(57)【要約】【課題】  停止状態のファンを回転するために印加する電圧を常に高い電圧にしておくと、省エネ性と静音性が損なわれる場合がある。【解決手段】  停止状態のファンを回転するために低電圧を印加し、ファンが回転しない場合に、高電圧を印加する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の部品を冷却するためのファンに電圧を印加する電圧印加手段を制御する装置であって、
前記電圧印加手段を制御する制御手段を有し、
前記制御手段は、
前記ファンを停止状態から回転させるために第１の電圧を、前記で電圧印加手段に印加させる第１の電圧制御手段、
前記第１の電圧制御手段による前記第１の電圧の印加によって前記ファンが回転するかを判定する判定手段、
前記ファンが回転しないとの前記判定に基づいて、前記ファンを停止状態から回転させるために前記第１の電圧よりも高い第２の電圧を、前記電圧印加手段に印加させる第２の電圧制御手段、
として機能することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記第２の電圧制御手段による前記第２の電圧の印加によって前記ファンが回転するかを判定し、
前記制御手段は、
前記第２の電圧制御手段による前記第２の電圧の印加によって前記ファンが回転するとの前記判定に基づいて、前記第２の電圧よりも低い電圧を、前記回転しているファンに印加する第３の電圧制御手段として機能することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記第３の電圧制御手段による前記低い電圧の印加によっても、前記ファンが回転するかを判定し、
前記制御手段は、前記第３の電圧制御手段による前記低い電圧の印加によって前記ファンが回転しないとの前記判定に基づいて、前記第２の電圧を前記電圧印加手段に印加させることで前記ファンを停止状態から回転させ、且つ、当該回転中においても前記第２の電圧を前記電圧印加手段に印加させ続ける第４の電圧制御手段として機能することを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記装置全体を制御するための電子部品であり、前記制御手段および前記判定手段として機能する電子部品を有し、
前記ファンは、前記電子部品を冷却するために前記装置に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記第１乃至第４の電圧制御手段それぞれによる電圧の印加によっての前記ファンの回転の有無に応じて、前記ファンの状態に関する情報を通知する通知手段をさらに有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の装置。
【請求項６】
所定の部品を冷却するためのファンに電圧を印加するために装置が行う方法であって、
前記ファンを停止状態から回転させるために第１の電圧を前記ファンに印加する第１の電圧印加工程と、
前記第１の電圧印加工程による前記第１の電圧の印加によって前記ファンが回転するかを判定する判定工程と、
前記ファンが回転しないとの前記判定に基づいて、前記ファンを停止状態から回転させるために前記第１の電圧よりも高い第２の電圧を、前記ファンに印加する第２の電圧印加工程と、
を有することを特徴とする方法。
【請求項７】
前記方法はさらに、
前記第２の電圧印加工程による前記第２の電圧の印加によって前記ファンが回転するかを判定する工程と、
前記第２の電圧印加工程による前記第２の電圧の印加によって前記ファンが回転するとの前記判定に基づいて、前記第２の電圧よりも低い電圧を、前記回転しているファンに印加する第３の電圧印加工程と、
を有することを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記方法はさらに、
前記第３の電圧印加工程による前記低い電圧の印加によっても、前記ファンが回転するかを判定し、
前記制御手段は、前記第３の電圧印加工程による前記低い電圧の印加によって前記ファンが回転しないとの前記判定に基づいて、前記第２の電圧を前記ファンに印加することで前記ファンを停止状態から回転させ、且つ、当該回転中においても前記第２の電圧を前記ファンに印加し続ける第４の電圧印加工程と、
を有することを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
請求項６乃至８の何れか１項に記載の方法は、前記装置の所定の電子部品によって実行され、前記ファンは前記所定の電子部品を冷却するために前記装置に設けられていることを特徴とする請求項６乃至８の何れか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１乃至第４の電圧印加工程それぞれによる電圧の印加によっての前記ファンの回転の有無に応じて、前記ファンの状態に関する情報を通知する通知工程をさらに有することを特徴とする請求項６乃至９の何れか１項に記載の方法。
【請求項１１】
請求項１乃至５の何れか１項に記載の各手段としてコンピューターを機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
電子機器を冷却するためのファンの回転制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品はその種別により適切に使用できる温度範囲の条件がさだめられており、それを逸脱すると回路の特性劣化や最悪部品の破壊を招く。一般的に電子部品は通電することにより発熱するが、適切な温度管理が行われていないと電子部品の発熱により上記特性劣化や部品の破壊が発生する。これを防ぐために、発熱が大きい電子部品や電子回路に対しファン装置（以下ファン）による冷却が行われている。
【０００３】
ファンは内部にモーターとモーターの回転軸に取り付けられた羽根を有しており、モーターが回転することで羽根も回転することで風を起こし、この風によって電子部品が冷却される。モーターは電圧が印加されることで回転するが、そのモーターの回転軸の軸受けの潤滑油が少なくなってくると、回転しづらくなり、やがては回転しなくなり、寿命を迎える。
【０００４】
特許文献１では、ファンの寿命の長期化を図るために、ファンを停止状態から回転させる場合には比較的高い電圧をモーターに印加し、ファンの回転後、印加電圧を比較的低い電圧に切り替える技術を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３４５２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術は、ファンが比較的低い電圧の印加によっても回転開始できる場合でも、停止状態のファンには都度、高い電圧を印加している。そのため、ファンの回転開始時の消費電力は大きくなり、省エネ性が低下してしまう。また、ファンの回転数が比較的高いために静音性の低下を招いてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の装置は、所定の部品を冷却するためのファンに電圧を印加する電圧印加手段を制御する装置であって、前記電圧印加手段を制御する制御手段を有し、前記制御手段は、前記ファンを停止状態から回転させるために第１の電圧を、前記で電圧印加手段に印加させる第１の電圧制御手段と、前記第１の電圧制御手段による前記第１の電圧の印加によって前記ファンが回転するかを判定する判定手段と、前記ファンが回転しないとの前記判定に基づいて、前記ファンを停止状態から回転させるために前記第１の電圧よりも高い第２の電圧を、前記電圧印加手段に印加させる第２の電圧制御手段と、して機能することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によればファンを停止状態から回転させるために印加する電圧を低電圧にすることが可能なので、省エネ性および静音性を従来より向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１の構成図。
【図２】実施例１のフローチャート。
【図３】実施例２の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。
【００１１】
（実施例１）
図１は実施例１の装置の構成図を表わしている。この装置は、例えば印刷装置（画像形成装置）であったり、ＰＣなどの汎用コンピューターであったりする。この装置は、コントローラー、ファン（ファン装置）１０１、ファン電源制御回路１０２、汎用Ｉ／Ｏポート１０５を有する。コントローラーは、ＣＰＵ１０８、そのＣＰＵ１０８のワークメモリとして機能するＲＡＭ１１２、ＣＰＵ１０８が実行するプログラムを格納するＲＯＭ１１０を有する。コントローラーのＣＰＵ１０８は、装置全体を統括的に制御する役割を担う。また、コントローラー（ＣＰＵ１０８）は、ファン電源制御回路１０２を制御して、ファン１０１に印加される電圧の大きさを制御するための制御手段として機能する。
【００１２】
ファン１０１は、内部にモーターおよびそのモーターの回転軸に取り付けられた羽根を有し、このモーターにファン電源制御回路１０２が電圧を印加することでモーターが回転し、モーターの回転によって羽根が回転する。そして羽根の回転によって生じた風によって電子部品であるコントローラー（特にＣＰＵ１０８）が冷却される。以下ではファン１０１のモーターに電圧を印加することを、ファン１０１に電圧を印加する、あるいは、ファン１０１に電源を供給する、と簡略化して説明する。またファン１０１の羽根を回転させることをファン１０１を回転させる、と簡略化して説明する。
【００１３】
ファン電源制御回路１０２は、不図示の電源と接続されており、ファン電源ライン１０３を介してファン１０１に電源を供給する。このファン電源制御回路１０２は、ファン１０１に電圧を印加する電圧印加手段として機能する。ファン１０１は供給される電源の電圧の高低に応じて回転数の速い・遅いが変化する。例えば、ファン電源制御回路１０２が相対的に低い電圧（第１の電圧）をファン１０１に印加することで回転するファン１０１の回転数は、相対的に低い。一方、相対的に高い電圧（第２の電圧）が印加されて回転するファン１０１の回転数は、相対的に高い。また、ファン１０１は回転数に応じてファンロック検知信号１０４を出力する。例えばファンロック検知信号１０４は、ファンが所定の回転数を越える回転数で回転している場合に論理値”Ｈ”を保持し、その所定の回転数以下の回転数で回転している場合に”Ｌ”を保持する。
【００１４】
汎用Ｉ／Ｏポート１０５は、ファン電源制御回路１０２にＨａｌｆ／Ｆｕｌｌ制御信号１０６を出力する。また汎用Ｉ／Ｏポート１０５は、不図示のイネーブル信号（“Ｈ”または“Ｌ”）をファン電源制御回路１０２に出力する。また、汎用Ｉ／Ｏポート１０５には、ファン１０１から出力されるファンロック検知信号１０４が入力される。
【００１５】
ファン電源制御回路１０２は、イネーブル信号の値を参照し、イネーブル信号が“Ｈ”である場合に、Ｈａｌｆ／Ｆｕｌｌ制御信号１０６の値によってファン電源ライン１０３に出力する電圧（すなわちファン１０１に印加する電圧）を制御する。なおファン電源制御回路１０２は、イネーブル信号が“Ｌ”である場合に、ファン電源ライン１０３に有意な電圧を印加しない。本実施例の場合、Ｈａｌｆ／Ｆｕｌｌ制御信号１０６が論理”Ｈ”の場合、ファン電源ライン１０３にファン１０１の定格電圧を出力する。また、Ｈａｌｆ／Ｆｕｌｌ制御信号１０６が論理”Ｌ”の場合、ファン電源ライン１０３にファン１０１の定格電圧に対し、半分の電圧を出力する。すなわち、論理値“Ｌ”の制御信号１０６が入力されたファン電源制御回路１０２は、前述の相対的に低い電圧（第１の電圧）をファン１０１に印加する。論理値“Ｈ”の制御信号１０６が入力されたファン電源制御回路１０２は、前述の相対的に高い電圧（第２の電圧）をファン１０１に印加する。
【００１６】
ファンロック検知信号１０４とＨａｌｆ／Ｆｕｌｌ制御信号１０６が入出力される汎用Ｉ／Ｏポート１０５には、アドレス・データバス１０７が接続されている。汎用Ｉ／Ｏポート１０５は、アドレス・データバス１０７に展開される任意のアドレス空間にレジスタを構成する。アドレス・データバス１０７はＣＰＵ１０８に接続されている。ＣＰＵ１０８はアドレス・データバス１０７を介して汎用Ｉ／Ｏポート１０５に用意された任意のアドレス空間に構成されたレジスタにアクセスをすることで、Ｈａｌｆ／Ｆｕｌｌ制御信号１０６の設定を行う。すなわち、ＣＰＵ１０８は、ファン電源制御回路１０２に対して、前述の相対的に低い電圧（第１の電圧）をファン１０１に印加することを指示可能であり、かつ、前述の相対的に高い電圧（第２の電圧）をファン１０１に印加することも指示可能である。また、ＣＰＵ１０８はファンロック検知信号１０４の値を汎用Ｉ／Ｏポート１０５に用意されたレジスタをアドレスバス１０７を介してアクセスすることでファン１０１が回転しているか否か（回転の有無）の確認が行える。すなわち、ＣＰＵ１０８は、ファンロック検知信号１０４の値に基づいてファン１０１が回転しているか否かを判定する判定手段として機能する。例えば、ＣＰＵ１０８は、信号１０４が“Ｈ”である場合にファンが回転している（回転状態）と判定し、“Ｌ”である場合にファンが回転していない（停止状態）と判定する。
【００１７】
ＣＰＵ１０８にはＲＯＭバス１０９を介してプログラムＲＯＭ１１０が接続されている。ＣＰＵ１０８が実行するソフトウェアプログラムはプログラムＲＯＭ１１０に格納されており、必要に応じてＣＰＵ１０８がＲＯＭバス１０９を介してプログラムＲＯＭ１１０からソフトウェアプログラムを読みだす。また、ＣＰＵ１０８にはＲＡＭバス１１１を介して、汎用ＲＡＭ１１２が接続されており、ファンロック検知信号の値やＨａｌｆ／Ｆｕｌｌ制御信号およびイネーブル信号の設定値など、プログラム実行に必要とされる一時記憶が格納される。
【００１８】
図２は実施例１におけるＣＰＵ１０８が実行するファン１０１の制御プログラムの処理のフローチャートである。この制御プログラムはＲＯＭ１１０に格納されており、ＲＡＭ１１２に展開されてＣＰＵ１０８によって実行される。
【００１９】
Ｓ２０１からファン１０１の起動シーケンスを開始する。次のＳ２０２にてＣＰＵ１０８はファン１０１を停止状態から回転させるために、定格電圧の半分の電圧（第１の電圧）をファン１０１に印加するようにファン電源制御回路１０２を制御する。具体的には、ＣＰＵ１０８は、汎用Ｉ／Ｏポート１０５に対してイネーブル信号“Ｈ”および制御信号１０６“Ｌ”を出力するように設定する。このときＣＰＵ１０８は、第１の電圧制御手段として機能する。
【００２０】
次にＳ２０３ではＣＰＵ１０８はファンロック検知信号１０４の値を汎用Ｉ／Ｏポート１０５を介して読み取り、ファン１０１が回転しているか否かを判定する。
【００２１】
Ｓ２０３にてファン１０１が回転していると判定された場合、Ｓ２０４ではＣＰＵ１０８は、ファン１０１の状態は正常であると判定し、本フローの処理を終了する。
【００２２】
Ｓ２０３にて、ファン１０１が回転していない（停止したままである）と判定された場合、Ｓ２０５ではＣＰＵ１０８は、ファン１０１への電圧の印加を停止するよう汎用Ｉ／Ｏポート１０５に対してイネーブル信号を“Ｌ”に設定する。
【００２３】
ファン１０１への電圧印加を停止する理由は次の通りである。一般的にファンに使用するモーターは起動する際、急伸に電圧を上げた方が徐々に電圧を上げるより低い電圧で回り始める。そのため次のステップＳ２０６での電圧印加による回転を容易にすべく、ファン１０１への印加電圧を停止（オフ）する。
【００２４】
Ｓ２０６ではＣＰＵ１０８は、ファン１０１を停止状態から回転させるために、定格電圧（第２の電圧）をファン１０１に印加するようにファン電源制御回路１０２を制御する。具体的には、ＣＰＵ１０８は、汎用Ｉ／Ｏポート１０５に対してイネーブル信号“Ｈ”および制御信号１０６“Ｈ”を出力するように設定する。
【００２５】
次にＳ２０７にてＣＰＵ１０８はファンロック検知信号１０４の値を汎用Ｉ／Ｏポート１０５を介して読み取り、ファン１０１が回転しているか否かを判定する。
【００２６】
Ｓ２０７にてファン１０１が回転していない（停止したままである）と判定された場合、次にＳ２０８へ移行し本フローの処理を終了する。このとき、ＣＰＵ１０８は、ファン１０１が定格電圧をもってしても回転しなかったため、ファン１０１の状態は故障状態であると判定する。
【００２７】
Ｓ２０７にてファン１０１が回転していると判定された場合、Ｓ２０９へ移行する。Ｓ２０９ではファン１０１の回転を継続したまま、ＣＰＵ１０８は、回転しているファン１０１に定格電圧の半分の電圧を印加するようにファン電源制御回路１０２を制御する。具体的には、ＣＰＵ１０８は、汎用Ｉ／Ｏポート１０５に、イネーブル信号“Ｈ”を出力したまま制御信号１０６を“Ｈ”から“Ｌ”に切り替えるように設定する。
【００２８】
一般的にファンに使用するモーターは停止状態から回転するより、回転を継続する方が必要とする電流は小さい。静止摩擦よりも動摩擦の方が小さいためである。このため、Ｓ２０２で停止状態のファン１０１を定格電圧の半分の電圧（第１の電圧）で回転できない場合でも、回転状態のファン１０１に定格電圧の半分の電圧（第１の電圧）を印加すれば回転状態を維持できることがある。
【００２９】
Ｓ２０９の次のＳ２１０ではＣＰＵ１０８はファンロック検知信号１０４の値を汎用Ｉ／Ｏポート１０５を介して読み取り、ファン１０１が回転しているか否かを判定する。
【００３０】
Ｓ２１０にて、ファン１０１が回転していると判定された場合、次にＳ２１１へ移行し、ＣＰＵ１０８は、ファンの状態はやや損耗している状態であると判定し、終了する。
【００３１】
Ｓ２１０にて、ファン１０１が停止していると判定された場合、次にＳ２１２、Ｓ２１３へ移行する。Ｓ２１２、Ｓ２１３の処理はＳ２０５、Ｓ２０６と同様であるため説明を省略する。
【００３２】
次にＳ２１４ではＣＰＵ１０８はファンロック検知信号１０４の値を汎用Ｉ／Ｏポート１０５を介して読み取り、ファン１０１が回転しているか否かを判定する。
【００３３】
Ｓ２１４にてファン１０１が回転していると判定された場合、Ｓ２１５へ移行し、ＣＰＵ１０８は、ファンの状態はＳ２１１で判定された状態よりもさらに損耗している状態（かなり損耗している状態）であると判定し、作動ステップを終了する。なお、この場合ＣＰＵ１０８は、ファン１０１の回転中においても、定格電圧（第２の電圧）を継続して印加するようにファン電源制御回路１０２を制御する。これにより、ファン１０１の回転を維持する。
【００３４】
Ｓ２１４にてファン１０１が停止していると判定された場合、次にＳ２１６へ移行する。Ｓ２１６ではＳ２０８と同様に、ファン１０１の状態は故障状態であると判定される。以上説明したとおり、ファンの故障・損耗の程度は、Ｓ２０４、Ｓ２１１、Ｓ２１５、Ｓ２０８の順に大きくなる。これらのステップで判定されたファンの状態（故障・損耗の程度）を示す情報を、ＣＰＵ１０８が、装置の備える不図示の表示装置に表示してユーザーに通知するようにしても良い。
【００３５】
上記実施例によれば、まずは比較的低い電圧をファンに印加して停止状態のファンを回転させようとするので、停止状態のファンを比較的高い電圧で回転させようとする場合よりも、省電力かつ静かにファンを回転させることができる。また、様々な電圧印加を行う（Ｓ２０２、Ｓ２０６、Ｓ２０９、Ｓ２１３）ことでファン１０１の故障・損耗の程度を判定することができる。
【００３６】
（実施例２）
図３は実施例２の構成図である。図３中  表示装置３０１及び表示信号３０２以外は実施例１における図１の構成図と同一である。図３において、表示装置３０１は表示信号３０２によって汎用Ｉ／Ｏポート１０５に接続されている。ＣＰＵ１０８は汎用Ｉ／Ｏポート１０５に表示情報を書き込むことによって任意の情報を表示装置３０１に表示する。
【００３７】
実施例２において、作動ステップは実施例１の図２に表わした作動ステップと次の点を除き同一である。
【００３８】
図２の作動ステップにおいて、Ｓ２１１の時点でのファン１０１の状態は、Ｓ２０４のファンの状態（正常）と比較して損耗が進んでいることが分かる。そこでＳ２１１ではＣＰＵ１０８は、ファン１０１の損耗度合いを示す指針として、Ｓ２１１の処理を行う日時（損耗が発覚した日時）とその事象（やや損耗している旨の損耗度）を汎用ＲＡＭ１１２に記録して、作動ステップを終了する。
【００３９】
次に、Ｓ２１５の時点でのファン１０１の状態は、Ｓ２１１のファンの状態と比較して損耗がさらに進んでいると判定できる。そこでＳ２１５ではＣＰＵ１０８は、ファン１０１の損耗度合いを示す指針として、Ｓ２１５の処理を行う日時（損耗が発覚した日時）とその事象（かなり損耗している旨の損耗度）を汎用ＲＡＭ１１２に記録し、作動ステップを終了する。
【００４０】
ここで、Ｓ２１１に移行した日時をＴ１とし、Ｓ２１５に移行した日時をＴ２とする。また、ファン１０１を初めて回転させた日時をＴｓとする。このＴｓとして、ファン１０１を回転させる指示を初めて行った時にＣＰＵ１０８が、その日時をＲＡＭ１１２に記憶する。さらに、ファン１０１が回転しない故障状態に陥った日時をＴｅとする。このＴｅとして、Ｓ２０８の処理を行ったときにＣＰＵ１０８がその日時をＲＡＭ１１２に記憶する。
【００４１】
ファンの劣化は一様に進行するため、ファン１０１と同じ方式のファンに対し、Ｔｓ，Ｔ１，Ｔ２及びＴｅを、下記のＴｓｒｆ、Ｔ１ｒｆ、Ｔ２ｒｆ、Ｔｅｒｆとして予め測定しておくことで、ファン１０１が回転しない故障状態に陥る日時の類推が行える。ＲＡＭ１１２は、これらＴｓｒｆ、Ｔ１ｒｆ、Ｔ２ｒｆ、Ｔｅｒｆを記憶している。
【００４２】
次に代表的な計算式を述べる。
【００４３】
ここで、ファン１０１の状態を記録した日時に関して、ＴｓをＴｓｍｇ、Ｔ１をＴ１ｍｇ、Ｔ２をＴ２ｍｇ、ＴｅをＴｅｍｇとすると次の式１または式２で、定格電圧を印加してもファンが回転しなくなる日時を予測できる。
【００４４】
式１
Ｔｅｍｇ＝（Ｔ１ｍｇ−Ｔｓｍｇ）／（Ｔ１ｒｆ−Ｔｓｒｆ）＊（Ｔｅｒｆ−Ｔｓｒｆ）＋Ｔｓｍｇ
もしくは
式２
Ｔｅｍｇ＝（Ｔ２ｍｇ−Ｔ１ｍｇ）／（Ｔ２ｒｆ−Ｔ１ｒｆ）＊（Ｔｅｒｆ−Ｔ１ｒｆ）＋Ｔ１ｍｇ
【００４５】
これら式１と式２では、式１の方が早い時期に故障予測が算出できるが、式２の方が精度が高くなる。
【００４６】
ここで、図３の構成において、Ｔ１が発生した場合、ＣＰＵ１０８はファン１０１が故障する日時の予想を上記式１に従って計算し、故障予測として表示装置３０１に表示を行う。さらに、Ｔ２が発生した場合、ＣＰＵ１０８はファン１０１が故障する日時の予想を上記式２に従って計算し、確度の高い故障予測として表示装置３０１に表示をおこなう。
【００４７】
（その他の実施例）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【図１】
2018174681.tif 000003
【図２】
2018174681.tif 000004
【図３】
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