【手続補正書】
【提出日】平成27年3月9日(2015.3.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
しかしながら、トランスのコア材に断面積の大きいものを用いると、トランスのサイズが大きくなってしまうので、装置の小型化が困難になる。また、スイッチング素子のオン時間を短くする方法では、オン時間を小さくして磁界の変化を小さくしてトランスの振動音は軽減するものの、単位時間あたりのスイッチング回数を増やす結果となるため、スイッチング損失が増加してしまう。また、トランスの駆動電流波形を徐々に大きく、また、徐々に小さくする方法では、更に、消費電力を少なくしようとする場合に、二次側の負荷に供給するエネルギーが小さい場合には適用が困難になる。なぜなら、軽負荷動作時では、ソフトスタート回路によって徐々に電流波形を大きくしたり、また、小さくしたりすることが困難であるからである。また、従来の方法では、１回のスイッチングで供給するエネルギーを小さくして多くの回数スイッチングを行うか、又は、１回のスイッチングで供給するエネルギーを変えずに二次側のコンデンサ容量を数倍に大きくする必要がある。前者の方法ではスイッチング損失が増加して効率を損ねてしまうし、後者はコストアップとなってしまう。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
（１）一次側と二次側を絶縁するトランスと、前記トランスの一次側に設けられ、前記トランスへの電力の供給をオンオフするスイッチング素子と、前記トランスの二次側から所定の電力を出力するために、前記スイッチング素子にパルス波を出力しオンオフさせるスイッチング動作を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、第一の周期で前記スイッチング素子をオンし、且つ、前記スイッチング素子をオンする際に、前記第一の周期よりも短い第二の周期で少なくとも二回連続してオンするように、且つ、前記第二の周期を前記第一の周期毎に変更するように、前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御することを特徴とする電源装置。
（２）シート上に画像形成を行うための画像形成動作を制御する制御部を備え、前記制御部にのみ電力を供給し消費電力を低減する省電力モードで稼働することが可能な画像形成装置であって、前記（１）に記載の電源装置を備え、前記電源装置は、前記省電力モードで稼働する際に前記スイッチング動作を行う期間と前記スイッチング動作を休止する期間とを有する間欠スイッチング動作を行うことを特徴とする画像形成装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
［強制オフ時間制御回路］
本実施例に特徴的な、強制オフ時間制御回路２００について説明する。本実施例の電源装置は、軽負荷動作時において、スイッチング動作による損失を減少するために、単位時間当りのスイッチング回数を減らす間欠スイッチング動作（間欠発振動作）を行う。間欠スイッチング動作（以降、バースト動作という）は、スイッチング動作を行う期間とスイッチング動作を休止する期間とを有する。尚、間欠スイッチング動作時の周期を間欠スイッチング周期（以降、バースト周期という）という。本実施例では、スイッチング素子１０８に強制的なオフ時間を設けて、バースト動作中のスイッチング素子１０８のオフ時間を切り替えることができることを特徴としている。図２（ａ）に、本実施例の強制オフ時間制御回路２００の一例を示す。端子２２２は制御端子であり、通常動作時にローレベルとし、軽負荷動作時にハイインピーダンスとするイネーブル信号が接続されており、スイッチング電源が使用される装置の状態によって切り替え可能となっている。尚、この端子２２２は電源の負荷電流を検出して、電流が小さいときに自動的に強制オフ時間制御回路２００が動作するよう構成しても良い。端子２２１はスイッチング制御ＩＣ１１０の電源端子２と接続されており、端子２２３はスイッチング制御ＩＣ１１０のＧＮＤ端子５と接続されている。端子２２５は入力端子であり、スイッチング制御ＩＣ１１０の端子７に接続されている。端子２２０は出力端子であり、スイッチング制御ＩＣ１１０の端子４に接続されている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
通常動作時には上述したように、制御端子２２２はローレベルとなっているため、トランジスタ２１２のコレクタがローレベルに接続されており、トランジスタ２１４はオフとなって強制オフ時間制御回路２００は動作を行わない。上述したように、制御端子２２２によって軽負荷動作時にイネーブル信号がハイインピーダンスになると、スイッチング素子１０８のゲート駆動信号から入力端子２２５に入力される信号により強制オフ時間制御回路２００が動作する。尚、端子２２４はオフ時間制御端子であり、フォトカプラ１２４と接続され、二次側の負荷回路１２０が有するマイクロコンピュータ１３０によりＦＥＴ２１６をオンオフすることができる。詳しくは、マイクロコンピュータ１３０は、フォトカプラ１２４のフォトダイオード１２４ａを発光させフォトトランジスタ１２４ｂをオンにすることにより、ＦＥＴ２１６のゲート電圧をローレベルとし、ＦＥＴ２１６をオンする。また、マイクロコンピュータ１３０は、フォトカプラ１２４のフォトトランジスタ１２４ａを消灯させフォトトランジスタ１２４ｂをオフにすることにより、ＦＥＴ２１６のゲート電圧をハイレベルとし、ＦＥＴ２１６をオフする。尚、２０２、２０４、２０７、２０８、２０９、２１３、２１７は抵抗である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
更に、図４−２（ｃ）に関しては、次のようになる。即ち、短周期側のオフ時間幅２５ｕｓ、３０ｕｓ、５０ｕｓの２倍の周期を周波数に変換した値、即ち２０ｋＨｚ、１６．６ｋＨｚ、１０ｋＨｚの３つの周波数をまたぐ広い周波数帯において大きく減衰するような周波数特性を持つ周波数解析図が得られる。このように、短周期側のオフ時間幅を中心周期から一定の幅を持たせて変動させることにより、短周期側のオフ時間幅を変動させていない図４−１（ｂ）の周波数解析図よりも、広帯域に渡って信号強度が減衰したトランスの駆動周波数特性を作ることができる。即ち、短周期におけるパルス波のオフ時間を、一バースト動作ごとに変更することにより、狙った周波数近傍に幅を持たせて信号強度を減衰させた駆動周波数特性を得ることができる。ここで、中心周期とは、例えばトランスの振動音の周波数等、減衰させたい周波数に対応する周期である。図４−２（ｃ）では、減衰させたい周波数近傍に所定の幅を持たせるために、短周期のオフ時間幅を変更させている。尚、例えば上述した３つの周波数を用いる場合は、中心周期はそれらの平均値である約３２ｕｓとなる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
［強制オフ時間制御回路］
次に、本実施例に特徴的な強制オフ時間制御回路９２０について詳述する。コンパレータ９１４からハイレベル信号が出力されると、オフ時間カウント回路９２１は、回路内部に有しているカウント初期値を内部カウンタにセットし、カウントアップを開始する。ここで、コンパレータ９１４からハイレベル信号が出力されるのは、端子６の電圧が端子４の電圧よりも高くなった場合である。このとき、ＳＲフリップフロップ回路９１２はリセットされて端子７からはローレベル信号が出力され、スイッチング素子１０８はオフ状態となる。オフ時間カウント回路９２１は、カウント初期値を複数有しており、コンパレータ９１４からハイレベルが出力されるたびに、複数のカウント初期値のどれか一つを選択して内部カウンタにセットする。そして、オフ時間カウント回路９２１は、内部カウンタのカウント値をＰＷＭ出力回路９２２へ出力する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
ローパスフィルタ９２３の出力電圧１００２がオフ時間設定電圧１００５を超えると、カウンタは動作を停止し、コンパレータ９２５からハイレベルの信号が出力され、ＡＮＤ回路９２６はハイレベルの信号を出力する。これによりＡＮＤ回路９１５は、１ショット回路９０５からの入力に応じてＳＲフリップフロップ回路９１２をセットできるようになる。このように、ローパスフィルタ９２３の出力電圧１００２がオフ時間設定電圧１００５を超えると強制オフ状態は解除され、スイッチング制御ＩＣ９００の端子７から次のパルスが出力される。この動作は、フィードバック電圧１００１がパルス停止電圧１００４を下回るまで継続する。オフ時間設定電圧１００５は、抵抗１２５の抵抗値によって変更することが可能である。本実施例では、例えばカウント時間がトランス１０４の共振周波数の１／２に近くなるように抵抗１２５の抵抗値を設定する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
本実施例の回路におけるトランジスタ１２６（変更手段）の動作を説明するため、電圧波形図を図１０（ｂ）〜図１０（ｄ）に示す。図１０（ｂ）の波形１２０１はトランジスタ１２６のベース電圧を示す。図１０（ｃ）の波形１２０２はスイッチング制御ＩＣ９００のフィードバック端子４の電圧、破線１２０７はパルス停止電圧を示す。図１０（ｄ）の波形１２０３はスイッチング素子１０８のゲート電圧を示す。負荷回路１２０が有するマイクロコンピュータ１３０がトランジスタ１２６をオンすると、フォトカプラ１１１のフォトダイオード１１１ａに電流が流れ、フォトカプラ１１１のフォトトランジスタ１１１ｂをオンする。すると、スイッチング制御ＩＣ９００のフィードバック端子４の電圧が低下する。この電圧は、パルス停止電圧１２０７よりも十分低いため、スイッチング制御ＩＣ９００はスイッチング素子１０８をオンすることができず、発振が停止する。これは、図１０（ｃ）の区間１２０４、１２０５、１２０６の区間に相当する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次側と二次側を絶縁するトランスと、
前記トランスの一次側に設けられ、前記トランスへの電力の供給をオンオフするスイッチング素子と、
前記トランスの二次側から所定の電力を出力するために、前記スイッチング素子にパルス波を出力しオンオフさせるスイッチング動作を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、第一の周期で前記スイッチング素子をオンし、且つ、前記スイッチング素子をオンする際に、前記第一の周期よりも短い第二の周期で少なくとも二回連続してオンするように、且つ、前記第二の周期を前記第一の周期毎に変更するように、前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御することを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記第二の周期は、前記トランスの共振周波数に対応することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記スイッチング動作を休止する期間を変更する変更手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の電源装置。
【請求項４】
シート上に画像形成を行うための画像形成動作を制御する制御部を備え、前記制御部にのみ電力を供給し消費電力を低減する省電力モードで稼働することが可能な画像形成装置であって、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電源装置を備え、
前記電源装置は、前記省電力モードで稼働する際に前記スイッチング動作を行う期間と前記スイッチング動作を休止する期間とを有する間欠スイッチング動作を行うことを特徴とする画像形成装置。