(57)【要約】【課題】商用電源から過電圧が供給された場合であっても装置の故障・破損を防ぐことができる電源制御装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１００が有するＡＣ／ＤＣ電源装置は、商用電源２００に接続されて動作する常夜電源３００を有する。また、常夜電源と比べて相対的により大きな電力を出力し、商用電源との接続又はその遮断を行うリレースイッチ４０１、４０３を介して接続された非常夜電源４００を有する。また、ＣＰＵ２０２、商用電源の電圧値を検知する分圧抵抗（３０４、３０５）を有する。ＣＰＵ２０２は、検知された検知電圧（Ｖｃ´）と比較電圧Ｖｃｍｐの各値を比較して商用電源が過電圧状態であるか否かを判別して、商用電源において過電圧が発生したと判別した場合にはリレースイッチを介して商用電源と非常夜電源との接続を遮断する。【選択図】図２
2017118779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源に接続されて動作する第１の電源装置と、
前記第１の電源装置と比べて相対的により大きな電力を出力し、前記商用電源との接続又はその遮断を行うスイッチ手段を介して接続された第２の電源装置と、
前記商用電源の電圧値を検知する検知手段と、
前記検知手段により検知された電圧値と所定の基準電圧値とを比較して前記商用電源が過電圧状態であるか否かを判別して、当該商用電源において過電圧が発生したと判別した場合には前記スイッチ手段を介して当該商用電源と前記第２の電源装置との接続を遮断する制御手段と、を有することを特徴とする、
電源制御装置。
【請求項２】
前記スイッチ手段は、前記第１の電源装置から出力される駆動電圧と、前記制御手段が出力する駆動信号とに応じて開閉動作を行うように構成されることを特徴とする、
請求項１に記載の電源制御装置。
【請求項３】
前記第１の電源装置は、一次平滑コンデンサとして第１の電解コンデンサを有し、
前記第２の電源装置は、一次平滑コンデンサとして第２の電解コンデンサを有し、
前記第１の電解コンデンサの定格電圧値は、前記第２の電解コンデンサの定格電圧値よりも相対的に高い値であることを特徴とする、
請求項１又は２に記載の電源制御装置。
【請求項４】
所定の基準電圧値は、前記第２の電解コンデンサの定格電圧値以上であり、且つ、当該第２の電解コンデンサが開弁故障に至る電圧値以下であることを特徴とする、
請求項３に記載の電源制御装置。
【請求項５】
前記第１の電源装置からの給電により前記検知手段、及び、前記制御手段が動作するように構成されることを特徴とする、
請求項１乃至４いずれか一項に記載の電源制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記電源制御装置の給電対象である装置が待機状態、又はその動作を停止している状態である場合、前記商用電源と前記第２の電源装置との接続を遮断することを特徴とする、
請求項１乃至５いずれか一項に記載の電源制御装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記商用電源において過電圧が発生したと判別した場合には所定の情報を出力することを特徴とする、
請求項１乃至６いずれか一項に記載の電源制御装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記商用電源と前記第２の電源装置との接続を遮断した後、前記検知手段により検知された電圧値と所定の基準電圧値とを比較して当該商用電源が過電圧状態でないと判別した場合、再び前記スイッチ手段を介して当該商用電源と前記第２の電源装置との接続を復帰させることを特徴とする、
請求項１乃至７いずれか一項に記載の電源制御装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記商用電源と前記第２の電源装置との接続を遮断し、前記商用電源と前記電源制御装置との電気的な接続が一旦解除されたことを検知した後に前記検知手段により検知された電圧値と所定の基準電圧値とを比較して当該商用電源が過電圧状態でないと判別した場合、再び前記スイッチ手段を介して当該商用電源と前記第２の電源装置との接続を復帰させることを特徴とする、
請求項１乃至７いずれか一項に記載の電源制御装置。
【請求項１０】
前記第１の電源装置は常夜電源装置であり、前記第２の電源装置は非常夜電源装置であることを特徴とする、
請求項１乃至９いずれか一項に記載の電源制御装置。
【請求項１１】
商用電源に接続されて動作する第１の電源装置と、
前記第１の電源装置と比べて相対的により大きな電力を出力し、前記商用電源との接続又はその遮断を行うスイッチ手段を介して接続された第２の電源装置と、
前記商用電源の電圧値を検知する検知手段と、
前記検知手段により検知された電圧値と所定の基準電圧値とを比較して前記商用電源が過電圧状態であるか否かを判別して、当該商用電源において過電圧が発生したと判別した場合には前記スイッチ手段を介して当該商用電源と前記第２の電源装置との接続を遮断する制御手段と、を有す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、商用電源の過電圧による故障を防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像形成装置等の電気機器はグローバルに販売される。これに対応するために、装置に搭載するＡＣ／ＤＣ電源（ＡＣをＤＣに変換する電源）は、国(又は地域)ごとの商用電源で機能する設計が求められている。一つの方法として、各国の商用電源電圧に対応した仕向け別のＡＣ／ＤＣ電源と電源プラグを搭載する。二つ目の方法として、出荷国によらずいずれの国の商用電源電圧であっても適応可能なＡＣ／ＤＣ電源(以下、ユニバーサル電源と称す)とし、電源プラグだけを仕向け別に変更する方法がある。
【０００３】
しかし、同形状の電源プラグであっても異なる電圧を供給している国等もあり、例えば１１０［Ｖ］用の電源仕様の画像形成装置を２２０［Ｖ］用コンセントに接続してしまい当該装置を故障させてしまうケースが発生している。
また、商用電源電圧の公称値と設計上の見積もり電圧変動範囲において問題がない場合であっても、地域によってはその想定を上回る商用電源電圧の変動が発生することがある。この場合、設計想定を上回る商用電源電圧上昇(以下、過電圧)の発生によりユニバーサル電源回路を構成する電子部品の耐圧がその上限を超えてしまい、その結果部品の故障あるいは破損に至ることがある。
なお、故障等に至る部品としては、雷サージ等を吸収するためのバリスタ、絶縁型コンバータの駆動に用いられるスイッチング素子がある。また、過電圧に対するボトルネックとなる部品として整流ブリッジ回路の後段に用いられる一次平滑コンデンサがある。
【０００４】
このような問題に対し、特許文献１に開示された電源制御装置は、電源電圧仕様と商用電源電圧の適合を判断し、その結果により主電源の電源オンの可否を判断することにより、機器の破損を防止する、というものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３０２２９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、特許文献１に開示された電源制御装置では、電源プラグ挿入後の想定外の過電圧の発生に対しては対処することはできない、という課題が残る。
例えば、一次平滑コンデンサには電解コンデンサを用いることが多い。この電解コンデンサは、耐圧を超えた電圧を印加された場合、内部の電解液が陽極箔との化学反応を起こして気体を発生する。この気化により電解コンデンサの内圧が上昇して防爆弁が開弁されるためオープン故障してしまうことになる。また、気化した電解液は、電源の故障原因となる他にも装置内部を汚染してしまい好ましくない。
なお、より定格電圧値の高い電解コンデンサを用いるという方法もあるが、高耐圧電解コンデンサを用いる場合には、高コスト、体積増加、ＥＳＲが増加することによる雑音端子電圧が悪化してしまう等の弊害がある。また、商用電源電圧の最大過電圧値は既知ではないため、電源の故障発生率を低減するにとどまり、故障してしまうことを防ぐまでには至らない。
【０００７】
本発明は、商用電源から過電圧が供給された場合であっても装置の故障・破損を防ぐことができる電源制御装置を提供することを、主たる課題とする。また、この電源制御装置を有する画像形成装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電源制御装置は、商用電源に接続されて動作する第１の電源装置と、前記第１の電源装置と比べて相対的により大きな電力を出力し、前記商用電源との接続又はその遮断を行うスイッチ手段を介して接続された第２の電源装置と、前記商用電源の電圧値を検知する検知手段と、前記検知手段により検知された電圧値と所定の基準電圧値とを比較して前記商用電源が過電圧状態であるか否かを判別して、当該商用電源において過電圧が発生したと判別した場合には前記スイッチ手段を介して当該商用電源と前記第２の電源装置との接続を遮断する制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、商用電源から過電圧が供給された場合であっても装置の故障・破損を防ぐことができる。また、部品の耐圧向上を図るために要する製造コストの増加を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す概略縦断面図。
【図２】画像形成装置が有するＡＣ／ＤＣ電源の構成の一例を説明するための図。
【図３】常夜電源の構成の詳細を説明するための図。
【図４】電解コンデンサの定格電圧値、開弁電圧値、比較電圧Ｖｃｍｐ、検知電圧Ｖｃ´の関係を説明するためのグラフ。
【図５】画像形成装置の電源制御手順の一例を示すフローチャート。
【図６】第２実施形態に係る常夜電源の構成の詳細を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明をカラー電子写真方式の画像形成装置に適用した場合を例に挙げて、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
［第１実施形態］
図１は、本発明に係る電源制御装置を有する画像形成装置の構成の一例を示す概略縦断面図である。
図１に示す画像形成装置１００は、イエロー（ｙ）、マゼンタ（ｍ）、シアン（ｃ）、ブラック（ｋ）の４色に対応する像形成ステーションを有する。なお、画像形成装置の機能構成の説明において各色に共通するものについては、ｙ、ｍ、ｃ、ｋの符号を省略する。
【００１３】
画像形成装置１００は、像担持体である感光体ドラム１０１（ｙ、ｍ、ｃ、ｋ）、帯電ローラ１０２（ｙ、ｍ、ｃ、ｋ）、露光装置１０３（ｙ、ｍ、ｃ、ｋ）、現像器１０４（ｙ、ｍ、ｃ、ｋ）、１次転写ローラ１０５（ｙ、ｍ、ｃ、ｋ）を有する。画像形成装置１００は、また、感光体クリーナ１０６（ｙ、ｍ、ｃ、ｋ）、中間転写ベルト１０７、中間転写ベルト駆動ローラ１０８、２次転写ローラ対１０９を有する。画像形成装置１００は、また、中間転写ベルトクリーナ１１０、給紙カセット１１１、ピックアップローラ１１２、給紙ローラ対１１３、レジローラ対１１４、定着ローラ（定着器）１１５、搬送ローラ１１６、１１７、１１８を有する。図中に示すレーザ光Ｅ（ｙ、ｍ、ｃ、ｋ）は、各露光装置１０３が照射するレーザ光を模式的に示したものである。また、記録材Ｐは、用紙等の記録材である。
【００１４】
画像形成装置１００は、記録材Ｐへのプリント命令を受けると不図示のモータを介して感光体ドラム１０１、現像器１０４、中間転写ベルト駆動ローラ１０８、ピックアップローラ１１２などそれぞれを回転駆動させる。このとき、帯電ローラ１０２、１次転写ローラ１０５は感光体ドラム１０１に従動して回転する。中間転写ベルト１０７は、中間転写ベルト駆動ローラ１０８を介して回転駆動される。また、２次転写ローラ対１０９は中間転写ベルト１０７に従動して回転する。
【００１５】
帯電ローラ１０２は、不図示の高圧電源に接続されており、直流電圧に正弦波電圧を重畳した高電圧が印加される。これにより、帯電ローラ１０２に接触している感光体ドラム１０１の表面は、高圧電源から与えられる直流電圧と同電位に帯電される。次に、帯電された感光体ドラム表面は、露光装置１０３により画像信号に応じた露光が行われる。このようにして、感光体ドラム１０１上に静電潜像が形成される。その後、現像器１０４によりトナーが潜像に現像される。
【００１６】
各色の感光体ドラム１０１上のトナー像は１次転写ローラ１０５により中間転写ベルト１０７に重ねて転写される。そして、中間転写ベルト１０７に転写されたトナー像は、さらに２次転写ローラ対１０９に向けて搬送される。なお、感光体ドラム１０１上に残った転写残トナーは、感光体クリーナ１０６によって掻き取られて回収される。また、中間転写ベルト１０７上に残った転写残トナーは、中間転写ベルトクリーナ１１０によって掻き取られ回収される。
【００１７】
一方、給紙カセット１１１に収容されている記録材Ｐは、ピックアップローラ１１２を介して所定のタイミングで給紙される。給紙ローラ対１１３は、上側ローラは記録材Ｐをレジローラ対１１４へ搬送する方向に回転し、下側ローラは記録材Ｐを給紙カセット１１１へ搬送するような方向に回転するように制御される。これにより、記録材Ｐの重送を防ぐことができる。レジローラ対１１４は、回転停止した状態で記録材Ｐをニップ部につき当てて撓ました後に回転を開始するように制御される。これにより、記録材Ｐの斜行を防ぐことができる。
記録材Ｐは、２次転写ローラ対１０９に搬送されたトナー像が当該記録材Ｐの所定の位置に画像転写されるタイミングに合うように搬送される。なお、ピックアップローラ１１２、給紙ローラ対１１３、レジローラ対１１４の各ローラは不図示のモータによって駆動される。また、２次転写ローラ対１０９は、その一方側は不図示の高圧電源に接続されており、高圧電源から直流電圧が印加されることで中間転写ベルト１０７上のトナー像を記録材Ｐに転写する。
【００１８】
定着器１１５は、記録材Ｐに転写されたトナー像に圧力と熱を付与して当該トナー像を転写材Ｐに定着させる。その後記録材Ｐは、不図示のモータによって回転される搬送ローラ１１６、１１７、１１８を介して画像形成装置１００の外方に排紙される。
このように画像形成装置１００の画像形成動作は、複数の構成機器（例えば、モータ、センサ、ファン、高圧電源等）を動作させることで達成される。また、画像形成装置１００は、これらの構成機器を動作させるための電力を供給するＡＣ／ＤＣ電源（ＡＣをＤＣに変換する電源）を有する。以下、画像形成装置１００が有する電源制御装置について説明する。
【００１９】
図２は、画像形成装置１００が有する電源制御装置の構成の一例を説明するための図である。
画像形成装置１００が有する電源制御装置は、主としてノイズフィルタ２０１、常夜電源３００、非常夜電源４００、定着電源５００を含んで構成される。商用電源２００とノイズフィルタ２０１は、図示しない電源プラグを介して接続される。ノイズフィルタ２０１は、Ｘコンデンサ、コモンチョーク、ノーマルチョーク等を含んで構成される。ノイズフィルタ２０１は、サージの吸収、ＥＭＩの放出を抑えるためのものである。
ノイズフィルタ２０１を通過したＡＣ電圧は、常夜電源３００、非常夜電源４００によりＤＣ電圧に変換される。ノイズフィルタ２０１を通過したＡＣ電圧は、また、定着電源５００により電力調整されて定着器１１５が有する加熱体（不図示）に供給される。
【００２０】
常夜電源３００は、ブリッジダイオード３０１、第１の電解コンデンサ３０２、第１の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ３０３を含んで構成される。常夜電源３００は、画像形成装置１００が商用電源２００に接続された状態において常時動作する電源である。
例えば、画像形成装置１００が商用電源２００に接続された状態においてユーザが画像形成装置１００の電源スイッチ（不図示）をＯＮしたとする。この場合常夜電源３００は、後述する画像形成装置１００の動作を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）２０２、ユーザに対して各種情報を通知する表示部２０４、及び、その周辺回路などに給電する。また、常夜電源３００は、画像形成装置１００の動作が停止している待機時、あるいは長時間動作しない場合において必要最低限の電力を供給する省エネモード時においても電力を常時供給する。なお、省エネモードの詳細については後述する。
【００２１】
ノイズフィルタ２０１を通過して常夜電源３００に入力されたＡＣ電圧は、ブリッジダイオード３０１、一次平滑コンデンサである第１の電解コンデンサ３０２を介して整流、平滑される。また、整流、平滑された電圧はさらに第１の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ３０３により絶縁、降圧された後に第１のＤＣ電圧Ｖｄｃ１として常夜電源３００から出力される。
なお、第１のＤＣ電圧Ｖｄｃ１は、ＣＰＵ２０２、表示部２０４の電源電圧として使用される。また、常夜電源３００が出力するリレー駆動電圧Ｖｒｅｌａｙ、過電圧検知信号Ｖｏｖｐの詳細については後述する。
【００２２】
非常夜電源４００は、ブリッジダイオード４０５、力率改善回路４０６（以下、ＰＦＣ４０６と称す）、一次平滑コンデンサである第２の電解コンデンサ４０７、第２の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ４０８を含んで構成される。非常夜電源４００は、常夜電源３００の電圧出力と比べて相対的により大きな電力を出力することができる。また、非常夜電源４００は、リレースイッチ４０１、４０３を介してノイズフィルタ２０１と接続される。
リレースイッチ４０１、４０３は、半導体スイッチ４０２、４０３によって開閉動作（ＯＮ又はＯＦＦ）される。半導体スイッチ４０２、４０３は、常夜電源３００が出力する駆動電圧（リレー駆動電圧Ｖｒｅｌａｙ）、及び、ＣＰＵ２０２が出力する駆動信号（リレー駆動信号Ｖｒｍｔ１）に応じてリレースイッチ４０１、４０３を開閉（ＯＮ又はＯＦＦ）する。このようにして、リレースイッチ４０１、４０３のＯＮ又はＯＦＦの切り替えが行われる。
なお、省エネ（省電力）モード時にはリレースイッチ４０１、４０３がＯＦＦされて、非常夜電源４００と商用電源２００（ノイズフィルタ２０１）との接続が遮断される。
【００２３】
ノイズフィルタ２０１を通過して非常夜電源４００に入力されたＡＣ電圧は、ブリッジダイオード４０５により整流され、ＰＦＣ４０６により入力電流の力率が改善するようにスイッチング、昇圧された後に第２の電解コンデンサ４０７により平滑される。また、平滑された電圧はさらに第２の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ４０８により絶縁、降圧され、その後第２のＤＣ電圧Ｖｄｃ２として非常夜電源４００から出力される。
なお、第２のＤＣ電圧Ｖｄｃ２は、画像形成装置１００が有する負荷２０３（例えば、モータ、ファン、センサ、高圧電源、操作部等）の電源電圧として使用される。
【００２４】
定着電源５００は、位相制御回路５０５を有する。位相制御回路５０５は、ＡＣ電圧のゼロクロス検知回路を有しており、半導体スイッチをＯＮする位相を制御して定着器１１５に対する電力供給量を調整する。なお、定着電源５００は、半導体スイッチ５０２、５０３によって駆動されるリレースイッチ５０１、５０３を介してノイズフィルタ２０１と接続される。半導体スイッチ５０２、５０３は、リレー駆動電圧Ｖｒｅｌａｙ、及び、ＣＰＵ２０２が出力するリレー駆動信号Ｖｒｍｔ２、３に応じてリレースイッチ５０１、５０３のＯＮ又はＯＦＦを制御する。
【００２５】
ここで、省エネモードについて説明する。画像形成装置１００は、ユーザからのプリント、コピーなどのジョブを受けて動作するとき以外に、大きく分類して２つの待機モードを有する。
一つ目はスタンバイモードであり、ユーザからのジョブ実行要求に対していち早く対処（処理の実行）できるように非常夜電源４００、定着電源５００が起動した状態の待機モードである。また、二つ目は省エネモードであり、非常夜電源４００、定着電源５００は各リレースイッチが遮断（ＯＦＦ）され、ユーザからのジョブ実行要求に応答できるだけの電力を常夜電源３００のみで供給する状態の待機モードである。このようにリレースイッチ４０１、４０３、５０１、５０３は、待機時における画像形成装置１００の消費電力削減のために用いられるものである。このように本実施形態に係る電源制御装置では、給電対象である装置（例えば、画像形成装置１００）が待機状態、又はその動作を停止している状態である場合、商用電源２００と非常夜電源４００との接続を遮断する。
【００２６】
図３は、常夜電源３００の構成の詳細を説明するための図である。
常夜電源３００では、ノイズフィルタ２０１（図２参照）を通過したＡＣ電圧がブリッジダイオード３０１により全波整流された後に第１の電解コンデンサ３０２により平滑される。
電源ＩＣ３０７は、起動抵抗３０６を介して電力供給を受けて起動する。また、電源ＩＣ３０７は、不図示のＤＣ電圧Ｖｄｃ１検知回路が出力するフィードバック信号に基づいてＦＥＴ３０９に対してゲート信号を出力する。このようにして電源ＩＣ３０７は、ＤＣ電圧Ｖｄｃ１の値が一定となるようにフィードバック制御を行う。なお、本実施形態における電源回路の構成としてはフライバック方式で動作するものとする。
【００２７】
また、ゲート信号に基づいたＦＥＴ３０９のスイッチングによりトランス３０８の１次側に電流が流れる。そのため、トランス３０８の２次側、及び、補助巻線３１２ではそれぞれ巻数比に応じた電圧が発生する。トランス３０８の２次側に発生した電圧は、ダイオード３１０により整流された後に２次側電解コンデンサ３１１により平滑され、第１のＤＣ電圧Ｖｄｃ１として出力される。
【００２８】
一方、補助巻線３１２において発生した電圧はダイオード３１３により整流された後にコンデンサ３１４により平滑され、電圧Ｖｃｃとして供給される。つまりこのルートは、起動抵抗３０６を介したルートに代わって電源ＩＣ３０７に対する電力供給の役割を果たす。
ＲＥＧ（レギュレータ）３１５は、電圧を所定の定電圧となるように制御する。レギュレータ３１５から出力された所定の定電圧は、コンパレータ３１８の電源、プルアップ抵抗３１９に入力される。また、コンパレータ３１８のプラス端子には、分圧抵抗３１６、３１７により分圧された比較電圧Ｖｃｍｐが入力される。
一方、コンパレータ３１８のマイナス端子には、検知電圧Ｖｃ´が入力される。検知電圧Ｖｃ´は、分圧抵抗３０４、３０５による第１の電解コンデンサ３０２の両端電圧Ｖｃに比例する電圧値である。以下、比較電圧Ｖｃｍｐについて詳細に説明する。
【００２９】
一般的なユニバーサル電源は、公称値で最大２４０［Ｖａｃ］の商用電源を想定して設計される。例えば商用電源２００が２４０［Ｖａｃ］である場合、第１の電解コンデンサ３０２により平滑されるとおよそ３３６［Ｖｄｃ］になる。また、非常夜電源４００の第２の電解コンデンサ４０７に入力される電圧はＰＦＣ４０６により昇圧され、一般に３７０〜３９０［Ｖｄｃ］になるように設計される。そのため、第１及び第２の電解コンデンサ３０２、４０７としては定格電圧値が４００［Ｖｄｃ］の電解コンデンサを用いれば十分である。しかしながら、地域によっては頻繁に停電、過電圧などが発生する。そのため、例えば商用電源が２８６［Ｖａｃ］以上すなわち第１及び第２の電解コンデンサ３０２、４０７により平滑された電圧が４００［Ｖｄｃ］を超える場合もあり得る。
また、第２の電解コンデンサ４０７には、ＰＦＣ４０６が昇圧回路であることからも設計値以上の商用電源電圧が入力された場合には第１の電解コンデンサ３０２と同等値の電圧が印加されることになる。
【００３０】
このような問題と、高価な高耐圧電解コンデンサを用いることの弊害を顧みて、本実施形態に係る画像形成装置１００では非常夜電源４００の第２の電解コンデンサ４０７には定格電圧値が４００［Ｖｄｃ］の電解コンデンサを用いている。また、常夜電源３００の第１の電解コンデンサ３０２には、定格電圧値が４５０［Ｖｄｃ］の電解コンデンサを用いている。この場合、定格電圧値が４００［Ｖｄｃ］の電解コンデンサの開弁電圧は、種類にもよるがおよそ４８０［Ｖｄｃ］以上である。また、定格電圧値が４５０［Ｖｄｃ］の電解コンデンサの開弁電圧は、種類にもよるがおよそ５６０［Ｖｄｃ］以上である。
【００３１】
比較電圧Ｖｃｍｐは、商用電源２００の電圧値と比較される所定の基準電圧値であり、その値が低ければ低いほど非常夜電源４００の保護には有効である。しかしながら、比較電圧Ｖｃｍｐの値を低くしすぎた場合、必要以上に非常夜電源４００と商用電源２００（ノイズフィルタ２０１）との接続を遮断してしまい、画像形成装置１００の動作に支障をきたしてしまうことがある。換言すると、ＡＣ／ＤＣ電源としての機能が維持される短時間で故障に至らない程度の過電圧であれば、画像形成装置１００の動作を停止する必要はない。そのため、比較電圧Ｖｃｍｐは、第１の電解コンデンサ３０２がおよそ４００〜４８０［Ｖｄｃ］となる値に設定する。このとき、第１の電解コンデンサ３０２は４５０［Ｖｄｃ］定格品であるため過電圧による破壊には至らない。また、第２の電解コンデンサ４０７には、リレースイッチ４０１、４０３、５０１、５０３を遮断する際の急峻な商用電圧の上昇により瞬時的に開弁に至る過電圧が印加されてしまうことがある。しかしながら、リレースイッチがＯＦＦされるまでの時間は数十［ｍｓ］であり十分短い時間であるため過電圧による破壊には至らない。
【００３２】
図４は、電解コンデンサの定格電圧値、開弁電圧値、比較電圧Ｖｃｍｐ、検知電圧Ｖｃ´の関係を説明するためのグラフである。図４に示すグラフの横軸は、第１の電解コンデンサ３０２と第２の電解コンデンサ４０７に入力される電圧（Ｖｃ）を表す。また縦軸は、電解コンデンサに印加される電圧Ｖｃに比例する値（検知電圧Ｖｃ´）を表す。比較電圧Ｖｃｍｐの値は、第２の電解コンデンサ４０７の定格電圧値以上（検知値Ｖｃ´１以上）であり、且つ、開弁故障に至らない電圧値以下（検知値Ｖｃ´２以下）の範囲内に含まれる値に設定する。
【００３３】
図３の説明に戻り、コンパレータ３１８の出力はフォトカプラ３２０に入力される。フォトカプラ３２０は過電圧検知信号Ｖｏｖｐを出力する。過電圧検知信号ＶｏｖｐはＣＰＵ２０２に入力される。
過電圧検知信号Ｖｏｖｐは、また、抵抗３２１、抵抗３２２を介して第１のＤＣ電圧Ｖｄｃ１と共にＦＥＴ３２３のドレイン端子に入力される。また、抵抗３２２を介してＦＥＴ３２３のゲート端子に入力される。つまり、各値が検知電圧Ｖｃ´＞比較電圧Ｖｃｍｐを満たす関係になった場合にＦＥＴ３２３がＯＦＦになり、リレー駆動電Ｖｒｅｌａｙの供給が停止されることになる。
【００３４】
例えば、商用電源２００から設計想定範囲以下のＡＣ電圧が供給された場合、各値は比較電圧Ｖｃｍｐ＞検知電圧Ｖｃ´を満たす関係になる。そのため、コンパレータ３１８はハイピーダンスになり、プルアップ抵抗３１９でプルアップされていることからＨｉ信号を出力する。そして、コンパレータ３１８が出力するＨｉ信号に基づいてフォトカプラ３２０の出力トランジスタは導通し、ＧＮＤに接続される。その結果、過電圧検知信号ＶｏｖｐはＬｏｗ信号になる。
【００３５】
また、ＦＥＴ３２３のゲート‐ドレイン間には電位差が発生するため当該ＦＥＴ３２３はＯＮ状態となり、各半導体スイッチにはリレー駆動電圧Ｖｒｅｌａｙが供給される。そのため、非常夜電源４００、定着電源５００は、ＣＰＵ２０２からのリレー駆動信号Ｖｒｍｔ１、Ｖｒｍｔ２、Ｖｒｍｔ３に応じて商用電源２００（ノイズフィルタ２０１）と接続可能になる。
【００３６】
一方、商用電源２００から設計想定範囲を超えるＡＣ電圧が供給された場合、各値は比較電圧Ｖｃｍｐ＜検知電圧Ｖｃ´を満たす関係になる。そのため、コンパレータ３１８力はＧＮＤに接続されてＬｏｗ信号を出力する。そして、コンパレータ３１８が出力するＬｏｗ信号に基づいてフォトカプラ３２０の出力トランジスタはハイインピーダンスになる。その結果、過電圧検知信号Ｖｏｖｐは、出力電圧Ｖｄｃ１が接続されてＨｉｇｈ信号になる。
ＣＰＵ２０２は、受信した過電圧検知信号Ｖｏｖｐが「Ｈｉｇｈ信号」である場合、画像形成装置１００の動作を停止する。また、ＣＰＵ２０２は、表示部２０４を介して所定の情報、例えば過電圧が発生していることをユーザに通知する。
【００３７】
また、ＦＥＴ３２３のゲート‐ドレイン間には電位差が発生しないため当該ＦＥＴ３２３はＯＦＦ状態になり、各半導体スイッチにはリレー駆動電圧Ｖｒｅｌａｙは供給されない。そのため、非常夜電源４００、定着電源５００は、ＣＰＵ２０２からのリレー駆動信号Ｖｒｍｔ１、Ｖｒｍｔ２、Ｖｒｍｔ３に関わらず、商用電源２００（ノイズフィルタ２０１）との接続が遮断される。
なお、その後過電圧状態が解消されて再び比較電圧Ｖｃｍｐ＞検知電圧Ｖｃ´が満たされた場合、各半導体スイッチにはリレー駆動電圧Ｖｒｅｌａｙが再び供給される。
また、ＣＰＵ２０２は、受信した過電圧検知信号Ｖｏｖｐが「Ｌｏｗ信号」である場合、非常夜電源４００、定着電源５００と商用電源２００（ノイズフィルタ２０１）との接続を復帰して画像形成装置１００の動作を再開させる。
【００３８】
図５は、画像形成装置１００の電源制御手順の一例を示すフローチャートである。
なお、本制御は主としてＣＰＵ２０２により実行される。また、電源プラグが商用電源２００に挿されると常夜電源３００が起動して本処理が開始される。
ＣＰＵ２０２は、各種データの読み込み、及び、周辺回路を起動するなどの起動シーケンスを実行する（Ｓ２）。ＣＰＵ２０２は、非常夜電源４００を起動する前に常夜電源３００から送信される過電圧検知信号Ｖｏｖｐに基づいて商用電源２００が過電圧状態であるか否かを判別する（Ｓ３）。
【００３９】
ＣＰＵ２０２は、過電圧信号Ｖｏｖｐが「Ｈｉｇｈ」すなわち商用電源２００が過電圧である場合（Ｓ３：Ｎｏ）、Ｖｒｍｔ１、２、３を出力せずに表示部２０４を介して異常過電圧が発生していることをユーザに通知する（Ｓ８）。ＣＰＵ２０２が出力する通知は、例えば電源プラグを一旦抜くようにユーザに指示する内容のものなどである。
また、ＣＰＵ２０２は、過電圧を検知した状態を保持する動作（ラッチ動作）を実行する（Ｓ９）。このようにして、過電圧信号Ｖｏｖｐが再び「Ｌｏｗ」になった場合であっても画像形成装置１００の動作が復帰しないように構成することができる。なお、ラッチ状態は電源プラグが抜かれない限り解除されないものとし、電源プラグの抜き差しの有無は常夜電源３００を介してＣＰＵ２０２が検知する。商用電源２００と電源制御装置との電気的な接続が一旦解除された場合にはラッチ状態が解除され、次に電源プラグが挿入されたことを契機に再びフローチャートに従った動作を実行する。
【００４０】
一方、ステップＳ３の処理において過電圧信号Ｖｏｖｐが「Ｌｏｗ」、すなわち商用電源２００が過電圧でない場合（Ｓ３：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２０２は、Ｖｒｍｔ１、２、３を出力する（Ｓ４）。これにより、非常夜電源４００、及び、定着電源５００が起動される。
ＣＰＵ２０２は、ユーザからのジョブ実行要求に応じて待機モードから画像形成を行う通常モードに移行する（Ｓ５）。ＣＰＵ２０２は、過電圧検知信号Ｖｏｖｐに基づいて商用電源２００が過電圧状態であるか否かを判別する（Ｓ６）。このように、通常待機中においても過電圧信号Ｖｏｖｐを監視する。
ＣＰＵ２０２は、過電圧信号Ｖｏｖｐが「Ｈｉｇｈ」すなわち商用電源２００が過電圧である場合（Ｓ６：Ｎｏ）、ステップＳ７の処理へ進む。
【００４１】
このようなラッチ動作、及び、電源プラグの抜き差しによるラッチ状態の解除は、不適切な電圧が画像形成装置に印加され続ける時間を低減し、装置の破損等が起こりうる電圧が印加されたことをユーザにより確実に認識させることができる。
【００４２】
このように、本実施形態に係る画像形成装置１００では、検知電圧Ｖｃ´の値と比較電圧Ｖｃｍｐの値との比較結果に応じて非常夜電源４００、定着電源５００と商用電源２００との接続、又はその遮断が行われる。そのため、商用電源から過電圧が供給された場合であっても装置の破損を防止することができる。また、非常夜電源４００に高耐圧電解コンデンサを使用する必要がないため、部品の耐圧向上を図るために要するコスト増加を抑制することができる。
【００４３】
なお、本実施形態では、ユニバーサル電源において商用電源２００から過電圧が供給される場合について説明した。これに限らず仕向け別の電源、例えば非常夜電源４００が１００［Ｖａｃ］仕向けの電源設計である場合でも常夜電源３００をユニバーサル電源とすることができる。具体的には、比較電圧Ｖｃｍｐの値を商用電源２００が１００＋α［Ｖａｃ］で動作する値にすることで電源プラグの誤挿入による非常夜電源４００の故障・破損を防ぐことが可能である。また、電源プラグ接続中における異常過電圧においても同様に対処・保護することができる。
【００４４】
また、本実施形態では、第１の電解コンデンサの定格電圧が第２の電解コンデンサの定格電圧より大きい場合を例に挙げて説明した。これに限らず同じ定格電圧の場合であっても、比較電圧Ｖｃｍｐの値を電解コンデンサの開弁電圧以下に設定することで、少なくとも非常夜電源４００の破損を防ぐことができる。
また、本実施形態では、一例として電解コンデンサが一番耐圧の低い部品であるとして説明したが、比較電圧Ｖｃｍｐの値をその他の一番耐圧の低い部品に対応するように設定してもよい。
また、本実施形態では非常夜電源４００の破壊を防ぐことについて説明したが、これに限らず定着電源５００の耐圧の低い部品と、非常夜電源の耐圧の低い部品とを比較していずれか低い方の部品に応じて比較電圧Ｖｃｍｐの値を設定してもよい。
【００４５】
［第２実施形態］
本実施形態では、常夜電源３００の構成の別例について説明する。
なお、第１実施形態において既に説明した機能構成は、同一の符号を付すとともにその説明を省略する。
【００４６】
図６は、本実施形態に係る常夜電源の構成の詳細を説明するための図である。図３に示す常夜電源３００の構成と比べて、主として商用電源２００の過電圧検知回路、リレー駆動電圧Ｖｒｅｌａｙの接続が異なる。
本実施形態に係る常夜電源では、ノイズフィルタ２０１（図２参照）を通過したＡＣ電圧がブリッジダイオード３０１により全波整流された後に第１の電解コンデンサ３０２により平滑される。
【００４７】
電源ＩＣ３０７は、起動抵抗３０６を介して電力供給を受けて起動する。また、電源ＩＣ３０７は、不図示のＤＣ電圧Ｖｄｃ１検知回路が出力するフィードバック信号に基づいてＦＥＴ３０９に対してゲート信号を出力する。このようにして電源ＩＣ３０７は、ＤＣ電圧Ｖｄｃ１の値が一定となるようにフィードバック制御を行う。なお、本実施形態における回路構成としてはフライバック方式で動作するものとする。
【００４８】
また、ゲート信号に基づいたＦＥＴ３０９のスイッチングによりトランス３０８の１次側に電流が流れる。そのため、トランス３０８の２次側、及び、補助巻線３１２ではそれぞれ巻数比に応じた電圧が発生する。トランス３０８の２次側に発生した電圧は、ダイオード３１０により整流された後に２次側電解コンデンサ３１１により平滑され、第１のＤＣ電圧Ｖｄｃ１として出力される。また、第１のＤＣ電圧Ｖｄｃ１はパターン分岐されてリレー駆動電圧Ｖｒｅｌａｙとして出力される。
【００４９】
一方、補助巻線３１２において発生した電圧はダイオード３１３により整流された後にコンデンサ３１４により平滑され、電圧Ｖｃｃとして供給される。つまりこのルートは、起動抵抗３０６を介したルートに代わって電源ＩＣ３０７に対する電力供給の役割を果たす。
【００５０】
ＲＥＧ（レギュレータ）３１５は、電圧を所定の定電圧となるように制御する。レギュレータ３１５から出力された所定の定電圧は、コンパレータ３１８の電源、プルアップ抵抗３１９に入力される。また、コンパレータ３１８のプラス端子には、分圧抵抗３１６、３１７により分圧された比較電圧Ｖｃｍｐが入力される。
一方、コンパレータ３１８マイナス端子には検知電圧Ｖａｃ´が入力される。検知電圧Ｖａｃ´は、ブリッジダイオード３０１の手前に接続されたダイオード３２４により半波整流され、抵抗３２５、抵抗３２６により分圧された電圧である。
【００５１】
ここで、比較電圧Ｖｃｍｐは、第２の電解コンデンサ４０７の定格電圧以上であり、且つ、開弁故障に至らない値を表す検知電圧Ｖａｃ´以下に設定する。なお、抵抗３２５は、ノイズやスパイクによるコンパレータ３１８の誤動作を防止するものである。
コンパレータ３１８の出力はフォトカプラ３２０に入力される。フォトカプラ３２０は過電圧検知信号Ｖｏｖｐを出力する。過電圧検知信号ＶｏｖｐはＣＰＵ２０２に入力される。つまり、各値が検知電圧Ｖａｃ´＞比較電圧Ｖｃｍｐを満たす関係になった場合、過電圧信号ＶｏｖｐはＨｉ信号になる。
【００５２】
例えば、商用電源２００から設計想定範囲以下のＡＣ電圧が供給された場合、各値は比較電圧Ｖｃｍｐ＞検知電圧Ｖａｃ´を満たす関係になる。そのため、コンパレータ３１８はハイピーダンスになり、プルアップ抵抗３１９でプルアップされていることからＨｉ信号を出力する。そして、コンパレータ３１８が出力するＨｉ信号に基づいてフォトカプラ３２０の出力トランジスタは導通し、ＧＮＤに接続される。その結果、過電圧検知信号ＶｏｖｐはＬｏｗ信号になる。
【００５３】
一方、商用電源２００から設計想定範囲を超えるＡＣ電圧が供給された場合、各値は比較電圧Ｖｃｍｐ＜検知電圧Ｖａｃ´を満たす関係になる。そのため、コンパレータ３１８力はＧＮＤに接続されてＬｏｗ信号を出力する。そして、コンパレータ３１８が出力するＬｏｗ信号に基づいてフォトカプラ３２０の出力トランジスタはハイインピーダンスになる。その結果、過電圧検知信号Ｖｏｖｐは、出力電圧Ｖｄｃ１が接続されてＨｉｇｈ信号になる。
【００５４】
このように、本実施形態に係る画像形成装置１００では、検知電圧Ｖａｃ´の値と比較電圧Ｖｃｍｐの値との比較結果に応じて非常夜電源４００、定着電源５００と商用電源２００との接続、又はその遮断が行われる。そのため、商用電源から過電圧が供給された場合であっても装置の破損を防止することができる。また、非常夜電源４００に高耐圧電解コンデンサを使用する必要がないため、部品の耐圧向上を図るために要するコスト増加を抑制することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１００・・・画像形成装置、１０１・・・像担持体、１０２・・・帯電ローラ、１０３・・・露光装置、１０４・・・現像器、１０５・・・１次転写ローラ、１０６・・・感光体クリーナ、１０７・・・中間転写ベルト、１０８・・・中間転写ベルト駆動ローラ、１０９・・・２次転写ローラ対、１１０・・・中間転写ベルトクリーナ、１１１・・・給紙カセット、１１２・・・ピックアップローラ、１１３・・・給紙ローラ対、１１４・・・レジローラ対、１１５・・・定着器、１１６、１１７、１１８・・・搬送ローラ、２００・・・ＣＰＵ、２０１・・・ノイズフィルタ、３００・・・常夜電源、４００・・・非常夜電源、５００・・・定着電源。
【図１】
2017118779.tif 000003
【図２】
2017118779.tif 000004
【図３】
2017118779.tif 000005
【図４】
2017118779.tif 000006
【図５】
2017118779.tif 000007
【図６】
2017118779.tif 000008