JP2007080584A - 機械接点の異常検知装置及び異常検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 接触不良を含む異常を検知することができる機械接点の異常検知装置及び異常検知方法を提供する。
【解決手段】 画像形成装置において、フロントドアが開放されている場合に、画像形成部（負荷４０）に対する駆動電力を供給状態及び遮断状態に相互に切り替えるインターロックスイッチ３６の異常を検知するに際し、負荷４０に供給される駆動電力の電圧レベルを検出回路３１により検出し、インターロックスイッチ３６により負荷４０に対する駆動電力を遮断状態から供給状態に切り替えた場合の検出回路３１による検出結果の推移に基づいてＣＰＵ３４によりインターロックスイッチ３６の異常を判定する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、機械接点の異常検知装置及び異常検知方法に関するものである。

従来、電子機器では、電源のＯＮ／ＯＦＦや動作モードに応じた回路の選択等に機械接点が用いられている。

また、従来、例えば特許文献１に記載されているように、オペレータが筐体に設けられた開閉ドアを開けて点検や部品交換等を行う複写機において、ドアの開閉状態に応じてドア近傍の負荷への電力供給を、機械接点を用いて停止させることが提案されている。

また、インターロック回路のリレーを介して負荷に給電するに際し、インターロックリレーを介して電源に接続される負荷量に対応した参照値を設定しておき、インターロックスイッチによる前記リレーへのオン指示信号の供給／遮断の切換りからの、それに応答したリレーの接点のオン／オフの切換りの遅延を検出し、前記リレーは２回路を開閉し、各回路のオン／オフの切換りの遅延順の逆転を検知してリレー接点異常を報知することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

ところで、機械接点を使用する際には、アーク放電が繰り返し発生する場合があり、シリコン雰囲気中で機械接点がアーク放電を繰り返すと、アーク放電の熱でシリコンが酸化して接点に酸化ケイ素が付着堆積し、接触不良の原因になることが知られている。

また、複写機やプリンタ等では、画像形成に用いるトナーに含まれるシリコンがフューザの熱により揮発するため、インターロックスイッチ回路はシリコン雰囲気中で動作することになり、インターロックスイッチの接点に酸化ケイ素が付着堆積することになる。

従来、機械接点の負荷側に供給される電力に応じた電圧値を直接又はリレー接点を介して取得し、取得した電圧値が所定値を超えたか否かによって機械接点の開閉を検出して機械接点の異常を検知する方法がとられている。
特開２００３−３２０７３１公報 特開２００３−７１８６公報

しかしながら、上記従来の技術では、機械接点が使用限界を超えた場合には異常として検知できるが、機械接点が接触不良を起こし使用限界に至る以前には、異常として検知することができない、という問題点があった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、接触不良を含む異常を検知することができる機械接点の異常検知装置及び異常検知方法を提供することが目的である。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、負荷に対する駆動電力を供給状態及び遮断状態に相互に切り替える機械接点の異常を検知する異常検知装置であって、前記負荷に供給される駆動電力の電圧レベルを検出する検出手段と、前記機械接点により前記負荷に対する駆動電力を遮断状態から供給状態に切り替えた場合の前記検出手段の検出結果の推移に基づいて前記機械接点の異常を判定する判定手段と、前記判定手段により異常と判定された場合にその旨を報知する報知手段と、を備えている。

請求項１記載の発明によれば、機械接点により負荷に対する駆動電力を供給状態及び遮断状態に相互に切り替えるに際し、負荷に供給される駆動電力の電圧レベルを検出手段により検出し、前記機械接点により前記負荷に対する駆動電力を遮断状態から供給状態に切り替えた場合の前記検出手段による検出結果の推移に基づいて判定手段により前記機械接点の異常を判定するようにしているので、接触不良を含む異常を検知することができる。

すなわち、請求項１記載の発明では、機械接点が接触不良を起こしている場合、駆動電力の供給開始直後の電圧レベルの推移が変化することに着目し、電圧レベルの推移に基づいて機械接点の異常を判定している。これにより、確実に機械接点の接触不良を含む異常を検知することができる。

また、機械接点が異常であると判定した場合に報知手段により報知するようにしているので、機械接点の異常に迅速に対応することができる。

なお、報知手段としては、液晶表示装置やセグメントＬＥＤ等、画像や文字を表示可能な表示装置、音声を再生可能なスピーカ、ブザー、点滅・点灯するＬＥＤやランプ等を適用してもよい。また、有線、無線による通信を行う通信装置を適用し、外部の端末に情報を送信して通知してもよい。

また、本発明は、請求項２記載の発明のように、前記推移を、電圧レベルが第１の閾値を超えてから当該第１の閾値よりも大きい第２の閾値を超えるまでの時間とすることができる。

さらに、請求項２記載の発明において、請求項３記載の発明のように、前記検出手段は、前記駆動電力の電圧レベルと前記第１の閾値及び第２の閾値との比較結果をそれぞれ検出結果として導出し、前記判定手段は、前記時間が予め定められた時間を超えた場合に前記機械接点を異常と判定するようにしてもよい。

また、本発明は、請求項４記載の発明のように、前記機械接点が正常である状態で前記機械接点により前記負荷に対する駆動電力を遮断状態から供給状態に切り替えた場合に得られる前記検出結果の推移が正常時データとして予め記憶された記憶手段を更に備え、前記判定手段は、前記検出結果の推移と前記正常時データとを比較して、所定以上の差がある場合に前記機械接点を異常と判定する構成としてもよい。

さらに、上記課題を解決するために、請求項５記載の発明は、負荷に対する駆動電力を供給状態及び遮断状態に相互に切り替える第１の機械接点の異常を検知する異常検知装置であって、前記第１の機械接点を介して負荷に供給される駆動電力の電圧レベルを検出する第１の検出手段と、前記第１の機械接点と連動するように制御され、切り替え時にアーク放電が生じない大きさの電力を供給状態及び遮断状態に相互に切り替える第２の機械接点と、前記第２の機械接点を介して供給される電力の電圧レベルを検出する第２の検出手段と、前記第１の機械接点により前記負荷に対する駆動電力を遮断状態から供給状態に切り替えた場合の前記第１の検出手段と前記第２の検出手段とによりそれぞれ得られた検出結果の推移同士を比較して、所定以上の差がある場合に前記機械接点を異常と判定する判定手段と、前記判定手段により異常と判定された場合にその旨を報知する報知手段と、を備えている。

請求項５記載の発明によれば、第１の機械接点と連動するように制御される第２の機械接点を備えており、当該第２の機械接点を介して供給される電力はアーク放電が生じない大きさの電力とされているため、第１の機械接点に接触不良が生じた場合であっても第２の機械接点には接触不良が生じない。

したがって、接触不良が生じない第２の機械接点を介して供給される電力と第１の機械接点を介して供給される電力の電圧レベルの変化を比較することにより、接触不良を確実に検出することができる。

請求項５記載の発明は、請求項６記載の発明のように、前記第２の機械接点は、前記第１の機械接点よりも低い電位にプルアップする構成としてもよい。

一方、上記課題を解決するために、請求項７記載の発明は、負荷に対する駆動電力を供給状態及び遮断状態に相互に切り替える機械接点の異常を検知する異常検知方法であって、前記負荷に供給される駆動電力の電圧レベルを検出し、前記機械接点により前記負荷に対する駆動電力を遮断状態から供給状態に切り替えた場合の前記検出結果の推移に基づいて前記機械接点の異常を判定する。

請求項７記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同様に作用するので、請求項１記載の発明と同様、接触不良を含む異常を検知することができる。

さらに、上記課題を解決するために、請求項８記載の発明は、負荷に対する駆動電力を供給状態及び遮断状態に相互に切り替える第１の機械接点の異常を検知する異常検知方法であって、前記第１の機械接点を介して負荷に供給される駆動電力の電圧レベルを検出すると共に、前記第１の機械接点と連動するように制御され、切り替え時にアーク放電が生じない大きさの電力を供給状態及び遮断状態に相互に切り替える第２の機械接点を介して供給される電力の電圧レベルを検出して、前記第１の機械接点により前記負荷に対する駆動電力を遮断状態から供給状態に切り替えた場合の前記第１の検出手段と前記第２の検出手段とによりそれぞれ得られた検出結果の推移同士を比較して、所定以上の差がある場合に前記機械接点を異常と判定する。

請求項８記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同様に作用するので、請求項１記載の発明と同様、接触不良を含む異常を検知することができる。

以上説明した如く本発明は、負荷に対する駆動電力を供給状態及び遮断状態に相互に切り替える機械接点の異常を検知するに際し、前記負荷に供給される駆動電力の電圧レベルを検出し、前記機械接点により前記負荷に対する駆動電力を遮断状態から供給状態に切り替えた場合の前記検出結果の推移に基づいて前記機械接点の異常を判定するので、接触不良を含む異常を検知することができる、という優れた効果を有する。

（第１の実施の形態）
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施の形態について詳細に説明する。まず、図１は、本実施の形態に係る画像形成装置１０の外観を示す正面図である。

同図に示されるように、画像形成装置１０は、３つの用紙トレイ１１、１３、１５が向かって手前方向に引き出し可能に構成されている。また、画像形成装置１０の上面には、原稿読取部２４が形成されており、セットされた原稿を示す画像データを取得可能になっている。さらに、画像形成装置１０の側面には、排出トレイ２０が突設されており、装置外へ排出された画像形成済みの用紙が載置される。

また、同図に示されるように、画像形成装置１０本体の用紙トレイ１１、１３、１５の上方には、フロントドア２８が画像形成装置１０本体に対して一辺が固定され、当該固定された一辺を軸として回転することにより開閉可能に設けられている。当該フロントドア２８は、メンテナンスや消耗部品の交換を行う場合等に開放され、画像形成装置１０の本体内部が露出する。

図２は、本実施の形態に係る画像形成装置１０の構成を示す概略図である。

この画像形成装置１０は、感光体ドラム２を中心として構成された画像形成部１２を備えており、感光体ドラム２の回転方向に沿って、帯電器３、記録ヘッド４、現像器５、転写ローラ６、クリーナ７、イレーズランプ（図示省略）等が順に配設されている。感光体ドラム２の周面が帯電器３によって一様に帯電された後、記録ヘッド４によって光ビームが照射されて潜像が形成され、この潜像が現像器５によってトナー現像されてトナー像となる。また、画像形成部１２の下方に配設された用紙トレイ１１、１３、１５の何れかに積層して収容された用紙が１枚ずつ搬送経路（図１において点線で示す経路）に沿って搬送されて感光体ドラム２と転写ローラ６とのニップ部に搬送されてくるようになっており、感光体ドラム２上のトナー像は、転写ローラ６によって、用紙に転写される。なお、転写後に感光体ドラム２に残留しているトナーはクリーナ７によって除去され、感光体ドラム２は、イレーズランプ（図示省略）によって除電された後、再び帯電器３によって帯電されて同様の処理を繰り返す。

一方、トナー像が転写された用紙は、定着器８に搬送されて定着処理が施される。定着器８には、加熱ローラ８Ａ及び加圧ローラ８Ｂが設けられており、加熱ローラ８Ａは、内部に設けられた不図示のヒータにより加熱され、加圧ローラ８Ｂは加熱ローラ８Ａと一点で圧接するように設けられており、加熱ローラ８Ａと加圧ローラ８Ｂとは同期して回転するようになっている。これにより、定着器８に搬送された用紙は加熱ローラ８Ａ及び加圧ローラ８Ｂにより挟持搬送されながら、用紙表面のトナーが溶融して用紙に圧着されることによりトナー像が用紙に定着されて、所望の画像が形成される。

このようにして画像が形成された用紙は、用紙の搬送経路に沿って設けられた搬送ローラ２２により排出トレイ２０へ送り出される。

また、同図に示されるように、原稿読取部２４には、トレイ２６が備えられており、当該トレイ２６に載置された原稿を１枚ずつ搬送しながら不図示のスキャナにより原稿に形成された画像情報を読み取るようになっている。

さらに、原稿読取部２４と画像形成部１２との間には、制御部１４が設けられている。当該制御部１４は、不図示の操作部やネットワーク回線等を介して入力された画像形成指示に応じて適宜画像形成部１２及び原稿読取部２４を制御して動作させるための回路や機器等が収容されている。

また、制御部１４には、画像形成部１２及び原稿読取部２４の上述した各部位に対して電源部３８（同図では図示省略、図３参照）からの電力を、駆動電力を必要とする各部位に供給するための駆動回路３０も含まれている。

図３は、本実施の形態に係る制御部１４を中心とした電源供給に関する電気的なブロック図である。同図に示されるように、駆動回路３０は、ＣＰＵ３４、電源部３８及び各部位とそれぞれ接続されている。ＣＰＵ３４には、メモリ１８も接続されており、ＣＰＵ３４では、メモリ１８をワークエリアとして用いて電源供給回路３０を介して電源部３８から各部位への駆動電力の供給を制御する。

また、画像形成装置１０には、上記フロントドア２８の開閉状態に応じて、フロントドア２８が開放されると開放され、フロントドア２８が閉止されると閉止されるように作動する機械接点からなるインターロックスイッチ３６が設けられている。

当該インターロックスイッチ３６は、電源部３８と駆動回路３０との間に設けられ、前記フロントドア２８が開放されている場合には、事故防止のために、画像形成装置１０の動作状態に拘らず上述した各部位が作動することを禁止するように上記電源部３８から駆動回路３０への駆動電力の供給を遮断する。

また、ＣＰＵ３４は、画像形成装置１０の操作部に設けられた表示パネル１６（図１及び図２では図示省略）とも接続されており、表示パネル１６への情報の表示についても制御部１４により制御される。

ところで、本実施の形態では、ＣＰＵ３４により、インターロックスイッチ３６の劣化の度合いを検知して表示パネル１６を用いて報知することにより、事故の発生等を未然に防止するようにしている。

図４には、本実施の形態に係るインターロックスイッチ３６の劣化度合いを検知するための検出回路３１の構成が概略的に示されている。同図に示されるように、インターロックスイッチ３６の一端は、電源部３８と接続されており、他端は、各部位（以下、各部位を総称する場合は「負荷」という）４０を介して接地されると共に、点Ａで分岐されてコンパレータ５０Ｂ、５０Ｃの入力端にそれぞれ接続されている。

コンパレータ５０Ｂの基準電圧の入力端は、抵抗Ｒ１を介して電源部３８と接続されて２４Ｖにプルアップされると共に、抵抗Ｒ２を介して接地されている。したがって、コンパレータ５０Ｂの基準電圧Ｖｂは、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２、及びプルアップ電圧Ｖ（同図に示す例では、＋２４Ｖ）を用いると、以下の（１）式により示される。

Ｖｂ＝Ｖ×Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２） ・・・（１）
また、コンパレータ５０Ｃの基準電圧の入力端は、抵抗Ｒ３を介して電源部３８と接続されて２４Ｖにプルアップされると共に、抵抗Ｒ４を介して接地されている。したがって、コンパレータ５０Ｃの基準電圧Ｖｃは、抵抗Ｒ３及び抵抗Ｒ４、及びプルアップ電圧Ｖ（同図に示す例では、＋２４Ｖ）を用いると、以下の（２）式により示される。

Ｖｃ＝Ｖ×Ｒ４／（Ｒ３＋Ｒ４） ・・・（２）
ここで、コンパレータ５０Ｂの基準電圧Ｖｂは、コンパレータ５０Ｃの基準電圧Ｖｃよりも低く設定されており、抵抗値Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、以下の（３）式に示す条件を満たすように設定されている。

Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）＜Ｒ４／（Ｒ３＋Ｒ４） ・・・（３）
一方、コンパレータ５０Ｂ、５０Ｃの出力端は、それぞれ抵抗Ｒ５、Ｒ６を介して３．３Ｖにプルアップされると共に、ＣＰＵ３４に接続されている。

なお、コンパレータ５０ＢからＣＰＵ３４に入力される信号（以下、「Ｂ入力信号」という）及びコンパレータ５０ＣからＣＰＵ３４に入力される信号（以下、「Ｃ入力信号」という）は、それぞれ基準電圧Ｖｂ、Ｖｃよりも点Ａの電圧レベルＶａの方が高い場合にはＨＩＧＨとなり、基準電圧Ｖｂ、Ｖｃよりも点Ａの電圧レベルＶａの方が低い場合にはＬＯＷとなる。

以下、本第１の実施の形態の作用について説明する。

画像形成装置１０では、不図示の操作部を介して入力されるユーザからの指示に基づいて原稿読取部２４による原稿画像の読取及び画像形成部１２による読み取った原稿画像の印刷が実行される。

一方、フロントドア２８が開放されると、インターロックスイッチ３６が開放され、ＣＰＵ３４による原稿読取部２４及び画像形成部１２の制御状態に拘らず、原稿読取部２４及び画像形成部１２に対する電源供給を強制的に遮断される。

ここで、図６には、インターロックスイッチ３６の開閉動作による点Ａの電圧Ｖａ、Ｂ入力信号及びＣ入力信号の状態がそれぞれタイムチャートとして示されている。

同図に示されるように、正常時には、インターロックスイッチ３６が閉止すると、すぐに負荷４０に印加される電圧（すなわち、点Ａの電圧Ｖａ）が高くなり、負荷４０が正常に動作可能になる。

一方、異常時には、インターロックスイッチ３６が閉じているものの接触不良を起こしているためにインターロックスイッチ３６が閉止しても点Ａの電圧Ｖａが安定しない。したがって、負荷４０に印加される電圧はある程度のレベルまではすぐに到達するものの負荷４０の正常な作動電圧レベルに到達するまでの時間が長くなる。

そこで、上記コンパレータ５０Ｂの基準電圧Ｖｂを、インターロックスイッチ３６が接触不良を起こしていてもすぐに到達可能な電圧レベルを設定すると共に、コンパレータ５０Ｃの基準電圧Ｖｃを、負荷４０が正常に作動可能な電圧レベルを設定しておくことで、点Ａの電圧Ｖａが基準電圧Ｖｂを超えた時点から基準電圧Ｖｃを超えるまでの時間Ｘに基づいて異常が発生する傾向を検出することができる。なお、本実施の形態では、当該時間Ｘが所定値Ｐよりも大きくなった場合に、異常が発生する傾向とみなす。

なお、所定値Ｐは、実機を用いた実験や実機の仕様に基づくシミュレーション等により求められた、実際には異常が発生していないが異常が発生する傾向にあるとみなせる値を適宜設定しうる。

図５は、画像形成装置１０の電源がＯＮされており、かつＣ入力信号がＬＯＷである場合に、制御部１４のＣＰＵ３４により所定期間毎に実行される劣化検知処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、以下、同図を参照して本実施の形態に係る劣化検知処理について説明する。

まず、ステップ２１２では、Ｂ入力信号のＨＩＧＨへの切り替わり待ちを行い、次のステップ２１４では、ＣＰＵ内蔵のタイマによる計時を開始した後に、ステップ２１６に移行する。

ステップ２１６では、Ｃ入力信号のＨＩＧＨへの切り替わり待ちを行い、次のステップ２１８では、この時点での計時時間Ｘをメモリ１８に保持した後にステップ２２０に移行する。

ステップ２２０では、メモリ１８に保持した計時時間Ｘが所定値Ｐよりも大きいか否かを判定し、当該判定が肯定判定となった場合はインターロックスイッチ３６に異常が発生する傾向にあると判断し、ステップ２２２に移行して、表示パネル１６にエラーとして報知し、その後に本劣化検知処理を終了する。

以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、画像形成装置１０において、フロントドア２８が開放されている場合に画像形成部１２（負荷４０）に対する駆動電力を供給状態及び遮断状態に相互に切り替えるインターロックスイッチ３６の異常を検知するに際し、負荷４０に供給される駆動電力の電圧レベルを検出回路３１により検出し、インターロックスイッチ３６の動作により負荷４０に対する駆動電力が遮断状態から供給状態に切り替えられた場合の検出回路３１による検出結果の推移に基づいてＣＰＵ３４によりインターロックスイッチ３６の異常を判定するようにしているので、接触不良を含む異常を検知することができる。

また、インターロックスイッチ３６が異常であると判定した場合に表示パネル１６により報知するようにしているので、インターロックスイッチ３６の異常に迅速に対応することができる。

なお、本実施の形態では、表示パネル１６を用いて報知する形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、液晶表示装置やセグメントＬＥＤ等、画像や文字を表示可能な表示装置の他、音声を再生可能なスピーカ、ブザー、点滅・点灯するＬＥＤやランプ等を適用してもよい。また、有線、無線による通信を行う通信装置を適用し、外部の端末に情報を送信して通知してもよい。

特に、本実施の形態では、検出回路３１において、駆動電力の電圧レベルを、２つのコンパレータ５０Ｂ、５０Ｃによりそれぞれ基準電圧Ｖｂ，Ｖｃと比較し、この比較結果を検出結果として導出し、ＣＰＵ３４により、電圧レベルが小さい方の基準電圧Ｖｂを超えてから、大きい方の基準電圧Ｖｃを超えるまでの時間が予め定められた時間Ｐを超えた場合にインターロックスイッチ３６を異常と判定しているので、簡単な構成により、負荷４０に印加される電力の電圧レベルＶａの推移に基づいて、接触不良を含むインターロックスイッチ３６の異常を検知することができる。

なお、本実施の形態では、負荷４０がインターロックスイッチ３６を介して電源部３８と接続され、２４Ｖにプルアップされている検出回路３１を適用した形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、図７に検出回路６０として示されるように、インターロックスイッチ３６を閉止することにより負荷４０に接続されたリレースイッチ４２を作動させて負荷４０に駆動電力を供給する形態とすることもできる。更に、Ｂ点も同時に電圧を監視すれば、その検知はより正確になる。

また、本実施の形態では、基準電圧の異なる２つのコンパレータ５０Ｂ，５０Ｃを用いてインターロックスイッチ３６に異常が発生する傾向があることを判断する形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、インターロックスイッチ３６が正常である状態でインターロックスイッチ３６により負荷４０に対する駆動電力を遮断状態から供給状態に切り替えた場合の電圧Ｖａの推移（例えば、図６の正常時のＶａの電圧波形）を正常時データとしてメモリ１８に予め記憶しておき、図８（Ａ）の検出回路６２及び（Ｂ）の検出回路６４に示されるように、インターロックスイッチ３６の負荷側を点Ａで分岐させて点Ａの電圧Ｖａに応じた電圧をオペアンプ５４により構成されるボルテージフォロアを介してＣＰＵ３４に入力するように構成してもよい。これにより、ＣＰＵ３４でメモリ１８に予め記憶された正常時データと実際に検出された点Ａの電圧Ｖａの推移とを比較することにより、所定以上の差があるか否かによってインターロックスイッチ３６に異常が発生する傾向があるか否かを判断することもできる。

なお、この場合、検出回路６２に示されるように、Ａ／Ｄ変換器４８を介して点Ａの電圧Ｖａに応じた電圧をデジタルデータに変換してＣＰＵ３４に入力してもよいし、検出回路６４に示されるように、Ａ／Ｄ変換器４８を介さずにＣＰＵ３４のアナログ入力ポートを用いて入力するようにしてもよい。

また、検出回路６２に示されるように、抵抗Ｒ７及びコンデンサＣ１等を用いてフィルタ回路を構成してもよいし、検出回路６４に示されるように、インターロックスイッチ３６と抵抗Ｒ８、Ｒ９により分圧してＣＰＵ３４に印加される電圧を抑えてもよい。さらに、検出回路６４に示されるように、ダイオードＤ１を介してオペアンプ５４の入力端を３．３Ｖに接続させることで、オペアンプ５４及びＣＰＵ３４に過剰な電圧が印加されることを防止する構成としてもよい。

なお、ＣＰＵ３４では、異常を検知してもよいし、異常が発生する傾向があるかを検知してもよい。どちらの状態を検知するかは、所定値Ｐの値を適宜調整することにより選択することができる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。

上記第１の実施の形態では、インターロックスイッチ３６を閉止した後、負荷４０に印加される電圧レベル（Ｖａ）が２つの異なる電圧レベル（Ｖｂ，Ｖｃ）となるまでの時間の時間差（Ｘ）に基づいてインターロックスイッチ３６に異常が発生する傾向があるか否かを判定する形態について説明したが、本第２の実施の形態では、異なる条件下で互いに同期して作動する２つのスイッチを用いて異常が発生する傾向があるか否かを判定する形態について説明する。

なお、本第２の実施の形態に係る画像形成装置の構成は、上記第１の実施の形態に係る画像形成装置１０の構成（図１乃至図３参照）と同様であるので、図示及びここでの説明を省略する。

図９には、本第２の実施の形態に係るインターロックスイッチ３６の劣化度合いを検知するための検出回路７０の構成が概略的に示されている。同図に示されるように、インターロックスイッチ３６の一端は、電源部３８と接続されており、他端は、各部位（以下、各部位を総称する場合は「負荷」という）４０を介して接地されると共に、点Ａで分岐されてツェナーダイオードＺ１及びレシーバ５２Ａを介してＣＰＵ３４に接続されている。

また、本実施の形態では、インターロックスイッチ３６と同期してＯＮ／ＯＦＦが切り替えられるダミースイッチ４６が設けられており、当該ダミースイッチ４６の一端は、上記インターロックスイッチ３６と同様、電源部３８に接続されている。また、ダミースイッチ４６の他端は、ダミー負荷４４を介して接地されると共に、点Ｄで分岐されてツェナーダイオードＺ２及びレシーバ５２Ｄを介してＣＰＵ３４に接続されている。

これにより、インターロックスイッチ３６及びダミースイッチ４６が閉止している場合には、負荷４０及びダミー負荷４４に駆動電力が供給されると共にツェナーダイオードＺ１、Ｚ２によりレベルシフトされた電圧がレシーバ５２Ａ、５２Ｄにかかる。

ここで、図１０には、レシーバ５２Ａ、５２Ｄの出力特性が一例として示されている。同図に示されるように、レシーバ５２Ａ、５２Ｄは、入力電圧Ｖ_INの電圧レベルの変化に応じてＨＩＧＨレベル又はＬＯＷレベルの出力電圧Ｖ_OUTを出力するようになっている。さらに、入力電圧Ｖ_INが徐々に高くなるように変化する場合には入力電圧レベルが閾値Ｖ_Pに達すると出力電圧Ｖ_OUTがＬＯＷレベルとなり、入力電圧Ｖ_INが徐々に低くなるように変化する場合には入力電圧レベルが閾値Ｖ_Nに達すると出力電圧Ｖ_OUTがＨＩＧＨレベルとなる。すなわち、レシーバ５２Ａ、５２Ｄは、ヒステリシスを持った構成となっており、２つの閾値Ｖ_P、閾値Ｖ_Nの差はヒステリシス電圧Ｖ_Hと呼ばれる。

ところで、本実施の形態では、上記ダミー負荷４４は、ダミースイッチ４６においてアーク放電が発生しないような負荷が適用されており、このため、ダミースイッチ４６においては、シリコン雰囲気中でＯＮ／ＯＦＦ動作を行っても酸化ケイ素の堆積による接触不良が発生しない。

したがって、ＣＰＵ３４には、正常に動作するダミースイッチ４６の下流側の点Ｄにおける電圧Ｄに基づく信号と、酸化ケイ素の付着により経時的に劣化する恐れがあるインターロックスイッチ３６の下流側の点Ａにおける電圧Ａに基づく信号と、が入力される。

なお、アーク放電は、スイッチにかかる電圧が少ないほど発生しにくいことが知られており、上記負荷４４としては、アーク放電が発生しない駆動電力のものを適用しうる。当該アーク放電が発生しない電圧は、実機を用いた実験や実機の仕様に基づくコンピュータシミュレーション等により得ることができる。

図１１には、インターロックスイッチ３６の正常時と異常時とにおけるインターロックスイッチ３６の作動状態に応じた点Ａの電圧Ａ、レシーバ５２Ａ及びレシーバ５２Ｄの出力がそれぞれ示されている。同図に示されるように、正常時においては、インターロックスイッチ３６が閉止するとすぐに電圧Ａが上昇するため、レシーバ５２Ｄの出力がＨＩＧＨになるタイミングＴ１とレシーバ５２Ａの出力がＨＩＧＨになるタイミングＴ２とはほぼ同時となる。

一方、同図に示されるように、インターロックスイッチ３６に接触不良等が発生している異常時には、レシーバ５２Ａの出力がＨＩＧＨになるタイミングＴ２は正常時のタイミングＴ２よりも遅れる。すなわち、インターロックスイッチ３６の異常時には、インターロックスイッチ３６が閉止してもしばらくの間は負荷４０に印加される電圧Ａが安定せず、負荷４０に印加される電圧Ａはある程度のレベルまではすぐに到達するものの負荷４０の正常な作動電圧レベルに到達するまでの時間が長くなる。

また、ダミースイッチ４６はアーク放電が起こらない電力を要するダミー負荷４４と接続されているため、インターロックスイッチ３６には酸化ケイ素の堆積による接触不良が起こっても、ダミースイッチ４６は正常に作動する。このため、インターロックスイッチ３６の異常時であってもレシーバ５２Ｄの出力がＨＩＧＨになるタイミングＴ１は変わらない。

したがって、ＣＰＵ３４では、インターロックスイッチ３６及びダミースイッチ４６を同時に閉止したときの、レシーバ５２Ｄの出力がＨＩＧＨになるタイミングＴ１とレシーバ５２Ａの出力がＨＩＧＨになるタイミングＴ２がそれぞれ検出され、検出されたタイミングＴ１及びＴ２の差に基づいてインターロックスイッチ３６の劣化度合いを検出する。

以下、本第２の実施の形態の作用について説明する。

図１２は、画像形成装置１０の電源がＯＮされており、かつ各レシーバ５２Ａ、５２Ｄの出力がそれぞれＬＯＷである場合に、制御部１４のＣＰＵ３４により所定期間毎に実行される劣化検知処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、以下、同図を参照して本実施の形態に係る劣化検知処理について説明する。

まず、ステップ２６２では、レシーバ５２Ｄ出力のＨＩＧＨへの切り替わり待ちを行い、次のステップ２６４では、ＣＰＵ内蔵のタイマによる計時を開始した後に、ステップ２６６に移行する。

ステップ２６６では、レシーバ５２Ａ出力のＨＩＧＨへの切り替わり待ちを行い、次のステップ２６８では、この時点での計時時間Ｙをメモリ１８に保持した後にステップ２７０に移行する。

すなわち、計時時間Ｙは、レシーバ５２Ｄ出力がＨＩＧＨに切り替わったタイミングＴ１とレシーバ５２Ａ出力がＨＩＧＨに切り替わったタイミングＴ２との差を示すことになる。なお、上述したように、このＴ１とＴ２との差Ｙは、正常時にはほぼ０に等しく、インターロックスイッチ３６に酸化ケイ素が堆積し始めると差Ｙが大きくなってくる（図１１参照）。

そこで、本第２の実施の形態では、当該時間Ｙが所定値Ｑよりも大きくなった場合に、異常が発生する傾向とみなすようにしている。なお、所定値Ｑは、実機を用いた実験や実機の仕様に基づくシミュレーション等により求められた、実際には異常が発生していないが異常が発生する傾向にあるとみなせる値を適宜設定しうる。

ステップ２７０では、メモリ１８に保持した計時時間Ｙが所定値Ｑよりも大きいか否かを判定し、当該判定が肯定判定となった場合はインターロックスイッチ３６に異常が発生する傾向にあると判断し、ステップ２７２に移行して、表示パネル１６にエラーとして報知し、その後に本劣化検知処理を終了する。

なお、ステップ２７０で否定判定となった場合は、ステップ２７２の処理を実行することなく、本劣化検知処理を終了する。

以上詳細に説明したように、本第２の実施の形態によれば、画像形成装置１０において、フロントドア２８が開放されている場合に画像形成部１２（負荷４０）に対する駆動電力を供給状態及び遮断状態に相互に切り替えるインターロックスイッチ３６の異常を検知するに際し、負荷４０に供給される駆動電力の電圧レベルを検出回路７０により検出し、インターロックスイッチ３６により負荷４０に対する駆動電力を遮断状態から供給状態に切り替えた場合の検出回路７０による検出結果の推移に基づいてＣＰＵ３４によりインターロックスイッチ３６の異常を判定するようにしているので、接触不良を含む異常を検知することができる。

また、機械接点が異常であると判定した場合に表示パネル１６により報知するようにしているので、インターロックスイッチ３６の異常に迅速に対応することができる。

なお、本実施の形態では、表示パネル１６を用いて報知する形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、液晶表示装置やセグメントＬＥＤ等、画像や文字を表示可能な表示装置の他、音声を再生可能なスピーカ、ブザー、点滅・点灯するＬＥＤやランプ等を適用してもよい。また、有線、無線による通信を行う通信装置を適用し、外部の端末に情報を送信して通知してもよい。

特に、本実施の形態では、検出回路７０において、インターロックスイッチ３６と連動するように制御され、切り替え時にアーク放電が生じない大きさの電力を供給状態及び遮断状態に相互に切り替えるダミースイッチ４６を有し、当該ダミースイッチ４６により電力を遮断状態から供給状態に切り替えた場合に供給される電力（点Ｄの電力）の電圧レベルを検出するためのツェナーダイオードＺ２及びレシーバ５２Ｄを更に備え、ＣＰＵ３４では、レシーバＡの出力の推移とレシーバＤの出力の推移とを比較して、所定以上の差がある場合にインターロックスイッチ３６を異常と判定する構成としているので、接点への酸化ケイ素の付着堆積による接触不良を異常として検知することができる。

なお、本第２の実施の形態では、別個に設けられたインターロックスイッチ３６とダミースイッチ４６との動作を同期させると共に、ダミー負荷４４を介してダミースイッチ４６を接地する構成の検出回路７０を適用した形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、図１３に示される検出回路７２のように、インターロックスイッチ３６とダミースイッチ４６とを連動スイッチ３７により構成してもよい。これにより、制御が容易になる。

また、図１４に示される検出回路７４のように、ダミースイッチ４６をインターロックスイッチ３６よりも低い電圧レベルであり、アーク放電が発生しない電圧レベル（同図では、３．３Ｖ）にプルアップして、抵抗Ｒ１７、Ｒ１８及びコンデンサＣ３等により構成されるフィルタを介してレシーバ５２Ｄに接続することで、ダミー負荷４４を省略することができる。

なお、同図では、インターロックスイッチ３６とダミースイッチ４６とを連動スイッチ３７により構成した形態について示したが、図９に示したように別個のスイッチにより構成してもよい。

また、抵抗Ｒ１７、Ｒ１８及びコンデンサＣ３等により構成されるフィルタ回路は省略してもよい。

なお、上記第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、画像形成装置１０のフロントドア２８の開閉に応じてシリコン雰囲気中で開放又は閉止が制御されるインターロックスイッチ３６の異常検知に本発明を適用した形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、あらゆる機械接点の異常検知に適用しうることはいうまでもない。

第１の実施の形態に係る画像形成装置の外観を示す正面図である。 第１の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。 第１の実施の形態に係る制御部を中心とした電源供給に関する電気的なブロック図である。 第１の実施の形態に係る検出回路の概略構成を示す図である。 第１の実施の形態に係る劣化検知処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 第１の実施の形態に係るインターロックスイッチ閉止時の電圧の推移を示すタイムチャートである。 検出回路の他の構成例を示す概略図である。 検出回路の他の構成例を示す概略図である。 第２の実施の形態に係る検出回路の概略構成を示す図である。 第２の実施の形態に係る検出回路に設けられたレシーバの出力特性を示す図である。 第２の実施の形態に係るインターロックスイッチ閉止時の電圧の推移を示すタイムチャートである。 第２の実施の形態に係る劣化検知処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 検出回路の他の構成例を示す概略図である。 検出回路の他の構成例を示す概略図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１２ 画像形成部
１４ 制御部
１６ 表示パネル（報知手段）
１８ メモリ（記憶手段）
２４ 原稿読取部
２８ フロントドア
３０ 電源供給回路
３１ 検出回路（検出手段）
３４ ＣＰＵ（判定手段）
３６ インターロックスイッチ（機械接点）
３７ 連動スイッチ
３８ 電源部
４０ 負荷
４２ リレースイッチ
４４ ダミー負荷
４６ ダミースイッチ
４８ Ａ／Ｄ変換器
５０Ｂ コンパレータ
５０Ｃ コンパレータ
５２Ａ レシーバ（第１の検出手段）
５２Ｄ レシーバ（第２の検出手段）
５４ オペアンプ

Claims (8)

1. 負荷に対する駆動電力を供給状態及び遮断状態に相互に切り替える機械接点の異常を検知する異常検知装置であって、
   前記負荷に供給される駆動電力の電圧レベルを検出する検出手段と、
   前記機械接点により前記負荷に対する駆動電力を遮断状態から供給状態に切り替えた場合の前記検出手段の検出結果の推移に基づいて前記機械接点の異常を判定する判定手段と、
   前記判定手段により異常と判定された場合にその旨を報知する報知手段と、
   を備えた機械接点の異常検知装置。
2. 前記推移が、電圧レベルが第１の閾値を超えてから当該第１の閾値よりも大きい第２の閾値を超えるまでの時間であることを特徴とする請求項１記載の機械接点の異常検知装置。
3. 前記検出手段は、前記駆動電力の電圧レベルと前記第１の閾値及び第２の閾値との比較結果をそれぞれ検出結果として導出し、
   前記判定手段は、前記時間が予め定められた時間を超えた場合に前記機械接点を異常と判定することを特徴とする請求項２記載の機械接点の異常検知装置。
4. 前記機械接点が正常である状態で前記機械接点により前記負荷に対する駆動電力を遮断状態から供給状態に切り替えた場合に得られる前記検出結果の推移が正常時データとして予め記憶された記憶手段を更に備え、
   前記判定手段は、前記検出結果の推移と前記正常時データとを比較して、所定以上の差がある場合に前記機械接点を異常と判定することを特徴とする請求項１記載の機械接点の異常検知装置。
5. 負荷に対する駆動電力を供給状態及び遮断状態に相互に切り替える第１の機械接点の異常を検知する異常検知装置であって、
   前記第１の機械接点を介して負荷に供給される駆動電力の電圧レベルを検出する第１の検出手段と、
   前記第１の機械接点と連動するように制御され、切り替え時にアーク放電が生じない大きさの電力を供給状態及び遮断状態に相互に切り替える第２の機械接点と、
   前記第２の機械接点を介して供給される電力の電圧レベルを検出する第２の検出手段と、
   前記第１の機械接点により前記負荷に対する駆動電力を遮断状態から供給状態に切り替えた場合の前記第１の検出手段と前記第２の検出手段とによりそれぞれ得られた検出結果の推移同士を比較して、所定以上の差がある場合に前記機械接点を異常と判定する判定手段と、
   前記判定手段により異常と判定された場合にその旨を報知する報知手段と、
   を備えた機械接点の異常検知装置。
6. 前記第２の機械接点は、前記第１の機械接点よりも低い電位にプルアップされていることを特徴とする請求項３記載の機械接点の異常検知装置。
7. 負荷に対する駆動電力を供給状態及び遮断状態に相互に切り替える機械接点の異常を検知する機械接点の異常検知方法であって、
   前記負荷に供給される駆動電力の電圧レベルを検出し、
   前記機械接点により前記負荷に対する駆動電力を遮断状態から供給状態に切り替えた場合の前記検出結果の推移に基づいて前記機械接点の異常を判定する
   機械接点の異常検知方法。
8. 負荷に対する駆動電力を供給状態及び遮断状態に相互に切り替える第１の機械接点の異常を検知する異常検知方法であって、
   前記第１の機械接点を介して負荷に供給される駆動電力の電圧レベルを検出すると共に、
   前記第１の機械接点と連動するように制御され、切り替え時にアーク放電が生じない大きさの電力を供給状態及び遮断状態に相互に切り替える第２の機械接点を介して供給される電力の電圧レベルを検出して、
   前記第１の機械接点により前記負荷に対する駆動電力を遮断状態から供給状態に切り替えた場合の前記第１の検出手段と前記第２の検出手段とによりそれぞれ得られた検出結果の推移同士を比較して、所定以上の差がある場合に前記機械接点を異常と判定する
   機械接点の異常検知方法。

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