JPH09322402A

JPH09322402A - 電源制御装置

Info

Publication number: JPH09322402A
Application number: JP8140052A
Authority: JP
Inventors: Shigeji Maehara; 繁治前原; Koichi Eto; 幸一衛藤; Naoyuki Kamei; 直幸亀井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-06-03
Filing date: 1996-06-03
Publication date: 1997-12-12

Abstract

(57)【要約】【課題】省エネルギーと装置の小型化とコストダウン
を図り、歪みのない１次側電源情報電圧に基づいて制御
対象を制御する。【解決手段】待機状態時では、待機時変圧器２８およ
び待機時電源回路２９は能動状態にあるが、リレー接点
３４ａがオフで主電源回路２４は停止状態にある。待機
時変圧器２８を待機時電源回路２９と１次側電源情報検
出回路３８に共用する。待機状態時でスタートボタン４
２を押すとＣＰＵ３３によりリレー接点３４ａがオンと
なり、主電源回路２４に電源が供給され、作動状態モー
ドとなるとともに、ダイオード３６を介して主電源回路
２４の電圧を平滑コンデンサ３１に供給することで、作
動時変圧器２３をほぼ無負荷状態とし、１次側電源情報
検出回路３８の１次側電源情報電圧ｖ₂′の波形歪みを
なくし、これをＣＰＵ３３に入力して、露光ランプ１７
を所期のタイミングで位相制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種電気機器の電
源制御装置に係り、特には、複写機やプリンタなどの画
像形成装置用電源制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球環境の保全のため、省エネル
ギーに関する規制が厳しくなり、日本だけでなく欧米を
中心に各種の規制案が提示されている。特に、複写機や
プリンタを含む画像形成装置のように、実際の使用態様
上、待機時間が長い装置については、待機状態時（オフ
モード）での電力規制値が定められている。例えば、複
写速度が２０枚／分のクラスではオフモード消費電力が
５ワット以下と定められている。

【０００３】そこで、例えば図１７のように構成するこ
とが考えられる。この図において、１は商用電源に接続
されるコンセントプラグ、２はコンセントプラグ１に直
接に接続されていて待機状態時にも電源が供給されてい
る待機時直流電源回路、３は待機時直流電源回路２の出
力側に接続されたリレー（リレーコイル）、４はリレー
３をオン／オフ制御するスイッチング素子、３ａはリレ
ー３によってオン／オフ制御される常開のリレー接点、
５はリレー接点３ａを介してコンセントプラグ１に接続
された電力負荷である。

【０００４】待機状態時には、リレー接点３ａはオフと
なっており、電力負荷５には電源は供給されていない。
電力消費は、待機時直流電源回路２とこれに接続された
待機時負荷（図示せず）においてのみ行われる。当該装
置を作動させるときには、図示しない制御部によってス
イッチング素子４がオンにされ、リレー３が励磁されて
リレー接点３ａを閉じ、コンセントプラグ１を介して電
力負荷５を商用電源に接続し、電力負荷５に電源を供給
して作動させる。

【０００５】以上のように、待機状態時には電力負荷５
に電源を供給しないので、待機状態時の省エネルギーが
図られる。

【０００６】ところが、待機時直流電源回路２における
変圧器またはスイッチング電源の無負荷損失がかなり大
きいために、上記の規制を満足することはむずかしい。
すなわち、出力が１００ＶＡ程度の変圧器またはスイッ
チング電源の場合、無負荷損失のために、待機状態時の
消費電力は１０ワット程度にもなってしまう。

【０００７】このような不都合を解消するために、待機
状態時の管理を行う制御部を稼働するのに必要な最小限
の電力を供給する待機時変圧器（サブトランス）と装置
の作動状態時に必要な電力を主電源回路に供給するため
の作動時変圧器とを設け、作動時変圧器への電源供給は
前記制御部の制御によるスイッチングで行う方式が提案
されている（特開平５−１１５１２２号公報参照）。

【０００８】一方、画像形成装置の内部の露光ランプや
定着器等は、商用電源をトライアック等の電力制御部に
よって位相制御またはオン／オフ制御して、光量コント
ロールや温度コントロールを行うようになっている。こ
の場合に、露光ランプ等の制御対象を制御部によって駆
動制御するに際して、１次側の電源情報（電源波形、ゼ
ロクロス点等）が必要であり、この１次側電源情報を得
るのにモニター用の小型変圧器を用いることが多い。

【０００９】そして、装置の小型化とコスト低減を図る
ために、このモニター用の小型変圧器と待機時変圧器と
を兼用する対策が考えられた。これを図１８に示す。こ
の図において、１１は商用電源入力端子、１２は待機時
変圧器、１３は全波整流器１４と平滑コンデンサ１５と
からなり待機時変圧器１２の２次側に接続された待機時
電源回路、１６はモニター用回路の直流電源を得るため
の全波整流器であり、このモニター用の全波整流器１６
も待機時変圧器１２の２次側に接続されている。すなわ
ち、待機時電源回路１３の全波整流器１４とモニター用
全波整流器１６とに対して待機時変圧器１２が兼用され
ている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１８
のように構成した場合、待機時変圧器１２より待機時電
源回路１３に電源を供給すると、平滑コンデンサ１５へ
の充電電流ｉ₁の波形は図３（ｂ）のようになり、この
充電電流ｉ₁が比較的鋭いパルス状であるために、待機
時変圧器１２の２次側の波形が正弦波波形から歪み、モ
ニター用の全波整流器１６からモニター用回路へ出力さ
れる電圧ｖ₁の波形が図３（ａ）で実線で示すように歪
んだ形となってしまい、モニター用回路は高精度な１次
側電源情報を得られないという問題が生じることが分か
った。

【００１１】また、別の問題として次のようなことがあ
げられる。

【００１２】１００ワットクラスの大型変圧器の場合
は、巻線数が大きいので、充電電流による歪みはあって
も、１次側電圧と２次側電圧との位相ずれはほとんどな
く、２次側電圧をもって１次側電圧（商用電源）の位相
とみなすことができる。

【００１３】しかし、待機時変圧器として５ワット以下
の小型変圧器を用いると、小型であることが原因で、あ
まり巻線数を大きくすることができない。そのために、
変圧器内の磁束が小さくなり、図６に示すように、１次
側電圧ｖ₁₁（図６（ｂ））と２次側電圧ｖ₁₂（図６
（ａ））との間に位相ずれΔＴが生じてしまう。なお、
Ｏ₁，Ｏ₂はゼロクロス点である。

【００１４】図２は露光ランプの駆動回路を示す。この
図において、１０は商用電源入力端子、１７は露光ラン
プ（ＣＬ）、１８は露光ランプ１７に直列接続のトライ
アック、１９はトライアック１８をトリガするための点
弧回路であり、この点弧回路１９は図示しない制御部
（ＣＰＵ）によって制御されるようになっている。トラ
イアック１８のトリガのタイミングにより露光ランプ１
７の位相制御が行われる。

【００１５】いま、理想の状態として、モニター用回路
がＣＰＵに入力するモニター用電圧が図４（ａ）のｖ₁₂
であるとし、ＣＰＵはこのモニター用電圧ｖ₁₂のゼロク
ロス点から時間ｔ₁後に（ｔ₁は約５ｍｓｅｃで９０
°に相当）、点弧回路１９を介してトライアック１８に
対してオン信号を出力するとする。すると、トライアッ
ク１８が導通し、露光ランプ１７は、図４（ａ）でハッ
チングで示す大きさの実効電圧Ｖ₁₂に比例する実効電圧
で点灯駆動されることになるはずである。なお、この実
効電圧Ｖ₁₂は図示しない操作パネルの露光目盛りに対応
している。

【００１６】ところが、上記した位相ずれΔＴがあるた
めに、実際に露光ランプ１７に印加されている電圧は、
図４（ｂ）に示す位相ずれΔＴを生じた電圧ｖ₁₃（ゼロ
クロス点は）の波形においてハッチングで示す大きさ
の実効電圧Ｖ₁₃となり、Ｖ₁₂に比例した理想の実効電圧
よりも大きくなってしまい、その結果として、露光ラン
プ１７が規定値よりも明るくなりすぎ、形成された画像
の濃度が濃すぎることになってしまうという問題があ
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１の
電源制御装置は、装置の待機状態時に１次側電力を２次
側電力に変換する待機時変圧器を有する待機時電源回路
と、装置の待機状態時には電力供給を受けずかつ作動状
態時に１次側電力を２次側電力に変換する作動時変圧器
を有する主電源回路と、待機状態時に前記待機時電源回
路から２次側電力の供給を受け装置の待機状態と作動状
態とを切り換える切換信号を出力するとともに待機状態
時と作動状態時に制御対象を制御する制御部と、前記待
機時変圧器から２次側電力を受けることで１次側電源情
報電圧を検出して前記制御部に与える１次側電源情報検
出回路と、作動状態に切り換えられた前記主電源回路よ
り直流電源の供給を受けて前記制御部に印加することに
より前記待機時変圧器をほぼ無負荷状態に切り換える切
換手段とを備え、前記制御部は作動状態への切り換えに
より前記待機時変圧器がほぼ無負荷状態になることで１
次側電圧と実質的に同一波形となる前記１次側電源情報
検出回路からの１次側電源情報電圧に基づいて制御対象
を制御するように構成されていることを特徴としてい
る。主電源回路は待機状態時には電力供給を受けないの
で省エネルギーが図られる。待機時変圧器が待機時電源
回路と１次側電源情報検出回路とに共用されているの
で、装置の小型化とコストダウンに有効である。待機状
態から作動状態に切り換えて主電源回路に電力供給した
ときに、切換手段によって待機時変圧器をほぼ無負荷状
態にするから、待機時変圧器に接続の１次側電源情報検
出回路が検出する１次側電源情報電圧が１次側電圧と実
質的に同一波形となり、歪みのない１次側電源情報電圧
を制御部に与えるため、制御部による制御対象の位相制
御やタイミング制御など制御を高精度に行うことができ
る。特に、複写機などの画像形成装置にあっては、設定
した濃度に正確に対応した濃度で画像形成することがで
きる。

【００１８】本発明に係る請求項２の電源制御装置は、
上記請求項１において、作動時変圧器の２次側に接続さ
れてその２次側電圧を補助１次側電源情報電圧として前
記制御部に与える補助１次側電源情報検出回路を設け、
前記制御部は前記補助１次側電源情報検出回路からの補
助１次側電源情報電圧のゼロクロス点の位相と１次側電
源情報検出回路からの１次側電源情報電圧のゼロクロス
点の位相から両者の位相ずれ量を演算し制御対象に対す
る制御タイミングを前記位相ずれ量に基づいて補正する
ように構成されていることを特徴としている。待機時変
圧器を小型変圧器にすることに起因して１次側電圧と２
次側電圧に位相ずれが生じるが、この位相ずれを補正し
た状態で制御対象を制御するので、待機時変圧器の小型
化を図りながら、制御対象の制御をタイミングのずれな
く高精度に行うことができる。特に、複写機等の画像形
成装置にあっては、設定した濃度に正確に対応した濃度
で画像形成することができる。

【００１９】本発明に係る請求項３の電源制御装置は、
上記請求項１において、待機時変圧器の２次側電圧のゼ
ロクロス点付近のパルス幅を検出するゼロクロス点パル
ス幅検出回路を設け、制御部は前記待機時変圧器の１次
側電圧と２次側電圧との位相ずれ量とゼロクロス点付近
のパルス幅とを関係付けたデータテーブルをもち、前記
制御部は前記ゼロクロス点パルス幅検出回路から入力し
たゼロクロス点付近のパルス幅に基づいて前記データテ
ーブルを検索し、得られた位相ずれ量に基づいて制御対
象に対する制御タイミングを補正するように構成されて
いることを特徴としている。位相ずれ量は１次側電圧
（ＡＣ入力電圧）の変化に応じて変化するが、ゼロクロ
ス点付近のパルス幅と位相ずれ量とが関係することを利
用して、１次側電圧の変化に応じた位相ずれ量を求め
て、その位相ずれ量に基づいて制御対象を制御するの
で、１次側電圧（ＡＣ入力電圧）の変化にもかかわら
ず、制御対象の制御をタイミングのずれなく高精度に行
うことができる。特に、複写機等の画像形成装置にあっ
ては、設定した濃度に正確に対応した濃度で画像形成す
ることができる。

【００２０】本発明に係る請求項４の電源制御装置は、
上記請求項１において、制御部は１次側電源情報検出回
路からの１次側電源情報電圧が所定範囲内にあるときは
切換信号を出力し、所定範囲外のときは切換信号の出力
を禁止するように構成されていることを特徴としてい
る。使用する商用電源として定格とは違った商用電源に
コンセントプラグを接続してしまった場合でも、作動時
変圧器および主電源回路への電源供給は行わないから、
被害を最小限におさめ、その修理にかかる時間とコスト
を削減する。

【００２１】本発明に係る請求項５の電源制御装置は、
上記請求項２において、待機時変圧器の２次側に１次側
電圧の周波数に対応した位相ずれ補正回路を接続してあ
るとともに、制御部は補助１次側電源情報検出回路から
の補助１次側電源情報電圧と１次側電源情報検出回路か
らの１次側電源情報電圧の位相ずれ量から１次側電圧の
周波数を演算しその位相ずれ量に基づいて前記位相ずれ
補正回路を制御して位相ずれ量の補正を行うように構成
されていることを特徴としている。１次側電圧（ＡＣ入
力電圧）の周波数が５０Ｈｚのときと６０Ｈｚのときと
で位相ずれ量が相違するが、その位相ずれ量に基づいて
１次側電圧の周波数を割り出して位相ずれ補正回路を制
御し、位相ずれ量の補正を行うので、制御部による制御
対象の制御を高精度なものにしたり、待機時変圧器とし
てより小型変圧器を採用したりできる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
用電源制御装置の実施の形態について、図面に基づいて
詳細に説明する。

【００２３】〔実施の形態１〕図１は実施の形態１に係
る画像形成装置用電源制御装置の構成を示す回路図であ
る。図１において、２１は商用電源に接続されるコンセ
ントプラグ、２２は電源スイッチ、２３はコンセントプ
ラグ２１に電源スイッチ２２と常開のリレー接点３４ａ
とを介してその１次側が接続された作動時変圧器（メイ
ントランス）、２４は全波整流器２５と平滑コンデンサ
２６と電源ＩＣ２７とからなりその入力端子が作動時変
圧器２３の２次側に接続されている主電源回路である。
主電源回路２４は、リレー接点３４ａが常開であること
から、待機状態モードでは電力の供給を受けることがな
く、電力消費をしないので省エネルギーが図られる。主
電源回路２４は、常開のリレー接点３４ａがオンされた
状態では、ＤＣ負荷に対して直流電圧Ｖ_Bを供給するよ
うになっている。２８はコンセントプラグ２１に電源ス
イッチ２２を介してその１次側が接続された待機時変圧
器（サブトランス）、２９は全波整流器３０と平滑コン
デンサ３１と電源ＩＣ３２とからなりその入力端子が待
機時変圧器２８の２次側に接続されている待機時電源回
路である。３３は待機時電源回路２９の出力端子間に接
続された制御部としてのＣＰＵ、３４はリレー（リレー
コイル）、３５はリレー３４とともに待機時電源回路２
９の出力端子間に接続されたスイッチング素子であり、
スイッチング素子３５はＣＰＵ３３によって駆動制御さ
れ、リレー３４はスイッチング素子３５によって駆動制
御されて前記の電源スイッチ２２と直列のリレー接点３
４ａをオン／オフ制御するようになっている。待機時電
源回路２９は電源スイッチ２２の投入により能動状態と
なり、ＣＰＵ３３および待機時に動作する待機時負荷回
路に直流電圧Ｖ_D（５Ｖ）を供給するようになってい
る。３６は主電源回路２４の電源ＩＣ２７の出力側にア
ノードが接続され、待機時電源回路２９の電源ＩＣ３２
の入力側で平滑コンデンサ３１の正極端子にカソードが
接続されたダイオードである。このダイオード３６が、
発明の構成にいう「作動状態に切り換えられた主電源回
路より直流電源の供給を受けて制御部に印加することに
より待機時変圧器をほぼ無負荷状態に切り換える切換手
段」に対応している。３８は全波整流器３９と可変抵抗
器４０と抵抗４１とからなりその入力端子が待機時変圧
器２８の２次側に接続された１次側電源情報検出回路で
ある。可変抵抗器４０と抵抗４１とは全波整流器３９の
出力電圧ｖ₂の分圧抵抗として直列に接続されており、
全波整流器３９の出力電圧ｖ₂を分圧した１次側電源情
報電圧ｖ₂′をその抵抗分割点からＣＰＵ３３のＡ／Ｄ
変換入力ポートに入力するようになっている。４２は待
機時電源回路２９による直流電圧Ｖ_DをＣＰＵ３３のＡ
／Ｄ変換入力ポートに入力することによりコピー動作を
開始させるためのスタートボタンであり、このスタート
ボタン４２は図示しない操作パネルに設けられている。
上記構成では、待機時変圧器２８が、待機時電源回路２
９と１次側電源情報検出回路３８とに共用されている。

【００２４】商用電源に接続されるコンセントプラグ２
１の両端間に、図２の負荷回路が接続されている。これ
は露光ランプの駆動回路である。図２において、１０は
コンセントプラグ２１の電源回路中の端子ｅ，ｆである
商用電源入力端子、１７は露光ランプ（ＣＬ）、１８は
露光ランプ１７に直列接続のトライアック、１９はトラ
イアック１８をトリガするための点弧回路であり、この
点弧回路１９はＣＰＵ３３の出力ポートに接続されてい
る。トライアック１８のトリガのタイミングにより露光
ランプ１７の位相制御が行われる。

【００２５】次に、以上のように構成された画像形成装
置用電源制御装置の動作を説明する。ここでは、複写機
の電源制御装置として説明する。電源スイッチ２２を投
入すると、待機時変圧器２８に電圧が印加され、待機時
電源回路２９が能動状態となって電源ＩＣ３２よりＣＰ
Ｕ３３に直流電圧Ｖ_D（５Ｖ）が供給され、ＣＰＵ３３
が能動状態となる。また、１次側電源情報検出回路３８
が能動状態となって、１次側電源情報電圧ｖ₂′がＣＰ
Ｕ３３のＡ／Ｄ変換入力ポートに入力される。

【００２６】ただし、常開のリレー接点３４ａは開いた
ままであるから、作動時変圧器２３には電圧印加は行わ
れず、主電源回路２４は停止状態にある。

【００２７】電源スイッチ２２の投入初期時には、ＣＰ
Ｕ３３が能動状態となり、すべての条件が整うと、ＣＰ
Ｕ３３は一旦スイッチング素子３５に対してオン信号を
出力し、スイッチング素子３５を導通させてリレー３４
を励磁し、リレー接点３４ａをオンにする。これによ
り、作動時変圧器２３に電圧が印加され、主電源回路２
４が能動状態となり、各ＤＣ負荷に直流電圧Ｖ_Bを供給
する作動状態モードとなる。作動状態モードになると、
コピー受け付け可能となり、操作パネルのスタートボタ
ン４２を押すと、スタート信号がＣＰＵ３３に入力さ
れ、コピーを開始する。コピーの終了後、所定時間が経
過すると、ＣＰＵ３３はオフモード（待機状態モード）
に移行する。オフモードにおいては、省エネルギー対応
とするため、ＣＰＵ３３はスイッチング素子３５をオフ
にして、リレー３４を消磁し、リレー接点３４ａをオフ
にして作動時変圧器２３に印加していた電圧をオフに
し、主電源回路２４を待機状態モードとし、直流電圧Ｖ
_Bの出力を停止する。

【００２８】このようにリレー接点３４ａがオフするこ
とにより、商用電源より電源が供給されるのは待機時変
圧器２８に対してのみとなり、主電源回路２４への電源
供給は行われない。待機時電源回路２９が生成する直流
電圧Ｖ_D（５Ｖ）はＣＰＵ３３や待機時負荷回路に与え
られるが、待機状態モードのときの待機時電源回路２９
の消費電力は、５Ｖ、０．２Ａであり、待機時変圧器２
８の変換効率（６０％程度）を考慮しても、２ワット以
下となる。すなわち、省エネルギーが達成されている。

【００２９】待機状態モードでは、平滑コンデンサ３１
より電源ＩＣ３２やＣＰＵ３３に負荷電流が流れるた
め、全波整流器３０より平滑コンデンサ３１に対して電
流ｉ₁が図３（ｂ）のように流れるため、従来の技術で
述べたとおり、１次側電源情報検出回路３８からの１次
側電源情報電圧ｖ₂′が図３（ａ）の実線で示したｖ₁
と同様に歪んだ状態となっている。

【００３０】待機状態モードにおいて、操作者がスター
トボタン４２等のキーを操作すると、ＣＰＵ３３は動作
モードに入り、スイッチング素子３５に対してオン信号
を出力し、スイッチング素子３５を導通させてリレー３
４を励磁し、リレー接点３４ａをオンにする。これによ
り、作動時変圧器２３に電圧が印加され、主電源回路２
４が能動状態すなわち作動状態モードとなり、各ＤＣ負
荷に直流電圧Ｖ_Bが供給される。そして、このように主
電源回路２４が待機状態モードから作動状態モードに切
り換えられることに伴って、主電源回路２４の直流電圧
Ｖ_Bがダイオード３６を介して待機時電源回路２９の電
源ＩＣ３２の入力側のｋ点に供給される。待機状態モー
ドにおける待機時電源回路２９のｋ点の電圧ｖ₃に比べ
て、作動状態モードでのダイオード３６を介して印加さ
れる直流電圧Ｖ_Bの方を大きく設定することで、平滑コ
ンデンサ３１に対する充電電流は主電源回路２４の直流
電圧Ｖ_Bから供給されることになり、待機時変圧器２８
より全波整流器３０を介して平滑コンデンサ３１に流入
される充電電流ｉ₁は０Ａとなる。１次側電源情報検出
回路３８を流れる電流ｉ₂は数ｍＡで微小である。した
がって、作動状態モードに切り換わると、待機時変圧器
２８はほぼ無負荷状態となる。この充電電流ｉ₁が０Ａ
となると、１次側電源情報検出回路３８からの１次側電
源情報電圧ｖ₂′の波形は、図３（ａ）で示す実線の歪
んだ波形から破線で示した歪みのない正弦波形となる。

【００３１】１次側電源情報検出回路３８は、待機時変
圧器２８の２次側ＡＣ波形（正弦波形）を全波整流器３
９で全波整流して電圧ｖ₂を生成し、この電圧ｖ₂を可
変抵抗器４０と抵抗４１とで抵抗分割して１次側電源情
報電圧ｖ₂′とする。電圧ｖ₂は歪みのない正弦波形で
あり、同様に、１次側電源情報電圧ｖ₂′も歪みのない
正弦波形となる。この１次側電源情報電圧ｖ₂′のレベ
ルは、ＣＰＵ３３で読み取れるレベル（５Ｖ以下）とな
るように可変抵抗器４０で調整する。ＣＰＵ３３は、商
用電源を１／Ｎに分圧した歪みのない正弦波形の１次側
電源情報電圧ｖ₂′をＡ／Ｄ変換入力ポートを介して読
み取ることにより、高精度な１次側電源情報（電源波
形、ゼロクロス点等）を取得することができる。ＣＰＵ
３３は、作動状態モードにおいて、歪みのない正弦波形
の１次側電源情報電圧ｖ₂′に基づいて露光ランプや定
着器を含む各部を位相制御するので、高精度な制御が可
能となる。

【００３２】ここで、１次側電源情報電圧ｖ₂′がどの
程度になるかの計算例を示す。待機時変圧器２８の１次
側と２次側の巻線比を、１：ｎ（ｎ＝８）、可変抵抗器
４０の抵抗値を３０ｋΩ、抵抗４１の抵抗値を１０ｋ
Ω、商用電源の入力電圧をＡＣ１００Ｖとすると、待機
時変圧器２８の２次側出力電圧は、１００×（１／ｎ）＝１００×（１／８）＝１２．５Ｖとなる。全波整流器３９の出力電圧ｖ₂の波高値は、１２．５×２^1/2＝１７．７Ｖとなり、１次側電源情報電圧ｖ₂′の波高値は、１７．７×１０／（３０＋１０）≒４．４Ｖとなる。なお、１／Ｎ＝（１／８）×｛１０／（３０＋１０）｝＝１／
３２であり、１００×２^1/2×（１／３２）≒４．４Ｖという関係になっている。ＣＰＵ３３のＡ／Ｄ変換入力
ポートに入力される電圧が４．４Ｖであり、これは、Ｃ
ＰＵ３３の電源である直流電圧Ｖ_D（５Ｖ）よりも低い
レベルであるから、ＣＰＵ３３を破壊することはない。

【００３３】ＣＰＵ３３は、図４（ａ）で示す１次側電
源情報電圧ｖ₂′のゼロクロス点より時間ｔ₁（＝５
ｍｓｅｃ）の経過後に、図２の点弧回路１９を介してト
ライアック１８をトリガして導通させ、露光ランプ１７
を位相制御しながら点灯駆動する。これにより、露光ラ
ンプ１７による露光量が操作パネルの露光目盛りが指示
する量と一致し、適正な濃度での画像形成を行うことが
できる。なお、このような制御は、定着器におけるヒー
ターランプの位相制御にも同様に適用できるし、位相制
御に限らず、電源電圧と同期をとる各回路部の駆動制御
に適用できる。

【００３４】〔実施の形態２〕図示しない操作パネル上
の露光目盛りに対応した図２に示す露光ランプ１７に対
する実効電圧を図４（ａ）でハッチングで示すＶ₁₂に比
例する電圧であるとする。図１の１次側電源情報検出回
路３８により得られる１次側電源情報電圧ｖ₂′に基づ
いてＣＰＵ３３がゼロクロス点を検出し、それより時
間ｔ₁後に、図２の点弧回路１９を介してトライアック
１８を導通し、露光ランプ１７を点灯駆動すると、露光
ランプ１７の実効電圧はＶ₁₂に比例する実効電圧となる
はずである。

【００３５】ところが、解決すべき課題の項で述べたよ
うに、待機時変圧器２８として小型変圧器を用いた場合
には、実際に露光ランプ１７に印加される電圧ｖ₁₃は１
次側電源情報電圧ｖ₂′よりも位相がΔＴだけずれるこ
とになるため、ゼロクロス点の検出後、時間ｔ₁後に
トライアック１８をトリガしてオンにすれば、露光ラン
プ１７に印加される実効電圧は、図４（ｂ）でハッチン
グで示すＶ₁₃となり、Ｖ₁₂に比例した理想の実効電圧よ
りも大きくなってしまう。

【００３６】ちなみに、小型変圧器の場合、商用電源が
１００Ｖ／５０Ｈｚの正弦波の場合、位相ずれΔＴ≒１
００μｓｅｃとすると、ｔ₁＝５ｍｓｅｃ（位相角９０
°）として、約１Ｖの電圧変化が生じる。

【００３７】実施の形態２に係る画像形成装置用電源制
御装置においては、図１の画像形成装置用電源制御装置
において、その主電源回路２４に対する作動時変圧器２
３の２次側端子ａ，ｂ間に、図５に示す補助１次側電源
情報検出回路４３を接続してある。この補助１次側電源
情報検出回路４３は、全波整流器４４と分圧用の抵抗４
５と抵抗４６とからなり、抵抗４５，４６による抵抗分
割点をＣＰＵ３３のＡ／Ｄ変換入力ポートに接続してあ
る。

【００３８】全波整流器４４の出力電圧ｖ₄は、図６
（ｂ）の電圧ｖ₁₁と同一の波形であり、補助１次側電源
情報検出回路４３がＣＰＵ３３に出力する補助１次側電
源情報電圧ｖ₄′も電圧ｖ₁₁に相似の波形となる。この
補助１次側電源情報電圧ｖ₄′の波形は歪んでいるが、
その電圧レベルはＣＰＵ３３の電源電圧Ｖ_Dの５Ｖより
も小さくなるように抵抗分割する。ＣＰＵ３３は、補助
１次側電源情報電圧ｖ₄′を入力してそのゼロクロス点
Ｏ₁を検出する。また、１次側電源情報検出回路３８の
全波整流器３９の出力電圧ｖ₂は、図６（ａ）の電圧ｖ
₁₂と同一の波形であり、１次側電源情報検出回路３８が
ＣＰＵ３３に出力する１次側電源情報電圧ｖ₂′も電圧
ｖ₁₂に相似の波形となる。ＣＰＵ３３は、この１次側電
源情報電圧ｖ₂′を入力してそのゼロクロス点Ｏ₂を検
出する。そして、ＣＰＵ３３は、検出した２つのゼロク
ロス点Ｏ₁，Ｏ₂の比較に基づいて位相ずれΔＴを求め
ることができ、その位相ずれΔＴのデータを内蔵のメモ
リに格納する。

【００３９】ＣＰＵ３３は、１次側電源情報電圧ｖ₂′
のゼロクロス点より時間ｔ₂＝ｔ₁＋ΔＴ（図４参
照）の経過後に、点弧回路１９を介してトライアック１
８をトリガして導通させ、露光ランプ１７を位相制御し
ながら点灯駆動する。これにより、露光ランプ１７によ
る露光量が操作パネルの露光目盛りが指示する量と一致
し（実効電圧が図４（ａ）のＶ₁₂と等しくなり）、待機
時変圧器２８の小型化を図りながら、適正な濃度での画
像形成を行うことができる。なお、このような制御は、
定着器におけるヒーターランプの位相制御にも同様に適
用できるし、位相制御に限らず、電源電圧と同期をとる
各回路部の駆動制御に適用できる。

【００４０】〔実施の形態３〕待機時変圧器２８による
位相ずれΔＴは、その待機時変圧器２８に固有の値をも
つ。したがって、この位相ずれΔＴをＣＰＵ３３に内蔵
のメモリに予め記憶させておけば、実施の形態２の場合
のような補助１次側電源情報検出回路４３を設けなくて
も、露光ランプ１７等の位相制御を高精度に行うことが
できるはずである。しかし、図９に示すように、位相ず
れΔＴは商用電源電圧（ＡＣ入力電圧）の変化に応じて
変動する。これに対応できるようにしたのが、本実施の
形態３である。

【００４１】実施の形態３に係る画像形成装置用電源制
御装置においては、図１の画像形成装置用電源制御装置
において、その待機時変圧器２８の２次側端子ｃ，ｄ間
に、図７に示すゼロクロス点パルス幅検出回路５１を接
続してある。このゼロクロス点パルス幅検出回路５１
は、全波整流器５２と分圧用の抵抗５３と抵抗５４と比
較器５５とから構成されている。比較器５５の反転入力
端子（−）には抵抗５３と抵抗５４の抵抗分割点が接続
され、非反転入力端子（＋）には充分に低いレベルの基
準電圧Ｖref が印加されており、比較器５５の出力端子
はＣＰＵ３３のＡ／Ｄ変換入力ポートに接続されてい
る。

【００４２】図８に示すように、商用電源電圧が変動す
るのに伴って待機時変圧器２８の出力電圧が変動する
と、全波整流器５２によって全波整流され抵抗分割され
た抵抗５４の両端電圧ｖ₅も変動する。この電圧ｖ₅が
図８のｖ₅₁のように大きいときは、基準電圧Ｖref との
比較で比較器５５の出力パルスｖ₆のパルス幅（時間
幅）Ｔ₆はＴ₆₁のように短くなる。また、電圧ｖ₅がｖ
₅₂のように小さいときには、比較器５５の出力パルスｖ
₆のパルス幅Ｔ₆はＴ₆₂のように長くなる。このような
商用電源電圧（ＡＣ入力電圧）と比較器５５の出力パル
ス幅Ｔ₆との関係を示したのが図１０の特性である。こ
れはほぼリニアな関係となっている。このリニアな関係
を得るために、比較器５５の基準電圧Ｖref を充分に低
くとり、全波整流器５２の出力電圧に比例する電圧ｖ₅
のゼロクロス点付近のパルス幅Ｔ₆を得るようにしてあ
る。

【００４３】図９の特性と図１０の特性とを合成し、位
相ずれΔＴと比較器５５から出力されるゼロクロス点付
近のパルス幅Ｔ₆との関係を求めると、図１１のような
特性となる。ゼロクロス点付近のパルス幅Ｔ₆が減少す
るにつれて位相ずれΔＴは次第に大きくなっていく。実
施の形態３においては、このゼロクロス点付近のパルス
幅Ｔ₆と位相ずれΔＴの関係をデジタル化してデータテ
ーブルを作成し、ＣＰＵ３３に内蔵のメモリに記憶させ
ておく。

【００４４】ＣＰＵ３３は、スタートボタン４２等のキ
ー操作入力に基づいて動作モードに入り、スイッチング
素子３５に対してオン信号を出力し、スイッチング素子
３５を導通させてリレー３４を励磁し、リレー接点３４
ａをオンにする。これにより、作動時変圧器２３に電圧
が印加され、主電源回路２４が能動状態すなわち作動状
態モードとなり、各ＤＣ負荷に直流電圧Ｖ_Bが供給され
る。そして、このように主電源回路２４を待機状態モー
ドから作動状態モードに切り換えると同時に、ＣＰＵ３
３は、図７のゼロクロス点パルス幅検出回路５１の比較
器５５の出力パルスｖ₆をＡ／Ｄ変換入力ポートに入力
し、そのゼロクロス点付近のパルス幅Ｔ₆に基づいて前
記の図１１に対応したデータテーブルを検索し、そのと
きの商用電源電圧（ＡＣ入力電圧）に対応した位相ずれ
ΔＴを割り出す。そして、その位相ずれΔＴに基づい
て、１次側電源情報検出回路３８から得た図４（ａ）に
示す１次側電源情報電圧ｖ₂′のゼロクロス点より時
間ｔ₂＝ｔ₁＋ΔＴの経過後に、点弧回路１９を介して
トライアック１８をトリガして導通させ、露光ランプ１
７を位相制御しながら点灯駆動する。これにより、露光
ランプ１７による露光量が操作パネルの露光目盛りが指
示する量と一致し（実効電圧が図４（ａ）のＶ₁₂と等し
くなり）、適正な濃度での画像形成を行うことができ
る。なお、このような制御は、定着器におけるヒーター
ランプの位相制御にも同様に適用できるし、位相制御に
限らず、電源電圧と同期をとる各回路部の駆動制御に適
用できる。

【００４５】なお、主電源回路２４の入力側に変圧器で
はなくスイッチング電源を用いた場合には、本実施の形
態３の方式でないと、商用電源のゼロクロス点を検出す
るための特別なＡＣ−ＤＣ変換器（変圧器またはフォト
カプラなど）が必要となり、コストアップの要因とな
る。

【００４６】〔実施の形態４〕次に、本発明の実施の形
態４に係る画像形成装置用電源制御装置について説明す
る。本実施の形態４の回路構成は図１と同じである。作
動状態モードにおいて１次側電源情報検出回路３８から
出力される１次側電源情報電圧ｖ₂′の波形は図４
（ａ）に示すように歪みがなくしかも商用電源電圧（Ａ
Ｃ入力電圧）と位相のずれのない正弦波形となる。この
１次側電源情報電圧ｖ₂′の波高値ｖ_Hは、商用電源電
圧（ＡＣ入力電圧）の大きさと比例する。商用電源電圧
（ＡＣ入力電圧）は図９で説明したように、露光ランプ
１７の回路を接続している電源回路の端子ｅ，ｆ間に印
加される図４（ｂ）の電圧ｖ₁₃の商用電源電圧に対する
位相ずれΔＴと一定の関係をもっている。つまり、１次
側電源情報電圧ｖ₂′の波高値ｖ_Hは位相ずれΔＴと一
定の関係をもっており、波高値ｖ_Hが増大するにつれて
位相ずれΔＴも増大する。実施の形態４においては、こ
の波高値ｖ_Hと位相ずれΔＴの関係をデジタル化してデ
ータテーブルを作成し、ＣＰＵ３３に内蔵のメモリに記
憶させておく。

【００４７】ＣＰＵ３３は、スタートボタン４２等のキ
ー操作入力に基づいて動作モードに入り、スイッチング
素子３５に対してオン信号を出力し、スイッチング素子
３５を導通させてリレー３４を励磁し、リレー接点３４
ａをオンにする。これにより、作動時変圧器２３に電圧
が印加され、主電源回路２４が能動状態すなわち作動状
態モードとなり、各ＤＣ負荷に直流電圧Ｖ_Bが供給され
る。そして、このように主電源回路２４を待機状態モー
ドから作動状態モードに切り換えると同時に、ＣＰＵ３
３は、１次側電源情報検出回路３８からの図４（ａ）に
示す１次側電源情報電圧ｖ₂′をＡ／Ｄ変換入力ポート
に入力し、その波高値ｖ_Hに基づいて前記のデータテー
ブルを検索し、そのときの波高値ｖ_Hひいては商用電源
電圧（ＡＣ入力電圧）に対応した位相ずれΔＴを割り出
す。そして、その位相ずれΔＴに基づいて、１次側電源
情報電圧ｖ₂′のゼロクロス点より時間ｔ₂＝ｔ₁＋
ΔＴの経過後に、点弧回路１９を介してトライアック１
８を導通させ、露光ランプ１７を位相制御しながら点灯
駆動する。これにより、露光ランプ１７による露光量が
操作パネルの露光目盛りが指示する量と一致し（実効電
圧が図４（ａ）のＶ₁₂と等しくなり）、適正な濃度での
画像形成を行うことができる。実施の形態２の場合の補
助１次側電源情報検出回路４３や実施の形態３の場合の
ゼロクロス点パルス幅検出回路５１を必要とせず、回路
構成が簡素になる。

【００４８】〔実施の形態５〕商用電源に対するコンセ
ントプラグ２１の初期接続時の動作に関して、当該の画
像形成装置用電源制御装置が１００Ｖ定格であるとこ
ろ、誤って２００Ｖの商用電源に接続したときには、作
動状態モード時において装置の各部が誤動作を生じるだ
けでなく、各回路部分の広い範囲にわたって破壊が生
じ、その修理に膨大な時間とコストがかかる。場合によ
っては修復不可能になる。この問題を解決するのが本実
施の形態５に係る画像形成装置用電源制御装置である。

【００４９】１００Ｖ定格の装置を誤って２００Ｖの商
用電源に接続したとき、待機時変圧器２８と待機時電源
回路２９に過電圧が印加され、全波整流器３０の出力電
圧ｖ₃が定格の２倍程度となる。しかし、待機時変圧器
２８内の温度ヒューズが発熱により溶断するまでのしば
らくの間は、電源ＩＣ３２を介してＣＰＵ３３には定格
の直流電圧Ｖ_Dである５Ｖが供給されている。この間
に、ＣＰＵ３３はコンセントプラグ２１の接続相手が正
常か否かを判断するのである。すなわち、１次側電源情
報検出回路３８が出力する１次側電源情報電圧ｖ₂′が
ＣＰＵ３３のＡ／Ｄ変換入力ポートに入力される。この
ときは、図３で述べたように、待機時電源回路２９の平
滑コンデンサ３１に対する充電電流ｉ₁が変動するの
で、１次側電源情報電圧ｖ₂′の波形は図３（ａ）のよ
うに正弦波形が歪んだ状態となっていて、数Ｖの誤差を
含んではいるが、商用電源が１００Ｖのときの電圧か２
００Ｖのときの電圧かの識別をするには充分である。Ｃ
ＰＵ３３は、温度ヒューズが溶断するまでの間に、１次
側電源情報電圧ｖ₂′をＡ／Ｄ変換入力ポートに入力し
て、そのレベルが商用電源１００Ｖに対応したものかど
うかを判断する。実施の形態１の計算で求めた結果に従
うと、４．４Ｖ程度か、それの２倍の８．８Ｖ程度かの
判断を行う。そして、商用電源１００Ｖに対応したもの
であると判断したときは、ＣＰＵ３３は動作モードに入
り、スイッチング素子３５に対してオン信号を出力し、
スイッチング素子３５を導通させてリレー３４を励磁
し、リレー接点３４ａをオンにする。これにより、作動
時変圧器２３に電圧が印加され、主電源回路２４が能動
状態すなわち作動状態モードとする。しかし、ＣＰＵ３
３が１次側電源情報電圧ｖ₂′に基づいて判断した結
果、そのレベルが商用電源２００Ｖに対応したものであ
るときは、スイッチング素子３５はオンにせず、リレー
接点３４ａをオフにしたままの状態とし、作動時変圧器
２３および主電源回路２４を停止状態のままとする一
方、操作パネル上の表示やブザーにより電源トラブルで
あることの異常報知を行う。この異常報知に基づいて、
操作者はコンセントプラグ２１を商用電源２００Ｖより
抜き出すことにより、トラブルを未然に防止することが
できる。たとえ破損が生じても、待機時変圧器２８の部
分か待機時電源回路２９の部分までであるので、修理の
範囲が限定され、修理にかかる時間とコストを削減でき
る。

【００５０】〔実施の形態６〕変圧器においては、従来
の技術でも実施の形態２でも説明したように２次側電圧
と１次側電圧との間に位相のずれが生じる。この位相ず
れ（μｓｅｃ）は、表１で示すように商用電源の周波数
の５０Ｈｚと６０Ｈｚとで相違する。

【００５１】

【表１】

【００５２】表１の左の欄に示すように、６０Ｈｚの場
合は５０Ｈｚの場合に比べて位相ずれが小さく、２０μ
ｓｅｃとなっているが、この程度の小さい位相ずれであ
れば、これまで述べてきた各実施の形態における位相制
御において問題はない。

【００５３】しかし、５０Ｈｚの場合は１００μｓｅｃ
と位相ずれが大きいため、約１Ｖの検出誤差となり、こ
れで位相制御すると高精度な位相制御が行えなくなると
いう問題がある。この問題を解消するのが本実施の形態
６である。

【００５４】実施の形態６に係る画像形成装置用電源制
御装置においては、図１の回路構成において、待機時変
圧器２８の２次側端子ｃ，ｄ間に、図１２に示す位相ず
れ補正回路６１を接続してある。この位相ずれ補正回路
６１は、商用電源１００Ｖに対して静電容量が３．３μ
Ｆの進相コンデンサ６２とリレー接点６３ａとを直列に
接続したものである。リレー接点６３ａは、ＣＰＵ３３
によってオン／オフ制御されるスイッチング素子に直列
に接続されたリレー（いずれも図示せず）によってオン
／オフ制御されるようになっている。

【００５５】ＣＰＵ３３は、実施の形態２の場合と同様
に、１次側電源情報検出回路３８からの１次側電源情報
電圧ｖ₂′のゼロクロス点Ｏ₁と補助１次側電源情報検
出回路４３からの補助１次側電源情報電圧ｖ₄′のゼロ
クロス点Ｏ₂との位相ずれΔＴを求め、位相ずれΔＴが
２０μｓｅｃ程度であれば６０Ｈｚであると判断して特
に何もしないが、位相ずれΔＴが１００μｓｅｃ程度に
まで大きいときは５０Ｈｚであると判断し、リレー接点
６３ａをオンにして進相コンデンサ６２を待機時変圧器
２８の２次側に接続する。この結果、表１の右の欄に示
すように、５０Ｈｚのときの位相ずれΔＴを、電圧に大
きな変動を与えない１０μｓｅｃと小さくすることがで
きる。

【００５６】これにより、商用電源が６０Ｈｚの場合も
５０Ｈｚの場合も、露光ランプ１７による露光量を操作
パネルの露光目盛りが指示する量と一致させ（実効電圧
を図４（ａ）のＶ₁₂と等しくし）、適正な濃度での画像
形成を行うことができる。

【００５７】なお、変圧器のサイズおよび材質により位
相ずれ量が異なるのと同様に、コンデンサによる位相ず
れの補正は一律には定義することがむずかしく、実験値
によって求める。

【００５８】〔実施の形態７〕待機時変圧器２８とし
て、より小型の変圧器を用いると、２次側電圧と１次側
電圧との間に位相のずれが、表２に示すように拡大す
る。６０Ｈｚでも７０μｓｅｃとかなり大きくなる。し
たがって、実施の形態６の場合と違って、６０Ｈｚのと
きも補正する必要が生じる。

【００５９】

【表２】

【００６０】この問題を解消するのが本実施の形態７で
ある。

【００６１】実施の形態７に係る画像形成装置用電源制
御装置においては、図１の回路構成において、待機時変
圧器２８の２次側端子ｃ，ｄ間に、図１３に示す位相ず
れ補正回路７１を接続してある。この位相ずれ補正回路
７１は、商用電源１００Ｖに対して静電容量が３．３μ
Ｆの６０Ｈｚ用の進相コンデンサ７２と、静電容量が
６．８μＦの５０Ｈｚ用の進相コンデンサ７３と、これ
ら両進相コンデンサ７２，７３を選択する切換スイッチ
７４とから構成されている。これらの静電容量は実験に
よって求めたものである。切換スイッチ７４は、ＣＰＵ
３３によってオン／オフ制御されるスイッチング素子に
直列に接続されたリレー（いずれも図示せず）によって
切り換え制御されるようになっている。

【００６２】ＣＰＵ３３は、実施の形態２の場合と同様
に、１次側電源情報検出回路３８からの１次側電源情報
電圧ｖ₂′のゼロクロス点Ｏ₁と補助１次側電源情報検
出回路４３からの補助１次側電源情報電圧ｖ₄′のゼロ
クロス点Ｏ₂との位相ずれΔＴを求め、位相ずれΔＴが
７０μｓｅｃ程度であれば６０Ｈｚであると判断し、切
換スイッチ７４を端子ｇ側に接続して６０Ｈｚ用の進相
コンデンサ７２を待機時変圧器２８の２次側に接続す
る。この結果、表２の右の欄に示すように、６０Ｈｚの
ときの位相ずれΔＴを、電圧に変動を与えない０μｓｅ
ｃとすることができる。また、ＣＰＵ３３は、両ゼロク
ロス点Ｏ₁，Ｏ₂の比較から求めた位相ずれΔＴが１７
０程度にまで大きいときは５０Ｈｚであると判断し、切
換スイッチ７４を端子ｈ側に接続して５０Ｈｚ用の進相
コンデンサ７３を待機時変圧器２８の２次側に接続す
る。この結果、表２の右の欄に示すように、５０Ｈｚの
ときの位相ずれΔＴを、電圧に大きな変動を与えない４
μｓｅｃと小さくすることができる。

【００６３】これにより、商用電源が６０Ｈｚの場合も
５０Ｈｚの場合も、露光ランプ１７による露光量を操作
パネルの露光目盛りが指示する量と一致させ（実効電圧
を図４（ａ）のＶ₁₂と等しくし）、適正な濃度での画像
形成を行うことができる。

【００６４】〔実施の形態８〕実施の形態１の場合、Ｃ
ＰＵ３３は数μｓｅｃの単位で入力電圧をＡ／Ｄ変換入
力ポートに取り込んでいるため、電圧検出以外のワーク
に使用できる時間がきわめて短くなる。そこで、入力電
圧の取り込みをより長い時間をかけて行うようにして、
他のワークも時間的なゆとりをもってできるようにする
のが実施の形態８である。

【００６５】以下に、本発明の実施の形態８に係る画像
形成装置用電源制御装置を説明する。この実施の形態８
においては、図１４に示す回路を用いる。図１４におい
て、４０，４１は図１の１次側電源情報検出回路３８に
おける分圧用の抵抗、８１はオペアンプより構成した増
幅器、８２は抵抗４０，４１の抵抗分割点と増幅器８１
の非反転入力端子（＋）との接続ラインとグランドＧＮ
Ｄとの間に接続されたＮＰＮ型のスイッチングトランジ
スタ、８３は増幅器８１の出力側に接続された逆流防止
ダイオード、８４は抵抗８５とコンデンサ８６とからな
る積分平滑回路、８７はコンデンサ８６に蓄積された電
荷を放電するためのブリーダー抵抗、８８はＣＰＵ３３
のＡ／Ｄ変換入力ポートへの出力端子である。スイッチ
ングトランジスタ８２のベースはＣＰＵ３３の出力ポー
トから出力される露光ランプの点灯制御信号ＯＵＴ１を
入力するようになっている。この点灯制御信号ＯＵＴ１
は、図１５に示すように商用電源の１／２の周期をも
ち、デューティ比が５０％のパルスとなっている。点灯
制御信号ＯＵＴ１と商用電源の位相関係は、商用電源の
ゼロクロス点で立ち上がり、商用電源の波高値のタイミ
ングで立ち下がる位相関係となっている。また、８９は
点灯制御信号ＯＵＴ１を入力して位相反転するＩＣから
なるインバータ、９０はプルアップ抵抗、９１はコンデ
ンサ９２と抵抗９３，９４，９５とフライホイールダイ
オード９６からなる微分回路、９７はスイッチングトラ
ンジスタ、９８はＰＮＰ型のドライブトランジスタ、９
９はフォトダイオードである。このフォトダイオード９
９は、図２に示すフォトトライアック１８とともにフォ
トカプラ１００を構成している。１９は図２に示す点弧
回路である。

【００６６】次に、上記構成の回路の動作を図１５のタ
イミングチャートに基づいて説明する。１次側電源情報
検出回路３８の全波整流器３９の出力電圧ｖ₂（図１５
（ａ））が抵抗４０，４１によって分圧された１次側電
源情報電圧ｖ₂′（図１５（ｃ））は、点灯制御信号Ｏ
ＵＴ１（図１５（ｂ））によるスイッチングトランジス
タ８２のオン／オフによって点灯制御信号ＯＵＴ１との
論理和をとられた波形となる。すなわち、点灯制御信号
ＯＵＴ１が“Ｈ”レベルのときはスイッチングトランジ
スタ８２が導通するので１次側電源情報電圧ｖ₂′は０
Ｖレベルとなるが、点灯制御信号ＯＵＴ１が“Ｌ”レベ
ルのときはスイッチングトランジスタ８２がオフになる
ので１次側電源情報電圧ｖ₂′は正弦波形のように変化
する。これが商用電源の半周期ごとに繰り返される。

【００６７】さらに、このように波形整形された１次側
電源情報電圧ｖ₂′を増幅器８１に入力し、逆流防止ダ
イオード８３を介して積分平滑回路８４に入力し、積分
平滑化して平滑化１次側電源情報電圧ｖ₂″（図１５
（ｄ））を得て、出力端子８８よりＣＰＵ３３のＡ／Ｄ
変換入力ポートに入力する。この平滑化１次側電源情報
電圧ｖ₂″は少しのリップルは含むが、単位時間当たり
の電圧変化の小さい直流電圧となる。例えば、商用電源
の周波数が５０Ｈｚの場合、１次側電源情報電圧ｖ₂′
は５ｍｓｅｃで４Ｖの変化があるのに対して、平滑化１
次側電源情報電圧ｖ₂″では５ｍｓｅｃで１Ｖ（３Ｖ〜
２Ｖ）の変化となり、変化率は１／４に減少する。した
がって、ＣＰＵ３３としては、そのＡ／Ｄ変換入力ポー
トへの取り込みタイミングを１００μｓｅｃ程度まで伸
ばしても実質的な影響は小さく、結果的に、ＣＰＵ３３
に時間的なゆとりをもたせ、他のワークも充分にこなす
ことができるようになる。また、ＣＰＵ３３の性能を落
として廉価なＣＰＵであっても精度の高い位相制御が可
能となる。

【００６８】一方、点弧回路１９の動作は次のとおりで
ある。点灯制御信号ＯＵＴ１がインバータ８９に入力さ
れて反転される。すなわち、点灯制御信号ＯＵＴ１が
“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルへ立ち下がるタイミング
で、インバータ８９の出力が“Ｌ”レベルから“Ｈ”レ
ベルに立ち上がり、微分回路９１によって一瞬だけ
“Ｈ”レベルとなるワンショットパルスが出力され、ス
イッチングトランジスタ９７が導通する結果、ドライブ
トランジスタ９８も導通し、フォトカプラ１００におい
てフォトダイオード９９が一瞬点灯し、その光がフォト
トライアック１８に入力されてトリガし、フォトトライ
アック１８に直列接続の図２の露光ランプ１７を商用電
源電圧ｖ₁₃がゼロクロスするまで点灯するという位相制
御を行う。

【００６９】ところで、静電気や電源の大きなノイズに
よって万一ＣＰＵ３３が暴走した場合、“Ｈ”レベルと
“Ｌ”レベルとを繰り返す点灯制御信号ＯＵＴ１は、そ
の暴走の結果、“Ｈ”レベルのままとなってしまうか、
“Ｌ”レベルのままとなってしまう。このような場合に
おいて、もし、点弧回路１９における微分回路９１を構
成するコンデンサ９２を挿入していない場合には、点灯
制御信号ＯＵＴ１が“Ｌ”レベルのままになったとき、
スイッチングトランジスタ９７がオンし続け、ドライブ
トランジスタ９８もオンし続け、フォトダイオード９９
が点灯し続ける結果、フォトトライアック１８も導通し
っぱなしとなり、露光ランプ１７に商用電源の電圧ｖ_L
が位相制御なくそのまま連続的に印加され続けることに
なって、露光ランプ１７にダメージを与える。他の負荷
部分も同様である。

【００７０】しかし、実際には、ＣＰＵ３３からスイッ
チングトランジスタ９７に至るライン中にシリーズに微
分用のコンデンサ９２を挿入してあるので、スイッチン
グトランジスタ９７がオンになるのは、点灯制御信号Ｏ
ＵＴ１が“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに立ち下がる瞬
間だけとなる。したがって、ＣＰＵ３３の暴走により点
灯制御信号ＯＵＴ１が“Ｌ”レベルのままとなっても、
スイッチングトランジスタ９７のベース電圧は一瞬だけ
“Ｈ”レベルとなり、あとは“Ｌ”レベルを維持するこ
とになるため、ドライブトランジスタ９８はオンするこ
とはなく、フォトダイオード９９の点灯もないため、フ
ォトトライアック１８が不導通状態を保つこととなり、
安全性が確保される。

【００７１】〔実施の形態９〕上記の実施の形態８にお
いて、待機時変圧器２８として実施の形態２で述べたよ
うな小型変圧器を用いると、商用電源が５０Ｈｚの場合
でｔ₁＝５ｍｓｅｃに対して位相ずれΔＴ≒１００μｓ
ｅｃで約１Ｖの電圧変化が生じ、高精度な位相制御がで
きなくなってしまう。本発明の実施の形態９に係る画像
形成装置用電源制御装置はこの不都合を防止するもので
ある。

【００７２】この実施の形態９においては、図１６に示
す回路を用いる。図１６において、実施の形態８に係る
図１４におけるのと同じ符号は、実施の形態９において
も同一部品または同一部分を示すので、ここでは説明を
省略する。実施の形態９においては、実施の形態２また
は実施の形態３または実施の形態４によってＣＰＵ３３
が求めた位相ずれΔＴを利用し、実際に露光ランプ１７
を位相制御するために出力する正規のタイミングの点灯
制御信号ＯＵＴ２に対して、位相ずれΔＴだけずらせた
疑似点灯制御信号ＯＵＴ１をＣＰＵ３３からスイッチン
グトランジスタ８２のベースに出力する。この疑似点灯
制御信号ＯＵＴ１のタイミングは図１５（ｂ）での点灯
制御信号ＯＵＴ１と同じであり、正規の点灯制御信号Ｏ
ＵＴ２のタイミングは図１５（ｅ）のようになる。

【００７３】この実施の形態９の場合も、積分平滑回路
８４による平滑化１次側電源情報電圧ｖ₂″のタイミン
グは図１５（ｄ）と同じである。そして、正規のタイミ
ングの点灯制御信号ＯＵＴ２によって点弧回路１９が制
御されて、フォトトライアック１８が点呼することで実
際に露光ランプ１７に印加される電圧ｖ_Lの実効値は図
１５（ｆ）でハッチングで示したものとなる。

【００７４】本実施の形態９を別の角度から説明する
と、図１の１次側電源情報検出回路３８および図１４の
増幅器８１、積分平滑回路８４等を含む構成によって、
図１５（ｆ）の電圧ｖ_Lと相似の電圧（ただし、負の部
分は反転して正の波形であるとする）を得ようとする
と、待機時変圧器２８からの出力電圧ｖ₂のタイミング
は正規の点灯制御信号ＯＵＴ２よりも位相ずれΔＴだけ
ずれているため、タイミングを補正する必要があり、正
規の点灯制御信号ＯＵＴ２に対して位相ずれΔＴだけ先
に疑似点灯制御信号ＯＵＴ１をＣＰＵ３３より出力する
ことで、１次側電源情報電圧ｖ₂′を平滑化した正しい
タイミングの平滑化１次側電源情報電圧ｖ₂″を得るこ
とができるのである。

【００７５】本実施の形態９の場合、露光ランプ１７は
正規の点灯制御信号ＯＵＴ２によって位相制御される。
すなわち、図１５（ｅ）に示す正規の点灯制御信号ＯＵ
Ｔ２がインバータ８９に入力されて反転され、この正規
の点灯制御信号ＯＵＴ２が“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベ
ルへ立ち下がるタイミングで、インバータ８９の出力が
“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルに立ち上がり、微分回路
９１によって一瞬だけ“Ｈ”レベルとなるワンショット
パルスが出力され、スイッチングトランジスタ９７が導
通する結果、ドライブトランジスタ９８も導通し、フォ
トカプラ１００においてフォトダイオード９９が一瞬点
灯し、その光がフォトトライアック１８に入力されてト
リガし、フォトトライアック１８に直列接続の図２の露
光ランプ１７に対して、商用電源電圧ｖ_Lをその波高値
に達したタイミングからゼロクロスするまで印加すると
いう位相制御を行う。印加される実効電圧は図１５
（ｆ）でハッチングで示した大きさである。

【００７６】なお、上記した各実施の形態においては、
露光ランプ１７の位相制御について述べたが、本発明に
よる制御は、定着器におけるヒーターランプの位相制御
にも同様に適用できるし、位相制御に限らず、電源電圧
と同期をとる回路部の駆動制御に適用できる。

【００７７】

【発明の効果】本発明に係る請求項１の電源制御装置に
よれば、待機状態時には主電源回路に電力供給しないの
で省エネルギーを図ることができるのはもちろん、待機
時変圧器を待機時電源回路と１次側電源情報検出回路と
に共用しているので装置の小型化とコストダウンを図る
ことができ、さらに、制御部により作動状態に切り換え
られた主電源回路が出力する直流電源を切換手段を介し
て制御部に印加することにより、待機時変圧器をほぼ無
負荷状態に切り換え、これにより、１次側電圧と実質的
に同一波形となる歪みのない１次側電源情報電圧に基づ
いて制御対象を制御するので、制御部による制御対象の
位相制御やタイミング制御など制御を高精度に行うこと
ができる。特に、複写機などの画像形成装置にあって
は、設定した濃度に正確に対応した濃度で画像形成する
ことができる。

【００７８】本発明に係る請求項２の電源制御装置によ
れば、作動時変圧器の２次側に接続されてその２次側電
圧を補助１次側電源情報電圧として制御部に与える補助
１次側電源情報検出回路を設けることで、待機時変圧器
を小型変圧器にすることによる位相ずれを補正するよう
にしたので、待機時変圧器の小型化を図りながら、制御
対象の制御をタイミングのずれなく高精度に行うことが
できる。特に、複写機等の画像形成装置にあっては、設
定した濃度に正確に対応した濃度で画像形成することが
できる。

【００７９】本発明に係る請求項３の電源制御装置によ
れば、待機時変圧器の２次側電圧のゼロクロス点付近の
パルス幅を検出するゼロクロス点パルス幅検出回路を設
けることで、１次側電圧（ＡＣ入力電圧）の変化に伴う
位相ずれ量を補正するので、１次側電圧（ＡＣ入力電
圧）の変化にもかかわらず、制御対象の制御をタイミン
グのずれなく高精度に行うことができる。特に、複写機
等の画像形成装置にあっては、設定した濃度に正確に対
応した濃度で画像形成することができる。

【００８０】本発明に係る請求項４の電源制御装置によ
れば、使用する商用電源として定格とは違った商用電源
にコンセントプラグを接続してしまった場合でも（例え
ば１００Ｖ定格の装置を２００Ｖの商用電源に接続した
としても）、電源投入初期には、作動時変圧器および主
電源回路への電源供給は行わないから、被害を最小限に
おさめ、その修理にかかる時間とコストを削減すること
ができる。

【００８１】本発明に係る請求項５の電源制御装置によ
れば、待機時変圧器の２次側に１次側電圧の周波数に対
応した位相ずれ補正回路を接続することで、１次側電圧
（ＡＣ入力電圧）の周波数が５０Ｈｚのときと６０Ｈｚ
のときとで位相ずれ量が相違しても、その位相ずれ量の
補正を行うので、制御部による制御対象の制御を高精度
なものにしたり、待機時変圧器としてより小型変圧器を
採用したりできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置用電
源制御装置の構成を示す回路図である。

【図２】実施の形態１における露光ランプの駆動回路を
示す回路図である。

【図３】実施の形態１および従来の技術（図１８）の動
作を説明する波形図である。

【図４】実施の形態１および従来の技術の動作を説明す
る波形図である。

【図５】本発明の実施の形態２に係り、図１の回路に付
加する補助１次側電源情報検出回路の構成を示す回路図
である。

【図６】実施の形態２および従来の技術の動作を説明す
る波形図である。

【図７】本発明の実施の形態３に係り、図１の回路に付
加するゼロクロス点パルス幅検出回路の構成を示す回路
図である。

【図８】実施の形態３の動作を説明する波形図である。

【図９】実施の形態３においてＡＣ入力電圧と位相ずれ
量の関係を示す特性図である。

【図１０】実施の形態３においてＡＣ入力電圧とゼロク
ロス点付近のパルス幅との関係を示す特性図である。

【図１１】実施の形態３において位相ずれ量とゼロクロ
ス点付近のパルス幅との関係を示す特性図である。

【図１２】本発明の実施の形態６に係り、図１の回路に
付加する位相ずれ補正回路の構成を示す回路図である。

【図１３】本発明の実施の形態７に係り、図１の回路に
付加する位相ずれ補正回路の構成を示す回路図である。

【図１４】本発明の実施の形態８に係り、図１の回路に
付加する回路の構成を示す回路図である。

【図１５】実施の形態８および実施の形態９の動作を説
明する波形図である。

【図１６】本発明の実施の形態９に係り、図１の回路に
付加する回路の構成を示す回路図である。

【図１７】従来の技術に係る電源制御装置の構成を示す
ブロック回路図である。

【図１８】従来の技術に係る待機時電源回路とモニター
用全波整流器の構成を示す回路図である。

【符号の説明】

１７……露光ランプ１８……トライアック１９……点弧回路２３……作動時変圧器２４……主電源回路２８……待機時変圧器２９……待機時電源回路３１……平滑コンデンサ３３……ＣＰＵ（制御部）３４……リレー３４ａ…常開のリレー接点３５……スイッチング素子３６……ダイオード（切換手段）３８……１次側電源情報検出回路４２……スタートボタン４３……補助１次側電源情報検出回路５１……ゼロクロス点パルス幅検出回路６１……位相ずれ補正回路７１……位相ずれ補正回路８１……増幅器８２……スイッチングトランジスタ８４……積分平滑回路８９……インバータ９１……微分回路９２……微分用のコンデンサ９７……スイッチングトランジスタ９８……ドライブトランジスタ９９……フォトダイオード ΔＴ……位相ずれｖ₂′……１次側電源情報電圧ｖ₂″……平滑化１次側電源情報電圧ｖ₄′……補助１次側電源情報電圧Ｏ₁……ゼロクロス点Ｏ₂……ゼロクロス点ＯＵＴ１……点灯制御信号（疑似点灯制御信号）ＯＵＴ２……点灯制御信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】装置の待機状態時に１次側電力を２次側
電力に変換する待機時変圧器を有する待機時電源回路
と、装置の待機状態時には電力供給を受けずかつ作動状
態時に１次側電力を２次側電力に変換する作動時変圧器
を有する主電源回路と、待機状態時に前記待機時電源回
路から２次側電力の供給を受け装置の待機状態と作動状
態とを切り換える切換信号を出力するとともに待機状態
時と作動状態時に制御対象を制御する制御部と、前記待
機時変圧器から２次側電力を受けることで１次側電源情
報電圧を検出して前記制御部に与える１次側電源情報検
出回路と、作動状態に切り換えられた前記主電源回路よ
り直流電源の供給を受けて前記制御部に印加することに
より前記待機時変圧器をほぼ無負荷状態に切り換える切
換手段とを備え、前記制御部は作動状態への切り換えに
より前記待機時変圧器がほぼ無負荷状態になることで１
次側電圧と実質的に同一波形となる前記１次側電源情報
検出回路からの１次側電源情報電圧に基づいて制御対象
を制御するように構成されていることを特徴とする電源
制御装置。
【請求項２】作動時変圧器の２次側に接続されてその
２次側電圧を補助１次側電源情報電圧として前記制御部
に与える補助１次側電源情報検出回路を設け、前記制御
部は前記補助１次側電源情報検出回路からの補助１次側
電源情報電圧のゼロクロス点の位相と１次側電源情報検
出回路からの１次側電源情報電圧のゼロクロス点の位相
から両者の位相ずれ量を演算し制御対象に対する制御タ
イミングを前記位相ずれ量に基づいて補正するように構
成されていることを特徴とする請求項１に記載の電源制
御装置。
【請求項３】待機時変圧器の２次側電圧のゼロクロス
点付近のパルス幅を検出するゼロクロス点パルス幅検出
回路を設け、制御部は前記待機時変圧器の１次側電圧と
２次側電圧との位相ずれ量とゼロクロス点付近のパルス
幅とを関係付けたデータテーブルをもち、前記制御部は
前記ゼロクロス点パルス幅検出回路から入力したゼロク
ロス点付近のパルス幅に基づいて前記データテーブルを
検索し、得られた位相ずれ量に基づいて制御対象に対す
る制御タイミングを補正するように構成されていること
を特徴とする請求項１に記載の電源制御装置。
【請求項４】制御部は１次側電源情報検出回路からの
１次側電源情報電圧が所定範囲内にあるときは切換信号
を出力し、所定範囲外のときは切換信号の出力を禁止す
るように構成されていることを特徴とする請求項１に記
載の電源制御装置。
【請求項５】待機時変圧器の２次側に１次側電圧の周
波数に対応した位相ずれ補正回路を接続してあるととも
に、制御部は補助１次側電源情報検出回路からの補助１
次側電源情報電圧と１次側電源情報検出回路からの１次
側電源情報電圧の位相ずれ量から１次側電圧の周波数を
演算しその位相ずれ量に基づいて前記位相ずれ補正回路
を制御して位相ずれ量の補正を行うように構成されてい
ることを特徴とする請求項２に記載の電源制御装置。