JP2019101193A - 電源装置、電源制御方法、電源制御プログラム及び画像形成装置 - Google Patents

電源装置、電源制御方法、電源制御プログラム及び画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】例えば、電源装置等の電圧又は電流を出力する電子機器の出力変動を防止する。【解決手段】検知部が、電源回路の出力した電圧又は電流を検知し、制御部が、電圧又は電流の検知信号に応じて、電源回路から出力される電圧又は電流を定電圧制御又は定電流制御するための制御信号を電源回路へ供給する。そして、制御部が、検知部の検知した電圧又は電流が閾値未満の場合、検知信号に応じた制御信号を電源回路へ供給する。また、制御部は、検知部の検知した電圧又は電流が閾値を超える場合、電源回路に対する制御信号の供給を停止する。また、制御部は、電源回路から出力される電圧又は電流を所定の低電圧又は低電流とするための制御信号を電源回路に供給する。これにより、出力変動を防止することができる。【選択図】図4

Description

本発明は、電源装置、電源制御方法、電源制御プログラム及び画像形成装置に関する。
電子写真方式においては、帯電用高圧電源を用いて感光体ドラムを帯電させ、現像用高圧電源を用いて、感光体ドラムの表面に形成されたトナーを付着させる。また、電子写真方式においては、転写用高圧電源を用いて、転写ベルト又はシート状記憶媒体に転写し、分離用高圧電源を用いてシート状記憶媒体をベルトから分離する。
特許文献1(特開2014−180181号公報)には、定電流と定電圧を出力可能な高圧電源が開示されている。また、この特許文献1には、検知した出力電流に基づいて、出力電圧が所定の基準電圧に収まるように電源を駆動制御すること、及び、電圧リミット回路を備えることが開示されている。
しかし、従来の電源装置及び特許文献1に開示されている高圧電源の場合、例えば外乱等で故障した際に、出力電圧が変動し、負荷側の電子機器又は部品等が破損することが考えられる。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、出力変動を防止可能な電源装置、電源制御方法、電源制御プログラム及び画像形成装置の提供を目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、電源回路と、電源回路の出力した電圧又は電流を検知して検知信号を出力する検知部と、検知信号に応じて、電源回路を定電圧制御又は定電流制御するための制御信号を、電源回路へ供給する制御部と、を備える。そして、制御部が、検知部の検知した電圧又は電流が閾値未満の場合、検知信号に応じた制御信号を電源回路へ供給し、検知部の検知した電圧又は電流が閾値を超える場合、電源回路に対する制御信号の供給を停止し、又は、電源回路から出力される電圧又は電流を所定の低電圧又は低電流とするための制御信号を電源回路に供給する。
本発明によれば、出力変動を防止できるという効果を奏する。
図1は、第1の実施の形態の画像形成装置のブロック図である。 図2は、第1の実施の形態の画像形成装置に記憶されている電源制御プログラムを実行することで実現される各機能の機能ブロック図である。 図3は、第1の実施の形態の画像形成装置に設けられている電源装置の要部のハードウェア構成図である。 図4は、第1の実施の形態の画像形成装置における電圧制御動作の流れを示すフローチャートである。 図5は、電圧検出出力であるフィードバック信号を説明するための図である。 図6は、電圧出力変動による電圧のリークを説明するための図である。 図7は、第2の実施の形態の画像形成装置に設けられている電源装置の要部のハードウェア構成図である。 図8は、第2の実施の形態の画像形成装置に設けられている電源制御プログラムを実行することで実現される各機能の機能ブロック図である。 図9は、第2の実施の形態の画像形成装置における電圧制御動作の流れを示すフローチャートである。 図10は、第3の実施の形態の画像形成装置に設けられている電源装置の要部のハードウェア構成図である。 図11は、第3の実施の形態の画像形成装置に設けられている電源制御プログラムを実行することで実現される各機能の機能ブロック図である。 図12は、第3の実施の形態の画像形成装置における電圧制御動作の流れを示すフローチャートである。
(第1の実施の形態)
(ハードウェア構成)
図1は、第1の実施の形態の画像形成装置のブロック図である。この第1の実施の形態の画像形成装置は、例えばプリンタ機能及びスキャナ機能等の複数の機能を備えた複合機(MFP:Multifunction Peripheral)となっている。すなわち、この画像形成装置は、コントローラ1、スキャナエンジン2、プリンタエンジン3、電力装置(PSU:Power Supply Unit)4、搬送ユニット5、及び、操作部6を有している。
コントローラ1は、CPU10、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)11、メモリ12、HDD(Hard Disk Drive)13及びタイマ14を有している。CPU10〜タイマ14は、それぞれバスラインを介して通信可能なように相互に接続されている。
操作部6は、液晶表示部(LCD:Liquid Crystal Display)とタッチセンサとが一体的に形成された、いわゆるタッチパネルとなっている。操作者は、操作部6に表示された操作ボタン(ソフトウェアキー)を接触操作することで、所望の動作を指定する。また、操作部6に隣接してテンキー、スタートボタン、リセットボタン、アプリ切り替えボタン等のハードウェアキーも設けられている。
スキャナエンジン2は、スキャナユニットを制御して、光学的に原稿の読み取りを行う。プリンタエンジン3は、画像書き込みユニットを制御して、例えば転写紙等に画像を印刷する。CPU10は、画像形成装置を統括的に制御する。ASIC11は、いわゆる大規模集積回路(LSI:Large-Scale Integration)となっており、スキャナエンジン2及びプリンタエンジン3で処理する画像に必要な各種の画像処理等を行う。搬送ユニット5は、例えばスキャン駆動時又は印刷時等において、例えば転写紙等のシート状記憶媒体の搬送を行う。
メモリ12は、CPU10が実行する各種アプリケーション、及び、アプリケーションを実行する際に用いられる種々のデータを記憶する。HDD13は、画像データ、各種のプログラム、フォントデータ、及び、各種のファイル等を記憶する。この例の場合、HDD13には、電源制御プログラムが記憶されている。後述するが、CPU10は、電源制御プログラムを実行することで、電圧値が変動した電圧が出力される不都合を防止している。なお、電源制御プログラムは、HDD13以外のメモリ12等の記憶部に記憶してもよい。また、HDD13の代わり又はHDD13と共に、SSD(Solid State Drive)を設けてもよい。
電源装置(PSU)4は、コントローラ1、スキャナエンジン2、プリンタエンジン3、搬送ユニット5及び操作部6に対して電力を供給する。
(電源制御プログラムによる機能)
次に、図2は、CPU10がHDD13等の記憶部に記憶されている電源制御プログラムを実行することで実現される各機能の機能ブロック図である。この図2に示すように、CPU10は、電源制御プログラムを実行することで、電圧制御部21、電圧フィードバック信号取得部(電圧FB信号取得部)22、印刷制御部23、差異調整部24及び異常検知部25の各機能を実現する。電圧制御部21は、制御部の一例である。
(電源装置の要部のハードウェア構成)
図3は、電源装置4の要部のハードウェア構成図である。この図3に示すように、電源装置4は、定電圧制御回路31、直流駆動回路33、トランス34、直流電圧検出部35、直流電圧出力部37、直流電源供給部(DC電源供給部)44、電圧制御信号の入力端子41、及び、電圧フィードバック信号の出力端子51を有している。トランス34は、電源回路の一例である。直流電圧検出部35は、検知部の一例である。
(電圧制御動作の概要)
定電圧制御回路31は、図2に示す電圧制御部21からパルス幅変調信号(PWM信号)の信号形態で供給される、所定の定電圧を示す電圧制御信号と、トランス34で、現在、形成されている直流電圧を示す電圧フィードバック信号とを比較する。そして、定電圧制御回路31は、両信号の差分を示す差分信号を直流駆動回路33に供給する。
直流駆動回路33は、差分信号に対応する電圧を、トランス34の一次巻線に印加する。これにより、トランス34の二次巻線の巻き数に比例した電圧が誘起される。トランス34の二次巻線に誘起された電圧は、電流電圧出力部37を介して図1に点線で示すように、コントローラ1、スキャナエンジン2、プリンタエンジン3、及び、搬送ユニット5等に供給され、各部の駆動電源として用いられる。
一方、直流電圧検出部35は、トランス34により形成された電圧を検出し、電圧フィードバック信号として、定電圧制御回路31に供給すると共に、出力端子51を介して出力する。図2に示す電圧FB信号取得部22は、出力端子51を介して出力された電圧フィードバック信号を取得する。差異調整部24は、取得された電圧フィードバック信号で示される現在の電圧と所定の定電圧との差分に対応するPWM信号形態の電圧制御信号を形成し、入力端子41を介して定電圧制御回路31に供給する。
ここで、図2に示す異常検知部25は、取得された電圧フィードバック信号で示される現在の電圧が、所定以上の電圧であった場合、出力異常を検知する。電圧制御部21は、異常検知部25で出力異常が検知された場合、電圧制御信号の生成を停止する。これにより、定電圧制御回路31、直流駆動回路33及びトランス34による駆動電源の生成動作を停止させることができ、異常電圧により周囲の電子部品又は後段の負荷回路、電子機器等が破損する不都合を防止できる。
(電圧制御動作の詳細)
このような電圧制御動作は、図4のフローチャートに従って実行される。CPU10は、電圧制御プログラムに従って、図4のフローチャートの各処理を実行する。この図4のフローチャートは、例えば印刷処理が開始されることでスタートとなり、CPU10は、ステップS1から各処理を実行する。
ステップS1では、印刷処理が開始されたため、図2に示す電圧制御部21が、目標値の電圧を生成するためのPWM信号形態の電圧制御信号を生成し、電源装置4に供給する。電圧制御部21からの電圧制御信号は、入力端子41を介して定電圧制御回路31に供給される。
定電圧制御回路31は、トランス34により現在、生成されている電圧と、電圧制御部21からの電圧制御信号で示される電圧との差分を示す差分信号を直流駆動回路33に供給する。直流駆動回路33は、差分信号に対応する電圧をトランス34の一次巻線に供給する。これにより、トランス34の二次巻線の巻き数に比例した電圧が誘起され、目標値となる電圧が生成される(ステップS2)。この電圧は、駆動電源として、電流電圧出力部37を介して図1に点線で示すように、コントローラ1、スキャナエンジン2、プリンタエンジン3、及び、搬送ユニット5等に供給される。
次に、直流電圧検出部35は、ステップS3において、現在、トランス34で生成されている電圧を検出する。そして、直流電圧検出部35は、検出した電圧の電圧値を示す電圧フィードバック信号を定電圧制御回路31に供給すると共に、出力端子51を介してコントローラ1に供給する。コントローラ1のCPU10の電圧FB信号取得部22は、直流電圧検出部35からの電圧フィードバック信号を取得する(ステップS4)。
なお、定電圧制御回路31は、上述のように電圧フィードバック信号で示される、トランス34で現在、生成されている電圧と、電圧制御部21からの電圧制御信号で示される目標値となる電圧との差分を示す差分信号を直流駆動回路33に供給することで、トランス34で生成される直流電圧が定電圧制御される。
次に、ステップS5では、図2に示す印刷制御部23が、プリンタエンジン3で実行されている印刷が終了したか否かを判別する。印刷終了と判別すると(ステップS5:Yes)、印刷制御部23は、ステップS9において、電圧制御部21に対して印刷終了を通知する。印刷終了が通知されると、電圧制御部21は、定電圧制御回路31に対する電圧制御信号の供給を停止する。これにより、印刷が終了すると共に、図4のフローチャートの各処理が終了となる。
次に、ステップS5で印刷が継続中であると判別された場合(ステップS5:No)、ステップS6に処理が進み、異常検知部25が、取得された電圧フィードバック信号で示される、トランス34で現在生成されている電圧は、設計範囲内の電圧であるか否かを判別する。
一例ではあるが、異常検知部25は、電圧フィードバック信号で示される電圧が「5V」であれば「正常」と判別し、「10V」又は「0V」の場合に、「異常」と判別する。
電圧フィードバック信号で示される電圧が「5V」の場合、異常検知部25は、トランス34で現在、生成されている電圧は、設計範囲内の「正常」の電圧であると判別する。「正常」の電圧であると判別されると(ステップS6:Yes)、処理がステップS10に進む。
ステップS10では、差異調整部24が、ステップS4で取得された電圧フィードバック信号で示される電圧と、目標値(設定値)となる電圧との差異を検出する。そして、電圧制御部21が、この差異に対応する電圧制御信号を生成し、ステップS1において、生成した電圧制御信号を定電圧制御回路31に供給する。これにより、常に定電圧を生成するように、トランス34を駆動することができる。
これに対して、電圧フィードバック信号で示される電圧が「10V」又は「0V」の場合(ステップS6:No)、異常検知部25は、ステップS7において、トランス34で現在、生成されている電圧は、設計範囲外の「異常」の電圧であると判別し、電圧制御部21に対して異常電圧通知を行う。
図5は、電圧フィードバック信号と出力電圧値(高圧出力(V))との関係を示す図である。このうち、図5(a)は、電圧フィードバック信号の始点が5Vから始まっている場合で、図5(b)は、電圧フィードバック信号の始点が0Vから始まっている場合である。
図5(a)において、異常電圧となっている場合は、出力電圧に関係なく電圧フィードバック信号が5Vを超えている場合である。換言すると、異常電圧となっている場合は、図5(a)に示す直線に当てはまらない場合である。または、異常電圧となっている場合は、図5(a)に示す基準Aを下回る場合である。
これに対して、図5(b)において、異常電圧となっている場合は、電圧フィードバック信号の始点が0Vから始まっていない場合である。換言すると、異常電圧となっている場合は、図5(b)に示す直線に当てはまらない場合である。または、異常電圧となっている場合は、図5(b)に示す基準Bを上回る場合である。
このような異常電圧通知を受信すると、電圧制御部21は、ステップS8において、定電圧制御回路31に供給している電圧制御信号を供給停止制御して印刷を終了させ、図4のフローチャートの処理を終了する。「印刷終了」とは、例えば指定された枚数分の印刷完了、トナー切れ、調整動作、紙切れ、排紙先に蓄積されたシート状記憶媒体が一杯になった等、印刷動作が一時的に停止する場合、又は。一連の印刷動作が停止する場合をいう。
なお、この例は、異常検知部25が異常電圧を検知して電圧制御部21に通知することで、コントローラ1のCPU10内で電圧制御動作が完了する例であった。しかし、図1に示すCPU10の異常検知部25が異常電圧を検知した際に、電源装置4に対して異常電圧通知を行い、電源装置4が、画像形成装置の全部又は一部に対する電源の供給を停止して、印刷動作、画像形成装置全体又は画像形成装置の一部を停止してもよい。或いは、異常電圧通知を受信した電源装置4は、画像形成装置の全部又は一部に対して通常よりも低い電圧の電源を供給してもよい。
(第1の実施の形態の効果)
例えば、図6(a)に示すように、電圧出力部61とネジ63との間の空間距離が、電圧出力部61からの出力を考慮してXmmに設計されている場合、異常電圧が発生していない通常時では、絶縁体62上に設けられている電圧出力部61からの出力がネジ63まで届くことはない。すなわち、電圧出力部61からの出力がリークすることはないため、電圧出力部61の周囲の電子機器又は部品等が破損することはない。
これに対して、図6(b)に示すように、電圧出力部61から異常電圧が出力されると、出力される電圧が大きくなった分、到達距離も長くなり、電圧出力部61とネジ63との間の空間距離のマージンがなくなり、電圧出力部61からの異常電圧がネジ63にまで届く不都合を生ずる。このような異常電圧のリークが発生すると、電圧出力部61の周囲の電子機器又は部品等が破損する不都合を生ずる。
しかし、第1の実施の形態の画像形成装置は、異常電圧の発生時に、トランス34による駆動電源の生成動作を停止制御する。これにより、異常電圧により周囲の電子部品又は後段の負荷回路、電子機器等が破損する不都合を防止できる。
(第1の実施の形態の変形例)
上述の第1の実施の形態は、直流電圧検出部35で検出される現在の電圧値に基づいて、電圧制御信号の供給を制御する例であった。しかし、図3に示した直流電圧検出部35の代わりに、直流電流検出部を設け、この直流電流検出部で検出された現在の電流値に基づいて、電圧制御信号の代わりとなる電流制御信号の供給を制御してもよい。この場合でも、上述の第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
(第2の実施の形態)
次に、第2の実施の形態となる画像形成装置の説明をする。上述の第1の実施の形態の画像形成装置は、トランス34で生成される電圧の現在の電圧値に基づいて、電圧制御信号の供給を制御する例であった。これに対して、第2の実施の形態の画像形成装置は、トランス34で生成される現在の電圧値及び電流値をそれぞれ検出し、異常出力を検出した場合に、電流値に基づく定電流制御及び電圧値に基づく定電圧制御の両方を停止する例である。
なお、上述の第1の実施の形態と、以下に説明する第2の実施の形態とでは、この点のみが異なる。このため、以下、両者の差異の説明のみ行い、重複説明は省略する。
(第2の実施の形態の要部のハードウェア構成)
図7は、第2の実施の形態の画像形成装置に設けられている電源装置4のブロック図である。この図7に示すように、第2の実施の形態の画像形成装置に設けられている電源装置4の場合、図3に示した各部と共に、定電流制御回路32、直流電流検出部36、電流制御信号(PWM信号の信号形態)の入力端子42、及び、電流フィードバック信号の出力端子52を有している。すなわち、第2の実施の形態の画像形成装置の場合、電源装置4は、図3を用いて説明した「定電圧制御系」と共に、定電流制御回路32等の「定電流制御系」を有している。
(第2の実施の形態の機能)
次に、図8は、第2の実施の形態の画像形成装置のコントローラ1に設けられているCPU10が、HDD13等の記憶部に記憶されている、第2の実施の形態に対応する電源制御プログラムを実行することで実現される各機能の機能ブロック図である。この図8に示すように、CPU10は、電源制御プログラムを実行することで、図2に示した印刷制御部23〜異常検知部25の各機能と共に、電圧/電流制御部28及びフィードバック信号取得部(FB信号取得部)29の各機能を実現する。
FB信号取得部29は、トランス34で生成されている現在の電圧を示す電圧フィードバック信号、及び、トランス34で生成されている現在の電流を示す電流フィードバック信号を取得する。異常検知部25において、電圧フィードバック信号及び電流フィードバック信号に基づいて、異常電流又は異常電圧である出力異常が検出された場合に、電圧/電流制御部28は、定電流制御回路32及び直流電流検出部36にそれぞれ供給している電流制御信号及び電圧制御信号を、両方とも供給停止制御する。これにより、定電流制御回路32及び直流電流検出部36の両方を動作停止制御でき、後段の負荷又は周囲の電子回路が破損する不都合を防止している。
(出力制御動作の詳細)
このような出力制御動作は、図9のフローチャートに従って実行される。CPU10は、電源制御プログラムに従って、図9のフローチャートの各処理を実行する。この図9のフローチャートは、例えば印刷処理が開始されることでスタートとなり、CPU10は、ステップS21から各処理を実行する。
ステップS21では、印刷処理が開始されたため、図8に示す電圧/電流制御部28が、目標値の電圧を生成するためのPWM信号形態の電圧制御信号を生成すると共に、目標値の電流を生成するためのPWM信号形態の電流制御信号を生成する。そして、電圧/電流制御部28は、図7に示す入力端子41を介して定電圧制御回路31に電圧制御信号を供給し、入力端子42を介して定電流制御回路32に電流制御信号を供給する。
定電圧制御回路31は、トランス34により現在生成されている電圧と、電圧/電流制御部28からの電圧制御信号で示される電圧との差分を示す差分信号を直流駆動回路33に供給する。また、定電流制御回路32は、トランス34により現在生成されている電流と、電圧/電流制御部28からの電流制御信号で示される電流との差分を示す差分信号を直流駆動回路33に供給する。
直流駆動回路33は、電圧及び電流の各差分をゼロとするための駆動信号をトランス34の一次巻線に供給する。これにより、トランス34の二次巻線側に、目標値となる電圧及び電流の出力が生成される(ステップS22)。この出力は、駆動電源として、電流電圧出力部37を介して図1に点線で示すように、コントローラ1、スキャナエンジン2、プリンタエンジン3、及び、搬送ユニット5等に供給される。
次に、直流電圧検出部35は、ステップS23において、現在、トランス34で生成されている電圧を検出する。そして、直流電圧検出部35は、検出した電圧の電圧値を示す電圧フィードバック信号を定電圧制御回路31に供給すると共に、出力端子51を介してコントローラ1に供給する。
また、直流電流検出部36は、ステップS23において、現在、トランス34で生成されている電流を検出する。そして、直流電流検出部36は、検出した電流の電流値を示す電流フィードバック信号を定電流制御回路32に供給すると共に、出力端子52を介してコントローラ1に供給する。
コントローラ1のCPU10のFB信号取得部29は、直流電圧検出部35からの電圧フィードバック信号及び直流電流検出部36からの電流フィードバック信号を取得する(ステップS24)。
なお、定電圧制御回路31は、上述のように電圧フィードバック信号で示される、トランス34で現在、生成されている電圧と、電圧/電流制御部28からの電圧制御信号で示される目標値となる電圧との差分を示す差分信号を直流駆動回路33に供給することで、トランス34で生成される直流電圧が定電圧制御される。
同様に、定電流制御回路32は、上述のように電圧フィードバック信号で示される、トランス34で現在、生成されている電流と、電圧/電流制御部28からの電流制御信号で示される目標値となる電流との差分を示す差分信号を直流駆動回路33に供給することで、トランス34で生成される直流電流が定電流制御される。
次に、ステップS25では、図8に示す印刷制御部23が、プリンタエンジン3で実行されている印刷が終了したか否かを判別する。印刷終了と判別すると(ステップS25:Yes)、印刷制御部23は、ステップS29において、電圧/電流制御部28に対して印刷終了を通知する。印刷終了が通知されると、電圧/電流制御部28は、定電圧制御回路31に対する電圧制御信号の供給を停止すると共に、定電流制御回路32に対する電流制御信号の供給を停止する。これにより、印刷が終了すると共に、図9のフローチャートの各処理が終了となる。
次に、ステップS25で印刷が継続中であると判別された場合(ステップS25:No)、ステップS26に処理が進み、異常検知部25が、取得された電圧フィードバック信号で示される、トランス34で現在生成されている電圧は、設計範囲内の電圧であるか否かを判別する。また、ステップS26では、異常検知部25が、取得された電流フィードバック信号で示される、トランス34で現在生成されている電流は、設計範囲内の電流であるか否かを判別する。
異常検知部25が、電圧フィードバック信号で示される電圧値、及び、電流フィードバック信号で示される電流値の両方が正常の範囲内(設計範囲内)であると判別した場合(ステップS26:Yes)、処理がステップS30に進む。
ステップS30では、差異調整部24が、ステップS24で取得された電圧フィードバック信号で示される電圧と、目標値(設定値)となる電圧との差異を検出する。また、差異調整部24は、ステップS24で取得された電流フィードバック信号で示される電流と、目標値(設定値)となる電流との差異を検出する。そして、電圧/電流制御部28が、この差異に対応する電圧制御信号及び電流制御信号を生成し、ステップS21において、生成した電圧制御信号を定電圧制御回路31に供給すると共に、電流制御信号を定電流制御回路32に供給する。これにより、常に定電圧及び定電流を生成するように、トランス34を駆動することができる。
これに対して、電圧フィードバック信号で示される電圧、又は、電流フィードバック信号で示される電流のうち、いずれか一方が、設計範囲外の「異常電圧」又は「異常電流」であると判別した場合、異常検知部25は、電圧/電流制御部28に対して異常通知を行う(ステップS26、ステップS27)。
電圧/電流制御部28は、異常通知を受信すると、ステップS28において、定電圧制御回路31に供給している電圧制御信号を供給停止制御すると共に、定電流制御回路32に供給している電流制御信号を供給停止制御して印刷を終了させ、図9のフローチャートの処理を終了する。
なお、電圧/電流制御部28は、電圧制御信号又は電流制御信号を供給停止制御する代りに、所定の低電圧及び所定の低電流とするための電圧制御信号又は電流制御信号で定電圧制御回路31及び定電流制御回路32を制御してもよい。
また、電圧/電流制御部28は、定電圧制御を行っている際に、「異常電圧」又は「異常電流」が検知された際に、所定の低電圧とするための電圧制御信号で定電圧制御回路31を制御してもよいし、又は(及び)、所定の低電流とするための電流制御信号で定電流制御回路32を制御してもよい。同様に、電圧/電流制御部28は、定電流制御を行っている際に、「異常電圧」又は「異常電流」が検知された際に、所定の低電流とするための電流制御信号で定電流圧制御回路32を制御してもよいし、又は(及び)、所定の低電圧とするための電圧制御信号で定電圧制御回路31を制御してもよい。
(第2の実施の形態の効果)
このように、第2の実施の形態の画像形成装置は、異常出力の発生時に、定電圧制御回路31に供給している電圧制御信号を供給停止制御すると共に、定電流制御回路32に供給している電流制御信号を供給停止制御する。これにより、異常出力の発生時に、電源装置4が電力を供給している負荷回路等に対する電力の供給を停止して破損を防止できる等、上述の第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
(第3の実施の形態)
次に、第3の実施の形態となる画像形成装置の説明をする。上述の第1の実施の形態の画像形成装置は、トランス34で生成される電圧の現在の電圧値に基づいて、電圧制御信号の供給を制御する例であった。これに対して、第3の実施の形態の画像形成装置は、トランス34からの出力となる現在の電圧及び電流をそれぞれ検出し、電圧異常を検出した場合は電流値に基づく定電流制御を行い、電流異常を検出した場合は電圧値に基づく定電圧制御を行う等のように、定電圧制御と定電流制御を切り替え制御する例である。
なお、上述の第1の実施の形態と、以下に説明する第3の実施の形態とでは、この点のみが異なる。このため、以下、両者の差異の説明のみ行い、重複説明は省略する。
(第3の実施の形態の要部のハードウェア構成)
図10は、第3の実施の形態の画像形成装置に設けられている電源装置4のブロック図である。この図10に示すように、第3の実施の形態の画像形成装置に設けられている電源装置4の場合、図3に示した各部と共に、定電流制御回路32、直流電流検出部36、切替回路38、電流制御信号(PWM信号の信号形態)の入力端子42、切替信号の入力端子43、及び、電流フィードバック信号の出力端子52を有している。直流電流検出部36は、電流検知部の一例である。
すなわち、第3の実施の形態の画像形成装置の場合、電源装置4は、図3を用いて説明した「定電圧制御系」と共に、定電流制御回路32等の「定電流制御系」を有している。切替回路38は、「定電圧制御系」で定電圧制御を行っている際に、異常電圧を検出した場合、「定電流制御系」による定電流制御に切り替える。反対に、切替回路38は、「定電流制御系」で定電流制御を行っている際に、異常電流を検出した場合、「定電圧制御系」による定電圧制御に切り替える。
(第3の実施の形態の機能)
次に、図11は、第3の実施の形態の画像形成装置のコントローラ1に設けられているCPU10が、HDD13等の記憶部に記憶されている電源制御プログラムを実行することで実現される各機能の機能ブロック図である。この図11示すように、CPU10は、電源制御プログラムを実行することで、フィードバック信号取得部(FB信号取得部)22、印刷制御部23、差異調整部24.異常検知部25、出力判定部26、電圧/電流切替部27及び電圧/電流制御部28の各機能を実現する。
出力判定部26は、現在、定電圧制御を行っているか、又は、定電流制御を行っているかを判定する。電圧/電流切替部27は、異常電圧の発生時に、出力判定部26により、現在、定電圧制御を行っていると判定された場合、定電流制御に制御系を切り替えるための切替信号を生成し、図10に示す入力端子43を介して切替回路38に供給する。または、電圧/電流切替部27は、異常電流の発生時に、出力判定部26により、現在、定電流制御を行っていると判定された場合、定電圧制御に制御系を切り替えるための切替信号を生成し、図10に示す入力端子43を介して切替回路38に供給する。切替回路38は、このような切替信号に基づいて、制御系の切り替えを行う。電圧/電流切替部27及び切替回路38は、切替部の一例である。
(制御系の切替動作の概要)
制御系の切替動作の概要を説明する。現在、「定電流制御系」による定電流制御が行われているとする。この場合において、直流電流検出部36は、トランス34の出力の現在の電流値を検出し、この検出出力を、電流フィードバック信号として、定電流制御回路32に供給すると共に、出力端子52を介して、図1に示すコントローラ1に送信する。コントローラ1のCPU10は、FB信号取得部22として機能することで、電流フィードバック信号を取得する。また、CPU10は、電圧/電流制御部28として機能することで、電流フィードバック信号に基づいて、定電流制御を行うための電流制御信号を生成する。この電流制御信号は、図10に示す入力端子42を介して定電流制御回路32に供給される。
定電流制御回路32は、電流フィードバック信号で示される電流値と、CPU10から供給された電流制御信号で示される電流値との差分を示す差分信号を直流駆動回路33に供給する。直流駆動回路33は、このような電流差に基づいてトランス34を駆動する。これにより、トランス34で、差分信号に対応する直流電流が生成され、定電流制御が行われる。
ここで、CPU10が異常検知部25として機能した際に、電流フィードバック信号に基づいて異常電流を検出したとする。異常電流を検出すると、CPU10は電圧/電流切替部27として機能することで、入力端子43を介して切替回路38に、「定電流制御系」から「定電圧制御系」に制御系の切り替えを指定する切替信号を供給する。切替回路38は、現在、使用している制御系の制御回路に対してイネーブル信号を供給してイネーブル状態とし、使用していない制御系の制御回路に対してはディセーブル信号を供給してディセーブル状態とすることで、いずれかの制御系を選択的に切り替えている。
すなわち、この例の場合、切替回路38は、最初は、定電流制御回路32をイネーブル状態とすると共に、定電圧制御回路31をディセーブル状態とすることで、「定電流制御系」を選択する。そして、電流フィードバック信号に基づいて異常電流が検出された際に、切替回路38は、定電圧制御回路31をイネーブル状態とすると共に、定電流制御回路32をディセーブル状態とすることで、「定電圧制御系」を選択する。
(制御系の切替動作の詳細)
図12のフローチャートに、このような制御系の切替動作の流れを示す。この図12のフローチャートは、ユーザにより印刷の開始が指定されることでスタートとなる。一例ではあるが、デフォルトの制御形態として、切替回路38により、「定電圧制御系」による定電圧制御が選択されていることとする。この図12のフローチャートのステップS1〜ステップS6、ステップS9及びステップS10の処理は、図4のフローチャートのステップS1〜ステップS6、ステップS9及びステップS10の処理と同じである。詳しくは、図4のフローチャートの説明を参照されたい。
ステップS6において、図11に示すFB信号取得部22により、電圧フィードバック信号が取得され、異常検知部25により電圧異常が検知されると(ステップS6:No)、処理がステップS11に進む。
(定電圧制御から定電流制御への切り替え動作)
ステップS11では、出力判定部26が、現在の出力は定電圧であるかを判定する。すなわち、このステップS11では、出力判定部26が、現在、定電圧制御を行っているか否かを判定する。この例の場合、現在、デフォルトの制御形態である定電圧制御を行っているため(ステップS11:Yes)、処理はステップS15に進む。
ステップS15では、電圧/電流切替部27が、デフォルトで現在行っている定電圧制御から定電流制御への、制御形態の切り替えを指定する切替信号を形成して出力する。また、ステップS15では、電圧/電流制御部28が、定電流制御を行うための電流制御信号を形成して出力する。切替信号は、図10に示す入力端子43を介して切替回路38に供給される。また、電流制御信号は、入力端子42を介して定電流制御回路32に供給される。
切替回路38は、定電圧制御から定電流制御への切替信号を受信すると、それまで駆動状態であった定電圧制御回路31をディセーブル状態に移行させて駆動停止とし、それまで駆動停止状態であった定電流制御回路32をイネーブル状態に移行させて駆動状態とする。
イネーブル状態に移行した定電流制御回路32は、電流制御信号で指定された電流値と、直流電流検出部36により検出される現在の電流値との差分を示す差分信号を、直流駆動回路33に供給する。直流駆動回路33は、差分信号で示される「電流制御信号で指定された電流値と、直流電流検出部36により検出される現在の電流値との差分」を是正するようにトランス34を駆動する。これにより、トランス34を定電流駆動することができ、一定電流値の出力を、直流電圧出力部37を介して出力することができる。
このような制御系の切り替えが行われると、直流電流検出部36で生成された電流フィードバック信号が、出力端子52を介して、コントローラ1に供給される。コントローラ1のCPU10は、図11に示す異常検知部25として機能し、ステップS13において、電流フィードバック信号に基づいて異常電流の有無(現在の電流値は設計範囲内か否か)を監視する。
電流フィードバック信号に基づいて、現在の電流値が設計範囲内であると判別された場合(ステップS13:Yes)、ステップS16に処理が進む。ステップS16では、印刷終了後に、電圧/電流制御部28が、電流制御信号の出力を停止して、図12のフローチャートの処理を終了する。
これに対して、電流フィードバック信号に基づいて、現在の電流値が設計範囲外であると判別された場合(ステップS13:No=異常電流)、ステップS14に処理が進む。ステップS14では、電圧/電流制御部28が、印刷の途中であっても、電流制御信号の出力を停止して、図12のフローチャートの処理を終了する。これにより、トランス34による出力生成が停止され、異常電流により、後段の負荷又は周囲の電子部品等が破損する不都合を防止できる。
(定電流制御から定電圧制御への切り替え動作)
次に、以上の説明は、定電圧制御から定電流制御への切り替え動作の説明であったが、定電流制御から定電圧制御への切り替え動作は、以下のようになる。すなわち、現在、定電流制御を行っている場合、ステップS11において、「No」と判別され、ステップS12に処理が進む。
ステップS12では、電圧/電流切替部27が、現在行っている定電流制御から定電圧制御への、制御形態の切り替えを指定する切替信号を形成して出力する。また、ステップS12では、電圧/電流制御部28が、定電圧制御を行うための電圧制御信号を形成して出力する。切替信号は、図10に示す入力端子43を介して切替回路38に供給される。また、電圧制御信号は、入力端子41を介して定電圧制御回路31に供給される。
切替回路38は、定電流制御から定電圧制御への切替信号を受信すると、それまで駆動状態であった定電流制御回路32をディセーブル状態に移行させて駆動停止とし、それまで駆動停止状態であった定電圧制御回路31をイネーブル状態に移行させて駆動状態とする。
イネーブル状態に移行した定電圧制御回路31は、電圧制御信号で指定された電圧値と、直流電圧検出部35により検出される現在の電圧値との差分を示す差分信号を、直流駆動回路33に供給する。直流駆動回路33は、差分信号で示される「電圧制御信号で指定された電圧値と、直流電流検出部36により検出される現在の電圧値との差分」を是正するようにトランス34を駆動する。これにより、トランス34を定電圧駆動することができ、一定電流値の出力を、直流電圧出力部37を介して出力することができる。
このような制御系の切り替えが行われると、直流電圧検出部35で生成された電圧フィードバック信号が、出力端子51を介して、コントローラ1に供給される。コントローラ1のCPU10は、図11に示す異常検知部25として機能し、ステップS13において、電圧フィードバック信号に基づいて異常電圧の有無(現在の電圧値は設計範囲内か否か)を監視する。
電圧フィードバック信号に基づいて、現在の電圧値が設計範囲内であると判別された場合(ステップS13:Yes)、ステップS16に処理が進む。ステップS16では、印刷終了後に、電圧/電流制御部28が、電圧制御信号の出力を停止して、図12のフローチャートの処理を終了する。
これに対して、電圧フィードバック信号に基づいて、現在の電圧値が設計範囲外であると判別された場合(ステップS13:No=異常電圧)、ステップS14に処理が進む。ステップS14では、電圧/電流制御部28が、印刷の途中であっても、電圧制御信号の出力を停止して、図12のフローチャートの処理を終了する。これにより、トランス34による出力生成が停止され、異常電圧により、後段の負荷又は周囲の電子部品等が破損する不都合を防止できる。なお、上述の電圧フィードバック信号及び電流フィードバック信号は、検知信号の一例である。
(定電圧制御回路又は定電流制御回路の故障時の対応)
次に、第3の実施の形態の画像形成装置は、図11に示す定電圧制御回路31又は定電流制御回路32のうち、いずれか一方が故障した際に、故障していない方の制御系に切り替えて定出力制御を行うことができる。以下の表1は、定電圧制御回路31及び定電流制御回路32の故障の有無に応じた電圧及び電流のステータスの一例を示している。
Figure 2019101193
この表1において、上2行は定電圧制御回路31に対するステータスを、下2行は定電流制御回路32に対するステータスを示している。すなわち、定電圧制御回路31に故障が発生していない場合(故障無し)、定電圧制御は可能であり(制御可)、負荷に応じた電流量の電流が供給される。また、定電圧制御回路31に故障が発生しておらず(故障無し)、負荷が一定である場合、例えば「−6kV(指示値)」の定電圧駆動を指示すると、定電圧制御回路31は、「−6kV」の定電圧で正確に動作し、このときの電流値は「−200μA」となる。そして、この場合、図6(a)を用いて説明したように、予め計算された電圧出力部61とネジ63との空間距離(Xmm)により、電圧出力部61から出力される電圧がリークされることはない。
これに対して、定電圧制御回路31に故障が発生した場合(故障有り)、定電圧制御は困難となり(制御不可)、出力される電流は不定となる。また、定電圧制御回路31に故障が発生した場合、例えば「−6kV(指示値)」の定電圧駆動を指示しても、負荷が一定であるにも関わらず、定電圧制御回路31は、例えば「−12kV」の異常電圧を発生するように動作し、電流値は「不定」となる。そして、この場合、図6(b)を用いて説明したように、予め計算された電圧出力部61とネジ63との空間距離(Xmm)を超えて、電圧出力部61から出力される電圧がリークされる不都合を生ずる。
同様に、表1において、定電流制御回路32に故障が発生していない場合(故障無し)、負荷に応じた電圧が生成され(負荷による)、定電流制御が可能となる(制御可)。また、定電流制御回路32に故障が発生しておらず(故障無し)、負荷が一定である場合、例えば「−200μA(指示値)」の定電流駆動を指示すると、定電流制御回路32は、「−6kV」の定電圧及び「−200μA」の電流値となるように正確に動作する。この場合、図6(a)を用いて説明したように、予め計算された電圧出力部61とネジ63との空間距離(Xmm)により、電圧出力部61から出力される電圧がリークされることはない。
これに対して、定電流制御回路32に故障が発生した場合(故障有り)、定電圧制御は困難となり(不定)、出力される電流も制御困難となる(制御不可)。また、定電流制御回路32に故障が発生した場合、例えば「−200μA(指示値)」の定電流駆動を指示しても、負荷が一定であるにも関わらず、定電流制御回路32は、例えば「−100μA」の異常電流を発生するように動作し、電圧値は「不定」となる。そして、この場合、図6(b)を用いて説明したように、予め計算された電圧出力部61とネジ63との空間距離(Xmm)を超えて、電圧出力部61から出力される電圧がリークされる不都合を生ずる。
第3の実施の形態の場合、定電圧制御回路31又は定電流制御回路32のうち、いずれか一方が故障した際に、図11に示す異常検知部25が異常電圧又は異常電流を検知して、電圧/電流切替部27及び図10に示す切替回路38が、故障が生じていない方の制御系に切り替える動作を行う。すなわち、異常電圧が検知された場合、電圧/電流切替部27及び図10に示す切替回路38は、定電圧制御回路31を停止制御して、代りに定電流制御回路32を駆動制御する。また、異常電流が検知された場合、電圧/電流切替部27及び図10に示す切替回路38は、定電流制御回路32を停止制御して、代りに定電圧制御回路31を駆動制御する。これにより、出力される電圧又は電流が変動する不都合を防止することができる。
(変形例)
上述の各実施の形態は、一例として提示したものであり、本発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことも可能である。
例えば、上述の各実施の形態の説明では、異常検知部25が異常電圧を検知して制御信号(電圧制御信号、又は、電圧制御信号及び電流制御信号)の生成を停止することで、電源装置4のトランス34による電圧の生成を停止する例であった。しかし、図1に示すCPU10の異常検知部25が異常電圧を検知した際に、電源装置4に対して異常電圧通知を行い、電源装置4が、画像形成装置の全部又は一部に対する電源の供給を停止して、印刷動作、画像形成装置全体又は画像形成装置の一部を停止してもよい。或いは、異常電圧通知を受信した電源装置4は、画像形成装置の全部又は一部に対して通常よりも低い電圧の電源を供給してもよい。
これにより、電源装置4から負荷に対して供給される電圧を停止又は低電圧化できるため、負荷及び周囲の電子部品等の破損を防止することができる。
また、例えば上述の各実施の形態は、画像形成装置の電源装置4に対する適用例であったが、単体で機能するプリンタ装置、ファクシミリ装置、スキャナ装置、コピー機等に適用してもよい。また、MFPの代わりに、例えばプロジェクタ装置、テレビ会議システム、電子黒板、デジタルカメラ装置、冷蔵庫又は洗濯機等のように、電子機器であれば、どのような電子機器に適用してもよい。
また、上述の各実施の形態の説明では、印刷時に電圧制御動作を実行することとしたが、画像形成装置の立ち上げ時に電圧制御動作を実行してもよい。また、この例では、異常電圧検知時に、電圧制御信号の供給を停止制御したが、異常電圧検知時に、負荷側が破損しないように、低出力用の電圧制御信号を出力制御してもよい。いずれの場合も、上述と同様の効果を得ることができる。
このような各実施の形態及び各実施の形態の変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
4 電源装置
10 CPU
21 電圧制御部
22 電圧フィードバック信号取得部(電圧FB信号取得部)
23 印刷制御部
24 差異調整部
25 異常検知部
26 出力判定部
27 電圧/電流切替部
31 定電圧制御回路
32 定電流制御回路
33 直流駆動回路
34 トランス
35 直流電圧検出部
36 直流電流検出部
37 直流電圧出力部
41 電圧制御信号の入力端子
42 電流制御信号の入力端子
43 切り替え信号の入力端子
44 直流電源供給部(DC電源供給部)
51 電圧フィードバック信号の出力端子
52 電流フィードバック信号の出力端子
61 電圧出力部
特開2014−180181号公報

Claims (7)

  1. 電源回路と、
    前記電源回路の出力した電圧又は電流を検知して検知信号を出力する検知部と、
    前記検知信号に応じて、前記電源回路を定電圧制御又は定電流制御するための制御信号を、前記電源回路へ供給する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記検知部の検知した電圧又は電流が閾値未満の場合、前記検知信号に応じた前記制御信号を前記電源回路へ供給し、前記検知部の検知した電圧又は電流が前記閾値を超える場合、前記電源回路に対する前記制御信号の供給を停止し、又は、前記電源回路から出力される電圧又は電流を所定の低電圧又は低電流とするための制御信号を前記電源回路に供給すること
    を特徴とする電源装置。
  2. 前記電源回路は、定電流制御回路と定電圧制御回路と、を備え、
    前記制御信号は、前記定電流制御回路に供給される定電流制御信号と、前記定電圧制御回路に供給される定電圧制御信号とを含み、
    前記制御部は、
    前記定電流制御が行われている際に前記検知部が検知した電圧又は電流が前記閾値を超えた場合、前記定電流制御回路及び前記定電圧制御回路に対する前記定電流制御信号及び前記定電圧制御信号の供給が停止された状態とし、又は、前記電源回路から出力される電圧又は電流を所定の低電圧又は低電流とするための制御信号を前記電源回路に供給し、
    前記定電圧制御が行われている際に前記検知部が検知した電圧又は電流が前記閾値を超えた場合、前記定電流制御回路及び前記定電圧制御回路に対する前記定電流制御信号及び前記定電圧制御信号の供給が停止された状態とし、又は、前記電源回路から出力される電圧又は電流を所定の低電圧又は低電流とするための制御信号を前記電源回路に供給すること
    を特徴とする請求項1に記載の電源装置。
  3. 前記電源回路は、定電流制御回路と定電圧制御回路と、を備え、
    前記検知部は、前記定電圧制御回路の出力電圧を検知する電圧検知部と、前記定電流制御回路の出力電流を検知する電流検知部と、を備え、
    前記制御部は、前記出力電圧を検知した検知信号に応じて、前記定電圧制御回路の出力電圧を定電圧制御するための定電圧制御信号を、前記定電圧制御回路へ供給し、前記出力電流を検知した検知信号に応じて、前記定電流制御回路の出力電流を定電流制御するための定電流制御信号を、前記定電流制御回路へ供給し、
    前記電圧検知部で異常電圧が検知された場合、前記定電圧制御回路に対する前記定電圧制御信号の供給を停止し、前記定電流制御信号を前記定電流制御回路に供給するように、前記電源回路に供給する前記定電圧制御信号及び前記定電流制御信号の切り替えを行い、前記電流検知部で異常電流が検知された場合、前記定電流制御回路に対する前記定電流制御信号の供給を停止し、前記定電圧制御信号を前記定電圧制御回路に供給するように、前記電源回路に供給する前記定電流制御信号及び前記定電圧制御信号の切り替えを行う切替部を、さらに備えること
    を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電源装置。
  4. 前記切替部は、
    前記電圧検知部で異常電圧が検知された場合、前記定電流制御回路に対する前記定電流制御信号の供給を停止した状態で、所定の低電圧出力とするための低電圧制御信号を前記定電圧制御回路に供給し、
    前記電圧検知部で異常電流が検知された場合、前記定電圧制御回路に対する前記定電圧制御信号の供給を停止した状態で、所定の低電流とするための低電流制御信号を前記定電流制御回路に供給すること
    を特徴とする請求項3に記載の電源装置。
  5. 検知部が、電源回路の出力した電圧又は電流を検知して検知信号を出力する検知部と、
    制御部が、前記検知信号に応じて、前記電源回路を定電圧制御又は定電流制御するための制御信号を、前記電源回路へ供給する制御ステップと、を備え、
    前記制御ステップにおいて、前記制御部は、前記検知部の検知した電圧又は電流が閾値未満の場合、前記検知信号に応じた前記制御信号を前記電源回路へ供給し、前記検知部の検知した電圧又は電流が前記閾値を超える場合、前記電源回路に対する前記制御信号の供給を停止し、又は、前記電源回路から出力される電圧又は電流を所定の低電圧又は低電流とするための制御信号を前記電源回路に供給すること
    を特徴とする電源制御方法。
  6. コンピュータを、
    電源回路の出力した電圧又は電流を検知した検知信号を取得する取得部と、
    取得した前記検知信号に応じて、前記電源回路を定電圧制御又は定電流制御するための制御信号を、前記電源回路へ供給する制御部として機能させ、
    前記制御部は、前記検知部の検知した電圧又は電流が閾値未満の場合、前記検知信号に応じた前記制御信号を前記電源回路へ供給し、前記検知部の検知した電圧又は電流が前記閾値を超える場合、前記電源回路に対する前記制御信号の供給を停止し、又は、前記電源回路から出力される電圧又は電流を所定の低電圧又は低電流とするための制御信号を前記電源回路に供給すること
    を特徴とする電源制御プログラム。
  7. 請求項1〜請求項4のうち、いずれか一項に記載の電源装置を備えた画像形成装置。
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