JPH0573157A - 電力素子通電回路の故障判別装置 - Google Patents

電力素子通電回路の故障判別装置

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JPH0573157A
JPH0573157A JP3259901A JP25990191A JPH0573157A JP H0573157 A JPH0573157 A JP H0573157A JP 3259901 A JP3259901 A JP 3259901A JP 25990191 A JP25990191 A JP 25990191A JP H0573157 A JPH0573157 A JP H0573157A
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JP
Japan
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switching element
heater
check signal
power
circuit
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Application number
JP3259901A
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English (en)
Inventor
Tomohiro Okumura
朋弘 奥村
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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  • Control Of Resistance Heating (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】電力素子(ヒーター)とスイッチング素子が直
列に接続された電力素子通電回路において、電力素子及
びスイッチング素子のいずれが故障したかを判別できる
故障判別装置を提供すること。 【構成】スイッチング素子Q1両端の電位がヒーターRH
の正常時と断線時であって且つスイッチング素子Q1
オン・オフしたときで異なることを検出してヒーターチ
ェック信号を出力する第1の故障判別回路と、ヒーター
RH とスイッチング素子Q1間の接続点の電位がスイッ
チング素子Q1の正常時と断線時と短絡時であって且つ
スイッチング素子Q1をオン・オフしたときで異なるこ
とを検出してスイッチング素子チェック信号を出力する
第2の故障判別回路を設ける。ヒーターチェック信号と
スイッチング素子チェック信号から、ヒーターRH の正
常・断線と、スイッチング素子Q1の正常・短絡・断線
を判定する判定手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電力素子(例えばヒー
ター)と該電力素子に直列に接続されたスイッチング素
子を具備する電力素子通電回路の該電力素子の正常・異
常及びスイッチング素子の正常・異常を判別する電力素
子通電回路の故障判別装置に関するものである。
【0002】
【従来技術】従来、レーザープリンタや複写機等の熱定
着ローラを加熱するためには、ヒーターに直列にパワー
トランジスタ等のスイッチング素子を接続してなるヒー
ター通電回路を有している。そしてスイッチング素子を
オンすることにより電源からヒーターに電流を通電し、
ヒーターを加熱し、熱定着ローラを加熱している。そし
て、熱定着ローラが所定温度以上となった場合は、スイ
ッチング素子をオフすることによってヒータへの通電を
遮断するようになっている。
【0003】ところで従来、前記ヒーター制御装置に
は、ヒーターが断線したことを検出する故障判別装置が
設けられていた。この故障判別装置は、前記スイッチン
グ素子をオンしたときの電流値の変化や電圧降下等を検
出することによって、ヒーターが断線しているか否かを
チェックするものである。このような故障判別装置を設
けて特別にヒーターの断線をチェックするのは、ヒータ
ーが働かないからといって、即その故障原因がヒーター
部にあると特定することは困難だからである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来は
ヒーターの断線チェックのみを行なっていたので、スイ
ッチング素子が故障した場合は、ヒーターの断線検知そ
のものが不可能になってしまい、このため結果的に異常
個所の特定が困難になってしまうという問題点があっ
た。
【0005】ところで通常ヒーター等の電力素子はその
機器のメカ部に組み込まれ、一方パワートランジスタ等
のスイッチング素子はその機器の制御ボード部に取り付
けられる。即ち両素子は分離されて設置され、ケーブル
等で接続されているが、上述のように異常個所の特定が
できないと、スイッチング素子が故障しているのに機器
のメカ部に組み込んだ電力素子を取り外して修理を行な
ってしまう等の不都合が生じてしまう。
【0006】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
あり、電力素子とスイッチング素子が直列に接続された
構成の電力素子通電回路において、電力素子及びスイッ
チング素子のいずれが故障したかを判別できる電力素子
通電回路の故障判別装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明は、電力素子と該電力素子に直列に接続された
スイッチング素子を具備し、該スイッチング素子のオン
オフにより前記電力素子への通電及び遮断を行なう電力
素子通電回路において、前記スイッチング素子両端の電
位が電力素子の正常時と断線時であって且つスイッチン
グ素子をオンしたときとオフしたときで異なることを検
出して電力素子チェック信号を出力する第1の故障判別
回路と、前記電力素子とスイッチング素子間の接続点の
電位がスイッチング素子の正常時と断線時と短絡時であ
って且つスイッチング素子をオンしたときとオフしたと
きで異なることを検出してスイッチング素子チェック信
号を出力する第2の故障判別回路を設け、さらに前記第
1の故障判別回路の電力素子チェック信号と前記第2の
故障判別回路のスイッチング素子チェック信号から、電
力素子の正常・断線と、スイッチング素子の正常・短絡
・断線を判定する判定手段を設けた。
【0008】
【作用】上記の如く構成すれば、電力素子の断線及びス
イッチング素子の断線と短絡を、電力素子チェック信号
とスイッチング素子チェック信号から容易に判定でき、
故障箇所を特定できる。即ち自己診断によって故障箇所
が特定できるので、修理のサービス性が向上する。
【0009】
【実施例】以下、本発明の1実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図1はヒーターRH 及びスイッチング素
子Q1からなるヒーター通電回路に、ヒーターRH 及び
スイッチング素子Q1の故障を検出する故障判別回路を
設けた回路図である。
【0010】同図において、RH はヒーター、Q1はパ
ワートランジスタからなるスイッチング素子、R1
2,R3,R4,R5は抵抗、Di はダイオード、Q2
トランジスタである。ここでヒーターRH はスイッチン
グ素子Q1に直列に接続され、該スイッチング素子Q1
ベースへの入力信号によりオンオフされる。
【0011】ヒーターRH とスイッチング素子Q1の接
続点には、抵抗R1と抵抗R2が直列に接続され両者の接
続点からインバータを介してヒーターチェック信号が出
力される。この回路を第1の故障判別回路とする。
【0012】一方ヒーターRH とスイッチング素子Q1
の接続点は、ダイオードDi と抵抗R4を介してトラン
ジスタQ2のベースに接続され、また該トランジスタQ2
のコレクタと抵抗R5の接続点からはスイッチング素子
チェック信号が出力される。この回路を第2の故障判別
回路とする。
【0013】図2は上記回路のスイッチング素子Q1
オンしたときとオフしたときであって、ヒーターRH と
スイッチング素子Q1が正常の場合と異常の場合のヒー
ターチェック信号とスイッチング素子チェック信号の
H,L状態を示す図である。同図に示すように前記両信
号のH,L状態は、ヒーターRH とスイッチング素子Q
1が正常のときと、ヒーターRH が断線のときと、スイ
ッチング素子Q1がショートのときと断線のときとで異
なる。従って、これらの信号を検出することにより異常
個所及び異常状態が正確に検出できることとなる。
【0014】ここで図1に示す回路の具体的動作を説明
する。なおこの回路図における各素子の具体的な数値は
以下の通りとする。 VA =24V,VB =5V,R1=47KΩ,R2=10
KΩ,R3=2.2KΩ,R4=2.2KΩ,RH=2
8.8Ω
【0015】(1) ヒーターRH 及びスイッチング素子Q
1がいずれも正常の場合 スイッチング素子Q1オフ時の抵抗R1,R2間の電位
1は、 V1={R2/(R1+R2+RH )}・VA となり、上記数値を代入すれば、V1≒4.21Vとな
り、これは即ちHレベルであり、インバータを介したヒ
ーターチェック信号はLレベルとなる。
【0016】一方このとき、ダイオードDi のアノード
側の電圧V2よりもカソード側の電圧Vの方が大きくな
るため該ダイオードDi はオフし、トランジスタQ2
ベース電圧V2′はVB となり、該トランジスタQ2はオ
フし、従ってスイッチング素子チェック信号はLレベル
となる。
【0017】スイッチング素子Q1オン時は、ヒータ
ーRH とスイッチング素子Q1の接続点の電圧Vは、ス
イッチング素子Q1の飽和電圧(1.5V)となり、V1
は、 V1={R2/(R1+R2)}・V となり、上記数値を代入すれば、V1≒0.26Vとな
り、これは即ちLレベルであり、ヒーターチェック信号
はHレベルとなる。
【0018】一方このとき、ダイオードDi の電圧降下
を0.7Vとすると、ダイオードDi のアノード側の電
位V2は、この電圧降下分に前記スイッチング素子Q1
飽和電圧1.5Vを加えて、2.2Vとなる。従ってV
2′はVB (=5V)よりも小さくなり、トランジスタ
2のベース電流が流れて該トランジスタQ2はオンす
る。従ってスイッチング素子チェック信号はHレベルと
なる。
【0019】(2) スイッチング素子Q1が正常でヒータ
ーRH が断線した場合 スイッチング素子Q1オフ時は、抵抗R1,R2には電
圧VB からの電圧が印加される。このとき電圧V1は、 V1={R2/(R1+R2+R3+R4)}・{VB −0.7} となる。ここでVB からマイナスされる0.7Vは、ダ
イオードDi の電圧降下分である。そしてこの式に上記
数値を代入すれば、V1≒0.7Vとなり、これは即ち
Lレベルであり、ヒーターチェック信号はHレベルとな
る。
【0020】一方このとき、トランジスタQ2のベース
電圧V2′は、 V2′ ={(R1+R2+R4)/(R1+R2+R3+R4)}・{VB −0.7} +0.7 となる。なおこの式における0.7VもダイオードDi
の電圧降下分である。そしてこの式に上記数値を代入す
れば、V1≒4.8VとなりトランジスタQ2のエミッタ
電圧VB =5.0Vと殆ど同じで、トランジスタQ2
オフとなり、スイッチング素子チェック信号はLレベル
となる。
【0021】スイッチング素子Q1オン時は、電圧V1
は、スイッチング素子Q1の飽和電圧1.5Vの抵抗R1
と抵抗R2による分圧、即ち0.26Vとなり、これは
即ちLレベルであり、ヒーターチェック信号はHレベル
となる。
【0022】一方このとき、スイッチング素子Q1の飽
和電圧が1.5V、ダイオードDiの電圧降下が0.7
Vなので、V2は2.2Vとなる。従ってV2′はVB よ
りも小さくなり、トランジスタQ2のベース電流が流れ
て該トランジスタQ2はオンし、スイッチング素子チェ
ック信号はHレベルとなる。
【0023】(3) ヒーターRH が正常でスイッチング素
子Q1がショートした場合 スイッチング素子Q1のベースに電圧を印加してもし
なくてもV=0Vなので、電圧V1は、V1=0となる。
従って、ヒーターチェック信号はHレベルとなる。
【0024】一方このとき、ダイオードDi の電圧降下
を0.7Vとすると、V2は0.7Vとなる。従って
2′はVB よりも小さくなり、トランジスタQ2のベー
ス電流が流れて該トランジスタQ2はオンする。従って
スイッチング素子チェック信号はHレベルとなる。
【0025】(4) ヒーターRH が正常でスイッチング素
子Q1が断線した場合 スイッチング素子Q1のベースに電圧を印加してもし
なくても該スイッチング素子Q1はオフなので、電圧V1
は、 V1={R2/(R1+R2+RH )}・VA となり、上記数値を代入すれば、V1≒4.21Vとな
り、これは即ちHレベルであり、ヒーターチェック信号
はLレベルとなる。
【0026】一方このとき、ダイオードDi のアノード
側の電圧V2よりもカソード側の電圧Vの方が大きくな
り該ダイオードDi はオフするため、トランジスタQ2
のベース電圧V2′はVB となり、該トランジスタQ2
オフし、従ってスイッチング素子チェック信号はLレベ
ルとなる。
【0027】図3はマイクロコンピュータ(以下「マイ
コン」という)を用いて、上記ヒーターチェック信号と
スイッチング素子チェック信号からヒーターRH 及びス
イッチング素子Q1の正常・異常を判別する判別方法を
示すフローチャートである。
【0028】同図に示すように、まず、スイッチング素
子Q1のベース電圧をLレベルとして該スイッチング素
子Q1をオフしヒーターRHをオフする(ステップ1)。
次にこのときのヒーターチェック信号とスイッチング素
子チェック信号を読み込み、これをマイコンの記憶装置
(例えばRAM)内に記憶する(ステップ2)。
【0029】次にスイッチング素子Q1のベース電圧を
Hレベルとして該スイッチング素子Q1をオンしヒータ
ーRH をオンする(ステップ3)。次にこのときのヒー
ターチェック信号とスイッチング素子チェック信号を読
み込み、これをマイコンの記憶装置(例えばRAM)内
に記憶する(ステップ4)。
【0030】次に、上記記憶装置内に記憶した4つの信
号を、予め前記マイコンの記憶装置(例えばROM)内
に記憶しておいた図2に示すデータと比較し、ヒーター
RHとスイッチング素子Q1がいずれも正常か否かを判定
する(ステップ5)。そして正常の場合は、”正常”と
判定し(ステップ6)、その処理を終了する。一方正常
でない場合は”異常”と判定し(ステップ7)、さらに
前記図2に示すデータと比較して、その異常の原因がヒ
ーターRH の断線なのか、スイッチング素子Q1のショ
ート或いは断線なのかの故障箇所を判定する(ステップ
8)。そしてマイコンは故障箇所に応じた制御信号を出
力し、それぞれの故障に対応する処理を行なう(ステッ
プ9)。即ち例えば、スイッチング素子Q1が故障の場
合は、ヒーター制御回路を予備回路に切り替えるととも
に、故障個所を制御ボードに表示する等である。
【0031】なおヒーターチェック信号とスイッチング
素子チェック信号が、図2に示すデータと一致しない場
合が生じ得る。即ち例えばスイッチング素子Q1オフ時
にヒーターチェック信号がLでスイッチング素子チェッ
ク信号がHを検出したような場合である。このような場
合は、通常想定されないものなので、ステップ8におい
て図1に示す故障判別回路自体が不良(あるいは不安定
状態、即ち故障しかけている状態)と判定する。そして
この故障判別回路は、通常スイッチング素子Q1と同じ
制御ボード上に設置されているので、ステップ9におい
て、スイッチング素子Q1の故障の場合と同等の処理を
行なえばよい。
【0032】なお上記実施例においては、電力素子とし
てヒーターRH (抵抗)を用いたが、本発明はこれに限
られず、例えば図4に示すように、ソレノイドを用いて
も良く、またリレー等でもよい。
【0033】また上記実施例においては、スイッチング
素子としてパワートランジスタを用いたが、本発明はこ
れに限られず、サイリスタ、リレー等を用いてもよい。
【0034】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かる電力素子制御装置の故障判別装置によれば、以下の
ような優れた効果を有する。 電力素子の断線及びスイッチング素子の断線と短絡
を、自己診断によって簡単に判定でき、故障箇所を特定
できる。
【0035】電力素子を取り外すことなく故障箇所が
特定できるので、修理のサービス性が向上し、これによ
って低コスト化が実現できる。
【0036】構成が簡単で低コスト化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ヒーターRH 及びスイッチング素子Q1からな
るヒーター制御回路に、ヒーターRH 及びスイッチング
素子Q1の故障を判別する故障判別回路を設けた回路図
である。
【図2】図1に示す回路のヒーターチェック信号とスイ
ッチング素子チェック信号のH,L状態を示す図であ
る。
【図3】マイクロコンピュータを用いて、上記ヒーター
チェック信号とスイッチング素子チェック信号からヒー
ターRH 及びスイッチング素子Q1の正常・異常を判別
する判別方法を示すフローチャートである。
【図4】電力素子の他の実施例を示す図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電力素子と該電力素子に直列に接続された
    スイッチング素子を具備し、該スイッチング素子のオン
    オフにより前記電力素子への通電及び遮断を行なう電力
    素子通電回路において、 前記スイッチング素子両端の電位が電力素子の正常時と
    断線時であって且つスイッチング素子をオンしたときと
    オフしたときで異なることを検出して電力素子チェック
    信号を出力する第1の故障判別回路と、 前記電力素子とスイッチング素子間の接続点の電位がス
    イッチング素子の正常時と断線時と短絡時であって且つ
    スイッチング素子をオンしたときとオフしたときで異な
    ることを検出してスイッチング素子チェック信号を出力
    する第2の故障判別回路を設け、 さらに前記第1の故障判別回路の電力素子チェック信号
    と前記第2の故障判別回路のスイッチング素子チェック
    信号から、電力素子の正常・断線と、スイッチング素子
    の正常・短絡・断線を判定する判定手段を設けたことを
    特徴とする電力素子通電回路の故障判別装置。
JP3259901A 1991-09-11 1991-09-11 電力素子通電回路の故障判別装置 Pending JPH0573157A (ja)

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