JP4917873B2

JP4917873B2 - 電源装置

Info

Publication number: JP4917873B2
Application number: JP2006333506A
Authority: JP
Inventors: 章八代
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2006-12-11
Filing date: 2006-12-11
Publication date: 2012-04-18
Anticipated expiration: 2026-12-11
Also published as: JP2008148460A; US7761017B2; US20080138099A1

Description

本発明は、出力と他ノード間がオープンあるいはショートした場合にエラー検知する電源装置に関する。

電源装置において、電源の出力とグランド等の他ノード間にショートやオープン等を検知するエラー検知装置を設けることが広く実施されている。しかしながら、出力に繋ぐ負荷インピーダンスが温度や湿度等の外部環境に伴って大きく変化すると、回路構成によっては正しくショートやオープンを検知できないことがある。

図１１は正しくショート検知できない事例を示す従来の電源回路図である。この回路においては、正負両方の電位を２つのトランス１、２から得て、１つの出力端子３から出力するようになっている。このとき一方のトランス１から抵抗である負荷４への出力経路には抵抗５が存在するため、負荷４のインピーダンス値が抵抗５の抵抗値に比べて充分に小さくなってしまうと、無負荷の場合と負荷４がショートした場合の差が小さくなり、正しくエラー検出をすることができなくなってしまう。

特に、電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置においては、像担持体である感光体の画像が転写され、転写された画像を記録媒体である転写紙などに転写するための中間転写ベルトは、温度、湿度によるインピーダンスの変動が大きく、高温高湿時のインピーダンスは通常オフィス環境におけるインピーダンスと比べて、３桁程度変動してしまう事例もあり、エラー誤検知防止を行う必要がある。そこで、中間転写ベルトの近傍に湿度センサなどのセンサを配置して湿度を検知してバイアス電圧を調整することが実施されている。画像形成装置において、温度や湿度条件により画像形成プロセス制御や定着制御を補正する技術は、例えば特許文献１に記載されている。
特開２００３−５７８８９号公報

しかしながら、画像形成装置に上述したような電源装置を使用した場合、電源の出力と他ノード間にショートやオープンが発生した場合、それらを検知することはできるが、画像形成装置の負荷インピーダンスが温度や湿度等の外部環境に伴って変化しても検知できないことがある。

本発明はこのような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、本発明が解決すべき課題は、負荷インピーダンスが温度や湿度等の外部環境に伴って変化した場合には電源のエラー検知作動ポイントを補正することにある。

上記課題の解決を達成するため、本発明の第１の手段は、出力と他ノードの間がオープン又はショートになった場合にエラー検知するエラー検知手段を備えた電源装置において、外部環境の変化を検知する手段と、前記外部環境の変化を検知する手段の検知結果に基づいてエラー検知の作動ポイントを変更する手段と、を備え、前記外部環境の変化を検知する手段が、前記出力に繋がる負荷のインピーダンス値から前記外部環境を予測するインピーダンス検知部からなることを特徴とする。

本発明の第２の手段は、第１の手段において、前記作動ポイントを変更する手段が、前記出力の設定値を変更することを特徴とする。

本発明の第３の手段は、第２の手段において、前記設定値をゼロに設定することを特徴とする。

本発明の第４の手段は、第３の手段において、出力設定値を徐々に変化させて行き、エラーが発生しなくなった値を前記設定値とすることを特徴とする。

なお、後述の実施形態では、エラー検知手段はエラー検知部１１に、電源装置は参照番号１０に、外部環境の変化を検知する手段は温度・湿度検知部１４、並びにインピーダンス検知部としての電流・電圧検知部１６に、エラー検知の作動ポイントを変更する手段はエラー信号補正部１３及びＣＰＵ演算部１５にそれぞれ対応している。

本発明の電源装置によれば、外部環境の変化を検知する手段として、出力に繋がる負荷のインピーダンス値から外部環境を予測するインピーダンス検知部を備えることにより、電源装置に繋がる負荷のインピーダンスが環境に伴って大きく変化しても、理想的な環境下でエラー検知するので、確実にショートやオープンを検知することができる。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。なお、各実施形態において同等な各部には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は本発明の実施形態に係る電源装置の基本構成を示すブロック図である。電源装置１０の基本構成としては、この電源装置の出力とグランド等の他ノード間にショートやオープン等を検知するエラー検知部１１と、このエラー検知部１１からのエラー信号を受けて強制的に電源出力を停止する強制出力停止部１２を備えている。負荷２０はこの電源装置１０からの出力を受けて動作する。

図２は本発明の第１の実施形態に係る電源装置を示すブロック図である。この第１の実施の形態に係る電源装置は、図１の基本構成の電源装置に対してエラー検知部１１と出力端子間にエラー信号補正部１３を備え、さらに電源装置１０の外気の温度や湿度等の外部環境の状態を検知する温度・湿度検知部１４と、この温度・湿度検知部１４で検知された温度、湿度を予め設定された規定値と比較するＣＰＵ演算部１５とを備えている。その際、ＣＰＵ演算部１５は比較処理に必要な演算を行う。ＣＰＵ演算部１５は温度・湿度検知部１４によって検知された温度及び／又は湿度の検知結果と、予め設定された規定値とを比較し、その結果に基づいて信号補正部１３でエラー検知部１１に送るエラー信号を補正する。これにより、温度及び／又は湿度の変化に伴い負荷２０のインピーダンス値が変化した場合でも、理想的な温度、湿度環境下と同等のエラー検知を行うことができる。

理想的な温度・湿度環境下でのエラー検知信号値と、温度・湿度が変化した場合のエラー検知信号値の関係をテーブル化し、ＣＰＵ演算部１５での比較演算に用いれば、より効果的である。また、併せて出力設定値を変更させることも効果的である。この電源装置１０は負荷２０のインピーダンス変動が大きい装置、例えば電子写真形成装置に搭載することで効果を発揮する。

図３はこの第１の実施形態によるエラー検知の動作ポイントを変更させるＣＰＵ演算部１５の処理手順を示すフローチャートである。この処理手順では、まず最初に、エラー検知部１１へ検知信号を入力する(ステップＳ１０１）。次に、温度・湿度検知部１４が検知した温度や湿度が規定値以上か否かをＣＰＵ演算部１５でチェックする(ステップＳ１０２）。規定値以上の場合はエラー信号補正部１３においてエラー検知部１１への入力信号を補正し（ステップＳ１０３）、補正された入力信号がエラー検知閾値以上か否かをチェックする（ステップＳ１０４）。一方、ステップＳ１０２において規定値以下の場合はステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では、ステップＳ１０２で既定値以下と判定された温度、湿度、あるいはステップＳ１０３で補正されたエラー検知部１１への入力信号をエラー検知閾値と比較し、閾値以上の場合は、エラー検知部１１はエラー信号を発信するとともに、強制出力停止部１２によって強制的に出力を停止する。閾値未満の場合はステップＳ１０１に戻ってステップＳ１０１以降の処理を繰り返す。

図４は本発明の第２の実施形態に係る電源装置の構成を示すブロック図である。この第２の実施形態では、負荷２０に対する電流値及び電圧値からインピーダンス値を導き出し、インピーダンス値から予測した温度、湿度の値に基づいて、エラー検知の動作ポイントを変更するものである。

すなわち、本実施形態では、図２に示した第１の実施形態において、温度・湿度検知部１４を省略し、エラー信号補正部１３と負荷２０間に電流・電圧検知部１６を設けたものである。この電流・電圧検知部１６は、負荷２０に対する電流値＆電圧値を検知し、検知結果はＣＰＵ演算部１５に送信するように接続される。ＣＰＵ演算部１５では予め電流値及び電圧値からインピーダンス値を導き出し、インピーダンス値から予測した温度及び湿度の値を記憶しておく。これにより、負荷２０に対する電流値及び電圧値からインピーダンス値を導き出し、インピーダンス値から予測した温度及び／又は湿度の値に基づいて、エラー検知の動作ポイントを変更させることができるようにする。その結果、温度及び／又は湿度の変化に伴い負荷２０のインピーダンス値が変化した場合でも、理想的な温度・湿度環境下と同等のエラー検知を行うことができる。

図５はこの第２の実施形態によるエラー検知の動作ポイントを変更させる動作を説明するフローチャートである。最初に、エラー検知部１１へ信号を入力し(ステップＳ２０１）、インピーダンス値が規定値以下か否かをＣＰＵ演算部１５でチェックする(ステップＳ２０２）。規定値以下の場合はエラー信号補正部１３においてエラー検知部１１への入力信号を補正し（ステップＳ２０３）、補正された入力信号がエラー検知閾値以上か否かをチェックする（ステップＳ２０４）。一方、ステップＳ２０２において規定値以下の場合はステップＳ２０４に進む。ステップＳ２０４では、ステップＳ２０２で規定値以下と判定されたインピーダンス値、あるいはステップＳ２０３で補正されたエラー検知部への入力信号（インピーダンス値）をエラー閾値（インピーダンス閾値）と比較し、閾値以上の場合は、エラー検知部１１はエラー信号を発信するとともに、強制出力停止部１２によって強制的に出力を停止する。閾値未満の場合はステップＳ２０１に戻って以降の処理を繰り返す。

図６は本発明の第３の実施形態に係る電源装置の構成を示すブロック図である。この第２の実施形態では、エラー信号補正部１３に温度や湿度の変化に伴って抵抗値が変化する部材を使用し、抵抗値の変化に基づいてエラー検知の動作ポイントを変更させている。従って、電源装置１０の構成としては、図１に示した基本構成に対して、エラー検知部１１と負荷２０との間にエラー信号補正部１３を設けた構成となっている。

図７は湿度の変化に伴って抵抗値が変化する部材を示す平面図である。この部材１７は、セラミックからなる基材１７ａ上に高分子ポリマーからなる感湿材１７ｂを塗布し、この感湿材１７ｂ上に金メッキ等で形成された電極１７ｃを櫛歯状に設けたものである。これにより、湿度の変化に伴って電極間１７ｃの抵抗値が変化する。なお、温度の変化に伴い抵抗値が変化する部材としてはサーミスタがある。このように、温度及び／又は湿度環境条件により抵抗値が変化する部材をエラー検知部１１に接続することにより、負荷２０のインピーダンスの変化を相殺することができる。なお、前記抵抗値が変化する部材の抵抗値特性は、当然負荷２０のインピーダンス変化を相殺できるような特性のものを使用する。

図８は出力設定値を変化させながらエラーが発生しなくなった値を新設定値とする処理手順を示すフローチャートである。すなわち、エラー検知部１１へ検知信号が入力され(ステップＳ３０１）、ＣＰＵ演算部では、エラー検知閾値と比較し（ステップＳ３０２）、エラー検知閾値未満になるまで出力設定値を変更する（ステップＳ３０３）。この処理は、新設定値を決めるときに、任意の数値を加え、あるいは設定値をゼロにすることも可能である。出力設置値をゼロにすることにより、より効果的に誤検知による出力停止を防ぐことができる。この処理は、特に使用保証範囲外の環境条件の場合は効果がきわめて大きい。なお、負荷への出力値はエラー信号補正部１３からＣＰＵ演算部１５の指示により変更される。

図９は出力設定値を変えてエラーが発生しなくなった値を新設定値とする処理の他の処理手順を示すフローチャートである。この例では、外部環境に基づいてエラー検知の動作ポイントを変更するもので、図３に示したステップＳ１０３をステップＳ４０３及びステップＳ４０４に置き換えたものと同等である。すなわち、エラー検知部１１へ信号が入力され(ステップＳ４０１）、次に、温度・湿度検知部１４が検知した温度や湿度の検出値が規定値以上か否かをＣＰＵ演算部１５でチェックする(ステップＳ４０２）。温度や湿度の検出値が規定値以上であれば、さらにエラー検知閾値と比較し（ステップＳ４０３）、エラー検知閾値以上であれば出力設定値がエラー検知閾値未満になるまで出力設定値を変更する（ステップＳ４０４）。ステップＳ４０２で温度、湿度の検出値が規定値未満の場合、ステップＳ４０３で出力設定値の変更により温度、湿度の検出値が閾値未満になった場合、ステップＳ４０５でエラー検知閾値と比較し、エラー検知閾値以上の場合はエラー信号を発信するとともに、強制出力停止部１２によって強制的に出力を停止する（ステップＳ４０６）。閾値以下の場合はステップＳ４０１に戻って以降の処理を実行する。

図１０は前記電源装置１０を備えた画像形成装置の制御部の主要構成を示すブロック図である。前記電源装置１０から電源が供給される制御部５０は、ＣＰＵ５１、メモリ５２、入力部５３、ＩＯ制御部５４、書込制御部５５等で構成されている。ＣＰＵ５１はマイクロコンピュータ等で構成され、画像形成装置の全体制御を行う。なお、このＣＰＵ５１はＣＰＵ演算部１５のＣＰＵと共用しても良い。メモリ５２は、制御用プログラムを内蔵するＲＯＭ、制御に必要なワークエリアを提供するＲＡＭ、制御に必要な各種情報を保持するＮＶ−ＲＡＭなどである。このメモリ５２に上述した理想的な温度、湿度環境下でのエラー検知信号値と、温度・湿度が変化した場合のエラー検知信号値の関係をテーブル化したデータも記憶する。入力部５３には、パーソナルコンピュータ、スキャナ等からの画像データが入力される。ＩＯ制御部５４は、各種モータやソレノイドなどの各種電装品の制御を行う。書込制御部５５は印字ヘッドによる画像書き込み制御、キャリッジの移動制御、そして中間転写ベルト等の帯電制御等を行う。画像形成のための動作は従来から良く知られているので、説明は省略する。なお、前記温度・湿度が変化した場合のエラー検知信号値の関係を記憶したテーブルはＣＰＵ演算部１５に付属させて設けても良い。

本発明の実施形態に係る電源装置の基本構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施形態に係る電源装置の構成を示すブロック図である。第１の実施形態によるエラー検知の動作ポイントを変更する処理手順を示すフローチャートである。本発明の第２の実施形態に係る電源装置の構成を示すブロック図である。第２の実施形態によるエラー検知の動作ポイントを変更する処理手順を示すフローチャートである。本発明の第３の実施形態に係る電源装置の構成を示すブロック図である。湿度の変化に伴って抵抗値が変化する部材の一例を示す平面図である出力設定値を変えてエラーが発生しなくなった値を新設定値とする処理手順を示すフローチャートである。出力設定値を変えてエラーが発生しなくなった値を新設定値とする処理手順の他の例を示すフローチャートである。本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御部を示すブロック図である。正しくショート検知できない事例を示す従来の電源回路図である。

符号の説明

１１エラー検知部
１２強制出力停止部
１３エラー信号補正部
１４温度・湿度検知部
１５ＣＰＵ演算部
１６電流・電圧検知部
１７部材
２０負荷
５０制御部

Claims

出力と他ノードの間がオープン又はショートになった場合にエラー検知するエラー検知手段を備えた電源装置において、
外部環境の変化を検知する手段と、
前記外部環境の変化を検知する手段の検知結果に基づいてエラー検知の作動ポイントを変更する手段と、を備え、
前記外部環境の変化を検知する手段が、前記出力に繋がる負荷のインピーダンス値から前記外部環境を予測するインピーダンス検知部からなることを特徴とする電源装置。
請求項１記載の電源装置において、
前記作動ポイントを変更する手段が、前記出力の設定値を変更することを特徴とする電源装置。
請求項２記載の電源装置において、
前記設定値をゼロに設定することを特徴とする電源装置。
請求項２記載の電源装置において、
出力設定値を徐々に変化させて行き、エラーが発生しなくなった値を前記設定値とすることを特徴とする電源装置。