JP5039601B2

JP5039601B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP5039601B2
Application number: JP2008034090A
Authority: JP
Inventors: 貴宣中谷
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2008-02-15
Filing date: 2008-02-15
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2028-02-15
Also published as: JP2009192869A; US20090207881A1; US8021041B2

Description

本発明は，発熱するＣＰＵ，レギュレータ等の温度を検知する部材あるいはＣＰＵなどを冷却する冷却ファンの異常を正確に検出することの出来る異常検知装置を備えた画像形成装置に関するものである。

画像形成装置を制御するＣＰＵや，レギュレータ等の制御部は，複数の処理を同時に行うなど，稼働率が高くなると，発熱も多くなるため，冷却ファンを設けたり，ヒートシンク，あるいは冷却ファンを取り付けて冷却するようにしたものが一般的である。また，定着装置のヒートローラについては，その温度上昇によって周囲の温度が上昇するため，冷却ファンによって温度低下を図ることが一般に行われている。
そして，冷却ファンについては，消費電力を削減するために，画像形成装置のプリント動作時のように，ＣＰＵの稼働率が高くなった時にはファンを駆動し，ＳＬＥＥＰ時などの省電力モード時には，ファンを停止させるなどの処理を行っている。
ヒートローラについても，同様である。
しかしながら，このようにプリント動作時と省電力モード時とで，一律に冷却ファンのＯＮ，ＯＦＦを切り替える上記のような従来方法では，かならずしもＣＰＵの実際の温度に基づいて冷却ファンのＯＮ，ＯＦＦを切り替えているわけではないので，プリント動作開始時や，プリント動作開始からそれほど時間が経っていない時点では，ＣＰＵなどの温度があまり上昇していないにもかかわらず冷却ファンが駆動されてしまうので，消費電力がかえって増大する可能性がある。
そのような矛盾を避けるには，ＣＰＵやレギュレータ，定着装置のヒートローラなどの実際の温度を測定して，それに応じて冷却ファンを駆動するようにすることが望ましい。
そのため，例えば特許文献１あるいは特許文献２では，温度により色が変化する示温部材をＣＰＵ，レギュレータあるいはヒートローラなど，あるいはその近傍に取り付け，この示温部材の色の変化をＣＣＤカメラなどの光学センサによって検知し，その信号に基づいて冷却ファンを駆動するようにしている。
このように上記特許文献１あるいは２に記載の技術は，ＣＰＵ，レギュレータあるいはヒートローラなどの実際の温度に基づいて冷却ファンを駆動することが出来るので，これらの冷却対象の温度が，いまだそれほど高くない時にも冷却ファンが駆動されてしまうという無駄がなくなり，消費電力を低減する点で優れた技術である。
ただし，これらの技術では，示温部材と光学センサを使うために，それらの部材，あるいは冷却ファンが正常に作動しているうちは問題がないが，これらの部材に誤動作が生じると，正常に冷却ファンを駆動することが出来ない問題がある。
特開２００５−０９６９６３号公報特開平２−０５０１８９号公報

従って，本発明が解決しようとする課題は，上記示温部材，光学センサあるいは冷却ファンのいずれかあるいは複数が異常であるか正常であるかを正確に検出する異常検知装置を提供し，それによって，誤動作なく冷却ファンを駆動することの出来る画像形成装置を提供することである。

上記課題を解決するために本発明は，
少なくとも第１及び第２の制御部を備え，これらの制御部によって運転状態が制御される画像形成装置であって，
上記第１の制御部あるいはその近傍に設けられ，既定の所定温度で変色する示温部材と，
上記示温部材の変色を光学的に読み取る光学センサと，
上記第１の制御部を冷却する冷却ファンと，
上記第２の制御部に含まれ，光学センサからの信号により上記冷却ファンを制御するファン制御手段と，
を備えた画像形成装置において，
上記第２の制御部に含まれ，上記示温部材及び／若しくは上記光学センサにおける異常の発生を，上記第１の制御部の稼働率の大小及び上記光学センサからの信号に基づいて検知する異常判断手段を備えてなることを特徴とする画像形成装置として構成される。
これにより，上記示温部材，光学センサあるいは冷却ファンのいずれかあるいは複数が異常であるか正常であるかを正確に検出することができ，それによって，誤動作なく冷却ファンを駆動することの出来る画像形成装置を提供することができる。

上記異常判断手段としては，上記冷却ファン駆動された状態で，光学センサにより測定される測温対象物の温度が，予め定められた所定温度より高いにもかかわらず，前記第１の制御部の稼働率が，予め定められた所定の稼働率より低い状態が予め定められた所定時間を越えて継続した時に，上記示温部材及び／若しくは上記光学センサにおいて異常が発生していると判断するものが採用可能である。
また，上記異常判断手段は，上記冷却ファン駆動された状態で，光学センサにより測定される測温対象物の温度が，予め定められた所定温度より高く，且つ前記第１の制御部の稼働率が，予め定められた所定の稼働率より高い状態が予め定められた所定時間を越えて継続した時に，上記示温部材及び／若しくは上記光学センサにおいて異常が発生していると判断するものであってもよい。
さらに別の態様として，上記異常判断手段が，光学センサにより測定される測温対象物の温度が，予め定められた所定温度より低く，且つ前記第１の制御部の稼働率が，予め定められた所定の稼働率より高い状態が予め定められた所定時間を越えて継続した時に，上記示温部材及び／若しくは上記光学センサにおいて異常が発生していると判断するものが考えられる。
かかる画像形成装置における前記第１の制御部としては，前記冷却ファンあるいは定着ヒータの駆動を制御する制御部や，レギュレータを制御する制御部が考えられる。制御部が３個以上あっても差し支えないことは言うまでもない。

本発明によれば，上記示温部材，上記光学センサ，若しくは上記冷却ファン，あるいはこれらの複数における異常の発生を，上記測温対象物を制御するＣＰＵの稼働率の大小及び上記光学センサからの信号の組み合わせに基づいて検知する異常判断手段を備えてなることを特徴とする画像形成装置が提供され，これにより，上記示温部材，光学センサあるいは冷却ファンのいずれかあるいは複数が異常であるか正常であるかを正確に検出することができ，それによって，誤動作なく冷却ファンを駆動することの出来る画像形成装置を提供することができる。

続いて，添付した図面を参照して，本発明を具体化した実施形態について説明し，本発明の理解に供する。
ここに図１は，本発明の一実施形態に係る画像形成装置の冷却ファン制御部の概念を示すブロック図，図２は，冷却ファンと光学センサの取り付け状態を示す冷却ファンの正面図，図３は，本発明の一実施形態に係る画像形成装置の制御ブロック図，図４は，本発明の一実施形態に係る画像形成装置の制御手順を示すフローチャートである。
まず，上記図１〜図３を参照して，本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概要について説明する。

この実施形態は，画像形成処理を除く画像形成装置全体を制御するコントローラＣＰＵ１（本発明における第１の制御部の一例）の過熱を防止するために冷却ファン２００を用いる場合を示している。
即ち，図１に示すように，画像形成装置全体を制御するコントローラＣＰＵ１に対向して冷却ファン２００が設けられている。上記冷却ファン２００を駆動するモータＭは，支持枠２０３に固定されており，冷却ファン２００による冷却風は，上記支持枠２０３に形成された通気口２０４を通して冷却ファン２００に対向するコントローラＣＰＵ１に吹き付けられる。
上記冷却ファン２００は，画像形成処理を制御するエンジンＣＰＵ２によって制御される。このエンジンＣＰＵ２が，本発明の第２の制御部の一例である。

前記コントローラＣＰＵ１には，それを冷却するためのフィンなどからなるヒートシンク１０１が固定されており，上記通気口２０４を通して冷却ファン２００に吹き付けられた冷却風は，上記ヒートシンク１０１に吹き付けられ，コントローラＣＰＵ１を効率よく冷却する。

上記ヒートシンク１０１の一部，特にコントローラＣＰＵ１からの熱がよく伝わり，コントローラＣＰＵ１の温度をよく表わす場所には，予め設定された（既定の）所定温度で変色する示温部材１０３が貼り付けられている。この示温部材１０３は，周知であり，前記特許文献１あるいは２に記載されたものと同様のものを用いることができる。

また上記支持枠２０３の上記示温部材１０３と対向する部分（この実施形態では，支持枠２０３の中央部）には，上記示温部材１０３の色を光学的に検出するＣＣＤカメラなどの光学センサ２０１が固定されている。
なお，上記した光学センサ２０１，支持枠２０３，冷却ファン２００の取り付け関係は，図１におけるＸ−Ｘ断面図である図２に示されている。

前記画像形成処理を行なうエンジンＣＰＵ２，コントローラＣＰＵ１，冷却ファン駆動用のモータＭの制御系が，図３に示されている。
即ち，エンジンＣＰＵ２の入力部には，前記光学センサ２０１からの信号が入力されている。またエンジンＣＰＵ２は，計時手段としての複数のタイマＴ１，Ｔ２，…をハード的にまたはソフト的に備えている。

上記エンジンＣＰＵ２には，コントローラＣＰＵ１が接続され，コントローラＣＰＵ１の稼働率がエンジンＣＰＵ２によって検出可能となっている。また，前記したように。コントローラＣＰＵ１自身，またはその近傍（この実施形態では，前記ヒートシンク１０１上）に，前記した光学センサ２０１の測定対象である示温部材１０３が設けられ，この示温部材１０３の色変化を検出する光学センサ２０１からの信号が，エンジンＣＰＵ２に入力されている。

さらに，上記エンジンＣＰＵ２の出力部には，前記冷却ファン２００を回転駆動するモータＭが接続されている。
この実施形態では，後記するように冷却ファン２００またはその近傍の温度を色変化として表示する上記示温部材１０３の色変化を上記光学センサ２０１で検出し，この光学センサ２０１からの信号に基づいて冷却ファン２００が駆動されるものであるので，上記示温部材１０３や光学センサ２０１あるいは冷却ファン２００が異常であると，冷却ファン２００の正常な制御が出来ない。そのため，上記示温部材１０３や光学センサ２０１の異常，あるいは冷却ファン２００の異常（具体的にはモータＭあるいはその制御部の異常）を速やかに検出して，コントローラＣＰＵ１が暴走しないようにするものであるが，上記のような示温部材１０３や光学センサ２０１あるいは冷却ファン２００の異常を，上記コントローラＣＰＵ１の稼働率を１つの指標として判断することで，正確な判断ができるようにしたものである。このようにコントローラＣＰＵ１の稼働率を指標として判断することは，コントローラＣＰＵ１の稼働率は，広い範囲で十分信頼できることを前提としており，この発明はこの範囲において成立するものと言える。
即ち，この実施形態では，上記上記示温部材，上記光学センサ，若しくは上記冷却ファン，あるいはこれらの複数における異常の発生を，上記測温対象物を制御するＣＰＵの稼働率の大小及び上記光学センサからの信号の組み合わせに基づいて検知する。かかる処理を実行するのが，本発明における異常検知手段であるが，その具体例が以下に示される。

続いて，上記示温部材１０３や光学センサ２０１の異常を上記ファン用コントローラＣＰＵ１の稼働率に基づいて判断するための，前記中央処理装置ＣＰＵ１の制御手順について図４の処理手順を参照して参照して説明する。
ここにＳ１，Ｓ２，…は，上記エンジンＣＰＵ２の処理手順（ステップ）の番号を示す。また，以下の説明では，エンジンＣＰＵ２を単にＣＰＵ２と記す。
処理は，画像形成装置の電源が投入されている間，常時実行される。
電源が投入されると，ＣＰＵ２は，これに接続された光学センサ２０１からの信号を受信して，光学センサ２０１からの信号値が予め定めた一定値（ここではＶ１と記す）以上であるか否かを判断する（Ｓ１）。ここで上記信号値がＶ１未満（Ｓ１においてＮＯ）の場合には，ＣＰＵ２は続いて前記コントローラＣＰＵ１（以下，単にＣＰＵ１と記す）の稼働率を測定する（Ｓ２）。ＣＰＵ２に接続されている装置の稼働率は，周知の方法によりＣＰＵ２により測定可能である。

ここでＣＰＵ２が，測定したＣＰＵ１の稼働率が，予め定めた所定値Ｖｆ未満であると判断した場合（Ｓ２においてＮＯ）には，例えば，画像形成装置が準備状態，省電力モードなどの正常な状態であると判断されるので，ＣＰＵ２は処理をＳ１に戻して，Ｓ１〜Ｓ２の処理を繰り返す。

上記Ｓ１〜Ｓ２の処理が繰り返されている内に，Ｓ１あるいはＳ２において，ＹＥＳの判断がなされた場合について，以下説明する。
例えば，上記Ｓ１において光学センサ２０１かの信号値が前記一定値Ｖ１以上になった場合（Ｓ１においてＹＥＳ）には，処理はＳ３に進む。手順Ｓ３も，前記Ｓ２と同様ＣＰＵ１の稼働率が一定値Ｖｆ以上であるか否かを判断するステップである。

ここでＣＰＵ２によって，ＣＰＵ１の稼働率が一定値Ｖｆ未満であると判断した場合（Ｓ３においてＮＯ）には，光学センサ２０１によってＣＰＵ１の温度が高いと判断されたにもかかわらず，ＣＰＵ１の稼働率が低いのであるから，ＣＰＵ２は，矛盾した情報を得たことになる。しかしながらこのようなことは，それまでＣＰＵ１の稼働率が高かったためにＣＰＵ１の温度が高かったが，その後ＣＰＵ１の稼働率が低下した直後には，一時的にありうることである。従って，このような場合には，ＣＰＵ１を冷やしてやることで光学センサ２０１が温度低下を検出して，正常に復帰することが考えられる。
そのため，ここではＣＰＵ２からＣＰＵ１に冷却ファン２００を駆動するように指示する信号が送出される（Ｓ４）。
さらにＳ５において上記冷却ファン２００の駆動開始からの時間が計時され（Ｓ５），その計時期間中，前記Ｓ１〜Ｓ３〜Ｓ５の処理が繰り返される。

このＳ１〜Ｓ３〜Ｓ５の処理がＳ５において設定された所定時間（Ｔ１）繰り返され，その間に状況の変化がなければ（Ｓ１，Ｓ３での判断に変化がなければ），前記ＣＰＵ１のＴ１期間の駆動によってＣＰＵ１の状態が安定したにもかかわらず，ＣＰＵ１の温度が高く且つＣＰＵ１の稼働率が低いという矛盾した状態が続いているのであるから，ＣＰＵ２は，ユーザの目に触れる操作部などの表示部に，異常表示を表示する（Ｓ６）と共に，制御系の回路を残して，画像形成装置全体の駆動系に関連する電源を遮断する（Ｓ７）。
異常表示は，光学センサ２０１の出力値が異常であるか，冷却ファン２００（或いはそのモータＭ）が異常であるかを表示する。ここに光学センサ２０１の出力値が異常となる原因は，光学センサ２０１自身が異常値を出力している場合と，その元となる示温部材１０３が異常である場合のいずれか或いは両方の可能性がある。従って，ここでの異常表示は，冷却ファン２００（或いはそのモータＭ），光学センサ２０１自身，示温部材１０３のいずれか或いは複数が異常であることを表示するものである。

また，前記ステップＳ３において，ＣＰＵ２によってＣＰＵ１の稼働率が一定値Ｖｆ以上であると判断された場合には，ＣＰＵ１が忙しく稼働しているために，光学センサ２０１が高温を検出していることを示していると考えられる。この状態は検出系の働きとしては正常であるが，このようなＣＰＵ１の高温状態が長時間続くことはＣＰＵ１にとってダメージとなる可能性があるので，ＣＰＵ２は，ここでも冷却ファン２００を駆動（Ｓ８）して，ＣＰＵ１を冷却する。
続くステップＳ９は計時処理のステップであり，ここでは予め定めた一定時間Ｔ０の期間が経過するまでそのままの状態を維持する。
この場合，正常であれば，冷却ファン２００の運転によって上記一定時間Ｔ０後には，ＣＰＵ１の温度は低下するはずである。従って，上記一定時間Ｔ０の経過後（Ｓ９においてＹＥＳ）に光学センサ２０１からの情報を検知し（Ｓ１０），光学センサ２０１からの信号値が一定値未満であれば，冷却ファン２００による冷却効果によって光学センサ２０１からの信号値が下がった，即ち光学センサ２０１及び冷却ファン２００が正常に働いている，と判断されるので，ＣＰＵ２は，正常状態と判断して，処理をＳ１に戻す。
ただし，上記Ｓ１０において，一定時間の冷却処理にもかかわらず光学センサ２０１からの信号値が一定値以上である場合には，光学センサ２０１による検出系あるいは冷却ファン２００に異常があると判断されるので，前記Ｓ６の異常表示を経て，前記Ｓ７の電源遮断をおこなう。
ここでの異常表示も，その原因は，冷却ファン２００（或いはそのモータＭ），光学センサ２０１自身，示温部材１０３のいずれか或いは複数に基づく可能性があるので，これらのいずれか或いは複数が異常であることを表示するものである。

また，Ｓ１でＮＯ，即ち，ＣＰＵ２によって，光学センサ２０１からの信号が一定値Ｖ１未満であり，かつＳ２においてＣＰＵ１の稼働率が一定値Ｖｆ以上である（Ｓ２においてＹＥＳ）と判断された場合にも，矛盾する状態の可能性があるが，例外としてそれまでＣＰＵ１の稼働率が低かったために光学センサ２０１が低い値を示していたものが，定着開始などによって急にＣＰＵ１の稼働率が上がった過渡的な状況である場合が考えられる。従って，この場合には，過渡的状況を脱するために，Ｓ１１においてＳ５と同様，所定時間Ｔ２待機し，Ｓ１〜Ｓ２〜Ｓ１１の処理を繰り返す。
このＳ１〜Ｓ２〜Ｓ１１の繰り返し状態が途中で変化しない場合には，上記のような待ち時間の間に過渡的状況が変化したにもかかわらず前記した矛盾が解消されなかったのであるから，ＣＰＵ２は，異常状態が発生したと判断して，前記Ｓ６における異常表示を経て，Ｓ７における電源遮断処理を行う。
ここでの異常表示も，その原因は，冷却ファン２００（或いはそのモータＭ），光学センサ２０１自身，示温部材１０３のいずれか或いは複数に基づく可能性があるので，これらのいずれか或いは複数が異常であることを表示するものである。

上記Ｓ１〜Ｓ２〜Ｓ１１の処理においては，光学センサ２０１がＣＰＵ１の高温状態を示していないので，冷却ファン２００を駆動する必要は無く，Ｓ４あるいはＳ８のような冷却ファン２００を駆動する手順は省略されている。

上記実施形態は，ファン用エンジンＣＰＵ１を測定対象物とした場合であるが，本発明は，レギュレータについても同様に適用される。また，定着装置のヒートローラを制御するＣＰＵ等の制御部についても同様である。
上記実施形態では，コントローラＣＰＵ１が比較的大きい負荷を負っており，そのためにコントローラＣＰＵ１がその稼働率によって高温になるような場合であって，画像形成処理を担当するエンジンＣＰＵ２は，比較的負荷が小さいため，熱的に安定しており，暴走することがないような場合を想定している。そして，安定したエンジンＣＰＵ２で冷却ファンを制御してコントローラＣＰＵ１が暴走しないようにした場合である。
しかし，いずれのＣＰＵやコントローラが熱的に不安定であるかは，機械の設計によるものであり，例えば，画像形成処理を行なう側のＣＰＵ２の方が負荷が大きいために暴走の危険性があり，画像形成装置全体の制御を行なうエンジンＣＰＵ１が，安全設計により熱的に安定しているような場合など，様々な場合がある。本発明はそのような種々のケースに適用されることはむろんのことであり，例えば，画像形成処理を行なう側のＣＰＵに対向して冷却ファンを設け，この冷却ファンを画像形成装置全体の制御を行なうＣＰＵで制御するような場合も考えられ，いずれの場合も，本発明の実施形態に含まれることはいうまでもない。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の冷却ファン制御部の概念を示すブロック図。冷却ファンと光学センサの取り付け状態を示す冷却ファンの正面図。本発明の一実施形態に係る画像形成装置の制御ブロック図。本発明の一実施形態に係る画像形成装置の制御手順を示すフローチャート。

符号の説明

ＣＰＵ１…画像形成装置全体を制御するコントローラ
ＣＰＵ２…画像形成処理用エンジン
１０１…ヒートシンク
１０３…示温部材
２００…冷却ファン
２０１…光学センサ
２０３…支持枠
２０４…通気口

Claims

少なくとも第１及び第２の制御部を備え，これらの制御部によって運転状態が制御される画像形成装置であって，
上記第１の制御部あるいはその近傍に設けられ，既定の所定温度で変色する示温部材と，
上記示温部材の変色を光学的に読み取る光学センサと，
上記第１の制御部を冷却する冷却ファンと，
上記第２の制御部に含まれ，光学センサからの信号により上記冷却ファンを制御するファン制御手段と，
を備えた画像形成装置において，
上記第２の制御部に含まれ，上記示温部材及び／若しくは上記光学センサにおける異常の発生を，上記第１の制御部の稼働率の大小及び上記光学センサからの信号に基づいて検知する異常判断手段を備えてなることを特徴とする画像形成装置。
上記異常判断手段が，上記冷却ファン駆動された状態で，光学センサにより測定される測温対象物の温度が，予め定められた所定温度より高いにもかかわらず，前記第１の制御部の稼働率が，予め定められた所定の稼働率より低い状態が予め定められた所定時間を越えて継続した時に，上記示温部材及び／若しくは上記光学センサにおいて異常が発生していると判断する請求項１記載の画像形成装置。
上記異常判断手段が，上記冷却ファン駆動された状態で，光学センサにより測定される測温対象物の温度が，予め定められた所定温度より高く，且つ前記第１の制御部の稼働率が，予め定められた所定の稼働率より高い状態が予め定められた所定時間を越えて継続した時に，上記示温部材及び／若しくは上記光学センサにおいて異常が発生していると判断する請求項１記載の画像形成装置。
上記異常判断手段が，光学センサにより測定される測温対象物の温度が，予め定められた所定温度より低く，且つ前記第１の制御部の稼働率が，予め定められた所定の稼働率より高い状態が予め定められた所定時間を越えて継続した時に，上記示温部材及び／若しくは上記光学センサにおいて異常が発生していると判断する請求項１記載の画像形成装置。
前記第１の制御部が，前記冷却ファンあるいは定着ヒータの駆動を制御する制御部である請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
前記第１の制御部が，レギュレータを制御する制御部である請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。