电源装置和图像形成装置的制作方法

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电源装置和图像形成装置的制作方法

本发明涉及一种对负荷供应电力的电源装置、以及具备那样的电源装置的图像形成装置。



背景技术:

在图像形成装置中,有这样一种构造:将在光导鼓上形成的显影粉图像转印到记录介质上,在定影单元中使该显影粉图像固定在该记录介质上。该定影单元具有加热器,通过对记录介质提供热和压力来使显影粉图像固定在记录介质上。通过控制供给的交流信号的有效值来进行加热器的温度控制。这时,通过一般的相位控制、波数控制来控制交流信号的有效值。例如在专利文献1中,公开了一种图像形成装置:在将由商用电源供给的交流信号向加热器供给时,使用三端双向可控硅开关进行相位控制。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2013-235107号公报。



技术实现要素:

在改变向加热器供应的电力的情况下,有可能产生传导噪音、闪烁。因此,在向加热器供应电力时,期望降低产生传导噪音、闪烁的可能性。

因此,期望提供一种能够降低产生传导噪音和/或闪烁的可能性的电源装置和图像形成装置。

本发明的一种实施方式的电源装置具备:功率因数改善电路、同步信号生成单元与交流信号生成单元。功率因数改善电路根据第一交流信号生成直流信号。同步信号生成单元根据第一交流信号生成与第一交流信号同步的同步信号。交流信号生成单元具有根据同步信号进行切换动作的切换单元,根据直流信号生成有效电压值可变的第二交流信号。

本发明的一种实施方式的图像形成装置具备:显影单元、定影单元与电源单元。定影单元具有加热器,使显影剂固定在记录介质上。电源单元对加热器供应电力。电源单元具有功率因数改善电路、同步信号生成单元与交流信号生成单元。功率因数改善电路根据第一交流信号生成直流信号。同步信号生成单元根据第一交流信号生成与第一交流信号同步的同步信号。交流信号生成单元具有根据同步信号进行切换动作的切换单元,根据直流信号生成有效电压值可变的第二交流信号。

附图说明

图1是表示本发明的一种实施方式的图像形成装置的一个结构例子的说明图。

图2是表示图1所示的显影单元的一个结构例子的说明图。

图3是表示图1所示的图像形成装置的控制机构的一个例子的方框图。

图4是表示图3所示的低压电源单元的一个结构例子的方框图。

图5是表示图4所示的功率因数改善电路的一个结构例子的电路图。

图6是表示图5所示的切换电路的一个结构例子的电路图。

图7是表示图4所示的过零检测电路的一个结构例子的电路图。

图8是表示图4所示的切换单元的一个结构例子的电路图。

图9是表示图8所示的切换电路的一个结构例子的电路图。

图10是表示图4所示的DC-AC逆变器的一个动作例子的时序波形图。

图11是表示图8所示的占空比表的一个结构例子的说明图。

图12是表示图4所示的DC-AC逆变器的其他动作例子的时序波形图。

图13是表示图4所示的低压电源单元的一个动作例子的时序波形图。

图14是表示图4所示的低压电源单元的其他动作例子的时序波形图。

图15是表示图4所示的从DC-AC逆变器输出的交流信号的一个例子的波形图。

图16是表示图4所示的DC-AC逆变器的一个动作例子的表。

图17是表示图4所示的DC-AC逆变器的一个动作例子的时序波形图。

图18是表示变形例的从DC-AC逆变器输出的交流信号的一个例子的波形图。

图19是表示变形例的DC-AC逆变器的一个动作例子的表。

图20是表示变形例的DC-AC逆变器的一个动作例子的时序波形图。

符号的说明

1 图像形成装置

8 介质供给盒

10 搬送路

11 跳辊

11T 跳辊马达

12 阻辊

12T 阻辊马达

13 介质传感器

14 清洁刮板

15 清洁容器

16,16C,16M,16Y,16K 曝光头

17 介质引导单元

18 介质排出托盘

20,20C,20M,20Y,20K 显影单元

20T 电动滚筒

21 光导鼓

22 充电辊

23 清洁刮板

24 显影辊

25 显影刮板

26 供应辊

29,29C,29M,29Y,29K 显影粉容纳单元

30 转印单元

31,31C,31M,31Y,31K 转印辊

32 转印带

33 驱动辊

33T 皮带马达

34 从动辊

40 定影单元

40T 加热器马达

41 加热辊

42 加热器

43 加压辊

44 热敏电阻器

51 接口单元

52 图像处理单元

53 曝光控制单元

54 显示单元

55 高压电源单元

59 打印机机芯控制单元

60 低压电源单元

61 DC-DC转换器

62 DC-AC逆变器

91 熔丝

92 共模扼流线圈

100 功率因数改善电路

101 桥式二极管

102,103 二极管

104 电解电容器

105~108 电阻元件

110,120 切换电路

111,121 电感器

112,122 绝缘栅双极晶体管(IGBT)

112D 二极管

113,114,115,118,119,123 电阻元件

116 NPN晶体管

117 PNP晶体管

131,132 二极管

133,134,136,137 电阻元件

135 电容器

140 控制电路

200 过零检测电路

201,202 电阻元件

203 电容器

204 桥式二极管

205 光电耦合器

206,208,209,210,212 电阻元件

207 N沟道FET

211 NPN晶体管

213 D型触发器

300 切换单元

301 电感器

302 电容器

310,320,330,340 切换电路

311,321,331,341 绝缘栅双极晶体管(IGBT)

311D 二极管

312 电阻元件

313 N沟道FET

314 光电耦合器

315,316 电阻元件

390 控制电路

391 占空比表

392 计数器

400A,400B,400C DC-DC转换器

ACIN,DET1,DET2,FB,OVP,ST 信号

GD1,GD2 栅极驱动信号

PWMA,PWMB,PWMC,PWMD PWM信号

Sac1,Sac2 交流信号

SZ 过零信号

Sdc5,Sdc15A,Sdc15B,Sdc15C,Sdc24,Sdc0A,Sdc0B,Sdc0C 信号

T191,T192,T381~T384 端子。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的实施方式进行详细的说明。

[结构例子]

(整体结构例子)

图1表示具有本发明的一种实施方式的电源装置的图像形成装置(图像形成装置1)的一个结构例子。图像形成装置1对于由例如普通纸张等构成的记录介质,发挥作为使用电子照片方式形成图像的打印机的功能。

图像形成装置1具备跳辊11、阻辊12、介质传感器13、4个显影单元20(20C、20M、20Y、20K)、4个显影粉容纳单元29(29C、29M、29Y、29K)、4个曝光头16(16C、16M、16Y、16K)、转印单元30与定影单元40。这些部件沿着搬送记录介质9的搬送路10配置。

跳辊11从收纳在以可以装卸的方式构成的介质供给盒8中的记录介质9的最上部将该记录介质9一张张取出、并且将取出的记录介质9发送到搬送路10上。跳辊11通过由跳辊马达11T(后述)传送的动力转动。

阻辊12是由夹着搬送路10的1对辊构成的部件,对由跳辊11供给的记录介质9的偏斜进行矫正,并且沿着搬送路10将记录介质9引导至显影单元20。阻辊12通过由阻辊马达12T(后述)传送的动力转动。

介质传感器13以接触或非接触的方式检测记录介质9的通过。

显影单元20形成显影粉图像。具体地说,显影单元20C形成青色(C)的显影粉图像,显影单元20M形成品红色(M)的显影粉图像,显影单元20Y形成黄色(Y)的显影粉图像,显影单元20K形成黑色(K)的显影粉图像。在这个例子中,各个显影单元20以显影单元20K、20Y、20M、20C的顺序配置在记录介质9的搬送方向F上。各个显影单元20以可以装卸的方式构成。

显影粉容纳单元29C容纳青色(C)的显影粉,以可以装卸于显影单元20C的方式构成。与此相同,显影粉容纳单元29M容纳品红色(M)的显影粉,以可以装卸于显影单元20M的方式构成;显影粉容纳单元29Y容纳黄色(Y)的显影粉,以可以装卸于显影单元20Y的方式构成;显影粉容纳单元29K容纳黑色(K)的显影粉,以可以装卸于显影单元20K的方式构成。

图2表示显影单元20的一个结构例子。再有,在该图中,除了显影单元20之外,还描绘有显影粉容纳单元29。显影单元20具有光导鼓21、充电辊22、清洁刮板23、显影辊24、显影刮板25与供应辊26。

光导鼓21是在表面(表层部分)上带有静电潜像的部件,使用感光体构成。光导鼓21通过由电动滚筒20T(后述)传送的动力旋转,在这个例子中为右旋转。光导鼓21通过充电辊22而带电。另外,显影单元20C的光导鼓21通过曝光头16C曝光,显影单元20M的光导鼓21通过曝光头16M曝光,显影单元20Y的光导鼓21通过曝光头16Y曝光,显影单元20K的光导鼓21通过曝光头16K曝光。通过这样做,在各个光导鼓21的表面形成静电潜像。

充电辊22是使光导鼓21的表面(表层部分)带电的部件。充电辊22以与光导鼓21的表面(周面)接触、并且以规定的按压量被光导鼓21按压的方式配置。充电辊22根据光导鼓21的旋转而旋转,在这个例子中为左旋转。充电辊22由高压电源单元55(后述)施加充电电压。

清洁刮板23是将残留在光导鼓21表面(表层部分)的显影粉刮干净的部件。该清洁刮板23以反向(对光导鼓21的旋转方向反向突出)抵接光导鼓21的表面、并且以规定的按压量被光导鼓21按压的方式配置。

显影辊24是在表面上带有显影粉的部件。该显影辊24以与光导鼓21的表面(周面)接触、并且以规定的按压量被光导鼓21按压的方式配置。显影辊24通过由电动滚筒20T(后述)传送的动力旋转,在这个例子中为左旋转。在各个光导鼓21中,通过由显影辊24供给的显影粉,形成对应于静电潜像的显影粉图像(显影)。显影辊24由高压电源单元55(后述)施加显影电压。

显影刮板25通过抵接显影辊24的表面,在该显影辊24的表面形成由显影粉构成的层(显影粉层),并且限制(控制、调整)该显影粉层的厚度。显影刮板25是例如将由不锈钢等构成的板状弹性部件折弯成L字形状的部件。显影刮板25以该折弯部分与显影辊24的表面抵接、并且以规定的按压量被显影辊24按压的方式配置。显影刮板25由高压电源单元55(后述)施加供给电压。

供应辊26是对显影辊24供给储藏在显影粉容纳单元29内的显影粉的部件。该供应辊26以与显影辊24的表面(周面)接触、并且以规定的按压量被显影辊24按压的方式配置。供应辊26通过由电动滚筒20T(后述)传送的动力旋转,在这个例子中为左旋转。因此、在各个显影单元20中,供应辊26的表面与显影辊24的表面之间将产生摩擦。其结果是:在各个显影单元20中,显影粉由于所谓摩擦起电而带电。供应辊26由高压电源单元55(后述)施加供给电压。

曝光头16C(图1)是对显影单元20C的光导鼓21照射光的部件,曝光头16M是对显影单元20M的光导鼓21照射光的部件,曝光头16Y是对显影单元20Y的光导鼓21照射光的部件,曝光头16K是对显影单元20K的光导鼓21照射光的部件。因此,这些光导鼓21通过曝光头16C、16M、16Y、16K曝光,从而在光导鼓21的表面形成静电潜像。

转印单元30是将由4个显影单元20C、20M、20Y、20K形成的显影粉图像转印至记录介质9的被转印面上的部件。转印单元30具有转印辊31C、31M、31Y、31K;转印带32;驱动辊33与从动辊34。

转印辊31C通过搬送路10与显影单元20C的光导鼓21对向配置,转印辊31M通过搬送路10与显影单元20M的光导鼓21对向配置,转印辊31Y通过搬送路10与显影单元20Y的光导鼓21对向配置,转印辊31K通过搬送路10与显影单元20K的光导鼓21对向配置。转印辊31C、31M、31Y、31K分别由高压电源单元55(后述)施加转印电压。

转印带32是沿着搬送路10搬送记录介质9的部件。转印带32由驱动辊33和从动辊34拉伸(拉紧)。另外,转印带32根据驱动辊33的旋转,在搬送方向F的方向上循环旋转。这时,转印带32在显影单元20C与转印辊31C之间、显影单元20M与转印辊31M之间、显影单元20Y与转印辊31Y之间以及显影单元20K与转印辊31K之间移动。

驱动辊33是使转印带32循环旋转的部件。在这个例子中,驱动辊33在搬送方向F上,配置于4个显影单元20的下游侧,并且通过由皮带马达33T(后述)传送的动力左旋转。因此,驱动辊33使转印带32向搬送方向F的方向循环旋转。

从动辊34是根据转印带32的循环旋转而旋转的部件,在这个例子中为左从动旋转。在这个例子中,从动辊34在搬送方向F上,配置于4个显影单元20的上游侧。

清洁刮板14是将残留在转印带32的被转印面上的显影粉刮干净的部件。另外,刮下来的显影粉被收纳在清洁容器15中。

定影单元40通过对记录介质9提供热和压力来使转印到记录介质9上的显影粉图像固定在记录介质9上。定影单元40具有加热辊41、加压辊43与热敏电阻器44。加热辊41以在其内部包含加热器42的方式构成,对记录介质9上的显影粉提供热量。加热器42例如能够使用卤素加热器。再有,并不限定于此,除此之外,例如也可以使用陶瓷加热器等。加压辊43以其与加热辊41之间形成压接部的方式配置,对记录介质9上的显影粉提供压力。加热辊41和加压辊43通过由加热器马达40T(后述)传送的动力旋转。热敏电阻器44是检测定影单元40的温度的部件。因此,在定影单元40中,记录介质9上的显影粉被加热而融化、且被加压。其结果是:显影粉图像被固定在记录介质9上。

在图像形成装置1中,以如上所述的方式,对记录介质9进行印刷。另外,被印刷过的记录介质9通过介质引导单元17沿着搬送路10被搬送,从而被装载在介质排出托盘18上。

(图像形成装置1的控制机构)

图3表示图像形成装置1的控制机构的一个例子。图像形成装置1具有接口单元51、图像处理单元52、曝光控制单元53、显示单元54、高压电源单元55、低压电源单元60与打印机机芯控制单元59。

接口单元51例如从未图示的电脑主机接收由例如PDL(Page Description Language)等记述的印刷数据,并且与该电脑主机之间进行各种控制信号的交换。

图像处理单元52通知打印机机芯控制单元59已经接收到印刷数据,并且根据来自打印机机芯控制单元59的指示,通过根据由接口单元51供给的印刷数据进行预定的处理,从而生成位图数据。

曝光控制单元53根据来自打印机机芯控制单元59的指示、以及由图像处理单元52供给的位图数据,来控制曝光头16C、16M、16Y、16K的动作。

显示单元54是表示图像形成装置1的运行状态等的部件,例如是使用液晶显示器构成的部件。

高压电源单元55根据来自打印机机芯控制单元59的指示,分别产生施加给显影单元20C、20M、20Y、20K的充电辊22的充电电压;施加给显影单元20C、20M、20Y、20K的显影辊24的显影电压;施加给显影单元20C、20M、20Y、20K的供应辊26的供给电压;施加给转印辊31C、31M、31Y、31K的转印电压。

低压电源单元60根据来自打印机机芯控制单元59的指示,对定影单元40的加热器42供应电力。对于低压电源单元60,将在后面详细说明。

打印机机芯控制单元59是控制图像形成装置1的各个单元的部件。具体地说,打印机机芯控制单元59通过控制图像处理单元52,根据印刷数据生成位图数据。然后,打印机机芯控制单元59通过控制低压电源单元60,对定影单元40的加热器42供应电力,并且根据热敏电阻器44的检测结果调节对加热器42供应的电力。然后,打印机机芯控制单元59通过控制跳辊马达11T使跳辊11转动;通过控制阻辊马达12T使阻辊12转动;通过控制电动滚筒20T分别使显影单元20C、20M、20Y、20K内的光导鼓21、显影辊24和供应辊26旋转;通过控制皮带马达33T使驱动辊33旋转;通过控制加热器马达40T使加热辊41和加压辊43旋转。另外,打印机机芯控制单元59根据介质传感器13的检测结果,通过控制高压电源单元55产生各种电压。然后,打印机机芯控制单元59通过控制曝光控制单元53的动作使曝光头16C、16M、16Y、16K工作。另外,打印机机芯控制单元59通过控制显示单元54,来表示图像形成装置1的运行状态等。

打印机机芯控制单元59在控制低压电源单元60的时候,对低压电源单元60供给电源指示信号CTL和输出许可信号ENB。电源指示信号CTL指示对加热器42的电力供应量。输出许可信号ENB指示是否进行对加热器42的电力供应。具体地说,例如、打印机机芯控制单元59根据热敏电阻器44的检测结果,使用电源指示信号CTL和输出许可信号ENB进行指示以使加热器42的温度保持一定。另外,打印机机芯控制单元59例如在对加热器42开始供应电力的情况下,使用电源指示信号CTL进行指示以使电力供应量渐渐增加。也就是说,如果在低温(冷)的状态下对加热器42开始通电,那么因为加热器42的电阻值低,所以浪涌电流将变大。在这里,打印机机芯控制单元59首先最初设定低的电力供应量,等加热器42变暖、电流下降之后,再增加电力供应量。这样做,打印机机芯控制单元59在对加热器42开始供应电力的时候,电力供应量渐渐提高。

(低压电源单元60)

图4表示低压电源单元60的一个结构例子。在该图中,除了低压电源单元60之外,还描绘有商用电源99、加热器42和打印机机芯控制单元59。低压电源单元60根据由商用电源99供给的交流信号Sac1生成交流信号Sac2,并且将该交流信号Sac2提供给加热器42。在这个例子中,由商用电源99供给的交流信号Sac1的频率为50Hz,有效值为100Vrms。再有,并不限定于此,频率例如也可为60Hz,有效值例如也可为200Vrms。低压电源单元60具有功率因数改善电路(Power Factor Correction电路)100、过零检测电路200、DC-DC转换器61与DC-AC逆变器62。

(功率因数改善电路100)

功率因数改善电路100根据交流信号Sac1生成信号Sdc390。信号Sdc390的电压在这个例子中为390V。再有,并不限定于该电压,也可为390V以外的电压。下面对功率因数改善电路100进行详细说明。

图5表示功率因数改善电路100的一个结构例子。功率因数改善电路100通过熔丝91和共模扼流线圈92与商用电源99连接。具体地说,商用电源99的一端连接于共模扼流线圈92的第一绕组的一端,另一端连接于熔丝91的一端。熔丝91的一端连接于商用电源99的另一端,另一端连接于共模扼流线圈92的第二绕组的一端。共模扼流线圈92的第一绕组的一端连接于商用电源99的一端,另一端连接于功率因数改善电路100和过零检测电路200。共模扼流线圈92的第二绕组的一端连接于熔丝91的另一端,另一端连接于功率因数改善电路100和过零检测电路200。

功率因数改善电路100具有桥式二极管101、切换电路110和120、二极管102和103、电解电容器104、电阻元件105~108、二极管131和132、电阻元件133和134、电容器135、电阻元件136和137与控制电路140。功率因数改善电路100通过端子T191被供给来自DC-DC转换器400B(后述)的信号Sdc15B、Sdc0B。该信号Sdc15B的电压比信号Sdc0B的电压高15V。另外,功率因数改善电路100通过端子T192输出信号Sdc390、Sdc0B。

桥式二极管101对从共模扼流线圈92输出的交流信号进行全波整流。桥式二极管101的第一二极管的阴极和第二二极管的阳极连接于共模扼流线圈92的第一绕组的另一端,桥式二极管101的第三二极管的阴极和第四二极管的阳极连接于共模扼流线圈92的第二绕组的另一端。桥式二极管101的第一二极管的阳极和第三二极管的阳极被供给信号Sdc0B。桥式二极管101的第二二极管的阴极和第四二极管的阴极连接有切换电路110、120。

切换电路110根据栅极驱动信号GD1进行切换动作。

图6表示切换电路110的一个结构例子。切换电路110具有电阻元件114和115、NPN晶体管116、PNP晶体管117、电阻元件118和119、电感器111、绝缘栅双极晶体管(IGBT)112、二极管112D与电阻元件113。再有,在图5中,描绘有这些元件中的电感器111、IGBT112、电阻元件113。

电阻元件114的一端被供给栅极驱动信号GD1,另一端连接于NPN晶体管116的基极和PNP晶体管117的基极。电阻元件115的一端被供给信号Sdc15B,另一端连接于NPN晶体管116的集电极。NPN晶体管116的集电极连接于电阻元件115的另一端,基极连接于电阻元件114的另一端和PNP晶体管117的基极,发射极连接于PNP晶体管117的发射极和电阻元件118的一端。PNP晶体管117的发射极连接于NPN晶体管116的发射极和电阻元件118的一端,基极连接于电阻元件114的另一端和NPN晶体管116的基极,集电极连接于电阻元件119的另一端、IGBT112的发射极、二极管112D的阳极以及电阻元件113的一端。电阻元件118的一端连接于NPN晶体管116的发射极和PNP晶体管117的发射极,另一端连接于电阻元件119的一端和IGBT112的基极。电阻元件119的一端连接于电阻元件118的另一端和IGBT112的基极,另一端连接于PNP晶体管117的集电极、IGBT112的发射极、二极管112D的阳极以及电阻元件113的一端。电感器111的一端如图5所示,连接于桥式二极管101的第二二极管的阴极和第四二极管的阴极,另一端连接于IGBT112的集电极和二极管112D的阴极。IGBT112的集电极连接于电感器111的另一端和二极管112D的阴极,基极连接于电阻元件118的另一端和电阻元件119的一端,发射极连接于PNP晶体管117的集电极、电阻元件119的另一端、二极管112D的阳极以及电阻元件113的一端。二极管112D的阳极连接于IGBT112的发射极、PNP晶体管117的集电极、电阻元件119的另一端以及电阻元件113的一端,阴极连接于电感器111的另一端和IGBT112的集电极。电阻元件113的一端连接于PNP晶体管117的集电极、电阻元件119的另一端、IGBT112的发射极以及二极管112D的阳极,另一端被供给信号Sdc0B。电阻元件113的一端的电压作为信号DET1,提供给控制电路140。

切换电路120(图5)根据栅极驱动信号GD2进行切换动作。切换电路120具有与切换电路110(图6)同样的结构。切换电路120具有电感器121、IGBT122与电阻元件123。电感器121、IGBT122和电阻元件123对应于切换电路110的电感器111、IGBT112和电阻元件113。电阻元件123的一端的电压作为信号DET2,提供给控制电路140。

二极管102的阳极连接于电感器111的另一端等,阴极连接于二极管103的阴极、电解电容器104的正极端子、电阻元件105的一端以及电阻元件107的一端。二极管103的阳极连接于电感器121的另一端等,阴极连接于二极管102的阴极、电解电容器104的正极端子、电阻元件105的一端以及电阻元件107的一端。电解电容器104的正极端子连接于二极管102的阴极、二极管103的阴极、电阻元件105的一端以及电阻元件107的一端,负极端子被供给信号Sdc0B。电解电容器104的正极端子的电压作为信号Sdc390,通过端子T192输出。

电阻元件105的一端连接于二极管102的阴极、二极管103的阴极、电解电容器104的正极端子以及电阻元件107的一端,另一端连接于电阻元件106的一端。电阻元件106的一端连接于电阻元件105的另一端,另一端被供给信号Sdc0B。电阻元件105的另一端和电阻元件106的一端的电压作为信号OVP,提供给控制电路140。

电阻元件107的一端连接于二极管102的阴极、二极管103的阴极、电解电容器104的正极端子以及电阻元件105的一端,另一端连接于电阻元件108的一端。电阻元件108的一端连接于电阻元件107的另一端,另一端被供给信号Sdc0B。电阻元件107的另一端和电阻元件108的一端的电压作为信号FB,提供给控制电路140。

由二极管131、132构成的电路对从共模扼流线圈92输出的交流信号进行全波整流。二极管131的阳极连接于共模扼流线圈92的第一绕组的另一端,阴极连接于二极管132的阴极、电阻元件133的一端以及电阻元件136的一端。二极管132的阳极连接于共模扼流线圈92的第二绕组的另一端,阴极连接于二极管131的阴极、电阻元件133的一端以及电阻元件136的一端。

电阻元件133的一端连接于二极管131的阴极、二极管132的阴极以及电阻元件136的一端,另一端连接于电阻元件134的一端和电容器135的一端。电阻元件134的一端连接于电阻元件133的另一端和电容器135的一端,另一端被供给信号Sdc0B。电容器135的一端连接于电阻元件133的另一端和电阻元件134的一端,另一端被供给信号Sdc0B。电阻元件133的另一端、电阻元件134的一端和电容器135的一端的电压作为信号ST,提供给控制电路140。

电阻元件136的一端连接于二极管131的阴极、二极管132的阴极和电阻元件133的一端,另一端连接于电阻元件137的一端。电阻元件137的一端连接于电阻元件136的另一端,另一端被供给信号Sdc0B。电阻元件136的另一端和电阻元件137的一端的电压作为信号ACIN,提供给控制电路140。

控制电路140通过对切换电路110供给栅极驱动信号GD1、并且对切换电路120供给栅极驱动信号GD2,进行控制以使功率因数改善电路100生成信号Sdc390。具体地说,控制电路140根据信号FB进行控制,以使栅极驱动信号GD1、GD2的切换占空比发生变化,信号Sdc390的电压成为所期望的电压(在这个例子中为390V);并且根据信号OVP进行控制,以使信号Sdc390的电压不过分大。这时,控制电路140根据信号ACIN控制切换电路110、120的切换动作,以使功率因数为1附近(例如为0.9以上)。

另外,控制电路140具有根据信号DET1监控是否有过大电流流过IGBT112、并且根据信号DET2监控是否有过大电流流过IGBT122的功能。然后,在有过大电流流过的情况下,控制电路140进行控制使切换电路110、120的切换动作停止。另外,控制电路140根据信号ST,在交流信号Sac1的振幅为规定振幅以上的情况下,进行控制使切换电路110、120进行切换动作。

(过零检测电路200)

过零检测电路200(图4)根据交流信号Sac1生成过零信号SZ。下面对过零检测电路200进行详细说明。

图7表示过零检测电路200的一个结构例子。过零检测电路200与功率因数改善电路100同样,通过熔丝91和共模扼流线圈92与商用电源99连接。

过零检测电路200具有电阻元件201和202、电容器203、桥式二极管204、光电耦合器205、电阻元件206、N沟道场效应晶体管(FET)207、电阻元件208~210、NPN晶体管211、电阻元件212与D型触发器213。过零检测电路200被供给来自DC-DC转换器61的信号Sdc5。该信号Sdc5的电压在这个例子中为5V。

电阻元件201的一端连接于共模扼流线圈92的第一绕组的另一端,另一端连接于电阻元件202的一端和电容器203的一端。电阻元件202的一端连接于电阻元件201的另一端和电容器203的一端,另一端连接于桥式二极管204的第一二极管的阴极和第二二极管的阳极。电容器203的一端连接于电阻元件201的另一端和电阻元件202的一端,另一端连接于共模扼流线圈92的第二绕组的另一端、桥式二极管204的第三二极管的阴极和第四二极管的阳极。

桥式二极管204对电阻元件202的另一端与电容器203的另一端之间的信号进行全波整流。桥式二极管204的第一二极管的阴极和第二二极管的阳极连接于电阻元件202的另一端,桥式二极管204的第三二极管的阴极和第四二极管的阳极连接于电容器203的另一端。桥式二极管204的第一二极管的阳极和第三二极管的阳极连接于光电耦合器205的发光二极管的阴极。桥式二极管204的第二二极管的阴极和第四二极管的阴极连接于光电耦合器205的发光二极管的阳极。

光电耦合器205的发光二极管的阳极连接于桥式二极管204的第二二极管的阴极和第四二极管的阴极,发光二极管的阴极连接于桥式二极管204的第一二极管的阳极和第三二极管的阳极。光电耦合器205的光电二极管的发射极接地,集电极连接于电阻元件206的另一端和N沟道FET207的栅极。

电阻元件206的一端被供给信号Sdc5,另一端连接于光电耦合器205的光电二极管的集电极和N沟道FET207的栅极。N沟道FET207的漏极连接于电阻元件208的另一端和电阻元件209的一端,栅极连接于光电耦合器205的光电二极管的集电极和电阻元件206的另一端,源极接地。电阻元件208的一端被供给信号Sdc5,另一端连接于N沟道FET207的漏极和电阻元件209的一端。电阻元件209的一端连接于N沟道FET207的漏极和电阻元件208的另一端,另一端连接于NPN晶体管211的基极和电阻元件210的一端。电阻元件210的一端连接于电阻元件209的另一端和NPN晶体管211的基极,另一端接地。NPN晶体管211的集电极连接于电阻元件212的另一端和D型触发器213的时钟(clock)输入端子,基极连接于电阻元件209的另一端和电阻元件210的一端,发射极接地。电阻元件212的一端被供给信号Sdc5,另一端连接于NPN晶体管211的集电极和D型触发器213的时钟输入端子。

D型触发器213的时钟输入端子连接于电阻元件212的另一端和NPN晶体管211的集电极,数据输入端子连接于反相数据输出端子。另外,D型触发器213从数据输出端子输出过零信号SZ。

通过这种结构,过零检测电路200生成在每个交流信号Sac1的过零时间反相的过零信号SZ。

(DC-DC转换器61)

DC-DC转换器61(图4)根据信号Sdc390生成信号Sdc24、Sdc5。信号Sdc24的电压在这个例子中为24V。信号Sdc24、Sdc5被使用在图像形成装置1内的各种各样的单元中。DC-DC转换器61采用公知技术构成。

(DC-AC逆变器62)

DC-AC逆变器62根据信号Sdc390、过零信号SZ和来自打印机机芯控制单元59的指示生成交流信号Sac2。具体地说,如后面所述,DC-AC逆变器62根据信号Sdc390和过零信号SZ,生成与交流信号Sac1的相位同步的交流信号Sac2。这时,DC-AC逆变器62根据包含在来自打印机机芯控制单元59的指示中的电源指示信号CTL,设定交流信号Sac2的有效值。另外,DC-AC逆变器62具有根据包含在来自打印机机芯控制单元59的指示中的输出许可信号ENB,来生成交流信号Sac2、或者停止生成交流信号Sac2的功能。DC-AC逆变器62具有DC-DC转换器400A、400B、400C;切换单元300与控制电路390。

DC-DC转换器400A根据信号Sdc24生成信号Sdc15A、Sdc0A。DC-DC转换器400B根据信号Sdc24生成信号Sdc15B、Sdc0B。DC-DC转换器400C根据信号Sdc24生成信号Sdc15C、Sdc0C。信号Sdc15A的电压比信号Sdc0A的电压高15V,信号Sdc15C的电压比信号Sdc0C的电压高15V。

切换单元300根据信号Sdc390和PWM信号PWMA、PWMB、PWMC、PWMD生成交流信号Sac2。

图8表示切换单元300的一个结构例子。在该图中,除了切换单元300之外,还描绘有控制电路390、加热器42和打印机机芯控制单元59。切换单元300具有切换电路310、320、330、340;电感器301与电容器302。从DC-DC转换器400A通过端子T381向切换单元300供给信号Sdc15A、Sdc0A,从DC-DC转换器400B通过端子T382向切换单元300供给信号Sdc15B、Sdc0B,从DC-DC转换器400C通过端子T383向切换单元300供给信号Sdc15C、Sdc0C。另外,从功率因数改善电路100通过端子T384向切换单元300供给信号Sdc390、Sdc0B。

切换电路310根据PWM(Pulse Width Modulation)信号PWMA进行切换动作。

图9表示切换电路310的一个结构例子。切换电路310具有电阻元件312、N沟道FET313、光电耦合器314、电阻元件315和316、IGBT311与二极管311D。再有,在图8中,描绘有这些元件中的IGBT311。

电阻元件312的一端被供给信号Sdc5,另一端连接于光电耦合器314的发光二极管的阳极。N沟道FET313的漏极连接于光电耦合器314的发光二极管的阴极,栅极被供给PWM信号PWMA,源极接地。光电耦合器314的发光元件的阳极连接于电阻元件312的另一端,阴极连接于N沟道FET313的漏极。光电耦合器314的NPN晶体管的集电极被供给信号Sdc15A,发射极连接于电阻元件315的一端。光电耦合器314的PNP晶体管的发射极连接于电阻元件315的一端,集电极连接于电阻元件316的另一端、IGBT311的发射极以及二极管311D的阳极。电阻元件315的一端连接于光电耦合器314的NPN晶体管的发射极和PNP晶体管的发射极,另一端连接于IGBT311的基极和电阻元件316的一端。电阻元件316的一端连接于电阻元件315的另一端和IGBT311的基极,另一端连接于光电耦合器314的PNP晶体管的集电极、IGBT311的发射极以及二极管311D的阳极。IGBT311的集电极连接于二极管311D的阴极,并且如图8所示被供给信号Sdc390;基极连接于电阻元件315的另一端和电阻元件316的一端;发射极连接于二极管311D的阳极、电阻元件316的另一端以及光电耦合器314的PNP晶体管的集电极,并且如图8所示连接于切换电路320、电容器302的另一端以及加热器42的另一端。二极管311D的阳极连接于IGBT311的发射极、电阻元件316的另一端以及光电耦合器314的PNP晶体管的集电极,阴极连接于IGBT311的集电极、并且被供给信号Sdc390。

切换电路320(图8)根据PWM信号PWMB进行切换动作。切换电路320具有与切换电路310(图9)同样的结构。切换电路320的光电耦合器被供给信号Sdc15B。切换电路320具有IGBT321。IGBT321对应于切换电路310的IGBT311。IGBT321的集电极连接于切换电路310的IGBT311的发射极、电容器302的另一端以及加热器42的另一端,发射极被供给信号Sdc0B。

切换电路330根据PWM信号PWMC进行切换动作。切换电路330具有与切换电路310(图9)同样的结构。切换电路330的光电耦合器被供给信号Sdc15C。切换电路330具有IGBT331。IGBT331对应于切换电路310的IGBT311。IGBT331的集电极被供给信号Sdc390,发射极连接于切换电路340和电感器301的一端。

切换电路340根据PWM信号PWMD进行切换动作。切换电路340具有与切换电路310(图9)同样的结构。切换电路340的光电耦合器被供给信号Sdc15B。切换电路340具有IGBT341。IGBT341对应于切换电路310的IGBT311。IGBT341的集电极连接于切换电路330的IGBT331的发射极和电感器301的一端,发射极被供给信号Sdc0B。

再有,在这个例子中,虽然使用了IGBT311、321、331、341,但是并不限定于此,另外也可以使用例如Si-FET、SiC-FET、GaN-FET等。

电感器301的一端连接于切换电路330的IGBT331的发射极和切换电路340的IGBT341的集电极,另一端连接于电容器302的一端和加热器42的一端。电容器302的一端连接于电感器301的另一端和加热器42的一端,另一端连接于切换电路310的IGBT311的发射极、切换电路320的IGBT321的集电极以及加热器42的另一端。

控制电路390控制切换电路310、320、330、340的切换动作。控制电路390例如使用ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、微控制器等构成。控制电路390通过分别对切换电路310、320、330、340供给PWM信号PWMA、PWMB、PWMC、PWMD进行控制,以使切换单元300生成交流信号Sac2。具体地说,控制电路390使IGBT331、341以例如50Hz切换,并且使IGBT311、321以例如20kHz切换。再有,在这个例子中,虽然IGBT311、321的切换频率为20kHz,但是并不限定于此。IGBT311、321的切换频率优选20kHz以上。因此,即使产生起因于IGBT311、321的切换的声音(噪音),由于频率比人的可听范围高,所以使得难以听到该声音。这时,作为IGBT的替代品,例如也可以使用GaN-FET。

图10表示PWM信号PWMA、PWMB、PWMC、PWMD的一个例子。在这个例子中,为了便于说明,将IGBT311、321的切换频率设定为1.8kHz。在这个例子中,当PWM信号PWMA为高位时,IGBT311成为开通状态;当PWM信号PWMA为低位时,IGBT311成为关断状态。PWM信号PWMB、PWMC、PWMD也同样。

控制电路390如图10所示,在PWM信号PWMC、PWMD的1周期的期间内的前半部分期间,将PWM信号PWMC设定为低位,并且将PWM信号PWMD设定为高位。因此,IGBT331成为关断状态,并且IGBT341成为开通状态。另外,控制电路390在PWM信号PWMC、PWMD的1周期的期间内的后半部分期间,将PWM信号PWMC设定为高位,并且将PWM信号PWMD设定为低位。因此,IGBT331成为开通状态,并且IGBT341成为关断状态。这时,控制电路390控制切换单元300以使IGBT331、341不同时成为开通状态。具体地说,控制电路390如图10所示,在IGBT331成为关断状态之后才使IGBT341成为开通状态,在IGBT341成为关断状态之后才使IGBT331成为开通状态。在这个例子中,IGBT331、341同时成为关断状态的时间幅度(死区时间)在这个例子中被设定为1μsec。

另外,控制电路390如图10所示,使PWM信号PWMA、PWMB的占空比渐渐变化。因此,DC-AC逆变器62如后面所述,能够生成正弦交流信号Sac2。这时,在切换单元300中,为了不使IGBT311、321同时成为开通状态,在这个例子中,设置有1μsec的死区时间。

如图10所示,在PWM信号PWMC、PWMD的1周期的期间内的前半部分期间,IGBT341成为开通状态。因此,在切换单元300中,IGBT311成为开通状态,由此按IGBT311、加热器42、电感器301、IGBT341的顺序流过电流。另外,在PWM信号PWMC、PWMD的1周期的期间内的后半部分期间,IGBT331成为开通状态。因此,在切换单元300中,IGBT321成为开通状态,由此按IGBT331、电感器301、加热器42、IGBT321的顺序流过电流。DC-AC逆变器62以这种方式生成交流信号Sac2。

如图8所示,控制电路390具有占空比表391、计数器392。占空比表391表示每个IGBT311、321的切换周期的切换占空比。计数器392对切换周期进行计数。

图11表示占空比表391的一个结构例子。在这个例子中,与图10同样,为了便于说明,将IGBT311、321的切换频率设定为1.8kHz。在这种情况下,切换周期数为36(0~35)。切换周期为18~35时的切换占空比对应于切换周期为0~17时的切换占空比。该占空比表391用于生成峰值电压为390Vp的正弦交流信号Sac2。

在将IGBT311、321的切换频率设定为20kHz的情况下,切换周期数为400(0~399)。切换周期为0~199时的切换占空比例如能够使用下式求得。

[式1]

在这里,DUTY为切换占空比,CYCLE为切换周期。

控制电路390使用这样的占空比表391生成PWM信号PWMA、PWMB。具体地说,控制电路390从占空比表391顺次读出对应于计数器392的值的切换周期的切换占空比,并且根据该切换占空比生成PWM信号PWMA、PWMB。

这时,控制电路390根据包含在来自打印机机芯控制单元59的指示中的电源指示信号CTL,生成PWM信号PWMA、PWMB。具体地说,控制电路390通过将占空比表391的切换占空比的值乘以对应于电源指示信号CTL的规定的值,来求得切换占空比。例如,在生成有效值为100Vrms(141Vp)的交流信号Sac2的情况下,将占空比表391的切换占空比的值乘以0.361(=141/390)。然后,控制电路390根据该求得的切换占空比生成PWM信号PWMA、PWMB。因此,DC-AC逆变器62根据电源指示信号CTL,能够设定交流信号Sac2的有效值。

计数器392能够根据过零信号SZ复位。因此,控制电路390对应于交流信号Sac1的过零时间生成PWM信号PWMA、PWMB、PWMC、PWMD。其结果是:DC-AC逆变器62如后面所述,能够生成与交流信号Sac1的相位同步的交流信号Sac2。

另外,控制电路390也具有根据过零信号SZ检测交流信号Sac1的频率的功能。另外,控制电路390在交流信号Sac1的频率为50Hz的情况下,使IGBT331、341以50Hz切换;在交流信号Sac1的频率为60Hz的情况下,使IGBT331、341以60Hz切换。与此同时,控制电路390对应于交流信号Sac1的频率,变更IGBT311、321的切换占空比,并且根据该变更结果使IGBT311、321切换。

另外、控制电路390具有根据包含在来自打印机机芯控制单元59的指示中的输出许可信号ENB,来使交流信号Sac2生成、或者使交流信号Sac2的生成停止的功能。

图12表示在使交流信号Sac2的生成停止的情况下的PWM信号PWMA、PWMB、PWMC、PWMD的一个例子。控制电路390在图12的前半部分期间,将PWM信号PWMA、PWMC设定为低位,并且将PWM信号PWMB、PWMD设定为高位。因此,IGBT311、331成为关断状态,并且IGBT321、341成为开通状态。在这种情况下,加热器42没有电流流过。另外,控制电路390在图12的后半部分期间,将PWM信号PWMA、PWMC设定为高位,并且将PWM信号PWMB、PWMD设定为低位。因此,IGBT311、331成为开通状态,并且IGBT321、341成为关断状态。在这种情况下,加热器42也没有电流流过。这样做,控制电路390使交流信号Sac2的生成停止。

在这里,低压电源单元60对应于本发明的“电源装置”的一个具体例子。过零检测电路200对应于本发明的“同步信号生成单元”的一个具体例子。桥式二极管204对应于本发明的“整流单元”的一个具体例子。过零信号SZ对应于本发明的“同步信号”的一个具体例子。DC-AC逆变器62对应于本发明的“交流信号生成单元”的一个具体例子。交流信号Sac1对应于本发明的“第一交流信号”的一个具体例子,信号Sdc390对应于本发明的“直流信号”的一个具体例子。交流信号Sac2对应于本发明的“第二交流信号”的一个具体例子。PWM信号PWMA、PWMB对应于本发明的“脉冲信号”的一个具体例子。

[动作和作用]

接着,对本实施方式的图像形成装置1的动作和作用进行说明。

(整体动作概要)

首先,参照图1~图3说明图像形成装置1的整体动作概要。在图像形成装置1中,打印机机芯控制单元59如果通过接口单元51从电脑主机接收印刷数据,那么首先,通过控制图像处理单元52,根据印刷数据使位图数据生成。然后,打印机机芯控制单元59通过控制低压电源单元60,使对定影单元40的加热器42供应电力。如果热敏电阻器44检测出的定影单元40的温度达到适合定影动作的温度,那么打印机机芯控制单元59使印刷动作开始。

在印刷动作中,首先,打印机机芯控制单元59通过控制跳辊马达11T使跳辊11转动,通过控制阻辊马达12T使阻辊12转动。因此,记录介质9沿着搬送路10被搬送。

然后,打印机机芯控制单元59通过控制电动滚筒20T分别使显影单元20C、20M、20Y、20K内的光导鼓21、显影辊24和供给辊26旋转,通过控制皮带马达33T使驱动辊33旋转。另外,打印机机芯控制单元59根据介质传感器13的检测结果,通过控制高压电源单元55产生各种电压。然后,打印机机芯控制单元59通过控制曝光控制单元53的动作使曝光头16C、16M、16Y、16K工作。因此,在各个显影单元20的光导鼓21的表面,首先形成静电潜像,之后形成对应于该静电潜像的显影粉图像。然后,各个显影单元20的光导鼓21的显影粉图像被转印至记录介质9的被转印面。

然后,打印机机芯控制单元59通过控制加热器马达40T使加热辊41和加压辊43旋转。因此,在定影单元40中,记录介质9上的显影粉被加热而融化、且被加压。其结果是:显影粉图像被固定在记录介质9上。

(低压电源单元60的详细动作)

如图5~图7所示,由商用电源99供给的交流信号Sac1通过熔丝91和共模扼流线圈92,提供给功率因数改善电路100和过零检测电路200。

在功率因数改善电路100(图5)中,桥式二极管101对共模扼流线圈92的输出信号进行全波整流。控制电路140通过对切换电路110供给栅极驱动信号GD1、并且对切换电路120供给栅极驱动信号GD2,来控制切换电路110、120的切换动作。切换电路110、120通过桥式二极管101对整流过的信号进行切换动作。

另外,二极管131、132对共模扼流线圈92的输出信号进行全波整流。该全波整流过的信号由电阻元件136、137分压,作为信号ACIN提供给控制电路140。控制电路140根据该信号ACIN控制切换电路110、120的切换动作,以使功率因数为1附近。

因此,在切换电路110的电感器111的另一端和切换电路120的电感器121的另一端,分别产生升压过的信号。二极管102、103和电解电容器104通过将这些信号平滑化而生成信号Sdc390。该信号Sdc390由电阻元件107、108分压,作为信号FB提供给控制电路140。控制电路140根据信号FB进行控制,以使栅极驱动信号GD1、GD2的切换占空比发生变化,信号Sdc390的电压成为所期望的电压(例如390V)。这样做,功率因数改善电路100生成信号Sdc390。

在过零检测电路200(图7)中,桥式二极管204对电阻元件202的另一端与电容器203的另一端之间的信号进行全波整流。由桥式二极管204整流过的信号被放大、提供给D型触发器213。D型触发器213输出在时钟输入端子的每个信号的上升沿反相的过零信号SZ。这样做,过零检测电路200生成在每个交流信号Sac1的过零时间反相的过零信号SZ。

在DC-AC逆变器62(图8)中,控制电路390通过对切换电路310、320、330、340分别供给PWM信号PWMA、PWMB、PWMC、PWMD,来控制切换单元300的切换动作。这时,控制电路390从占空比表391读出对应于计数器392的值的切换周期的切换占空比,并且根据该切换占空比生成PWM信号PWMA、PWMB、PWMC、PWMD。切换单元300对信号Sdc390进行切换动作。电感器301和电容器302发挥作为LC滤波器的功能,从输入的信号通过除去起因于切换动作的高频成分来生成交流信号Sac2。

(关于交流信号Sac2的相位)

DC-AC逆变器62的控制电路390的计数器392根据过零信号SZ复位。因此,控制电路390对应于交流信号Sac1的过零时间生成PWM信号PWMA、PWMB、PWMC、PWMD。其结果是:DC-AC逆变器62如后面所述,生成同步于交流信号Sac1的交流信号Sac2。

图13表示低压电源单元60的一个动作例子。再有,在该图中,为了便于说明,夸张地描绘了波形。在过零检测电路200中,对应于交流信号Sac1的过零时间,对D型触发器213的时钟输入端子供给脉冲。D型触发器213根据该脉冲,使过零信号SZ反相。也就是说,该过零信号SZ与交流信号Sac1同步。在这个例子中,过零信号SZ的相位与交流信号Sac1的相位大体上相同。DC-AC逆变器62的计数器392在这个例子中,在过零信号SZ的上升时间(例如时间t1~t3)复位。因此,DC-AC逆变器62从过零信号SZ的上升时间开始输出作为交流信号Sac2的正弦信号。在这个例子中,在时间t2,在从时间t1开始的交流信号Sac2的1个周期结束之前,过零信号SZ上升。在这种情况下,从该时间t2开始交流信号Sac2的1个周期。另外,在时间t3,在从时间t2开始的交流信号Sac2的1个周期结束、第2个周期开始之后,过零信号SZ上升。在这种情况下,也从该时间t3开始交流信号Sac2的1个周期。也就是说,交流信号Sac2的相位与交流信号Sac1的相位大体上相同。这样做,DC-AC逆变器62生成同步于交流信号Sac1的交流信号Sac2。

图14表示低压电源单元60的其他动作例子。在这个例子中,过零信号SZ的相位与交流信号Sac1的相位相互偏离约180度。DC-AC逆变器62的计数器392在过零信号SZ的上升时间(例如时间t11~t13)复位。因此,DC-AC逆变器62从过零信号SZ的上升时间开始输出作为交流信号Sac2的正弦信号。也就是说,交流信号Sac1的相位与交流信号Sac2的相位相互偏离约180度。这样做,DC-AC逆变器62生成同步于交流信号Sac1的交流信号Sac2。

这样,DC-AC逆变器62根据过零信号SZ生成同步于交流信号Sac1的交流信号Sac2。特别是,交流信号Sac2的相位与交流信号Sac1的相位大体上一样、或者与交流信号Sac1的相位偏离约180度。换句话说,交流信号Sac2的峰值相位与交流信号Sac1的峰值相位大体上相同。因此,在低压电源单元60中,如下所述,能够抑制信号Sdc390的波纹,并且能够抑制噪音的发生。

也就是说,例如在交流信号Sac1与交流信号Sac2互相不同步的情况下,交流信号Sac1、Sac2的相位关系随时间而变化。这时,在交流信号Sac1的相位与交流信号Sac2的相位互相偏离约90度的情况下,功率因数改善电路100的输入电流的相位与DC-AC逆变器62的输出电流的相位互相偏离约90度。因此,例如在功率因数改善电路100的输入电流低时,如果DC

-AC逆变器62的输出电流变大,那么功率因数改善电路100的电解电容器104放电、电压下降。然后,在这个时间之后,如果交流信号Sac1的电压上升,那么控制电路140为了补偿该电压下降份,而对电解电容器104供给多的电流。其结果是导致信号Sdc390的波纹变大。假如使用大容量的电解电容器,虽然能够抑制波纹,但是将导致安装面积变大。另外,因为交流信号Sac1与交流信号Sac2互相不同步,所以在对应于交流信号Sac1、Sac2的频率差的周期中,相位差发生变化,由此波纹发生变动。特别是,因为加热器42一般为例如800~1200W左右的大负荷,所以对应于这样的波纹变动,可能导致流过电感器111、121的电流的变动变大、发生噪音。

另一方面,在低压电源单元60中,根据过零信号SZ,使交流信号Sac1与交流信号Sac2互相同步。特别是,在低压电源单元60中,使交流信号Sac2的相位与交流信号Sac1的相位大体上相同、或者相互偏离约180度。这样,在低压电源单元60中,因为能够将输出入的相位差的变动抑制在规定量以下,所以在使用具有现实的电容值的电解电容器104的同时,能够抑制信号Sdc390的波纹,并且能够抑制噪音的发生。

(关于交流信号Sac2的有效值)

打印机机芯控制单元59通过对低压电源单元60供给电源指示信号CTL,指示对加热器42的电力供应量。然后,DC-AC逆变器62的控制电路390根据该电源指示信号CTL变更切换占空比。下面对该动作进行详细说明。

打印机机芯控制单元59通过对低压电源单元60供给电源指示信号CTL,指示对加热器42的电力供应量。具体地说,例如,打印机机芯控制单元59在例如对加热器42开始供应电力的情况下,使用电源指示信号CTL进行指示以使电力供应量渐渐增加。也就是说,如果在低温(冷)的状态下对加热器42开始通电,那么因为加热器42的电阻值低,所以浪涌电流将变大。在这里,打印机机芯控制单元59首先最初设定低的电力供应量,等加热器42变暖、电流下降之后,再增加电力供应量。这样做,打印机机芯控制单元59在对加热器42开始供应电力的时候,使用电源指示信号CTL进行指示以使电力供应量渐渐增加。

图15表示交流信号Sac2的波形的一个例子,(A)表示有效值为25Vrms(35.25Vp)的交流信号Sac2的波形,(B)表示有效值为50Vrms(70.5Vp)的交流信号Sac2的波形,(C)表示有效值为71Vrms(100Vp)的交流信号Sac2的波形,(D)表示有效值为100Vrms(141Vp)的交流信号Sac2的波形。在这个例子中,DC-AC逆变器62通过改变交流信号Sac2的振幅来改变交流信号Sac2的有效值。

图16表示用于生成图15所示的各种振幅的交流信号Sac2的切换占空比的一个例子。图17表示PWM信号PWMA、PWMB、PWMC、PWMD的一个例子。控制电路390通过将占空比表391的切换占空比的值乘以对应于电源指示信号CTL的规定的值,来求得切换占空比。然后,控制电路390根据该求得的切换占空比生成PWM信号PWMA、PWMB。其结果是:DC-AC逆变器62如图15所示,能够生成具有对应于电源指示信号CTL的有效值的交流信号Sac2。

如上所述,在低压电源单元60中,通过对功率因数改善电路100所生成的信号Sdc390进行切换动作,来生成交流信号Sac2。因此,不管对加热器42的电力供应状态,功率因数为1附近,消费电流被平均化。其结果是能够降低产生传导噪音、闪烁的可能性。另外,例如即使在设置多个加热器、并且使用三端双向可控硅开关控制对这些加热器的电力供应的情况下,通过以与过零时间同步的方式使三端双向可控硅开关导通,也能够抑制负荷的急剧变动。

另外,在低压电源单元60中,因为通过对信号Sdc390进行切换动作来生成交流信号Sac2,所以不需要按每个商用电源的电源电压准备定影单元。也就是说,例如在以一边进行相位控制、一边对加热器直接供给由商用电源99提供的交流信号Sac1的方式构成的情况下,有必要按每个商用电源的电源电压准备定影单元。另一方面,在低压电源单元60中,因为通过对信号Sdc390进行切换动作来生成交流信号Sac2,所以不管商用电源99的电源电压,都能够共同使用定影单元。

[效果]

在以上所述的本实施方式中,因为通过对功率因数改善电路所生成的信号Sdc390进行切换动作来生成交流信号Sac2,所以能够降低产生传导噪音、闪烁的可能性。

另外,在本实施方式中,根据过零信号使交流信号Sac1与交流信号Sac2互相同步。特别是使交流信号Sac2的相位与交流信号Sac1的相位大体上一样、或者与交流信号Sac1的相位偏离约180度。因此,能够抑制信号Sdc390的波纹,并且能够抑制噪音的发生。

另外,在本实施方式中,因为根据电源指示信号CTL变更了切换占空比,所以能够控制加热器的温度,并且在对加热器开始供应电力的情况下,能够抑制浪涌电流。

另外,在本实施方式中,因为通过对信号Sdc390进行切换动作来生成交流信号Sac2,所以不需要按每个商用电源的电源电压准备定影单元,能够共同使用定影单元。

[变形例1]

在上述实施方式中,虽然DC-AC逆变器62通过改变交流信号Sac2的振幅来改变交流信号Sac2的有效值,但是并不限定于此。下面对本变形例进行详细说明。

图18表示交流信号Sac2的波形的一个例子,(A)表示有效值为100Vrms的交流信号Sac2的波形,(B)表示有效值为70Vrms的交流信号Sac2的波形,(C)表示有效值为30Vrms的交流信号Sac2的波形。在这个例子中,通过改变交流信号Sac2的交流波形部分的时间长度,来改变交流信号Sac2的有效值。

图19表示用于生成图18所示的各种交流信号Sac2的切换占空比的一个例子。图20表示PWM信号PWMA、PWMB、PWMC、PWMD的一个例子。在这个例子中,为了便于说明,将IGBT311、321的切换频率设定为1.8kHz。

即使像这样构成,也与上述实施方式的情况一样,能够控制加热器42的温度,并且在对加热器42开始供应电力的情况下,能够抑制浪涌电流。再有,在对加热器42开始供应电力的情况下,也可以像上述实施方式那样改变交流信号Sac2的振幅。

另外,在这个例子中,如图18~图20所示,虽然通过改变PWM信号PWMA、PWMB,来直接改变交流波形部分的时间长度,但是并不限定于此。作为其替代方式,例如也可以使交流波形部分的时间长度保持一定,并且改变PWM信号PWMC、PWMD的周期。即使像这样构成,因为PWM信号PWMC、PWMD的1个周期的交流波形部分的时间长度发生相对的变化,所以能够改变交流信号Sac2的有效值。

以上虽然列举实施方式和变形例说明了本发明,但是本发明不限于这些实施方式等,可以做出各种变化。

例如在上述实施方式等中,虽然使交流信号Sac2的频率与交流信号Sac1的频率大体上一样,但是并不限定于此。例如也可以使交流信号Sac2的频率成为交流信号Sac1的频率的整数倍。具体地说,也可以使交流信号Sac2的频率成为交流信号Sac1的频率的大约2倍。在这种情况下,也能够使交流信号Sac1的过零时间与交流信号Sac2的过零时间大体上一致。

另外,例如在上述实施方式等中,虽然以具体的电路结构为例进行了说明,但是并不限定于这些电路结构。具体地说,例如过零检测电路200的结构并不限定于图5所示的结构。过零检测电路200例如也可以通过使用PLL(Phase LocKed Loop),使过零信号SZ更正确地同步于交流信号Sac1。另外,例如功率因数改善电路100的结构并不限定于图5、6所示的结构。另外,例如切换单元300的结构并不限定于图7、8所示的结构。

另外,例如在上述实施方式等中,虽然将本发明应用于彩色打印机,但是并不限定于此,另外,例如也可以应用于黑白打印机。

另外,例如在上述实施方式等中,虽然将本发明应用于打印机,但是并不限定于此,另外,例如也可以将本发明应用于具有打印、FAX(传真)、扫描等功能的多功能外围设备(Multi Function Peripheral)。

再有,本技术也能够采用以下结构。

(1)

一种电源装置,其中,具备:

功率因数改善电路,根据第一交流信号生成直流信号;

同步信号生成单元,根据所述第一交流信号生成与所述第一交流信号同步的同步信号;以及

交流信号生成单元,具有根据所述同步信号进行切换动作的切换单元,根据所述直流信号生成有效电压值可变的第二交流信号。

(2)

所述(1)所述的电源装置,其中,所述切换单元进行所述切换动作以使所述第二交流信号的频率大约成为所述第一交流信号的频率的整数倍。

(3)

所述(2)所述的电源装置,其中,所述第二交流信号的频率与所述第一交流信号的频率大体上相等。

(4)

所述(3)所述的电源装置,其中,所述第一交流信号与所述第二交流信号之间的相位差约为0度或180度。

(5)

所述(1)至所述(4)中的任一项所述的电源装置,其中,所述交流信号生成单元通过改变所述第二交流信号的振幅来改变所述有效电压值。

(6)

所述(1)至所述(4)中的任一项所述的电源装置,其中,所述交流信号生成单元通过改变所述第二交流信号的交流波形部分的时间长度来改变所述有效电压值。

(7)

所述(1)至所述(6)中的任一项所述的电源装置,其中,所述切换单元根据从对应于所述同步信号的时间开始的、具有多个脉冲的脉冲信号进行所述切换动作。

(8)

所述(7)所述的电源装置,其中,所述交流信号生成单元通过改变所述多个脉冲的占空比来改变所述有效电压值。

(9)

所述(8)所述的电源装置,其中,所述切换单元具有包含对应于所述多个脉冲各自的占空比的值的占空比表,根据所述占空比表设定各个脉冲的占空比。

(10)

所述(9)所述的电源装置,其中,所述切换单元具有根据所述同步信号复位的计数器,根据所述计数器的值,通过从所述占空比表顺次读出对应于各个脉冲的所述占空比的值来生成所述脉冲信号。

(11)

所述(1)至所述(10)中的任一项所述的电源装置,其中,所述同步信号生成单元通过检出所述第一交流信号的过零时间来生成所述同步信号。

(12)

所述(1)至所述(11)中的任一项所述的电源装置,其中,所述同步信号生成单元具有对所述第一交流信号进行整流的整流单元,根据所述整流单元的输出信号生成所述同步信号。

(13)

所述(1)至所述(12)中的任一项所述的电源装置,其中,所述交流信号生成单元对加热器供给所述第二交流信号。

(14)

一种图像形成装置,其中,具备:

显影单元;

定影单元,具有加热器,使显影剂固定在记录介质上;以及

电源单元,对所述加热器供应电力,

所述电源单元包括:

功率因数改善电路,根据第一交流信号生成直流信号;

同步信号生成单元,根据所述第一交流信号生成与所述第一交流信号同步的同步信号;以及

交流信号生成单元,具有根据所述同步信号进行切换动作的切换单元,根据所述直流信号生成有效电压值可变的第二交流信号。

本公开含有涉及在2015年6月23日在日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2015-125667中公开的主旨,其全部内容包括在此,以供参考。

本领域的技术人员应该理解,虽然根据设计要求和其他因素可能出现各种修改、组合、子组合和可替换项,但是它们均包含在附加的权利要求或它的等同物的范围内。

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