JP2018191483A - 電源装置、これを有する画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】入力電圧に応じてＰＦＣ回路を動作させる、又は、停止させる制御を出力電力に基づいて行うことができる電源装置を提供する。【解決手段】ＡＣ／ＤＣ電源２００は、ＰＦＣ回路２０１、ＰＦＣ回路２０１から出力された電圧を所定の電圧に変換するコンバータ回路２０２を有する。また、ＡＣ／ＤＣ電源２００に入力される商用電源５００の電圧値を検出する電圧検知部５０１、ＡＣ／ＤＣ電源２００が出力する出力電力（Ｖｏｕｔ）の電力値を検出する出力電力検知部６００、出力電力検知部６００の検知結果と所定の閾値に基づいてＰＦＣ回路２０１の動作の可否を決定する制御部４００を有し、制御部は、電圧検知部５０１の検知結果に応じて閾値を変更する。【選択図】図２

Description

本発明は、ＰＦＣ回路を搭載した電源装置の技術に関する。

近年、各種電気機器などの装置では消費電力等を低減する省エネルギー対応が求められている。例えば電気機器の一例である画像形成装置では、印刷指示を受け付けてすぐに印刷を行うことが可能なスタンバイモードと、スタンバイモードより消費電力を少なくした省電力モードを有するものがある。このような装置では、一定時間の間に所定の操作がない場合、スタンバイモードから省電力モードへ自動的に移行することで待機時における消費電力を抑えることができる。

電気機器は、また、当該電気機器が有する各負荷への給電のために、商用電源から入力された交流電圧を直流電圧に変換する機能を有する電源装置（以下、ＡＣ／ＤＣ電源と称す）を搭載しているものもある。さらに、機器全体の力率改善や高調波対策のために、直流電圧出力を得るためのコンバータ回路の上流側にアクティブフィルタなどの力率改善回路（以下、ＰＦＣ回路と称す）を有する電気機器もある。
ＰＦＣ回路は、電気機器が大きな電力を消費する場合、商用電源の電流値が所定値を超えないように制御したり、高調波対策などを行うための機能を有するものである。一方、ＰＦＣ回路は電気機器が通電中であればＰＦＣ回路は常に動作状態となるが、当該電気機器の消費電力が低い場合であれば動作させる必要がないときもある。
そのため、電気機器の状態が省電力モードである場合、機器自体の消費電力が少ないにもかかわらず力率改善回路の動作によって無駄な電力を消費し、省電力化の妨げとなっていることがある。

このような問題に対し、電気機器の状態が省電力モードである場合、ＰＦＣ回路の動作を停止させる、という機能を有する装置がある（例えば特許文献１、２）。

特開２００７−０９０８３０号公報 特開２０１５−１２６６３８号公報

近年では、国毎に規格化された商用電源の電圧に対応するために、電気機器に搭載するＡＣ／ＤＣ電源においても１００［Ｖ］系入力と２００［Ｖ］系入力が共通化された電源装置の開発が進んでいる。
しかしながら、共通化された構成のＡＣ／ＤＣ電源では、ＰＦＣ回路が停止しているときにコンバータ回路に入力される電圧は、１００［Ｖ］系入力と２００［Ｖ］系入力では異なるものとなる。また、商用電源からの入力電圧が瞬時的に低くなったり、停電になる等の電圧変動が生じた場合、あるいはＰＦＣ回路内の制御回路のデューティー制限などから出力電圧を維持することが可能な出力電力値が異なってしまうことになる。
いずれの場合であっても入力電圧が高いほど出力電圧を維持することが可能な出力電力値が大きくなる。

例えば、電気機器の構成が省電力モードの時にのみＰＦＣ回路の動作を停止させる構成であるとする。この場合、出力電圧の維持を行うことを考慮すると、入力電圧が高い場合には省電力モードの時のみならず消費電力の低い他の動作モードであってもＰＦＣ回路の動作を停止できる場合がある。
しかしながら、従来のＡＣ／ＤＣ電源では入力電圧が高い場合であっても、電気機器の状態が省エネモード以外の動作モードのときにはＰＦＣ回路が動作しているため、電力損失が発生してしまう、という課題が残る。また、ＰＦＣ回路が動作し続けているため、当該ＰＦＣ回路内の各素子の損失発生による装置寿命低下や、空冷ファンの使用による装置としての静音化に影響を及ぼす可能性がある。

本発明は、入力電圧に応じてＰＦＣ回路を動作させる、又は、停止させる制御を出力電力に基づいて行うことができる電源装置を提供することを、主たる目的とする。

本発明は、交流電源から入力された交流電圧を直流電圧に変換する電源装置であって、力率改善回路と、前記力率改善回路から出力された電圧を所定の電圧に変換する変換手段と、前記電源装置に入力される入力電圧の電圧値を検知する第１の検知手段と、前記電源装置が出力する出力電力の電力値を検知する第２の検知手段と、前記第２の検知手段の検知結果と所定の閾値に基づいて前記力率改善回路の動作の可否を決定する制御手段と、有し、前記制御手段は、前記第１の検知手段の検知結果に応じて前記閾値を変更することを特徴とする。

本発明によれば、入力電圧に応じてＰＦＣ回路を動作させる、又は、停止させる制御を出力電力に基づいて行うことができる。

第１実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す概略縦断面図。 ＡＣ／ＤＣ電源の機能構成の一例を説明するための図。 ＰＦＣ回路の動作とＡＣ／ＤＣ電源から出力される電力Ｐｏｕｔの関係を説明するためのグラフ。 画像形成装置が行う処理の手順の一例を示すフローチャート。 入力電圧が電圧Ｖａ未満である場合の画像形成装置の動作の一例を説明するためのタイミングチャート。 入力電圧が電圧Ｖａ以上である場合の画像形成装置の動作の一例を説明するためのタイミングチャート。 第２実施形態に係る画像形成装置の各動作モードとＰＦＣ回路の動作・停止を対応付けた表。 画像形成装置が行う処理の手順の一例を示すフローチャート。 入力電圧が電圧Ｖａ未満である場合の画像形成装置の動作の一例を説明するためのタイミングチャート。 入力電圧が電圧Ｖａ以上である場合の画像形成装置の動作の一例を説明するためのタイミングチャート。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下で説明する実施形態は、本発明を適用した電源装置を有する、電気機器の一例である画像形成装置を例に挙げて説明するが、本発明を適用する電気機器はこれに限るものではない。

［第１実施形態］
図１は、本実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す概略縦断面図である。
図１に示す画像形成装置９００は、カラー画像形成に対応した装置であり、イエロー（ｙ）、マゼンタ（ｍ）、シアン（ｃ）、ブラック（ｋ）各色に対応する感光体ドラム９０１（ｙ、ｍ、ｃ、ｋ）を有する。画像形成装置９００は、また、１次帯電ローラー９０２（ｙ、ｍ、ｃ、ｋ）、レーザユニット９０３（ｙ、ｍ、ｃ、ｋ）、現像スリーブ９０４（ｙ、ｍ、ｃ、ｋ）、１次転写ローラー９０５（ｙ、ｍ、ｃ、ｋ）を有する。
画像形成装置９００は、また、中間転写ベルト９０６、２次転写内ローラー９０７、２次転写外ローラー９０８、シート（例えば用紙）を収容するカセット９１０、定着器９１１、ＡＣ／ＤＣ電源２００を有する。
以下、イエロー（ｙ）の構成を例に挙げて画像形成動作の概要について説明する。

画像形成装置９００の感光体ドラム９０１ｙは反時計回りに回転しており、１次帯電ローラー９０２ｙにより感光体ドラムの表面が均一に帯電される。帯電した感光体ドラム９０１ｙの表面に向けてレーザユニット９０３ｙがレーザを照射する。このようにして感光体ドラムの表面が露光されて潜像画像が描画される。

次に、現像スリーブ９０４ｙが感光体表面を通過することにより感光体ドラム９０１ｙ上の潜像画像がイエローのトナーによって現像される。１次転写ローラー９０５ｙに電圧が加えられることにより、感光体ドラム９０１ｙの表面にあったイエローのトナーが中間転写ベルト９０６の表面に転写される。同様にしてマゼンタ、シアン、ブラックのトナーが中間転写ベルト９０６の表面に転写され、中間転写ベルト９０６上には、イエローとマゼンタとシアンとブラックのトナーで形成されたフルカラーの画像が形成される。

そして、中間転写ベルト９０６は２次転写内ローラー９０７と２次転写外ローラー９０８を通過する。その際、中間転写ベルト９０６と２次転写外ローラー９０８の間をカセット９１０から給紙された用紙９１３が挟まれて搬送され、中間転写ベルト上の画像が用紙９１３の表面に転写される。

２次転写ローラー９０７、９０８を通過した用紙９１３は、その後定着器９１１に向けて搬送される。定着器９１１を通過する際に用紙９１３に熱及び圧力を加えられる。これによりトナーが用紙９１３の表面に張り付き定着する。その後、用紙９１３は所定箇所（例えば、排紙トレイ）に排出される。なお、定着器９１１が用紙９１３を加熱する際の温度、圧力はセンサ（不図示）の検知結果に基づいて制御部４００が制御する。

ＡＣ／ＤＣ電源２００は、交流電源である商用電源５００の交流電圧を直流電圧へと変換して画像形成装置９００内の各負荷（不図示）へ向けて給電を行う。なお、画像形成装置９００が有する各構成機器の動作は、主として制御部４００（図２参照）により制御される。
以下、ＡＣ／ＤＣ電源２００の構成の詳細について説明する。

図２は、ＡＣ／ＤＣ電源２００の機能構成の一例を説明するための図である。
ＡＣ／ＤＣ電源２００は、入力された商用電源５００を整流するダイオードブリッジ１０３、商用電源５００の電圧値を検出する電圧検知部５０１を有する。
また、ＡＣ／ＤＣ電源２００は、ダイオードブリッジ１０３を介して整流された電圧を所定の電圧Ｖ１に変換する力率改善回路（ＰＦＣ回路）２０１、ＰＦＣ回路２０１から出力された電圧Ｖ１を所定の電圧Ｖｏｕｔへ変換するコンバータ回路２０２を有する。
なお、ＡＣ／ＤＣ電源２００の出力側には出力電力検出部６００が設置されており、出力電力検出部６００による測定結果は制御部４００に送信される。

電圧検知部５０１は、入力電圧である商用電源５００の電圧値を検出し、検出結果を制御部４００に送信する。電圧検知部５０１は、入力電圧検知手段として機能する。
制御部４００は、電圧検知部５０１が検出した電圧値と出力電力検出部６００が検出した電力値に基づいて、ＰＦＣ制御回路２０１の動作を制御するための信号（ＰＦＣ制御信号４０１）をＰＦＣ制御部２０１１に送信する。なお、ＰＦＣ制御部２０１１に送信されるＰＦＣ制御信号４０１は、Ｈ（Ｈｉｇｈ）信号またはＬ（Ｌｏｗ）信号である。
制御部４００は、ＰＦＣ制御回路２０１を動作させる場合には、ＰＦＣ制御部２０１１に向けてＨ信号を出力する。また、ＰＦＣ制御回路２０１の動作を停止させる場合には、ＰＦＣ制御部２０１１に向けてＬ信号を出力する。このようにして、制御部４００は、ＰＦＣ制御回路２０１を動作させたり、又は、動作を停止させる制御を行う。

ＰＦＣ回路２０１は、受け付けたＰＦＣ制御信号４０１がＨ信号である場合、ＰＦＣ制御部２０１１を介して、当該ＰＦＣ回路２０１が出力する電圧Ｖ１が所定値になるように制御する。具体的には、ＰＦＣ制御部２０１１がフィードバック回路２０１２の検出結果に基づいてスイッチング素子Ｑ１を制御してＰＦＣ回路２０１から出力される電圧Ｖ１が所定値になるように制御する。
ＰＦＣ回路２０１は、また、受け付けたＰＦＣ制御信号４０１がＬ信号である場合には動作しない。そのため、ＰＦＣ回路２０１は停止状態となる。

コンバータ回路２０２は、出力電力検出部６００に入力される電圧Ｖｏｕｔが所定値になるように制御する。具体的には、コンバータ制御部２０２１がフォトカプラ（ＰＣ）２０２３を介したＦＢ（フィードバック）回路２０２２の検出結果に基づいてスイッチング素子Ｑ２を制御し、電圧Ｖｏｕｔが所定値になるように制御する。

なお、本実施形態では、ＰＦＣ回路２０１から出力される電圧Ｖ１とコンバータ回路２０２から出力される電圧ＶｏｕｔはトランスＴ１を介して絶縁されている。また、ＦＢ回路２０２２とコンバータ制御部２０２１はフォトカプラ２０２３を介して絶縁されている。その他にも、電圧Ｖ１から電圧Ｖｏｕｔへ電圧値が変換される機能を有すれば良く、本実施形態の構成に限定するものではない。また、画像形成装置９００の動作を制御する制御部４００とは別に、ＡＣ／ＤＣ電源２００の動作を制御するための制御部を当該ＡＣ／ＤＣ電源２００に設けるように構成しても良い。
次に、ＡＣ／ＤＣ電源２００のＰＦＣ回路２０１の動作とＡＣ／ＤＣ電源２００から出力される電力Ｐｏｕｔとの関係について図３を用いて説明する。

図３は、ＰＦＣ回路２０１の動作とＡＣ／ＤＣ電源２００から出力される電力Ｐｏｕｔの関係を説明するためのグラフである。
図３に示すグラフでは、縦軸を商用電源５００の入力電圧（Ｖｉｎ）とし、横軸をＡＣ／ＤＣ電源２００の出力電力（Ｐｏｕｔ）としている。

図３に示すように、ＡＣ／ＤＣ電源２００では、商用電源５００の電圧が所定の電圧Ｖａ以上である場合と、電圧Ｖａ未満である場合とでは、ＰＦＣ回路２０１が動作する、又は、動作を停止する出力電力Ｐｏｕｔの値が異なることが見て取れる。また、図３に示すグラフのグレー部分は、ＰＦＣ回路２０１の動作が停止状態となる領域（停止領域）である。
ここで、所定の電圧Ｖａは１００［Ｖ］系の入力電圧範囲（８５〜１３５［Ｖ］）の上限値と２００［Ｖ］系の入力電圧範囲（１７０Ｖ〜２６４［Ｖ］）の下限値の間にある電圧値（例えば１５０［Ｖ］）であるとする。

ＰＦＣ回路２０１を動作、又は、その停止を制御する出力電力Ｐｏｕｔの値（閾値）は、下記Ａ〜Ｄの中で最も小さい電力値を出力電力Ｐｏｕｔの閾値として設定する。
Ａ：コンバータ制御部２０２１からスイッチング素子Ｑ２へ送信するＰＷＭ信号における最大デューティー値で決定される上限電力値。
Ｂ：商用電源５００が短時間の間に入力電圧範囲を下回るような入力電圧変動が発生した時でも電圧Ｖｏｕｔを維持することが可能な値の上限電力値。
Ｃ：高調波の規格値を満たす上限電力値。
Ｄ：装置全体として商用電源からの入力電流を満足できる上限電力値。

なお、本実施形態では、商用電源５００が短時間の間に入力電圧範囲を下回るような入力電圧変動が発生した時でも電圧Ｖｏｕｔを維持することが可能な値の上限電力値（Ｂ）がＡ〜Ｄの中で最も小さい値であるとして説明を進める。また、入力電圧が電圧Ｖａ未満である場合の出力電力Ｐｏｕｔの閾値をＰａ、入力電圧が電圧Ｖａ以上である場合の出力電力Ｐｏｕｔの閾値をＰｂ（Ｐａ＞Ｐａ）とする。

なお、Ｐｂ＞Ｐａとなる理由は、商用電源５００の電圧が高いとＰＦＣ回路２０１が停止している際にコンバータ回路２０２へ入力される電圧が大きく、コンデンサＣ２に充電される電気エネルギーが大きくなる。そのため、商用電源５００が電圧変動した時は、より大きな電力を負荷に給電していても電圧変動の影響を受けないためである。

制御部４００は、検出された商用電源５００の電圧値が所定の電圧値未満、つまり電圧Ｖａ未満である場合、ＰＦＣ回路２０１の動作の可否を決定する出力電力Ｐｏｕｔの閾値をＰａに設定する。
制御部４００は、出力電力Ｐｏｕｔの値がＰａ未満であるときは、商用電源５００が電圧変動した場合であっても電圧Ｖｏｕｔを維持することが可能であるため、ＰＦＣ回路２０１の動作を停止させる。また、出力電力Ｐｏｕｔの値がＰａ以上であるときは、ＰＦＣ回路２０１を動作させる。

制御部４００は、また、商用電源５００の電圧値が所定の電圧値以上、つまり電圧Ｖａ以上である場合、ＰＦＣ回路２０１の動作の可否を決定する出力電力Ｐｏｕｔの閾値をＰｂ（＞Ｐａ）に設定（変更）する。
制御部４００は、出力電力Ｐｏｕｔの値がＰｂ未満であるときは、ＰＦＣ回路２０１の動作を停止させる。また、出力電力Ｐｏｕｔの値がＰｂ以上であるときは、ＰＦＣ回路２０１を動作させる。
次に、ＡＣ／ＤＣ電源２００の各出力電力に応じたＰＦＣ回路２０１の動作について説明する。

図３に示すグラフでは、ＡＣ／ＤＣ電源２００から出力される電力（出力電力Ｐｏｕｔ）の相対的な大小関係がＰ１＜Ｐａ＜Ｐ２＜Ｐ３＜Ｐｂ＜Ｐ４＜Ｐ５であるとしている。
画像形成装置９００では、例えばＡＣ／ＤＣ電源２００の出力電力の値がＰ１である場合、画像形成装置９００の状態（動作モード）はスリープモード（画像形成装置内のＨＤＤや操作部などの動作が停止し、最も少ない消費電力で動作している状態）であるとする。
また、出力電力がＰ２である場合、画像形成装置９００の状態はスタンバイモード（待機モードであり、ユーザの操作により画像形成動作やスキャン動作がすぐにできる状態）であるとする。
また、出力電力がＰ３である場合、画像形成装置９００の状態はスキャンモード（原稿の読み取りを行っている状態）であるとする。
また、出力電力がＰ４である場合、画像形成装置９００の状態はウォームアップモード（画像形成装置の電源投入またはスリープ状態からの復帰時から、定着機の温度が所定温度になって画像形成動作に入ることが可能となるまでの状態）であるとする。
また、出力電力がＰ５である場合、画像形成装置９００の状態はコピーモード（画像形成動作を行っている状態）であるとする。

この場合、ＡＣ／ＤＣ電源２００に対する入力電圧が電圧Ｖａ未満であるとき、画像形成装置９００の状態がスリープモードであれば商用電源５００が電圧変動した場合でも電圧Ｖｏｕｔが維持できることになる。そのため、ＰＦＣ回路２０１の動作が停止される。
また、入力電圧が電圧Ｖａ以上であるとき、画像形成装置９００の状態がスリープモード、スタンバイモード、スキャンモードであれば商用電源５００が電圧変動した場合でも電圧Ｖｏｕｔが維持できることになる。そのため、ＰＦＣ回路２０１の動作が停止される。

図４は、画像形成装置９００が行う処理の手順の一例を示すフローチャートである。なお、図４に示す各処理は、主として制御部４００により実行される。
制御部４００は、画像形成装置９００の電源投入（Ｓ８００）を契機に、ＰＦＣ回路２０１を介してＡＣ／ＤＣ電源２００から電圧Ｖｏｕｔを出力させる（Ｓ８０１）。
なお、ＰＦＣ回路２０１を動作させることは、電源投入直後は画像形成装置９００の状態がウォームアップモードとなり、装置が消費する電力が大きいためである。

制御部４００は、各負荷への給電を開始させる（Ｓ８０２）。
制御部４００は、電圧検知部５０１を介して、商用電源５００の電圧（ＡＣ／ＤＣ電源２００に対する入力電圧）を検出する（Ｓ８０３）。
制御部４００は、入力電圧が所定の電圧Ｖａ以上であるか否かを判別する（Ｓ８０４）。
なお、電圧Ｖａは、１００［Ｖ］系の入力電圧範囲（８５〜１３５［Ｖ］）と２００Ｖ系の入力電圧範囲（１７０〜２６４［Ｖ］）の間の電圧値（例えば１５０［Ｖ］）であるとする。

制御部４００は、入力電圧が所定の電圧Ｖａ未満であった場合（Ｓ８０３：入力電圧Ｖａ未満）、ＰＦＣ回路２０１の動作の可否を決定する閾値をＰａ（図３参照）に設定（変更）し（Ｓ８０４）、ステップＳ８０５の処理へ進む。

制御部４００は、ＡＣ／ＤＣ電源２００の出力電力が閾値Ｐａ以上であるか否かを判別する（Ｓ８０５）。制御部４００は、出力電力が閾値Ｐａ未満である場合（Ｓ８０５：Ｎｏ）、つまり閾値未満である場合には商用電源５００が電圧変動した時でもＡＣ／ＤＣ電源２００の電圧Ｖｏｕｔが維持できるため、ＰＦＣ回路２０１の動作を停止させる（Ｓ８０７）。この場合、制御部４００から出力されるＰＦＣ制御信号４０１がＬ信号となり、ＰＦＣ制御部２０１１へ送出されることでＰＦＣ回路２０１の動作は停止状態になる。

制御部４００は、出力電力が閾値Ｐａ以上である場合（Ｓ８０５：Ｙｅｓ）、つまり閾値以上である場合には商用電源５００が電圧変動した時にＡＣ／ＤＣ電源２００の電圧Ｖｏｕｔが維持できないため、ＰＦＣ回路２０１を動作させる（Ｓ８０６）。この場合、制御部４００から出力されるＰＦＣ制御信号４０１がＨ信号となり、ＰＦＣ制御部２０１１へ送出されることでＰＦＣ回路２０１は動作状態になる。

制御部４００は、画像形成装置９００の電源がＯＦＦされたか否かを判別する（Ｓ８０８）。ＯＦＦされたと判別した場合（Ｓ８０８：Ｙｅｓ）、処理を終了する。また、そうでない場合（Ｓ８０８：Ｎｏ）、ステップＳ８０５の処理に戻る。

制御部４００は、また、入力電圧が所定の電圧Ｖａ以上であった場合（Ｓ８０３：入力電圧Ｖａ以上）、ＰＦＣ回路２０１の動作の可否を決定する閾値をＰｂ（図３参照）に設定（変更）し（Ｓ８０９）、ステップＳ８１０の処理へ進む。

制御部４００は、ＡＣ／ＤＣ電源２００の出力電力が閾値Ｐｂ以上であるか否かを判別する（Ｓ８１０）。出力電力が閾値Ｐｂ未満である場合（Ｓ８１０：Ｎｏ）、制御部４００は、商用電源５００が電圧変動した時でもＡＣ／ＤＣ電源２００の電圧Ｖｏｕｔが維持できるためＰＦＣ回路２０１の動作を停止させる（Ｓ８１１）。この場合、制御手段４００から出力されるＰＦＣ制御信号４０１がＬ信号となり、ＰＦＣ制御部２０１１へ送出されることでＰＦＣ回路２０１の動作は停止状態になる。

制御部４００は、出力電力が閾値Ｐｂ以上である場合（Ｓ８１０：Ｙｅｓ）、商用電源５００が電圧変動した時にはＡＣ／ＤＣ電源２００の電圧Ｖｏｕｔが維持できないためＰＦＣ回路２０１を動作させる（Ｓ８１２）。この場合、制御手段４００から出力されるＰＦＣ制御信号４０１がＨ信号となり、ＰＦＣ制御部２０１１へ送出されることでＰＦＣ回路２０１は動作状態になる。

制御部４００は、画像形成装置９００の電源がＯＦＦされたか否かを判別する（Ｓ８１３。ＯＦＦされたと判別した場合（Ｓ８１３：Ｙｅｓ）、処理を終了する。また、そうでない場合（Ｓ８１３：Ｎｏ）、ステップＳ８１０の処理に戻る。

図５は、入力電圧が電圧Ｖａ未満である場合の画像形成装置９００の動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。
なお、電圧Ｖａは、１００［Ｖ］系の入力電圧範囲（８５〜１３５［Ｖ］）と２００Ｖ系の入力電圧範囲（１７０〜２６４［Ｖ］）の間の電圧値（例えば１５０［Ｖ］）であるとする。

時刻０では、画像形成装置９００の電源が投入された後、ＰＦＣ回路２０１が動作（ＯＮ）して電圧Ｖｏｕｔが出力され、当該画像形成装置９００が有する各負荷へと給電が開始される。
時刻ｔ００では、ウォームアップモードの動作が開始され、ＡＣ／ＤＣ電源２００の出力電力はＰ４となる。
時刻ｔ０では、定着器９１１の温度が所定値に達し、画像形成装置９００の状態がウォームアップモードからスタンバイモードへ移行する。このとき、画像形成装置９００は画像形成動作が可能な状態になる。
その後、時刻ｔ１までの間に画像形成装置９００が無操作状態であった場合、画像形成装置９００の状態がスタンバイモードからスリープモードへ移行する。また、ＡＣ／ＤＣ電源２００の出力電力はＰ４からＰ２へと減少を始める。

時刻ｔ２では、出力電力が閾値Ｐａを下回ると、制御部４００から出力されるＰＦＣ制御信号４０１がＬ信号となり、ＰＦＣ制御部２０１１へ送出されることでＰＦＣ回路２０１は停止状態（ＯＦＦ）になる。その後、ＡＣ／ＤＣ電源２００の出力電力はＰ１まで低下する。

時刻ｔ３において画像形成装置９００が操作された場合、当該画像形成装置９００の動作状態がスリープモードからウォームアップモードへ移行する。また、ＡＣ／ＤＣ電源２００の出力電力はＰ４に向けて上昇する。
時刻ｔ４では、出力電力が閾値Ｐａを超えると、制御部４００から出力されるＰＦＣ制御信号４０１がＨ信号となり、ＰＦＣ制御部２０１１へ送出されることでＰＦＣ回路２０１は動作状態になる。

時刻ｔ５では、定着器９１１の温度が所定値に達したとき、画像形成装置９００の状態がウォームアップモードからスタンバイモードへ移行され、ＡＣ／ＤＣ電源２００の出力電力はＰ２まで低下する。
時刻ｔ６では、画像形成装置９００の状態がスタンバイモードからコピーモードへと移行して画像形成動作が開始され、ＡＣ／ＤＣ電源２００の出力電力はＰ５まで上昇する。
時刻ｔ７では、画像形成動作が終了し、ＡＣ／ＤＣ電源２００の出力電力はＰ２まで低下する。
時刻ｔ８では、スキャン指示を受け付けると画像形成装置の動作状態がスタンバイモードからスキャンモードへ移行し、ＡＣ／ＤＣ電源２００の出力電力はＰ３まで上昇する。
時刻ｔ９では、スキャン動作が終了して画像形成装置９００の状態がスタンバイモードに移行し、ＡＣ／ＤＣ電源２００の出力電力はＰ２まで低下する。

なお、時刻ｔ４以降ではＡＣ／ＤＣ電源２００の出力電力は全て閾値Ｐａ以上であり、商用電源５００が電圧変動した時には電圧Ｖｏｕｔが維持できない。そのため、制御部４００が出力するＰＦＣ制御信号４０１はＨ信号であり、ＰＦＣ回路２０１は動作状態が継続する。

図６は、入力電圧が電圧Ｖａ以上である場合の画像形成装置９００の動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。
なお、電圧Ｖａは、１００［Ｖ］系の入力電圧範囲（８５〜１３５［Ｖ］）と２００Ｖ系の入力電圧範囲（１７０〜２６４［Ｖ］）の間の電圧値（例えば１５０［Ｖ］）であるとする。

時刻０では、画像形成装置９００の電源が投入された後、ＰＦＣ回路２０１が動作（ＯＮ）して電圧Ｖｏｕｔが出力され、当該画像形成装置９００が有する各負荷へと給電が開始される。
時刻ｔ０９では、ウォームアップモードの動作が開始され、ＡＣ／ＤＣ電源２００の出力電力はＰ４となる。
時刻ｔ１０では、定着器９１１の温度が所定値に達し、画像形成装置９００の状態がウォームアップモードからスタンバイモードへ移行する。また、ＡＣ／ＤＣ電源２００の出力電力はＰ４からＰ２へと減少を始める。

時刻ｔ１１では、出力電力が閾値Ｐｂを下回ると、制御部４００から出力されるＰＦＣ制御信号４０１がＬ信号となり、ＰＦＣ制御部２０１１へ送出されることでＰＦＣ回路２０１の動作は停止状態（ＯＦＦ）になる。その後、ＡＣ／ＤＣ電源２００の出力電力はＰ２まで低下する。
その後、時刻ｔ１２まで画像形成装置９００が無操作状態であった場合、画像形成装置９００の状態がスタンバイモードからスリープモードとなり、ＡＣ／ＤＣ電源２００の出力電力はＰ１まで低下する。

時刻ｔ１３において画像形成装置９００が操作された場合、当該画像形成装置９００の状態がスリープモードからウォームアップモードへ移行する。また、ＡＣ／ＤＣ電源２００の出力電力はＰ４に向けて上昇する。
時刻ｔ１４では、出力電力が閾値Ｐｂを超えると、制御部４００から出力されるＰＦＣ制御信号４０１がＨ信号となり、ＰＦＣ制御部２０１１へ送出されることでＰＦＣ回路２０１は動作状態（ＯＮ）になる。

時刻ｔ１５では、定着器９１１の温度が所定値に達したとき、画像形成装置９００の状態がウォームアップモードからスタンバイモードへ移行され、ＡＣ／ＤＣ電源２００の出力電力は減少を始める。
時刻ｔ１６では、出力電力が閾値Ｐｂを下回ると、制御部４００から出力されるＰＦＣ制御信号４０１がＬ信号となり、ＰＦＣ制御部２０１１へ送出されることでＰＦＣ回路２０１の動作は停止状態（ＯＦＦ）になる。その後、ＡＣ／ＤＣ電源２００の出力電力はＰ２まで低下する。

時刻ｔ１７では、画像形成装置９００の状態がスタンバイモードからコピーモードへと移行して画像形成動作が開始され、ＡＣ／ＤＣ電源２００の出力電力はＰ５に向けて上昇する。
時刻ｔ１８では、出力電力が閾値Ｐｂを超えると、制御部４００から出力されるＰＦＣ制御信号４０１がＨ信号となり、ＰＦＣ制御部２０１１へ送出されることでＰＦＣ回路２０１は動作状態になる。
時刻ｔ１９では、画像形成動作が終了し、ＡＣ／ＤＣ電源２００の出力電力はＰ２に向けて低下する。
時刻ｔ２０では、出力電力が閾値Ｐｂを下回ると、制御手段４００から出力されるＰＦＣ制御信号４０１がＬ信号となり、ＰＦＣ制御部２０１１へ送出されることでＰＦＣ回路２０１の動作は停止状態（ＯＦＦ）になる。

時刻ｔ２１では、スキャン指示を受け付けると画像形成装置９００の状態がスタンバイモードからスキャンモードへ移行し、ＡＣ／ＤＣ電源２００の出力電力はＰ３まで上昇する。
なお、Ｐ３＜Ｐｂであることから、商用電源５００が電圧変動した時でもＡＣ／ＤＣ電源２００の電圧Ｖｏｕｔが維持できるため、制御部４００が出力するＰＦＣ制御信号４０１はＬ信号であり、ＰＦＣ回路２０１は停止状態が継続する。
時刻ｔ２２では、スキャン動作が終了して画像形成装置９００の状態がスタンバイモードに移行し、ＡＣ／ＤＣ電源２００の出力電力はＰ２まで低下する。

このように、本実施系形態に係る画像形成装置９００では、ＡＣ／ＤＣ電源２００の入力電圧に応じてＰＦＣ回路２０１を動作させる、又は、停止させる制御のための閾値を当該ＡＣ／ＤＣ電源２００の出力電力に基づいて変化（変更）させることができる。
これにより、入力電圧が高い場合、ＰＦＣ回路２０１の動作を停止させる期間を増加させることが可能となり、ＰＦＣ回路２０１内の各素子の損失発生による装置寿命低下を抑制することができる。また、コンバータ回路２０２の入出力電圧差が小さくなるため、コンバータ回路２０２の負荷も減少するなど省エネ効果の改善を図ることができる。

また、ＰＦＣ回路２０１やコンバータ回路２０２など各機能部品の昇温を抑えることが可能となるためＡＣ／ＤＣ電源２００の長寿命化を図ることもでききる。また、各部品を冷却する空冷ファンの動作停止による画像形成装置の静音化の効果も得ることができる。

なお、本実施形態では、出力電力検出部６００において出力電力を検出する場合を例に挙げて説明した。これに限らず、ＡＣ／ＤＣ電源２００が出力する電力に比例して増減する、例えばＡＣ／ＤＣ電源２００から出力される直流電圧の電流値や電力値、ＡＣ／ＤＣ電源２００へ入力される交流電圧の電流値や電力値などを検出してＰＦＣ回路２０１の動作の可否を制御するように構成しても良い。また、ＰＦＣ回路２０１から出力される電圧の電流値や電力値などを検出対象にしても良い。

また、本実施形態では、ＡＣ／ＤＣ電源２００に電圧検知部５０１を有する場合を例に挙げて説明した。これに限らず、例えばＡＣ／ＤＣ電源２００とは別に入力電圧検出部を有するように構成しても良い。
さらに、本実施形態では、電気機器の一例として画像形成装置を例に挙げて説明した。これに限らず、例えばＰＦＣ回路２０１を有する電源装置、この電源装置を有する電気機器において本発明は適用可能である。

［第２実施形態］
ここでは、複数の動作モードを有する画像形成装置９００の各動作モードに応じてＰＦＣ回路２０１の動作の可否を決定するように構成する場合について説明する。
なお、第１実施形態と同じ機能構成は同一の符号を付すとともにその説明を省略する。

図７は、本実施形態に係る画像形成装置９００の各動作モードとＰＦＣ回路２０１の動作・停止を対応付けた表である。
なおここでは、画像形成装置９００の各動作モードにおいて、それぞれ検出された商用電源５００の電圧が所定の電圧Ｖａ以上である否かに応じてＰＦＣ回路２０１を動作させる、又は、停止させることを決定する場合を例に挙げて説明する。
また、所定の電圧Ｖａは１００［Ｖ］系の入力電圧範囲（８５〜１３５［Ｖ］）の上限値と２００［Ｖ］系の入力電圧範囲（１７０Ｖ〜２６４［Ｖ］）の下限値の間にある電圧値（例えば１５０［Ｖ］）であるとする。

なお、第１実施形態の場合と同様に、商用電源５００が短時間の間に入力電圧範囲を下回るような入力電圧変動が発生した時でも電圧Ｖｏｕｔを維持することが可能な値の上限電力値（Ｂ）がＡ〜Ｄの中で最も小さい値であるとして説明を進める。

図７の表に示すように、画像形成装置９００の状態がスタンバイモードであれば、電圧検知部５０１が検出した入力電圧の値によらずＰＦＣ回路２０１の動作を停止させる。
また、画像形成装置９００の状態がスタンバイモード、又は、スキャンモードであれば、入力電圧が電圧Ｖａ未満の時にのみＰＦＣ回路２０１を動作させる。
また、画像形成装置９００の状態がウォームアップモード、又は、コピーモードであれば、入力電圧によらずＰＦＣ回路２０１を動作させる。
なお、上記各動作モードの内容は第１実施形態において説明したものと同じ内容である。

図８は、本実実施形態に係る画像形成装置９００が行う処理の手順の一例を示すフローチャートである。なお、図８に示す各処理は、主として制御部４００により実行される。
制御部４００は、画像形成装置９００の電源投入（Ｓ９００）を契機に、ＰＦＣ回路２０１を介してＡＣ／ＤＣ電源２００から電圧Ｖｏｕｔを出力させる（Ｓ９０１）。
なお、ＰＦＣ回路２０１を動作させることは、電源投入直後は画像形成装置９００の状態がウォームアップモードとなり、装置が消費する電力が大きいためである。

制御部４００は、各負荷への給電を開始させる（Ｓ９０２）。
制御部４００は、電圧検知部５０１を介して、商用電源５００の電圧（ＡＣ／ＤＣ電源２００に対する入力電圧）を検出する（Ｓ９０３）。
制御部４００は、図７に示す表、及び、入力電圧が所定の電圧Ｖａ以上であるか否かの判別結果に基づいて、画像形成装置９００の各動作モードにおけるＰＦＣ回路２０１の動作の可否を表す情報を取得する（Ｓ９０４）。
なお、電圧Ｖａは、１００［Ｖ］系の入力電圧範囲（８５〜１３５［Ｖ］）と２００Ｖ系の入力電圧範囲（１７０〜２６４［Ｖ］）の間の電圧値（例えば１５０［Ｖ］）であるとする。

制御部４００は、画像形成装置９００の動作モードがＰＦＣ回路２０１を停止させる動作モードであるか否かを判別する（Ｓ９０５）。
制御部４００は、ＰＦＣ回路２０１を停止させる動作モードであると判別した場合（Ｓ９０５：Ｙｅｓ）、ＰＦＣ回路２０１の動作を停止させる（Ｓ９０６）。この場合、制御部４００から出力されるＰＦＣ制御信号４０１がＬ信号となり、ＰＦＣ制御部２０１１へ送出されることでＰＦＣ回路２０１の動作は停止状態になる。

また、そうでない場合（Ｓ９０５：Ｎｏ）、制御部４００は、ＰＦＣ回路２０１を動作させる（Ｓ９０７）。この場合、制御部４００から出力されるＰＦＣ制御信号４０１がＨ信号となり、ＰＦＣ制御部２０１１へ送出されることでＰＦＣ回路２０１は動作状態になる。

制御部４００は、画像形成装置９００の電源がＯＦＦされたか否かを判別する（Ｓ９０８）。ＯＦＦされたと判別した場合（Ｓ９０８：Ｙｅｓ）、処理を終了する。また、そうでない場合（Ｓ９０８：Ｎｏ）、ステップＳ９０５の処理に戻る。

図９は、入力電圧が電圧Ｖａ未満である場合の画像形成装置９００の動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。
なお、電圧Ｖａは、１００［Ｖ］系の入力電圧範囲（８５〜１３５［Ｖ］）と２００Ｖ系の入力電圧範囲（１７０〜２６４［Ｖ］）の間の電圧値（例えば１５０［Ｖ］）であるとする。また、図９に示すタイミングチャートのグレー部分は、ＰＦＣ回路２０１の動作が停止状態となる領域（停止領域）である。

時刻０では、画像形成装置９００の電源が投入された後、ＰＦＣ回路２０１が動作（ＯＮ）して電圧Ｖｏｕｔが出力され、当該画像形成装置９００が有する各負荷へと給電が開始される。
時刻ｔ２９では、ウォームアップモードの動作が開始され、画像形成装置９００の状態がウォームアップモードとなる。
時刻ｔ３０では、定着器９１１の温度が所定値に達し、画像形成装置９００の状態がウォームアップモードからスタンバイモードへ移行する。このとき、画像形成装置９００は画像形成動作が可能な状態になる。また、ＰＦＣ回路２０１は動作状態が継続する。

その後時刻ｔ３１まで画像形成装置９００が無操作状態であった場合、画像形成装置９００の状態がスタンバイモードからスリープモードへ移行する。そして、時刻ｔ３２において制御部４００から出力されるＰＦＣ制御信号４０１がＬ信号となり、ＰＦＣ制御部２０１１へ送出されることでＰＦＣ回路２０１の動作は停止状態（ＯＦＦ）になる。

時刻ｔ３３において画像形成装置９００が操作された場合、当該画像形成装置９００の状態がスリープモードからウォームアップモードへ移行し、制御部４００から出力されるＰＦＣ制御信号４０１がＨ信号となり、ＰＦＣ回路２０１は動作状態（ＯＮ）になる。

時刻ｔ３４では、画像形成装置９００の状態がウォームアップモードとなる。
時刻ｔ３５では、定着器９１１の温度が所定値に達したとき、画像形成装置９００の状態がウォームアップモードからスタンバイモードへ移行する。
時刻ｔ３６では、画像形成装置９００の状態がスタンバイモードからコピーモードへ移行する。
時刻ｔ３７では、画像形成動作が終了し、画像形成装置９００の状態がコピーモードからスタンバイモードへ移行する。
時刻ｔ３８では、スキャン指示を受け付けると画像形成装置９００の状態がスタンバイモードからスキャンモードへ移行する。
時刻ｔ３９では、スキャン動作が終了し、画像形成装置９００の状態がスキャンモードからスタンバイモードへ移行する。
なお、時刻ｔ３３以降では、制御部４００が出力するＰＦＣ制御信号４０１はＨ信号であり、ＰＦＣ回路２０１は動作状態が継続する。

図１０は、入力電圧が電圧Ｖａ以上である場合の画像形成装置９００の動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。
なお、電圧Ｖａは、１００［Ｖ］系の入力電圧範囲（８５〜１３５［Ｖ］）と２００Ｖ系の入力電圧範囲（１７０〜２６４［Ｖ］）の間の電圧値（例えば１５０［Ｖ］）であるとする。

時刻０では、画像形成装置９００の電源が投入された後、ＰＦＣ回路２０１が動作（ＯＮ）して電圧Ｖｏｕｔが出力され、当該画像形成装置９００が有する各負荷へと給電が開始される。
時刻ｔ４１では、ウォームアップモードの動作が開始され、画像形成装置９００の状態がウォームアップモードとなる。
時刻ｔ４２では、定着器９１１の温度が所定値に達し、画像形成装置９００の状態がウォームアップモードからスタンバイモードへ移行する。
なお、スタンバイモードはＡＣ／ＤＣ電源２００の電圧Ｖｏｕｔを維持することが可能な上限電力値以内であるため、時刻ｔ４３では、制御部４００から出力されるＰＦＣ制御信号４０１がＬ信号となり、ＰＦＣ回路２０１は停止状態（ＯＦＦ）となる。

その後時刻ｔ４４まで画像形成装置９００が無操作状態であった場合、画像形成装置９００の状態がスタンバイモードからスリープモードへ移行する。また、ＰＦＣ回路２０１は動作停止が継続する。
時刻ｔ４５において画像形成装置９００が操作された場合、当該画像形成装置９００の状態がスリープモードからウォームアップモードへ移行し、制御部４００から出力されるＰＦＣ制御信号４０１がＨ信号となり、ＰＦＣ回路２０１は動作状態（ＯＮ）になる。

時刻ｔ４６では、画像形成装置９００の状態がウォームアップモードとなる。
時刻ｔ４７では、定着器９１１の温度が所定値に達したとき、画像形成装置９００の状態がウォームアップモードからスタンバイモードへ移行する。また、時刻ｔ４８において制御部４００から出力されるＰＦＣ制御信号４０１がＬ信号となり、ＰＦＣ制御部２０１１へ送出されることでＰＦＣ回路２０１の動作は停止状態（ＯＦＦ）になる。

時刻ｔ４９では、画像形成装置９００の状態がスタンバイモードからコピーモードに移行する。なお、コピーモードでは、ＡＣ／ＤＣ電源２００の電圧Ｖｏｕｔを維持することが可能な上限電力値を超えている。そのため、制御部４００から出力されるＰＦＣ制御信号４０１がＨ信号となり、ＰＦＣ回路２０１は動作状態（ＯＮ）になる。

時刻ｔ５０では、画像形成装置９００の状態がコピーモードとなり、画像形成動作が開始される。
時刻ｔ５１では、画像形成動作が終了し、画像形成装置９００の状態がコピーモードからスタンバイモードへ移行する。また、時刻ｔ５２において制御部４００から出力されるＰＦＣ制御信号４０１がＬ信号となり、ＰＦＣ制御部２０１１へ送出されることでＰＦＣ回路２０１の動作は停止状態（ＯＦＦ）になる。

時刻ｔ５３では、スキャン指示を受け付けると画像形成装置９００の状態がスタンバイモードからスキャンモードへ移行する。また、ＰＦＣ回路２０１は停止状態が継続する。
時刻ｔ５４では、スキャン動作が終了し、画像形成装置９００の状態がスキャンモードからスタンバイモードへ移行する。

このように、本実施系形態に係る画像形成装置９００では、ＡＣ／ＤＣ電源２００の入力電圧と各動作モードに基づいてＰＦＣ回路２０１の動作・停止の対応付けし、当該画像形成装置の各動作モードに基づいてＰＦＣ回路２０１の動作の可否を決定する。
これにより、ＰＦＣ回路２０１の動作を停止させることができる動作モードを増加させることが可能となり、ＰＦＣ回路２０１内の各素子の損失発生による装置寿命低下を抑制することができる。また、コンバータ回路２０２の入出力電圧差が小さくなるため、コンバータ回路２０２の負荷も減少するなど省エネ効果の改善を図ることができる。

なお、本実施形態では、入力電圧の検出結果と画像形成装置の各動作モードに基づいてＰＦＣ回路２０１の動作の可否を決定する構成について説明をした。
これに限らず、例えばＰＦＣ回路２０１を動作させる画像形成装置の動作モード群のグループと、ＰＦＣ回路２０１の動作を停止させる画像形成装置の動作モード群のグループとを設定するなどしても良い。

上記説明した実施形態は、本発明をより具体的に説明するためのものであり、本発明の範囲が、これらの例に限定されるものではない。

２００・・・ＡＣ／ＤＣ電源、２０１・・・ＰＦＣ回路、２０２・・・コンバータ回路、４００・・・制御部、４０１・・・ＰＦＣ制御信号、５００・・・商用電源、５０１・・・電圧検知部、６００・・・出力電力検知部、９００・・・画像形成装置、２０１１・・・ＰＦＣ制御部、２０２１・・・コンバータ制御部、２０２２・・ＦＢ回路、２０２３・・・フォトカプラ。

Claims (9)

1. 交流電源から入力される交流電圧を直流電圧に変換する電源装置であって、
   力率改善回路と、
   前記力率改善回路から出力された電圧を所定の電圧に変換する変換手段と、
   前記電源装置に入力される入力電圧の電圧値を検知する第１の検知手段と、
   前記電源装置が出力する出力電力の電力値を検知する第２の検知手段と、
   前記第２の検知手段の検知結果と所定の閾値に基づいて前記力率改善回路の動作の可否を決定する制御手段と、有し、
   前記制御手段は、前記第１の検知手段の検知結果に応じて前記閾値を変更することを特徴とする、
   電源装置。
2. 前記制御手段は、前記第２の検知手段の検知結果が前記閾値以上である場合には前記力率改善回路を動作させ、当該検知結果が当該閾値未満である場合には当該力率改善回路の動作を停止させることを特徴とする、
   請求項１に記載の電源装置。
3. 前記閾値は、前記第１の検知手段の検知結果が所定の電圧値以上であるときを第１の閾値とし、当該第１の検知手段の検知結果が当該所定の電圧値未満であるときを第２の閾値としたとき、
   前記第１の閾値の方が前記第２の閾値よりも相対的に大きい値であることを特徴とする、
   請求項１又は２に記載の電源装置。
4. 前記第２の検知手段は、前記電源装置から出力される前記直流電圧の電流値、又は、電力値を検出することを特徴とする、
   請求項１、２又は３に記載の電源装置。
5. 前記第２の検知手段は、前記力率改善回路から出力される電圧の電流値、又は、電力値を検出することを特徴とする、
   請求項１、２又は３に記載の電源装置。
6. 前記第２の検知手段は、前記電源装置へ入力される前記交流電圧の電流値、又は、電力値を検出することを特徴とする、
   請求項１、２又は３に記載の電源装置。
7. 交流電源から入力される交流電圧を直流電圧に変換する電源装置を有し、複数の動作モードを有する画像形成装置であって、
   前記電源装置は、
   力率改善回路と、
   前記力率改善回路から出力された電圧を所定の電圧に変換する変換手段と、
   前記電源装置に入力される入力電圧の電圧値を取得する入力電圧検知手段と、
   前記入力電圧検知手段の検知結果に基づいて、前記複数の動作モードそれぞれにおける前記力率改善回路の動作の可否を決定する制御手段と、を有することを特徴とする、
   画像形成装置。
8. 前記複数の動作モードは、前記力率改善回路を停止させる第１の動作モード群と、前記力率改善回路を動作させる第２の動作モード群とを有し、
   前記制御手段は、前記画像形成装置の動作モードが前記第１の動作モード群に含まれる場合には前記力率改善回路を停止させ、当該動作モードが前記第２の動作モード群に含まれる場合には当該力率改善回路を動作させることを特徴とする、
   請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記制御手段は、
   前記画像形成装置も動作モードが前記力率改善回路を停止させる動作モードから当該力率改善回路を動作させる動作モードへ移行する場合には、当該動作モードを移行する前に当該力率改善回路を動作させ、
   前記画像形成装置も動作モードが前記力率改善回路を動作させる動作モードから当該力率改善回路を停止させる動作モードへ移行する場合には、当該動作モードが移行した後に当該力率改善回路を停止させることを特徴とする、
   請求項７又は８に記載の画像形成装置。