JP6981189B2 - Power supply and image forming equipment - Google Patents
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Description
この発明は、電源装置及びこの電源装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a power supply device and an image forming apparatus including the power supply device.
多機能デジタル複合機であるMFP(Multi Function Peripheral)等の画像形成装置等では、外部の交流電源から供給される電荷を保持する電荷保持手段と、この電荷保持手段を介して交流電源から供給される電流をスイッチングすることにより、1次側の電力を低電圧に変換して2次側に供給するためのスイッチング素子を備えた構成の電源装置が使用される場合が多い。 In an image forming apparatus such as an MFP (Multi Function Peripheral) which is a multi-function digital composite machine, a charge holding means for holding a charge supplied from an external AC power source and a charge holding means for holding the charge are supplied from the AC power supply via the charge holding means. In many cases, a power supply device having a configuration including a switching element for converting the electric power on the primary side into a low voltage and supplying it to the secondary side by switching the current is used.
また、一般的には、交流電源が何らかの原因でオフになったような場合、電荷保持手段に保持されている電荷を放電するための放電回路を備えており、この放電回路によって電荷保持手段の残留電荷を放電させることが行われている。 Further, in general, when the AC power supply is turned off for some reason, a discharge circuit for discharging the charge held by the charge holding means is provided, and the charge holding means is provided by this discharge circuit. Discharging the residual charge is performed.
このような放電回路を備えた電源装置として、図8に示すものが従来より知られている。この電源装置700は、商用電源等の外部交流電源800からの入力を整流回路701で整流したのち、平滑コンデンサ702に電荷を保持する。平滑コンデンサ702の両端にはトランス703の一次巻線703aと例えば電界効果トランジスタ(以下、FETともいう)からなるスイッチング素子704が直列に接続されている。具体的には、平滑コンデンサ702の正側端子にはトランス703の一次巻線703aの一端が接続され、一次巻線703aの他端にはスイッチング用FET704のドレインが接続され、スイッチング用FET704のソースは平滑コンデンサ702の負側端子に接続されている。なお、符号703bはトランス703の二次巻線である。これらのトランス703とスイッチング用FET704とは、交流電源800の電圧を直流低電圧に電力変換してトランス703の二次側に供給するメインコンバータを形成する。
As a power supply device provided with such a discharge circuit, the one shown in FIG. 8 has been conventionally known. The
また、平滑コンデンサ702の両端には放電用抵抗711を介して放電用FET712が接続されている。これらの放電用抵抗711と放電用FET712は、交流電源800がオフしたことが検出されたときに平滑コンデンサ712の残留電荷を放電するための放電回路710を形成する。
Further, a
図8に示した電源装置700では、常時は、放電回路710における放電用FET712がオフとなっており放電回路710は動作しない。一方、スイッチング素子であるスイッチング用FET704は、メインコンバータ制御部705からのスイッチング信号を受けてスイッチング動作を行う。このスイッチング動作によりトランス703の2次巻線703bに起電力が生じ、この起電力が2次側の電力として利用される。トランス703の1次巻線703aと2次巻線703bの比、メインコンバータ制御部705からのスイッチング信号のバルス幅等は、2次側において例えば24V、5V等の所定の電圧が得られるように設定されている。
In the
一方、図示しない交流電源オフ検出回路により交流電源800がオフしたことが検出されると、メインコンバータ制御部705からのスイッチング信号の出力は停止され、放電回路710における放電用FET712のゲートに駆動信号♯が入力される。この駆動信号により放電用FET112はオン状態となり、平滑コンデンサ702の残留電荷は、同図の破線矢印で示すように、放電用抵抗711及び放電用FET712を介して放電される。
On the other hand, when it is detected by the AC power off detection circuit (not shown) that the
なお、特許文献1には、放電回路のコイルやスイッチング素子が、過大な放電電流により焼損するのを防止する電源装置が開示されている。具体的には、電源回路8は、PFC(力率改善)回路3と、PFC回路3の出力電圧を平滑化するコンデンサCと、コンデンサCの放電を制御する放電制御回路4とを備えており、放電制御回路4は、PFC回路3の出力ライン16a、16bの間に直列に接続された、コイルL1(トランス13の一次巻線)およびスイッチング素子Q2と、スイッチング素子Q2をパルス信号によりオン・オフさせるスイッチング制御部15とを有し、スイッチング制御部15は、パルス信号のデューティを変化させながら、コンデンサCの電荷を、コイルL1およびスイッチング素子Q2を通して、段階的に放電させるというものである。
また特許文献2には、システムを複雑にすることなく誤動作を防ぎ、かつすみやかに一次平滑コンデンサの電圧を低下させるために、一次回路の状態を二次回路へ伝達する伝達手段と、一次平滑コンデンサC1と少なくとも1つの定電圧素子D1と、少なくとも1つのスイッチング素子Q1,Q2を備え、一次平滑コンデンサの電圧が一定値以下になるとスイッチング素子が動作し、伝達手段PC1にて二次回路に一次平滑コンデンサの電圧が一定値以下であることを知らせる電源装置が開示されている。 Further, Patent Document 2 describes a transmission means for transmitting the state of the primary circuit to the secondary circuit and a primary smoothing capacitor in order to prevent malfunction without complicating the system and to promptly reduce the voltage of the primary smoothing capacitor. It is provided with C1, at least one constant voltage element D1, and at least one switching elements Q1 and Q2. When the voltage of the primary smoothing capacitor becomes a certain value or less, the switching element operates, and the transmission means PC1 performs primary smoothing to the secondary circuit. A power supply device for notifying that the voltage of a capacitor is below a certain value is disclosed.
しかしながら、図8に示した従来の電源装置では、放電回路710を形成するための放電用抵抗711と放電用FET712が必要であるのみならず、1次側は電力が大きいため、放電用抵抗711として酸化金属皮膜抵抗や、放電用FET712としてパワーFET等の大電力向けの部品を用いる必要があり、コスト高につくという欠点があった。
However, in the conventional power supply device shown in FIG. 8, not only the
このため、放電回路710を単純に抵抗のみで構成することにより回路の簡素化を図ることも考えられるが、この場合には、抵抗に電流が常時流れるため、消費電力が増加するという問題がある。
For this reason, it is conceivable to simplify the circuit by simply configuring the
また、特許文献1に記載された電源装置も専用の平滑回路を備えており、やはり高価につくという問題がある。また、特許文献2に記載の技術は、放電開始タイミングを制御する技術であって、放電回路の構成を簡素化する技術とは異なる。
Further, the power supply device described in
この発明は、このような技術的背景に鑑みてなされたものであって、交流電源から供給される電荷を保持する電荷保持手段の残留電荷を交流電源がオフになったときに放電させる放電回路の構成を簡素化した電源装置を提供し、さらにこの電源装置を備えた画像形成装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such a technical background, and is a discharge circuit that discharges the residual charge of the charge holding means for holding the charge supplied from the AC power supply when the AC power supply is turned off. It is an object of the present invention to provide a power supply device having a simplified configuration of the above, and further to provide an image forming device equipped with this power supply device.
上記課題は、以下の手段によって解決される。
(1)交流電源から供給される電荷を保持する電荷保持手段と、前記電荷保持手段を介して前記交流電源から供給される電流をスイッチングすることにより、1次側の電力を低電圧に変換して2次側に供給するためのスイッチング素子と、前記交流電源がオフになったことを検出可能な交流電源オフ検出手段と、前記交流電源オフ検出手段により交流電源がオフになったことが検出された場合、前記スイッチング素子を電流が制限されるように駆動して、前記電荷保持手段に保持されている残留電荷をスイッチング素子を介して放電させる駆動手段と、を備え、前記駆動手段は、前記電荷保持手段に保持されている残留電荷の放電開始後、所定のタイミングで前記スイッチング素子を完全導通させることを特徴とする電源装置。
(2)前記交流電源オフ検出手段により交流電源がオフになったことが検出された場合、前記駆動手段は、前記スイッチング素子を線形領域で動作させる前項1に記載の電源装置。
(3)前記駆動手段は、前記スイッチング素子による電流制限が徐々に解除されるように、スイッチング素子を駆動する前項1又は2に記載の電源装置。
(4)前記スイッチング素子は電界効果トランジスタであり、前記駆動手段は、前記電界効果トランジスタのゲート・ソース間電圧を調整することにより前記電界効果トランジスタを電流が制限されるように駆動する前項1〜3の何れかに記載の電源装置。
(5)交流電源から供給される電荷を保持する電荷保持手段と、前記電荷保持手段を介して前記交流電源から供給される電流をスイッチングすることにより、1次側の電力を低電圧に変換して2次側に供給するためのスイッチング素子と、前記交流電源がオフになったことを検出可能な交流電源オフ検出手段と、前記交流電源オフ検出手段により交流電源がオフになったことが検出された場合、前記スイッチング素子を電流が制限されるように駆動して、前記電荷保持手段に保持されている残留電荷をスイッチング素子を介して放電させる駆動手段と、を備えた電源装置と、前記交流電源オフ検出手段により検出された交流電源のオフ状態の時間を計測するオフ時間計測手段と、前記オフ時間計測手段により計測された交流電源のオフ状態の時間と、動作モード及び/又は負荷状態に応じて、スイッチング素子を介しての残留電荷の放電を行うかどうかを制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
(6)前記電源装置の前記交流電源オフ検出手段により交流電源がオフになったことが検出された場合、前記駆動手段は、前記スイッチング素子を線形領域で動作させる前項5に記載の画像形成装置。
(7)前記電源装置の駆動手段は、前記スイッチング素子による電流制限が徐々に解除されるように、スイッチング素子を駆動する前項5又は6に記載の画像形成装置。
(8)前記電源装置の駆動手段は、前記電荷保持手段に保持されている残留電荷の放電開始後、所定のタイミングで前記スイッチング素子を完全導通させる請求項5〜7の何れかに記載の画像形成装置。
(9)前記電源装置のスイッチング素子は電界効果トランジスタであり、前記駆動手段は、前記電界効果トランジスタのゲート・ソース間電圧を調整することにより前記電界効果トランジスタを電流が制限されるように駆動する前項5〜8の何れかに記載の画像形成装置。
(10)交流電源がオフになったときに必要なデータをメモリに退避させるための交流オフモニタ回路を備え、前記電源装置の前記交流電源オフ検出手段として前記交流オフモニタ回路が使用されている前項5〜9の何れかに記載の画像形成装置。
The above problem is solved by the following means.
(1) By switching between the charge holding means for holding the charge supplied from the AC power supply and the current supplied from the AC power supply via the charge holding means, the power on the primary side is converted into a low voltage. The switching element for supplying to the secondary side, the AC power off detecting means capable of detecting that the AC power has been turned off, and the AC power off detecting means detecting that the AC power has been turned off. If so, the driving means comprises a driving means for driving the switching element so that the current is limited and discharging the residual charge held in the charge holding means via the switching element . A power supply device characterized in that the switching element is completely conductive at a predetermined timing after the discharge of the residual charge held by the charge holding means is started.
(2) The power supply device according to
(3) The power supply device according to
(4) The switching element is a field-effect transistor, and the driving means drives the field-effect transistor so that the current is limited by adjusting the gate-source voltage of the field-effect transistor. The power supply device according to any one of 3.
(5) By switching between the charge holding means for holding the charge supplied from the AC power supply and the current supplied from the AC power supply via the charge holding means, the power on the primary side is converted into a low voltage. The switching element for supplying to the secondary side, the AC power off detecting means capable of detecting that the AC power has been turned off, and the AC power off detecting means detecting that the AC power has been turned off. When this is done, a power supply device including a driving means for driving the switching element so that the current is limited and discharging the residual charge held in the charge holding means via the switching element, and the above-mentioned The off-time measuring means for measuring the off-state time of the AC power supply detected by the AC power-off detecting means, the off-state time of the AC power supply measured by the off-time measuring means, and the operation mode and / or the load state. An image forming apparatus comprising: a control means for controlling whether or not residual charge is discharged via a switching element according to the above.
(6) The image forming apparatus according to item 5 above, wherein when the AC power supply off detection means of the power supply device detects that the AC power supply is turned off, the drive means operates the switching element in a linear region. ..
(7) The image forming apparatus according to item 5 or 6 above, wherein the driving means of the power supply device drives the switching element so that the current limitation by the switching element is gradually released.
(8) The image according to any one of claims 5 to 7, wherein the driving means of the power supply device completely conducts the switching element at a predetermined timing after the discharge of the residual charge held in the charge holding means is started. Forming device.
(9) The switching element of the power supply device is a field-effect transistor, and the driving means drives the field-effect transistor so that the current is limited by adjusting the gate-source voltage of the field-effect transistor. The image forming apparatus according to any one of the above items 5 to 8.
(10) The above item 5 includes an AC off monitor circuit for saving necessary data to a memory when the AC power is turned off, and the AC off monitor circuit is used as the AC power off detecting means of the power supply device. 9. The image forming apparatus according to any one of 9.
前項(1)に記載の発明によれば、電源装置は、交流電源から供給される電荷を保持する電荷保持手段と、電荷保持手段を介して交流電源から供給される電流をスイッチングすることにより、1次側の電力を低電圧に変換して2次側に供給するスイッチング素子を備えているが、交流電源がオフになったことが検出された場合、上記スイッチング素子を電流が制限されるように、換言すればスイッチング素子が抵抗として動作する状態に駆動して、電荷保持手段に保持されている残留電荷をスイッチング素子を介して放電させる。つまり、1次側の電力を変換して2次側に供給するためのスイッチング素子を放電回路の構成部品としても利用するから、従来のような専用の放電用抵抗や放電用FETは不要となり、その分回路構成を簡素化でき、コストを低減することができる。
また、電荷保持手段に保持されている残留電荷の放電開始後、所定のタイミングでスイッチング素子を完全導通させる。つまり、電荷保持手段の残留電荷量が減少した状態でスイッチング素子を完全導通させることになるから、過大な放電電流によるスイッチング素子の損傷を防止しながら、放電に要する時間を短縮することができる。
According to the invention described in the preceding paragraph (1), the power supply device switches between a charge holding means for holding the charge supplied from the AC power supply and a current supplied from the AC power supply via the charge holding means. It is equipped with a switching element that converts the electric charge on the primary side to a low voltage and supplies it to the secondary side, but when it is detected that the AC power supply is turned off, the current of the switching element is limited. In other words, the switching element is driven into a state of operating as a resistor, and the residual charge held in the charge holding means is discharged via the switching element. That is, since the switching element for converting the power on the primary side and supplying it to the secondary side is also used as a component of the discharge circuit, the conventional dedicated discharge resistor and discharge FET are not required. The circuit configuration can be simplified accordingly, and the cost can be reduced.
Further, after the discharge of the residual charge held in the charge holding means is started, the switching element is completely conductive at a predetermined timing. That is, since the switching element is completely conductive with the residual charge amount of the charge holding means reduced, it is possible to shorten the time required for discharging while preventing damage to the switching element due to an excessive discharge current.
前項(2)に記載の発明によれば、交流電源がオフになったことが検出された場合、スイッチング素子を線形領域で動作させるから、スイッチング素子を電流が制限される動作状態にすることができ、電荷保持手段に保持されている残留電荷をスイッチング素子を介して徐々に放電することができる。 According to the invention described in the previous section (2), when it is detected that the AC power supply is turned off, the switching element is operated in the linear region, so that the switching element can be put into an operating state in which the current is limited. The residual charge held in the charge holding means can be gradually discharged via the switching element.
前項(3)に記載の発明によれば、スイッチング素子による電流制限が徐々に解除されるようにスイッチング素子が駆動されるから、電荷保持手段の残留電荷量の減少につれて放電電流も少なくなるのを防止でき、放電に要する時間を短縮することができる。 According to the invention described in the preceding paragraph (3), since the switching element is driven so that the current limitation by the switching element is gradually released, the discharge current also decreases as the residual charge amount of the charge holding means decreases. This can be prevented and the time required for discharge can be shortened.
前項(4)に記載の発明によれば、電界効果トランジスタのゲート・ソース間電圧を調整することにより電界効果トランジスタを電流が制限されるように駆動するから、電荷保持手段に保持されている残留電荷を電界効果トランジスタを介して徐々に放電させることができる。
According to the invention described in the previous section ( 4 ), the field-effect transistor is driven so that the current is limited by adjusting the gate-source voltage of the field-effect transistor, so that the residue held by the charge holding means is retained. The charge can be gradually discharged via the field effect transistor.
前項(5)に記載の発明によれば、交流電源のオフ状態の時間と、画像形成装置の動作モード及び/又は負荷状態に応じて、スイッチング素子を介しての残留電荷の放電を行うかどうかが制御されるから、例えば交流電源のオフ状態の時間が短く一時的なオフ状態の場合等に、スイッチング素子を介した放電動作が強制的に行われて画像形成装置の動作が停止することによる利便性が損なわれるのを防止できる。
According to the invention described in the previous section ( 5 ), whether or not to discharge the residual charge via the switching element according to the time of the AC power supply off state and the operation mode and / or load state of the image forming apparatus. Is controlled, for example, when the AC power supply is off for a short time and is temporarily off, the discharge operation via the switching element is forcibly performed and the operation of the image forming apparatus is stopped. It is possible to prevent the convenience from being impaired.
前項(10)に記載の発明によれば、画像形成装置が、交流電源がオフになったときに必要なデータをメモリに退避させるための交流オフモニタ回路を備えているときは、交流オフ検出手段として交流オフモニタ回路を使用することにより、交流オフ検出手段を別途作成する無駄を回避できる。
According to the invention described in the preceding paragraph ( 10 ), when the image forming apparatus includes an AC off monitor circuit for saving necessary data to a memory when the AC power is turned off, the AC off detecting means is provided. By using the AC off monitor circuit as an AC off monitor circuit, it is possible to avoid the waste of separately creating the AC off detecting means.
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、この発明の一実施形態に係る電源装置10が用いられた画像形成装置1の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an
画像形成装置1は、装置本体1Aの下部に給紙部200が、中央部にカラー画像形成部100が、上部に排紙部600がそれぞれ配されて構成されている。給紙部200から排紙部600に渡っては給紙部200から繰り出されたシート(用紙)Sを上方へ搬送するシート搬送路206が設けられている。
The
カラー画像形成部100は、装置本体1Aの上下方向の略中央に配置された駆動ローラ51及び従動ローラ50と、これら駆動および従動ローラ51,50間に水平に掛設されて矢印方向へ走行する中間転写ベルト60と、この走行方向に沿って配置されたイエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C),ブラック(K)の各色の作像ユニット62Y,62M,62C,62Kとを備えている。
The color
各作像ユニット62Y,62M,62C,62Kで作成されたトナー画像を重ね合わせて転写ベルト60に転写し、シート搬送路206を搬送されてくるシートSに対して転写ベルト60の搬送端(図中右端)で2次転写を行い、シートSを定着部300に送給してトナー画像の定着を行うようになっている。なお定着部300には定着ローラを所定温度に加熱するための定着ヒーター301が設けられている。
The toner images created by the image-forming
各作像ユニット62Y,62M,62C,62Kは、静電複写方式により作像するもので、それらの周囲に配設された帯電器、4個のレーザーダイオード、ポリゴンミラー、および走査レンズ等を有するプリントヘッド21ならびに4つの反射ミラー22等を備えた露光部40と、現像器61Y,61M,61C,61Kと、感光体ドラムと、転写器等とを備えている。
Each
また、各作像ユニット62Y,62M,62C,62Kの現像器61Y,61M,61C,61Kにトナーを補給する補給機構として、トナーカートリッジ70Y,70M,70C,70Kおよびサブホッパ80Y,80M,80C,80Kが前記作像ユニット62Y,62M,62C,62Kの上方位置に配置されている。
Further, as a replenishment mechanism for replenishing toner to the developing
符号400は外部装置との通信手段であり、また500はキー部や表示部を備えた操作パネル部である。
符号10は電源回路であり、この実施形態では商用電源であるAC100V電源からの交流入力を一定電圧の直流に変換して、画像形成装置1の各負荷に電力を供給している。
電源回路10は、図2に示すように、AC100V電源(交流電源)800からの交流入力を直流に変換する整流回路111と、整流回路111の出力を平滑化して電荷を保持する電荷保持手段としての平滑コンデンサ112と、平滑コンデンサ112の正側端子に接続されたトランス113の一次側巻線113aと、一次側巻線113aの他端と平滑コンデンサ112の負側端子に接続されたスイッチング素子114と、メインコンバータ制御部115と、交流オフモニタ回路118と、放電回路駆動部120等を備えている。
As shown in FIG. 2, the
スイッチング素子114は、メインコンバータ制御部115からのパルス信号を受けてスイッチング動作を行い、平滑コンデンサ112からトランス113の一次巻線113aへと流れる電流をオンオフすることにより、トランス113の二次巻線113bに低電圧の起電力を誘起する。このトランス113の二次巻線113bに誘起された起電力を利用して、5Vあるいは24Vといった定電圧電源が作成され、画像形成装置1の本体制御部20や各種負荷の電源として利用される。即ち、スイッチング素子114は、平滑コンデンサ112を介して交流電源800から供給される電流をスイッチングすることにより、1次側の電力を低電圧に変換して2次側に供給する役割を果たす。そして、これらのトランス113とスイッチング素子114とは、交流電源800の電圧を直流低電圧に電力変換してトランス113の二次側に供給するメインコンバータを形成する。トランス113の1次巻線113aと2次巻線113bの比、メインコンバータ制御部115からのスイッチング信号のバルス幅等は、2次側の電圧が例えば24V、5V等の所定の電圧になるように設定されている。
The switching
この実施形態では、スイッチング素子114としてNチャンネルの電界効果トランジスタ(FET)が用いられており、メインコンバータ制御部115から出力されるパルス信号が電界効果トランジスタのゲートに入力されるようになっている。以下の説明では、スイッチング素子114をFET114ともいう。
In this embodiment, an N-channel field effect transistor (FET) is used as the switching
交流オフモニタ回路118は、交流電源800がオフしたことを検出する公知の回路である。この実施形態では、交流オフモニタ回路118は正逆一対のフォトカプラを備え、正電流と逆電流で各フォトカプラのフォトダイオードが動作し、このときの信号を各フォトカプのフォトトランジスタで受信するとともに、この受信した信号に応じてコンデンサを充電し、コンデンサの充電電圧を監視して例えばコンデンサ電圧が閾値よりも低下した場合等に、交流電源800がオフになったことを検出する。交流オフモニタ回路118は、交流電源800がオフしたことが検出されたときに、オフ検出信号を受けた本体制御部20が、画像形成装置1の設定や動作モード等に関する必要なデータをメモリ(図示せず)に退避させるために用いられるが、この実施形態では、放電制御のための交流オフ検出手段としても兼用されている。従って、平滑コンデンサ112の電荷の放電を開始するために交流電源800がオフになったことを検出する専用の回路を別途設ける必要はない。
The AC off
放電回路駆動部120は、交流オフモニタ回路118により交流電源800がオフしたことが検出されたときに、FET114を駆動して平滑コンデンサ112の残留電荷を放電させる放電回路を形成するための回路であり、この実施形態では、スイッチ部116と放電制御部117を備えている。放電回路駆動部120は、FET114を利用して放電回路を形成させるようになっている。具体的には、交流電源800がオフしたことが検出されると、オフ検出信号を受けた本体制御部20は、メインコンバータ115によるFET114の駆動を停止させると共に、放電制御部117に信号を送る。この信号を受信した放電制御部117は、スイッチ部116をオンにしてFET114のゲートに駆動信号を出力してFETを駆動する。
The discharge
放電制御部117からFET114のゲートに出力される駆動信号は、FET114を線形領域で動作させる信号である。
The drive signal output from the
図3にNチャンネルFET114のドレイン電流(以下、Idという)とドレイン・ソース間電圧(以下、Vdsという)の関係を示す図である。図3に示されるように、Vdsがある一定値以上に増えると、Idの値がほとんど変わらず一定となる。このグラフが平坦な「飽和領域」においては、Vdsが変化しても電流値が変わらない電流源として動作しており、通常のスイッチング動作を行わせる場合はこの飽和領域で用いられる。逆に、Vdsの変化に応じてIdが変化する「線形領域」では、FET114はゲート・ソース間電圧(以下、Vgsという)で制御可能な可変抵抗素子と見なすことができる。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the drain current (hereinafter referred to as Id) of the N-
そこで、この実施形態ではこの特性を利用して、交流電源800がオフしたことが検出された場合、1次側のスイッチング素子であるFET114のVgsを制御して、FET114を線形領域で動作させることにより可変抵抗素子として機能させ、平滑コンデンサ112の放電回路を実現する。これにより、平滑コンデンサ112に充電された残留電荷は、図2の破線矢印Dで示すルートで徐々に放電される。
Therefore, in this embodiment, when it is detected that the
図4は、図2の電源装置における放電回路駆動部120を、一例としての具体的な回路構成に置き換えた状態の電源装置10を示す図である。なお、図4の電源装置10において、図2の電源装置10と同一の構成部分については同一の符号を付し、説明は省略する。
FIG. 4 is a diagram showing a
放電回路駆動部120は、図2のスイッチ部116の一例として、抵抗121と、トランジスタ122と、コンデンサ123を備えており、抵抗121の両端はFET114のゲートとトランジスタ122のエミッタにそれぞれ接続され、トランジスタ122のコレクタは電源Vccに接続され、エミッタは抵抗121及びコンデンサ123の一端に接続され、コンデンサの他端は接地されている。また、メインコンバータ115とFET114のゲートとの間には、抵抗130が介在されている。
The discharge
図4に示す電源回路10では、交流オフモニタ回路118により交流電源800がオフしたことが検出されると、オフ検出信号を受けた本体制御部20は、メインコンバータ115によるFET114の駆動を停止させると共に、放電制御部117に放電開始指令を送る。この放電開始指令を受信した放電制御部117は、トランジスタ122を駆動する。これによって電源Vccからコンデンサ123に電荷が徐々に充電され、トランジスタ122のエミッタの電圧が上昇し、FET114のゲート電圧が上昇する。トランジスタ122のエミッタの電圧つまりFET114のゲート電圧は、FET114が線形領域において動作する程度の電圧になるまで上昇するように設定されている。これによって、FET114は電流を制限する抵抗として動作するから、平滑コンデンサ112に充電された残留電荷は、図2の破線矢印Dで示すルートで徐々に放電される。
In the
このようにこの実施形態では、交流電源800がオフになったことが検出された場合、FET114を電流が制限されるように、換言すればFET114が抵抗として動作する状態に駆動して、平滑コンデンサ112に保持されている残留電荷をFET114を介して放電させる。つまり、1次側の電力を変換して2次側に供給するためのFET114を放電回路の構成部品としても利用するから、従来のような専用の放電用抵抗や放電用FETは不要となり、その分回路構成を簡素化でき、コストを低減することができる。なお、この実施形態では、放電回路駆動部120を新たに設ける必要があるが、放電回路駆動部120は信号系回路であるため、安価な部品で構成でき、従来の放電回路のような酸化金属皮膜抵抗やパワーFET等の大電力向けの部品を用いる必要はなく、その分コスト削減効果が見込まれる。
As described above, in this embodiment, when it is detected that the
また、放電中には、FETの電流制限が徐々に解除されるように、換言すればFET114の抵抗値が徐々に小さくなるように、放電制御部117からFET114のゲートに印加されるVgsを調整しても良い。このように、FET114による電流制限が徐々に解除されるようにFET114を駆動することにより、平滑コンデンサ112の残留電荷量の減少につれて放電電流も少なくなるのを防止でき、放電に要する時間を短縮することができる。
Further, during discharging, Vgs applied to the gate of the
また、放電開始後所定のタイミング、例えば所定時間が経過したタイミングあるいは平滑コンデンサ112の電圧が所定値以下になったタイミングで、FET114を飽和領域にて完全導通させても良い。この場合は、平滑コンデンサ112の残留電荷量が減少した状態でFET114を完全導通させることになり、過大な放電電流によるFET114の損傷を防止しながら、放電に要する時間を短縮することができる。
Further, the
さらに、図4に示す実施形態では、本体制御部20はその機能の一部によって構成されるオフ時間計測部21を備えている。このオフ時間計測部21は、図5に示すように、交流オフモニタ回路118により交流電源800のオフが検出されたタイミングT1から、オフが持続している時間(オフ状態の時間)を計測するものである。
Further, in the embodiment shown in FIG. 4, the main
交流電源800がオフしたことが検出されると、本体制御部20は、駆動系出力(例えば24V)をすぐに停止して、制御系出力(例えば5V)を保持させることで、次回復帰時に支障がないようにメモリに必要なデータを退避させる等の制御を行っている。しかし、交流電源800は種々の原因で一時的に瞬断し直ちに回復することがある。瞬断が発生するたびに、駆動系出力の停止やメモリへの必要なデータの退避等を行うと、不必要に画像形成装置1をダウンさせてしまい、利便性が良くない。
When it is detected that the
そこで、オフ時間計測部21は交流電源800のオフ状態の時間を計測し、短時間のオフの場合は、本体制御部20は放電回路を形成させないように制御し、図5のタイミングT2までオフ状態が持続したときに、放電制御部117に放電開始指令を出力して放電回路を形成させるように制御する。
Therefore, the off
ただし、交流電源800のオフ状態が許容される時間(T2−T1)は、画像形成装置1の動作モード及び/又は負荷状態によって異なるため、この実施形態では、交流電源800のオフ状態の許容時間は、図6の表に示すように、画像形成装置1の動作モード及び/又は負荷状態に応じて予め設定されている。図6の例では、画像形成装置1がスリープモードの場合は、交流電源800のオフ状態が500ms持続すると、平滑コンデンサ112の放電が開始されるようになっている。また、画像形成装置1が待機モードの場合は、交流電源800のオフ状態が250ms持続すると、放電が開始されるようになっている。また、画像形成装置1が稼働状態の時は、交流電源800のオフ状態が軽負荷であれば100ms、中負荷であれば50ms、最大負荷であれば22msそれぞれ持続すると、放電が開始されるようになっている。
However, the time (T2-T1) in which the
図7は、本体制御部20の動作を示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the main
ステップS01で、メインコンバータ部115を動作させてFET114をスイッチング駆動させる。これにより一次側の電力が二次側に変換される。
In step S01, the
次いでステップS02では、交流電源800がオフしたことが検出されたかどうかを調べる。検出されていなければ(ステップS02でNO)、ステップS01に戻る。検出されていれば(ステップS02でYES)、ステップS03で、オフ状態の時間を計測し、ステップS04でオフ状態のまま一定時間が経過したかどうかを判断する。一定時間は、前述したように、画像形成装置1の動作モードや負荷状態によって異なる。
Next, in step S02, it is checked whether or not it is detected that the
一定時間が経過していなければ(ステップS04でNO)、ステップS05で、交流電源800がオフ状態からオン状態に回復しているかどうかを調べる。回復していなければ(ステップS05でNO)、ステップS03に戻る。オン状態に回復していると(ステップS05でYES)、ステップS01に戻る。
If a certain period of time has not elapsed (NO in step S04), it is checked in step S05 whether the
ステップS04で、一定時間が経過すると(ステップS04でYES)、ステップS06で、メインコンバータ制御部115の動作を停止させ、必要なデータをメモリに退避させた後、ステップS07で放電制御部117を動作させる。放電制御部117の動作によりFET114は線形領域で駆動され、平滑コンデンサ112の残留電荷が図4の破線矢印Dで示すルートで放電される。なお、放電開始後、FET114のVgsを調整することにより、FET114の抵抗値を徐々に減らしても良い。
After a certain period of time has elapsed in step S04 (YES in step S04), the operation of the main
次いでステップS08で、所定のタイミング(例えば、放電開始から予め設定された一定時間が経過したタイミング)が到来したかどうかを判断する。到来していなければ(ステップS08でNO)、到来するまで待つ。到来すると(ステップS08でYES)、ステップS09で、放電制御部117にFET114を完全導通させるように指示する。
Next, in step S08, it is determined whether or not a predetermined timing (for example, a timing at which a predetermined fixed time has elapsed from the start of discharge) has arrived. If it has not arrived (NO in step S08), wait until it arrives. When it arrives (YES in step S08), in step S09, the
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることはない。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment.
例えば、電源装置10が画像形成装置1に用いられる場合を示したが、交流電源800がオフしたことが検出されたときに、平滑コンデンサ112の残留電荷を放電させる必要がある、画像形成装置20を含む全ての機器において、本発明に係る電源装置を用いることができる。
For example, the case where the
1 画像形成装置
1A 装置本体
10 電源装置
111 整流回路
112 平滑コンデンサ(電荷保持手段)
113 トランス
113a 一次巻線、113b 二次巻線
114 FET(スイッチング素子)
115 メインコンバータ制御部
116 スイッチ部
117 放電制御部
118 交流オフモニタ回路
120 放電回路駆動部
800 交流電源
1 Image forming
113
115 Main
Claims (10)
前記電荷保持手段を介して前記交流電源から供給される電流をスイッチングすることにより、1次側の電力を低電圧に変換して2次側に供給するためのスイッチング素子と、
前記交流電源がオフになったことを検出可能な交流電源オフ検出手段と、
前記交流電源オフ検出手段により交流電源がオフになったことが検出された場合、前記スイッチング素子を電流が制限されるように駆動して、前記電荷保持手段に保持されている残留電荷をスイッチング素子を介して放電させる駆動手段と、
を備え、
前記駆動手段は、前記電荷保持手段に保持されている残留電荷の放電開始後、所定のタイミングで前記スイッチング素子を完全導通させることを特徴とする電源装置。 Charge holding means for holding the charge supplied from the AC power supply,
A switching element for converting the power on the primary side into a low voltage and supplying it to the secondary side by switching the current supplied from the AC power supply via the charge holding means.
An AC power off detecting means capable of detecting that the AC power has been turned off,
When it is detected by the AC power off detecting means that the AC power is turned off, the switching element is driven so that the current is limited, and the residual charge held in the charge holding means is transferred to the switching element. And the drive means to discharge through
Equipped with
The driving means is a power supply device characterized in that the switching element is completely conductive at a predetermined timing after the discharge of the residual charge held in the charge holding means is started.
前記交流電源オフ検出手段により検出された交流電源のオフ状態の時間を計測するオフ時間計測手段と、
前記オフ時間計測手段により計測された交流電源のオフ状態の時間と、動作モード及び/又は負荷状態に応じて、スイッチング素子を介しての残留電荷の放電を行うかどうかを制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 By switching between the charge holding means for holding the charge supplied from the AC power supply and the current supplied from the AC power supply via the charge holding means, the power on the primary side is converted into a low voltage and the secondary side is converted. When it is detected that the AC power is turned off by the switching element for supplying to the side, the AC power off detecting means capable of detecting that the AC power is turned off, and the AC power off detecting means. A power supply device including a driving means for driving the switching element so that the current is limited and discharging the residual charge held in the charge holding means via the switching element.
An off-time measuring means for measuring the time of the AC power-off state detected by the AC power-off detecting means, and an off-time measuring means.
A control means for controlling whether or not to discharge the residual charge via the switching element according to the time in the off state of the AC power supply measured by the off time measuring means and the operation mode and / or the load state.
An image forming apparatus characterized by being equipped with.
前記交流電源オフ検出手段として前記交流オフモニタ回路が使用されている請求項5〜9の何れかに記載の画像形成装置。 Equipped with an AC off monitor circuit to save the necessary data to the memory when the AC power is turned off.
The image forming apparatus according to any one of claims 5 to 9, wherein the AC off monitor circuit is used as the AC power off detecting means.
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