JPH0479761A - Image forming apparatus - Google Patents
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- JPH0479761A JPH0479761A JP2193674A JP19367490A JPH0479761A JP H0479761 A JPH0479761 A JP H0479761A JP 2193674 A JP2193674 A JP 2193674A JP 19367490 A JP19367490 A JP 19367490A JP H0479761 A JPH0479761 A JP H0479761A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は画像形成装置に関し、特に各種の電力負荷を
備えた画像形成装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an image forming apparatus, and particularly to an image forming apparatus equipped with various power loads.
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置には
、マイクロコンピュータ等の制御用または各機構部の朴
動用として直流電力を供給する直流電源部の他に、機種
しこよりそれぞれ異なるが、商用電源を直接あるいは変
圧して使用するモータや露光ランプ(複写機)等、また
静電潜像方式を採用した機器では更に除電ランプ、定着
ヒータ。Image forming devices such as copying machines, printers, and facsimiles are equipped with commercial power sources, in addition to DC power supplies that supply DC power for controlling microcomputers and other mechanical components, as well as commercial power supply units, which vary depending on the model. Motors and exposure lamps (copying machines) that are used directly or with voltage transformation, as well as static elimination lamps and fixing heaters for equipment that uses the electrostatic latent image method.
各種の高圧電源部等、各種の電力負荷が設けられている
。Various power loads are provided, such as various high-voltage power supplies.
これらの負荷に電力を供給する電源回路としては、例え
ば特開昭58−220168号公報に示された複写機の
例のように、制御用電源あるいはクラッチ、ソレノイド
等の駆動用電源には、それぞれ電源トランスで降圧し整
流平滑したのちドロッパにより安定化した直流電力を供
給し、それ以外のメインモータ、露光ランプ、高圧電源
部、定着ヒータその他の交流負荷は商用電源に直接接続
されたものがあった。As a power supply circuit that supplies power to these loads, for example, as in the example of a copying machine shown in Japanese Patent Application Laid-open No. 58-220168, a power supply for control or a power supply for driving clutches, solenoids, etc. is provided, respectively. A power transformer steps down the voltage, rectifies and smoothes it, and then supplies stabilized DC power using a dropper. Other AC loads such as the main motor, exposure lamp, high-voltage power supply, fixing heater, and other AC loads are directly connected to the commercial power supply. Ta.
このようなドロッパ型の直流安定化電源は、その効率が
せいぜい50%程度と低く、電源トランスも大きくなる
欠点があるが、その出力も数十W級と100W未満であ
ったから、余り問題になることはなかった。Dropper-type DC stabilized power supplies like this have the drawbacks of low efficiency, around 50% at most, and the need for large power transformers, but since their output is only a few tens of watts and less than 100W, this is not much of a problem. That never happened.
しかしながらOA機器の発達は目覚ましく、特に静電潜
像方式により普通紙に画像を形成する画像形成装置は高
速化、高画質化、多機能化に供って、その直流電源の容
量の増加が著しい。However, the development of OA equipment is remarkable, and in particular, image forming devices that form images on plain paper using an electrostatic latent image method have become faster, have higher image quality, and have more functions, and the capacity of their DC power supplies has increased significantly. .
例えば訃動源であるモータはその回転数を正確に制御す
るためにACモータからDCモータに変り、高圧電源も
その厳しい要求に応して定電圧直流電源からのコンバー
タ方式に変ってきた。For example, motors, which are a source of damage, have changed from AC motors to DC motors in order to accurately control their rotational speed, and high-voltage power supplies have also changed to converter systems from constant-voltage DC power supplies in response to these strict requirements.
また、作業性の点から高速自動原稿給送装置等の周辺機
器が増え、その電源も供給するため、従来100VA程
度であった直流電源の容量か400VA級から500V
A級になり、なかには600VAを超える機種も現れ、
しかも厳しい電圧安定性が要求されている。In addition, from the viewpoint of workability, the number of peripheral devices such as high-speed automatic document feeders has increased, and in order to supply power for them, the capacity of the DC power supply, which was previously around 100VA, has increased from 400VA to 500V.
It has become A class, and some models have appeared with over 600 VA.
Moreover, strict voltage stability is required.
このように出力が大容量化すると、ドロッパ型電源はサ
イズの大型化と電力損失による大量の発熱を供なう点が
大きな問題となる。When the output capacity increases in this way, the dropper type power supply becomes a big problem in that it increases in size and generates a large amount of heat due to power loss.
そのため、近年はドロッパ型に代って、例えば特開昭6
4−40849号公報に示されたように、1次整流平滑
回路とスイッチングDC−DCコンバータとを組合せた
スイッチングレギュレータが用いられるようになった。Therefore, in recent years, instead of the dropper type, for example,
As shown in Japanese Patent No. 4-40849, a switching regulator that combines a primary rectifying and smoothing circuit and a switching DC-DC converter has come into use.
スイッチングレギュレータは、効率が80%〜85%と
ドロッパ型に比へてはるかに高く、高周波でスイッチン
グするためトランス、チョークを含めて小型軽量になる
が、1次整流平滑回路がコンデンサ入力型でその容量が
大きいため、力率か悪化して入力電流の波高値が高くな
り、高周波による障害も発生し易い。Switching regulators have an efficiency of 80% to 85%, which is much higher than the dropper type, and because they switch at high frequencies, they are smaller and lighter, including the transformer and choke, but the primary rectifier and smoothing circuit is a capacitor input type, so Since the capacitance is large, the power factor deteriorates, the peak value of the input current becomes high, and troubles due to high frequencies are likely to occur.
そのため、(電力)効率はよいがVA効率(入力VAに
対する出力VAO比)は50%程度となる。従って、直
流電源部の出力が400VAであれば入力は800VA
、すなわち入力電流は8Aに達する。Therefore, although the (power) efficiency is good, the VA efficiency (output VAO ratio to input VA) is about 50%. Therefore, if the output of the DC power supply is 400VA, the input is 800VA.
, that is, the input current reaches 8A.
定着ヒータをsoow、直流電源部の効率80%とすれ
ば、入力電力は400W10.8 +800W=1.3
KW であるが、入力VAは800VA+800VA=
1.6KVA、即ち入力電流は16Aになるから、
事務所等で一般的に使われているコンセント(100V
、15A)の容量をオーバして、このままではスイッチ
ングレギュレータでも安全に使用出来ない。If the fixing heater is soow and the efficiency of the DC power supply is 80%, the input power is 400W10.8 +800W=1.3
KW, but the input VA is 800VA+800VA=
Since it is 1.6KVA, that is, the input current is 16A,
Outlets commonly used in offices, etc. (100V
, 15A), and it cannot be safely used as it is even with a switching regulator.
この力率またはVA効率を改善するために、例えば昇降
圧チョッパ回路(特開昭63−23561号公報参照)
からなるアクティブフィルタをスイッチングレギュレー
タの1次整流平滑回路の平滑コンデンサの代りに挿入す
る方式と、スイッチングレギュレータの前にチョークコ
イルを挿入する方式とがあった。In order to improve this power factor or VA efficiency, for example, a buck-boost chopper circuit (see Japanese Patent Laid-Open No. 63-23561)
There are two methods: inserting an active filter consisting of the following in place of the smoothing capacitor in the primary rectifying and smoothing circuit of the switching regulator, and inserting a choke coil in front of the switching regulator.
前者のチョッパ回路を用いた方式は、力率を100%近
くまで改善出来るのでVA効率の点では望ましいが、チ
ョッパ回路とDC−DCコンバータのスイッチングをそ
れぞれ独立に制御しなければならないので回路が複雑に
なり、部品点数が多くなって、コストも大幅に上昇する
という問題があった。The former method using a chopper circuit is desirable in terms of VA efficiency because it can improve the power factor to nearly 100%, but the circuit is complicated because the switching of the chopper circuit and DC-DC converter must be controlled independently. The problem was that the number of parts increased and the cost increased significantly.
また、後者のチョークコイルを用いた方式では、このチ
ョークコイルが商用周波数(50Hz。In addition, in the latter method using a choke coil, this choke coil operates at a commercial frequency (50Hz).
60Hz)で動作するため、DC−DCコンバータのス
イッチング周波数(50KHz〜200KHz )で動
作する2次整流平滑回路のチョークコイルに比べて、ど
うしても大型化して重くなるから、小型軽量化の目的に
合致しないという問題があった。Because it operates at a frequency of 60Hz), it is inevitably larger and heavier than the choke coil of a secondary rectifier and smoothing circuit that operates at a DC-DC converter switching frequency (50kHz to 200kHz), so it does not meet the goal of reducing size and weight. There was a problem.
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、負荷
が大きい時に直流電源部の1次整流平滑回路における充
電ピーク電流を抑制して力率を改善し、総合的にVA効
率の改善された画像形成装置を提供することを目的とす
る。This invention was made in view of the above points, and it suppresses the charging peak current in the primary rectifying and smoothing circuit of the DC power supply section when the load is large, improves the power factor, and improves the overall VA efficiency. The object of the present invention is to provide an image forming apparatus with improved performance.
この発明は、上記の目的を達成するため、商用電源を入
力して、直流電力に変換する直流電源部と随時オンオフ
を繰返す比較的大電力の間欠負荷とに供給する画像形成
装置において、
直流電源部の初段の平滑用コンデンサと商用電源との間
に直列に挿入するチョークコイルとバイパススイッチ素
子との並列回路と、間欠負荷のオンオフに応じてバイパ
ススイッチ素子のオンオフを制御するスイッチ制御手段
とを設けたものである。In order to achieve the above object, the present invention provides an image forming apparatus that inputs commercial power and supplies it to a DC power supply unit that converts it into DC power and an intermittent load that repeatedly turns on and off a relatively large amount of power. A parallel circuit of a choke coil and a bypass switch element inserted in series between a smoothing capacitor at the first stage of the section and a commercial power supply, and a switch control means for controlling on/off of the bypass switch element in response to on/off of an intermittent load. It was established.
このように構成した画像形成装置は、スイッチ制御手段
が、比較的大電力の間欠負荷がオフの時はバイパススイ
ッチ素子をオンにしてチョークコイルの両端子間をショ
ートし、コンデンサ入力型として作用させているが、間
欠負荷がオンの時にはバイパススイッチ素子をオフにし
て、チョーク入力型として作用させる。In the image forming apparatus configured as described above, the switch control means turns on the bypass switch element to short-circuit both terminals of the choke coil when the intermittent load of relatively high power is off, and causes the choke coil to function as a capacitor input type. However, when an intermittent load is on, the bypass switch element is turned off and acts as a choke input type.
そのため、大負荷時の力率が改善されて直流電源部の充
電ピーク電流が抑制されるから、総合的にVA効率が改
善される。Therefore, the power factor during heavy loads is improved and the charging peak current of the DC power supply section is suppressed, so that the VA efficiency is improved overall.
また、チョークコイルは常時作動していないから比較的
小型軽量のものでよい。Furthermore, since the choke coil is not in constant operation, it can be relatively small and lightweight.
以下、この発明の一実施例を図面を参照して具体的に説
明する。Hereinafter, one embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
第2図は、この発明の一実施例であるレーザプリンタの
内部機構を示す概略構成図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the internal mechanism of a laser printer that is an embodiment of the present invention.
矢示したように時計方向に回転する感光体ドラム10の
周辺には、その回転方向順に帯電チャージャ11.光書
込ユニット12.現象ユニット13、転写チャージャ1
4.クリーニングユニット15がそれぞれ配置されてい
る。Around the photosensitive drum 10 rotating clockwise as shown by the arrow, chargers 11 . Optical writing unit 12. Phenomenon unit 13, transfer charger 1
4. Cleaning units 15 are arranged respectively.
感光体ドラム10は、先ず帯電チャージャ11によりそ
の表面を一様に帯電された後、光書込ユニット12から
の画像データにより変調され主走査方向に偏向されたビ
ームが結像するスポットにより主走査され、静電潜像が
形成される。The surface of the photosensitive drum 10 is first uniformly charged by a charging charger 11, and then the photosensitive drum 10 is scanned in the main scanning direction by a spot on which a beam modulated by image data from the optical writing unit 12 and deflected in the main scanning direction forms an image. to form an electrostatic latent image.
その静電潜像は、現像ユニット13により現像され、顕
像化したトナー像に変換された後、そのトナー像は転写
チャージャ14によって一点鎖線で示したルート上を搬
送されて来た用紙に転写される。The electrostatic latent image is developed by the developing unit 13 and converted into a visualized toner image, and then the toner image is transferred by the transfer charger 14 onto a sheet of paper conveyed along the route shown by the dashed line. be done.
感光体ドラム10上に残留するトナー及び電荷は、クリ
ーニングユニット15によりそれぞれ除去され、除去さ
れたトナーはクリーニングユニット15に回収される。The toner and charge remaining on the photosensitive drum 10 are removed by the cleaning unit 15, and the removed toner is collected by the cleaning unit 15.
その用紙は、給紙カセット17上の用紙スタック18か
ら給紙ローラ19により給紙され、レジストローラ対2
0に当接して一時停止した後、光書込ユニット12によ
り書込まれた感光体ドラム10上の画像に合わせたタイ
ミングをとって、レジストローラ対20により転写チャ
ージャ14の位置に搬送されトナー像が転写される。The paper is fed by a paper feed roller 19 from a paper stack 18 on a paper feed cassette 17, and is fed by a pair of registration rollers 2.
0, the toner image is conveyed to the position of the transfer charger 14 by a pair of registration rollers 20 at a timing that matches the image written on the photoreceptor drum 10 by the optical writing unit 12. is transcribed.
トナー像が転写された用紙は、定着ユニッ)−21に搬
送され、加熱されている定着ローラ21aに加圧ローラ
21bにより圧接され、その熱と圧力とにより定着され
た後、排紙ローラ22に搬送されて排紙口23から排紙
トレー24上に排出される。The paper onto which the toner image has been transferred is conveyed to a fixing unit (21), is pressed against a heated fixing roller 21a by a pressure roller 21b, is fixed by the heat and pressure, and is then transferred to a paper ejection roller 22. The paper is transported and discharged from the paper discharge port 23 onto the paper discharge tray 24 .
定着ローラ21aの内部に同心的に配置された定着ヒー
タ6が定着ローラ21aを加熱し、その表面温度は、作
動中には所定の搬送速度で通過する用紙上のトナーを瞬
時に溶融するだけの作動温度に保たれ、スタンバイ中は
それより低い保持温度に保たれている。A fixing heater 6 arranged concentrically inside the fixing roller 21a heats the fixing roller 21a, and during operation, the surface temperature is high enough to instantaneously melt the toner on the paper passing at a predetermined conveyance speed. It is maintained at the operating temperature and at a lower holding temperature during standby.
定着ヒータ6は、スタンバイから作動状態に移行した時
に速やかに作動温度に達するために、十分余裕をもった
発熱量すなわち電力容量に設定されているから、定着ロ
ーラ21aの表面温度は常に図示しないサーミスタから
なる温度センサによりモニタされ、作動温度に達した後
その温度を保つ間は間欠的にオンオフ制御され、スタン
バイ時の保持温度に保つ時はさらに低いデユーティ比で
制御されている。Since the fixing heater 6 is set to have a sufficient amount of heat generation, that is, power capacity, to quickly reach the operating temperature when transitioning from standby to the operating state, the surface temperature of the fixing roller 21a is always controlled by a thermistor (not shown). After reaching the operating temperature, it is intermittently controlled on and off while the temperature is maintained, and when the temperature is maintained at the standby temperature, the duty ratio is controlled at an even lower duty ratio.
第1図は、このレーザプリンタの電力系の一例を示す回
路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of the power system of this laser printer.
商用電源1から入力するAC電力は、高周波チョークと
2個のバイパスコンデンサからなり外部ノイズの侵入と
内部ノイズのリークとを防止するノイズフィルタ26と
、電源スィッチ27と、ノーフユーズブレーカ28とか
らなる電源入力部を通過した後、直流電源部2と定着ヒ
ータ6とに供給される。AC power input from the commercial power supply 1 is supplied to the noise filter 26, which is composed of a high frequency choke and two bypass capacitors and prevents external noise from entering and internal noise from leaking, a power switch 27, and a no-use breaker 28. After passing through a power input section, the power is supplied to the DC power supply section 2 and the fixing heater 6.
直流電源部2は、バイパススイッチ素子である双方向3
端子サイリスタいわゆるトライアック4とチョークコイ
ル3との並列回路と、ダイオードブリッジからなる整流
器29と初段の平滑用コンデンサである大容量のコンデ
ンサCPとから構成される1次整流平滑回路と、トラン
ス3oを中心として構成されるDC−DCコンバータと
からなっている。The DC power supply section 2 includes a bidirectional 3 which is a bypass switch element.
A primary rectifying and smoothing circuit consisting of a parallel circuit of a terminal thyristor, a so-called triac 4, and a choke coil 3, a rectifier 29 consisting of a diode bridge, and a large-capacity capacitor CP that is the first stage smoothing capacitor, and a transformer 3o. It consists of a DC-DC converter configured as
入力するAC電力は、チョークコイル3とトライアック
4との並列回路を介して整流器29のAC端子に供給さ
れ、そのDC端子から出力するリップルを含んで整流さ
れたDC電力はコンデンサCPを充電し、平滑化される
。The input AC power is supplied to the AC terminal of the rectifier 29 through the parallel circuit of the choke coil 3 and the triac 4, and the rectified DC power including ripple output from the DC terminal charges the capacitor CP. Smoothed.
DC−DCコンバータは、1次巻線NPと3個の2次巻
線NSL、NS2.NS3とを有するトランス3oと、
その1次巻線NPと直列回路を形成しコンデンサCPか
ら入力する1次直流電力を定電圧制御回路34からの制
御信号に応じてオンオフするスイッチング素子でありF
ETからなるトランジスタQと、トランス30の3個の
2次巻線NSI、NS2.NS3にそれぞれ接続された
整流平滑回路31.32および整流回路33とから構成
されている。The DC-DC converter has a primary winding NP and three secondary windings NSL, NS2. a transformer 3o having NS3;
It is a switching element that forms a series circuit with the primary winding NP and turns on and off the primary DC power input from the capacitor CP in accordance with a control signal from the constant voltage control circuit 34.
A transistor Q consisting of ET and three secondary windings NSI, NS2 . It is composed of rectifying and smoothing circuits 31 and 32 and a rectifying circuit 33 connected to NS3, respectively.
整流平滑回路31.32は、それぞれ整・流ダイオード
Di、D2と転流ダイオードCD1.CD2と小容量の
チョークコイルLl、L2と大容量のコンデンサC1,
C2とから構成される。The rectifying and smoothing circuits 31 and 32 each include rectifying/current diodes Di, D2 and commutating diodes CD1. CD2 and small capacity choke coil Ll, L2 and large capacity capacitor C1,
It is composed of C2.
整流平滑回路31は、コンデンサC1に充電されている
直流電力をDC5Vの制御用電源とし、て制御回路5に
供給する。The rectifying and smoothing circuit 31 uses the DC power charged in the capacitor C1 as a DC 5V control power source, and supplies it to the control circuit 5.
整流平滑回路32は、コンデンサC2に充電されている
直流電力をDC24Vの即動用電源として各種の負荷4
5〜50に供給する。The rectifying and smoothing circuit 32 uses the DC power charged in the capacitor C2 as a 24V DC instant power source to supply various loads 4.
5 to 50.
整流平滑回路31.32の何れか一方、例えば制御用電
源である整流平滑回路31の出力電圧(DC5V)が、
定電圧制御回路34にフィードバックされる。Either one of the rectifying and smoothing circuits 31 and 32, for example, the output voltage (DC5V) of the rectifying and smoothing circuit 31 which is a control power supply,
It is fed back to the constant voltage control circuit 34.
定電圧制御回路34は、フィードバックされた出力電圧
信号に応じてトランジスタQにデユーティ比を変えた制
御信号を出力することにより、商用電源1の電圧や負荷
電力の変動があっても、制御用電源の出力電圧を5vに
安定化する。The constant voltage control circuit 34 outputs a control signal with a different duty ratio to the transistor Q according to the fed-back output voltage signal, so that the control power supply can be maintained even if the voltage of the commercial power supply 1 or the load power fluctuates. The output voltage of is stabilized to 5V.
トランジスタQのオンオフにより断続される電流がトラ
ンス30の1次巻線NPに流れると、2次巻線N S
1 、 N S 2 、 N S 3には1次巻線NP
に対するそれぞれの巻数比に応じた電圧の電力が誘起さ
れる。When a current that is interrupted by turning on and off the transistor Q flows through the primary winding NP of the transformer 30, the secondary winding N S
1, NS2, NS3 have primary winding NP
A voltage power corresponding to each turns ratio is induced.
整流平滑回路31は、トランジスタQがオンの時に2次
巻線NSLに誘起された電力を整流ダイオードD1で整
流し、チョーク入力型を構成するチョークコイルL1を
通してコンデンサC1を充電する。The rectifying and smoothing circuit 31 rectifies the power induced in the secondary winding NSL when the transistor Q is on, using a rectifying diode D1, and charges a capacitor C1 through a choke coil L1 forming a choke input type.
この時に脈流を平滑することにより磁気の形でチョーク
コイルL1に蓄積されたエネルギは、トランジスタQが
オフの時に電流に再変換され、転流ダイオードCDIを
通ってコンデンサC1を充電する。At this time, the energy stored in the choke coil L1 in magnetic form by smoothing the pulsating current is reconverted into a current when the transistor Q is off, and charges the capacitor C1 through the free-wheeling diode CDI.
整流平滑回路32も全く同様であるから、説明を省略す
る。The rectifying and smoothing circuit 32 is also completely similar, so its explanation will be omitted.
整流回路33は整流ダイオードD3とリミッタ抵抗R3
とからなり、整流ダイオードD3により整流された直流
電流(ゲート電流)がリミッタ抵抗R3とホトカプラ3
6のホトトランジスタからなる受光部36bを介してト
ライアック4のゲート電極に供給されるように接続され
ていて、ホトカプラ36の発光部36aが点灯している
間は受光部36bがオンになってグー1〜電流が流れ、
トライアック4はトリガされてチョークコイル3の両端
子間がショートされ、チョークコイル3は作用しない。The rectifier circuit 33 includes a rectifier diode D3 and a limiter resistor R3.
The direct current (gate current) rectified by the rectifier diode D3 is connected to the limiter resistor R3 and the photocoupler 3.
It is connected to the gate electrode of the triac 4 through a light receiving section 36b consisting of a phototransistor 6, and while the light emitting section 36a of the photocoupler 36 is lit, the light receiving section 36b is turned on and the light is not turned on. 1 ~ Current flows,
The triac 4 is triggered and both terminals of the choke coil 3 are short-circuited, and the choke coil 3 does not operate.
電源入力部のノーフユーズブレーカ28を通過したAC
電力は、もう一方の比較的大電力(例えばsoow)の
間欠負荷である定着ヒータ6とトライアック38との直
列回路にも接続されている。AC that has passed through the no-use breaker 28 in the power input section
The power is also connected to a series circuit of the fixing heater 6 and the triac 38, which is an intermittent load of relatively high power (for example, soow).
トライアック38のゲート電極はホトカプラ35の受光
部35bを含むゲー1へ回路39に接続され、ホトカプ
ラ35の発光部35aが点灯して受光部35bがオンに
なっている間は、ゲート回路39がトライアック38を
トリガして定着ヒータ6がオンになり、発光部35aが
点灯していなければ定着ヒータ6はオフになる。The gate electrode of the triac 38 is connected to the circuit 39 to the gate 1 including the light receiving part 35b of the photocoupler 35, and while the light emitting part 35a of the photocoupler 35 is lit and the light receiving part 35b is on, the gate circuit 39 is connected to the triac. 38 is triggered to turn on the fixing heater 6, and if the light emitting section 35a is not lit, the fixing heater 6 is turned off.
整流平滑回路31が出力する制御用の定電圧DC5Vを
電源とする制御回路5は、図示しないホストマシンから
レーザプリンタに入力する指令に応して、同じく入力す
る画像データを処理し、ビデオデータとして光書込ユニ
ット12(第2図)に送って画像を書込ませると共に、
レーザプリンタの各機構部をシーケンシアル制御して、
書込まれた画像を現像し、用紙上に転写、定着して排出
する一連の動作を実行させる。The control circuit 5, which is powered by the constant voltage DC5V for control outputted by the rectifying and smoothing circuit 31, processes the input image data as video data in response to commands input to the laser printer from a host machine (not shown). In addition to sending the image to the optical writing unit 12 (FIG. 2) and writing the image thereon,
Sequential control of each mechanical part of the laser printer,
A series of operations is executed to develop the written image, transfer it onto the paper, fix it, and discharge it.
そのために、整流平滑回路32が出力する跣動用の定電
圧DC24Vを電源とする例えば高圧電源45.モータ
46.ソレノイド47.クラッチ48、除電ランプ49
9表示ランプ50等の(トランジスタからなる)各ドラ
イバ45a、46a・50aに随時制御信号を出力する
。For this purpose, for example, a high-voltage power source 45. Motor 46. Solenoid 47. Clutch 48, static elimination lamp 49
A control signal is outputted as needed to each driver 45a, 46a, 50a (consisting of transistors) of the 9 display lamp 50, etc.
また、制御回路5は、定着ヒータ6により加熱される定
着ローラ21aに接してその表面温度を検出するサーミ
スタからなる温度センサ4oからの温度信号を入力し、
スタンバイ、動作中のモードに応じてそれぞれ保持温度
2作動温度になるように、温度が低下すればホトカプラ
35の発光部35aを点灯し、上昇すれば消灯すること
により、定着ヒータ6をオンオフ制御する。The control circuit 5 also inputs a temperature signal from a temperature sensor 4o consisting of a thermistor that detects the surface temperature of the fixing roller 21a heated by the fixing heater 6 in contact with the fixing roller 21a.
The fixing heater 6 is controlled on/off by turning on the light emitting part 35a of the photocoupler 35 when the temperature drops and turning it off when the temperature rises so that the holding temperature and the operating temperature become the holding temperature and the operating temperature depending on the standby and operating modes, respectively. .
ホトカプラ36の発光部36aには、発光部35aに印
加される信号と逆のノット信号が印加されているから、
定着ヒータ6がオンの時はトライアック4がオフになっ
てチョークコイル3が有効に動作し、定着ヒータ6がオ
フの時はトライアック・1がオンになってチョークコイ
ル3がショートされる。Since a knot signal opposite to the signal applied to the light emitting part 35a is applied to the light emitting part 36a of the photocoupler 36,
When the fixing heater 6 is on, the triac 4 is turned off and the choke coil 3 operates effectively, and when the fixing heater 6 is off, the triac 1 is turned on and the choke coil 3 is short-circuited.
第3図は、直流電源部2に入力するAC電力の一例を示
す波形図であり、同図(A)は入力電圧波形、同図(B
)、(C)はトライアック4のオンとオフ即ちチョーク
コイル3がショートされている時と有効に作動している
時の入力電力波形をそれぞれ示している。FIG. 3 is a waveform diagram showing an example of AC power input to the DC power supply section 2, where (A) is an input voltage waveform, and (B)
) and (C) respectively show the input power waveforms when the triac 4 is on and off, that is, when the choke coil 3 is short-circuited and when it is operating effectively.
第3図(B)に示した入力電流波形はコンデンサ入力型
の波形であるから、同図(A)に示した入力電圧の瞬時
値がコンデンサCPの端子間電圧を超えた期間に、直流
電源部2が必要とする電力をコンデンサCPに充電する
ため、コンデンサCPの容量が大きい程その端子間電圧
が上昇し、充電時間が短くなるから、電流のピーク値が
上昇する。Since the input current waveform shown in Figure 3 (B) is a capacitor input type waveform, during the period when the instantaneous value of the input voltage shown in Figure 3 (A) exceeds the voltage across the terminals of the capacitor CP, In order to charge the capacitor CP with the power required by the unit 2, the larger the capacitance of the capacitor CP, the higher the voltage between its terminals, and the shorter the charging time, so the peak value of the current increases.
コンデンサCPの容量を小さくすれば、端子間電圧(D
C)が降下し充電時間が長くなって電流のピーク値は減
少するが、端子間のDC電圧すなわちDC−DCコンバ
ータの入力電圧の変動率が大きくなり、従ってトランジ
スタQのデユーティ比(駆動パルス幅)の変動も大きく
なって、特に跣動用電流のDC負荷の変化によってはそ
の定電圧性が保たれなくなる恐れが生じる。By reducing the capacitance of capacitor CP, the terminal voltage (D
C) decreases, the charging time increases, and the peak value of the current decreases, but the fluctuation rate of the DC voltage between the terminals, that is, the input voltage of the DC-DC converter increases, and therefore the duty ratio (drive pulse width) of the transistor Q increases. ) will also increase, and there is a risk that the constant voltage property will not be maintained, especially depending on changes in the DC load of the traversing current.
第3図(C)に示した入力電流波形はチョーク入力型の
波形であるから、コンデンサCPの端子間電圧が若干下
って充電時間もやや長くなり、同図(B)に示した電流
波形に比べて変化がなだらかになって電流のピーク値が
大幅に減少する。Since the input current waveform shown in Figure 3 (C) is a choke input type waveform, the voltage between the terminals of capacitor CP will drop slightly and the charging time will also be slightly longer, resulting in the current waveform shown in Figure 3 (B). Compared to this, the change becomes gentler and the peak value of the current decreases significantly.
チョークコイル3のインダクタンスが大きくなるほど、
その傾向は増大して、電流波形の点では望ましいが、も
ともと小型になり難いチョークコイル3のサイズがます
ます大型化するので、余り大きなインダクタンスは期待
し難い。As the inductance of the choke coil 3 increases,
This tendency is increasing, and although this is desirable in terms of the current waveform, the size of the choke coil 3, which is difficult to miniaturize to begin with, is becoming larger and larger, so it is difficult to expect an excessively large inductance.
第3図(B)、(C)に示した電流波形は、直流電源部
2の入力電流を示すものであると共に、定着ヒータ6が
オフの場合のレーザプリンタの総入力電流でもある。The current waveforms shown in FIGS. 3(B) and 3(C) indicate the input current of the DC power supply unit 2, and also the total input current of the laser printer when the fixing heater 6 is off.
第4図は、定着ヒータ6がオンになった場合の入力電流
の一例を示す波形図であり、同図(A)は定着ヒータ6
の入力電流波形を示し、同図(B)。FIG. 4 is a waveform diagram showing an example of the input current when the fixing heater 6 is turned on, and (A) in the same figure is a waveform diagram showing an example of the input current when the fixing heater 6 is turned on.
The input current waveform is shown in the same figure (B).
(C)は同図(A)に第3図(B)、(C)に示した電
流がそれぞれ重なった総入力波形を示している。3(C) shows a total input waveform in which the currents shown in FIGS. 3(B) and 3(C) are superimposed on FIG. 3(A).
両図から明らかなように、比較的大容量の間欠負荷であ
る定着ヒータ6がオフてあれば、第3図(B)、(C)
に示した何れの場合もピーク電流が15Aを超えること
はない。As is clear from both figures, if the fixing heater 6, which has a relatively large capacity intermittent load, is turned off,
In any case shown in , the peak current never exceeds 15A.
しかしながら、定着ヒータ6がオンの場合は、直流電源
部2が第4図(B)に示したコンデンサ入力型であると
ピーク電流が15Aを超える場合が生じるから、高速、
高性能、従って消費電力の大きい画像形成装置は、専用
の電力用コンセントを設けるか、2個所のコンセントに
分けて接続する必要があり、実用的でない。However, when the fixing heater 6 is on and the DC power supply section 2 is of the capacitor input type shown in FIG. 4(B), the peak current may exceed 15 A.
Image forming apparatuses with high performance and therefore high power consumption require a dedicated power outlet or need to be connected to two separate outlets, which is not practical.
同じ画像形成装置であっても、第4図(C)に示したチ
ョーク入力型であれば、定着ヒータ6がオンになっても
ピーク電流が15Aを超えないから、一般のコンセント
(1個)に接続することが出来る。Even if the image forming apparatus is the same, if the choke input type shown in FIG. can be connected to.
直流電源装置2がコンデンサ入力型で、定着ヒータ6が
オンの時にもピーク電流が15Aを超えない画像形成装
置であっても、15A近いピーク電流が流れることは、
無効電流が流れることによる配線のロスが増えるから、
チョーク入力型にして力率を改善することが望ましい。Even in an image forming apparatus in which the DC power supply device 2 is of a capacitor input type and the peak current does not exceed 15A even when the fixing heater 6 is on, a peak current of nearly 15A flows.
Wiring loss increases due to reactive current flowing,
It is desirable to use a choke input type to improve the power factor.
チョークコイル3のインダクタンスが大きくなるほど力
率、VA’J率が改善され、ピーク電流値が抑えられる
が、サイズが大型化するので余り大きなインダクタンス
はとり難い。As the inductance of the choke coil 3 increases, the power factor and VA'J factor are improved and the peak current value is suppressed, but since the size increases, it is difficult to use a large inductance.
以上の長所、欠点は、直流電源部の前にチョークコイル
を設けた従来例と同じであるが、消費電力の極めて少な
いスタンバイ時および比較的少ない安定時に力率を改善
しても、力率と電力効率との積であるVA効率を消費電
力とその時間積分を考慮した総合的なVA効率の向上に
はあまり影響せず、?′V4費電力がピークになる大電
流出力時に力率を改善すれば非常に有効である。The above advantages and disadvantages are the same as the conventional example in which a choke coil is installed in front of the DC power supply, but even if the power factor is improved during standby, where power consumption is extremely low, and during stability, where power consumption is relatively low, the power factor remains unchanged. VA efficiency, which is the product of power efficiency, does not have much effect on improving the overall VA efficiency, which takes into account power consumption and its time integration. 'It is very effective to improve the power factor during large current output when the V4 power consumption peaks.
また、一般にチョークコイルのインダクタンスと電流容
量とを変えないまま小型化しようとすると、損失が増え
て発熱が大きくなる傾向があるので、放熱板や場合によ
っては冷却ファンが必要となって小型化の目的に合わな
くなる。Additionally, if you try to downsize the choke coil without changing its inductance and current capacity, there is a tendency for loss to increase and heat generation to increase, so a heat sink or, in some cases, a cooling fan will be required to reduce the size. It is no longer fit for purpose.
しかしながら、常時チョークコイルに@流を流さずにバ
イパスさせて置き、短時間の電力ピーク時のみチョーク
コイルを作動させるようにすれは、多少発熱が大きくな
っても、比較的無理なくチョークコイルを小型軽量化す
ることが出来る。However, it is relatively easy to downsize the choke coil even if it generates a little more heat by bypassing the choke coil instead of letting current flow through it all the time, and activating the choke coil only during short-term power peaks. It can be made lighter.
DC−DCコンバータのスイッチング周波数は数十乃至
数百KHzと高いので、トランス30およびその2次側
に設けたチョークコイルLL、L2は電力の割に極めて
小型であるが、商用50〜60 Hzの交流電力を対象
とするチョークコイル3は大型で重く、コストも高いも
のになる。Since the switching frequency of the DC-DC converter is high, from tens to hundreds of KHz, the transformer 30 and the choke coils LL and L2 provided on its secondary side are extremely small considering the amount of power. The choke coil 3 intended for AC power is large, heavy, and expensive.
このチョークコイル3を小型化する効果、および大電流
時に力率を改善することによるピーク電流の減少により
商用電源側への負担および画像形成装置側の整流器29
の耐通電圧、最大許容順電流が4)さくで済み、コンデ
ンサCPに流れる無効電力が減少して発熱が抑制される
効果は大きい。The effect of miniaturizing the choke coil 3 and the reduction in peak current due to improving the power factor during large currents reduce the burden on the commercial power supply side and the rectifier 29 on the image forming apparatus side.
The withstand voltage and maximum allowable forward current of 4) are reduced, and the reactive power flowing to the capacitor CP is reduced, which has a great effect of suppressing heat generation.
さらに、電源スィッチ27をオンする時には、トライア
ック4がオフになっているから、コンデンサCPの初期
充電のサージ電流を抑える突入電流抑制効果もある。Furthermore, since the triac 4 is off when the power switch 27 is turned on, there is also an inrush current suppressing effect that suppresses the surge current during the initial charging of the capacitor CP.
チョークコイル3とトライアック4とからなる並列回路
を商用電源1と整流器29(の交流入力端子)との間に
設ける代りに、整流器29(の直流出力端子)とコンデ
ンサCPとの間に設けても。Instead of providing a parallel circuit consisting of the choke coil 3 and the triac 4 between the commercial power supply 1 and the rectifier 29 (the AC input terminal thereof), it may also be provided between the rectifier 29 (the DC output terminal thereof) and the capacitor CP. .
その効果は全く同じである。The effect is exactly the same.
すなわち、チョークコイルとそのバイパススイッチ素子
とからなる並列回路を交流電源1とコンデンサCPとの
間に設ければよく、整流器29の前後は問題でない。That is, it is sufficient to provide a parallel circuit consisting of a choke coil and its bypass switch element between the AC power supply 1 and the capacitor CP, and it does not matter whether it is before or after the rectifier 29.
ただし、バイパススイッチ素子として、整流器29の前
は交流回路側であるから双方向性のトライアック4を、
整流器29の後は直流回路側であるから(単方向性の)
トランジスタをそれぞれ使用すればよい。However, since the part before the rectifier 29 is on the AC circuit side, the bidirectional triac 4 is used as a bypass switch element.
After the rectifier 29 is the DC circuit side (unidirectional)
Each transistor can be used.
以上、レーザプリンタを例として説明したが、静電潜像
技術により普通紙上に画像を形成する画像形成装置すな
わち複写機、デジタル複写機、LEDやLCA (液晶
)プリンタ等の光プリンタ。The above description has been made using a laser printer as an example, but image forming apparatuses that form images on plain paper using electrostatic latent image technology, that is, copying machines, digital copying machines, and optical printers such as LED and LCA (liquid crystal) printers, etc.
高速ファクシミリ等の電源装置にも適用出来ることはい
うまでもない。Needless to say, the present invention can also be applied to power supplies for high-speed facsimile machines and the like.
また、間欠負荷の例として定着ヒータについて説明した
が、複写機においては、原稿を照明する露光ランプも比
較的大電力の間欠負荷と考えるこトカ出来るし、複数の
間欠負荷のオンオフの状態に応してトライアック4がオ
ンオフするように制御してもよい。Furthermore, although we have explained the fuser heater as an example of an intermittent load, in a copying machine, the exposure lamp that illuminates the document can also be considered as a relatively high-power intermittent load, and it can also be used to respond to the on/off status of multiple intermittent loads. The triac 4 may be controlled to turn on and off.
以上説明したように、この発明による画像形成装置は、
負荷が大きい時に直流電源部の1次整流平滑回路におけ
る充電ピーク電流を抑制して力率を改善し、総合的にV
A効率を改善することが出来る。As explained above, the image forming apparatus according to the present invention has
When the load is large, the charging peak current in the primary rectifier and smoothing circuit of the DC power supply is suppressed to improve the power factor and reduce the overall V
A. Efficiency can be improved.
第1図はこの発明の一実施例であるレーザプリンタの電
力系の一例を示す回路図、
第2図は同しくその内部機構を示す概略構成図、第3図
及び第4図は同じくその入力電圧、電流の一例を示す波
形図である。
1・・商用電源 2・・直流電源部3・チョ
ークコイル
4・・トライアック(バイパススイッチ素子)5・・・
制御回路(スイッチ制御手段)6・・・定着ヒータ(間
欠負荷)
CP・・・コンデンサ(初段の平滑用コンデンサ)第3
図
第4図Fig. 1 is a circuit diagram showing an example of the power system of a laser printer which is an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a schematic configuration diagram showing its internal mechanism, and Figs. 3 and 4 are its inputs. FIG. 3 is a waveform chart showing an example of voltage and current. 1.Commercial power supply 2.DC power supply section 3.Choke coil 4..Triac (bypass switch element) 5..
Control circuit (switch control means) 6... Fixing heater (intermittent load) CP... Capacitor (first stage smoothing capacitor) 3rd
Figure 4
Claims (1)
部と随時オンオフを繰返す比較的大電力の間欠負荷とに
供給する画像形成装置において、前記直流電源部の初段
の平滑用コンデンサと前記商用電源との間に直列に挿入
するチョークコイルとバイパススイッチ素子との並列回
路と、前記間欠負荷のオンオフに応じて、前記バイパス
スイッチ素子のオンオフを制御するスイッチ制御手段と
を設けたことを特徴とする画像形成装置。1. In an image forming apparatus that inputs commercial power and supplies it to a DC power supply unit that converts it into DC power and a relatively large intermittent load that repeatedly turns on and off at any time, the smoothing capacitor at the first stage of the DC power supply unit and the commercial A parallel circuit including a choke coil and a bypass switch element inserted in series between a power source and a switch control means for controlling on/off of the bypass switch element in accordance with on/off of the intermittent load. image forming device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2193674A JPH0479761A (en) | 1990-07-21 | 1990-07-21 | Image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2193674A JPH0479761A (en) | 1990-07-21 | 1990-07-21 | Image forming apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0479761A true JPH0479761A (en) | 1992-03-13 |
Family
ID=16311902
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2193674A Pending JPH0479761A (en) | 1990-07-21 | 1990-07-21 | Image forming apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0479761A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016012051A (en) * | 2014-06-30 | 2016-01-21 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Electronic apparatus |
-
1990
- 1990-07-21 JP JP2193674A patent/JPH0479761A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016012051A (en) * | 2014-06-30 | 2016-01-21 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Electronic apparatus |
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