(57)【要約】【課題】  センサ出力電圧には、瞬時的に異常となる状態を示す電圧と、継続すると異常となる状態がある。後者の継続すると異常となる状態を検出するための方法を提供する。【解決手段】  従来の異常検出回路と、異常検出信号に応じて充電電流値を可変とする充電回路と、所定の時間で所定の時定数で放電する放電回路を設けた事を特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置内の各部分の状態を検出するために電子装置に設けられた検出手段の状態をモニタして、異常状態を報知する回路であって、
前記検出手段からのアナログ電圧値と第１の基準電圧とを比較する異常判断手段と、
前記検出手段からのアナログ電圧値を電流値に変換する電圧電流変換手段と、
前記電圧電流変換手段によって変換された電流値でキャパシタに充電する充電手段と、
前記キャパシタに充電された電荷を所定時間ごとに所定の時定数で放電するための放電手段と計時手段と、
前記キャパシタの電圧と第２の基準電圧とを比較する異常判断手段とを有することを特徴とする電子装置に搭載される検出手段からの信号異常検知方法。
【請求項２】
前記電子装置は、画像形成装置であって、
前記信号は、前記画像形成装置に搭載された加熱定着器の温度検出素子からの信号であることを特徴とする請求項１記載の信号異常検知方法。
【請求項３】
前記信号は、前記電子装置に搭載された低圧電源の各負荷への出力電流を検出した信号であることを特徴とする請求項１記載の信号異常検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、装置の状態を検出するために設けられた各センサ情報から、迅速かつ確実に異常状態を検出する信号異常検知方法に関する。特に、発熱ヒータやモータ、電源等に設けられる温度検出回路、電流検出回路等などに使用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来は、各部のセンサ出力電圧と基準電圧とを比較するコンパレータ等による異常検出と、ソフトウエアによる異常検出を行っていた。
【特許文献１】特開２００２−３７２８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来技術によれば、センサ出力電圧と一種類の基準電圧と比較していたために、基準電圧に到達しない手前の値で放置されると、異常状態と認識されずにおかれるために装置に、熱的にダメージを与える場合があった。また、これを防ぐために、異常と判断する基準電圧を下げてしまうと、外部からのノイズ等による誤動作が発生する恐れがあった。
【０００４】
本発明は、上述の問題点に着目してなされたものであって、低コストで、瞬時的な異常状態の検出と併せて継続する異常状態をも検出することのできる信号異常検知方法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】
【０００５】
本発明によれば、検出手段からのアナログ電圧値と第１の基準電圧とを比較する異常判断手段と、検出手段からのアナログ電圧値を電流値に変換する電圧電流変換手段と、電圧電流変換手段によって変換された電流値でキャパシタに充電する充電手段と、キャパシタに充電された電荷を所定時間ごとに所定の時定数で放電するための放電手段と計時手段と、キャパシタの電圧と第２の基準電圧とを比較する異常判断手段とを有することによって、既存のセンサを使用して、ノイズの影響を受けにくく、かつ低コストでありながら、低いレベルで継続する異常状態をも検出することを可能とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、低コストで、瞬時的な異常状態の検出と併せて継続する異常状態をも検出可能とすることを可能にするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【０００８】
第１図は、本発明を示すブロック図であり、第２図、第３図、第４図は実施例１を示すものである。
【０００９】
第１図は、電気的なブロックを説明する概念図である。第２図はより詳細な実施例１を示すブロック図、第３図は検出電圧と時間の関係を説明する図であり、第４図は、実施例１の電気回路図である。
【００１０】
第１図に於いて、１０１は電子装置であり、１０２は画像形成装置内部に設置された信号検出手段である。信号検出手段１０２は、電子装置の制御を司る装置制御部１０３に信号を送り、電子装置の制御を行う。１０４は第１の異常判断手段であり、検出した信号が異常である場合に所定の異常処理手段１０５によって異常処理を行う。さらに、信号検出手段１０２からの信号は、充電電流設定手段１０６に伝えられ、充電電流設定手段１０６は、信号検出手段１０２からの信号の大きさに応じて、１０７の充放電手段への充電電流が設定されて、１０７の充放電手段は、充電電流設定手段１０６からの充電電流でキャパシタを充電する。すなわち、信号検出手段１０２からの信号の大きさによって、充電電流が決められて、充電速度が決定される。放電手段１０８は、計時手段１０９から所定のタイミングの信号で所定の時定数で放電される。充放電手段１０７内のキャパシタの電圧は、１１０の第２の異常判断手段内の比較手段１１１と第２の基準電圧１１２と比較し、異常であると判断された場合は、１０５の異常処理手段によって処理され、異常発生情報は、１０３装置制御部に送られる。
【００１１】
第２図は、実施例１を説明するブロック図である。本実施例では、電子写真プロセスを利用した画像形成装置に適用した場合を示すものである。
【００１２】
２０１は画像形成装置で、２０２は加熱定着器を含む電子写真プロセス部である。電子写真プロセス部２０２内には定着ヒータ２０３と遮断装置であるリレー２０４とヒータのスイッチングを行う半導体素子であるトライアック２０５が含まれる。定着ヒータ２０３は、サーミスタ２０６によって温度を検出し画像形成装置の制御を司るＣＰＵ２１５によって、トライアック２０５をオンオフして、定着ヒータへ供給する電力を制御している。リレー２０４は、安全装置であり、もしヒータの温度が高すぎる場合は、電力の供給を遮断するためのものである。２０６のサーミスタからの電圧信号は、ＣＰＵ２１５に送られるとともに、２０８の温度異常検出回路と、２０９の電圧電流変換部に送られる。温度異常検出回路２０８は、サーミスタ検出電圧が急激に上昇して所定の温度に相当する電圧値２０７よりも高くなった場合に２０４のリレーをオフして定着ヒータへの電力を遮断する構成となっている。
【００１３】
２０９の電圧電流変換に送られたサーミスタ２０６からの電圧信号は、電圧に応じた電流値に変換し、変換した電流値によって２１０の充放電回路でキャパシタ等に充電を行う。キャパシタの充電電圧は、２１３の比較回路において、所定の基準電圧２１２と比較し、所定電圧を超えた場合には、２１４によって、リレー２０４をオフして定着ヒータへの電力を遮断する構成となっている。また、充放電回路２１０は、ＣＰＵ２１５内のタイマ回路によって、所定時間ごと、例えば、１頁プリント毎にキャパシタの電荷を放電する構成となっており、所定時間毎にモニタする構成である。
【００１４】
第４図は、第２図をより詳細な電気回路図にしたものである。４０１は画像形成装置である。４０４は電子写真プロセス部であり、４０６は定着ヒータ、４０５のサーミスタを含んでいる。定着ヒータは、ＣＰＵ４１４によって、４０５のサーミスタの温度に応じて、トライアック４０３をオンオフすることによって、所定の温度に保ち、電子写真プロセス制御を行う。４０２はリレーであり、画像処理を行っている場合は、導通状態となり、定着ヒータへの電力供給を可能な状態としている。もし、異常温度と判断されれば、４０２のリレーは遮断し、定着ヒータへの電力を絶つような構成となっている。サーミスタ４０５からの信号は、４０７と４０８のフィルタを通して、外部からのノイズの侵入を防いでいる。さらに、ＣＰＵ４１４の４１７のＡ／Ｄ変換ポートに入力されて、先の定着ヒータ制御が行われる。さらにサーミスタ４０５からの電圧信号は、４０９のコンパレータによって基準電圧４１０と比較し、異常温度と判断された場合は、４０２のリレーに供給している電圧をオフすることで電力を遮断する。さらに、サーミスタ４０５からの電圧信号は、４１１の第２の異常検出回路に送られる。４１１の第２の異常検出回路は、４１５のボルテージフォロアを経て、４１６と４１８と４１９によって、サーミスタ電圧を所定の電流値に変換して４１７のミラー回路で４２０の反流防止のダイオードを介してキャパシタ４１５を充電する。キャパシタ４１５に充電された電荷は抵抗４２１と４２２で所定の時定数で放電する。コンパレータ４２４は第２の基準電圧４１３と比較することによって、異常があると判断された時にリレー４０２をドライブトランジスタ４１２を介してオフする構成となっている。４２３のトランジスタはＣＰＵ４１４内のタイマ端子４１９と接続されており、所定のタイミングで放電を行うようになっている。
【００１５】
第３図は、サーミスタ４０５からの検出電圧と時間の関係、および充放電回路中のキャパシタ４１５の電圧と時間の関係、ＣＰＵ４１４のＡ／Ｄ入力４１８に接続される充放電回路４１１の放電信号を説明するものである。３０１はサーミスタ電圧３０９の波形の縦軸で、３０３と３０４は時間軸、３０２はＡ／Ｄ入力ポート４１８の信号３０８の波形の縦軸、３０７はＣＰＵ４１４のタイマ回路につながる出力ポート４１９の信号を示すものである。
【００１６】
サーミスタ電圧３０９は、時間ｔ１に異常状態になり、急峻に立ち上がっていることがわかる。サーミスタ電圧３０９は異常状態と判断する電圧Ｖｔｈ１３０５を超えた時間３１１のｔ２で高温異常状態の処理、本実施例ではリレー４０２をオフして定着ヒータ４０６への通電を遮断する。また、Ａ／Ｄ入力ポート４１８の信号３０８は、キャパシタ４１５に充電された電圧を表すものであり、時間的にはゆっくりと立ち上がる。また、３１２ｔ３から３１３のｔ４までの時間は、トランジスタ４２３をＣＰＵ４１４は、タイマ回路によってポート４１９でオンすることによって、所定のタイミングで放電を行っている。もし、サーミスタ電圧３０９が先の異常状態電圧３０５よりも低いものの、長い時間その状態にあると、キャパシタに充放電した電圧が４１３の電圧を越えた時点で３１４のｔ５で異常状態と判断して異常状態の処理、本実施例ではリレー４０２をオフして定着ヒータ４０６への通電を遮断する。３０７は、例えば、１頁プリントごとに放電が行われるようなタイミングとなっている。
【００１７】
また、ＣＰＵ４１４は４１８によって異常温度処理部４１１の状態をモニタすることが出来るので、異常温度と判断される前に温度制御を低めにする、プリントのスループットを下げる、搬送中の用紙を強制排紙するということを予め行うことが可能である。
【００１８】
以上、説明したように、実施例１では、通常の高温検知に併せて、サーミスタの電圧に応じて決定されるキャパシタへ充電時間をモニタすることにより、高温検知にかからない温度での放置を検出することを可能にしたものである。さらには、ソフトウエアが介在しない回路であるため、ソフトウエアは、長い時間に渡って監視する必要が無いため負荷が少なくて済む。
【実施例２】
【００１９】
第５図、第６図、第７図は実施例２を示すものである。
【００２０】
第５図は、実施例２を説明するブロック図である。実施例１では、画像形成装置における定着ヒータの異常温度検知に適用した場合を示した。本実施例２では、電源装置に適用した場合を示すものである。
【００２１】
５０１は電子装置に搭載された電源装置である。５０２は全波整流回路であり、入力された商用電源を全波整流し、５０３スイッチング回路と５０４の電源トランスでは、５０６で出力した電圧情報に応じてスイッチングを行い所定の電圧範囲に入れるように制御を行う。出力された電圧には、各負荷５０７が接続されて電力の供給を行う構成となっている。
【００２２】
５０５で出力電流を検出し、出力電流を電圧情報に変換して、５１１によって基準電圧１と比較して過電流が流れていないかを検出して過電流が流れている場合は、５１２を介して電源をシャットダウンする。また、５０９において、電圧は再び電流情報に変換され、実施例１と同様に５１５内のキャパシタに充放電し５１４において比較される。
【００２３】
第７図で実施例１と異なる個所について説明を行う。実施例１では、サーミスタ電圧を例に取ったが、実施例２では、電源装置から各負荷に供給する電流値を検出している。ここでは、共振電源を例に取り説明を行う。７０２は平滑用アルミ電解コンデンサであり、７０３は電源トランス７０６への電力の供給量を制御する電源制御部であり、７０４は電力供給をスイッチングするスイッチング用ＦＥＴである。電源トランスで所定の電圧に変換され７０７によって直流電源に変換する。電流は、７０９の装置制御手段およびその他の負荷（不図示）に供給される。負荷に供給される電流は、７２９の抵抗の両端電圧を検出することで電圧情報に変換される。まず変換された電圧情報は、７１１で瞬時の電流でも検出することの出来る過電流検知回路に入力され、過電流と判断されると７１０のフォトカプラによって電源をシャットダウンする。
【００２４】
７２９の供給電流情報は、７１７の異常検出回路に入力される。実施例１同様に、検出された電流値に応じて決定された充電電流でキャパシタを充電して、発振器からのタイミングで放電を行い、７１６所定の基準電圧になったところで、フォトカプラ７１０によって電源をシャットダウンする構成となっている。また、電源制御部７０９はキャパシタの充電電圧をモニタすることにより、どのような状態になっているのか認識することが出来る。もし、７１７が異常状態と判断するようなレベルになりそうな場合は、制御部は電力の供給を低くする制御に切り替えれるようにすることも可能である。さらには、電源がシャットダウンする前の前処理、例えばメモリのライト、ハードディスクのアクセスを停止するなどを予め行うことも可能である。
【００２５】
第６図は、電流検出抵抗７１５からの検出電圧と時間の関係、および充放電回路中のキャパシタ７１８の電圧と時間の関係、装置制御手段７０９の７２９に接続される充放電回路７１７の放電信号を説明するものである。６０１は電流検出抵抗からの電圧信号６０７の波形の縦軸で、６０３，６０４は時間軸、６０２は７２９の信号６０６の波形の縦軸、６０５は７３０の発振器の波形を示すものである。
【００２６】
電流検出抵抗の両端電圧６０７は、時間ｔ１に異常状態になり、急峻に立ち上がった場合は、過電流供給状態と判断する電圧Ｖｔｈ１６０８を超えた時間６１１のｔ２で過電流供給状態の処理、本実施例では電源出力をオフして負荷への電力供給を遮断する。また、７２９の信号は、６０６で表され、キャパシタ７１８に充電された電圧を表すものであり、時間的にはゆっくりと立ち上がる。また、６１２から６１３、６１４から６１５、６１６から６１７、６１８から６１９の時間は、トランジスタ７２０を発振器７３０によってオンすることで、所定のタイミングで放電を行っている。もし、過電流検出電圧６０６が先の過電流検出電圧６０８よりも低いものの、長い時間その状態にあると、キャパシタに充放電した電圧が６０９の電圧を越えた時点で６２０のｔ１１で過電流継続状態と判断して異常状態の処理、本実施例では電源出力をオフして負荷への通電を遮断する。６０５は、例えば、１頁プリントごとに放電が行われるようなタイミングとなっている。
【００２７】
以上、説明したように、実施例２では、通常の電流検知に併せて、負荷への供給電流情報に応じて決定されるキャパシタへ充電時間をモニタすることにより、過電流検知にかからない負荷電流で継続して放置された異常状態を検出することを可能にしたものである。さらには、ソフトウエアが介在しない回路であるため、ソフトウエアは、長い時間に渡って監視する必要が無いため負荷が少なくて済む。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施例１と実施例２を説明する電気ブロック図
【図２】実施例１を説明する電気ブロック図
【図３】実施例１を説明する検出電圧を説明する図
【図４】実施例１を説明する電気回路図
【図５】実施例２を説明する電気ブロック図
【図６】実施例２を説明する検出電圧を説明する図
【図７】実施例２を説明する電気回路図
【符号の説明】
【００２９】
１０１，２０１，４０１  画像形成装置
１０４  第１の異常検出手段
１１０，４１４，７１７  第２の異常検出手段
１０６，２１０，５１５  充放電回路
１１４，２０７，４１０，５１０，７１２  第１の基準電圧
１１２，２１２，４１３，５１３，７１６  第２の基準電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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