JP4400072B2 - 状態監視による制御を行う電源装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は電源装置に関する。特に電源回路の動作状態を監視し、異常の発生を検出した際の入力遮断構成を持つ電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
複写機、プリンタ等における電源装置においては、近年、安全性向上の要求が年々厳しくなってきている。電源装置には、従来から発煙発火や感電などの危険に結びつく異常動作に対する保護回路が設けられている。保護回路は、各種の異常を検知して、電源装置の動作停止処理を行ったり、商用電源としての交流電源からの入力をヒューズやリレーで遮断する構成が一般的である。なお、電気機器内の異常を検出したときに、電源の自動オフ処理を行って電気機器を安全な状態に設定する構成については例えば特許文献1(特開2000−116028号公報)や特許文献2(特開昭60−3701号公報)に記載されている。
【0003】
さらに、特に大きな電力を消費する例えば複写装置、プリンタ、FAX、スキャナなどの各種画像処理装置では、感電防止を目的とした漏電対策の要求が高まっている。漏電対策のため、多くの場合、画像処理装置などの機器が設置される設備には漏電ブレーカが取り付けられている。しかし、ブレーカにより各種の情報処理装置の電源を一斉に遮断することは、コンピュータによるネットワーク化が急速に進んだ環境においては、重大なデータ損失を発生させる場合があり好ましくない。そこで、各機器に専用の漏電ブレーカを搭載した構成に対する要求が高まっている。
【0004】
一方、省エネルギーを目的としたパワーマネジメントを行うために、電源装置を複数搭載し、必要な電力のみを効率よく供給するシステムを搭載した機器が多くなってきている。例えば、複写機、ファクシミリ装置、プリンタなどの画像形成装置においては、通電されているほとんどの時間が待機状態であり、省エネルギーの観点から待機時の電力消費を低減することが大きな課題となっている。
【0005】
電力消費を低減した画像形成装置の電源構成として、待機時に必要となる負荷例えば画像形成装置の制御を行うコントローラに電力を供給するための第1の電源装置と、モーター等、画像形成処理に必要な駆動系からなる負荷へ電力を供給するための第2の電源装置を個別に設定した構成、すなわち、コントローラに対する電源と、画像形成処理プロセスを実行する機構に対する電源とを別々に設定した構成が提案されている。
【0006】
このような複数電源構成とした画像形成装置においては、ユーザが、プリント指示を要求した場合、第1の電源、第2の電源の両方から画像形成処理に必要な負荷へ電力が供給される。しかし、ユーザからのプリント指示が無くなると、待機時の電力低減を目的に、第2の電源から負荷(画像形成処理プロセス実行機構)への電力供給を遮断し、コントローラに対する第1の電源装置のみを待機用電源として供給し、ユーザ指示に応じた処理が可能となる。
【0007】
ちなみに第2の電源装置から負荷への電力供給遮断を実行する構成としては、第1の電源装置によって駆動するスイッチング素子の動作停止や、リレーやFET等のスイッチ手段を第1の電源装置によって駆動して入力を遮断する構成が提案されている。さらに待機時の消費電力低減を目的として、待機用電源の効率の向上についても様々な工夫がなされている。
【0008】
図7を参照して、待機用電源回路及び通常動作用電源さらに定着装置等の交流(AC)負荷から成る従来の一般的な画像形成装置の電源遮断構成について説明する。
【0009】
入力端子500は、漏電ブレーカ501、電源スイッチ502を介して待機用の電源回路a511に接続されると共にリレーなどのスイッチ素子503、スイッチ素504を介してそれぞれ動作用電源回路c512と、AC電力調整回路513を介してAC負荷に接続される。
【0010】
電源回路a511は、例えば直流電圧Vout1をコントローラ520など機器の制御回路に供給する。電源回路c512は、直流電圧Vout2を出力し、駆動系装置などへ電力を供給する。電源スイッチ502がONされると漏電ブレーカを介して各電源回路に交流電力が供給され、動作を開始する。
【0011】
電源回路a511から出力される直流電圧Vout1が機器の制御を行うコントローラ520に供給されコントローラが動作を開始する。コントローラ520は、機器の動作に応じて信号を出力するが、その内の一つに電源回路b512に対する入力電源をON/OFFするスイッチ素子503や、AC負荷に電力を供給するAC電力調整回路513に対する入力電源をON/OFFするスイッチ素子504への制御信号出力がある。
【0012】
コントローラ520は、安全性確保や省エネを目的に入力の接続・遮断を行う。例えば、待機時には省エネを目的に待機用電源回路(電源回路a511)のみの電源入力を接続し、その他への入力を遮断する。また、各種異常状態を異常検出部521において監視し、例えば、AC負荷である定着装置が異常温度上昇となった場合等にスイッチ素子504をOFFにすることでAC負荷に対する入力を遮断し、機器の動作を停止する。同時に機器の異常を表示してその情報を記憶し、修理時の参考情報とする。
【0013】
しかし、昨今、複写機、プリンタ等の装置は、高機能化に伴い、構成がより複雑化しており、従来の異常情報の記録のみでは、充分な異常あるいは故障発生箇所を特定することが困難な場合がある。構成が複雑な装置においては、ユーザばかりでなく、サービスマンでも故障箇所を短時間で発見することは困難となりつつある。故障箇所の特定が困難である場合には、正常箇所と故障箇所を含む大きな部品セットの交換によって対処せざるおえない場合も発生する。
【0014】
また、従来の電源装置構成においては、様々な省電力型素子の使用により電源装置自体の電力損失は小さくなってきているが、装置の高機能化にともない安全回路における消費電力、漏電ブレーカの電力損失の比率が大きくなってきている。
【0015】
機器の安全性を監視するために、近年のプリンタ、複写機等の画像処理装置の電源装置における安全回路は近年、様々な機能が付加されており、それに伴い消費電力が増大する傾向にある。このような現状において、さまざまな安全基準を達成するための監視回路および電力遮断等の制御回路を消費電力の増加なしに確保することが課題となってきている。
【0016】
さらに、商用交流電源を入力とし、コントローラと画像処理部に対する2電源構成を持つ電源装置においては、上述したように、通常動作用の電源回路はスイッチを介して商用交流電源と接続し、コントローラの出力するON/OFF信号によりスイッチを導通/遮断して交流電源の供給/遮断を行っているが、通常動作用の電源回路に何らかの異常が発生して電源回路が正常動作できなくなった場合、商用交流電源が電源回路に入力されつづける危険性がある。
【0017】
また、コントローラにより何らかの異常検出に基づいて電源入力が遮断された後、ユーザがスイッチを手動により操作して交流電源を強制的に接続した場合、交流電源の過電圧などの異常や電源回路内部の異常が発生しているにもかかわらず、交流電源が入力され、その結果、電源回路のある特定部に電気的ストレスがかかり、故障により発煙・発火に至る可能性がある。
【0018】
なお、こうした対策として電源装置において、想定されるあらゆる故障に対して必要充分なマージンをもった素子や部品を使用することが考えられるが、この場合、定格負荷容量に対して余裕を持った回路構成となるため、電源装置としてサイズが大きくなり、重量が増え、コストが高くなるという問題が発生する。
【0019】
また、交流入力段にリセット機能付のスイッチを使うことにより安全対策を講じる構成もあるが、一般的にリセット機能付のスイッチは、プランジャ等により動作させるものであり、その特性上、応答速度がおそく、過電流や発熱などの緊急性の高い異常時には間に合わない危険性があった。
【0020】
さらに、従来構成においては、異常発生時の各スイッチ素子の一斉遮断処理により、全ての電源回路に対する電力供給を停止して安全性の保持を実現しているものが多いが、このような対処を行うと、異常発生箇所の特定が不十分なまま電源が遮断されるという問題がある。異常発生箇所の特定が不十分なまま電源が遮断されると、異常個所の特定のためにオペレータが検査を行う必要があり、この際、それぞれの回路、負荷に個別に電力を供給させて検査を行うことが必要となる。その結果、故障箇所の特定処理に時間、コストがかかるという問題があった。
【特許文献1】
特開2000−116028号公報
【特許文献2】
特開昭60−3701号公報
【0021】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、複写機、プリンタ等の装置の高機能化に伴い、従来の異常情報の記録のみでは、異常あるいは故障発生箇所の特定が困難であり、ユーザばかりでなく、サービスマンでも故障箇所を短時間で発見することの困難性が高まってしまう。この結果、例えば修理時に正常箇所と故障箇所を含む大きな部品セットの交換をすることが必要となり、経済的損失を発生させることになる。また、故障箇所が充分特定されないままの対応により、故障、異常が再度発生する可能性も高まってしまう。この場合にはユーザは装置の使用ができないという問題がある。
【0022】
さらに、複写機・プリンタへの省エネ要求は高まるばかりで、複写機・プリンタにおける待機電力は、さらに減少させるべきであるとされている。しかしながら、現実の機器では電源装置の漏電ブレーカ、その他の安全維持のための監視回路等において、多くの電力を消費しているのが現状であり、安全性などの必要機能を犠牲にせずに漏電ブレーカを含む電源装置の損失を低減することが必須となっている。
【0023】
また、漏電ブレーカや電力変換装置など、各構成部専用の部品をそれぞれ組み合わせて使用した装置構成とすると、漏電ブレーカと電力変換装置の各々に制御電圧用電源生成回路を構成することが必要となり、コスト面で見ても無駄が発生している。
【0024】
さらに、上述したように、安全確保のための電源遮断後、異常個所の特定のための検査における処理時間、コストの問題がある。
【0025】
本発明は、この様な問題に対処するためになされたもので、安全性と省エネ性能の向上を実現するとともに、異常発生時に異常個所の特定処理を自動実行することで、電源遮断後の異常個所の特定処理を省略あるいは簡略化することを可能とした電源装置を提供することを目的とする。
【0026】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の側面は、各々が異なる負荷に対する電力供給を行う複数の電源回路を備えた電源装置において、前記電源装置に対する電力の供給および停止の切り替えを行うリセットスイッチと、前記複数の電源回路各々に対応して設けられた個々の電源回路に対する電力の供給および停止の切り替えを行う複数のスイッチ素子であり、前記複数の電源回路各々の入力側に設けられたスイッチ素子、および前記複数の電源回路各々の出力側に設けられたスイッチ素子を含む複数のスイッチ素子と、前記電源装置の複数の位置に設置された異常を検出する複数の動作検出部と、前記動作検出部からの検出信号に基づいて異常判定処理を実行する異常監視部と、前記異常監視部からの制御信号に基づいて前記リセットスイッチを駆動するリセットスイッチ駆動部と、前記異常監視部からのスイッチ素子を特定した制御信号に基づいて前記複数のスイッチ素子を選択的に制御するスイッチ制御回路とを有し、前記異常監視部は前記動作検出部からの検出信号に基づく異常判定を条件とした異常判定処理シーケンスを実行し、該異常判定処理シーケンスにおいて前記リセットスイッチおよび複数のスイッチ素子を選択的に制御して異常発生箇所を特定するための処理を実行するとともに、前記異常判定処理シーケンスにおいて、前記複数の電源回路各々の入力側および出力側に構成されたスイッチ素子を選択的に制御し、異常発生箇所が電源回路内であるか、電源回路からの電力供給負荷であるかを判別する処理を実行し、異常発生箇所が電源回路内である場合は前記複数の電源回路のどの電源回路内であるかを判別し、異常発生箇所が電源回路からの電力供給負荷である場合は、前記複数の電源回路のどの電源回路からの電力供給負荷であるかを判別することを特徴とする電源装置にある。
【0027】
本構成によれば、異常発生時において、異常監視部が動作検出部からの検出信号に基づく異常判定を条件とした異常判定処理シーケンスを実行して、リセットスイッチおよび複数のスイッチ素子の選択的なON/OFF制御を実行して異常発生箇所の特定処理を実行するので、ユーザまたはオペレータによる異常の発生箇所の検出処理を実行することなく、異常発生箇所の特定が可能となり、最適な電源遮断および異常通知を行うことが可能となる。
【0032】
さらに、本発明の電源装置の一実施態様において、前記異常監視部は、前記異常判定処理シーケンスにおいて、識別された異常発生箇所に対する電源供給を遮断するための制御信号を前記リセットスイッチ駆動部および前記スイッチ制御回路の少なくともいずれかに出力し、識別された異常発生箇所に対する電源供給の遮断処理を実行する構成であることを特徴とする。
【0033】
本構成によれば、異常発生時に実行する異常判定処理シーケンスにおいて、識別された異常発生箇所に対する電源供給を遮断するように各スイッチを制御するので、異常箇所の判定に基づく最適な電源遮断により、高度な安全性が保持される。
【0034】
さらに、本発明の電源装置の一実施態様において、前記異常監視部は、前記異常判定処理シーケンスにおいて、識別された異常発生箇所情報を含む異常状態情報を前記負荷としてのコントローラに出力し、該コントローラは異常状態情報に基づく情報出力処理を実行する構成であることを特徴とする。
【0035】
本構成によれば、異常発生時に実行する異常判定処理シーケンスにおいて、識別された異常発生箇所情報を含む異常状態情報をコントローラに出力し、コントローラによりディスプレイ等に異常状態情報の出力処理を実行するので、ユーザまたはオペレータが異常情報を即座にかつ正確に取得することが可能となる。
【0036】
さらに、本発明の電源装置の一実施態様において、前記複数の電源回路は、主電源回路としての通常動作用電源回路と、副電源回路としての待機用電源回路とを含み、前記待機用電源回路は、通常動作停止時における制御を実行する前記負荷としてのコントローラに対する電力供給を実行するとともに、前記複数の動作検出部、異常監視部、リセットスイッチ駆動部、およびスイッチ制御回路に対する電力供給を行う構成であることを特徴とする。
【0037】
本構成によれば、動作検出部、異常監視部、リセットスイッチ駆動部、およびスイッチ制御回路に対する電力供給を行う電力供給部を独立して設けることが不要となり、コストダウンおよび省エネルギーが実現される。
【0038】
さらに、本発明の電源装置の一実施態様において、前記複数の電源回路の各々は、接続負荷に対する電力供給を実行するとともに、前記複数の動作検出部、異常監視部、リセットスイッチ駆動部、およびスイッチ制御回路に対する電力供給を行う構成であることを特徴とする。
【0039】
本構成によれば、動作検出部、異常監視部、リセットスイッチ駆動部、およびスイッチ制御回路に対する電力供給を行う電力供給部を独立して設けることが不要となり、コストダウンおよび省エネルギーが実現される。
【0040】
さらに、本発明の電源装置の一実施態様において、前記動作検出部は、漏電検出部、電圧検出部、電流検出部のうち少なくとも1つを含む構成であることを特徴とする。
【0041】
本構成によれば、漏電検出、電圧検出、電流検出等に基づく異常検出を確実に判定可能となり、安全性を高めた電源装置が実現される。
【0042】
さらに、本発明の電源装置の一実施態様において、前記動作検出部は、電圧検出部および電流検出部を含み、前記電圧検出部および電流検出部は、前記複数の電源回路および該電源回路から電力の供給される負荷の少なくともいずれかに対応して設定された構成であることを特徴とする。
【0043】
本構成によれば、電圧検出、電流検出等に基づく異常検出を電源回路毎に判定可能となり、電源回路個別の対応が可能となる。
【0044】
さらに、本発明の電源装置の一実施態様において、前記動作検出部は、温度検出素子、におい検出素子、音検出素子、煙検出素子、径時変化検出素子のいずれかを含む構成であることを特徴とする。
【0045】
本構成によれば、各電源回路および負荷の構成に応じて最適な異常検出処理および安全対策が可能となる。
【0046】
さらに、本発明の電源装置の一実施態様において、前記リセットスイッチは、前記電源装置に対する電力入力部に設けられた構成であることを特徴とする。
【0047】
本構成によれば、異常発生時に電源装置に対する入力を大元から遮断可能となり、より安全な電力遮断が実現される。
【0048】
さらに、本発明の電源装置の一実施態様において、前記複数のスイッチ素子は、前記スイッチ制御回路からの入力信号に基づく高速応答可能な半導体素子によって構成されていることを特徴とする。
【0049】
本構成によれば、各電源回路個別の電力供給ストップを高速に実施でき、異常検出から異常部位に対する電力供給停止を即座に実行可能となる。
【0050】
さらに、本発明の電源装置の一実施態様において、前記個々の電源回路に対する電力の供給および停止の切り替えを行う複数のスイッチ素子は、前記スイッチ制御回路からの信号によって動作するとともに、電源装置に接続されたコントローラからの信号によっても動作する構成であることを特徴とする。
【0051】
本構成によれば、コントローラ側の監視プログラムの処理も併せて実行され、より強固な監視および安全対策が可能となる。
【0052】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電源装置の詳細について図面を参照しながら説明する。
【0053】
[電源装置構成例]
図1は、本発明の実施例に係る電源装置の構成を示すブロック図である。この実施の形態の電源装置は、例えば複写機、プリンタ等の画像形成装置に内蔵される。
【0054】
画像形成装置の入力端子101は、交流電源に接続されている。交流電源は、電源装置110に構成された複数の電源回路、すなわち主電源回路としての通常動作用電源回路である電源回路b112と、副電源回路としての待機用電源回路である電源回路a111、さらに定着装置等の負荷に対する電源回路である電源回路c113に供給され、これらの電源回路を介して様々な負荷に対する電力が供給される。
【0055】
図1に示す電源装置は、省エネルギーを目的としたパワーマネジメントを行うために、電源装置を複数搭載した構成である。電源回路a(待機用電源)111は、コントローラ103等に対する電力供給を行う副電源回路である。電源回路b(通常動作用電源)112は、画像形成処理プロセスを実行する画像処理部に対する電力供給を行う主電源回路である。さらに電源装置110は、定着装置等に電力を供給するAC電力調整回路としての機能を持つ電源回路c113を有する。
【0056】
これら各電源回路を介して各負荷(図示せず)に電力が供給される。電源回路a(待機用電源)111の出力部にはリレー、FET等によって構成された半導体素子としてのスイッチ(SW5)151が接続され、スイッチ(SW5)151のON時にコントローラ等の制御系負荷161に対して電力が供給される。
【0057】
電源回路b(通常動作用電源)112の出力部にも、リレー、FET等によって構成された半導体素子としてのスイッチ(SW6)152が接続され、スイッチ(SW6)152のON時にモータ等の駆動系負荷162に対して電力が供給される。
【0058】
例えばユーザが、プリント指示を要求した場合、第1の電源、すなわち電源回路a(待機用電源)111と、第2の電源、すなわち電源回路b(通常動作用電源)112、および電源回路c113から画像形成処理に必要な負荷へ電力を供給し、ユーザからの指示が無くなると、待機時の電力低減を目的に、第2の電源(電源回路b(通常動作用電源)112)から負荷への電力供給、電源回路c113から負荷への電力供給を遮断し、第1の電源(電源回路a(待機用電源)111)のみに電力を供給しコントローラ等の制御系負荷161に対してのみ通電する。
【0059】
電源回路b(通常動作用電源)112、電源回路c113の負荷への電力供給遮断処理は、第1の電源(電源回路a(待機用電源)111)から電力の供給されるコントローラ103の出力する信号に基づいて、リレーやFET等のスイッチ手段からなるスイッチ素子115,116をオフする処理によって実行される。
【0060】
本発明の電源装置は、動作検出部120において各種の動作状態、異常状態を検出し、異常監視部132において、動作検出部120からの監視情報を入力し、入力情報に基づいてリセットスイッチ駆動回路131からの出力をリセットスイッチ(SW1)102に入力して、交流電源を遮断する処理と、異常監視部132において、動作検出部120からの監視情報を入力し、入力情報に基づいてスイッチON/OFF回路(スイッチ制御回路)133からの出力を各電源回路の電力入力段に設けられたスイッチ素子(SW2〜SW4)114〜116、さらに、各電源回路の電力出力段に設けられたスイッチ素子(SW5,SW6)151,152に入力して、各電源回路の電力入力段または各電源回路の電力出力段を遮断する処理を実行する。
【0061】
これらの各スイッチの遮断処理シーケンスについては後述するが、本発明の構成においては、異常発生箇所の特定処理を実行しながら、各スイッチの遮断処理を行う異常判定処理シーケンスを実行する構成を持つ。これらの処理の詳細については後述する。
【0062】
動作検出部120は、図に示すように、漏電検出部121、電圧検出部123、電流検出部122、異常検出部124を含む構成であり、これらの検出部、少なくとも電圧検出部123、電流検出部122、異常検出部124は、複数の電源回路111,112,113または電源回路から電力の供給される負荷に対応して個別に複数設定される。
【0063】
異常監視部132は、動作検出部120からの入力信号に基づいて異常発生部位を判定し、判定した異常発生部位に基づいて、リセットスイッチ(SW1)102または、複数のスイッチ素子(SW2〜SW5)114,115,116,151,152のいずれかを選択的に動作させる制御信号をリセットスイッチ駆動回路131、またはスイッチON/OFF回路133に出力する。なお、異常検出部124は、温度検出素子、におい検出素子、音検出素子、煙検出素子、素子の径時変化状態を検出する径時変化検出素子等によって構成され、各異常の発生可能性のある部位に取り付けられる。
【0064】
動作検出部120、異常監視部132、リセットスイッチ駆動回路131、およびスイッチON/OFF回路133に対する電力は、電源回路a(待機用電源)111のDC出力部から供給される。
【0065】
また、本実施例の構成は、電源回路a(待機用電源)111のDC出力部のみならず、電源回路b(通常動作用電源)112のDC出力部、および電源回路c113のAC出力部から整流用ダイオード141,142,143を介して動作検出部120、異常監視部132、リセットスイッチ駆動回路131、スイッチON/OFF回路133に対する電力供給を可能とした構成を持つ。
【0066】
従って、電源回路a(待機用電源)111が故障しても、電源回路b(通常動作用電源)112のDC出力、あるいは電源回路c113のAC出力に基づいて動作検出部120、異常監視部132、リセットスイッチ駆動回路131、スイッチON/OFF回路133を動作させることが可能となり、信頼性を高め冗長性をあげることが可能となる。
【0067】
従来の電源装置においては、例えば漏電検出部に対しては、入力電圧から直接電力を常時供給する構成が一般的であったが、本構成においては、電源回路a(待機用電源)111のDC出力部等から電力を供給する構成としたので、漏電検出部他の動作検出および異常監視部等に対する独立した電力供給構成を持つことなく、構成の簡素化、および電力損失の大幅な削減が可能となる。
【0068】
次に、図1に示す電源装置110の内部構成を説明する。動作検出部120には、図に示すように漏電検出部121、電流検出部122、電圧検出部123、温度検出など異常を検出する異常検出部124が設けられている。以下、各検出部について説明する。
【0069】
漏電検出部121は、1次回路に感電の危険となる漏れ電流が発生しているか否かを検出する回路である。電源回路に供給されるAC電源の行きの電流と帰りの電流との電流差(例えば、人が活電部に触れることによって生じた漏れ電流が電流差になる)を零相変流器(ZCT)で検知し、更に異常監視部における増幅器(AMP)で増幅し、ある基準を超えた時に異常漏電と判断する。
【0070】
漏電検出信号は、異常監視部132に入力され、異常監視部132は、リセットスイッチ駆動回路131に制御信号を出力し、リセットスイッチ駆動回路131が、リセットスイッチ(SW1)102を制御(ON/OFF)して、必要に応じてOFFとして、交流電源の入力を遮断する。
【0071】
各電源回路の入力段あるいは出力段のスイッチ素子114,115,116,151,152もOFFすることにより、リセットスイッチ102をOFFするだけよりも速断性を増すことができ、安全性を向上することができる。リセットスイッチ(SW1)102は例えばプランジャの動作により接続を遮断する構成であるため、異常監視部132からの出力信号をリセットスイッチ駆動回路131が受信してから、実際にリセットスイッチ102が動作して入力が遮断するまでに時間を要するが、各電源回路の入力段および出力段のスイッチ素子(SW2)114、スイッチ素子(SW3)115、スイッチ素子(SW4)116、スイッチ素子(SW5)151、スイッチ素子(SW6)152は、リレーやFET等のスイッチ手段からなり、異常監視部132からの出力信号をスイッチON/OFF回路133が受信してから、実際に各スイッチ素子114,115,116,151,152をオフするまでの期間が短くて済み、異常検出後、即座に各電源回路への入力電源または出力を遮断することができる。
【0072】
電圧検出部123は、電源回路への入力電圧を検出し、予め定められたある基準値を超えた時に過電圧と判断し、異常監視部132は、リセットスイッチ駆動回路131に制御信号を出力し、リセットスイッチ駆動回路131が、リセットスイッチ(SW1)102を制御して必要に応じてOFFとして、交流電源の入力を遮断する。
【0073】
これらの各スイッチの遮断処理は、一定のシーケンスに従った異常判定処理を伴って実行される。これらの処理については後述する。
【0074】
各電源回路の入力段のスイッチ素子もOFFすることにより、リセットスイッチをOFFするだけよりも速断性を増すことができるのは漏電遮断と同様である。
【0075】
なお、電圧検出部123は、電源回路の異常時に電圧が上昇する可能性のある各部分に設けられる。例えば電源回路a(待機用電源)111、電源回路b(通常動作用電源)112、あるいは電源回路c113の各出力部に設けることで、それぞれの電源回路の出力異常を個別に判断し、異常である電源回路の入力部または出力部に設けたスイッチ素子114,115,116,151,152のいずれかをOFFし、各電源回路への交流電源または出力を選択的に遮断することが可能となる。
【0076】
電流検出部122は、異常時に電流が増加する可能性のある回路分の電流を検出し、異常検出部124は、例えば電源回路の異常時に温度が上昇する素子の温度を検出し、検出信号を入力する異常監視部132に検出信号を入力する。
【0077】
異常監視部132に異常検出信号が入力された場合に、異常監視部132は、リセットスイッチ駆動回路131に制御信号を出力し、リセットスイッチ駆動回路131が、リセットスイッチ(SW1)102を制御して必要に応じてOFFとして、交流電源の入力を遮断する。あるいは、異常監視部132は、スイッチON/OFF回路133に制御対象のスイッチ素子を特定した制御信号を出力し、スイッチON/OFF回路133が異常監視部132からのスイッチ素子を特定したON/OFF制御信号に基づいて各電源回路入力段の複数のスイッチ素子(SW2〜SW4)114,115,116を選択的に動作(OFFまたはON)させ、必要に応じて各電源回路への電源入力を遮断する。
【0078】
さらに、異常監視部132は、スイッチON/OFF回路133に制御対象のスイッチ素子を特定した制御信号を出力し、スイッチON/OFF回路133が、各電源回路の出力段に設けたスイッチ素子(SW5,SW6)151、152を選択的に動作(OFFまたはON)させ、電源回路a(待機用電源)111、電源回路b(通常動作用電源)112の負荷への出力を必要に応じて遮断または接続する。
【0079】
これらの各スイッチの遮断処理は、一定のシーケンスに従って異常判定処理を伴って実行される。これらの処理については後述する。
【0080】
なお、電流検出部122、異常検出部124も、上述の電圧検出部123と同様、電流値異常、あるいは温度上昇等の異常が発生する可能性のある各部分に設けられる。例えば電源回路a(待機用電源)111、電源回路b(通常動作用電源)112、電源回路cの各出力部に設けることで、それぞれの電源回路の異常を個別に判断し、異常である電源回路の入力部に設けたスイッチ素子114,115,116または出力段のスイッチ素子151,152を選択してOFFし、各電源回路または出力を選択的に遮断することが可能となる。
【0081】
なお、異常監視部132において異常と判断された場合は、コントローラ103に対して異常警報を出力する。すなわち、異常監視部132によって判定された異常発生部位情報を含む異常情報をコントローラ103に出力する。コントローラ103は入力情報に基づいてディスプレイ104に異常状態の発生を示すメッセージ出力等を実行する。また、コントローラ103は、異常警報入力に基づいて、各スイッチの駆動信号を出力し、各スイッチのON/OFF制御を実行してもよい。
【0082】
なお、コントローラ103自身が持つ安全監視プログラムに基づいて、各スイッチの駆動信号を出力して各電源回路に対する電力供給を停止することも可能である。
【0083】
なお、リセットスイッチ駆動回路131を駆動させて電源装置110に対する電力を全体的に遮断するか、スイッチON/OFF回路133を駆動させて、スイッチ素子114,115,116,151,152を遮断するかは選択的に実行可能であり、いずれを動作させるかは検出した異常の内容および異常の発生場所に基づいてあらかじめ定められたシーケンスに従って異常監視部132において判断され、判断に基づく制御が実行される。具体的な処理シーケンスの例については後述する。
【0084】
なお、異常検出部124は、上述の温度検出のみならず、半導体破損や定着装置などの温度異常による異臭を検知するにおい検知回路や、半導体などが破損するときに発せられる破裂音を検知する音検知回路、電気部品などが故障により発熱し発生する煙を検知する煙検知回路などによって構成され、各異常の発生可能性のある部位にそれぞれの異常検出素子が設置される。また、機器が寿命に達したときに異常として入力を遮断するために、異常監視部の判定を、使用時間に伴って上昇する様々な特性を検知して異常と判断しても良い。例えば部品の温度上昇速度が寿命ともに加速する部品(電解コンデンサなど)の温度検知値をメモリーして上昇速度が速くなったら異常と判定し、異常判定に基づいてリセットスイッチ102または、スイッチ素子114,115,116,151,152を動作させる構成としてもよい。
【0085】
図1に示す構成により、様々な異常の発生した電源回路への電源供給を継続的に停止することができる。本構成によれば、電源回路での異常発生時に電源供給を確実に停止できるので、電源回路においては、定格負荷容量を越えた負荷容量に対応する回路構成とすることなく、定常負荷に対して最適である素子や部品を選定するだけで済みコストダウンが実現される。さらにプランジャによって動作するリセットスイッチ102のみならず、リレーやFET等のスイッチ手段からなる各電源回路の入力段のスイッチ素子114,115,116,151,152のオフ処理により各電源回路の入力を遮断する構成であるため、異常発生からの電力遮断までの時間を短縮することが可能であり、また、異常個所に応じて選択的に電源回路a(待機用電源)111または電源回路b(通常動作用電源)112)または電源回路c113への交流電源遮断あるいは各電源回路の出力を遮断することが可能となる。
【0086】
また、必要に応じて異常監視部132にタイマー回路を内蔵して、漏電検出部121、電圧検出部123、電流検出部122、異常検出部124からそれぞれ送られる異常信号の示す値が通常値を継続的に逸脱している期間を測定し、その測定された期間が所定の期間以上に達したとき、異常と判断し、異常のある回路を判断して、異常のある回路に接続されたスイッチ素子114,115,116,151,152のいずれかをスイッチON/OFF回路133によって動作(OFF)させて、異常のある回路に対する電力供給を遮断、あるいはリセットスイッチ駆動回路131を動作させてリセットスイッチ102をOFFし、入力を遮断する構成としてもよい。本構成によれば、電源装置の起動時等に発生する過渡状態に起因する電源異常の誤検知を防止することができる。
【0087】
本構成によれば、コントローラ103や図示しない駆動回路など電源回路a(待機用電源)111または電源回路b(通常動作用電源)112、または電源回路c113、それぞれに接続された各負荷において異常が発生した場合も、動作検出部120の検出素子をそれぞれに配置することで、各位置の異常が容易に検出可能であり、このような異常時にも入力電源遮断を行うことが、または異常のある回路に対する電力供給遮断が可能となり、より高い安全性が確保される。
【0088】
[回路構成例]
図2は、上述した実施例における電源装置の回路構成を具体化して示した図である。電源回路a310は、高周波成分を除去する入力フィルタ回路311、入力信号の整流平滑処理を行う1次整流平滑回路312、トランス313、トランス出力制御のための制御信号、例えばパルス幅信号を出力する制御回路314、トランス313の一次側のスイッチング処理を実行するスイッチング素子315、およびトランス2次側において出力信号の整流平滑処理を行う2次整流平滑回路316を有する。2次整流平滑回路316の後段にスイッチ素子(SW5)375を介してコントローラ等の制御系負荷381が接続される。
【0089】
電源回路b320も電源回路a310と同様の構成であり、電源回路b320の出力段には、スイッチ素子(SW6)376を介してモータ等の駆動系負荷382が接続される。
【0090】
スイッチ素子(SW5)375、スイッチ素子(SW6)376は、各電源回路310,320,330の前段に設けられたスイッチ素子(SW1〜SW3)372,373,374と同様、リレー、FET等の半導体スイッチであり、スイッチON/OFF回路356からの制御信号および図示しないコントローラからの制御信号によってON/OFF制御がなされる。
【0091】
リセットスイッチ(SW1)371は、入力端子301の後段、すなわち、電源装置の入力段に設けられ、リセットスイッチ駆動回路351からの制御信号によってON/OFF制御が実行される。
【0092】
漏電検出部352は、リセットスイッチ(SW1)371の前段もしくは後段に零相変流器(ZCT)303を設置し、交流入力電流の行きと帰りの電流の差を漏電検出部352にて検出し、その差があるレベル以上になった時に異常監視部355にて漏電と判断する。漏電と判断した場合、異常監視部355からリセットスイッチ駆動回路351に信号を送りリセットスイッチ(SW1)371をON/OFF制御し、リセットスイッチ駆動回路351を駆動させて電源装置に対する電力を全体的に遮断するか、スイッチON/OFF回路356を駆動させて、スイッチ素子(SW2〜SW6)372〜376を遮断するかは選択的に実行可能であり、いずれを動作させるかは検出した異常の内容および異常の発生場所に基づいてあらかじめ定められたシーケンスに従って異常監視部355が判断し、判断に基づく制御が実行される。この処理の詳細については、後述する。
【0093】
電流検出部353は、入力電流をカレントトランス357により検出し、異常監視部353に検出値を入力し、異常監視部353が異常な電流であるかを判断する。異常と判断した場合、異常監視部353からリセットスイッチ駆動回路351に信号を送り、各電源回路310,320,330の入力段および出力段に設けたスイッチ素子(SW2〜SW6)372〜376のON/OFF制御を実行して、異常判定を実行し、必要に応じていずれかのスイッチを選択的にOFFし、入力を遮断する。
【0094】
このようにカレントトランス357により、瞬時的な異常電流を捕らえて入力を遮断する方法と同時に、異極のAC入力ラインにサーキットブレーカ304を設置することで実効的(熱的)な過電流においては、サーキットブレーカ304を動作させ入力を遮断することができる。この2つの電流遮断方法により様々な電流異常に対して対応することが可能となる。
【0095】
電圧検出部354は、例えば電源回路a310に対するAC入力電圧を整流平滑する一次整流平滑回路312の平滑電圧を検出し、異常監視部355において異常な過電圧であるかを判断する。異常の場合、異常監視部355からリセットスイッチ駆動回路351に信号を送り、リセットスイッチ(SW1)371をON/OFF制御し、リセットスイッチ駆動回路351、漏電検出部352、電流検出部353、電圧検出部354、異常監視部355、スイッチON/OFF回路356の動作電圧は電源回路a310におけるトランス313の一次側から供給される。これは、トランス313の一次側で制御回路314の動作電圧として生成するDC電圧を使用可能である。あるいは、トランス313を利用して新たなDC電圧を生成して供給する構成としてもよい。なお、これらの各部に対する電力は、電源回路a310からのみならず、電源回路b320、電源回路c330からも供給する構成としてもよい。
【0096】
図3は、異常監視部、リセットスイッチ駆動回路、リセットスイッチの具体的回路構成例を示す図である。
【0097】
漏電検出部における漏電検知時には零相変流器303に誘起される電圧がダイオード421、抵抗422を介してオペアンプ(op amp1)411に入力され、オペアンプ(op amp1)411に設定された閾値を超えるとオペアンプ(op amp1)411の出力によりフォトカプラ412がONしてリセットスイッチ(SW1)371のコイル413を動作させてAC入力を遮断する。
【0098】
電流検出部における過電流検知時にはカレントトランス357に誘起される電圧がダイオード441、抵抗442を介してオペアンプ(op amp2)431に入力され、オペアンプ(op amp2)431に設定された閾値を超えるとオペアンプ(op amp2)431の閾値を超えるとオペアンプ(op amp2)431の出力によりフォトカプラ412がONしてリセットスイッチ(SW1)371のコイル413を動作させてAC入力を遮断する。
【0099】
電圧検出部における過電圧検知時の処理は以下の通りである。電源回路a310内部の一時整流平滑回路312により整流した電圧が規定より高いときにツェナーダイオード451が動作してフォトカプラ452がONしてリセットスイッチ(SW1)371のコイル413を動作させてAC入力を遮断する。
【0100】
なお、図3にはリセットスイッチ(SW1)371の動作構成のみを示してあるが、各電源回路の入力段および出力段に設けられるリレー、FET等のスイッチ素子(SW2〜SW6)の動作制御は、各動作検出部からの信号に基づいて異常監視部が出力する出力信号をスイッチON/OFF回路が受信し、スイッチON/OFF回路が受信信号に基づいて各スイッチ素子の駆動信号を出力する制御シーケンスに従って実行される。
【0101】
[処理シーケンス]
次に、本発明の電源装置の動作について、図4から図6のフローチャートを参照して説明する。図4は、本発明の電源装置の立ち上げから電源回路からの電力供給に基づく処理(プリント処理)を実行する場合の処理手順を示すフローである。図5および図6は、異常判定処理の手順を示すフローである。以下のフローの説明においては、図1の構成を参照しながら説明する。
【0102】
まず、図4の電源装置の立ち上げから処理の実行に関する処理手順について説明する。ステップS101において、リセットスイッチ(SW1)102(図1参照)をONする。これは、ユーザによって手動で処理される。ステップS102において、電源回路a(待機用電源)111に電力が供給される。なお、スイッチ素子(SW2)114、およびスイッチ素子(SW5)151は、通常状態(デフォルト)でON状態に設定されている。
【0103】
ステップS103において、電源回路a111から電力が制御系負荷161であるコントローラ103に供給され、コントローラ103が立ち上げられる。ステップS104において、コントローラ103からの信号が出力され、スイッチ素子(SW3)115およびスイッチ素子(SW6)152がONとなり、ステップS105において、電源回路b(通常動作用電源)112および駆動系負荷162に対して電力が供給される。
【0104】
ステップS106において、コントローラ103からの信号が出力され、スイッチ素子(SW4)116がONとなり、ステップS107において、定着装置等に電力供給回路である電源回路c113に対して電力が供給される。
【0105】
ステップS108においてプリント開始がなされたか否かが判定され、電源回路c113を介して各プリント処理部に対する電力が供給されてプリント動作が実行される。ステップS110において、プリント完了と判定すると、ステップS108に戻る。
【0106】
ステップS108において、プリントが開始されない場合は、ステップS111に進み待機状態に移行するか否かを判定する。判定処理は、予め定められた時間、非動作状態が継続した場合に待機状態に移行するとの判定処理としてコントローラ103が実行する。待機状態に移行する場合は、ステップS112に進み、電源回路c113の前段に設けられたスイッチ素子(SW4)116をコントローラ103からの信号に基づいてOFFして、ステップS113において、電源回路c113に対する電力供給を停止する。
【0107】
さらに、ステップS114において、電源回路b(通常動作用電源)112の前段に設けられたスイッチ素子(SW3)115をOFFし、ステップS115において、電源回路b(通常動作用電源)112に対する電力供給を停止する。ステップS116では、復帰信号の有無を判定し、復帰信号があった場合は、ステップS104に進み、電源回路b(通常動作用電源)112の前段に設けられたスイッチ素子(SW3)115をONし、以下ステップS105以下を繰り返し実行する。復帰信号は、コントローラが、例えばプリント開始等のユーザ入力に基づいてコントローラ内部で発生する信号である。
【0108】
次に、図5および図6を参照して本発明の電源装置において実行する異常判定処理の手順について説明する。本フローも上述のフローと同様、図1を参照して説明する。
【0109】
ステップS201において、異常監視部132が動作検出部120からの入力に基づいて異常の有無および位置を判定する。なお、上述した実施例中でも説明したように、過電圧、過電流、温度上昇等の異常検出部は、電源装置の各部に設けられており、異常監視部は、各異常検出部からの入力に基づいて異常発生箇所を判定する。
【0110】
ステップS201では、まず、漏電の発生の有無が判定される。漏電状態にないと判定されると、ステップS202に進む。漏電状態にあると判定されると、ステップS301(図6)に進む。ステップS301以下の処理については、後段で説明する。
【0111】
漏電状態でないと判定されステップS202に進むと、ステップS202において入力過電圧の異常であるか否かが判定される。これは、電源装置の入力部の電圧検出部の検出信号に基づいて異常監視部132が判定する。
【0112】
ステップS202において入力過電圧の異常であると判定すると、ステップS221に進み、異常監視部132は、コントローラ103に対して異常状態情報、すなわち入力電源異常であることを示す情報を出力し、コントローラ103が入力情報に基づいてディスプレイ104に異常情報、すなわち入力電源異常であることを示す情報を表示する。
【0113】
次にステップS222において、異常監視部132は、リセットスイッチ駆動回路131に制御信号を出力し、リセットスイッチ駆動回路131がリセットスイッチ(SW1)102をオフとする。
【0114】
ステップS202において入力過電圧の異常でないと判定すると、ステップS203に進み、異常監視部132は、電源回路b112および電源回路c113の前段のスイッチ素子(SW3)115、スイッチ素子(SW4)116をオフする制御信号をスイッチON/OFF回路133に対して出力し、スイッチON/OFF回路133は、制御信号に基づいて、電源回路b112および電源回路c113の前段のスイッチ素子(SW3)115、スイッチ素子(SW4)116をオフとする。
【0115】
ステップS204では、この状態で異常が継続しているか否かを判定する。この異常判定は、動作検出部120からの検出信号を入力する異常監視部132が入力する各検出信号に基づいて判定する。
【0116】
ステップS204で異常が継続していると判定した場合は、ステップS231に進む。ステップS231では、異常監視部132が、電源回路a111の出力段のスイッチ素子(SW5)151をオフする制御信号をスイッチON/OFF回路133に対して出力し、スイッチON/OFF回路133は、制御信号に基づいて、電源回路a111の出力段のスイッチ素子(SW5)151をオフとする。
【0117】
ステップS232では、この状態で異常が継続しているか否かを判定する。この異常判定は、動作検出部120からの検出信号を入力する異常監視部132が入力する各検出信号に基づいて判定する。
【0118】
異常が継続していると判定した場合は、ステップS251に進む。ステップS251では、異常監視部132は、コントローラ103に対して異常状態情報、すなわち待機電源、すなわち電源回路a111の異常であることを示す情報を出力し、コントローラ103が入力情報に基づいてディスプレイ104に異常情報、すなわち待機電源異常であることを示す情報を表示する。
【0119】
次にステップS252において、異常監視部132は、電源回路a111の入力段のスイッチ素子(SW2)114をオフする制御信号をスイッチON/OFF回路133に対して出力し、スイッチON/OFF回路133は、制御信号に基づいて、電源回路a111の入力段のスイッチ素子(SW2)114をオフとする。
【0120】
ステップS232で異常が継続していないと判定した場合は、ステップS261に進む。ステップS261では、異常監視部132は、コントローラ103に対して異常状態情報、すなわち制御系負荷161の異常であることを示す情報を出力し、コントローラ103が入力情報に基づいてディスプレイ104に異常情報、すなわち制御系負荷異常であることを示す情報を表示する。
【0121】
ステップS204で異常が継続していないと判定した場合は、ステップS205に進む。ステップS205では、異常監視部132が、電源回路b112の入出力段のスイッチ素子(SW3)115、スイッチ素子(SW6)152をオンする制御信号をスイッチON/OFF回路133に対して出力し、スイッチON/OFF回路133は、制御信号に基づいて、電源回路b112の入出力段のスイッチ素子(SW3)115、スイッチ素子(SW6)152をオンとする。
【0122】
ステップS206では、この状態で異常が継続しているか否かを判定する。この異常判定は、動作検出部120からの検出信号を入力する異常監視部132が入力する各検出信号に基づいて判定する。
【0123】
ステップS206で異常が継続していると判定した場合は、ステップS207に進む。ステップS207では、異常監視部132が、電源回路b112の出力段のスイッチ素子(SW6)152をオフする制御信号をスイッチON/OFF回路133に対して出力し、スイッチON/OFF回路133は、制御信号に基づいて、電源回路b112の出力段のスイッチ素子(SW6)152をオフとする。
【0124】
ステップS208では、この状態で異常が継続しているか否かを判定する。この異常判定は、動作検出部120からの検出信号を入力する異常監視部132が入力する各検出信号に基づいて判定する。
【0125】
ステップS208で異常が継続していると判定した場合は、ステップS209に進む。ステップS209では、異常監視部132が、電源回路b112の入力段のスイッチ素子(SW3)115をオフする制御信号をスイッチON/OFF回路133に対して出力し、スイッチON/OFF回路133は、制御信号に基づいて、電源回路b112の入力段のスイッチ素子(SW3)115をオフとする。
【0126】
次に、ステップS210で、異常監視部132は、コントローラ103に対して異常状態情報、すなわちメイン(主)電源、すなわち電源回路b112の異常であることを示す情報を出力し、コントローラ103が入力情報に基づいてディスプレイ104に異常情報、すなわちメイン(主)電源異常であることを示す情報を表示する。
【0127】
ステップS208で異常が継続していないと判定した場合は、ステップS271に進む。ステップS271で、異常監視部132は、コントローラ103に対して異常状態情報、すなわち駆動系負荷162の異常であることを示す情報を出力し、コントローラ103が入力情報に基づいてディスプレイ104に異常情報、すなわち駆動系負荷であることを示す情報を表示する。
【0128】
ステップS206で異常が継続していないと判定した場合は、ステップS241に進む。ステップS241では、異常監視部132が、電源回路c112の入力段のスイッチ素子(SW4)116をオンする制御信号をスイッチON/OFF回路133に対して出力し、スイッチON/OFF回路133は、制御信号に基づいて、電源回路c113の入力段のスイッチ素子(SW4)116をオンとする。
【0129】
ステップS242では、この状態で異常が継続しているか否かを判定する。この異常判定は、動作検出部120からの検出信号を入力する異常監視部132が入力する各検出信号に基づいて判定する。
【0130】
ステップS242で異常が継続していると判定した場合は、ステップS244で、異常監視部132は、コントローラ103に対して異常状態情報、すなわち電源回路cの負荷である定着装置の異常であることを示す情報を出力し、コントローラ103が入力情報に基づいてディスプレイ104に異常情報、すなわち定着装置異常であることを示す情報を表示し、ステップS245において電源回路c113の入力段のスイッチ素子(SW4)116をオフとして処理を終了する。
【0131】
ステップS242で異常が継続していないと判定した場合は、ステップS243に進む。ステップS243では、異常監視部132が実行した異常判定処理結果として、異常個所が発見されず、異常監視部における異常判定エラーである。すなわち誤動作であると判断し、異常監視部132は、コントローラ103に対して異常状態情報、すなわち誤動作であることを示す情報を出力し、コントローラ103が入力情報に基づいてディスプレイ104に誤動作であることを示す情報を表示する。
【0132】
次に、ステップS201おいて、漏電と判定された場合の処理について、図6のフローを参照して説明する。
【0133】
ステップS301において、異常監視部132は、電源回路b112および電源回路c113の前段のスイッチ素子(SW3)115、スイッチ素子(SW4)116をオフする制御信号をスイッチON/OFF回路133に対して出力し、スイッチON/OFF回路133は、制御信号に基づいて、電源回路b112および電源回路c113の前段のスイッチ素子(SW3)115、スイッチ素子(SW4)116をオフとする。
【0134】
次にステップS302では、この状態で漏電が継続しているか否かを判定する。この異常判定は、動作検出部120からの検出信号を入力する異常監視部132が入力する漏電検出信号に基づいて判定する。
【0135】
ステップS302で漏電が継続していない判定した場合は、ステップS303に進む。ステップS303では、異常監視部132が、電源回路c113の入力段のスイッチ素子(SW4)116をオンする制御信号をスイッチON/OFF回路133に対して出力し、スイッチON/OFF回路133は、制御信号に基づいて、電源回路c113の入力段のスイッチ素子(SW4)116をオンとする。
【0136】
ステップS304では、この状態で異常が継続しているか否かを判定する。この異常判定は、動作検出部120からの検出信号を入力する異常監視部132が入力する各検出信号に基づいて判定する。
【0137】
異常が継続していると判定した場合は、ステップS321に進む。ステップS321では、異常監視部132は、コントローラ103に対して異常状態情報、すなわち電源回路c113の負荷である定着装置の漏電であることを示す情報を出力し、コントローラ103が入力情報に基づいてディスプレイ104に異常情報、すなわち定着装置の漏電であることを示す情報を表示する。
【0138】
次にステップS322において、異常監視部132は、電源回路c113の入力段のスイッチ素子(SW4)116をオフする制御信号をスイッチON/OFF回路133に対して出力し、スイッチON/OFF回路133は、制御信号に基づいて、電源回路c113の入力段のスイッチ素子(SW4)116をオフとする。
【0139】
ステップS304で異常が継続していないと判定した場合は、ステップS305に進む。ステップS305において、異常監視部132は、電源回路b112の入力段のスイッチ素子(SW3)115をオンする制御信号をスイッチON/OFF回路133に対して出力し、スイッチON/OFF回路133は、制御信号に基づいて、電源回路b112の入力段のスイッチ素子(SW3)115をオンとする。
【0140】
ステップS306では、この状態で異常が継続しているか否かを判定する。この異常判定は、動作検出部120からの検出信号を入力する異常監視部132が入力する各検出信号に基づいて判定する。
【0141】
異常が継続していると判定した場合は、ステップS307に進む。ステップS307では、異常監視部132は、コントローラ103に対して異常状態情報、すなわちメイン(主)電源、すなわち電源回路b112の異常であることを示す情報を出力し、コントローラ103が入力情報に基づいてディスプレイ104に異常情報、すなわちメイン(主)電源異常であることを示す情報を表示する。
【0142】
次にステップS308において、異常監視部132は、電源回路b112の入力段のスイッチ素子(SW3)115をオフする制御信号をスイッチON/OFF回路133に対して出力し、スイッチON/OFF回路133は、制御信号に基づいて、電源回路b112の入力段のスイッチ素子(SW3)115をオフとする。
【0143】
ステップS306で漏電が継続していないと判定した場合は、ステップS331に進む。ステップS331では、異常監視部132が実行した漏電判定処理結果として、漏電個所が発見されず、異常監視部における異常判定エラーである。すなわち誤動作であると判断し、異常監視部132は、コントローラ103に対して異常状態情報、すなわち誤動作であることを示す情報を出力し、コントローラ103が入力情報に基づいて誤動作情報を記憶し、ディスプレイ104に誤動作であることを示す情報を表示する。
【0144】
ステップS302において、漏電が継続していると判定された場合は、ステップS311において、異常監視部132は、コントローラ103に対して異常状態情報、すなわち漏電発生であることを示す情報を出力し、コントローラ103が入力情報に基づいてディスプレイ104に異常情報、すなわち漏電発生を示す情報を表示する。
【0145】
さらに、ステップS312において、異常監視部132は、電源装置入力段のリセットスイッチ(SW1)102をオフする制御信号をリセットスイッチ駆動回路131に対して出力し、リセットスイッチ駆動回路131は、制御信号に基づいて、電源装置入力段のリセットスイッチ(SW1)102をオフとする。
【0146】
以上、図5、図6を参照して説明した異常判定処理シーケンスによって、複数の電源回路のどの部分にどのような異常が発生しているかを判定し、判定結果に基づいて、異常発生箇所に対する電力供給を遮断するので、電力遮断が必要な部分のみの電力遮断処理が可能となる。さらにコントローラを介して異常状態情報をディスプレイ表示することで、ユーザまたはオペレータは、新たな異常個所検出処理を実行することなく異常の発生箇所を知ることが可能となり、修理等の対応措置を迅速に実行することが可能となる。
【0147】
以上、特定の実施例を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施例の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、限定的に解釈されるべきではない。本発明の要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。
【0148】
【発明の効果】
以上、記述したように本発明の電源装置によれば、漏電、電圧、電流異常、温度異常等の各種の動作検出部を電源回路および負荷等、各箇所に設定し、異常監視部が動作検出部からの検出信号に基づいて異常と判定した場合に異常判定処理シーケンスを実行し、この異常判定処理シーケンスにおいて電源装置の電源入力段のリセットスイッチおよび各電源回路の入力段または出力段に設けたスイッチ素子の選択的なON/OFF制御を実行して異常発生箇所を特定する処理を実行する構成としたので、ユーザまたはオペレータによる異常の発生箇所の検出処理を新たに実行することなく、異常発生箇所の特定が可能となり、最適な電源遮断および異常通知を行うことが可能となる。
【0149】
さらに、本発明の構成によれば、動作検出部、異常監視部等に対する電力を既存の電源回路から出力する構成としたので、異常監視部に対する独自の電源供給構成を設ける必要がなくなりコストダウン、省エネが実現される。
【0150】
さらに、本発明の構成によれば、異常判定処理シーケンスにおいて電源装置の電源入力段のリセットスイッチおよび各電源回路の入力段または出力段に設けたスイッチ素子の選択的なON/OFF制御を実行して異常発生箇所の特定処理を実行して、異常発生箇所に関連するスイッチを遮断する構成としたので、確実に異常部位に対応する電源供給路を遮断することが可能となり、安全性が高い電源装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の電源装置の構成例を示す図である。
【図2】 本発明の電源装置の構成例における具体的回路構成例を示す図である。
【図3】 本発明の電源装置の構成例における具体的回路構成例を示す図である。
【図4】 本発明の電源装置における立ち上げ、動作処理シーケンスを説明するフローチャートを示す図である。
【図5】 本発明の電源装置における異常判定処理シーケンスを説明するフローチャートを示す図である。
【図6】 本発明の電源装置における異常判定処理シーケンスを説明するフローチャートを示す図である。
【図7】 従来の電源装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
101 入力端子、102 リセットスイッチ、
103 コントローラ、104 ディスプレイ
110 電源装置、 111 電源回路a(待機用電源)、
112 電源回路b(通常動作用電源)、113 電源回路c
114,115,116 スイッチ素子
120 動作検出部、121 漏電検出部
122 電流検出部、123 電圧検出部
124 異常検出部、131 リセットスイッチ駆動回路
132 異常監視部、133 スイッチON/OFF回路
141,142,143 ダイオード
151,152 スイッチ素子
161 制御系負荷、162 駆動系負荷
301 入力端子、 303 零相変流器
304 サーキットブレーカ
310 電源回路、311 入力フィルタ
312 1次整流平滑回路、313 トランス
314 制御回路、315 スイッチング素子
316 2次整流平滑回路、320 電源回路b
330 電源回路c、351 リセットスイッチ駆動回路
352 漏電検出部、353 電流検出部、354 電圧検出部
355 異常検出部、356 スイッチON/OFF回路
357 カレントトランス、371 リセットスイッチ
372〜376 スイッチ素子、381 制御系負荷
382 駆動系負荷、411 オペアンプ、412 フォトカプラ
421 ダイオード、422 抵抗
431 オペアンプ、441 ダイオード
442 抵抗、451 ツェナーダイオード
452 フォトカプラ、
501 入力端子、502 電源スイッチ
503,504 スイッチ素子、511 電源回路a
512 電源回路c、513 AC電力調整回路
520 コントローラ、521 異常監視部
Claims (11)
- 各々が異なる負荷に対する電力供給を行う複数の電源回路を備えた電源装置において、
前記電源装置に対する電力の供給および停止の切り替えを行うリセットスイッチと、
前記複数の電源回路各々に対応して設けられた個々の電源回路に対する電力の供給および停止の切り替えを行う複数のスイッチ素子であり、前記複数の電源回路各々の入力側に設けられたスイッチ素子、および前記複数の電源回路各々の出力側に設けられたスイッチ素子を含む複数のスイッチ素子と、
前記電源装置の複数の位置に設置された異常を検出する複数の動作検出部と、
前記動作検出部からの検出信号に基づいて異常判定処理を実行する異常監視部と、
前記異常監視部からの制御信号に基づいて前記リセットスイッチを駆動するリセットスイッチ駆動部と、
前記異常監視部からのスイッチ素子を特定した制御信号に基づいて前記複数のスイッチ素子を選択的に制御するスイッチ制御回路とを有し、
前記異常監視部は前記動作検出部からの検出信号に基づく異常判定を条件とした異常判定処理シーケンスを実行し、該異常判定処理シーケンスにおいて前記リセットスイッチおよび複数のスイッチ素子を選択的に制御して異常発生箇所を特定するための処理を実行するとともに、前記異常判定処理シーケンスにおいて、前記複数の電源回路各々の入力側および出力側に構成されたスイッチ素子を選択的に制御し、異常発生箇所が電源回路内であるか、電源回路からの電力供給負荷であるかを判別する処理を実行し、異常発生箇所が電源回路内である場合は前記複数の電源回路のどの電源回路内であるかを判別し、異常発生箇所が電源回路からの電力供給負荷である場合は、前記複数の電源回路のどの電源回路からの電力供給負荷であるかを判別することを特徴とする電源装置。 - 前記異常監視部は、前記異常判定処理シーケンスにおいて、識別された異常発生箇所に対する電源供給を遮断するための制御信号を前記リセットスイッチ駆動部および前記スイッチ制御回路の少なくともいずれかに出力し、識別された異常発生箇所に対する電源供給の遮断処理を実行する構成であることを特徴とする請求項1に記載の電源装置。
- 前記異常監視部は、前記異常判定処理シーケンスにおいて、識別された異常発生箇所情報を含む異常状態情報を前記負荷としてのコントローラに出力し、該コントローラは異常状態情報に基づく情報出力処理を実行する構成であることを特徴とする請求項1に記載の電源装置。
- 前記複数の電源回路は、主電源回路としての通常動作用電源回路と、副電源回路としての待機用電源回路とを含み、
前記待機用電源回路は、通常動作停止時における制御を実行する前記負荷としてのコントローラに対する電力供給を実行するとともに、前記複数の動作検出部、異常監視部、リセットスイッチ駆動部、およびスイッチ制御回路に対する電力供給を行う構成であることを特徴とする請求項1に記載の電源装置。 - 前記複数の電源回路の各々は、接続負荷に対する電力供給を実行するとともに、前記複数の動作検出部、異常監視部、リセットスイッチ駆動部、およびスイッチ制御回路に対する電力供給を行う構成であることを特徴とする請求項1に記載の電源装置。
- 前記動作検出部は、漏電検出部、電圧検出部、電流検出部のうち少なくとも1つを含む構成であることを特徴とする請求項1に記載の電源装置。
- 前記動作検出部は、電圧検出部および電流検出部を含み、前記電圧検出部および電流検出部は、前記複数の電源回路および該電源回路から電力の供給される負荷の少なくともいずれかに対応して設定された構成であることを特徴とする請求項1に記載の電源装置。
- 前記動作検出部は、温度検出素子、におい検出素子、音検出素子、煙検出素子、径時変化検出素子のいずれかを含む構成であることを特徴とする請求項1に記載の電源装置。
- 前記リセットスイッチは、前記電源装置に対する電力入力部に設けられた構成であることを特徴とする請求項1に記載の電源装置。
- 前記複数のスイッチ素子は、前記スイッチ制御回路からの入力信号に基づく高速応答可能な半導体素子によって構成されていることを特徴とする請求項1に記載の電源装置。
- 前記個々の電源回路に対する電力の供給および停止の切り替えを行う複数のスイッチ素子は、前記スイッチ制御回路からの信号によって動作するとともに、電源装置に接続されたコントローラからの信号によっても動作する構成であることを特徴とする請求項1に記載の電源装置。
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