(57)【要約】【課題】  可能な限り電子機器の停止時間を短くし、必要最小限の部品交換で電子機器を再動作可能な、安全性と信頼性を確保した電源装置を供給する。【解決手段】  商用電源から供給される電圧を変換して負荷に対して電力を供給する電源装置１１０は、電源回路１７０の出力の異常を検出する異常検出手段として機能する電流検出回路１７４、電圧検出回路１７５と、電源回路１７０への電力供給をオンオフする第１のスイッチ手段１２１と、電源回路１７０から負荷への電力供給をオンオフする第２のスイッチ手段１２２と、異常検出手段で異常が検出された場合、第１及び第２のスイッチ手段１２１、１２２をオンオフ制御することにより電源回路１７０の異常か負荷の異常かを診断するコントロール部１９０とを備える。【選択図】          図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源から供給される電圧を変換して負荷に対して電力を供給する電源装置において、
電源回路の出力の異常を検出する異常検出手段と、
前記電源回路への電力供給をオンオフする第１のスイッチ手段と、
前記電源回路から前記負荷への電力供給をオンオフする第２のスイッチ手段と、
前記異常検出手段で異常が検出された場合、前記第１及び第２のスイッチ手段をオンオフ制御することにより前記電源回路の異常か前記負荷の異常かを診断する制御手段とを備えることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記異常検出手段により異常が検出された場合、前記第１及び第２のスイッチ手段をオフにすることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記異常検出手段により異常が検出された場合、前記第１及び第２のスイッチ手段をオフにした後、前記第１のスイッチ手段をオンすることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記異常検出手段により異常が検出された場合、前記第１及び第２のスイッチ手段をオフにし、前記第１のスイッチ手段をオンにし、前記異常検出手段により異常が検出されない場合、前記第２のスイッチ手段をオンにすることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記異常検出手段により異常が検出された場合、前記第１及び第２のスイッチ手段をオフにし、前記第１のスイッチ手段をオンにし、前記異常検出手段により異常が検出された場合、前記電源装置の動作を停止させることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記異常検出手段により異常が検出された場合、前記第１及び第２のスイッチ手段をオフにし、前記第１のスイッチ手段をオンにし、前記異常検出手段により異常が検出されない場合、前記第２のスイッチ手段をオンにし、前記異常検出手段により異常が検出された場合、前記電源装置の動作を停止させることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項７】
前記商用電源からの電力供給をオンオフする第３のスイッチ手段と、
１次回路側の漏れ電流及び１次側の平滑電圧の少なくとも一方を検出する第２の異常検出手段とをさらに備え、
前記制御手段は、前記第２の異常検出手段により異常が検出された場合、前記第３のスイッチ手段をオフにすることを特徴とする請求項１から請求項６に記載の電源装置。
【請求項８】
前記電源回路からの電圧を変換する電圧変換器と、
前記電圧変換器の出力の異常を検出する第３の異常検出手段と、
前記電源回路から前記電圧変換器への電力供給をオンオフする第４のスイッチ手段と、
前記電圧変換器から前記負荷への電力供給をオンオフする第５のスイッチ手段とをさらに備え、
前記制御手段は、前記第３の異常検出手段により異常が検出された場合、前記第４及び第５のスイッチ手段をオンオフ制御することにより前記電源回路と前記電圧変換器間の異常、前記電圧変換器の異常、前記負荷の異常のうちのいずれの異常かを診断することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記第３の異常検出手段により異常が検出された場合、前記第４及び第５のスイッチ手段をオフにした後、前記第４のスイッチ手段をオンにすることを特徴とする請求項８に記載の電源装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記第３の異常検出手段により異常が検出された場合、前記第４及び第５のスイッチ手段をオフにし、前記第４のスイッチ手段をオンにし、前記第３の異常検出手段により異常が検出されない場合、前記第５のスイッチ手段をオンすることを特徴とする請求項８に記載の電源装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記第３の異常検出手段により異常が検出された場合、前記第４及び第５のスイッチ手段をオフにし、前記第４のスイッチ手段をオンにし、前記第３の異常検出手段により異常が検出されない場合、前記第５のスイッチ手段をオンにし、前記第３の異常検出手段により異常が検出された場合、前記第５のスイッチ手段をオフにすることを特徴とする請求項８に記載の電源装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記第４及び第５のスイッチ手段をオフにし、前記第４のスイッチ手段をオンにし、前記第３の異常検出手段により異常が検出された場合、前記第４のスイッチ手段をオフにすることを特徴とする請求項８に記載の電源装置。
【請求項１３】
前記異常検出手段により異常が検出され前記電源装置の動作が停止された後、前記電源回路と前記負荷との接続の切り離しが可能な接続手段と、
前記電源装置の動作を開始した後、前記電源回路の出力を検出する検出手段と、
前記検出手段により前記電源回路の出力が所定レベルにあることをユーザーに通知する通知手段とをさらに備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１４】
前記電源回路が複数ある場合、前記電源回路の出力ごとに前記検出手段と前記通知手段の接続を切り替える切り替え手段をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載の電源装置。
【請求項１５】
前記電源回路が複数ある場合、外部信号により前記複数の電源回路のうち一部の電源回路の出力をオンオフする第６のスイッチ手段をさらに備え、
前記切り替え手段は、前記電源装置を再起動後、前記第６のスイッチ手段を無効にした後、前記電源回路の出力ごとに前記検出手段と前記通知手段の接続を切り替えることを特徴とする請求項１３に記載の電源装置。
【請求項１６】
前記切り替え手段は、前記出力確認手段と前記通知手段との接続を手動で切り替える手段であることを特徴とする請求項1４に記載の電源装置。
【請求項１７】
前記切り替え手段は、フォトカプラにより構成されることを特徴とする請求項１３に記載の電源装置。
【請求項１８】
前記通知手段は、前記電源回路の出力の状態を光で知らせることを特徴とする請求項１３に記載の電源装置。
【請求項１９】
前記通知手段は、前記電源回路の出力の状態を音により知らせることを特徴とする請求項１３記載の電源装置。
【請求項２０】
前記検出手段は、前記電源回路の出力電圧が所定電圧より高い電圧かを検出することを特徴とする請求項１３に記載の電源装置。
【請求項２１】
前記電源回路と前記負荷間の回路を切断する回路切断手段と、
前記電源回路と前記回路切断手段との間に挿入され前記負荷への電力供給をオンオフする第６のスイッチ手段と、
前記第６のスイッチ手段に並列に接続され、直列接続された第７のスイッチ手段と電流を制限する電流制限手段と電流の逆流を防止する逆流防止手段と、
前記電源回路の出力電圧を検出する検出手段と、
起動時、前記第２のスイッチ手段をオンにし、前記検出手段により出力電圧が所定のレベルの場合に前記第１のスイッチ手段をオンにし、前記第２のスイッチ手段をオフにする手段とをさらに備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２２】
商用電源から供給される電圧を電源回路で変換して負荷に対して電力を供給する電源装置において、
前記電源回路と前記負荷間の回路を切断する回路切断手段と、
前記電源回路と前記回路切断手段との間に挿入され前記負荷への電力供給をオンオフする第６のスイッチ手段と、
前記第６のスイッチ手段に並列に接続され、直列接続された第７のスイッチ手段と電流を制限する電流制限手段と電流の逆流を防止する逆流防止手段と、
前記電源回路の出力電圧を検出する検出手段と、
起動時、前記第２のスイッチ手段をオンにし、前記検出手段により出力電圧が所定のレベルの場合に前記第１のスイッチ手段をオンにし、前記第２のスイッチ手段をオフにする手段とを備えることを特徴とする電源装置。
【請求項２３】
前記電源装置は、前記検出手段により出力電圧が所定の電圧以下の場合に動作を停止することを特徴とする請求項２１又は請求項２２に記載の電源装置。
【請求項２４】
複数の負荷へ電力供給をしている場合、前記負荷ごとに前記検出手段を備えることを特徴とする請求項２１又は請求項２２に記載の電源装置。
【請求項２５】
前記検出手段により出力電圧が所定のレベル以下であることが検出されると電源装置の動作を停止し後、ユーザーに異常を通知する通知手段をさらに備えることを特徴とする請求項２１又は請求項２２に記載の電源装置。
【請求項２６】
前記検出手段により前記電源回路が所定の電圧を出力していないことが検出された場合、複数ある負荷のうちいずれの負荷が異常であるかをユーザーに通知する通知手段をさらに備えることを特徴とする請求項２１又は請求項２２に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保護機能を備えた電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置などの電子機器は、商用電源から電子機器が動作するのに必要な電圧に降圧する電源とユーザーの所望の動作を行う負荷から構成されている。図１は、従来の保護回路を備えた画像形成装置の構成を説明する図である。画像形成装置２は、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）３１、イメージ・プロセッシング・システムＩＰＳ３２、モーター３３等の負荷装置３０を搭載しており、ユーザーからのプリント指示に従い、所望の動作を行う。
【０００３】
最近、市場から安全性の要求は非常に厳しいものになっている。その中で、電源装置１０は画像形成装置の入力部であると共に、大きなエネルギーを扱っているため、多種な保護回路を搭載している。例えばユーザーに危害を及ぼし、画像形成装置２の発煙・発火につながる危険を防止するため、電源回路１０には保護回路として漏電検出回路２０や入力過電圧検出回路１１が設けられている。また、内部の異常や負荷装置３０側の異常で多大な電流や設定電圧より高い電圧が発生することを防止するため、電源装置１０には、過電流検出回路１２、過電圧検出回路１３が設けられている。更に、電源装置１０と負荷装置３０を接続する電流経路上にヒューズ１６〜１８を多数搭載することにより、手厚く保護を行い、安全性を確保している。
【０００４】
また、画像形成装置２を設置しているビルの工事不良や、海外の電源事情の悪い地域の場合、画像形成装置２が想定している入力電圧より高い電圧が入力されることがある。この場合、入力過電圧検出回路１１が動作し、画像形成装置２に対して、それ以上危険な電圧が加わらないように大元のスイッチをオフすることにより保護している。また、部品不良や異常により画像形成装置２内に想定異常の電流が流れた場合、過電流検出回路１２もしくはヒューズ１６〜１８の溶断により保護を行うようにしている。また、別の従来技術として特許文献１では負荷を順次オンしていき、初期の電流と比較することにより負荷の異常を検出する技術が提案されている。
【特許文献１】特開２００１−２２８０５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の電源装置では、画像形成装置２の高機能化に伴い、電源装置１０から負荷装置３０の供給先が多岐にわたるため、電源装置内で異常が発生しているのか、それとも負荷で異常が発生しているのかを判別することができなかった。このため、異常が発生したときには電源装置１０と負荷装置３０をあわせて交換するセット交換が多数を占めている。また、電源装置１０及び負荷装置３０を交換するためには時間がかかり、その間、画像形成装置２を使用できないため、ユーザーに迷惑をかけることになる。また、異常が発生するごとに画像形成装置が停止するため、ユーザーが画像形成装置を使用したいときに使用することができず、ユーザーに多大な損失を与えることになる。また、特許文献１では負荷の異常を検出することができるが、電源装置内の異常か負荷の異常かを判別することはできない。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、電源装置の異常か負荷の異常かを判別できる電源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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の電源装置は、商用電源から供給される電圧を変換して負荷に対して電力を供給する電源装置において、電源回路の出力の異常を検出する異常検出手段と、前記電源回路への電力供給をオンオフする第１のスイッチ手段と、前記電源回路から前記負荷への電力供給をオンオフする第２のスイッチ手段と、前記異常検出手段で異常が検出された場合、前記第１及び第２のスイッチ手段をオンオフ制御することにより前記電源回路の異常か前記負荷の異常かを診断する制御手段とを備える。本発明によれば、電源装置の異常か負荷側の異常かを判別することができるため、セット交換を減らすことができる。また、故障発生個所が明確になるため、交換に要する時間を短縮できる。また、ヒューズの個数を減らすことができるため、定電圧性能の向上と信頼性を向上できる。さらに、ヒューズに頼らずとも安全性を確保できる。
【０００８】
また、本発明によれば、可能な限り電子機器の停止時間を短くし、必要最小限の部品交換で電子機器を再動作可能で、安全性と信頼性を確保できる電源装置を供給できる。また、負荷装置ごとにヒューズを挿入しなくても、安全性を確保できるため、ヒューズの接触抵抗による電圧降下による定電圧性能の悪化、ヒューズの経年劣化による信頼性が低下という問題点も解決される。また、ヒューズを溶断するためには、十分なエネルギーが必要であるため、負荷装置の異常レベルによっては、溶断できず安全性を確保することができないという問題点も解決される。
【０００９】
前記制御手段は、前記異常検出手段により異常が検出された場合、前記第１及び第２のスイッチ手段をオフするとよい。これにより、電源装置や負荷側に多大な損害を及ぼさない異常の場合に診断プログラムを実行できる。前記制御手段は、前記異常検出手段により異常が検出された場合、前記第１及び第２のスイッチ手段をオフにした後、前記第１のスイッチ手段をオンにするとよい。これにより、異常検出手段により電源回路内の異常を検出できる。
【００１０】
前記制御手段は、前記異常検出手段により異常が検出された場合、前記第１及び第２のスイッチ手段をオフにし、前記第１のスイッチ手段をオンにし、前記異常検出手段により異常が検出されない場合、前記第２のスイッチ手段をオンにするとよい。これにより、電源回路内部に異常は無いと判断し、負荷に電力を供給する。前記制御手段は、前記異常検出手段により異常が検出された場合、前記第１及び第２のスイッチ手段をオフにし、前記第１のスイッチ手段をオンにし、前記異常検出手段により異常が検出された場合、前記電源装置の動作を停止させるとよい。これにより、電源装置に異常がある場合は、電源装置の動作を停止することにより、被害が大きくなるのを避けることができる。
【００１１】
前記制御手段は、前記異常検出手段により異常が検出された場合、前記第１及び第２のスイッチ手段をオフにし、前記第１のスイッチ手段をオンにし、前記異常検出手段により異常が検出されない場合、前記第２のスイッチ手段をオンにし、前記異常検出手段により異常が検出された場合、前記電源装置の動作を停止させるとよい。これにより、被害が大きくなるのを避けることができる。
【００１２】
本発明の電源装置は、前記商用電源からの電力供給をオンオフする第３のスイッチ手段と、１次回路側の漏れ電流及び１次側の平滑電圧の少なくとも一方を検出する第２の異常検出手段とをさらに備え、前記制御手段は、前記第２の異常検出手段により異常が検出された場合、前記第３のスイッチ手段をオフにする。これにより、電源装置に多大な損害やユーザーに危害を及ぼす可能性のある漏電や商用電源が異常である入力過電圧の場合、診断プログラムに移る前に、商用電源からの電力供給を強制的に遮断できる。
【００１３】
本発明の電源装置は、前記電源回路からの電圧を変換する電圧変換器と、前記電圧変換器の出力の異常を検出する第３の異常検出手段と、前記電源回路から前記電圧変換器への電力供給をオンオフする第４のスイッチ手段と、前記電圧変換器から前記負荷への電力供給をオンオフする第５のスイッチ手段とをさらに備え、前記制御手段は、前記第３の異常検出手段により異常が検出された場合、前記第４及び第５のスイッチ手段をオンオフ制御することにより前記電源回路と前記電圧変換器間の異常、前記電圧変換器の異常、前記負荷の異常のうちのいずれの異常かを診断する。これにより、異常個所を詳細に特定できる。
【００１４】
前記制御手段は、前記第３の異常検出手段により異常が検出された場合、前記第４及び第５のスイッチ手段をオフにした後、前記第４のスイッチ手段をオンにするとよい。これにより、電圧変換器や負荷側に多大な損害を及ぼさない異常の場合に診断プログラムを実行できる。前記制御手段は、前記第３の異常検出手段により異常が検出された場合、前記第４及び第５のスイッチ手段をオフにし、前記第４のスイッチ手段をオンにし、前記第３の異常検出手段により異常が検出されない場合、前記第５のスイッチ手段をオンするとよい。これにより、電圧変換器内部に異常は無いと判断し、負荷に電力を供給できる。
【００１５】
前記制御手段は、前記第３の異常検出手段により異常が検出された場合、前記第４及び第５のスイッチ手段をオフにし、前記第４のスイッチ手段をオンにし、前記第３の異常検出手段により異常が検出されない場合、前記第５のスイッチ手段をオンにし、前記第３の異常検出手段により異常が検出された場合、前記第５のスイッチ手段をオフにするとよい。これにより、電源装置と異常がある負荷とを切り離すことができる。
【００１６】
前記制御手段は、前記第４及び第５のスイッチ手段をオフにし、前記第４のスイッチ手段をオンにし、前記第３の異常検出手段により異常が検出された場合、前記第４のスイッチ手段をオフにするとよい。これにより、電圧変換器に異常があった場合に電源回路と負荷とを切り離すことができる。本発明の電源装置は、前記異常検出手段により異常が検出され前記電源装置の動作が停止された後、前記電源回路と前記負荷との接続の切り離しが可能な接続手段と、前記電源装置の動作を開始した後、前記電源回路の出力を検出する検出手段と、前記検出手段により前記電源回路の出力が所定レベルにあることをユーザーに通知する通知手段とをさらに備えている。
【００１７】
本発明の電源装置は、前記電源回路が複数ある場合、前記電源回路の出力ごとに前記検出手段と前記通知手段の接続を切り替える切り替え手段をさらに備えている。本発明の電源装置は、前記電源回路が複数ある場合、外部信号により前記複数の電源回路のうち一部の電源回路の出力をオンオフする第６のスイッチ手段をさらに備え、前記切り替え手段は、前記電源装置を再起動後、前記第６のスイッチ手段を無効にした後、前記電源回路の出力ごとに前記検出手段と前記通知手段の接続を切り替える。
【００１８】
前記切り替え手段は、前記出力確認手段と前記通知手段との接続を手動で切り替える手段であるのが好ましい。前記切り替え手段は、フォトカプラにより構成されるとよい。前記通知手段は、前記電源回路の出力の状態を光で知らせるのが好ましい。前記通知手段は、前記電源回路の出力の状態を音により知らせることが好ましい。前記検出手段は、前記電源回路の出力電圧が所定電圧より高い電圧かを検出することが好ましい。
【００１９】
本発明の電源装置は、前記電源回路と前記負荷間の回路を切断する回路切断手段と、前記電源回路と前記回路切断手段との間に挿入され前記負荷への電力供給をオンオフする第６のスイッチ手段と、前記第６のスイッチ手段に並列に接続され、直列接続された第７のスイッチ手段と電流を制限する電流制限手段と電流の逆流を防止する逆流防止手段と、前記電源回路の出力電圧を検出する検出手段と、起動時、前記第２のスイッチ手段をオンにし、前記検出手段により出力電圧が所定のレベルの場合に前記第１のスイッチ手段をオンにし、前記第２のスイッチ手段をオフにする手段とをさらに備える。本発明によれば、電子機器の起動時に負荷装置の異常の有無を確認することができるため、被害が拡大する前に異常を検出できる。また、異常発生個所が明確になり正常な部品まで交換されることはなくなり、無駄な部品交換や手間を省くことができる。
【００２０】
本発明の電源装置は、商用電源から供給される電圧を電源回路で変換して負荷に対して電力を供給する電源装置において、前記電源回路と前記負荷間の回路を切断する回路切断手段と、前記電源回路と前記回路切断手段との間に挿入され前記負荷への電力供給をオンオフする第６のスイッチ手段と、前記第６のスイッチ手段に並列に接続され、直列接続された第７のスイッチ手段と電流を制限する電流制限手段と電流の逆流を防止する逆流防止手段と、前記電源回路の出力電圧を検出する検出手段と、起動時、前記第２のスイッチ手段をオンにし、前記検出手段により出力電圧が所定のレベルの場合に前記第１のスイッチ手段をオンにし、前記第２のスイッチ手段をオフにする手段とをさらに備える。本発明によれば、電子機器の起動時に負荷装置の異常の有無を確認することができるため、被害が拡大する前に異常を検出できる。また、異常発生個所が明確になり正常な部品まで交換されることはなくなり、無駄な部品交換や手間を省くことができる。
【００２１】
本発明の電源装置は、前記検出手段により出力電圧が所定の電圧以下の場合に動作を停止するのが好ましい。これにより、完全な動作前に出力の異常をチェックするので、ヒューズにストレスをかけることなく無駄な交換を省くことができる。本発明の電源装置は、前記検出手段により出力電圧が所定のレベル以下であることが検出されると電源装置の動作を停止し後、ユーザーに異常を通知する通知手段をさらに備える。本発明の電源装置は、前記検出手段により前記電源回路が所定の電圧を出力していないことが検出された場合、複数ある負荷のうちいずれの負荷が異常であるかをユーザーに通知する通知手段をさらに備える。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、電源装置の異常か負荷の異常かを判別できる電源装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。まず、第１実施形態について説明する。図２は、本発明の第１実施形態に係る電源装置を備えた画像形成装置１０２の構成を示す図である。図３は、本発明の電源装置の動作フローチャートである。画像形成装置１０２は、商用電源１の電圧を画像形成に必要な電圧へ変換して負荷に対して電力を供給する電源装置１１０と、電源装置１１０から電圧が供給され画像形成に必要な動作を行う例えばＩＰＳ、ＭＣＵやモーター等の負荷装置３０で構成されている。
【００２４】
電源装置１１０内には更に、異常発生個所を特定するために３つの電源供給オン／オフ手段を備えている。一つ目の電源供給オン／オフ手段は、電源装置１１０内部の異常かもしくは負荷装置３０側の異常かは定かではないが、電源回路内の異常検出回路により異常が検出された場合、電源装置１１０内への電力供給を一端オフした後、再度オンする機能を持った第１のスイッチ手段１２１である。この第１のスイッチ手段１２１により電源回路への電力供給をオンオフすることができる。二つ目の電力供給オン／オフ手段は、電源装置１１０内が正常に動作していることが判明した後、負荷装置３０側へ電力供給する機能を持った第２のスイッチ手段１２２である。この第２のスイッチ手段１２２により電源回路から負荷への電力供給をオンオフすることができる。三つ目の電源供給オン／オフ手段は、画像形成装置１０２に多大な損害やユーザーに危害を及ぼす可能性のある漏電や商用電源１が異常である入力過電圧に対して、商用電源１からの電力供給をオンオフする機能を持った第３のスイッチ手段１３１である。
【００２５】
上記第１及び第２のスイッチ手段１２１、１２２は、例えばパワートランジスタ、ＭＯＳ型電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、パワーＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等の半導体素子により構成される。第３のスイッチ手段１３１は、第１及び第２のスイッチ手段１２１、１２２と同様に電気的に制御可能な半導体素子により構成してもよいし、手動によりオンオフ可能なスイッチにより構成してもよい。第３のスイッチ手段１３１を手動によりオンオフ可能なスイッチにより構成する場合には、コイルを用いて電気的にこのスイッチをオンオフするようにしてもよい。
【００２６】
異常検出手段１４０は、ユーザーを感電から保護する漏電検出部、商用電源１の異常から画像形成装置１０２を保護するための入力電圧検出部、電源装置１１０内の異常により電圧の上昇を防ぎ、負荷装置３０を保護するための電圧検出回路、多大の電流が流れることを防ぐための電流検出回路から構成される。後述するように、図４の漏電検出部１８１、入力電圧検出部１８２、電流検出回路１７４、電圧検出回路１７５、図５の異常検出回路２７５、電圧検出回路２２１、異常検出回路２２３が異常検出手段１４０に対応する。信号送信手段１５０は、異常検出手段１４０の検出結果に基づいてスイッチをオンオフする制御信号を第１〜第３のスイッチ手段１２１、１２２及び１３１へ送る。後述するように、図４の異常監視部１８３、異常監視部１９４、図５の異常監視部１９７が信号送信手段１５０に対応する。
【００２７】
次に具体的な動作について説明する。画像形成装置１０２が正常に動作をしている場合、ユーザーが要求した画像形成を達成するために、電源装置１１０は、必要な負荷装置３０へ電力を供給する。しかし、万一異常が発生した場合、電源装置１１０は２種類の動作を行う。第１に、信号送信手段１５０は、画像形成装置１０２に多大な損害やユーザーに危害を及ぼす可能性の高い漏電や入力過電圧の場合（ステップＳ１）、診断プログラムに移行する前に、第３のスイッチ手段１３１により商用電源１からの電力供給を遮断する（ステップＳ２）。この場合、被害を最小限度に止めるため、故障診断を行わず、修理を依頼するように表示する。
【００２８】
第２に、信号送信手段１５０は、前記異常以外で、電源装置１１０や負荷装置３０側に多大な損害を及ぼさない異常の場合（ステップＳ１）、電源装置１１０内の異常検出手段１４０で異常が検出されると、一端電力供給を遮断し、リセットするために、第１のスイッチ手段１２１をオフにする（ステップＳ３）。このとき、信号送信手段１５０は、同時に第２のスイッチ手段１２２もオフにする（ステップＳ３）。次に、信号送信手段１５０は、第１のスイッチ手段１２１のみをオンにし（ステップＳ４）、異常検出手段１４０で異常が検出されない場合（ステップＳ５）、第２のスイッチ手段１２２をオンにし（ステップＳ６）、負荷装置３０側へ電力を供給する。
【００２９】
しかし、第１のスイッチ手段１２１をオンにした際に、異常検出手段１４０で異常が検出された場合（ステップＳ７）、ユーザーに通知する一方（ステップＳ９）、電源装置１１０の動作を停止させる（ステップＳ１０）。最後に、信号送信手段１５０は、電源装置１１０で異常が検出されず（ステップＳ５）、第２のスイッチ手段１２２をオンにし（ステップＳ５）、負荷装置３０側へ電力を供給し、いずれかの異常検出回路により異常が検出された場合（ステップＳ５）、電源装置１１０は正常であり、負荷装置３０側が異常であることをユーザーに通知する一方（ステップＳ９）、電源装置１１０の動作を停止させる（ステップＳ１０）。また、信号送信手段１５０は、第２のスイッチ手段１２２をオンにし（ステップＳ６）、異常が検出されなければ（ステップＳ７）、正常と判断し画像形成を行い通常の動作を行う（ステップＳ８）。
【００３０】
以上のように、複数のスイッチ手段を設けることにより、電源装置１１０か負荷装置３０側の異常かを判別することができるため、セット交換を減らすことができる。これにより故障発生個所が明確になるため、交換に要する時間を短縮することができる。ヒューズの個数を減らすことができるため、定電圧性能の向上と信頼性を向上させることができる。また、ヒューズに頼らずとも安全性を確保することができる。
【００３１】
図４は、本発明の第１実施形態に係る電源装置の具体的な構成例を示す図である。電源装置１１０は、商用電源１からの電力供給を手動と電気信号によりオン／オフ可能な第３のスイッチ手段１３１、漏電を検出するＺＣＴ（零相変流器）、その後コントローラ等の制御系負荷へ電力を供給する電源回路１６０、モーター等の駆動系負荷に電力を供給する電源回路１７０及び異常処理部１８０を備えている。
【００３２】
電源回路１６０は、入力フィルター１６１、１次整流平滑回路１６２、降圧用のトランスＴ１、スイッチング素子１６４、スイッチング素子１６４をオン／オフする制御回路１６５、降圧後のパルス電圧を整流、平滑する２次整流平滑回路１６６を通して負荷に対して電力供給を行う。入力フィルター１６１は、入力信号の高周波成分を除去するものである。１次整流平滑回路１６２は、入力信号の整流平滑処理を行う。トランスＴ１は、入力電力が供給される１次巻線Ｌ１１、負荷に対して電力を供給する２次巻線Ｌ１２及び１次側の副巻線Ｌ１３を持つ。
【００３３】
スイッチング素子１６４は、例えばパワートランジスタ、ＭＯＳ型電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、パワーＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等の半導体素子で構成される。ここでは、スイッチング素子１６４は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴにより構成されている。このスイッチング素子１６４は、トランスＴ１の１次巻線Ｌ１１の端子に接続されている。スイッチング素子１６４は、制御端子に入力されるスイッチング信号によってオン／オフする。スイッチング素子１６４が、バイポーラトランジスタで構成される場合、制御端子であるベースに入力されるスイッチング信号によって、コレクタ−エミッタ間が開閉される。また、スイッチング素子１６４が、ユニポーラトランジスタで構成される場合、制御端子であるゲートに入力されるスイッチング信号によって、ドレイン−ソース間が開閉される。制御回路１６５は、１次側副巻線Ｌ１３に生じた電圧に基づいて、１次側副巻線Ｌ１３に生じる電圧があらかじめ設定している目標電圧となるように、スイッチング素子１６４の制御端子を制御する。２次整流平滑回路１６６は、ダイオード及びコンデンサにより構成され、トランスＴ１に蓄積された電力をダイオード及びコンデンサの組み合わせにより整流し平滑しながら負荷へ供給する。
【００３４】
電源回路１７０は、入力部に電気信号によりオン／オフ可能な第１のスイッチ手段１２１、入力フィルター１７１、トランスＴ２、スイッチング素子１７２、トランスＴ２、２次整流平滑回路１７３、出力側には電流を検出する電流検出回路１７４、電圧を検出する電圧検出回路１７５、出力側に設けられた第２のスイッチ手段１２２を通じて負荷に対して電力供給を行う。トランスＴ２は、入力電力が供給される１次巻線Ｌ２１、負荷に対して電力を供給する２次巻線Ｌ２２及び図示は省略するが１次側副巻線を持つ。入力フィルター１７１は、高周波成分を除去するものである。
【００３５】
スイッチング素子１７２は、例えばパワートランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ、パワーＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等の半導体素子で構成される。ここでは、スイッチング素子１７２は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴにより構成されている。このスイッチング素子１７２は、トランスＴ２の１次巻線Ｌ２１の端子に接続されている。スイッチング素子１７２は、制御端子に入力されるスイッチング信号によってオン／オフする。スイッチング素子１７２が、バイポーラトランジスタで構成される場合、制御端子であるベースに入力されるスイッチング信号によって、コレクタ−エミッタ間が開閉される。また、スイッチング素子１７２が、ユニポーラトランジスタで構成される場合、制御端子であるゲートに入力されるスイッチング信号によって、ドレイン−ソース間が開閉される。不図示の制御回路は、トランスＴ２の１次側副巻線に生じた電圧に基づいて、１次側副巻線に生じる電圧があらかじめ設定している目標電圧となるように、スイッチング素子１７２の制御端子を制御する。２次整流平滑回路１７３は、ダイオード及びコンデンサにより構成され、トランスＴ２に蓄積された電力をダイオード及びコンデンサの組み合わせにより整流し平滑しながら負荷へ供給する。電流検出回路１７４は、２次側の過電流を検出する。電圧検出回路１７５は、２次整流平滑回路１７３の平滑電圧を検出する。電流検出回路１７４及び電圧検出回路１７５が電源回路１７０の出力の異常を検出する異常検出手段として機能する。
【００３６】
コントローラ部１９０は、スイッチ駆動部１９１、正常電圧判定部１９２、第２のスイッチ手段１２２をオン／オフ可能なスイッチ駆動部１９３、異常監視部１９４及び動作指示監視部１９５を備えている。スイッチ駆動部１９１は、異常監視部１９４及び動作指示監視部１９５からの制御信号に基づいてスイッチをオン／オフするための制御信号を第１のスイッチ手段１２１に送る。正常電圧判定部１９２は、異常監視部１９４からの監視結果に基づき電源回路１７０の２次側の回路の電圧が正常な電圧であるかを判定し、この判定の結果をスイッチ駆動部１９３に送る。スイッチ駆動部１９３は、正常電圧判定部１９２からの制御信号に基づいてスイッチをオン／オフするための制御信号を第２のスイッチ手段１２２に送る。異常監視部１９４は、電流検出回路１７４が検出した電流があるレベル以上の場合に過電流が流れており異常であると判断する。また、異常監視部１９４は、電圧検出回路１７５が検出した２次側の平滑電圧があるレベルにないときに異常であると判断する。
【００３７】
異常監視部１９４は、電流検出回路１７４及び電圧検出回路１７５の監視結果に基づく制御信号をスイッチ駆動部１９１、正常電圧判定部１９２、動作指示監視部１９５へ送る。異常監視部１９４は、異常が検出された場合、第１及び第２のスイッチ手段１２１、１２２をオンオフ制御することにより電源回路１７０の異常か負荷の異常かを診断する処理を行う。動作指示監視部１９５は、ユーザーからの動作指示を監視し、スイッチ駆動部１９１及び異常監視部１９４にユーザーからの指示に応じた制御信号を送る。
【００３８】
異常処理部１８０は、制御系電源から電力供給を受けるものであり、漏電検出部１８１、入力電圧検出部１８２、異常監視部１８３、スイッチ駆動部１８４で構成されている。漏電検出部１８１は、交流入力電流の行きと帰りの電流差を検出し、１次回路側の漏れ電流を検出する。入力電圧検出部１８２は、１次整流平滑回路１６２の平滑電圧を検出する。漏電検出部１８１及び入力電圧検出部１８２が第２の異常検出手段となる。異常監視部１８３は、漏電検出部１８１又は入力電圧検出部１８２により異常が検出された場合、第３のスイッチ手段１３１をオフにする。具体的には、異常監視部１８３は、交流入力電流の行きと帰りの電流差があるレベル以上になったときに漏電であり、入力電圧が異常があると判断する。また、異常監視部１８３は、入力電圧検出部１８２が検出した平滑電圧があるレベルにないときに、入力電圧が異常であると判断する。異常監視部１８３は、異常であると判断した場合、スイッチ駆動部１８４に第３のスイッチ手段をオン／オフ制御する制御信号を送る。スイッチ駆動部１８４は、異常監視部１８３からの制御信号に基づいて第３のスイッチ手段１３１をオン／オフするためのコイルＬ３１に流れる電流を制御することにより第３のスイッチ手段１３１をオン／オフする。
【００３９】
次に電源装置１１０の具体的な動作について説明する。ユーザーが機器を使用するため、第３のスイッチ手段１３１を手動でオンすると電源回路１６０からコントローラを含む制御系負荷へ電力が供給される。その後、ユーザーからの動作指示をコントローラ部１９０内の動作指示監視部１９５が検出するとスイッチ駆動部１９１より第１のスイッチ手段１２１にＯＮ信号を送信し、電源回路１７０内の電圧が正常であることを正常電圧判定部１９２で検出すると、スイッチ駆動部１９３より第２のスイッチ手段１２２にＯＮ信号が送信され、駆動系負荷に電力が供給される。
【００４０】
次に異常時の電源装置１１０の動作について説明する。異常時の電源装置１１０の動作は３つに分類することができる。第１の異常は、画像形成装置やユーザーに多大な損害を及ぼす可能性のある異常時の動作である。この異常は漏電や入力異常である入力過電圧をさしている。このような異常の場合、ＺＣＴ１３２や電源回路１６０の１次整流平滑回路１６２内にある電圧検出回路にて異常を検出し、異常監視部１８３の指示に従い、スイッチ駆動部１８４より第３のスイッチ手段１３１をオフにする。この動作により画像形成装置及びユーザーを保護する。
【００４１】
第２の異常は、電源回路１６０にかかわる異常である。これは、短絡故障である過電流異常や電圧の異常である過電圧異常を示す。この場合、一般的な保護動作を行う。例えば、過電流を検出するとスイッチング素子１６４をオン／オフしている制御回路１６５に信号を送信し、スイッチング素子１６４の動作を停止する。過電圧の場合も同様に制御回路１６５に信号を送信し、スイッチング素子１６４の動作を停止する。これにより保護を行う。
【００４２】
最後は、電源回路１７０もしくは駆動系負荷にかかわる異常である。例えば電流検出回路１７４により電流異常であることが検出された場合、異常監視部１９４に送信し、異常監視部１９４よりスイッチ駆動部１９１に信号が伝達され、スイッチ駆動部１９１より第１のスイッチ手段１２１をオフにする。これにより一端保護動作をした後、再度、スイッチ駆動部１９１より第１のスイッチ手段１２１に対してＯＮ信号を送信する。このとき電流検出回路１７４や電圧検出回路１７５により異常が検出されないと、スイッチ駆動部１９３より第２のスイッチ手段１２２にＯＮ信号を送信し駆動系負荷に電力が供給される。このまま異常が検出されないと規定の動作を続けるが、異常が検出されるとユーザーに通知するとともに動作を停止する。
【００４３】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図５は、本発明の第２実施形態に係る電源装置２１０の構成例を示す図である。なお、図４で示した電源装置１１０と同一構成については同一符号を付して説明する。図５に示すように、電源装置２１０は、電圧変換部２２０、電源回路２７０、コントロール部２９０を有する点が図４に示した電源装置１１０と異なる。電源回路１６０は、コントローラ等の制御系の負荷へ電力を供給する。電源回路２７０は、モーター等の駆動系の負荷およびＤＣ／ＤＣコンバータを搭載した電圧変換部２２０へ電力を供給する。
【００４４】
電源回路２７０は、第１のスイッチ手段１２１、入力フィルター２７１、１次整流平滑回路２７２、トランスＴ２、スイッチング素子２７３、２次整流平滑回路２７４、異常検出回路２７５及び第２のスイッチ手段１２２を備える。なお、上記電源回路と同一箇所は同一符号を付して説明する。入力フィルター２７１は、入力信号の高周波成分を除去する。１次整流平滑回路２７２は、入力信号の整流平滑処理を行う。２次整流平滑回路２７４は、ダイオード及びコンデンサにより構成され、トランスＴ２に蓄積された電力をダイオード及びコンデンサの組み合わせにより整流し平滑しながら負荷へ供給する。異常検出回路２７５は、２次側の過電流を検出する電流検出回路や２次整流平滑回路２７４の平滑電圧を検出する電圧検出回路により構成され、検出結果を異常監視部１９４へ送る。
【００４５】
電圧変換部２２０は、電源回路２７０からの電圧を変換するものである。この電圧変換部２２０は、電圧検出回路２２１、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２２、異常検出回路２２３、第４のスイッチ手段２２４及び第５のスイッチ手段２２５を備える。電圧変換部２２０内の部品は所定の基板上に搭載されている。この電圧変換部２２０は、ハーネスを通じて電源回路２７０から電力が供給される。電圧検出回路２２１は、電源回路２７０の出力電圧を検出する。
【００４６】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２２２は、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）などのような低電圧の負荷に対して電源回路２７０の出力電圧を所定のレベルの電圧に降圧する。異常検出回路２２３は、電圧検出回路や電流検出回路により構成され、電圧変換器２２０の出力の異常を検出する。第４のスイッチ手段２２４は、電源回路２７０から電圧変換器２２０への電力供給をオンオフするスイッチ手段であり、電気信号にオンオフが制御され、オフのときに電源回路２７０と電圧変換部２２０の間を切り離す。第５のスイッチ手段２２５は、電圧変換器２２０から負荷への電力供給をオンオフするスイッチ手段であり、電気信号にオンオフが制御され、オフのときに電圧変換部２２０と負荷との間を切り離す。上記第４及び第５のスイッチ手段２２４、２２５は、例えばパワートランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ、パワーＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等の半導体素子により構成される。第４及び第５のスイッチ手段２２４、２２５のオンオフを制御することにより異常個所をさらに明確にすることができる。
【００４７】
コントロール部２９０は、図４で示したコントロール部１９０と異なり、スイッチ駆動部１９６、異常監視部１９７及びスイッチ駆動部１９８を備える。異常監視部１９７は、電圧変換器２２０内で異常が検出された場合、第４及び第５のスイッチ手段２２４、２２５をオンオフ制御することにより電源回路２７０と電圧変換器２２０間の例えばハーネスの異常、電圧変換器２２０の異常及び負荷の異常のうちいずれの異常かを診断する。異常監視部１９７は、電圧検出回路２２１及び異常検出回路２２３の検出結果に基づき第４及び第５のスイッチ手段２２４、２２５をオンオフするための制御信号をスイッチ駆動部１９６、１９８に送る。スイッチ駆動部１９６は、異常監視部１９７の監視結果に基づいてスイッチをオンオフするための制御信号を第４のスイッチ手段２２４へ送る。スイッチ駆動部１９８は、異常監視部１９７の監視結果に基づいてスイッチをオンオフするための制御信号を第５のスイッチ手段２２５へ送る。
【００４８】
具体的な動作について説明する。ユーザーが画像形成装置１０２を使用するため、第３のスイッチ手段１３１を手動でオンすると電源回路１６０より制御系の負荷へ電力が供給される。ユーザーより動作指示信号をコントロール部２９０にある動作指示監視部１９５が受信すると、スイッチ駆動部１９１より第１のスイッチ手段１２１がオンされ、電源回路２７０に電力が供給される。そして、電源回路２７０が正常に動作していることを検出するとスイッチ駆動部１９３より第２のスイッチ手段１２２がオンされ、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２２を搭載している電圧変換部２２０に正常な電圧が供給されると第４のスイッチ手段２２４及び第５のスイッチ手段２２５がオンされる。これによりＤＣ／ＤＣコンバータ２２２より必要な負荷へ電力が供給され、画像形成装置が動作する。
【００４９】
次に異常を検出した場合の動作について説明する。異常時の動作は次の３つに分類できる。１つ目の異常は、ユーザーや画像形成装置１０２に大きな損害を及ぼす可能性のある漏電や入力過電圧の場合、漏電検出部１８１や入力電圧検出部１８２で検出し異常監視部１８３よりスイッチ駆動部１８４より第３のスイッチ手段１３１をオフにする。これにより、ユーザーや画像形成装置を保護することが可能となる。２つ目の異常は、電源回路１６０が異常になった場合、通常の電源回路１６０に装備されているように、制御回路１６５の動作を停止させ、スイッチ動作を停止する。これにより、電源回路１６０に関連する部分のそれ以上の損傷を防ぐことができる。
【００５０】
３つ目の異常は、電源回路２７０にかかわる電源系統で異常が検出された場合である。この場合、異常検出回路２７５により異常が検出されるとそれぞれのスイッチ駆動部１９１、１９３、１９６、１９８により第１、２、４、５のスイッチ手段１２１、１２２、２２４、２２５がオフされ、異常個所診断が行われる。その後、コントロール部２９０よりスイッチ駆動部１９１への信号により第１のスイッチ手段１２１がオンされる。第１のスイッチ手段１２１がオンされ、異常検出回路２７５により異常が検出されなければ、スイッチ駆動部１９３より第２のスイッチ手段１２２がオンされる。
【００５１】
第２のスイッチ手段１２２がオンされ、異常検出回路２７５により異常が検出されなければ第４のスイッチ手段２７１がオンされる。このように順次スイッチをオンしていくことにより、異常の範囲を特定することができる。たとえば、第１のスイッチ手段１２１がオンされたとき異常検出回路２７５で異常が検出されると、電源回路２７０が異常であるとユーザーに通知する。第２のスイッチ手段１２２がオンしたとき異常検出回路２７５で異常が検出されると、ハーネス系統の地絡であることをユーザーに通知する。異常監視部１９７は、第４のスイッチ手段２２４をオンしたときに異常検出回路２２３により異常が検出されない場合、第５のスイッチ手段２２５をオンにし、異常検出回路２２３により異常が検出された場合、負荷の異常であると判断し、第５のスイッチ手段２２５をオフにする。第４のスイッチ手段２２４をオンにしたとき異常検出回路２２３により異常が検出された場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２２以降の異常であることをユーザーに通知すると共に、第４のスイッチ手段２２４をオフにする。以上のように制御することにより、故障の範囲を特定することができ、メンテナンス性能を向上させることができる。
【００５２】
次に、本発明の第３実施形態に係る画像形成装置について説明する。従来、画像形成装置の電源装置には、画像形成装置を保護することを目的とした異常検出回路が装備されている。この異常検出回路の例として、過電流検出回路や過電圧検出回路がある。具体的には、画像形成装置の内部で異常が異常検出回路で検出されると、電源装置の動作を停止させ、画像形成装置を発煙や発火などの危険から画像形成装置を保護している。また、複数出力をもつ電源装置の保護方法は、ある出力に異常が生じるとその他すべての出力を遮断する全出力遮断がある。
【００５３】
しかしながら、電源装置が正常に出力しているか否かを使用者が簡単に確認する手段をもっていなかったため、画像形成装置に異常が発生し動作が停止すると、どこの部品が異常になっているかを判別することは困難であった。また、電源装置が正常に出力しているかを確認するためには、テスターのような治具が別途必要になった。したがって、画像形成装置の修理を行うためには、正常な部品を含めてすべての部品を交換するする必要が生じ、無駄が発生していた。
【００５４】
図６は、従来の電源装置を説明するための図である。従来型の電源装置３００では、電源回路の出力１〜４から負荷装置に電力を供給し、そのうち電源回路の出力２〜４は外部信号で出力をオン／オフするためのオン／オフ手段３０１が設けられている。外部信号は、複写機においてはコントロール基板から送信される。しかし、その外部信号を送信するコントロール基板に異常が発生すると、電源回路の出力２〜４が出力しているのかどうかを判別することが困難となる。このため、本実施形態では以下のようにしてこの問題点を解決している。
【００５５】
図７は、本発明の第３実施形態に係る画像形成装置４００を説明するための図である。第３実施形態に係る電源装置４１０では、電源回路４１１〜４１４の出力のうち電源回路４１２〜４１４の出力は、外部信号によりオン／オフ可能なオン／オフ手段４１５により制御されている。また、オン／オフ手段４１５は、電源回路４１１の出力からの電圧供給によりオン可能な構成である。出力確認手段４１６は、電源回路４１２〜４１４の出力を確認するためのものである。ここでは、出力確認手段４１６は、電源回路４１１〜４１３の出力電圧が所定の電圧よりも高いかどうかを検出している。通知手段４１８は、電源回路４１２〜４１４が正常に出力していることを利用者に通知するためのものである。
【００５６】
具体的な動作は、異常により画像形成装置４００が動作を停止した場合、電源装置４１０と負荷装置４３２〜４３４を接続している接続手段（後述）であるコネクタをはずし、電源装置４１０内の電源回路４１１の出力に設けているスイッチ手段４１１０をマニュアルでオンにする。スイッチ手段４１１０をオンにすることにより電源回路４１２〜４１４の出力をオン／オフするオン／オフ手段４１５が外部信号に関係なくオンへ移行する。出力確認手段４１６により電源回路４１２〜４２４の出力電圧を順次出力しているかどうかを確認し、通知手段４１８によりユーザーに通知する。これにより、ユーザーはどの出力に異常が発生しているかを判別することが可能となる。また、一端接続を切り離したコネクタを順次接続していくことにより、ユーザーはどの負荷装置４３２〜４３４が異常であるかどうかを判別することができる。
【００５７】
このようにして、使用者は、電源装置４１０が異常であるかどうかを目視で確認することができる。また、使用者は、どの負荷装置４３２〜４３４を接続すれば、画像形成装置４００が停止するか簡単に確認することができる。以上の構成により、画像形成装置４００において、異常発生個所が特別な治具もなく確認でき、正常な部品まで交換される無駄が生じない。
【００５８】
次に、本発明の第３実施形態に係る画像形成装置について具体的に説明する。図８は、本発明の第３実施形態に係る画像形成装置の具体的な構成を示す図である。画像形成装置４００は、交流電源４０１から電源装置４１０を通じて供給された電力を負荷装置４３０が利用して動作する。電源装置４１０内部には、それぞれ該当する負荷装置４３１〜４３３が必要とする電圧への変換を行う電源回路４１１〜４１３が設けられている。なお、図８では、図７と異なり、電源回路４１４は省略している。スイッチ手段４１１０は、外部信号による出力のオフ／オフを無効化するスイッチ手段である。
【００５９】
複数の電源回路４１１〜４１３の出力のうち、電源回路４１２および４１３は、外部信号によりオン／オフ可能な出力であり、電源回路４１１は外部信号によらず常に出力している出力である。オン／オフ手段４１５は、電源回路が複数ある場合、外部信号により複数の電源回路のうち一部の電源回路の出力をオンオフする。電源回路４１１〜４１３は、内部に、出力に対応した異常を検出する検出手段および出力に対して保護する保護手段が設けられている(図示せず)。不図示の停止手段は、上記異常検出手段により異常が検出すると電源装置４１０の動作を停止する。
【００６０】
電源装置４１０はさらに、出力確認手段４１６、切り替え手段４１７、通知手段４１８および接続手段４１９を備えている。接続手段４１９は、異常検出手段により異常が検出され電源装置４１０の動作が停止された後、電源回路４１１〜４１３と負荷装置４３１〜４３３との接続の切り離しが可能なものである。接続手段４１９は、例えばコネクタ４１９ａ〜４１９ｃにより構成される。画像形成装置４００に異常が発生し電源装置４１０の動作停止後、接続手段４１９により電源装置４１０と負荷装置４３０を切り離すことができる。出力確認手段４１６は、電源回路４１１〜４１３の出力を検出し確認するものである。出力確認手段４１は、電源回路４１１〜４１３の出力電圧が設定電圧よりも高い電圧かどうかを確認する場合には、例えばツェナーダイオード４１６ａ〜４１６ｃにより構成される。各ツェナーダイオード４１６ａ〜４１６Ｃは各電源回路４１１〜４１３に対応して設けられている。ツェナーダイオード４１６ａ〜４１６ｃは、逆方向電圧がある電圧以上のときに逆方向電流が流れる。
【００６１】
切り替え手段４１７は、電源回路が複数ある場合、電源回路４１１〜４１３の出力ごとに出力確認手段４１６と通知手段４１８との接続を切り替えるものである。ここでは、切り替え手段４１７は、出力確認手段４１６と通知手段４１８の接続を手動で切り替えることができるリレースイッチにより構成されている。通知手段４１８は、出力確認手段４１６により電源回路４１１〜４１３の出力が所定レベルにあることが検出されたことをユーザーに通知する。通知手段４１８は、電源回路４１１〜４１３の出力の状態を光又は音によりユーザーに通知する。ここでは、通知手段４１８は、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）により構成されている。なお、音により出力の状態を知らせる場合は、通知手段４１８を例えばスピーカーにより構成すればよい。
【００６２】
次に具体的な動作について説明する。画像形成装置４００において異常が発生して電源装置４１０の動作が停止した場合、画像形成装置４００の入力にあるスイッチ４２０をオフにする。その後、ユーザーもしくは画像形成装置４００の管理者は、接続手段４１９であるコネクタ４１９ａ〜４１９ｃを外すことにより、電源装置４１０と負荷装置４３０を切り離す。そして、再度スイッチ４２０をオンにして電源装置４１０を再起動後、スイッチ手段４１１０をオンにしてオン／オフ手段４１５を無効にする。その後、電源回路４１１〜４１３の出力ごとに出力確認手段４１６と通知手段４１８の接続を切り替え手段４１７で順番に切り替えながら通知手段４１８である発光ダイオードが点灯するかどうかを確認する。これにより、電源回路４１１〜４１３が正常に出力しているかどうかを確認できる。
【００６３】
通知手段４１８が点灯した場合、電源回路４１１〜４１３は正常に動作していることを示しており、万一点灯しない場合には対応する電源回路４１１〜４１３が異常であることを示す。通知手段４１８がすべての電源回路４１１〜４１３で点灯すれば、電源回路４１１〜４１３は正常に動作しているので、コネクタ４１９ａ〜４１９ｃをひとつずつ接続していき、切り替え手段４１７で切り替えながら、通知手段４１８が点灯しない負荷装置４３１〜４３３を探していく。通知手段４１８が点灯しない負荷装置４３１〜４３３があれば、異常であるので負荷装置４３１〜４３３を交換する。本構成により電源装置４１０の異常か負荷装置４３１の異常かを簡易的に見分けることができる。
【００６４】
図９は、本発明の第３実施形態に係る画像形成装置の他の具体的な構成例を示す図である。図８に示した例では、切り替え手段４１７は、手動で出力確認手段４１６と通知手段４１８の接続の切り替えるものであったが、図９に示す電源装置６１０の例では、切り替え手段を自動で切り替わる構成に変更している。更にすべての電源回路４１１〜４１３の出力が正常に出力している場合のみ、ユーザーに通知するようにしている。ここでは、切り替え手段６１７は、例えば発光ダイオード６１７ａ、６１７ｃ及びフォトトランジスタ６１７ｂ、６１７ｄからなるフォトカプラを用いて構成されている。フォトトランジスタ６１７ｃ、６１７ｄに代えてフォトダイオードを用いても良い。
【００６５】
次に具体的な動作について説明する。画像形成装置６００において異常が発生して電源装置６１０の動作が停止した場合、画像形成装置６００の入力にあるスイッチ４２０をオフにする。その後、ユーザーは、接続手段４１９であるコネクタ４１９ａ〜４１９ｃを外すことにより、電源装置６１０と負荷装置４３０を切り離す。そして、再度スイッチ４２０をオンにして電源装置６１０を再起動後、スイッチ手段４１１０をオンにしてオン／オフ手段４１５を無効にする。
【００６６】
そして、電源回路４１１の出力電圧が正常な場合、ツェナーダイオード４１６ａの逆方向電圧がある電圧以上のときに、逆方向電流が流れ、発光ダイオード６１７ａは発光する。発光ダイオード６１７ａが強く光ればフォトトランジスタ６１７ｂはコレクタ−ベース間に大きな光電流が流れ、オン状態になり、電源回路４１２の出力電圧が正常な場合、ツェナーダイオード４１６ｂの逆方向電圧がある電圧以上のときに、逆方向電流が流れ、発光ダイオード６１７ｃは発光する。発光ダイオード６１７ｃが強く光ればフォトトランジスタ６１７ｄはコレクタ−ベース間に大きな光電流が流れ、オン状態になり、電源回路４１３の出力電圧が正常な場合、ツェナーダイオード４１６ｃの逆方向電圧がある電圧以上のときに、逆方向電流が流れ、通知手段４１８である発光ダイオードが発光する。このように、本実施形態では、電源回路４１１〜４１３の出力ごとに出力確認手段４１６と通知手段４１８の接続を切り替え手段４１７で自動で切り替えながら通知手段４１８である発光ダイオードが点灯するかどうかを確認することができ、電源回路４１１〜４１３が正常に出力しているかどうかを確認できる。
【００６７】
図１０は、本発明の第３実施形態に係る画像形成装置の他の具体的な構成例を示す図である。出力確認手段６１６は、各電源回路４１１〜４１３の出力に対応し並列接続されているツェナーダイオードＣＲ１１〜ＣＲ２３、ＮＯＲ回路１６ａ〜１６ｃ及びＯＲ回路１６ｄ〜１６ｆを備える。この並列接続されたツェナーダイオードの片側のツェナーダイオードＣＲ２１〜ＣＲ２３は、電源回路４１１〜４１３が正常に出力していることを確認するツェナーダイオードであり、もう片側のツェナーダイオードＣＲ１１〜１３は電源回路４１１〜４１３の出力電圧が異常に高いことを検出するツェナーダイオードである。
【００６８】
具体的な動作は、画像形成装置６００が異常により動作を停止し、各電源回路４１１〜４１３の出力電圧が正常に出力しているかを確認するために、切り替え手段４１７により切り替えながら確認をする。このとき、例えば電源回路４１１の出力電圧が異常に高い場合、ＮＯＲ回路１６ａの入力は共にＨＩＧＨレベル、出力はＬＯＷレベルとなり、ＯＲ回路１６ｄの入力は、一方がＬＯＷレベル、他方はＨＩＧＨレベル、出力はＨＩＧＨレベルとなる。このため、通知手段４１８の発光ダイオードは点灯する。このように、通知手段４１８は、電源回路４１１〜４１３の出力電圧が異常である場合のみ点灯するため、電源回路の出力電圧が異常に高いことをユーザーに知らせることができる。
【００６９】
次に、本発明の第４実施形態に係る画像形成装置について説明する。従来、画像形成装置は、交流電圧を直流電圧に変換する電源装置と画像形成の機能を達成するための負荷で構成され、負荷装置は電源装置からの電力供給をうけ、動作をしている。画像形成装置に万一異常が発生した場合、使用しているユーザーに危害が及ばないように電源装置内または負荷側に保護装置を複数装備している。例えば、電源装置内には、負荷側の短絡による過大な電流を検出する過電流検出回路、異常に上昇した電圧を検出する過電圧検出手段を標準に装備し、更に電源装置と負荷の間にはヒューズなどの切断手段を挿入し更に安全性を向上している。
【００７０】
しかし、上記保護装置で異常を検出して電子機器の動作を停止する構成では、次の課題が発生する。第１に、異常発生後、画像形成装置を復帰させる際に、異常発生した個所が不明確であり、正常な部品まで交換される可能性があり、非常に部品代が無駄である。また、交換するのに手間がかかる。第２に、ヒューズなどの切断手段により保護した場合、異常が発生した負荷が不明確であると、ヒューズを無駄に何本も交換する必要が生じる。以上の課題を解決するための画像形成装置の自己診断システムが必要である。以下に自己診断システムを備えた画像形成装置について説明する。
【００７１】
図１１は、本発明の第４実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。画像形成装置７００は、商用電源から供給された電圧を電源回路で変換して負荷装置７３０に対して電力を供給する電源装置７１０を備える。電源装置７１０は、保護回路としての過電流検出回路７１１及び過電圧検出回路７１２と、電源回路と負荷間の回路を切断する回路切断手段としてのヒューズ７１３を備えている。図１１において図示は省略するが過電流検出回路７１１の入力側には、電源回路が設けられている。電源回路と負荷装置７３０の間には、第６のスイッチ手段としてのスイッチ手段７１４と第７のスイッチ手段としてスイッチ手段７１６の２つのスイッチ手段が並列に挿入されている。上記第６及び第７のスイッチ手段７１４、７１６は、例えばパワートランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ、パワーＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等の半導体素子により構成される。
【００７２】
スイッチ手段７１４は、電源回路とヒューズ７１３との間に挿入され負荷装置７３０への電力供給をオンオフする第６のスイッチ手段として機能する。スイッチ手段７１４は、ヒューズ７１３を通して負荷装置７３０と接続されている。電源装置７１０の出力側には、電源回路の出力電圧を検出する検出手段としてのダイオードＣＲ２、スイッチ手段７１４をオンするオン手段７１５、スイッチ手段７１６を強制的にオフするオフ手段７１７を備えている。直列接続されたスイッチ手段７１６と電流を制限する電流制限手段としての抵抗Ｒ３と電流の逆流を防止する逆流防止手段としてのダイオードＣＲ１がスイッチ手段７１４に対して並列に接続されている。そして、スイッチ手段７１６は、抵抗Ｒ３とダイオードＣＲ１とヒューズ７１３を通して負荷装置７３０へ接続されている。この電源装置７１０は、起動時、スイッチ手段７１６をオンにし、ダイオードＣＲ２により出力電圧が所定のレベルの場合にオン手段７１５によりスイッチ手段７１４をオンにし、オフ手段７１７によりスイッチ手段７１６をオフにするよう動作する。
【００７３】
具体的な動作は、ユーザーが画像形成装置７００を使用するために、スイッチ(不図示)を入れ画像形成装置７００の起動時、スイッチ手段７１６と並列に接続されている抵抗Ｒ１を通じて電流が流れ、スイッチ手段７１６をオンにし、抵抗Ｒ３、ダイオードＣＲ１、ヒューズ７１３を通じて負荷装置７３０へ電力が供給される。このとき、ダイオードＣＲ２で電源装置７１０の出力電圧が検出され、その出力電圧が電源装置７１０が本来意図していた所定のレベルの電圧の場合、オン手段７１５によりスイッチ手段７１４をオンにし、更にオフ手段７１７によりスイッチ手段７１６をオフにし、画像形成装置７００は正常に動作し、負荷装置７３０へ電力が供給される。しかし、電源装置７１０は、負荷装置７３０の異常により、ダイオードＣＲ２で正確な電圧が検出されないことが確認されると、スイッチ手段７１４はオンされず電源装置７１０の動作を停止し、ユーザーに通知する。
【００７４】
本発明の電源装置によれば、画像形成装置の起動時に負荷装置７３０の異常の有無を確認することができる。このことにより、被害が拡大する前に異常を検出することができる。また、異常発生個所が明確になり正常な部品まで交換されることはなくなり、無駄な部品交換や手間を省くことができる。また、完全な動作前に出力の異常をチェックするので、ヒューズ７１３にストレスをかけることなく無駄な交換を省くことができる。
【００７５】
図１２は、本発明の第４実施形態に係る電源装置の変形例を示す図である。図１２に示すように、電源装置８１０は、保護回路としての過電流検出回路７１１及び過電圧検出回路７１２と、ヒューズ７１８〜７２０を備えている。図１２では、電源装置８１０が複数の負荷に対して電力を供給している場合、負荷ごとに負荷への出力電圧を検出するダイオードＣＲ２、ＣＲ４、ＣＲ６を設けた場合の例である。出力１〜３の先には負荷装置が接続される。
【００７６】
電源回路と負荷装置の間には、第６のスイッチ手段としてのスイッチ手段７１４と第７のスイッチ手段としてスイッチ手段７１６の２つのスイッチ手段が並列に挿入されている。スイッチ手段７１４は、ノードＮ２、ヒューズ７１８を通して出力１を経て負荷装置に接続され、ノードＮ３、ヒューズ７１９を通して出力２を経て負荷装置に接続され、ノードＮ４、ヒューズ７２０を通して出力３を経て負荷装置に接続されている。ダイオードＣＲ２、ＣＲ４、ＣＲ６は、電源装置８１０が正確な電圧を出力しているかを検出する出力電圧確認手段である。スイッチ手段７１６の一端は、ノードＮ１に接続されている。このノードＮ１は、抵抗Ｒ３とダイオードＣＲ１を経てノードＮ２に接続されている。ノードＮ２は、ダイオードＣＲ２、抵抗Ｒ５を介してグランドに接続されている。また、ノードＮ１は、抵抗Ｒ４、ダイオードＣＲ３、トランジスタＴｒ１を介してノードＮ３に接続されている。ノードＮ３は、ダイオードＣＲ４、抵抗を介してグランドに接続されている。トランジスタＴｒ１のベースは、ダイオードＣＲ２のアノードと抵抗Ｒ５の接続点に接続されている。
【００７７】
また、ノードＮ１は、抵抗Ｒ７、ダイオードＣＲ５、トランジスタＴｒ２を介してノードＮ４に接続されている。ノードＮ４は、ダイオードＣＲ６、抵抗Ｒ８を介してグランドに接続されている。トランジスタＴｒ２のベースは、ダイオードＣＲ４のアノードと抵抗Ｒ６の接続点に接続されている。ダイオードＣＲ６と抵抗Ｒ６の接続点は、スイッチ手段７１４をオンするスイッチオン手段７１５、スイッチ手段７１６を強制的にオフするスイッチオフ手段７１７に接続されている。
【００７８】
次に、動作について説明すると、画像形成装置を使用するためにユーザーがメインのスイッチ(図示せず)をオンすると、抵抗Ｒ１に電流が流れ、スイッチ手段７１６がオンとなり、出力１が正常な場合、抵抗Ｒ３、ダイオードＣＲ１を介して電流が出力１に流れ、さらに、電流がダイオードＣＲ２を介してアースに流れる。従って、トランジスタＴｒ１はオン可能状態で、出力２が正常であれば、トランジスタＴｒ１がオンとなり、電流が出力２に流れる。同様に出力２、３が正常であれば、抵抗Ｒ８に電位が発生し、オン手段７１５がオンで、スイッチ７１４がオンとなると共に、巻線電流断であるオフ手段１７１がオンでスイッチ手段７１６がオフとなる。各出力１〜３のうちひとつでも異常な出力があると、スイッチ手段７１４は動作せず、電源装置８１０は動作を停止する。
【００７９】
なお、検出手段であるダイオードＣＲ２、ＣＲ４、ＣＲ６により出力電圧が所定のレベル以下であることが検出されると電源装置８１０の動作を停止した後、オン手段７１５又はオフ手段７１７の入力を監視する不図示の発光ダイオード（通知手段）により、ユーザーに異常を通知できる。また、検出手段であるダイオードＣＲ２、ＣＲ４、ＣＲ６により電源回路が所定の電圧を出力していないことが検出された場合、発光ダイオードにより構成されるダイオード（通知手段）ＣＲ１、ＣＲ３、ＣＲ５により複数ある負荷のうちいずれの負荷が異常であるかをユーザーに通知できる。
【００８０】
上記実施形態において、電源装置を備えた電子機器の例として画像形成装置を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されず、電源装置を備えるものであればいずれの電子機器にも適用可能である。
【００８１】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】従来の保護回路を備えた画像形成装置の構成を説明する図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る電源装置を備えた画像形成装置１０２の構成を示す図である。
【図３】本発明の電源装置の動作フローチャートである。
【図４】本発明の第１実施形態に係る電源装置の具体的な構成例を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る電源装置の構成例を示す図である。
【図６】従来の電源装置を説明するための図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る画像形成装置を説明するための図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る画像形成装置の具体的な構成を示す図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る画像形成装置の他の具体的な構成例を示す図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る画像形成装置の他の具体的な構成例を示す図である。
【図１１】本発明の第４実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【図１２】本発明の第４実施形態に係る電源装置の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００８３】
１０２、４００、６００、７００  画像形成装置
１１０、４１０、６１０、７１０  電源装置
１２１  第１のスイッチ手段
１２２  第２のスイッチ手段
１３１  第３のスイッチ手段
２２４  第４のスイッチ手段
２２５  第５のスイッチ手段
１６０、１７０、２７０  電源回路
１８０  異常処理部
１９０、２９０  コントロール部
４１６、６１６  出力確認手段
４１７、６１７  切り替え手段
４１８  通知手段
７１４、７１６  スイッチ手段
【図１】
2007060817.tif 000003
【図２】
2007060817.tif 000004
【図３】
2007060817.tif 000005
【図４】
2007060817.tif 000006
【図５】
2007060817.tif 000007
【図６】
2007060817.tif 000008
【図７】
2007060817.tif 000009
【図８】
2007060817.tif 000010
【図９】
2007060817.tif 000011
【図１０】
2007060817.tif 000012
【図１１】
2007060817.tif 000013
【図１２】
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