(57)【要約】【課題】ＰＦＣ回路の出力電圧を、負荷電力に応じて、多段階に設定することができる電源回路を提供する。【解決手段】交流電力を整流する整流回路１０と、ＰＦＣ回路２０と、ＰＦＣ回路２０を制御する制御回路８０と、コンデンサー２４と、負荷電力検出回路となる抵抗５０および電圧検出回路６０と、ＤＣ−ＤＣ変換回路４０を備える。制御回路８０は、負荷電力検出回路により検出した負荷電力に対して、ＰＦＣ回路２０の出力電圧を多段階に変化させるように制御する。【選択図】図２
2020171089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電力を整流する整流回路と、
コンデンサーを有し、前記整流回路により整流された電力の力率を改善するＰＦＣ回路と、
前記ＰＦＣ回路から入力される直流電圧を変換し、変換した直流電圧を、負荷に供給するＤＣ−ＤＣ変換回路と、
前記負荷の電力である負荷電力を検出する負荷電力検出回路と、
前記負荷電力検出回路により検出された前記負荷電力に対して、前記ＰＦＣ回路の出力電圧を多段階に変化させる制御回路と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置の電源回路。
【請求項２】
前記制御回路は、前記交流電力の供給が停止したとき、前記負荷が所定の時間動作可能なように、前記ＰＦＣ回路の出力電圧を変化させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置の電源回路。
【請求項３】
前記制御回路は、前記負荷電力検出回路により検出された前記負荷電力が高くなるにしたがって、前記ＰＦＣ回路の出力電圧を上昇させることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置の電源回路。
【請求項４】
交流電力を整流する整流回路と、
コンデンサーを有し、前記整流回路により整流された電力の力率を改善するＰＦＣ回路と、
前記ＰＦＣ回路から入力される直流電圧を変換し、変換した直流電圧を、負荷に供給するＤＣ−ＤＣ変換回路と、
前記負荷の電力である負荷電力を検出する負荷電力検出回路と、
前記負荷電力検出回路により検出された前記負荷電力に対して、前記ＰＦＣ回路の出力電圧を多段階に変化させる制御回路と、を有する電源回路と、
前記負荷と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＦＣ回路を備えた画像形成装置の電源回路および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１が開示するように、ＰＦＣ回路の出力電圧を所定電圧より低くすると共に、ＤＣ-ＤＣコンバーターのフィードバックの設定を変更して、出力電圧が不安定にならないようにする電源装置が知られている。この電源装置では、コンパレーターにより２段階で抵抗を切り替えることで、ＰＦＣ回路の出力電圧を設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−３８１９２公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の電源装置では、ＰＦＣ回路の出力電圧を２段階でしか設定できないため、負荷電力の変動に応じて、リアルタイムにＰＦＣ回路の出力電圧を設定することができない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の画像形成装置の電源回路は、交流電力を整流する整流回路と、コンデンサーを有し、整流回路により整流された電力の力率を改善するＰＦＣ回路と、ＰＦＣ回路から入力される直流電圧を変換し、変換した直流電圧を、負荷に供給するＤＣ−ＤＣ変換回路と、負荷の電力である負荷電力を検出する負荷電力検出回路と、負荷電力検出回路により検出された負荷電力に対して、ＰＦＣ回路の出力電圧を多段階に変化させる制御回路と、を備えた。
【０００６】
本発明の画像形成装置は、交流電力を整流する整流回路と、コンデンサーを有し、整流回路により整流された電力の力率を改善するＰＦＣ回路と、ＰＦＣ回路から入力される直流電圧を変換し、変換した直流電圧を、負荷に供給するＤＣ−ＤＣ変換回路と、負荷の電力である負荷電力を検出する負荷電力検出回路と、負荷電力検出回路により検出された負荷電力に対して、ＰＦＣ回路の出力電圧を多段階に変化させる制御回路と、を有する電源回路と、負荷と、を備えた。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】電源回路を備えた画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図２】電源回路の構成を示すブロック図である。
【図３】負荷電力と、電源の瞬停時に負荷が所定時間動作するために必要なＰＦＣ回路の出力電圧と、の関係を示すグラフである。
【図４】可変抵抗ＩＣの抵抗値と、ＰＦＣ回路の出力電圧と、の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付の図面を参照しつつ、画像形成装置の電源回路および画像形成装置の一実施形態について説明する。
図１に示すように、画像形成装置１００は、記録ヘッド１０１が搭載されたキャリッジ１０２と、キャリッジ１０２を移動させるモーター１０３と、記録ヘッド１０１を駆動する駆動回路１０４と、画像形成装置１００の全体制御を行う制御部１０５とを備えている。このような画像形成装置１００の電源として、後述する電源回路１が使用される。
【０００９】
画像形成装置１００では、記録ヘッド１０１、モーター１０３等の負荷４１（図２参照）の動作状態に応じて、負荷４１の電力である負荷電力が大きく変化する。すなわち、画像形成装置１００が印刷待ち状態のときには、記録ヘッド１０１により印刷処理が行われず、また、モーター１０３が停止しているため、負荷電力は小さい。これに対して、画像形成装置１００が印刷状態のときには、記録ヘッド１０１により印刷処理が行われ、また、キャリッジ１０２を移動させるためにモーター１０３が駆動されるため、負荷電力は大きい。
【００１０】
図２に示すように、電源回路１は、整流回路１０と、ＰＦＣ回路２０（Power Factor Correction）と、コンデンサー２４と、ＤＣ−ＤＣ変換回路４０（Direct Current to Direct Current）と、電流検出用の抵抗５０と、電圧検出回路６０と、ＰＦＣ電圧検出用の抵抗７１および可変抵抗ＩＣ７２（Integrated Circuit）と、制御回路８０とを備えている。
【００１１】
整流回路１０は、商用電源１１からの交流電源を整流する回路である。整流回路１０としては、例えばブリッジ型全波整流回路が用いられる。
【００１２】
ＰＦＣ回路２０は、整流回路１０の出力電流を制御して力率を改善するアクティブ型の力率改善回路である。ＰＦＣ回路２０は、コイル２１と、ダイオード２２と、ＭＯＳトランジスター２３（Metal-Oxide-Semiconductor）と、コンデンサー２４とを備えている。
【００１３】
コンデンサー２４は、整流回路１０で整流された電源を平滑して直流化する。ＤＣ−ＤＣ変換回路４０は、整流回路１０で整流され、コンデンサー２４で直流化された直流電圧を、所望の電圧に変換する。ＤＣ−ＤＣ変換回路４０の出力端には、画像形成装置１００の負荷４１が接続される。負荷４１には、上述したように、記録ヘッド１０１、モーター１０３などが含まれる。
【００１４】
ＰＦＣ回路２０とＤＣ−ＤＣ変換回路４０とを接続する電源ライン５１には、電圧検出用の抵抗５０が設けられている。負荷電力の変動に応じて、電源ライン５１を流れる電流が変動し、抵抗５０の両端電圧が変動する。このため、電圧検出回路６０は、抵抗５０の両端電圧を検出することで、負荷電力を検出する。なお、電圧検出回路６０は、「負荷電力検出回路」の一例である。
【００１５】
制御回路８０は、ＰＦＣ回路２０の出力電圧を設定し、設定したＰＦＣ回路２０の出力電圧に応じたデューティー比のＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成して、ＭＯＳトランジスター２３のゲートに供給する。これにより、ＰＦＣ回路２０の出力電圧が、設定した出力電圧となるように、制御される。
【００１６】
ここで、画像形成装置１００では、商用電源１１に瞬停が発生したときに、所定時間、例えば１サイクル（５０Ｈｚなら２０ｍｓｅｃ）の間、負荷４１が動作するために、コンデンサー２４に蓄積されたエネルギーが利用される。コンデンサー２４に蓄積されるエネルギーは、コンデンサー２４の両端電圧、すなわちＰＦＣ回路２０の出力電圧の二乗に比例する。
【００１７】
また、画像形成装置１００では、上述したように、負荷電力が変動する。そして、負荷電力が大きいときには、その分、商用電源１１の瞬停時に負荷４１が所定時間動作するために、大きなエネルギーを必要とする。このため、図３に示すように、制御回路８０は、負荷電力が大きくなるほど、コンデンサー２４の両端電圧が大きくなるように、すなわち、ＰＦＣ回路２０の出力電圧が大きくなるように、ＰＦＣ回路２０を制御している。なお、図３の縦軸に示した設定電圧は、商用電源１１の瞬停時に負荷４１が所定時間動作するために必要な、ＰＦＣ回路２０の出力電圧を意味する。
【００１８】
具体的には、制御回路８０は、図４に示すように、可変抵抗ＩＣ７２の抵抗値に応じて、ＰＦＣ回路２０の出力電圧を設定する。すなわち、制御回路８０は、抵抗７１および可変抵抗ＩＣ７２により分圧された電圧に基づいて、ＰＦＣ回路２０の出力電圧を設定する。そして、可変抵抗ＩＣ７２の抵抗値は、電圧検出回路６０により検出された負荷電力に応じて、多段階に、例えば２５６段階に変化する。このため、負荷電力が変動すると、可変抵抗ＩＣ７２の抵抗値が多段階に変化し、ＰＦＣ回路２０の出力電圧が多段階に変化する。これにより、制御回路８０は、ＰＦＣ回路２０の出力電圧を、負荷電力に応じて、多段階に設定することができる。
【００１９】
例えば、制御回路８０は、図３に示すように、負荷電力が大きくなると、ＰＦＣ回路２０の出力電圧を、大きな値に設定する。これにより、コンデンサー２４に十分なエネルギーが蓄えられるため、商用電源１１の瞬停が生じても、所定時間、負荷４１の動作を維持するのに十分なエネルギーをコンデンサー２４に蓄積することができる。
【００２０】
一方、制御回路８０は、図３に示すように、負荷電力が小さくなると、ＰＦＣ回路２０の出力電圧を、小さな値に設定する。これにより、余分なエネルギーがコンデンサー２４に蓄積されることが抑制され、エネルギーの変換効率を向上させることができる。
【００２１】
以上のように、本実施形態の電源回路１によれば、ＰＦＣ回路２０の出力電圧を、負荷電力に応じて、多段階に設定することができる。すなわち、電源回路１は、ＰＦＣ回路２０の出力電圧を、負荷電力の変動に応じて、リアルタイムに設定することができる。これにより、コンデンサー２４に蓄積されるエネルギーを、多段階に変化させることができるため、負荷電力に応じたエネルギーを、コンデンサー２４に蓄積することができる。
【００２２】
上記の実施形態に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採用可能であることは言うまでもない。例えば、上記の実施形態は、上述したほか、以下のような形態に変更することができる。
【００２３】
可変抵抗ＩＣ７２は、抵抗値を、２５６段階に可変である構成に限定されず、３段階以上に可変であればよい。さらに、可変抵抗ＩＣ７２は、抵抗値を、無段階に、すなわち連続的に可変である構成でもよい。すなわち、「多段階」とは、無段階を含む概念である。
また、上記した実施形態や変形例を、それぞれ組み合わせた構成でもよい。
【００２４】
以下、画像形成装置１００の電源回路１および画像形成装置１００について付記する。
画像形成装置１００の電源回路１は、交流電力を整流する整流回路１０と、コンデンサー２４を有し、整流回路１０により整流された電力の力率を改善するＰＦＣ回路２０とＰＦＣ回路２０から入力される直流電圧を変換し、変換した直流電圧を、負荷４１に供給するＤＣ−ＤＣ変換回路４０と、負荷４１の電力である負荷電力を検出する電圧検出回路６０と、電圧検出回路６０により検出された負荷電力に対して、ＰＦＣ回路２０の出力電圧を多段階に変化させる制御回路８０とを備えた。
【００２５】
この構成によれば、ＰＦＣ回路２０の出力電圧を、負荷電力に応じて、多段階に設定することができる。
【００２６】
この場合、制御回路８０は、交流電力の供給が停止したとき、負荷４１が所定の時間動作可能なように、ＰＦＣ回路２０の出力電圧を変化させることが好ましい。
【００２７】
この構成によれば、交流電力の供給が停止したときでも、負荷４１が所定の時間、動作することができる。
【００２８】
この場合、制御回路８０は、電圧検出回路６０により検出された負荷電力が高くなるにしたがって、ＰＦＣ回路２０の出力電圧を上昇させることが好ましい。
【００２９】
この構成によれば、負荷電力に応じたエネルギーを、コンデンサー２４に蓄積することができる。
【００３０】
画像形成装置１００は、交流電力を整流する整流回路１０と、コンデンサー２４を有し、整流回路１０により整流された電力の力率を改善するＰＦＣ回路２０と、ＰＦＣ回路２０から入力される直流電圧を変換し、変換した直流電圧を、負荷４１に供給するＤＣ−ＤＣ変換回路４０と、負荷４１の電力である負荷電力を検出する電圧検出回路６０と、電圧検出回路６０により検出された負荷電力に対して、ＰＦＣ回路２０の出力電圧を多段階に変化させる制御回路８０と、を有する電源回路１と、負荷４１と、を備えた。
【００３１】
この構成によれば、ＰＦＣ回路２０の出力電圧を、負荷電力に応じて、多段階に設定することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１…電源回路、１０…整流回路、１１…商用電源、２０…ＰＦＣ回路、２１…コイル、２２…ダイオード、２３…ＭＯＳトランジスター、２４…コンデンサー、４０…ＤＣ−ＤＣ変換回路、４１…負荷、５０…抵抗、５１…電源ライン、６０…電圧検出回路、７１…抵抗、７２…可変抵抗ＩＣ、８０…制御回路。
【図１】
2020171089.tif 000003
【図２】
2020171089.tif 000004
【図３】
2020171089.tif 000005
【図４】
2020171089.tif 000006