(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の負荷に流れる過電流を検出する過電流検出回路において、
前記複数の負荷の各々に対応して設けられ、対応する負荷に流れる過電流によってオン状態になる複数のスイッチ素子と、
一端が前記複数のスイッチ素子の各々に接続されるとともに他端が単一の出力端に接続された複数の第１抵抗と、一端が前記単一の出力端に接続されるとともに他端が接地された第２抵抗とを有しており、前記複数のスイッチ素子のうちのオン状態になったスイッチ素子を介して印加される電圧を、オン状態になったスイッチ素子に接続された前記第１抵抗の合成抵抗と前記第２抵抗とによって分圧して前記単一の出力端に出力する抵抗分圧回路であって、オン状態になったスイッチ素子の組み合わせに応じて互いに異なる電圧が前記単一の出力端に現れるようにされた抵抗分圧回路と
を備えることを特徴とする過電流検出回路。
【請求項２】
前記抵抗分圧回路には、前記複数のスイッチ素子のうちのオン状態になったスイッチ素子を介して、前記負荷に供給される電源電圧が印加されることを特徴とする請求項１記載の過電流検出回路。
【請求項３】
記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
請求項１又は請求項２記載の過電流検出回路と、
前記負荷に流れる電流を制御するとともに、前記過電流検出回路の前記単一の出力端に現れる電圧を参照して過電流が流れた負荷を判定する制御部と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記負荷に流れる電流を制御する制御信号を出力する出力ポートと、前記過電流検出回路の前記単一の出力端が接続される入力ポートとを備えることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過電流検出回路及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンター、複写機、複合機等の画像形成装置は、印刷用紙等の記録媒体を搬送する搬送装置、記録媒体上にトナー像を転写する転写装置、転写されたトナー像を記録媒体上に定着させる定着装置等を備えており、トナー像を生成して記録媒体に転写・定着させることにより記録媒体上に画像を形成する。このため、画像形成装置は、記録媒体を搬送するためのモーター、トナーを補給するためのモーター、転写装置を駆動するモーター、定着装置を駆動するモーター、その他の各種のモーターを備えている。
【０００３】
このような画像形成装置において、搬送装置で搬送される記録媒体又は転写装置若しくは定着装置を介する記録媒体の詰まり（紙詰まり：ジャム）が生じた場合には、記録媒体の搬送するためのモーター、転写装置や定着装置を駆動するモーター、或いはこれらのモーターを駆動する駆動回路に過電流が流れる虞がある。また、例えばトナー詰まりが生じた場合には、トナーを補給するためのモーター或いはこのモーターを駆動する駆動回路に過電流が流れる虞がある。
【０００４】
上記の過電流が流れると、モーターの焼損や駆動回路の故障が生ずる可能性が考えられる。このため、画像形成装置は、従来からモーターや駆動回路に流れる過電流を検出する過電流検出回路を備えており、この過電流検出回路によって過電流が検出された場合には、モーターの焼損等を防止すべく動作を停止する制御を行っている。
【０００５】
以下の特許文献１〜５には、ソレノイドやモーター等の負荷の状態を監視（検出）する技術が開示されている。具体的に、以下の特許文献１には、ソレノイド負荷の両端の電位差を計測する差動増幅回路と、この差動増幅回路の出力電圧と基準電圧とを比較する比較器とをソレノイド負荷毎に設けてソレノイド負荷の正常・異常を監視する技術が開示されている。また、以下の特許文献２には、ステッピングモータのコイルの断線を示す信号と短絡を示す信号とを排他的論理和回路を用いてまとめ、コイルの断線と短絡とを１つのポートで検出可能にする技術が開示されている。
【０００６】
以下の特許文献３には、３相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の合成電流を１本の過電流検出用抵抗によって検出し、マイコン内演算によって磁極位置を推定する技術が開示されている。以下の特許文献４には、マイクロプロセッサの１つのポートを通して複数箇所の温度情報を取り込むことが可能な技術が開示されている。更に、以下の特許文献５には、用紙の幅と縦方向サイズとを１つのポートで検出することが可能な技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−３３８１２５号公報
【特許文献２】特開平７−９９７９６号公報
【特許文献３】特開２００７−１６６６９５号公報
【特許文献４】特開２００３−２９４５４３号公報
【特許文献５】特開平６−１４４６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、モーターや駆動回路に流れる過電流を検出するには、基本的には上記の特許文献１のように、過電流を検出する過電流検出回路を駆動回路毎に設け、各々の過電流検出回路の検出結果をコンピュータに取り込む必要がある。しかしながら、少なくとも十個程度、或いはそれ以上のモーターを備える画像形成装置等においては、過電流検出回路の検出結果を取り込むために必要となるポート数が多くなるため、構成が複雑になるとともに高価になってしまうという問題がある。
【０００９】
ここで、上述した特許文献２〜５に開示された技術を用いれば、使用するポートの数を削減することができるとも考えられる。しかしながら、上述した特許文献２に開示された技術では、使用するポートの数を削減するために排他的論理回路が必要になるためコストが上昇するという問題がある。また、上述した特許文献３，４に開示された技術では、負荷の状態（オン状態であるか否か等）を意識する必要があるため、制御が複雑化するという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、負荷の状態を意識することなく簡易且つ安価に過電流を検出することができる過電流検出回路、及び該回路を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の過電流検出回路は、複数の負荷に流れる過電流を検出する過電流検出回路において、前記複数の負荷の各々に対応して設けられ、対応する負荷に流れる過電流によってオン状態になる複数のスイッチ素子と、前記複数のスイッチ素子のうちのオン状態になったスイッチ素子を介して印加される電圧を分圧して出力端に出力する抵抗分圧回路であって、オン状態になったスイッチ素子の組み合わせに応じて互いに異なる電圧が前記出力端に現れるようにされた抵抗分圧回路とを備えることを特徴としている。
また、本発明の過電流検出回路は、前記抵抗分圧回路が、一端が前記複数のスイッチ素子の各々に接続されるとともに他端が前記出力端に接続された複数の第１抵抗と、一端が前記出力端に接続されるとともに他端が接地された第２抵抗とを備えることを特徴としている。
また、本発明の過電流検出回路は、前記抵抗分圧回路には、前記複数のスイッチ素子のうちのオン状態になったスイッチ素子を介して、前記負荷に供給される電源電圧が印加されることを特徴としている。
本発明の画像形成装置は、記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、上記の何れかに記載の過電流検出回路と、前記負荷に流れる電流を制御するとともに、前記過電流検出回路の前記出力端に現れる電圧を参照して過電流が流れた負荷を判定する制御部とを備えることを特徴としている。
また、本発明の画像形成装置は、前記制御部が、前記負荷に流れる電流を制御する制御信号を出力する出力ポートと、前記過電流検出回路の前記出力端が接続される入力ポートとを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、対応する負荷に流れる過電流によってオン状態になる複数のスイッチ素子を設けるとともに、複数のスイッチ素子のうちのオン状態になったスイッチ素子の組み合わせに応じて互いに異なる電圧を出力する抵抗分圧回路を設けたため、負荷の状態を意識することなく簡易且つ安価に過電流を検出することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態による画像形成装置としての複合機の正面図である。
【図２】本発明の一実施形態による画像形成装置としての複合機の要部構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態による過電流検出回路の構成を示す回路図である。
【図４】本発明の一実施形態による過電流検出回路の等価回路を示す回路図である。
【図５】本発明の一実施形態による過電流検出回路の等価回路を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態による過電流検出回路及び画像形成装置について詳細に説明する。尚、以下では、画像形成装置が複合機である場合を例に挙げて説明する。
【００１５】
〔画像形成装置〕
図１は、本発明の一実施形態による画像形成装置としての複合機の正面図である。図１に示す通り、複合機１は、本体部１ａ、スキャナー部１ｂ、及び操作表示パネル１ｃ等を備えており、コピー機能、プリント機能、ファクシミリ送信／受信機能を併せ持っている。尚、図１に示す複合機１は、ネットワークを介して端末装置から送信されてきた原稿画像データの印刷、スキャナー部１ｂで読み取った原稿画像データの端末装置に向けた送信等も可能である。
【００１６】
図２は、本発明の一実施形態による画像形成装置としての複合機の要部構成を示すブロック図である。図２に示す通り、複合機１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１（制御部）、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３、各種センサー群１４、用紙搬送部１５、画像読取部１６、データ格納部１７、画像形成部１８、通信Ｉ／Ｆ部１９、及び操作表示部２０を備える。
【００１７】
ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に記憶されている制御プログラムに基づき、各種センサー群１４から出力される各種検出信号を参照しつつ、操作表示部２０から入力される操作指示、又は通信Ｉ／Ｆ部１９を介して入力される端末装置等からの各種指示に応じて複合機１の動作を制御する。例えば、画像読取部１６による画像データの読み取り制御、或いは、データ格納部１７に記憶されている原稿画像データ、プリント画像データ、及びファクシミリ画像データ等の各種画像データのプリント制御や送信制御を行う。また、ＣＰＵ１１は、各種センサー群１４の一種である過電流検出回路（詳細は後述する）の検出結果を参照して過電流が流れた部位の判定も行う。
【００１８】
ＲＯＭ１２は、ＣＰＵ１１で実行される制御プログラム及びその他のデータを記憶するＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリーである。ＲＡＭ１３は、ＣＰＵ１１が制御プログラムを実行して各種動作を行う際に、データの一時保存先となるワーキングエリアとして用いられる揮発性メモリーである。各種センサー群１４は、用紙切れ検出センサー、用紙詰まり検出センサー、用紙位置検出センサー、温度センサー等の画像形成動作に必要な各種センサーであり、それぞれのセンサーで検出した各種の情報を検出信号としてＣＰＵ１１に出力する。尚、本実施形態の過電流検出回路も、各種センサー群１４に設けられるセンサーの一種である。
【００１９】
用紙搬送部１５は、搬送ローラー、搬送ローラー駆動用のモーター等を備えており、用紙トレイに収納されている印刷用紙（記録媒体）を画像形成部１８に搬送するとともに、画像形成部１８で画像形成処理が行われた印刷用紙を図示しない排紙トレイに搬送する。画像読取部１６は、ＡＤＦ（自動原稿送り装置）及びＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサー等を備えており、ＡＤＦによって順次給紙される原稿の画像をＣＣＤセンサーに読み取らせ、原稿画像に基づく原稿画像データを出力する。尚、画像読取部１６から出力された原稿画像データはＣＰＵ１１を介してデータ格納部１７に記憶される。
【００２０】
データ格納部１７は、例えばハードディスクドライブによって実現され、ＣＰＵ１１の制御の下で各種データを格納する。このデータ格納部１７には、原稿画像データ、通信Ｉ／Ｆ部１９が端末装置から受信するプリント画像データ、及び通信Ｉ／Ｆ部１９が公衆網から受信するファクシミリ画像データ等の各種データが格納される。
【００２１】
画像形成部１８は、ＣＰＵ１１の制御の下で、データ格納部１７に格納されている原稿画像データ、プリント画像データ、又はファクシミリ画像データを用いて画像形成処理を行う。具体的には、上記の各種画像データに応じた画像形成画像を用紙搬送部１５から搬送される印刷用紙にトナーを用いて転写し、定着ローラーによってその画像形成画像の定着処理を行う。通信Ｉ／Ｆ部１９は、クライアントコンピュータ（図示省略）や公衆網（図示省略）に接続され、このクライアントコンピュータや公衆網との間で各種信号の送受信を行う。
【００２２】
操作表示部２０は、操作表示パネル１ｃとしてのタッチパネル２０ａ及び各種操作キーを備えており、操作キーの操作内容をＣＰＵ１１に出力するとともに、ＣＰＵ１１の制御の下でタッチパネル２０ａへ種々の情報を表示する。操作表示部２０が備える各種操作キーは、例えばコピー機能切替キー、プリント機能切替キー、スキャン機能切替キー、ファクシミリ機能切替キー、スタートキー、ストップ／クリアキー、電源キー、テンキー（数値入力キー）が挙げられる。尚、コピー機能切替キー、プリント機能切替キー、スキャン機能切替キー、及びファクシミリ機能切替キーは、それぞれの機能をユーザーが使用する場合に、各機能の動作モードへ複合機１を切り替える為のキーである。また、タッチパネル２０ａに各種ボタンを表示することによって、以上の各種キー以外のソフトキーの利用も可能である。
【００２３】
〔過電流検出回路〕
図３は、本発明の一実施形態による過電流検出回路の構成を示す回路図である。尚、図３においては、図２に示すブロックと同じブロックには同一の符号を付してある。以下では、まず過電流検出回路３０による過電流の検出対象である負荷等について説明し、次に過電流検出回路３０の詳細について説明する。
【００２４】
図３に示す通り、ＣＰＵ１１には、負荷に流れる電流を制御する制御信号を出力する複数の出力ポートＰ１１，Ｐ１２と、負荷に流れる過電流の検出に用いられる入力ポートＰ２１とが設けられている。ここで、上記の出力ポートＰ１１は、トナーを補給するためのモーターＭ１（負荷）に流れる電流を制御する制御信号が出力されるポートであり、上記の出力ポートＰ１２は、印刷用紙の搬送のためのモーターＭ２（負荷）に流れる電流を制御する制御信号が出力されるポートであるとする。尚、上記のトナーを補給するためのモーターＭ１は、図２中の画像形成部１８に設けられ、印刷用紙の搬送のためのモーターＭ２は、図２中の用紙搬送部１５に設けられる。
【００２５】
上記の出力ポートＰ１１には、モーターＭ１を駆動する駆動回路Ｄ１（負荷）が接続され、上記の出力ポートＰ１２には、モーターＭ２を駆動する駆動回路Ｄ２（負荷）が接続される。これら駆動回路Ｄ１，Ｄ２は、トランジスター回路Ｑ１、トランジスターＱ２、ダイオードｄ、及び複数の抵抗Ｒ１〜Ｒ５を備える構成であり、例えば２４［Ｖ］の電源電圧ＶＳが供給されて、ＣＰＵ１１の出力ポートＰ１１，Ｐ１２から出力される制御信号に応じた電流をモーターＭ１，Ｍ２にそれぞれ供給する。
【００２６】
過電流検出回路３０は、トランジスター３１ａ，３１ｂ（スイッチ素子）と抵抗分圧回路３２とを備えており、モーターＭ１，Ｍ２或いは駆動回路Ｄ１，Ｄ２に流れる過電流を検出する。この過電流検出回路３０は、ＣＰＵ１１の入力ポートＰ２１に接続されており、その検出結果をＣＰＵ１１の入力ポートＰ２１に対して出力する。
【００２７】
トランジスター３１ａは、駆動回路Ｄ１に対応して設けられており、駆動回路Ｄ１やモーターＭ１に過電流が流れた場合にオン状態になる。トランジスター３１ｂは、駆動回路Ｄ２に対応して設けられており、駆動回路Ｄ２やモーターＭ２に過電流が流れた場合にオン状態になる。これらトランジスター３１ａ，３１ｂは、バイポーラートランジスターであるが、ＦＥＴ（Field Effect Transistor：電界効果トランジスター）を用いることもできる。
【００２８】
具体的に、トランジスター３１ａは、エミッタ電極が駆動回路Ｄ１に設けられたトランジスターＱ２のコレクター電極に接続されており、ベース電極が駆動回路Ｄ１に設けられた抵抗Ｒ４（一端がトランジスターＱ２のコレクター電極に接続された抵抗Ｒ３の他端に接続されている抵抗）に接続されている。同様に、トランジスター３１ｂは、エミッタ電極が駆動回路Ｄ２に設けられたトランジスターＱ２のコレクター電極に接続されており、ベース電極が駆動回路Ｄ２に設けられた抵抗Ｒ４に接続されている。
【００２９】
抵抗分圧回路３２は、分圧抵抗３２ａ，３２ｂ（第１抵抗）と分圧抵抗３２ｃ（第２抵抗）とを備えており、スイッチ素子３１ａ，３１ｂのうちのオン状態になったスイッチ素子を介して印加される電圧を分圧して出力端に出力する。ここで、抵抗分圧回路３２には、スイッチ素子３１ａ，３１ｂのうちのオン状態になったスイッチ素子を介して、駆動回路Ｄ１，Ｄ２に供給される電源電圧ＶＳが印加される。尚、抵抗分圧回路３２の出力端は、分圧抵抗３２ａ，３２ｂと分圧抵抗３２ｃとの接続点Ｘに接続されている。このため、接続点ＸはＣＰＵ１１の入力ポートＰ２１に接続されている。
【００３０】
具体的に、分圧抵抗３２ａは、一端がトランジスター３１ａのコレクター電極に接続されて他端が接続点Ｘに接続されており、分圧抵抗３２ｂは、一端がトランジスター３１ｂのコレクター電極に接続されて他端が接続点Ｘに接続されている。また、分圧抵抗３２ｃは、一端が接続点Ｘに接続されて他端が接地されている。これら分圧抵抗３２ａ〜３２ｃの抵抗値は、オン状態になったスイッチ素子の組み合わせに応じて互いに異なる電圧が出力端（接続点Ｘ）に現れているように設定される。これは、モーターＭ１（駆動回路Ｄ１）に過電流が流れたのか、モーターＭ２（駆動回路Ｄ２）に過電流が流れたのか、或いはモーターＭ１（駆動回路Ｄ１）とモーターＭ２（駆動回路Ｄ２）との双方に過電流が流れたのかを判別可能にするためである。
【００３１】
図４，図５は、本発明の一実施形態による過電流検出回路の等価回路を示す回路図である。図４に示す通り、過電流検出回路３０は、トランジスター３１ａと分圧抵抗３２ａとが直列接続された回路と、トランジスター３１ｂと分圧抵抗３２ｂとが直列接続された回路とが並列接続され、この並列接続された回路に対して分圧抵抗３２ｃが直列接続された回路として表すことができる。尚、図中においては、分圧抵抗３２ａ，３２ｂ，３２ｃの抵抗値を、それぞれのＲ１１．Ｒ１２，Ｒ２０としている。
【００３２】
モーターＭ１（駆動回路Ｄ１）のみに過電流が流れた場合には、トランジスター３１ａのみがオン状態になる。このため、過電流検出回路３０は、図５（ａ）に示す等価回路で表され、接続点Ｘに現れる電圧Ｖは、以下の式で表される。
Ｖ＝ＶＳ×Ｒ２０／（Ｒ２０＋Ｒ１１）
【００３３】
尚、モーターＭ２（駆動回路Ｄ２）のみに過電流が流れた場合には、トランジスター３１ｂのみがオン状態になる。このため、過電流検出回路３０は、図５（ａ）に示す等価回路の分圧抵抗３２ａを分圧抵抗３２ｂに置き換えた等価回路で表され、接続点Ｘに現れる電圧Ｖは、以下の式で表される。
Ｖ＝ＶＳ×Ｒ２０／（Ｒ２０＋Ｒ１２）
【００３４】
これに対し、モーターＭ１（駆動回路Ｄ１）とモーターＭ２（駆動回路Ｄ２）との双方に過電流が流れた場合には、トランジスター３１ａ，３１ｂの双方がオン状態になる。このため、過電流検出回路３０は、図５（ｂ）に示す等価回路で表され、接続点Ｘに現れる電圧Ｖは、以下の式で表される。
Ｖ＝ＶＳ×Ｒ２０／（Ｒ２０＋（Ｒ１１×Ｒ１２）／（Ｒ１１＋Ｒ１２））
【００３５】
このように、過電流検出回路３０の出力端である接続点Ｘには、モーターＭ１（駆動回路Ｄ１）に過電流が流れたのか、モーターＭ２（駆動回路Ｄ２）に過電流が流れたのか、或いはモーターＭ１（駆動回路Ｄ１）とモーターＭ２（駆動回路Ｄ２）との双方に過電流が流れたのかに応じて、互いに異なる電圧Ｖが現れる。このため、ＣＰＵ１１は、入力ポートＰ２１から入力される接続点Ｘに現れる電圧Ｖを参照するだけで過電流が流れた負荷を判定することができる。
【００３６】
以上説明した通り、本実施形態では、モーターＭ１（駆動回路Ｄ１）及びモーターＭ２（駆動回路Ｄ２）に対応させてトランジスター３１ａ，３１ｂをそれぞれ設けるとともに、オン状態になったトランジスターの組み合わせに応じて異なる電圧を出力するようにされた抵抗分圧回路３２を設けている。このため、過電流検出回路３０から出力される電圧を参照するだけで過電流を検出することができ、負荷の状態を意識することなく簡易且つ安価に過電流を検出することが可能である。
【００３７】
以上、本発明の一実施形態による過電流検出回路及び画像形成装置について説明したが、本発明は上述した実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、スイッチ素子がトランジスター３１ａ，３１ｂである場合を例に挙げて説明したが、スイッチ素子は、トランジスターに限られることはなく、例えばリレー等のように過電流が流れることによりオン状態になるものであれば良い。
【００３８】
また、上記実施形態では、過電流検出回路を画像形成装置としての複合機１に適用した例に挙げて説明したが、本発明の過電流検出回路は、画像形成装置以外の電子機器にも適用可能である。また、上記実施形態では、本発明に係る画像形成装置が複合機である場合を例に挙げて説明したが、本発明は、プリンター、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１                複合機
１１              ＣＰＵ
３０              過電流検出回路
３１ａ，３１ｂ    トランジスター
３２              抵抗分圧回路
３２ａ〜３２ｃ    分圧抵抗
Ｄ１，Ｄ２        駆動回路
Ｍ１，Ｍ２        モーター
Ｐ１１，Ｐ１２    出力ポート
Ｐ２１            入力ポート
【図１】
0005624964.tif 000002
【図２】
0005624964.tif 000003
【図３】
0005624964.tif 000004
【図４】
0005624964.tif 000005
【図５】
0005624964.tif 000006