JP2007047406A - 電源制御装置及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ゼロクロスタイミングや所定の電圧以下で立ち上げることにより、突入電流は低減されるが、主電源や付属装置の電源は、電源容量や回路方式によって突入電流は異なり、電源供給ラインへの影響は違ったものになる。
【解決手段】 エンジンがメイン電源と補助電源（制御部用）を有する構成でゼロクロスでメイン電源をオンし、オプションが別電源を持つ構成でゼロクロスタイミングでオプションの電源をオンする。メイン電源とオプションの電源オンタイミングをゼロクロス同期でずらして順次オンすることにより装置及びシステムの突入電流を軽減する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば電源投入時に流れる突入電流を防止するのに好適な電源制御装置及び前記電源制御装置を備えた画像形成装置およびシステムに関するものであり、電力供給システムおよび付属装置（オプションユニット）への電力供給方法に関するものである。

さらに詳述すれば本発明は、例えば、複写機を本体として、その複写機本体に接続可能な各種オプションユニットへ電力を供給するのに好適な、電力供給システムおよび付属装置（オプションユニット）への電力供給方法に関するものである。

近年、待機電力を低減するために種々の検討が行われています。例えば、主電源と補助電源を設け、通常制御動作時は主電源により電力供給を行い、待機時は補助電源により電力供給を行うことで待機時の電力を低減する方法がある（特許3249695、特開2002-330538）。また、基本装置に1台以上の複数の付属装置を接続して処理系統に電力を供給するシステム（特開平8-30105）などが提案されており、主電源の立ち上げ、および付属装置の電源を順次立ち上げていく事が提案されている。この中でゼロクロスタイミング及び所定の電圧以下で行うことにより、突入電流を低減することが提案されている。
特登録０３２４９６９５号公報 特開２００２−３３０５３８号公報 特開平８−３０８１０５号公報

しかし、ゼロクロスタイミングや所定の電圧以下で立ち上げることにより、突入電流は低減されるが、主電源や付属装置の電源は、電源容量や回路方式によって突入電流は異なり、電源供給ラインへの影響は違ったものになる。特に付属装置が多数接続された場合に、電源ラインへの影響（例えば、フリッカなどの現象）を考慮して電源を順次立ち上げていく間隔を一律空けた場合はシステム全体の立ち上げに時間を有してしまう。また、短くしてしまうと電源ラインの電圧変動を大きくまたは、長く起こしてしまうことになる。

上記問題を解決する為に、請求項１記載の本発明によれば、
付属装置固有の識別符合により電源オンの遅延時間を判断し、付属装置の接続状態により電源オンのタイミングを遅延することにより、また、ゼロクロスタイミングで電源オンを行うことにより電源ラインの電圧変動を低減すると共に、システムの電源オンに要する時間を短くすることを達成することが可能となる。

また、請求項2記載の本発明によれば、識別信号のための信号ラインを設けず、制御装置への通信のための電力供給を行うことにより、付属装置との通信を確立することが出来、通信により行うことにより、付属装置と接続を簡略した構成で達成することが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、主電源と補助電源を有する基本装置、および電源を有する付属装置で構成されるシステムにおいて、各電源の突入電流の大きさに応じて、電源オンのタイミングを遅延させることにより、電源オン時の電源ラインへの影響（電圧変動）を低減すると共に、システム全体の電源オン時間を延ばすことなく、行うことが可能な電源制御装置および画像形成装置を提供可能とする。

また、その他の本発明によれば、付属装置に接続すべきコードの構成およびその取り扱い方法を簡略化することができる。

（第１の実施例）
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

まず、本発明の第１の実施形態を図１により説明する。図１に、本実施形態の概略構成図を示す。本図ではレーザビームプリンタの場合を示してある。以下、本実施例の構成および動作について説明する。

レーザビームプリンタ本体１は、記録紙Sのいずれか（以下、単に記録紙Sという。）に画像を形成する。そのため、記録紙Sを繰り出す給紙ローラ１０３（以下、単に給紙ローラ１０３という。）を設けてある。また、外部装置（図示せず）から送出される画像信号に基づいて発光するレーザ（不図示）からの光を感光ドラム１０８上に走査するためのポリゴンモータ(不図示)を設けてある。さらに。公知の電子写真プロセスに必要な帯電部、現像部、転写部を設けてある。また、記録紙Sの搬送状況を確認するための給紙センサと、画像のタイミングをとるためのトップセンサを設けてある。

記録紙S上の画像を定着するための定着ローラ１１２と、定着の終了した記録紙Sを排出するための排紙ローラ１１５を設けてある。記録紙２は、トレイ１８上に積載される。また、定着ローラ１５における記録紙Sの搬送状況を確認するために、排紙センサを設けてある。さらに、上述の紙搬送経路とは別に、手差し給紙を行うために、手差しローラ(不図示)を設けてある。

プリンタ本体１は、制御系に電力を供給する電源120aと主に駆動系に電力を供給する電源120bを備えていて、駆動系電源120bは、ON/OFF手段(例えば、リレー124)を有し、制御系電源から電力を供給される制御回路120aによりON/OFF機能はコントロールされる。また、制御系電源120aにはゼロクロス検知回路121が設けられている。ゼロクロス検知回路の出力は制御回路122に接続されており、制御回路内の不図示の中央演算装置（以下CPUと呼ぶ）により、判断および処理され、駆動系電源120bをON/OFFしている。

図２は、プリンタ本体１に対して、給紙用オプション装置（以下、単に給紙オプションという。）１３０を接続してある。給紙オプション１３０と本体１は、オプション接続ケーブルで接続する。その他の給紙オプションの接続にも同一形状・構成のオプション接続ケーブルを使用する。また、給紙オプション１３０は、電源１３１を持っている。

図３は、プリンタ本体１および給紙オプション１３０内部にある電源１３１と、接続ケーブルとの接続関係を示した図である。この図３に示すとおり、プリンタ本体１の内部には、画像形成の制御と給紙オプション１３０を制御するＣＰＵ(不図示)がある。ＣＰＵはＯＵＴＰＵＴポートを持ち、給紙オプション１３０に対してＰＯＷＥＲ−ＯＮ信号を出力する。接続ケーブルの中には、ＰＯＷＥＲ−ＯＮ信号を伝送するためのライン、給紙オプションの識別符号（以下IDと呼ぶ）のための複数のラインと給電ラインと給紙オプションの動作制御に必要なコントロールライン（図示せず）がある。たとえば、識別符号は、複数の信号ラインがおのおの非接続状態、接地状態であることによって識別される。

給紙オプション１３０の内部にある電源１３１は、そのオプションの役割により、電源容量は異なる。各電源容量が異なることにより、電源の平滑コンデンサの容量が異なる。この平滑コンデンサの容量は、既知の値である。平滑コンデンサの容量が異なることにより、電源ONの際の突入電流が異なることになる。オプションはIDにより識別される。つまり、突入電流の大きさは、IDによって識別可能である。

突入電流が大きいと電源ラインの電圧変動は大きくなり、電源ラインの電圧が安定となるまで時間を必要する。

このため、突入電流に応じた遅延時間を設ける必要がある。この遅延時間は、突入電流の大きさに比例させる必要がある。つまり、平滑コンデンサの容量に比例する必要がある。前述のように、平滑コンデンサの容量とIDに相関を持たせることが可能であり、遅延時間はIDにより設定可能となる。

例えば、識別信号ラインが2ラインの場合は、識別信号は2ビットとなり下記に1例を示す。

00：ゼロクロス1回分（50Ｈｚの場合、10ｍｓｅｃとなる。）
01：ゼロクロス2回分（50Ｈｚの場合、20ｍｓｅｃとなる。）
10：ゼロクロス3回分（50Ｈｚの場合、30ｍｓｅｃとなる。）
11：ゼロクロス4回分（50Ｈｚの場合、40ｍｓｅｃとなる。）
IDとONの遅延時間（ゼロクロスタイミングを遅らせる時間）の意味付けは、任意でも可能である。

図４にフローチャートを示す。

補助電源のスイッチがONされた後、フローはスタートする。

S101で商用電源の周波数が測定され、駆動系電源120bがオンの条件が揃ったと判断されると（S102）オンされる。付属装置が有りと判断されると（S103）、付属装置のIDにより遅延時間が決定される。（S104〜S111）
そして、遅延時間経過後、ゼロクロスタイミング時に付属装置の電源131は、オンされる（S112）。

上記により、プリンタ本体１の制御回路１２２は、本体の駆動系電源のONタイミングをゼロクロスと同期させると共に、オプションの電源１３１をONするタイミングをオプションのIDにより、本体の駆動系電源120bのONしたタイミングから遅延させる時間をおのおの決定する。

ゼロクロスと同期させることにより、突入防止回路を設けることなく抑制することが可能となり、安価にすることが可能となる。
本体の駆動系電源のONしたタイミングから順次異なるゼロクロスに同期させ、電源ラインの電圧変動への影響を低減する。

上述した実施例１に特有の効果は、以下に述べる通りである。

（１）複数電源を有するシステムにおいて、電源の突入電流の応じた時差による電源ONタイミングとし、商用電源ラインの電圧変動を低減することを実現できる。

（２）突入電流に応じた時間差とすることにより、システムの立ち上げ時間を最短として上記電圧変動の影響を低減できる。

（第２の実施例）
以下に述べる実施例２は、図５で示すように、図１と同一の全体的構成をとる。ただし、各接続ケーブルの中には識別信号を伝送するラインがない。その替わり、オプションの制御回路への給電ラインを有し、付属装置の制御回路とのコマンドによる通信により、識別信号（ID）を送受する。

実施例２に特有の効果として、次の点が挙げられる。すなわち、接続ケーブルの中に識別信号を通す必要がないので、接続ケーブルの構成が単純化される。実施例1と違いは付属装置の制御回路への電力供給をするように構成したのである。

前述のように構成することにより、識別信号ラインを設けることなく、実施例１と同様の動作処理を行うことが可能となり、電源ラインの電圧変動を低減すると共に、システムの電源オン時間を長くすること無く行うことが可能となる。

本発明のレーザプリンタを示す概略構成図である。 第1の実施例の基本装置の低圧電源部を示す概略構成図である。 第1の実施形態の基本装置と付属装置の低圧電源部を示す概略構成図である。 第１の実施形態のフローチャートである。 第2の実施形態の基本装置と付属装置に関わる概略回路図である。

符号の説明

１０１ レーザプリンタ本体
１１１ 定着器
１１２ ヒータユニット
１２０ｂ 低圧電源（主電源）
１２０ａ 低圧電源（補助電源）
１２１ ゼロクロス検知回路
１３１ 付属装置低圧電源

Claims (4)

1. 基本装置は、主電源と補助電源を有し、補助電源にから電力を供給される制御手段、ゼロクロス検知手段を有し、制御手段は主電源のオン・オフ手段を備え、また、基本装置に少なくとも1つ以上の付属装置が接続可能で、付属装置は基本装置からのオン・オフ信号により、その電源ラインのオン・オフ手段を備える。また、基本装置と付属装置の接続信号に、電源オンの遅延時間を識別する手段を備え、概識別手段により付属装置の電源オンのタイミングを判断し、その結果により付属装置の電源オンタイミングを遅延することを特徴とする電源制御装置。
2. 請求項１の電源制御装置を備えた画像形成装置。
3. 基本装置は、補助電源がONされた後にゼロクロス検知手段により検知したゼロクロスタイミングにより主電源をオンし、付属装置が接続されている場合は、付属装置の電源オンの遅延時間を識別する手段から得た遅延時間以上のゼロクロスタイミングで付属装置の電源をオンすることを特徴とする請求項１の電源制御装置。
4. 請求項３の電源制御装置を備えた画像形成装置。

Images