JP2008066119A - 電源制御装置、インターロック装置及び電気機器 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、電源オン時の突入電流を安価かつ適切に抑制するとともに定常時の電流を安定して供給する電源制御装置、インターロック装置及び電気機器に関する。
【解決手段】インターロック装置１は、電気機器の開閉部等の機械的操作に連動してオン／オフ動作して電源部２から負荷３への電力の供給停止及び停止の解除を行うスイッチ部５に直列に抵抗４が接続され、抵抗４に並列にスイッチ部６が接続されていて、オン検知部７が、スイッチ部５のオン動作を検出して所定の待ち時間を経過した後にスイッチ部６をオンさせる。したがって、簡単かつ安価な構成で、電源供給開始時に抵抗４で過大な突入電流を適切に抑制することができるとともに、適切なタイミングでスイッチ部６をオンさせて、適切な定常時電力を負荷３に供給することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電源制御装置、インターロック装置及び電気機器に関し、詳細には、電源オン時の突入電流を安価かつ適切に抑制するとともに定常時の電流を安定して供給する電源制御装置、インターロック装置及び電気機器に関する。

従来から画像形成装置や画像読取装置等の電気機器においては、電源部と電気機器の被電源供給部との間にスイッチ部を設けて、スイッチ部がオンされると、電源部から被電源供給部に電力を供給して、該電機器機を動作させているが、スイッチのオン時に過渡的に過大な突入電流が被電源供給部に流れ、被電源供給部の誤動作やノイズの発生等の原因となる。

特に、レーザファクシミリ装置、複写装置及びプリンタ等の画像形成装置等の内部に高電圧を使用する負荷や高温を発生する負荷を有する電気機器においては、感電や火傷等を防止するために、カバーの開閉等の機械的操作に応じて上記負荷への電源供給を制御するインターロック装置が設けられており、インターロック装置としては、従来、カバーの開閉等の電気機器の機械的操作に連動してオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）するインターロックスイッチを電源部と負荷との間に直列に挿入したインターロック装置や、電気機器の機械的操作に連動してリレーコイルへの電源供給をオン／オフするリレーを設け、このリレーの接点を電源と負荷との間に直列に挿入したインターロック装置等がある。

ところが、このような従来のインターロック装置は、インターロックスイッチやリレー接点が閉じたときに、過渡的に過大な突入電流が電流ラインを流れる。

すなわち、従来の電気機器においては、図８に示すように、電源部１０１と負荷１０２との間に、マイクロスイッチ等のスイッチ（インターロックスイッチ）１０３が設けられており、スイッチ１０３がオンすることで、電源部１０１から負荷１０２に電力が供給される。

ところが、電気機器の負荷１０２には、その回路構成によって、負荷抵抗成分１０２Ｒと負荷コンデンサ成分１０２Ｃとがあり、接続された負荷コンデンサ成分１０２Ｃは、電源オフの間に放電され、スイッチ１０３がオンされると、この負荷コンデンサ成分１０２Ｃへの大きな充電電流がスイッチ１０３を通って直接流れる。この突入電流は、電圧条件や部品条件等にもよるが、画像形成装置等の電気機器においては、突入電流として１００Ａを超える場合もあり、回路部品やスイッチ部品の耐久性や回路設計における負荷１０２の負荷コンデンサ成分１０２の選定が課題となっていた。

そこで、従来、突入電流を抑制するために、供給電源の出力側と負荷回路の入力側の間にエミッタ及びコレクタの接続されたトランジスタと、供給電源の出力側と該トランジスタのベースの間に接続され供給電源のオンによりベース電流を供給しトランジスタを作動させる作動回路と、該トランジスタのベースに接続されベース電流を制御するベース制御回路を備えた突入電流抑制回路が提案されている（特許文献１参照）。すなわち、この従来技術は、スイッチ部で電源のオン／オフを行うが、このスイッチ部でオン／オフされる電源と負荷回路との間にトランジスタを用いた突入電流抑制回路を設けて、電源のオン時にトランジスタを通して負荷回路に流れる電流を制御している。

また、従来、電源と負荷との間に負荷への電力の供給を遮断可能な無接点スイッチと機械的に接続を遮断可能な遮断部を直列に接続し、無接点スイッチと並列に抵抗を接続して、突入電流を抵抗で抑制し、また、無接点スイッチを一定時間後にオンさせることで、負荷への適切な電力供給を行う直流リレーが提案されている（特許文献２参照）。

特開２００５−３５４８５５号公報 特開２００５−１９１０７号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、適切かつ安価に突入電流を抑制するとともに、被電源供給部に適切な電力供給を行う上で、改良の必要があった。

すなわち、特許文献１記載の従来技術にあっては、スイッチ部でオン／オフされる電源をトランジスタを用いた突入電流制御回路で電流制御しているため、スイッチ部とは別に突入電流制御回路を設ける必要があり、コストが高くつくとともに、トランジスタのベース電流を抵抗によって制御することで、負荷回路への突入電流の抑制とその後の定常状態の負荷電流の制御を行っているため、定常時の電流がトランジスタの内部抵抗の影響を受けることとなり、安価に、適切な突入電流の抑制と定常状態での適切な電流供給を行う上で、改良の必要があった。

また、特許文献２記載の従来技術にあっては、機械的な遮断部と直列に無接点スイッチを接続するとともに、無接点スイッチに並列に抵抗を接続して、電源オン時の突入電流を抵抗で抑制するとともに、その後に無接点スイッチをオンさせることで、定常状態での電流供給の適正化を図っているが、無接点スイッチをオンさせるタイミングが明確でないため、回路構成が複雑で高価なものとなるとともに、突入電流を抑制した後の適切な定常電流の供給を適切なタイミングで開始する上で改良の必要があった。

そこで、本発明は、簡単な回路構成で、適切な突入電流の抑制と定常状態での適切な電流供給を行う電源制御装置、インターロック装置及び電気機器を提供することを目的としている。

請求項１記載の発明の電源制御装置は、電源部と該電源部から電力の供給される被電源供給部との間に配設され該電源部から該被電源供給部への電力の供給を制御する電源制御装置において、前記電源部と前記被電源供給部との間の電力ラインに直列に接続され該電源部から該被電源供給部への電力の供給／停止を行う電力供給／停止手段と、該電力供給／停止手段に直列に接続された所定の抵抗値の抵抗と、該抵抗に並列に接続されたスイッチ手段と、該電力供給／停止手段のオン動作を検出して所定の待ち時間を経過した後に該スイッチ手段をオンさせるスイッチ制御手段と、を備えていることにより、上記目的を達成している。

請求項２記載の発明のインターロック装置は、所定の装置の電源部と該電源部から電力の供給される被電源供給部との間に配設され、前記装置の所定の機械的操作に連動してオン／オフ動作して前記被電源供給部への電力の供給停止及び停止の解除を行うインターロックスイッチを備えたインターロック装置において、前記インターロックスイッチに直列に接続された所定の抵抗値の抵抗と、該抵抗に並列に接続されたスイッチ手段と、該電力供給／停止手段のオン動作を検出して所定の待ち時間を経過した後に該スイッチ手段をオンさせるスイッチ制御手段と、を備えていることにより、上記目的を達成している。

請求項３記載の発明の電気機器は、電源部から被電源供給部に電源が供給され該被電源供給部の動作によって各種動作処理を行う電気機器において、前記電源部と前記被電源供給部との間に請求項１記載の電源制御装置または／及び請求項２記載のインターロック装置が配設されていることにより、上記目的を達成している。

請求項３の場合、例えば、請求項４に記載するように、前記電気機器は、所定の画像形成方式で記録媒体に画像を形成する画像形成装置であってもよい。

また、上記各場合において、例えば、請求項５に記載するように、前記スイッチ制御手段は、前記電力供給／停止手段及び前記抵抗を介して前記被電源供給部に供給される電圧を分圧する分圧抵抗と、該分圧抵抗で分圧された分圧電圧に基づいてオン／オフ動作するトランジスタと、を備え、該トランジスタがオン動作することで、前記スイッチ手段をオンさせるものであってもよい。

さらに、例えば、請求項６に記載するように、前記スイッチ制御手段は、前記待ち時間が、前記分圧抵抗の抵抗値で決定されてもよい。

また、例えば、請求項７に記載するように、前記電力供給／停止手段または前記インターロックスイッチは、マイクロスイッチであってもよい。

また、例えば、請求項８に記載するように、前記電力供給／停止手段または前記インターロックスイッチは、リレーであってもよい。そして、このリレーは、例えば、前記電源部からの電力で動作するようにしてもよい。

本発明の電源制御装置によれば、電源部と該電源部との間の電力ラインに直列に該電源部から該被電源供給部への電力の供給／停止を行う電力供給／停止手段が接続され、該電力供給／停止手段に直列に所定の抵抗値の抵抗が接続され、該抵抗に並列にスイッチ手段が接続されていて、スイッチ制御手段が、該電力供給／停止手段のオン動作を検出して所定の待ち時間を経過した後に該スイッチ手段をオンさせるので、簡単かつ安価な構成で、電源供給開始時に抵抗で過大な突入電流を適切に抑制することができるとともに、適切なタイミングでスイッチ手段をオンさせて、定常時に適切な電力を被電源供給部に供給することができる。

また、本発明のインターロック装置によれば、装置の所定の機械的操作に連動してオン／オフ動作して装置の電源部から被電源供給部への電力の供給停止及び停止の解除を行うインターロックスイッチに直列に所定の抵抗値の抵抗を接続し、該抵抗に並列にスイッチ手段を接続して、スイッチ制御手段が、該電力供給／停止手段のオン動作を検出して所定の待ち時間を経過した後に該スイッチ手段をオンさせるので、簡単かつ安価な構成で、電源供給開始時に抵抗で過大な突入電流を適切に抑制することができるとともに、適切なタイミングでスイッチ手段をオンさせて、定常時に適切な電力を被電源供給部に供給することができる。

さらに、本発明の電気機器によれば、電気機器の電源部と被電源供給部との間に請求項１記載の電源制御装置または／及び請求項２記載のインターロック装置が配設されているので、簡単かつ安価な構成で、電源供給開始時に抵抗で過大な突入電流を適切に抑制することができるとともに、適切なタイミングでスイッチ手段をオンさせて、定常時に適切な電力を被電源供給部に供給することができる。

以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、本発明の好適な実施例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

図１〜図４は、本発明の電源制御装置、インターロック装置及び電気機器の第１実施例を示す図であり、図１は、本発明の電源制御装置、インターロック装置及び電気機器の第１実施例を適用したインターロック装置１の回路ブロック構成図である。

図１において、インターロック装置１は、電源部２と被電源供給部である負荷３との間に接続されており、インターロック装置１は、電源部２と負荷３との間の電力ラインに直列に接続されている抵抗４とスイッチ部（電力供給／停止手段、インターロックスイッチ）５、抵抗４に並列に接続されているスイッチ部（スイッチ手段）６及びオン検知部７を備えている。負荷３は、接地されており、インターロック装置１のスイッチ部５がオンの定常状態のときに、電源部２からインターロック装置１の抵抗４及びスイッチ部５を通して定常電流が流れて、負荷３に電力が供給される。

なお、インターロック装置１は、抵抗４とスイッチ部５は、図１では、電源部２側に抵抗４が接続され、負荷３側にスイッチ部５が接続されているが、接続順序は、上記順序に限るものではなく、図２に示すように、電源部２側に、スイッチ部５が接続され、負荷３側に抵抗４が接続されていてもよい。

図１の配置の場合、インターロック装置（電源制御装置）１は、具体的には、図３に示すように回路構成され、図３では、電源部２として、直流電源が用いられている場合を示しており、また、負荷３は、負荷抵抗成分３Ｒと負荷コンデンサ成分３Ｃを有している。

スイッチ部５としては、マイクロスイッチ５ａが用いられ、抵抗４としては、電源供給開始時に突入電流を抑制するのに適切な所定の抵抗値の抵抗が用いられている。

スイッチ部６としては、ＦＥＴ（（Field Effect Transistor ：電解効果トランジスタ）６Ｑが用いられ、オン検知部７は、エミッタ接地のＮＰＮ型のトランジスタ７Ｔｒと５個の抵抗７Ｒ１〜７Ｒ５を備えている。

スイッチ部６のＦＥＴ６Ｑは、抵抗４に並列に接続されているとともに、そのドレインがスイッチ部５との間に接続され、そのソースが電源部２側に接続されている。ＦＥＴ６Ｑのゲート−ドレイン間には、オン検知部７の抵抗７Ｒ１が接続され、また、ＦＥＴ６Ｑは、オン検知部７の抵抗７Ｒ２を介してエミッタ接地されているトランジスタ７Ｔｒのコレクタに接続されている。

オン検知部７のトランジスタ７Ｔｒは、そのベースが、直列接続されている抵抗７Ｒ５と抵抗７Ｒ３を介してスイッチ部５と負荷３との間に接続され、抵抗７Ｒ３と抵抗７Ｒ５との間が、抵抗７Ｒ４を介してトランジスタ７Ｔｒの接地されているエミッタに接続されている。すなわち、オン検知部７は、抵抗７Ｒ３と抵抗７Ｒ４を分圧抵抗として、負荷３に供給されている電圧を分圧して、抵抗７Ｒ５を介してトランジスタ７Ｔｒのベースに供給して、分圧電圧がトランジスタ７Ｔｒのオン電圧に上昇すると、トランジスタ７Ｔｒがオンする。

したがって、オン検知部７は、負荷３の負荷コンデンサ成分３Ｃの容量を考慮して、その回路定数、特に、抵抗７Ｒ３、抵抗７Ｒ４及び抵抗７Ｒ１の抵抗値を適宜設定することにより、マイクロスイッチ５ａがオンした後にＦＥＴ６Ｑをオンさせるまでの待ち時間を適宜の時間に設定することができ、この待ち時間経過後にＦＥＴ６Ｑをオンさせることで、後述するように、マイクロスイッチ５ａがオンしたときの突入電流を抵抗４で適切に抑制しつつ、定常時の供給電流を適切なものとすることができる。

次に、本実施例の作用を説明する。本実施例のインターロック装置１は、スイッチ部５が投入されたときの突入電流を抵抗４で抑制するとともに、その後、所定の待ち時間経過後にスイッチ部６をオンさせて、適正な定常電流を負荷３に供給する。

すなわち、インターロック装置１は、定常状態時、スイッチ部６のＦＥＴ６Ｑがオンしているとともに、スイッチ部５のマイクロスイッチ５ａが閉じ、ＦＥＴ６Ｑ及びマイクロスイッチ５ａを通して、電源部２から負荷３に定常電流を供給する。

この定常状態においては、インターロック装置１は、抵抗７Ｒ３と抵抗７Ｒ４との分圧電圧が抵抗７Ｒ５を介してトランジスタ７Ｔｒのベースに入力されて、トランジスタ７Ｔｒがオンとなっており、トランジスタ７Ｔｒがオンとなっていることから、抵抗７Ｒ１と抵抗７Ｒ２との分圧電圧が、ＦＥＴ６Ｑのゲート−ドレイン間電圧を、ＦＥＴ６Ｑをオンさせるのに十分な電圧となっていて、ＦＥＴ６Ｑがオンとなっている。

したがって、インターロック装置１は、電源部２からの電力をＦＥＴ６Ｑ及びマイクロスイッチ５ａを通して、負荷３に供給し、適切な定常電流を負荷３に供給する。

インターロック装置１は、この定常状態において、電気機器の開閉部が開かれると、スイッチ部５のマイクロスイッチ５ａがオフになり、電源部２から負荷３への定常電流の供給を遮断して、電源オフ状態とする。また、マイクロスイッチ５ａがオフすると、トランジスタ７Ｔｒのベース電圧が低下して、トランジスタ７Ｔｒがオフし、マイクロスイッチ５ａがオフしてトランジスタ７Ｔｒがオフすることで、ＦＥＴ６Ｑのゲート−ドレイン間電圧がＦＥＴ６Ｑをオフさせる電圧になって、ＦＥＴ６Ｑがオフする。

この電源オフ状態において、電気機器の開かれていた開閉部が閉じられると、インターロック装置１は、マイクロスイッチ５ａがオン（閉）し、電源部２からの電力を抵抗４及びマイクロスイッチ５ａを通して負荷３に供給する。このとき、負荷３には、抵抗４を通して電力を供給するため、過大な突入電流を適切に抑制することができる。

そして、インターロック装置１は、マイクロスイッチ５ａがオンして、電源部２から抵抗４を介して負荷３に電力の供給が開始されると、負荷３の負荷コンデンサ成分３Ｃへの充電が開始され、負荷コンデンサ成分３Ｃの充電が行われるに従って、オン検知部７のトランジスタ７Ｔｒのベースに入力されている抵抗７Ｒ３と抵抗７Ｒ４との分圧電圧が上昇して、回路定数で設定されている所定の待ち時間が経過すると、トランジスタ７Ｔｒがオンし、抵抗７Ｒ１と抵抗７Ｒ２の分圧電圧が、ＦＥＴ６Ｑのゲート−ドレイン間電圧を、ＦＥＴ６Ｑをオンさせるのに十分な電圧に上昇して、ＦＥＴ６Ｑがオンする。

ＦＥＴ６Ｑがオンすると、抵抗４を通して供給されていた電源部２から負荷３への電力が、ＦＥＴ６Ｑを通して供給され、適切な定常電流を負荷３に供給することができる。

そして、本実施例のインターロック装置１を用いて、その回路定数を、以下のように設定して、回路シミュレーションを行ったところ、図４に示すような結果となった。なお、シミュレーションツールとしては、計測技術研究所製のＳＣＡＴを用いた。

図３の回路において、負荷３の負荷コンデンサ成分３Ｃが、１３ｍＦ、負荷抵抗成分３Ｒが、１０ｋΩ、電源部２が、直流２４Ｖであって、インターロック装置１の各回路定数として、抵抗４を、１０ｋΩ、オン検知部７の各抵抗７Ｒ１〜抵抗７Ｒ５を、それぞれ１０ｋΩとして、マイクロスイッチ５ａをオンさせたときの電源部２から負荷３に供給される電流を求めたところ、図４に示すような結果となった。なお、インターロック装置１のトランジスタ７Ｔｒのベース−エミッタ間電圧を、１Ｖ／ｄｉｖとし、ＦＥＴ６Ｑのゲート−ソース間電圧を、１５Ｖ／ｄｉｖとしている。

図４において、Ｉｏは、図８に示した従来技術による電源オン時の負荷１０２に流れる電流の変化を示しており、Ｉａは、図３のマイクロスイッチ５ａを流れる電流、Ｖｂは、トランジスタ７Ｔｒのベース電圧、Ｉｃは、ＦＥＴ６Ｑを流れる電流の波形をそれぞれ示している。

図４から分かるように、図８の従来技術では、大きな突入電流が発生しているが、図３のインターロック装置１を用いると、簡単で安価な構成で、突入電流を適切に防止することができるとともに、待ち時間経過後に適切な定常電流を安定して供給することができる。

なお、図４では、実際のスイッチ操作を考慮して、図３のマイクロスイッチ５ａ及び図８のスイッチ１０３にチャタリングを発生させた場合の電流、電圧を示している。

このように、本実施例のインターロック装置１は、電気機器の開閉部等の所定の機械的操作に連動してオン／オフ動作して電源部２から付加３への電力の供給停止及び停止の解除を行うスイッチ部５のマイクロスイッチ５ａに直列に抵抗４が接続され、抵抗４に並列にスイッチ部６のＦＥＴ６Ｑが接続されていて、オン検知部７が、マイクロスイッチ５ａのオン動作を検出して所定の待ち時間を経過した後にＦＥＴ６Ｑをオンさせている。

したがって、簡単かつ安価な構成で、抵抗４で電源供給開始時の過大な突入電流を適切に抑制することができるとともに、適切なタイミングでＦＥＴ６Ｑをオンさせて、定常時に適切な電力を負荷３に供給することができる。

また、本実施例のインターロック装置１は、スイッチ部５として、マイクロスイッチ５ａを用いている。

したがって、より一層安価かつ簡単な構成で、安価かつ適切に電力供給開始時の過大な突入電流を抑制することができるとともに、適切な電力を供給することができる。

さらに、本実施例のインターロック装置１は、オン検知部７が、スイッチ部５のマイクロスイッチ５ａ及び抵抗４を介して負荷３に供給される電圧を分圧する分圧抵抗（抵抗Ｒ７Ｒ３と抵抗７Ｒ４）と、該分圧抵抗で分圧された分圧電圧に基づいてオン／オフ動作するトランジスタ７Ｔｒと、を備え、トランジスタ７Ｔｒがオン動作することで、スイッチ部６をオンさせている。

したがって、簡単な回路構成で、適切にかつ正確にスイッチ部５のオン動作を検出して、適切なタイミングでスイッチ部６をオンさせることができ、電源供給開始時の過大な突入電流を適切に抑制することができるとともに、より一層安価にかつ適切なタイミングでＦＥＴ６Ｑをオンさせて、定常時に適切な電力を負荷３に供給することができる。

また、オン検知部７は、待ち時間を、分圧抵抗の抵抗値、すなわち、抵抗Ｒ７Ｒ３と抵抗７Ｒ４の抵抗値で決定している。

したがって、簡単な回路構成で、適切にかつ正確にスイッチ部５のオン動作を検出して、適切なタイミングでスイッチ部６をオンさせることができ、電源供給開始時の過大な突入電流を適切に抑制することができるとともに、より一層安価にかつ適切なタイミングでＦＥＴ６Ｑをオンさせて、定常時に適切な電力を負荷３に供給することができる。

なお、上記説明では、負荷３が、接地されていて、インターロック装置１のスイッチ部５（マイクロスイッチ５ａ）がオンの定常状態のときに、インターロック装置１のＦＥＴ６Ｑを通して、負荷３の負荷抵抗成分３Ｒに常に電流が流れるような構成となっているが、スイッチ部５（マイクロスイッチ５ａ）のがオンのときに負荷抵抗成分３Ｒに流れる電流をオン／オフ制御可能な構成（例えば、直接ＧＮＤ接続しない構成）としてもよい。

そして、このような負荷の代表的な例としては後述する図７の出力制御部が挙げられる。また、通常、このような出力制御部を備えた電気機器や画像形成装置では、出力制御部の駆動負荷に流れる電流制御は、前記スイッチ部５がオンしたことを確認してから、駆動負荷電流をオンにする制御方式をとっている。したがって、この種の負荷では、駆動負荷電流がオフ制御の場合は、負荷抵抗成分３Ｒは非常に大きな値となって、電流はほとんど流れない。すなわち、前記スイッチ部５がオンしてから駆動負荷電流がオン制御されるまでは、負荷コンデンサ成分３Ｃだけに充電電流が流れることになる。（満充電状態になるとほとんど電流は流れない。）

図５は、本発明の電源制御装置、インターロック装置及び電気機器の第２実施例を適用したインターロック装置１０の回路構成図である。

なお、本実施例の説明においては、上記第１実施例のインターロック装置１と同様の構成部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図５において、インターロック装置１０は、電源部２と被電源供給部である負荷３との間に接続されており、インターロック装置１０は、電源部２と負荷３との間の電力ラインに直列に接続されている抵抗４とスイッチ部１１、抵抗４に並列に接続されているスイッチ部６及びオン検知部７を備えている。負荷３は、接地されており、インターロック装置１０のスイッチ部１１がオンの定常状態のときに、電源部２からインターロック装置１の抵抗４及びスイッチ部１１を通して定常電流が流れて、負荷３に電力が供給される。

スイッチ部１１は、リレー１２、リレー制御部１３及びリレー駆動用電源１４を備えており、リレー１２は、電源部２と負荷３との間の電力ラインに抵抗４と直列に接続されて該電力ラインを開閉するリレー接点１２ａと、リレー接点１２ａを開閉駆動させる駆動コイル１２ｂを有している。駆動コイル１２ｂの両端にリレー駆動用電源１４が接続され、駆動コイル１２ｂとリレー駆動用電源１４との間にリレー制御部１３が接続されている。

このインターロック装置１０は、そのスイッチ部１１のリレー制御部１３が、例えば、電気機器の開閉部（例えば、ファクシミリ装置、プリンタ装置等の電気機器の開閉扉や給紙トレイ等の開閉部等）の開閉動作（機械的操作）を検知するセンサからの信号や該電気機器の図示しない制御部からの電源のオン／オフ信号に応じて、電源部１２から駆動コイル１２ｂへの駆動電流の供給／停止を制御して、駆動コイル１２ｂに駆動電流を供給している間、リレー接点１２ａをオンさせて、電源部２から負荷３に定常電流を供給させ、また、駆動コイル１２ｂへの駆動電流の供給を停止している間、リレー接点１２ａをオフさせて、電源部２から負荷３への定常電流の供給を停止させる。

抵抗４は、第１実施例と同様に、リレー１２のリレー接点１２ａがオンして、負荷３に電力の供給を開始したときに、負荷３への突入電流を適切に抑制することのできる抵抗値のものが用いられている。

次に、本実施例の作用を説明する。本実施例のインターロック装置１０は、スイッチ部１１がオンされたときの突入電流を抵抗４で抑制するとともに、その後、所定の待ち時間経過後にスイッチ部６をオンさせて、適正電流を負荷３に供給する。

すなわち、インターロック装置１０は、定常状態時、スイッチ部１１のリレー制御部１３がリレー駆動用電源１４から駆動コイル１２ｂに駆動電流を流させて、リレー接点１２ａが閉じさせ、また、スイッチ部６のＦＥＴ６Ｑがオンして、ＦＥＴ６Ｑおよびリレー１２を通して、電源部２から負荷３に定常電流を供給させる。

この定常状態において、抵抗４の両端をスイッチ部６のＦＥＴ６Ｑで短絡状態とするので、所望の定常電流を負荷３に安定して供給することができる。

そして、インターロック装置１０は、この定常状態において、電気機器の開閉部が開かれたことを検知するセンサからの開信号や電気機器の制御部からの電源オフ信号がスイッチ部１１のリレー制御部１３に入力されると、リレー制御部１３がリレー駆動用電源１４からの駆動コイル１２ｂへの駆動電流の供給を停止させ、リレー１２のリレー接点１２ａをオフにして、電源部２から負荷３への定常電流の供給を遮断して、電源オフ状態とする。

そして、電源オフ状態において、電気機器の開かれた開閉部が閉じられたことを示す信号や電気機器の制御部からの電源オン信号がリレー制御部１３に入力されると、インターロック装置１０は、リレー制御部１３がリレー駆動用電源１４から駆動コイル１２ｂに駆動電流を供給させて、リレー接点１２ａをオン（閉）させ、電源部２から抵抗４及びリレー１２のリレー接点１２ａを通して、負荷３に電力を供給する。電源部２から抵抗４を介して負荷３に電力の供給が開始されると、負荷３の負荷コンデンサ成分３Ｃへの充電が開始され、負荷コンデンサ成分３Ｃの充電が行われるに従って、オン検知部７のトランジスタ７Ｔｒのベースに入力されている抵抗７Ｒ３と抵抗７Ｒ４との分圧電圧が上昇して、回路定数で設定されている所定の待ち時間が経過すると、トランジスタ７Ｔｒがオンすると、抵抗７Ｒ１と抵抗７Ｒ２の分圧電圧が、ＦＥＴ６Ｑのゲート−ドレイン間電圧を、ＦＥＴ６Ｑをオンさせるのに十分な電圧に上昇して、ＦＥＴ６Ｑがオンとなる。

ＦＥＴ６Ｑがオンすると、抵抗４を通して供給されていた電源部２から負荷３への電力が、ＦＥＴ６Ｑを通して供給され、適切な定常電流を安定して負荷３に供給することができる。

このように、本実施例のインターロック装置１０は、インターロック装置１０として、リレー１２を用いているため、簡単かつ安価な構成で、電源供給開始時に抵抗４で過大な突入電流を適切に抑制することができるとともに、適切なタイミングでＦＥＴ６Ｑをオンさせて、定常時に適切な電力を負荷３に供給することができる。

なお、上記説明では、スイッチ部１１が、リレー１２を駆動させる電源として、専用の電源であるリレー駆動用電源１４を用いているが、リレー１２を駆動させるための電源としては、専用の電源に限るものではなく、例えば、図６に示すように、リレー１２の駆動コイル１２ｂを電気機器の電源２に接続して、電気機器の電源２を利用したスイッチ部２０としてもよい。

なお、図６では、リレー制御部１３として、電気機器の開閉部に設けられたマイクロスイッチ２１が用いられている場合を示している。

したがって、図６のインターロック装置１０の場合、電気機器の開閉部が閉じられているときには、スイッチ部２０のマイクロスイッチ２１が閉じて（オンとなって）、リレー１２の駆動コイル１２ｂに電源部２から駆動電流が流れて、リレー接点１２ａがオン（閉）となり、電源部２から負荷３に定常電流が流れる。そして、電気機器の開閉部が開けられると、マイクロスイッチ２１が開いて（オフとなって）、リレー１２の駆動コイル１２ｂへの駆動電流が遮断されて、リレー接点１２ａがオフ（開）となる。

このインターロック装置１０では、スイッチ部２０に専用の電源を用いず、かつ、スイッチ部２０に容量性の負荷が存在しないため、マイクロスイッチ２１がオンとなったときに駆動コイル１２ｂには、大きな突入電流が流れることがなく、マイクロスイッチ２１として電流定格の小さな部品を用いることができ、インターロック装置１０を小型で安価なものとすることができる。

図７は、本発明の電源制御装置、インターロック装置及び電気機器の第３実施例を適用した画像形成装置３０の要部ブロック構成図である。

図７において、画像形成装置（電気機器）３０は、電源ユニット４０、ヒータ（定着ヒータ）５０、エンジン制御部５１、出力制御部５２、コントローラ５３、２４ＶＲ駆動負荷５４及び２４ＶＳ駆動負荷５５等を備えているとともに、インターロック装置６０とインターロック装置７０を備えている。

電源ユニット４０は、２４Ｖ、１２Ｖ及び５Ｖの３つのＰＳＵ（Power Supply Unit ：電源供給部）４１〜４３、ゼロクロス信号発生回路４４、定着ドライブ回路４５及び５Ｖｂ出力制御スイッチ４６等を備えているとともに、インターロック装置６０の抵抗６１、リレー６２、スイッチ部６３及びオン検知部６４を内蔵し、さらに、インターロック装置７０の抵抗７１、スイッチ部７３及びオン検知部７４を内蔵している。

各ＰＳＵ４１〜４３には、１００Ｖの商用交流電源が入力され、ＰＳＵ（電源部）４１は、該１００Ｖの商用交流電源を２４Ｖの直流（ＤＣ）電源に変換して、インターロック装置６０を通して出力制御部５２に２４ＶＲとして供給するとともに、インターロック装置７０を通して出力制御部５２に２４ＶＳとして供給し、また、ゼロクロス信号発生回路４４と定着ドライブ回路４５に供給する。

ＰＳＵ４２は、１００Ｖの商用交流電源を１２Ｖの直流（ＤＣ）電源に変換して、エンジン制御部５１に供給し、ＰＳＵ４３は、１００Ｖの商用交流電源を５Ｖの直流（ＤＣ）電源に変換して、エンジン制御部５１の５Ｖａ端子に直接供給するとともに、５Ｖｂ出力制御スイッチ４６を介してエンジン制御部５１の５Ｖｂ端子に供給する。

エンジン制御部５１は、ＰＳＵ４２からの１２Ｖ電源を、さらに、コントローラ５３に出力し、コントローラ５３は、主にハードディスクの駆動電源として１２Ｖ電源を使用する。

また、エンジン制御部５１は、ＰＳＵ４３からの５Ｖａ電源及び５Ｖｂ電源を、さらに、コントローラ５３に出力し、コントローラ５３は、システムとして５Ｖｂ出力の要／不要を判断して（システムの待機時や動作時は必要と判断し、システムのオフモードや省エネモード等では不要と判断する。）、オン／オフ制御信号を、エンジン制御部５１に出力する。エンジン制御部５１は、コントローラ５３から入力されるオン／オフ制御信号を電源ユニット１０の５Ｖｂ出力制御スイッチ４６に出力し、５Ｖｂ出力制御スイッチ４６をオン／オフ制御する。

インターロック装置６０は、抵抗６１、リレー（電源供給／停止手段）６２、抵抗６１に並列に接続されたスイッチ部６３及びオン検知部６４を有し、リレー６２は、そのリレー接点６２ａが２４ＶのＰＳＵ４１側の抵抗６１と出力制御部５２との間に直列に接続されている。リレー６２の駆動コイル６２ｂは、一方端が接地され、他方端が、インターロック装置７０のスイッチ部７２と抵抗７１を介して２４ＶのＰＳＵ４１に接続されている。

インターロック装置７０は、上記抵抗７１とマイクロスイッチ（電力供給／停止手段、インターロックスイッチ）７２が直列に接続されており、マイクロスイッチ７２は、画像形成装置３０のドアや給紙トレイ等の開閉部に設けられていて、開閉部が機械的操作によって開かれると、オフ（開）となり、開閉部が閉じられると、オン（閉）となる。インターロック装置７０は、抵抗７１に並列にスイッチ部７３が接続されており、スイッチ部７３及びオン検知部７４は、上記第１実施例のスイッチ部６及びオン検知部７と同様の構成であって、オン検知部７４がマイクロスイッチ７２のオン／オフを検知して、スイッチ部７３のオン／オフを制御する。

すなわち、画像形成装置３０の開閉部が閉じられて、インターロック装置７０のマイクロスイッチ７２がオンすると、インターロック装置７０の抵抗７１を通して、ＰＳＵ４１から２４Ｖの直流電圧による電流の供給がゼロクロス信号発生回路４４と定着ドライブ回路４５に開始され、また、インターロック装置６０の駆動コイル６２ｂに駆動電流が流れる。

インターロック装置６０は、駆動コイル６２ｂに駆動電流が流れると、リレー接点６２ａがオンして、抵抗６１を通してＰＳＵ４１を出力制御部５２に接続し、ＰＳＵ４１から抵抗６１を通して２４Ｖの直流電圧による電流を出力制御部５２に２４ＶＲとして供給する。

そして、マイクロスイッチ７２がオンすると、このオン動作をオン検出部７４が検出して、所定の待ち時間経過後にスイッチ部７３をオンさせ、スイッチ部７３がオンすると、ＰＳＵ４１からの２４Ｖの直流電圧による定常電流を、スイッチ部７３及びマイクロスイッチ７２を通してゼロクロス信号発生回路４４と定着ドライブ回路４５に供給する。

また、リレー６２がオンすると、このリレー６２のオン動作をオン検出部６４が検出して、所定の待ち時間経過後にスイッチ部６３をオンさせ、スイッチ部６３がオンすると、ＰＳＵ４１からの２４Ｖの直流電圧による定常電流を出力制御部５２に供給する。

ゼロクロス信号発生回路４４は、ゼロクロス信号をエンジン制御部５１へ出力し、エンジン制御部５１は、このゼロクロス信号によるゼロクロスタイミングと定着部のヒータ点灯条件を判断して定着制御信号を定着ドライブ回路４５に出力する。

定着ドライブ回路４５は、ゼロクロス信号発生回路４４からのゼロクロス信号とエンジン制御部５１からの定着制御信号に基づいてヒータ５０への駆動電流を制御して、ヒータ５０を加熱制御する。ヒータ５０は、電子写真方式でトナー画像の転写された用紙を搬送しつつ加熱加圧して、トナー画像を用紙に定着させる図示しない定着部の加熱ローラを加熱する。

出力制御部５２は、負荷制御ブロック部５２ａを備えており、電源ユニット４０のＰＳＵ４１から２４ＶＳおよび２４ＶＲが、負荷制御ブロック部５２ａに電源として入力される。出力制御部５２は、その負荷制御ブロック部５２ａがその負荷にコンデンサ成分を有しているため、２４ＶＳおよび２４ＶＲの入力部に、それぞれ負荷コンデンサ（容量）成分５２ＳＣと負荷コンデンサ成分５２ＲＣが接続されている状態となる。負荷制御ブロック部５２ａは、エンジン制御部５１からの負荷制御信号が入力され、この負荷制御信号に基づいて、２４ＶＲ駆動負荷５４と２４ＶＳ駆動負荷５５への通電制御を行う。２４ＶＲ駆動負荷５４は、２４ＶＲ電源で駆動される負荷であり、２４ＶＳ電源で駆動される負荷である。

次に、本実施例の作用を説明する。本実施例の画像形成装置３０は、インターロック装置６０のリレー６２のリレー接点６２ａがオン（閉）状態のときに、該リレー接点６２ａを通してＰＳＵ４１から出力制御部５２に定常時の２４ＶＲを供給し、また、インターロック装置７０のマイクロスイッチ７２がオン（閉）状態のときに、ＰＳＵ４１から該マイクロスイッチ７２を通して出力制御部５２に定常時の２４ＶＳを供給するとともに、ゼロクロス信号発生回路４４及び定着ドライブ回路４５に定常時の２４ＶＳを供給する。

この定常状態において、画像形成装置３０のドア等の開閉部が開かれると、インターロック装置７０のマイクロスイッチ７２がオフ（開）となって、出力制御部５２への２４ＶＳの供給を停止するとともに、ゼロクロス信号発生回路４４及び定着ドライブ回路４５への２４ＶＳの供給を停止し、インターロック装置６０の駆動コイル６２ｂに供給していた駆動電流を停止する。

そして、インターロック装置６０は、駆動コイル６２ｂへの駆動電流の供給が停止されると、リレー接点６２ａがオフ（開）となって、ＰＳＵ４１から出力制御部５２への２４ＶＲの供給を停止して、電源をオフ状態とする。

そして、この電源オフ状態において、画像形成装置３０のドア等の開閉部が開状態から閉状態となると、インターロック装置７０のマイクロスイッチ７２がオンして、ＰＳＵ４１から該マイクロスイッチ７２を通して出力制御部５２に定常時の２４ＶＳの供給を開始するとともに、ゼロクロス信号発生回路４４及び定着ドライブ回路４５に定常時の２４ＶＳの供給を開始する。

このマイクロスイッチ７２がオンしたときにインターロック装置７０を通して出力制御部５２に供給される電流は、インターロック装置７０の抵抗７１を通して流れるため、過大な突入電流を抑制することができる。

また、マイクロスイッチ７２がオンすると、リレー６２の駆動コイル６２ｂに駆動電流が流れて、リレー接点６２ａがオンし、ＰＳＵ４１から出力制御部５２へ２４ＶＲの供給を開始する。

このリレー６２がオンしたときにインターロック装置６０を通して出力制御部５２に供給される電流は、インターロック装置６０の抵抗６１を通して流れるため、過大な突入電流を抑制することができる。

そして、マイクロスイッチ７２がオンすると、このオン動作をオン検出部７４が検出して、所定の待ち時間経過後にスイッチ部７３をオンさせ、スイッチ部７３がオンすると、ＰＳＵ４１からの２４Ｖの直流電圧による定常直流を、スイッチ部７３及びマイクロスイッチ７２を通してゼロクロス信号発生回路４４と定着ドライブ回路４５に供給する。また、リレー６２がオンすると、このリレー６２のオン動作をオン検出部６４が検出して、所定の待ち時間経過後にスイッチ部６３をオンさせ、スイッチ部６３がオンすると、ＰＳＵ４１からの２４Ｖの直流電圧による定常電流を出力制御部５２に供給する。したがって、出力制御部５２に適切な定常電流を適切なタイミングで供給することができる。

このように、本実施例の画像形成装置３０は、画像形成装置３０のＰＳＵ４１と出力制御部５２、特に、負荷制御ブロック部５２ａとの間に、インターロック装置６０とインターロック装置７０が配設されている。

したがって、簡単かつ安価な構成で、簡単かつ安価な構成で、電源供給開始時に抵抗４で過大な突入電流を適切に抑制することができるとともに、適切なタイミングでＦＥＴ６Ｑをオンさせて、定常時に適切な電力を負荷３に供給することができる。

なお、本実施例においては、電気機器として、ファクシミリ装置、複合装置、プリンタ装置等の画像形成装置３０に適用した場合について説明したが、電気機器としては、これらの画像形成装置に限るものではなく、電源をオン／オフすることで、突入電流の発生するおそれのある機器一般に適用することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

本発明は、電源をオフ／オンさせたときの過大な突入電流を安価にかつ適切に抑制する電源制御装置、インターロック装置及び電気機器に適用することができる。

本発明の電源制御装置、インターロック装置及び電気機器の第１実施例を適用したインターロック装置の回路ブロック構成図。 図１のインターロック装置の配置を変更した回路ブロック構成図。 図１のインターロック装置の詳細な回路構成図。 図３のインターロック装置の電源オン時の各部の電流・電圧を従来例との比較で示す図。 電源制御装置、インターロック装置及び電気機器の第２実施例を適用したインターロック装置の回路構成図。 図３のインターロック装置の他の例を示す回路構成図。 電源制御装置、インターロック装置及び電気機器の第３実施例を適用した画像形成装置の要部ブロック構成図。 従来の電気機器の電源系統の回路ブロック図。

符号の説明

１ インターロック装置
２ 電源部
３ 負荷
３Ｒ 負荷抵抗成分
３Ｃ 負荷コンデンサ成分
４ 抵抗
５ スイッチ部
５ａ マイクロスイッチ
６ スイッチ部
６Ｑ ＦＥＴ
７ オン検知部
７Ｔｒ トランジスタ
７Ｒ１〜７Ｒ５ 抵抗
１０ インターロック装置
１１ スイッチ部
１２ リレー
１２ａ リレー接点
１２ｂ 駆動コイル
１３ リレー制御部
１４ リレー駆動用電源
２０ スイッチ部
２１ マイクロスイッチ
３０ 画像形成装置
４０ 電源ユニット
４１〜４３ ＰＳＵ
４４ ゼロクロス信号発生回路
４５ 定着ドライブ回路
４６ ５Ｖｂ出力制御スイッチ
５０ ヒータ（定着ヒータ）
５１ エンジン制御部
５２ 出力制御部
５３ コントローラ
５４ ２４ＶＲ駆動負荷
５５ ２４ＶＳ駆動負荷
６０ インターロック装置
６１ 抵抗
６１ａ リレー接点
６１ｂ 駆動コイル
６２ リレー
６３ スイッチ部
６４ オン検知部
７０ インターロック装置
７１ 抵抗
７２ マイクロスイッチ
７３ スイッチ部
７４ オン検知部

Claims (8)

1. 電源部と該電源部から電力の供給される被電源供給部との間に配設され該電源部から該被電源供給部への電力の供給を制御する電源制御装置において、前記電源部と前記被電源供給部との間の電力ラインに直列に接続され該電源部から該被電源供給部への電力の供給／停止を行う電力供給／停止手段と、該電力供給／停止手段に直列に接続された所定の抵抗値の抵抗と、該抵抗に並列に接続されたスイッチ手段と、該電力供給／停止手段のオン動作を検出して所定の待ち時間を経過した後に該スイッチ手段をオンさせるスイッチ制御手段と、を備えていることを特徴とする電源制御装置。
2. 所定の装置の電源部と該電源部から電力の供給される被電源供給部との間に配設され、前記装置の所定の機械的操作に連動してオン／オフ動作して前記被電源供給部への電力の供給停止及び停止の解除を行うインターロックスイッチを備えたインターロック装置において、前記インターロックスイッチに直列に接続された所定の抵抗値の抵抗と、該抵抗に並列に接続されたスイッチ手段と、該電力供給／停止手段のオン動作を検出して所定の待ち時間を経過した後に該スイッチ手段をオンさせるスイッチ制御手段と、を備えていることを特徴とするインターロック装置。
3. 電源部から被電源供給部に電源が供給され該被電源供給部の動作によって各種動作処理を行う電気機器において、前記電源部と前記被電源供給部との間に請求項１記載の電源制御装置または／及び請求項２記載のインターロック装置が配設されていることを特徴とする電気機器。
4. 前記電気機器は、所定の画像形成方式で記録媒体に画像を形成する画像形成装置であることを特徴とする請求項３記載の電気機器。
5. 前記スイッチ制御手段は、前記電力供給／停止手段及び前記抵抗を介して前記被電源供給部に供給される電圧を分圧する分圧抵抗と、該分圧抵抗で分圧された分圧電圧に基づいてオン／オフ動作するトランジスタと、を備え、該トランジスタがオン動作することで、前記スイッチ手段をオンさせることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の電源制御装置、インターロック装置または電気機器。
6. 前記スイッチ制御手段は、前記待ち時間が、前記分圧抵抗の抵抗値で決定されることを特徴とする請求項５記載の電源制御装置、インターロック装置または電気機器。
7. 前記電力供給／停止手段または前記インターロックスイッチは、マイクロスイッチであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の電源制御装置、インターロック装置または電気機器。
8. 前記電力供給／停止手段または前記インターロックスイッチは、リレーであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の電源制御装置、インターロック装置または電気機器。
   

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