JP2013041093A

JP2013041093A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2013041093A
Application number: JP2011177625A
Authority: JP
Inventors: Tetsuhiro Yoshimoto; 哲博吉本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2011-08-15
Filing date: 2011-08-15
Publication date: 2013-02-28

Abstract

【課題】冷却ファンが正常に動作しているかどうかを検知する。
【解決手段】駆動電圧に応じて回転速度が変化する冷却ファン１０１と、ＰＷＭ信号に対応した駆動電圧を冷却ファンに供給するトランジスタＴｒ１と、トランジスタから供給された駆動電圧によって駆動された冷却ファンの駆動電流値を検知する分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２と、分圧抵抗で検知された駆動電流値に基づいて、トランジスタが所定の駆動電圧を冷却ファンに供給するように、トランジスタに出力するＰＷＭ信号の出力値を制御するＣＰＵ１０３と、を備え、ＣＰＵは、出力値が閾値を超えたＰＷＭ信号を出力したときから、一旦、出力値が前記閾値よりも小さいＰＷＭ信号を出力し、再度、出力値が前記閾値を超えたＰＷＭ信号を出力したときまでの時間から算出された冷却ファンの回転速度に基づいて、冷却ファンの異常を検知する。
【選択図】図２

Description

本発明は、装置の冷却のために冷却ファンを備えた画像形成装置における、冷却ファンの回転異常を検知する検知方法に関する。

従来、画像形成装置に備えられた冷却ファンの故障を検知する場合には、次のような手法が採られていた。すなわち、特許文献１に開示されているように、冷却ファンをファン駆動信号によって停止状態から駆動させ、冷却ファンからの信号線にファンが回転状態であることを示す回転検知信号が出力されるかどうかにより、ファンが正常に動作しているかを判断していた。また、冷却ファンからの信号線が線噛み等によりグランド（ＧＮＤ）とショート（短絡）していた場合には、回転検知信号は正常に検知されない。そのため、信号線が短絡しているかどうかの短絡検知（以下、「短絡検知」と記す）には、次のようなシーケンスを用いて行われていた。すなわち、画像形成装置の電源をオンした後に、ファン駆動信号により冷却ファンを回転させる前に回転検知信号が出力されていないことを確認する。そして、ファン駆動信号により冷却ファンを回転させた後に、冷却ファンからの信号線に回転検知信号が出力されていることを検知することにより、信号線の短絡の有無の判断を行っていた。

特許第２５１２３２５号公報

近年、省電力の観点から装置が待機状態の場合には、不要な待機電力を消費しないように、できる限り消費電力を低減させるためにスリープモードを設けている画像形成装置が多い。スリープモードに移行させた場合には、画像形成装置はスリープモードからの復帰動作に関わる機能（例えば、操作パネル）を除き、待機電力低減のため、冷却ファンを含めて全ての機能を停止させている。このようなスリープモードを備えた画像形成装置においても、冷却ファンからの信号線に対する短絡検知は、ファンの停止時及び回転時に回転検知信号を検知することにより行われる。ところで、冷却ファンは、気圧や使用しているファンの種類によっては、その回転が完全に停止するまでに３０秒程度かかる場合がある。そのため、スリープモードに移行した直後に、操作パネルからの印刷指示等によりスリープモードからの復帰が行われた場合には、前述の冷却ファンの短絡検知シーケンスを実行すると誤検知が生ずることがある。すなわち、冷却ファンを停止制御している状態であるにもかかわらず、スリープモードに移行した直後で、まだファンが惰性で回転していることにより、回転検知信号が出力され、ファンが回転中であると判断されてしまう。その後、スリープモードからの復帰によりファン駆動信号により再度ファンを駆動させると、回転検知信号が出力される。その結果、ファンの停止時／駆動時の回転検知信号の出力に変化がなく、冷却ファンとの信号線が短絡していると誤検知されてしまうという課題があった。また、回転検知信号は、冷却ファンが回転しているか、停止しているかを通知する信号であるため、ファンが回転している時にその回転が正常であるかどうかについては検知することができないという課題もあった。

本発明はこのような状況のもとでなされたもので、冷却ファンが正常に動作しているかどうかを検知することを目的とする。

前述の課題を解決するために、本発明は以下の構成を備える。

（１）駆動電圧に応じて回転速度が変化するファンと、ＰＷＭ信号に対応した前記駆動電圧を前記ファンに供給する供給手段と、前記供給手段から供給された前記駆動電圧によって駆動された前記ファンの駆動電流値を検知する検知手段と、前記検知手段で検知された駆動電流値に基づいて、前記供給手段が所定の駆動電圧を前記ファンに供給するように、前記供給手段に出力するＰＷＭ信号の出力値を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、出力値が閾値を超えたＰＷＭ信号を出力したときから、一旦、出力値が前記閾値よりも小さいＰＷＭ信号を出力し、再度、出力値が前記閾値を超えたＰＷＭ信号を出力したときまでの時間から算出された前記ファンの回転速度に基づいて、前記ファンの異常を検知する画像形成装置。

本発明によれば、冷却ファンが正常に動作しているかどうかを検知することができる。

実施例のカラー画像形成装置の概略構成を示す図実施例の冷却ファン制御回路及び冷却ファン駆動回路を示す図実施例の冷却ファン駆動回路及び冷却ファン制御回路における電圧、電流波形を示す図実施例の冷却ファンの回転を制御する処理シーケンスを示す図

以下、本発明を実施するための形態について、実施例により詳しく説明する。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

［画像形成装置の概要］
図１は、本実施例の電子写真方式でタンデム型の中間転写ベルトを有するカラー画像形成装置（カラープリンタ）の一例を示す概略構成図である。以下、図１を用いて、電子写真方式のカラー画像形成装置における画像形成部の構成と動作について説明する。この画像形成装置は、イエロー色の画像を形成する画像形成部１Ｙと、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１Ｍと、シアン色の画像を形成する画像形成部１Ｃと、ブラック色の画像を形成する画像形成部１Ｂｋの４つの画像形成部（画像形成ユニット）を備える。これら４つの画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋは一定の間隔において一列に配置される。図１において、符号の末尾のａ、ｂ、ｃ、ｄは、それぞれＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）に対応し、以下では、特に必要のない限り、ａ〜ｄ（又はａ、ｂ、ｃ、ｄ）の記載を省略する。更に、その下方に給紙ユニット１７が配置され、記録材の搬送パス１８が縦に配置され、その上方に定着ユニット１６が備えられている。

次に、画像形成部の動作について詳しく説明する。各画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋには、それぞれ像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムという）２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが設置されている。各感光ドラム２の周囲には、一次帯電器３、現像装置４、転写ローラ５、ドラムクリーナ装置６がそれぞれ配置されている。一次帯電器３と現像装置４との間の下方には、レーザ露光装置７が設置されている。

各感光ドラム２は、駆動装置（不図示）によって時計回り方向に所定のプロセス速度で回転駆動される。一次帯電器３は、帯電バイアス電源（不図示）から帯電電圧を印加された帯電部材を感光ドラム２に接触させ、その表面を負極性の所定電位に均一に帯電する。

感光ドラム２下方に配置されるレーザ露光装置７は、与えられる画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応した発光を行うレーザ発光器、ポリゴンレンズ、反射ミラー等で構成されている。感光ドラム２に露光をすることによって、一次帯電器３で帯電された感光ドラム２の表面に画像情報に応じた各色の静電潜像が形成される。各現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄには、それぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーが収納されており、各感光ドラム２上に形成された各静電潜像に各色のトナーを付着させることでトナー像として現像（可視像化）される。

転写ローラ５は、一次転写部３２にて中間転写ベルト８を介して感光ドラム２に当接可能に配置されている。各感光ドラム２上のトナー像を順次、中間転写ベルト８上に転写し重ね合わせることでトナー像は転写される。ドラムクリーナ装置６は、クリーニングブレード等で構成され、感光ドラム２上の一次転写時の残留した転写残トナーを、感光ドラム２から掻き落とし、感光ドラムの表面を清掃する。

中間転写ベルト８は、各感光ドラム２の上面側に配置されて、二次転写対向ローラ１０とテンションローラ１１間に張架されて、矢印Ａ方向に回動される。また、二次転写対向ローラ１０は、二次転写部３４において、中間転写ベルト８を介して二次転写ローラ１２と当接可能に配置されている。中間転写ベルト８に転写された画像は、二次転写部３４において、給紙ユニット１７から搬送された記録材Ｐ上に転写される。テンションローラ１１の近傍で、中間転写ベルト８の外側には、中間転写ベルト８の表面に残った転写残トナーを除去して回収するベルトクリーニング装置（不図示）が設置されている。以上に示したプロセスにより、各トナーによる画像形成が行われる。そして、記録材上に形成された画像は、定着ユニット１６によって、画像定着が行われる。

画像形成装置には、商用交流電源を入力し、交流を直流に変換するための電源ユニット１００が備えられている。画像形成装置が画像形成を行う場合には、電力消費量が３００〜４００Ｗ程度まで増大するため、電源ユニット１００の発熱量も増加し、ファンによる冷却が必要となる。また、画像形成装置は、待機時においては消費電力を抑制するためにスリープモードへと移行する。スリープモード時には、不図示の操作部の画像形成装置をスリープモードから復帰させるスタンバイボタンや、ネットワークに接続されたパーソナルコンピュータ等からの印刷ジョブを受信するデータ受信部を除き、画像形成装置は全ての機能を停止している。その結果、スリープモードにおいては、電源ユニット１００の消費電力は１Ｗ程度と極めて小さい消費電力となるため、自然空冷のみで動作が可能である。従って、冷却ファン１０１は、画像形成装置が画像形成時には駆動されて、電源ユニット１００の冷却を行うが、スリープモード時には駆動を停止し、電源ユニット１００の冷却は行わない。

［冷却ファン制御回路の概要］
次に、図２の冷却ファン駆動回路及び冷却ファン制御回路の回路図を用いて、冷却ファン１０１の制御について説明する。図２において、冷却ファン制御回路を実装した制御基板１０２と冷却ファン駆動回路を実装した冷却ファン１０１は、電源線とＧＮＤ線を介して接続されている。制御基板１０２には、冷却ファン１０１への駆動電圧を制御するＣＰＵ１０３、ＣＰＵ１０３からのＰＷＭ信号に応じた駆動電圧を出力するトランジスタＴｒ１を含む定電圧回路、駆動電圧を分圧してＣＰＵ１０３に入力する分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２が実装されている。また、ＣＰＵ１０３は内部に不図示の記憶部を有し、記憶部はＣＰＵ１０３が実行するプログラムやテーブルデータを格納したＲＯＭや、画像形成装置を制御するための制御データや演算結果等が一時的に保存されるＲＡＭから構成される。更に、ＣＰＵ１０３は、時間計測を行うタイマ機能を備えている。

本実施例においては、ＣＰＵ１０３は、冷却ファン駆動の要否を判断し、ファン駆動時には正しい回転速度で駆動されるように、冷却ファン１０１の駆動電圧を制御する。そのため、ＣＰＵ１０３は、画像形成動作のモードに対応した冷却ファン１０１の回転速度テーブルを備えており、更に、冷却ファン１０１に供給される駆動電圧とファン回転速度を対応付けた電圧・速度テーブルを予めＣＰＵ１０３内部の記憶部に備えている。画像形成時には、ＣＰＵ１０３は、画像形成の動作モードに対応した冷却ファン１０１の回転速度を回転速度テーブルから読み出す。

次に、ＣＰＵ１０３は、読み出した回転速度に対応したファンの駆動電圧を電圧・速度テーブルから読み出す。そして、ＣＰＵ１０３は冷却ファン１０１の駆動電圧を決定すると、ＰＩＤ制御によるフィードバック制御を開始する。フィードバック制御は、冷却ファン１０１に対する駆動電圧に対して行われる。具体的には、制御基板１０２から冷却ファン１０１には、ＣＰＵ１０３から出力されるＰＷＭ信号のオンデューティ比率により、０〜２４Ｖの範囲の駆動電圧がトランジスタＴｒ１によって供給される。更に、その駆動電圧は、制御基板１０２の抵抗Ｒ１、Ｒ２により分圧され、駆動電圧に比例して、０〜３．３Ｖの電圧の電圧検知信号として、ＣＰＵ１０３に入力される。電圧検知信号として入力されたアナログ信号は、ＣＰＵ１０３内部に搭載されたＡ／Ｄコンバータによって、駆動電圧に対応した８ｂｉｔのデジタル値へと変換される。

ＣＰＵ１０３は、駆動電圧に対して、ＰＷＭ信号として出力する電圧ターゲット値をデジタル値として持っている。すなわち、ＣＰＵ１０３では、駆動電圧０〜２４Ｖに対して、電圧ターゲット値として、０〜ＦＦの１６進数を割り付けている。例えば、１２Ｖの駆動電圧でファンを駆動する場合には、電圧ターゲット値は、ＣＰＵ１０３内部では、１６進数で７Ｆと表現され、駆動電圧２４Ｖの場合には、１６進数でＦＦと表現される。そして、ＣＰＵ１０３は、電圧ターゲット値と、電圧検知信号を変換して得られた駆動電圧に対応したデジタル値が同じになるように、駆動電圧を変更するためにＰＷＭ信号の制御を行う。ＰＷＭ信号のオンデューティ比率が高くなると、トランジスタＴｒ１がオン状態である比率が上昇するため、冷却ファン１０１に供給される駆動電圧は上昇する。逆に、ＰＷＭ信号のオンデューティ比率が低くなると、冷却ファン１０１に供給される駆動電圧は低下する。ＣＰＵ１０３が、ＰＷＭ信号を用いて、このようなフィードバック制御を行うことにより、制御基板１０２から冷却ファン１０１に、安定した所定の駆動電圧が供給される。

図２に示す冷却ファン１０１は、不図示のファン（羽根）を回転させる第１の相であるＬ１相、及び第２の相であるＬ２相の２相からなるモータを備えている。この２相モータは、Ｌ１相、Ｌ２相の２相を交互に切り替えることによって、永久磁石を備えた不図示のロータを回転させる。そして、図２に示すように、冷却ファン１０１は、ファン制御ＩＣ１０４、ホール素子ＩＣ１０５、コイルＬ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、電界効果トランジスタ（以下、「ＦＥＴ」と略す）Ｑ１、Ｑ２、及び不図示のロータ、ファン等から構成されている。冷却ファン１０１は、制御基板１０２から電源線を介して駆動電圧が供給されると、コイルに電流が流れることにより、ロータが回転する。ロータに備えられた永久磁石の位置情報がホール素子ＩＣ１０５からファン制御ＩＣ１０４に出力される。ファン制御ＩＣ１０４はホール素子ＩＣ１０５から入力された永久磁石の位置情報に基づいて、ＦＥＴのＱ１とＱ２を交互に駆動させる。具体的には、ＦＥＴのＱ１がオン状態になると、コイルＬ１ａ、Ｌ１ｂに電流が流れ、ＦＥＴのＱ２がオン状態になると、コイルＬ２ａ、Ｌ２ｂに電流が流れ、Ｑ１とＱ２を交互にオン状態にすることにより、冷却ファン１０１のロータが回転する。

［冷却ファンの駆動周期の検知］
次に、図３（ａ）の波形図を用いて、冷却ファン１０１に流れる駆動電流について説明する。図３（ａ）において、Ｑ１、Ｑ２はＦＥＴＱ１、Ｑ２のオン・オフ状態を時系列で示した波形図であり、ＩＬ１、ＩＬ２はそれぞれＬ１相のコイルＬ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ２相のコイルＬ２ａ、Ｌ２ｂに流れる駆動電流の波形を時系列で示している。そして、Ｉは制御基板１０２から冷却ファン１０１に流れる駆動電流（駆動電流ＩＬ１及びＩＬ２の合成電流）の波形を時系列に示している。

冷却ファン１０１は、Ｌ１相、Ｌ２相の２相を交互に切り替えることによって、永久磁石を備えたロータを回転させる２相モータで構成されている。このモータ内部において、２つのＦＥＴＱ１及びＱ２のうちの一方、例えばＱ１をオンすると、Ｌ１相のコイルＬ１ａ及びＬ１ｂに駆動電流ＩＬ１が流れる。図３（ａ）のＩＬ１に示すように、駆動電流は、駆動初期には、コイルのインダクタンスに阻まれることによって小さいが、通電終了（２相の切り替え）段階では、ロータの磁石が通過することで界磁磁界が小さくなるために、逆起電力が小さくなることで増大する。そして、ロータが回転すると、ロータの永久磁石の位置を検知するホール素子ＩＣ１０５からの磁石の位置情報を示す出力が変化し、ファン制御ＩＣ１０４に入力されることによって、ファン制御ＩＣ１０４は、ロータの位置を検知する。ファン制御ＩＣ１０４は、ロータの回転を検知すると、ＦＥＴのＱ１をオフし、Ｑ２をオンする。これにより、Ｌ２相のコイルＬ２ａ及びＬ２ｂに、図３（ａ）に示す駆動電流ＩＬ２が流れる。そして、ロータの回転に合わせて、ファン制御ＩＣ１０４がＦＥＴのＱ１、Ｑ２のオン・オフを制御することにより、Ｑ１、Ｑ２は交互にオン・オフ状態を繰り返す。図３（ａ）の駆動電流Ｉは、駆動電流ＩＬ１とＩＬ２の合成電流であり、制御基板１０２から冷却ファン１０１に流れる駆動電流の波形を時系列で示している。図３（ａ）に示すように、駆動電流Ｉは、一定の電流量ではなく、Ｌ１相及びＬ２相の駆動切り替え時においては、電流値が増大する特性を示している。

図３（ｂ）は、制御基板１０２から冷却ファン１０１へ供給される駆動電流Ｉ、駆動電圧Ｖ、及びＣＰＵ１０３が冷却ファン１０１に供給する駆動電圧を制御するＰＷＭ信号の波形を時系列で示した図である。図３（ｂ）に示すように、駆動電圧Ｖが所定の電圧で維持されるように、ＣＰＵ１０３は、駆動電流Ｉの変化に対応して、ＰＩＤ制御によるフィードバック制御によりＰＷＭ信号の出力値を変更する。すなわち、ＣＰＵ１０３は、駆動電流Ｉが増大する場合には、駆動電流Ｉが抵抗Ｒ１、Ｒ２に流れることにより、ＣＰＵ１０３に入力される電圧検知信号の電圧値も高くなる。その結果、ＣＰＵ１０３において、電圧検知信号をＡ／Ｄコンバータにより変換されて得られたデジタル値に対応した駆動電圧値も、所定の電圧値よりも高くなる。そこで、ＣＰＵ１０３は、トランジスタＴｒ１のオン比率を下げて、冷却ファン１０１へ供給される駆動電圧が減少するように、ＰＩＤ制御によりＰＷＭ信号のオンデューティ比率を下げる。逆に、ＣＰＵ１０３は、駆動電流Ｉが減少する場合には、トランジスタＴｒ１のオン比率を上げて、冷却ファン１０１へ供給される駆動電圧が増加するように、ＰＩＤ制御によりＰＷＭ信号のオンデューティ比率を上げるように、フィードバック制御を行う。

ＣＰＵ１０３は、冷却ファン１０１の駆動周期を算出するために、ＰＷＭ信号の出力値に対して、駆動周期の検知を開始する閾値（図３（ｂ）の出力変化検出閾値）を定めている。この閾値は、駆動電圧に対して、定常的に流れる駆動電流値に対応したＰＷＭ信号の出力値と、Ｌ１相及びＬ２相の切り替え時に生ずる最大駆動電流値に対するＰＷＭ信号の出力値との間に設けられている。そして、閾値を超える出力値のＰＷＭ信号を出力した時から、一旦、閾値よりも小さい出力値のＰＷＭ信号を出力し、再度、閾値を超える出力値のＰＷＭ信号を出力する時までの時間幅の測定により、冷却ファン１０１の駆動周期が算出できる。ここで算出された駆動周期は、冷却ファン１０１の回転周期の２分の１（半周期分）に相当する時間であり、２倍することにより、測定時のファンの回転周期（１周期分）を求めることができる。そして、求められた回転周期の逆数を算出することにより、１秒間当たりのファンの回転速度を求めることができ、更に求められた回転速度を６０倍することにより、１分間当たりの回転速度（ｒｐｍ）を求めることができる。

［冷却ファンの駆動状態の検知］
次に、冷却ファン１０１の駆動周期の算出結果から、ファン駆動状態を検知する方法について説明する。表１は、ＣＰＵ１０３の記憶部に格納されている冷却ファン１０１の駆動電圧（単位：Ｖ（ボルト））とファン回転速度（単位：ｒｐｍ）との関係を示したテーブルである。

表１は、最大駆動電圧２４Ｖ、最低駆動電圧１２Ｖ、２４Ｖ時の回転速度が３４００ｒｐｍであるファンを用いた場合の一例を示している。本実施例の構成においては、冷却ファン１０１の冷却強度として、冷却強度１〜４を定め、各強度に対して、駆動電圧として１２Ｖ〜２４Ｖまでの４Ｖ刻みの電圧を割り当てている。そして、表１には、冷却強度、対応する駆動電圧、それぞれの駆動電圧で駆動された場合の冷却ファン１０１の回転速度がテーブル形式でまとめられている。冷却ファン１０１においては、環境やファン内部のコイルインダクタンス、マグネットの磁束密度等の要因によって、その回転速度にバラツキが生じる。その結果、正常に動作している場合においても、ファンの回転速度は一定の範囲内において変動する。そのため、本実施例では、各駆動電圧において、冷却ファン１０１の駆動周期の算出結果に基づいて算出された回転速度が、表１に示されている回転速度と比べて、±１０％以内の誤差の場合には、冷却ファン１０１は正常回転状態として判断している。逆に、算出された回転速度が、±１０％を超える誤差がある場合には、冷却ファン１０１に異常があると判断する。

表１は、冷却強度ごとに駆動電圧を固定した場合の対応するファンの回転速度を示したテーブルであったのに対して、表２は、冷却強度ごとに、ファンの回転速度を固定した場合の対応する駆動電圧を示したテーブルである。この表２に示すように、各冷却強度におけるファン回転速度を予め決めておき、その回転速度となる駆動電圧で冷却ファン１０１を制御する形態をとっても良い。

表２を作成するには、冷却ファン１０１を駆動させる駆動電圧を順次変化させ、各冷却強度において予め定めておいたファン回転速度となった時の駆動電圧を検知することにより、表２の各冷却強度におけるファン駆動電圧を決定できる。なお、表１や表２のテーブル作成は各々の画像形成装置の製造時、ないしは設置時において実行し、ＣＰＵ１０３の記憶部に保存しておくことによって、より精度の高い異常検知が可能となる。

また、本実施例の画像形成装置では、記録材の厚さに基づいて画像形成速度を決定し、記録材の坪量が１０５ｇ／ｍ^２未満の場合には、プロセス速度が１３５ｍｍ／秒の等速モードを選択し、１０５ｇ／ｍ^２以上の場合には６７．５ｍｍ／秒の半速モードを選択する。更に、本画像形成装置は、スループットを３０ｐｐｍ（ｐａｇｅｐｅｒｍｉｎｕｔｅ：１分当たりの印刷ページ数）とする通常モードと、５〜２０ｐｐｍにダウンするダウンシーケンスモードを備えている。そこで、本画像形成装置は、記録材のサイズがＬＴＲ（レターサイズ）以上である場合には通常モードを適用し、ＬＴＲ未満の場合にはダウンシーケンスモードを適用している。その結果、印刷ジョブの種類によって、画像形成装置において発生する熱量が変化するため、本画像形成装置では、ジョブの種類に基づいて、冷却ファン１０１の冷却強度を決定している。本実施例では、印刷ジョブのプロセス速度が半速モードで、スループットが通常モードの場合には冷却強度１とし、印刷ジョブのプロセス速度が等速モードで、スループットが通常モードの場合には冷却強度２としている。更に、印刷ジョブのプロセス速度が半速モードで、スループットがダウンシーケンスモードの場合には冷却強度３とし、印刷ジョブのプロセス速度が等速モードで、スループットがダウンシーケンスモードの場合には冷却強度４としている。

［冷却ファン制御の処理シーケンス］
次に、ＣＰＵ１０３が冷却ファン１０１を制御する処理シーケンスについて、図４のフローチャートを用いて説明する。図４に示す処理は、ＣＰＵ１０３の記憶部に格納された制御プログラムに基づいて、ＣＰＵ１０３により実行される。

まず、ステップ１（以下、Ｓ１のように記す）では、画像形成装置に対して印刷ジョブが送られると、ＣＰＵ１０３は、印刷ジョブの種類によって画像形成装置の動作モードを決定する。このときの印刷ジョブの種類とは、両面／片面印刷、記録材のサイズ、記録材の厚さといったものである。本実施例においては、印刷ジョブの内容が、例えば片面印刷で、記録材のサイズがＡ４サイズの普通紙であるとする。記録材がＡ４サイズの普通紙なので、ＣＰＵ１０３は、動作モードとして、プロセス速度が等速モード、スループットが通常モードに設定する。Ｓ２では、ＣＰＵ１０３は、前述した印刷ジョブのプロセス速度、スループットと冷却強度の関係から冷却強度が２であると判断し、表１から冷却強度が２の場合のファン駆動電圧を読み出して、冷却ファン１０１の駆動電圧が１６Ｖとなるように制御を行う。Ｓ３では、ＣＰＵ１０３は、プロセス速度が等速モード、スループットが通常モードの動作モードで、Ａ４サイズの普通紙に片面印刷を開始する。そして、それと共に、冷却ファン１０１を冷却強度２で駆動するために、ＣＰＵ１０３は、冷却ファンに１６Ｖの駆動電圧を供給する出力値のＰＷＭ信号をトランジスタＴｒ１に出力する。Ｓ４では、冷却ファン１０１が安定駆動すると、ＣＰＵ１０３は、冷却ファン１０１への駆動電流が分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２に流れることにより生成される電圧検出信号に基づいて、冷却ファン１０１に供給する駆動電圧を制御するＰＷＭ信号を出力する。ＣＰＵ１０３は、前述したように、閾値を超える出力値のＰＷＭ信号を出力すると、ＣＰＵ１０３に内蔵したタイマをスタートさせる。ＣＰＵ１０３は、その後、一旦、閾値よりも小さい出力値のＰＷＭ信号を出力した後に、再度、閾値を超える出力値のＰＷＭ信号を出力すると、タイマによる時間測定を停止し、タイマ値を読み出す。そして、ＣＰＵ１０３は、前述した方法により、読み出したタイマ値に基づいて、冷却ファン１０１の回転速度を算出する。Ｓ５では、ＣＰＵ１０３は、算出した冷却ファン１０１の回転速度が所定範囲内かどうかを判断する。すなわち、表１より、駆動電圧が１６Ｖの場合のファンの回転速度は２２６７ｒｐｍなので、ＣＰＵ１０３は、算出したファンの回転速度が±１０％の誤差の範囲内である２０４０ｒｐｍ〜２４９４ｒｐｍであれば所定範囲内と判断し、Ｓ７に進む。算出したファンの回転速度が２０４０ｒｐｍ〜２４９４ｒｐｍの範囲外であれば、ＣＰＵ１０３は、冷却ファン１０１の異常と判断し、Ｓ６の処理に進む。Ｓ６では、ＣＰＵ１０３は、冷却ファン１０１の異常を報知し、画像形成を終了する。Ｓ７では、ＣＰＵ１０３は、画像形成が終了したかどうかを判断し、終了していなければＳ４の処理に戻り、終了していれば処理を終了する。

以上説明したように、本実施例によれば、冷却ファンが正常に動作しているかどうかを検知することができる。冷却ファンをフィードバック制御によって駆動制御を行い、冷却ファンの駆動電流値の変化に対応したＰＷＭ信号の出力値に基づいて、冷却ファンの回転速度を算出するので、算出された回転速度の精度が高く、ファンの動作異常を迅速に検知できる。また、冷却強度に対応した、駆動電圧・回転速度テーブルを記憶部に有しているため、冷却ファンの駆動制御や動作異常の検出を迅速に行うことができる。更に、回転速度の検知に際し、冷却ファン内部で生成される回転検知信号を使用しないので、制御基板と冷却ファンの間に専用の信号線を設ける必要も、信号線の故障検出を行う必要もないため、コストアップせずに信頼性を向上させることができる。

１０１冷却ファン
１０３ＣＰＵ
Ｌ１、Ｌ２コイル
Ｒ１、Ｒ２抵抗
Ｔｒ１トランジスタ

Claims

駆動電圧に応じて回転速度が変化するファンと、
ＰＷＭ信号に対応した前記駆動電圧を前記ファンに供給する供給手段と、
前記供給手段から供給された前記駆動電圧によって駆動された前記ファンの駆動電流値を検知する検知手段と、
前記検知手段で検知された駆動電流値に基づいて、前記供給手段が所定の駆動電圧を前記ファンに供給するように、前記供給手段に出力するＰＷＭ信号の出力値を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、出力値が閾値を超えたＰＷＭ信号を出力したときから、一旦、出力値が前記閾値よりも小さいＰＷＭ信号を出力し、再度、出力値が前記閾値を超えたＰＷＭ信号を出力したときまでの時間から算出された前記ファンの回転速度に基づいて、前記ファンの異常を検知することを特徴とする画像形成装置。
前記制御手段は、前記ファンに供給された駆動電圧と、前記駆動電圧が供給されたときの前記ファンの回転速度とを対応付けたテーブルを記憶した記憶手段を有し、
前記制御手段は、前記算出されたファンの回転速度が、前記テーブルより読み出された、前記ファンに駆動電圧が供給されたときの回転速度の所定範囲内でなければ、前記ファンは異常であると判断することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記テーブルは、前記ファンに供給された所定の駆動電圧と、前記所定の駆動電圧が供給されたときの前記ファンの回転速度からなることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
前記テーブルは、前記ファンが所定の回転速度で駆動されたときに供給された駆動電圧と、前記所定の回転速度からなることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
前記ファンは、第１の相と第２の相の２相を交互に切り替えることによって、ロータを回転させる２相モータを有し、
前記閾値は、第１の相及び第２の相の切り替え時に、前記検知手段により検知される最大の駆動電流値に対するＰＷＭ信号の出力値と、前記第１の相及び前記第２の相において、前記供給手段より所定の駆動電圧を供給されているときに流れる駆動電流値に対応したＰＷＭ信号の出力値との間に設けられた出力値であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置。