(57)【要約】【課題】  ユニバーサル電源において、ＡＣ電源からの電圧の供給が停止しても、入力電圧を誤検知することなく正しく動作することができる。【解決手段】  入力される交流電圧を検知する電圧検知手段と、交流電圧の入力の有無を検知する入力有無検知手段と、電圧検知手段の検知結果に応じて倍電圧整流と全波整流を切り換えて、交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと、を有し、入力有無検知手段の検知結果と電圧検知手段の検知結果から入力される交流電圧の値を判断する判断手段と、交流電圧が入力されない状態になった場合に、コンバータは、判断手段の判断結果に応じて全波整流と倍電圧整流を切り替える電源装置。【選択図】  図２
2014155370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用交流電源から入力される交流電圧を検知する電圧検知手段と、
前記商用交流電源からの電圧の入力の有無を検知する入力有無検知手段と、
前記電圧検知手段の検知結果に応じて倍電圧整流と全波整流を切り換えて、前記交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと、を有し、
前記入力有無検知手段の検知結果と前記電圧検知手段の検知結果から前記商用交流電源から入力される交流電圧の値を判断する判断手段と、
前記商用交流電源からの前記交流電圧が入力されない状態になった場合に、前記コンバータは、前記判断手段の判断結果に応じて前記全波整流と前記倍電圧整流を切り替えることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記入力有無検知手段の検知結果が得られていた時における、前記判断手段の判断結果に応じて、前記コンバータは、前記全波整流と前記倍電圧整流を切り替え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】
前記入力有無検知手段の検知結果、前記商用交流電源からの交流電圧の入力が無い時は、前記コンバータは、前記全波整流に切り替え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】
前記入力有無検知手段は、前記商用交流電源からの交流電圧のゼロクロスタイミングを検知するゼロクロス検知手段であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項５】
前記ゼロクロス検知手段によってゼロクロスタイミングが検知できない場合であり、且つ、前記交流電圧が入力されない場合に、前記コンバータは前記全波整流に切り換えることを特徴とする請求項４に記載の電源装置。
【請求項６】
前記コンバータは、前記交流電圧が１００Ｖの場合に、前記倍電圧整流に切り換え、前記交流電圧が２００Ｖの場合に、前記全波整流に切り換えることを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
記録材に画像を形成するための画像形成手段と、
前記画像形成手段を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段に電力を供給するための電源と、を備え、
前記電源は、
商用交流電源から入力される交流電圧を検知する電圧検知手段と、
前記商用交流電源からの電圧の入力の有無を検知する入力有無検知手段と、
前記電圧検知手段の検知結果に応じて倍電圧整流と全波整流を切り換えて、前記交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと、を有し、
前記入力有無検知手段の検知結果と前記電圧検知手段の検知結果から前記商用交流電源から入力される交流電圧の値を判断する判断手段と、
前記商用交流電源からの前記交流電圧が入力されない状態になった場合に、前記コンバータは、前記判断手段の判断結果に応じて前記全波整流と前記倍電圧整流を切り替えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記入力有無検知手段の検知結果が得られていた時における、前記判断手段の判断結果に応じて、前記コンバータは、前記全波整流と前記倍電圧整流を切り替え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】
前記入力有無検知手段の検知結果、前記商用交流電源からの交流電圧の入力が無い時は、前記コンバータは、前記全波整流に切り替え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１０】
前記入力有無検知手段は、前記商用交流電源からの交流電圧のゼロクロスタイミングを検知するゼロクロス検知手段であることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記ゼロクロス検知手段によってゼロクロスタイミングが検知できない場合であり、且つ、前記交流電圧が入力されない場合に、前記コンバータは前記全波整流に切り換えることを特徴とする請求項１０に記載の電源装置。
【請求項１２】
前記コンバータは、前記交流電圧が１００Ｖの場合に、前記倍電圧整流に切り換え、前記交流電圧が２００Ｖの場合に、前記全波整流に切り換えることを特徴とする請求項７乃至１１いずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は商用交流電源から入力される交流電圧から直流電圧を発生する電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器としてのレーザビームプリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置は、商用交流電源（以下ＡＣ電源という）からの交流電圧を直流電圧に変換する電源装置を備えている。ＡＣ電源の定格電圧は各国や各地域で異なっており、日本や北米等の１００Ｖ系（１００Ｖや１２０Ｖ）とヨーロッパ等の２００Ｖ系（２２０Ｖや２４０Ｖ）の二つに分類される。
【０００３】
通常は１００Ｖ系と２００Ｖ系の夫々の入力電圧に適応した電源装置を用いる。しかし、各国や各地域に対応するには１００Ｖ系と２００Ｖ系の２種類の電源装置が必要となり、１００Ｖ系、２００Ｖ系の夫々の電源装置を有する製品を製造することになる。従って異なる電源装置を有する製品を製造する設備が必要になり製造コストが増加する。このような製造コストの増加を低減するべく、１００Ｖ系と２００Ｖ系の両方の入力電圧に対応できる電源装置（以下、ユニバーサル電源という）が提案されている。
【０００４】
ユニバーサル電源は、１００Ｖ系と１００Ｖ系の電源装置を別々に製造する設備が不要となり製造コストが低減できる。特許文献１のように入力電圧に応じて整流回路の構成を切り替えて電圧を出力する方式もある。これは１００Ｖ系の場合は倍電圧整流を行い電源電圧の２倍の電圧を出力し、２００Ｖ系の場合は全波整流によってＡＣ電源電圧と同じ電圧を出力する回路構成である。この構成であれば整流回路の後段にあるＡＣ−ＤＣコンバータ（以下コンバータとする）は２００Ｖ系に対応した回路構成でよい。このような切り替え方式のユニバーサル電源の場合は、ＡＣ電源の電圧を検知するＡＣ電源電圧検知回路を設け、検知結果に応じて整流回路を倍電圧整流回路と全波整流回路に切り替える構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３１６２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、特許文献１のような整流方式を切り替えるユニバーサル電源では、ＡＣ電源からの入力電圧を検知する電圧検知回路が必要となる。電圧検知回路はＡＣ電源からの電圧が１００Ｖ系か２００Ｖ系かを検知して、検知結果として２値化した信号（Ｈｉｇｈ又はＬｏｗの信号）を出力する。ここで、例えば停電等が発生すると、ＡＣ電源からの電圧の供給が一時的に停止されることがある。電圧の供給が停電した時間が長い場合は、電力が供給されなくなるためユニバーサル電源は動作を停止する。一方、電圧の供給が停電した時間が短い場合は、すぐに電圧が供給される状態になるためユニバーサル電源は動作を継続することができる。このような短時間の停電において、電圧検知回路が動作し、例えば、２００Ｖ系の入力電圧で停電中の場合、電圧検知回路が電圧低下によって、その出力が変化し、１００Ｖ系であると誤検知して、整流方式を切り替える（倍電圧整流に切り換える）場合がある。その後、停電から復帰してＡＣ電源から電圧が供給されると、２００Ｖ系であるにもかかわらず倍電圧整流となり、回路素子を破壊する可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑み、入力電圧に応じて整流方式を切り換えるユニバーサル電源において、ＡＣ電源からの電圧の供給が停止しても、入力電圧を誤検知することなく正しく動作する電源装置または電源装置を搭載した画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の電源装置は、商用交流電源から入力される交流電圧を検知する電圧検知手段と、前記商用交流電源からの電圧の入力の有無を検知する入力有無検知手段と、前記電圧検知手段の検知結果に応じて倍電圧整流と全波整流を切り換えて、前記交流電圧を直流電圧に変化するコンバータと、を有し、前記入力有無検知手段の検知結果と前記電圧検知手段の検知結果から前記商用交流電源から入力される交流電圧の値を判断する判断手段と、前記商用交流電源からの前記交流電圧が入力されない状態になった場合に、前記コンバータは、前記判断手段の判断結果に応じて前記全波整流と前記倍電圧整流を切り替えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の画像形成装置は、記録材に画像を形成するための画像形成手段と、
前記画像形成手段を駆動する駆動手段と、前記駆動手段に電力を供給するための電源と、を備え、前記電源は、商用交流電源から入力される交流電圧を検知する電圧検知手段と、前記商用交流電源からの電圧の入力の有無を検知する入力有無検知手段と、前記電圧検知手段の検知結果に応じて倍電圧整流と全波整流を切り換えて、前記交流電圧を直流電圧に変化するコンバータと、を有し、前記入力有無検知手段の検知結果と前記電圧検知手段の検知結果から前記商用交流電源から入力される交流電圧の値を判断する判断手段と、前記商用交流電源からの前記交流電圧が入力されない状態になった場合に、前記コンバータは、前記判断手段の判断結果に応じて前記全波整流と前記倍電圧整流を切り替えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ＡＣ電源からの電圧の供給が停止しても、入力電圧を誤検知することなく正しく動作することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明における画像形成装置の構成図である。
【図２】本発明おける電源装置の構成図である。
【図３】本発明におけるＡＣ電源電圧検知回路およびゼロクロス検知回路の構成図である。
【図４】本発明における保護回路の構成図である。
【図５】本発明における電源ＯＮ時の制御のフローチャートである。
【図６】本発明の実施例１におけるＡＣ電源電圧検知の制御フローチャートである。
【図７】本発明の実施例１における停電発生時のタイムチャートである。
【図８】本発明の実施例２におけるＡＣ電源電圧検知の制御フローチャートである。
【図９】本発明の実施例２における停電発生時のタイムチャートである。
【図１０】従来のＡＣ電源電圧検知の制御フローチャートである。
【図１１】従来の停電発生時のタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、上述した課題を解決するための本発明の具体的な構成について、以下に実施例に基づき説明する。なお、以下に示す実施例は一例であって、この発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１３】
（実施例１）
図１に本発明における電源装置を搭載した装置の一例として電子写真方式の画像形成装置の構成を示す。図１において、給紙カセット１０１に積載された記録材はピックアップローラ１０２によって１枚ずつ給紙カセット１０１から送出され、給紙ローラ１０３によってレジストローラ１０４に向けて搬送される。その後、記録材はレジストローラ１０４によって所定のタイミングで画像形成部であるプロセスカートリッジ１０５へ搬送される。プロセスカートリッジ１０５は、帯電手段としての帯電ローラ１０６、現像手段としての現像ローラ１０７、クリーニング手段であるクリーナ１０８、および電子写真感光体である感光体ドラム１０９が一体的に構成されている。このプロセスカートリッジ１０５によって記録材に画像（後述するトナー像）が形成される。
【００１４】
感光体ドラム１０９は帯電ローラ１０６によって表面を一様に帯電された後、像露光手段であるスキャナユニット１１１により画像信号に基づいて露光が行なわれる。スキャナユニット１１１内のレーザダイオード１１２から出射されるレーザ光は、回転するポリゴンミラー１１３および反射ミラー１１４を介して感光ドラムの回転方向に直交する主走査方向に走査される。そして、感光体ドラム１０９が回転することによって感光ドラム１０９の回転方向にもレーザ光が走査されて、感光ドラムの表面に静電潜像が形成される。感光体ドラム１０９の静電潜像は現像ローラ１０７によってトナーが供給されてトナー像として可視化され、トナー像は転写ローラ１１０によって、レジストローラ１０４から搬送されてきた記録材に転写される。
【００１５】
トナー像が転写された記録材は定着装置１１５に搬送されると記録材は加熱加圧処理され、記録材に転写されたトナー像が記録材に定着される。記録材はさらに中間排紙ローラ１１６、排紙ローラ１１７によって画像形成装置本体外に排出され、一連のプリント動作が完了する。以上が画像形成動作の流れである。
【００１６】
画像形成装置は内部の各ユニットを動作するために必要な電圧を供給する複数の電源を備えている。例えば、ＣＰＵやセンサの電源としては３．３Ｖを生成する必要があり、モータやファンの電源として２４Ｖを使用するので、３．３Ｖと２４Ｖの二つの電圧を生成する電源を備える。なお、本発明では３．３Ｖを生成する電源は一つの回路で全てのＡＣ電源電圧に対応するフルレンジのユニバーサル電源であり、２４Ｖを生成する電源は商用交流電源（以下、ＡＣ電源という）からの入力電圧に応じて整流方式を切り替えるユニバーサル電源とする。
【００１７】
図２に本実施例における電源装置の構成図を示しており、３．３Ｖ生成用と２４Ｖ生成用の二つのユニバーサル電源を備えている。３．３Ｖ用の電源２０２はダイオードブリッジ２０６と平滑コンデンサ２０７とで構成される整流回路２０５と第１コンバータ２０８からなり、１００Ｖ系と２００Ｖ系の両方のＡＣ電源電圧に一つの回路構成で対応するフルレンジのユニバーサル電源である。ＡＣ電源２０１をダイオードブリッジ２０６で全波整流し、平滑コンデンサ２０７によって平滑化された直流電圧は第１コンバータ２０８によって３．３Ｖの直流電圧に変換され出力される。３．３ＶはＣＰＵ２０４やセンサ（不図示）等の電源として使用されるため出力電力が小さく、このような構成で１００Ｖ系と２００Ｖ系の両方に対応できる。
【００１８】
次に２４Ｖ用の電源２０３について説明する。２４Ｖはモータやファンのような駆動部に電力を供給する電源として使用されるため出力電力が大きく、３．３Ｖ用の電源２０２のように一つの回路構成で１００Ｖ系と２００Ｖ系の両方に対応することが難しい。そこでＡＣ電源２０１の電圧に応じて整流回路２１０を倍電圧整流と全波整流に切り替える回路構成のユニバーサル電源とする。ＡＣ電源２０１のライブ（ＡＣＨ）には双方向サイリスタ（ゲート制御式半導体スイッチともいう）２０９を設け、３．３Ｖが出力されると双方向サイリスタ２０９がＯＮし、後段の２４Ｖ用の電源２０３とＡＣ電源２０１を接続する。３．３Ｖが出力されなくなると双方向サイリスタ２０９はＯＦＦし、２４Ｖ電源２０３とＡＣ電源２０１は切断される。整流回路２１０内の双方向サイリスタ２１２は直列に接続された平滑コンデンサ２１３、２１４の中点とＡＣ電源のニュートラル（ＡＣＮ）に接続され、双方向サイリスタ２１２がＯＮすると倍電圧整流、ＯＦＦすると全波整流と整流方式を切り替えるものである。双方向サイリスタ２１２はＣＰＵ２０４からのＴＲＯＮ信号により制御される。整流回路２１０の後段には２４Ｖの直流電圧を出力する第２コンバータ２１６が接続され、ＣＰＵ２０４からの２４ＶＯＮ信号により起動する。保護回路２１５はＡＣ電源からの入力電圧と整流方式の不整合を検知するものであり、不整合を検知するとＣＮＶＯＦＦ信号を出力して第１コンバータ２０８を停止させて３．３Ｖの出力を切り、双方向サイリスタ２０９をＯＦＦして２４Ｖ用の電源２０３をＡＣ電源から切断して電源装置をシャットダウンさせる。
【００１９】
ＡＣ電源電圧が２００Ｖ系の場合はＴＲＯＮ信号をＯＦＦにして双方向サイリスタ２１２をＯＦＦして整流回路２１０を全波整流回路とし、直列に接続された平滑コンデンサ２１３、２１４の両端（ＤＣＨ２とＤＣＬ２間）に２００Ｖ系のＡＣ電源からの入力電圧が印加され全波整流される。一方、ＡＣ電源からの入力電圧が１００Ｖ系の場合はＴＲＯＮ信号をＯＮにして双方向サイリスタ２１２をＯＮして倍電圧整流回路とする。倍電圧整流ではＡＣ電源電圧の正側の半波は平滑コンデンサ２１３に充電され、負側の半波は平滑コンデンサ２１４に充電されるので、平滑コンデンサ２１３、２１４の両端（ＤＣＨ２とＤＣＬ２間）にはＡＣ電源電圧のピーク電圧の２倍の電圧が発生する。このようにＡＣ電源からの電圧によって整流方式を切り替えることで整流回路２１０の出力（第２コンバータ２１６の入力）にはＡＣ電源からの電圧によらず常に２００Ｖ系相当の電圧が発生する。そのため、第２コンバータ２１６は２００Ｖ系のＡＣ電源からの電圧を２４Ｖの直流電圧に変換して出力する構成であればよい。なお、ＴＲＯＮ信号で整流方式を切り替えた後に第２コンバータ２１６を起動させるため、ＣＰＵ２０４から第２コンバータ２１６に起動信号２４ＶＯＮ信号を出力し、２４ＶＯＮ信号がＯＮすると第２コンバータ２１６が起動して２４Ｖを出力するようにしている。
【００２０】
上記のように、２４Ｖ用の電源２０３はＡＣ電源からの電圧に応じて双方向サイリスタ２１２をＯＮ／ＯＦＦし整流方式を切り替える必要があるので、ＡＣ電源からの電圧を検知するＡＣ電源電圧検知回路２１７が必要となる。図３はＡＣ電源電圧検知回路２１７の構成図である。３．３Ｖ用の電源２０２のダイオードブリッジ２０６整流後の基準電位ＤＣＬに対するＡＣ電源２０１のニュートラル（ＡＣＮ）の電位を測定することで１００Ｖ系か２００Ｖ系かを検知している。ＡＣＮの電位がＤＣＬより徐々に高くなると、ＡＣＮとＤＣＬ間に設けた抵抗３０１と３０２によって分圧された電圧がツェナーダイオード３０３のツェナー電圧を超えて、ツェナーダイオード３０３がＯＮする。ツェナーダイオード３０３がＯＮするとトランジスタ３０６がＯＮし、フォトカプラ３０８の発光素子３０８ａが消灯する。
【００２１】
なお、フォトカプラ３０８の発光素子３０８ａの電源は第１コンバータ２０８内にあるトランス（不図示）の１次側に設けた補助巻線により生成される電圧Ｖｐｃを使用する。フォトカプラ３０８内の発光素子３０８ａが消灯すると受光素子３０８ｂがＯＦＦとなり、３．３Ｖ用の電源から抵抗３０９とダイオード３１０を介してコンデンサ３１１に電荷が充電される。ＡＣＮの電位がツェナーダイオード３０３のＯＮする電圧以上になるまでの期間、コンデンサ３１１に電荷が充電され、コンデンサ３１１の電圧が上がっていく。一方、ＡＣＮの電位がツェナーダイオード３０３のＯＮする電位より低い場合、トランジスタ３０６はＯＦＦしており、フォトカプラ３０８の発光素子３０８ａは発光し、受光素子３０８ｂはＯＮしている。そのためコンデンサ３１１には電荷が充電されず、抵抗３１２により徐々に電荷が放電される。この動作をＡＣ電源の電圧の周波数毎に繰り返すと、ＡＣ電源の電圧が高い場合は商用周波数の１周期ごとにコンデンサ３１１が充電されて電圧が上がるため、コンデンサ３１１の電圧が抵抗３１３と抵抗３１４で設定された閾電圧を超え、コンパレータ３１５の出力信号ＡＣＶＯＬＴがＬｏｗとなる。また、ＡＣ電源からの電圧が低いとコンデンサ３１１には充電されないためコンパレータ３１５のＡＣＶＯＬＴ信号がＨｉｇｈとなる。つまり、ＡＣ電源からの電圧が２００Ｖ系の場合はコンデンサ３１１に充電し、１００Ｖ系の場合はコンデンサ３１１に充電しないように抵抗３０１と抵抗３０２とツェナーダイオード３０３によって決まる閾値（本例では、一例としてＡＣ１６０Ｖを閾値とした）を設定すればよい。このように閾値を設定すれば、出力信号ＡＣＶＯＬＴは２００Ｖ系の場合にＬｏｗとなり、１００Ｖ系の場合にＨｉｇｈとなる。これによってＡＣ電源からの電圧を判断することができる。
【００２２】
また、画像形成装置にはＡＣ電源からの交流電圧の周波数及びゼロクロスのタイミングを検知するゼロクロス検知回路２１８を有している。このゼロクロス検知回路は、交流電圧の入力有無検知回路としても機能する。ゼロクロス検知回路２１８は画像形成装置の定着装置１１５の制御に使用し、定着装置１１５内の加熱手段であるヒータのＯＮ／ＯＦＦタイミングの決定に使用する。ゼロクロス検知回路２１８はＤＣＬに対してＡＣＮの電位が高いとトランジスタ３２３がＯＮし、フォトカプラ３２５内の発光素子３２５ａが消灯することで受光素子３２５ｂがＯＦＦしＺＥＲＯＸ信号がＨｉｇｈとなる。一方、ＤＣＬよりＡＣＮの電位が低いとトランジスタ３２３はＯＦＦしフォトカプラ３２５の発光素子３２５ａは点灯して受光素子３２５ｂがＯＮするため、ＺＥＲＯＸ信号はＬｏｗとなる。これを交流電圧の周波数毎に繰り返すとゼロクロス検知回路２１８は商用周波数と同じ周波数でクロック状の信号を出力するため、ＣＰＵ２０４は商用周波数とゼロクロスタイミングを検知することができる。
【００２３】
上記のように、２４Ｖ用の電源２０３はＡＣ電源の電圧検知回路２１７の出力、ＡＣＶＯＬＴ信号を基にＴＲＯＮ信号によって整流方式を切り替える構成である。しかし、上述したように短時間の停電などの発生によって電源からの電圧を誤検知する場合がある。また、例えば双方向サイリスタ２１２がショート故障した場合は、ＴＲＯＮ信号の論理に関わらず常に倍電圧整流になってしまう可能性がある。このような時にＡＣ電源からの電圧が２００Ｖ系であると二つの平滑コンデンサ２１３、２１４それぞれに２００Ｖ系の電圧が印加されるため整流回路２１０から２００Ｖ系の倍の電圧が出力されてしまい、平滑コンデンサ２１３、２１４や第２コンバータに過電圧が印加されてしまい回路が故障する恐れがある。
【００２４】
本実施例では、このようなＡＣ電源からの電圧と整流方式との不整合が生じた時の故障の発生を防止するため、平滑コンデンサ２１３、２１４それぞれに印加される電圧を監視し、その電圧がある所定値を超えるとシャットダウン信号ＣＮＶＯＦＦを出力する保護回路２１５を設けることを特徴としている。以下、図４に基づき本実施例の保護回路２１５の構成を説明する。
【００２５】
本実施例の保護回路２１５は、２つの平滑コンデンサ２１３、２１４の夫々に印加される電圧を監視し、どちらか一方の平滑コンデンサに印加される電圧が所定値を超えると動作する回路である。通常は整流方式に関わらず平滑コンデンサ２１３、２１４にはそれぞれ１００Ｖ系の電圧しか印加されない。つまり、１００Ｖ系以上の電圧が印加された時は異常状態であるので、２００Ｖ系の電圧（例えばＡＣ電源からの電圧：２００Ｖ）が印加されたら保護回路２１５が動作するように設定している。平滑コンデンサ２１３、２１４の夫々の印加電圧が１００Ｖ系となっていて正常な場合はシャントレギュレータ４１１の基準端子（ＲＥＦ端子）の電位が閾値を超えないように抵抗４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６、４０７、４０８、４０９の抵抗値が設定されており、シャントレギュレータ４１１はＯＦＦしている。フォトカプラ４１２の発光素子４１２ａは電流制限抵抗４１３を介して第２コンバータ２１６内のトランス（不図示）の１次側の補助巻線に接続され、補助巻線で生成される電圧Ｖｐｃ２が供給される。シャントレギュレータ４１１がＯＦＦしているとフォトカプラ４１２の発光素子４１２ａには電流が流れないため発光せず、受光素子４１２ｂはＯＦＦし、ＣＮＶＯＦＦ信号はＬｏｗとなる。しかし、平滑コンデンサ２１３に過電圧が印加された場合、抵抗４０５と４０６で分圧された電圧がシャントレギュレータ４１１のＲＥＦ端子の閾値を超え、シャントレギュレータ４１１がＯＮする。シャントレギュレータ４１１がＯＮすると、フォトカプラ４１２内の発光素子４１２ａに電流が流れて発光し、受光素子４１２ｂがＯＮしてＣＮＶＯＦＦ信号がＨｉｇｈとなる。ＣＮＶＯＦＦ信号は３．３Ｖを出力する第１コンバータ２０８に接続され、ＣＮＶＯＦＦ信号がＨｉｇｈになると第１コンバータ２０８が強制停止し、電源装置がシャットダウンする。また、平滑コンデンサ２１４に過電圧が印加された場合、抵抗４０１と抵抗４０２の合成抵抗と抵抗４０３で分圧された電圧が高くなりＦＥＴ４０４がＯＮする。ＦＥＴ４０４がＯＮするとＦＥＴ４０４のドレイン電圧はＬｏｗとなる。一方、抵抗４０２と抵抗４０３の合成抵抗と抵抗４０１とで分圧された電圧も高くなり、ダイオード４０７を介してシャントレギュレータ４１１のＲＥＦ端子の閾値を超え、シャントレギュレータ４１１がＯＮする。そうすると上記と同じようにフォトカプラ４１２の受光素子４１２ｂがＯＮしＣＮＶＯＦＦ信号がＨｉｇｈになる。このように平滑コンデンサ２１３、２１４のどちらかに２００Ｖ系以上の過電圧が印加されると保護回路が動作してＣＮＶＯＦＦ信号がＨｉｇｈとなり、３．３Ｖが出力されなくなるため双方向サイリスタ２０９がＯＦＦし、第２コンバータ２１６や平滑コンデンサ２１３、２１４とＡＣ電源との接続が切断されて過電圧が印加されないようになる。
【００２６】
次に、上記で説明した電源装置の構成を用いた制御について説明する。図５に画像形成装置の電源ＯＮ後の立ち上げシーケンスを示す。電源ＯＮすると３．３Ｖ用の電源２０２が起動し（ステップＳ１０１）、ＣＰＵ２０４が動作開始する。ＣＰＵ２０４は後述するＡＣ電源電圧検知を行いその結果に応じて２４Ｖ電源２０３の整流方式をＴＲＯＮ信号にて切り替える（ステップＳ１０２）。そして２４ＶＯＮ信号をＯＮして第２コンバータ２１６を起動したら（ステップＳ１０３）、立ち上げシーケンスは終了する。
【００２７】
次にＡＣ電源からの電圧検知方法について説明する。図１０は従来のＡＣ電源の電圧検知のフローチャートである。ＡＣ電源電圧検知回路２１７の出力ＡＣＶＯＬＴ信号の論理を確認する（ステップＳ４０１）。確認の結果、Ｌｏｗであればその状態が所定時間連続して確定するまで待ち（ステップＳ４０２）、確定したらＡＣ電源電圧は２００Ｖ系であると判断してＴＲＯＮ信号をＯＦＦして双方向サイリスタ２１２をＯＦＦし整流回路２１０を全波整流にする（ステップＳ４０３）。ＡＣＶＯＬＴ信号がＨｉｇｈの場合、その状態が所定時間連続して継続するまで待つ（ステップＳ４０４）。所定時間経過したらＡＣ電源からの電圧は１００Ｖ系であると判断してＴＲＯＮ信号をＯＮして双方向サイリスタ２１２をＯＮし整流回路２１０を倍電圧整流にする（ステップＳ４０５）。
【００２８】
一方、図６は本発明におけるＡＣ電源の電圧検知のフローチャートである。本発明の特徴はＡＣ電源の電圧検知の際にＺＥＲＯＸ信号の出力確認を行ってＡＣ電源から電圧が確実に入力している状態でＡＣ電源電圧検知を行うことである。上記従来例と同じ制御（ステップ）は同じ番号を付す。まずＺＥＲＯＸ信号が出力されているか（Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗ切り替わりＡＣ電源の周波数が検知できているか）を確認する（ステップＳ２０１）。ＺＥＲＯＸ信号が出力されていたらＡＣＶＯＬＴ信号の論理を確認し（ステップＳ４０１）、上記従来の検知方法と同様にＡＣＶＯＬＴ信号の論理に応じて２４Ｖ用の電源２０３の整流方式を切り替える（ステップＳ４０２〜Ｓ４０５）。ＺＥＲＯＸ信号の出力が確認できない場合（ステップＳ２０１のＮＯ）はＡＣ電源からの電圧が入力されていないと判断し、ステップＳ２０１に戻りＡＣ電源の電圧検知を行わずＺＥＲＯＸ信号が出力されるのを待つ。なお、このＡＣ電源の電圧検知制御は立ち上げシーケンス時だけでなく常に実行してＡＣ電源からの電圧を常時監視している。ＡＣ電源からの電圧が変動した場合、この制御にてその変動を検知し、変動後のＡＣ電源からの電圧の検知結果に応じて整流回路２１０を切り替える。この時、上記で説明したようにＺＥＲＯＸ信号の出力が確認できない時はＡＣ電源の電圧検知を行わない（または、ＡＣ電源の電圧検知結果を更新しない）ため、停電中に整流回路２１０を切り替えることはない。
【００２９】
ここで、停電中はＡＣ電源からの電圧が入力されないため、ＡＣ電源の電圧検知回路２１７は１００Ｖ系と同じ動作となる。つまり、ＡＣＶＯＬＴ信号は１００Ｖ系と同じＨｉｇｈになる。例えばＡＣ電源からの電圧が２００Ｖ系の場合に停電が発生すると、ＡＣ電源の電圧検知回路２１７の出力されるＡＣＶＯＬＴ信号が停電中にＬｏｗからＨｉｇｈに変化する。従来の制御の場合、停電中のＡＣＶＯＬＴ信号の変化をＡＣ電源からの電圧が２００Ｖ系から１００Ｖ系に変動したと誤って判断してしまい、ＴＲＯＮ信号をＯＮして双方向サイリスタ２１２をＯＮし整流回路２１０を倍電圧整流に切り替える。その後、停電から復帰するとＡＣ電源からの電圧は２００Ｖ系であるのに対して整流回路２１０は倍電圧整流であるため不整合が生じ、保護回路２１５が動作して画像形成装置がシャットダウンしてしまう。このような事態を防ぐために、本発明では、ＡＣ電源からの電圧の１００Ｖ系／２００Ｖ系だけでなく未入力（停電）の状態も検知する。そのために、ＡＣ電源の電圧検知回路２１７だけでなくゼロクロス検知回路２１８も使用してＡＣ電源からの電圧の入力状態を判断し、停電時はＡＣ電源の電圧検知を行わないようにしている。
【００３０】
上記で説明した停電終了時にシャットダウンが発生する従来のＡＣ電源の電圧検知方法におけるタイムチャートを図１１に示す。図１１はＡＣ電源が２００Ｖ系で動作中に停電した時のタイムチャートである。ＡＣ電源からの電圧が入力されているとＡＣ電源の電圧検知回路２１７が動作してＡＣＶＯＬＴ信号がＬｏｗになりＣＰＵ２０４は２００Ｖ系であると判断が確定している（時刻ｔ１まで）。時刻ｔ１で停電が発生するとＺＥＲＯＸ信号の出力が停止し、その後、時刻ｔ２でＡＣＶＯＬＴ信号がＬｏｗからＨｉｇｈに切り替わる。この状態がＡＣ電源の電圧検知のための確定時間継続すると時刻ｔ３でＣＰＵ２０４はＡＣ電源からの電圧が１００Ｖ系になったと誤判断してしまい、ＴＲＯＮ信号をＯＮして整流回路２１０を倍電圧整流に切り替える。その後、時刻ｔ４で停電から復帰し再びＡＣ電源からの電圧として２００Ｖ系の電圧が入力されると、整流回路２１０が倍電圧整流になっているため、平滑コンデンサ２１３、２１４それぞれに２００Ｖ系の電圧が印加されてしまう。この過電圧印加を保護回路２１５が検知し時刻ｔ５でシャットダウン信号（ＣＯＮＶＯＦＦ信号）をＨｉｇｈにして電源装置をシャットダウンしてしまう。このような状況が発生する場合は、停電時間がＡＣ電源の電圧検知の確定時間より長い場合である。ただし、停電時間が長過ぎると電力供給されず電源装置が動作できなくなるため、電源装置が動作し続けることが可能な長さの停電時間より短く、かつＡＣ電源の電圧検知の確定時間より長い場合となる。
【００３１】
一方、図７は本発明のＡＣ電源の電圧検知制御における停電発生時のタイムチャートである。上記の図１１のタイムチャートと同じ時刻対応するものは同じ番号を付す。時刻ｔ１まではＡＣ電源の電圧として２００Ｖ系の電圧が入力されているのでＺＥＲＯＸ信号が出力されかつＡＣＶＯＬＴ信号がＬｏｗであるため２００Ｖ系であると判断している。時刻ｔ１で停電が発生するとＡＣ電源からの電圧が入力されないため時刻ｔ２でＡＣＶＯＬＴ信号がＬｏｗからＨｉｇｈに切り替わるが、ＺＥＲＯＸ信号が出力されていないのでＡＣ電源の電圧検知の判断結果は変化しない。時刻ｔ４で停電が終了するとＺＥＲＯＸ信号が出力されるためＡＣ電源の電圧検知を再度行う。ＡＣ電源からの電圧は２００Ｖ系であるため、停電から復帰後の時刻ｔ６でＡＣＶＯＬＴ信号がＨｉｇｈからＬｏｗに切り替わる。その状態が確定時間連続したら時刻ｔ７で２００Ｖ系であると判断が確定する。実際は停電前からすでに２００Ｖ系と判断していたのでＴＲＯＮ信号もＯＦＦのままであるため、シャットダウンは発生せず正常に動作し続ける。
【００３２】
このように、ＡＣ電源からの電圧のゼロクロスを検知するＺＥＲＯＸ信号によってＡＣ電源からの電圧の入力有無を検知しながらＡＣ電源からの電圧を検知するＡＣＶＯＬＴ信号によってＡＣ電源の電圧値を判断する。これにより、停電をＡＣ電源電圧の変動と誤判断することを防ぐことができ、上述したようなユニバーサル電源のシャットダウン等の状態にはならない。なお、本実施例ではＡＣ電源からの電圧の入力有無検知回路としてゼロクロス検知回路を使用していたが、これに限定するものではなく、ＡＣ電源電圧の入力を確認できる回路であればよい。
【００３３】
以上説明したように、本実施例によれば、ユニバーサル電源において、ＡＣ電源からの電圧の供給が停止しても、入力電圧を誤検知することなく正しく動作することが可能となる。
【００３４】
（実施例２）
本実施例における画像形成装置およびユニバーサル電源の構成は上記実施例１と同様であり、その説明は省略する。通常、停電の発生前後でＡＣ電源からの電圧は変わらないと思われるが、ＡＣ電源の状況は様々であり、停電後にＡＣ電源からの電圧が変化している可能性もある。例えば本来は２００Ｖ系の電圧であるが、ＡＣ電源のラインインピーダンスが高いうえに、かつ、多くの負荷が接続された状況であれば実際の入力電圧が１００Ｖ系の範囲にまで電圧降下してしまっていることもある。このような状況で停電が発生すると停電前は１００Ｖ系の電圧範囲で、停電から復帰時に２００Ｖ系の電圧に戻っていることが想定できる。このような場合、上記実施例１では停電前に１００Ｖ系であると判断して倍電圧整流に切り替え、停電終了時にもそのまま倍電圧整流となっており、平滑コンデンサ２１３、２１４の夫々に２００Ｖ系の電圧が印加されてしまい保護回路２１５が過電圧を検知してシャットダウンが発生する。
【００３５】
そこで、本実施例では、ＺＥＲＯＸ信号により停電を検知したらＡＣＶＯＬＴ信号の論理に関わらずＡＣ電源からの電圧の判断結果を強制的に２００Ｖ系とし、２４Ｖ用の電源２０３の整流回路２１０を全波整流に切り替え、保護回路２１５によるシャットダウンの発生を回避することを特徴とする。
【００３６】
図８に本実施例の制御動作のフローチャートを示す。基本的なフローは上記実施例１と同様であるので異なる個所のみ説明する。停電によりＺＥＲＯＸ信号の出力が確認できなくなったら（ステップＳ２０１のＮＯ）、ステップＳ４０３に移行してＡＣ電源からの電圧が２００Ｖ系と強制的に判断しＴＲＯＮ信号をＯＦＦして双方向サイリスタ２１２をＯＦＦして全波整流に切り替える。ＺＥＲＯＸ信号が出力されない期間はこの制御ループが動作し、全波整流であり続ける。停電が終了しＡＣ電源からの電圧が入力されるとＺＥＲＯＸ信号が出力されるため、ＡＣ電源の電圧検知を改めて行い、その結果に応じて整流回路２１０を切り替える（ステップＳ４０１〜Ｓ４０５）。これにより、停電からの復帰時には常に全波整流になっているため平滑コンデンサ２１３、２１４に過電圧が印加される懸念はなくなり、保護回路２１５によるシャットダウンは発生しない。
【００３７】
図９は停電前のＡＣ電源電圧は１００Ｖ系で停電後のＡＣ電源電圧は２００Ｖ系というような停電が発生した時のタイムチャートである。上記実施例１と同じ時刻は同じ番号を付している。最初、１００Ｖ系のＡＣ電源からの電圧が入力されている時はＴＲＯＮ信号がＯＮして倍電圧整流になっている。時刻ｔ１で停電となりＺＥＲＯＸ信号が出力しなくなったことを時刻ｔ８で検知するとＡＣ電源電圧は２００Ｖ系になったと強制的に判断し、ＴＲＯＮ信号をＯＦＦして全波整流に切り替える。そして時刻ｔ４で停電が終了するが、今度はＡＣ電源からの電圧は２００Ｖ系が入力される。しかし、すでに全波整流に切り替えているため正常に動作し続ける。そしてＺＥＲＯＸ信号が出力され始めるためＡＣ電源電圧検知が改めて行われ、時刻ｔ７で２００Ｖ系と判断を確定するが、すでに全波整流となっているので正常に動作を継続することができる。
【００３８】
以上、説明したように、本実施例によれば、ユニバーサル電源において、ＡＣ電源からの電圧の供給が停止しても、入力電圧を誤検知することなく正しく動作することができる。また、停電を検知したら２４Ｖ用の電源の整流回路を全波整流に強制的に切り替えることで、停電からの復帰後にＡＣ電源からの電圧が１００Ｖ系／２００Ｖ系のどちらであってもシャットダウンを発生させないことが可能となる。
【符号の説明】
【００３９】
２０１  商用交流電源
２０２  ３．３Ｖ用の電源
２０３  ２４Ｖ用の電源
２０４  ＣＰＵ
２１７  ＡＣ電源電圧検知回路
２１８  ゼロクロス検知回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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