JP4606825B2 - 電源装置、画像形成装置、電源制御方法、電源制御プログラム、記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置等に用いられる電源装置に関する。

コピー機やプリンタあるいは複合機等の画像形成装置の熱定着装置には、ヒータランプ（例えば、ハロゲンヒータランプ）等を熱源とする熱ローラ方式が用いられている。この熱ローラ方式では、ヒータランプによって加熱されたローラ間を、トナー画像が形成された記録材が通過することによって該トナー画像が記録材に定着される。

このヒータランプは、一般にトライアック等のスイッチング素子を備えたヒータランプ回路を介して商用電源等の交流電源に接続されており、この交流電源からの電力供給によって、点灯・発熱する。このヒータランプ回路では、ローラ表面温度が一定となるように、交流電源における所定の位相角においてスイッチング素子がＯＮされ、ヒータランプに通電される。

ここで、入力される交流電源電圧が何らかの理由で低下した場合、上記位相角を変化させる位相制御が行われる。すなわち、スイッチング素子がＯＮされる位相角を増加させることで入力電圧の低下を補い、供給電力の変動を抑制するのである。
特開２００４−１３６６８号公報（公開日：平成１６年１月１５日） 特開平８−２８６５５６号公報（公開日：平成８年１１月１日）

しかしながら、位相制御によってＯＮされる位相角を増加させると、入力側の商用電源に負担がかかり、ヒータランプ回路に入力される電源電圧が低下することがある。そうすると、ヒータランプ回路は、この入力電源電圧の低下を受けてさらに位相角を増加させるように作動する。この結果、商用電源の状態はさらに悪化してしまう。

この悪循環は、ローラ温度の低下のみならず、画像形成装置の異常動作を招来する。また、同一の商用電源につながる他の電気機器にも悪影響を及すことになる。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、負荷への給電を適切に制御できる電源装置を提供する点にある。

本発明の電源装置は、上記課題を解決するために、電源からの供給電圧を検出する検出手段と、該検出手段の検出結果に基づいて、負荷への給電状態を制御する位相制御手段とを備え、上記位相制御手段は、上記負荷への給電時間を延長する第１の位相制御を行った後に上記検出手段から閾値を下回る検出結果が得られれば、この延長した給電時間を短縮する第２の位相制御を行うことを特徴としている。

上記構成によれば、検出手段が電源（例えば、商用電源）から供給される供給電圧を検出する。また、位相制御手段は、該検出手段の検出結果に基づいて、負荷への給電状態（例えば、交流周期に対する通電時間）を制御する。

上記位相制御手段は、何らかの理由（例えば、同一電源への過負担、漏電等の故障）により電源からの供給電圧が低下すると、まず、この供給電圧の低下に対応するべく上記負荷への給電時間を延長する（第１の位相制御）。

ここで、本発明では、この第１の位相制御の後に上記検出手段によって供給電圧を検出し、この検出された供給電圧が閾値を下回る場合には、一旦延長した給電時間を短縮する（第２の位相制御）。すなわち、第１の位相制御後の供給電圧を監視し、これが閾値以下になるほど電源が不安定な場合には、給電時間を短縮し、電源への負担を低減する。

これにより、供給電圧の低下等に対応すべく第１の位相制御を行ったものの、これによって電源がさらに不安定になり、その供給電圧がさらに低下するといった悪循環を回避することができる。この結果、電源装置が搭載される装置（例えば、画像形成装置）の誤作動を防止できるとともに、同一の電源につながる他の電気機器へ悪影響が及ぶことも防止できる。

本発明の電源装置は、上記課題を解決するために、電源からの供給電力を検出する検出手段と、該検出手段の検出結果に基づいて、負荷への給電を制御する位相制御手段とを備え、上記位相制御手段は、上記負荷への給電時間を延長する第１の位相制御を行った後に上記検出手段から第１の位相制御前の電力値を下回る検出結果が得られれば、この延長した給電時間を短縮する第２の位相制御を行うことを特徴としている。

上記構成によれば、供給電力の低下等に対応して第１の位相制御の後に上記検出手段によって供給電力を検出し、この検出された供給電力が第１の位相制御前の電力値を下回る場合には、一旦延長した給電時間を短縮する（第２の位相制御）。すなわち、第１の位相制御後の供給電力を監視し、これが閾値以下になるほど電源が不安定な場合には、給電時間を短縮し、電源への負担を低減する。

これにより、供給電力の低下に対応すべく第１の位相制御を行ったものの、これによって電源がさらに不安定になり、その供給電力がさらに低下するといった悪循環を回避することができる。この結果、電源装置が搭載される装置（例えば、画像形成装置）の誤作動を防止できるとともに、同一の電源につながる他の電気機器へ悪影響が及ぶことも防止できる。

上記構成においては、第２の位相制御において、上記延長した給電時間を元の給電時間に戻すようにし、負荷への給電制御を容易にすることが好ましい。

また、上記構成においては、上記検出結果は、第１の位相制御後の給電開始から所定時間経過後に得られたものであることが好ましい。

すなわち、第１の位相制御後の給電開始から所定時間経過後に供給電圧（電力）を検出し、この検出された供給電圧が閾値（第１の位相制御前の電力値）を下回る場合には、一旦延長した給電時間を短縮する（第２の位相制御）。

こうすれば、電源電圧値と閾値との比較を、第１の位相制御後の給電開始時に流れる突入電流等に影響されることなく精度良く行うことができる。また、上記所定時間を突入電流のサイクルに基づいて決定すれば、より精度の高い比較を行うことができる。

また、上記構成においては、上記位相制御手段は、第２の位相制御後に、負荷への給電をそれまでより低いレベルに抑えることが好ましい。こうすれば、第２の位相制御が必要な状態（電源が不安定な状態）であっても、電源状態をそれ以上悪化させることなく、負荷への給電を継続することができる。

また、上記構成においては、変圧用のトランスを備え、上記検出手段は上記トランスの２次側に設けられていることが好ましい。通常、トランスの１次・２次間は絶縁されている。したがって、２次側に検出手段を設ければ、その検出結果の位相制御手段への伝達が容易である。なお、１次側に検出手段を設けると、その検出結果を２次側に伝達するための構成を１次側に設けなければならなくなってしまう。

この場合、上記トランスに電圧測定用の２次巻線を備え、上記検出手段は、上記２次巻線に生じる電圧に基づいて電源からの供給電圧を検出するように構成にしても良い。こうすれば、検出手段の構成を簡易化することができる。

また、上記トランスの１次側に接続されたスイッチング回路と、上記トランスの２次側の出力電圧に基づいて上記スイッチング回路を制御するスイッチング制御回路とを備える電源装置（スイッチング電源）では、上記検出手段が、上記スイッチング制御回路の動作から得られるデューティ情報に基づいて電源からの供給電圧を検出するように構成しても良い。こうすれば、検出手段にスイッチング電源の構成を利用することができ、検出手段の構成を簡易化することができる。

また、上記負荷がトナー定着用の熱源負荷であるような構成も可能である。

また、本発明の画像形成装置は、上記電源装置を備えることを特徴とする。

上記画像形成装置においては、画像形成にかかる処理速度を制御するプロセス制御手段を備え、第２の位相制御後は上記位相制御手段が負荷への給電をそれまでより低いレベルに抑えるとともに、プロセス制御手段が上記処理速度を低減させることが好ましい。こうすれば、第２の位相制御が必要な状態（電源が不安定な状態）であっても、電源状態をそれ以上悪化させることなく、次善の状態で画像形成装置の稼動を継続させることができる。この場合、給電レベルの低下によって処理速度が低下している旨を報知する報知手段を備え、処理速度の低下をユーザ知らせることが好ましい。

また、本発明の電源制御方法は、負荷への給電開始後に検出された電源電圧値と第１の基準値とを比較する第１の工程と、上記第１の工程で電源電圧値が第１の基準値を下回っている場合に給電時間を延長する第１の位相制御を行う第２の工程と、上記第１の位相制御後に検出された電源電圧値と第２の基準値とを比較する第３の工程と、上記第３の工程で電源電圧値が第２の基準値を下回っている場合に第１の位相制御で延長した給電時間を短縮する第２の位相制御を行う第４の工程と、を含むことが好ましい。

上記電源制御方法によれば、第１の工程で判明した供給電圧の低下に対応するために第２の工程で第１の位相制御を行った場合に、第３および第４の工程を行うことで、該第１の位相制御よって電源がさらに不安定になり、その供給電圧がさらに低下するといった悪循環を回避することができる。この結果、電源装置が搭載される装置（例えば、画像形成装置）の誤作動を防止できるとともに、同一の電源につながる他の電気機器へ悪影響が及ぶことも防止できる。

また、電源制御プログラムは、上記各工程をコンピュータに実行可能とすることを特徴としている。

また、本発明の記録媒体は、上記電源制御プログラムがコンピュータに読み取り可能に記録されていることを特徴としている。

以上のように、本発明の電源装置によれば、第１の位相制御の後に上記検出手段によって供給電圧を検出し、この検出された供給電圧が閾値を下回る場合には、一旦延長した給電時間を短縮する（第２の位相制御）。すなわち、第１の位相制御後の供給電圧を監視し、これが閾値以下になるほど電源が不安定な場合には、給電時間を短縮し、電源への負担を低減する。

これにより、供給電圧の低下に対応すべく第１の位相制御を行ったものの、これによって電源がさらに不安定になり、その供給電圧がさらに低下するといった悪循環を回避することができる。この結果、電源装置が搭載される装置（例えば、画像形成装置）の誤作動を防止できるとともに、同一の電源につながる他の電気機器へ悪影響が及ぶことも防止できる。

本発明の実施の一形態を図１〜図１０に基づいて説明すれば以下のとおりである。ここで、図１は本実施の形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。同図に示されるように、画像形成装置１は、電源装置２と、記憶部４と、表示部５（報知手段）と、ヒータランプ１３（負荷）と、用紙搬送部６と、画像形成部７とを備える。

電源装置２は、電圧モニタ部１０（検出手段）を含むスイッチング電源８と、制御部３と、ドライバ回路１１と、ヒータランプ点灯回路１２とを備える。ここで、スイッチング電源８およびヒータランプ点灯回路１２は交流電源に接続されている。また、ヒータランプ１３は、電源装置２のヒータランプ点灯回路１２に接続されている。

また、制御部３は、計時部９と、電源電圧値算出部１４（検出手段）と、位相制御判定部１５およびヒータランプ制御部１６（位相制御手段）と、モード設定部１７と、プロセス制御部１８（プロセス制御手段）とを備える。

電源装置２は、交流電源からの電源電圧を制御部３によって制御し、ドライバ回路１１およびヒータランプ点灯回路１２を介してヒータランプ１３（負荷）に供給する。スイッチング電源８は商用電源等からの交流電圧を整流化するとともに降圧し、制御部３等に安定した直流電源を供給する。

スイッチング電源８の電圧モニタ部１０は、ヒータランプ１３点灯時にスイッチング電源８内の所定箇所の電圧情報を、ゼロクロス情報とともにこれを制御部３に出力する。なお、この電圧情報は電源電圧値算出部１４に入力され、ゼロクロス情報は計時部９に入力される。電圧モニタ部１０を含むスイッチング電源８の具体的な構成については後に詳述する。

制御部３の電源電圧値算出部１４は、電圧モニタ部１０から入力される電圧情報に基づいて電源電圧値を算出し、位相制御判定部１５へ出力する。電圧モニタ部１０からの情報は通常アナログであるため、この電源電圧値算出部１４にＡＤコンバータ機能を備えることが好ましい。また、計時部９は、電圧モニタ部１０から入力されたゼロクロス情報に基づき、ゼロクロスからの経過時間を位相制御判定部１５に出力する。

位相制御判定部１５は、記憶部４から読み出した基準値（第１の基準値・第２の基準値）と、電源電圧値算出部１４から入力された電源電圧値とを比較し、その比較結果と、計時部９から入力されたゼロクロスからの経過時間とに基づいて、位相制御を行うか否かを判断する。この第１の基準値・第２の基準値には、例えば、交流電源からの供給電圧の所定の実効値が用いられる。

すなわち、ヒータランプ１３を第１の位相角（図６（ａ）参照）で点灯した後に得られる電源電圧値が第１の基準値より大きければ、位相制御判定部１５は、位相制御を行わず、ヒータランプ１３の現在の位相角（第１の位相角）を継続すべきであると判断する。この場合、位相制御判定部１５はヒータランプ制御部１６に位相制御信号を送らない。これに対して、ゼロクロスから所定時間経過後の電源電圧値が第１の基準値より小さければ、位相制御判定部１５は、ヒータランプ１３への給電レベルを保つべく通電時間を長くする位相制御が必要であると判断し、その旨の位相制御信号をヒータランプ制御部１６に出力する。これを受けて、ヒータランプ制御部１６は、ヒータランプ１３の位相角（ヒータランプ点灯回路１２のＯＮ／ＯＦＦタイミング）を第２の位相角（図６（ｂ）参照）に変更する（第１の位相制御）。

本実施の形態においては、位相制御判定部１５がさらに、この位相制御実行から所定時間経過後の電源電圧値が第２の基準値（閾値、上記第１の基準値より小さい基準値）よりも大きいか否かを判定する。上記電源電圧値が第２の基準値より大きければ、位相制御判定部１５は現在の位相角（第２の位相角）を継続すべきであると判断し、ヒータランプ制御部１６には位相制御信号を送らない。これに対して、位相制御実行から所定時間経過後の電源電圧値が第２の基準値よりも小さければ、位相制御判定部１５は、電源電圧の更なる低下（電源状態の更なる不安定化）を回避すべく、通電時間を短縮する位相制御が必要と判断し、その旨の位相制御信号をヒータランプ制御部１６に出力する。これを受けて、ヒータランプ制御部１６は、ヒータランプ１３の位相角を元の第１の位相角（図６（ａ）参照）に変更する（第２の位相制御）。なお、上記所定経過時間は突入電流のサイクル基づいて決定される。

また、位相制御判定部１５は、これら位相制御に関する信号をモード設定部１７にも送信する。これを受けたモード設定部１７は、通常モード、低速モード、稼動停止の各モードを設定し、これをプロセス制御部１８に出力する。

プロセス制御部１８は、モード設定部１７からのモード情報を受けて、表示部５、用紙搬送部６および画像形成部７等を制御する。

上記した制御部３の各部の機能は、プログラムをコンピュータに実行させる（例えば、ＣＰＵなどのプロセッサが記憶部４のＲＯＭやＲＡＭに記録されたプログラムコードを実行する）ことによって実現される。

以下に、電圧モニタ部１０を含むスイッチング電源８の具体的な構成について説明する。図１のスイッチング電源８は、例えば、図２〜４に示すような構成にすることができる。なお、同様の機能をもつ構成には同一の符号を付す。

図２に示されるように、スイッチング電源８ａは、（１次側の）整流回路２３と、スイッチング回路２４と、トランス２７と、（２次側の）整流回路２８と、電圧モニタ部１０ａとを備える。電圧モニタ部１０ａは、電圧測定用２次巻線２０と、モニタ用整流回路２１とを備える。

交流電源は整流回路２３を介してスイッチング回路２４に接続される。このスイッチング回路２４はトランス２７の１次側に接続される。トランス２７の２次側には整流回路２８を介して制御部３が接続される。スイッチング回路２４では制御部３等への供給電圧が安定するようにスイッチングが行われる。これにより、電源からの交流電圧は直流化、降圧化および安定化され、制御部３に与えられる。

本実施の形態では、トランス２７の２次側に電圧モニタ部１０ａを備える。すなわち、トランス２７に電圧測定用２次巻線２０が設けられ、この電圧測定用２次巻線２０は、モニタ用整流回路２１を介して制御部３（電源電圧値算出部１４）に接続されている。

電圧測定用２次巻線２０に発生した電圧はモニタ用整流回路２１に整流化され、その電圧（ＡＣ電源電圧に比例したＤＣ電圧）の値は、制御部３（電源電圧値算出部１４）に入力される。

また、図１のスイッチング電源８は、図３に示すように構成しても良い。図３に示されるように、スイッチング電源８ｂは、（１次側の）整流回路２３と、スイッチング回路２４と、（１次側の）スイッチング制御用フォトカプラ２６と、トランス２７と、（２次側の）整流回路２８と、（２次側の）スイッチング制御用フォトカプラ３１と、電圧モニタ部１０ｂとを備える。この電圧モニタ部１０ｂは、比較回路２９（スイッチング制御回路）とデューティ検出部３０を備える。

比較回路２９では、（制御部３用）の出力電圧と基準電圧値とが比較される。この比較結果は、制御信号としてスイッチング制御用フォトカプラ３１（２次側、発信用）およびスイッチング制御用フォトカプラ２６（１次側、受信用）を介してスイッチング回路２４に伝えられ、これによってスイッチング回路２４でのスイッチング（負荷への供給電圧が安定するようなスイッチング）が行われる。

デューティ検出部３０は、この比較回路２９からの制御信号（ＯＮ／ＯＦＦのデューティ情報）を取り出し、制御部３（電源電圧値算出部１４）に出力する。電源電圧値算出部１４ではこのデューティ情報に基づいて電源電圧値を算出する。

また、図１のスイッチング電源８は、図４に示すように構成しても良い。図４に示されるように、スイッチング電源８ｃは、（１次側の）整流回路２３と、スイッチング回路２４と、トランス２７と、（２次側の）整流回路２８と、電圧モニタ部１０ｃとを備える。

電圧モニタ部１０ｃは、トランス２７の１次側につながる、分圧回路３３、ＡＤコンバータ３４、シリアル符号化部３５および測定用フォトカプラ３６、並びに、２次側の測定用フォトカプラ３８を備える。この構成では、分圧回路３３で得られる電圧値がＡＤ変換され、さらにシリアル化されて、測定用フォトカプラ３６から２次側に発信される。２次側では、この測定用フォトカプラ３６からの（光）信号が測定用フォトカプラ３８によって受信され、そのフォトトランジスタの出力が制御部３（電源電圧値算出部１４）に入力される。電源電圧値算出部１４ではこのフォトトランジスタの出力から電源電圧値を算出する。

以下に、本画像形成装置１における制御部３での処理を、図５〜図９を用いて説明する。

ここで、図５は制御部３での処理工程を示すフローチャートであり、図６（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ位相角（Ｘ）〜（Ｚ）を説明する図である。

まず、図６（ａ）に示される位相角（第１の位相角Ｘ）にてヒータランプ１３を点灯させる（Ｓ１）。ついで、電源電圧値算出部１４で電源電圧値を算出し（Ｓ２）、位相制御判定部１５にて、この電源電圧値と、第１の基準値とを比較する（Ｓ３）。

ここで、電源電圧値が第１の基準値よりも大きい場合には、そのまま、第１の位相角Ｘを継続する（Ｓ１０）。電源電圧値が第１の基準値以下の場合には、負荷（ヒータランプ点灯回路１２）への供給電力を一定に保つために、ヒータランプ制御部１６は通電時間を延長する第１の位相制御を行う。すなわち、ヒータランプ制御部１６は、第１の位相角Ｘを図６（ｂ）に示す第２の位相角Ｙに変更する（Ｓ４）。

本実施の形態では、この第２の位相角Ｙにてヒータランプ１３が点灯し（Ｓ５）、所定時間（第１の位相制御による突入電流のサイクルに基づいて決定された時間）が経過すれば電源電圧値算出部１４で電源電圧値を算出する（Ｓ６）。ついで、位相制御判定部１５にて、この電源電圧値と、第１の基準値より低い第２の基準値とを比較する（Ｓ７）。

ここで、電源電圧値が第２の基準値よりも大きい場合には、そのまま第２の位相角Ｙが継続される（Ｓ９）。このとき、電圧モニタ部１０を図２に示す構成（電圧モニタ部１０ａ）とすれば、電圧測定用２次巻線２０に発生する電圧（実効値）は図７（ａ）、電流は同図（ｂ）に示すものとなる。なお、電圧ＡおよびＢは、上記第１および第２の基準値に対応する。

一方、電源電圧値が第２の基準値以下の場合には、電源電圧がさらに低下する悪循環を回避すべく、ヒータランプ制御部１６は、Ｓ４で延長された通電時間を短縮する第２の位相制御を行う。すなわち、ヒータランプ制御部１６は、第２の位相角Ｙを元の第１の位相角Ｘに戻す（Ｓ８）。このとき、電圧モニタ部１０を図２に示す構成（電圧モニタ部１０ａ）とすれば、電圧測定用２次巻線２０に発生する電圧（実効値）は図８（ａ）、電流は同図（ｂ）に示すものとなる。なお、電圧ＡおよびＢは、上記第１および第２の基準値に対応する。

Ｓ８の場合には、電源の状態が不安定であると考えられる。そこで、位相制御判定部１５から位相制御に関する信号を受けたモード設定部１７は、画像形成装置１の稼動状態（モード）を、第１の位相角Ｘで電源電圧値が第１の基準値〜第２の基準値といった電源状態でも対応できるような低速モードに変更し、これをプロセス制御部１８に出力する（Ｓ１１）。低速モードへの変更を受けて、プロセス制御部１８は、画像形成部７や用紙搬送部６の稼動スピードを抑制するとともに、電源が不安定であるために低速モードに移行した旨を表示部５に表示する。

なお、Ｓ７で電源電圧値が第２の基準値以下の場合には、位相角を図６（ａ）で示される第１の位相角Ｘよりもさらに通電時間の短い図６（ｃ）で示される第３の位相角Ｚに変更し、電源電圧値を第１の基準値以上とする位相制御を行っても構わない。この場合も、第３の位相角Ｚで電源電圧値が第１の基準値より大きいといった電源状態でも対応できるような低速モードで稼動を行う。

また、Ｓ８で、延長された通電時間を短縮する第２の位相制御が行われてもなお電源電圧値が第２の基準値を超えない場合には、モード設定部１７は画像形成装置１を稼動停止モードする。これを受けてプロセス制御部１８は画像形成部７や用紙搬送部６の稼動を停止するとともに、電源が不安定であるために稼動を停止した旨（電圧エラー）を表示部５に表示する。

ここで、モード設定部１７での設定基準を図９にまとめる。同図に示されるように、第１の位相角Ｘで電源電圧値が第１の基準値以上となる場合、および第２の位相角Ｙで電源電圧値が第２の基準値以上となる場合は通常モードに設定される。また、第１の位相角Ｘで電源電圧値が第２の基準値以上となる場合、および第３の位相角Ｚにして電源電圧値が第１の基準値以上となる場合は低速モードに設定される。また、第１の位相角Ｘで電源電圧値が第２の基準値以下となる場合には稼動停止とする。

なお、本実施の形態係る画像形成装置は、図１０に示される構成とすることも可能である。図１０に示されるように、画像形成装置１０１は、電源装置１０２と、記憶部４と、表示部５と、ヒータランプ１３（負荷）と、用紙搬送部６と、画像形成部７とを備える。

電源装置１０２は、電力モニタ部１１０（検出手段）を含むスイッチング電源１０８と、制御部１０３と、ドライバ回路１１と、ヒータランプ点灯回路１２とを備える。ここで、スイッチング電源１０８およびヒータランプ点灯回路１２は交流電源に接続されている。また、ヒータランプ１３は、電源装置１０２のヒータランプ点灯回路１２に接続されている。

また、制御部１０３は、計時部９と、供給電力値算出部１１４（検出手段）と、位相制御判定部１１５およびヒータランプ制御部１１６（位相制御手段）と、モード設定部１１７と、プロセス制御部１１８（プロセス制御手段）とを備える。

電源装置１０２は、交流電源からの電源電圧を制御部１０３によって制御し、ドライバ回路１１およびヒータランプ点灯回路１２を介してヒータランプ１３（負荷）に供給する。スイッチング電源１０８は商用電源等からの交流電圧を整流化するとともに降圧し、制御部１０３等に安定した直流電源を供給する。

スイッチング電源１０８の電力モニタ部１１０は、ヒータランプ１３点灯時にスイッチング電源１０８内の所定箇所の電力情報を、ゼロクロス情報とともにこれを制御部１０３に出力する。なお、この電力情報は供給電力値算出部１１４に入力され、ゼロクロス情報は計時部１０９に入力される。

制御部１０３の供給電力値算出部（電力値算出部）１１４は、電力モニタ部１１０から入力される電力情報に基づいて交流電源からの供給電力を算出し、位相制御判定部１１５へ出力する。電力モニタ部１１０からの情報は通常アナログであるため、この供給電力値算出部１１４にＡＤコンバータ機能を備えることが好ましい。また、計時部９は、電力モニタ部１１０から入力されたゼロクロス情報に基づき、ゼロクロスからの経過時間を位相制御判定部１１５に出力する。

位相制御判定部１１５は、記憶部４から読み出した電力値と、供給電力値算出部１１４から入力された電力値とを比較し、その比較結果と、計時部９から入力されたゼロクロスからの経過時間とに基づいて、位相制御を行うか否かを判断する。

すなわち、ヒータランプ１３を第１の位相角で点灯後した後の電力値が基準値より大きければ、位相制御判定部１１５は、位相制御を行わず、ヒータランプ１３の現在の位相角（第１の位相角）を継続すべきであると判断する。この場合、位相制御判定部１１５はヒータランプ制御部１１６に位相制御信号を送らない。

これに対して、電力値が基準値より小さければ、位相制御判定部１１５は、ヒータランプ１３への給電レベルを保つべく通電時間を長くする位相制御が必要であると判断し、その旨の位相制御信号をヒータランプ制御部１１６に出力する。これを受けて、ヒータランプ制御部１１６は、ヒータランプ１３の位相角（ヒータランプ点灯回路１２のＯＮ／ＯＦＦタイミング）を第２の位相角に変更する（第１の位相制御）。

本実施の形態においては、位相制御判定部１１５がさらに、第１の位相制御後の給電開始から所定時間経過した後の電力値（供給電力の値）が、第１の位相制御前の電力値よりも大きいかを判定する。上記電力値が第１の位相制御前の電力値よりも大きければ、位相制御判定部１１５は現在の位相角（第２の位相角）を継続すべきであると判断し、ヒータランプ制御部１１６には位相制御信号を送らない。なお、上記所定経過時間は突入電流のサイクル基づいて決定される。

これに対して、第１の位相制御後の給電開始から所定時間経過した後の電力値が第１の位相制御前の電力値よりも小さければ、位相制御判定部１１５は、電源状態の更なる不安定化を回避すべく、通電時間を短縮する位相制御が必要と判断し、その旨の位相制御信号をヒータランプ制御部１１６に出力する。これを受けて、ヒータランプ制御部１１６は、ヒータランプ１１３の位相角を元の第１の位相角に変更する（第２の位相制御）。

以上のように、本実施の形態に係る電源装置２・１０２では、供給電圧の低下等に対応すべく第１の位相制御を行ったものの、これによって電源がさらに不安定になり、その供給電圧がさらに低下するといった悪循環を回避することができる。この結果、電源装置２・１０２を搭載する画像形成装置１・１０１の誤作動を防止できるとともに、同一の電源につながる他の電気機器へ悪影響が及ぶことも防止できる。

また、電源装置２・１０２では、第２の位相制御において、第１の位相制御で延長した給電時間を元の給電時間に戻すことで、ヒータランプ１３への給電制御を容易にしている。

また、電源装置２・１０２では、第１の位相制御後の給電開始から所定時間経過後に供給電圧（電力）を検出し、この検出された供給電圧が閾値（第１の位相制御前の電力値）を下回る場合には、一旦延長した給電時間を短縮する（第２の位相制御）。

こうすれば、電源電圧値と閾値との比較（第１の位相制御後の電力値と第１の位相制御前の電力値との比較）を、第１の位相制御後の給電開始時に流れる突入電流等に影響されることなく精度良く行うことができる。また、上記所定時間を突入電流のサイクルに基づいて決定することで、より精度の高い比較が実現されている。

また、画像形成装置１では、画像形成にかかる処理速度を制御するプロセス制御部１８が、第２の位相制御後に上記処理速度を低減させる。これにより、第２の位相制御が必要な状態（電源が不安定な状態）であっても、電源状態をそれ以上悪化させることなく、次善の状態で画像形成装置１の稼動を継続させることができる。さらに、表示部５による報知によって、ユーザは、電源の悪化によって処理速度が低下している旨を知ることができる。

また、本実施の形態では、電圧モニタ部１０ａ・１０ｂがトランス２７の２次側に設けられている。このように、２次側に電圧モニタ部を設けることで、その測定結果の制御部３（電源電圧値算出部１４）への伝達が容易である。

また、電圧モニタ部１０ｂは、電圧測定用２次巻線２０を備えており、この電圧測定用２次巻線２０に生じる電圧に基づいて交流電源からの供給電圧を検出するものであり、その構成が簡易なものとなっている。

また、電圧モニタ部１０ｂは、比較回路２９の動作から得られるデューティ情報に基づいて交流電源からの供給電圧を検出するものであり、その構成が簡易なものとなっている。

なお、本電源装置８（１０８）は、画像形成装置のほか各種ＯＡ機器や家電製品等に広く適用可能である。

なお、制御部３の各部の機能は、本実施の形態にかかる電源制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ、ＤＳＰ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。

この場合、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した機能を実現することになり、そのプログラムコードを記録した記録媒体は本発明を構成することになる。

具体的には、制御部３が、記憶部４等のメモリに格納された所定のプログラムを、図示しないマイクロプロセッサなどが実行することにより実現される。

上記プログラムコードを供給するための記録媒体は、システムあるいは装置と分離可能に構成することができる。また、上記記録媒体は、プログラムコードを供給可能であるように固定的に担持する媒体であってもよい。そして、上記記録媒体は、記録したプログラムコードをコンピュータが直接読み取ることができるようにシステムあるいは装置に装着されるものであっても、外部記憶装置としてシステムあるいは装置に接続されたプログラム読み取り装置を介して読み取ることができるように装着されるものであってもよい。

例えば、上記記録媒体としては、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。

また、上記プログラムコードは、コンピュータが記録媒体から読み出して直接実行できるように記録されていてもよいし、記録媒体から主記憶のプログラム記憶領域へ転送された後コンピュータが主記憶から読み出して実行できるように記録されていてもよい。

さらに、空間シミュレータ１を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードが通信ネットワークを介して供給されてもよい。そして、通信ネットワークとしては、特に限定されず、具体的には、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、具体的には、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された搬送波あるいはデータ信号列の形態でも実現され得る。

なお、プログラムコードを記録媒体から読み出して主記憶に格納するためのプログラム、および、通信ネットワークからプログラムコードをダウンロードするためのプログラムは、コンピュータによって実行可能にあらかじめシステムあるいは装置に格納されているものとする。

上記した制御部２の機能は、コンピュータが読み出した上記プログラムコードを実行することによって実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳなどが実際の処理の一部または全部を行うことによっても実現される。

さらに、上述した機能は、上記記録媒体から読み出された上記プログラムコードが、コンピュータに装着された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行うことによっても実現される。

本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施の形態に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明に係る電源装置は、画像形成装置に限定されず、各種ＯＡ機器や家電製品等に広く適用可能である。

本発明の電源装置を搭載する画像形成装置の構成を示すブロック図である。 上記電源装置に用いられるスイッチング電源の一例を示すブロック図である。 上記電源装置に用いられるスイッチング電源の他の例を示すブロック図である。 上記電源装置に用いられるスイッチング電源の他の例を示すブロック図である。 本発明の電源装置で行われる処理手順を示すフローチャートである。 （ａ）〜（ｃ）は、ヒータランプの各位相角を説明する図である。 （ａ）は、図２で示す電圧測定用２次巻線で発生する電圧の実効値の一例を示す図であり、（ｂは）、該電圧測定用２次巻線で発生する電流の一例を示す図である。 （ａ）は、図２で示す電圧測定用２次巻線で発生する電圧の実効値の一例を示す図であり、（ｂは）、該電圧測定用２次巻線で発生する電流の一例を示す図である。 本画像形成装置におけるモード設定を説明する表である。 本発明の電源装置を搭載する画像形成装置の他の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 電源装置
３ 制御部
４ 記憶部
５ 表示部（報知手段）
６ 用紙搬送部
８（８ａ〜８ｃ） スイッチング電源
１０ 電圧モニタ部（検出手段）
１１ ドライバ回路
１２ ヒータランプ点灯回路
１４ 電源電圧値算出部（検出手段）
１５ 位相制御判定部（位相制御手段）
１６ ヒータランプ制御部（位相制御手段）
１８ プロセス制御部（プロセス制御手段）
２０ 電圧測定用２次巻線（２次巻線）
２４ スイッチング回路
２７ トランス
２９ 比較回路（スイッチング制御回路）
１１０ 電力モニタ部（検出手段）
１１４ 供給電力値算出部（検出手段）

Claims (15)

1. 電源からの供給電圧を検出する検出手段と、該検出手段の検出結果に基づいて、負荷への給電状態を制御する位相制御手段とを備え、
   上記位相制御手段は、上記負荷への給電時間を延長するような位相角に変更する第１の位相制御を行った後に上記検出手段から閾値を下回る検出結果が得られれば、この延長した給電時間を短縮するような位相角に変更する第２の位相制御を行うことを特徴とする電源装置。
2. 上記位相制御手段は、第２の位相制御において、上記延長した給電時間を元の給電時間に戻すような位相角に変更することを特徴とする請求項１記載の電源装置。
3. 上記検出結果は、第１の位相制御後の給電開始から所定時間経過した後に得られたものであることを特徴とする請求項１記載の電源装置。
4. 上記所定時間は突入電流のサイクルに基づいて決定されたものであることを特徴とする請求項３に記載の電源装置。
5. 上記位相制御手段は、第２の位相制御後に、負荷への給電をそれまでより低いレベルに抑えることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
6. 変圧用のトランスを備え、
   上記検出手段は上記トランスの２次側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
7. 上記トランスに電圧測定用の２次巻線を備え、
   上記検出手段は、上記２次巻線に生じる電圧に基づいて電源からの供給電圧を検出することを特徴とする請求項６に記載の電源装置。
8. 上記トランスの１次側に接続されたスイッチング回路と、上記トランスの２次側の出力電圧に基づいて上記スイッチング回路を制御するスイッチング制御回路とを備え、
   上記検出手段は、上記スイッチング制御回路の動作から得られるデューティ情報に基づいて電源からの供給電圧を検出することを特徴とする請求項６に記載の電源装置。
9. 上記負荷はトナー定着用の熱源負荷であることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
10. 請求項９記載の電源装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
11. 画像形成にかかる処理速度を制御するプロセス制御手段を備え、
    第２の位相制御後は、上記位相制御手段が負荷への給電をそれまでより低いレベルに抑えるとともにプロセス制御手段が上記処理速度を低減させることを特徴とする請求項１０記載の画像形成装置。
12. 第２の位相制御が行われた場合に、給電レベルの低下によって処理速度が低下している旨を報知する報知手段を備えることを特徴とする請求項１１記載の画像形成装置。
13. 負荷への給電開始後に検出された電源電圧値と第１の基準値とを比較する第１の工程と、
    上記第１の工程で電源電圧値が第１の基準値を下回っている場合に給電時間を延長するような位相角に変更する第１の位相制御を行う第２の工程と、
    上記第１の位相制御後に検出された電源電圧値と第２の基準値とを比較する第３の工程と、
    上記第３の工程で電源電圧値が第２の基準値を下回っている場合に第１の位相制御で延長した給電時間を短縮するような位相角に変更する第２の位相制御を行う第４の工程と、を含むことを特徴とする電源制御方法。
14. 請求項１３記載の各工程をコンピュータに実行可能とすることを特徴とする電源制御プログラム。
15. 請求項１４記載の電源制御プログラムがコンピュータに読み取り可能に記録されていることを特徴とする記録媒体。

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