画像形成装置、画像形成装置の制御方法、及び画像形成装置の制御プログラム
【課題】省エネルギー化でき、かつ、製造コストが低い画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置は、電源部６００と、電源部６００から電源が供給されて駆動するモータ５０１〜５０５と、モータ５０１〜５０５の動作を制御するＣＰＵ５０などを有する。ＣＰＵ５０は、定着モータ５０２が駆動している場合において、メインモータ５０１をこれから駆動するとき、定着モータ５０２で回生電力を発生させ、メインモータ５０１の駆動を開始する制御を行う。メインモータ５０１は、定着モータ５０２でそのとき発生した回生電力及び電源からの電力を起動電力として、起動する。大きな起動電力を必要とするメインモータ５０１の起動時に、定着モータ５０２で発生した回生電力によりその起動電力を補うことができる。電源や電線の電流容量が小さくてもよく、回生電力を蓄電するための蓄電装置を設ける必要もないため、製造コストを低減できる。
【解決手段】画像形成装置は、電源部６００と、電源部６００から電源が供給されて駆動するモータ５０１〜５０５と、モータ５０１〜５０５の動作を制御するＣＰＵ５０などを有する。ＣＰＵ５０は、定着モータ５０２が駆動している場合において、メインモータ５０１をこれから駆動するとき、定着モータ５０２で回生電力を発生させ、メインモータ５０１の駆動を開始する制御を行う。メインモータ５０１は、定着モータ５０２でそのとき発生した回生電力及び電源からの電力を起動電力として、起動する。大きな起動電力を必要とするメインモータ５０１の起動時に、定着モータ５０２で発生した回生電力によりその起動電力を補うことができる。電源や電線の電流容量が小さくてもよく、回生電力を蓄電するための蓄電装置を設ける必要もないため、製造コストを低減できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像形成装置、画像形成装置の制御方法、及び画像形成装置の制御プログラムに関し、特に、モータを駆動させて用紙に画像を形成する画像形成装置、画像形成装置の制御方法、及び画像形成装置の制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
用紙に画像を形成（プリント）する画像形成装置（スキャナ機能、ファクシミリ機能、複写機能、プリンタとしての機能、データ通信機能、及びサーバ機能を備えたＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）、ファクシミリ装置、複写機、プリンタなど）においては、用紙を搬送するためにローラを駆動するモータなど、複数のモータが設けられている。
【０００３】
図７は、従来の画像形成装置の駆動系の回路構成を示すブロック図である。
【０００４】
画像形成装置は、電源部（低圧電源部）８００と、駆動部８１０と、制御部８２０とを備える。駆動部８１０及び制御部８２０は、電源部８００から電源が供給されて駆動される。
【０００５】
電源部８００は、電源プラグ８０１から商用電源が入力されて駆動される。電源部８００は、主電源スイッチ８０３と、整流部８０５と、ＤＣ−ＤＣコンバータ８０７とを有している。主電源スイッチ８０３は、交流電源の入力の通電／遮断を切り替える。電源部８００は、入力された交流を整流部８０５で直流に変換し、その直流の電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ８０７で変換して出力する。ＤＣ−ＤＣコンバータ８０７は、２４Ｖの直流電圧を駆動部８１０に出力する。ＤＣ−ＤＣコンバータ８０７は、３．３Ｖの直流電圧を制御部８２０に出力する。
【０００６】
駆動部８１０は、画像形成装置において用紙の搬送動作やその他のプリント動作に駆動力を供給するモータ８１１〜８１５を有する。モータ８１１〜８１５は、ＤＣモータである。モータ８１１〜８１５は、それぞれ、ＤＣ−ＤＣコンバータ８０７から出力された直流が供給されて、制御部８２０からの制御指示の下で駆動される。
【０００７】
制御部８２０は、ＣＰＵ（制御デバイス）８２１と、不揮発性メモリ８２７とを有している。ＣＰＵ８２１は、不揮発性メモリ８２７と通信して制御プログラムの読み込みやデータの書き込みを行い、駆動部８１０や画像形成装置の他の部位の制御を行う。
【０００８】
ところで、モータ８１１〜８１５などのＤＣモータは、起動トルクを確保するため大きな起動電力を必要としている。この大きな起動電力を供給可能にするには、電流容量の大きい電源や電線を設けることが必要となり、画像形成装置の製造コストが高くなるという問題がある。
【０００９】
下記特許文献１には、ＤＣモータを回生制動させてその発電電力を蓄電池に蓄電し、そのＤＣモータの起動時に蓄電池から起動電流を供給する制御を行う画像形成装置が開示されている。ＤＣモータが電力を最も消費する起動時に蓄電電力が供給されるので、電源容量の大きい電源などを設ける必要がない。また、節電効果を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−２７８３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記の特許文献１の画像形成装置では、電力を蓄えるために蓄電器を用いるため、画像形成装置の製造コストが高くなるという問題がある。
【００１２】
この発明はそのような問題点を解決するためになされたものであり、省エネルギー化でき、かつ、製造コストが低い画像形成装置、画像形成装置の制御方法、及び画像形成装置の制御プログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、画像形成装置は、電源電力が供給されることで画像形成動作時に駆動され、減速中に回生電力を発生可能な第１のモータと、第１のモータとは異なるタイミングで起動される第２のモータと、第２のモータが起動されるか否かを判定する判定部と、判定部により第２のモータが起動されると判定されたとき、第１のモータで回生電力を発生させる回生制御部と、判定部により第２のモータが起動されると判定されたとき、そのとき回生制御部により発生された回生電力を第２のモータに供給する供給部とを備える。
【００１４】
好ましくは回生制御部は、第２のモータの起動電力の大きさに応じて、第１のモータから回生電力を発生させる。
【００１５】
好ましくは第１のモータが複数設けられており、回生制御部は、第１のモータのうち回生電力を発生可能な動作状態にある少なくとも１つのモータで回生電力を発生させる。
【００１６】
好ましくは第１のモータのうち回生電力を発生可能な動作状態にあるものが複数あるとき、回生制御部は、第１のモータのうち回生電力を発生可能な動作状態にあるすべてのモータで同時に回生電力を発生させる。
【００１７】
好ましくは第２のモータが複数設けられており、供給部は、第２のモータのそれぞれが起動するとき、各モータに回生電力を分配する。
【００１８】
好ましくは回生制御部は、第１のモータの速度変化が形成される画像に影響しない場合に、その第１のモータの回生制動を行う。
【００１９】
好ましくは第２のモータは、その速度変化が形成される画像に影響するモータである。
【００２０】
好ましくは画像形成装置は、第１のモータ及び第２のモータを含む複数のモータを備え、複数のモータは、減速中に回生電力を発生可能なモータを少なくとも２つ含み、判定部は、画像形成装置の動作状態に応じて、複数のモータのうち少なくとも１つのモータを第２のモータとしてそのモータが起動されるか否かを判定し、回生制御部は、複数のモータのうち、回生電力を発生可能な動作状態にある判定部により判定されたモータ以外のモータを第１のモータとして回生電力を発生させ、供給部は、判定部により判定されたモータを第２のモータとして、そのモータに回生電力の供給を行う。
【００２１】
この発明の他の局面に従うと、電源電力が供給されることで画像形成動作時に駆動され、減速中に回生電力を発生可能な第１のモータと、第１のモータとは異なるタイミングで起動される第２のモータとを備えた画像形成装置の制御方法は、第２のモータが起動されるか否かを判定する判定ステップと、判定ステップにより第２のモータが起動されると判定されたとき、第１のモータで回生電力を発生させる回生制御ステップと、判定ステップにより第２のモータが起動されると判定されたとき、そのとき回生制御ステップにより発生された回生電力を第２のモータに供給する供給ステップとを備える。
【００２２】
この発明のさらに他の局面に従うと、電源電力が供給されることで画像形成動作時に駆動され、減速中に回生電力を発生可能な第１のモータと、第１のモータとは異なるタイミングで起動される第２のモータとを備えた画像形成装置の制御プログラムは、第２のモータが起動されるか否かを判定する判定ステップと、判定ステップにより第２のモータが起動されると判定されたとき、第１のモータで回生電力を発生させる回生制御ステップと、判定ステップにより第２のモータが起動されると判定されたとき、そのとき回生制御ステップにより発生された回生電力を第２のモータに供給する供給ステップとをコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００２３】
これらの発明に従うと、第２のモータの起動時に他の第１のモータで発生した回生電力が供給される。したがって、省エネルギー化でき、かつ、製造コストが低い画像形成装置、画像形成装置の制御方法、及び画像形成装置の制御プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態の１つにおける画像形成装置のハードウェア構成を示す側面図である。
【図２】画像形成装置の制御回路の構成を示すブロック図である。
【図３】モータの駆動回路を示すブロック図である。
【図４】電源部及び駆動部を中心にした画像形成装置の駆動系の回路構成を示すブロック図である。
【図５】画像形成装置の回生電力の供給動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】画像形成装置の画像形成時における回生電力の発生と供給に関する動作のシーケンスの一例を説明する図である。
【図７】従来の画像形成装置の駆動系の回路構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態における画像形成装置について説明する。
【００２６】
［概要］
【００２７】
画像形成装置は、複数個のＤＣモータを搭載している。画像形成装置は、大きな起動電力を必要とするＤＣモータの起動時に、すでに回転している他のＤＣモータを回生モードで制動させることで回生電力（回生エネルギー）を発生させる。画像形成装置は、発生させた回生電力を、起動するＤＣモータに供給する。すなわち、画像形成装置は、回生電力を供給することで、起動するＤＣモータで必要な起動電力を補い、起動電力のうち電源からの供給分を低く抑える。
【００２８】
これにより、ＤＣモータを駆動させる電源や電線について電流容量が小さいものを使用することが可能となり、画像形成装置をコストダウンできる。近年、画像形成装置において多数のＤＣモータが使用されるようになってきているところ、そのＤＣモータを利用して、より高い省エネルギー効果を得ることができる。
【００２９】
ＤＣモータで発生させる回生電力の大きさは、起動するＤＣモータの起動電力の大きさに応じて調整することが好ましい。複数のＤＣモータのすべてにおいて、ＤＣモータで発生させる回生電力を、起動するＤＣモータに供給することが望ましい。
【００３０】
画像形成装置に設けられている複数のＤＣモータのうち、回生電力を発生させるＤＣモータと、発生する回生電力を起動に利用するＤＣモータとを適宜組み合わせて、回生電力を利用するようにしてもよい。複数のＤＣモータのうち、多数のＤＣモータで同時に回生電力を発生させることで大きなエネルギーを確保し、起動するＤＣモータに大きな回生電力を供給するようにしてもよい。複数のＤＣモータのうち、１つのＤＣモータで発生させた回生電力を、他の複数のＤＣモータに分配してそのＤＣモータを起動させてもよい。
【００３１】
速度の変動が形成する画像に影響しない状態のＤＣモータで回生電力を発生させることが好ましい。発生した回生電力を、その速度の変動が形成する画像に影響するＤＣモータの起動に利用してもよい。形成する画像に影響を与えずに、起動するＤＣモータに電源から供給することが必要な電力を低く抑えることができる。
【００３２】
［実施の形態］
【００３３】
図１は、本発明の実施の形態の１つにおける画像形成装置１のハードウェア構成を示す側面図である。
【００３４】
図を参照して画像形成装置１は、給紙カセット３と、排紙トレイ５と、エンジン部３０とを備える。
【００３５】
給紙カセット３は、画像形成装置１の下部に、画像形成装置１の筐体に抜き差し可能に配置されている。各給紙カセット３に装てんされた用紙は、印字時に、１枚ずつ給紙カセット３から給紙され、エンジン部３０に送られる。給紙カセット３の数は、１つに限られず、それより多くてもよい。
【００３６】
排紙トレイ５は、画像形成装置１の筐体の上方に配置されている。排紙トレイ５には、エンジン部３０により画像が形成された用紙が筐体の内部から排紙される。
【００３７】
エンジン部３０は、画像形成装置１の筐体の内部に配置されている。エンジン部３０は、おおまかに、用紙搬送部２００と、トナー像形成部３００と、定着装置４００と、モータ（第１のモータの一例、第２のモータの一例）５０１〜５０５とを有している。エンジン部３０は、いわゆるタンデム方式でＣＭＹＫの４色の画像を合成することにより、用紙にカラー画像を形成する。
【００３８】
用紙搬送部２００は、給紙ローラ２１０、搬送ローラ２２０、排紙ローラ２３０などで構成されている。給紙ローラ２１０、搬送ローラ２２０、及び排紙ローラ２３０は、それぞれ、例えば対向する２つのローラで用紙を挟みながらそのローラを回動させて用紙を搬送する。用紙搬送部２００は、これら以外にも用紙を搬送するためなどに用いられるローラを有していてもよい。
【００３９】
給紙ローラ２１０は、給紙カセット３から用紙を１枚ずつ給紙する。給紙ローラ２１０により、用紙が画像形成装置１の筐体の内部に給紙される。
【００４０】
搬送ローラ２２０は、給紙ローラ２１０により給紙された用紙をトナー像形成部３００に搬送する。搬送ローラ２２０は、定着装置４００を経由した用紙を排紙ローラ２３０に搬送する。
【００４１】
排紙ローラ２３０は、搬送ローラ２２０により搬送された用紙を画像形成装置１の筐体の外部に排出する。
【００４２】
トナー像形成部３００は、４色のトナーボトル３０１Ｙ，３０１Ｍ，３０１Ｃ，３０１Ｋ（以下、これらをまとめてトナーボトル３０１と呼ぶことがある。）と、中間転写ベルト３０５と、転写ローラ３０７と、４組の現像ユニット３１０Ｙ，３１０Ｍ，３１０Ｃ，３１０Ｋ（以下、これらをまとめて現像ユニット３１０と呼ぶことがある。）と、レーザスキャンユニット３２０などとで構成されている。
【００４３】
イエロートナーボトル３０１Ｙ、マゼンタトナーボトル３０１Ｍ、シアントナーボトル３０１Ｃ、ブラックトナーボトル３０１Ｋは、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）のＣＭＹＫ各色のトナーを貯蔵する。
【００４４】
中間転写ベルト３０５は、環状であり、２つのローラ間に架けわたされている。中間転写ベルト３０５は、用紙搬送部２００と連動して回動する。転写ローラ３０７は、中間転写ベルト３０５のうち一方のローラに接触している部分に対向するように配置されている。用紙は、中間転写ベルト３０５と転写ローラ３０７との間で挟持されながら搬送される。
【００４５】
現像ユニット３１０は、感光体ドラム３１１（現像ユニット毎に感光体ドラム３１１Ｙ，３１１Ｍ，３１１Ｃ，３１１Ｋが設けられる。）、現像装置、クリーナ、及び帯電器などを含む。イエロー現像ユニット３１０Ｙ，マゼンタ現像ユニット３１０Ｍ，シアン現像ユニット３１０Ｃ，ブラック現像ユニット３１０Ｋは、それぞれＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像を形成するために配置されている。現像ユニット３１０は、中間転写ベルト３０５の直下に並置されている。レーザスキャンユニット３２０は、各感光体ドラム３１１上にレーザ光を走査可能に配置されている。
【００４６】
トナー像形成部３００において、レーザスキャンユニット３２０は、ＹＭＣＫの各色別の画像データに基づいて、帯電器により一様に帯電した感光体ドラム３１１上に潜像を形成する。現像装置は、各感光体ドラム３１１に各色別のトナー像を形成する。各感光体ドラム３１１は、トナー像を中間転写ベルト３０５に転写し、その中間転写ベルト３０５上に、用紙に形成するトナー像の鏡像を形成する（１次転写）。その後、高電圧が印加された転写ローラ３０７により、中間転写ベルト３０５に形成されたトナー像が用紙に転写され、用紙上にトナー像が形成される（２次転写）。
【００４７】
画像形成により現像ユニット３１０内のトナーが少なくなると、各色のトナーボトル３０１内に保管されたトナーが現像ユニットに供給され、継続して画像形成可能になる。
【００４８】
定着装置４００は、加熱ローラ４０１及び加圧ローラ４０３を有している。定着装置４００は、加熱ローラ４０１と加圧ローラ４０３とでトナー像が形成された用紙を挟持しながら搬送し、その用紙に加熱及び加圧を行う。これにより、定着装置４００は、用紙に付着したトナーを溶融させて用紙に定着させ、用紙に画像を形成する。定着装置４００を経由した用紙は、排紙ローラ２３０により、画像形成装置１の筐体から排紙トレイ５に排出される。
【００４９】
次に、モータ５０１〜５０５について説明する。画像形成装置１は、例えば、メインモータ５０１、定着モータ５０２、黒現像モータ５０３、カラー現像モータ５０４、及びカラー感光体モータ５０５を有している。以下、これらをまとめて、単にモータ５０１〜５０５と称する。各モータ５０１〜５０５は、ＤＣモータである。
【００５０】
メインモータ５０１は、給紙工程から転写工程までの用紙搬送と、中間転写ベルト３０５及び黒感光体ドラム３１１Ｋの駆動とを行う。定着モータ５０２は、定着装置４００の駆動を行う。黒現像モータ５０３は、黒現像ユニット３１０Ｋの駆動を行う。カラー現像モータ５０４は、イエロー・マゼンタ・シアンの現像ユニット３１０Ｙ，３１０Ｍ，３１０Ｃの駆動を行う。カラー感光体モータ５０５は、イエロー・マゼンタ・シアンの感光体ドラム３１１Ｙ，３１１Ｍ，３１１Ｃの駆動を行う。
【００５１】
図２は、画像形成装置１の制御回路の構成を示すブロック図である。
【００５２】
図を参照して、画像形成装置１の制御回路は、おおまかに、コントローラ部１０と、エンジン部３０に設けられたものとに分かれている。コントローラ部１０は、画像形成装置１の全体の動作を制御する。エンジン部３０は、コントローラ部１０に接続されており、コントローラ部１０との間でドットカウントなど必要な情報の授受などを行う。
【００５３】
エンジン部３０は、上述の各部のほか、制御部（装置制御部）４０、本体付属不揮発性メモリ６０、ユニット付属不揮発性メモリ７０、及び各種負荷８０などを有している。各種負荷８０としては、例えばモータ５０１〜５０５などが含まれる駆動部５００や、定着装置４００のヒータ（図示せず）などが含まれる。
【００５４】
制御部４０は、ＣＰＵ５０を有している。制御部４０は、ＲＯＭ（図示せず）及びＲＡＭ（図示せず）などを有している。ＣＰＵ５０は、本体付属不揮発性メモリ６０、ユニット付属不揮発性メモリ７０、各種負荷８０、及び現像ユニット３１０などの動作を制御する。
【００５５】
本体付属不揮発性メモリ６０は、例えばＥＥＰＲＯＭであり、記憶媒体として用いられる。本体付属不揮発性メモリ６０は、ＣＰＵ５０に接続されている。本体付属不揮発性メモリ６０は、ＣＰＵ５０で計測、演算などされたデータや、画像形成装置１の設定情報など、種々の情報を記憶可能である。
【００５６】
本実施の形態において、本体付属不揮発性メモリ６０には、制御プログラム６１が記憶されている。ＣＰＵ５０は、例えば制御プログラム６１を本体付属不揮発性メモリ６０から読み取って実行することにより、エンジン部３０の制御動作などを実行する。
【００５７】
本体付属不揮発性メモリ６０は、ＥＥＰＲＯＭに限られない。本体付属不揮発性メモリ６０として、ＥＥＰＥＯＭに代えて又はＥＥＰＥＯＭに加えて、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などが設けられていてもよい。また、制御プログラム６１は、必ずしも本体付属不揮発性メモリ６０に記憶されていなくてもよい。
【００５８】
以下の説明において、本体付属不揮発性メモリ６０を、単に不揮発性メモリ６０と称することがある。
【００５９】
ユニット付属不揮発性メモリ７０は、例えばＣＳＩＣ（Ｃｕｓｔｏｍｅｒ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）である。ユニット付属不揮発性メモリ７０は、例えば現像ユニット３１０などの消耗品に設けられている。ユニット付属不揮発性メモリ７０は、例えば、各現像ユニット３１０に、すなわちＣＭＹＫ毎に設けられている。
【００６０】
ユニット付属不揮発性メモリ７０には、その現像ユニット３１０を用いて行われた印刷枚数や、感光体ドラム３１１などの回転数や、消耗品に関するデータや、その現像ユニット３１０を製造したメーカに関する情報などが記録されている。ＣＰＵ５０は、ユニット付属不揮発性メモリ７０に記録されている情報を読み取る。ＣＰＵ５０は、読み取った情報に応じて、現像ユニット３１０の交換が必要であることなどをユーザに通知するなど、種々の制御を行う。
【００６１】
図３は、モータ５０１の駆動回路を示すブロック図である。
【００６２】
以下、モータ５０１の駆動回路について、図を参照して説明する。他のモータ５０２〜５０５の駆動回路の構成も、モータ５０１のそれと同様である。
【００６３】
モータ５０１は、通電制御部５１１と、駆動回路部５１３と、巻線５１５とを有している。電源部６００は、モータ５０１に直流電圧を供給する。電源部６００からの直流電圧は、通電制御部５１１及び駆動回路部５１３に印加される。ＣＰＵ（モータ制御部）５０は、通電制御部５１１に速度指令などの制御指示を出力する。通電制御部５１１は、制御指示によりモータ５０１の駆動が指示されると、それに応じて駆動回路部５１３を動作させる。駆動回路部５１３は、電源部６００から供給された電力を巻線５１５に供給することにより、モータ５０１の動力を発生させる。通電制御部５１１は、ＣＰＵ５０によりモータ５０１の停止が指示されると、駆動回路部５１３から巻線５１５への電力の供給を停止し、モータ５０１を停止させる。
【００６４】
本実施の形態において、モータ５０１は、制動モード（制動方法）として、回生制動により制動可能である。回生制動は、ＣＰＵ５０により、モータ５０１の制動モードとして回生ブレーキモードが設定されているときに行われる。通電制御部５１１は、回生ブレーキモードが設定されているとき、ＣＰＵ５０から減速指示が行われると、駆動回路部５１３を動作させ、モータ５０１の回生制動を行う。回生制動が行われると、モータ５０１及びその回動に伴い動いている部材の運動エネルギーが巻線５１５で電気エネルギー（回生電力）に変換される。発生した回生電力は、駆動回路部５１３から電源部６００へ供給される。すなわち、モータ５０１は、回生電力を供給可能な回生モータである。
【００６５】
電源部６００とモータ５０１との間の駆動電力の供給と回生電力の供給とは、共通の電線で行ってもよいし、それぞれ専用の電線を設けて行ってもよい。
【００６６】
図４は、電源部６００及び駆動部５００を中心にした画像形成装置１の駆動系の回路構成を示すブロック図である。
【００６７】
電源部（低圧電源部）６００は、電源プラグ６０１から商用電源が入力されて駆動される。電源部６００は、主電源スイッチ６０３と、整流部６０５と、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ６０７と、ダイオード６０９と、最大値選択部６１１と、平滑部６１３と、第２のＤＣ−ＤＣコンバータ６１５とを有している。
【００６８】
主電源スイッチ６０３は、交流電源の入力の通電／遮断を切り替える。
【００６９】
整流部６０５は、商用電源から入力された交流を直流に変換する。
【００７０】
第１のＤＣ−ＤＣコンバータ６０７は、直流の電圧を変換し、安定した低電圧の直流とする。本実施の形態では、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ６０７は、２４Ｖの直流電圧を出力する。第１のＤＣ−ＤＣコンバータ６０７は、駆動部５００のモータ５０１〜５０５の各々に、それぞれダイオード６０９を介して接続されている。また、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ６０７は、最大値選択部６１１に接続されている。
【００７１】
第１のＤＣ−ＤＣコンバータ６０７は、直流電圧を、最大値選択部６１１に出力する。第１のＤＣ−ＤＣコンバータ６０７は、各モータ５０１〜５０５に対して、直流電圧を、ダイオード６０９を経由して出力する。ダイオード６０９は、後述のように駆動部５００で回生電力が発生したとき、その電流が第１のＤＣ−ＤＣコンバータ６０７に流れないように配置されている。これにより、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ６０７の破損が防止される。
【００７２】
駆動部５００では、モータ５０１〜５０５が、それぞれ、ＣＰＵ５０による制御指示の下、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ６０７から出力された２４Ｖの直流電圧が供給されることで駆動される。
【００７３】
最大値選択部６１１は、２つのダイオード６１１ａ，６１１ｂを有している。ダイオード６１１ａは、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ６０７との間の接続経路に、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ６０７側がアノードとなるように挿入されている。ダイオード６１１ｂは、そのアノード側が駆動部５００の各モータ５０１〜５０５とダイオード６０９との間の接続経路に接続されて配置されている。２つのダイオード６１１ａ，６１１ｂは、互いのカソード側が接続されて並列に配置されている。最大値選択部６１１は、２つのダイオード６１１ａ，６１１ｂのうち電圧が高い側の直流電圧を、平滑部６１３を介して、第２のＤＣ−ＤＣコンバータ６１５に出力する。ダイオード６１１ａ，６１１ｂが設けられていることにより、ダイオード６１１ａ，６１１ｂのうち電圧が高い側から低い側への電流の逆流が防止されている。
【００７４】
平滑部６１３は、平滑コンデンサを有しており、最大値選択部６１１から出力された直流の脈流を平滑化する。
【００７５】
第２のＤＣ−ＤＣコンバータ６１５は、平滑部６１３により平滑された直流の電圧を変換し、さらに低い安定された定電圧の電流とする。本実施の形態では、第２のＤＣ−ＤＣコンバータ６１５は、３．３Ｖの直流電圧を、シグナル系の電源として、制御部４０に出力する。なお、第２のＤＣ−ＤＣコンバータ６１５は、例えば５Ｖの直流電圧を出力するように構成されていてもよい。
【００７６】
制御部４０は、第２のＤＣ−ＤＣコンバータ６１５から３．３Ｖの直流電圧が供給されて動作する。
【００７７】
ＣＰＵ（制御デバイス）５０は、不揮発性メモリ６０などと通信して制御プログラムの読み込みやデータの書き込み、バックアップなどを行い、画像形成装置１の制御を行う。ＣＰＵ５０は、モータ５０１〜５０５の制御を行う。ＣＰＵ５０は、寿命情報や画像形成装置１の調整値などの画像形成装置１の情報を不揮発性メモリ６０などに書き込む（バックアップする）。
【００７８】
一例として、感光体ドラム３１１の寿命データについて説明する。不揮発性メモリ６０に保存する感光体ドラム３１１の寿命状態は、感光体ドラム３１１の回転時間を不揮発性メモリ６０に保存することで管理する。ＣＰＵ５０は、現像動作中の一定周期、例えば６０秒回転する毎に、感光体ドラム３１１の駆動量をカウントアップして不揮発性メモリ６０に記憶させることで、寿命管理を行う。
【００７９】
［回生電力の供給動作］
【００８０】
本実施の形態において、画像形成装置１は、モータ５０１〜５０５のうち新たに起動するものの起動電力を補うために、既に駆動しているモータ５０１〜５０５から出力した回生電力を、起動するモータ５０１〜５０５に供給する。すなわち、画像形成装置１は、モータ５０１〜５０５のうち起動するものの起動電力を、回生電力により補う。回生電力の供給動作は、例えば、ＣＰＵ５０の制御に基づいて行われる。
【００８１】
モータ５０１〜５０５間で回生電力を供給する供給動作は、例えば次のように行われる。すなわち、定着モータ（本例において第１のモータの一例）５０２が駆動している場合において、ＣＰＵ５０は、メインモータ（本例において第２のモータの一例）５０１をこれから駆動する（起動する）とき、定着モータ５０２で回生電力を発生させ、メインモータ５０１の駆動を開始する制御を行う。これにより、メインモータ５０１は、定着モータ５０２でそのとき発生した回生電力及び電源からの電力を起動電力として、起動する。大きな起動電力を必要とするメインモータ５０１の起動時に、定着モータ５０２で発生した回生電力によりその起動電力を補うことができる。
【００８２】
以下、供給動作の一例として、メインモータ５０１と定着モータ５０２との間で行われる供給動作についてより具体的に説明する。
【００８３】
図５は、画像形成装置の回生電力の供給動作の一例を示すフローチャートである。
【００８４】
図を参照して、ステップＳ１０１において、ＣＰＵ５０は、定着モータ５０２を起動するか否かを判定する。起動しない場合には、供給動作は終了する。
【００８５】
ステップＳ１０１で起動する場合、ステップＳ１０３において、ＣＰＵ５０は、メインモータ５０１を起動するか否かを判断する。すなわち、ＣＰＵ５０は、メインモータ５０１が起動されるか否かを判定する。起動しない場合には、供給動作は終了する。
【００８６】
ステップＳ１０３で起動する場合、ステップＳ１０５において、ＣＰＵ５０は、定着モータ５０２を回生モードで制動させる。
【００８７】
ステップＳ１０７において、定着モータ５０２は、回生モードで制動されることにより、回生電力を発生する。換言すると、ＣＰＵ５０は、定着モータ５０２で回生電力を発生させる。
【００８８】
ステップＳ１０９において、ＣＰＵ５０は、定着モータ５０２で発生した回生電力を、メインモータ５０１に供給する。これにより、メインモータ５０１は、定着モータ５０２で発生した回生電力を用いて起動される。
【００８９】
このように、ＣＰＵ５０は、メインモータ５０１の起動時に定着モータ５０２を回生制動させることで、定着モータ５０２から回生電力を出力させ、その回生電力を起動するメインモータ５０１に供給する。これにより、メインモータ５０１に電源から供給することが必要だった電力を低く抑えることが可能となる。
【００９０】
図６は、画像形成装置１の画像形成時における回生電力の発生と供給に関する動作のシーケンスの一例を説明する図である。
【００９１】
図を参照して、ＣＰＵ５０は、印字開始時（図において時刻０）において、先ず、定着モータ５０２を駆動することにより、定着装置４００の内部にある加熱ローラ４０１の温度上昇とローラ表面温度の均一化とを行う。図中Ａは、定着モータ５０２の駆動時に電源から供給することが必要な電力の推移を示す。
【００９２】
次に、ＣＰＵ５０は、メインモータ５０１を駆動する。図において、時刻ｔ１からメインモータ５０１が駆動される。メインモータ５０１を駆動することにより、ＣＰＵ５０は、給紙工程から転写工程までの用紙搬送を行う。
【００９３】
ここで、ＣＰＵ５０は、メインモータ５０１の起動時に、定着モータ５０２を回生モードで制動させる。これにより、定着モータ５０２から、回生電力（回生エネルギー）を出力させる。回生電力は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間、出力される。図中Ｄは、回生電力の大きさの推移を示す。ＣＰＵ５０は、定着モータ５０２より出力された回生電力を、前述した方法で起動するメインモータ５０１に供給する。
【００９４】
ＣＰＵ５０は、メインモータ５０１の起動電力の大きさに応じて、回生電力を発生させる。例えば、起動開始後しばらくの間は大きな起動電力が必要であるため、回生電力は、時刻ｔ１から徐々に大きくなる。また、起動開始後時間が経過すると、すなわち時刻ｔ２が近づくと、回生電力は、徐々に小さくなる。
【００９５】
このように、既に駆動している定着モータ５０２から出力させた回生電力が、起動するメインモータ５０１に供給されることにより、メインモータ５０１の起動電力が補われる。回生電力が供給されない場合、メインモータ５０１を起動するためには、図中Ｂで示すような大きな起動電力を電源部６００からメインモータ５０１に供給することが必要であった。しかしながら、上述のように回生電力で起動電力が補われることにより、電源部６００からメインモータ５０１に供給することが必要な電力は、図中Ｃで示すように、低く抑えられる。
【００９６】
画像形成装置１は、その後の印字動作として、黒現像モータ５０３、カラー現像モータ５０４、及びカラー感光体モータ５０５をそれぞれ駆動する（図示せず）。これにより、現像装置から、感光体ドラム３１１、中間転写ベルト３０５、用紙（記録媒体）の順にトナーを付着させ、用紙への作画を行う。
【００９７】
このとき、メインモータ５０１を駆動させるときと同様に、ＣＰＵ５０は、黒現像モータ（本例において第２のモータの一例）５０３、カラー現像モータ（本例において第２のモータの一例）５０４、及びカラー感光体モータ（本例において第２のモータの一例）５０５の起動時に、回生電力の供給動作を行う。すなわち、ＣＰＵ５０は、定着モータ５０２を回生モードで制動させることで回生電力を出力させる。ＣＰＵ５０は、定着モータ５０２から出力された回生電力を、起動する黒現像モータ５０３、カラー現像モータ５０４、及びカラー感光体モータ５０５に供給する。このように、起動する各モータ５０３〜５０５に既に駆動している定着モータ５０２から出力させた回生電力を供給することにより、各モータ５０３〜５０５の起動電力を補い、電源部６００から供給することが必要な電力が低く抑えることが可能になる。
【００９８】
なお、ＣＰＵ５０が、速度の変動が画像に影響を与えないようなモータにより回生電力を出力させることが望ましい。例えば、上述の説明のように、用紙が定着装置４００に挟持されていない状態すなわち定着工程を行っていない状態における定着モータ５０２を回生制動させることが望ましい。これにより、速度の変動が形成する画像に影響を及ぼしやすいモータについて回生制動する場合と比較して、画像形成装置１により用紙に形成される画像に影響が及ぶことをより確実に防止できる。このとき、発生した回生電力により、速度の変動が形成する画像に影響を及ぼしやすいモータの起動電力を補うことにより、回生電力を有効に活用できる。速度の変動が形成する画像に影響を及ぼしやすいモータとしては、例えば、メインモータ５０１や、黒現像モータ５０３又はカラー現像モータ５０４などが挙げられる。
【００９９】
ＣＰＵ５０は、起動する各モータが必要とする起動電力の大きさに応じて、そのモータに供給する回生電力に過不足がないように、回生制動の制御（調整）を行うことが望ましい。これにより、必要以上に回生制動を行ってモータを減速させすぎることがなくなり、有効に回生電力を利用可能になる。
【０１００】
回生制動を行うモータの速度の変動が、画像形成装置１で形成する画像に影響を及ぼすことがないように、ＣＰＵ５０は、画像形成装置１自体の印字速度の制御を行ってもよい。
【０１０１】
［回生電力の供給動作の変型例］
【０１０２】
回生電力の供給動作は、以下のように行われてもよい。
【０１０３】
画像形成装置１に設けられている複数のモータ５０１〜５０５のうち、駆動中のすべてのモータ又は複数のモータで同時に回生電力を発生させ、起動するモータにその回生電力を供給してもよい。複数のモータ５０１〜５０５のうち、多数のモータで同時に回生電力を発生させることで大きな回生電力を確保し、起動するモータに大きな回生電力を供給できる。
【０１０４】
画像形成装置１に設けられている複数のモータ５０１〜５０５のうち、回生電力を発生させるものと、発生する回生電力を起動に利用するものとを適宜組み合わせて、回生電力を利用するようにしてもよい。回生電力の供給動作において、モータ５０１〜５０５は、それぞれ、画像形成装置１の動作状態に応じて、回生電力を発生する側のモータとなったり、起動時に回生電力を供給される側のモータとなってもよい。
【０１０５】
これらの場合、上述と同様に、ＣＰＵ５０が、例えば用紙が定着装置４００に挟持されていない状態における定着モータ５０２など、速度の変動が画像に影響を及ぼしにくい状態にあるモータで回生電力を発生させることが望ましい。又は、モータの速度が変化しても形成される画像に影響がないように、ＣＰＵ５０がエンジン部３０の印字速度などの制御を行うことが望ましい。これにより、回生制動が行われることで画像形成装置１が形成する画像に問題が発生することを防止できる。
【０１０６】
また、複数のモータ５０１〜５０５のうち回生電力を発生させるものと回生電力を利用するものとを組み合わせる場合において、ＣＰＵ５０が、起動する各モータで必要な起動電力の大きさに応じて、最適な回生電力を発生させるように制御を行うことが好ましい。すなわち、ＣＰＵ５０が、起動するモータで必要な起動電力に対して過不足がないように回生電力を発生させる制御を行うことが好ましい。
【０１０７】
モータ５０１〜５０５のうちある１つのモータが発生する回生電力だけでは起動させるモータの起動電力を十分に補えない場合において、ＣＰＵ５０が、モータ５０１〜５０５のうち複数のモータから同時に回生電力を発生させるようにしてもよい。これにより、大きな回生電力を確保することができ、大きな起動電力が必要なモータが起動する際に、その起動電力を十分に補える。
【０１０８】
モータ５０１〜５０５のうちある１つのモータが発生する回生電力が大きい場合において、ＣＰＵ５０は、発生した回生電力を、起動する複数のモータに分配してもよい。また、ＣＰＵ５０は、複数のモータで発生した回生電力を、起動する他の複数のモータに分配してもよい。これにより、同時に複数のモータについて起動電力を補うことが可能になり、電源から供給することが必要な起動電力を低く抑えることができる。
【０１０９】
［実施の形態における効果］
【０１１０】
上記のように構成された画像形成装置は、ＣＰＵが、既に駆動しているモータから回生電力を出力させ、その回生電力を起動するモータに供給する。これにより、起動するモータの起動電力が補われるので、電源から供給することが必要な電力を低減できる。したがって、画像形成装置の消費電力を低減して省エネルギー化できる。また、電源や電線の電流容量が小さくてもよく、画像形成装置の製造コストを低減できる。
【０１１１】
画像形成装置は、モータで発生させた回生電力を、そのまま、すなわち蓄電装置などに蓄電せずに、他のモータに供給する。画像形成装置には、回生電力を蓄電するための蓄電装置を設ける必要がないため、画像形成装置の製造コストを低くすることができる。
【０１１２】
［その他］
【０１１３】
上記の実施の形態において、併せて上記に記載した各変型例を適宜組み合わせて回生電力の供給動作を行うようにしてもよい。
【０１１４】
ＣＰＵは、特定の一部のモータでのみ回生制動を実行させ、その回生電力を特定のモータに供給するように構成されていてもよい。少なくとも１つのモータが回生モータであれば、ＣＰＵは、その回生電力を用いて上記制御を行うことができる。
【０１１５】
また、画像形成装置の一変型例として、例えば回生電力を出力可能なモータを冷却ファンを駆動するための冷却ファンモータに採用してもよい。
【０１１６】
画像形成装置としては、モノクロ／カラーの複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などいずれであってもよい。また、画像形成装置は、スキャナ機能、複写機能、プリンタとしての機能、ファクシミリ機能、データ通信機能、及びサーバ機能を備えたＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）であってもよい。スキャナ機能では、セットされた原稿の画像を読み取ってそれをＨＤＤ等に蓄積する。複写機能では、さらにそれを用紙等に印刷（プリント）する。プリンタとしての機能では、ＰＣ等の外部端末から印刷指示を受けるとその指示に基づいて用紙に印刷を行う。ファクシミリ機能では、外部のファクシミリ装置等からファクシミリデータを受信してそれをＨＤＤ等に蓄積する。データ通信機能では、接続された外部機器との間でデータを送受信する。サーバ機能では、複数のユーザでＨＤＤ等に記憶したデータなどを共有可能にする。
【０１１７】
画像形成装置は、電子写真方式により画像を形成するものに限られず、例えばいわゆるインクジェット方式により画像を形成するものであってもよい。
【０１１８】
上述の実施の形態における処理は、ソフトウェアによって行っても、ハードウェア回路を用いて行ってもよい。
【０１１９】
上述の実施の形態における処理を実行するプログラムを提供することもできるし、そのプログラムをＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ、メモリカードなどの記録媒体に記録してユーザに提供することにしてもよい。プログラムはインターネットなどの通信回線を介して、装置にダウンロードするようにしてもよい。上記のフローチャートで文章で説明された処理は、そのプログラムに従ってＣＰＵなどにより実行される。
【０１２０】
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１２１】
１ 画像形成装置
３０ エンジン部
５０ ＣＰＵ
５０１ メインモータ（モータの一例）
５０２ 定着モータ（モータの一例）
５０３ 黒現像モータ（モータの一例）
５０４ カラー現像モータ（モータの一例）
５０５ カラー感光体モータ（モータの一例）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像形成装置、画像形成装置の制御方法、及び画像形成装置の制御プログラムに関し、特に、モータを駆動させて用紙に画像を形成する画像形成装置、画像形成装置の制御方法、及び画像形成装置の制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
用紙に画像を形成（プリント）する画像形成装置（スキャナ機能、ファクシミリ機能、複写機能、プリンタとしての機能、データ通信機能、及びサーバ機能を備えたＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）、ファクシミリ装置、複写機、プリンタなど）においては、用紙を搬送するためにローラを駆動するモータなど、複数のモータが設けられている。
【０００３】
図７は、従来の画像形成装置の駆動系の回路構成を示すブロック図である。
【０００４】
画像形成装置は、電源部（低圧電源部）８００と、駆動部８１０と、制御部８２０とを備える。駆動部８１０及び制御部８２０は、電源部８００から電源が供給されて駆動される。
【０００５】
電源部８００は、電源プラグ８０１から商用電源が入力されて駆動される。電源部８００は、主電源スイッチ８０３と、整流部８０５と、ＤＣ−ＤＣコンバータ８０７とを有している。主電源スイッチ８０３は、交流電源の入力の通電／遮断を切り替える。電源部８００は、入力された交流を整流部８０５で直流に変換し、その直流の電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ８０７で変換して出力する。ＤＣ−ＤＣコンバータ８０７は、２４Ｖの直流電圧を駆動部８１０に出力する。ＤＣ−ＤＣコンバータ８０７は、３．３Ｖの直流電圧を制御部８２０に出力する。
【０００６】
駆動部８１０は、画像形成装置において用紙の搬送動作やその他のプリント動作に駆動力を供給するモータ８１１〜８１５を有する。モータ８１１〜８１５は、ＤＣモータである。モータ８１１〜８１５は、それぞれ、ＤＣ−ＤＣコンバータ８０７から出力された直流が供給されて、制御部８２０からの制御指示の下で駆動される。
【０００７】
制御部８２０は、ＣＰＵ（制御デバイス）８２１と、不揮発性メモリ８２７とを有している。ＣＰＵ８２１は、不揮発性メモリ８２７と通信して制御プログラムの読み込みやデータの書き込みを行い、駆動部８１０や画像形成装置の他の部位の制御を行う。
【０００８】
ところで、モータ８１１〜８１５などのＤＣモータは、起動トルクを確保するため大きな起動電力を必要としている。この大きな起動電力を供給可能にするには、電流容量の大きい電源や電線を設けることが必要となり、画像形成装置の製造コストが高くなるという問題がある。
【０００９】
下記特許文献１には、ＤＣモータを回生制動させてその発電電力を蓄電池に蓄電し、そのＤＣモータの起動時に蓄電池から起動電流を供給する制御を行う画像形成装置が開示されている。ＤＣモータが電力を最も消費する起動時に蓄電電力が供給されるので、電源容量の大きい電源などを設ける必要がない。また、節電効果を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−２７８３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記の特許文献１の画像形成装置では、電力を蓄えるために蓄電器を用いるため、画像形成装置の製造コストが高くなるという問題がある。
【００１２】
この発明はそのような問題点を解決するためになされたものであり、省エネルギー化でき、かつ、製造コストが低い画像形成装置、画像形成装置の制御方法、及び画像形成装置の制御プログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、画像形成装置は、電源電力が供給されることで画像形成動作時に駆動され、減速中に回生電力を発生可能な第１のモータと、第１のモータとは異なるタイミングで起動される第２のモータと、第２のモータが起動されるか否かを判定する判定部と、判定部により第２のモータが起動されると判定されたとき、第１のモータで回生電力を発生させる回生制御部と、判定部により第２のモータが起動されると判定されたとき、そのとき回生制御部により発生された回生電力を第２のモータに供給する供給部とを備える。
【００１４】
好ましくは回生制御部は、第２のモータの起動電力の大きさに応じて、第１のモータから回生電力を発生させる。
【００１５】
好ましくは第１のモータが複数設けられており、回生制御部は、第１のモータのうち回生電力を発生可能な動作状態にある少なくとも１つのモータで回生電力を発生させる。
【００１６】
好ましくは第１のモータのうち回生電力を発生可能な動作状態にあるものが複数あるとき、回生制御部は、第１のモータのうち回生電力を発生可能な動作状態にあるすべてのモータで同時に回生電力を発生させる。
【００１７】
好ましくは第２のモータが複数設けられており、供給部は、第２のモータのそれぞれが起動するとき、各モータに回生電力を分配する。
【００１８】
好ましくは回生制御部は、第１のモータの速度変化が形成される画像に影響しない場合に、その第１のモータの回生制動を行う。
【００１９】
好ましくは第２のモータは、その速度変化が形成される画像に影響するモータである。
【００２０】
好ましくは画像形成装置は、第１のモータ及び第２のモータを含む複数のモータを備え、複数のモータは、減速中に回生電力を発生可能なモータを少なくとも２つ含み、判定部は、画像形成装置の動作状態に応じて、複数のモータのうち少なくとも１つのモータを第２のモータとしてそのモータが起動されるか否かを判定し、回生制御部は、複数のモータのうち、回生電力を発生可能な動作状態にある判定部により判定されたモータ以外のモータを第１のモータとして回生電力を発生させ、供給部は、判定部により判定されたモータを第２のモータとして、そのモータに回生電力の供給を行う。
【００２１】
この発明の他の局面に従うと、電源電力が供給されることで画像形成動作時に駆動され、減速中に回生電力を発生可能な第１のモータと、第１のモータとは異なるタイミングで起動される第２のモータとを備えた画像形成装置の制御方法は、第２のモータが起動されるか否かを判定する判定ステップと、判定ステップにより第２のモータが起動されると判定されたとき、第１のモータで回生電力を発生させる回生制御ステップと、判定ステップにより第２のモータが起動されると判定されたとき、そのとき回生制御ステップにより発生された回生電力を第２のモータに供給する供給ステップとを備える。
【００２２】
この発明のさらに他の局面に従うと、電源電力が供給されることで画像形成動作時に駆動され、減速中に回生電力を発生可能な第１のモータと、第１のモータとは異なるタイミングで起動される第２のモータとを備えた画像形成装置の制御プログラムは、第２のモータが起動されるか否かを判定する判定ステップと、判定ステップにより第２のモータが起動されると判定されたとき、第１のモータで回生電力を発生させる回生制御ステップと、判定ステップにより第２のモータが起動されると判定されたとき、そのとき回生制御ステップにより発生された回生電力を第２のモータに供給する供給ステップとをコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００２３】
これらの発明に従うと、第２のモータの起動時に他の第１のモータで発生した回生電力が供給される。したがって、省エネルギー化でき、かつ、製造コストが低い画像形成装置、画像形成装置の制御方法、及び画像形成装置の制御プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態の１つにおける画像形成装置のハードウェア構成を示す側面図である。
【図２】画像形成装置の制御回路の構成を示すブロック図である。
【図３】モータの駆動回路を示すブロック図である。
【図４】電源部及び駆動部を中心にした画像形成装置の駆動系の回路構成を示すブロック図である。
【図５】画像形成装置の回生電力の供給動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】画像形成装置の画像形成時における回生電力の発生と供給に関する動作のシーケンスの一例を説明する図である。
【図７】従来の画像形成装置の駆動系の回路構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態における画像形成装置について説明する。
【００２６】
［概要］
【００２７】
画像形成装置は、複数個のＤＣモータを搭載している。画像形成装置は、大きな起動電力を必要とするＤＣモータの起動時に、すでに回転している他のＤＣモータを回生モードで制動させることで回生電力（回生エネルギー）を発生させる。画像形成装置は、発生させた回生電力を、起動するＤＣモータに供給する。すなわち、画像形成装置は、回生電力を供給することで、起動するＤＣモータで必要な起動電力を補い、起動電力のうち電源からの供給分を低く抑える。
【００２８】
これにより、ＤＣモータを駆動させる電源や電線について電流容量が小さいものを使用することが可能となり、画像形成装置をコストダウンできる。近年、画像形成装置において多数のＤＣモータが使用されるようになってきているところ、そのＤＣモータを利用して、より高い省エネルギー効果を得ることができる。
【００２９】
ＤＣモータで発生させる回生電力の大きさは、起動するＤＣモータの起動電力の大きさに応じて調整することが好ましい。複数のＤＣモータのすべてにおいて、ＤＣモータで発生させる回生電力を、起動するＤＣモータに供給することが望ましい。
【００３０】
画像形成装置に設けられている複数のＤＣモータのうち、回生電力を発生させるＤＣモータと、発生する回生電力を起動に利用するＤＣモータとを適宜組み合わせて、回生電力を利用するようにしてもよい。複数のＤＣモータのうち、多数のＤＣモータで同時に回生電力を発生させることで大きなエネルギーを確保し、起動するＤＣモータに大きな回生電力を供給するようにしてもよい。複数のＤＣモータのうち、１つのＤＣモータで発生させた回生電力を、他の複数のＤＣモータに分配してそのＤＣモータを起動させてもよい。
【００３１】
速度の変動が形成する画像に影響しない状態のＤＣモータで回生電力を発生させることが好ましい。発生した回生電力を、その速度の変動が形成する画像に影響するＤＣモータの起動に利用してもよい。形成する画像に影響を与えずに、起動するＤＣモータに電源から供給することが必要な電力を低く抑えることができる。
【００３２】
［実施の形態］
【００３３】
図１は、本発明の実施の形態の１つにおける画像形成装置１のハードウェア構成を示す側面図である。
【００３４】
図を参照して画像形成装置１は、給紙カセット３と、排紙トレイ５と、エンジン部３０とを備える。
【００３５】
給紙カセット３は、画像形成装置１の下部に、画像形成装置１の筐体に抜き差し可能に配置されている。各給紙カセット３に装てんされた用紙は、印字時に、１枚ずつ給紙カセット３から給紙され、エンジン部３０に送られる。給紙カセット３の数は、１つに限られず、それより多くてもよい。
【００３６】
排紙トレイ５は、画像形成装置１の筐体の上方に配置されている。排紙トレイ５には、エンジン部３０により画像が形成された用紙が筐体の内部から排紙される。
【００３７】
エンジン部３０は、画像形成装置１の筐体の内部に配置されている。エンジン部３０は、おおまかに、用紙搬送部２００と、トナー像形成部３００と、定着装置４００と、モータ（第１のモータの一例、第２のモータの一例）５０１〜５０５とを有している。エンジン部３０は、いわゆるタンデム方式でＣＭＹＫの４色の画像を合成することにより、用紙にカラー画像を形成する。
【００３８】
用紙搬送部２００は、給紙ローラ２１０、搬送ローラ２２０、排紙ローラ２３０などで構成されている。給紙ローラ２１０、搬送ローラ２２０、及び排紙ローラ２３０は、それぞれ、例えば対向する２つのローラで用紙を挟みながらそのローラを回動させて用紙を搬送する。用紙搬送部２００は、これら以外にも用紙を搬送するためなどに用いられるローラを有していてもよい。
【００３９】
給紙ローラ２１０は、給紙カセット３から用紙を１枚ずつ給紙する。給紙ローラ２１０により、用紙が画像形成装置１の筐体の内部に給紙される。
【００４０】
搬送ローラ２２０は、給紙ローラ２１０により給紙された用紙をトナー像形成部３００に搬送する。搬送ローラ２２０は、定着装置４００を経由した用紙を排紙ローラ２３０に搬送する。
【００４１】
排紙ローラ２３０は、搬送ローラ２２０により搬送された用紙を画像形成装置１の筐体の外部に排出する。
【００４２】
トナー像形成部３００は、４色のトナーボトル３０１Ｙ，３０１Ｍ，３０１Ｃ，３０１Ｋ（以下、これらをまとめてトナーボトル３０１と呼ぶことがある。）と、中間転写ベルト３０５と、転写ローラ３０７と、４組の現像ユニット３１０Ｙ，３１０Ｍ，３１０Ｃ，３１０Ｋ（以下、これらをまとめて現像ユニット３１０と呼ぶことがある。）と、レーザスキャンユニット３２０などとで構成されている。
【００４３】
イエロートナーボトル３０１Ｙ、マゼンタトナーボトル３０１Ｍ、シアントナーボトル３０１Ｃ、ブラックトナーボトル３０１Ｋは、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）のＣＭＹＫ各色のトナーを貯蔵する。
【００４４】
中間転写ベルト３０５は、環状であり、２つのローラ間に架けわたされている。中間転写ベルト３０５は、用紙搬送部２００と連動して回動する。転写ローラ３０７は、中間転写ベルト３０５のうち一方のローラに接触している部分に対向するように配置されている。用紙は、中間転写ベルト３０５と転写ローラ３０７との間で挟持されながら搬送される。
【００４５】
現像ユニット３１０は、感光体ドラム３１１（現像ユニット毎に感光体ドラム３１１Ｙ，３１１Ｍ，３１１Ｃ，３１１Ｋが設けられる。）、現像装置、クリーナ、及び帯電器などを含む。イエロー現像ユニット３１０Ｙ，マゼンタ現像ユニット３１０Ｍ，シアン現像ユニット３１０Ｃ，ブラック現像ユニット３１０Ｋは、それぞれＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像を形成するために配置されている。現像ユニット３１０は、中間転写ベルト３０５の直下に並置されている。レーザスキャンユニット３２０は、各感光体ドラム３１１上にレーザ光を走査可能に配置されている。
【００４６】
トナー像形成部３００において、レーザスキャンユニット３２０は、ＹＭＣＫの各色別の画像データに基づいて、帯電器により一様に帯電した感光体ドラム３１１上に潜像を形成する。現像装置は、各感光体ドラム３１１に各色別のトナー像を形成する。各感光体ドラム３１１は、トナー像を中間転写ベルト３０５に転写し、その中間転写ベルト３０５上に、用紙に形成するトナー像の鏡像を形成する（１次転写）。その後、高電圧が印加された転写ローラ３０７により、中間転写ベルト３０５に形成されたトナー像が用紙に転写され、用紙上にトナー像が形成される（２次転写）。
【００４７】
画像形成により現像ユニット３１０内のトナーが少なくなると、各色のトナーボトル３０１内に保管されたトナーが現像ユニットに供給され、継続して画像形成可能になる。
【００４８】
定着装置４００は、加熱ローラ４０１及び加圧ローラ４０３を有している。定着装置４００は、加熱ローラ４０１と加圧ローラ４０３とでトナー像が形成された用紙を挟持しながら搬送し、その用紙に加熱及び加圧を行う。これにより、定着装置４００は、用紙に付着したトナーを溶融させて用紙に定着させ、用紙に画像を形成する。定着装置４００を経由した用紙は、排紙ローラ２３０により、画像形成装置１の筐体から排紙トレイ５に排出される。
【００４９】
次に、モータ５０１〜５０５について説明する。画像形成装置１は、例えば、メインモータ５０１、定着モータ５０２、黒現像モータ５０３、カラー現像モータ５０４、及びカラー感光体モータ５０５を有している。以下、これらをまとめて、単にモータ５０１〜５０５と称する。各モータ５０１〜５０５は、ＤＣモータである。
【００５０】
メインモータ５０１は、給紙工程から転写工程までの用紙搬送と、中間転写ベルト３０５及び黒感光体ドラム３１１Ｋの駆動とを行う。定着モータ５０２は、定着装置４００の駆動を行う。黒現像モータ５０３は、黒現像ユニット３１０Ｋの駆動を行う。カラー現像モータ５０４は、イエロー・マゼンタ・シアンの現像ユニット３１０Ｙ，３１０Ｍ，３１０Ｃの駆動を行う。カラー感光体モータ５０５は、イエロー・マゼンタ・シアンの感光体ドラム３１１Ｙ，３１１Ｍ，３１１Ｃの駆動を行う。
【００５１】
図２は、画像形成装置１の制御回路の構成を示すブロック図である。
【００５２】
図を参照して、画像形成装置１の制御回路は、おおまかに、コントローラ部１０と、エンジン部３０に設けられたものとに分かれている。コントローラ部１０は、画像形成装置１の全体の動作を制御する。エンジン部３０は、コントローラ部１０に接続されており、コントローラ部１０との間でドットカウントなど必要な情報の授受などを行う。
【００５３】
エンジン部３０は、上述の各部のほか、制御部（装置制御部）４０、本体付属不揮発性メモリ６０、ユニット付属不揮発性メモリ７０、及び各種負荷８０などを有している。各種負荷８０としては、例えばモータ５０１〜５０５などが含まれる駆動部５００や、定着装置４００のヒータ（図示せず）などが含まれる。
【００５４】
制御部４０は、ＣＰＵ５０を有している。制御部４０は、ＲＯＭ（図示せず）及びＲＡＭ（図示せず）などを有している。ＣＰＵ５０は、本体付属不揮発性メモリ６０、ユニット付属不揮発性メモリ７０、各種負荷８０、及び現像ユニット３１０などの動作を制御する。
【００５５】
本体付属不揮発性メモリ６０は、例えばＥＥＰＲＯＭであり、記憶媒体として用いられる。本体付属不揮発性メモリ６０は、ＣＰＵ５０に接続されている。本体付属不揮発性メモリ６０は、ＣＰＵ５０で計測、演算などされたデータや、画像形成装置１の設定情報など、種々の情報を記憶可能である。
【００５６】
本実施の形態において、本体付属不揮発性メモリ６０には、制御プログラム６１が記憶されている。ＣＰＵ５０は、例えば制御プログラム６１を本体付属不揮発性メモリ６０から読み取って実行することにより、エンジン部３０の制御動作などを実行する。
【００５７】
本体付属不揮発性メモリ６０は、ＥＥＰＲＯＭに限られない。本体付属不揮発性メモリ６０として、ＥＥＰＥＯＭに代えて又はＥＥＰＥＯＭに加えて、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などが設けられていてもよい。また、制御プログラム６１は、必ずしも本体付属不揮発性メモリ６０に記憶されていなくてもよい。
【００５８】
以下の説明において、本体付属不揮発性メモリ６０を、単に不揮発性メモリ６０と称することがある。
【００５９】
ユニット付属不揮発性メモリ７０は、例えばＣＳＩＣ（Ｃｕｓｔｏｍｅｒ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）である。ユニット付属不揮発性メモリ７０は、例えば現像ユニット３１０などの消耗品に設けられている。ユニット付属不揮発性メモリ７０は、例えば、各現像ユニット３１０に、すなわちＣＭＹＫ毎に設けられている。
【００６０】
ユニット付属不揮発性メモリ７０には、その現像ユニット３１０を用いて行われた印刷枚数や、感光体ドラム３１１などの回転数や、消耗品に関するデータや、その現像ユニット３１０を製造したメーカに関する情報などが記録されている。ＣＰＵ５０は、ユニット付属不揮発性メモリ７０に記録されている情報を読み取る。ＣＰＵ５０は、読み取った情報に応じて、現像ユニット３１０の交換が必要であることなどをユーザに通知するなど、種々の制御を行う。
【００６１】
図３は、モータ５０１の駆動回路を示すブロック図である。
【００６２】
以下、モータ５０１の駆動回路について、図を参照して説明する。他のモータ５０２〜５０５の駆動回路の構成も、モータ５０１のそれと同様である。
【００６３】
モータ５０１は、通電制御部５１１と、駆動回路部５１３と、巻線５１５とを有している。電源部６００は、モータ５０１に直流電圧を供給する。電源部６００からの直流電圧は、通電制御部５１１及び駆動回路部５１３に印加される。ＣＰＵ（モータ制御部）５０は、通電制御部５１１に速度指令などの制御指示を出力する。通電制御部５１１は、制御指示によりモータ５０１の駆動が指示されると、それに応じて駆動回路部５１３を動作させる。駆動回路部５１３は、電源部６００から供給された電力を巻線５１５に供給することにより、モータ５０１の動力を発生させる。通電制御部５１１は、ＣＰＵ５０によりモータ５０１の停止が指示されると、駆動回路部５１３から巻線５１５への電力の供給を停止し、モータ５０１を停止させる。
【００６４】
本実施の形態において、モータ５０１は、制動モード（制動方法）として、回生制動により制動可能である。回生制動は、ＣＰＵ５０により、モータ５０１の制動モードとして回生ブレーキモードが設定されているときに行われる。通電制御部５１１は、回生ブレーキモードが設定されているとき、ＣＰＵ５０から減速指示が行われると、駆動回路部５１３を動作させ、モータ５０１の回生制動を行う。回生制動が行われると、モータ５０１及びその回動に伴い動いている部材の運動エネルギーが巻線５１５で電気エネルギー（回生電力）に変換される。発生した回生電力は、駆動回路部５１３から電源部６００へ供給される。すなわち、モータ５０１は、回生電力を供給可能な回生モータである。
【００６５】
電源部６００とモータ５０１との間の駆動電力の供給と回生電力の供給とは、共通の電線で行ってもよいし、それぞれ専用の電線を設けて行ってもよい。
【００６６】
図４は、電源部６００及び駆動部５００を中心にした画像形成装置１の駆動系の回路構成を示すブロック図である。
【００６７】
電源部（低圧電源部）６００は、電源プラグ６０１から商用電源が入力されて駆動される。電源部６００は、主電源スイッチ６０３と、整流部６０５と、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ６０７と、ダイオード６０９と、最大値選択部６１１と、平滑部６１３と、第２のＤＣ−ＤＣコンバータ６１５とを有している。
【００６８】
主電源スイッチ６０３は、交流電源の入力の通電／遮断を切り替える。
【００６９】
整流部６０５は、商用電源から入力された交流を直流に変換する。
【００７０】
第１のＤＣ−ＤＣコンバータ６０７は、直流の電圧を変換し、安定した低電圧の直流とする。本実施の形態では、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ６０７は、２４Ｖの直流電圧を出力する。第１のＤＣ−ＤＣコンバータ６０７は、駆動部５００のモータ５０１〜５０５の各々に、それぞれダイオード６０９を介して接続されている。また、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ６０７は、最大値選択部６１１に接続されている。
【００７１】
第１のＤＣ−ＤＣコンバータ６０７は、直流電圧を、最大値選択部６１１に出力する。第１のＤＣ−ＤＣコンバータ６０７は、各モータ５０１〜５０５に対して、直流電圧を、ダイオード６０９を経由して出力する。ダイオード６０９は、後述のように駆動部５００で回生電力が発生したとき、その電流が第１のＤＣ−ＤＣコンバータ６０７に流れないように配置されている。これにより、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ６０７の破損が防止される。
【００７２】
駆動部５００では、モータ５０１〜５０５が、それぞれ、ＣＰＵ５０による制御指示の下、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ６０７から出力された２４Ｖの直流電圧が供給されることで駆動される。
【００７３】
最大値選択部６１１は、２つのダイオード６１１ａ，６１１ｂを有している。ダイオード６１１ａは、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ６０７との間の接続経路に、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ６０７側がアノードとなるように挿入されている。ダイオード６１１ｂは、そのアノード側が駆動部５００の各モータ５０１〜５０５とダイオード６０９との間の接続経路に接続されて配置されている。２つのダイオード６１１ａ，６１１ｂは、互いのカソード側が接続されて並列に配置されている。最大値選択部６１１は、２つのダイオード６１１ａ，６１１ｂのうち電圧が高い側の直流電圧を、平滑部６１３を介して、第２のＤＣ−ＤＣコンバータ６１５に出力する。ダイオード６１１ａ，６１１ｂが設けられていることにより、ダイオード６１１ａ，６１１ｂのうち電圧が高い側から低い側への電流の逆流が防止されている。
【００７４】
平滑部６１３は、平滑コンデンサを有しており、最大値選択部６１１から出力された直流の脈流を平滑化する。
【００７５】
第２のＤＣ−ＤＣコンバータ６１５は、平滑部６１３により平滑された直流の電圧を変換し、さらに低い安定された定電圧の電流とする。本実施の形態では、第２のＤＣ−ＤＣコンバータ６１５は、３．３Ｖの直流電圧を、シグナル系の電源として、制御部４０に出力する。なお、第２のＤＣ−ＤＣコンバータ６１５は、例えば５Ｖの直流電圧を出力するように構成されていてもよい。
【００７６】
制御部４０は、第２のＤＣ−ＤＣコンバータ６１５から３．３Ｖの直流電圧が供給されて動作する。
【００７７】
ＣＰＵ（制御デバイス）５０は、不揮発性メモリ６０などと通信して制御プログラムの読み込みやデータの書き込み、バックアップなどを行い、画像形成装置１の制御を行う。ＣＰＵ５０は、モータ５０１〜５０５の制御を行う。ＣＰＵ５０は、寿命情報や画像形成装置１の調整値などの画像形成装置１の情報を不揮発性メモリ６０などに書き込む（バックアップする）。
【００７８】
一例として、感光体ドラム３１１の寿命データについて説明する。不揮発性メモリ６０に保存する感光体ドラム３１１の寿命状態は、感光体ドラム３１１の回転時間を不揮発性メモリ６０に保存することで管理する。ＣＰＵ５０は、現像動作中の一定周期、例えば６０秒回転する毎に、感光体ドラム３１１の駆動量をカウントアップして不揮発性メモリ６０に記憶させることで、寿命管理を行う。
【００７９】
［回生電力の供給動作］
【００８０】
本実施の形態において、画像形成装置１は、モータ５０１〜５０５のうち新たに起動するものの起動電力を補うために、既に駆動しているモータ５０１〜５０５から出力した回生電力を、起動するモータ５０１〜５０５に供給する。すなわち、画像形成装置１は、モータ５０１〜５０５のうち起動するものの起動電力を、回生電力により補う。回生電力の供給動作は、例えば、ＣＰＵ５０の制御に基づいて行われる。
【００８１】
モータ５０１〜５０５間で回生電力を供給する供給動作は、例えば次のように行われる。すなわち、定着モータ（本例において第１のモータの一例）５０２が駆動している場合において、ＣＰＵ５０は、メインモータ（本例において第２のモータの一例）５０１をこれから駆動する（起動する）とき、定着モータ５０２で回生電力を発生させ、メインモータ５０１の駆動を開始する制御を行う。これにより、メインモータ５０１は、定着モータ５０２でそのとき発生した回生電力及び電源からの電力を起動電力として、起動する。大きな起動電力を必要とするメインモータ５０１の起動時に、定着モータ５０２で発生した回生電力によりその起動電力を補うことができる。
【００８２】
以下、供給動作の一例として、メインモータ５０１と定着モータ５０２との間で行われる供給動作についてより具体的に説明する。
【００８３】
図５は、画像形成装置の回生電力の供給動作の一例を示すフローチャートである。
【００８４】
図を参照して、ステップＳ１０１において、ＣＰＵ５０は、定着モータ５０２を起動するか否かを判定する。起動しない場合には、供給動作は終了する。
【００８５】
ステップＳ１０１で起動する場合、ステップＳ１０３において、ＣＰＵ５０は、メインモータ５０１を起動するか否かを判断する。すなわち、ＣＰＵ５０は、メインモータ５０１が起動されるか否かを判定する。起動しない場合には、供給動作は終了する。
【００８６】
ステップＳ１０３で起動する場合、ステップＳ１０５において、ＣＰＵ５０は、定着モータ５０２を回生モードで制動させる。
【００８７】
ステップＳ１０７において、定着モータ５０２は、回生モードで制動されることにより、回生電力を発生する。換言すると、ＣＰＵ５０は、定着モータ５０２で回生電力を発生させる。
【００８８】
ステップＳ１０９において、ＣＰＵ５０は、定着モータ５０２で発生した回生電力を、メインモータ５０１に供給する。これにより、メインモータ５０１は、定着モータ５０２で発生した回生電力を用いて起動される。
【００８９】
このように、ＣＰＵ５０は、メインモータ５０１の起動時に定着モータ５０２を回生制動させることで、定着モータ５０２から回生電力を出力させ、その回生電力を起動するメインモータ５０１に供給する。これにより、メインモータ５０１に電源から供給することが必要だった電力を低く抑えることが可能となる。
【００９０】
図６は、画像形成装置１の画像形成時における回生電力の発生と供給に関する動作のシーケンスの一例を説明する図である。
【００９１】
図を参照して、ＣＰＵ５０は、印字開始時（図において時刻０）において、先ず、定着モータ５０２を駆動することにより、定着装置４００の内部にある加熱ローラ４０１の温度上昇とローラ表面温度の均一化とを行う。図中Ａは、定着モータ５０２の駆動時に電源から供給することが必要な電力の推移を示す。
【００９２】
次に、ＣＰＵ５０は、メインモータ５０１を駆動する。図において、時刻ｔ１からメインモータ５０１が駆動される。メインモータ５０１を駆動することにより、ＣＰＵ５０は、給紙工程から転写工程までの用紙搬送を行う。
【００９３】
ここで、ＣＰＵ５０は、メインモータ５０１の起動時に、定着モータ５０２を回生モードで制動させる。これにより、定着モータ５０２から、回生電力（回生エネルギー）を出力させる。回生電力は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間、出力される。図中Ｄは、回生電力の大きさの推移を示す。ＣＰＵ５０は、定着モータ５０２より出力された回生電力を、前述した方法で起動するメインモータ５０１に供給する。
【００９４】
ＣＰＵ５０は、メインモータ５０１の起動電力の大きさに応じて、回生電力を発生させる。例えば、起動開始後しばらくの間は大きな起動電力が必要であるため、回生電力は、時刻ｔ１から徐々に大きくなる。また、起動開始後時間が経過すると、すなわち時刻ｔ２が近づくと、回生電力は、徐々に小さくなる。
【００９５】
このように、既に駆動している定着モータ５０２から出力させた回生電力が、起動するメインモータ５０１に供給されることにより、メインモータ５０１の起動電力が補われる。回生電力が供給されない場合、メインモータ５０１を起動するためには、図中Ｂで示すような大きな起動電力を電源部６００からメインモータ５０１に供給することが必要であった。しかしながら、上述のように回生電力で起動電力が補われることにより、電源部６００からメインモータ５０１に供給することが必要な電力は、図中Ｃで示すように、低く抑えられる。
【００９６】
画像形成装置１は、その後の印字動作として、黒現像モータ５０３、カラー現像モータ５０４、及びカラー感光体モータ５０５をそれぞれ駆動する（図示せず）。これにより、現像装置から、感光体ドラム３１１、中間転写ベルト３０５、用紙（記録媒体）の順にトナーを付着させ、用紙への作画を行う。
【００９７】
このとき、メインモータ５０１を駆動させるときと同様に、ＣＰＵ５０は、黒現像モータ（本例において第２のモータの一例）５０３、カラー現像モータ（本例において第２のモータの一例）５０４、及びカラー感光体モータ（本例において第２のモータの一例）５０５の起動時に、回生電力の供給動作を行う。すなわち、ＣＰＵ５０は、定着モータ５０２を回生モードで制動させることで回生電力を出力させる。ＣＰＵ５０は、定着モータ５０２から出力された回生電力を、起動する黒現像モータ５０３、カラー現像モータ５０４、及びカラー感光体モータ５０５に供給する。このように、起動する各モータ５０３〜５０５に既に駆動している定着モータ５０２から出力させた回生電力を供給することにより、各モータ５０３〜５０５の起動電力を補い、電源部６００から供給することが必要な電力が低く抑えることが可能になる。
【００９８】
なお、ＣＰＵ５０が、速度の変動が画像に影響を与えないようなモータにより回生電力を出力させることが望ましい。例えば、上述の説明のように、用紙が定着装置４００に挟持されていない状態すなわち定着工程を行っていない状態における定着モータ５０２を回生制動させることが望ましい。これにより、速度の変動が形成する画像に影響を及ぼしやすいモータについて回生制動する場合と比較して、画像形成装置１により用紙に形成される画像に影響が及ぶことをより確実に防止できる。このとき、発生した回生電力により、速度の変動が形成する画像に影響を及ぼしやすいモータの起動電力を補うことにより、回生電力を有効に活用できる。速度の変動が形成する画像に影響を及ぼしやすいモータとしては、例えば、メインモータ５０１や、黒現像モータ５０３又はカラー現像モータ５０４などが挙げられる。
【００９９】
ＣＰＵ５０は、起動する各モータが必要とする起動電力の大きさに応じて、そのモータに供給する回生電力に過不足がないように、回生制動の制御（調整）を行うことが望ましい。これにより、必要以上に回生制動を行ってモータを減速させすぎることがなくなり、有効に回生電力を利用可能になる。
【０１００】
回生制動を行うモータの速度の変動が、画像形成装置１で形成する画像に影響を及ぼすことがないように、ＣＰＵ５０は、画像形成装置１自体の印字速度の制御を行ってもよい。
【０１０１】
［回生電力の供給動作の変型例］
【０１０２】
回生電力の供給動作は、以下のように行われてもよい。
【０１０３】
画像形成装置１に設けられている複数のモータ５０１〜５０５のうち、駆動中のすべてのモータ又は複数のモータで同時に回生電力を発生させ、起動するモータにその回生電力を供給してもよい。複数のモータ５０１〜５０５のうち、多数のモータで同時に回生電力を発生させることで大きな回生電力を確保し、起動するモータに大きな回生電力を供給できる。
【０１０４】
画像形成装置１に設けられている複数のモータ５０１〜５０５のうち、回生電力を発生させるものと、発生する回生電力を起動に利用するものとを適宜組み合わせて、回生電力を利用するようにしてもよい。回生電力の供給動作において、モータ５０１〜５０５は、それぞれ、画像形成装置１の動作状態に応じて、回生電力を発生する側のモータとなったり、起動時に回生電力を供給される側のモータとなってもよい。
【０１０５】
これらの場合、上述と同様に、ＣＰＵ５０が、例えば用紙が定着装置４００に挟持されていない状態における定着モータ５０２など、速度の変動が画像に影響を及ぼしにくい状態にあるモータで回生電力を発生させることが望ましい。又は、モータの速度が変化しても形成される画像に影響がないように、ＣＰＵ５０がエンジン部３０の印字速度などの制御を行うことが望ましい。これにより、回生制動が行われることで画像形成装置１が形成する画像に問題が発生することを防止できる。
【０１０６】
また、複数のモータ５０１〜５０５のうち回生電力を発生させるものと回生電力を利用するものとを組み合わせる場合において、ＣＰＵ５０が、起動する各モータで必要な起動電力の大きさに応じて、最適な回生電力を発生させるように制御を行うことが好ましい。すなわち、ＣＰＵ５０が、起動するモータで必要な起動電力に対して過不足がないように回生電力を発生させる制御を行うことが好ましい。
【０１０７】
モータ５０１〜５０５のうちある１つのモータが発生する回生電力だけでは起動させるモータの起動電力を十分に補えない場合において、ＣＰＵ５０が、モータ５０１〜５０５のうち複数のモータから同時に回生電力を発生させるようにしてもよい。これにより、大きな回生電力を確保することができ、大きな起動電力が必要なモータが起動する際に、その起動電力を十分に補える。
【０１０８】
モータ５０１〜５０５のうちある１つのモータが発生する回生電力が大きい場合において、ＣＰＵ５０は、発生した回生電力を、起動する複数のモータに分配してもよい。また、ＣＰＵ５０は、複数のモータで発生した回生電力を、起動する他の複数のモータに分配してもよい。これにより、同時に複数のモータについて起動電力を補うことが可能になり、電源から供給することが必要な起動電力を低く抑えることができる。
【０１０９】
［実施の形態における効果］
【０１１０】
上記のように構成された画像形成装置は、ＣＰＵが、既に駆動しているモータから回生電力を出力させ、その回生電力を起動するモータに供給する。これにより、起動するモータの起動電力が補われるので、電源から供給することが必要な電力を低減できる。したがって、画像形成装置の消費電力を低減して省エネルギー化できる。また、電源や電線の電流容量が小さくてもよく、画像形成装置の製造コストを低減できる。
【０１１１】
画像形成装置は、モータで発生させた回生電力を、そのまま、すなわち蓄電装置などに蓄電せずに、他のモータに供給する。画像形成装置には、回生電力を蓄電するための蓄電装置を設ける必要がないため、画像形成装置の製造コストを低くすることができる。
【０１１２】
［その他］
【０１１３】
上記の実施の形態において、併せて上記に記載した各変型例を適宜組み合わせて回生電力の供給動作を行うようにしてもよい。
【０１１４】
ＣＰＵは、特定の一部のモータでのみ回生制動を実行させ、その回生電力を特定のモータに供給するように構成されていてもよい。少なくとも１つのモータが回生モータであれば、ＣＰＵは、その回生電力を用いて上記制御を行うことができる。
【０１１５】
また、画像形成装置の一変型例として、例えば回生電力を出力可能なモータを冷却ファンを駆動するための冷却ファンモータに採用してもよい。
【０１１６】
画像形成装置としては、モノクロ／カラーの複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などいずれであってもよい。また、画像形成装置は、スキャナ機能、複写機能、プリンタとしての機能、ファクシミリ機能、データ通信機能、及びサーバ機能を備えたＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）であってもよい。スキャナ機能では、セットされた原稿の画像を読み取ってそれをＨＤＤ等に蓄積する。複写機能では、さらにそれを用紙等に印刷（プリント）する。プリンタとしての機能では、ＰＣ等の外部端末から印刷指示を受けるとその指示に基づいて用紙に印刷を行う。ファクシミリ機能では、外部のファクシミリ装置等からファクシミリデータを受信してそれをＨＤＤ等に蓄積する。データ通信機能では、接続された外部機器との間でデータを送受信する。サーバ機能では、複数のユーザでＨＤＤ等に記憶したデータなどを共有可能にする。
【０１１７】
画像形成装置は、電子写真方式により画像を形成するものに限られず、例えばいわゆるインクジェット方式により画像を形成するものであってもよい。
【０１１８】
上述の実施の形態における処理は、ソフトウェアによって行っても、ハードウェア回路を用いて行ってもよい。
【０１１９】
上述の実施の形態における処理を実行するプログラムを提供することもできるし、そのプログラムをＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ、メモリカードなどの記録媒体に記録してユーザに提供することにしてもよい。プログラムはインターネットなどの通信回線を介して、装置にダウンロードするようにしてもよい。上記のフローチャートで文章で説明された処理は、そのプログラムに従ってＣＰＵなどにより実行される。
【０１２０】
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１２１】
１ 画像形成装置
３０ エンジン部
５０ ＣＰＵ
５０１ メインモータ（モータの一例）
５０２ 定着モータ（モータの一例）
５０３ 黒現像モータ（モータの一例）
５０４ カラー現像モータ（モータの一例）
５０５ カラー感光体モータ（モータの一例）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源電力が供給されることで画像形成動作時に駆動され、減速中に回生電力を発生可能な第１のモータと、
前記第１のモータとは異なるタイミングで起動される第２のモータと、
前記第２のモータが起動されるか否かを判定する判定部と、
前記判定部により前記第２のモータが起動されると判定されたとき、前記第１のモータで回生電力を発生させる回生制御部と、
前記判定部により前記第２のモータが起動されると判定されたとき、そのとき前記回生制御部により発生された回生電力を前記第２のモータに供給する供給部とを備える、画像形成装置。
【請求項２】
前記回生制御部は、前記第２のモータの起動電力の大きさに応じて、前記第１のモータから回生電力を発生させる、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１のモータが複数設けられており、
前記回生制御部は、前記第１のモータのうち回生電力を発生可能な動作状態にある少なくとも１つのモータで回生電力を発生させる、請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１のモータのうち回生電力を発生可能な動作状態にあるものが複数あるとき、
前記回生制御部は、前記第１のモータのうち回生電力を発生可能な動作状態にあるすべてのモータで同時に回生電力を発生させる、請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第２のモータが複数設けられており、
前記供給部は、前記第２のモータのそれぞれが起動するとき、各モータに回生電力を分配する、請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記回生制御部は、前記第１のモータの速度変化が形成される画像に影響しない場合に、その第１のモータの回生制動を行う、請求項１から５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第２のモータは、その速度変化が形成される画像に影響するモータである、請求項１から６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記第１のモータ及び前記第２のモータを含む複数のモータを備え、
前記複数のモータは、減速中に回生電力を発生可能なモータを少なくとも２つ含み、
前記判定部は、前記画像形成装置の動作状態に応じて、前記複数のモータのうち少なくとも１つのモータを前記第２のモータとしてそのモータが起動されるか否かを判定し、
前記回生制御部は、前記複数のモータのうち、回生電力を発生可能な動作状態にある前記判定部により判定されたモータ以外のモータを前記第１のモータとして回生電力を発生させ、
前記供給部は、前記判定部により判定されたモータを前記第２のモータとして、そのモータに回生電力の供給を行う、請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項９】
電源電力が供給されることで画像形成動作時に駆動され、減速中に回生電力を発生可能な第１のモータと、
前記第１のモータとは異なるタイミングで起動される第２のモータとを備えた画像形成装置の制御方法であって、
前記第２のモータが起動されるか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにより前記第２のモータが起動されると判定されたとき、前記第１のモータで回生電力を発生させる回生制御ステップと、
前記判定ステップにより前記第２のモータが起動されると判定されたとき、そのとき前記回生制御ステップにより発生された回生電力を前記第２のモータに供給する供給ステップとを備える、画像形成装置の制御方法。
【請求項１０】
電源電力が供給されることで画像形成動作時に駆動され、減速中に回生電力を発生可能な第１のモータと、
前記第１のモータとは異なるタイミングで起動される第２のモータとを備えた画像形成装置の制御プログラムであって、
前記第２のモータが起動されるか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにより前記第２のモータが起動されると判定されたとき、前記第１のモータで回生電力を発生させる回生制御ステップと、
前記判定ステップにより前記第２のモータが起動されると判定されたとき、そのとき前記回生制御ステップにより発生された回生電力を前記第２のモータに供給する供給ステップとをコンピュータに実行させる、画像形成装置の制御プログラム。
【請求項１】
電源電力が供給されることで画像形成動作時に駆動され、減速中に回生電力を発生可能な第１のモータと、
前記第１のモータとは異なるタイミングで起動される第２のモータと、
前記第２のモータが起動されるか否かを判定する判定部と、
前記判定部により前記第２のモータが起動されると判定されたとき、前記第１のモータで回生電力を発生させる回生制御部と、
前記判定部により前記第２のモータが起動されると判定されたとき、そのとき前記回生制御部により発生された回生電力を前記第２のモータに供給する供給部とを備える、画像形成装置。
【請求項２】
前記回生制御部は、前記第２のモータの起動電力の大きさに応じて、前記第１のモータから回生電力を発生させる、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１のモータが複数設けられており、
前記回生制御部は、前記第１のモータのうち回生電力を発生可能な動作状態にある少なくとも１つのモータで回生電力を発生させる、請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１のモータのうち回生電力を発生可能な動作状態にあるものが複数あるとき、
前記回生制御部は、前記第１のモータのうち回生電力を発生可能な動作状態にあるすべてのモータで同時に回生電力を発生させる、請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第２のモータが複数設けられており、
前記供給部は、前記第２のモータのそれぞれが起動するとき、各モータに回生電力を分配する、請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記回生制御部は、前記第１のモータの速度変化が形成される画像に影響しない場合に、その第１のモータの回生制動を行う、請求項１から５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第２のモータは、その速度変化が形成される画像に影響するモータである、請求項１から６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記第１のモータ及び前記第２のモータを含む複数のモータを備え、
前記複数のモータは、減速中に回生電力を発生可能なモータを少なくとも２つ含み、
前記判定部は、前記画像形成装置の動作状態に応じて、前記複数のモータのうち少なくとも１つのモータを前記第２のモータとしてそのモータが起動されるか否かを判定し、
前記回生制御部は、前記複数のモータのうち、回生電力を発生可能な動作状態にある前記判定部により判定されたモータ以外のモータを前記第１のモータとして回生電力を発生させ、
前記供給部は、前記判定部により判定されたモータを前記第２のモータとして、そのモータに回生電力の供給を行う、請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項９】
電源電力が供給されることで画像形成動作時に駆動され、減速中に回生電力を発生可能な第１のモータと、
前記第１のモータとは異なるタイミングで起動される第２のモータとを備えた画像形成装置の制御方法であって、
前記第２のモータが起動されるか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにより前記第２のモータが起動されると判定されたとき、前記第１のモータで回生電力を発生させる回生制御ステップと、
前記判定ステップにより前記第２のモータが起動されると判定されたとき、そのとき前記回生制御ステップにより発生された回生電力を前記第２のモータに供給する供給ステップとを備える、画像形成装置の制御方法。
【請求項１０】
電源電力が供給されることで画像形成動作時に駆動され、減速中に回生電力を発生可能な第１のモータと、
前記第１のモータとは異なるタイミングで起動される第２のモータとを備えた画像形成装置の制御プログラムであって、
前記第２のモータが起動されるか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにより前記第２のモータが起動されると判定されたとき、前記第１のモータで回生電力を発生させる回生制御ステップと、
前記判定ステップにより前記第２のモータが起動されると判定されたとき、そのとき前記回生制御ステップにより発生された回生電力を前記第２のモータに供給する供給ステップとをコンピュータに実行させる、画像形成装置の制御プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１５８７４３（Ｐ２０１１−１５８７４３Ａ）
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１０１７（Ｐ２０１０−２１０１７）
【出願日】平成２２年２月２日（２０１０．２．２）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２日（２０１０．２．２）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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