(57)【要約】【課題】電気機器を冷却するときに生じる騒音を低減する新たな技術を提供する。【解決手段】発熱部材１０２ａ及び１０２ｂの近傍に、熱量を電気エネルギーに変換する熱電変換素子２１ａ及び２１ｂを設け、熱電変換素子２１ａ及び２１ｂからの出力電圧をＣＰＵ４０により監視して、出力電圧が基準値を超えたところで、ＣＰＵ４０の制御により、ファン３１が稼動するようになっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機器の冷却装置であって、
上記電気機器の温度を検知する温度検知部と、
上記電気機器を冷却する冷却部と、
上記温度検知部が、上記温度が所定値以上となったことを検知したときに、上記冷却部を稼動させる制御装置と、
を備える冷却装置。
【請求項２】
上記電気機器は、複数の発熱部分を備え、
上記温度検知部は、上記複数の発熱部分のそれぞれを個別に検知できるようになっており、
上記冷却部は、各発熱部分をそれぞれ個別に冷却できるようになっており、
上記制御装置は、上記温度検知部によって検知された温度が上記所定値以上である発熱部分を冷却するよう、上記冷却部を制御するようになっている請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
上記温度検知部は、複数の発熱部分のそれぞれに対応するように設けられた複数の熱電変換素子を備え、
上記制御装置は、上記発熱部分の温度が上記所定値であるときの熱電変換素子の出力電圧値である基準値を記憶する記憶部と、出力電圧が上記基準値以上となった各熱電変換素子に対応する発熱部分を冷却するように上記冷却部を制御する冷却制御部と、を備える請求項２に記載の冷却装置。
【請求項４】
上記冷却部は、上記発熱部分に対して送風するファンと、上記ファンの送風方向を変更する方向変更部と、を備え、
上記制御装置は、上記温度検知部によって検知された温度が上記所定値以上となった発熱部分へ、上記ファンの送風方向を向けるよう、上記方向変更部を制御するようになっている請求項２又は３に記載の冷却装置。
【請求項５】
上記熱電変換素子の出力電圧を上記冷却部へ電源電圧として供給する電源供給経路を備える請求項３又は４に記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱部分を含む電気機器の冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気機器においては、稼働中に発熱するものが多く存在する。電気機器において発熱する部分としては、電源基板の発振回路（トランス、ＦＥＴ等）等が挙げられる。安全規格や部品定格温度を満たすためには、このような発熱部分を冷却する冷却機構が必要となる。
【０００３】
特許文献１には、このような冷却機構として、冷却フィンと冷却ファンとを備える機構が記載されている。この冷却機構では、発熱部材からの熱は冷却フィンから大気中に放熱され、冷却ファンが回転することで、冷却フィンの表面と大気との接触量が増加して、冷却フィンの表面からの放熱が良好に行われる。
【特許文献１】特開平１１−９７８７２号（１９９９年４月９日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の冷却機構は、電気機器の稼働中、常時動作している。ファン等の冷却機構の動作音は騒音となるので、このように常時動作することによって、ユーザに強く不快感を与えている。
【０００５】
本発明は、従来の課題に鑑み、冷却機構の動作音を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の冷却装置は、電気機器の冷却装置であって、上記電気機器の温度を検知する温度検知部と、上記電気機器を冷却する冷却部と、上記温度検知部が、上記温度が所定値以上となったことを検知したときに、上記冷却部を稼動させる制御装置と、を備える。
【０００７】
請求項１の冷却装置によると、電気機器の温度が所定値以上となったときに、冷却部が稼動するので、騒音が生じる期間を従来よりも短くすることができる。
【０００８】
また、請求項２に記載するように、上記電気機器は、複数の発熱部分を備えていてもよく、この場合、請求項１に記載の冷却装置において、上記温度検知部は、上記複数の発熱部分のそれぞれを個別に検知できるようになっており、上記冷却部は、各発熱部分をそれぞれ個別に冷却できるようになっており、上記制御装置は、上記温度検知部によって検知された温度が上記所定値以上である発熱部分を冷却するよう、上記冷却部を制御するようになっていてもよい。
【０００９】
請求項２の冷却装置によると、温度が所定値以上となった発熱部分を冷却するので、電気機器全体を冷却するよりも、冷却効率がよい。
【００１０】
また、請求項３に記載するように、請求項２に記載の冷却装置において、上記温度検知部は、複数の発熱部分のそれぞれに対応するように設けられた複数の熱電変換素子を備え、上記制御装置は、上記発熱部分の温度が上記所定値であるときの熱電変換素子の出力電圧値である基準値を記憶する記憶部と、出力電圧が上記基準値以上となった各熱電変換素子に対応する発熱部分を冷却するように上記冷却部を制御する冷却制御部と、を備えていてもよい。
【００１１】
また、請求項４に記載するように、請求項２又は３の冷却装置において、上記冷却部は、上記発熱部分に対して送風するファンと、上記ファンの送風方向を変更する方向変更部と、を備え、上記制御装置は、上記温度検知部によって検知された温度が上記所定値以上である発熱部分へ、上記ファンの送風方向を向けるよう、上記方向変更部を制御するようになっていてもよい。
【００１２】
また、請求項５に記載するように、請求項３又は４の冷却装置は、上記熱電変換素子の出力電圧を上記冷却部へ電源電圧として供給する電源供給経路を備えることが好ましい。
【００１３】
上記電源供給経路を備えることによって、熱電変換素子を冷却部の電源として用いることができる。よって、外部電源からの電力のみによって冷却部を動作させるよりも、消費電力を低く抑えることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の冷却装置によると、電気機器の温度が所定値以上となったときに、冷却部が稼動するので、騒音が生じる期間を従来よりも短くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の一形態に係る冷却装置１について、図１を参照して説明する。図１は、冷却装置１を組み込んだ電気機器１００の要部構成を示すブロック図である。なお、電気機器１００の機能は特に限定されるものではなく、たとえば、電気機器１００として、複写機、プリンタ、複合機等の画像形成装置を挙げることができる。
【００１６】
図１に示すように、電気機器１００は、図示しない動作機構と、この動作機構に電源を供給する電源基板１０１と、を備える。電源基板１０１には、発熱部材１０２ａ、１０２ｂが設けられている。発熱部材１０２ａ及び１０２ｂとしては、図示しない外部電源からの電圧を、電気機器１００に適した電圧に調整するためのトランスや、ＦＥＴ等が挙げられる。
【００１７】
また、電気機器１００には、冷却装置１が組み込まれており、冷却装置１は、温度検知部２、冷却部３、及び制御基板４を備える。
【００１８】
温度検知部２は、熱電変換素子２１ａ及び２１ｂを備える。熱電変換素子２１ａ及び２１ｂは、それぞれ、発熱部材１０２ａ及び１０２ｂと熱的に結合するように配される。熱電変換素子２１ａ及び２１ｂの詳細については図２を参照して後述する。
【００１９】
冷却部３は、電源基板１０１に対して送風するファン３１、及びファン３１の送風方向を変更する方向変更部３２を備える。ファン３１の送風方向を図１中に白抜き矢印で示す。方向変更部３２は、ファンを固定する支持部材、ギア、ステッピングモータ等を備え、ステッピングモータを右回転（又は左回転）させることで、電源基板１０１に対するファン３１の角度、すなわち送風方向を変更することができる。
【００２０】
制御基板４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４０、メモリ４１、ファン電源４２を備える。
【００２１】
ＣＰＵ４０は、熱電変換素子２１ａ及び２１ｂの出力電圧を監視し、この出力電圧に基づいて、ファン３１の動作を制御する。具体的には、熱電変換素子２１ａ又は２１ｂからの出力電圧が、メモリ４１が記憶する後述の基準値以上となると、ファン電源４２からファン３１への電力供給をオンして、ファン３１の稼動を開始する。そして、熱電変換素子２１ａ又は２１ｂからの出力電圧が、いずれも基準値以下となれば、ファン電源４２からファン３１への電力供給をオフにして、ファン３１を停止させる。
【００２２】
その結果、発熱部材１０２ａ又は１０２ｂのいずれかが所定の温度以上とならなければファン３１が動作しない。特に、電気機器１００が画像形成装置である場合、印刷を実行していない待機時には、電気機器１００は起動していても、発熱部材１０２ａ及び１０２ｂが定格温度未満となる期間が存在することがある。本実施形態の構成によると、このように起動はしているものの温度が低い状態では、冷却は行われないので、ファン３１の動作による騒音が低減され、ユーザの不快感を軽減することができる。また、ファン３１を常時駆動させているときと比較して、消費電力量も小さく抑えられる
さらに、ＣＰＵ４０は、方向変更部３２の動作を制御することで、ファン３１を高温部分に向けることができる。例えば、一方の熱電変換素子２１ａからの出力電圧が基準値以上となり、他方の熱電変換素子２１ｂからの出力電圧が基準値未満であるとする。このとき、ＣＰＵ４０は、後述するメモリ４１内のファンの角度情報に基づいて方向変更部３２を制御して、熱電変換素子２１ａの方、すなわち発熱部材１０２ａの方を向くように、ファン３１を移動させる。
【００２３】
こうすることで、ファン３１からの風が高温部分に向かうので、高温部分を集中的に冷却することができ、冷却効率を上げることができる。
【００２４】
なお、ＣＰＵ４０は、メモリ４１又は他の図示しない記憶媒体内に記憶されたプログラムを読み出すことで、これらの制御機能を実現することができる。
【００２５】
メモリ４１には、熱電変換素子２１ａ及び２１ｂからの出力電圧についての基準値が記憶されている。この基準値は、特に限定される数値ではなく、電気機器１００の用途、構成、安全規格、発熱部材１０２ａ・１０２ｂ又はその周辺の部材の定格温度等によって設定される。また、メモリ４１は、熱電変換素子２１ａ及び２１ｂについての基準値として、互いに異なる数値を記憶していてもよい。このように、異なる基準値を設けることで、発熱部材１０２ａ及び１０２ｂの定格温度が互いに異なる場合等、各部材について好ましい温度が異なる場合に、各部材を適切な温度に保つことができる。
【００２６】
また、メモリ４１には、基準値の他に、ファンの角度情報が記憶される。ファンの角度情報とは、ファン３１からの風が発熱部材１０２ａに当たるときのファン３１の向き、及び、発熱部材１０２ｂに当たる場合のファン３１の向きを含む。ファン３１の「向き」は、本実施形態においては、ファン３１の「角度」で表される。上述したように、この角度情報は、ＣＰＵ４０による風向きの制御に用いられる。
【００２７】
ファン電源４２は、ＣＰＵ４０の制御の下、ファン３１に電力を供給する。ファン電源４２は、熱電変換素子２１ａ及び２１ｂに接続されると共に、ファン３１に接続される。すなわち、ファン電源４２は、熱電変換素子２１ａ及び２１ｂから電力を得て、これをファン３１に供給可能である。すなわち、ファン電源４２は、ファン３１に電力を供給するための電源として、熱電変換素子２１ａ及び２１ｂを利用することができる。なお、ファン電源４２は、電源として熱電変換素子２１ａ及び２１ｂのみを用いる必要はなく、外部電源を併せて用いることができる。
【００２８】
このように、熱電変換素子２１ａ及び２１ｂを電源として利用することで、省電力化を図ることができる。
【００２９】
図２を参照して、熱電変換素子２１ａ及び２１ｂの詳細について説明する。図２は、熱電変換素子２１ａ及びその周辺の部材を示す正面図である。なお、熱電変換素子２１ａ及び２１ｂは、同一の構成である
図２に示すように、熱電変換素子２１ａは、Ｐ型半導体素子２３、Ｎ型半導体素子２４、及び電極２５を備える。Ｐ型半導体素子２３及びＮ型半導体素子２４は、発熱部材１０２ａからの熱が伝わるように、発熱部材１０２ａの近傍に配されている。Ｐ型半導体素子２３及びＮ型半導体素子２４に対して発熱部材１０２ａとは逆側には、絶縁性の放熱板２７が設けられる。電極２５は、導電性材料からなり、Ｐ型半導体素子２３及びＮ型半導体素子２４と放熱板２７との間、及び、Ｐ型半導体素子２３及びＮ型半導体素子２４と発熱部材１０２ａとの間に設けられる。発熱部材１０２ａと電極２５との間には、絶縁体２６が配される。
【００３０】
発熱部材１０２ａが発熱すると、Ｐ型半導体素子２３及びＮ型半導体素子２４において、発熱部材１０２ａ側と放熱板２７側とで、温度差が生じる。その結果、Ｐ型半導体素子２３とＮ型半導体素子２４との間で電位差が生じて、電気エネルギーが生じる。この電気エネルギーが、上述したように、ファン電源４２を介してファン３１の稼動に利用される。また、ＣＰＵ４０は、熱電変換素子２１ａに生じた電圧を監視することで、上述の制御を行う。
【００３１】
本発明は、以上に述べた実施形態に限定されるものではなく、上述の実施形態に変更及び修飾を適宜加えて得られる実施形態も、本発明の技術的範囲に含まれる。
【００３２】
例えば、熱電変換素子２１ａ及び２１ｂは、電気機器１００の温度を検出するための手段の一例に過ぎない。また、ファン３１も、電気機器１００を冷却するための手段の一例に過ぎない。すなわち、熱電変換素子２１ａ及び２１ｂは、他の温度検出手段に置き換えることが可能であり、ファン３１も、他の冷却手段に置き換えることが可能である。
【００３３】
また、上述の実施形態では、温度検知部２は、発熱部材１０２ａ及び１０２ｂのそれぞれに対応する熱電変換素子２１ａ及び２１ｂを備えるものとしたが、発熱部材毎に熱電変換素子を設ける必要はなく、複数の発熱部材による電気機器１００内の温度変化を、１の熱電変換素子によって検出するようになっていてもよい。
【００３４】
また、上述の実施形態では、方向変更部３２は、ファン３１の制御基板１０１に対する角度を変更することで、制御基板１０１においてファン３１からの風が当たる位置を変更するものとした。しかし、これ以外にも、ファン３１の角度は変えずに、図１における左右に移動させることによって、風の当たる位置を変更するようになっていてもよい。
【００３５】
また、上述の実施形態では、電気機器１００内の温度を表す指標として、熱電変換素子２１ａ及び２１ｂからの出力電圧が利用されるが、温度が所定値以上となったか否かを判定することができれば、この出力電圧以外の他の指標を用いることができる。
【００３６】
また、上述の実施形態では、電気機器１００内に冷却装置１が組み込まれるものとしたが、これ以外にも、冷却装置１は、その冷却対象となる電気機器１００とは、別体に設けられていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の一形態に係る電気機器１００の要部構成を示すブロック図である。
【図２】熱電変換素子２１ａ及びその周辺の部材の構成を示す正面図である。
【図１】
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【図２】
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