JP2008250443A - 温度制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ファンの制御を行うＣＰＵの処理効率の低下を軽減させることができる温度制御装置の提供。
【解決手段】温度制御装置１は、プリンタエンジン制御部２と、ファン４と、サーミスタ３と、メイン制御部６とを備える。プリンタエンジン制御部２は、プリンタエンジン１１３を制御する。ファン４は、プリンタエンジン制御部２を冷却させることができる。サーミスタ３は、プリンタエンジン制御部２の温度を検知する。メイン制御部６は、単位時間あたりのプリンタエンジン制御部２の温度変化率に基づいて、ファン４のオン及びオフを制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、温度制御装置に関する。

複写機などの画像形成装置には、操作パネルの制御用や画像を形成するプリンタエンジンの制御用としての、複数のＣＰＵが搭載されている。ＣＰＵは、処理を実行している間、そのＣＰＵ内部に電流が流れるため発熱する。ＣＰＵの発熱量は、ＣＰＵが行う処理の規模が大きい程多くなる。このように、ＣＰＵの発熱量が増えると、ＣＰＵ自体の温度がＣＰＵの動作保証温度を越えてしまい、場合によっては誤作動を起こす等の不具合が生じてしまう場合がある。

そこで、例えば特許文献１に示すように、ＣＰＵを冷却するための装置としてファンがよく用いられている。具体的には、特許文献１の装置では、ＣＰＵの温度をモニターし、ＣＰＵの温度が第１所定値を超えた場合にはファンをオンさせ、逆にＣＰＵの温度が第１所定値よりも低い第２所定値以下となった場合にはファンをオフさせている。
特開平８−３２８６９８号公報

特許文献１の装置は、ＣＰＵの温度が第１所定値以上または第２所定値以下となる度にファンをオン及びオフさせる。しかしながら、このようなファンの制御を行うＣＰＵは、ファンの制御だけではなく、他の制御も行っている場合がある。このような場合、温度制御対象となるＣＰＵの温度が頻繁に変化すると、ファンの制御を行うＣＰＵには、ファンの制御が割り込み処理として割り込まれるため、ＣＰＵの処理効率が低下してしまう。

そこで、本発明は、ファンの制御を行うＣＰＵの処理効率の低下を軽減させることができる温度制御装置の提供を目的とする。

発明１に係る温度制御装置は、第１制御部と、冷却部と、温度検知部と、第２制御部とを備える。第１制御部は、被制御部を制御する。冷却部は、第１制御部を冷却させることが可能である。温度検知部は、第１制御部の温度を検知する。第２制御部は、単位時間あたりの第１制御部の温度変化率に基づいて、冷却部のオン及びオフを制御する。

この温度制御装置の第２制御部は、単位時間あたりの第１制御部の温度変化率に基づいて冷却部の制御を行うため、第１制御部のその時々の温度により冷却部をオン及びオフさせる制御を行う場合よりも、冷却部の制御を行う頻度が下がる。従って、第２制御部が冷却部の制御処理以外の他の処理を行っている時に、冷却部のオン及びオフの制御処理が割り込み処理として割り込む回数を少なくすることができる。

発明２に係る温度制御装置は、発明１に係る温度制御装置であって、所定の温度変化率を記憶する記憶部を更に備える。そして、第２制御部は、現在の第１制御部の温度変化率が所定の温度変化率と略同一である場合、冷却部をオンまたはオフさせる。

これにより、第２制御部は、冷却部のオン及びオフの制御を確実に行うことができる。

発明３に係る温度制御装置は、発明１または２に係る温度制御装置であって、第２制御部は、冷却部がオンしている場合、単位時間あたりにおける第１制御部の温度の下がり度合いに基づいて冷却部をオフさせる。

発明４に係る温度制御装置は、発明３に係る温度制御装置であって、第２制御部は、第１制御部が低発熱状態の時に、第１制御部の温度の下がり度合いに基づいて冷却部をオフさせる制御を行う。

ここで、低発熱状態としては、例えばスリープ状態が挙げられる。この温度制御装置によると、第１制御部が低発熱状態である時に冷却部がオンして第１制御部を冷却している場合、第２制御部は、第１制御部の温度の下がり度合いに基づいて冷却部をオフさせる。これにより、第１制御部の温度が必要以上に下がりすぎてしまうことをより防ぐことができる。

発明５に係る温度制御装置は、発明１〜４のいずれかに係る温度制御装置であって、冷却部は、第２制御部を更に冷却することが可能である。

発明６に係る温度制御装置は、発明１〜５のいずれかに係る温度制御装置であって、冷却部は、第１制御部に空気を送るためのファンである。

本発明によると、ファンの制御が割り込み処理としてＣＰＵに割り込む回数が減少するため、ＣＰＵの処理効率の低下を軽減させることができる。

図１は、本発明の本実施形態に係る温度制御装置１が採用された画像形成装置１０１の構成を模式的に示すブロック図である。以下より、画像形成装置１０１の構成について説明する。

（１）画像形成装置の構成
図２は、画像形成装置１０１の外観図である。この画像形成装置１０１は、複写機、プリンタ、ファクシミリ及びスキャナとしての機能を併せ持つ複合機の機種であって、複数の原稿を集約してコピーする集約機能や原稿を用紙の両面にコピーする両面機能等の、様々な機能を有している。

画像形成装置１０１は、原稿カバー１０３、本体部１０４、操作パネル１０５、給紙カセット１０６及び排紙トレイ１０７を含む。

原稿カバー１０３と対向する本体部１０４の部分には、原稿載置台１０２が設けられている。原稿カバー１０３は、原稿載置台１０２上に載置された原稿を押さえるためのものであって、原稿載置台１０２に対して開閉自在に本体部１０４に装着されている。

本体部１０４は、図１に示すように、通信部１１１、原稿読み取り１１２、プリンタエンジン１１３、プリンタエンジン制御部２及びメイン制御部６等を含む。

通信部１１１は、外部のパソコン等と通信を行うためのものであって、通信動作を制御するためのＣＰＵ１１１ａを有している。

原稿読み取り部１１２は、原稿に記録された画像情報を読み取って画像データを取得するためのものであって、図示しない光学系を有している。また、原稿読み取り部１１２は、通信部１１１と同様、原稿読み取り動作を制御するためのＣＰＵ１１２ａを有している。

プリンタエンジン１１３は、用紙上に画像を形成し出力するためのものであって、図１に示すように、画像形成部１３１、転写部１３２、定着部１３３、給紙部１３４及び排出部１３５を含む。ここで、画像形成部１３１は、画像データに基づいてトナー像を形成するためのものであって、感光体ドラムや現像器等を有している。転写部１３２は、画像形成部１３１により形成されたトナー像を用紙に転写し、定着部１３３は、用紙に転写されたトナー像を定着させる。そして、給紙部１３４は、給紙カセット６内に収容されている用紙を画像形成部１３１に給紙し、排出部１３５は、トナー像が定着した後の用紙を画像形成装置１０１外部に排出する。

プリンタエンジン制御部２は、ＣＰＵ２ａを含むマイクロコンピュータで構成されており、接続されたプリンタエンジン１１３の各機能部の制御を行う。例えば、操作パネル１０５を介してコピーを行うための各種設定がなされた場合、プリンタエンジン制御部２は、この設定に基づいてコピーが行われるように、各機能部を制御する。

メイン制御部６は、プリンタエンジン制御部２とは別のＣＰＵを含むマイクロコンピュータで構成されており、通信部１１１や原稿読み取り部１１２、操作パネル１０５、プリンタエンジン１１３等と接続され、接続された各機能部の制御等を行う。尚、本実施形態に係るメイン制御部６は、温度制御装置１における一機能部としてプリンタエンジン制御部２や通信部１１１、原稿読み取り部１１２及び操作パネル１０５における各ＣＰＵ２ａ、１１１ａ、１１２ａ、１０５ａ（後述）の温度制御も行うが、これについては「（２）温度制御装置の構成」で詳述する。

操作パネル１０５は、外部からの各種設定を受け付けるためのものであって、図２に示すように、本体部１０４において原稿載置台１０２の手前側部分に設けられ、タッチパネル及び操作キーを有している。タッチパネルは、液晶ディスプレイで構成されており、画像形成装置１０１の設定を行うための各種画面を表示する。ユーザは、タッチパネルに直接手を触れることで、各種設定を行うことができる。操作キーは、印刷等の画像形成処理の開始を指示するためのスタートキーや、各種設定のための設定キー、テンキー等を有している。ユーザは、タッチパネルに直接触れるのではなく、操作キーを用いて各種設定を行うこともできる。また、操作パネル１０５も、通信部１１１や原稿読み取り部１１２と同様、操作パネル１０５を制御するためのＣＰＵ１０５ａを内部に有している。

給紙カセット１０６は、用紙を収納可能であって、本体部１０４の下方に３段設けられている。

排紙トレイ１０７は、画像形成装置１０１の側面に側方に突出して設けられた板状部材であって、プリンタエンジン１１３における排出部１３５により排出された用紙及び原稿が積載される。

（２）温度制御装置の構成
次に、本実施形態に係る温度制御装置１の構成について、図１を用いて説明する。ここでは、温度制御装置１が、プリンタエンジン制御部２におけるＣＰＵ２ａの温度制御を行う場合を例にとる。

温度制御装置１は、図１に示すように、温度制御の対象となるプリンタエンジン制御部２のＣＰＵ２ａ（第１制御部に相当）、サーミスタ３（温度検知部に相当）、ファン４（冷却部に相当）、記憶部５及びメイン制御部６（第２制御部に相当）を備える。

サーミスタ３は、プリンタエンジン制御部２の、特にＣＰＵ２ａの温度を検知するためのものであって、ＣＰＵ２ａ近傍に設けられている。

ファン４は、プリンタエンジン制御部２のＣＰＵ２ａに空気を送ることでＣＰＵ２ａを冷却させるためのものであって、プリンタエンジン制御部２のＣＰＵ２ａを冷却可能な位置に設けられている。尚、ファン４は、図示しないファンモータにより回転駆動される。

記憶部５は、所定の温度変化率や閾値を記憶している。所定の温度変化率及び閾値は、メイン制御部６が温度制御動作を行う時に基準として用いられる。

メイン制御部６は、既に説明したように、通信部１１１等の接続された各制御部の動作を制御すると共に、プリンタエンジン制御部２のＣＰＵ２ａの温度制御を行う。このような動作を行うため、メイン制御部６は、モード制御部６ａ、時間計測部６ｂ、演算部６ｃ及びファン制御部６ｄとして機能する。

モード制御部６ａは、画像形成装置１０１の状態を示す信号をファン制御部６ｄに出力する。例えば、画像形成装置１０１がスリープモード等の低発熱状態であってＣＰＵ２ａが比較的処理を行っていない場合、ＣＰＵ２ａの発熱量は例えば印刷処理を行っている時等の通常時よりも低いため、モード制御部６ａは、ＣＰＵ２ａが低発熱状態である旨を示す信号をファン制御部６ｄに出力する。

時間計測部６ｂは、サーミスタ３により検知されたＣＰＵ２ａの温度が閾値以下となった時、時間の計測を開始する。尚、時間計測部６ｂにより計測された時間は、演算部６ｃにより取り込まれる。

演算部６ｃは、時間計測部６ｂの計測している時間が所定時間を経過した時、サーミスタ３により検知されたＣＰＵ２ａの温度を取り込み、単位時間あたりのＣＰＵ２ａの温度変化率を演算する。具体的には、演算部６ｃは、所定時間経過時のＣＰＵ２ａの温度から閾値を減算することで、所定時間の間にＣＰＵ２ａの温度がどれだけ変化したかを算出する。特に、ＣＰＵ２ａが低発熱状態である場合には、ＣＰＵ２ａの発熱量が高くないため、この状態でファン４がオンしていると、ＣＰＵ２ａの温度は除々に低下していく。このような場合、演算部６ｃは、単位時間あたりのＣＰＵ２ａの温度の下がり度合いを算出することになる。

ファン制御部６ｄは、ファンモータの駆動を制御することで、ファン４のオン及びオフを制御する。特に、本実施形態に係るファン制御部６ｄは、演算部６ｃにより演算された単位時間あたりのＣＰＵ２ａの温度変化率に基づいて、ファンのオン及びオフを制御する。

以下に、ファン制御部６ｄがファン４のオン及びオフを行う動作について具体的に説明する。先ず、ファン制御部６ｄは、画像形成装置１０１の電源がオンとなると、ファン４をオンさせ、ＣＰＵ２ａの冷却が行われるようにする。そして、ファン制御部６ｄは、演算部６ｃにより演算された単位時間あたりのＣＰＵ２ａの温度変化率と所定の温度変化率とを比較し、ＣＰＵ２ａの温度変化率が所定の温度変化率と略同一である場合には、ファン４をオフさせる。尚、単位時間あたりのＣＰＵ２ａの温度変化率が所定の温度変化率と略同一でない場合には、ファン制御部６ｄは、ファン４がオンした状態を保つように制御する。特に、ＣＰＵ２ａが低発熱状態である旨を示す信号をモード制御部６ａから取得した場合、ファン制御部６ｄは、単位時間あたりのＣＰＵ２ａの温度の下がり度合いと所定の温度変化率とに基づいて、ファン４をオフさせる。

尚、“所定の温度変化率と略同一”とは、ＣＰＵ２ａの温度変化率が所定の温度変化率を基準として所定の近似範囲を含む値の中に含まれる場合に相当する。具体的には、所定の温度変化率が例えば“−０．２℃／ｓｅｃ”である場合、所定の近似範囲は“−０．２℃／ｓｅｃ”に対し±３％の近似値を含む範囲であるとすることができる。

（３）温度制御装置の動作
次に、温度制御装置１の動作について、図３及び図４を用いて説明する。ここで、図３は、温度制御装置１の動作を説明するためのフローチャートであって、図４は、ＣＰＵ２ａの温度及びファン４のオン／オフの経時的変化を表したグラフである。以下では、閾値が“５０℃”であって、所定の温度変化率が“−０．２℃／ｓｅｃ”、所定の温度変化率を含む範囲が“−０．２℃／ｓｅｃ±３％”である場合を例に取る。また、図４では、ファン４がオンしている場合を“１”、オフしている場合を“０”として表している。

ステップＳ１〜３：画像形成装置１０１の電源がオンすると（Ｓ１のＹＥＳ）、メイン制御部６は、接続された各機能部の制御を行う。これにより、プリンタエンジン制御部２のＣＰＵ２ａは、プリンタエンジン１１３の制御処理を開始する（Ｓ２）。また、メイン制御部６のモード制御部６ａは、画像形成装置１０１がスリープモードではない通常のモードである旨を示す信号をファン制御部６ｄに出力し、ファン制御部６ｄは、この信号に基づいて、ファン４をオンさせる（Ｓ３、図４の時間が０ｓｅｃの時）。この時、ＣＰＵ２ａは、処理を行っているため発熱するが、ファン４から送られる空気により冷却される。

ステップＳ４〜５：時間計測部６ｂは、サーミスタ３が検知するＣＰＵ２ａの温度が５０℃（即ち閾値）以下か否かを比較する。ＣＰＵ２ａの温度が５０℃以下である場合（Ｓ４のＹＥＳ）、時間計測部６ｂは時間の計測を開始する。演算部６ｃは、時間計測部６ｂが時間を計測してから所定時間経過した時にサーミスタ３が検知したＣＰＵ２ａの温度と、閾値である５０℃と、所定時間とに基づいて、ＣＰＵ２ａの温度変化率を演算する（Ｓ５）。尚、ＣＰＵ２ａの温度が５０℃以下でない場合には（Ｓ４のＮＯ）、演算部６ｃは温度変化率の演算を行わず、ファン４は、オンしたままの状態を保つ。

ステップＳ６〜７：ファン制御部６ｄは、ステップＳ５で演算された温度変化率が−０．２℃／ｓｅｃ（即ち所定の温度変化率）±３％の範囲内であるか否かを判断する。温度変化率が−０．２℃／ｓｅｃ±３％の範囲内である場合（Ｓ６のＹＥＳ、図４の期間Ｂ）、ファン制御部６ｄは、ファン４をオフさせる（Ｓ７）。特に、図４に示すように、画像形成装置１０１がスリープモードに移行した場合には、ＣＰＵ２ａは処理を比較的行わない状態となるため、ＣＰＵ２ａの温度は減少して温度変化率が−０．２℃／ｓｅｃ±３％の範囲内となるため、ファン制御部６ｄは、ファン４をオフさせる。また、ステップＳ５で演算された温度変化率が−０．２℃／ｓｅｃ±３％の範囲外である場合には、ファン制御部６ｄは、画像形成装置１０１はスリープモードではなくＣＰＵ２ａは未だ処理を行っている状態にあると判断し（即ち、図４の期間Ａ）、ファン４がオンしている状態を保つように制御する（Ｓ６のＮＯ）。

ステップＳ８：温度制御装置１は、画像形成装置１０１の電源がオフになるまで、ステップＳ４以降の動作を繰り返す。尚、画像形成装置１０１の電源がオフになると、温度制御装置１は、一連の動作を終了する。

（４）効果
この温度制御装置１のメイン制御部６は、単位時間あたりのプリンタエンジン制御部２におけるＣＰＵ２ａの温度変化率に基づいてファン４のオン及びオフの制御を行うため、ＣＰＵ２ａのその時々の温度によりファン４をオン及びオフさせる制御を行う場合よりも、ファン４の制御を行う頻度が下がる。従って、メイン制御部６がファン４の制御処理以外の他の処理を行っている時に、ファン４のオン及びオフの制御処理が割り込み処理として割り込む回数を少なくすることができる。

特に、この温度制御装置１のメイン制御部６は、現在のＣＰＵ２ａの温度変化率が所定の温度変化率と略同一である場合、ファン４をオンまたはオフさせるため、メイン制御部６は、ファン４のオン及びオフの制御を確実に行うことができる。

また、この温度制御装置１のメイン制御部６は、のＣＰＵ２ａがスリープモードのように低発熱状態である時にファン４がオンしてプリンタエンジン制御部２のＣＰＵ２ａを冷却している場合、ＣＰＵ２ａの温度の下がり度合いに基づいてファン４をオフさせる制御を行う。これにより、ＣＰＵ２ａの温度が必要以上に下がりすぎてしまうことをより防ぐことができる。

＜その他の実施形態＞
（ａ）上記実施形態では、プリンタエンジン制御部２のＣＰＵ２ａを冷却する冷却部としてファン４を用いた場合について説明したが、冷却部は、ファン以外であってもよい。ファン以外のその他の冷却部としては、例えばポンプを利用した水冷型のものや、空気を圧縮させて出力することで低温冷風を発生させるクーラー、２種類の金属の接合部に電流を流すことで一方の金属からもう片方へ熱が移動するペルチェ素子などが挙げられる。

（ｂ）上記実施形態では、プリンタエンジン制御部２のＣＰＵ２ａのみがファン４により冷却する場合について説明したが、メイン制御部６のＣＰＵも更にファン４により冷却されてもよい。

また、本発明では、上記実施形態のように、ファン４により冷却される制御部とファン４を制御するための制御部とが別々に設けられてもよいし、これらの制御部が一体となっており、この一体となった制御部がファンにより冷却されると共にファンの制御を行ってもよい。

（ｃ）上記実施形態では、特に画像形成装置１０１がスリープモードであってＣＰＵ２ａの温度が下がる場合に、ファン制御部６ｄはＣＰＵ２ａの温度変化率に基づいてファン４のオン及びオフを制御すると説明したが、これに限定されない。ファン制御部６ｄは、画像形成装置１０１がスリープモードでなく通常モードである場合や、ＣＰＵ２ａの温度が上がる場合であっても、ファン制御部６ｄは、ＣＰＵ２ａの温度変化率に基づいてファン４のオン及びオフを制御してもよい。

（ｄ）上記実施形態では、温度制御装置１の記憶部５が、所定の温度変化率を予め記憶している場合について説明したが、温度制御装置１は、図５に示すように、画像形成装置１０１が前回スリープモードであった時の、ＣＰＵ２ａの温度変化率（期間Ｃ）を所定の温度変化率として記憶部５に記憶させてもよい。この場合、温度制御装置１は、今回のＣＰＵ２ａの温度変化率が前回の温度変化率とほぼ同一である場合には、ファン４をオフさせる（期間Ｄ）。このような場合であっても、上記実施形態の同様の効果を奏することができる。

本発明に温度制御装置は、ＣＰＵの温度の制御を行うことができるため、パーソナルコンピュータや画像形成装置等の、ＣＰＵを搭載している電気機器に適用することができる。

本実施形態に係る温度制御装置が採用された画像形成装置を模式的に示すブロック図。 本実施形態に係る画像形成装置の外観図。 本実施形態に係る温度制御装置の動作を説明するためのフローチャート。 本実施家形態に係るＣＰＵの温度とファンの動作との経時的変化を示すグラフ。 その他の実施形態（ｄ）に係るＣＰＵの温度の経時的変化を示すグラフ。

符号の説明

１ 温度制御装置
２ プリンタエンジン制御部
２ａ、１１１ａ、１１２ａ、１０５ａ ＣＰＵ
３ サーミスタ
４ ファン
５ 記憶部
６ メイン制御部
６ａ モード制御部
６ｂ 時間計測部
６ｃ 演算部
６ｄ ファン制御部
１０１ 画像形成装置
１０４ 本体部
１１１ 通信部
１１２ 原稿読み取り部
１０５ 操作パネル
１１３ プリンタエンジン

Claims (6)

1. 被制御部を制御する第１制御部と、
   前記第１制御部を冷却させることが可能な冷却部と、
   前記第１制御部の温度を検知する温度検知部と、
   単位時間あたりの前記第１制御部の温度変化率に基づいて、前記冷却部のオン及びオフを制御する第２制御部と、
   を備える、温度制御装置。
2. 所定の温度変化率を記憶する記憶部を更に備え、
   前記第２制御部は、現在の前記第１制御部の温度変化率が前記所定の温度変化率と略同一である場合、前記冷却部をオンまたはオフさせる、
   請求項１に記載の温度制御装置。
3. 前記第２制御部は、前記冷却部がオンしている場合、前記単位時間あたりにおける前記第１制御部の温度の下がり度合いに基づいて前記冷却部をオフさせる、
   請求項１または２に記載の温度制御装置。
4. 前記第２制御部は、前記第１制御部が低発熱状態の時に、前記第１制御部の温度の下がり度合いに基づいて前記冷却部をオフさせる制御を行う、
   請求項３に記載の温度制御装置。
5. 前記冷却部は、前記第２制御部を更に冷却することが可能である、
   請求項１〜４のいずれかに記載の温度制御装置。
6. 前記冷却部は、前記第１制御部に空気を送るためのファンである、
   請求項１〜５のいずれかに記載の温度制御装置。

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