JP2010139733A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 強制空冷を行っているユニットを有する画像形成装置における異状対応。
【解決手段】 ファン回転、風速、部品温度のいずれか1つでも異常状態にった場合に、異常なユニット、ファン、風路を特定し、それを読み取り可能な状態で記憶、あるいは表示すると共に、ファン回転、または風速が異常の場合は、そのファンや風路に関わるユニットの通常の強制空冷が出来ない状態でも部品温度が許容範囲内で収まる動作条件に制限して動作させる。
【選択図】 図１

Description

外気を取り入れて強制空冷をし、内部温度や素子の温度上昇をコントロールしている1つまたは複数のユニットを有する画像形成装置に関する。

一般に画像形成装置においては、トランスの１次側の直流電力をスイッチング素子により断続して２次側へ伝達するスイッチング電源ユニットを備え、このスイッチング電源ユニットの出力を電源として所定の画像形成動作を行っている。また、記録材に転写されたトナー像を定着させるための定着手段を備え、近年では定着手段として電磁誘導加熱(IH)方式も用いられるようになり、定着手段への電力供給手段としてIH電源ユニットを備えているものもある。

更に、前記スイッチング電源ユニットやIH電源ユニットを複数備えている画像形成装置もある。

前記スイッチング電源やIH電源ユニットは、内部回路の発熱部品の温度上昇を抑えるために、ファンを用いてユニット内に外気を吸入またはユニット外へ排気することが多い。

ファンを用いて温度上昇を抑える方法としては、スイッチング素子の駆動周波数や発熱部品の温度を検出してファンの回転数を制御したりする方法がある(例えば特許文献１参照)。

また、発熱部品の温度を検出し、所定の温度を超えた場合に直ちに強制的に停止させてしまうものもある。
特開平１１−１９８４９２号公報

しかしながら、ファンの回転制御で発熱部品の温度上昇を抑えようとした場合、ファンが正常に回転しなかったり、吸気口あるいは排気口が塞がれている場合には、制御手段がファンを高速回転しようとしているにも関わらず発熱部品が異常な温度になってしまう。

また、発熱部品の温度が通常よりも上昇し、画像形成装置が強制的に停止した場合、異常昇温の原因がファンの異常や、ただ単に吸気口あるいは排気口が塞がれているだけであれば、ファンの交換や吸気口あるいは排気口の清掃もしくは塞いでいる物の排除のみで復帰できるにも関わらず、サービスマンはユニットの異常と判断し、異常昇温したユニットの交換を行ってしまう恐れがあり、更にはユニット交換しても復帰しないという事態になる可能性もある。

上記課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置においては、トランスの１次側の直流電力をスイッチング素子により断続して２次側へ伝達するスイッチング電源ユニットや、１次側の直流電力をスイッチング素子により高周波電力としてIH方式定着手段に供給するIH電源ユニットのように、強制空冷が必要なユニットを1つまたは複数有した画像形成装置において、各ユニットに対して吸気口からユニット内に外気を吸入するまたは排気口からユニット外へ排出するファンと、前記ファンの回転、停止の状態を検知するファン回転検出手段と、各ユニット内の発熱部品の温度を検出する第1の温度検出手段と、前記ファンの回転によって発生する風の風路に配置され、固定電力が与えられた抵抗体の温度上昇を検出する第2の温度検出手段と、前記各検出手段の検出結果に基づいて画像形成装置の動作を制御する制御手段を設け、前記制御手段は前記ファン回転検出手段、第1の温度検出手段、第2の温度検出手段のいずれか1つでも異常を検出した場合に、異常なユニット、ファン、風路を特定し、それを読み取り可能な状態で記憶、あるいは表示すると共に、直ちに画像形成動作を停止することを特徴とする。

また本発明に係る別の画像形成装置においては、上記構成と同様強制空冷が必要なユニットを１つまたは複数有した画像形成装置において、各ユニットに対して吸気口からユニット内に外気を吸入するまたは排気口からユニット外へ排出するファンと、前記ファンの回転、停止の状態を検知するファン回転検出手段と、各ユニット内の発熱部品の温度を検出する第1の温度検出手段と、前記ファンの回転によって発生する風の風路に配置され、固定電力が与えられた抵抗体の温度上昇を検出する第2の温度検出手段と、前記各検出手段の検出結果に基づいて画像形成装置の動作を制御する制御手段を設け、前記制御手段は前記ファン回転検出手段、第1の温度検出手段、第2の温度検出手段のいずれか1つでも異常を検出した場合に、異常なユニット、ファン、風路を特定し、それを読み取り可能な状態で記憶、あるいは表示すると共に、前記ファン回転検出手段、または第2の温度検出手段が異常を検出した場合は、そのファンや風路に関わるユニットの通常の強制空冷が出来ない状態でも部品温度が許容範囲内で収まる動作条件に制限して動作させることを特徴とする

本発明の画像形成装置によれば、トランスの１次側の直流電力をスイッチング素子により断続して２次側へ伝達するスイッチング電源ユニットや、１次側の直流電力をスイッチング素子により高周波電力としてIH方式定着手段に供給するIH電源ユニットのように、強制空冷が必要なユニットを１つまたは複数有した画像形成装置において、各ユニットに対して吸気口からユニット内に外気を吸入するまたは排気口からユニット外へ排出するファンと、前記ファンの回転、停止の状態を検知するファン回転検出手段と、各ユニット内の発熱部品の温度を検出する第1の温度検出手段と、前記ファンの回転によって発生する風の風路に配置され、固定電力が与えられた抵抗体の温度上昇を検出する第2の温度検出手段と、前記各検出手段の検出結果に基づいて画像形成装置の動作を制御する制御手段を設け、前記制御手段が前記ファン回転検出手段、第1の温度検出手段、第2の温度検出手段のいずれか1つでも異常を検出した場合に、異常なユニット、ファン、風路を特定し、それを読み取り可能な状態で記憶、あるいは表示するため、ユニットの回路が異常なのか、ファンが異常なのか、風路が確保されていないのかを容易に判断することが出来る。

また更に、前記ファン回転検出手段、またはまたは第2の温度検出手段が異常を検出した場合は、そのファンや風路に関わるユニットの通常の強制空冷が出来ない状態でも部品温度が許容範囲内で収まる動作条件に制限して動作させるため、正常に復帰するまでの間も所定の動作は行うことも出来る。

以下、本発明に係る画像形成装置に関して、図面を用いて詳しく説明する。

本発明の第１の実施例である画像形成装置としては、図１に示すような概略構成図のものがある。本例装置は電子写真プロセスの画像形成装置である。

同図において、１は画像形成部、10は画像形成を制御する制御手段である。

101は電源トランスの１次側の商用電源を整流した直流電力を発熱部品であるスイッチング部品105により断続して２次側へ伝達するスイッチング電源ユニットであり、前記スイッチング電源ユニット101にはユニット内部の温度を強制空冷するために吸気口103からユニット内に外気を吸入して排気口104からユニット外へ排出するファン102と、発熱部品であるスイッチング部品105の温度を検出する部品温度検出手段106と、固定電力が与えられた抵抗体の温度上昇を検出する温度検出手段を用いて前記ファン102によって発生した風の風速を検出する風速検出手段110と、を備えている。

また、201は電源トランスの１次側の商用電源を整流した直流電力を発熱部品であるスイッチング部品205により断続して定着手段（図示せず）へ交流電力を供給する定着電源ユニットであり、前記定着電源ユニット201にはユニット内部の温度を強制空冷するために吸気口203からユニット内に外気を吸入して排気口204からユニット外へ排出するファン202と、発熱部品であるスイッチング部品205の温度を検出する部品温度検出手段206と、前記ファン202によって発生した風の風速を検出する風速検出手段210と、を備えている。

スイッチング電源ユニット101における部品温度検出手段106の温度検出信号108、ファン102の回転検出信号109、風速検出手段110の風速検出信号111、定着電源ユニット201における温度検出手段206の温度検出信号208、ファン202の回転検出信号209、風速検出手段210の風速検出信号211はそれぞれ制御手段10に入力されている。

制御手段10は、スイッチング電源ユニット101のスイッチング部品105にPWM信号107を供給することでスイッチング電源ユニット101の2次側へ伝達する電力を制御し、定着電源ユニット201のスイッチング部品205にPWM信号207を供給することで定着電源ユニット201の定着手段に供給する電力を制御している。

図２は風速検出手段110の概略構成図である。所定の電圧VとGNDの間に抵抗Rが接続されているため、抵抗RにはV²／Rの電力が印加されている。抵抗RはV²／Rの電力が印加されることで所定の温度上昇が発生する。また前記抵抗Rに接するように温度検出手段であるサーミスタTHが配置されており、抵抗Rの温度に応じた信号111を出力している。前記抵抗Rに風が吹き付けられると、その風速と温度上昇の関係は図3に示すようになる。従って、抵抗Rの温度上昇をサーミスタTHによって検出することで、その時の風速を検出することができる。風速検出手段210の構成も同様である。

図4の特性において、風速がVaより小さくなった時、もしくはファンが正常に回転してない時に動作の制約を行う場合の動作を図４、図5を用いて説明する。この場合の動作の制約とは、強制空冷ができず自然空冷のみの動作と判断し、白黒画像で且つ画像形成速度は1／2とする。

まず始めにステップ1001においてファンを回転させ、ステップ1002においてファンが正常に回転しているかどうかをファン回転検出手段によって判断する。ファンが正常に回転していない場合はステップ1014でファンの異常を異常個所を含めて記憶し、ステップ1015で部品交換が必要であることを表示部に表示してステップ1011の制約動作に移る。

ステップ1002でファンが正常に回転していると検出した場合は、次に1003において風速を検出する。ここで、風速検出手段内の温度検出手段であるサーミスタTHが図4で示すように風速Vaに相当する温度上昇Taより高い場合は吸排気口が塞がれている等の状態であると判断しステップ1009で風路の異常を異常個所を含めて記憶し、ステップ1010で吸排気口が塞がれていないかを確認するように場所を指定して表示部に表示してステップ1011の制約動作に移る。

ステップ1003で風路も正常だと判断した場合は、ステップ1004の通常動作に移る。

通常動作、あるいは制約動作でスイッチング部品の駆動を開始すると温度検出手段によって部品温度を検出する。ステップ1005で部品温度が予め決められた温度Tc以上の場合はユニットの回路自体が異常であると判断し、ステップ1012で異常なユニットを記憶し、ステップ1013で部品交換が必要であることを表示部に表示してステップ1007で動作を停止させる。

ステップ1005で部品温度がTcより低い場合は一連の動作が終了するまで上記ステップを繰り返す。

上記ステップを図１におけるスイッチング電源ユニット101及び定着電源ユニット201のそれぞれに対して行い、異常状態と判断された場合にどちらのユニットのどのような異常なのかを記憶しておくことで、対応がはやくなり、ダウンタイムの減少につながる。

本発明の第2の実施例である画像形成装置としては、図１に示すような概略構成図のものがある。本例装置は電子写真プロセスの画像形成装置である。

同図において、１は画像形成部、10は画像形成を制御する制御手段である。

101は電源トランスの１次側の商用電源を整流した直流電力を発熱部品であるスイッチング部品105により断続して２次側へ伝達するスイッチング電源ユニットであり、前記スイッチング電源ユニット101にはユニット内部の温度を強制空冷するために吸気口103からユニット内に外気を吸入して排気口104からユニット外へ排出するファン102と、発熱部品であるスイッチング部品105の温度を検出する部品温度検出手段106と、固定電力が与えられた抵抗体の温度上昇を検出する温度検出手段を用いて前記ファン102によって発生した風の風速を検出する風速検出手段110と、を備えている。

また、201は電源トランスの１次側の商用電源を整流した直流電力を発熱部品であるスイッチング部品205により断続して定着手段（図示せず）へ交流電力を供給する定着電源ユニットであり、前記定着電源ユニット201にはユニット内部の温度を強制空冷するために吸気口203からユニット内に外気を吸入して排気口204からユニット外へ排出するファン202と、発熱部品であるスイッチング部品205の温度を検出する部品温度検出手段206と、前記ファン202によって発生した風の風速を検出する風速検出手段210と、を備えている。

スイッチング電源ユニット101における温度検出手段106の温度検出信号108、ファン102の回転検出信号109、風速検出手段110の風速検出信号111、定着電源ユニット201における温度検出手段206の温度検出信号208、ファン202の回転検出信号209、風速検出手段210の風速検出信号211はそれぞれ制御手段10に入力されている。

制御手段10は、スイッチング電源ユニット101のスイッチング部品105にPWM信号107を供給することでスイッチング電源ユニット101の2次側へ伝達する電力を制御し、定着電源ユニット201のスイッチング部品205にPWM信号207を供給することで定着電源ユニット201の定着手段に供給する電力を制御している。

図２は風速検出手段110の概略構成図である。所定の電圧VとGNDの間に抵抗Rが接続されているため、抵抗RにはV²／Rの電力が印加されている。抵抗RはV²／Rの電力が印加されることで所定の温度上昇が発生する。また前記抵抗Rに接するように温度検出手段であるサーミスタTHが配置されており、抵抗Rの温度に応じた信号111を出力している。前記抵抗Rに風が吹き付けられると、その風速と温度上昇の関係は図3に示すようになる。従って、抵抗Rの温度上昇をサーミスタTHによって検出することで、その時の風速を検出することができる。風速検出手段210の構成も同様である。

図4の特性において、風速がVb未満の時、もしくはファンが正常に回転してない時、Vb 以上Va未満の時、Va以上の時で動作の制約条件を変える場合の動作を図４、図6、及び図７の表を用いて説明する。

まず始めにステップ1001においてファンを回転させ、ステップ1002においてファンが正常に回転しているかどうかをファン回転検出手段によって判断する。ファンが正常に回転していない場合はステップ1014でファンの異常を異常個所を含めて記憶し、ステップ1015で部品交換が必要であることを表示部に表示してステップ1005の動作に移る。

ステップ1002でファンが正常に回転していると検出した場合は、次に1003において風速を検出する。ステップ1004で風速検出手段のサーミスタTHが図4で示すように風速Vaに相当する温度上昇Taより高い場合は、吸排気口が塞がれている等の状態であると判断しステップ1010で風路の異常を異常個所を含めて記憶し、ステップ1011で吸排気口が塞がれていないかを確認するように場所を指定して表示部に表示してステップ1005の動作に移る。

ステップ1004で風路も正常だと判断した場合は、ステップ1005の動作に移る。

ステップ1005では、図７に示すように、ファンの回転や風速に応じて動作の制約条件を選択し、その条件の範囲内で動作を行う。

通常動作、あるいは制約動作でスイッチング部品の駆動を開始すると温度検出手段によって部品温度を検出する。ステップ1006で部品温度が予め決められた温度Tc以上の場合はユニットの回路自体が異常であると判断し、ステップ1012で異常なユニットを記憶し、ステップ1013で部品交換が必要であることを表示部に表示してステップ1008で動作を停止させる。

ステップ1006で部品温度がTcより低い場合は一連の動作が終了するまで上記ステップを繰り返す。

上記ステップを図１におけるスイッチング電源ユニット101及び定着電源ユニット201のそれぞれに対して行い、異常状態と判断された場合にどちらのユニットのどのような異常なのかを記憶しておくことで、対応がはやくなり、ダウンタイムの減少につながる。

本発明の第１及び第2の実施例である画像形成装置の概略構成図である。 本発明の風速計の概略構成図である。 本発明の風速計内の抵抗に対する風速と温度上昇の関係を示す図である。 本発明の風速計内の抵抗に対する風速と温度上昇の関係を示す図である。 本発明の第１の実施例の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施例の動作を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施例である動作の制約条件を示す表である。

符号の説明

１ 画像画像形成部
10 制御手段
101 スイッチング電源ユニット
201 定着電源ユニット
102,202 ファン
103,203 吸気口
104,204 排気口
105,205 スイッチング部品
106,206 温度検出手段
107,207 PWM信号
108,208 温度検出信号
109,209 ファン回転検出信号
110,210 風速検出手段
111,211 風速検出信号
R 固定抵抗

Claims (4)

1. 外気を取り入れて強制空冷をしている１つまたは複数のユニットを有する画像形性装置において、
   画像形成を制御する制御手段と、
   強制空冷するためのファンと、
   前記ファンの回転を検知するファン回転検知手段と、
   強制空冷によって冷却を必要とする第1の素子の温度を検出する第1の温度検出手段と、
   強制空冷をしている各ユニット内に設けられ、前記第1の素子とは異なる発熱体の温度を検出する第2の温度検出手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記第１の温度温度検出手段の検出結果が所定の値以上になった場合に、前記ファン回転検知手段及び前記第2の温度検出手段の結果から、異常ユニットの特定と、ファンの異常か、風路の異常か、もしくはユニットの動作異常かの判別をし、
   いずれかによって動作の制約または停止するとともに、どの異常状態かを記憶することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第2の温度検出手段は、固定電力が与えられた抵抗体の温度上昇を検出することでファンの回転によって発生する風の風速検出を簡易的に実現していることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 特定された異常ユニットによって制約される動作が決定されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 吸排気口の異常状態と判別した場合、風路の異常と判断された異常個所に関係する吸排気口を特定し、確認を促す表示をすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。

Images