(57)【要約】【課題】スリープ時などの低消費電力時において、消費電力をおさえ、かつ商用交流電源の入力が遮断されたことを検知可能な停電検知回路を備え、商用交流電源の入力が遮断された事を検知した場合に、不揮発の記憶装置に作業途中のデータなどを迅速に退避可能な画像形成装置を提供すること。【解決手段】スリープ時などの低消費電力時においても商用交流電源の入力が遮断されたことを検知可能な停電検知回路と、商用交流電源の周波数ならびにゼロクロスタイミングを検知するゼロクロス回路を備えた画像形成装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用交流電源を整流、平滑した電源を用い、第１の絶縁型トランスと、第１のスイッチング素子を有し、前記第１のスイッチング素子により電流スイッチングを行う第１の電源回路と、前記商用交流電源を整流、平滑した電源を用い、第２の絶縁型トランスと、第２のスイッチング素子を有し、前記第２のスイッチング素子により電流スイッチングを行う第２の電源回路と、前記第１の絶縁型トランスの第２巻線から成る電圧の供給を受け動作する第１の停電検知回路と第１の電源回路が動作停止時に機能する第２の停電検知回路と、前記第１の停電検知回路と前記第２の停電検知回路から出力される信号を受ける第１の中央演算処理装置とを有することを特徴とする電源システム。
【請求項２】
前記第１の停電検知回路は、前記商用交流電源の周波数ならびにゼロクロスタイミングを絶縁型信号伝達手段により２次側に伝達するゼロクロス回路を兼ね、前記絶縁型信号伝達手段の2次側の電源は前記第２の電源回路から供給されることを特徴とする請求項１に記載の電源システム。
【請求項３】
前記第２の停電検知回路は、前記ゼロクロス回路を用いて商用交流電源の入力が遮断したことを２次側に伝達することを特徴とする請求項１に記載の電源システム。
【請求項４】
前記第２の停電検知回路は、商用交流電源を整流、平滑した電源により蓄電される第１の蓄電器と、商用交流電源を整流、平滑した電源により蓄電される第２の蓄電器から成り、前記第１の蓄電器は蓄電後自己放電しない蓄電器であり、前記第２の蓄電器は蓄電後自己放電する蓄電器であり、商用交流電源の入力状態と遮断状態とを、前記第１の蓄電器と前記第２の蓄電器の電荷量の差で検知することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の電源システム。
【請求項５】
前記第２の停電検知回路は、第２の中央演算処理装置を含み、前記中央演算処理装置に入力される電圧により、商用交流電源の入力状態と遮断状態とを検知することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の電源システム。
【請求項６】
商用交流電源の入力遮断時は、前記第１の蓄電器の電荷により前記絶縁型信号伝達手段を動作させることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の電源システム。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の電源システムを搭載した画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源システムとして複写機やプリンタ等の画像形成装置に好適なもので、停電等により商用交流電源の入力が遮断されたことを検知し、ハードディスクドライブなどの記憶装置の破損やデータ損失を防ぐものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置は、ハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）など大容量の不揮発の記憶装置を有する場合がある。これらの記憶装置は、ホスト側から送られてきた画像を一時的に保存したり、何度も印刷する画像を記録しておいたりするために用いられる。あるいは、ホスト側から送られてきたデータを展開した画像を記録しておく場合もある。
【０００３】
画像形成装置に供給されている商用交流電源が、停電や電源ケーブルが抜かれることで供給が遮断される場合がある。商用交流電源の供給が遮断され、画像形成装置内部の電源が落ちるときにこれらの記憶装置にデータ書き込み中などの場合、記憶装置が破損したり、データやファイルシステム領域の記録データの不整合などで、正しいデータが読みだせなくなったりすることがある。
【０００４】
上記問題の発生を防止するため、商用交流電源の入力が遮断されたことを迅速に検知する必要がある。商用交流電源の入力が遮断された事を検知する方法として、特許文献１では商用交流電源のゼロクロスタイミングを検知するゼロクロス回路を有し、そのゼロクロス信号を監視することにより商用交流電源の入力が遮断されたことを検知する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１０１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、昨今電子機器には環境等への配慮からスリープ時における消費電力を低減することが求められており、画像形成装置においても同様の要求がある。そこで、消費電力削減のため画像形成装置の中にはスリープ時に上記従来例における商用電源入力遮断検知手段（以下、停電検知回路）であるゼロクロス回路へ接続されている電源を停止し、かつ商用交流電源からのゼロクロス回路への入力信号を遮断することでゼロクロス回路での電力消費をなくす回路構成をとっているものがある。
【０００７】
図８に前記回路構成を示す。２０１は商用交流電源を整流平滑化する整流手段、１２４は交流電源から所定の直流電圧を生成する第一のコンバータでありスリープ時等の低消費電力時は電圧生成を停止する。１２５は第一のコンバータとは異なる直流電圧を生成する第二のコンバータでありスリープ時等の低消費電力時も動作しコントローラへ電圧供給を行う。
【０００８】
１２１は画像形成時に未定着トナー画像を記録紙に定着させる際に必要となる熱を発生するためのヒータ。１２２は商用交流電源と前記ヒータとの接続状態を制御するリレーでありスリープ時にはリレーを開放し消費電力の低減を行っている。１１は商用交流電源の周波数ならびにゼロクロスタイミングを検知するゼロクロス回路でありスリープ時等の低消費電力時には電力消費を低減させるため、スリープ時に電圧生成を停止する前記第一のコンバータに使用される変圧器の第二巻線部から電圧を供給されている。
【０００９】
この様な画像形成装置では、スリープ時にゼロクロス回路への電源、及び入力信号を遮断するためゼロクロス信号を監視することができない。つまり商用交流電源の入力が遮断されたことを検知することができない。
【００１０】
本発明の目的は、スリープ時における消費電力をおさえ、かつ商用交流電源の入力が遮断されたことを検知可能な停電検知回路を備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明では商用交流電源を整流、平滑した電源を用い、第１の絶縁型トランスと、第１のスイッチング素子を有し、前記第１のスイッチング素子により電流スイッチングを行う第１の電源回路と、前記商用交流電源を整流、平滑した電源を用い、第２の絶縁型トランスと、第２のスイッチング素子を有し、前記第２のスイッチング素子により電流スイッチングを行う第２の電源回路と、前記第１の絶縁型トランスの第２巻線から成る電圧の供給を受け動作する第１の停電検知回路と第１の電源回路が動作停止時に機能する第２の停電検知回路と、前記第１の停電検知回路と前記第２の停電検知回路から出力される信号を受ける第１の中央演算処理装置とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、スリープ時などの低消費電力動作時に商用交流電源の入力が遮断されたことを検知することが可能であり、商用交流電源の入力が遮断されたことを検知した場合、迅速に不揮発の記憶装置のデータ退避を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を適用可能な第1の実施例に係る停電検知回路を説明する図
【図２】本発明を適用可能な第1の実施例に係る停電検知時出力を説明する図
【図３】本発明を適用可能な第1の実施例に係る停電検知時出力を説明する図
【図４】画像形成装置の概要を説明する図
【図５】本発明を適用可能な第1の実施例に係る装置のブロック図
【図６】本発明を適用可能な第1の実施例に係る装置の動作を説明するフローチャート
【図７】本発明を適用可能な第２の実施例に係る停電検知回路を説明する図
【図８】従来構成を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
（実施例１）
図１に、本実施例の主要部分の回路構成を示す。図１は本実施例を画像形成装置に適用した場合の低圧電源回路の一部を示している。図１において、１０１は商用交流電源であり、商用交流電源１０１の後段にはダイオードブリッジ１２３が接続され全波整流された後、さらに後段の平滑コンデンサ１２６で平滑される。１２４は第１のＡＣ／ＤＣコンバータでありコンデンサ１２６で平滑された電圧から２４Ｖの直流電圧を生成する。また、１２５は第２のＡＣ／ＤＣコンバータでありコンデンサ１２６で平滑された電圧から３．３Ｖの直流電圧を生成する。
【００１６】
コンデンサ１０２は、商用交流電源のライン間の雑音防止を目的として接続されている。
１２１は定着ヒータであり、商用交流電源１０１とリレー１２２を介して接続される。定着ヒータ１２１は、記録紙に未定着トナー画像を定着させる際に必要となる熱を発生させる。
【００１７】
１１はゼロクロス回路であり、一般的にレーザビームプリンタや複写機等の画像形成装置には、商用交流電源１０１の周波数ならびに電源電圧が０Ｖとなるゼロクロスタイミングを検出するために設けられている。検出した周波数ならびにゼロクロスポイントに基づいて前記定着ヒータ１２１への電力供給制御を行うためである。具体的には、定着ヒータ１２１への電力供給のオン／オフ制御を、位相角制御または波数制御と呼ばれる制御で行っている。そのため、画像形成装置にはゼロクロス回路が必要となっている。
【００１８】
ゼロクロス回路はフォトカプラ１１８、抵抗１１６、１１７、１１９、１２０、ＮＰＮ型トランジスタ１１５から構成されておりフォトカプラ１１８の発光部は抵抗１１９を介して第１のＡＣ／ＤＣコンバータに使用している不図示の変圧器の第２巻線部電圧Ｖｓｕｂに接続されている。商用交流電源１０１によりＮＰＮ型トランジスタ１１５がオン／オフ動作を行い、この動作に基づきフォトカプラ１１８の発光部が発光／消灯を繰り返す。
【００１９】
フォトカプラ１１８の受光部は不図示の中央演算処理装置（以後、ＣＰＵ）に接続されておりＣＰＵにより出力信号を監視することにより商用交流電源の周波数ならびにゼロクロスポイントを検知することができる。
【００２０】
次に、停電検知回路１０の説明を行う。停電検知回路１０は、抵抗１０７、１０８、１０９、１１６、コンデンサ１０６、１１０、１１３、ダイオード１０３〜１０５、ＰＮＰ型トランジスタ１１４から構成される。商用交流電源１０１はダイオード１０３、１０４により全波整流される。全波整流された電圧はダイオード１０５を介してコンデンサ１０６に蓄電される。また、前記整流された電圧は、抵抗１０９、１０８で適当な電圧に分圧されコンデンサ１１０、ダイオード１１１を介してコンデンサ１１３にも蓄電される。この時、抵抗１０８は低抵抗値、１０９は高抵抗値とする。抵抗１１６は放電抵抗である。
【００２１】
停電検知回路１０は、商用交流電源１０１が入力されている時はＡ点とＢ点の電圧がほぼ等しくなっているためＰＮＰ型トランジスタ１１４はオフ状態である。商用交流電源１０１の入力が遮断された場合、コンデンサ１１３の電圧は放電抵抗１１６により放電される。これによりＢ点の電圧は次第に低下する。Ｂ点の電圧がＡ点の電圧よりも低下した時、ＰＮＰ型トランジスタ１１４がオンする。ＰＮＰ型トランジスタ１１４のコレクタ部はフォトカプラ１１８の発光部に接続されておりＰＮＰ型トランジスタ１１４がオンするとコンデンサ１１６に蓄電されていた電圧が抵抗１０７を介して放電される。これによりフォトカプラ１１８が発光する。
【００２２】
図２に画像形成装置のスリープ時に商用交流電源１０１の入力が遮断された場合のフォトカプラ１１８の出力信号を示す。スリープ時においては消費電力の低減を目的として、フォトカプラ１１８に接続されているＶｓｕｂの出力はオフ状態となっている。また、リレー１２２は開放されておりゼロクロス回路への商用交流電源１０１からの入力は遮断されている。商用交流電源１０１が入力されている場合は、ＰＮＰ型トランジスタ１１４はオフ状態であるのでゼロクロス回路１１の出力信号はＨｉ状態となっている。
【００２３】
次に、商用交流電源１０１の入力が遮断された場合はＰＮＰ型トランジスタ１１４がオンするのでコンデンサ１０６に蓄電された電圧が放電されフォトカプラ１１８の発光部が発光する。これによりフォトカプラ１１８の出力信号はＬｏ状態となり、電荷が放電しきると出力信号はＨｉ状態に戻る。また、商用交流電源１０１の入力が遮断された際にＸコン１０２が蓄電されていた場合はＸコン１０２の電荷も放電される。ここで、Ｘコン１０２の電圧は商用交流電源１０１の入力が遮断された後１秒以内に所定電圧以下まで放電することが規格で義務づけられている。本回路構成では、商用交流電源１０１の入力遮断時にＸコン１０２が蓄電されていた場合、その電圧を速やかに放電することができる。
【００２４】
次に、図３を用いて画像形成装置の印刷時及び待機時における停電検知方法を説明する。印刷時及び待機時においてはＶｓｕｂ電圧は出力されているため商用交流電源１０１が入力されている場合は、所定の周期でフォトカプラ１１８の出力信号がＨｉ、Ｌｏ状態を繰り返す。商用交流電源１０１の入力が遮断された場合は、フォトカプラ１１８の出力信号がＨｉ状態のままとなる。したがって、印刷時及び待機時においてはゼロクロス信号が所定時間入力されなかい場合は商用交流電源の入力が遮断されたと判断することができる。
【００２５】
次に、図４を用いて前記停電検知回路を適用する画像形成装置の概要を説明する。６００は電子写真プロセスを用いたプリンタ本体である。この画像形成装置本体６００の構成と動作を説明する。
【００２６】
給紙カセット６０１に積載された記録紙６１９は、ピックアップローラ６０２によって給紙カセット６０１から送出され、給紙ローラ６０３によってレジストローラ６０４に向けて搬送される。さらに記録紙６１９はレジストローラ６０４によって所定のタイミングでプロセスカートリッジ６０５へ搬送される。これら記録紙６１９の搬送には、モータやソレノイドなどのアクチュエータが動作する。
【００２７】
プロセスカートリッジ６０５は帯電手段６０６、現像手段としての現像ローラ６０７、クリーニング手段であるクリーナ６０８、および電子写真感光体である感光体ドラム６０９で一体的に構成されており、電子写真プロセスの一連の処理によって未定着トナー像が記録紙上に形成される。
【００２８】
感光体ドラム６０９は帯電手段６０６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６１１によって画像信号に基づいた像露光が行われる。スキャナユニット６１１内のレーザダイオード６１２から出射されるレーザ光は、回転するポリゴンミラー６１３および反射ミラー６１４を経て走査される。また、感光体ドラム６０９の回転により副走査方向に走査される。その結果、感光体ドラム６０９の表面上に２次元の潜像が形成される。
【００２９】
以上のように形成された感光体ドラム６０９の潜像は、現像ローラ６０７によって現像され、トナー像として可視化される。これらの画像形成時に、ポリゴンミラーを回転するモータや、感光体ドラムや現像ローラを回転させるためにモータ、ソレノイド、クラッチなどのアクチュエータが動作する。
【００３０】
トナー像は転写ローラ６１０によって、レジストローラ６０４から搬送されてきた記録紙上に転写される。続いて、トナー像が転写された記録紙は、定着手段である定着器６１５に搬送されると記録紙は加熱加圧処理され、記録紙上の未定着トナー像が記録しに定着される。記録紙はさらに中間搬送ローラ６１６、排紙ローラ６１７によって画像形成装置本体６００外に排出され、一連のプリント動作を終える。駆動手段であるモータ６１８は、定着器６１５を含む各ユニットに駆動力を与えている。また、定着器６１５により本体内が昇温する。昇温を押さえるためにファン６３０が回転する。
【００３１】
次に図５、図６を用いて商用交流電源１０１の入力が遮断された場合のＨＤＤへのデータ退避方法を説明する。図５は本装置のブロック図である。商用交流電源１０１がプリンタ９００に供給される。商用交流電源１０１は、交流電源から直流３．３Ｖを生成する、３．３Ｖ電源９０１に入力される。３．３Ｖ電源９０１は、整流部９０２と３．３Ｖ生成部９０３で構成されている。整流部９０２は商用交流電源１０１を整流する。３．３Ｖ生成部９０３は、整流部９０２から出力された一次直流電圧９０４から電源出力９５０を生成する。電源出力９５０はＤＣ／ＤＣコンバータ９１０で電源出力９５１として出力される。電源出力９５１はＨＤＤ９２０に電源として供給される。ＨＤＤ９２０は画像コントローラ９２１からデータの書き込みや各種制御を受ける。
【００３２】
一方、商用交流電源１０１は停電検知回路１０にも供給される。停電検知回路１０は商用交流電源１０１からの入力が遮断されたことを検知すると、信号９３１を介して、ＣＰＵ９３２に商用交流電源１０１の入力遮断を報知する。ＣＰＵ９３２は、通信ライン９５３を介して、画像コントローラ９２１に各種情報を送信する。
【００３３】
図６は商用交流電源１０１の入力が遮断されたときの動作を示したフローチャートである。商用交流電源１０１の入力遮断が起きると（Ｓ９０１）、停電検知回路１０が停電を検出し（Ｓ９１０）、ＣＰＵ９３２に商用交流電源１０１の入力が遮断されたことを報知する。ＣＰＵ９３２は画像コントローラ９２１に商用交流電源１０１の入力が遮断されたことを報知し、画像コントローラ９２１は、ＨＤＤ９２０にデータを退避し（Ｓ９１１）、データ退避が終了する（Ｓ９１２）。
【００３４】
一方、商用交流電源１０１の入力遮断が起きると、３．３Ｖ生成部９０３に供給される一次直流電圧９０４の電圧が低下し（Ｓ９２１）、その結果一次直流電圧９０４を流れる電流が増加する（Ｓ９０２）。電流が増加すると、一次直流電圧９０４の電圧が低下し（Ｓ９２１）、これを繰り返す（Ｓ９２０）。やがて、３．３Ｖを生成するのに必要な電荷の供給が整流部９０２から行えなくなり、３．３Ｖ電源９０１が停止する（Ｓ９３０）。この電源停止までに、ＨＤＤへのデータ退避を終了（Ｓ９１２）させる。
【００３５】
以上の構成によれば、スリープ時などの低消費電力時においても商用交流電源１０１の入力が遮断されたことを検知することができ、ＨＤＤへのデータ退避を行うことができる。
また、商用交流電源１０１の入力が遮断された時にＸコン１０２が蓄電されていた場合は速やかに放電することができる。
【００３６】
（実施例２）
図７は本実施例を画像形成装置に適用した場合の低圧電源回路の一部を示している。
実施例１との違いは、停電検知回路の構成のみでありその他は実施例１と同じであるため説明を省略する。２０は実施例２における停電検知回路である。商用交流電源１０１はダイオード１０３、１０４により全波整流される。全波整流された電圧はダイオード１０５を介してコンデンサ１０６に蓄電される。
【００３７】
また、前記整流された電圧は、抵抗２０１、２０２で適当な電圧に分圧されＣＰＵ２０５などのプロセッサに入力される。例えば一定時間における電圧の変化量が少ない時、ＣＰＵ２０５は商用交流電源１０１の入力が遮断されたと判断する。この時、ＮＰＮ型トランジスタ２０４をオンするようにＣＰＵ２０５を制御する。抵抗２０６はＮＰＮ型トランジスタ２０４のベース電流を決める抵抗である。ＮＰＮ型トランジスタ２０４がオンされるとコンデンサ１０６に蓄電された電荷が抵抗２０３を介して放電されフォトカプラ１１８の発光部を発行させる。フォトカプラ１１８の出力電圧を監視することで商用交流電源１０１の入力が遮断されたことが検知できる。
【００３８】
以上の構成によれば、スリープ時などの低消費電力時においても商用交流電源１０１の入力が遮断されたことを検知することができ、ＨＤＤへのデータ退避を行うことができる。
【符号の説明】
【００３９】
１０  停電検知回路、１１  ゼロクロス回路、１０１  商用交流電源、
１０２  雑音防止用コンデンサ、１０３  整流ダイオード、１０４  整流ダイオード、
１０５  整流ダイオード、１０６  コンデンサ、１０８  抵抗、１０９  抵抗、
１１０  コンデンサ、１１３  コンデンサ、１１６  放電抵抗、
１１３  コンデンサ、１１４  スイッチ素子、１１８  フォトカプラ、
１２１  定着ヒータ、１２２  リレー、１２３  ダイオードブリッジ、
１２４  第１のＡＣ／ＤＣコンバータ、１２５  第２のＡＣ／ＤＣコンバータ
【図２】
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【図３】
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【図１】
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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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