(57)【要約】【課題】  電源装置のフィルタ回路におけるさらなる低電力損失を実現する。【解決手段】  商用電源に接続され、供給先装置に電力を出力する電源装置であって、コンデンサ部を備えたフィルタ回路と、前記コンデンサ部のコンデンサ容量を切り替える切替部を有する電源装置である。切替部は、商用電源から入力される入力電力に重畳されたノイズ、高周波成分、または出力された前記電力の出力負荷の大きさに応じて切り替える。切替部は、前記出力負荷が大きい場合は前記コンデンサ容量を大きく切り替える。【選択図】図２
2020022276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源に接続され、供給先装置に電力を出力する電源装置であって、
コンデンサ部を備えたフィルタ回路と、
前記コンデンサ部のコンデンサ容量を切り替える切替部を有する電源装置。
【請求項２】
前記切替部は、前記商用電源から入力される入力電力に重畳されたノイズの大きさに応じて切り替える請求項１の電源装置。
【請求項３】
前記切替部は、前記商用電源から入力される入力電力に重畳された高周波成分の大きさに応じて切り替える請求項１の電源装置。
【請求項４】
前記切替部は、出力された前記電力の出力負荷に応じて切り替える請求項１の電源装置。
【請求項５】
前記切替部は、前記出力負荷が大きい場合は前記コンデンサ容量を大きく切り替える請求項４の電源装置。
【請求項６】
前記フィルタ回路は前記商用電源から前記電源装置への入力電力に含まれるノイズを除去する請求項１ないし５いずれか一項の電源装置。
【請求項７】
前記出力を検出する出力負荷検出部を有する請求項１ないし６いずれか一項に記載の電源装置。
【請求項８】
前記出力負荷検出部は、前記商用電源に重畳されるノイズ量を検出する請求項７の電源装置。
【請求項９】
前記出力負荷検出部は、前記供給先装置が有するモータのうち、出力負荷容量が大きいモータに対する駆動開始信号を検出する請求項１７の電源装置。
【請求項１０】
前記出力負荷検出手段は、前記供給先装置の非稼働モードと稼働モードの状態を検出する請求項７の電源装置。
【請求項１１】
前記供給先装置は少なくとも画像形成機能を有する画像形成装置であり、
前記出力負荷検出手段は、前記画像形成機能が実行された状態か否を検出する請求項７の電源装置。
【請求項１２】
前記フィルムコンデンサの容量を切り替えるメカスイッチを有する請求項１ないし１１いずれかの一項に記載の電源装置。
【請求項１３】
前記フィルムコンデンサの容量を切り替える半導体スイッチを有する請求項１ないし１１いずれか一項に記載の電源装置。
【請求項１４】
請求項１ないし１３いずれか１項に記載の電源装置を内部に有する前記供給先装置としての画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、商用電源に重畳されるノイズを除去するフィルタ回路を介して複合機等の装置に電力供給する技術が知られている。
【０００３】
特許文献１には、ノイズフィルタをＡＣ入力切替え手段にてバイパスすることにより、省エネモード時におけるノイズフィルタでの電力損失を低減することが記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、フィルタ回路におけるさらなる電力損失の低減を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１にかかる発明は、商用電源に接続され、供給先装置に電力を出力する電源装置であって、コンデンサ部を備えたフィルタ回路と、前記コンデンサ部のコンデンサ容量を切り替える切替部を有する電源装置である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、フィルタ回路におけるさらなる低電力損失を実現する電源装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態の画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態の電源装置の構成図である。
【図３】フィルタ回路における電力損失についての説明図である。
【図４】本発明の一実施形態の電力供給処理のフローチャートである。
【図５】フィルタ回路の構成例である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の実施の形態を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。
【０００９】
図１は、画像形成装置の概略構成図である。画像形成装置１の内部を部分的に透視した側面図である。
【００１０】
画像形成装置１００は、コピー機能、ＦＡＸ機能、プリント機能、スキャナ機能、また、入力画像（スキャナ機能による読み取り原稿や、プリンタ機能あるいはＦＡＸ機能により入力された画像）を保存や配信する機能等を複合して有するいわゆるＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ／Ｐｒｉｎｔｅｒ）と称される複合機である。また、画像形成装置１００は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の外部装置とも通信可能であり、外部装置から受信した指示に応じた動作を行うこともできる。なお、本実施形態において、画像形成装置１００で処理される「画像」には画像データだけでなく、画像データが含まれていないデータ、つまりテキスト情報のみのデータも含むものとする。
【００１１】
画像形成装置１００は、帯電された感光体表面が選択的に露光されることにより書き込まれた静電潜像に、トナーを付着させ、付着させたトナーを用紙等の記録媒体に転写するいわゆる電子写真方式の画像形成装置である。
【００１２】
画像形成装置１００は、図１に示されるように、主電源であるＰＳＵ（Ｐｏｔｅｒ  Ｓｕｐｐｌｙ  Ｕｎｉｔ）１と、画像形成装置１００を起動するための起動スイッチ２と、画像形成装置１００にログインするためのカードリーダ３と、画像形成装置１００に操作入力するための操作部４と、操作部４の操作入力等に基づいて画像形成装置１００を制御する制御部５と、原稿を搬送するＡＤＦ（Ａｕｔｏ  Ｄｏｃｕｍｅｎｔ  Ｆｅｅｄｅｒ）６と、ＡＤＦ６から搬送される原稿の画像を読み取る画像読取装置７と、画像読取装置７が読み取った画像に対応する潜像を感光体に書き込む書込みユニット８と、書込みユニット８が書き込んだ潜像に基づき、用紙等の記録媒体上に画像を形成するプリンタユニット９と、記録媒体を収納する給紙カセット１０Ａと、給紙カセット１０Ｂと、給紙カセット１０Ａ、給紙カセット１０Ｂに収納された記録媒体をプリンタユニット９に対して搬送する搬送路１１とを有する。なお、ＰＳＵ１と、制御部５と、プリンタユニット９と、給紙カセット１０Ａと、給紙カセット１０Ｂと、搬送路１１は画像形成装置１００の外装の内部に設けられているが、図１においてこれらの部材については内部を透視して示している。
【００１３】
電源装置の一例としてのＰＳＵ１は、商用電源からの電力を必要に応じて変換し、供給先装置としての画像形成装置１００内の各部に供給する。
【００１４】
起動スイッチ２は、画像形成装置１００の電源がオフの状態でユーザによって押圧されると、画像形成装置１００を起動する。また画像形成装置１００が起動した状態、つまり電源がオンの状態でユーザによって押下されると、画像形成装置をオフ状態とする。このように起動スイッチ２は、ユーザが押圧することによって画像形成装置１００をオン／オフしてもよいがこれに限られず、外部装置から受信した指示に基づき画像形成装置１００をオン／オフしてもよい。
【００１５】
カードリーダ３は、画像形成装置１００を使用可能なユーザが有するＩＣカードなどを読み取るカードリーダである。カードリーダ３の読み取り結果に基づき、画像形成装置１００は権限のあるユーザに対しログインして使用を許可する。
【００１６】
操作部４は、一例としてタッチパネルを有し、ユーザやカスタマーエンジニア等による操作や、それら操作によって入力される情報を受け付ける。
【００１７】
制御部５は、画像形成装置１００を統括的に制御する。一例として操作部４が受け付けた操作や情報に応じた動作を、画像形成装置１００に実行させる。その他の例として、特定の条件を検知した場合、例えば起動スイッチ３の押下を検知した場合、さらにその他の例として、画像形成装置１００に発生した異常を検知した場合等に、あらかじめ決められた動作を画像形成装置１００に実行させる。
【００１８】
制御部５の具体例としては、画像形成装置１００を統括的に制御する回路を搭載したボードである。この回路には、一例としてＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）が搭載されており、ＣＰＵが、ＲＡＭを作業領域として、ＲＯＭやＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｃ  Ｄｒｉｖｅ）に記憶されたプログラムを実行することによって、画像形成装置１００を制御する。
【００１９】
ＡＤＦ６は、ＡＤＦ６上に置かれた原稿を搬送して画像読取装置７に搬送する。複数の原稿からなる原稿束が置かれた場合は、原稿を１枚ずつ順に画像読取装置７へと搬送する。
【００２０】
画像読取装置７は、搬送された原稿の画像情報を光学的に読み取る。
【００２１】
書込みユニット８は、ＡＤＦ６や画像読取装置７により読み取られた画像情報、その他外部装置からプリント指示があった画像情報等に基づいて、表面を帯電された感光体上を露光して、感光体上に静電潜像を書き込む。
【００２２】
画像形成部であるプリンタユニット９は、感光体としての感光体ドラム９１と、感光体ドラム９１の外表面を帯電させる帯電装置９２と、帯電された感光体ドラム９１上に書き込まれた潜像をトナーで現像する現像装置９３と、トナー画像を形成する記録媒体を搬送する搬送ベルト９４と、記録媒体上のトナーを記録媒体に定着させる定着装置９５とを有し、記録媒体上にトナー画像を形成する。
【００２３】
給紙カセット１０Ａ、１０Ｂは画像形成前の記録媒体を収納する。図１においては一例として二つの給紙カセットを有し、それぞれにサイズの異なる記録媒体を収納しているが、一つであっても良いし、三つ以上であってもよい。
【００２４】
搬送路１１は、各種ローラを有し、給紙カセット１０Ａ、給紙カセット１０Ｂに収納された記録媒体をプリンタユニット９に搬送する。
【００２５】
ここで、コピーモードを例として画像形成装置１００での画像形成の流れを説明する。まずユーザが、操作部４で機能切替キー等をユーザが操作することにより、画像形成装置１００のコピー機能、プリンタ機能、及びファクシミリ機能を順次に切り替えて選択し、各機能を動作させることが可能となる。コピー機能の選択時にはコピーモードとなり、プリンタ機能の選択時にはプリンタモードとなり、ファクシミリ機能選択時にはファクシミリモードとなる。
【００２６】
コピーモードでは、ＡＤＦ６に置かれた原稿束が、1枚ずつ順に搬送され、各原稿の画像情報が読み取られる。
【００２７】
感光体ドラム９１の外周面は、暗中にて帯電装置９２により一様に帯電された後、書込みユニット８からの照射光（図１中に点線矢印Ａで示す。）により露光され、その結果、感光体ドラム９１の外周面上に静電潜像が形成される。現像装置９３は、この静電潜像をトナーにより可視像化する。これにより、感光体ドラム９１上にトナー画像が形成される。感光体ドラム９２上に形成されたトナー画像は、搬送ベルト９４上の記録媒体に転写される。そして定着装置９５が記録媒体上のトナー画像のトナーを溶融して、記録媒体にトナー画像を定着し、記録媒体を画像形成装置１００から排出する。
【００２８】
なお、プリンタユニット９がモノクロの電子写真方式によって画像を形成する場合を説明したが、カラーの電子写真方式やインクジェット方式などであってもよく、画像形成方式はこれらに限られない。
【００２９】
また、上述の操作部４は、制御部５によって制御されてもよいし、制御部５とは別に操作部４を制御するための制御回路を有し、制御されてもよい。その場合、制御部５の制御回路と操作部４の制御回路は、相互に通信可能に接続され、制御部５は操作部４を含む画像形成装置１００全体を制御する。
【００３０】
図２は、電源装置の構成図である。電源装置１は、フィルタ回路１１０とＡＣ／ＤＣ変換部１２０を有する。フィルタ回路１１０は、商用電源２００に重畳されたノイズを除去する。フィルタ回路１１０は、コンデンサ部１１１と、切替部１１２を有する。フィルタ回路部１０１はさらにコモンコイル部１１３を有していてもよい。
【００３１】
コンデンサ部１１１は、商用電源２００に重畳されたノイズを除去する。そのためコンデンサ部１１１は画像形成装置１００が使用する最も大きな電力状態において商用電源２００に重畳されたノイズを除去可能な容量のものが採用される。本実施形態においてコンデンサ部１１１は比較的容量の大きなフィルムコンデンサが用いられている。コンデンサ部１１１は、ノーマルモードノイズを除去し、Ｘコンデンサと呼ばれることもある。
【００３２】
切替部１１２は一例として回路の接続を切り替えるスイッチを有し、コンデンサ部１１１の容量を切り替える。
【００３３】
コモンコイル部１１３は商用電源２００に重畳されたノイズのうち、コモンモードノイズを除去し、コモンモードチョークコイルと呼ばれることもある。
【００３４】
ＡＣ／ＤＣ変換部１２０は、商用電源２００のＡＣ（Alternating Current）電圧をＤＣ（Direct Current）電圧に変換する。ＡＣ／ＤＣ変換部１２０は、ダイオードブリッジ１２１と、コンデンサ１２２と、コンバータ１２３を有する。
【００３５】
ダイオードブリッジ１２１は、フィルタ回路１１０によってノイズ除去された後のＡＣ入力電圧を整流するダイオードブリッジである。コンデンサ１２２は、ダイオードブリッジ１２１により整流された電圧を平滑化する平滑コンデンサであり、大容量コンデンサが用いられる。コンバータ１２３は、コンデンサ１２２による平滑化処理後の電圧を所望の直流電圧に変換する。
【００３６】
コンバータ１２３による処理後、電源装置１から画像系装置１内の電力供給先各部１３０に電力が供給される。電力供給先各部１３０はそのとき画像形成装置１が実行している動作に必要な各部であり、例としては、電源供給部から画像形成装置１００内の各部、プリンタユニット９のコントローラ、プリンタユニット９の各部を駆動するモータ等が挙げられる。
【００３７】
電力供給先各部１３０は、出力負荷検出部１３１を有する。出力負荷検出部１３１は、画像形成装置１００の動作に応じて電力供給先各部に出力される電力全体の出力負荷を検出する。そして出力負荷検出部１３１は、出力負荷の程度を判断し、判断結果に応じて切替部１１２に、コンデンサ部１１１のコンデンサ容量の切替信号を出力する。
【００３８】
より具体的には、電力供給先各部１３０への出力負荷が高い状態（以下高出力負荷状態と呼ぶことがある）ではコンデンサ部１１１のコンデンサ容量が大きい状態（以下大容量状態と呼ぶことがある）になるように、そして出力負荷が低い状態（以下低出力負荷状態）ではコンデンサ部１１１のコンデンサ容量が小さい状態（以下小容量状態と呼ぶことがある）になるように出力負荷検出部１３１は切替部１１２に切替信号を出力する。
【００３９】
以上の構成のため、電源装置１は、フィルタ回路１１０におけるさらなる電力損失の低減を実現できる。つまり、電源装置１のフィルタ回路１１０は、電力供給先である画像形成装置１００に対して最も出力負荷が高い状態である稼働状態におけるノイズを除去する必要がある。したがってフィルタ回路１１０のコンデンサ容量は、最も出力負荷が高い状態に対応して設定されている。一方で画像形成装置１００がスリープモード等の非稼働状態は出力負荷が低く、重畳されるノイズの程度も低くなる。したがって低出力負荷状態に対応可能なコンデンサ容量はより低くてよい。したがって本実施形態ではコンデンサ部を備えたフィルタ回路と、そのコンデンサ部のコンデンサ容量を切り替える切替部を有することでフィルタ回路の電力損失を低減している。より具体的には、電源装置１から出力された出力負荷に応じて、出力負荷が大きい場合にコンデンサ容量を切り替える等すればよい。
【００４０】
図３は、フィルタ回路部における電力損失を表すグラフである。図３（ａ）は本実施形態を適用する前の、非稼働状態の電力損失である。本実施形態においてコンデンサ容量を低く設定した場合は図３（ｂ）に示すようにフィルムコンデンサを低容量としたため、フィルタ回路全体の電力損失を低減できている。
【００４１】
ここで、フィルムコンデンサとコモンコイルを有するフィルタ回路でフィルタ回路の電力損失を低減するにはコモンコイルをバイパス可能な回路とする方法があるが、コモンコイルとフィルムコンデンサではその消費電力が異なる。一例として省エネモードやスタンバイモード等の非稼働状態ではフィルムコンデンサが0.03W程度なのに対し、コモンコイルは0.0001W程度である。したがってその電力損失も、図３で示すようにコモンコイルはフィルムコンデンサに比べて小さい。したがって、本実施形態のようにフィルタ回路のコンデンサ容量を切り替える方法はコモンコイルをバイパスする方法と比較して電力損失低減の効果が大きい。
【００４２】
図４は発明技術の動作をフローチャートで示した図である。
【００４３】
出力負荷検出部１３１は、低出力負荷状態であるかを判断する（Ｓ１）。低出力負荷状態であれば、出力負荷検出手段１は、切替部１に切替信号を出力せず（Ｓ２）、切替部１が小容量側にスイッチを接続した状態を維持する（Ｓ３）。
【００４４】
一方ステップＳ１で低出力負荷状態でない場合は高出力負荷状態と判断し（Ｓ４）、出力負荷検出部１は、切替部１に切替信号を出力する（Ｓ４）。すると切替部１は、大容量側にスイッチを切り替えて接続して状態を維持する（Ｓ５）。
【００４５】
次に出力負荷検出部１は、低出力負荷状態であるかを判断する（Ｓ６）。低出力負荷状態である場合（ＹＥＳ）、出力負荷検出部１は、切替部１に切替信号を出力する（Ｓ７）。すると切替部１は、小容量側にスイッチを切り替えて接続して状態を維持し（Ｓ８）、ステップＳ１に戻る。一方ステップＳ６で低出力負荷状態でない場合（ＮＯ）は、ステップＳ５に戻り切替部は高出力負荷状態を維持する。
【００４６】
ここで図４のフローチャートにおけるステップＳ１、ステップＳ６の低出力負荷状態であるかの判断方法の例を述べる。
【００４７】
第一の例として、画像形成装置１の稼働状態で判断できる。ここで稼働状態とは、画像形成装置１００が最も電力消費が多い状態である。電力消費が多いため高出力負荷状態と判断できる。稼働状態の例としてはプリントやコピーを行っている場合である。一方非稼働状態とは、画像形成装置１００が最も電力消費が多い使用可能な状態を稼働状態とした場合に電力消費量が稼働状態よりも少ない状態、つまり低出力負荷状態である。非稼働状態の例としては起動スイッチ３がオフの状態以外に、待機モード、省エネモード、スリープモード等と呼ばれる一部の機能を非稼働にした状態も含む。
【００４８】
第二の例としては、商用電源からの出力電力に重畳されているノイズ量である。ノイズ量は出力電力に含まれる高周波成分の量ということもできる。出力が大きければ重畳されるノイズ量も大きくなる傾向にあるため、低出力負荷状態であるかどうかは、所定のノイズ量以下であるかどうかで判断できる。
【００４９】
第三の例としては、搬送路１１を駆動するモータの駆動信号が出力されていないか、で判断できる。搬送路１１が駆動していればすなわちプリントやコピーが行われている為、高出力負荷状態である。したがって搬送路１１の駆動信号が出力されていなければ低出力負荷状態であると判断できる。またプリンタユニット９の各部材に対する駆動信号の出力有無で判断してもよいし、画像形成装置１が有するモータのうち、出力負荷容量が大きいモータに対する駆動開始信号を検出してもよい。
【００５０】
図５は、フィルタ回路の構成例である。切替部１１２はそれぞれ回路の切替スイッチを有している。
【００５１】
図５（ａ）（ｂ）（ｃ）はコンデンサ部１１１が二つのコンデンサ１１１−１および１１１−２を有する例である。コンデンサ１１１−１は、高出力負荷状態で商用電源２００からの入力電源に重畳されるノイズを除去可能な容量を有している。またコンデンサ１１１−１の方がコンデンサ１１１−２よりも容量が大きい。
【００５２】
一方図５（ｄ）は、コンデンサ部１１１が一つのコンデンサ１１１を有する例である。図５（ｄ）のコンデンサ１１１は高出力負荷状態で商用電源２００からの入力電源に重畳されるノイズを除去可能な容量を有している。
【００５３】
図５（ａ）においては、スイッチが左に接続している場合が大容量状態、スイッチが右に接続している場合が小容量状態である。
【００５４】
図５（ｂ）においては、スイッチが左に接続している場合が大容量状態、スイッチが右に接続している場合が小容量状態である。
【００５５】
図５（ｃ）においては、スイッチが接続している場合が大容量状態、スイッチが離間している場合が小容量状態である。
【００５６】
図５（ｄ）においては、スイッチ接続している場合が、大容量状態、スイッチが離間している場合が小容量状態である。
【００５７】
コンデンサ部１１１はコンデンサを複数有し、前記複数のコンデンサへの接続を切り替えることにより、前記コンデンサ容量を切り替える。またコンデンサ部１１１はコンデンサを一つ有し、前記一つのコンデンサへの接続を切り替えることにより、前記コンデンサ容量を切り替える。
【００５８】
出力負荷検出部１３１は出力負荷が高い場合は上述の図５（ａ）〜（ｄ）各構成において低容量状態となるように切替部１１に切替信号を出力することにより、フィルタ回路１１０の電力損失を低減できる。
【００５９】
なお切替部１１２の切替スイッチの一例としてはメカスイッチである。メカスイッチの場合、部品としての待機電力が低く、より低損失化に有利である。また他の例として半導体スイッチである。半導体スイッチは、部品としての大きさが小さく小型化に有利である。
【００６０】
以上、本発明の各実施形態について詳述したが、かかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１００  画像形成装置
１  電源装置
１１０  フィルタ回路
１１１、１１１−１、１１１−２  コンデンサ
１１２  切替部
１３０  電力供給先各部
１３１  出力負荷検出部
２００  商用電源
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６２】
【特許文献１】特開２０１１−３６００２
【図１】
2020022276.tif 000003
【図２】
2020022276.tif 000004
【図３】
2020022276.tif 000005
【図４】
2020022276.tif 000006
【図５】
2020022276.tif 000007