特許ウォッチ

公開番号2024076244
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-05
出願番号2022187723
出願日2022-11-24
発明の名称電源装置及び画像形成装置
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20240529BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】ダイオードブリッジとスイッチング部との間に静電容量を有するフィルタを設けた場合であっても、スイッチング開始時のノイズを低減すること。
【解決手段】ブリッジダイオードDA1、FET141、142、143、144を有し、スイッチング部140、ゼロクロス検知回路120、制御部110、コンデンサC131、C132を有し、ブリッジダイオードDA1とスイッチング部140との間に設けられたフィルタ130を備え、制御部110は、スイッチング動作が停止した状態からスイッチング動作を開始する前に、コンデンサC131、C132の放電を行う放電動作を行い、ゼロクロス検知回路120によりゼロクロス点を検知するとスイッチング動作を開始するようにスイッチング部140を制御し、放電動作中にスイッチング部140から出力される電力は、スイッチング動作時にスイッチング部140から出力される電力よりも小さい。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
交流電圧を全波整流する整流部と、
スイッチング素子を有し、前記スイッチング素子のスイッチング動作によって前記整流部により全波整流された電圧から負荷に電力を出力するスイッチング部と、
前記交流電圧のゼロクロス点を検知する検知部と、
前記スイッチング部の前記スイッチング動作を制御する制御部と、
コンデンサを有し、前記整流部と前記スイッチング部との間に設けられ、前記スイッチング部で発生するスイッチングノイズを吸収するフィルタ部と、
を備え、
前記制御部は、前記スイッチング動作が停止した状態から前記スイッチング動作を開始する前に、前記コンデンサの放電を行う放電動作を行い、前記検知部により前記ゼロクロス点を検知すると前記スイッチング動作を開始するように前記スイッチング部を制御し、
前記放電動作中に前記スイッチング部から出力される電力は、前記スイッチング動作時に前記スイッチング部から出力される電力よりも小さいことを特徴とする電源装置。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
前記スイッチング部は、４つの前記スイッチング素子を有し、位相シフト量により制御されるフルブリッジ方式のスイッチング回路であり、
前記スイッチング回路は、前記位相シフト量が大きいほど大きな電力を出力し、
前記制御部は、前記放電動作中の前記位相シフト量を前記スイッチング動作中の前記位相シフト量よりも小さくなるように制御することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記スイッチング部は、２つの前記スイッチング素子を有し、オンデューティにより制御されるアクティブクランプ方式のスイッチング回路であり、
前記スイッチング回路は、前記オンデューティが大きいほど大きな電力を出力し、
前記制御部は、前記放電動作中の前記オンデューティを前記スイッチング動作中の前記オンデューティよりも小さくなるように制御することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項４】
前記スイッチング部は、２つの前記スイッチング素子を有し、スイッチング周波数により制御される電流共振方式のスイッチング回路であり、
前記スイッチング回路は、前記スイッチング周波数が小さいほど大きな電力を出力し、
前記制御部は、前記放電動作中の前記スイッチング周波数を前記スイッチング動作中の前記スイッチング周波数よりも大きくなるように制御することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項５】
前記負荷は、前記スイッチング部に接続された１次側のインダクタと、前記インダクタとは絶縁された２次側の被加熱体と、を有し、
前記被加熱体の温度を検知する温度検知手段を備え、
前記制御部は、前記温度検知手段により検知した検知温度に基づいて前記スイッチング部の動作を制御することを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記検知温度が第１閾値を下回ると前記放電動作を開始し、前記検知温度が前記第１閾値よりも高い第２閾値を上回ると前記スイッチング動作を停止することを特徴とする請求項５に記載の電源装置。
【請求項７】
記録材にトナー像を形成する画像形成手段と、
発熱体を有し、前記画像形成手段により形成された未定着のトナー像を定着させる定着手段と、
を備える画像形成装置であって、
交流電圧を全波整流する整流部と、スイッチング素子を有し、前記スイッチング素子のスイッチング動作によって前記整流部により全波整流された電圧から負荷に電力を出力するスイッチング部と、前記交流電圧のゼロクロス点を検知する検知部と、前記スイッチング部の前記スイッチング動作を制御する制御部と、コンデンサを有し、前記整流部と前記スイッチング部との間に設けられ、前記スイッチング部で発生するスイッチングノイズを吸収するフィルタ部と、を有する電源装置を備え、
前記制御部は、前記スイッチング動作が停止した状態から前記スイッチング動作を開始する前に、前記コンデンサの放電を行う放電動作を行い、前記検知部により前記ゼロクロス点を検知すると前記スイッチング動作を開始するように前記スイッチング部を制御し、
前記放電動作中に前記スイッチング部から出力される電力は、前記スイッチング動作時に前記スイッチング部から出力される電力よりも小さいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記スイッチング部は、４つの前記スイッチング素子を有し、位相シフト量により制御されるフルブリッジ方式のスイッチング回路であり、
前記スイッチング回路は、前記位相シフト量が大きいほど大きな電力を出力し、
前記制御部は、前記放電動作中の前記位相シフト量を前記スイッチング動作中の前記位相シフト量よりも小さくなるように制御することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記スイッチング部は、２つの前記スイッチング素子を有し、オンデューティにより制御されるアクティブクランプ方式のスイッチング回路であり、
前記スイッチング回路は、前記オンデューティが大きいほど大きな電力を出力し、
前記制御部は、前記放電動作中の前記オンデューティを前記スイッチング動作中の前記オンデューティよりも小さくなるように制御することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記スイッチング部は、２つの前記スイッチング素子を有し、スイッチング周波数により制御される電流共振方式のスイッチング回路であり、
前記スイッチング回路は、前記スイッチング周波数が小さいほど大きな電力を出力し、
前記制御部は、前記放電動作中の前記スイッチング周波数を前記スイッチング動作中の前記スイッチング周波数よりも大きくなるように制御することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置及び画像形成装置に関し、例えば、スイッチング電源の低ノイズ化に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、交流電源をダイオードブリッジで全波整流したのちに任意の周波数の交流電力に変換するスイッチング電源がある。スイッチング電源で発生するノイズを低減するために、例えば特許文献１では、スイッチングを開始するタイミングを交流電源のゼロクロスと同期させることが開示されている。また、スイッチングノイズが交流電源に伝搬することを防ぐために、ダイオードブリッジとスイッチング部との間に静電容量を有するフィルタを設ける場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１２－０８５５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のスイッチング電源が停止していると、フィルタの静電容量によってスイッチング部への入力電圧が交流電源の最大電圧でクランプされてしまう。そのため、スイッチングを開始するタイミングをゼロクロス点に同期しても、スイッチング電源への入力電圧が高い状態でスイッチングを始めざるを得ない。このため、スイッチングの開始時に大きなノイズが発生するおそれがあるという課題がある。
【０００５】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、ダイオードブリッジとスイッチング部との間に静電容量を有するフィルタを設けた場合であっても、スイッチング開始時のノイズを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。
【０００７】
（１）交流電圧を全波整流する整流部と、スイッチング素子を有し、前記スイッチング素子のスイッチング動作によって前記整流部により全波整流された電圧から負荷に電力を出力するスイッチング部と、前記交流電圧のゼロクロス点を検知する検知部と、前記スイッチング部の前記スイッチング動作を制御する制御部と、コンデンサを有し、前記整流部と前記スイッチング部との間に設けられ、前記スイッチング部で発生するスイッチングノイズを吸収するフィルタ部と、を備え、前記制御部は、前記スイッチング動作が停止した状態から前記スイッチング動作を開始する前に、前記コンデンサの放電を行う放電動作を行い、前記検知部により前記ゼロクロス点を検知すると前記スイッチング動作を開始するように前記スイッチング部を制御し、前記放電動作中に前記スイッチング部から出力される電力は、前記スイッチング動作時に前記スイッチング部から出力される電力よりも小さいことを特徴とする電源装置。
【０００８】
（２）記録材にトナー像を形成する画像形成手段と、発熱体を有し、前記画像形成手段により形成された未定着のトナー像を定着させる定着手段と、を備える画像形成装置であって、交流電圧を全波整流する整流部と、スイッチング素子を有し、前記スイッチング素子のスイッチング動作によって前記整流部により全波整流された電圧から負荷に電力を出力するスイッチング部と、前記交流電圧のゼロクロス点を検知する検知部と、前記スイッチング部の前記スイッチング動作を制御する制御部と、コンデンサを有し、前記整流部と前記スイッチング部との間に設けられ、前記スイッチング部で発生するスイッチングノイズを吸収するフィルタ部と、を有する電源装置を備え、前記制御部は、前記スイッチング動作が停止した状態から前記スイッチング動作を開始する前に、前記コンデンサの放電を行う放電動作を行い、前記検知部により前記ゼロクロス点を検知すると前記スイッチング動作を開始するように前記スイッチング部を制御し、前記放電動作中に前記スイッチング部から出力される電力は、前記スイッチング動作時に前記スイッチング部から出力される電力よりも小さいことを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ダイオードブリッジとスイッチング部との間に静電容量を有するフィルタを設けた場合であっても、スイッチング開始時のノイズを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施例１のスイッチング電源の概略図
実施例１のスイッチング電源の動作波形概略図
実施例２のスイッチング電源の概略図
実施例２のスイッチング電源の動作波形概略図
実施例３のスイッチング電源の概略図
実施例３のスイッチング電源の動作波形概略図
実施例４の画像形成装置を示す図
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許