(57)【要約】【課題】  安価な部品と単純な回路構成で、安全確保のために配設されたスイッチの開閉時やアクチュエータ動作開始時の突入電流の低減や、アクチュエータ等の負荷への電流制限を行うこと。【解決手段】  電源から負荷への電力供給を遮断もしくは接続するスイッチ手段と、電力を供給する際に電流を制限する第１の電力供給手段と、第１の電力供給手段をバイパスする第２の電力供給手段と、スイッチ開閉状態検知手段と、負荷へ電力を供給する電力供給手段とを有し、スイッチが開状態において第１の電力供給手段のみを選択し、スイッチが閉状態に変化した後から所定時間後に第１および第２の電力供給手段を選択することで、スイッチ開閉時の突入電流を制限し、スイッチの閉状態で負荷に電力を供給する前に第１の電力供給手段のみを選択し、負荷への電力供給開始後から所定時間後に第１および第２の電力供給手段を選択することで、負荷への突入電流を制限する構成。【選択図】  図１
2007210769.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源から負荷への電力供給を遮断もしくは接続するスイッチ手段と、
電力を供給する際に電流を制限する第１の電力供給手段と、
第１の電力供給手段をバイパスする第２の電力供給手段と、
前記スイッチの開閉状態を検知するスイッチ状態検知手段と、
前記負荷に電力を供給する電力供給手段とを有し、
前記スイッチが開状態において第１の電力供給手段のみを選択し、
前記スイッチが閉状態に変化した後から予め定められた時間後に第１および第２の電力供給手段を選択することで、スイッチ開閉時の突入電流を制限し、
前記スイッチの閉状態で負荷に電力を供給する前に第１の電力供給手段のみを選択し、
負荷への電力供給開始後から予め定められた時間後に第１および第２の電力供給手段を選択することで、負荷への突入電流を制限することを特徴とする後処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の内容において、負荷への電力供給時の電流値を検知する電流検知手段と、
検知した電流値を予め定められた値と比較して、予め定められた値以上となった場合に負荷への電力を制限し、電流制限を行う電流制限手段を有することを特徴とする後処理装置。
【請求項３】
請求項１および２記載の内容において、電力を供給される負荷は、モータであることを特徴とする後処理装置。
【請求項４】
請求項１および２記載の内容において、電力を供給される負荷は、画像形成装置からのシートにステープル後処理を行うステープラであることを特徴とする後処理装置。
【請求項５】
請求項１および２記載の内容において、電力を供給される負荷は、画像形成装置からのシートにパンチ後処理を行うパンチャーであることを特徴とする後処理装置。
【請求項６】
請求項１および２記載の内容において、電力を供給される負荷は、画像形成装置からのシートを製本処理する製本手段であることを特徴とする後処理装置。
【請求項７】
電源から負荷への電力供給を遮断もしくは接続するスイッチ手段と、
電力を供給する際に電流を制限する第１の電力供給手段と、
第１の電力供給手段をバイパスする第２の電力供給手段と、
前記スイッチの開閉状態を検知するスイッチ状態検知手段と、
前記負荷に電力を供給する電力供給手段とを有し、
前記スイッチが開状態において第１の電力供給手段のみを選択し、
前記スイッチが閉状態に変化した後から予め定められた時間後に第１および第２の電力供給手段を選択することで、スイッチ開閉時の突入電流を制限し、
前記スイッチの閉状態で負荷に電力を供給する前に第１の電力供給手段のみを選択し、
負荷への電力供給開始後から予め定められた時間後に第１および第２の電力供給手段を選択することで、負荷への突入電流を制限することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７記載の内容において、負荷への電力供給時の電流値を検知する電流検知手段と、
検知した電流値を予め定められた値と比較して、予め定められた値以上となった場合に負荷への電力を制限し、電流制限を行う電流制限手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項７および８記載の内容において、電力を供給される負荷は、モータであることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、後処理装置および画像形成装置において、ユーザが装置を操作する時の安全性を確保するために、モータ等のアクチュエータへの電力を遮断するスイッチを有する装置に関するものであり、ユーザの操作により、スイッチが開状態から閉状態に変化した際や、スイッチの機構上発生するチャタリング現象が発生した際、もしくは、アクチュエータ等の負荷への電力供給時に突入電流を低減し、また電流制限を行う手段もしくはその方法を有する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置および後処理装置であるプリンタやフィニッシャ装置においては、ユーザが装置内部の消耗品を交換する際や、シートの異常搬送状態を解除するために操作する際に、安全性のために装置内に設置されたアクチュエータ等への電力供給を遮断するスイッチを設置する場合がある。このスイッチは、操作部の開閉操作に連動して開閉するように設置されており、また前述のアクチュエータの動作時には、このスイッチを経由して数アンペアから数十アンペアの大電流が流れる場合がある。さらにスイッチ開状態から閉状態への変化時には、スイッチから下流の回路において、コンデンサのような電気部品が接続されていた場合、数十アンペアの電流である突入電流がこのスイッチを経由することもある。大電流の通電ではスイッチ接点間で火花が発生し、接点の劣化による不具合の原因にもなることがある。また、スイッチ接点の機構もしくは構成によっては、大電流に対応するために高価な材料の使用や、スイッチの電流許容値アップのために、スイッチのサイズアップが必要になる場合がある。スイッチのコストアップやサイズアップ回避するため、例えば、特許文献１にある画像形成装置の例においては、スイッチが開状態から閉状態に変化した際の突入電流低減のために、電子スイッチ回路を構成している例を挙げることができる。
【特許文献１】特許第3599389号公報（第10頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の例では、電子スイッチ回路を構成することで、大電流の通電を抑制しており、効果的な方法を提案しているが、本発明では別の構成による電子スイッチと方法を提案することで、同様に安価で単純な回路構成で、スイッチの開閉時や、アクチュエータ動作開始時の突入電流の低減と、電流制限機能を有する後処理装置および画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するための本発明に係る後処理装置および画像形成装置は、電源から負荷への電力供給を遮断もしくは接続するスイッチ手段と、電力を供給する際に電流を制限する第１の電力供給手段と、第１の電力供給手段をバイパスする第２の電力供給手段と、前記スイッチの開閉状態を検知するスイッチ状態検知手段と、前記負荷に電力を供給する電力供給手段とを有し、前記スイッチが開状態において第１の電力供給手段のみを選択し、前記スイッチが閉状態に変化した後から所定時間後に第１および第２の電力供給手段を選択することで、スイッチ開閉時の突入電流を制限し、前記スイッチの閉状態で負荷に電力を供給する前に第１の電力供給手段のみを選択し、負荷への電力供給開始後から所定時間後に第１および第２の電力供給手段を選択することで、負荷への突入電流を制限することを特徴とする。
【０００５】
また、負荷への電力供給時の電流値を検知する電流検知手段と、検知した電流値を所定値と比較して、所定値以上となった場合に負荷への電力を制限し、電流制限を行う電流制限手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、スイッチの開閉状態を検知し、電源から負荷への電力供給のためにスイッチが閉状態になる前に電流を制限する電力供給手段を選択することで、スイッチ閉直後の突入電流を低減することが可能となり、また、スイッチの接点が安定して接触するまで、接点の接触が不安定な状態であるチャタリングの発生時間より長い時間、電流を制限する電力供給手段のみを選択し、その後バイパスして電力を供給することで、負荷への電力供給を単純な構成と方法によって、スイッチの操作時の突入電流を低減して実現することが可能となる。
【０００７】
また、スイッチの閉状態で負荷に電力を供給する場合も同様に、所定期間電流を制限する電力供給手段のみを選択し、その後バイパスして電力を供給することで、前述の同一回路を有効に利用して、負荷への突入電流を容易に低減することが可能となる。
【０００８】
さらに、負荷への電力供給時に電流値を検知して所定値を超過しないように制御することで、突入電流および負荷動作時の電流を制御することが可能となり、安価な部品と単純な回路構成にて実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に本発明における実施例を説明する。
【００１０】
図１は、画像形成装置１および後処理装置２の外形図および断面図を示したものである。
【００１１】
画像形成装置１内部の３は電源ユニットと画像形成装置１での処理および画像形成時の制御を行うための制御ユニットを一まとめにして図示したものである。電源ユニット３は、モータ４および５、画像形成を行うための光学ユニットでありレーザや反射ミラーやモータを内蔵したスキャナユニット６と、後処理装置内２で針にてステープル後処理を行うステープラ７および画像形成装置１内のソレノイド８に電源を供給し、また後処理装置２内の制御を行うコントローラユニット９へ電源供給を行う。
【００１２】
シート１０は、画像形成装置１内に複数枚積載され、画像形成時にシート１０を蹴り出すピックアップローラ１１とシートを１枚分離するためのフィードリタードローラ１２と搬送ローラ対１３を経由して、シート１０の姿勢を調整するレジスト部１４に達する。シート１０のピックアップタイミングは、ソレノイド８の吸引タイミングであり、モータ４および５やスキャナモータ６はそれ以前に起動される。また、モータ４および５やスキャナユニット６およびソレノイド８は、シート１０を搬送し、画像形成を行う際に駆動するものであり、本実施例での個数に限定するものではない。また、画像形成装置１内の複数ローラの駆動やシートへの画像形成のために必要な部材を駆動する。
【００１３】
レジスト部１４に達したシート１０は、姿勢を調整されて転写部１５に達し、画像形成用トナーを収容したトナー収容部１６から供給されるトナーを転写され、定着部１７に搬送される。
【００１４】
転写部１７では、シート１０に画像を加圧定着し、シート１０は排紙ローラ対１８を経由する。シートを画像形成装置１内に画像形成面を下にして排出積載する場合は、シート排出トレイ２０に排出して積載する。また、後処理装置２に搬送する場合は、後処理装置２内のコントローラユニット９がソレノイド２１を駆動して経路切り換えのフラッパ部材１９を動作させてシートを引き込み、ローラ対２２、ローラ２３、ローラ対２４を経由して整合部材２５内にシートを搬送する。
【００１５】
整合部材２５内に搬送されたシートは整合モータ２６にてシートの姿勢と位置を調整される。所定枚数のシートが整合部材２５内に積載された後、ステープラ７にて針打ちであるステープルを行う。
【００１６】
ステープルされたシート束は、排出積載された複数枚のシート２７のように積載トレイ２８上に積載される。
【００１７】
２９は後処理装置２内にユーザがアクセスするために開閉可能なドアであり、シート１０が正常に搬送されずに後処理装置２内に残留した場合、そのシートを取り除くために開くことができるように配置されている。残留シートを取り除いた後にそのドアを閉めることで、排紙処理が継続可能なようになる。
【００１８】
３０は後処理装置２内に配置されたスイッチ部材であり、ドア２９の開閉に連動して後処理装置２内のステープラ７への電力供給を切断する、もしくは動作可能なように接続するものである。ドア２９が閉（ＣＬＯＳＥ）状態であれば、ユーザがステープラ７を触ることができないためスイッチ３０を経由して電力を供給できるようになり、ドア２９が開（ＯＰＥＮ）状態であればステープラ７にユーザが触ることが可能であり、ステープラ７の誤動作によるケガ防止のため、スイッチ３０が電力供給を切断するように作用するものである。
【００１９】
図１では、画像形成装置１と後処理装置２のみの構成で画像形成システムを構成していることと動作を説明したが、特にこのシステム形態に限定するものではなく、複数のオプション装置からなる画像形成システムであってもよい。
【００２０】
また、シート１０への画像形成データおよびシート枚数および後処理装置２へのステープル指示の有無等は、不図示の情報機器であるコンピュータ等から送信され、画像形成装置１にて画像形成データやその他データを受信して後処理装置２とともに処理を行うものであり、特に構成を限定するものではない。
【００２１】
図２は、後処理装置２のコントロールユニット９に実装された電気回路の一部と、コントロールユニット９に接続したその他の電気部品を示したものであり、図１でのステープラ７を負荷１０５として、図１でのスイッチ３０をスイッチ１０１として表している。
【００２２】
１００はコントロールユニット９上に実装されたワンチップマイコンであり、後処理装置２を制御し、ＣＰＵとして表している。
【００２３】
図２では、スイッチ１０１の開閉状態に対応して、ＣＰＵ１００の入力ポートにてドアの状態を検知するようになっている。
【００２４】
スイッチ１０１は、パワー系電源電圧（Ｖｐｗｒ）をスイッチ下流の回路へ印加するかどうか選択可能であり、遮断もしくは接続を行うものである。
【００２５】
１０２は、スイッチ１０１が開状態であるか、閉状態であるかを検知するスイッチ検知部であり、本実施例では複数の抵抗とトランジスタとの組み合わせで構成している。スイッチ１０１が開状態（ドアＯＰＥＮ）では、スイッチ検知部１０２のトランジスタはＯＦＦ状態となり、ＣＰＵ１００にはＨｉｇｈレベルの信号が入力され、スイッチ１０１が閉状態（ドアＣＬＯＳＥ）では、トランジスタがＯＮ状態となり、Ｌｏｗレベルの信号がＣＰＵ１００に入力され、ＣＰＵにてドアの状態を検知することができる。
【００２６】
１０３は、画像形成装置１の電源ユニット３から供給されるパワー系電源からの電力供給において電流を制限するための抵抗であり、スイッチ１０１が開状態から閉状態に変化した際の突入電流を低減するために設定されている。
【００２７】
１０４は、１０３を経由した電力供給のほかに供給経路をバイパスするように作用し、ＣＰＵ１００の出力ポートＢＰによって、バイパスするかどうかを設定するように構成されている。ＢＰがＨｉｇｈ出力であればバイパス部のＦＥＴがＯＮするように動作し、電力供給をバイパスするように作用する。Ｌｏｗ出力であればＦＥＴはＯＦＦ状態となり、パワー系の電力供給は１０３制限抵抗のみを経由することになる。
【００２８】
１０６は負荷１０５の駆動を制御する負荷駆動部であり、ＦＥＴ、トランジスタおよび複数の抵抗の組み合わせで構成されている。ＣＰＵ１００の出力ポートがＨｉｇｈ出力であれば、負荷駆動部１０６のトランジスタとＦＥＴがＯＮ状態となり、スイッチ１０１を経由して供給されるスイッチ後のパワー系電力の電圧（Ｖｓｗ）が負荷１０５に印加されるように動作する。また、スイッチ１０１がＯＦＦ状態であれば、負荷駆動部１０６を経由して負荷１０５に電力を供給することができないように構成されている。
【００２９】
次に図３にて、スイッチ１０１もしくはドア２９の開閉状態に応じてバイパス回路のＯＮ／ＯＦＦの切り換え処理を説明する。
【００３０】
図３は、ＣＰＵ１００内にて常時実行されている処理のフローチャートを示したものであり、Ｓ１００でスイッチ状態を検知してドアの状態を判断し、ＯＰＥＮ状態であればＳ１０１に進み、バイパス回路をＯＦＦする設定として、１０４バイパス部のＦＥＴをＯＦＦ状態とする。
【００３１】
Ｓ１０２にてドアＣＬＯＳＥ状態で所定時間経過したかどうかを判断するためのタイマーのカウント値をクリアする処理を行う。その後処理を終了する。処理の終了後はＣＰＵ内にて再び図３の処置が繰り返される。
【００３２】
Ｓ１００でドアがＣＬＯＳＥ状態であると判断した場合、Ｓ１０３にてタイマー値のカウントを行い、Ｓ１０４にて所定時間経過したかどうかタイマー値から判断し、所定時間経過していれば、Ｓ１０５にてバイパス回路をＯＮする。バイパス回路をＯＮ状態にした後は、ドアＯＰＥＮ状態でスイッチがＯＦＦの状態となるまで継続する。Ｓ１０４にて所定時間経過していないと判断された場合、バイパス回路をＯＮせずに処理を終了し、再度繰り返し処理を行う。
【００３３】
このように、ドア２９がＯＰＥＮ状態であるときにバイパス回路１０４をＯＦＦし、ドア２９がＯＰＮ状態からＣＬＯＳＥ状態に変化してから所定時間経過後にバイパス回路１０４をＯＮすることで、ドア２９のＣＬＯＳＥ直後にはパワー系電源からの電流は制限抵抗１０３によって制限され、スイッチ１０１のＯＮ直後の突入電流や、スイッチ１０１のチャタリングによる電流の変動を低減することができ、所定時間経過後は電流制限を行わない状態でステープラ等の負荷に電力を供給することが可能となる。
【００３４】
さらに、スイッチ１０１がＯＮ状態で負荷１０５を駆動する直前に、バイパス回路１０４をＯＦＦ状態とし、電流制限状態を選択して負荷１０５を駆動し、所定時間後にバイパス部１０４をＯＮ状態とすることで、同様に、負荷１０５の起動直後の突入電流を低減することも可能となる。
【００３５】
突入電流の低減によって、電流許容値が低いスイッチの選択も可能となる。また、パワー系電力の供給源である電源装置（画像形成装置１内の電源ユニット３）の電源供給能力の低減も同時に図ることが可能となる。
【００３６】
次に、図４は、電流検知による負荷への電流制限を行う構成を表した図である。
【００３７】
スイッチ１０１と電流制限抵抗１０３との間に電流検知部１０７に電流検知抵抗を設置し、スイッチＯＮ状態で負荷１０５を駆動する際に１０７電流検知抵抗で検知した電流値に対応した電圧と、基準電流値に対応した基準電圧Ｖｒｅｆを比較器にて比較し、基準電流値以上の電流がスイッチ１０１を経由して負荷１０５に供給され続けないように電流の制限を行うため、負荷駆動部１０６のトランジスタをＯＦＦするように動作し、さらに負荷駆動部１０６のＦＥＴも同様にＯＦＦする。負荷１０５への電力供給が短時間停止することで、電流検知部１０７の抵抗で検知した電流値に対応する電圧値が低下し、電流制限部１０８での基準電圧Ｖｒｅｆとの比較によって電流制限が解除され、ふたたび負荷駆動部１０６のトランジスタとＦＥＴがＯＮ状態となる。この負荷１０５への電圧印加のＯＦＦ／ＯＮが繰り返されることで、基準電圧に対応した制限電流値でステープラ等の負荷駆動と制御を行うことが可能となる。
【００３８】
このように、スイッチ１０１および負荷１０５への電流制限によって、電流容量の低い安価なスイッチを選択することも可能となり、また負荷への過大な電流の通電も安価な部品と単純な回路構成で回避することが可能となる。
【００３９】
以上、本実施例で述べてきたように、本発明によれば、スイッチの開閉状態を検知し、電源から負荷への電力供給のためにスイッチが閉状態になる前に電流を制限する電力供給手段を選択することで、スイッチ閉直後の突入電流を低減することが可能となり、また、スイッチの接点が安定して接触するまで、接点の接触が不安定な状態であるチャタリングの発生時間より長い時間、電流を制限する電力供給手段のみを選択し、その後バイパスして電力を供給することで、負荷への電力供給を単純な構成と方法によって、スイッチの操作時の突入電流を低減して実現することが可能となる。また、スイッチの閉状態で負荷に電力を供給する場合も同様に、所定期間電流を制限する電力供給手段のみを選択し、その後バイパスして電力を供給することで、前述の同一回路を有効に利用して、負荷への突入電流を容易に低減することが可能となる。
【００４０】
さらに、負荷への電力供給時に電流値を検知して所定値を超過しないように制御することで、突入電流および負荷動作時の電流を制御することが可能となり、安価な部品と単純な回路構成にて実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施例に係る画像形成装置と後処理装置を説明するブロック図である。
【図２】本発明の実施例における電力供給回路の動作を説明する回路構成図である。
【図３】本発明の実施例に係る処理を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の実施例における電力供給回路と電流制限動作を説明する回路構成図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  画像形成装置
２  後処理装置
３  電源ユニット
７  ステープラ
９  コントローラユニット
２９  ドア
３０（１０１）  スイッチ
１００  ＣＰＵ
１０４  電力供給バイパス部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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