JP6674635B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

ある画像形成装置は、周囲環境音の音圧レベルが低いときに静音モードで動作し、静音モードでは、通常モードよりモーターなどの回転速度を低くしてモーターなどの駆動音の音圧レベルを下げている（例えば特許文献１参照）。

別の画像形成装置は、周辺の音量などを検知し、それらの状況に応じてモーターを低速で駆動することで駆動音を低減させている（例えば特許文献２参照）。

特開２００７−２５０４９号公報 特開２００７−３３５６９号公報

画像形成装置の動作に伴い、画像形成装置の筐体内の温度が上昇するため、一般的に、画像形成装置の筐体内の温度を下げるための冷却ファンが設けられている。

しかしながら、上述の技術を冷却ファンに適用すると、待機時の環境音が大きい場合に筐体内の温度が低くても冷却ファンが高速に回転し、不必要に騒音が大きくなってしまう。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、待機時における冷却ファンに起因する騒音を効果的に軽減する画像形成装置を得ることを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、冷却ファンと、制御信号に従って前記冷却ファンを駆動するファン駆動回路と、前記冷却ファンの動作音を検出する音検出部と、前記音検出部により検出された前記動作音の音圧レベルおよび周波数を特定する音解析部と、前記ファン駆動回路に前記制御信号を供給し、前記制御信号に基づいて、待機時における前記動作音の音圧レベルおよび周波数を制御するコントローラーとを備える。そして、前記ファン駆動回路は、ＰＷＭ制御で前記冷却ファンを駆動し、前記コントローラーは、（ａ）待機時の所定の回転速度を維持しつつ、前記ファン駆動回路のＰＷＭ制御のスイッチング周波数およびデューティ並びに前記冷却ファンへの出力電圧の振幅を変化させて、前記音解析部により特定される前記冷却ファンの動作音の音圧レベルおよび周波数の変動を特定し、（ｂ）特定した前記変動に基づいて、前記冷却ファンの回転速度ムラが小さく前記冷却ファンの動作音における可聴帯域の音圧レベルが最小になるスイッチング周波数およびデューティ並びに振幅を特定し、（ｃ）待機時には、特定した前記スイッチング周波数および前記デューティ並びに前記振幅を指定する制御信号を前記ファン駆動回路に供給し、前記冷却ファンを動作させる。

本発明によれば、画像形成装置の待機時における冷却ファンに起因する騒音が効果的に軽減される。

本発明の上記又は他の目的、特徴および優位性は、添付の図面とともに以下の詳細な説明から更に明らかになる。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な構成を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の電気的な構成を示すブロック図である。 図３は、図２におけるファン駆動回路２２により冷却ファン２１のモーター印加電圧およびモーター導通電流の波形を説明する図である（１／２）。 図４は、図２におけるファン駆動回路２２により冷却ファン２１のモーター印加電圧およびモーター導通電流の波形を説明する図である（２／２）。

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な構成を示す図である。

図１に示すように本実施の形態に係る画像形成装置は、感光体ドラム１、一次帯電器２、露光装置３、現像装置４、転写ローラー５、および定着器６を備える。

感光体ドラム１は、その表面に静電潜像を形成され、その静電潜像にトナーが付着してトナー像が形成される像担持体である。

一次帯電器２は、感光体ドラム１の表面を均一に帯電させる。

露光装置３は、レーザースキャナーを備え、レーザー光線を走査しつつ感光体ドラム１に照射し、印刷すべき画像に対応する静電潜像を感光体ドラム１上に形成する。

現像装置４は、トナーコンテナーから供給されるトナーを感光体ドラム１上の静電潜像に付着させてトナー像を形成する。

転写ローラー５は、感光体ドラム１上のトナー像を印刷用紙へ転写する。

定着器６は、例えば加圧加熱方式で、印刷用紙上に転写されたトナー像を定着させる。

図２は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の電気的な構成を示すブロック図である。

図２に示すように本実施の形態に係る画像形成装置は、さらに、冷却ファン２１、ファン駆動回路２２、操作パネル２３、スピーカー駆動回路２４、音解析部２５、およびコントローラー２６を備える。

冷却ファン２１は、当該画像形成装置の筐体表面に設置され、モーターで羽根を回転させることで筐体内の空気を排気し、筐体内部の温度を下げる。冷却ファン２１の動作時には、モーターの振動音、羽根の風切り音などが発生する。

ファン駆動回路２２は、制御信号に従って冷却ファン２１（つまり、冷却ファン２１のモーター）を駆動する。

操作パネル２３は、当該画像形成装置の筐体表面に設置され、ユーザーに対して各種情報を表示する表示装置やユーザー操作を受け付ける入力装置を備えるとともに、ユーザーに対して音を発するスピーカー２３ａを備える。

スピーカー駆動回路２４は、制御信号に従って、操作確認音、ファクシミリ送受信の変調音、警告音などのオーディオ信号をスピーカー２３ａに出力する。

この実施の形態では、スピーカー駆動回路２４によりオーディオ信号がスピーカー２３ａに出力されていないときに、スピーカー２３ａが、冷却ファン２１の動作音を検出する音検出部として使用される。つまり、スピーカー駆動回路２４によりスピーカー２３ａが駆動されていないときには、スピーカー２３ａに入る音に対応する電気信号（オーディオ信号）がスピーカー２３ａから出力される。なお、音検出部としては、スピーカー２３ａの代わりに、マイクロフォンなどを別途設置してもよい。

音解析部２５は、音検出部（ここでは、スピーカー２３ａ）により検出された冷却ファン２１の動作音の音圧レベルおよび周波数を特定する。音解析部２５は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、プログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）などを含むプロセッサーで実現される。

コントローラー２６は、上述の一次帯電器２、露光装置３、現像装置４、定着器６、および感光体ドラム１などを駆動する駆動装置１１を制御する。コントローラー２６は、例えば、音解析部２５と同様に、ＡＳＩＣ、ＣＰＵなどを含むプロセッサーで実現される。また、コントローラー２６は、スピーカー駆動回路２４に制御信号を供給し、スピーカー２３ａに各種音を発せさせる。さらに、コントローラー２６は、ファン駆動回路２２に制御信号を供給し、その制御信号に基づいて、待機時における冷却ファン２１の動作音の音圧レベルおよび周波数を制御し、これにより、例えば、冷却ファン２１の動作音における可聴帯域の音圧レベルを所定の設定値以下にする。

例えば、コントローラー２６は、駆動装置１１などが停止している待機時に冷却ファン２１を動作させて、音検出部（スピーカー２３ａ）に冷却ファン２１の動作音を検出させ、音解析部２５は、そのときの冷却ファン２１の動作音の音圧レベルおよび周波数を特定する。

この実施の形態では、さらに、コントローラー２６は、ファン駆動回路２２への制御信号を変化させて音解析部２５により特定される冷却ファン２１の動作音の音圧レベルおよび周波数を変動させ、それらの変動に基づいて、冷却ファン２１の動作音における可聴帯域の音圧レベルが最小になる制御信号を特定し、待機時には、その特定した制御信号をファン駆動回路２２に供給する。

例えば、ファン駆動回路２２は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御で冷却ファン２１を駆動してもよく、その場合には、コントローラー２６は、そのＰＷＭ制御のスイッチング周波数およびデューティなどを変化させたときに特定される動作音の音圧レベルの変動および周波数の変動に基づいて、待機時には、冷却ファン２１の動作音における可聴帯域の音圧レベルが最小になるように、そのＰＷＭ制御のスイッチング周波数およびデューティなどを制御信号でファン駆動回路２２に設定する。

次に、上記画像形成装置の動作について説明する。

印刷動作時においては、図１に示す各部が動作するため、装置内部の温度が上昇する。したがって、印刷動作時においては、コントローラー２６は、ファン駆動回路２２に、冷却ファン２１を全速（１００％）で駆動させる。

一方、印刷を行わない待機時においては、装置内部の温度は比較的低いため、待機時においては、コントローラー２６は、ファン駆動回路２２に、冷却ファン２１を所定の低速（例えば６０％の速度）で駆動させる。

ここで、待機時における冷却ファン２１の制御パターンの決定について説明する。図３および図４は、図２におけるファン駆動回路２２により冷却ファン２１のモーター印加電圧およびモーター導通電流の波形を説明する図である。

例えば、待機時において、コントローラー２６は、待機時の所定の回転速度を維持しつつ、ファン駆動回路２２のＰＷＭ制御のスイッチング周波数およびデューティ並びに出力電圧（つまり、モーター印加電圧）の振幅を変化させて、音解析部２５により特定される冷却ファン２１の動作音の音圧レベルおよび周波数の変動を特定し、特定したそれらの変動に基づいて、冷却ファン２１の動作音における可聴帯域の音圧レベルが最小になるスイッチング周波数およびデューティ並びに振幅を特定し、その後、待機時には、特定したスイッチング周波数およびデューティ並びに振幅を指定する制御信号をファン駆動回路２２に供給し、冷却ファン２１を動作させる。

例えば図３に示す場合では、ファン駆動回路２２は、オン期間を１．８秒としオフ期間を１．２秒としたＰＷＭ制御で冷却ファン２１のモーターを駆動し、これにより、冷却ファン２１は約６０％の回転速度で動作する。

図３に示す場合、オン期間のモーター導通電流の最大値とオフ期間のモーター導通電流の最小値との差が大きいため、冷却ファン２１の回転速度のムラが大きい。そのため、可聴帯域の音圧レベルが高くなり、ユーザーの感じる騒音が大きい可能性がある。

他方、例えば図４に示す場合では、図３に示す場合とは異なるスイッチング周期（つまり異なるスイッチング周波数）および異なるデューティが設定され、ファン駆動回路２２は、オン期間を１．７秒としオフ期間を０．３秒としたＰＷＭ制御で冷却ファン２１のモーターを駆動する。これにより、図３に示す場合に比べ、オン期間のモーター導通電流の最大値とオフ期間のモーター導通電流の最小値との差が小さくなり、冷却ファン２１の回転速度のムラが小さくなる。そのため、可聴帯域の音圧レベルが低くなり、図３に示す場合に比べユーザーの感じる騒音が小さくなる。

このようにして、コントローラー２６は、複数の制御パターン（スイッチング周波数およびデューティなど）でファン駆動回路２２に冷却ファン２１を動作させ、そのときに、音検出部（スピーカー２３ａ）および音解析部２５を使用して可聴帯域の音圧レベルを測定し、可聴帯域の音圧レベルが最小となる制御パターンを特定する。そして、待機時には、コントローラー２６は、特定した制御パターンを制御信号でファン駆動回路２２に指定して、低速で冷却ファン２１を動作させる。

以上のように、上記実施の形態によれば、ファン駆動回路２２は、制御信号に従って冷却ファン２１を駆動する。音検出部（スピーカー２３ａ）は、冷却ファン２１の動作音を検出する。音解析部２５は、その音検出部により検出された動作音の音圧レベルおよび周波数を特定する。コントローラー２６は、ファン駆動回路２２に制御信号を供給し、その制御信号に基づいて、待機時における冷却ファン２１の動作音の音圧レベルおよび周波数を制御する。

これにより、待機時には、印刷動作に起因する動作音が発生しないため、冷却ファン２１の音が聞き取られやすくなるが、上述のように冷却ファン２１の動作音の音圧レベルおよび周波数が制御されるため、待機時における冷却ファン２１に起因する騒音が効果的に軽減される。

なお、上述の実施の形態に対する様々な変更および修正については、当業者には明らかである。そのような変更および修正は、その主題の趣旨および範囲から離れることなく、かつ、意図された利点を弱めることなく行われてもよい。つまり、そのような変更および修正が請求の範囲に含まれることを意図している。

例えば、上記実施の形態において、コントローラー２６は、冷却ファン２１の複数の制御パターンを予め設定しておき、その複数の制御パターンから、ユーザー操作や上述の動作音の可聴帯域の音圧レベルの測定値に基づいて１つの制御パターンを選択し、その制御パターンで、ファン駆動回路２２を動作させるようにしてもよい。

本発明は、例えば、画像形成装置に適用可能である。

２１ 冷却ファン
２２ ファン駆動回路
２３ 操作パネル
２３ａ スピーカー（音検出部の一例）
２５ 音解析部
２６ コントローラー

Claims (2)

1. 冷却ファンと、
   制御信号に従って前記冷却ファンを駆動するファン駆動回路と、
   前記冷却ファンの動作音を検出する音検出部と、
   前記音検出部により検出された前記動作音の音圧レベルおよび周波数を特定する音解析部と、
   前記ファン駆動回路に前記制御信号を供給し、前記制御信号に基づいて、待機時における前記動作音の音圧レベルおよび周波数を制御するコントローラーと、
   を備え、
   前記ファン駆動回路は、ＰＷＭ制御で前記冷却ファンを駆動し、
   前記コントローラーは、（ａ）待機時の所定の回転速度を維持しつつ、前記ファン駆動回路のＰＷＭ制御のスイッチング周波数およびデューティ並びに前記冷却ファンへの出力電圧の振幅を変化させて、前記音解析部により特定される前記冷却ファンの動作音の音圧レベルおよび周波数の変動を特定し、（ｂ）特定した前記変動に基づいて、前記冷却ファンの回転速度ムラが小さく前記冷却ファンの動作音における可聴帯域の音圧レベルが最小になるスイッチング周波数およびデューティ並びに振幅を特定し、（ｃ）待機時には、特定した前記スイッチング周波数および前記デューティ並びに前記振幅を指定する制御信号を前記ファン駆動回路に供給し、前記冷却ファンを動作させること、
   を特徴とする画像形成装置。
2. ユーザーに対して音を発するスピーカーを有する操作パネルをさらに備え、
   前記冷却ファンおよび前記操作パネルは、当該画像形成装置の筐体表面に設置されており、
   前記スピーカーが前記音検出部として使用されること、
   を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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