JP6795002B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電源装置の振動を抑制できる画像形成装置に関する。

一般に、電子写真方式の画像形成装置は、交流の入力電圧を直流の出力電圧へ変換する直流電源装置と、前記直流電源装置から電力が供給される負荷機器とを備える。

前記画像形成装置において、スイッチング方式の前記直流電源装置が採用される場合が多い。この場合、前記直流電源装置は、一次整流回路、スイッチング素子、トランスおよび二次整流回路などを備える。

前記画像形成装置において、前記負荷機器は、シートに画像を形成する画像形成部を含む。前記画像形成部は、モーターおよび前記シート上のトナー像を加熱する定着ヒーターなどを含む。

前記画像形成装置において、動作モードが省電力モードであるときに、前記スイッチング素子を間欠的に動作させることは、前記直流電源装置の消費電力の低減に寄与する。しかしながら、前記スイッチング素子の間欠動作の周波数が前記トランスの共振周波数と一致または近似すると、前記トランスが振動し、振動音が発生する。

例えば、前記画像形成装置において、前記スイッチング素子の間欠動作の周波数が、自動制御によって既定周波数になるときに、前記スイッチング素子の間欠動作の周波数を切り替えることが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−１８８０８３号公報

ところで、前記直流電源装置の前記トランスにおいて実際に共振が発生する周波数帯域は、必ずしも前記トランス自体の共振周波数と一致しない。即ち、前記トランスの実際の共振周波数の帯域は、前記トランスの個体差および前記トランスが実装された基板全体の個体差などに応じて異なる。

一方、前記直流電源装置ごとに前記トランスの実際の共振周波数を測定し、測定結果を前記スイッチング素子の制御パラメーターへ反映することは手間である。

本発明の目的は、制御パラメーターの調整に手間を要することなく直流電源装置のトランスの振動音の発生を防止できる画像形成装置を提供することにある。

本発明の一の局面に係る画像係装置は、直流電源装置と、負荷機器と、振動検出装置と、補正装置と、を備える。前記直流電源装置は、トランスを含み、外部から供給される交流の入力電圧をスイッチング方式により直流の出力電圧へ変換する。前記負荷機器は、シートに画像を形成する画像形成部を含み、前記直流電源装置から電力が供給される。前記振動検出装置は、前記直流電源装置の前記トランスが予め定められたレベルを超えて振動する電源振動状態が発生していることを検出する。前記補正装置は、前記電源振動状態の検出結果に応じて前記直流電源装置内の信号を補正する。前記直流電源装置は、負荷電力検出回路と、一次整流回路と、出力制御回路と、二次整流回路と、を備える。前記負荷電力検出回路は、出力電力に対する前記負荷機器の消費電力の相対的な大きさを検出し、検出結果を表す負荷検出信号を出力する。前記一次整流回路は、前記入力電圧を整流し、一次直流電圧を出力する。前記出力制御回路は、前記負荷検出信号のレベルに応じて、デューティー比が予め定められた範囲で変化する連続パルス信号または休止信号を出力制御信号として生成し、前記出力制御信号に応じて、前記連続パルス信号に同期して前記一次直流電圧をスイッチングすることにより一次交流電圧を生成する状態と、前記休止信号に従って前記一次直流電圧のスイッチングを休止する状態とに切り替わる。前記二次整流回路は、前記トランスによって前記一次交流電圧から変換された二次交流電圧を整流することにより前記出力電圧を生成する。前記補正装置は、前記電源振動状態が前記振動検出装置によって検出されるごとに、前記出力制御信号を補正する補正状態と前記出力制御信号の補正を解除する解除状態とに切り替わる。

本発明によれば、制御パラメーターの調整に手間を要することなく直流電源装置のトランスの振動音の発生を防止できる画像形成装置を提供することが可能になる。

図１は、実施形態に係る画像形成装置の構成図である。 図２は、実施形態に係る画像形成装置における給電回路の構成図である。 図３は、給電回路に含まれる振動抑制回路における各種の信号のタイムチャートである。 図４は、実施形態に係る画像形成装置における負荷が低下しているときの負荷検出信号の補正の例を示すグラフである。 図５は、実施形態に係る画像形成装置における振動センサーの取り付け構造の第１実施例の側面図。 図６は、実施形態に係る画像形成装置における振動センサーの取り付け構造の第１実施例の分解図。 図７は、実施形態に係る画像形成装置における振動センサーの取り付け構造の第２実施例の側面図。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格を有さない。

［画像形成装置１０の構成］
実施形態に係る画像形成装置１０は、電子写真方式で印刷処理を実行する画像形成部４を備える装置である。前記印刷処理は、シート９に画像を形成する処理である。シート９は、用紙または樹脂フィルムなどのシート状の画像形成媒体である。

図１に示されるように、画像形成装置１０は、本体１００内に配置されたシート搬送機構３、画像形成部４、給電回路５および制御装置８を備える。制御装置８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）８１と、記憶装置８２とを含む。さらに、画像形成装置１０は、操作器８ａおよび表示装置８ｂなども備える。ＣＰＵ８１は、集積回路によって実現されている。

操作器８ａおよび表示装置８ｂは、ユーザーインターフェイスである。操作器８ａは、ユーザーの操作を受け付ける装置であり、例えば操作ボタンまたはタッチパネル装置などを含む。表示装置８ｂは、情報を表示する装置であり、例えば液晶パネルユニットなどを含む。

ＣＰＵ８１は、予め記憶装置８２に記憶されたプログラムを実行することにより、各種のデータ処理を実行し、さらに、画像形成装置１０が備える電気機器を制御する。

ＣＰＵ８１は、停止する前、およびスリープモードへ移行する前に、画像形成装置１０の各種の状態を表す状態データを記憶装置８２に記録する。さらに、ＣＰＵ８１は、起動したときに前記状態データを記憶装置８２から取得し、前記状態データに基づいて各種の制御パラ-メータの初期値を設定する。

なお、ＣＰＵ８１の代わりに、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などの他のプロセッサーが採用されることも考えられる。

記憶装置８２は、コンピューター読み取り可能な不揮発性のメモリーである。例えば、記憶装置８２がフラッシュメモリーまたはハードディスクドライブの一方または両方を含むことが考えられる。

シート搬送機構３において、シート送出機構３０が、シート収容部１０１に収容されたシート９を、シート搬送路３００へ送り出し、複数組の搬送ローラー対３１が、シート９をシート搬送路３００に沿って搬送する。

画像形成部４は、光走査ユニット４０、感光体４１、帯電装置４２、現像装置４３、トナー補給ユニット４４、転写装置４５、クリーニング装置４６、定着装置４７およびモーター４００などを備える印刷処理装置である。

ドラム状の感光体４１が回転し、帯電装置４２が感光体４１の表面を帯電させる。光走査ユニット４０が、帯電した感光体４１の表面にビーム光を走査することにより、感光体４１の表面に静電潜像を書き込む。

現像装置４３は、感光体４１の表面にトナー９０を供給することにより、前記静電潜像をトナー像へ現像する。転写装置４５は、感光体４１の表面の前記トナー像を、シート搬送路３００を移動中のシート９に転写する。

定着装置４７は、シート９に転写された前記トナー像を加熱することにより、前記トナー像をシート９に定着させる。定着装置４７は、前記トナー像を加熱する定着ヒーター４７０と、定着装置４７の温度を検出するサーミスターなどの定着温度センサー４７１とを備える。定着温度センサー４７１は、定着ヒーター４７０のフィードバック制御に用いられる。

クリーニング装置４６は、感光体４１の表面に残存するトナー９０を除去する。トナー補給ユニット４４は、未使用のトナー９０を現像装置４３へ補給する。

モーター４００は、シート搬送機構３、現像装置４３、転写装置４５および定着装置４７などが備える回転体および感光体４１を駆動する。

図２に示されるように、給電回路５は、直流電源回路５０を含む。直流電源回路５０は、外部電源１０００から供給される交流の入力電圧Ｖａ０をスイッチング方式により直流の出力電圧Ｖｄ２へ変換する回路である。直流電源回路５０は、直流電源装置の一例である。外部電源１０００は、例えば商用電源である。

画像形成装置１０は、通気ファン１０２および除湿ヒーター１０３などをさらに備える。通気ファン１０２は、モーターを内蔵し、本体１００内を換気するファンである。除湿ヒーター１０３は、シート収容部１０１に収容されたシート９を加熱し、乾燥させる。除湿ヒーター１０３は、定着ヒーター４７０よりも消費電力の小さなヒーターである。

画像形成装置１０において、直流電源回路５０から電力が供給される負荷機器は、画像形成部４、通気ファン１０２、除湿ヒーター１０３、制御装置８、操作器８ａおよび表示装置８ｂなどを含む。

ＣＰＵ８１は、画像形成部４、表示装置８ｂ、通気ファン１０２および除湿ヒーター１０３などを制御する。

さらに、ＣＰＵ８１は、前記負荷機器の動作モードを標準モードおよび前記標準モードよりも電力消費の小さな省電力モードの一方から他方へ移行させるモード制御を実行する。画像形成部４は、前記標準モードにおいて前記印刷処理を実行可能である。一方、画像形成部４は、前記省電力モードにおいては前記印刷処理を実行できない。

ＣＰＵ８１は、画像形成部４および制御装置８を含む前記負荷機器の前記動作モードを前記標準モードから前記省電力モードへ移行させる際に、自らも通常モードからスリープモードへ移行する。ＣＰＵ８１は、前記スリープモードにおいて、前記通常モードより低速のクロックで動作し、制限された一部の処理のみ実行可能である。

後述するように、直流電源回路５０は、前記負荷機器の動作モードが前記省電力モードである場合に、前記動作モードが前記標準モードである場合よりも消費電力が小さな状態へ移行する。

例えば、印刷ジョブが終了した後、印刷ジョブデータの受信および操作器８ａに対する操作がない状態が予め定められた時間継続した場合に、ＣＰＵ８１は、前記負荷機器を前記標準モードから前記省電力モードへ移行させる。

また、前記負荷機器が前記省電力モードで動作しているときに、予め定められた復帰イベントが発生した場合に、ＣＰＵ８１が前記スリープモードから前記通常モードへ移行し、さらに、ＣＰＵ８１が、前記負荷機器における他の機器を前記省電力モードから前記標準モードへ移行させる。前記復帰イベントは、例えば、前記印刷ジョブデータを受信したこと、または、操作器８ａに対して何らかの操作が行われたことなどである。

画像形成装置１０は、前記省電力モードにおいても動作状態が変化し得る特定機器を含む。前記特定機器は、前記省電力モードにおいて、外部装置からの信号の入力および操作器８ａを通じた操作の受け付けを伴わずに、自動制御によって動作状態が変化する機器である。前記外部装置は、例えば前記印刷ジョブデータを送信する情報処理装置などである。

例えば、前記省電力モードにおいて、除湿ヒーター１０３および定着ヒーター４７０の一方または両方が、タイマー制御などによって作動する場合がある。

前記省電力モードにおいて、定着ヒーター４７０は、定着装置４７の予熱のために作動する。定着装置４７の予熱は、新たな印刷ジョブが発生したときのファーストプリントタイムを短縮するために行われる。本実施形態において、除湿ヒーター１０３および定着ヒーター４７０が前記特定機器の一例である。

除湿ヒーター１０３または定着ヒーター４７０のような前記特定機器が比較的消費電力の大きな動作状態へ移行した場合、直流電源回路５０を動作させることが必要である。

一方、前記負荷機器が前記特定機器を含む場合、前記省電力モードにおいて停止した直流電源回路５０を、前記外部装置からの入力信号によって起動させることはできない。

また、前記省電力モードにおいて停止した直流電源回路５０を必要に応じて起動させるために、制御装置８などの他の機器の消費電力が増えること、および、直流電源回路５０の起動に関する多くの機器が増えることは好ましくない。

画像形成装置１０の直流電源回路５０は、前記省電力モードにおいて停止し、前記外部装置からの信号入力および操作の受け付けを伴わずに、簡素な構成によって起動可能な構成を備える。

［直流電源回路５０の構成］
図２に示されるように、直流電源回路５０は、保護回路５１、一次整流回路５２、出力制御回路５３、補助電解コンデンサー５４、高周波トランス５５、二次整流回路５６および負荷フィードバック回路５７などを含む。

保護回路５１は、過電流が流れることを防ぐヒューズ５１ａ、過電圧が印加されることを防ぐバリスタ５１ｂおよびノイズフィルター５１ｃを含む。

一次整流回路５２は、入力電圧Ｖａ０を全波整流するブリッジ整流回路５２ａおよび全波整流後の電圧を平滑化する一次電解コンデンサー５２ｂを含む。一次整流回路５２は、入力電圧Ｖａ０を整流し、一次直流電圧Ｖｄ１を出力する。

出力制御回路５３は、一次直流電圧Ｖｄ１をスイッチングすることにより連続パルス状の一次交流電圧Ｖｐ１を生成する。高周波トランス５５は、一次直流電圧Ｖｄ１を二次交流電圧Ｖｐ２へ変換する。

出力制御回路５３は、パルス幅変調回路５３ａおよびスイッチング素子５３ｂを含む。出力制御回路５３の詳細については講述する。例えば、パルス幅変調回路５３ａが一つの半導体素子であることが考えられる。

二次整流回路５６は、二次交流電圧Ｖｐ２を全波整流するダイオード５６ａおよび全波整流後の電圧を平滑化する二次電解コンデンサー５６ｂを含む。二次整流回路５６は、二次交流電圧Ｖｐ２を整流することにより直流の出力電圧Ｖｄ２を生成する。

負荷フィードバック回路５７は、シャントレギュレータ５７ａ、フォトカプラ５７ｂ、負荷検出コンデンサー５７ｃおよび定電流回路５７ｄを含む。シャントレギュレータ５７ａおよびフォトカプラ５７ｂの発光素子は、直流電源回路５０の出力端に接続されている。

フォトカプラ５７ｂの受光素子および負荷検出コンデンサー５７ｃは、直流電源回路５０の一次側において電気的に並列に接続されている。なお、直流電源回路５０の一次側は、高周波トランス５５の入力側であり、直流電源回路５０の二次側は、高周波トランス５５の出力側である。前記負荷機器は、直流電源回路５０の出力端に対して電気的に接続されている。

定電流回路５７ｄは、フォトカプラ５７ｂの前記受光素子および負荷検出コンデンサー５７ｃに対して電気的に直列に接続されている。なお、本実施形態における定電流回路５７ｄは、パルス幅変調回路５３ａに内蔵されている。

直流電源回路５０の出力電圧Ｖｄ２が、前記負荷機器の消費電力の低下によって目標電圧を上回った場合、シャントレギュレータ５７ａおよびフォトカプラ５７ｂがＯＮ状態となり、負荷検出コンデンサー５７ｃの電圧が低下する。

一方、直流電源回路５０の出力電圧Ｖｄ２が、前記負荷機器の消費電力の増大によって前記目標電圧を下回った場合、シャントレギュレータ５７ａおよびフォトカプラ５７ｂがＯＦＦ状態となり、負荷検出コンデンサー５７ｃの電圧が、定電流回路５７ｄから流れ込む電荷によって上昇する。

従って、負荷検出コンデンサー５７ｃの電圧レベルは、直流電源回路５０の出力電力に対する前記負荷機器の消費電力の相対的な大きさを表す。負荷フィードバック回路５７は、前記出力電力に対する前記負荷機器の消費電力の相対的な大きさを検出する負荷電力検出回路の一例である。

以下の説明において、負荷検出コンデンサー５７ｃの電圧レベルを表す信号のことを、負荷検出信号Ｌｄ０と称する。負荷検出信号Ｌｄ０は、パルス幅変調回路５３ａの入力信号の１つである。負荷フィードバック回路５７は、負荷検出信号Ｌｄ０を出力する回路である。

なお、シャントレギュレータ５７ａは、出力電圧Ｖｄ２を安定化させるレギュレータ素子の一例である。また、フォトカプラ５７ｂは、シャントレギュレータ５７ａの動作状態を前記二次側から前記一次側へ帰還させる役割を果たす。

出力制御回路５３において、パルス幅変調回路５３ａは、負荷検出信号Ｌｄ０に応じてＰＷＭ（pulse width modulation）信号または休止信号を出力制御信号Ｓｇ０として生成する。

前記ＰＷＭ信号は、負荷検出信号Ｌｄ０に応じてデューティー比が調節された一定周波数の連続パルス信号である。出力制御回路５３は、負荷検出信号Ｌｄ０のレベルに応じて、前記ＰＷＭ信号のデューティー比を予め定められた下限から上限までの範囲内で調節する。

前記休止信号はネガティブ信号である。即ち、前記休止信号が生成される状態は、前記ＰＷＭ信号の出力が停止された状態である。出力制御回路５３は、前記ＰＷＭ信号のデューティー比を前記下限まで調節しても負荷検出信号Ｌｄ０のレベルが低下する場合に、前記休止信号を出力する。

即ち、負荷検出信号Ｌｄ０のレベルが低下する場合、出力制御回路５３は、前記ＰＷＭ信号のデューティー比が前記下限に達するまでは、負荷検出信号Ｌｄ０のレベルに応じたデューティー比の前記ＰＷＭ信号を出力制御信号Ｓｇ０として生成する。

さらに、出力制御回路５３は、前記ＰＷＭ信号のデューティー比が前記下限に達した後は、負荷検出信号Ｌｄ０のレベルに応じた周期で、前記デューティー比が前記下限に調節された前記ＰＷＭ信号と前記休止信号とを交互に出力制御信号Ｓｇ０として生成する。

スイッチング素子５３ｂは、出力制御信号Ｓｇ０をゲート信号として入力する電界効果トランジスタである。出力制御信号Ｓｇ０が前記ＰＷＭ信号である場合、スイッチング素子５３ｂは、前記ＰＷＭ信号に同期して一次直流電圧Ｖｄ１をスイッチングすることにより一次交流電圧Ｖｐ１を生成する。

スイッチング素子５３ｂは、パルス幅変調回路５３ａによるＰＷＭ制御に従って、高周波トランス５５に供給する電力を調節する。これにより、直流電源回路５０の出力電圧Ｖｄ２が予め定められた一定の前記目標電圧に維持される。

一方、出力制御信号Ｓｇ０が前記休止信号である場合、スイッチング素子５３ｂは停止する。これにより、直流電源回路５０の消費電力が大幅に低下する。

また、前記負荷機器の動作モードが前記省電力モードである場合、パルス幅変調回路５３ａは、前記デューティー比が前記下限に調節された前記ＰＷＭ信号と前記休止信号とを交互に出力制御信号Ｓｇ０としてスイッチング素子５３ｂへ出力する。

前記休止信号と前記デューティー比が前記下限に調節された前記ＰＷＭ信号とが交互に出力制御信号Ｓｇ０としてスイッチング素子５３ｂへ出力されると、スイッチング素子５３ｂが間欠動作する。

以上に示されるように、出力制御回路５３のパルス幅変調回路５３ａは、負荷検出信号Ｌｄ０のレベルに応じて、デューティー比が予め定められた範囲で変化する前記ＰＷＭ信号または前記休止信号を出力制御信号Ｓｇ０として生成する。

さらに、出力制御回路５３のスイッチング素子５３ｂは、出力制御信号Ｓｇ０に応じて、前記ＰＷＭ信号に同期して一次直流電圧Ｖｄ１をスイッチングすることにより一次交流電圧Ｖｐ１を生成する状態と、前記休止信号に従って一次直流電圧Ｖｄ１のスイッチングを休止する状態とに切り替わる。

前記負荷機器の消費電力が小さい場合、出力制御回路５３は、前記ＰＷＭ信号に同期して一次直流電圧Ｖｄ１をスイッチングすることにより一次交流電圧Ｖｐ１を生成する状態と、前記休止信号に従って一次直流電圧Ｖｄ１のスイッチングを休止する状態とに切り替わる。

前記負荷機器の前記動作モードが前記省電力モードであるときに、スイッチング素子５３ｂを間欠的に動作させることは、直流電源回路５０の消費電力の低減に寄与する。

しかしながら、スイッチング素子５３ｂの間欠動作の周波数が高周波トランス５５の共振周波数と一致または近似すると、高周波トランス５５が振動し、振動音が発生する。

ところで、直流電源回路５０の高周波トランス５５において実際に共振が発生する周波数帯域は、必ずしも高周波トランス５５自体の共振周波数と一致しない。即ち、高周波トランス５５の実際の共振周波数の帯域は、高周波トランス５５の個体差および高周波トランス５５が実装された基板全体の個体差などに応じて異なる。

一方、直流電源回路５０ごとに高周波トランス５５の実際の共振周波数を測定し、測定結果をスイッチング素子５３ｂの制御パラメーターへ反映することは手間である。

画像形成装置１０は、後述する振動センサー７および振動抑制回路６を備えることにより、制御パラメーターの調整に手間を要することなく直流電源回路５０の高周波トランス５５の振動音の発生を防止できる。

＜振動センサー７＞
振動センサー７は、高周波トランス５５の振動を検出するセンサーである。例えば、振動センサー７が、給電回路５の一部品として基板に実装されていることが考えられる。

振動センサー７が、圧電型センサー、動電型センサー、ストレインゲージ型センサー、渦電流型センサー、静電容量型センサーまたは光学型センサーであることが考えられる。

＜振動抑制回路６＞
振動抑制回路６は、ピークホールド回路６１、比較回路６２、信号切替回路６３および補正回路６４を含む。

図３に示されるように、ピークホールド回路６１は、振動センサー７が出力する振動検出信号Ｓｇ１のピーク値を所定時間保持したピークホールド信号Ｓｇ２を出力する回路である。ピークホールド信号Ｓｇ２は、振動検出信号Ｓｇ１の振幅を表す。即ち、ピークホールド回路６１は、振動検出信号Ｓｇ１の振幅を検出する回路である。

比較回路６２は、ピークホールド信号Ｓｇ２のレベルが予め定められたしきいレベルを超えたときにアクティブとなり、そうでない場合にネガティブとなる振動判定信号Ｓｇ３を出力する回路である。アクティブな振動判定信号Ｓｇ３は、高周波トランス５５が予め定められたレベルを超えて振動する電源振動状態が発生していることを表す信号である。

なお、振動センサー７、ピークホールド回路６１および比較回路６２は、前記電源振動状態が発生していることを検出する振動検出装置の一例である。

信号切替回路６３は、振動判定信号Ｓｇ３がネガティブからアクティブへ変化するごとに出力信号のＯＮ／ＯＦＦを反転させる信号である。振動判定信号Ｓｇ３の初期状態はネガティブである。以下、信号切替回路６３の出力信号のことを補正信号Ｓｇ４と称する。

補正回路６４は、補正信号Ｓｇ４に従って負荷検出信号Ｌｄ０を補正する補正状態と負荷検出信号Ｌｄ０の補正を解除する解除状態とに切り替わる回路である。即ち、補正回路６４は、補正信号Ｓｇ４がアクティブであるときに前記補正状態であり、補正信号Ｓｇ４がネガティブであるときに前記解除状態である。

図４は、前記負荷機器の消費電力Ｐｗｏが低下しているときに、補正回路６４が、前記解除状態から前記補正状態へ切り替わり、その後、さらに前記解除状態へ戻る様子を示す。図４は、補正回路６４が、前記補正状態において、負荷検出信号Ｌｄ０を増大させる方向へ補正する例を示す。

前述したように、前記負荷機器の消費電力Ｐｗｏが低下しているときに、前記休止信号と前記デューティー比が前記下限に調節された前記ＰＷＭ信号とが、交互に出力制御信号Ｓｇ０としてパルス幅変調回路５３ａからスイッチング素子５３ｂへ供給される。これにより、スイッチング素子５３ｂが間欠動作する。

スイッチング素子５３ｂの間欠動作の周波数が高周波トランス５５の共振周波数の帯域に入ると、高周波トランス５５が振動し始め、補正信号Ｓｇ４がネガティブからアクティブへ変化する。図４に示される例では、負荷検出信号Ｌｄ０が、補正信号Ｓｇ４の変化に応じて、補正回路６４によって増大する方向へ補正される。

負荷検出信号Ｌｄ０が補正されると、パルス幅変調回路５３ａの作用により、間接的に出力制御信号Ｓｇ０が補正される。具体的には、出力制御信号Ｓｇ０は、前記ＰＷＭ信号および前記休止信号の切り替わりの周波数が変化するように補正される。

信号切替回路６３および補正回路６４は、前記電源振動状態の検出結果に応じて前記直流電源回路５０内の信号を補正する補正装置の一例である。信号切替回路６３および補正回路６４は、前記電源振動状態がピークホールド回路６１および比較回路６２によって検出されるごとに、出力制御信号Ｓｇ０を間接的に補正する前記補正状態と出力制御信号Ｓｇ０の補正を解除する前記解除状態とに切り替わる。

本実施形態において、前記補正状態は、負荷検出信号Ｌｄ０を補正する状態であり、前記解除状態は、負荷検出信号Ｌｄ０の補正を解除する状態である。出力制御回路５３は、前記補正状態において補正後の負荷検出信号Ｌｄ０のレベルに応じて出力制御信号Ｓｇ０を生成する。

例えば、負荷検出信号Ｌｄ０が増大する方向へ補正される場合、出力制御信号Ｓｇ０が、前記休止信号および前記ＰＷＭ信号の切り替わりの周波数が大きくなる方向へ補正される。これにより、スイッチング素子５３ｂの間欠動作の周波数が大きくなる。

高周波トランス５５が振動し始めたときに出力制御信号Ｓｇ０が補正されると、スイッチング素子５３ｂの間欠動作の周波数が高周波トランス５５の共振周波数の帯域から外れる。これにより、高周波トランス５５の振動が止まる。

一方、スイッチング素子５３ｂの間欠動作の周波数が大きくなることにより、直流電源回路５０の出力電力が大きくなり、補正後の負荷検出信号Ｌｄ０のレベルがさらに低下する。これにより、スイッチング素子５３ｂの間欠動作の周波数が、再び高周波トランス５５の共振周波数の帯域に入る。これにより、補正信号Ｓｇ４がアクティブからネガティブへ変化し、補正回路６４が前記解除状態に戻る。

補正回路６４が前記解除状態に戻ると、出力制御信号Ｓｇ０が、前記休止信号および前記ＰＷＭ信号の切り替わりの周波数が小さくなる方向へ変化する。これにより、スイッチング素子５３ｂの間欠動作の周波数が小さくなる。その結果、スイッチング素子５３ｂの間欠動作の周波数が高周波トランス５５の共振周波数の帯域から外れる。これにより、高周波トランス５５の振動が止まる。

図４において、破線は、振動抑制回路６による補正制御が行われなかった場合に高周波トランス５５の振動が継続する期間を示す。出力制御信号Ｓｇ０が補正される期間、即ち、負荷検出信号Ｌｄ０が補正される期間において、直流電源回路５０の消費電力が若干増大するが、高周波トランス５５の振動が抑制される。

なお、前記負荷機器が起動することにより前記負荷機器の消費電力Ｐｗｏが急激に増大する場合、通常、スイッチング素子５３ｂが連続動作することにより、高周波トランス５５の振動が生じない。仮に、前記負荷機器の消費電力Ｐｗｏが徐々に増大した場合、補正回路６４は、消費電力Ｐｗｏが低下する場合と逆の順序で状態が変化する。

画像形成装置１０においては、直流電源回路５０ごとに高周波トランス５５の実際の共振周波数を測定し、測定結果をスイッチング素子５３ｂの制御パラメーターへ反映する作業は不要である。

従って、画像形成装置１０が採用されれば、前記制御パラメーターの調整に手間を要することなく高周波トランス５５の振動音の発生を防止できる。

[応用例]
以上に示された画像形成装置１０の振動抑制回路６において、補正回路６４が、前記補正状態において、負荷検出信号Ｌｄ０を低減する方向へ補正することも考えられる。

［振動センサー７の取り付け構造の第１実施例］
次に、図５，６を参照しつつ、振動センサー７の取り付け構造の第１実施例について説明する。

第１実施例において、前記振動検出装置は、振動センサー７を含む振動センサーユニット７０と、ピークホールド回路６１および比較回路６２を備える。また、直流電源回路５０は、プリント基板である電源基板５００を含む。

高周波トランス５５は、電源基板５００における第１面５００ａに実装されている。また、電源基板５００における高周波トランス５５に対向する位置には開口５００ｃが形成されている。なお、開口５００ｃは、高周波トランス５５のリード端子５５ａが挿入される実装用の貫通孔とは異なる。

振動センサーユニット７０は、振動センサー７と、振動センサー７が実装されたプリント基板であるセンサー基板７００とを含む。さらに、振動センサーユニット７０は、センサー基板７００に実装されたピン端子７１も含む。ピン端子７１は、振動センサー７のリード端子７ａと電気的に接続されている。

本実施例において、振動センサー７は、非接触で高周波トランス５５の振動を検出するセンサーである。例えば、振動センサー７が、電磁ノイズの影響を受けにくい光学型センサーであることが考えられる。

振動センサーユニット７０は、振動センサー７が開口５００ｃを通じて高周波トランス５５に対向する状態で、電源基板５００における第２面５００ｂに実装されている。第２面５００ｂは、電源基板５００における第１面５００ａの反対の面である。

図６に示される例では、振動センサーユニット７０は、電源基板５００における開口５００ｃのある縁部から反対側の縁部へ架け渡された状態で、電源基板５００に実装されている。

本実施例によれば、振動センサー７を高周波トランス５５のコイル部分により近接させることができる。そのため、レーザー光などの検出媒体を出力する能力が比較的低い小型の振動センサー７を採用しながら高周波トランス５５の振動を高感度で検出することができる。

［振動センサー７の取り付け構造の第２実施例］
次に、図７を参照しつつ、振動センサー７の取り付け構造の第２実施例について説明する。

第２実施例において、前記振動検出装置は、振動センサー７と、ピークホールド回路６１および比較回路６２を備える。また、直流電源回路５０は、プリント基板である電源基板５００を含む。

本実施例における振動センサー７は、前記第１実施例と同様に、非接触で高周波トランス５５の振動を検出するセンサーである。

本実施例において、振動センサー７は、開口５００ｃを通じて高周波トランス５５に対向する状態で、電源基板５００における第２面５００ｂに実装されている。即ち、振動センサー７のリード端子７ａが、電源基板５００に直接接続されている。

図７に示される例では、振動センサー７は、電源基板５００における開口５００ｃのある縁部から反対側の縁部へ架け渡された状態で、電源基板５００に実装されている。

本実施例が採用される場合も、第１実施例が採用される場合と同様の効果が得られる。

３ ：シート搬送機構
４ ：画像形成部
５ ：給電回路
６ ：振動抑制回路
７ ：振動センサー（振動検出装置）
８ ：制御装置
８ａ ：操作器
８ｂ ：表示装置
９ ：シート
１０ ：画像形成装置
３０ ：シート送出機構
３１ ：搬送ローラー対
４０ ：光走査ユニット
４１ ：感光体
４２ ：帯電装置
４３ ：現像装置
４４ ：トナー補給ユニット
４５ ：転写装置
４６ ：クリーニング装置
４７ ：定着装置
５０ ：直流電源回路
５１ ：保護回路
５１ａ ：ヒューズ
５１ｂ ：バリスタ
５１ｃ ：ノイズフィルター
５２ ：一次整流回路
５２ａ ：ブリッジ整流回路
５２ｂ ：一次電解コンデンサー
５３ ：出力制御回路
５３ａ ：パルス幅変調回路
５３ｂ ：スイッチング素子
５４ ：補助電解コンデンサー
５５ ：高周波トランス
５６ ：二次整流回路
５６ａ ：ダイオード
５６ｂ ：二次電解コンデンサー
５７ ：負荷フィードバック回路
５７ａ ：シャントレギュレータ
５７ｂ ：フォトカプラ
５７ｃ ：負荷検出コンデンサー
５７ｄ ：定電流回路
６１ ：ピークホールド回路（振動検出装置）
６２ ：比較回路（振動検出装置）
６３ ：信号切替回路（補正装置）
６４ ：補正回路（補正装置）
７０ ：振動センサーユニット
８１ ：ＣＰＵ
８２ ：記憶装置
９０ ：トナー
１００ ：本体
１０１ ：シート収容部
１０２ ：通気ファン
１０３ ：除湿ヒーター（特定機器）
３００ ：シート搬送路
４００ ：モーター
４７０ ：定着ヒーター（特定機器）
４７１ ：定着温度センサー
５００ ：電源基板
５００ａ ：電源基板の第１面
５００ｂ ：電源基板の第２面
５００ｃ ：開口
７００ ：センサー基板
１０００ ：外部電源
Ｌｄ０ ：負荷検出信号
Ｐｗｏ ：消費電力
Ｓｇ０ ：出力制御信号
Ｓｇ１ ：振動検出信号
Ｓｇ２ ：ピークホールド信号
Ｓｇ３ ：振動判定信号
Ｓｇ４ ：補正信号
Ｖａ０ ：入力電圧
Ｖｄ１ ：一次直流電圧
Ｖｄ２ ：出力電圧
Ｖｐ１ ：一次交流電圧
Ｖｐ２ ：二次交流電圧

Claims (6)

1. トランスを含み、外部から供給される交流の入力電圧をスイッチング方式により直流の出力電圧へ変換する直流電源装置と、
   シートに画像を形成する画像形成部を含み、前記直流電源装置から電力が供給される負荷機器と、
   前記直流電源装置の前記トランスが予め定められたレベルを超えて振動する電源振動状態が発生していることを検出する振動検出装置と、
   前記電源振動状態の検出結果に応じて前記直流電源装置内の信号を補正する補正装置と、を備え、
   前記直流電源装置は、
   出力電力に対する前記負荷機器の消費電力の相対的な大きさを検出し、検出結果を表す負荷検出信号を出力する負荷電力検出回路と、
   前記入力電圧を整流し、一次直流電圧を出力する一次整流回路と、
   前記負荷検出信号のレベルに応じて、デューティー比が予め定められた範囲で変化する連続パルス信号または休止信号を出力制御信号として生成し、前記出力制御信号に応じて、前記連続パルス信号に同期して前記一次直流電圧をスイッチングすることにより一次交流電圧を生成する状態と、前記休止信号に従って前記一次直流電圧のスイッチングを休止する状態とに切り替わる出力制御回路と、
   前記トランスによって前記一次交流電圧から変換された二次交流電圧を整流することにより前記出力電圧を生成する二次整流回路と、を備え、
   前記補正装置は、前記電源振動状態が前記振動検出装置によって検出されるごとに、前記出力制御信号を補正する補正状態と前記出力制御信号の補正を解除する解除状態とに切り替わる、画像形成装置。
2. 前記補正装置の前記補正状態および前記解除状態は、それぞれ前記負荷検出信号を補正する状態および前記負荷検出信号の補正を解除する状態であり、
   前記出力制御回路は、前記補正状態において補正後の前記負荷検出信号のレベルに応じて前記出力制御信号を生成する、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成部が、外部装置からの信号の入力および操作器を通じた操作の受け付けを伴わずに、自動制御によって動作状態が変化する特定機器を含む、請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記特定機器がヒーターを含む、請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記直流電源装置は、前記トランスが実装されているとともに前記トランスに対向する位置に開口が形成された電源基板を含み、
   前記振動検出装置は、非接触で前記トランスの振動を検出する振動センサーを含み、
   前記振動センサーは、前記開口を通じて前記トランスに対向する状態で、前記電源基板における前記トランスが実装されている第１面の反対の第２面に実装されている、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記直流電源装置は、前記トランスが実装されているとともに前記トランスに対向する位置に開口が形成された電源基板を含み、
   前記振動検出装置は、非接触で前記トランスの振動を検出する振動センサー、および、前記振動センサーが実装されたセンサー基板を含む振動センサーユニットを備え、
   前記振動センサーが前記開口を通じて前記トランスに対向する状態で、前記振動センサーユニットが前記電源基板における前記トランスが実装されている第１面の反対の第２面に実装されている、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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