(57)【要約】【課題】消費電力を低減できるスイッチング電源装置を提供する。【解決手段】出力端子１５に疑似負荷を与えるための疑似負荷抵抗Ｒへの通電を、トランジスタＴＲによって制御する。スリープ信号入力端子１７に入力されるスリープ信号が低レベルのとき（低負荷電流状態（スリープ状態））は、抵抗Ｒｄによるベース電流の制限が緩和され、所定の電流値になった時点でトランジスタＴＲがオンされる。スリープ信号入力端子１７に入力されるスリープ信号が高レベルのとき（高負荷電流状態）は、抵抗Ｒｄによってベース電流が制限され、トランジスタＴＲがオフされる。【効果】出力端子１５間に疑似負荷を与える必要がない高負荷電流状態（画像形成動作時や待機状態）において、疑似負荷抵抗Ｒに流れる電流が制限され、疑似負荷抵抗Ｒにおける電力消費がなくなるので、消費電力を低減できる。【選択図】　　　　　　図１
2004129327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される交流電圧・電流を直流化して、その直流化した電圧・電流をトランスの１次側に供給し、
上記トランスの１次側に供給される直流化した電圧・電流をスイッチング回路によって断続させることにより、上記トランスの２次側に一定電位の交流電圧・電流を誘導させ、
誘導される交流電圧・電流を直流に整流して、直流定電圧出力を出力端子間へ導出する画像形成装置用のスイッチング電源装置において、
上記出力端子間に接続された疑似負荷回路と、
上記疑似負荷回路への通電を制御する通電制御手段とを含むことを特徴とするスイッチング装置。
【請求項２】
上記通電制御手段は、上記スイッチング電源装置の出力端子に接続された画像形成装置の動作回路に流れる電流が所定値以下のときに、上記疑似負荷回路を通電するものであることを特徴とする請求項１記載のスイッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に適用されるスイッチング電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、従来のスイッチング電源装置３の構成を示す回路図である。
このスイッチング電源装置３は、たとえば、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に備えられ、外部の交流電源（商用交流電源）１１から入力された交流電圧・電流を直流電圧・電流に変換してトランスＴの１次側に供給し、そのトランスＴの１次側に供給される直流電圧・電流をスイッチング回路Ｑによって断続させることにより、トランスＴの２次側に一定電位の交流電圧・電流を誘導（電磁誘導）させ、その誘導される交流電圧・電流を直流電圧・電流に整流して、直流定電圧出力を出力端子１５間へ導出するものである。このような構成とすれば、トランスＴを小型化することができ、スイッチング電源装置３全体を小型化できる。
【０００３】
より具体的には、交流電源１１から入力された交流電圧・電流は、ノイズフィルタ回路１２によりノイズ（電圧や電流の乱れ）が除去された後、ダイオードブリッジ回路ＤＢおよび電解コンデンサＣｉｎによって整流される。ノイズフィルタ回路１２と交流電源１１との間には、過電流を防止するためのヒューズＦが介装されている。
ダイオードブリッジ回路ＤＢおよび電解コンデンサＣｉｎの働きによって整流（平滑化）された直流電圧・電流は、トランスＴの第１巻線１３に供給される。第１巻線１３に供給される直流電圧・電流は、スイッチング回路Ｑによって断続（オン／オフ）され、これに伴って、トランスＴの第２巻線１４には一定電位の交流電圧・電流が誘起される。第２巻線１４に誘起された交流電圧・電流は、ダイオードＤおよびコンデンサＣｏによって整流され、出力端子１５間には、一定の出力電圧（直流定電圧出力）が供給される。
【０００４】
定電圧制御回路１６は、出力電圧を予め定める基準電圧と比較し、出力電圧が高い場合には、スイッチング回路Ｑにおけるオフ時間を長くし、出力電圧が低い場合には、スイッチング回路Ｑにおけるオン時間を長くするなどして、出力電圧を安定化するものである。
ところで、画像形成装置内のタイマやセンサなどだけが作動しており、画像形成装置の動作回路のほとんどが動作していない、いわゆるスリープ状態のように、画像形成装置内の動作回路に流れる負荷電流が小さい状態（低負荷電流状態）のときには、トランスＴの２次側での消費電力が極端に小さくなる。この場合、トランスＴの１次側に蓄積される電力が２次側の消費電力より大きいと、定電圧制御回路１６における定電圧制御が良好に行われなくなり、出力電圧が上昇する。出力電圧が上昇すると、タイマやセンサなどが故障するおそれがある。
【０００５】
この出力電圧の上昇を制限するために、出力端子１５間には、疑似負荷抵抗Ｒが接続されている。疑似負荷抵抗Ｒの抵抗値をＲ０［Ｗ］、出力電圧をＶ０［Ｖ］とすると、疑似負荷抵抗ＲにおいてＶ０２／Ｒ０［Ｗ］の電力が消費されるので、出力電圧の上昇を制限することができる。
抵抗（疑似負荷抵抗）を用いれば、上記のように出力電圧の上昇を容易に制限することができるので、画像形成装置用のスイッチング電源装置には、通常、上記スイッチング電源装置３のように抵抗（疑似負荷抵抗）が備えられている（たとえば、非特許文献１）。
【０００６】
【非特許文献１】
佐藤守男著，「特集　デジタル制御電源のすべて」，ＣＱ出版社，２００１年４月１日，ｐ．１６２
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようなスイッチング電源装置３では、たとえば画像形成動作時や、待機状態（所定の開始操作に応答して直ちに画像形成動作を開始できる状態）のように、画像形成装置内の各部（トナー像転写後の用紙に対して加熱および加圧により定着処理を施す定着装置など）が動作していて、画像形成装置内の動作回路に流れる負荷電流が大きく、出力端子１５間に疑似負荷を与える必要がない高負荷電流状態であっても、疑似負荷抵抗Ｒにおいて電力が消費されてしまうという問題があった。
【０００８】
この発明は、かかる背景のもとでなされたもので、消費電力を低減できるスイッチング電源装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記目的を達成するための請求項１記載の発明は、入力される交流電圧・電流を直流化して、その直流化した電圧・電流をトランス（Ｔ）の１次側に供給し、上記トランスの１次側に供給される直流化した電圧・電流をスイッチング回路（Ｑ）によって断続させることにより、上記トランスの２次側に一定電位の交流電圧・電流を誘導させ、誘導される交流電圧・電流を直流に整流して、直流定電圧出力を出力端子（１５）間へ導出する画像形成装置用のスイッチング電源装置（１，２）において、上記出力端子間に接続された疑似負荷回路（Ｒ）と、上記疑似負荷回路への通電を制御する通電制御手段（ＴＲ，ＲＬ）とを含むことを特徴とするスイッチング装置である。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、上記通電制御手段（ＴＲ，ＲＬ）は、上記スイッチング電源装置（１，２）の出力端子（１５）に接続された画像形成装置の動作回路に流れる電流が所定値以下のとき（電流がほとんど流れていないとき）に、上記疑似負荷回路（Ｒ）を通電するものであることを特徴とする請求項１記載のスイッチング装置である。
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。
【００１１】
この構成によれば、動作回路に流れる電流が所定値以下の低負荷電流状態（スリープ状態）では、疑似負荷回路に電流が流れて、疑似負荷回路において電力が消費されるので、出力電圧の上昇を制限することができる一方、出力端子間に疑似負荷を与える必要のない負荷電流が高レベルの場合（高負荷電流状態）には、疑似負荷回路に電流が流れず、疑似負荷回路における電力消費がなくなるので、消費電力を低減できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。図１は、第１実施形態にかかるスイッチング電源装置１の構成を示す回路図である。
このスイッチング電源装置１は、たとえば、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に備えられ、外部の交流電源（商用交流電源）１１から入力された交流電圧・電流を直流電圧・電流に変換してトランスＴの１次側に供給し、そのトランスＴの１次側に供給される直流電圧・電流をスイッチング回路Ｑによって断続させることにより、トランスＴの２次側に一定電位の交流電圧・電流を誘導（電磁誘導）させ、その誘導される交流電圧・電流を直流電圧・電流に整流して、直流定電圧出力を出力端子１５間へ導出するものである。このような構成とすれば、トランスＴを小型化することができ、スイッチング電源装置１全体を小型化できる。
【００１３】
より具体的には、交流電源１１から入力された交流電圧・電流は、まず、ノイズフィルタ回路１２によりノイズ（電圧や電流の乱れ）が除去される。このノイズフィルタ回路１２と交流電源１１との間には、過電流を防止するためのヒューズＦが介装されている。
ノイズフィルタ回路１２によりノイズが除去された後の交流電圧・電流は、ダイオードブリッジ回路ＤＢおよび電解コンデンサＣｉｎによって整流される。ダイオードブリッジ回路ＤＢは、たとえば、４つのダイオードをブリッジ形に組み合わせた回路を有していて、このダイオードブリッジ回路ＤＢの働きにより、全波整流された直流電圧・電流が得られるようになっている。ダイオードブリッジ回路ＤＢによって全波整流された直流電圧・電流は、電解コンデンサＣｉｎによって平滑化され、その平滑化された直流電圧・電流は、トランスＴの第１巻線１３に供給される。
【００１４】
トランスＴの第１巻線１３に供給される直流電圧・電流は、第１巻線１３と直列に接続されたスイッチング回路Ｑによって断続（オン／オフ）されるようになっている。これにより、第１巻線１３に供給される電圧・電流が矩形波となり、これに伴って、トランスＴの第２巻線１４には一定電位の交流電圧・電流が誘起される。
トランスＴの２次側には、ダイオードＤおよびコンデンサＣｏにより、第２巻線１４に誘起された交流電圧・電流を平滑化するための回路（平滑回路）が構成されている。第２巻線１４に誘起された交流電圧・電流は、ダイオードＤおよびコンデンサＣｏによって平滑化（整流）され、出力端子１５間には、一定の出力電圧（直流定電圧出力）が供給される。
【００１５】
定電圧制御回路１６は、出力電圧を予め定める基準電圧と比較し、その比較結果に基づいて、スイッチング回路Ｑのオン／オフ時間を調節するものである。すなわち、定電圧制御回路１６は、出力電圧が高い場合には、スイッチング回路Ｑにおけるオフ時間を長くし、出力電圧が低い場合には、スイッチング回路Ｑにおけるオン時間を長くすることによって、出力電圧を安定化することができる。スイッチング回路Ｑは、たとえば、電界効果トランジスタ（いわゆるＦＥＴ（ｆｉｅｌｄ　ｅｆｆｅｃｔ　ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ））により構成されている。
【００１６】
ところで、画像形成装置内のタイマやセンサなどだけが作動しており、画像形成装置の動作回路のほとんどが動作していない、いわゆるスリープ状態のように、画像形成装置内の動作回路における負荷電流が小さい状態（低負荷電流状態）のときには、トランスＴの２次側での消費電力が極端に小さくなる。この場合、トランスＴの１次側に蓄積される電力が２次側の消費電力より大きいと、定電圧制御回路１６における定電圧制御が良好に行われなくなり、出力電圧が上昇する。出力電圧が上昇すると、タイマやセンサなどが故障するおそれがある。
【００１７】
この出力電圧の上昇を制限するために、出力端子１５間には、疑似負荷抵抗Ｒが接続されている。疑似負荷抵抗Ｒの抵抗値をＲ０［Ｗ］、出力電圧をＶ０［Ｖ］とすると、疑似負荷抵抗ＲにおいてＶ０２／Ｒ０［Ｗ］の電力が消費されるので、出力電圧の上昇を制限することができる。
この実施形態の特徴は、疑似負荷抵抗Ｒへの通電を制御するためのトランジスタＴＲが設けられている点にある。このトランジスタＴＲは、ＰＮＰ接合型のバイポーラトランジスタであって、そのベースは、当該画像形成装置における制御を統括する主回路からのスリープ信号（画像形成装置内の負荷電流のレベルを表す信号）が入力されるスリープ信号入力端子１７に接続されている。
【００１８】
スリープ信号入力端子１７には、画像形成装置の動作回路に流れる電流が所定値以下（電流がほとんど流れていない）の低負荷電流状態（スリープ状態）では低レベルのスリープ信号が入力される一方、たとえば、画像形成動作時や、待機状態（所定の開始操作に応答して直ちに画像形成動作を開始できる状態）のように、画像形成装置内の各部（トナー像転写後の用紙に対して加熱および加圧により定着処理を施す定着装置など）が動作していて、画像形成装置内の動作回路に流れる電流が大きい状態（高負荷電流状態）では、高レベルのスリープ信号が入力される。トランジスタＴＲのベース電流は、抵抗Ｒｄによって制限されるようになっている。
【００１９】
スリープ信号入力端子１７に入力されるスリープ信号が低レベルのとき、すなわち低負荷電流状態（スリープ状態）では、抵抗Ｒｄによるベース電流の制限が緩和され、所定の電流値になった時点でトランジスタＴＲがオンされる。この場合、疑似負荷抵抗Ｒに電流が流れて、疑似負荷抵抗Ｒにおいて電力が消費されるので、出力電圧の上昇を制限することができる。
一方、スリープ信号入力端子１７に入力されるスリープ信号が高レベルのとき、すなわち高負荷電流状態では、抵抗Ｒｄによってベース電流が制限され、トランジスタＴＲがオフされる。この場合、出力端子１５間に疑似負荷を与える必要がない高負荷電流状態において、疑似負荷抵抗Ｒに流れる電流が制限され、疑似負荷抵抗Ｒにおける電力消費がなくなるので、消費電力を低減できる。
【００２０】
ただし、トランジスタＴＲは、バイポーラトランジスタに限らず、たとえば、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）などのユニポーラトランジスタであってもよい。
図２は、第２実施形態にかかるスイッチング電源装置２の構成を示す回路図である。このスイッチング電源装置２は、トランジスタＴＲの代わりにリレー素子ＲＬを用いた点を除けば、第１実施形態にかかるスイッチング電源装置１と同様であるので、第１実施形態と同様の構成については、図に同一符号を付してその説明を省略する。
【００２１】
リレー素子ＲＬは、疑似負荷抵抗Ｒへの通電を制御するためのものであって、リレー素子ＲＬに備えられたコイルは、主回路からスリープ信号が入力されるスリープ信号入力端子１７に接続されている。第１実施形態と同様に、スリープ信号入力端子１７には、低負荷電流状態（スリープ状態）では低レベルのスリープ信号が入力され、高負荷電流状態では高レベルのスリープ信号が入力される。リレー素子ＲＬのコイル電流は、抵抗Ｒｔによって制限されるようになっている。
【００２２】
スリープ信号入力端子１７に入力されるスリープ信号が低レベルのとき、すなわち低負荷電流状態（スリープ状態）では、抵抗Ｒｔによるコイル電流の制限が緩和され、所定の電流値になった時点でリレー素子ＲＬがオンされる（リレー素子ＲＬの接点が閉じられる）。この場合、疑似負荷抵抗Ｒに電流が流れて、疑似負荷抵抗Ｒにおいて電力が消費されるので、出力電圧の上昇を制限することができる。
【００２３】
一方、スリープ信号入力端子１７に入力されるスリープ信号が高レベルのとき、すなわち高負荷電流状態では、抵抗Ｒｔによってコイル電流が制限され、リレー素子ＲＬがオフされる（リレー素子ＲＬの接点が開かれる）。この場合、出力端子１５間に疑似負荷を与える必要がない高負荷電流状態において、疑似負荷抵抗Ｒに流れる電流が制限され、疑似負荷抵抗Ｒにおける電力消費がなくなるので、消費電力を低減できる。
【００２４】
この発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、疑似負荷抵抗Ｒには、スリープ状態だけでなく、たとえば、タイマやセンサの他に、定着装置などにも駆動電源が供給されている状態（パワーセーブ状態）などでも、電流が流れるようになっていてもよい。
疑似負荷抵抗Ｒへの通電を制御する手段は、トランジスタＴＲやリレー素子ＲＬに限らず、他のスイッチング回路などであってもよい。
【００２５】
出力端子１５間に疑似負荷を与える回路は、１つの疑似負荷抵抗Ｒにより構成されるものに限らず、たとえば、複数の抵抗を組み合わせた構成などであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態にかかるスイッチング電源装置の構成を示す回路図である。
【図２】第２実施形態にかかるスイッチング電源装置の構成を示す回路図である。
【図３】従来のスイッチング電源装置の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１，２　スイッチング電源装置
１５　出力端子
Ｑ　　スイッチング回路
Ｒ　　疑似負荷抵抗
Ｔ　　トランス
ＴＲ　トランジスタ
ＲＬ　リレー素子
【図１】
2004129327.tif 000003
【図２】
2004129327.tif 000004
【図３】
2004129327.tif 000005