JP2007174722A

JP2007174722A - 給電制御装置

Info

Publication number: JP2007174722A
Application number: JP2005364441A
Authority: JP
Inventors: Koji Eto; 公二江藤
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2005-12-19
Filing date: 2005-12-19
Publication date: 2007-07-05

Abstract

【課題】コストがかからず，多大な突入電流が流れることを未然に防ぐことができる給電制御装置を提供することにある。
【解決手段】交流電源もしくは該交流電源に基づいて直流電流を生成する直流電源から所定の負荷への給電を指示する給電指示信号に応じて給電を制御する給電制御装置であって，上記交流電源の電圧のゼロ点を検出するゼロクロス信号検出手段と，上記給電指示信号が入力された後新たに入力されたゼロクロス信号に同期して上記所定の負荷に通電する制御手段とを具備してなることを特徴とする給電制御装置として構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は，給電制御装置に関し，特に，電源投入時の突入電流防止に関するものである。

一般の給電装置では，電源遮断時から通電直後，或いは，電源投入時や，予め定められた条件が充足されたときに自動的に通電遮断を行う制御手段を備えて構成される場合が多い。このような給電装置では，上記制御手段によって通電遮断状態から通電された時（いわゆるスリープモードからの復帰時）に，接続された所定の負荷に突入電流が流れることが知られている。この突入電流が大きいと，上記給電装置からの出力電圧が低下するという問題がある。さらに，接続された所定の負荷に突入電流が流れることにより機器が故障する危険性もある。
そのため，従来の給電制御装置では，上記負荷と並列に抵抗を配置することで該抵抗により上記負荷に流れる突入電流を抑制し，該給電制御装置からの出力電圧の低下を防いでいる。また，これにより，上記負荷に流れる突入電流による機器の故障が防がれる。
一方，特許文献１に記載の給電制御装置は，該給電制御装置に備えられた回路を流れる電流を検出して，検出された電流の値が予め定められた電流値より大きければ，スイッチングを行うトランジスタをオフにして，接続された所定の負荷に突入電流が流れることを防ぎ，該給電制御装置からの出力電圧の低下を防いでいる。また，これにより上記負荷に流れる突入電流による機器の故障が防止される。
特表２００４−５３５１２３号公報

しかしながら，従来の負荷と並列に抵抗が配置された給電制御装置では，電源遮断時から通電直後など，多大な突入電流が流れる場合，上記抵抗が発熱するという不都合を抱えている。
一方，特許文献１に記載の給電制御装置は，該給電制御装置に備えられた回路を流れる電流を検出する電流検出手段を新たに設けなければならないので，コストがかかるという問題がある。さらに，過電流の兆候が発生してからでないと制御できないので，実際には，負荷への過電流を完全に防止することが困難である。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，コストがかからず，多大な突入電流が流れることを未然に防ぐことができる給電制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は，交流電源もしくは該交流電源に基づいて直流電流を生成する直流電源から所定の負荷への給電を指示する給電指示信号に応じて給電を制御する給電制御装置であって，上記交流電源の電圧のゼロ点を検出するゼロクロス信号検出手段と，上記給電指示信号が入力された後新たに入力されたゼロクロス信号に同期して上記所定の負荷に通電する制御手段とを具備してなることを特徴とする給電制御装置として構成されている。
この構成によれば，給電用の交流電流が最も低下するゼロクロス時に給電を開始するなどの制御が行われるので，突入電流を生じることがなく，負荷の保護などに完璧を期すことができる。
また，ゼロクロス信号検出手段は，インバータ回路などで予め設けられている場合もあり，新たに設ける必要がないので，従来の電流検出手段が設けられた給電制御装置装置と比べて，コストを抑えることができる。
また，上記制御手段が，上記所定の負荷への給電及び通電遮断を切り替える給電遮断切り換え手段と，上記給電遮断切り換え手段に入力される上記給電指示信号を上記ゼロクロス信号検出手段によりゼロクロス信号が検出されるまでの間ラッチするラッチ回路とを備える構成が考えられる。
上述のように，交流電源から与えられる電圧が０のとき，すなわち，ゼロクロス信号が検出されたときに通電すると，負荷に流れ込む突入電流が最も少ない。従って，上記のように上記給電遮断切り換え手段に入力される給電指示信号をゼロクロス信号が検出されるまでの間ラッチしてから所定の負荷に通電する構成にすると，給電指示信号が入力されてすぐに給電した場合と比べて，負荷に流れ込む突入電流が少なくてすみ，負荷に多大な突入電流が流れ込むことを未然に防ぐことができる。

本発明によれば，コストがかからず，多大な突入電流が流れることを未然に防ぐことができる給電制御装置を提供することができる。

以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係る給電制御装置Ｘの概略構成を示す回路図，図２は本発明の実施の形態に係る給電制御装置Ｘのラッチ回路２によって実行される給電制御処理を示すタイムチャート，図３は本発明の実施の形態に係る給電制御装置Ｘが備えられた画像形成装置Ｙの制御部１０によって実行される電力供給処理の手順についてその一例を説明するためのフローチャートである。

まず，図１の回路図を用いて，本発明の実施の形態に係る給電制御装置Ｘが備えられた画像形成装置Ｙの概略構成について説明する。
上記画像形成装置Ｙは，後記のＡＣ電源１１からの交流電力を整流して直流電力に変換する整流器であるＤＣ電源回路１２と，後記のＡＣ電源１１から後記の負荷１３への給電を制御する給電制御装置Ｘと，上記給電制御装置Ｘにより供給された電力を消費する負荷１３と，利用者によって操作される情報入力手段であり操作ボタンなどにより構成されている操作入力部１４と，これらを統括して制御する制御部１０とを備えて構成されている。
上記ＤＣ電源回路１２には，交流電圧を与えるＡＣ電源１１が接続されている。上記ＡＣ電源１１により，上記ＤＣ電源回路１２に電圧が供給される。上記ＤＣ電源回路１２により，上記ＡＣ電源１１からの交流電力は整流され，直流電力に変換され上記給電制御装置Ｘへ供給される。
上記操作入力部１４の操作ボタンには，上記画像形成装置Ｙの電源を投入する電源ボタンなどが含まれる。
また，上記負荷１３は，例として画像形成装置Ｙの感光体ドラムの駆動モータや，転写されたトナー像を記録紙などに定着させるためのヒータなどがあげられるが，これに限るものではない。さらに，上記負荷１３は，ここでは，上記ＤＣ電源回路１２により整流された直流電流を用いる負荷であるが，これに限るものではなく，交流電流を用いる負荷でもかまわない。
上記制御部１０は，上記操作入力部１４により入力された給電指示信号を給電制御装置Ｘに入力する。また，画像形成装置Ｙの図示しない他の構成要素を制御する。

続いて，図１の回路図を用いて，本発明の実施の形態に係る給電制御装置Ｘの概略構成について説明する。
上記給電制御装置Ｘは，ゼロクロス信号検出回路１と，ラッチ回路２と，スイッチング素子３とを備えて構成されている。
上記ゼロクロス信号検出回路１は，上記ＡＣ電源１１により与えられる交流電圧のゼロ点を検出する回路である。上記交流電圧は，図２（ａ）に示すようなＡを０とする正弦波で変化する。上記ゼロクロス信号検出回路１により検出されたゼロクロス信号（図２（ｂ））は，上記ラッチ回路２に入力される。ゼロクロス信号を示す図２（ｂ）は，交流電圧のゼロ点が検出されるたびに，１から０，０から１へと変化する。上記ゼロクロス信号検出回路１は，ゼロクロス信号検出手段の一例に相当する。
上記ラッチ回路２には，上記画像形成装置Ｙに備えられた上記制御部１０により，上記操作入力部１４が利用者によって操作されることにより給電指示信号Ｉが入力される。上記ラッチ回路２は，給電指示信号Ｉとして１が入力されると，上記ゼロクロス信号検出回路１により新たにゼロクロス信号が検出されるまでの間（図２におけるＢからＣの間），上記ラッチ回路２から出力される給電指示信号Ｏをラッチし，新たにゼロクロス信号が検出されれば，ラッチしていた給電指示信号Ｏとして１を出力する回路である。
上記スイッチング素子３は，上記ラッチ回路２から出力された給電指示信号Ｏが入力されることにより，上記画像形成装置Ｙの上記負荷１３への給電及び通電遮断を切り換えるスイッチである。図２（ｄ）に示すように，上記ラッチ回路２により出力された給電指示信号Ｏが１であれば，上記負荷１３に通電する。上記ラッチ回路２により出力された給電指示信号Ｏが０であれば，上記負荷１３への通電を遮断する。

次に，図３のフローチャートを用いて，本発明の実施の形態に係る給電制御装置Ｘが備えられた画像形成装置Ｙの制御部１０によって実行される電力供給処理の手順についてその一例を説明する。
図３（ａ）は，制御部１０によって実行されるメインフローを示すためのフローチャート，図３（ｂ）は，ラッチ回路２及びスイッチング素子３によって実行される給電制御処理の内容を詳しく示すためのフローチャートである。
図中のＳ１０，Ｓ２０…は処理手順（ステップ）番号を示し，処理はステップＳ１０より開始される。
まず，ステップＳ１０では，上記制御部１０が上記操作入力部１４を制御することにより，利用者の入力処理が行われる。具体的には，利用者が通電開始操作（例えば，上記画像形成装置Ｙ停止時であれば上記操作入力部１４に設けられた電源ボタンが押下される操作。上記画像形成装置Ｙがスリープモード時であれば上記操作入力部１４に設けられたボタンに対する予め定められた操作など。）がなされたか否かが判別される。上記制御部１０により，利用者が通電開始操作を行ったと判別された場合（ステップＳ１０のＹｅｓ側），すなわち，給電指示信号Ｉが１と入力された場合，上記制御部１０から入力された給電指示信号Ｉは，上記給電制御装置Ｘの上記ラッチ回路２に入力され，ステップＳ１００〜Ｓ１３０の給電制御処理が上記ラッチ回路２によって実行される。
ここで，上記スリープモードとは，負荷の一部又は全部が非駆動状態に制御され，予め定められた時間操作入力されていないなどといった条件が充足されたときに，一時的に負荷に対する通電が遮断された状態である。

ここで，図２のタイムチャート及び図３（ｂ）のフローチャートを用いて，本発明の実施の形態に係る給電制御装置Ｘに備えられたラッチ回路２及びスイッチング素子３により実行される給電制御処理の手順についてその一例を説明する。
図２（ｂ）は，上記ゼロクロス検出回路１により上記ラッチ回路２に入力されるゼロクロス信号を示すグラフ，図２（ｃ）は，上記画像形成装置Ｙの制御部１０により上記ラッチ回路２に入力される給電指示信号Ｉを示すグラフ，図２（ｄ）は，上記ラッチ回路２により出力される給電指示信号Ｏを示すグラフである。
図中のＳ１００，Ｓ１１０…は処理手順（ステップ）番号を示し，処理はステップＳ１００より開始される。

ステップＳ１００では，上記画像形成装置Ｙの制御部１０により，給電指示信号Ｉが上記ラッチ回路２に１と入力される（図２（ｃ）のＢ時点）。上記ラッチ回路２では，上記画像形成装置Ｙの上記制御部１０により給電指示信号Ｉとして１が入力された後，新たにゼロクロス信号が入力されるまで（図２においてＢからＣまでの間），上記ラッチ回路２から出力される給電指示信号Ｏは，上記ラッチ回路２でラッチされ，処理はステップＳ１１０に移行される。
続いて，ステップＳ１１０では，ゼロクロス信号が検出されたか否かが判別される。上記ラッチ回路２がゼロクロス信号検出回路１からのゼロクロス信号を検出すると（ステップＳ１１０のＹｅｓ側），すなわち，上記ゼロクロス信号検出回路１により，新たにゼロクロス信号入力されると（図２のＣ時点），処理はステップＳ１２０に移行される。上記ラッチ回路２により，ゼロクロス信号が検出されていないと判別されると（ステップＳ１１０のＮｏ側），処理はステップＳ１００に戻り，新たにゼロクロス信号が入力されるまで（図２においてＢからＣまでの間），上記ラッチ回路２から出力される給電指示信号Ｏは，上記ラッチ回路２でラッチされる。
なお，上記給電指示信号Ｉとして１が入力された後新たに検出され，上記ラッチ回路２に入力されるゼロクロス信号は，ここでは，図２（ａ）（ｂ）に示すように上記ＡＣ電源１１から与えられる交流電圧の位相が１８０°のときに（図２のＣ時点）検出された信号が入力されているが，必ずしも上記ＡＣ電源１１から与えられる交流電圧の位相が１８０°のときではなく，０°（３６０°）のときに検出されたゼロクロス信号でもかまわない。
ここで，給電指示信号Ｉとして１が入力された後，新たにゼロクロス信号が入力されるまで，上記ラッチ回路２から出力される給電指示信号Ｏをラッチし，新たにゼロクロス信号入力されると，出力する処理を行うラッチ回路２が，ラッチ回路の一例である。

ステップＳ１２０では，上記ラッチ回路２により，ラッチされていた上記給電信号Ｏとして１が出力され（図２（ｄ）のＣ時点），上記スイッチング素子３に入力され，処理はステップＳ１３０に移行される。
ステップＳ１３０では，上記スイッチング素子３が切り換えられる。これにより，上記ＤＣ電源回路１２により上記ＡＣ電源１１からの交流電力を整流して直流電力に変換された電流が出力され，給電制御処理は終了する。
ここで，上記スイッチング素子３に入力された給電信号Ｏにより切り替えを行い電流を出力するスイッチング素子３が，給電遮断切り換え手段の一例である。
また，上記ラッチ回路２とスイッチング素子３とが，制御手段の一例である。

続いて，ステップＳ２０では，上記給電制御装置Ｘから出力された電流が，上記負荷１３に流れ，電力供給処理は終了する。
ところで，給電制御装置Ｘは，該給電制御装置Ｘが備えられた画像形成装置Ｙの電源投入時やスリープモードからの復帰時，すなわち通電開始時に，前述の如く突入電流を抑制しないと，接続された負荷に突入電流が流れることが知られている。特に，上記ＡＣ電源１１から与えられる交流電圧の位相が９０°のとき（図２においてＢの時点）に電源を投入すると，多大な突入電流が流れる。これに対して上記ＡＣ電源１１から与えられる交流電圧が０のとき，すなわち上記ゼロクロス信号検出回路１によりゼロクロス信号が検出されたときは，突入電流が最も少ない。そのため，この発明ではゼロクロス信号が検出されるまで上記ラッチ回路２で給電指示信号をラッチして，ゼロクロス信号が検出されたときに上記負荷１３に通電するのである。これにより，上記負荷１３に多大な突入電流が流れ込むことを未然に防ぐことができる。従って，上記負荷１３に多大な突入電流が流れ込むことが原因による上記画像形成装置Ｙの故障を防ぐことができる。更に，上記負荷１３に多大な突入電流が流れ込むことが原因による上記負荷１３の電圧低下を軽減することができる。
なお，本実施の形態では，画像形成装置Ｙを例に挙げて説明したが，上記給電制御装置Ｘが備えられた装置であれば，この限りではない。

続いて，本発明の実施の形態に係る給電制御装置Ｘが備えられた画像形成装置Ｙの制御部１０によって実行される通電遮断処理の手順についてその一例を簡単に説明する。
まず，上記電力供給処理のステップＳ１０同様，上記制御部１０が上記操作入力部１４を制御することにより，利用者の入力処理が行われる。もしくは，スリープモードなどにより，上記制御部１０により，通電遮断の指示信号である給電指示信号０が上記給電制御装置Ｘに入力される。
上記給電制御装置Ｘでは，給電処理同様，スイッチング素子３の切り替えが行われ，上記給電制御装置Ｘから上記負荷１３への電流の出力が遮断される。
なお，上記ラッチ回路２は，給電指示信号Ｉとして０が入力された場合，上記ラッチ回路２から出力される給電指示信号Ｏは，ゼロクロス信号が検出されるまでラッチせず，上記スイッチング素子３に給電指示信号Ｏとして０を入力する構成が望ましい。

本発明の実施の形態に係る給電制御装置Ｘの概略構成を示す回路図。本発明の実施の形態に係る給電制御装置Ｘのラッチ回路２によって実行される給電制御処理を示すタイムチャート。本発明の実施の形態に係る給電制御装置Ｘが備えられた画像形成装置Ｙの制御部１０によって実行される電力供給処理の手順についてその一例を説明するためのフローチャート。

符号の説明

１…ゼロクロス検出回路
２…ラッチ回路
３…スイッチング素子
１０…制御部
１１…ＡＣ電源
１２…ＤＣ電源回路
１３…負荷
１４…操作入力部

Claims

交流電源もしくは該交流電源に基づいて直流電流を生成する直流電源から所定の負荷への給電を指示する給電指示信号に応じて給電を制御する給電制御装置であって，
上記交流電源の電圧のゼロ点を検出するゼロクロス信号検出手段と，上記給電指示信号が入力された後新たに入力されたゼロクロス信号に同期して上記所定の負荷に通電する制御手段とを具備してなることを特徴とする給電制御装置。
上記制御手段が，上記所定の負荷への給電及び通電遮断を切り替える給電遮断切り換え手段と，上記給電遮断切り換え手段に入力される上記給電指示信号を上記ゼロクロス信号検出手段によりゼロクロス信号が検出されるまでの間ラッチするラッチ回路とを備えてなる請求項１に記載の給電制御装置。