JP2014155370A - Power supply device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は商用交流電源から入力される交流電圧から直流電圧を発生する電源装置に関するものである。 The present invention relates to a power supply device that generates a DC voltage from an AC voltage input from a commercial AC power supply.
電子機器としてのレーザビームプリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置は、商用交流電源(以下AC電源という)からの交流電圧を直流電圧に変換する電源装置を備えている。AC電源の定格電圧は各国や各地域で異なっており、日本や北米等の100V系(100Vや120V)とヨーロッパ等の200V系(220Vや240V)の二つに分類される。 2. Description of the Related Art Image forming apparatuses such as laser beam printers, facsimiles, and copiers as electronic devices include a power supply device that converts an AC voltage from a commercial AC power supply (hereinafter referred to as an AC power supply) into a DC voltage. The rated voltage of the AC power supply differs in each country and each region, and is classified into two types, 100V system (100V and 120V) such as Japan and North America and 200V system (220V and 240V) such as Europe.
通常は100V系と200V系の夫々の入力電圧に適応した電源装置を用いる。しかし、各国や各地域に対応するには100V系と200V系の2種類の電源装置が必要となり、100V系、200V系の夫々の電源装置を有する製品を製造することになる。従って異なる電源装置を有する製品を製造する設備が必要になり製造コストが増加する。このような製造コストの増加を低減するべく、100V系と200V系の両方の入力電圧に対応できる電源装置(以下、ユニバーサル電源という)が提案されている。 Usually, a power supply apparatus adapted to input voltages of 100V system and 200V system is used. However, in order to cope with each country and each region, two types of power supply devices of 100V system and 200V system are required, and products having both 100V system and 200V system power supply devices are manufactured. Accordingly, a facility for manufacturing a product having different power supply devices is required, and the manufacturing cost increases. In order to reduce such an increase in manufacturing cost, a power supply device (hereinafter referred to as a universal power supply) that can handle both 100V and 200V input voltages has been proposed.
ユニバーサル電源は、100V系と100V系の電源装置を別々に製造する設備が不要となり製造コストが低減できる。特許文献1のように入力電圧に応じて整流回路の構成を切り替えて電圧を出力する方式もある。これは100V系の場合は倍電圧整流を行い電源電圧の2倍の電圧を出力し、200V系の場合は全波整流によってAC電源電圧と同じ電圧を出力する回路構成である。この構成であれば整流回路の後段にあるAC−DCコンバータ(以下コンバータとする)は200V系に対応した回路構成でよい。このような切り替え方式のユニバーサル電源の場合は、AC電源の電圧を検知するAC電源電圧検知回路を設け、検知結果に応じて整流回路を倍電圧整流回路と全波整流回路に切り替える構成である。
The universal power supply does not require equipment for separately manufacturing 100 V system and 100 V system power supply devices, and the manufacturing cost can be reduced. There is also a method of outputting a voltage by switching the configuration of a rectifier circuit according to an input voltage as in
ここで、特許文献1のような整流方式を切り替えるユニバーサル電源では、AC電源からの入力電圧を検知する電圧検知回路が必要となる。電圧検知回路はAC電源からの電圧が100V系か200V系かを検知して、検知結果として2値化した信号(High又はLowの信号)を出力する。ここで、例えば停電等が発生すると、AC電源からの電圧の供給が一時的に停止されることがある。電圧の供給が停電した時間が長い場合は、電力が供給されなくなるためユニバーサル電源は動作を停止する。一方、電圧の供給が停電した時間が短い場合は、すぐに電圧が供給される状態になるためユニバーサル電源は動作を継続することができる。このような短時間の停電において、電圧検知回路が動作し、例えば、200V系の入力電圧で停電中の場合、電圧検知回路が電圧低下によって、その出力が変化し、100V系であると誤検知して、整流方式を切り替える(倍電圧整流に切り換える)場合がある。その後、停電から復帰してAC電源から電圧が供給されると、200V系であるにもかかわらず倍電圧整流となり、回路素子を破壊する可能性がある。
Here, in the universal power supply that switches the rectification method as in
本発明は、上記課題に鑑み、入力電圧に応じて整流方式を切り換えるユニバーサル電源において、AC電源からの電圧の供給が停止しても、入力電圧を誤検知することなく正しく動作する電源装置または電源装置を搭載した画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention provides a universal power supply that switches a rectification method according to an input voltage, and a power supply device or power supply that operates correctly without erroneously detecting the input voltage even when the supply of voltage from the AC power supply is stopped. An object is to provide an image forming apparatus equipped with the apparatus.
上記課題を解決するための本発明の電源装置は、商用交流電源から入力される交流電圧を検知する電圧検知手段と、前記商用交流電源からの電圧の入力の有無を検知する入力有無検知手段と、前記電圧検知手段の検知結果に応じて倍電圧整流と全波整流を切り換えて、前記交流電圧を直流電圧に変化するコンバータと、を有し、前記入力有無検知手段の検知結果と前記電圧検知手段の検知結果から前記商用交流電源から入力される交流電圧の値を判断する判断手段と、前記商用交流電源からの前記交流電圧が入力されない状態になった場合に、前記コンバータは、前記判断手段の判断結果に応じて前記全波整流と前記倍電圧整流を切り替えることを特徴とする。 A power supply apparatus of the present invention for solving the above-described problems includes a voltage detection unit that detects an AC voltage input from a commercial AC power source, and an input presence / absence detection unit that detects whether a voltage is input from the commercial AC power source. A converter that switches between double voltage rectification and full wave rectification according to the detection result of the voltage detection means and changes the AC voltage to a DC voltage, and the detection result of the input presence / absence detection means and the voltage detection Determining means for determining the value of the AC voltage input from the commercial AC power supply from the detection result of the means, and when the AC voltage from the commercial AC power supply is not input, the converter is configured to determine the determining means. The full-wave rectification and the voltage doubler rectification are switched according to the determination result.
また、本発明の画像形成装置は、記録材に画像を形成するための画像形成手段と、
前記画像形成手段を駆動する駆動手段と、前記駆動手段に電力を供給するための電源と、を備え、前記電源は、商用交流電源から入力される交流電圧を検知する電圧検知手段と、前記商用交流電源からの電圧の入力の有無を検知する入力有無検知手段と、前記電圧検知手段の検知結果に応じて倍電圧整流と全波整流を切り換えて、前記交流電圧を直流電圧に変化するコンバータと、を有し、前記入力有無検知手段の検知結果と前記電圧検知手段の検知結果から前記商用交流電源から入力される交流電圧の値を判断する判断手段と、前記商用交流電源からの前記交流電圧が入力されない状態になった場合に、前記コンバータは、前記判断手段の判断結果に応じて前記全波整流と前記倍電圧整流を切り替えることを特徴とする。
An image forming apparatus according to the present invention includes an image forming unit for forming an image on a recording material,
A driving unit that drives the image forming unit; and a power source for supplying power to the driving unit. The power source detects a AC voltage input from a commercial AC power source. An input presence / absence detecting means for detecting the presence / absence of input of a voltage from an AC power supply; and a converter for switching the AC voltage to a DC voltage by switching between double voltage rectification and full wave rectification according to a detection result of the voltage detection means And determining means for determining the value of the AC voltage input from the commercial AC power supply from the detection result of the input presence / absence detection means and the detection result of the voltage detection means, and the AC voltage from the commercial AC power supply. The converter switches between the full-wave rectification and the voltage doubler rectification according to the determination result of the determination means.
本発明によれば、AC電源からの電圧の供給が停止しても、入力電圧を誤検知することなく正しく動作することができる。 According to the present invention, even if the supply of voltage from the AC power supply is stopped, it can operate correctly without erroneously detecting the input voltage.
次に、上述した課題を解決するための本発明の具体的な構成について、以下に実施例に基づき説明する。なお、以下に示す実施例は一例であって、この発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Next, specific configurations of the present invention for solving the above-described problems will be described based on examples. In addition, the Example shown below is an example, Comprising: It is not the meaning which limits the technical scope of this invention only to them.
(実施例1)
図1に本発明における電源装置を搭載した装置の一例として電子写真方式の画像形成装置の構成を示す。図1において、給紙カセット101に積載された記録材はピックアップローラ102によって1枚ずつ給紙カセット101から送出され、給紙ローラ103によってレジストローラ104に向けて搬送される。その後、記録材はレジストローラ104によって所定のタイミングで画像形成部であるプロセスカートリッジ105へ搬送される。プロセスカートリッジ105は、帯電手段としての帯電ローラ106、現像手段としての現像ローラ107、クリーニング手段であるクリーナ108、および電子写真感光体である感光体ドラム109が一体的に構成されている。このプロセスカートリッジ105によって記録材に画像(後述するトナー像)が形成される。
Example 1
FIG. 1 shows the configuration of an electrophotographic image forming apparatus as an example of an apparatus equipped with a power supply apparatus according to the present invention. In FIG. 1, the recording materials stacked on the
感光体ドラム109は帯電ローラ106によって表面を一様に帯電された後、像露光手段であるスキャナユニット111により画像信号に基づいて露光が行なわれる。スキャナユニット111内のレーザダイオード112から出射されるレーザ光は、回転するポリゴンミラー113および反射ミラー114を介して感光ドラムの回転方向に直交する主走査方向に走査される。そして、感光体ドラム109が回転することによって感光ドラム109の回転方向にもレーザ光が走査されて、感光ドラムの表面に静電潜像が形成される。感光体ドラム109の静電潜像は現像ローラ107によってトナーが供給されてトナー像として可視化され、トナー像は転写ローラ110によって、レジストローラ104から搬送されてきた記録材に転写される。
After the surface of the
トナー像が転写された記録材は定着装置115に搬送されると記録材は加熱加圧処理され、記録材に転写されたトナー像が記録材に定着される。記録材はさらに中間排紙ローラ116、排紙ローラ117によって画像形成装置本体外に排出され、一連のプリント動作が完了する。以上が画像形成動作の流れである。
When the recording material to which the toner image has been transferred is conveyed to the
画像形成装置は内部の各ユニットを動作するために必要な電圧を供給する複数の電源を備えている。例えば、CPUやセンサの電源としては3.3Vを生成する必要があり、モータやファンの電源として24Vを使用するので、3.3Vと24Vの二つの電圧を生成する電源を備える。なお、本発明では3.3Vを生成する電源は一つの回路で全てのAC電源電圧に対応するフルレンジのユニバーサル電源であり、24Vを生成する電源は商用交流電源(以下、AC電源という)からの入力電圧に応じて整流方式を切り替えるユニバーサル電源とする。 The image forming apparatus is provided with a plurality of power supplies for supplying voltages necessary for operating the respective internal units. For example, it is necessary to generate 3.3V as a power source for a CPU and a sensor, and 24V is used as a power source for a motor and a fan. Therefore, a power source that generates two voltages of 3.3V and 24V is provided. In the present invention, the power source generating 3.3V is a full-range universal power source corresponding to all AC power supply voltages in one circuit, and the power source generating 24V is from a commercial AC power source (hereinafter referred to as AC power source). A universal power supply that switches the rectification method according to the input voltage.
図2に本実施例における電源装置の構成図を示しており、3.3V生成用と24V生成用の二つのユニバーサル電源を備えている。3.3V用の電源202はダイオードブリッジ206と平滑コンデンサ207とで構成される整流回路205と第1コンバータ208からなり、100V系と200V系の両方のAC電源電圧に一つの回路構成で対応するフルレンジのユニバーサル電源である。AC電源201をダイオードブリッジ206で全波整流し、平滑コンデンサ207によって平滑化された直流電圧は第1コンバータ208によって3.3Vの直流電圧に変換され出力される。3.3VはCPU204やセンサ(不図示)等の電源として使用されるため出力電力が小さく、このような構成で100V系と200V系の両方に対応できる。
FIG. 2 shows a configuration diagram of the power supply device according to the present embodiment, which includes two universal power supplies for generating 3.3V and 24V. The 3.3
次に24V用の電源203について説明する。24Vはモータやファンのような駆動部に電力を供給する電源として使用されるため出力電力が大きく、3.3V用の電源202のように一つの回路構成で100V系と200V系の両方に対応することが難しい。そこでAC電源201の電圧に応じて整流回路210を倍電圧整流と全波整流に切り替える回路構成のユニバーサル電源とする。AC電源201のライブ(ACH)には双方向サイリスタ(ゲート制御式半導体スイッチともいう)209を設け、3.3Vが出力されると双方向サイリスタ209がONし、後段の24V用の電源203とAC電源201を接続する。3.3Vが出力されなくなると双方向サイリスタ209はOFFし、24V電源203とAC電源201は切断される。整流回路210内の双方向サイリスタ212は直列に接続された平滑コンデンサ213、214の中点とAC電源のニュートラル(ACN)に接続され、双方向サイリスタ212がONすると倍電圧整流、OFFすると全波整流と整流方式を切り替えるものである。双方向サイリスタ212はCPU204からのTRON信号により制御される。整流回路210の後段には24Vの直流電圧を出力する第2コンバータ216が接続され、CPU204からの24VON信号により起動する。保護回路215はAC電源からの入力電圧と整流方式の不整合を検知するものであり、不整合を検知するとCNVOFF信号を出力して第1コンバータ208を停止させて3.3Vの出力を切り、双方向サイリスタ209をOFFして24V用の電源203をAC電源から切断して電源装置をシャットダウンさせる。
Next, the
AC電源電圧が200V系の場合はTRON信号をOFFにして双方向サイリスタ212をOFFして整流回路210を全波整流回路とし、直列に接続された平滑コンデンサ213、214の両端(DCH2とDCL2間)に200V系のAC電源からの入力電圧が印加され全波整流される。一方、AC電源からの入力電圧が100V系の場合はTRON信号をONにして双方向サイリスタ212をONして倍電圧整流回路とする。倍電圧整流ではAC電源電圧の正側の半波は平滑コンデンサ213に充電され、負側の半波は平滑コンデンサ214に充電されるので、平滑コンデンサ213、214の両端(DCH2とDCL2間)にはAC電源電圧のピーク電圧の2倍の電圧が発生する。このようにAC電源からの電圧によって整流方式を切り替えることで整流回路210の出力(第2コンバータ216の入力)にはAC電源からの電圧によらず常に200V系相当の電圧が発生する。そのため、第2コンバータ216は200V系のAC電源からの電圧を24Vの直流電圧に変換して出力する構成であればよい。なお、TRON信号で整流方式を切り替えた後に第2コンバータ216を起動させるため、CPU204から第2コンバータ216に起動信号24VON信号を出力し、24VON信号がONすると第2コンバータ216が起動して24Vを出力するようにしている。
When the AC power supply voltage is 200V, the TRON signal is turned off, the
上記のように、24V用の電源203はAC電源からの電圧に応じて双方向サイリスタ212をON/OFFし整流方式を切り替える必要があるので、AC電源からの電圧を検知するAC電源電圧検知回路217が必要となる。図3はAC電源電圧検知回路217の構成図である。3.3V用の電源202のダイオードブリッジ206整流後の基準電位DCLに対するAC電源201のニュートラル(ACN)の電位を測定することで100V系か200V系かを検知している。ACNの電位がDCLより徐々に高くなると、ACNとDCL間に設けた抵抗301と302によって分圧された電圧がツェナーダイオード303のツェナー電圧を超えて、ツェナーダイオード303がONする。ツェナーダイオード303がONするとトランジスタ306がONし、フォトカプラ308の発光素子308aが消灯する。
As described above, the
なお、フォトカプラ308の発光素子308aの電源は第1コンバータ208内にあるトランス(不図示)の1次側に設けた補助巻線により生成される電圧Vpcを使用する。フォトカプラ308内の発光素子308aが消灯すると受光素子308bがOFFとなり、3.3V用の電源から抵抗309とダイオード310を介してコンデンサ311に電荷が充電される。ACNの電位がツェナーダイオード303のONする電圧以上になるまでの期間、コンデンサ311に電荷が充電され、コンデンサ311の電圧が上がっていく。一方、ACNの電位がツェナーダイオード303のONする電位より低い場合、トランジスタ306はOFFしており、フォトカプラ308の発光素子308aは発光し、受光素子308bはONしている。そのためコンデンサ311には電荷が充電されず、抵抗312により徐々に電荷が放電される。この動作をAC電源の電圧の周波数毎に繰り返すと、AC電源の電圧が高い場合は商用周波数の1周期ごとにコンデンサ311が充電されて電圧が上がるため、コンデンサ311の電圧が抵抗313と抵抗314で設定された閾電圧を超え、コンパレータ315の出力信号ACVOLTがLowとなる。また、AC電源からの電圧が低いとコンデンサ311には充電されないためコンパレータ315のACVOLT信号がHighとなる。つまり、AC電源からの電圧が200V系の場合はコンデンサ311に充電し、100V系の場合はコンデンサ311に充電しないように抵抗301と抵抗302とツェナーダイオード303によって決まる閾値(本例では、一例としてAC160Vを閾値とした)を設定すればよい。このように閾値を設定すれば、出力信号ACVOLTは200V系の場合にLowとなり、100V系の場合にHighとなる。これによってAC電源からの電圧を判断することができる。
The power source of the light emitting element 308a of the photocoupler 308 uses a voltage Vpc generated by an auxiliary winding provided on the primary side of a transformer (not shown) in the
また、画像形成装置にはAC電源からの交流電圧の周波数及びゼロクロスのタイミングを検知するゼロクロス検知回路218を有している。このゼロクロス検知回路は、交流電圧の入力有無検知回路としても機能する。ゼロクロス検知回路218は画像形成装置の定着装置115の制御に使用し、定着装置115内の加熱手段であるヒータのON/OFFタイミングの決定に使用する。ゼロクロス検知回路218はDCLに対してACNの電位が高いとトランジスタ323がONし、フォトカプラ325内の発光素子325aが消灯することで受光素子325bがOFFしZEROX信号がHighとなる。一方、DCLよりACNの電位が低いとトランジスタ323はOFFしフォトカプラ325の発光素子325aは点灯して受光素子325bがONするため、ZEROX信号はLowとなる。これを交流電圧の周波数毎に繰り返すとゼロクロス検知回路218は商用周波数と同じ周波数でクロック状の信号を出力するため、CPU204は商用周波数とゼロクロスタイミングを検知することができる。
Further, the image forming apparatus includes a zero-
上記のように、24V用の電源203はAC電源の電圧検知回路217の出力、ACVOLT信号を基にTRON信号によって整流方式を切り替える構成である。しかし、上述したように短時間の停電などの発生によって電源からの電圧を誤検知する場合がある。また、例えば双方向サイリスタ212がショート故障した場合は、TRON信号の論理に関わらず常に倍電圧整流になってしまう可能性がある。このような時にAC電源からの電圧が200V系であると二つの平滑コンデンサ213、214それぞれに200V系の電圧が印加されるため整流回路210から200V系の倍の電圧が出力されてしまい、平滑コンデンサ213、214や第2コンバータに過電圧が印加されてしまい回路が故障する恐れがある。
As described above, the
本実施例では、このようなAC電源からの電圧と整流方式との不整合が生じた時の故障の発生を防止するため、平滑コンデンサ213、214それぞれに印加される電圧を監視し、その電圧がある所定値を超えるとシャットダウン信号CNVOFFを出力する保護回路215を設けることを特徴としている。以下、図4に基づき本実施例の保護回路215の構成を説明する。
In this embodiment, in order to prevent the occurrence of a failure when such a mismatch between the voltage from the AC power source and the rectification method occurs, the voltage applied to each of the smoothing
本実施例の保護回路215は、2つの平滑コンデンサ213、214の夫々に印加される電圧を監視し、どちらか一方の平滑コンデンサに印加される電圧が所定値を超えると動作する回路である。通常は整流方式に関わらず平滑コンデンサ213、214にはそれぞれ100V系の電圧しか印加されない。つまり、100V系以上の電圧が印加された時は異常状態であるので、200V系の電圧(例えばAC電源からの電圧:200V)が印加されたら保護回路215が動作するように設定している。平滑コンデンサ213、214の夫々の印加電圧が100V系となっていて正常な場合はシャントレギュレータ411の基準端子(REF端子)の電位が閾値を超えないように抵抗401、402、403、404、405、406、407、408、409の抵抗値が設定されており、シャントレギュレータ411はOFFしている。フォトカプラ412の発光素子412aは電流制限抵抗413を介して第2コンバータ216内のトランス(不図示)の1次側の補助巻線に接続され、補助巻線で生成される電圧Vpc2が供給される。シャントレギュレータ411がOFFしているとフォトカプラ412の発光素子412aには電流が流れないため発光せず、受光素子412bはOFFし、CNVOFF信号はLowとなる。しかし、平滑コンデンサ213に過電圧が印加された場合、抵抗405と406で分圧された電圧がシャントレギュレータ411のREF端子の閾値を超え、シャントレギュレータ411がONする。シャントレギュレータ411がONすると、フォトカプラ412内の発光素子412aに電流が流れて発光し、受光素子412bがONしてCNVOFF信号がHighとなる。CNVOFF信号は3.3Vを出力する第1コンバータ208に接続され、CNVOFF信号がHighになると第1コンバータ208が強制停止し、電源装置がシャットダウンする。また、平滑コンデンサ214に過電圧が印加された場合、抵抗401と抵抗402の合成抵抗と抵抗403で分圧された電圧が高くなりFET404がONする。FET404がONするとFET404のドレイン電圧はLowとなる。一方、抵抗402と抵抗403の合成抵抗と抵抗401とで分圧された電圧も高くなり、ダイオード407を介してシャントレギュレータ411のREF端子の閾値を超え、シャントレギュレータ411がONする。そうすると上記と同じようにフォトカプラ412の受光素子412bがONしCNVOFF信号がHighになる。このように平滑コンデンサ213、214のどちらかに200V系以上の過電圧が印加されると保護回路が動作してCNVOFF信号がHighとなり、3.3Vが出力されなくなるため双方向サイリスタ209がOFFし、第2コンバータ216や平滑コンデンサ213、214とAC電源との接続が切断されて過電圧が印加されないようになる。
The
次に、上記で説明した電源装置の構成を用いた制御について説明する。図5に画像形成装置の電源ON後の立ち上げシーケンスを示す。電源ONすると3.3V用の電源202が起動し(ステップS101)、CPU204が動作開始する。CPU204は後述するAC電源電圧検知を行いその結果に応じて24V電源203の整流方式をTRON信号にて切り替える(ステップS102)。そして24VON信号をONして第2コンバータ216を起動したら(ステップS103)、立ち上げシーケンスは終了する。
Next, control using the configuration of the power supply device described above will be described. FIG. 5 shows a startup sequence after the image forming apparatus is powered on. When the power is turned on, the 3.3
次にAC電源からの電圧検知方法について説明する。図10は従来のAC電源の電圧検知のフローチャートである。AC電源電圧検知回路217の出力ACVOLT信号の論理を確認する(ステップS401)。確認の結果、Lowであればその状態が所定時間連続して確定するまで待ち(ステップS402)、確定したらAC電源電圧は200V系であると判断してTRON信号をOFFして双方向サイリスタ212をOFFし整流回路210を全波整流にする(ステップS403)。ACVOLT信号がHighの場合、その状態が所定時間連続して継続するまで待つ(ステップS404)。所定時間経過したらAC電源からの電圧は100V系であると判断してTRON信号をONして双方向サイリスタ212をONし整流回路210を倍電圧整流にする(ステップS405)。
Next, a method for detecting a voltage from an AC power source will be described. FIG. 10 is a flowchart of voltage detection of a conventional AC power source. The logic of the output ACVOLT signal of the AC power supply
一方、図6は本発明におけるAC電源の電圧検知のフローチャートである。本発明の特徴はAC電源の電圧検知の際にZEROX信号の出力確認を行ってAC電源から電圧が確実に入力している状態でAC電源電圧検知を行うことである。上記従来例と同じ制御(ステップ)は同じ番号を付す。まずZEROX信号が出力されているか(High/Low切り替わりAC電源の周波数が検知できているか)を確認する(ステップS201)。ZEROX信号が出力されていたらACVOLT信号の論理を確認し(ステップS401)、上記従来の検知方法と同様にACVOLT信号の論理に応じて24V用の電源203の整流方式を切り替える(ステップS402〜S405)。ZEROX信号の出力が確認できない場合(ステップS201のNO)はAC電源からの電圧が入力されていないと判断し、ステップS201に戻りAC電源の電圧検知を行わずZEROX信号が出力されるのを待つ。なお、このAC電源の電圧検知制御は立ち上げシーケンス時だけでなく常に実行してAC電源からの電圧を常時監視している。AC電源からの電圧が変動した場合、この制御にてその変動を検知し、変動後のAC電源からの電圧の検知結果に応じて整流回路210を切り替える。この時、上記で説明したようにZEROX信号の出力が確認できない時はAC電源の電圧検知を行わない(または、AC電源の電圧検知結果を更新しない)ため、停電中に整流回路210を切り替えることはない。
On the other hand, FIG. 6 is a flowchart of voltage detection of the AC power supply in the present invention. The feature of the present invention is that the AC power supply voltage is detected in a state where the voltage is surely input from the AC power supply by confirming the output of the ZEROX signal when detecting the voltage of the AC power supply. The same control (step) as in the conventional example is given the same number. First, it is confirmed whether or not the ZEROX signal is output (whether the frequency of the AC power source can be switched between High / Low) (step S201). If the ZEROX signal is output, the logic of the ACVOLT signal is confirmed (step S401), and the rectification method of the
ここで、停電中はAC電源からの電圧が入力されないため、AC電源の電圧検知回路217は100V系と同じ動作となる。つまり、ACVOLT信号は100V系と同じHighになる。例えばAC電源からの電圧が200V系の場合に停電が発生すると、AC電源の電圧検知回路217の出力されるACVOLT信号が停電中にLowからHighに変化する。従来の制御の場合、停電中のACVOLT信号の変化をAC電源からの電圧が200V系から100V系に変動したと誤って判断してしまい、TRON信号をONして双方向サイリスタ212をONし整流回路210を倍電圧整流に切り替える。その後、停電から復帰するとAC電源からの電圧は200V系であるのに対して整流回路210は倍電圧整流であるため不整合が生じ、保護回路215が動作して画像形成装置がシャットダウンしてしまう。このような事態を防ぐために、本発明では、AC電源からの電圧の100V系/200V系だけでなく未入力(停電)の状態も検知する。そのために、AC電源の電圧検知回路217だけでなくゼロクロス検知回路218も使用してAC電源からの電圧の入力状態を判断し、停電時はAC電源の電圧検知を行わないようにしている。
Here, since the voltage from the AC power supply is not input during a power failure, the
上記で説明した停電終了時にシャットダウンが発生する従来のAC電源の電圧検知方法におけるタイムチャートを図11に示す。図11はAC電源が200V系で動作中に停電した時のタイムチャートである。AC電源からの電圧が入力されているとAC電源の電圧検知回路217が動作してACVOLT信号がLowになりCPU204は200V系であると判断が確定している(時刻t1まで)。時刻t1で停電が発生するとZEROX信号の出力が停止し、その後、時刻t2でACVOLT信号がLowからHighに切り替わる。この状態がAC電源の電圧検知のための確定時間継続すると時刻t3でCPU204はAC電源からの電圧が100V系になったと誤判断してしまい、TRON信号をONして整流回路210を倍電圧整流に切り替える。その後、時刻t4で停電から復帰し再びAC電源からの電圧として200V系の電圧が入力されると、整流回路210が倍電圧整流になっているため、平滑コンデンサ213、214それぞれに200V系の電圧が印加されてしまう。この過電圧印加を保護回路215が検知し時刻t5でシャットダウン信号(CONVOFF信号)をHighにして電源装置をシャットダウンしてしまう。このような状況が発生する場合は、停電時間がAC電源の電圧検知の確定時間より長い場合である。ただし、停電時間が長過ぎると電力供給されず電源装置が動作できなくなるため、電源装置が動作し続けることが可能な長さの停電時間より短く、かつAC電源の電圧検知の確定時間より長い場合となる。
FIG. 11 shows a time chart in the conventional AC power supply voltage detection method in which shutdown occurs at the end of the power failure described above. FIG. 11 is a time chart when a power failure occurs while the AC power supply is operating in the 200V system. When the voltage from the AC power supply is input, the
一方、図7は本発明のAC電源の電圧検知制御における停電発生時のタイムチャートである。上記の図11のタイムチャートと同じ時刻対応するものは同じ番号を付す。時刻t1まではAC電源の電圧として200V系の電圧が入力されているのでZEROX信号が出力されかつACVOLT信号がLowであるため200V系であると判断している。時刻t1で停電が発生するとAC電源からの電圧が入力されないため時刻t2でACVOLT信号がLowからHighに切り替わるが、ZEROX信号が出力されていないのでAC電源の電圧検知の判断結果は変化しない。時刻t4で停電が終了するとZEROX信号が出力されるためAC電源の電圧検知を再度行う。AC電源からの電圧は200V系であるため、停電から復帰後の時刻t6でACVOLT信号がHighからLowに切り替わる。その状態が確定時間連続したら時刻t7で200V系であると判断が確定する。実際は停電前からすでに200V系と判断していたのでTRON信号もOFFのままであるため、シャットダウンは発生せず正常に動作し続ける。 On the other hand, FIG. 7 is a time chart when a power failure occurs in the voltage detection control of the AC power supply of the present invention. Those corresponding to the same time as in the time chart of FIG. 11 are given the same numbers. Until time t1, since a 200V system voltage is input as the AC power supply voltage, the ZEROX signal is output and the ACVOLT signal is Low, so it is determined that the 200V system is used. When a power failure occurs at time t1, the voltage from the AC power supply is not input, so the ACVOLT signal switches from Low to High at time t2, but since the ZEROX signal is not output, the determination result of the AC power supply voltage detection does not change. When the power failure ends at time t4, the ZEROX signal is output, and the voltage detection of the AC power supply is performed again. Since the voltage from the AC power supply is 200V, the ACVOLT signal switches from High to Low at time t6 after recovery from the power failure. If the state continues for a fixed time, the determination is determined as being 200V system at time t7. Actually, since it was already determined that the system is 200V before the power failure, the TRON signal remains OFF, so that the shutdown does not occur and continues to operate normally.
このように、AC電源からの電圧のゼロクロスを検知するZEROX信号によってAC電源からの電圧の入力有無を検知しながらAC電源からの電圧を検知するACVOLT信号によってAC電源の電圧値を判断する。これにより、停電をAC電源電圧の変動と誤判断することを防ぐことができ、上述したようなユニバーサル電源のシャットダウン等の状態にはならない。なお、本実施例ではAC電源からの電圧の入力有無検知回路としてゼロクロス検知回路を使用していたが、これに限定するものではなく、AC電源電圧の入力を確認できる回路であればよい。 As described above, the voltage value of the AC power supply is determined based on the ACVOLT signal that detects the voltage from the AC power supply while detecting whether or not the voltage is input from the AC power supply based on the ZEROX signal that detects the zero crossing of the voltage from the AC power supply. As a result, it is possible to prevent a power outage from being erroneously determined as a fluctuation in the AC power supply voltage, and the universal power supply is not shut down as described above. In this embodiment, the zero cross detection circuit is used as the voltage input presence / absence detection circuit from the AC power supply. However, the present invention is not limited to this, and any circuit that can confirm the input of the AC power supply voltage may be used.
以上説明したように、本実施例によれば、ユニバーサル電源において、AC電源からの電圧の供給が停止しても、入力電圧を誤検知することなく正しく動作することが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, even when the supply of voltage from the AC power supply is stopped, the universal power supply can operate correctly without erroneously detecting the input voltage.
(実施例2)
本実施例における画像形成装置およびユニバーサル電源の構成は上記実施例1と同様であり、その説明は省略する。通常、停電の発生前後でAC電源からの電圧は変わらないと思われるが、AC電源の状況は様々であり、停電後にAC電源からの電圧が変化している可能性もある。例えば本来は200V系の電圧であるが、AC電源のラインインピーダンスが高いうえに、かつ、多くの負荷が接続された状況であれば実際の入力電圧が100V系の範囲にまで電圧降下してしまっていることもある。このような状況で停電が発生すると停電前は100V系の電圧範囲で、停電から復帰時に200V系の電圧に戻っていることが想定できる。このような場合、上記実施例1では停電前に100V系であると判断して倍電圧整流に切り替え、停電終了時にもそのまま倍電圧整流となっており、平滑コンデンサ213、214の夫々に200V系の電圧が印加されてしまい保護回路215が過電圧を検知してシャットダウンが発生する。
(Example 2)
The configurations of the image forming apparatus and the universal power supply in the present embodiment are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. Normally, the voltage from the AC power source does not seem to change before and after the occurrence of a power failure, but the status of the AC power source varies, and the voltage from the AC power source may change after the power failure. For example, although it is originally a 200V system voltage, if the line impedance of the AC power supply is high and many loads are connected, the actual input voltage drops to the 100V system range. Sometimes. If a power failure occurs in such a situation, it can be assumed that the voltage is in the 100V system voltage range before the power failure and that the voltage has returned to the 200V system upon recovery from the power failure. In such a case, in the first embodiment, it is determined that the system is a 100V system before the power failure, and the switching to the voltage doubler rectification is performed. The
そこで、本実施例では、ZEROX信号により停電を検知したらACVOLT信号の論理に関わらずAC電源からの電圧の判断結果を強制的に200V系とし、24V用の電源203の整流回路210を全波整流に切り替え、保護回路215によるシャットダウンの発生を回避することを特徴とする。
Therefore, in this embodiment, when a power failure is detected by the ZEROX signal, the determination result of the voltage from the AC power supply is forcibly set to 200 V regardless of the logic of the ACVOLT signal, and the
図8に本実施例の制御動作のフローチャートを示す。基本的なフローは上記実施例1と同様であるので異なる個所のみ説明する。停電によりZEROX信号の出力が確認できなくなったら(ステップS201のNO)、ステップS403に移行してAC電源からの電圧が200V系と強制的に判断しTRON信号をOFFして双方向サイリスタ212をOFFして全波整流に切り替える。ZEROX信号が出力されない期間はこの制御ループが動作し、全波整流であり続ける。停電が終了しAC電源からの電圧が入力されるとZEROX信号が出力されるため、AC電源の電圧検知を改めて行い、その結果に応じて整流回路210を切り替える(ステップS401〜S405)。これにより、停電からの復帰時には常に全波整流になっているため平滑コンデンサ213、214に過電圧が印加される懸念はなくなり、保護回路215によるシャットダウンは発生しない。
FIG. 8 shows a flowchart of the control operation of this embodiment. Since the basic flow is the same as that of the first embodiment, only different points will be described. If the output of the ZEROX signal cannot be confirmed due to a power failure (NO in step S201), the process proceeds to step S403 to forcibly determine that the voltage from the AC power supply is 200V system, and the TRON signal is turned off to turn off the
図9は停電前のAC電源電圧は100V系で停電後のAC電源電圧は200V系というような停電が発生した時のタイムチャートである。上記実施例1と同じ時刻は同じ番号を付している。最初、100V系のAC電源からの電圧が入力されている時はTRON信号がONして倍電圧整流になっている。時刻t1で停電となりZEROX信号が出力しなくなったことを時刻t8で検知するとAC電源電圧は200V系になったと強制的に判断し、TRON信号をOFFして全波整流に切り替える。そして時刻t4で停電が終了するが、今度はAC電源からの電圧は200V系が入力される。しかし、すでに全波整流に切り替えているため正常に動作し続ける。そしてZEROX信号が出力され始めるためAC電源電圧検知が改めて行われ、時刻t7で200V系と判断を確定するが、すでに全波整流となっているので正常に動作を継続することができる。 FIG. 9 is a time chart when a power failure occurs such that the AC power supply voltage before the power failure is 100V and the AC power supply voltage after the power failure is 200V. The same time as the first embodiment is given the same number. Initially, when a voltage from a 100V AC power supply is input, the TRON signal is turned on to double voltage rectification. When it is detected at time t8 that a power failure has occurred at time t1 and the ZEROX signal is no longer output, it is forcibly determined that the AC power supply voltage has become 200V, and the TRON signal is turned off to switch to full-wave rectification. Then, the power failure ends at time t4, but this time, the voltage from the AC power supply is input to the 200V system. However, since it has already switched to full wave rectification, it continues to operate normally. Then, since the ZEROX signal starts to be output, the AC power supply voltage detection is performed again, and the determination of the 200V system is confirmed at time t7. However, since full-wave rectification has already been performed, the operation can be continued normally.
以上、説明したように、本実施例によれば、ユニバーサル電源において、AC電源からの電圧の供給が停止しても、入力電圧を誤検知することなく正しく動作することができる。また、停電を検知したら24V用の電源の整流回路を全波整流に強制的に切り替えることで、停電からの復帰後にAC電源からの電圧が100V系/200V系のどちらであってもシャットダウンを発生させないことが可能となる。 As described above, according to this embodiment, even if the supply of voltage from the AC power supply is stopped, the universal power supply can operate correctly without erroneously detecting the input voltage. Also, when a power failure is detected, the rectifier circuit of the 24V power supply is forcibly switched to full-wave rectification, so that a shutdown occurs regardless of whether the voltage from the AC power supply is 100V / 200V after recovery from the power failure. It is possible not to let it.
201 商用交流電源
202 3.3V用の電源
203 24V用の電源
204 CPU
217 AC電源電圧検知回路
218 ゼロクロス検知回路
201 Commercial
217 AC power supply
Claims (12)
前記商用交流電源からの電圧の入力の有無を検知する入力有無検知手段と、
前記電圧検知手段の検知結果に応じて倍電圧整流と全波整流を切り換えて、前記交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと、を有し、
前記入力有無検知手段の検知結果と前記電圧検知手段の検知結果から前記商用交流電源から入力される交流電圧の値を判断する判断手段と、
前記商用交流電源からの前記交流電圧が入力されない状態になった場合に、前記コンバータは、前記判断手段の判断結果に応じて前記全波整流と前記倍電圧整流を切り替えることを特徴とする電源装置。 Voltage detection means for detecting an AC voltage input from a commercial AC power supply;
Input presence / absence detection means for detecting presence / absence of voltage input from the commercial AC power supply
A converter that switches between double voltage rectification and full wave rectification according to the detection result of the voltage detection means, and converts the AC voltage into a DC voltage.
Judgment means for judging the value of the AC voltage input from the commercial AC power source from the detection result of the input presence / absence detection means and the detection result of the voltage detection means;
When the AC voltage from the commercial AC power supply is not input, the converter switches between the full-wave rectification and the voltage doubler rectification according to the determination result of the determination means. .
前記画像形成手段を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段に電力を供給するための電源と、を備え、
前記電源は、
商用交流電源から入力される交流電圧を検知する電圧検知手段と、
前記商用交流電源からの電圧の入力の有無を検知する入力有無検知手段と、
前記電圧検知手段の検知結果に応じて倍電圧整流と全波整流を切り換えて、前記交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと、を有し、
前記入力有無検知手段の検知結果と前記電圧検知手段の検知結果から前記商用交流電源から入力される交流電圧の値を判断する判断手段と、
前記商用交流電源からの前記交流電圧が入力されない状態になった場合に、前記コンバータは、前記判断手段の判断結果に応じて前記全波整流と前記倍電圧整流を切り替えることを特徴とする画像形成装置。 An image forming means for forming an image on a recording material;
Driving means for driving the image forming means;
A power source for supplying power to the driving means,
The power supply is
Voltage detection means for detecting an AC voltage input from a commercial AC power supply;
Input presence / absence detection means for detecting presence / absence of voltage input from the commercial AC power source;
A converter that switches between double voltage rectification and full wave rectification according to the detection result of the voltage detection means, and converts the AC voltage into a DC voltage.
Judgment means for judging the value of the AC voltage input from the commercial AC power source from the detection result of the input presence / absence detection means and the detection result of the voltage detection means;
When the AC voltage from the commercial AC power supply is not input, the converter switches between the full-wave rectification and the voltage doubler rectification according to a determination result of the determination unit. apparatus.
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