(57)【要約】【課題】一つの交流電源配線から分岐された複数の交流電源配線における接続の異常を検出する技術において、異常が生じた範囲を特定する。【解決手段】ＡＣ１００Ｖ電源配線１１からローカル電源ユニット３１、４１および発熱体駆動部４２にＡＣ１００Ｖ電力が分岐されて供給される構成において、分岐前の異常検出部２２の検出電圧Ｖ０と分岐後の各部の検出電圧Ｖ１〜Ｖ４を比較することで、エリア１〜エリア７のいずれにおいて配線の接続不良があるのかを特定する。この際、ＡＣ波形のゼロクロス領域から波形の情報を取得することで検出精度を高める。また、検出対象の波形の極性情報を得ることで、接続異常が配線のＨＯＴ側かＮＵＴ側かを特定する。【選択図】図４
2011064771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単相交流が流れる一対の配線を含む第１の電源配線と、
前記第１の電源配線から分岐された複数の分岐配線と、
前記第１の電源配線における電圧波形と前記複数の分岐配線における電圧波形とを比較し、前記第１の電源配線と前記複数の電源配線との間における接続異常が生じた範囲を特定する特定手段と
を備えることを特徴とする電源の異常検出装置。
【請求項２】
前記電圧波形を検出する電圧波形検出手段と、
前記単相交流の極性の切り替わりを検出する極性切り替わり検出手段と
を更に備え、 
前記極性切り替わり検出手段から出力される信号に同期して、前記電圧波形検出手段の動作が行われることを特徴とする請求項１に記載の電源の異常検出装置。
【請求項３】
前記単相交流の極性を検出する極性検出手段を更に備え、
前記第１の電源配線における電圧波形と前記複数の電源配線における電圧波形との比較において、前記特定手段は、前記極性検出手段から出力される信号に基づき、同じ極性の波形同士の比較を行い、前記接続異常が生じた範囲に加えて、前記一対の配線のいずれにおいて接続異常が生じたかを特定することを特徴とする請求項１または２に記載の電源の異常検出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電源の異常検出装置と、
前記複数の分岐配線の一つから電力の供給を受ける抵抗加熱手段を備えた定着装置と、
前記定着装置で定着される画像を記録媒体上に形成する画像形成手段と
を備え、
前記複数の分岐配線における電圧波形の少なくとも一つは、前記抵抗加熱手段における電圧降下を検出することで得ることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源の異常検出装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、画像形成装置における定着器の温度と機内の温度を検出するサーミスタ、ＡＣ入力電源の入力電圧検出手段、装置内のＤＣ電圧検出手段等により事故解析に必要な情報を検知し、この情報を記憶制御手段を介して記憶装置に格納し、事故解析の際、この情報を参照する構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２５４３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、一つの交流電源配線から分岐された複数の交流電源配線における接続の異常を検出する技術において、異常が生じた範囲を特定できる技術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】
請求項１に記載の発明は、単相交流が流れる一対の配線を含む第１の電源配線と、前記第１の電源配線から分岐された複数の分岐配線と、前記第１の電源配線における電圧波形と前記複数の分岐配線における電圧波形とを比較し、前記第１の電源配線と前記複数の電源配線との間における接続異常が生じた範囲を特定する特定手段とを備えることを特徴とする電源の異常検出装置である。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記電圧波形を検出する電圧波形検出手段と、前記単相交流の極性の切り替わりを検出する極性切り替わり検出手段とを更に備え、前記極性切り替わり検出手段から出力される信号に同期して、前記電圧波形検出手段の動作が行われることを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記単相交流の極性を検出する極性検出手段を更に備え、前記第１の電源配線における電圧波形と前記複数の電源配線における電圧波形との比較において、前記特定手段は、前記極性検出手段から出力される信号に基づき、同じ極性の波形同士の比較を行い、前記接続異常が生じた範囲に加えて、前記一対の配線のいずれにおいて接続異常が生じたかを特定することを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電源の異常検出装置と、前記複数の分岐配線の一つから電力の供給を受ける抵抗加熱手段を備えた定着装置と、前記定着装置で定着される画像を記録媒体上に形成する画像形成手段とを備え、前記複数の分岐配線における電圧波形の少なくとも一つは、前記抵抗加熱手段における電圧降下を検出することで得ることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、一つの交流電源配線から分岐された複数の交流電源配線における接続の異常を検出する技術において、異常が生じた範囲を特定できる技術が提供される。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明を利用しない場合に比較して、接続の異常以外の要因による検出誤差が抑えられる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、接続の異常のある配線の極性を判別することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明を利用しない場合に比較して、接続の異常の検出精度が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】接続の異常を検出する原理を説明する回路図である。
【図２】接続の異常を検出する原理を説明する波形図である。
【図３】異常検出部の構成を示す回路図である。
【図４】実施形態の電源システムの回路図である。
【図５】制御系のブロック図である。
【図６】動作の手順を示すフローチャートである。
【図７】画像形成装置の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（原理：基本構成）
まず、実施形態における電源配線の接続の異常を検出する原理を説明する。なお、電源配線の接続の異常というのは、電源配線の線材の腐食や切断に起因する電気的な接続状態の不良、電源配線を接続するコネクタ等における接触不良、電源配線に介在するスイッチやヒューズの接触不良、半田付けの不良、プリント配線の剥がれや切断のこという。接続の異常は、完全に電気的な接続が立たれている場合に限定されず、接続が完全でなく電気抵抗が増大した場合も含まれる。
【００１５】
図１は、実施形態の電源構成の基本形が示されている。図１には、商用ＡＣ電源コンセント１０（一般的なＡＣ１００ボルトが供給されるコンセント）に接続されたＡＣ電源配線１１が示されている。ＡＣ電源配線１１は、ＡＣ電源ユニット２１に接続されている。
【００１６】
ＡＣ電源配線１１は、平行２線ケーブルであり、この平行２線ケーブルの間に１００Ｖの単相交流が流れる。２線のうちの一方は、送電側において接地されている。これは、通常の１００Ｖの商用交流電源の場合と同じである。以下の説明では、接地された側をＮＵＴ側、設置されていない側をＨＯＴ側と呼ぶ。
【００１７】
ＡＣ電源ユニット２１は、異常検出部２２を備えている。異常検出部２２は、スイッチ２３、検出抵抗２４、全波整流回路（ブリッジ整流回路）２５、サンプルホールド（Ｓ／Ｈ）回路２６を備えている。
【００１８】
スイッチ２３は、ゼロクロス信号で動作が制御される。ゼロクロス信号は、入力ＡＣ電圧の極性が反転する（ＡＣ電圧が０Ｖ：正負の振幅の中央となる基準値）となるタイミングを示す信号であり、ゼロクロス検出部１３によって生成される。ゼロクロス検出部１３は、ＡＣ電源配線１１から得られるＡＣ電圧をブリッジダイオード回路１３ａにより全波整流し、この整流波形によってフォトカプラ１３ｂを動作させることでゼロクロス信号を得る。
【００１９】
すなわち、ゼロクロス領域の０Ｖを横切る時点で、フォトカプラ１３ｂの発光素子の発光が途切れ、フォトトランジスタ側の抵抗が一瞬増大する。この際、パルス状の電圧がフォトカプラ１３ｂの出力側に現れる。これが、図２に示すようなパルス状のゼロクロス信号となる。
【００２０】
ゼロクロス信号により、スイッチ２３がＯＮとなると（図１の状態）、検出抵抗２４の両側に現れるＡＣ電源配線１１のＨＯＴ側とＮＵＴ側との間の電位差が全波整流回路２５に加わる。
【００２１】
全波整流回路２５の整流波形は、サンプルホールド回路２６に加わる。サンプルホールド回路２６は、全波整流回路２５の整流波形のピーク電位を保持（ホールド）した信号を出力する。図３に示すようにサンプルホールド回路２６は、ゼロクロス信号で制御されて開閉するスイッチ２６ａとコンデンサ２６ｂにより構成される。スイッチ２６ａが、ゼロクロス信号によりＯＮ／ＯＦＦされることで、コンデンサ２６ａにより全波整流回路２５の整流波形に対するサンプルホールドが行われる。具体的には、ゼロクロス信号がハイレベルの期間における全波整流回路２５の整流波形のピーク値を維持した信号が生成される。この信号が図３のＶ０となる。
【００２２】
図１に示す例では、ＡＣ電源ユニット２１において、電源配線１１が、２つに分岐され、その一方がローカル電源ユニット３１に入力される。ローカル電源ユニットというのは、電気機器内に分散配置され、ＡＣ１００Ｖから各部で必要とするＤＣ電圧（例えばＤＣ２４ＶやＤＣ５Ｖ）を生成し、それをモータ等の負荷に供給する。なお、図１において、ＡＣ電源配線１１から分岐されたもう一方の配線は、図１では図示省略されている他のローカル電源ユニットに接続され、そこにＡＣ１００Ｖの電力を供給する。
【００２３】
ローカル電源ユニット３１も異常検出部２２と同様な構成の異常検出部３２を備えている。異常検出部３２は、図３に示すようにスイッチ３３、検出抵抗３４、全波整流回路３５、サンプルホールド回路３６を備えている。各部の構成は、全波整流回路３５のダイオードの配置以外は、異常検出部２２と同じである。
【００２４】
全波整流回路３５は、扱う電流容量の違いに起因して、全波整流回路２５とダイオードの数および接続構造が異なっている。サンプルホールド回路３６は、サンプルホールド回路２５と同じ機能を有し、ゼロクロス信号によってＯＮ／ＯＦＦが制御されるスイッチ３６ａとコンデンサ３６ｂを備えている。
【００２５】
（原理：基本動作）
図２には、ＡＣ電源１０から供給される電圧波形と他の波形との関係を概念的に示した波形図である。なお、図２の各波形は、実際の波形とは異なるが、判りやすくするために、単純化した原理的な波形が記載されている。
【００２６】
まず、ＡＣ電源配線１１を伝送されるＡＣ波形は、異常検出部２１で検出される。この際、スイッチ２３がゼロクロス信号（図２参照）に同期して制御され、ＡＣ電源配線１１を伝送されるＡＣ波形がＯＶ付近（極性が切り替わるタイミング：ゼロクロス領域）においてＯＮ、他の期間はＯＦＦとなる。
【００２７】
入力ＡＣ電圧のゼロクロス領域の波形が全波整流回路２５で全波整流されることで、図２に示す全波整流波形が得られる。この全波整流波形がサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ回路）２６でサンプルホードされ、図２に示すＶ０の信号波形が得られる。一方、同様の作用によりサンプルホールド回路３６（異常検出部３２）からＶ１の信号波形が得られる。
【００２８】
図２（Ａ）には、図１の区間１２において断線等の配線の接続異常がなく、正常な状態である場合が示されている。この場合、区間１２における電圧効果は無視できるので、ＶＯとＶ１の波形は一致する（接続の異常に起因しない電圧降下は無視する）。
【００２９】
ここで、Ｖ０とＶ１の波形は、ゼロクロス信号に同期して生成され、図２に示すように、ゼロクロス点（極性が反転する点）で区切られた波形となる。Ｖ０、Ｖ１は、全波整流波形を基に生成されているので、Ｖ０、Ｖ１の波形は、正側の波形に基づくピーク値を示す波形と、負側の波形に基づくピーク値を示す波形とが交互に繰り返し現れたものとなる。ここで、Ｖ０、Ｖ１の波形からは、どれが正側でどれが負側のピーク情報を示すものかの判別はできない。
【００３０】
そこで、この例では、図１の極性検出部１４から出力される極性検出信号を利用する。極性検出部１４は、半波整流回路１４ａとフォトカプラ１４ｂを備え、ＡＣ電源配線１１から得られるＡＣ電圧を半波整流回路１４ａにより半波整流し、その整流波形を利用してフォトカプラ１４ｂより極性検出信号を出力する。
【００３１】
すなわち、ＡＣ電源配線１１から得られるＡＣ電圧を半波整流回路１４ａにより半波整流すると、図１のダイオードの接続状態では、正側の波形のみが整流される。このため、図２に示すよう半波整流波形が得られる。この半波整流波形は、正側の電圧が存在する時期の間だけダイオードが導通することで得られるので、整流前の波形に正側の波形が現れた際に波形が立ち上がり、負側に波形が現れた際には波形が立ち上がらない（実際には、ダイオードの順方向電圧の影響により、図示するように少し負側に出力が現れる）。
【００３２】
したがって、入力ＡＣ電圧が正側に振れた際にフォトカプラ１４ｂの発光素子が発光し、出力側のフォトトランジスタのエミッタ−コレクタ間が低抵抗となり、フォトカプラ１４ｂの出力の電圧値が低くなる。このため、このタイミングでローレベル信号がフォトカプラ１４ｂから出力される。一方、入力ＡＣ電圧が負側に振れた際には、フォトカプラ１４ｂの発光素子の発光の光量が低下し、出力側のフォトトランジスタのエミッタ−コレクタ間が高抵抗となり、フォトカプラ１４ｂからハイレベル信号が出力される。こうして、図２に示す極性検出信号が、極性検出部１４（図１参照）から出力される。
【００３３】
ここで、極性検出信号の波形が立ち上がっている期間（ハイレベル期間）は、入力ＡＣ電圧が負側に振れている期間となる。この入力ＡＣ電圧が負側に振れている（負側の波形が出ている）期間は、ＡＣ電源配線１１のＨＯＴ側がＮＵＴ側に比較して低い電位となっている期間である。
【００３４】
すなわち、ＡＣ電源配線１１のＨＯＴ側がＮＵＴ側に比較して低い電位となる期間において、極性検出信号はハイレベル信号となり、逆にＡＣ電源配線１１のＨＯＴ側がＮＵＴ側に比較して高い電位となる期間において、極性検出信号はローレベル信号となる。なお、極性検出部のダイオードの向きを逆にすれば、この関係は逆転する。
【００３５】
上記、極性検出信号はハイレベル信号となる期間、すなわちＡＣ電源配線１１のＨＯＴ側がＮＵＴ側に比較して低い電位となる期間においては、ＡＣ電源ユニット２１からＡＣ電源配線１１のＮＵＴ側を通ってローカル電源ユニット３１に電流が流れ、それがＡＣ電源配線１１のＨＯＴ側を通ってＡＣ電源ユニット２１の側に戻る流れとなる。
【００３６】
逆に、極性検出信号はローレベル信号となる期間、すなわちＡＣ電源配線１１のＨＯＴ側がＮＵＴ側に比較して高い電位となる期間においては、ＡＣ電源ユニット２１からＡＣ電源配線１１のＨＯＴ側を通ってローカル電源ユニット３１に電流が流れ、それがＡＣ電源配線１１のＮＵＴ側を通ってＡＣ電源ユニット２１の側に戻る流れとなる。
【００３７】
ここで、区間１２におけるＡＣ電源配線１１のＨＯＴ側に電気的な接続異常があり、その部分で電気抵抗の上昇が生じた場合を仮定する。この場合、ＡＣ電源ユニット２１→ＨＯＴ側配線→ローカル電源ユニット３１と電流が流れる経路において、上記の接続異常に起因する電圧降下が発生し、ローカル電源ユニット３１→ＮＵＴ側配線→ＡＣ電源ユニット２１と電流が流れる経路において、上記の接続異常に起因する電圧降下は発生しない。
【００３８】
したがって、ＡＣ電源ユニット２１からＡＣ電源配線１１のＨＯＴ側を通ってローカル電源ユニット３１に電流が流れる過程において、Ｖ０＞Ｖ１となる。この現象が生じる期間は、ＨＯＴ側がＮＵＴ側に比較して高い電位の状態であるから、極性検出信号がローレベル信号となる期間である。
【００３９】
逆に極性検出信号はハイレベル信号となる期間、すなわちＡＣ電源配線１１のＨＯＴ側がＮＵＴ側に比較して低い電位となる期間においては、ＡＣ電源ユニット２１からＡＣ電源配線１１のＮＵＴ側を通ってローカル電源ユニット３１に電流が流れ、それがＡＣ電源配線１１のＨＯＴ側を通ってＡＣ電源ユニット２１の側に戻る流れとなるので、ＨＯＴ側に高抵抗部分があっても、Ｖ０＝Ｖ１である。
【００４０】
つまり、区間１２におけるＡＣ電源配線１１のＨＯＴ側に接続の異常がある場合、極性検出信号がローレベルの期間において、Ｖ０＞Ｖ１であり、極性検出信号がハイレベルの期間において、Ｖ０＝Ｖ１となる。この様子が、図２（Ｂ）に示されている。
【００４１】
次に、区間１２におけるＡＣ電源配線１１のＮＵＴ側に電気的な接触不良（接続の異常）があり、電気抵抗が上昇した個所があると仮定する。この場合、ＡＣ電源ユニット２１→ＨＯＴ側配線→ローカル電源ユニット３１と電流が流れる経路において、上記の接触不良に起因する電圧降下が発生せず、ローカル電源ユニット３１→ＮＵＴ側配線→ＡＣ電源ユニット２１と電流が流れる経路において、上記の接触不良に起因する電圧降下が発生する。
【００４２】
したがって、ＡＣ電源ユニット２１からＡＣ電源配線１１のＨＯＴ側を通ってローカル電源ユニット３１に電流が流れる過程において、Ｖ０＝Ｖ１となる。この状態は、ＨＯＴ側電位＞ＮＵＴ側電位であるから、上述した極性検出信号がローレベル信号となる期間である。
【００４３】
逆に極性検出信号はハイレベル信号となる期間、すなわちＡＣ電源配線１１のＨＯＴ側電位＜ＮＵＴ側電位となる期間においては、ＡＣ電源ユニット２１からＡＣ電源配線１１のＮＵＴ側を通ってローカル電源ユニット３１に電流が流れ、それがＡＣ電源配線１１のＨＯＴ側を通ってＡＣ電源ユニット２１の側に戻る流れとなるので、ＮＵＴ側に高抵抗部分があれば、Ｖ０＞Ｖ１となる。
【００４４】
つまり、区間１２におけるＡＣ電源配線１１のＮＵＴ側に接続の異常がある場合、極性検出信号がハイレベルの期間において、Ｖ０＞Ｖ１であり、極性検出信号がローレベルの期間において、Ｖ０＝Ｖ１となる。この様子が、図２（Ｃ）に示されている。
【００４５】
以上述べた原理により、Ｖ０とＶ１、更に極性検出信号に基づく、区間１２におけるＨＯＴ側の接続の異常とＮＵＴ側の接続の異常の検出が行われる。この際、ＨＯＴ側の異常とＮＵＴ側の異常とを判別できる。また、電源ユニット２１とローカル電源ユニット３１との間の範囲（区間１２）で接続の異常が生じていることが分かる。
【００４６】
ここでは、ＡＣ電源ユニット２１とローカル電源ユニット３１とに異常検出部２２、３２を配置し、Ｖ０とＶ１を比較することで、接続の異常がある個所の範囲と極性を特定する例を示した。ＡＣ電源配線１１から分岐される配線から電力の供給を受けるローカル電源ユニットが更に増えた場合は、そのローカル電源ユニットに備えた異常検出部の出力Ｖｎ（ｎ＝２、３、４・・・）と異常検出部２２の出力Ｖ０とを比較することで、上述した原理により、接続に異常がある個所の範囲と極性（ＨＯＴ側かＮＵＴ側か）を特定することができる。
【００４７】
（システムに適用した例）
図４は、実施形態の電源システムの概念図である。図４には、図１に示す構成を応用した画像形成装置用の電源システムの例が示されている。図４には、図１にも示されているＡＣ電源ユニット２１、ローカル電源ユニット３１が示されている。ＡＣ電源ユニット２１、ローカル電源ユニット３１の構成および両者の関係は、図１に説明した場合と同じである。また、ゼロクロス検出部１３、極性検出部１４の構成およびその役割も、図１の場合と同じである。
【００４８】
図４に示す電源システムでは、図１に示す構成に加えて、さらにローカル電源ユニット４１、発熱体駆動部４２が配置されている。この例では、商用ＡＣ電源コンセント１０から供給されるＡＣ１００Ｖの電力が、電源配線１１によって画像形成装置内に引き込まれ、それが電源配線１１ａ、１１ｂ、１１ｃと分岐される。これにより、ＡＣ１００Ｖの交流電力が、ローカル電源ユニット３１、４１、更に発熱体駆動部４２に供給される。
【００４９】
ローカル電源ユニット４１は、ローカル電源ユニット３１と同じ構成を有し、異常検出部３２と同じ異常検出部５１を備えている。発熱体駆動部４２は、記録媒体（例えば、紙媒体）へのトナー像の定着を行うための加熱ヒータに電力を供給する。この例では、発熱体駆動部４２は、発熱ランプ（抵抗加熱ヒータ）４３、４４に電力を供給する。発熱ランプが２つあるのは、両者を切り替えて（あるいは組み合わせて）使用することで、異なる発熱量を得るためである。
【００５０】
発熱ランプ４３、４５には、ＡＣ電源配線１１から分岐された電源配線が並列に接続されており、それぞれの電源配線には、個別に異常検出部４４、４６が配置されている。異常検出部４４は、異常検出部４６と同じ構成を有している。異常検出部４６は、発熱ランプ４５を検出抵抗として利用して、電源電圧を検出する。検出抵抗として発熱ランプ４５の抵抗値を利用する以外は、異常検出部３２とその機能は同じである。この点は、異常検出部４４も同じである。
【００５１】
異常検出部４４は、ゼロクロス信号と、発熱ランプ４３を駆動させる制御信号である「LAMP1#ON」とのＡＮＤをＡＮＤ回路４７でとり、その出力により動作する。また、異常検出部４６は、ゼロクロス信号と発熱ランプ４５を駆動させる制御信号「LAMP2#ON」とのＡＮＤをＡＮＤ回路４８でとり、その出力により動作する。こうすることで、異常検出部３２、５１と同様にＡＣ電力波形のゼロクロス付近において異常検出動作が行われる。
【００５２】
なお、図４に示すシステムにおいて、ローカル電源ユニット３１は、画像形成装置の記録媒体を搬送するＤＣモータに電力を供給するための電源ユニットであり、ローカル電源ユニット４１は、トナー像が形成される転写ベルトを駆動するＤＣモータ、および感光体ドラムを駆動するＤＣモータに電力を供給する電源ユニットである。他にも、画像形成装置の各部で必要とされる電力を生成するローカル電源が必要とされるが、ここでは説明を省略する。
【００５３】
この例では、異常検出部２２においてＶ０が得られ、異常検出部３２において検出電圧Ｖ１が得られ、異常検出部５１において検出電圧Ｖ２が得られ、異常検出部４４において検出電圧Ｖ３が得られ、異常検出部４６において検出電圧Ｖ４が得られる。Ｖ２〜Ｖ４を得る仕組みは、図１〜３に関連して説明したＶ０、Ｖ１を得る場合と同じである。
【００５４】
図５は、図４の電源システムにおける異常検出を行う制御系の一例を示すブロック図である。図５には、異常判断制御部５０１が示されている。異常判断制御部５０１は、入力部５０２、Ａ／Ｄコンバータ５０３を備えている。入力部５０２には、ゼロクロス検出分１３から出力されるゼロクロス信号と、極性検出部１４から出力される極性検出信号が入力される。Ａ／Ｄコンバータ５０３には、各異常検出部から出力された検出電圧Ｖ０〜Ｖ４が入力される。
【００５５】
異常判断制御部５０１は、ＣＰＵ５０４を備えている。ＣＰＵ５０４は、入力部５０２およびＤ／Ａコンバータ５０３に入力された各種の信号に基づき、後述する動作手順を実行する。
【００５６】
（異常検出動作）
図４に示す電源システムにおける異常検出（電源配線の接続の異常）を検出する動作の一例を説明する。図６は、異常検出の動作を実行するための処理の手順を示すフローチャートである。図６の処理を実行するためのプログラムは、ＣＰＵ５０４のメモリ部に格納されている。このプログラムは、他の記録媒体に格納され、そこから提供されるものであってもよい。
【００５７】
図６に示す処理は、例えば、画像形成装置の動作開始時、何らかの動作を指示する操作が行われた際、電源ＯＮ時、一定時間毎、決められた画像形成量（例えばＡ４用紙で換算して１０００枚等）経過時といったタイミングで実行される。
【００５８】
異常検出処理が開始されると（ステップＳ５０１）、異常検出部２２の検出電圧Ｖ０、異常検出部３２の検出電圧Ｖ１、異常検出部５１の検出電圧Ｖ２、異常検出部４４の検出電圧Ｖ３、異常検出部４６の検出電圧Ｖ４の値が検出される（ステップＳ５０２）。この際、極性検出信号が参照され、極性検出信号のローレベル(Low)（図２のＨＯＴの期間）、ハイレベル(High)（図２のＮＵＴの期間）のそれぞれにおけるＶ０〜Ｖ４が検出される。
【００５９】
次に、得られた各極性におけるＶ０〜Ｖ４の値を下記表１の判定テーブルと比較し（ステップＳ５０３）、各電圧が正常か否かを判定する（ステップＳ５０４）。下記表１の判定テーブルは、予め用意しておき、ＣＰＵ５０４内のメモリ領域に格納しておく。
【００６０】
表１における○判定は、接続の異常がないと認められる電圧範囲が検出された場合の判定結果である。表１における×判定は、接続の異常があると認められる電圧範囲が検出された場合の判定結果である。これらの判定基準は、予め実験的に求めておいたものを使用する。
【００６１】
【表１】
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【００６２】
表１において、Ｎｏ１〜Ｎｏ１０に示すのが、極性検出信号がＬｏｗレベルである期間における判定テーブルである。また、No１１〜No１９に示すのが、極性検出信号がＨｉｇｈレベルである期間における判定テーブルである。表１において、ランプというのは、発熱ランプのことであり、「１：ＯＮ」というのは、発熱ランプ４３がＯＮで発熱ランプ４５がＯＦＦの状態を示す。また、「２：ＯＮ」というのは、発熱ランプ４５がＯＮで発熱ランプ４３がＯＦＦの状態を示す。また、「１，２：ＯＮ」というのは、発熱ランプ４３、４５が共にＯＮである状態を示す。なお、表１の詳細な内容については、後述する。
【００６３】
ステップＳ５０４の判定において、各極性（ＨＯＴ側、ＮＵＴ側）における検出電圧Ｖ１〜Ｖ４が正常値であれば、ステップＳ５０６に進み、正常値でなければ（異常があれば）、ステップＳ５０５に進む。
【００６４】
ステップＳ５０５では、表１の判定テーブルに基づいて、図４のどのエリア（エリア１〜エリア７のどれか）におけるどの極性（ＨＯＴ側かＮＵＴ側か）の電源配線に異常（接続の異常）があったかを判定し、異常のあった範囲と極性とを特定する。
【００６５】
ステップＳ５０５の後、同じ部分における（つまり、表１の同じＮｏの）異常検出回数を１カウントアップする（ステップＳ５０７）。このカウントは、表１の各Ｎｏにおいて行われる。このカウントは、ＣＰＵ５０４内のメモリ領域を利用して行われる。
【００６６】
なお、ステップＳ５０４からステップ５０６に進んだ場合、ステップＳ５０７でカウントされるカウントデータをクリアし、処理を終了する（ステップＳ５１０）。
【００６７】
ステップＳ５０７の処理を行ったら、表１の同一Ｎｏにおけるカウント累積回数が、１０回以上であるか否かを判定し（ステップＳ５０８）、１０回以上であれば、ＡＣ１００Ｖ電源の配線系に異常がある旨を報知する処理を行う（ステップＳ５０９）。この報知は、図示省略した画像形成装置の操作用タッチパネルや警報ブザーを用いて行われる。また、ネット回線を利用して、サービスセンターや監視センターに異常を報知するようにしてもよい。この際、表１のどのエリアにおけるどの極性の配線に異常があったかの情報も報知される。これにより、不良個所の特定が容易となる。
【００６８】
ステップＳ５０８において、表１の同一Ｎｏにおけるカウント累積回数が、１０回未満であれば、ステップＳ５１０に進み、処理を終了する。この場合、ステップＳ５０７でカウントアップされたカウント値は、次回の異常検出処理まで持ち越される。なお、ステップＳ５０８における判定基準の回数は、１０回に限定されず、異常発生の確度が高い回数を予め実験的に求めておき、その数値を採用すればよい。
【００６９】
(表１の意味)
(Ｎｏ１の判定)
表１の内容について説明する。表１のＮｏ１の場合、Ｖ０〜Ｖ４が全て正常値であるので、「異常なし」の判定となる。
【００７０】
(Ｎｏ２の判定)
Ｎｏ２は、極性検出信号がＬｏｗレベルの条件で、Ｖ１が異常値（つまり正常範囲よりも低い値）の場合である。この場合、まず、極性検出信号がＬｏｗレベルであるから、ＨＯＴ側の配線に異常があることになる。ここで、Ｖ２は正常であるので、エリア２、エリア５、エリア７の電源配線は正常である。また、発熱ランプ４３、４５はＯＦＦであるので、エリア６、エリア３、エリア４は除外される。よって、残ったエリア１のＨＯＴ側電源配線に異常があるという判定になる。
【００７１】
(Ｎｏ３の判定)
Ｎｏ３は、極性検出信号がＬｏｗレベルの条件で、Ｖ２が異常値（つまり正常範囲よりも低い値）の場合である。この場合、まず、極性検出信号がＬｏｗレベルであるから、ＨＯＴ側の配線に異常があることになる。ここで、Ｖ１は正常であるので、エリア１、エリア５、エリア７の電源配線は正常である。また、また、発熱ランプ４３、４５はＯＦＦであるので、エリア６、エリア３、エリア４は除外される。よって、残ったエリア２のＨＯＴ側電源配線に異常があるという判定になる。
【００７２】
(Ｎｏ４の判定)
Ｎｏ４は、極性検出信号がＬｏｗレベルの条件で、Ｖ３が異常値（つまり正常範囲よりも低い値）の場合である。この場合、まず、極性検出信号がＬｏｗレベルであるから、ＨＯＴ側の配線に異常があることになる。ここで、Ｖ１、Ｖ２は正常であるので、エリア１、エリア２、エリア５、エリア７の電源配線は正常である。また、エリア３、エリア４には、ＨＯＴ側電源配線はない。よって、エリア６のＨＯＴ側電源配線に異常があるという判定になる。
【００７３】
(Ｎｏ５の判定)
Ｎｏ５は、極性検出信号がＬｏｗレベルの条件で、Ｖ４が異常値（つまり正常範囲よりも低い値）の場合である。この場合、まず、極性検出信号がＬｏｗレベルであるから、ＨＯＴ側の配線に異常があることになる。ここで、Ｖ１、Ｖ２は正常であるので、エリア１、エリア２、エリア５、エリア７の電源配線は正常である。また、エリア３、エリア４には、ＨＯＴ側電源配線はない。よって、エリア６のＨＯＴ側電源配線に異常があるという判定になる。
【００７４】
(Ｎｏ６の判定)
Ｎｏ６は、極性検出信号がＬｏｗレベルの条件で、Ｖ１、Ｖ２が異常値（つまり正常範囲よりも低い値）の場合である。この場合、まず、極性検出信号がＬｏｗレベルであるから、ＨＯＴ側の配線に異常があることになる。そして、Ｖ３が正常であるので、エリア６、エリア７の電源配線は正常である。また、エリア３、エリア４にＨＯＴ側電源配線はなく、エリア１とエリア２のＨＯＴ側電源配線が同時に異常となる確率は小さい。よって、エリア５のＨＯＴ側電源配線に異常があるという判定になる。
【００７５】
(Ｎｏ７の判定)
Ｎｏ７は、極性検出信号がＬｏｗレベルの条件で、Ｖ３が異常値（つまり正常範囲よりも低い値）の場合である。この場合、まず、極性検出信号がＬｏｗレベルであるから、ＨＯＴ側の配線に異常があることになる。そして、Ｖ１、Ｖ２が正常であるので、エリア１、エリア２、エリア５、エリア７の電源配線は正常である。また、エリア３、エリア４には、ＨＯＴ側電源配線はない。よって、エリア６のＨＯＴ側電源配線（両発熱ランプへのＨＯＴ側電源配線）に異常があることになる。
【００７６】
(Ｎｏ８の判定)
Ｖ３の代わりにＶ４の出力を利用する以外は、Ｎｏ７の場合と同じである。
【００７７】
(Ｎｏ９の判定)
Ｎｏ９は、極性検出信号がＬｏｗレベルの条件で、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３が異常値（つまり正常範囲よりも低い値）の場合である。この場合、まず、極性検出信号がＬｏｗレベルであるから、ＨＯＴ側の配線に異常があることになる。そして、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３が異常値であるので、全てに共通するＨＯＴ側電源配線が存在するエリア７のＨＯＴ側電源配線に異常があることになる。なお、エリア１、エリア２、エリア５、エリア６のＨＯＴ側電源配線における異常の可能性もあるが、その同時発生確率は小さい。よって、「エリア７のＨＯＴ側電源配線に異常」という判定結果になる。
【００７８】
(Ｎｏ１０の判定)
Ｖ３の代わりにＶ４の出力を利用する以外は、Ｎｏ９の場合と同じである。
【００７９】
(Ｎｏ１１の判定)
Ｎｏ１１は、極性検出信号がＨｉｇｈレベルの条件で、Ｖ１〜Ｖ４が全て正常値の場合である。この場合、異常なしの判定となる。
【００８０】
(Ｎｏ１２の判定)
Ｎｏ１２は、極性検出信号がＨｉｇｈレベルの条件で、Ｖ１が異常値の場合である。この場合、まず、極性検出信号がＨｉｇｈレベルであるから、ＮＵＴ側の配線に異常があることになる。そして、Ｖ２が正常値であるので、エリア２、エリア５、エリア７は正常である。また、発熱ランプ４３、４５はＯＦＦであるので、エリア６、エリア３、エリア４は除外される。よって、エリア１のＮＵＴ側配線に異常があることになる。
【００８１】
(Ｎｏ１３の判定)
Ｎｏ１３は、極性検出信号がＨｉｇｈレベルの条件で、Ｖ２が異常値の場合である。この場合、まず、極性検出信号がＨｉｇｈレベルであるから、ＮＵＴ側の配線に異常があることになる。そして、Ｖ１が正常値であるので、エリア１、エリア５、エリア７は正常である。また、発熱ランプ４３、４５はＯＦＦであるので、エリア６、エリア３、エリア４は除外される。よって、エリア２のＮＵＴ側配線に異常があることになる。
【００８２】
(Ｎｏ１４の判定)
Ｎｏ１４は、極性検出信号がＨｉｇｈレベルの条件で、Ｖ３が異常値の場合である。この場合、まず、極性検出信号がＨｉｇｈレベルであるから、ＮＵＴ側の配線に異常があることになる。そして、Ｖ１、Ｖ２が正常値であるので、エリア１、エリア２、エリア５、エリア７は正常である。また、Ｖ４は正常値であるので、エリア４、エリア３、エリア６の発熱ランプ４５へのＮＵＴ側電源配線は、正常である。よって、エリア３の発熱ランプ４３へのＮＵＴ電源配線に異常があることになる。
【００８３】
(Ｎｏ１５の判定)
Ｎｏ１５は、極性検出信号がＨｉｇｈレベルの条件で、Ｖ４が異常値の場合である。この場合、まず、極性検出信号がＨｉｇｈレベルであるから、ＮＵＴ側の配線に異常があることになる。そして、Ｖ１、Ｖ２が正常値であるので、エリア１、エリア２、エリア５、エリア７は正常である。また、Ｖ３は正常値であるので、エリア３、エリア６も正常である。よって、エリア４の発熱ランプ４５へのＮＵＴ電源配線に異常があるという判定となる。
【００８４】
(Ｎｏ１６の判定)
Ｎｏ１６は、極性検出信号がＨｉｇｈレベルの条件で、Ｖ１、Ｖ２が異常値の場合である。この場合、まず、極性検出信号がＨｉｇｈレベルであるから、ＮＵＴ側の配線に異常があることになる。そして、Ｖ３が正常値であるので、エリア６、エリア３は正常である。また、発熱ランプ４５がＯＦＦであるので、エリア４は除外される。よって、エリア５のＮＵＴ電源配線に異常があることになる。なお、エリア１とエリア２のＮＵＴ側電源配線の両方に異常がある可能もあるが、その確率は、エリア５単独における異常の発生確率に比較して低いので、「エリア５のＮＵＴ電源配線に異常がある」という判定となる。
【００８５】
(Ｎｏ１７の判定)
Ｎｏ１７は、極性検出信号がＨｉｇｈレベルの条件で、Ｖ３、Ｖ４が異常値の場合である。この場合、まず、極性検出信号がＨｉｇｈレベルであるから、ＮＵＴ側の配線に異常があることになる。そして、Ｖ１、Ｖ２は正常値であるので、エリア１、エリア２、エリア５、エリア７は正常である。この場合、発熱ランプ４３、４５がＯＮであるので、両者への共通経路となるエリア６のＮＵＴ側電源配線に異常があることになる。なお、エリア３とエリア４のＮＵＴ側電源配線の両方に異常がある可能性もあるが、その確率は、エリア６単独における異常の発生確率に比較して低いので、「エリア６のＮＵＴ電源配線に異常がある」という判定となる。
【００８６】
(Ｎｏ１８の判定)
Ｎｏ１８は、極性検出信号がＨｉｇｈレベルの条件で、Ｖ１、Ｖ２が異常値の場合である。この場合、まず、極性検出信号がＨｉｇｈレベルであるから、ＮＵＴ側の配線に異常があることになる。そして、発熱ランプ４３、４５は、ＯＦＦであるから、エリア６、エリア３、エリア４は除外される。よって、Ｖ１とＶ２の両方に共通して影響を及ぼす、エリア５、７のＮＵＴ電源配線に異常ありという判定となる。
【００８７】
(Ｎｏ１９の判定)
Ｎｏ１９は、極性検出信号がＨｉｇｈレベルの条件で、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３が異常値の場合である。この場合、まず、極性検出信号がＨｉｇｈレベルであるから、ＮＵＴ側の配線に異常があることになる。この場合、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３に共通して影響を及ぼすエリア７のＮＵＴ電源配線に異常ありという判定となる。
【００８８】
（画像形成装置の構成）
図４の電源システムを利用した画像形成装置の一例を説明する。図７には、実施形態の画像形成装置７００が示されている。画像形成装置７００は、画像が形成れる記録媒体となる記録紙を収納した記録紙収納装置７０１を備えている。記録紙収納装置７０１に収納された記録紙は、搬送経路７０２に送り出される。
【００８９】
搬送経路７０２には、記録紙を搬送するための搬送ロール機構７０３が配置されている。搬送ロール機構７０３は、一対のロールを備え、その一方がＤＣモータによって駆動されることで、記録紙を搬送する。この例では、搬送ロール機構７０３を駆動するＤＣモータの電源として、図４に示すローカル電源ユニット(LP2)４１が利用されている。ローカル電源ユニット(LP2)４１には、図４に示す結線によりＡＣ電源ユニット２１を介して、ＡＣ１００Ｖが供給される。ローカル電源ユニット(LP2)４１は、ＡＣ電源ユニット２１から供給されたＡＣ１００ＶをＡＣ／ＤＣコンバータで直流化し、搬送ロール機構７０３を駆動するためのＤＣモータに供給する直流電力を生成する。
【００９０】
搬送ロール機構７０３から送り出された記録紙は、２次転写部７０４に至る。２次転写部７０４は、転写ベルト７０５上に形成されたトナー像を記録紙上に転写する。転写ベルト７０４は、駆動ロール７０６によって駆動される。駆動ロールは、図示省略したＤＣモータによって駆動される。このＤＣモータは、ローカル電源ユニット(LP1)３１から電力の供給を受ける。ローカル電源ユニット(LP1)３１には、図４に示す結線によりＡＣ電源ユニット２１を介して、ＡＣ１００Ｖが供給される。ローカル電源ユニット(LP1)３１は、ＡＣ電源ユニット２１から供給されたＡＣ１００ＶをＡＣ／ＤＣコンバータで直流化し、駆動ロール７０６を駆動するためのＤＣモータに供給する直流電力を生成する。
【００９１】
転写ベルト７０５には、１次転写ユニット７０７からトナー像が１次転写される。１次転写ユニット７０７は、感光体ドラム７０８〜７１１を備え、各感光体ドラムからＹＭＣＫの各基本色のトナー像を転写ベルト７０５上に順次重ねて形成する。感光体ドラム７０８〜７１１のそれぞれには、クリーニング装置、帯電装置、露光装置、現像装置が配置され、その表面に各基本色のトナー像が形成される。感光体ドラム７０８〜７１１のそれぞれは、図示省略したＤＣモータによって駆動され回転する。これらＤＣモータは、ローカル電源ユニット(LP1)３１から電力の供給を受ける。
【００９２】
２次転写部７０４において転写ベルト７０５からトナー像の２次転写が行われた記録紙は、画像定着部７１２に送られる。画像定着部７１２は、記録紙上のトナー像に熱と圧力を加えることで、記録紙にトナー像を画像として定着させる。この機能を果たすために、画像定着部７１２は、加熱ロール７１３と対向ロール７１４を備えている。加熱ロール７１３は、内部に図４に示す発熱ランプ４３、４５を備えている。この発熱ランプ４３、４５は、発熱体駆動部４２から電力の供給を受ける。画像の定着が終了した記録紙は、図示省略した記録紙排出装置に排出される。
【００９３】
画像形成装置７００は、制御パネル７１５を備えている。制御パネル７１５は、画像形成装置７００を操作するためのタッチパネルディスプレイを備えている。このタッチパネルディスプレイには、図６のステップＳ５０９で行われる報知の内容が表示される。
【００９４】
（優位性）
以上述べたように、本実施形態では、ＡＣ１００Ｖ電源配線１１からローカル電源ユニット３１、４１および発熱体駆動部４２にＡＣ１００Ｖ電力が分岐されて供給される構成において、分岐前の異常検出部２２の検出電圧Ｖ０と分岐後の各部の検出電圧Ｖ１〜Ｖ４を比較することで、エリア１〜エリア７のいずれにおいて配線の接続不良があるのかを特定する。この際、ＡＣ波形のゼロクロス領域から波形の情報を取得することで検出精度が高くなる。また、検出対象の波形の極性情報を得ることで、接続異常が配線のＨＯＴ側かＮＵＴ側かを特定できる。
【００９５】
すなわち、本実施形態では、ＡＣ電源配線を分岐する前の位置に配置された異常検出部２１の検出電圧Ｖ０を基準として、異常検出部３２、５１、４４、４６の検出電圧Ｖ１〜Ｖ４の異常の有無を検出する。これにより、異常検出部２１と３２との間の電源配線の経路、異常検出部２１と５１との間の電源配線の経路、異常検出部２１と４４との間の電源配線の経路、異常検出部２１と４６との間の電源配線の経路における接続状態の異常の有無が分かる。そして、その組み合わせにより、異常のあるエリア（図４に示すエリア１〜７のいずれか）が特定される。異常のあるエリアが特定されることで、修理や部品交換等の対応をより迅速に行うことができる。また、点検や修理に要する手間やコストを抑えることができる。
【００９６】
また、ゼロクロス信号を用いて、波形の振幅の中心（０Ｖ）付近における電圧を検出することで、ＡＣ１００Ｖを検査対象としていても、より低い電圧をサンプリング対象とすることができる。このため、ＡＣ１００Ｖのピークの値を検出対象とした場合に生じる分圧抵抗で消費される電力損失を抑えることができる。
【００９７】
また、ＡＣ電源波形は、負荷の変動、他の装置における負荷の変動、ノイズの影響等で、波形が歪む。この傾向は、波形の頂部において顕在化する。一方、ゼロクロス付近の波形の立ち上がり部分は、上記波形の歪みの影響が相対的に小さい。本実施形態では、ゼロクロス信号に同期してサンプリングを行うので、この相対的に波形の歪みが小さい期間からＡＣ電圧の情報の取得が行われる。このため、電源配線の接続の異常以外の要因（例えば、上述した負荷の変動等）による電圧の変動を受け難く、接続異常の検出精度を高くできる。
【００９８】
また各異常検出部では、全波整流波形をサンプリング対象とし、また極性検出信号を参照することで、図２に示す原理により、検出電圧の基となった波形の正負（極性）を知ることができる。これにより、ＨＯＴ側の接続の異常とＮＵＴ側の接続の異常とを識別することができる。
【００９９】
また、発熱ランプはインピーダンスが低いので、発熱ランプを検出抵抗として利用することで、大電流を流しての接続異常の検出を行うことができ、検出精度を高くできる。
【０１００】
（その他）
本発明の電源の異常検出装置の利用は、画像形成装置に限定されず、コンピュータ機器、サーバ、ストレージサーバ（データ記憶用のサーバ）、工作機械、工場の生産ライン、その他ＡＣ電源を分岐して各所に供給する電源システムを備えた構成に利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、電源の異常検出装置および画像形成装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１０…商用ＡＣ電源コンセント、１１…ＡＣ１００Ｖ電源配線、１１ａ…分岐されたＡＣ１００Ｖ電源配線、１１ｂ…分岐されたＡＣ１００Ｖ電源配線、１１ｃ…分岐されたＡＣ１００Ｖ電源配線、１２…検出対象となる区間、１３…ゼロクロス検出部、１３ａ…全波整流回路（ブリッジダイオード回路）、１３ｂ…フォトカプラ、１４…極性検出部、１４ａ…半波整流回路、１４ｂ…フォトカプラ、２１…ＡＣ電源ユニット、２２…異常検出部、２３…スイッチ、２４…検出抵抗、２５…全波整流回路（ブリッジダイオード回路）、２６…サンプルホールド回路、２６ａ…スイッチ、２６ｂ…コンデンサ、３１…ローカル電源ユニット(LP1)、３２…異常検出部、３３…スイッチ、３４…検出抵抗、３５…全波整流回路、３６…サンプルホールド回路、３６ａ…スイッチ、３６ｂ…コンデンサ、３７…ＡＣ／ＤＣコンバータ、４１…ローカル電源ユニット、４２…発熱体駆動部、４３…発熱ランプ、４４…異常検出部、４５…発熱ランプ、４６…異常検出部、４７…ＡＮＤ回路、４８…ＡＮＤ回路、４９…スイッチ、５０…スイッチ、５１…異常検出部、７００…画像形成装置、７０１…記録紙収納装置、７０２…搬送経路、７０３…ロール搬送機構、７０４…２次転写部、７０５…転写ベルト、７０６…駆動ロール、７０７…１次転写ユニット、７０８…感光体ドラム、７０９…感光体ドラム、７１０…感光体ドラム、７１１…感光体ドラム、７１２…画像定着部、７１３…加熱ロール、７１４…対向ロール、７１５…制御パネル。
【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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