JP4706406B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、１つの電源から電力の供給を受ける複数の電装品を備えた画像形成装置に関し、詳しくは、上記電源の電源電圧の安定化を考慮した画像形成装置に関する。

従来より、例えばレーザプリンタ等の各種電子機器の直流電源として、ＣＰＵ等に給電するための比較的低電圧（例えば３．３Ｖ）の安定化された制御系用出力と、プリンタエンジンやファンなどの複数の電装品に電力を供給するための比較的高電圧（例えば２４Ｖ）の駆動系用出力とを有する電源が使用される場合がある。また、この種の電源としては、上記制御系用出力と駆動系用出力とを２次側に有する１つのトランスを含むスイッチング電源が使用される場合がある。

この種の電源では、制御系用出力の電圧が上昇してプリンタエンジン等のモータに高電圧がかかると、故障の原因となる場合がある。そこで、制御系用出力の電圧が上昇したとき、ファンなどの負荷を駆動することにより駆動系用出力の負荷を大きくして、駆動系用出力の電圧上昇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）。
特開平１１−１９６５７４号公報

本発明は、１つの電源から電力の供給を受ける複数の電装品を備えた画像形成装置において、上記電源における負荷変動を抑制して電源電圧を安定化すること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画像形成装置は、被記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、該画像形成手段を通って被記録媒体を搬送する搬送手段と、該搬送手段を駆動するための搬送モータと、装置内の機器を冷却するための冷却用ファンと、上記搬送モータ及び上記冷却用ファンに電力を供給する１つの電源と、該電源から電力の供給を受ける他の電装品と、を備え、上記電源は、制御系用の出力と上記搬送モータ及び上記冷却用ファン及び上記他の電装品用の出力とを２次側に有する１つのトランスを含むスイッチング電源である画像形成装置であって、上記搬送モータの駆動電力を検出する検出手段と、該検出手段により検出された駆動電力が一定範囲を超えて増加したとき、その駆動電力の増加による上記電源の出力の増減を打ち消すように上記冷却用ファンの駆動電力を減少させる制御手段と、を備え、上記制御手段は、上記検出手段により検出された駆動電力が上記一定範囲を超えて減少したとき、その駆動電力の減少による上記電源の出力の増減を打ち消すように上記他の電装品の駆動電力を増加させることを特徴としている。

このように構成された本発明では、搬送手段は、搬送モータによって駆動されることにより被記録媒体を画像形成手段を通って搬送する。すると、画像形成手段は、その被記録媒体に画像を形成する。また、搬送モータと共通の電源から電力を供給される冷却用ファンは、画像形成装置内の機器を冷却する。

このような画像形成装置では、被記録媒体の搬送状態等によって搬送モータのトルクが変動し、その搬送モータの駆動電力も変動する。一方、正確に画像を形成するためには、搬送モータを一定速度で駆動することが要請される。そこで、本発明では、搬送モータの駆動電力を検出手段が検出し、該検出された駆動電力が一定範囲を超えて増加したとき、制御手段はその駆動電力の増加による上記電源の出力の増減を打ち消すように冷却用ファンの駆動電力を減少させる。このため、本発明では、上記電源における負荷変動を抑制して、電源電圧を安定化することができる。しかも、本発明では、上記搬送モータの駆動電力が一定範囲を超えて増加したときにその駆動電力の増加による上記電源の出力の増減を打ち消すように冷却用ファンの駆動電力を減少させているので、電源電圧が実際に上昇または下降したときにのみ電装品の駆動電力を制御する場合に比べて応答性がよく、電源電圧を一層良好に安定化することができる。従って、本発明では、上記電源の電源電圧を良好に安定化することができ、搬送モータを一定速度で駆動することも容易になる。また、冷却用ファンは一時的に駆動電力を減少させても画像形成手段の動作に大きな影響を与えない。従って、本発明では、前述のように電源電圧を安定化させることにより、被記録媒体に良好な画像を形成することができる。
また、本発明の画像形成装置では、更に、上記電源から電力の供給を受ける他の電装品を備え、上記検出手段により検出された駆動電力が上記一定範囲を超えて減少したとき、上記制御手段が、上記他の電装品の駆動電力を増加させる。よって、冷却用ファンを全速で駆動しているときに搬送モータの駆動電力が減少しても、上記他の電装品の駆動電力を増加させることによって電源電圧を安定化することができる。このため、搬送モータの駆動電力が減少しても、電源電圧を安定化することによりその搬送モータを一定速度で駆動することができ、延いては、被記録媒体に一層良好な画像を形成することができる。

なお、上記制御手段としては、種々の形態が考えられるが、上記制御手段が、上記搬送モータを一定速度で駆動する定速駆動手段と、上記冷却用ファンの駆動電力を連続的に変化させる駆動手段と、を備えた場合、次のような更なる効果が生じる。すなわち、この場合、冷却用ファンの駆動電力を駆動手段によって連続的に変化させることができるので、電源電圧を一層良好に安定化することができ、定速駆動手段によって搬送モータを一定速度で駆動することが一層良好に行える。従って、被記録媒体に一層良好な画像を形成することができる。

なお、上記他の電装品としては、種々の形態が考えられるが、例えば、上記他の電装品がソレノイドまたは抵抗器であってもよい。ソレノイドは多少の通電を行っても動作せず、抵抗器も、多少の通電を行ってもその発熱等を無視することができる。従って、上記他の電装品がソレノイドまたは抵抗器である場合、多少の通電を行っても画像形成装置の本来の動作に影響を及ぼさないので、画像形成装置の動作に影響を及ぼすことなく電源電圧を安定化することができる。

また、上記制御手段としては、更に種々の形態が考えられるが、上記制御手段は、上記検出手段により検出された駆動電力がその駆動電力の平均値に対して一定範囲を超えて増加したとき、上記冷却用ファンの駆動電力を減少させるものであってもよい。

また、このような制御手段を適用した場合において、上記検出手段により検出された駆動電力がその駆動電力の平均値に対して上記一定範囲を超えて増加した状態が所定時間を越えて継続したとき、上記一定範囲を超えて検出された駆動電力を反映した値に上記平均値を修正する平均値修正手段を、更に備えてもよく、その場合、次のような更なる効果が生じる。

搬送モータの駆動電力は、負荷変動などの突発的な要因によって一時的に増加するばかりでなく、経時変化等によって継続的に増加する場合もある。このような場合に、冷却用ファンの駆動電力を継続的に減少させておくことは、画像形成装置にとって必ずしも好ましくない場合がある。そこで、本発明では、検出手段によって検出された搬送モータの駆動電力がその駆動電力の平均値に対して上記一定範囲を超えて増加した状態が所定時間を越えて継続したとき、平均値修正手段は上記一定範囲を超えて検出された駆動電力を反映した値に上記平均値を修正する。このため、本発明では、搬送モータの駆動電力が経時変化等によって継続的に増加した場合には、上記平均値を修正することによって、冷却用ファンの駆動電力が継続的に減少されることを防止することができる。

更に、前述のような制御手段を適用した場合において、上記検出手段により検出された駆動電力がその駆動電力の平均値に対して上記一定範囲を超えて増加した状態が所定時間を越えて継続したとき、上記冷却用ファンの駆動電力を増加させてもよい。このような制御を行うことによって、冷却用ファンの駆動電力が減少された状態が長時間継続されるのを防止して、画像形成装置の各部が過熱するのを防止することができる。なお、本発明における所定時間は、前述の発明の所定時間と同一であってもよく異なってもよい。

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、電子機器及び画像形成装置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、及び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等が設けられている。

２．レーザプリンタの内部構成
図２はレーザプリンタ１の内部構成を表す縦断面図である。レーザプリンタ１の内部に収容された画像形成部１０は被記録媒体に画像を形成する画像形成手段を構成するものであり、フィーダ部２０は、画像形成部１０に被記録媒体を供給するためのものであり、従って、レーザプリンタ１の内部には、フィーダ部２０から画像形成部１０を通って排紙トレイ５に向かって被記録媒体を搬送するための搬送手段が形成されている。

第１排出シュート３０及び第２排出シュート４０は、画像形成部１０にて画像形成が終了した被記録媒体の搬送方向をＵターンさせるように略１８０°転向させて、被記録媒体を定着器ユニット９０（詳細は、後述する）の上方に設けられた排出部７に案内する案内部材を構成するものである。

正逆切替機構５０は、画像形成部１０から排出された被記録媒体の搬送方向を反転させると共に、搬送方向が反転された被記録媒体を再び画像形成部１０側に搬送する排紙ローラ反転機構を構成するものであり、両面印刷ユニット６０は、正逆切替機構５０にて搬送方向が反転された被記録媒体の搬送手段としての搬送経路を構成するものである。

２．１．フィーダ部
フィーダ部２０は、筐体３の最下部に収納された給紙トレイ２１、給紙トレイ２１の前端部上方に設けられて画像形成部１０に被記録媒体を搬送する給紙ローラ２２、並びに給紙ローラ２２にて搬送される被記録媒体を１枚毎に分離する分離ローラ２３及び分離パッド２４等を有して構成されている。そして、給紙トレイ２１に載置されている被記録媒体は、筐体３内前側にてＵターンするようにして、筐体３内の略中央部に配設された画像形成部１０に搬送される。

なお、給紙トレイ２１から画像形成部１０に至る被記録媒体の搬送経路のうち、略Ｕ字状に転向する部位の頂部外側には、被記録媒体の画像形成面（印刷面）に付着した紙粉等を取り除く紙粉取りローラ２５が配設され、その頂部内側には搬送される被記録媒体を紙粉取りローラ２５に押圧する対向ローラ２６が配設されている。

また、給紙トレイ２１から画像形成部１０に至る搬送経路のうち画像形成部１０の入口には、被記録媒体に搬送抵抗を付与して被記録媒体の搬送状態を整える一対のローラからなるレジストローラ２７が配設されている。

２．２．画像形成部
画像形成部１０は、スキャナ部７０、プロセスカートリッジ８０及び定着器ユニット９０等を有して構成されている。

２．２．１．スキャナ部
スキャナ部７０は、筐体３内の上部に設けられて後述する感光体ドラム８１の表面に静電潜像を形成するものであり、図示しないレーザ光源、ポリゴンモータ７１によって駆動されるポリゴンミラー７２、ｆθレンズ７３、反射鏡７４、レンズ７５、及び反射鏡７６を有して構成されている。

そして、レーザ光源から発光される画像データに基づくレーザビームは、ポリゴンミラー７２で偏向されて、ｆθレンズ７３を通過した後、反射鏡７４によって光路が折り返され、更にレンズ７５を通過した後、反射鏡７６によって光路が下方に屈曲されることにより、感光体ドラム８１の表面上に照射され、静電潜像が形成される。

２．２．２．プロセスカートリッジ
プロセスカートリッジ８０は、スキャナ部７０の下方側において着脱可能に筐体３内に配設されており、このプロセスカートリッジ８０は、感光体ドラム８１、帯電器８２、転写ローラ８３、及び、現像カートリッジ８４等から構成されている。

感光体ドラム８１は、最表層がポリカーボネート等からなる正帯電性の感光層により形成される円筒状のドラム本体８１ａと、このドラム本体８１ａの軸心において、ドラム本体８１ａの長手方向に沿って延びてドラム本体８１ａを回転可能に支持するドラム軸８１ｂとを有して構成されている。

帯電器８２は、上記レーザビームによる静電潜像形成に先立って感光体ドラム８１の表面を帯電させるもので、感光体ドラム８１の後側斜め上方において、感光体ドラム８１と接触しないように所定間隔を有して感光体ドラム８１と対向配設されている。なお、本実施の形態に係る帯電器８２は、コロナ放電を利用して感光体ドラム８１の表面に略均一に正電荷を帯電させるスコロトロン型帯電器を採用している。

転写ローラ８３は、感光体ドラム８１と対向して配設されて感光体ドラム８１の回転と連動して回転し、被記録媒体が感光体ドラム８１近傍を通過する際に、感光体ドラム８１に帯電した電荷と反対の電荷（本実施の形態では、負電荷）を印刷面とは反対側から被記録媒体に作用させることにより、感光体ドラム８１の表面に付着したトナーを被記録媒体の印刷面に転写させる転写手段をなすものである。

現像カートリッジ８４は、トナーが収容されたトナー収容室８４ａ、トナーを感光体ドラム８１に供給するトナー供給ローラ８４ｂ及び現像ローラ８４ｃ等を有して構成されている。

そして、トナー収容室８４ａに収容されているトナーは、トナー供給ローラ８４ｂの回転によって現像ローラ８４ｃ側に供給される。更に、現像ローラ８４ｃ側に供給されたトナーは、現像ローラ８４ｃの表面に担持され、層厚規制ブレード８４ｄにより所定の厚みとなるように調整されると共に摩擦帯電された後、スキャナ部７０にて露光された感光体ドラム８１の表面に供給される。

２．２．３．定着器ユニット
定着器ユニット９０は、搬送手段の被記録媒体の搬送方向において感光体ドラム８１より下流側に配設され、被記録媒体に転写されたトナーを加熱溶融させて定着させるものである。具体的には、定着器ユニット９０は、被記録媒体の印刷面側に配設されてトナーを加熱する加熱ローラ９１、及び、被記録媒体を挟んで加熱ローラ９１と反対側に配設されて被記録媒体を加熱ローラ９１側に押圧する加圧ローラ９２等を有して構成されている。

因みに、本実施の形態に係る加熱ローラ９１は、表面がフッ素樹脂によってコーティングされた金属管と、その金属管内に加熱のためのハロゲンランプとから構成されており、一方、加圧ローラ９２は、金属製のローラ軸を、ゴム材料からなるローラで被覆することにより構成されている。

以上に説明した画像形成部１０においては、以下のようにして被記録媒体に画像が形成される。
すなわち、感光体ドラム８１の表面は、その回転に伴って、帯電器８２により一様に正帯電された後、スキャナ部７０から照射されるレーザビームの高速走査により露光される。これにより、感光体ドラム８１の表面には、被記録媒体に形成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。

次いで、現像ローラ８４ｃの回転により、現像ローラ８４ｃ上に担持され、かつ、正帯電されているトナーが、感光体ドラム８１に対向して接触するときに、感光体ドラム８１の表面上に形成されている静電潜像、つまり、一様に正帯電されている感光体ドラム８１の表面のうち、レーザビームによって露光され電位が下がっている露光部分に供給される。これにより、感光体ドラム８１の静電潜像は、可視像化され、感光体ドラム８１の表面には、反転現像によるトナー像が担持される。

その後、感光体ドラム８１の表面上に担持されたトナー像は、転写ローラ８３に印加される転写バイアスによって被記録媒体に転写される。そして、トナー像が転写された被記録媒体は定着器ユニット９０に搬送されて加熱され、トナー像として転写されたトナーが被記録媒体に定着して、画像形成が完了する。

２．３．第１排出シュート
本実施の形態に係るレーザプリンタ１では、第１排出シュート３０は、図２に示すように、筐体３内の後端側に配設され、かつ、筐体３の後端側、つまり第１排出シュート３０の近傍には、筐体３に形成された開口部３ａを開閉するリアカバー３ｂが回転可能に組み付けられている。

また、第１排出シュート３０は、被記録媒体の搬送方向において定着器ユニット９０より搬送方向下流側に配設されていると共に、画像形成部１０にて画像形成が終了した被記録媒体の搬送方向を略９０°転向させて被記録媒体を第２排出シュート４０に案内する。

なお、第１排出シュート３０は、定着器ユニット９０から排出された被記録媒体が最初に接触する部位に配設されたフロントシュート３１、及びフロントシュート３１よりも被記録媒体搬送方向下流側に配設されたアウタシュート３２を有して構成されている。また、フロントシュート３１及びアウタシュート３２には、それぞれ、被記録媒体搬送方向に沿って延びる突状のフロントシュートリブ３１ａ及びアウタシュートリブ３２ａが複数本形成されており、被記録媒体は、これらのリブ３１ａ、３２ａの先端側に接触しながら第２排出シュート４０に向けて案内される。また、第１排出シュート３０には、第１排紙ローラ３４ａが設けられ、定着器ユニット９０側の第１排紙ローラ３４ａと対向する位置には、第１ピンチローラ３４ｂが設けられている。

第１排紙ローラ３４ａは、被記録媒体に接触しながら回転することにより被記録媒体に搬送力を付与する搬送ローラであり、第１ピンチローラ３４ｂは、被記録媒体を挟んで第１排紙ローラ３４ａと反対側から被記録媒体を第１排紙ローラ３４ａ側に押圧するものである。このため、定着器ユニット９０から排出された被記録媒体は、第１排紙ローラ３４ａ及び第１ピンチローラ３４ｂにより挟まれるようにして第２排出シュート４０側に搬送される。

２．４．第２排出シュート
第２排出シュート４０は、第１排出シュート３０に対して所定の隙間４０ａを有して上カバー９に設けられ、第１排出シュート３０にて搬送方向が略９０°転向された被記録媒体を更に略９０°転向させて排出部７に案内する。

また、第１排出シュート３０と第２排出シュート４０との隙間４０ａは、正逆切替機構５０にて搬送方向が反転された被記録媒体の搬送通路（太い二点鎖線で示された搬送経路）の一部を構成している。因みに、図２中、太い一点鎖線で示された搬送経路が、フィーダ部２０にて搬送される被記録媒体の搬送通路を示している。

２．５．正逆切替機構及び両面印刷ユニット
正逆切替機構５０は、第２排紙ローラ４３の回転の向きを切り替えることより、第１排出シュート３０から搬送されてきた被記録媒体を排出部７（排紙トレイ５）側に搬送する場合と隙間４０ａ側に搬送する場合とを切り替えるものである。この正逆切替機構５０は、例えば、後述のＤＣモータ４５０（図４参照）で発生した回転力を第２排紙ローラ４３まで伝達する歯車の個数を、図示しないソレノイドにより切り換えて第２排紙ローラ４３の回転方向を切り換える機構である。なお、第２排紙ローラ４３と対向配置された第２ピンチローラ４３ｂは、第２排紙ローラ４３と協働して被記録媒体を挟み込むようにして回転することにより、被記録媒体と第２排紙ローラ４３との接触面圧を高めている。

両面印刷ユニット６０は、被記録媒体の搬送方向（前後方向）に延びるように突状に形成された複数本の案内リブ（図示せず）と、回転しながら被記録媒体に接触することにより被記録媒体に搬送力を付与する複数のローラ（図示せず）とを備え、第２排紙ローラ４３から隙間４０ａを介して搬送されてきた被記録媒体を画像形成部１０に搬送するものである。

なお、ＤＣモータ４５０は、ギャー列を介して、搬送手段を構成するところの、給紙ローラ２２，分離ローラ２３，紙粉取りローラ２５，レジストローラ２７，加熱ローラ９１，第１排紙ローラ３４ａ，第２排紙ローラ４３などを回転駆動する。また、ＤＣモータ４５０は、プロセスカートリッジ８０の感光体ドラム８１，転写ローラ８３なども駆動可能に構成されている。

２．６．電源ユニット
定着器ユニット９０と両面印刷ユニット６０との間には、レーザプリンタ１の各部に電力を供給する電源ユニット１００が配設されている。次に、この電源ユニット１００の構成について、図３の回路図を用いて説明する。なお、この電源ユニット１００は、各種モータ等に供給する電圧（本実施の形態では２４Ｖ）と、各部を制御するロジック回路等に供給する電圧（本実施の形態では３．３Ｖ）とを、並行して出力するものである。

図３に示すように、この電源ユニット１００は、トランス２００の１次側に、商用電源１１０（ＡＣ１００Ｖ）から供給される電流を整流する整流回路１２０、平滑用コンデンサ１３０の他に、トランス２００の１次側コイルへの通電をスイッチングするスイッチング素子１４０、スイッチング素子１４０のＯＮ／ＯＦＦを制御する発振制御回路１５０を備えている。

発振制御回路１５０は、後述する２次側のフォトダイオード１６１と共にフォトカプラを構成し、フォトダイオード１６１の発光を受けてＯＮ／ＯＦＦが切り替わるフォトトランジスタ１６０を内部に備えている。本実施の形態では、発振制御回路１５０は、フォトトランジスタ１６０のＯＮ／ＯＦＦにより規定される発振周波数にてスイッチング素子１４０が発振を起こす自励式の構成を想定しているが、ＰＷＭ−ＩＣ等を用いてトランス２００の１次側への通電時間を制御する他励式の構成であってもよい。なお、本実施の形態では、スイッチング素子１４０がＯＮとなったときにトランス２００にエネルギが蓄積され、１次側のスイッチング素子１４０がＯＦＦとなったときに２次側に起電力が生じるフライバック方式の構成を採用した。

トランス２００の２次側には、整流素子３１０を介して２４Ｖの電圧を出力する第１出力ライン３１１と、整流素子３１２を介して３．３Ｖの電圧を出力する第２出力ライン３１３とが設けられている。第２出力ライン３１３に出力される３．３Ｖの電圧は、前述のようにロジック回路等に供給されるため安定化する必要がある。そこで、電源ユニット１００では、第２出力ライン３１３とグランドライン３１４との間にフォトダイオード１６１を接続し、このフォトダイオード１６１とフォトカプラを構成するフォトトランジスタ１６０によって第２出力ライン３１３の出力電圧を１次側にフィードバックしている。

フォトダイオード１６１が点灯するのは、第２出力ライン３１３の出力が所定の値より高くなり、シャントレギュレータ３２１が第２出力ライン３１３からグランドライン３１４の方向へ導通状態となった場合である。なお、シャントレギュレータ３２１が導通状態となる第２出力ライン３１３の電圧は、可変抵抗３３０により微調整することができる。本実施の形態のように自励式の場合、フォトダイオード１６１が点灯することによりスイッチング素子１４０の発振周波数が上がり、トランス２００の１次側の通電量が減少し、２次側の電圧が下がる方向にフィードバック制御される。逆に、第２出力ライン３１３の電圧が低くなると、フォトダイオード１６１が消灯し、１次側の通電量が増加する。

２．７．冷却用ファン及び制御系
図１，図２に示すように、更に、レーザプリンタ１は、冷却用ファンとして、定着器ユニット９０を中心に画像形成部１０の全体を冷却するメインファン４１０と、主として電源ユニット１００を冷却するＰＳファン４２０とを備えている。そして、これらのメインファン４１０，ＰＳファン４２０は、図４に示すように、ソレノイド４３０，抵抗器４４０（ブリーダ抵抗），及びＤＣモータ４５０と共に、ＣＰＵを内蔵したＡＳＩＣ（application specific integrated circuit ）５００に、接続されている。なお、図４に示すソレノイド４３０は、ＤＣモータ４５０で発生した回転力を給紙ローラ２２へ伝達するか否かを切り換えるものである。

また、図４に示すように、ＡＳＩＣ５００の１つのＰＷＭポートは、Ｄ／Ａ変換回路４１１，変圧回路４１２，駆動回路４１３を介してメインファン４１０に接続されている。このため、上記ＰＷＭポートからメインファン４１０の駆動電流に対応するデジタル信号が出力されると、そのデジタル信号がＤ／Ａ変換回路４１１にてアナログの電圧信号に変換され、その電圧信号が変圧回路４１２を介して増幅され駆動回路４１３に入力されることにより、メインファン４１０には上記デジタル信号に対応した駆動電流が通電される。なお、駆動回路４１３は、コレクタが電源ユニット１００の第１出力ライン３１１に接続されたトランジスタを主要部とする周知の構成を有している。

同様に、ＡＳＩＣ５００の他のＰＷＭポートは、Ｄ／Ａ変換回路４２１，４３１，４４１、変圧回路４２２，４３２，４４２、駆動回路４２３，４３３，４４３を介してＰＳファン４２０，ソレノイド４３０，抵抗器４４０に接続され、それぞれに供給する駆動電流を調整可能に構成されている。

また、ＡＳＩＣ５００は、ＤＣモータ駆動回路４５１を介してＤＣモータ４５０に接続されている。このＤＣモータ駆動回路４５１は、ＤＣモータ４５０に接続されてその回転速度を検知する速度検知回路４５２からの信号を受信して、ＤＣモータ４５０をフィードバック制御により定速駆動する回路である。第１出力ライン３１１（２４Ｖ）からＤＣモータ駆動回路４５１，ＤＣモータ４５０を経てグランドライン３１４（０Ｖ）に到る通電経路には、ＤＣモータ４５０とグランドライン３１４との間に抵抗器４５３が直列に設けられている。この抵抗器４５３には、その抵抗器４５３における電圧値をＤＣモータ４５０への通電電流として検出する電流検出回路４５４が設けられ、検出された電圧値はＡＳＩＣ５００のＡ／Ｄポートに入力されている。ＡＳＩＣ５００は、このＡ／Ｄポートに入力される電圧値（すなわちＤＣモータ４５０への通電電流）に基づき、以下のような制御を実行する。

３．実施の形態のレーザープリンタにおける制御
次に、ＡＳＩＣ５００で実行される制御について説明する。図５は、ＡＳＩＣ５００にて実行される処理を表すフローチャートである。なお、ＡＳＩＣ５００は、ＤＣモータの駆動中は繰り返しこの処理を実行し、電源ＯＦＦなどにより処理が中断された場合は、必要なパラメータを不揮発メモリに記憶した上で次回は処理の続きを実行する。

図５に示すように、処理が開始されると、先ず、Ｓ１（Ｓはステップを表す：以下同様）にて、ＤＣモータ４５０への通電電流（以下、このステップで読み込まれる通電電流をモータ電流値Ｉｍ0 という）が電流検出回路４５４を介して読み込まれる。続くＳ２では、予め定められた一定回数そのモータ電流値Ｉｍ0 が読み込まれたか否かが判断される。そして、一定回数読み込まれていない場合は（Ｓ２：Ｎ）、処理はＳ１へ移行し、モータ電流値Ｉｍ0 が更に読み込まれる。こうして、モータ電流値Ｉｍ0 が一定回数読み込まれると（Ｓ２：Ｙ）、Ｓ３にて、そのモータ電流値Ｉｍ0 を平均した平均電流値Ｉａｖｅが算出され、処理はＳ４へ移行する。

Ｓ４では、Ｓ１と同様に、ＤＣモータ４５０への通電電流（以下、このステップで読み込まれる通電電流をモータ電流値Ｉｍ1 という）が電流検出回路４５４を介して読み込まれる。続くＳ５では、前述のモータ電流値Ｉｍ1 と平均電流値Ｉａｖｅとの差としての差電流Ｉｓが算出され、Ｓ６にて、その差電流Ｉｓが予め定められた一定範囲内にあるか否かが判断される。ここで、上記一定範囲とは、０を挟んで＋−両側に設定されており、＋側の幅と−側の幅とは同一であってもよく異なってもよい。

差電流Ｉｓが上記一定範囲内にある場合は（Ｓ６：Ｙ）、Ｓ７にて、前述のモータ電流値Ｉｍ1 を含めた平均電流値Ｉａｖｅが新たに算出され、処理は前述のＳ４へ移行する。一方、差電流Ｉｓが上記一定範囲内にない場合は（Ｓ６：Ｎ）、Ｓ１１にて、メインファン４１０，ＰＳファン４２０，ソレノイド４３０，抵抗器４４０への通電電流が調整され、更に、タイマｔがスタートされる。

ここで、Ｓ１１における処理について、図６を用いて詳細に説明する。図６において、（Ａ）はＤＣモータ４５０への通電電流を、（Ｂ）はＰＳファン４２０への通電電流を、（Ｃ）はメインファン４１０への通電電流を、（Ｄ）はソレノイド４３０への通電電流を、（Ｅ）は抵抗器４４０への通電電流を、それぞれ表している。ＤＣモータ４５０の駆動時には、通常、メインファン４１０及びＰＳファン４２０は全速（それぞれ０．１Ａ）で駆動され、抵抗器４４０への通電電流は０Ａで、ソレノイド４３０への通電電流も給紙時等の特定のタイミングを除いて０Ａである。

例えば、給紙開始でソレノイド４３０により給紙ローラ２２へ回転が伝達されるなど、何らかの要因でＤＣモータ４５０のトルクが上昇すると、ＤＣモータ駆動回路４５１はＤＣモータ４５０を定速駆動すべく、ＤＣモータ４５０への通電電流を増加させる（時点ｔ１）。すると、ＡＳＩＣ５００は、ＤＣモータ４５０への通電電流の増加に応じてＰＳファン４２０への通電電流を減少させ、ＰＳファン４２０への通電電流が０ＡとなってＰＳファン４２０が停止した後は（時点ｔ２）、メインファン４１０への通電電流を減少させる。そして、ＤＣモータ４５０への通電電流の増加幅が０．１５Ａであった場合、メインファン４１０への通電電流は、半速に対応する０．０５Ａまで減少される（時点ｔ３）。

例えば、給紙が完了して給紙ローラ２２への回転の伝達が中止されるなど、何らかの要因で一旦増加したＤＣモータ４５０への通電電流が減少に転じると（時点ｔ４）、ＡＳＩＣ５００は、先ず、ＰＳファン４２０を全速に復帰させ、続いて、メインファン４１０を全速に復帰させる。

一方、例えば、レジストローラ２７への回転の伝達が中止されるなど、何らかの要因でＤＣモータ４５０への通電電流が減少した場合は（時点ｔ６）、ＡＳＩＣ５００は、ソレノイド４３０への通電電流をそのソレノイド４３０が動作しない上限電流の０．１４Ａまで上昇させ（時点ｔ７）、ＤＣモータへの通電電流が更に減少した場合は、抵抗器４４０への通電電流を上昇させる。

例えば、レジストローラ２７が再び回転駆動されるなど、一旦減少したＤＣモータ４５０への通電電流が増加に転じると（時点ｔ８）、ＡＳＩＣ５００は、先ず、ソレノイド４３０への通電電流を０Ａに戻し（時点ｔ９）、続いて、抵抗器４４０への通電電流を０Ａに戻す。

メインファン４１０，ＰＳファン４２０，ソレノイド４３０，抵抗器４４０への通電電流は、Ｄ／Ａ変換回路４１１，４２１，４３１，４４１を介して連続的に変化させることができるので、ＡＳＩＣ５００は、ＤＣモータ４５０への通電電流の変動を丁度打ち消すように上記通電電流を変化させることができる。以下、このようにＤＣモータ４５０への通電電流の変動を打ち消すための電流の調整量（絶対値）を、調整電流Ｉａという。

Ｓ１１では、このように、Ｓ４で読み込まれたモータ電流値Ｉｍ1 に基づき、調整電流Ｉａを制御して電源ユニット１００の２４Ｖ系に加わる負荷（すなわち、全体としての通電電流）を一定にする処理が実行される。また、Ｓ１１にてタイマｔがスタートされた後は、再びＳ１１へ移行してもタイマｔはリセットされることなく、そのまま継続的に計時が続行される。

続くＳ１２では、その時点のＤＣモータ４５０への通電電流（以下、このステップで読み込まれる通電電流をモータ電流値Ｉｍ2 という）が電流検出回路４５４を介して読み込まれ、Ｓ１３にて、そのモータ電流値Ｉｍ2 を含めた平均電流値Ｉａｖｅ２が算出される。更に続くＳ１４では、タイマｔの計時時間が予め定められた所定時間以下であるか否かが判断され、所定時間以下である場合は（Ｓ１４：Ｙ）、処理は前述のＳ４へ移行する。

一方、タイマｔの計時時間が上記所定時間を超えた場合は（Ｓ１４：Ｎ）、Ｓ２１にてタイマｔがリセットされ、Ｓ２２にて、調整電流Ｉａが０．０５Ａ減少される。続くＳ２３では、調整電流Ｉａが０Ａとなったか否かが判断され、０Ａとなっていない場合は（Ｓ２３：Ｎ）、処理は再びＳ２２へ移行する。このＳ２２，Ｓ２３の処理により、調整電流Ｉａが０．０５Ａずつ減少され、Ｓ１１による調整がなされなかったのと同様の状態（Ｉａ＝０Ａ）にまで戻される。そして、Ｉａ＝０Ａとなると（Ｓ２３：Ｙ）、Ｓ２４にて平均電流値ＩａｖｅがＩａｖｅ２によって更新され、処理はＳ４へ移行する。

このように、本実施の形態では、Ｓ１１における処理により、モータ電流値Ｉｍ1 に基づき調整電流Ｉａが制御され、電源ユニット１００の２４Ｖ系に加わる負荷が一定に調整される。このため、２４Ｖ系の電圧の変動を良好に抑制することができ、延いては、ＤＣモータ４５０を一定速度で駆動して良好に画像形成を実行することができる。また、上記調整電流Ｉａも、メインファン４１０，ＰＳファン４２０等のように画像形成動作に直接影響を及ぼさない部材への通電電流に対してなされたり、ソレノイド４３０または抵抗器４４０に対して画像形成動作に影響を及ぼさない範囲でなされたりするので、レーザプリンタ１の本来の動作に影響を及ぼすことなく上記調整を行うことができる。

また、本実施の形態では、差電流Ｉｓが上記一定範囲を超えてＳ１１による電流調整がなされる期間が所定時間を超えると（Ｓ１４：Ｎ）、調整電流Ｉａを徐々に０Ａに戻している（Ｓ２２，Ｓ２３）。このため、メインファン４１０またはＰＳファン４２０が長時間停止されるなどの事態を回避して、装置の過熱を良好に防止することができる。更に、上記実施の形態では、上記調整電流Ｉａを０Ａに戻すと同時に、平均電流値Ｉａｖｅを、上記電流調整中のモータ電流値Ｉｍ2 を反映した平均電流値Ｉａｖｅ２によって更新している（Ｓ２４）。ＤＣモータ４５０の駆動系は、ローラの回転抵抗の上昇などを伴う経時変化等により、ＤＣモータ４５０への通電電流が継続的に増加する場合がある。そこで、本実施の形態では、上記Ｓ２４の処理により、このような経時変化に応じて平均電流値Ｉａｖｅを更新することにより、メインファン４１０またはＰＳファン４２０の駆動電流が必要以上に頻繁に減少されるのを防止している。

なお、上記実施の形態において、ＤＣモータ４５０が所定電装品及び定速駆動されるモータ及び搬送モータに、メインファン４１０，ＰＳファン４２０，ソレノイド４３０，及び抵抗器４４０が他の電装品に、そのうちメインファン４１０及びＰＳファン４２０が非定速駆動されるモータに、ＡＳＩＣ５００が制御手段に、ＤＣモータ駆動回路４５１が定速駆動手段に、Ｄ／Ａ変換回路４１１，４２１，４３１，４４１が駆動手段に、Ｓ２４の処理が平均値修正手段に、電源ユニット１００が電源に、電流検出回路４５４が検出手段に、それぞれ相当する。

また、本発明は上記実施の形態に何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、Ｓ２４にて平均電流値Ｉａｖｅを更新する際、何らかの異常が発生していることも考えられるのでアラームなどによって使用者に報知を行ってもよい。更に、本発明は画像形成装置以外の電子機器にも適用することができる。

本発明を適用し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内部構成を表す縦断面図である。 そのレーザプリンタの電源ユニットの構成を表す回路図である。 そのレーザプリンタの制御系の構成を表すブロック図である。 その制御系による処理を表すフローチャートである。 その処理による各部の電流変化を表すタイミングチャートである。

符号の説明

１…レーザプリンタ １０…画像形成部 ２０…フィーダ部 ２２…給紙ローラ
７０…スキャナ部 ７２…ポリゴンミラー ８０…プロセスカートリッジ
８１…感光体ドラム ９０…定着器ユニット １００…電源ユニット
４１０…メインファン ４１１，４２１，４３１，４４１…Ｄ／Ａ変換回路
４１２，４２２，４３２，４４２…変圧回路
４１３，４２３，４３３，４４３…駆動回路
４２０…ＰＳファン ４３０…ソレノイド ４４０…抵抗器
４５０…ＤＣモータ ４５１…ＤＣモータ駆動回路 ４５４…電流検出回路

Claims (6)

1. 被記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
   該画像形成手段を通って被記録媒体を搬送する搬送手段と、
   該搬送手段を駆動するための搬送モータと、
   装置内の機器を冷却するための冷却用ファンと、
   上記搬送モータ及び上記冷却用ファンに電力を供給する１つの電源と、
   該電源から電力の供給を受ける他の電装品と、
   を備え、
   上記電源は、制御系用の出力と上記搬送モータ及び上記冷却用ファン及び上記他の電装品用の出力とを２次側に有する１つのトランスを含むスイッチング電源である画像形成装置であって、
   上記搬送モータの駆動電力を検出する検出手段と、
   該検出手段により検出された駆動電力が一定範囲を超えて増加したとき、その駆動電力の増加による上記電源の出力の増減を打ち消すように上記冷却用ファンの駆動電力を減少させる制御手段と、
   を備え、
   上記制御手段は、上記検出手段により検出された駆動電力が上記一定範囲を超えて減少したとき、その駆動電力の減少による上記電源の出力の増減を打ち消すように上記他の電装品の駆動電力を増加させることを特徴とする画像形成装置。
2. 上記制御手段が、
   上記搬送モータを一定速度で駆動する定速駆動手段と、
   上記冷却用ファンの駆動電力を連続的に変化させる駆動手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 上記他の電装品がソレノイドまたは抵抗器であることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 上記制御手段が、上記検出手段により検出された駆動電力がその駆動電力の平均値に対して一定範囲を超えて増加したとき、上記冷却用ファンの駆動電力を減少させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 上記検出手段により検出された駆動電力がその駆動電力の平均値に対して上記一定範囲を超えて増加した状態が所定時間を越えて継続したとき、上記一定範囲を超えて検出された駆動電力を反映した値に上記平均値を修正する平均値修正手段を、
   更に備えたことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 上記検出手段により検出された駆動電力がその駆動電力の平均値に対して上記一定範囲を超えて増加した状態が所定時間を越えて継続したとき、上記冷却用ファンの駆動電力を増加させることを特徴とする請求項４または５記載の画像形成装置。

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