JPH04316061A - ファン回転異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえばレーザビーム
プリンタ等の記録装置の冷却用ファンのファン回転制御
において、特にファン回転の異常を検出するファン回転
異常検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザビームプリンタ（以降ＬＢ
Ｐと略す。）等の記録装置では、既に公知である電子写
真方式である為、出力画像の記録媒体の定着手段にハロ
ゲンヒータ等の熱源を利用している。しかし、この定着
手段がある故に装置内の昇温が記録装置を制御する電気
回路などに影響を与え、誤動作や寿命時間など装置性能
を左右させ得ることもあった。

【０００３】したがって、この種の装置には、装置内の
冷却用にファンを用いて、装置内の昇温を抑制するよう
に構成されている。

【０００４】更に、装置内の冷却用ファンが寿命や何ら
かの異常によって回転動作が停止した状態をも検出し、
ファンの交換が出来るように構成されていた。

【０００５】そのファン回転異常検出装置は、ファン回
転サーボ系回路に回転有無を検出するような、例えば、
タック信号検出器回路を付加させ検出していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、ファン回転の有無が分かれば良いだけであっ
たとしても、タック信号検出器回路を付加させなければ
ファン回転の異常検出をできないために、ファンのコス
トがファン回転異常検出装置分上昇し、装置として考え
ると配線、組立個数等も含めてかなりのコストウエイト
になってしまうと言うような欠点があった。

【０００７】本発明は上記した従来技術の課題を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、簡
単な構成で、コストをかけずにファン回転の異常を検出
し得るファン回転異常検出装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、定着ヒ
ータに通電されている時間を検出するヒータ通電時間検
出手段と、定着ヒータに電力が通電されない時間を検出
するヒータ通電遮断時間検出手段と、前記ヒータ通電時
間検出手段で検出された通電時間とヒータ通電遮断時間
検出手段で検出された通電遮断時間とを比較する通電時
間比較手段と、該ファン回転制御手段によってファンの
回転数を切り換えた時の通電時間比較手段からの検出結
果に基づいてファンの回転停止および回転制御異常を検
出するファンロック検出手段と、を具備して成ることを
特徴とする。

【０００９】また、通電比較手段からの出力と所定値と
の第２の比較手段を設けることにより、定着ヒータの寿
命を検出する。

【００１０】

【作用】而して、ファンが停止している場合にはファン
が正常の場合に比べて装置内が高温となるために、定着
ヒータの温調制御において通電を遮断する時間がファン
が正常に回転している場合よりも短くなる。この音調時
間の変化を、通電時間比較手段により検出し、ファンロ
ック検出手段によってファンの異常を検出する。

【００１１】

【実施例】以降、本発明について説明する。

【００１２】図１は、本発明の実施例を示す構成回路図
であり、図２，図３は、本発明の第１の実施例での制御
部の制御例を示すフローチャートである。又、図４は、
本発明の第１の実施例でのヒータ制御に対する動作を示
すタイミングチャートである。

【００１３】図１に於いて、１は、所定の温度に制御す
べき定着ヒータである。２は、法的規格上必要となる温
度ヒューズであり、ＬＢＰの場合サーモスイッチを用い
ている。この温度ヒューズは、１のヒータの近傍に設置
されていて、予め設定された温度に達するとヒータへの
通電を遮断するものである。しかし、２のサーモスイッ
チによるヒータ１への通電の遮断は、最終的な安全機構
であり、本発明の動作に於いては関係ないため、説明を
省く事にする。

【００１４】３は、ヒータ１の温度を検出するサーミス
タであり、ヒータ１の近傍に設置されている。４は、本
発明のヒータ温調安全装置のためのヒータ通電遮断手段
であるリレーであり、ヒータ１に対して直列に接続され
ている。

【００１５】また、５は、ヒータ１への通電を直接スイ
ッチングするトライアックであり、６はトライアック５
で生じるスイッチングノイズを除去するスパークキラー
である。７は、ＤＣ制御信号を入力とし、トライアック
５のスイッチングをコントロールするゼロクロススイッ
チ機能のホトトライアックカプラである。８は、ホトト
ライアックカプラ７のドライブ手段であり、９はリレー
４のドライブ手段である。

【００１６】１０は、本装置の中央制御装置であるＤＣ
コントローラ、１１はサーミスタ３の温度に対する抵抗
値変化を電圧レベルに変換する電圧変換回路で基本的に
は抵抗ブリッジ構成に成っている。１２は、ＤＣコント
ローラ１０での制御を実施するＣＰＵである。

【００１７】一方、１３はＣＰＵ１２によって、ファン
に供給する電圧を切り換えファン回転速度を制御するフ
ァン供給電圧切り換え回路である。尚、ファン供給電圧
切り換え回路は、たとえば、停止電圧（０Ｖ）、低速回
転電圧（１２Ｖ）、中速回転電圧（１８Ｖ）、高速回転
電圧（２４Ｖ）、等ファン１４へ供給する電圧を切り換
える事が可能であれば良く、特に本発明に対して特徴と
するところではなく、限定されたものでないので詳細に
ついて説明を省く。

【００１８】１４は、本装置内昇温を抑制する為の冷却
用ファン（以降、ファンと略す）でヒータ１の昇温した
熱気を装置外に掃き出している。従って、ファン１４の
回転速度により、熱気の掃き出し量が異なるはずであり
、それに伴いヒータ温調制御タイミングは変化してくる
のである。

【００１９】以降、図１を用いてヒータ１の温度制御す
るための構成について簡単に説明する。

【００２０】電源を投入すると、ＣＰＵ１２は所定の初
期化を終了させた後サーミスタ３での出力を検出する。 尚、この温度検出方法は本発明とするところとは特に関
係なく、サーミスタ３からの温度検出データに応じて電
圧に変換出来れば良いのである。

【００２１】本実施例においては、サーミスタ３を他の
固定抵抗と組合せた抵抗ブリッジで構成し、ＣＰＵ１２
のアナログ電圧・ディジタルデータ値変換するＡ／Ｄ入
力ポートに接続し、ソフト的にヒータ温度を読み取って
いる。そして、温度検出後、異常温度範囲と判断すると
リレー４をＯＦＦし、所定の条件によりヒータエラーと
して処理される。一方、正常温度範囲内と判断するとリ
レー４をＯＮし、所望の値になるようヒータの温度制御
を開始する。

【００２２】通常、電源投入されるとサーミスタ３から
の検出値は室温程度に成っている。この場合、先ずはヒ
ータ１をＯＮするためにＣＰＵ１２のポートを操作する
。つまり、ＣＰＵ１２のポート出力をＨＩレベルにする
ことでトランジスタ８をＯＮさせ、ホトトライアックカ
プラ７のＬＥＤをＯＮさせる。そのことでホトトライア
ックカプラ７によって、トライアック５が導通状態（ゼ
ロクロススイッチング）となり、ヒータ１にＡＣ電圧が
加わりヒータをＯＮさせることになる。同様に、ヒータ
１をＯＦＦさせる時には、ＣＰＵ１２のポート出力をＬ
ＯＷレベルにすれば良い。

【００２３】以降、本発明の制御について、図１を基に
図２，図３のフローチャートを用いて説明する。

【００２４】図２に示すフローチャートは、本記録装置
の定着ヒータ温調を制御するプログラムの一部で有り、
本実施例を示す制御部である。このプログラムは、メイ
ンルーチンにて定着温調サブルーチンをＣＡＬＬした後
、定着温調サブルーチン中でＥＮＴＥＲされた部分のル
ーチンである。尚、本発明は、説明を容易にするために
ファン回転異常検出部のみのプログラムについて説明を
する。従って、定着ヒータ温調の詳細については容易に
理解できる程度にする。

【００２５】さらに、本プログラム形式は、各シーケン
スルーチンを並列処理可能なモニタープログラムによる
方式を採用しているため、各シーケンスルーチンでのプ
ログラムは、ＥＮＴＥＲ／ＥＳＣＰを区切りに順々に他
のプログラムをスキャンしている。この並列処理可能な
モニタープログラムは、ごく一般的なもので、本発明に
対して特に限定されたものではない。本実施例に於いて
は、ＥＮＴＥＲは、メモリテーブルより指定されたメモ
リの内容に記憶されたアドレスよりプログラムを開始す
る（指定されたアドレスからのＣＡＬＬ文）。ＥＳＣＰ
は、次にＥＮＴＥＲされた時にプログラムを開始したい
アドレスを指定のメモリテーブルに格納してＥＮＴＥＲ
された所に戻る（ＲＥＴＵＲＮ文）と定義している。

【００２６】図２において、定着ヒータ温度が所定の温
度に達すると図中ＦＳＲ−ＣＮＴＲＯＬで示す所に移り
、定着ヒータ温度を一定の設定値温度（実施例では、１
８０℃である。）を保持しようと制御し始める。

【００２７】２０では、ヒータ１をＯＮすべきかＯＦＦ
すべきかを判断する。仮に、ヒータ１をＯＦＦすべき時
は、２１に移りタイマーＡをスタートする。そして、２
２，２３，２４によって、ヒータ温度が設定温度の最低
温度（実施例では、１７８℃である。）まで低下するま
でヒータをＯＦＦする。

【００２８】そして、ヒータ温度が設定温度の最低温度
になると２５に移り、タイマーＡをストップしてヒータ
のＯＦＦ時間を記憶する。２６に移り、ヒータＯＦＦ制
御を常にフェールセーフで止める為、再度ヒータをＯＦ
Ｆにして２７に移る。２７では、ヒータのＯＦＦ／ＯＮ
が１サイクル実施されたか否かＦＬＡＧ−Ａをチェック
する。現説明過程では、ＯＦＦ／ＯＮが１サイクル実施
されていない為、２８でＥＳＣＰされ、２０に戻る。

【００２９】次に、２０では、ヒータ１をＯＮすべき状
態であるため２９に移り、タイマーＢをスタートする。 そして、３０，３１，３２によって、ヒータ温度が設定
温度の最高温度（実施例では、１８２℃である。）まで
上昇するまでヒータ１をＯＮする。そして、ヒータ１の
温度が設定温度の最高温度になると３３に移り、タイマ
ーＢをストップしてヒータ１のＯＮ時間を記憶する。

【００３０】３４に移り、ヒータをＯＦＦにして３５に
移る。３５では、ヒータのＯＦＦ／ＯＮが１サイクル実
施された事を指示するためにＦＬＡＧ−Ａセットする。 そして、再び２８でＥＳＣＰされ、２０に戻る。異常動
作を繰り返す事で、ヒータのＯＮ／ＯＦＦの各々時間が
１サイクル毎に記憶された状態で３６から３７に移り、
本発明の意図するファン回転異常検出部分をＣＡＬＬす
る。

【００３１】ＦＡＮ−ＣＮＴＬに移ると、図３に示すよ
うに４０，４１，４２でファンカウンタ（ファン状態を
示すカウンタ）値をチェックする。そして、４３，４４
，４５，４６でタイマーＡでの値をタイマーＢの値で除
算し、各ファンカウンタ値毎にデータ０、データ１、デ
ータ２、データ３というメモリに記憶させる。

【００３２】その後、４７，４８，４９でファンカウン
タをカウントアップして、５０，５１，５２及び５３，
５４，５５，５６でファン動作を次の状態にセットする
。具体的にファンカウンタ＝０の時について述べる。 ＦＡＮ−ＣＮＴＬに移って来る時の状態は、４７でファ
ンカウンタ値は“４”に成り、４８，４９，５０により
５３に移り、ファンを停止してリターンする。そして再
び、４０にて、４３に移りデータ０値を演算し、４７に
移り、以上常動作を繰り返す。その事で、各ファン動作
に於けるヒータＯＮ／ＯＦＦ比率の演算が記憶される。

【００３３】そして、各ファン動作に於けるデータ値が
一通り終了すると（本実施例では、ファンカウンタ値が
０〜３）５７に移り、ファン故障を検出すべく比較演算
をする。尚、本実施例の演算はほんの一例であって、そ
の演算内容については特に限定されたものではない。

【００３４】５７では、データ０とデータ１との和とデ
ータ２とデータ３との和との値を比較する。そしてもし
、データ０とデータ１との和がデータ２とデータ３との
和より大きければ、５８に移りファン故障をセットする
。通常は、逆であるため５９に移り、データ３の値を所
定値と比較する。

【００３５】その結果、所定値以上であると６０で定着
ヒータ寿命として、交換要求をセットする。通常は、所
定値以内であるため４７に移り引続きチェックを進める
。ここで、５７でのチェック基準と５９でのチェック基
準についての詳細説明を図４を用いて述べていくことに
する。

【００３６】図４は、各ファン動作に於けるヒータＯＮ
／ＯＦＦ比率を示したもので、仮にヒータＯＮ／ＯＦＦ
デューティが同一の場合の時のものである。ヒータＯＮ
／ＯＦＦサイクルについて、各ファン動作に於ける周期
が異なる場合については、第２の実施例で述べる事にす
る。定着ヒータ付近にあるファンは、その回転数で雰囲
気温度の状態を異なえるため、図に示す如くファン回転
数が低い程ＯＮ比率は少なくて済む。従って、ヒータＯ
ＦＦ時間をヒータＯＮ時間で乗算すればファン回転数が
低い程値は大きく成るはずである。

【００３７】しかし、ファンが故障していれば、定着ヒ
ータ付近にあるファンによって、雰囲気温度の状態は変
化しないので、各ファン動作に於けるヒータＯＮ／ＯＦ
Ｆ比率も変わらなくなってしまうため、演算結果ファン
故障の検出が出来るのである。

【００３８】また、各ファン動作に於けるヒータＯＮ／
ＯＦＦ比率が変化しているにも拘らず、ヒータＯＮ／Ｏ
ＦＦ比率が極端に悪化している場合、すなわち予め各環
境でのヒータＯＮ／ＯＦＦ比率が分かっているので、そ
の値より悪化した時は、定着ヒータの昇温率が悪化した
と判断出来、寿命と考えられるのである。

【００３９】尚、各ファン動作に於けるヒータＯＮ／Ｏ
ＦＦ比率変化については、その装置構造などにより温度
勾配が異なる為、本実施例のように各ファン動作一回ご
との測定を実施してヒータのＯＮ／ＯＦＦ比率を比較し
なくても良く、例えば、一つのファン動作をある所定時
間実施し、その平均比率を算出し、各ファン動作におけ
るデータとして演算比較しても良いことは言うまでも無
い。 ［他の実施例］次に、第２の実施例について、図５のフ
ローチャート及び図６を用いて説明する。尚、本第２の
実施例は、第１の実施例中に述べたヒータＯＮ／ＯＦＦ
サイクルが各ファン動作に於いて周期が異なる場合であ
る。

【００４０】この第２の実施例は、図５で示すＦＡＮ−
ＣＮＴＬがＣＡＬＬされる迄は第１の実施例と同様なの
で、説明を省く事にする。

【００４１】ＦＡＮ−ＣＮＴＬに移ると４０，４１，４
２でファンカウンタ（ファン状態を示すカウンタ）値を
チェックする。そして、４３，４４，４５，４６でタイ
マーＡでの値をタイマーＢの値で除算し、各ファンカウ
ンタ値毎にデータ００、データ１０、データ２０、デー
タ３０というメモリに記憶させる。更に、６１，６２，
６３，６４でタイマーＡの値とタイマーＢの値の和を取
り、各ファンカウンタ値毎にデータ０１、データ１１、
データ２１、データ３１というメモリに記憶する。その
後、４７，４８，４９でファンカウンタをカウントアッ
プして５０，５１，５２及び５３，５４，５５，５６で
ファン動作を次の状態にセットする。以降は、第１の実
施例同様であるので説明を省く。

【００４２】そして、以上動作を繰り返し各ファン動作
に於けるヒータＯＮ／ＯＦＦ比率の演算、および１サイ
クル分のヒータＯＮ／ＯＦＦ周期時間が記憶される。そ
して、各ファン動作におけるデータ値が一通り終了する
と（本実施例では、ファンカウンタ値が０〜３）６４に
移り、ファン故障を検出すべく比較演算をする。尚、本
実施例の演算はほんの一例であって、その演算内容につ
いては特に限定されたものではない。

【００４３】この６４でのデータ比較は、以下に述べる
ことを実行する。尚、本実施例の場合は、図６に示すよ
うに、ヒータＯＮ／ＯＦＦ比率と１サイクル分のヒータ
ＯＮ／ＯＦＦ周期時間が異なってしまう時である。従っ
て、本実施例での判断基準は、ヒータＯＮ／ＯＦＦ比率
が各ファン動作において、第１の実施例で述べる状態で
かつ１サイクル分のヒータＯＮ／ＯＦＦ周期時間が各フ
ァン動作において異なる事である。

【００４４】尚、図６中では各ファン動作が高速になる
にしたがって延びる例を述べているが、装置構成によっ
ては、各ファン動作が高速になるにしたがって縮む場合
もある。つまり、ヒータＯＮ／ＯＦＦ比率と１サイクル
分のヒータＯＮ／ＯＦＦ周期時間が各ファン動作に応じ
変化すれば、ファンの回転数によってヒータ周囲の雰囲
気温度変化が生じてる事が明らかである為、ファンが正
常に回転している事を検出出来るのである。そして、こ
の６４でのデータ比較結果によって、ＯＫかＮＧかを判
断して第１の実施例同様５８か５９のどちらかに移って
いく。

【００４５】最後に第３の実施例について図７を用いて
説明する。

【００４６】第３の実施例に於いては、記録装置が印字
中か否かによってファン回転異常を検出するものである
。通常の記録装置は、印字中は定着ヒータの温度が所望
温度になっていないと定着不良に成ってしまうが、スタ
ンバイ中は定着ヒータの温度が多少変動してもなんら問
題には成らない。実際の記録装置では、プリントスタン
バイ中の定着温度の設定値は１６０℃近辺であるが、記
録装置によってはバラツクので説明上、印字中もプリン
トスタンバイ中も同一温度としておく。

【００４７】図７に於いて、１００で記録装置が印字中
であるかプリントスタンバイ中であるかを判断し、ファ
ン回転異常検出の実施をする。もし、印字中であれば、
１０１に移りファン回転異常検出はしないでプリントス
タンバイ中になるまで待つ事に成る。仮にプリントスタ
ンバイ中であれば、１０２に移り、一旦ヒータ温調制御
を止める。そして、１０３に移り、ファン及びヒータを
ＯＦＦし、第１のケースとして１０４，１０５，１０６
，１０７で例えば１０℃低下するまでの時間をタイマー
Ａに記憶させる。

【００４８】次に、１０８に移りファンをＯＮし、ヒー
タをＯＦＦした状態で第２のケースとして１０９，１１
０，１１１，１１２で例えば更に、１０℃低下するまで
の時間をタイマーＢに記憶させる。その後、１１３でタ
イマーＡとタイマーＢのデータ値を比較する。その結果
、ファン回転の有無によって所望の温度を低下させる時
間は異なるはずであり、かつ、ファンをＯＮした時の方
が速いはずである。そのため、１１３でタイマーＡとタ
イマーＢのデータ値を比較すればファン回転異常検出が
出来るのである。もし、ファン異常と判断すれば、１１
４に移りファン故障をセットする。通常は１１５に移り
ヒータ温調制御を再開する。そして、１１６，１１７で
再び設定温度に達するまで待ち、戻るのである。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、定着ヒータに電力
が通電されている時間を検出するヒータ通電時間検出手
段と、定着ヒータに電流が通電されない時間を検出する
ヒータ通電遮断時間検出手段と、ヒータ通電時間検出手
段で検出された時間とヒータ通電遮断時間検出手段で検
出された時間とを比較する通電時間比較手段と、ファン
回転制御手段によってファンの回転数を切り換えた時の
通電時間比較手段からの検出結果に基づいてファンの回
転停止および回転制御異常を検出するファンロック検出
手段と、を設ける事により、従来のようにコストをかけ
ずファン回転の異常検出が出来るという効果がある。

【００５０】また、通電時間比較手段からの出力と所定
値との第２の比較手段を有し、この第２の比較手段の結
果によって、定着ヒータの寿命を検出する事も出来ると
いう効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】ヒータの温調制御を実施する構成回路図である
。

【図２】本発明の第１の実施例の制御例の動作を示すフ
ローチャートである。

【図３】本発明の第１の実施例の制御例の動作を示すフ
ローチャートである。

【図４】第１の実施例でのファン動作とヒータ制御動作
の関係を示すタイミングチャートである。

【図５】本発明の第２の実施例の制御例の動作を示すフ
ローチャートである。

【図６】第２の実施例でのファン動作とヒータ制御動作
の関係を示すタイミングチャートである。

【図７】本発明の第３の実施例の制御例の動作を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１　　ヒータ ３　　サーミスタ ４　　ヒータ温調安全装置のためのリレー５　　トライ
アック ７　　ホトトライアックカプラ １０　　ＤＣコントローラ １１　　電圧変換回路 １２　　ＣＰＵ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　定着ヒータを備えた記録装置内を冷却
   するファンと、該ファンの回転数を切り換えて所望の回
   転数に制御するファン回転制御手段と、を備えたファン
   回転異常検出装置において、上記定着ヒータに通電され
   ている時間を検出するヒータ通電時間検出手段と、前記
   定着ヒータに通電されない時間を検出するヒータ通電遮
   断時間検出手段と、前記ヒータ通電時間検出手段で検出
   された通電時間と前記ヒータ通電遮断時間検出手段で検
   出された通電遮断時間とを比較する通電時間比較手段と
   、前記ファン回転制御手段によってファンの回転数を切
   り換えたときの通電時間比較手段からの検出結果に基づ
   いてファンの回転停止、回転制御異常を検出するファン
   ロック検出手段と、を具備して成ることを特徴とするフ
   ァン回転異常検出装置。
2. 【請求項２】　　通電時間比較手段からの出力と所定値
   との第２の比較手段を有し、該第２の比較手段によって
   、定着ヒータの寿命を検出することを特徴とする請求項
   １に記載のファン回転異常検出装置。