JPH11338321A - 画像形成装置用電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 負荷の軽減化を図った画像形成装置用電源装
置を提供する。 【解決手段】 画像形成装置用電源装置における電源装
置１００は、複数の出力系統、例えば、出力１（２４
Ｖ）・出力２（５Ｖ）・出力３（５Ｖ）を持ち、その出
力のうちの一部をオフするスイッチ素子１０７、１０８
を持ち、この電源装置１００の出力部をオン・オフする
ことにより、出力部の出力端に接続された負荷が最小に
なるようにメイン制御部１０２により制御する。このこ
とにより突入電流を低減し、スイッチ素子への負担を低
減化し、電源装置及びスイッチ素子の寿命を延ばし故障
を低減することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置用電
源装置に関し、例えば、複写機、ＦＡＸ等の画像形成装
置において、消費電力の節約を図るモードを有する画像
形成装置用電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像形成装置用電源装置は、近
年、一般に低消費電力化が求められている。画像形成装
置等のＯＡ機器の発達はめざましく、多機能化、高速化
に伴ってスイッチング電源の出力容量、出力系統数の増
加が著しい。例えば、複写機、レーザプリンタ等用の直
流電源装置として、小型軽量、低コスト、高効率で優れ
た定電圧特性を有するＤＣ−ＤＣコンバータを含むスイ
ッチングレギュレータが広く使用されている。

【０００３】特に、多機能化により１台の機器がコピ
ー、プリンタ、ファクス等の複数の機能を有する複合機
が登場してきた。複合機では、各機能を制御する必要が
あるため、１台の機器に多数のＣＰＵや制御板を持つよ
うになり、スイッチング電源も大容量化・多出力化し、
待機状態での消費電力が問題視されるようになってき
た。待機状態での消費電力を低減するためのモード（以
下、低電力モードとも言う）を設け、低電力モード時に
は定着温度の設定値を下げたり、制御ボード等への電力
供給を遮断したりしている装置もある。

【０００４】例えば、特開平５−３３３６３６号公報で
は、スイッチング電源の出力端にスイッチング素子を設
け、負荷への電力供給のみを遮断している電源装置が開
示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、低電力
モード時等で制御ボード等への電力供給をカットする時
や再供給する際は、制御ボードの負荷を最小状態にす
る。このため、負荷の軽減化の状態に反比例して突入電
流が増大化しスイッチ素子への負担が拡大化する問題を
伴う。特に、スイッチ素子のオン・オフを頻繁に行う
と、電源装置の負担が大きくなるという問題がある。

【０００６】本発明の第１の目的は、出力系統が複数あ
る場合には、負荷の軽減化を図った画像形成装置用電源
装置を提供することにある。

【０００７】本発明の第２の目的は、スイッチ素子のオ
ン・オフを行う際には、一定値以上の時間を空けること
により突入電流が低減でき、電源装置の負担を低減する
画像形成装置用電源装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、複数の出力系統を備え、該
出力系統からの出力のうちの一部をオフするスイッチ素
子を持つ電源装置を具備した画像形成装置用電源装置に
おいて、出力系統における出力部をスイッチ素子により
オン・オフを切り替える切り替え手段と、出力部の出力
端に接続される負荷が最小になるように切り替え手段を
制御する制御手段とを有して構成されていることを特徴
とする。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、出力部におけるスイッチ素子およびスイッ
チの制御線が複数ある場合、制御手段による切り替え手
段の制御を一定値以上の時間差をおいて行うことを特徴
とする。

【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の発明において、制御手段からの信号により、画像
形成装置の駆動系への電源供給を遮断する際に、モータ
やソレノイドをオフした後に電源供給スイッチをオフす
ることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照して本発明
による画像形成装置用電源装置の実施形態を詳細に説明
する。図１および図２を参照すると、本発明の画像形成
装置用電源装置の実施形態が示されている。

【００１２】図１は、本発明の実施形態によるデジタル
複写機の制御系を示すブロック図である。図１におい
て、電源装置１００は、各ユニットに電力供給する電源
装置であり駆動用の２４Ｖ（１系統）と、制御用の５Ｖ
（２系統）を出力している。駆動系１０１は、モータ等
の駆動系負荷でありメイン制御部１０２からの信号によ
り動作する。メイン制御部１０２は、センサ１０３から
の信号等により複写動作全体を制御しており、メイン制
御部１０２が停止すると付加機能を含む全機能が停止す
る。ＦＡＸ１０４、スキャナ１０５、ＰＲＩＮＴＲ１０
６は、デジタル複写機の付加機能であるＦＡＸ・プリン
タ・スキャナの制御ボードであり、システムによって着
脱可能である。

【００１３】上記構成の画像形成装置用電源装置におい
て、デジタル複写機の低電力モードで消費電力を低減す
るため、待機状態維持に不要な駆動系１０１やメイン制
御部１０２の一部への電力供給をメイン制御部１０２か
らの信号により遮断できる構成となっている。

【００１４】メイン制御部１０２からの信号により駆動
系１０１への電源供給を遮断する際には、モータやソレ
ノイドをオフした後にスイッチＳＷ４をオフすることに
より、スイッチＳＷ４の負荷を軽くする。このことによ
り、電供供給に関連する部位、特に、電源装置の寿命を
延ばすことができる。

【００１５】また、電源装置１００の出力３に接続され
ているＦＡＸ・スキャナ等の制御部への電力供給をオン
・オフする際には、スイッチ回路１０７の各接点のオン
・オフを常に同時に行うことのないよう制御する。この
ことにより、各制御部の持つ容量成分の充電等のために
発生する突入電流を低減することができる。電源装置１
００の負担を減らすことにより、寿命をのばすことがで
き、オン・オフにより突入電流が発生した際に起こりや
すい他の出力（ここでは出力１及び２）の変動等の問題
の発生を低減化することができる。

【００１６】図２は、本発明の実施形態による３出力ス
イッチング電源の実施例を示す回路図である。図２にお
いて、交流電源から入力する交流電力は、電源スイッチ
（図示せず）をオンすると入力ヒューズＦ１、ノイズフ
ィルタ回路１、チョークコイルＬ２を経由し、ダイオー
ドブリッジＤＢ１で整流され、１次整流平滑用コンデン
サＣ０を充電する。

【００１７】１次整流平滑用コンデンサＣ０に充電され
た１次直流電力は、ＰＷＭ制御回路２の出力端子ＯＵＴ
から出力される駆動パルスでオン・オフするスイッチン
グ素子Ｑ１により断続する１次電流になる。この１次電
流は、トランスＴ１の１次巻線Ｎ１とスイッチング素子
Ｑ１と１次電流検出抵抗Ｒ７とからなる直列回路に流
れ、トランスＴ１の外部出力用、内部出力用の２次巻線
Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、に電力を誘起する。

【００１８】内部出力用の２次巻線Ｎ３は、ダイオード
Ｄ３、コンデンサＣ６からなる整流平滑回路を介してＰ
ＷＭ制御回路２の電源入力端子ＶＣＣに電力供給し、外
部には出力しない。なお、１次整流平滑用コンデンサＣ
０の正端に接続された抵抗Ｒ４、ダイオードＤ１、直列
回路もＶＣＣに接続されているが、これはスイッチング
電源の起動時にＰＷＭ制御回路２に電力を供給するもの
であり、２次巻線Ｎ３から電力供給されるようになると
ＰＷＭ制御回路２とは無関係となる。

【００１９】同じく内部出力用の２次巻線Ｎ４は、トラ
イアックＴＲＩのゲートに電力を供給するためのもので
ある。２次巻線Ｎ２に電力が誘起されると抵抗Ｒ３を介
してトライアックＴＲＩのゲートに電流が流れるので、
トライアックＴＲＩは導通状態となり、突入電流抑制用
の抵抗Ｒ２に流れていた電流はバイパスされる。

【００２０】１次巻線Ｎ１に並列接続された抵抗Ｒ８、
コンデンサＣ５、ダイオードＤ２の直並列回路は、スバ
ナ回路であり、１次巻線Ｎ１に流れる１次電流のオン・
オフ時に発生する過渡的な電圧、特にオフ時に発生する
フライバック電圧を吸収しスイッチング素子Ｑ１を保護
する働きをする。

【００２１】１次電流のオン・オフにより外部出力用の
２次巻線Ｎ２に誘起された電力は、１次電流オン時にダ
イオードＤ４及びチョークコイルＬ３を通る電流になっ
てコンデンサＣ１１を充電し、その間、その２次電流を
平滑化するためにチョークコイルＬ３のコアに磁気エネ
ルギとして蓄積された電力は、１次電流オフ時に電流に
再変換され、転流ダイオードＤ５を通ってコンデンサＣ
１１をさらに充電する。

【００２２】ダイオードＤ４、Ｄ５にそれぞれ並列接続
された抵抗Ｒ１０、コンデンサＣ７、抵抗Ｒ１１、コン
デンサＣ８の直列回路は、ダイオードＤ３、Ｄ４の逆回
復電流等によるスパイク電圧を抑制するスバナ回路であ
る。

【００２３】このように整流平滑され、コンデンサＣ１
１に充電された電力は、第１の出力（ここでは駆動用２
４Ｖ）としてフューズＦ２を介して出力され、負荷１に
電力を供給する。

【００２４】その出力電圧Ｖ１は、抵抗Ｒ２２、Ｒ２３
により分圧され、抵抗２１、フォトカプラＰＣ１の発光
素子ＰＣ１−ａと直列回路を構成して出力端子間に接続
されたシャントレギュレータＺＤ１に出力される。

【００２５】シャントレギュレータＺＤ１は、入力する
分圧信号と内部の基準電圧との差に応じてＰＣ１−ａを
発光させ、その光信号はＰＣ１の受光素子ＰＣ１−ｂを
介してＰＷＭ制御回路２のＦ／Ｂ端子にフィードバック
される。

【００２６】ＰＷＭ制御回路２は、フィードバックされ
た信号に応じて駆動パルスのパルス幅を制御し、第１の
直流出力の出力電圧Ｖ１をあらかじめ設定された値（２
４Ｖ）になるように制御する。従って、第１の出力であ
る出力電圧Ｖ１は、入力変動や負荷変動に対して安定化
される。

【００２７】第１の出力の電圧値が所定値以上になった
ときは、ツェナーＺＤ２が導通し、フォトカプラＰＣ２
の発光素子ＰＣ２−ａを発光させ、受光素子ＰＣ２−ｂ
を介してＰＷＭ制御回路２のＯＶＰ端子をＨｉにするこ
とにより、ＯＵＴ端子の出力をＯＦＦし、スイッチング
電源の全出力を停止する。

【００２８】第１の出力の一部は、逆流防止用ダイオー
ドＤ８を介してスイッチングノイズ遮断用のコンデンサ
Ｃ１２を充電すると共に、降圧型安定化回路であるチョ
ッパ回路３に入力する。

【００２９】チョッパ回路３は、コンデンサＣ１２と、
入力電流をオン・オフするトランジスタＱ２、転流ダイ
オードＤ７、チョークコイルＬ５、コンデンサＣ１３か
らなる平滑回路と、出力電流検出用の抵抗Ｒ１９と、駆
動パルスを出力しトランジスタＱ２のオン・オフを制御
する第２のＰＷＭ制御回路４とから構成されている。

【００３０】トランジスタＱ３がオン時に、コンデンサ
Ｃ１２からの電流は、チョークコイルＬ５を通ってコン
デンサＣ１３を充電する。その間チョークコイルＬ５の
コアに磁気エネルギとして蓄積された電力は、１次電流
オフ時に電流に再変換され、転流ダイオードＤ９を通っ
てコンデンサＣ１３をさらに充電する。コンデンサＣ１
３の端子間電圧は、平滑化され出力電流検出抵抗Ｒ１９
を通り第２の出力（ここではメイン制御用５Ｖ）として
出力され、負荷２に電力を供給する。

【００３１】出力電流検出抵抗Ｒ１９の出力側端子電圧
は、第２の出力電圧Ｖ２の出力電圧信号として、端子間
電圧は出力電流信号として、それぞれＰＷＭ制御回路４
のＦ／Ｂ端子にフィードバックされる。

【００３２】ＰＷＭ制御回路４は、フィードバックされ
た信号に応じてパルス幅を制御された駆動パルスをトラ
ンジスタＱ２のベースに出力し、このトランジスタＱ２
をオン・オフ制御することにより、第３の直流出力の出
力電圧Ｖ３をあらかじめ設定された値（５Ｖ）になるよ
うに制御され、入力変動や負荷変動に対して安定化され
る。

【００３３】同様に、第１の出力の一部は、逆流防止用
ダイオードＤ１０を介してスイッチングノイズ遮断用の
コンデンサＣ１８を充電すると共に、降圧型安定化回路
であるチョッパ回路５に入力される。そしてチョッパ回
路５で制御された後、第３の出力（ここではサブ制御用
５Ｖ）として出力され、負荷３に電力を供給する（制御
の詳細は第２の出力と同じなので省略する）。

【００３４】第２の出力の出力端ショート等により過電
流が流れると、抵抗Ｒ１７の両端電圧が増加し、トラン
ジスタＱ３が遮断状態から導通状態となり、抵抗Ｒ１
８、ダイオードＤ９を介してＰＷＭ制御回路４のＣ／Ｌ
端子が所定値以上になったら、ＯＵＴ端子からの出力を
オフし、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力は停止する。従っ
て、第２の出力から負荷２への電力供給は遮断される。

【００３５】また、負荷２でＣ／Ｌ端子が所定値以上に
なったことを検知したら（電源電圧監視ＩＣで負荷２の
電源電圧が低下したことを検知したら）トランジスタＱ
６をオンし、第３の出力から負荷２に電力供給する。第
２の出力の過電流の原因が負荷２の場合は、抵抗Ｒ２８
の両端電圧が増加し、第３の出力も停止する。第２およ
び第３の出力がともに停止し、負荷２に供給される電圧
がある所定値以下になった場合は、フォトカプラＰＣ２
の発光素子ＰＣ２−ａを発光させて、全出力を停止す
る。

【００３６】上記実施例においては、出力が複数ある画
像形成装置用電源装置において、低電力モード時等で制
御ボード等への電力供給をカットするときや再供給する
際は、制御ボードの負荷を最小状態にする。このことに
より突入電流を低減し、スイッチ素子への負担を低減化
し、電源装置及びスイッチ素子の寿命を延ばし故障を低
減することができる。また、スイッチ素子のオン・オフ
を行う際には、一定値以上の時間を空けることにより、
突入電流が低減でき、電源装置の負担を低減化する。さ
らに、電源装置の寿命を延ばし故障を低減することがで
き、出力変動等の問題点の発生を低減化することができ
る。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明より明かなように、本発明の
画像形成装置用電源装置によれば、電源装置の出力部を
オン・オフするに際し、出力部の出力端子に接続された
負荷が最小になるように制御する。このことにより突入
電流を低減し、スイッチ素子への負担を低減化し、電源
装置及びスイッチ素子の寿命を延ばし、故障を低減化す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置用電源装置の実施形態に
よるデジタル複写機の制御系を示すブロック図である。

【図２】３出力スイッチング電源の実施例を示す回路図
である。

【符号の説明】

１ ノイズフィルタ回路 ２、４、６ ＰＷＭ制御回路 ３、５ チョッパ回路 １００ 電源装置 １０１ 駆動系 １０２ メイン制御部 １０７ スイッチ回路 Ｃ０ １次整流平滑用コンデンサ Ｃ５〜Ｃ８、Ｃ１１、Ｃ１２ コンデンサ Ｌ２、Ｌ３ チョークコイル Ｄ１〜Ｄ５ ダイオード ＤＢ１ ダイオードブリッジ Ｆ１、Ｆ２ ヒューズ Ｎ１ １次巻線 Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４ ２次巻線 ＯＵＴ 出力端子 ＰＣ１、ＰＣ２ フォトカプラ ＰＣ１−ａ 発光素子 ＰＣ１−ｂ 受光素子 Ｑ１ スイッチング素子 Ｑ２〜Ｑ６ トランジスタ Ｒ２〜Ｒ４、Ｒ８、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ２１〜Ｒ２３
抵抗 Ｒ７ １次電流検出抵抗 Ｒ１９ 出力電流検出抵抗 Ｔ１ トランス ＴＲ１ トライアック Ｖ１ 出力電圧 ＺＤ１ シャントレギュレータ ＺＤ２ ツェナー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の出力系統を備え、該出力系統から
   の出力のうちの一部をオフするスイッチ素子を持つ電源
   装置を具備した画像形成装置用電源装置において、 前記出力系統における出力部を前記スイッチ素子により
   オン・オフを切り替える切り替え手段と、 前記出力部の出力端に接続される負荷が最小になるよう
   に前記切り替え手段を制御する制御手段とを有して構成
   されていることを特徴とする画像形成装置用電源装置。
2. 【請求項２】 前記出力部における前記スイッチ素子お
   よびスイッチの制御線が複数ある場合、前記制御手段に
   よる前記切り替え手段の制御を一定値以上の時間差をお
   いて行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置
   用電源装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段からの信号により、前記画
   像形成装置の駆動系への電源供給を遮断する際に、モー
   タやソレノイドをオフした後に電源供給スイッチをオフ
   することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成
   装置用電源装置。