(57)【要約】【課題】  突入電流を効果的に抑制することができ、かつ安全や環境上の問題を起こす恐れのない給電装置を提供することを目的とする。【解決手段】  ＡＣ電力を入力して低圧のＤＣ電力を出力する低圧電源部１０１と、低圧電源部１０１から出力されたＤＣ電力を負荷１０２に給電する給電ライン１０３と、給電ライン１０３を開閉するインターロック回路１０５と、インターロック回路１０５と負荷１０２との間に配備されるとともに互いに直列に接続された、負荷１０２への突入電流を抑制する突入電流抑制素子１０６ａ、および異常電流が流れた場合に突入電流抑制素子１０６ａを経由する給電路１０６ｃを遮断する故障時遮断素子１０６ｂと、突入電流抑制素子１０６ａおよび故障時遮断素子１０６ｂと並列に接続され負荷１０２への供給電圧が所定電圧に達した時に給電ライン１０３を閉じるリレー１０８とを備えた。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源部と、前記電源部から負荷に給電する給電ラインと、前記給電ラインを開閉する第１の開閉回路と、
前記第１の開閉回路と負荷との間に配備されるとともに互いに直列に接続された、負荷への突入電流を抑制する突入電流抑制素子、および該突入電流抑制素子を経由して異常電流が流れた場合に該突入電流抑制素子を経由する給電路を遮断する故障時遮断素子と、
互いに直列に接続された前記突入電流抑制素子および前記故障時遮断素子と並列に接続され負荷への供給電圧が所定電圧に達した時に前記給電ラインを閉じる第２の開閉回路とを備え、
前記突入電流抑制素子が、温度の上昇に応じて抵抗値が低減するＮＴＣサーミスタであることを特徴とする給電装置。
【請求項２】
前記突入電流抑制素子は異常検出機能を有しており、異常検出時には温度の上昇に応じて抵抗値が低減するＮＴＣサーミスタであることを特徴とする請求項１記載の給電装置。
【請求項３】
前記故障時遮断素子が温度の上昇に応じて抵抗値が増加するＰＴＣサーミスタであることを特徴とする請求項１記載の給電装置。
【請求項４】
前記故障時遮断素子が温度ヒューズまたは電流ヒューズであることを特徴とする請求項１記載の給電装置。
【請求項５】
前記第２の開閉回路が、前記給電ライン上に配備された接点部と、該接点部の負荷側とグランドとに接続され該接点部を開閉するコイルとからなるリレーであることを特徴とする請求項１記載の給電装置。
【請求項６】
前記接点部が、負荷への供給電圧が所定電圧に達したときに該接点部に通電するスイッチ回路を介して接続されたものであることを特徴とする請求項５記載の給電装置。
【請求項７】
前記スイッチ回路が、前記接点部の負荷側とグランドとの間に互いに直列に接続された２つの抵抗器と、前記コイルにコレクタ、グランドにエミッタが接続されるとともに、ベースが該２つの抵抗器の接続点に接続されたＮＰＮ型トランジスタからなるものであることを特徴とする請求項６記載の給電装置。
【請求項８】
この給電装置は、前記給電ラインが複数に分岐して複数の負荷に給電するものであって、
前記スイッチ回路が、前記複数の負荷全てへの供給電圧が所定電圧に達したときに前記コイルに通電するものであることを特徴とする請求項６記載の給電装置。
【請求項９】
前記電源部が、ＡＣ電力を入力してＤＣ電力を出力するものであり、前記故障時遮断素子と前記突入電流抑制素子のうち該故障時遮断素子が前記電源部側に、前記突入電流抑制素子が負荷側に配置されたものであり、
前記電源部に入力されるＡＣ電力入力線から該ＡＣ電力で動作する負荷に延びる第２の給電ラインと、
前記第２の給電ライン上に配置された第２の接点部および前記故障時遮断素子と前記突入電流抑制素子との接続点とグランドとに接続された、前記第２の接点部を開閉する第２のコイルとを有する第２のリレーとを備えたことを特徴とする請求項１記載の給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、事務機器などに電力を供給する給電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やプリンタなどの事務機器に電力を供給する給電装置において、複写機などを操作するオペレータやサービスマンを感電事故などから保護するために、インターロック回路を備えた給電装置が広く用いられている。例えば、複写機における紙詰まり発生時などにオペレータが内部を点検する際にオペレータを危険な状態から保護するため、複写機の点検用ドアの開閉に連動して開閉するインターロック回路を設け、点検用ドアが開かれた時には給電装置から駆動部や定着部などへの直流・交流電源の給電を遮断するように構成されている。
【０００３】
このような給電装置では、給電を遮断させたい給電ラインをインターロックスイッチによって直接開閉する方法と、インターロックスイッチの開閉と連動して動作する電気リレー（以下リレーという）を用いて給電ラインを開閉する方法とがある。
【０００４】
一般的には、中型以上の事務機器などで、給電ラインの容量が大きい機器の場合には給電ラインが長くなり過ぎたり、スイッチ数が増加して機能上問題が生じる恐れがあることなどの理由からリレーを用いて給電ラインを開閉する方法が広く採用されている。
【０００５】
このリレーを用いる方法では、リレーの接点が閉じるときに負荷側に設けられた容量性負荷に突入電流が流れ込み、接点が溶着するなどの不具合が発生することがある。
【０００６】
そこで、リレーと並列に接続した突入電流抑制手段を設けることにより突入電流を効果的に抑制するようにした給電装置が広く用いられるようになりつつある。
【０００７】
図７は、従来の給電装置の一例を示す図である。
【０００８】
図７には、ＡＣ電力を入力して低圧のＤＣ電力を出力する低圧電源部９１から負荷９２ａ，９２ｂ，９２ｃに給電される給電ライン９３に、複写機などの点検用ドアなどに接続されたインターロック検出スイッチ９４の開閉に連動して接点９５ａが開閉するインターロック回路９５と、突入電流を抑制する突入電流抑制部９７と、突入電流抑制部９７と並列に接続されたリレー９８と、負荷に異常が発生した場合に給電ライン９３を遮断するヒューズ９９ａ，９９ｂ，９９ｃからなる負荷異常時遮断部９９とが直列に接続された給電装置９０が示されている。
【０００９】
突入電流抑制部９７は、互いに直列に接続された突入電流抑制抵抗９７ａおよび温度ヒューズ９７ｂから構成されている。この温度ヒューズ９７ｂは故障時の遮断手段として機能する。なお、突入電流抑制抵抗９７ａが故障時遮断手段を兼ねている場合もある。
【００１０】
一般に、中型以上の事務機器では、上記のインターロック回路９５やインターロック検出ＳＷ９４などには、メカニカルな構成で、かつ接点距離が所定の距離以上である部品を使用することが安全規格として定められている。
【００１１】
次に、この給電装置９０の動作について説明する。この給電装置９０では、インターロック検出スイッチ９４がオンになるとインターロック回路９５のコイル９５ｂに電流が流れて接点９５ａが閉じられ、直流電源が突入電流抑制部９７に給電される。リレー９８のコイル電圧が低い間は、給電された直流電源は突入電流抑制抵抗９７ａを通して負荷側に給電されるので突入電流は抑制される。やがて負荷側の容量性負荷９６が充電されリレー９８のコイル電圧が感動電圧まで上昇すると、リレー９８の接点９８ａが閉じ、リレー９８を通して負荷側への給電が行われる。
【００１２】
このように、突入電流が流れている間、すなわち容量性負荷９６が充電されるまでの間は突入電流抑制抵抗９７ａにより抑制された突入電流が給電されることによりインターロック回路９５の接点９５ａが保護されるとともに突入電流による電源電圧の低下が防止される。
【００１３】
また、最近の事務機器は大型化に伴い複数の電源系統を備えたものが多いが、それら複数の電源系統を一つの給電ラインに統合しその給電ライン上にインターロックスイッチを設けようとすると、接点電流が大きくなり過ぎて通常のスイッチでは容量不足になるので、各電源系統ごとにインターロックスイッチを設けるのが一般的である。しかし、各電源系統ごとにインターロックスイッチを設けると、各接点の開閉のタイミングがそれぞれ異なるため電源系統ごとに電源出力の開閉のタイミングが異なり負荷側の内部回路の電源間に電流回り込みが発生し異常動作を起こすことがある。
【００１４】
そこで、複数のインターロックスイッチのロック／アンロックによる電源系統の開閉のタイミングを整合させることにより突入電流を抑制するようにした給電装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−３１５１４８号公報（第２−４頁、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかし、従来の給電装置では、通常動作時の突入電流を抑制する上では問題はないが、事務機器の異常時や保守時の給電装置の保護については十分に対応しているとはいえないという問題がある。
【００１６】
例えば、複写機などには多数のモータ、クラッチ、制御基板などの部品が配置されているため、内部配線が複雑になり、長い経路で配線されているため、噛み込みなどによる負荷側短絡事故が発生する危険性が高い。そこで、負荷側短絡などの異常時には負荷異常時遮断部９９（図７参照）のヒューズ９９ａ，９９ｂ，９９ｃで給電を遮断し、リレー９８の故障時には、突入電流抑制抵抗９７ａとして単なる抵抗を用いたのでは焼損してしまうので、温度ヒューズ内蔵セメント抵抗を用いて突入電流抑制抵抗９７ａが溶断して給電を遮断するように構成されている。
【００１７】
しかし、複写機の保守時などにサービスマンが負荷側の短絡を発見できないままに、ヒューズ９９のみを交換してこの給電装置を起動させたような場合には、突入電流抑制抵抗９７ａを通して電流が流れるので電圧降下が発生して、リレー９８のコイル電圧が十分に上昇しないためリレー９８がなかなか動作せず、そのうちに突入電流抑制抵抗９７ａからの発熱により温度ヒューズ９７ｂが溶断してしまうようなことがある。通常、突入電流抑制抵抗９７ａおよび温度ヒューズ９７ｂを含む突入電流抑制部９７は基板内に組み込まれていることが多いので、このような場合には復帰までに相当の時間および費用を要するという問題がある。本来、突入電流抑制部９７はリレー９８故障時の保護手段であるはずが、これでは故障箇所を増やすことになり、高価な部品や給電装置全体を交換する必要が生じコスト的にも問題である。
【００１８】
また、突入電流抑制抵抗９７ａは、溶断時には抵抗の発熱により内部が赤熱しセメント抵抗内部の物質が気化して煙が発生することがある。最近は、ユーザの安全や環境に対する要求は厳しくなってきており、異常時の保護動作に伴い発生する発煙についても火災などにつながる重大事故と判断されることがあり、そのようなユーザクレームを避けるために、発火はもちろんのこと発煙についても発生を十分に抑制する必要性がある。更に、温度ヒューズによる保護では溶断するまでの時間が長く異常状態が持続するために負荷側への危険性も高くなる。
【００１９】
その他に、複写機などの駆動系負荷では駆動時の負荷側の容量性負荷が大きいので、待機状態においてインターロック回路により給電を遮断しても数秒以下程度の短い遮断時間では容量性負荷に充電された電圧が完全に放電されないことと、リレーのオフ電圧は定格入力電圧の２０％程度と低く、２４Ｖリレーの場合には約５Ｖ以下にならないとオフしない特性を有するものが多い。そのため、数秒以下程度の短い遮断時間ではリレー９８がオフしないのでインターロック回路９５が閉じたときに突入電流抑制手段が無い状態と同様の状態になり不具合が発生する危険性がある。
【００２０】
本発明は、上記事情に鑑み、突入電流を効果的に抑制することができ、かつ安全や環境上の問題を起こす恐れのない給電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】
【００２１】
上記課題を解決する本発明の給電装置は、
電源部と、上記電源部から負荷に給電する給電ラインと、上記給電ラインを開閉する第１の開閉回路と、
上記第１の開閉回路と負荷との間に配備されるとともに互いに直列に接続された、負荷への突入電流を抑制する突入電流抑制素子、および該突入電流抑制素子を経由して異常電流が流れた場合に該突入電流抑制素子を経由する給電路を遮断する故障時遮断素子と、互いに直列に接続された上記突入電流抑制素子および上記故障時遮断素子と並列に接続され負荷への供給電圧が所定電圧に達した時に上記給電ラインを閉じる第２の開閉回路とを備え、
上記突入電流抑制素子が、温度の上昇に応じて抵抗値が低減するＮＴＣサーミスタであることを特徴とする。
【００２２】
本発明の給電装置によれば、突入電流抑制素子として、温度の上昇に応じて抵抗値が低減するＮＴＣサーミスタを用いているので、装置の正常時にインターロック回路が閉じられた場合には、電流の流れ始めには抵抗値が高いため突入電流抑制素子を経由して流れる電流は少なく、突入電流を十分に抑制することができる。
【００２３】
また、上記突入電流抑制素子は異常検出機能をも有しており、異常検出時には温度の上昇に応じて抵抗値が低減するＮＴＣサーミスタであることが好ましい。
【００２４】
本発明の給電装置を上記のように構成した場合は、負荷側短絡などの装置の異常時には、突入電流抑制素子および故障時遮断素子を通して異常電流が負荷に流れ続け、その電流により突入電流抑制素子の異常検出機能が動作して温度が上昇するに伴いその抵抗値が急激に低減するので電流量は増加し、故障時遮断素子にて増加した異常電流が検出されて給電を確実に遮断することができる。
【００２５】
このように、本発明の給電装置は、異常時には給電を遮断して安全性を確保することができるとともに、通常時は給電装置の動作をなんら阻害することがない。
【００２６】
また、突入電流抑制素子としてＮＴＣサーミスタを用いたことにより、異常時における抵抗発熱による発煙が全くなくなるのでユーザクレームが生じない。
【００２７】
ここで、上記故障時遮断素子が温度の上昇に応じて抵抗値が増加するＰＴＣサーミスタであることが好ましい。
【００２８】
本発明の給電装置を上記のように構成した場合は、故障時遮断素子としてＰＴＣサーミスタを用いたことにより、装置の正常時にインターロック回路が閉じられると、直流電流がＰＴＣサーミスタおよびＮＴＣサーミスタに給電され、第２の開閉回路のコイル電圧が低い間はＮＴＣサーミスタにより突入電流が抑制されるが、負荷側の容量性負荷が充電されると第２の開閉回路のコイル電圧が上昇し第２の開閉回路が閉じられ、第２の開閉回路を通して負荷側への給電が行われる。
【００２９】
ＰＴＣサーミスタは、突入電流のような大きい電流でも短時間の通電であれば抵抗値はゼロに近く、ＮＴＣサーミスタは短時間の通電であれば突入電流を抑制するのに必要十分な抵抗値を有しているため、突入電流が流れて容量性負荷が充電されるまでの間はＰＴＣサーミスタおよびＮＴＣサーミスタを通して給電されることによりインターロック回路の接点は保護されるとともに突入電流による電源電圧の低下も防止される。
【００３０】
また、異常時には、例えば、負荷側短絡などにより負荷異常時遮断部のヒューズが溶断したような場合に、負荷の短絡原因の解明が完全になされないまま溶断したヒューズを交換しただけで給電が再開された場合には、ＮＴＣサーミスタを通して電流が流れるので電圧が下がり第２の開閉回路は動作しない。その後、ＮＴＣサーミスタの温度が上昇して抵抗値が低下し、更に大きな異常電流が流れるとＰＴＣサーミスタの抵抗値が増加して負荷側への給電を遮断する。その後、負荷側短絡などの障害が回復され給電が再開されると、ＮＴＣサーミスタおよびＰＴＣサーミスタは通常状態に復帰するので、ＮＴＣサーミスタおよびＰＴＣサーミスタは交換することなく使用することができる。すなわち、ＰＴＣサーミスタは給電装置の復旧後には元の抵抗値に復帰するのでヒューズのように交換する必要がない。
【００３１】
また、上記故障時遮断素子は温度ヒューズまたは電流ヒューズであってもよい。
【００３２】
本発明の給電装置を上記のように構成した場合は、故障時遮断素子としてＰＴＣサーミスタを用いた場合と比較して、溶断後のヒューズ交換が必要になるという不利な面はあるものの、素子自体のコストが低いという利点がある。
【００３３】
また、上記第２の開閉回路が、上記給電ライン上に配備された接点部と、該接点部の負荷側とグランドとに接続され該接点部を開閉するコイルとからなるリレーであることが好ましい。
【００３４】
本発明の給電装置を上記のように構成した場合は、上記の突入電流抑制素子としてのＰＴＣサーミスタの作用と相まって、給電装置の復旧後にコイルに流れる電流により接点部が閉じられるので給電ラインを自動的に復帰させることができる。
【００３５】
また、上記接点部が、負荷への供給電圧が所定電圧に達したときに該接点部に通電するスイッチ回路を介して接続されたものであることが好ましい。
【００３６】
本発明の給電装置を上記のように構成した場合は、上記スイッチ回路の動作開始電圧を所定の電圧に設定することができるので、第２の開閉回路の開閉動作を確実なものとすることができる。
【００３７】
また、上記スイッチ回路が、上記接点部の負荷側とグランドとの間に互いに直列に接続された２つの抵抗器と、上記コイルにコレクタ、グランドにエミッタが接続されるとともに、ベースが該２つの抵抗器の接続点に接続されたＮＰＮ型トランジスタからなるものであることが好ましい。
【００３８】
本発明の給電装置を上記のように構成した場合は、２つの抵抗器により形成される分圧を所望の値に設定することができるので、ＮＰＮ型トランジスタを介して第２の開閉回路に確実な開閉動作を行わせることができる。
【００３９】
また、この給電装置は、上記給電ラインが複数に分岐して複数の負荷に給電するものであって、上記スイッチ回路が、上記複数の負荷全てへの供給電圧が所定電圧に達したときに上記コイルに通電するものであることが好ましい。
【００４０】
本発明の給電装置を上記のように構成した場合は、各負荷ごとの充電時間に差がある場合でも、複数の負荷全てへの供給電圧が所定電圧に達しないうちはコイルに通電されないのでリレーの接点部をより安全に保護することができる。
【００４１】
また、この給電装置における上記電源部が、ＡＣ電力を入力してＤＣ電力を出力するものであり、上記故障時遮断素子と上記突入電流抑制素子のうち該故障時遮断素子が上記電源部側に、上記突入電流抑制素子が負荷側に配置されたものであり、上記電源部に入力されるＡＣ電力入力線から該ＡＣ電力で動作する負荷に延びる第２の給電ラインと、上記第２の給電ライン上に配置された第２の接点部および上記故障時遮断素子と上記突入電流抑制素子との接続点とグランドとに接続された、上記第２の接点部を開閉する第２のコイルとを有する第２のリレーとを備えたものであることが好ましい。
【００４２】
本発明の給電装置を上記のように構成した場合は、複数の給電ラインから給電を受ける複数の負荷のうちの何れかの負荷で異常が発生したときにも、全てのインターロック回路が開放されるため、安全性が大幅に向上するとともに、故障時遮断素子を２つの給電ラインの保護に共用させることができ、部品点数・コストともに削減が可能である。
【００４３】
特に、大電流のＡＣ電力を必要とする定着部などを有する複写機やプリンタなどの事務機器では、異常時に定着部への給電を確実に遮断することができるので給電装置の安全性を一層向上させることができる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明の給電装置によれば、突入電流を効果的に抑制することができ、かつ安全や環境上の問題を起こす恐れのない給電装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下図面を参照して給電装置の実施の形態を説明する。
【００４６】
図１は、本発明の第１の実施形態の給電装置のブロック図である。
【００４７】
図１には、ＡＣ電力を入力して低圧のＤＣ電力を出力する低圧電源部１０１と、低圧電源部１０１から出力されたＤＣ電力を負荷１０２に給電する給電ライン１０３と、インターロック検出スイッチ１０４の開閉に連動して給電ライン１０３を開閉するインターロック回路１０５と、インターロック回路１０５と負荷１０２との間に配備されるとともに互いに直列に接続された、負荷１０２への突入電流を抑制する突入電流抑制素子１０６ａ、および突入電流抑制素子１０６ａを経由して異常電流が流れた場合に突入電流抑制素子１０６ａを経由する給電路１０６ｃを遮断する故障時遮断素子１０６ｂと、互いに直列に接続された突入電流抑制素子１０６ａおよび故障時遮断素子１０６ｂと並列に接続され負荷１０２への供給電圧が所定電圧に達した時に給電ライン１０３を閉じるリレー１０８とを備えた給電装置１００が示されている。
【００４８】
上記の突入電流抑制素子１０６ａおよび故障時遮断素子１０６ｂによりこの給電装置の突入電流抑制部１０６が構成される。
【００４９】
さらに、リレー１０８と負荷１０２との間には負荷側に異常が発生した時に回路を遮断するヒューズ１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃからなる負荷異常時遮断部１０９が接続されている。
【００５０】
なお、本実施形態におけるリレー１０８は、本発明にいう第２の開閉回路に相当するものである。
【００５１】
次に、この給電装置１００の詳細な回路について説明する。
【００５２】
図２は、本発明の第１の実施形態の給電装置の回路図である。
【００５３】
図２には、ＡＣ電力を入力して低圧のＤＣ電力を出力する低圧電源部１０１と、低圧電源部１０１から出力されたＤＣ電力を負荷１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃに給電する給電ライン１０３と、給電ライン１０３を開閉するインターロック回路１０５と、インターロック回路１０５と負荷１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃとの間に配備されるとともに互いに直列に接続された、負荷１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃへの突入電流を抑制する突入電流抑制素子１０６ａ、および突入電流抑制素子１０６ａを経由して異常電流が流れた場合に突入電流抑制素子１０６ａを経由する給電路１０６ｃを遮断する故障時遮断素子１０６ｂと、互いに直列に接続された突入電流抑制素子１０６ａおよび故障時遮断素子１０６ｂと並列に接続され負荷１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃへの供給電圧が所定電圧に達した時に給電ライン１０３を閉じるリレー１０８とを備えた給電装置１００が示されている。さらに、リレー１０８と負荷１０２との間にはヒューズ１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃからなる負荷異常時遮断部１０９が接続されている。
【００５４】
上記のリレー１０８は、本発明にいう第２の開閉回路に相当するものであり、給電ライン１０３上に配備された接点部１０８ａと、接点部１０８ａの負荷側とグランドとに接続され接点部１０８ａを開閉するコイル１０８ｂとから構成されている。
【００５５】
この実施形態の給電装置１００では、突入電流抑制素子として、温度の上昇に応じて抵抗値が低減するＮＴＣ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ＝負の温度特性）サーミスタ１０６ａが用いられている。
【００５６】
このＮＴＣサーミスタ１０６ａは、異常時に電流量に応じて抵抗値が変化する特性、すなわち電流の通過による発熱により温度が上昇すると抵抗値が低減する負の温度特性を有しており、突入電流を抑制する抵抗器としての機能と異常検出手段としての機能とを併せ持っている。
【００５７】
また、この実施形態の給電装置１００では、故障時遮断素子として、温度の上昇に応じて抵抗値が増加するＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ＝正の温度特性）サーミスタ１０６ｂが用いられており、このＰＴＣサーミスタ１０６ｂは復帰型異常時保護手段としての機能を有している。ＰＴＣサーミスタ１０６ｂは、異常電流が流れたときに抵抗値が定常時の１０4から１０6まで変化する特性、すなわち電流の通過による発熱により温度が上昇すると抵抗値が増加する正の温度特性を有している。具体的には、例えばポリスイッチ（商品名）などを用いることができる。
【００５８】
次に、この給電装置１００の正常時の動作について説明する。
【００５９】
低圧電源部１０１からの給電路１０３にはインターロック回路１０５が直列に接続されており、例えば複写機の点検用ドアなどに設置されたインターロック検出スイッチ１０４の開閉信号に連動してインターロック回路１０５の接点１０５ａが開閉することにより給電が制御されるようになっている。
【００６０】
インターロック回路１０５が閉じられるとＤＣ電力は突入電流抑制部１０６に給電される。給電されたＤＣ電力は、リレー１０８のコイル電圧が低い間、具体的には接点部１０８ａが閉になってから１００ｍｓ程度の間はＰＴＣサーミスタ１０６ｂ、ＮＴＣサーミスタ１０６ａを通して給電されるので突入電流は抑制される。やがて負荷側の容量性負荷１０２が充電されるとリレー１０８のコイル電圧が感動電圧まで上昇し、その結果接点部１０８ａが閉じられ、リレー１０８を通して負荷側への給電が開始される。
【００６１】
ＰＴＣサーミスタ１０６ｂは突入電流のような大きい電流でも短時間の通電であれば抵抗値はほとんどゼロに近く、ＮＴＣサーミスタ１０６ａは短時間の通電であれば突入電流を抑制するのに必要十分な抵抗値を有しているため、突入電流が流れて容量性負荷１０２が充電されるまでの間はＰＴＣサーミスタ１０６ｂおよびＮＴＣサーミスタ１０６ａを通して給電されることによりインターロック回路１０５の接点１０５ａは保護されるとともに突入電流による電源電圧の低下も防止される。
【００６２】
次に、この給電装置１００の異常時の動作について説明する。
【００６３】
負荷側短絡などの異常時には、低圧電源部１０１内の過電流保護機能または負荷異常時遮断部１０９の電流ヒューズ１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃなどにより給電が遮断される。また、リレー１０８が閉じない故障時には、負荷異常時遮断部１０９よりもＰＴＣサーミスタ１０６ｂの電流定格を低くすることにより、ＰＴＣサーミスタ１０６ｂを先に動作させる設定としておく。その時の動作は、ＰＴＣサーミスタ１０６ｂとＮＴＣサーミスタ１０６ａを通して異常な電流が負荷に給電され続けると、ＮＴＣサーミスタ１０６ａは異常を検出し抵抗値が急激に低下し異常電流をより多く流そうとする。しかし、一方でＰＴＣサーミスタ１０６ｂの抵抗値が急激に増加して負荷側への給電を遮断する。
【００６４】
給電装置の保守時に、負荷の短絡により負荷異常時遮断部１０９のヒューズが溶断したような場合に、負荷の短絡原因の解明が完全になされないまま、溶断したヒューズを交換しただけで、低圧電源部１０１からの給電が再開された場合について考えてみると、この場合には、ＮＴＣサーミスタ１０６ａを通して電流が流れるので電圧が下がりリレー１０８は動作しない。ＮＴＣサーミスタ１０６ａの温度が上昇して抵抗値が低下し、異常電流が、突入電流が流れる時間よりも長く流れるとＰＴＣサーミスタ１０６ｂの抵抗値が増加して負荷側への給電を遮断する。その後、負荷側短絡などの障害が回復された後、給電が再開されると、ＮＴＣサーミスタ１０６ａ、ＰＴＣサーミスタ１０６ｂともに通常状態に復帰するので、ＮＴＣサーミスタ１０６ａおよびＰＴＣサーミスタ１０６ｂは交換することなく使用することができる。すなわち、このＰＴＣサーミスタ１０６ｂは復帰型の異常時保護手段であるので、温度ヒューズなどに比べて交換などの事後処理が容易であり、遮断までの応答時間も早く、発煙・発火の危険性がなくなる。
【００６５】
なお、ここで、負荷異常時遮断部１０９は負荷側に設置されていてもよく、負荷異常時遮断手段として復帰型の異常時保護手段であるＰＴＣサーミスタを用いてもよい。
【００６６】
また、故障時遮断素子としてＰＴＣサーミスタの代わりにサーモスタットを使用してもよく、ＮＴＣサーミスタ１０６ａの近傍に配置して熱結合させると異常電流を確実に遮断することができる。更に、サーモスタットを使用することで、復帰時にＮＴＣサーミスタ１０６ａの温度が十分に下がり突入電流が抑制できる抵抗値になるまで復帰しないようにすることができるので、インターロック回路１０５の接点１０５ａが確実に保護できるとともに電圧降下の発生を抑制することができる。
【００６７】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００６８】
図３は、本発明の第２の実施形態の給電装置の回路図である。
【００６９】
図３には、本発明の第２の実施形態の給電装置２００の回路図が示されている。この給電装置２００は、図２に示した第１の実施形態の給電装置１００と類似しているが、この給電装置２００では、給電装置１００における互いに直列に接続されたＮＴＣサーミスタ１０６ａおよびＰＴＣサーミスタ１０６ｂからなる突入電流抑制部１０６の代わりに、互いに直列に接続されたＰＴＣサーミスタ２０６ａおよび電流ヒューズ２０６ｂからなる突入電流抑制部２０６を備えている点で給電装置１００と相違している。それ以外は第１の実施形態の給電装置１００と同一である。
【００７０】
このように、ＰＴＣサーミスタ１０６ｂの代わりに交換可能な電流ヒューズ２０６ｂを用いたことにより、負荷側の異常時にも、高価な基板や給電装置全体を交換する必要が無く、ヒューズ単品の交換だけで対処することができる。また、第１の実施形態と同様、発煙が全くなくなるので発煙によるクレームは生じない。
【００７１】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
【００７２】
図４は、本発明の第３の実施形態の給電装置の回路図である。
【００７３】
図４には、本発明の第３の実施形態の給電装置３００の回路図が示されている。この給電装置３００は、図２に示した第１の実施形態の給電装置１００と類似しているが、給電装置１００と異なり、リレー１０８の接点部１０８ａが、負荷への供給電圧が所定電圧に達したときに接点部１０８ａに通電するスイッチ回路３０１を介して接続されている。それ以外は第１の実施形態の給電装置１００と同一である。
【００７４】
本実施形態ではこのスイッチ回路３０１は、接点部１０８ａの負荷側とグランドとの間に互いに直列に接続された２つの抵抗器３０３，３０４と、コイル１０８ｂにコレクタ、グランドにエミッタが接続されるとともに、ベースがこれら２つの抵抗器３０３，３０４の接続点に接続されたＮＰＮ型トランジスタ３０２とから構成されている。
【００７５】
このように、接点部１０８ａの負荷側電圧をスイッチ回路３０１でモニタして、負荷側の容量性負荷にＤＣ電力が充電されて突入電流が流れない電圧値に達してからスイッチ回路３０１により接点部１０８ａを閉じる構成とし、さらに、接点部１０８ａが閉じている通常動作時に、負荷側短絡などの異常が発生して負荷側電圧が下がってきたときには、２つの抵抗器３０３，３０４による出力電圧検出機能により異常を検出してＮＰＮ型トランジスタ３０２に異常の発生を知らせて接点部１０８ａを開放させる。その後、負荷側への給電はＮＴＣサーミスタ１０６ａおよびＰＴＣサーミスタ１０６ｂを通して行われ、ＰＴＣサーミスタ１０６ｂにより突入電流は遮断されるので安全が確保される。
【００７６】
また、インターロック検出ＳＷ１０４の短時間の開閉では負荷側の残留電荷により接点部１０８ａが開にならず、再度インターロック回路１０５が閉になったときに突入電流が流れるという現象が発生することがあるが、その問題については、スイッチ回路３０１の動作電圧を、リレー１０８のリレー開放電圧より十分に高い電圧、例えば５０％以上の電圧に設定しておくことにより、インターロック回路１０５にほぼ連動して接点部１０８ａを開閉することができるので突入電流を効果的に防止することができる。
【００７７】
なお、故障時遮断素子１０６ｂとしては、必ずしも復帰型のＰＴＣサーミスタでなくてもよく、例えば電流ヒューズなどを用いてもよい。
【００７８】
本実施形態の給電装置によれば、正常時にも容量性負荷が完全に充電されてから接点部１０８ａが閉じられるので、インターロック回路１０５のリレー接点へのストレスは皆無となる。また、異常時における負荷側への給電はＮＴＣサーミスタ１０６ａおよびＰＴＣサーミスタ１０６ｂを通して行われるためＰＴＣサーミスタ１０６ｂによる遮断により安全が確保される。
【００７９】
また、負荷側の残留電荷によりリレー１０８の接点部１０８ａが開かれず、再度インターロック回路１０５が閉じられたときに突入電流が流れる問題についても、インターロック回路１０５にほぼ連動して接点部１０８ａが開閉されるので突入電流が効果的に抑制でき、インターロック回路１０５のリレー接点を保護するとともに突入電流による電圧低下などの影響を排除することができる。
【００８０】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。
【００８１】
図５は、本発明の第４の実施形態の給電装置の回路図である。
【００８２】
図５には、本発明の第４の実施形態の給電装置４００の回路図が示されている。この給電装置４００は、図４に示した第３の実施形態の給電装置３００とは類似しているが、この給電装置４００では、スイッチ回路４０１はＮＰＮ型トランジスタ４０２およびＡＮＤゲート４０３から構成されており、給電ライン１０３が複数に分岐して負荷１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃに給電するものであって、スイッチ回路４０１が、これらの負荷１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ全てへの供給電圧が所定電圧に達したときにコイル１０８ｂに通電するように構成されている。それ以外は第３の実施形態の給電装置３００と同一である。
【００８３】
一般に、複数の負荷に分岐して給電する給電装置において、各負荷ごとにＣ（静電容量）、Ｒ（電気抵抗）、Ｌ（インダクタンス）が異なり、また、各負荷への給電ライン１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃの配線長も異なるので実効的な電気抵抗はそれぞれ相違している。従って各負荷ごとのＤＣ電力による充電時間に差があるのが普通である。
【００８４】
本実施形態の給電装置４００はこのような場合にも対応が可能である。すなわち、負荷異常時遮断部１０９の各負荷ごとのヒューズ１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃの後からそれぞれの出力電圧を検出し、ＡＮＤゲート４０３はこれら全ての出力電圧が正常であるか否かを判定し、全ての出力電圧が正常である場合にＮＰＮ型トランジスタ４０２によりリレー１０８の接点部１０８ａを閉じるように構成されている。こうすることにより、各負荷ごとに充電時間に差がある場合でも、その充電時間差を吸収することができるので、突入電流をより確実に抑制することが可能であり、接点部１０８ａの接点保護性能を一層向上させることができる。
【００８５】
また、本実施形態の給電装置４００では、複数の負荷のうちの一つの負荷に異常が発生した場合でも即座に接点部１０８ａが開かれるので高い安全性を得れることができる。
【００８６】
なお、故障時遮断素子１０６ｂとしては、必ずしも復帰型のＰＴＣサーミスタでなくてもよく、例えば温度ヒューズや電流ヒューズなどを用いてもよい。
【００８７】
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。
【００８８】
図６は、本発明の第５の実施形態の給電装置の回路図である。
【００８９】
図６には、本発明の第５の実施形態の給電装置５００の回路図が示されている。この給電装置５００は、図２に示した第１の実施形態の給電装置１００と類似しているが、この給電装置５００では、低圧電源部１０１がＡＣ電力を入力してＤＣ電力を出力するものであり、ＮＴＣサーミスタ１０６ａとＰＴＣサーミスタ１０６ｂのうちＰＴＣサーミスタ１０６ｂが低圧電源部１０１側に、ＮＴＣサーミスタ１０６ａが負荷側に配置されたものであり、低圧電源部１０１に入力されるＡＣ電力入力線１０１ａからＡＣ電力で動作する、例えば定着装置のハロゲンランプなどの負荷５０２に延びる第２の給電ライン５０３と、第２の給電ライン５０３上に配置された第２の接点部５０８ａおよびＰＴＣサーミスタ１０６ｂとＮＴＣサーミスタ１０６ａとの接続点とグランドとに接続された、第２の接点部５０８ａを開閉する第２のコイル５０８ｂとを有する第２のリレー５０８とを備えている。それ以外は第１の実施形態の給電装置１００と同一である。
【００９０】
このように構成したことにより、インターロック回路１０５や突入電流抑制部５０６に異常が発生した時に、第２のリレー５０８のコイル５０８ｂへの電源が遮断されるため第２のリレー５０８が開となり、第２の給電ライン５０３による給電が遮断されるので給電装置の安全性を一層向上させることができる。
【００９１】
また、第２のリレー５０８内のコイル故障に対しても突入電流抑制部５０６のＰＴＣサーミスタ５０６ｂを兼用して第２のリレー５０８を保護することができる。
【００９２】
なお、このＰＴＣサーミスタ５０６ｂは復帰型の異常時保護手段としての機能を有しているが、この異常時保護手段は必ずしも復帰型でなくともよい。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の第１の実施形態の給電装置のブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の給電装置の回路図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の給電装置の回路図である。
【図４】本発明の第３の実施形態の給電装置の回路図である。
【図５】本発明の第４の実施形態の給電装置の回路図である。
【図６】本発明の第５の実施形態の給電装置の回路図である。
【図７】従来の給電装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００９４】
９０    給電装置
９１    低圧電源部
９２ａ，９２ｂ，９２ｃ    負荷
９３    給電ライン
９４    インターロック検出スイッチ
９５    インターロック回路
９５ａ    接点
９６    容量性負荷
９７    突入電流抑制部
９７ａ    突入電流抑制抵抗
９７ｂ    温度ヒューズ
９８    リレー
９８ａ    接点
９９    負荷異常時遮断部
９９ａ，９９ｂ，９９ｃ    ヒューズ
１００，２００，３００，４００，５００    給電装置
１０１    低圧電源部
１０２    負荷
１０３    給電ライン
１０４    インターロック検出スイッチ
１０５    インターロック回路
１０６，２０６    突入電流抑制部
１０６ａ，２０６ａ    突入電流抑制素子、ＮＴＣサーミスタ
１０６ｂ    故障時遮断素子、ＰＴＣサーミスタ
１０６ｃ    給電路
１０８    リレー
１０８ａ    接点部
１０８ｂ    コイル
１０９    負荷異常時遮断部
１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃ    ヒューズ
２０６ｂ    電流ヒューズ
３０１，４０１    スイッチ回路
３０２，４０２    ＮＰＮ型トランジスタ
３０３，３０４    抵抗器
４０３    ＡＮＤゲート
５０２    負荷
５０３    給電ライン
５０８    リレー
５０８ａ    接点部
５０８ｂ    コイル
【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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