JP5903861B2

JP5903861B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP5903861B2
Application number: JP2011270728A
Authority: JP
Inventors: 春充藤森; 江口　博; 博江口; 高基加藤; 聰手嶋; 茂山嵜
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2011-12-09
Publication date: 2016-04-13
Anticipated expiration: 2031-12-09
Also published as: JP2013123315A

Description

この発明は、装置構成や動作モード等に応じてスイッチング周波数を変更できるスイッチング電源装置を搭載した画像形成装置に関する。

コピー機、プリンタ、ファクシミリ装置あるいはコピー機能、プリンタ機能、ファクシミリ機能等複数の機能を搭載したＭＦＰ（MiltiFunction Peripherals）と称される多機能デジタル複合機等の画像形成装置には、一般に、商用電源（ＡＣ１００Ｖ）の整流電圧をスイッチングして直流電圧（ＤＣ２４、５Ｖ等）を生成するスイッチング電源装置を備えている。このようなにスイッチング電源では、軽負荷、定格負荷、重負荷などの各負荷条件において、最適な制御パラメータが異なっている。

アナログ制御方式では、スイッチング電源装置の構成部品によって制御パラメータが固定されているため、負荷条件に応じた最適な（高効率な）制御を実現することができなかった。

一方、デジタル制御方式では負荷条件に応じた高効率な制御を実現できることが知られている。スイッチング電源装置においてデジタル制御方式を採用した場合には、スイッチング電源装置から出力された直流電圧を、スイッチング電源装置を制御するＤＳＰマイコンのＡ／Ｄコンバータヘフィードバックし、ＤＳＰマイコンが制御量を算出して、必要なＰＷＭ信号をスイッチング素子へ出力している。デジタル制御方式は、従来のアナログ制御とは異なり、ＰＷＭ信号のスイッチング周波数やデューティー比を、ＤＳＰマイコンのレジスタ設定やプログラム制御によって、任意に変更することが可能である。

画像形成装置等の電子機器は、電子機器が発生する電磁波によって他の電子機器への電波障害（Electro Magnetic Interference)を防ぐため、様々なＥＭＣ（Electromagnetic Compatibility)規格(ＣＩＳＰＲ：International Special Committee on Radio Interferenceｕなど）を満たす必要がある。そのため、スイッチングレギュレータのスイッチング周波数が原因の電磁波ノイズや、制御基板上で使用する水晶発振器などの逓倍周波数が原因の電磁波ノイズが、ＥＭＣ規格を満たす様に対策を行っている。

画像形成装置は一般に、仕様が異なる製品がシリーズ展開されており、各制御基板で使用するスイッチングレギュレータや水晶発振器には、仕様に合わせた多種多様な部品が採用されている。一方、デジタル制御方式のスイッチング電源装置では、負荷条件に応じた高効率な制御を実現できるため、負荷仕様が異なる画像形成装置のシリーズ間でも共通化して使用することができる。

しかし、負荷条件に応じた制御をするデジタル制御方式のスイッチング電源装置を備えた画像形成装置において、スイッチング電源装置の制御パラメータとしてスイッチング周波数を変更した場合に、画像形成装置の各制御基板で使用するスイッチングレギュレータや水晶発振器の基本周波数や逓倍周波数と、スイッチング周波数やその逓倍周波数が一致した場合には、ＥＭＩのピーク値が増加するため、ＥＭＣ規格を満たすことができなくなるという課題があった。

なお、スイッチング電源装置のスイッチング機能に起因する雑音を抑制する技術として、特許文献１には、複数のスイッチング周波数で動作可能なスイッチング機能を備えた電源部において、動作中のスイッチング周波数を検出し、受信すべき電波の周波数を基に、受信すべき電波処理に対し雑音となる周波数を除くいずれかのスイッチング周波数を選択する技術が開示されている。

特開２００６−１４０７９２号公報

しかし、前記特許文献１に記載の技術は、スイッチング周波数の高調波周波数成分が受信処理に対して雑音となることを防ぐために、スイッチング周波数を変更しているのみであり、高い電源効率を維持しながら、装置構成や動作モードに応じてスイッチング周波数を選択することはできないという問題があった。

この発明は、このような技術的背景に鑑みてなされたものであって、負荷状況に応じた制御をするデジタル制御方式のスイッチング電源装置を備えた画像形成装置において、スイッチング電源装置の制御パラメータとしてスイッチング周波数を変更した場合に、ＥＭＩのピーク値の増加を抑制できるとともに、高い電源効率を維持することができる画像形成装置の提供を課題とする。

上記課題は、以下の手段によって解決される。
（１）商用電源から直流電圧を生成する直流電圧生成手段と、前記直流電圧生成手段で生成された直流電圧をスイッチング制御するとともに、スイッチング周波数を変更することにより負荷に応じた電力を供給するデジタル制御方式の電源制御手段とを有する電源部と、発振部を有する１個または複数個の動作部と、前記電源部の電源効率を算出可能な電源効率算出手段と、画像形成装置の動作条件を判定する動作条件判定手段と、前記判定手段により判定された画像形成装置の動作条件に基づいて、動作しない動作部における前記発振部の周波数情報を選定する選定手段と、を備え、前記電源部の電源制御手段は、前記スイッチング周波数を変更する際に、前記電源効率算出手段により算出された電源効率がスイッチング周波数の変更前とほぼ同一となるようにまたは電源効率仕様値を満たすように、かつ変更後のスイッチング周波数及びその逓倍周波数が、前記選定手段により選定された周波数情報に基づく基本周波数及びその逓倍周波数を除き、前記１個または複数個の動作部における前記発振部の基本周波数及びその逓倍周波数と一致しないように、スイッチング周波数を変更することを特徴とする画像形成装置。
（２）画像形成装置の全体を制御するとともに、前記各動作部の周波数情報を取得する主制御手段を備え、前記主制御手段は、前記電源部の電源制御手段からの各動作部の周波数情報の取得要求に応じ、前記選定手段により選定された動作しない動作部における発振部の周波数情報を除く各動作部における発振部の周波数情報を通知し、前記電源制御手段は、前記主制御手段から通知された周波数情報に基づく基本周波数及びその逓倍周波数と一致しないようにスイッチング周波数を変更する前項１に記載の画像形成装置。
（３）前記電源部は電源制御手段が直接通信可能な周波数情報記憶手段を備え、前記電源制御手段は、商用電源の投入時に前記各動作部の周波数情報を取得して、前記周波数情報記憶手段に記憶するとともに、以後は前記周波数情報記憶手段に記憶されている周波数情報のうち、前記選定手段により選定された動作しない動作部における発振部の周波数情報を除く周波数情報に基づく基本周波数及びその逓倍周波数と一致しないように、スイッチング周波数を変更する前項１または２に記載の画像形成装置。
（４）前記選定手段は、ユーザが使用できない機能の処理を行う動作部における前記発振部の周波数情報をも選定する前項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。

前項（１）に記載の発明によれば、負荷条件に応じた高効率なスイッチング周波数にて直流電圧生成手段を制御することができると共に、変更後のスイッチング周波数及びその逓倍周波数が、１個または複数個の動作部における発振部の周波数である基本周波数及びその逓倍周波数と重畳してＥＭＩピーク値が増加することを防ぐことができ、様々な仕様の画像形成装置に対してスイッチング電源を共通化して使用することができる。しかも、電源効率はスイッチング周波数の変更前とほぼ同一であり、または電源効率仕様値を満たしているから、電源効率が大きく低下することはない。
また、画像形成装置の動作条件に応じて、例えばスリープ時には停止する周波数の発振部があったり、例えば印刷出力時にのみ顕在化する周波数の発振部があったりするが、画像形成装置の動作条件に応じて、変更するスイッチング周波数を容易に選択でき、高効率なスイッチング周波数での制御を維持することができる。

前項（２）に記載の発明によれば、主制御手段は、前記各動作部の周波数情報を取得し、前記電源部の電源制御手段は、前記主制御手段へ動作部の周波数情報の取得要求を送信するとともに、該取得要求に対する主制御手段からの通知により各動作部の周波数情報を取得し、取得された周波数情報から前記動作部における基本周波数及びその逓倍周波数を求めるから、電源制御手段による各動作部の周波数情報の取得が容易となる。
また、電源制御手段からの要求に対して、必要な周波数情報のみが通知されるため、主制御手段と電源制御手段の間の通信データ量を抑えることができ、電源制御手段のセットアップ時間を短縮できるとともに、電源部側で記憶する周波数情報量も抑えることができるため、記憶部の容量削減によるコストダウンを実現できる。

前項（３）に記載の発明によれば、主制御手段と電源制御手段との間で、周波数情報を取得するための通信が何度も繰り返すことを防ぐことができる。これにより、画像形成装置の出荷検査時に商用電源を投入して、各動作部の周波数情報を周波数情報記憶手段に記憶させておくことで、以降は周波数情報を取得するための前記通信が不要となり、画像形成装置を短時間で動作可能な状態とすることができる。

この発明の一実施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。図１に示した画像形成装置の基本動作を示すフローチャートである。電源制御部が実行する図２のステップＳ３における周波数情報取得処理のサブルーチンを示すフローチャートである。図２のステップＳ６におけるスイッチング周波数の変更処理のサブルーチンを示すフローチャートである。電源効率曲線の例を示す図である。図２のステップＳ３における周波数情報取得処理の別の例を示すフローチャートである。この発明の他の実施形態を示すもので、画像形成装置の動作を示すフローチャートである。この発明のさらに他の実施形態を示すもので、図４に示したスイッチング周波数の変更処理に対応するフローチャートである。この発明のさらに他の実施形態を示すもので、画像形成装置の動作を示すフローチャートである。図９のステップＳ７６における周波数情報取得処理のサブルーチンを示すフローチャートである。

以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、この発明の一実施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。この画像形成装置は、スイッチング電源部１と制御部２を備えている。

前記スイッチング電源部１は、商用電源３から主電源スイッチ４を介して入力された交流電圧から直流電圧を生成し画像形成装置の各部へ直流電力を供給する直流電圧生成部１０４と、直流電圧生成部１０４におけるスイッチング素子をデジタル制御方式でスイッチング制御する電源制御部（ＤＳＰマイコン）１０１と、電源効率の算出が可能な電源効率算出部１０２と、負荷状況を判断する負荷状況判断部１０３と、第１の周波数情報記憶部１０５と、第１の周波数情報取得部１０６と、第１の逓倍周波数算出部１０７を備えている。そして、負荷状況判断部１０３により負荷変動があったと判断された場合は、電源制御部１０１による直流電圧生成部１０４のスイッチング素子に対するスイッチング周波数を変更して、直流電圧生成部１０４から負荷に適した電力を負荷に供給するものとなされている。

一方、前記制御部２は、画像形成装置の全体を統括的に制御するとともに、通信処理や画像処理などに関する情報処理を行う主制御手段としての情報処理部(メインＣＰＵ）２０１と、画像形成装置の機械的な動作を制御する動作制御部(メカコンＣＰＵ）２０２を備えている。さらに制御部２は、画像形成装置の動作条件を判定する装置動作条件判定部２０３と、第２の周波数情報記憶部２０４と、第２の周波数情報取得部２０５と、第２の逓倍周波数算出部２０６と、第３の周波数情報記憶部２０７と、第３の周波数情報取得部２０８と、第３の逓倍周波数算出部２０９を備えている。

前記装置動作条件判定部２０３、第２の周波数情報記憶部２０４、第２の周波数情報取得部２０５及び第２の逓倍周波数算出部２０６は、いずれも情報処理部２０１と直接に通信可能であり、前記第３の周波数情報記憶部２０７、第３の周波数情報取得部２０８、第３の逓倍周波数算出部２０９は動作制御部２０２と直接に通信可能である。

また、画像形成装置はスイッチング電源部１と制御部２の他に、情報を表示すると共にユーザからの指示入力を受け付ける操作部（タッチパネル）５、ファクシミリ（ＦＡＸ）受信部６、ハードディスク装置等からなり画像情報や各種設定値を記憶する記憶部７、ユーザがログインする際にＲＦＩＤ、パスワード入力、生体認証などの方法によりユーザ認証を行うユーザ認証部８、ＬＡＮを接続するためのＬＡＮ接続部９、ＵＳＢメモリを接続するためのＵＳＢ接続部１０、原稿画像を読み取るためのスキャナ部１１、ＲＩＰ(RasterImageProcessor)処理した画像情報を基にトナーなどで画像を形成し印刷用紙などの記憶媒体へ印刷して出力するプリンタ部１２、プリンタ部１２から出力した印刷用紙に対して、ステープル処理やパンチ穴処理などの後処理を実施するフィニッシャ部１３等を備えている。

前記操作部５、ＦＡＸ受信部６、記憶部７及びユーザ認証部８は、情報処理部２０１と通信を行い、ＬＡＮ接続部９及びＵＳＢ接続部１０は、それぞれＬＡＮ接続制御部２１０及びＵＳＢ接続制御部２１１を介して情報処理部２０１と通信を行うものとなされている。また、プリンタ部１２及びフィニッシャ部１３は動作制御部２０２と通信を行う。前記スキャナ部１１は、情報処理部２０１及び動作制御部２０２のいずれとも通信を行う。

前記画像形成装置の情報処理部２０１、操作部５、ＦＡＸ受信部６、記憶部７、ユーザ認証部８、LAN接続制御部２１０、ＵＳＢ接続制御部２１１、動作制御部２０２、スキャナ部１１、プリンタ部１２、フィニッシャ部１３等（以下、これらを動作部という）は、各動作部の制御のために使用する水晶発信器等の固有の周波数の発振部を備えており、これらの発振部の周波数である動作部の基本周波数及びその逓倍周波数と、電源制御部１０１によるスイッチング周波数及びその逓倍周波数が一致した場合には、ＥＭＩのピーク値が重畳して増加するため、ＥＭＣ規格を満たすことができなくなるおそれがある。

そこで、この実施形態では、負荷状況の変化に応じて電源制御部１０１によるスイッチング周波数を変更する際に、各動作部の基本周波数及びその逓倍周波数と、電源制御部１０１によるスイッチング周波数及びその逓倍周波数が一致しない値に、スイッチング周波数を変更する。ただし、前記電源効率算出部１０２により算出された電源効率がスイッチング周波数の変更前とほぼ同一となる範囲でまたは電源効率仕様値を満たす範囲で、スイッチング周波数を変更する必要がある。スイッチング周波数の変更処理については後述する。

次に、図１に示した画像形成装置の基本動作を図２のフローチャートを参照して説明する。

ステップＳ１で、主電源スイッチ４がオンされるのを待ち、オンされると（ステップＳ１でＹＥＳ）、画像形成装置に商用電源３が投入され、直流電圧生成部１０４や電源制御部１０１を含む電源部１が起動し、画像形成装置の各部へ直流電圧を給電する。

ステップＳ２で、給電された情報処理部２０１などの制御部２を含む画像形成装置の各部は起動し、予め設定された初期動作などを実行する。制御部２等各部での初期動作とは、例えばレジスタ設定値を読み込む動作であったり、各動作部や接続されている各種デバイスとの初期通信を行い、通信が可能な状態とすることであったりする。

ステップＳ３で、初期動作が完了した電源制御部１０１は、第１の周波数情報取得部１０６を用いて、各動作部の前記基本周波数に関する情報を含む周波数情報を取得する処理を実行する。周波数情報取得処理については、図３にて説明する。

周波数情報を取得した電源制御部１０１は、ステップＳ４で負荷状況判断部１０３を用いて負荷状況を確認し、その状況を判断する。例えば、直流電圧生成部１０４が給電する電圧値および電流値から、出力電力量やその変化量を検知し、負荷状況の確認と判断を行う。

電源制御部１０１は、ステップＳ５で、負荷状況の判断により直流電圧生成部１０４を制御する現在のスイッチング周波数を変更する必要があるか否かを判断する。変更する必要があると判断した場合には（ステップＳ５でＹＥＳ）、Ｓ６でスイッチング周波数の変更処理を実行したのち、ステップＳ７に進む。スイッチング周波数の変更処理については、図4にて説明する。スイッチング周波数を変更する必要がないと判断した場合には（ステップＳ５でＮＯ）、そのままステップＳ７に進む。

ステップＳ７では、電源制御部１０１は負荷状況に応じたスイッチング周波数にて直流電圧生成部１０４を制御する。

次いでステップＳ８で、主電源スイッチ４がオフしたかどうかを判断し、オフした場合には（ステップＳ８でＹＥＳ）、画像形成装置の動作を終了する。オフしていない場合には（ステップＳ８でＮＯ）、ステップＳ４の負荷状況の確認へ戻り、ステップＳ４〜Ｓ８の動作を繰り返す。

図３は、電源制御部１０１が実行する図２のステップＳ３における周波数情報取得処理のサブルーチンを示すフローチャートである。

ステップＳ１１で、電源制御部１０１は情報処理部２０１に対して、各動作部の周波数情報の取得要求信号を送信する。情報処理部２０１は周波数情報の取得要求信号を受信すると、ステップＳ１２で、第２の周波数情報記憶部２０４に記憶されている、情報処理部２０１自身、操作部５、ＦＡＸ受信部６、記憶部７、ユーザ認証部８、ＬＡＮ接続制御部２１０、ＵＳＢ接続制御部２１１等の周波数情報を参照する。そして、電源制御部１０１に対して前記周波数情報を送信する。

電源制御部１０１は前記周波数情報を受信すると、ステップＳ１３で、この情報を第１の周波数情報記憶部１０５に記憶する。

ステップＳ１４で、電源制御部１０１は動作制御部２０２に対しても同様の取得要求を送信する。動作制御部２０２は周波数情報の取得要求信号を受信すると、ステップＳ１５で、第３の周波数情報記憶部２０７に記憶されている電源制御部１０１自身、スキャナ部１１、プリンタ部１２、フィニッシャ部１３等の周波数情報を参照する。そして、電源制御部１０１に対して前記周波数情報を送信する。

電源制御部１０１は前記周波数情報を受信すると、ステップＳ１６で、この情報を第１の周波数情報記憶部１０５に記憶したのち、リターンする。

なお、情報処理部２０１及び動作制御部２０２を介することなく、電源制御部１０１が第２または第３の周波数情報記憶部２０４、２０７から直接に周波数情報を取得できる構成としても構わない。

図4は、図２のステップＳ６におけるスイッチング周波数の変更処理のサブルーチンを示すフローチャートである。

電源制御部１０１はステップＳ２１で、負荷状況判断部１０３からの情報を基に、負荷状況に応じたスイッチング周波数を選定する。スイッチング周波数の選定は、負荷状況(出力電圧値と出力電流値〉とスイッチング周波数とを変化させた状態で予め測定して求めた例えば図５に示す電源効率曲線を参照して選定する方法でも良い。これにより、電源効率が周波数変更前と略同一または仕様値を満たすものとなる。

スイッチング周波数を選定すると、ステップＳ２２で、第１の逓倍周波数算出部１０７を用いて、選定されたスイッチング周波数の逓倍周波数を算出して第１の周波数記憶部１０５に記憶する。

次にステップＳ２３で、第１の周波数記憶部１０５に記憶されている各動作部の周波数情報を参照し、発振部の周波数である基本周波数を求めると共に必要に応じてその逓倍周波数を算出して第１の周波数記憶部１０５に記憶する。

次いでステップＳ２４で、電源制御部１０１は第１の周波数情報記憶部１０５に記憶されている各動作部の基本周波数及びその逓倍周波数と、スイッチング周波数及びその逓倍周波数を比較して、一致する周波数が存在するか否かを判断する。一致する周波数が存在しない場合は（ステップＳ２４でＮＯ）、そのスイッチング周波数にて確定し、スイッチング周波数の変更処理を終了する。

一致する周波数が存在する場合には（ステップＳ２４でＹＥＳ）、ステップＳ２５で負荷状況に応じたスイッチング周波数を変更する。そして、ステップＳ２６で、変更したスイッチング周波数による電源効率の算出を行う。この場合の算出方法も、電源効率曲線を参照する方法でも良い。その後、ステップＳ２７で電源効率が変更前と略同一であるか、または予め仕様として設定した電源効率値を満たしているかを確認する。電源効率が略同一または仕様値を満たす場合には（ステップＳ２７でＹＥＳ）、スイッチング周波数の変更処理を終了してリターンする。仕様値を満たさない場合には（ステップＳ２７でＮＯ）、ステップＳ２４に戻り、仕様値以上の電源効率となるまでこの動作を繰り返すこととなる。

このように、この実施形態によれば、負荷条件に応じた高効率なスイッチング周波数にて直流電圧生成部１０４を制御することができると共に、各動作部の基本周波数及びその逓倍周波数とスイッチング周波数及びその逓倍周波数とが重畳してＥＭＩピーク値が増加することを防ぐことができ、様々な仕様の画像形成装置に対してスイッチング電源を共通化して使用することができる。しかも、電源効率はスイッチング周波数の変更前とほぼ同一であり、または電源効率仕様値を満たしているから、電源効率が大きく低下することはない。

図５は電源効率曲線の一例である。ある出力電圧端子の出力電流値(負荷状況)に対して、各スイッチング周波数で制御した時の電源効率を測定し、その結果を近似曲線で示してある。

図６は、図２のステップＳ３における周波数情報取得処理の別の例を示すフローチャートである。

情報処理部２０１は、電源制御部１０１が第１の周波数情報記憶部１０５に記憶されている周波数情報を取得する前に、ステップＳ３１で、第２の周波数情報取得部２０５を用いて各動作部の周波数情報を取得する。取得する方法は、各動作部で使用している周波数情報を各動作部から直接入手する方法でも良いし、各動作部の仕様が分かる固有情報を各動作部から入手し、その情報を基に、予め記憶部７等に記憶されている各仕様における周波数情報のテーブルを参照して入手する方法でも良い。

情報処理部２０１は、各動作部の周波数情報を取得すると、ステップＳ３２で、取得した周波数情報を第２の周波数情報記憶部２０４へ記憶する。尚、この時、第２の逓倍周波数算出部２０６を用いて基本周波数および逓倍周波数を求めてから、第２の周波数情報記憶部２０４へ記憶しても構わない。また、動作制御部２０２がスキャナ部１１、プリンタ部１２、フィニッシャ部１３の各動作部から周波数情報を取得して、情報処理部２０１へ送信しても構わない。

次にステップＳ３３で、電源制御部１０１は情報処理部２０１に対して、周波数情報の取得要求信号を送信する。情報処理部２０１は周波数情報の取得要求信号を受信すると、ステップＳ３４で、第２の周波数情報記憶部２０４に記憶されている周波数情報を電源制御部１０１に送信する。

電源制御部１０１は前記周波数情報を受信すると、ステップＳ３５で、この情報を第１の周波数情報記憶部１０５に記憶したのち、リターンする。

このように、情報処理部２０１が前記各動作部の周波数情報を取得し、電源制御部１０１は、前記情報処理部２０１へ周波数情報の取得要求を送信するとともに、該取得要求に対する情報処理部２０１からの通知により各動作部の周波数情報を取得するから、電源制御手段１０１による各動作部の周波数情報の取得が容易となる。

図７は、この発明の他の実施形態を示すもので、画像形成装置の動作を示すフローチャートである。この実施形態では、主電源スイッチ４のオン時に各動作部の周波数情報を取得して第１の周波数情報記憶部１０５に記憶しておき、以後は第１の周波数情報記憶部１０５に記憶されている周波数情報を用いて、スイッチング周波数を変更するものである。

ステップＳ４１で主電源スイッチ４がオンしたかどうかを判断し、オンしなければ（ステップＳ４１でＮＯ）、オンするのを待つ。オンすると（ステップＳ４１でＹＥＳ）、ステップＳ４２で、各部を起動して初期動作を行う。初期動作の完了後、電源制御部１０１はステップＳ４３で、第１の周波数情報記憶部１０５に各動作部の周波数情報が記憶されているかを確認する。記憶されていない場合には（ステップＳ４３でＮＯ）、ステップＳ４５の周波数情報取得処理へ移行する。記憶されている場合には（ステップＳ４３でＹＥＳ）、ステップＳ４４で、記憶されている周波数情報を更新するユーザ指示が操作部５でなされているかを確認する。ユーザ指示がなされている場合には（ステップＳ４４でＹＥＳ）、電源制御部１０１はステップＳ４５の周波数情報取得処理を実行した後、ステップＳ４６に進む。指示がない場合には（ステップＳ４４でＮＯ）、そのままステップＳ４６に進む。なお、ステップＳ４５の周波数取得処理は、図３または図６に示した処理と同じである。

ステップＳ４６で、電源制御部１０１は負荷状況判断部１０３を用い、負荷状況を確認し、その状況を判断する。例えば、直流電圧生成部１０４が給電する電圧値および電流値から、出力電力量やその変化量を検知し、負荷状況の確認と判断を行う。

電源制御部１０１は、ステップＳ４７で、負荷状況の判断により直流電圧生成部１０４を制御する現在のスイッチング周波数を変更する必要があるか否かを判断する。変更する必要があると判断した場合には（ステップ４７でＹＥＳ）、ステップＳ４８でスイッチング周波数の変更処理を実行したのち、ステップＳ４９に進む。スイッチング周波数の変更処理は、図４に示した処理と同じである。スイッチング周波数を変更する必要がないと判断した場合には（ステップＳ４７でＮＯ）、そのままステップＳ４９に進む。

ステップＳ４９で、電源制御部１０１は負荷状況に応じたスイッチング周波数にて直流電圧生成部１０４を制御する。

次いでステップＳ５０で、主電源スイッチ４がオフしたかどうかを判断し、オフした場合には（ステップＳ５０でＹＥＳ）、画像形成装置の動作を終了する。オフしていない場合には（ステップＳ５０でＮＯ）、ステップＳ４６の負荷状況の確認へ戻り、ステップＳ４６〜Ｓ５０の動作を繰り返す。

このようにこの実施形態では、第１の周波数記憶部１０５に各動作部の周波数情報が一旦記憶されると、ユーザによる周波数情報の更新指示がない限り再度の周波数情報の取得処理は実施されないから、情報処理部２０１と電源制御部１０１との間で、周波数情報を取得するための通信が何度も繰り返すことを防ぐことができる。これにより、画像形成装置の出荷検査時に商用電源を投入して、各動作部の周波数情報を第１の周波数情報記憶部１０５に記憶させておくことで、以降は周波数情報を取得するための前記通信が不要となり、画像形成装置を短時間で動作可能な状態とすることができる。

図８は、この発明のさらに他の実施形態を示すもので、図４に示したスイッチング周波数の変更処理に対応するフローチャートである。この実施形態では、電源制御部１０１が画像形成装置の動作条件に応じてスイッチング周波数の変更処理を行うものである。

電源制御部１０１はステップＳ６１で、負荷状況判断部１０３からの情報を基に、負荷状況に応じたスイッチング周波数を選定する。スイッチング周波数の選定は、負荷状況(出力電圧値と出力電流値〉とスイッチング周波数とを変化させた状態で予め測定して求めた電源効率曲線を参照して選定する方法でも良い。これにより、電源効率が周波数変更前と略同一または仕様値を満たすものとなる。

スイッチング周波数を選定すると、ステップＳ６２で、第１の逓倍周波数算出部１０７を用いて、選定されたスイッチング周波数の逓倍周波数を算出する。

次いでステップＳ６３で、情報処理部２０１から電源制御部１０１に対して現在の画像形成装置の動作条件を通知する。電源制御部１０１は、ステップＳ６４で、通知された動作条件を基に、第１の周波数情報記憶部１０５に記憶されている各動作部の周波数情報の中から、現在動作しているか又は動作する可能性のある動作部の周波数情報と一致する可能性のある周波数情報と、可能性のない周波数情報とを選別する。例えば、画像形成装置の起動時は全ての動作部の周波数情報を一致する可能性のある周波数情報として選定する。また、待機時は動作制御部２０２、スキャナ部１１、プリンタ部１２、フィニッシャ部１３での処理はないため、これらの動作部の周波数情報を一致する可能性のない周波数情報として選定する。また、ＵＳＢプリントをする時には、ＵＳＢ接続制御部２１１の周波数情報を一致する可能性のある周波数情報として選定する。

選別後は、ステップＳ６５で、選別された周波数情報を基に基本周波数を求めるとともに、必要に応じてその逓倍周波数を求め、これらを第１の周波数情報記憶部１０５に記憶する。

次いでステップＳ６６で、電源制御部１０１は第１の周波数情報記憶部１０５に記憶されている各動作部の基本周波数やその逓倍周波数と、スイッチング周波数やその逓倍周波数を比較して、一致する周波数が存在するか否かを判断する。一致する周波数が存在しない場合は（ステップＳ６６でＮＯ）、そのスイッチング周波数にて確定し、スイッチング周波数の変更処理を終了する。

一致する周波数が存在する場合には（ステップＳ６６でＹＥＳ）、ステップＳ６７で負荷状況に応じたスイッチング周波数をさらに変更する。そして、ステップＳ６８で、変更したスイッチング周波数による電源効率の算出を行う。この場合の算出方法も、電源効率曲線を参照する方法でも良い。その後、ステップＳ６９で電源効率が変更前と略同一であるか、または予め仕様として設定した電源効率値を満たしているかを確認する。

電源効率が略同一または仕様値を満たす場合には（ステップＳ６９でＹＥＳ）、スイッチング周波数の変更処理を終了してリターンする。仕様値を満たさない場合には（ステップＳ６９でＮＯ）、ステップＳ６６に戻り、仕様値以上の電源効率となるまでこの動作を繰り返すこととなる。

このようにこの実施形態では、画像形成装置の動作条件に応じて、例えばスリープ時には停止する周波数があったり、例えば印刷出力時にのみ顕在化する周波数があったりするが、画像形成装置の動作条件に応じて、変更するスイッチング周波数を容易に選択でき、高効率なスイッチング周波数での制御を維持することができる。

図９は、この発明のさらに他の実施形態を示すもので、画像形成装置の動作を示すフローチャートである。この実施形態では、電源制御部１０１からの周波数情報の取得要求に対し、情報処理部２０１は、装置動作条件判定部２０３により判定された画像形成装置の動作条件に対応した周波数情報のみを電源制御部１０１に通知し、電源制御部１０１はこの通知された周波数情報を基にスイッチング周波数を変更するものである。なお、この例ではログインしたユーザによって制限されている動作も考慮して、情報処理部２０１は周波数情報を電源制御部１０１に通知するものとなされている。

ステップＳ７１で主電源スイッチ４がオンしたかどうかを判断し、オンしなければ（ステップＳ７１でＮＯ）、オンするのを待つ。オンすると（ステップＳ７１でＹＥＳ）、ステップＳ７２で、各部を起動して初期動作を行う。

初期動作の完了後、ステップＳ７３で、情報処理部２０１はユーザ認証部８にてユーザログインがあるか確認する。なければ（ステップＳ７３でＮＯ）、ユーザログインがあるまで待つ。ユーザログインがあった場合には（ステップＳ７３でＹＥＳ）、情報処理部２０１はステップＳ７４で、そのユーザ情報を記憶部７へ記憶する。

次に、情報処理部２０１はステップＳ７５で、装置動作条件判定部２０３を用いて画像形成装置の動作条件の変化の有無を確認する。変化がなければ（ステップＳ７５でＮＯ）、変化があるまで待つ。変化があると（ステップＳ７５でＹＥＳ）、ステップＳ７６で、電源制御部１０１は図１０に示す周波数情報取得処理を実行する。

次いで、ステップＳ４６で、電源制御部１０１は負荷状況判断部１０３を用い、負荷状況を確認し、その状況を判断する。例えば、直流電圧生成部１０４が給電する電圧値および電流値から、出力電力量やその変化量を検知し、負荷状況の確認と判断を行う。

電源制御部１０１は、ステップＳ７８で、負荷状況の判断により直流電圧生成部１０４を制御する現在のスイッチング周波数を変更する必要があるか否かを判断する。変更する必要があると判断した場合には（ステップ７８でＹＥＳ）、ステップＳ７９でスイッチング周波数の変更処理を実行したのち、ステップＳ８０に進む。スイッチング周波数の変更処理は、図４等に示した処理と同じである。スイッチング周波数を変更する必要がないと判断した場合には（ステップＳ７８でＮＯ）、そのままステップＳ８０に進む。

ステップＳ８０で、電源制御部１０１は負荷状況に応じたスイッチング周波数にて直流電圧生成部１０４を制御する。

次いでステップＳ８１で、ユーザがログオフしたかどうかを判断し、ログオフしていなければ（ステップＳ８１でＮＯ）、ステップＳ７５に戻る。ログオフしていると（ステップＳ８１でＹＥＳ）、ステップＳ８２に進み、主電源スイッチ４がオフしたかどうかを判断する。オフした場合には（ステップＳ８２でＹＥＳ）、画像形成装置の動作を終了する。オフしていない場合には（ステップＳ８２でＮＯ）、ステップＳ７３のユーザがログインしたかどうかの判断処理へ戻り、ステップＳ７３〜Ｓ８２の動作を繰り返す。

図１０は、図９のステップＳ７６における周波数情報取得処理のサブルーチンを示すフローチャートである。

ステップＳ９１で、情報処理部２０１は各動作部の周波数情報を取得し、ステップＳ９２で、取得した周波数情報を第２の周波数情報記憶部２０４へ記憶する。

次にステップＳ９３で、電源制御部１０１から情報処理部２０１へ周波数情報の取得要求がなされると、ステップＳ９４で、情報処理部２０１は、記憶部７に記憶されているログインしたユーザの情報を参照し、画像形成装置の使用に制限があるユーザの場合には、使用できない機能の処理を行う動作部の周波数情報を、送信しない周波数情報として選定する。その後、ステップＳ９５で、画像形成装置の動作条件に応じ今回の動作で周波数が一致する可能性のない周波数情報を選定する。

そして、ステップＳ９６で、第２の周波数情報記憶部２０４に記憶されている各動作部の周波数情報のうち、前記選定された、使用できない機能の処理を行う動作部の周波数情報及び今回の動作で周波数が一致する可能性のない周波数情報を除いた周波数情報を電源制御部１０１へ送信する。

電源制御部１０１は、ステップＳ９７で、受信した周波数情報を第１の周波数情報記憶部１０５に記憶した後、リターンする。

このように、この実施形態では、電源制御部１０１からの周波数情報の取得要求に対して、必要な周波数情報のみが通知されるため、情報処理部２０１と電源制御部１０１の間の通信データ量を抑えることができ、電源制御部１０１のセットアップ時間を短縮できるとともに、スイッチング電源部１側で記憶する周波数情報量も抑えることができるため、第１の周波数情報記憶部１０５の容量削減によるコストダウンを実現できる。

１スイッチング電源部
２制御部
３商用電源
４主電源スイッチ
５操作部
６ＦＡＸ受信部
７記憶部
８ユーザ認証部
９ＬＡＮ接続部
１０ＵＳＢ接続部
１１スキャナ部
１２プリンタ部
１３フィニッシャ部
１０１電源制御部
１０２電源効率算出部
１０３負荷状況判断部
１０４直流電圧生成部
１０５第１の周波数情報記憶部
１０６第１の周波数情報取得部
１０７第１の逓倍周波数算出部
２０１情報処理部
２０２動作制御部
２０３装置動作条件判定部
２０４第２の周波数情報記憶部
２０５第２の周波数情報取得部
２０６第２の逓倍周波数算出部

Claims

商用電源から直流電圧を生成する直流電圧生成手段と、前記直流電圧生成手段で生成された直流電圧をスイッチング制御するとともに、スイッチング周波数を変更することにより負荷に応じた電力を供給するデジタル制御方式の電源制御手段とを有する電源部と、
発振部を有する１個または複数個の動作部と、
前記電源部の電源効率を算出可能な電源効率算出手段と、
画像形成装置の動作条件を判定する動作条件判定手段と、
前記判定手段により判定された画像形成装置の動作条件に基づいて、動作しない動作部における前記発振部の周波数情報を選定する選定手段と、
を備え、
前記電源部の電源制御手段は、前記スイッチング周波数を変更する際に、前記電源効率算出手段により算出された電源効率がスイッチング周波数の変更前とほぼ同一となるようにまたは電源効率仕様値を満たすように、かつ変更後のスイッチング周波数及びその逓倍周波数が、前記選定手段により選定された周波数情報に基づく基本周波数及びその逓倍周波数を除き、前記１個または複数個の動作部における前記発振部の基本周波数及びその逓倍周波数と一致しないように、スイッチング周波数を変更することを特徴とする画像形成装置。
画像形成装置の全体を制御するとともに、前記各動作部の周波数情報を取得する主制御手段を備え、
前記主制御手段は、前記電源部の電源制御手段からの各動作部の周波数情報の取得要求に応じ、前記選定手段により選定された動作しない動作部における発振部の周波数情報を除く各動作部における発振部の周波数情報を通知し、
前記電源制御手段は、前記主制御手段から通知された周波数情報に基づく基本周波数及びその逓倍周波数と一致しないようにスイッチング周波数を変更する請求項１に記載の画像形成装置。
前記電源部は電源制御手段が直接通信可能な周波数情報記憶手段を備え、
前記電源制御手段は、商用電源の投入時に前記各動作部の周波数情報を取得して、前記周波数情報記憶手段に記憶するとともに、以後は前記周波数情報記憶手段に記憶されている周波数情報のうち、前記選定手段により選定された動作しない動作部における発振部の周波数情報を除く周波数情報に基づく基本周波数及びその逓倍周波数と一致しないように、スイッチング周波数を変更する請求項１または２に記載の画像形成装置。
前記選定手段は、ユーザが使用できない機能の処理を行う動作部における前記発振部の周波数情報をも選定する請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。