JP4310963B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、プリンタ、複写機およびファクシミリ装置などの画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
プリンタ、複写機、ファクシミリ装置などの電子写真方式による画像形成装置においては、内部回路を駆動する電源として2種類あるいはそれ以上の電源電圧を使用するのが一般的である。というのは、装置の動作制御を行うマイクロプロセッサを含む制御部や、画像信号処理その他の機能を実現するロジック回路の多くは低電圧(例えば5V)で動作する一方、紙送り機構や感光ドラムなどを駆動するためのモータや露光用光源となるレーザ部など、大電力を必要とする機構については、より高い電圧(例えば24V)で駆動するのが効率的であるからである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の画像形成装置では、交流給電系統の停電や、ユーザーの操作ミスによる電源オフ操作などによって、装置の動作中に電源電圧が急に低下したとき、動作中の制御部の電源電圧が低下することによって、装置の動作に不具合を生じるおそれがある。例えば、印刷枚数やトナーの消耗状況など、装置の使用状態を示す情報を記録するメモリへのデータ書き込み中に制御部への供給電圧が低下すると、正しいデータをメモリに書き込むことができず、再起動時に装置の使用履歴を正しく把握することができなくなる。また、例えば、モータの回転中に電源電圧が低下した場合、装置の機能が停止する前に終了処理として少なくともモータの回転を停止することが望ましいが、モータへの電源供給が停止する前に制御部への供給電圧が低下すると、モータの制御が正しく行えないままモータへの電力供給が継続されて、その間モータが回転し続けることとなる。
【0004】
これらの問題を解消するためには、電源電圧が低下したときに、少なくとも装置各部の終了処理が完了するまでの間、制御部への電源供給が継続されて、制御部がその機能を維持していることが望まれる。
【0005】
この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、交流入力電圧から電圧変換した電源電圧の供給を受けて装置各部を制御する制御手段を有する画像形成装置において、停電や操作ミスなどによって交流入力電圧が低下したときであっても、制御手段への電源電圧を一定期間にわたり保持して制御手段の動作時間を延長することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる画像形成装置は、装置各部を駆動する駆動手段と、前記駆動手段および前記装置各部の動作を制御する制御手段と、前記駆動手段および前記制御手段へ電源を供給する電源供給手段とを有する画像形成装置であって、上記目的を達成するため、前記電源供給手段は、交流電圧を整流し容量成分によって平滑して直流電圧に変換する整流部と、前記整流部の出力側に接続されて前記直流電圧を電圧変換して第1の電源電圧を出力し、前記制御手段に供給する制御用電圧変換部と、前記整流部の出力側に接続されて前記直流電圧を電圧変換して第2の電源電圧を出力し、前記駆動手段に供給する駆動用電圧変換部とを備える一方、前記制御手段は、前記交流電圧、前記整流部の出力電圧および前記駆動用電圧変換部の出力電圧のうち少なくとも1つの電圧が所定の電圧値以下に低下したとき電圧低下検出信号を出力する電圧監視部と、前記電圧監視部から前記電圧低下検出信号が与えられたときに、前記駆動用電圧変換部の動作を停止する電源制御部とを備えている(請求項1)。
【0007】
このように構成された発明では、整流部は、整流後の電圧の脈動を除去するフィルタとして比較的大容量の容量成分を有しており、この容量には電気エネルギーが蓄積されている。そして、この容量に蓄積された電気エネルギーと、交流電源から供給される電気エネルギーとを用いて、制御用電圧変換部および駆動用電圧変換部がそれぞれの出力電圧を発生している。
【0008】
ここで、交流電源の停電やユーザーによる電源オフ操作などによって電源電圧が低下したとき、交流電源からの電気エネルギーの供給は停止する。そして、電圧監視部がこの電圧低下を検出し、電圧低下検出信号を出力する一方、この信号を受けた電源制御部は制御指令を出力して駆動用電圧変換部を停止させるので、それ以後は駆動用電圧変換部がこの容量に蓄積された電気エネルギーを消費することはない。したがって、容量に蓄積された電気エネルギーを全て制御用電圧変換部による第1の電源電圧出力に振り向けることで、交流電源電圧が低下した後も比較的長い時間にわたって第1の電源電圧を維持することが可能となり、その間、制御手段の機能を維持することができる。
【0009】
また、前記整流部と前記制御用電圧変換部との間に、前記整流部から前記制御用電圧変換部への電流の流入を許容する一方、その逆方向の電流を阻止する逆流防止部と、前記逆流防止部と前記制御用電圧変換部との間に設けられて、前記整流部から供給される電気エネルギーを蓄積する蓄電部とをさらに備える構成としてもよい(請求項2)。
【0010】
このように構成された発明では、整流部から蓄電部に流れる電流によって蓄電部に電気エネルギーが蓄積される一方、逆流防止部によってその逆方向への電流を阻止しているので、交流電源電圧の低下によって整流部の出力電圧が急速に低下したとしても、この蓄電部に蓄積された電気エネルギーを用いて制御用電圧変換部が第1の電源電圧を発生し、制御手段の動作を維持することができる。
【0011】
また、この発明にかかる画像形成装置は、装置各部を駆動する駆動手段と、前記駆動手段および前記装置各部の動作を制御する制御手段と、前記駆動手段および前記制御手段へ電源を供給する電源供給手段とを有する画像形成装置であって、上記目的を達成するため、前記電源供給手段は、交流電圧を整流して直流電圧に変換する整流部と、前記整流部の出力側に接続されて前記直流電圧を電圧変換して第1の電源電圧を出力し、前記制御手段に供給する制御用電圧変換部と、前記整流部の出力側に接続されて前記直流電圧を電圧変換して第2の電源電圧を出力し、前記駆動手段に供給する駆動用電圧変換部と、前記駆動用電圧変換部に設けられた容量成分に蓄積された電気エネルギーを用いて前記第1の電源電圧とほぼ同じ電圧値の第3の電源電圧を出力し、前記制御手段に供給する補助電源部とを備える一方、前記制御手段は、前記交流電圧、前記整流部の出力電圧および前記駆動用電圧変換部の出力電圧のうち少なくとも1つの電圧が所定の電圧値以下に低下したとき電圧低下検出信号を出力する電圧監視部と、前記電圧監視部から前記電圧低下検出信号が与えられたときに、前記駆動用電圧変換部の動作を停止する一方、前記補助電源部を起動する電源制御部とを備えている(請求項3)。
【0012】
このように構成された発明では、駆動用電圧変換部には例えば電圧安定化のための容量成分が設けられている。そして、電圧監視部が電源電圧の低下を検出し、電圧低下検出信号を出力したとき、この信号を受けた電源制御部が補助電源部を起動して、補助電源部が駆動用電圧変換部に設けられた容量に蓄積された電気エネルギーを用いて第3の電源電圧を発生し、制御手段に供給する。これによって、制御手段への給電時間を延長することができる。
【0013】
また、上記においては、制御用電圧変換部および駆動用電圧変換部は、整流部によって交流電圧から変換された直流電圧によって動作する、いわゆるDC−DCコンバータであるが、これらの電圧変換部のそれぞれは、交流電圧を入力として所定の直流電圧を出力するAC−DCコンバータであってもよい(請求項4)。このように構成することで、交流電圧を直流電圧に変換するための整流素子や平滑容量として、それぞれの電圧変換部の仕様に応じた比較的小容量、小型の部品を使用することができるので、装置コストの低減を図ることができる。
【0014】
また、この発明にかかる画像形成装置は、前記電圧監視部から前記電圧低下検出信号が与えられたときに、前記装置各部を所定の終了状態とするための終了処理を行うように構成されている(請求項5)。
【0015】
このように構成された発明では、上記したように、電源電圧の低下が検出されたときに、電源制御部が駆動用電圧変換部の動作を停止し、さらに必要に応じて補助電源部を起動することで制御手段への給電時間を延長している。そして、この間に制御手段が所定の終了処理を行うので、従来技術において発生していた、動作中の電源電圧の低下に伴う不具合を生じることなく、適切な終了状態を実現することができる。
【0016】
このような終了処理の1つとして、前記駆動手段を構成するモータの停止操作が挙げられる(請求項6)。このようにすることで、電源電圧が低下した時にモータが回転していたとしても、その回転を速やかに、かつ確実に停止することができる。そして、モータを含む駆動手段による電気エネルギーの消費を抑制することで、制御手段への給電継続時間をさらに延長することができる。
【0017】
また、この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するため、所定のデータを記憶する記憶媒体をさらに備え、前記制御手段は、前記終了処理として、少なくとも前記記憶媒体への所定の書き込み操作を行うことを特徴としている(請求項7)。
【0018】
このように構成された発明では、電源電圧が低下したとき、制御手段が、例えばモノクロ印刷を行った累積頁数たるモノクロ総頁数や、カラー印刷を行った累積頁数たるカラー総頁数、各トナー色ごとのドットカウント値などのような、装置が保有すべき各部の使用状態を示すデータの書き込みを行った後に動作を停止するので、電源電圧が低下する前の装置の使用状態に関する情報を確実に記憶することができる。
【0019】
また、前記電圧監視部から前記電圧低下検出信号が与えられた時点で前記制御手段が前記記憶媒体に対して書き込み中であったときには、前記制御手段が、前記所定の書き込み操作として、該書き込み中のデータを前記記憶媒体に対して書き込み完了する操作を行うようにしてもよい(請求項8)。
【0020】
このように構成された発明では、電源電圧が低下した時に書き込み操作中であったデータのみ書き込みを行うので、終了処理に要する時間を短くすることができる。その結果、電気エネルギーを蓄積するための容量または蓄電部の容量を小さくすることができ、装置のコストを低減することができる。
【0021】
また、画像形成装置本体に対して着脱自在なカートリッジをさらに備え、前記記憶媒体は、前記カートリッジに配設されたものであるとしてもよい(請求項9)。
【0022】
このように構成された発明では、電源電圧が低下したとき、制御手段が、例えばトナーカートリッジにおけるトナーの消耗状況を示すデータのような、カートリッジが保有すべきデータの書き込みを行った後に動作を停止するので、電源電圧が低下する前のカートリッジの使用状態に関する情報を確実に記憶することができる。
【0023】
さらに、画像形成装置には、必要に応じて装置各部を待機状態に移行させて電力消費を抑制する省電力モードを実行するものがある。このような画像形成装置では、省電力モードが実行される際に、前記電圧監視部から前記電源制御部への前記電圧低下検出信号の入力を規制するのが望ましい(請求項10)。というのは、この省電力モードは装置の電源電圧を完全に低下させて装置を停止させるわけではなく、駆動手段に対して待機状態を維持するために必要な電源電圧を供給し続ける必要があるため、たとえ省電力モードの実行により電源電圧の一部が低下して電圧監視部から電圧低下検出信号が出力されたとしても駆動用電圧変換部を作動させる必要があるからである。そこで、この発明では、省電力モードが実行される際に、電源制御部への電圧低下検出信号の入力を規制することで駆動手段への電源供給を確保している。
【0024】
また、この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するため、前記制御手段は、前記電源制御部が前記駆動用電圧変換部の動作を停止した時点からの経過時間をカウントする計時部をさらに備え、前記電源制御部は、前記計時部によりカウントされた経過時間が予め設定された設定時間に達すると、前記駆動用電圧変換部の動作を再開させることを特徴としている(請求項11)。
【0025】
このように構成された発明では、電源制御部が駆動用電圧変換部の動作を停止した時点からの経過時間がカウントされ、そのカウントされた経過時間が予め設定された設定時間に達すると、制御用電圧変換部の動作が継続していたことになるので、電源電圧が復帰していることを表わしていることから、駆動用電圧変換部の動作が再開されることにより、装置の動作の再開が可能になり、装置の使い勝手が向上する。
【0026】
また、前記設定時間は、交流電圧の供給が停止されたときに、前記電源制御部による前記駆動用電圧変換部の動作停止時点から、前記制御手段への供給電圧が当該制御手段の動作が保証される動作保証電圧に低下する時点までに要する時間より長い時間に設定するのが望ましい(請求項12)。これによって、電源制御部が駆動用電圧変換部の動作を停止した時点からの経過時間が設定時間に達したということは、交流電圧の供給停止から電源電圧が復帰していることが確実であることから、駆動用電圧変換部の動作再開が確実に行われることとなる。
【0027】
なお、例えば制御手段がCPUからなる場合には、上記動作保証電圧は、CPUにリセットがかかる電圧としてもよい。また、上記請求項11、12の構成において、計時部は、電源制御部が駆動用電圧変換部の動作を停止した時点からの経過時間をカウントするのに代えて、電圧監視部から電圧低下検出信号が与えられた時点からの経過時間をカウントするようにしてもよい。
【0028】
また、この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するため、前記制御手段は、前記駆動用電圧変換部の動作開始を指示する動作開始指示信号を出力する指示制御部と、所定のエラー信号を出力するエラー信号制御部とをさらに備え、前記電源制御部は、前記指示制御部から前記動作開始指示信号が与えられたときに、前記駆動用電圧変換部の動作を開始させるもので、前記電圧監視部は、前記駆動用電圧変換部の出力電圧が前記所定の電圧値以上に上昇したとき電圧上昇検出信号を出力するもので、前記エラー信号制御部は、前記指示制御部による前記動作開始指示信号の出力時点から予め設定された待機時間が経過するまでに前記電圧監視部から前記電圧上昇検出信号が出力されないときに、前記エラー信号を出力することを特徴としている(請求項13)。
【0029】
このように構成された発明では、指示制御部から動作開始指示信号が与えられたときに、駆動用電圧変換部の動作が開始され、その駆動用電圧変換部の出力電圧が所定の電圧値以上に上昇したとき電圧上昇検出信号が出力される。ここで、動作開始指示信号の出力時点から予め設定された待機時間が経過するまでに電圧監視部から電圧上昇検出信号が出力されないときに、エラー信号が出力されることにより、このエラー信号に基づき、駆動用電圧変換部の故障を報知したり当該故障に対する処理を行うことが可能になり、装置の使い勝手が向上する。
【0030】
【発明の実施の形態】
A.第1実施形態
図1は、この発明にかかる画像形成装置の第1実施形態を示す図である。図2は図1の画像形成装置の電源部の構成を示すブロック図である。また、図3はこの画像形成装置のエンジンコントローラを示すブロック図である。この画像形成装置は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色のトナーを重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック(K)のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する装置である。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置(図3では省略)から画像信号が制御ユニットのメインコントローラ(図3では省略)に与えられると、このメインコントローラからの指令に応じてエンジンコントローラ1がエンジン部EGの各部を制御して複写紙、転写紙、用紙およびOHP用透明シートなどのシートSに画像信号に対応する画像を形成する。
【0031】
このエンジン部EGでは、7つのユニット:(a)感光体ユニット2;(b)イエロー用現像ユニット3Y;(c)マゼンタ用現像ユニット3M;(d)シアン用現像ユニット3C;(e)ブラック用現像ユニット3K;(f)中間転写ユニット4および(g)定着ユニット5が装置本体6に対して着脱自在となっている。そして、すべてのユニット2、3Y、3M、3C、3K、4、5が装置本体6に装着された状態で、図1に示すように、感光体ユニット2の感光体21が図1の矢印方向D1に回転するとともに、その感光体21の周りにその回転方向D1に沿って、帯電部22、現像ユニット3Y、3M、3C、3Kからなるロータリー現像部3およびクリーニング部23がそれぞれ配置される。
【0032】
7つのユニット2、3Y、3M、3C、3K、4、5のうち感光体ユニット2には感光体21、帯電部22およびクリーニング部23が収容されており、これらを一体的に装置本体6に対して着脱自在となっている。帯電部22は帯電バイアスが印加されており、感光体21の外周面を均一に帯電させる。
【0033】
また、この感光体ユニット2には、感光体21の回転方向D1における帯電部22の上流側にクリーニング部23が設けられており、一次転写後に感光体21の外周面に残留付着しているトナーを掻き落とす。こうして、感光体21の表面クリーニングを行っている。
【0034】
このように構成された感光体ユニット2には、図3に示すように、該ユニット2の残り寿命を示すデータなどを記憶するためのシリアルEEPROM71が取付けられており、感光体ユニット2を装置本体6に装着すると、コネクタ(図示省略)を介して装置本体6のエンジンコントローラ1と電気的に接続され、エンジンコントローラ1との間でデータ転送を行い、感光体ユニット2の消耗品管理を行う。なお、その他のユニット3Y、3M、3C、3K、4、5についても感光体ユニット2と同様に種々のデータを記憶するためのシリアルEEPROM72〜77がそれぞれ取付けられており、ユニット装着状態で装置本体6のエンジンコントローラ1と電気的に接続され、エンジンコントローラ1との間でデータ転送を行い、該ユニットの消耗品管理を行う。
【0035】
この画像形成装置では、図1に示すように、帯電部22によって帯電された感光体21の外周面に対して、露光ユニット8からレーザ光Lが照射される。この露光ユニット8はエンジンコントローラ1からの画像信号に応じてレーザ光Lを感光体21上に走査露光して感光体21上に画像信号に対応する静電潜像を形成する。
【0036】
こうして形成された静電潜像は現像部3によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では現像部3として、ブラック用の現像ユニット3K、シアン用の現像ユニット3C、マゼンタ用の現像ユニット3M、およびイエロー用の現像ユニット3Yが軸中心に回転自在に設けられている。そして、これらの現像ユニット3K、3C、3M、3Yは回転位置決めされるとともに、感光体21に対して選択的に当接もしくは離間位置で位置決めされ、直流成分もしくは直流成分に交流成分を重畳した現像バイアスが印加されて選択された色のトナーを感光体21の表面に付与する。これによって、感光体21上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。
【0037】
上記のようにして現像部3で現像されたトナー像は、一次転写領域TR1で中間転写ユニット4の中間転写ベルト41上に一次転写される。すなわち、中間転写ユニット4は複数のローラに掛け渡された中間転写ベルト41と、中間転写ベルト41を回転駆動する駆動モータ51(図3)とを備えており、カラー画像をシートSに転写する場合には、感光体21上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト41上に重ね合わせてカラー画像を形成する一方、モノクロ画像をシートSに転写する場合には、感光体21上に形成されるブラック色のトナー像のみを中間転写ベルト41上に転写してモノクロ画像を形成する。
【0038】
こうして中間転写ベルト41上に形成された画像については、所定の二次転写領域TR2において、カセット9から取り出されたシートS上に二次転写する。また、こうして画像が形成されたシートSは定着ユニット5を経由して装置本体6の上面部に設けられた排出トレイ部に搬送される。
【0039】
次に、この画像形成装置の電源部について、図2を参照して説明する。この画像形成装置は、図2に示すように、商用電源(交流電源)からの交流電圧(100V)によって作動する。この電源部は、ブリッジ整流回路101および平滑コンデンサ102からなる整流部100と、エンジン部EGへ電力を供給する駆動用DC−DCコンバータ103と、エンジンコントローラ1へ電力を供給するコントローラ用DC−DCコンバータ106と、逆流防止ダイオード104と、コンデンサ105とで構成されている。
【0040】
この電源部では、装置外部から入力された100Vの交流電圧は、ダイオードブリッジによるブリッジ整流回路101および平滑コンデンサ102によって直流電圧V1に変換される。そして、駆動用DC−DCコンバータ103は、この直流電圧V1をエンジン部EGの駆動電圧である電圧V2(例えば24V)に変換してエンジン部EG各部に供給している。
【0041】
さらに、駆動用コンバータ103の出力電圧V2は、エンジンコントローラ1の電圧モニタ端子VMにも入力されており、エンジンコントローラ1は、この電圧V2を監視し、その電圧V2の変化に基づいて交流入力電圧の低下を検出している。
【0042】
そして、駆動用DC−DCコンバータ103には、エンジンコントローラ1からのエンジン制御信号ECおよび省電力モード設定信号PSが入力されており、これらの信号によってその起動/停止および出力電圧が制御される。これらの信号ECおよびPSは、エンジン部EGにも入力されており、エンジン部EGの動作についても許可/禁止制御を行っている。なお、これらの信号ECおよびPSの機能については後で詳述する。
【0043】
一方、整流部100の出力電圧V1は、ダイオード104およびコンデンサ105を介して、コントローラ用DC−DCコンバータ106にも入力されている。このコントローラ用DC−DCコンバータ106は、入力電圧V1をエンジンコントローラ1の駆動電圧である電圧V3(例えば5V)に変換してエンジンコントローラ1に供給している。そして、コンデンサ105には、整流部100からの電圧印加によって電荷が蓄積されており、ダイオード104はこの電荷が整流部100へ逆流するのを防止している。
【0044】
次に、エンジンコントローラ1の構成について図3を参照しつつ説明する。このエンジンコントローラ1は本発明の制御手段として機能するものであり、メインコントローラ(図3では省略)からの制御指令に応じてエンジン部EGの各部の動作制御を行うとともに、電源電圧を監視してその変化に基づきエンジン部EGおよび電源部の起動/停止制御を行っている。図3に示すように、エンジン部EGは、駆動手段として、上記駆動モータ51に加えて、ロータリー現像部3を回転駆動する駆動モータ52、シートSを搬送する駆動モータ53などを備えている。
【0045】
エンジンコントローラ1のCPU11には、エンジン部EGを制御するための各種処理プログラムや他のデータなどを記憶するためのROM12、各種データを一時的に記憶するRAM13が接続されている。なお、以下では、エンジンコントローラ1の各信号線(またはその信号線と接続される端子)および、その信号線によって伝送される信号名について、同一の呼称を用いるものとする(例えば、エンジンコントローラ1のECポートから出力される信号EC)。
【0046】
また、CPU11は、シリアルI/F(インターフェース)15を介してシリアルEEPROM14に接続されている。このシリアルEEPROM14には、モノクロ印刷を行った累積頁数たるモノクロ総頁数や、カラー印刷を行った累積頁数たるカラー総頁数、各トナー色ごとのドットカウント値などの、装置各部の使用状態を示す各種のデータが記憶されており、装置の使用状況に応じて適宜更新されている。
【0047】
また、CPU11は、エンジンコントローラ1内部のシリアルEEPROM14のみならず、各ユニット2、3Y、3M、3C、3K、4、5に設けられたシリアルEEPROM71〜77にもシリアルI/F15を介して接続されており、各シリアルEEPROM14、71〜77との間でデータ転送可能となるとともに、出力ポート16を介してシリアルEEPROM14、71〜77にチップセレクト信号CSを入力可能となっている。
【0048】
また、エンジンコントローラ1には、電圧監視回路17が設けられている。電圧監視回路17は、コントローラ用DC−DCコンバータ106からエンジンコントローラ1に供給されている電源電圧V3が所定電圧を下回ったことを検出すると、その旨を示すリセット信号RESETをCPU11と周辺機器15、16に出力する。具体的には、リセット信号RESETをHからLレベルに変化させる。一方、電圧モニタ端子VMに入力されている駆動用DC−DCコンバータ103の出力電圧V2が所定の電圧を下回ったことを検出すると、その旨を示す電圧低下検出信号PDを出力する。具体的には、電圧V2が所定値以上のときHレベル、所定値未満のときLとなる電圧低下検出信号PDを出力する。
【0049】
この電圧低下検出信号PDは、CPU11から出力されて電圧V2の低下によって発生する割り込みを許可するときLレベルとなる割り込み許可信号IEとともにOR回路18に入力されており、これらの信号の論理和出力である割り込み要求信号NMIが、CPU11の無条件割り込み端子NMIに入力されている。すなわち、割り込み許可信号IEによって割り込みが許可されているときには、電源電圧V2の低下が検出されると、割り込み要求信号NMIがLレベルとなってCPU11に割り込みが発生し、CPU11は所定の割り込み処理を実行する。一方、割り込みが禁止されているときには、電圧V2が低下して電圧低下検出信号PDがLとなっても割り込み要求信号NMIはHレベルを維持しており、割り込みは発生しない。
【0050】
次に、停電やユーザー操作などによって交流入力電圧が低下した時の、この画像形成装置の動作について、図4を参照しつつ説明する。図4は、交流電圧が低下した時の電源部およびエンジンコントローラ1の動作を示すタイミングチャートである。
【0051】
ここでは、交流電圧が正常に印加されて通常動作状態にあった装置において、図4に示す時刻t0に、停電またはユーザーの電源オフ操作などによって交流電源電圧が0Vまで低下した場合について検討する。
【0052】
通常動作状態においては、エンジンコントローラ1各部における各信号の状態は次の通りである。すなわち、
V2が低下したことを示す電圧低下検出信号PD:Hレベル
電圧低下に伴う割り込みを許可する割り込み許可信号IE:Lレベル
CPU11への割り込み要求信号NMI:Hレベル
エンジン部EGおよび電源部に対する制御信号EC:Hレベル
省電力モード設定信号PS:Lレベル
システムリセット信号RESET:Hレベル
である。
【0053】
図4に示す時刻t0において交流入力電圧が低下すると、平滑コンデンサ102への充電が停止し、整流部100の出力電圧V1は徐々に低下する。これに伴って、駆動用コンバータ103の出力電圧V2も、当初の24Vから低下し始める。そして、この電圧V2が、所定の電圧(ここでは、通常動作電圧24Vの90%に相当する21.6V)を下回ると、電圧監視回路17がこれを検出して電圧低下検出信号PDを通常時のHからLレベルに変化させる(時刻t1)。そのため、CPU11のNMI端子への入力信号がLレベルとなって、これによりCPU11には無条件割り込みが発生する。
【0054】
この無条件割り込みが発生すると、CPU11は、以下に述べる終了処理を開始する(時刻t2)。その終了処理とは次の2項目である。すなわち、
(1)出力ポート16を介してエンジン制御信号ECをLレベルとする。
【0055】
(2)シリアルI/F15を介してシリアルEEPROM14、71〜77のいずれかに対して書き込み制御中であれば、そのデータのみ書き込みを継続し、書き込みが完了した時点でシリアルEEPROMへのアクセスを停止する。
【0056】
このとき、上記(1)のエンジン制御信号ECのLレベルへの変化によって、エンジン部EG(例えば駆動モータ51,52,53など)および駆動用DC−DCコンバータ103はその動作を停止するように構成されている。したがって、駆動用DC−DCコンバータ103の出力電圧V2は図4に示すように急速に低下する。一方、駆動用DC−DCコンバータ103の動作停止によって、平滑コンデンサ102から駆動用DC−DCコンバータ103へ流れる電流が停止する。そのため、時刻t2以降においては、図4に示すように、整流部100の出力電圧V1の低下は緩やかになる。
【0057】
こうして、駆動用DC−DCコンバータ103がその動作を停止すると、コントローラ用DC−DCコンバータ106は平滑コンデンサ102に蓄えられた電荷を用いて電圧出力を継続する。そして、平滑コンデンサ102の端子電圧が低下するのに伴って電圧V3は低下し始め(時刻t4)、電圧監視回路17がこの電圧低下を検出してリセット信号RESETを出力する。具体的には、リセット信号RESETをHからLレベルに変化させる。これによりエンジンコントローラ1全体にリセットがかかり、その動作が停止する。
【0058】
また、交流電圧が低下した時点でのエンジン部EGの電流消費が大きく、平滑コンデンサ102の放電が進んで電圧V1が急速に低下したときであっても、コンデンサ105に電荷が蓄積されており、この電荷は逆流防止ダイオード104によって、駆動用DC−DCコンバータ103に流れることがないので、コントローラ用DC−DCコンバータ106はこのコンデンサ105に蓄積された電荷を用いて、エンジンコントローラ1への電圧供給を継続することが可能である。
【0059】
一方、この発明を実施しない、すなわち、ダイオード104およびコンデンサ105を設けず、交流電圧が低下しても駆動用DC−DCコンバータ103の動作を停止しない場合には、整流部100の出力電圧V1は、図4の点線に示すように急速に低下する。そして、入力電圧の低下によって、コントローラ用DC−DCコンバータ106の出力電圧V3も、図4の点線に示すようにより早く低下し始め、電圧監視回路17は時刻t3においてリセット信号RESETを出力し、この時点でエンジンコントローラ1はその動作を停止する。
【0060】
このように、本発明によって、t4−t3の間、エンジンコントローラ1への給電時間が延長され、その間エンジンコントローラ1はその機能を維持することができる。
【0061】
ここで、前記したシリアルEEPROMの書き込みに要する時間は数msのオーダーである。そして、上記のように、エンジン部EGおよびその電源部の動作を停止させて平滑コンデンサ102に蓄えられた電荷の消費を抑制し、その電荷をコントローラ用DC−DCコンバータ106に振り向けることで、エンジンコントローラ1の動作時間を数msあるいはそれ以上の時間にわたって延長することが可能である。そうして、この間に上記の書き込み処理を含む、動作停止のための終了処理を確実に行うことができる。
【0062】
ところで、この画像形成装置は、待機時の電力消費を低減する省電力モードを備えている。この画像形成装置では、ユーザーまたは外部装置からのモード切り換え要求があったときや、所定の時間にわたりユーザーおよび外部装置からのアクセスがないときには、省電力モードが実行されて、装置各部は待機状態に移行する。そして、ユーザーまたは外部装置からのアクセスがあれば、直ちに通常動作状態へと移行する。
【0063】
この省電力モードの動作について、図5を参照して説明する。図5は、この実施形態の画像形成装置の、省電力モードにおける動作を示すタイミングチャートである。メインコントローラによって省電力モードへの設定が行われると、CPU11は、割り込み許可信号IEをHレベルとして割り込みを禁止した後(時刻t5)、出力ポート16を介してHレベルの省電力モード設定信号PSを出力する(時刻t6)。この信号PSにより、エンジン部EGはその動作を停止して待機状態となる。また、駆動用DC−DCコンバータ103は、その出力電圧V2を、待機電圧として通常動作電圧の50%に相当する12Vに変更する。これによってV2は次第に低下し、通常動作電圧の90%の21.6Vに低下した時点(時刻t7)で電圧低下検出信号PDがLとなるが、割り込み許可信号IEがHレベルであるため、CPU11のNMI端子への入力信号はHレベルが維持される。したがって、電圧低下による割り込みはかからず、停電等による電圧低下の場合のように駆動用コンバータ103の動作が完全に停止することはなく、上記待機電圧が維持される。
【0064】
ここで、もし、上記割り込み許可信号IEを用いなければ、省電力モードへの移行に伴うエンジン部EGへの供給電圧V2の低下によって、CPU11への割り込みが発生し、このときCPU11からの停止制御によって駆動用DC−DCコンバータ103は動作停止するので、上記待機電圧を維持することは不可能となる。
【0065】
そして、エンジン部EGへの供給電圧は50%に低下しているので、エンジン部EGでの消費電力は通常動作状態よりも低く抑えられる。こうして、最低限の機能を維持しつつ装置の電力消費を抑制する省電力モードが実現される。
【0066】
そして、ユーザまたは外部装置からのアクセスがあれば、省電力モードを解除すべくCPU11は省電力モード設定信号PSをLレベルとし(時刻t8)、これを受けて駆動用DC−DCコンバータ103の出力電圧V2が再び24Vに上昇すると(時刻t9)、割り込み制御信号IEをLレベルとして割り込みを許可し、装置は通常動作モードに復帰する(時刻t10)。
【0067】
ところで、装置が上記省電力モードにある時に交流電圧が低下した場合を考えてみると、このときエンジン部EGは既にその動作を停止して待機状態にあり、装置の使用状態を示すデータの変化は発生しないため、このとき、エンジン部EGの停止操作やデータの書き込みを行う必要がない。したがって、省電力モード設定とともに、エンジン部EGや各EEPROM14、71〜77へのアクセスを禁止することで、省電力モード時の停電対策はなされているといえる。したがって、装置が省電力モードにあるとき、交流電圧の供給が停止されたとしても、特別の終了操作や停電対策を行う必要はない。
【0068】
B.第2実施形態
本発明の画像形成装置の第2実施形態について、図6および図7を参照して説明する。図6はこの画像形成装置の電源部の構成を示すブロック図である。また、図7は、この画像形成装置の電源部の、交流電圧低下時の動作を示すタイミングチャートである。なお、この実施形態は、その電源部の構成が第1実施形態と若干異なるのみで、その他の構成や基本的な動作は第1実施形態の構成および動作と同じであるので、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略し、ここでは本実施形態の電源部の構成および動作について説明する。
【0069】
この実施形態では、コントローラ用DC−DCコンバータ106の入力側のダイオードおよびコンデンサは設けられておらず、駆動用DC−DCコンバータ103とコントローラ用DC−DCコンバータ106とが並列に、整流部100(ブリッジ整流回路101および平滑コンデンサ102)の出力に接続されている。そして、駆動用DC−DCコンバータ103の出力側には、コンデンサ107とレギュレータ108とが接続されている。このレギュレータ108は、エンジンコントローラ1から出力されるエンジン制御信号ECおよび省電力モード設定信号PSによって起動/停止制御され、コントローラ用DC−DCコンバータ106の出力電圧V6とほぼ同じ電圧V7を出力する。
【0070】
本実施形態においてコンデンサ107は、後述するレギュレータ108の動作のために電荷を蓄積するという機能を有しているが、例えば出力安定化のために電源回路の出力部にコンデンサを挿入することは一般に用いられており、このために特別の部品の追加が必要となるものではない。ただし、後述するように、停電時にはこのコンデンサに蓄積された電荷を用いてコントローラ用DC−DCコンバータ106を動作させる必要から、その容量は比較的大容量とすることが望ましい。この場合、このコンデンサ107は駆動用DC−DCコンバータ103の出力に接続されるので、整流部100に用いられるコンデンサ102より耐圧の低いものを使用可能である。
【0071】
そして、レギュレータ108の出力とコントローラ用DC−DCコンバータ106の出力とは、ダイオード110および109を介して接続されており、2つの出力電圧のうち、高い方の電圧がエンジンコントローラ1に供給される一方、その出力電流が互いの出力部に流入することがないように構成されている。
【0072】
この装置では、図7に示すように、時刻t11において交流電圧が低下し、整流後の電圧V4が低下すると、駆動用DC−DCコンバータ103の出力電圧V5が低下し始める。そして、電圧V5が21.6Vまで低下すると(時刻t12)、電圧監視回路17がこれを検出し、Lレベルの電圧低下検出信号PDを出力する。これにより割り込み要求信号NMIがLとなって割り込みが発生し、CPU11はエンジン制御信号ECをLレベルとする(時刻t13)。このエンジン制御信号ECのLレベルへの変化を受けて、装置各部は次のような動作をする。
【0073】
(1)駆動用DC−DCコンバータ103はその動作を停止する。これにより平滑コンデンサ102から駆動用DC−DCコンバータ103への電流は停止する。そのため、時刻t13以降における平滑コンデンサ102の端子電圧V4の低下が緩やかになる。
【0074】
(2)エンジン部EGはその動作を停止する。これによりエンジン部EGへの電流流入が減少する。そのため、時刻t13以降におけるコンデンサ107の端子電圧V5の低下が緩やかになる。
【0075】
(3)レギュレータ108が起動して、時刻t13より電圧V7の出力を開始する。これによりエンジンコントローラ1は2つの電源、すなわち、平滑コンデンサ102の電荷を用いて動作するコントローラ用DC−DCコンバータ106と、コンデンサ107の電荷を用いて動作するレギュレータ108との双方から電圧供給を受けることとなり、その動作は、電圧V4および電圧V5が低下して、コントローラ用DC−DCコンバータ106およびレギュレータ108がともに動作不能となるまで(時刻t15)継続することができる。
【0076】
一方、時刻t13において、上記(1)〜(3)の操作を行わなければ、整流部100の出力電圧V4は、図7の点線に示すように、急速に低下する。そして、これに伴って、コントローラ用DC−DCコンバータ106の出力電圧V6もより早く低下し始め、時刻t14において電圧監視部17からリセット信号RESETが出力されてエンジンコントローラ1は停止する。つまり、本発明によって、t15−t14の間、エンジンコントローラ1への給電時間が延長されている。
【0077】
このように、本実施形態では、交流電圧が低下したとき、エンジン部EGおよび駆動用DC−DCコンバータ103の動作を停止する一方、レギュレータ108を起動することによって、エンジンコントローラ1への給電時間を延長することが可能となっている。
【0078】
なお、この実施形態においても、前記した第1実施形態と同様に、省電力モードを実行することが可能である。この実施形態の省電力モードにおいては、交流電源からの電圧供給は継続しているのでレギュレータ108を起動する必要はなく、エンジン部EGおよび駆動用DC−DCコンバータ103のみを待機状態とすればよい。
【0079】
C.第3実施形態
上記実施形態では、独立した整流部100を設け、各DC−DCコンバータ103、106が整流後の出力電圧を電圧変換してそれぞれの出力電圧を得ているが、各コンバータを交流入力として交流電圧を直接入力する構成とすることも可能である。このように構成した本発明にかかる画像形成装置の第3実施形態について、図8を参照して説明する。
【0080】
図8はこの実施形態の画像形成装置の電源部の構成を示すブロック図である。この実施形態の電源部は、図6に示す第2実施形態の電源部とは商用交流電圧の入力の仕方が異なるのみで、その他の構成やエンジンコントローラ1の動作については基本的に同一であるので、同一構成については同一符号を付して説明を省略し、ここではその相違部分についてのみ説明する。
【0081】
この画像形成装置においては、ブリッジ整流回路および平滑コンデンサからなる整流部は設けられておらず、外部から導入された商用交流電圧は、駆動用およびコントローラ用のAC−DCコンバータ111および112に直接入力されている。そしてこれらのコンバータ111および112が、交流電圧をそれぞれ所定の直流出力電圧V8(例えば24V)およびV9(例えば5V)に変換して出力し、それぞれエンジン部EGおよびエンジンコントローラ1に供給している。また、交流回路との絶縁を確保しつつ動作基準となる接地電位を与えるため、アースラインはそれぞれの出力側で接続されている。
【0082】
この実施形態においても、先の実施形態と同様に、交流電圧が低下したとき、エンジン部EGおよびコンバータ111の動作を停止し、レギュレータ108を起動することによって、エンジンコントローラ1への給電時間を延長することが可能である。この場合には、コントローラ用AC−DCコンバータ112は、その回路要素として含む容量成分に蓄積された電荷を用いて出力を継続する動作となる。
【0083】
さらに、この実施形態では、整流部として大容量のダイオードや平滑コンデンサを設ける必要がなく、それぞれの負荷に応じた整流回路を採用すればよい。このため、装置の小型化や低コスト化を図ることができる。
【0084】
また、この実施形態においても、先の実施形態と同様に省電力モードを実行可能であることは言うまでもない。
【0085】
D.第4実施形態
上記各実施形態では、停電や操作ミスなどにより交流入力電圧がオフになった場合について説明しているが、第4実施形態では、商用交流電源の瞬時停電や瞬時電圧低下によって交流入力電圧が短時間だけオフになった場合の動作について説明する。
【0086】
図9は本発明に係る画像形成装置の第4実施形態の電源部のブロック図、図10は同第4実施形態のエンジンコントローラのブロック図である。この画像形成装置の内部構成は図1に示す上記第1実施形態と同様で、図9、図10において上記第1実施形態と同一構成については同一符号を付して説明を省略する。
【0087】
図9では、図2で図示を省略した商用交流電源107および電源スイッチ108を示し、図10では、図3で図示を省略した外部装置(本実施形態では例えばパーソナルコンピュータ、PC)200およびメインコントローラ201を示しており、この第4実施形態の画像形成装置には、上記第1実施形態と同様に、PC200からメインコントローラ201を介して画像信号を含む印字指令信号が入力され、この画像形成装置は、エンジンコントローラ1のCPU11が、その印字指令信号に基づきエンジン部EGの各部の動作を制御することにより、画像信号に応じた画像を形成する。
【0088】
電圧監視回路17は、例えば定電圧電源171、分圧抵抗172,173、コンパレータ174を備えている。コンパレータ174の一方の入力端子は分圧抵抗172,173の接続点に接続され、コンパレータ174の他方の入力端子は電圧モニタ端子VMに接続されている。定電圧電源171の出力電圧は分圧抵抗172,173によって分圧され、この分圧値Vtがコンパレータ174に入力される。そして、コンパレータ174は、駆動用DC−DCコンバータ103の出力電圧V2がV2≧VtのときHレベル、V2<VtのときLレベルとなる電圧低下検出信号PDを出力する。上記分圧値Vtは、第1実施形態と同様にVt=21.6V(24Vの90%)に設定されており、この電圧監視回路17は、上記第1実施形態と同様の機能を果たす。なお、この電圧監視回路17の回路構成は一例であり、これに限られない。
【0089】
操作表示パネル31は、画像形成装置の装置本体6(図1)の表面適所に設けられ、使用者に対するメッセージを表示するための例えば液晶表示パネルからなる表示部と、使用者により操作されるモード設定キーなどの操作キーからなる操作部とを備えている。入出力ポート16Aは、出力ポート16(図3)の機能に加えて、操作表示パネル31への表示のための信号を出力するとともに、操作表示パネル31に加えられる操作に応じた信号をCPU11に入力する機能を有する。
【0090】
CPU11は、次の機能を有する;
▲1▼駆動用DC−DCコンバータ103の出力電圧V2が所定電圧Vt未満に低下すると、駆動用DC−DCコンバータ103の動作を停止するとともに、停電状態である旨をメインコントローラ201を介してPC200に報知する機能。
【0091】
▲2▼駆動用DC−DCコンバータ103の動作を停止した時点から経過時間のカウントを開始し、予め設定された設定時間T0が経過すると、駆動用DC−DCコンバータ103の動作を再開させるとともに、動作を再開した旨をメインコントローラ201を介してPC200に報知する機能。
【0092】
▲3▼駆動用DC−DCコンバータ103の動作開始時点(エンジン制御信号ECのLレベルからHレベルへの切換時点)から経過時間Tのカウントを開始し、予め設定された待機時間T10が経過しても出力電圧V2が所定値Vtまで上昇しないときは、エラー信号をメインコントローラ201を介してPC200に送出する機能。
【0093】
▲4▼電源投入時に、駆動用DC−DCコンバータ103を動作させずに待機させるか否かを選択する選択制御部としての機能を有する。この選択は、例えば操作表示パネル31に設けられた選択キーがユーザにより操作されたときに、選択を促すメッセージを操作表示パネル31に表示し、その表示に対するユーザの操作によって行われる。電源投入時に駆動用DC−DCコンバータ103を待機させると選択されたときは、その旨をシリアルEEPROM14に格納する。そして、電源スイッチ108がオンにされたときにシリアルEEPROM14の記憶内容を取り込み、駆動用DC−DCコンバータ103を待機させる旨が記憶されているときは、同コンバータ103の動作を停止する電源制御部としての機能を有する。
【0094】
上記機能▲2▼における設定時間T0は、交流入力電圧のオフ時点からコントローラ用DC−DCコンバータ106の出力電圧V3がCPU11のリセット電圧(動作保証電圧)Vr未満に低下するまでに要する時間をT1、交流入力電圧のオフ時点から駆動用DC−DCコンバータ103の動作が停止される時点までの時間をT2とすると、
T0>T1−T2
に設定されている。すなわち、上記図4を用いて説明すると、
T1=t2−t0
T2=t4−t0
T0>T1−T2=t4−t2
である。
【0095】
ここで、設定時間T0のカウントが完了したということは、交流入力電圧の復帰によりコントローラ用DC−DCコンバータ106の動作が継続していた、すなわち交流入力電圧の低下が商用交流電源107のいわゆる瞬時停電や瞬時電圧低下などによるもので、交流入力電圧のオフ時間が短時間であったということを表わしている。
【0096】
次に、図11〜図14を参照して、CPU11の上記機能▲2▼による動作について説明する。図11は動作手順の一例を示すフローチャート、図12は図11のステップ#22のサブルーチンを示すフローチャートである。また、図13、図14は各電圧や各信号の推移を示すタイミングチャートで、図13は交流入力電圧がオフから復帰しない場合を示し、図14は交流入力電圧がオフから復帰する場合を示している。
【0097】
図11のルーチンは、所定のサンプリング周期(例えば10msec)で繰返し実行される。同図のステップ#10において、まず、電圧モニタ端子VMに入力されている駆動用DC−DCコンバータ103の出力電圧V2が所定値Vtを下回ったか否かが判別される。ここで、例えば図13、図14の時刻t20で停電により交流入力電圧が遮断されると、整流部100の出力電圧V1の低下に伴って駆動用DC−DCコンバータ103の出力電圧V2が低下し始めるが、ステップ#10においてV2≧Vtの間は(ステップ#10でNO)、このルーチンを終了する。
【0098】
そして、時刻t21において、V2<Vtになると(図11のステップ#10でYES)、電圧低下信号PDがLレベルに切り換えられ、上記第1実施形態で説明した終了処理が実行された後(ステップ#12)、時刻t22において、駆動用DC−DCコンバータ103の動作が停止されるとともに(ステップ#14)、経過時間Tのカウントが開始され(ステップ#16)、PC200に停電状態である旨が報知される(ステップ#18)。
【0099】
次いで、カウントされている経過時間Tが設定時間T0に達したか否かが判別され(ステップ#20)、T<T0の間は(ステップ#20でNO)、ステップ#20の判別が繰り返される。ここで、交流入力電圧のオフが、長時間の停電またはユーザによる電源スイッチ108のオフを要因とする場合には、交流入力電圧が復帰しないため、図13に示すように、時刻t23にコントローラ用DC−DCコンバータ106の出力電圧V3がCPU11のリセット電圧(動作保証電圧)Vr未満になると、T≧T0に達することなく、CPU11の動作が停止する。
【0100】
一方、交流入力電圧のオフが、商用交流電源107のいわゆる瞬時停電または瞬時電圧低下を要因とする場合には、図14に示すように、例えば時刻t24で交流入力電圧が復帰する。その結果、整流部100の出力電圧V1が再び上昇し、これによって、コントローラ用DC−DCコンバータ106の出力電圧V3がリセット電圧Vr未満に低下することなく5Vに維持されるため、経過時間Tのカウントが継続され、ステップ#20の判別が繰り返される。
【0101】
そして、図14の時刻t25においてT≧T0に達すると(ステップ#20でYES)、駆動用DC−DCコンバータ103の動作が再開される(ステップ#22)。このサブルーチンを図12を参照して説明すると、まず、エンジン制御信号ECがLレベルからHレベルに切り換えられ(ステップ#30)、次いで、この切換時点からの経過時間Tのカウントが開始され(ステップ#32)、次いで、駆動用DC−DCコンバータ103の出力電圧V2が所定値Vtに達したか否かが判別される(ステップ#34)。
【0102】
そして、V2<Vtであれば(ステップ#34でNO)、経過時間Tが待機時間T10に達したか否かが判別され(ステップ#36)、T<T10の間は(ステップ#36でNO)、ステップ#34に戻って、ステップ#34,#36が繰り返される。
【0103】
そして、T≧T10になるまでに(ステップ#36でNO)、V2≧Vtになると(ステップ#34でYES、図14の時刻t26)、電圧低下検出信号PDがLレベルからHレベルに切り換えられて(ステップ#38)、このルーチンを終了する。
【0104】
一方、V2≧Vtになるまでに(ステップ#34でNO)、T≧T10になると(ステップ#36でYES)、駆動用DC−DCコンバータ103に故障が生じていると判定してエラーフラグをセットして(ステップ#40)、このルーチンを終了する。
【0105】
図11に戻り、ステップ#24において、停電状態から復帰した旨の信号またはエラーフラグがセットされている場合にはエラー信号がメインコントローラ201を介してPC200に出力されて(ステップ#24)、このルーチンを終了する。
【0106】
次に、図15〜図17を参照して、CPU11の上記機能▲4▼による動作について説明する。図15は選択手順を示すフローチャート、図16は電源投入時の動作手順を示すフローチャート、図17は印字指令信号が入力されたときの動作手順を示すフローチャートである。
【0107】
図15のルーチンは、所定のサンプリング周期(例えば10msec)で繰返し実行される。同図のステップ#50において、まず、選択キーが操作されたか否かが判別される。そして、選択キーが操作されたと判定されると(ステップ#50でYES)、操作表示パネル31の表示部に、電源投入時に駆動用DC−DCコンバータ103を動作させずに待機するか否かの選択を促すメッセージが表示される(ステップ#52)。次いで、ユーザの例えば待機する旨の操作データが取り込まれ(ステップ#54)、その操作データに応じた設定内容がシリアルEEPROM14に格納される(ステップ#56)。
【0108】
図16のルーチンは、電源投入時にのみ実行される。同図のステップ#60において、まず、電源スイッチ108がオンにされると、駆動用DC−DCコンバータ103およびコントローラ用DC−DCコンバータ106が動作を開始し、コントローラ用DC−DCコンバータ106を介してCPU11に電力が供給され、RAM13の初期化などの所定のイニシャル処理が実行される(ステップ#60)。次いで、シリアルEEPROM14に格納されている設定内容が取り込まれて駆動用DC−DCコンバータ103は動作させずに待機するように設定されているか否かが判別され(ステップ#62)、待機するように設定されていなければ、このルーチンを終了して、メインルーチンに移行する。
【0109】
一方、駆動用DC−DCコンバータ103は動作させずに待機するように設定されていれば(ステップ#62でYES)、駆動用DC−DCコンバータ103の動作を停止して(ステップ#64)、メインルーチンに移行する。
【0110】
図17のルーチンは、所定のサンプリング周期(例えば10msec)で繰返し実行される。同図のステップ#70において、まず、メインコントローラ201を介してPC200から印字指令信号が入力されると(ステップ#70でYES)、駆動用DC−DCコンバータ103がオンか否かが判別され(ステップ#72)、オンでなければ(ステップ#72でNO)、エンジン制御信号ECがHレベルに切り換えられて駆動用DC−DCコンバータ103がオンにされて(ステップ#74)、このルーチンを終了する。
【0111】
このように、第4実施形態によれば、駆動用DC−DCコンバータ103の動作を停止した時点からの経過時間Tをカウントし、その経過時間Tが設定時間T0に達したときは、交流入力電圧は復帰したと判定し、駆動用DC−DCコンバータ103の動作を再開するようにしているので、交流入力電圧の低下が商用交流電源107の瞬時停電または瞬時電圧低下などによるもので、交流入力電圧が短時間で復帰するような場合には、装置の動作を再開することができ、これによって、装置の使い勝手を向上することができる。
【0112】
また、本実施形態によれば、駆動用DC−DCコンバータ103の動作を開始させる際に、動作開始の指示時点からの経過時間Tをカウントし、その経過時間Tが待機時間T10に達しても出力電圧V2が所定値Vtに達しないときは駆動用DC−DCコンバータ103の故障と判定し、その旨のエラー信号をPC200に送出するようにしているので、PC200においてユーザに報知するなどによって、装置の使い勝手を向上することができる。
【0113】
また、本実施形態によれば、電源投入時に駆動用DC−DCコンバータ103を動作させずに待機させるか否かを選択可能にしているので、ユーザの使い勝手を向上することができる。例えばユーザの使用態様が、電源スイッチ108をオンにしたときには直ぐに画像形成動作を行わないような場合には、駆動用DC−DCコンバータ103を動作させずに待機させるように設定しておけば、装置の使用に支障を来すことなく、消費電力を削減することができる。
【0114】
なお、図12の手順は、図11のステップ#22に限られず、例えば電源投入時、上記図5の省電力モードからの復帰時や上記図17のステップ#74などの駆動用DC−DCコンバータ103の動作を開始させるときに適用することができる。これによって、いずれの動作開始時点においても、駆動用DC−DCコンバータ103の故障を検出することができる。
【0115】
また、本実施形態では、電源部の構成は図9に示すものとしているが、これに限られず、図6、図8に示す構成としてもよい。また、CPU11により経過時間をカウントしているが、タイマICを別に備え、これによりカウントするようにしてもよい。また、選択キーを操作表示パネル31に設けるのに代えて、例えばモード設定キーなどの既存の複数の操作キーが同時に操作されたときに、選択キーの操作と判定するようにしてもよい。また、図17のステップ#70では印字指令信号が入力されたか否かを判別しているが、例えば複写機の場合には、ユーザによる操作が行われたか否かを判別するようにしてもよい。
【0116】
E.その他
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の改変を行うことが可能である。
【0117】
例えば、上記した各実施形態では、エンジンコントローラ1の電圧モニタ端子VMは駆動用コンバータの出力端子に接続されており、電圧監視回路17はこのコンバータの24V出力電圧の低下を検出しているが、これ以外にも、整流部100の出力電圧を監視することによって停電を検出する構成としてもよく、さらには、交流電圧を直接監視する構成であってもよい。少なくともエンジンコントローラ1へ供給される電源電圧が低下する前に入力電圧の低下を検出できる構成であればよい。
【0118】
しかしながら、交流電圧を直接監視するためには、交流回路と直流回路との絶縁を確保するための構成が必要であり、また、整流部100の出力電圧は脈動が大きいので、電圧低下を精度よく検出するためには何らかの工夫が必要である。一方、本実施形態のように、駆動用コンバータの出力電圧を監視する構成では、その電圧が安定化されているので電圧低下の検出は容易であり、また、上記したように、省電力モード実行時には電圧低下による割り込みを禁止しているので、省電力モードにおける駆動用コンバータの出力電圧を自由に設定することが可能である。
【0119】
また、上記各実施形態においては、省電力モード実行時において、エンジン部EGへの供給電圧を通常動作状態の50%の12Vとしてエンジン部EGへの最低限の給電を継続し、通常動作モードへの速やかな復帰と、消費電力の低減とを図っているが、省電力モード時におけるエンジン部EGへの供給電圧はこれ以外の電圧であってもよく、例えば駆動用コンバータの出力を完全に停止して0Vとしてもよい。このとき、さらに待機時の消費電力が低減でき、また、省電力モードを設定する信号線PSを省いてエンジン制御信号ECによる駆動用コンバータのオン/オフ操作によって通常動作モードと省電力モードとを切り換えることが可能となる。ただし、このときエンジン部EGの動作は完全に停止しており、通常動作モードへの復帰と装置各部のウォームアップに要する時間が長くなるので、省電力モードにおけるエンジン部EGへの供給電圧については、装置に求められる仕様に応じて決定する必要がある。
【0120】
さらに、上記各実施形態では、エンジン部EGを駆動する24Vと、コントローラを駆動する5Vとの2種類の電源電圧を使用しているが、装置の電源電圧としてはこれ以外の電圧であってもよく、また3種類以上の電圧を使用する装置であってもよい。
【0121】
また、上記第1実施形態の図2において、コンデンサ102,105の容量をそれぞれC1,C2とし、コンバータ103,106の出力定格電流をそれぞれA1,A2としたときに、
(V2・A1/C1)≫(V3・A2/C2)
に設定するようにしてもよい。これによって、コントローラ用DC−DCコンバータ106の動作時間を駆動用DC−DCコンバータ103の動作時間より、確実に長くすることができる。
【0122】
また、上記各実施形態ではEEPROMを用いているが、これに代えて、例えば強誘電体メモリ(Ferroelectric RAM)などの他の不揮発性メモリを用いるようにしてもよい。
【0123】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、交流給電系統の停電やユーザーの電源オフ操作などによって装置へ入力される交流電源電圧が低下したとき、駆動用電圧変換部の動作を停止する一方、制御用電圧変換部は、整流部もしくは駆動用電圧変換部の出力側に接続された容量成分、または制御用電圧変換部の入力側に設けられた蓄電部に蓄えられた電気エネルギーを用いて制御手段への給電を継続することが可能となっている。
【0124】
このため、制御手段は、交流電源電圧が低下した後も一定の時間にわたってその動作を維持することができる。そして、この間に装置各部を所定の終了状態とする終了処理を行うことにより、従来技術において発生していた、モータが回転したままとなる、正しいデータが保存されないなどの不具合の発生を防止することができる。
【0125】
さらに、省電力モードを実行するに際して、制御手段への電圧低下検出信号の入力を規制している。このため、省電力モード実行時に駆動用電圧変換部の出力電圧を通常動作時の電圧より低い電圧に変更したとしても、これによる電圧低下と交流電圧の低下とを区別することができる。したがって、省電力モードにおける駆動用電圧変換部の出力電圧を任意の値に設定することが可能である。
【0126】
また、駆動用電圧変換部の動作停止時点からの経過時間が設定時間に達すると、その動作を再開させるようにしているので、瞬時停電のように短時間だけ交流電圧の供給が停止した場合には画像形成動作を継続することができ、装置の使い勝手を向上することができる。この場合、設定時間を制御手段への供給電圧が当該制御手段の動作保証電圧に低下する時点までに要する時間より長い時間に設定することにより、長時間の停電やユーザによる電源オフと瞬時停電とを確実に区別することができる。
【0127】
また、駆動用電圧変換部の動作開始時点から待機時間が経過するまでに所定の電圧が出力されない場合にはエラー信号を出力することにより、駆動用電圧変換部の故障を確実に報知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明にかかる画像形成装置を示す図である。
【図2】第1実施形態の電源部の構成を示すブロック図である。
【図3】この画像形成装置のエンジンコントローラを示すブロック図である。
【図4】第1実施形態の交流電圧低下時の動作を示すタイミングチャートである。
【図5】第1実施形態の省電力モードの動作を示すタイミングチャートである。
【図6】第2実施形態の電源部の構成を示すブロック図である。
【図7】第2実施形態の交流電圧低下時の動作を示すタイミングチャートである。
【図8】第3実施形態の電源部の構成を示すブロック図である。
【図9】第4実施形態の電源部のブロック図である。
【図10】第4実施形態のエンジンコントローラのブロック図である。
【図11】動作手順の一例を示すフローチャートである。
【図12】図11のステップ#22のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図13】各電圧や各信号の推移を示すタイミングチャートで、交流入力電圧がオフから復帰しない場合を示している。
【図14】各電圧や各信号の推移を示すタイミングチャートで、交流入力電圧がオフから復帰する場合を示している。
【図15】選択手順を示すフローチャートである。
【図16】電源投入時の動作手順を示すフローチャートである。
【図17】印字指令信号が入力されたときの動作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 エンジンコントローラ(制御手段)
11 CPU
14、71〜77 シリアルEEPROM(記憶媒体)
51,52,53 駆動モータ(駆動手段)
100 整流部
101 ブリッジ整流回路
102 平滑コンデンサ
103 駆動用DC−DCコンバータ(駆動用電圧変換部)
104 逆流防止ダイオード
105 コンデンサ
106 コントローラ用DC−DCコンバータ(制御用電圧変換部)
108 レギュレータ(補助電源部)
111 駆動用AC−DCコンバータ(駆動用電圧変換部)
112 コントローラ用AC−DCコンバータ(制御用電圧変換部)
EG エンジン部
EC エンジン制御信号
PS 省電力モード設定信号
V3、V6、V9 出力電圧(第1の電源電圧)
V2、V5、V8 出力電圧(第2の電源電圧)
V7 出力電圧(第3の電源電圧)
Claims (13)
- 装置各部を駆動する駆動手段と、前記駆動手段および前記装置各部の動作を制御する制御手段と、前記駆動手段および前記制御手段へ電源を供給する電源供給手段とを有する画像形成装置において、
前記電源供給手段は、
交流電圧を整流し、容量成分によって平滑して直流電圧に変換する整流部と、
前記整流部の出力側に接続されて、前記直流電圧を電圧変換して第1の電源電圧を出力し、前記制御手段に供給する制御用電圧変換部と、
前記整流部の出力側に接続されて、前記直流電圧を電圧変換して第2の電源電圧を出力し、前記駆動手段に供給する駆動用電圧変換部と
を備え、
前記制御手段は、
前記交流電圧、前記整流部の出力電圧および前記駆動用電圧変換部の出力電圧のうち少なくとも1つの電圧が所定の電圧値以下に低下したとき電圧低下検出信号を出力する電圧監視部と、
前記電圧監視部から前記電圧低下検出信号が与えられたときに、前記駆動用電圧変換部の動作を停止する電源制御部と
を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 前記電源供給手段は、
前記整流部と前記制御用電圧変換部との間に介挿されて、前記整流部から前記制御用電圧変換部への電流の流入を許容する一方、その逆方向の電流を阻止する逆流防止部と、
前記逆流防止部と前記制御用電圧変換部との間に設けられて、前記整流部から供給される電気エネルギーを蓄積する蓄電部と
をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 装置各部を駆動する駆動手段と、前記駆動手段および前記装置各部の動作を制御する制御手段と、前記駆動手段および前記制御手段へ電源を供給する電源供給手段とを有する画像形成装置において、
前記電源供給手段は、
交流電圧を整流して直流電圧に変換する整流部と、
前記整流部の出力側に接続されて、前記直流電圧を電圧変換して第1の電源電圧を出力し、前記制御手段に供給する制御用電圧変換部と、
前記整流部の出力側に接続されて、前記直流電圧を電圧変換して第2の電源電圧を出力し、前記駆動手段に供給する駆動用電圧変換部と、
前記駆動用電圧変換部に設けられた容量成分に蓄積された電気エネルギーを用いて前記第1の電源電圧とほぼ同じ電圧値の第3の電源電圧を出力し、前記制御手段に供給する補助電源部と
を備え、
前記制御手段は、
前記交流電圧、前記整流部の出力電圧および前記駆動用電圧変換部の出力電圧のうち少なくとも1つの電圧が所定の電圧値以下に低下したとき電圧低下検出信号を出力する電圧監視部と、
前記電圧監視部から前記電圧低下検出信号が与えられたときに、前記駆動用電圧変換部の動作を停止する一方、前記補助電源部を起動する電源制御部と
を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 装置各部を駆動する駆動手段と、前記駆動手段および前記装置各部の動作を制御する制御手段と、前記駆動手段および前記制御手段へ電源を供給する電源供給手段とを有する画像形成装置において、
前記電源供給手段は、
交流電圧を第1の直流電源電圧に変換して前記制御手段に供給する制御用電圧変換部と、
前記交流電圧を第2の直流電源電圧に変換して前記駆動手段に供給する駆動用電圧変換部と、
前記駆動用電圧変換部に設けられた容量成分に蓄積された電気エネルギーを用いて前記第1の直流電源電圧とほぼ同じ電圧値の第3の電源電圧を出力し、前記制御手段に供給する補助電源部と
を備え、
前記制御手段は、
前記交流電圧および前記駆動用電圧変換部の出力電圧のうち少なくとも1つの電圧が所定の電圧値以下に低下したとき電圧低下検出信号を出力する電圧監視部と、
前記電圧監視部から前記電圧低下検出信号が与えられたときに、前記駆動用電圧変換部の動作を停止する一方、前記補助電源部を起動する電源制御部と
を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記電圧監視部から前記電圧低下検出信号が与えられたときに、前記装置各部を所定の終了状態とするための終了処理を行うことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記終了処理として、少なくとも前記駆動手段を構成するモータの停止操作を行うことを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
- 所定のデータを記憶する記憶媒体をさらに備え、
前記制御手段は、前記終了処理として、少なくとも前記記憶媒体への所定の書き込み操作を行うことを特徴とする請求項5または6に記載の画像形成装置。 - 前記電圧監視部から前記電圧低下検出信号が与えられた時点で前記制御手段が前記記憶媒体に対して書き込み中であったとき、
前記制御手段は、前記所定の書き込み操作として、該書き込み中のデータを前記記憶媒体に対して書き込み完了する操作を行うことを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。 - 画像形成装置本体に対して着脱自在なカートリッジをさらに備え、
前記記憶媒体は、前記カートリッジに配設されたものであることを特徴とする請求項7または8に記載の画像形成装置。 - 前記装置各部を待機状態に移行させて電力消費を抑制する省電力モードを実行可能な請求項1ないし9のいずれかに記載の画像形成装置であって、
前記制御手段は、前記省電力モードが実行される際に、前記電圧監視部から前記電源制御部への前記電圧低下検出信号の入力を規制することを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記電源制御部が前記駆動用電圧変換部の動作を停止した時点からの経過時間をカウントする計時部をさらに備え、
前記電源制御部は、前記計時部によりカウントされた経過時間が予め設定された設定時間に達すると、前記駆動用電圧変換部の動作を再開させることを特徴とする請求項1ないし10のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記設定時間は、交流電圧の供給が停止されたときに、前記電源制御部による前記駆動用電圧変換部の動作停止時点から、前記制御手段への供給電圧が当該制御手段の動作が保証される動作保証電圧に低下する時点までに要する時間より長い時間に設定されていることを特徴とする請求項11に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、
前記駆動用電圧変換部の動作開始を指示する動作開始指示信号を出力する指示制御部と、
所定のエラー信号を出力するエラー信号制御部と
をさらに備え、
前記電源制御部は、前記指示制御部から前記動作開始指示信号が与えられたときに、前記駆動用電圧変換部の動作を開始させるもので、
前記電圧監視部は、前記駆動用電圧変換部の出力電圧が前記所定の電圧値以上に上昇したとき電圧上昇検出信号を出力するもので、
前記エラー信号制御部は、前記指示制御部による前記動作開始指示信号の出力時点から予め設定された待機時間が経過するまでに前記電圧監視部から前記電圧上昇検出信号が出力されないときに、前記エラー信号を出力することを特徴とする請求項1ないし12のいずれかに記載の画像形成装置。
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