JP2005237046A

JP2005237046A - 電気機器およびその異常判別装置

Info

Publication number: JP2005237046A
Application number: JP2004039509A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Ono; 芳弘小野
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2004-02-17
Filing date: 2004-02-17
Publication date: 2005-09-02
Anticipated expiration: 2024-02-17
Also published as: JP4466111B2

Abstract

【課題】負荷の異常か装置本体の異常かを判別できるようにする。
【解決手段】第１検知回路２０４は、出力負荷３００への過電流を検出する。第２検知回路２０５は負荷への過電圧を検出する。第３検知回路は電源２００の異常を検知する。異常通知回路２０７は、各検知回路の検知結果を通知する異常通知信号を制御基板１００に送出する。制御基板１００は、異常通知信号に基づいて正常か異常かを判別し、さらにどの箇所の異常かを判別する。
【選択図】図２

Description

本発明は出力を与える装置とその負荷である部品に対し、異常を検出し、さらにその異常が装置にあるのか負荷にあるか等を判別できる異常判別技術に関する。

画像処理装置に用いられる高圧電源は、感光体周辺の部品に対し出力を与え、その対象には帯電器、現像器、転写器等がある。例えば、図１に簡略化して示す、転写ベルト方式の画像形成装置の例では、感光体１１の表面に帯電器１２により帯電を行い、露光器１３により潜像を形成する、現像器１４により現像を行い、転写ベルト１５により搬送される用紙に転写ロール１６を用いてトナー像を転写し、こののち、定着器（図示しない）でトナー像を用紙に加熱定着する。そして、帯電器１２、現像器１４、転写ロール１６にはそれぞれ帯電器用高圧電源１２ｐ、現像器用高圧電源１４ｐ、転写器用高圧電源１６ｐがそれぞれ用いられている。

画像処理装置の帯電器には近年オゾンレス化の観点から、接触帯電ロール（ＢＣＲ）が使用されている。ただ、高速機では帯電効率の良いコロトロンワイヤーが使用されるケースが多い。コロトロンワイヤーの役割は高圧電源からの出力により放電を開始し、感光体表面を一様に帯電することである。

ワイヤーを使用した場合、使用している途中でワイヤーが切れたり、切れたワイヤーが感光体や機器フレームに接触したりする異常状態が考えられる。ワイヤーに異常が生じると画質欠損が起き、ＲＯＳ（潜像形成用レーザ走査装置）やＬＥＤによるイメージライティング方式では全面にトナーが付着し、機内汚れや、定着部損傷の問題が発生し、ユーザーに多大な迷惑をかけることがある。そのために、ワイヤーに異常が発生した場合に、異常を検出し、ユーザーに故障のメッセージを行うものがある。

また、高圧電源が故障すると、負荷に電力を供給できなくなる。この結果、ワイヤー断線同様に、全面にトナーが付着し、機内汚れや、定着部損傷の問題が発生し、ユーザーに多大な迷惑をかけることがある。

ところで、ワイヤーの断線や垂れ下がったワイヤーの地絡は高圧電源内の検知回路で異常を判断し、ワイヤーの異常を検出できる。その方法は、過電流検知回路や過電圧検知回路により判断できる。

ただ、ワイヤーには使用されて行くうちに紙紛がついたりして、一時的に異常放電を起こすことがある。この場合は、自然復帰したり、ワイヤーを清掃すると問題なく動作できる。この場合、高圧電源内の検知回路で異常を検出することがある。その結果、サービスマンが修理に伺った際に、ワイヤーが問題ないため、その他の異常が起き得るものとして高圧電源があるため、紙紛等による異常か、高圧電源の一時的な出力異常か判断できないことがある。

したがって、ワイヤーに異常があったのか、それとも高圧電源に異常があったのかを判別して、異常箇所を判断できることが望まれる。

なお、本発明と関連する特許文献としては、つぎの特許文献１および特許文献２がある。

特許文献１は、出力異常における保護機能を開示しており、具体的には、出力短絡を検出する機能により、異常時に回路保護を行う。しかし、負荷に複数の部品が存在する場合、異常の箇所を判断することができない。

特許文献２は、電圧検出、電流検出を行い、負荷状態により電圧制御と電流制御とを切り替えることを開示している。この切替により、負荷状態により安定に制御を行うことができる。しかし、負荷に複数の部品が存在する場合、異常の箇所を判断することができない。
特開２０００−１５６９７３公報特開２００３−１３４８１０公報

本発明は、以上の事情を考慮してなされたものであり、異常が負荷にあるのか出力装置側にあるのかを判別する技術を提供することを目的としている。

本発明によれば、上述の目的を達成するために、特許請求の範囲に記載のとおりの構成を採用している。ここでは、発明を詳細に説明するのに先だって、特許請求の範囲の記載について補充的に説明を行なっておく。

すなわち、本発明の一側面によれば、上述の目的を達成するために、負荷およびこの負荷に対して規定の電力を与える電源を具備する電気機器の異常判別装置に：負荷の異常を検出する負荷異常検出手段と；前記電源の異常を検出する電源異常検出手段と；前記負荷異常検出手段の検出結果および前記電源異常検出手段の検出結果を通知する通知手段と；前記通知手段の信号から、前記負荷の異常か前記電源の異常かを判断する異常箇所検出手段とを設けるようにしている。

この構成においては、例えば、負荷の異常が一時的であり、従前、電源の異常と誤認してしまうような状況でも、確実に異常箇所が判別できる。

この構成において、前記負荷の異常とは、例えば、短絡または開放である。前記電源の異常とは例えば前記電源の故障である。電源の故障は例えばトランスの巻線のショートまたはオープンである。

前記信号は１つの信号により前記負荷の異常および前記電源の異常の双方を判別できるようにしてもよい。この信号に基づいて異常箇所検出手段が異常箇所を判断する。

前記信号は、前記電源の動作タイミングに応じて、前記負荷の異常に関する信号と前記電源の異常に関する信号として切り替えて用いてもよい。もちろん、信号レベルにより異常箇所を判別できるようにしても良い。

前記電気機器は例えば画像形成装置であり、前記負荷は例えば前記画像形成装置のワイヤーであるが、これに限定されない。

また、本発明の他の側面によれば、負荷およびこの負荷に対して規定の電力を与える電源を具備する電気機器の異常判別装置に：複数種類の異常を検出する検出手段と；前記検出手段の検出結果を通知する通知手段と；前記通知手段の信号から、前記負荷の異常か前記電源の異常かを判断する異常箇所検出手段とを設けるようにしている。

この構成においても、確実に異常箇所が判断できる。

なお、本発明は装置またはシステムとして実現できるのみでなく、方法としても実現可能である。また、そのような発明の一部をソフトウェアとして構成することができることはもちろんである。またそのようなソフトウェアをコンピュータに実行させるために用いるソフトウェア製品も本発明の技術的な範囲に含まれることも当然である。

本発明の上述の側面および他の側面は特許請求の範囲に記載され以下実施例を用いて詳述される。

本発明によれば、負荷の状態と電源の状態の２つ情報を、例えば、高圧電源のＯｎ／Ｏｆｆ状態で検出タイミングを切り替えることにより、新規にＩＯを増やすことなく両状態を判断できる。例えば、制御基板の下流で起きている異常状態をどの部品で起きているかを判定でき、不良部品の特定が可能となる。

以下、本発明の実施例について説明する。

まず、本発明の概略構成を示す実施例１について説明する。なお、本発明は広く電気機器に適用可能であるが、以下では画像形成装置を念頭において説明する。

図２は、この実施例の電気機器を模式的に示すものであり、この図において、電気機器、例えば画像形成装置は、制御基板１００、高圧電源２００および出力負荷３００等を含んで構成されている。高圧電源２００は、トランス２０１、制御回路２０２、２次側回路２０３、第１検知回路２０４、第２検知回路２０５、第３検知回路２０６、異常通知回路２０７等を含んで構成されている。制御回路２０２は、出力負荷３００に供給される出力電流または出力電圧を検出して、定電流制御または定電圧制御を実現するように例えばトランス２０１の１次側をスイッチング制御する。２次側回路２０３から定電流制御または定電圧制御された出力が出力負荷３００に供給される。

第１検知回路２０４は、出力負荷３００への過電流を検出する回路である。これにより、例えば、ワイヤーが断線し、それがフレームに接触した場合等を判別する。第２検知回路２０５は、出力負荷３００への過電圧を検出する回路である。これにより、例えば、高圧出力の制御が定電流制御であって、ワイヤーが断線し、それがフレームに接触してない場合等を判別する。第３検知回路２０６が高圧電源２００の故障を判定する回路である。例えば、回路異常時の保護回路等が考えられる。

異常通知回路２０７は、第１検知回路２０４、第２検知回路２０５および第３検知回路２０６の３つの検出結果を１本の信号線で制御基板１００に送出する。制御基板１００は、その信号から異常状態を判断し、異常状態に応じた表示等を行なう。なお、制御基板１００は、電気機器の全体的な動作制御を司る基板であり、ＣＰＵ等の部品が搭載されている。

この実施例によれば、負荷に異常があるのか、電源に異常があるのかを判別できるので、従来のように、異常通知後に、目視等により負荷例えばワイヤーに異常がないことが判明した場合でも、確実に異常箇所が判断することできる。

つぎに本発明の具体的な構成を示す実施例２について説明する。

図３は実施例２の構成を示している。この図において、図２と対応する箇所には対応する符号を付した。なお、図３においてトランス２０１、制御回路２０２、２次側回路２０３、出力負荷３００は同様の構成であるので図示していない。制御基板１００はＣＰＵ１０１を実装している。

図３において、第１検知回路２０４が過電流検知回路で、第２検知回路２０５が過電圧検知回路で、第３検知回路２０６が高圧電源２００の故障を判定する回路である。例えば、回路異常時の保護回路等が考えられる。

保護回路（第３検知回路２０６）は高圧電源２００内で故障が発生した場合（トランスの巻線ショート等）、過大な電流が流れて焼損しないよう、入力電圧を遮断する機能を持つ。例えば、スイッチ等である。

第１検知回路２０４および第２検知回路２０５の出力はＡＮＤ回路２０８を介して異常通知回路２０７に供給される。

第３検知回路（保護回路）２０６の検知信号はスイッチ回路Ｓｗ１を介して異常通知回路２０７に供給される。異常通知回路２０７にはスイッチ機能（Ｓｗ２トランジスタ等）があり、制御基板１００へオープンコレクター信号を送る。

第１検知回路２０４は、出力負荷（図２の３００参照）が正常状態の時にＨｉｇｈ信号を送信し、過電流を検出した場合にＬｏｗ信号を送信する。第２検知回路２０５は、出力負荷（図２の３００参照）が正常状態の時にＨｉｇｈ信号を送信し、過電圧を検出した場合にＬｏｗ信号を送信する。第３検知回路２０６（保護回路）は、遮断されていない時はＨｉｇｈ信号を、遮断されている時はＬｏｗ信号を送信する。

スイッチ回路Ｓｗ１はＯｎ／Ｏｆｆ指定がＯｆｆ状態の時に閉じられ、Ｏｎ状態の時に開く。

異常通知回路２０７は第１検知回路２０４、第２検知回路２０５および第３検知回路２０６の何れかからＨｉｇｈ信号が来た場合、スイッチ回路Ｓｗ２を閉じ、異常信号をＬｏｗとする。

異常信号は異常通知回路２０７のスイッチ回路Ｓｗ２が開いている時はＨｉｇｈレベル（５Ｖ）が入力され、閉じている時はＬｏｗレベル（０Ｖ）が入力される。

異常信号の判断は、Ｏｎ／Ｏｆｆ指令にて検知モードが区別され、Ｏｆｆ状態のときには、異常信号により高圧電源２００の異常状態を判断し、Ｏｎ状態のときには負荷３００の異常を判断する。判断は、例えば、図４に示すように行なわれる。すなわち、Ｏｎ／Ｏｆｆ指令がＯｆｆ状態のときには、高圧電源２００について異常か正常かを判別し、具体的には、異常信号がＨｉｇｈのときは高圧電源２００が異常（故障）、Ｌｏｗのときに高圧電源２００が正常と判別する。他方、Ｏｎ／Ｏｆｆ指令がＯｎ状態のときには、負荷３００について異常か正常かを判別し、具体的には、異常信号がＨｉｇｈのときは負荷３００が異常、Ｌｏｗのときに負荷３００が正常と判別する。

まず、高圧電源２００が正常状態のときの動作を説明する。上述のとおり、高圧電源２００に対する異常判別はＯｎ／Ｏｆｆ指令がＯｆｆ状態のときに行なう。

高圧電源２００が正常状態であると、第３検知回路２０６内の保護回路が遮断されていないため、Ｈｉｇｈ信号を送信すると同時に、第１検知回路２０４、第２検知回路２０５にも入力電圧が供給される。制御基板（ＣＰＵ１０１）１００からのＯｎ／Ｏｆｆ指令がＯｆｆの場合、スイッチ回路Ｓｗ１が閉じられ、異常通知回路２０７のスイッチ回路Ｓｗ２をＯｎするため、異常信号はＬｏｗとなる。

Ｏｎ／Ｏｆｆ指令がＯｎとなり、出力開始されると、スイッチ回路Ｓｗ１が開き第３検知回路２０６から異常通知回路２０７への信号は遮断される。

つぎに負荷が正常な場合について説明する。上述のとおり、負荷３００に対する異常判別はＯｎ／Ｏｆｆ指令がＯｎ状態のときに行なう。

負荷が正常である場合は、第１検知回路２０４、第２検知回路２０５ともにＨｉｇｈ信号を送信し、ＡＮＤ回路２０８はＨｉｇｈ信号を送るため、異常通知回路２０７のトランジスタをＯｎするため、異常信号はＬｏｗとなる。

つぎに高圧電源２００が異常な場合の動作を説明する。上述の通り、Ｏｎ／Ｏｆｆ指令がＯｆｆ状態のときに判別を行なう。

高圧電源２００が異常の時は、第３検知回路２０６内の保護回路は遮断されているため、Ｌｏｗ信号を送信すると同時に、第１検知回路２０４、第２検知回路２０５にも入力電圧が遮断され、第１検知回路２０４、第２検知回路２０５も機能しないため、Ｌｏｗ信号となる。この結果、Ｏｎ／Ｏｆｆ指令の状態にかかわらず、異常信号はＨｉｇｈとなる。

つぎに負荷３００が異常な場合の動作を説明する。上述の通り、Ｏｎ／Ｏｆｆ指令がＯｎ状態のときに判別を行なう。

負荷が異常の時は、第３検知回路２０６内の保護回路は遮断されていないため、Ｈｉｇｈ信号を送信すると同時に、第１検知回路２０４、第２検知回路２０５にも入力電圧が供給される。

負荷３００の異常を検出するために、Ｏｎ／Ｏｆｆ指令がＯｎとなると、Ｓｗ１が開き、第３検知回路２０６から異常通知回路２０７への信号の供給が遮断される。

負荷が異常であると、例えは過電流を検出した場合には、第１検知回路２０４がＬｏｗ信号を送信する。また、過電圧を検出した場合は第２検知回路２０５がＬｏｗ信号を送信する。この結果、ＡＮＤ回路２０８はＬｏｗ信号を送るため、異常通知回路２０７のトランジスタをＯｆｆするため、異常信号はＨｉｇｈとなる。

判別手順は図５に示すとおりである。すなわち、異常信号を取り込んでＬｏｗ信号であれば高圧電源２００、負荷３００の双方が正常と判別する（Ｓ０１〜Ｓ０４）。異常信号がＨｉｇｈ信号であれば、高圧電源２００のＯｎ／Ｏｆｆ指令を確認し、Ｏｆｆ状態であれば、高圧電源２００の故障であると判別する（Ｓ０２、Ｓ０５〜Ｓ０９）。

高圧電源２００のＯｎ／Ｏｆｆ指令がＯｎ状態であれば、高圧電源２００にＯｆｆ指令を送信し、異常信号を取り込み、これがＬｏｗ信号であれば負荷（例えばワイヤー）３００の異常と判別し（Ｓ０６、Ｓ１０〜Ｓ１５）、Ｈｉｇｈ信号であれば高圧電源２００の故障と判別する（Ｓ１２、Ｓ１６〜Ｓ１８）。

すでに述べたとおり、以上の判別は図４に示す通りであり、図４のようになり、負荷の異常と、高圧電源の故障が１本の信号線で判断できる。

つぎに本発明の他の具体的な構成を示す実施例３について説明する。

図６は実施例３の構成を示している。この図において、図２および図３と対応する箇所には対応する符号を付した。なお、図６においてトランス２０１、制御回路２０２、２次側回路２０３、出力負荷３００は同様の構成であるので図示していない。

図６において、第１検知回路２０４が過電流検知回路で、第２検知回路２０５が過電圧検知回路で、第３検知回路２０６が高圧電源２００の保護回路である。保護回路（第３検知回路２０６）は高圧電源２００内で故障が発生した場合（トランスの巻線ショート等）、過大な電流が流れて焼損しないよう、入力電圧を遮断する機能を持つ。例えば、スイッチ等である。

異常通知回路２０７には抵抗（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）とスイッチ機能（Ｓｗ１、Ｓｗ２、トランジスタ等）があり、制御基板１００へアナログ値信号を送る。

第１検知回路２０４は負荷が正常状態の時は異常通知回路２０７内のＳｗ１を開き、過電流を検出した場合は異常通知回路２０７内のＳｗ１を閉じる。第２検知回路２０５は負荷が正常状態の時は異常通知回路２０７内のＳｗ２を開き、過電圧を検出した場合は異常通知回路２０７内のＳｗ２を閉じる。第３検知回路（保護回路）２０６は遮断されていない時は異常通知回路２０７へ５Ｖを供給し、第１検知回路２０４、第２検知回路２０５へは２４Ｖを供給し、遮断されている時は５Ｖ、２４Ｖの供給を遮断する。

異常信号の判断は、第３検知回路２０６からの５Ｖと第１検知回路２０４、第２検知回路２０５からの信号により、５Ｖの抵抗（Ｒ１＝１ｋΩ、Ｒ２＝５１０Ω、Ｒ３＝２ｋΩ）による分圧結果を制御基板１００内のＡ／Ｄポートへ送る。

正常状態の説明を行う。

高圧電源２００が正常状態であり、第３検知回路２０６内の保護回路は遮断されていないため、５Ｖを異常通知回路２０７に供給すると同時に、第１検知回路２０４、第２検知回路２０５にも入力電圧の２４Ｖが供給される。

次に負荷３００が正常である場合は、第１検知回路２０４、第２検知回路２０５ともに各Ｓｗを開く。よって、Ａ／Ｄポートへは５Ｖが供給される。

高圧電源２００が異常の時は、第３検知回路２０６内の保護回路は遮断されているため、５Ｖを異常通知回路２０７に供給することができない。よって、Ａ／Ｄポートへは０Ｖとなる。

負荷３００が短絡した場合、高圧電源２００が正常状態であり、第３検知回路２０６内の保護回路は遮断されていないため、５Ｖを異常通知回路２０７に供給すると同時に、第１検知回路２０４、第２検知回路２０５にも入力電圧の２４Ｖが供給される。

負荷が短絡状態であるため、異常通知回路２０７内のＳｗ１を閉じる。よって、Ａ／Ｄポートへは５Ｖの１ｋΩと５１０Ωの分圧値の１．６９Ｖが供給される。

負荷３００が開放した場合、高圧電源２００が正常状態であり、第３検知回路２０６内の保護回路は遮断されていないため、５Ｖを異常通知回路２０７に供給すると同時に、第１検知回路２０４、第２検知回路２０５にも入力電圧の２４Ｖが供給される。負荷が開放状態であるため、異常通知回路内Ｓｗ２を閉じる。よって、Ａ／Ｄポートへは５Ｖの１ｋΩと２ｋΩの分圧値の３．３３Ｖが供給される。

以下に状態をまとめると、図７のとおりとなり、負荷の短絡、負荷の開放、高圧電源の故障の３状態が１本の信号線で判断できる。

なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではなくその趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。

従来の転写ベルト方式の画像形成装置の例を説明する模式図である。本発明の概略構成の実施例１を示すブロック図である。本発明のより具体的な実施例２を示すブロック図である。上述実施例２の異常箇所判別を要約する図である。上述実施例２の異常箇所判別の動作手順を説明するフローチャートである。本発明の他の具体的な実施例３を示すブロック図である。上述実施例３の異常箇所判別を要約する図である。

符号の説明

１００制御基板
２００高圧電源
２０１トランス
２０２制御回路
２０３２次側回路
２０４第１検知回路
２０５第２検知回路
２０６第３検知回路
２０７異常通知回路
２０８ＡＮＤ回路
３００出力負荷

Claims

負荷およびこの負荷に対して規定の電力を与える電源を具備する電気機器の異常判別装置であって、
負荷の異常を検出する負荷異常検出手段と、
前記電源の異常を検出する電源異常検出手段と、
前記負荷異常検出手段の検出結果および前記電源異常検出手段の検出結果を通知する通知手段と、
前記通知手段の信号から、前記負荷の異常か前記電源の異常かを判断する異常箇所検出手段とを有することを特徴とする異常判別装置。
負荷およびこの負荷に対して規定の電力を与える電源を具備する電気機器の異常判別装置であって、
複数種類の異常を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果を通知する通知手段と、
前記通知手段の信号から、前記負荷の異常か前記電源の異常かを判断する異常箇所検出手段とを有することを特徴とする異常判別装置。
前記負荷の異常とは短絡および開放の少なくとも一方である請求項１または２記載の異常判別装置。
前記電源の異常とは前記電源の故障である請求項１、２または３記載の異常判別装置。
前記信号は１つの信号により前記負荷の異常および前記電源の異常の双方を判別できる請求項１、２、３または４記載の異常判別装置。
前記信号は、前記電源の動作タイミングに応じて、前記負荷の異常に関する信号と前記電源の異常に関する信号として切り替えて用いる請求項１、２、３、４または５記載の異常判別装置。
前記電気機器は画像形成装置であり、前記負荷は前記画像形成装置のワイヤーである請求項１〜６のいずれかに記載の異常判別装置。
前記電源異常検出手段は電源の保護回路である請求項１〜７記載の異常判別装置。
負荷およびこの負荷に対して規定の電力を与える電源を具備する電気機器であって、
負荷の異常を検出する負荷異常検出手段と、
前記電源の異常を検出する電源異常検出手段と、
前記負荷異常検出手段の検出結果および前記電源異常検出手段の検出結果を通知する通知手段と、
前記通知手段の信号から、前記負荷の異常か前記電源の異常かを判断する異常箇所検出手段とを有することを特徴とする電気機器。
負荷およびこの負荷に対して規定の電力を与える電源を具備する電気機器の異常判別装置であって、
複数種類の異常を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果を通知する通知手段と、
前記通知手段の信号から、前記負荷の異常かそれ以外の箇所での異常かを判断する異常箇所検出手段とを有することを特徴とする異常判別装置。