JP2012235639A - 過電圧保護回路及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回路構成を簡素化でき、制御基板を小型化できる過電圧保護回路を提供する。
【解決手段】過電圧保護回路１は、電源装置２から制御基板２１に電力供給を行う回路を構成する。電源装置１には、メインＤＣ／ＤＣコンバータ３とサブＤＣ／ＤＣコンバータ１０３とが設けられている。制御基板２１には、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２２と、負荷である第１回路部２３及び第２回路部２５とが設けられている。メインＤＣ／ＤＣコンバータ３とサブＤＣ／ＤＣコンバータ１０３とには、過電圧検出部３１，１３１が設けられている。ＤＣ／ＤＣコンバータ部２２の出力ラインとサブＤＣ／ＤＣコンバータ１０３の過電圧検出部１３１とは、ダイオードＤ２４を介して接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ部２２に専用の過電圧保護回路を設けることなく、簡素な構成で、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２２について過電圧から保護できる。
【選択図】図２

Description

この発明は、過電圧保護回路及び画像形成装置に関し、特に、電源装置から制御基板に供給された直流の電力を制御基板側で変換して用いる回路に利用される過電圧保護回路及び画像形成装置に関する。

画像形成装置（スキャナ機能、ファクシミリ機能、複写機能、プリンタとしての機能、データ通信機能、及びサーバ機能を備えたＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）、ファクシミリ装置、複写機、プリンタなど）などの種々の装置では、制御基板に電源装置から電力が供給されて制御部による制御などが行われることで、その装置が駆動される。

制御基板で比較的低い電圧（例えば、３．３Ｖ程度の電圧など）が必要とされる場合において、比較的低い電圧を電源装置により生成してから制御基板に電力供給を行うと、電源装置と制御基板とを接続するためのコネクタやハーネスなどの内部抵抗による電圧降下の影響が大きくなる。そこで、一般的には、電源装置から制御基板に比較的高い電圧の電力が供給され、制御基板側で、制御基板に設けられているＤＣ／ＤＣコンバータにより、必要とされる比較的低い電圧が生成される。

一般に、制御基板に設けられているＤＣ／ＤＣコンバータは、過電圧保護回路を内蔵していない。そこで、ＤＣ／ＤＣコンバータに電力を供給する電流経路における過電圧を検出する専用の回路を用いて、過電圧がかかったときに電流経路を遮断する技術が広く採用されている。

例えば、下記特許文献１には、ＤＣ／ＤＣコンバータの電流経路における過電圧を検出する回路を有し、過電圧がかかったとき、ヒューズを溶断することで電流経路を遮断する過電圧保護回路が開示されている。

特開２０００−２０１４２９号公報

ところで、特許文献１に記載されているような方法では、ＤＣ／ＤＣコンバータの電流経路ごとに過電圧を検出する専用の回路を設けることが必要になる。そのため、回路の部品点数が非常に多くなり、回路動作が複雑になり、制御基板の小型化が困難になることがある。

この発明はそのような問題点を解決するためになされたものであり、回路構成を簡素化でき、制御基板を小型化できる過電圧保護回路及び画像形成装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、過電圧保護回路は、電源装置と、電源装置に接続されて電源装置から電力の供給を受けて負荷を動作させる制御基板とを備え、電源装置は、過電圧から保護するための回路を有する第１のＤＣ／ＤＣコンバータと、過電圧から保護するための回路を有する第２のＤＣ／ＤＣコンバータとを有し、制御基板は、第１のＤＣ／ＤＣコンバータに接続された第３のＤＣ／ＤＣコンバータと、第３のＤＣ／ＤＣコンバータの出力側ラインから、第２のＤＣ／ＤＣコンバータの過電圧から保護するための回路に接続されたダイオードとを有する。

好ましくは過電圧状態が発生していないときの第３のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧は、第２のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧よりも低い。

好ましくは第２のＤＣ／ＤＣコンバータの過電圧から保護するための回路は、第２のＤＣ／ＤＣコンバータの出力側ラインに接続されており、ダイオードのアノードは第３のＤＣ／ＤＣコンバータの出力側ラインに接続されており、ダイオードのカソードは第２のＤＣ／ＤＣコンバータの出力側ラインに接続されている。

好ましくは第２のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧は、第１のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧よりも低い。

好ましくは第３のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧は、第１のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧よりも低い。

好ましくは第３のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧は、負荷に含まれる所定の制御回路の動作に使用される。

好ましくは第２のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧は、第３のＤＣ／ＤＣコンバータを介さずに、負荷のうち所定の電圧で駆動されるものに供給される。

好ましくは第２のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧により駆動される負荷には、センサが含まれる。

好ましくは第３のＤＣ／ＤＣコンバータは、電源装置と制御基板との間の電圧降下の影響を小さくするために制御基板内に設けられている。

この発明の他の局面に従うと、画像形成装置は、上述のいずれかに記載の過電圧保護回路を有し、制御基板に電源装置からの電力が供給されることで動作する。

これらの発明に従うと、第３のＤＣ／ＤＣコンバータの出力側ラインから、第２のＤＣ／ＤＣコンバータの過電圧から保護するための回路に、ダイオードを介して電流が流れる。したがって、回路構成を簡素化でき、制御基板を小型化できる過電圧保護回路及び画像形成装置を提供することができる。

本実施の形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。 本実施の形態に係る過電圧保護回路を示す図である。 過電圧保護回路の過電圧保護動作について説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態の一つにおける画像形成装置について説明する。

［実施の形態］

本実施の形態において、過電圧保護回路は、画像形成装置の内部に設けられている。画像形成装置には、電源装置から制御基板へ電力供給を行う回路が設けられており、この回路は、過電圧保護回路を構成している。

［画像形成装置の構成］

まず、本実施の形態に係る画像形成装置の大まかな構成について説明する。

図１は、本実施の形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、画像形成装置５００は、電源装置２と、制御部２０と、操作部５１１と、不揮発性メモリ５２７と、インターフェイス部５２９と、プリント部５３０とを備えている。画像形成装置５００は、用紙などをローラにより搬送しその用紙などに電子写真方式により印刷（プリント）を行うプリント機能や、文書データなどをＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などに保存するサーバ機能などを有している。

電源装置２は、画像形成装置５００の筐体の内部に設けられている。電源装置２は、例えば商用の交流電源１００に接続され、交流電源１００を基に装置各部に電力を供給する。

操作部５１１は、画像形成装置５００の筐体に、ユーザにより操作可能に配置されている。操作部５１１には、表示パネル５１３が配置されている。表示パネル５１３は、例えば、タッチパネルを備えたＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）である。表示パネル５１３は、ユーザに案内画面を表示したり、操作ボタンを表示してユーザからのタッチ操作を受け付けたりする。表示パネル５１３は、制御部２０のＣＰＵ２０ａにより制御されて表示を行う。操作部５１１は、表示パネル５１３や操作ボタン（図示せず）などがユーザにより操作されると、その操作に応じた操作信号又は所定のコマンドをＣＰＵ２０ａに送信する。すなわち、ユーザは、操作部５１１に操作を行うことにより、画像形成装置５００に種々の動作を実行させることができる。

制御部２０は、ＣＰＵ２０ａと、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２０ｂと、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２０ｃなどを有している。制御部２０は、操作部５１１、不揮発性メモリ５２７、インターフェイス部５２９、及び電源装置２などとともにシステムバスに接続されている。これにより、制御部２０と画像形成装置５００の各部とが、信号を送受可能に接続されている。

ＣＰＵ２０ａは、不揮発性メモリ５２７に記憶された制御プログラム５２７ａなどを実行することにより、画像形成装置５００の種々の動作を制御する。制御プログラムは、例えば、ＲＯＭ２０ｂなどに記憶されていてもよい。ＣＰＵ２０ａは、操作部５１１から操作信号が送られたり、クライアントＰＣなどから操作コマンドが送信されたりすると、それらに応じて所定の制御プログラム５２７ａを実行する。これにより、ユーザによる操作部５１１の操作などに応じて、画像形成装置５００の所定の動作が行われる。

ＲＯＭ２０ｂは、例えばフラッシュＲＯＭ（Ｆｌａｓｈ Ｍｅｍｏｒｙ）である。ＲＯＭ２０ｂには、画像形成装置５００の動作を行うために用いられるデータや、画像形成装置５００の機能設定データなどが記憶されている。ＣＰＵ２０ａは、所定の処理を行うことにより、ＲＯＭ２０ｂからのデータの読み込みや、ＲＯＭ２０ｂへのデータの書き込みを行う。なお、ＲＯＭ２０ｂは、書換え不可能なものであってもよい。

ＲＡＭ２０ｃは、ＣＰＵ２０ａのメインメモリである。ＲＡＭ２０ｃは、後述のようにＣＰＵ２０ａが制御プログラム５２７ａを実行するときに必要なデータを記憶するのに用いられる。

制御部２０は、後述のように、制御基板２１（図２に示す。）を用いて構成されている。なお、操作部５１１、不揮発性メモリ５２７、又はインターフェイス部５２９など、他の構成要素も制御基板２１に設けられていてもよい。

不揮発性メモリ５２７は、例えばＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やフラッシュＲＯＭである。不揮発性メモリ５２７には、画像形成装置５００の種々の動作を行うための制御プログラム（プログラム）５２７ａが記憶されている。不揮発性メモリ５２７は、例えば、インターフェイス部５２９を介して外部から送られたジョブ（ＪＯＢ）のデータなどを記憶する。不揮発性メモリ５２７は、１つのクライアントＰＣ又は複数のクライアントＰＣなどから送信された複数のジョブを記憶可能である。また、不揮発性メモリ５２７は、画像形成装置５００の電源オフ後も維持しておく必要がある情報をバックアップする。不揮発性メモリ５２７は、通算プリント枚数や感光体の駆動時間など、画像形成装置５００の動作情報を記憶する。これらの情報は、ＣＰＵ２０ａにより書き込まれ、読み出される。なお、不揮発性メモリ５２７は、画像形成装置５００の設定情報などを記憶するように構成されていてもよい。また、不揮発性メモリ５２７は、例えばＨＤＤなどであってもよい。

インターフェイス部５２９は、例えば、ＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ）などのハードウェア部と、所定の通信プロトコルで通信を行うソフトウェア部とが組み合わされて構成されている。インターフェイス部５２９は、例えば、画像形成装置５００をＬＡＮなどの外部ネットワークに接続する。これにより、画像形成装置５００は、外部ネットワークに接続されているクライアントＰＣなどの外部装置と通信可能になる。

プリント部５３０は、大まかに、用紙を搬送する用紙搬送部（図示せず）と、搬送される用紙にトナー像を形成するトナー像形成部（図示せず）と、定着装置５４０と、駆動部５５０とを有している。プリント部５３０は、例えばいわゆるタンデム方式でＣＭＹＫの４色の画像を合成し、用紙にカラー画像を形成する。

トナー像形成部は、現像ユニット５３１と、トナーボトル５３３と、中間転写ベルト、転写ローラ、及びレーザスキャンユニットなど（図示せず）とで構成されている。トナー像形成部は、現像ユニット５３１やトナーボトル５３３などを用いてトナー像を中間転写ベルト上に形成し、それを転写ローラにより用紙に転写する。

なお、現像ユニット５３１とトナーボトル５３３とのそれぞれには、ＣＰＵ２０ａが情報を読み書き可能な不揮発性メモリ５３１ａ，５３３ａが搭載されている。ＣＰＵ２０ａにより不揮発性メモリ５３１ａ，５３３ａに寿命情報などが読み書きされることで、現像ユニット５３１やトナーボトル５３３の寿命管理などが行われる。

定着装置５４０は、加熱ローラと加圧ローラとでトナー像が形成された用紙を挟みながら搬送し、その用紙に加熱及び加圧を行う。これにより、定着装置５４０は、用紙に付着したトナーを溶融させて用紙に定着させ、用紙に画像を形成する。定着装置５４０を経由した用紙は、画像形成装置５００の筐体から排紙される。

駆動部５５０は、例えば、いくつかのモータを有している。駆動部５５０は、制御部２０による制御の下でそれらのモータを駆動させることで、画像形成装置５００を動作させる。

［過電圧保護回路の構成］

図２は、本実施の形態に係る過電圧保護回路を示す図である。

過電圧保護回路１は、電源装置２と、画像形成装置の制御部２０を構成する制御基板２１とで構成されている。すなわち、過電圧保護回路１は、電源装置２から制御部２０に電力供給を行う回路を構成する。

図２に示すように、電源装置２は、メインＤＣ／ＤＣコンバータ（第１のＤＣ／ＤＣコンバータの一例；以下、メインコンバータということがある。）３と、サブＤＣ／ＤＣコンバータ（第２のＤＣ／ＤＣコンバータの一例；以下、サブコンバータということがある。）１０３とを有している。電源装置２には、２つのコネクタ２６，２９が設けられている。コネクタ２６，２９は、それぞれ、２つのラインを有している。

メインコンバータ３は、制御基板２１に電力供給を行うためのものである。メインコンバータ部３の出力電圧は、例えば２４Ｖである。サブコンバータ１０３は、制御基板２１に電力供給を行うためのものである。サブコンバータ１０３の出力電圧は、例えば５Ｖである。メインコンバータ３とサブコンバータ１０３とは、交流電源１００に並列に接続されている。メインコンバータ３とサブコンバータ１０３とのそれぞれには、交流電源１００から交流電力が供給される。

メインコンバータ３には、大まかに、一次側の整流ダイオードＤ５と、一次側の平滑コンデンサＣ６と、トランスＴ７と、二次側の整流ダイオードＤ１０と、二次側の平滑コンデンサＣ１１と、出力電圧監視部１４と、電流制御部１５と、スイッチ回路（ＳＷ）１６と、過電圧検出部３１と、過電圧検出ツェナーダイオード（以下、単にツェナーダイオードということがある。）Ｚ３２などが設けられている。

図２に示すように、メインコンバータ３において、交流電源１００のＬラインには、整流ダイオードＤ５のａ点が接続されている。また、交流電源１００のＮラインには、整流ダイオードＤ５のｂ点が接続されている。

平滑コンデンサＣ６は、そのプラス（＋）端子が整流ダイオードＤ５のカソードに接続され、そのマイナス（−）端子が整流ダイオードＤ５のアノードに接続されて、配置されている。

トランスＴ７の一次巻線８は、平滑コンデンサＣ６に並列に接続されている。平滑コンデンサＣ６のマイナス端子と一次巻線８との間には、スイッチ回路１６が挿入されている。トランスＴ７の二次巻線９は、平滑コンデンサＣ１１に並列に接続されている。二次巻線９と平滑コンデンサＣ１１のプラス端子との間には、整流ダイオードＤ１０が挿入されている。整流ダイオードＤ１０のアノードは二次巻線９に、カソードは整流ダイオードＤ１０に、それぞれ接続されている。

過電圧検出部３１は、平滑コンデンサＣ１１に並列に接続されている。過電圧検出部３１には、ツェナーダイオードＺ３２のアノードが接続されている。ツェナーダイオードＺ３２のカソードは、整流ダイオードＤ１０のカソードに接続されている。過電圧検出部３１は、電源制御部１５に過電圧信号３３を送信可能である。過電圧信号３３は、メインコンバータ３における二次側から一次側への過電圧検出信号である。

出力電圧監視部１４は、過電圧検出部３１に並列に接続されている。出力電圧監視部１４には、互いに直列に接続された分圧抵抗Ｒ１２，Ｒ１３が並列に接続されている。出力電圧監視部１４には、例えば２４Ｖの直流の電圧出力を分圧抵抗Ｒ１２，Ｒ１３により分圧した基準電圧が入力される。出力電圧監視部１４は、フィードバック信号１８を出力可能に、一次側の電源制御部１５に接続されている。すなわち、フィードバック信号１８は、メインコンバータ３における二次側から一次側へのフィードバック信号である。

電源制御部１５には、トランスＴ７の補助巻線１７が接続されている。電源制御部１５は、補助巻線１７からの電力を駆動電源として動作する。電源制御部１５には、出力電圧監視部１４から出力されたフィードバック信号１８と、過電圧検出部３１又は後述のサブコンバータ１０３の過電圧検出部１３１から出力された過電圧信号３３とが入力される。電源制御部１５は、フィードバック信号１８及び過電圧信号３３に応じて電源制御信号１９をスイッチ回路１６に出力する。

サブコンバータ１０３には、大まかに、一次側の整流ダイオードＤ１０５と、一次側の平滑コンデンサＣ１０６と、トランスＴ１０７と、二次側の整流ダイオードＤ１１０と、二次側の平滑コンデンサＣ１１１と、出力電圧監視部１１４と、電流制御部１１５と、スイッチ回路（ＳＷ）１１６と、過電圧検出部１３１と、過電圧検出ツェナーダイオード（以下、単にツェナーダイオードということがある。）Ｚ１３２などが設けられている。

図２に示すように、サブコンバータ１０３において、交流電源１００のＬラインには、整流ダイオードＤ１０５のｃ点が接続されている。また、交流電源１００のＮラインには、整流ダイオードＤ１０５のｄ点が接続されている。

平滑コンデンサＣ１０６は、そのプラス端子が整流ダイオードＤ１０５のカソードに接続され、そのマイナス端子が整流ダイオードＤ１０５のアノードに接続されて、配置されている。

トランスＴ１０７の一次巻線１０８は、平滑コンデンサＣ１０６に並列に接続されている。平滑コンデンサＣ１０６のマイナス端子と一次巻線１０８との間には、スイッチ回路１１６が挿入されている。トランスＴ１０７の二次巻線１０９は、平滑コンデンサＣ１１１に並列に接続されている。二次巻線１０９と平滑コンデンサＣ１１１のプラス端子との間には、整流ダイオードＤ１１０が挿入されている。整流ダイオードＤ１１０のアノードは二次巻線１０９に、カソードは整流ダイオードＤ１１０に、それぞれ接続されている。

過電圧検出部１３１は、平滑コンデンサＣ１１１に並列に接続されている。過電圧検出部１３１には、ツェナーダイオードＺ１３２のアノードが接続されている。ツェナーダイオードＺ１３２のカソードは、整流ダイオードＤ１１０のカソードに接続されている。過電圧検出部１３１は、電源制御部１１５に過電圧信号１３３を送信可能である。過電圧信号１３３は、サブコンバータ１０３における二次側から一次側への過電圧検出信号である。

出力電圧監視部１１４は、過電圧検出部１３１に並列に接続されている。出力電圧監視部１１４には、互いに直列に接続された分圧抵抗Ｒ１１２，Ｒ１１３が並列に接続されている。出力電圧監視部１１４には、例えば５Ｖの直流の電圧出力を分圧抵抗Ｒ１１２，Ｒ１１３により分圧した基準電圧が入力される。出力電圧監視部１１４は、フィードバック信号１１８を出力可能に、一次側の電源制御部１１５に接続されている。すなわち、フィードバック信号１１８は、サブコンバータ１０３における二次側から一次側へのフィードバック信号である。

電源制御部１１５には、トランスＴ１０７の補助巻線１１７が接続されている。電源制御部１１５は、補助巻線１１７からの電力を駆動電源として動作する。電源制御部１１５には、出力電圧監視部１１４から出力されたフィードバック信号１１８と、過電圧検出部１３１又はメインコンバータ３の過電圧検出部１３１から出力された過電圧信号１３３とが入力される。電源制御部１１５は、フィードバック信号１１８及び過電圧信号１３３に応じて電源制御信号１１９をスイッチ回路１１６に出力する。

メインコンバータ３及びサブコンバータ１０３は、過電圧検出部３１，１３１、電源制御部１５，１１５、及びスイッチ回路１６，１１６などを有していることにより、それぞれ、過電圧から保護するための回路を有している。これにより、出力電圧が高すぎる状態となる、過電圧状態になることが防止されている。

メインコンバータ３の出力ラインは、コネクタ２６に接続されている。また、サブコンバータ１０３の出力ラインは、コネクタ２９に接続されている。

制御基板２１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ部（第３のＤＣ／ＤＣコンバータの一例；以下コンバータ部ということがある。）２２と、３．３Ｖ回路部（負荷の一例；以下、第１回路部ということがある。）２３と、ダイオードＤ２４と、５Ｖ回路部（負荷の一例；第２回路部ということがある。）２５とを有している。また、制御基板２１には、２つのコネクタ２７，３０が設けられている。コネクタ２７，３０は、それぞれ、２つのラインを有している。

電源装置２のコネクタ２６と制御基板２１のコネクタ２７とは、ハーネス２８を介して接続されている。また、電源装置２のコネクタ２９と制御基板２１のコネクタ３０とは、ハーネス３１を介して接続されている。すなわち、コネクタ２７には、メインコンバータ３の出力電圧が入力される。コネクタ２９には、サブコンバータ１０３の出力電圧が入力される。

制御基板２１において、コネクタ２７の２つのラインには、コンバータ部２２が接続されている。コンバータ部２２は、第１回路部２３に接続されている。すなわち、コンバータ部２２は、メインコンバータ３に接続されており、コンバータ部２２にはメインコンバータ３の出力電圧が入力される。コンバータ部２２の出力電圧は、例えば３．３Ｖである。３．３Ｖの電圧は、第１回路部２３に供給される。すなわち、過電圧保護回路１において、電源装置２から制御基板２１までの間は高圧（２４Ｖ）にて電力を伝送することで電圧降下の影響を小さくし、制御基板２１内においてコンバータ部２２により、実際に第１回路部２３で必要とされる電圧（３．３Ｖ）の電力を生成するように構成されている。換言すると、コンバータ部２２は、電源装置２と制御基板２１との間の電圧降下の影響を小さくするために制御基板２１内に設けられている。

また、制御基板２１において、コネクタ３０の２つのラインは、第２回路部２５に接続されている。すなわち、サブコンバータ１０３から入力された５Ｖの電圧が、第２回路部２５に入力される。

ここで、図２に示すように、本実施の形態において、コンバータ部２２の出力端と第１回路部２３の入力端との間には、ダイオードＤ２４のアノードが接続されている。また、コネクタ３０と第２回路部２５の入力端との間には、ダイオードＤ２４のカソードが接続されている。換言すると、ダイオードＤ２４のアノードは、第１回路部２３への電力供給ラインの高圧側（３．３Ｖのライン；コンバータ部２２の出力側ライン）に接続され、ダイオードＤ２４のカソードは、第２回路部２５への電力供給ラインの高圧側（５Ｖのライン）に接続されている。ここで、第２回路部２５への電力供給ラインは、サブコンバータ１０３の出力側ラインである。すなわち、ダイオードＤ２４は、コンバータ部２２の出力側ラインから、サブコンバータ１０３の出力側ラインを介してサブコンバータ１０３の過電圧から保護するための回路を構成する過電圧検出部１３１につながるように、接続されている。

［過電圧保護回路１の動作の説明］

まず、過電圧保護回路１の通常時（過電圧状態が発生していないとき）の動作について説明する。

制御基板２１の負荷である第１回路部２３及び第２回路部２５は、電源装置２から電力の供給を受けて、動作する。電源装置２は、交流電源１００から電力が供給されて動作する。

電源装置２に交流電源１００から供給された電力は、メインコンバータ３及びサブコンバータ１０３に供給される。メインコンバータ３は、交流電源１００から電力が供給されると、整流ダイオードＤ５により交流を整流し、平滑コンデンサＣ６により平滑する。トランスＴ７は電力を変圧し、電圧Ｖ２０の電力を二次側から出力する。

トランスＴ７から出力された電圧Ｖ２０の電力は、整流ダイオードＤ１０により整流され、平滑コンデンサＣ１１により平滑され、コネクタ２６，２７及びハーネス２８を介して制御基板２１に供給される。供給される電力の電圧は２４Ｖである。

また、メインコンバータ３において、２４Ｖの出力は分圧抵抗Ｒ１２，Ｒ１３により分圧され、その分圧された電圧は、出力電圧監視部１４に入力される。出力電圧監視部１４は、入力された分圧後の電圧のレベルを監視することにより、２４Ｖの出力の電圧レベルを監視する。出力電圧監視部１４は、分圧後の電圧のレベルを監視し、フィードバック信号１８を電源制御部１５に送信する。

電源制御部１５は、フィードバック信号１８を受信し、スイッチ回路１６を制御する。電源制御部１５は、メインコンバータ３の出力の電圧レベルが２４Ｖになるように、スイッチ回路１６を制御する。すなわち、電源制御部１５からスイッチ回路１６には、電源制御信号１９が送信される。スイッチ回路１６は、電源制御信号１９に応じてオン／オフ動作を行う。このようにＰＭＷ（パルス幅変調）制御すなわちトランスＴ７のスイッチング制御が行われることで、メインコンバータ３から出力される電力の電圧が２４Ｖに維持される。

他方、サブコンバータ１０３は、交流電源１００から電力が供給されると、整流ダイオードＤ１０５により交流を整流し、平滑コンデンサＣ１０６により平滑する。トランスＴ１０７は電力を変圧し、電圧Ｖ１２０の電力を二次側から出力する。

トランスＴ１０７から出力された電圧Ｖ１２０の電力は、整流ダイオードＤ１１０により整流され、平滑コンデンサＣ１１１により平滑され、コネクタ２９，３０及びハーネス３１を介して制御基板２１に供給される。供給される電力の電圧は５Ｖである。

また、サブコンバータ１０３において、５Ｖの出力は分圧抵抗Ｒ１１２，Ｒ１１３により分圧され、その分圧された電圧は、出力電圧監視部１１４に入力される。出力電圧監視部１１４は、入力された分圧後の電圧のレベルを監視することにより、５Ｖの出力の電圧レベルを監視する。出力電圧監視部１１４は、分圧後の電圧のレベルを監視し、フィードバック信号１１８を電源制御部１１５に送信する。

電源制御部１１５は、フィードバック信号１１８を受信し、サブコンバータ１０３の出力の電圧レベルが５Ｖになるように、スイッチ回路１１６を制御する。すなわち、電源制御部１１５からスイッチ回路１１６には、電源制御信号１１９が送信される。スイッチ回路１１６は、電源制御信号１１９に応じてオン／オフ動作を行う。このようにＰＭＷ制御すなわちトランスＴ１０７のスイッチング制御が行われることで、サブコンバータ１０３から出力される電力の電圧が５Ｖに維持される。

制御基板２１は、メインコンバータ３から２４Ｖの電力が供給され、また、サブコンバータ１０３から５Ｖの電力が供給されて動作する。すなわち、メインコンバータ３から供給された電力は、コンバータ部２２において変圧される。コンバータ部２２からは、電圧が３．３Ｖの電力が出力される。第１回路部２３には、コンバータ部２２の出力電圧である３．３Ｖの電力が供給され、動作する。

また、サブコンバータ１０３から供給された電力は、そのまま、第２回路部２５に供給される。すなわち、第２回路部２５は、サブコンバータ１０３からの５Ｖの電圧の電力が供給されて動作する。

なお、第１回路部２３には、ＣＰＵ２０ａや、種々の不揮発性メモリやその他のメモリ、回路素子など、比較的駆動電圧が低い素子で構成される制御回路２３ａが含まれている。制御回路２３ａは、３．３Ｖの駆動電圧で動作するものである。他方、第２回路部２５には、センサ２５ａなど、第１回路部２３を構成する素子と比較して駆動電圧が高い素子が含まれている。センサ２５ａは、例えば、定着装置５４０の温度センサや、操作部５１１などに用いられるセンサなどである。これらのセンサ２５ａなどの素子は、５Ｖの駆動電圧で動作するものである。

次に、過電圧保護回路１の過電圧保護動作について説明する。過電圧保護動作は、過電圧保護回路１において過電圧状態が発生したときに行われる動作である。

メインコンバータ３の出力側ライン（２４Ｖ出力）で過電圧状態が発生したときには、過電圧保護回路１は、次のように動作する。すなわち、出力側ラインに接続されているツェナーダイオードＺ３２は、過電圧状態が発生したときに、その過電圧のレベルに応じた電圧を、過電圧検出部３１に入力する役割を果たす。これにより、過電圧検出部３１により、メインコンバータ３の出力側ラインの過電圧に関する状態が監視される。

メインコンバータ３の出力側ラインの電圧がツェナーダイオードＺ３２で設定された電圧を超えると、過電圧検出部３１から過電圧信号３３，１３３が出力される。過電圧信号３３は、メインコンバータ３の電源制御部１５に送られ、過電圧信号１３３は、サブコンバータ１０３の電源制御部１１５に送られる。

電源制御部１５は、過電圧信号３３を受信すると、出力側ラインの２４Ｖの出力が停止するように、電源制御信号１９をスイッチ回路１６へ送信する。これにより、ＰＷＭ制御が停止される。この動作により、トランスＴ７のスイッチング制御が停止し、２４Ｖの電圧の出力が停止状態となる。また、これにより、制御基板２１のコンバータ部２２に入力される電力がなくなるため、コンバータ部２２からの３．３Ｖの出力も停止され、第１回路部２３への電力供給が停止される。

また、サブコンバータ１０３の電源制御部１１５は、過電圧信号１３３を受信すると、サブコンバータ１０３の出力側ラインの５Ｖの出力が停止するように、電源制御信号１１９をスイッチ回路１１６に送信する。これにより、ＰＷＭ制御が停止される。この動作により、トランスＴ１０７のスイッチング制御が停止し、５Ｖの電圧の出力が停止状態となる。また、これにより、制御基板２１の第２回路部２５への電力供給が停止される。

他方、サブコンバータ１０３の出力側ライン（５Ｖ出力）で過電圧状態が発生したときには、過電圧保護回路１は、次のように動作する。すなわち、出力側ラインに接続されているツェナーダイオードＺ１３２は、過電圧状態が発生したときに、その過電圧のレベルに応じた電圧を、過電圧検出部１３１に入力する役割を果たす。これにより、過電圧検出部１３１により、サブコンバータ１０３の出力側ラインの過電圧に関する状態が監視される。

サブコンバータ１０３の出力側ラインの電圧がツェナーダイオードＺ１３２で設定された電圧を超えると、過電圧検出部１３１から過電圧信号３３，１３３が出力される。過電圧信号１３３は、電源制御部１１５に送られ、過電圧信号３３は、メインコンバータ３の電源制御部１５に送られる。

電源制御部１１５は、過電圧信号１３３を受信すると、出力側ラインの５Ｖの出力が停止するように、電源制御信号１１９をスイッチ回路１１６に送信する。これにより、ＰＷＭ制御が停止される。この動作により、トランスＴ１０７のスイッチング制御が停止し、５Ｖの電圧の出力が停止状態となる。また、これにより、制御基板２１の第２回路部２５への電力供給が停止される。

また、メインコンバータ３の電源制御部１５は、過電圧信号３３を受信すると、メインコンバータ３の出力側ラインの２４Ｖの出力が停止するように、電源制御信号１９をスイッチ回路１６へ送信する。これにより、ＰＷＭ制御が停止される。この動作により、トランスＴ７のスイッチング制御が停止し、２４Ｖの電圧の出力が停止状態となる。また、これにより、制御基板２１のコンバータ部２２に入力される電力がなくなるため、コンバータ部２２からの３．３Ｖの出力も停止され、第１回路部２３への電力供給が停止される。

ここで、本実施の形態では、制御基板２１において、コンバータ部２２の３．３Ｖの出力端と、第２回路部２５の入力端とに、ダイオードＤ２４が接続されている。これにより、ツェナーダイオードＺ１３２と、過電圧検出部１３１とにより、コンバータ部２２の３．３Ｖの出力側ラインの過電圧に関する状態が監視される。

すなわち、コンバータ部２２の出力側ラインにおいて過電圧状態が発生すると、ダイオードＤ２４を介してコンバータ部２２の出力側ラインが過電圧検出部１３１などに接続されていることにより、コンバータ部２２の出力側ラインの電圧がツェナーダイオードＺ１３２で設定された電圧を超える。このとき、過電圧検出部１３１から、過電圧信号３３，１３３が出力される。過電圧信号３３，１３３は、メインコンバータ３の電源制御部１５と、サブコンバータ１０３の電源制御部１１５とにそれぞれ送られる。

このように、コンバータ部２２の出力側ラインで過電圧状態が発生したとき、過電圧検出部１３１から過電圧信号３３，１３３が送られることにより、サブコンバータ１０３におけるＰＷＭ制御及びメインコンバータ３におけるＰＭＷ制御がそれぞれ停止される。したがって、このとき、上述と同様に、メインコンバータ３の出力とサブコンバータ１０３の出力とが共に停止状態となる。また、これに伴い、コンバータ部２２の出力も停止される。

図３は、過電圧保護回路１の過電圧保護動作について説明するフローチャートである。

上記のような過電圧保護回路１の過電圧保護動作について、図３を参照しながら説明する。

過電圧保護動作が開始されると、ステップＳ１０１において、メインコンバータ３が動作する。メインコンバータ３は、交流電源１００から電力が供給されることで駆動される。

ステップＳ１０３において、メインコンバータ３では、ツェナーダイオードＺ３２により設定される電圧よりも出力側ラインの電圧が低いか否かが検出される。

ステップＳ１０３において電圧が低いときには、ステップＳ１０５において、メインコンバータ３から出力された電力に基づいて、コンバータ部２２が動作する。他方、ステップＳ１０３において電圧が高いときには、ステップＳ１３１の動作及びステップＳ１４１の動作が行われる。

他方、過電圧保護動作が開始されると、ステップＳ１０７において、サブコンバータ１０３が動作する。サブコンバータ１０３は、交流電源１００から電力が供給されることで駆動される。

サブコンバータ１０３が動作している場合であって、メインコンバータ３の出力側ラインにおいて過電圧が発生していないとき（Ｓ１０３でＹＥＳ、Ｓ１０５）、ステップＳ１０９において、サブコンバータ１０３で、ツェナーダイオードＺ１３２により設定される電圧よりも、出力側ラインの電圧が低いか否かが検出される。すなわち、このとき、サブコンバータ１０３で過電圧状態が発生していないか否かと、コンバータ部２２で過電圧状態が発生していないか否かが併せて検出される。

ステップＳ１０９で電圧が低いときすなわちメインコンバータ３、サブコンバータ１０３、及びコンバータ部２２のそれぞれの出力側ラインで過電圧状態が発生していないとき、過電圧保護回路１の通常の動作が行われる。

すなわち、ステップＳ１１１において、第２回路部２５に、サブコンバータ１０３からの５Ｖの電力が供給される。これにより、ステップＳ１１３において、第２回路部２５が、通常の動作状態となる。また、ステップＳ１１５において、第１回路部２３に、メインコンバータ３が出力する電力に基づいた、コンバータ部２２で変圧された３．３Ｖの電力が供給される。これにより、ステップＳ１１７において、第１回路部２３が、通常の動作状態となる。

他方、ステップＳ１０９で電圧が高いとき、すなわち、メインコンバータ３の出力側ラインで過電圧状態が発生していなくてもサブコンバータ１０３の出力側ライン又はコンバータ部２２の出力側ラインで過電圧状態が発生しているときには、ステップＳ１３１の動作及びステップＳ１４１の動作が行われる。

すなわち、ステップＳ１３１の動作及びステップＳ１４１の動作は、メインコンバータ３の出力側ライン、サブコンバータ１０３の出力側ライン、及びコンバータ部２２の出力側ラインのいずれかで過電圧状態が発生しているときに行われる。

ステップＳ１３１において、メインコンバータ３の動作が停止する。この動作は、過電圧検出部３１又は過電圧検出部１３１から過電圧信号３３が送られることにより行われる。これにより、ステップＳ１３３において、コンバータ部２２の動作が停止し、ステップＳ１３５において、第１回路部２３への電力の供給が停止される。したがって、ステップＳ１３７において、第１回路部２３が停止状態になる。

また、ステップＳ１４１において、サブコンバータ１０３の動作が停止する。この動作は、過電圧検出部３１又は過電圧検出部１３１から過電圧信号１３３が送られることにより行われる。これにより、ステップＳ１４３において、第２回路部２５への電力の供給が停止される。したがって、ステップＳ１４５において、第２回路部２５が停止状態になる。

［実施の形態における効果］

以上のように構成された画像形成装置５００の過電圧保護回路１では、制御基板２１のコンバータ部２２の出力側ラインからサブコンバータ１０３の過電圧検出部１３１及びツェナーダイオードＺ１３２にダイオード２４が接続されている。すなわち、コンバータ部２２の出力側ラインは、メインコンバータ３の出力側ラインよりも電圧が低く、メインコンバータ部２２の出力側ラインよりも電圧が高いサブコンバータ１０３の出力側ラインに、ダイオード２４を介して接続されている。これにより、電源装置２のサブコンバータ１０３側の過電圧を保護するための回路、すなわち過電圧検出部１３１及びツェナーダイオードＺ１３２、電源制御部１１５、及びスイッチ回路１１６は、サブコンバータ１０３の出力ラインの過電圧から保護する用途と、コンバータ部２２の出力側ラインの過電圧から保護する用途との２つの用途に共通して用いることができる。したがって、コンバータ部２２の出力側ラインの過電圧からの保護を行うために、専用の複雑な回路を設ける必要がなくなる。制御基板２１内の過電圧保護のための素子は少なくて済むので、制御基板２１の小型化を達成することができる。また、簡素な回路構成により、過電圧保護回路１の動作が単純なものになる。

［その他］

メインコンバータ、サブコンバータ、及び制御基板のコンバータ部のそれぞれの出力電圧は、上記に限られるものではない。

画像形成装置としては、モノクロ／カラーの複写機、プリンタ、ファクシミリ装置やこれらの複合機（ＭＦＰ）などいずれであってもよい。電子写真方式により画像を形成するものに限られず、例えばいわゆるインクジェット方式により画像を形成するものであってもよい。

また、本発明に係る過電圧保護回路は、画像形成装置に用いられるものに限られない。例えば、本発明は、画像データを読み取るスキャナ装置や、撮像装置や、画像データ送受信装置や、その他の情報処理装置など、種々の装置に用いられる過電圧保護回路においても適用可能である。

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 過電圧保護回路
２ 電源装置
３ メインＤＣ／ＤＣコンバータ（第１のＤＣ／ＤＣコンバータの一例）
１５ 電源制御部
１６ スイッチ回路
２０ａ ＣＰＵ
２１ 制御基板
２２ ＤＣ／ＤＣコンバータ部（第３のＤＣ／ＤＣコンバータの一例）
２３ 第１回路部（３．３Ｖ回路部；負荷の一例）
２３ａ 制御回路
２４ ダイオード
２５ 第２回路部（５Ｖ回路部；負荷の一例）
２５ａ センサ
３１ 過電圧検出部
１０３ サブＤＣ／ＤＣコンバータ（第２のＤＣ／ＤＣコンバータの一例）
１１５ 電源制御部
１１６ スイッチ回路
１３１ 過電圧検出部
Ｚ３２ 過電圧検出ツェナーダイオード
Ｚ１３２ 過電圧検出ツェナーダイオード

Claims (10)

1. 電源装置と、前記電源装置に接続されて前記電源装置から電力の供給を受けて負荷を動作させる制御基板とを備え、
   前記電源装置は、
   過電圧から保護するための回路を有する第１のＤＣ／ＤＣコンバータと、
   過電圧から保護するための回路を有する第２のＤＣ／ＤＣコンバータとを有し、
   前記制御基板は、
   前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータに接続された第３のＤＣ／ＤＣコンバータと、
   前記第３のＤＣ／ＤＣコンバータの出力側ラインから、前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータの前記過電圧から保護するための回路に接続されたダイオードとを有する、過電圧保護回路。
2. 過電圧状態が発生していないときの前記第３のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧は、前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧よりも低い、請求項１に記載の過電圧保護回路。
3. 前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータの前記過電圧から保護するための回路は、前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータの出力側ラインに接続されており、
   前記ダイオードのアノードは前記第３のＤＣ／ＤＣコンバータの出力側ラインに接続されており、
   前記ダイオードのカソードは前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータの出力側ラインに接続されている、請求項１又は２に記載の過電圧保護回路。
4. 前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧は、前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧よりも低い、請求項１から３のいずれかに記載の過電圧保護回路。
5. 前記第３のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧は、前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧よりも低い、請求項１から４のいずれかに記載の過電圧保護回路。
6. 前記第３のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧は、前記負荷に含まれる所定の制御回路の動作に使用される、請求項１から５のいずれかに記載の過電圧保護回路。
7. 前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧は、前記第３のＤＣ／ＤＣコンバータを介さずに、前記負荷のうち所定の電圧で駆動されるものに供給される、請求項１から６のいずれかに記載の過電圧保護回路。
8. 前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧により駆動される負荷には、センサが含まれる、請求項７に記載の過電圧保護回路。
9. 前記第３のＤＣ／ＤＣコンバータは、前記電源装置と前記制御基板との間の電圧降下の影響を小さくするために前記制御基板内に設けられている、請求項１から８のいずれかに記載の過電圧保護回路。
10. 請求項１から９のいずれかに記載の過電圧保護回路を有し、
    前記制御基板に前記電源装置からの電力が供給されることで動作する、画像形成装置。

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