JP3466351B2 - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP3466351B2
JP3466351B2 JP32753195A JP32753195A JP3466351B2 JP 3466351 B2 JP3466351 B2 JP 3466351B2 JP 32753195 A JP32753195 A JP 32753195A JP 32753195 A JP32753195 A JP 32753195A JP 3466351 B2 JP3466351 B2 JP 3466351B2
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  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Accessory Devices And Overall Control Thereof (AREA)
  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はアクティブ・フィル
タとレギュレータとを備えたDC電源装置を有する複写
機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の画像形成装置の一例の概略を図3
により説明する。図3は従来の画像形成装置の一例を示
す概略側面図である。画像形成装置は、その上部に設け
られたコンタクトガラス1に原稿2が置かれると、原稿
サイズセンサ3が原稿2の有無と原稿のサイズを検知す
る。原稿2をコンタクトガラス1上に置いた状態で図示
しないコピースタートキーが押されると、露光ランプ4
により原稿を露光し、第1ミラー5、第2ミラー6、第
3ミラー7、レンズ組立体8を介してCCDで構成され
たイメージセンサ9で読取られ、映像情報は電気信号に
変換されて画像処理される。画像処理されたデータに基
づいてレーザダイオード10を制御し、そのレーザ光は
シリンダレンズ11、高速で定速回転するポリゴンミラ
ー12、レンズ13、書き込みミラー14等を介して感
光体15に画像を書き込む。
【0003】感光体15の周囲には、帯電装置16、現
像装置17、転写ベルト18、クリーニング装置19が
設けられている。感光体15は、クリーニング装置19
により所定の高電位に均一に帯電される。帯電された感
光体15に上記のレーザ光が照射されると、感光体15
上の表面電位は照射された光強度に応じて変化し、感光
体15上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現
像装置17によりトナーを吸着し可視化されたトナー画
像となる。一方、給紙トレイ20に載置された転写紙2
1が1枚づつ給紙され、レジストローラ22が転写紙2
1を感光体15上のトナー画像と重なるように送り込
む。更に、転写紙21は、高電圧をかけられた転写ベル
ト18により搬送され、転写ベルト18と感光体15と
の接触部でトナー画像を転写される。トナー画像が転写
された転写紙21は、更に転写ベルト18で搬送され、
定着装置23に送り込まれトナー画像が定着される。定
着を終了した転写紙21の画像形成装置外への排出は排
紙センサ24によって検知される。
【0004】近年、このような画像形成装置にも省電力
化が求められており、特に静電方式の画像形成装置の場
合、定着装置23内のヒータの消費電力が大きいため、
その制御も工夫されてきている。しかし、定着装置23
のヒータが点灯していない場合でも、待機時におけるD
C電源としての効率の低さと、待機時には必要のない制
御部や上述の各種のセンサ等への電源の供給と、漏れ電
流等により画像形成装置として必要以上に電力を消費し
てしまっている。これら無駄な電力を低減するためにリ
レー等を用いて電源の供給を制御することも考えられる
が、DC電源内における効率の低さは解消できないでい
た。
【0005】そこで、画像形成時のみ必要な電源と非画
像形成に必要な電源をDC電源内で独立したトランス、
レギュレータで構成し、非画像形成時には電源としての
効率を向上させるために、画像形成時のみ必要な電源の
動作を停止可能な構成とした電源装置も提案されてい
る。更に、画像形成装置も高機能化、高速化により入力
電流が増加する傾向にある。そこで、高速、高機能な画
像形成装置には、高調波電流の低減とともに、力率を改
善するためのアクティブ・フィルタが有効な手段となっ
ている。
【0006】このような力率改善回路としてアクティブ
・フィルタを搭載した画像形成装置のDC電源装置の一
例を図4により説明する。図4は従来の画像形成装置の
DC電源装置の一例を示す回路図である。画像形成装置
のDC電源は、24Vや38Vの画像形成時に必要な主
にモータ、クラッチ、ソレノイド等の駆動関係や高圧電
源の入力のための電源VAAと、主に5Vの非画像形成に
必要な制御部やセンサ等のための電源VCC、その他+1
2Vや−12V等がある他出力電源となっている。した
がって、電源VAAは出力容量が大きく、電源VCCは出力
容量が小さくなる。駆動系の電源VAAは、待機時と画像
形成時では出力電流の差が大きく、画像形成中において
も出力電流の変化が大きい。このような駆動系の電源V
AAと比較して、それ以外の電源の出力電流は変化があま
り大きくないので、ワントランスで多出力を得る場合に
は、駆動系の出力電圧をフィードバックして制御をかけ
ることが多い。そして他出力については、2次側で例え
ば三端子レギュレータのような別のレギュレータにより
定電圧化している。
【0007】アクティブ・フィルタ部は、AC電源31
からのAC入力を整流する整流回路32、チョークコイ
ル33、スイッチング素子であるFET34、ダイオー
ド35、平滑コンデンサ36そして制御回路37で構成
され、制御回路37によって入力電流波形が正弦波に近
付くようにFET34のオンオフのためのパルス信号の
デューティを制御している。
【0008】トランス38には、1次巻線39と電源V
AA用の2次巻線40と電源VCC用の2次巻線41が巻か
れており、アクティブ・フィルタの出力がトランス38
の入力となる。トランス38の1次巻線39にはスイッ
チング素子であるFET42と、このFET42の駆動
パルス信号のデューティを制御する制御回路43に接続
されている。制御回路43は、電源VAAの出力電圧をフ
ィードバックした信号のレベルを一定に保つように、F
ET42のオンオフのためのパルス信号のデューティを
制御するもので、これにより電源VAAの出力が定電圧制
御されている。トランス38の一方の2次巻線40の出
力側には、整流ダイオード44、転流ダイオード45、
チョークコイル46そしてコンデンサ47等で構成され
るフォーワード方式のコンバータを介して電源VAA用の
出力端子48が接続されている。トランス38の他方の
2次巻線41の出力側には、整流ダイオード49、平滑
コンデンサ50、レギュレータ51そしてコンデンサ5
2を介して電源VCC用の出力端子53が接続されてい
る。レギュレータ50は、FET42のオンオフする
と、電源VCC用の2次巻線41にも電圧が誘起される
が、所定のVCCの電圧値になっていないので、これを定
電圧化させるためのもので、この例では三端子レギュレ
ータで構成されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような2コンバータ方式のアクティブ・フィルタを搭
載した電源装置にあっては、一般にアクティブ・フィル
タを搭載しない電源よりもアクティブ・フィルタの効率
の分だけ電源の効率は悪くなる。更に、アクティブ・フ
ィルタは力率改善による入力電流の低減、高調波電流対
策としては非常に有効な手段であるが、アクティブ・フ
ィルタの動作において低出力時に動作が安定しないこと
や、ノイズの発生、アクティブ・フィルタによる効率の
低下等の問題点がある。
【0010】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたもので、その目的とするところは、画像
形成時には力率を改善し、高調波電流を低減させた電源
電圧を出力し、非画像形成時に効率を悪化させることの
ない必要最小限度の電源電圧を得ることができる画像形
成装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第1の手段は、アクティブ・フィルタとレギュレー
タとを備えたDC電源装置を有する画像形成装置におい
て、前記DC電源装置は画像形成時には前記アクティ
ブ・フィルタおよび前記レギュレータを介した電源電圧
出力と前記アクティブ・フィルタを介さず、レギュレ
ータを介した電源電圧の出力とを行い、非画像形成時の
待機時には前記アクティブ・フィルタを介さず、レギュ
レータによって電源電圧出力を行うことを特徴として
いる。
【0012】第2の手段は、第1の手段においてアクテ
ィブ・フィルタおよびレギュレータが前記画像形成装置
からの制御信号によってオンオフ制御できることを特徴
としている。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。なお、上述した従来例およ
び各実施の形態において、実質的に同じ構成要素には同
一参照番号を、重複する説明は省略する。
【0014】最初に図1により第1の実施の形態につい
て説明する。図1は本発明の第1の実施の形態における
電源装置の回路図である。
【0015】この第1の実施の形態においては、電源V
AAと電源VCCとはそれぞれ磁気的に独立したトランス6
1と62とを有し、トランス61には1次巻線63と2
次巻線64とが巻かれており、トランス62には1次巻
線65と2次巻線66とが巻かれている。電源VAA用の
トランス61の1次巻線63の一方の端子には、上述し
た従来例と同様に、チョークコイル33、スイッチング
素子であるFET34、ダイオード35、平滑コンデン
サ36そして制御回路37で構成されたアクティブ・フ
ィルタ部が接続されている。トランス61の1次巻線6
3の他方の端子は、上述した従来例と同様に、FET4
2のドレイン端子に接続されている。トランス61の2
次巻線64側には、上述した従来例と同様に、整流ダイ
オード44、転流ダイオード45、チョークコイル46
そしてコンデンサ47等で構成されるフォーワード方式
のコンバータを介して電源VAA用の出力端子48が接続
されている。また、制御回路37および43にはそれぞ
れオンオフ制御端子65,66を有し、これら制御端子
65,66には画像形成装置の制御部(図示しない)か
らのオンオフを指示する制御信号が印加され、この信号
により制御回路37および43がオンオフできるように
なっている。
【0016】一方、電源VCC用のトランス62の1次巻
線67の一方の端子は整流回路32の出力側に直接的に
接続され、整流回路32およびコンデンサ68で整流、
平滑された電圧を入力電圧としている。トランス62の
1次巻線67の他方の端子は、FET69のドレイン端
子を介して制御回路71に接続されている。この制御回
路71は、上述した制御回路43と同様に、FET69
の駆動パルス信号のデューティを制御するためのもので
ある。トランス62の2次巻線72には、整流ダイオー
ド73とコンデンサ74とから構成されるフライバック
方式のコンバータを介して電源VCC用の出力端子53に
接続されている。
【0017】したがって、画像形成時には制御端子6
5,66から制御回路37および43をオンさせる制御
信号を印加する。制御回路37および43のオンによ
り、チョークコイル33、FET34、ダイオード3
5、平滑コンデンサ36そして制御回路37で構成され
たアクティブ・フィルタは動作し、電源VAAの出力を定
電圧制御するFET42と制御回路43とによるレギュ
レータも動作する。このように、アクティブ・フィルタ
が動作することにより、高調波電流問題が解消され、改
善された力率の駆動系のための電源電圧を出力端子48
から得ることができる。また、整流回路32からの電圧
はまた、直接トランス62の1次巻線67にコンデンサ
68で平滑化れた電圧として加えられ、FET69と制
御回路71も動作して、電源VCCの出力を定電圧制御し
所定の電圧を2次巻線72から出力端子53に出力す
る。
【0018】一方、待機時のような非画像形成時には、
制御端子65,66から制御回路37および43をオフ
させる制御信号を印加する。これにより制御回路37お
よび43は動作せず、トランス61は動作できないの
で、出力端子48には出力が現われない。しかしなが
ら、トランス62側では、画像形成時と同じように、A
C電源31からのAC入力が整流回路32およびコンデ
ンサ68に印加される。これにより、整流、平滑された
電圧が1次巻線67に印加され、この電圧によりFET
69と制御回路71も動作し、所定の電圧を2次巻線7
2から出力端子53に電源VCCとして出力する。電源V
CCの出力電流は少ないので、アクティブ・フィルタを介
さなくても入力電流値や高調波電流については問題ない
レベルである。
【0019】次に図2に示す第2の実施の形態を説明す
る。図2は第2の実施の形態における電源装置の回路図
である。
【0020】この第2の実施の形態においては、電源V
CCをトランス81で降圧し、三端子レギュレータで出力
を得るようにしている。すなわち、電源VCCのトランス
81は、その1次巻線82をAC電源31に接続したト
ランス81を設けている。このトランス81の2次巻線
83の出力側には、整流回路84、平滑コンデンサ8
5、三端子レギュレータ86そしてコンデンサ87を介
して電源VCC用の出力端子53に接続されている。この
ように、電源VCCはAC入力電圧を直接トランス81で
降圧し、三端子レギュレータ86により出力を得るよう
にしてもよい。
【0021】
【発明の効果】これまでの説明で明らかなように、請
項1記載の発明によれば、アクティブ・フィルタとレギ
ュレータは画像形成装置の動作に合わせて必要最低限に
動作させることができ、高調波電流対策を必要とする画
像形成に必要な電圧を出力する時は、アクティブ・フィ
ルタが動作するので、力率が改善され、高調波電流対策
も解消することができる。また、非画像形成動作の待機
時にはアクティブ・フィルタを介さずに電圧を出力する
ので、動作の不安定を改善し、ノイズの少ない電源電圧
を効率よく出力することができ、消費電力の少ない画像
形成装置を提供することができる。
【0022】前記アクティブ・フィルタおよび前記レギ
ュレータが画像形成装置からの制御信号によってオンオ
フ制御する請求項2記載の発明によれば、画像形成を終
了した後の待機時等には自動的にアクティブ・フィルタ
やレギュレータを動作させないように設定することがで
き、待機時の消費電力を必要最低限に抑えることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態における電源装置の
回路図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態における電源装置の
回路図である。
【図3】従来の画像形成装置の一例を示す概略側面図で
ある。
【図4】従来の画像形成装置における電源装置の一例を
示す回路図である。
【符号の説明】
31 AC電源 32 整流回路 33,46 チョークコイル 34,42 FET 35,44,45,73 ダイオード 36,47,68,74,85,87 コンデンサ 37,43,71 制御回路 61,62,82 トランス 63,67,82 1次巻線 64,72,83 2次巻線 65,66 オンオフ制御端子 86 レギュレータ 53 電源VCC用の出力端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H02M 7/217 H02M 7/217 (72)発明者 大石 広人 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 平6−339268(JP,A) 特開 平5−341692(JP,A) 特開 平6−121523(JP,A) 特開 平4−178171(JP,A) 実開 平2−33052(JP,U) 実開 平4−52213(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 21/00 370 - 540 G03G 21/14 B41J 29/00 - 29/70 H02J 3/00 H02M 3/00 - 3/44 H02M 7/00 - 7/40

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アクティブ・フィルタとレギュレータと
    を備えたDC電源装置を有する画像形成装置において、 前記DC電源装置は 画像形成時には前記アクティブ・フィルタおよび前記レ
    ギュレータを介した電源電圧出力と前記アクティブ・
    フィルタを介さず、レギュレータを介した電源電圧の出
    力とを行い、 非画像形成時の待機時には前記アクティブ・フィルタを
    介さず、レギュレータによって電源電圧出力を行う
    とを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】 前記アクティブ・フィルタおよび前記レ
    ギュレータは前記画像形成装置からの制御信号によって
    オンオフ制御できることを特徴とする請求項1記載の画
    像形成装置。
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