JP2009036915A

JP2009036915A - 回路及び加熱装置

Info

Publication number: JP2009036915A
Application number: JP2007199895A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Atomichi; 高広後路
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2007-07-31
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2009-02-19
Also published as: US8610315B2; US20090034142A1

Abstract

【課題】ヒューズが落ちて機能しなくなった回路への給電を完全に遮断すること。
【解決手段】交流電源の一方の供給線に接続されたヒューズと、記交流電源の他方の供給線に接続された開閉手段と、ヒューズの切断を検知する検知手段と、検知手段が前記ヒューズの切断を検知した場合に、前記開閉手段を開放する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、交流電源に接続された回路及び、その回路を用いた加熱装置に関する。

従来から、交流電源に接続され、交流電源からの過電流をヒューズによって遮断する回路が知られている。特許文献１では、商用交流電源の２つの供給線のうちの一方に電流ヒューズを配置して過電流の時に遮断するようにしている。また回路の異常を検知したときに、負荷電流を強制的に増加させて電流ヒューズを遮断するようにしている。
特開平７−２３１６５９号公報

しかしながら、特許文献１のように商用交流電源の一方の供給線のみを電流ヒューズで遮断しても、グランドと商用電源の間にインピーダンスが存在する場合はヒューズが入ってない供給線から不要な電流が流れつづける。

図７を用いて典型的な状況について説明する。負荷回路１１がショートするなどして過電流ヒューズ４の切断が発生した場合、商用交流電源１から、ノイズ除去コイル７とノイズ除去コンデンサ９を通過してグランド１０に不要な電流Ｉｃが流れ続ける。

本発明は上記従来技術の課題を解決するためになされたもので、ヒューズが落ちて機能しなくなった回路への給電を遮断することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る装置は、
交流電源の一方の供給線に接続されたヒューズと、
前記交流電源の他方の供給線に接続され、前記他方の供給線を開放又は導通させる開閉手段と、
前記ヒューズの切断を検知する検知手段と、
前記検知手段が前記ヒューズの切断を検知した場合に、前記開閉手段を開放する制御手段と、
を備えたことを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る装置は、
交流電源の一方の供給線に直列接続されたヒューズ及びスイッチと、
前記交流電源の他方の供給線に接続され、前記他方の供給線を開放又は導通させる開閉手段と、
前記ヒューズの切断、又は前記スイッチの開放を検知する検知手段と、
前記検知手段が前記ヒューズの切断又は前記スイッチの開放を検知した場合に、前記開閉手段を開放する制御手段と、
を備えたことを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る装置は、
交流電源の一方の供給線に接続されたヒューズと、
前記交流電源の他方の供給線に接続され、前記他方の供給線を開放又は導通させる開閉手段と、
前記ヒューズの切断を検知する第１検知手段と、
前記交流電源に対して前記ヒューズ及び前記開閉手段より下流に接続された加熱手段と、
前記加熱手段により加熱された対象物の温度が所定値以上であることを検知する第２検知手段と、
前記第１検知手段が前記ヒューズの切断を検知した場合、又は、前記第２検知手段が、前記対象物の温度が所定値以上であることを検知した場合に、前記開閉手段を開放する制御手段と、
を備えたことを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る装置は、
交流電源の一方の供給線に直列接続されたヒューズ及びスイッチと、
前記交流電源の他方の供給線に接続され、前記他方の供給線を開放又は導通させる開閉手段と、
前記ヒューズの切断を検知する第１検知手段と、
前記交流電源に対して前記ヒューズ及び前記開閉手段より下流に接続された加熱手段と、
前記加熱手段により加熱された対象物の温度が所定値以上であることを検知する第２検知手段と、
前記第１検知手段が前記ヒューズの切断又は前記スイッチの開放を検知した場合、又は、前記第２検知手段が前記対象物の温度が所定値以上であることを検知した場合に、前記開閉手段を開放する制御手段と、
を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、ヒューズが落ちて機能しなくなった回路への給電を遮断できる。

以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態としてのプリンタ９００について図５を用いて説明する。図５はプリンタ９００の内部構成を示す概略図である。なお、本実施形態では、画像形成装置の一例としてプリンタについて説明するが、本発明を適用できる装置はこれに限定されるものではない。他の画像形成装置や、情報処理装置など、電源からの出力を制御する全ての装置に適用できる。

＜プリンタ構成＞
プリンタ９００は感光体ドラム９０１ｙ、９０１ｍ、９０１ｃ、９０１ｋ（以下、これら４つをまとめて感光ドラム９０１と称す）を備えている。この感光体ドラム９０１は図面の向きから見て反時計回りに回転している。

感光ドラム９０１の周囲には、感光ドラム９０１を帯電するための一次帯電ローラ９０２ｙ、９０２ｍ、９０２ｃ、９０２ｋ（以下、これら４つをまとめて一次帯電ローラ９０１と称す）が設けられている。一次帯電ローラ９０２は、感光体ドラム９０１の表面を均一にマイナス帯電する。一次帯電ローラ９０２には、ＤＣ成分マイナス３００Ｖからマイナス７００Ｖの電圧にＡＣ成分１３００Ｖから２０００Ｖが重畳されており、ＤＣ成分の電流を制御することにより、感光体９０１の帯電量を制御している。一次帯電ローラ９０２の下流側には、レーザユニット９０３ｙ、９０３ｍ、９０３ｃ、９０３ｋ（以下、これら４つをまとめてレーザユニット９０３と称す）が設けられている。レーザユニット９０３は、均一に帯電した感光体９０１の表面に対し、レーザ光を照射露光する。露光された部分は感光してインピーダンスが低下して帯電量が低下する。レーザユニット９０３はＰＷＭ制御によりレーザ光の露光量を変化させ、感光体９０１の表面に潜像画像を描画する。

レーザユニット９０３の下流側には、現像ブレード９０４ｙ、９０４ｍ、９０４ｃ、９０４ｋ（以下、これら４つをまとめて現像ブレード９０４と称す）が設けられている。現像ブレード９０４と感光体９０１の間のギャップは高精度に管理されており、現像ブレード９０４にＤＣ成分マイナス１５０Ｖ〜マイナス５００Ｖの高圧を加えることで、感光体９０１の表面と現像ブレード９０４の間に電界が発生する。この電界の向きと強度は、帯電量に影響する。感光体９０１の表面上において、レーザで露光されてないマイナス帯電量の大きい箇所では現像ブレード９０４から感光体９０１に向かう電界が生じる。

一方、感光体９０１の表面上において、レーザで強く露光され帯電量の小さい箇所では、感光体９０１から現像ブレード９０４に向かう電界が生じる。現像ブレード９０４上のマイナスに帯電したトナーは、現像ブレード９０４と感光体９０１の表面との間に生じた電界の向きと反対方向に力を受けて感光体９０１に飛翔する。これにより、感光体９０１上の潜像画像からトナー画像が形成される。

次に感光体９０１の表面は中間転写ベルトの９０６と接する。中間転写ベルト９０６の感光体９０１の反対側には一次転写ローラ９０５ｙ、９０５ｍ、９０５ｃ、９０５ｋ（以下、これら４つをまとめて一次転写ローラ９０５と称す）が設けられている。

一次転写ローラ９０５には、プラス５００Ｖ〜プラス１２００Ｖの電圧が加えられ、マイナスに帯電したトナーを感光体９０１から、一次転写ローラ９０５側に引き寄せる。それにより、感光体９０１の表面にあった４色のトナー画像がそれぞれ中間転写ベルト９０６の表面に重畳して転写される。

こうして、中間転写ベルト９０６上には、イエローとマゼンダとシアンとブラックのトナーで形成されたフルカラーの画像が形成される。そして、中間転写ベルト９０６上のトナー画像がローラ９０７とローラ９０８との間を通過するタイミングで、中間転写ベルト９０６とローラ９０８の間に用紙９１３を搬送する。この際、ローラ９０８には、プラス５００〜プラス７０００Ｖの電圧が加えられており、マイナスに帯電したトナー画像は、用紙９１３に転写される。用紙９１３は用紙カセット９１０から給紙され、矢印９１２−１、９１２−２、９１２−３、９１２−４と搬送される。

ローラ９０７，９０８の間のニップを通過した用紙を定着器９１１に搬送し、熱及び圧力を加える。これによりトナー画像を、用紙の表面に定着する。そして、矢印９１２−５、９１２−６、９１２−７、９１２−８、９１２−９と搬送して用紙９１３−３のように積載する。

図４は、図５に示した加熱装置としての定着器９１１の拡大図である。図４において、１３は熱磁性体金属製の定着ベルトであり、内部のローラにより矢印の方向に回転している。それと接して加圧ベルト３０が定着ベルト１３に連れ回りしている。定着ベルト１３の上には、定着ベルト１３を加熱する誘導加熱コイル１２が設けられている。また定着ベルト１３の内面には第２検知手段としてのサーモスイッチ１４とサーミスタ１５が配置されていて、サーミスタ１５で温度を検出することができる。この温度を一定に保つように誘導加熱コイル１２に供給する電力を制御して温度調整することもできる。サーモスイッチ１４は、２３０℃を越えるとスイッチがオフするよう制御されており、温度調整に何らかの不具合が起きて過昇温しても、２３０℃以上にならないよう制御されている。つまり、サーモスイッチ１４は、加熱対象となる対象物の温度が所定値以上になることを検知する検知手段（第２検知手段）として機能する。

＜回路構成＞
定着ベルト１３と誘導加熱コイル１２とサーモスイッチ１４とサーミスタ１５とを含む回路の詳しい構成を図１に示す。誘導加熱コイル駆動回路１１は誘導加熱コイル１２を駆動する。サーミスタ１５からの出力信号は、マイコン２９に入力され、定着ベルトの内面温度を検知する。検知温度に基づいてマイコン２９は誘導加熱コイル駆動回路１１の駆動をＳｉｇ３で制御して温調を行うことができる。１は商用交流電源であり、電圧がＡＣ１００Ｖで周波数が５０Ｈｚである。２は、商用交流電源１を使用者が手動でオン／オフするためのスイッチである。ＤＣ電源回路３は、商用交流電源１を入力としてＶＣＣ１とＶＣＣ２の２つのＤＣ電源を出力している。

それぞれＶＣＣ１の電圧が３．３Ｖであり、ＶＣＣ２の電圧が１２Ｖである。４は過電流ヒューズであり、例えば１５Ａを越える電流が流れると切断される。５と６は電源１の供給線を開放或いは導通させる開閉手段としてのリレーであり、それぞれ、リレーコイル部５−１，６−１に電流が流れるとリレースイッチ部５−２、６−２がオンになる。一方、リレーコイル部５−１，６−１に電流が流れなければ、開放されてオフになる。つまり、商用交流電源１の一方の供給線には、過電流ヒューズ４及びリレー５が接続され、他方の供給線には、ヒューズは接続されず、リレー６が接続されている。

つまりサーモスイッチ１４が導通状態でトランジスタ２８がオンであれば、ＶＣＣ２からトランジスタ２８、サーモスイッチ１４、リレーコイル５−１，６−１を通過してグランドに電流が流れ、リレースイッチ部５−２，６−２がオンとなる。７はノイズを除去するコイルで、８，９は商用交流電源の２つの供給線のそれぞれとグランドとの間に入ったノイズ除去コンデンサである。このノイズ除去コンデンサ８，９は、一般的にＹコンデンサと呼ばれる。

１７はフォトトランジスタカプラであり、ヒューズ４の両端子間に接続されている。過電流ヒューズ４が切断されて、スイッチ２がオンで、リレー５とリレー６とがオンである場合、抵抗１８で電流制限された電流がフォトトランジスタカプラ１７のＬＥＤ部１７−１部に流れて、トランジスタ部１７−２がオンとなる。そしてＳｉｇ２はＬｏｗレベルになり、ＡＮＤ回路２４の出力がＬｏｗとなり、トランジスタ２６、トランジスタ２８がオフになる。そうするとリレー５とリレー６がマイコン２９の出力するＳｉｇ１によらず、オフとなる。即ち、フォトトランジスタカプラ１７等が、ヒューズ及びスイッチを挟む２つの端子間の電圧を検知して、ヒューズ４の切断を検知する検知手段（第１検知手段）として機能する。そして、トランジスタ２６、２８が、検知手段による検知結果に応じてリレー５、６を制御する制御手段として機能する。

このとき、商用交流電源１からノイズ除去コイル７、ノイズ除去コンデンサ８，９、誘導加熱コイル駆動回路１１に電流が流れる経路が完全に遮断されるので、無駄な電流は一切流れなくなる。フォトトランジスタカプラ１７のＬＥＤ部１７−１に流れる電流も無くなる。Ｓｉｇ２がＨｉｇｈのときはＳｉｇ１よって、リレー５とリレー６のオン／オフが制御される。

ただし、サーモスイッチ１４が２３０℃を越えてオフ制御されたときは、Ｓｉｇ１とＳｉｇ２によらずリレー５とリレー６がオフ制御され、コイル駆動回路１１に対する電力供給が停止される。なお、トランジスタ２０とトランジスタ２１により、Ｓｉｇ２は一度Ｌｏｗレベルになるとスイッチ２により電源をオフ／オンされるまでＬｏｗレベルを維持するようにラッチされる。よって、リレー５とリレー６がオフしてフォトトランジスタカプラ１７のＬＥＤ部１７−１の電流が流れなくなったからといって再びリレー５とリレー６がオンしてしまうようなことはない。２２，２３、２５、２７はトランジスタのベース抵抗である。またＳｉｇ２は抵抗１９でＶＣＣ１に接続され、Ｌｏｗレベルで無い時に、Ｈｉｇｈレベルになる。Ｓｉｇ２はマイコン１９の入力端子に接続されていて、マイコンはその状態を検知することができる。

続いて、図２を用いてマイコン２９の制御フローを説明する。電源がオンされると（Ｓ１０１）、マイコン２９はＳｉｇ１をＨｉｇｈレベルにすることにより、リレー５とリレー６をオンし（Ｓ１０２）、誘導加熱コイルの駆動を開始する（Ｓ１０３）。マイコン２９はサーミスタ１５で検知される温度が１８０℃になったことを検知すると（Ｓ１０４）、プリント要求があるか否かを判定する（Ｓ１０５）。プリント要求があれば、ステップＳ１０６に進んで、マイコン２９はプリント動作を行い、プリントの終了を待って（Ｓ１０７）、誘導加熱コイルの駆動を停止する（Ｓ１０８）。その後マイコン２９はプリント要求の有無を判断し（Ｓ１０９）、プリント要求があれば誘導加熱コイルの駆動を開始する（Ｓ１１０）。マイコン２９は、サーミスタ１５で検知される温度が１８０℃になったか否か判断し（Ｓ１１１）、１８０℃になると先に説明した（Ｓ１０６）以降を繰り返す。先のＳ１０５で、プリント要求が無かった時は、マイコン２９はＳ１０８から処理を行う。

また、図３に示す制御フローも並列して処理されている。電源がオンすると（Ｓ２０１）、マイコン２９は、過電流ヒューズ４が切断したか否かをＳｉｇ２で検知して（Ｓ２０２）、切断していたら誘導加熱コイル駆動を禁止して（Ｓ２０３）、図示しない表示部にプリント不可である表示を行う（Ｓ２０４）。

商用電源から下流に向かってヒューズ、Ｙコンデンサの順番で入っている回路構成である場合に、ヒューズが切れると、切れたヒューズと逆のラインのＹコンデンサだけが接続したままとなり、電流が流れる。このような電流は無駄であるので、その無駄な電流が流れないように、マイコン２９はヒューズが切れたことを検知してＹコンデンサを商用電源からリレーによって遮断する。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について、図６を用いて説明する。図１に示した第１実施形態と比べ、スイッチ３１が過電流ヒューズ４に対して直列接続されている。そのため、スイッチ３１を検査する人若しくは検査機器によりオフすることで、過電流ヒューズ４が切れたときと同じようにリレー５、リレー６はオフする。それによって、過電流ヒューズ４が切断した時に、回路の一部が故障していてリレー５とリレー６がオフしなようなことがないように、回路を検査することができる。

以上説明したように、過電流ヒューズが切れたときには、機能しない回路への無駄な電流の流れ込みがなくなる。また、その機能の検査もできて信頼性が高まる。

本発明の第１実施形態に係る回路構成を示す図である。本発明の第１実施形態に係る画像形成装置で行なわれる処理の流れを示すフローチャートである。本発明の第１実施形態に係る画像形成装置で行なわれる処理の流れを示すフローチャートである。本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の定着器の構成を示す図である。本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。本発明の第１実施形態に係る回路構成を示す図である。従来例の回路構成を示す図である。

符号の説明

１・・・・交流電源
２・・・・メインスイッチ
３・・・・ＤＣ電源回路
４・・・・過電流ヒューズ
５・・・・リレー
６・・・・リレー
１０・・・・グランド
１１・・・・誘導加熱コイル駆動回路
１２・・・・誘導加熱コイル
１４・・・・サーモスイッチ
１５・・・・サーミスタ
１７・・・・フォトトランジスタカプラ
２９・・・・マイコン
３１・・・・検査スイッチ
ｓｉｇ１・・・・リレーオン信号
ｓｉｇ２・・・・ヒューズ切れ信号
ｓｉｇ３・・・・加熱コイル駆動回路制御信号
ｓｉｇ４・・・・温度検知信号

Claims

交流電源の一方の供給線に接続されたヒューズと、
前記交流電源の他方の供給線に接続され、前記他方の供給線を開放又は導通させる開閉手段と、
前記ヒューズの切断を検知する検知手段と、
前記検知手段が前記ヒューズの切断を検知した場合に、前記開閉手段を開放する制御手段と、
を備えたことを特徴とする回路。
交流電源の一方の供給線に直列接続されたヒューズ及びスイッチと、
前記交流電源の他方の供給線に接続され、前記他方の供給線を開放又は導通させる開閉手段と、
前記ヒューズの切断、又は前記スイッチの開放を検知する検知手段と、
前記検知手段が前記ヒューズの切断又は前記スイッチの開放を検知した場合に、前記開閉手段を開放する制御手段と、
を備えたことを特徴とする回路。
前記検知手段は、前記ヒューズの両端子間の電圧を検知する手段であることを特徴とする請求項１に記載の回路。
前記検知手段は、前記ヒューズ及び前記スイッチを挟む２つの端子間の電圧を検知する手段であることを特徴とする請求項２に記載の回路。
交流電源の一方の供給線に接続されたヒューズと、
前記交流電源の他方の供給線に接続され、前記他方の供給線を開放又は導通させる開閉手段と、
前記ヒューズの切断を検知する第１検知手段と、
前記交流電源に対して前記ヒューズ及び前記開閉手段より下流に接続された加熱手段と、
前記加熱手段により加熱された対象物の温度が所定値以上であることを検知する第２検知手段と、
前記第１検知手段が前記ヒューズの切断を検知した場合、又は、前記第２検知手段が、前記対象物の温度が所定値以上であることを検知した場合に、前記開閉手段を開放する制御手段と、
を備えたことを特徴とする加熱装置。
交流電源の一方の供給線に直列接続されたヒューズ及びスイッチと、
前記交流電源の他方の供給線に接続され、前記他方の供給線を開放又は導通させる開閉手段と、
前記ヒューズの切断を検知する第１検知手段と、
前記交流電源に対して前記ヒューズ及び前記開閉手段より下流に接続された加熱手段と、
前記加熱手段により加熱された対象物の温度が所定値以上であることを検知する第２検知手段と、
前記第１検知手段が前記ヒューズの切断又は前記スイッチの開放を検知した場合、又は、前記第２検知手段が前記対象物の温度が所定値以上であることを検知した場合に、前記開閉手段を開放する制御手段と、
を備えたことを特徴とする加熱装置。
前記第１検知手段は、前記ヒューズの両端子間の電圧を検知する手段であることを特徴とする請求項５に記載の加熱装置。
前記第１検知手段は、前記ヒューズ及び前記スイッチを挟む２つの端子間の電圧を検知する手段であることを特徴とする請求項６に記載の加熱装置。