画像形成装置
【課題】絶縁耐圧試験用電源のような外部電源を用いることなく、装置内部でリレーを強制オンさせる電力を供給し、画像形成装置の絶縁耐圧試験を行なう。
【解決手段】商用交流電源１と、商用交流電源１からＤＣ電圧を生成するＡＣ／ＤＣコンバータと、商用交流電源１から電力供給される定着器のヒータ６１と、商用交流電源１からヒータ６１への電力供給経路に設けられたリレー５３、５４と、を備えた画像形成装置に、リレーを所定の時間だけオン状態に維持する電力を蓄えておくコンデンサ７２と、外部スイッチ５１の操作によりリレーを強制的にオン状態にさせるトランジスタ７３と、を設けることにより、上記課題を解決する。
【解決手段】商用交流電源１と、商用交流電源１からＤＣ電圧を生成するＡＣ／ＤＣコンバータと、商用交流電源１から電力供給される定着器のヒータ６１と、商用交流電源１からヒータ６１への電力供給経路に設けられたリレー５３、５４と、を備えた画像形成装置に、リレーを所定の時間だけオン状態に維持する電力を蓄えておくコンデンサ７２と、外部スイッチ５１の操作によりリレーを強制的にオン状態にさせるトランジスタ７３と、を設けることにより、上記課題を解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、特に画像形成装置の絶縁耐圧試験に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の製造工程において必要とされる検査工程に、絶縁耐圧試験工程がある。この工程は、商用交流電源と装置フレームグランドとの間に所定の高電圧を印加して装置の絶縁を確認するものであり、各国安全規格において必須項目とされている試験である。
【０００３】
従来行われていた画像形成装置の絶縁耐圧試験の概要について、以下に説明する。
【０００４】
図５は、従来の画像形成装置の絶縁耐圧試験に関係する、電源及び定着器回路の回路図である。１はＡＣ（交流）電源であり、商用交流電源に繋がる電源プラグ、又はインレットを介して電力供給される。２は、画像形成装置のフレームグランド（以下、「ＦＧ」と記す）である。３はラインフィルタのコモンモードコイル、４はラインフィルタのＹコンデンサであり、画像形成装置の電源で発生したノイズが商用交流電源へ流出することを防止するための回路である。
【０００５】
まず初めに、画像形成装置の駆動用電力を供給するための２４Ｖ用のＡＣ／ＤＣコンバータについて説明する。
【０００６】
５は、ＡＣ電源の整流を行なうダイオードブリッジであり、ＡＣ電源１を全波整流し、ＡＣ電圧からＤＣ電圧に変換するものである。６は、整流後の電圧平滑を行なう１次平滑コンデンサである。７は、１次側電圧であるＡＣ電圧から２次側電圧のＤＣ電圧（２４Ｖ）を生成するＡＣ／ＤＣコンバータを制御する電源ＩＣであり、起動抵抗８にて電力供給され起動される。
【０００７】
電源ＩＣ７が起動されると、１次側から２次側へ絶縁が保持された状態で電力変換するトランス９に通電を行なうため、電源ＩＣ７はＦＥＴ（電界効果トランジスタ）１０をオンする。ＦＥＴ１０がオンされると、ＦＥＴ１０から出力された電流は、電流検出抵抗１１へ流れる。電流検出抵抗１１で検出された電流は、電流検出抵抗１１の電圧降下により電圧情報に変換され、この電圧情報は電源ＩＣ７へ入力される。電源ＩＣ７は、前記電圧情報により所定の電圧に達したことを検出すると、ＦＥＴ１０をオフする。
【０００８】
ＦＥＴ１０がオフされると、トランス９の２次側出力からフライバック電圧が発生する。２次側で発生した電流は、２次側の電流を整流する２次整流ダイオード１２を経由し、２次側の電流を平滑する２次平滑コンデンサ１３に充電される。トランス９の２次側出力の放電が終了すると、再びＦＥＴ１０がオンされる。トランス９のドライブ巻き線９＿２は、２次側出力電圧に比例した電圧を出力し、２次側電圧の上昇と共にその電圧が上昇していく。１４は、ドライブ巻き線９＿２の整流ダイオードであり、ドライブ巻き線９＿２の電圧を整流し、後段の平滑コンデンサ１５に充電を行い、ＤＣ電圧の生成を行なう。このＤＣ電圧は電源ＩＣ７の電源に供給され、その駆動を行なう。
【０００９】
一方で、ドライブ巻き線９＿２から出力された電圧は、降圧するためのボトム電圧降圧用抵抗１６に出力され、電源ＩＣ７のボトム点検出用端子へ出力される。ボトム点検出用端子は、ＦＥＴ１０をオンさせるタイミングを検出するための端子であり、トランス９の１次巻き線と相似な電圧波形が入力される。電源ＩＣ７は、トランス９の１次巻き線の電圧が最小になるタイミングを検出し、その最小電圧になったタイミングでＦＥＴ１０をオンする制御を行なう。また、１７はボトム検出調整コンデンサであり、ボトム検出タイミングの電圧波形遅延を行い、ボトム点のタイミングを微調整する。
【００１０】
続いて２４Ｖ電圧制御について説明を行なう。
【００１１】
２次平滑コンデンサ１３の電圧は、抵抗分割された電圧検出抵抗１８により検出され、基準電圧との比較を行なうシャントレギュレータ１９へ出力される。シャントレギュレータ１９は、基準電圧と検出された電圧との誤差量を検出し、シャントレギュレータの出力電流制限抵抗２０を経由して１次側へ伝達するために、その誤差量を電圧制御用のフォトカプラ２１へ出力する。電圧制御用のフォトカプラ２１のアノードは、２次平滑コンデンサ１３のラインに接続されて電力供給される。なお、本従来例では、２次平滑コンデンサ１３の端子間の電圧を電圧２４Ｒと呼ぶことにする。２２、２３は、それぞれ位相補償用のコンデンサと抵抗である。
【００１２】
電源ＩＣ７は、フォトカプラ２１を介して１次側に伝達された前記誤差量に従って、２次平滑コンデンサ１３の端子間電圧が２４Ｖになるように、ＦＥＴ１０のオンデューティを制御する。なお、２４は、１次側の位相補償用コンデンサであり、電圧制御ループが発振しないようにするためのものである。
【００１３】
次に、画像形成装置の制御部への電力を供給するための３．３Ｖ用のＡＣ／ＤＣコンバータの説明を行なう。
【００１４】
２５は、ＡＣ電源１の全波整流を行なうダイオードブリッジであり、ＡＣ電圧はＤＣ電圧に変換される。そして、１次平滑コンデンサ２６によって整流後の電圧平滑が行われる。２７は、１次側電圧であるＡＣ電圧から２次側電圧のＤＣ電圧（３．３Ｖ）を生成するＡＣ／ＤＣコンバータを制御する電源ＩＣであり、起動抵抗２８にて電力供給され、起動される。
【００１５】
電源ＩＣ２７が起動されると、１次側から２次側へ絶縁が保持された状態で電力変換するトランス２９に通電を行なうため、電源ＩＣ２７はＦＥＴ３０をオンする。ＦＥＴ３０がオンされると、ＦＥＴ３０から出力された電流は、電流検出抵抗３１へ流れる。電流検出抵抗３１で検出された電流は、電流検出抵抗３１の電圧降下により電圧情報へ変換され、この電圧情報は電源ＩＣ２７へ入力される。電源ＩＣ２７は、前記電圧情報により所定の電圧に達したことを検出すると、ＦＥＴ３０をオフする。
【００１６】
ＦＥＴ３０がオフされると、トランス２９の２次側出力からフライバック電圧が発生する。２次側で発生した電流は、２次側の電流を整流する２次整流ダイオード３２を経由し、２次側の電流を平滑する２次平滑コンデンサ３３に充電される。トランス２９の２次側出力の放電が終了すると、再びＦＥＴ３０がオンされる。トランス２９のドライブ巻き線２９＿２は、２次側出力電圧に比例した電圧を出力し、２次側電圧の上昇と共に、その電圧が上昇していく。３４は、ドライブ巻き線２９＿２の整流ダイオードであり、ドライブ巻き線２９＿２の電圧を整流し、後段のドライブ巻き線２９＿２の平滑コンデンサ３５に充電を行い、ＤＣ電圧の生成を行なう。このＤＣ電圧は、電源ＩＣ２７の電源に供給され、その駆動を行なう。
【００１７】
一方で、ドライブ巻き線２９＿２から出力された電圧は、降圧を行なうためのボトム電圧降圧用抵抗３６に出力され、電源ＩＣ２７のボトム点検出用端子へ出力される。ボトム点検出用端子は、ＦＥＴ３０をオンさせるタイミングを検出するための端子であり、トランス２９の１次巻き線と相似な電圧波形が入力される。電源ＩＣ２７は、トランス２９の１次巻き線の電圧が最小になるタイミングを検出し、その最小電圧になったタイミングでＦＥＴ３０をオンする制御を行なう。また、３７はボトム検出調整コンデンサであり、ボトム検出タイミングの電圧波形遅延を行い、ボトム点のタイミングを微調整する。
【００１８】
続いて３．３Ｖ電圧制御について説明を行なう。
【００１９】
２次平滑コンデンサ３３の電圧は、抵抗分割された電圧検出抵抗３８により検出され、基準電圧との比較を行なうシャントレギュレータ３９へ出力される。シャントレギュレータ３９は基準電圧と検出された電圧との誤差量を検出し、シャントレギュレータの出力電流制限抵抗４０を経由して１次側へ伝達するために、その誤差量を電圧制御用のフォトカプラ４１へ出力する。電圧制御用のフォトカプラ４１のアノードは、２次平滑コンデンサ３３のラインに接続されて電力供給される。なお、本従来例では、２次平滑コンデンサの端子間の電圧を電圧３．３Ｖと呼ぶことにする。４２、４３は、それぞれ位相補償用のコンデンサと抵抗であり、位相補償を行なうものである。
【００２０】
電源ＩＣ２７は、フォトカプラ４１を介して１次側に伝達された前記誤差量に従って、２次平滑コンデンサ３３の端子間が３．３Ｖになるように、ＦＥＴ３０のオンデューティを制御する。なお、４４は、１次側の位相補償用コンデンサであり、電圧制御ループが発振しないようにするものである。
【００２１】
次に、２４Ｖ出力ラインに接続されている回路の説明を行なう。４５は、省エネ用のＦＥＴであり、画像形成装置の駆動を行なうモータ４８やファン４９などを駆動させる素子への電力供給を行なう２４Ｖ出力ラインを制御して、電力の供給や遮断を行なう。画像形成装置がプリント動作を行なっていない場合、ＦＥＴ４５をオフすることにより、その後段に接続されているモータ４８やファン４９などの負荷への電力供給を遮断し、消費電力の低減を行なう。ＦＥＴ４５のオン／オフ制御は画像形成装置の制御を司るＣＰＵ５０で行なう。なお、４６はＦＥＴ４５のゲート抵抗であり、４７はＦＥＴ４５のプルアップ抵抗である。なお、ＦＥＴ４５の後段の電圧は、電圧２４Ｕと呼ぶことにする。
【００２２】
続いて、３．３Ｖ出力ラインに接続されている回路の説明を行なう。３．３Ｖ出力ラインの負荷として、ＣＰＵ５０や画像形成装置の状態を検知するセンサ等が接続されているが、ＣＰＵ５０以外の回路については絶縁耐圧試験に関係しないため、ここでは、その説明を省略する。５１は、画像形成装置のテストプリントを行なうテストプリントスイッチである。ＣＰＵ５０は、テストプリントスイッチ５１がオンされると３．３Ｖを検知し、オフされるとテストプリント用のプルダウン抵抗５２を経由しＦＧに接続されるので、０Ｖを検知する。そして、ＣＰＵ５０は、テストプリントスイッチ５１がオンされたことを検知すると、設定された画像をプリントするテストプリントを行なう。
【００２３】
次に、シート材にトナーを熱定着させるための定着器回路の説明を行なう。ＡＣ電源１から分岐したＡＣ電源のホット側と定着器間、及びＡＣ電源のニュートラル側と定着器間にはそれぞれリレーが設けられ、ＣＰＵ５０からの信号により、熱定着させるための熱源であるヒータ６１への通電経路が接続／切断される。本従来例では、５３をＡＣ電源のホット側リレーとし、５４をＡＣ電源のニュートラル側リレーとする。それぞれのリレーは、電圧２４Ｒに接続されており、ＣＰＵ５０から出力されたリレーオン信号により、リレー駆動用のトランジスタ５５、５６がオンされて通電が行われ、それによりリレー５３、５４がオンされる。なお、５７、５８は、それぞれトランジスタ５５、５６のベース抵抗であり、５９、６０は、それぞれトランジスタ５５、５６のプルダウン抵抗である。
【００２４】
ホット側リレー５３を経由したＡＣ電圧は、ＣＰＵ５０からの信号でリレー５３をオン／オフ制御することにより、ヒータ６１への通電比率が制御される。ヒータ６１は、不図示の温度検知センサによりＣＰＵ５０が設定した所定の温度になるよう温度制御するトライアック６２にて、ヒータ６１への印加電圧比率を制御され、温度制御される。トライアック６２は１次と２次を絶縁するためのフォトトライアック６３を介して、ＣＰＵ５０からのオン信号に従って、ＡＣ電圧のオン／オフ制御を行なう。なお、６４はフォトトライアック６３のフォトダイオードへ電流制限を行なう抵抗であり、６５はフォトダイオードへの通電を行なうフォトトライアック駆動用のトランジスタである。また、６６、６７は、それぞれトランジスタ６５のベース抵抗、プルダウン抵抗である。また、トライアック６２の端子間に接続されている回路は、トライアックがスイッチングする際に発生するノイズを吸収するためのスパークキラー６８である。
【００２５】
続いて、絶縁耐圧試験の説明を行なう。絶縁耐圧試験については、例えば、特許文献１において、その簡略化した試験方法が開示されている。絶縁耐圧試験は画像形成装置がエンクロージャーで覆われている状態、すなわち、１次側の部材が画像形成装置の外部より絶縁されている状態で行われる。この試験は、ＡＣ電源１を供給するインレット部のホット側とＦＧ２との間と、ニュートラル側とＦＧ２との間に、それぞれ所定の高電圧を印加し、印加箇所での電流値が規定以下であることを確認することで、絶縁耐圧が確保されていることを確認するものである。
【００２６】
また、リレーが２ヶ所設けられている画像形成装置の絶縁耐圧試験では、少なくともどちらか一方のリレーを外部より強制的にオンさせ、インレットに接続されている全ての１次側の部品に、絶縁耐圧用の所定の高電圧を印加できるようにする必要がある。前述したように、絶縁耐圧試験は１次側の部材が画像形成装置の外部から絶縁された状態で行われるため、コネクタ６９を設け、画像形成装置の外部からリレーを強制的にオンさせるための電力を供給する必要がある。７０はリレーを強制オンさせるための絶縁耐圧試験用の電源である。また、７１はリレーを強制オンさせた時の電流が画像形成装置の電圧２４Ｒラインへ逆流しないように設けられた逆流防止用のダイオードである。
【００２７】
本従来例では、２個のリレーで構成された画像形成装置を用いて説明を行なった。例えば、ｎ個のリレーで構成された画像形成装置の場合は、前述したようにインレットに接続されている全ての１次側の部品に絶縁耐圧用の高電圧を印加するために、少なくともｎ−１個のリレーを強制オンさせる必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２８】
【特許文献１】特開２００２−２５８６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
しかしながら、上記従来例においては、以下に示す問題点があった。
【００３０】
絶縁耐圧試験を行なう際は、画像形成装置が完成状態である必要がある。したがって、前述したコネクタ６９は、完成状態で画像形成装置外部からアクセス可能な位置に設けられている必要がある。そのため、静電気による放電でコネクタ６９に接続された素子が破壊されないように、静電気対策を行なう必要がある。もし、静電気によりリレーを強制的にオンさせる回路が破壊された場合、本来の異常状態を回避するためのリレー動作ができなくなるからである。静電気対策の例としては、コネクタ６９の周囲に避雷針を設けて外部からの静電気を放電させる構成や、コネクタ６９を覆う蓋を設けて絶縁耐圧試験の終了後に蓋を閉め、外部からの静電気をコネクタ６９に放電させない構成が考えられる。
【００３１】
また、シート材の給紙や排紙用オプションを備えている画像形成装置であれば、絶縁耐圧試験用のコネクタを別途設ける代わりに、排紙用オプションと画像形成装置を接続するオプション用コネクタにリレーを強制的にオンさせる信号を割り当てる構成も考えられる。オプション用コネクタは、元々ユーザからの静電気が放電しないように対策が施されているため、別途静電気対策を行なう必要はない。しかしながら、前述したようなリレーを強制的にオンさせるためには、いずれの場合も、コネクタからリレーへ信号を中継するための電線も必要であり、装置を複雑化させている要因となっていた。
【００３２】
本発明は上記問題に鑑み、簡単な回路の追加と簡単な操作により、前述した絶縁耐圧試験用電源７０のような外部電源を用いることなく、リレーを強制オンさせる電力を供給し、画像形成装置の絶縁耐圧試験を行なうことを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
前記課題を解決するため、本発明では、画像形成装置を次のとおりに構成する。
【００３４】
商用交流電源と、
前記商用交流電源からＤＣ電圧を生成するＡＣ／ＤＣコンバータと、
前記商用交流電源から電力供給される定着器のヒータと、
前記商用交流電源から前記ヒータへの電力供給経路に設けられたリレーと、
を備えた画像形成装置において、
前記リレーを所定の時間だけオン状態に維持する電力を蓄えておく電力蓄積手段と、
外部スイッチの操作により前記リレーを強制的にオン状態にさせるリレー強制オン手段と、を備えた画像形成装置。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、外部電源を用いることなく簡単な回路の追加と簡単な操作で、リレーを強制的にオンさせる電力を供給し、画像形成装置の絶縁耐圧試験を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施例１の絶縁耐圧試験に関する電源及び定着器回路の回路図
【図２】実施例１の絶縁耐圧試験を行なう際のタイムチャート
【図３】実施例２の絶縁耐圧試験に関する電源及び定着器回路の回路図
【図４】実施例２の絶縁耐圧試験を行なう際のタイムチャート
【図５】従来の絶縁耐圧試験に関係する電源及び定着器回路の回路図
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明を実施するための形態を実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００３８】
図１は、本実施例における画像形成装置の絶縁耐圧試験に関係する電源及び定着器回路の回路図である。本実施例の電源回路の動作、及び定着器回路の動作は、前述した従来例と同じであるため詳しい説明は省略し、以下では従来例と比べての変更点と追加点に関して詳しく説明を行なう。
【００３９】
図１において、６１は、シート材にトナーを熱定着させるための定着器のヒータであり、熱定着させるための熱源である。そして、ＡＣ電源１から分岐したＡＣ電源のホット側とヒータ間、及びＡＣ電源のニュートラル側とヒータ間にそれぞれリレー５３、５４が設けられ、ＣＰＵ５０の制御により、ＡＣ電源１からヒータ６１への電力供給経路の接続／切断が行われる。
【００４０】
商用交流電源であるＡＣ電源１より電力供給されると２４Ｖ用ＡＣ／ＤＣコンバータが起動され、電圧２４ＲにＤＣ電圧の２４Ｖ電圧が生成される。そして、アノードが電圧２４Ｒ側に接続されている逆流防止用のダイオード７１を経由し、ホット側リレー５３、ニュートラル側リレー５４にそれぞれ２４Ｖ電圧が印加される。ここで、逆流防止用のダイオード７１を経由した後のカソード側の電圧を電圧２４Ｚとする。
【００４１】
７２は、ニュートラル側リレー５４への電源供給部である電圧２４Ｚとグランド間に挿入された絶縁耐圧試験駆動用コンデンサ（電力蓄積手段）である。コンデンサ７２は、ＡＣ電圧１を印加するインレットが抜かれ、電圧が印加されなくなった状態で、絶縁耐圧試験の高電圧を印加する所定の時間（数秒間）だけニュートラル側リレー５４をオン状態で維持できる電荷を保持するために設けられている。
【００４２】
７３はニュートラル側リレー５４を画像形成装置外部からの操作により強制的にオンさせるためのリレー強制オン用のトランジスタである。７４、７５はそれぞれリレー強制オン用のトランジスタ７３のベース抵抗とプルダウン抵抗である。
【００４３】
７６は、外部スイッチであるテストプリントスイッチ５１を電圧２４Ｚにプルアップするテストプリント兼リレー強制オン信号用のプルアップ抵抗である。そして、テストプリントスイッチ５１がオンされると、テストプリント用のプルダウン抵抗５２を経由し、ＣＰＵ５０への過電圧印加を防止するための過電圧防止用のコンデンサ９３に、電圧２４Ｚからの電荷が充電される。
【００４４】
また、コンデンサ９３に発生する電圧は、プルアップ抵抗７６とテストプリント用のプルダウン抵抗５２で抵抗分圧された３．３Ｖであり、この電圧はＣＰＵ５０とリレー強制オンさせるための第１のリレー強制オントランジスタ７７へ印加される。なお、７８、７９は、それぞれ第１のリレー強制オントランジスタ７７のベース抵抗とプルダウン抵抗である。
【００４５】
リレー強制オン信号を兼ねたテストプリントスイッチ５１のオン操作により第１のリレー強制オントランジスタ７７のベースにリレー強制オン信号が印加され、第２のリレー強制オントランジスタ８０がオンし、リレー強制オン用のトランジスタ７３をオンさせる。なお、８１、８２、８３は、それぞれ第２のリレー強制オントランジスタ８０のベース抵抗、プルアップ抵抗、コレクタ抵抗である。
【００４６】
次に、ＡＣ電圧１が印加されている状態で、３．３Ｖ用ＡＣ／ＤＣコンバータが起動され、電圧３．３Ｖラインに電圧が発生している場合、リレー強制オン用のトランジスタ７３が強制オフ状態になる回路の説明を行なう。電圧３．３Ｖが発生すると、リレー強制オン禁止用のトランジスタ８４がオンされ、その結果、リレー強制オン用のトランジスタ７３のベースがＦＧ２へ接続され、トランジスタ７３は強制的にオフ状態となる。なお、８５、８６はそれぞれ前記リレー強制オン禁止用のトランジスタ８４のベース抵抗とプルダウン抵抗である。
【００４７】
このように、ＡＣ電圧１が印加されている通常運用時では、外部よりテストプリントスイッチ５１の如何なる操作を行なっても、リレー強制オン用のトランジスタ７３がオンしないように回路が構成されており、テストプリントスイッチ５１のオン操作は無効となる。これにより、異常時やスタンバイ時にヒータ６１への電力供給経路を切断するホット側リレー５３とニュートラル側リレー５４を、ＣＰＵ５０によって確実に制御することができるようになる。
【００４８】
図２は、本実施例における絶縁耐圧試験を行なう際のタイムチャートである。
【００４９】
時間タイミング８７において、ＡＣ電源１をオンすると、２４Ｖ用ＡＣ／ＤＣコンバータ、及び３．３Ｖ用ＡＣ／ＤＣコンバータが起動され、電圧２４Ｒライン、電圧２４Ｚライン、電圧２４Ｕライン及び電圧３．３Ｖラインにそれぞれ電圧が発生する。続いて、時間タイミング８８において、ＡＣ電源１をオフすると、電圧２４Ｕラインと電圧３．３Ｖラインの電圧は接続されている負荷により、その電圧は瞬時に減少する。一方、電圧２４Ｚラインは逆流防止用のダイオード７１により負荷と切断されているため、その電圧の減少が抑制される。
【００５０】
続いて、時間タイミング８９において、テストプリントスイッチ５１をオンすると、リレー強制オン用のトランジスタ７３がオンされ、ニュートラル側リレー５４がオンされる。ニュートラル側リレー５４がオンされている間にＦＧ２に対して、ＡＣ電源１のホットラインとニュートラルラインに所定の高電圧を印加させ、絶縁耐圧試験を行なう。絶縁耐圧試験後は、時間タイミング９０において、テストプリントスイッチ５１をオフし、絶縁耐圧試験の終了となる。
【００５１】
以上説明したように、絶縁耐圧試験用の電力をコンデンサに蓄積させることにより、リレーを強制オンさせるために外部から電力を供給していた従来の作業が不要となり、簡単な操作により画像形成装置の絶縁耐圧試験を行なうことができる。また、外部から電力を与える従来の構成においては、強制的にリレーオンを行なうためのコネクタを設け、さらにコネクタからリレーまで電力を伝送する束線が必要であった。本発明では、簡単な回路の追加により、これらコネクタや束線が不要となり、装置の簡素化を図ることができる。
【実施例２】
【００５２】
図３は本実施例における画像形成装置の絶縁耐圧試験に関係する電源及び定着器回路の回路図である。本実施例の電源回路の動作、及び定着器回路の動作は、実施例１と同様に前述した従来例と同じであるため、詳しい説明は省略する。本実施例では、実施例１で説明した絶縁耐圧試験駆動用のコンデンサ７２と逆流防止用のダイオード７１を削除し、テストプリント兼リレー強制オン信号用のプルアップ抵抗７６の接続先を電圧２４Ｚから電圧２４Ｒへ変更し、さらに簡単な回路を追加した。また、絶縁耐圧試験用のコンデンサとしては、２４Ｖ用の２次平滑コンデンサ１３を流用することにより、回路のコストダウンを図っている。以下では、前述した実施例１との追加点と変更点に関して詳しく説明する。
【００５３】
本実施例でも、絶縁耐圧試験時には、一旦、ＡＣ電源１をオンし、続いてＡＣ電源１をオフすることにより、一時的にリレーを強制オンさせるための電力を画像形成装置の２次平滑コンデンサ１３内に蓄積させる。以下、そのメカニズムについて説明する。
【００５４】
ＦＥＴ４５は、２４Ｖ用ＡＣ／ＤＣコンバータ出力の負荷であるモータやファンなどへの電力の供給や遮断といった、負荷への電力供給制御を行なう。そして、プリント動作していない時にＦＥＴ４５をオフすることにより、２４Ｖ用ＡＣ／ＤＣコンバータの後段の負荷への出力を遮断し、省エネ効果を得るものであることは前述したとおりである。
【００５５】
本実施例では、ＦＥＴ４５を省エネ効果に加え、２４Ｖ用の２次平滑コンデンサ１３をリレー強制オン用の電力を一時的に蓄える手段として使用するために、負荷切断手段としても利用する。そこで、ＡＣ／ＤＣコンバータの出力電圧である電圧２４Ｕラインの電圧を検知するために、２４Ｕ電圧検知用の抵抗９１を設け、抵抗分圧された信号をＣＰＵ５０へ入力する。なお、９４は、ＣＰＵ５０への過電圧入力を防止するための過電圧防止用のツェナーダイオードである。
【００５６】
ＣＰＵ５０は、省エネ用のＦＥＴ４５がオン状態に限り、電圧２４Ｕラインの電圧を検知し、その電圧が所定の電圧以下になると、ＦＥＴ４５をオフし、２４Ｖ用ＡＣ／ＤＣコンバータの出力に接続されている負荷を切断し、負荷への電力供給を遮断する。すなわち、省エネ用のＦＥＴ４５がオンの状態で電圧２４Ｕラインの電圧が下がる場合は、ＡＣ電源１が切断された状態であり、一時的に２４Ｖ用の２次平滑コンデンサ１３には電荷が溜まった状態となる。
【００５７】
また、本実施例では、ＣＰＵ５０への電力供給が断たれても、ＦＥＴ４５のオフ状態が継続されるように、ＦＥＴ４５のゲート駆動用にトランジスタ９５を設けている。これにより、ＡＣ電源１が切断され、ＣＰＵ５０への電力供給が断たれた状態であっても、ＦＥＴ４５はオフ状態になるため、一時的に２４Ｖ用の２次平滑コンデンサ１３に電荷が溜まった状態となる。なお、９６、９７は、それぞれトランジスタ９５のベース抵抗、プルダウン抵抗である。
【００５８】
そして、実施例１で説明したように、テストプリントスイッチ５１をオンすることにより、リレー強制オン用のトランジスタ７３がオンされ、ニュートラル側リレー５４がオンする。また、ＦＥＴ４５がオフ状態でＡＣ電源１が切断された場合は、元々ＦＥＴ４５がオフ状態であるため、２次平滑コンデンサ１３には電荷が溜まった状態となっている。よって、ＦＥＴ４５がオン／オフどちらの場合であっても、ＡＣ電源１が切断された直後は、２次平滑コンデンサ１３には電荷が溜まった状態となっている。
【００５９】
図４は、実施例２における絶縁耐圧試験を行なう際のタイムチャートである。
【００６０】
時間タイミング８７において、ＡＣ電源１をオンすると、２４Ｖ用ＡＣ／ＤＣコンバータ、及び３．３Ｖ用ＡＣ／ＤＣコンバータが起動され、電圧２４Ｒライン、電圧２４Ｕライン及び電圧３．３Ｖラインにそれぞれ電圧が発生する。続いて、時間タイミング８８において、ＡＣ電源１をオフすると、電圧２４Ｕラインと電圧３．３Ｖラインの電圧は、後段の負荷により、その電圧は瞬時に減少する。しかし、電圧２４Ｕラインは前述したように、ＣＰＵ５０により電圧検知されており、所定の閾値電圧である２４Ｕライン閾値電圧９２でＦＥＴ４５がオフされるため、電圧２４Ｒラインの電圧の減少が抑制される。
【００６１】
続いて、時間タイミング８９において、テストプリントスイッチ５１をオンすると、リレー強制オン用のトランジスタ７３がオンされ、ニュートラル側リレー５４がオンされる。ニュートラル側リレー５４がオンしている間に、ＦＧ２に対してＡＣ電源１のホットラインとニュートラルラインに所定の高電圧の印加を行い、絶縁耐圧試験を行なう。絶縁耐圧試験後は、時間タイミング９０において、テストプリントスイッチ５１をオフさせ、絶縁耐圧試験の終了となる。
【００６２】
以上説明したように、絶縁耐圧試験用の電力をコンデンサに蓄積させることにより、リレー強制オンさせるために外部から電圧を供給していた従来の作業が不要となり、簡単な操作により画像形成装置の絶縁耐圧試験を行なうことができる。また、外部から電力を与える従来の構成においては、強制リレーオンを行なうためのコネクタを設け、さらに、コネクタからリレーまで電力を伝送する束線が必要であった。本発明では、簡単な回路の追加により、これらコネクタや束線が不要となり、装置の簡素化を図ることができる。さらに、実施例２では、実施例１で設けていた絶縁耐圧試験駆動用のコンデンサ７２も不要となり、回路のコストダウンも図ることができる。
【符号の説明】
【００６３】
１ 商用交流電源
１３、７２ コンデンサ
５１ テストプリントスイッチ
５３、５４ リレー
６１ ヒータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、特に画像形成装置の絶縁耐圧試験に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の製造工程において必要とされる検査工程に、絶縁耐圧試験工程がある。この工程は、商用交流電源と装置フレームグランドとの間に所定の高電圧を印加して装置の絶縁を確認するものであり、各国安全規格において必須項目とされている試験である。
【０００３】
従来行われていた画像形成装置の絶縁耐圧試験の概要について、以下に説明する。
【０００４】
図５は、従来の画像形成装置の絶縁耐圧試験に関係する、電源及び定着器回路の回路図である。１はＡＣ（交流）電源であり、商用交流電源に繋がる電源プラグ、又はインレットを介して電力供給される。２は、画像形成装置のフレームグランド（以下、「ＦＧ」と記す）である。３はラインフィルタのコモンモードコイル、４はラインフィルタのＹコンデンサであり、画像形成装置の電源で発生したノイズが商用交流電源へ流出することを防止するための回路である。
【０００５】
まず初めに、画像形成装置の駆動用電力を供給するための２４Ｖ用のＡＣ／ＤＣコンバータについて説明する。
【０００６】
５は、ＡＣ電源の整流を行なうダイオードブリッジであり、ＡＣ電源１を全波整流し、ＡＣ電圧からＤＣ電圧に変換するものである。６は、整流後の電圧平滑を行なう１次平滑コンデンサである。７は、１次側電圧であるＡＣ電圧から２次側電圧のＤＣ電圧（２４Ｖ）を生成するＡＣ／ＤＣコンバータを制御する電源ＩＣであり、起動抵抗８にて電力供給され起動される。
【０００７】
電源ＩＣ７が起動されると、１次側から２次側へ絶縁が保持された状態で電力変換するトランス９に通電を行なうため、電源ＩＣ７はＦＥＴ（電界効果トランジスタ）１０をオンする。ＦＥＴ１０がオンされると、ＦＥＴ１０から出力された電流は、電流検出抵抗１１へ流れる。電流検出抵抗１１で検出された電流は、電流検出抵抗１１の電圧降下により電圧情報に変換され、この電圧情報は電源ＩＣ７へ入力される。電源ＩＣ７は、前記電圧情報により所定の電圧に達したことを検出すると、ＦＥＴ１０をオフする。
【０００８】
ＦＥＴ１０がオフされると、トランス９の２次側出力からフライバック電圧が発生する。２次側で発生した電流は、２次側の電流を整流する２次整流ダイオード１２を経由し、２次側の電流を平滑する２次平滑コンデンサ１３に充電される。トランス９の２次側出力の放電が終了すると、再びＦＥＴ１０がオンされる。トランス９のドライブ巻き線９＿２は、２次側出力電圧に比例した電圧を出力し、２次側電圧の上昇と共にその電圧が上昇していく。１４は、ドライブ巻き線９＿２の整流ダイオードであり、ドライブ巻き線９＿２の電圧を整流し、後段の平滑コンデンサ１５に充電を行い、ＤＣ電圧の生成を行なう。このＤＣ電圧は電源ＩＣ７の電源に供給され、その駆動を行なう。
【０００９】
一方で、ドライブ巻き線９＿２から出力された電圧は、降圧するためのボトム電圧降圧用抵抗１６に出力され、電源ＩＣ７のボトム点検出用端子へ出力される。ボトム点検出用端子は、ＦＥＴ１０をオンさせるタイミングを検出するための端子であり、トランス９の１次巻き線と相似な電圧波形が入力される。電源ＩＣ７は、トランス９の１次巻き線の電圧が最小になるタイミングを検出し、その最小電圧になったタイミングでＦＥＴ１０をオンする制御を行なう。また、１７はボトム検出調整コンデンサであり、ボトム検出タイミングの電圧波形遅延を行い、ボトム点のタイミングを微調整する。
【００１０】
続いて２４Ｖ電圧制御について説明を行なう。
【００１１】
２次平滑コンデンサ１３の電圧は、抵抗分割された電圧検出抵抗１８により検出され、基準電圧との比較を行なうシャントレギュレータ１９へ出力される。シャントレギュレータ１９は、基準電圧と検出された電圧との誤差量を検出し、シャントレギュレータの出力電流制限抵抗２０を経由して１次側へ伝達するために、その誤差量を電圧制御用のフォトカプラ２１へ出力する。電圧制御用のフォトカプラ２１のアノードは、２次平滑コンデンサ１３のラインに接続されて電力供給される。なお、本従来例では、２次平滑コンデンサ１３の端子間の電圧を電圧２４Ｒと呼ぶことにする。２２、２３は、それぞれ位相補償用のコンデンサと抵抗である。
【００１２】
電源ＩＣ７は、フォトカプラ２１を介して１次側に伝達された前記誤差量に従って、２次平滑コンデンサ１３の端子間電圧が２４Ｖになるように、ＦＥＴ１０のオンデューティを制御する。なお、２４は、１次側の位相補償用コンデンサであり、電圧制御ループが発振しないようにするためのものである。
【００１３】
次に、画像形成装置の制御部への電力を供給するための３．３Ｖ用のＡＣ／ＤＣコンバータの説明を行なう。
【００１４】
２５は、ＡＣ電源１の全波整流を行なうダイオードブリッジであり、ＡＣ電圧はＤＣ電圧に変換される。そして、１次平滑コンデンサ２６によって整流後の電圧平滑が行われる。２７は、１次側電圧であるＡＣ電圧から２次側電圧のＤＣ電圧（３．３Ｖ）を生成するＡＣ／ＤＣコンバータを制御する電源ＩＣであり、起動抵抗２８にて電力供給され、起動される。
【００１５】
電源ＩＣ２７が起動されると、１次側から２次側へ絶縁が保持された状態で電力変換するトランス２９に通電を行なうため、電源ＩＣ２７はＦＥＴ３０をオンする。ＦＥＴ３０がオンされると、ＦＥＴ３０から出力された電流は、電流検出抵抗３１へ流れる。電流検出抵抗３１で検出された電流は、電流検出抵抗３１の電圧降下により電圧情報へ変換され、この電圧情報は電源ＩＣ２７へ入力される。電源ＩＣ２７は、前記電圧情報により所定の電圧に達したことを検出すると、ＦＥＴ３０をオフする。
【００１６】
ＦＥＴ３０がオフされると、トランス２９の２次側出力からフライバック電圧が発生する。２次側で発生した電流は、２次側の電流を整流する２次整流ダイオード３２を経由し、２次側の電流を平滑する２次平滑コンデンサ３３に充電される。トランス２９の２次側出力の放電が終了すると、再びＦＥＴ３０がオンされる。トランス２９のドライブ巻き線２９＿２は、２次側出力電圧に比例した電圧を出力し、２次側電圧の上昇と共に、その電圧が上昇していく。３４は、ドライブ巻き線２９＿２の整流ダイオードであり、ドライブ巻き線２９＿２の電圧を整流し、後段のドライブ巻き線２９＿２の平滑コンデンサ３５に充電を行い、ＤＣ電圧の生成を行なう。このＤＣ電圧は、電源ＩＣ２７の電源に供給され、その駆動を行なう。
【００１７】
一方で、ドライブ巻き線２９＿２から出力された電圧は、降圧を行なうためのボトム電圧降圧用抵抗３６に出力され、電源ＩＣ２７のボトム点検出用端子へ出力される。ボトム点検出用端子は、ＦＥＴ３０をオンさせるタイミングを検出するための端子であり、トランス２９の１次巻き線と相似な電圧波形が入力される。電源ＩＣ２７は、トランス２９の１次巻き線の電圧が最小になるタイミングを検出し、その最小電圧になったタイミングでＦＥＴ３０をオンする制御を行なう。また、３７はボトム検出調整コンデンサであり、ボトム検出タイミングの電圧波形遅延を行い、ボトム点のタイミングを微調整する。
【００１８】
続いて３．３Ｖ電圧制御について説明を行なう。
【００１９】
２次平滑コンデンサ３３の電圧は、抵抗分割された電圧検出抵抗３８により検出され、基準電圧との比較を行なうシャントレギュレータ３９へ出力される。シャントレギュレータ３９は基準電圧と検出された電圧との誤差量を検出し、シャントレギュレータの出力電流制限抵抗４０を経由して１次側へ伝達するために、その誤差量を電圧制御用のフォトカプラ４１へ出力する。電圧制御用のフォトカプラ４１のアノードは、２次平滑コンデンサ３３のラインに接続されて電力供給される。なお、本従来例では、２次平滑コンデンサの端子間の電圧を電圧３．３Ｖと呼ぶことにする。４２、４３は、それぞれ位相補償用のコンデンサと抵抗であり、位相補償を行なうものである。
【００２０】
電源ＩＣ２７は、フォトカプラ４１を介して１次側に伝達された前記誤差量に従って、２次平滑コンデンサ３３の端子間が３．３Ｖになるように、ＦＥＴ３０のオンデューティを制御する。なお、４４は、１次側の位相補償用コンデンサであり、電圧制御ループが発振しないようにするものである。
【００２１】
次に、２４Ｖ出力ラインに接続されている回路の説明を行なう。４５は、省エネ用のＦＥＴであり、画像形成装置の駆動を行なうモータ４８やファン４９などを駆動させる素子への電力供給を行なう２４Ｖ出力ラインを制御して、電力の供給や遮断を行なう。画像形成装置がプリント動作を行なっていない場合、ＦＥＴ４５をオフすることにより、その後段に接続されているモータ４８やファン４９などの負荷への電力供給を遮断し、消費電力の低減を行なう。ＦＥＴ４５のオン／オフ制御は画像形成装置の制御を司るＣＰＵ５０で行なう。なお、４６はＦＥＴ４５のゲート抵抗であり、４７はＦＥＴ４５のプルアップ抵抗である。なお、ＦＥＴ４５の後段の電圧は、電圧２４Ｕと呼ぶことにする。
【００２２】
続いて、３．３Ｖ出力ラインに接続されている回路の説明を行なう。３．３Ｖ出力ラインの負荷として、ＣＰＵ５０や画像形成装置の状態を検知するセンサ等が接続されているが、ＣＰＵ５０以外の回路については絶縁耐圧試験に関係しないため、ここでは、その説明を省略する。５１は、画像形成装置のテストプリントを行なうテストプリントスイッチである。ＣＰＵ５０は、テストプリントスイッチ５１がオンされると３．３Ｖを検知し、オフされるとテストプリント用のプルダウン抵抗５２を経由しＦＧに接続されるので、０Ｖを検知する。そして、ＣＰＵ５０は、テストプリントスイッチ５１がオンされたことを検知すると、設定された画像をプリントするテストプリントを行なう。
【００２３】
次に、シート材にトナーを熱定着させるための定着器回路の説明を行なう。ＡＣ電源１から分岐したＡＣ電源のホット側と定着器間、及びＡＣ電源のニュートラル側と定着器間にはそれぞれリレーが設けられ、ＣＰＵ５０からの信号により、熱定着させるための熱源であるヒータ６１への通電経路が接続／切断される。本従来例では、５３をＡＣ電源のホット側リレーとし、５４をＡＣ電源のニュートラル側リレーとする。それぞれのリレーは、電圧２４Ｒに接続されており、ＣＰＵ５０から出力されたリレーオン信号により、リレー駆動用のトランジスタ５５、５６がオンされて通電が行われ、それによりリレー５３、５４がオンされる。なお、５７、５８は、それぞれトランジスタ５５、５６のベース抵抗であり、５９、６０は、それぞれトランジスタ５５、５６のプルダウン抵抗である。
【００２４】
ホット側リレー５３を経由したＡＣ電圧は、ＣＰＵ５０からの信号でリレー５３をオン／オフ制御することにより、ヒータ６１への通電比率が制御される。ヒータ６１は、不図示の温度検知センサによりＣＰＵ５０が設定した所定の温度になるよう温度制御するトライアック６２にて、ヒータ６１への印加電圧比率を制御され、温度制御される。トライアック６２は１次と２次を絶縁するためのフォトトライアック６３を介して、ＣＰＵ５０からのオン信号に従って、ＡＣ電圧のオン／オフ制御を行なう。なお、６４はフォトトライアック６３のフォトダイオードへ電流制限を行なう抵抗であり、６５はフォトダイオードへの通電を行なうフォトトライアック駆動用のトランジスタである。また、６６、６７は、それぞれトランジスタ６５のベース抵抗、プルダウン抵抗である。また、トライアック６２の端子間に接続されている回路は、トライアックがスイッチングする際に発生するノイズを吸収するためのスパークキラー６８である。
【００２５】
続いて、絶縁耐圧試験の説明を行なう。絶縁耐圧試験については、例えば、特許文献１において、その簡略化した試験方法が開示されている。絶縁耐圧試験は画像形成装置がエンクロージャーで覆われている状態、すなわち、１次側の部材が画像形成装置の外部より絶縁されている状態で行われる。この試験は、ＡＣ電源１を供給するインレット部のホット側とＦＧ２との間と、ニュートラル側とＦＧ２との間に、それぞれ所定の高電圧を印加し、印加箇所での電流値が規定以下であることを確認することで、絶縁耐圧が確保されていることを確認するものである。
【００２６】
また、リレーが２ヶ所設けられている画像形成装置の絶縁耐圧試験では、少なくともどちらか一方のリレーを外部より強制的にオンさせ、インレットに接続されている全ての１次側の部品に、絶縁耐圧用の所定の高電圧を印加できるようにする必要がある。前述したように、絶縁耐圧試験は１次側の部材が画像形成装置の外部から絶縁された状態で行われるため、コネクタ６９を設け、画像形成装置の外部からリレーを強制的にオンさせるための電力を供給する必要がある。７０はリレーを強制オンさせるための絶縁耐圧試験用の電源である。また、７１はリレーを強制オンさせた時の電流が画像形成装置の電圧２４Ｒラインへ逆流しないように設けられた逆流防止用のダイオードである。
【００２７】
本従来例では、２個のリレーで構成された画像形成装置を用いて説明を行なった。例えば、ｎ個のリレーで構成された画像形成装置の場合は、前述したようにインレットに接続されている全ての１次側の部品に絶縁耐圧用の高電圧を印加するために、少なくともｎ−１個のリレーを強制オンさせる必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２８】
【特許文献１】特開２００２−２５８６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
しかしながら、上記従来例においては、以下に示す問題点があった。
【００３０】
絶縁耐圧試験を行なう際は、画像形成装置が完成状態である必要がある。したがって、前述したコネクタ６９は、完成状態で画像形成装置外部からアクセス可能な位置に設けられている必要がある。そのため、静電気による放電でコネクタ６９に接続された素子が破壊されないように、静電気対策を行なう必要がある。もし、静電気によりリレーを強制的にオンさせる回路が破壊された場合、本来の異常状態を回避するためのリレー動作ができなくなるからである。静電気対策の例としては、コネクタ６９の周囲に避雷針を設けて外部からの静電気を放電させる構成や、コネクタ６９を覆う蓋を設けて絶縁耐圧試験の終了後に蓋を閉め、外部からの静電気をコネクタ６９に放電させない構成が考えられる。
【００３１】
また、シート材の給紙や排紙用オプションを備えている画像形成装置であれば、絶縁耐圧試験用のコネクタを別途設ける代わりに、排紙用オプションと画像形成装置を接続するオプション用コネクタにリレーを強制的にオンさせる信号を割り当てる構成も考えられる。オプション用コネクタは、元々ユーザからの静電気が放電しないように対策が施されているため、別途静電気対策を行なう必要はない。しかしながら、前述したようなリレーを強制的にオンさせるためには、いずれの場合も、コネクタからリレーへ信号を中継するための電線も必要であり、装置を複雑化させている要因となっていた。
【００３２】
本発明は上記問題に鑑み、簡単な回路の追加と簡単な操作により、前述した絶縁耐圧試験用電源７０のような外部電源を用いることなく、リレーを強制オンさせる電力を供給し、画像形成装置の絶縁耐圧試験を行なうことを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
前記課題を解決するため、本発明では、画像形成装置を次のとおりに構成する。
【００３４】
商用交流電源と、
前記商用交流電源からＤＣ電圧を生成するＡＣ／ＤＣコンバータと、
前記商用交流電源から電力供給される定着器のヒータと、
前記商用交流電源から前記ヒータへの電力供給経路に設けられたリレーと、
を備えた画像形成装置において、
前記リレーを所定の時間だけオン状態に維持する電力を蓄えておく電力蓄積手段と、
外部スイッチの操作により前記リレーを強制的にオン状態にさせるリレー強制オン手段と、を備えた画像形成装置。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、外部電源を用いることなく簡単な回路の追加と簡単な操作で、リレーを強制的にオンさせる電力を供給し、画像形成装置の絶縁耐圧試験を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施例１の絶縁耐圧試験に関する電源及び定着器回路の回路図
【図２】実施例１の絶縁耐圧試験を行なう際のタイムチャート
【図３】実施例２の絶縁耐圧試験に関する電源及び定着器回路の回路図
【図４】実施例２の絶縁耐圧試験を行なう際のタイムチャート
【図５】従来の絶縁耐圧試験に関係する電源及び定着器回路の回路図
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明を実施するための形態を実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００３８】
図１は、本実施例における画像形成装置の絶縁耐圧試験に関係する電源及び定着器回路の回路図である。本実施例の電源回路の動作、及び定着器回路の動作は、前述した従来例と同じであるため詳しい説明は省略し、以下では従来例と比べての変更点と追加点に関して詳しく説明を行なう。
【００３９】
図１において、６１は、シート材にトナーを熱定着させるための定着器のヒータであり、熱定着させるための熱源である。そして、ＡＣ電源１から分岐したＡＣ電源のホット側とヒータ間、及びＡＣ電源のニュートラル側とヒータ間にそれぞれリレー５３、５４が設けられ、ＣＰＵ５０の制御により、ＡＣ電源１からヒータ６１への電力供給経路の接続／切断が行われる。
【００４０】
商用交流電源であるＡＣ電源１より電力供給されると２４Ｖ用ＡＣ／ＤＣコンバータが起動され、電圧２４ＲにＤＣ電圧の２４Ｖ電圧が生成される。そして、アノードが電圧２４Ｒ側に接続されている逆流防止用のダイオード７１を経由し、ホット側リレー５３、ニュートラル側リレー５４にそれぞれ２４Ｖ電圧が印加される。ここで、逆流防止用のダイオード７１を経由した後のカソード側の電圧を電圧２４Ｚとする。
【００４１】
７２は、ニュートラル側リレー５４への電源供給部である電圧２４Ｚとグランド間に挿入された絶縁耐圧試験駆動用コンデンサ（電力蓄積手段）である。コンデンサ７２は、ＡＣ電圧１を印加するインレットが抜かれ、電圧が印加されなくなった状態で、絶縁耐圧試験の高電圧を印加する所定の時間（数秒間）だけニュートラル側リレー５４をオン状態で維持できる電荷を保持するために設けられている。
【００４２】
７３はニュートラル側リレー５４を画像形成装置外部からの操作により強制的にオンさせるためのリレー強制オン用のトランジスタである。７４、７５はそれぞれリレー強制オン用のトランジスタ７３のベース抵抗とプルダウン抵抗である。
【００４３】
７６は、外部スイッチであるテストプリントスイッチ５１を電圧２４Ｚにプルアップするテストプリント兼リレー強制オン信号用のプルアップ抵抗である。そして、テストプリントスイッチ５１がオンされると、テストプリント用のプルダウン抵抗５２を経由し、ＣＰＵ５０への過電圧印加を防止するための過電圧防止用のコンデンサ９３に、電圧２４Ｚからの電荷が充電される。
【００４４】
また、コンデンサ９３に発生する電圧は、プルアップ抵抗７６とテストプリント用のプルダウン抵抗５２で抵抗分圧された３．３Ｖであり、この電圧はＣＰＵ５０とリレー強制オンさせるための第１のリレー強制オントランジスタ７７へ印加される。なお、７８、７９は、それぞれ第１のリレー強制オントランジスタ７７のベース抵抗とプルダウン抵抗である。
【００４５】
リレー強制オン信号を兼ねたテストプリントスイッチ５１のオン操作により第１のリレー強制オントランジスタ７７のベースにリレー強制オン信号が印加され、第２のリレー強制オントランジスタ８０がオンし、リレー強制オン用のトランジスタ７３をオンさせる。なお、８１、８２、８３は、それぞれ第２のリレー強制オントランジスタ８０のベース抵抗、プルアップ抵抗、コレクタ抵抗である。
【００４６】
次に、ＡＣ電圧１が印加されている状態で、３．３Ｖ用ＡＣ／ＤＣコンバータが起動され、電圧３．３Ｖラインに電圧が発生している場合、リレー強制オン用のトランジスタ７３が強制オフ状態になる回路の説明を行なう。電圧３．３Ｖが発生すると、リレー強制オン禁止用のトランジスタ８４がオンされ、その結果、リレー強制オン用のトランジスタ７３のベースがＦＧ２へ接続され、トランジスタ７３は強制的にオフ状態となる。なお、８５、８６はそれぞれ前記リレー強制オン禁止用のトランジスタ８４のベース抵抗とプルダウン抵抗である。
【００４７】
このように、ＡＣ電圧１が印加されている通常運用時では、外部よりテストプリントスイッチ５１の如何なる操作を行なっても、リレー強制オン用のトランジスタ７３がオンしないように回路が構成されており、テストプリントスイッチ５１のオン操作は無効となる。これにより、異常時やスタンバイ時にヒータ６１への電力供給経路を切断するホット側リレー５３とニュートラル側リレー５４を、ＣＰＵ５０によって確実に制御することができるようになる。
【００４８】
図２は、本実施例における絶縁耐圧試験を行なう際のタイムチャートである。
【００４９】
時間タイミング８７において、ＡＣ電源１をオンすると、２４Ｖ用ＡＣ／ＤＣコンバータ、及び３．３Ｖ用ＡＣ／ＤＣコンバータが起動され、電圧２４Ｒライン、電圧２４Ｚライン、電圧２４Ｕライン及び電圧３．３Ｖラインにそれぞれ電圧が発生する。続いて、時間タイミング８８において、ＡＣ電源１をオフすると、電圧２４Ｕラインと電圧３．３Ｖラインの電圧は接続されている負荷により、その電圧は瞬時に減少する。一方、電圧２４Ｚラインは逆流防止用のダイオード７１により負荷と切断されているため、その電圧の減少が抑制される。
【００５０】
続いて、時間タイミング８９において、テストプリントスイッチ５１をオンすると、リレー強制オン用のトランジスタ７３がオンされ、ニュートラル側リレー５４がオンされる。ニュートラル側リレー５４がオンされている間にＦＧ２に対して、ＡＣ電源１のホットラインとニュートラルラインに所定の高電圧を印加させ、絶縁耐圧試験を行なう。絶縁耐圧試験後は、時間タイミング９０において、テストプリントスイッチ５１をオフし、絶縁耐圧試験の終了となる。
【００５１】
以上説明したように、絶縁耐圧試験用の電力をコンデンサに蓄積させることにより、リレーを強制オンさせるために外部から電力を供給していた従来の作業が不要となり、簡単な操作により画像形成装置の絶縁耐圧試験を行なうことができる。また、外部から電力を与える従来の構成においては、強制的にリレーオンを行なうためのコネクタを設け、さらにコネクタからリレーまで電力を伝送する束線が必要であった。本発明では、簡単な回路の追加により、これらコネクタや束線が不要となり、装置の簡素化を図ることができる。
【実施例２】
【００５２】
図３は本実施例における画像形成装置の絶縁耐圧試験に関係する電源及び定着器回路の回路図である。本実施例の電源回路の動作、及び定着器回路の動作は、実施例１と同様に前述した従来例と同じであるため、詳しい説明は省略する。本実施例では、実施例１で説明した絶縁耐圧試験駆動用のコンデンサ７２と逆流防止用のダイオード７１を削除し、テストプリント兼リレー強制オン信号用のプルアップ抵抗７６の接続先を電圧２４Ｚから電圧２４Ｒへ変更し、さらに簡単な回路を追加した。また、絶縁耐圧試験用のコンデンサとしては、２４Ｖ用の２次平滑コンデンサ１３を流用することにより、回路のコストダウンを図っている。以下では、前述した実施例１との追加点と変更点に関して詳しく説明する。
【００５３】
本実施例でも、絶縁耐圧試験時には、一旦、ＡＣ電源１をオンし、続いてＡＣ電源１をオフすることにより、一時的にリレーを強制オンさせるための電力を画像形成装置の２次平滑コンデンサ１３内に蓄積させる。以下、そのメカニズムについて説明する。
【００５４】
ＦＥＴ４５は、２４Ｖ用ＡＣ／ＤＣコンバータ出力の負荷であるモータやファンなどへの電力の供給や遮断といった、負荷への電力供給制御を行なう。そして、プリント動作していない時にＦＥＴ４５をオフすることにより、２４Ｖ用ＡＣ／ＤＣコンバータの後段の負荷への出力を遮断し、省エネ効果を得るものであることは前述したとおりである。
【００５５】
本実施例では、ＦＥＴ４５を省エネ効果に加え、２４Ｖ用の２次平滑コンデンサ１３をリレー強制オン用の電力を一時的に蓄える手段として使用するために、負荷切断手段としても利用する。そこで、ＡＣ／ＤＣコンバータの出力電圧である電圧２４Ｕラインの電圧を検知するために、２４Ｕ電圧検知用の抵抗９１を設け、抵抗分圧された信号をＣＰＵ５０へ入力する。なお、９４は、ＣＰＵ５０への過電圧入力を防止するための過電圧防止用のツェナーダイオードである。
【００５６】
ＣＰＵ５０は、省エネ用のＦＥＴ４５がオン状態に限り、電圧２４Ｕラインの電圧を検知し、その電圧が所定の電圧以下になると、ＦＥＴ４５をオフし、２４Ｖ用ＡＣ／ＤＣコンバータの出力に接続されている負荷を切断し、負荷への電力供給を遮断する。すなわち、省エネ用のＦＥＴ４５がオンの状態で電圧２４Ｕラインの電圧が下がる場合は、ＡＣ電源１が切断された状態であり、一時的に２４Ｖ用の２次平滑コンデンサ１３には電荷が溜まった状態となる。
【００５７】
また、本実施例では、ＣＰＵ５０への電力供給が断たれても、ＦＥＴ４５のオフ状態が継続されるように、ＦＥＴ４５のゲート駆動用にトランジスタ９５を設けている。これにより、ＡＣ電源１が切断され、ＣＰＵ５０への電力供給が断たれた状態であっても、ＦＥＴ４５はオフ状態になるため、一時的に２４Ｖ用の２次平滑コンデンサ１３に電荷が溜まった状態となる。なお、９６、９７は、それぞれトランジスタ９５のベース抵抗、プルダウン抵抗である。
【００５８】
そして、実施例１で説明したように、テストプリントスイッチ５１をオンすることにより、リレー強制オン用のトランジスタ７３がオンされ、ニュートラル側リレー５４がオンする。また、ＦＥＴ４５がオフ状態でＡＣ電源１が切断された場合は、元々ＦＥＴ４５がオフ状態であるため、２次平滑コンデンサ１３には電荷が溜まった状態となっている。よって、ＦＥＴ４５がオン／オフどちらの場合であっても、ＡＣ電源１が切断された直後は、２次平滑コンデンサ１３には電荷が溜まった状態となっている。
【００５９】
図４は、実施例２における絶縁耐圧試験を行なう際のタイムチャートである。
【００６０】
時間タイミング８７において、ＡＣ電源１をオンすると、２４Ｖ用ＡＣ／ＤＣコンバータ、及び３．３Ｖ用ＡＣ／ＤＣコンバータが起動され、電圧２４Ｒライン、電圧２４Ｕライン及び電圧３．３Ｖラインにそれぞれ電圧が発生する。続いて、時間タイミング８８において、ＡＣ電源１をオフすると、電圧２４Ｕラインと電圧３．３Ｖラインの電圧は、後段の負荷により、その電圧は瞬時に減少する。しかし、電圧２４Ｕラインは前述したように、ＣＰＵ５０により電圧検知されており、所定の閾値電圧である２４Ｕライン閾値電圧９２でＦＥＴ４５がオフされるため、電圧２４Ｒラインの電圧の減少が抑制される。
【００６１】
続いて、時間タイミング８９において、テストプリントスイッチ５１をオンすると、リレー強制オン用のトランジスタ７３がオンされ、ニュートラル側リレー５４がオンされる。ニュートラル側リレー５４がオンしている間に、ＦＧ２に対してＡＣ電源１のホットラインとニュートラルラインに所定の高電圧の印加を行い、絶縁耐圧試験を行なう。絶縁耐圧試験後は、時間タイミング９０において、テストプリントスイッチ５１をオフさせ、絶縁耐圧試験の終了となる。
【００６２】
以上説明したように、絶縁耐圧試験用の電力をコンデンサに蓄積させることにより、リレー強制オンさせるために外部から電圧を供給していた従来の作業が不要となり、簡単な操作により画像形成装置の絶縁耐圧試験を行なうことができる。また、外部から電力を与える従来の構成においては、強制リレーオンを行なうためのコネクタを設け、さらに、コネクタからリレーまで電力を伝送する束線が必要であった。本発明では、簡単な回路の追加により、これらコネクタや束線が不要となり、装置の簡素化を図ることができる。さらに、実施例２では、実施例１で設けていた絶縁耐圧試験駆動用のコンデンサ７２も不要となり、回路のコストダウンも図ることができる。
【符号の説明】
【００６３】
１ 商用交流電源
１３、７２ コンデンサ
５１ テストプリントスイッチ
５３、５４ リレー
６１ ヒータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用交流電源と、
前記商用交流電源からＤＣ電圧を生成するＡＣ／ＤＣコンバータと、
前記商用交流電源から電力供給される定着器のヒータと、
前記商用交流電源から前記ヒータへの電力供給経路に設けられたリレーと、
を備えた画像形成装置において、
前記リレーを所定の時間だけオン状態に維持する電力を蓄えておく電力蓄積手段と、
外部スイッチの操作により前記リレーを強制的にオン状態にさせるリレー強制オン手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記電力蓄積手段は、前記ＡＣ／ＤＣコンバータの出力とグランド間に挿入されたコンデンサであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記電力蓄積手段は、アノードが前記ＡＣ／ＤＣコンバータの出力に接続されたダイオードのカソードとグランド間に挿入されたコンデンサであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記ＡＣ／ＤＣコンバータの出力に接続された負荷への電力の供給や遮断を制御する電力供給制御手段と、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を検知する電圧検知手段と、を備え、
前記電圧検知手段が、前記ＡＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が所定の電圧以下であることを検知した場合、前記電力供給制御手段により前記負荷への電力供給を遮断することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記商用交流電源より電力供給された前記ＡＣ／ＤＣコンバータが駆動している場合には、前記リレー強制オン手段を無効にすることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記リレー強制オン手段は、テストプリントスイッチであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記所定の時間は、絶縁耐圧試験において高電圧を印加する時間であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
商用交流電源と、
前記商用交流電源からＤＣ電圧を生成するＡＣ／ＤＣコンバータと、
前記商用交流電源から電力供給される定着器のヒータと、
前記商用交流電源から前記ヒータへの電力供給経路に設けられたリレーと、
を備えた画像形成装置において、
前記リレーを所定の時間だけオン状態に維持する電力を蓄えておく電力蓄積手段と、
外部スイッチの操作により前記リレーを強制的にオン状態にさせるリレー強制オン手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記電力蓄積手段は、前記ＡＣ／ＤＣコンバータの出力とグランド間に挿入されたコンデンサであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記電力蓄積手段は、アノードが前記ＡＣ／ＤＣコンバータの出力に接続されたダイオードのカソードとグランド間に挿入されたコンデンサであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記ＡＣ／ＤＣコンバータの出力に接続された負荷への電力の供給や遮断を制御する電力供給制御手段と、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を検知する電圧検知手段と、を備え、
前記電圧検知手段が、前記ＡＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が所定の電圧以下であることを検知した場合、前記電力供給制御手段により前記負荷への電力供給を遮断することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記商用交流電源より電力供給された前記ＡＣ／ＤＣコンバータが駆動している場合には、前記リレー強制オン手段を無効にすることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記リレー強制オン手段は、テストプリントスイッチであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記所定の時間は、絶縁耐圧試験において高電圧を印加する時間であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１２３２６２（Ｐ２０１１−１２３２６２Ａ）
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８０４１８（Ｐ２００９−２８０４１８）
【出願日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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