(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被記録媒体に画像を形成する画像形成手段を備えた画像形成装置に用いられ、
交流電源から供給された電圧を整流する第１整流回路と、
該第１整流回路が整流した電圧をスイッチングするメインスイッチング素子と、
該メインスイッチング素子によって電流が１次側に通電されるトランスと、
該トランスの２次側に発生した電圧を整流し、少なくとも上記画像形成手段に供給する第２整流回路と、
該第２整流回路の出力電圧が目標値を上回った後、上記第２整流回路の出力電圧が少なくとも上記目標値を下回るまでの間であるか、上記第２整流回路の出力電圧が上記目標値を下回った後、上記第２整流回路の出力電圧が少なくとも上記目標値を上回るまでの間であるかに応じて、上記メインスイッチング素子をＯＮ状態またはＯＦＦ状態に切り換えてその状態を維持するスイッチング制御手段と、
を備えた画像形成装置用電源装置であって、
上記スイッチング制御手段が上記メインスイッチング素子をＯＮ状態に維持する期間及びＯＦＦ状態に維持する期間を、上記第２整流回路における電流消費量が少ないときには上記電流消費量が多いときに比べて長くすることにより、上記第２整流回路における電流消費量が少ないときには、上記第２整流回路の出力電圧の振幅を、上記電流消費量が多いときに比べて大きくする振幅制御手段を、
備え、
上記振幅制御手段が、上記第２整流回路の出力電圧の変動を上記スイッチング制御手段に遅れて伝達し、その遅れて伝達された上記出力電圧に応じて、上記スイッチング制御手段が上記メインスイッチング素子をＯＮ状態またはＯＦＦ状態に切り換えることにより、上記出力電圧の振幅を大きくすることを特徴とする画像形成装置用電源装置。
【請求項２】
上記画像形成装置が、制御モードとして少なくとも、上記画像形成装置の主電源は投入されているものの上記画像形成手段を駆動しないスリープモードと、上記画像形成手段を実際に駆動して画像を形成する画像形成モードとを備え、
上記振幅制御手段が、上記制御モードとして上記スリープモードが設定されているとき、上記出力電圧の振幅を、上記制御モードとして上記画像形成モードが設定されているときに比べて大きくすることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置用電源装置。
【請求項３】
上記第２整流回路における電流消費量を検出する電流消費量検出手段を、更に備え、
上記振幅制御手段が、上記電流消費量検出手段が検出した電流消費量が少ないときには、上記出力電圧の振幅を、上記電流消費量検出手段が検出した電流消費量が多いときに比べて大きくすることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に電力を供給する画像形成装置用電源装置に関し、詳しくは、目標値に応じた電圧の直流電圧を出力可能な画像形成装置用電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、被記録媒体に画像を形成する画像形成手段を備えた画像形成装置では、ＤＣモータ等、各種直流アクチュエータが使用されている。一方、プリンタ等の画像形成装置は交流電源を主電源として使用することが多い。そこで、交流電源から供給された電圧を整流し、直流アクチュエータの容量に対応した所望の電圧の直流電圧を出力する画像形成装置用電源装置が種々提案されている。
【０００３】
例えば、交流電源から供給された電圧を整流する第１整流回路と、該第１整流回路が整流した電圧をスイッチングするスイッチング回路と、該スイッチング回路によって電流が１次側に通電されるトランスと、該トランスの２次側に発生した電圧を整流し、少なくとも上記画像形成手段に供給する第２整流回路と、該第２整流回路の出力電圧が目標値を上回った後に上記スイッチング回路をＯＦＦし、上記第２整流回路の出力電圧が上記目標値を下回った後に上記スイッチング回路をＯＮするスイッチング制御手段と、を備えた電源装置が考えられる。
【０００４】
このような電源装置では、第１整流回路は交流電源から供給された電圧を整流し、スイッチング回路はその整流後の電圧をスイッチングする。このスイッチングにより流れる電流がトランスの１次側に通電されることにより、２次側に電圧が発生するが、第２整流回路はこの電圧を整流し、直流電圧として出力する。この直流電圧が画像形成手段に供給されるのであるが、この電圧はスイッチング制御手段によって次のように制御される。すなわち、スイッチング制御手段は、第２整流回路の出力電圧が目標値を上回った後にスイッチング回路をＯＦＦし、第２整流回路の出力電圧が目標値を下回った後にスイッチング回路をＯＮする。このため、第２整流回路の出力電圧は、上記目標値を中心に振動するようになる。また、スイッチング制御手段によるスイッチング回路のＯＮ／ＯＦＦを細かく繰り返せば、上記出力電圧が目標値近傍に安定して制御され、上記直流アクチュエータ等を一層良好に駆動することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、画像形成装置には、スリープモードといって、主電源は投入されているものの画像形成手段を駆動しない制御モードを備えたものがある。これらの制御モードでは、画像形成手段を駆動するモータ等のアクチュエータは動作しないので、制御部に電力を供給するロジック用の電源の出力電圧が安定していれば第２整流回路の出力電圧を高精度に安定化する必要性は殆どない。従って、スリープモード時に前述のようにスイッチング回路のＯＮ／ＯＦＦを細かく繰り返せばスイッチングロスによって２次側の消費電流が少ない割に消費電力が大きくなる。また、スリープモードを備えていない画像形成装置でも、画像形成手段を殆ど駆動しない場合には上記出力電圧を安定化する必要性は少ない。しかしながら、従来の画像形成装置用電源装置では、画像形成手段の駆動時に対応できるように上記出力電圧を常に安定化していたので、全体としての電源効率が悪くなっていた。
【０００６】
そこで、本発明は、画像形成手段の駆動時には出力電圧を良好に安定化することができると共に、全体としての電源効率を良好に向上させることのできる画像形成装置用電源装置を提供することを目的としてなされた。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記目的を達するためになされた請求項１記載の発明は、被記録媒体に画像を形成する画像形成手段を備えた画像形成装置に用いられ、交流電源から供給された電圧を整流する第１整流回路と、該第１整流回路が整流した電圧をスイッチングするメインスイッチング素子と、該メインスイッチング素子によって電流が１次側に通電されるトランスと、該トランスの２次側に発生した電圧を整流し、少なくとも上記画像形成手段に供給する第２整流回路と、該第２整流回路の出力電圧が目標値を上回った後、上記第２整流回路の出力電圧が少なくとも上記目標値を下回るまでの間であるか、上記第２整流回路の出力電圧が上記目標値を下回った後、上記第２整流回路の出力電圧が少なくとも上記目標値を上回るまでの間であるかに応じて、上記メインスイッチング素子をＯＮ状態またはＯＦＦ状態に切り換えてその状態を維持するスイッチング制御手段と、を備えた画像形成装置用電源装置であって、上記スイッチング制御手段が上記メインスイッチング素子をＯＮ状態に維持する期間及びＯＦＦ状態に維持する期間を、上記第２整流回路における電流消費量が少ないときには上記電流消費量が多いときに比べて長くすることにより、上記第２整流回路における電流消費量が少ないときには、上記第２整流回路の出力電圧の振幅を、上記電流消費量が多いときに比べて大きくする振幅制御手段を、備え、上記振幅制御手段が、上記第２整流回路の出力電圧の変動を上記スイッチング制御手段に遅れて伝達し、その遅れて伝達された上記出力電圧に応じて、上記スイッチング制御手段が上記メインスイッチング素子をＯＮ状態またはＯＦＦ状態に切り換えることにより、上記出力電圧の振幅を大きくすることを特徴としている。
【０００８】
このように構成された本発明では、振幅制御手段は、スイッチング制御手段がメインスイッチング素子をＯＮ状態に維持する期間及びＯＦＦ状態に維持する期間を、第２整流回路における電流消費量が少ないときにはその電流消費量が多いときに比べて長くすることにより、上記電流消費量が少ないときには、第２整流回路の出力電圧の振幅を上記電流消費量が多いときに比べて大きくする。第２整流回路における電流消費量が少ないときは、前述のスリープモードもその１形態であるが、第２整流回路の出力電圧を安定化する必要性は少ない。そこで、このような場合には、上記電流消費量が多いとき（例えば画像形成手段の駆動時）に比べて第２整流回路の出力電圧の振幅を大きくするのである。こうすることにより、メインスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを繰り返す回数を減らすことができ、スイッチングロスを減らして電源効率を向上させることができる。また、画像形成手段の駆動時等、第２整流回路の電流消費量が多いときには、上記出力電圧の振幅を小さくして安定化することもできる。従って、本発明では、画像形成手段の駆動時には出力電圧を良好に安定化することができると共に、全体としての電源効率を良好に向上させることができる。
また、上記振幅制御手段は、上記第２整流回路の出力電圧の変動を上記スイッチング制御手段に遅れて伝達することにより、上記出力電圧の振幅を大きくする。第２整流回路の出力電圧の変動をスイッチング制御手段に遅れて伝達すれば、メインスイッチング素子をＯＮまたはＯＦＦする動作をスイッチング制御手段が通常通りに実行していても、上記出力電圧の振幅は大きくなる。本発明では、振幅制御手段が上記出力電圧の変動をスイッチング制御手段に遅れて伝達することにより上記振幅を大きくするので、スイッチング制御手段側の構成は何等変更する必要がない。また、上記出力電圧の変動を遅れて伝達する振幅制御手段の構成は、周知の積分回路等を使用した簡単な回路等によって容易に実現することができる。従って、本発明では、上記効果に加えて、装置の構成を一層簡略化することができるといった効果が生じる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の構成に加え、上記画像形成装置が、制御モードとして少なくとも、上記画像形成装置の主電源は投入されているものの上記画像形成手段を駆動しないスリープモードと、上記画像形成手段を実際に駆動して画像を形成する画像形成モードとを備え、上記振幅制御手段が、上記制御モードとして上記スリープモードが設定されているとき、上記出力電圧の振幅を、上記制御モードとして上記画像形成モードが設定されているときに比べて大きくすることを特徴としている。
【００１０】
本発明では、画像形成装置が、制御モードとして少なくとも、画像形成装置の主電源は投入されているものの画像形成手段を駆動しないスリープモードと、画像形成手段を実際に駆動して画像を形成する画像形成モードとを備え、振幅制御手段は、いずれの制御モードが設定されているかに応じて上記出力電圧の振幅を制御している。このため、上記出力電圧を安定化したいときには確実に安定化し、スイッチングロスを減らすことのできるときには大幅に減らすことができる。
【００１１】
従って、本発明では、請求項１記載の発明の効果に加えて、画像形成を一層良好に行うと共に、電源効率を一層良好に向上させることができるといった効果が生じる。
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の構成に加え、上記第２整流回路における電流消費量を検出する電流消費量検出手段を、更に備え、上記振幅制御手段が、上記電流消費量検出手段が検出した電流消費量が少ないときには、上記出力電圧の振幅を、上記電流消費量検出手段が検出した電流消費量が多いときに比べて大きくすることを特徴としている。
【００１２】
本発明では、電流消費量検出手段によって第２整流回路における電流消費量を検出し、その電流消費量に応じて、振幅制御手段が上記出力電圧の振幅を制御している。このため、実際における上記出力電圧の安定化の要否に応じて、スイッチングロスを減らすことができる。例えば、画像形成モードが設定されていても、実際には殆ど画像形成手段を駆動しない場合等には、上記出力電圧の振幅を大きくしてスイッチングロスを減らし、電源効率を向上させることができる。
【００１３】
従って、本発明では、請求項１または２記載の発明の効果に加えて、電源効率を一層良好に向上させることができるといった効果が生じる。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明を適用した画像形成装置としてのレーザプリンタの主要構成部品の斜視図、図２はレーザプリンタの概略側断面図である。
【００１７】
レーザプリンタにおける合成樹脂製の本体ケース１は、図１に示すように、メインフレーム１ａと、このメインフレーム１ａの四周（前後及び左右両側）外面を覆うメインカバー体１ｂとからなり、メインフレーム１ａとメインカバー体１ｂとを一体的に射出成形等により形成したものである。
【００１８】
また、メインフレーム１ａには、上面から露光ユニットとしてのスキャナユニット２と画像形成手段としてのプロセスユニット３と、定着手段としての定着ユニット４と、給紙ユニット５とが装着される。そして、メインモータ８４（図３参照）とギヤ列を含む駆動系ユニット６は、メインカバー体１ｂの図１の左側内面とそれに近接するメインフレーム１ａの左側との間の収納凹所１ｄ内に本体ケース１の下方から挿入して装着固定される。更に、メインフレーム１ａ及びメインカバー体１ｂの上面を覆うための合成樹脂製の本体カバーとしてのトップカバー７には、メインフレーム１ａの右側に上向きに突出する操作パネル１ｃを貫通させる孔７ａと、給紙ユニット５の基部を貫通させるための孔７ｂとが穿設されている。排紙トレイ８の基部はトップカバー７の前端の左右両側に突設したブラケット９（図１で一方のみ示す）に上下揺動可能に装着されており、不使用の場合には、排紙トレイ８をトップカバー７の上面側に折り畳んで覆うことができる。
【００１９】
給紙ユニット５におけるフィダー部ケース５ａ内には、積層された状態で被記録媒体としての記録紙Ｐがセットされる。図２に示すように、記録紙Ｐの先端側は、フィダー部ケース５ａ内のばね１０ａで付勢された支持板１０にて給紙ローラ１１に向かって押圧されている。このため、駆動系ユニット６から動力伝達されて回転する給紙ローラ１１と分離パッド１２とによって、記録紙Ｐを１枚ずつ分離して上下一対のレジストローラ１３，１４に送ることが可能である。
【００２０】
プロセスユニット３は、レジストローラ１３，１４にて給送されてくる上記分離された記録紙Ｐの表面に記録材としてのトナーにより画像を形成する。更に、定着ユニット４は、トナー画像が形成された記録紙Ｐを、加熱ローラ１５と押圧ローラ１６とにて挟持することで加熱して、記録紙Ｐ上のトナー画像を定着する。なお、加熱ローラ１５は、表面がフッ素コートされたアルミ管の中にハロゲンランプからなる定着用ヒータ１５ａを挿入したもので、その長手方向の略中央部には外表面にサーミスタ１０７が接触している。また、押圧ローラ１６は、表面がフッ素樹脂で被覆されたゴムローラである。
【００２１】
定着ユニット４のケース内における下流側に配置された排紙ローラ１７とピンチローラ１８とからなる排紙部は、トナー画像が定着された記録紙Ｐを排紙トレイ８に排出する。給紙ローラ１１から排紙部までが、被記録媒体搬送ルートである。なお、給紙ユニット５には斜め上方向に開口する手挿口５ｂが設けられ、フィダー部ケース５ａ内の記録紙Ｐとは別の記録紙にて印刷する場合の記録紙を、上記被記録媒体搬送ルートへ挿入できるようにされている。
【００２２】
本体ケース１における上面開放箱体状のメインフレーム１ａの平面視ほぼ中央部に配置するプロセスユニット３の下方の部位には、スキャナユニット２の上支持板２ａが、メインフレーム１ａの底板部の上面側に一体的に形成したステー部にビス等にて固定される。そして、露光ユニットとしてのスキャナユニット２には、合成樹脂製の上支持板２ａの下面側に、レーザ発光部（図示せず）、ポリゴンミラー２０、レンズ２１、反射鏡２２等を配置している。このスキャナユニット２は、感光体としての感光ドラム２３の軸線に沿って延びるように上記上支持板２ａに穿設された横長スキャナ孔を覆う硝子板２４を通過して感光ドラム２３の外周面にレーザービームを照射して露光するように構成されている。
【００２３】
図２に示すように、プロセスユニット３は、感光ドラム２３とその上面に当接した転写ローラ２５、感光ドラム２３の下方に配置したスコロトロン型等の帯電器２６、給紙方向において感光ドラム２３よりも上流側に配置した現像ローラ２７及び供給ローラ２８を有する現像装置、更にその上流側に配置した現像剤（トナー）供給部すなわち着脱可能なトナーカートリッジ２９、また感光ドラム２３よりも下流側に配置したクリーニングローラ３０、更にクリーニングローラ３０よりも下流側に配置した除電ランプ３０ａ等からなっている。
【００２４】
感光ドラム２３の外周面には、帯電器２６にて帯電された感光層にスキャナユニット２からレーザービームを走査することによって静電潜像が形成される。上記トナーカートリッジ２９内の現像剤（トナー）は、攪拌体３１にて攪拌されて放出された後、供給ローラ２８を介して現像ローラ２７の外周面に担持され、ブレード３２によってトナー層の厚さが規制される。感光ドラム２３の静電潜像は、現像ローラ２７から現像剤が付着することによって顕像化される。その現像剤による像（トナー画像）は、感光ドラム２３の電位とは逆電位の転写バイアスが印加された転写ローラ２５と感光ドラム２３との間を通る記録紙Ｐに転写され、トナー画像を形成する。そして、感光ドラム２３上に残ったトナーはクリーニングローラ３０で一時的に回収された後、所定のタイミングで感光ドラム２３に戻され、現像ローラ２７によりプロセスユニット３内に回収される。
【００２５】
なお、スキャナユニット２の上支持板２ａには、上向きに突出するトナーセンサ３３を設け、発光部と受光部との対からなるトナーセンサ３３がプロセスユニット３におけるトナーカートリッジ２９の下面凹所内に臨んで、トナーカートリッジ２９内のトナーの有無を検出できるようになっている。
【００２６】
プロセスユニット３は、合成樹脂製のケース３４に組み込むことにてカートリッジ化されており、このカートリッジ化したプロセスユニット３は、メインフレーム１ａに着脱可能に装着される。メインフレーム１ａの前部位とメインカバー体１ｂの前部位との連設部下面側には、冷却ファン３５を収納するための収納部３６と、記録紙Ｐの通過方向と直交する左右方向に延びる通風ダクト３７とが連通して形成される。そして、通風ダクト３７の上面板部３７ａを断面下向きＶ字状に形成し、この上面板部３７ａをプロセスユニット３と定着ユニット４との間に位置させて、定着ユニット４における加熱ローラ１５から発生する熱がプロセスユニット３側に直接伝達しないように遮断する。
【００２７】
また、冷却ファン３５で発生した冷却風は、通風ダクト３７内を通ってメインフレーム１ａの一側下面を伝い、後部の電源部３９及び駆動系ユニット６のメインモータ８４を冷却する一方、上面板部３７ａの内、プロセスユニット３側に開口した複数箇所のスリット孔から吹き出し、該冷却風は、プロセスユニット３と定着ユニット４の間を通過して上昇し、トップカバー７に複数穿設した排気孔４０から装置外に排出される。
【００２８】
次に、メインフレーム１ａの右側内部に備えられている制御ユニット７０について説明する。図３はその制御ユニット７０及び制御ユニット７０に関連する構成を示すブロック図である。制御ユニット７０は、ＣＰＵ７１と、種々の制御プログラムが格納されたＲＯＭ７２と、パーソナルコンピュータやホストコンピュータ等の外部のデータ送信機器ＰＣから送信された送信データを受けて格納する受信バッファ等の各種メモリが設けられたＲＡＭ７３と、受信データを受信バッファに書き込み／読み出すタイミングのためのタイミング信号を発生するタイミング制御回路（ＴＣ）７４と、送信された印字データを受信するインターフェース（Ｉ／Ｆ）７５と、スキャンバッファを有しビットイメージデータに変換された印字情報を順次ＤＣコントローラ回路８２へ出力するビデオインターフェース（Ｖ・Ｉ／Ｆ）７６と、トナーセンサ３３、給紙ローラ１１の下流に近接して設けられた給紙センサ５１及びその他のセンサからの検出信号を受信するセンサ用インターフェース（Ｓ・Ｉ／Ｆ）７７と、操作パネル１ｃから各種制御モードを選択でき、その切り換えた信号を受けるパネルインターフェース（Ｐ・Ｉ／Ｆ）７８とを備えており、これらはバス８１を介してＣＰＵ７１にそれぞれ接続されている。
【００２９】
ＤＣコントローラ回路８２には、給紙ローラ１１、レジストローラ１３，１４、感光ドラム２３等からなる給紙側搬送機構部と、加熱ローラ１５や押圧ローラ１６に加えて、排紙ローラ１７やピンチローラ１８からなる排出側搬送機構部とを駆動するメインモータ８４のための駆動回路８７と、上記レーザ発光部を構成するレーザダイオード８５のための駆動回路８９と、ポリゴンミラー２０を駆動するスキャナモータ８６のための駆動回路９０と、加熱ローラ１５内のハロゲンランプからなる定着用ヒータ１５ａのための定着手段駆動回路としての駆動回路９１と、感光ドラム２３、転写ローラ２５、帯電器２６、現像ローラ２７及びクリーニングローラ３０に高圧電界を発生させ、更に除電ランプ３０ａを点灯させる高圧基板９２とが、それぞれ接続されている。
【００３０】
ＲＯＭ７２には、通常のレーザプリンタとしての種々の制御プログラム、及び、後述のフローチャートのプログラムに加えて、文字や記号等の多数のキャラクタに関する印字用ドットパターンデータを格納したフォントメモリ、ＲＡＭ７３に設けられた受信データバッファや印字イメージメモリ等の各メモリのメモリ容量及び先頭アドレスを管理するメモリ管理プログラム等が予め格納されている。
【００３１】
次に、駆動回路９１及びその周辺の構成について、図４を用いて詳細に説明する。図４に示すように、駆動回路９１は、フォトトライアックカプラ９３のトライアック９３ｂ及びトライアック９５等の各種素子と、以下に述べる各種抵抗器及びコンデンサとを主要部として構成されている。トライアック９３ｂ両端には、それぞれ抵抗器９７ａ，９７ｂを介してトライアック９５の両端が接続されている。また、トライアック９５のゲートは抵抗器９７ａとトライアック９３ｂとの間に接続され、更に、そのゲートには、抵抗器９７ａと並列にコンデンサ９９が接続されている。このため、トライアック９３ｂがＯＮして抵抗器９７ａに電流が流れたとき、その電圧降下に応じたゲート電流が供給される。
【００３２】
トライアック９５の両端の間には、ＡＣ１００Ｖの商用電源１０１，電源スイッチ１０３，所定値以上の電流が流れたときに溶断するヒューズ１０５，前述の定着用ヒータ１５ａ，及び，定着用ヒータ１５ａが異常に高温となったときに溶断する温度ヒューズ１５ｂが直列に接続されている。更に、商用電源１０１，電源スイッチ１０３，及びヒューズ１０５からなる直列回路の両端には、５Ｖ及び２４Ｖの直流電圧を出力する後述の直流電源回路１１０が接続されている。
【００３３】
加熱ローラ１５の表面に接触したサーミスタ１０７は、一端が抵抗器１０９を介して接地されると共に他端が５Ｖの直流電源に接続され、サーミスタ１０７，抵抗器１０９間の電位が図示しないＡ／Ｄコンバータを介してＣＰＵ７１に入力される。このため、ＣＰＵ７１は、上記電位を読み込むことによって加熱ローラ１５の表面温度を検出することができる。また、ＣＰＵ７１は、フォトトライアックカプラ９３の発光ダイオード９３ａにも出力可能に接続されている。
【００３４】
そこで、ＣＰＵ７１は、サーミスタ１０７を介して検出した上記表面温度に基づいてフォトトライアックカプラ９３のＯＮ／ＯＦＦを切り換え、次のように定着用ヒータ１５ａへの通電／非通電を切り換えている。すなわち、電源スイッチ１０３がＯＮの場合、発光ダイオード９３ａが発光するとトライアック９３ｂがＯＮし、抵抗器９７ａ及びコンデンサ９９の並列回路に電流が流れてトライアック９５がＯＮする。このため、フォトトライアックカプラ９３のＯＮ／ＯＦＦはトライアック９５のＯＮ／ＯＦＦと一致し、これによって定着用ヒータ１５ａへの通電／非通電が切り換えられる。なお、トライアック９５のＯＦＦは、ゼロクロス動作するので、ＯＦＦ時は最大、電源周波数の半周期遅れでＯＦＦする。更に、フォトトライアックカプラ９３がゼロクロス検知付きの場合、トライアック９３ｂのＯＮよりトライアック９５のＯＮは、最大、電源周波数の半周期遅れでＯＮする。
【００３５】
次に、画像装置用電源装置としての直流電源回路１１０の構成について説明する。商用電源１０１から電源スイッチ１０３及びヒューズ１０５を介して入力された交流電圧は、入力フィルタ回路１１１，及び第１整流回路としての整流平滑回路１１３を介して整流される。整流平滑回路１１３が出力する直流電圧は、発振制御回路１１５によってＯＮ／ＯＦＦが切り換えられるスイッチング回路としてのメインスイッチング素子１１７（本例ではＦＥＴによって構成した）と、トランス１２１の１次側のコイル１２３とからなる直列回路に供給される。発振制御回路１１５は、トランス１２１内にコイル１１５ａを有する自励式の回路で、この発振制御回路１１５がメインスイッチング素子１１７のＯＮ／ＯＦＦを切り換えることにより、コイル１２３を流れる電流がスイッチングされる。
【００３６】
この電流の通電によってトランス１２１の２次側のコイル１２５に発生した電圧は、第２整流回路としての整流平滑回路１３１によって整流され、２４Ｖの直流電圧としてメインモータ８４等に供給される。また、この２４Ｖの直流電圧は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３３及び平滑回路１３５を介して５Ｖの直流電圧に変換され、制御ユニット７０の基準電圧等として供給される。
【００３７】
直流電源回路１１０は、更に、スイッチング制御手段としての出力電圧検出制御回路１３７と、振幅制御手段としての出力電圧感度調整可変回路１５０とを備えている。出力電圧検出制御回路１３７には整流平滑回路１３１の出力電圧が入力される。そして、出力電圧検出制御回路１３７は、フォトトランジスタカプラ１３９を介して発振制御回路１１５に制御信号を入力し、整流平滑回路１３１が２４Ｖの直流電流を安定して出力するように、発振制御回路１１５によって制御されるメインスイッチング素子１１７のＯＦＦ期間を規定している。
【００３８】
すなわち、整流平滑回路１３１の出力電圧が２４Ｖを上回ると、発振制御回路１１５を介してメインスイッチング素子１１７をＯＦＦに制御し、上記出力電圧が２４Ｖを下回ると、発振制御回路１１５を介してメインスイッチング素子１１７をＯＮに制御する。発振制御回路１１５は、トランス１２１内の磁束消失を検知した後にメインスイッチング素子１１７をＯＮに制御するが、通常は、トランス１２１内の磁束消失とほぼ同じタイミングで、出力電圧検出制御回路１３７がメインスイッチング素子１１７をＯＮにする制御信号を出力する。この結果、整流平滑回路１３１の出力電圧は、２４Ｖを中心に振動するようになる。
【００３９】
また、出力電圧感度調整可変回路１５０は、ＣＰＵ７１から入力される制御信号に基づき、出力電圧検出制御回路１３７の感度を調整する。すなわち、出力電圧検出制御回路１３７の感度を低下させて、整流平滑回路１３１の出力電圧が２４Ｖを上回ったこと、または下回ったことが遅れて検知されるようにすれば、出力電圧検出制御回路１３７がメインスイッチング素子１１７をＯＦＦまたはＯＮに制御するタイミングが遅れる。この結果、上記出力電圧の振幅が大きくなる。
【００４０】
続いて、この出力電圧検出制御回路１３７及び出力電圧感度調整可変回路１５０の構成について、図５を用いて詳細に説明する。先ず、出力電圧検出制御回路１３７は、抵抗器１４１，可変抵抗１４２，及び抵抗器１４３によって分圧された整流平滑回路１３１の出力電圧がゲートに入力されるシャントレギュレータ１４５を備えている。このシャントレギュレータ１４５はアノードが接地され、カソードには、抵抗器１４７とフォトトランジスタカプラ１３９の発光ダイオード１３９ａとを介して整流平滑回路１３１の出力電圧が入力されている。また、シャントレギュレータ１４５のカソード−ゲート間には、出力安定化用の抵抗器１４８及びコンデンサ１４９が接続されている。
【００４１】
このシャントレギュレータ１４５は、整流平滑回路１３１の出力電圧が２４Ｖとなったときに対応した基準電圧を有しており、上記出力電圧が２４Ｖを上回ると、導通して発光ダイオード１３９ａを点灯させる。これに応じてフォトトランジスタカプラ１３９のトランジスタ１３９ｂがＯＮすると、発振制御回路１１５はメインスイッチング素子１１７をＯＦＦに制御する。また、上記出力電圧が２４Ｖを下回ってシャントレギュレータ１４５が導通しなくなると、トランジスタ１３９ｂがＯＦＦし、発振制御回路１１５はトランス１２１内の磁束消失後（通常は即座）にメインスイッチング素子１１７をＯＮに制御する。
【００４２】
一方、出力電圧感度調整可変回路１５０は、シャントレギュレータ１４５のゲートをコンデンサ１５１，トランジスタ１５３を介して接地する回路を備えている。トランジスタ１５３のベース−エミッタ間には抵抗器１５５が接続されると共にエミッタが接地され、そのベースは抵抗器１５７，１５９を介して５Ｖの直流電源に接続されている。このため、抵抗器１５７，１５９の間にＣＰＵ７１から制御信号を入力することよってトランジスタ１５３のＯＮ／ＯＦＦが切り換えられる。従って、ＣＰＵ７１からの制御信号によりトランジスタ１５３をＯＮすれば、シャントレギュレータ１４５のゲート電圧の変動に、コンデンサ１５１の静電容量に応じた遅れが生じる。この動作によって、シャントレギュレータ１４５の、延いては出力電圧検出制御回路１３７の、整流平滑回路１３１の出力電圧に対する感度を低下させることができる。
【００４３】
そこで、ＣＰＵ７１は、上記感度を次のように切り換えている。先ず、ＣＰＵ７１は、プロセスユニット３を実際に駆動して実際に画像を形成する画像形成モードの他、次のスリープモード及び待機モードを制御モードとして備えている。スリープモードとは、ＣＰＵ７１は操作パネル１ｃからの信号を読み取り、直流電源回路１１０も駆動しているが、駆動回路８７〜９１，または高圧基板９２を介した各部への通電を一切中断している処理形態である。待機モードとは、画像形成に備えて定着用ヒータ１５ａを保温する処理形態であり定着用ヒータ１５ａの温度が若干低い点を除いては上記画像形成モードと同様である。なお、スリープモード，待機モード，または画像形成モードのいずれの処理形態を取るかの判断は、操作パネル１ｃからの信号及びプロセスユニット３の駆動状態に基づき、ＣＰＵ７１がソフトウェア（判断手段）処理によって実行する。
【００４４】
ここで、ＣＰＵ７１が上記モードを自動的に切り換える場合のモード切り換え処理について、図６のフローチャートを用いて説明する。なお、ＣＰＵ７１は、電源投入後、この処理を所定間隔で割り込み処理として実行する。図６に示すように、電源投入時にはＳ１（Ｓはステップを表す：以下同様）にて待機モードに設定し、続くＳ２にてタイマをスタートする。なお、待機モードでは、ＣＰＵ７１はトランジスタ１５３をＯＦＦに制御し、出力電圧検出制御回路１３７の感度を通常感度に設定する。
【００４５】
続いて、Ｓ３にてデータを受信したか否か判断し、受信していない場合（Ｓ３：ＮＯ）は操作パネル１ｃが操作されたか否かを判断する（Ｓ４）。操作パネル１ｃが操作されていない場合（Ｓ４：ＮＯ）はタイマスタート（Ｓ２）から所定時間経過したか否かを判断し（Ｓ５）、経過していない場合（Ｓ５：ＮＯ）はそのまま前述のＳ３へ、経過した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）はＳ６にてスリープモードに設定した後Ｓ３へ、それぞれ移行する。すなわち、電源投入時には一旦待機モードに設定し（Ｓ１）、データの受信も操作パネル１ｃの操作もなされないまま（Ｓ３，Ｓ４：ＮＯ）上記所定時間が経過したときには（Ｓ５：ＹＥＳ）、待機モードからスリープモードに切り換える。スリープモードでは、トランジスタ１５３をＯＮに制御し、出力電圧検出制御回路１３７の感度を低感度に設定する。
【００４６】
また、データを受信した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、及び、操作パネル１ｃが操作された場合（Ｓ４：ＹＥＳ）は、Ｓ７へ移行して画像形成モードに設定し、別ルーチンによる画像形成処理が終了するまで待機する（Ｓ８）。なお、この画像形成モードへの移行時には、トランジスタ１５３をＯＦＦに制御し、上記感度を通常感度に設定する。画像形成処理が終了すると（Ｓ８：ＹＥＳ）Ｓ１へ移行し、待機モードに設定して前述の処理を繰り返す。そして、再び、データの受信も操作パネル１ｃの操作もなされないまま上記所定時間が経過すると（Ｓ５：ＹＥＳ）、スリープモードに切り換え、上記感度を低感度に設定する。
【００４７】
前述のように、スリープモードでは駆動回路８７〜９１，または高圧基板９２を介した各部への通電を一切中断しているので、整流平滑回路１３１の出力電圧（２４Ｖ）を安定化する必要性は殆どない。そこで、直流電源回路１１０では、スリープモードが設定されたときに出力電圧検出制御回路１３７の感度を低感度に設定し、上記出力電圧の振幅を大きくしているのである。こうすることにより、メインスイッチング素子１１７のＯＮ／ＯＦＦが切り換えられる回数を減らし、スイッチングロスを減らして電源効率を向上させることができる。
【００４８】
また、プロセスユニット３を駆動して画像を形成する画像形成モードでは、出力電圧検出制御回路１３７の感度を通常感度に設定し、整流平滑回路１３１の出力電圧の振幅を小さくして安定化することができる。このため、メインモータ８４等を安定して駆動し、良好な画像を形成することができる。従って、本実施の形態では、プロセスユニット３の駆動時には上記出力電圧を良好に安定化することができると共に、全体としての電源効率を良好に向上させることができる。しかも、ＣＰＵ７１の制御モードに応じて上記感度を設定しているので、上記出力電圧を安定化したいときには確実に安定化し、スイッチングロスを減らすことのできるときには大幅に減らすことができる。従って、本発明では、画像形成を一層良好に行うと共に、電源効率を一層良好に向上させることができる。
【００４９】
次に、図７は直流電源回路１１０の他の形態を表す回路図である。この直流電源回路１１０では、整流平滑回路１３１の出力側に抵抗器１６９を直列接続すると共に、整流平滑回路１３１が出力する電流の消費量をその抵抗器１６９による電圧降下に基づいて検出する電流消費量検出手段としての電流量検出回路１７０を設けている。そして、この直流電源回路１１０では、電流量検出回路１７０が検出した電流消費量に基づき、その電流消費量が多いときは出力電圧感度調整可変回路１５０にて規定される上記感度を通常感度に、上記電流消費量が少ないときは上記感度を低感度に、それぞれ設定するのである。
【００５０】
このように構成された本実施の形態では、実際における上記出力電圧の安定化の要否（電流消費量が多ければその出力電圧安定化の必要性も高い）に応じて、スイッチングロスを減らすことができる。例えば、画像形成モードが設定されていても、実際には殆どプロセスユニット３を駆動しない場合（データの処理に膨大な時間を必要とし、それに対応するプロセスユニット３の駆動量はごく僅かである場合等が考えられる）等には、上記出力電圧の振幅を大きくしてスイッチングロスを減らし、電源効率を向上させることができる。従って、本実施の形態では、電源効率を一層良好に向上させることができる。なお、前述のような制御モードに応じた上記感度（出力電圧の振幅）の制御と、電流消費量に応じた上記感度（出力電圧の振幅）の制御とを組み合わせてもよいことはいうまでもない。
【００５１】
また、本発明は上記各実施の形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。例えば、上記各実施の形態では、出力電圧検出制御回路１３７の感度を通常感度と低感度との二段階に切り換えているが、三段階以上に切り換えてもよく、また連続的（アナログ的）に切り換えてもよい。更に、上記各実施の形態では、シャントレギュレータ１４５に整流平滑回路１３１の出力電圧の変動を遅れて伝達することにより上記振幅を大きくしているが、上記出力電圧の振幅を制御する振幅制御手段としては種々の形態が考えられる。例えば、振幅の上限値と下限値とを制御し、モードによって上限値と下限値を切り換えてもよい。但し、上記出力電圧の変動を遅れて伝達する振幅制御手段の構成は、周知の積分回路等を使用した簡単な回路等によって容易に実現することができる。従って、上記各実施の形態では、装置の構成を一層簡略化することができる。また更に、本発明は、レーザプリンタに限らず、複写機、インクジェットプリンタ等、種々の画像形成装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  一実施の形態のレーザプリンタの主要構成部品の斜視図である。
【図２】  上記レーザプリンタの概略側断面図である。
【図３】  上記レーザプリンタの制御ユニット及び制御ユニットに関連する構成を表すブロック図である。
【図４】  その駆動回路及び直流電源回路の構成を表す回路図である。
【図５】  その直流電源回路の細部の構成を表す回路図である。
【図６】  制御ユニットのモード切り換え処理を表すフローチャートである。
【図７】  直流電源回路の他の形態を表す回路図である。
【符号の説明】
２…スキャナユニット      ３…プロセスユニット      ４…定着ユニット
５…給紙ユニット      ６…駆動系ユニット      １５…加熱ローラ
７０…制御ユニット      ７１…ＣＰＵ      ９１…駆動回路
１０１…商用電源    １１０…直流電源回路    １１１…入力フィルタ回路
１１３，１３１…整流平滑回路          １１５…発振制御回路
１１７…メインスイッチング素子        １２１…トランス
１２３，１２５…コイル                １３７…出力電圧検出制御回路
１５０…出力電圧感度調整可変回路      １７０…電流量検出回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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