電子機器の電源装置
【課題】 交流電源から直流電圧に変換出力する直流電源部に接続された複数の負荷のうち一部に不具合があっても、他の負荷への直流電源の供給を確保できるようにする。
【解決手段】 第１の直流電源部１は、交流電源から第１の直流電源電圧を変換出力する。第２の直流電源部５は、交流電源から第２の直流電源電圧を変換出力する。第１の負荷部３、７は、第１、第２の直流電源部１、５から第１、第２の直流電源電圧が供給される。第３の負荷部１３は、第１の直流電源部１から第１の負荷部３への電源ライン１５に接続される。検出部１７は、電源ライン１５の異常を検出する。スイッチ部ＳＷは、検出部１７の検出結果に基づき、第１の直流電源電圧から第２の直流電源電圧を第３の負荷部に切り換え供給する。
【解決手段】 第１の直流電源部１は、交流電源から第１の直流電源電圧を変換出力する。第２の直流電源部５は、交流電源から第２の直流電源電圧を変換出力する。第１の負荷部３、７は、第１、第２の直流電源部１、５から第１、第２の直流電源電圧が供給される。第３の負荷部１３は、第１の直流電源部１から第１の負荷部３への電源ライン１５に接続される。検出部１７は、電源ライン１５の異常を検出する。スイッチ部ＳＷは、検出部１７の検出結果に基づき、第１の直流電源電圧から第２の直流電源電圧を第３の負荷部に切り換え供給する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子機器の電源装置に係り、画像形成装置、例えば複写機、ファクシミリ機又は複合機（ＭＦＰ：Multi Function Peripheral）等の電子機器に搭載して好適する電源装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置においては、用紙搬送ローラや画像形成ドラムの駆動用モータ、それらローラの変位用ソレノイドの他、高圧電源で駆動する機構部に印加する２４Ｖ程度の高圧直流電源と、ＣＰＵ、各種半導体素子、センサ等が搭載された電子回路基板に印加する３．３Ｖ又は５Ｖ程度の低圧直流電源との２系統の電源を必要とするのが一般的である。高圧直流電源がパワー系であり、低圧直流電源がシグナル系である。
【０００３】
従来、パワー系の高圧直流電源とシグナル系の低圧直流電源とを分離し、交流電源からＡＣ／ＤＣコンバータによって各々直流電源を得る２コンバータ方式の構成を採用することで、パワー系の高圧直流電源の電源変動や急なシャットダウンから、装置の制御に重要なシグナル系を保護可能にしている。
【０００４】
ところが、機器のコスト上の制約や小型化の観点から、パワー系の高圧直流電源からの直流電源に基づきシグナル系の低圧直流電源を形成する構成、すなわちパワー系とシグナル系が混合された１コンバータ方式を採用する要請がある。
【０００５】
例えば、図２に示すように、ＡＣ１００Ｖの交流電源から２４Ｖの直流電源電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータから第１の直流電源部１を形成し、この第１の直流電源部１には２４Ｖの直流電源電圧を５Ｖの直流電源電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ３を接続し、必要があれば、第１の直流電源部１と同様の第２の直流電源部５に、ＤＣ／ＤＣコンバータ３と同様のＤＣ／ＤＣコンバータ７を接続する構成が提供されている。図２中の符号９、１１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３、７が搭載された第１、第２の回路基板である。
【０００６】
第１、第２の直流電源部１、５がパワー系であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ３、７以外にモータ１３や図示しない機構部に２４Ｖの直流電源電圧が供給され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３、７がシグナル系であり、図示しない機器の回路部分に５Ｖの直流電源電圧が供給される。
【０００７】
その１コンバータ方式の従来構成を示すとすれば、特開２００３−２６６８７８号公報（特許文献１）の画像処理装置がある。
【０００８】
この特許文献１は、通常の画像形成モードと、消費電力を低減した省電力モードとの２種類の動作モードを有する画像形成装置であって、ＡＣ／ＤＣコンバータを介して商用交流電流を直流に変換出力する２４Ｖ出力と、ＡＣ／ＤＣコンバータによって変換された直流をＤＣ／ＤＣコンバータを介して変圧出力する５Ｖ出力とを有する電源ユニットを備え、省電力モードにおいては、２４Ｖ出力の出力電流を電源ユニットの出力部において遮断し、電流検出回路を用いて２４Ｖ出力が出力する電流の電圧をＡＣ／ＤＣコンバータの変換効率が最も高くなる電圧に変更可能に構成し、省エネモード時の消費電力を従来の１コンバータ方式の電源装置よりも低減したものである。
【特許文献１】特開２００３−２６６８７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した特許文献１では、パワー系とシグナル系混合構成において、単に、省エネモード時の消費電力を低減したものであり、ＡＣ／ＤＣコンバータに接続されたＤＣ／ＤＣコンバータその他の負荷に不具合が発生した場合、ＡＣ／ＤＣコンバータに接続された他の構成への電源安全性を図り難い。
【００１０】
例えば、上述した図２において、第１の直流電源部１とＤＣ／ＤＣコンバータ３の電源ライン１５にモータ１３が接続されおり、このモータ１３が破損して２４Ｖの電源ライン１５がショートした場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ３にてその異常を検知して動作停止し易い。
【００１１】
そのため、第１の回路基板９において、ＤＣ／ＤＣコンバータ３から電源供給を受ける例えばＲＡＭ等の記憶部（図示せず。）が動作停止し、格納されたデータが全て消えてしまうような事態が発生し易い。
【００１２】
そこで、本発明者は、電子機器の電源装置の構成を注意深く観察検討したところ、画像形成装置等の電子機器において、上述したように複数のパワー系の第１、第２の直流電源部１、５がある点に着目し、本発明を完成させた。
【００１３】
本発明はそのような課題を解決するためになされたもので、交流電源から直流電源電圧に変換出力する直流電源部に接続された複数の負荷のうち、一部に不具合があっても、他の負荷への直流電源電圧の供給が可能な電子機器の電源装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
そのような課題を解決するために本発明の請求項１に係る電子機器の電源装置は、交流電源から第１の直流電源電圧を変換出力する第１の直流電源部と、その交流電源から第２の直流電源電圧を変換出力する第２の直流電源部と、その第１の直流電源部から第１の直流電源電圧が供給された第１の負荷部と、その第２の直流電源部から第２の直流電源電圧が供給された第２の負荷部と、その第１の直流電源部から第１の負荷部の間の電源ラインの異常を検出する検出部と、この検出部の検出結果に基づき、第１の直流電源電圧から第２の直流電源電圧を第１の負荷部に切り換え供給するスイッチ部とを具備している。
【００１５】
本発明の請求項２に係る電子機器の電源装置は、上記第１の負荷部が、供給されたそれら第１又は第２の直流電源電圧より低い直流電源電圧を変換出力する構成を有している。
【００１６】
本発明の請求項３に係る電子機器の電源装置は、上記第１の直流電源部からその第１の負荷部間の電源ラインに、その第１の直流電源電圧で駆動する第３の負荷部が接続されてなる構成を有している。
【００１７】
本発明の請求項４に係る電子機器の電源装置は、上記第１、第２の直流電源部が、同じレベルのそれら第１、第２の直流電源電圧を出力する構成を有している。
【発明の効果】
【００１８】
このような本発明の請求項１に係る電子機器の電源装置では、第１の直流電源部から第１の負荷部の間の電源ラインの異常を検出部が検出すると、この検出結果に基づきスイッチ部が第１の直流電源電圧を第２の直流電源電圧に切り換えて第１の負荷部に供給するから、第１の直流電源部からの電源ラインに異常があっても、第２の直流電源部から第２の直流電源電圧が第１の負荷部に切り換え印加され、第１の負荷部の動作が確保される。
【００１９】
本発明の請求項２に係る電子機器の電源装置は、上記第１の負荷部が、供給されたそれら第１又は第２の直流電源電圧を低下する機能を有するから、上記第１の負荷部に接続されることが多い制御に重要なシグナル系構成要素の保護が容易である。
【００２０】
本発明の請求項３に係る電子機器の電源装置は、上記第１の直流電源部からその第１の負荷部間の電源ラインに、その第１の直流電源電圧で駆動する第３の負荷部が接続されてなるから、第３の負荷部に不具合があって第１の直流電源部から第１の負荷部間の電源ラインに異常があっても、第１の負荷部に印加されて動作が確保される。
【００２１】
本発明の請求項４に係る電子機器の電源装置は、上記第１、第２の直流電源部が、同じレベルの直流電源電圧を出力するから、第１の負荷部が第１の直流電源部から直流電源電圧の印加された状態と同様になり、正確な動作を確保し易い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る電子機器の電源装置の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、従来例と共通する部分には同一の符号を付す。
【００２３】
図１は、本発明に係る電源装置の実施の形態を示す概略ブロック図である。
【００２４】
図１において、第１の直流電源部１は、ＡＣ１００Ｖの商用交流電源から直流電源電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータから形成され、例えば２４Ｖの第１の直流電源電圧を出力する機能を有し、電源ライン１５を介してモータ１３および検出部１７に接続されている。
【００２５】
第２の直流電源部５は、第１の直流電源部１と同一構成を有し、ＡＣ１００Ｖの商用交流電源から直流電源電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータであり、例えば２４Ｖの第２の直流電源電圧を出力する機能を有し、電源ライン１９を介してＤＣ／ＤＣコンバータ７に接続されている。
【００２６】
第１、第２の直流電源部１、５は、例えば、図示しないトランスで電圧を下げて整流・平滑するとともに、定電圧素子によって２４Ｖの第１、第２の直流電源電圧を定電圧化したり、公知のスイッチング電源回路によって出力電圧２４Ｖを定電圧化する定電源回路であり、パワー系として機能する。
【００２７】
本発明の電源装置が画像形成装置に搭載される場合、第１、第２の直流電源部１、５からの第１、第２の直流電源電圧は、後述するようにＤＣ／ＤＣコンバータ３、７、モータ１３に供給される他、図示しないヒータ、機構部変位用ソレノイド、高圧電源で駆動する機構部用に供給印加される。
【００２８】
第１の直流電源部１から延びる電源ライン１５を介して接続されたモータ１３は、直流ステッピングモータや直流ブラシレスモータであり、例えば画像形成装置において用紙搬送ローラや画像形成ドラムの駆動その他に使用される。
【００２９】
電源ライン１５の途中に挿入された検出部１７は、電源ライン１５の異常、例えば直流電圧が所定レベル以下に低下したことを検出するものであり、検出信号をスイッチ部ＳＷに出力する機能を有している。
【００３０】
電源ライン１５の直流電圧レベルが低下する形態としては、モータ１３の破損によってショートしたり、第１の直流電源部１の動作に不具合が生じる他、種々の原因が考えられる。
【００３１】
検出部１７は、電源ライン１５の異常として、電源ライン１５を流れる電源電流の過電流を検出するように形成することも可能である。
【００３２】
スイッチ部ＳＷは、例えば可動接点Ｐ０とこれに選択的に切り換え接続される固定接点Ｐ１、Ｐ２の１回路２接点の電子的スイッチ又は機械的スイッチであり、第１の直流電源部１から延びる電源ライン１５に固定接点Ｐ１が接続され、第２の直流電源部５から延びる電源ライン１９に固定接点Ｐ２が接続され、可動接点Ｐ０がＤＣ／ＤＣコンバータ３に接続されている。
【００３３】
スイッチ部ＳＷは、通常、可動接点Ｐ０と固定接点Ｐ１が接続され、第１の直流電源部１からの第１の直流電源電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ３に供給されるようになっており、検出部１７から検出信号が出力されると、第２の直流電源部５からの第２の直流電源電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ３に供給されるようになっている。
【００３４】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、２４Ｖの直流電源電圧２４Ｖからこれより低い例えば５Ｖや３．５Ｖの直流電源電圧に変換する公知の電圧変換器であって第１の負荷部として機能し、第１の回路基板９に配置されている。
【００３５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３と同様に、２４Ｖの直流電源電圧２４Ｖから例えば５Ｖや３．５Ｖの直流電源電圧に変換する公知の電圧変換器であって第２の負荷部として機能し、第２の回路基板１１に配置されている。
【００３６】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３、７は、シグナル系であり、第１、第２の回路基板９、１１に配置された図示しないＣＰＵ、記憶部、その他の制御回路に５Ｖや３．５Ｖの直流電源電圧を供給するものである。
【００３７】
なお、第１の回路基板９は、図示はしないが、所定の期間（例えば数分間）にわたって操作入力がないとき、第１の回路基板９上における起動に必要な回路以外への電源供給を遮断し、操作入力があったとき再起動する、いわゆるスリープモード機能を有する構成となっており、そのスリープモード機能移行時には、例えば設定データや画像データを記憶部に待避格納する機能を有している。
【００３８】
本発明の電源装置が搭載される画像形成装置は、原稿から表面画像を光学的に読み取って電子的画像データを生成する原稿読取部、その画像データや動作プログラムを記憶する記憶部、装置の動作状態の表示や装置の動作指示を受付ける操作パネル部、その画像データから印刷画像イメージデータに展開してトナー像を転写、定着する転写定着部、これらを制御する印刷制御部等を有するが、本発明の要部ではないので図示や説明を省略する。
【００３９】
次に、本発明の電源装置の動作をごく簡単に説明する。
【００４０】
図１において、ＡＣ１００Ｖの交流電源が第１、第２の直流電源部１、５に加えられると、第１、第２の直流電源部１、５にてＡＣ１００Ｖの交流電圧が２４Ｖの第１、第２の直流電源電圧に変換され、２４Ｖの第１の直流電源電圧がモータ１３およびスイッチ部ＳＷの固定端子Ｐ１に加えられる一方、２４Ｖの第２の直流電源電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ７およびスイッチ部ＳＷの固定端子Ｐ２に供給される。
【００４１】
通常は、スイッチ部ＳＷの可動接点Ｐ０と固定接点Ｐ１が接続されているから、第１の直流電源部１からの第１の直流電源電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ３に供給される。
【００４２】
そのため、第１、第２の負荷部としてのＤＣ／ＤＣコンバータ３、７が電圧変換動作して低圧の直流電源電圧を出力するから、第１、第２の回路基板９、１１が正常に動作するし、第３の負荷部としてのモータ１３も正常に回転駆動される。
【００４３】
ここで、例えば、モータ１３に破損が発生して電源端子間がショートすると、電源ライン１５の直流電源電圧レベルが低下又は「０レベル」になり、検出部１７がそれを検出して検出信号をスイッチ部ＳＷに出力する。
【００４４】
スイッチ部ＳＷでは、これによって可動端子Ｐ０が固定端子Ｐ２側に切り換わり、ＤＣ／ＤＣコンバータ３には、第１の直流電源部１からの第１の直流電源電圧に代わって第２の直流電源部５からの第２の直流電源電圧が切り換え供給される。
【００４５】
そのため、ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、第２の直流電源部５からの第２の直流電源電圧によって正常に動作し、第１の回路基板９の動作も継続される。
【００４６】
なお、スイッチ部ＳＷは、図示しないリセット機構等によって可動端子Ｐ０が固定端子Ｐ１側に戻るようになっている。
【００４７】
このように本発明の電子機器の電源装置は、交流電源から第１の直流電源電圧を変換出力する第１の直流電源部１と、その交流電源から第１の直流電源電圧と同じレベルの第２の直流電源電圧を変換出力する第２の直流電源部５と、その第１の直流電源部１から第１の直流電源電圧が供給され第１の直流電源電圧より低い直流電源電圧を変換出力するＤＣ／ＤＣコンバータ３と、その第２の直流電源部から第２の直流電源電圧が供給されたＤＣ／ＤＣコンバータ７と、第１の直流電源部１からＤＣ／ＤＣコンバータ３の電源ライン１５に接続されたモータ１３と、その電源ライン１５の電圧レベルが所定レベル以下に低下したことを検出する検出部１７と、この検出部１７の検出結果に基づき、第１の直流電源電圧から第２の直流電源電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ３に切り換え供給するスイッチ部ＳＷと、を具備している。
【００４８】
そのため、例えばモータ１３に不具合があって第１の直流電源部１からの電源ライン１５の電圧レベルが低下しても、第２の直流電源部５から第２の直流電源電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ３に切り換え印加され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の動作が確保される。
【００４９】
しかも、ＤＣ／ＤＣコンバータ３が、供給されたそれら第１又は第２の直流電源電圧を低下する機能を有するから、ＤＣ／ＤＣコンバータ３によって電源駆動する、例えば記憶部やＣＰＵ等の制御に重要なシグナル系構成要素の保護が容易である。
【００５０】
従って、この検出部１７が異常を検出したとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の動作を確保する一方、検出部１７からの検出信号に基づき、第１の回路基板９をスリープモード移行と同様に動作させ、設定データや画像データを記憶部に待避格納させることが可能である。これに合わせて第１の回路基板９を形成すれば良く、その後、装置全体をシャットダウンさせる構成が可能であるし、検出部１７からの検出信号に基づき、警報を発する構成も可能である。
【００５１】
このような構成では、検出部１７からの検出信号に基づき、処理中のデータを整理した後、シャットダウンが可能になってデータの損失を防止できるし、異常状態や故障箇所等を外部に通知可能である。
【００５２】
さらに、第１、第２の直流電源部１、５が、同じレベルの第１、第２の直流電源電圧を出力するから、ＤＣ／ＤＣコンバータ３への供給電源が切り換わっても、ＤＣ／ＤＣコンバータ３が第１の直流電源部１からの第１の直流電源電圧の印加による動作と同じ動作状態になり、正確な動作を確保し易い。
【００５３】
そして、本発明の電子機器の電源装置では、第１、第２の直流電源部１、５に接続される負荷部としては、ＤＣ／ＤＣコンバータ３、７に限定されず、種々の負荷回路が可能である。
【００５４】
また、本発明の電子機器の電源装置では、第１の直流電源部１からの電源ライン１５に接続する負荷部として、ＤＣ／ＤＣコンバータ３以外に第３の負荷部としてモータ１３が接続される構成を説明したが、第３の負荷部としてはモータ１３以外の負荷が接続される構成も可能である。
【００５５】
さらに、本発明の電子機器の電源装置において、第１、第２の直流電源部１、５は、同じレベルの第１、第２の直流電源電圧を出力する構成に限定されず、各々異なった第１、第２の直流電源電圧を出力可能に構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る電子機器の電源装置の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】従来の電子機器の電源装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５７】
１ 第１の直流電源部
３ ＤＣ／ＤＣコンバータ（第１の負荷部）
５ 第２の直流電源部
７ ＤＣ／ＤＣコンバータ（第２の負荷部）
９ 第１の回路基板
１１ 第２の回路基板
１３ モータ（第３の負荷部）
１５、１９ 電源ライン
１７ 検出部
ＳＷ スイッチ部
Ｐ０ 可動端子
Ｐ１、Ｐ２ 固定端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子機器の電源装置に係り、画像形成装置、例えば複写機、ファクシミリ機又は複合機（ＭＦＰ：Multi Function Peripheral）等の電子機器に搭載して好適する電源装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置においては、用紙搬送ローラや画像形成ドラムの駆動用モータ、それらローラの変位用ソレノイドの他、高圧電源で駆動する機構部に印加する２４Ｖ程度の高圧直流電源と、ＣＰＵ、各種半導体素子、センサ等が搭載された電子回路基板に印加する３．３Ｖ又は５Ｖ程度の低圧直流電源との２系統の電源を必要とするのが一般的である。高圧直流電源がパワー系であり、低圧直流電源がシグナル系である。
【０００３】
従来、パワー系の高圧直流電源とシグナル系の低圧直流電源とを分離し、交流電源からＡＣ／ＤＣコンバータによって各々直流電源を得る２コンバータ方式の構成を採用することで、パワー系の高圧直流電源の電源変動や急なシャットダウンから、装置の制御に重要なシグナル系を保護可能にしている。
【０００４】
ところが、機器のコスト上の制約や小型化の観点から、パワー系の高圧直流電源からの直流電源に基づきシグナル系の低圧直流電源を形成する構成、すなわちパワー系とシグナル系が混合された１コンバータ方式を採用する要請がある。
【０００５】
例えば、図２に示すように、ＡＣ１００Ｖの交流電源から２４Ｖの直流電源電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータから第１の直流電源部１を形成し、この第１の直流電源部１には２４Ｖの直流電源電圧を５Ｖの直流電源電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ３を接続し、必要があれば、第１の直流電源部１と同様の第２の直流電源部５に、ＤＣ／ＤＣコンバータ３と同様のＤＣ／ＤＣコンバータ７を接続する構成が提供されている。図２中の符号９、１１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３、７が搭載された第１、第２の回路基板である。
【０００６】
第１、第２の直流電源部１、５がパワー系であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ３、７以外にモータ１３や図示しない機構部に２４Ｖの直流電源電圧が供給され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３、７がシグナル系であり、図示しない機器の回路部分に５Ｖの直流電源電圧が供給される。
【０００７】
その１コンバータ方式の従来構成を示すとすれば、特開２００３−２６６８７８号公報（特許文献１）の画像処理装置がある。
【０００８】
この特許文献１は、通常の画像形成モードと、消費電力を低減した省電力モードとの２種類の動作モードを有する画像形成装置であって、ＡＣ／ＤＣコンバータを介して商用交流電流を直流に変換出力する２４Ｖ出力と、ＡＣ／ＤＣコンバータによって変換された直流をＤＣ／ＤＣコンバータを介して変圧出力する５Ｖ出力とを有する電源ユニットを備え、省電力モードにおいては、２４Ｖ出力の出力電流を電源ユニットの出力部において遮断し、電流検出回路を用いて２４Ｖ出力が出力する電流の電圧をＡＣ／ＤＣコンバータの変換効率が最も高くなる電圧に変更可能に構成し、省エネモード時の消費電力を従来の１コンバータ方式の電源装置よりも低減したものである。
【特許文献１】特開２００３−２６６８７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した特許文献１では、パワー系とシグナル系混合構成において、単に、省エネモード時の消費電力を低減したものであり、ＡＣ／ＤＣコンバータに接続されたＤＣ／ＤＣコンバータその他の負荷に不具合が発生した場合、ＡＣ／ＤＣコンバータに接続された他の構成への電源安全性を図り難い。
【００１０】
例えば、上述した図２において、第１の直流電源部１とＤＣ／ＤＣコンバータ３の電源ライン１５にモータ１３が接続されおり、このモータ１３が破損して２４Ｖの電源ライン１５がショートした場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ３にてその異常を検知して動作停止し易い。
【００１１】
そのため、第１の回路基板９において、ＤＣ／ＤＣコンバータ３から電源供給を受ける例えばＲＡＭ等の記憶部（図示せず。）が動作停止し、格納されたデータが全て消えてしまうような事態が発生し易い。
【００１２】
そこで、本発明者は、電子機器の電源装置の構成を注意深く観察検討したところ、画像形成装置等の電子機器において、上述したように複数のパワー系の第１、第２の直流電源部１、５がある点に着目し、本発明を完成させた。
【００１３】
本発明はそのような課題を解決するためになされたもので、交流電源から直流電源電圧に変換出力する直流電源部に接続された複数の負荷のうち、一部に不具合があっても、他の負荷への直流電源電圧の供給が可能な電子機器の電源装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
そのような課題を解決するために本発明の請求項１に係る電子機器の電源装置は、交流電源から第１の直流電源電圧を変換出力する第１の直流電源部と、その交流電源から第２の直流電源電圧を変換出力する第２の直流電源部と、その第１の直流電源部から第１の直流電源電圧が供給された第１の負荷部と、その第２の直流電源部から第２の直流電源電圧が供給された第２の負荷部と、その第１の直流電源部から第１の負荷部の間の電源ラインの異常を検出する検出部と、この検出部の検出結果に基づき、第１の直流電源電圧から第２の直流電源電圧を第１の負荷部に切り換え供給するスイッチ部とを具備している。
【００１５】
本発明の請求項２に係る電子機器の電源装置は、上記第１の負荷部が、供給されたそれら第１又は第２の直流電源電圧より低い直流電源電圧を変換出力する構成を有している。
【００１６】
本発明の請求項３に係る電子機器の電源装置は、上記第１の直流電源部からその第１の負荷部間の電源ラインに、その第１の直流電源電圧で駆動する第３の負荷部が接続されてなる構成を有している。
【００１７】
本発明の請求項４に係る電子機器の電源装置は、上記第１、第２の直流電源部が、同じレベルのそれら第１、第２の直流電源電圧を出力する構成を有している。
【発明の効果】
【００１８】
このような本発明の請求項１に係る電子機器の電源装置では、第１の直流電源部から第１の負荷部の間の電源ラインの異常を検出部が検出すると、この検出結果に基づきスイッチ部が第１の直流電源電圧を第２の直流電源電圧に切り換えて第１の負荷部に供給するから、第１の直流電源部からの電源ラインに異常があっても、第２の直流電源部から第２の直流電源電圧が第１の負荷部に切り換え印加され、第１の負荷部の動作が確保される。
【００１９】
本発明の請求項２に係る電子機器の電源装置は、上記第１の負荷部が、供給されたそれら第１又は第２の直流電源電圧を低下する機能を有するから、上記第１の負荷部に接続されることが多い制御に重要なシグナル系構成要素の保護が容易である。
【００２０】
本発明の請求項３に係る電子機器の電源装置は、上記第１の直流電源部からその第１の負荷部間の電源ラインに、その第１の直流電源電圧で駆動する第３の負荷部が接続されてなるから、第３の負荷部に不具合があって第１の直流電源部から第１の負荷部間の電源ラインに異常があっても、第１の負荷部に印加されて動作が確保される。
【００２１】
本発明の請求項４に係る電子機器の電源装置は、上記第１、第２の直流電源部が、同じレベルの直流電源電圧を出力するから、第１の負荷部が第１の直流電源部から直流電源電圧の印加された状態と同様になり、正確な動作を確保し易い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る電子機器の電源装置の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、従来例と共通する部分には同一の符号を付す。
【００２３】
図１は、本発明に係る電源装置の実施の形態を示す概略ブロック図である。
【００２４】
図１において、第１の直流電源部１は、ＡＣ１００Ｖの商用交流電源から直流電源電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータから形成され、例えば２４Ｖの第１の直流電源電圧を出力する機能を有し、電源ライン１５を介してモータ１３および検出部１７に接続されている。
【００２５】
第２の直流電源部５は、第１の直流電源部１と同一構成を有し、ＡＣ１００Ｖの商用交流電源から直流電源電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータであり、例えば２４Ｖの第２の直流電源電圧を出力する機能を有し、電源ライン１９を介してＤＣ／ＤＣコンバータ７に接続されている。
【００２６】
第１、第２の直流電源部１、５は、例えば、図示しないトランスで電圧を下げて整流・平滑するとともに、定電圧素子によって２４Ｖの第１、第２の直流電源電圧を定電圧化したり、公知のスイッチング電源回路によって出力電圧２４Ｖを定電圧化する定電源回路であり、パワー系として機能する。
【００２７】
本発明の電源装置が画像形成装置に搭載される場合、第１、第２の直流電源部１、５からの第１、第２の直流電源電圧は、後述するようにＤＣ／ＤＣコンバータ３、７、モータ１３に供給される他、図示しないヒータ、機構部変位用ソレノイド、高圧電源で駆動する機構部用に供給印加される。
【００２８】
第１の直流電源部１から延びる電源ライン１５を介して接続されたモータ１３は、直流ステッピングモータや直流ブラシレスモータであり、例えば画像形成装置において用紙搬送ローラや画像形成ドラムの駆動その他に使用される。
【００２９】
電源ライン１５の途中に挿入された検出部１７は、電源ライン１５の異常、例えば直流電圧が所定レベル以下に低下したことを検出するものであり、検出信号をスイッチ部ＳＷに出力する機能を有している。
【００３０】
電源ライン１５の直流電圧レベルが低下する形態としては、モータ１３の破損によってショートしたり、第１の直流電源部１の動作に不具合が生じる他、種々の原因が考えられる。
【００３１】
検出部１７は、電源ライン１５の異常として、電源ライン１５を流れる電源電流の過電流を検出するように形成することも可能である。
【００３２】
スイッチ部ＳＷは、例えば可動接点Ｐ０とこれに選択的に切り換え接続される固定接点Ｐ１、Ｐ２の１回路２接点の電子的スイッチ又は機械的スイッチであり、第１の直流電源部１から延びる電源ライン１５に固定接点Ｐ１が接続され、第２の直流電源部５から延びる電源ライン１９に固定接点Ｐ２が接続され、可動接点Ｐ０がＤＣ／ＤＣコンバータ３に接続されている。
【００３３】
スイッチ部ＳＷは、通常、可動接点Ｐ０と固定接点Ｐ１が接続され、第１の直流電源部１からの第１の直流電源電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ３に供給されるようになっており、検出部１７から検出信号が出力されると、第２の直流電源部５からの第２の直流電源電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ３に供給されるようになっている。
【００３４】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、２４Ｖの直流電源電圧２４Ｖからこれより低い例えば５Ｖや３．５Ｖの直流電源電圧に変換する公知の電圧変換器であって第１の負荷部として機能し、第１の回路基板９に配置されている。
【００３５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３と同様に、２４Ｖの直流電源電圧２４Ｖから例えば５Ｖや３．５Ｖの直流電源電圧に変換する公知の電圧変換器であって第２の負荷部として機能し、第２の回路基板１１に配置されている。
【００３６】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３、７は、シグナル系であり、第１、第２の回路基板９、１１に配置された図示しないＣＰＵ、記憶部、その他の制御回路に５Ｖや３．５Ｖの直流電源電圧を供給するものである。
【００３７】
なお、第１の回路基板９は、図示はしないが、所定の期間（例えば数分間）にわたって操作入力がないとき、第１の回路基板９上における起動に必要な回路以外への電源供給を遮断し、操作入力があったとき再起動する、いわゆるスリープモード機能を有する構成となっており、そのスリープモード機能移行時には、例えば設定データや画像データを記憶部に待避格納する機能を有している。
【００３８】
本発明の電源装置が搭載される画像形成装置は、原稿から表面画像を光学的に読み取って電子的画像データを生成する原稿読取部、その画像データや動作プログラムを記憶する記憶部、装置の動作状態の表示や装置の動作指示を受付ける操作パネル部、その画像データから印刷画像イメージデータに展開してトナー像を転写、定着する転写定着部、これらを制御する印刷制御部等を有するが、本発明の要部ではないので図示や説明を省略する。
【００３９】
次に、本発明の電源装置の動作をごく簡単に説明する。
【００４０】
図１において、ＡＣ１００Ｖの交流電源が第１、第２の直流電源部１、５に加えられると、第１、第２の直流電源部１、５にてＡＣ１００Ｖの交流電圧が２４Ｖの第１、第２の直流電源電圧に変換され、２４Ｖの第１の直流電源電圧がモータ１３およびスイッチ部ＳＷの固定端子Ｐ１に加えられる一方、２４Ｖの第２の直流電源電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ７およびスイッチ部ＳＷの固定端子Ｐ２に供給される。
【００４１】
通常は、スイッチ部ＳＷの可動接点Ｐ０と固定接点Ｐ１が接続されているから、第１の直流電源部１からの第１の直流電源電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ３に供給される。
【００４２】
そのため、第１、第２の負荷部としてのＤＣ／ＤＣコンバータ３、７が電圧変換動作して低圧の直流電源電圧を出力するから、第１、第２の回路基板９、１１が正常に動作するし、第３の負荷部としてのモータ１３も正常に回転駆動される。
【００４３】
ここで、例えば、モータ１３に破損が発生して電源端子間がショートすると、電源ライン１５の直流電源電圧レベルが低下又は「０レベル」になり、検出部１７がそれを検出して検出信号をスイッチ部ＳＷに出力する。
【００４４】
スイッチ部ＳＷでは、これによって可動端子Ｐ０が固定端子Ｐ２側に切り換わり、ＤＣ／ＤＣコンバータ３には、第１の直流電源部１からの第１の直流電源電圧に代わって第２の直流電源部５からの第２の直流電源電圧が切り換え供給される。
【００４５】
そのため、ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、第２の直流電源部５からの第２の直流電源電圧によって正常に動作し、第１の回路基板９の動作も継続される。
【００４６】
なお、スイッチ部ＳＷは、図示しないリセット機構等によって可動端子Ｐ０が固定端子Ｐ１側に戻るようになっている。
【００４７】
このように本発明の電子機器の電源装置は、交流電源から第１の直流電源電圧を変換出力する第１の直流電源部１と、その交流電源から第１の直流電源電圧と同じレベルの第２の直流電源電圧を変換出力する第２の直流電源部５と、その第１の直流電源部１から第１の直流電源電圧が供給され第１の直流電源電圧より低い直流電源電圧を変換出力するＤＣ／ＤＣコンバータ３と、その第２の直流電源部から第２の直流電源電圧が供給されたＤＣ／ＤＣコンバータ７と、第１の直流電源部１からＤＣ／ＤＣコンバータ３の電源ライン１５に接続されたモータ１３と、その電源ライン１５の電圧レベルが所定レベル以下に低下したことを検出する検出部１７と、この検出部１７の検出結果に基づき、第１の直流電源電圧から第２の直流電源電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ３に切り換え供給するスイッチ部ＳＷと、を具備している。
【００４８】
そのため、例えばモータ１３に不具合があって第１の直流電源部１からの電源ライン１５の電圧レベルが低下しても、第２の直流電源部５から第２の直流電源電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ３に切り換え印加され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の動作が確保される。
【００４９】
しかも、ＤＣ／ＤＣコンバータ３が、供給されたそれら第１又は第２の直流電源電圧を低下する機能を有するから、ＤＣ／ＤＣコンバータ３によって電源駆動する、例えば記憶部やＣＰＵ等の制御に重要なシグナル系構成要素の保護が容易である。
【００５０】
従って、この検出部１７が異常を検出したとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の動作を確保する一方、検出部１７からの検出信号に基づき、第１の回路基板９をスリープモード移行と同様に動作させ、設定データや画像データを記憶部に待避格納させることが可能である。これに合わせて第１の回路基板９を形成すれば良く、その後、装置全体をシャットダウンさせる構成が可能であるし、検出部１７からの検出信号に基づき、警報を発する構成も可能である。
【００５１】
このような構成では、検出部１７からの検出信号に基づき、処理中のデータを整理した後、シャットダウンが可能になってデータの損失を防止できるし、異常状態や故障箇所等を外部に通知可能である。
【００５２】
さらに、第１、第２の直流電源部１、５が、同じレベルの第１、第２の直流電源電圧を出力するから、ＤＣ／ＤＣコンバータ３への供給電源が切り換わっても、ＤＣ／ＤＣコンバータ３が第１の直流電源部１からの第１の直流電源電圧の印加による動作と同じ動作状態になり、正確な動作を確保し易い。
【００５３】
そして、本発明の電子機器の電源装置では、第１、第２の直流電源部１、５に接続される負荷部としては、ＤＣ／ＤＣコンバータ３、７に限定されず、種々の負荷回路が可能である。
【００５４】
また、本発明の電子機器の電源装置では、第１の直流電源部１からの電源ライン１５に接続する負荷部として、ＤＣ／ＤＣコンバータ３以外に第３の負荷部としてモータ１３が接続される構成を説明したが、第３の負荷部としてはモータ１３以外の負荷が接続される構成も可能である。
【００５５】
さらに、本発明の電子機器の電源装置において、第１、第２の直流電源部１、５は、同じレベルの第１、第２の直流電源電圧を出力する構成に限定されず、各々異なった第１、第２の直流電源電圧を出力可能に構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る電子機器の電源装置の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】従来の電子機器の電源装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５７】
１ 第１の直流電源部
３ ＤＣ／ＤＣコンバータ（第１の負荷部）
５ 第２の直流電源部
７ ＤＣ／ＤＣコンバータ（第２の負荷部）
９ 第１の回路基板
１１ 第２の回路基板
１３ モータ（第３の負荷部）
１５、１９ 電源ライン
１７ 検出部
ＳＷ スイッチ部
Ｐ０ 可動端子
Ｐ１、Ｐ２ 固定端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源から第１の直流電源電圧を変換出力する第１の直流電源部と、
前記交流電源から第２の直流電源電圧を変換出力する第２の直流電源部と、
前記第１の直流電源部から前記第１の直流電源電圧が供給される第１の負荷部と、
前記第２の直流電源部から前記第２の直流電源電圧が供給される第２の負荷部と、
前記第１の直流電源部から前記第１の負荷部の間の電源ラインの異常を検出する検出部と、
この検出部の検出結果に基づき、前記第１の直流電源電圧から前記第２の直流電源電圧を前記第１の負荷部に切り換え供給するスイッチ部と、
を具備することを特徴とする電子機器の電源装置。
【請求項２】
前記第１の負荷部は、供給された前記第１又は第２の直流電源電圧より低い直流電源電圧を変換出力する請求項１記載の電子機器の電源装置。
【請求項３】
前記第１の直流電源部から前記第１の負荷部間の前記電源ラインに、前記第１の直流電源電圧で駆動する第３の負荷部が接続されてなる請求項１又は２記載の電子機器の電源装置。
【請求項４】
前記第１、第２の直流電源部は、同じレベルの前記第１、第２の直流電源電圧を出力する請求項１〜３いずれか１記載の電子機器の電源装置。
【請求項１】
交流電源から第１の直流電源電圧を変換出力する第１の直流電源部と、
前記交流電源から第２の直流電源電圧を変換出力する第２の直流電源部と、
前記第１の直流電源部から前記第１の直流電源電圧が供給される第１の負荷部と、
前記第２の直流電源部から前記第２の直流電源電圧が供給される第２の負荷部と、
前記第１の直流電源部から前記第１の負荷部の間の電源ラインの異常を検出する検出部と、
この検出部の検出結果に基づき、前記第１の直流電源電圧から前記第２の直流電源電圧を前記第１の負荷部に切り換え供給するスイッチ部と、
を具備することを特徴とする電子機器の電源装置。
【請求項２】
前記第１の負荷部は、供給された前記第１又は第２の直流電源電圧より低い直流電源電圧を変換出力する請求項１記載の電子機器の電源装置。
【請求項３】
前記第１の直流電源部から前記第１の負荷部間の前記電源ラインに、前記第１の直流電源電圧で駆動する第３の負荷部が接続されてなる請求項１又は２記載の電子機器の電源装置。
【請求項４】
前記第１、第２の直流電源部は、同じレベルの前記第１、第２の直流電源電圧を出力する請求項１〜３いずれか１記載の電子機器の電源装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−１８３７１８（Ｐ２０１０−１８３７１８Ａ）
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４５０５（Ｐ２００９−２４５０５）
【出願日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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