JP2017021234A - 電源装置と画像形成装置及び切替リレーの異常判断方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】商用電源6から交流入力がある間は、制御部70が切替リレー62,63を交流電源6側の第一の切替状態にして、その交流電力を主電源64等に供給する。停電が発生すると、電圧検出回路61の検出信号がなくなり、制御部70がそれを検知して切替リレー62,63をインバータ52側の第二の切替状態に切り替え、キャパシタユニット50に蓄電された電力をインバータ52で交流に変換して、主電源64等に供給する。その状態で、機器の耐力時間が所定時間以上ある動作状態になると、制御部70が切替リレー62,63をその耐力時間を超えない時間だけ第一の切替状態に戻し、ゼロクロス検出回路65からゼロクロス信号が出力されて給電を検出した場合に、切替リレー62,63に溶着故障があると判断する。
【選択図】 図2
Description
また、このような電源装置に、商用電源による電力を蓄電する蓄電池を備え、商用電源の停電時には電力供給電源を商用電源から蓄電池に切り替えて、停電時の継続動作を可能にすることが、既に知られている(例えば、特許文献1参照)。
図1は、この発明を実施した電源装置を備えた画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。この図1に示す画像形成装置1は、商用電源から給電を受ける機器であり、この実施形態では、複写機能とプリンタ機能、およびファクシミリ機能等を有するデジタル複合機(「MFP」とも称す)である。そのため、装置本体に相当するプリンタユニット40上に、書き込みユニット30、画像読取装置20、および自動原稿送り装置(「ADF」と略称する)10が、順次重なって搭載されている。
プリンタユニット40内の下方部には、それぞれ外部へ引き出し可能な二段の給紙カセット41A,41Bと、それに積載された用紙を一枚ずつ送り出す給紙ローラを有する給紙部42A,42Bが設けられている。さらに、その給紙部42A,42Bによって送り出された用紙を上方へ搬送する搬送部43が設けられている。
そして、感光体ドラム44の下部外周面に接するように転写搬送ベルト47が配置され、その搬送方向下流側に定着装置48が設けられ、その排紙経路の外部に排紙トレイ49を備えている。
さらに、ファクシミリ機能を有する場合には、ファクシミリ通信部としてのモデムも備えている。
電源装置60は、商用電源から給電を受けて、上述した各負荷等及びコントローラに、交流電力又はそれを所定の直流電圧に変換して供給する。
この画像形成装置1による画像形成の流れを、複写モードの場合を例に図1を用いて簡単に説明する。
プリンタユニット40内の感光体ドラム44は矢示方向に回転し、帯電器45によって外周面が一様に帯電された後、書き込みユニット30からの光情報で露光されて静電潜像を形成する。
トナー像が転写された用紙は、転写搬送ベルト47によって定着装置48へ搬送され、その定着装置48を通過する際に加熱及び加圧されてトナー像が定着され、その後、機外の排紙トレイ49上へ排出される。
この図2に示す電源装置60は、商用電源6から給電を受け、一対の切替リレー62,63を介して、主電源64に交流電力を供給するとともに、スイッチング回路66を介して、前述した定着装置48内の定着ヒータ83にも交流電力を供給する。
主電源64は、供給される交流をトランスで降圧して整流・平滑し、負荷に適した所定電圧、この例では24V及び5Vの直流電圧を生成する。そして、24Vの直流を24V系負荷81に、5Vの直流を5V系負荷82及び制御部70に、それぞれ供給する。
また、温度センサ84によって定着温度を検出し、その検出信号を制御部70に入力する。
この実施形態では、そのゼロクロス検出回路65を、切替リレー62,63の溶着故障の検出用にも使用する。その詳細は後述する。
停電が解消して商用電源6が復帰すると、電圧検出回路61が電圧検出信号を出力して制御部70へ入力させるため、制御部70は商用電源6からの交流入力が再開したと判断し、切替リレー62,63を商用電源6を電力供給源とする第一の切替状態に切り替える。
制御部70は、上記の期間にゼロクロス信号が入力されなければ、給電されていないので切替リレー62,63が正常と判断し、ゼロクロス信号が入力されれば、給電されているので切替リレー62,63が溶着故障していると判断する。その場合は、異常処理及び異常通知処理などを行う。
この電源装置60によれば、切替リレー62,63の溶着故障を予め把握することができるので、キャパシタユニット(蓄電池)50の蓄電残量が少なくなった時点でシャットダウン処理を行うことができる。そのため、急な電源遮断によって画像形成装置1が故障することを防ぐことができる。
その場合は、画像形成装置1の負荷状態が、耐力時間が所定時間以上ある状態であると制御部70が判断した後、その耐力時間を超えない時間だけ切替リレー62,63を一時的に第二の状態に切り替える。このときインバータ52は動作を停止される。
そして、制御部70が、ゼロクロス信号の入力の有無によって切替リレー62,63の異常判断を行う。すなわち、ゼロクロス信号の入力がなければ給電されなくなったので、切替リレー62,63が正常であり、ゼロクロス信号が入力していれば給電され続けているため、切替リレー62,63が溶着故障していると判断する。
図3は、画像形成装置の動作状態、商用電源6からのAC入力電圧の状態に応じた切替信号(切替リレー62,63の切替状態に対応する)、インバータ52の出力状態、主電源装置への供給電力状態、及びDC負荷への電源供給状態を示している。そして、横軸に時間を、縦軸に各ポイントの活電状況を示している。
このとき供給電力に10ms程度の瞬断が発生するが、主電源64は、通常その程度の電力瞬断に対する耐力時間は確保しており、画像形成装置1の動作自体になんら影響を与えることはない。
ここで、スリープモード中に故障検出を実施している理由について説明する。
この例では、故障検出をスリープモード中に実施したが、待機モード中や調整モード中等でも、通常の動作モード中より負荷が小さく、故障検出の時間Tsより長い耐力時間を確保できる動作モードであればよく、スリープモード中に限定するものではない。
停電発生時には、画像形成装置等の機器の動作に係わらず切替リレーの切替を行う必要があるため、突入電流等の過大電流が発生するタイミングで切替リレーが切り替えられ、故障に至る可能性が高い。そのため、上述した故障検出処理を実施する必要がある。
したがって、この電源装置60を搭載することにより、通常の使われ方による切替リレーの故障について全て対応することができ、画像形成装置等の搭載装置の信頼性を向上させることが可能になる。
その場合は、商用電源6が正常で、画像形成装置1がスリープモード等の軽負荷状態のときに、インバータ52の出力をオフにし、切替リレー62,63を耐力時間を超えない時間だけ一時的にインバータ出力側の第二の切替状態にして実施する。そのとき、給電が継続しているとゼロクロス信号が発生しており、それによって、切替リレー62,63の異常(商用電源側への溶着故障)を判断することができる。
この処理の追加により、不慮のリレー故障についても検出可能となり、更に信頼性を向上させることが可能になる。
画像形成装置1の電源スイッチがONになると、マイクロコンピュータを有する制御部70が図4のフローチャートに示す処理を開始する。
制御部70は、ステップS1の切替状態確認で、切替リレー62,63が商用電源側の第一の切替状態にあることを確認し、その後ステップS2で停電を検知すると、ステップS3で切替リレー62,63を切替処理して蓄電池側の第二の切替状態にする。
そして、制御部70はステップS6で、ゼロクロス検出回路65からのゼロクロス信号の有無により交流給電の有無をチェックし、ゼロクロス信号が無ければ正常と判断し、ステップS7で切替リレー62,63を蓄電池側の第二の切替状態に戻す。
制御部70は、ステップS6でゼロクロス信号がある場合は異常と判断し、ステップS10で切替リレー62,63を蓄電池側の第二の切替状態に戻す。しかし、この場合は切替リレー62,63は第二の切替状態に溶着した故障状態になっている。
そして、この処理を修了するが、この場合は異常終了であり、上述の処理を繰り返さない。
上記の処理では、異常検知後に装置のシャットダウン処理を行うようにしたが、これは一例であり、故障波及を最小減にとどめるようにすることができればよく、異常検知時の装置制御を限定するものではない。
また、この発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に記載された技術的特徴を有する以外は、何ら限定されないことは言うまでもない。
たとえば、この発明による電源装置における蓄電手段はキャパシタユニットに限るものではなく、種々のタイプの二次電池(蓄電池)を使用し得る。また、画像形成装置全体を制御する制御部(コントローラ)が電源装置の制御部を兼ねる例を説明したが、電源装置に専用の制御部を設けてもよい。
この発明による電源装置を搭載する機器は、画像形成装置に限るものではなく、各種の事務機器、AV機器、通信機器など広範な電子機器を対象とする。
さらに、以上説明してきた実施形態の構成例、動作例及び変形例等は、適宜変更又は追加したり一部を削除してもよく、相互に矛盾しない限り任意に組み合わせて実施することも可能である。
20:画像読取装置 30:書き込みユニット 40:プリンタユニット
41A,41B:給紙カセット 42A,42B:給紙部 43:搬送部
44:感光体ドラム 47:転写搬送ベルト 48:定着装置 49:排紙トレイ
50:キャパシタユニット(蓄電池) 51:充電器 52:インバータ
60:電源装置 61:電圧検出回路 62,63:切替リレー 64:主電源
65:ゼロクロス検出回路 66:スイッチング回路 70:制御部
81:24V系負荷 82:5V系負荷 83:定着ヒータ 84:温度センサ
Claims (7)
- 商用電源から給電を受ける機器に搭載される電源装置であって、
前記商用電源による電力を蓄電する蓄電手段と、
電力供給源を前記商用電源と前記蓄電手段との間で切り替える切替リレーと、
前記商用電源からの交流入力の有無を判断し、該交流入力が有るときは前記商用電源を電力供給源とする第一の切替状態にし、該交流入力が無くなったときは前記蓄電手段を電力供給源とする第二の切替状態にするように、前記切替リレーの切替状態を制御する切替制御手段と、
前記機器の負荷状態が、給電が止まっても該機器の動作に影響を与えない耐力時間が所定時間以上ある状態であるか否かを判断する耐力時間判断手段と、
前記切替リレーによって切り替えられた前記商用電源又は前記蓄電手段からの給電を検出する給電検出手段と、
前記切替リレーが前記第二の切替状態にある期間に、前記耐力時間判断手段が前記耐力時間が前記所定時間以上ある状態であると判断した後、前記切替リレーを前記耐力時間を超えない時間だけ前記第一の切替状態に切り替え、その状態で前記給電検出手段が給電を検出した場合に、前記切替リレーに異常があると判断する異常判断手段と、
を備えたことを特徴とする電源装置。 - 前記耐力時間判断手段は、前記機器の動作状況から前記耐力時間が所定時間以上ある状態であるか否かを判断することを特徴とする請求項1に記載の電源装置。
- 前記耐力時間判断手段は、前記機器が通常の動作モードより負荷が小さい動作状況の場合に、前記耐力時間が所定時間以上ある状態であると判断することを特徴とする請求項2に記載の電源装置。
- 前記給電検出手段は、ゼロクロス検出回路による交流電圧のゼロクロス信号によって給電を検出することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の電源装置。
- 前記異常判断手段は、前記切替リレーが前記第一の切替状態にある期間に、前記耐力時間判断手段が、前記耐力時間が前記所定時間以上ある状態であると判断した後、前記蓄電手段による給電を停止させてから、前記切替リレーを前記耐力時間を超えない時間だけ前記第二の切替状態に切り替え、その状態で前記給電検出手段が給電を検出した場合も、前記切替リレーに異常があると判断する手段をさらに有することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の電源装置。
- 請求項1から5のいずれか一項に記載の電源装置を備えた画像形成装置。
- 電力供給源を商用電源と蓄電手段との間で切り替える切替リレーの異常判断方法であって、
前記商用電源からの交流入力の有無を判断し、該交流入力が有るときは前記商用電源を電力供給源とする第一の切替状態にし、交流入力が無くなったときには前記蓄電手段を電力供給源とする第二の切替状態にするように、前記切替リレーの切替状態を制御するステップと、
負荷状態が、給電が止まっても該負荷の動作に影響を与えない耐力時間が所定時間以上ある状態であるか否かを判断するステップと、
前記切替リレーによって切り替えられた前記商用電源又は前記蓄電手段からの給電を検出するステップと、
前記切替リレーが前記第二の切替状態にある期間に、前記耐力時間が前記所定時間以上ある状態であると判断された後、前記切替リレーを前記耐力時間を超えない時間だけ前記第一の切替状態に切り替え、その状態で前記給電を検出した場合に、前記切替リレーに異常があると判断するステップと、
を有することを特徴とする切替リレーの異常判断方法。
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