JP6866698B2 - 機器・装置用電源回路 - Google Patents

Description

本発明は、機器・装置用電源回路に関する。

従来、商用電源を接続して使用する機器・装置用電源回路として、画像形成装置を例示できる。画像形成装置は、例えば略垂直方向搬送パス方式を採用している複写機が挙げられる。その他、プリンタ、スキャナ、ファクシミリ等の機能を一つの筐体に纏めたデジタル複合機（ＭＦＰ：ＭｕｌｔｉＦｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）であっても良い。このような画像形成装置では、動作処理やデータ処理を高速化する傾向にあり、稼働時の消費電力も増える傾向にある。この結果、消費電力が商用電源に接続するプラグ定格を超えてしまうことがあるため、電源プラグを複数にして電力供給を賄っている。

一般に、この種の機器・装置用電源回路において、電源プラグが一本であれば使用者がそれを抜いたときに危険状態に至る場合はない。これに対し、複数の電源プラグを持つ場合であれば抜けていない電源プラグから依然として機器・装置内の負荷となるデバイスに電力供給が行われるため、感電する虞がある。具体的に云えば、機器・装置内のデバイスには活電部が存在し、デバイス間で抜けていない電源プラグから給電される活電部と抜けた電源プラグから給電された導電部とが強化絶縁等の十分な絶縁処理を施していなければ、抜けた電源プラグに電圧が回り込む。こうした状況で例えば抜けた電源プラグの接栓部に使用者が触れてしまうと感電する可能性がある。

また、例えば２本の電源プラグが電源差し込み口に接続された状態で起動する機器・装置用電源回路では、一方の電源プラグしか差し込まれていないか、或いは一方の電源プラグが抜かれた場合に接続されている他方の電源プラグがトラブルを起こす要因になり得る。具体的に云えば、接続されている他方の電源プラグから機器・装置内のデバイスに電力供給されることによって予期せぬ動作を起こしたり、感電等を生じるリスク発生の可能性が残る。

そこで、こうした問題を解決するための機器・装置に係る周知技術として、安全性を向上させた複数の商用電源入力を備えた「画像形成装置」（特許文献１参照）が挙げられる。

上述した特許文献１に係る技術では、定電圧電源や制御部という複雑な回路構成を持つ故障率の高い構成部品を使い、商用電源が一部供給されていない状態を検出した際、装置内の機器デバイスの全商用電源の給電を遮断するという複雑な構成を採用している。このため、定電圧電源や制御部といった半導体を含めた故障率の高い部品の多い構成要素を組み合わせる場合には、結果的に機器・装置内で安全に係わる一連のデバイスの故障の確率が高まってしまうという問題がある。

また、機器・装置内のデバイスに故障が発生すると、商用電源が一部供給されていない状態を検出し、全商用電源を遮断するという一連の安全動作を行うことができない可能性が高まる。更に、制御部及び定電圧電源が全商用電源の給電の遮断を行うため、実際には全商用電源の遮断と呼びつつも基本的に定電圧電源には一時的、或いは常時に商用電源を供給しなければならない。このため、機器・装置内のデバイスへの商用電源の遮断は完全なものではなく安全上の問題が残っている。加えて、構成上で複雑であり、しかも部品数が多いために全体の安全の信頼性に欠くばかりではなく、機器・装置の構成が高価なものとなるという問題もある。

本発明は、このような問題点を解決すべくなされたもので、その技術的課題は、複数の電源供給用の給電線の何れか支障が生じても、安全性が保障され得る簡素な構成で廉価な機器・装置用電源回路を提供することにある。

上記技術的課題を解決するため、本発明の一態様は、商用電源から機器・装置本体内の負荷となるデバイスに係る３系統以上の電源部へ電力供給を行わせた状態で起動する機器・装置用電源回路であって、機器・装置本体内における３つ以上の電源供給用の給電線と前記３系統以上の電源部との間の給電経路にそれぞれ前記電力供給を継電するために介在接続された３つ以上の第１の継電器と、機器・装置本体内における前記３つ以上の電源供給用の給電線のうちの２つ以上の給電線と前記第１の継電器の２つ以上の接点部の入力側との間の前記給電経路に励磁巻線が接続された電圧検出用の２つ以上の第２の継電器と、を備え、前記２つ以上の第２の継電器は、前記接点部における出力側が前記励磁巻線に接続された前記給電経路以外の残りの前記給電経路と入力側が他の接点部の出力側とに接続された第１のタイプと、前記接点部における入力側が前記３つ以上の第１の継電器の前記励磁巻線にループ状に接続された上で残りの前記給電経路に接続された第２のタイプと、に分けられ、前記２つ以上の第２の継電器が前記３つ以上の第１の継電器を並列に駆動することによって前記３系統以上の電源部へ前記給電経路の全体のオン・オフを同時に行う回路構成を持つことを特徴とする。

本発明によれば、上記構成により、複数の電源供給用の給電線の何れか支障が生じても、安全性が保障され得る簡素な構成で廉価な機器・装置用電源回路を提供することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。

本発明の実施例に係る機器・装置用電源回路を持つ一例の画像形成装置の概略構成を示した外観斜視図である。 図１に示す画像形成装置に適用される商用電源から装置本体内の機器デバイスに係る２系統の電源部に係る感電防止式の継電回路を示す図である。 図１に示す画像形成装置に適用可能な商用電源から装置本体内の機器デバイスに係る３系統の電源部に係る感電防止式の継電回路を示す図である。

以下、本発明の機器・装置用電源回路について、以下に実施例を挙げ、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例に係る機器・装置用電源回路を持つ一例の画像形成装置１００の概略構成を示した外観斜視図である。

この画像形成装置１００の場合も、複合機仕様を適用できるが、その基本構成及び処理機能は良く知られているために簡略的に説明する。この画像形成装置１００では、商用電源から機器・装置本体内の負荷となるデバイスに係る２系統の電源部へ電力供給を行わせるための２つの電源コード１０３、１０４に接続された電源プラグ１、２がそれぞれ電源差し込み口１１０に差し込まれた状態で起動する。

スキャナ部１０１は、透明ガラス体の原稿台の上面に原稿を給送する自動両面原稿送り装置（ＲＡＤＦ：Ｒｅｖｅｒｓｅ Ａｕｔｏｍａｉｃ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ）を備える。その他、原稿台の上面に載置された原稿の画像を読み取るスキャナユニットを備えて構成される。スキャナ部１０１において読み取られた画像データは、レーザ記録部１０２に出力される。自動両面原稿送り装置は、原稿トレイから原稿台を経由して排出トレイに至る片面原稿給送路を有する。その他、スキャナユニットによる片面の画像の読み取りが完了した原稿の表裏面を反転して再度原稿台に導く両面原稿給送路を有し、片面・両面の原稿何れでも対応できるようになっている。スキャナユニットでは、原稿を半導体レーザが発生する光で照射し、レンズやミラー等で原稿の反射光を光電変換素子の受光面に結像させる。その光電変換素子は原稿の画像面における反射光を電気信号に変換し、画像処理ボード（中央演算処理機能の制御部に該当する）に出力する。

レーザ記録部１０２は、供給ローラが備えられて記録媒体を搬送する搬送部、レーザ書込ユニット、及び電子写真プロセス部（画像形成部）を備えている。搬送部は、記録媒体の両面に画像を形成する両面複写モード時、定着ローラを通過した記録媒体に対してその表裏面を反転して再度電子写真プロセス部に導く副搬送路を備えている。レーザ書込ユニットは、画像処理ボードから供給される画像データに基づいてレーザ光を照射する半導体レーザを備え、その半導体レーザから照射されたレーザ光をミラーやレンズを通して電子写真プロセス部のドラムの表面に配光する。ドラムの表面には静電潜像が形成され、現像装置からトナーが供給されることにより、トナー画像に顕在化される。このトナー画像は記録媒体搬送部から導かれた記録媒体上に転写され、その後に定着ローラによる加熱及び加圧を受け、トナー画像が溶融して記録媒体の表面に定着する。このようにして、記録媒体に画像データの書き込みが終了した後、一部分の搬出用となった記録媒体が揃えられた上でトレイに排出されて後処理が行われる。因みに、ここでの記録媒体は、カット紙、普通紙、上質紙、薄紙、厚紙、記録紙の他、ＯＨＰ（オーバーヘッドプロジェクター）シート、合成樹脂フィルム、金属薄膜、及びその他の表面に画像形成することができるシート部材を適用可能である。

図２は、上述した画像形成装置１００に適用される商用電源から装置本体内の機器デバイスに係る２系統の電源部５、６に係る感電防止式の継電回路を示す図である。

この継電回路は、画像形成装置１００内における２つの電源コード１０３、１０４と２系統の電源部５、６との間の給電経路にそれぞれ電力供給を継電するために介在接続された２つの継電器であるリレー３、４を備えた機器・装置用電源回路である。２つの電源コード１０３、１０４の先端には図１を参照して説明したように電源差し込み口１１０に差し込むための電源プラグ１、２が接続されている。尚、２つの電源コード１０３、１０４は、画像形成装置１００内の給電線とみなして良いものである。

２つのリレー３、４は、一方のリレー３に係る接点部の入力側の給電経路を他方のリレー４の励磁巻線に接続し、他方のリレー４に係る接点部の入力側の給電経路を一方のリレー３の励磁巻線に接続した回路構成を持つ。これにより、この回路構成では、一方のリレー３に係る接点部の入力側の給電経路における電圧を他方のリレー４に係る励磁用とし、且つ他方のリレー４に係る接点部の入力側の給電経路における電圧を一方のリレー３の励磁用としている。

図２に示す継電回路では、電源プラグ１、２の何れか一方が電源差し込み口１１０からが抜かれた際に給電が遮断されて感電防止される機能を持つ。細部構成を具体的に云えば、電源プラグ１、２は、画像形成装置１００内の機器デバイスに係る２系統の電源部５、６へ商用電源を給電するために電源コード１０３、１０４の先端にそれぞれ接続される。電源プラグ１は、リレー３の接点部の入力側とリレー４の励磁巻線とに接続される。電源プラグ２は、リレー４の接点部の入力側とリレー３の励磁巻線とに接続される。また、リレー３の接点部の出力側は電源部５に接続され、リレー４の接点部の出力側は電源部６に接続される。

この継電回路における動作を説明すれば、電源プラグ１、２の両方が電源差し込み口１１０に差し込まれて商用電源から電力供給されている場合は、リレー３、４の接点部が何れも閉成（メーク）して電源部５、６に商用電源が給電される。この結果、画像形成装置１００には正常に給電が行われて問題なく起動可能な状態となる。

これに対し、電源プラグ１が電源差し込み口１１０に差し込まれて商用電源から電力供給され、電源プラグ２が電源差し込み口１１０から引き抜かれて商用電源から電力供給されない場合を想定する。この場合には、リレー３の接点部は閉成せずに開成（ブレーク）となり、電源部５へ商用電源が給電されない。リレー４は閉成するが、電源プラグ２は商用電源から切り離されているために電源部６へ商用電源が給電されない。この結果として、画像形成装置１００には商用電源が給電されることはない。この状態では電源プラグ１、２の双方に商用電源が給電された状態から電源プラグ２を抜いた場合でも同様に画像形成装置１００への商用電源の給電は遮断される。

更に、電源プラグ１が電源差し込み口１１０から引き抜かれて商用電源から電力供給されず、電源プラグ２が電源差し込み口１１０に差し込まれて商用電源から電力供給される場合を想定する。この場合には、リレー３の接点部が閉成するが、電源プラグ１は商用電源から切り離されているために電源部５へ商用電源が給電されない。リレー４は閉成せずに開成となり、電源部６へ商用電源が給電されない。この結果として、画像形成装置１００には商用電源が給電されることはない。この状態では電源プラグ１、２の双方に商用電源が給電された状態から電源プラグ１を抜いた場合でも同様に画像形成装置１００への商用電源の給電は遮断される。

図２に示す継電回路は簡素な構成で廉価に提供できるもので、これを備えた画像形成装置１００では、複数の電源供給用の給電線の何れか支障が生じても安全性が保障される。即ち、画像形成装置１００の場合には、電源プラグ１、２の何れかが電源差し込み口１１０から抜かれていても感電防止される。換言すれば、抜けていない電源プラグ１、２の何れかに給電された電源電圧が抜いた電源プラグの系統に回り込む結果、抜いた電源プラグの接栓に使用者が触ったときに感電することを防止できる。この結果、接続されたままの電源プラグの商用電源の給電を画像形成装置１００内で確実に遮断できる。

図３は、上述した画像形成装置１００に適用可能な商用電源から装置本体内の機器デバイスに係る３系統の電源部１５、１６、１７に係る感電防止式の継電回路を示す図である。

この継電回路は、画像形成装置１００内における３つの電源コード１０５、１０６、１０７と３系統の電源部１５、１６、１７との間の給電経路にそれぞれ電力供給を継電するに介在接続された３つの第１の継電器であるリレー１２、１３、１４を備える。この継電回路も機器・装置用電源回路とみなして良い。ここでの電源コード１０５、１０６、１０７の先端にも電源差し込み口１１０に差し込むための電源プラグ１、２が接続されている。尚、３つの電源コード１０５、１０６、１０７は、画像形成装置１００内の給電線とみなして良いものである。また、この継電回路は、２つの電源プラグ８、９と２系統の電源部１６、１７との間の給電経路に励磁巻線が接続された電圧検出用の第２の継電器であるリレー１０、１１を備える。リレー１０は、接点部における出力側が励磁巻線に接続された給電経路以外のリレー１２に係る残りの給電経路と入力側が他の接点部（後述するリレー１１）の出力側とに接続された第１のタイプとなっている。リレー１１は、接点部における入力側がリレー１２、１３、１４の励磁巻線にループ状に接続された上でリレー１２に係る残りの給電経路に接続された第２のタイプとなっている。これにより、リレー１０、１１がリレー１２、１３、１４を並列に駆動することによって３系統の電源部１５、１６、１７へ給電経路の全体のオン・オフを同時に行う回路構成を持つ。

図３に示す継電回路では、リレー１０、１１が給電経路の一部に異常を検出するとリレー１２、１３、１４を並列に駆動して３系統の電源部１５、１６、１７への給電経路の全体をオフにして電力供給を遮断する機能を持つ。細部構成を具体的に云えば、電源プラグ７、８、９は、画像形成装置１００内の機器デバイスに係る３系統の電源部１５、１６、１７へ商用電源を給電するために電源コード１０５、１０６、１０７の先端にそれぞれ接続される。電源プラグ７はリレー１２の接点部の入力側、リレー１２の励磁巻線、リレー１３の励磁巻線、リレー１４の励磁巻線の一方側に接続される。リレー１２の励磁巻線、リレー１３の励磁巻線、リレー１４の励磁巻線の他方側はリレー１１の接点部とリレー１０の接点部とを経由して電源プラグ７の給電経路に接続される。電源プラグ８はリレー１３の接点部の入力側とリレー１０の励磁巻線とに接続される。電源プラグ９はリレー１４の接点部の入力側とリレー１１の励磁巻線とに接続される。リレー１２、１３、１４の接点部の出力側はそれぞれ電源部１５、１６、１７に接続される。

この継電回路における動作を説明すれば、電源プラグ７、８、９の全てが電源差し込み口１１０に差し込まれて商用電源から電力供給されている場合を想定する。この場合には、リレー１０、１１が閉成してこれらの接点部を通して電源プラグ７の電圧がリレー１２、１３、１４の励磁巻線を励磁してリレー１２、１３、１４の接点部が閉成する。これにより、電源プラグ７、８、９からの商用電源がそれぞれ電源部１５、１６、１７に供給される。この結果、画像形成装置１００には正常に給電が行われて問題なく起動可能な状態となる。

これに対し、電源プラグ７が電源差し込み口１１０から引き抜かれて商用電源から電力供給されず、電源プラグ８、９が電源差し込み口１１０に差し込まれて商用電源から電力供給される場合を想定する。この場合には、リレー１０、１１の接点部は閉成するが、リレー１２、１３、１４は電源プラグ７からの電力供給されないため、励磁巻線に電源電圧が印加されない。これにより、リレー１２、１３、１４の接点部の全てが開成するため．電源部１５、１６、１７へ商用電源が給電されない。

また、電源プラグ８が電源差し込み口１１０から引き抜かれて商用電源から電力供給されず、電源プラグ７、９が電源差し込み口１１０に差し込まれて商用電源から電力供給される場合を想定する。この場合には、リレー１０の励磁巻線に電源電圧が印加されないため、リレー１０の接点部は開成となってリレー１２、１３、１４の励磁巻線に電源電圧が印加されない。これにより、リレー１２、１３、１４の接点部の全てが開成するため．電源部１５、１６、１７へ商用電源が給電されない。

更に、電源プラグ９が電源差し込み口１１０から引き抜かれて商用電源から電力供給されず、電源プラグ７、８が電源差し込み口１１０に差し込まれて商用電源から電力供給される場合を想定する。この場合には、リレー１１の励磁巻線に電源電圧が印加されないため、リレー１１の接点部は開成となってリレー１２、１３、１４の励磁巻線に電源電圧が印加されない。これにより、リレー１２、１３、１４の接点部の全てが開成するため．電源部１５、１６、１７へ商用電源が給電されない。

図３に示す継電回路は簡素な構成で廉価に提供できるもので、これを備えた画像形成装置１００では、複数の電源供給用の給電線の何れか支障が生じても、安全性が保障される。即ち、画像形成装置１００の場合には、電源プラグ７、８、９の何れかが電源差し込み口１１０から抜かれていても感電防止される。換言すれば、電源プラグ７、８、９の一部が抜かれた場合は接続されている電源プラグで動作できないように接続されたままの電源プラグの商用電源の給電を画像形成装置１００内で確実に遮断できる。

尚、図２及び図３に示した継電回路では、電源プラグ１、２とリレー３、４とを通して電源部５、６に給電するか、或いは電源プラグ７、８、９とリレー１２、１３、１４とを通して電源部１５、１６、１７に給電する例を示した。しかし、電源プラグ１、２や電源プラグ７、８、９から給電する負荷は電源部５、６や電源部１５、１６、１７に限らず、ヒータや交流モータ等の一般的に交流を供給して駆動するものでも、電源部５、６や電源部１５、１６、１７と置き換えて使用することができる。また、図２及び図３に示した継電回路では、２系統の電源プラグ１、２と３系統の電源プラグ７、８、９とを用いた場合を開示したが、４系統以上の電源プラグであっても３系統の電源プラグ７、８、９の場合と同様な構成で同じ機能を持たせることができる。更に、電源プラグ付きでなく、複数の電源が配電盤等に直付けした構成にも適用可能であり、例えば一部の電源が落雷や電力設備の故障となってしまった場合でも危険な状態にならないよう全電源を遮断することができる。

上述した感電防止式の継電回路を備えた複数の商用電源に接続する機器・装置用電源回路によれば、以下の諸点の長所を奏する。複数の電源プラグを使っている場合、通常使用時や保守時に一部の電源プラグを抜くと、抜いた電源プラグの接栓に他の接続された商用電源の電源電圧が回り込んで触手したときに感電する事態を防止できる。また、機器・装置に異常があった場合、商用電源の電源プラグは緊急遮断の断路器として使用するが、複数の商用電源に繋がっていれば電源プラグを全部抜かなければならない。しかし、実施例で説明した継電回路を適用すれば、任意の一本の電源プラグを抜くことで商用電源の電源プラグを全部抜いた状態と同じ全商用電源の遮断を行う断路機能を達成できる。更に、保守時には全商用電源から電源プラグを抜く等して機器・装置内に危険電圧の活電部を作らないのが基本であるが、何らかの間違いで抜いていない電源プラグがあっても機器・装置内には危険電圧が供給されず保守時の安全性が確保できる。加えて、給電毎にモータ用給電、ヒータ用電源、制御用電源等に分けて使用した場合、制御用給電のみ切れてしまい、モータ用給電やヒータ用給電が無制御状態になれば可動部の意図しない動き等で機械的危険性が生じる。その他にも、ヒータに温度制御がかからず高温になり発煙や火災等の熱的危険性が発生する危険性もある。このように制御用給電が切れた場合に全電源プラグの給電が遮断される機能が働くことにより、これらの危険性を防止できる。

尚、本発明は上述した実施例に限定されず、その技術的要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。上記実施例は、好適な例を示したものであるが、当業者であれば、開示した内容から様々な変形例を実現することが可能であるが、これらは添付した特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

１、２、７、８、９ 電源プラグ
３、４、１０、１１、１２、１３、１４ リレー
５、６、１５、１６、１７ 電源部
１００ 画像形成装置
１０１ スキャナ部
１０２ レーザ記録部
１０３、１０４、１０５、１０６、１０７ 電源コード

特許第５０１４７７７号公報

Claims (2)

1. 商用電源から機器・装置本体内の負荷となるデバイスに係る３系統以上の電源部へ電力供給を行わせた状態で起動する機器・装置用電源回路であって、
   機器・装置本体内における３つ以上の電源供給用の給電線と前記３系統以上の電源部との間の給電経路にそれぞれ前記電力供給を継電するために介在接続された３つ以上の第１の継電器と、機器・装置本体内における前記３つ以上の電源供給用の給電線のうちの２つ以上の給電線と前記第１の継電器の２つ以上の接点部の入力側との間の前記給電経路に励磁巻線が接続された電圧検出用の２つ以上の第２の継電器と、を備え、
   前記２つ以上の第２の継電器は、前記接点部における出力側が前記励磁巻線に接続された前記給電経路以外の残りの前記給電経路と入力側が他の接点部の出力側とに接続された第１のタイプと、前記接点部における入力側が前記３つ以上の第１の継電器の前記励磁巻線にループ状に接続された上で残りの前記給電経路に接続された第２のタイプと、に分けられ、
   前記２つ以上の第２の継電器が前記３つ以上の第１の継電器を並列に駆動することによって前記３系統以上の電源部へ前記給電経路の全体のオン・オフを同時に行う回路構成を持つことを特徴とする機器・装置用電源回路。
2. 請求項１に記載の機器・装置用電源回路において、
   前記回路構成は、前記２つ以上の第２の継電器が前記給電経路の一部に異常を検出すると前記３つ以上の第１の継電器を並列に駆動して前記３系統以上の電源部への前記給電経路の全体をオフにして前記電力供給を遮断することを特徴とする機器・装置用電源回路。

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