するコンデンサと、
前記二つの電源ラインの何れか一方と、前記コンデンサとの間に配置され、前記第一のモードにおいて、前記二つの電源ラインと、前記コンデンサとを接続し、前記第二のモードにおいて、前記二つの電源ラインの何れか一方と、前記コンデンサとの接続を制限する制限部と、を備えること
を特徴とする画像形成装置。 - 前記制限部は、前記接続を切断する切断部であること
を特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 現像剤で形成された現像剤像を加熱するためのヒータを含み、前記現像剤像を媒体に定着させる定着器をさらに備え、
前記コンデンサ及び前記制限部は、前記ヒータの前段に配置されていること
を特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 - 前記第一のモードでは、前記ヒータに通電が行われ、
前記第二のモードでは、前記ヒータに通電が行われないこと
を特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。 - 前記制限部は、さらに、前記ヒータへの通電をオン又はオフにすること
を特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 - 前記制限部は、リレーであること
を特徴とする請求項1から5の何れか一項に記載の画像形成装置。 - 前記画像形成装置は、前記第一のモードよりも前記交流電力の消費電力が低く、前記第二のモードとは異なる第三のモードをさらに有し、
前記コンデンサの後段において、前記二つの電源ラインの間に設置され、前記交流電力のノイズを低減するコンデンサである後段コンデンサと、
前記後段コンデンサの後段に配置され、前記交流電力を直流電力に変換する変換回路と、
前記二つの電源ラインの何れか一方と、前記コンデンサとの間に配置され、前記第一のモード及び前記第二のモードにおいて、前記二つの電源ラインと、前記後段コンデンサとを接続し、前記第三のモードにおいて、前記二つの電源ラインの何れか一方と、前記後段コンデンサとの接続を制限する後段制限部と、を備えること
を特徴とする請求項1から5の何れか一項に記載の画像形成装置。 - 前記後段制限部は、前記第三のモードにおいて、前記二つの電源ラインの何れか一方と、前記後段コンデンサとの接続を切断する後段切断部であること
を特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。 - 前記画像形成装置での処理を制御する制御部をさらに備え、
前記第一のモード及び前記第二のモードでは、前記直流電力から生成される第一の電圧、及び、前記直流電力から生成され、前記第一の電圧よりも低い第二の電圧が前記制御部に供給され、
前記第三のモードでは、前記第一の電圧は前記制御部に供給されず、前記第二の電圧が前記制御部に供給されること
を特徴とする請求項7又は8に記載の画像形成装置。 - 前記後段コンデンサに並列に接続され、前記第三のモードにおいて、前記交流電力のノイズを低減するコンデンサをさらに備えること
を特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。 - 前記後段制限部は、リレーであること
を特徴とする請求項7から10の何れか一項に記載の画像形成装置。 - 前記交流電力を直流電力に変換する変換回路をさらに備え、
前記コンデンサ及び前記制限部は、前記変換回路の前段に配置されていること
を特徴とする請求項7又は8に記載の画像形成装置。 - 前記画像形成装置での処理を制御する制御部をさらに備え、
前記第一のモードでは、前記直流電力から生成される第一の電圧、及び、前記直流電力から生成され、前記第一の電圧よりも低い第二の電圧が前記制御部に供給され、
前記第二のモードでは、前記第一の電圧は前記制御部に供給されず、前記第二の電圧が前記制御部に供給されること
を特徴とする請求項12に記載の画像形成装置。 - 前記後段コンデンサに並列に接続され、前記第二のモードにおいて、前記交流電力のノイズを低減するコンデンサをさらに備えること
を特徴とする請求項12又は13に記載の画像形成装置。 - 前記制限部は、リレーであること
を特徴とする請求項12から14の何れか一項に記載の画像形成装置。 - 前記コンデンサの後段において、前記二つの電源ラインの間に設置され、前記交流電力のノイズを低減するコンデンサである後段コンデンサと、
前記二つの電源ラインへの前記交流電力の入力が切断されたことによる状態の変化を検出する交流電力切断検出部と、
前記制限部よりも後段において前記二つの電源ラインに接続され、少なくとも抵抗を有し、前記交流電力が入力されている場合に予め定められた機能を発揮することができ、前記交流電力の入力が切断された場合には前記予め定められた機能を発揮することができない機能部と、をさらに備え、
前記交流電力の入力が切断されたことによる状態の変化が検出された場合に、前記制限部は、前記二つの電源ラインと、前記コンデンサとを接続することで、前記後段コンデンサに蓄積された電荷を前記抵抗で放電させること
を特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記後段コンデンサの前段に配置されている前記コンデンサに蓄積された電荷は、前記二つの電源ラインの何れか一方と、前記後段コンデンサの前段に配置されている前記コンデンサとの接続が制限されている間に、前記抵抗で放電されること
を特徴とする請求項16に記載の画像形成装置。 - 前記機能部は、前記予め定められた機能として、前記二つの電源ラインと、前記制限部に含まれるリレーの溶着を検出する機能を発揮するリレー溶着検出回路であること、
を特徴とする請求項16又は17に記載の画像形成装置。 - 前記リレー溶着検出回路は、前記抵抗と、ダイオードと、フォトカプラとを備えること
を特徴とする請求項18に記載の画像形成装置。 - 前記二つの電源ラインへの前記交流電力の入力が切断されたことによる状態の変化が検出された場合に、前記リレーをオンにするリレーオン部をさらに備えること
を特徴とする請求項18又は19に記載の画像形成装置。
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