JP2007060817A - Power supply unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、保護機能を備えた電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply device having a protection function.
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。
An electronic device such as an image forming apparatus includes a power source that steps down from a commercial power source to a voltage necessary for the electronic device to operate, and a load that performs a user's desired operation. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus including a conventional protection circuit. The
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。
Recently, safety requirements from the market have become very strict. Among them, the
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。
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。
However, in the conventional power supply device, the supply destination of the
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。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a power supply device that can determine whether the power supply device is abnormal or the load is abnormal.
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。 In order to solve the above-described problems, a power supply device according to the present invention is a power supply device that converts a voltage supplied from a commercial power supply and supplies power to a load. A first switch means for turning on / off the power supply to the power supply circuit, a second switch means for turning on / off the power supply from the power supply circuit to the load, and an abnormality detected by the abnormality detection means And control means for diagnosing whether the power supply circuit is abnormal or the load is abnormal by controlling the first and second switch means on and off. According to the present invention, it is possible to determine whether the power supply device is abnormal or the load-side abnormality, so that set replacement can be reduced. In addition, since the location where the failure occurs becomes clear, the time required for replacement can be shortened. Further, since the number of fuses can be reduced, the constant voltage performance can be improved and the reliability can be improved. Furthermore, safety can be secured without relying on a fuse.
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。 In addition, according to the present invention, it is possible to supply a power supply device that can shorten the stop time of the electronic device as much as possible, can re-operate the electronic device with minimum necessary component replacement, and can ensure safety and reliability. In addition, since safety can be ensured without inserting a fuse for each load device, the problems of constant voltage performance deterioration due to voltage drop due to contact resistance of the fuse and reliability deterioration due to aging deterioration of the fuse are also solved. The Moreover, since sufficient energy is required to blow the fuse, the problem that the fuse cannot be blown and safety cannot be ensured depending on the abnormal level of the load device is solved.
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。 The control means may turn off the first and second switch means when an abnormality is detected by the abnormality detection means. As a result, the diagnostic program can be executed in the case of an abnormality that does not cause much damage to the power supply device or the load side. The control means may turn on the first switch means after turning off the first and second switch means when an abnormality is detected by the abnormality detection means. Thereby, an abnormality in the power supply circuit can be detected by the abnormality detection means.
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。 When the abnormality is detected by the abnormality detection means, the control means turns off the first and second switch means, turns on the first switch means, and no abnormality is detected by the abnormality detection means. The second switch means may be turned on. Thereby, it is determined that there is no abnormality in the power supply circuit, and power is supplied to the load. When an abnormality is detected by the abnormality detection means, the control means turns off the first and second switch means, turns on the first switch means, and an abnormality is detected by the abnormality detection means. In this case, the operation of the power supply device may be stopped. As a result, if there is an abnormality in the power supply device, it is possible to avoid increasing damage by stopping the operation of the power supply device.
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。 When the abnormality is detected by the abnormality detection means, the control means turns off the first and second switch means, turns on the first switch means, and no abnormality is detected by the abnormality detection means. The second switch means may be turned on, and when an abnormality is detected by the abnormality detection means, the operation of the power supply device may be stopped. As a result, the damage can be prevented from increasing.
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。 The power supply apparatus according to the present invention includes a third switch unit that turns on / off the power supply from the commercial power source, a second abnormality detection unit that detects at least one of a leakage current on the primary circuit side and a smoothing voltage on the primary side. The control means turns off the third switch means when an abnormality is detected by the second abnormality detection means. This will forcibly cut off the power supply from the commercial power supply before moving to the diagnostic program in the event of a ground fault that may cause significant damage to the power supply or damage to the user or an input overvoltage where the commercial power supply is abnormal. it can.
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。 The power supply device of the present invention includes a voltage converter that converts a voltage from the power supply circuit, a third abnormality detection unit that detects an abnormality in the output of the voltage converter, and a power supply circuit to the voltage converter. And a fourth switch means for turning on / off the power supply, and a fifth switch means for turning on / off the power supply from the voltage converter to the load, wherein the control means detects an abnormality by the third abnormality detection means. Is detected, an abnormality between the power supply circuit and the voltage converter, an abnormality of the voltage converter, and an abnormality of the load are controlled by on / off controlling the fourth and fifth switch means. Diagnose. Thereby, the abnormal part can be specified in detail.
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。 The control means may turn on the fourth switch means after turning off the fourth and fifth switch means when an abnormality is detected by the third abnormality detection means. As a result, the diagnostic program can be executed in the case of an abnormality that does not cause much damage to the voltage converter or the load side. The control means turns off the fourth and fifth switch means, turns on the fourth switch means, and turns on the third abnormality detection means when an abnormality is detected by the third abnormality detection means. If no abnormality is detected by the above, the fifth switch means may be turned on. Thereby, it is determined that there is no abnormality in the voltage converter, and power can be supplied to the load.
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。 The control means turns off the fourth and fifth switch means, turns on the fourth switch means, and turns on the third abnormality detection means when an abnormality is detected by the third abnormality detection means. If no abnormality is detected by the above, the fifth switch means may be turned on, and if an abnormality is detected by the third abnormality detection means, the fifth switch means may be turned off. Thereby, a power supply device and a load with abnormality can be separated.
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。 The control means turns off the fourth and fifth switch means, turns on the fourth switch means, and turns on the fourth switch means when an abnormality is detected by the third abnormality detection means. Turn off. Thereby, when there is an abnormality in the voltage converter, the power supply circuit and the load can be disconnected. The power supply device according to the present invention includes a connection unit capable of disconnecting the connection between the power supply circuit and the load after an abnormality is detected by the abnormality detection unit and the operation of the power supply device is stopped, and the operation of the power supply device And detecting means for detecting the output of the power supply circuit and notifying means for notifying the user that the output of the power supply circuit is at a predetermined level.
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。 The power supply device of the present invention further includes a switching unit that switches connection between the detection unit and the notification unit for each output of the power supply circuit when there are a plurality of the power supply circuits. The power supply device of the present invention further includes sixth switch means for turning on / off outputs of some of the plurality of power supply circuits by an external signal when there are a plurality of the power supply circuits, and the switching means includes the switching means, After restarting the power supply device, the sixth switch means is disabled, and then the connection between the detection means and the notification means is switched for each output of the power supply circuit.
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。 The switching means is preferably means for manually switching the connection between the output confirmation means and the notification means. The switching means may be constituted by a photocoupler. It is preferable that the notification means notifies the output state of the power supply circuit by light. It is preferable that the notification means notifies the output state of the power supply circuit by sound. Preferably, the detecting means detects whether the output voltage of the power supply circuit is higher than a predetermined voltage.
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。 The power supply device of the present invention includes a circuit disconnecting unit that disconnects the circuit between the power supply circuit and the load, and a sixth unit that is inserted between the power supply circuit and the circuit disconnecting unit and that turns on / off the power supply to the load. A switch means; a seventh switch means connected in parallel to the sixth switch means; a current limiting means for limiting current; a backflow preventing means for preventing backflow of current; and an output of the power supply circuit Detecting means for detecting a voltage; and at the time of start-up, the second switch means is turned on, and when the output voltage is at a predetermined level by the detecting means, the first switch means is turned on, and the second switch means And a means for turning off. According to the present invention, it is possible to check whether or not the load device has an abnormality when the electronic device is started up, and thus it is possible to detect the abnormality before the damage expands. In addition, the location where an abnormality has occurred is clarified and normal parts are not replaced, and unnecessary part replacement and labor can be saved.
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。 The power supply device of the present invention is a power supply device that converts a voltage supplied from a commercial power supply by a power supply circuit and supplies power to a load, circuit cutting means for cutting a circuit between the power supply circuit and the load, Sixth switch means inserted between the power supply circuit and the circuit disconnecting means to turn on and off the power supply to the load, and a seventh switch connected in parallel to the sixth switch means and connected in series Means, current limiting means for limiting current, backflow preventing means for preventing backflow of current, detection means for detecting the output voltage of the power supply circuit, and at the time of start-up, the second switch means is turned on, and the detection means Means for turning on the first switch means and turning off the second switch means when the output voltage is at a predetermined level. According to the present invention, it is possible to check whether or not the load device has an abnormality when the electronic device is started up, and thus it is possible to detect the abnormality before the damage expands. In addition, the location where an abnormality has occurred is clarified and normal parts are not replaced, and unnecessary part replacement and labor can be saved.
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。 The power supply device of the present invention is preferably stopped when the output voltage is equal to or lower than a predetermined voltage by the detection means. As a result, output abnormality is checked before complete operation, so that unnecessary replacement can be omitted without stressing the fuse. The power supply apparatus of the present invention further includes notification means for notifying the user of an abnormality after stopping the operation of the power supply apparatus when the detection means detects that the output voltage is below a predetermined level. In the power supply device according to the present invention, when the detection unit detects that the power supply circuit does not output a predetermined voltage, the notification unit notifies the user which load is abnormal among a plurality of loads. Is further provided.
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。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the power supply device which can discriminate | determine whether it is abnormality of a power supply device or load can be provided.
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。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described. First, the first embodiment will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the
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。
The
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。 The first and second switch means 121 and 122 are constituted by semiconductor elements such as power transistors, MOS field effect transistors (MOSFETs), power MOSFETs, and IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors). The third switch means 131 may be configured by a semiconductor element that can be electrically controlled, similarly to the first and second switch means 121 and 122, or may be configured by a switch that can be manually turned on and off. . When the third switch means 131 is configured by a switch that can be manually turned on / off, the switch may be electrically turned on / off using a coil.
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。
The
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。
Next, a specific operation will be described. When the
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。
Secondly, if the
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)。
However, when an abnormality is detected by the
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。
As described above, by providing a plurality of switch means, it is possible to determine whether the
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。
FIG. 4 is a diagram illustrating a specific configuration example of the power supply device according to the first embodiment of the present invention. The
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。
The
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。
The switching
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。
The
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。
The switching
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。
The
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。
The
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。
The
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。
Next, a specific operation of the
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。
Next, the operation of the
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。
The second abnormality is an abnormality relating to the
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。
The last is an abnormality related to the
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。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the
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。
The
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。
The
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。
The DC /
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。
Unlike the
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。
A specific operation will be described. Since the user uses the
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。
Next, the operation when an abnormality is detected will be described. The operation at the time of abnormality can be classified into the following three. The first abnormality is detected by the
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。
The third abnormality is when an abnormality is detected in the power supply system related to the
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。
If the second switch means 122 is turned on and no abnormality is detected by the
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。 Next, an image forming apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described. Conventionally, a power supply device of an image forming apparatus is equipped with an abnormality detection circuit for the purpose of protecting the image forming apparatus. Examples of the abnormality detection circuit include an overcurrent detection circuit and an overvoltage detection circuit. Specifically, when an abnormality is detected in the image forming apparatus by the abnormality detection circuit, the operation of the power supply device is stopped, and the image forming apparatus is protected from dangers such as smoke and fire. In addition, a method for protecting a power supply apparatus having a plurality of outputs includes all output shut-off that shuts off all other outputs when an abnormality occurs in a certain output.
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。 However, since the user did not have means for easily confirming whether the power supply apparatus is normally outputting or not, when an abnormality occurs in the image forming apparatus and the operation stops, it is possible to determine which part is abnormal. It was difficult to distinguish. Moreover, in order to confirm whether the power supply device is outputting normally, a jig like a tester was separately required. Therefore, in order to repair the image forming apparatus, it is necessary to replace all parts including normal parts, resulting in waste.
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。
FIG. 6 is a diagram for explaining a conventional power supply device. In the conventional
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。
FIG. 7 is a view for explaining an
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。
Specifically, when the
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。
In this way, the user can visually confirm whether or not the
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。
Next, an image forming apparatus according to the third embodiment of the present invention will be specifically described. FIG. 8 is a diagram showing a specific configuration of the image forming apparatus according to the third embodiment of the present invention. The
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。
Among the outputs of the plurality of
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。
The
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。
When there are a plurality of power supply circuits, the
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。
Next, a specific operation will be described. When an abnormality occurs in the
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。
When the notification means 418 is turned on, it indicates that the
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。
FIG. 9 is a diagram illustrating another specific configuration example of the image forming apparatus according to the third embodiment of the present invention. In the example illustrated in FIG. 8, the
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。
Next, a specific operation will be described. When an abnormality occurs in the
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。
When the output voltage of the
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。
FIG. 10 is a diagram illustrating another specific configuration example of the image forming apparatus according to the third embodiment of the present invention. The
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。
A specific operation is confirmed by switching by the
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。 Next, an image forming apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described. 2. Description of the Related Art Conventionally, an image forming apparatus includes a power supply device that converts an AC voltage into a DC voltage and a load for achieving an image forming function, and the load device operates by receiving power supply from the power supply device. In the unlikely event that an abnormality occurs in the image forming apparatus, a plurality of protection devices are provided in the power supply device or on the load side so as not to harm the user who is using it. For example, the power supply unit is equipped with an overcurrent detection circuit that detects an excessive current due to a short circuit on the load side, an overvoltage detection means that detects an abnormally increased voltage, and between the power supply unit and the load. A cutting means such as a fuse is inserted to further improve safety.
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。 However, in the configuration in which the protection device detects an abnormality and stops the operation of the electronic device, the following problem occurs. First, when the image forming apparatus is returned after an abnormality has occurred, the location where the abnormality has occurred is unclear, there is a possibility that even a normal part will be replaced, and the part cost is very wasteful. Moreover, it takes time and effort to exchange. Secondly, when protection is performed by a cutting means such as a fuse, if the load in which an abnormality has occurred is unclear, it becomes necessary to replace several fuses in vain. There is a need for a self-diagnosis system for an image forming apparatus that solves the above problems. Hereinafter, an image forming apparatus provided with a self-diagnosis system will be described.
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。
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of an image forming apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. The
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。
The switch means 714 is inserted between the power supply circuit and the
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。
Specifically, in order for the user to use the
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。
According to the power supply device of the present invention, it is possible to check whether the
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。
FIG. 12 is a diagram showing a modification of the power supply device according to the fourth embodiment of the present invention. As illustrated in FIG. 12, the
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。
Between the power supply circuit and the load device, two switch means of a switch means 714 as a sixth switch means and a switch means 716 as a seventh switch means are inserted in parallel. The switch means 714 is connected to the load device via the
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。
The node N1 is connected to the node N4 via the resistor R7, the diode CR5, and the transistor Tr2. The node N4 is connected to the ground via a diode CR6 and a resistor R8. The base of the transistor Tr2 is connected to the connection point between the anode of the diode CR4 and the resistor R6. A connection point between the diode CR6 and the resistor R6 is connected to a switch-on
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。
Next, the operation will be described. When the user turns on a main switch (not shown) to use the image forming apparatus, a current flows through the resistor R1, the switch unit 716 is turned on, and the
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。
When the output voltage is detected to be below a predetermined level by the diodes CR2, CR4, and CR6, which are detection means, the operation of the
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。 In the above-described embodiment, the image forming apparatus has been described as an example of the electronic apparatus provided with the power supply device. However, the present invention is not limited thereto, and can be applied to any electronic apparatus provided with the power supply device. It is.
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。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the specific embodiment, and various modifications, within the scope of the gist of the present invention described in the claims, It can be changed.
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
102, 400, 600, 700
Claims (26)
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。 In a power supply device that converts power supplied from a commercial power supply and supplies power to a load,
An abnormality detection means for detecting an abnormality in the output of the power supply circuit;
First switch means for turning on and off power supply to the power supply circuit;
Second switch means for turning on and off power supply from the power supply circuit to the load;
And a control means for diagnosing whether the power supply circuit is abnormal or the load is abnormal by performing on / off control on the first and second switch means when an abnormality is detected by the abnormality detecting means. Power supply.
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。 Third switch means for turning on and off the power supply from the commercial power source;
A second abnormality detecting means for detecting at least one of a leakage current on the primary circuit side and a smoothing voltage on the primary side;
7. The power supply device according to claim 1, wherein the control unit turns off the third switch unit when an abnormality is detected by the second abnormality detection unit. 8.
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。 A voltage converter for converting the voltage from the power supply circuit;
Third abnormality detection means for detecting an abnormality in the output of the voltage converter;
Fourth switch means for turning on and off power supply from the power supply circuit to the voltage converter;
And fifth switch means for turning on and off the power supply from the voltage converter to the load,
When the abnormality is detected by the third abnormality detecting means, the control means performs on / off control of the fourth and fifth switch means, thereby causing an abnormality between the power supply circuit and the voltage converter, the voltage conversion The power supply apparatus according to claim 1, wherein the power supply apparatus diagnoses which one of the abnormality of the device and the abnormality of the load.
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。 Connection means capable of disconnecting the connection between the power supply circuit and the load after an abnormality is detected by the abnormality detection means and the operation of the power supply device is stopped;
Detecting means for detecting an output of the power supply circuit after starting the operation of the power supply device;
The power supply apparatus according to claim 1, further comprising notification means for notifying a user that the output of the power supply circuit is at a predetermined level by the detection means.
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。 When there are a plurality of the power supply circuits, further comprising sixth switch means for turning on / off the output of some of the plurality of power supply circuits by an external signal,
The switching means switches the connection between the detecting means and the notifying means for each output of the power supply circuit after disabling the sixth switch means after restarting the power supply device. 14. The power supply device according to 13.
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。 Circuit cutting means for cutting a circuit between the power supply circuit and the load;
A sixth switch means inserted between the power supply circuit and the circuit disconnecting means for turning on and off the power supply to the load;
A seventh switch means connected in parallel to the sixth switch means, a current limit means for limiting the current, and a backflow prevention means for preventing a backflow of current;
Detecting means for detecting an output voltage of the power supply circuit;
Means for turning on the second switch means at startup, turning on the first switch means when the output voltage is at a predetermined level by the detection means, and turning off the second switch means; The power supply device according to claim 1, further comprising:
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。 In a power supply device that converts a voltage supplied from a commercial power supply by a power supply circuit and supplies power to a load,
Circuit cutting means for cutting a circuit between the power supply circuit and the load;
A sixth switch means inserted between the power supply circuit and the circuit disconnecting means for turning on and off the power supply to the load;
A seventh switch means connected in parallel to the sixth switch means, a current limit means for limiting the current, and a backflow prevention means for preventing a backflow of current;
Detecting means for detecting an output voltage of the power supply circuit;
Means for turning on the second switch means at the time of startup, turning on the first switch means and turning off the second switch means when the output voltage is at a predetermined level by the detection means; A power supply device characterized by that.
When the detection unit detects that the power supply circuit does not output a predetermined voltage, the detection unit further includes a notification unit that notifies the user which load is abnormal among a plurality of loads. The power supply device according to claim 21 or 22.
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