(57)【要約】【課題】待機時のＦＡＮ騒音低減と低消費電力化を目的とする。【解決手段】ＡＣＤＣコンバータによりメインモータ及びＦＡＮの駆動を行ない、前記ＡＣＤＣコンバータの出力電圧を入力とするＤＣＤＣコンバータによりＣＰＵ、コントローラの駆動を行なう画像形成装置において、前記ＡＣＤＣコンバータに３種類の出力電圧切り換え手段を設け、画像形成装置の状態により前記３種類の駆動電圧を切り換え消費電力を低減する手段を提供する。【選択図】        図１
2007047368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流入力電圧波形を整流する為のダイオードブリッジと、前記ダイオードブリッジにより整流された電圧を平滑する１次平滑コンデンサと、１次巻き線、補助巻き線、２次巻き線を有したトランスと、前記トランスの１次巻き線と前記１次平滑コンデンサにより平滑された直流電源との間に接続され、前記トランスの１次巻き線をスイッチングする第１のスイッチング素子と、前記トランスの２次巻き線より発生した交流電圧を平滑する整流平滑部と、前記補助巻き線間より電力を供給される電圧により駆動され、前記整流平滑部から出力される直流電圧に応じて前記第１のスイッチング素子を制御する第１の制御部と、前記１次平滑コンデンサから前記制御部に駆動開始時の電力を供給する起動抵抗により、第１の駆動電圧を生成するＡＣＤＣ電源と、
前記第１電圧を降圧し平滑する為のチョークコイルと第２の平滑コンデンサを設け、前記第１の駆動電圧とチョークコイルの間に前記チョークコイルへの供給する電力を制御する第２のスイッチング素子を設け、前記スイッチング素子と前記第１の駆動電圧のＧＮＤ間に前記チョークコイルの回生電流を回生させるために回生ダイオードを設け、前記第２の平滑コンデンサから出力される直流電圧に応じて前記第２のスイッチング素子を制御する第２の制御部により、第１の駆動電圧から降圧し第２の駆動電圧を得るＤＣＤＣコンバータと、
前記第１の駆動電圧により、給紙、ドラム駆動、定着器駆動などの駆動するメインモータなどのアクチュエータ類や、前記ＡＣＤＣ電源や、ＤＣＤＣコンバータ、定着器などの発熱部を冷却するＦＡＮの駆動を行い、
前記第２の駆動電圧により、装置の制御を司るＣＰＵや、装置の状態を検知するセンサ等の小信号系の駆動を行なう画像形成装置において、
前記第１の駆動電圧を第１の電圧、第２の電圧、第３の電圧の３つの電圧値に制御する手段を設け、其々の電圧値を第１の電圧＞第２の電圧＞第３の電圧の関係にあり、前記画像形成装置がプリント状態の場合は、前記第１の駆動電圧を前記第１の電圧に制御し、前記画像形成装置のメインモータが停止しかつ前記ＦＡＮが駆動している状態においては、前記第１の駆動電圧を前記第２の電圧に制御し、前記画像形成装置が前記画像形成装置のメインモータが停止し、かつ、前記ＦＡＮも停止している状態においては、前記第１の駆動電圧を前記第３の電圧に制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、前記第１の電圧は、前記画像形成装置のプリント動作を行なえる電力を供給可能な電圧値設定値であり、前記第２の電圧は、前記画像形成装置のプリント動作を行なうには不十分であるがＦＡＮの駆動を行なうことが可能な電圧設定値であり、前記第３の電圧は、前記メインモータや前記ＦＡＮの駆動を行なうには不十分であるが、前記ＣＰＵの駆動を行なうことが可能な電圧設定値であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２記載の画像形成装置において、ホストコンピュータからの画像をラスタデータに展開するコントローラを有し、前記コントローラはプリント停止時に消費電力を低減するスリープ機能を有し、前記コントローラと前記ＣＰＵは、通信により前記コントローラがスリープ状態にあるかどうかを検知し前記コントローラがスリープ状態にある場合に、前記第３の電圧設定に前記第１の駆動電圧を制御することを特徴とした画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタの駆動状態に応じて電圧を設定することで消費電力の低減を図ると共に、ＦＡＮの駆動音を低減させる手段に係る画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の消費電力低減手段としては特許文献１、特許文献２等に、ＦＡＮの低騒音化手段としては特許文献３等に記載されるように、電源の駆動を間欠的に行なうことで電源のスイッチング部の損失低減したり、装置の状態に応じＦＡＮの回転数を下げることで低騒音化を行なっている。ここでは、従来例の低消費電力化とＦＡＮの低騒音化の説明を行なう。
【０００３】
図８は、従来例における画像形成装置の電気ブロック図である。
【０００４】
１は商業用ＡＣ電源である。２は、前記ＡＣ電源１の交流を第１の駆動電圧である直流電圧に変換するＡＣＤＣコンバータである。前記ＡＣＤＣコンバータで得られる電力で前記画像形成装置のドラムや、定着器などの駆動を行なうメインモータ３や、前記定着器や電源等の発熱部を冷却するＦＡＮ４や、給紙を行なうソレノイド５等のアクチュエータの駆動を行なう。６は、前記第１の駆動電圧から降圧した小信号系用の第２の駆動電圧を生成するＤＣＤＣコンバータである。前記ＤＣＤＣコンバータ６で得られる電力で、前記画像形成装置の制御を行なうＣＰＵ７や、前記画像形成装置の各種状態を検知するセンサ８や、ホストコンピュータからの画像データをラスタデータに展開するコントローラ９の駆動を行なう。
【０００５】
続いて、電源部の説明を行い、低消費電力化とＦＡＮの低騒音化の動作を説明する。
【０００６】
図９は、従来の電源装置における回路構成を説明する図であり、前記ＡＣＤＣコンバータ部２は、部分共振型フライバック電源を、前記ＤＣＤＣコンバータ部６は、ダイオード整流型ＤＣＤＣコンバータを例として動作を説明するものである。
【０００７】
１は商業ＡＣ電源である。１０は前記ＡＣ入力電源１の電圧を整流するダイオードブリッジであり、１１は前記ダイオードブリッジ１０により整流された電圧を平滑する１次平滑コンデンサである。１２は１次電圧を２次電圧に変換する電源トランス１３の１次巻き線１４をスイッチングするＦＥＴであり、前記電源の制御を行なうＡＣＤＣコンバータ電源制御部１５により前記ＦＥＴ１２のＯＮ  ＤＵＴＹを制御される。ここで、前記ＦＥＴ１２と前記電源制御部１５を１つにしたパッケージを電源ＩＣ１６と呼ぶことにする。前記ＦＥＴ１２に流れる電流は、前記１次巻き線１４から前記ＦＥＴ１２のソース端子１７から前記電源制御部のＧＮＤ兼ドレイン端子１８を経由し、電流制限を行なう電流検出抵抗１９を経由し前記１次平滑コンデンサ１１のマイナス端子へ流れる。前記電流検出抵抗１９に流れた電流により、前記電流検出抵抗１９両端に電圧が発生し、前記電圧は、前記電源制御部１５の過電流を検出するボトム検出／ＯＣＰ端子２２へノイズ除去用抵抗２０を経由し伝送される。
【０００８】
また、２１は、前記ノイズ除去用抵抗２０と１次ローパスフィルタを構成するノイズ除去用コンデンサである。なお、前記ボトム検出／ＯＣＰ端子２２は、後述する前記ＦＥＴのターンＯＦＦタイミングで前記ＦＥＴのドレインとソース間に発生する共振電圧波形の最小電圧が発生するタイミングを検出する機能と兼用している。前記ＡＣＤＣコンバータ電源制御部１５は、電源立上げ直後、前記制御部の初期電力を供給する起動抵抗２３により起動し、前記ＦＥＴ１２のスイッチングを行なう。
【０００９】
前記ＦＥＴ１２のスイッチングにより２次側出力に電圧が発生すると、前記ＡＣＤＣコンバータ電源制御部１５の電源端子２４に電力を供給する補助巻き線２５により、電力が連続的に前記ＡＣＤＣコンバータ電源制御部１５へ供給される。前記補助巻き線２５から出力される電圧は、前記電圧を直流電圧に整流する制御部整流ダイオード２６にて整流され、２７の制御部平滑コンデンサにて平滑される。前記ＡＣＤＣコンバータ電源制御部１５は、前記平滑された電圧により駆動をされる。続いて、擬似共振動作に関する説明を行なう。
【００１０】
前記ＦＥＴ１２がターンオフし、前記電源トランス１３の２次巻き線２８から電力が放出されると、前記ＦＥＴ１２のソース−ドレイン間で、前記１次巻き線１４のインダクタンスと、２９の共振コンデンサの容量で共振動作が発生する。前記共振動作により発生した電圧波形は、ボトム検出信号用整流ダイオード３０にて整流され、３１の過電圧保護用抵抗にて減圧され、過電流信号電圧が２次巻き線方向に発生しないように設けられたＯＣＰ信号保護用ダイオード３２を経由して、前記ＡＣＤＣコンバータ電源制御部１５の前記共振電圧波形の最小値を検出する前記ボトム検出／ＯＣＰ端子２２へ出力される。
【００１１】
前記ＡＣＤＣコンバータ電源制御部１５は、前記ボトム検出／ＯＣＰ端子２２へ入力された信号を基に、最もソース−ドレイン間電圧が低下したタイミングで前記ＦＥＴ１２をＯＮさせる。前記動作を擬似共振動作と呼び、前記ＦＥＴ１２のスイッチング損失を低減している。
【００１２】
また、３３は、前記共振電圧波形の遅延時間を設定する為のボトム点調整用コンデンサであり、前記ＦＥＴ１２のドレイン−ソース間に発生する電圧が最も小さくなるタイミングで前記ＦＥＴ１２がターンＯＮするように調整するものである。前記２次巻き線２８より出力された２次電流は、前記２次電流を整流する為の２次整流ダイオード３４にて整流され２次平滑コンデンサ３５にて平滑される。続いて、前記ＡＣＤＣコンバータ電源制御部１５の動作について説明する。
【００１３】
３６は、２次側の出力電圧の誤差量を負帰還する為の電圧制御オペアンプである。２次側電圧は、２次側電圧分圧用抵抗３７により分圧され２次側電圧の基準電圧を生成する基準電圧ツェナーダイオード３８の電圧と比較される。
【００１４】
なお、前記基準電圧ツェナーダイオード３８は、バイアス用抵抗３９によりバイアス電流が供給され、一定電圧を発生する。４０、４１は、位相補償用の抵抗とコンデンサであり、４２は前記電圧制御オペアンプの利得を調整する為の利得調整用抵抗である。
【００１５】
４３は、２次側の電圧誤差量を１次側へ伝達する為のフォトカプラであり、前記電圧制御オペアンプ３６の出力電圧に反比例した電流が前記フォトカプラ４３の発光ダイオードに流れ、前記発光ダイオードの光をフォトトランジスタが受け、１次側へ前記誤差量を伝達する。前記フォトトランジスタから出力される電流は、前記電源制御部への電流量を制限する為のフォトカプラ電流制限抵抗４４を経由し、前記誤差量は前記ＡＣＤＣコンバータ電源制御部１５のＦＢ端子４５へ送信される。また、４６、４７は、１次側の位相補償用抵抗とコンデンサである。
【００１６】
続いて、前記ＡＣＤＣコンバータの出力電圧から降圧し小信号系電圧を生成するＤＣＤＣコンバータの説明を行なう。
【００１７】
５０は前記ＤＣＤＣコンバータ６の出力電圧制御及び、ＤＣＤＣコンバータ用ＦＥＴ５１のスイッチングを行なうＤＣＤＣコンバータ制御部である。前記ＤＣＤＣコンバータ用ＦＥＴ５１がＯＮすると、前記第１の駆動電圧ラインから、ＤＣＤＣコンバータ用チョークコイル５２のインダクタンス値に従った電流傾斜にて前記ＤＣＤＣコンバータ用チョークコイルに電流が流れ、平滑用の電解コンデンサであるＤＣＤＣコンバータ用平滑コンデンサ５３に充電が開始される。続いて、前記ＤＣＤＣコンバータ用ＦＥＴ５１がＯＦＦすると、前記ＤＣＤＣコンバータ用チョークコイル５２に逆起電圧が発生し、回生用のダイオードである、ＤＣＤＣコンバータ用ダイオード５４に回生電流が流れる。
【００１８】
５５は、前記ＤＣＤＣコンバータ６の出力電圧を検出し前記ＤＣＤＣコンバータ制御部５０へ差分を帰還するＤＣＤＣコンバータ用電圧制御オペアンプ５５である。５６は、前記ＤＣＤＣコンバータ部の基準電圧を発生するＤＣＤＣコンバータ用ツェナーダイオードであり、５７は、前記ＤＣＤＣコンバータ用ツェナーダイオードへバイアス電流を設定するＤＣＤＣコンバータバイアス用抵抗である。前記ＤＣＤＣコンバータ用電圧制御オペアンプ５５は、前記ＤＣＤＣコンバータ用ツェナーダイオード５６で発生した電圧と、前記ＤＣＤＣコンバータ部出力電圧をＤＣＤＣコンバータ出力電圧分圧抵抗５８により分圧した電圧を比較し、差分をＤＣＤＣコンバータ制御部５０へ電圧する。また、５９は、前記ＤＣＤＣコンバータ用電圧制御オペアンプの利得を設定するＤＣＤＣコンバータ用利得設定抵抗であり、６０，６１は、位相調整用の抵抗とコンデンサである。
【００１９】
続いて、ＦＡＮの低騒音化及び、消費電力低減の説明を行なう。
【００２０】
画像形成装置は、プリント後、直ちにＦＡＮを停止させると余熱により発熱部（定着器や電源部）の温度が上昇し続け、設定された規格値以上に発熱する場合があり、プリント終了後も所定の時間ＦＡＮを回転させつづける場合がある。しかし、プリントしていない状況下においては、ＦＡＮのみが駆動しているため、ユーザに対し不快な騒音を発することになる。また、余熱の冷却を目的とする為、プリント時の冷却能力を必要としない場合が多い。そこで、余熱の冷却時は、ＦＡＮの回転数を低下させ、低騒音かつ消費電流を軽減させる方法がある。
【００２１】
続いて、消費電力を低減させる手段の説明をする。プリント動作をしていない状況下では、消費される電力が非常に少ない。一般的な方法として、本従来例で説明したようなフライバック電源では、強制的に発振を一定時間停止させ、間欠的にスイッチング動作を行なうことにより、平均的な駆動周波数を低下させることで前記ＦＥＴ１２の損失を低減することができる。
【特許文献１】特開平１１−２１５８１９号公報
【特許文献２】特開２０００−２２８８７３号公報
【特許文献３】特開平５−２０４２２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら、上記従来例では以下に示す問題点があった。
【００２３】
従来例においては、ＦＡＮの回転数を下げる手段や、強制的に間欠発振させることで消費電力の低減を図ってきたが、プリントの状況応じて最適な消費電力低減を行なうには不十分であった。
【００２４】
本発明は、簡単な構成で、余熱の冷却を行い、かつ、電源装置の最適な駆動方法により消費電力を低減するものである。
【００２５】
第１の目的とするところは、余熱冷却時のＦＡＮの騒音を低減し、かつ、ＦＡＮ停止時にさらに消費電力の低減を行なうものである。
【００２６】
第２の目的とするところは、画像を展開するコントローラがスリープ状態にあるときに画像形成装置の電源部の損失を低減するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
上記目的１を達成する為に請求項１記載、請求項２記載、の電源装置では、ＡＣＤＣコンバータの出力電圧に３つの設定電圧を設け、プリンタの状況に応じ設定電圧を切り換え、余熱冷却時のＦＡＮの騒音を低減し、かつ、ＦＡＮ停止時にさらに消費電力の低減を行なう。
【００２８】
上記目的２を達成する為に請求項３記載の電源装置では、画像を展開するコントローラと画像形成装置の制御を行なうＣＰＵとが通信により、コントローラのスリープ状態を認識し、コントローラがスリープ状態にあるときに画像形成装置の電源部の損失を低減する。
【００２９】
なお、さらに詳細に説明すれば、本発明は下記の構成によって前記課題を解決できた。
【００３０】
（１）交流入力電圧波形を整流する為のダイオードブリッジと、前記ダイオードブリッジにより整流された電圧を平滑する１次平滑コンデンサと、１次巻き線、補助巻き線、２次巻き線を有したトランスと、前記トランスの１次巻き線と前記１次平滑コンデンサにより平滑された直流電源との間に接続され、前記トランスの１次巻き線をスイッチングする第１のスイッチング素子と、前記トランスの２次巻き線より発生した交流電圧を平滑する整流平滑部と、前記補助巻き線間より電力を供給される電圧により駆動され、前記整流平滑部から出力される直流電圧に応じて前記第１のスイッチング素子を制御する第１の制御部と、前記１次平滑コンデンサから前記制御部に駆動開始時の電力を供給する起動抵抗により、第１の駆動電圧を生成するＡＣＤＣ電源と、
前記第１電圧を降圧し平滑する為のチョークコイルと第２の平滑コンデンサを設け、前記第１の駆動電圧とチョークコイルの間に前記チョークコイルへの供給する電力を制御する第２のスイッチング素子を設け、前記スイッチング素子と前記第１の駆動電圧のＧＮＤ間に前記チョークコイルの回生電流を回生させるために回生ダイオードを設け、前記第２の平滑コンデンサから出力される直流電圧に応じて前記第２のスイッチング素子を制御する第２の制御部により、第１の駆動電圧から降圧し第２の駆動電圧を得るＤＣＤＣコンバータと、
前記第１の駆動電圧により、給紙、ドラム駆動、定着器駆動などの駆動するメインモータなどのアクチュエータ類や、前記ＡＣＤＣ電源や、ＤＣＤＣコンバータ、定着器などの発熱部を冷却するＦＡＮの駆動を行い、
前記第２の駆動電圧により、装置の制御を司るＣＰＵや、装置の状態を検知するセンサ等の小信号系の駆動を行なう画像形成装置において、
前記第１の駆動電圧を第１の電圧、第２の電圧、第３の電圧の３つの電圧値に制御する手段を設け、其々の電圧値を第１の電圧＞第２の電圧＞第３の電圧の関係にあり、前記画像形成装置がプリント状態の場合は、前記第１の駆動電圧を前記第１の電圧に制御し、前記画像形成装置のメインモータが停止しかつ前記ＦＡＮが駆動している状態においては、前記第１の駆動電圧を前記第２の電圧に制御し、前記画像形成装置が前記画像形成装置のメインモータが停止し、かつ、前記ＦＡＮも停止している状態においては、前記第１の駆動電圧を前記第３の電圧に制御することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、上記目的１を達成する為に請求項１記載、請求項２記載、の電源装置では、ＡＣＤＣコンバータの出力電圧に３つの設定電圧を設け、プリンタの状況に応じ設定電圧を切り換え、余熱冷却時のＦＡＮの騒音を低減し、かつ、ＦＡＮ停止時にさらに消費電力の低減を行なうことが出来る。
【００３２】
上記目的２を達成する為に請求項３記載の電源装置では、画像を展開するコントローラと画像形成装置の制御を行なうＣＰＵとが通信により、コントローラのスリープ状態を認識し、コントローラがスリープ状態にあるときに画像形成装置の電源部の損失を低減することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００３４】
画像形成装置のブロック図は、従来例と同じである為、省略する。
【００３５】
図１は、本実施例の電源の回路構成を行なう図であり、従来例に対し追加された回路の説明を行なものである。
【００３６】
第１の実施例では、前記ＡＣＤＣコンバータの出力電圧を３つに制御する回路が追加される。前記ＣＰＵより３つの電圧に切り返る信号が前記ＡＣＤＣコンバータ部２へ出力される。
【００３７】
前記ＡＣＤＣコンバータ部２には、前記第１の駆動電圧の基準電圧を３種類発生するツェナーダイオードが設けられ、７０が、第１の電圧を発生させるツェナーダイオード、７１が第２の電圧を発生させるツェナーダイオード，７２が第３の電圧を発生させるツェナーダイオードである。また、７３は前記第１の電圧を発生させるツェナーダイオードにバイアス電流を流す切り換えを行なう切り換え用トランジスタであり、７４は前記第２の電圧を発生させるツェナーダイオードにバイアス電流を流す切り換えを行なう切り換え用トランジスタであり、７５は前記第３の電圧を発生させるツェナーダイオードにバイアス電流を流す切り換えを行なう切り換え用トランジスタである。
【００３８】
例えば、第１の電圧を発生させる為には、前記トランジスタ７３をＯＮ、他の切り換えトランジスタをＯＦＦさせる。前記３つのトランジスタのベースは、前記ＣＰＵ７に接続されており、所望の電圧を任意に出力することが可能な構成となっている。
【００３９】
本実施例では、電圧切り換えをわかり易くする為、３つのツェナーダイオードを設け切り換えを行なったが別の手段で電圧を切り換えても同様の効果が得られるものである。
【００４０】
続いて、上記説明した電源装置における前記第一の駆動電圧の設定値と前記ＡＣＤＣコンバータの許容電力の関係を２つの駆動状態に分けて説明をする。
【００４１】
第１の駆動状態に関して以下に説明する。図２は、ＤＣＤＣコンバータの損失を説明する図である。９０は、前記ＤＣＤＣコンバータ用ＦＥＴ５１のゲート波形であり、Ｈｉｇｈで導通である。９１は、前記ＤＣＤＣコンバータ用チョークコイル５２に流れる電流である。９２は、前記ＤＣＤＣコンバータ用ＦＥＴ５１に流れる電流である。９３は、前記ＤＣＤＣコンバータ用ダイオード５４に流れる電流である。ＤＣＤＣコンバータの損失は、ＦＥＴのスイッチングのタイミングで発生するスイッチング損失と、ＦＥＴのＯＮタイミングで発生するＦＥＴのＯＮ損失と、ＦＥＴがＯＦＦの時つまり回生時に発生するダイオードの損失とに分けられる。ここでスイッチング損失以外の損失を考えると、一般的にＦＥＴのＯＮ時の抵抗で発生する損失より、回生時に発生するダイオードの損失の方が大きい場合が多い。それは、ダイオードの順方向電圧が、ＦＥＴのＯＮ時に発生する電圧（ＯＮ抵抗×ＦＥＴに流れる電流）より大きいからである。ＤＣＤＣコンバータの損失を下げるには、回生時の比率を上げることが効果的である。つまり、入力電圧、ここでは、前記第１の駆動電圧を低くすると、前記ＤＣＤＣコンバータの損失が軽減される。
【００４２】
続いて、第２の駆動状態に関して以下に説明する。図３は、前記ＡＣＤＣコンバータ２の起動時の状態を示したタイムチャートである。９４は、起動時の前記ＡＣＤＣコンバータ制御部１５の電源端子２４の電圧であり、前記起動抵抗２３を経由し電力が前記電源端子２４に供給され電圧値が上昇し、前記ＡＣＤＣコンバータ制御部１５の動作開始電圧に至ると前記ＦＥＴ１２の発振が開始され第１の駆動電圧設定値へ前記ＡＣＤＣコンバータ２の出力電圧が上昇を開始する（９５）。やがて、前記補助巻き線２５から電力が供給され安定動作に至る。このような動作を行なう電源回路で、前記第１の駆動電圧の設定を低くした場合の動作に関して説明をする。前記ＡＣＤＣコンバータ２は、前記補助巻き線２５から前記電源端子２４で消費される電力を供給される為、前記第１の駆動電圧に比例した電圧が前記電源電圧となる。また、前記ＡＣＤＣコンバータ電源制御部１５は所定の電圧以上の動作開始電圧で動作を開始し、所定の電圧以下になると動作を停止する。また、動作中は回路が作動する為、動作停止時よりも消費電流が高い。
【００４３】
以上の動作を図４にて説明を行なう。９６のタイミングで前記第１の駆動電圧を低下させると、前記第１の駆動電圧の低下に伴って前記電源端子２４の電圧も低下する。やがて、前記動作停止電圧９８に至ると、前記ＡＣＤＣコンバータ電源制御部１５は駆動を停止し消費電流が低下する。そして、前記起動抵抗２３により前記電源端子２４の電圧が上昇し、前記動作開始電圧９９に至ると前記ＦＥＴの発振が開始される。しかし、前記第１の駆動電圧の設定を低くしている為、再び前記電源端子２４の電圧は前記駆動停止電圧９８まで低下する。
【００４４】
このような動作を行なった場合、間欠的に前記ＦＥＴ１２が発振と停止を繰り返す為、前記ＦＥＴ１２のスイッチング損失が軽減され、前記ＡＣＤＣコンバータ２の消費電力が軽減される。また、前記ＤＣＤＣコンバータの損失も前記第１の駆動電圧が低下する為、軽減されるので装置全体の消費電力は、前記第１の駆動状態よりも軽減される。この第２の駆動状態においては、動作停止区間が存在するため比較的負荷の軽い範囲に使用条件が限定される。例えば、動作が停止しているタイミングで、大き電流が引かれ、前記ＣＰＵの動作停止電圧以下になった場合、前記画像形成装置がリセットされてしまうような好ましくない現象を引き起こす。
【００４５】
図５に前記第１の駆動状態と第２の駆動状態と電力損失と許容電力のタイムチャートを示した図である。１００は前記ＡＣＤＣコンバータ２が起動してから前記第１の駆動状態に切り換わるタイミングある。前記第１の駆動状態になると、前記ＡＣＤＣコンバータ２の出力電圧９５は減少し前記ＤＣＤＣコンバータ６の損失が低下する為、本電源装置全体の損失１０１は低下する。しかし、前記出力電圧９５が低下する為、本電源装置から取り出せる許容電力１０２は低下する。１０６は、前記第１の駆動状態から前記第２の駆動状態に切り換わるタイミングである。前記第２の駆動状態では、さらに前記出力電圧９５は減少し、前記ＡＣＤＣコンバータ２は起動停止を繰り返す為前記ＡＣＤＣコンバータ２の損失が低下する。また、前記出力電圧９５が更に低下している為、前記ＤＣＤＣコンバータ６の損失も低下する。よって、本電源装置全体の損失１０１は更に低下する。しかし、前記ＡＣＤＣコンバータが起動停止を繰り返す動作を行なう為、本電源装置から取り出せる許容電力１０２は極端に低下する。
【００４６】
上記駆動状態を考慮し、前記画像形成装置の状態に対し最適な駆動状態で電源を駆動する方法を以下に説明する。
【００４７】
図６は、本画像形成装置の電源ＯＮからプリント、待機時の制御状態を示すフローチャートである。前記画像形成装置の電源が投入される（８０）と、前記ＡＣＤＣ電源２は、第１の電圧を生成する（８１）。第１の電圧は、画像形成装置のプリントを行なうだけの電力を発生させる状態とする。続いて前記画像形成装置の電子写真プロセル等の初期化動作を行なう（８２）。前記初期化動作が完了（８３）すると、プリント受付状態（８４）になる。プリント受付状態でプリントを受け付けると、所定の動作によりプリントが開始され（８５）、プリントが完了（８６）すると、再び前記プリント受付状態（８４）へ戻る。一方、前記プリント受付状態（８４）でプリント命令が受信されない状況では、前記初期化動作（８２）により定着器や電源部で発熱した余熱を冷却する為にＦＡＮの駆動は継続されている。余熱の冷却に関しては従来例で説明したように、プリント時の冷却量を必要としないため、ＦＡＮの回転数を下げても十分な冷却を行なうことができる。
【００４８】
そこで、前記第１の駆動状態で本電源装置の駆動を行い前記ＡＣＤＣコンバータ２の出力電圧を低下させることでＦＡＮの回転数を減少させる。ここでは、前記低下させた電圧を第２の電圧（８７）と呼ぶことにする。前記第１の駆動状態により、ＦＡＮ駆動音を減少させると共に消費電流も低下し、さらに前述したようにＤＣＤＣコンバータの損失も減少する為、本電源装置の消費電力が減少する。続いて前記第１の駆動状態のプリント受付状態（８８）に移行する。プリントを受け付けると前記第１の電圧に前記ＡＣＤＣコンバータの出力が設定（８１）されプリントが開始される。
【００４９】
一方、プリント命令が受信されなかった場合、十分冷却を行なった時間の経過後前記ＦＡＮが停止する（８９）。ＦＡＮが停止すると前記画像形成装置の消費電力が低下する為、前記第２の駆動状態を行なうことができる。ここでは、前記低下させた電圧を第３の電圧（１０３）と呼ぶことにする。前記第２の駆動状態では前記ＡＣＤＣコンバータが起動停止を繰り返すことで前記ＡＣＤＣコンバータの損失が減少し、前記第１の駆動状態よりも出力電圧が低下する為、前記ＤＣＤＣコンバータの損失が低下する為、本電源装置の消費電力を減少させることができる。続いて前記第２の駆動状態のプリント受付状態（１０４）に移行する。プリントを受け付けると前記第１の電圧に前記ＡＣＤＣコンバータの出力が設定（８１）されプリントが開始される８５。一方、プリント命令が受信されなかった場合、プリント命令を受信するまで受信受付状態で待機する（１０４）。
【００５０】
以上説明したように、プリンタの駆動状況に対応して電源装置の駆動状態をＡＣＤＣコンバータの出力電圧を設定することで、ＦＡＮの駆動音を抑え、電源装置の消費電力の低減ができる。
【実施例２】
【００５１】
画像形成装置は、従来例の図８で説明したように画像展開用のコントローラが設けられている。近年、コントローラに設けられている電子部品には、待機時の消費電流を低減する手段が盛り込まれているものが多い。本実施例では、前述した待機時の消費電流低減に基いた最適な電源駆動方法を提案する。
【００５２】
図７は、本実施例２の電源ＯＮから、画像形成装置の初期化、プリント、プリント受付のフローチャートを示した図である。前記ＦＡＮ停止８９に至るまでの動作は前記第１の実施例と同じ為、省略する。前記ＦＡＮ停止８９後、再びプリント受付状態８８になる。プリントを受け付けると前記第１の電圧に前記ＡＣＤＣコンバータの出力が設定８１されプリントが開始される。一方、プリント命令が受信されなかった場合、前記ＣＰＵ７は、前記コントローラ９と通信を行い、前記コントローラが待機状態（１０５）で無ければ、プリント受付を継続し、待機状態である事を検知すると第３の電圧１０３に前記ＡＣＤＣコンバータ２の出力を設定する。続いて、プリント受付の状態１０４となりプリントを受付けると前記ＡＣＤＣコンバータの出力電圧は、第１の電圧８１となりプリントが開始される。一方、プリントを受信しないと継続してプリント受付状態を維持する。
【００５３】
以上、説明したように前記ＣＰＵ７と前記コントローラ９が通信を行い、前記コントローラ９が待機時、つまり消費電流が低減する時間帯で前記電源を第２の駆動状態にすることにより、電源の損失を低減する。前記第１の実施例と比較し前記コントローラ９の待機時電力に最適化に前記ＡＣＤＣコンバータ２の電圧を設定にすることが可能である為、より電源装置の損失を低減することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】第１の実施例における電源装置の回路図
【図２】ＤＣＤＣコンバータの損失を説明する図
【図３】ＡＣＤＣコンバータの起動時の状態を示したタイムチャート
【図４】ＡＣＤＣコンバータの間欠発振時のタイムチャート
【図５】第１の駆動状態と第２の駆動状態と電力損失と許容電力のタイムチャートを示した図
【図６】第１の実施例における電源ＯＮからプリント、待機時の制御状態を示すフローチャート
【図７】本実施例２の電源ＯＮから、画像形成装置の初期化、プリント、プリント受付のフローチャート
【図８】従来例における画像形成装置の電気ブロック図
【図９】従来の電源装置における回路図
【符号の説明】
【００５５】
１  商業ＡＣ電源
２  ＡＣＤＣコンバータ
３  メインモータ
４  ＦＡＮ
５  ソレノイド
６  ＤＣＤＣコンバータ
７  ＣＰＵ
８  センサ
９  コントローラ
１０  ダイオードブリッジ
１１  １次平滑コンデンサ
１２  ＦＥＴ
１３  電源トランス
１４  １次巻き線
１５  ＡＣＤＣコンバータ電源制御部
１６  電源ＩＣ
１７  ソース端子
１８  ＧＮＤ兼ドレイン端子
１９  電流検出抵抗
２０  ノイズ除去用抵抗
２１  ノイズ除去用コンデンサ
２２  ボトム検出／ＯＣＰ端子
２３  起動抵抗
２４  電源端子
２５  補助巻き線
２６  制御部整流ダイオード
２７  制御部平滑コンデンサ
２８  ２次巻き線
２９  共振コンデンサ
３０  ボトム検出信号用整流ダイオード
３１  過電圧保護用抵抗
３２  ＯＣＰ信号保護用ダイオード
３３  ボトム点調整用コンデンサ
３４  ２次整流ダイオード
３５  ２次平滑コンデンサ
３６  電圧制御オペアンプ
３７  ２次側電圧分圧用抵抗
３８  基準電圧ツェナーダイオード
３９  バイアス用抵抗
４０  位相補償用の抵抗
４１  位相補償用のコンデンサ
４２  利得調整用抵抗
４３  フォトカプラ
４４  フォトカプラ電流制限抵抗
４５  ＦＢ端子
４６  １次側の位相補償用抵抗
４７  １次側の位相補償用コンデンサ
５０  ＤＣＤＣコンバータ制御部
５１  ＤＣＤＣコンバータ用ＦＥＴ
５２  ＤＣＤＣコンバータ用チョークコイル
５３  ＤＣＤＣコンバータ用平滑コンデンサ
５４  ＤＣＤＣコンバータ用ダイオード
５５  ＤＣＤＣコンバータ用電圧制御オペアンプ
５６  ＤＣＤＣコンバータ用ツェナーダイオード
５７  ＤＣＤＣコンバータバイアス用抵抗
５８  ＤＣＤＣコンバータ出力電圧分圧抵抗
５９  ＤＣＤＣコンバータ用利得設定抵抗
６０  ＤＣＤＣコンバータ用位相設定抵抗
６１  ＤＣＤＣコンバータ用位相設定コンデンサ
７０  第１の電圧を発生させるツェナーダイオード
７１  第２の電圧を発生させるツェナーダイオード
７２  第３の電圧を発生させるツェナーダイオード
７３  第１の電圧を発生させるツェナーダイオードにバイアス電流を流す切り換えを行なう切り換え用トランジスタ
７４  第２の電圧を発生させるツェナーダイオードにバイアス電流を流す切り換えを行なう切り換え用トランジスタ
７５  第３の電圧を発生させるツェナーダイオードにバイアス電流を流す切り換えを行なう切り換え用トランジスタ
８０  電源ＯＮ
８１  第１の電圧生成
８２  初期化動作
８３  初期化動作完了
８４  プリント受付け
８５  プリント開始
８６  プリント完了
８７  第２の電圧
８８  第１の駆動状態のプリント受付け
８９  ＦＡＮ停止
９０  ＦＥＴ５１のゲート波形
９１  ＤＣＤＣコンバータ用チョークコイル５２に流れる電流
９２  ＤＣＤＣコンバータ用ＦＥＴ５１に流れる電流
９３  ＤＣＤＣコンバータ用ダイオード５４に流れる電流
９４  ＡＣＤＣコンバータ制御部１５の電源端子２４の電圧
９５  第１の駆動電圧波形
９６  第１の駆動電圧低下のタイミング
９７  動作停止電圧に至るタイミング
９８  動作停止電圧
９９  動作開始電圧
１００  第１の駆動状態に入るタイミング
１０１  電源装置全体の損失
１０２  電源装置から取り出せる許容電力
１０３  第３の電圧
１０４  第２の駆動状態のプリント受付状態
１０５  コントローラの待機の判断
１０６  第１の駆動状態から前記第２の駆動状態に切り換わるタイミング
【図１】
2007047368.tif 000003
【図２】
2007047368.tif 000004
【図３】
2007047368.tif 000005
【図４】
2007047368.tif 000006
【図５】
2007047368.tif 000007
【図６】
2007047368.tif 000008
【図７】
2007047368.tif 000009
【図８】
2007047368.tif 000010
【図９】
2007047368.tif 000011