(57)【要約】【課題】  電源供給が切られて第１の負荷部に発生した逆起電力が、他の負荷部に供給されず、それらの誤作動を防止することを可能とする。【解決手段】  電源供給部１３は直流電源を供給する。電源供給部１３に第１の負荷部３、定電圧制御部（第２の負荷部、第３の負荷部）９、１１を接続する。逆流阻止ダイオードＤ３は、それら第１の負荷部３と定電圧制御部（第２の負荷部、第３の負荷部）９、１１との接続点からその第１の負荷部３側に挿入され、当該第１の負荷部３から出力される出力電流の流れを阻止する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源を供給する電源供給部と、
この電源供給部に接続された第１の負荷部と、
前記電源供給部に対して前記第１の負荷部とともに接続された第２の負荷部と、
前記第１の負荷部と第２の負荷部との接続点から前記第１の負荷部側に挿入され、当該第１の負荷部からの出力電流の流れを阻止する電流阻止部と、
を具備することを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記第１の負荷部は、内蔵されたモータから前記出力電流を生じさせる請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記第２の負荷部は、前記第１の負荷部より低い電源電圧で動作するものである請求項１又は２記載の電源装置。
【請求項４】
直流電源を供給する電源供給部と、
この電源供給部に接続された第１の負荷部と、
前記電源供給部に対して前記第１の負荷部とともに接続された第２の負荷部と、
当該装置が搭載された機器の動作による電気エネルギーを回収する回生エネルギー回収部であって、当該出力部が前記第１および又は第２の負荷部に接続された回生エネルギー回収部と、
を具備することを特徴とする電源装置。
【請求項５】
前記回生エネルギー回収部は、前記機器に内蔵されたモータからの前記電気エネルギーを回収するものである請求項４記載の電源装置。
【請求項６】
前記第２の負荷部は、前記第１の負荷部より低い電源電圧で動作するものである請求項４又は５記載の電源装置。
【請求項７】
前記回生エネルギー回収部は、前記第２の負荷部の前記電源電圧の変動を補償する電源電力を当該第２の負荷部に出力するものである請求項６記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電源装置に係り、例えば複写機、プリンタ、複合機（ＭＦＰ：Multi Function Peripheral）等の画像形成装置に搭載して好適する電源装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機等の画像形成装置における電源装置としては、例えば図４に示すような構成が知られている。
【０００３】
すなわち、ブリッジ形整流ダイオードＤ１で交流電源Ａからの交流電流を整流して平滑コンデンサＣ１で平滑し、平滑電流をＦＥＴトランジスタＱ１でスイッチングしてトランスＴの一次側Ｔ１から二次側Ｔ２に電源電力を伝送し、これを整流ダイオードＤ２で整流して平滑コンデンサＣ２で平滑し、平滑された直流電源電圧（例えば２４Ｖ）を分割抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点電圧として検出し、この検出値を定電圧制御部１で基準値と比較して偏差が小さくなるようなＰＷＭ制御信号をトランジスタＱ１に出力し、これによってトランジスタＱ１をスイッチングしてトランスＴの二次側Ｔ２の整流平滑電圧が安定するよう構成されている。
【０００４】
そして、平滑コンデンサＣ２の両端に、例えば２４Ｖ系負荷部３に加えて、直流２４Ｖを５Ｖに変換する定電圧制御部５および直流２４Ｖを３．３Ｖに変換する定電圧制御部７を接続し、定電圧制御部５には５Ｖ系負荷部９を、定電圧制御部７には３．３Ｖ系負荷部１１を接続している。
【０００５】
ところが、近年、画像形成装置において、例えば２４Ｖ系負荷部３に接続されたモータの停止過程で発生する逆起電力（回生エネルギー）を蓄電池等に蓄え、これを利用することで省電力化を図る提案がされている。
【０００６】
この種の技術として、例えば特開２００５−２７８３４８号公報（特許文献１）等が提案されている。
【０００７】
この特許文献１は、所定の負荷を駆動するＤＣモータと、このＤＣモータを所定の回転数に駆動制御する制御回路と、この制御回路によりＤＣモータを回生制動するときに生じる電力を蓄積する蓄電器と、この蓄電器に蓄えられた電力をＤＣモータの起動時に供給する蓄電電力供給回路を設けてなり、蓄電器からの回生エネルギーをモータの移動時に効果的に利用し、画像形成装置への供給電力の低減を図れるようにしたものである。
【特許文献１】特開２００５−２７８３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した特許文献１では、蓄電器からの電力をモータ起動時に利用してエネルギー効率を向上するようにしただけであり、エネルギー効率の改善を図るには、更に改善の余地がある。
【０００９】
しかも、回生エネルギーを電源装置に印加した場合、負荷側への出力電源電圧が変動して制御系の誤作動等を発生させる心配もあり、この点からも改善が望まれていた。
【００１０】
すなわち、図４に示す電源装置において、電源が切られてＯＦＦされると、図５に示すように、２４Ｖ系負荷部３、５Ｖ系負荷部９および３．３Ｖ系負荷部１１への電源電圧が低下するが、例えば２４Ｖ系負荷部３のモータから回生エネルギーが定電圧制御部５および定電圧制御部７に印加されると、これらが再動作して電源電圧を一時的に上昇させ、これによって５Ｖ系負荷部９および３．３Ｖ系負荷部１１が再度動作して誤動作する心配がある。
【００１１】
本発明はそのような課題を解決するためになされたもので、回生エネルギーによる誤作動を防止することが可能な電源装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そのような課題を解決するために本発明の電源装置に係る第１の構成は、直流電源を供給する電源供給部と、この電源供給部に接続された第１の負荷部と、その電源供給部に対して第１の負荷部とともに接続された第２の負荷部と、その第１の負荷部と第２の負荷部との接続点からその第１の負荷部側に挿入され、当該第１の負荷部からの出力電流の流れを阻止する電流阻止部とを具備している。
【００１３】
本発明に係る第１の構成において、上記第１の負荷部が、内蔵されたモータから出力電流を生じさせる構成も可能である。
【００１４】
本発明に係る第１の構成において、上記第２の負荷部が、第１の負荷部より低い電源電圧で動作する構成も可能である。
【００１５】
本発明の電源装置に係る第２の構成は、直流電源を供給する電源供給部と、この電源供給部に接続された第１の負荷部と、その電源供給部に対して第１の負荷部とともに接続された第２の負荷部と、当該装置が搭載された機器の動作による電気エネルギーを回収する回生エネルギー回収部であって当該出力部が第１および又は第２の負荷部に接続された回生エネルギー回収部とを具備している。
【００１６】
本発明に係る第２の構成において、上記回生エネルギー回収部が、機器に内蔵されたモータからの電気エネルギーを回収する構成も可能である。
【００１７】
本発明に係る第２の構成において、上記第２の負荷部が、その第１の負荷部より低い電源電圧で動作する構成も可能である。
【００１８】
本発明に係る第２の構成において、上記回生エネルギー回収部が、その第２の負荷部の電源電圧の変動を補償する電源電力を当該第２の負荷部に出力する構成も可能である。
【発明の効果】
【００１９】
このような本発明の電源装置に係る第１の構成では、直流電源を供給する電源供給部に第１の負荷部および第２の負荷部とを接続し、それら第１、第２の負荷部の接続点からその第１の負荷部側に、当該第１の負荷部からの出力電流の流れを阻止する電流阻止部を挿入したから、第１の負荷部からの出力電流による第２の負荷部の誤作動を防止することが可能となる。
【００２０】
本発明に係る第１の構成において、上記第１の負荷部が、内蔵モータから出力電流を生じさせる構成では、特に、モータからの出力電流による第２の負荷部の誤作動を確実に防止することが可能となる。
【００２１】
本発明に係る第１の構成において、上記第２の負荷部が第１の負荷部より低い電源電圧で動作する構成では、特に、第２の負荷部の誤作動防止に有用である。
【００２２】
また、本発明の電源装置に係る第２の構成では、直流電源を供給する電源供給部に第１の負荷部および第２の負荷部とを接続し、当該装置が搭載された機器の動作による電気エネルギーを回収する回生エネルギー回収部からの電気エネルギーを第１および又は第２の負荷部に出力され、回生エネルギーの効率的利用が可能となる。
【００２３】
本発明に係る第２の構成において、上記回生エネルギー回収部が、機器に内蔵されたモータからの電気エネルギーを回収する構成では、モータからの回生エネルギーの効率的利用が可能となる。
【００２４】
本発明に係る第２の構成において、上記第２の負荷部が、その第１の負荷部より低い電源電圧で動作する構成では、第２の負荷部の電源電圧を安定化することが容易である。
【００２５】
本発明に係る第２の構成において、上記回生エネルギー回収部が、その第２の負荷部の電源電圧の変動を補償する電源電力を当該第２の負荷部に出力する構成では、特に、第２の負荷部の電源電圧を安定化することが容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係る電源装置の実施の形態を図面を参照して説明する。従来例と共通する部分には同一の符号を付す。
【００２７】
図１は本発明の電源装置に係る第１の構成の実施の形態を示す回路図である。
【００２８】
図１において、外部交流電源Ａに接続されたブリッジ形整流部Ｄ１の一方の出力端には平滑コンデンサＣ１およびトランスＴの一次側Ｔ１の一端が接続されており、トランスＴの一次側Ｔ１の他端がＦＥＴトランジスタＱ１のドレインに接続されており、トランジスタＱ１のソースおよび平滑コンデンサＣ１の他端が整流部Ｄ１の他方の出力端に接続されている。
【００２９】
トランジスタＱ１は、このゲートに対し後述する定電圧制御部１の出力が接続され、整流部Ｄ１および平滑コンデンサＣ１によって整流平滑された直流電力を、定電圧制御部１からのＰＷＭ制御信号によって高周波例えば１００ＫＨｚでスイッチングしてトランスＴの一次側Ｔ１から二次側Ｔ２に伝送するものである。定電圧制御部１については後述する。
【００３０】
トランスＴの二次側Ｔ２の両端には、整流ダイオードＤ２を介して平滑コンデンサＣ２と、抵抗Ｒ１、Ｒ２の直列回路が並列的に接続されている。
【００３１】
整流ダイオードＤ２および平滑コンデンサＣ２は、トランスＴの二次側Ｔ２に誘起された電源電流を整流平滑して直流電圧例えば２４Ｖを出力するものであり、抵抗Ｒ１、Ｒ２の直列回路は、整流平滑された電源電圧を抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点で検出するものであり、抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点が定電圧制御部１に接続されている。
【００３２】
定電圧制御部１は、抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点の電圧が所定の電圧になるようデユーティー比を変化させたＰＷＭ制御信号をトランジスタＱ１のゲートに出力するもので、抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点の電圧が所定の基準値より小さければ、デユーティー比の大きなＰＷＭ制御信号を、基準値より大きければデユーティー比の小さいＰＷＭ制御信号を出力し、トランジスタＱ１のゲートに供給する電源電圧を安定化する機能を有している。
【００３３】
すなわち、定電圧制御部１は、トランスＴの二次側Ｔ２からのフィードバック制御によってトランスＴの二次側Ｔ２に伝送して電源電圧を安定化する制御機能を有している。
【００３４】
平滑コンデンサＣ２（抵抗Ｒ１、Ｒ２の直列回路）の両端には、逆流阻止ダイオードＤ３を介して第１の負荷部として例えば２４Ｖ系負荷部３が接続されるとともに、定電圧制御部５および定電圧制御部７も各々接続されている。
【００３５】
２４Ｖ系負荷部３は、画像形成装置における図示しないモータを有し、画像形成装置の一部の機能を担う負荷回路であり、逆流阻止ダイオードＤ３は、そのモータの回生時に出力される出力電流が、平滑コンデンサＣ２側すなわち定電圧制御部５および定電圧制御部７側に流れるのを阻止する電流阻止部として機能している。
【００３６】
定電圧制御部５および定電圧制御部７は、各々、整流ダイオードＤ２および平滑コンデンサＣ２で整流平滑された２４Ｖの直流電圧から５Ｖ又は３．３Ｖの直流電圧を発生させる直流−直流変換器であり、５Ｖ系負荷部９および３．３Ｖ系負荷部１１が接続されている。
【００３７】
５Ｖ系負荷部９は、画像形成装置における別の機能を担う例えばロジック系制御回路であり、３．３Ｖ系負荷部１１は画像形成装置における更に別の機能を担う例えばセンサ系制御回路である。
【００３８】
なお、定電圧制御部５および５Ｖ系負荷部９によって第２の負荷部が形成され、定電圧制御部７および３．３Ｖ系負荷部１１によって第３の負荷部が形成されている。
【００３９】
次に、このような電源装置に係る第１の構成の動作を説明する。
【００４０】
この動作は、従来例と同様に、整流ダイオードＤ１で交流電源Ａからの交流電力を整流して平滑コンデンサＣ１で平滑し、平滑電力をＦＥＴトランジスタＱ１でスイッチングしてトランスＴの一次側Ｔ１から二次側Ｔ２に伝送し、これを整流ダイオードＤ２で整流して平滑コンデンサＣ２で平滑し、平滑された電源電圧について分割抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点電圧として検出し、この検出値を定電圧制御部１で基準値と比較して偏差が小さくなるようなＰＷＭ制御信号に基づきトランジスタＱ１をスイッチングしてトランスＴの二次側Ｔ２の整流平滑電圧が安定する。
【００４１】
整流ダイオードＤ１と平滑コンデンサＣ１、および整流ダイオードＤ２と平滑コンデンサＣ２は共に電源供給部１３を形成している。
【００４２】
そして、平滑コンデンサＣ２の両端直流電圧２４Ｖが、ダイオードＤ２を介して２４Ｖ系負荷部３に供給され、画像形成装置におけるモータ等が駆動制御される一方、定電圧制御部５および定電圧制御部７にて直流５Ｖ又は３．３Ｖに変換されて５Ｖ系負荷部９又は３．３Ｖ系負荷部１１に供給され、ロジック系制御回路又はセンサ系制御回路が動作する。
【００４３】
そして、交流電源Ａから整流ダイオードＤ１への交流電力が切られてＯＦＦされると、トランスＴの一次側Ｔ１から二次側Ｔ２への電源電力の伝送がなくなり、２４Ｖ系負荷部３、５Ｖ系負荷部９および３．３Ｖ系負荷部１１への供給が切られて低下する。
【００４４】
このとき、２４Ｖ系負荷部３にあるモータの回転停止時に発生する逆起電力（回生エネルギー）が２４Ｖ系負荷部３からダイオードＤ３に加わるが、このダイオードＤ３が逆流阻止部であるから、定電圧制御部５、７には流れないから５Ｖ系負荷部９および３．３Ｖ系負荷部１１に供給されず、図２Ａに示すように、５Ｖ系負荷部９および３．３Ｖ系負荷部１１への供給電源電圧が減少し、所定の期間を経て消滅する。
【００４５】
このように本発明の電源装置に係る第１の構成は、交流電源を整流平滑する電源供給部１３と、この電源供給部１３に接続された２４Ｖ系負荷部（第１の負荷部）３と、この２４Ｖ系負荷部３ととともに電源供給部１３に接続された５Ｖ系負荷部（第２の負荷部）９および３．３Ｖ系負荷部（第３の負荷部）１１とを有し、それら２４Ｖ系負荷部３、５Ｖ系負荷部５および３．３Ｖ系負荷部１１の接続点からその２４Ｖ系負荷部３側に挿入され、当該２４Ｖ系負荷部３から出力される出力電流の流れを阻止するダイオード（電流阻止部）Ｄ３とを有して構成されている。
【００４６】
そのため、外部電源供給を切って２４Ｖ系負荷部３に発生したモータからの逆起電力（回生エネルギー）が出力されても、電流阻止ダイオードＤ３で阻止され、５Ｖ系負荷部（定電圧制御部５）および３．３Ｖ系負荷部（定電圧制御部７）９、１１に供給されず、それら５Ｖ系負荷部および３．３Ｖ系負荷部９、１１の誤作動を防止することが可能である。
【００４７】
特に、５Ｖ系負荷部９および３．３Ｖ系負荷部１１が、２４Ｖ系負荷部３の電源電圧より低い電圧で動作する構成では、２４Ｖ系負荷部３からの小さい回生電流（エネルギー）でも、５Ｖ系負荷部９および３．３Ｖ系負荷部１１に影響を与え易いから、本発明に係る第１の構成は有用である。
【００４８】
なお、電源供給部１３は、必ずしも交流電源を整流平滑する回路に限らず、直流電源を直接供給する電源部であっても良い。
【００４９】
また、本発明の第１の構成において、２４Ｖ系負荷部３、５Ｖ系負荷部９および３．３Ｖ系負荷部１１、すなわち第１〜第３の負荷部を有する構成に限らず、少なくとも第１および第２の負荷部を有する構成において実施して本発明の目的達成が可能である（以下同じ。）。
【００５０】
次に、本発明の電源装置に係る第２の構成を図３を参照して説明する。
【００５１】
図３は本発明の電源装置に係る第２の構成を示す回路図である。なお、回生エネルギー回収部を除いた他の構成は、図１とほぼ同様であるから、具体的構成については回生エネルギー回収部１５のみ説明する。
【００５２】
図３において、回生エネルギー回収部１５は、２４Ｖ系負荷部３において２４Ｖの直流電圧をＤＣモータＭに供給するドライブ回路１７と、ドライブ回路１７からＤＣモータＭに供給される駆動電流値を制御してＤＣモータＭの起動、停止、回転数を制御する制御回路１９と、駆動電流が切られてから停止するまでにモータＭが回生制動されて発電された発電電力を蓄電する蓄電器２１と、蓄電器２１への蓄電容量を検出制御する電力量カウンタ２３等を有している。
【００５３】
すわなち、ＤＣモータＭは、制御回路１９によりドライブ回路１７からの給電が停止されることにより停止するが、給電が停止されて後、機械的に停止するまでは慣性力により回転動作が継続し、停止するまでの間に逆誘起され、これがダイオードＤ４を介して蓄電器２１に蓄積されるようになっている。
【００５４】
電力量カウンタ２３は、蓄電器２１に蓄積される電力をカウントし、所定の十分な容量の電力蓄積をカウントしたとき、カウントアップ信号をトランジスタＱ２に出力してこれをオン動作させ、蓄電器２１に蓄積された電力をＤＣモータＭに供給するようになっている。
【００５５】
また、電力量カウンタ２３は、ＤＣモータＭの起動回転に十分な容量の電力蓄積を超える電力蓄積がカウントされると、蓄電器２１に蓄積される電力をトランジスタＱ３、ダイオードＤ５を介して定電圧制御部５、７に電源電力を供給する一方、それら２４Ｖ系負荷部３、５Ｖ系負荷部９および３．３Ｖ系負荷部１１の入力電源電圧を監視し、それらの電源電圧が低下して不安定になったとき、トランジスタＱ３をオン動作させ、保護ダイオードＤ５を介して蓄電器２１に蓄積される電力を、定電圧制御部５および定電圧制御部７、すなわち第２の負荷部および第３の負荷部に各々供給するようになっている。
【００５６】
図３中の符号Ｄ６は蓄電器２１からの電力を第１の負荷部側へ供給させないダイオードである。
【００５７】
このような本発明の電源装置に係る第２の構成では、ＤＣモータＭの回転停止時に慣性力により回転動作が継続して逆誘起され、これが蓄電器２１に蓄積され、ＤＣモータＭの起動回転に十分な容量の電力蓄積をカウントしたとき、回生エネルギー回収部１５において、電力量カウンタ２３が蓄電器２１に蓄積される電力をトランジスタＱ２からＤＣモータＭへ電源電力を供給する。
【００５８】
さらに、回生エネルギー回収部１５は、ＤＣモータＭの起動回転に十分な容量の電力蓄積を超える電力蓄積がカウントされると、電力量カウンタ２３が蓄電器２１に蓄積される電力をトランジスタＱ３、ダイオードＤ５を介して定電圧制御部５、７に電源電力を供給する。
【００５９】
他方、電力量カウンタ２３が、それら２４Ｖ系負荷部３、５Ｖ系負荷部９および３．３Ｖ系負荷部１１の入力電源電圧が低下したり上下動して不安定になったとき、トランジスタＱ３をオン動作させて各々に供給する。
【００６０】
そのため、本発明の電源装置に係る第２の構成では、上述した図１の構成に係る効果に加えて、蓄電器２１からの電力をＤＣモータＭの起動時に利用してエネルギー効率を向上させることが可能であり、エネルギー効率の改善を一層図ることが可能である。
【００６１】
また、回生エネルギー回収部１５が、５Ｖ系定電圧制御部５および３．３Ｖ系定電圧制御部７に電源電圧を供給するから、電力量カウンタ２３を適当に形成すれば、交流電源Ａを切って電源がＯＦＦされても、５Ｖ系負荷部９および３．３Ｖ系負荷部１１に電源が供給されるから、図２Ｂに示すように、交流電源Ａを切った後においても、５Ｖ系負荷部９および３．３Ｖ系負荷部１１を動作させることが可能となる。
【００６２】
そのため、交流電源Ａが切られたとき、例えば画像形成装置におけるデータの待避処理を行ったり、交流電源を切る直前の動作状態等のデータを保持、蓄積して次回の起動に備えることが可能となる利点がある。
【００６３】
さらに、回生エネルギー回収部１５が、５Ｖ系負荷部９および３．３Ｖ系負荷部１１を監視して電源電圧を供給するから、それら５Ｖ系負荷部９および３．３Ｖ系負荷部１１の電源電圧が不安定になっても補償電源の供給が可能で、その安定化を図ることが容易である。
【００６４】
ところで、本発明の第２の構成に係る説明では、回生エネルギー回収部１５の出力部を定電圧制御部（第２の負荷部よび第３の負荷部）５、７に接続したが、第１の負荷部に接続する構成も可能であり、回生エネルギー回収部１５を第１および又は第２の負荷部に接続しても本発明の目的達成が可能である。
【００６５】
なお、本発明の電源装置は、複写機、プリンタ、複合機等の画像形成装置の他、駆動モータを備えた装置に搭載して好適する。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の電源装置に係る第１の構成の実施の形態を示す回路図である。
【図２】本発明の電源装置の動作を説明する図である。
【図３】本発明の電源装置に係る第２の構成の実施の形態を示す回路図である。
【図４】従来の電源装置を説明する回路図である。
【図５】図４の電源装置の動作を説明する図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  定電圧制御部
３  ２４Ｖ系負荷部（第１の負荷部）
５  定電圧制御部（第２の負荷部）
７  定電圧制御部（第３の負荷部）
９  ５Ｖ系負荷部（第２の負荷部）
１１  ３．３Ｖ系負荷部（第３の負荷部）
１３  電源供給部
１５  回生エネルギー回収部
１７  ドライブ回路
１９  制御回路
２１  蓄電器
２３  電力量カウンタ
Ａ  交流電源
Ｃ１、Ｃ２  平滑コンデンサ
Ｄ１、Ｄ２  整流ダイオード
Ｄ３  逆流阻止用ダイオード（電流阻止部）
Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６  ダイオード
Ｍ  ＤＣモータ
Ｒ１、Ｒ２  抵抗
Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５  トランジスタ
Ｔ  トランス
Ｔ１  一次側
Ｔ２  二次側
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008199729.tif 000005
【図４】
2008199729.tif 000006
【図５】
2008199729.tif 000007