JP2006106464A - ファンモータ異常検出器、及びこれを用いた電子機器並びに画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成でファンモータの異常を検出することのできるファンモータ異常検出器及びこのファンモータ異常検出器を用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】定着装置６０の外側面を構成するケーシング６１の内部に、定着ローラ６２を加熱するための定着ヒータ６３が設置される。そして、定着ヒータ６３へ通電されると、定着ヒータ６３の電熱線６３ａが加熱されて電熱線６３ａが発光し、定着ヒータ６３の外部へ光が出射される。定着ヒータ６３の外部へ出射された光は、ケーシング６１に形成された採光穴６１ａを通って定着装置６０の外部へ出射され、定着ヒータ６３とフォトセンサ８２とを結ぶ光路上にファンモータ７０の隣接する羽根７２の隙間が位置するときにファンモータ７０を通過してフォトセンサ８２へ入射する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ファンモータの異常を検出するファンモータ異常検出器、及びこのファンモータ異常検出器を用いた電子機器並びに画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、用紙にトナーを定着させる定着装置において、記録紙が定着ローラを通過する際に、ヒータにより加熱された定着ローラによって記録紙に付着したトナーが溶融する。このとき、加熱された定着ローラの熱の一部が記録紙に付着したトナーを溶融させるための熱エネルギーとして利用されるものの、大部分の熱は廃熱として定着ローラから周囲に放出される。

一方、定着ローラから周囲に放出される高い温度の廃熱が定着装置の外部へ伝わると、画像形成装置の内部が過熱状態となり、現像装置の内部に収容されるトナーが固化したり、画像形成装置の内部の電子部品が破損したりするといった致命的損傷が発生するおそれがある。これに対し、画像形成装置における定着装置の近傍にファンモータを設け、このファンモータを駆動して定着装置の廃熱を画像形成装置の外部へ放熱することにより、定着装置の廃熱が画像形成装置の内部に蓄熱して画像形成装置の内部の温度が上昇することが抑制される。

また、このファンモータが正常に回転しているか否かを検出するために、ファンモータの回転と同期して回転する回転板をファンモータの回転軸上に設置し、この回転板と、回転板を挟んで対向する発光部と受光部とからなるフォトセンサとにより異常検出回路を構成して、この異常検出回路から出力されるパルス信号の周期からファンモータの回転速度を検出する画像形成装置が提案されている（特許文献１参照）。

この画像形成装置では、回転板に放射状のスリットが等角度間隔ごとに形成されており、発光部と受光部とを結ぶ光路上にスリットが位置するとき、発光部から出射された光がスリットを通過して受光部へ入射する。そして、ファンモータの回転速度と等しい速度で回転板が回転すると、スリットの間隔に応じてパルス信号が異常検出回路から周期的に出力され、異常検出回路から出力されるパルス信号の周期を確認することで、ファンモータの回転速度を検出することができる。
特開平６−２４０９６号公報

しかしながら、上記画像形成装置では、ファンモータの回転軸上に回転板を設置するためのスペースを設けなければならず、装置が大型化するという問題がある。また、回転板を画像形成装置に追加することで、ファンモータの異常を検出するために必要な部品点数が増加するという問題がある。更には、フォトセンサの発光部から出射される光を通過させるためのスリットを回転板の所定位置に複数形成する必要があり、画像形成装置の製造工程が煩雑化するという問題もある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡易な構成でファンモータの異常を検出することのできるファンモータ異常検出器、及びこのファンモータ異常検出器を用いた電子機器並びに画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のファンモータ異常検出器は、光源と、回転軸と該回転軸に放射状に取り付けられた複数の羽根とで構成されるファンモータとを備えるとともに前記光源から前記ファンモータの方向に光が出射される電子機器に設置されて、前記ファンモータが正常に回転しているか否かを検出するファンモータ異常検出器であって、前記光源から前記ファンモータの方向へ出射された光を受光する受光センサが前記ファンモータと近接する位置に設置され、前記受光センサが、前記光源から出射された光を前記ファンモータを介して受光するように構成されており、前記光源から前記ファンモータの方向に出射された光を前記受光センサが受光することで出力される前記受光センサからの出力信号のパルス数に基づいて前記ファンモータが正常に回転しているか否かを検出することを特徴とする。

このようなファンモータ異常検出器において、前記受光センサが、前記光源から出射された可視光を受光するように構成される。

また、このようなファンモータ異常検出器において、前記受光センサが、前記光源から出射された赤外線を受光するように構成される。尚、この赤外線としては、光源から出射される赤外線に限るものではなく、熱源から放射される赤外線も含まれる。このとき、受光センサとして赤外線センサが使用される。

上述のファンモータ異常検出器のそれぞれにおいて、前記受光センサが、前記ファンモータを介して前記光源と反対側に設置されており、前記光源と前記受光センサとを結ぶ光路上に前記ファンモータにおける隣接する羽根の隙間が位置するときに、前記光源から出射された光が前記ファンモータを通過して前記受光センサへ入射するものとしても構わない。

このように構成されたファンモータ異常検出器において、ファンモータが回転するとき、光源と受光センサとを結ぶ光路上にファンモータの各羽根が位置するときと、ファンモータにおける隣接する羽根の隙間が位置するときとが交互に現れる。よって、光源から出射された光は、ファンモータが１回転するごとに、ファンモータにおける隣接する羽根の隙間の数と等しい回数だけ受光センサへ入射する。

また、上述のファンモータ異常検出器のそれぞれにおいて、前記受光センサが、前記ファンモータに対して前記光源と同じ側に設置されており、前記ファンモータの回転軸に取り付けられた複数枚の羽根のうち少なくとも１枚における前記光源側の面の所定位置に反射板を設置することで、前記受光センサが前記光源から出射された光のうち前記反射板で反射した光を受光するように構成されるものとしても構わない。

このように構成されたファンモータ異常検出器において、ファンモータが回転するとき、光源から出射された光は、ファンモータが１回転するごとに、ファンモータの羽根に設置された反射板の数と等しい回数だけ反射板で反射して受光センサへ入射する。

上述のファンモータ異常検出器のそれぞれにおいて、前記受光センサから出力される出力信号の単位時間当たりのパルス数と、予め設定された前記ファンモータが正常に回転している状態での前記受光センサから出力される出力信号の単位時間当たりのパルス数との大小を比較することにより、前記ファンモータが正常に回転しているか否かを検出するものとしても構わない。

これにより、受光センサから出力される出力信号の単位時間当たりのパルス数が、予め設定されたファンモータが正常に回転している状態での受光センサから出力される出力信号の単位時間当たりのパルス数よりも少なければ、正常な状態におけるファンモータの回転速度よりも低い回転速度でファンモータが回転することとなり、ファンモータの異常が検出される。

また、上述のファンモータ異常検出器のそれぞれにおいて、前記受光センサから出力される出力信号の単位時間当たりのパルス数から算出される前記ファンモータの回転速度と、予め設定された前記ファンモータが正常に回転している状態での前記ファンモータの回転速度との大小を比較することにより、前記ファンモータが正常に回転しているか否かを検出するものとしても構わない。

これにより、受光センサから出力される出力信号の単位時間当たりのパルス数から算出されるファンモータの回転速度が、予め設定されたファンモータが正常に回転している状態でのファンモータの回転速度よりも遅ければ、ファンモータの異常が検出される。

また、上記目的を達成するために、本発明の電子機器は、光源と、回転軸と該回転軸に放射状に取り付けられた複数の羽根とで構成されるファンモータと、上述の何れかのファンモータ異常検出器とを備え、前記光源から前記ファンモータの方向に光が出射されているときに、前記ファンモータ異常検出器が前記ファンモータが正常に回転しているか否かを検出することを特徴とする。

このように構成された電子機器において、光源は電子機器内の各電子部品の動作に応じて点灯する。そして、光源が点灯するときにこの光源からファンモータの方向へ光が出射されるとともに、この光源からファンモータの方向へ出射された光を受光センサに受光させることで、ファンモータ異常検出器によりファンモータの異常が検出される。

また、上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、定着ローラと電熱線で生じる熱を利用して前記定着ローラを加熱するヒータとを有するとともに前記ヒータにより加熱された前記定着ローラを通過する記録紙にトナーを定着させる定着装置と、前記定着装置の廃熱を装置外部へ放熱することで装置内部を冷却するファンモータと、上述の何れかのファンモータ異常検出器とを備え、前記ヒータの電熱線が前記電子機器の光源を構成するとともに、前記ヒータの電熱線から前記ファンモータの方向に光が出射されているときに、前記ファンモータ異常検出器が前記ファンモータが正常に回転しているか否かを検出することを特徴とする。

このように構成された画像形成装置において、ヒータの電熱線は画像形成装置内の各電子部品の動作に応じて点灯する。そして、ヒータの電熱線が点灯するときにこのヒータからファンモータの方向へ光が出射されるとともに、このヒータからファンモータの方向へ出射された光を受光センサに受光させることで、ファンモータ異常検出器によりファンモータの異常が検出される。

このような画像形成装置において、前記定着装置の外側面を構成するケーシングの内部に前記ヒータが設置され、前記ケーシングには、前記ヒータから前記ファンモータの方向に出射される光を前記ケーシングの外部へ導くための採光穴が形成される。

そして、ヒータからファンモータの方向に出射された光は、その一部がケーシングの内周面により遮光されるとともに、残りの光がケーシングの採光穴を通って定着装置の外部へ出射される。

このとき、前記採光穴が、前記ヒータから出射された可視光又は赤外線を透過させる部材で覆われる。尚、このヒータから出射された可視光又は赤外線を透過させる部材は、採光穴に被せることでこの採光穴を覆うように構成されていてもよいし、或いは採光穴に埋めることでこの採光穴を覆うように構成されていてもよい。

本発明によれば、予め内部に光源とファンモータとが設置された電子機器に、受光センサを備えるとともにこの光源をファンモータの異常検出に用いたファンモータ異常検出器を設置することにより、簡易な構成のファンモータ異常検出器を用いてファンモータの異常を検出することできる。このように、本発明によれば、ファンモータの異常を検出するために新たに受光センサを追加するだけでよく、従来と比べて電子機器に追加する部品点数を大幅に削減することができるとともに電子機器が大型化するのを抑制することができ、また、ファンモータの異常を検出するために新たに部品を加工する必要がないため、電子機器の製造工程を単純化することができる。

《発明の実施形態１》
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１及び図２に示すように、本実施形態の画像形成装置は、感光ドラム１０と、この感光ドラム１０の表面全体を帯電させる帯電装置２０と、感光ドラム１０の表面にレーザ光を照射する露光装置３０と、感光ドラム１０の表面のうちレーザ光が照射された部分にトナー４１を付着させることで現像を行う現像装置４０と、感光ドラム１０の表面に付着したトナー４１を記録紙に転写する転写装置５０と、記録紙に転写されたトナー４１を記録紙に定着させる定着装置６０と、定着装置６０の廃熱を画像形成装置の外部へ放熱することで画像形成装置の内部を冷却するファンモータ７０とを備えている。

また、図２に示すように、この画像形成装置は、ファンモータ７０を含め画像形成装置の動作状況を表示する表示装置８０と、ファンモータ７０、帯電装置２０、露光装置３０、現像装置４０、転写装置５０、定着装置６０、表示装置８０、及び制御装置８３のそれぞれに電力を供給する電源装置８１と、定着装置６０における定着ヒータ６３で発生する光を受光する受光センサとしてのフォトセンサ８２と、画像形成装置内の各装置の動作を制御する制御装置８３とを備えている。そして、この画像形成装置は、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、及び定着工程の各工程を順に行う。

更に、図１に示すように、この画像形成装置は、給紙カセット９０と、給紙カセット９０から記録紙を送り出す給紙ローラ９１と、給紙ローラ９１から送り出された記録紙を搬送する搬送ローラ９２と、搬送ローラ９２を通過した記録紙の向きを矯正するとともに記録紙が搬送されるタイミングを調整する一対のレジストローラ９３と、一対のレジストローラ９３から感光ドラム１０へ記録紙を搬送するとともに感光ドラム１０を通過した記録紙を定着装置６０へ搬送する搬送ガイド９４と、定着装置６０を通過した記録紙を画像形成装置の外部へ排出する排紙ローラ９５と、排紙ローラ９５から画像形成装置の外部へ排出された記録紙を貯めておくための排紙トレイ９６とを備えている。

このような構成の画像形成装置において、まず、帯電装置２０は、図１に示す帯電ローラ２１を備えており、この帯電ローラ２１は感光ドラム１０に近接する位置に設置されている。また、露光装置３０は、感光ドラム１０へ向けてレーザスキャナ（不図示）からレーザ光を照射する。また、図１に示すように、現像装置４０は、感光ドラム１０の近傍に設けられ、現像ローラ４２を備えるとともに現像装置４０の内部にトナー４１が収容されている。また、転写装置５０は、図１に示す転写ローラ５１を備えており、この転写ローラ５１と感光ドラム１０との間に記録紙を挟むニップ部が形成される。

更に、図１に示すように、定着装置６０は、定着ローラ６２と、定着ローラ６２を加熱するための定着ヒータ６３と、加圧ローラ６４とを備えており、この定着ローラ６２と加圧ローラ６４との間に記録紙を挟むニップ部が形成される。

また、この定着装置６０は、図２に示すように、定着ローラ６２の温度を検出する温度センサ６５を備えおり、定着ヒータ６３及び温度センサ６５のそれぞれが制御装置８３に接続されている。そして、制御装置８３から定着ヒータ６３へ出力される制御信号がＯＮのときには、即ち定着ヒータ６３への通電が行われているときには、温度センサ６５により定着ローラ６２の温度が検出され、温度センサ６５で検出された温度情報が制御装置８３に入力されることで、制御装置８３がこの温度情報に基づいて定着ヒータ６３の温度を制御する。また、この制御装置８３は、定着ヒータ６３への通電を開始してからの経過時間を計測するカウンタ（不図示）を備えている。そして、制御装置８３は、このカウンタの値が一定値に達したときに温度センサ６５の温度情報に基づく定着ローラ６２の温度上昇が一定値未満であるとき、定着ヒータ６３が断線等により故障していると判断し、制御装置８３から定着ヒータ６３へ出力される制御信号をＯＦＦとして定着ヒータ６３への通電を停止する。

このような構成の定着装置６０において、図３に示すように、定着ローラ６２は、定着装置６０の外側面を構成するケーシング６１の内部に設置されるとともに円筒状に形成されている。また、この定着ローラ６２は、その両端部６２ａのそれぞれに開口部６２ｂを有しており、その両端部６２ａの外周側に設けられる軸受け６６によって回転自在に支持されるとともに、この軸受け６６を介してケーシング６１の内周面に固定されている。

また、図３に示すように、定着ヒータ６３は、電熱線６３ａに電流を流して生じる熱を利用したものであり、定着ローラ６２の内部に設置されるとともに定着ローラ６２の中心軸上に延びており、その一端が定着ローラ６２の内部における一方の端部６２ａ付近に設置されている。この定着ヒータ６３へ通電されると、電熱線６３ａに電流が流れ、熱が生じると同時に光が発生する。そして、電熱線６３ａで発生する光が定着ヒータ６３の外部へ出射される。

更に、図３に示すように、定着装置６０のケーシング６１には、定着ヒータ６３の内部から定着ヒータ６３の外部へ出射される光をケーシング６１の外部へ導くための採光穴６１ａが形成されている。この採光穴６１ａは、定着ローラ６２の開口部６２ｂに対向する位置に形成されている。尚、この採光穴６１ａは、１つであってもよいし、複数のスリットにより構成されていてもよい。

また、ファンモータ７０は、図１に示すように定着装置６０よりも紙面奥側であって、図３に示すように定着装置６０の近傍に設けられている。このファンモータ７０は、回転軸７１と複数枚の羽根７２とを備えており、回転軸７１の外周面に複数枚の羽根７２（例えば、７枚）が放射状に等角度間隔で取り付けられることで構成されている。そして、このファンモータ７０は、定着ヒータ６３からケーシング６１の採光穴６１ａを通じてケーシング６１の外部へ出射される光（図３に実線の矢印で示す）のうち定着ローラ６２の中心軸と平行な方向に出射される光が各羽根７２の先端部分に当たる位置に設置されている。

また、この画像形成装置において、図１に示すファンモータ７０よりも紙面奥側には、即ちファンモータ７０を介して定着装置６０と反対側には、図３に示すフォトセンサ８２がファンモータ７０に近接する位置に設置されている。具体的に、このフォトセンサ８２は、定着ローラ６２の中心軸上に設置されており、定着ヒータ６３からケーシング６１の外部へ出射される光のうちファンモータ７０の隣接する羽根７２の隙間を通過した光を受光できるように構成されている。

そして、定着ヒータ６３への通電が行われているときに、定着ヒータ６３からケーシング６１の外部へ出射される光をフォトセンサ８２が受光すると、図２に示すように、フォトセンサ８２から制御装置８３へ信号が出力される。フォトセンサ８２からの出力信号が制御装置８３に入力されると、制御装置８３は、フォトセンサ８２からの出力信号の単位時間当たりのパルス数（以下、計測値と称する）を算出し、予め設定された単位時間当たりのパルス数（以下、基準値と称する）との大小を比較する。この比較結果により、制御装置８３は、計測値が基準値未満であれば表示装置８０の画面にファンモータ７０が異常である旨の内容とこれに相当するコード番号とを表示させる。

ここで、定着ヒータ６３から出射される光のうち定着ローラ６２の中心軸と平行な方向に出射される光は、定着ヒータ６３とフォトセンサ８２とを結ぶ光路上にファンモータ７０の隣接する羽根７２の隙間が位置するときにファンモータ７０を通過してフォトセンサ８２へ入射し、それ以外においてはファンモータ７０の羽根７２によって遮光される。

すなわち、定着ヒータ６３から出射される光がファンモータ７０の隣接する羽根７２の隙間を通過してフォトセンサ８２へ入射するとき、フォトセンサ８２から制御装置８３へ送られる信号の出力がハイとなる。一方で、定着ヒータ６３から出射される光がファンモータ７０の羽根７２によって遮光されるとき、フォトセンサ８２から制御装置８３へ送られる信号の出力がローとなる。そして、フォトセンサ８２から制御装置８３へ送られる信号の出力がハイとなるときにパルスが発生するため、ファンモータ７０の回転速度が上がって定着ヒータ６３とフォトセンサ８２とを結ぶ光路上にファンモータ７０の隣接する羽根７２の隙間が位置する時間の間隔が狭くなると、フォトセンサ８２から制御装置８３へ送られる信号の出力がハイとなる時間の間隔が狭くなってパルスの発生回数が多くなる。

このように、ファンモータ７０が回転するとき、ファンモータ７０の回転速度に応じて異なる周期のパルス信号がフォトセンサ８２から出力されるため、フォトセンサ８２から出力される信号の単位時間当たりのパルス数を算出することで、ファンモータ７０の回転速度を検出することができる。つまり、ファンモータ７０の回転速度とフォトセンサ８２からの出力信号の単位時間当たりのパルス数との間に相関関係がある。このため、定着ヒータ６３から出射される光をフォトセンサ８２に受光させるとともにフォトセンサ８２からの出力信号を制御装置８３へ入力し、制御装置８３においてフォトセンサ８２からの出力信号の単位時間当たりのパルス数を算出してこの計測値と基準値との大小を比較することにより、ファンモータ７０が正常であるか、又は異常であるかが判定可能となる。

一方、上述のように、定着ヒータ６３への通電を開始してから一定時間経過後に定着ローラ６２の温度上昇が一定値未満であるとき、制御装置８３は、定着ヒータ６３が故障していると判断して定着ヒータ６３への通電を停止する。このとき、定着ヒータ６３から光が出射されず、ファンモータ７０の異常を検知することが不可能となる。そして、定着ヒータ６３が異常であるとき、制御装置８３は、画像形成装置内の各装置へ制御信号を出力することにより、ファンモータ７０の回転を停止するとともに画像形成装置の動作を停止する。

このように画像形成装置を構成することで、本実施形態では、定着ヒータ６３とフォトセンサ８２とによってファンモータ異常検出器が構成されている。

−画像形成装置の動作−
上記画像形成装置の動作について、図１〜図４を参照しながら説明する。

図２に示すように、画像形成装置の電源をＯＮにすると、電源装置８１からファンモータ７０、帯電装置２０、露光装置３０、現像装置４０、転写装置５０、定着装置６０、表示装置８０、及び制御装置８３のそれぞれへ電力が供給されるとともに、制御装置８３からの制御信号によりファンモータ７０、帯電装置２０、露光装置３０、現像装置４０、転写装置５０、定着装置６０、及び表示装置８０がそれぞれ制御される。よって、画像形成装置において、上述した帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、及び定着工程の各工程が順に行われる。

具体的に、画像形成装置では、図１に実線の矢印で示すように、給紙ローラ９１によって給紙カセット９０から記録紙が送り出され、給紙カセット９０から送り出された記録紙が搬送ローラ９２へ搬送される。そして、搬送ローラ９２を通過した記録紙は、一対のレジストローラ９３の間を通過する際にその向きを矯正されるとともに感光ドラム１０への搬送タイミングを調整された後、搬送ガイド９４を通って感光ドラム１０と転写ローラ５１との間のニップ部へ送られる。

このように記録紙が感光ドラム１０へ向かって搬送されるとき、まず、帯電装置２０が、帯電工程において帯電ローラ２１により感光ドラム１０の表面全体を帯電させるとともに、露光装置３０が、露光工程においてレーザスキャナ（不図示）から感光ドラム１０へ向けてレーザ光を照射し、感光ドラム１０の表面のうちレーザ光が当たった部分に静電潜像を形成する。

次に、現像装置４０が、現像工程において帯電したトナー４１を現像ローラ４２により搬送することで感光ドラム１０の表面に形成された静電潜像にこのトナー４１を付着させて現像を行う。続いて、転写装置５０が、転写工程において感光ドラム１０と転写ローラ５１との間のニップ部を通過する記録紙に感光ドラム１０の表面に付着したトナー４１を転写する。そして、転写工程においてトナー４１が転写された記録紙は、搬送ガイド９４を通って定着装置６０における定着ローラ６２と加圧ローラ６４との間のニップ部へ送られる。

また、制御装置８３から定着ヒータ６３へ出力される制御信号をＯＮとすることで定着ヒータ６３への通電が行われて定着ヒータ６３が加熱され、この定着ヒータ６３によって記録紙にトナー４１を安定して定着させることが可能な温度まで定着ローラ６２が加熱される。そして、定着装置６０が、定着工程において定着ローラ６２と加圧ローラ６４との間のニップ部を通過する記録紙のトナー４１を溶解させるとともに加圧ローラ６４によって記録紙に圧力を加えることでトナー４１を記録紙に定着させる。そして、定着工程においてトナー４１が定着した記録紙は、排紙ローラ９５によって画像形成装置の外部へ送り出され、排紙トレイ９６に排出される。

このような動作を行う画像形成装置において、制御装置８３から定着ヒータ６３へ出力される制御信号がＯＮのときには、即ち定着ヒータ６３への通電が行われているときには、図３に示す定着ヒータ６３の電熱線６３ａで光が発生し、この光が定着ヒータ６３の外部へ出射される。定着ヒータ６３の外部へ出射された光は、図３に実線の矢印で示すように、定着ローラ６２の開口部６２ｂを通過し、その一部がケーシング６１の内周面により遮光されるとともに残りの光がケーシング６１の採光穴６１ａを通って定着装置６０の外部へ出射される。そして、定着装置６０の外部へ出射された光のうち定着ローラ６２の中心軸と平行な方向に出射される光は、定着ヒータ６３とフォトセンサ８２とを結ぶ光路上にファンモータ７０の隣接する羽根７２の隙間が位置するときにファンモータ７０を通過してフォトセンサ８２へ入射する。

このように動作する画像形成装置では、図４のフロチャートに示す手順でファンモータ７０の異常が検出されるとともに、制御装置８３から出力される制御信号の種類に応じてファンモータ７０を含め画像形成装置の動作状況が表示装置８０に表示される。以下では、このファンモータ７０の動作状況を確認する際の画像形成装置の動作について詳細に説明する。

図４に示すように、制御装置８３から定着ヒータ６３へ出力される制御信号がＯＮになると、即ち定着ヒータ６３への通電が開始されると、まず、制御装置８３は、ファンモータ７０へ出力される制御信号の種類を検出し、現在ファンモータ７０が駆動しているか否かを判断する（ステップＳ１１）。

そして、制御装置８３は、ファンモータ７０へ出力される制御信号がＯＮであれば、即ち現在ファンモータ７０が駆動していれば（ステップＳ１１でＹｅｓ）、次に、定着ヒータ６３の異常を検出するタイミングに到達しているか否かを判定する（ステップＳ１２）。一方、制御装置８３は、ファンモータ７０へ出力される制御信号がＯＦＦであれば、即ち現在ファンモータ７０が駆動していなければ（ステップＳ１１でＮｏ）、フォトセンサ８２からの出力電圧が一定の値となりパルスが発生されないので、処理を終了する。また、このとき、表示装置８０へ制御信号を出力することで表示装置８０の画面にファンモータ７０の回転速度が測定不能である旨の内容とこれに相当するコード番号とを表示させる動作を行っても構わない。

ここで、制御装置８３では、定着ヒータ６３の電源をＯＮとする制御信号が定着ヒータ６３へ出力されると、カウンタが起動する。そして、制御装置８３は、このカウンタによる計測時間が所定値（例えば、１０秒）に達すると、定着ヒータ６３の異常を検出するタイミングに到達していると判断し（ステップＳ１２でＹｅｓ）、次に、定着ヒータ６３が正常であるか異常であるかを判定するための処理を行う（ステップＳ１３）。一方、制御装置８３は、このカウンタによる計測時間が所定値（例えば、１０秒）に達していないとき、定着ヒータ６３の異常を検出するタイミングに到達していないと判断し（ステップＳ１２でＮｏ）、ステップＳ１２に戻って定着ヒータ６３の異常を検出するタイミングに到達しているか否かを判定する。

また、ステップＳ１３では、定着ヒータ６３の電源をＯＮとする制御信号が制御装置８３から定着ヒータ６３へ出力されてから定着ヒータ６３の異常を検出するタイミングに到達するまでの期間（１０秒間）に定着ローラ６２の温度が何度上昇したかを、温度センサ６５から制御装置８３へ入力される温度情報に基づいて算出する。

そして、定着ヒータ６３の電源をＯＮとする制御信号が制御装置８３から定着ヒータ６３へ出力されてから定着ヒータ６３の異常を検出するタイミングに到達するまでの期間（１０秒間）における定着ローラ６２の温度上昇が所定値（例えば、３℃）未満であるとき、制御装置８３は定着ヒータ６３が異常であると判断する（ステップＳ１４でＮｏ）。続いて、制御装置８３から画像形成装置内の各装置へ制御信号を出力することにより定着ヒータ６３への通電を停止するとともに画像形成装置の動作を停止し（ステップＳ１５）、処理を終了する。尚、このとき、表示装置８０に定着ヒータ６３が異常であることを示す表示を行っても構わない。

一方、定着ヒータ６３の電源をＯＮとする制御信号が制御装置８３から定着ヒータ６３へ出力されてから定着ヒータ６３の異常を検出するタイミングに到達するまでの期間（１０秒間）における定着ローラ６２の温度上昇が所定値（例えば、３℃）以上であるとき、制御装置８３は定着ヒータ６３が正常であると判断し（ステップＳ１４でＹｅｓ）、次に、制御装置８３から定着ヒータ６３へ出力される制御信号が継続してＯＮとなっているか否かを確認する（ステップＳ１６）。

そして、制御装置８３から定着ヒータ６３へ出力される制御信号が継続してＯＮとなっていれば（ステップＳ１６でＹｅｓ）、定着ヒータ６３から出射される光をフォトセンサ８２が受光することでフォトセンサ８２から出力されるパルス信号を制御装置８３が受信する。その後、制御装置８３でフォトセンサ８２から制御装置８３へ出力される信号の単位時間あたりのパルス数（計測値）が算出され、予め設定した単位時間あたりのパルス数（所定値）との大小の比較が行われる（ステップＳ１７）。

一方、制御装置８３から定着ヒータ６３へ出力される制御信号が継続してＯＮとなっていなければ（ステップＳ１６でＮｏ）、定着ヒータ６３から光が放射されずフォトセンサ８２から制御装置８３へパルス信号が出力されないため、制御装置８３は処理を終了する。また、このとき、表示装置８０へ制御信号を出力することで表示装置８０の画面にファンモータ７０の回転速度が測定不能である旨の内容とこれに相当するコード番号とを表示させる動作を行っても構わない。

ここで、本実施形態の画像形成装置では、ファンモータ７０が正常な状態におけるファンモータ７０の回転速度が、例えば２５００ｒｐｍとなるように設定されている。また、フォトセンサ８２から制御装置８３へ出力される出力信号の単位時間当たりのパルス数に基づいて算出されるファンモータ７０の回転速度が例えば５００ｒｐｍ未満のとき、ファンモータ７０が異常であるとする。尚、ファンモータ７０が異常な状態におけるファンモータ７０の回転速度は、画像形成装置内において発生する風の自然対流によりファンモータ７０が外力を受けて回転する速度を考慮して決定される。

また、上述のように、ファンモータ７０の回転軸７１には７枚の羽根７２が設置されており、隣接する羽根７２の隙間が７箇所設けられる。このとき、定着ヒータ６３から出射される光は、ファンモータ７０が１周するごとに７回フォトセンサ８２へ入射し、ファンモータ７０が１周するごとにフォトセンサ８２から制御装置８３へ７回パルス信号が出力される。そして、ファンモータ７０の回転速度が５００ｒｐｍであるとき、１秒間に発生するパルスの回数は約５８．３回となる。

よって、制御装置８３は、フォトセンサ８２から制御装置８３へ出力される出力信号の計測値が基準値である約５８．３回以上であればファンモータ７０が正常であると判断し（ステップＳ１７でＮｏ）、処理を終了する。また、このとき、表示装置８０へ制御信号を出力することで表示装置８０の画面にファンモータ７０が正常である旨の内容とこれに相当するコード番号とを表示させる動作を行っても構わない。

一方、制御装置８３は、フォトセンサ８２から制御装置８３へ出力される出力信号の計測値が基準値である約５８．３回未満であればファンモータ７０が異常であると判定し（ステップＳ１７でＹｅｓ）、表示装置８０へ制御信号を出力することで表示装置８０の画面にファンモータ７０が異常である旨の内容とこれに相当するコード番号とを表示させる（ステップＳ１８）。その後、制御装置８３から画像形成装置内の各装置へ制御信号を出力することにより、ファンモータ７０の回転を停止するとともに画像形成装置の動作を停止し（ステップＳ１５）、処理を終了する。

尚、図４に示すフロチャートのステップＳ１７において、フォトセンサ８２から制御装置８３へ出力される信号の単位時間当たりのパルス数からファンモータ７０の回転速度を算出して、ファンモータ７０が異常であるか、又は正常であるかの判断をしても構わない。また、上記ステップＳ１７では、フォトセンサ８２から制御装置８３へ出力される信号の単位時間当たりのパルス数の下限値だけでファンモータ７０の動作状況を判断しているが、ファンモータ７０の動作状況を判断する基準にフォトセンサ８２から制御装置８３へ出力される信号の単位時間当たりのパルス数の上限値を設け、この上限値も併せて判断基準としても構わない。

−実施形態１の効果−
このように、本実施形態によれば、予め内部に定着ヒータ６３とファンモータ７０とが設置された画像形成装置に、フォトセンサ８２を備えるとともにこの定着ヒータ６３で発生する光をファンモータの異常検出に用いたファンモータ異常検出器を設置することにより、簡易な構成のファンモータ異常検出器を用いてファンモータ７０の異常を検出することできる。そして、従来のようにファンモータの回転軸上に回転板を設置する必要がなくなるため、画像形成装置が大型化するのを抑制することができる。

また、本実施形態の画像形成装置では、定着ヒータ６３で発生する光をフォトセンサ８２へ受光させるとともに、ファンモータ７０の隣接する羽根７２の隙間を通過する光のタイミングに応じてパルスが発生する構成としている。つまり、画像形成装置に予め設置された電子部品である定着ヒータ６３やファンモータ７０を用いてファンモータ７０の異常を検出するようにしている。従って、本実施形態によれば、ファンモータ７０の異常を検出するために、新たにフォトセンサ８２を追加するだけでよく、従来のような回転板やフォトセンサの発光部を追加する必要がないため、画像形成装置に追加する部品点数を大幅に削減することができる。

更には、上述のように、ファンモータ７０の異常を検出するためにフォトセンサ８２を追加するだけでよく、従来のように回転板にスリットを設ける等、新たに部品を加工する必要がないため、画像形成装置の製造工程を単純化することができる。

《発明の実施形態２》
本発明の実施形態２は、上記実施形態１の画像形成装置の構成を変更したものである。ここでは、本実施形態について、上記実施形態１と異なる点を説明する。

本実施形態の画像形成装置では、図５及び図６に示すように、ファンモータ７０の回転軸７１に設置された複数枚の羽根７２のうち１枚における定着ヒータ６３側の端面の所定位置に反射板７３が取り付けられている。また、この画像形成装置では、定着ヒータ６３から出射されるとともに反射板７３で反射した光が入射できるように、フォトセンサ８２がファンモータ７０に対して定着ヒータ６３と同じ側に設置されている。

このように構成された画像形成装置において、図６（Ａ）に示すように、定着ヒータ６３からケーシング６１の採光穴６１ａを通って定着装置６０の外部へ出射された光のうち定着ローラ６２の中心軸と平行な方向に出射される光は、その光路上をファンモータ７０の羽根７２に取り付けられた反射板７３が通過するときに反射板７３で反射し、フォトセンサ８２へ入射する。

一方、ファンモータ７０が回転することでファンモータ７０の羽根７２が図６（Ａ）に示す位置、即ち図６（Ｂ）に破線で示す位置から図６（Ｂ）に実線で示す位置へ移動すると、定着ヒータ６３からケーシング６１の採光穴６１ａを通って定着装置６０の外部へ出射された光のうち定着ローラ６２の中心軸と平行な方向に出射される光の光路上にファンモータ７０の羽根７２に取り付けられた反射板７３が位置しない。このため、定着ヒータ６３から出射された光は、図６（Ｂ）に示すように、反射板７３で反射されてフォトセンサ８２へ入射することがなくなる。

そして、定着ヒータ６３から出射される光は、ファンモータ７０が１周するごとに１回だけ反射板７３で反射してフォトセンサ８２へ入射し、ファンモータ７０が１周するごとにフォトセンサ８２から制御装置へ１回だけパルス信号が出力される。

ここで、定着装置６０の廃熱を画像形成装置の外部へ効率よく放熱するためには、ケーシング６１の内周面の近傍にファンモータ７０を設置するのが望ましい。しかしながら、ケーシング６１の内周面の近傍にファンモータ７０を設置すると、ファンモータ７０を介して定着装置６０と反対側に、即ちファンモータ７０とケーシング６１の内周面との間にフォトセンサ８２を設置するスペースを確保するのが難しくなる。そこで、本実施形態のように、ファンモータ７０の回転軸７１に設置された複数枚の羽根７２のうち１枚における定着ヒータ６３側の端面に反射板７３を取り付けることにより、ファンモータ７０に対して定着ヒータ６３と同じ側にフォトセンサ８２を設置した状態でファンモータ７０の異常を検出することが可能となる。

尚、本実施形態の画像形成装置において、ファンモータ７０の回転軸７１に設置される複数枚の羽根７２のそれぞれに反射板７３を１枚ずつ取り付けるようにしてもよい。或いは、ファンモータ７０の回転軸７１に偶数枚の羽根７２が設置されるとき、偶数枚の羽根７２のうち等角度間隔で位置する羽根７２に反射板７３を１枚ずつ取り付けるようにしてもよい。例えば、ファンモータ７０の回転軸７１に設置される羽根７２が８枚であれば、８枚の羽根７２のうち１８０°間隔で位置する２枚の羽根７２に反射板７３を１枚ずつ取り付けるようにしてもよいし、８枚の羽根７２のうち９０°間隔で位置する４枚の羽根７２に反射板７３を１枚ずつ取り付けるようにしてもよい。

《その他の実施形態》
上記実施形態１及び２の画像形成装置の構成を次のように変更してもよい。具体的に、上記実施形態１及び２の画像形成装置では、フォトセンサ８２を用いてファンモータ７０の異常を検出するようにしているが、このフォトセンサ８２の代わりに図７に示す赤外線センサ８４を用いてもよい。そして、制御装置８３から定着ヒータ６３へ出力される制御信号がＯＮとなり、定着ヒータ６３が加熱されると、定着ヒータ６３から赤外線が出射される。この赤外線を赤外線センサ８４へ入射させ、赤外線センサ８４へ入射した赤外線を電気信号に変換して制御装置８３へ出力することにより、上記実施形態１及び２と同様に、制御装置８３において単位時間当たりのパルス数を算出し、ファンモータ７０の異常を検出することができる。

また、上記実施形態１及び２の画像形成装置の構成を次のように変更してもよい。具体的には、図８に示すように、定着装置６０のケーシング６１に形成された採光穴６１ａを覆うとともに定着ヒータ６３から出射された可視光又は赤外線を透過させる部材８５が、接着剤又はねじ等によってケーシング６１に取り付けられている。

このうち定着ヒータ６３から出射された可視光を透過させる部材８５としては、ＳｉＯ₂を主成分とするガラス、又はポリイミドやフッ素樹脂等からなるフィルムが挙げられる。尚、これらのガラス及びフィルムは、定着ヒータ６２から出射された可視光を透過させる性質を有するものであれば、透明色に限定されることはなく、半透明色であってもよい。また、定着ヒータ６２から出射された赤外線を透過させる部材８５としては、サファイアガラスやシリコンガラス等が挙げられる。尚、これらサファイアガラスやシリコンガラス等は、定着ヒータ６２から出射された赤外線を透過させる性質を有するものであれば、透明色に限定されるものではない。

このように画像形成装置を構成すると、ケーシング６１の内部と外部との連通が遮断され、画像形成装置の内部の空気が採光穴６１ａを通って流入出することで生じる空気の対流が防止される。このため、定着装置６０の内部の熱が採光穴６１ａを通って定着装置６０の外部へ逃げることを防止することができる。また、定着ヒータ６３から出射された可視光又は赤外線を透過させる部材８５を採光穴６１ａに挿入する構成としても、ケーシング６１の内部と外部との連通が遮断されるため、同様の効果を得ることができる。

以上説明したように、本発明は、電子機器内に予め光源とファンモータとが設置されていれば、フォトセンサ又は赤外線センサを備えるとともにこの光源をファンモータの異常検出に用いたファンモータ異常検出器を電子機器内に設置することで、このファンモータ異常検出器を用いた画像形成装置やプロジェクタ、或いはファンヒータ等の電子機器について有用である。

実施形態１に係る画像形成装置の構造を示す概略図である。 実施形態１に係る画像形成装置の動作を示すブロック図である。 実施形態１に係る画像形成装置において、定着装置及びファンモータ付近の構造を示す断面図である。 実施形態１に係る画像形成装置において、ファンモータの異常を検出するためのフロチャートである。 実施形態２に係る画像形成装置において、定着ヒータとファンモータとフォトセンサとの位置関係を示す斜視図である。 実施形態２に係る画像形成装置において、定着装置及びファンモータ付近の構造を示す断面図である。 その他の実施形態に係る画像形成装置の動作を示すブロック図である。 その他の実施形態に係る画像形成装置において、定着装置及びファンモータ付近の構造を示す断面図である。

符号の説明

１０ 感光ドラム
２０ 帯電装置
３０ 露光装置
４０ 現像装置
４１ トナー
４２ 現像ローラ
５０ 転写装置
５１ 転写ローラ
６０ 定着装置
６１ ケーシング
６１ａ 採光穴
６２ 定着ローラ
６２ａ 定着ローラの端部
６２ｂ 開口部
６３ 定着ヒータ
６３ａ 電熱線
６４ 加圧ローラ
６５ 温度センサ
７０ ファンモータ
７１ 回転軸
７２ 羽根
７３ 反射板
８０ 表示装置
８１ 電源装置
８２ フォトセンサ
８３ 制御装置
８４ 赤外線センサ
８５ 可視光又は赤外線を透過させる部材
９０ 給紙カセット
９１ 給紙ローラ
９２ 搬送ローラ
９３ レジストローラ
９４ 搬送ガイド
９５ 排紙ローラ
９６ 排紙トレイ

Claims (11)

1. 光源と、回転軸と該回転軸に放射状に取り付けられた複数の羽根とで構成されるファンモータとを備えるとともに前記光源から前記ファンモータの方向に光が出射される電子機器に設置されて、前記ファンモータが正常に回転しているか否かを検出するファンモータ異常検出器であって、
   前記光源から前記ファンモータの方向へ出射された光を受光する受光センサが前記ファンモータと近接する位置に設置され、
   前記受光センサが、前記光源から出射された光を前記ファンモータを介して受光するように構成されており、
   前記光源から前記ファンモータの方向に出射された光を前記受光センサが受光することで出力される前記受光センサからの出力信号のパルス数に基づいて前記ファンモータが正常に回転しているか否かを検出することを特徴とするファンモータ異常検出器。
2. 前記受光センサが、前記光源から出射された可視光を受光するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のファンモータ異常検出器。
3. 前記受光センサが、前記光源から出射された赤外線を受光するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のファンモータ異常検出器。
4. 前記受光センサが、前記ファンモータを介して前記光源と反対側に設置されており、
   前記光源と前記受光センサとを結ぶ光路上に前記ファンモータにおける隣接する羽根の隙間が位置するときに、前記光源から出射された光が前記ファンモータを通過して前記受光センサへ入射することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のファンモータ異常検出器。
5. 前記受光センサが、前記ファンモータに対して前記光源と同じ側に設置されており、
   前記ファンモータの回転軸に取り付けられた複数枚の羽根のうち少なくとも１枚の羽根における前記光源側の面の所定位置に反射板を設置することで、前記受光センサが前記光源から出射された光のうち前記反射板で反射した光を受光するように構成されることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のファンモータ異常検出器。
6. 前記受光センサから出力される出力信号の単位時間当たりのパルス数と、予め設定された前記ファンモータが正常に回転している状態での前記受光センサから出力される出力信号の単位時間当たりのパルス数との大小を比較することにより、前記ファンモータが正常に回転しているか否かを検出することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のファンモータ異常検出器。
7. 前記受光センサから出力される出力信号の単位時間当たりのパルス数から算出される前記ファンモータの回転速度と、予め設定された前記ファンモータが正常に回転している状態での前記ファンモータの回転速度との大小を比較することにより、前記ファンモータが正常に回転しているか否かを検出することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のファンモータ異常検出器。
8. 光源と、回転軸と該回転軸に放射状に取り付けられた複数の羽根とで構成されるファンモータと、請求項１〜７の何れかに記載のファンモータ異常検出器と、
   を備え、
   前記光源から前記ファンモータの方向に光が出射されているときに、前記ファンモータ異常検出器が前記ファンモータが正常に回転しているか否かを検出することを特徴とする電子機器。
9. 定着ローラと電熱線で生じる熱を利用して前記定着ローラを加熱するヒータとを有するとともに前記ヒータにより加熱された前記定着ローラを通過する記録紙にトナーを定着させる定着装置と、
   前記定着装置の廃熱を装置外部へ放熱することで装置内部を冷却するファンモータと、
   請求項１〜７の何れかに記載のファンモータ異常検出器と、
   を備え、
   前記ヒータの電熱線が前記電子機器の光源を構成するとともに、前記ヒータの電熱線から前記ファンモータの方向に光が出射されているときに、前記ファンモータ異常検出器が前記ファンモータが正常に回転しているか否かを検出することを特徴とする画像形成装置。
10. 前記定着装置の外側面を構成するケーシングの内部に前記ヒータが設置され、
    前記ケーシングには、前記ヒータから前記ファンモータの方向に出射される光を前記ケーシングの外部へ導くための採光穴が形成されることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記採光穴が、前記ヒータから出射された可視光又は赤外線を透過させる部材で覆われることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。

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