JP2008051132A - 電気機器 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単でかつ安価な構成で、カバー部材が開いた状態から閉じた状態となる場合にコンデンサに流れる突入電流を抑制することができる電気機器の提供。
【解決手段】電気機器である画像形成装置１は、本体部４、カバー部材３及び複数のインターロックスイッチ４５ａ〜４５ｃを含む。本体部４は、各ユニット４１ａ〜４１ｃに電源部４２からの電圧を与える電源配線４３ａ〜４３ｃと、各電源配線４３ａ〜４３ｃに並列に接続されたコンデンサ４４ａ〜４４ｃとを備える。カバー部材３は、開姿勢と閉姿勢とを採り得る。複数のインターロックスイッチ４５ａ〜４５ｃは、電源部４２とコンデンサ４４ａ〜４４ｃとの間にそれぞれ設けられ、カバー部材３が開姿勢から閉姿勢に至るまでのカバー部材３の動作に応じて電源部４２とユニット４１ａ〜４１ｃとを順次に接続するように、互いに所定距離離れて本体部４に配置されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、電気機器に関する。

プリンタや複合機等の画像形成装置は、その本体内部に画像を形成するための様々なユニットを備えており、本体内部はカバー部材で覆われている。また、ユニットとしては、画像形成を行う画像形成部や用紙を画像形成部に搬送する用紙搬送路、これらの各ユニットに電力を供給する中高電圧の電源が挙げられる。

このような画像形成装置には、画像を形成している動作中にカバー部材が開けられた場合でもユーザの安全性を確保するために、カバー部材が開けられる動作に連動して各ユニットに電源からの電力を供給するための電源配線を切断し、各ユニットの動作を停止させるインターロックスイッチが設けられたものがある。

ところで、このような電源配線には、安定した電圧をユニットに供給するためのコンデンサが並列に接続されている。このコンデンサは、各ユニット毎に設けられている。そのため、カバー部材が開いた状態から閉じた状態となり、インターロックスイッチが各ユニットに電力が供給されるように電源と各ユニットとの間を接続すると、各コンデンサには一斉に例えば数十アンペアもの突入電流が流れてしまう。すると、各ユニットに供給される電源の電圧が急峻に降下する電圧変動や、一斉に流れた突入電流によりＧＮＤが揺らされユニットが誤動作する現象等が生じてしまう。

このような突入電流を抑制するための方法及び装置としては、電源配線上にインダクタを直列に挿入する方法や、インターロックスイッチとは別のスイッチを各ユニットに分岐された電源配線毎に挿入し、インターロックスイッチ後段の電圧に基づいてこの別のスイッチをオン及びオフさせる装置（特許文献１）、この別のスイッチを順次にオンさせる装置が知られている（特許文献２）。
特開２００４−１６３５４６号公報 特開２００４−１７６７３２号公報

しかしながら、電源配線上にインダクタを直列に挿入する方法では、直流抵抗成分の高いインダクタを用いる必要がある。しかし、インダクタは、一般的に直流抵抗成分が高くなる程インダクタ自体の形状が大きくなる。従って、直流抵抗成分の高いインダクタを用いようとすると、インダクタが回路基板を占有する面積が大きくなるため、回路基板の小型化は困難になってしまう。更に、回路基板をなるべく小型にするために、電源配線が各ユニットへの分岐配線となる前にインダクタを１つ挿入すると、このインダクタには各ユニットに流れる突入電流全てが流れる。そのため、このインダクタには大電流にも耐えられるような定格電流の大きい素子を用いらなければならない。しかし、このようなインダクタは、一般的にコストが高い。

また、特許文献１及び２では、インターロックスイッチとは別のスイッチを設けるため、これらのスイッチを制御するための機構が複雑になってしまう。更に、別のスイッチや別のスイッチを制御する制御系が回路基板を占有する面積も大きくなってしまう。

そこで、本発明は、簡単でかつ安価な構成で、カバー部材が開いた状態から閉じた状態となる場合にコンデンサに流れる突入電流を抑制することができる電気機器の提供を目的とする。

前記課題を解決するために、発明１は、電気機器本体と、カバー部材と、インターロックスイッチとを含む電気機器を提供する。電気機器本体は、電気機器内部の複数のユニットそれぞれに電源からの所定の電圧を与える複数本の電源配線と、前記電源に対し並列に前記複数本の電源配線それぞれに接続された複数のコンデンサとを備える。カバー部材は、前記電気機器本体の内部を露出させる開姿勢と、前記電気機器本体の内部を外部から隔てる閉姿勢とを採り得る。複数のインターロックスイッチは、前記電源と前記各コンデンサとの間に設けられており、前記カバー部材が前記開姿勢から前記閉姿勢に至るまでの動作に応じて前記電源と前記各ユニットとを順次に接続するように、互いに所定距離離れて前記電気機器本体に配置されている。

この電気機器によると、開いた状態にあるカバー部材が閉じられる場合、カバー部材が除々に閉まる動作に伴って複数のインターロックスイッチは次々にオンする。即ち、複数のインターロックスイッチはそれぞれ異なるタイミングでオンするため、複数のインターロックスイッチ全てが同じタイミングで一斉にオンする場合に比して、インターロックスイッチがオンした瞬間に電源から各コンデンサに流れ込む突入電流の総量は小さい。そのため、インダクタ等のインピーダンス成分の高い素子を突入電流対策用として用いずに済むと共に、全てのコンデンサへの突入電流が一斉に流れることで各ユニットに与えられる電源からの電圧が急峻に下がってしまういわゆる電圧変動や、一斉に流れた突入電流がＧＮＤに流れ込みＧＮＤを揺らすことで生じる各ユニットの誤動作等の現象を防止することができる。また、インターロックスイッチ１つあたりに流れる突入電流が小さくなることから、インターロックスイッチには定格電流の低い小型のスイッチを用いることができる。従って、電気機器のコストを削減することができる。

発明２は、前記発明１において、前記カバー部材は、前記電気機器本体に対し前記カバー部材の端部を回動軸として回動可能に装着されており、前記複数のインターロックスイッチは、前記回動軸である前記カバー部材の端部から離れる方向にそれぞれ配置されている電気機器を提供する。そして、この電気機器は、前記カバー部材に対し前記電気機器本体の内部の方向に突出しており、前記カバー部材が前記閉姿勢を採る場合に前記複数のインターロックスイッチそれぞれの位置に対応するように前記カバー部材に設けられた複数の突出部材を更に含む。

この電気機器によると、カバー部材が除々に閉まる各動作に伴い、各インターロックスイッチは突出部材により順次に押され、電源と各ユニットとが次々に接続される。

発明３は、前記発明１または２において、前記複数のインターロックスイッチそれぞれが前記電源と前記各ユニットとを接続した回数をカウントする回数カウント手段と、前記回数カウント手段がカウントした前記回数を記憶する記憶手段と、を更に含む電気機器を提供する。

これにより、ユーザは、電気機器をリサイクルする際、電気機器が記憶している回数から各インターロックスイッチの残寿命を推測し、各インターロックスイッチが再利用できるか否かを判断することができる。

本発明の電気機器によると、簡単でかつ安価な構成で、カバー部材が開いた状態から閉じた状態となる場合にコンデンサに流れる突入電流を抑制することができる。

＜実施形態＞
（１）構成
図１は、本実施形態に係る電気機器が採用された画像形成装置１の外観図である。この画像形成装置１は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置及びスキャナ装置としての機能を併せ持つ複合機の機種である。図１の画像形成装置１は、原稿カバー２、カバー部材３、本体部４及び給紙カセット５を含む。

原稿カバー２は、原稿カバー２と対向する本体部４の部分に設けられた原稿載置台（図示せず）に載置された原稿を押さえるためのものであって、原稿載置台に対し開閉自在に本体部４に装着されている。

カバー部材３は、本体部４の前部に、本体部４に対しカバー部材３の端部３１を回動軸として回動可能に装着されており、本体部４の内部を露出させる開姿勢と、本体部４の内部を外部から隔てる閉姿勢とを採り得る。

また、カバー部材３には、複数の突出部材３ａ，３ｂ，３ｃが設けられている。より具体的には、複数の突出部材３ａ〜３ｃは、図２に示すように、カバー部材３に対し本体部４の内部の方向に突出しており、カバー部材３が閉姿勢を採る場合に複数のインターロックスイッチ４５ａ〜４５ｃ（後述）それぞれの位置に対応するように、カバー部材３に設けられている。従って、突出部材３ａ〜３ｃは、インターロックスイッチ４５ａ〜４５ｃの数だけ設けられるとよい。本実施形態では、インターロックスイッチ４５ａ〜４５ｃは３つ設けられているため、突出部材３ａ〜３ｃも３つ設けられている。

本体部４は、図３に示すように、複数のユニット４１ａ，４１ｂ，４１ｃ、電源部４２、電源配線４３ａ，４３ｂ，４３ｃ、コンデンサ４４ａ，４４ｂ，４４ｃ、インターロックスイッチ４５ａ，４５ｂ，４５ｃ、検知部４６ａ，４６ｂ，４６ｃ、制御部４７及び記憶部４９を含む。

複数のユニット４１ａ〜４１ｃとしては、他の端末と通信を行う通信部や画像を用紙に印刷する画像形成部等が挙げられる。

電源部４２は、各ユニット４１ａ〜４１ｃに供給される所定の電圧を生成する。

電源配線４３ａ〜４３ｃは、電源部４２からの所定の電圧を各ユニット４１ａ〜４１ｃに供給するためのものであって、電源部４２と各ユニット４１ａ〜４１ｃとの間を接続している。

コンデンサ４４ａ〜４４ｃは、電源部４２から各ユニット４１ａ〜４１ｃに供給される所定の電圧を安定させるためのものであって、電源部４２に対し並列に電源配線４３ａ〜４３ｃそれぞれに接続されている。コンデンサ４４ａ〜４４ｃの種類としては、図３に示すように、例えば電解コンデンサが挙げられる。

インターロックスイッチ４５ａ〜４５ｃは、各電源配線４３ａ〜４３ｃの途中であって、電源部４２と各コンデンサ４４ａ〜４４ｃとの間にそれぞれ直列に接続されており、カバー部材３の取り得る姿勢の変化に連動して電源部４２と各ユニット４１ａ〜４１ｂとを接続及び切断する。より具体的には、インターロックスイッチ４５ａ〜４５ｃは、カバー部材３が開姿勢から閉姿勢に至るまでのカバー部材３の動作に応じて電源部４２と各ユニット４１ａ〜４１ｃとを順次に接続するように、互いに所定距離離れて本体部４に配置されている。尚、本実施形態のインターロックスイッチ４５ａ〜４５ｃは、図１及び２に示すように、回動軸であるカバー部材３の端部３１から離れる方向、即ち図１の本体部４においてカバー部材３の端部３１の右方向に互いに所定距離離れて配置されている。また、インターロックスイッチ４５ａ〜４５ｃの種類としては、例えばアクチュエータ及びソレノイドで構成される電磁ロック式やセンサでマグネットの磁場を検知するとオンするマグネット式、直接押下されることでオンする押下式等が挙げられるが、本実施形態では、押下式のインターロックスイッチを用いた場合を例に取る。即ち、本実施形態では、カバー部材３が開いた状態から閉じる状態となると、カバー部材３の突出部材３ａ〜３ｃはそれぞれに対応するインターロックスイッチ４５ａ〜４５ｃを順々に押下する。これにより、押下されたインターロックスイッチ４５ａ〜４５ｃは次々にオンし、各ユニット４１ａ〜４１ｃには電源部４２からの所定の電圧が順次に供給される。

検知部４６ａ〜４６ｃは、インターロックスイッチ４５ａ〜４５ｃの数だけ設けられており、その入力端子は電源配線４３ａ〜４３ｃのうちインターロックスイッチ４５ａ〜４５ｃの後段側に接続され、出力端子は制御部４７の回数カウント部４８ａ〜４８ｃ（後述）に接続されている。検知部４６ａ〜４６ｃは、各インターロックスイッチ４５ａ〜４５ｃがオンし電源部４２と各ユニット４１ａ〜４１ｃとが接続されると、これを検知する。

ここで、各検知部４６ａ〜４６ｃの構成を、図４を用いて簡単に説明する。尚、検知部４６ａ〜４６ｃはそれぞれ同一の構成を有しているため、ここでは検知部４６ａの構成を例に取り説明する。検知部４６ａは、第１抵抗素子４６１ａ、第２抵抗素子４６２ａ及びコンデンサ４６３ａを含む。第１抵抗素子４６１ａは、電源配線４３ａに並列に接続されており、第２抵抗素子４６２ａは一端が第１抵抗素子４６１ａに接続され、他端がＧＮＤに接続されている。コンデンサ４６３ａは、検知部４６ａが出力する電圧のノイズを除去するためのものであって、第２抵抗素子４６２ａに並列に接続されている。このような構成を有する検知部４６ａによると、電源配線４３ａからの所定の電圧は、第１及び第２抵抗素子４６１ａ、４６２ａにより分圧される。分圧された電圧は、コンデンサ４６３ａによりノイズを除去され、検知部４６ａが接続されている制御部４７の回数カウント部４８ａに出力される。

制御部４７は、ＣＰＵを含むマイクロコンピュータであって、図３に示すように、各検知部４６ａ〜４６ｃの他に各ユニット４１ａ〜４１ｃ及び記憶部４９と接続されている。制御部４７は、各ユニット４１ａ〜４１ｃの制御を行うと共に、各検知部４６ａ〜４６ｃが電源部４２と各ユニット４１ａ〜４１ｃとの接続を検知した回数をカウントする回数カウント部４８ａ〜４８ｃとして機能する。回数カウント部４８ａ〜４８ｃは、言い換えると、各インターロックスイッチ４５ａ〜４５ｃがオンした回数をカウントする。そして回数カウント部４８ａ〜４８ｃは、カウントした回数を記憶部４９に記憶させる。

記憶部４９は、画像形成装置１の電源がオフしても記憶しているデータを消去されない、いわゆる不揮発性のメモリであって、回数カウント部４８ａ〜４８ｃによりカウントされた各インターロックスイッチ４５ａ〜４５ｃのオンの回数を、各インターロックスイッチ４５ａ〜４５ｃ毎に記憶する。

給紙カセット５は、用紙を収納可能であって、本体部４の下部に２段設けられている。

（２）動作
次に、本実施形態に係る画像形成装置１の動作を、図５〜図８を用いて説明する。

先ず、図５に示すように、カバー部材３が開いた状態、即ち開姿勢であるとする。この時、突出部材３ａ〜３ｃはインターロックスイッチ４５ａ〜４５ｃと離れているため、インターロックスイッチ４５ａ〜４５ｃはオフしており、各ユニット４１ａ〜４１ｃは電源部４２からの所定の電圧が供給されていない状態にある。ユーザは、この状態のカバー部材３を、カバー部材３の端部３１を回動軸として矢印Ａの方向に回動させるとする。

すると、図６に示すように、先ずはインターロックスイッチ４５ａのみがカバー部材３の突出部材３ａにより押下された状態となる。これにより、インターロックスイッチ４５ａはオンし電源部４２とユニット４１ａとが接続された状態となる。この瞬間、コンデンサ４４ａには電源配線４３ａを通じて電源部４２からの突入電流が流れ、ユニット４１ａには電源部４２からの所定の電圧の供給が開始される。尚、この図６の状態では、インターロックスイッチ４５ｂ，４５ｃはカバー部材３の突出部材３ｂ，３ｃと離れているため、オフしている。即ち、電源部４２とユニット４１ｂ，４１ｃとの間は切断された状態であるため、電源部４２からコンデンサ４４ｂ，４４ｃには、突入電流は流れない。

そして、検知部４６ａは、インターロックスイッチ４５ａのオンを検知し、この旨を制御部４７の回数カウント部４８ａに出力する。回数カウント部４８ａは、カウントしているインターロックスイッチ４５ａのオン回数をインクリメントし、それまでのインターロックスイッチ４５ａのオン回数を記憶している記憶部４９に上書きする。

次いで、図７に示すように、ユーザがカバー部材３を図６に比して更に矢印Ａの方向に回動させたとする。すると、インターロックスイッチ４５ｂがカバー部材３の突出部材３ｂにより押下される。これにより、インターロックスイッチ４５ｂはオンし電源部４２とユニット４１ｂとが接続された状態となる。この瞬間、コンデンサ４４ｂには電源配線４３ｂを通じて電源部４２からの突入電流が流れ、ユニット４１ｂには電源部４２からの所定の電圧の供給が開始される。尚、この図７の状態では、インターロックスイッチ４５ａは既にオンした状態であり、コンデンサ４４ａには所定の電荷が蓄積されている。また、インターロックスイッチ４５ｃはカバー部材３の突出部材３ｃと離れているため、オフしている。従って、電源部４２からコンデンサ４４ａ，４４ｃには、突入電流は流れない。

そして、検知部４６ｂは、インターロックスイッチ４５ｂのオンを検知し、この旨を制御部４７の回数カウント部４８ｂに出力する。回数カウント部４８ｂは、カウントしているインターロックスイッチ４５ｂのオン回数をインクリメントし、それまでのインターロックスイッチ４５ｂのオン回数を記憶している記憶部４９に上書きする。

次いで、図８に示すように、ユーザがカバー部材３を図７に比して更に矢印Ａの方向に回動させたとする。すると、インターロックスイッチ４５ｃはカバー部材３の突出部材３ｃにより押下されてオンする。これにより、電源部４２とユニット４１ｃとが接続された状態となる。この瞬間、コンデンサ４４ｃには電源配線４３ｃを通じて電源部４２からの突入電流が流れ、ユニット４１ｃには電源部４２からの所定の電圧の供給が開始される。尚、この図８の状態では、インターロックスイッチ４５ａ，４５ｂは既にオンした状態であり、コンデンサ４４ａ，４４ｂには所定の電荷が蓄積されている。従って、電源部４２からコンデンサ４４ａ，４４ｂには、突入電流は流れない。

そして、検知部４６ｃは、インターロックスイッチ４５ｃのオンを検知し、この旨を制御部４７の回数カウント部４８ｃに出力する。回数カウント部４８ｃは、カウントしているインターロックスイッチ４５ｃのオン回数をインクリメントし、それまでのインターロックスイッチ４５ｃのオン回数を記憶している記憶部４９に記憶させる。

（３）効果
この画像形成装置１によると、開いているカバー部材３が閉じられる動作に伴い、インターロックスイッチ４５ａ〜４５ｃは突出部材３ａ〜３ｃにより順次に押下されてオンする。これにより、電源部４２と各ユニット４１ａ〜４１ｃとが次々に接続される。このように、各インターロックスイッチ４５ａ〜４５ｃがオンするタイミングは異なるため、インターロックスイッチ４５ａ〜４５ｃ全てが一斉にオンする場合に比して、インターロックスイッチ４５ａ〜４５ｃがオンした瞬間に電源部４２から各コンデンサ４４ａ〜４４ｃに流れ込む突入電流の総量は小さい。従って、インダクタ等のインピーダンス成分の高い素子を突入電流対策用として用いずに済むと共に、全コンデンサへの突入電流が一斉に流れることで生じる電圧変動や各ユニット４１ａ〜４１ｃの誤動作等を防止できる。また、インターロックスイッチ１つあたりに流れる突入電流が小さくなることから、インターロックスイッチ４５ａ〜４５ｃには定格電流の低い小型のスイッチを用いることができる。従って、電気機器のコストを削減することができる。

また、画像形成装置１は、各インターロックスイッチ４５ａ〜４５ｃのオン回数を記憶している。そのため、画像形成装置１が廃棄された後にリサイクルされる際、ユーザは、このオン回数から各インターロックスイッチ４５ａ〜４５ｃの残寿命を推測し、各インターロックスイッチ４５ａ〜４５ｃが再利用できるか否かを判断することができる。

＜その他の実施形態＞
（ａ）複数の突出部材の長さは、全て同じではなく異なっていても良い。例えば、突出部材はカバー部材の回動軸側のインターロックスイッチから順に押下するように、その長さが調節されていてもよい。

（ｂ）上記実施形態では、押下式のインターロックスイッチを用いた場合について記載したが、電磁ロック式やマグネット式等の他の方式のインターロックスイッチを用いてもよい。

（ｃ）上記実施形態では、画像形成装置の本体部の前部におけるカバー部材を例に取り説明したが、これに限定されない。例えば本体部の側部におけるカバー部材においても、本発明を適用することができる。

本発明の電気機器は、複写機、プリンタ及びファクシミリ装置の各機種や、これらの機能に更にスキャナ機能を併せ持つ複合機の画像形成装置の他、フィニッシャー等に適用できる。即ち、本発明の電気機器は、本体内部を覆うカバー部材を備えていると共に、ユーザの安全性を確保するためにインターロックスイッチが設けられた電気機器であればどのような装置にも適用できる。

本実施形態に係る電気機器が採用された画像形成装置の外観図。 カバー部材が開姿勢を採る場合の画像形成装置を上から見た図。 本体部内部の構成を模式的に示すブロック図。 検知部の構成を簡単に示す回路図。 本実施形態に係る画像形成装置の動作を説明するための図。 本実施形態に係る画像形成装置の動作を説明するための図。 本実施形態に係る画像形成装置の動作を説明するための図。 本実施形態に係る画像形成装置の動作を説明するための図。

符号の説明

１ 画像形成装置
３ カバー部材
３ａ〜３ｃ 突出部材
４ 本体部
４２ 電源部
４３ａ〜４３ｃ 電源配線
４４ａ〜４４ｃ コンデンサ
４５ａ〜４５ｃ インターロックスイッチ
４６ａ〜４６ｃ 検知部
４７ 制御部
４８ａ〜４８ｃ 回数カウント部
４９ 記憶部

Claims (3)

1. 電気機器内部の複数のユニットそれぞれに電源からの所定の電圧を与える複数本の電源配線と、前記電源に対し並列に前記複数本の電源配線それぞれに接続された複数のコンデンサと、を備えた電気機器本体と、
   前記電気機器本体の内部を露出させる開姿勢と、前記電気機器本体の内部を外部から隔てる閉姿勢とを採り得るカバー部材と、
   前記電源と前記各コンデンサとの間に設けられており、前記カバー部材が前記開姿勢から前記閉姿勢に至るまでの動作に応じて前記電源と前記各ユニットとを順次に接続するように、互いに所定距離離れて前記電気機器本体に配置されている複数のインターロックスイッチと、
   を含む、電気機器。
2. 前記カバー部材は、前記電気機器本体に対し前記カバー部材の端部を回動軸として回動可能に装着されており、
   前記複数のインターロックスイッチは、前記回動軸である前記カバー部材の端部から離れる方向にそれぞれ配置されており、
   前記カバー部材に対し前記電気機器本体の内部の方向に突出しており、前記カバー部材が前記閉姿勢を採る場合に前記複数のインターロックスイッチそれぞれの位置に対応するように前記カバー部材に設けられた複数の突出部材を更に含む、請求項１に記載の電気機器。
3. 前記複数のインターロックスイッチそれぞれが前記電源と前記各ユニットとを接続した回数をカウントする回数カウント手段と、
   前記回数カウント手段がカウントした前記回数を記憶する記憶手段と、
   を更に含む、請求項１または２に記載の電気機器。

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