JP2013228510A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電源部に対する冷却用のファンの回転速度を適切に制御する。
【解決手段】環境温度設定手段５１は、ヒータ電力供給回路３２の温度特性Ｔｓ１に基づいて予測される温度Ａと、２次側電力供給回路３３の温度特性Ｔｓ２に基づいて予測される温度Ｂとに対して環境温度Ｓ５をそれぞれ設定する。温度上昇制御手段５２は、温度Ａに対し、温度特性Ｔｓ１に基づいて温度Ａを漸増さると共に、温度Ｂを温度特性Ｔｓ２に基づいて漸増させる。閾値判定手段５３は、温度Ａと閾値温度Ａｔｈとを比較し、更に、温度Ｂと閾値温度Ｂｔｈとを比較する。温度Ａが閾値温度Ａｔｈ未満であり、且つ温度Ｂが閾値温度Ｂｔｈ未満のときには、ファン１６を中速回転のままとし、温度Ａが閾値温度Ａｔｈを超えるか、又は温度Ｂが閾値温度Ｂｔｈを超えたときには、高速回転にする。そのため、ファン１６の回転速度を適切に制御するができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に係り、特に画像形成装置内の電源部の冷却に関するものである。

従来の画像形成装置では、冷却対象である電源部の温度特性に応じて冷却用のファンの回転速度を切り換えている。例えば、下記の特許文献１には、高速回転するファンの騒音を低騒音化するため、印刷を開始してから一定時間、冷却用のファンを中速回転させている技術が記載されている。

特開２００３−３４５２２４号公報

しかしながら、従来の画像形成装置では、冷却用のファンの中速回転時間を一定時間にすると、環境条件等により、冷却対象である電源部が、冷却用のファンの高速回転を必要としていないにも拘らず、騒音の大きい高速回転に切り換えてしまうという課題があった。

本発明の画像形成装置は、固有の温度特性を有し、電源電力を入力して所定の駆動電力を生成する電源部と、前記駆動電力により駆動されて印刷処理が行われ、記録媒体に画像を形成する画像形成部と、前記駆動電力により回転して前記電源部の温度上昇を抑制する冷却用のファンと、前記印刷処理中において前記ファンを第１回転状態と前記第１回転状態よりも速い第２回転状態とに切り換えるための制御を行うファン制御手段とを備えている。

前記ファン制御手段は、前記温度特性に基づいて、前記電源部の温度上昇値を予測し、予測された前記温度上昇値が閾値を超えたときに、前記ファンを前記第２回転状態に切り換えることを特徴としている。

本発明によれば、冷却用のファンの冷却対象である電源部の温度特性に基づいて、電源部の温度上昇値を予測し、予測された温度上昇値が閾値を超えたときに、ファンを第１回転状態から、この第１回転状態よりも速い第２回転状態に切り換えるので、適切なファン制御が可能になり、電源部が、ファンの高速回転を必要としていないにも拘らず、騒音の大きい高速回転に切り換えてしまうということが防止される。

更に、温度センサを用いることなく、電源部の温度特性に基づき、温度上昇値を予測して求めるので、画像形成装置の回路構成が簡単になり、製造コストの増加を抑制できる。

図１は本発明の実施例１における画像形成装置を示す回路ブロック図である。 図２は本発明の実施例１における画像形成装置の概略を示す構成図である。 図３は図１中のヒータ電力供給回路を示す回路図である。 図４は図１中の２次側電力供給回路を示す回路ブロック図である。 図５は図１中のヒータ電力供給回路の温度下降時の特性値テーブルを示す図である。 図６は図１中のヒータ電力供給回路及び２次側電力供給回路におけるデフォルト増加分温度テーブルを示す図である。 図７は図１中の２次側電力供給回路における温度下降時の特性値テーブルを示す図である。 図８は図１中のヒータの必要電力テーブルを示す図である。 図９は図１中の２次側電力供給回路の必要電力テーブルを示す図である。 図１０は図１中のヒータ電力供給回路における温度上昇時の特性値テーブルを示す図である。 図１１は図１中の２次側電力供給回路における温度上昇時の特性値テーブルを示す図である。 図１２は図１中のヒータ電力供給回路及び２次側電力供給回路における閾値温度テーブルを示す図である。 図１３は図１の画像形成装置の動作を示すタイムチャートである。 図１４は図１の画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 図１５は本発明の実施例２における画像形成装置を示す回路ブロック図である。 図１６は図１５中のヒータ電力供給回路及び２次側電力供給回路における閾値温度テーブルを示す図である。 図１７は図１５の画像形成装置の動作を示すタイムチャートである。 図１８は図１５の画像形成装置の動作を示すフローチャートである。

本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。

（実施例１の構成）
図２は、本発明の実施例１における画像形成装置１の概略を示す構成図である。

画像形成装置１は、例えば、電子写真方式のカラーページプリンタであり、記録媒体１１ａに画像を形成して記録媒体１１ａをスタッカ１３に排出する画像形成装置本体１０と、画像形成装置本体１０に対して増設される増設トレイ１５とで構成されている。

画像形成装置本体１０は、トレイ１１を有している。トレイ１１には、記録媒体１１ａが収容され、その記録媒体１１ａを繰り出す給紙ローラ１１ｂが設けられている。給紙ローラ１１ｂの記録媒体搬送方向の下流側には、記録媒体１１ａにトナー画像を形成する画像形成部１２が設けられている。画像形成部１２は、トナー画像を形成する感光ドラム１２ａと、感光ドラム１２ａ上の卜ナー画像を記録媒体１１ａに転写する転写ローラ１２ｂとを有している。

画像形成部１２の下流側には、記録媒体１１ａ上のトナー画像を定着させる定着器２０が設けられている。定着器２０は、加熱ローラ２１と、加熱ローラ２１を内側から加熱するヒータ２２と、加熱ローラ２１の表面温度を検出する定着サーミスタ２３と、加圧ローラ２４と、加熱ローラ２１と加圧ローラ２４の接触面であるニップ部２５とを有し、記録媒体１１ａに形成された画像を記録媒体１１ａに定着させる機能を有している。

定着器２０の下流側であって、画像形成装置１の筐体の上面には、印刷済みの記録媒体１１ａを積み重ねるスタッカ１３が設けられている。画像形成装置本体１０内には、周囲の温度を検出する環境センサ１４が設けられている。

更に、増設トレイ１５には、記録媒体１１ａが収容され、その記録媒体を繰り出す給紙ローラ１５ａが設けられている。

図１は、本発明の実施例１における図２の画像形成装置１を示す回路ブロック図である。
画像形成装置１は、ユニバーサルシリアルバス（以下「ＵＳＢ」という。）やローカルエリアネットワーク（以下「ＬＡＮ」という。）等の伝送路を介してホストコンピュータ８０に接続され、更に、電源電力Ｐ８１を出力する外部の商用電源８１に接続されている。電源電力Ｐ８１は、例えば、１００Ｖの交流（以下「ＡＣ」という。）電力である。

画像形成装置１は、電源電力Ｐ８１が供給される低圧電源部３０と、ヒータ制御信号Ｓ１、ファン制御信号Ｓ２、高圧電源制御信号Ｓ３、及びモータ制御信号Ｓ４を出力して画像形成装置１全体を制御する制御回路４０と、を有している。低圧電源部３０は、フィルタ３１と、第１の電力供給回路としてのヒータ電力供給回路３２と、第２の電力供給回路としての２次側電力供給回路３３とを有している。

フィルタ３１は、ヒータ電力供給回路３２と２次側電力供給回路３３から発生するノイズを低減する機能を有している。ヒータ電力供給回路３２は、電源電力Ｐ３１を入力して制御回路４０からのヒータ制御信号Ｓ１により、定着器２０のヒータ２２へのＡＣ電力を供給又は遮断する機能を有している。２次側電力供給回路３３は、電源電力Ｐ３１中の電圧を制御系電圧である直流（以下「ＤＣ」という。）５Ｖ及び駆動系電圧であるＤＣ２４Ｖに変換し、駆動電力Ｐ３２として出力する機能を有している。

２次側電力供給回路３３が出力する制御系電圧ＤＣ５Ｖは、制御回路４０と、環境センサ１４とへ供給される。駆動系電圧ＤＣ２４Ｖは、ファン１６、高圧電源部１７、及びモータ１８等に供給される。

ファン１６は、制御回路４０からのファン制御信号Ｓ２により駆動されて、低圧電源部３０を冷却し、高圧電源部１７は、制御回路４０からの高圧電源制御信号Ｓ３により、転写電圧を転写ローラ１２ｂに印加する機能を有している。モータ１８は、制御回路４０からのモータ制御信号Ｓ４により、感光ドラム１２ａ等の各種ローラを回転するようになっている。環境センサ１４は、環境温度を検出して環境温度Ｓ５を制御回路４０に対して出力し、画像形成部１２は、記録媒体１１ａに画像を形成する機能を有している。定着器２０内の定着サーミスタ２３は、定着器２０の定着温度Ｓ６を検出し、その定着温度Ｓ５を制御回路４０へ出力するようになっている。

制御回路４０は、中央処理装置（以下「ＣＰＵ」という。）４１と、各種プログラム等を格納するリードオンリメモリ（以下「ＲＯＭ」という。）４２と、一時的なデータを記憶するランダムアクセスメモリ（以下「ＲＡＭ」という。）４３と、入出力回路４４と、これらの各部を接続するバス４５とを有している。

ＣＰＵ４１は、バス４５を介して、ＲＯＭ４２に記憶されている各種プログラムを実行することによりファン制御手段５０の機能を実現するようになっている。ファン制御手段５０は、環境温度設定手段５１と、温度上昇制御手段５２と、閾値判定手段５３とを有している。

環境温度設定手段５１は、印刷処理の開始時において、ヒータ電力供給回路３２の第１の温度特性Ｔｓ１に基づいて予測される第１の温度上昇値としての温度Ａと、２次側電力供給回路３３の第２の温度特性Ｔｓ２に基づいて予測される第２の温度上昇値としての温度Ｂを設定する機能を有している。

温度上昇制御手段５２は、温度Ａに対し、温度特性Ｔｓ１に基づいた第１増分値により漸増させて温度Ａを増加させると共に、温度Ｂに対し、温度特性Ｔｓ２に基づいた第２増分値により漸増させて温度Ｂを増加させる機能を有している。

閾値判定手段５３は、温度Ａとヒータ電力供給回路３２の第１の閾値としての閾値温度Ａｔｈとを比較し、更に、温度Ｂと２次側電力供給回路３３の第２の閾値としての閾値温度Ｂｔｈとを比較する。温度Ａが閾値温度Ａｔｈ未満であり、且つ温度Ｂが閾値温度Ｂｔｈ未満のときには、前記ファン１６を第１回転状態としての中速回転にし、温度Ａが閾値温度Ａｔｈを超えるか、又は第２の温度Ｂが閾値温度Ｂｔｈを超えたときには、前記ファン１６を前記第２回転状態としての高速回転にする機能を有している。

ＲＯＭ４２には、ファン制御手段５０の機能を実現するためのプログラムと、ヒータ電力供給回路３２及び２次側電力供給回路の特性を表す各種定数値のテーブルと、が記憶されている。

入出力回路４４は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）で構成されており、ＣＰＵ４１の制御により、ヒータ電力供給回路３２に対するヒータ制御信号Ｓ１、ファン１６に対するファン制御信号Ｓ２、高圧電源部１７に対する高圧電源制御信号Ｓ３、及びモータ１８に対するモータ制御信号Ｓ４を出力するようになっている。

更に、入出力回路４４は、環境センサ１４の検出する環境温度Ｓ５、及び定着サーミスタ２３の検出する定着温度Ｓ６を入力してＣＰＵ４１へ出力する機能を有している。又、画像形成装置１は、ＣＰＵ４１の制御により、ホストコンピュータ８０とデータ送受信を行うようになっている。

図３は、図１中のヒータ電力供給回路３２を示す回路図である。
ヒータ電力供給回路３２は、スイッチ３２ａを有している。スイッチ３２ａには、フィルタ３１を介して電源電力Ｐ３１が供給されている。スイッチ３２ａは、制御回路４０からのヒータ制御信号Ｓ１により開閉し、閉状態のときに、ヒータ２２へ駆動電力Ｐ３２を供給するようになっている。

図４は、図１中の２次側電力供給回路３３を示す回路ブロック図である。
２次側電力供給回路３３は、電源電力Ｐ３１のＡＣ１次側電圧をこの１次側電圧よりも低いＡＣ２次側電圧に変換するトランス３３ａと、トランス３３ａから出力されるＡＣ２次側電圧を整流ダイオード３３ｂ１により整流してＤＣ２４Ｖを出力する整流回路３３ｂと、電界効果トランジスタ（以下「ＦＥＴ」という。）３３ｃ１等により構成され、ＤＣ２４ＶをＤＣ５Ｖに降圧する５ＶＤＣ／ＤＣコンバータ３３ｃと、整流回路３３ｂ内の整流ダイオード３３ｂ１、及び５ＶＤＣ／ＤＣコンバータ３３ｃ内のＦＥＴ３３ｃ１を冷却するヒートシンク３３ｄとを備えている。整流ダイオード３３ｂ１は、整流回路３３ｂ内で最も発熱量が大きく、ＦＥＴ３３ｃ１は、５ＶＤＣ／ＤＣコンバータ３３ｃ内で最も発熱量が大きい。サーミスタ３４は、ヒートシンク３３ｄに取り付けられており、間接的に整流ダイオード３３ｂ１とＦＥＴ３３ｃ１の温度を検出するようになっている。

図５は、図１中のヒータ電力供給回路３２の温度下降時の特性値テーブルを示す図である。

図５に示す特性値は、画像形成装置１が待機状態のとき、ヒータ電力供給回路３２の予測される温度Ａを算出する際に使用するものである。これらの特性値は、実験等により割り出され、ＲＯＭ４２に格納されている。例えば、ファン１６が中速回転のときには、１秒当たり１℃の割合で温度Ａが下降し、ファン１６が高速回転のときには、１秒当たり２℃の割合で温度Ａが下降することを示している。

図６は、図１中のヒータ電力供給回路３２及び２次側電力供給回路３３におけるデフォルト増加分温度テーブルを示す図である。

図６に示すデフォルト増加分温度は、画像形成装置１が待機状態のとき、ヒータ電力供給回路３２の予測される温度Ａが十分低下したか否かを判定する際に使用するものである。これらのデフォルト増加分温度は、実験等により割り出され、ＲＯＭ４２に格納されている。

図７は、図１中の２次側電力供給回路３３における温度下降時の特性値テーブルを示す図である。

図７に示す特性値は、画像形成装置１が待機状態のとき、２次側電力供給回路３３の予測される温度Ｂを算出する際に使用するものである。これらの特性値は、実験等により割り出され、ＲＯＭ４２に格納されている。例えば、ファン１６が中速回転のときには、１秒当たり０．３℃の割合で温度Ｂが下降することを示している。

図８は、図１中のヒータ２２の必要電力テーブルを示す図である。
図８に示す電力[Ｗ]は、画像形成装置１が印刷状態のとき、ヒータ２２に供給される必要電力を示している。これらの値は、ＲＯＭ４２に格納されている。例えば、環境温度Ｓ５が１０〜１５℃であって、画像形成装置１の印刷速度が４０ｐｐｍのときには、ヒータ２２は、１１００[Ｗ]の電力が必要となることを示している。ここで印刷速度４０ｐｐｍは、Ａ４片面横送りで１分当たり４０枚を印刷する速度を意味している。

図９は、図１中の２次側電力供給回路３３の必要電力テーブルを示す図である。
図９に示す電力[Ｗ]は、画像形成装置１が印刷状態のとき、２次側電力供給回路３３に供給される必要電力を示している。これらの値は、ＲＯＭ４２に格納されている。例えば、印刷速度が４０ｐｐｍで、増設トレイ１５を使用する場合、図９から画像形成装置本体１０の電力１００[Ｗ]に、増設トレイ１５の電力２０[Ｗ]を加算して、印刷時の２次側電力供給回路３３の必要電力は、１２０[Ｗ]になる。

図１０は、図１中のヒータ電力供給回路３２における温度上昇時の特性値テーブルを示す図である。

第１増分値としての温度上昇傾きＫＵＡ[℃／ｓ]は、ヒータ電力供給回路３２に供給される電力[Ｗ]と、ファン１６の回転速度とに応じて設定された、温度Ａの１秒あたりの温度上昇値である。最大温度[℃]は、ヒータ電力供給回路３２に供給される電力[Ｗ]に応じた温度Ａの飽和温度である。

図１１は、図１中の２次側電力供給回路３３における温度上昇時の特性値テーブルを示す図である。

第２増分値としての温度上昇傾きＫＵＢ[℃／ｓ]は、２次側電力供給回路３３に供給される電力[Ｗ]と、ファン１６の回転速度とに応じて設定された、温度Ｂの１秒あたりの温度上昇値である。最大温度[℃]は、２次側電力供給回路３３に供給される電力[Ｗ]に応じた温度Ａの飽和温度である。

図１２は、図１中のヒータ電力供給回路３２及び２次側電力供給回路３３における閾値温度テーブルを示す図である。

閾値温度Ａｔｈ及び閾値温度Ｂｔｈは、ファン１６の回転速度を中速回転から高速回転に切り換えるか否かを判定するための閾値である。

（実施例１における画像形成装置の全体動作）
図１及び図２を用いて、本実施例１における画像形成装置１の全体動作を説明する。

トレイ１１又は増設トレイ１５に収容された記録媒体１１ａは、給紙ローラ１１ｂ又は給紙ローラ１５ａにより画像形成装置本体１０の内部に搬送され、感光ドラム１２ａと転写ローラ１２ｂに挟まれ送られる。このとき、転写ローラ１２ｂに高圧電源部１７から印加された転写電圧の電界作用により、感光ドラム１２ａ上のトナーが電気的に吸引されて記録媒体１１ａに転写される。更に、記録媒体１１ａは、定着器２０に搬送され、所定の目標温度に保たれた加熱ローラ２１と、加圧ローラ２４とによって形成されたニップ部２５により適度な温度と圧力が与えられる。その結果、記録媒体１１ａ上のトナーが溶解して記録媒体１１ａに固定される。

制御回路４０は、環境センサ１４で検出された環境温度Ｓ５と、印刷速度と、に応じて、加熱ローラ２１の表面温度の目標温度を設定し、ヒータ電力供給回路３２をオン状態にする。その結果、ヒータ２２が加熱され、加熱ローラ２１が昇温する。制御回路４０は、定着サーミスタ２３で検出された加熱ローラ２１上の温度により、ヒータ２２をオン／オフ制御することにより、加熱ローラ２１の温度を目標温度に保つ。トナーが定着された記録媒体１１ａは、定着器２０を抜け、スタッカ１３に排出される。

（実施例１における画像形成装置のファン制御動作）
図１３は、図１の画像形成装置１の動作を示すタイムチャートである。

図１３において、時刻ｔ１以前では、画像形成装置１は、ホストコンピュータ８０からの印刷データの受信を待つ待機状態にある。このとき、低圧電源部３０を冷却するファン１６は、中速回転になっており、定着器２０のヒータ２２への通電は、オフ状態であり、感光ドラム１２ａ等を回転させるモータ１８は、オフ状態で動作を停止している。

この待機状態において、ヒータ電力供給回路３２の予測温度である温度Ａと、２次側電力供給回路３３の予測温度である温度Ｂとは、次の（ａ）及び（ｂ）ように計算される。

（ａ） 待機状態における温度Ａの更新
画像形成装置１に商用電源８１から電源電力Ｐ８１が投入された直後の温度Ａ及び温度Ｂは、環境温度設定手段５１により、環境センサ１４により検出された環境温度Ｓ５が設定される。

待機状態での温度Ａの更新は、温度上昇制御手段５２により、図５に示すヒータ電力供給回路３２の温度下降時の特性値テーブルから温度下降時の傾きの値ＫＤＡ［℃／ｓ］が求められ、次の式（１）により計算される。尚、ＫＤＡは実験等で割り出した値を使用する。
温度Ａ ＝ １秒前の温度Ａ−ＫＤＡ ・・・・・（１）

次に、温度上昇制御手段５２は、式（１）で求めた温度Ａが次式（２）を満たすか否かを判定する。
温度Ａ≦環境温度Ｓ５
＋ヒータ電力供給回路３２の温度のデフォルト増加分温度・・・（２）

ヒータ電力供給回路３２の温度のデフォルト増加分温度は、図６に示すデフォルト増加分温度テーブルから求める。

式（２）が成立したとき、温度上昇制御手段５２は、ヒータ電力供給回路３２が十分冷却されたものと判断し、温度Ａを次の式（３）の値に変更する。
温度Ａ ＝ 環境温度Ｓ５
＋ヒータ電力供給回路３２の温度のデフォルト増加分温度・・・（３）

（ｂ） 待機状態における温度Ｂの更新
前記（ａ）と同様に、待機状態での温度Ｂの更新は、温度上昇制御手段５２により、図７に示す２次側電力供給回路３３における温度下降時の特性値テーブルから温度下降時の傾きの値ＫＤＢ［℃／ｓ］が求められ、次の式（４）により計算される。尚、ＫＤＢは実験で割り出した値を使用する。
温度Ｂ ＝ １秒前の温度Ｂ − ＫＤＢ・・・・（４）

次に、温度上昇制御手段５２は、式（４）で求めた温度Ｂが次式（５）を満たすか否かを判定する。
温度Ｂ ≦ 環境温度Ｓ５
＋２次側電力供給回路３３の温度のデフォルト増加分温度・・・（５）

２次側電力供給回路３３の温度のデフォルト増加分温度は、図６に示すデフォルト増加分温度テーブルから求める。

式（５）が成立したとき、温度上昇制御手段５２は、２次側電力供給回路３３が十分冷却されたものと判断し、温度Ｂを次式（６）の値に変更する。
温度Ｂ ＝ 環境温度Ｓ５
＋２次側電力供給回路３３の温度のデフォルト増加分温度・・・（６）

次に、画像形成装置１が印刷ジョブデータを受信してから印刷処理を終了するまでの画像形成装置１の動作について、次の（ｃ）〜（ｈ）で説明する。

（ｃ） 印刷ジョブデータ受信後の処理
待機状態おいて、画像形成装置１がホストコンピュータ８０から印刷ジョブデータを受信すると、制御回路４０は、受信した印刷ジョブデータから、印刷条件である印刷速度と、増設トレイ１５の使用有無の情報を取得する。

印刷時の温度Ａの算出のため、制御回路４０は、印刷時にヒータ２２に必要な電力を、図８に示すヒータ２２の必要電力テーブルから印刷速度及び環境温度Ｓ５に応じて求める。例えば、印刷速度が４０ｐｐｍで、環境温度Ｓ５が２３℃の場合、図８から印刷時のヒータ電力は１０００[Ｗ]となる。

同様に、印刷時の温度Ｂの算出のため、制御回路４０は、印刷時に２次側電力供給回路３３に必要な電力を、図９に示す２次側電力供給回路３３の必要電力テーブルから印刷速度及び増設トレイ１５の使用有無の情報に応じて求める。例えば、印刷速度４０ｐｐｍで、増設トレイ１５を使用する場合、図９から画像形成装置本体１０の電力１００[Ｗ]に、増設トレイ１５の電力２０[Ｗ]を加算して、印刷時の２次側電力供給回路３３が必要とする電力は、１２０[Ｗ]とする。

時刻ｔ１において、制御回路４０は、環境温度Ｓ５と、印刷ジョブデータ内にある印刷条件とに基づいて、ヒータ２２をオン状態にして加熱ローラ２１を加熱し、印刷ジョブデータの印刷を開始する。印刷開始により画像形成装置１は、印刷状態になる。時刻ｔ２において、制御回路４０は、モータ１８をオン状態にする。

（ｄ） 印刷状態における温度Ａの更新
ヒータ２２がオン状態の場合、温度上昇制御手段５２は、印刷状態における温度Ａの更新を、図１０に示すヒータ電力供給回路３２の温度上昇時の特性テーブルから、既に求めたヒータ２２の必要電力と、ファン１６の回転状態とに応じて、温度上昇時の傾きＫＵＡ［℃／ｓ］を求め、次式（７）により行う。
温度Ａ ＝ １秒前の温度Ａ＋ＫＵＡ・・・・・（７）

例えば、印刷状態におけるヒータ２２の必要電力が１０００[Ｗ]、現在のファン１６の回転状態が中速回転の場合、ＫＵＡは、図１２から０．０８８［℃／ｓ］となる。このとき、１秒前の温度Ａが３０℃とすれば、現在の温度Ａは、３０．０８８℃となる。

（ｅ） 回転速度の変更
閾値判定手段５３は、次式（８）が成立するか否かによって、ファン１６の回転速度を変更するか否かを決定する。つまり、閾値判定手段５３は、式（８）が成立するときには、ファン１６の回転速度を中速回転のままとし、式（８）が成立しないときは、ファン１６の回転速度を高速回転に変更する。
温度Ａ≦ 閾値温度Ａｔｈ
且つ 温度Ｂ≦ 閾値温度Ｂｔｈ ・・・（８）

例えば、時刻ｔ３において、温度Ａが閾値温度Ａｔｈに達すると、閾値判定手段５３は、温度上昇によりヒータ電力供給回路３２が破損することを防ぐため、ファン１６の回転速度を高速回転に変更する。この閾値温度Ａｔｈの値は、図１２に示す閾値温度テーブルから求められる。図１２によれば、閾値温度Ａｔｈは、９０℃である。

又、温度上昇により２次側電力供給回路３３が破損することを防ぐため、ファン１６の回転速度を高速回転に変更する閾値温度Ｂｔｈは、図１２に示す内容の閾値温度テーブルから求められる。この閾値温度Ｂｔｈは８０℃である。

式（８）が成立する場合、閾値判定手段５３は、ヒータ電力供給回路３２と２次側電力供給回路３３とは、温度上昇により破損しない範囲の温度に収まっていると判断し、ファン１６の回転速度を中速回転のままとする。

時刻ｔ４において、式（７）で得た温度Ａが、図１０に示す最大温度に達した場合には、制御回路４０は、温度Ａが温度飽和に至ったと判断し、温度Ａの値を図１０中の最大温度にする。この最大温度は、実験等で割り出した値を使用する。印刷状態におけるヒータ２２の必要電力が１０００Ｗの場合、温度Ａの最大温度である図１３中の最大温度Ａは、図１２より１１０℃となる。

（ｆ） ヒータオフ後の温度Ａの更新
ヒータ２２がオフ状態の場合、印刷状態における温度Ａの更新は、図５のヒータ電力供給回路３２の温度下降時の特性テーブルから、ファン１６の回転状態に応じて温度下降時傾きＫＤＡ［℃／Ｓ］を求め、待機状態と同じ式（１）〜式（３）により行う。

（ｇ） 印刷状態における温度Ｂ更新
モータ制御信号Ｓ４がオン状態の場合、温度上昇制御手段５２は、印刷状態のおける温度Ｂの更新を、図１１に示す２次側電力供給回路３３の温度上昇時の特性テーブルから、既に求めた２次側電力供給回路３３の必要電力と、ファン１６の回転状態とに応じて、温度上昇時の傾きＫＵＢ［℃／ｓ］を求め、次式（７）により行う。
温度Ｂ ＝ １秒前の温度Ｂ＋ＫＵＢ・・・・・（９）

例えば、印刷状態における２次側電力供給回路３３の必要電力が１２０[Ｗ]、現在のファン１６の回転状態が中速回転の場合、ＫＵＢは、図１１から０．０８７[℃／ｓ]となる。１秒前の温度Ｂが３５℃とすると、現在の温度Ｂは、３５℃＋０．０８７℃で、３５．０８７℃となる。

時刻ｔ５において、式（９）で得た温度Ｂが、図１１に示す最大温度以上となった場合、制御回路４０は、温度飽和に至ったと判断し、温度Ｂの値を図１１中の最大温度に置き換える。この最大温度は、実験等で割り出した値を使用する。印刷状態における２次側電力供給回路３３の必要電力が１２０[Ｗ]の場合、図１中の最大温度Ｂは、図１１から１２０℃となる。

（ｈ） モータオフ後の温度Ｂの更新
制御回路４０は、印刷処理が終了したと判断すると、ファン１６を高速回転から中速回転にすると共に、モータ１８をオフ状態にする。

モータ１８がオフ状態の場合、印刷状態における温度Ｂの更新は、図７の２次側電力供給回路３３の温度下降時の特性値テーブルから、ファン１６の回転状態に応じて温度下降時傾きＫＤＢ［℃／ｓ］を求め、待機状態と同様に式（４）〜式（６）を用いて行う。

図１４は、図１の画像形成装置１の動作を示すフローチャートである。
ステップＳ１０１において、画像形成装置１は、ホストコンピュータ８０からの印刷データの受信を待つ待機状態にある。このとき、低圧電源部３０を冷却するファン１６は、中速回転になっており、定着器２０のヒータ２２への通電は、オフ状態であり、感光ドラム１２ａ等を回転させるモータ１８は、オフ状態で動作を停止している。

この待機状態において、印刷データを受信すると（ＹＥＳ）、ステップＳ１０２へ進む。ステップＳ１０２において、制御回路４０は、受信した印刷ジョブデータから、印刷条件である印刷速度と、増設トレイ１５の使用有無の情報を取得して、ステップＳ１０３へ進む。

ステップＳ１０３において、印刷が開始されると共に、温度上昇制御手段５２は、印刷状態における温度Ａ及び温度Ｂの更新を行い、ステップＳ１０４へ進む。ステップＳ１０４において、閾値判定手段５３は、前記の式(８)が成立するか否かを判定する。成立したときには（ＹＥＳ）、ステップＳ１０５へ進み、成立しなかったときには（ＮＯ）、ステップＳ１０６へ進む。

ステップＳ１０５において、閾値判定手段５３は、ファン１６を中速回転とし、ステップＳ１０７へ進む。ステップＳ１０６において、閾値判定手段５３は、ファン１６を高速回転とし、ステップＳ１０７へ進む。

ステップＳ１０７において、制御回路４０は、印刷処理の完了を判定する。印刷処理が完了していないときには、ステップＳ１０４へ戻り、完了したときには、本処理を終了する。

（実施例１の効果）
本実施例１の画像形成装置１によれば、冷却用のファン１６の冷却対象を低圧電源部３０とし、低圧電源部３０のヒータ電力供給回路３２の温度特性Ｔｓ１に基づいて求められる温度Ａと閾値温度Ａとを比較し、更に、２次側電力供給回路３３の温度特性Ｔｓ２に基づいて求められる温度Ｂと閾値温度Ｂとを比較し、その比較結果に応じて冷却用ファン１６の回転速度を変更するようにしている。そのため、冷却対象である低電源部３０が、冷却用ファン１６の高速回転を必要する温度に達していないにも拘らず、騒音の大きい高速回転に切り替えてしまうということが防止される。

更に、温度Ａ及び温度Ｂは、温度センサを用いることなく、ヒータ電力供給回路３２と２次側電力供給回路３３との各々の温度特性Ｔｓ，Ｔｓ２に基づいて、所定の計算式で求められる。そのため、画像形成装置１の回路構成が簡単になり、製造コストの増加を抑制できる。

（実施例２の構成）
図１５は、本発明の実施例２における画像形成装置１Ａを示す回路ブロック図であり、実施例１を示す図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。

本発明の実施例２における画像形成装置１Ａと実施例１との相違点は、本実施例２では、実施例１の構成に加え、低圧電源部３０Ａ中に、２次側電力供給回路３３の温度を測定するサーミスタ３４が設けられている点である。他の構成は、実施例１と同様である。

図１６は、図１５中のヒータ電力供給回路３２及び２次側電力供給回路３３における閾値温度テーブルを示す図である。

閾値温度Ａｔｈ及び閾値温度Ｃｔｈは、ファン１６の回転速度を中速回転から高速回転に切り換えるか否かを判定するための閾値である。

（実施例２の動作）
本実施例２では、画像形成装置１Ａの機構部の諸元のばらつき、若しくは経時変化に起因する２次側負荷の変動が大きい場合を想定している。２次側負荷の変動が大きい場合、実施例１の構成でファン１６の中速回転から高速回転への切り換えを決定するには、最大負荷での温度上昇を見込んだ制御を行わねばならず、場合によってはファン１６を中速回転から高速回転に切り換える必要がないにも拘らず、騒音の大きい高速回転に切り替えてしまうことがありうる。

本実施例２では、画像形成装置１Ａの機構部の諸元のばらつき、若しくは経時変化による２次側の負荷変動が大きい場合でも、適切にファン１６における中速回転から高速回転への切り換えを決定することができる。

図１７は、図１５の画像形成装置１Ａの動作を示すタイムチャートである。
図１７では、実施例１と異なり、ヒータ供給電力回路３２よりも２次側電力供給回路３３の温度上昇が速い場合のタイムチャートの例を記載している。図１７において、温度Ａは、実施例１と同様に、ヒータ電力供給回路３２の温度特性Ｔｓ１に基づいて予測される第１の温度上昇値である。温度Ｃは、２次側電力供給回路３３の温度をサーミスタ３４で検出した温度である。

図１７中において、温度Ｃの温度波形は２通りあり、１つは実施例１の構成を適用した場合の温度波形でＷ１あって、破線で示されている。他の１つは、本実施例２の温度波形Ｗ２であって、実線で示されている。

温度Ａの変化は、実施例１と同様である。以下、温度Ｃの変化について述べる。
時刻ｔ１２において、温度上昇制御手段５２は、モータ１８がオン状態であることを検出して、温度Ｃの更新を開始する。温度上昇制御手段５２は、サーミスタ３４から検出されたサーミスタ温度Ｓ７を、１秒毎に取得して、温度Ｃとする。温度Ｃは、温度波形Ｗ２に沿って、温度上昇し、時刻ｔ１４において、閾値温度Ｃｔｈに達する。

時刻ｔ１４において、温度Ｃが閾値温度Ｃｔｈに達すると、閾値判定手段５３は、次の式（１０）が成立するか否かによって、ファン１６の回転速度を変更するか否かを決定する。つまり、閾値判定手段５３は、式（１０）が成立するときには、ファン１６の回転速度を中速回転のままとし、式（１０）が成立しないときは、ファン１６の回転速度を高速回転に変更する。
温度Ａ≦ 閾値温度Ａｔｈ
且つ 温度Ｃ≦ 閾値温度Ｃｔｈ ・・・（１０）

一方、実施例１の構成で温度Ｃの更新を行った場合は、温度Ｃは、破線で示す温度波形Ｗ１に沿って温度上昇し、時刻ｔ１３において、閾値温度Ｃｔｈに達する。つまり、本実施例２によれば、実施例１の構成によるよりも、時間Ｔ１だけ中速回転時間を延長できる。実施例１の構成でのファン１６の回転速度変更タイミングが、本実施例２よりも時間Ｔ１だけ早い理由は、実施例１の構成では、画像形成装置１Ａの機構部の諸元のばらつき若しくは経時変化による２次側の負荷変動が大きいことを見込んで、最大負荷での温度上昇を見込んだ制御を行わねばならないためである。以降の温度Ｃの変化は、実施例１の温度Ｂの変化と同様である。

図１８は、図１５の画像形成装置１Ａの動作を示すフローチャートであり、実施例１を示す図１４中のステップと共通のステップには共通の符号が付されている。

図１８において、実施例１と同様に、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３が実行される。実施例１と異なるステップＳ１０４Ａにおいて、前述した式（１０）が判定される。判定後は、実施例１と同様のステップＳ１０５〜Ｓ１０７が実行されて本処理を終了する。

（実施例２の効果）
本実施例２よれば、２次側電力供給回路３３にサーミスタ３４を設置し、２次側の負荷変動に応じた温度上昇を検出し、検出したサーミスタ温度Ｓ７に応じてファン１６の中速回転時間を変更するようにした。そのため、画像形成装置１Ａの機構部の諸元のばらつき若しくは経時変化による２次側の負荷変動が大きい場合であっても、実施例１よりも冷却用ファン１６の中速回転時間を延長できるため、より低騒音化が可能となる。

（実施例１、２の他の変形例）
本発明は、上記実施例１、２に限定されず、他の種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の（i）〜（iii）のようなものがある。

（i） 実施例１、２では、画像形成装置１，１Ａとしてカラーページプリンタを例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、モノクロページプリンタ、ファクシミリ装置、複写機、ＭＦＰ（MultiFunction Printer/Product/Peripheral）等であってもよい。

（ii） 閾値温度Ａｔｈ，Ｂｔｈ，Ｃｔｈは、環境温度Ｓ５等の条件により、変化させるようにしてもよい。

（iii） 実施例１、２では、式（１）〜（１０）により、温度Ａ及び温度Ｂの予測等を行ったが、必ずしもこの予測の仕方に限定されない。例えば、例えば、予め、実験等により、中速回転から高速回転に切り換える時間を環境温度Ｓ５別に求めてＲＯＭ４２等に格納しておき、印刷開始時にこの値を読み出して、所定時間をカウント後に中速回転から高速回転に切り換えるようにしてもよい。

１，１Ａ 画像形成装置
１２ 画像形成部
１４ 環境センサ
１６ ファン
１８ モータ
２０ 定着器
２２ ヒータ
３０，３０Ａ 低圧電源部
３２ ヒータ電力供給回路
３３ ２次側電力供給回路
３４ サーミスタ
４０ 制御回路
５０ ファン制御手段
５１ 環境温度設定手段
５２ 温度上昇制御手段
５３ 閾値判定手段

Claims (7)

1. 固有の温度特性を有し、電源電力を入力して所定の駆動電力を生成する電源部と、
   前記駆動電力により駆動されて印刷処理が行われ、記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
   前記駆動電力により回転して前記電源部の温度上昇を抑制する冷却用のファンと、
   前記印刷処理中において前記ファンを第１回転状態と前記第１回転状態よりも速い第２回転状態とに切り換えるための制御を行うファン制御手段とを備え、
   前記ファン制御手段は、
   前記温度特性に基づいて、前記電源部の温度上昇値を予測し、予測された前記温度上昇値が閾値を超えたときに、前記ファンを前記第２回転状態に切り換えることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置は、更に、
   前記記録媒体及び前記画像を加熱して前記画像を前記記録媒体に定着させるヒータを備え、
   前記電源部は、
   第１の前記温度特性を有し、前記電源電力に基づいて第１の前記駆動電力を前記ヒータに供給する第１の電力供給回路と、
   第２の前記温度特性を有し、前記電源電力を所定の第２の前記駆動電力に変換して前記第２の駆動電力を前記画像形成部、前記ファン、及び前記ファン制御手段へそれぞれ供給する第２の電力供給回路と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
3. 前記ファン制御手段は、
   前記印刷処理の開始時において、前記第１の温度特性に基づいて予測される第１の前記温度上昇値と、前記第２の温度特性に基づいて予測される第２の前記温度上昇値と、に対して環境温度をそれぞれ設定する環境温度設定手段を有することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記ファン制御手段は、
   前記第１の温度上昇値に対し、前記第１の温度特性に基づいた第１増分値により漸増させて前記第１の温度上昇値を増加させると共に、前記第２の温度上昇値に対し、前記第２の温度特性に基づいた第２増分値により漸増させて前記第２の温度上昇値を増加させる温度上昇制御手段を有することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 請求項３記載の画像形成装置は、更に、
   前記第２の電力供給回路の温度を検出して検出値を出力する温度センサを備え、
   前記ファン制御手段は、
   前記第１の温度上昇値に対し、前記第１の温度特性に基づいた前記第１増分値により漸増させて前記第１の温度上昇値を増加させると共に、前記検出値を前記第２の温度上昇値に設定する温度上昇制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
6. 前記画像形成部は、
   前記印刷処理において、所定の印刷速度で前記記録媒体に前記画像を形成するものであり、
   前記第１増分値は、
   前記印刷処理の開始時の前記印刷速度と、前記開始時の前記環境温度と、前記開始時の前記ファンの前記第１回転状態又は第２回転状態と、に対応して決定される前記第１の温度特性から求められ、
   前記第２増分値は、
   前記印刷処理の開始時の前記印刷速度と、前記開始時の前記ファンの前記第１回転状態又は第２回転状態と、に対応して決定される前記第２の温度特性から求められることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
7. 前記ファン制御手段は、
   前記第１の温度上昇値が第１の前記閾値未満であり、且つ前記第２の温度上昇値が第２の前記閾値未満のときには、前記ファンを前記第１回転状態にし、
   前記第１の温度上昇値が前記第１の閾値を超えるか、又は前記第２の温度上昇値が前記第２の閾値を超えたときには、前記ファンを前記第２回転状態にする閾値判定手段を有することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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