電源装置及び画像形成装置
【課題】本発明は、主電源部の他に補助電源部を用いた電源装置及び画像形成装置に関する。
【解決手段】カラーデジタル複合装置１は、商用ＡＣ電源７０から主電源部６２の定電圧電源部１０２が定電圧電力を生成して５Ｖ負荷６８及び２４∨負荷６９に供給するとともに、商用ＡＣ電源７０によって補助電源部６３のキャパシタ１２２に蓄電して、この蓄電電力から定電流電源部１２４が生成した定電流電力を２４Ｖ負荷６９に供給し、負荷電流検出器１１６が２４∨系負荷６９に流れる負荷電流を検出して、入出力制御部６４が、負荷状態に基づいて、定電流電源部１２４の出力電流を制御する電流指示器６５に、定電圧電源部１０２の出力電力を制限する出力電流上限値を設定するとともに、補助電源部６３の定電流電源部１２４の電力供給を停止させる際には、定電流電源部１２４の供給電力を所定の収束時間をかけて収束させる方向に該出力電流上限値を制御する。
【解決手段】カラーデジタル複合装置１は、商用ＡＣ電源７０から主電源部６２の定電圧電源部１０２が定電圧電力を生成して５Ｖ負荷６８及び２４∨負荷６９に供給するとともに、商用ＡＣ電源７０によって補助電源部６３のキャパシタ１２２に蓄電して、この蓄電電力から定電流電源部１２４が生成した定電流電力を２４Ｖ負荷６９に供給し、負荷電流検出器１１６が２４∨系負荷６９に流れる負荷電流を検出して、入出力制御部６４が、負荷状態に基づいて、定電流電源部１２４の出力電流を制御する電流指示器６５に、定電圧電源部１０２の出力電力を制限する出力電流上限値を設定するとともに、補助電源部６３の定電流電源部１２４の電力供給を停止させる際には、定電流電源部１２４の供給電力を所定の収束時間をかけて収束させる方向に該出力電流上限値を制御する。
【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、詳細には、主電源部の他に補助電源部を用いた電源装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを利用した画像形成装置は、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能及びファクシミリ機能等を組み合わせた複合装置に代表されるように、多機能化、複雑化するのに伴って、最大消費電力が増大する傾向にあり、また、電子写真プロセスを利用した画像形成装置は、定着部の立ち上がりまでの待ち時間及び画像形成動作中における定着温度低下による動作の一時中断等の画像形成装置自体の要因や操作者の待ち時間を削減するために、定着ヒータへの供給電力を増大させる傾向にある。その結果、画像形成装置が、通常動作時に必要とする通常消費電力量が増大してきているだけでなく、最大必要消費電力量も増大してきている。
【０００３】
このように消費電力量が増大する一方で、商用ＡＣ電源においては、供給可能電力量の上限が決まっているため、画像形成装置においては、商用電源による主電源部に供給される電力量だけでは、最大必要消費電力量をまかなうことができない事態が発生するようになり、従来から、蓄電装置を搭載して該蓄電装置を補助電源部として、主電源からの電力量だけでは不足するときに、該補助電源部から電力供給する技術がある。
【０００４】
そして、従来の補助電源部を利用した電力供給技術は、補助電源部の電力出力回路、すなわち、負荷への給電回路として、主電源部の給電回路と同じ定電圧電源回路としており、定電圧電源回路を用いると、切り替え回路で、定電圧電源回路である主電源の電力出力回路の出力と、同じく定電圧電源回路である補助電源部の出力とを、負荷に切り替え給電する場合に、２つの定電圧電源回路の出力電圧差により、切り替え時に電圧変動が発生する。
【０００５】
この問題に対して、従来、補助電源部の給電回路を定電流電源回路として、主電源部の定電圧電源回路の出力と補助電源部の定電流電源回路の出力とを並列に接続して、主電源部からの電力と補助電源部からの電力の両方を同時に負荷に供給し、一方の電源回路から他方の電源回路への切り替え給電をなくして、切り替わりによる電圧変動を抑え技術が知られている。
【０００６】
このようにすると、例えば、数Ｖ（ボルト）の電圧変動を、１Ｖ未満の電圧変動に抑制することができ、負荷に対する電圧変動を減少することができる。
【０００７】
ところが、補助電源部の給電回路を定電流電源回路とすると、例えば、補助電源部の蓄電電力がなくなった場合や補助電源部から負荷へ電力を供給する必要がなくなった場合には、補助電源部からの電力供給を停止して、負荷への電力供給を、主電源のみから行うようにする。この補助電源部からの電力供給の停止方法に関しては、従来、定着温度に応じて切り替える方法や所定の時間に基づいて切り替える方法等の切り替えタイミングに関しては、知られているが、補助電源部からの供給電力を停止させる方法については、明確になっていない。
【０００８】
このように補助電源部からの電力供給を停止させる場合、補助電源部からの出力電流が大きい状態で切り替えを行うと、主電源の供給電力が、補助電源部の出力電流が大きい分だけ急変するため、負荷に対して電圧変動が生じてしまうという問題があった。
【０００９】
このように負荷に対する電圧変動が発生すると、例えば、負荷であるモータの動作が不安定になったり、一時停止したりして、回転むらが発生し、モータの回転むらによって、形成画像に異常画像、例えば、カラー画像形成装置の場合、色ずれが発生することとなる。
【００１０】
そして、従来、定電圧制御の第一電源（主電源）の出力と、定電流制御の第二電源（補助電源）の出力を、並列に接続し、第一電源からの電力と第二電源からの電力の両方を同時に負荷に供給して、一方から他方へのスイッチ等を用いた給電の切り替わりによる電圧変動を抑制する技術がある（特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記公報記載の従来技術にあっては、主電源部からの電力と補助電源部からの電力を同時に負荷に供給して、電源の切り替わりによる負荷印加電圧の変動を抑制しているが、補助電源部の出力を停止させる際に、補助電源部からの出力電流が大きい状態で切り替えが発生すると、主電源部からの供給電力が、補助電源部からの出力電流が大きい分だけ急増して、負荷に対する電圧変動が発生するという問題が解消されておらず、対応技術が要望されている。
【００１２】
そこで、本発明は、補助電源手段からの出力電流が大きい場合に補助電源手段の供給電力の出力を停止させる場合にも、負荷に対する電圧変動を安定させた状態で補助電源手段からの電力供給を停止させることのできる電源装置及び画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記目的を達成するために、外部から供給される電力から主電源手段が電力を生成して負荷に供給するとともに、該外部からの電力を蓄電する蓄電手段の蓄電電力から補助電源手段が所定電流値を設定電流値とする定電流電力を生成して該負荷に供給し、負荷に流れる負荷電流を検出して、該負荷状態に基づいて、該補助電源手段から該負荷に供給する該定電流電力の該設定電流値を制限する上限電流値を設定するとともに、該補助電源手段の電力供給を停止または減少させる際には、該補助電源手段の供給電力を所定の収束時間をかけて収束させる方向に該上限電流値を制御することを特徴としている。
【００１４】
また、本発明は、前記上限電流を段階的または直線的に変化させて前記補助電源手段の供給電力を前記収束時間で０に収束させることを特徴としてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、補助電源手段からの出力電流が大きい場合に補助電源手段の出力停止が発生しても、補助電源手段からの出力電流を所定の収束時間をかけて収束させるので、負荷に対する電圧変動を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施例を適用したカラーデジタル複合装置の概略構成図。
【図２】プリンタユニットの詳細な構成図。
【図３】カラーデジタル複合装置の電源系統のブロック構成図。
【図４】入出力制御部のブロック構成図。
【図５】主電源部及び補助電源部の主要部の回路構成図。
【図６】給電制御処理を示すフローチャート。
【図７】図６の給電制御処理の続きの処理を示すフローチャート。
【図８】負荷に対する各電源出力電流の遷移を示す図。
【図９】供給電力切り替わり時の給電電流の変化の一例を示す子。
【図１０】供給電力切替制御時の電流変化の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、本発明の好適な実施例であるので、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明によって不当に限定されるものではなく、また、本実施の形態で説明される構成の全てが本発明の必須の構成要件ではない。
【実施例１】
【００１８】
図１〜図１０は、本発明の電源装置及び画像形成装置の一実施例を示す図であり、図１は、本発明の電源装置及び画像形成装置の一実施例を適用したカラーデジタル複合装置１の正面概略構成図である。
【００１９】
図１において、カラーデジタル複合装置１は、下部から、給紙ユニット２、プリンタユニット３、スキャナユニット４及びＡＤＦ（Auto Document Feeder）５が順次積み重ねられた状態で配設されているとともに、操作表示部６及び制御部７（図２参照）等を備えており、カラーデジタル複合装置１には、ＰＢＸ（構内交換機）１０及びパーソナルコンピュータ等のカラーデジタル複合装置１を利用する外部装置１１が接続される。カラーデジタル複合装置１は、操作表示部６の操作等に応じて、上記各ユニット２〜５を利用して、画像読み取り機能、印刷機能（プリンタ機能）、複写機能（コピー機能）、ファクシミリ通信機能等の各機能を実行する。カラーデジタル複合装置１は、ＰＢＸ１０を介して外部ファクシミリ装置との間で通信し、また、外部装置１１との間で通信して、画像データの送受信を行う。
【００２０】
給紙ユニット２は、複数（図１では、２つ）の給紙トレイ２１、２２及び搬送部２３等が設けられており、各給紙トレイ２１、２２には、各種サイズの記録紙（用紙）が、任意の給紙方向で収納される。また、各給紙トレイ２１、２２には、両面白紙の記録紙（未使用記録紙）と片面記録済の記録紙（片面使用済記録紙）がユーザの意図に応じて収納される。
【００２１】
搬送部２３は、レジストローラ２４を備え、各給紙トレイ２１、２２に収納されている記録紙を選択的に、レジストローラ２４に送って，レジストローラ２４で、タイミング調整した後、プリンタユニット３に搬送する。
【００２２】
プリンタユニット３は、４連ドラム方式（タンデム方式）のフルカラープリンタユニットであって、図２に示すように、レーザ露光部３１、画像形成部３２、定着部３３、収納部３４等を備えており、給紙ユニット２の各給紙トレイ２１、２２から搬送部２３により搬送されてきた記録紙の上面に画像形成部３２で画像形成した後、定着部３３で定着して、本体内部に取り付けられている排紙トレイ３５に送り出す。
【００２３】
画像形成部３２は、無端ベルト状の第１転写ベルト３２ａに沿ってＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の作像ユニット３２ｂｃ、３２ｂｍ、３２ｂｙ、３２ｂｂが順次配列されており、第１転写ベルト３２ａは、一対の支持ローラ３２ｃ、３２ｄ及びテンションローラ３２ｅに張り渡されていて、図１に矢印で示す時計方向に回転駆動される。上記作像ユニット３２ｂｃ、３２ｂｍ、３２ｂｙ、３２ｂｂは、一対の支持ローラ３２ｃの間に配設されており、テンションローラ３２ｅには、第１転写ベルト３２ａ上に残留する残留トナーを除去する転写体クリーニング部３２ｆが配設されている。各作像ユニット３２ｂｃ、３２ｂｍ、３２ｂｙ、３２ｂｂは、番号を付与していないが、それぞれ図１に矢印で示す時計方向に回転する感光体の周囲に、感光体を一様に帯電させる帯電ローラ、トナーを供給する現像部、感光体上のトナー像を第１転写ベルト３２ａに順次重ね合わせて転写させる転写ローラ等が配設されており、帯電ローラによって一様に帯電された感光体に、レーザ露光部３１から各色の画像データに基づいて変調したレーザが対応する色の感光体に照射されて静電潜像を形成する。画像形成部３２は、該静電潜像の形成された感光体に現像部から対応する色のトナーを供給して各感光体上に対応する色のトナー画像を形成し、該各トナー画像を転写ローラによって第１転写ベルト３２ａ上に順次重ね合わせてカラートナー画像を形成する。なお、画像形成部３２は、ブラックの作像ユニット３２ｂｂのみを用いて、単色黒のみの画像を形成する場合もある。露光部３１としては、レーザを用いたものに限るものではなく、例えば、ＬＥＤアレイと結像部を備えた露光部であってもよい。
【００２４】
第１転写ベルト３２ａの図１の右側方には、２次転写部３６の第２転写ベルト３６ａが配設されており、２次転写部３６には、第１転写ベルト３２ａ及び第２転写ベルト３６ａを挟んで支持ローラ３２ｄと対向する位置に２次転写ローラ３６ｂが配設されていて、第１転写ベルト３２ａと第２転写ベルト３６ａとの間には、給紙ユニット２から送り出されてきた記録紙が、レジストローラ２４でタイミング調整されて送られてくる。この第１転写ベルト３２ａと第２転写ベルト３６ａとは、予め設定された転写ニップを形成している。なお、第２転写ベルト３６ａは、矢印方向に移動可能に、支持ローラ及び駆動ローラ（符号略）間に支持、張架されていて、第２転写ベルト３６ａの裏側（ループの内側）には、２次転写ローラ３６ｂが配置されており、第２転写ベルト３６ａの外側に、クリーニング部、チャージャ（符号略）等が配備されている。このクリーニング部は、用紙にトナー像を転写した後に、第２転写ベルト３６ａに残留する不要の残留トナーを拭い去る。
【００２５】
画像形成部３２は、第１転写ベルト３２ａ上のカラートナー画像を、２次転写ローラ３６ｂの転写電圧によって、第２転写ベルト３６ａと第２転写ベルト３６ａとの間に搬送されてきた記録紙に転写し、第２転写ベルト３６ａは、トナー画像の転写された記録紙を定着部３３に搬送する。
【００２６】
定着部３３は、トナー画像の転写された記録紙を加熱・加圧して該トナー画像を定着させ、トナー画像定着後の記録紙を排紙トレイ３５に送り出す。
【００２７】
なお、図２のように、定着部３３で定着の完了した用紙をそのまま排紙トレイ３５上に排出すると、両面画像のうち後から用紙に転写される面（頁）、すなわち、第１転写ベルト３２ａから用紙に直接転写される面が下面となって、排紙トレイ３５に載置されるため、画像形成部３２は、両面印刷において、頁揃えをするには、２頁目の画像を先に作成して、第２転写ベルト３６ａにそのトナー像を保持させ、１頁目の画像を第１転写ベルト３２ａから用紙に直接転写する。第１転写ベルト３２ａから直接に用紙に転写される画像は、感光体表面で正像にし、第２転写ベルト３６ａから用紙に転写されるトナー像は、感光体表面で逆像（鏡像）になるよう露光する。カラーデジタル複合装置１は、このような頁揃えのための作像順及び正、逆像（鏡像）に切り替える画像処理を、制御部７上でのメモリに対する画像データの読み書き制御によって行う。
【００２８】
すなわち、カラーデジタル複合装置１は、両面印刷モードと片面印刷モードを備えており、両面印刷モードのときには、上述のように、裏面（２頁）の画像を第２転写ベルト３６ａに転写した後、第１転写ベルト３２ａに表面（１頁）の画像を転写して、これらの第１転写ベルト３２ａのトナー画像と第２転写ベルト３６ａのトナー画像をレジストローラ２４から送られてくる用紙の両面に同時に転写する。また、カラーデジタル複合装置１は、片面印刷の場合には、第２転写ベルト３６ａによる片面転写モードと第１転写ベルト３２ａによる片面転写モードの２つの片面印刷モードがあり、第２転写ベルト３６ａを用いる片面転写モードの場合には、第１転写ベルト３２ａに、３色、または、４色重ね、あるいは、単色黒で形成されたトナー画像を、第２転写ベルト３６ａに転写して、第２転写ベルト３６ａから用紙の片面（裏面）に転写する。この場合、カラーデジタル複合装置１は、用紙の他面（表面）には画像転写を行わず、排紙トレイ３５上に排出される印刷済用紙を、印刷面が上面となる状態で載置する。また、カラーデジタル複合装置１は、第１転写ベルト３２ａを用いる片面転写モードの場合には、第１転写ベルト３２ａに３色、または、４色重ね、あるいは、単色黒で形成したトナー画像を、第２転写ベルト３６ａには転写せず、用紙の片面（表面）に直接転写し、用紙の他面（裏面）には画像を転写しない。カラーデジタル複合装置１は、この場合、排紙トレイ３５上に印刷済用紙の印刷面が下を向いた状態で載置する。
【００２９】
なお、図２において、収納部３４は、補給用の各色のトナーが収納されており、収納部３４の各色のトナーは、図示しない粉体ポンプにより、作像ユニット３２ｂｃ、３２ｂｍ、３２ｂｙ、３２ｂｂの対応する色の現像部に搬送される。また、本実施例のカラーデジタル複合装置１は、いわゆるタンデム形式である４個の作像ユニット３２ｂｃ、３２ｂｍ、３２ｂｙ、３２ｂｂの各感光体上に画像を形成しながら、第１転写ベルト３２ａと第２転写ベルト３６ａを移動させ、作像を行うので、作像時間を短縮することができる。
【００３０】
そして、カラーデジタル複合装置１は、その電源部（電源装置）６０が、図３に示すようにブロック構成されており、主電源スイッチ（ＳＷ）６１、主電源部６２、補助電源部６３、入出力制御部６４、電流指示器６５、定着加熱部６６、温度検出部６７、５Ｖ系負荷６８及び２４Ｖ系負荷６９等を備えている。
【００３１】
主電源スイッチ６１には、１００Ｖの商用交流電源（商用ＡＣ電源）７０が、電源コードを介して供給され、主電源スイッチ６１は、オンされることで、商用ＡＣ電源７０から主電源部６２と補助電源部６３に外部電力が供給される。
【００３２】
主電源部（主電源手段）６２は、定着電源部１０１と定電圧電源部１０２を備えており、定電圧電源部１０２は、ＡＣ／ＤＣコンバータであって、ブリッジ整流器１１１、２４Ｖ系負荷６９用の絶縁型スイッチング回路１１２ａ、整流平滑回路１１３ａ、絶縁型誤差増幅器１１４ａ、ＰＷＭ（Pulse Wide Modulation：パルス幅変調）コントローラ１１５ａと５Ｖ系負荷６８用の絶縁型スイッチング回路１１２ｂ、整流平滑回路１１３ｂ、絶縁型誤差増幅器１１４ｂ、ＰＷＭコントローラ１１５ｂ及び２４Ｖ系負荷６９の負荷電流を検出する負荷電流検出部１１６を備えている。
【００３３】
定着電源部（変動負荷用電源手段）１０１は、ＡＣ制御回路であり、入出力制御部６４から与えられる電力指示信号で指定される電力範囲内で、温度検出部６７の検出する検出温度信号を使用して、定着部３３の温度を定着温度に制御するように定着加熱部６６への供給電力をフィードバック制御する。
【００３４】
定電圧電源部１０２は、ブリッジ整流器１１１及び５Ｖ系負荷６８用の絶縁型スイッチング回路１１２ａ及び整流平滑回路１１３ａにより商用ＡＣ電源７０をＤＣ（直流)定電圧に変換して５Ｖ系負荷６８に供給するとともに、整流平滑回路１１３ａから５Ｖ系負荷６８への直流電圧をＦＢ（フィードバック）信号として、絶縁型誤差増幅器１１４ａを介してＰＷＭコントローラ１１５ａに戻し、ＰＷＭコントローラ１１５ａが、ＦＢ信号に基づいて絶縁型スイッチング回路１１２ａのスイッチング制御を行う。
【００３５】
同様に、定電圧電源１０２は、ブリッジ整流器１１１及び２４Ｖ系負荷６９の絶縁型スイッチング回路１１２ｂ及び整流平滑回路１１３ｂにより商用ＡＣ電源７０をＤＣ（直流)定電圧に変換して、それぞれ２４Ｖ系負荷６９に供給するとともに、整流平滑回路１１３ｂから２４Ｖ系負荷６９への直流電圧をＦＢ（フィードバック）信号として、絶縁型誤差増幅器１１４ｂを介してＰＷＭコントローラ１１５ｂに戻し、ＰＷＭコントローラ１１５ｂが、ＦＢ信号に基づいて絶縁型スイッチング回路１１２ｂのスイッチング制御を行う。
【００３６】
補助電源部（補助電源手段）６３は、キャパシタ充電器１２１、キャパシタ１２２、電圧検出回路１２３及び定電流電源部１２４等を備えており、後述する電流指示器６５からの電流値指示信号に基づいて２４Ｖ系負荷６９への定電流電力を供給する。上記キャパシタ充電器１２１及びキャパシタ１２２は、全体として蓄電手段として機能している。
【００３７】
すなわち、補助電源部６３のキャパシタ充電器１２１には、主電源スイッチ６１を介して商用ＡＣ電源が供給され、キャパシタ充電器１２１は、キャパシタ１２２への充電を行って、電圧検出回路１２３が定電流電源部１２４への電圧を検出する。定電流電源部１２４は、電流指示器６５からの電流値指示信号に応じた電流の定電流の補助電力を、キャパシタ１２２に充電された電荷を利用して生成して、負荷電流検出器１１６を介して２４Ｖ系負荷６９に供給する。なお、補助電源部６３のキャパシタ１２２は、所定の大容量キャパシタであれば、種々の方式のコンデンサを用いることができるが、本実施例では、短時間で充放電が可能で、長寿命である電気二重層コンデンサが用いられている。また、本実施例の補助電源部６３は、キャパシタ１２２として、電気二重層コンデンサを用いたことで、電気二重層コンデンサの特徴として、放電するに従って端子電圧（キャパシタ電圧）が低くなってしまうため、定電流電源部１２４をキャパシタ１２２の後流側に配置して、キャパシタ電圧が変動しても、所用電流値を出力できる回路構成となっている。また、負荷電流検出器１１６は、電流検出用に、数ｍΩの抵抗Ｒ１（図５参照）を用いているため、電圧検出信号（フィードバック信号）取り込み部の後部に負荷電流検出器１１６の電流センサである抵抗Ｒ１を設けた場合には、負荷印加電圧が、この負荷電流値の増減による電流検出用の抵抗Ｒにおける電圧降下の増減により、変動する。例えば、負荷電流検出器１１６の電流検出用の抵抗Ｒ１として、１０ｍΩの抵抗を接続し、負荷が５Ａから１５Ａに変化すると、０．１Ｖ（１０ｍΩ×（１５Ａ−５Ａ））の負荷印加電圧が変動することになる。さらに、仮に主電源部６２の外部に負荷電流検出器１１６の電流検出抵抗Ｒ１を付加した場合、配線抵抗の影響により、上記以上の負荷印加電圧変動が発生することとなる。
【００３８】
そこで、電流検出抵抗付加によるＤＣ負荷印加電圧の変動を防止するため、本実施例のカラーデジタル複合装置１は、負荷電流検出器１１６の抵抗Ｒ１を通過した後の電圧を、絶縁型誤差増幅器１１４ａ及びＰＷＭコントローラ１１５ａによってフィードバックして、フィードバック電圧が目標値に合致するように定電圧制御、すなわち、フィードバック制御する構成としている。
【００３９】
そして、補助電源部６３は、定着加熱部６６への供給電力量の増加分を、商用ＡＣ電源７０を消費する定電圧電源部１０２から２４Ｖ負荷６９への給電電力量から削減して、その削減分を補助電源部６３から２４∨負荷６９への給電で補っている。そこで、本実施例のカラーデジタル複合装置１は、定着加熱部６６への供給電力量の増大分（例えば、３００Ｗ）を考慮して、５Ｖ系負荷６８（例えば、１００Ｗ）よりも消費電力量が大きい２４Ｖ系負荷６９（例えば、５００Ｗ）に補助電源部６３から給電する。なお、定着加熱部６６への供給電力量の増加分が小さい場合や５Ｖ系負荷６８の消費電力量が大きい場合には、５Ｖ系負荷６８に補助電源部６３から給電させる構成としてもよい。
【００４０】
上記入出力制御部（制御手段）６４は、図４に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）１３１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１３２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３３、不揮発性ＲＡＭ１３４及びＩ／Ｏ制御部１３５等を備えており、各部は、データバスと制御バス（アドレスバス）で接続されている。
【００４１】
Ｉ／Ｏ制御部１３５には、電流指示器６５、補助電源部６３、主電源部６２、各種センサ部６０ｓ及び負荷６８、６９等が接続されており、Ｉ／Ｏ制御部１３５は、カラーデジタル複合装置１の各センサ６０ｓによる検出信号の読み込み及び２４Ｖ系負荷６９の個々の駆動を制御する。
【００４２】
ＲＯＭ１３２には、エンジン制御プログラムや本発明の電力制御プログラム等の各種プログラム及び必要なデータが格納されており、ＣＰＵ１３１は、エンジン制御からの制御命令及びＲＯＭ１３２に格納されているプログラムや不揮発性ＲＡＭ１３５に格納されたプログラムやデータに従って、ＲＡＭ１３３をワークメモリとして使用して、各負荷６８、６９に対する入出力制御及び電源部６２、６３の制御を行う。不揮発性ＲＡＭ１３４は、は、各負荷６８、６９の動作状態、各動作モードにおける消費電力データを格納した消費電力テーブル、各動作モードにおける印刷処理に要する時間データの登録される印刷処理時間テーブル等を記憶する。
【００４３】
入出力制御部６４は、エンジン制御の画像読み込み、印刷、複写等のプロセス制御、シーケンス制御に伴う指示に従って、センサ６０ｓ及び負荷６８、６９への入出力制御及び電源制御を行い、各動作モードに応じてシーケンシャルに各負荷６８、６９を動作させる。
【００４４】
また、入出力制御部６４は、キャパシタ１２２の充放電の制御も行い、カラーデジタル複合装置１の立ち上げ時及び立ち上げ後の所定時間までの期間において、キャパシタ１２２に蓄電された電力から２４Ｖ系負荷６９に給電する。このとき、入出力制御部６４は、商用ＡＣ電源７０からの供給電力に対して生じる余裕分を利用して、定着加熱部６６への供給電力量を増大する。
【００４５】
そして、上記主電源部６２の定電圧電源部１０２及び補助電源部６３は、その主要回路が、図５に示すように回路構成されている。
【００４６】
図５においては、主電源部６２については、２４Ｖ負荷６９に接続されている定電圧電源部１０２の負荷電流検出器１１６は、その負荷電流検出抵抗Ｒ１が主電源部６２の定電圧電源部１０２の一部として、主電源部６２と同一基板上に搭載されており、負荷電流検出抵抗Ｒ１の両端電圧を、定電圧電源部１０２（主電源部６２）とは別の基板に設けた負荷電流検出器１１６との基板間のインターフェイス信号として、負荷電流検出器１１６の差動増幅器ＯＰ１及び差動増幅器ＯＰ１に付随する抵抗（符号省略）等、コネクタ及びハーネスで接続されている。このように構成すると、定電圧電源部１０２の定電圧フィードバックループの延長（引き延ばし）による定電圧電源部１０２の電源の出力精度が劣化することを抑制することができ、定電圧電源部１０２をリモートセンシング対応とすることなく、電源の出力精度を維持して、定電圧電源部１０２のコストが増大するのを抑制することができる。また、補助電源部６３側の機構、すなわち、補助電源部６３、電流指示器６５、負荷電流検出器１１６の組合せをオプション化する場合、補助電源機構を搭載しないときには、主電源部６２を変更することなく、補助電源部６３、電流指示器６５、負荷電流検出器１１６の差動増幅器ＯＰ１及びそれに付随する抵抗を、容易に主電源部６２から取り外すことができ、主電源部６２のコストを、負荷電流検出抵抗Ｒ１の付加分が増加するだけで、補助電源部６３等の補助電源機構を接続可能とした主電源部６２を安価に構築することができる。この場合、たとえ、補助電源機構を装備しない場合であっても、主電源部６２を、負荷電流検出抵抗Ｒ１を装備するものとしたときには、補助電源機構の接続されていない主電源部６２において負荷電流検出抵抗Ｒ１による電力消費が発生する。例えば、１０ｍΩの抵抗を接続し、動作時の負荷が１５Ａの場合には、２．２５Ｗが消費電力量となる。この負荷電流検出抵抗Ｒ１による消費電力量は、待機時等の軽負荷時には、さらに小さな値となるが、この負荷電流検出抵抗Ｒ１による消費電力をなくすためには、負荷電流検出抵抗Ｒ１を非実装として、代わりにジャンパー線を接続する構成としてもよい。このようにすると、軽度の変更で、主電源部６２の構成が複雑化させることなく、負荷電流検出抵抗Ｒ１による消費電力をなくすことができるとともに、補助電源部６３を搭載していないときの主電源部６２のコストを更に低減することができる。
【００４７】
なお、他に、差動増幅器ＯＰ１及びそれに付随する抵抗等を含む負荷電流検出器１１６の全体を、主電源部６２の定電圧電源部１０２の一部として同一基板上に搭載し、差動増幅器ＯＰ１の出力する負荷電流信号を基板間のインターフェイス信号として、主電源部６２の定電圧電源部１０２とは別の基板に設けた電流指示器６５と、コネクタ及びハーネス等で接続するようにしてもよい。このようにすると、上述の構成と比較して、主電源部６２としては、差動増幅器ＯＰ１及びそれに付随する抵抗分、主電源部６２のコストは増大するが、ほぼ同一の効果を得ることができ、また、増幅された信号の受け渡しによりノイズ耐量を向上させて、電流検出機能の安定性を向上させることができる。
【００４８】
定電圧電源部１０２は、絶縁型誤差増幅器１１４ａが、主電源部６２の定電圧電源部１０２は、分圧抵抗Ｒ２、Ｒ３、シャントレギュレータＳＲ及びフォトカプラＰＣ等を備え、負荷電流検出器１１６の負荷電流検出抵抗Ｒ１の後段（ＤＣ２４Ｖ系負荷６９側）の電圧を、分圧抵抗Ｒ２、Ｒ３により分圧して電圧検出信号としてシャントレギュレータＳＲに入力する。絶縁型誤差増幅器１１４ａは、シャントレギュレータＳＲによって、電圧検出信号を、基準電圧と比較／増幅し、フォトカプラＰＣにより絶縁して、ＰＷＭコントローラ１１５ａに、定電圧制御のためのフィードバック信号（ＦＢ）として出力する。ＰＷＭコントローラ１１５ａは、絶縁型スイッチング１１２ａの一次側電流をＰＷＭ制御して、２４Ｖ系負荷６９に供給する直前の電流検出抵抗Ｒ１と２４Ｖ系負荷６９のと間の給電ラインの電圧、すなわち、負荷印加電圧を定電圧制御する。
【００４９】
補助電源部６３の定電流電源部１２４は、昇圧レギュレータ１４０と出力電流コントローラ１５０を備えている。昇圧レギュレータ１４０は、ＰＷＭコントローラ１４１、半導体スイッチＴｓ、リアクトルＲｔ、ダイオードＤ及びキャパシタＣ等を備えており、出力電流コントローラ１５０は、電流検出抵抗Ｒ２、差動増幅器ＯＰ２、差動増幅器ＯＰ３及びバイアス回路Ｋ１、Ｋ２等を備えている。
【００５０】
本実施例の補助電源部６３は、キャパシタ１２２として、上述のように、電気二重層キャパシタを用いているが、電気二重層キャパシタは耐圧が低く、使用上の充電上限電圧が２．５Ｖであることから、高い電圧を得るためには、多数のキャパシタを直列に接続する必要がある。ところが、小容量のキャパシタを多数直列に接続するよりも、大容量のキャパシタを少数使用する方が、同じ容量を低コストで得ることができる。そこで、本実施例の補助電源部６３は、キャパシタ１２２として、９個以下の電気二重層キャパシタを直列接続したものを用い、２４∨に対して不足分を定電流電源部１２４に昇圧レギュレータ１４０を設けることで補っている。すなわち、電気二重層キャパシタを９個用いた場合、充電上限電圧は２２．５Ｖ以下になるため、昇圧レギュレータ１４０によって１．５∨昇圧して、２４∨として、２４∨系負荷６９に定電流供給する。
【００５１】
昇圧レギュレータ１４０は、ＰＷＭコントローラ１４１の出力ＰＷＭパルスによって半導体スイッチＴｓをオン／オフ制御し、リアクトルＲｔの蓄電電力を昇圧してダイオードＤを介してキャパシタＣを高圧充電する。すなわち、半導体スイッチＴｓがオン（導通）すると、キャパシタ１２２からリアクトルＲｔ及び半導体スイッチＴｓに電流が流れ、リアクトルＲｔが蓄電して、半導体スイッチＴｓがオフ（非導通）に転換したときに、リアクトルＲｔの蓄電電力が高圧となって、ダイオードＤを通してキャパシタＣを高圧充電する。昇圧レギュレータ１４０は、この半導体スイッチＴｓのＰＷＭパルス周期のオン／オフの繰り返しにより、キャパシタＣの電圧を上昇させて、電流検出抵抗Ｒ２及び負荷電流検出器１１６の電流検出抵抗Ｒ１を通して、２４Ｖ系負荷６９に給電する。
【００５２】
負荷電流検出器（電流検出手段）１１６は、この電流検出抵抗Ｒ１の両端の電位差を差動増幅器ＯＰ１で増幅して、２４Ｖ系負荷６９への負荷電流値に比例する負荷電流信号（アナログ電圧）を発生し、電流指示器６５に負荷電流検出値として出力する。
【００５３】
電流指示器（電流指示手段）６５は、Ｄ／ＡコンバータＣＴ及び作動増幅器ＯＰ４等を備えている。電流指示器６５は、入出力制御部６４から入力される出力電流上限値（上限電流値）をＤ／ＡコンバータＣＴで上限指示信号（電圧）にアナログ変換し、差動増幅器ＯＰ４で、「負荷電流検出値−出力電流上限値」を演算して、演算結果を表す差分電圧を、定電流電源部１２４に、電流値指示信号（電流指示値）として出力する。
【００５４】
すなわち、電流指示器６５は、２４Ｖ系負荷６９に対する負荷電流検出器１１６から入力される負荷電流検出値から、入出力制御部６４から入力される定電圧電源部１０２の出力電流上限値を差し引いた差分値を、負荷電源部６３の定電流電源部１２４が負担すべき目標電流値として、目標電流値の電流出力を定電流電源部１２４に電流指示値（目標電流値）として指示する。
【００５５】
定電流電源部１２４は、差動増幅器ＯＰ２が、電流検出抵抗Ｒ２の両端の電位差を増幅して、出力電流値に比例する出力電流信号を生成し、差動増幅器ＯＰ３に出力する。差動増幅器ＯＰ３は、差動増幅器ＯＰ２から入力される出力電流信号の示す出力電流値と電流指示器６５から入力される目標電流値（電流指示値）との差分を増幅し、さらに、バイアス回路Ｋ２が与える電圧分を加算して、ＰＷＭコントローラ１４１に、ＰＷＭパルスのデューティ指示信号として出力する。
【００５６】
ＰＷＭコントローラ１４１は、差動増幅器ＯＰ３から入力されるデューティ指示信号で指定されるデューティにＰＷＭパルスのデューティを決定して、半導体スイッチＴｓを該ＰＷＭパルスデューティでオン／オフ駆動する。すなわち、定電流電源部１２４は、電流指示器６５の出力する目標電流値（電流指示値）が高くなって差動増幅器ＯＰ３の出力電圧が上昇すると、ＰＷＭパルスのデューティを高くし、昇圧レギュレータ１４０の出力電流値を大きくする。定電流電源部１２４は、昇圧レギュレータ１４０の出力電流値が大きくなると、電流検出抵抗Ｒ２の電圧降下が大きくなって、電流検出抵抗Ｒ２が検出して差動増幅器ＯＰ２が出力する出力電流検出信号の出力電流値が上昇し、差動増幅器ＯＰ３の出力電圧が低下して、さらに、ＰＷＭパルスのデューティが低くなって、昇圧レギュレータ１４０の出力電流値が低下するという制御を繰り返し行う。
【００５７】
次に、本実施例の作用について説明する。本実施例のカラーデジタル複合装置１は、補助電源部６３からの出力電流が大きい場合に、該補助電源部６３の出力停止が発生しても、負荷６８、６９に対する電圧変動を安定させる。すなわち、カラーデジタル複合装置１は、外部の商用ＡＣ電源７０から供給される電力を入力源に用いた定電圧出力の主電源部６２とキャパシタ１２２を利用した補助電源部６３とから負荷６８、６９へ電力を供給するが、補助電源部６３の出力を停止させて、主電源部６２のみから電力供給するように切り替える際に、電圧変動を抑制するために、補助電源部６３の出力電流を、所定の収束時間をかけて、０Ａに収束させる。
【００５８】
カラーデジタル複合装置１は、入出力制御部６４のＣＰＵ１３１は、主電源スイッチ６１が開から閉（ＯＮ）にされたり、カラーデジタル複合装置１が省エネモード（省電力モード）から待機モードに復帰して、主電源部６２の定電圧電源部１０２が＋５Ｖの出力を開始し、＋５Ｖ（動作電圧）が入出力制御部６４のＣＰＵ１３１に加わって、ＣＰＵ１３１が電源オンリセットパルスに応答して入出力制御部６４の初期化が完了すると、入出力制御部６４は、図９に示す給電制御を実行する。
【００５９】
すなわち、入出力制御部６４は、初期化が完了すると、図９に示すように、補助電源部６３の電圧検出回路１２３により充電電圧を検出して、キャパシタ１２２に蓄電されている充電電力量が、給電が可能なレベルであるか判定し（ステップＳ１０１）、給電可能な充電量であると、補助電源部６３からの給電が可能であることを示す給電可能フラグをＯＮに設定して（ステップＳ１０２）、温度検出部６７による定着加熱部６６の温度の検知を含めた定着部３３の状態が補助電源部６３からの給電を併用する定着リロード動作が必要であるか判断する（ステップＳ１０３）。なお、定着加熱部６６の定着温度をプリントが可能な温度に立ち上げることを定着リロードという。
【００６０】
ステップＳ１０１で、補助電源部６３のキャパシタ１２２が給電可能なレベルでないときには、入出力制御部６４は、給電可能フラグをＯＮにすることなく、定着リロード動作が必要か判断する（ステップＳ１０３）。
【００６１】
ステップＳ１０３で、主電源スイッチ６１が投入された直後、または、省エネモードからの復帰時であって、補助電源部６３からの給電を併用する定着リロード動作を実行する必要があると判断すると、入出力制御部６４は、給電可能フラグがＯＮであるか、すなわち、補助電源部６３からの給電が可能な状態であるかを確認し（ステップＳ１０４）、給電可能フラグがＯＮであると、補助電源部６３による給電を開始する（ステップＳ１０５）。
【００６２】
入出力制御部６４は、定着電源部１０１への定着電力指示によって定着加熱部６６への最大供給電力を増加させ（ステップＳ１０６）、定着リロード動作を開始する（ステップＳ１０７）。
【００６３】
ステップＳ１０４で、給電可能フラグがＯＦＦであると、入出力制御部６４は、定着電力を、通常（補助電源部６３からの給電がない状態）の定着リロード時の値（通常リロード時）に設定し（ステップＳ１０８）、定着リロード動作を開始する（ステップＳ１０７）。
【００６４】
入出力制御部６４は、定着リロード動作を開始すると、定着電源部１０１からの通知により、または、温度検出部６７の検出温度を取り込んで定着温度を確認することにより、定着リロードが完了したか判断し（ステップＳ１０９）、定着リロードが完了していないときには、定着リロードを継続する。
【００６５】
ステップＳ１０９で、定着リロードが完了すると、入出力制御部６４は、給電可能フラグを確認し（ステップＳ１１０）、給電可能フラグがＯＮであると、図７に示すように、定着供給電力を補助電源部６３からの補助電力供給も利用したプリント動作時電力（後述する図８のＰｂ）に変更するように指示する定着電力指示信号を主電源部６２の定着電源部１０１に出力する（ステップＳ１１１）。次に、入出力制御部６４は、定電圧電源部１０２の上限電流設定値を、動作時設定値（図８のＰｂ）に変更制御する（ステップＳ１１２）。
【００６６】
その後、入出力制御部６４は、タイマを起動させて（ステップＳ１１３）、所定の時間が経過するのを待つ（ステップＳ１１４）。入出力制御部６４は、所定時間経過すると、定着供給電力を通常プリント時の電力（図８のＰｂａ）に変更し（ステップＳ１１５）、出力電流上限値（上限電流設定値）を大きな値（図８のＰｂａ）に変更することで（ステップＳ１１６）、補助電源部６３からの給電を停止する（ステップＳ１７）。ことき、入出力制御部６４は、ステップＳ１１２の場合と同様に、後述する図１０示すように、定電圧電源部１０２の出力電流の上限値を規制する出力電流上限値（上限電流設定値）を、例えば、段階的、または、直線的に、増加させて電流指示器６５に出力して、定電流電源部１２４の出力電流を、所定の収束時間をかけて、段階的、または、直線的に、０Ａに収束させる制御を行う。
【００６７】
入出力制御部６４は、補助電源部６３からの給電停止が完了すると、給電可能フラグをＯＦＦに戻して、補助電源部６３の給電制御を終了する（ステップＳ１１８）。
【００６８】
また、入出力制御部６４は、図６の上記ステップＳ１０３で、温度検出部６７の検出した定着加熱部６６の温度が所定の温度以上であり、定着リロードを行う必要がないと判断した場合や、定着リロード完了後に、ステップＳ１０２の給電可能フラグがＯＦＦであった場合には、定着リロード動作が必要でないと判断して、給電可能フラグをＯＦＦにセットし（ステップＳ１１９）、図７に示すように、定着供給電力を通常プリント動作時の電力に変更して、給電制御処理を終了する（ステップＳ１２０）。
【００６９】
そして、カラーデジタル複合装置１は、上述のように、補助電源部６３を用いて２４Ｖ系負荷６９に給電するのは、定着加熱部６６への供給電力量の増加を、商用ＡＣ電源７０を消費する主電源部６２から２４Ｖ系負荷６９への給電電力量を節減して、その節減分を補助電源部６３から２４Ｖ系負荷６９へ給電して補うためである。
【００７０】
そこで、本実施例のカラーデジタル複合装置１は、定着加熱部６６への供給電力量が増加したとき、例えば、３００Ｗ増大したとき、５Ｖ系負荷６８（例えば、１００Ｗ）よりも消費電力量が大きい２４Ｖ系負荷６９（例えば、５００Ｗ）に補助電源部６３から給電する。
【００７１】
負荷電流検出器１１６は、整流平滑回路１１３ｂから２４Ｖ系負荷６９へ供給される負荷電流と補助電源部６３の定電流電源部１２４から２４Ｖ系負荷６９に供給される負荷電流の和である２４Ｖ系負荷電流値を検出して、電流指示器６５に出力する。
【００７２】
電流指示器６５には、入出力制御部６４から、定電圧電源部１０２の出力電流上限値を指定する出力上限電流値が入力され、電流指示器６５は、負荷電流検出器１１６の検出した２４Ｖ系負荷電流値（整流平滑回路１１３ｂと定電流電源部１２４の出力する電流値の合計）から入出力制御部６４から入力される出力上限電流値を減算した値（＝定電流電源部１２４の出力電流指示値）を示す電流値指示信号（制御信号）を定電流電源部１２４に出力する。
【００７３】
定電流電源部１２４は、該電流値指示信号が指示する電流値を目標値とする定電流制御によって、キャパシタ１２２の電力を２４Ｖ系負荷ライン（整流平滑回路１１３ｂの出力ライン）に定電流給電する。
【００７４】
そして、カラーデジタル複合装置１における入出力制御部６４から定着電源部１０１への定着電力指示値、２４Ｖ系負荷６９に流れる２４∨系負荷電流、定電圧電源部１０２の供給電流、定電流電源部１２４の供給電流及びカラーデジタル複合装置１へ入力される商用ＡＣ電源７０の供給電力（ＡＣライン供給電力）の遷移は、図８のように示すことができる。図８において、主電源スイッチ６１がオンされた直後の定着温度を目標温度に立ち上げる定着リロード期間Ｔ１では、カラーデジタル複合装置１に要求される立ち上げ時間を満足させるために、図８にＰＡで示すように、通常時よりも多大な電力（例えば、１３００Ｗ）を定着加熱部６６に供給し、定着加熱部６６をプリントが可能な温度まで速やかに立ち上げる。このとき、カラーデジタル複合装置１は、２４Ｖ系負荷６９に対して、定電圧電源部１０２及び補助電源部６３の定電流電源部１２４の両方から同時に電力を供給して定電圧電源部１０２における商用ＡＣ電源７０の電力消費を低減し、定着電源部１０１に対する商用ＡＣ電源７０の電力割り当てを大きくして、定着加熱部６６への定着加熱電力を大きくすることで、立ち上げ時間を短縮する。
【００７５】
また、入出力制御部６４は、このとき、電流指示器６５への出力電流上限値を、商用ＡＣ電源７０から供給可能な電力（ＡＣライン供給可能電力）から、定着電源部１０１に割り当てた電力と、５Ｖ系負荷に供給する電力とを、差し引いた電力（図８のＰａ）となるような電流指示値とする。
【００７６】
さらに、定着加熱部６６は、プリントが可能な温度に定着加熱部６６の温度が一度定着可能温度まで上昇すると、温度維持のためには、定着電源部１０１からの供給電力が定着リロード時よりも少なくてよいが、定着リロード終了後のプリント開始時Ｔ２においては、通紙による定着温度の落ち込みが大きいため、温度が安定するまでの期間、通常プリント時よりも定着加熱部６６への電力を増加する必要がある。
【００７７】
また、プリント動作時は、モータ等の起動により２４Ｖ系負荷６９の電力消費が増加して、定着電源部１０１からの供給電力を含めた総電力が商用ＡＣ電源７０の供給可能な電力を越えてしまうことがある。そこで、カラーデジタル複合装置１は、定着電源部１０１の電力配分を、プリント動作時においては、定着リロード時よりは小さく、通常プリント時（図８のＰＢａ：９００Ｗ）よりは大きい値（（図８のＰＢ：１２００Ｗ）とし、定着リロード時からの差分を定電圧電源部１０２に加算して、２４Ｖ系負荷６９への供給可能電力を上げる（図８のＰｂ）。
【００７８】
すなわち、入出力制御部６４が電流指示器６４に出力する出力電流上限値を、定着リロード時より大きな値に設定変更して、ＡＣ電力消費を商用ＡＣ電源７０の供給可能最大電力以下に抑え、補助電源部６３の定電流電源部１２４が、ＡＣ電力消費を上限値近くで抑えるための定電圧電源部１０２の出力電流値では不足する不足分の負荷電流を、２４Ｖ系負荷６９に給電する。
【００７９】
ところが、補助電源部６３のキャパシタ１２２の蓄電電力には限界があって、連続供給することができないため、入出力制御部６４は、定着温度が安定するまでの所定の時間が経過すると、２４Ｖ系負荷６９への給電を、主電源部６２の定電圧電源部１０２のみが行うように、電流指示器６５への出力電流上限値（上限電流設定値）を大きな値（図８のＰＢａ）に設定し、補助電源部６３の定電流電源部１２４から２４∨系負荷６９への給電を停止する。
【００８０】
このとき、定着加熱部６６への供給電力は、通常プリント時の供給電力に変更する（図８のＰＢａ）。
【００８１】
この補助電源部６３からの電力供給停止タイミングである、定着温度が安定するまでの期間は、時間やプリント実行枚数として規定し、その値は、固定値としてもよいが、プリント用紙サイズ、室温等をパラメータとした可変値とすると、動作モードに応じて変化する定着温度安定時間に対応して補助電源部６３からの電力供給時間を設定することができ、補助電源部６３の電力を有効利用することができる。
【００８２】
そして、２４∨系負荷６９の消費電流、定電圧電源部１０２と定電流電源部１２４からの負荷への供給出力電流の状態遷移及びこのときの定電圧電源部１０２の出力電圧は、図９のように示される。図９において、例えば、２４∨系負荷６９の消費電流値が１５Ａで、この１５Ａのうち、１０Ａを定電流電源部１２４が電流供給していた場合、定電圧電源部１０２からは、５Ａの出力電流が２４∨系負荷６９に供給されていることになる。
【００８３】
この状態で、供給電力切り替わり点ＣＰ１や供給電力切り替わり点ＣＰ２のように、定電流電源部１２４からの電流供給が急激に０Ａになるように出力電流上限値が切り替わると、いままで定電流電源部１２４が出力していた１０Ａを定電圧電源部１０２から供給するようになるため、定電圧電源部１０２の出力電流が５Ａから１５Ａに急激に増加することとなる。この定電圧電源部１０２の出力電流の急激な変動により、定電圧電源部１０２の出力電圧が落ち込んで、負荷印加電圧に対して電圧変動が発生し、電力供給先のモータの動作が不安定化、モータの停止、回転むら等が発生して、カラーデジタル複合装置１の形成する画像に異常画像、例えば、色ずれ等が発生する。
【００８４】
そこで、本実施例のカラーデジタル複合装置１は、負荷６８、６９への供給電力切り替わり時点における定電流電源部１２４の出力電流の制御を、図１０に示すように、処理している。
【００８５】
すなわち、供給電力切り替わり点において、上述のように、入出力制御部６４が出力電流上限値を変更制御するが、このとき、定電流電源部１２４の出力電流が急に０Ａとならないように出力電流を徐々に収束させるように出力電流上限値を変更制御する。
【００８６】
例えば、図１０（ａ）では、入出力制御部６４は、定電流電源部１２４の出力電流（定電流電源供給電流）が段階的に低下するように、電流指示器６５への出力電流上限値を段階的に増加させる制御を行っている。このとき、例えば、入出力制御部６４は、出力電流上限値を、等間隔に増加させるように制御してもよいし、ランダムな間隔で出力電流上限値を増加させるように制御してもよい。
【００８７】
また、図１０（ｂ）では、入出力制御部６４は、定電流電源部１２４の出力電流を直線的に低下するように、電流指示器６５への出力電流上限値を直線的に増加させる制御を行っている。
【００８８】
なお、入出力制御部６４による電流指示器６５への出力電流上限値の変更制御は、上記図１０に示したような方法に限るものではなく、定電流電源部１２４の出力電流が徐々に０Ａに収束するような制御であれば、適宜の方法を用いることができる。
【００８９】
このように、本実施例のカラーデジタル複合装置１は、外部電源である商用ＡＣ電源７０から供給される電力から主電源部６２の定電圧電源部１０２が定電圧電力を生成して５Ｖ負荷６８及び２４∨負荷６９に供給するとともに、商用ＡＣ電源７０からの電力を、補助電源部６３のキャパシタ１２２が蓄電して、この蓄電電力から定電流電源部１２４が生成した定電流電力を２４Ｖ負荷６９に供給し、負荷電流検出器１１６が、２４∨系負荷６９に流れる負荷電流を検出して、入出力制御部６４が、負荷状態に基づいて、定電流電源部１２４の出力電流を制御する電流指示器６５に、該補助電源部６３の定電流電源部１２４から２４∨負荷６９に供給する定電流電力を制限する出力電流上限値を設定するとともに、補助電源部６３の定電流電源部１２４の電力供給を停止または減少させる際には、補助電源部６３の定電流電源部１２４の供給電力を所定の収束時間をかけて０Ａに収束させる方向に該出力電流上限値を制御している。
【００９０】
したがって、立ち上げ時に補助電源部６３からの補助電力によって立ち上げ時間を短縮することができるとともに、補助電源部６３から２４∨負荷６９に供給していた定電流電力を停止または減少させる際に、補助電源部６３からの定電流電力を徐々に収束させ、補助電源部６３からの定電流電力が急になくなることで、定電圧電源部１０２の出力電流が急激に変動して、定電圧電源部１０２の出力電圧が落ち込み、負荷印加電圧に対して電圧変動が発生して、電力供給先のモータの動作が不安定化、モータの停止、回転むら等が発生して、カラーデジタル複合装置１の形成する画像に色ずれ等の異常画像が発生することを防止することができる。
【００９１】
また、本実施例のカラーデジタル複合装置１は、入出力制御部６４が、出力電流上限値を段階的に変化させて補助電源部６３の定電流電源部１２４の供給電力を収束時間で０Ａに収束させている。
【００９２】
したがって、簡単な回路構成で、補助電源部６３の定電流電源部１２４から２４Ｖ系負荷６９への供給電力を段階的に徐々に収束させて０Ａにすることができ、定電圧電源部１０２の出力電圧が落ち込んで、負荷印加電圧に対して電圧変動が発生して、電力供給先のモータの動作が不安定化、モータの停止、回転むら等が発生して、カラーデジタル複合装置１の形成する画像に色ずれ等の異常画像が発生することを安価に防止することができる。
【００９３】
さらに、本実施例のカラーデジタル複合装置１は、入出力制御部６４が、出力電流上限値を直線的に変化させて補助電源部６３の定電流電源部１２４の供給電力を、所定の収束時間をかけて０Ａに収束させている。
【００９４】
したがって、簡単な回路構成で、補助電源部６３の定電流電源部１２４から２４Ｖ系負荷６９への供給電力を直線的に徐々に収束させて０Ａにすることができ、定電圧電源部１０２の出力電圧が落ち込んで、負荷印加電圧に対して電圧変動が発生して、電力供給先のモータの動作が不安定化、モータの停止、回転むら等が発生して、カラーデジタル複合装置１の形成する画像に色ずれ等の異常画像が発生することを安価に防止することができる。
【００９５】
また、本実施例のカラーデジタル複合装置１は、補助電源部６３のキャパシタ１２２として、電気二重層キャパシタを用いている。
【００９６】
したがって、安価に大容量の電力を蓄電して、補助電源部６３とすることができ、コストを低減することができる。
【００９７】
さらに、本実施例のカラーデジタル複合装置１は、主電源部６２が、その動作状態によって消費電力が大きく変動する変動負荷（定着加熱部６６）に供給する変動電力である定着電力を商用ＡＣ電源７０から供給される電力から生成して供給する定着電源部（変動負荷用電源手段）１０１を備えており、入出力制御部６４は、定着加熱部（変動負荷）６６の状態をも負荷の状態に加えて電流指示器６５への出力電流上限値を制御している。
【００９８】
したがって、定着加熱部６６の温度を速やかに定着温度に上昇させることができるとともに、補助電源部3の定電流電源部１２４からの電力供給を停止する際に、２４Ｖ系負荷６９への供給電力を直線的に徐々に収束させて０Ａにすることができ、定電圧電源部１０２の出力電圧が落ち込んで、負荷印加電圧に対して電圧変動が発生して、電力供給先のモータの動作が不安定化、モータの停止、回転むら等が発生して、カラーデジタル複合装置１の形成する画像に色ずれ等の異常画像が発生することを安価に防止することができる。
【００９９】
また、本実施例のカラーデジタル複合装置１は、補助電源部６３のキャパシタ１２２として、電気二重層キャパシタを用いている。
【０１００】
以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例で説明したものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、主電源部の他に補助電源部を用いた電源装置及びこので現装置を備えた複写装置、プリンタ装置、複合装置等の画像形成装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１ カラーデジタル複合装置
２ 給紙ユニット
３ プリンタユニット
４ スキャナユニット
５ ＡＤＦ
６ 操作表示部
７ 制御部
１０ ＰＢＸ
１１ 外部装置
２１、２２ 給紙トレイ
２３ 搬送部
３１ レーザ露光部
３２ 画像形成部
３２ａ 第１転写ベルト
３２ｂｃ、３２ｂｍ、３２ｂｙ、３２ｂｂ 作像ユニット
３２ｃ、３２ｄ 支持ローラ
３２ｅ テンションローラ
３２ｆ 転写体クリーニング部
３３ 定着部
３４ 収納部
３５ 排紙トレイ
３６ ２次転写部
３６ａ 第２転写ベルト
３６ｂ ２次転写ローラ
６１ 主電源スイッチ（ＳＷ）
６２ 主電源部
６３ 補助電源部
６４ 入出力制御部
６５ 電流指示器
６６ 定着加熱部
６７ 温度検出部
６８ ５Ｖ系負荷
６９ ２４Ｖ系負荷
７０ 商用ＡＣ電源
１０１ 定着電源部
１０２ 定電圧電源部
１１１ ブリッジ整流器
１１２ａ 絶縁型スイッチング回路
１１３ａ 整流平滑回路
１１４ａ 絶縁型誤差増幅器
１１５ａ ＰＷＭコントローラ
１１２ｂ 絶縁型スイッチング回路
１１３ｂ 整流平滑回路
１１４ｂ 絶縁型誤差増幅器
１１５ｂ ＰＷＭコントローラ
１１６ 負荷電流検出部
１２１ キャパシタ充電器
１２２ キャパシタ
１２３ 電圧検出回路
１２４ 定電流電源部
１３１ ＣＰＵ
１３２ ＲＯＭ
１３３ ＲＡＭ
１３４ 不揮発性ＲＡＭ
１３５ Ｉ／Ｏ制御部
１４０ 昇圧レギュレータ
１５０ 出力電流コントローラ
１４１ ＰＷＭコントローラ
Ｔｓ 半導体スイッチ
Ｒｔ リアクトル
Ｄ ダイオード
Ｃ キャパシタ
Ｒ２ 電流検出抵抗
ＯＰ２、ＯＰ３ 差動増幅器
Ｋ１、Ｋ２ バイアス回路
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０３】
【特許文献１】特開２００７−２３６１５９号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置及び画像形成装置に関し、詳細には、主電源部の他に補助電源部を用いた電源装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを利用した画像形成装置は、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能及びファクシミリ機能等を組み合わせた複合装置に代表されるように、多機能化、複雑化するのに伴って、最大消費電力が増大する傾向にあり、また、電子写真プロセスを利用した画像形成装置は、定着部の立ち上がりまでの待ち時間及び画像形成動作中における定着温度低下による動作の一時中断等の画像形成装置自体の要因や操作者の待ち時間を削減するために、定着ヒータへの供給電力を増大させる傾向にある。その結果、画像形成装置が、通常動作時に必要とする通常消費電力量が増大してきているだけでなく、最大必要消費電力量も増大してきている。
【０００３】
このように消費電力量が増大する一方で、商用ＡＣ電源においては、供給可能電力量の上限が決まっているため、画像形成装置においては、商用電源による主電源部に供給される電力量だけでは、最大必要消費電力量をまかなうことができない事態が発生するようになり、従来から、蓄電装置を搭載して該蓄電装置を補助電源部として、主電源からの電力量だけでは不足するときに、該補助電源部から電力供給する技術がある。
【０００４】
そして、従来の補助電源部を利用した電力供給技術は、補助電源部の電力出力回路、すなわち、負荷への給電回路として、主電源部の給電回路と同じ定電圧電源回路としており、定電圧電源回路を用いると、切り替え回路で、定電圧電源回路である主電源の電力出力回路の出力と、同じく定電圧電源回路である補助電源部の出力とを、負荷に切り替え給電する場合に、２つの定電圧電源回路の出力電圧差により、切り替え時に電圧変動が発生する。
【０００５】
この問題に対して、従来、補助電源部の給電回路を定電流電源回路として、主電源部の定電圧電源回路の出力と補助電源部の定電流電源回路の出力とを並列に接続して、主電源部からの電力と補助電源部からの電力の両方を同時に負荷に供給し、一方の電源回路から他方の電源回路への切り替え給電をなくして、切り替わりによる電圧変動を抑え技術が知られている。
【０００６】
このようにすると、例えば、数Ｖ（ボルト）の電圧変動を、１Ｖ未満の電圧変動に抑制することができ、負荷に対する電圧変動を減少することができる。
【０００７】
ところが、補助電源部の給電回路を定電流電源回路とすると、例えば、補助電源部の蓄電電力がなくなった場合や補助電源部から負荷へ電力を供給する必要がなくなった場合には、補助電源部からの電力供給を停止して、負荷への電力供給を、主電源のみから行うようにする。この補助電源部からの電力供給の停止方法に関しては、従来、定着温度に応じて切り替える方法や所定の時間に基づいて切り替える方法等の切り替えタイミングに関しては、知られているが、補助電源部からの供給電力を停止させる方法については、明確になっていない。
【０００８】
このように補助電源部からの電力供給を停止させる場合、補助電源部からの出力電流が大きい状態で切り替えを行うと、主電源の供給電力が、補助電源部の出力電流が大きい分だけ急変するため、負荷に対して電圧変動が生じてしまうという問題があった。
【０００９】
このように負荷に対する電圧変動が発生すると、例えば、負荷であるモータの動作が不安定になったり、一時停止したりして、回転むらが発生し、モータの回転むらによって、形成画像に異常画像、例えば、カラー画像形成装置の場合、色ずれが発生することとなる。
【００１０】
そして、従来、定電圧制御の第一電源（主電源）の出力と、定電流制御の第二電源（補助電源）の出力を、並列に接続し、第一電源からの電力と第二電源からの電力の両方を同時に負荷に供給して、一方から他方へのスイッチ等を用いた給電の切り替わりによる電圧変動を抑制する技術がある（特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記公報記載の従来技術にあっては、主電源部からの電力と補助電源部からの電力を同時に負荷に供給して、電源の切り替わりによる負荷印加電圧の変動を抑制しているが、補助電源部の出力を停止させる際に、補助電源部からの出力電流が大きい状態で切り替えが発生すると、主電源部からの供給電力が、補助電源部からの出力電流が大きい分だけ急増して、負荷に対する電圧変動が発生するという問題が解消されておらず、対応技術が要望されている。
【００１２】
そこで、本発明は、補助電源手段からの出力電流が大きい場合に補助電源手段の供給電力の出力を停止させる場合にも、負荷に対する電圧変動を安定させた状態で補助電源手段からの電力供給を停止させることのできる電源装置及び画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記目的を達成するために、外部から供給される電力から主電源手段が電力を生成して負荷に供給するとともに、該外部からの電力を蓄電する蓄電手段の蓄電電力から補助電源手段が所定電流値を設定電流値とする定電流電力を生成して該負荷に供給し、負荷に流れる負荷電流を検出して、該負荷状態に基づいて、該補助電源手段から該負荷に供給する該定電流電力の該設定電流値を制限する上限電流値を設定するとともに、該補助電源手段の電力供給を停止または減少させる際には、該補助電源手段の供給電力を所定の収束時間をかけて収束させる方向に該上限電流値を制御することを特徴としている。
【００１４】
また、本発明は、前記上限電流を段階的または直線的に変化させて前記補助電源手段の供給電力を前記収束時間で０に収束させることを特徴としてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、補助電源手段からの出力電流が大きい場合に補助電源手段の出力停止が発生しても、補助電源手段からの出力電流を所定の収束時間をかけて収束させるので、負荷に対する電圧変動を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施例を適用したカラーデジタル複合装置の概略構成図。
【図２】プリンタユニットの詳細な構成図。
【図３】カラーデジタル複合装置の電源系統のブロック構成図。
【図４】入出力制御部のブロック構成図。
【図５】主電源部及び補助電源部の主要部の回路構成図。
【図６】給電制御処理を示すフローチャート。
【図７】図６の給電制御処理の続きの処理を示すフローチャート。
【図８】負荷に対する各電源出力電流の遷移を示す図。
【図９】供給電力切り替わり時の給電電流の変化の一例を示す子。
【図１０】供給電力切替制御時の電流変化の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、本発明の好適な実施例であるので、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明によって不当に限定されるものではなく、また、本実施の形態で説明される構成の全てが本発明の必須の構成要件ではない。
【実施例１】
【００１８】
図１〜図１０は、本発明の電源装置及び画像形成装置の一実施例を示す図であり、図１は、本発明の電源装置及び画像形成装置の一実施例を適用したカラーデジタル複合装置１の正面概略構成図である。
【００１９】
図１において、カラーデジタル複合装置１は、下部から、給紙ユニット２、プリンタユニット３、スキャナユニット４及びＡＤＦ（Auto Document Feeder）５が順次積み重ねられた状態で配設されているとともに、操作表示部６及び制御部７（図２参照）等を備えており、カラーデジタル複合装置１には、ＰＢＸ（構内交換機）１０及びパーソナルコンピュータ等のカラーデジタル複合装置１を利用する外部装置１１が接続される。カラーデジタル複合装置１は、操作表示部６の操作等に応じて、上記各ユニット２〜５を利用して、画像読み取り機能、印刷機能（プリンタ機能）、複写機能（コピー機能）、ファクシミリ通信機能等の各機能を実行する。カラーデジタル複合装置１は、ＰＢＸ１０を介して外部ファクシミリ装置との間で通信し、また、外部装置１１との間で通信して、画像データの送受信を行う。
【００２０】
給紙ユニット２は、複数（図１では、２つ）の給紙トレイ２１、２２及び搬送部２３等が設けられており、各給紙トレイ２１、２２には、各種サイズの記録紙（用紙）が、任意の給紙方向で収納される。また、各給紙トレイ２１、２２には、両面白紙の記録紙（未使用記録紙）と片面記録済の記録紙（片面使用済記録紙）がユーザの意図に応じて収納される。
【００２１】
搬送部２３は、レジストローラ２４を備え、各給紙トレイ２１、２２に収納されている記録紙を選択的に、レジストローラ２４に送って，レジストローラ２４で、タイミング調整した後、プリンタユニット３に搬送する。
【００２２】
プリンタユニット３は、４連ドラム方式（タンデム方式）のフルカラープリンタユニットであって、図２に示すように、レーザ露光部３１、画像形成部３２、定着部３３、収納部３４等を備えており、給紙ユニット２の各給紙トレイ２１、２２から搬送部２３により搬送されてきた記録紙の上面に画像形成部３２で画像形成した後、定着部３３で定着して、本体内部に取り付けられている排紙トレイ３５に送り出す。
【００２３】
画像形成部３２は、無端ベルト状の第１転写ベルト３２ａに沿ってＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の作像ユニット３２ｂｃ、３２ｂｍ、３２ｂｙ、３２ｂｂが順次配列されており、第１転写ベルト３２ａは、一対の支持ローラ３２ｃ、３２ｄ及びテンションローラ３２ｅに張り渡されていて、図１に矢印で示す時計方向に回転駆動される。上記作像ユニット３２ｂｃ、３２ｂｍ、３２ｂｙ、３２ｂｂは、一対の支持ローラ３２ｃの間に配設されており、テンションローラ３２ｅには、第１転写ベルト３２ａ上に残留する残留トナーを除去する転写体クリーニング部３２ｆが配設されている。各作像ユニット３２ｂｃ、３２ｂｍ、３２ｂｙ、３２ｂｂは、番号を付与していないが、それぞれ図１に矢印で示す時計方向に回転する感光体の周囲に、感光体を一様に帯電させる帯電ローラ、トナーを供給する現像部、感光体上のトナー像を第１転写ベルト３２ａに順次重ね合わせて転写させる転写ローラ等が配設されており、帯電ローラによって一様に帯電された感光体に、レーザ露光部３１から各色の画像データに基づいて変調したレーザが対応する色の感光体に照射されて静電潜像を形成する。画像形成部３２は、該静電潜像の形成された感光体に現像部から対応する色のトナーを供給して各感光体上に対応する色のトナー画像を形成し、該各トナー画像を転写ローラによって第１転写ベルト３２ａ上に順次重ね合わせてカラートナー画像を形成する。なお、画像形成部３２は、ブラックの作像ユニット３２ｂｂのみを用いて、単色黒のみの画像を形成する場合もある。露光部３１としては、レーザを用いたものに限るものではなく、例えば、ＬＥＤアレイと結像部を備えた露光部であってもよい。
【００２４】
第１転写ベルト３２ａの図１の右側方には、２次転写部３６の第２転写ベルト３６ａが配設されており、２次転写部３６には、第１転写ベルト３２ａ及び第２転写ベルト３６ａを挟んで支持ローラ３２ｄと対向する位置に２次転写ローラ３６ｂが配設されていて、第１転写ベルト３２ａと第２転写ベルト３６ａとの間には、給紙ユニット２から送り出されてきた記録紙が、レジストローラ２４でタイミング調整されて送られてくる。この第１転写ベルト３２ａと第２転写ベルト３６ａとは、予め設定された転写ニップを形成している。なお、第２転写ベルト３６ａは、矢印方向に移動可能に、支持ローラ及び駆動ローラ（符号略）間に支持、張架されていて、第２転写ベルト３６ａの裏側（ループの内側）には、２次転写ローラ３６ｂが配置されており、第２転写ベルト３６ａの外側に、クリーニング部、チャージャ（符号略）等が配備されている。このクリーニング部は、用紙にトナー像を転写した後に、第２転写ベルト３６ａに残留する不要の残留トナーを拭い去る。
【００２５】
画像形成部３２は、第１転写ベルト３２ａ上のカラートナー画像を、２次転写ローラ３６ｂの転写電圧によって、第２転写ベルト３６ａと第２転写ベルト３６ａとの間に搬送されてきた記録紙に転写し、第２転写ベルト３６ａは、トナー画像の転写された記録紙を定着部３３に搬送する。
【００２６】
定着部３３は、トナー画像の転写された記録紙を加熱・加圧して該トナー画像を定着させ、トナー画像定着後の記録紙を排紙トレイ３５に送り出す。
【００２７】
なお、図２のように、定着部３３で定着の完了した用紙をそのまま排紙トレイ３５上に排出すると、両面画像のうち後から用紙に転写される面（頁）、すなわち、第１転写ベルト３２ａから用紙に直接転写される面が下面となって、排紙トレイ３５に載置されるため、画像形成部３２は、両面印刷において、頁揃えをするには、２頁目の画像を先に作成して、第２転写ベルト３６ａにそのトナー像を保持させ、１頁目の画像を第１転写ベルト３２ａから用紙に直接転写する。第１転写ベルト３２ａから直接に用紙に転写される画像は、感光体表面で正像にし、第２転写ベルト３６ａから用紙に転写されるトナー像は、感光体表面で逆像（鏡像）になるよう露光する。カラーデジタル複合装置１は、このような頁揃えのための作像順及び正、逆像（鏡像）に切り替える画像処理を、制御部７上でのメモリに対する画像データの読み書き制御によって行う。
【００２８】
すなわち、カラーデジタル複合装置１は、両面印刷モードと片面印刷モードを備えており、両面印刷モードのときには、上述のように、裏面（２頁）の画像を第２転写ベルト３６ａに転写した後、第１転写ベルト３２ａに表面（１頁）の画像を転写して、これらの第１転写ベルト３２ａのトナー画像と第２転写ベルト３６ａのトナー画像をレジストローラ２４から送られてくる用紙の両面に同時に転写する。また、カラーデジタル複合装置１は、片面印刷の場合には、第２転写ベルト３６ａによる片面転写モードと第１転写ベルト３２ａによる片面転写モードの２つの片面印刷モードがあり、第２転写ベルト３６ａを用いる片面転写モードの場合には、第１転写ベルト３２ａに、３色、または、４色重ね、あるいは、単色黒で形成されたトナー画像を、第２転写ベルト３６ａに転写して、第２転写ベルト３６ａから用紙の片面（裏面）に転写する。この場合、カラーデジタル複合装置１は、用紙の他面（表面）には画像転写を行わず、排紙トレイ３５上に排出される印刷済用紙を、印刷面が上面となる状態で載置する。また、カラーデジタル複合装置１は、第１転写ベルト３２ａを用いる片面転写モードの場合には、第１転写ベルト３２ａに３色、または、４色重ね、あるいは、単色黒で形成したトナー画像を、第２転写ベルト３６ａには転写せず、用紙の片面（表面）に直接転写し、用紙の他面（裏面）には画像を転写しない。カラーデジタル複合装置１は、この場合、排紙トレイ３５上に印刷済用紙の印刷面が下を向いた状態で載置する。
【００２９】
なお、図２において、収納部３４は、補給用の各色のトナーが収納されており、収納部３４の各色のトナーは、図示しない粉体ポンプにより、作像ユニット３２ｂｃ、３２ｂｍ、３２ｂｙ、３２ｂｂの対応する色の現像部に搬送される。また、本実施例のカラーデジタル複合装置１は、いわゆるタンデム形式である４個の作像ユニット３２ｂｃ、３２ｂｍ、３２ｂｙ、３２ｂｂの各感光体上に画像を形成しながら、第１転写ベルト３２ａと第２転写ベルト３６ａを移動させ、作像を行うので、作像時間を短縮することができる。
【００３０】
そして、カラーデジタル複合装置１は、その電源部（電源装置）６０が、図３に示すようにブロック構成されており、主電源スイッチ（ＳＷ）６１、主電源部６２、補助電源部６３、入出力制御部６４、電流指示器６５、定着加熱部６６、温度検出部６７、５Ｖ系負荷６８及び２４Ｖ系負荷６９等を備えている。
【００３１】
主電源スイッチ６１には、１００Ｖの商用交流電源（商用ＡＣ電源）７０が、電源コードを介して供給され、主電源スイッチ６１は、オンされることで、商用ＡＣ電源７０から主電源部６２と補助電源部６３に外部電力が供給される。
【００３２】
主電源部（主電源手段）６２は、定着電源部１０１と定電圧電源部１０２を備えており、定電圧電源部１０２は、ＡＣ／ＤＣコンバータであって、ブリッジ整流器１１１、２４Ｖ系負荷６９用の絶縁型スイッチング回路１１２ａ、整流平滑回路１１３ａ、絶縁型誤差増幅器１１４ａ、ＰＷＭ（Pulse Wide Modulation：パルス幅変調）コントローラ１１５ａと５Ｖ系負荷６８用の絶縁型スイッチング回路１１２ｂ、整流平滑回路１１３ｂ、絶縁型誤差増幅器１１４ｂ、ＰＷＭコントローラ１１５ｂ及び２４Ｖ系負荷６９の負荷電流を検出する負荷電流検出部１１６を備えている。
【００３３】
定着電源部（変動負荷用電源手段）１０１は、ＡＣ制御回路であり、入出力制御部６４から与えられる電力指示信号で指定される電力範囲内で、温度検出部６７の検出する検出温度信号を使用して、定着部３３の温度を定着温度に制御するように定着加熱部６６への供給電力をフィードバック制御する。
【００３４】
定電圧電源部１０２は、ブリッジ整流器１１１及び５Ｖ系負荷６８用の絶縁型スイッチング回路１１２ａ及び整流平滑回路１１３ａにより商用ＡＣ電源７０をＤＣ（直流)定電圧に変換して５Ｖ系負荷６８に供給するとともに、整流平滑回路１１３ａから５Ｖ系負荷６８への直流電圧をＦＢ（フィードバック）信号として、絶縁型誤差増幅器１１４ａを介してＰＷＭコントローラ１１５ａに戻し、ＰＷＭコントローラ１１５ａが、ＦＢ信号に基づいて絶縁型スイッチング回路１１２ａのスイッチング制御を行う。
【００３５】
同様に、定電圧電源１０２は、ブリッジ整流器１１１及び２４Ｖ系負荷６９の絶縁型スイッチング回路１１２ｂ及び整流平滑回路１１３ｂにより商用ＡＣ電源７０をＤＣ（直流)定電圧に変換して、それぞれ２４Ｖ系負荷６９に供給するとともに、整流平滑回路１１３ｂから２４Ｖ系負荷６９への直流電圧をＦＢ（フィードバック）信号として、絶縁型誤差増幅器１１４ｂを介してＰＷＭコントローラ１１５ｂに戻し、ＰＷＭコントローラ１１５ｂが、ＦＢ信号に基づいて絶縁型スイッチング回路１１２ｂのスイッチング制御を行う。
【００３６】
補助電源部（補助電源手段）６３は、キャパシタ充電器１２１、キャパシタ１２２、電圧検出回路１２３及び定電流電源部１２４等を備えており、後述する電流指示器６５からの電流値指示信号に基づいて２４Ｖ系負荷６９への定電流電力を供給する。上記キャパシタ充電器１２１及びキャパシタ１２２は、全体として蓄電手段として機能している。
【００３７】
すなわち、補助電源部６３のキャパシタ充電器１２１には、主電源スイッチ６１を介して商用ＡＣ電源が供給され、キャパシタ充電器１２１は、キャパシタ１２２への充電を行って、電圧検出回路１２３が定電流電源部１２４への電圧を検出する。定電流電源部１２４は、電流指示器６５からの電流値指示信号に応じた電流の定電流の補助電力を、キャパシタ１２２に充電された電荷を利用して生成して、負荷電流検出器１１６を介して２４Ｖ系負荷６９に供給する。なお、補助電源部６３のキャパシタ１２２は、所定の大容量キャパシタであれば、種々の方式のコンデンサを用いることができるが、本実施例では、短時間で充放電が可能で、長寿命である電気二重層コンデンサが用いられている。また、本実施例の補助電源部６３は、キャパシタ１２２として、電気二重層コンデンサを用いたことで、電気二重層コンデンサの特徴として、放電するに従って端子電圧（キャパシタ電圧）が低くなってしまうため、定電流電源部１２４をキャパシタ１２２の後流側に配置して、キャパシタ電圧が変動しても、所用電流値を出力できる回路構成となっている。また、負荷電流検出器１１６は、電流検出用に、数ｍΩの抵抗Ｒ１（図５参照）を用いているため、電圧検出信号（フィードバック信号）取り込み部の後部に負荷電流検出器１１６の電流センサである抵抗Ｒ１を設けた場合には、負荷印加電圧が、この負荷電流値の増減による電流検出用の抵抗Ｒにおける電圧降下の増減により、変動する。例えば、負荷電流検出器１１６の電流検出用の抵抗Ｒ１として、１０ｍΩの抵抗を接続し、負荷が５Ａから１５Ａに変化すると、０．１Ｖ（１０ｍΩ×（１５Ａ−５Ａ））の負荷印加電圧が変動することになる。さらに、仮に主電源部６２の外部に負荷電流検出器１１６の電流検出抵抗Ｒ１を付加した場合、配線抵抗の影響により、上記以上の負荷印加電圧変動が発生することとなる。
【００３８】
そこで、電流検出抵抗付加によるＤＣ負荷印加電圧の変動を防止するため、本実施例のカラーデジタル複合装置１は、負荷電流検出器１１６の抵抗Ｒ１を通過した後の電圧を、絶縁型誤差増幅器１１４ａ及びＰＷＭコントローラ１１５ａによってフィードバックして、フィードバック電圧が目標値に合致するように定電圧制御、すなわち、フィードバック制御する構成としている。
【００３９】
そして、補助電源部６３は、定着加熱部６６への供給電力量の増加分を、商用ＡＣ電源７０を消費する定電圧電源部１０２から２４Ｖ負荷６９への給電電力量から削減して、その削減分を補助電源部６３から２４∨負荷６９への給電で補っている。そこで、本実施例のカラーデジタル複合装置１は、定着加熱部６６への供給電力量の増大分（例えば、３００Ｗ）を考慮して、５Ｖ系負荷６８（例えば、１００Ｗ）よりも消費電力量が大きい２４Ｖ系負荷６９（例えば、５００Ｗ）に補助電源部６３から給電する。なお、定着加熱部６６への供給電力量の増加分が小さい場合や５Ｖ系負荷６８の消費電力量が大きい場合には、５Ｖ系負荷６８に補助電源部６３から給電させる構成としてもよい。
【００４０】
上記入出力制御部（制御手段）６４は、図４に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）１３１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１３２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３３、不揮発性ＲＡＭ１３４及びＩ／Ｏ制御部１３５等を備えており、各部は、データバスと制御バス（アドレスバス）で接続されている。
【００４１】
Ｉ／Ｏ制御部１３５には、電流指示器６５、補助電源部６３、主電源部６２、各種センサ部６０ｓ及び負荷６８、６９等が接続されており、Ｉ／Ｏ制御部１３５は、カラーデジタル複合装置１の各センサ６０ｓによる検出信号の読み込み及び２４Ｖ系負荷６９の個々の駆動を制御する。
【００４２】
ＲＯＭ１３２には、エンジン制御プログラムや本発明の電力制御プログラム等の各種プログラム及び必要なデータが格納されており、ＣＰＵ１３１は、エンジン制御からの制御命令及びＲＯＭ１３２に格納されているプログラムや不揮発性ＲＡＭ１３５に格納されたプログラムやデータに従って、ＲＡＭ１３３をワークメモリとして使用して、各負荷６８、６９に対する入出力制御及び電源部６２、６３の制御を行う。不揮発性ＲＡＭ１３４は、は、各負荷６８、６９の動作状態、各動作モードにおける消費電力データを格納した消費電力テーブル、各動作モードにおける印刷処理に要する時間データの登録される印刷処理時間テーブル等を記憶する。
【００４３】
入出力制御部６４は、エンジン制御の画像読み込み、印刷、複写等のプロセス制御、シーケンス制御に伴う指示に従って、センサ６０ｓ及び負荷６８、６９への入出力制御及び電源制御を行い、各動作モードに応じてシーケンシャルに各負荷６８、６９を動作させる。
【００４４】
また、入出力制御部６４は、キャパシタ１２２の充放電の制御も行い、カラーデジタル複合装置１の立ち上げ時及び立ち上げ後の所定時間までの期間において、キャパシタ１２２に蓄電された電力から２４Ｖ系負荷６９に給電する。このとき、入出力制御部６４は、商用ＡＣ電源７０からの供給電力に対して生じる余裕分を利用して、定着加熱部６６への供給電力量を増大する。
【００４５】
そして、上記主電源部６２の定電圧電源部１０２及び補助電源部６３は、その主要回路が、図５に示すように回路構成されている。
【００４６】
図５においては、主電源部６２については、２４Ｖ負荷６９に接続されている定電圧電源部１０２の負荷電流検出器１１６は、その負荷電流検出抵抗Ｒ１が主電源部６２の定電圧電源部１０２の一部として、主電源部６２と同一基板上に搭載されており、負荷電流検出抵抗Ｒ１の両端電圧を、定電圧電源部１０２（主電源部６２）とは別の基板に設けた負荷電流検出器１１６との基板間のインターフェイス信号として、負荷電流検出器１１６の差動増幅器ＯＰ１及び差動増幅器ＯＰ１に付随する抵抗（符号省略）等、コネクタ及びハーネスで接続されている。このように構成すると、定電圧電源部１０２の定電圧フィードバックループの延長（引き延ばし）による定電圧電源部１０２の電源の出力精度が劣化することを抑制することができ、定電圧電源部１０２をリモートセンシング対応とすることなく、電源の出力精度を維持して、定電圧電源部１０２のコストが増大するのを抑制することができる。また、補助電源部６３側の機構、すなわち、補助電源部６３、電流指示器６５、負荷電流検出器１１６の組合せをオプション化する場合、補助電源機構を搭載しないときには、主電源部６２を変更することなく、補助電源部６３、電流指示器６５、負荷電流検出器１１６の差動増幅器ＯＰ１及びそれに付随する抵抗を、容易に主電源部６２から取り外すことができ、主電源部６２のコストを、負荷電流検出抵抗Ｒ１の付加分が増加するだけで、補助電源部６３等の補助電源機構を接続可能とした主電源部６２を安価に構築することができる。この場合、たとえ、補助電源機構を装備しない場合であっても、主電源部６２を、負荷電流検出抵抗Ｒ１を装備するものとしたときには、補助電源機構の接続されていない主電源部６２において負荷電流検出抵抗Ｒ１による電力消費が発生する。例えば、１０ｍΩの抵抗を接続し、動作時の負荷が１５Ａの場合には、２．２５Ｗが消費電力量となる。この負荷電流検出抵抗Ｒ１による消費電力量は、待機時等の軽負荷時には、さらに小さな値となるが、この負荷電流検出抵抗Ｒ１による消費電力をなくすためには、負荷電流検出抵抗Ｒ１を非実装として、代わりにジャンパー線を接続する構成としてもよい。このようにすると、軽度の変更で、主電源部６２の構成が複雑化させることなく、負荷電流検出抵抗Ｒ１による消費電力をなくすことができるとともに、補助電源部６３を搭載していないときの主電源部６２のコストを更に低減することができる。
【００４７】
なお、他に、差動増幅器ＯＰ１及びそれに付随する抵抗等を含む負荷電流検出器１１６の全体を、主電源部６２の定電圧電源部１０２の一部として同一基板上に搭載し、差動増幅器ＯＰ１の出力する負荷電流信号を基板間のインターフェイス信号として、主電源部６２の定電圧電源部１０２とは別の基板に設けた電流指示器６５と、コネクタ及びハーネス等で接続するようにしてもよい。このようにすると、上述の構成と比較して、主電源部６２としては、差動増幅器ＯＰ１及びそれに付随する抵抗分、主電源部６２のコストは増大するが、ほぼ同一の効果を得ることができ、また、増幅された信号の受け渡しによりノイズ耐量を向上させて、電流検出機能の安定性を向上させることができる。
【００４８】
定電圧電源部１０２は、絶縁型誤差増幅器１１４ａが、主電源部６２の定電圧電源部１０２は、分圧抵抗Ｒ２、Ｒ３、シャントレギュレータＳＲ及びフォトカプラＰＣ等を備え、負荷電流検出器１１６の負荷電流検出抵抗Ｒ１の後段（ＤＣ２４Ｖ系負荷６９側）の電圧を、分圧抵抗Ｒ２、Ｒ３により分圧して電圧検出信号としてシャントレギュレータＳＲに入力する。絶縁型誤差増幅器１１４ａは、シャントレギュレータＳＲによって、電圧検出信号を、基準電圧と比較／増幅し、フォトカプラＰＣにより絶縁して、ＰＷＭコントローラ１１５ａに、定電圧制御のためのフィードバック信号（ＦＢ）として出力する。ＰＷＭコントローラ１１５ａは、絶縁型スイッチング１１２ａの一次側電流をＰＷＭ制御して、２４Ｖ系負荷６９に供給する直前の電流検出抵抗Ｒ１と２４Ｖ系負荷６９のと間の給電ラインの電圧、すなわち、負荷印加電圧を定電圧制御する。
【００４９】
補助電源部６３の定電流電源部１２４は、昇圧レギュレータ１４０と出力電流コントローラ１５０を備えている。昇圧レギュレータ１４０は、ＰＷＭコントローラ１４１、半導体スイッチＴｓ、リアクトルＲｔ、ダイオードＤ及びキャパシタＣ等を備えており、出力電流コントローラ１５０は、電流検出抵抗Ｒ２、差動増幅器ＯＰ２、差動増幅器ＯＰ３及びバイアス回路Ｋ１、Ｋ２等を備えている。
【００５０】
本実施例の補助電源部６３は、キャパシタ１２２として、上述のように、電気二重層キャパシタを用いているが、電気二重層キャパシタは耐圧が低く、使用上の充電上限電圧が２．５Ｖであることから、高い電圧を得るためには、多数のキャパシタを直列に接続する必要がある。ところが、小容量のキャパシタを多数直列に接続するよりも、大容量のキャパシタを少数使用する方が、同じ容量を低コストで得ることができる。そこで、本実施例の補助電源部６３は、キャパシタ１２２として、９個以下の電気二重層キャパシタを直列接続したものを用い、２４∨に対して不足分を定電流電源部１２４に昇圧レギュレータ１４０を設けることで補っている。すなわち、電気二重層キャパシタを９個用いた場合、充電上限電圧は２２．５Ｖ以下になるため、昇圧レギュレータ１４０によって１．５∨昇圧して、２４∨として、２４∨系負荷６９に定電流供給する。
【００５１】
昇圧レギュレータ１４０は、ＰＷＭコントローラ１４１の出力ＰＷＭパルスによって半導体スイッチＴｓをオン／オフ制御し、リアクトルＲｔの蓄電電力を昇圧してダイオードＤを介してキャパシタＣを高圧充電する。すなわち、半導体スイッチＴｓがオン（導通）すると、キャパシタ１２２からリアクトルＲｔ及び半導体スイッチＴｓに電流が流れ、リアクトルＲｔが蓄電して、半導体スイッチＴｓがオフ（非導通）に転換したときに、リアクトルＲｔの蓄電電力が高圧となって、ダイオードＤを通してキャパシタＣを高圧充電する。昇圧レギュレータ１４０は、この半導体スイッチＴｓのＰＷＭパルス周期のオン／オフの繰り返しにより、キャパシタＣの電圧を上昇させて、電流検出抵抗Ｒ２及び負荷電流検出器１１６の電流検出抵抗Ｒ１を通して、２４Ｖ系負荷６９に給電する。
【００５２】
負荷電流検出器（電流検出手段）１１６は、この電流検出抵抗Ｒ１の両端の電位差を差動増幅器ＯＰ１で増幅して、２４Ｖ系負荷６９への負荷電流値に比例する負荷電流信号（アナログ電圧）を発生し、電流指示器６５に負荷電流検出値として出力する。
【００５３】
電流指示器（電流指示手段）６５は、Ｄ／ＡコンバータＣＴ及び作動増幅器ＯＰ４等を備えている。電流指示器６５は、入出力制御部６４から入力される出力電流上限値（上限電流値）をＤ／ＡコンバータＣＴで上限指示信号（電圧）にアナログ変換し、差動増幅器ＯＰ４で、「負荷電流検出値−出力電流上限値」を演算して、演算結果を表す差分電圧を、定電流電源部１２４に、電流値指示信号（電流指示値）として出力する。
【００５４】
すなわち、電流指示器６５は、２４Ｖ系負荷６９に対する負荷電流検出器１１６から入力される負荷電流検出値から、入出力制御部６４から入力される定電圧電源部１０２の出力電流上限値を差し引いた差分値を、負荷電源部６３の定電流電源部１２４が負担すべき目標電流値として、目標電流値の電流出力を定電流電源部１２４に電流指示値（目標電流値）として指示する。
【００５５】
定電流電源部１２４は、差動増幅器ＯＰ２が、電流検出抵抗Ｒ２の両端の電位差を増幅して、出力電流値に比例する出力電流信号を生成し、差動増幅器ＯＰ３に出力する。差動増幅器ＯＰ３は、差動増幅器ＯＰ２から入力される出力電流信号の示す出力電流値と電流指示器６５から入力される目標電流値（電流指示値）との差分を増幅し、さらに、バイアス回路Ｋ２が与える電圧分を加算して、ＰＷＭコントローラ１４１に、ＰＷＭパルスのデューティ指示信号として出力する。
【００５６】
ＰＷＭコントローラ１４１は、差動増幅器ＯＰ３から入力されるデューティ指示信号で指定されるデューティにＰＷＭパルスのデューティを決定して、半導体スイッチＴｓを該ＰＷＭパルスデューティでオン／オフ駆動する。すなわち、定電流電源部１２４は、電流指示器６５の出力する目標電流値（電流指示値）が高くなって差動増幅器ＯＰ３の出力電圧が上昇すると、ＰＷＭパルスのデューティを高くし、昇圧レギュレータ１４０の出力電流値を大きくする。定電流電源部１２４は、昇圧レギュレータ１４０の出力電流値が大きくなると、電流検出抵抗Ｒ２の電圧降下が大きくなって、電流検出抵抗Ｒ２が検出して差動増幅器ＯＰ２が出力する出力電流検出信号の出力電流値が上昇し、差動増幅器ＯＰ３の出力電圧が低下して、さらに、ＰＷＭパルスのデューティが低くなって、昇圧レギュレータ１４０の出力電流値が低下するという制御を繰り返し行う。
【００５７】
次に、本実施例の作用について説明する。本実施例のカラーデジタル複合装置１は、補助電源部６３からの出力電流が大きい場合に、該補助電源部６３の出力停止が発生しても、負荷６８、６９に対する電圧変動を安定させる。すなわち、カラーデジタル複合装置１は、外部の商用ＡＣ電源７０から供給される電力を入力源に用いた定電圧出力の主電源部６２とキャパシタ１２２を利用した補助電源部６３とから負荷６８、６９へ電力を供給するが、補助電源部６３の出力を停止させて、主電源部６２のみから電力供給するように切り替える際に、電圧変動を抑制するために、補助電源部６３の出力電流を、所定の収束時間をかけて、０Ａに収束させる。
【００５８】
カラーデジタル複合装置１は、入出力制御部６４のＣＰＵ１３１は、主電源スイッチ６１が開から閉（ＯＮ）にされたり、カラーデジタル複合装置１が省エネモード（省電力モード）から待機モードに復帰して、主電源部６２の定電圧電源部１０２が＋５Ｖの出力を開始し、＋５Ｖ（動作電圧）が入出力制御部６４のＣＰＵ１３１に加わって、ＣＰＵ１３１が電源オンリセットパルスに応答して入出力制御部６４の初期化が完了すると、入出力制御部６４は、図９に示す給電制御を実行する。
【００５９】
すなわち、入出力制御部６４は、初期化が完了すると、図９に示すように、補助電源部６３の電圧検出回路１２３により充電電圧を検出して、キャパシタ１２２に蓄電されている充電電力量が、給電が可能なレベルであるか判定し（ステップＳ１０１）、給電可能な充電量であると、補助電源部６３からの給電が可能であることを示す給電可能フラグをＯＮに設定して（ステップＳ１０２）、温度検出部６７による定着加熱部６６の温度の検知を含めた定着部３３の状態が補助電源部６３からの給電を併用する定着リロード動作が必要であるか判断する（ステップＳ１０３）。なお、定着加熱部６６の定着温度をプリントが可能な温度に立ち上げることを定着リロードという。
【００６０】
ステップＳ１０１で、補助電源部６３のキャパシタ１２２が給電可能なレベルでないときには、入出力制御部６４は、給電可能フラグをＯＮにすることなく、定着リロード動作が必要か判断する（ステップＳ１０３）。
【００６１】
ステップＳ１０３で、主電源スイッチ６１が投入された直後、または、省エネモードからの復帰時であって、補助電源部６３からの給電を併用する定着リロード動作を実行する必要があると判断すると、入出力制御部６４は、給電可能フラグがＯＮであるか、すなわち、補助電源部６３からの給電が可能な状態であるかを確認し（ステップＳ１０４）、給電可能フラグがＯＮであると、補助電源部６３による給電を開始する（ステップＳ１０５）。
【００６２】
入出力制御部６４は、定着電源部１０１への定着電力指示によって定着加熱部６６への最大供給電力を増加させ（ステップＳ１０６）、定着リロード動作を開始する（ステップＳ１０７）。
【００６３】
ステップＳ１０４で、給電可能フラグがＯＦＦであると、入出力制御部６４は、定着電力を、通常（補助電源部６３からの給電がない状態）の定着リロード時の値（通常リロード時）に設定し（ステップＳ１０８）、定着リロード動作を開始する（ステップＳ１０７）。
【００６４】
入出力制御部６４は、定着リロード動作を開始すると、定着電源部１０１からの通知により、または、温度検出部６７の検出温度を取り込んで定着温度を確認することにより、定着リロードが完了したか判断し（ステップＳ１０９）、定着リロードが完了していないときには、定着リロードを継続する。
【００６５】
ステップＳ１０９で、定着リロードが完了すると、入出力制御部６４は、給電可能フラグを確認し（ステップＳ１１０）、給電可能フラグがＯＮであると、図７に示すように、定着供給電力を補助電源部６３からの補助電力供給も利用したプリント動作時電力（後述する図８のＰｂ）に変更するように指示する定着電力指示信号を主電源部６２の定着電源部１０１に出力する（ステップＳ１１１）。次に、入出力制御部６４は、定電圧電源部１０２の上限電流設定値を、動作時設定値（図８のＰｂ）に変更制御する（ステップＳ１１２）。
【００６６】
その後、入出力制御部６４は、タイマを起動させて（ステップＳ１１３）、所定の時間が経過するのを待つ（ステップＳ１１４）。入出力制御部６４は、所定時間経過すると、定着供給電力を通常プリント時の電力（図８のＰｂａ）に変更し（ステップＳ１１５）、出力電流上限値（上限電流設定値）を大きな値（図８のＰｂａ）に変更することで（ステップＳ１１６）、補助電源部６３からの給電を停止する（ステップＳ１７）。ことき、入出力制御部６４は、ステップＳ１１２の場合と同様に、後述する図１０示すように、定電圧電源部１０２の出力電流の上限値を規制する出力電流上限値（上限電流設定値）を、例えば、段階的、または、直線的に、増加させて電流指示器６５に出力して、定電流電源部１２４の出力電流を、所定の収束時間をかけて、段階的、または、直線的に、０Ａに収束させる制御を行う。
【００６７】
入出力制御部６４は、補助電源部６３からの給電停止が完了すると、給電可能フラグをＯＦＦに戻して、補助電源部６３の給電制御を終了する（ステップＳ１１８）。
【００６８】
また、入出力制御部６４は、図６の上記ステップＳ１０３で、温度検出部６７の検出した定着加熱部６６の温度が所定の温度以上であり、定着リロードを行う必要がないと判断した場合や、定着リロード完了後に、ステップＳ１０２の給電可能フラグがＯＦＦであった場合には、定着リロード動作が必要でないと判断して、給電可能フラグをＯＦＦにセットし（ステップＳ１１９）、図７に示すように、定着供給電力を通常プリント動作時の電力に変更して、給電制御処理を終了する（ステップＳ１２０）。
【００６９】
そして、カラーデジタル複合装置１は、上述のように、補助電源部６３を用いて２４Ｖ系負荷６９に給電するのは、定着加熱部６６への供給電力量の増加を、商用ＡＣ電源７０を消費する主電源部６２から２４Ｖ系負荷６９への給電電力量を節減して、その節減分を補助電源部６３から２４Ｖ系負荷６９へ給電して補うためである。
【００７０】
そこで、本実施例のカラーデジタル複合装置１は、定着加熱部６６への供給電力量が増加したとき、例えば、３００Ｗ増大したとき、５Ｖ系負荷６８（例えば、１００Ｗ）よりも消費電力量が大きい２４Ｖ系負荷６９（例えば、５００Ｗ）に補助電源部６３から給電する。
【００７１】
負荷電流検出器１１６は、整流平滑回路１１３ｂから２４Ｖ系負荷６９へ供給される負荷電流と補助電源部６３の定電流電源部１２４から２４Ｖ系負荷６９に供給される負荷電流の和である２４Ｖ系負荷電流値を検出して、電流指示器６５に出力する。
【００７２】
電流指示器６５には、入出力制御部６４から、定電圧電源部１０２の出力電流上限値を指定する出力上限電流値が入力され、電流指示器６５は、負荷電流検出器１１６の検出した２４Ｖ系負荷電流値（整流平滑回路１１３ｂと定電流電源部１２４の出力する電流値の合計）から入出力制御部６４から入力される出力上限電流値を減算した値（＝定電流電源部１２４の出力電流指示値）を示す電流値指示信号（制御信号）を定電流電源部１２４に出力する。
【００７３】
定電流電源部１２４は、該電流値指示信号が指示する電流値を目標値とする定電流制御によって、キャパシタ１２２の電力を２４Ｖ系負荷ライン（整流平滑回路１１３ｂの出力ライン）に定電流給電する。
【００７４】
そして、カラーデジタル複合装置１における入出力制御部６４から定着電源部１０１への定着電力指示値、２４Ｖ系負荷６９に流れる２４∨系負荷電流、定電圧電源部１０２の供給電流、定電流電源部１２４の供給電流及びカラーデジタル複合装置１へ入力される商用ＡＣ電源７０の供給電力（ＡＣライン供給電力）の遷移は、図８のように示すことができる。図８において、主電源スイッチ６１がオンされた直後の定着温度を目標温度に立ち上げる定着リロード期間Ｔ１では、カラーデジタル複合装置１に要求される立ち上げ時間を満足させるために、図８にＰＡで示すように、通常時よりも多大な電力（例えば、１３００Ｗ）を定着加熱部６６に供給し、定着加熱部６６をプリントが可能な温度まで速やかに立ち上げる。このとき、カラーデジタル複合装置１は、２４Ｖ系負荷６９に対して、定電圧電源部１０２及び補助電源部６３の定電流電源部１２４の両方から同時に電力を供給して定電圧電源部１０２における商用ＡＣ電源７０の電力消費を低減し、定着電源部１０１に対する商用ＡＣ電源７０の電力割り当てを大きくして、定着加熱部６６への定着加熱電力を大きくすることで、立ち上げ時間を短縮する。
【００７５】
また、入出力制御部６４は、このとき、電流指示器６５への出力電流上限値を、商用ＡＣ電源７０から供給可能な電力（ＡＣライン供給可能電力）から、定着電源部１０１に割り当てた電力と、５Ｖ系負荷に供給する電力とを、差し引いた電力（図８のＰａ）となるような電流指示値とする。
【００７６】
さらに、定着加熱部６６は、プリントが可能な温度に定着加熱部６６の温度が一度定着可能温度まで上昇すると、温度維持のためには、定着電源部１０１からの供給電力が定着リロード時よりも少なくてよいが、定着リロード終了後のプリント開始時Ｔ２においては、通紙による定着温度の落ち込みが大きいため、温度が安定するまでの期間、通常プリント時よりも定着加熱部６６への電力を増加する必要がある。
【００７７】
また、プリント動作時は、モータ等の起動により２４Ｖ系負荷６９の電力消費が増加して、定着電源部１０１からの供給電力を含めた総電力が商用ＡＣ電源７０の供給可能な電力を越えてしまうことがある。そこで、カラーデジタル複合装置１は、定着電源部１０１の電力配分を、プリント動作時においては、定着リロード時よりは小さく、通常プリント時（図８のＰＢａ：９００Ｗ）よりは大きい値（（図８のＰＢ：１２００Ｗ）とし、定着リロード時からの差分を定電圧電源部１０２に加算して、２４Ｖ系負荷６９への供給可能電力を上げる（図８のＰｂ）。
【００７８】
すなわち、入出力制御部６４が電流指示器６４に出力する出力電流上限値を、定着リロード時より大きな値に設定変更して、ＡＣ電力消費を商用ＡＣ電源７０の供給可能最大電力以下に抑え、補助電源部６３の定電流電源部１２４が、ＡＣ電力消費を上限値近くで抑えるための定電圧電源部１０２の出力電流値では不足する不足分の負荷電流を、２４Ｖ系負荷６９に給電する。
【００７９】
ところが、補助電源部６３のキャパシタ１２２の蓄電電力には限界があって、連続供給することができないため、入出力制御部６４は、定着温度が安定するまでの所定の時間が経過すると、２４Ｖ系負荷６９への給電を、主電源部６２の定電圧電源部１０２のみが行うように、電流指示器６５への出力電流上限値（上限電流設定値）を大きな値（図８のＰＢａ）に設定し、補助電源部６３の定電流電源部１２４から２４∨系負荷６９への給電を停止する。
【００８０】
このとき、定着加熱部６６への供給電力は、通常プリント時の供給電力に変更する（図８のＰＢａ）。
【００８１】
この補助電源部６３からの電力供給停止タイミングである、定着温度が安定するまでの期間は、時間やプリント実行枚数として規定し、その値は、固定値としてもよいが、プリント用紙サイズ、室温等をパラメータとした可変値とすると、動作モードに応じて変化する定着温度安定時間に対応して補助電源部６３からの電力供給時間を設定することができ、補助電源部６３の電力を有効利用することができる。
【００８２】
そして、２４∨系負荷６９の消費電流、定電圧電源部１０２と定電流電源部１２４からの負荷への供給出力電流の状態遷移及びこのときの定電圧電源部１０２の出力電圧は、図９のように示される。図９において、例えば、２４∨系負荷６９の消費電流値が１５Ａで、この１５Ａのうち、１０Ａを定電流電源部１２４が電流供給していた場合、定電圧電源部１０２からは、５Ａの出力電流が２４∨系負荷６９に供給されていることになる。
【００８３】
この状態で、供給電力切り替わり点ＣＰ１や供給電力切り替わり点ＣＰ２のように、定電流電源部１２４からの電流供給が急激に０Ａになるように出力電流上限値が切り替わると、いままで定電流電源部１２４が出力していた１０Ａを定電圧電源部１０２から供給するようになるため、定電圧電源部１０２の出力電流が５Ａから１５Ａに急激に増加することとなる。この定電圧電源部１０２の出力電流の急激な変動により、定電圧電源部１０２の出力電圧が落ち込んで、負荷印加電圧に対して電圧変動が発生し、電力供給先のモータの動作が不安定化、モータの停止、回転むら等が発生して、カラーデジタル複合装置１の形成する画像に異常画像、例えば、色ずれ等が発生する。
【００８４】
そこで、本実施例のカラーデジタル複合装置１は、負荷６８、６９への供給電力切り替わり時点における定電流電源部１２４の出力電流の制御を、図１０に示すように、処理している。
【００８５】
すなわち、供給電力切り替わり点において、上述のように、入出力制御部６４が出力電流上限値を変更制御するが、このとき、定電流電源部１２４の出力電流が急に０Ａとならないように出力電流を徐々に収束させるように出力電流上限値を変更制御する。
【００８６】
例えば、図１０（ａ）では、入出力制御部６４は、定電流電源部１２４の出力電流（定電流電源供給電流）が段階的に低下するように、電流指示器６５への出力電流上限値を段階的に増加させる制御を行っている。このとき、例えば、入出力制御部６４は、出力電流上限値を、等間隔に増加させるように制御してもよいし、ランダムな間隔で出力電流上限値を増加させるように制御してもよい。
【００８７】
また、図１０（ｂ）では、入出力制御部６４は、定電流電源部１２４の出力電流を直線的に低下するように、電流指示器６５への出力電流上限値を直線的に増加させる制御を行っている。
【００８８】
なお、入出力制御部６４による電流指示器６５への出力電流上限値の変更制御は、上記図１０に示したような方法に限るものではなく、定電流電源部１２４の出力電流が徐々に０Ａに収束するような制御であれば、適宜の方法を用いることができる。
【００８９】
このように、本実施例のカラーデジタル複合装置１は、外部電源である商用ＡＣ電源７０から供給される電力から主電源部６２の定電圧電源部１０２が定電圧電力を生成して５Ｖ負荷６８及び２４∨負荷６９に供給するとともに、商用ＡＣ電源７０からの電力を、補助電源部６３のキャパシタ１２２が蓄電して、この蓄電電力から定電流電源部１２４が生成した定電流電力を２４Ｖ負荷６９に供給し、負荷電流検出器１１６が、２４∨系負荷６９に流れる負荷電流を検出して、入出力制御部６４が、負荷状態に基づいて、定電流電源部１２４の出力電流を制御する電流指示器６５に、該補助電源部６３の定電流電源部１２４から２４∨負荷６９に供給する定電流電力を制限する出力電流上限値を設定するとともに、補助電源部６３の定電流電源部１２４の電力供給を停止または減少させる際には、補助電源部６３の定電流電源部１２４の供給電力を所定の収束時間をかけて０Ａに収束させる方向に該出力電流上限値を制御している。
【００９０】
したがって、立ち上げ時に補助電源部６３からの補助電力によって立ち上げ時間を短縮することができるとともに、補助電源部６３から２４∨負荷６９に供給していた定電流電力を停止または減少させる際に、補助電源部６３からの定電流電力を徐々に収束させ、補助電源部６３からの定電流電力が急になくなることで、定電圧電源部１０２の出力電流が急激に変動して、定電圧電源部１０２の出力電圧が落ち込み、負荷印加電圧に対して電圧変動が発生して、電力供給先のモータの動作が不安定化、モータの停止、回転むら等が発生して、カラーデジタル複合装置１の形成する画像に色ずれ等の異常画像が発生することを防止することができる。
【００９１】
また、本実施例のカラーデジタル複合装置１は、入出力制御部６４が、出力電流上限値を段階的に変化させて補助電源部６３の定電流電源部１２４の供給電力を収束時間で０Ａに収束させている。
【００９２】
したがって、簡単な回路構成で、補助電源部６３の定電流電源部１２４から２４Ｖ系負荷６９への供給電力を段階的に徐々に収束させて０Ａにすることができ、定電圧電源部１０２の出力電圧が落ち込んで、負荷印加電圧に対して電圧変動が発生して、電力供給先のモータの動作が不安定化、モータの停止、回転むら等が発生して、カラーデジタル複合装置１の形成する画像に色ずれ等の異常画像が発生することを安価に防止することができる。
【００９３】
さらに、本実施例のカラーデジタル複合装置１は、入出力制御部６４が、出力電流上限値を直線的に変化させて補助電源部６３の定電流電源部１２４の供給電力を、所定の収束時間をかけて０Ａに収束させている。
【００９４】
したがって、簡単な回路構成で、補助電源部６３の定電流電源部１２４から２４Ｖ系負荷６９への供給電力を直線的に徐々に収束させて０Ａにすることができ、定電圧電源部１０２の出力電圧が落ち込んで、負荷印加電圧に対して電圧変動が発生して、電力供給先のモータの動作が不安定化、モータの停止、回転むら等が発生して、カラーデジタル複合装置１の形成する画像に色ずれ等の異常画像が発生することを安価に防止することができる。
【００９５】
また、本実施例のカラーデジタル複合装置１は、補助電源部６３のキャパシタ１２２として、電気二重層キャパシタを用いている。
【００９６】
したがって、安価に大容量の電力を蓄電して、補助電源部６３とすることができ、コストを低減することができる。
【００９７】
さらに、本実施例のカラーデジタル複合装置１は、主電源部６２が、その動作状態によって消費電力が大きく変動する変動負荷（定着加熱部６６）に供給する変動電力である定着電力を商用ＡＣ電源７０から供給される電力から生成して供給する定着電源部（変動負荷用電源手段）１０１を備えており、入出力制御部６４は、定着加熱部（変動負荷）６６の状態をも負荷の状態に加えて電流指示器６５への出力電流上限値を制御している。
【００９８】
したがって、定着加熱部６６の温度を速やかに定着温度に上昇させることができるとともに、補助電源部3の定電流電源部１２４からの電力供給を停止する際に、２４Ｖ系負荷６９への供給電力を直線的に徐々に収束させて０Ａにすることができ、定電圧電源部１０２の出力電圧が落ち込んで、負荷印加電圧に対して電圧変動が発生して、電力供給先のモータの動作が不安定化、モータの停止、回転むら等が発生して、カラーデジタル複合装置１の形成する画像に色ずれ等の異常画像が発生することを安価に防止することができる。
【００９９】
また、本実施例のカラーデジタル複合装置１は、補助電源部６３のキャパシタ１２２として、電気二重層キャパシタを用いている。
【０１００】
以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例で説明したものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、主電源部の他に補助電源部を用いた電源装置及びこので現装置を備えた複写装置、プリンタ装置、複合装置等の画像形成装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１ カラーデジタル複合装置
２ 給紙ユニット
３ プリンタユニット
４ スキャナユニット
５ ＡＤＦ
６ 操作表示部
７ 制御部
１０ ＰＢＸ
１１ 外部装置
２１、２２ 給紙トレイ
２３ 搬送部
３１ レーザ露光部
３２ 画像形成部
３２ａ 第１転写ベルト
３２ｂｃ、３２ｂｍ、３２ｂｙ、３２ｂｂ 作像ユニット
３２ｃ、３２ｄ 支持ローラ
３２ｅ テンションローラ
３２ｆ 転写体クリーニング部
３３ 定着部
３４ 収納部
３５ 排紙トレイ
３６ ２次転写部
３６ａ 第２転写ベルト
３６ｂ ２次転写ローラ
６１ 主電源スイッチ（ＳＷ）
６２ 主電源部
６３ 補助電源部
６４ 入出力制御部
６５ 電流指示器
６６ 定着加熱部
６７ 温度検出部
６８ ５Ｖ系負荷
６９ ２４Ｖ系負荷
７０ 商用ＡＣ電源
１０１ 定着電源部
１０２ 定電圧電源部
１１１ ブリッジ整流器
１１２ａ 絶縁型スイッチング回路
１１３ａ 整流平滑回路
１１４ａ 絶縁型誤差増幅器
１１５ａ ＰＷＭコントローラ
１１２ｂ 絶縁型スイッチング回路
１１３ｂ 整流平滑回路
１１４ｂ 絶縁型誤差増幅器
１１５ｂ ＰＷＭコントローラ
１１６ 負荷電流検出部
１２１ キャパシタ充電器
１２２ キャパシタ
１２３ 電圧検出回路
１２４ 定電流電源部
１３１ ＣＰＵ
１３２ ＲＯＭ
１３３ ＲＡＭ
１３４ 不揮発性ＲＡＭ
１３５ Ｉ／Ｏ制御部
１４０ 昇圧レギュレータ
１５０ 出力電流コントローラ
１４１ ＰＷＭコントローラ
Ｔｓ 半導体スイッチ
Ｒｔ リアクトル
Ｄ ダイオード
Ｃ キャパシタ
Ｒ２ 電流検出抵抗
ＯＰ２、ＯＰ３ 差動増幅器
Ｋ１、Ｋ２ バイアス回路
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０３】
【特許文献１】特開２００７−２３６１５９号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から供給される電力から所定の電力を生成して負荷に供給する主電源手段と、
前記負荷に流れる負荷電流の負荷電流値を検出する電流検出手段と、
前記負荷電流値を所定の上限電流値と比較して該負荷電流値が該上限電流値を越えている差分電流値を示す電流値指示信号を出力する電流指示手段と、
外部から供給される電力を蓄電する蓄電手段と、
前記蓄電手段の蓄電する蓄電電力から前記電流値指示信号の示す前記差分電流値を設定電流値とする定電流電力を生成して前記負荷に供給する補助電源手段と、
少なくとも前記負荷の状態に基づいて、前記電流指示手段に出力する前記上限電流値を決定するとともに、前記補助電源手段から前記負荷への電力供給を停止または減少させる際には、該補助電源手段から該負荷に供給する電力を所定の収束時間をかけて収束させる方向に該上限電流値を制御する制御手段と、
を備えていることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記上限電流値を段階的に変化させて、前記補助電源手段から前記負荷に供給する電力を、前記収束時間をかけて収束させることを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記上限電流値を直線的に変化させて、前記補助電源手段から前記負荷に供給する電力を、前記収束時間をかけて収束させることを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項４】
前記蓄電手段は、電気二重層キャパシタであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電源装置。
【請求項５】
前記電源装置は、
その動作状態によって消費電力が大きく変動する変動負荷に供給する変動電力を前記外部から供給される電力から生成して供給する変動負荷用電源手段を備え、
前記制御手段は、前記変動負荷の状態及び前記負荷の状態に基づいて、前記電流指示手段に出力する前記上限電流値を制御することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の電源装置。
【請求項６】
電源部からの供給電力によって画像形成部を負荷として動作させて画像形成する画像形成装置において、請求項１から請求項４のいずれかに記載の電源装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
外部から供給される電力から所定の電力を生成して負荷に供給する主電源手段と、
前記負荷に流れる負荷電流の負荷電流値を検出する電流検出手段と、
前記負荷電流値を所定の上限電流値と比較して該負荷電流値が該上限電流値を越えている差分電流値を示す電流値指示信号を出力する電流指示手段と、
外部から供給される電力を蓄電する蓄電手段と、
前記蓄電手段の蓄電する蓄電電力から前記電流値指示信号の示す前記差分電流値を設定電流値とする定電流電力を生成して前記負荷に供給する補助電源手段と、
少なくとも前記負荷の状態に基づいて、前記電流指示手段に出力する前記上限電流値を決定するとともに、前記補助電源手段から前記負荷への電力供給を停止または減少させる際には、該補助電源手段から該負荷に供給する電力を所定の収束時間をかけて収束させる方向に該上限電流値を制御する制御手段と、
を備えていることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記上限電流値を段階的に変化させて、前記補助電源手段から前記負荷に供給する電力を、前記収束時間をかけて収束させることを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記上限電流値を直線的に変化させて、前記補助電源手段から前記負荷に供給する電力を、前記収束時間をかけて収束させることを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項４】
前記蓄電手段は、電気二重層キャパシタであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電源装置。
【請求項５】
前記電源装置は、
その動作状態によって消費電力が大きく変動する変動負荷に供給する変動電力を前記外部から供給される電力から生成して供給する変動負荷用電源手段を備え、
前記制御手段は、前記変動負荷の状態及び前記負荷の状態に基づいて、前記電流指示手段に出力する前記上限電流値を制御することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の電源装置。
【請求項６】
電源部からの供給電力によって画像形成部を負荷として動作させて画像形成する画像形成装置において、請求項１から請求項４のいずれかに記載の電源装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−６０７７７（Ｐ２０１２−６０７７７Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０１５６６（Ｐ２０１０−２０１５６６）
【出願日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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