JP2007033261A - 異常検知方法、異常検知装置及び画像形成装置 - Google Patents

異常検知方法、異常検知装置及び画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】電流値の増減があったとしても接触個所の接触抵抗の異常を精度よく検知する。
【解決手段】電気的に接触する接続部を相互に連結するドロワコネクタ61の接触抵抗62の異常を検知する異常検知装置において、抵抗値が既知の基準抵抗55と、基準抵抗55及び接触抵抗62に共通して流れる電流から基準抵抗55の両端電位差を出力する第1のオペアンプ52と、接触抵抗62の両端電位差を出力する第2のオペアンプ54と3前記第1及び第2のオペアンプ52,53の出力値を比較するコンパレータ54とを備え、このコンパレータ54の出力結果に基づいて接触抵抗62の異常を出力が反転により検知する。
【選択図】図4

Description

接点を介して信号や電力を伝達する電気回路の接続部における状態を常時監視し、異常を迅速に検知する異常検知方法、この方法を実施する異常検知装置、及びこの異常検知装置を備えた画像形成装置に関する。
MFPとして知られるデジタル複合機などの画像形成装置では、画像形成時に用紙ジャムなどの不具合が発生したときに、前扉を開いてジャムした部分で用紙を手動で搬送したり、定着装置が格納されているユニットを引き出すことがある。定着ユニットと画像形成装置とは定着装置に電力を供給するため電気的に接続されている。この電気的接続には、例えば定着ユニットと画像形成装置本体とを物理的に接触させて通電させるドロワコネクタが使用されている。
しかし、定着ユニットの画像形成装置本体に対する抜き差しを繰り返していると、両者を連結しているドロワコネクタの抵抗値、いわゆる接触抵抗値が増加して電流が流れにくくなる傾向がある。この状態をそのまま放置すると、連結個所であるドロワコネクタの抵抗値の増加が甚だしくなり、この抵抗値の増大に起因する電流が流れにくさから、ドロワコネクタの接触部分が発熱し、ドロワコネクタを溶かしてしまうという状態にまでなることがある。もし、ドロワコネクタが溶けてしまうと、ドロワコネクタの接点が溶着し連結状態のままとなり、定着ユニットを引き出せないという問題にまで発展する。
このため、連結個所の異常をいち早く検知することが急務となり、例えば特許文献1には、費用と手間をかけることなく簡単に設置でき、配電盤装置や電気製品自体を大きくすることなく、接断部や電気部品類の断線・接触不良を検知できるようにするため、電気部品類への電力供給線に設けられた検出器により電力供給線の電流を電圧に変換して電圧変化を検出し、演算部により検出器による電圧変化を電気部品類内部の正常状態時及び異常状態時の電圧変化と比較して電気部品類内部の正常状態または断線・接触不良による異常状態を判定し、異常状態の判定時には、電磁開閉器により電力供給線を開放し、電気部品類への電力供給を遮断するようにした発明が開示されている。
特開2000−182163号公報
前記特許文献1記載の発明では、前述のように電流を電圧に変換し、正常状態時の電圧変化と比較して異常か否かを判定している。しかし、電流は常に一定であるとは限らないため、正常時の電圧変化と比較すると、比較する電圧の元となる電流が変化した場合に、本来接触個所は正常であるにもかかわらず、電流値の増減、ひいては電圧値の増減により異常と誤判断する場合が生じる。
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、電流値の増減があったとしても接触個所の接触抵抗の異常を精度よく検知することにある。
前記目的を達成するため、第1の手段は、電気的に接触する接続部を相互に連結する連結部の接触抵抗の異常を検知する異常検知方法において、抵抗値が既知の基準抵抗の両端電位差を検出し、前記基準抵抗と共通に前記接触抵抗に流れる電流から当該接触抵抗の両端電位差を検出し、前記基準抵抗と前記接触抵抗のそれぞれの両端部で得られた電位差を比較し、その比較結果から前記接触抵抗の異常を検知することを特徴とする。
第2の手段は、第1の手段において、前記比較結果により前記電位差の大小関係が逆転したときに異常と判断することを特徴とする。
第3の手段は、電気的に接触する接続部を相互に連結する連結部の接触抵抗の異常を検知する異常検知装置において、抵抗値が既知の基準抵抗と、前記基準抵抗及び前記接触抵抗に共通して流れる電流から求められる前記基準抵抗の両端電位差及び前記接触抵抗の両端電位差の関係から前記接触抵抗の異常を検知する検知手段とを備えていることを特徴とする。
第4の手段は、第3の手段において、前記検知手段が前記基準抵抗の両端電位差と前記接触抵抗の両端電位差とを比較し、異常を検知することを特徴とする。
第5の手段は、電気的に接触する接続部を相互に連結する連結部の接触抵抗の異常を検知する異常検知装置において、抵抗値が既知の基準抵抗と、前記基準抵抗及び前記接触抵抗に共通して流れる電流から前記基準抵抗の両端電位差を出力する第1の増幅手段と、前記電流によって前記接触抵抗の両端電位差を出力する第2の増幅手段と、前記第1及び第2の増幅手段の出力値を比較する比較手段とを備え、前記比較手段の出力結果に基づいて前記接触抵抗の異常を検知することを特徴とする。
第6の手段は、第5の手段において、前記比較手段は、前記第1及び第2の増幅手段の出力値の大小関係が逆転したときに異常と判断することを特徴とする。
第7の手段は、第3ないし第6の手段において、異常が検知されたときにその旨報知する報知手段を備えていることを特徴とする。
第8の手段は、第3ないし第7の手段において、異常が検知されたときに電源の供給を停止させることを特徴とする。
第9の手段は、第3ないし第8のいずれかの手段に係る異常検知装置を画像形成装置が備えていることを特徴とする。
なお、後述の実施形態において、連結部はドロワコネクタ61に、基準抵抗は符号55に、接触抵抗は符号62に、検知手段はコンパレータ54に、第1の増幅手段は第1のオペアンプ52に、第2の増幅手段は第2のオペアンプ53に、比較手段はコンパレータ54に、報知手段は図示しないロジック回路及び表示装置にそれぞれ対応する。
本発明によれば、基準抵抗と接触抵抗のそれぞれの両端部で得られた電位差を比較し、その比較結果から接触抵抗の異常を検知するので、電流値の増減があったとしても接触個所の接触抵抗の異常を精度よく検知することができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は本発明の実施形態に係る画像形成装置としての複写機の概観を示す正面図、図2は図1の複写機のドアを開けた状態を示す正面図である。これらの図において、複写機筐体1には、用紙を入れる給紙トレイ2があり、複写機筐体1の内部を隠すドア3とともに複写機の前面のほぼ全体を覆っている。複写機筐体1の前面には、さらに、人体検知装置4が設置されている。また、複写機筐体1の内部には、ドア3の開閉を検知するドア開閉検知装置5が配置されている。さらにドア3の内側面には、ジャム処理方法を説明するデカル20が貼られている。
図3は複写機筐体1の内部構造を概念的に示す正面図である。給紙トレイ2の上部には、給紙を行う給紙コロ6が設けてある。用紙の搬送経路先には、レジストローラ7が設けてあり、その用紙搬送方向先側に感光体8が配置してある。この感光体8の下側には、転写ベルト9が設けてあり、その用紙搬送方向先側には、定着装置10が設けてある。
この搬送経路に沿って用紙が搬送され、複写工程が実行される。これらの搬送経路の途中には、照明装置11〜14とジャム検出兼ジャム紙位置検出装置15〜18が設けられている。それぞれの位置は、照明装置11が給紙ローラ6の用紙搬送方向で直後に、照明装置12がレジストローラ7の直前に、照明装置13が感光体8の直前に、照明装置14が定着ローラ10の近くに設置してある。また、ジャム検出兼ジャム紙位置検出装置15は給紙ローラ6の用紙搬送方向直後に、同装置16はレジストローラ7の直前に、同装置17は感光体8の直後に、そして同装置18が定着ローラ10直後に配置されている。なお図中32は大容量給紙トレイである。
図4は定着装置のドロワコネクタの異常検知装置の回路構成を示す図である。この例では、電源(+24V)を供給する側の装置本体50に負荷ユニット60をドロワコネクタ61で接続している。電源(+24V)51はコネクタの1番ピン62より供給されており、負荷電流は図示しないGND線で+側と同様にコネクタで接続されている。GND線側にも同様の電流が流れるので、同様の回路構成の検知回路を設ける。
すなわち、装置本体(複写機本体)50側には、第1及び第2のオペアンプ52,53と、第1及び第2のオペアンプ52,53の出力を比較するコンパレータ54が設けられている。電源51から負荷、ここでは定着装置(定着ユニット)10側のドロワコネクタ61に至る電源ラインに基準抵抗55が設けられ、第1のオペアンプ52はこの基準抵抗55の両端電位差を増幅する。第2のオペアンプ53はドロワコネクタ61の1番ピン62の接触抵抗の両端電位差を増幅する(以下、接触抵抗も符号62を付して基準抵抗55と区別する)。したがってコンパレータ54は基準抵抗55の両端の電位差と接触抵抗62の両端の電位差を比較することになる。
基準抵抗55は基準として入れてあるものなので当然既知であり、この実施形態では、抵抗値を1Ωとしている。、基準抵抗55と接触抵抗62とは直列であることから当然同一の電流Iが流れる。仮に電流値が変動したとしても同じ値の電流、例えばIが流れる。基準抵抗55に電流Iが流れることにより、第1のオペアンプ52は基準抵抗55の両端の電位差V(I×1)を出力する。接触抵抗62にも基準抵抗55を流れる電流Iが流れるので、同様にして第2のオペアンプ53は接触抵抗62をαΩとすると、両端の電位差V(I×α)を出力する。第1及び第2のオペアンプ52,53の増幅率は、コンパレータ54に入力する信号のレベルとあわせるために任意に微調整されており、この条件下でコンパレータ54は第1及び第2のオペアンプ52,53から入力されるそれぞれの電位差を常に比較して出力する。コンパレータ54の出力はプルアップ電源56によってプルアップされ、図示しない後段のロジック回路に入力される。
ここで、接触抵抗62の両端の電位差が何らかの原因で変動した場合、その変動理由としては、電流値の増減あるいはドロワコネクタ61の異常のいずれかであると推測される。しかし、この段階では、そのいずれが原因であるかは判断できない。そこで、電流値の変動について考えると、基準抵抗55の両端の電位差を検出すれば、抵抗値は既知であることから、電流の増減は判断できる。すなわち、接触抵抗62の両端の電位差が変動した場合に、基準抵抗55の両端の電位差が変動していれば、電流の増減による変動であり、ドロワコネクタ61の接触異常ではないと判断できる。これに対し、基準抵抗55の両端の電位差が変動していないのに接触抵抗62の両端の電位差が変動していれば、電流の変動が原因ではなく、ドロワコネクタ61の接触抵抗62が増加していると判断できる。
コンパレータ54には、このような状態の第1及び第2のオペアンプ52,53の出力が入力されることからコンパレータ54の出力の反転状況から前記接触抵抗62の増大を検出することができる。すなわち、電流が変動したとしてもその電流は基準抵抗55と接触抵抗62に共通に流れているので、コンパレータ出力は正常のままで反転することはない。しかし、接触抵抗62に何らかの異常が発生し、抵抗値が増加するとコンパレータ54は異常を検知して反転する。したがって、コンパレータ54の出力を常に監視することにより接触抵抗62の異常を検知することができる。
図4の回路図に沿って動作を具体的に説明する。なお、前述のようにGND線側にも同様の電流が流れるので、同様の回路構成の検知回路を設けるが、ここでは、+側の回路に着目して、説明する。
装置本体50側に設けられた基準抵抗52は既知の抵抗値(ここでは1Ω)であるので、その両端の電圧とコネクタ61の1番ピン62の両側の電圧を比較すれば、通電電流にかかわらず1番ピン62の接触抵抗の変化を把握できる。第1のオペアンプ52は、基準抵抗55の両端の電位差をA点を基準にして出力する。第2のオペアンプ53は、1番ピン62の両側の電位差をB点を基準にして出力する。ここで、
第1のオペアンプの出力=V−(24−V
=2V−24
第2のオペアンプの出力=V−10(V−V
=11V−10V
が成り立つ。1番ピン62の接触抵抗は通常、数十ミリΩだが、仮に50mΩとして計算すると、負荷電流1AのときVは23Vで、Vは22.95Vなので、
第1のオペアンプの出力=22V
第2のオペアンプの出力=22.45V
となり、図のように接続されたコンパレータ54の出力はオープン状態で10kΩでプルアップされた状態となる。
接触抵抗が増加して、第2のオペアンプ53の出力が低下し、コンパレータ54の出力が反転するとき、
2V−24=11V−10V ・・・(1)
が成り立つ。
負荷電流をIとして、接触抵抗をXとすると、
=24−I・1 ・・・(2)
−V=I・X ・・・(3)
となり、式(1)ないし(3)から接触抵抗Xは、
X=1/11 Ω
で求められる。このことは、1番ピン62の接触抵抗が約90mΩに増加したときコンパレータ54の出力が反転することを示している。コンパレータ出力は+3.3Vでプルアップされているので、TTLレベル等のロジック回路に接続され、異常を検知したときには、図示しない表示装置に対して警告表示を行わせ、電源供給停止などの制御を行う。なお、検知信号を安定化するために、図5に示すようにコンパレータ54に正帰還回路を設けるのが望ましい。
図4の回路で実行される異常検知の処理工程をフローチャートにまとめると図6のようになる。
この処理手順では、電源がONされると(ステップS1)、基準抵抗55の両端の電位差を第1のオペアンプ52に取り込む(ステップS2)。同様に接触抵抗62の両端の電位差を第2のオペアンプ53に取り込む(ステップS)。第1及び第2のオペアンプ52,53の出力をコンパレータ54で比較し(ステップS4)、コンパレータ54の比較結果を監視する。そして、コンパレータ54の出力が反転すると(ステップS5−Y)、接触抵抗61に異常、ここでは抵抗の増大が発生したと判断し(ステップS6)、異常発生を報知し(ステップS7)、さらには電源をOFFにする(ステップS8)。これにより、電源ONから常時接触抵抗の異常を監視し、異常発生時にはその旨報知し、さらには電源をOFFにするので、ドロワコネクタ61の接触異常による故障やトラブルの発生を防止することができる。
なお、本実施形態では、複写機の定着装置10を例にとって説明しているが、コネクタを使用して装置本体50に任意のユニット60を挿抜し、装置本体50側から電源の供給を受けるもの全てに適用できることは言うまでもない。
本発明の実施形態に係る複写機の概観を示す正面図である。 複写機のドアを開けた状態を示す正面図である。 複写機の内部構造を概念的に示す正面図である。 定着装置のドロワコネクタの異常検知装置の回路構成を示す図である。 定着装置のドロワコネクタの異常検知装置の回路構成の他の例を示す図である。 図4の異常検知装置の処理工程の一例を示すフローチャートである。
符号の説明
50 装置本体(複写機)
51 電源
52 第1のオペアンプ
53 第2のオペアンプ
54 コンパレータ
55 基準抵抗
56 プルアップ電源
60 ユニット(定着装置)
61 ドロワコネクタ
62 1番ピン(接触抵抗)

Claims (9)

  1. 電気的に接触する接続部を相互に連結する連結部の接触抵抗の異常を検知する異常検知方法において、
    抵抗値が既知の基準抵抗の両端電位差を検出し、
    前記基準抵抗と共通に前記接触抵抗に流れる電流から当該接触抵抗の両端電位差を検出し、
    前記基準抵抗と前記接触抵抗のそれぞれの両端部で得られた電位差を比較し、
    その比較結果から前記接触抵抗の異常を検知することを特徴とする異常検知方法。
  2. 前記比較結果により前記電位差の大小関係が逆転したときに異常と判断することを特徴とする請求項1記載の異常検知方法。
  3. 電気的に接触する接続部を相互に連結する連結部の接触抵抗の異常を検知する異常検知装置において、
    抵抗値が既知の基準抵抗と、
    前記基準抵抗及び前記接触抵抗に共通して流れる電流から求められる前記基準抵抗の両端電位差及び前記接触抵抗の両端電位差の関係から前記接触抵抗の異常を検知する検知手段と、
    を備えていることを特徴とする異常検知装置。
  4. 前記検知手段は、前記基準抵抗の両端電位差と前記接触抵抗の両端電位差とを比較し、異常を検知することを特徴とする請求項3記載の異常検知装置。
  5. 電気的に接触する接続部を相互に連結する連結部の接触抵抗の異常を検知する異常検知装置において、
    抵抗値が既知の基準抵抗と、
    前記基準抵抗及び前記接触抵抗に共通して流れる電流から前記基準抵抗の両端電位差を出力する第1の増幅手段と、
    前記共通して流れる電流によって前記接触抵抗の両端電位差を出力する第2の増幅手段と、
    前記第1及び第2の増幅手段の出力値を比較する比較手段と、
    を備え、前記比較手段の出力結果に基づいて前記接触抵抗の異常を検知することを特徴とする異常検知装置。
  6. 前記比較手段は、前記第1及び第2の増幅手段の出力値の大小関係が逆転したときに異常と判断することを特徴とする請求項5記載の異常検知装置。
  7. 異常が検知されたときにその旨報知する報知手段を備えていることを特徴とする請求項3ないし6のいずれか1項に記載の異常検知装置。
  8. 異常が検知されたときに電源の供給を停止させることを特徴とする請求項3ないし7のいずれか1項に記載の異常検知装置。
  9. 請求項3ないし8のいずれか1項に記載の異常検知装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
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