JP3856770B2 - 温度制御装置,冷却装置及び画像処理装置,並びにこれらに用いられる温度制御方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は,電子装置の内部温度を制御する温度制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
画像処理装置やパーソナルコンピュータ等の電子装置には,機器或いは装置内部に組み込まれたトランジスタ,IC,LSI,抵抗,コンデンサ,コイル等の電子部品の過熱を抑え,過熱による電子部品の故障,装置の誤動作等を防止することを目的として,装置内部に冷却ファン等の冷却装置が装備されているケースが多い。従来,このような冷却装置は,稼動状況や使用環境等に基づいてその仕様が決定され,例えば,装置内部の温度が最も高くなる状況を予め想定して冷却ファン等の回転速度が定められ,その回転速度を一定に維持するよう上記冷却ファンを動作させていた。しかし,装置内部の温度は,装置の稼動状態,使用環境等により変動するものであり,稼動状況等によっては,装置内部の温度が十分に低く,電子部品に影響を与えない状況であっても,冷却ファンを一定の回転速度で動作させていたために,不経済な一面があった。
このような不都合を回避するために,特許文献1に記載の温度制御装置は,装置内部に設けられた温度センサの出力信号に基づいて,装置内部が所定の設定温度以上であれば冷却ファンを作動させ,所定の設定温度以下であれば冷却ファンを停止させるよう構成されている。これにより,電子部品に影響を与えない状況においてまで冷却ファンを動作させる必要がなくなるため,無駄なエネルギーの消費を抑制する効果が発揮される。
【0003】
【特許文献1】
特開昭59−33516号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら,上記特許文献1に記載の従来の温度制御装置による冷却方法では,装置の内部温度を温度センサーにより検出し,該温度センサーの出力信号によって冷却ファンモータの回転速度を制御するものであるため,例えば,急激な負荷変動が発生した場合に生じる大量の熱量によって上記温度センサのない部分に生じる局部的な内部温度の上昇に対しては迅速に対応することができず,一時ではあるが,電子部品に許容される温度(安全温度)を超えるおそれが生じる。このことは,装置の寿命を短縮させ,更には装置の信頼性をも低下させる原因にもなり問題である。
従って,本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり,その目的とするところは,装置内部温度だけでなく,装置内部の局部的部分の温度上昇の原因となる要素の変動にも対応した温度制御を行なうことにより,電子部品を常に安全温度に保持することのできる温度制御装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は,所定の電子装置の内部温度を所定の冷却装置を用いて制御する温度制御装置において,上記電子装置を稼動させたときに該電子装置の駆動系機器に供給される駆動系電圧を適宜測定し,上記測定された駆動系電圧と,上記電子装置へ電力を供給する電力源に関する所定の電流−電圧特性とに基づいて,上記電子装置を稼動させたときに要する該電子装置の所定の負荷電力を適宜測定する負荷電力測定手段と,上記負荷電力測定手段により測定された負荷電力に基づいて上記冷却装置を動作させることにより上記電子装置の内部温度を制御する温度制御手段と,を具備してなることを特徴とする温度制御装置として構成されている。
このように構成されることにより,負荷変動に対応した温度制御が行なわれ,その結果,例えば負荷が瞬時的に急激に高まった場合であっても,その負荷変動に起因する発熱による温度上昇を未然に防止することが可能となる。また,電力量を測定するための比較的規模の大きい電力センサを設ける必要がなくなり,測定が容易で且つ比較的規模の小さい電圧センサ等により供給電圧を測定することで負荷電力を測定することが可能となり,装置規模の縮小化を実現することができる。
ここで,上記負荷電力は,上記電子装置に設けられた駆動系機器で消費される駆動系負荷電力と上記電子装置に設けられた制御系機器で消費される制御系負荷電力とを合算した合算負荷電力であるが,上記制御系負荷電力が上記駆動系負荷電力に較べて極めて小さく,電子装置の内部温度の上昇に影響を与えない程度である場合は,上記駆動系負荷電力を上記負荷電力として取り扱ってもかまわない。
【0006】
この場合,上記電流−電圧特性が,上記駆動系機器で消費される駆動系電流と上記駆動系電圧との相関関係を示すものであることが望ましい。
【0007】
また,上記温度制御手段が,上記負荷電力測定手段により測定された負荷電力と,予め設定された所定の閾値と,に基づいて上記冷却装置を動作させることにより上記電子装置の内部温度を制御するものが考えられる。これにより,例えば上記閾値を基準に上記冷却装置の動作を制御することが可能となり,その結果,上記負荷電力の変動に応じた温度制御が具体的に実現され得る。
【0008】
更に,上記温度制御手段が,上記負荷電力測定手段により測定された負荷電力と,予め段階的に設定された負荷電力に関する複数の閾値との比較結果に基づいて上記冷却装置を動作させることにより上記電子装置の内部温度を制御するものも考えられる。これにより,上記段階的に設定された閾値に従い,即ち,上記負荷電力の増減に応じて,例えば,上記冷却装置の一例である冷却ファン等を低速から中速,高速等へと段階的に動作させることが可能となる。
【0009】
また,上記電流−電圧特性に関する電流−電圧特性データ及び/又は上記所定の閾値に関する閾値データを記憶する記憶手段を更に備えてなることが望ましい。
更にまた,上記電流−電圧特性データが,所定の条件に対応する複数の上記電流−電圧特性からなるものであることが望ましい。
【0010】
また,上記記憶手段に記憶された電流−電圧特性データから上記所定の電子装置に対応する電流−電圧特性を選択する特性選択手段を更に具備し,上記負荷電力測定手段が,上記測定された駆動系電圧と,上記特性選択手段により選択された電流−電圧特性と,に基づいて上記所定の負荷電力を測定するものであることが考えられる。
これにより,例えば,温度制御装置が装着される電子装置の機種,電子装置の電源仕様,或いは消費電力等に対応した電流−電圧特性を上記電流−電圧特性データから選択することが可能となり,これに基づいて負荷電力を測定することができるので,上記温度制御装置を機種等の異なる電子装置にも容易に適用することが可能となる。
更に,上記駆動系機器への電力供給ラインを遮断する断路スイッチを備えてなり,上記特性選択手段が,上記断路スイッチにより上記駆動系機器への電力供給ラインを遮断した状態で,上記電力源から上記駆動系機器へ供給される上記駆動系電圧を測定し,その測定値に応じて上記電流−電圧特性を選択するものであることが望ましい。
【0011】
また,上記所定の電子装置の内部に,内部温度を検出する温度検出手段を更に具備し,上記温度制御手段が,上記負荷電力測定手段により測定された負荷電力と上記温度検出手段により検出された内部温度とに基づいて上記冷却装置を動作させることにより上記電子装置の内部温度を制御するものであれば,温度制御の精度が更に高まることになる。
【0012】
また,本発明は,上記温度制御装置が具備する各手段に相当する処理を行う温度制御方法として捉えたものであってもよい。
すなわち,所定の電子装置の内部温度を所定の冷却装置を用いて制御する温度制御装置に用いられる温度制御方法において,上記電子装置を稼動させたときに要する該電子装置の所定の負荷電力を適宜測定する負荷電力測定工程と,上記負荷電力測定工程により測定された負荷電力に基づいて上記冷却装置を動作させることにより上記電子装置の内部温度を制御する温度制御工程と,を具備してなることを特徴とする温度制御方法として構成することができる。
【0013】
更に,上記温度制御装置を備えてなる冷却装置,或いは該冷却装置を備えてなる画像処理装置であっても前記課題を解決することができる。
また,上記冷却装置が,上記画像処理装置内部に設けられた定着装置の冷却を目的とするものであってもよい。定着装置は駆動系機器の中で,最も電力の消費量が多く,最も発熱量が多い機器である。したがって,定着装置を冷却させることにより,定着装置周辺における温度上昇を未然に防止することができ,これにより装置内部全体の温度上昇をも未然に防止することが可能となる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照しながら,本発明の実施の形態について説明し,本発明の理解に供する。尚,以下の実施の形態は,本発明を具体化した一例であって,本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに,図1は本発明の実施の形態に係る電子装置の一例であるレーザプリンタの模式断面図,図2は本発明の実施の形態に係る温度制御装置の概略構成を示すブロック図,図3は本発明の実施の形態に係る温度制御装置の制御部が実行する温度制御の処理手順を説明するフローチャート,図4は本発明の実施の形態に係る温度制御装置の制御部が実行する電流−電圧特性の選択処理の手順を説明するフローチャート,図5は電流−電圧特性の一例を示すグラフ図である。
【0015】
まず,図1の模式断面図を用いて,本発明の一実施形態に係る電子装置の一例であるレーザプリンタ20の概略構成及び動作について簡単に説明する。尚,この電子装置はレーザプリンタ20に代表されるプリンタ装置,ディジタル複写機,FAX装置等の画像処理装置や,パーソナルコンピュータ等のOA機器,或いはDVDプレーヤ等のオーディオ機器等のように,冷却ファン等の冷却装置を備える全電子機器を包含するものである。
本レーザプリンタ20は,不図示のホストコンピュータ等から送信された印字情報やフォーム情報或いはマクロ命令などを受信して記憶するとともに,それらの情報に従って対応する文字パターンやフォームパターン等を作成して記録紙上に像を形成する。
レーザプリンタ20の下方には記録紙を収納する用紙カセット14が設けられ,この用紙カセット14の上方には画像形成部を構成する静電ドラム12,現像ユニット13,転写装置17,が設けられ,更にその上方にはレーザ発光部9を駆動させてレーザ光10を制御するレーザドライバユニット8が設けられている。このレーザ光10はポリゴンモータ24により回転する多面鏡11によって左右方向に走査され,このレーザ光10が上記静電ドラム12上に照射されることにより静電潜像が形成される。上記現像ユニット13は現像ローラ13aが回転して,現像ローラ13a表面に形成されたトナーの薄層が上記静電ドラム12表面に接触し,静電ドラム12表面上の静電潜像に帯電トナーを付着させてトナー画像を形成する。トナー画像は上記転写装置17において,用紙カセット14から給紙ローラ15及び搬送ローラ16により搬送されてきた記録紙上に転写される。
【0016】
上記静電ドラム12の左側方には,メインモータ22が配設されている。このメインモータ22は,上記給紙ローラ15,搬送ローラ16,転写ローラ17,現像ローラ13a及び上記静電ドラム12等を回転駆動させる。
上記メインモータ22の左側方には,電源スイッチ19を有する電力供給源23,レーザプリンタ20の内部温度を冷却させる冷却ファン21(冷却装置の一例),転写装置17から搬送されてきた記録紙上のトナーを融解して未定着トナー像を記録紙に定着させる熱定着ユニット18,そしてレーザプリンタ20を統括制御する制御ユニット7(温度制御装置の一例)が設けられている。
上記電力供給源23は,上記制御ユニット7等の制御系機器に対してDC5Vの制御系電圧V5を供給し,また,上記メインモータ22,上記ポリゴンモータ24,及び熱定着ユニット18等の駆動系機器に対してDC24Vの駆動系電圧V24を供給する。
上記制御ユニット7は,ホストコンピュータ等から送信された文字情報の解析等を行い,その解析により得られた文字パターン等をビデオ信号に変換して上記レーザドライバユニット8へ出力するデータ処理制御を行なうだけでなく,上記給紙ローラ15等を回転させる上記メインモータ22の駆動制御,或いは,レーザプリンタ20の内部温度を上記冷却ファン21を用いて調整する温度制御をも行なう。尚,かかる温度制御は,上記制御ユニット7から独立した温度制御装置により行なわれるものであってもよく,その詳細については後段において詳述する。
【0017】
レーザプリンタ20の上面に配設された操作パネル25は,各種機能の設定を行なうためのスイッチ或いはLED表示器等を備えている。上記機能には,印字濃度の設定や印字データの削除等の画像形成に関する機能,上記制御ユニット7により実行される温度制御(装置の内部温度の制御)に関する機能等が含まれる。このように,本レーザプリンタ20には内部温度の制御機能等を具備する制御ユニット7が設けられているので,レーザプリンタ20の内部温度が適正に制御され,過熱に弱い電子部品が常に安全温度を維持するよう保護されている。
【0018】
次に,図2のブロック図を用いて,本発明の実施の形態に係るレーザプリンタ20の制御ユニット7が行なう温度制御を担うシステムの概略構成について説明する。
制御ユニット7は,電力測定機能1a(負荷電力測定手段が果たす機能)と温度制御機能1b(温度制御手段が果たす機能)とを備え,制御ユニット7の各部を統括制御するCPU等からなる制御部1と,上記制御部1により実行される電力測定処理或いは温度制御処理等の作業領域2(RAM等の高速半導体メモリ等で構成される)と,ROM等の不揮発性半導体メモリ等からなる記憶部3(記憶手段の一例)と,デジタル信号をアナログ信号に変換するデジタルアナログ変換器(D/A変換器)4と,アナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器(A/D変換器)5と,上記ポリゴンモータ24,メインモータ22及び冷却ファン21等の駆動系機器へ電圧を供給する駆動系電圧系統を導通/遮断する断路スイッチ6とを備えて構成されている。
【0019】
上記A/D変換器5は,電力供給源23から供給される駆動系電圧V24(DC24V)の電圧アナログ信号を制御部1が認識し得るデジタル信号に変換する通常の信号変換器である。
上記D/A変換器4は,制御部1から送信入力されたデジタル信号を上記冷却ファン21が認識し得るアナログ信号に変換する通常の信号変換器である。このD/A変換器4からの出力信号を受けて上記冷却ファン21が該出力信号に応じた回転速度で動作される。
【0020】
制御部1は,前記したように電力測定機能1aと温度制御機能1bとを備えて構成されている。この電力測定機能1aは,上記レーザプリンタ20を稼動させたときに要する該レーザプリンタ20の負荷電力,即ち,上記レーザプリンタ20において消費された消費電力を適宜測定する機能である。ここでいう負荷電力とは,レーザプリンタ20に設けられた熱定着ユニット18等の駆動系機器で消費される駆動系負荷電力と制御ユニット7等の制御系機器で消費される制御系負荷電力とを合算した合算負荷電力を意味する。しかし,上記制御系負荷電力が上記駆動系負荷電力に較べて極めて小さく,レーザプリンタ20の内部温度の上昇に影響を与えない程度である場合は,上記駆動系負荷電力だけを上記負荷電力として取り扱っても差し支えない。この場合,上記電力測定機能1aは,上記レーザプリンタ20を稼動させたときに,該レーザプリンタ20に設けられた熱定着ユニット18等の駆動系機器に供給される駆動系電圧V24を適宜測定し,上記測定された駆動系電圧V24と,上記レーザプリンタ20へ電力を供給する電力源に関する所定の電流−電圧特性と,に基づいて上記駆動系機器で消費される駆動系負荷電力を測定する。ここで,上記レーザプリンタ20における上記制御系電力は,上記駆動系電力とは異なり変動せず一定であり,上記レーザプリンタ20等の電子装置に応じて予め決まった一定の値を持つため,上記合算負荷電力を測定する場合は,上記測定された駆動系電力に上記一定の制御系電力を単純に加算することにより求めることができる。上記駆動系電圧V24の測定は,電力供給源23から出力された駆動系電圧V24のアナログ信号が上記A/D変換器5により変換され,その変換された駆動系電圧V24のデジタル信号を上記制御部1が常時或いは一定時間毎に検出することによって測定される。尚,上記電流−電圧特性は,上記駆動系機器で消費される駆動系電流と上記駆動系電圧との相関関係を示すものであり,例えば図5に示される直線A,B,Cで表される上記駆動系電流と上記駆動系電圧との関係を示すものである。この直線A,B,Cはそれぞれ電子装置の種類,機種,或いは仕様等の条件に応じた電流−電圧特性を示すものである。尚,後述する記憶部3には上記電流−電圧特性に関する電流−電圧特性データが格納されており,この電流−電圧特性データは,所定の条件(装置の種類,機種等の条件)に対応する複数の上記電流−電圧特性(例えば上記の直線A,B,Cにより表される電流−電圧特性)からなるものである。
また,上記電力測定機能1aは,例えば,上記測定された駆動系電圧V24と,記憶部3に記憶された上記電流−電圧特性データから選択された電流−電圧特性と,に基づいて上記駆動系負荷電力を測定する機能でもある。この場合は,上記制御部1が,記憶部3に格納された電流−電圧特性データから,上記装置の種類,機種等の条件を固定することにより,一つの電流−電圧特性を自動的に選択する特性選択機能(特性選択手段が果たす機能)であって,例えば,後述する記憶部3に格納された電流−電圧特性データに含まれる直線A,B,Cの電流−電圧特性からいずれか一つを自動的に選択する機能を備えて構成されることになる。かかる特性選択機能の詳細については後段においてフローチャートを用いて説明する。
【0021】
制御部1が備える温度制御機能1bは,上記電力測定機能1aにより測定された上記合算負荷電力或いは上記駆動系電力に基づいて上記レーザプリンタ20等の電子装置に設けられた冷却装置を動作させることにより上記電子装置の内部温度を制御する機能であり,例えば,上記電力測定機能1aにより測定された駆動系負荷電力と制御系負荷電力との合算負荷電力に基づいて,上記レーザプリンタ20に設けられた冷却ファン21を動作させることにより上記レーザプリンタ20の内部温度を制御する機能である。
具体的には,上記電力測定機能1aにより測定された負荷電力と,予め設定された所定の閾値とに基づいて上記冷却ファン21を動作させることによりレーザプリンタ20の内部温度を制御するものであり,上記負荷電力が上記閾値よりも大きいか或いは小さいかを判断し,その判断結果に基づいて上記冷却ファン21を動作させる機能である。例えば,測定された負荷電力が所定の電力閾値よりも大きい場合は上記冷却ファン21対して回転速度を増大させる指示(信号)を与え,逆に所定の電力閾値よりも小さい場合は回転速度を減少させる指示(信号),或いは回転を停止させる指示(信号)を与えることにより上記冷却ファン21の動作を制御する。また,上記電力測定機能1aにより測定された負荷電力と,予め段階的に設定された負荷電力に関する複数の閾値との比較結果に基づいて上記冷却ファン21を動作させることによりレーザプリンタ20の内部温度を制御するものであり,例えば,上記複数の閾値に従い,上記負荷電力の大きさに応じて上記冷却ファン21を段階的に動作させる機能である。かかる機能の詳細については後段においてフロチャートを用いて説明する。尚,上記冷却ファン21に対して与える指示(信号)は,上記制御部1が上記D/A変換器4に対して送信したデジタル信号を,該D/A変換器4がアナログ信号に変換して上記冷却ファン21に送信することによりなされる。この場合,レーザプリンタ20等の使用状況,設置環境等により上記冷却ファン21による装置内温度制御を変更する必要が生じることを考慮して,例えば,上記レーザプリンタ20の操作パネル25による入力操作を行うことにより上記電力閾値の設定を変更し得る構成とする必要がある。或いは,複数の上記電力閾値を上記記憶部3等に格納させ,操作パネル25による選択操作を行うことにより選択された特定の電力閾値に設定を変更する構成であってもかまわない。
【0022】
上記記憶部3には,レーザプリンタ20等の電子装置に電力を供給する電力源に関する電流−電圧特性,具体的には上記駆動系電流I24と上記駆動系電圧V24との相関関係を示す電流−電圧特性に関する電流−電圧特性データが記憶されている。この電流−電圧特性データは一つの電流−電圧特性からなるものとは限られず,所定の条件に対応する複数の電流−電圧特性からなるものであってもよい。また,本実施形態では,電流−電圧特性データが複数の電流−電圧特性からなるものとして説明するが,特にこれに限定されず,例えば,上記記憶部3に複数の電流−電圧特性に応じた複数の電流−電圧特性データを記憶させる形態であってもかまわない。
この電流−電圧特性は装置の種類や機種,或いは仕様(オプションユニットの有無等)等の条件によって異なる。従って,上記種類や機種,或いは仕様(オプションユニットの有無等)等の条件に対応した異なる電流−電圧特性が存在し,この電流−電圧特性は上記条件毎に,例えば装置の機種毎に予め実験等により測定することにより得られるものである。具体的には,図5に示されるように,上記電力供給源23から上記レーザプリンタ20に供給される駆動系電圧V24と駆動系電流I24との相関関係を示すデータである。 本実施形態では,上記記憶部3には,図5に示される直線A,B,Cで表される3つの電流−電圧特性からなる電流−電圧特性データが格納されている。ここで,これらの直線A,B,Cで表される3つの電流−電圧特性について説明する。尚,以下の説明において,レーザプリンタ20の制御ユニット7等の制御機器に供給される制御系電圧V5及び制御系電流I5Aをそれぞれ5V,3Aとし,この場合の上記レーザプリンタ20に対応する電流−電圧特性を直線Aで表される電流−電圧特性として説明する。
【0023】
上記直線Aは,上記レーザプリンタ20に設けられたメインモータ22,熱定着ユニット18等の駆動系機器に供給される駆動系電圧V24と駆動系機器において消費される駆動系電流I24との関係を示す電流−電圧特性である。また,直線Bは上記レーザプリンタ20とは異なる電子装置に対応する上記電流−電圧特性であり,その制御系電圧V5及び制御系電流I5Bはそれぞれ5V,2Aである。また,直線Cも上記レーザプリンタ20とは異なる電子装置に対応する上記電流−電圧特性であり,その制御系電圧V5及び制御系電流I5Cはそれぞれ5V,1Aである。
図5に示される直線Aからは,上記駆動系電流I24が0Aの時の上記駆動系電圧V24が26.0Vであり,また,上記駆動系電流I24が1.8Aの時の上記駆動系電圧V24が25.4Vであることが読み取られる。従って,V24とI24との関係を示す直線Aは以下の(式1)のように表される。
V24(I5A:3A)=−0.33I24+26 …(式1)
また,同様にして,直線B,直線Cはは以下の(式2)(式3)のように表される。
V24(I5B:2A)=−0.22I24+25 …(式2)
V24(I5C:1A)=−0.08I24+24 …(式3)
【0024】
このように,図5に示される電流−電圧特性データに基づいて導き出された上記数式は,上記電力測定機能1aによるレーザプリンタ20の負荷電力を測定する場合に用いられる。例えば,上記駆動系電圧V24を測定することによりその値が定まれば,上記数式から上記駆動系電流I24が算出され,そして,測定された駆動系電圧V24と上記数式から算出された上記駆動系電流I24とを乗算することにより駆動系負荷電力(V24I24)が求められることになる。尚,制御系負荷電力は,装置の稼動状況に関係して変動する上記駆動系負荷電力とは異なり,常に略一定であるため,上記駆動系負荷電力を測定するような演算をする必要なない。従って,例えば図5の直線Aに基づいて負荷電力を測定する場合は,上記駆動系負荷電力に,制御系電圧V5(5V)と制御系電流I5A(3A)とから求められる制御系負荷電力(V5I5A)を加算することで容易に求めることができる。
【0025】
また,上記駆動系電圧V24を測定する度に上記数式を用いて上記駆動系電流I24を算出し,そして上記駆動系負荷電力を算出するという一連の処理に費やされる処理時間を短縮させるために,駆動系電圧V24の測定範囲内で,例えば0,5V刻みで,駆動系電圧V24に対応する全ての上記駆動系負荷電力を,上記数式を用いて算出し,その算出された駆動系負荷電力と上記駆動系電圧V24とを対応させて配列したデータ(ルックアップデータ)を上記記憶部3に格納する構成であってもかまわない。このようなルックアップデータを上記記憶部3に記憶させておくことで,例えば,制御部1が上記ルックアップテーブルにアクセスして,測定された上記駆動系電圧V24に対応した駆動系負荷電力を上記ルックアップテーブルから抽出するだけで,上記駆動系負荷電力を求めることが可能となり,これにより,制御部1が行なう処理に費やされる時間を短縮することが可能となる。
【0026】
以上から,上記制御部1の電力測定機能1aは,例えば一定時間ごとに適宜測定された上記レーザプリンタ20の駆動系電圧V24と,上記電流−電圧特性に基づいて導かれた上記数式から算出された上記駆動系電流I24とから上記駆動系負荷電力を算出して測定する機能であり,或いはこの駆動系負荷電力に一定の制御系負荷電力を合算した合算負荷電力を測定する機能であるということができる。また,測定された上記駆動系電圧V24に対応する上記駆動系負荷電力或いは上記合算負荷電力を上記ルックアップテーブルから抽出して負荷電力を求める機能であるともいえる。また,上記データ選択機能は上記(式1)〜(式2)のいづれか一つを選択することにより上記複数の電流−電圧特性データから一つの電流−電圧特性を選択する機能でもある。
【0027】
また,上記記憶部3には,制御部1により算出された上記駆動系負荷電力を比較判断するための閾値に関するデータが格納されている。かかる閾値データは一つであってもよく,複数であってもよい。また,この複数設けられた閾値データが,上記駆動系負荷電力の増減に応じて段階的に設定された閾値であってもよい。閾値が複数ある場合は,それだけ上記温度制御機能1bにより実行される比較処理が増加し,それだけ高精度の温度制御を行なうことが可能となる。具体的な閾値については後段においてフローチャートとともに説明する。
【0028】
次に,図3のフローチャートを用いて本発明の実施の形態にかかるレーザプリンタ20の制御ユニット7が行なう温度制御の処理手順の一例について説明する。図中のS10,S20…は処理手順(ステップ)番号を示す。本フローチャートは,レーザプリンタ20の電源スイッチ19がON操作された後の処理手順を示す。処理はステップS10より開始される。前提として,このレーザプリンタ20の仕様に基づいて,レーザプリンタ20の電流−電圧特性として,直線Aが自動的に或いは手動で選択されているものとする。尚,どの直線を自動的に選択するかの手順については,追って図4のフローチャートを用いて説明する。
ステップS10では,制御部1により,レーザプリンタ20の駆動系機器に供給される駆動系電圧V24が一定時間毎に測定される。ステップS10において上記駆動系電圧V24が測定されると,その後,上記レーザプリンタ20の電流−電圧特性を示す直線Aに基づいて,例えば前記した(式1)を用いて演算処理を行なうことにより測定された駆動系電圧V24に対応する駆動系電流I24が求められる(S20)。続いて,駆動系電圧V24と駆動系電流I24とを乗じて得られた駆動系負荷電力に,レーザプリンタ20の制御系負荷電力が加算されることにより合算負荷電力Pが算出される(S30)。このように,ステップS10〜S30の処理を実行することにより上記駆動系負荷電力或いは上記合算負荷電力Pを算出する機能が上記制御部1に備えられた電力測定機能1aであり,これは本発明の負荷電力測定手段により達成される。
ステップS40及びステップS60では,上記合算負荷電力Pと予め記憶部3に格納された閾値データに含まれる所定の閾値とが比較判断される。このように,本実施形態は閾値として10W及び50Wの2つの電力閾値が用いられている例である。まず,ステップS40では,上記合算負荷電力Pが閾値10W以上であるかどうかが判断される。ここで,例えば,レーザプリンタ20が省電力状態であり,熱定着ユニット等が作動していないためにその稼働率が低く,そのため上記合算負荷電力Pが10W以下であると判断された場合,即ち,装置の内部温度が上昇しない,若しくは装置の内部温度が高くないと判断された場合は,装置内部を冷却する必要がないために,ステップS50において冷却ファン21を停止させる。ステップS40において上記合算負荷電力Pが10W以上であると判断された場合は,処理はステップS60に進む。ステップS60において,上記合算負荷電力Pが別の閾値50W以上であるかどうかが判断される。ここで,50W以下であると判断された場合,即ち,上記合算負荷電力Pが10Wを超え50W未満であると判断された場合は,レーザプリンタ20の稼働率が高くもなく低くもない状態であると判断され,この場合はステップS70において冷却ファン21を低回転速度で回転させる。また,ステップS60において,上記合算負荷電力Pが50W以上であると判断された場合は,レーザプリンタ20の稼働率が非常に高く,いずれレーザプリンタ20の内部温度が上昇するであろうと予測されるため,若しくは既に内部温度が高温に達していると判断され,この場合は装置の内部温度を冷却させるために,ステップS80において上記冷却ファン21を高回転速度で回転させる。このように,ステップS40〜S80の処理を実行することにより,ステップS30において算出された上記合算負荷電力Pと所定の閾値とを比較判断して,冷却装置を制御することにより内部温度の制御を行なう機能が上記制御部1に備えられた温度制御機能1bであり,これは本発明の温度制御手段により達成される。尚,ここでは,10Wと50Wの2つの電力閾値を用いることとしたが,例えば,10Wから5W刻み毎に閾値を設定し,この設定された複数の閾値に対応して上記冷却ファン21の回転速度を段階的に制御する形態であってもかまわない。
尚,上記ステップS50,S70若しくはS80の処理が終了すると,再度,上記ステップS10からの一連の処理が繰り返し実行される。
【0029】
次に,図4のフローチャートを用いて本発明の実施の形態にかかるレーザプリンタ20の制御ユニット7が電流−電圧特性を自動的に選択する特性選択処理の手順の一例について説明する。前記したように,電流−電圧特性はプリンタ等の装置の種類,機種,或いはオプションユニット等によって異なるものである。従って,上記記憶部3に,多数の機種や仕様に対応した電流−電圧特性をデータベースとして記憶させておくことで,データの共有化が可能となる。例えば図5に示される直線A,B,Cにより表される複数の電流−電圧特性からなる電流−電圧特性データを予め記憶させておき,その中から,装置の種類,機種等に応じて最も適合する電流−電圧特性を選択するようにすれば,上記電流−電圧特性データの共有化を図ることができ,経済的である。具体的な選択方法としては,図5の直線A,B,Cにより表される電流−電圧特性によると,駆動系負荷電力が0Wのとき,即ち,駆動系電流I24が0Aのときの上記駆動系電圧V24はそれぞれ異なった値を示すことより,上記駆動系電流I24が0Aの時の上記駆動系電圧V24を測定し,その測定された駆動系電圧V24と予め記憶部3に記憶された駆動系電圧に関する閾値とを比較判断して,上記直線A,B,Cを選択することにより,最終的に,装置に応じて最も適合する電流−電圧特性を選択する方法がある。この場合,以下のフローチャートに示す手順に沿って特性選択処理をなすことにより,上記電流−電圧特性データに含まれる複数の電流−電圧特性から自動的に装置に最も適合する電流−電圧特性を選択することが可能となる。尚,図4中のS100,S110…は処理手順(ステップ)番号を示す。本フローチャートは,レーザプリンタ20の電源スイッチ19がON操作された直後の処理手順を示す。処理はステップS100より開始される。
ステップS100では,制御部1が断路スイッチ6を動作させることにより,メインモータ22等の駆動系機器へDC24Vを供給する電力供給ラインが遮断される。その後,ステップS110において,遮断時の上記駆動系機器への供給電圧である駆動系電圧V24が測定される。即ち,ステップS110では,駆動系電力供給ラインが遮断されている状態(駆動系電流I24=0A)で電力供給源23(図1)から駆動系機器へ供給される駆動系電圧V24が測定される。尚,この場合,上記駆動系機器では電力は消費されない。
ステップS120及びステップS140では,上記駆動系電圧V24が閾値26V以上であるかどうかが判断される。26V以上であると判断されると,ステップS130において,制御部1により直線Aで表される電流−電圧特性が選択される。上記駆動系電圧V24が26V未満であると判断された場合は,ステップS140において上記駆動系電圧V24が閾値25V以上であるかどうかが判断される。ここで,25V以上であると判断された場合,即ち,上記駆動系電圧V24が25V以上26V未満であると判断された場合は,制御部1により直線Bで表される電流−電圧特性が選択される。また,25V未満であると判断された場合は,制御部1によって直線Cで表される電流−電圧特性が選択される。電流−電圧特性の選択が終了すると,制御部1は断路スイッチ6を動作させて,DC24Vの駆動系電力供給ラインを通電させる(S170)。その後,図3に示されるフローチャートのステップS10以降の処理が実行される。
これにより,記憶部3に記憶された電流−電圧特性データの複数の電流−電圧特性から装置に最も適合する電流−電圧特性が選択され,この選択された電流−電圧特性は,制御部1の作業領域2(図2)へ格納されて,前記ステップS10〜S30において実行される電流値演算処理,負荷電力演算処理に用いられる。このように,ステップS100〜ステップS160の処理,特にステップS120〜S160の処理を実行することにより,記憶部3に記憶された電流−電圧特性データの複数の電流−電圧特性から装置に最も適合する電流−電圧特性を選択する機能が上記制御部1に備えられた特性選択機能であり,これは本発明の特性選択手段により達成される。
【0030】
【実施例】
上述の実施の形態の説明においては,駆動系機器で消費される駆動系負荷電力を測定し,この駆動系負荷電力に,制御系機器で消費される制御系負荷電力を加算した合算負荷電力に基づいて冷却ファン21等の冷却装置を動作させてレーザプリンタ20等の電子装置の内部温度を制御する形態について説明してきた。この駆動系機器には,レーザ発光部9,静電ドラム12,現像ユニット13,転写装置17,熱定着ユニット18,給紙ローラ15等を回転動作させるメインモータ22,ポリゴンモータ24等が該当する。これらはいずれも電力消費量が多く,装置内部の温度上昇の原因となっているが,この中でも特に,電力消費量が多く,電力を消費することにより発生する熱量が多いのは熱定着ユニット18,転写装置17,メインモータ22,ポリゴンモータ24等である。従って,上記駆動系機器全体の負荷電力を測定するのではなく,発熱量の比較的多い熱定着ユニット18,転写装置17,メインモータ22,ポリゴンモータ24等のいずれか一つ或いは複数の駆動系機器の負荷電力を測定し,その測定値に基づいて冷却装置を動作させて電子装置の内部温度を制御する形態としても同様の効果を奏する。
【0031】
また,上述の実施の形態の説明においては,負荷電力にのみ基づいて冷却装置を動作させて電子装置の内部温度を制御する形態について説明してきた。しかし,特に上記内部温度を制御する判断要素を上記負荷電力に限定する必要はない。即ち,装置内部に,内部温度を検出する温度検出センサを設け,このセンサの温度出力信号と上記負荷電力とに基づいて上記冷却装置を動作させて電子装置の内部温度を制御する形態であれば,温度制御の精度が飛躍的に向上する効果をそうする。
【0032】
【発明の効果】
以上説明したように,本発明は,電子装置を稼動させたときに要する該電子装置の所定の負荷電力を適宜測定し,測定された負荷電力に基づいて上記電子装置の内部温度を制御する温度制御装置として構成されているので,負荷変動に対応した温度制御を行なうことが可能となり,その結果,例えば負荷が瞬時的に急激に高まった場合であっても,その負荷変動に起因する発熱による温度上昇を未然に防止することが可能となる。
また,上記電子装置を稼動させたときに,該電子装置の駆動系機器に供給される駆動系電圧を適宜測定し,該測定された駆動系電圧と,上記電子装置へ電力を供給する電力源に関する所定の電流−電圧特性と,に基づいて上記駆動系負荷電力を測定することにより,電力量を測定するための比較的規模の大きい電力センサを設ける必要がなくなり,測定が容易で且つ比較的規模の小さい電圧センサ等により供給電圧を測定することで負荷電力を測定することが可能となり,装置規模の縮小化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態に係る電子装置の一例であるレーザプリンタの模式断面図。
【図2】 本発明の実施の形態に係る温度制御装置の概略構成を示すブロック図。
【図3】本発明の実施の形態に係る温度制御装置の制御部が実行する温度制御の処理手順を説明するフローチャート。
【図4】本発明の実施の形態に係る温度制御装置の制御部が実行する電流−電圧特性データの選択処理の手順を説明するフローチャート。
【図5】電流−電圧特性データの一例を示すグラフ図。
【符号の説明】
6…断路スイッチ
7…制御ユニット
8…レーザドライバユニット
9…レーザ発光部
10…レーザ光
11…多面鏡
12…静電ドラム
13…現像ユニット
13a…現像ローラ
14…用紙カセット
15…給紙ローラ
16…搬送ローラ
17…転写装置
17a…転写ローラ
18…熱定着ユニット
19…電源スイッチ
20…レーザプリンタ
21…冷却ファン
22…メインモータ
23…電力供給源
24…ポリゴンモータ
25…操作パネル
Claims (14)
- 所定の電子装置の内部温度を所定の冷却装置を用いて制御する温度制御装置において,
上記電子装置を稼動させたときに該電子装置の駆動系機器に供給される駆動系電圧を適宜測定し,上記測定された駆動系電圧と,上記電子装置へ電力を供給する電力源に関する所定の電流−電圧特性とに基づいて,上記電子装置を稼動させたときに要する該電子装置の所定の負荷電力を適宜測定する負荷電力測定手段と,
上記負荷電力測定手段により測定された負荷電力に基づいて上記冷却装置を動作させることにより上記電子装置の内部温度を制御する温度制御手段と,
を具備してなることを特徴とする温度制御装置。 - 上記負荷電力が,上記電子装置に設けられた駆動系機器で消費される駆動系負荷電力,或いは上記電子装置に設けられた制御系機器で消費される制御系負荷電力と上記駆動系負荷電力とを合算した合算負荷電力である請求項1に記載の温度制御装置。
- 上記電流−電圧特性が,上記駆動系機器で消費される駆動系電流と上記駆動系電圧との相関関係を示すものである請求項1又は2のいずれかに記載の温度制御装置。
- 上記温度制御手段が,上記負荷電力測定手段により測定された負荷電力と,予め設定された所定の閾値と,に基づいて上記冷却装置を動作させることにより上記電子装置の内部温度を制御するものである請求項1〜3のいずれかに記載の温度制御装置。
- 上記温度制御手段が,上記負荷電力測定手段により測定された負荷電力と,予め段階的に設定された負荷電力に関する複数の閾値との比較結果に基づいて上記冷却装置を動作させることにより上記電子装置の内部温度を制御するものである請求項1〜4のいずれかに記載の温度制御装置。
- 上記電流−電圧特性に関する電流−電圧特性データ及び/又は上記所定の閾値に関する閾値データを記憶する記憶手段を更に具備してなる請求項1〜5のいずれかに記載の温度制御装置。
- 上記電流−電圧特性データが,所定の条件に対応する複数の上記電流−電圧特性からなるものである請求項6に記載の温度制御装置。
- 上記記憶手段に記憶された電流−電圧特性データから上記所定の電子装置に対応する電流−電圧特性を選択する特性選択手段を更に具備し,上記負荷電力測定手段が,上記測定された駆動系電圧と,上記特性選択手段により選択された電流−電圧特性と,に基づいて上記所定の負荷電力を測定するものである請求項1〜7のいずれかに記載の温度制御装置。
- 上記駆動系機器への電力供給ラインを遮断する断路スイッチを更に備えてなり,
上記特性選択手段が,上記断路スイッチにより上記駆動系機器への電力供給ラインを遮断した状態で,上記電力源から上記駆動系機器へ供給される上記駆動系電圧を測定し,その測定値に応じて上記電流−電圧特性を選択するものである請求項8に記載の温度制御装置。 - 上記所定の電子装置の内部に,内部温度を検出する温度検出手段を更に具備し,上記温度制御手段が,上記負荷電力測定手段により測定された負荷電力と上記温度検出手段により検出された内部温度とに基づいて上記冷却装置を動作させることにより上記電子装置の内部温度を制御するものである請求項1〜9のいずれかに記載の温度制御装置。
- 所定の電子装置の内部温度を所定の冷却装置を用いて制御する温度制御装置に用いられる温度制御方法において,
上記電子装置を稼動させたときに該電子装置の駆動系機器に供給される駆動系電圧を適宜測定し,上記測定された駆動系電圧と,上記電子装置へ電力を供給する電力源に関する所定の電流−電圧特性とに基づいて,上記電子装置を稼動させたときに要する該電子装置の所定の負荷電力を適宜測定する負荷電力測定工程と,
上記負荷電力測定工程により測定された負荷電力に基づいて上記冷却装置を動作させることにより上記電子装置の内部温度を制御する温度制御工程と,
を具備してなることを特徴とする温度制御方法。 - 請求項1〜10に記載の温度制御装置を備えてなる冷却装置。
- 請求項12に記載の冷却装置を備えてなる画像処理装置。
- 上記冷却装置が,上記画像処理装置内部に設けられた定着装置の冷却を目的とするものである請求項13に記載の画像処理装置。
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