JP2019110728A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スタンバイ状態において、ＤＣファンの駆動を維持しつつ、駆動に起因する駆動音を最小限に抑えることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置がスタンバイ状態にあるとき、所定のＰＷＭデューティ比でＤＣファン６０及び６１を回転させた後（ステップＳ２０２）、回転が停止するまでＰＷＭデューティ比を下げることによって、ＤＣファン６０及び６１が回転する最低のＰＷＭデューティ比を求める（ステップＳ２０５、Ｓ２０７）。求めたＰＷＭデューティ比に所定の加算幅、例えば２％を加えたＰＷＭデューティ比を、スタンバイ状態におけるＰＷＭデューティ比として設定し（ステップＳ２０８）、設定したＰＷＭデューティ比でＤＣファン駆動用の降圧チョッパ回路を制御してＤＣファンを駆動させる。【選択図】 図５

Description

本発明は、印加電圧によって回転速度を変更できるファンを備えた画像形成装置に関する。

従来から、電子写真方式を採用した複写機、プリンタをはじめとする画像形成装置において、動作に伴って発生する熱の排出や高温部品を冷却するためのＤＣファンが多数使用されている。ＤＣファンは、印加電圧によって回転速度が制御されており、画像形成装置の動作状況に応じてＤＣファンの風量が調整される。画像形成装置は、オフィスなど静かな環境で使用されるので、ユーザに対して不快感を与えないように、ＤＣファンの動作音を極力小さくすることが望まれている。

そこで、特許文献１の技術では、温度変化によりＤＣファンの回転数が目標数からずれて共振することを防止するために、回転数のずれ幅を求めてＰＷＭデューティ比を調整し、送風羽根の固有振動数と回転数との合致による共振を防止して駆動音を抑制している。

ところで、印刷動作に入る前の待機状態の画像形成装置では、冷却用又は排気用のファンの駆動音が画像形成装置における主な騒音源となる。そこで、特許文献１記載の技術以外にも、画像形成装置が待機状態であっても停止させることができないＤＣファンの駆動音を抑制するために、ＤＣファンへの印加電圧を下げて回転速度を落とすような制御を行う技術が提案されている。

特開２０００−１５４９６２号公報

しかしながら、ＤＣファンには駆動可能下限電圧が存在し、駆動可能下限電圧は、ファンの巻き線抵抗などのばらつきにより変動することが知られている。そして、低コストで構成できるオープン制御の降圧チョッパ回路でファンを駆動する場合、部品のばらつき又は接続される負荷によって出力電圧が変動し、ＤＣファンの印加電圧が駆動可能下限電圧を下回る可能性がある。

そこで、画像形成装置の待機状態では、高温部材を冷却又は排熱するために、駆動可能下限電圧以上の印加電圧を維持しつつ、駆動音を抑制するためにできる限り駆動可能下限電圧に近い電圧をＤＣファンに印加してＤＣファンの回転を確保する必要がある。

本発明の目的は、高温部材を冷却又は排熱するためのＤＣファンの駆動を維持しつつ、駆動に起因する駆動音を抑制することができる画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の画像形成装置は、直流電圧が印加されることにより回転するファンと、スイッチング素子を含み、前記スイッチング素子の駆動信号であるＰＷＭ信号のデューティ比が変化することで前記ファンに供給する電圧を変更する供給手段と、前記供給手段に前記ＰＷＭ信号を出力することによって、前記供給手段が前記ファンに前記ＰＷＭ信号に見合った印加電圧を供給するように前記供給手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、画像形成装置が待機状態にある場合、前記供給手段を制御して前記ファンを所定のＰＷＭデューティ比で駆動させた後、回転が停止するまで前記ＰＷＭデューティ比を下げることによって前記ファンの回転が維持できるＰＷＭデューティ比の所定値を決定し、決定したＰＷＭデューティ比の所定値に所定幅を加算したＰＷＭデューティ比で前記供給手段を制御して前記ファンを回転させることを特徴とする。

本発明によれば、ＤＣファンの回転が維持できるＰＷＭ信号のデューティ比の最小値を決定し、決定したＰＷＭ信号のデューティ比の最小値に、ＰＷＭデューティ比設定時の所定幅を加算したＰＷＭ信号で電力供給手段を駆動させる。これによって、ＤＣファンの駆動を維持しつつ、駆動音の発生を抑制することができる。

実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 図１の画像形成装置における制御ユニットの構成を示すブロック図である。 図２におけるファン制御部の構成を示す図である。 図１の画像形成装置で実行される立ち上げ処理の手順を示すフローチャートである。 図４のステップＳ１０２で実行されるスタンバイＰＷＭデューティ比決定処理の手順を示すフローチャートである。

以下、実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。

図１において、画像形成装置５００は、中間転写方式の電子写真プロセスを利用したカラー複写機である。この画像形成装置５００は、画像読取部５００Ｒと、画像出力部５００Ｐとから主として構成されている。画像読取部５００Ｒは、原稿画像を光学的に読み取り、読み取った画像データを電気信号に変換して画像出力部５００Ｐに送信する。

画像出力部５００Ｐは、画像形成部１０、給紙ユニット２０、中間転写ユニット３０、定着ユニット４０、クリーニングユニット５０、制御ユニット１００、及び各ユニットに電力を供給する電源ユニット２００を備えている。

画像形成部１０は、４つの画像形成ステーション１０ａ（ブラック）、１０ｂ（シアン）、１０ｃ（マゼンタ）、１０ｄ（イエロー）を有しており、各画像形成ステーション１０ａ〜１０ｄは同じ構成である。画像形成ステーション１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、それぞれ感光体としての感光ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを備えている。感光ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、回転自在に軸支されており、後述するモータ制御部１０７によって制御されるモータ１１２（ａ〜ｄ）により駆動され、図１中、矢印方向にそれぞれ独立に回転駆動する。

各感光ドラム１１ａ〜１１ｄの外周面に対向するように、その回転方向に沿って、一次帯電器１２ａ〜１２ｄと、レーザ１３ａ〜１３ｄと、ミラー１６ａ〜１６ｄと、現像装置１４ａ〜１４ｄと、クリーニング装置１５ａ〜１５ｄが配置されている。現像装置１４ａ〜１４ｄは、それぞれ対応するトナーボトル１７ａ〜１７ｄを備えている。

給紙ユニット２０は、記録材としての用紙Ｐを収納するための給紙カセット２１と、用紙Ｐを１枚ずつ送り出すピックアップローラ２２と、ピックアップローラ２２から送り出された用紙Ｐを搬送する複数の給紙ローラ対２３と、給紙ガイド２４を有する。なお、図１では、給紙カセットは、単数のカセットからなるが、複数のカセットからなるものであってもよい。

給紙ユニット２０は、各画像形成ステーション１０ａ〜１０ｄの画像形成タイミングに合わせて用紙Ｐを二次転写領域へ送り出すレジストレーションローラ（レジストローラ）２５を備えている。また、給紙ユニット２０は、二次転写領域の下流側に、ガイド部２６、定着ユニット４０、及び定着ユニット４０から排紙された用紙Ｐを排紙トレイ２９に向けて搬送する排紙ローラ２７を備えている。ガイド部２６は、定着ユニット４０のニップ部Ｎへ用紙Ｐを導く。定着ユニット４０は、用紙Ｐを加熱、加圧することによってトナー画像が転写された用紙Ｐに当該トナー画像を定着させる。排紙ローラ２７は、定着ユニット４０から出力された用紙Ｐを装置外部に排出する。排紙トレイ２９は、排出された用紙Ｐを積載する。

また、中間転写ユニット３０は、中間転写ベルト３１を備えている。中間転写ベルト３１は、駆動ローラ３２と、従動ローラ３３と、二次転写対向ローラ３４とによって緊張状態で巻回されている。駆動ローラ３２は、例えば、ブラシレスＤＣモータ（図示省略）によって回転駆動される。従動ローラ３３は、中間転写ベルト３１に適度なテンションを与えるテンションローラとして機能する。

中間転写ベルト３１を介して各画像形成ステーションの感光ドラム１１ａ〜１１ｄとそれぞれ対向するように一次転写用帯電器３５ａ〜３５ｄが配置されている。また、中間転写ベルト３１を介して二次転写対向ローラ３４と対向するように二次転写ローラ３６を配置させることによって二次転写領域が形成されている。二次転写領域において、中間転写ベルト３１と二次転写ローラ３６が当接するニップ部が二次転写部Ｔｅとなる。なお、二次転写ローラ３６は、中間転写ベルト３１に対して適度な圧力で加圧されている。

中間転写ベルト３１の二次転写部Ｔｅの下流側にはクリーニングユニット５０が配置されている。クリーニングユニット５０は、中間転写ベルト３１の画像形成面に残留する転写残トナーをクリーニングする。クリーニングユニット５０は、クリーニングブレード５１と、廃トナーボックス５２とを備えている。クリーニングブレード５１は、中間転写ベルト３１上のトナーを回収、除去する。また、廃トナーボックス５２は、回収された廃トナーを収納する。

また、画像出力部５００Ｐは、装置内の制御ユニット１００および電源ユニット２００を冷却するためのＤＣファン６０及び６１を備えている。ＤＣファン６０及び６１の風量は、画像形成装置５００の動作に応じて制御される。ＤＣファン６０及び６１は、回転停止時にロック信号「Ｈ」を出力し、回転時はロック信号「Ｌ」を出力する。制御ユニット１００内のＣＰＵ１２０は、ＤＣファン６０及び６１から送信されるロック信号を監視することによりＤＣファン６０及び６１の回転状態を確認することができる。

図２は、図１の画像形成装置５００における制御ユニットの構成を示すブロック図である。制御ユニット１００は、画像形成装置５００全体を制御し、センサ類の情報収集、情報解析、及び操作部１０２とのデータ交換等の役割を担っている。

図２において、制御ユニット１００は、ＣＰＵ１２０、ＲＯＭ１２１及びＲＡＭ１２２を備えている。ＣＰＵ１２０は、アドレスバス又はデータバスによって、ＲＯＭ１２１及びＲＡＭ１２２とそれぞれ接続されている。また、ＣＰＵ１２０は、アドレスバス又はデータバスによって、Ａ／Ｄ１０３、高圧制御部１０５、モータ制御部１０７、ＤＣ負荷制御部１０８、センサＩＦ１０９、ＡＣドライバ１１０とそれぞれ接続されている。また、ＣＰＵ１２０は、アドレスバス又はデータバスによって、画像処理部１１６及びファン制御部１１７とそれぞれ接続されている。ファン制御部１１７は、電力供給手段として機能する。

Ａ／Ｄ１０３はサーミスタ１０４と、高圧制御部１０５は高圧ユニット１０６と、モータ制御部１０７は各モータ１１２とそれぞれ接続されている。また、ＤＣ負荷制御部１０８はＣＬ・ＳＬ（クラッチ／ソレノイド）１１３と、センサＩＦ１０９はセンサ類１１４と、ＡＣドライバ１１０は定着ヒータ１１１とそれぞれ接続されている。さらに、画像処理部１１６はレーザ１３と、ファン制御部１１７は各ファン６０及び６１とそれぞれ接続されている。また、制御ユニット１００は、操作部１０２及び電源ユニット２００とそれぞれ接続されている。なお、上記以外にも、画像形成装置５００内の各所にモータ、クラッチ／ソレノイドのＤＣ負荷、及びフォトインタラプタやマイクロスイッチ等のセンサが配置されている。

ＣＰＵ１２０は、ＲＯＭ１２１に格納されたプログラムに従い、予め決められた画像形成に関する種々のプログラムを実行する。また、ＣＰＵ１２０は、各種センサ類１１４によって動作状況を監視し、監視結果に基づいて、モータ制御部１０７を制御して各モータ１１２を動作させ、また、ＤＣ負荷制御部１０８を制御してクラッチ／ソレノイド１１３を動作させて画像形成動作を行わせる。

ＲＯＭ１２１は、ＣＰＵ１２０によって実行されるプログラムを格納する。また、ＲＡＭ１２２は、書き換え可能な記憶媒体であり、ＣＰＵ１２０が種々のシーケンスを実行する際の必要なデータを格納する。また、ＲＡＭ１２２は、例えば、高圧制御部１０５への高圧設定値や後述するスタンバイＰＷＭデューティ比設定値などの各種データ、操作部１０２からの画像形成指令情報などを保存する。

高圧ユニット１０６は、高圧制御部１０５からの各種高圧制御信号に基づいて高圧電源を生成し、各種帯電器、転写帯電器、現像器内の現像ローラ等に印可する。

定着ローラ４１を加熱するための定着ヒータ１１１と、温度変化を抵抗値に変換するサーミスタ１０４は、定着ユニット４０の定着ローラ４１の両端に内蔵されている。定着ヒータ１１１は、ＡＣドライバ１１０によってＯＮ／ＯＦＦ制御される。サーミスタ１０４の抵抗値変化は電圧値に変換され、Ａ／Ｄ１０３によってデジタル値として制御ユニット１００に入力される。制御ユニット１００に入力されたデジタル値（温度データ）に基づいて定着ヒータ１１１が加熱され、これによって定着ローラ４１が適正な温度に保たれる。

画像処理部１１６は、画像読取部５００Ｒで読み取られた画像データ、及び、図示省略したネットワークを介して接続された外部装置から入力された画像データをレーザ１３（１３ａ〜１３ｄ）の駆動信号に変換する。

ＤＣファン６０及び６１は、直流電圧で動作するファンであり、画像形成装置５００の動作状態に応じてＣＰＵ１２０から送信されるＰＷＭ信号によりファン制御部１１７からの供給電圧が制御されることによりファン風量がコントロールされる。ＤＣファン６０及び６１は、それぞれ制御ユニット１００及び電源ユニット２００を冷却する。画像形成状態では、例えば、ＰＷＭデューティ比１００％がファン制御部１１７に与えられ、２４ＶがＤＣファン６０及び６１に供給され、ＤＣファン６０及び６１は最大風量で動作する。画像形成装置５００の待機状態においては、後述するスタンバイＰＷＭデューティ比のＰＷＭ信号がファン制御部１１７に与えられ、ＤＣファン６０及び６１は、駆動可能下限電圧よりも高い電圧で動作する。

操作部１０２は、ユーザ操作情報を制御ユニット１００に送信する。操作部１０２は、データ表示部を備えている。データ表示部は、制御ユニット１００から送信された画像形成装置５００の状態、例えば、ジョブ実行状況情報、ジャムの発生及び発生箇所等を表示してユーザに報知する。

図３は、図２におけるファン制御部１１７の構成を示す図である。

図３において、ファン制御部１１７は、画像形成装置５００に設けられたＤＣファン６０及び６１と同数の降圧チョッパ回路３００及び３０１を備えている。降圧チョッパ回路３００及び３０１は、それぞれ、直列に接続されたＮチャネルＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ２）、インダクタ（Ｌ１、Ｌ２）、平滑用キャパシタ（Ｃ１、Ｃ２）を備えている。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、それぞれＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号であるＰＷＭ１及びＰＷＭ２を駆動信号として駆動される。ＤＣファン６０及び６１は、それぞれファンの回転状態を表すロック信号１及びロック信号２をＣＰＵ１２０に送信する。降圧チョッパ回路３００及び３０１には、電源ユニット２００から２４Ｖの電圧が供給されている。

スイッチング素子Ｑ１及びＱ２のソース端子にそれぞれ回生用ダイオードＤ１及びＤ２が接続されている。スイッチング素子Ｑ１及びＱ２は、ファン制御部１１７から送信されるＰＷＭ信号ＰＷＭ１及びＰＷＭ２によりＯＮ／ＯＦＦされる。このＰＷＭ信号のデューティ比によって降圧チョッパ回路３００及び３０１の出力電圧Ｖｏｕｔが変更され、変更された出力電圧（印加電圧）によってＤＣファン６０及び６１の回転数が調整される。従って、ＤＣファン６０及び６１は、ＰＷＭ信号のデューティ比に見合った回転数で回転する。なお、ＰＷＭ信号のデューティ比が１００％の場合、電源ユニット２００からの電圧２４Ｖがそのまま印加電圧としてＤＣファン６０及び６１に出力される。

また、下記（１）式が成り立つ場合、デューティ比を５０％とすると出力電圧Ｖｏｕｔとして約１２Ｖが出力されるようファン制御部１１７が構成されている。

ここで、Ｉｏｕｔは負荷電流、ＴｏｆｆはＰＷＭ信号のオフ時間、Ｌはインダクタのインダクタンス値を意味する。ＰＷＭのデューティ比が一定であっても、同じ機種の全ての画像形成装置で出力電圧Ｖｏｕｔが常に同じ値になるとは限らず、スイッチング素子Ｑ１及びＱ２のスイッチング時間やインダクタＬ１及びＬ２のインダクタンス値、負荷電流などによりばらつく。

特に、下記（２）式が成立する状態では負荷電流Ｉｏｕｔや部品のばらつきにより出力電圧Ｖｏｕｔは大きく変動する。

そのため、ＣＰＵ１２０は、出力電圧ＶｏｕｔがＤＣファン６０及び６１の最低起動電圧以上となるように後述する図５のスタンバイＰＷＭデューティ比決定処理に従ってスタンバイＰＷＭデューティ比を決定する。ＤＣファンの最低起動電圧はファンによって異なるため、ＰＷＭ１及びＰＷＭ２についてそれぞれスタンバイＰＷＭデューティ比決定処理によりスタンバイ状態におけるＰＷＭデューティ比が決定される。なお、スタンバイ状態とは、印刷開始の準備が整い、印刷ジョブの設定又は指示を待っている状態をいう。

次に、このような構成の画像形成装置５００の動作について説明する。

まず、画像出力部５００Ｐの各画像形成ステーション１０ａ〜１０ｄの一次帯電器１２ａ〜１２ｄが、対応する感光ドラム１１ａ〜１１ｄの表面にそれぞれ均一な帯電量の電荷を与えて帯電させる。次いで、レーザ１３ａ〜１３ｄが、画像読取部５００Ｒから受信した画像データに応じて変調した光線ａ〜ｄをミラー１６ａ〜１６ｄを介して感光ドラム１１ａ〜１１ｄに露光し、走査することによって静電潜像を形成する。

次いで、現像装置１４ａ〜１４ｄが、感光ドラム１１ａ〜１１ｄに形成された静電潜像にそれぞれトナーを供給して顕像化する。このとき、トナーボトル１７ａ〜１７ｄが、図示省略したトナーボトルモータによって回転駆動され、対応するブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色の現像剤（トナー）がそれぞれ現像装置１４ａ〜１４ｄに供給される。トナーによって顕像化されたトナー画像は、それぞれ対応する一次転写用帯電器３５ａ〜３５ｄによって中間転写ベルト３１に転写され、重畳してカラー画像を形成する。なお、感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上のトナー画像の生成は中間転写ベルト３１上で１つの像となるようにタイミングが制御される。中間転写ベルト３１に転写されずに感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に残留する残留トナーは、クリーニング装置１５ａ〜１５ｄによって掻き落とされる。これによって、感光ドラム表面が清掃される。

一方、給紙カセット２１から給紙された用紙Ｐは、給紙ローラ対２３によって搬送され、給紙ガイド２４の間を案内されてレジストローラ２５まで搬送されて一旦停止する。レジストローラ２５で一旦停止した用紙Ｐは、上述したトナー画像の生成とタイミングを合わせるようにレジストローラ２５が駆動されて二次転写部Ｔｅに搬入される。二次転写部Ｔｅに搬入された用紙Ｐに中間転写ベルト３１上のトナー画像が転写される。トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着ユニット４０に搬入され、ここで加熱及び加圧されることによってトナー画像が当該用紙Ｐに定着する。トナー画像が定着された用紙Ｐは、排紙ローラ２７によって搬送され、排紙トレイ２９上に排出される。

次に、画像形成装置５００で実行される立ち上げ処理について説明する。

図４は、図１の画像形成装置５００で実行される立ち上げ処理の手順を示すフローチャートである。この立ち上げ処理は、ＣＰＵ１２０が、ＲＯＭ１２１に格納された立ち上げ処理プログラムに従って実行する。

図４において、画像形成装置５００に電源が投入された際又は画像形成装置５００がスリープ状態（省電力状態）からスタンバイ状態に復帰する際、立ち上げ処理が実行される。立ち上げ処理が開始されると、ＣＰＵ１２０は、先ず、制御ユニット１００の内部変数や装置各部の初期化を行う（ステップＳ１０１）。次いで、ＣＰＵ１２０は、ＤＣファン６０及び６１を駆動するための信号ＰＷＭ１及びＰＷＭ２のデュティ比を決定するために、後述する（図５）スタンバイＰＷＭデューティ比決定処理を実行する（ステップＳ１０２）。そして、ＣＰＵ１２０は、スタンバイＰＷＭデューティ比決定処理で決定したスタンバイＰＷＭデューティ比をそれぞれＲＡＭ１２２に保存する。

スタンバイＰＷＭデューティ比決定処理で求めたスタンバイＰＷＭデューティ比をＲＡＭ１２２に保存した後、ＣＰＵ１２０は、ＰＷＭデューティ比を１００％としてＤＣファン６０及び６１を駆動する（ステップＳ１０３）。ＤＣファン６０及び６１をＰＷＭデューティ比１００％で駆動した後、ＣＰＵ１２０は、立ち上げ動作を行う（ステップＳ１０４）。立ち上げ動作とは、電源ユニット２００から各構成部材に電源を供給し、例えば、定着ユニット４０における定着ローラ４１を定着ヒータ１１１によって定着温度まで加熱する等、画像形成動作を開始できる状態にするのための準備をいう。

立ち上げ動作を実行した後、ＣＰＵ１２０は、スタンバイ状態に移行するか否か判定する（ステップＳ１０５）。スタンバイ状態に移行するか否かは、例えば、操作部１０２を介して又は外部機器から直ちに印刷ジョブを実行するための設定がなされているか否かに基づいてＣＰＵ１２０が判断する。直ちに印刷ジョブを実行するための設定がなされていない場合、ＣＰＵ１２０は、スタンバイ状態に移行すると判断する。

ステップＳ１０５の判定の結果、スタンバイ状態に移行する場合（ステップＳ１０５で「ＹＥＳ」）、ＣＰＵ１２０は、処理をステップＳ１０６に進める。すなわち、ＣＰＵ１２０は、ステップ１０２のスタンバイＰＷＭデューティ比決定処理で決定したＰＷＭデューティ比をＲＡＭ１２２から読み込み、読み込んだスタンバイＰＷＭデューティ比にてＤＣファン６０及び６１をそれぞれ駆動する（ステップ１０６）。ＣＰＵ１２０は、ＤＣファン６０及び６１をスタンバイＰＷＭデューティ比で駆動して画像形成装置５００のスタンバイ状態に移行する（ステップＳ１０７）。スタンバイ状態では、制御ユニット１００及び電源ユニット２００を冷却するためのＤＣファン６０及び６１は、スタンバイＰＷＭデューティ比で駆動されている。

スタンバイ状態に移行した後、ＣＰＵ１２０は、当該スタンバイ状態を継続するか否か判定し、例えば印刷ジョブの実行信号等のスタンバイ状態から移行することを伴う信号を受信するまでスタンバイ状態を継続するか否かの判定を繰り返す（ステップＳ１０８）。

ステップＳ１０８の判定の結果、スタンバイ状態から移行することを伴う信号を受信してスタンバイ状態から移行する場合（ステップＳ１０８で「ＮＯ」）、ＣＰＵ１２０は、処理をステップ１１０に進める。また、ステップＳ１０５の判定の結果、スタンバイ状態に移行しない場合（ステップＳ１０５で「ＮＯ」）、ＣＰＵ１２０は、処理をステップ１１０に進める。そして、ＣＰＵ１２０は、ステップＳ１１０において、プリント処理を実行するか否か判定する（ステップＳ１１０）。プリント処理を行うか否かの判定は、例えば、当該判定時までに、直ちに印刷ジョブを実行する旨の設定があったか否か等に基づいてＣＰＵ１２０が判定する。

ステップＳ１１０の判定の結果、プリント処理を実行する場合（ステップＳ１１０で「ＹＥＳ」）、ＣＰＵ１２０は、ＰＷＭデューティ比を１００％に設定してＤＣファン６０及び６１を駆動する（ステップＳ１１１）。ＤＣファン６０及び６１を駆動した後、ＣＰＵ１２０は、プリント処理を開始し（ステップＳ１１２）、その後、処理をステップＳ１０５に戻す。

一方、ステップＳ１１０の判定の結果、プリント処理を行わない場合（ステップＳ１１０で「ＮＯ」）、ＣＰＵ１２０は、スリープ状態に移行するか否か判定する（ステップＳ１１３）。ＣＰＵ１２０は、判定時に、直ちに印刷ジョブを実行する旨の設定がなされておらず、かつ、近い将来印刷ジョブを実行する予定がない場合、スリープ状態に移行することを決定する。

ステップＳ１１３の判定の結果、スリープに状態に移行する場合（ステップＳ１１３で「ＹＥＳ」）、ＣＰＵ１２０は、ＰＷＭデューティ比を０％に設定することによりＤＣファン６０及び６１を停止させる（ステップＳ１１４）。ＣＰＵ１２０は、ＤＣファン６０及び６１を停止することによって、画像形成装置５００をスリープ状態に移行させた後（ステップＳ１１５）、本立ち上げ処理を終了する。

一方、ステップ１１３の判定の結果、スリープ状態に移行しない場合（ステップ１１３で「ＮＯ」）、ＣＰＵ１２０は、画像形成装置５００をシャットダウン状態に移行させ（ステップＳ１１６）、その後、本立ち上げ処理を終了する。スリープ状態に移行しない場合とは、ユーザが画像形成装置の電源をオフするシャットダウン指示を入力した場合である。なお、スリープ状態に移行してから更に長期間、印刷ジョブの設定を受け付けない場合に、画像形成装置５００の電源を落とす設定であってもよい。

図４の処理によれば、スタンバイＰＷＭデューティ比決定処理によってスタンバイ状態でのＤＣファン６０及び６１を起動するためのＰＷＭデューティ比を決定した後（ステップＳ１０２）、ＤＣファン６０及び６１をＰＷＭデューティ比１００％で駆動する。なお、スタンバイ状態におけるＰＷＭデューティ比を決定した後、ＤＣファン６０及び６１を駆動させる場合のＰＷＭデューティ比は１００％に限ることはなく、例えば９０％であってもよい。そして、画像形成装置５００がスタンバイ状態、プリント状態、スリープ状態及びシャットダウン状態に移行するか否かをそれぞれ判定することによって、画像形成装置５００の状態に応じてＤＣファン６０及び６１を適正に駆動又は停止させることができる。

次いで、図４のステップＳ１０２で実行されるスタンバイＰＷＭデューティ比決定処理について説明する。

図５は、図４のステップＳ１０２で実行されるスタンバイＰＷＭデューティ比決定処理の手順を示すフローチャートである。このスタンバイＰＷＭデューティ比決定処理は、ＣＰＵ１２０が、ＲＯＭ１２１に格納されたスタンバイＰＷＭデューティ比決定処理プログラムに従って実行する。

図５において、スタンバイＰＷＭデューティ比決定処理が開始されると、ＣＰＵ１２０は、デューティ比を変化させるための変数ｉを０に設定する（ステップＳ２０１）。なお、変数ｉをＰＷＭ変数ｉと称する。なお、ＰＷＭ変数ｉは整数である。

ＰＷＭ変数ｉを０に設定した後、ＣＰＵ１２０は、ＰＷＭデューティ比を所定値、例えば５０％に設定する（ステップＳ２０２）。すなわち、ステップＳ２０２において、ＣＰＵ１２０は、上述した基準となる所定のＰＷＭデューティ比として５０％を採用する。図３の降圧チョッパ回路３００及び３０１は、ＰＷＭデューティ比を１００％に設定するとＤＣファン６０及び６１に、例えば、２４Ｖの電源が供給される仕様である。また、降圧チョッパ回路３００及び３０１は、ＰＷＭデューティ比を５０％に設定するとＤＣファン６０及び６１に、例えば、１２Ｖの電源が供給される仕様になっている。従って、本実施の形態では、１００％（全速）の半分である５０％（半速）を基準となる所定のＰＷＭデューティ比（初期値）として採用する。

ＰＷＭデューティ比を５０％に設定した後、ＣＰＵ１２０は、ＤＣファン６０及び６１のロック信号を検出し、ＤＣファン６０及び６１が回転状態であるか否か判定する（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０３の判定の結果、ＤＣファン６０及び６１が回転状態である場合（ステップＳ２０３で「ＹＥＳ」）、ＣＰＵ１２０は、ＰＷＭ変数ｉを１つデクリメントする（ステップＳ２０４）。

次いで、ＣＰＵ１２０は、ＰＷＭデューティ比を２％変化させる（ステップＳ２０５）。ｉ＝−１の場合、ＰＷＭデューティ比は５０＋２×ｉ＝５０＋２×（−１）＝４８（％）に更新される。従って、更新後のＰＷＭデューティ比４８％に対応する電圧値がＤＣファンに供給される。ＰＷＭデューティ比が更新された後、ＣＰＵ１２０は、ＤＣファン６０及び６１の回転が停止したか否か判定する（ステップＳ２０６）。ステップＳ２０６の判定の結果、ＤＣファン６０及び６１の回転が停止していない場合、（ステップＳ２０６で「ＮＯ」）、ＣＰＵ１２０は、処理をステップ２０４に戻す。そして、ＣＰＵ１２０は、ステップＳ２０４〜Ｓ２０６を繰り返し、回転が停止するまでＰＷＭデューティが２％ずつ減少する。

一方、Ｓ２０６の判定の結果、ＤＣファン６０及び６１の回転が停止した場合（ステップＳ２０６で「ＹＥＳ」）、ＣＰＵ１２０は、ＰＷＭ変数ｉを１つインクリメントする（ステップＳ２０７）。

即ち、ＰＷＭ変数ｉの値をＤＣファンが停止する前の最後のＰＷＭ変数の値に戻す。

ＰＷＭ変数ｉを更新した後、ＣＰＵ１２０は、処理をステップＳ２０８に進める。すなわち、ＣＰＵ１２０は、ＤＣファン６０及び６１の回転が停止する前の最後のＰＷＭデューティ比に安全幅（所定幅）として５％を加算した値をスタンバイＰＷＭデューティ比に決定し、ＲＡＭ１２２に保存する（ステップＳ２０８）。例えば、ＰＷＭ変数ｉが−１０に更新されたことによりＤＣファンの回転が停止した場合、スタンバイＰＷＭデューティ比は、５０＋２×（−１０＋１）＋５＝３７％となる。スタンバイＰＷＭデューティ比をＲＡＭ１２２に保存した後、ＣＰＵ１２０は、本スタンバイＰＷＭデューティ比決定処理を終了する。

一方、ステップＳ２０３の判定の結果、ＤＣファン６０及び６１が回転状態でない場合（ステップＳ２０３で「ＮＯ」）、ＣＰＵ１２０は、ＰＷＭ変数ｉを１つインクリメントする（ステップＳ２１０）。

次いで、ＣＰＵ１２０は、ＰＷＭデューティ比を２％変化させる（ステップＳ２１１）。ｉ＝１の場合、ＰＷＭデューティ比は５０＋２×ｉ＝５０＋２×（１）＝５２（％）に設定される。従って、ＰＷＭデューティ比５２％に対応する電圧値がＤＣファンに供給される。ＰＷＭデューティ比が更新された後、ＣＰＵ１２０は、ＤＣファン６０及び６１が回転状態であるか判定する（ステップＳ２１２）。ステップ２１２の判定の結果、ＤＣファン６０及び６１が回転状態でない場合（ステップ２１２で「ＮＯ」）、ＣＰＵ１２０は、処理をステップ２１０に戻す。そして、ＣＰＵ１２０は、ステップＳ２１０〜Ｓ２１２を繰り返し、ＤＣファン６０及び６１の回転が開始するまでＰＷＭデューティが２％ずつ増加する。

一方、ステップ２１２の判定の結果、ＤＣファン６０及び６１が回転状態である場合（ステップ２１２で「ＹＥＳ」）、ＣＰＵ１２０は、処理をステップＳ２０８に進める。すなわち、ＣＰＵ１２０は、ＤＣファン６０及び６１が回転し始めたスタンバイＰＷＭデューティ比に加算幅５（％）を加算した値をスタンバイＰＷＭデューティ比に決定し、ＲＡＭ１２２に保存する（ステップＳ２０８）。例えば、ＰＷＭ変数ｉが１０に更新されたことによりＤＣファンが回転し始めた場合、スタンバイＰＷＭデューティ比は、５０＋２×（１０）＋５＝７５％となる。スタンバイＰＷＭデューティ比をＲＡＭ１２２に保存した後、ＣＰＵ１２０は、本スタンバイＰＷＭデューティ比決定処理を終了する。

図５の処理によれば、所定のＰＷＭデューティ比でＤＣファン６０及び６１を回転させ、回転が停止するまでＰＷＭデューティ比を下げることによって、ＤＣファン６０及び６１が回転する最低のＰＷＭデューティ比を求める。そして、求めたＰＷＭデューティ比に所定の加算幅を加えたＰＷＭデューティ比を、スタンバイ状態におけるＰＷＭデューティ比として設定する（ステップＳ２０８）。これによって、ＤＣファン駆動用の降圧チョッパ回路が、駆動下限値電圧を下回らない印加電圧でＤＣファンの回転を維持することができ、且つＤＣファンの印加電圧を極力低く抑えることができるので、スタンバイ時の騒音を抑制することができる。

本実施の形態において、ＰＷＭデューティ比の加算幅（マージン）は、例えば、５（％）である。しかしながら、ファン６０及び６１が回転する十分なＰＷＭデューティを設定できるのであればその他の値でもよい。また、ＤＣファン６０及び６１が回転する印加電圧を維持できるのであれば、加算幅を「０％」とし、ＤＣファン６０及び６１の回転が停止する前の最後のＰＷＭデューティ比をスタンバイ状態でのＰＷＭデューティ比に設定することもできる。加算幅は、０〜１０％であることが好ましく、より好ましくは、０％〜５％である。これによって、より低い印加電圧でＤＣファン６０及び６１を駆動することができ、画像形成装置５００におけるスタンバイ時の騒音をより抑制することができる。

本実施の形態において、スタンバイＰＷＭデューティ比決定処理におけるＰＷＭデューティ比の振り幅を２％としたが、これに限定されるものではない。ＰＷＭデューティ比を順次変更して所定量小さいＰＷＭデューティ比又は所定量大きいＰＷＭデューティ比を求める際のＰＷＭデューティ比の振り幅は、１〜１０％であることが好ましく、より好ましくは、１〜５％である。

また、ステップＳ２０２で設定するデューティ比は５０％に限定されない。例えば、ＤＣファンが回転できる下限電圧のおおよその値が判っていれば、その電圧が得られるデューティ比を設定値としてもよい。

また、本実施の形態では、電源投入時又はスリープ復帰時は、常に、スタンバイＰＷＭデューティ比決定処理を行う構成として説明した（図４）。しかしながら、画像形成装置５００の本体初回起動時や、調整モードなどにおいてのみ、スタンバイＰＷＭデューティ比決定処理を行うようにしてもよい。

また、本実施の形態では、ＤＣファン６０及び６１が、制御ユニット１００及び電源ユニット２００に備えられている場合について説明した。しかしながら、これら以外の機器、例えば、定着ユニット４０等に冷却ファン、排熱ファン又は排気ファンを設けることもでき、この場合にもスタンバイＰＷＭデューティ比決定処理を適用することができる。ＤＣファン６０及び６１の回転を確保しつつ、駆動音を最小限とするための最適ＰＷＭデューティ比は、ＤＣファンの経時劣化によって変動する。このため、経時的に熱劣化を受け易い定着ユニット４０の加熱部分を冷却するためのＤＣファンの劣化状態に応じてスタンバイＰＷＭデューティ比決定処理の実施頻度を決定するようにしてもよい。

本実施の形態において、操作部１０２にユーザに情報を報知するデータ表示部を設け、データ表示部に、最新のスタンバイＰＷＭデューティ比決定処理が実施された日時、そのとき求められたスタンバイＰＷＭデューティ比等の情報を表示するようにしてもよい。これによって、ユーザは、最新のスタンバイＰＷＭデューティ比決定処理の実施日時等を容易に確認することができる。

４０ 定着ユニット
６０、６１ ＤＣファン
１００ 制御ユニット
１１７ ファン制御部
１２０ ＣＰＵ
１２１ ＲＯＭ
１２２ ＲＡＭ
２００ 電源ユニット
３００、３０１ 降圧チョッパ回路
５００ 画像形成装置
５００Ｒ 画像読取部
５００Ｐ 画像出力部

Claims (11)

1. 直流電圧が印加されることにより回転するファンと、
   スイッチング素子を含み、前記スイッチング素子の駆動信号であるＰＷＭ信号のデューティ比が変化することで前記ファンに供給する電圧を変更する供給手段と、
   前記供給手段に前記ＰＷＭ信号を出力することによって、前記供給手段が前記ファンに前記ＰＷＭ信号のデューティ比に応じた印加電圧を供給するように前記供給手段を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、画像形成装置が待機状態にある場合、前記供給手段を制御して前記ファンを所定のＰＷＭデューティ比で駆動させた後、回転が停止するまで前記ＰＷＭデューティ比を下げることによって前記ファンの回転が維持できるＰＷＭデューティ比の所定値を決定し、決定したＰＷＭデューティ比の所定値に所定幅を加算したＰＷＭデューティ比で前記供給手段を制御して前記ファンを回転させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、
   前記ファンを所定のＰＷＭデューティ比で駆動した際、前記ファンが回転した場合は、前記所定のＰＷＭデューティ比を、順次、所定量小さいＰＷＭデューティ比に更新した後、更新後のＰＷＭデューティ比で前記供給手段を制御して前記ファンを駆動させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、
   前記ファンを所定のＰＷＭデューティ比で駆動した際、前記ファンが回転しない場合は、前記所定のＰＷＭデューティ比を、順次、所定量大きいＰＷＭデューティ比に更新した後、更新後のＰＷＭデューティ比で前記供給手段を制御して前記ファンを回転させることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記所定量は、１〜５％であることを特徴とする請求項２又は３記載の画像形成装置。
5. 前記所定幅は、０〜１０％であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記制御手段は、前記画像形成装置が画像形成状態にある時、前記ＰＷＭ信号のデューティ比を１００％として前記供給手段を制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記ファンは、前記画像形成装置における制御手段、電源手段、及び定着手段のうち少なくとも１つを冷却する冷却ファンであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記ファンは、画像形成装置で発生した熱を前記画像形成装置の外部に排出する排熱ファン又は排気ファンであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記供給手段は、スイッチング素子、前記スイッチング素子の出力側に接続されるインダクタ、及び前記ファンに並列に接続される平滑用キャパシタを備えた降圧チョッパ回路であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 情報を表示するための表示部を有し、
    前記制御手段は、前記決定したＰＷＭデューティ比の所定値に所定幅を加算したＰＷＭデューティ比を前記表示部に表示させることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記制御手段は、前記ファンの回転が維持できるＰＷＭデューティ比の所定値を決定するための処理を実施する頻度を、定着装置の加熱部分を冷却するためのファンの劣化状態に応じて決定することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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