CN108302134A - 电源装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电源装置，该电源装置具备初级侧部件、整流电路、次级侧部件、连接部以及控制部，该控制部在一个工作期间或者连续工作期间，将连接部的连接状态在第一状态与第二状态之间进行切换，第一状态是正常驱动负载的状态，第二状态是介于第一状态、与完全不驱动负载的状态之间的状态。由此能够从控制方式的角度出发缩短离合器连接时间而不必追加部件，在不提高部件成本的同时提高生产性。

Description

电源装置

技术领域

本发明涉及一种电源装置，特别是涉及一种能够缩短离合器连接时间的电源装置。

背景技术

以往，在电源装置中，为了将其中的传动***连接或断开(例如，将马达的旋转输出与负载连接或断开)，例如，公知有通过直接控制离合器中的电压/电流，来控制离合器的连接状态的方法。作为这种控制离合器的连接状态的方法，例如公知有专利文献1中记载的方法。

在该专利文献1中，没有CPU的时候通过控制离合器线圈中的电流来实现正确地控制离合器，具体来说，开始的时候在离合器中通过最大电流I1，之后在离合器中通过一个稍小的电流I2。但是专利文献1中归根结底只是在没有CPU的时候，并没有意识到离合器由断开到连结时候的连结时间的问题。还有，目前为止，为了缩短离合器的连接时间，业内更多的只是更换性能更好的离合器，单纯的增加了成本。

专利文献1：日本特开2016-070348

发明内容

本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够从控制方式的角度出发缩短离合器连接时间而不必追加部件，在不提高部件成本的同时提高生产性的电源装置。

(1)一种电源装置，其具备：初级侧部件，其接受交流电压；整流电路，其对上述初级侧部件接受到的交流电压进行整流得到直流电压；次级侧部件，其向负载供给由上述整流电路整流后的直流电压；以及连接部，其连接上述次级侧部件与上述负载，该电源装置的特征在于，还具有控制部，其在一个工作期间或者连续工作期间，将上述连接部的连接状态在第一状态与第二状态之间进行切换，上述第一状态是正常驱动上述负载的状态，上述第二状态是介于上述第一状态、与完全不驱动上述负载的状态之间的状态。

根据该结构，由于利用控制部在一个工作期间或者连续工作期间，将上述连接部的连接状态在第一状态与第二状态之间进行切换，所以能够从控制方式的角度出发缩短离合器连接时间而不必追加部件，在不提高部件成本的同时提高生产性。

(2)在上述(1)所记载的电源装置中，上述控制部通过对向上述连接部供给的供给电压进行控制，而在上述第一状态与上述第二状态之间进行切换。

根据该结构，能够通过控制供给电压来缩短离合器连接时间，其不必担心EMI(电磁干扰：Electro-Magnetic Interference)。

(3)在上述(1)所记载的电源装置中，上述控制部通过对控制上述连接部的REM信号进行控制，而在上述第一状态与上述第二状态之间进行切换。

根据该结构，能够通过脉冲控制REM信号来缩短离合器连接时间，不仅电路简单而且利于节能。

(4)在上述(1)所记载的电源装置中，上述控制部在上述电源装置处于待机状态时通过对向上述连接部供给的供给电压进行控制而在上述第一状态与上述第二状态之间进行切换，在上述装置处于睡眠状态或者节能状态时通过对控制上述连接部的REM信号进行控制而在上述第一状态与上述第二状态之间进行切换。

根据该结构，能够根据设备状态改变控制方式，选择是通过控制供给电压的方式(即在不驱动状态的时候给负载施加一个小电压)还是通过脉冲控制REM信号的方式(即在不驱动状态的时候，施加电压的最大值与完全驱动状态时一致，但只是非连续施加即通过脉冲驱动的方式施加，使得负载获得的有效电压保持在一个微小值)来缩短离合器连接时间，从而全面发挥两种控制方式的效果。

(5)在上述(1)～(4)所记载的电源装置中，在上述第二状态下，根据上述负载的种类而决定是趋向于上述第一状态还是趋向于上述完全不驱动上述负载的状态。

根据该结构，能够根据负载的种类来决定第二状态下的临界电压或者REM信号的占空比的大小，提高适应性。

(6)在上述(5)所记载的电源装置中，在上述第二状态下，驱动上述负载所需的电压越低，则越趋向于上述完全不驱动上述负载的状态。

根据该结构，能够根据负载所需的电压决定临界电压的大小，提高适应性。

(7)在上述(1)～(6)所记载的电源装置中，上述负载是定位辊，在上述第一状态下，利用上述定位辊对纸张进行搬送，在上述第二状态下，利用上述定位辊对纸张的倾斜进行调整，上述控制部在上述定位辊对纸张的倾斜进行调整之后从上述第二状态向上述第一状态进行切换。

根据该结构，能够在调整完纸张的倾斜之后迅速改变定位辊的状态，缩短定位辊与离合器的连接时间。

(8)在上述(1)所记载的电源装置中，还具有接收部，其从使用者接收关于上述第二状态的信息，上述控制部根据关于上述第二状态的信息控制上述第二状态是趋向于上述第一状态还是趋向于上述完全不驱动上述负载的状态。

根据该结构，能够根据关于第二状态的信息控制第二状态是趋向于第一状态还是趋向于完全不驱动上述负载的状态，根据用户的需求来控制所需电力，达到能耗的有效控制。

(9)在上述(1)所记载的电源装置中，还具有弹性部件，其设置于上述连接部与上述负载之间，在向上述连接部供电时，上述连接部克服上述弹性部件的回弹力吸引上述负载，从而上述负载与上述连接部连接而与旋转输出断开，进而成为完全不驱动上述负载的状态，在断开向上述连接部供电时，上述连接部借助上述弹性部件的回弹力向旋转输出的方向移动而与旋转输出连接，进而成为第一状态。

由于利用控制部在一个工作期间或者连续工作期间，将离合器的连接状态在第一状态与第二状态之间进行切换，所以能够能够从控制方式的角度出发缩短离合器连接时间而不必追加部件，在不提高部件成本的同时提高生产性。

(10)一种图像形成装置，其特征在于，具备权利要求1-9中的任一项所述的电源装置。

附图说明

图1是表示离合器工作原理的示意图。

图2是表示离合器驱动电路的示意图。

图3是表示离合器负载控制的示意图。

图4是表示本发明的电源装置的结构的示意图。

图5是表示本发明的第一实施方式的离合器负载控制的示意图。

图6是表示本发明的第二实施方式的离合器负载控制的示意图。

图7是本发明的电源装置的控制方法的流程图。

图8是表示本发明的变形例的电源装置的传动***的工作原理的示意图。

附图标记说明：

101…马达；102…齿轮组；103…离合器；104…轴；105…辊；201…交流电源；202…主开关；203…初级侧部件；204…整流电路；205…次级侧部件；206…控制部；207…连结部；208…负载；T1…连接时间；V1…临界电压；V2…工作电压；301…马达；302…弹簧；303…离合器；304…轴；305…辊。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。另外，对于本领域技术人员而言，在这些实施方式的启示下能够实现它们的多种替代方式，而且，本发明不限定于此处说明的优选实施方式。

图1是表示离合器工作原理的示意图。如图1所示，电源装置中的传动***具备：马达101、与马达101连接的齿轮组102、与齿轮组102连接的作为连接部的离合器103、通过向离合器103供电或断电而相对于离合器103连接或断开的例如金属材质的轴104、以及一体设置于轴104的辊105。

若马达101启动而输出旋转，则离合器103经由齿轮组102而随着马达105一起旋转。此时，若向离合器103供电，则离合器103因电磁感应原理而产生磁性并吸引轴104，从而轴104与离合器103连接，轴104以及辊105随着离合器103一起旋转。此时，若断开向离合器103的供电，则磁性消失，轴104与离合器103断开，从而轴104以及辊105停转。

图2是表示离合器驱动电路的示意图。如图2所示，离合器驱动电路具备：输出REM信号(控制信号:Remote Signal)的CPU(中央处理器：Central Processing Unit)、TR1(晶体管:Transistor)以及离合器103。

若CPU输出REM信号，则TR1开启而使离合器工作。相反，若CPU不输出REM信号，则TR1关闭而使离合器停止工作。

在电源装置中，通过控制离合器来控制向各种负载供电。并且，即便在MFP中也同样为了控制向各种负载供电而使用离合器。

例如，作为负载，可以举出ADF定位辊、定影前定位辊、各种搬送辊、用于检测纸张等的传感器、CPU等。

作为控制向负载供电的方法，公知有控制离合器，利用离合器连接次级侧电路与负载的方法，例如控制REM的方法。具体而言，通过改变REM的打开信号与关闭信号，来切换离合器完全连接的状态、完全分离的状态。

具体而言，如图3所示，在不想驱动轴的情况下，不输出REM信号，从而离合器与轴断开而成为完全不驱动轴的状态。在想驱动轴的情况下，输出REM信号，从而离合器与轴连接而成为正常驱动轴的状态。对于离合器负载控制而言，理想情况是在输出REM信号之后，离合器立刻吸引轴使其以规定的速度旋转，然而实际情况是直至离合器完全吸引轴为止需要一定的时间，即、图3中的离合器与轴的连接时间T1，而且不得不说该连接时间T1是不可避免的。

接下来，参照图4对本发明的电源装置的结构进行说明。

如图4所示，本发明的电源装置具备：交流电源201，其输出交流电压(例如220V交流电压)；主开关202，其用于接通或断开交流电源201；初级侧部件203，其用于接受来自交流电源201的交流电压；整流电路204，其对初级侧部件203接受到的交流电压进行整流得到直流电压(例如24V左右直流电压)；次级侧部件205，其经由控制部206(例如控制基板)以及连结部207(例如离合器)向负载208(例如辊等)供给由整流电路204整流后的直流电压。

接下来，参照图5、图6对用于减少连接时间的具体实施方式进行说明。

为了便于说明，将正常驱动轴的状态称为第一状态，将完全不驱动轴的状态、即电压为0V或者没有输入控制信号时的状态称为第三状态，将介于第一状态、与第三状态之间的状态称为第二状态。

＜第一实施方式＞

图5是表示本发明的第一实施方式的离合器负载控制的示意图。在本发明中，负载例如包括以下机构。即、作为负载，包括ADF定位辊、定影前定位辊、各种搬送辊、用于检测纸张等的传感器、CPU等。

如图5所示，在不想驱动作为负载的轴的情况下，控制部向作为连接部的离合器供给预先设定的临界电压V1(即、对轴进行吸引与不进行吸引的临界状态的电压、换句话说对轴即将进行吸引的临界状态的电压)并且不输出REM信号，从而使离合器与轴的连接状态处于第二状态。在想驱动负载的情况下，控制部将向离合器供给的临界电压V1提升至工作电压V2(在本发明中例如为24V，但并不限定于此，可以根据具体情况例如负载种类而任意变更)并且以100％的占空比输出REM信号，从而使离合器与轴的连接状态从第二状态向第一状态切换。

在本实施方式中，利用控制部在一个工作期间或者连续工作期间通过对向离合器供给的供给电压进行控制来将离合器的连接状态从第二状态向第一状态切换，与将离合器的连接状态从第三状态直接向第一状态切换的现有情况相比，能够从控制方式的角度出发缩短离合器连接时间而不必追加部件，在不提高部件成本的同时提高生产性。

应予说明，离合器是线圈部件，若对其施加电压，则离合器会因电磁感应原理而产生磁性而吸引轴，而且电压越大，吸引力越大。因此，存在对轴进行吸引与不进行吸引的上述临界电压V1。正如上述第一实施方式所述那样，在不想吸引轴时施加该临界电压V1并且不输出REM信号，在想吸引轴时将临界电压V1上升至工作电压V2的同时以100％的占空比输出REM信号，从而相比现有情况能够从控制方式的角度出发缩短连接时间。

另外，对于使离合器与轴的连接操作所需的“临界电压V1”而言，即便是相同的离合器也会因负载、场所不同而不同。如果负载越多以及/或者越大，那么临界电压V1也越大。例如，针对ADF定位辊(负载较小)，可以将临界电压V1设为10V；针对主体定位辊(负载较大)，可以将临界电压V1设为15V。

同时，由于离合器的制造条件不同以及部件彼此存在差异，所以即便是应用于同一场所的同一部件，也存在临界电压V1发生改变的可能性。因此，并非一定要降低至该临界电压V1，可以考虑根据使用者的要求调整指定电压，即、以具有某种程度的富裕的方式降低电压值(指定值)，由此，根据用户的需求来控制所需电力，达到能耗的有效控制。例如，针对ADF定位辊，可以将临界电压设定得略小于10V，针对主体定位辊，可以将临界电压设定得略小于15V。

＜第二实施方式＞

图6是表示本发明的第二实施方式的离合器负载控制的示意图。

如图6所示，在不想驱动作为负载的轴的情况下，控制部向作为连接部的离合器供给工作电压V2并且以一定的占空比(在本发明中例如为50％，但并不限于此，可以根据具体情况例如负载种类进行变更)脉冲输出REM信号，从而使离合器与轴的连接状态处于第二状态。在想驱动负载的情况下，控制部保持输出工作电压V2不变并且以100％的占空比输出REM信号，从而使离合器与轴的连接状态从第二状态向第一状态切换。

在本实施方式中，利用控制部在一个工作期间或者连续工作期间通过对控制离合器的REM信号进行控制(控制REM信号的占空比)来将离合器的连接状态从第二状态向第一状态切换，与上述第一实施方式同样，与将离合器的连接状态从第三状态直接向第一状态切换的现有情况相比，能够从控制方式的角度出发缩短离合器连接时间而不必追加部件，在不提高部件成本的同时提高生产性。

对于上述第一实施方式以及第二实施方式而言，其双方各自具有优缺点。例如，第一实施方式采用电压控制的方法，其不必担心EMI(电磁干扰：Electro-MagneticInterference)，但电路复杂而且不利于节能。与此相对，第二实施方式采用脉冲控制的方法，其电路简单(无需生成例如24V以外的电压值的电路)而且利于节能，但担心EMI。应予说明，如果是如MFP那样具有蓄电池的设备话，那么倒是不必特别需要考虑节能问题。

为此，在实际应用中，并不限于单独实施上述两种控制方法，可以根据电源装置所处的状态(模式)组合使用两种控制方法。例如，控制部可以在电源装置处于待机状态时通过对向离合器供给的供给电压进行控制而在第一状态与第二状态之间进行切换，在电源装置处于睡眠状态(所谓睡眠状态就是机器内部供电全面切断的状态)或者节能状态(所谓节能状态是机器内部主要电源切断的状态)时通过对控制离合器的REM信号进行控制而在第一状态与第二状态之间进行切换。这样一来，能够根据设备状态改变控制方式，选择是通过控制供给电压还是通过脉冲控制REM信号来缩短离合器连接时间，从而全面发挥两种控制方式的效果。

另外，如上所述，临界电压或者REM信号的占空比的大小并不是固定的，可以根据负载的种类进行调整，即、在第二状态下，根据负载的种类而决定是趋向于第一状态还是趋向于第三状态，例如，若驱动负载所需的电压越低，则越趋向于第三状态。

具体而言，本发明的电源装置具有接收部，其从使用者接收关于第二状态的信息，控制部根据关于第二状态的信息控制第二状态是趋向于第一状态还是趋向于完全不驱动负载的状态。作为接收部，可以举出有操作面板。例如，在MFP借助网络与各种终端连接时，智能手机或者个人电脑成为接收部。

此外，对于上述第一实施方式以及第二实施方式的具体应用而言，举ADF(自动搬送装置：Automatic Direction Feeder)定位辊为例进行说明，在第一状态下，利用ADF定位辊对纸张进行搬送，在第二状态下，利用ADF定位辊对纸张的倾斜进行调整，在调整之后从第二状态向第一状态进行切换。由此，能够在调整完纸张的倾斜之后迅速改变定位辊的状态，缩短定位辊与离合器的连接时间。根据试验可知，在将上述第一实施方式以及第二实施方式的离合器负载控制方法应用于ADF的设备后能够大幅度缩短连接时间，将生产性从55ppm提升至57ppm(张/分钟)。

以下，参照图7对本发明的电源装置的控制方法进行说明。

图7是本发明的电源装置的控制方法的流程图。如图7所示，在该流程图中，主要包括以下步骤：

在步骤S01中，开启设备主电源，并进入步骤S02。

在步骤S02中，对设备是否处于睡眠模式进行判断。

在判断结果为“是”的情况下，输出24V的供给电压并且以指定的占空比脉冲输出REM信号(步骤S03)，并对是否进入了打印等连续输送纸张模式进行判断(步骤S04)，若判断结果为“是”，则进入步骤S07，若判断结果为“否”，则返回步骤S03。

在判断结果为“否”的情况下，将供给电压降低至临界电压(例如，在为ADF定位辊时降低至“10V”，在为主体定位辊时降低至“15V”)并且不输出REM信号(步骤S05)，并对是否进入了打印等连续输送纸张模式进行判断(步骤S06)，若判断结果为“是”，则进入步骤S07，若判断结果为“否”，则返回步骤S05。应予说明，虽举在为定位辊时采用电压控制的情况为例进行了说明，但在为定位辊时并非一定要采用电压控制，也可以根据具体情况采用脉冲控制。

在步骤S07中，对纸张输送路径的传感器是否如动作顺序那样变更了电压值(传感器开启)进行判断。

在判断结果为“是”的情况下，输出24V的供给电压并且以100％的占空比输出REM信号(步骤S08或者步骤S09)，从而使离合器与轴连接(步骤S10)，并进入步骤S14。

在判断结果为“否”的情况下，将供给电压降低至0V(步骤S11)，此时判断为卡纸(S12)，并提示错误(S13)。

在步骤S14中，对纸张输送路径的传感器是否如动作顺序那样变更了电压值(传感器关闭)进行判断。

在判断结果为“是”的情况下，输出24V的供给电压并且以指定的占空比脉冲输出REM信号(步骤S15)、或者关闭REM信号并输出临界电压(步骤S16)，从而断开离合器与轴的连接(步骤S17)。

在判断结果为“否”的情况下，将供给电压降低至0V(步骤S18)，此时判断为卡纸(S19)，并提示错误(S20)。

＜变形例＞

图8是表示本发明的变形例的电源装置的传动***的工作原理的示意图。

如图8所示，在该变形例中，针对图1中的现有的传动***调整了离合器303的位置，使其相对于轴304位于与马达301相反的一侧，同时在离合器303与轴304之间设置有作为弹性部件的弹簧302。

在该结构中，马达301启动并输出旋转，此时，若向离合器303供电，则离合器303因电磁感应原理而产生磁性并克服弹簧的回弹力吸引轴304，从而轴304与离合器303连接并与马达301断开而成为不旋转的状态。此时，若断开向离合器303的供电，则轴304借助弹簧302的回弹力向马达301移动并与马达301连接而成为正常旋转的状态。

针对该结构也同样能够应用上述第一实施方式以及第二实施方式的离合器负载控制方法。在此，举第一实施方式的离合器负载控制方法进行说明。在不想使离合器303与轴304连接的情况下，控制部向离合器303供给临界电压并且不输出REM信号，从而使离合器303与轴304的连接状态处于第二状态。在想使离合器303与轴304连接的情况下，控制部将向离合器303供给的临界电压提升至工作电压并且以100％的占空比输出REM信号，从而克服弹簧的弹性力使离合器303与轴304的连接状态从第二状态向第一状态切换。

在该变形例中，由于利用控制部在一个工作期间或者连续工作期间，将离合器的连接状态在第一状态与第二状态之间进行切换，所以能够从控制方式的角度出发缩短离合器连接时间而不必追加部件，在不提高部件成本的同时提高生产性。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种电源装置，其具备：初级侧部件，其接受交流电压；整流电路，其对所述初级侧部件接受到的交流电压进行整流得到直流电压；次级侧部件，其向负载供给由所述整流电路整流后的直流电压；以及连接部，其连接所述次级侧部件与所述负载，

该电源装置的特征在于，

还具有控制部，其在一个工作期间或者连续工作期间，将所述连接部的连接状态在第一状态与第二状态之间进行切换，

所述第一状态是正常驱动所述负载的状态，

所述第二状态是介于所述第一状态、与完全不驱动所述负载的状态之间的状态。

2.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，

所述控制部通过对向所述连接部供给的供给电压进行控制，而在所述第一状态与所述第二状态之间进行切换。

3.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，

所述控制部通过对控制所述连接部的REM信号进行控制，而在所述第一状态与所述第二状态之间进行切换。

4.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，

所述控制部在所述电源装置处于待机状态时通过对向所述连接部供给的供给电压进行控制而在所述第一状态与所述第二状态之间进行切换，在所述电源装置处于睡眠状态或者节能状态时通过对控制所述连接部的REM信号进行控制而在所述第一状态与所述第二状态之间进行切换。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的电源装置，其特征在于，

在所述第二状态下，根据所述负载的种类而决定是趋向于所述第一状态还是趋向于所述完全不驱动所述负载的状态。

6.根据权利要求5所述的电源装置，其特征在于，

在所述第二状态下，驱动所述负载所需的电压越低，则越趋向于所述完全不驱动所述负载的状态。

7.根据权利要求1～6所述的电源装置，其特征在于，

所述负载是定位辊，

在所述第一状态下，利用所述定位辊对纸张进行搬送，

在所述第二状态下，利用所述定位辊对纸张的倾斜进行调整，

所述控制部在所述定位辊对纸张的倾斜进行调整之后从所述第二状态向所述第一状态进行切换。

8.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，，

还具有接收部，其从使用者接收关于所述第二状态的信息，

所述控制部根据关于所述第二状态的信息控制所述第二状态是趋向于所述第一状态还是趋向于所述完全不驱动所述负载的状态。

9.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，

还具有弹性部件，其设置于所述连接部与所述负载之间，

在向所述连接部供电时，所述连接部克服所述弹性部件的回弹力吸引所述负载，从而所述负载与所述连接部连接而与旋转输出断开，进而成为完全不驱动所述负载的状态，

在断开向所述连接部供电时，所述连接部借助所述弹性部件的回弹力向旋转输出的方向移动而与旋转输出连接，进而成为第一状态。

10.一种图像形成装置，其特征在于，具备权利要求1-9中的任一项所述的电源装置。