JP7259555B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、画像形成装置に関する。
異常な入力電圧が入力機器に入力されることにより、入力機器及び電源が破壊されるのを防止するために、入力機器に保護回路を設けることが従来から行われている。
特許文献1には、装置に入力された電源の種類(交流又は直流)を検出し、その結果に基づいて入力電圧を遮断するかどうかを判断し、直流と判断した場合は、ヒューズを強制的に動作させることにより、入力電圧を遮断する保護回路が記載されている。
特許第5187008号公報
しかしながら、従来の技術では、保護回路が装置の入力部に備えられているため、このような保護回路を、例えば、画像形成装置に設けると、保護回路が直流を検出して保護動作を機能させることにより、画像形成装置への入力電圧がすべて切断されてしまう。画像形成装置への入力電圧が全て切断されてしまうと、画像形成装置に電圧が供給されなくなるため、画像形成装置は、動作しなくなる。
そのため、ユーザーは何が起こって画像形成装置が動作しなくなったのか、何が起こって保護回路が動作したのか知ることができない。また保護回路としてのヒューズは、直流を検出すると必ず切れた状態となるため、保守を行う必要がある。
そこで、本発明は、電圧の状態に応じて、電源からヒーターに電圧を供給する経路のみを切断し、他の部分に電圧を供給する経路は切断しないようにすることを目的とする。
本発明の第1の態様に係る画像形成装置は、現像剤による画像が形成された媒体を加熱するためのヒーターと、前記ヒーターを制御する制御部と、外部電源から入力される電圧である入力電圧を受けて、前記入力電圧を所望の電圧に変換し、前記所望の電圧を前記制御部に供給する第1の経路と、前記第1の経路から分岐し、前記入力電圧を前記ヒーターに供給する第2の経路と、前記第2の経路に接続され、前記制御部からの指示に従って、前記ヒーターのオン又はオフのスイッチングを制御する制御素子と、前記第1の経路と並列に分岐し、コンデンサを配置した経路をもち、前記コンデンサにより前記入力電圧の直流成分を遮断した電流により、前記入力電圧が直流であるか又は交流であるかで出力を異ならせ、前記入力電圧の異常を検出する入力異常検出部と、前記入力異常検出部を用いて検出された、前記入力電圧の状態に応じて、前記第2の経路を切断する切断部と、を備えることを特徴とする。
本発明の第2の態様に係る画像形成装置は、現像剤による画像が形成された媒体を加熱するためのヒーターと、前記ヒーターを制御する制御部と、外部電源から入力される電圧である入力電圧を受けて、前記入力電圧を所望の電圧に変換し、前記所望の電圧を前記制御部に供給する第1の経路と、前記第1の経路から分岐し、前記入力電圧を前記ヒーターに供給する第2の経路と、前記第2の経路に接続され、前記制御部からの制御に従って、前記ヒーターのオン又はオフのスイッチングを制御する制御素子と、前記第1の経路と並列に分岐し、コンデンサを配置した経路をもち、前記コンデンサにより前記入力電圧の直流成分を遮断した電流により、前記入力電圧が直流であるか又は交流であるかで出力を異ならせる入力異常検出部と、前記入力電圧が直流である場合に、前記第2の経路を切断する切断部と、を備えることを特徴とする。
本発明の一又は複数の態様によれば、電圧の状態に応じて、電源からヒーターに電圧を供給する経路を切断し、他の部分に電圧を供給する経路は切断しないようにすることができる。
実施の形態1~8に係る画像形成装置の構成を概略的に示す縦断面図である。 実施の形態1に係る画像形成装置における低圧電源及びメイン制御部の概略構成を示すブロック図である。 実施の形態1における直流検出部の一例を示す回路図である。 実施の形態1における保護動作部の一例を示す回路図である。 実施の形態1におけるヒーター保護部の一例を示す回路図である。 (A)及び(B)は、ハードウェア構成例を示すブロック図である。 実施の形態1における入力電源異常判定部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態2に係る画像形成装置における低圧電源及びメイン制御部の概略構成を示すブロック図である。 実施の形態2における直流検出部の一例を示す回路図である。 実施の形態2における保護動作部の一例を示す回路図である。 実施の形態2におけるヒーター動作部の一例を示す回路図である。 実施の形態2における入力電源異常判定部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態3に係る画像形成装置における低圧電源及びメイン制御部の概略構成を示すブロック図である。 実施の形態3における保護動作部の一例を示す回路図である。 実施の形態4に係る画像形成装置における低圧電源及びメイン制御部の概略構成を示すブロック図である。 実施の形態4における電圧検出部の一例を示す回路図である。 実施の形態4における保護動作部の一例を示す回路図である。 実施の形態5に係る画像形成装置における低圧電源及びメイン制御部の概略構成を示すブロック図である。 実施の形態5における直流検出部の一例を示す回路図である。 実施の形態5における保護動作部の一例を示す回路図である。 実施の形態5における出力直流検出部の一例を示す回路図である。 実施の形態5における入力電源異常判定部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態6に係る画像形成装置における低圧電源及びメイン制御部の概略構成を示すブロック図である。 実施の形態6におけるACゼロクロス回路の一例を示す回路図である。 実施の形態6における保護動作部の一例を示す回路図である。 実施の形態6におけるヒーター保護部の一例を示す回路図である。 商用電源の系統を説明するための概略図である。 (A)~(C)は、ACゼロクロス信号と、電源波形との関係を示すグラフである。 実施の形態6における入力電源異常判定部での動作を示すフローチャートである。 実施の形態7及び8に係る画像形成装置における低圧電源及びメイン制御部の概略構成を示すブロック図である。 実施の形態7における直流検出部の一例を示す回路図である。 (A)及び(B)は、実施の形態7における直流検出部での動作を示すタイムチャートである。 実施の形態7における入力電源異常判定部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態8における直流検出部の一例を示す回路図である。 実施の形態8における直流検出部の動作波形を説明するための概略図である。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る画像形成装置100の構成を概略的に示す縦断面図である。
実施の形態1に係る画像形成装置100は、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの4色の現像剤であるトナーを重ね合わせて印刷することで、カラー画像を得るカラー画像形成装置の例であるが、このような態様に限定されず、ブラック一色のモノクロ画像形成装置、又は、他の色を用いたカラー画像形成装置であってもよい。
図示するように、画像形成装置100は、感光ドラム2K、2Y、2M、2Cと、帯電器3K、3Y、3M、3Cと、露光器4K、4Y、4M、4Cと、現像器5K、5Y、5M、5Cとを備える。
また、画像形成装置100は、転写ローラ6K、6Y、6M、6Cと、転写ベルト8と、ドライブローラ9と、アイドルローラ10と、定着器11と、第1搬送ローラ12と、第2搬送ローラ13と、排出ローラ14と、ホッピングローラ15と、書き出しセンサ16と、排出センサ17と、支持プレート部材18と、スプリング19と、表示部20とを備える。
さらに、画像形成装置100は、低圧電源110と、メイン制御部180とを備える。なお、以下では、メイン制御部180を単に制御部ともいう。また、低圧電源110を電源部ともいう。
図1において、大文字「K」は、ブラック、大文字「Y」は、イエロー、大文字「M」は、マゼンタ、大文字「C」は、シアンを意味するものとする。
なお、以下の説明において、これらの色を特に区別する必要がない場合には、これらの大文字を省略して説明する。
感光ドラム2は、転写用の画像を担持する。ここでは、転写用の画像は、現像剤による画像であるトナー像である。
帯電器3は、対応する感光ドラム2をマイナスに帯電させる。
露光器4は、対応する感光ドラム2に静電潜像を書き込む。
現像器5は、対応する感光ドラム2上の静電潜像を現像剤であるマイナスに帯電したトナーにて可視化する。
転写ローラ6は、無端のベルト状に形成された転写ベルト8の内側に配置されており、転写ベルト8を挟んで、対応する感光ドラム2に押し当てられるようにバネ等の弾性部材により付勢されている。
転写ベルト8は、ドライブローラ9と、アイドルローラ10の外周面により支持されている。そして、転写ベルト8は、これらのドライブローラ9と、アイドルローラ10との間で引っ張られ、感光ドラム2と転写ベルト8が接する面が平らとなるようにされている。
ドライブローラ9は、図示しない駆動装置に接続されており、軸を中心として回転するようにされている。
アイドルローラ10は、ドライブローラ9の回転に連動して転写ベルト8が移動すると、この転写ベルト8の移動に連動してドライブローラ9の回転方向と同じ方向に回転する。
定着器11は、内部に熱源としてのヒーター22を備えた定着ローラ11aと、付勢手段により定着ローラ11aに付勢されるバックアップローラ11bとを有し、記録媒体21に転写されたトナー画像を、熱と圧力により定着する。ヒーター22は、トナー画像が形成された媒体を加熱するために用いられる。
図1の破線は、記録媒体21の搬送経路であり、その搬送経路に沿って、第1搬送ローラ12、第2搬送ローラ13及び書き出しセンサ16が、転写ベルト8よりも上流側に配置されており、排出センサ17及び排出ローラ14が、定着器11の下流側に配置されている。
書き出しセンサ16及び排出センサ17は、記録媒体21が搬送経路に沿って搬送されてきた際に、記録媒体21の予め定められた位置(ここでは、書き出しセンサ16は先頭位置、排出センサ17は後端位置)を検知して、検知信号をメイン制御部180に与える。
支持プレート部材18の上面には、記録媒体21が載せられる。支持プレート部材18の下方には、支持プレート部材18を上方に押し上げる付勢部材であるスプリング19が設けられている。そして、支持プレート部材18の上面に載せられた記録媒体21は、スプリング19の付勢力によりホッピングローラ15に押し付けられ、ホッピングローラ15が記録媒体21をその搬送経路に押し出す方向に回転することで、搬送経路に押し出される。
なお、感光ドラム2、ホッピングローラ15、第1搬送ローラ12、第2搬送ローラ13、ドライブローラ9、定着器11(定着ローラ11a及びバックアップローラ11b)、排出ローラ14は、モータ等により構成される駆動装置(図示せず)に接続されており、この駆動装置は、メイン制御部180により制御されている。なお、メイン制御部180は、ヒーター22の制御も行う。
図2は、実施の形態1に係る画像形成装置100における低圧電源110及びメイン制御部180の概略構成を示すブロック図である。
図2においては、低圧電源110及びメイン制御部180の、実施の形態1の特徴に関わる部分を抜粋したものである。
電源コード101は、外部電源である商用電源(AC電源)に接続される。電源コード101は、ACインレット102に接続され、ACインレット102は、低圧電源110のAC入力部111に接続される。
AC入力部111のLINE側は、ヒューズA112に接続される。ヒューズA112は、フィルタA113と、直流検出部130のIN2ピンとに接続される。
AC入力部111のNEUTRAL側は、フィルタA113と、直流検出部130のIN1ピンとに接続される。
フィルタA113は、ヒューズB114と、ヒーター保護部138のIN2ピンとに接続される。
また、フィルタA113は、整流ブリッジ115の入力側と、ヒーター保護部138のIN1ピンとに接続される。
ヒューズB114は、整流ブリッジ115の入力側に接続され、
整流ブリッジ115の出力側の+極は、電解コンデンサ116の+極と、抵抗117と、トランス118の一次側に接続される。
整流ブリッジ115の出力側の-極は、電解コンデンサ116の-極と、抵抗119と、電源制御IC120のGNDピンと、電解コンデンサ121の-極と、トランス118の第3巻線と、フォトカプラ122のエミッタとに接続される。
抵抗117は、電源制御IC120のVINピンに接続される。
FET123のドレインは、トランス118の一次側に接続され、FET123のソースは、抵抗119と、電源制御IC120のISピンとに接続され、FET123のゲートは、電源制御IC120のOUTピンに接続される。
トランス118は、一次側の第1巻線、二次側の第2巻線、一次側の制御に用いられる補助巻線である第3巻線を備える。
トランス118の第3巻線側は、ダイオード124のアノードと接続され、ダイオード124のカソードは、電解コンデンサ121の+極と、電源制御IC120のVCCピンに接続される。
フォトカプラ122のコレクタは、電源制御IC120のFBピンに接続される。
トランス118の二次側は、ダイオード125のアノードに接続され、ダイオード125のカソードは、電解コンデンサ126の+極と、抵抗127と、抵抗128と、保護動作部129の+24Vピンと、直流検出部130の+24Vピンと、低圧電源110の+24V出力ピンとに接続される。
トランス118の二次側は、可変シャントレギュレータ131のアノードと、電解コンデンサ126の-極と、抵抗132と、保護動作部129のGNDピンと、直流検出部130のGNDピンと、フォトトライアック133のカソードに接続される。
フォトカプラ122のアノードは、抵抗127に接続される。
フォトカプラ122のカソードは、可変シャントレギュレータ131のカソードに接続される。
可変シャントレギュレータ131のリファレンスピンは、抵抗128と、抵抗132とに接続される。
フォトトライアック133は、トライアック134のゲートと、抵抗135とに接続される。
抵抗135は、トライアック134と、ヒーター用AC出力部136とに接続される。
トライアック134は、抵抗137と、ヒーター保護部138のOUT1ピンとに接続される。
また、トライアック134は、抵抗135と、ヒーター用AC出力部136に接続される。
ここで、トライアック134は、メイン制御部180からの指示に従って、ヒーター22のオン又はオフのスイッチングを制御する制御素子である。
フォトトライアック133は、抵抗137に接続される。
ヒーター保護部138のOUT2ピンは、ヒーター用AC出力部136に接続される。
保護動作部129のPrintピンは、Printコネクタを介して、メイン制御部180の中の印刷コントロール部181に接続されるとともに、メイン制御部180の入力電源異常判定部182に接続される。
印刷コントロール部181は、ヒーター22の状態を、運転状態及び非運転状態の間で切り替える。運転状態は、トライアック134がヒーター22をオン又はオフにスイッチングできる状態であり、非運転状態は、トライアック134がヒーター22をスイッチングできない状態、言い換えると、トライアック134がヒーター22をオンにすることができない状態である。具体的には、Printコネクタから出力される信号がHレベルである場合には、運転状態を示し、その信号がLレベルである場合には、非運転状態を示す。以下では、運転状態は、印刷動作中であることを意味し、非運転状態は、印刷動作中ではないことを意味するものとする。
入力電源異常判定部182の出力は、ヒーター温度コントロール部183と、表示コントロール部184とに入力される。
表示コントロール部184は、表示部20に接続される。
低圧電源110の+24V出力ピンは、メイン制御部180の+24V入力ピンを介して、電圧変換部185に接続される。
低圧電源110のGND出力ピンは、メイン制御部180のGND入力ピンを介して、電圧変換部185に接続される。
メイン制御部180の中にある電圧変換部185にて電圧変換された電圧は、メイン制御部180の各回路に供給される。実施の形態1では、電圧変換部185は、メイン制御部180に設けられているが、実施の形態1は、このような例に限定されない。例えば、電圧変換部185は、低圧電源110に設けられていてもよい。
保護動作部129のdtcIピンは、直流検出部130のdtcOピンに接続されるとともに、メイン制御部180のDC dtcコネクタを介して、入力電源異常判定部182に接続される。
フォトトライアック133のアノードは、メイン制御部180のACONコネクタを介して、ヒーター温度コントロール部183に接続される。
ここで、ヒーター保護部138のIN2ピンに接続されている電線は、フィルタA113と、ヒューズB114との間の電線に接続され、ヒーター保護部138のIN1ピンに接続されている電線は、フィルタA113と、整流ブリッジ115との間の電線に接続されている。これらの接続点は、電線の分岐点BPとなっている。
言い換えると、画像形成装置100は、ACインレット102において、商用電源から電圧が入力されて、ACインレット102に入力された電圧である入力電圧が所望の電圧に変換され、その所望の電圧がメイン制御部180に供給される第1の経路と、その第1の経路から分岐点BPにおいて分岐し、ヒーター22に入力電圧が供給される第2の経路とを備える。第2の経路には、ヒーター22と、トライアック134と、ヒーター保護部138とが直列に接続されている。
図3は、実施の形態1における直流検出部130の一例を示す回路図である。
直流検出部130は、抵抗130aと、コンデンサ130bと、フォトカプラ130cと、抵抗130dと、抵抗130eと、トランジスタ130fと、電解コンデンサ130gとを備える。
抵抗130aは、直流検出部130のIN1ピンに接続される。
また、抵抗130aは、コンデンサ130bに接続される。
コンデンサ130bは、フォトカプラ130cに接続される。
フォトカプラ130cは、直流検出部130のIN2ピンに接続される。
また、フォトカプラ130cのコレクタは、抵抗130eと、直流検出部130の+24Vピンとに接続される。
さらに、フォトカプラ130cのエミッタピンは、抵抗130dに接続される。
抵抗130dは、トランジスタ130fのベースに接続される。
トランジスタ130fのエミッタは、直流検出部130のGNDピンと、電解コンデンサ130gの-極とに接続される。
トランジスタ130fのコレクタは、抵抗130eと、電解コンデンサ130gの+極と、直流検出部130のdtcOピンとに接続される。
ここで、直流検出部130は、商用電源から入力される電圧である入力電圧の異常を検出する入力異常検出部として機能する。直流検出部130は、入力電圧が直流の場合に、異常を検出する。
図4は、実施の形態1における保護動作部129の一例を示す回路図である。
保護動作部129は、リレーコイル部129aと、トランジスタ129bと、トランジスタ129cと、抵抗129eと、抵抗129fと、ダイオード129gとを備える。
リレーコイル部129aは、ダイオード129gのカソードと、保護動作部129の+24Vピンとに接続される。
また、リレーコイル部129aは、ダイオード129gのアノードと、トランジスタ129bのコレクタとに接続される。
トランジスタ129bのベースは、抵抗129fに接続される。
抵抗129fは、保護動作部129のdtcIピンに接続される。
保護動作部129のPrintピンは、抵抗129eに接続される。
抵抗129eは、トランジスタ129cのベースに接続される。
トランジスタ129cのコレクタは、トランジスタ129bのエミッタに接続される。
トランジスタ129cのエミッタは、保護動作部129のGNDピンに接続される。
図5は、実施の形態1におけるヒーター保護部138の一例を示す回路図である。
ヒーター保護部138は、ヒューズC138aと、バリスタ138bと、リレー接点部138cとを備える。
ヒューズC138aは、バリスタ138bと、ヒーター保護部138のOUT1ピンとに接続される。
また、ヒューズC138aは、ヒーター保護部138のIN1ピンに接続される。
ヒューズC138aは、ヒーター22への電圧の供給路を切断するための切断部である。
バリスタ138bは、リレー接点部138cに接続される。
リレー接点部138cは、ヒーター保護部138のOUT2ピン及びIN2ピンに接続される。
ここで、保護動作部129のリレーコイル部129aと、ヒーター保護部138のリレー接点部138cとにより、ヒューズC138aへの電流の供給をオン又はオフする切替部が構成される。なお、切替部の構成はこのような例に限定されず、例えば、トライアック等で構成されてもよい。
以上に記載されたメイン制御部180の印刷コントロール部181、入力電源異常判定部182、ヒーター温度コントロール部183及び表示コントロール部184の一部又は全部は、例えば、図6(A)に示されているように、メモリ30と、メモリ30に格納されているプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)等のプロセッサ31とにより構成することができる。このようなプログラムは、ネットワークを通じて提供されてもよく、また、記録媒体に記録されて提供されてもよい。即ち、このようなプログラムは、例えば、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。
また、メイン制御部180の一部又は全部は、例えば、図6(B)に示されているように、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)又はFPGA(Field Programmable Gate Array)等の処理回路32で構成することもできる。
次に、実施の形態1における動作を説明する。
印刷時のヒーター22のオン又はオフの制御は、メイン制御部180のヒーター温度コントロール部183から出力されるACON信号にてトライアック134を制御することで行われる。
トライアック134は、一般的に、交流の場合には、オン又はオフをコントロールすることができるが、直流の場合には、オンは可能であるがオフすることができない。そのため印刷中に供給される電源が直流に切り替わってしまうと、トライアック134は、オフすることができずオンが継続することになり、ヒーター22がオンのままになってしまう。
電源供給側の事故等により商用電源としての供給元(外部電源)より直流が供給された場合における、実施の形態1における動作は次の通りとなる。
供給された直流は、低圧電源110のAC入力部111、ヒューズA112、フィルタA113、ヒューズB114、整流ブリッジ115、電解コンデンサ116及び抵抗117を通り、電源制御IC120に供給される。
直流が供給されると、電源制御IC120が起動し、電源制御IC120は、FET123のスイッチング動作を開始する。その時、トランス118の第3巻線側の補助巻き線に電圧が生じる。その電圧をダイオード124にて整流用の電解コンデンサ121にて平滑した電圧を、電源制御IC120の動作電源として使用する。
FET123のスイッチング動作が開始されると、トランス118の二次側に電圧が生じる。二次側に生じた電圧は、ダイオード125で整流され、電解コンデンサ126で平滑され、降圧された直流電圧が得られる。その電圧は、抵抗128と、抵抗132と、可変シャントレギュレータ131と、抵抗127と、フォトカプラ122とによって、電源制御IC120のFB端子にフィードバックされ、電源制御IC120は、定電圧出力制御を行う。
電源制御IC120は、IS端子に入力される電流の状況を監視して、過電流の場合、電源制御IC120が動作を停止して、出力を停止する。ここまでの動作は供給される電源が交流の場合でも同様の動作となる。
つまり、供給される電源が交流であっても、直流であっても、トランス118から出力される電圧は、降圧された直流電圧となり、その直流電圧をメイン制御部180に供給することができる。
ここで、画像形成装置100が印刷状態(画像形成状態)に移行した場合の動作を説明する。
画像形成装置100に供給された直流は、低圧電源110のAC入力部111及びヒューズA112を通り、直流検出部130のIN1ピン又はIN2ピンに入力される。
直流検出部130に直流が供給されると、直流検出部130のdtcOピンから出力されるdtc信号は、Hレベルとなる。
具体的には、IN1ピンに直流が供給されると、図3に示されている抵抗130aに電圧がかかるが、コンデンサ130bによって直流が遮断され、以降この直流検出部130には、電流が流れない。よってフォトカプラ130cは、動作しない。フォトカプラ130cが動作しないため、dtcOピンからは、+24Vピンからの入力が出力されて、dtc信号は、Hレベルとなる。
dtcOピンからの出力は、保護動作部129のdtcIピンに入力されているため、図4に示されているように、保護動作部129のトランジスタ129bは、オン状態となる。画像形成装置100が印刷状態に移行していると、印刷コントロール部181のPrint信号は、Hレベルとなる。印刷コントロール部181のPrint信号は、保護動作部129のPrintピンに接続されているため保護動作部129のトランジスタ129cもオン状態となる。
保護動作部129のトランジスタ129b及びトランジスタ129cの両方がオン状態となるため、リレーコイル部129aに電流が流れる。リレーコイル部129aに電流が流れると、図5に示されているヒーター保護部138のリレー接点部138cがオンになる。この場合、ヒーター保護部138のバリスタ138bがLINE及びNEUTRAL間に接続される。バリスタ138bとして、バリスタ電圧が例えば80Vとなるようなものを使用することで、供給電圧が80V以上となると、LINE及びNEUTRAL間が短絡状態となる。短絡電流がヒーター保護部138のヒューズC138aに流れると、ヒューズC138aが断となり、ヒーター22に電圧を供給することができなくなる。以上により、印刷中にヒーター22が動作されていても、ヒーター22を安全に停止させることができる。
次に、画像形成装置100が印刷状態に移行していない場合の動作を説明する。
画像形成装置100に供給された直流は、低圧電源110のAC入力部111及びヒューズA112を通り、直流検出部130のIN1ピン又はIN2ピンに入力される。
直流検出部130に直流が供給されると、直流検出部130のdtcOピンからの出力は、Hレベルとなる。これは、上述と同様である。
dtcOピンからの出力は、保護動作部129のdtcIピンに入力されるため、保護動作部129のトランジスタ129bはオン状態となる。
画像形成装置100が印刷状態に移行していない場合、印刷コントロール部181のPrint信号は、Lレベルになっている。印刷コントロール部181のPrint信号は、保護動作部129のPrintピンに入力されているが、Lレベルであるため、保護動作部129のトランジスタ129cは、オフ状態となる。
保護動作部129のトランジスタ129bは、オン状態であるが、トランジスタ129cは、オフ状態であるため、保護動作部129のリレーコイル部129aには電流が流れない。このため、ヒーター保護部138のリレー接点部138cは、オフのままであり、ヒーター保護部138のバリスタ138bがLINE及びNEUTRAL間に接続されない。よって、LINE及びNEUTRAL間が短絡状態とはならないため、短絡電流がヒーター保護部138のヒューズC138aに流れず、ヒューズC138aが切断されることはない。
図7は、実施の形態1における入力電源異常判定部182の動作を示すフローチャートである。
入力電源異常判定部182は、直流検出部130のdtcOピンからの出力により、直流検出部130が直流を検出したか否かを判断する(S10)。直流が検出された場合(S10でYes)には、処理はステップS11に進む。
ステップS11では、入力電源異常判定部182は、印刷コントロール部181からの出力により、印刷動作中であるか否かを判断する(S11)。印刷動作中である場合(S11でYes)には、処理はステップS12に進み、印刷動作中ではない場合(S11でNo)には、処理はステップS13に進む。
ステップS12では、入力電源異常判定部182は、表示コントロール部184に指示することで、表示部20に警告を表示させる。ここでは、例えば、表示部20は、「電源入力異常、直流を検出しました。ヒーター保護回路が動作しました。サービスマンを呼んでください」とのメッセージを表示する。
一方、ステップS13では、入力電源異常判定部182は、ヒーター温度コントロール部183に指示することで、ヒーターコントロール信号を強制的にオフにする。これにより、ヒーター温度コントロール部183は、出力信号であるACON信号をHレベルにすることができなくなる。
そして、入力電源異常判定部182は、表示コントロール部184に指示することで、表示部20に警告を表示させる(S14)。ここでは、例えば、表示部20は、「電源入力異常、直流を検出しました」とのメッセージを表示する。
以上のように、画像形成中に画像形成装置100への電源供給が直流になった場合には、直流検出部130からの直流検出信号(dtc信号)と、印刷コントロール部181からの印刷コントロール信号(Print信号)とのAND条件によって、ヒーター保護部138のヒューズC138aが動作され、ヒーター22への電力の供給を強制的に切断するため、電力の供給側の事故による直流供給によって、ヒーター22のオフ制御が不可となっても、ヒーター22を安全に停止させることができる。なお、印刷コントロール信号(Print信号)は、ヒーター22の運転状態と非運転状態とを切り替える信号であるため、運転信号ともいう。
また、画像形成装置100が待機中に電源供給が直流になった場合には、dtc信号と、Print信号とを入力電源異常判定部182によって判断させ、ヒーター温度コントロール部183にヒーター22をオンさせないようにしたので、直流の供給によってヒーター22のオフ制御が不可となる前に、ヒーター22を保護することができる。この場合には、ヒューズC138aが切断させずに、ヒーター22を安全に停止させることができる。
以上に記載された実施の形態1では、入力電圧の異常(直流)が検出され、かつ、ヒーター22が運転状態(印刷動作中)である場合に、ヒューズC138aが切断されるようになっているが、実施の形態1はこのような例に限定されない。
例えば、入力電圧の異常(直流)が検出された場合に、ヒューズC138aが切断されるようになっていてもよい。このような場合には、例えば、図4に示されている保護動作部129において、Printピン、抵抗129e及びトランジスタ129cが設けられていなければよい。
実施の形態2.
図1に示されているように、実施の形態2に係る画像形成装置200は、実施の形態1に係る画像形成装置100と比較して、低圧電源210及びメイン制御部280が異なっている。以下、低圧電源210及びメイン制御部280について主に説明する。
図8は、実施の形態2に係る画像形成装置200における低圧電源210及びメイン制御部280の概略構成を示すブロック図である。
図8においては、低圧電源210及びメイン制御部280の、実施の形態2の特徴に関わる部分を抜粋したものである。
電源コード101は、商用電源(AC電源)に接続される。電源コード101は、ACインレット102に接続され、ACインレット102は、低圧電源210のAC入力部111に接続される。
AC入力部111のLINE側は、ヒューズA112に接続される。ヒューズA112は、フィルタA113と、直流検出部230のIN2ピンとに接続される。
AC入力部111のNEUTRAL側は、フィルタA113と、直流検出部230のIN1ピンとに接続される。
フィルタA113は、ヒューズB114と、ヒーター保護部138のIN2ピンとに接続される。
また、フィルタA113は、整流ブリッジ115の入力側と、ヒーター保護部138のIN1ピンとに接続される。
ヒューズB114は、整流ブリッジ115の入力側に接続される。
整流ブリッジ115の出力側の+極は、電解コンデンサ116の+極と、抵抗117と、トランス118の一次側に接続される。
整流ブリッジ115の出力側の-極は、電解コンデンサ116の-極と、抵抗119と、電源制御IC120のGNDピンと、電解コンデンサ121の-極と、トランス118の第3巻線側と、フォトカプラ122のエミッタとに接続される。
抵抗117は、電源制御IC120のVINピンに接続される。
FET123のソースは、トランス118の一次側に接続され、FET123のドレインは、抵抗119と、電源制御IC120のISピンとに接続され、FET123のゲートは、電源制御IC120のOUTピンに接続される。
トランス118の第3巻線側は、ダイオード124のアノードと接続され、ダイオード124のカソードは、電解コンデンサ121の+極と、電源制御IC120のVCCピンに接続される。
フォトカプラ122のコレクタは、電源制御IC120のFBピンに接続される。
トランス118の二次側は、ダイオード125のアノードに接続され、ダイオード125のカソードは、電解コンデンサ126の+極と、抵抗127と、抵抗128と、保護動作部229の+24Vピンと、電圧変換部240のVINピンと、低圧電源210の+24V出力ピンとに接続される。
また、トランス118の二次側は、可変シャントレギュレータ131のアノードと、電解コンデンサ126の-極と、抵抗132と、保護動作部229のGNDピンと、直流検出部230のGNDピンと、ヒーター動作部241のGNDピンと、電圧変換部240のGNDピンと、低圧電源210のGND出力ピンとに接続される。
フォトカプラ122のアノードは、抵抗127に接続される。
フォトカプラ122のカソードは、可変シャントレギュレータ131のカソードに接続される。
可変シャントレギュレータ131のリファレンスピンは、抵抗128と、抵抗132とに接続される。
ヒーター動作部241のIN3ピンは、トライアック134のゲートと、抵抗135とに接続される。
抵抗135は、トライアック134と、ヒーター用AC出力部136とに接続される。
トライアック134は、抵抗137と、ヒーター保護部138のOUT1ピンとに接続される。
ヒーター動作部241のIN4ピンは抵抗137に接続される。
ヒーター保護部138のOUT2ピンは、ヒーター用AC出力部136に接続される。
電圧変換部240の+5Vピンは、保護動作部229の+5Vピンと、低圧電源210の+5V出力ピンとに接続される。
電圧変換部240の+3.3Vピンは、直流検出部230の+3.3Vピンと、ヒーター動作部241の+3.3Vピンと、低圧電源210の+3.3V出力ピンとに接続される。
直流検出部230のdtcOピンは、保護動作部229のdtcIピンと、ヒーター動作部241のdtcIピンとに接続されるとともに、DC dtcコネクタを介して、メイン制御部280にある入力電源異常判定部282に接続される。
入力電源異常判定部282の出力は、ヒーター温度コントロール部283と、表示コントロール部184とに入力される。
表示コントロール部184は、表示部20に接続される。
ヒーター温度検出部286の温度検出信号は、ヒーター温度コントロール部283に与えられ、ヒーター温度コントロール部283のヒーターコントロール信号は、ACONコネクタを介して、ヒーター動作部241のACONピンと、保護動作部229のACONピンとに入力される。
メイン制御部280の中にある各電圧(+24V、+5V、+3.3V、GND)は、メイン制御部280の各回路に供給される。
なお、ヒーター温度検出部286は、メイン制御部280内に設けられているが、メイン制御部280の外に設けられていてもよい。
ここで、ヒーター保護部138のIN2ピンに接続されている電線は、フィルタA113と、ヒューズB114との間の電線に接続され、ヒーター保護部138のIN1ピンに接続されている電線は、フィルタA113と、整流ブリッジ115との間の電線に接続されている。
言い換えると、画像形成装置200は、ACインレット102において、商用電源から電圧が入力されて、ACインレット102に入力された電圧である入力電圧が所望の電圧に変換され、その所望の電圧がメイン制御部280に供給される入力される第1の経路と、その第1の経路から分岐点BPにおいて分岐し、ヒーター22に入力電圧が供給される第2の経路とを備える。第2の経路には、ヒーター22と、トライアック134と、ヒーター保護部138とが直列に接続されている。
図9は、実施の形態2における直流検出部230の一例を示す回路図である。
直流検出部230は、抵抗230aと、コンデンサ230bと、フォトカプラ230cと、抵抗230eと、コンデンサ230dとを備える。
抵抗230aは、直流検出部230のIN1ピンに接続される。
また、抵抗230aは、コンデンサ230bに接続される。
コンデンサ230bは、フォトカプラ230cに接続される。
フォトカプラ230cは、直流検出部230のIN2ピンに接続される。
また、フォトカプラ230cのコレクタは、抵抗230eと、コンデンサ230dと、直流検出部230のdtcOピンとに接続される。
さらに、フォトカプラ230cのエミッタピンは、コンデンサ230dと、直流検出部230のGNDピンとに接続される。
直流検出部230は、商用電源から入力される電圧である入力電圧の異常を検出する入力異常検出部として機能する。ここでは、直流検出部230は、入力電圧が直流である場合に、異常を検出する。
図10は、実施の形態2における保護動作部229の一例を示す回路図である。
保護動作部229は、リレーコイル部229aと、トランジスタ229bと、抵抗229cと、抵抗229dと、ダイオード229eと、AND回路229fとを備える。
リレーコイル部229aは、ダイオード229eのカソードと、保護動作部229の+24Vピンとに接続される。
また、リレーコイル部229aは、ダイオード229eのアノードと、トランジスタ229bのコレクタとに接続される。
トランジスタ229bのベースは、抵抗229dと、抵抗229cとに接続される。
トランジスタ229bのエミッタは、抵抗229cと、AND回路229fのGNDピンと、保護動作部229のGNDピンとに接続される。
抵抗229dは、AND回路229fの出力ピンに接続される。
AND回路229fの入力ピンは、保護動作部229のdtcIピンと、保護動作部229のACONピンとに接続される。
図11は、実施の形態2におけるヒーター動作部241の一例を示す回路図である。
ヒーター動作部241は、フォトトライアックカプラ241aと、抵抗241bと、トランジスタ241cと、抵抗241dと、抵抗241eと、抵抗241fと、トランジスタ241gと、抵抗241hとを備える。
フォトトライアックカプラ241aは、ヒーター動作部241のIN3ピンに接続される。
また、フォトトライアックカプラ241aは、ヒーター動作部241のIN4ピンに接続される。
抵抗241bは、ヒーター動作部241の+3.3Vピンに接続される。
また、抵抗241bは、フォトトライアックカプラ241aのアノードと、抵抗241fと、トランジスタ241gのコレクタとに接続される。
フォトトライアックカプラ241aのカソードは、抵抗241fと、トランジスタ241cのコレクタとに接続される。
トランジスタ241cのエミッタは、抵抗241dと、トランジスタ241gのエミッタと、抵抗241hと、ヒーター動作部241のGNDピンとに接続される。
トランジスタ241cのベースは、抵抗241dと、抵抗241eとに接続される。
抵抗241eは、ヒーター動作部241のACONピンに接続される。
トランジスタ241gのベースは、抵抗241hと、ヒーター動作部241のdtcIピンとに接続される。
以上に記載されたメイン制御部280の入力電源異常判定部282、ヒーター温度コントロール部283及び表示コントロール部184の一部又は全部は、例えば、図6(A)に示されているように、メモリ30と、メモリ30に格納されているプログラムを実行するCPU等のプロセッサ31とにより構成することができる。このようなプログラムは、ネットワークを通じて提供されてもよく、また、記録媒体に記録されて提供されてもよい。即ち、このようなプログラムは、例えば、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。
また、メイン制御部280の入力電源異常判定部282、ヒーター温度コントロール部283及び表示コントロール部184の一部又は全部は、例えば、図6(B)に示されているように、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC又はFPGA等の処理回路32で構成することもできる。
なお、ヒーター温度検出部286は、ヒーター22の温度を検出するセンサにより実現することができる。
次に、実施の形態2の動作について説明する。
印刷時のヒーター22のオン又はオフの制御は、メイン制御部280のヒーター温度検出部286の検出温度に基づいて、ヒーター温度コントロール部283から出力されるACON信号にてヒーター動作部241を介して、トライアック134をオン又はオフすることで行われる。
実施の形態1に記載したように、電源供給側から交流が供給されても、例えば、電源供給側の事故等により、商用電源としての供給元より直流が供給されても、メイン制御部280は、降圧された直流電圧を得ることができるため、処理を行うことができる。
ここで、まず、画像形成装置200がヒーター22を点灯状態にしている場合に、電源供給側から直流が供給されたときの動作を説明する。ここで、点灯状態は、ヒーター温度コントロール部283の指示(ACON信号)により、トライアック134がヒーター22をオンにしている場合である。
供給された直流は、低圧電源210のAC入力部111及びヒューズA112を通り、直流検出部230のIN1ピン又はIN2ピンに入力される。
直流検出部230に直流が供給されると、直流検出部230のdtcOピンからの出力は、Hレベルとなる。
具体的には、図9に示されているように、IN1ピンに直流が入力されると、抵抗230aに電圧がかかるが、コンデンサ230bによって直流が遮断され、直流検出部230には電流が流れない。このため、フォトカプラ230cは、動作しない。
フォトカプラ230cが動作しないと、dtcOピンからは、+3.3Vピンからの入力が出力されて、Hレベルとなる。
dtcOピンの出力は、保護動作部229のdtcIピンに接続されているため、保護動作部229のdtcIピンには、Hレベルが入力される。
ヒーター温度検出部286の検出温度が目標温度以下の場合、ヒーター温度コントロール部283は所定時間以上、ACON信号によりHレベルを出力する。
ヒーター温度コントロール部283のACON信号は、保護動作部229のACONピンに入力されるため、保護動作部229のACONピンには、Hレベルが入力される。
図10に示されているAND回路229fの入力信号が何れもHレベルのため、AND回路229fは、Hレベルを出力する。このため、抵抗229dを介して、トランジスタ229bにベース電流が流れ、保護動作部229のリレーコイル部229aに電流が流れる。
リレーコイル部229aに電流が流れると、図5に示されているヒーター保護部138のリレー接点部138cがオンになる。この場合、ヒーター保護部138のバリスタ138bがLINE及びNEUTRAL間に接続される。バリスタ138bとして、バリスタ電圧が例えば80Vとなるようなものを使用することで、供給電圧が80V以上となると、LINE及びNEUTRAL間が短絡状態となる。短絡電流がヒーター保護部138のヒューズC138aに流れると、ヒューズC138aが断となり、ヒーター22に電圧を供給することができなくなる。以上により、ヒーター22が点灯状態であっても、ヒーター22を安全に停止させることができる。
以上のように、保護動作部229により、直流検出部230が直流を検出し、トライアック134がヒーター22をオンにしている場合に、ヒューズC138aが切断されるようになる。また、直流検出部230が直流を検出していても、トライアック134がヒーター22をオンにしていない場合には、ヒューズC138aは切断されない。
次に、画像形成装置200がヒーター22を消灯状態である場合に、電源供給側から直流が供給されたときの動作を説明する。ここで、消灯状態は、ヒーター温度コントロール部283の指示(ACON信号)により、トライアック134がヒーター22をオフにしている場合である。
供給された直流は、低圧電源210のAC入力部111及びヒューズA112を通り、直流検出部230のIN1ピン又はIN2ピンに入力される。
直流検出部230に直流が供給されると、上述のように、直流検出部230のdtcOピンからはHレベルが出力される。直流検出部230のdtcOピンは、図11に示されているヒーター動作部241のdtcIピンに接続されているため、ヒーター動作部241のdtcIピンに、Hレベルが入力される。
このため、ヒーター動作部241のトランジスタ241gのベースに電流が流れ、ヒーター動作部241の+3.3Vピンから抵抗241bを介してトランジスタ241gにコレクタ電流が流れる。その結果、フォトトライアックカプラ241aの電圧源が遮断される。このため、フォトトライアックカプラ241aの発光ダイオードは点灯できず、フォトトライアックカプラ241aのトライアックは開放状態となる。これにより、ヒーター22を制御するためのトライアック134も開放状態となり、ヒーター22に電流が流れない。
また、直流検出部230のdtcOピンは、図10に示されている保護動作部229のdtcIピンに接続されている。画像形成装置200においてヒーター22が消灯状態の場合、ヒーター温度コントロール部283は、ACON信号としてLレベルを出力する。
ヒーター温度コントロール部283のACON信号は、保護動作部229のACONピンに入力されており、保護動作部229のAND回路229fは、Lレベル出力する。このため、トランジスタ229bにベース電流が流れず、保護動作部229のリレーコイル部229aに電流が流れない。
リレーコイル部229aに電流が流れないため、図5に示されているヒーター保護部138のリレー接点部138cは、オフのままであり、ヒーター保護部138のバリスタ138bがLINE及びNEUTRAL間に接続されない。LINE及びNEUTRAL間が短絡状態とならないため、短絡電流がヒューズC138aに流れず、ヒューズC138aが切断されることはない。
図12は、実施の形態2における入力電源異常判定部282の動作を示すフローチャートである。
入力電源異常判定部282は、直流検出部230のdtcOピンからの出力により、直流検出部230が直流を検出したか否かを判断する(S20)。直流が検出された場合(S20でYes)には、処理はステップS21に進む。
ステップS21では、入力電源異常判定部282は、ヒーター温度コントロール部283がヒーター22を点灯中であるか否かを判断する。例えば、入力電源異常判定部282は、ヒーター温度コントロール部283からの通知により、この判断を行えばよい。ヒーター22が点灯中である場合(S21でYes)には、処理はステップS22に進み、ヒーター22が点灯中ではない場合(S21でNo)には、処理はステップS23に進む。
ステップS22では、入力電源異常判定部282は、表示コントロール部184に指示することで、表示部20に警告を表示させる。ここでは、例えば、表示部20は、「電源入力異常、直流を検出しました。ヒーター保護回路が動作しました。サービスマンを呼んでください」とのメッセージを表示する。
一方、ステップS23では、入力電源異常判定部282は、ヒーター温度コントロール部283に指示することで、ヒーターコントロール信号(ACON信号)を強制的にオフにする。これにより、ヒーター温度コントロール部183は、出力するACON信号として、Hレベルを出力することができなくなる。
そして、入力電源異常判定部282は、表示コントロール部184に指示することで、表示部20に警告を表示させる(S14)。ここでは、例えば、表示部20は、「電源入力異常、直流を検出しました」とのメッセージを表示する。
なお、実施の形態2では、直流検出部230、保護動作部229及びヒーター動作部241はハードウェアで構成されており、入力電源異常判定部282等のファームウェアが誤動作した場合を考慮して構成されている。
例えば、ヒーター22の点灯中で、かつ、低圧電源210に交流が入力されているのにも関わらず、入力電源異常判定部282が誤って直流が入力されていると判断した場合、ファームウェアで処理すると、誤って保護動作部229を動作させ、ヒーター保護部138のヒューズC138aを切断してしまう。
実施の形態2では、このような場合でも、直流検出部230の出力は、HレベルではなくLレベルになるため、保護動作部229のAND回路229fはLレベル出力し、ヒューズC138aが切断されることはない。
また、ヒーター22が点灯中で、かつ、低圧電源210に直流が入力されているのにも関わらず、入力電源異常判定部282が誤って交流が入力されていると判断した場合、ファームウェアで処理すると、保護動作部229を動作させることができず、トライアック134がオンし続け、ヒーター22を点灯し続けてしまい、安全性が損なわれてしまう。
実施の形態2では、このような場合でも、直流検出部230の出力は、LレベルではなくHレベルになるため、ヒーター動作部241の電圧源を遮断し、さらに、保護動作部229のAND回路229fはHレベルを出力するため、ヒューズC138aを切断し、ヒーター22を保護することができる。
以上のように、実施の形態2によれば、ヒーター22の点灯中に直流が供給されることにより、トライアック134がヒーター22のオフ制御を行うことができなくなった場合でも、ヒーター22を安全停止させることができる。
また、ヒーター22の消灯中に直流が供給された場合には、トライアック134がヒーター22のオフ制御を行うことができなくなる前に、ヒーター22を保護することができ、ヒューズC138aが切断されることなく、ヒーター22を安全に停止することができる。
実施の形態3.
図1に示されているように、実施の形態3に係る画像形成装置300は、実施の形態2に係る画像形成装置200と比較して、低圧電源310及びメイン制御部380が異なっている。以下、低圧電源310及びメイン制御部380について主に説明する。
図13は、実施の形態3に係る画像形成装置300における低圧電源310及びメイン制御部380の概略構成を示すブロック図である。
図13においては、低圧電源310及びメイン制御部380の、実施の形態3の特徴に関わる部分を抜粋したものである。
なお、実施の形態3は、メイン制御部380に温度異常検出部387が追加されている点、及び、低圧電源310の保護動作部329での動作の点において、実施の形態2と異なっている。以下、実施の形態2と異なっている点に関連する部分を主に説明する。
実施の形態3におけるメイン制御部380には、温度異常検出部387が設けられている。
温度異常検出部387は、ヒーター温度検出部286の検出温度により、ヒーター22の温度が、目標温度を超えて、異常に高くなった場合を検出する。例えば、温度異常検出部387は、その検出温度が予め定められた閾値を超えた場合に、温度異常を検出する。温度異常検出部387は、異常温度を検出した場合には、その旨をヒーター温度コントロール部383に通知するとともに、メイン制御部380のAlarmコネクタから出力する温度異常信号であるAlarm信号を、Hレベルにする。
実施の形態2における低圧電源210の保護動作部229は、ヒーター温度コントロール部283から出力されるACON信号を入力していたが、実施の形態3における低圧電源310の保護動作部329は、温度異常検出部387から出力されるAlarm信号を入力している。
具体的には、保護動作部329のAlarmピンは、メイン制御部380のAlarmピンに接続されている。
図14は、実施の形態3における保護動作部329の一例を示す回路図である。
保護動作部329は、リレーコイル部329aと、トランジスタ329bと、抵抗329cと、抵抗329dと、ダイオード329eと、AND回路329fとを備える。
リレーコイル部329aは、ダイオード329eのカソードと、保護動作部329の+24Vピンとに接続される。
また、リレーコイル部329aは、ダイオード329eのアノードと、トランジスタ329bのコレクタとに接続される。
トランジスタ329bのベースは、抵抗329dと、抵抗329cとに接続される。
トランジスタ329bのエミッタは、抵抗329cと、AND回路329fのGNDピンと、保護動作部329のGNDピンとに接続される。
抵抗329dは、AND回路329fの出力ピンに接続される。
AND回路329fの入力ピンは、保護動作部329のdtcIピンと、メイン制御部380のAlarmピンとに接続される。
次に、実施の形態3の動作について説明する。
実施の形態2では、ヒーター22の点灯中に、一時的でも直流電圧が印加された場合には、ヒーター保護部138のヒューズC138aが切断される。
これに対して、実施の形態3は、直流検出部230に一時的に直流電圧が印加され、その後交流電圧に復帰する場合を考慮している。
ヒーター温度検出部286の検出温度が目標温度以下の場合、ヒーター温度コントロール部383は、ACON信号としてHレベルを出力し、ヒーター動作部241を動作させてトライアック134をオンにし、ヒーター22を点灯させる。
直流検出部230が直流電圧を検出した場合、直流検出部230は、dtcOピンからの出力をHレベルにする。ヒーター動作部241は、dtcIピンにHレベルが入力されると、ヒーター動作部241の電圧源を遮断する。
入力電源異常判定部282も、直流検出部230からのdtc信号により、直流電圧が印加されたと判定し、ヒーター温度コントロール部383に対してヒーター22を消灯するように通知する。その通知に従って、ヒーター温度コントロール部383は、ACON信号をLレベルにする。
トライアック134は、ヒーター動作部241の電圧源が遮断され、かつ、ACON信号がLレベルにされているにもかかわらず、直流が入力されている場合には、オフすることができずオンし続ける。このため、ヒーター22を消灯することができず、ヒーター温度検出部286の検出温度は上昇し続ける。
ヒーター温度検出部286で検出されるヒーター22の温度が、温度異常検出部387の設定温度である閾値を超えると、温度異常検出部387は、Alarm信号をHレベルにする。
保護動作部329に入力されるAlarm信号と、dtc信号とが共にHレベルになるため、図14に示されている保護動作部329のAND回路329fは、Hレベルを出力する。これにより、抵抗329dを介して、トランジスタ329bにベース電流が流れ、保護動作部329のリレーコイル部329aに電流が流れる。
リレーコイル部329aに電流が流れると、図5に示されているヒーター保護部138のリレー接点部138cがオンになる。この場合、ヒーター保護部138のバリスタ138bがLINE及びNEUTRAL間に接続される。バリスタ138bとして、バリスタ電圧が例えば80Vとなるようなものを使用することで、供給電圧が80V以上となると、LINE及びNEUTRAL間が短絡状態となる。短絡電流がヒーター保護部138のヒューズC138aに流れると、ヒューズC138aが切断され、ヒーター22に電圧を供給することができなくなる。以上により、ヒーター22が点灯状態であっても、ヒーター22を安全に停止させることができる。
保護動作部329により、直流検出部230により直流が検出され、ヒーター22の温度が予め定められた閾値を超えた場合に、ヒューズC138aが切断される。
また、ヒーター温度検出部286の検出温度が目標温度以下の場合、ヒーター温度コントロール部383は、ACON信号をHレベル出力し、ヒーター動作部241を動作させてトライアック134をオンにし、ヒーター22を点灯させる。
直流検出部230が直流電圧を検出した場合、直流検出部230は、dtcOピンからの出力をHレベルにする。ヒーター動作部241は、dtcIピンにHレベルが入力されると、ヒーター動作部241の電圧源を遮断する。
入力電源異常判定部282も、直流検出部230からのdtc信号により、直流電圧が印加されたと判定し、ヒーター温度コントロール部383に対してヒーター22を消灯するように通知する。その通知に従って、ヒーター温度コントロール部383は、ACON信号をLレベルにする。
トライアック134は、ヒーター動作部241の電圧源が遮断され、かつ、ACON信号がLレベルにされているにもかかわらず、直流が入力されている場合には、オフすることができずオンし続ける。このため、ヒーター22を消灯することができず、ヒーター温度検出部286の検出温度は上昇し続ける。
この時、直流検出部230が交流電圧を検出した場合、dtcOピンからの出力をLレベルにする。トライアック134は、直流から交流に変化したため、オフすることが可能となり、その結果、ヒーター22も消灯できる。
ここで、ヒーター温度検出部286で検出されるヒーター22の温度が、温度異常検出部387の設定温度である閾値を下回っている場合には、温度異常検出部387は、Alarm信号をLレベルにする。
保護動作部329に入力されるAlarm信号と、dtc信号とが共にLレベルになるため、図14に示されている保護動作部329のAND回路329fは、Lレベルを出力する。この場合、トランジスタ329bにベース電流が流れない。このため、保護動作部329のリレーコイル部329aに電流が流れない。
リレーコイル部329aに電流が流れないため、図5に示されているヒーター保護部138のリレー接点部138cは、オフのままであり、ヒーター保護部138のバリスタ138bがLINE及びNEUTRAL間に接続されない。LINE及びNEUTRAL間が短絡状態とならないため、短絡電流がヒューズC138aに流れず、ヒューズC138aが切断されることはない。
以上のように、実施の形態3によれば、ヒーター22の点灯中に低圧電源310に直流電圧が印加されても、ヒーター22の温度が異常温度になるまでヒューズC138aが切断されないようにしたため、一時的に直流電圧が印加されてすぐに交流電圧に復帰したような場合には、ヒューズC138aを切断することなく、画像形成装置300を使用し続けることができる。
実施の形態4.
図1に示されているように、実施の形態4に係る画像形成装置400は、実施の形態2に係る画像形成装置200と比較して、低圧電源410及びメイン制御部480が異なっている。以下、低圧電源410及びメイン制御部480について主に説明する。
図15は、実施の形態4に係る画像形成装置400における低圧電源410及びメイン制御部480の概略構成を示すブロック図である。
図15においては、低圧電源410及びメイン制御部480の、実施の形態4の特徴に関わる部分を抜粋したものである。なお、実施の形態4は、低圧電源410に電圧検出部442が追加されている点、及び、低圧電源410の保護動作部429での動作の点において、実施の形態2と異なっている。以下、実施の形態2と異なっている点に関連する部分を主に説明する。
実施の形態4における低圧電源410には、電圧検出部442が設けられている。
電圧検出部442は、直流検出部230の検出結果が商用電源の瞬断によるものか、直流電圧が印加されたものかを判別するために、低圧電源410に電圧が入力されているか否かを検出する。電圧検出部442での検出結果を示す電圧検出信号であるVout信号は、保護動作部429に与えられる。
電圧検出部442のIN5ピンは、降圧トランス442aの入力側と、直流検出部230のIN1ピンと、フィルタA113と、AC入力部111のNEUTRAL側に接続されている。
電圧検出部442のIN6ピンは、降圧トランス442aの入力側と、直流検出部230のIN2ピンと、フィルタA113と、ヒューズA112とに接続されている。
電圧検出部442の+3.3Vピンは、電圧変換部240の+3.3Vピンに接続される。
電圧検出部442のGNDピンは、ヒーター動作部241のGNDピンと、直流検出部230のGNDピンと、保護動作部429のGNDピンと、電解コンデンサ126の-極と、低圧電源410のGND出力ピンとに接続される。
電圧検出部442のVoutピンは、保護動作部428のVoutピンに接続される。
図16は、実施の形態4における電圧検出部442の一例を示す回路図である。
降圧トランス442aの入力側は、電圧検出部442のIN5ピン及びIN6ピンに接続されている。
降圧トランス442aの出力側は、ブリッジダイオード442bの入力側に接続されている。
ブリッジダイオード442bの+ピンは、コンデンサ442cと、抵抗442dとに接続されている。
ブリッジダイオード442bの-ピンは、コンデンサ442cと、トランジスタ442eのエミッタと、トランジスタ442gのエミッタと、コンデンサ442jと、電圧検出部442のGNDピンとに接続されている。
抵抗442dは、トランジスタ442eのベースに接続されている。
トランジスタ442eのコレクタは、抵抗442fと、トランジスタ442gのベースとに接続されている。
トランジスタ442gのコレクタは、抵抗442hと、コンデンサ442jと、電圧検出部442のVoutピンとに接続されている。
抵抗442fは、抵抗442hと、電圧検出部442の+3.3Vピンとに接続されている。
図17は、実施の形態4における保護動作部429の一例を示す回路図である。
保護動作部429は、リレーコイル部429aと、トランジスタ429bと、抵抗429cと、抵抗429dと、ダイオード429eと、AND回路429fとを備える。
リレーコイル部429aは、ダイオード429eのカソードと、保護動作部429の+24Vピンとに接続される。
また、リレーコイル部429aは、ダイオード429eのアノードと、トランジスタ429bのコレクタとに接続される。
トランジスタ429bのベースは、抵抗429dと、抵抗429cとに接続される。
トランジスタ429bのエミッタは、抵抗429cと、AND回路429fのGNDピンと、保護動作部429のGNDピンとに接続される。
抵抗429dは、AND回路429fの出力ピンに接続される。
AND回路429fの入力ピンは、電圧検出部442のVoutピンと、保護動作部429のdtcIピンと、ヒーター温度コントロール部283のACONピンとに接続される。
次に、実施の形態4の動作について説明する。
実施の形態2又は実施の形態3では、低圧電源210、310に入力された電圧が瞬断で一時的にAC0Vになる場合でも、直流検出部230がHレベルを出力してしまうため、誤って保護動作部229を動作させて、ヒューズC138aが切断されてしまう可能性がある。従って、直流検出部230の抵抗230eとコンデンサ230dの時定数を大きくし、LレベルからHレベルに切り替わるまでの時間を長くして瞬断時間を考慮する必要があった。言い換えると、予め定められた期間直流が入力された場合に、Hレベルが出力されるようになっている。
実施の形態4では、電圧検出部442を追加し、瞬断時には電圧検出部442からLレベルを出力し、これを保護動作部429に入力し、保護動作部429が動作しないようにしている。
電圧検出部442の動作について、図16を用いて説明する。
低圧電源410に交流電圧が入力されている場合、電圧検出部442のIN5ピン及びIN6ピンにも同様に交流電圧が入力される。降圧トランス442aの入力側に交流電圧が入力されると、降圧トランス442aの出力側にも降圧された交流電圧が出力される。
この交流電圧は、ブリッジダイオード442bで整流され、コンデンサ442cで平滑される。この整流平滑された電圧によって、抵抗442dを介してトランジスタ442eにベース電流が流れる。
電圧検出部442の+3.3Vピンから抵抗442fを介して、トランジスタ442eにコレクタ電流が流れる。この結果、トランジスタ442gのベースに電流が流れず、電圧検出部442の+3.3Vピンから抵抗442hを介して、トランジスタ442gにコレクタ電流が流れない。
従って、電圧検出部442のVoutピンの出力は、+3.3Vピンからの電流が流れてHレベルとなる。
以上の動作は、低圧電源410に直流電圧が入力された場合も同様に行われ、電圧検出部442からは、Hレベルが出力される。
一方、低圧電源410に交流電圧が入力されている途中で瞬断が発生した場合、電圧検出部442のIN5ピン及びIN6ピンに電圧が入力されないため、降圧トランス442aの入力側にも電圧が入力されない。ここで、コンデンサ442cの電荷により、抵抗442dを介してトランジスタ442eのベースに放電電流が流れ、トランジスタ442eに、+3.3Vピンから抵抗442fを介して、コレクタ電流が流れる。
コンデンサ442cの電荷がなくなると、トランジスタ442eのコレクタ電流が流れなくなり、電圧検出部442の+3.3Vピンから抵抗442fを介してトランジスタ442gのベースに電流が流れる。この結果、電圧検出部442の+3.3Vピンから抵抗442hを介して、トランジスタ442gにコレクタ電流が流れ、電圧検出部442のVoutピンの出力がLレベルとなる。
ヒーター点灯中、かつ、瞬断発生時では、図17に示されている保護動作部429のAND回路429fにおいて、ACON信号はHレベル、dtc信号はHレベル、Vout信号はLレベルが入力されるため、そのAND回路429fはLレベルを出力する。このため、トランジスタ429bにベース電流が流れず、リレーコイル部429aに電流が流れない。
リレーコイル部429aに電流が流れないため、図5に示されているヒーター保護部138のリレー接点部138cは、オフのままであり、ヒーター保護部138のバリスタ138bがLINE及びNEUTRAL間に接続されない。LINE及びNEUTRAL間が短絡状態とならないため、短絡電流がヒューズC138aに流れず、ヒューズC138aが切断されることはない。
保護動作部429により、直流検出部230により直流が検出され、電圧検出部442により電圧が入力されていることが検出され、ヒーター温度コントロール部283がヒーター22をオンにしている場合に、ヒューズC138aが切断される。
以上のように、実施の形態4によれば、ヒーター22の点灯中に瞬断が発生した場合でも、ヒューズC138aが切断されることなく、画像形成装置400を使用し続けることができる。
以上に記載された実施の形態1~4では、ヒーター保護部138は、分岐点BPよりもヒーター22側にあればよく、トライアック134との位置が逆になっていてもよい。
実施の形態5.
図1に示されているように、実施の形態5に係る画像形成装置500は、実施の形態1に係る画像形成装置100と比較して、低圧電源510及びメイン制御部580が異なっている。以下、低圧電源510及びメイン制御部580について主に説明する。
図18は、実施の形態5に係る画像形成装置500における低圧電源510及びメイン制御部580の概略構成を示すブロック図である。
図18においては、低圧電源510及びメイン制御部580の、実施の形態5の特徴に関わる部分を抜粋したものである。
電源コード101は、商用電源(AC電源)に接続される。電源コード101は、ACインレット102に接続され、ACインレット102は、低圧電源510のAC入力部111に接続される。
AC入力部111のLINE側は、ヒューズA112に接続される。ヒューズA112は、フィルタA113と、直流検出部530のIN2ピンとに接続される。
AC入力部111のNEUTRAL側は、フィルタA113と、直流検出部530のIN1ピンとに接続される。
フィルタA113は、ヒューズB114と、ヒーター保護部138のIN2ピンとに接続される。
ヒューズB114は、整流ブリッジ115の入力側に接続され、フィルタA113は、整流ブリッジ115の入力側と、トライアック134と、抵抗137とに接続される。
整流ブリッジ115の出力側の+極は、電解コンデンサ116の+極と、抵抗117と、トランス118の一次側とに接続される。
整流ブリッジ115の出力側の-極は、電解コンデンサ116の-極と、抵抗119と、電源制御IC120のGNDピンと、電解コンデンサ121の-極と、トランス118の第3巻線側と、フォトカプラ122のエミッタとに接続される。
抵抗117は、電源制御IC120のVINピンに接続される。
FET123のソースは、トランス118の一次側に接続され、FET123のドレインは、抵抗119と、電源制御IC120のISピンとに接続され、FET123のゲートは、電源制御IC120のOUTピンに接続される。
トランス118の第3巻線側は、ダイオード124のアノードと接続され、ダイオード124のカソードは、電解コンデンサ121の+極と、電源制御IC120のVCCピンとに接続される。
フォトカプラ122のコレクタは、電源制御IC120のFBピンに接続される。
トランス118の二次側は、ダイオード125のアノードに接続され、ダイオード125のカソードは、電解コンデンサ126の+極と、抵抗127と、抵抗128と、保護動作部529の+24Vピンと、電圧変換部540のVINピンと、低圧電源510の+24V出力ピンとに接続される。
また、トランス118の二次側は、可変シャントレギュレータ131のアノードと、電解コンデンサ126の-極と、抵抗132と、保護動作部529のGNDピンと、直流検出部530のGNDピンと、電圧変換部240のGNDピンと、フォトトライアック133のカソードと、低圧電源510のGND出力ピンとに接続される。
フォトカプラ122のアノードは、抵抗127に接続される。
フォトカプラ122のカソードは、可変シャントレギュレータ131のカソードに接続される。
可変シャントレギュレータ131のリファレンスピンは、抵抗128と抵抗132とに接続される。
フォトトライアック133は、トライアック134のゲートと、抵抗135とに接続される。
また、フォトトライアック133は、抵抗137に接続される。
抵抗135は、トライアック134と、ヒーター保護部138のIN1ピンへ接続される。
ヒーター保護部138のOUT1ピンは、ヒーター用AC出力部136と、出力直流検出部543のIN1ピンとに接続される。
ヒーター保護部138のOUT2ピンは、ヒーター用AC出力部136と、出力直流検出部543のIN2ピンとに接続される。
電圧変換部540の+5Vピンは、保護動作部529の+5Vピンと、低圧電源510の+5V出力ピンとに接続される。
電圧変換部540の+3.3Vピンは、直流検出部530の+3.3Vピンと、出力直流検出部543の+3.3Vピンと、低圧電源510の+3.3V出力ピンとに接続される。
直流検出部530のdtcOピンは、保護動作部529のdtcIピンに接続されるとともに、DC dtcコネクタを介して、メイン制御部580にある入力電源異常判定部582に接続される。
入力電源異常判定部582の出力は、ヒーター温度コントロール部183と、表示コントロール部184とに入力される。
表示コントロール部184は、表示部20に接続される。
ヒーター温度コントロール部183の制御信号(ACON信号)は、ACONコネクタを介して、フォトトライアック133の発光ダイオードのアノードピンに入力される。
フォトトライアック133の発光ダイオードのカソードピンは、GNDに接続される。
メイン制御部580の中にある各電圧(+24V、+5V、+3.3V、GND)は、メイン制御部580の各回路に供給される。
ここで、ヒーター保護部138のIN2ピンに接続されている電線は、フィルタA113と、ヒューズB114との間の電線に接続され、ヒーター保護部138のIN1ピンに接続されている電線は、トライアック134を介して、フィルタA113と、整流ブリッジ115との間の電線に接続されている。
言い換えると、画像形成装置500は、ACインレット102において、商用電源から電圧が入力されて、ACインレット102に入力された電圧である入力電圧が所望の電圧に変換され、その所望の電圧がメイン制御部580に供給される入力される第1の経路と、第1の経路から分岐点BPにおいて分岐し、ヒーター22に入力電圧が供給される第2の経路とを備える。第2の経路には、ヒーター22と、トライアック134と、ヒーター保護部138とが直列に接続されている。
図19は、実施の形態5における直流検出部530の一例を示す回路図である。
直流検出部530は、抵抗530aと、コンデンサ530bと、フォトカプラ530cと、コンデンサ530dと、抵抗530eとを備える。
抵抗530aは、直流検出部530のIN1ピンに接続される。
また、抵抗530aは、コンデンサ530bに接続される。
コンデンサ530bは、フォトカプラ530cに接続される。
フォトカプラ121cは、直流検出部530のIN2ピンに接続される。
また、フォトカプラ530cのコレクタは、抵抗530eと、コンデンサ530dと、直流検出部530のdtcOピンとに接続される。
さらに、フォトカプラ530cのエミッタは、直流検出部530のGNDピンと、コンデンサ530dとに接続される。
図20は、実施の形態5における保護動作部529の一例を示す回路図である。
保護動作部529は、リレーコイル部529aと、トランジスタ529bと、抵抗529cと、抵抗529dと、ダイオード529eと、AND回路529fとを備える。
リレーコイル部529aは、ダイオード529eのカソードと、保護動作部529の+24Vピンとに接続される。
また、リレーコイル部529aは、ダイオード529eのアノードと、トランジスタ529bのコレクタとに接続される。
トランジスタ529bのベースは、抵抗529dと、抵抗529cとに接続される。
トランジスタ529bのエミッタは、抵抗529cと、AND回路529fのGNDピンと、保護動作部529のGNDピンとに接続される。
抵抗529dは、AND回路529fの出力ピンに接続される。
AND回路529fの入力ピンは、保護動作部529のdtcIピン及びdtcIピンに接続される。
図21は、実施の形態5における出力直流検出部543の一例を示す回路図である。
出力直流検出部543は、抵抗543aと、コンデンサ543bと、フォトカプラ543cと、コンデンサ543dと、抵抗543eとを備える。
抵抗543aは、出力直流検出部543のIN1ピンに接続される。
また、抵抗543aは、コンデンサ543bに接続される。
コンデンサ543bは、フォトカプラ543cに接続される。
フォトカプラ543cは、出力直流検出部543のIN2ピンに接続される。
フォトカプラ543cのコレクタは、抵抗543eと、コンデンサ543dと、出力直流検出部543のdtcOピンに接続される。
フォトカプラ543cのエミッタは、出力直流検出部543のGNDピンと、コンデンサ543dとに接続される。
出力直流検出部543は、ヒーター22に出力される入力電圧の異常を検出する出力異常検出部として機能する。出力直流検出部543は、入力電圧が直流である場合に、異常を検出する。
以上に記載されたメイン制御部580の入力電源異常判定部582、ヒーター温度コントロール部183及び表示コントロール部184の一部又は全部は、例えば、図6(A)に示されているように、メモリ30と、メモリ30に格納されているプログラムを実行するCPU等のプロセッサ31とにより構成することができる。このようなプログラムは、ネットワークを通じて提供されてもよく、また、記録媒体に記録されて提供されてもよい。即ち、このようなプログラムは、例えば、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。
また、メイン制御部580の入力電源異常判定部582、ヒーター温度コントロール部183及び表示コントロール部184の一部又は全部は、例えば、図6(B)に示されているように、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC又はFPGA等の処理回路32で構成することもできる。
なお、ヒーター温度検出部286は、ヒーター22の温度を検出するセンサにより実現することができる。
次に、実施の形態5における動作を説明する。
ヒーター22のオン及びオフのスイッチングは、メイン制御部580のヒーター温度コントロール部183の出力信号であるACON信号により、トライアック134をオン又はオフすることで行われる。
上述のように、トライアック134は、直列が入力されるとオフすることができず、オンが継続することになりヒーター22が点灯し続けてしまう。
実施の形態1に記載したように、電源供給側から交流が供給されても、例えば、電源供給側の事故等により、商用電源としての供給元より直流が供給されても、メイン制御部580は、降圧された直流電圧を得ることができるため、処理を行うことができる。
まず、ヒーター22が点灯状態である場合の動作について説明する。
低圧電源510に直流が供給されると、供給された直流は、低圧電源510のAC入力部111及びヒューズA112を通り、直流検出部530のIN1ピン又はIN2ピンに入力される。
直流検出部530に直流が供給されると、直流検出部530のdtcOからの出力は、Hレベルとなる。これは、実施の形態1と同様である。
直流検出部530は、商用電源から入力される電圧である入力電圧の異常を検出する入力異常検出部として機能する。直流検出部530は、入力電圧が直流である場合に、異常を検出する。
ヒーター温度コントロール部183のACON信号によりHレベルを出力すると、フォトトライアック133の発光ダイオードが点灯し、トライアック134がオンとなる。商用電源から供給された直流は、低圧電源510のAC入力部111、ヒューズA112、フィルタA113、トライアック134及びヒーター保護部138を通り、ヒーター用AC出力部136と、出力直流検出部543のIN1ピンとに入力される。
出力直流検出部543に直流が供給されると、出力直流検出部543のdtcOピンからの出力はHレベルとなる。
具体的には、出力直流検出部543のIN1ピンに直流が供給されると、図21に示されているように、抵抗543aには電圧がかかるが、コンデンサ543bによって直流が遮断され、出力直流検出部543には、電流が流れない。従って、フォトカプラ543cは動作せず、+3.3Vピンから入力される電流がdtcOピンから出力されて、その出力信号は、Hレベルとなる。
dtcOピンは、保護動作部529のdtcIピンに接続されているため、図20に示されている保護動作部529のdtcIピンへの入力は、Hレベルとなる。
ここでは、保護動作部529のAND回路529fの入力信号は何れもHレベルのため、AND回路529fからの出力は、Hレベルとなる。このため、抵抗529dを介してトランジスタ529bのベースに電流が流れ、保護動作部529のリレーコイル部529aに電流が流れる。
リレーコイル部529aに電流が流れると、図5に示されているヒーター保護部138のリレー接点部138cがオンになる。この場合、ヒーター保護部138のバリスタ138bがLINE及びNEUTRAL間に接続される。バリスタ138bとして、バリスタ電圧が例えば80Vとなるようなものを使用することで、供給電圧が80V以上となると、LINE及びNEUTRAL間が短絡状態となる。短絡電流がヒーター保護部138のヒューズC138aに流れると、ヒューズC138aが断となり、ヒーター22に電圧を供給することができなくなる。以上により、ヒーター22を安全に停止させることができる。
保護動作部529によれば、直流検出部530で直流が検出され、出力直流検出部543で直流が検出された場合に、ヒューズC138aが切断される。
次に、ヒーター22が消灯状態の場合の動作を説明する。
低圧電源510に直流が供給されると、供給された直流は、低圧電源510のAC入力部111及びヒューズA112を通り、直流検出部530のIN1ピン又はIN2ピンに入力される。直流検出部530に直流が供給されると、直流検出部530のdtcOピンからの出力は、Hレベルとなる。これは、実施の形態1と同様である。
ヒーター22が消灯状態の場合、ヒーター温度コントロール部183のACONピンからは、Lレベルが出力される。そのため、フォトトライアック133の発光ダイオードは消灯し、トライアック134は、開放状態となる。従って、ヒーター22に電流が流れない。
出力直流検出部543には、直流が供給されないため、出力直流検出部543のdtcOピンからの出力は、Hレベルとなる。
具体的には、IN1ピンに直流が供給されないため、出力直流検出部543には、電流が流れず、フォトカプラ543cは動作しない。フォトカプラ543cが動作しないため、+3.3Vピンから入力される電流がdtcOピンから出力され、その出力はHレベルとなる。
図20に示されている保護動作部529のAND回路529fの入力信号は、何れもHレベルのため、AND回路529fは、Hレベルを出力する。抵抗529dを介してトランジスタ529bのベースに電流が流れ、保護動作部529のリレーコイル部529aに電流が流れる。
リレーコイル部529aに電流が流れると、図5に示されているヒーター保護部138のリレー接点部138cは、オンになる。ヒーター保護部138のバリスタ138bがLINE及びNEUTRAL間に接続され、LINE及びNEUTRAL間が短絡状態となるが、短絡電流がヒューズC138aに流れないため、ヒューズC138aが切断されることはない。
図22は、実施の形態5における入力電源異常判定部582の動作を示すフローチャートである。
入力電源異常判定部582は、直流検出部530のdtcOピンからの出力により、直流検出部130が直流を検出したか否かを判断する(S30)。直流が検出された場合(S30でYes)には、処理はステップS31に進む。
ステップS31では、入力電源異常判定部582は、ヒーター温度コントロール部183からの出力により、ヒーター22が点灯中であるか否かを判断する。点灯中である場合(S31でYes)には、処理はステップS32に進み、消灯中である場合(S31でNo)には、処理はステップS33に進む。
ステップS32では、入力電源異常判定部582は、表示コントロール部184に指示することで、表示部20に警告を表示させる。ここでは、例えば、表示部20は、「電源入力異常、直流を検出しました。ヒーター保護回路が動作しました。サービスマンを呼んでください」とのメッセージを表示する。
一方、ステップS33では、入力電源異常判定部582は、ヒーター温度コントロール部183に指示することで、ヒーターコントロール信号を強制的にオフにする。これにより、ヒーター温度コントロール部183は、出力信号であるACON信号をHレベルにすることができなくなる。
そして、入力電源異常判定部582は、表示コントロール部184に指示することで、表示部20に警告を表示させる(S34)。ここでは、例えば、表示部20は、「電源入力異常、直流を検出しました」とのメッセージを表示する。
実施の形態5では、直流検出部530、出力直流検出部543及び保護動作部529はハードウェアで構成されており、入力電源異常判定部582等のファームウェアが誤動作した場合を考慮して構成されている。
例えば、ヒーター22が点灯中で、かつ、低圧電源510に交流が入力されているにもかかわらず、入力電源異常判定部582が誤って、直流が入力されていると判断した場合、ファームウェアで処理すると、誤って保護動作部529を動作させ、ヒーター保護部138のヒューズC138aを切断してしまう。
実施の形態5では、直流検出部530及び出力直流検出部543からの出力は、Hレベルではなく、Lレベルであるため、保護動作部529のAND回路529fは、Lレベルを出力する。このため、ヒューズC138aは切断されない。
また、例えば、ヒーター22が点灯中で、かつ、低圧電源510に直流が入力されているにもかかわらず、入力電源異常判定部582が誤って交流が入力されていると判断した場合、ファームウェアで処理すると、保護動作部529を動作させることができず、トライアック134がオンし続け、更にヒーター22が点灯し続けてしまい、安全性が損なわれてしまう。
実施の形態5では、直流検出部530及び出力直流検出部543からの出力は、Lレベルではなく、Hレベルであるため、保護動作部529のAND回路529fはHレベルを出力する。このため、ヒューズC138aが切断され、ヒーター22を保護することができる。
以上のように、実施の形態5によれば、供給側の事故等によって、直流が供給されることで、トライアック134がヒーター22のオフ制御を行うことができなくなった場合でも、ヒーター22を安全に停止させることができる。
また、ヒーター22が消灯中に直流が供給された場合には、ヒーター温度コントロール部183からのヒーター制御信号であるACON信号がHレベルとならないようにしているため、直流供給によってトライアック134がヒーター22のオフ制御を行うことができなくなる前に、ヒーター22を保護することが可能となり、ヒューズC138aが切断されることなく、ヒーター22を安全に停止することができる。
さらに、ヒーター22が点灯中に直流が供給され、直流検出部530からの直流検出信号dtcを入力電源異常判定部582で検出する間に、ヒーター温度コントロール部183がヒーター制御信号であるACON信号をオフし、トライアック134がヒーター22のオフ制御をおこなうことができなくなった場合でも、直流検出部530からの直流検出信号と、出力直流検出部543からの直流検出信号とのAND条件によって、ヒーター保護部138のヒューズC138aが動作されるため、ヒーター22を強制的にオフにすることができ、より安全にヒーター22を停止させることができる。
なお、実施の形態5では、図20に示されているように、直流検出部530での直流検出信号(入力直流検出信号)と、出力直流検出部543での直流検出信号(出力直流検出信号)の両方が、直流を検出していること(両方、Hレベルであること)により、ヒューズC138aが切断されるようになっているが、実施の形態5はこのような例に限定されない。
例えば、出力直流検出部543で直流が検出された場合に、ヒューズC138aが切断されるようになっていてもよい。低圧電源510に直流が入力され、かつ、ヒーター22が点灯されている場合に、出力直流検出部543で直流が検出されるためである。このような場合には、図20において、出力直流検出部543の検出信号が、抵抗529dを介して、トランジスタ529bのベースに入力されるようにすればよい。
以上に記載された実施の形態5では、ヒーター保護部138は、分岐点BPよりもヒーター22側にあればよく、トライアック134との位置が逆になってもよい。
但し、出力直流検出部543は、トライアック134よりもヒーター22側に配置されている必要がある。
なお、図18に示されているように、分岐点BPから、トライアック134、ヒーター保護部138、出力直流検出部543及びヒーター22の順に配置されている場合には、出力直流検出部543から出力される信号で、ヒューズC138aが切断されていることも検出することができる。
一方、分岐点BPから、トライアック134、出力直流検出部543、ヒーター保護部138及びヒーター22の順に配置されている場合には、出力直流検出部543から出力される信号で、ヒューズC138aが切断された後でも、低圧電源510に直流が入力されていることを検出することができる。
実施の形態6.
図1に示されているように、実施の形態6に係る画像形成装置600は、実施の形態1に係る画像形成装置100と比較して、低圧電源610及びメイン制御部680が異なっている。以下、低圧電源610及びメイン制御部680について主に説明する。
図23は、実施の形態6に係る画像形成装置600における低圧電源610及びメイン制御部680の概略構成を示すブロック図である。
図23においては、低圧電源610及びメイン制御部680の、実施の形態6の特徴に関わる部分を抜粋したものである。
電源コード101は、商用電源(AC電源)に接続される。電源コード101は、ACインレット102に接続され、ACインレット102は、低圧電源610のAC入力部111に接続される。
AC入力部111のLINE側は、ヒューズA112に接続される。ヒューズA112は、フィルタA113と、ACゼロクロス回路644のIN2ピンとに接続される。
AC入力部111のNEUTRAL側は、フィルタA113と、ACゼロクロス回路644のIN1ピンとに接続される。
フィルタA113は、ヒューズB114と、ヒーター保護部138のIN2ピンとに接続される。
ヒューズB114は、整流ブリッジ115の入力側に接続され、フィルタA113は、整流ブリッジ115の入力側と、ヒューズC645を介して、ヒーター保護部638のIN1ピンとに接続される。
整流ブリッジ115の出力側の+極は、電解コンデンサ116の+極と、抵抗117と、トランス118の一次側に接続される。
整流ブリッジ115の出力側の-極は、電解コンデンサ116の-極と、抵抗119と、電源制御IC120のGNDピンと、電解コンデンサ121の-極と、トランス118の第3巻線側と、フォトカプラ122のエミッタとに接続される。
抵抗117は、電源制御IC120のVINピンに接続される。
FET123のソースは、トランス118の一次側に接続され、FET123のドレインは、抵抗119と、電源制御IC120のISピンとに接続され、FET123のゲートは、電源制御IC120のOUTピンに接続される。
トランス118の第3巻線側は、ダイオード124のアノードと接続され、ダイオード124のカソードは、電解コンデンサ121の+極と、電源制御IC120のVCCピンに接続される。
フォトカプラ122のコレクタは、電源制御IC120のFBピンに接続される。
トランス118の二次側は、ダイオード125のアノードに接続され、ダイオード125のカソードは、電解コンデンサ126の+極と、抵抗127と、抵抗128と、保護動作部129の+24Vピンと、低圧電源610の+24V出力ピンとに接続される。
トランス118の二次側は、可変シャントレギュレータ131のアノードと、電解コンデンサ126の-極と、抵抗132と、保護動作部129のGNDピンと、ACゼロクロス回路644のGNDピンと、低圧電源610のGND出力ピンとに接続される。
フォトカプラ122のアノードは、抵抗127に接続される。
フォトカプラ122のカソードは、可変シャントレギュレータ131のカソードに接続される。
可変シャントレギュレータ131のリファレンスピンは、抵抗128と、抵抗132とに接続される。
フォトトライアック133は、トライアック134のゲートと、抵抗135とに接続される。
また、フォトトライアック133は、抵抗137に接続される。
抵抗135は、トライアック134と、ヒーター用AC出力部136とに接続される。
ヒーター保護部138のOUT2ピンは、ヒーター用AC出力部136に接続される。
トライアック134は、抵抗137と、ヒーター保護部638のOUT1ピンとに接続される。
また、トライアック134は、ヒーター用AC出力部136に接続される。
ACゼロクロス回路644のGNDピンは、低圧電源610のGNDピンに接続されている。
ACゼロクロス回路644のOUTピンは、ACZEROコネクタを介して、メイン制御部680にACゼロクロス信号を出力する。
ACゼロクロス回路644の+5Vピンには、図示されていないが、+24V電源からDC-DCコンバータで生成された+5Vが入力される。
メイン制御部680は、画像形成装置600を制御する制御基板である。
電圧変換部185は、メイン制御部680の+24V入力ピン又は+5V入力ピンから入力される+24V又は+5Vから、DC-DC変換回路で、制御基板のロジック等で用いられる各電源(3.3V又は1.8V等)を生成する。
表示コントロール部184は、表示部20のディスプレーに各種表示を行わせる。
不揮発性記憶部688は、エラー情報を記憶する。
印刷コントロール部681は、画像形成装置600での画像形成(印刷)を制御する。印刷コントロール部681には、ヒーター温度コントロール部683が含まれる。
ヒーター温度コントロール部683からの出力は、ヒーターコントロール信号(ACON信号)であり、一旦、入力電源異常判定部682に入り、入力電源異常判定部682から、ACONコネクタを介して、フォトトライアック133に入力される。
入力電源異常判定部682は、FCコネクタを介して、ヒューズカット信号(FC信号)を出力し、そのFC信号は、保護動作部629のFCIピンに入力される。
ACゼロクロス回路644のOUTピンから出力されるACゼロクロス信号は、ACZEROコネクタを介して、入力電源異常判定部682に入力される。ACゼロクロス信号は、印刷コントロール部681で、定着器11のヒーター22がハロゲンランプの場合、フリッカ対策におけるヒーター位相制御で用いられる。
ここで、ヒーター保護部638のIN2ピンに接続されている電線は、フィルタA113と、ヒューズB114との間の電線に接続され、ヒーター保護部638のIN1ピンに接続されている電線は、フィルタA113と、整流ブリッジ115との間の電線に接続されている。
言い換えると、画像形成装置600においては、ACインレット102において、商用電源から電圧が入力されて、ACインレット102に入力された電圧である入力電圧が所望の電圧に変換され、その所望の電圧がメイン制御部180に供給される入力される第1の経路と、第1の経路から分岐点BPにおいて分岐し、ヒーター22に入力電圧が供給される第2の経路とを通ることになる。第2の経路には、ヒーター22と、トライアック134と、ヒューズ645Cと、ヒーター保護部638とが直列に接続されている。
図24は、実施の形態6におけるACゼロクロス回路644の一例を示す回路図である。
ACゼロクロス回路644は、抵抗644aと、抵抗644bと、抵抗644cと、フォトカプラ644dと、抵抗644eと、コンデンサ644fと、デジトラ644gとを備える。
抵抗644aは、ACゼロクロス回路644のIN1ピンに接続される。
また、抵抗644aは、抵抗644bと、フォトカプラ644dとに接続される。
抵抗644cは、ACゼロクロス回路644のIN2ピンに接続される。
また、抵抗644cは、抵抗644bと、フォトカプラ644dとに接続される。
フォトカプラ644dは、抵抗644eと接続される。
また、フォトカプラ644dは、コンデンサ644fと、デジトラ644gのベースとに接続される。
抵抗644eは、ACゼロクロス回路644の+5Vピンに接続される。
デジトラ644gのエミッタは、ACゼロクロス回路644のGNDピンに接続され、デジトラ644gのコレクタは、ACゼロクロス回路644のOUTピンに接続される。
なお、ACゼロクロス回路644は、幾つか違う回路構成も存在する。上記構成以外のACゼロクロス回路でも実施の形態6に適用することができる。
ここで、ACゼロクロス回路644は、入力電圧の交流ゼロクロス点を検出する交流ゼロクロス検出部として機能する。
図25は、実施の形態6における保護動作部629の一例を示す回路図である。
保護動作部629は、リレーコイル部629aと、トランジスタ629bと、抵抗629cと、ダイオード629dとを備える。
リレーコイル部629aは、ダイオード629dのカソードと、保護動作部629の+24Vピンとに接続される。
また、リレーコイル部629aは、ダイオード629dのアノードと、トランジスタ629bのコレクタとに接続される。
トランジスタ629bのベースは、抵抗629cに接続される。
抵抗629cは、保護動作部629のFCIピンに接続される。
図26は、実施の形態6におけるヒーター保護部638の一例を示す回路図である。
ヒーター保護部638は、バリスタ638bと、リレー接点部638cとを備える。
バリスタ638bは、ヒューズC645と、ヒーター保護部638のOUT1ピンとに接続される。
また、バリスタ638bは、リレー接点部638cに接続される。
リレー接点部638cは、ヒーター保護部638のOUT2ピン及びIN2ピンに接続される。
ここで、ヒューズC645は、着脱可能な定着器11内に設けられている。なお、図23に示されているように、ヒューズC645は、NEUTRALと、ヒーター保護部638のIN1ピンとに接続される。
図27は、商用電源の系統を説明するための概略図である。
画像形成装置600は、ACコンセント40を介して、パワーコンディショナー41に接続されている。
パワーコンディショナー41は、分電盤から室内配線でACコンセント40に接続される。パワーコンディショナー41には、商用電源からの交流と、太陽光パネル42からの直流とが入力される。
ここで、パワーコンディショナー41が故障することで、太陽光パネル42の直流が、ACコンセント40に流入するケースと、商用電源からの交流及び太陽光パネル42からの直流が重畳するケースとが想定される。
図28(A)~(C)は、ACゼロクロス信号と、電源波形との関係を示すグラフである。
図28(A)~(C)に示されているグラフの横軸は時間であり、縦軸は電圧値である。但し、図28(A)~(C)に示されているACゼロクロス信号は、電源波形と比較するために示されており、縦軸の電圧値とは無関係である。
図28(A)は、低圧電源610に入力されるAC100V/50Hzにおける電源波形43Aと、電源波形43AにおけるACゼロクロス信号44Aとを示す。図28(A)に示されているように、ACゼロクロス信号がHレベルとなる周期(t1、t2、t3)は、10msで均等に出力される。なお、ACゼロクロス信号がHレベルにおいて、ACゼロクロス点が検出されている。
図28(B)は、低圧電源610への入力が、AC100V/50HzからDC50Vに切り替わった場合の電源波形43Bと、電源波形43BにおけるACゼロクロス信号44Bとを示す。図28(B)に示されているように、電源からの入力がDCに切り替わると、ACゼロクロス信号においてHレベルが出力されなくなる。なお、図示していないが、瞬断が1サイクル(ここでは、20ms)なら、瞬断後にACゼロクロス信号のHレベルが出力される。実施の形態6では、瞬断が3サイクルになると、画像形成装置600の二次側電源低下により、画像形成装置600は動作を停止するものとする。
図28(C)は、低圧電源610への入力が、AC100V/50HzにDC50Vが重畳された場合の電源波形43Cと、電源波形43CにおけるACゼロクロス信号44Cとを示す。この場合、図28(C)において、t4、t5及びt6として示されているように、ACゼロクロス信号44Cの周期が、短、長、短、長で繰り返される。例えば、交流電源の周波数が50Hzの場合、通常、ACゼロクロス信号の周期は10msになるはずである。これに対して、ACゼロクロス信号の周期が、短い周期で8ms以下、長い周期で12ms以上となる現象が連続する場合には、ACにDCが重畳したと識別することができる。
以上に記載されたメイン制御部680の印刷コントロール部681、入力電源異常判定部682、ヒーター温度コントロール部683及び表示コントロール部184の一部又は全部は、例えば、図6(A)に示されているように、メモリ30と、メモリ30に格納されているプログラムを実行するCPU等のプロセッサ31とにより構成することができる。このようなプログラムは、ネットワークを通じて提供されてもよく、また、記録媒体に記録されて提供されてもよい。即ち、このようなプログラムは、例えば、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。
また、メイン制御部680の印刷コントロール部681、入力電源異常判定部682、ヒーター温度コントロール部683及び表示コントロール部184の一部又は全部は、例えば、図6(B)に示されているように、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC又はFPGA等の処理回路32で構成することもできる。
なお、不揮発性記憶部688は、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)又はFlashメモリ等の不揮発性メモリで構成することができる。
次に、実施の形態6の動作について説明する。
図29は、入力電源異常判定部682での動作を示すフローチャートである。
まず、入力電源異常判定部682は、ACゼロクロス回路644からのACゼロクロス信号においてACゼロクロス点(Hレベル)が消失したか否かを判断する(S40)。例えば、入力電源異常判定部682は、ACゼロクロス信号のHレベルが、予め定められた時間、検出されない場合、ACゼロクロス点が消失したと判断する。ここで、予め定められた時間は、例えば、正常時のACゼロクロス信号の1周期の時間(例えば、10ms)から2周期の時間(例えば、20ms)の間から選択された時間であればよい。また、ACゼロクロス点が消失した場合には、入力電源異常判定部682は、低圧電源610に直流電圧が入力されている又は入力電圧が瞬断していると判定することができる。
ACゼロクロス点が消失した場合(S40でYes)には、処理はステップS45に進み、ACゼロクロス点が消失していない場合(S40でNo)には、処理はステップS41に進む。
ステップS41では、入力電源異常判定部682は、ACゼロクロス信号の周波数が異常であるか否かを判断する。ここで、入力電源異常判定部682は、その周波数が、予め定められた第1の閾値よりも大きい状態と、予め定められた第2の閾値よりも小さい状態とが繰り返されている場合に、ACゼロクロス信号の周波数が異常であると判断する。なお、第1の閾値は、第2の閾値よりも大きいことが望ましい。具体的には、第1の閾値は、正常時のACゼロクロス信号の周期よりも大きいことが望ましく、第2の閾値は、正常時のACゼロクロス信号の周期よりも小さいことが望ましい。
ACゼロクロス信号の周波数が異常である場合(S41でYes)には、処理はステップS12に進み、ACゼロクロス信号の周波数が正常である場合(S41でNo)には、正常な交流が入力されているため、処理はステップS40に戻る。
ステップS42では、交流電圧に直流電圧が重畳された電圧が低圧電源610に入力されているため、入力電源異常判定部682は、フォトトライアック133へのACON信号がHレベルとならないように、ACON信号をガードする。これにより、ヒーター22の動作が停止される。
そして、入力電源異常判定部682は、エラー処理として、印刷コントロール部681に印刷動作を停止されるとともに、不揮発性記憶部688に、交流と直流とが重畳したことによる周期異常のエラーコードを記録する。
次に、入力電源異常判定部682は、表示コントロール部184に指示することで、表示部20に警告を表示させる(S44)。ここでは、表示部20は、例えば、「電源入力異常を検出しました。印刷動作を停止させています。電源をOFFして、サービスマンを呼んでください。」とのメッセージを表示する。そして、処理はステップS40に戻る。
ステップS40において、ACゼロクロス点が消失したと判断した場合(S40でYes)には、処理はステップS45に進む。
ステップS45では、入力電源異常判定部682は、ヒーター温度コントロール部683からの信号により、ヒーター22を点灯しているか否かを判断する。ヒーター22を点灯している場合(S45でYes)には、処理はステップS46に進み、ヒーター22を消灯している場合(S45でNo)には、処理はステップS53に進む。なお、ヒーター22が点灯している場合には、ヒーター温度コントロール部683からのACON信号がHレベルとなっており、ヒーター22が消灯している場合には、ヒーター温度コントロール部683からのACON信号がLレベルとなっている。
ステップS46では、入力電源異常判定部682は、予め定められた時間を計数するタイマをスタートする。ここでは、予め定められた時間は、80msであるものとする。80msは、通常のACゼロクロス信号の1サイクル(2周期)が20msである場合に、3サイクルで画像形成装置600の電源が落ちるため、1サイクルのマージンを含めて4サイクル(20ms×4=80ms)とした。
次に、入力電源異常判定部682は、ACゼロクロス回路644からのACゼロクロス信号においてACゼロクロス点を検出したか否かを判断する(S47)。ACゼロクロス点が検出された場合(S47でYes)には、処理はステップS48に進み、ACゼロクロス点が検出されない場合(S47でNo)には、処理はステップS49に進む。
ステップS48では、入力電源異常判定部682は、ステップS46で開始したタイマをクリアして、計時を終了する。この場合は、入力電圧が瞬断された場合であり、処理はステップS40に戻る。
一方、ステップS49では、入力電源異常判定部682は、ステップS46でスタートしたタイマが、予め定められた時間に到達したか否かを判断する。予め定められた時間に到達した場合(S48でYes)には、処理はステップS50に進み、予め定められた時間に到達していない場合(S48でNo)には、処理はステップS47に戻る。
ステップS50では、入力電源異常判定部682は、保護動作部629に送るヒューズカット信号をHレベルにすることで、ヒューズC645を切断させる。
そして、入力電源異常判定部682は、エラー処理として、印刷コントロール部681に印刷動作を停止させ、不揮発性記憶部688に直流の入力によるエラーコードを記録する。
次に、入力電源異常判定部682は、表示コントロール部184に指示することで、表示部20に警告を表示させる(S52)。ここでは、例えば、表示部20は、「電源入力異常を検出しました。印刷動作を停止させています。電源をOFFして、サービスマンを呼んでください。」とのメッセージを表示する。
ステップS45で、ヒーター22が点灯していない場合(S45でNo)には、処理はステップS53に進む。
ステップS53では、入力電源異常判定部682は、フォトトライアック133へのACON信号がHレベルとならないように、ACON信号をガードする。
次に、入力電源異常判定部682は、予め定められた時間を計数するタイマをスタートする(S54)。ここでも、予め定められた時間は、80msであるものとする。
次に、入力電源異常判定部682は、ACゼロクロス回路644からのACゼロクロス信号においてACゼロクロス点を検出したか否かを判断する(S55)。ACゼロクロス点が検出された場合(S55でYes)には、処理はステップS56に進み、ACゼロクロス点が検出されない場合(S55でNo)には、処理はステップS57に進む。
ステップS56では、入力電源異常判定部682は、ステップS46で開始したタイマをクリアして、計時を終了するとともに、ステップS53で設定したACON信号のガードを解除する。この場合は、入力電圧が瞬断された場合であり、処理はステップS40に戻る。
一方、ステップS57では、入力電源異常判定部682は、ステップS54でスタートしたタイマが、予め定められた時間に到達したか否かを判断する。予め定められた時間に到達した場合(S57でYes)には、処理はステップS58に進み、予め定められた時間に到達していない場合(S57でNo)には、処理はステップS55に戻る。
ステップS58では、入力電源異常判定部682は、エラー処理として、印刷コントロール部681に印刷動作を停止させ、不揮発性記憶部688に直流の入力によるエラーコードを記録する。
次に、入力電源異常判定部682は、表示コントロール部184に指示することで、表示部20に警告を表示させる(S59)。ここでは、例えば、表示部20は、「電源入力異常を検出しました。印刷動作を停止させています。電源をOFFして、サービスマンを呼んでください。」とのメッセージを表示する。
次に、図29に示されているフローチャートを用いて、低圧電源610への入力が正常な交流である場合、交流に直流が重畳されて低圧電源610への入力されている場合、及び、低圧電源610への入力が直流である場合について説明する。
まず、低圧電源610への入力が正常な交流である場合について説明する。
ステップS40では、入力電源異常判定部682は、ACゼロクロス信号の周期時間において、ACゼロクロス点の消失の判定を行う。ここでは、正常時であるため、ACゼロクロス点が検出され、処理はステップS41に進む。
ステップS41では、入力電源異常判定部682は、周期異常を判定する。ここでは、正常な交流が入力されているため、処理はステップS40に戻る。
次に、交流に直流が重畳されて低圧電源610への入力されている場合について説明する。
まず、ステップS40では、入力電源異常判定部682は、ACゼロクロス点を検出しているため、処理はステップS41に進む。
ステップS41では、入力電源異常判定部682は、交流に直流が重畳されているため、周期異常を検出する。このため、処理はステップS42に進む。
ステップS42では、入力電源異常判定部682は、ACON信号をカードして、ヒーター22がオンされないようにして、ヒーター22の動作を停止する。
次に、入力電源異常判定部682は、印刷コントロール部681に印刷動作を停止させ、不揮発性記憶部688に、交流と直流とが重畳したことによる周期異常のエラーコードを記録する。
次に、入力電源異常判定部682は、表示部20に警告を表示させる。
次に、低圧電源610への入力が直流である場合について説明する。この場合には、低圧電源610への入力が瞬断した場合も含めて説明する。
まず、ステップS40では、直流が入力されているため、ACゼロクロス点は検出されず、処理はステップS45に進む。
ステップS45では、入力電源異常判定部682は、ヒーター温度コントロール部683からのACON信号を監視し、ヒーター22がオンしているか否かを判断する。ここでは、ヒーター22が既にオンにされているものとして説明する。
このような場合、処理はステップS46に進み、入力電源異常判定部682は、80msのタイマをスタートさせる。80msとしたのは、瞬断1サイクルでは装置電源が落ちずに動作するため、瞬断と直流の入力とを識別する必要があるためである。
瞬断の場合、ステップS47でACゼロクロス点が検出され、ステップS48で、タイマがクリアされて、処理はステップS40に戻る。
一方、直流が入力されている場合には、ステップS47でACゼロクロス信号が検出されないため、処理はステップS49に進み、入力電源異常判定部682は、80msのタイマが経過したか否かを判断する。
80msのタイマが経過した場合、処理はステップS50に進み、入力電源異常判定部682は、ヒューズカット信号(FC信号)を出力する。
FC信号が入力されると、保護動作部629は、リレーコイル部629aが動作して、ヒューズC645が溶断する。
次に、入力電源異常判定部682は、エラー処理として、印刷コントロール部681に印刷動作を停止させ、不揮発性記憶部688に直流の入力によるエラーコードを記録する。
そして、入力電源異常判定部682は、表示部20に警告を表示させる。
また、直流が入力され、ステップS45で、まだヒーター22がオンにされていない場合(S45でNo)には、ステップS53において、入力電源異常判定部682は、ACON信号をガードする。これは、直流が入力されると、トライアック134をOFFすることができなくなるため、ACON信号をONさせないためである。
そして、ステップS54において、入力電源異常判定部682は、80msのタイマをスタートさせる。
次に、ステップS55で、入力電源異常判定部682は、ACゼロクロス点の検出を行う。
瞬断で一時的にACゼロクロス点が消失したものであれば、処理はステップS56に進み、入力電源異常判定部682は、タイマをクリアして、ACON信号のガードを解除する。そして、処理は、ステップS40に戻る。
低圧電源610に直流が入力されている場合、ステップS55でACゼロクロス点が検出されないため、処理はステップS57に進む。
ステップS57で、タイマが経過すると、処理はステップS58に進み、入力電源異常判定部682は、エラー処理として、印刷コントロール部681に印刷動作を停止させ、不揮発性記憶部688に直流の入力によるエラーコードを記録する。
次に、入力電源異常判定部682は、表示部20に警告を表示させる。この場合は、トライアック134がオンになっていないため、ヒューズC645が切断されることはない。
以上のように、入力電源異常判定部682は、入力電圧が異常であるか否かを判定し、保護動作部629により、入力電源異常判定部682により入力電圧が異常であると判定され、トライアック134がヒーター22をオンにし、入力電圧が異常であると判定された状態が予め定められた期間継続した場合に、ヒューズC138aが切断されるようになる。
以上のように、実施の形態6によれば、ACゼロクロス信号を監視して、ACゼロクロス点の入力が無い時間をプログラムタイマで監視することで、AC瞬断と、直流電圧の入力とを区別することができるため、AC瞬断によるヒューズカットを防止することができる。
また、ヒューズC645を着脱可能な定着器11内に設けることで、直流電圧の入力によりヒューズC645が切断されても、サービスマンの保守性が向上する。
実施の形態7.
図1に示されているように、実施の形態7に係る画像形成装置700は、実施の形態1に係る画像形成装置100と比較して、低圧電源710及びメイン制御部780が異なっている。以下、低圧電源710及びメイン制御部780について主に説明する。
図30は、実施の形態7に係る画像形成装置700における低圧電源710及びメイン制御部780の概略構成を示すブロック図である。
図30においては、低圧電源710及びメイン制御部780の、実施の形態7の特徴に関わる部分を抜粋したものである。
実施の形態7では、実施の形態6におけるACゼロクロス回路644を、直流検出部730に置き換えている。このため、メイン制御部780における入力電源異常判定部782での動作が、実施の形態6の入力電源異常判定部682と異なっている。
以下、実施の形態6からの変更点について主に説明する。
直流検出部730のIN1ピンは、AC入力部111と、フィルタA113とに接続されている。
直流検出部730のIN2ピンは、ヒューズA112と、フィルタA113とに接続されている。
直流検出部730のGNDピンは、トランス118の二次側と、電解コンデンサ126の-極と、抵抗132と、可変シャントレギュレータ131のアノードと、保護動作部629のGNDピンと、低圧電源710のGND出力ピンとに接続される。
直流検出部730の+5Vピンには、図示されていないが、+24V電源からDC-DCコンバータで生成された+5Vが入力される。
直流検出部730のdtcOピンからの出力(dtc信号)は、DC dtcコネクタを介して、メイン制御部780の入力電源異常判定部782に入力される。
直流検出部730のFCOピンからの出力(FC信号)は、FCコネクタを介して、メイン制御部780の入力電源異常判定部782に入力される。
また、直流検出部730のFCOピンは、保護動作部629のFCIピンに接続される。
直流検出部730のACONピンは、ACONコネクタを介して、入力電源異常判定部782からACON信号の入力を受ける。
図31は、直流検出部730の一例を示す回路図である。
直流検出部730は、抵抗730aと、コンデンサ730bと、フォトカプラ730cと、抵抗730dと、抵抗730eと、トランジスタ730fと、電解コンデンサ730gと、NAND回路730hと、抵抗730iと、コンデンサ730jと、コンデンサ730kと、タイマIC730lと、NOT回路730mと、Dフリップフロップ730nとを備える。
タイマIC730lは、NE555がオリジナルで、各社からセカンドソース品が販売されている。
抵抗730aは、直流検出部730のIN1ピンに接続される。
また、抵抗730aは、コンデンサ730bに接続される。
コンデンサ730bは、フォトカプラ730cに接続される。
フォトカプラ730cは、直流検出部730のIN2ピンに接続される。
また、フォトカプラ730cは、直流検出部730の+5Vピンと、抵抗730eと、タイマIC730lのVccピンと、Dフリップフロップ730nのPRピン及びCLRピンとに接続される。なお、フォトカプラ730cは、図示されていないが、NAND回路730hのVccピンと、NOT回路730mのVccピンにも接続される。
また、フォトカプラ730cは、抵抗730dに接続される。
抵抗730dは、トランジスタ730fのベースに接続される。
トランジスタ730fのエミッタは、直流検出部730のGNDピンに接続される。
直流検出部730のGNDピンには、他に、電解コンデンサ730gの-極、コンデンサ730j、コンデンサ730k、及び、タイマIC730lのGNDピンが接続されている。また、図示されていないが、直流検出部730のGNDピンには、NAND回路730hのGNDピン、NOT回路730mのGNDピン、及び、Dフリップフロップ730nのGNDピンも接続される。
トランジスタ730fのコレクタは、抵抗730eと、電解コンデンサ730gの+極と、Dフリップフロップ730nのDピンと、直流検出部730のdtcOピンと、NAND回路730hの入力側とに接続される。
NAND回路730hの入力側は、ACONピンに接続されている。
また、NAND回路730hの出力側は、タイマIC730lのTRGピンに接続されている。
タイマIC730lのDISピン及びTHピンは、抵抗730iと、コンデンサ730jとに接続される。この抵抗730iとコンデンサ730jでタイマ時間(T=CR×1.1)が設定される。
また、抵抗730iは、タイマIC730lのRピン及びVccピンに接続される。
コンデンサ730kは、タイマIC730lのCONTピンに接続される。
タイマIC730lのOUTピンは、NOT回路730mの入力側に接続される。
NOT回路730mの出力側は、DフリッブフロップのCLKピンに接続される。
Dフリップフロップ730nのQピンは、直流検出部730のFCOピンに接続される。
図32(A)及び(B)は、直流検出部730での動作を示すタイムチャートである。
図32(A)は、直流が検出される場合の直流検出部730での動作を示す。
ACON信号がON状態で、直流が検出される場合、直流検出信号(dtc信号)がHレベルになり、NAND回路730hの出力がLレベルになることで、タイマIC730lのタイマトリガとなる(T01)。
タイマIC730lの出力がHレベルとなると、NOT回路730mからの出力であるタイマ出力反転信号がLレベルとなる。
タイマ設定時間(例えば、80ms)で、タイマ出力反転信号はHレベルになる(T02)。このとき、直流検出信号(dtc信号)は、直流検出状態(Hレベル)なので、Dフリップフロップ730nのCLKピンが、LレベルからHレベルになり、Dフリップフロップ730nのQピンから、ヒューズカット信号(FC信号)のHレベルが出力され、この信号は、FCOピンからHレベルの信号として出力される。
図32(B)は、交流が瞬断した場合の直流検出部730での動作を示す。
ACON信号がON状態で、交流の瞬断が検出される場合、直流検出信号(dtc信号)がHレベルになり、NAND回路730hの出力がLレベルになることで、タイマIC730lのタイマトリガとなる(T11)。
交流の瞬断が終わり、交流が入力されると(T12)、dtc信号がHレベルからLレベルになる。
このため、タイマ終了時(T13)に、Dフリップフロップ730nのQピンからは、ヒューズカット信号(FC信号)のLレベルが出力され、FCOピンからLレベルの信号が出力される。
図33は、入力電源異常判定部782の動作を示すフローチャートである。
まず、入力電源異常判定部782は、直流検出部730からの直流検出信号(dtc信号)により、直流が入力されたか否かを判断する(S60)。直流が入力されていない場合(S60でNo)には、処理はステップS61に進み、直流が入力されている場合(S60でYes)には、処理はステップS62に進む。
ステップS61では、入力電源異常判定部782は、ACON信号のガードを解除する。そして、処理はステップS60に戻る。
ステップS62では、入力電源異常判定部782は、ヒーター温度コントロール部683からのACON信号に基づいて、ヒーター22がオン状態になっているか否かを判断する。ヒーター22がオンになっていない場合(S62でNo)には、処理はステップS63に進み、ヒーター22がオンになっている場合(S62でYes)には、処理はステップS64に進む。
ステップS63では、入力電源異常判定部782は、ACON信号がHレベルとならないようにガードする。これにより、ヒーター温度コントロール部683は、ACON信号をON(Hレベル)にすることができなくなる。そして処理はステップS60に戻る。
一方、ステップS64では、直流検出部730からのヒューズカット信号(FC信号)のHレベルが検出されたか否かを判断する。ヒューズカット信号のHレベルが検出された場合(S64でYes)には、処理はステップS65に進み、ヒューズカット信号のLレベルが検出された場合(S64)には、処理はステップS60に戻る。
ステップS65では、入力電源異常判定部782は、ヒーター保護部638によりヒューズC645が切断されるため、印刷コントロール部681に印刷停止を指示し、不揮発性記憶部688にエラーコードを格納する。
次に、入力電源異常判定部782は、表示コントロール部184に指示することで、表示部20に警告を表示させる。例えば、表示部20は、「電源入力異常を検出しました。印刷動作を停止させています。電源をOFFして、サービスマンを呼んでください。」とのメッセージを表示する。
以上のように、実施の形態7によれば、直流検出部730が交流の瞬断と、直流電圧との区別を行うことができるため、交流の瞬断によるヒューズC645の切断を防止することができる。
実施の形態8.
図1に示されているように、実施の形態8に係る画像形成装置800は、実施の形態1に係る画像形成装置100と比較して、低圧電源810及びメイン制御部780が異なっている。以下、低圧電源810及びメイン制御部780について主に説明する。
図30は、実施の形態8に係る画像形成装置800における低圧電源810及びメイン制御部780の概略構成を示すブロック図である。
図30においては、低圧電源810及びメイン制御部780の、実施の形態8の特徴に関わる部分を抜粋したものである。
図30に示されているように、実施の形態8におけるメイン制御部780は、実施の形態7におけるメイン制御部780と同様である。
また、図30に示されているように、実施の形態8における低圧電源810は、直流検出部830を除いて、実施の形態7における低圧電源710と同様である。
図34は、実施の形態8における直流検出部830の一例を示す回路図である。
直流検出部830は、抵抗830aと、コンデンサ830bと、フォトカプラ830cと、抵抗830dと、抵抗830eと、トランジスタ830fと、電解コンデンサ830gと、抵抗830hと、トランジスタ830iと、電解コンデンサ830jと、抵抗830kとを備える。
抵抗830aは、直流検出部830のIN1ピンに接続される。
また、抵抗830aは、コンデンサ830bに接続される。
コンデンサ830bは、フォトカプラ830cに接続される。
フォトカプラ830cは、直流検出部830のIN2ピンに接続される。
また、フォトカプラ830cは、直流検出部830の+5Vピンと、抵抗830eと、抵抗830kとに接続される。
さらに、フォトカプラ830cは、抵抗830dと、抵抗830hとに接続される。
抵抗830dは、トランジスタ830fのベースに接続される。
抵抗830hは、トランジスタ830iのベースに接続される。
トランジスタ830f及びトランジスタ830iのエミッタは、電解コンデンサ830g及び電解コンデンサ830jの-極と、直流検出部830のGNDピンとに接続される。
また、トランジスタ830fのコレクタは、抵抗830eと、電解コンデンサ830gの+極と、直流検出部830のdtcOピンとに接続される。
トランジスタ830iのコレクタは、抵抗830kと、電解コンデンサ830jの+極と、直流検出部830のFCOピンとに接続される。
図35は、直流検出部830の動作波形を説明するための概略図である。
符号50は、フォトカプラ830cの発光波形である。
符号51は、フォトカプラ830cの出力波形である。
符号52は、トランジスタ830fのコレクタ出力(直流検出信号:dtc信号)である。符号51で示されているフォトカプラ830cの出力がオフの際のバタツキを抑えるために、トランジスタ830fには電解コンデンサ830gが接続されている。
符号53は、ヒューズカット信号(FC信号)の波形である。
時刻T1以降において、直流が入力される場合、直流検出部830にはコンデンサ830bが設けられているため、直流成分がカットされて、符号50に示されているように、フォトカプラ830cは発光しない。このため、符号51に示されているように、フォトカプラ830cからの出力は、Lレベルになる。
この時、符号52に示されているように、直流検出信号(dtc信号)はすぐに立ち上がり、直流が検出されたことを示す。
一方、符号53で示されているヒューズカット信号(FC信号)は、抵抗830kと、電解コンデンサ830jとの時定数(τ=R×C)により、80msに調整された値での立ち上がりとなる。
以上のように、実施の形態8によれば、直流検出部830に、CR時定数による遅延回路を設けることで、AC瞬断と直流電圧の入力との区別を行うことができる。このため、交流の瞬断によるヒューズC645の切断を防止することができる。
また、実施の形態6によれば、定着器11のヒーター22にハロゲンランプが使用されている場合には、フリッカ対策等でACゼロクロス信号による位相制御で、ACゼロクロス回路を使用しているため、ACゼロクロス信号を共有することができる。
また、ヒーター22が面状ヒーター等におけるクイック定着が用いられている場合には、フリッカ制御等の必要が無いため、ACゼロクロス回路では無く、実施の形態7又は8における直流検出部730、830を用いることができる。
以上に記載された実施の形態6~8では、ヒューズC645及びヒーター保護部638は、分岐点BPよりもヒーター22側にあればよく、トライアック134との位置関係については、図23又は図30に示されている位置関係に限定されるものではない。分岐点BPよりもヒーター22側にあれば、ヒューズC645、ヒーター保護部638及びトライアック134の配置は、任意に選択することができる。
以上に記載された画像形成装置100~800は、プリンタ、ファクシミリ装置又はマルチファンクションプリンタ等に適用することができる。
100,200,300,400,500,600,700,800 画像形成装置、 110,210,310,410,510,610,710,810 低圧電源、 129,229,329,429,529,629 保護動作部、 130,230,530,730,830 直流検出部、 134 トライアック、 138,638 ヒーター保護部、 138a ヒューズC、 241 ヒーター動作部、 442 電圧検出部、 644 ACゼロクロス回路、 645 ヒューズC、 180,280,380,480,580,680,780 メイン制御部、 181,681 印刷コントロール部、 182,582 入力電源異常判定部、 183,383,683 ヒーター温度コントロール部、 184 表示コントロール部、 286 ヒーター温度検出部、 387 温度異常検出部、 688 不揮発性記憶部、 20 表示部、 22 ヒーター。

Claims (15)

  1. 現像剤による画像が形成された媒体を加熱するためのヒーターと、
    前記ヒーターを制御する制御部と、
    外部電源から入力される電圧である入力電圧を受けて、前記入力電圧を所望の電圧に変換し、前記所望の電圧を前記制御部に供給する第1の経路と、
    前記第1の経路から分岐し、前記入力電圧を前記ヒーターに供給する第2の経路と、
    前記第2の経路に接続され、前記制御部からの指示に従って、前記ヒーターのオン又はオフのスイッチングを制御する制御素子と、
    前記第1の経路と並列に分岐し、コンデンサを配置した経路をもち、前記コンデンサにより前記入力電圧の直流成分を遮断した電流により、前記入力電圧が直流であるか又は交流であるかで出力を異ならせ、前記入力電圧の異常を検出する入力異常検出部と、
    前記入力異常検出部を用いて検出された、前記入力電圧の状態に応じて、前記第2の経路を切断する切断部と、を備えること
    を特徴とする画像形成装置。
  2. 記切断部は、前記異常が検出された場合に、前記第2の経路を切断すること
    を特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 記切断部は、前記異常が検出され、かつ、前記制御素子が前記ヒーターをオンにできる運転状態である場合に、前記第2の経路を切断すること
    を特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  4. 記異常が検出され、かつ、前記制御素子が前記ヒーターをオンにできない非運転状態である場合には、前記制御部は、前記非運転状態を前記運転状態にせず、前記切断部は、前記第2の経路を切断しないこと
    を特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
  5. 記切断部は、前記異常が検出され、かつ、前記制御素子が前記ヒーターをオンにしている場合に、前記第2の経路を切断すること
    を特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  6. 前記異常が検出され、かつ、前記制御素子が前記ヒーターをオフにしている場合には、前記制御部は、前記制御素子に前記ヒーターをオンにさせず、前記切断部は、前記第2の経路を切断しないこと
    を特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
  7. 前記ヒーターの温度を検出するヒーター温度検出部をさらに備え、
    前記切断部は、前記異常が検出され、かつ、前記温度が予め定められた閾値を超えた場合に、前記第2の経路を切断すること
    を特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  8. 記入力電圧が前記第1の経路に入力されているか否かを検出する電圧検出部をさらに備え、
    前記切断部は、前記異常が検出され、かつ、前記制御素子が前記ヒーターをオンにし、かつ、前記入力電圧が前記第1の経路に入力されている場合に、前記第2の経路を切断すること
    を特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  9. 前記第2の経路において前記入力電圧の異常を検出する出力異常検出部をさらに備え、
    前記切断部は、前記出力異常検出部で前記異常が検出された場合に、前記第2の経路を切断すること
    を特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  10. 記第2の経路において、前記入力電圧の異常を検出する出力異常検出部をさらに備え、
    前記切断部は、前記入力異常検出部及び前記出力異常検出部の両方で前記異常が検出された場合に、前記第2の経路を切断すること
    を特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  11. 前記入力電圧が直流である場合に、前記異常が検出されること
    を特徴とする請求項2から10の何れか一項に記載の画像形成装置。
  12. 前記入力電圧が予め定められた期間継続して直流である場合に、前記異常が検出されること
    を特徴とする請求項2から10の何れか一項に記載の画像形成装置。
  13. 前記制御素子は、トライアックであること
    を特徴とする請求項1から12の何れか一項に記載の画像形成装置。
  14. 前記第1の経路は、外部電源と接続する整流ブリッジを含み、前記外部電源から交流又は直流のいずれが印加されても、前記整流ブリッジにより前記制御部に前記所望の電圧となる直流電圧を供給し、
    前記切断部は、前記第2の経路において、前記入力電圧、前記ヒーター及び前記制御素子と直列に接続されるヒューズと、前記入力電圧及び前記ヒューズと直列に接続されるとともに、前記ヒーターと並列に接続されるリレーと、を備え、
    前記入力異常検出部は、前記コンデンサと直列に接続されるフォトカプラを備え、前記フォトカプラが動作すると前記リレーをオフ状態とするときに用いる信号を出力し、前記フォトカプラが動作しない状態が継続すると、前記ヒーターと並列に電流を流して前記ヒューズの切断を促すために、前記リレーをオン状態とするときに用いる信号を出力すること
    を特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  15. 現像剤による画像が形成された媒体を加熱するためのヒーターと、
    前記ヒーターを制御する制御部と、
    外部電源から入力される電圧である入力電圧を受けて、前記入力電圧を所望の電圧に変換し、前記所望の電圧を前記制御部に供給する第1の経路と、
    前記第1の経路から分岐し、前記入力電圧を前記ヒーターに供給する第2の経路と、
    前記第2の経路に接続され、前記制御部からの制御に従って、前記ヒーターのオン又はオフのスイッチングを制御する制御素子と、
    前記第1の経路と並列に分岐し、コンデンサを配置した経路をもち、前記コンデンサにより前記入力電圧の直流成分を遮断した電流により、前記入力電圧が直流であるか又は交流であるかで出力を異ならせる入力異常検出部と、
    前記入力電圧が直流である場合に、前記第2の経路を切断する切断部と、を備えること
    を特徴とする画像形成装置。
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