JP4948309B2 - コネクタ接続検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数のコネクタの接続を検知するコネクタ接続検知装置に関する。

従来、複数の負荷を制御する制御部には、装置内の複数の箇所にそれぞれ配置された複数の負荷を制御するための信号配線が接続されている。例えば、画像形成装置である場合、複数の負荷として、用紙の位置を検出するセンサ、用紙の搬送を行う駆動モータ、駆動を伝達する電磁クラッチ等が挙げられる。

これらの負荷は、機器の動作に対して所定の役割を持っており、故障などの動作不良を起こした際には、負荷の動作不良は、画像形成装置の様々な動作不良の現象として顕在化することになる。

これらの動作不良の現象は、すぐには一義的な原因に結びつかないことが多く、複数の要因から原因を究明する必要がある。例えば、画像形成装置の紙搬送部の動作不良について説明する（図２参照）。用紙カセット（２１ａ）は用紙を収納する。ピックアップローラ（２２ａ）は用紙カセット（２１ａ）から用紙２０６を搬送するためのピックアップローラである。ピックアップローラ（２２ａ）は、これを上下駆動するソレノイドによって駆動され、用紙給送開始時に下に下がって用紙（２０６）に当接し、用紙（２０６）が給紙されると、上に上がって用紙（２０６）から離間する。ローラ対（２３）は用紙（２０６）を１枚ずつ用紙搬送路（２４）に分離・給送するローラである。

また、紙センサ（１１２）は、用紙搬送開始後、所定の時間で用紙が用紙搬送路（２４）に達したこと、また用紙を検出してから所定時間内に用紙が通過することを検知する。この紙センサ（１１２）が用紙搬送開始後、所定時間で用紙を検知できない場合、もしくは用紙を検知した後所定時間で用紙が紙センサ（１１２）を通過し終わらない場合、用紙詰まりが発生したことになる。

用紙詰まりが発生する原因としては、用紙を検出するセンサ、そのセンサをＯＮ／ＯＦＦに駆動するためのメカニカル部品、用紙を搬送するローラ（２２ａ）、ローラ対（２３）を駆動するモータ等の不良がある。その他、ピックアップローラ（２２ａ）を上下に動作させるソレノイドとそれに係わるメカニカルな機構、またセンサ、ソレノイド、モータを駆動するコネクタの接続不良や、信号断線、制御基板の不良など、多岐にわたる。このため、このような問題の迅速な原因究明および修復には、時間がかかってしまう場合が多かった。

こうした中で、特に近年の画像形成装置においては、制御の複雑化による信号／制御負荷の増加があり、それらを制御する基板から多数の信号コネクタが引き出されている。接続するコネクタが多いことは、製造時や装置メンテナンス時などにコネクタを接続し忘れや接続不良を起こす原因の１つとなっている。それによって生じる様々な現象からその原因がコネクタの接続不良であることを突き止めるまでに、前述のような様々な要因から特定していく必要があるため、時間を要してしまっていた。

また、コネクタの接続検知に関しては、特許文献１に記載の方法が開示されている。この方法は、制御基板側のコネクタの第一端をプルアップし、もう一端をＧＮＤに接続し、コネクタの配線や接続先の基板等でこのコネクタの両端を接続し、制御基板でコネクタの第一端の電圧を監視することで、コネクタの接続を検出する方法である。
特開平０５−２８９７９０号公報

しかしながら、上記従来のコネクタ接続検知方法では、コネクタ１つ１つに対して検知が必要になっていた。このため、コネクタ抜け箇所を迅速に特定することが難しかった。すなわち、コネクタの接続不良がある場合、どのコネクタが抜けているかといった明確な対応を迅速に取ることが難しかった。

そこで、本発明は、装置が異常動作を行ってしまう前に、複数のコネクタの中から迅速にコネクタ抜け箇所を特定できるコネクタ接続検知装置を提供することを目的とする。

本発明のコネクタ接続検知装置は、第１のピンおよび第２のピンを有する第１〜第Ｎの被装着側コネクタに、前記第１のピンおよび第２のピンにそれぞれ対応した第３のピンおよび第４のピンを有する第１〜第Ｎ（Ｎは値３以上の整数）の装着側コネクタがそれぞれ装着される際、コネクタの接続を検知するコネクタ接続検知装置であって、前記第１〜第Ｎの被装着側コネクタのうち、前記第１の被装着側コネクタの前記第１のピンを第１の抵抗を介して電源に接続するとともに、前記第１の被装着側コネクタの前記第２のピンを第１のコンデンサを介してグランドに接続し、前記第２〜第Ｎ−１の被装着側コネクタの前記第１のピンをそれぞれ前記第１〜第Ｎ−２の被装着側コネクタの前記第２のピンに接続し、前記第２〜第Ｎ−１の被装着側コネクタの前記第２のピンをそれぞれ第２のコンデンサ〜第Ｎ−１のコンデンサを介してグランドに接続し、第Ｎの被装着側コネクタの前記第２のピンを第Ｎのコンデンサを介してグランドに接続するとともに、前記第Ｎの被装着側コネクタの前記第１のピンを前記第Ｎ−１の被装着側コネクタの前記第２のピンに接続し、前記第１〜第Ｎの装着側コネクタのそれぞれの前記第３のピンと前記第４のピンとを導通させて構成され、前記第１の被装着側コネクタの前記第１のピンの電圧立ち上がり時間を計測する立ち上がり時間計測手段と、前記時間計測手段により計測された電圧立ち上がり時間に応じて、前記第１〜第Ｎの被装着側コネクタの各々の接続状況を検知する接続状況検知手段とを備えたことを特徴とする。

本発明のコネクタ接続検知装置は、第１の被装着側コネクタの第１のピンの電圧立ち上がり時間を計測し、この計測された電圧立ち上がり時間に応じて、複数のコネクタの接続状況を検知する。これにより、コンデンサの充電時間に基づき、コネクタの未接続箇所を予め判別することができる。従って、装置が異常動作を行ってしまう前に、迅速に問題箇所を特定することができる。

請求項２に係るコネクタ接続検知装置によれば、構成を単純化することができる。請求項３に係るコネクタ接続装置によれば、使用者等がコネクタ抜け箇所を容易に知ることができる。請求項４に係るコネクタ接続装置によれば、正常な範囲内での動作を確保することができる。

本発明のコネクタ接続検知装置の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態のコネクタ接続検知装置は、画像形成装置である電子写真カラー複写機内の制御基板に取り付けられた複数のコネクタの接続検知に適用される。

［第１の実施形態］
図１は第１の実施形態における電子写真カラー複写機の全体構成を概略的に示す断面図である。本実施形態の電子写真カラー複写機は、複数の画像形成部を並列に配し、かつ中間転写方式を採用したカラー画像出力装置である。

この電子写真カラー複写機は、画像読取部１Ｒおよび画像出力部１Ｐを有する。画像読取部１Ｒは、原稿画像を光学的に読み取り、電気信号に変換して画像出力部１Ｐに送信する。画像出力部１Ｐは、複数（本実施形態では４つ）並設された画像形成部１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）、給紙ユニット２０、中間転写ユニット３０、定着ユニット４０、クリーニングユニット５０および制御ユニット８０を有する。

個々のユニットについて詳しく説明する。各画像形成部１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）は同じ構成を有する。各画像形成部１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）では、第一の像担持体としてのドラム状の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）が回転自在に軸支され、図中矢印方向に回転駆動される。

感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの外周面に対向してその回転方向に、一次帯電器１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）、光学系１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ）および折り返しミラー１６（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ）が配置されている。また、現像装置１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）およびクリーニング装置１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ）が配置されている。

一次帯電器１２ａ〜１２ｄは、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に均一な帯電量の電荷を与える。光学系１３ａ〜１３ｄは、記録画像信号出力部１Ｒからの記録画像信号に応じて変調した、例えばレーザビームなどの光線を、折り返しミラー１６ａ〜１６ｄを介して感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ上に露光する。これにより、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ上には、静電潜像が形成される。

現像装置１４ａ〜１４ｄは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックといった４色の現像剤（以下、「トナー」という）をそれぞれ収納し、上記静電潜像を顕像化する。顕像化された可視画像は、画像転写領域Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄで、中間転写ユニット３０を構成する第二の像担持体としてのベルト状の中間転写体、即ち中間転写ベルト３１に転写される。

画像転写領域Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄの下流側では、クリーニング装置１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、中間転写体に転写されずに感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ上に残されたトナーを掻き落とし、ドラム表面の清掃を行う。上記プロセスにより、各トナーによる画像形成が順次行われる。

給紙ユニット２０は、転写材Ｐを収納するためのカセット２１ａ、２１ｂおよび手差しトレイ２７、およびカセット２１ａ、２１ｂもしくは手差しトレイ２７より転写材Ｐを一枚ずつ送り出すためのピックアップローラ２２ａ、２２ｂ、２６を有する。また、給紙ユニット２０は、各ピックアップローラ２２ａ、２２ｂ、２６から送り出された転写材Ｐを更に搬送するための給紙ローラ対２３、給紙ガイド２４およびレジストローラ２５ａ、２５ｂを有する。レジストローラ２５ａ、２５ｂは、各画像形成部の画像形成タイミングに合わせて転写材Ｐを二次転写領域Ｔｅへ送り出すために用いられる。

本実施形態では、特に、用紙給紙部であるカセット２１ａを例にとって説明する。図２はカセット２１ａの概略構成を示す図である。図中、用紙カセット２１ａは用紙を収納する。ピックアップローラ２２ａは用紙カセット２１ａから転写材Ｐである用紙２０６を搬送するためのピックアップローラである。ピックアップローラ２２ａは、ピックアップローラ２２ａを上下駆動するソレノイド（図示せず）によって駆動され、用紙給送開始時に下に下がって用紙２０６に当接し、用紙２０６が給紙されると上に上がって用紙２０６から離間する。ローラ対２３は用紙２０６を１枚ずつ用紙搬送路２４に分離・給送するローラである。

また、紙センサ１１２は、用紙搬送開始後、所定の時間で用紙が用紙搬送路２４に達したこと、また用紙を検出してから所定時間内に用紙が通過することを検知する。この紙センサ１１２が用紙搬送開始後、所定時間で用紙を検知できない場合、もしくは用紙を検知した後所定時間で用紙が紙センサ１１２を通過し終わらない場合、用紙詰まりが発生したことになる。

図３は画像形成装置を制御する制御基板１１４の構成の一部を示す図である。制御基板１１４は制御ユニット８０に搭載されている。本実施形態では、制御基板１１４には、第１〜第Ｎの被装着側コネクタとして、第１、第２、第３のコネクタとして、コネクタ１０５、１０６、１０７が取り付けられ（実装され）ている。また、コネクタ１０５、１０７、１０９とそれぞれ嵌合する第１〜第Ｎの装着側コネクタとして、ハーネス側コネクタ１０６、１０８、１１０が用意されている。

コネクタ１０５の左端のピン１０５ａは、抵抗Ｒ１（第１の抵抗）を介して電源３．３Ｖに接続され、電圧検出信号１０２が入力される電圧検出回路（図４参照）に接続される。電圧検出回路の動作については後述する。

コネクタ１０５の右端ピン１０５ｂは、コネクタ１０７の左端ピン１０７ａに接続されるとともに、抵抗Ｒ２（第２の抵抗）を介してＧＮＤ（グランド）に接続される。コネクタ１０７の右端ピン１０７ｂは、コネクタ１０９の左端ピン１０９ａに接続されるとともに、抵抗Ｒ３を介してＧＮＤに接続される。コネクタ１０９の右端ピン１０９ｂは抵抗Ｒ４を介してＧＮＤに接続される。これらのコネクタは、カセット２１ａの制御を行う、主な負荷と接続されている。

コネクタ１０５は、ハーネス側コネクタ１０６と嵌合され、ピックアップローラ２２ａを上下駆動するソレノイド（ＳＬ）１１１に接続される。コネクタ１０７は、ハーネス側コネクタ１０８と嵌合され、用紙搬送路２４上の用紙を検出する紙センサ（ＳＮＳ）１１２に接続される。コネクタ１０９は、ハーネス側コネクタ１１０と嵌合され、ピックアップローラ２２ａおよびローラ対２３を回転駆動するモータ（ＭＴ）１１３に接続される。

各ハーネス側コネクタ１０６，１０８，１１０では、各々の右端のピン（第３のピン）と左端のピン（第４のピン）がハーネスで接続されており、導通している。これにより、各々のコネクタが制御基板上のコネクタと嵌合されると、制御基板上のコネクタ１０５，１０７，１０９の左右の端ピンがそれぞれ接続されることになる。

ここで、電圧検知信号１０２とコネクタの接続状況に関して説明する。本実施形態においては、説明を簡略化するために、Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４＝１０ＫΩとする。この場合、第２〜第Ｎの抵抗は全て同じ抵抗値を有する。まず、コネクタが全て接続されている場合、電圧検知信号１０２に現れる電圧Ｖｄｅｔは、数式（１）に示すとおりである。

Ｖｄｅｔ ＝ ３．３×（Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の合成抵抗）／｛（Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の合成抵抗）＋Ｒ１｝ ＝ ０．８２５Ｖ ……（１）
また、コネクタ１１０が未接続（接続不良を含む）の場合、抵抗Ｒ４は接続されていないことと同じなので、電圧検知信号１０２に現れる電圧Ｖｄｅｔは数式（２）に示すとおりである。

Ｖｄｅｔ ＝ ３．３×（Ｒ２，Ｒ３の合成抵抗）／｛（Ｒ２，Ｒ３の合成抵抗）＋Ｒ１｝＝ １．１Ｖ ……（２）
また、コネクタ１０８が未接続の場合、抵抗Ｒ３，Ｒ４は接続されていないことと同じなので、電圧検知信号１０２に現れる電圧Ｖｄｅｔは数式（３）に示すとおりである。

Ｖｄｅｔ ＝ ３．３×Ｒ２／（Ｒ２＋Ｒ１） ＝ １．６５Ｖ …… （３）
最後に、コネクタ１０６が未接続の場合、抵抗Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は接続されていないことと同じなので、電圧検知信号１０２に現れる電圧Ｖｄｅｔは数式（４）に示すとおりである。

Ｖｄｅｔ（１０６未接続） ＝ ３．３Ｖ …… （４）
このように、電圧検知信号１０２の検出電圧Ｖｄｅｔを検知することによって、３つのコネクタのうちどのコネクタが外れているのか（未接続状態であるか）を判別することが可能である。

図４は制御回路３００の構成を示すブロック図である。制御回路３００は、制御基板１１４に搭載され、Ａ／Ｄ変換器３０２、ＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０３、ＲＡＭ３０４、Ｉ／Ｏインタフェース３０５および表示部３０６を有する。Ｉ／Ｏインタフェース３０５には、上記各コネクタを介してソレノイド（ＳＬ）１１１、紙センサ（ＳＮＳ）１１２およびモータ（ＭＴ）１１３が接続される。前述した電圧検出回路は、主にＡ／Ｄ変換器３０２およびＣＰＵ３０１から構成される。電圧検知信号１０２がＡ／Ｄ変換器３０２に入力されてデジタル値に変換されると、このデジタル値（電圧検知情報）は制御のメインＣＰＵであるＣＰＵ３０１に入力され、ＣＰＵ３０１によって電圧検知信号１０２の電圧レベルが検出される。

ＣＰＵ３０１は、ＲＯＭ３０３に格納された制御プログラムに従って、ワークメモリであるＲＡＭ３０４を使用しながら、Ｉ／Ｏインタフェース３０５や表示部３０６の動作を制御するとともに、画像形成装置全体の動作を制御する。

ＣＰＵ３０１は、Ａ／Ｄ変換器３０２からの電圧検知情報に基づき、コネクタの嵌合状態を判別する。本実施形態では、前述したように、検出電圧Ｖｄｅｔが０．８２５Ｖである場合に「全て接続」、１．１Ｖである場合に「コネクタ１１０未接続」、１．６５Ｖである場合に「コネクタ１０８未接続」、３．３Ｖである場合に「コネクタ１０６未接続」と判別される。ＣＰＵ３０１は、これらのコネクタ接続状況（第１〜第Ｎのコネクタの接続状況検知）に応じて、Ｉ／Ｏインタフェース３０５の動作を禁止したり、表示部３０６に警告表示を行う。

図５はコネクタ接続検知動作手順を示すフローチャートである。この処理プログラムは、前述したようにＲＯＭ３０３に格納されており、ＣＰＵ３０１によって実行される。まず、画像形成装置に電源が投入され、制御基板１１４の動作が開始されると、ＣＰＵ３０１はコネクタ接続検出信号である電圧検知信号１０２の検知電圧レベルが全て接続されていることを示す０．８５Ｖであるか否かを判別する（ステップＳ１）。

検知電圧レベルが０．８２５Ｖである場合、ＣＰＵ３０１は、全て接続されていると判断し、そのまま本処理を終了し、通常の初期化シーケンスを行って画像形成装置を動作させる。一方、ステップＳ１で、検知電圧レベルが０．８２５Ｖでない場合、ＣＰＵ３０１は、検知電圧レベルが１．１Ｖ、１．６５Ｖ、３．３Ｖのいずれかの電圧レベルと合致するかを判別する（ステップＳ２）。

いずれの電圧レベルとも合致しない場合、ＣＰＵ３０１は、制御基板１１４の故障と判断し、制御基板１１４の故障を示す警告表示（警告コード）を表示部３０６に表示させ（ステップＳ３）、画像形成装置の動作を禁止する（ステップＳ５）。これにより、コネクタ抜け箇所を容易に知ることができる。また、異常動作を回避することができる。この後、ＣＰＵ３０１は、本処理を終了する。

一方、ステップＳ２で、検知電圧レベルがいずれかの電圧レベルに合致した場合、ＣＰＵ３０１は、１．１Ｖならコネクタ１１０、１．６５Ｖならコネクタ１０８、あるいは３．３Ｖならコネクタ１０６が未接続であると判断する。ＣＰＵ３０１は、未接続コネクタを指定する警告表示を表示部３０６に表示させる（ステップＳ４）。そして、ＣＰＵ３０１は、ステップＳ５で画像形成装置の動作を禁止する。なお、この場合、ＣＰＵ３０１は、未接続コネクタの箇所を特定し、この特定された未接続コネクタの箇所によっては、部分的に画像形成装置の動作（例えば、未接続コネクタに接続される負荷だけ）を禁止（一部禁止）するようにしてもよい。これにより、正常な範囲内での動作を確保することができる。

第１の実施形態のコネクタ接続検知装置によれば、抵抗により分圧された電圧値に基づき、画像形成装置の制御基板のコネクタの未接続箇所を予め判別することができ、画像形成装置が異常動作を行ってしまう前に、迅速に問題箇所を特定することができる。従って、画像形成装置の動作不良の解析効率を向上させることが可能となる。また、コネクタの左右両端のピンを使用したことで、コネクタ抜けを初期の段階で検知することができる。

なお、第１の実施形態では、コネクタ数が３つの場合を説明したが、コネクタ数が４つ以上であってもよく、同様の効果を得ることが可能である。

また、抵抗Ｒ１〜Ｒ４はすべて同じ抵抗値としたが、抵抗値に差が有っても電圧検知信号１０２の電圧レベルで区別がつく程度であれば問題ない。

［第２の実施形態］
前記第１の実施形態では、コネクタ接続検知方法として、抵抗により分圧された電圧値を用いたが、第２の実施形態では、抵抗Ｒ２〜Ｒ４をコンデンサＣ１〜Ｃ３に置き換え、充電時定数の変化を検出することで、コネクタの接続検知を行う場合を示す。

図６は第２の実施形態における画像形成装置を制御する制御基板４１４の構成の一部を示す図である。画像形成装置の構成は前記第１の実施形態と同様である。また、前記第１の実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付すことによりその説明を省略する。

コネクタ１０５の左端のピン１０５ａは、抵抗Ｒ１およびトランジスタ４０３を介して電源３．３Ｖに接続され、充電時間検出信号４０２が入力される充電時間計数回路６０２（図８参照）に接続される。この充電時間計数回路の動作については後述する。また、抵抗Ｒ１に接続される電源は、トランジスタ４０３により、充電開始制御信号５０４に従ってＯＮ／ＯＦＦされる。

コネクタ１０５の右端ピン１０５ｂは、コネクタ１０７の左端ピン１０７ａに接続されるとともに、コンデンサＣ１（第１のコンデンサ）を介してＧＮＤに接続される。コネクタ１０７の右端ピン１０７ｂは、コネクタ１０９の左端ピン１０９ａに接続され、コンデンサＣ２（第２のコンデンサ）を介してＧＮＤに接続される。コネクタ１０９の右端ピン１０９ｂは、コンデンサＣ３を介してＧＮＤに接続される。このように、第１〜第Ｎのコンデンサは、コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３に相当する。また、第２〜第Ｎ−１のコネクタの第２ピン（右端ピン）はそれぞれ第２のコンデンサ〜第Ｎ−１のコンデンサを介してＧＮＤに接続される。

また、これらのコネクタは、カセット２１ａの制御を行う主な負荷に接続されている。コネクタ１０５は、ハーネス側コネクタ１０６と嵌合され、ピックアップローラ２２ａを上下駆動するソレノイド（ＳＬ）１１１に接続される。コネクタ１０７は、ハーネス側コネクタ１０８と嵌合され、用紙搬送路２４上の用紙を検出する紙センサ（ＳＮＳ）１１２に接続される。コネクタ１０９は、ハーネス側コネクタ１１０と嵌合され、ピックアップローラ２２ａおよびローラ対２３を回転駆動するモータ（ＭＴ）１１３に接続される。

各ハーネス側コネクタ１０６，１０８，１１０では、各々の右端のピンと左端のピンがハーネスで接続されている。これにより、各々のコネクタが制御基板上のコネクタと嵌合されると、制御基板上のコネクタ１０５，１０７，１０９の左右の端ピンがそれぞれ接続されることになる。

ここで、充電時間検出信号４０２とコネクタの接続状況に関して説明する。図７はコンデンサに充電を開始してからどれぐらいの時間で所定の閾値レベルまでに達するかを示すグラフである。グラフの横軸は充電時間を示し、縦軸は充電電圧を示す。ここで、全てのコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３は同じ容量値を有する。

まず、コネクタが全て接続されている場合、全てのコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３に充電することになるので、Ｃ＝Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３の線に示すように、充電時間は一番長くなる。よって、閾値電圧Ｖｔｈまで達するために要する時間はｔ３となる。

また、コネクタ１１０が未接続の場合、２つのコンデンサＣ１、Ｃ２に充電することになるので、Ｃ＝Ｃ１＋Ｃ２の線に示すような充電時間になる。よって、閾値電圧Ｖｔｈまで達するために要する時間はｔ２となる。

また、コネクタ１０８が未接続の場合、コンデンサＣ１のみに充電することになるので、Ｃ＝Ｃ１の線に示すような充電時間になる。よって、閾値電圧Ｖｔｈまで達するために要する時間はｔ１となる。

最後に、コネクタ１０６が未接続の場合、コンデンサは充電されないので、充電電圧は即座に立ち上がり、充電時間は時間０となる。

このように、充電時間検出信号４０２が所定の閾値まで達する時間を検知することによって、３つのコネクタのうちどのコネクタが外れているのかを判別することが可能である。

図８は制御回路３００の構成を示すブロック図である。前記第１の実施形態と同一の構成要素については同一の符号が付されている。制御回路３００は、制御基板１１４に搭載され、充電時間計数回路６０２、ＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０３、ＲＡＭ３０４、Ｉ／Ｏインタフェース３０５および表示部３０６を有する。

制御回路３００では、充電時間検出信号４０２は充電時間計数回路６０２に入力されると、充電時間計数回路６０２では、充電電圧が閾値電圧Ｖｔｈに達するまでの立ち上がり時間が計数される（立ち上がり時間計測）。計数された充電時間は、制御のメインＣＰＵであるＣＰＵ３０１に入力される。

ＣＰＵ３０１は、ＲＯＭ３０３に格納された制御プログラムに従って、ワークメモリであるＲＡＭ３０４を使用しながら、Ｉ／Ｏインタフェース３０５や表示部３０６の動作を制御するとともに、画像形成装置全体の動作を制御する。

ＣＰＵ３０１は、充電時間計数回路６０２からの充電時間情報に基づき、コネクタの嵌合状態を判別する。本実施形態では、前述したように、充電時間ｔがｔ３である場合に「全て接続」、ｔ２である場合に「コネクタ１１０未接続」、ｔ１である場合に「コネクタ１０８未接続」、充電時間ｔが時間０である場合に「コネクタ１０６未接続」と判別される。ＣＰＵ３０１は、これらのコネクタ接続状況に応じて、Ｉ／Ｏインタフェース３０５の動作を禁止したり、表示部３０６に警告表示を行う。

また、充電時間の検出開始のタイミングは、ＣＰＵ３０１によってＩ／Ｏインタフェース３０５より出力される充電開始信号５０４がトランジスタ４０３を駆動するタイミングである。充電時間計数回路６０２は、充電開始信号５０４が入力されると、充電時間の計測を開始し、充電信号検出信号４０２の電圧レベルが閾値電圧Ｖｔｈに達すると、充電時間の計測を終了する。

図９はコネクタ接続検知動作手順を示すフローチャートである。この処理プログラムは、前述したようにＲＯＭ３０３に格納されており、ＣＰＵ３０１によって実行される。まず、画像形成装置に電源が投入され、制御基板４１４の動作が開始されると、ＣＰＵ３０１は充電開始信号をＯＮにする（ステップＳ１１）。

ＣＰＵ３０１は、充電時間検出信号４０２によって検出された充電時間ｔが全て接続されていることを示す時間ｔ３であるか否かを判別する（ステップＳ１２）。時間ｔ３である場合、全てのコネクタが接続されているので、ＣＰＵ３０１は、そのまま本処理を終了し、通常の画像形成装置の初期化シーケンスを行い、画像形成装置を動作させる。

一方、ステップＳ１２で時間ｔでない場合、ＣＰＵ３０１は、時間ｔ２、ｔ１、時間０のいずれかと合致するか否かを判別する（ステップＳ１３）。いずれにも合致しない場合、ＣＰＵ３０１は、制御基板４１４の故障と判断し、制御基板４１４の故障を示す警告表示を表示部３０６に表示させ（ステップＳ１４）、画像形成装置の動作を禁止する（ステップＳ１６）。この後、ＣＰＵ３０１は、本処理を終了する。

一方、ステップＳ１３でいずれかに合致した場合、ＣＰＵ３０１は、それぞれ時間ｔ２ならコネクタ１１０、時間ｔ１ならコネクタ１０８、時間０ならコネクタ１０６が未接続であると判断する。そして、ＣＰＵ３０１は、未接続コネクタを指定する警告表示を表示部３０６に表示させ（ステップＳ１５）、ステップＳ１６で画像形成装置の動作を禁止する。なお、この場合、ＣＰＵ３０１は、未接続コネクタの箇所を特定し、この特定された未接続コネクタの箇所によっては、部分的に画像形成装置の動作（例えば、未接続コネクタに接続される負荷だけ）を禁止するようにしてもよい。

このように、第２の実施形態のコネクタ接続検知装置によれば、コンデンサの充電時間に基づき、画像形成装置の制御基板のコネクタの未接続箇所を予め判別することができ、画像形成装置が異常動作を行ってしまう前に、迅速に問題箇所を特定することができる。従って、画像形成装置の動作不良の解析効率を向上させることが可能となる。

なお、第２の実施形態では、コネクタ数が３つの場合を説明したが、前記第１の実施形態と同様、コネクタ数が４つ以上であってもよく、同様の効果を得ることが可能である。

なお、コンデンサＣ１〜Ｃ３はすべて同じ容量値としたが、容量値に差が有っても電検知される充電時間検出信号４０２で区別がつく程度であれば問題ない。

［第３の実施形態］
前記第１の実施形態では、抵抗により分圧された電圧値に基づき、制御基板に接続されるコネクタの未接続を判断する際、全ての抵抗値は同じであったが、コネクタの数や電圧検出回路の性能に応じて、抵抗値を変更することは容易である。第３の実施形態では、異なる抵抗値を有する抵抗により分圧された電圧値に基づき、コネクタの未接続を検知する場合を示す。

図１０は第３の実施形態における画像形成装置を制御する制御基板１０２７の構成の一部を示す図である。画像形成装置の構成は前記第１の実施形態と同様である。また、前記第１の実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付すことによりその説明を省略する。ここでは、制御基板１０２７にコネクタが６個接続された場合を示す。即ち、本実施形態では、制御基板１０２７には、第１〜第Ｎの被装着側コネクタとして、第１、第２、第３、第４、第５、第６のコネクタとして、コネクタ１００９、１０１１、１０１３、１０１５、１０１７、１０１９が取り付けられている。また、第２〜第Ｎ−１のコネクタはコネクタ１０１１、１０１３、１０１５、１０１７に相当する。また、コネクタ１０１０、１０１１、１０１３、１０１５、１０１７、１０１９とそれぞれ嵌合する第１〜第Ｎの装着側コネクタとして、ハーネス側コネクタ１０１０、１０１２、１０１４、１０１６、１０１８、１０２０が用意されている。

コネクタ１００９の左端のピン１００９ａは、抵抗Ｒ１を介して電源３．３Ｖに接続され、電圧検出信号１００２が入力される電圧検出回路（図１２参照）に接続される。この電圧検出回路の動作は前記第１の実施形態と同じである。

コネクタ１００９の右端ピン１００９ｂは、コネクタ１０１１の左端ピン１０１１ａに接続されるとともに、抵抗Ｒ２を介してＧＮＤに接続される。コネクタ１０１１の右端ピン１０１１ｂは、コネクタ１０１３の左端ピン１０１３ａと接続されるとともに、抵抗Ｒ３を介してＧＮＤに接続される。コネクタ１０１３の右端ピン１０１３ｂはコネクタ１０１５の左端ピン１０１５ａと接続されるとともに、抵抗Ｒ４を介してＧＮＤに接続される。

また、コネクタ１０１５の右端ピン１０１５ｂは、コネクタ１０１７の左端ピン１０１７ａと接続されるとともに、抵抗Ｒ５を介してＧＮＤに接続される。コネクタ１０１７の右端ピン１０１７ｂは、コネクタ１０１９の左端ピン１０１９ａと接続されるとともに、抵抗Ｒ６を介してＧＮＤに接続される。コネクタ１０１９の右端ピン１０１９ｂは、直接にＧＮＤに接続される。このように、第２〜第Ｎ−１のコネクタの第２のピン（右端ピン）はそれぞれ第３の抵抗〜第Ｎの抵抗を介してＧＮＤに接続される。

また、これらのコネクタは、上段のカセット２１ａ、下段のカセット２１ｂの制御を行うための主な負荷と接続されている。前記第１の実施形態では、上段のカセット２１ａについてだけ示したが、第３の実施形態では、上段のカセット２１ａと下段のカセット２１ｂの２つの給紙段について示す。

図１１はカセット２１ｂの概略構成を示す図である。図中、用紙カセット２１ｂは用紙を収納する。ピックアップローラ２２ｂは用紙カセット２１ｂから転写材Ｐである用紙２０６を搬送するためのピックアップローラである。ピックアップローラ２２ｂは、ピックアップローラ２２ｂを上下駆動するソレノイドによって駆動され、用紙給送開始時に下に下がって用紙２０６に当接し、用紙２０６が給紙されると上に上がって用紙２０６から離間する。ローラ対２３は用紙２０６を１枚ずつ用紙搬送路２４に分離・給送するローラである。

また、紙センサ１２１２は、用紙搬送開始後、所定の時間で用紙が用紙搬送路２４に達したこと、また用紙を検出してから所定時間内に用紙が通過することを検知する。この紙センサ１２１２が用紙搬送開始後、所定時間で用紙を検知できない場合、もしくは用紙を検知した後所定時間で用紙が紙センサ１２１２を通過し終わらない場合、用紙詰まりが発生したことになる。

コネクタ１００９は、ハーネス側コネクタ１０１１と嵌合され、ピックアップローラ２２ａ（図２参照）を上下駆動するソレノイド１１１に接続される。コネクタ１０１１は、ハーネス側コネクタ１０１２と嵌合され、搬送路２４上の用紙を検出する紙センサ１１２に接続される。コネクタ１０１３は、ハーネス側コネクタ１０１４と嵌合され、ピックアップローラ２２ａおよびローラ対２３を回転駆動するモータ１１３に接続される。

コネクタ１０１５は、ハーネス側コネクタ１０１６と嵌合され、ピックアップローラ２２ｂ（図１１参照）を上下駆動するソレノイド１２１１と接続される。コネクタ１０１７は、ハーネス側コネクタ１０１８と嵌合され、搬送路２４上の用紙を検出する紙センサ１２１２に接続される。コネクタ１０１９は、ハーネス側コネクタ１０２０と嵌合され、ピックアップローラ２２ｂおよびローラ対２３を駆動するモータ１２１３と接続される。

各ハーネス側コネクタ１０１０，１０１２，１０１４，１０１６，１０１８，１０２０の各々の右端のピンと左端のピンは、ハーネスで接続されている。これにより、各ハーネス側コネクタが制御基板１０２７上の対応するコネクタと嵌合されると、制御基板１０２７上のコネクタ１００９，１０１１，１０１３，１０１５，１０１７，１０１９の左右の端ピンがそれぞれ接続されることになる。

図１２は制御回路３００の構成を示すブロック図である。制御回路３００の構成は前記第１の実施形態と同一であるので、構成およびその動作の説明を省略する。Ｉ／Ｏインタフェース３０５には、上段の給紙カセット２１ａ用のソレノイド（ＳＬ）１１１、紙センサ（ＳＮＳ）１１２およびモータ（ＭＴ）１１３の他、下段の給紙カセット２１ｂ用のソレノイド１２１１、紙センサ１２１２およびモータ１２１３が接続される。なお、前述した電圧検出信号１００２が入力される電圧検出回路は、主にＡ／Ｄ変換器３０２およびＣＰＵ３０１から構成される。

ここで、前記第１の実施形態と同様、抵抗Ｒ１〜Ｒ６が全て同じ抵抗値＝１０ＫΩである場合を示す。図１３は抵抗Ｒ１〜Ｒ６が全て同じ抵抗値＝１０ＫΩである場合のコネクタの接続状況と電圧検出信号１００２の関係を示すグラフである。

図中、横軸はコネクタ抜け箇所を示し、縦軸は電圧検出信号１００２の値を示す。コネクタ抜け箇所に対応する電圧検出信号１００２の検出電圧Ｖｄｅｔは以下のとおりである。

コネクタ抜け箇所１：全てのコネクタが全て接続されている場合、コネクタ１０１９の右ピン１０１９ｂがＧＮＤに接続されるので、検出電圧Ｖｄｅｔは数式（５）で示される。

Ｖｄｅｔ ＝ ０Ｖ …… （５）
コネクタ抜け箇所２：コネクタ１０２０が抜けている場合、検出電圧Ｖｄｅｔは数式（６）で示される。

Ｖｄｅｔ ＝ ３．３×（Ｒ２〜Ｒ６の合成抵抗）／｛（Ｒ２〜Ｒ６の合成抵抗）＋Ｒ１｝
＝０．５５Ｖ …… （６）
コネクタ抜け箇所３：コネクタ１０１８が抜けている場合、検出電圧Ｖｄｅｔは数式（７）で示される。

Ｖｄｅｔ ＝ ３．３×（Ｒ２〜Ｒ５の合成抵抗）／｛（Ｒ２〜Ｒ５の合成抵抗）＋Ｒ１｝
＝０．６６Ｖ …… （７）
コネクタ抜け箇所４：コネクタ１０１６が抜けている場合、検出電圧Ｖｄｅｔは数式（８）で示される。

Ｖｄｅｔ ＝ ３．３×（Ｒ２〜Ｒ４の合成抵抗）／｛（Ｒ２〜Ｒ４の合成抵抗）＋Ｒ１｝
＝０．８２５Ｖ …… （８）
コネクタ抜け箇所５：コネクタ１０１４が抜けている場合、検出電圧Ｖｄｅｔは数式（９）で示される。

Ｖｄｅｔ ＝ ３．３×（Ｒ２〜Ｒ３の合成抵抗）／｛（Ｒ２〜Ｒ３の合成抵抗）＋Ｒ１｝
＝１．１Ｖ …… （９）
コネクタ抜け箇所６：コネクタ１０１２が抜けている場合、検出電圧Ｖｄｅｔは数式（１０）で示される。

Ｖｄｅｔ＝３．３×Ｒ２／（Ｒ２＋Ｒ１）
＝１．６５Ｖ …… （１０）
コネクタ抜け箇所７：コネクタ１０１０が抜けている場合、検出電圧Ｖｄｅｔは数式（１１）で示される。

Ｖｄｅｔ ＝ ３．３Ｖ …… （１１）
図１３のグラフからもわかるように、抵抗値が同じある場合、コネクタの接続個数が増えるほど電圧検出信号１００２の電圧レベルの差がどんどん小さくなってしまい、最小では、コネクタ抜け箇所２と３における電圧レベルの差が０．１１Ｖとなってしまう。この結果、コネクタ抜け箇所の判別が容易ではなくなり、後段のＡ／Ｄ変換器３０２に対して変換精度が要求される。

このようにコネクタ数が増えることによって電圧検出信号１００２の電圧レベルの差が小さくなってしまう場合、抵抗Ｒ２〜Ｒ６の値を、Ｒ２＞Ｒ３＞Ｒ４＞Ｒ５＞Ｒ６となるように、抵抗Ｒ１から遠くの抵抗ほど、抵抗値が小さくなるように設定すればよい。この場合、第３〜第Ｎの抵抗はそれぞれ第２〜第Ｎ−１の抵抗より小さい抵抗値を有することになる。

図１４は実際に抵抗値を変化させた場合のコネクタの接続状況と電圧検出信号１００２の関係を示すグラフである。ここでは、Ｒ２＝５１ＫΩ、Ｒ３＝３３ＫΩ、Ｒ４＝２０ＫΩ、Ｒ５＝９．１ＫΩ、Ｒ６＝３．３ＫΩである。また、図中、横軸はコネクタ抜け箇所を示し、縦軸は電圧検出信号１００２の値を示す。コネクタ抜け箇所に対応する検出電圧Ｖｄｅｔは以下のとおりである。

コネクタ抜け箇所１：全てのコネクタが全て接続されている場合、コネクタ１０１９の右ピン１０１９ｂがＧＮＤに接続されるので、検出電圧Ｖｄｅｔは数式（１２）で示される。

Ｖｄｅｔ ＝ ０Ｖ …… （１２）
コネクタ抜け箇所２：コネクタ１０２０が抜けている場合、検出電圧Ｖｄｅｔは数式（１３）で示される。

Ｖｄｅｔ ＝ ３．３×（Ｒ２〜Ｒ６の合成抵抗）／｛（Ｒ２〜Ｒ６の合成抵抗）＋Ｒ１｝
＝０．５４Ｖ …… （１３）
コネクタ抜け箇所３：コネクタ１０１８が抜けている場合、検出電圧Ｖｄｅｔは数式（１４）で示される。

Ｖｄｅｔ ＝ ３．３×（Ｒ２〜Ｒ５の合成抵抗）／｛（Ｒ２〜Ｒ５の合成抵抗）＋Ｒ１｝
＝１．０７Ｖ …… （１４）
コネクタ抜け箇所４：コネクタ１０１６が抜けている場合、検出電圧Ｖｄｅｔは数式（１５）で示される。

Ｖｄｅｔ ＝ ３．３×（Ｒ２〜Ｒ４の合成抵抗）／｛（Ｒ２〜Ｒ４の合成抵抗）＋Ｒ１｝
＝１．６５Ｖ …… （１５）
コネクタ抜け箇所５：コネクタ１０１４が抜けている場合、検出電圧Ｖｄｅｔは数式（１６）で示される。

Ｖｄｅｔ ＝ ３．３×（Ｒ２〜Ｒ３の合成抵抗）／｛（Ｒ２〜Ｒ３の合成抵抗）＋Ｒ１｝
＝２．２Ｖ …… （１６）
コネクタ抜け箇所６：コネクタ１０１２が抜けている場合、検出電圧Ｖｄｅｔは数式（１７）で示される。

Ｖｄｅｔ＝３．３×Ｒ２／（Ｒ２＋Ｒ１）
＝２．８Ｖ …… （１７）
コネクタ抜け箇所７：コネクタ１０１０が抜けている場合、検出電圧Ｖｄｅｔは数式（１８）で示される。

Ｖｄｅｔ ＝ ３．３Ｖ …… （１８）
図１４からも明らかなように、接続されるコネクタが増えていった場合でも、電圧検出信号１００２の電圧レベルの差を等しくすることができる。本実施形態では、ほぼ０．５Ｖづつ変化するように設定されている。

第３の実施形態の制御装置では、抵抗Ｒ２〜Ｒ６の値を、Ｒ２＞Ｒ３＞Ｒ４＞Ｒ５＞Ｒ６となるように、抵抗Ｒ１から遠くの抵抗ほど、抵抗値が小さくなるように設定した。これにより、電圧検出信号１００２の電圧レベルの差を等しくすることができる。従って、コネクタ数が多い大規模な制御回路においても、コネクタ抜け箇所を容易に特定することができる。なお、抵抗Ｒ２〜Ｒ６の全てにおいて、前段の抵抗に比べて後段の抵抗（例えば、抵抗Ｒ２に比べて抵抗Ｒ３）の値を小さくしなくても、つまり一部の前後の抵抗の値を等しくてもほぼ同様の効果が得られる。また、未接続コネクタの箇所によっては、部分的に画像形成装置の動作（例えば、未接続コネクタに接続される負荷だけ）を禁止するようにしてもよいことは、前記第１、第２の実施形態と同様である。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られるものではなく、特許請求の範囲で示した機能、または本実施形態の構成が持つ機能が達成できる構成であればどのようなものであっても適用可能である。

例えば、前記第２の実施形態では、コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３は同じ容量値を有していたが、Ｃ１≦Ｃ２≦Ｃ３となるような容量値を有してもよい。この場合、第２〜第Ｎのコンデンサはそれぞれ第１〜第Ｎ−１のコンデンサと同じ容量値もしくはそれより大きな容量値を有することになる。これにより、立ち上がり時間の差が調整可能となり、コネクタ抜け箇所をより容易に特定することができる。

また、上記実施形態では、画像形成装置であるカラー複写機内の制御基板に適用された場合を示したが、本発明は任意の装置内の基板に適用可能である。特に、上記実施形態では、画像形成装置の用紙カセットを制御する制御基板を示したが、定着装置を制御する制御基板等であってもよい。また、基板に取り付けられたコネクタに限らず、装置内の基板や各部から引き出された状態のコネクタ同士の接続検知にも、本発明は適用可能である。

本発明のコネクタ接続検知装置は、例えば画像形成装置を制御する制御基板などに適用可能である。

第１の実施形態における電子写真カラー複写機の全体構成を概略的に示す断面図である。 カセット２１ａの概略構成を示す図である。 画像形成装置を制御する制御基板１１４の構成の一部を示す図である。 制御回路３００の構成を示すブロック図である。 コネクタ接続検知動作手順を示すフローチャートである。 第２の実施形態における画像形成装置を制御する制御基板４１４の構成の一部を示す図である。 コンデンサに充電を開始してからどれぐらいの時間で所定の閾値レベルまでに達するかを示すグラフである。 制御回路３００の構成を示すブロック図である。 コネクタ接続検知動作手順を示すフローチャートである。 第３の実施形態における画像形成装置を制御する制御基板１０２７の構成の一部を示す図である。 カセット２１ｂの概略構成を示す図である。 制御回路３００の構成を示すブロック図である。 抵抗Ｒ１〜Ｒ６が全て同じ抵抗値＝１０ＫΩである場合のコネクタの接続状況と電圧検出信号１００２の関係を示すグラフである。 実際に抵抗値を変化させた場合のコネクタの接続状況と電圧検出信号１００２の関係を示すグラフである。

符号の説明

１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０ コネクタ
１１４、４１４ 制御基板
３００ 制御回路
３０１ ＣＰＵ
３０２ Ａ／Ｄ変換器
３０６ 表示部
６０２ 計数回路
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４ 抵抗
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３ コンデンサ

Claims (4)

1. 第１のピンおよび第２のピンを有する第１〜第Ｎ（Ｎは値３以上の整数）の被装着側コネクタに、前記第１のピンおよび第２のピンにそれぞれ対応した第３のピンおよび第４のピンを有する第１〜第Ｎの装着側コネクタがそれぞれ装着される際、コネクタの接続を検知するコネクタ接続検知装置であって、
   前記第１〜第Ｎの被装着側コネクタのうち、前記第１の被装着側コネクタの前記第１のピンを第１の抵抗を介して電源に接続するとともに、前記第１の被装着側コネクタの前記第２のピンを第１のコンデンサを介してグランドに接続し、
   前記第２〜第Ｎ−１の被装着側コネクタの前記第１のピンをそれぞれ前記第１〜第Ｎ−２の被装着側コネクタの前記第２のピンに接続し、前記第２〜第Ｎ−１の被装着側コネクタの前記第２のピンをそれぞれ第２のコンデンサ〜第Ｎ−１のコンデンサを介してグランドに接続し、
   第Ｎの被装着側コネクタの前記第２のピンを第Ｎのコンデンサを介してグランドに接続するとともに、前記第Ｎの被装着側コネクタの前記第１のピンを前記第Ｎ−１の被装着側コネクタの前記第２のピンに接続し、
   前記第１〜第Ｎの装着側コネクタのそれぞれの前記第３のピンと前記第４のピンとを導通させて構成され、
   前記第１の被装着側コネクタの前記第１のピンの電圧立ち上がり時間を計測する立ち上がり時間計測手段と、
   前記時間計測手段により計測された電圧立ち上がり時間に応じて、前記第１〜第Ｎの被装着側コネクタの各々の接続状況を検知する接続状況検知手段とを備えたことを特徴とするコネクタ接続検知装置。
2. 前記第１〜第Ｎのコンデンサは全て同じ容量値を有することを特徴とする請求項１記載のコネクタ接続検知装置。
3. 前記第１〜第Ｎの被装着側コネクタは制御基板に実装され、前記制御基板を搭載する装置は表示装置を有し、
   前記接続状況検知手段によって、前記第１〜第Ｎの被装着側コネクタのいずれかが未接続状態であると検知された場合、その警告表示を行う警告表示手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のコネクタ接続検知装置。
4. 前記第１〜第Ｎの被装着側コネクタは装置内の制御基板に実装され、
   前記接続状況検知手段によって検知された、前記第１〜第Ｎの被装着側コネクタの未接続状態に応じて、前記装置の動作を少なくとも一部禁止することを特徴とする請求項１又は２に記載のコネクタ接続検知装置。

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