JP2017093259A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電源装置を適切に冷却しつつ、無駄なファンの動作をなくして無駄な電力の消費を無くし、ファンの寿命が尽きるまでの時間を長くする。【解決手段】画像形成装置は、設定電圧を生成し出力する電源装置、ファン及びファンを回転させるファンモーターを含み、電源装置を冷却する冷却部、電源装置に流れる電流の大きさを認識する制御部と、を含む。制御部は、一定周期ごとに一定周期中の電源装置の平均電流を求め、平均電流が継続して予め定められた第１閾値を超えている時間を超過時間としてカウントし、超過時間が予め定められた第１基準時間以上となったとき、ファンモーターの回転を開始させる。【選択図】図４

Description

本発明は、電源装置を含み、電源装置を冷却するファンを含む画像形成装置に関する。

複合機、プリンター、複写機、ファクシミリ装置のような画像形成装置には、商用電源（交流電源）から供給される電力から必要な電圧を生成する電源装置が設けられる。ジュール熱により温度が上昇した電源装置を冷却するため、電源装置に風を送るファンが設けられることがある。ファンを用いて電源装置を冷却する技術の一例が特許文献１に記載されている。

具体的に、特許文献１には、電源装置の入力端子における入力電力をある時間間隔の間計測して入力電力値を算出し、電源装置の出力端子における出力電力を時間間隔の間計測して出力電力値を算出し、入力電力値と出力電力値の間の差に基づいて時間間隔の間に電源装置によって消費される電力を表す電力値を算出し、より高い電力消費値がより高いファン速度に対応するように関連付ける参照テーブル内で、電力値に関連付けられるファン速度を検索し、ファン速度をコントロールする電源装置内のファン速度を制御装置が記載されている。この構成により、ファンの速度を瞬間的に調節する（特許文献１：請求項１、段落［０００７］）。

特開２０１０−１５８１５５号公報

画像形成装置では、動作状態に応じ電源装置に流れる電流の大きさが変わる。そこで、大きな電流が流れる印刷実行状態ではファンを回転させ、ジョブを実行しておらず電流量が比較的抑えられている状態ではファンを停止させる、というように画像形成装置のジョブの実行状態に応じてファンのＯＮ／ＯＦＦを行うことがある。

しかし、１枚だけの印刷や原稿読取のようにジョブの量が少なく、電源装置に大きな電流が流れる時間が短いとき、生ずるジュール熱も少ない。このような場合、ファンを回転させる必要はなく、自然な放熱で電源装置は冷める。従って、画像形成装置の動作状態にあわせてファンを回転させると、必要がないのに無駄にファンを回転させる場合がある。無駄にファンを回転させると、無駄な電力が消費され、ファンの寿命を縮めてしまうという問題がある。

一方、電源装置を適切に冷却するには、電源装置に流れる電流の大きさ、及び、大きな電流が流れた時間を考慮する必要がある。ここで、特許文献１記載の技術では、瞬間的な電源装置の消費電力に基づきファンの速度を制御する。画像形成装置では、基本的に、印刷のようなジョブが完了に伴い電源装置に流れる電流（消費電流）は小さくなる。そのため、特許文献１記載の技術を画像形成装置に適用した場合、１００枚連続印刷のように電源装置に大きな電流が長時間流れ続けたときでも、ジョブ終了後、ファンの風量は、急に低下又は停止する。従って、次の印刷ジョブの開始時点までに電源装置を十分に冷却できないおそれがある。その結果、電源装置の温度が上昇し、ファンや電源装置や破損やファンの短命化を招くおそれがある。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、電源装置を適切に冷却しつつ、無駄なファンの動作をなくして無駄な電力の消費を無くし、ファンの寿命が尽きるまでの時間を長くする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、電源装置、冷却部、制御部を含む。電源装置は、設定された電圧を生成し出力する。前記冷却部は、ファン及び前記ファンを回転させるファンモーターを含み、前記電源装置を冷却する。前記制御部は、前記電源装置に流れる電流の大きさを認識する。そして、前記制御部は、一定周期ごとに前記一定周期中の前記電源装置に流れる電流の大きさの平均である平均電流を求め、前記平均電流が継続して予め定められた第１閾値を超えている時間を超過時間としてカウントし、前記ファンモーターを停止させている状態で前記超過時間が予め定められた第１基準時間以上となったとき、前記ファンモーターの回転を開始させる。

本発明によれば、無駄なファンの動作（回転）をなくし、無駄な電力の消費を無くすことができる。また、無駄な回転時間が減るので、画像形成装置の使用開始からファンの寿命が尽きるまでの時間を長くすることができる。

実施形態に係る複合機の一例を示す図である。 実施形態に係る複合機の電力供給系統の一例を示す図である。 実施形態に係る１次電源部の一例を示す図である。 実施形態に係るファンモーターの回転を開始までの処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図５は、実施形態に係るファンモーターの回転開始時のモードの選択処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図６は、実施形態に係るファンモーターの回転時間を定める処理の流れの一例を示すフローチャートである。

以下、図１〜図６を用いて、本発明に係る複合機１００（画像形成装置に相当）を説明する。複合機１００は、電源装置（１次電源部１、詳細は後述）を含む。但し、本実施の形態に記載されている構成、配置等の各要素は、発明の範囲を限定するものではなく単なる説明例にすぎない。

（画像形成装置の概要）
まず、図１に基づき、実施形態に係る複合機１００を説明する。図１は、実施形態に係る複合機１００の一例を示す図である。

複合機１００は、制御部２（制御基板）と記憶部３を有する。制御部２は、装置全体の動作を統括し複合機１００の各部を制御する。そして、制御部２は、演算のような処理を行うＣＰＵ２１、印刷に必要な画像処理を画像データに施す画像処理部２２、時間（時刻）を計る計時部２３を含む。記憶部３は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤのような記憶装置であり、制御用プログラムやデータを記憶する。

又、制御部２は、操作パネル４と通信可能に接続される。操作パネル４は、設定用画面、複合機１００の状態、メッセージのような情報を表示する。また、操作パネル４は、使用者の操作を受け付ける。そして、制御部２は、操作パネル４でなされた使用者の設定どおりに動作するように、複合機１００を制御する。

原稿搬送部５ａは、セットされた原稿を読み取り位置に向けて搬送する。画像読取部５ｂは、原稿搬送部５ａに搬送される原稿や、原稿台（コンタクトガラス）にセットされた原稿を読み取り、画像データを生成する。制御部２は、原稿搬送部５ａと画像読取部５ｂの動作を制御する。

又、複合機１００は、印刷部６を含む。印刷部６は、エンジン制御部６０、給紙部６ａ、搬送部６ｂ、画像形成部６ｃ、定着部６ｄを含む。エンジン制御部６０と制御部２は通信可能に接続される。制御部２は、印刷指示、印刷ジョブの内容、印刷に用いる画像データをエンジン制御部６０に与える。エンジン制御部６０は、制御部２の指示を受け、給紙部６ａ、搬送部６ｂ、画像形成部６ｃ、定着部６ｄの動作を制御し、給紙、用紙搬送、トナー像の形成、転写、定着のような印刷関連処理を実際に制御する。

エンジン制御部６０は、用紙を一枚ずつ給紙部６ａに供給させる。エンジン制御部６０は、供給された用紙を、画像形成部６ｃ、定着部６ｄを経て排出トレイ（不図示）まで搬送部６ｂに搬送させる。エンジン制御部６０は、搬送部６ｂより搬送される用紙にのせるトナー像を画像形成部６ｃに形成させ、トナー像を用紙に転写させる。エンジン制御部６０は、用紙に転写されたトナー像を定着部６ｄに定着させる。搬送部６ｂは、トナー像が定着された用紙を排出トレイに排出する。

又、複合機１００は、通信部２４を含む。通信部２４は、コンピューター２００と通信するためのインターフェイスである。通信部２４は、ネットワークやケーブルを介し、コンピューター２００と通信する。制御部２は、通信部２４と接続される。通信部２４は、コンピューター２００から画像データのような印刷内容を示すデータと印刷に関する設定を示すデータを含む印刷用データを受信する。制御部２は、印刷用データに基づく印刷を印刷部６に行わせる。

（電力供給系統）
次に、図２を用いて、実施形態に係る複合機１００での電力供給系統の一例を説明する。図２は、実施形態に係る複合機１００の電力供給系統の一例を示す図である。

複合機１００は、１次電源部１（電源装置に相当）と２次電源部７を含む。１次電源部１は、電源ケーブル（不図示）により商用電源Ｖａｃ（交流電源）と接続される。１次電源部１は、交流から直流を生成する。１次電源部１は、商用電源Ｖａｃが接続されると直流電圧を出力する。１次電源部１は、例えば、モータ駆動用のＤＣ２４Ｖのような設定電圧を生成し出力する。なお、１次電源部１の詳細は後述する。

複合機１００には、１次電源部１を冷却するための冷却部８が設けられる。冷却部８は、ファン８１及びファン８１を回転させるファンモーター８２を含む。ファンモーター８２が回転すると、ファン８１が回転する。ファン８１は１次電源部１（電源基板）に向けて風を送る。この風により１次電源部１が冷却される。制御部２（ＣＰＵ２１）は、ファンモーター８２の回転のＯＮ／ＯＦＦ及び回転速度を制御する。言い換えると、制御部２は、電源部に向けて送られる冷却風の風量を制御する。なお、放熱板（不図示）を１次電源部１に設け、放熱板に冷却風を当てるようにしてもよい。

ここで、冷却部８（ファンモーター８２）の動作モードとして、通常モードと通常モードよりも風量を落とす低量モードが設けられる。通常モードでは、制御部２は、ファンモーター８２を予め定められた通常速度で回転させる。一方、低量モードでは、制御部２は、ファンモーター８２を通常速度よりも遅い速度で回転させる。制御部２は、低量モードでのファンモーター８２の回転速度を通常速度の半分とする。なお、低量モードでは、制御部２は、ファンモーター８２のＯＮ時間を通常モードの半分にしてファンモーター８２を間欠動作させて、通常モードよりも風量を落とすようにしてもよい。

２次電源部７は、１次電源部１の生成電圧に基づき、複数種の直流電圧を生成する。複数種の電圧生成のため、２次電源部７は、レギュレーターやＤＣＤＣコンバーターのような電力変換回路を複数含む。各デバイスでは、入力（供給）されるべき電圧値の範囲は、定められている。２次電源部７は、入力（供給）すべき電圧値の範囲内の電圧を複数種生成する。そして、２次電源部７は、制御基板（ＣＰＵ２１、画像処理部２２、記憶部３、計時部２３、通信部２４）、エンジン基板（エンジン制御部６０）、パネル基板（操作パネル４）、原稿搬送基板（原稿搬送部５ａ）、スキャナ基板（画像読取部５ｂ）のような各基板、及び、各基板に配されたそれぞれのデバイスに電力を供給する。

（１次電源部１）
次に、図３を用いて、実施形態に係る１次電源部１を説明する。図３は、実施形態に係る１次電源部１の一例を示す図である。

１次電源部１は、トランスＬ１を含む。トランスＬ１の１次側には、入力端子Ａ、Ｂ、全波整流回路１１、第１コンデンサーＣ１、スイッチング素子Ｑ１、コントローラー１２、フォトトランジスタ１３（フォトカプラ１４の一部）、第１抵抗Ｒ１、第２抵抗Ｒ２、第３抵抗Ｒ３、第２コンデンサーＣ２が設けられる。トランスＬ１の２次側には、出力端子Ｃ、Ｄ、ダイオードＤａ、平滑コンデンサーＣ３、平滑コイルＬ２、発光素子１５（フォトカプラ１４の一部、例えば、ＬＥＤ）、第４抵抗Ｒ４が設けられる。

まず１次側から説明する。入力端子Ａ、Ｂには、商用電源Ｖａｃ（交流電源）が接続される。１次電源部１に入力された交流は、全波整流回路１１によって直流に全波整流される。全波整流回路１１は、ダイオードブリッジを含む。

第１コンデンサーＣ１は、一端が全波整流回路１１と接続される。第１コンデンサーＣ１は、全波整流回路１１で整流された電圧を１次直流電圧Ｖ１として平滑化する。１次直流電圧Ｖ１は、トランスＬ１の１次コイルＬ１１の一端に入力される。１次コイルＬ１１の他端には、スイッチング素子Ｑ１が接続される。図３に示す例では、スイッチング素子Ｑ１としてＭＯＳＦＥＴを示している。

スイッチング素子Ｑ１のゲートは、コントローラー１２と接続される。コントローラー１２は、スイッチング素子Ｑ１のＯＮ／ＯＦＦ（スイッチング周波数やデューティ比）を制御する制御用ＩＣである。コントローラー１２はＰＷＭ信号をスイッチング素子Ｑ１のゲートに入力し、１次コイルＬ１１の電流のＯＮ／ＯＦＦを行う。これにより、ＰＷＭ信号の周波数とスイッチングＯＮ期間に応じた１次直流電圧Ｖ１が１次コイルＬ１１に印加される。１次直流電圧Ｖ１の印加に伴い、１次電源部１の１次側（１次コイルＬ１１）に１次直流電流Ｊ１が流れる。

スイッチング素子Ｑ１のドレインは１次コイルＬ１１の他端と接続される。スイッチング素子Ｑ１のソースは電流制限用の第１抵抗Ｒ１の一端と接続される。第１抵抗Ｒ１の他端は、１次直流電流Ｊ１の大きさを検知するための電流電圧変換回路部９と接続される。

電流電圧変換回路部９は、分圧用の第２抵抗Ｒ２と第３抵抗Ｒ３、平滑用の第２コンデンサーＣ２を含む。具体的に、第１抵抗Ｒ１の他端は、全波整流回路１１と第２抵抗Ｒ２の一端に接続される。言い換えると、第２抵抗Ｒ２の一端は、第１抵抗Ｒ１の他端と全波整流回路１１の間に設けられた接続点に接続される。第２抵抗Ｒ２の他端には、第３抵抗Ｒ３の一端と第２コンデンサーＣ２の一端が並列接続される。第３抵抗Ｒ３の他端と第２コンデンサーＣ２の他端は、全波整流回路１１に接続される。

電流電圧変換回路部９のうち、第２抵抗Ｒ２と第３抵抗Ｒ３の間に設けられた接続点の電圧が１次直流電流Ｊ１の大きさを測るための計測電圧Ｖ０として制御部２（例えば、ＣＰＵ２１のアナログポート）に入力される。制御部２は、ＡＤ変換回路を含み、入力された計測電圧Ｖ０の大きさを認識する。例えば、ＣＰＵ２１のアナログポートに計測電圧Ｖ０を入力し、ＣＰＵ２１に内蔵されるＡＤ変換回路により計測電圧Ｖ０のディジタル値を得る。ここで、記憶部３は、計測電圧Ｖ０の大きさに対応する１次直流電流Ｊ１の大きさを定めた電圧電流対応データＤ１を記憶する（図２参照）。

制御部２は、電圧電流対応データＤ１を参照し、計測電圧Ｖ０に対応する１次直流電流Ｊ１の大きさを認識する。なお、制御部２は、計測電圧Ｖ０を第３抵抗Ｒ３の抵抗値で除す演算を行い、１次直流電流Ｊ１の大きさを認識してもよい。なお、他の手法により、制御部２は、１次電源部１（電源装置）に流れる電流の大きさを認識してもよい。

また、コントローラー１２は、フォトトランジスタ１３のコレクタと接続される。各フォトトランジスタ１３のエミッタは、全波整流回路１１と接続される。各フォトトランジスタ１３は、ＯＮ状態のとき、コントローラー１２から電流を引き込む。

次に、２次側を説明する。１次電源部１は、トランスＬ１の一端にダイオードＤａのアノードが接続される。ダイオードＤａは、電流の向きを一定とする。ダイオードＤａのカソードには、平滑コンデンサーＣ３の一端と平滑コイルＬ２の一端が接続される。平滑コンデンサーＣ３の他端は、出力端子Ｄ（グランド）に接続される。平滑コイルＬ２の他端は、出力端子Ｃに接続される。平滑コイルＬ２、平滑コンデンサーＣ３は、２次コイルＬ１２に誘導された電圧のリップルを除去し平滑化する。その結果、出力端子Ｃから平滑化された２次直流電圧Ｖ２が出力される。

２次直流電圧Ｖ２とグランド（出力端子Ｃと出力端子Ｄ）の間に、フォトカプラ１４の発光素子１５と第４抵抗Ｒ４の直列回路が接続される。２次直流電圧Ｖ２が上昇し、フォトカプラ１４の発光素子１５に電流が流れると、発光素子１５が発光する。発光素子１５からの光（フィードバック信号）は、フォトカプラ１４のパッケージ内でフォトトランジスタ１３に到達する。これにより、フォトトランジスタ１３がＯＮ状態となり、フォトトランジスタ１３に電流が流れる。

コントローラー１２は、フォトトランジスタ１３に流れる電流の大きさ（フォトトランジスタ１３がコントローラー１２から引き込む電流の大きさ）を認識する。そして、コントローラー１２はフォトトランジスタ１３の電流の大きさに対応したＰＷＭ信号をスイッチング素子Ｑ１に供給する。フォトトランジスタ１３の電流は、発光素子１５の光量が大きいほど多くなり、光量が小さいほど少なくなる。例えば、フォトトランジスタ１３が引き込む電流の大きさが、２次直流電圧Ｖ２の設定値（例えば、ＤＣ２４Ｖ）であるときのフォトトランジスタ１３の電流として予め定められた標準値よりも小さいとき、ＯＮデューティを増やすなどして２次直流電圧Ｖ２が大きくなる方向にＰＷＭ信号を変化させる。このように、１次電源部１では、１次側と２次側が絶縁された状態でフィードバック信号（光信号）がやりとりされる。

（ファンモーター８２の回転制御）
次に、図４〜図６を用いて、実施形態に係る画像形成装置でのファンモーター８２の回転制御の流れの一例を説明する。図４は、実施形態に係るファンモーター８２の回転を開始までの処理の流れの一例を示すフローチャートである。図５は、実施形態に係るファンモーター８２の回転開始時のモードの選択処理の流れの一例を示すフローチャートである。図６は、実施形態に係るファンモーター８２の回転時間を定める処理の流れの一例を示すフローチャートである。

まず、スイッチング素子Ｑ１をＯＮしている状態では、交流電圧の変化（商用電源Ｖａｃの電圧変化）に合わせ、１次直流電圧Ｖ１は変動する。この１次直流電圧Ｖ１は変動にあわせ、１次直流電流Ｊ１は変化する。なお、スイッチング素子Ｑ１をＯＦＦすると、１次直流電流Ｊ１は、やがてゼロとなる。

また、印刷ジョブの実行などにより、負荷（２次電源部７及び２次電源部７に電力が供給される部分）に流れる電流が大きくなると、コントローラー１２は、単位時間中のスイッチング素子Ｑ１のＯＮ時間を増やして１次直流電流Ｊ１を増加させ、２次直流電圧Ｖ２は設定電圧で維持する（フィードバック制御）。コピージョブでは、原稿搬送部５ａ、画像読取部５ｂ、印刷部６のような負荷が動作する。原稿を読み取って送信する送信ジョブでは、原稿搬送部５ａ、画像読取部５ｂ、通信部２４のような負荷が動作する。コンピューター２００から印刷用データを受信して印刷を行うプリントジョブでは、印刷部６、通信部２４のような負荷が動作する。一方、例えば、通信部２４がデータを送受信のみ行っている状態は印刷部６に印刷を行わせる場合に比べ、１次直流電流Ｊ１は少なくなる。

このように、１次直流電圧Ｖ１の変化、及び、負荷の消費電流量の変化に応じて、１次直流電流Ｊ１の平均的な量も変動する。流れる１次直流電流Ｊ１が多いほど、１次電源部１から生ずる熱は多くなる。１次電源部１の温度が過度に上昇する前にファンモーター８２を動作させて１次電源部１を冷却する必要がある。

そこで、制御部２は、一定周期ごとに１次直流電流Ｊ１の平均値である平均電流を求める。１秒、０．５秒のように一定周期は適宜定めることができる。一定周期を交流電圧の１周期以上とする場合、一定周期は５０Ｈｚならば１／５０秒、６０Ｈｚならば１／６０秒となる。また、一定周期は、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング周波数の整数倍としてもよい。制御部２は、一定周期中、複数回、１次直流電流Ｊ１の大きさを確認する。一定周期中のサンプリング回数は適宜定めることができるが、平均をとるので複数回とされる。実行するジョブの種類や、実行するジョブの内容により、一定周期中の平均電流は、変動する。負荷に流れる電流が大きくなると、一定周期中の平均電流は大きくなる。

そして、図４のスタートは、制御部２（ＣＰＵ２１）が起動したとき、又は、制御部２がファンモーター８２の回転を停止させた時点である。

まず、制御部２は、現在の一定周期中の１次電源部１に流れる１次直流電流Ｊ１の大きさの平均値である平均電流を求める（ステップ♯１）。そして、制御部２は、平均電流が第１閾値ｉ１を超えているか否かを確認する（ステップ♯２）。なお、第１閾値ｉ１を示す値は、記憶部３に不揮発的に記憶される（図２参照）。

ステップ♯２において、制御部２は、大きな１次直流電流Ｊ１が流れているか否かを判断する。第１閾値ｉ１は、適宜定めることができる大きさである。常時、ファンモーター８２を回すことを避けるため、第１閾値ｉ１は、ジョブを実行していないときの１次直流電流Ｊ１の平均レベルよりも大きい値とされる。

平均電流が第１閾値ｉ１を超えていないとき（ステップ♯２のＮｏ）、制御部２は、超過時間をゼロにリセットする（ステップ♯３）。超過時間は、平均電流が第１閾値ｉ１を超えている間、積算される時間である。

一方、平均電流が第１閾値ｉ１を超えているとき（ステップ♯２のＹｅｓ）、制御部２は、平均電流が第１閾値ｉ１を超えている間、積算される超過時間に一定周期（の長さ）を加算する（ステップ♯４）。言い換えると、制御部２は、平均電流が継続して第１閾値ｉ１を超えている時間を超過時間としてカウントする。そして、制御部２は、超過時間が予め定められた第１基準時間ｔ１以上となったか否かを確認する（ステップ♯５）。

１次直流電流Ｊ１が大きい時間が長いほど、１次電源部１が生ずる熱の量は増える。一方、１ページのみの印刷のような１次直流電流Ｊ１の増加が一時的な場合、１次電源部１の温度はそれほど上昇しない。このような場合、ファンモーター８２を回転させる必要はなく、放熱ですませばよい。そこで、ステップ♯５にて、１次直流電流Ｊ１が大きい状態が続いているか否かを確認する。

ここで、第１基準時間ｔ１は適宜定めることができる。例えば、１枚だけの印刷ではファンモーター８２を回転させないようにする場合、第１基準時間ｔ１は、１枚の印刷に要する時間以上とする。また、第１閾値ｉ１は、第１基準時間ｔ１のかねあいで定めても良い。例えば、第１閾値ｉ１は、ファンモーター８２を回転させない状態で第１基準時間ｔ１の間、平均電流として流しても１次電源部１の温度上昇が生じない、又は、上昇温度が許容範囲となる値としてもよい。

超過時間が第１基準時間ｔ１未満のとき（ステップ♯５のＮｏ）、フローはステップ♯１に戻る。一方、超過時間が第１基準時間ｔ１以上となったとき（ステップ♯５のＹｅｓ）、制御部２は、ファンモーター８２の回転を開始すると決定する（ステップ♯６→エンド）。そして、図５に示すファンモーター８２の回転開始時のモード設定処理に移行する。

ここで、ファンモーター８２の動作モードとして、通常モードと通常モードよりも風量を落とす低量モードが設けられる。制御部２は、ファンモーター８２の回転開始時、通常モードと低量モードの何れかを選択する。そこで、図５を用いて、ファンモーター８２の回転開始時のモード選択を説明する。

図５のスタートは、ステップ♯６で制御部２がファンモーター８２の回転を開始すると決定した時点である。なお、以下に説明するモード選択処理を行ううえで必要なモード選択用データＤ２（前回のファンモーター８２の回転での超過時間の長さを示すデータ、前回のファンモーター８２の回転での超過時間中の各平均電流の平均値を示すデータ、ファンモーター８２を停止させた時点を示す時刻データ、詳細は後述）は、モード選択用データＤ２として記憶部３に記憶される（図２参照）。制御部２は、記憶部３に記憶されたモード選択用データＤ２を用いてモード選択を行う。

１次直流電流Ｊ１が少ない状態が続くほど、放熱により、１次電源部１の温度は、最低レベル（例えば、室温程度）に近づく。このような１次電源部１の温度が比較的低いと認められるとき、ファンモーター８２の回転開始当初の風量を少なくしても、１次電源部１は、短時間で異常高温状態にはならない。

そこで、制御部２は、モード選択用データＤ２を参照し、直前のファンモーター８２の回転停止から今回のファンモーター８２の回転開始（ステップ♯６の時点）までの停止時間を求める（ステップ♯１１）。そして、制御部２は、停止時間が予め定められた第２基準時間ｔ２以上か否かを確認する（ステップ♯１２）。つまり、制御部２は、１次電源部１の温度が低めか否かを判断する。

第２基準時間ｔ２は、適宜定めることができる。第２基準時間ｔ２は、１次電源部１の放熱能力を考慮して定めてもよい。例えば、実験により、ファンモーター８２を停止させたまま、空調の効いた室内で、仕様上の１次電源部１の許容温度範囲の上限から室温程度にまで１次電源部１の温度が低下するまでの時間の平均時間を求め、求めた平均時間を第２基準時間ｔ２と定めてもよい。なお、記憶部３は、第２基準時間ｔ２を示すデータを記憶する（図２参照）。

停止時間が予め定められた第２基準時間ｔ２以上のとき（ステップ♯１２のＹｅｓ）、制御部２は、回転開始時のモードとして低量モードを選択する（ステップ♯１３）。この場合、低量モードでファンモーター８２の回転が開始される。そして、本フローは終了する（エンド）。続いて、図６に示す実際にファンモーター８２の回転を開始する処理に移行する。

一方、停止時間が第２基準時間ｔ２未満のとき（ステップ♯１２のＮｏ）、通常モードで回転させるか、低量モードで回転させるかを判断する（ステップ♯１４）。このとき、１次電源部１が高温である可能性がある場合、通常モードで回転させると判断する。

大きな１次直流電流Ｊ１が流れている時間が長いほど、１次電源部１で生ずる熱は増える。また、１次直流電流Ｊ１が大きいほど１次電源部１で生ずる熱は大きい。

そこで、停止時間が第２基準時間ｔ２未満のとき、制御部２は、前回のファンモーター８２の回転時の超過時間が予め定められた第３基準時間ｔ３よりも長く、かつ、前回のファンモーター８２の回転時の超過時間中の各平均電流の平均値が予め定められた第２閾値ｉ２よりも大きいとき、通常モードでファンモーター８２の回転を開始させると定める。つまり、大きな１次直流電流Ｊ１が１次電源部１に長時間流れていたとき、通常モードでファンモーター８２の回転を開始させる。

一方、制御部２は、前回のファンモーター８２の回転時の超過時間が第３基準時間ｔ３よりも短く前回のファンモーター８２の回転時の超過時間中の各平均電流の平均値が第２閾値ｉ２よりも小さいとき、前回のファンモーター８２の回転時の超過時間が第３基準時間ｔ３よりも長く前回のファンモーター８２の回転時の超過時間中の各平均電流の平均値が第２閾値ｉ２よりも小さいとき、及び、前回のファンモーター８２の回転時の超過時間が第３基準時間ｔ３よりも短く、前回のファンモーター８２の回転時の超過時間中の各平均電流の平均値が第２閾値ｉ２よりも大きいとき、低量モードでファンモーター８２の回転を開始させると定める。つまり、通常モードの条件に当てはまらないとき、制御部２は、低量モードでファンモーター８２の回転を開始させると定める。記憶部３は、停止時間、前回のファンモーター８２の回転時の超過時間中の各平均電流の平均値、前回のファンモーター８２の回転時の超過時間の長さに応じ、どのモードを選択するかを定義したモード条件データＤ３を記憶している（図２参照）。制御部２は、モード条件データＤ３（モード選択用のテーブル）を参照してモードを定める。

第３基準時間ｔ３は適宜定めることができる。例えば、第３基準時間ｔ３は第１基準時間ｔ１よりも長くしてもよいし短くしてもよい。第３基準時間ｔ３は、第１基準時間ｔ１の数倍〜数十倍（例えば、１０倍）程度の時間としてもよい。記憶部３は、第３基準時間ｔ３を示すデータを記憶する（図２参照）。

第２閾値ｉ２も適宜定めることができる。例えば、第２閾値ｉ２は第１閾値ｉ１よりも大きくしてもよい。第２閾値ｉ２は、１次直流電流Ｊ１が大きくなる傾向があるジョブ（例えば、コピージョブ）実行時の１次直流電流Ｊ１の平均的な値に基づき定めても良い。記憶部３は、第２閾値ｉ２を示すデータを記憶する（図２参照）。

なお、前回のファンモーター８２の回転での超過時間だけに基づいてモードを定めても良い。この場合、停止時間が第２基準時間ｔ２未満のとき、制御部２は、前回のファンモーター８２の回転時の超過時間が予め定められた第３基準時間ｔ３よりも短いとき低量モードでファンモーター８２の回転を開始させると定め、前回のファンモーター８２の回転時の超過時間が予め定められた第３基準時間ｔ３よりも長いとき通常モードでファンモーター８２の回転を開始させると定めてもよい。

また、前回のファンモーター８２の回転での各平均電流の平均値の大きさだけに基づいてモードを定めても良い。停止時間が第２基準時間ｔ２未満のとき、制御部２は、前回のファンモーター８２の回転時の超過時間中の各平均電流の平均値が予め定められた第２閾値ｉ２よりも小さいとき、低量モードでファンモーター８２の回転を開始させると定め、前回のファンモーター８２の回転時の超過時間中の各平均電流の平均値が予め定められた第２閾値ｉ２よりも大きいとき通常モードでファンモーター８２の回転を開始させると定めるようにしてもよい。

そして、制御部２が低量モードを選択したとき（ステップ♯１５のＹｅｓ）、フローはステップ♯１３に移行する。ステップ♯１５がＮｏのとき、制御部２は、通常モードでファンモーター８２の回転を開始させるため、通常モードを選択する（ステップ♯１６）。そして、本フローは終了する（エンド）。続いて、実際にファンモーター８２の回転を開始する処理に移行する。

図６のスタートは、ステップ♯１３又はステップ♯１６で制御部２がファンモーター８２のモードを選択した時点である。

通常モードが選択されたとき（ステップ♯２１のＹｅｓ）、制御部２は、ファンモーター８２を通常モードで回転させる（ステップ♯２２）。そして、制御部２は、今回の（現在の）周期の平均電流が第１閾値ｉ１を超えているか否かを確認する（ステップ♯２３）。つまり、ＣＰＵ２１は、ジョブの終了に伴い、１次直流電流Ｊ１が小さい状態になったか否かを確認する。

一定周期中の平均電流が第１閾値ｉ１を超えているとき（ステップ♯２３のＹｅｓ）、制御部２（ＣＰＵ２１）は、平均電流が第１閾値ｉ１を超えている間積算している超過時間に一定周期（の長さ）を加算する（ステップ♯２４）。そして、ステップ♯２４の後、フローは、ステップ♯２２に戻る。

一方、低量モードが選択されたとき（ステップ♯２１のＮｏ）、制御部２は、ファンモーター８２を低量モードで回転させる（ステップ♯２５）。続いて、制御部２は、今回の周期の平均電流が第１閾値ｉ１を超えているか否かを確認する（ステップ♯２６）。

今回の周期の平均電流が第１閾値ｉ１を超えているとき（ステップ♯２６のＹｅｓ）、制御部２（ＣＰＵ２１）は、積算している超過時間に一定周期（の長さ）を加算する（ステップ♯２７）。しかし、大きな１次直流電流Ｊ１が流れる状態が続くと、低量モードの風量では冷却が間に合わなくなるおそれがある。そこで、制御部２は、現在の超過時間が予め定められたモード切替時間ｔ４を超えたか否かを確認する（ステップ♯２８）。

モード切替時間ｔ４は適宜定められる時間である。モード切替時間ｔ４は、第１基準時間ｔ１よりも長くてもよい。１０ページの印刷のような一定枚数のジョブの実行に要する時間をモード切替時間ｔ４と定めてもよい。記憶部３は、モード切替時間ｔ４を示すデータを記憶する（図２参照）。

ファンモーター８２の回転開始後、超過時間が予め定められたモード切替時間ｔ４を超えたとき（ステップ♯２８のＹｅｓ）、制御部２は、ファンモーター８２の回転モードを低量モードから通常モードに切り替える（ステップ♯２９）。ステップ♯２９の後、フローは、ステップ♯２２に移行する。なお、超過時間がモード切替時間ｔ４以下のとき（ステップ♯２８のＮｏ）、フローは、ステップ♯２５に戻る。

今回の周期の平均電流が第１閾値ｉ１以下となったとき（ステップ♯２３のＮｏ、ステップ♯２６のＮｏ）、制御部２は、超過時間が長いほどファンモーター８２の回転継続時間が長くなり、超過時間が短いほどファンモーター８２の回転継続時間が短くなるように、現時点（平均電流が第１閾値ｉ１以下となった周期の終了時点）からのファンモーター８２の回転時間を定める（ステップ♯２１０）。つまり、制御部２は、超過時間に応じた回転時間を定める。

記憶部３には、超過時間が長いほどファンモーター８２の回転時間が長くなるように、超過時間の長さに応じた回転時間を定義した回転時間データＤ４が記憶される（図２参照）。制御部２は、超過時間の長さと回転時間データＤ４に基づき、現時点からの回転時間を定める。

そして、制御部２は、平均電流が第１閾値ｉ１以下となった周期が終わった時点から定めた回転時間、ファンモーター８２を回転させ、回転時間経過後、ファンモーター８２を停止させる（ステップ♯２１１）。

更に、制御部２は、次のファンモーター８２の回転開始時のモード選択のためのモード選択用データＤ２を記憶部３に記憶させる（ステップ♯２１２）。モード選択用データＤ２は、今回のファンモーター８２の回転での超過時間の長さを示すデータを含む。また、モード選択用データＤ２は、超過時間中の各平均電流の平均値を含む。また、モード選択用データＤ２は、ファンモーター８２の停止時間を計るため、ファンモーター８２を停止させた時点（時刻、計時部２３が計時）を示すデータを含む。あわせて、制御部２は、カウントしている超過時間をゼロにリセットする（ステップ♯２１２）。そして、フローは終了する。

このようにして、実施形態に係る画像形成装置は、設定された電圧を生成し出力する電源装置（１次電源部１）と、ファン８１及びファン８１を回転させるファンモーター８２を含み、電源装置を冷却する冷却部８と、電源装置に流れる電流の大きさを認識する制御部２と、を含む。制御部２は、一定周期ごとに一定周期中の電源装置に流れる電流の大きさの平均である平均電流を求め、平均電流が継続して予め定められた第１閾値ｉ１を超えている時間を超過時間としてカウントし、ファンモーター８２を停止させている状態で超過時間が予め定められた第１基準時間ｔ１以上となったとき、ファンモーター８２の回転を開始させる。

これにより、１枚だけの印刷のようにジョブの量が少なく電源装置（１次電源部１）に大きな電流が流れる時間が短いとき、ファンモーター８２（ファン８１）を停止状態で保つことができる。言い換えると、画像形成装置（複合機１００）がジョブを開始しても、電源装置の温度がさほど上昇しない場合、ファンモーター８２を回転させないようにすることができる。従って、ファンモーター８２の無駄な電力消費を無くすことができる。また、ファンモーター８２の回転させる回数が少なくなるので、画像形成装置の使用開始からファンモーター８２（ファン８１）の寿命が尽きるまでの時間が長くなる。また、電源装置に流れる電流が大きい状態が続けばファンモーター８２が回転されるので、電源装置の温度が過度に上昇することもない。

また、電源装置（１次電源部１）に対して温度センサーを設け、電源装置の温度をモニターし、電源装置の温度が一定温度を超えるとファン８１を回転させることがある。しかし、温度センサーや温度センサーの出力信号の処理回路の実装用スペースが必要となる。また、電源装置の温度分布にムラがあるとき複数箇所に温度センサーを設けなければならない場合もある。そのため、温度センサーを採用すると、電源装置（電源基板）が大型化や製造コストの問題がある。しかし、この構成によれば、複数の温度センサーや温度センサー用の信号処理回路は不要であり、電源装置を小型化することができる。また、装置の製造コストの上昇もない。

また、制御部２は、ファンモーター８２を回転させたとき、平均電流が第１閾値ｉ１を超えている間ファンモーター８２を回転させ続け、超過時間が長いほど平均電流が第１閾値ｉ１以下となった後のファンモーター８２の回転時間を長くし、超過時間が短いほど平均電流が第１閾値ｉ１以下となった後のファンモーター８２の回転時間を短くする。

これにより、電源装置（１次電源部１）の温度上昇が大きい場合、ファン８１による冷却が長めに行われる。従って、電源装置の過昇温を防ぐことができる。一方、電源装置の温度はそれほど上昇していないと認められる場合、ファンモーター８２を早めに停止させることができる。従って、ファン８１での無駄な電力の消費を避けることができる。また、ファンモーター８２の回転時間を抑え、ファンモーター８２の劣化速度を抑えることができる。

電源装置（１次電源部１）の電流が少ない状態では、ファンモーター８２を回転させなくても、放熱によって電源装置（１次電源部１）の温度は次第に低下する。ファンモーター８２を回転させる必要がある大電流が流れない状態が続いたとき、電源装置（１次電源部１）の温度は十分に下がった状態と認められる。そこで、ファンモーター８２の動作モードとして、通常モードと通常モードよりも風量を落とす低量モードが設けられる。直前のファンモーター８２の回転停止から今回のファンモーター８２の回転開始までの停止時間が予め定められた第２基準時間ｔ２以上のとき、制御部２は、低量モードでファンモーター８２の回転を開始させる。これにより、ファンモーター８２の回転時の消費電力を減らすことができる。

また、低量モードでファンモーター８２の回転を開始させた場合、ファンモーター８２の回転開始後、超過時間が予め定められたモード切替時間ｔ４を超えたとき、制御部２は、ファンモーター８２の回転モードを低量モードから通常モードに切り替える。これにより、電源装置（１次電源部１）に流れる電流が大きい状態が続き、低量モードの風量では不十分と認められる場合、電源装置に吹き付ける風の風量を大きくすることができる。従って、電源装置の過昇温を避けることができる。

また、停止時間が第２基準時間ｔ２未満の場合、前回のファンモーター８２の回転時の超過時間が予め定められた第３基準時間ｔ３よりも長く、かつ、前回のファンモーター８２の回転時の超過時間中の各平均電流の平均値が予め定められた第２閾値ｉ２よりも大きいとき、制御部２は、通常モードでファンモーター８２の回転を開始させる。一方、前回のファンモーター８２の回転時の超過時間が第３基準時間ｔ３よりも短く、かつ、前回のファンモーター８２の回転時の平均値が第２閾値ｉ２よりも小さいとき、前回のファンモーター８２の回転時の超過時間が第３基準時間ｔ３よりも長く、かつ、前回のファンモーター８２の回転時の平均値が第２閾値ｉ２よりも小さいとき、前回のファンモーター８２の回転時の超過時間が第３基準時間ｔ３よりも短く、かつ、前回のファンモーター８２の回転時の平均値が第２閾値ｉ２よりも大きいとき、制御部２は、低量モードでファンモーター８２の回転を開始させる。

つまり、前回のファンモーター８２の回転時、電源装置（１次電源部１）の温度はそれほど上昇していないと認められるとき、低量モードでファンモーター８２を回転させる。これにより、ファンモーター８２での電力消費を抑えることができる。一方、前回のファンモーター８２の回転時、電源装置の温度が大きく上昇しているおそれがあり、今回のファンモーター８２の回転開始時点で電源装置の温度が十分に下がっていない可能性があるとき、通常モードでファンモーター８２を回転させ、電源装置の過昇温を防ぐ。

また、電源装置（１次電源部１）は、スイッチング素子Ｑ１とトランスＬ１を含み、入力された交流を直流に変換して出力し、スイッチングのデューティ比又は周波数を制御して出力電圧を調整するスイッチング電源である。制御部２は、スイッチング電源の１次側に流れる電流の大きさを認識する。これにより、トランスＬ１を含むような大きな電力を扱う電源装置の過昇温を防ぎつつ、大きな電力を扱う電源装置を冷却するファン８１の省電力、長寿命化を達成することができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明は、電源装置を含み、電源装置を冷却するファンを備えた画像形成装置に利用可能である。

１００ 複合機（画像形成装置） １ １次電源部（電源装置）
２ 制御部 ８１ ファン
８２ ファンモーター ８ 冷却部
ｉ１ 第１閾値 ｉ２ 第２閾値
ｔ１ 第１基準時間 ｔ２ 第２基準時間
ｔ３ 第３基準時間 ｔ４ モード切替時間
Ｌ１ トランス Ｑ１ スイッチング素子

Claims (8)

1. 設定された電圧を生成し出力する電源装置と、
   ファン及び前記ファンを回転させるファンモーターを含み、前記電源装置を冷却する冷却部と、
   前記電源装置に流れる電流の大きさを認識する制御部と、を含み、
   前記制御部は、一定周期ごとに前記一定周期中の前記電源装置に流れる電流の大きさの平均である平均電流を求め、前記平均電流が継続して予め定められた第１閾値を超えている時間を超過時間としてカウントし、前記ファンモーターを停止させている状態で前記超過時間が予め定められた第１基準時間以上となったとき、前記ファンモーターの回転を開始させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記ファンモーターを回転させたとき、前記平均電流が前記第１閾値を超えている間前記ファンモーターを回転させ続け、前記超過時間が長いほど前記平均電流が前記第１閾値以下となった後の前記ファンモーターの回転時間を長くし、前記超過時間が短いほど前記平均電流が前記第１閾値以下となった後の前記ファンモーターの回転時間を短くすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記ファンモーターの動作モードとして、通常モードと前記通常モードよりも風量を落とす低量モードを有し、
   直前の前記ファンモーターの回転停止から今回の前記ファンモーターの回転開始までの停止時間が予め定められた第２基準時間以上のとき、
   前記制御部は、前記低量モードで前記ファンモーターの回転を開始させることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記低量モードで前記ファンモーターの回転を開始させた場合、
   前記ファンモーターの回転開始後、前記超過時間が予め定められたモード切替時間を超えたとき、
   前記制御部は、前記ファンモーターの回転モードを前記低量モードから前記通常モードに切り替えることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記停止時間が前記第２基準時間未満のとき、
   前記制御部は、前回の前記ファンモーターの回転時の前記超過時間が予め定められた第３基準時間よりも長く、かつ、前回の前記ファンモーターの回転時の前記超過時間中の各前記平均電流の平均値が予め定められた第２閾値よりも大きいとき、前記通常モードで前記ファンモーターの回転を開始させ、
   前回の前記ファンモーターの回転時の前記超過時間が前記第３基準時間よりも短く、かつ、前回の前記ファンモーターの回転時の前記平均値が前記第２閾値よりも小さいとき、前回の前記ファンモーターの回転時の前記超過時間が前記第３基準時間よりも長く、かつ、前回の前記ファンモーターの回転時の前記平均値が前記第２閾値よりも小さいとき、前回の前記ファンモーターの回転時の前記超過時間が前記第３基準時間よりも短く、かつ、前回の前記ファンモーターの回転時の前記平均値が前記第２閾値よりも大きいとき、前記低量モードで前記ファンモーターの回転を開始させることを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
6. 前記停止時間が前記第２基準時間未満のとき、
   前記制御部は、前回の前記ファンモーターの回転時の前記超過時間が予め定められた第３基準時間よりも短いとき前記低量モードで前記ファンモーターの回転を開始させ、前回の前記ファンモーターの回転時の前記超過時間が前記第３基準時間よりも長いとき前記通常モードで前記ファンモーターの回転を開始させることを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
7. 前記停止時間が前記第２基準時間未満のとき、
   前記制御部は、前回の前記ファンモーターの回転時の前記超過時間中の各前記平均電流の平均値が予め定められた第２閾値よりも小さいとき、前記低量モードで前記ファンモーターの回転を開始させ、前回の前記ファンモーターの回転時の前記平均値が前記第２閾値よりも大きいとき前記通常モードで前記ファンモーターの回転を開始させることを特徴とする請求項３又は４の何れか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記電源装置は、スイッチング素子とトランスを含み、入力された交流を直流に変換して出力し、スイッチングのデューティ比又は周波数を制御して出力電圧を調整するスイッチング電源であり、
   前記制御部は、前記スイッチング電源の１次側に流れる電流の大きさを認識することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の画像形成装置。

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