JP2024005491A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 省電力モードにおける駆動周波数は、通常電力モードにおける駆動周波数よりも大きい。この結果、省電力モードにおいて、スイッチング素子を制御する制御回路の消費電力が増大する可能性がある。【解決手段】 入力電圧検知部１２５と所定電圧切替部１２６とにより、コンバータ制御回路１０４に入力される電力が制御される。具体的には、入力電圧検知部１２５と所定電圧切替部１２６とにより、省電力モードにおいてコンバータ制御回路１０４に入力される電力が通常電力モードにおいてコンバータ制御回路１０４に入力される電力よりも小さくなる。この結果、トランスを駆動するスイッチング素子を制御する制御回路の省電力モードにおける消費電力が増大することを抑制することができる。【選択図】 図３

Description

本発明は、電圧を出力する電源装置を備える画像形成装置に関する。

従来、商用電源から供給された交流電圧を直流電圧に変換するＡＣＤＣ変換回路を備える電源装置が知られている。特許文献１には、トランスを用いた電流共振方式により交流電圧を直流電圧に変換する電源装置が記載されている。

図７は、電流共振方式を用いた電源の出力電圧と駆動周波数との関係を、負荷の大きさ毎に表した図である。図７に示すように、２次側の負荷が比較的小さい軽負荷における出力電圧の曲線、２次側の負荷が中程度のである負荷における出力電圧の曲線及び２次側の負荷が比較的大きい重負荷における出力電圧の曲線は、異なる曲線である。

特開２０１７－１１２７１４号公報

画像形成装置には、画像形成を行う通常電力モード及び通常電力モードよりも消費電力が小さい省電力モード（スリープモード）が備えられている。通常電力モードは図７における重負荷に対応し、省電力モードは図７における軽負荷に対応する。

例えば、画像形成装置における電源の出力電圧としての目標電圧が図７のように設定される場合、通常電力モードにおける駆動周波数はｆ１に設定され、省電力モードにおける駆動周波数はｆ３に設定される。即ち、省電力モードにおける駆動周波数は、通常電力モードにおける駆動周波数よりも大きい。この結果、省電力モードにおいて、スイッチング素子を制御する制御回路の消費電力が増大する可能性がある。

上記課題に鑑み、本発明は、トランスを駆動するスイッチング素子を制御する制御回路の省電力モードにおける消費電力が増大することを抑制することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明にかかる画像形成装置は、
記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
商用電源から出力された交流電圧を直流電圧に変換する電源装置と、
前記電源装置から出力される前記直流電圧に基づいて動作し、前記記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成装置における電力モードとして、前記電源装置から前記画像形成部に前記直流電圧が供給される通常電力モードと、前記電源装置から前記画像形成部に前記直流電圧が供給されず且つ消費電力が前記通常電力モードよりも少ない省電力モードと、の切り替えを行う第１制御手段と、
を有し、
前記電源装置は、
商用電源から出力された交流電圧を整流する整流手段と、
前記整流手段によって整流された電圧を平滑化する第１平滑コンデンサと、
前記第１平滑コンデンサによって平滑化された電圧が印加される第１巻線と、前記第１巻線と絶縁された第２巻線と、前記第１巻線及び前記第２巻線と絶縁された第３巻線と、を備えるトランスと、
前記第１巻線に直列に接続されたコンデンサと、
前記第１巻線及び前記コンデンサに対して並列に接続された第１スイッチング素子と、
前記第１スイッチング素子に直列に接続された第２スイッチング素子と、
前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子のＯＮ状態及びＯＦＦ状態を切り替える制御信号の周波数を制御する第２制御手段であって、前記第１巻線に印加される電圧に起因して前記第２巻線に発生する電圧に基づいて動作する第２制御手段と、
前記第２制御手段に供給されるべき目標電圧を、前記前記第２の巻線に発生する電圧に応じて第１の電圧と第２の電圧とに切り替える切替手段と、
前記第１巻線に印加される電圧に起因して前記第３巻線に発生する電圧を平滑化する第２平滑コンデンサと、
前記第２平滑コンデンサによって平滑化された電圧を検出する検出手段と、
を備え、
前記第２制御手段は、前記検出手段によって検出された電圧が所定電圧に対応する電圧より小さい場合は前記制御信号の周波数を減少させ、前記検出手段によって検出された電圧が前記所定電圧に対応する電圧より大きい場合は前記制御信号の周波数を増大させ、
前記通常電力モードにおいて前記第２の巻線に発生する電圧は、前記省電力モードにおいて前記第２の巻線に発生する電圧よりも大きいことを特徴とする。

本発明によれば、トランスを駆動するスイッチング素子を制御する制御回路の省電力モードにおける消費電力が増大することを抑制することができる。

第１実施形態に係る画像形成装置を説明する断面図である。 前記画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。 電源装置の構成を示すブロック図である。 トランスの１次巻線に流れる電流及びトランスの２次巻線に流れる電流を示す図である。 電源装置から出力される電圧の出力経路を説明する図である。 スイッチング素子のゲート・ソース間電圧（ＶＧＳ）と電荷量Ｑｇとの関係を示す図である。 省電力モードにおける出力電圧と駆動周波数との関係を示す図である。

以下に図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の形状及びそれらの相対配置などは、この発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲が以下の実施の形態に限定される趣旨のものではない。

〔第１実施形態〕
［画像形成装置］
図１は、本実施形態で用いられるシート搬送装置を有するカラーの電子写真方式の複写機（以下、画像形成装置と称する）１００の構成を示す断面図である。なお、画像形成装置は複写機に限定されず、例えば、ファクシミリ装置、印刷機、プリンタ等であっても良い。また、記録方式は、電子写真方式に限らず、例えば、インクジェット等であっても良い。更に、画像形成装置の形式はモノクロ及びカラーのいずれの形式であっても良い。

以下に、図１を用いて、画像形成装置１００の構成および機能について説明する。

画像印刷装置３０１の内部には、記録媒体Ｐを収納するシート収納トレイ９が設けられている。なお、記録媒体とは、画像形成装置によって画像が形成されるものであって、例えば、用紙、樹脂シート、布、ＯＨＰシート、ラベル等は記録媒体に含まれる。

シート収納トレイ９に収納された記録媒体Ｐは、ピックアップローラ１０によって送り出され、搬送ローラ１１によってレジストレーションローラ１２へ搬送される。

ＰＣ等の外部装置から出力された画像信号は、半導体レーザ及びポリゴンミラーを含む光走査装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに色成分ごとに入力される。具体的には、外部装置から出力されたイエローに関する画像信号は光走査装置３Ｙに入力され、外部装置から出力されたマゼンタに関する画像信号は光走査装置３Ｍに入力される。また、外部装置から出力されたシアンに関する画像信号は光走査装置３Ｃに入力され、外部装置から出力されたブラックに関する画像信号は光走査装置３Ｋに入力される。なお、以下の説明においては、イエローの画像が形成される構成について説明するが、マゼンタ、シアン、ブラックについても同様の構成である。

感光ドラム１Ｙは、帯電器２Ｙによって外周面が帯電される。感光ドラム１Ｙの外周面が帯電された後、外部装置から光走査装置３Ｙに入力された画像信号に応じたレーザ光が、光走査装置３Ｙからポリゴンミラー等の光学系を経由し、感光ドラム１Ｙの外周面に照射される。この結果、感光ドラム１Ｙの外周面に静電潜像が形成される。

続いて、静電潜像が現像器４Ｙのトナーによって現像され、感光ドラム１Ｙの外周面にトナー像が形成される。感光ドラム１Ｙに形成されたトナー像は、感光ドラム１Ｙと対向する位置に設けられた転写ローラ５Ｙによって転写ベルト６に転写される。

転写ベルト６に転写されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像は、転写ローラ対１５ａ、１５ｂによって記録媒体Ｐに転写される。この転写タイミングに合わせて、レジストレーションローラ１２は記録媒体を転写部としての転写ローラ対１５ａ、１５ｂへ送り込む。

前述の如くして、トナー像が転写された記録媒体Ｐは、定着器１６へ送り込まれ、定着器１６によって加熱加圧されて、トナー像が記録媒体に定着される。このようにして、画像形成装置１００によって記録媒体に画像が形成される。画像が形成された記録媒体は、搬送ローラ１７、１８、１９、２０によって画像形成装置１００の機外へ排出される。

以上が画像形成装置１００の構成および機能についての説明である。

＜画像形成装置の制御構成＞
図２は、画像形成装置１００の制御構成の例を示すブロック図である。図２に示すように、画像形成装置１００には電源装置２００が設けられている。電源装置２００は交流電源（商用電源）ＡＣに接続されており、画像形成装置１００の内部の各種装置は電源装置２００から出力される電力によって稼働する。

システムコントローラ１５１は、図２に示すように、ＣＰＵ１５１ａ、ＲＯＭ１５１ｂ、ＲＡＭ１５１ｃを備えている。また、システムコントローラ１５１は、画像処理部１１２、操作部１５２、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１５３、高圧制御部１５５、モータ制御装置６００、センサ類１５９、ＡＣドライバ１６０と接続されている。システムコントローラ１５１は、接続された各ユニットとの間でデータやコマンドの送受信をすることが可能である。

ＣＰＵ１５１ａは、ＲＯＭ１５１ｂに格納された各種プログラムを読み出して実行することによって、予め定められた画像形成シーケンスに関連する各種シーケンスを実行する。

ＲＡＭ１５１ｃは記憶デバイスである。ＲＡＭ１５１ｃには、例えば、高圧制御部１５６に対する設定値、モータ制御装置６００に対する指令値及び操作部１５２から受信される情報等の各種データが格納される。

システムコントローラ１５１は、画像処理部１１２における画像処理に必要となる、画像形成装置１００の内部に設けられた各種装置の設定値データを画像処理部１１２に送信する。更に、システムコントローラ１５１は、センサ類１５９からの信号を受信して、受信した信号に基づいて高圧ユニット１５６を制御する。

高圧制御部１５５は、システムコントローラ１５１から出力される制御信号に応じて、高圧ユニット１５６（帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ、現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ、転写ローラ対１５ａ、１５ｂ等）を駆動する。

モータ制御装置６００は、ＣＰＵ１５１ａから出力された指令に応じて、画像形成装置１００に設けられた負荷を駆動するモータ５０９を駆動する。

Ａ／Ｄ変換器１５３は、定着ヒータ１６１の温度を検出するためのサーミスタ１５４が検出した検出信号を受信し、検出信号をアナログ信号からデジタル信号に変換してシステムコントローラ１５１に送信する。システムコントローラ１５１は、Ａ／Ｄ変換器１５３から受信したデジタル信号に基づいてＡＣドライバ１６０の制御を行う。ＡＣドライバ１６０は、定着ヒータ１６１の温度が定着処理を行うために必要な温度となるように定着ヒータ１６１を制御する。なお、定着ヒータ１６１は、定着処理に用いられるヒータであり、定着器１６に含まれる。

システムコントローラ１５１は、使用する記録媒体の種類（以下、紙種と称する）等の設定をユーザが行うための操作画面を、操作部１５２に設けられた表示部に表示するように、操作部１５２を制御する。システムコントローラ１５１は、ユーザが設定した情報を操作部１５２から受信し、ユーザが設定した情報に基づいて画像形成装置１００の動作シーケンスを制御する。また、システムコントローラ１５１は、画像形成装置の状態を示す情報を操作部１５２に送信する。なお、画像形成装置の状態を示す情報とは、例えば、画像形成枚数、画像形成動作の進行状況、画像印刷装置３０１及び原稿給送装置２０１におけるシートのジャムや重送等に関する情報である。操作部１５２は、システムコントローラ１５１から受信した情報を表示部に表示する。

前述の如くして、システムコントローラ１５１は、画像形成装置１００の動作シーケンスを制御する。

＜電力モード＞
本実施形態における画像形成装置１００は、記録媒体への画像形成が可能な通常電力モードと、電力が供給される負荷の数が通常電力モードよりも少なく且つ通常電力モードよりも消費電力が小さい省電力モード（スリープモード）とを備える。通常電力モードと省電力モードとの切り替えは、例えば、操作部１５２ａに設けられた電源スイッチをユーザが押下することに応じてＣＰＵ１５１ａによって行われる。

通常電力モードにおいては、電源装置２００から、操作部１５２、ＣＰＵ１５１ａ、高圧制御部１５５、高圧ユニット１５６、モータ制御装置６００、モータ５０９、センサ類１５９等へ電力が供給される。この結果、記録媒体への画像の形成が可能となる。

一方、省電力モードにおいては、操作部１５２、ＣＰＵ１５１ａに電源装置２００から電力が供給され、高圧制御部１５５、高圧ユニット１５６、モータ制御装置６００、モータ５０９へは電力が供給されない。この結果、通常電力モードよりも消費電力が小さくなる。

［電源装置］
＜電源装置の構成及び動作＞
図３は、電源装置２００の構成を示す図である。電源装置２００は、商用電源から供給される交流電圧を電流共振方式により直流電圧に変換して出力するＡＣＤＣ電源である。電源装置２００は、商用電源ＡＣが接続される１次側の回路と、１次側の回路とは絶縁された２次側の回路と、を備える。

商用電源ＡＣはダイオードブリッジ１０１に接続され、ダイオードブリッジ１０１の直流出力端子は平滑コンデンサ１０２に接続されている。平滑コンデンサ１０２の後段には、第１スイッチング素子１０６と第２スイッチング素子１０７で構成されたハーフブリッジが、平滑コンデンサ１０２と並列に接続されている。また、第２スイッチング素子１０７には、トランス１０５の１次巻線１０５ａと共振コンデンサ１０８とが直列に接続された共振回路が並列に接続されている。なお、トランス１０５の１次巻線１０５ａと共振コンデンサ１０８とで構成された共振回路は第１スイッチング素子１０６と並列に接続されていてもよい。

トランス１０５は、１次側の回路と２次側の回路との絶縁状態を保ちつつ１次側の電力を２次側に伝えるために用いられる。そのため、トランス１０５の１次巻線１０５ａと２次巻線１０５ｂ、１０５ｃとは、同一のコアに巻かれている。トランス１０５の１次巻線１０５ａのインダクタンスには、２次巻線１０５ｂ、１０５ｃと結合している成分と、２次巻線１０５ｂ、１０５ｃと結合していない成分（漏れインダクタンス）とが含まれる。

トランス１０５の２次巻線１０５ｂの一端は２次側のグラウンドに接続され、他端は整流ダイオード１０９のアノードに接続されている。また、トランス１０５の２次巻線１０５ｃの一端は２次側のグラウンドに接続され、他端は整流ダイオード１１０のアノードに接続されている。

整流ダイオード１０９のカソード及び整流ダイオード１１０のカソードは互いに接続され同電位となり、平滑コンデンサ１１１の一端に接続されている。平滑コンデンサ１１１の他端はグラウンドに接続されている。

電源装置２００に入力された交流電圧はダイオードブリッジ１０１によって整流され、その後、平滑コンデンサ１０２によって平滑化される。平滑化によって得られた直流電圧は、起動抵抗１０３を介してコンバータ制御回路１０４に印加される。その結果、コンバータ制御回路１０４に電力が供給される。

コンバータ制御回路１０４は、第１スイッチング素子１０６及び第２スイッチング素子１０７を駆動するためのパルス信号（ＰＷＭ信号）を生成する電圧制御発信器（ＶＯＣ）を備える。第１スイッチング素子１０６及び第２スイッチング素子１０７は、電圧制御発信器から出力されるパルス信号によって駆動される。コンバータ制御回路１０４は、第１スイッチング素子１０６及び第２スイッチング素子１０７をデューティ比５０％で交互に駆動する。即ち、コンバータ制御回路１０４は、第１スイッチング素子１０６がＯＮの場合は第２スイッチング素子１０７がＯＦＦになり、第１スイッチング素子１０６がＯＦＦの場合は第２スイッチング素子１０７がＯＮになるように第１スイッチング素子１０６及び第２スイッチング素子１０７を駆動する。この結果、トランス１０５の１次巻線１０５ａと共振コンデンサ１０８とで構成される共振回路に方形波が印され、トランス１０５の１次巻線１０５ａに交流電流が流れる。

図４は、トランス１０５の１次巻線１０５ａに流れる電流及びトランス１０５の２次巻線１０５ｂ、１０５ｃに流れる電流を示す図である。

第１スイッチング素子１０６がＯＮ状態且つ第２スイッチング素子１０７がＯＦＦ状態であるとき、平滑コンデンサ１０２からの電流Ｉ１が第１スイッチング素子、トランスの１次巻線１０５ａ、共振コンデンサ１０８の順に流れる。このとき、２次側では、２次巻線１０５ｂから整流ダイオード１０９から平滑コンデンサ１１１へと電流Ｉ３が流れる。

一方、第１スイッチング素子１０６がＯＦＦ状態且つ第２スイッチング素子１０７がＯＮ状態であるとき、共振コンデンサ１０８からの電流Ｉ２がトランスの１次巻線１０５ａ、第２スイッチング素子１０７の順に流れる。このとき、２次側では、２次巻線１０５ｃから整流ダイオード１１０から平滑コンデンサ１１１へと電流Ｉ４が流れる。

以上のようにして、第１スイッチング素子１０６及び第２スイッチング素子１０７を駆動することにより、トランス１０５の１次巻線１０５ａに交流電流が流れ、当該交流電流に起因して発生する磁界がトランス１０５のコアを介して２次巻線１０５ｂ、１０５ｃを貫く。２次巻線１０５ｂ、１０５ｃを貫く磁束に起因して２次巻線１０５ｂ、１０５ｃに交流電圧が誘起され、当該誘起された交流電圧に起因して２次巻線１０５ｂ、１０５ｃに交流電流が流れる。２次巻線１０５ｂ、１０５ｃに流れる交流電流は、整流ダイオード１０９、１１０で整流された後に、平滑コンデンサ１１によって平滑化される。その結果、２次側の回路で直流電圧が得られる。平滑コンデンサ１１１の両端電圧が電源装置２００の出力電圧Ｖｏｕｔである。

図３に示すように、トランス１０５には補助巻線１０５ｄが巻かれている。第１スイッチング素子１０６及び第２スイッチング素子１０７が駆動されると、交流電流に起因して発生する磁界がトランス１０５のコアを介して補助巻線１０５ｄを貫く。補助巻線１０５ｄを貫く磁束に起因して補助巻線１０５ｄに交流電圧が誘起され、当該誘起された交流電圧に起因して補助巻線１０５ｄに交流電流が流れる。

コンバータ制御回路１０４は、起動抵抗１０３を介してコンバータ制御回路１０４に電力が供給されると、上述した方法により第１スイッチング素子１０６及び第２スイッチング素子１０７を駆動する。その結果、補助巻線１０５ｄに交流電流が流れる。補助巻線１０５ｄに流れる交流電流は、後述する方法によりコンバータ制御回路１０４のＶＣＣ端子に入力される。コンバータ制御回路１０４は、補助巻線１０５ｄに流れる交流電流に対応する電力が供給されると、起動抵抗１０３を介して供給される電力を遮断する。

｛コンバータ制御回路１０４への電力供給｝
図３に示すように、本実施形態における電源装置２００にはレギュレータ回路１１７が設けられている。

補助巻線１０５ｄの一端には整流ダイオード１１８が接続されている。また、補助巻線１０５ｄ及び整流ダイオード１１８には、平滑コンデンサ１１９が並列接続されている。補助巻線１０５ｄに発生した電圧は、整流ダイオード１１８によって整流された後、平滑コンデンサ１１９によって平滑化される。

平滑コンデンサ１１９によって平滑化された電圧が抵抗１２０を介してスイッチング素子１２１のベース端子に印可されると、スイッチング素子１２１がＯＮ状態になる。その結果、平滑コンデンサ１１９によって平滑化された電圧が電圧ＶＣＣとしてコンバータ制御回路１０４のＶＣＣ端子に入力される。

抵抗１２２、１２３によって分圧された電圧は設定電圧Ｖ＿ｒｅｆとしてシャントレギュレータ１２４に入力される。スイッチング素子１２１のベース端子に印可される電圧が設定電圧Ｖ＿ｒｅｆを超えると、スイッチング素子１２１のベース端子とグラウンドとが接続される。その結果スイッチング素子１２１がＯＦＦ状態になる。

その後、電圧ＶＣＣが低下することに起因してシャントレギュレータ１２４に印可された電圧が設定電圧Ｖ＿ｒｅｆより小さくなると、スイッチング素子１２１のベース端子がグラウンドから遮断される。その結果、スイッチング素子１２１のベース端子の電圧が上昇し、スイッチング素子１２１がＯＮ状態になる。

以上の構成により、コンバータ制御回路１０４のＶＣＣ端子には、設定電圧Ｖ＿ｒｅｆに対応する一定の電圧が印可される。

＜出力電圧Ｖｏｕｔの制御＞
｛出力電圧Ｖｏｕｔのフィードバック｝
出力電圧Ｖｏｕｔは、フォトカプラ発光部１１６ａに入力される。また、出力電圧Ｖｏｕｔは、抵抗１１２，１１３によって分圧され、シャントレギュレータ１１５に入力される。

シャントレギュレータ１１５は、入力された電圧が基準電圧よりも高い場合はフォトカプラ発光部１１６ａに流れる電流を増加させ、入力された電圧が基準電圧よりも低い場合フォトカプラ発光部１１６ａに流れる電流を減少させる。フォトカプラ発光部１１６ａに電流が流れるとフォトカプラ発光部１１６ａは発光する。フォトカプラ発光部１１６ａから出射された光はフォトカプラ受光部１１６ｂに入射する。フォトカプラ受光部１１６ｂには受光量に応じた電流が流れる。即ち、２次側に設けられたフォトカプラ発光部１１６ａは、１次側の回路と絶縁状態を保ったまま、１次側の回路へ出力電圧Ｖｏｕｔに関する情報を伝達する。なお、本実施形態では、基準電圧は、通常電力モードにおいて必要な電圧（例えば２４Ｖ）に対応する値に設定されている。具体的には、基準電圧は、図７に示す目標電圧に対応する値に設定されている。

コンバータ制御回路１０４は、フォトカプラ受光部１１６ｂに流れる電流に基づいて、第１スイッチング素子１０６、第２スイッチング素子１０７をスイッチングする駆動周波数を制御する。即ち、コンバータ制御回路１０４は、出力電圧Ｖｏｕｔがシャントレギュレータ１１５の基準電圧に対応する値になるように、フォトカプラ受光部１１６ｂに流れる電流に基づいて、第１スイッチング素子１０６、第２スイッチング素子１０７をスイッチングする駆動周波数を制御する。具体的には、コンバータ制御回路１０４は、出力電圧Ｖｏｕｔが基準電圧に対応する電圧よりも小さいことがフォトカプラ受光部１１６ｂに流れる電流によって示される場合は駆動周波数を低くする。また、コンバータ制御回路１０４は、出力電圧Ｖｏｕｔが基準電圧に対応する電圧よりも大きいことがフォトカプラ受光部１１６ｂに流れる電流によって示される場合は駆動周波数を高くする。

高圧制御部１５５、高圧ユニット１５６、モータ制御装置６００、モータ５０９は、基準電圧に対応する電圧によって動作可能であり、操作部１５２、ＣＰＵ１５１ａは、基準電圧に対応する電圧より小さい電圧（５Ｖ）によって動作する。即ち、本実施形態では、例えば、図５に示すように、通常電力モードにおいては、電源装置２００から出力された出力電圧Ｖｏｕｔが公知のＤＣＤＣコンバータによって降圧された後に操作部１５２、ＣＰＵ１５１ａに入力される。なお、図５では、ＤＣＤＣコンバータ１６３によって降圧された電圧がＣＰＵ１５１ａに入力される例が示されているが、ＤＣＤＣコンバータ１６３によって降圧された電圧は、例えば、操作部１５２にも入力される。また、図５では、電源装置２００から出力された電圧が高圧ユニット１５６、モータ５０９に入力される例が示されているが、電源装置２００から出力された電圧は、例えば、高圧制御部１５５、モータ制御装置６００等にも入力される。

＜コンバータ制御回路１０４の消費電力＞
コンバータ制御回路１０４の消費電力は、第１スイッチング素子１０６のゲート電極と第２スイッチング素子１０７ゲート電極とに供給される電流Ｉ＿ｆｅｔが大きいほど大きくなる。電流Ｉ＿ｆｅｔは以下の式（１）によって表される。

ここで、Ｑｇは第１スイッチング素子１０６のゲート電極と第２スイッチング素子１０７ゲート電極とに供給される電荷量を示す値であり、ｆは駆動周波数を示す値である。

図７に示す目標電圧に対応する値に基準電圧が設定されている場合、通常電力モードにおける駆動周波数はｆ１に設定され、省電力モードにおける駆動周波数はｆ３に設定される。つまり、省電力モードにおける駆動周波数は、通常電力モードにおける駆動周波数よりも大きい。即ち、省電力モードにおける電流Ｉ＿ｆｅｔは、通常電力モードにおける電流Ｉ＿ｆｅｔよりも大きい。この結果、省電力モードにおいて、コンバータ制御回路１０４の消費電力が増大する。

｛電荷量Ｑｇ｝
図６は、スイッチング素子のゲート・ソース間電圧（ＶＧＳ）と電荷量Ｑｇとの関係を示す図である。図６に示すように、ゲート・ソース間電圧ＶＧＳが増大すると電荷量Ｑｇも増大する。なお、本実施形態ではＶＧＳがＶｇを超えるとスイッチング素子がＯＮ状態になる。

ゲート・ソース間電圧ＶＧＳは、コンバータ制御回路１０４のＶＣＣ端子に入力される電圧ＶＣＣに比例する。即ち、電圧ＶＣＣが大きいほど電荷量Ｑｇも大きくなる。

｛設定電圧Ｖ＿ｒｅｆ｝
そこで、本実施形態では、省電力モードにおける電圧ＶＣＣが図６における電荷量Ｑｇ１に対応する電圧になるように設定電圧Ｖ＿ｒｅｆが設定されている。具体的には、省電力モードにおける電圧ＶＣＣが図６における電荷量Ｑｇ１に対応する電圧になるように抵抗１２２，１２３の値が設定されている。

一方、通常動作モードにおいては、例えば、記録媒体への画像形成中における負荷の変動が省電力モードに比べて大きい。即ち、通常動作モードにおける設定電圧Ｖ＿ｒｅｆが省電力モードにおける設定電圧Ｖ＿ｒｅｆと同じ値である場合、負荷の変動に起因して、電圧ＶＣＣがコンバータ制御回路１０４の動作に必要な電圧より小さくなってしまう可能性がある。そこで、本実施形態では、通常電力モードにおける設定電圧Ｖ＿ｒｅｆと省電力モードにおける設定電圧Ｖ＿ｒｅｆとを切り替える構成がレギュレータ回路１１７に設けられている。具体的には、本実施形態におけるレギュレータ回路１１７には、設定電圧Ｖ＿ｒｅｆを切り替える構成として入力電圧検知部１２５と所定電圧切替部１２６とが設けられている。

入力電圧検知部１２５は、ツェナーダイオード１２７と抵抗１２８、１２９とを備える。図３における点Ａにおける電圧が閾値電圧Ｖｔｈを超えると、ツェナーダイオード１２７を介して点Ａから抵抗１２８に向かって電流が流れる。

所定電圧切替部１２６は、抵抗１３０とスイッチング素子１３１とを備える。ツェナーダイオード１２７を介して点Ａから抵抗１２８に向かって電流が流れると、抵抗１２８、１２９によって分圧された電圧がスイッチング素子１３１のベース端子に流れる。この結果、スイッチング素子１３１がＯＮ状態になる。その結果、抵抗１２３が抵抗１３０と並列に接続され、シャントレギュレータ１２４に入力される電圧（即ち、設定電圧Ｖ＿ｒｅｆ）が大きくなる。

以上の構成により、通常電力モードにおける設定電圧Ｖ＿ｒｅｆ、即ち、コンバータ制御回路１０４のＶＣＣ端子に入力される電圧が省電力モードにおける設定電圧Ｖ＿ｒｅｆよりも大きくなる。

以上のように、本実施形態におけるコンバータ制御回路１０４は、２次側で検出された電圧に基づいて、第１スイッチング素子１０６及び第２スイッチング素子１０７を駆動する駆動周波数を制御する。コンバータ制御回路１０４は、補助巻線１０５ｄから供給される電力に基づいて動作する。そして、入力電圧検知部１２５と所定電圧切替部１２６とにより、コンバータ制御回路１０４に入力される電力が制御される。具体的には、入力電圧検知部１２５と所定電圧切替部１２６とにより、省電力モードにおいてコンバータ制御回路１０４に入力される電力が通常電力モードにおいてコンバータ制御回路１０４に入力される電力よりも小さくなる。この結果、トランスを駆動するスイッチング素子を制御する制御回路の省電力モードにおける消費電力が増大することを抑制することができる。

なお、帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ、現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ、転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ、転写ローラ対１５ａ、１５ｂは画像形成部に含まれる。

１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ 感光ドラム
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ 帯電器
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ 現像器
１５ａ、１５ｂ 転写ローラ対
１０４ コンバータ制御回路
１５１ａ ＣＰＵ
２００ 電源装置

Claims (4)

1. 記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
   商用電源から出力された交流電圧を直流電圧に変換する電源装置と、
   前記電源装置から出力される前記直流電圧に基づいて動作し、前記記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
   前記画像形成装置における電力モードとして、前記電源装置から前記画像形成部に前記直流電圧が供給される通常電力モードと、前記電源装置から前記画像形成部に前記直流電圧が供給されず且つ消費電力が前記通常電力モードよりも少ない省電力モードと、の切り替えを行う第１制御手段と、
   を有し、
   前記電源装置は、
   商用電源から出力された交流電圧を整流する整流手段と、
   前記整流手段によって整流された電圧を平滑化する第１平滑コンデンサと、
   前記第１平滑コンデンサによって平滑化された電圧が印加される第１巻線と、前記第１巻線と絶縁された第２巻線と、前記第１巻線及び前記第２巻線と絶縁された第３巻線と、を備えるトランスと、
   前記第１巻線に直列に接続されたコンデンサと、
   前記第１巻線及び前記コンデンサに対して並列に接続された第１スイッチング素子と、
   前記第１スイッチング素子に直列に接続された第２スイッチング素子と、
   前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子のＯＮ状態及びＯＦＦ状態を切り替える制御信号の周波数を制御する第２制御手段であって、前記第１巻線に印加される電圧に起因して前記第２巻線に発生する電圧に基づいて動作する第２制御手段と、
   前記第２制御手段に供給されるべき目標電圧を、前記前記第２の巻線に発生する電圧に応じて第１の電圧と第２の電圧とに切り替える切替手段と、
   前記第１巻線に印加される電圧に起因して前記第３巻線に発生する電圧を平滑化する第２平滑コンデンサと、
   前記第２平滑コンデンサによって平滑化された電圧を検出する検出手段と、
   を備え、
   前記第２制御手段は、前記検出手段によって検出された電圧が所定電圧に対応する電圧より小さい場合は前記制御信号の周波数を減少させ、前記検出手段によって検出された電圧が前記所定電圧に対応する電圧より大きい場合は前記制御信号の周波数を増大させ、
   前記通常電力モードにおいて前記第２の巻線に発生する電圧は、前記省電力モードにおいて前記第２の巻線に発生する電圧よりも大きいことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記切替手段は、前記第２巻線と前記第２制御手段との間に設けられることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記電源装置は、電流共振方式により、前記商用電源から出力された前記交流電圧を前記直流電圧に変換することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記画像形成部は、前記記録媒体に画像を転写する転写部を備え、
   前記転写部は、前記通常電力モードにおいて前記電源装置から出力される電圧に基づいて、前記記録媒体に画像を転写することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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