JP2020145828A - 電源制御装置、画像形成装置および電源制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電源装置が生成する電圧により動作する装置の状態に関わらず、交流電源の過電圧の発生時に電解コンデンサが開弁することを確実に防止する。【解決手段】電源制御装置は、交流電源から入力される交流電圧を直流電圧に変換する、電解コンデンサを含む整流部と、前記整流部が出力する直流電圧を所定の電圧に変換して第１負荷装置に供給する電圧生成部と、交流電源端子と前記整流部の間に並列に配置されたヒューズ内蔵抵抗およびスイッチ素子を含む保護部とを有する電源装置を制御する電源制御装置であって、前記交流電圧を検出する検出部と、前記検出部が検出した電圧値が第１閾値電圧を超えた場合であって、前記第１負荷装置が動作を停止している場合、前記第１負荷装置を動作させた後、前記スイッチ素子を遮断状態に設定する制御部と、を有する。【選択図】 図２

Description

本発明は、電源制御装置、画像形成装置および電源制御方法に関する。

電源装置は、電源装置内部の回路および電源装置に接続される装置等の負荷を保護するために入力過電圧保護回路を有している。この種の入力過電圧保護回路は、入力過電圧を検出する検出回路と、アルミ電解コンデンサへの突入電流を防止する防止回路と、検出回路による検出に基づいて防止回路を動作させる制御回路とを有している。防止回路は、負荷への電圧の供給経路に並列に接続された温度ヒューズ付き抵抗と、通常動作時に導通される半導体スイッチ素子とを有している。制御回路は、検出回路による入力過電圧の検出に基づいて半導体スイッチ素子を開放し、温度ヒューズ付き抵抗に流れる電流を増加して温度ヒューズを溶断させることで電源装置を停止させる。これにより、アルミ電解コンデンサに突入電流が流れることが防止されるとともに、電圧の平滑用のアルミ電解コンデンサの開弁が防止される（特許文献１）。

しかしながら、電源装置が生成する電圧により動作する装置が、消費電力が異なる複数の状態を取り得る場合、消費電力が少ない状態中に半導体スイッチ素子が開放されても、温度ヒューズ付き抵抗に流れる電流は増加しにくい。電流が増加せずに温度ヒューズ付き抵抗が溶断されないと、アルミ電解コンデンサは過電圧を受けて開弁するおそれがある。

本発明は、電源装置が生成する電圧により動作する装置の状態に関わらず、交流電源の過電圧の発生時に電解コンデンサが開弁することを確実に防止することを目的とする。

上記技術的課題を解決するため、本発明の一形態の電源制御装置は、交流電源から入力される交流電圧を直流電圧に変換する、電解コンデンサを含む整流部と、前記整流部が出力する直流電圧を所定の電圧に変換して第１負荷装置に供給する電圧生成部と、交流電源端子と前記整流部の間に並列に配置されたヒューズ内蔵抵抗およびスイッチ素子を含む保護部とを有する電源装置を制御する電源制御装置であって、前記交流電圧を検出する検出部と、前記検出部が検出した電圧値が第１閾値電圧を超えた場合であって、前記第１負荷装置が動作を停止している場合、前記第１負荷装置を動作させた後、前記スイッチ素子を遮断状態に設定する制御部と、を有することを特徴とする。

電源装置が生成する電圧により動作する装置の状態に関わらず、交流電源の過電圧の発生時に電解コンデンサが開弁することを確実に防止することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の全体構成図である。 図１に示した画像形成装置の例を示すブロック図である。 図２で説明した画像形成装置において、スリープ状態中に過電圧が発生した場合の動作の例を示すタイミング図である。 図２で説明した電源制御装置において、待機状態中に過電圧が発生した場合の動作の例を示すタイミング図である。 図２で説明した電源制御装置において、動作状態中に過電圧が発生した場合の動作の例を示すタイミング図である。 図２で説明した電源制御装置の動作の例を示すフローチャートである。 図６の動作の続きを示すフローチャートである。 この実施形態の効果を示す説明図である。

以下、図面を用いて実施形態を説明する。以下では、信号を示す符号は、信号値を示す符号または信号線を示す符号としても使用される。電圧を示す符号は、電圧値を示す符号または電圧が供給される電圧線を示す符号としても使用される。

図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の全体構成図である。図１に示す画像形成装置１は、例えば、複写機能、プリンタ機能、スキャナ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である。画像形成装置１は、図示しない操作部のアプリケーション切り替えキー等により、複写機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能をそれぞれ実現する動作モードを切り替えることが可能である。画像形成装置１は、複写機能の選択時には複写モードとなり、プリンタ機能の選択時にはプリンタモードとなり、スキャナ機能の選択時にはスキャナモードとなり、ファクシミリ機能の選択時にはファクシミリモードとなる。なお、画像形成装置１は、複写機能のみを有する複写機またはプリンタ機能のみを有するプリンタでもよい。

また、画像形成装置１は、内部回路の状態に応じて、内部状態が動作状態（動作している状態）、待機状態、スリープ状態等に切り替わる。例えば、動作状態は、複写モード、プリンタモードまたはファクシミリモードにおいて、画像またはテキストデータ等を紙媒体等に印刷する画像形成状態（印刷状態）である。あるいは、動作状態は、スキャナモードまたはファクシミリモードにおいて、原稿等をスキャンする画像形成状態（スキャン状態）である。内部回路の状態は、ユーザによる操作部の操作または画像形成装置１内での制御により切り替わる。

例えば、画像形成装置１は、自動原稿送り装置２（ＡＤＦ；Auto Document Feeder）、画像読み取り装置３、書き込みユニット４、プリンタユニット５および電源装置２０を有する。プリンタユニット５は、感光体ドラム６、現像装置７、搬送ベルト８および定着装置９と、給紙トレイ１０が収納される収納空間等を有する。プリンタユニット５は、画像情報に基づいて紙媒体等に転写するトナー像を作成する。以下、画像形成装置１での画像形成の流れの一例として、動作モードが複写モードに設定されている場合について簡単に説明する。

複写モードでは、複写の対象である複数枚の原稿が自動原稿送り装置２にセットされる。図示しない操作部のスタートボタンが押されると、自動原稿送り装置２は、原稿を１枚ずつ画像読み取り装置３に給送する。画像読み取り装置３は、自動原稿送り装置２から順に送られる各原稿の画像情報を読み取る。読み取られた画像情報は、図示しない画像処理部により処理される。

書き込みユニット４は、画像処理部により処理された画像情報を光情報に変換する。感光体ドラム６は、図示しない帯電器により一様に帯電された後、書き込みユニット４により変換された光情報を含むレーザ光により露光される。露光により、感光体ドラム６上には静電潜像が形成される。現像装置７は、感光体ドラム６上の静電潜像を現像し、感光体ドラム６上にトナー像を形成する。搬送ベルト８は、トナー像を紙媒体等に転写する。定着装置９は、トナー像を紙媒体等に定着させる。そして、原稿の画像が複写された転写紙は、排出部から排出される。

例えば、上述した待機状態は、複写モードにおいて、スタートボタンが押されるまでの状態であり、動作状態は、スタートボタンが押されてから紙媒体等が排出されるまでの状態であり、モータ等の負荷が動作している状態である。動作状態の終了後、画像形成装置１の状態は待機状態に戻り、待機状態が所定時間継続するとスリープ状態になる。そして、スリープ状態中に、操作部が操作されると画像形成装置１の状態は待機状態に復帰する。

電源装置２０は、商用電源等の交流電源３０から供給される交流電圧を直流電圧に変換し、変換した直流電圧を画像形成装置１のプリンタユニット５等の各種負荷に供給する。例えば、負荷として、各種モータ、感光体ドラム６を帯電させる帯電器および現像装置７の現像ローラ等がある。画像形成装置１は、帯電器と現像ローラのそれぞれに対応する複数の電源装置２０を有してもよい。

図２は、図１に示した画像形成装置の例を示すブロック図である。交流電源３０の一対の電源ラインＬ１、Ｌ２に接続される交流電源端子から交流電圧を受けて動作する電源装置２０は、リレー２１、温度ヒューズ内蔵抵抗２２、整流部２３およびコンバータ部２４を有している。リレー２１は、スイッチ素子の一例であり、リレー２１および温度ヒューズ内蔵抵抗２２は、保護部の一例である。

リレー２１および温度ヒューズ内蔵抵抗２２は、交流電源３０の一対の電源ラインＬ１、Ｌ２の一方Ｌ１と内部電圧線Ｖａｃとの間に並列に接続されている。一対の電源ラインＬ１、Ｌ２は、電源装置２０の交流電源端子に接続されている。すなわち、リレー２１および温度ヒューズ内蔵抵抗２２は、交流電源端子と整流部２３との間に並列に配置されている。

整流部２３は、内部電圧線Ｖａｃと電源ラインＬ２とを介して供給される交流電圧を全波整流するダイオードブリッジ２３ａと、ダイオードブリッジ２３ａにより全波整流された電圧を平滑化する大型のアルミ電解コンデンサ２３ｂとを有している。コンバータ部２４は、整流部２３により生成される直流電圧に基づいて、例えば、５Ｖの直流電圧を生成する電圧生成部２４ａと、２４Ｖの直流電圧を生成する電圧生成部２４ｂとを有している。なお、電圧生成部２４ａ、２４ｂが生成する直流電圧の値は、５Ｖまたは２４Ｖ以外でもよい。

画像形成装置１は、負荷装置１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、切替部１２、検出部１３、ＣＰＵ（Central Processing unit）１４、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）部１５、表示部１６、メモリ１７および記録装置１８を有している。負荷装置１１ｂ、１１ｃ、切替部１２、検出部１３およびＣＰＵ１４は、電源装置２０を制御する電源制御装置として機能する。切替部１２、ＣＰＵ１４および負荷装置１１ｃは、過電圧が入力された場合に電源装置２０を制御する制御部の一例である。負荷装置１１ｂは、第１負荷装置の一例であり、負荷装置１１ｃは、第２負荷装置の一例である。

例えば、ＣＰＵ１４、通信インターフェース部１５、表示部１６、メモリ１７および記録装置１８等は、負荷装置１１ａに含まれるが、図面および説明を分かりやすくするため、負荷装置１１ａとしても記載している。負荷装置１１ａに含まれる各回路は、電圧生成部２４ａから出力されるＤＣ５Ｖを受けて動作する。電圧生成部２４ａが出力するＤＣ５Ｖは、ＣＰＵ１４等の常に動作する回路ブロックに供給されるため、電圧生成部２４ａは、交流電源端子で交流電圧３０を受けている間であって、電源スイッチがオンされている間、ＤＣ５Ｖを常に生成する。

負荷装置１１ｂは、例えば、図１に示した感光体ドラム６を帯電させる帯電器と、現像装置７と、プリンタユニット５内の各種モータ等とを含み、電圧生成部２４ｂから出力されるＤＣ２４Ｖを受け、ＣＰＵ１４による制御に基づいて動作する。そして、負荷装置１１ｂは、画層の形成動作を行う。

負荷装置１１ｃは、例えば、電圧生成部２４ｂの出力端子と接地線との間に直列に接続されたスイッチおよび抵抗を含む。負荷装置１１ｃは、ＣＰＵ１４による制御に基づいてスイッチを導通し、抵抗を介して電圧生成部２４ｂの出力端子を接地線に接続することで、急峻に負荷を増加させる。

切替部１２は、ＣＰＵ１４による制御に基づいて動作し、リレー２１を制御する制御信号Ｖｒｌｙおよび電圧生成部２４ｂを制御する制御信号Ｖｅｃｏを出力する。

検出部１３は、内部電圧線Ｖａｃの電圧に基づいて交流電源から供給される電圧（例えば、最大値）を検出し、検出した電圧値をＣＰＵ１４に通知する。なお、検出部１３がＣＰＵ１４に電圧値を通知する代わりに、ＣＰＵ１４が、検出部１３が検出した電圧値を取得してもよい。

ＣＰＵ１４は、例えば、プログラムを実行することで画像形成装置１の全体を制御する。なお、ＣＰＵ１４の代わりに他のプロセッサが使用されてもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のロジック回路が使用されてもよい。ＣＰＵ１４は、検出部１３から通知させる電圧値に基づいて、交流電圧の実効電圧を算出する。ＣＰＵ１４は、算出した実効電圧と後述する第１閾値電圧ＶＴ１との比較結果に基づいて過電圧の入力を判断した場合、負荷装置１１ｂ、１１ｃ、切替部１２、通信インターフェース部１５、表示部１６、メモリ１７および記録装置１８を制御する。

例えば、ＣＰＵ１４は、検出部１３からの通知に基づいて過電圧の入力を判断した場合、電圧生成部２４ｂを起動させる制御信号Ｖｅｃｏや、リレー２１を開放させる制御信号Ｖｒｌｙを出力させるために制御信号ｃｔｌ１を切替部１２に発行する。また、ＣＰＵ１４は、制御信号ｃｔｌ２を出力して負荷装置１１ｂを制御し、制御信号ｃｔｌ３を出力して負荷装置１１ｃを制御する。ＣＰＵ１４による電源装置２０の制御方法は、図３から図８で詳細に説明する。以下では、交流電源３０からの過電圧の入力は、過電圧の発生とも称する。

通信インターフェース部１５は、ＣＰＵ１４からの指示に基づいて、ネットワーク等を介して画像形成装置１に接続される外部の装置との通信を制御する。例えば、ＣＰＵは、過電圧の発生を判断した場合、通信インターフェース部１５を介して、画像形成装置１のメンテナンス拠点等に設定されたサーバ等に過電圧の発生を通知する。これにより、例えば、後述する温度ヒューズの溶断をメンテナンス拠点で事前に把握することが可能になり、画像形成装置１の修理等に迅速に対応することができる。

表示部１６は、図示しない操作部等に設けられる液晶表示装置等であり、画像形成装置１の動作状況等、画像形成装置１を使用するユーザに必要な情報を表示する。ＣＰＵ１４は、過電圧が発生するおそれがある場合、表示部１６に警告を表示させる。画像形成装置１を使用するユーザは、警告に基づいて電源ケーブルをコンセントから外す等の処置をすることで、過電圧が実際に発生した場合にも電源装置２０および画像形成装置１へのダメージを最小限に抑えることができる。

メモリ１７は、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等であり、ＣＰＵ１４が実行するプログラムやワークデータを記憶し、画像形成装置１が取得した画像データ等を記憶する。例えば、記録装置１８は、ハードディスク装置であり、メモリ１７に展開するプログラムや、画像形成装置１の動作に必要な各種パラメータ等を記憶する。

切替部１２は、ＣＰＵ１４から制御信号Ｖｒｌｙを出力させる制御信号ｃｔｌ１を受けた場合、制御信号Ｖｒｌｙを出力する。リレー２１は、制御信号Ｖｒｌｙに応答して電源ラインＬ１と内部電圧線Ｖａｃとの接続を開放するスイッチ素子として機能する。リレー２１が開放された場合、温度ヒューズ内蔵抵抗２２のみを介して電源ラインＬ１と整流部２３間に電流が流れる。後述するように、所定値以上の電流が温度ヒューズ内蔵抵抗２２に流れた場合、温度ヒューズが溶断するため、アルミ電解コンデンサ２３ｂを開弁させることなく保護することができる。

なお、ＣＰＵ１４は、検出部１３からの通知に基づいて、内部電圧Ｖａｃが第２閾値電圧ＶＴ２（図８）を超えた場合、過電圧の発生に対する警告を表示部１６に表示させてもよい。これにより、画像形成装置１を使用するユーザに、交流電圧から画像形成装置１を物理的に分離させることができ、電源装置２０へのダメージ(破損)を最小限に抑えることができる。

さらに、ＣＰＵ１４は、過電圧の入力を検出してから温度ヒューズが溶断されるまでの時間を短縮する場合、負荷装置１１ｃを強制的に動作させる制御信号ｃｔｌ３を負荷装置１１ｃに出力する。負荷装置１１ｃは、制御信号ｃｔｌ３に基づいて、電圧生成部２４ｂから接地線に電源電流を流すことで、画像形成装置１の画像形成機能とは無関係に電力を消費する。負荷装置１１ｂとともに負荷装置１１ｃを動作させることで、温度ヒューズ内蔵抵抗２２に流れる電流量を増加させることができ、温度ヒューズが溶断するまでの時間を短縮することができる。この結果、アルミ電解コンデンサ２３ｂが開弁する確率を下げることができる。

図３は、図２で説明した電源制御装置において、スリープ状態中に過電圧が発生した場合の動作の例を示すタイミング図である。なお、図３は、画像形成装置１の動作も示している。

図３のタイミングの初期状態において、内部電圧Ｖａｃは０Ｖより高い所定値Ｖ１に設定されているが、負荷装置１１ｂが動作を停止しているため、２４Ｖ負荷による電流値はほぼゼロである。所定値Ｖ１は、画像形成装置１を動作させるために必要な標準的な実効電圧である。

制御信号Ｖｒｌｙは、スリープ状態中、活性レベル（例えば、ハイレベル"Ｈ"）に維持されており、制御信号Ｖｅｃｏ、ｃｔｌ２、ｃｔｌ３は、初期状態で非活性レベル（例えば、ロウレベル）である。スリープ状態では、リレー２１は、活性レベルの制御信号Ｖｒｌｙを受けて開放状態（すなわち、遮断状態）に設定されている。電圧制御部１４ｂは、非活性レベルの制御信号Ｖｅｃｏを受けて動作を停止している。負荷装置１１ｂは、非活性レベルの制御信号ｃｔｌ２を受けて動作を停止しており、負荷装置１１ｃは、非活性レベルの制御信号ｃｔｌ３を受けて動作を停止している。

この後、過電圧が発生し、内部電圧Ｖａｃが上昇していく（図３（ａ））。過電圧により交流電圧３０に対応する内部電圧Ｖａｃが第１閾値電圧ＶＴ１を超えた場合、ＣＰＵ１４は、過電圧が発生したと判断する（図３（ｂ））。ここで、第１閾値電圧ＶＴ１は、アルミ電解コンデンサ２３ｂの開弁耐圧より所定のマージン値だけ低い値である。第１閾値電圧ＶＴ１は、表示部１６に警告を表示するトリガ電圧である第２閾値電圧ＶＴ２よりも高い。

ＣＰＵ１４は、過電圧の検出に基づいて、メモリ１７および記録装置１８に対する情報の読み書きを停止する（図３（ｃ））。これにより、メモリ１７および記録装置１８のアクセス中に、後述する温度ヒューズ内蔵抵抗２２の温度ヒューズが溶断されて、ＤＣ５Ｖが遮断された場合にも、データ破壊を防止することができる。また、メモリ１７および記録装置１８の故障を防止することができる。この結果、溶断した温度ヒューズを交換した後に、画像形成装置１の起動を正常に行うことができる。

また、ＣＰＵ１４は、過電圧の検出に基づいて、切替部１２に制御信号Ｖｅｃｏを出力させるための制御信号ｃｔｌ１を出力する。切替部１２は、ＣＰＵ１４からの制御信号ｃｔｌ１に基づいて、活性レベルの制御信号Ｖｅｃｏを、動作を停止中の電圧生成部２４ｂに出力する（図３（ｄ））。電圧生成部２４ｂは、制御信号Ｖｅｃｏに基づいて起動され、ＤＣ２４Ｖを出力可能な状態になる。電圧生成部２４ｂがＤＣ２４Ｖを出力可能な状態になった後、ＣＰＵ１４は、負荷装置１１ｂを動作させる制御信号ｃｔｌ２を負荷装置１１ｂに出力する。これにより、負荷装置１１ｂ（モータ等）が動作して電力を消費するため、ＤＣ２４Ｖの負荷が増加し、電流が増加する（図３（ｅ））。

スリープ状態では、制御信号Ｖｒｌｙは活性レベルに維持されるため、リレー２１は開放状態に維持される（図３（ｆ））。なお、ＣＰＵ１４は、切替部１２に制御信号Ｖｒｌｙを出力させるための制御信号ｃｔｌ１を出力してもよいが、この場合、すでに活性レベルの制御信号Ｖｒｌｙを出力している切替部１２は、制御信号Ｖｒｌｙを活性レベルに維持し続ける。このため、ＣＰＵ１４は、スリープ状態において、リレー２１を開放状態に設定する制御信号ｃｔｌ１を出力してもよい。

リレー２１の開放状態では、リレー２１を介して整流部２３に電流が流れないため、負荷装置１１ｂ動作により発生する電流は、温度ヒューズ内蔵抵抗２２に流れる。これにより、温度ヒューズ内蔵抵抗２２に流れる電流量が増加し、温度ヒューズが溶断される。温度ヒューズの溶断により、交流電源３０からの内部電圧線Ｖａｃへの電圧の供給が停止し、内部電圧Ｖａｃは低下するため、アルミ電解コンデンサ２３ｂを開弁させることなく保護することができる（図３（ｇ））。なお、コンバータ部２４への電力の供給が停止するため、電圧生成部２４ａ、２４ｂは電圧の生成動作を停止する。これにより、電圧生成部２４ａ、２４ｂから負荷装置１１ａ、１１ｂへの電圧の供給は停止し、図３に示す２４Ｖ負荷に流れる電流はなくなる（図３（ｈ））。

温度ヒューズが溶断した場合、画像形成装置１の動作は停止する。画像形成装置１を再起動するためには、温度ヒューズを交換するメンテナンスが必要となる。しかしながら、温度ヒューズの溶断により、アルミ電解コンデンサ２３ｂを開弁することなく保護できるため、画像形成装置１に致命的なダメージを与えることなく、簡易なメンテナンスで画像形成装置１を再起動することができる。さらに、温度ヒューズが溶断される前にメモリ１７および記録装置１８の読み書きを停止するため、データ破壊やプログラム破壊の発生を防止することができる。このため、ソフトウェアの再インストールを不要にでき、さらには、メモリ１７および記録装置１８の破壊を防止することができる。

なお、ＣＰＵ１４は、破線の波形で示すように、負荷装置１１ｂを動作させる制御信号ｃｔｌ２とともに、負荷装置１１ｃを動作させる制御信号ｃｔｌ３を負荷装置１１ｃに出力してもよい。負荷装置１１ｂと負荷装置１１ｃとの両方を動作させることにより、２４Ｖ負荷の波形（電流）は、破線で示すように急激に上昇する（図３（ｉ））。これにより、温度ヒューズ内蔵抵抗２２に流れる電流量を、負荷装置１１ｂのみを動作させる場合に比べて増加させることができる。したがって、負荷装置１１ｂのみを動作させる場合に比べて、温度ヒューズを早く溶断させることができ、交流電源３０からの内部電圧線Ｖａｃへの電圧の供給を早く停止することができる（図３（ｊ））。この結果、アルミ電解コンデンサ２３ｂが開弁する可能性を更に低くすることができる。

図４は、図２で説明した電源制御装置において、待機状態中に過電圧が発生した場合の動作の例を示すタイミング図である。なお、図４は、画像形成装置１の動作も示している。図３と同様の動作については、図３と同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

待機状態では、制御信号Ｖｅｃｏが活性レベル（ハイレベル"Ｈ"）に維持され、制御信号Ｖｒｌｙが非活性レベル（ロウレベル）から活性レベル（ハイレベル）に変化される点が、スリープ状態と異なる。その他の動作は、スリープ状態と同様である。

制御信号Ｖｅｃｏが活性レベルに維持されるため、電圧生成部２４ｂは動作しており、ＤＣ２４Ｖを出力可能な状態に維持されている。このため、ＣＰＵ１４は、内部電圧Ｖａｃが第１閾値電圧ＶＴ１を超えたことを判定した場合にも、切替部１２に制御信号Ｖｅｃｏを出力させるための制御信号ｃｔｌ１を出力しない。なお、ＣＰＵ１４は、切替部１２に制御信号Ｖｅｃｏを出力させるための制御信号ｃｔｌ１を出力してもよいが、この場合、切替部１２は、制御信号Ｖｅｃｏを活性レベルに維持し続ける。

待機状態では、電圧生成部２４ｂが動作しており、制御信号Ｖｅｃｏの生成が不要なため、制御信号Ｖｒｌｙの活性化タイミングを図３に比べて早くすることができる。これにより、温度ヒューズの溶断タイミングを図３に比べて早くすることができるため、アルミ電解コンデンサ２３ｂが開弁する可能性を、図３に比べて低くすることができる。待機状態における電源制御装置および画像形成装置１のその他の効果は、図３と同様である。

図５は、図２で説明した電源制御装置において、動作状態中に過電圧が発生した場合の動作の例を示すタイミング図である。なお、図５は、画像形成装置１の動作も示している。図３と同様の動作については、図３と同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

印刷状態、スキャン状態等の動作している状態では、図４と同様に、制御信号Ｖｅｃｏが活性レベル（ハイレベル）に設定され、電圧生成部２４ｂが動作している。また、制御信号ｃｔｌ２が活性レベル（ハイレベル）に維持されるため、負荷装置１１ｂが動作しており、２４Ｖ負荷が発生している。このため、電圧生成部２４ｂから負荷装置１１ｂに所定の電流が流れる（図５（Ａ））。その他の動作は、待機状態と同様である。

活性レベルに維持される制御信号Ｖｅｃｏに関係する回路の動作は、図４と同様である。このため、図５では、図４と同様に、制御信号Ｖｒｌｙの活性化タイミングを図３に比べて早くすることができる。これにより、温度ヒューズの溶断タイミングを図３に比べて早くすることができるため、アルミ電解コンデンサ２３ｂが開弁する可能性を、図３に比べて低くすることができる。

なお、動作状態では、２４Ｖ負荷の動作による電流が発生しているため、負荷装置１１ｃを動作させる制御信号ｃｔｌ３は、出力されなくてもよい。しかしながら、温度ヒューズ内蔵抵抗２２の温度ヒューズを少しでも早く溶断するために、制御信号ｃｔｌ２とともに制御信号ｃｔｌ３を出力してもよい。

図６および図７は、図２で説明した電源制御装置の動作の例を示すフローチャートである。すなわち、図６および図７は、電源制御装置による電源制御方法の例を示している。また、図６および図７は、画像形成装置１の動作フローも示している。

図６および図７に示す動作は、例えば、ＣＰＵ１４がメモリ１７に記憶された制御プログラムを実行することによりハードウェアを制御することで実現されるが、ＦＰＧＡ等のハードウェアのみによる制御で実現されてもよい。なお、ＣＰＵ１４は、図６および図７に示す動作と並列に、例えば、印刷動作、スキャン動作またはファクシミリ動作等を行うことが可能である。

まず、ステップＳ１０において、ＣＰＵ１４は、検出部１３が検出した内部電圧Ｖａｃに基づいて、内部電圧Ｖａｃが第２閾値電圧ＶＴ２を超えたか否かを判定する。ＣＰＵ１４は、内部電圧Ｖａｃが第２閾値電圧ＶＴ２を超えた場合、動作をステップＳ１２に移行し、内部電圧Ｖａｃが第２閾値電圧ＶＴ２を超えていない場合、ステップＳ１０の動作を繰り返す。

ステップＳ１２において、ＣＰＵ１４は、表示部１６に交流電源３０の異常電圧（過電圧）の発生の警告を表示させる。例えば、ＣＰＵ１４は、「異常な電源電圧が入力されているため、電源ケーブルをコンセントから抜いて下さい。」等、交流電源３０からの電源の供給をユーザに遮断させるメッセージを表示部１６に表示させる。

次に、ステップＳ１４において、ＣＰＵ１４は、検出部１３が検出した内部電圧Ｖａｃに基づいて、内部電圧Ｖａｃが第１閾値電圧ＶＴ１を超えたか否かを判定する。ＣＰＵ１４は、内部電圧Ｖａｃが第１閾値電圧ＶＴ１を超えた場合、動作を図７のステップＳ２０に移行し、内部電圧Ｖａｃが第１閾値電圧ＶＴ１を超えていない場合、動作をステップＳ１６に移行する。

ステップＳ１６において、ＣＰＵ１４は、検出部１３が検出した内部電圧Ｖａｃに基づいて、内部電圧Ｖａｃが第２閾値電圧ＶＴ２以下になったか否かを判定する。ＣＰＵ１４は、内部電圧Ｖａｃが第２閾値電圧ＶＴ２以下になった場合、動作をステップＳ１８に移行し、内部電圧Ｖａｃが第２閾値電圧ＶＴ２を超えている場合、動作をステップＳ１４に戻す。ステップＳ１８において、ＣＰＵ１４は、内部電圧Ｖａｃが第２閾値電圧ＶＴ２以下になり、過電圧の発生のおそれがなくなったため、表示部１６に警告の表示を停止させる。

内部電圧Ｖａｃが第１閾値電圧ＶＴ１を超えた場合、ＣＰＵ１４は、図７のステップＳ２０、Ｓ２２において、画像形成装置１の動作モードを判定する。ＣＰＵ１４は、印刷状態、スキャン状態等の動作状態（動作している状態）である場合、動作をステップＳ３０に移行し、待機状態である場合、動作をステップＳ４０に移行し、スリープ状態である場合、動作をステップＳ５０に移行する。

ステップＳ３０において、ＣＰＵ１４は、メモリ１７および記録装置１８への読み書きを停止し、動作をステップＳ３９に移行する。ステップＳ３９において、ＣＰＵ１４は、切替部１２に制御信号Ｖｒｌｙを出力させ、動作を終了する。制御信号Ｖｒｌｙの出力により、リレー２１が開放され、温度ヒューズ内蔵抵抗２２に流れる電流量が増加し、温度ヒューズが溶断する。これにより、内部電圧Ｖａｃに基づいて、交流電源３０から第１閾値電圧ＶＴ１を超える過電圧の入力を検出した場合、電源装置２０を安全に停止させることができる。

待機状態では、ステップＳ４０において、ＣＰＵ１４は、メモリ１７および記録装置１８への読み書きを停止する。次に、ステップＳ４４において、ＣＰＵ１４は、温度ヒューズ内蔵抵抗２２を流れる電流を増加させるために制御信号ｃｔｌ２を出力して負荷装置１１ｂを動作させ、電圧生成部２４ｂの負荷を増加させる。

次に、ステップＳ４６において、ＣＰＵ１４は、温度ヒューズ内蔵抵抗２２を流れる電流を急増させる場合、動作をステップＳ４８に移行し、温度ヒューズ内蔵抵抗２２を流れる電流を急増させない場合、動作をステップＳ４９に移行する。

ステップＳ４８において、ＣＰＵ１４は、制御信号ｃｔｌ３を出力して負荷装置１１ｃを動作させ、動作をステップＳ４９に移行する。負荷装置１１ｂと負荷装置１１ｃとを同時に動作させることで、図３（ｉ）、（ｊ）および図４（ｉ）、（ｊ）に示したように、２４Ｖ負荷が急増し、電流が増加するため、温度ヒューズ内蔵抵抗２２の温度ヒューズを溶断するタイミングを早くすることができる。なお、ステップＳ４６、Ｓ４８は、ステップＳ４４の前に行われてもよく、ステップＳ４４とステップＳ４８とは、同時に行われてもよい。

次に、ステップＳ４９において、ＣＰＵ１４は、切替部１２に制御信号Ｖｒｌｙを出力させ、リレー２１を開放して、温度ヒューズ内蔵抵抗２２に流れる電流量を増加させ、温度ヒューズを溶断し、動作を終了する。

スリープ状態では、ステップＳ５０において、ＣＰＵ１４は、メモリ１７および記録装置１８への読み書きを停止する。次に、ステップＳ５２において、ＣＰＵ１４は、切替部１２に制御信号Ｖｅｃｏを出力する。制御信号Ｖｅｃｏの出力により、電圧生成部２４ｂが起動され、ＤＣ２４Ｖを出力可能な状態になる。

次に、ステップＳ５４において、ＣＰＵ１４は、温度ヒューズ内蔵抵抗２２を流れる電流を増加させるために制御信号ｃｔｌ２を出力して負荷装置１１ｂを動作させ、電圧生成部２４ｂの負荷を増加させる。

次に、ステップＳ５６において、ＣＰＵ１４は、温度ヒューズ内蔵抵抗２２を流れる電流を急増させる場合、動作をステップＳ５８に移行し、温度ヒューズ内蔵抵抗２２を流れる電流を急増させない場合、動作を終了する。ステップＳ５８において、ＣＰＵ１４は、制御信号ｃｔｌ３を出力して負荷装置１１ｃを動作させ、動作を終了する。

なお、ステップＳ５６、Ｓ５８は、ステップＳ５４の前に行われてもよく、ステップＳ５４とステップＳ５８とは、同時に行われてもよい。また、スリープ状態では、リレー２１が開放状態であるため、制御信号Ｖｒｌｙの出力が不要である。しかしながら、ＣＰＵ１４は、電源制御プログラム等の制御フローを簡易にするために、ステップＳ５８の後、ステップＳ３９、Ｓ４９と同様に、制御信号Ｖｒｌｙを出力してもよい。

以上の動作により、画像形成装置１の動作モードや状態によらず、内部電圧線Ｖａｃ（すなわち、交流電源３０）に第１閾値電圧ＶＴ１を超える過電圧が発生した場合、温度ヒューズを確実に溶断することができる。この結果、アルミ電解コンデンサ２３ｂの開弁を防止することができ、電源装置２０および画像形成装置１を安全に停止させることができる。

図８は、この実施形態の効果を示す説明図である。図８に示す例では、アルミ電解コンデンサ２３ｂが開弁しない上限電圧（耐圧）は、実効値で２００Ｖであるとする。この場合、例えば、第１閾値電圧ＶＴ１は、耐圧に対して余裕値ΔＶ（この例では１０Ｖ）を持たせて１９０Ｖ（実効値）に設定され、第２閾値電圧ＶＴ２は１４０Ｖ（実効値）に設定される。

なお、第１閾値電圧ＶＴ１は、アルミ電解コンデンサ２３ｂの耐圧以下であって、第２閾値電圧ＶＴ２より高い任意の電圧値に設定可能である。第２閾値電圧ＶＴ２は、アルミ電解コンデンサ２３ｂの耐圧より小さい値であって、第１閾値電圧ＶＴ１より低い任意の電圧値に設定可能である。

例えば、第１閾値電圧ＶＴ１および第２閾値電圧ＶＴ２を示す情報は、ＣＰＵ１４に含まれる内蔵ＲＯＭ、内蔵ＲＡＭ、レジスタまたはメモリ１７等に割り当てられる閾値電圧記憶部に記憶される。これにより、電源装置２０に搭載されるアルミ電解コンデンサ２３ｂの耐圧仕様に合わせて、第１閾値電圧ＶＴ１および第２閾値電圧ＶＴ２を様々な値に設定できる。したがって、どのような耐圧のアルミ電解コンデンサ２３ｂが電源装置２０に搭載される場合にも、開弁を防止することができる。

また、図３から図７で説明したように、交流電源３０に過電圧が発生するおそれがある場合、警告を表示することで、画像形成装置１を安全に停止させることができる。また、交流電源３０に過電圧が発生した場合、動作モードや状態に関わらず、温度ヒューズを溶断させて、画像形成装置１を安全に停止させることができる。なお、図中の「通常動作」は、画像形成装置１による正常時の動作を示し、動作状態（印刷動作状態、スキャン動作状態およびファクシミリ動作状態）や、待機状態、スリープ状態等を示す。

これに対して、図３から図７に示した機能を持たない画像形成装置においても、交流電源３０に過電圧が発生した場合、温度ヒューズに電流を流す制御を行う。しかしながら、２４Ｖ負荷が小さいスリープ状態および待機状態では、温度ヒューズに十分な電流を流すことができず、温度ヒューズを溶断させることができない。

例えば、スリープ状態では、電圧生成部２４ｂは、ＤＣ２４Ｖを生成していないため、リレー２１が開放状態であっても、温度ヒューズを溶断する電流を温度ヒューズに流すことができない。待機状態では、電圧生成部２４ｂはＤＣ２４Ｖを出力しているが、負荷装置１１ｂが動作していないため、リレー２１が開放状態になっても、温度ヒューズを溶断する電流を温度ヒューズに流すことができない。

この結果、スリープ状態または待機状態において、交流電源３０に過電圧が発生した場合、アルミ電解コンデンサ２３ｂに耐圧を超える電圧が印可され、アルミ電解コンデンサ２３ｂが開弁するおそれがある。アルミ電解コンデンサ２３ｂが開弁した場合、画像形成装置の破損等、致命的な不良が発生するおそれがある。

以上、この実施形態では、負荷装置１１ｂが動作しないスリープ状態または待機状態であっても、負荷装置１１ｂを強制的に動作させて温度ヒューズに電流を流し、温度ヒューズを溶断することができる。したがって、アルミ電解コンデンサ２３ｂを開弁することなく保護でき、画像形成装置１に致命的なダメージを与えることなく、簡易なメンテナンスで画像形成装置１を再起動することができる。すなわち、電源装置２０が生成する電圧により動作する負荷装置１１ｂの状態に関わらず、交流電源３０の過電圧の発生時にアルミ電解コンデンサ２３ｂが開弁することを確実に防止することができる。

スリープ状態または待機状態において過電圧の発生を検出した場合に負荷装置１１ｂとともに負荷装置１１ｃを動作させることで、温度ヒューズ内蔵抵抗２２に流れる電流量を増加させることができ、温度ヒューズが溶断するまでの時間を短縮することができる。この結果、アルミ電解コンデンサ２３ｂが開弁する確率を下げることができる。

第１閾値電圧ＶＴ１および第２閾値電圧ＶＴ２の値を、書き換え可能に閾値電圧記憶部に記憶することで、電源装置２０に搭載されるアルミ電解コンデンサ２３ｂの耐圧仕様に合わせて第１閾値電圧ＶＴ１および第２閾値電圧ＶＴ２を設定できる。したがって、どのような耐圧のアルミ電解コンデンサ２３ｂが電源装置２０に搭載される場合にも、開弁を防止することができる。

ＣＰＵ１４は、過電圧が発生したことに基づいて、メモリ１７および記録装置１８に対する情報の読み書きを停止する。これにより、メモリ１７および記録装置１８のアクセス中に、温度ヒューズが溶断され、電源電圧が遮断された場合にも、データ破壊を防止することができ、メモリ１７および記録装置１８の故障を防止することができる。

ＣＰＵ１４は、過電圧が発生するおそれがある場合、表示部１６に警告を表示させる。これにより、画像形成装置１を使用するユーザは、警告に基づいて電源ケーブルをコンセントから外す等の処置をすることができる。したがって、過電圧が発生する前に画像形成装置１を安全に停止させることが可能になり、電源装置２０および画像形成装置１へのダメージを最小限に抑えることができる。

交流電源３０に過電圧が発生するおそれがある場合などに、通信インターフェース部１５を介して、画像形成装置１のメンテナンス拠点等に過電圧の発生を通知することで、画像形成装置１の修理等に迅速に対応することができる。

以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

１ 画像形成装置
２ 自動原稿送り装置
３ 画像読み取り装置
４ 書き込みユニット
５ プリンタユニット
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ 負荷装置
１２ 切替部
１３ 検出部
１４ ＣＰＵ
１５ 通信インタフェース部
１６ 表示部
１７ メモリ
１８ 記録装置
２０ 電源装置
２１ リレー
２２ 温度ヒューズ内蔵抵抗
２３ 整流部
２３ａ ダイオードブリッジ
２３ｂ アルミ電解コンデンサ
２４ コンバータ部
２４ａ、２４ｂ 電圧生成部
３０ 交流電源
ｃｔｌ１、ｃｔｌ２、ｃｔｌ３ 制御信号
Ｌ１、Ｌ２ 電源ライン
Ｖａｃ 内部電圧線
Ｖｃｔｌ、Ｖｅｃｏ、Ｖｒｌｙ 制御信号

特開２００４−０８８８５７号公報

Claims (11)

1. 交流電源から入力される交流電圧を直流電圧に変換する、電解コンデンサを含む整流部と、前記整流部が出力する直流電圧を所定の電圧に変換して第１負荷装置に供給する電圧生成部と、交流電源端子と前記整流部の間に並列に配置されたヒューズ内蔵抵抗およびスイッチ素子を含む保護部とを有する電源装置を制御する電源制御装置であって、
   前記交流電圧を検出する検出部と、
   前記検出部が検出した電圧値が第１閾値電圧を超えた場合であって、前記第１負荷装置が動作を停止している場合、前記第１負荷装置を動作させた後、前記スイッチ素子を遮断状態に設定する制御部と、を有することを特徴とする電源制御装置。
2. 前記制御部は、前記検出部が検出した電圧値が前記第１閾値電圧を超えた場合であって、前記電圧生成部が動作を停止している場合、前記第１負荷装置を動作させる前に、前記電圧生成部を動作させることを特徴とする請求項１に記載の電源制御装置。
3. 前記制御部は、前記電圧生成部が動作を停止中に前記スイッチ素子が遮断状態に維持される場合、前記第１負荷装置を動作させた後、前記スイッチ素子の遮断状態の維持を継続することを特徴とする請求項２に記載の電源制御装置。
4. 前記電圧生成部の出力に接続される第２負荷装置を有し、
   前記制御部は、前記検出部が検出した電圧値が前記第１閾値電圧を超えた場合であって、前記第１負荷装置が動作を停止している場合、前記第１負荷装置とともに前記第２負荷装置を動作させることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電源制御装置。
5. 前記電源装置に搭載される前記電解コンデンサの耐圧仕様に応じて前記第１閾値電圧を書き換え可能に記憶する閾値電圧記憶部を有し、
   前記制御部は、前記閾値電圧記憶部に記憶された前記第１閾値電圧と、前記検出部が検出した電圧値との比較結果に基づいて前記第１負荷装置および前記スイッチ素子を制御することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電源制御装置。
6. 交流電源から入力される交流電圧を直流電圧に変換する、電解コンデンサを含む整流部と、前記整流部が出力する直流電圧を所定の電圧に変換する電圧生成部と、交流電源端子と前記整流部の間に並列に配置されたヒューズ内蔵抵抗およびスイッチ素子を含む保護部とを有する電源装置と、前記電源装置から電圧を受けて画像の形成動作を行う第１負荷装置とを有する画像形成装置であって、
   前記交流電圧を検出する検出部と、
   前記検出部が検出した電圧値が第１閾値電圧を超えた場合であって、前記第１負荷装置が動作を停止している場合、前記第１負荷装置を動作させた後、前記スイッチ素子を遮断状態に設定する制御部と、を有することを特徴とする画像形成装置。
7. 前記画像形成装置が使用するデータまたはプログラムの少なくともいずれかを記憶する記憶部を有し、
   前記制御部は、前記検出部が検出した電圧値が前記第１閾値電圧を超えた場合、前記記憶部の読み書きを停止させることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記画像形成装置の動作状態を表示する表示装置を有し、
   前記制御部は、前記検出部が検出した電圧値が前記第１閾値電圧より低い第２閾値電圧より高くなった場合、前記表示装置に警告を表示させることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記画像形成装置の外部と通信する通信インターフェース部を有し、
   前記制御部は、前記検出部が検出した電圧値が前記第１閾値電圧を超えた場合、前記通信インターフェース部を介して前記交流電圧の電圧値が前記第１閾値電圧を超えたことを前記外部に通知することを特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記画像形成装置の状態は、前記電圧生成部および前記第１負荷装置を動作させないスリープ状態と、前記電圧生成部を動作させ、前記第１負荷装置を動作させない待機状態と、前記電圧生成部および前記第１負荷装置を動作させる動作状態とを含み、
    前記制御部は、前記検出部が検出した電圧値が第１閾値電圧を超えた場合、
    前記スリープ状態では、前記電圧生成部を動作させ、前記第１負荷装置を動作させた後、前記スイッチ素子を遮断状態に設定し、
    前記待機状態では、前記第１負荷装置を動作させた後、前記スイッチ素子を遮断状態に設定し、
    前記動作状態では、前記スイッチ素子を遮断状態に設定することを特徴とする請求項６ないし請求項９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 交流電源から入力される交流電圧を直流電圧に変換する、電解コンデンサを含む整流部と、前記整流部が出力する直流電圧を所定の電圧に変換して第１負荷装置に供給する電圧生成部と、交流電源端子と前記整流部の間に並列に配置されたヒューズ内蔵抵抗およびスイッチ素子を含む保護部とを有する電源装置を制御する電源制御方法であって、
    前記交流電圧を検出し、
    検出した電圧値が第１閾値電圧を超えた場合であって、前記第１負荷装置が動作を停止している場合、前記第１負荷装置を動作させた後、前記スイッチ素子を遮断状態に設定することを特徴とする電源制御方法。

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