(57)【要約】      （修正有）【課題】適切なタイミングで冷却手段の回転を開始させ、動作音を低減できる画像形成装置を提供する。【解決手段】整流ダイオード２０７を有する電源装置１１６と、ファンモータ１１７と、整流ダイオード２０７から発生する熱を放熱するヒートシンク２０９と、ヒートシンク２０９の温度を検知するサーミスタ２１０と、感光ドラムと、感光ドラムを動作させたときのＡＣ／ＤＣコンバータ２０３の負荷電流値を推定し、サーミスタ２１０により検知された温度と推定された負荷電流値とに基づいて、ファンモータ１１７の回転を開始させるタイミングを制御するＣＰＵ２１２と、を備える。【選択図】図２
2020177160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気素子を有し、交流電圧から直流電圧を生成する電源と、
前記電気素子を冷却する冷却手段と、
前記電気素子から発生する熱を放熱する放熱手段と、
前記放熱手段の温度を検知する温度検知手段と、
画像形成動作を行う複数の部材と、
前記複数の部材を動作させたときの前記電源の負荷電流値を推定する推定手段と、
前記温度検知手段により検知された温度と前記推定手段により推定された負荷電流値とに基づいて、前記冷却手段の回転を開始させるタイミングを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記複数の部材を動作させたときの前記電源の負荷電流値と前記冷却手段の回転を開始させるための閾値温度との関係を示す情報を記憶した記憶部を備え、
前記制御手段は、前記推定手段により推定した負荷電流値と前記記憶部に記憶された前記情報とに基づいて、前記閾値温度を設定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記複数の部材には、トナー像が形成される感光ドラムを含み、
前記制御手段は、前記感光ドラムの回転数に基づき求めた負荷電流値と予め前記記憶部に記憶された前記感光ドラムを除く他の部材の負荷電流値とを加算した負荷電流値を求め、前記加算した負荷電流値から前記閾値温度を設定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記感光ドラムの回転数を検知する回転数検知手段を備え、
前記制御手段は、前記回転数検知手段の検知結果に基づいて前記感光ドラムの回転数を検知することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記複数の部材には、トナー像が形成される感光ドラムを含み、
前記感光ドラムを駆動するモータと、
前記モータの負荷電流値を検知する電流検知手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記電流検知手段の検知結果と予め前記記憶部に記憶された前記感光ドラムを除く他の部材の負荷電流値とを加算した負荷電流値を求め、前記加算した負荷電流値から前記閾値温度を設定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記モータは、ベクトル制御によって駆動されることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記複数の部材を駆動する複数のモータと、
前記複数のモータの１つあたりの負荷電流値を記憶した記憶部と、
を備え、
前記制御手段は、動作しているモータの数と前記記憶部から読み出したモータ１つあたりの負荷電流値とを乗算した負荷電流値を求め、前記乗算した負荷電流値から前記閾値温度を設定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項８】
電気素子を有し、交流電圧から直流電圧を生成する電源と、
前記電気素子を冷却する冷却手段と、
前記電気素子から発生する熱を放熱する放熱手段と、
前記放熱手段の温度を検知する温度検知手段と、
画像形成動作を行う複数の部材と、
前記複数の部材を動作させたときの前記電源の電力値を検出する検出手段と、
前記温度検知手段により検知された温度と前記検出手段により検出された電力値とに基づいて、前記冷却手段の回転を開始させるタイミングを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
前記電源の電圧を検知する電源電圧検知手段と、
前記電源の電流を検知する電源電流検知手段と、
前記複数の部材を動作させたときの前記電源の電力値と前記冷却手段の回転を開始させるための閾値温度との関係を示す情報を記憶した記憶部と、
を備え、
前記制御手段は、前記電源電圧検知手段及び前記電源電流検知手段の検知結果に基づいて電力値を算出し、前記算出した電力値と前記記憶部に記憶された前記情報とに基づいて、前記閾値温度を設定することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記複数の部材の動作が開始されてから所定の時間が経過していない場合には、前記記憶部に記憶されている前記情報の中で最も低い温度を前記閾値温度として設定することを特徴とする請求項２から請求項７、請求項９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記電気素子の温度と前記温度検知手段により検知された温度との差は、前記負荷電流値が大きいほど大きくなることを特徴とする請求項２から請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記閾値温度は、前記負荷電流値が大きいほど低い温度に設定されることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記放熱手段は、ヒートシンクであることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記放熱手段は、前記電気素子に電気的に接続された配線パターンであることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に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、画像形成装置に関し、特に、電源装置と冷却装置とを備えた画像形成装置の電源冷却の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタをはじめとする画像形成装置では、電源装置等を冷却する手段として、ファンモータを使用した冷却が一般的に行われている。ファンモータは回転数が上がるに従って冷却効果が増加するものの、回転数の増加に伴いファンモータの風切り音がユーザにとって騒音（以下、動作音という）となってしまう。そこで、ファンモータによる動作音を低減させる方法として、電気素子の温度を予測し、予測した電気素子の温度に基づきファンモータの回転数を制御する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、電源装置を構成する電気素子の温度を間接的に測定して、ファンモータの回転数を制御することも行われている。その場合、電気素子の温度を測定する方法として、サーミスタを電気素子足やヒートシンクの取付け足近傍のパターンに実装することや、電気素子を放熱する放熱器にサーミスタを接触させることが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１１００５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のファン制御では、電気素子の温度を予測するにあたり、モータのトルクや電気素子のバラツキを最悪条件として見積もる必要があった。そのため、電気素子の温度がファンモータを回転させたい所定の閾値に上昇する前にファンモータが回転し始めたり、ファンモータの回転数を上げてしまったりといった課題があった。そこで、電源装置の電気素子の温度を直接モニタして、ファンモータの回転開始時間や回転数を決定すると精度良くファンモータを制御することが可能である。しかしながら、電気素子の温度を直接モニタするために温度検知手段の取付け部材が必要になることや、絶縁性を考慮する必要があり、構成上及びコスト上で困難となるおそれがあるという課題がある。
【０００５】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、適切なタイミングで冷却手段の回転を開始させ、動作音を低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。
【０００７】
（１）電気素子を有し、交流電圧から直流電圧を生成する電源と、前記電気素子を冷却する冷却手段と、前記電気素子から発生する熱を放熱する放熱手段と、前記放熱手段の温度を検知する温度検知手段と、画像形成動作を行う複数の部材と、前記複数の部材を動作させたときの前記電源の負荷電流値を推定する推定手段と、前記温度検知手段により検知された温度と前記推定手段により推定された負荷電流値とに基づいて、前記冷却手段の回転を開始させるタイミングを制御する制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【０００８】
（２）電気素子を有し、交流電圧から直流電圧を生成する電源と、前記電気素子を冷却する冷却手段と、前記電気素子から発生する熱を放熱する放熱手段と、前記放熱手段の温度を検知する温度検知手段と、画像形成動作を行う複数の部材と、前記複数の部材を動作させたときの前記電源の電力値を検出する検出手段と、前記温度検知手段により検知された温度と前記検出手段により検出された電力値とに基づいて、前記冷却手段の回転を開始させるタイミングを制御する制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、適切なタイミングで冷却手段の回転を開始させ、動作音を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１〜４の画像形成装置の概略図
【図２】実施例１の画像形成装置の回路ブロック図
【図３】実施例１〜４のプリント開始からの時間と温度差との関係を示すグラフ、負荷電流値と温度差との関係を示すグラフ、負荷電流値と閾値温度との関係を示すグラフ
【図４】実施例１のファンモータの制御処理を示すフローチャート
【図５】実施例２の画像形成装置の回路ブロック図
【図６】実施例２のファンモータの制御処理を示すフローチャート
【図７】実施例３のファンモータの制御処理を示すフローチャート
【図８】実施例４の画像形成装置の回路ブロック図
【図９】実施例４のファンモータの制御処理を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１１】
上述した課題を解決するための本発明の具体的な構成について、実施例に基づき説明する。なお、以下に示す実施例は一例であって、この発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００１２】
以下に、本発明を実施するための実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下で説明する実施例では、図１に示すレーザビームプリンタの場合を例に説明する。ただし、本発明は電源装置と冷却装置を備えた画像形成装置全般に適用できるものであり、特にレーザビームプリンタに限定されるものではない。
【００１３】
［画像形成装置］
図１は実施例１の画像形成装置の一例である中間転写体を採用したカラーレーザビームプリンタの概略構成図を示したものである。図１に示すように、画像形成装置１００は記録紙１０１を給送ローラ１０２で給送して、中間転写体である中間転写ベルト１０３に向けて搬送する。像担持体である感光ドラム１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄは、駆動モータ（不図示）の動力によって所定の速度で反時計回り方向（図中矢印方向）に回転駆動される。感光ドラム１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄは、その回転過程で帯電器１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄによって一様に帯電処理される。ここで、添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄはトナーの色であるイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックに対応しており、以下、特定の色に対応する部材を説明する場合を除き、添え字を省略する。画像信号に対応して変調されたビデオ信号に応じてレーザ（不図示）の光量が制御され、レーザビームスキャナ１０６から出力されることで、感光ドラム１０４上（像担持体上）を選択的に走査露光して静電潜像が形成される。
【００１４】
現像器１０７は、静電潜像に現像体である粉体トナーを付着させてトナー像（現像体像）として可視像化する。感光ドラム１０４上に形成されたトナー像は、感光ドラム１０４と接触して回転する中間転写ベルト１０３上に転写される（以下、１次転写という）。１次転写後、中間転写ベルト１０３の回転と同期をとった適切なタイミングで搬送された記録紙１０１が転写電圧を印加された２次転写ローラ１０８で中間転写ベルト１０３に圧接されて、トナー像が記録紙１０１上に転写される（以下、２次転写という）。クリーニング手段であるクリーニング部１０９は感光ドラム１０４上に残留したトナーを除去するための手段であり、クリーニング部１０９によって回収したトナーは廃トナー容器１１０に収納される。
【００１５】
感光ドラム１０４、帯電器１０５、レーザビームスキャナ１０６、現像器１０７、クリーニング部１０９、廃トナー容器１１０は一体でカートリッジとなっており、ユーザによる交換が可能である。カートリッジはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色分がそれぞれ配置されており、４色分のトナー像が中間転写ベルト１０３上に順次１次転写され、その後記録紙１０１上に２次転写される。また、カートリッジには不揮発メモリ１５０が搭載されている。定着器１１１は、定着ヒータ１１２を内蔵した定着ローラ１１３と、定着ローラ１１３に圧接するための加圧ローラ１１４を備えており、記録紙１０１を加熱及び加圧することにより未定着のトナー像が定着されて、画像形成物として機外へ排出される。
【００１６】
交流電源１１５に接続された電源装置１１６は、交流から直流への整流作用をもち、前述のプロセスで消費される電力は、電源装置１１６から装置各部へ供給される。冷却手段であるファンモータ１１７は、電源装置１１６の構成部品を主に冷却する。操作部１１９は、ユーザによる設定情報の入力や、画像形成装置１００の状態等の表示を行う。なお、画像形成装置１００は、記録紙１０１に画像形成を行っているプリント状態と、プリント状態よりも消費電力を低減しつつ、プリント指示を受信したらプリント状態に移行できるようにしているスタンバイ状態とで動作することが可能である。
【００１７】
［画像形成装置のブロック図］
図２は図１の画像形成装置１００の一部を示す回路ブロック図である。電源装置１１６は、電源であるＡＣ／ＤＣコンバータ２０３及びＤＣ／ＤＣコンバータ２０４を備えている。ＡＣ／ＤＣコンバータ２０３は、１次側電源回路２０１、２次側電源回路２０２から成り、交流電源１１５の交流電圧から直流電圧（ＤＣ）＋２４Ｖを生成する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０４は、直流電圧＋２４Ｖから直流電圧＋３．３Ｖを生成する。
【００１８】
ＡＣ／ＤＣコンバータ２０３は例えばスイッチングレギュレータ回路である。交流電源１１５は１次側電源回路２０１内の整流ダイオードブリッジ（不図示）、１次平滑コンデンサ（不図示）によって整流平滑された直流電圧に変換される。電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴとする）２０５と絶縁トランス２０６（トランスと図示）は、電源制御ＩＣ（不図示）によってスイッチング駆動される。これにより、絶縁トランス２０６の１次巻線に流れる直流電圧のエネルギーが絶縁トランス２０６の２次巻線を含む２次側電源回路２０２に伝達される。２次側電源回路２０２は、電気素子である整流ダイオード２０７及び平滑コンデンサ２０８によって整流平滑を行い、直流電圧＋２４Ｖを生成する。
【００１９】
電源装置１１６内にあるＤＣ／ＤＣコンバータ２０４は、例えば降圧型のスイッチングレギュレータであり、直流電圧＋２４Ｖから主に制御回路２１１で使用される直流電圧＋３．３Ｖを生成する。ここで、電源装置１１６の発熱量が多い代表的な電子部品には、ＦＥＴ２０５、絶縁トランス２０６、整流ダイオード２０７などがある。ＰＷＭ方式の電源装置１１６においては、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０３の負荷が重くなるとＦＥＴ２０５のオン損失が高くなり、素子の発熱量が多くなる。そのため、ＦＥＴ２０５や整流ダイオード２０７のように発熱量が多い半導体素子は、電子素子から発生する熱を放熱器であるヒートシンクによって放熱させる。
【００２０】
整流ダイオード２０７は放熱手段であるヒートシンク２０９にビスで締結されている。ヒートシンク２０９には、ヒートシンク２０９（放熱器と図示）の温度検知手段であるサーミスタ２１０が押圧部材（不図示）により安定的に接触している。サーミスタ２１０は制御回路２１１のＣＰＵ２１２に接続されており、サーミスタ２１０の検知結果である温度検知信号はＣＰＵ２１２に入力される。ＣＰＵ２１２は、サーミスタ２１０による温度測定結果を常時モニタすることが可能である。即ち、ＣＰＵ２１２はサーミスタ２１０によりヒートシンク２０９を介して整流ダイオード２０７の温度を間接的に測定していることになる。
【００２１】
ＦＥＴ２０５は１次側電源回路２０１内にあり、２次側回路であるサーミスタ２１０によってＦＥＴ２０５の温度を測定する場合は、安全性の観点から絶縁性を十分に考慮する必要がある。そのため、ＦＥＴ２０５の温度をサーミスタ２１０によって測定するためには、構成上及びコスト上、困難を伴う。よって、実施例１では、２次側電源回路２０２内にあり発熱量が多い整流ダイオード２０７の温度をモニタする構成としている。本来は、整流ダイオード２０７のパッケージ温度を直接測定したいものの、サーミスタ２１０をパッケージに接触させるのは構成上難しい。そこで、実施例１では整流ダイオード２０７を冷却しているヒートシンク２０９の温度を測定する構成としている。
【００２２】
ファンモータ１１７は主に電源装置１１６内の電気部品を冷却する。ファン駆動回路２１５は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０３で生成された直流電圧＋２４Ｖを駆動源とした降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータ等（不図示）で構成されている。制御回路２１１のＣＰＵ２１２から出力されたファン駆動信号によってファン駆動回路２１５はファンモータ１１７の回転数を制御する。ＣＰＵ２１２から出力されるファン駆動信号は例えばＰＷＭ信号であり、周波数やオンデューティを変更することでファンモータ１１７への入力電圧Ｖｄを０Ｖから＋２４Ｖの範囲で変更する。ファンモータ１１７は入力電圧Ｖｄが所定電圧以上、例えば８Ｖ以上になると回転を開始する。ファンモータ１１７は、所定電圧以上においては、回転数と入力電圧Ｖｄとがほぼ線形の関係となるように構成されている。なお、ファンモータ１１７の駆動方法は実施例１で説明した駆動方式に限られるものではない。
【００２３】
ファンモータ１１７の動作音を低減させる観点から、ファンモータ１１７を回転させる時間は最小限に抑えることが求められる。そこで、ＣＰＵ２１２は、発熱量の多い素子の温度をサーミスタ２１０で間接的にモニタして、素子の温度が閾値を超えるまでは、ファンモータ１１７を停止する（動作させない）制御を行っている。また、実施例１ではコストの観点から、サーミスタ２１０により温度をモニタする箇所は一箇所（ヒートシンク２０９）としている。
【００２４】
一箇所の温度測定によってファンモータ１１７の回転制御を行う上では、昇温によって各素子が保証される上限の温度である限界温度に達するまでの時間が最も早い素子の温度をモニタするのが望ましい。上述の通り、構成及びコストの観点から、整流ダイオード２０７の温度をモニタすることが最適である。このため、ＦＥＴ２０５よりも先に整流ダイオード２０７が限界温度に達するように、ＦＥＴ２０５のヒートシンクと整流ダイオード２０７のヒートシンク２０９のサイズや形状を調整している。
【００２５】
制御回路２１１は、ＣＰＵ２１２、モータ駆動回路２１４、ファン駆動回路２１５、不揮発メモリ２５０、タイマ２６０を有している。モータ駆動回路２１４は、感光ドラム１０４を駆動するモータ２１３をＣＰＵ２１２の指示に従い制御する。不揮発メモリ２５０には、ＣＰＵ２１２が以下に説明する各種処理を実行する際に必要となるテーブル等が記憶されている。タイマ２６０は、ＣＰＵ２１２が各種処理を実行する際に時間を管理するために用いられる。
【００２６】
［負荷電流値の推定方法］
次に、電源装置１１６のＡＣ／ＤＣコンバータ２０３の負荷電流値を推定する方法について説明する。モータ２１３は、例えば感光ドラム１０４を駆動するモータである。モータ２１３はＣＰＵ２１２からモータ駆動信号が入力されたモータ駆動回路２１４によって駆動される。感光ドラム１０４は一般的に使用時間が経過するとともに駆動トルクが増大するため、感光ドラム１０４を駆動するモータ２１３の負荷電流は感光ドラム１０４の使用時間によって大きく変動する。制御回路２１１のＣＰＵ２１２は、例えばエンコーダ等の回転数検知手段（不図示）によって感光ドラム１０４の回転数をカウントすることが可能である。ＣＰＵ２１２は、回転数検知手段の検知結果に基づき感光ドラム１０４の回転数をカウントして累積し、累積した回転数（以下、累積回転数という）をそれぞれのカートリッジに搭載された不揮発メモリ１５０に記憶する。ＣＰＵ２１２は、不揮発メモリ１５０に記憶された累積回転数にカウントした回転数を加算して新たな累積回転数として記憶させる。また、不揮発メモリ１５０には、感光ドラム１０４の累積回転数とモータ２１３の負荷電流値との関係を示す情報が、例えばテーブルとして記憶されているものとする。
【００２７】
感光ドラム１０４を駆動するモータ２１３の負荷電流値を推定するにあたり、制御回路２１１のＣＰＵ２１２は、カートリッジに搭載された不揮発メモリ１５０から感光ドラム１０４の累積回転数を読み出す。続いて、ＣＰＵ２１２は、不揮発メモリ２５０に予め記憶しておいた、感光ドラム１０４の累積回転数とモータ２１３の負荷電流値との関係であるテーブルから、今回の累積回転数に該当するモータ２１３の負荷電流値を読み出す。一方、感光ドラム１０４を駆動するモータ２１３以外のＡＣ／ＤＣコンバータ２０３に接続された各種アクチュエータやスキャナ等の各ユニット（不図示）が動作したときの最大負荷電流値は、予め制御回路２１１内の不揮発メモリ２５０に記憶しておく。なお、各ユニットは画像形成動作を行う複数の部材に相当し、感光ドラム１０４は複数の部材に含まれる。この最大負荷電流値はアクチュエータのバラツキや耐久等によるトルク変動を考慮して定められている。
【００２８】
ＣＰＵ２１２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０３に接続された各ユニットの動作開始を検知すると、上述した方法により感光ドラム１０４を駆動するモータ２１３の負荷電流値とそれ以外の各ユニットの最大負荷電流値とを推定する。即ち、ＣＰＵ２１２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０３から感光ドラム１０４を含む各ユニットを動作させたときのＡＣ／ＤＣコンバータ２０３の負荷電流値を推定する推定手段として機能する。続いて、各ユニットの負荷電流値を合算し、現時点におけるＡＣ／ＤＣコンバータ２０３の合計負荷電流値を算出する。
【００２９】
［負荷電流値と温度差］
図３（ａ）に負荷電流値毎のプリント開始後の経過時間と、整流ダイオード２０７とサーミスタ２１０との温度差との関係を示す。図３（ａ）は、横軸に時間（秒）を示し、縦軸に整流ダイオード２０７とサーミスタ２１０の検知温度との温度差（℃）を示す。また、実線は負荷電流値が６Ａ（アンペア）の場合を示し、破線は負荷電流値が４Ａの場合を示し、点線は負荷電流値が２Ａの場合を示す。図３（ａ）に示すように、負荷電流値が高いほど温度差が大きい。
【００３０】
画像形成装置１００がスタンバイ状態でＡＣ／ＤＣコンバータ２０３の負荷電流値が例えば０．５Ａ程度と小さい場合は、整流ダイオード２０７のパッケージ温度とサーミスタ２１０による検知温度との温度差は小さい。一方、プリント開始によりＡＣ／ＤＣコンバータ２０３の負荷が増加して整流ダイオード２０７の温度は上昇していく。そうすると、ヒートシンク２０９の放熱性が高いため、整流ダイオード２０７のパッケージ温度とサーミスタ２１０の検知温度との温度差が徐々に拡大していく。即ち、プリント時の様に負荷が大きいときのサーミスタ２１０の検知温度は、整流ダイオード２０７のパッケージ温度よりも低い温度が検知される。ヒートシンク２０９の熱容量や放熱性に寄るものの、実施例１の構成では、プリント開始から約３０秒が経過するとそれ以降の温度差の変化は少なくなり、温度差は安定する。
【００３１】
一方、プリント開始から３０秒以降の温度差が安定した領域においては、負荷電流値が増えるに従い温度差は大きくなり、負荷電流値と温度差との関係は図３（ｂ）に示すようにほぼ線形の特性を示す。このように、整流ダイオード２０７の温度とサーミスタ２１０により検知された温度との差は、負荷電流値が大きいほど大きくなる。ここで、図３（ｂ）の横軸は負荷電流値（Ａ）を示し、縦軸は温度差（℃）を示す。ここで、ＣＰＵ２１２は、プリント開始から所定時間が経過した温度差が安定した領域において、整流ダイオード２０７の温度が所定の温度、例えば７０℃に達した場合にファンモータ１１７を回転させるように制御するようにする。このように制御するために、ファンモータ１１７の回転を開始させたい温度である７０℃から図３（ｂ）に示す温度差を減じることで、サーミスタ２１０の検知温度と比較することができるようにしておく。そして、図３（ｃ）に示す閾値温度にファンモータ１１７の回転を開始するための閾値温度を設定する。
【００３２】
ここで、図３（ｃ）は、横軸に負荷電流値（Ａ）を示し、縦軸に閾値温度（℃）を示すグラフである。閾値温度は、負荷電流値が大きくなるほど低く設定される。図３（ｃ）の負荷電流値と閾値温度との関係をテーブルとして予め制御回路２１１の不揮発メモリ２５０に記憶しておく。不揮発メモリ２５０は、各ユニットを動作させたときのＡＣ／ＤＣコンバータ２０３の負荷電流値とファンモータ１１７の回転を開始させるための閾値温度との関係を示す情報を記憶した記憶部である。実施例１では、負荷電流値と閾値温度との関係はテーブルとして記憶しておく例を示したものの、負荷電流値と閾値温度との関係は図３（ｂ）に示す関係と図３（ｃ）に示す関係とから求めた関係式であってもよい。ＣＰＵ２１２は、推定した負荷電流値に対応する閾値温度を不揮発メモリ２５０から取得する。ＣＰＵ２１２は、サーミスタ２１０により検知された温度と推定した負荷電流値とに基づいて、ファンモータ１１７の回転を開始させるタイミングを制御する制御手段として機能する。ＣＰＵ２１２は、推定した負荷電流値と不揮発メモリ２５０に記憶された情報とに基づいて、閾値温度を設定する。
【００３３】
［ファンモータの回転制御処理］
図４は実施例１のファンモータ１１７の回転制御処理を示すフローチャートである。ステップ（以下、Ｓとする）６０１でＣＰＵ２１２は、各種アクチュエータやスキャナ等のユニットが動作を開始したことを検知したか否かを判断する。Ｓ６０１でＣＰＵ２１２は、ユニットの動作開始を検知していないと判断した場合、処理をＳ６０１に戻す。ＣＰＵ２１２は、ユニットの動作開始を検知したと判断した場合、処理をＳ６０２に進めるとともに、タイマ２６０をリセットしてスタートさせる。
【００３４】
Ｓ６０２でＣＰＵ２１２は、タイマ２６０を参照することにより、ユニットの動作が開始されてから所定の時間以上、例えば３０秒以上経過したか否かを判断する。Ｓ６０２でＣＰＵ２１２は、３０秒以上が経過していないと判断した場合、処理をＳ６０３に進める。Ｓ６０３でＣＰＵ２１２は、不揮発メモリ２５０に記憶したテーブルを参照して、ファンモータ１１７の回転開始のための閾値温度Ｔｔｈを下限値に設定し、処理をＳ６０９に進める。このように、ＣＰＵ２１２は、各ユニットの動作が開始されてから所定の時間、例えば３０秒が経過していない場合には、図３（ａ）で説明したように、温度差が安定していない。このため、不揮発メモリ２５０に記憶されている閾値温度の中で最も低い温度を閾値温度Ｔｔｈとして設定する。Ｓ６０２でＣＰＵ２１２は、３０秒以上が経過したと判断した場合、処理をＳ６０４に進める。
【００３５】
Ｓ６０４でＣＰＵ２１２は、カートリッジに搭載された不揮発メモリ１５０から感光ドラム１０４の累積回転数を読み出す。Ｓ６０５でＣＰＵ２１２は、不揮発メモリ２５０に記憶したテーブルを参照して、Ｓ６０４で読み出した感光ドラム１０４の累積回転数に対応するモータ２１３の負荷電流値を推定する。Ｓ６０６でＣＰＵ２１２は、予め不揮発メモリ２５０に記憶していた感光ドラム１０４のモータ２１３以外の各ユニットの負荷電流値を読み出す。Ｓ６０７でＣＰＵ２１２は、Ｓ６０５で推定した負荷電流値とＳ６０６で読み出した負荷電流値とに基づいて、動作しているユニットの合計の負荷電流値を算出する。ＣＰＵ２１２は、感光ドラム１０４の回転数に基づき求めた負荷電流値と予め不揮発メモリ２５０に記憶された各ユニットの負荷電流値とを加算した負荷電流値を求める。
【００３６】
Ｓ６０８でＣＰＵ２１２は、不揮発メモリ２５０に記憶したテーブル（図３（ｃ））を参照して、電源装置１１６の合計の負荷電流値に応じたファンモータ１１７の回転開始のための閾値温度Ｔｔｈを設定する。Ｓ６０９でＣＰＵ２１２は、サーミスタ２１０により温度を検知する。以下、サーミスタ２１０によって検知した温度をサーミスタ温度Ｔｈとする。
【００３７】
Ｓ６１０でＣＰＵ２１２は、Ｓ６０９で検知したサーミスタ温度Ｔｈが、Ｓ６０８で設定した閾値温度Ｔｔｈよりも高いか否かを判断する。Ｓ６１０でＣＰＵ２１２は、サーミスタ温度Ｔｈが閾値温度Ｔｔｈ以下である（Ｔｈ≦Ｔｔｈ）と判断した場合、処理をＳ６０１に戻す。Ｓ６１０でＣＰＵ２１２は、サーミスタ温度Ｔｈが閾値温度Ｔｔｈよりも高い（Ｔｈ＞Ｔｔｈ）と判断した場合、処理をＳ６１１に進める。Ｓ６１１でＣＰＵ２１２は、ファンモータ１１７の回転を開始して、処理を終了する。
【００３８】
以上のように、実施例１では負荷電流値に応じた整流ダイオード２０７の素子温度とサーミスタ温度Ｔｈとの温度差を用いて、ファンモータ１１７の回転開始のための閾値温度Ｔｔｈを設定する。これにより、負荷電流値によらず１つのファンモータ１１７の閾値温度を設定する場合に比べて、負荷電流値が最大負荷よりも軽い大多数の画像形成装置において、従来よりもファンモータ１１７の回転開始までの時間を延長することができる。このため、ファンモータ１１７の動作音が発生する時間を短くする効果とともに省エネルギーの効果が得られる。
【００３９】
以上、実施例１によれば、適切なタイミングで冷却手段の回転を開始させ、動作音を低減させることができる。
【実施例２】
【００４０】
実施例１では、感光ドラム１０４の累積回転数と感光ドラム１０４を駆動するモータ２１３の負荷電流値とを予め記憶しておき、累積回転数に応じたモータ２１３の負荷電流値を推定していた。この場合、感光ドラム１０４の駆動トルクやモータ２１３のバラツキ等を考慮した負荷電流値を設定しているため、実際の負荷電流値よりも高い電流値となるおそれがある。実際の負荷電流値よりも高い負荷電流値を推定してしまうと、ファンモータ１１７を早めに回転し始めてしまうことになる。そこで、実施例２では、負荷電流の変動が大きい感光ドラム１０４を駆動するモータ２１３の電流をモニタする構成としている。
【００４１】
［画像形成装置のブロック図］
実施例２の画像形成装置１００一部を示す回路ブロック図である図５を用いて説明する。なお、図２と同じ構成には同じ符号を付し、説明を省略する。図５の感光ドラム１０４を駆動するモータ２１３はＣＰＵ２１２からのモータ駆動信号を入力されたモータ駆動回路２１４によって例えばベクトル制御駆動される。モータ駆動回路２１４内には、モータ２１３の駆動用コイルに流れる電流を検知する電流検知部２１４ａを有しており、モータ２１３の負荷電流値を検知することができる。電流検知部２１４ａは、モータ２１３に供給される電流を検知する電流検知手段として機能する。
【００４２】
モータ駆動回路２１４は、電流検知部２１４ａによって検知したモータ２１３の負荷電流値をモータ電流検知信号としてＣＰＵ２１２に出力する。モータ２１３以外のＡＣ／ＤＣコンバータ２０３に接続された各種アクチュエータやスキャナ等の各ユニット（不図示）が動作したときの最大負荷電流値は実施例１と同様に予め制御回路２１１内の不揮発メモリ２５０に記憶しておく。
【００４３】
［ファンモータの回転制御処理］
図６は実施例２のファンモータ１１７の回転制御処理を示すフローチャートである。なお、Ｓ８０１〜Ｓ８０３、Ｓ８０７〜Ｓ８１０の処理は、実施例１の図４で説明したＳ６０１〜Ｓ６０３、Ｓ６０８〜Ｓ６１１の処理と同じであるため、説明を省略する。Ｓ８０４でＣＰＵ２１２は、不揮発メモリ２５０に予め記憶していたモータ２１３以外の各ユニットの負荷電流値を読み出す。Ｓ８０５でＣＰＵ２１２は、モータ駆動回路２１４内の電流検知部２１４ａによりモータ２１３の負荷電流値を検知する。Ｓ８０６でＣＰＵ２１２は、Ｓ８０４で読み出したモータ２１３以外の各ユニットの負荷電流値とＳ８０５で検知したモータ２１３の負荷電流値とに基づき、動作しているユニットの合計の負荷電流値を算出する。このように、実施例２では、ＣＰＵ２１２は、電流検知部２１４ａの検知結果と予め不揮発メモリ２５０に記憶された感光ドラム１０４を除く各ユニットの負荷電流値とを加算した電流値を求め、加算した電流値から閾値温度Ｔｔｈを設定する。
【００４４】
以上のように、実施例２では感光ドラム１０４の駆動トルクやモータ２１３のバラツキが大きい感光ドラム１０４を駆動するモータ２１３の電流を検知する構成としている。これにより、合計の負荷電流値をより精度良く推定することが可能となり、更に多くの場合でファンモータ１１７の回転開始までの時間を延長することができる。このため、ファンモータ１１７の動作音が発生する時間を更に短くする効果とともに更なる省エネルギーの効果が得られる。なお、実施例２ではモータ２１３をベクトル制御する例を示したものの、モータ２１３の電流を検知できれば、他の制御方式でも同様の効果を得られる。
【００４５】
以上、実施例２によれば、適切なタイミングで冷却手段の回転を開始させ、動作音を低減させることができる。
【実施例３】
【００４６】
実施例１、２では感光ドラム１０４を駆動するモータ２１３以外の各ユニットが動作したときの最大負荷電流値を予め不揮発メモリ２５０に記憶しておく例を示した。この場合、ユニットの数量分の不揮発メモリ２５０の容量が必要となってしまう。また、電源装置１１６の負荷電流値は主にモータ等のアクチュエータが大部分を占めており、アクチュエータ以外の負荷電流の占める割合は小さい。
【００４７】
そこで、実施例３では、感光ドラム１０４を駆動するモータ２１３だけではなく、画像形成動作に寄与する他の部材を駆動する複数のモータを備える構成とし、動作しているモータの数によって、負荷電流値を推定する構成としている。不揮発メモリ２５０には、複数のモータの１つあたりの負荷電流値が記憶される。ＣＰＵ２１２は、動作しているモータの数と不揮発メモリ２５０から読み出した１つあたりの負荷電流値とを乗算した負荷電流値を求め、乗算した負荷電流値に基づき閾値温度Ｔｔｈを設定する。
【００４８】
［ファンモータの回転制御処理］
図７に実施例３のファンモータ１１７の回転制御処理を示すフローチャートを示す。なお、図７のＳ９０２、Ｓ９０３、Ｓ９０７〜Ｓ９１０の処理は、実施例１の図４のＳ６０２、Ｓ６０３、Ｓ６０８〜Ｓ６１１の処理と同じであり説明を省略する。Ｓ９０１でＣＰＵ２１２は、画像形成装置１００が有する複数のモータのうち、少なくとも１つのモータが動作を開始したか否かを判断する。Ｓ９０１でＣＰＵ２１２は、どのモータも動作を開始していないと判断した場合、処理をＳ９０１に戻し、少なくとも１つのモータが動作を開始したと判断した場合、処理をＳ９０２に進める。
【００４９】
Ｓ９０４でＣＰＵ２１２は、不揮発メモリ２５０に予め記憶していたモータ１つあたりの負荷電流値を読み出す。Ｓ９０５でＣＰＵ２１２は、動作しているモータの合計の数量を検出する。Ｓ９０６でＣＰＵ２１２は、Ｓ９０５で検出した動作しているモータの合計数量と、Ｓ９０４で読み出したモータ１つあたりの負荷電流値とに基づいて、モータの合計の負荷電流値を算出する。
【００５０】
以上のように、実施例３では動作しているモータの数によって、負荷電流値を推定する構成としている。これにより、不揮発メモリ２５０の容量をより少なくすることが可能となる。このため、より少ないコストで従来に比べてファンモータ１１７の動作音が発生する時間を短くする効果とともに省エネルギーの効果が得られる。
【００５１】
以上、実施例３によれば、適切なタイミングで冷却手段の回転を開始させ、動作音を低減させることができる。
【実施例４】
【００５２】
実施例１乃至３ではモータや各ユニットが動作したときの最大負荷電流値を予め不揮発メモリ２５０に記憶しておく例を示した。この場合、ユニットや電気素子等のバラツキを考慮した負荷電流値を設定しているため、実際の負荷電流値よりも高い電流値となることもある。実際の負荷電流値よりも高い電流値を推定してしまうと、ファンモータ１１７を早めに回転し始めてしまうおそれもある。また、電気素子の発熱量は電力と相関関係がある。負荷電流値が一定であっても、出力電圧のバラツキや変動によって出力電力が変化してしまう。このため、負荷電力値によってファンモータ１１７の回転開始のための閾値温度を設定する方が、より精度良くファンモータ１１７の回転開始のタイミングを決定することができる。
【００５３】
そこで、実施例４では、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０３の出力電力値を検出する構成とし、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０３の出力電圧値及び出力電流値を検知する出力電力検知部３００を更に有する。図８は実施例４の画像形成装置１００の回路ブロック図であり、図２等と同じ構成には同じ符号を付し説明を省略する。出力電力検知部３００は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０３の出力電圧値を検知する電源電圧検知手段である電圧検知部３１０と、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０３の出力電流値を検知する電源電流検知手段である電流検知部３２０とを有する。また、不揮発メモリ２５０にＡＣ／ＤＣコンバータ２０３の出力電力値に応じたファンモータ１１７の回転開始のための閾値温度Ｔｔｈを記憶しておく。
【００５４】
［ファンモータの回転制御処理］
図９に実施例４のファンモータ１１７の回転制御処理を示すフローチャートを示す。なお、Ｓ１００１〜Ｓ１００３、Ｓ１００８〜Ｓ１０１０の処理は、実施例１の図４で説明したＳ６０１〜Ｓ６０３、Ｓ６０９〜Ｓ６１１の処理と同じであるため説明を省略する。Ｓ１００４でＣＰＵ２１２は、電圧検知部３１０によりＡＣ／ＤＣコンバータ２０３の出力電圧値（電源出力電圧値と図示）を検知する。Ｓ１００５でＣＰＵ２１２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０３の出力電流値（電源出力電流値と図示）を検知する。Ｓ１００６でＣＰＵ２１２は、Ｓ１００４で検知したＡＣ／ＤＣコンバータ２０３の出力電圧値とＳ１００５で検知したＡＣ／ＤＣコンバータ２０３の出力電流値とに基づいて、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０３の出力電力値（電源出力電力値と図示）を算出する。Ｓ１００６で算出した出力電力値を、以下、負荷電力値という。Ｓ１００７でＣＰＵ２１２は、不揮発メモリ２５０に記憶したテーブルを参照して、Ｓ１００６で算出したＡＣ／ＤＣコンバータ２０３の負荷電力値に応じたファンモータ１１７の回転開始のための閾値温度Ｔｔｈを設定する。実施例４では、ＣＰＵ２１２は、電圧検知部３１０及び電流検知部３２０の検知結果に基づいて電力値を算出し、算出した電力値と不揮発メモリ２５０に記憶された情報とに基づいて、閾値温度Ｔｔｈを設定する。
【００５５】
以上のように、実施例４ではＡＣ／ＤＣコンバータ２０３の出力電力値を求める構成としている。これにより、更に精度良くファンモータ１１７の回転開始のタイミングを決定することが可能となる。このため、ファンモータ１１７の動作音が発生する時間を更に短くする効果とともに更なる省エネルギーの効果が得られる。
【００５６】
実施例１乃至４では、ファンモータ１１７の回転開始のタイミングを決定する例を示したものの、ファンモータ１１７の回転速度を変更する際に利用すれば、ファンモータ１１７の回転数を最小限に抑え、動作音を低減することが可能となる。また実施例１乃至４では、整流ダイオード２０７の温度を、ヒートシンク２０９を介して間接的に検知する構成を示したものの、温度の測定対象の電気素子は整流ダイオード２０７に限定されるものではない。また実施例１乃至４では、サーミスタ２１０をヒートシンク２０９に押圧して温度を検知する例を示した。しかし、素子足やヒートシンクの取付け足近傍に電気的に接続されたパターン（配線パターン）にサーミスタを実装することでも同様に素子の温度を間接的に検知することが可能である。即ち、配線パターンが放熱手段として機能してもよい。また、温度検知手段は、表面実装部品であり、電源装置内に配置されればよい。
【００５７】
以上、実施例４によれば、適切なタイミングで冷却手段の回転を開始させ、動作音を低減させることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１１６    電源装置
１１７    ファンモータ
２０７    整流ダイオード
２０９    ヒートシンク
２１０    サーミスタ
２１２    ＣＰＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2020177160.tif 000006
【図５】
2020177160.tif 000007
【図６】
2020177160.tif 000008
【図７】
2020177160.tif 000009
【図８】
2020177160.tif 000010
【図９】
2020177160.tif 000011