JP2017085683A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 オプションユニット２−ｉに遮断回路を設けずに、各オプションユニット２−ｉを有限電源規制に適合させる。
【解決手段】 主電源装置１１は、主電源装置１１の出力電流が所定値を超えたことを検出する過電流検出回路２２と、過電流検出回路２２により主電源装置１１の出力電流が所定値を超えたことが検出された場合、電力出力部２１からの電源電流の出力を停止させる制御部２３とを備える。各オプションユニット２−ｉにおいて、過電流検出回路３２は、当該オプションユニット２−ｉへの供給電流が所定値を超えたことを検出した場合、所定の検出信号を主電源装置１１へ送信する。主電源装置１１の制御部２３は、いずれかのオプションユニット２−ｉからの所定の検出信号が主電源装置１１において検出されると、電力出力部２１からの電源電流の出力を停止させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

ある電源供給装置は、オプション機ごとに、電流検出回路および遮断回路を備えており、あるオプション機に対する電流検出回路により検出される電流値が定格値を超えると、そのオプション機に対する遮断回路によりそのオプション機への電源供給を遮断している（例えば特許文献１参照）。

図４は、画像形成装置の一例を示すブロック図である。

図４に示す画像形成装置では、本体ユニット１０１に対してオプションユニット１０２−ｉ（ｉ＝１，・・・，Ｎ）が接続されており、本体ユニット１０１の主電源装置１１１が、商用電源の交流電力を直流電力へ変換し、その直流電力を本体ユニット１０１の本体駆動部１１２、各オプションユニット１０２−ｉのオプション駆動部１３１に供給している。本体駆動部１１２は、本体ユニット１０１内の負荷であり、オプション駆動部１３１は、各オプションユニット１０２−ｉ内の負荷である。

各オプションユニット１０２−ｉには、過電流検出回路１３２および遮断回路１３３が設けられており、過電流検出回路１３２が、オプション駆動部１３１に供給される電流が、そのオプションユニット１０２−ｉの定格を超えたことを検出すると、遮断回路１３３によってオプション駆動部１３１への電流が遮断される。

また、主電源装置１１１には、過電流検出回路１２１が設けられている。過電流検出回路１２１は、本体ユニット１０１およびすべてのオプションユニット１０２−１〜１０２−Ｎに対して出力される電流が所定値を超えた場合、主電源装置１１１からの電流の出力を停止する。

特開平１０−７５５２３号公報

画像形成装置などの情報技術機器に搭載されるスイッチング電源装置は、有限電源規制に適合する必要がある。

上述のような画像形成装置の場合、主電源装置１１１の過電流検出回路１２１が過電流を検出しなくても、オプションユニット１０２−ｉへ供給される電流がそのオプションユニット１０２−ｉの定格を超える可能性がある。そのため、画像形成装置を有限電源規制に適合させるためには、図４に示すように、各オプションユニット１０２−ｉに過電流検出回路１３２および遮断回路１３３を設ける必要がある。

しかしながら、各オプションユニット１０２−ｉに過電流検出回路１３２および遮断回路１３３を設けた場合、装置コストが高くなってしまう。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、オプションユニットに遮断回路を設けずに有限電源規制に適合する画像形成装置を得ることを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、１または複数のオプションユニットと、前記１または複数のオプションユニットへ電源電流を出力する主電源装置とを備える。前記主電源装置は、電源電流を出力する電力出力部と、前記主電源装置の出力電流が所定値を超えたことを検出する過電流検出回路と、前記過電流検出回路により前記主電源装置の出力電流が所定値を超えたことが検出された場合、前記電力出力部からの前記電源電流の出力を停止させる制御部とを備える。前記１または複数のオプションユニットは、それぞれ、当該オプションユニットへの供給電流が所定値を超えたことを検出する個別過電流検出回路を備える。前記個別過電流検出回路は、当該オプションユニットへの供給電流が所定値を超えたことを検出した場合、所定の検出信号を前記主電源装置へ送信し、前記主電源装置の前記制御部は、前記１または複数のオプションユニットのうちのいずれかのオプションユニットからの前記所定の検出信号が前記主電源装置において検出されると、前記電力出力部からの前記電源電流の出力を停止させる。

本発明によれば、オプションユニットに遮断回路を設けずに有限電源規制に適合する画像形成装置が得られる。

本発明の上記又は他の目的、特徴および優位性は、添付の図面とともに以下の詳細な説明から更に明らかになる。

図１は、本発明の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２は、図１におけるオプションユニット２−ｉの過電流検出回路３２の構成を示す回路図である。 図３は、図１における主電源装置１１の構成を示す回路図である。 図４は、画像形成装置の一例を示すブロック図である。

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の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に示す画像形成装置は、本体ユニット１と、１または複数のオプションユニット２−１〜２−Ｎ（Ｎ≧１）とを備える。

本体ユニット１は、主電源装置１１および本体駆動部１２を備える。主電源装置１１は、商用電源から電力を供給され、本体駆動部１２および１または複数のオプションユニット２−１〜２−Ｎへ電源電流を出力する。本体駆動部１２は、印刷装置、画像読取装置、操作パネルなどの内部装置、およびその内部装置を制御するための制御回路を備える。

オプションユニット２−ｉは、工場出荷時または販売後に本体ユニット１に電気的および機械的に接続され、オプションユニット２−１〜２−Ｎは、画像読取対象の原稿を給紙し本体ユニット１の画像読取装置へ搬送する自動原稿送り器、印刷装置の印刷処理後の印刷物に対して後処理（ソート、ステープリングなど）を実行するフィニッシャーユニット、および印刷用紙を給紙し本体ユニット１の印刷装置へ搬送する給紙ユニットの少なくとも１つを含む。

本体ユニット１における主電源装置１１は、電力出力部２１、過電流検出回路２２、および制御部２３を備える。電力出力部２１は、電源電流を出力する。過電流検出回路２２は、主電源装置１１の出力電流が所定値を超えたことを検出する。制御部２３は、電力出力部２１を制御する制御ＩＣ（Integrated Circuit）などの制御回路であって、過電流検出回路２２により主電源装置１１の出力電流が所定値を超えたことが検出された場合、電力出力部２１からの電源電流の出力を停止させる。

他方、各オプションユニット２−ｉは、オプション駆動部３１および過電流検出回路３２を備える。

オプション駆動部３１は、当該オプションユニット２−ｉの機能のため内部装置、およびその内部装置を制御するための制御回路を備える。過電流検出回路３２は、当該オプションユニット２−ｉへの供給電流が所定値（例えばオプションユニット２−ｉの定格電流）を超えたことを検出する。

過電流検出回路３２は、当該オプションユニット２−ｉへの供給電流が所定値を超えたことを検出した場合、所定の検出信号を本体ユニット１の主電源装置１１へ送信する。

なお、各オプションユニット２−ｉは、上述の検出信号に従って供給電流を遮断する遮断回路を備えない。

主電源装置１１の制御部２３は、オプションユニット２−１〜２−Ｎのうちのいずれかのオプションユニット２−ｉからの所定の検出信号が主電源装置１１において検出されると、電力出力部２１からの電源電流の出力を停止させる。

図２は、図１におけるオプションユニット２−ｉの過電流検出回路３２の構成を示す回路図である。

過電流検出回路３２は、電流検出抵抗Ｒｓ、差動増幅回路４１、基準電圧回路４２、および比較器４３を備える。電流検出抵抗Ｒｓは、オプション駆動部３１への電力線に挿入されている。差動増幅回路４１は、抵抗Ｒｃ〜Ｒｅおよびオペアンプで構成されており、電流検出抵抗Ｒｓの一端の電位と電流検出抵抗Ｒｓの他端の電位との差（つまり電流検出抵抗Ｒｓの両端電圧）を所定の増幅率で増幅する。基準電圧回路４２は、抵抗Ｒａ，Ｒｂによる分圧回路であって、電力線の電源電圧から基準電圧Ｖｒｅｆを生成する。比較器４３は、差動増幅回路４１の出力電圧と基準電圧回路４２の出力電圧とを比較し、両者の一方が他方より大きい場合には出力電圧をハイレベルとし両者の一方が他方より小さい場合には出力電圧をローレベルとして上述の検出信号を生成する。なお、基準電圧Ｖｒｅｆは、上述の供給電流の上限値Ｉｒｅｆ、電流検出抵抗Ｒｓの抵抗値Ｒ、および差動増幅回路４１の増幅率Ａに基づいて、Ｉｒｅｆ×Ｒ×Ａで得られる値に設定される。

ここでは、検出信号は、当該オプションユニット２−ｉへの供給電流が所定値を超えているときにハイレベルを示し当該オプションユニット２−ｉへの供給電流が所定値を超えていないときにローレベルを示す２値信号である。

さらに、複数のオプションユニット２−ｉの過電流検出回路３２から送信された検出信号を合成する合成回路が本体ユニット１に設けられる。ここでは、この合成回路として論理和回路ＯＲが設けられる。論理和回路ＯＲは、複数のオプションユニット２−ｉの検出信号の論理和を演算し、演算結果を合成検出信号として主電源装置１１へ出力する。主電源装置１１の制御部２３は、主電源装置１１において合成検出信号の値がハイレベルであることが検出されると、電力出力部２３からの電源電流の出力を停止させる。

図３は、図１における主電源装置１１の構成を示す回路図である。図３に示す主電源装置１１は、スイッチング電源回路であって、商用電源から得られる交流電力をダイオードブリッジＤＢおよびキャパシターＣ１で整流平滑し、整流平滑後の直流電力を、ＤＣ／ＤＣコンバーター部分で定格電圧（例えば２４ボルト）へ降圧し出力する。

ＤＣ／ＤＣコンバーター部分において、ダイオードブリッジＤＢおよびキャパシターＣ１の一端が、トランスＴＲの１次側巻線の一端に接続され、トランスＴＲの１次側巻線の他端にスイッチング素子Ｑ１の一方のスイッチ用端子（ここではドレイン）が接続されている。なお、スイッチング素子Ｑ１にはＮチャネルのＦＥＴ（Field Effect Transistor）が使用されている。また、トランスＴＲの１次側巻線には、抵抗Ｒ１１、ダイオードＤ１およびキャパシターＣ１１によるスナバー回路が設けられている。

トランスＴＲの２次側には、ダイオードＤ２およびキャパシターＣ２による整流平滑回路が設けられている。

制御部２３は、制御信号を、抵抗Ｒ１４を介してスイッチング素子Ｑ１の制御端子に供給して、スイッチング素子Ｑ１をオンオフ制御する。比較回路２４は、整流平滑後の２次側電圧（つまり出力電圧）を検出し、基準電圧と比較し、比較結果を制御部２３に通知する。制御部２３は、２次側電圧が基準電圧となるようにデューティを調節してスイッチング素子Ｑ１をオンオフ制御する。また、トランスＴＲの別の巻線には整流回路２５が接続されており、整流平滑回路２５が電源として制御部２３に接続されている。

また、スイッチング素子Ｑ１の他方のスイッチ用端子（ここではソース）には、電流検出抵抗Ｒ１２の一端が接続されており、電流検出抵抗Ｒ１２の他端は、ダイオードブリッジＤＢおよびキャパシターＣ１の他端に接続されている。そして、電流検出抵抗Ｒ１２には、抵抗Ｒ１３およびキャパシターＣ１３による保護用のハイカットフィルターが接続され、ハイカットフィルターの出力電圧が制御部２３によって検出されており、制御部２３は、検出された出力電圧が２次側の出力電流の所定の電流値に対応する基準電圧値を超えると、スイッチング素子Ｑ１をオフ状態とし停止させる。なお、電流検出抵抗Ｒ１２には保護用のツェナーダイオードＺＤが設けられている。

さらに、トランスＴＲの２次側の整流平滑回路の出力側には、スイッチング素子Ｑ２、保護用抵抗Ｒ２、およびフォトカプラーＰＣ１の発光側素子の直列回路が接続されている。スイッチング素子Ｑ２は、信号線の電圧レベル（ここでは、合成検出信号の電圧レベル）に応じてオンオフ動作する。

また、制御部２３の過電流検出用端子（つまり、上述のハイカットフィルターの接続位置）には、フォトカプラーＰＣ１の受光側素子および保護用の抵抗Ｒ１５の直列回路が接続されており、信号線の電圧レベルが１次側へ伝達され、信号線の電圧レベル（ここでは、合成検出信号の電圧レベル）に対応する電圧がこの過電流検出用端子に印加される。フォトカプラーＰＣ１は、発光側素子と受光側素子とを備え、発光側素子と受光側素子とが光結合されている。

オプションユニット２−ｉのいずれかの検出信号がハイレベルになると、合成検出信号がハイレベルとなり、フォトカプラーＰＣ１の受光側素子がオン状態となり、過電流検出用端子の電圧が、上述の２次側出力電流の過電流検出のための基準電圧値を超える。そのため、制御部２３は、オプションユニット２−ｉのいずれかにおいて過電流が検出されると、２次側出力電流が過電流となった場合と同様に、スイッチング素子Ｑ１の動作を停止させるように動作する。

なお、トランスＴＲの１次側巻線および２次側巻線、スナバー回路、スイッチング素子Ｑ１、２次側の整流平滑回路などが電力出力部２１に相当する。また、電流検出抵抗Ｒ１２、フォトカプラーＰＣ１、スイッチング素子Ｑ２などが過電流検出回路２２に相当する。

つまり、制御部２３は、トランスＴＲによって、トランスＴＲの２次側から絶縁されているため、フォトカプラーＰＣ１の発光側素子は、トランスＴＲの２次側の電力で、合成出力信号のレベルに応じて駆動され、制御部２３は、フォトカプラーＰＣ１の受光側素子から得られる合成出力信号の値がハイレベルであることが検出されると、電力出力部２１からの電源電流の出力を停止させる。

次に、上記画像形成装置の動作について説明する。

図１〜図３に示す画像形成装置において、複数のオプションユニット２−１〜２−Ｎに対して、それぞれ、定格電流が決定されている。いずれかのオプションユニット２−ｉにおいて、過電流が発生すると、そのオプションユニット２−ｉにおける過電流検出回路３２は、その過電流を検出し、検出信号をハイレベルにする。その検出信号は、合成検出信号として論理和回路ＯＲから主電源装置１１へ供給される。

主電源装置１１では、その合成検出信号がハイレベルになると、上述のように、制御部２３は、その過電流を検出し、電力出力部２１のスイッチング素子Ｑ１の動作を停止させる。これにより、主電源装置１１から複数のオプションユニット２−１〜２−Ｎへの電力供給が停止する。

例えば、主電源装置１１の定格出力電圧が２４ボルトであり、本体駆動回路１２の定格電流が６アンペアであり、自動原稿送り器であるオプションユニット２−１の定格電流が２アンペアであり、フィニッシャーユニットであるオプションユニット２−２の定格電流が３アンペアであり、給紙ユニットであるオプションユニット２−３の定格電流が３アンペアである場合、主電源装置１１の定格電流は１４アンペアになる。このような主電源装置１１において出力電流が過電流として検出される電流値を１６アンペアに設定すると、装置全体としては、有限電源規制（皮相電力を２４０ＶＡ以下とすること）を満たさないため、オプションユニット２−ｉに対して個別的に電流制限を行う必要がある。このため、いずれかのオプションユニット２−ｉ（ｉ＝１，２，３）で過電流が検出された場合、上述のように、本体ユニット１の主電源装置１１によって、電力供給を停止させて電流制限を行う。

以上のように、上記実施の形態によれば、主電源装置１１は、電源電流を出力する電力出力部２１と、主電源装置１１の出力電流が所定値を超えたことを検出する過電流検出回路２２と、過電流検出回路２２により主電源装置１１の出力電流が所定値を超えたことが検出された場合、電力出力部２１からの電源電流の出力を停止させる制御部２３とを備える。１または複数のオプションユニット２−ｉは、それぞれ、当該オプションユニット２−ｉへの供給電流が所定値を超えたことを検出する過電流検出回路３２を備える。過電流検出回路３２は、当該オプションユニット２−ｉへの供給電流が所定値を超えたことを検出した場合、所定の検出信号を主電源装置１１へ送信し、主電源装置１１の制御部２３は、１または複数のオプションユニット２−ｉのうちのいずれかのオプションユニット２−ｉからの所定の検出信号が主電源装置１１において検出されると、電力出力部２１からの電源電流の出力を停止させる。

これにより、オプションユニット２−ｉに遮断回路を設けずに画像形成装置が有限電源規制に適合する。

なお、上述の実施の形態に対する様々な変更および修正については、当業者には明らかである。そのような変更および修正は、その主題の趣旨および範囲から離れることなく、かつ、意図された利点を弱めることなく行われてもよい。つまり、そのような変更および修正が請求の範囲に含まれることを意図している。

例えば、上記実施の形態において、複数のオプションユニット２−１〜２−Ｎから出力される検出信号を別々にＣＰＵ（Central Processing Unit）などのコントローラーに供給し、コントローラーによってその検出信号に基づいて過電流が発生したオプションユニット２−ｉを特定し、特定したオプションユニット２−ｉの利用を禁止するようにしてもよい。

また、上記実施の形態において、トランスＴＲの２次側に大容量のスイッチング素子を設け、合成検出信号に基づいて、そのスイッチング素子を制御し、いずれかのオプションユニット２−ｉで過電流が検出された場合、そのスイッチング素子でトランスＴＲの２次側を短絡させ、主電源装置１１の出力電流を強制的に過電流にし、１次側において、制御部２３に、その過電流を検出させて、電力出力部２１を停止させるようにしてもよい。この場合、抵抗Ｒ１５、フォトカプラーＰＣ１、スイッチング素子Ｑ２、および抵抗Ｒ２は特に必要ない。

本発明は、例えば、オプションユニットを装着可能な画像形成装置に適用可能である。

２−１〜２−Ｎ オプションユニット
１１ 主電源装置
２１ 電力出力部
２２ 過電流検出回路
２３ 制御部
３２ 過電流検出回路（個別過電流検出回路の一例）
ＯＲ 論理和回路（合成回路の一例）
ＰＣ１ フォトカプラー

Claims (5)

1. １または複数のオプションユニットと、
   前記１または複数のオプションユニットへ電源電流を出力する主電源装置とを備え、
   前記主電源装置は、電源電流を出力する電力出力部と、前記主電源装置の出力電流が所定値を超えたことを検出する過電流検出回路と、前記過電流検出回路により前記主電源装置の出力電流が所定値を超えたことが検出された場合、前記電力出力部からの前記電源電流の出力を停止させる制御部とを備え、
   前記１または複数のオプションユニットは、それぞれ、当該オプションユニットへの供給電流が所定値を超えたことを検出する個別過電流検出回路を備え、
   前記個別過電流検出回路は、当該オプションユニットへの供給電流が所定値を超えたことを検出した場合、所定の検出信号を前記主電源装置へ送信し、
   前記主電源装置の前記制御部は、前記１または複数のオプションユニットのうちのいずれかのオプションユニットからの前記所定の検出信号が前記主電源装置において検出されると、前記電力出力部からの前記電源電流の出力を停止させること、
   を特徴とする画像形成装置。
2. 前記複数のオプションユニットの前記個別過電流検出回路から送信された前記検出信号を合成する合成回路をさらに備え、
   前記検出信号は、当該オプションユニットへの供給電流が所定値を超えているときにハイレベルを示し当該オプションユニットへの供給電流が所定値を超えていないときにローレベルを示す２値信号であり、
   前記合成回路は、前記複数のオプションユニットの前記個別過電流検出回路から送信された前記検出信号の論理和を演算し、前記論理和を示す合成検出信号を送信し、
   前記主電源装置の前記制御部は、前記主電源装置において前記合成検出信号の値がハイレベルであることが検出されると、前記電力出力部からの前記電源電流の出力を停止させること、
   を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 発光側素子と受光側素子とを備え前記発光側素子と前記受光側素子とが光結合されているフォトカプラーをさらに備え、
   前記主電源装置は、スイッチング電源回路であり、
   前記電力出力部は、トランスと、前記トランスの１次側に接続されたスイッチング素子と、前記トランスの２次側に接続され前記電源電流を出力する整流平滑回路とを備え、
   前記制御部は、前記トランスによって、前記トランスの２次側から絶縁されており、
   前記フォトカプラーの前記発光側素子は、前記トランスの２次側の電力で、前記合成出力信号のレベルに応じて駆動され、
   前記制御部は、前記フォトカプラーの前記受光側素子から得られる前記合成出力信号の値がハイレベルであることが検出されると、前記電力出力部からの前記電源電流の出力を停止させること、
   を特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記１または複数のオプションユニットは、前記検出信号に従って供給電流を遮断する遮断回路を備えないことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
5. 前記複数のオプションユニットは、自動原稿送り器、フィニッシャーユニット、および給紙ユニットの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。

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