JPH11168875A - 直流安定化電源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価かつ簡単な構成でありながら、負荷変動
の全領域において安定した出力を得ることができる直流
安定化電源を提供する。 【解決手段】 入力電圧検出回路４３０は、商用交流電
源１００から供給される交流電圧をブリッジダイオード
４０１で整流した脈流電圧を検出する。全体装置制御回
路８０は、負荷ＲL が必要とする負荷電流を予測する。
スイッチングパルス発生回路４１０は、入力電圧検出回
路４３０が検出した入力電圧信号と、全体装置制御回路
８０が予測した負荷電流信号とに基づいて、スイッチン
グ用ＦＥＴ４０５にパルス信号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機などに用い
られる直流安定化電源の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、複写機は、原稿を照らす露光ラ
ンプや、定着ローラを加熱する定着ヒータ、感光体ドラ
ムを定速回転駆動するメインモータ、作業者が設定した
コピー濃度や、コピー枚数等のコピーモードなどを記憶
するメモリ、設定されたコピーモードにしたがってメイ
ンモータの駆動等を統括制御するＣＰＵなど、種々の電
気部品が用いられて構成されている。

【０００３】このような複写機に用いられる従来の電源
装置７００は、図４に示すように、露光ランプ１２ａに
供給する交流電力を位相制御して光量を目標値に調整す
るための交流安定化電源２００と、定着ヒータ４９ａに
供給する交流電力を位相制御して定着ローラ４９を目標
の定着温度に調整するためのスイッチング素子３００
と、当該交流安定化電源２００、スイッチング素子３０
０や、メインモータや、ＣＰＵなどが必要とする所定の
直流電圧（例えば、２４Ｖや，５Ｖ）を給電する直流安
定化電源４０００とからなり（以下、直流安定化電源か
ら直流電圧の給電を受ける電気部品を、総称して「負
荷」という。）、この交流安定化電源２００、スイッチ
ング素子３００および直流安定化電源４０００に商用交
流電源１００から交流電力を並列に供給して、円滑なコ
ピーが達成できるようになっている。

【０００４】ところで、直流安定化電源を一般的なスイ
ッチング電源で構成し、この直流安定化電源により交流
から直流に変換すると、この直流安定化電源から商用交
流電源１００側に戻る交流電流に高周波が発生し、この
高周波のため、露光ランプ１２ａの光量調整や、定着ヒ
ータ４９ａの温度調整などを目標通りに制御できないお
それがある。

【０００５】そこで、直流安定化電源４０００をアクテ
ィブフィルタを用いたスイッチング電源で構成し、高周
波が商用交流電源１００側に戻らないようにしている。
なお、高周波が商用交流電源１００側に戻らないという
ことは、商用交流電源１００から直流安定化電源４００
０側を見た場合、Ｌ成分やＣ成分を含まない純抵抗にみ
え、この結果、商用交流電源１００から直流安定化電源
４０００に供給される交流電圧および交流電流が正弦波
となり、この交流電圧と交流電流と正弦波の位相が一致
し、力率がほぼ１にまで向上されることを意味してい
る。

【０００６】直流安定化電源４０００は、具体的には、
商用交流電源１００から入力された交流電力を全波整流
するブリッジダイオード４０１と、リアクトル４０２、
ダイオード４０３、コンデンサ４０４およびスイッチン
グ用ＦＥＴ４０５からなる昇圧型のアクティブフィルタ
ＡＦ（力率改善コンバータ）と、コンデンサ４０４に充
電された直流電圧を負荷ＲL に合致した直流電圧に変換
するＤＣ／ＤＣコンバータ４０６から構成され、さら
に、商用交流電源１００から供給される交流電流を検出
する入力電流検出回路４２００と、ブリッジダイオード
４０１で整流された脈流電圧ＥDCinを検出する入力電圧
検出回路４３０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０６に供給
するアクティブフィルタＡＦからの出力電圧Ｅout を検
出する出力電圧検出回路４４００と、スイッチングパル
ス発生回路４１００とを備えている。スイッチングパル
ス発生回路４１００は、３つの比較器４１０１，４１０
３，４１０５と、乗算器４１０２と、ノコギリ波発生回
路４１０４とを備えており、入力電流検出回路４２００
によって検出された入力電流信号Ｉinと、入力電圧検出
回路４３０によって検出された入力電圧信号Ｅinと、出
力電圧検出回路４４００によって検出された出力電圧信
号Ｅout とに基づいてスイッチングパルスＳＷpul を出
力するようになっている。

【０００７】アクティブフィルタＡＦのスイッチング用
ＦＥＴ４０５は、スイッチングパルス発生回路４１００
により数十ｋＨｚ以上の周波数のスイッチングパルスＳ
Ｗpul で商用交流電源１００の全周期にわたりパルス幅
制御されており、スイッチング用ＦＥＴ４０５のＯＮ時
にスイッチング電流がリアクトル４０２に流れてエネル
ギーが蓄積され、スイッチング用ＦＥＴ４０５のＯＦＦ
時にリアクトル４０２に蓄積されたエネルギーがダイオ
ード４０３を介してコンデンサ４０４に伝達されて、コ
ンデンサ４０４が充電され、脈流電圧を高速にスイッチ
ングすることにより所定の直流電圧に平滑化される。

【０００８】入力電圧検出回路４３０は、図５に示すよ
うに、ブリッジダイオード４０１から出力された脈流電
圧ＥDCinに比例した入力電圧信号Ｅin（図５（ａ）参
照）を出力し、入力電流検出回路４２００は、カレント
トランスＣＴなどによって商用交流電源１００から供給
される交流電流ＩACinを検出し、交流電流ＩACinに応じ
た入力電流信号Ｉin（図５（ｂ），（ｇ）参照）を出力
し、出力電圧検出回路４４００は、負荷ＲL に供給され
る直流電圧ＥDCout に比例した出力電圧信号Ｅout （図
５（ｃ）参照）を出力している。なお、作図の便宜上、
図５（ｅ）〜図５（ｊ）においては、図５（ａ）〜図５
（ｃ），図５（ｋ）の１周期（商用交流電源１００の周
波数の半周期（５０Ｈｚでは、１０ｍｓｅｃ））に対応
する部分のタイムスケールを拡大して図示している。

【０００９】スイッチングパルス発生回路４１００の比
較器４１０１は、上記出力電圧信号Ｅout と、予め定め
られた一定の基準電圧（図５（ｄ）参照）とを比較し、
直流電圧Ｅout と目標値との誤差の監視結果を表す出力
監視信号Ｖgrd （図５（ｅ）参照）を出力する。乗算器
４１０２は、この出力監視信号Ｖgrd と、上記入力電圧
信号Ｅinとを乗算し、比較正弦波Ｖcom （図５（ｆ）参
照）を発生する。比較器４１０３は、この比較正弦波Ｖ
com と、上記入力電流信号Ｉin（図５（ｇ）参照）とを
比較し、その偏差Ｖdev （図５（ｈ）参照）を発生す
る。ノコギリ波発生回路４１０４は、上記数十ｋＨｚ以
上の周波数のノコギリ波Ｖsaw （図５（ｉ）参照）を出
力しており、比較器４１０５は、このノコギリ波Ｖsaw
と偏差Ｖdev とを比較し、偏差Ｖdev よりノコギリ波Ｖ
saw が低いときにそのパルス幅のスイッチングパルスＳ
Ｗpul （図５（ｊ）参照）を出力する。

【００１０】これによって、スイッチングパルスＳＷpu
l のパルス幅の間スイッチング用ＦＥＴ４０５がＯＮ
し、商用交流電源１００から供給される入力電流ＩACin
はリアクトル４０２、コンデンサ４０４を通ることによ
り各スイッチング電流の平均値となり、負荷ＲL に大き
なコンデンサやコイルがあったとしても、あたかも純抵
抗と等価となり、スイッチング電流はマクロ的には正弦
波状に流れるようになっている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カレン
トトランスＣＴなどでは、通常、電源周波数（５０また
は６０Ｈｚ）での磁気結合が弱いため、図５（ｂ）の点
線で示す入力電流ＩACinが小さいとこれを検出するのが
困難である。また、磁気結合の非直線性のため、入力電
流信号Ｉinが入力電流ＩACinと同じ正弦波とならず凸状
に歪んでしまう（図５（ｂ），図５（ｇ）参照）。この
ため、入力電流検出回路４２００でこの入力電流ＩACin
に比例した入力電流信号Ｉinを正確に検出するのが困難
である。この結果、出力電圧Ｅout が目標とする電圧よ
りも高くなってしまい、出力電圧Ｅout を目標通りの電
圧に設定することができない。これを防止するために、
電源周波数においても磁気結合が強く、直線性の高いカ
レントトランスＣＴなどを用いることが考えられるが、
そうするとコストアップしてしまう。

【００１２】ところで、複写機では、作業者による複写
作業が行われない時には定着ヒータに給電する電力を少
なくして定着ローラを予熱て待機し、複写時には定着ヒ
ータに給電する電力を増加させて定着ローラの表面温度
が所定の定着温度になるように制御したり、露光ランプ
を点灯させるとともに、モータを駆動するような制御が
行われるため、負荷変動が激しい。このため、この負荷
変動に追随して負荷に供給する負荷電流ＩDCout を変化
させる必要がある。しかしながら、５０Ｈｚや６０Ｈｚ
の周波数の入力電圧ＶACinを整流して得られた脈流電圧
ＥDCinをスイッチングする関係上、たとえ入力電流検出
回路４２００、入力電圧検出回路４３０、出力電圧検出
回路４４００で入力電流、入力電圧、出力電圧をリアル
タイムに検出しても、アクティブフィルタは、入力正弦
波の半周期分をスイッチングするため、入力電流を正弦
波にするためには最低でも５０Ｈｚ時に１０ｍｓｅｃ、
または、６０Ｈｚ時に８ｍｓｅｃの時間幅が必要とな
る。また、一般のスイッチング電源では、出力電流によ
るフィードバックを行うと、数十ｍｓｅｃの応答遅れが
発生する。従って、アクティブフィルタ方式のスイッチ
ング電源では、負荷の変動に対しさらに大きな応答遅れ
が発生する。すなわち、負荷変動に追随して負荷に供給
する負荷電流の目標値を図５（ｋ）に点線で示し、この
目標値の負荷電流を流すときに必要な入力電流の目標値
を図５（ｂ）に一点鎖線で示すと、実際に出力される出
力電流ＩDCout および実際に入力される入力電流がこれ
らの目標値から応答遅れを生じる。このような応答遅れ
が生じると、出力電流ＩDCout が負荷が必要とする目標
電流より過少や過多となり、これに起因して出力電圧が
図５（ｃ）に示すように変動してしまい、安定した出力
を得ることができなかった。

【００１３】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
ものであり、安価かつ簡単な構成でありながら、負荷変
動の全領域において安定した出力を得ることができる直
流安定化電源を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る直流安定化電源は、商用交流電源から
供給される交流電圧を整流する整流手段と、整流して得
られた脈流電圧を高速にスイッチングするスイッチング
手段を有し、前記商用交流電源側に高周波電流の発生を
おさえつつ所定の直流電圧を負荷に供給するためのアク
ティブフィルタと、前記商用交流電源から供給される交
流電圧を検出する電圧検出手段と、前記負荷が必要とす
る負荷電流を予測する負荷電流予測手段と、前記電圧検
出手段が検出した入力電圧信号と、前記負荷電流予測手
段が予測した負荷電流信号とに基づいて、前記スイッチ
ング手段にパルス信号を出力するスイッチングパルス発
生手段とを備えることを特徴とする。

【００１５】また、本発明に係る直流安定化電源は、前
記スイッチングパルス発生回路が、前記入力電圧信号
と、負荷電流信号とを乗算する乗算手段と、前記入力電
圧信号と、負荷電流信号との乗算値に対応したパルス幅
を予め記憶するパルス幅記憶手段と、前記乗算手段の乗
算値に対応するパルス幅をパルス幅記憶手段から逐次選
択し、選択したパルス幅のパルス信号を前記スイッチン
グ手段に出力するパルス選択手段とを備えることを特徴
とすることもできる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る直流安定化電
源の実施の形態を、アナログ式の複写機に適用した場合
について説明する。

【００１７】図１は、当該アナログ式複写機（以下、単
に「複写機」という。）１の全体の構成を示す図であ
る。同図に示すように、この複写機１は、大きく分け
て、原稿画像を光学的に読み取る原稿読取部ＩＲと、そ
の読み取った原稿画像を記録シート上に形成するプリン
タ部ＰＲとからなる。

【００１８】原稿読取部ＩＲは、原稿ガラス板１１と、
スライダー１２と、移動ミラー１３，１４と、レンズ１
５と、固定ミラー１６，１７，１８などを備える。スラ
イダー１２は、原稿を照らす露光ランプ１２ａと、原稿
からの反射光を移動ミラー１３方向に導くためのミラー
１２ｂとからなり、図示しないスキャンモーターの駆動
を受けて、所定の範囲で原稿ガラス板１１と平行に往復
移動して、原稿のスキャン動作を行う。このミラー１２
ｂで反射された原稿からの反射光は、原稿とレンズ１５
との光路長を一定に維持する移動ミラー１３，１４を介
してレンズ１５に入射し、さらに固定ミラー１６，１
７，１８を介してプリンタ部ＰＲの感光体ドラム２１の
表面に導かれる。

【００１９】プリンタ部ＰＲは、公知の電子写真方式で
画像を複写紙などの記録シート上に形成するものであ
り、感光体ドラム２１を中心にして構成された画像プロ
セス部２０と、この画像プロセス部２０に記録シートを
給送する給紙部４０などからなる。

【００２０】画像プロセス部２０は、感光体ドラム２１
の周囲に配設されるクリーナ２２、イレースランプ２
３、帯電チャージャ２４、現像器２５、転写チャージャ
２６および分離チャージャ２７などで構成されている。
画像プロセス部２０において、感光体ドラム２１はメイ
ンモータ２９により図の矢印方向に回転されており、こ
の回転に伴い感光体ドラム２１の表面はクリーナ２２に
より残留トナーを除去され、イレースランプ２３の照射
を受けて除電され、帯電チャージャ２４により均一に帯
電された後、イメージリーダ部ＩＲからの原稿の反射光
による露光を受けて静電潜像が形成される。この静電潜
像は、現像器２５からトナーの供給を受けて顕像化され
る。

【００２１】一方、給紙部４０の給紙キャビネット４１
内に装備された４段の給紙トレイ４２ａ〜４２ｄに積層
された所定サイズの記録シートや、手差しトレイ４３に
セットされた記録シートが繰り出しローラ４４ａ〜４４
ｅ、捌きローラ４５ａ〜４５ｅ、中間ローラ４６ａ〜４
６ｅを介して供給され、レジストローラ４７で上記作像
動作と同期を取って感光体ドラム２１直下の転写位置に
搬送されると、転写チャージャ２６の静電力により、感
光体ドラム２１に形成されたトナー像が記録シート上に
転写される。

【００２２】トナー像が転写された記録シートは、搬送
ベルト４８で定着ローラ４９に搬送される。定着ローラ
４９の内部には定着ヒータ４９ａが設けられており、記
録シートに転写されたトナーは、定着ローラ４９により
高熱で圧接されて記録シート表面に融着され、定着後の
記録シートは排出ローラ５０により排紙トレー５１上に
排出される。

【００２３】なお、記録シートの搬送経路の所定の場所
には、光学センサーやアクチュエータ式センサで構成さ
れたペーパセンサーＰＳ１〜ＰＳ７が設けられており、
記録シートの紙詰まりや搬送のタイミングを検出できる
ようになっている。また、複写機１上面の操作しやすい
位置には、操作パネル６０が設置されており、これによ
り操作者が、複写枚数、複写濃度などのコピーモードを
設定し、あるいはコピー開始を指示できるようになって
いる。

【００２４】また、複写機１の内部には、ＣＰＵなどで
構成された全体装置制御回路８０が設けられており、設
定されたコピーモードにしたがって円滑なコピー動作を
実行できるようになっている。さらに、複写機１の内部
には、露光ランプ１２ａ、定着ヒータ４９ａや、メイン
モータ２９、ＣＰＵなどの負荷ＲL に対して、これらが
必要とする交流電力、直流電力を供給する電源装置７０
（図２参照）が設けられている。

【００２５】図２は、複写機１の電源装置７０およびこ
れに関連する部分の構成を示すブロック図であり、図４
に示す従来の電源装置７００と対応する部分に同一番号
を付しその詳細な説明を省略する。この実施の形態で注
目すべきは、電源装置７０の直流安定化電源４００にお
いて、従来用いられていた入力電流検出回路４２００、
出力電圧検出回路４４００およびスイッチングパルス発
生回路４１００に代えて、負荷ＲL （全体制御装置制御
回路８０を含む）が必要とする負荷電流（出力電流）Ｉ
DCout を予測する全体装置制御回路８０と、入力電圧検
出回路４３０が検出した入力電圧信号Ｅinおよび全体装
置制御回路８０が予測した負荷電流信号Ｉout に基づい
て、スイッチング用ＦＥＴ４０５にスイッチングパルス
ＳＷpul を出力するスイッチングパルス発生回路４１０
とが用いられることである。

【００２６】ところで、全体装置制御回路８０は、操作
者に指示されたコピーモードにしたがって交流安定化電
源２００やスイッチング素子３００などを統括制御して
いるので、負荷ＲL の何れを、何時待機状態にするか、
複写状態にすればよいかがわかっている。したがって、
待機状態や、複写状態において負荷ＲL が必要とした負
荷電流を予め調べておけば、同じ制御をする場合に負荷
ＲL が必要とする負荷電流を精度よく予測することがで
きる。

【００２７】そこで、全体装置制御回路８０は、全体装
置制御回路８０自体や、交流安定化電源２００、スイッ
チング素子３００などの負荷ＲL が待機時および複写時
に必要とする負荷電流ＩDCout を表すデータを内部メモ
リにそれぞれ保持しており、負荷ＲL を待機時や複写時
に移行制御するタイミングでこの負荷変動に対応するデ
ータを読み出し、読み出したデータをＡ／Ｄ変換するこ
とにより得られた負荷電流信号Ｉout （図３（ｂ）参
照）を、スイッチングパルス発生回路４１０に出力する
ようになっている。このような負荷電流信号Ｉout は、
予測された信号であるため、負荷変動に合わせて時間遅
延なしの目標通りのタイミングで出力されることができ
る。

【００２８】なお、上記データは、例えば、複写機１の
製造時に負荷変動の各時点の負荷電流ＩDCout を測定す
ることによって内部メモリに予め格納されていてもよい
し、プログラムで定期的に全体装置制御回路８０に指示
を与え、待機時および複写時の各負荷電流ＩDCout を表
すデータを検出することによって内部メモリに自動的に
格納されるようになっていてもよい。

【００２９】スイッチングパルス発生回路４１０は、入
力電圧検出回路４３０から出力された入力電圧信号ＥAC
inと全体装置制御回路８０から出力された負荷電流信号
Ｉout とを乗算する乗算器４１１と、乗算器４１１によ
って乗算された乗算値を表す基準正弦波信号Ｓstsin を
所定の時間間隔でサンプリングし、アナログからディジ
タルに変換するＡ／Ｄ変換器４１２と、入力電圧信号Ｅ
ACinと、負荷電流信号Ｉout との乗算値に対応したパル
ス幅を記憶するスイッチングパルス記憶回路４１３と、
Ａ／Ｄ変換器４１２で変換された基準正弦波信号Ｓstsi
n の値に基づいて、スイッチングパルス記憶回路４１３
から対応するパルス幅を逐次選択し、選択したパルス幅
のスイッチングパルス信号ＳＷpul をスイッチング用Ｆ
ＥＴ４０５に出力するスイッチングパルス選択回路４１
４とを備えている。

【００３０】次いで、直流安定化電源４００の動作を、
図３に示す波形図に基づいて説明する。なお、作図の便
宜上、図３（ｄ）〜図３（ｈ）においては、図３（ａ）
〜図３の１周期（商用交流電源１００の周波数の半周期
（５０Ｈｚでは１０ｍｓｅｃ、６０Ｈｚでは８ｍｓｅ
ｃ））に対応する部分のタイムスケールを拡大して図示
している。

【００３１】入力電圧検出回路４３０は、商用交流電源
１００から供給される交流電圧ＶACinを整流して得られ
た脈流電圧Ｅinを検出し、脈流電圧に比例した入力電圧
信号Ｅin（図３（ａ））を出力している。この場合、入
力電圧信号Ｅinは、入力電圧ＶACinを抵抗で分圧するこ
とにより得られるため、商用交流電源１００から供給さ
れる交流電圧ＶACinと位相が一致し、交流電圧ＶACinに
比例した正弦波形となり、しかも時間遅延要素を含まな
い。

【００３２】一方、全体装置制御回路８０は、上記した
ように、複写機１の動作に応じて負荷電流ＩDCout を予
測した時間遅延要素を含まない負荷変動に応じた信号、
負荷電流信号Ｉout （図３（ｂ））を出力している。

【００３３】このため、乗算器４１１から出力されるア
ナログの基準正弦波信号Ｓstsin （図３（ｃ）参照）
や、Ａ／Ｄ変換器４１２から出力されるディジタルの基
準正弦波信号Ｓstsin （図３（ｄ）参照）は、入力電圧
信号Ｅinと負荷電流信号Ｉoutとの積であるため、商用
交流電源１００から供給される交流電圧ＶACinと位相が
一致し、負荷電流信号Ｉoutに合致した波形となり、し
かも時間遅延要素を含まない。

【００３４】スイッチングパルス選択回路４１４は、Ａ
／Ｄ変換器４１２からの基準正弦波信号Ｓstsin に基づ
いて、スイッチングパルス記憶回路４１３から対応した
パルス幅を選択し、図３（ｅ）に示すように、選択した
パルス幅のスイッチングパルス信号ＳＷpul を入力周波
数（５０／６０Ｈｚ）の半周期ごとに出力する。この場
合、基準正弦波信号Ｓstsin の値が大きくなるとスイッ
チングパルス信号ＳＷpul のパルス幅が広がり、基準正
弦波信号Ｓstsin の値が小さくなるとスイッチングパル
ス信号ＳＷpul のパルス幅が狭まるようになっている。

【００３５】このようなスイッチングパルス信号ＳＷpu
l でスイッチング用ＦＥＴ４０５をスイッチング動作さ
せると、スイッチング用ＦＥＴ４０５がスイッチングパ
ルス信号ＳＷpul のパルス幅に応じてＯＮ／ＯＦＦさ
れ、スイッチング用ＦＥＴ４０５のＯＮ期間に図３
（ｆ）に示すようにパルス幅に応じたスイッチング電流
がリアクトル４０２に流れ、リアクトル４０２にリアク
トル４０２に負荷ＲL が必要とする直流電力分のエネル
ギーが蓄積される。この場合、このスイッチング電流の
スイッチング動作周波数が入力電源周波数より充分大き
いため、スイッチング電流の高周波成分がリアクトル４
０２でカットされる。このため、商用交流電源１００か
ら供給される入力電流ＩACinは、図３（ｇ）に示すよう
に入力電圧ＶACinと同位相でスイッチング電流の平均値
の正弦波波形となり、商用交流電源１００から力率１で
リアクトル４０２に蓄積するエネルギー分の交流電力が
供給される。

【００３６】一方、スイッチング用ＦＥＴ４０５のＯＮ
期間にリアクトル４０２に蓄積されたエネルギーは、ス
イッチング用ＦＥＴ４０５のＯＦＦ期間にダイオード４
０３を介してコンデンサ４０４に蓄積され、所定の直流
電圧に平滑化され、この直流電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバ
ータ４０６により負荷ＲL に合致した直流電圧に変換さ
れる。この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０６から負荷
ＲL に直流電圧ＥDCout と直流電流ＩDCout とを掛けた
分のエネルギーが供給され、しかも負荷ＲL には負荷電
流信号Ｉout に応じた負荷電流ＩDCout が供給されるの
で、複写機１において、必要電力が低く一定である複写
動作を行わない待機状態と、各部の動作状態により、必
要電力が変動しながら複写動作を行うコピー状態とに制
御されても、この負荷変動に応じて負荷電流信号Ｉout
が変動され、電流基準正弦波信号Ｓstsin の振幅が変動
され、スイッチングパルス信号のパルス幅が変動される
ので、商用交流電源１００から供給される交流電流や、
リアクトル４０２に蓄積されるエネルギーが補正され、
負荷変動に応じて負荷ＲL に供給する直流電流を増減し
つつ直流出力電圧ＥDCout （図３（ｈ）参照）を一定の
直流電圧に安定して定電圧化させることができ、コピー
状態に応じた給電制御を行うことができる。

【００３７】以上、本発明に係る電源制御装置を実施の
形態に基づいて説明してきたが、本発明の内容が、上述
の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のよ
うな変形例が考えられる。 上記実施の形態においては、昇圧型のアクティブフ
ィルタＡＦを用いたが、降圧型のアクティブフィルタを
用いてもよい。

【００３８】 また、上記実施の形態においては、ス
イッチング手段としてＦＥＴを用いたが、トランジスタ
などを用いてもよい。 また、上記実施の形態においては、ブリッジダイオ
ード４０１で整流された脈流電圧を検出するようにした
が、商用交流電源１００から供給される交流電圧を直接
検出するようにしてもよい。

【００３９】 さらに、上記実施の形態では、複写機
について説明したが、レーザプリンターやファクシミリ
など他の機器にも適用できる。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る直流安定化
電源によれば、商用交流電源から供給される交流電圧を
整流する整流手段と、整流して得られた脈流電圧を高速
にスイッチングするスイッチング手段を有し、前記商用
交流電源側に高周波電流の発生をおさえつつ所定の直流
電圧を負荷に供給するためのアクティブフィルタと、前
記商用交流電源から供給される交流電圧を検出する電圧
検出手段と、前記負荷が必要とする負荷電流を予測する
負荷電流予測手段と、前記電圧検出手段が検出した入力
電圧信号と、前記負荷電流予測手段が予測した負荷電流
信号とに基づいて、前記スイッチング手段にパルス信号
を出力するスイッチングパルス発生手段とを備えるの
で、従来のように入力電圧・入力電流・出力電圧の３ポ
イントを検出する必要がなく、しかも検出精度の悪いカ
レントトランスＣＴや、高価なカレントトランスを用い
る必要がなくなり、時間遅れ要素がなく、精度が高く、
負荷変動に対して最適なパルス信号でスイッチング手段
をスイッチングさせることができ、安価かつ簡単な構成
でありながら、負荷急変時にも遅れることなく負荷変動
の全領域において安定した出力を得ることができる。

【００４１】また、本発明に係る直流安定化電源によれ
ば、前記スイッチングパルス発生回路が、前記入力電圧
信号と、負荷電流信号とを乗算する乗算手段と、前記入
力電圧信号と、負荷電流信号との乗算値に対応したパル
ス幅を予め記憶するパルス幅記憶手段と、前記乗算手段
の乗算値に対応するパルス幅をパルス幅記憶手段から逐
次選択し、選択したパルス幅のパルス信号を前記スイッ
チング手段に出力するパルス選択手段とを備えるので、
従来より構成が簡素化され、しかも負荷変動に対して最
適なパルス幅のパルス信号を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】複写機の全体の構成を示す図である。

【図２】上記複写機の電源装置およびこれに関連する部
分の構成を示すブロック図である。

【図３】図２の直流安定化電源の要部の動作を示す波形
図である。

【図４】従来の電源装置およびこれに関連する部分の構
成を示すブロック図である。

【図５】図４の直流安定化電源の要部の動作を示す波形
図である。

【符号の説明】

７０ 電源装置 ８０ 全体装置制御回路 ４００ 直流安定化電源 ４０１ ブリッジダイオード ４０２ リアクトル ４０３ ダイオード ４０４ コンデンサ ４０５ スイッチング用ＦＥＴ ４０６ ＤＣ／ＤＣコンバータ ４１０ スイッチングパルス発生回路 ４１１ 乗算器 ４１２ Ａ／Ｄ変換器 ４１３ スイッチングパルス記憶回路 ４１４ スイッチングパルス選択回路 ４３０ 入力電圧検出回路 ＲL 負荷 Ｅin 入力電圧信号 Ｉout 負荷信号 Ｓstsin 基準正弦波信号 ＳＷpul スイッチングパルス信号

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 商用交流電源から供給される交流電圧を
   整流する整流手段と、 整流して得られた脈流電圧を高速にスイッチングするス
   イッチング手段を有し、前記商用交流電源側に高周波電
   流の発生をおさえつつ所定の直流電圧を負荷に供給する
   ためのアクティブフィルタと、 前記商用交流電源から供給される交流電圧を検出する電
   圧検出手段と、 前記負荷が必要とする負荷電流を予測する負荷電流予測
   手段と、 前記電圧検出手段が検出した入力電圧信号と、前記負荷
   電流予測手段が予測した負荷電流信号とに基づいて、前
   記スイッチング手段にパルス信号を出力するスイッチン
   グパルス発生手段とを備えることを特徴とする直流安定
   化電源。
2. 【請求項２】 前記スイッチングパルス発生回路は、 前記入力電圧信号と、負荷電流信号とを乗算する乗算手
   段と、 前記入力電圧信号と、負荷電流信号との乗算値に対応し
   たパルス幅を予め記憶するパルス幅記憶手段と、 前記乗算手段の乗算値に対応するパルス幅をパルス幅記
   憶手段から逐次選択し、選択したパルス幅のパルス信号
   を前記スイッチング手段に出力するパルス選択手段とを
   備えることを特徴とする請求項１に記載の直流安定化電
   源。