JP4363557B2 - 電源装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源装置およびその異常検出と異常情報の管理ならびにそれらを用いる画像形成装置に関する。この画像形成装置の代表的なものは、複写機,プリンタあるいはファクシミリである。
【0002】
【従来技術】
例えば、商用交流を入力し、整流平滑後の直流電圧を高周波数(例えば100KHz前後)でスイッチングして、トランスの1次巻線に印加して、トランスの2次巻線に誘起した電圧を整流して直流電圧を出力するスイッチング電源が、多くの電気機器に用いられている。この電源の出力電圧は、これを検出してスイッチングの比率すなわちPWMパルスのデューティを制御することで、定電圧に安定化する。この制御を行う方法として、従来はアナログ回路によるスイッチングON/OFF制御が行われていた。また、一般にスイッチング電源では、制御の最適化のため、入力電圧や負荷電流の変動に応じて、電源回路の動作モードを変更する場合がある。従来のアナログ方式では、動作モード切替えを行わせるにはハードウェアとしての制御回路を複数用意しなければならず、回路構成が著しく複雑になるという特徴があった。最近はこれをデジタル制御により、例えばデジタルシグナルプロセッサ(DSP)を用いて行うことにより、解決している。
【0003】
特開2000−92744号公報には、オプション側へ給電している24V系統に異常が生じたことを検知すると、制御系電源系統5Vから補助的に生成している10V電源を、オプション側に給電する電源装置が開示されている。
【0004】
特開2000−333459号公報には、駆動系に給電する電源回路と制御系に給電する電源回路を備え、省エネ条件が成立した時に、制御系電源回路より給電されるマイコンからの指示に応答して、駆動系への電源供給を遮断する手段を備えた電源装置が開示されている。駆動系電源回路の出力が過電流であることを検出すると、駆動系への電源供給を遮断し、過電流保護を行う。
【0005】
特開2000−14144号公報に開示の、DSPによるPWM制御の電源装置では、トランス2次側の出力回路を流れる電流値を検出し、検出値が所定値を越えると、スイッチングを強制的に停止させるラッチ回路と、DSPが発生するPWMパルスをスイッチングドライバに与える信号ラインに介挿したアンドゲートと、スイッチングがオフ状態に移行すると前記ラッチ回路をリセットするリセット回路とを備え、過電流検出信号でラッチ回路をセットして、そのセット時出力で、アンドゲートを閉じ、その後のPWMパルスのスイッチオンレベルへの変化に同期してリセット回路が前記ラッチ回路をリセットする。この、トランス2次側の過電流に応答してトランス1次側のスイッチングをオフにする過電流保護は、PWMパルスの1周期内のスイッチングオン期間に行われるパルスバイパルスの過電流保護である。出力回路には、もう一組の電流検出回路と電圧検出回路があり、それらの検出信号が、PWMパルスの周期よりも長い制御周期でデジタル変換してDSPに読み込まれ、PWMパルスのデューティの決定に参照される。
【0006】
従来のアナログによる直流電源装置の異常の検出は、次の2つの方法が知られている。1つは電源出力部の異常をヒューズを用いて保護し、検出する方法であり、出力電圧回路毎、或いは供給先毎にヒューズを取り付け、ヒューズが破損した回路部位を確認することで、異常出力回路先、異常出力供給先、或いは異常回路部位の確認を行っていた。もう1つは、過電流,過電圧の検出と異常対応保護を電子遮断にて行い、出力電圧回路毎、或いは供給先毎にLEDを取り付ける方法である。異常が発生した場合は電子遮断にて出力供給がストップしLEDが消灯されるため、LED消灯された部位を確認することで異常先を判断していた。
【0007】
上記2つの異常検出方法は、ヒューズを用いた場合は異常が発生するとヒューズが破損されるため、その度にヒューズを交換するというコストが発生していた。2つ目の方法は電子遮断式のため、異常原因が取り除かれれば、再出力が可能な方式でありヒューズ交換のようなコストが発生しないというメリットがある。しかしながら、どの部位に異常発生したかを確認することは出来るが、細かな異常内容を確認することが出来ず、異常内容がショートなどによる過電流なのか、過電圧なのか、またはショートにより電力が出力されないのか、電源回路の故障で出力が無いのか、または過熱検知による保護回路動作なのかを即時に知ることは困難であった。
【0008】
例えば、図1に示す複写機には周辺装置を多数取り付けている。1つは排紙出力された紙を揃える機能を持ったフィニッシャー、大容量の白紙用紙をストックしておけるLCTなどがある。これら周辺機器へも画像形成装置本体であるプリンタ100の電源装置から電力を供給しているが、周辺機器をプリンタ100にドッキングする際に、作業が悪いと、ハーネスが挟まれて銅線が剥き出しになりショートするという事故が発生することが考えられる。
【0009】
ショートが発生した場合、電源装置側で過電流を検出して保護回路を動作させることで内部回路の保護が図られるが、どんな異常のために出力が停止されたのかを知ることは困難で、その原因を手作業で確認しなければならなかった。原因が手作業で確認出来ない場合には、電源装置の過電流保護回路,過電圧保護回路のどの部位が動作したのかを、たとえばユーザーのもとにオシロスコープを持ち込んで確認する等、特別な計測器を用いなければ分かりにくい場合もある。
【0010】
本発明は、以上のような問題を改善することを目的とする。具体的には、異常内容を電源装置上のメモリに保存し、これをチエックすることにより異常内容の判別を可能にすることを第1の目的とし、このチェックを電源装置を装備する装置あるいは設備に備わった出力手段で可能にすることを第2の目的とし、それが不可でもパソコンもしくはCPUまたはMPU内蔵の通信機器などの、データ通信機能がある機器を利用して、電源装置の外部からメモリのデータを読み出すことにより、オシロスコープなどを用いずとも異常内容を細かく確認可にすることを第3の目的とする。揮発性メモリにて異常内容の保持と出力を可能にすることを第4の目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
(1)トランス(TR11,TR21),該トランスの1次巻線にPWMパルスに応答してスイッチング給電する1次側回路(DRIV11,21,FET11,21),該トランスの2次巻線に発生する電圧を整流し負荷に給電する2次側回路(D11-C11,D21-C21,D31-CV31)、および、該2次側回路の出力を検出する出力検出手段((VSEN11,21,ISEN12,22)、を含む、複数のスイッチング電源回路;
前記トランスに電源電圧を与える給電回路(3);
前記出力検出手段の検出信号を出力データに変換するA/D変換手段(7i);
前記スイッチング電源回路の前記1次側回路に前記PWMパルスを出力するPWMパルス発生器(7e);
メモリ(7c);
前記2次側回路の1つ(D31-CV31)から動作電圧を受ける受電端子(Vcc)に動作電圧が与えられると、設定時間周期(200μsec)で、各スイッチング電源回路の出力制御を順次に繰り返し実行し、各出力制御においては、スイッチング電源回路の前記出力検出手段の検出信号を前記A/D変換手段で出力データに変換し、該出力データの異常の有無を判定し、異常なしと判定すると、該出力データに基づいてPWMパルスを規定するデータを導出して前記PWMパルス発生器に与え、異常ありと判定したときは前記PWMパルス発生器によるPWMパルス出力を停止し異常データを前記メモリに書込み、読み出し指示に応じて前記メモリの異常データを送出する制御手段(7a);
該制御手段に動作電圧を与えるためのバッテリ(B1);および、
前記給電回路(3)が電源電圧を出力するとき前記バッテリ(B1)を前記受電端子(Vcc)に接続するスイッチ手段(RA1);
を備える電源装置。
【0012】
なお、理解を容易にするためにカッコ内には、図面に示し後述する実施例の対応要素又は対応事項の記号を、参考までに付記した。以下も同様である。
【0013】
これによれば、給電回路(3)が電源電圧出力を開始したとき、全スイッチング電源回路が出力オフで制御手段(7a)の受電端子にスイッチング電源回路からは動作電圧が加わらなくても、バッテリ(B1)がスイッチ手段(RA1)を介して動作電圧を与えるので、制御手段(7a)が動作状態になって、スイッチング電源回路を起動することができる。
【0014】
スイッチング電源回路を起動した後では、制御手段(7a)がスイッチング電源回路の異常を検出しメモリ(7c)に書き込み、読み出し指示に応じて該メモリの異常内容を送出するので、電源装置(80)の外部でその異常内容を知ることが出来る。
【0015】
メインスイッチ(2)がオンであるときには、それによって給電されるスイッチング電源回路(4/5/D31,C31,CV31)が出力を停止しても、スイッチ手段(RA1)がバッテリ(B1)から制御手段(7a)への給電ラインを閉に維持し、制御手段(7a)はメモリ(7c)に対する異常データの書込みおよび読出しが可能であり、しかも外部との通信が可能である。
【0016】
【発明の実施の形態】
(2)前記出力検出手段((VSEN11,21,ISEN12,22)は、出力電圧検出手段および出力電流検出手段を含む;上記(1)に記載の電源装置。
【0017】
(3)電源装置は、スイッチング電源回路の温度を検出する温度センサを備え;前記制御手段(7a)は、温度異常を判定すると温度異常データを前記メモリに書込む;上記(1)又は(2)に記載の電源装置。
【0018】
温度異常をメモリ(7c)に書込むことで、電源温度が異常に大きくなったことを確認でき、例えば電源を冷やしている冷却FANに異常が生じたことを確認できる。
【0019】
(4)前記電源装置(80)は、前記メモリ(7c)の異常データを外部に送信する通信手段(7a,7j)および該通信手段に接続した、電源装置(80)の外の機器に接続した外部側コネクタを着脱しうる電源側コネクタ(7k)を含む、上記(1)乃至(3)のいずれか1つに記載の電源装置。
【0020】
これによれば、電源装置(80)を組込んだ機器(100)のコントローラ(61,51)にコネクタを介して通信手段(7a,7j)を接続しておいて該機器(100)の操作部(20)よりオペレータ入力による電源異常データ出力の指示があると、コントローラ(61,51)が、デジタル信号処理装置(7)の制御手段(7a)に、操作部(20)への異常データ転送を指示し、これによりデジタル信号処理装置(7)のメモリ(7c)の異常データを操作部(20)に転送してそのディスプレイ(26f)に表示することができる。
【0021】
電源装置(80)の異常によりコントローラ(61,51)および又は操作部(20)への給電が止まり表示することが不可能な場合には、オペレータは、デジタル信号処理装置(7)の通信コネクタ(7k)からコントローラ(61,51)のコネクタを外し、代わりにパソコンの通信コネクタを接続して、パソコンに異常データを転送して表示することができる。メインスイッチがオンであるときバッテリバックアップの電源回路(6)からデジタル信号処理装置(7)に給電する使用態様では、メインスイッチがオンであるときには、それによって給電される電源回路(4,5)が出力を停止しても、デジタル信号処理装置(7)への給電は継続し、デジタル信号処理装置(7)はメモリ(7c)に対する異常データの書込みおよび読出しが可能であり、しかも外部との通信が可能である。
【0022】
(5)前記通信手段の通信機能はUARTである;上記(4)に記載の電源装置。
【0023】
通信手段が普及しているUART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)であることにより、現在あるハードを用いて安価に、かつすでにあるソフトウェア資産を用いて少しの改良によりUART機能を利用することができる。
【0024】
(6)オペレータの指示を入力する手段(21〜24),表示手段(26d,26f)および作像制御手段(61,51)を有し、画像信号に対応した顕像を用紙上に形成する顕像形成装置(100);および、
前記顕像形成装置の高電力消費負荷および制御系回路に給電する、上記(4)又は(5)に記載の電源装置(80);
を備える画像形成装置。
【0025】
これによれば電源装置(80)上にメモリ(7c)を有することで、電源(80)が給電している負荷系統に異常が生じ、画像形成装置本体上のコントローラであるCPUあるいはMPUが動作できなくなった状態にても、電源(80)のデジタル制御部(7)の単独動作によりメモリ(7c)に異常内容を書き込むことができる。
【0026】
電源装置(80)の制御手段(7a)が、通信手段よりの異常データ出力指示に応答して通信手段にメモリ(7c)の異常データを送出するので、例えば入力手段(21〜24)からの電源異常データ出力の指示に応答して作像制御手段(61,51)が、デジタル信号処理装置(7)の制御手段(7a)に、表示手段(26d,26f)への異常データ転送を指示し、これにより電源装置(80)のメモリ(7c)の異常データを制御手段(7a)が表示手段(26d,26f)に送出し、これにより異常データが表示手段(26d,26f)に表示される。オペレータは入力手段(21〜24)を操作して電源異常データを得ることができる。あるいは、通信手段にパソコンなどのデータ通信機を接続してデータ通信機にメモリ(7c)の異常データを取得することができる。
【0027】
(7)前記電源装置(80)は、前記通信手段(7a,7j)に接続した、電源装置の外の機器に接続した外部側コネクタを着脱しうる電源側コネクタ(7k)を含み、この電源側コネクタに前記作像制御手段(61,51)側の通信ラインに接続したコネクタを接続したものであり;前記作像制御手段(61,51)は、前記オペレータの指示を入力する手段による異常データ出力指令に応答して前記コネクタ(7k)および通信手段(7a,7j)を介して前記電源装置(80)のメモリ(7c)の異常データを前記表示手段(26d,26f)に転送し表示する;上記(6)に記載の画像形成装置。
【0028】
これによれば、オペレータ入力による電源異常データ出力の指示があると、作像制御手段(61,51)が、電源装置(80)の制御手段(7a)に、表示手段(26d,26f)への異常データ転送を指示し、これにより電源装置(80)のメモリ(7c)の異常データを表示手段(26d,26f)に転送して表示する。
【0029】
電源装置(80)の異常により作像制御手段(61,51)および又は表示手段(26d,26f)への給電が止まり表示することが不可能な場合には、オペレータは、電源装置(80)の通信コネクタ(7k)から作像制御手段(61,51)のコネクタを外し、代わりにパソコンの通信コネクタを接続して、パソコンに異常データを転送して表示することができる。メインスイッチがオンであるときバッテリバックアップの電源回路(6)からデジタル信号処理装置(7)に給電する使用態様では、メインスイッチがオンであるときには、それによって給電されるスイッチング電源回路(4,5,D31,C31,CV31)が出力を停止しても、デジタル信号処理装置(7)への給電は継続し、デジタル信号処理装置(7)はメモリ(7c)に対する異常データの書込みおよび読出しが可能であり、しかも外部との通信が可能である。
【0030】
本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の実施例の説明により明らかになろう。
【0031】
【実施例】
−第1実施例−
図1に本発明の第1実施例の複合機能複写機の外観を示す。この複合機能複写機は、大略で、自動原稿送り装置〔ADF〕30と、操作部20と、カラースキャナ10と、カラープリンタ100と、中継ユニット32と、ステープラ及び作像された用紙を大量に積載可能なシフトトレイ付きのフィニッシャ34と、両面反転ユニット33と、給紙バンク35と、大容量給紙トレイ36及び1ビン排紙トレイ31、の各ユニットで構成されている。
【0032】
図2に、カラープリンタ100の構成を示す。101はベルト状像担持体たる可撓性の感光体ベルトであり、感光体ベルト101は、回動ローラ102,3間に架設され、回動ローラ102の回転駆動により図中矢印A方向(時計方向)に搬送される。図中104は、感光体ベルト101表面を均一に帯電する帯電チャージャ、図中105は、像書込みユニットであるレーザ露光装置である。また、図中106はカラー現像装置であり、106aはマゼンタ、106bはシアン、106cはイエロー、106dは黒現像ユニットである。
【0033】
更に、図中109は、像担持体かつ中間転写媒体たる中間転写ベルトであり、中間転写ベルト109は回動ローラ110−112に架設され、回動ローラ110の回転駆動により図中矢印B方向(反時計方向)に搬送される。感光体ベルト101と、中間転写ベルト109は、感光体ベルト101の無記号の回動ローラ部で接触している。該接触部の中間転写ベルト109側には、導電性を有するバイアスローラ113が、中間転写ベルト110裏面に所定の条件で接触している。
【0034】
感光体ベルト101は帯電チャージャ104により一様に帯電された後、レーザ露光装置105による、画像記録信号で変調されたレーザ光の走査により、露光される。これにより感光体ベルト101上に静電潜像が形成される。ここで、レーザ光を変調する画像記録信号は、所望のフルカラー画像をマゼンタ,シアン,イエロー、及び黒(Bk)の色情報に分解した、各色(単色)宛てのものであり、1色宛ての静電潜像の形成と、現像装置106a−106dの中の該色宛のものによる現像が、色数分(例えばマゼンタ,シアン,イエロー、及び黒、計4回)繰返される。現像により現われた顕像(トナー像)は、それぞれ中間転写ベルト9に重ね合わせ転写される。
【0035】
即ち、図中矢印A方向に回転する感光体ベルト1上に形成される各単色画像(トナー像)は、感光体ベルト101と同期して図中矢印B方向に回転する中間転写ベルト109上に、マゼンタ,シアン,イエロー、及び黒の単色毎に、バイアスローラ113に印加された所定の転写バイアスにより順次重ね転写される。中間転写ベルト109上に重ね合わされたマゼンタ,シアン,イエロー、及び黒の画像は、給紙台116の給紙カセット116aから給紙ローラ117,搬送ローラ対118a,118b、レジストローラ対119a,119bを経て転写ローラ114へ搬送された転写紙上に一括転写される。転写終了後、転写紙上のトナー像は定着装置120により転写紙に定着(加熱圧着)される。これによりフルカラー画像が完成し、転写紙は、排紙ローラ対121a,121bを経て排紙スタック部122に排出される。
【0036】
なお、図中107は、感光体ベルト101に常時当接し、感光体ベルト101上のトナーを拭い取るクリーニングブレード、図中115は、中間転写ベルト109のクリーニング装置で、該クリーニング装置115のクリーニングブラシ115aは、画像形成動作中には中間転写ベルト110表面から離間した位置に保持され、形成像が上述の転写紙上に転写された後に中間転写ベルト110表面に当接される。
【0037】
また、感光体ベルト101,帯電チャージャ104,中間転写ベルト109,クリーニング装置107,115は、プロセスカートリッジに一体的に組付けられてユニット化されている。
【0038】
108が、感光体ベルト101上のトナー付着量を検出するためのトナー付着量センサである。今回使用したトナー付着量センサ108は、発光部が赤外発光ダイオード、拡散反射光受光部がフォトダイオードの、フォトダイオードの受光量に応じたレベルの電圧Vs即ち検出信号を発生し出力するもの、即ち、拡散反射光光量を測定するトナー濃度センサ、である。
【0039】
定着装置120の定着ローラの内部には、定着ヒータ(ハロゲンランプ)123Cがあり、この定着ヒータ123Cに、定着通電回路85(図4)が通電し、これにより定着ヒータ123Cが発熱し且つ赤外線を発生して、定着ローラを加熱する。
【0040】
図3に、図1に示す複写機の電気系システムの概要を示す。複写機メカ制御部すなわち画像読取りおよび画像形成プロセス制御の主要部に、メイン制御板50上の1つのMPU51と、スキャナ制御板11上の1つのCPU12が用いられている。MPU51は作像シーケンスおよび定着制御とシステム関係の制御を、CPU12はスキャナ関係の制御をそれぞれ行う。MPU51とCPU12とは、画像データインターフェース及びシリアルインターフエースによって接続されている。
【0041】
また、図3において、20は操作部、70は入出力電気回路を搭載したI/O制御板、92は画像露光用のレーザ光を制御するLD制御板、41は給紙制御板、13はCCDを搭載する読み取り制御板、90はマザーボードである。
【0042】
60は、パソコン,ワープロなどホストのドキュメントを印刷するプリンタ機能及びコピー,ファクシミリ,プリンタの複合動作モードを制御するためのプリンタコントローラ(ボード)である。91は、複合機能を実現するためのアプリケーション拡張ユニットで、FAX機能を搭載したファクシミリ制御ユニットである。80はDC電源/AC制御板である。
【0043】
図4に、電源装置であるDC電源/AC制御板80から、ファクシミリ制御ユニット91,定着ヒータ123C,I/O制御板(入出力インターフエイス)70,メイン制御板(メインコントローラ)50,マザーボード90及びプリンタコントローラ60への給電系統の概要、ならびに、プリンタコントローラ60の概要を示す。
【0044】
図4を参照すると、画像形成プロセスを制御するメイン制御板50には、MPU51、CPU周辺ASIC(Application Specific IC)54、画像処理ASIC53、およびプリンタコントローラ60とのインタフェース機能および画像データの圧縮伸張機能を有したI/F(インターフェイス)52がある。
【0045】
システムの制御を司るプリンタコントローラ60には、複合機能を実現するためのMPU61とメイン制御板50とのインタフェースと操作部との通信機能およびメモリの制御機能を有した周辺ASIC64およびその他がある。
【0046】
原稿を光学的に読み取る原稿スキャナ10は、読み取りユニットにて、原稿に対するランプ照射の反射光をミラー及びレンズにより受光素子に集光する。受光素子(CCD)は、センサー・ボード・ユニット(SBU)13にあり、CCDに於いて電気信号に変換された画像信号は、SBU13上でディジタル信号すなわち読取った画像デ−タに変換された後、SBU13から、メイン制御板50上の画像処理ASIC53に出力される。
【0047】
SBU13からの読取り画像デ−タは、画像処理ASIC53に転送され、画像処理ASIC53が、光学系及びディジタル信号への量子化に伴う信号劣化(スキャナ系の信号劣化:スキャナ特性による読取り画像デ−タの歪)を補正し、該画像デ−タをプリンタコントローラ60に転送して画像メモリMEM65に書込む。又は、プリンタ出力のための処理を施してプリンタ100のLD制御板92に与える。
【0048】
すなわち、画像処理ASIC53には、読取り画像デ−タを画像メモリMEM65に蓄積して再利用するジョブと、メモリMEM65に蓄積しないでLD制御板92上のビデオ・データ制御(VDC)に出力してレ−ザプリンタ機能で作像出力するジョブとがある。MEM65に蓄積する例としては、1枚の原稿を複数枚複写する場合、スキャナ10を1回だけ動作させ、読取り画像デ−タをMEM65に蓄積し、蓄積データを複数回読み出す使い方がある。MEM65を使わない例としては、1枚の原稿を1枚だけ複写する場合、読取り画像デ−タをそのままプリンタ出力用に処理すれば良いので、MEM65への書込みを行う必要はない。
【0049】
まず、メモリMEM65を使わない場合、画像処理ASIC53は、読取り画像データに画像読取り補正を施してから、面積階調に変換するための画質処理を行う。画質処理後の画像データはLD制御板92上のVDC(ビデオデータコントローラ)に転送する。面積階調に変化された信号に対し、ドット配置に関する後処理及びドットを再現するためのパルス制御をVDCで行い、レ−ザプリンタ機能によって転写紙上に再生画像を形成する。
【0050】
メモリMEM65に蓄積し、それからの読み出し時に付加的な処理、例えば画像方向の回転,画像の合成等を行う場合は、画像読取り補正を施した画像データは、プリンタコントローラ60の、画像メモリアクセス制御機能がある周辺ASIC64に送られる。ここではMPU61の、フラッシュEEPROMに格納された動作プログラムに従った制御によって、画像データとメモリモジュ−ルMEM65のアクセス制御,外部パソコンPCのプリント用データの展開(文字コ−ド/キャラクタビット変換),メモリー有効活用のための画像データの圧縮/伸張を行う。周辺ASIC64へ送られたデータは、データ圧縮後MEM65へ蓄積し、蓄積データを必要に応じて読み出す。読み出しデータは伸張し、本来の画像データに戻し周辺ASIC64から画像処理ASIC53へ戻される。
【0051】
画像処理ASIC53へ戻されると、そこで画質処理を、そしてLCD制御板92上のVDCでのパルス制御を行い、レーザプリンタ機能によって転写紙上に顕像(トナ−像)を形成する。
【0052】
複合機能の1つであるFAX送信機能は、原稿スキャナ10の読取り画像データを画像処理ASIC53にて画像読取り補正を施し、FAX制御ユニット(FCU)91へ転送する。FCU91にて公衆回線通信網へのデータ変換を行い、該通信網へFAXデータとして送信する。FAX受信は、通信網からの回線データをFCU91にて画像データへ変換し、画像処理ASIC53へ転送される。この場合特別な画質処理は行わず、LCD制御板92上のVDCにおいてドット再配置及びパルス制御を行い、レーザプリンタ機能によって転写紙上に顕像を形成する。
【0053】
メイン制御板50のMPU51は、画像データの流れを制御し、システムコントローラ60のMPU61はシステム全体を制御し、各リソースの起動を管理する。このデジタル複合機能複写機の機能選択は、操作部20にて選択入力し、コピー機能,FAX機能等の処理内容を設定する。
【0054】
プリンタコントローラ60の電源は、休止モード時でも通電状態にある+5VEが、DC電源/AC制御板80上の第2電源回路5から供給される。メイン制御板50には、休止モード時にスイッチ84によって通電がオフされる+5Vが第2電源回路5から供給される。I/O制御板70には、同じく休止モード時に通電がオフされる+5Vと+24Vがそれぞれ第2電源回路5および第2電源回路4から供給される。
【0055】
第1電源回路4,第2電源回路5および定着通電回路85を搭載したDC電源/AC制御板80には、ユーザーがオン/オフするメインスイッチ2を介して、外部のAC電源1例えば商用交流が給電される。定着通電回路85には外部からのAC電圧が与えられる。
【0056】
直流変換回路3が、外部からのAC電圧を直流電圧に整流および平滑化する。直流電圧が第1電源回路4および第2電源回路5に印加される。これらの回路4および5は、それぞれ5V(制御系電圧)出力用のDC/DCコンバータおよび24V(モータ,ソレノイド,リレーなどの駆動電圧)出力用のDC/DCコンバータを含む。DC電源/AC制御板80には、これらDC/DCコンバータ回路4,5を制御するDSP(Digital Signal Processor)であるデジタル制御部7(以下DSP7という)および起動電源回路6がある。
【0057】
第1電源回路4および第2電源回路5はいずれも、スイッチングレギュレータ,その出力を一次巻線に受ける変圧器,その2次巻線の電圧を整流平滑する回路およびその出力をDSP7にフィードバックする出力回路を含み、入力DCは、直流変換回路3が出力するDCである。
【0058】
第2電源回路5の+5VE(+5Vの電圧)の出力ラインにスイッチ84が介挿されている。このスイッチ84のオン/オフを行うための制御信号がプリンタコントローラ60からスイッチ84に与えられる。省エネのための休止モードに移行するとき、プリンタコントローラ60はこの制御信号でスイッチ84をオフにし、DSP7に第1電源回路4の出力停止指示を与えて、回路4のDC出力動作を停止させる。
【0059】
定着制御85の目標温度を、トナー像を転写した転写紙の定着処理に定められた定着動作温度として定着ローラの温度をそれに維持する、コピースタートあるいはプリントコマンドに応答して実質上遅れ時間無く画像形成を開始することが出来るスタンバイモード(作動モード)、及び、電力消費を低くするために目標温度を定着動作温度の80%とし他はスタンバイモードと同様な状態であって操作入力があるとスタンバイモードへの復帰が直ちに行える低電力モード、ではプリンタコントローラ60は上記制御信号でスイッチ84をオンにし、かつ、DSP7に第1電源回路4の出力指示を与えて、回路4にDC出力動作をさせる。
【0060】
すなわち、省エネルギーのための休止モードではスイッチ84がオフかつ第1電源回路4がオフ(出力停止)で、プリンタコントローラ60,操作部20,圧板開閉検知の、複写機使用の可能性を伺わせるオペータの行為又はパソコンPCのプリントコマンドを検知するに最小限の電気素子又は回路に+5VEが継続して印加される。プリンタコントローラ60においては、該検知を待ちそれに応答してスイッチ84をオンにする回路ならびに不揮発保持が必要とされるデータを格納するメモリに+5VEが継続して印加される。
【0061】
なお、低電力モード時は、全てに電源が供給されており、定着ヒータ123Cの設定温度のみを下げている。この実施例では、定着通電回路85は、トライアックを用いる位相制御により定着ヒータ123Cに交流通電する交流回路である。なお、トライアックとAC入力の間に、直流電源6の+24V出力でオンに駆動されるヒータ電源リレーがあり、第1電源回路4が+24Vを発生すると該ヒータ電源リレーがオンしてトライアックがAC入力に接続される。第1電源回路4が+24Vの出力を停止すると、ヒータ電源リレーがオフして、トライアックがAC入力から遮断される。メイン制御板50のMPU51が、定着ローラの温度(定着温度)が目標温度になるように、トライアックの導通位相を制御する。
【0062】
操作部20からのキーインデータの解析や表示の制御は、プリンタコントローラ60のMPU61が制御を行い、操作部20とのインターフェイスは周辺ASIC64が受け持っている。周辺ASIC64と操作部20とは、この実施例では、マザーボード90とメイン制御板50およびスキャナ制御板11を経由して接続されている。プリンタコントローラ60には、操作部20と同様にマザーボード90とメイン制御板50およびスキャナ制御板11を経由して圧板開閉検知(図示略)が接続されている。
【0063】
圧板開閉検知は、ADF30がスキャナに接続されている時には、ADF30の開閉を検出する検知スイッチであり、ADF30の装着が無い時には、原稿押さえ用の圧板の開閉を検出する検知スイッチである。いずれにしても圧板開閉検知は、ADF又は原稿押さえ用の圧板が開放状態かどうかを示す信号を発生し、これが、画像処理動作状態,スタンバイモード,低電力モード及び休止モードのいずれの時でも、スキャナ制御板10,メイン制御板50及びマザーボード90を介して、プリンタコントローラ60の周辺ASIC64に与えられ、MPU61がこの信号を読み取る。開放状態かどうかを示す信号を表すための電源(+5VE)および操作部20の入力キーのオンを検出して検出信号を発生するための電源(+5VE)は、マザーボード90,メイン制御板50及びスキャナ制御板10を介して、プロセスコントローラ60から、開閉検知スイッチおよび操作部20に与える。
【0064】
なお、ADF30を装備する場合、それはスキャナ制御板11に接続される。ADF30の原稿台に原稿があるか否を検出する原稿センサの検出信号も、スキャナ制御板11,メイン制御板50及びマザーボード90を介して、プリンタコントローラ60の周辺ASIC64に与えられ、MPU61がこの信号を読み取る。原稿センサが原稿の有無をあらわす検出信号を発生するための電源(+5VE)も、マザーボード90,メイン制御板50及びスキャナ制御板10を介してて、プロセスコントローラ60から、原稿センサに与える。
【0065】
ファクシミリ制御ユニットFCU91は、FCU91にて公衆回線通信網PNへのデータ変換を行い、PNへFAXデータとして送信する。FAX受信は、PNからの回線データをFCU91にて画像データへ変換し、ASIC64を経由して、ASIC53に直接に、又は一旦MEM65に蓄積してから、受信終了または蓄積量が限度に達したときに、ASIC64を経由して、ASIC53に転送される。この場合特別な画質処理は行わず、プリンタ100においてドット再配置及びパルス制御を行い、プリンタ100の作像ユニットに於いて転写紙上に顕像を形成する。
【0066】
図5の(a)に、操作部20の上面を拡大して示し、図5の(b)には、操作部20の回路ブロックを示す。操作部20は、ケース,液晶表示装置(LCD)26f,操作キー群21a,21b,21d,23,24,表示LED(発光ダイオード)21e,21f,22等によって構成されている。
【0067】
電源キー21aは、省エネモード(休止モード)から作動モードに、またその逆への切換えを指示するための操作キーである。省エネモードが設定されている時には作動モードであることを表すための表示LED21eは非点灯である。この状態で電源キー21aが一回押されると、省エネモードから作動モードに切換り、作動モード表示LED21eが点灯する。作動モードであるときに電源キー21aが一回押されると、作動モードから省エネモードに切換り、作動モード表示LED21eが消灯する。表示LED21fは、複写機のコンセントが商用交流電源ラインに接続され、しかも複写機のおおもとの電源スイッチ1が閉の間は常時点灯している。つまり、複写機のおおもとの電源がオンであると、省エネモードか作動モードかに係わらず、表示LED21fは点灯している。
【0068】
図5の(b)に、操作部20の電気制御系を示す。この制御系の主体は、プリンタコントローラ60のMPU61とコミュニケーションし、操作部20の入力を読取り、ボード上の表示を制御するCPU25,このCPU25の制御プログラムが格納されているROM26b,制御時にデータの一時格納等を行うためのRAM26c,LCD(表示パネル)26fの描画データを格納するVRAM26e,このVRAM26eに接続されLCD26fの描画タイミング制御等を行う液晶表示コントローラ(LCDC)26d等がある。LCDC26dには、CFLの光源をバックライト27bとして有するLCD26fが接続される。CPU25には更に、CFLバックライト27bを駆動するインバータ27a,操作キー群21a,21b,21d,23,24のキーマトリクス28a,表示LED21e,21f,22のLEDマトリクス28cおよびそれらのLEDを駆動するLED駆動装置28b等が接続されている。また、CPU25が接続されたデータバスには、画像処理モード記憶用の不揮発性RAM(NVRAM)26aが接続されている。
【0069】
図6に、直流変換回路3,第1電源回路4,第2電源回路5および起動電源回路6の概要を示す。100V商用交流電圧が交流入力端子IN1,IN2から直流変換回路3に印加される。直流変換回路3には、100V商用交流ラインの高周波ノイズが回路3以降の電気回路に入るのを遮断し、しかも該電気回路が発生する高周波ノイズが商用交流ラインに漏出するのを防ぐ入力フィルタがある。交流電圧はこの入力フィルタを通して、全波整流ダイオードブリッジDB1と平滑コンデンサC1で構成される整流平滑回路に印加される。
【0070】
また、交流電圧は抵抗R1とリレーRA1からなる起動回路にも加わる。交流電圧が加わると、リレーRA1の、DSP7の電圧入力端子Vccと、バッテリB1に接続したダイオードD32との間の、リレー接点が閉じ、これによりDSP7が起動して、第1電源回路4のドライバDRIVE11に第1PWMパルスを出力し、第2電源回路5のドライバDRIVE21に第2PWMパルスを出力する。これにより、第1電源回路4および第2電源回路5が動作状態になり、それぞれ、24V程度および5V程度の電圧を発生する。
【0071】
直流変換回路3が変換した直流電圧は、第1電源回路4および第2電源回路5のトランスTR11およびTR21の1次巻線に印加される。スイッチング素子であるFET11およびFET21がオンになると、直流変換回路3から、各1次巻線,各スイッチング素子ならびに各電流値検出回路ISEN11およびISEN21を介して、1次側グランドに電流が流れる。
【0072】
1次側の各電流値検出回路ISEN11およびISEN21は、それぞれに宛てられた閾値よりも各スイッチング素子に流れる電流値の方が大きいと、過電流であることを示す低レベルLの電流検出信号を、それぞれDSP7の割り込み入力端Iint1およびIint2に与える。各スイッチング素子に流れる電流値が閾値未満の間は、該電流検出信号を、正常を示す高レベルHに維持している。
【0073】
第1電源回路4のドライブ回路DRIV11は、DSP7のスイッチングON/OFF信号である第1のPWMパルスを出力するPWM出力ポートPWM11につながっている。DRIV11,トランスTR11およびスイッチング素子FET11によって、1次側スイッチ回路が構成され、直流変換回路3の出力電圧をPWMパルスに応答したスイッチングによりチョッピングして、トランスTR11の1次巻線にパルス通電する。
【0074】
トランスTR11の2次側には、2次巻線に誘起したパルス状電圧を直流に変換して出力する出力回路がある。出力回路は、ダイオードD11,D12、チョークコイルCH11、2次側の過電流を検出する2次側過電流検出回路ISEN12、出力電圧検出回路VSEN11および平滑コンデンサC11により構成される。
【0075】
2次側過電流検出回路ISEN12は、第1電源回路4の出力回路に流れる電流を、その大小に応じた電圧(2次電流検出信号)に変換して出力するよう構成され、ISEN12から出力された電圧(2次電流検出信号)は、DSP7のA/D変換入力ポートIf11に印加する。
【0076】
出力電圧検出回路VSEN11は、第1電源回路4の出力電圧Vout11(24V)の電圧に比例する電圧を、DSP7のA/D変換入力ポートVf11に印加する。
【0077】
また、第2電源回路5のトランスTR21の2次側の出力回路も第1電源回路4のものと同様な構成であるが、更に、DSP7に給電するための起動電源回路6を結合している。この回路6は、トランスTR21の3次巻線に接続したダイオードD31とコンデンサC31および定電圧回路CV31ならびに逆流防止のダイオードD33で構成している。DSP7の電源端子VccとGND間には、バッテリーB1とダイオードD32、更に、起動用回路のリレーRA1により閉駆動されるリレー接片で開閉される接点、の直列回路が接続している。
【0078】
図7に、DSP7の構成を示す。この例では、イベントマネジャをPWMパルス発生器7eに用いている。これには、複数のPWMパルス出力ポートがあり、CPU7aが、各出力ポート宛ての、PWMパルスおよびパルスデューティを規定するデータを、PWMパルス発生器7e内のパルス生成制御用のレジスタにロードする。このロードがあるとPWMパルス発生器7eは、レジスタのデータで規定されるPWMパルスを発生して、PWMパルス出力ポートから出力する。この実施例では、2つのPWMパルス出力ポートPWM11およびPWM21から、スイッチングドライバDRIVE11およびDRIVE21に、各PWMパルスを出力する。各PWMパルスの周期およびデューティを規定するデータは、CPU7aがパルス発生器7eに設定する。
【0079】
DSP7内のA/D変換器7hには、第1電源回路4の出力電流(If11),出力電圧(Vf11)および回路温度(TEM)をあらわすフィードバック信号と、第2電源回路5の出力電流(If21)および出力電圧(Vf21)を表すフィードバック信号が、印加される。A/D変換器7hは、インターフエイス7gを介したCPU7aの制御(指示)のもとに、指定された入力チャンネルに加わっているフィードバック信号をデジタルデータに変換して、自身の出力レジスタにラッチし、変換完了信号を発生する。
【0080】
CPU7aはこの変換完了信号に応答して、フィードバックデジタルデータ(A/D変換データ)を読み込んで、電源回路の出力電圧を設定電圧(24V,5V)とするためのPWMパルスデューティの演算と、それを規定するデータの、パルス発生器7eへの書込み、もしくは、電源回路の出力電流の異常検出又は第1電源回路4の過熱異常検出を行う。
【0081】
CPU7aの、上述の動作或いは処理を行うプログラムは、EEPROM7bに書きこまれている。RAM7cは、データの一時的な保持或いは保存に用いられる。
【0082】
再度図6を参照する。商用交流電圧がオンになると、すなわちIN1,IN2から入力すると、ダイオードブリッジDB1で整流された直流電圧により、抵抗R1を介して起動回路のリレーRA1に電流が流れ、バッテリB1の電圧をDSP7の電源電圧入力端Vccに印加するための接点RA1がオンする。これにより、DSP7に動作電圧が供給され、DSP7が起動し、CPU7aが、EEPROM7bのプログラムにしたがって、図8の(a)に示す制御動作を行う。
【0083】
すなわち、図8の(a)を参照するとCPU7aは、それに動作電圧が加わると、その内外のレジスタおよび入出力ポートを待機状態とし(初期化:ステツプ1)、そしてパルス発生器7eに与えるPWMパルス(の周期およびデューティ)を規定するデータを格納する出力レジスタであるPWMレジスタに、初期値(PWMパルス周期,24V出力のためのデューティを規定する第1基準値、および、5V出力のためのデューティを規定する第2基準値)を書込む(ステツプ2)。これらのデータは、EEPROM7bの、CPU動作プログラム上に書き込まれている。なお、以下においてカッコ内にステップ番号又は記号を記入する時には、ステップという語を省略して、ステップ番号又は記号のみを記入する。
【0084】
次にCPU7aは、パルス発生器7eの割込みレジスタをリセットして、パルス発生器7eのPWMパルス生成制御用のレジスタに、PWMレジスタのデータを書き込む(3)。パルス発生器7eはこの書込みがあつたデータに基づいたPWMパルスの生成(出力)を開始する。なお、パルス発生器7eの割込み信号ラインPDPINTのレベルがLになるとパルス発生器7eがそのPWMパルス出力ポートをハイインピーダンス(出力回路遮断)にしこれによりFET(11/21)がオフになり、パルス発生器7eがその内部の出力禁止フラグを、禁止を表す1とし、この1がある間はハイインピーダンスを継続するが、パルス発生器7eの割込みレジスタをリセットするとは、この出力禁止フラグの1をクリアして、禁止解除を表す0にする事を意味する。
【0085】
次にCPU7aは、200μsec時限のプログラムタイマをスタートして(4)、そのタイムオーバに応答するタイマ割込みを許可する(5)。CPU7aは更に、パルス発生器7eの割込み信号ラインPDPINTのレベルHからLへの変化に応答する外部割込みを許可する(6)。
【0086】
そして、割込みの発生を待ち、その間MPU51(UARTコネクタ7k)から、休止モードへの移行のための第1電源回路4のオフ指示,作動モードへの復帰のための第1電源回路4のオン指示あるいはデータ転送指示が到来するのを待つ(7,9,11)。第1電源回路4のオフ指示が到来するとCPU7aはレジスタFR24Vにこれをあらわす「1」を書込み(8)、第1電源回路4のオン指示が到来するとCPU7aはレジスタFR24Vにこれをあらわす「0」を書込む(10)。データ転送指示が到来すると、CPU7aはRAM7cの異常データテーブル(RAM7c上の1領域)のデータを、MPU51(UARTコネクタ7k)にUART通信で送出する(12)。
【0087】
なお、作動モードから休止モードへの移行条件が成立するとプリンタコントローラ60のMPU61がメイン制御板50上のMPU51に、第1電源回路4のオフ指示を与え、MPU51がこれをDSP7のCPU7aに転送した後に、スイッチ84をオフにする。休止モードから作動モードへの移行条件が成立するとプリンタコントローラ60のMPU61がスイッチ84をオンにして、これによってメイン制御板50上のMPU51が起動してからそれに、第1電源回路4のオン指示を与え、MPU51がこれをDSP7のCPU7aに転送する。
【0088】
操作部20のキー入力により、電源回路の異常情報の出力が指示されるとプリンタコントローラ60のMPU61は、操作部20のCPU25に、データ受信とLCD26fへの表示を指示し、そしてメイン制御板50上のMPU51に、RAM7cの異常データテーブルの、操作部20(のRAM26c)への転送を指示する。これに応答してMPU51は、RAM7cの異常データテーブルのデータをUART通信で操作部20(UARTコネクタ7k)に送出する。このデータ転送が成功したときには、操作部20のLCD26fに、RAM7cの異常データテーブルにあったデータが表示される。
【0089】
次に図8の(b)を参照する。前述のようにCPU7cが割込みを許可(5,6)した後、200μsecタイマがタイムオーバするとCPU7aは、図8の(b)に示すタイマ割り込み(TII)に進んで、200μsecタイマを再スタートし(21)、A/D変換器7hの、入力電圧チャンネルを、No.0に設定してA/D変換器7hにA/D変換を指示し(22)、A/D変換の完了に応答する割込みを許可する(23)。A/D変換器7hは、入力ポートNo.0のアナログ信号すなわち第2電源回路5の出力電圧をあらわすフィードバック信号(Vf21)のデジタル変換を開始し、これを終了すると終了信号(変換データ読取りレディ)を発生する。CPU7aは、この終了信号に応答して、図9に示すA/D変換終了割込み(ADI)に進む。
【0090】
図9に示す割込み(AD1)でCPU7aは、いま終えたA/D変換の入力ポート(チャンネル)に対応して(31−34)、それがNo.0であったときには「5V電圧制御」(35)を、No.1であったときには「24V電圧制御」(36)を、No.2であったときには「5V2次側電流異常制御」(37)を、No.3であったときには「24V2次側電流異常制御」(38)を、No.4であったときには「温度異常制御」(38)を、実行する。
【0091】
図10に、「5V電圧制御」(35)の内容を示す。これに進むとCPU7aは、A/D変換器7hが変換したデータ(第2電源回路5の出力電圧データ)を、レジスタVf21に読み込んで(41)、それが設定値Rf5VU以上(過電圧異常)であるか、あるいは設定値Rf5VL以下(低電圧異常)であるか、をチェックする(42a,42b)。設定値Rf5VU未満かつRf5VL超であると、今回読みこんだ出力電圧データの、5Vに対する誤差量を算出して誤差量をPWMパルスデューティに変換し、このパルスデューティを規定するPWM21データを算出して(43)、それをCPU7aの内部又はRAM7cに定めたPWM21レジスタに更新書込みして、PWM21レジスタのデータをパルス発生器7eのPWM21パルス生成制御用のレジスタに書き込む(44)。これにより、パルス発生器7eがパルス出力ポートPWM21に出力するPWMパルスが、前記出力電圧の誤差量を0にするためのデューティに変わる。これが、第2電源回路5の出力電圧のフィードバック制御である。
【0092】
第2電源回路5の出力電圧が設定値Rf5VU以上又はRf5VL以下であったときには、CPU7aは、PWM11レジスタおよびPWM21レジスタにPWMデューティ0%のデータを書込む(47)。これにより、パルス発生器7eのパルス出力(PWM11,PWM21)がすべてとまり、FET11およびFET21がオフになる。次いでCPU7aは、それ自身に許可している割込みをすべて禁止する(48)。これにより、交流電圧が1度遮断されてもう一度投入されるまで、DSP7が動作を停止し、第1電源回路4および第2電源回路5共に、動作を停止し出力がなくなる。次にCPU7aは、RAM7cの異常データテーブルに、第2電源回路5の出力電圧が設定値Rf5VU以上であったときには5V系過電圧異常データを書込み、設定値Rf5VL以下であったときには5V系低電圧異常データを書込む(49)。
【0093】
上述の過電圧および低電圧のいずれの異常でもなく、上記のようにPWMパルス(PWM21)のデューティを更新した時には、CPU7aは、A/D変換入力チャンネルのNo.1を指定してA/D変換器7hにA/D変換を指示し(45)、A/D変換の完了に応答する割込みを許可する(46)。A/D変換器7hは、入力ポートNo.1のアナログ信号すなわち第1電源回路4の出力電圧をあらわすフィードバック信号(Vf11)のデジタル変換を開始し、これを終了すると終了信号(変換データ読取りレディ)を発生する。CPU7aは、この終了信号に応答して、図9に示すA/D変換終了割込み(ADI)に進み、そして図9のステップ32から「24V電圧制御」(36)に進む。
【0094】
図11に、「24V電圧制御」(36)の内容を示す。この内容は、上述の「5V電圧制御」(35)と大筋は同様であり、第1電源回路4の出力電圧Vf11を設定値24Vにするように、第1電源回路4のドライバFET11に与えるPWMパルス(PWM11)のデューティを、同様にフィードバック制御する(51,52a,52b,52d,53,54)。ただし、これは作動モードが指定されている、FR24V=0(レジスタFR24Vのデータが0)の場合である。
【0095】
省エネのために休止モードが設定されている、FR24V=1の場合には、CPU7aは、第1電源回路4のFET11をオフに拘束するPWMデューテイ0%をPWMデータに設定して(52b,52c)、これをPWMレジスタに書込む(54)。これにより、第1電源回路4の24V出力動作が停止する。すなわち、第1電源回路4がオフになる。
【0096】
第1電源回路4の出力電圧VF11が過電圧異常(出力電圧がRf24VU以上)もしくは低電圧異常(Rf24VL以下)であると、DSP7のVPU7aは第1電源回路4の駆動を停止して、レジスタFR24Vに「1」(第1電源回路4の駆動禁止)を書込んで(57A)、PWM11データを0(通電デューテイ0:通電停止)として(58A)、RAM7cの異常データテーブルに、第1電源回路4の出力電圧が設定値Rf24VU以上であったときには24V系過電圧異常データを書込み、設定値Rf24VL以下であったときには24V系低電圧異常データを書込む(59A)。
【0097】
第1電源回路4の出力電圧Vf11が正常範囲で、PWMパルス(PWM11)のデューティを更新した時には、CPU7aは、A/D変換入力チャンネルのNo.2を指定してA/D変換器7hにA/D変換を指示し(55)、A/D変換の完了に応答する割込みを許可する(56)。A/D変換器7hは、入力ポートNo.2のアナログ信号すなわち第2電源回路5の出力電流をあらわすフィードバック信号(If21)のデジタル変換を開始し、これを終了すると終了信号(変換データ読取りレディ)を発生する。CPU7aは、この終了信号に応答して、図9に示すA/D変換終了割込み(ADI)に進み、そして図9のステップ33から「5V2次側電流異常制御」(37)に進む。
【0098】
図12に、「5V2次側電流異常制御」(37)の内容を示す。これに進むとCPU7aは、レジスタIf21にA/D変換器7hが変換したデータ(第1電源回路4の出力電流データ)を読み込んで(61)、それが設定値Rf5ViU以上(過電流異常)又はRf5ViL以下(低電流異常)であるかをチェックする(62)。そうであるとそこでCPU7aは第1電源回路4および第2電源回路5の駆動を停止して、制御動作を停止する(65,66)。そしてRAM7cの異常データテーブルに、第2電源回路5の出力電流が設定値Rf5ViU以上であったときには5V系過電流異常データを書込み、設定値Rf5ViL以下であったときには5V系低電流異常データを書込む(67)。
【0099】
出力電流値が正常範囲内であるときには、CPU7aは、A/D変換入力チャンネルのNo.3を指定してA/D変換器7hにA/D変換を指示し(63)、A/D変換の完了に応答する割込みを許可する(64)。A/D変換器7hは、入力ポートNo.3のアナログ信号すなわち第1電源回路4の出力電流をあらわすフィードバック信号(If11)のデジタル変換を開始し、これを終了すると終了信号(変換データ読取りレディ)を発生する。CPU7aは、この終了信号に応答して、図9に示すA/D変換終了割込み(ADI)に進み、そして図9のステップ34から「24V2次側電流異常制御」(38)に進む。
【0100】
図13に、「24V2次側電流異常制御」(38)の内容を示す。この内容は、上述の「5V2次側電流異常制御」(37)と大要は同様である。この「24V2次側電流異常制御」(38)で第1電源回路4の出力電流(If11)が過電流異常(出力電流がRf24iU以上)もしくは低電流異常(Rf24iL以下)であると、DSP7のVPU7aは第1電源回路4の駆動を停止して、レジスタFR24Vに「1」(第1電源回路4の駆動禁止)を書込んで(75A)、PWM11データを0(通電デューテイ0:通電停止)として(76A)、RAM7cの異常データテーブルに、第1電源回路4の出力電流が設定値Rf24iU以上であったときには24V系過電流異常データを書込み、設定値Rf24iL以下であったときには24V系低電流異常データを書込む(77A)。
【0101】
第1電源回路4の出力電流(If11)が正常範囲内であるとCPU7aは、A/D変換入力チャンネルのNo.4を指定して(73)、A/D変換器7hにA/D変換を指示し、A/D変換の完了に応答する割込みを許可する(74)。A/D変換器7hは、入力ポートNo.4のアナログ信号すなわち第1電源回路4に備わったサーミスタTHの温度検出信号(THM)のデジタル変換を開始し、これを終了すると終了信号(変換データ読取りレディ)を発生する。CPU7aは、この終了信号に応答して、図9に示すA/D変換終了割込み(ADI)に進み、そして図9のステップ34から「温度異常制御」(39)に進む。
【0102】
図14に、「温度異常制御」(39)の内容を示す。これに進むとCPU7aは、レジスタTEMにA/D変換器7hが変換したデータ(サーミスタTHの温度検出データ)を読み込んで(81)、それが設定値RfTEMU以上(過熱異常)かRfTEML以下(センサ異常)かをチェックする(82a,83b)。設定値RfTEMU以上又はRfTEML以下であるとそこでCPU7aは、第1電源回路4の駆動を停止して、レジスタFR24Vに「1」(第1電源回路4の駆動禁止)を書込んで(85A)、PWM11データを0(通電デューテイ0:通電停止)として(86A)、RAM7cの異常データテーブルに、検出温度が設定値RfTEMU以上(過熱異常)であったときには過熱異常データを書込み、設定値RfTEML以下であったときにはセンサ異常を書込む(87A)。
【0103】
検出温度が正常範囲内のときには、CPU7aは、A/D変換入力チャンネルのNo.0を指定してA/D変換器7hにA/D変換を指示し(83)、A/D変換の完了に応答する割込みを許可する(84)。A/D変換器7hは、入力ポートNo.0のアナログ信号すなわち第2電源回路5の出力電圧をあらわすフィードバック信号(Vf21)のデジタル変換を開始し、これを終了すると終了信号(変換データ読取りレディ)を発生する。CPU7aは、この終了信号に応答して、図9に示すA/D変換終了割込み(ADI)に進み、そして図9のステップ31ら「5V電圧制御」(35)に進む。この「5V電圧制御」(35)の内容は前述の通りである。
【0104】
このように、フィードバック信号の読み込み(A/D変換)と、PWMパルスデューテイの更新,出力異常の検出および温度異常の検出を、所定順で繰返すが、これらの一連、すなわち図8の(b)のステップ22,23および図9に示す「A/D変換終了割込み」(AD1)のステップ31−39、を実行するに要する時間は200μsec未満であるので、この一連の処理は、200μsecタイマがタイムオーバする前に完了する。そして、200μsecタイマがタイムオーバすると、CPU7aは、図8の(b)に示すタイマ割り込み(TII)を再度実行する。これにより、CPU7aの制御周期は、実質上200μsecである。なお、PWMパルスは100KHz程度の周波数である。
【0105】
CPU7aの以上の制御動作により、DSP7は、ポートVf21に入力する出力電圧回路VSEN21の出力電圧値が所定の電圧となるよう、スイッチング素子FET21をON/OFFするPWMパルスを生成し、ドライブ回路DRIV21に出力する。ドライブ回路DRIV21を介して、スイッチング素子FET21がON/OFF駆動され、トランスTR21が励磁される。そして、2次コイル,3次コイルに誘起した交流電圧が、それぞれ整流平滑され、直流電圧(5V,5VE,Vcc)が出力される。DSP7は常に、出力電圧値(Vf21)が所定の電圧値5Vとなるよう、スイッチングON/OFFのONデューティ演算と、該デューティのパルス出力を続ける。
【0106】
また、同様に、ポートVf11に入力する出力電圧回路VSEN11の出力電圧値が所定の電圧24Vとなるよう、スイッチング素子FET11をON/OFFするスイッチング信号をDSP7が演算し、ドライブ回路DRIV11に出力する。ドライブ回路DRIV11を介して、スイッチング素子FET11がON/OFFされ、トランスTR11が励磁される。DSP7は常に、出力電圧値(Vf11)所定の電圧値24Vとなるよう、スイッチングON/OFFのONデューティ演算と、該デューティのパルス出力を続ける。
【0107】
ここで一次側のスイッチング素子FET11又はFET21に過電流が流れたときの動作フローを説明する。
【0108】
図8の(c)に、FET11又はFET21に過電流が流れたときの、CPU7aの外部割込み処理(PDI)の内容を示す。すでに説明したが、FET11又はFET21に過電流が流れると、DSP7の割り込み入力ポートIint1又はIint2が高レベルHから低レベルLとなり、ノアゲート7fの出力PDPINTが、高レベルHから、割込み要求レベルのLに転ずる。するとパルス発生器7e(イベントマネジャ)が、CPU7aの動作周波数の3〜4クロックサイクルの遅延後、PWM出力ポートPWM11およびPWM21をハード的にハイインピーダンス状態としてこれを保持する出力禁止フラグ(1ビットデータ)を設定し(H=1とし)、PWMパルスの周期およびパルスデューティを定めるデータを格納するレジスタをクリアする。これにより、PWM出力ポートPWM11およびPWM21はスイッチングON/OFF停止の状態(出力遮断)になる。これによりドライブ駆動回路DRIV11,DRIVE21の出力もOFF状態に移行し、スイッチング素子FET11およびFET21は、OFFになる。
【0109】
CPU7aは、図8の(c)の外部割込み(PDI)に進むが、この割込みのプログラムの実行を開始するまで数μsの時間遅れがある。そしてこの割込み処理では、パルス発生器7eの出力禁止フラグを解除(0にクリア)し(25)、そしてパルス発生器7eのレジスタにPWMパルス出力のためのデータを設定して、パルス出力を開始する(26)。この割込みプログラムの実行に数μsの時間がかかる。以上の処理にて、パルスバイパルスにて1次側のスイッチング素子FET11,FET21に流れる過電流を正確に検出し、保護制御を行い、スイッチング電源装置、特にスイッチング素子の破壊,損傷を防ぐことができる。
【0110】
第1電源回路4の出力(電圧又は電流)が正常範囲を外れているとき、あるいは、検出温度異常のときには、図11のステツプ57A〜59A,図13のステツプ75A〜77Aあるいは図14のステツプ85A〜87Aで、第1電源回路4の駆動が停止され、しかもRAM7cに異常内容を表わすデータが書込まれるが、第2電源回路5はその出力が正常範囲内である限り、駆動が止められないので、第2電源回路5がプリンタコントローラ60およびメイン制御板50ならびに操作部20に動作電圧5Vを与えており、操作部20の入力キーの操作による電源異常データ読出し指示があると、MPU61がこれに応答して、DSP7のRAM7cの異常データテーブルの、操作部20への転送を、操作部20のCPU25およびメイン制御板50のMPU51に指示する。これに応答してMPU51は、UARTコネクタ7kから操作部20へのデータ転送ラインを設定してCPUインターフエイス54およびUARTコネクタ7kを介してDSP7のCPU7aに、RAM7cの異常データテーブルのデータ読出し転送を指示する。これにより、RAM7cの電源異常データが操作部20に転送されて、表示パネル26fに表示される。
【0111】
ところが、第2電源回路5の出力異常があったときには、図10のステップ47〜49あるいは図12のステップ65〜67により、第1電源回路4および第2電源回路5の駆動が止められてプリンタコントローラ60,メイン制御板50および操作部20への動作電圧が消えるので、DSP7にはメインスイッチがオンであってリレー接片RA1を介してバッテリB1の電圧がDSP7に加わりRAM7cが電源異常データを保持するものの、該異常データを操作部20に出力することが出来ない。この場合には、プリンタ100のカバーを取り外し、DC電源/AC制御板80を見える状態にし、コネクタ7kからMPU51のインターフェイス54に接続したコネクタをはずして、代わりに、UARTによる通信機能を有したデータ通信機例えばパソコンのUARTコネクタを結合して、揮発性メモリであるRAM7cの電源異常データを読み出す。異常内容をパソコンに読み出し、どの電源回路にて、出力電流が異常なのか、出力電圧が過電圧なのか、全く出力されないのか、もしくは過熱を検知し保護回路が動作したのかを確認することができる。これにより、異常箇所の特定作業を迅速に行うことができる。
このようにして、直流電源装置に異常があった場合、異常内容が何なのかを簡単な方法で確認することができる。
【0112】
−第2実施例−
第2実施例は、第1電源回路4の出力に異常があつた場合ならびに、検出温度異常の場合の何れでも、第2電源回路5の出力に異常が合ったときと同様に、第1電源回路4および第2電源回路5の駆動を止めるようにした。その他の事項は、前述の第1実施例と同様である。
【0113】
図15に、第2実施例で採用した「24V電圧制御」(36)の内容を示す。ここでも、図11の「24V電圧制御」(36)と同様に、第1電源回路4の出力電圧を設定値24Vにするように、第1電源回路4のドライバFET11に与えるPWMパルス(PWM11)のデューティを、同様にフィードバック制御する(51,52a,52b,52d,53,54)。ただし、これは作動モードが指定されている、FR24V=0(レジスタFR24Vのデータが0)の場合である。次に相違点を説明する。
【0114】
第1電源回路4の出力電圧が過電圧異常(出力電圧がRf24VU以上)もしくは低電圧異常(Rf24VL以下)であると、DSP7のVPU7aは第1電源回路4および第2電源回路5の駆動を停止して、制御動作を停止する(57B,58B)。そしてRAM7cの異常データテーブルに、第1電源回路4の出力電圧が設定値Rf24VU以上であったときには24V系過電圧異常データを書込み、設定値Rf24VL以下であったときには24V系低電圧異常データを書込む(59B)。
【0115】
図16に、第2実施例で採用した「24V2次側電流異常制御」(38)の内容を示す。ここでは、第1電源回路4の出力電流(If11)が過電流異常(出力電流がRf24iU以上)もしくは低電流異常(Rf24iL以下)であると、DSP7のVPU7aは第1電源回路4の駆動および第2電源回路5の駆動を停止して、制御動作を停止する(75B,76B)。そしてRAM7cの異常データテーブルに、第1電源回路4の出力電流が設定値Rf24iU以上であったときには24V系過電流異常データを書込み、設定値Rf24iL以下であったときには24V系低電流異常データを書込む(77B)。
【0116】
図17に、第2実施例で採用した「温度異常制御」(39)の内容を示す。これに進むとCPU7aは、レジスタTEMにA/D変換器7hが変換したデータ(サーミスタTHの温度検出データ)を読み込んで(81)、それが設定値RfTEMU以上(過熱異常)かRfTEML以下(回路異常)かをチェックする(82a,83b)。設定値RfTEMU以上又はRfTEML以下であるとそこでCPU7aは第1電源回路4および第2電源回路5の駆動を停止して、制御動作を停止する(85B,86B)。そしてRAM7cの異常データテーブルに、検出温度が設定値RfTEMU以上であったときには過熱異常データを書込み、設定値RfTEML以下であったときには、温度検出回路異常データを書込む(87B)。
【0117】
その他の処理は、前述の第1実施例と同様である。この第2実施例では、第1電源回路4又は第2電源回路5に出力異常があったとき、もしくは、検出温度異常のときに、第1電源回路4および第2電源回路5の駆動が止められてプリンタコントローラ60,メイン制御板50および操作部20への動作電圧が消えるので、DSP7にはメインスイッチがオンであってリレー接片RA1を介してバッテリB1の電圧がDSP7に加わりRAM7cが電源異常データを保持するものの、該異常データを操作部20に出力することが出来ない。
【0118】
したがって第2実施例の場合には、直流電源出力が途絶えると、プリンタ100のカバーを取り外し、DC電源/AC制御板80を見える状態にし、コネクタ7kからMPU51のインターフェイス54に接続したコネクタをはずして、代わりに、UARTによる通信機能を有したデータ通信機例えばパソコンのUARTコネクタを結合して、揮発性メモリであるRAM7cの電源異常データを読み出す。異常内容をパソコンに読み出し、どの電源回路にて、出力電流が異常なのか、出力電圧が過電圧なのか、全く出力されないのか、もしくは過熱を検知し保護回路が動作したのかを確認することができる。これにより、異常箇所の特定作業を迅速に行うことができる。このようにして、直流電源装置に異常があった場合、異常内容が何なのかを簡単な方法で確認することができる。
【0119】
【発明の効果】
本発明によれば、給電回路(3)が電源電圧出力を開始したとき、全スイッチング電源回路が出力オフで制御手段(7a)の受電端子にスイッチング電源回路からは動作電圧が加わらなくても、バッテリ(B1)がスイッチ手段(RA1)を介して動作電圧を与えるので、制御手段(7a)が動作状態になって、スイッチング電源回路を起動することができる。
【0120】
スイッチング電源回路を起動した後では、制御手段(7a)がスイッチング電源回路の異常を検出しメモリ(7c)に書き込み、読み出し指示に応じて該メモリの異常内容を送出するので、電源装置(80)の外部でその異常内容を知ることが出来る。
【0121】
メインスイッチ(2)がオンであるときには、それによって給電されるスイッチング電源回路(4/5/D31,C31,CV31)が出力を停止しても、スイッチ手段(RA1)がバッテリ(B1)から制御手段(7a)への給電ラインを閉に維持し、制御手段(7a)はメモリ(7c)に対する異常データの書込みおよび読出しが可能であり、しかも外部との通信が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例の電源装置(80)を装備したプリンタ100を含む複合機能複写機の外観を示す正面図である。
【図2】 図1に示すプリンタ100の電気系統の概要を示すブロック図である。
【図3】 図1に示す複写機の電気系統のシステム構成を示すブロック図である。
【図4】 図3に示すDC電源/AC制御板80上の電源回路の概要を示すブロック図である。
【図5】 (a)は図1に示す操作部20の一部分の拡大平面図、(b)は操作部20の電気システムを示すブロック図である。
【図6】 図4に示す電源回路3〜6の回路構成を示す電気回路図である。
【図7】 図6に示すDSP7の電気システムを示すブロック図である。
【図8】 図7に示すCPU7aの制御動作を示すフローチャートであり、(a)はメインルーチンを、(b)および(c)は割込み処理を示す。
【図9】 図7に示すCPU7aの、A/D変換器7iのA/D変換終了に応答する割込み処理を示すフローチャートである。
【図10】 図9に示す「5V電圧制御」(35)の内容を示すフローチャートである。
【図11】 図9に示す「24V電圧制御」(36)の内容を示すフローチャートである。
【図12】 図9に示す「5V2次側電流異常制御」(37)の内容を示すフローチャートである。
【図13】 図9に示す「24V2次側電流異常制御」(38)の内容を示すフローチャートである。
【図14】 図9に示す「温度異常制御」(39)の内容を示すフローチャートである。
【図15】 本発明の第2実施例の「24V電圧制御」(36)の内容を示すフローチャートである。
【図16】 本発明の第2実施例の「24V2次側電流異常制御」(38)の内容を示すフローチャートである。
【図17】 本発明の第2実施例の「温度異常制御」(39)の内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1:AC電源 2:メインスイッチ
21a:電源キー 21b:モード切換えキー
21c:LED 21d:初期設定キー
26f:LCD 23,24:操作キー群
21e,21f,22:表示LED
Claims (7)
- トランス,該トランスの1次巻線にPWMパルスに応答してスイッチング給電する1次側回路,該トランスの2次巻線に発生する電圧を整流し負荷に給電する2次側回路、および、該2次側回路の出力を検出する出力検出手段、を含む、複数のスイッチング電源回路;
前記トランスに電源電圧を与える給電回路;
前記出力検出手段の検出信号を出力データに変換するA/D変換手段;
前記スイッチング電源回路の前記1次側回路に前記PWMパルスを出力するPWMパルス発生器;
メモリ;
前記2次側回路の1つから動作電圧を受ける受電端子に動作電圧が与えられると、設定時間周期で、各スイッチング電源回路の出力制御を順次に繰り返し実行し、各出力制御においては、スイッチング電源回路の前記出力検出手段の検出信号を前記A/D変換手段で出力データに変換し、該出力データの異常の有無を判定し、異常なしと判定すると、該出力データに基づいてPWMパルスを規定するデータを導出して前記PWMパルス発生器に与え、異常ありと判定したときは前記PWMパルス発生器によるPWMパルス出力を停止し異常データを前記メモリに書込み、読み出し指示に応じて前記メモリの異常データを送出する制御手段;
該制御手段に動作電圧を与えるためのバッテリ;および、
前記給電回路が電源電圧を出力するとき前記バッテリを前記受電端子に接続するスイッチ手段;
を備える電源装置。 - 前記出力検出手段は、出力電圧検出手段および出力電流検出手段を含む;請求項1に記載の電源装置。
- 電源装置は、スイッチング電源回路の温度を検出する温度センサを備え;前記制御手段は、温度異常を判定すると温度異常データを前記メモリに書込む;請求項1又は2に記載の電源装置。
- 前記電源装置は、前記メモリの異常データを外部に送信する通信手段および該通信手段に接続した、電源装置の外の機器に接続した外部側コネクタを着脱しうる電源側コネクタを含む、請求項1乃至3のいずれか1つに記載の電源装置。
- 前記通信手段の通信機能はUARTである;請求項4に記載の電源装置。
- オペレータの指示を入力する手段,表示手段および作像制御手段を有し、画像信号に対応した顕像を用紙上に形成する顕像形成装置;および、
該顕像形成装置の高電力消費負荷および制御系回路に給電する、請求項4又は5に記載の電源装置;
を備える画像形成装置。 - 前記電源装置は、前記通信手段に接続した、電源装置の外の機器に接続した外部側コネクタを着脱しうる電源側コネクタを含み、この電源側コネクタに前記作像制御手段側の通信ラインに接続したコネクタを接続したものであり;前記作像制御手段は、前記オペレータの指示を入力する手段による異常データ出力指令に応答して前記コネクタおよび通信手段を介して前記電源装置のメモリの異常データを前記表示手段に転送し表示する;請求項6に記載の画像形成装置。
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