JP4492715B2

JP4492715B2 - ファン制御装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP4492715B2
Application number: JP2008050263A
Authority: JP
Inventors: 友哉伊藤
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2008-02-29
Filing date: 2008-02-29
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2028-02-29
Also published as: US20090220351A1; JP2009205115A

Description

本発明は、ファンを制御するファン制御装置に関し、詳しくは、そのファンの状態を告知する手段を備えたファン制御装置、及び、そのファン制御装置を用いた画像形成装置に関する。

従来より、画像形成装置等の各種装置では、ファンにより冷却を行うことが考えられている。また、この種のファンは、経時変化等によって状態が変化する。そこで、例えば経時変化によりファンの消費電流が増大したとき、ファンに直列接続された抵抗素子の数を減らして回転数の低下を抑制することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−２８０１６２号公報

ところが、上記特許文献では、その時点でファンの消費電流が多ければ上記抵抗素子の数が減らされており、時系列的に記憶されたファンの過去の状態に基づいて詳細に場合分けをした制御を行うことはできない。そこで、本発明は、時系列的に記憶されたファンの過去の状態に基づいて、そのファンの状態を詳細に告知することが可能なファン制御装置、及び、そのファン制御装置を用いた画像形成装置の提供を目的としてなされた。

上記目的を達するためになされた本発明のファン制御装置は、ファンに駆動指令を入力するファン駆動手段と、上記ファンの回転数を検出する回転数検出手段と、上記ファン駆動手段が入力した駆動指令と上記回転数検出手段が検出した回転数との対応関係を表すパラメータを時系列的に複数記憶する記憶手段と、該記憶手段によって複数記憶された上記パラメータの値が、所定回連続して目標範囲を許容範囲内で上記回転数が高い側に外れたとき、上記ファン駆動手段の不具合を告知し、上記記憶手段によって上記複数記憶された上記パラメータの値が、所定回連続して上記目標範囲を許容範囲内で上記回転数が低い側に外れたとき、ファンの清掃指示を告知する告知手段と、を備えたことを特徴とする。

このように構成された本発明のファン制御装置では、ファン駆動手段はファンに駆動指令を入力することによってそのファンを駆動する。また、記憶手段は、上記ファン駆動手段が入力した駆動指令と回転数検出手段が検出した回転数との対応関係を表すパラメータを時系列的に複数記憶し、その記憶手段に複数記憶された上記パラメータに基づいて、告知手段は上記ファンの状態を告知する。このため、本発明の告知手段は、時系列的に複数記憶された上記パラメータに基づいて、ファンの状態を詳細に告知することができる。

すなわち、本発明では、上記記憶手段によって上記複数記憶された上記パラメータの値が、所定回連続して目標範囲を許容範囲内で上記回転数が高い側に外れたとき、上記告知手段は上記ファン駆動手段の不具合を告知する。この場合、回路等の不具合と判断してそれに対応したエラー告知を行うことができる。

また、上記記憶手段によって上記複数記憶された上記パラメータの値が、所定回連続して目標範囲を許容範囲内で上記回転数が低い側に外れたとき、上記告知手段はファンの清掃指示を告知する。この場合、埃等の異物が混入したと判断してそれに対応したエラー告知を行うことができる。

また、上記記憶手段によって記憶された上記パラメータの値が、過去に記憶された上記パラメータの値に対して上記回転数が低い側に所定量を超えて変化したとき、上記告知手段はその状態に対応するエラーを告知してもよい。この場合、埃以外の異常によりファンの回転が妨げられたと判断してそれに対応したエラー告知を行うことができる。なお、過去に記憶された上記パラメータの値とは、前回記憶された値であってもよく過去の平均値であってもよく、それ以外であってもよい。

更に、上記いずれかのファン制御装置において、上記パラメータとしては種々のパラメータを適用することができる。例えば、上記パラメータは、上記ファン駆動手段が上記ファンに上記駆動指令として印加した電圧または上記ファン駆動手段が上記ファンに上記駆動指令として入力したＰＷＭ信号のデューティー比によって、上記回転数検出手段が検出した回転数を割った値であってもよい。

また、本発明の画像形成装置は、上記いずれかのファン制御装置を用いたことを特徴とする。このように構成された本発明の画像形成装置では、その内部等を冷却するためのファンの状態を前述のように詳細に告知することができる。

次に、本発明の実施の形態を、図面と共に説明する。なお、以下に説明するように、本実施の形態は、画像形成装置の一例としてのいわゆるレーザプリンタに本発明を適用したものである。

１．レーザプリンタの全体構成
図１は本実施の形態に係るレーザプリンタ１の外観を表す斜視図であり、このレーザプリンタ１は、紙面上側を重力方向上方側として設置され、通常、紙面左手前側を前側として使用される。

そして、レーザプリンタ１の筐体３は略箱状（直方体状）に形成されており、この筐体３の上面側には、印刷を終えて筐体３から排出された被記録媒体が載置される排紙トレイ５が設けられている。なお、本実施の形態では、被記録媒体として、紙やＯＨＰシート等の用紙を想定している。

また、排紙トレイ５は、後方側に向かうほど、筐体３の上面から下がるように傾斜した傾斜面５ａにて構成されており、この傾斜面５ａの後端側には、印刷が終了した被記録媒体が排出される排出部７が設けられている。

そして、筐体３のうち排紙トレイ５（傾斜面５ａ）を囲むように略コの字状に形成された上カバー９には、レーザプリンタ１をネットワークに接続する場合とネットワークから切り離す場合とを切り替えるラインスイッチ１ａ、印刷を強制的に終了（中断）させるジョブキャンセルスイッチ１ｂ、及び、各種情報を表示する告知手段の一例としての表示パネル１ｃ等が設けられている。

このレーザプリンタ１は、筐体３の下方に給紙カセット１１を着脱可能に備えており、筐体３の内部には、給紙カセット１１に収納された被記録媒体に電子写真方式で画像を形成（印刷）して排出部７より排出する周知のプリンタエンジン（図示省略）を備えている。また、筐体３の側面には、その内部に収納された上記プリンタエンジンや電源部等を冷却するためのファン４１，４２が設けられている。

２．ファンの駆動系の構成
次に、ファン制御装置の一例としてのファン４１，４２の駆動系の構成について説明する。なお、ファン４１，４２の駆動系はほぼ同様の構成を有しているので、以下の説明ではファン４１の駆動系について説明する。

図２は、ファン４１の駆動系の構成を表す回路図である。図２に示すように、ファン４１（ＦＡＮ）は、ＣＰＵ５１，ＲＯＭ５２，ＲＡＭ５３を備えたＡＳＩＣ（application specific integrated circuit ）５０によって制御される。ＡＳＩＣ５０の回転数検出手段の一例としてのＦＧＩＮ端子には、ファン４１からＦＧ（Freqency Generator）信号が入力されている。また、ＡＳＩＣ５０には、前述の表示パネル１ｃも接続されている。更に、ＡＳＩＣ５０は、ファン４１を高速で駆動するためのＦＡＮ＿Ｈ端子、ファン４１を中速で駆動するためのＦＡＮ＿Ｍ端子、及び、ファン４１を低速で駆動するためのＦＡＮ＿Ｌ端子を備えており、駆動回路６０を介してファン４１の入力端子ＦＡＮ＿ＩＮに駆動電圧を供給している。すなわち、ＦＡＮ＿Ｈ端子，ＦＡＮ＿Ｌ端子，ＦＡＮ＿Ｍ端子，及び，駆動回路６０がファン駆動手段に相当する。

続いて、駆動回路６０の構成について詳細に説明する。図２に示すように、ＦＡＮ＿Ｈ端子は、抵抗器Ｒ１を介してベースとエミッタとが接続されたトランジスタＴｒ１のベースに抵抗器Ｒ２を介して接続されている。このトランジスタＴｒ１のエミッタは接地され、コレクタは、抵抗器Ｒ３を介してベースとエミッタとが接続されたトランジスタＴｒ２のベースに抵抗器Ｒ４を介して接続されている。トランジスタＴｒ２のエミッタは２４Ｖの直流電源に接続され、コレクタはファン４１の入力端子ＦＡＮ＿ＩＮに接続されている。このため、ＦＡＮ＿Ｈ端子から「Ｈ」レベルの信号が出力されると、入力端子ＦＡＮ＿ＩＮにはほぼ２４Ｖの直流電圧が供給され、ファン４１を高速駆動することができる。

ＦＡＮ＿Ｍ端子は、抵抗器Ｒ６を介してベースとエミッタとが接続されたトランジスタＴｒ３のベースに抵抗器Ｒ７を介して接続されている。このトランジスタＴｒ３のエミッタは接地され、コレクタは、抵抗器Ｒ８を介してベースとエミッタとが接続されたトランジスタＴｒ４のベースに抵抗器Ｒ９を介して接続されている。トランジスタＴｒ４のエミッタはツェナーダイオードＤ１を介して２４Ｖの直流電源に接続され、コレクタはファン４１の入力端子ＦＡＮ＿ＩＮに接続されている。このため、ＦＡＮ＿Ｍ端子から「Ｈ」レベルの信号が出力されると、入力端子ＦＡＮ＿ＩＮには２４ＶからツェナーダイオードＤ１による電圧降下分を差し引いた直流電圧が供給され、ファン４１を中速駆動することができる。

ＦＡＮ＿Ｌ端子は、抵抗器Ｒ１１を介してベースとエミッタとが接続されたトランジスタＴｒ５のベースに抵抗器Ｒ１２を介して接続されている。このトランジスタＴｒ５のエミッタは接地され、コレクタは、抵抗器Ｒ１３を介してベースとエミッタとが接続されたトランジスタＴｒ６のベースに抵抗器Ｒ１４を介して接続されている。トランジスタＴｒ１２のエミッタはツェナーダイオードＤ２，Ｄ３を介して２４Ｖの直流電源に接続され、コレクタはファン４１の入力端子ＦＡＮ＿ＩＮに接続されている。このため、ＦＡＮ＿Ｌ端子から「Ｈ」レベルの信号が出力されると、入力端子ＦＡＮ＿ＩＮには２４ＶからツェナーダイオードＤ２，Ｄ３による電圧降下分を差し引いた直流電圧が供給され、ファン４１を低速駆動することができる。また、超低速駆動（ツェナーダイオードを３つ直列で接続）等、更に段階を持たせてもよい。

なお、図２では、ファン４１の入力端子ＦＡＮ＿ＩＮにアナログの直流電圧を供給する場合を例にとって説明したが、ファン４１の入力端子ＦＡＮ＿ＩＮにＰＷＭ信号を入力して駆動できる場合、ファン４１の駆動系は次のように構成することもできる。すなわち、この場合、図３に示すように、ＡＳＩＣ５０のＦＡＮ＿ＣＴＬ信号端子からＰＷＭ信号としてのＣＴＬ信号をファン４１の入力端子ＦＡＮ＿ＩＮに直接入力して、そのＣＴＬ信号のデューティー比に応じた速度でファン４１を駆動することができる。

３．ファンの制御処理
そして、いずれの場合も、図４に示すように、ファン４１に入力される電圧が大きいほど、若しくはＦＡＮ４１に入力されるＣＴＬ信号のデューティー比（ＰＷＭＤＵＴＹ）が大きいほど、ファン４１の回転数が増加する。このファン４１の回転数は、回転数がある値に達するまでは上記電圧またはデューティー比にほぼ比例して増加し、回転数がある値に達するとそれ以上増加しない。

そこで、本実施の形態では、ファン４１に入力される駆動指令（上記電圧またはデューティー比）とファン４１の回転数との対応関係を表すパラメータとして、その回転数を上記電圧またはデューティー比で割った値Ｒを採用し、以下のような制御を実行している。図５は、このファン４１に対する制御処理を表すフローチャートである。なお、この処理は、レーザプリンタ１の電源投入時に開始され、ファン４２に対しても同様の制御が並行して実行される。また、上記パラメータＲは、本処理の実行中、記憶手段の一例としてのＲＡＭ５３にログとして時系列的に複数記憶される。

図５に示すように、この処理では、先ずＳ１（Ｓはステップを表す：以下同様）にて、ファン４１が回転駆動される。続くＳ２では、後述のカウンタＮｈ及びＮｌが０にリセットされる。更に続くＳ３では、Ｒが許容される最大値Ｒｍａｘを上回ったか否かが判断され、上回っている場合は（Ｓ３：Ｙ）、Ｓ４にて、”ファンエラー””サービスマンを呼んで下さい”といったエラーメッセージが表示パネル１ｃに表示されて、処理はＳ５へ移行する。Ｓ５では、装置（すなわちファン４１を含むレーザプリンタ１の全体）が停止されて、処理が一旦終了する。一方、Ｒ≦Ｒｍａｘの場合は（Ｓ３：Ｎ）、処理はＳ６へ移行し、Ｒが許容される最小値Ｒｍｉｎを下回ったか否かが判断される。Ｒ＜Ｒｍｉｎの場合は（Ｓ６：Ｙ）、処理は前述のＳ４へ移行し、Ｒ≧Ｒｍｉｎの場合は（Ｓ６：Ｎ）、処理はＳ１０へ移行する。

Ｓ１０では、目標範囲を許容範囲内で回転数が高い側に外れたときの一例としてＲが狙い値の上限値Ｒｈを上回っているか否かが判断される。Ｒ≦Ｒｈの場合は（Ｓ１０：Ｎ）、Ｓ１１にてカウンタＮｈが０にリセットされた後、処理は後述のＳ２０へ移行する。一方、Ｒ＞Ｒｈの場合は（Ｓ１０：Ｙ）、Ｓ１２にてカウンタＮｈが１つインクリメントされた後、Ｓ１３にてそのカウンタＮｈが１００を超えたか否かが判断され、超えていない場合は（Ｓ１３：Ｎ）、処理はＳ２０へ移行する。すなわち、カウンタＮｈは、Ｒが許容範囲（Ｒｍｉｎ≦Ｒ≦Ｒｍａｘ）内で狙い値の上限値Ｒｈを連続して超えた回数を計数するカウンタである。そして、カウンタＮｈが１００を超えた場合は（Ｓ１３：Ｙ）、Ｓ１４にて、”ファンエラー””サービスマンを呼んで下さい”といったエラーメッセージが表示パネル１ｃに表示されて、処理は前述のＳ５へ移行する。

一方、カウンタＮｈが１００を超えておらず（Ｓ１３：Ｎ）、若しくは、Ｒが狙い値の上限値Ｒｈを超えていない場合は（Ｓ１０：Ｎ）、Ｓ２０にて、Ｒが狙い値の下限値Ｒｌを下回っているか否かが判断される（目標範囲を許容範囲内で回転数が低い側に外れたときの一例）。Ｒ≧Ｒｌの場合は（Ｓ２０：Ｎ）、Ｓ２１にてカウンタＮｌが０にリセットされた後、処理は後述のＳ３０へ移行する。一方、Ｒ＜Ｒｌの場合は（Ｓ２０：Ｙ）、Ｓ２２にてカウンタＮｌが１つインクリメントされた後、Ｓ２３にてそのカウンタＮｌが１００を超えたか否かが判断される。すなわち、カウンタＮｌは、Ｒが許容範囲（Ｒｍｉｎ≦Ｒ≦Ｒｍａｘ）内で狙い値の下限値Ｒｌを連続して超えた回数を計数するカウンタである。そして、カウンタＮｌが１００を超えた場合は（Ｓ２３：Ｙ）、Ｓ２４にて、”ファンエラー””ファンの清掃を行って下さい”といったエラーメッセージが表示パネル１ｃに表示されて、処理は前述のＳ５へ移行する。

また、カウンタＮｌが１００を超えていない場合は（Ｓ２３：Ｎ）、Ｓ２５にて、前回取得されたＲを現在取得されているＲから差し引いた差分ｄが、その差分の許容値（負の値）Ｄを下回っているか否かが判断される。差分ｄが許容値Ｄを下回っている場合は（Ｓ２５：Ｙ）、Ｓ２６にて、”ファンエラー””サービスマンを呼んで下さい”といったエラーメッセージが表示パネル１ｃに表示されて、処理は前述のＳ５へ移行する。一方、Ｄ≦ｄの場合は（Ｓ２５：Ｎ）、Ｓ２７にて、現在取得されているＲを２倍した値がそれまでに取得されたＲの平均値Ｒａｖｅを下回っているか否かが判断される。２ＲがＲａｖｅを下回っている場合は（Ｓ２７：Ｙ）、Ｓ２８にて、”ファンエラー””サービスマンを呼んで下さい”といったエラーメッセージが表示パネル１ｃに表示されて、処理は前述のＳ５へ移行する。

一方、２Ｒ≧Ｒａｖｅの場合は（Ｓ２７：Ｎ）、Ｒ≧Ｒｌの場合と同様に（Ｓ２０：Ｎ）、処理はＳ３０へ移行する。Ｓ３０では、１時間待機がなされた後、処理は前述のＳ３へ移行する。

以上の処理により、本実施の形態では、時系列的に複数記憶された上記パラメータＲに基づいて、ファン４１の状態を次のように詳細に告知することができる。すなわち、図６に例示するように、ＲにはＲｈ，Ｒｌで規定される狙い値と、Ｒｍａｘ，Ｒｍｉｎで規定される許容範囲とが設定されている。なお、図６では、縦軸を「回転数／電圧」としているが、これは図２に示した駆動系に対応するもので、図３に示した駆動系を採用した場合は縦軸を「回転数／デューティー比」とした同様の図となる。

そして、Ｒが許容範囲外の場合は（Ｓ３：ＹまたはＳ６：Ｙ）、ＡＳＩＣ５０はエラーと判断してエラー表示を行った上で装置を停止する（Ｓ４，Ｓ５）。また、Ｒが許容範囲内でかつ狙い値よりも高い状態が一定期間以上続く場合は（Ｓ１３：Ｙ）、ＡＳＩＣ５０はファン４１を駆動する駆動回路６０等の不具合と判断してエラー表示を行った上で装置を停止する（Ｓ１４，Ｓ５）。

更に、Ｒが許容範囲内でかつ狙い値よりも低い状態が一定期間以上続く場合は（Ｓ２３：Ｙ）、ＡＳＩＣ５０は埃等の異物が混入してファン４１の回転が妨げられたと判断して、ファン４１の清掃を促すエラー表示を行った上で装置を停止する（Ｓ２４，Ｓ５）。また更に、Ｒが極端に低下した場合は（Ｓ２５：ＹまたはＳ２７：Ｙ）、ＡＳＩＣ５０は埃以外の異常によってファン４１の回転が妨げられたと判断して、エラー表示を行った上で装置を停止する（Ｓ２６，Ｓ２８，Ｓ５）。このように、本実施の形態では、ファン４１の状態を詳細に告知することができる。

なお、本発明は上記実施の形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。例えば、上記実施の形態では、埃等の異物によりファン４１の回転が妨げられたときは（Ｓ２３：Ｙ）、”ファンエラー””ファンの清掃を行って下さい”といったエラーメッセージを表示した上で装置を停止させているが（Ｓ４，Ｓ５）、ファン４１を自動的に高速回転させて埃等を除去する制御が実行されてもよい。そして、その場合、深夜等の人の少ない時間帯にファン４１を高速回転させるとか、同一のネットワークに同様のレーザプリンタ１が接続されている場合はレーザプリンタ１間の通信によりファン４１を高速回転させる時間をずらすなどしてもよい。こうすることによって、ファン４１の高速回転に伴う騒音の問題を低減することができる。

また、上記実施の形態では、Ｓ４，Ｓ１４，Ｓ２６，Ｓ２８では同様のエラーメッセージを表示しているが、それぞれのエラーに応じたエラーコードを併せて表示するなど、個々のエラー原因に応じて表示を異ならせてもよい。また更に、本発明は、レーザプリンタ以外の画像形成装置はもちろんのこと、それ以外にもファンを使用する種々の装置に適用することができる。更に、パラメータとしても上記以外に種々のパラメータを採用することができる。

本発明が適用されたレーザプリンタの外観を表す斜視図である。そのレーザプリンタのファンの駆動系の構成を表す回路図である。そのファンの駆動系に係る他の形態の構成を表す回路図である。上記各駆動系における駆動指令と回転数との関係を表す説明図である。上記ファンに対する制御処理を表すフローチャートである。その制御処理における各種値の関係を表す説明図である。

符号の説明

１…レーザプリンタ１ｃ…表示パネル４１，４２…ファン
６０…駆動回路５０…ＡＳＩＣ５１…ＣＰＵ
５２…ＲＯＭ５３…ＲＡＭ

Claims

ファンに駆動指令を入力するファン駆動手段と、
上記ファンの回転数を検出する回転数検出手段と、
上記ファン駆動手段が入力した駆動指令と上記回転数検出手段が検出した回転数との対応関係を表すパラメータを時系列的に複数記憶する記憶手段と、
該記憶手段によって複数記憶された上記パラメータの値が、所定回連続して目標範囲を許容範囲内で上記回転数が高い側に外れたとき、上記ファン駆動手段の不具合を告知し、上記記憶手段によって上記複数記憶された上記パラメータの値が、所定回連続して上記目標範囲を許容範囲内で上記回転数が低い側に外れたとき、ファンの清掃指示を告知する告知手段と、
を備えたことを特徴とするファン制御装置。
上記記憶手段によって記憶された上記パラメータの値が、過去に記憶された上記パラメータの値に対して上記回転数が低い側に所定量を超えて変化したとき、上記告知手段はその状態に対応するエラーを告知することを特徴とする請求項１記載のファン制御装置。
上記パラメータは、上記ファン駆動手段が上記ファンに上記駆動指令として印加した電圧または上記ファン駆動手段が上記ファンに上記駆動指令として入力したＰＷＭ信号のデューティー比によって、上記回転数検出手段が検出した回転数を割った値であることを特徴とする請求項１または２記載のファン制御装置。
請求項１〜３のいずれかに記載のファン制御装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。