(57)【要約】【課題】  リーク電流の発生を精度よく検出することができる異常検出装置を提供する。【解決手段】  ＡＣ電源部１０と、ＡＣ電源部１０から入力したＡＣ電流をＤＣ電流に変換し、負荷に供給するＡＣ−ＤＣ変換部１１６とを電気的に接続する配線１１４及び配線１１５にそれぞれ流れる電流に応じた誘導起電力を発生するコイルＬ２、Ｌ３と、配線１１４と配線１１５との間に配置され、配線１１４から配線１１５に漏れるリーク電流に応じた誘導起電力と、配線１１４と配線１１５とにそれぞれ流れる電流に応じた誘導起電力とを発生するコイルＬ１と、コイルＬ２、Ｌ３で発生した誘導起電力と、コイルＬ１で発生する誘導起電力との差の起電力によって生じた誘導電流としきい値とを比較し、誘導電流がしきい値よりも大きい場合に、異常と判定する比較器１１７とを備えている。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源と、該商用電源から入力した交流電流を直流電流に変換し、負荷に供給する変換装置とを電気的に接続する電源線とグランド線とにそれぞれ流れる電流に応じた誘導起電力を発生する第１発生手段と、
前記電源線と前記グランド線との間に配置され、前記電源線から前記グランド線に漏れるリーク電流に応じた誘導起電力と、前記電源線と前記グランド線とにそれぞれ流れる電流に応じた誘導起電力とを発生する第２発生手段と、
前記第２発生手段に発生する誘導起電力と、前記第１発生手段に発生する誘導起電力との差の起電力によって生じた誘導電流としきい値とを比較し、該誘導電流が前記しきい値よりも大きい場合に、異常と判定する判定手段と、
を備える異常検出装置。
【請求項２】
商用電源と、該商用電源から入力した交流電流を直流電流に変換し、負荷に供給する変換装置とを電気的に接続する電源線及びグランド線に直交して配置され、前記電源線から前記グランド線に漏れるリーク電流に応じた誘導起電力を発生する発生手段と、
前記発生手段に発生する誘導起電力によって生じた誘導電流としきい値とを比較し、該誘導電流が前記しきい値よりも大きい場合に、異常と判定する判定手段と、
を備える異常検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の異常検出装置と、前記判定手段で異常と判定した場合に、予め設定された周波数の信号を発生させる信号発生手段とをそれぞれ備える複数の電源基板と、
前記複数の電源基板の信号発生手段から出力される信号の周波数に応じて、異常の発生した電源基板を特定し、表示部に故障箇所を表示させる制御手段と、
を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異常検出装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置は、電源装置を備え、商用電源から供給される交流電源を、この電源装置で直流電源に変換し、変換した直流電源によって動作している。図１を参照しながら電源装置について説明する。なお、図１（Ａ）には、差込みプラグと電源基板のプラグ受けとの接続の様子を示し、図１（Ｂ）には、図１（Ａ）に示すＡ方向から電源基板を見た状態を示す。
電源装置は、電源基板１１１を備えている。電源基板１１１の一方の面には、図１（Ａ）に示すように商用電源（以下、ＡＣ電源部１０と呼ぶ）に接続した差込みプラグ１１を受けるプラグ受け１１２が設けられている。また、電源基板１１１の他方の面には、図１（Ｂ）に示すように交流電源を直流電源に変換するＡＣ（Alternating Current）−ＤＣ（Direct Current）変換部１１６が設けられている。プラグ受け１１２とＡＣ−ＤＣ変換部１１６とは、配線１１４、１１５で接続され、プラグ受け１１２と配線１１４、１１５は、ハンダ１１３Ａ、１１３Ｂで電気的に接続している。
【０００３】
しかしながら、プラグ受け１１２と、電源基板１１１上の配線１１４、１１５とを電気的に接続するハンダ１１３Ａ、１１３Ｂは、経年劣化等によって接触不良を起こす。この接触不良が原因となってハンダ１１３Ａ、１１３Ｂでリーク電流やスパーク電流等の異常電流が発生する。このような異常電流を検出する技術の例が、特許文献１及び２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−８０９３０号公報
【特許文献２】特開２００６−２９２５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、リーク電流の発生を精度よく検出することができる異常検出装置及び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】
【０００６】
かかる目的を達成するために請求項１記載の発明は、商用電源と、該商用電源から入力した交流電流を直流電流に変換し、負荷に供給する変換装置とを電気的に接続する電源線とグランド線とにそれぞれ流れる電流に応じた誘導起電力を発生する第１発生手段と、前記電源線と前記グランド線との間に配置され、前記電源線から前記グランド線に漏れるリーク電流に応じた誘導起電力と、前記電源線と前記グランド線とにそれぞれ流れる電流に応じた誘導起電力とを発生する第２発生手段と、前記第２発生手段に発生する誘導起電力と、前記第１発生手段に発生する誘導起電力との差の起電力によって生じた誘導電流としきい値とを比較し、該誘導電流が前記しきい値よりも大きい場合に、異常と判定する判定手段とを備えている。
【０００７】
請求項２記載の発明は、商用電源と、該商用電源から入力した交流電流を直流電流に変換し、負荷に供給する変換装置とを電気的に接続する電源線及びグランド線に直交して配置され、前記電源線から前記グランド線に漏れるリーク電流に応じた誘導起電力を発生する発生手段と、前記発生手段に発生する誘導起電力によって生じた誘導電流としきい値とを比較し、該誘導電流が前記しきい値よりも大きい場合に、異常と判定する判定手段とを備えている。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の異常検出装置と、前記判定手段で異常と判定した場合に、予め設定された周波数の信号を発生させる信号発生手段とをそれぞれ備える複数の電源基板と、前記複数の電源基板の信号発生手段から出力される信号の周波数に応じて、異常の発生した電源基板を特定し、表示部に故障箇所を表示させる制御手段とを備えている。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、リーク電流の発生を精度よく検出することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、リーク電流の発生を精度よく検出することができる。
【００１１】
請求項３記載の発明によれば、リーク電流が発生し、故障した基板を表示部に表示させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（Ａ）は、差込みプラグと電源基板のプラグ受けとの接続の様子を示す図であり、（Ｂ）は、電源基板のプラグ受けを設けた側の面とは反対側の面の構成を示す図である。
【図２】画像形成装置の構成の一例を示す図である。
【図３】電源部の構成の一例を示す図である。
【図４】コイルの配置の一例を説明するための図である。
【図５】コイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３に生じる誘導起電力を示す図である。
【図６】コイルの他の配置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施例について、添付図面を参照しつつ説明する。
【実施例】
【００１４】
まず、本実施例の構成を説明する。図２及び図３には、ＡＣ電源部１０からＡＣ電源の供給を受けて動作する画像形成装置１００の構成を示す。
画像形成装置１００は、図２に示すようにＡＣ電源部１０から供給されるＡＣ電源を所定のＤＣ電源に変換する複数の電源装置１１０、１２０と、電源装置１１０、１２０から供給されるＤＣ電源によって動作する複数の制御ボード２１０、２２０、２３０と、電源装置１１０、１２０の異常を監視する解析部２００とを備える。また、画像形成装置１００は、図３に示すようにメインコントローラ２５０と、表示部２５１とを備えている。メインコントローラ２５０は、解析部２００及び表示部２５１に接続すると共に、ネットワーク３００を介して監視装置３５０に接続することができる。
制御ボード２１０には、例えば、画像を読み込むスキャナ部の制御装置や、画像を形成する画像形成部の制御装置が形成されている。
なお、図２には、電源装置として電源装置１１０と電源装置１２０とを備えた画像形成装置１００を示すが、電源装置の数は、２つに限定されるものではなく、さらに多くの電源装置を備えた画像形成装置１００であってもよい。同様に、図２には、３つの制御ボード２１０、２２０、２３０を備えた画像形成装置１００を示すが、制御ボードの数も３つに限定されるものではなく、さらに多くの制御ボードを備えた画像形成装置１００であってもよい。
【００１５】
次に電源装置１１０、１２０の構成について説明する。なお、電源装置１１０と電源装置１２０との構成は、ほぼ同一であるので、以下では代表して電源装置１１０の構成について説明する。
電源装置１１０は、電源基板１１１を備えている。電源基板１１１の一方の面には、図１（Ａ）に示すようにＡＣ電源部１０に接続した差込みプラグ１１と電気的な接続を取るプラグ受け１１２が設けられている。また、電源基板１１１の他方の面には、図３に示すように、配線１１４、１１５と、ＡＣ−ＤＣ変換部１１６と、コイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３と、比較器１１７と、発振器１１８とが設けられている。なお、コイルＬ１が本発明の第２発生手段に該当し、コイルＬ２、Ｌ３が本発明の第１発生手段に該当する。
【００１６】
電源基板１１１の一方の面に設けられたプラグ受け１１２と、電源基板１１１の他方の面に設けられた配線１１４、１１５とは、ハンダ１１３Ａ、１１３Ｂで電気的に接続している。配線（電源線）１１４の一方の端部は、ハンダ１１３Ａによって、プラグ受け１１２の高圧側端子（不図示）に接続している。配線１１４の他方の端部は、ＡＣ−ＤＣ変換部１１６の入力側に接続している。また、配線（グランド線）１１５の一方の端部は、ハンダ１１３Ｂによって、プラグ受け１１２の低圧側端子（グランド側端子：不図示）に接続している。また、配線１１５の他方の端部は、ＡＣ−ＤＣ変換部１１６の入力側に接続している。
ハンダ１１３Ａ、１１３Ｂは、時間が経過すると、経年劣化等によってプラグ受け１１２や、配線１１４、１１５との接触が不安定な状態となる場合がある。ハンダ１１３Ａ、１１３Ｂの接触が不安定な状態となると、ハンダ１１３Ａからハンダ１１３Ｂに向けてリーク電流が生じてしまう場合がある。
【００１７】
ＡＣ−ＤＣ変換部１１６は、配線１１４、１１５を介して入力したＡＣ電源をＤＣ電源に変換し、変換したＤＣ電源を制御ボード２１０、２２０に供給する。各制御ボード２１０、２２０、２３０上に形成される制御装置の動作電圧は、それぞれ異なる。電源装置１１０のＡＣ−ＤＣ変換部１１６や、電源装置１２０のＡＣ−ＤＣ変換部１２６（不図示）は、ＡＣ電圧を、５Ｖ、２４Ｖといったそれぞれ異なるＤＣ電圧に変換して、接続した制御ボード２１０、２２０、２３０に供給する。
【００１８】
次に、図４を参照しながらコイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３の配置について説明する。
コイルＬ１は、ハンダ１１３Ａ、１１３Ｂの近傍であって、配線１１４と配線１１５との配線間に配置される。リーク電流は、配線１１４とプラグ受け１１２の高圧側端子とに接続したハンダ１１３Ａから、配線１１５とプラグ受け１１２の低圧側端子とに接続したハンダ１１３Ｂに向かって流れる（リーク電流の流れる方向を図４に矢印で示す）。リーク電流は、配線（電源線）１１４のハンダ１１３Ａとの接触部から配線（グランド線）１１５のハンダ１１３Ｂとの接触部に向かって漏れるということもできる。コイルＬ１は、このリーク電流の流れる方向に沿って配置される。
また、コイルＬ２は、配線１１４に沿って、配線１１４の外側に配置される。以下では、配線１１４の配線１１５側を内側と呼び、配線１１４の配線１１５とは反対側を外側と呼ぶ。同様に、コイルＬ３は、配線１１５に沿って、配線１１５の外側に配置される。以下では、配線１１５の配線１１４側を内側と呼び、配線１１５の配線１１４とは反対側を外側と呼ぶ。
【００１９】
３つのコイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３は、直列に接続される。コイルＬ２の一方の端部は、コイルＬ１に接続し、コイルＬ２の他方の端部は、比較器１１７に接続している。同様にコイルＬ３の一方の端部は、コイルＬ１に接続し、コイルＬ３の他方の端部は、比較器１１７に接続している。コイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３には、同じ巻き方向のコイルを使用する。なお、直列に接続されたコイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３と比較器１１７とを含む装置が本発明の異常検出装置１５０に該当する。
【００２０】
コイルＬ１は、配線１１４と配線１１５との間に配置しているため、配線１１４に流れる電流と、配線１１５に流れる電流と、ハンダ１１３Ａからハンダ１１３Ｂに向かって流れるリーク電流との変化を検出して誘導起電力を発生させる。ハンダ１１３Ａからハンダ１１３Ｂに向かって流れるリーク電流によってコイルＬ１に生じる誘導起電力をＶ１とする。また、配線１１４に流れる電流によってコイルＬ１に生じる誘導起電力をＶ２とする。さらに配線１１５に流れる電流によってコイルＬ１に生じる誘導起電力をＶ３とする。
【００２１】
またコイルＬ２は、配線１１４に流れる電流の変化を検出して誘導起電力を発生させる。配線１１４に流れる電流によってコイルＬ２に生じる誘導起電力をＶ４とする。また、コイルＬ３は、配線１１５に流れる電流の変化を検出して誘導起電力を発生させる。配線１１５に流れる電流によってコイルＬ３に生じる誘導起電力をＶ５とする。コイルＬ１〜Ｌ３に生じる誘導起電力の向きを図５に示す。
図５に示すように配線１１４に流れる電流によってコイルＬ１とコイルＬ２とに生じる誘導起電力は、互いに向きが逆で、大きさが同じになる。従って、コイルＬ１に生じる誘導起電力Ｖ２とコイルＬ２に生じる誘導起電力Ｖ４は相殺してゼロになる。同様に配線１１５に流れる電流によってコイルＬ１とコイルＬ３とに生じる誘導起電力も、互いに向きが逆で、大きさが同じになる。従って、コイルＬ１に生じる誘導起電力Ｌ３とコイルＬ３に生じる誘導起電力Ｖ５は相殺してゼロになる。
従って、コイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３に生じる誘導起電力の合計は、リーク電流によって生じる起電力Ｖ１だけとなる。このため、コイルＬ１に生じる誘導起電力によって流れる誘導電流の大きさを比較器１１７で監視することで、電源装置１１０に生じるリーク電流を精度よく検出することができる。
配線１１４、１１５に流れるＡＣ電流と、ハンダ１１３Ａから１１３Ｂに流れるリーク電流は、ダイナミックレンジが大きく異なるため、リーク電流の精度のよい検出は難しい。しかし、本実施例によれば、リーク電流によってコイルに生じる誘導起電力だけを検出することができ、リーク電流を精度よく検出することができる。
【００２２】
比較器１１７は、リーク電流によりコイルＬ１に生じた誘導起電力Ｖ１によって流れる誘導電流を入力して、入力した誘導電流の大きさをしきい値と比較する。比較器１１７は、電流の大きさがしきい値よりも大きくなると、発振器１１８に通知信号を出力する。
【００２３】
電源装置１１０の発振器１１８と、電源装置１２０の発振器１２８と、解析部２００とは直列に接続している。発振器１１８は、比較器１１７から通知信号を入力すると、予め設定された所定周波数の信号を発振器１１８の出力端子から出力する。発振器１１８から出力された所定周波数の信号は、発振器１２８に送られるが、発振器１２８は、発振器１１８から出力された所定周波数の信号をそのまま解析部２００に送る。なお、電源装置１２０の発振器１２８は、電源装置１１０の発振器１１８とは異なる周波数の信号を発生させる。電源装置１１０と電源装置１２０で共に異常が発生した場合、発振器１１８の発生した信号に、発振器１２８の発生した信号を重畳した信号が解析部２００に送られる。
【００２４】
解析部２００は、記憶部（不図示）を備え、発振器１１８、１２８の発振する信号の周波数を予め記憶している。解析部２００は、入力した信号の周波数により、どの電源装置１１０、１２０で異常が発生したのかを判定する。解析部２００は、異常の発生と、異常が発生した電源装置１１０、１２０とをメインコントローラ２５０に通知する。
【００２５】
メインコントローラ２５０は、図２に示す各制御ボード２１０、２２０、２３０に搭載された制御装置と通信線（不図示）で接続され、各制御ボード２１０、２２０、２３０上の制御装置を制御することができる。また、メインコントローラ２５０は、ネットワーク３００を介して監視装置３５０と接続することができる。
メインコントローラ２５０は、解析部２００から異常の発生と、異常が発生した電源装置１１０、１２０の通知を受けると、まず、異常の発生した箇所を表示部２５１に表示させる。また、メインコントローラ２５０は、ネットワーク３００によって接続した監視装置３５０に、異常の発生を通報する。さらに、メインコントローラ２５０は、異常の発生した電源装置１１０、１２０から電源の供給を受ける制御装置の動作を停止させ、異常の発生した電源装置１１０、１２０の動作を停止させる。従って、リーク電流等の異常の発生した電源装置１１０、１２０を速やかに停止させることができ、火災等の重大事故の発生を未然に防ぐことができる。また、メインコントローラ２５０は、解析部２００から異常の発生を通知された場合に、表示部２５１に異常の発生を表示させ、監視装置３５０に異常の発生を通報した後に、画像形成装置１００の電源をＯＦＦさせてもよい。
［変形例］
【００２６】
上述した実施例１では、３つのコイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３を用いて、リーク電流を検出していたが、コイルの配置によっては、コイルの数を１つにすることもできる。例えば、図６に示すように、配線１１４及び配線１１５と直交するようにコイルＬ１（本発明の発生手段に該当）を配置してもよい。
配線１１４に流れる電流によってコイルＬ１に生じる誘導起電力は、配線１１４よりも外側のコイルＬ１に生じる誘導起電力と、配線１１４よりも内側のコイルＬ１に生じる誘導起電力とで相殺してゼロになる。同様に、配線１１５に流れる電流によってコイルＬ１に生じる誘導起電力は、配線１１５よりも外側のコイルＬ１に生じる誘導起電力と、配線１１５よりも内側のコイルＬ１に生じる誘導起電力とで相殺してゼロになる。従って、コイルＬ１に生じる誘導起電力は、リーク電流によって生じる起電力だけとなる。このため、コイルＬ１に生じる誘導起電力によって流れる誘導電流の大きさを比較器１１７で監視することで、電源装置１１０に生じるリーク電流を精度よく検出することができる。
【００２７】
上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  ＡＣ電源
１１、１２  差込みプラグ
１００  画像形成装置
１１０、１２０  電源装置
１１１、１２１  電源基板
１１２  プラグ受け
１１３Ａ、１１３Ｂ  ハンダ
１１４、１１５、１２４、１２５  配線
１１６、１２６  ＡＣ−ＤＣ変換部
１１７、１２７  比較器（判定手段）
１１８、１２８  発振器（信号発生手段）
１５０  異常検出装置
２００  解析部
２１０、２２０、２３０  制御ボード
２５０  メインコントローラ（制御手段）
２５１  表示部
３００  ネットワーク
３５０  監視装置
【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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