JP4087781B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は画像形成装置に関し、例えば、紙詰まり処理などでプリンタなどのカバーを開けた際に安全回路（インターロック回路）を動作させる画像形成装置に関する。

デジタル複合機のような画像形成装置において、例えば、プリンタの紙詰まりなどに対処するために装置の筐体のカバーを開けた際に、インターロック回路を切ることにより、人体を駆動部や充電部から確実に保護するようにしている。インターロック回路には、カバーの開閉に連動するスイッチによって直接それら駆動源や充電部の電源を切るものもあれば、そのスイッチの信号でメカニカルなリレーをオフすることにより同様に電源を切るものもある。

しかし、インターロック回路で入り切りしなければならない電源は、比較的大電流のモータの駆動電源であるため、駆動回路に用いる大容量の平滑コンデンサに大きな突入電流が流れるという問題がある。

このような過大な突入電流が流れるのを防止するために、特開平０５−１１１１４９号公報（特許文献１）には、カバーの開状態が検出されるとトライアックを遮断状態とし、カバーの閉状態が検出されても一定時間を経過するまでトライアックの遮断状態を継続することにより、過大な突入電流が流れるのを防止する突入電流防止回路について記載されている。
特開平０５−１１１１４９号公報（段落番号００１０，００１１、図１）

上記特許文献１では突入電流が流れるのを防止することはできるが、トライアックなどの高価な電子部品を必要とする。上記特許文献１のように突入電流防止回路を備えていない画像形成装置においては、インターロック制御信号により電源を投入する際に流れる突入電流によって、下記に述べる問題を生じる。

通常、モータ制御用ＩＣなどでは、内部回路の安定化のために制御系回路と駆動系回路の各電源の接地ライン（ＧＮＤ）を共通インピーダンスにするために共通接続されている。このため、駆動系回路に突入電流が流れることにより、共通接続されたＧＮＤにも大きなリターン電流が流れるので、他の制御系回路のＧＮＤ電位が著しく上昇する。これにより、見かけ上制御系回路の電源電圧が低下するため不要に減電圧検知回路が働き、制御系回路にリセットがかかって誤動作したり、状態のイニシャル化によりジョブの続行が不可能になるという不具合が生じ、そのための対策が要求されている。特に、オプション装置などの周辺機器は、画像形成装置の本体電源からの配線が長いため、リターン電流による電圧降下も大きくなり問題が顕著化しやすい傾向にあるといえる。

このような問題を回避するために、第１の方法として画像形成装置本体とのインタフェース線を必要以上に太くしたり、第２の方法として制御用の電源電圧を必要以上に高めに設定したり、第３の方法として減電圧の検知レベルをＩＣなどデバイスの保証電圧より小さく設定したり、第４の方法として性能を犠牲にして平滑用コンデンサを小さくしたり、第５の方法として制御系回路のＧＮＤとモータなどの駆動系のＧＮＤを完全に分離するなどの対策を行なっている。

しかしながら、第１の方法ではインタフェース線を太くするためにコストが高くなってしまう。第２，第３および第４の方法では、性能的な限界があり、第５の方法では性能的にリスクや回路の煩雑化を伴ってしまうとともに、電波対策など設計変更の自由度も狭くなるという欠点を生じる。

また、オプション装置も多機能化し、オプション装置に別のオプション装置が装着されるようになってきており、電源の負荷容量も増大し、従来の対策の組合せだけでは十分なマージンを確保するのがより困難になりつつある。

それゆえに、この発明の主たる目的は、インターロック制御信号により電源を投入する際に、制御回路系における見かけ上の電源電圧の低下を補償する画像形成装置を提供することである。

この発明は、高電圧が供給される駆動回路と、高電圧よりも低い低電圧が供給される制御回路とを含み、各回路の接地ラインが共通に接続された画像形成装置において、駆動回路への高電圧の供給を制御する接点と、接点が閉じられたことに応じて高電圧により充電され、その充電電圧を制御回路の電源入力端に供給する充電手段とを備える。

好ましくは、駆動回路の電源入力端と接地ラインとの間に接続される大容量の第１のコンデンサを含み、充電手段は接点が閉じられたことに応じて、第１のコンデンサへの充電電流が流れることによる制御回路の電源入力端での電圧低下を補償する。

好ましくは、充電手段は低電圧が高電圧のラインに逆流するのを阻止する逆流防止ダイオードと、抵抗と、第２のコンデンサとの直列回路を含む。

好ましくは、異常検出信号に応じてスイッチングするスイッチング素子を含み、接点はスイッチング素子のスイッチングに応じて閉じられるリレー接点を含む。

好ましくは、リレー接点を強制的に開放するためのスイッチと、スイッチからの制御信号に応じて、第２のコンデンサに蓄積された電荷を放電する放電回路を含む。

この発明は、駆動回路への高電圧の供給を制御する接点が閉じられたことに応じて、充電手段が高電圧により充電され、その充電電圧を制御回路の電源入力端に供給することにより、制御回路に供給される低電圧の見かけ上の電圧低下を補償する。

図１はこの発明の一実施形態における画像形成装置における電源供給系のブロック図である。図１において、ドアースイッチ１は画像形成装置における筐体のカバー（図示せず）などが開かれたときにその接点が開かれ、カバーなどが閉じられているときはその接点が閉じられる。ドアースイッチ１の接点開閉信号は、抵抗Ｒ２を介してトランジスタＴＲ２のベース２にも与えられており、トランジスタＴＲ２のコレクタは、抵抗Ｒ３，Ｒ４を介してそれぞれトランジスタＴＲ３，ＴＲ４のベースに接続され、トランジスタＴＲ２のエミッタは接地されている。

トランジスタＴＲ４のコレクタから筐体のカバーの開閉検知信号であるドアースイッチ信号が出力され、トランジスタＴＲ４のエミッタは接地されている。ドアースイッチ１の接点開閉信号はＤＣ２４Ｖであり、直接ＣＰＵ（図示せず）のポートに入力できないので、ＤＣ２４Ｖの接点開閉信号をＤＣ５Ｖの接点開閉信号に変換するためにトランジスタＴＲ２およびＴＲ４が設けられている。特に、トランジスタＴＲ４は、そのコレクタから出力されるドアースイッチ信号が「Ｈ」レベルのときに抵抗で電圧降下することなくＤＣ５Ｖのレベルを出力する。この接点開閉信号は、ＣＰＵによって、表示部に「前カバーを閉めて下さい」などの表示を行うために用いられる。

インターロックリレー制御信号は、ＣＰＵなどから出力され、異常検出時にドアースイッチ１の開閉に関係なくリレーコイル２を制御する。このインターロックリレー制御信号は、抵抗Ｒ１を介してトランジスタＴＲ１のベースに与えられている。トランジスタＴＲ１のコレクタはリレーコイル２の一端に接続されている。リレーコイル２の他端にはドアースイッチ１を介してＤＣ２４Ｖが供給されている。

インターロックリレー制御信号は、正常動作時には「Ｈ」レベルに設定されているが、異常検出時には「Ｌ」レベルになり、トランジスタＴＲ１をオフにして強制的にリレーコイル２に流れる電流を遮断する。リレーコイル２はリレー接点３をオン，オフする。リレー接点３の一端にはＤＣ２４Ｖが与えられており、他端は駆動系回路４の電源入力端とコンデンサＣ１の一端に接続されている。

コンデンサＣ１は大容量の電解コンデンサから構成されており、その他端は駆動系回路４のＧＮＤ端子とともに制御系回路６のＧＮＤ端子に接続された後、接地されている。このコンデンサＣ１は、駆動系回路４が瞬間的に大電流を必要とする場合に、コンデンサＣ１より電流を流し、駆動系電源（図示せず）の負担を軽減するために設けられている。駆動系回路４はＣＰＵからの制御信号に基づいて、例えば用紙を給送するためのモータ５を駆動する。

リレー接点３の他端はダイオードＤ１，抵抗Ｒ５およびコンデンサＣ２を介して制御系回路６の電源入力端にも接続されている。ダイオードＤ１，抵抗Ｒ５およびコンデンサＣ２は、リレー接点３がオンしたときに制御系回路６の電源入力端に充電電圧を供給して、本来見かけ上低下するＤＣ５Ｖの電圧レベルを上昇させ、問題ない電圧レベルにまで補償するための充電手段を構成している。なお、ダイオードＤ１はＤＣ５ＶからＤＣ２４Ｖのラインに電流が逆流するのを防止する逆流防止ダイオードである。

抵抗Ｒ５とコンデンサＣ２との接続点は抵抗Ｒ６を介してトランジスタＴＲ３のコレクタに接続され、トランジスタＴＲ３のエミッタは接地されている。抵抗Ｒ６とトランジスタＴＲ３はドアースイッチ１が開かれたときに、コンデンサＣ２に充電されている電荷を放電する放電回路を構成している。

制御系回路６の電源入力端にはＤＣ５Ｖが供給されている。この制御系回路６の電源入力端とＧＮＤ端子間にはコンデンサＣ３が接続されている。このコンデンサＣ３は制御系回路６が瞬間的に大電流を必要とする場合に、コンデンサＣ３より電流を流し、制御系電源（図示せず）の負担を軽減するために設けられている。

図２は図１に示したこの発明の一実施形態におけるインターロック制御信号により電源を投入する際に、制御系回路の電源電圧の低下を補償する動作を説明するための波形図である。次に、図２を参照しながら、図１に示した制御系回路の電源電圧の低下を補償する動作について説明する。

デジタル複合機が障害を起こしているときには、図２（ａ）に示すインターロックリレー制御信号は「Ｌ」レベルになっており、筐体の扉が開かれて障害が除去され、その後扉が閉じられると、図１に示すドアースイッチ１が閉じられ、リレーコイル２の他端にＤＣ２４Ｖが供給される。障害が除去されてインターロックリレー制御信号が図２（ａ）に示すように正常動作を示す「Ｈ」レベルになると、トランジスタＴＲ１がオンし、リレーコイル２に電流が流れてリレー接点３が閉じられる。

リレー接点３が閉じられたことにより、図２（ｂ）に示すようにＤＣ２４Ｖが駆動系回路４に供給されるとともに、コンデンサＣ１に過渡的に大電流が流れる。コンデンサＣ１のＧＮＤ端子は制御系回路６のＧＮＤ端子に共通接続されているため、従来は制御系回路６のＧＮＤ端子に大電流が流れ、ＧＮＤ電位が高くなってしまい、図２（ｄ）に示すように、見かけ上制御系回路６のＤＣ５Ｖが低下していた。

しかし、図１に示した実施形態では、リレー接点３が閉じられたことにより、ダイオードＤ１，抵抗Ｒ５を介してコンデンサＣ２が図２（ｃ）に示すように充電され、その充電電圧が制御系回路６の電源入力端に供給される。この充電電圧により、制御系回路６のＤＣ５Ｖの電圧低下分が図２（ｅ）に示すように補償される。

次に、何らかの障害が発生してドアースイッチ１が開かれると、図２（ｆ）に示すようにリレーコイル２とトランジスタＴＲ２のベースに与えられているＤＣ２４Ｖが遮断される。これによりリレーコイル２に電流が流れなくなり、リレー接点３が開かれる。その結果、図２（ｂ）に示すように駆動系回路４に供給されていたＤＣ２４Ｖが遮断される。また、トランジスタＴＲ２のベースにＤＣ２４Ｖが与えられなくなったことにより、トランジスタＴＲ２がオフし、そのコレクタが「Ｈ」レベルになるので、トランジスタＴＲ３，ＴＲ４がオンする。トランジスタＴＲ３がオンしたことにより、コンデンサＣ２に充電されていた電荷が図２（ｃ）に示すように放電され、トランジスタＴＲ４がオンすることにより、図２（ｇ）に示すようにドアースイッチ信号がＤＣ５Ｖの「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルになる。

なお、コンデンサＣ２には、図２（ｃ）に示すようにインターロックリレー制御信号が「Ｈ」レベルになってから、ドアースイッチ１が開かれるまでの期間だけＤＣ２４Ｖの電圧で充電され、制御系回路６の電源入力端に供給されつづけるが、この電源入力端に供給されているＤＣ５Ｖは図示しない定電圧電源から供給されており、ＤＣ２４Ｖが印加されてもＤＣ５Ｖ以上の電位に上昇することはない。

このように、リレー接点３が閉じられてコンデンサＣ１に大電流が流れて、制御系回路６のＤＣ５Ｖの電源電圧が低下しても、コンデンサＣ２から強制的に充電電圧を供給してＤＣ５Ｖの電源電圧を上昇させることにより、見かけ上の制御系における電源電圧の低下を補償することができる。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

この発明の一実施形態における画像形成装置における電源供給系のブロック図である。 図１に示した画像形成装置におけるインターロック制御信号により電源を投入する際に、制御系回路の電源電圧の低下を補償する動作を説明するための波形図である。

符号の説明

１ ドアースイッチ、２ リレーコイル、３ リレー接点、４ 駆動系回路、５ モータ、６ 制御系回路、ＴＲ１〜ＴＲ４ トランジスタ、Ｄ１ ダイオード、Ｃ１〜Ｃ３ コンデンサ、Ｒ１〜Ｒ６ 抵抗。

Claims (4)

1. 高電圧が供給される駆動回路と、前記高電圧よりも低い低電圧が供給される制御回路とを含み、各回路の接地ラインが共通に接続された画像形成装置において、
   前記駆動回路の電源入力端と接地ラインとの間に接続される大容量の第１のコンデンサと、
   前記駆動回路への高電圧の供給を制御する接点と、
   前記接点が閉じられたことに応じて前記高電圧により充電され、その充電電圧を前記制御回路の電源入力端に供給し、前記第１のコンデンサへの充電電流が流れることによる前記制御回路の電源入力端での電圧低下を補償する充電手段とを備えた、画像形成装置。
2. 前記充電手段は、前記低電圧が前記高電圧のラインに逆流するのを阻止する逆流防止ダイオードと、抵抗と、第２のコンデンサとの直列回路を含む、請求項１に記載の画像形成装置。
3. さらに、異常検出信号に応じてスイッチングするスイッチング素子を含み、
   前記接点は前記スイッチング素子のスイッチングに応じて閉じられるリレー接点を含む、請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. さらに、前記リレー接点を強制的に開放するためのスイッチと、
   前記スイッチからの制御信号に応じて、前記第２のコンデンサに蓄積された電荷を放電する放電回路を含む、請求項３に記載の画像形成装置。

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