(57)【要約】【課題】  電源供給部の形態に拘わらず、機器に具備された冷却用ファンを高精度で制御できるようにする。【解決手段】  電源供給部５は、スイッチング電源方式によって外部交流電源を直流電源に変換して負荷部３側に供給する。負荷部３は、直流電源によって所定の動作をする。負荷検出部９は、電源供給部５から負荷部３側に供給される負荷電流を検出する。制御部７は、負荷検出部９による検出負荷電流に応じて冷却用ファン１１に印加する駆動電圧の大小を切り換え、冷却用ファン１１の動作強弱を可変制御する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷部側に電源を供給する電源供給部と、
この電源供給部から前記負荷部側に供給される負荷電流を検出する負荷検出部と、
冷却用ファンの動作強弱を前記負荷検出部による前記負荷電流に応じて可変制御する制御部と、
を具備することを特徴とするファン制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記ファンに印加する駆動電圧の大小を切り換えて前記ファンの動作強弱を制御する請求項１記載のファン制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、複数の前記ファンの駆動個数を切り換えて前記ファンの動作強弱を制御する請求項１記載のファン制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記ファンに印加する駆動電流をリニアに可変して前記ファンの動作強弱を制御する請求項１記載のファン制御装置。
【請求項５】
前記電源供給部は、スイッチング電源からなる請求項１〜４いずれか１記載のファン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はファン制御装置に係り、例えば複写機、プリンタ、複合機（ＭＦＰ：Multi Function Peripheral）等の画像形成装置に搭載して好適するファン制御装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機等の画像形成装置には、種々の発熱を伴う電子部品が配置されているから、それらを冷却用ファンで冷却しながら動作させ、正常な動作を確保しようとしている。
【０００３】
そして、従来の冷却方法としては、冷却用ファンを常時回転駆動させるノン制御方式、発熱部品の温度上昇に応じて冷却用ファンを回転制御する回転制御方式等がある。
【０００４】
さらに、冷却精度を向上させた構成として、例えば特開平１１−１９８４９２号公報（特許文献１）に示すような制御方式もある。
【０００５】
すなわち、この特許文献１は、スイッチング電源回路の出力を電源とする電子機器において、スイッチングトランジスタの放熱部に温度検出手段を設け、この温度検出手段の検出値に基づき、ファンコントロール部により電子機器の内部雰囲気温度を推測してファンの動作を制御する構成を有し、低コストで定負荷時の内部温度のマージンを十分確保し、ファンの回転を的確に制御可能にしたものである。
【特許文献１】特開平１１−１９８４９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１では、放熱部としてのスイッチングトランジスタの温度を検出してファンを制御するが、スイッチングトランジスタ等の部品の内部発熱が温度検出手段に遅れて伝達されるから、機器の内部発熱に対して正確なファン制御をするには、改善の余地がある。
【０００７】
本発明はそのような課題を解決するためになされたもので、電子機器に配置した冷却用ファンにつき高精度の冷却効果が期待可能なファン制御装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そのような課題を解決するために本発明のファン制御装置は、負荷部側に電源を供給する電源供給部と、この電源供給部から負荷部側に供給される負荷電流を検出する負荷検出部と、冷却用ファンの動作強弱をその検出負荷電流に応じて可変制御する制御部とを具備している。
【０００９】
本発明のファン制御装置では、上記制御部がそのファンに印加する駆動電圧の大小を切り換えてファンの動作強弱を制御する構成も可能である。
【００１０】
本発明のファン制御装置では、上記制御部が複数のファンの駆動個数を切り換えてファンの動作強弱を制御する構成も可能である。
【００１１】
本発明のファン制御装置では、上記制御部がそのファンに印加する駆動電流をリニアに可変してファンの動作強弱を制御する構成も可能である。
【００１２】
本発明のファン制御装置では、上記電源供給部がスイッチング電源からなる構成も可能である。
【発明の効果】
【００１３】
このような本発明に係るファン制御装置では、負荷部側に電源を供給する電源供給部から当該負荷部側に供給される負荷電流を負荷検出部で検出し、冷却用ファンの動作強弱をその検出負荷電流に応じて制御部が可変制御するから、種々の電源供給部とともに用いて高精度の冷却効果が期待可能である。
【００１４】
本発明のファン制御装置において、上記制御部がそのファンに印加する駆動電圧の大小を切り換え制御する構成は、ファンの回転数の制御を介して高精度の冷却効果を期待することが可能である。
【００１５】
本発明のファン制御装置では、上記制御部が複数のファンの駆動個数を切り換え駆動制御する構成では、駆動させるファンの個数の切り換え制御を介して高精度の冷却効果を期待可能である。
【００１６】
本発明のファン制御装置では、上記制御部がそのファンに印加する駆動電流をリニアに可変制御する構成では、ファンの回転数をリニアに可変制御して高精度の冷却することが可能である。
【００１７】
本発明のファン制御装置では、上記電源供給部がスイッチング電源からなる構成では、各種のスイッチング電源において簡単に実施可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係るファン制御装置の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は本発明に係るファン制御装置の構成の実施の形態を示す回路図である。
【００２０】
図１において、外部交流電源Ａに接続されたブリッジ形整流部Ｄ１の一方の出力端には平滑コンデンサＣ１およびトランスＴの一次側Ｔ１の一端が接続されており、トランスＴの一次側Ｔ１の他端がＦＥＴトランジスタＱ１のドレインに接続されており、トランジスタＱ１のソースおよび平滑コンデンサＣ１の他端が整流部Ｄ１の他方の出力端に接続されている。
【００２１】
トランジスタＱ１は、このゲートに対し後述する定電圧制御部１の出力が接続され、整流部Ｄ１および平滑コンデンサＣ１によって整流平滑された直流電流を、定電圧制御部１からのＰＷＭ制御信号によって高周波例えば１００ＫＨｚでスイッチングしてトランスＴの一次側Ｔ１から二次側Ｔ２に伝送するものである。定電圧制御部１については後述する。
【００２２】
なお、便宜上、トランスＴの二次側Ｔ２は一次側Ｔ１から離して図示されており、後述する図２および図３ではトランスＴの一次側Ｔ１以前の図示を省略した。
【００２３】
トランスＴの二次側Ｔ２の両端には、整流ダイオードＤ２を介して平滑コンデンサＣ２が接続されており、トランスＴの二次側Ｔ２には中間タップＰが形成されている。
【００２４】
整流ダイオードＤ２の出力側は電源ラインｂとなっており、トランスＴの二次側Ｔ２において整流ダイオードＤ２の接続されていない他端側は共通ライン（アース）ｃとなっている。
【００２５】
整流部Ｄ２および平滑コンデンサＣ２は、トランスＴを伝送された高周波電源電流を整流平滑し、負荷部３に例えば２４Ｖの直流電圧を印加するものである。
【００２６】
すなわち、整流部Ｄ１、平滑コンデンサＣ１、トランスＴ、整流部Ｄ２および平滑コンデンサＣ２等は、負荷部３への電源を供給する電源供給部５を形成している。
【００２７】
トランスＴの二次側Ｔ２の中間タップＰには整流ダイオードＤ３を介して平滑コンデンサＣ３および抵抗Ｒ１が接続されており、抵抗Ｒ１が制御部７および抵抗Ｒ２に接続され、コンデンサＣ３および抵抗Ｒ２の他端が共通ラインｃに接続されている。
【００２８】
整流ダイオードＤ３および平滑コンデンサＣ３は、トランスＴの二次側Ｔ２の中間タップＰに出力される誘起電流を整流平滑する機能を有し、制御部７は、整流平滑された電流による抵抗Ｒ１、Ｒ２の分圧電圧から負荷部３への負荷率を検出（モニタ）する機能を有する。
【００２９】
すなわち、トランスＴの二次側Ｔ２の中間タップＰからの出力電流は、負荷部３に供給される負荷電流に比例するから、中間タップＰからの出力電流に基づく抵抗Ｒ１、Ｒ２の分圧電圧から負荷部３の負荷率の検出が可能であり、整流ダイオードＤ３、平滑コンデンサＣ３、抵抗Ｒ１、Ｒ２によって負荷電流を検出する負荷検出部９が形成されている。
【００３０】
制御部７は、電源ラインｂおよび共通ラインｃに接続されて電源ラインｂからの電源によって動作し、抵抗Ｒ３を介してトランジスタＱ２のベースに出力が接続されるとともに、抵抗Ｒ４を介してトランジスタＱ３のベースに出力が接続されている。
【００３１】
制御部７は、抵抗Ｒ１、Ｒ２の分圧電圧を負荷率として検出し、これが所定の第１の基準値より大きければ、トランジスタＱ２のベースをＬレベルからＨレベルに切り換え維持し、その分圧電圧が第１の基準値より低い第２の基準値を超えていれば、トランジスタＱ２のベースをＬレベルに切り換え維持する一方、トランジスタＱ３のベースをＬレベルからＨレベルに切り換え維持し、その分圧電圧が第２の基準値以下であれば、トランジスタＱ２、Ｑ３のベースをＬレベルに切り換え維持する機能を有している。
【００３２】
トランジスタＱ２のベースには電源ラインｂと共通ラインｃとの間にバイアス抵抗５、Ｒ６が接続されており、コレクタが保護ダイオードＤ４および冷却用ファン１１を介して電源ラインｂに接続されるとともに、エミッタが共通ラインｃに接続されている。冷却用ファン１１は公知の例えば直流ファンである。
【００３３】
そして、トランジスタＱ２がオン動作すると、電源ラインｂから駆動電流が冷却用ファン１１およびトランジスタＱ２を介して共通ラインｃに流れ、冷却用ファン１１が回転駆動される。
【００３４】
トランジスタＱ３のベースには電源ラインｂと共通ラインｃとの間にバイアス抵抗７、Ｒ８が接続されており、コレクタが抵抗Ｒ９を介して冷却用ファン１１に接続されるとともに、エミッタが共通ラインｃに接続されている。
【００３５】
そして、トランジスタＱ３がオン動作すると、電源ラインｂから駆動電流が冷却用ファン１１、抵抗Ｒ９およびトランジスタＱ３を介して共通ラインｃに流れ、トランジスタＱ２がオン動作した場合よりも低い駆動電圧で冷却用ファン１１が回転駆動される。
【００３６】
次に、このようなファン制御装置の動作を簡単に説明する。
【００３７】
交流電源Ａから交流電力が供給されると、整流ダイオードＤ１および平滑コンデンサＣ１で整流平滑された平滑電流が、ＦＥＴトランジスタＱ１でスイッチングされてトランスＴの一次側Ｔ１から二次側Ｔ２に高周波伝送され、整流ダイオードＤ２および平滑コンデンサＣ２で整流平滑され、２４Ｖの直流電源が電源ラインｂによって負荷部３に供給される。
【００３８】
負荷部３に供給される負荷電流は、負荷部３の動作によって変化し、この変化がトランスＴの二次側Ｔ２の中間タップＰからの出力電流となって出力され、ダイオードＤ３およびコンデンサＣ３によって整流平滑される。
【００３９】
整流平滑された出力電流は抵抗Ｒ１、Ｒ２で分圧され、制御部７によってその分圧電圧が検出されるとともに第１、第２の基準値と比較される。
【００４０】
制御部７は、抵抗Ｒ１、Ｒ２の分圧電圧が第１の基準値より大きければ、トランジスタＱ２のベースをＬレベルからＨレベルに切り換えてオン動作させ、電源ラインｂから駆動電流が冷却用ファン１１およびトランジスタＱ２を介して共通ラインｃに流れ、冷却用ファン１１が高速回転駆動される。
【００４１】
他方、抵抗Ｒ１、Ｒ２の分圧電圧が第１の基準値より低いものの第２の基準値を超えていれば、トランジスタＱ２のベースをＬレベルに維持してトランジスタＱ２をオフ動作させる一方、トランジスタＱ３のベースをＬレベルからＨレベルに切り換えてトランジスタＱ３をオン動作させる。
【００４２】
そのため、電源ラインｂから駆動電流が冷却用ファン１１、抵抗Ｒ９およびトランジスタＱ３を介して共通ラインｃに流れ、トランジスタＱ２がオン動作した場合よりも低い駆動電圧で冷却用ファン１１が低速回転駆動される。
【００４３】
さらに、抵抗Ｒ１、Ｒ２の分圧電圧が第２の基準値より低くなれば、トランジスタＱ２、Ｑ３が共にオフ動作し、冷却用ファン１１の回転が停止される。
【００４４】
このように、図１に示す本発明のファン制御装置は、スイッチング電源方式によって負荷部３に電源を供給する電源供給部５と、この電源供給部５から負荷部３側に供給される負荷電流を検出する負荷検出部９と、冷却用ファン１１の動作強弱を負荷検出部９による負荷電流に応じ当該ファン１１に印加する駆動電圧の大小を切り換え可変制御する制御部７とを具備している。
【００４５】
そのため、電源供給部５がスイッチング電源方式を採用していても、本発明ではスイッチング周波数に依存しないから、周波数可変形や固定形の何れであっても実施することが容易であるし、負荷部３への負荷電流を検出して冷却用ファン１１の回転数を制御するから、制御が早く、高精度の冷却効果を期待できる。
【００４６】
次に、本発明のファン制御装置に係る他の構成を図２を参照して説明する。
【００４７】
図２は本発明のファン制御装置に係る他の構成を示す回路図である。なお、電源供給部５、負荷検出部９およびトランジスタＱ２等の構成は図１の構成とほぼ同様であるから、冷却用ファンの駆動回路について説明する。
【００４８】
この構成は、トランジスタＱ３のコレクタが保護用ダイオードＤ５を介して電源ラインｂに接続されるとともに、冷却用ファン１３、１５を介して電源ラインｂに接続された構成となっている。他の構成は図１と同様である。
【００４９】
このような構成では、負荷率が高くて、抵抗Ｒ１、Ｒ２の分圧電圧が第１の基準値より大きければ、制御部７がトランジスタＱ２のベースをＬレベルからＨレベルに切り換えてオン動作させ、冷却用ファン１１が回転駆動される。
【００５０】
他方、抵抗Ｒ１、Ｒ２の分圧電圧が第１の基準値より更に高い第３の基準値を超えていれば、トランジスタＱ２のベースをＨレベルに維持してトランジスタＱ２をオン動作させる一方、トランジスタＱ３のベースをＬレベルからＨレベルに切り換えてトランジスタＱ３もオン動作させる。
【００５１】
そのため、電源ラインｂから駆動電流が、冷却用ファン１１を介してトランジスタＱ２から共通ラインｃに流れるとともに、冷却用ファン１３、１５を介してトランジスタＱ３から共通ラインｃに流れ、３個の冷却用ファン１１〜１５が回転駆動される。
【００５２】
すなわち、負荷部３への負荷率に応じて複数の冷却用ファン１１〜１５の駆動個数が切り換えられ、負荷率の大小に応じて冷却用ファン１１〜１５で動作強弱を可変することが可能となる。
【００５３】
さらに、本発明のファン制御装置に係る他の構成を図３を参照して説明する。
【００５４】
図３は本発明のファン制御装置に係る他の構成を示す回路図である。
【００５５】
この構成は、制御部７の出力が、冷却用ファン１１を介して電源ラインｂに接続された構成となっており、制御部７は、抵抗Ｒ１、Ｒ２の分圧電圧に応じ、電源ラインｂから冷却用ファン１１を介して流れる駆動電流を連続的に可変制御する機能を有して構成されており、図１におけるトランジスタＱ２、Ｑ３、抵抗Ｒ３〜Ｒ９等を省略した構成を有している。なお、その他の構成は図１と同様である。
【００５６】
なお、制御部７は、負荷電流に応じて冷却用ファン１１への駆動電圧を連続的に可変制御して冷却用ファン１１を流れる駆動電流を可変させ、その回転数を可変制御する構成も可能である。
【００５７】
このような構成では、制御部７は、負荷率すなわち抵抗Ｒ１、Ｒ２の分圧電圧に応じて電源ラインｂから冷却用ファン１１を介して流れる駆動電流をリニアに可変制御し、負荷率に応じて冷却用ファン１１の回転数をリニアに可変し、負荷率に応じて冷却効果を自動的に可変可能になっている。
【００５８】
そして、本発明のファン制御装置において、電源供給部５は、上述した構成に限定されず、直流電源から直流電源を供給する構成等任意であるが、電源供給部５がスイッチング電源からなる構成では、スイッチング周波数に関わりないから、実施が容易である。
【００５９】
また、負荷検出部９も、電源供給部５から負荷部３側に供給される負荷電流を検出するよう形成されていれば、上述した構成に限定されない。
【００６０】
さらに、上述した制御部７は、ＣＰＵやこれを動作させる動作プログラムを格納したＲＯＭ等から形成することが可能であるが、負荷検出部９による負荷電流に応じて冷却用ファン１１〜１５の動作強弱を可変制御する構成であれば任意である。
【００６１】
なお、本発明のファン制御装置は、画像形成装置に限らず、種々の電子機器に用いて好適する。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明のファン制御装置の実施の形態を示す回路図である。
【図２】本発明のファン制御装置の他の実施の形態を示す回路図である。
【図３】本発明のファン制御装置の更に他の実施の形態を示す回路図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  定電圧制御部
３  負荷部
５  電源供給部
７  制御部
９  負荷検出部
１１、１３、１５  ファン
Ａ  交流電源
ｂ  電源ライン
ｃ  共通ライン
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３  平滑コンデンサ
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３  整流ダイオード
Ｄ４、Ｄ５  ダイオード
Ｐ  中間タップ
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９  抵抗
Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３  トランジスタ
Ｔ  トランス
Ｔ１  一次側
Ｔ２  二次側
【図１】
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【図２】
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【図３】
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