JP6436360B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、電子機器に関するものである。

高圧電源は、高圧ユニット（負荷）に高電圧で電力供給する。ある高圧電源は、負荷に対して直列に接続された電流検出抵抗の両端電圧に基づいて、負荷のリーク電流を測定している（例えば特許文献１参照）。

また、ある電子機器には、高圧ユニットに高電圧で電力供給するための高圧基板が設けられている（例えば特許文献２参照）。

特開平５−１４２２６７号公報 特開２０１０−１９７７９０号公報

上述のような高圧基板には、一般的に、高圧ユニットに高電圧で電力供給するパワー系回路と、そのパワー系回路を制御する信号系回路とが設けられている。また、このような高圧基板においては、一般的に、過電流保護回路が設けられている。過電流保護回路は、高圧ユニットからのリーク電流を検出しリーク電流を検出したときに高圧ユニットへの電力供給を遮断する。

しかしながら、リーク電流によって高圧基板の過電流保護回路が故障した場合、高圧ユニットへの電力供給が遮断されずに継続してしまい、リーク電流が継続する可能性がある。

上述の高圧電源では、負荷に対して直列に接続された電流検出抵抗の両端電圧に基づいて、負荷のリーク電流を測定しているため、同様に、この両端電圧を入力とする検出回路がリーク電流で故障する可能性がある。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、高圧ユニットからのリーク電流が発生した場合、確実に、高圧ユニットへの電力供給を遮断する電子機器を得ることを目的とする。

本発明に係る電子機器は、所定の高電圧で電力を供給される高圧ユニットと、前記高圧ユニットへ前記所定の高電圧で電力を供給する高圧基板と、前記高圧基板を制御する高圧制御基板とを備える。前記高圧基板は、前記高圧ユニットへ前記所定の高電圧で電力を供給するパワー系回路と、前記パワー系回路を制御する信号系回路と、前記パワー系回路のグランド端子とを備える。そして、前記高圧制御基板は、前記信号系回路に制御信号を供給するコントローラーと、前記パワー系回路のグランド端子に接続される第１入力端子と、前記パワー系回路のグランド端子から前記第１入力端子へ導通する電流を検出する第１電流検出回路と、前記第１電流検出回路により検出される電流に基づいて、前記高圧基板への電力供給を遮断する電源遮断部とを備える。

本発明によれば、高圧ユニットからのリーク電流が発生した場合、確実に、高圧ユニットへの電力供給を遮断する電子機器が得られる。

本発明の上記又は他の目的、特徴および優位性は、添付の図面とともに以下の詳細な説明から更に明らかになる。

図１は、本発明の実施の形態に係る電子機器の構成を示すブロック図である。

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

実施の形態１．

図１は、本発明の実施の形態に係る電子機器の構成を示すブロック図である。この実施の形態に係る電子機器は、電子写真方式の画像形成装置である。

図１に示す電子機器は、１または複数の高圧ユニット１、高圧基板２、および高圧制御基板３を備える。

高圧ユニット１は、所定の高電圧で電力を供給される内部装置である。

例えば、高圧ユニット１は、電子写真方式の画像形成装置における、露光によって形成される静電潜像を保持する感光体ドラム、その静電潜像にトナーを付着させる現像器における現像器、およびその静電潜像にトナーを付着して得られるトナー像を転写する転写ローラー、残存トナーを回収するクリーニング部などである。

高圧基板２は、高圧ユニット１へ所定の高電圧で電力を供給する。

高圧基板２は、パワー系回路１１のグランド端子ＰＧＮＤと、グランド端子ＰＧＮＤとは別の独立した、信号系回路１２のグランド端子ＳＧＮＤと、信号入力端子Ｓｉｎと、電源入力端子Ｐｉｎと、高圧ユニット１への高圧出力端子Ｐｏｕｔ１〜ＰｏｕｔＮと、パワー系回路１１と、信号系回路１２とを備える。パワー系回路１１は、電源入力端子Ｐｉｎから供給される電源を使用して、Ｐｏｕｔｉ（ｉ＝１，・・・，Ｎ）から高圧ユニット１へ所定の高電圧で電力を供給する。信号系回路１２は、電源入力端子Ｐｉｎから供給される電源を使用して、信号入力端子Ｓｉｎから供給される制御信号に従って、パワー系回路１１を制御する。信号系回路１２は、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）チップである。

高圧制御基板３は、高圧基板２とは別の基板であって、高圧基板２を制御する。つまり、高圧制御基板３は、高圧基板２を介して、高圧ユニット１を制御する。

高圧制御基板３は、高圧基板２のグランド端子ＰＧＮＤにケーブルなどで電気的に接続された第１入力端子ＰＧＮＤｉｎと、高圧基板２のグランド端子ＳＧＮＤにケーブルなどで電気的に接続された第２入力端子ＳＧＮＤｉｎと、高圧基板２の信号入力端子Ｓｉｎにケーブルなどで電気的に接続された信号出力端子Ｓｏｕｔと、高圧基板２の電源入力端子Ｐｉｎにケーブルなどで電気的に接続された電源出力端子Ｐｏｕｔと、入力端子ＰＧＮＤｉｎに接続された第１電流検出回路２１と、入力端子ＳＧＮＤｉｎに接続された第２電流検出回路２２と、電源遮断部２３と、コントローラー２４とを備える。

第１電流検出回路２１は、高圧基板２のパワー系回路１１のグランド端子ＰＧＮＤから第１入力端子ＰＧＮＤｉｎへ導通する電流を検出する。第１電流検出回路２１は、入力端子ＰＧＮＤｉｎとグランドとの間に接続された電流検出抵抗Ｒｐを備え、その電流を電流検出抵抗Ｒｐで検出する。

第２電流検出回路２２は、高圧基板２の信号系回路１２のグランド端子ＳＧＮＤから第２入力端子ＳＧＮＤｉｎへ導通する電流を検出する。第２電流検出回路２２は、入力端子ＳＧＮＤｉｎとグランドとの間に接続された電流検出抵抗Ｒｓを備え、その電流を電流検出抵抗Ｒｓで検出する。

電源遮断部２３は、第１電流検出回路２１により検出される電流に基づいて、高圧基板２への電力供給を遮断する。

電源遮断部２３は、所定の直流電圧で電力を供給する電源と電源出力端子Ｐｏｕｔとの間に設けられた電源遮断用のパワースイッチング素子Ｑ１と、パワースイッチング素子Ｑ１をオン／オフ動作させるための制御用スイッチング素子Ｑ２とを備える。コントローラー２４からの制御信号Ｓｉｇに従って、制御用スイッチング素子Ｑ２がオン／オフ動作し、制御用スイッチング素子Ｑ２のオン／オフ動作に従って、パワースイッチング素子Ｑ１が、電源遮断を行う。

この実施の形態では、パワースイッチング素子Ｑ１は、エンハンスメント型のＰチャネルのＭＯＳ−ＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）であり、抵抗Ｒ１，Ｒ２は、バイアス用の抵抗である。パワースイッチング素子Ｑ１のソースが電源に接続され、ドレインが電源出力端子Ｐｏｕｔに接続され、ゲートが抵抗Ｒ１を介して制御用スイッチング素子Ｑ２に接続されている。

この実施の形態では、制御用スイッチング素子Ｑ２は、Ｎ型トランジスターであり、抵抗Ｒ３，Ｒ４は、バイアス用の抵抗である。制御用スイッチング素子Ｑ２のコレクターが抵抗Ｒ１を介してパワースイッチング素子Ｑ１のゲートに接続されており、エミッターがグランドに接続されており、ベースが抵抗Ｒ３を介してコントローラー２４に接続されている。

コントローラー２４は、信号出力端子Ｓｏｕｔおよび信号入力端子Ｓｉｎを介して、高圧基板２の信号系回路１２に制御信号を供給する。

コントローラー２４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサーを備え、所定の制御プログラムに従って動作する。また、コントローラー２４は、アナログ信号（電流検出抵抗Ｒｐ，Ｒｓの両端電圧など）をデジタル信号に変換するＡＤ変換回路、およびデジタル信号をアナログ信号（電流遮断部２３への制御信号Ｓｉｇ）に変換するＤＡ変換回路を備える。なお、コントローラー２４から信号系回路１２へ供給される制御信号は、デジタル信号でもアナログ信号でもよい。

コントローラー２４は、第１電流検出抵抗Ｒｐの両端電圧および第２電流検出抵抗Ｒｓの両端電圧を検出し、少なくとも第１電流検出抵抗Ｒｐの両端電圧に基づいて、電源遮断部２３に、高圧基板２への電力供給を遮断させる。

実施の形態１では、コントローラー２４は、第１電流検出抵抗Ｒｐの両端電圧が所定の閾値を所定時間連続して超えた場合、電源遮断部２３に、高圧基板２への電力供給を遮断させる。なお、この閾値は、正常動作時に第１電流検出抵抗Ｒｐに導通する電流の基準値に基づいて設定される。この電流値は、例えば、各高圧ユニット１の最大電流値（既知値）に基づき、動作中の高圧ユニット１の最大電流値の総和が基準値とされ、高圧ユニット１の動作状況に応じて、この閾値を変動させてもよい。

なお、コントローラー２４は、第２電流検出抵抗Ｒｓの両端電圧が所定の閾値を超えていないにも拘わらず第１電流検出抵抗Ｒｐの両端電圧が所定の閾値を所定時間連続して超えた場合、電源遮断部２３に、高圧基板２への電力供給を遮断させるようにしてもよい。

次に、上記電子機器の動作について説明する。

高圧制御基板３のコントローラー２４は、電源遮断部２３を制御して、高圧制御基板３から高圧基板２への電力供給を行う。これにより、高圧基板２の信号系回路１２およびパワー系回路１１に電力が供給され、信号系回路１２は動作を開始する。

そして、高圧制御基板３のコントローラー２４は、制御信号を高圧基板２の信号系回路１２に供給して、信号系回路１２に所定の動作（パワー系回路１１の制御）を実行させる。信号系回路１２は、その制御信号に従ってパワー系回路１１を制御し、高圧ユニット１に所定の高電圧で電力供給する。

正常動作時には、このようにして、高圧ユニット１に所定の高電圧が印加される。

そして、高圧ユニット１に対してリーク電流が流入すると、そのリーク電流は、高圧基板２のパワー系回路１１に流入する。このリーク電流は、グランドに向かって流れるため、パワー系回路１１のグランド端子ＰＧＮＤを通り、高圧制御基板３内の第１電流検出回路２１を経てグランドへ流れる。

高圧制御基板３のコントローラー２４は、第１電流検出回路２１の導通電流（つまり、電流検出抵抗Ｒｐの両端電圧）を監視しており、第１電流検出回路２１の導通電流が所定の閾値を、一定時間以上継続して超えた場合には、電源遮断部２３を制御して、電源遮断部２３に、高圧基板２への電力供給を遮断させる。

これにより、高圧基板２への電力供給がなくなるため、パワー系回路１１および信号系回路１２の動作が停止し、高圧ユニット１への電力供給（つまり、高電圧の印加）が停止し、リーク電流が解消される。

以上のように、上記実施の形態１によれば、高圧基板２は、高圧ユニット１へ所定の高電圧で電力を供給する。高圧基板２は、高圧ユニット１へ所定の高電圧で電力を供給するパワー系回路１１と、パワー系回路１１を制御する信号系回路１２と、パワー系回路１１のグランド端子ＰＧＮＤとを備える。高圧制御基板３は、信号系回路１１に制御信号を供給するコントローラー２４と、パワー系回路１１のグランド端子ＰＧＮＤに接続される第１入力端子ＰＧＮＤｉｎと、パワー系回路１１のグランド端子ＰＧＮＤから第１入力端子ＰＧＮＤｉｎへ導通する電流を検出する第１電流検出回路２１と、第１電流検出回路２１により検出される電流に基づいて、高圧基板２への電力供給を遮断する電源遮断部２３とを備える。

これにより、高圧ユニット１からのリーク電流が発生した場合、高圧制御基板３内でリーク電流を検知し高圧基板２への電力供給を遮断するので、確実に、高圧ユニット１への電力供給が遮断される。

つまり、高圧基板２には、過電流保護回路を設けずに済む。また、高圧基板２に過電流保護回路を設けている場合においてリーク電流で過電流保護回路が故障したり正常に動作しなくても、確実にリーク電流を解消することができる。

実施の形態２．

実施の形態２に係る電子機器では、電源遮断部２３は、第１電流検出回路２１により検出される電流と第２電流検出回路２２により検出される電流との差が所定の閾値を所定時間連続して超えた場合、高圧基板２への電力供給を遮断する。

具体的には、コントローラー２４は、第１電流検出抵抗Ｒｐの両端電圧と第２電流検出抵抗Ｒｓの両端電圧との差が所定の閾値を所定時間連続して超えた場合、電源遮断部２３に、高圧基板２への電力供給を遮断させる。

なお、実施の形態２における、その他の構成および動作については実施の形態１のものと同様であるので、その説明を省略する。

なお、上述の実施の形態に対する様々な変更および修正については、当業者には明らかである。そのような変更および修正は、その主題の趣旨および範囲から離れることなく、かつ、意図された利点を弱めることなく行われてもよい。つまり、そのような変更および修正が請求の範囲に含まれることを意図している。

例えば、上記実施の形態における電子機器は、プリンター、複合機などの電子写真方式の画像形成装置であるが、別の種類の電子機器でもよい。

本発明は、例えば、電子写真方式の画像形成装置に適用可能である。

１ 高圧ユニット
２ 高圧基板
３ 高圧制御基板
１１ パワー系回路
１２ 信号系回路
２１ 第１電流検出回路
２２ 第２電流検出回路
２３ 電源遮断部
２４ コントローラー

Claims (4)

1. 所定の高電圧で電力を供給される高圧ユニットと、
   前記高圧ユニットへ前記所定の高電圧で電力を供給する高圧基板と、
   前記高圧基板を制御する高圧制御基板とを備え、
   前記高圧基板は、前記高圧ユニットへ前記所定の高電圧で電力を供給するパワー系回路と、前記パワー系回路を制御する信号系回路と、前記パワー系回路のグランド端子とを備え、
   前記高圧制御基板は、前記信号系回路に制御信号を供給するコントローラーと、前記パワー系回路のグランド端子に接続される第１入力端子と、前記パワー系回路のグランド端子から前記第１入力端子へ導通する電流を検出する第１電流検出回路と、前記第１電流検出回路により検出される電流に基づいて、前記高圧基板への電力供給を遮断する電源遮断部とを備えること、
   を特徴とする電子機器。
2. 前記高圧基板は、前記信号系回路のグランド端子をさらに備え、
   前記高圧制御基板は、前記信号系回路のグランド端子に接続される第２入力端子と、前記信号系回路のグランド端子から前記第２入力端子へ導通する電流を検出する第２電流検出回路とをさらに備え、
   前記電源遮断部は、前記第１電流検出回路により検出される電流と前記第２電流検出回路により検出される電流との差が所定の閾値を所定時間連続して超えた場合、前記高圧基板への電力供給を遮断すること、
   を特徴とする請求項１記載の電子機器。
3. 前記第１電流検出回路は、前記第１入力端子に接続された第１電流検出抵抗を備え、
   前記第２電流検出回路は、前記第２入力端子に接続された第２電流検出抵抗を備え、
   前記コントローラーは、前記第１電流検出抵抗の両端電圧および前記第２電流検出抵抗の両端電圧を検出し、前記第１電流検出抵抗の両端電圧と前記第２電流検出抵抗の両端電圧との差が所定の閾値を所定時間連続して超えた場合、前記電源遮断部に、前記高圧基板への電力供給を遮断させること、
   を特徴とする請求項２記載の電子機器。
4. 当該電子機器は、電子写真方式の画像形成装置であって、
   前記高圧ユニットは、露光によって形成される静電潜像を保持する感光体ドラム、前記静電潜像にトナーを付着させる現像器における現像器、および前記静電潜像に前記トナーを付着して得られるトナー像を転写する転写ローラーを少なくとも含むこと、
   を特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の電子機器。

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