JP2009268302A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電源装置を使用した画像形成装置の安全性を向上させることを目的とする。
【解決手段】外部電源を入力源として用いて負荷に供給する定電圧電源を発生する第１の電源手段と、蓄電装置を入力源として用いて負荷に供給する電源を発生する第２の電源手段と、前記第１の電源手段の出力と前記第２の電源手段の出力とを並列に接続し、前記第１の電源手段の電力と前記第２の電源手段の電力をともに負荷に供給する電源装置を備えた画像形成装置であって、並列接続された前記第１の電源手段の出力および第２の電源手段の出力を、前記負荷に供給するスイッチとして、筐体のドアの開閉に伴ってオンオフするインターロックスイッチを用いるようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、外部電源を入力源として用いて負荷に供給する定電圧電源を発生する第１の電源手段と、蓄電装置を入力源として用いて負荷に供給する電源を発生する第２の電源手段と、前記第１の電源手段の出力と前記第２の電源手段の出力とを並列に接続し、前記第１の電源手段の電力と前記第２の電源手段の電力をともに負荷に供給する電源装置を備えた画像形成装置に関する。

近年電子写真プロセスを利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらを組み合わせた複合機は多機能化しており、これに伴って構造も複雑化して最大消費電力が増大する傾向となっている。

また、定着装置の立ち上がりまでの待ち時間およびプリントやコピー動作中における定着温度低下による動作の一時中断，など画像形成装置自体の要因や操作者の待ち時間を少なくするため、定着ヒータへの供給電力を増大する傾向となっている。

これに対して通常の電源ラインから供給可能な電力には制限が有るので、これが機器を設計する上での大きな制約となっている。電源ラインの最大供給可能電力を越えないようにするため、特許文献１では、使用消費電力を予測し、予測した消費電力が主電源の供給可能電力を越える場合に、一部の負荷に対し、主電源と補助電源の電力を、切換回路で切換え供給する電源装置、及び画像形成装置が記載されている。

また、特許文献２では、補助電源に定電圧電源回路を用いてその出力電圧を主電源の出力電圧より高く設定し、主電源からの負荷への給電ラインには主電源への逆流を阻止するダイオードを介し、該ダイオードと負荷との間の給電ラインにスイッチを介して、又はもう１つのダイオードを介して補助電源の出力電圧を印加して、補助電源の出力電圧が主電源の出力電圧より高い間に、補助電源のみから負荷に給電する画像形成装置が記載されている。
特開２００４−２３６４９２号公報 特開２００５−２２１６７４号公報 特開２００７−２３６１５９号公報

しかしながら、これらの従来技術では、蓄電装置の電力出力回路すなわち負荷への給電回路を定電圧電源で構成しているので、切換回路で、定電圧電源であるＡＣ／ＤＣ電源（主電源）の出力と、同じく定電圧電源である補助電源の出力とを、負荷に切換給電する場合には、２つの定電圧電源の出力電圧差により切換時に電圧変動が発生してしまう。電圧変動が発生すると電力を供給しているモータの動作が不安定になり、モータが停止したり、回転むらが発生する問題がある。モータの回転むらは、画像形成装置の画像異常を生じさせてしまう。例としてカラー画像形成装置の場合、色ズレが生じてしまう。

そのため、第２電源（補助電源）を定電流電源とし、定電圧制御の第１電源（主電源）の出力と第２電源の出力とを並列に接続して、第１電源からの電力と第２電源からの電力の両方を同時に負荷に供給し、一方から他方への給電切換わりをなくし、切換わりによる電圧変動を抑える方法がある（特許文献３参照）。

上記方法では、第１電源、及び第２電源から直接負荷へ電力を供給しており、操作者が可触可能な負荷、及びその電力を元に動作している可触可能な可動部への前記電源の適用は、安全性に欠けてしまう。

本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、上記電源装置を使用した画像形成装置の安全性を向上させることを目的とする。

本発明は、外部電源を入力源として用いて負荷に供給する定電圧電源を発生する第１の電源手段と、蓄電装置を入力源として用いて負荷に供給する電源を発生する第２の電源手段と、前記第１の電源手段の出力と前記第２の電源手段の出力とを並列に接続し、前記第１の電源手段の電力と前記第２の電源手段の電力をともに負荷に供給する電源装置を備えた画像形成装置であって、並列接続された前記第１の電源手段の出力および第２の電源手段の出力を、前記負荷に供給するスイッチとして、筐体のドアの開閉に伴ってオンオフするインターロックスイッチを用いるようにしたものである。

また、さらに、前記第１の電源手段の出力および第２の電源手段の出力の相互接続端の電流値が、所定値を超えていることを検出する過電流検出手段と、前記過電流検出手段が過電流検出しているときには、前記第１の電源手段および前記第２の電源手段の出力を遮断する遮断手段を備えたものである。

また、前記過電流検出手段が検出する電流値を複数に切り替えるようにしたものである。

したがって、本発明によれば、筐体のドアが開放された場合には、電源の供給を遮断するようにしているので、利用者が筐体内部のユニットに接触して感電事故を起こすようなことを防止することができるという効果を得る。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１に、本発明の第１実施例のフルカラーデジタル複合機能複写機ＭＦ１の外観を示す。このフルカラー複写機ＭＦ１は、大略で、自動原稿送り装置（ＡＤＦ）１２０と、操作ボード１０と、カラースキャナ１００と、カラープリンタ２００の各ユニットで構成されている。なお、操作ボード１０と、ＡＤＦ１２０付きのカラースキャナ１００は、プリンタ２００から分離可能なユニットであり、カラースキャナ１００は、動力機器ドライバやセンサ入力およびコントローラを有する制御ボードを有して、エンジンコントローラと直接または間接に通信を行いタイミング制御されて原稿画像の読取りを行う。

図２に、複合機能複写機ＭＦ１のカラープリンタ２００の機構を示す。この実施例のカラープリンタ２００は、レーザプリンタである。このレーザプリンタ２００は、マゼンダ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ）および黒（ブラック：Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のトナー像形成ユニットａ〜ｄが、第１転写ベルト２０８の移動方向（図中の左から右方向ｙ）に沿ってこの順に配置されている。

即ち、４連ドラム方式（タンデム方式）のフルカラー画像形成装置である。回転可能に支持され矢印方向に回転する感光体２０１の外周部には、除電装置，クリーニング装置，帯電装置２０２および現像装置２０４が配備されている。

帯電装置２０２と現像装置２０４の間には、露光装置２０３から発せられる光情報の入るスペースが確保されている。感光体２０１は４個（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）あるが、それぞれ周囲に設けられる画像形成用の部品構成は同じである。

現像装置２０４が扱う色材（トナー）の色が異なる。各感光体２０１（４個）の一部が、第１転写ベルト２０８に接している。ベルト状の感光体も採用可能である。

第１転写ベルト２０８は矢印方向に移動可能に、回転する支持ローラおよび駆動ローラ間に支持、張架されていて、裏側（ループの内側）には、第１転写ローラが感光体２０１の近傍に配備されている。ベルトループの外側に、第１転写ベルト用のクリーニング装置が配備されている。第１転写ベルト２０８より転写紙（用紙）又は第２転写ベルトにトナー像を転写した後にその表面に残留する不要のトナーを拭い去る。

露光装置２０３は公知のレーザ方式で、フルカラー画像形成に対応した光情報を、一様に帯電された感光体表面に潜像として照射する。ＬＥＤアレイと結像手段から成る露光装置も採用できる。

図２上で、第１転写ベルト２０８の右方には、第２転写ベルト２１５が配備されている。第１転写ベルト２０８と第２転写ベルト２１５は接触し、あらかじめ定められた転写ニップを形成する。

第２転写ベルト２１５は矢印方向に移動可能に、支持ローラおよび駆動ローラ間に支持、張架されていて、裏側（ループの内側）には、第２転写手段が配備されている。ベルトループの外側に、第２転写ベルト用のクリーニング装置，チャージャ等が配備されている。該クリーニング装置は、用紙にトナーを転写した後、残留する不要のトナーを拭い去る。

転写紙（用紙）は、図の下方の給紙カセット２０９，２１０に収納されており、最上の用紙が給紙ローラで１枚づつ、複数の用紙ガイドを経てレジストローラ２３３に搬送される。第２転写ベルト２１５の上方に、定着器２１４、排紙ガイド２２４、排紙ローラ２２５、排紙スタック２２６が配備されている。

第１転写ベルト２０８の上方で、排紙スタック２２６の下方には、補給用のトナーが収納できる収納部２２７が設けてある。トナーの色はマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの四色があり、カートリッジの形態にしてある。粉体ポンプ等により対応する色の現像装置２０４に適宜補給される。

ここで、両面印刷のときの各部の動作を説明する。まず、感光体２０１による作像が行われる。すなわち、露光装置２０３の作動により、不図示のＬＤ光源からの光は、不図示の光学部品を経て、帯電装置２０２で一様に帯電された感光体２０１のうち、作像ユニットａの感光体上に至り、書き込み情報（色に応じた情報）に対応した潜像を形成する。

感光体２０１上の潜像は現像装置２０４で現像され、トナーによる顕像が感光体２０１の表面に形成され保持される。このトナー像は、第１転写手段により、感光体２０１と同期して移動する第１転写ベルト２０８の表面に転写される。

感光体２０１の表面は、残存するトナーがクリーニング装置でクリーニングされ、除電装置で除電され次の作像サイクルに備える。第１転写ベルト２０８は、表面に転写されたトナー像を坦持し、矢印の方向に移動する。

作像ユニットｂの感光体２０１に、別の色に対応する潜像が書き込まれ、対応する色のトナーで現像され顕像となる。この像は、すでに第１転写ベルト２０８に乗っている前の色の顕像に重ねられ、最終的に４色重ねられる。なお、単色黒のみを形成する場合もある。

このとき、同期して第２転写ベルト２１５は矢印方向に移動していて、第２転写手段１１７の作用で、第２転写ベルト２１５の表面に第１転写ベルト２０８表面に作られた画像が転写される。いわゆるタンデム形式である４個の作像ユニットａ〜ｄの各感光体２０１上で画像が形成されながら、第１，第２転写ベルト２０８，２１５が移動し、作像が進められるので、その時間が短縮できる。

第１転写ベルト２０８が、所定のところまで移動すると、用紙の別の面に作成されるべきトナー画像が、前述したような工程で再度感光体２０１により作像され、給紙が開始される。

給紙カセット１２１又は１２２内の最上部にある用紙が引き出され、レジストローラ２３３に搬送される。レジストローラ２３３を経て、第１転写ベルト２０８と第２転写ベルト２１５の間に送られる用紙の片側の面に、第１転写ベルト２０８表面のトナー像が、第２転写手段１１７により転写される。更に記録媒体は上方に搬送され、第２転写ベルト２１５表面のトナー像が、チャージャにより用紙のもう一方の面に転写される。転写に際して、用紙は画像の位置が正規のものとなるよう、タイミングがとられて搬送される。

上記のステップで両面にトナー像が転写された用紙は、定着器２１４に送られ、用紙上のトナー像（両面）が一度に溶融、定着され、ガイド２２４を経て排紙ローラ２２５により本体フレーム上部の排紙スタック２２６に排出される。

図２のように、排紙部２２４〜２２６を構成した場合、両面画像のうち後から用紙に転写される面（頁）、すなわち第１転写ベルト２０８から用紙に直接転写される面が下面となって、排紙スタック２２６に載置されるから、頁揃えをしておくには２頁目の画像を先に作成し、第２転写ベルト２１５にそのトナー像を保持し、１頁目の画像を第１転写ベルト２０８から用紙に直接転写する。

第１転写ベルト２０８から直接に用紙に転写される画像は、感光体表面で正像にし、第２転写ベルト２１５から用紙に転写されるトナー像は、感光体表面で逆像（鏡像）になるよう露光される。このような頁揃えのための作像順、ならびに、正、逆像（鏡像）に切り換える画像処理も、コントローラ上でのメモリに対する画像データの読書き制御によって行っている。第２転写ベルト２１５から用紙に転写した後、ブラシローラ，回収ローラ，ブレード等を備えたクリーニング装置が、第２転写ベルト２１５に残留する不要のトナーや紙粉を除去する。

図２では、第２転写ベルト２１５のクリーニング装置のブラシローラが第２転写ベルト２１５の表面から離れた状態にある。支点を中心として揺動可能で、第２転写ベルト２１５の表面に接離可能な構造になっている。

用紙に転写する以前で、第２転写ベルト２１５がトナー像を担持しているとき離し、クリーニングが必要のとき、図で反時計方向に揺動し接触させる。除去された不要トナーはトナー収納部に集められる。

以上が、「両面転写モード」を設定した両面印刷モードの作像プロセスである。両面印刷の場合には、常にこの作像プロセスで印刷が行われる。

片面印刷の場合には、「第２転写ベルト２１５による片面転写モード」と「第１転写ベルト２０８による片面転写モード」の２つがあり、前者の第２転写ベルト２１５を用いる片面転写モードを設定した場合には、第１転写ベルト２０８に３色又は４色重ねもしくは単色黒で形成された顕像が第２転写ベルト２１５に転写され、そして用紙の片面に転写される。用紙の他面には画像転写はない。

この場合、排紙スタック２２６に排出された印刷済用紙の上面に印刷画面がある。後者の第１転写ベルト２０８を用いる片面転写モードを設定した場合には、第１転写ベルト２０８に３色又は４色重ねもしくは単色黒で形成された顕像が、第２転写ベルト２１５には転写されずに、用紙の片面に転写される。用紙の他面には画像転写はない。この場合は、排紙スタック２２６に排出された印刷済用紙の下面に印刷画面がある。

図３に、電源装置の構成を示す。

主電源ＳＷ２８のオンにより、商用ＡＣ電源２７が主電源２９及び補助電源３２に供給される。その商用ＡＣ電源２７から、主電源２９の、ＡＣ制御回路である定着電源３１および定電圧電源３０、ならびに補助電源３２のキャパシタ充電器３８に商用ＡＣ電圧が印可される。定着電源３１は、入出力制御部２０から与えられる電力指示信号で指定される電力範囲内で、温度検出７０から与えられる定着温度信号を使用して定着器温度をフィードバック制御する。

主電源２９の、第１電源である定電圧電源３０は、ブリッジ整流器８０、絶縁型スイッチング回路８１、および、整流平滑回路８２により、商用ＡＣ電源２７をＤＣに変換し、絶縁型誤差増幅器８３を介してＰＷＭコントローラ８４に与えられる電圧検出信号を使用した定電圧フィードバック制御で５Ｖと２４Ｖの２系統のＤＣ定電圧を発生して、５Ｖ系負荷３４と２４Ｖ系負荷Ａ３５ａ、及び２４Ｖ系負荷Ｂ３５ｂに出力する。

このとき、２４Ｖ系の電圧検出信号（フィードバック信号）は、負荷電流検出器３３の後部より与える構成とする。

下記で詳述するが、負荷電流検出器３３は、電源ラインに数ｍΩの抵抗をシリーズ接続しているため、電圧検出信号（フィードバック信号）取り込み部の後部に負荷電流検出器３３を設けた場合には、図８に示すように、システムに供給する電源電圧が変動してしまう。

例えば負荷電流検出器３３の電流検出抵抗に１０ｍΩの抵抗を接続し、負荷が５Ａから１５Ａに変化した場合には、０．１Ｖ（１０ｍΩ×（１５Ａ−５Ａ））の変動が発生することとなる。さらに主電源２９の外部に負荷電流検出器３３の電流検出抵抗を付加した場合には、配線抵抗の影響により、これ以上の変動が発生することとなる。

以上の電流検出抵抗付加によるＤＣ負荷供給電源電圧の変動を防止するため、抵抗を介した後の電圧をフィードバック制御する構成としている。

補助電源３２は、本実施例では、キャパシタ充電器３８、それによって充電されるキャパシタ３７、及びキャパシタ電力を２４Ｖ系負荷３５（２４Ｖ系負荷Ａ３５ａおよび２４Ｖ系負荷Ｂ３５ｂ）への給電ラインに定電流出力する第２電源である定電流電源２６で構成される。

補助電源３２を２４Ｖ系負荷３５に給電しているのは、定着加熱装置３６への供給電力量の増大分を補助電源が負担する必要があり、この負担させようとしている電力量以上の消費がある電源ラインに補助電源３２を供給する必要があるためである。

そのため本実施例では、定着加熱装置３６への供給電力量の増大分（例えば３００Ｗ）を考慮し、５Ｖ系負荷３４（例えば１００Ｗ）より消費電力量が大きい２４Ｖ系負荷３５（例えば５００Ｗ）に補助電源３２を給電する構成としている。

なお、定着加熱装置３６への供給電力量の増大分が小さい場合や、５Ｖ系負荷３４の消費電力量が大きい場合には、５Ｖ系負荷３４に補助電源３２を給電させる構成とすることも可能である。

負荷電流検出器３３は、定電圧電源３０（第１電源）および定電流電源２６（第２電源）が同時に供給する電流値の和である２４Ｖ系負荷電流値を検出して電流検出信号を、電流指示器６４に与える。

また、電流指示器６４には、入出力制御部２０が、定電圧電源３０の出力電流上限値を指定する上限指示データＭＣＤを与える。電流指示器６４は２４Ｖ系負荷電流値より上限指示値を減算した値（＝定電流電源２６の出力電流指示値）を示す電流指示信号を定電流電源２６に与える。定電流電源２６は、該電流指示信号が指示する電流値を目標値とする定電流制御によって、キャパシタ３７の電力を２４Ｖ系負荷ラインに定電流給電する。

補助電源３２のキャパシタ３７は電気二重層コンデンサ等の大容量キャパシタで構成される。キャパシタ３７としては、電気二重層コンデンサ以外にもいろいろと選択可能だが、本実施例では、短時間での充放電が可能で、長寿命である電気二重層コンデンサを用いた。電気二重層コンデンサの特徴として放電するに従い端子電圧（キャパシタ電圧）が低くなってしまうため、定電流電源２６をキャパシタ３７の後に配置することにより、キャパシタ電圧の変動にもかかわらず所用電流値を出力できるようにしている。

図４は、入出力制御部２０の構成を表すブロック図である。

入出力制御部２０は、エンジン制御部（図示略）からの制御命令、ならびに、ＲＯＭ２２に格納されたプログラムや不揮発性ＲＡＭ２４に格納されたプログラムやデータに従って、センサおよび負荷に対する入出力制御および電源装置の制御を行うＣＰＵ２１と、ＣＰＵ２１を動作させるためのプログラムを格納するＲＯＭ２２と、ＣＰＵ２１のワークメモリとして使用されるＲＡＭ２３と、各負荷の動作状態や各動作モードにおける消費電力データを格納した消費電力テーブルや各動作モードにおける印刷処理に要する時間データを格納した印刷処理時間テーブルなどを記憶する不揮発性ＲＡＭ２４とフルカラーデジタル複合機能複写機ＭＦ１の各センサ２６の入力読み込みおよび負荷３４，３５の個々の駆動を制御するＩ／Ｏ制御部２５を備えている。

入出力制御部２０は、エンジン制御部の画像読み込み、印刷、複写等のプロセス制御、シーケンス制御に伴う指示に従って、センサおよび負荷への入出力制御および電源制御を行っており、各動作モードに応じてシーケンシャルに各負荷を動作させる。また入出力制御部２０は、キャパシタ３７の充放電の制御も行っており、装置の立ち上げ時、及び立ち上げ後所定の時間までの期間は、キャパシタ３７に蓄積された電力から、２４Ｖ系負荷３５に給電する。このときＡＣライン２７からの供給電力に対して生じる余裕分によって、定着加熱装置３６への供給電力量を増大する。

図５に、図３に示す定電圧電源３０、定電流電源２６、負荷電流検出器３３、および電流指示器６４の詳細構成を示す。

定電圧電源３０は、負荷電流検出器３３に含まれる負荷電流検出抵抗６０の後段（ＤＣ負荷３５側）の電圧を分圧抵抗８５、８６、により分圧した電圧検出信号を、シャントレギュレータ８７により、該基準電圧と比較／増幅し、フォトカプラ８８により絶縁してＰＷＭコントローラ８３に定電圧フィードバック信号として与える構成とし、２４Ｖ系負荷に供給する直前の電源電圧を定電圧制御する。

キャパシタ３７は、本実施例では、電気二重層キャパシタである。電気二重層キャパシタは耐圧が低く、使用上の充電上限電圧は２．５Ｖである。そのため高い電圧を得るためには、何個も直列に接続する必要がある。

しかし、小容量のキャパシタを沢山直列にするよりも大容量のキャパシタを少なく使った方が、同じ容量を低コストで得ることができる。２４Ｖ負荷に給電するためには、電気二重層キャパシタを直列数９個以下で用いる場合は、充電上限電圧２２．５Ｖ以下になるので、昇圧レギュレータを用いて定電流電源２６を構成する必要がある。

そこで、本実施例では、昇圧レギュレータ４０でキャパシタ３７の電力を昇圧して定電流出力する。

昇圧レギュレータ４０の半導体スイッチ４１は、ＰＷＭコントローラ４２の出力ＰＷＭパルスのＨ期間に導通（オン）し、Ｌ期間は非導通（オフ）となる。スイッチ４１が導通するとキャパシタ３７からリアクトル４３およびスイッチ４１に電流が流れ、リアクトル４３が蓄電し、スイッチ４１が非導通に転換したときにリアクトル４３の蓄電電力が高圧となってダイオード４４を通してキャパシタ４５を高圧充電する。スイッチ４１のＰＷＭパルス周期のＯＮ／ＯＦＦの繰り返しにより、キャパシタ４５の電圧が上昇し、電流検出抵抗４７を通して、また負荷電流検出器３３の電流検出抵抗６０を通して、２４Ｖ系負荷３５に給電する。

負荷電流検出器３３は、電流検出抵抗６０の両端電位差を差動増幅器６１で増幅して、負荷電流値に比例する負荷電流信号を発生し、電流指示器６４に出力（印加）する。

電流指示器６４は、入出力制御部２０が与える電流上限値指示データＭＣＤをＤ／Ａコンバータ６５で上限指示信号（電圧）にアナログ変換し、差動増幅器６６で、負荷電流検出値−上限指示値を演算し、演算結果を表す差分電圧を、定電流電源２６に、電流指示信号として出力する。

すなわち、電流指示器６４は、２４Ｖ系負荷電流検出器から、入出力制御部２０が指示する定電圧電源３０の出力電流上限値を差し引いた差分値を、定電流電源２６が負担すべき目標値として、その分の電流出力を定電流電源２６に指示する。

定電流電源２６は、電流検出抵抗４７の両端の電位差を差動増幅器４８で増幅して、出力電流値に比例する出力電流信号を発生し、差動増幅器５０に与える。そして差動増幅器５０は、出力電流信号から、電流指示器６４が与える目標電流値の差分を増幅し、さらに、バイアス回路が与える電圧分を加算して、ＰＷＭコントローラ４２に、ＰＷＭパルスのデューティ指示信号として与える。

ＰＷＭコントローラ４２は、デューティ指示信号として指定されるデューティに、半導体スイッチ４１をオン／オフ駆動するＰＷＭパルスのデューティを定める。すなわち、電流指示器６４の出力信号が高くなって差動増幅器５０の出力電圧が上昇すると、ＰＷＭパルスのデューティを高くする。これにより昇圧レギュレータ４０の出力電流値が増大する。

これにより、電流検出抵抗４７の電圧降下が増大し出力電流検出信号のレベルが上昇して差動増幅器５０の出力電圧が低下すると、ＰＷＭパルスのデューティが低くなる。これにより、昇圧レギュレータ４０の出力電流値が低下する。このようなフィードバックＰＷＭ制御により、昇圧レギュレータ４０の出力電流値が、電流指示器６４が与える、２４Ｖ系負荷電流検出値から、入出力制御部２０が指示する定電圧電源３０の出力電流上限値ＭＣＤを減算した差分に相当する値となる。

次に電流検出器の搭載構成の詳細を説明する。

負荷電流検出器３３の負荷電流検出抵抗６０は、定電圧電源３０（主電源２９）の一部として同一基板上に搭載し、負荷電流検出抵抗６０の両端電圧を基板間のインターフェイス信号として、定電圧電源（主電源）とは別の基板に設けた負荷電流検出器３３の差動増幅器６１およびそれに付随する抵抗等と、コネクタ及びハーネスで接続する。前記構成とすることで、定電圧電源３０の定電圧フィードバックループの延長（引き延ばし）による該電源の出力精度の劣化を最小限にすることができる。すなわち、定電圧電源３０のリモートセンシング対応による定電圧電源３０のコストの増大を抑えることが可能となる。

また、補助電源システムのオプション化を考えた場合に、補助電源システムの有無により本体システム（主電源２９）を変更しなくても、補助電源３２、電流指示器６４、負荷電流検出器３３の差動増幅器６１およびそれに付随する抵抗は、容易に本体システムから取り外すことができるので、本体システム（主電源２９）のコストは、負荷電流検出抵抗６０分増加するだけとなり、補助電源システム接続対応可否によるコスト差を殆ど発生させない。

前記のように補助電源システムの有無によらず主電源装置を同一とした場合には、補助電源システムの接続されていない装置においても電流検出抵抗による電力消費が発生する。例えば、１０ｍΩの抵抗を接続し、動作時の負荷が１５Ａのシステムの場合には、２．２５Ｗとなる。待機時等の軽負荷時には、さらに小さな値となるが、これに対応する場合は、負荷電流検出抵抗６０は非実装として変わりにジャンパー線を接続する構成とすると、軽度の変更でよく、本体システム（主電源２９）構成の複雑化を防止できる。また、補助電源システム非搭載時の本体システム（主電源２９）のコストを更に低減することができる。

また、差動増幅器６１およびそれに付随する抵抗等を含む負荷電流検出器３３全体を、定電圧電源３０（主電源２９）の一部として同一基板上に搭載し、差動増幅器６１の出力する負荷電流信号を基板間のインターフェイス信号として、定電圧電源３０（主電源２９）とは別の基板に設けた電流指示器６４と、コネクタ及びハーネス等で接続した場合には、先述の構成に比べ、差動増幅器６１およびそれに付随する抵抗分、主電源のコストは増大するが、ほぼ同一の効果を得ることができ、また、増幅された信号の受け渡しによりノイズ耐量を増すことができる。すなわち、電流検出機能の安定性を向上させることができる。

次に、定電流電源２６の出力電流の推移の概要を説明する。

図６は、装置の立ち上げ時からの定着電力指示値、２４Ｖ系負荷電流、定電圧電源の供給電流、定電流電源の供給電流、及び機器の入力電力、の遷移をグラフ化したものである。（文中括弧内アルファベットは、図と対応し、数値は設定電力の例である。）

主電源スイッチ２８オン直後の定着温度を目標温度に立ち上げる定着リロード期間Ａでは、装置に要求される立ち上げ時間を満足させるため、通常時より多大な電力を定着加熱装置３６に供給し（Ａ：１３００Ｗ）、定着加熱装置３６をプリントが可能な温度にできるだけ早く立ち上げる。定着温度をプリントが可能な温度に立ち上げることを定着リロードという。このとき、２４Ｖ系負荷３５へは定電圧電源３０および定電流電源２６の両者から同時に電力を供給して定電圧電源３０のＡＣ電力消費を低くし、定着電源３１のＡＣ電力割り当てを大きくして、定着加熱装置電力を大きくし、立ち上げ時間を短縮させる。また、このときの出力電流上限値ＭＣＤは、ＡＣ電源ライン２７からの供給可能な電力から、定着電源３１に割り当てた電力と、５Ｖ系負荷に供給する電力とを、差し引いた電力となるような電流指示値とする（ａ）。

また、定着加熱装置３６は、プリントが可能な温度に一度達すれば、温度維持のためには、定着加熱装置供給電力が定着リロード時より小さくてよくても、定着リロード終了後のプリント開始時Ｂは、通紙による定着温度の落ち込みが大きいため、温度が安定するまでの期間は通常プリント時より定着加熱装置への電力を増大する必要がある。また、プリント動作時は、モータ等の起動により負荷３５の電力消費が増大し、定着加熱装置供給電力を含めた総電力がＡＣ電源ライン２７の供給可能な電力を越えてしまうことがある。そのため定着電源３１の電力配分を、定着リロード時よりは小さく、通常プリント時（Ｂ′：９００Ｗ）よりは大きい値とし（Ｂ：１２００Ｗ）、定着リロード時からの差分を定電圧電源３０に加算し、２４Ｖ系負荷３５への供給可能電力を上げる（ｂ）。

すなわち、入出力制御部２０が電流指示器６４に与える電流上限値ＭＣＤを設定変更し（定着リロード時より大きな値にする）、ＡＣ電力消費を電源ライン２７の供給可能最大電力以下に抑える。これにより、定電流電源２６が負荷３５に、ＡＣ電力消費を上限値近くで抑えるための定電圧電源３０の出力電流値では足らない、不足分の負荷電流を給電する。

補助電源の蓄積電力には限度があり、連続供給は不可能となるため、定着温度が安定するまでの所定の時間が経過した際には、負荷３５への給電は定電圧電源のみが行うように、上限電流設定を大きな値にし（ｂ′）、定電流電源からの給電を停止する。このとき定着加熱装置への供給電力は、通常プリント時の供給電力に変更する（Ｂ′）。

補助電源の電力供給停止タイミングである定着温度が安定するまでの期間は、時間やプリント実行枚数として規定し、その値は固定値としてもよいが、プリント用紙サイズ、室温等をパラメータとした可変値とすると、動作モードに応じて変化すると考えられる定着温度安定時間に対応して補助電源電力供給時間を設定することができ、補助電源電力の有効利用が可能となる。

入出力制御部２０による補助電源の給電制御について図７を用いて説明する。

ステップＳ１で、電圧検出３９により充電電圧を検出して、補助電源に保持されている充電電力量は、給電が可能なレベルであるか判定する。そして充電量が十分で給電が可能と判断した場合には、補助電源の給電可能フラグをＯＮに設定する（Ｓ２）。

次に、温度検出７０による定着装置温度の検知を含め、装置の状態を把握する（Ｓ３）。主電源ＳＷが投入された直後、あるいはオフモードからの復帰時であり、補助電源の給電による定着リロード動作を実行する必要があると判断した場合には、まず、補助電源の給電が可能な状態であるかをステップ２に示した状態フラグにより確認する（Ｓ４）。

そして、その状態フラグが“ＯＮ”であった場合には、補助電源による給電を開始する（Ｓ５）。このとき定電圧電源の上限電流設定値は、図６のａに示した値とする。続けて、定着電力指示により、定着加熱装置への最大供給電力の増大を行い（Ｓ６ａ）、定着リロード動作を開始する（Ｓ７）。ステップ４にて状態フラグが“ＯＦＦ”であった場合には、定着電力は、通常（補助電源なし）の定着リロード時の値（図６に記載なし）とし（Ｓ６ｂ）、定着リロード動作を開始する。

そして、定着電源３１からの通知、あるいは、温度センサ読み込みによる定着温度確認により、定着リロードが完了（Ｓ８）したことを判断したときに、再度、ステップ２に示した状態フラグを確認し（Ｓ９）、“ＯＮ”であった場合には、定着供給電力を補助電源供給ありのプリント動作時電力（図６のＢ）に変更するように定着電力指示信号で定着電源に指示し（Ｓ１０）、続けて、定電圧電源の上限電流設定値ＭＣＤを動作時設定（図６のｂ）に変更する（Ｓ１１）。

その後、タイマを起動し（Ｓ１２）、所定の時間が経過したことを確認したら（１３）、定着供給電力を通常プリント時の電力（図６のＢ′）に変更し（Ｓ１４）、上限電流設定値ＭＣＤを大きな値に変更することで補助電源の給電を停止する（Ｓ１５）。そして最後に、ステップＳ２でＯＮにした状態フラグをＯＦＦに戻し（Ｓ１６ａ）、補助電源の給電制御を終了する。

温度検出７０により、定着装置温度が所定の温度以上であり、定着リロードを行う必要がないと判断した場合や、定着リロード完了後に、ステップ２に示した状態フラグが“ＯＦＦ”であった場合には、定着供給電力を通常プリント時の電力に変更し（Ｓ１４ｂ）、本制御を終了する。

上述まででは、蓄電装置の電力を負荷に供給する場合の動作（通常動作）について詳述してきたが、ここで異常時の対応構成について再度図４、及び図５を用いて説明する。

前記図４の説明では割愛したが、２４Ｖ系負荷３５は、主電源、及び補助電源の出力と直接接続している２４Ｖ系負荷Ａ３５ａと、スイッチ９０を介して接続している２４Ｖ系負荷Ｂ２５ｂの２系統に分けた構成としている。

このとき、２４Ｖ系負荷Ａ３５ａは、通常使用でのあらゆる装置状態においても操作者が接触できないモータ、及びソレノイド等の負荷とし、２４Ｖ系負荷Ｂ３５ｂは、ドアが開けられた状態では、その動力を元に動作しているギア等を含み接触可能なモータ、及びソレノイド等としている。

また、スイッチ９０を、筐体のドアの開閉に応じてメカ的にＯＮ／ＯＦＦするインターロックスイッチ（図示略）とし、ドアが開けられた場合に瞬時的かつ確実に、２４Ｖ系負荷Ｂ３５ｂへの電力供給を遮断する構成としている。

また、例えば、キャパシタ３７と定電流電源２６の間には、リレー接点が設けられており、給電するときのみこのリレー接点をオン構成としている場合、このリレー接点が溶着するような補助電源の故障が発生する。この故障の検出は、例えば、リレーオフ時に定電流電源２６の入力部の電圧レベルを検出し、グランドレベルにないときは異常（リレー溶着）と判断するようにしている。

そして、このような補助電源３２の故障を検出した場合には、電源コード非接続、あるいは主電源スイッチＯＦＦ状態においても負荷の給電ラインが活電状態にあることが考えられるが、そうした場合においても操作者が活電部、及び動作部に触れられない構成とするため、上記構成としている。

また、装置には、ドアの開閉検知手段（図示略）を設けておき、この開閉検知手段がドア開を検知した場合には、補助電源３２の給電を停止する制御構成としている。キャパシタ３７はエネルギー量が大きく、その給電ラインは電気的な危険があるため、上記構成のようにインターロックスイッチを設けているが、このインターロックスイッチの故障が発生した場合においても、蓄電装置搭載により発生すると考えられる危険からの操作者保護を高めるため上記構成としている。

また、定電圧電源３０（図５）は、過電流検出手段（図９参照）を備え、その過電流検出レベルは、制御部２０からの指示により変更可能な構成としており、補助電源を動作させていない場合には、過電流検出レベルを負荷の定格電流を超えたレベルにおき、補助電源を動作させている場合には、補助電源の供給電流量を差し引いたレベルに落とす構成としている。

また、図９において、ブリッジ整流器８０の出力に抵抗ＲＲが挿入され、この抵抗ＲＲの両端にかかる電圧を検出することにより、出力電流を監視する。そして、ＰＷＭコントローラ内過電流検出部ＤＤの比較器ＣＣにより、電圧値が所定の電圧レベル以上となった場合には、異常検出信号を出力し、この異常信号を受けてＰＷＭコントローラ８４ａは、ＦＥＴのスイッチング動作を停止する。

その結果、結果として過電流制限がかかる。

また、所定の電圧レベルは、切り替え可能な構成となっており、切り替え信号により、異常電圧レベル１ＲＳ１か異常電源レベル２ＲＳ２のいずれかをスイッチＳＷ１で切り替えて、比較器ＣＣに出力するようにしている。

このとき、一次側で電流量を監視する構成としているが、入出力電圧変換比、及び損失分を考慮し、検出電圧レベル（異常電流レベル）を決定しているため、出力側過電流に対応することができる。

通常の主電源装置とした場合、負荷に異常（例えばモータのショート故障）が発生し、過剰な電流が発生した場合であって、補助電源が動作中の場合、主電源の定格電流に補助電源の供給可能電流を加えた電流までの過剰電流であれば、両電源は通常通り動作してしまい、装置に危険（発煙・発火等）が起こることが考えられるため、補助電源が動作中であっても負荷の定格電流以上の電流が流れた場合には、出力を遮断し、装置に危険が発生することを防ぐ構成としている。

補足しておくが、主電源出力が遮断された場合には、制御部も停止し、補助電源の出力も停止することとなる。

図１０は、異常検出制御の一例を示している。

給電を開始すると（ステップＳ１０１の結果がＹＥＳ）、過電流検出レベルを変更し（ステップＳ１０２），ドア開を検出するか、また、給電が停止することを監視している（ステップＳ１０３，１０４）。ドア開を検出した場合で、ステップＳ１０３の結果がＹになる場合には、給電停止処理を行い（ステップＳ１０５）、過電流検出レベルを変更して（ステップＳ１０６），異常検出動作を終了する。

本発明の第１実施例のフルカラーデジタル複合機能複写機ＭＦ１の概略を説明するための概略図。 複合機能複写機ＭＦ１のカラープリンタ２００の機構を例示した概略図。 電源装置の構成例を示したブロック図。 入出力制御部２０の構成例を示したブロック図。 図３に示す定電圧電源３０、定電流電源２６、負荷電流検出器３３、および電流指示器６４の詳細構成を例示したブロック図。 装置の立ち上げ時からの定着電力指示値、２４Ｖ系負荷電流、定電圧電源の供給電流、定電流電源の供給電流、及び機器の入力電力、の遷移を例示したグラフ。 入出力制御部２０による補助電源の給電制御の一例を示したフローチャート。 システムに供給する電源電圧の変動の一例を示したグラフ。 過電流検出手段の一例を示すブロック図。 異常検出制御の一例を示したフローチャート。

符号の説明

２０ 入出力制御部
２９ 主電源
３２ 補助電源
３５ａ ２４Ｖ系負荷Ａ
３５ｂ ２４Ｖ系負荷Ｂ
３７ キャパシタ
９０ スイッチ

Claims (3)

1. 外部電源を入力源として用いて負荷に供給する定電圧電源を発生する第１の電源手段と、蓄電装置を入力源として用いて負荷に供給する電源を発生する第２の電源手段と、前記第１の電源手段の出力と前記第２の電源手段の出力とを並列に接続し、前記第１の電源手段の電力と前記第２の電源手段の電力をともに負荷に供給する電源装置を備えた画像形成装置であって、
   並列接続された前記第１の電源手段の出力および第２の電源手段の出力を、前記負荷に供給するスイッチとして、筐体のドアの開閉に伴ってオンオフするインターロックスイッチを用いることを特徴とする画像形成装置。
2. さらに、前記第１の電源手段の出力および第２の電源手段の出力の相互接続端の電流値が、所定値を超えていることを検出する過電流検出手段と、
   前記過電流検出手段が過電流検出しているときには、前記第１の電源手段および前記第２の電源手段の出力を遮断する遮断手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記過電流検出手段が検出する電流値を複数に切り替えるようにしたことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。