JP2010262123A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】プリント中に給電が停止されてもその後装置内の空気を流動させることができ、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及びファン４０と、モータ５０１〜５０５の動作を制御する制御デバイス２０などを有する。制御デバイス２０のＣＰＵは、電源部６００の電力の供給の有無を監視する。ＣＰＵは、画像形成動作中に電源が遮断されると、モータ５０１〜５０５を回生制動させる。発生した回生電力は、ファン４０に供給され、また、電源部６００の第２のＤＣ−ＤＣコンバータ６１５で電圧が変換されて制御デバイス２０に供給される。これにより、ＣＰＵ及びファン４０の動作が継続し、装置内の温度の上昇を防止することができる。電池などを用いずにファン４０を駆動させることができるので、製造コストを低減することができる。
【選択図】図３

Description

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、特に装置内部の空気を流動させるためのファンを有する画像形成装置、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。

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、画像形成に用いられる駆動力を発生するモータが用いられている。このようなモータとしては、例えば、用紙を搬送するローラを駆動するモータや、プリントエンジン部を駆動するモータなどが挙げられる。

このような画像形成装置においては、装置内の空気を流動させるファンが設けられている。ファンは、例えば、画像形成動作などに伴って装置内の温度が上昇するのを防止するために設けられている。ファンは、例えば、装置内の空気を吸気又は排気して外気と交換し、装置を冷却する。

特許文献１には、モータ減速時に発生する回生エネルギーをコンデンサに蓄えて、蓄えられた回生エネルギーを用いて冷却ファンを駆動するＸ線コンピュータ断層撮影装置が開示されている。この撮影装置は、冷却ファンを駆動して回生エネルギーを消費することにより、回生抵抗において放熱させるべき回生エネルギーの量を低減させる。この撮影装置は、回生エネルギーのコンデンサへの蓄電と、回生エネルギーの冷却モータへの供給とを、スイッチで切り替える。また、回生エネルギーのうちコンデンサの蓄電量を超える部分は、回生抵抗で熱として消費する。コンデンサの蓄電を実行するか回生抵抗を経由するかは、スイッチで切り替えられる。

なお、下記特許文献２には、モータ等のアクチュエータの逆起電力や回生電力により２次電池を充電する画像形成装置が開示されている。画像形成装置は、モータ起動時などに２次電池を補助電源として動作させ、ＡＣ電源ラインへの負担を低減する。画像形成装置は、回生電力などを用いて、２次電池を効率的に充電することができる。

特開２００６−２８９０６６号公報 特開２００７−１７８６３９号公報

ところで、画像形成途中で画像形成装置への電源供給が遮断されると、ファンが停止する。この場合、種々の問題が生じることがある。

例えば、上述のような冷却用のファンが停止して装置内に熱が残ると、装置内の温度が高温になる。装置内が高温となると、装置内の部品の破損や故障の発生率が増加する。これに対し、装置内の温度が上昇しても破損などが発生しないように部品を選定する場合、画像形成装置の部品のコストが増大する。

また、特に帯電工程においてコロナ放電を行う電子写真方式の画像形成装置においては、帯電工程において発生するオゾンを装置から収集又は排出するためのオゾンファンが設けられている。このような画像形成装置において、画像形成途中で電源供給が遮断されると、オゾンファンが停止し、感光体の近傍でオゾンが滞留する。そうすると、オゾンにより感光体が劣化し、オゾンむらなど、画像形成不良が発生する。

上記問題に関する直接の解決策は、特許文献１及び特許文献２には開示されていない。また、上記問題に対しては、例えば、特許文献１及び特許文献２に開示されているように、コンデンサや電池を設け、そのコンデンサ等に蓄電したエネルギーを用いてファンを駆動することが考えられる。しかしながら、コンデンサや電池を設けると、画像形成装置が大型化し、また部品点数が増え、製造コストが高くなる。また、この場合、コンデンサ等に充放電する経路を切り替えるための多くのスイッチ等が必要になる。したがって、装置内部の電気回路やスイッチの制御などが複雑になり、また、画像形成装置の製造コストが高くなる。

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、プリント中に給電が停止されてもその後装置内の空気を流動させることができ、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。

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、電源から供給された電力により画像形成動作時に駆動される少なくとも１つのモータと、装置内部の空気を流動させるためのファンと、電源から供給された電力をファンに供給する電源電力供給手段と、モータが停止するまでに発生する回生電力をモータから取り出す回生手段と、回生手段によりモータから取り出された回生電力をファンに供給する回生電力供給手段と、電源電力供給手段によるファンへの電力供給及び回生電力供給手段によるファンへの電力供給のいずれかを選択する選択手段とを備える。

好ましくは選択手段は、電源電力供給手段によりファンに供給可能な電力の大きさ及び回生電力供給手段によりファンに供給可能な電力の大きさに応じて選択を行う。

好ましくは回生手段は、画像形成動作中に電源からの電力の供給が遮断されたとき、モータを減速させて回生電力を取り出し、選択手段は、電源から電力が供給されているとき、電源電力供給手段によりファンへの電力供給を行い、画像形成動作中に電源からの電力の供給が遮断されたとき、回生電力供給手段によりファンへの電力供給を行う。

好ましくは画像形成装置は、画像形成動作中に電源からの電力の供給が遮断されたとき、ファンの駆動を継続させる制御を行うファン制御手段をさらに備える。

この発明の他の局面に従うと、電源から供給された電力により画像形成動作時に駆動される少なくとも１つのモータと、装置内部の空気を流動させるためのファンと、電源から供給された電力をファンに供給する電源電力供給手段とを備える画像形成装置の制御方法は、モータが停止するまでに発生する回生電力をモータから取り出す回生ステップと、回生ステップによりモータから取り出された回生電力をファンに供給する回生電力供給ステップと、電源電力供給手段によるファンへの電力供給及び回生電力供給ステップによるファンへの電力供給のいずれかを選択する選択ステップとを備える。

この発明のさらに他の局面に従うと、電源から供給された電力により画像形成動作時に駆動される少なくとも１つのモータと、装置内部の空気を流動させるためのファンと、電源から供給された電力をファンに供給する電源電力供給手段とを備える画像形成装置の制御プログラムは、モータが停止するまでに発生する回生電力をモータから取り出す回生ステップと、回生ステップによりモータから取り出された回生電力をファンに供給する回生電力供給ステップと、電源電力供給手段によるファンへの電力供給及び回生電力供給ステップによるファンへの電力供給のいずれかを選択する選択ステップとをコンピュータに実行させる。

これらの発明に従うと、画像形成装置の電力供給が遮断されたときに、回生電力を用いてファンを継続して駆動させることができる。したがって、プリント中に給電が停止されてもその後装置内の空気を流動させることができ、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。

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。 画像形成装置の構成を示すブロック図である。 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。 モータの駆動回路を示すブロック図である。 画像形成装置の動作の流れを示すフローチャートである。 回生ブレーキモード下におけるモータの減速カーブの一例を示すグラフである。 回生ブレーキモード下におけるファンのファンモータの回転速度の変化の一例を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態の１つにおける画像形成装置について説明する。

［実施の形態］

画像形成装置は、例えばローラにより用紙を搬送しながら、その用紙に電子写真方式により印刷（プリント）を行うプリント機能を有している。

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。

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、プリント部３０と、ファン４０とを備える。

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、プリント部３０に送られる。なお、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。

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、プリント部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。

プリント部３０は、画像形成装置１の筐体の内部に配置されている。プリント部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、駆動部（図２に図示）５００とを有している。プリント部３０は、いわゆるタンデム方式でＣＭＹＫの４色の画像を合成し、用紙にカラー画像を形成可能に構成されている。

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転させて用紙を搬送する。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。用紙は、給紙ローラ２１０により画像形成装置１の筐体の内部に給紙される。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。また、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。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。なお、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。

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などで構成されている。

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。

中間転写ベルト３０５は、環状であり、２つのローラ（図示せず）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と連動して回転する。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。転写ローラ３０７と中間転写ベルト３０５との間隔は、圧接離間機構により調整される。用紙は、中間転写ベルト３０５と転写ローラ３０７との間で挟まれながら搬送される。

現像ユニット３１０は、感光体ドラム３１１、現像装置、クリーナ、及び帯電器などを含む。ここで、感光体ドラム３１１は、現像ユニット３１０Ｙ，３１０Ｍ，３１０Ｃ，３１０Ｋにそれぞれ対応する感光体ドラム３１１Ｙ，３１１Ｍ，３１１Ｃ，３１１Ｋである。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，黒現像ユニット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。

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）。

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、継続して画像形成を行うことが可能になる。

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みながら搬送し、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。

駆動部５００は、例えば、メインモータ（モータの一例）５０１、定着モータ（モータの一例）５０２、黒現像モータ（モータの一例）５０３、カラー現像モータ（モータの一例）５０４、及びカラー感光体モータ（モータの一例）５０５を有している（以下、これらのモータについて単にモータ５０１〜５０５などと称することがある）。駆動部５００は、後述するＣＰＵ２１の制御の下で駆動される。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。なお、これらのモータ５０１〜５０５のほか、例えば転写ローラ３０７や定着装置４００における用紙を挟む圧力を変更するための圧接離間モータなどを設けてもよい。

ファン４０は、画像形成装置１の冷却用のものである。ファン４０は、ファンモータ（図示せず）を有している。ファン４０は、ＣＰＵ２１の制御の下でファンモータが駆動されて回転する。ファン４０は、回転することにより、外気を画像形成装置１の筐体の内部に導入し、筐体の内部の空気を流動させる。ファン４０により外気が導入されることにより、例えば筐体の上部に設けられた排気口を介して、筐体の内部から空気が排気される。このようにファン４０が駆動されることにより、筐体の内部の空気が入れ替わり、画像形成装置１が冷却される。なお、ファン４０は、回転することにより筐体の内部の空気を外部に排出し、それにより筐体の内部の空気を流動させるように配置されていてもよい。

図２は、画像形成装置１の構成を示すブロック図である。

図を参照して、画像形成装置１は、さらに、操作部１１と、制御デバイス２０と、不揮発性メモリ２７と、インターフェイス部２９と、電源部（電源電力供給手段の一例）６００とを備えている。制御デバイス２０及び不揮発性メモリ２７などは、制御部（図３に図示）１５を構成する。

操作部１１は、画像形成装置１の筐体に、ユーザにより操作可能に配置されている。操作部１１には、表示パネル１３が配置されている。表示パネル１３は、例えば、タッチパネルを備えたＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）である。表示パネル１３は、ユーザに案内画面を表示したり、操作ボタンを表示してユーザからのタッチ操作を受け付けたりする。表示パネル１３は、制御デバイス２０のＣＰＵ２１により制御されて表示を行う。操作部１１は、表示パネル１３や操作ボタン（図示せず）などがユーザにより操作されると、その操作に応じた操作信号又は所定のコマンドをＣＰＵ２１に送信する。すなわち、ユーザは、操作部１１に操作を行うことにより、画像形成装置１に種々の動作を実行させることができる。

制御デバイス２０は、ＣＰＵ２１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２３と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２５などを有している。制御デバイス２０は、操作部１１、不揮発性メモリ２７、インターフェイス部２９、及び電源部６００などと共にシステムバスに接続されている。これにより、制御デバイス２０と画像形成装置１の各部とが、信号を送受可能に接続されている。

ＣＰＵ２１は、不揮発性メモリ２７に記憶された制御プログラム２７ａなどを実行することにより、画像形成装置１の種々の動作を制御する。制御プログラムは、例えば、ＲＯＭ２３などに記憶されていてもよい。ＣＰＵ２１は、操作部１１から操作信号が送られたり、クライアントＰＣなどから操作コマンドが送信されたりすると、それらに応じて所定の制御プログラム２７ａを実行する。これにより、ユーザによる操作部１１の操作などに応じて、画像形成装置１の所定の動作が行われる。

ＲＯＭ２３は、例えばフラッシュＲＯＭ（Ｆｌａｓｈ Ｍｅｍｏｒｙ）である。ＲＯＭ２３には、画像形成装置１の動作を行うために用いられるデータや、画像形成装置１の機能設定データなどが記憶されている。ＣＰＵ２１は、所定の処理を行うことにより、ＲＯＭ２３からのデータの読み込みや、ＲＯＭ２３へのデータの書き込みを行う。なお、ＲＯＭ２３は、書換え不可能なものであってもよい。

ＲＡＭ２５は、ＣＰＵ２１のメインメモリである。ＲＡＭ２５は、後述のようにＣＰＵ２１が制御プログラム２７ａを実行するときに必要なデータを記憶するのに用いられる。

不揮発性メモリ２７は、例えばＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やフラッシュＲＯＭである。不揮発性メモリ２７には、画像形成装置１の種々の動作を行うための制御プログラム（プログラム）２７ａが記憶されている。不揮発性メモリ２７は、例えば、インターフェイス部２９を介して外部から送られたジョブ（ＪＯＢ）のデータなどを記憶する。不揮発性メモリ２７は、１つのクライアントＰＣ又は複数のクライアントＰＣなどから送信された複数のジョブを記憶可能である。また、不揮発性メモリ２７は、画像形成装置１の電源オフ後も維持しておく必要がある情報をバックアップする。不揮発性メモリ２７は、通算プリント枚数や感光体ドラム３１１の駆動時間など、画像形成装置１の動作情報を記憶する。これらの情報は、ＣＰＵ２１により書き込まれ、読み出される。なお、不揮発性メモリ２７は、画像形成装置１の設定情報などを記憶するように構成されていてもよい。また、不揮発性メモリ２７は、例えばＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などであってもよい。

インターフェイス部２９は、例えば、ＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ）などのハードウェア部と、所定の通信プロトコルで通信を行うソフトウェア部とが組み合わされて構成されている。インターフェイス部２９は、画像形成装置１をＬＡＮなどの外部ネットワークに接続する。これにより、画像形成装置１は、外部ネットワークに接続されているクライアントＰＣなどの外部装置と通信可能になる。画像形成装置１は、クライアントＰＣからジョブを受信可能である。また、画像形成装置１は、画像データを、クライアントＰＣに送信したり、メールサーバなどを介してＥ−ｍａｉｌにより送信したりすることができる。なお、インターフェイス部２９は、無線通信により外部ネットワークに接続可能に構成されていてもよい。また、インターフェイス部２９は、例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）インターフェイスであってもよい。この場合、インターフェイス部２９は、通信ケーブルを介して接続された外部装置と画像形成装置１とを通信可能にする。

電源部６００は、画像形成装置１の筐体の内部に設けられている。電源部６００は、商用電源に接続され、商用電源を基に装置各部に電力を供給する。

ここで、本実施の形態において、現像ユニット３１０Ｙ，３１０Ｍ，３１０Ｃ，３１０Ｋには、それぞれ、不揮発性メモリ３１９Ｙ，３１９Ｍ，３１９Ｃ，３１９Ｋが設けられている。また、トナーボトル３０１Ｙ，３０１Ｍ，３０１Ｃ，３０１Ｋには、それぞれ、不揮発性メモリ３０９Ｙ，３０９Ｍ，３０９Ｃ，３０９Ｋが設けられている。不揮発性メモリ３１９Ｙ〜３１９Ｋ，３０９Ｙ〜３０９Ｋは、例えば、ＣＳＩＣ（Ｃｕｓｔｏｍｅｒ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）であり、ＣＰＵ２１が情報を読み書き可能である。ＣＰＵ２１は、それぞれの消耗品に関する寿命状態に対応する寿命情報を、これらの不揮発性メモリ３１９Ｙ〜３１９Ｋ，３０９Ｙ〜３０９Ｋに書き込む。ＣＰＵ２１は、寿命情報に応じて、各消耗品の寿命管理を適切に行うことができる。

図３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。

電源部（低圧電源部）６００は、電源プラグ６０１を通じて商用電源が供給されて駆動される。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（選択手段の一例）６１１と、第２のＤＣ−ＤＣコンバータ６１５とを有している。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。

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。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、直流電圧を、ダイオード６０９を経由して駆動部５００に出力する。また、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。なお、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。

駆動部５００では、モータ５０１〜５０５が、それぞれ、ＣＰＵ２１による制御指示の下で駆動される。モータ５０１〜５０５は、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て駆動される。

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、ダイオード６０９と駆動部５００との間の接続経路に、駆動部５００側がアノードとなるように挿入されている。２つのダイオード６１１ａ，６１１ｂは、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、第２のＤＣ−ＤＣコンバータ６１５及びファン４０に出力する。これにより、第２のＤＣ−ＤＣコンバータ６１５及びファン４０には、後述のように、モータ５０１〜５０５への電力供給が遮断されたときでも、比較的高い電圧がより安定して供給される。したがって、ファン４０への電力供給や、第２のＤＣ−ＤＣコンバータ６１５から制御デバイス２０への電力供給がより安定する。なお、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。最大値選択部６１１と第２のＤＣ−ＤＣコンバータ６１５との間には、平滑回路等を設けてもよい。

ファン４０は、ＣＰＵ２１による制御指示の下で、最大値選択部６１１を経由して供給された電力により駆動される。

第２のＤＣ−ＤＣコンバータ６１５は、入力された直流の電圧を変換し、安定した低電圧の電流とする。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、制御デバイス２０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。

制御デバイス２０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。制御デバイス２０においては、ＣＰＵ２１がＲＯＭ２３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を行い、画像形成装置１の制御を行う。ＣＰＵ２１は、不揮発性メモリ２７と通信を行う。

本実施の形態において、ＣＰＵ２１は、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ６０７からの出力電圧の監視、すなわち電源供給有無の監視を行う。電源状態の監視は、例えば第１のＤＣ−ＤＣコンバータ６０７からの出力電圧を抵抗で分圧し、ＣＰＵ２１がその電圧を検出することなどにより行う。これにより、ＣＰＵ２１は、停電などにより商用電源が供給されなくなったり、又は主電源スイッチ６０３がオフとなり電源供給が遮断されたことを検知することができる。なお、ＣＰＵ２１は、他のどのような検出方法で電源状態の監視を行ってもよい。

図４は、モータ５０１の駆動回路を示すブロック図である。

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。なお、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。

モータ５０１はＤＣモータである。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へ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。制御デバイス２０のＣＰＵ２１は、通電制御部５１１に速度指令などの制御指示を出力する。モータ５０１内の通電制御部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、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。

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に構成されている。回生制動は、ＣＰＵ２１が制動モードとして回生ブレーキモードを設定し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、ＣＰＵ２１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及びその回転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。なお、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。

モータ５０１などで発生した回生電力は、最大値選択部６１１に入力される。最大値選択部６１１に入力された回生電力は、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ６０７から最大値選択部６１１に入力された電力と比較され、それより大きければ最大値選択部６１１から出力される。

最大値選択部から出力された回生電力は、ファン４０と制御部１５とに、２つのルートで供給される。第１のルートでは、回生電力は、最大値選択部６１１からファン４０にそのまま供給される。これにより、回生電力が供給されている間は、ファン４０が駆動可能になる。また、第２のルートでは、回生電力は、最大値選択部６１１から第２のＤＣ−ＤＣコンバータ６１５に入力される。第２のＤＣ−ＤＣコンバータ６１５では、入力された電力を用いて３．３Ｖの直流の回生電力を制御部１５に供給する。電源遮断後のしばらくの間は、この回生電力が制御部１５に供給される。これにより、所定の回生電力が制御部１５に供給されている間は、回生電力により制御デバイス２０や不揮発性メモリ２７が駆動される。

なお、モータ５０１は、他の制動モードとして、いわゆるショートブレーキによる制動方法や、いわゆるフリーランによる制動方法（停止方法）を用いることができるように構成されている。これらの制動モードは、ＣＰＵ２１によりショートブレーキモード又はフリーランモードが設定されているときに減速指示が行われると、駆動回路部５１３が制御されて実行される。ここで、フリーランモードとは、単にモータ５０１への給電をオフにし、モータ５０１が自然に止まるようにすることをいう。また、ショートブレーキモードとは、モータ５０１のみを有する閉回路を構成してモータ５０１への給電をオフにし、惰性で回転するモータ５０１が閉回路内で逆起電力を発生することにより、それを抵抗としてモータ５０１を制動することをいう。ＣＰＵ２１は、状況に応じて制動モードを選択可能に構成されている。これにより、画像形成装置１の動作状況に応じて、モータ５０１などを制動することができる。

通常の画像形成動作時のモータ５０１の制動制御としては、フリーランでの停止制御、ショートブレーキモードでの停止制御、回生ブレーキモードでの停止制御のいずれを採用してもよい。回生ブレーキモードやショートブレーキモードにより速やかにモータを停止させたり、フリーランモードにより通常より長くモータを動作状態に保ったりすることができる。なお、モータ５０１は、例えば逆転方向の電流を強制的に流す逆転ブレーキモードなど、さらに他の制動方法により制動可能に構成されていてもよい。

本実施の形態において、ＣＰＵ２１は、画像形成動作中に画像形成装置１の給電が遮断されたとき、モータ５０１〜５０５を回生制動させ、回生させた電気エネルギーを用いてファン４０を継続して動作させる。以下、この動作について説明する。

図５は、画像形成装置１の動作の流れを示すフローチャートである。

主電源スイッチ６０３がオンであり、商用電源から電源部６００に電力が供給され、画像形成装置１に給電が行われているとき、ＣＰＵ２１は、以下に示すように制御を行う。

ステップＳ１０１において、ＣＰＵ２１は、画像形成装置１の電源供給の有無を監視する。この監視は、上述のように、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ６０７の出力電圧を検出することにより行われる。

ステップＳ１０３において、ＣＰＵ２１は、画像形成装置１に電源供給があるかどうかを判断する。すなわち、ＣＰＵ２１は、モータ５０１〜５０５への給電が行われなくなっているかどうかを判断する。電源供給がある場合、すなわち主電源がオフでない場合には、ＣＰＵ２１は、ステップＳ１０１における電源供給の有無の監視を継続して行う。

ステップＳ１０３において電源供給がないことが検出された場合には、ステップＳ１０５において、ＣＰＵ２１は、モータ５０１〜５０５を回生制動させることを選択する。ＣＰＵ２１は、モータ５０１〜５０５の制動モードとして回生ブレーキモードを設定し、通電制御部５１１に、減速して停止するように速度指示を行う。これにより、モータ５０１〜５０５は、回生制動により、蓄積している運動エネルギーを電力に変換し、回生電力を出力する。

ステップＳ１０７において、ＣＰＵ２１は、モータ５０１〜５０５により発生された回生電力をファン４０に供給する。すなわち、ＣＰＵ２１が回生制動を行った結果、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ６０７の出力電圧よりも回生電力の電圧が高くなると、最大値選択部６１１により選択された回生電力が、最大値選択部６１１から出力される。これにより、ファン４０に回生電力が供給される。また、ＣＰＵ２１は、継続して動作可能である。このとき、ＣＰＵ２１は、ファン４０を駆動させる制御を、電源供給が行われているときから継続して行う。ファン４０は、ＣＰＵ２１による制御の下、回生電力によりファンモータが駆動されて、回転する。これにより、画像形成動作中に画像形成装置１の電源供給が遮断されても、ファン４０が継続して回転する。

なお、このとき、ＣＰＵ２１は、ファン４０を電源供給が行われているときと同様に動作させてもよいし、比較的低い回転速度で動作させるなど、電源供給が行われているときとは異なる動作態様で動作させてもよい。例えば低い回転速度で動作させることにより、回生制動の強さを小さくしてモータ５０１〜５０５の速度が零になるまでの時間を長くし、ファン４０を長時間駆動させることができる。

図６は、回生ブレーキモード下におけるモータ５０１〜５０５の減速カーブの一例を示すグラフである。

図を参照して、画像形成動作中には、モータ５０１〜５０５が一定の回転速度で回転している。時刻ｔ０は、主電源スイッチ６０３がオフされるなどしてモータ５０１〜５０５への給電が遮断されたときである。このとき、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ６０７が出力するモータ給電用の直流電圧が２４Ｖから低下し始める。また、ＣＰＵ２１は、モータ５０１〜５０５の給電が行われなくなっていることを検出し、回転中のモータ５０１〜５０５を回生制動させる。回生制動は、ＣＰＵ２１の制御により、略一定の加速度でモータ５０１〜５０５の回転速度が減速されるように行われる。これにより、時刻ｔ０に減速が開始されてから、時間の経過に略正比例してモータ５０１〜５０５の回転速度が低くなり、時刻ｔ１にモータ５０１〜５０５が停止する。

なお、モータ５０１〜５０５の減速カーブは、上述のように回生電力を多く得られるものを用いるのが好ましいが、これに限られず、ＣＰＵ２１はいずれの減速カーブを用いて制動を行ってもよい。例えば、ＣＰＵ２１は、制動を開始してすぐの期間にはより強い制動力が働くようにして大きな回生電力を得て、時間の経過と共に、制動力が弱くなるようにしてもよい。

図７は、回生ブレーキモード下におけるファン４０のファンモータの回転速度の一例を示すグラフである。

図を参照して、時刻ｔ０及びｔ１は、それぞれ、図６において示した時刻に対応する。ファンモータは、例えば、ＣＰＵ２１により動作のオン／オフが制御され、動作時には、供給される電圧に応じた回転速度で動作する。

ファンモータは、画像形成動作中には、商用電源（駆動用電源）に由来する第１のＤＣ−ＤＣコンバータ６０７からの出力電圧が供給されることにより、略一定の回転速度で回転している。時刻ｔ０に給電が遮断されると、ファンモータは、回生電力により動作する。このとき、回生電力が供給されて電圧が上昇し、回転速度が上昇する。これにより、ファン４０の流量が一時的に増加するので、装置内にこもる熱を速やかに排出させることができる。その後、回生電力の電圧が下がるにつれ、回転速度が下降する。時刻ｔ１にモータ５０１〜５０５が停止すると、回生電力が供給されなくなり、ファンモータの回転速度も零となる。

［実施の形態における効果］

以上のように構成された画像形成装置では、プリント中に電源が遮断されると、ＣＰＵは、モータを回生制動させ、回生された回生電力を利用してファンを回転させる。そのため、電源の遮断後においても、装置内の空気を流動させて外気と交換することができ、画像形成装置の温度の上昇を防止することができる。これにより、画像形成装置の故障を少なくすることができる。また、これにより、特別に高い耐熱性を有しない安価な部品を用いることができ、画像形成装置の製造コストを低減することができる。

また、このような画像形成装置では、電池などを設けたり、給電経路を切り替えるためのスイッチなどを設けたりすることなく、電源遮断時にファンを駆動することができる。したがって、画像形成装置を小型化することができる。また、回路構成を簡素化することができ、製造コストを低減することができる。

また、回生電力を蓄電せず、そのままファンに供給するので、ファンモータを止めることなく、継続して駆動させることができる。したがって、回生電力を供給させることによりファンを加速させ、強い風を吹き付けることができ、装置内にこもる熱を速やかに排出させることができる。

なお、ＣＰＵは、画像形成動作が開始されてまもなく電源が遮断された場合など、画像形成装置内の温度がさほど上昇していないことが明らかである場合には、例えばショートブレーキモードやフリーランモードなど、他の制動モードによるモータの制御を行うようにしてもよい。

［その他］

なお、ＣＰＵは、特定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。

また、最大値選択部に代えて、第１のＤＣ−ＤＣコンバータから出力された電力及び回生電力のファンなどへの給電路を切り替えるスイッチを設け、ＣＰＵがそのスイッチを切り替えて、回生電力をファンなどに供給可能にしてもよい。これにより、ファンなどへの電力供給をより細かく制御することができる。

また、ファンは、冷却用のものに限られない。例えば、画像形成装置において、発生したオゾンを収集又は排出するためのオゾンファンが設けられている場合、上述と同様に、オゾンファンを回生電力により駆動させるようにしてもよい。これにより、画像形成装置の製造コストを低減し、かつ、オゾンむらなどの画像形成不良の発生を確実に防止することができる。この場合、冷却用のファンと共にオゾンファンを回生電力で駆動するようにしてもよいし、いずれか一方のみを回生電力で駆動するようにしてもよい。

また、ファンの数は複数であってもよい。この場合、電源供給の遮断時に、すべてのファンを回生電力により駆動してもよいし、所定のファンのみを回生電力で駆動するようにしてもよい。また、回生電力により駆動するファンを、画像形成装置の状態などに応じてＣＰＵが適宜選定し、駆動させるようにしてもよい。

また、画像形成装置は、上述のようないわゆるタンデム型のものでなく、現像器が搭載された現像ラックユニットを回転させながら現像器の数より少ない感光体を用いて画像形成を行う、いわゆる４サイクル機であってもよい。この場合、電源遮断時に、上述の実施の形態と同様にして、現像ラックユニットを駆動するラック駆動モータを含むモータについて回生制動を行うことができる。現像ラックユニットは大きく重いので、ラック駆動モータ及び現像ラックユニットは、駆動時には大きな運動エネルギーを有している。したがって、画像形成装置の電源供給の遮断時にラック駆動モータが駆動している場合には、ＣＰＵは、ラック駆動モータから多くの回生電力を得ることができる。このように、ＣＰＵは、大型で動作時の運動エネルギーが大きい部材に連動するモータで回生制動を行うようにすることにより、より大きい回生電力を長時間発生させることができるようにしてもよい。これにより、ファンをより長時間駆動させることができ、より大量の空気を送風させることができる。

また、電源遮断時に限られず、他の理由によって画像形成装置が停止状態へ移行する場合に、モータを回生制動させてファンを駆動してもよい。例えば、用紙搬送部においてジャム（ＪＡＭ）が発生した場合や、定着装置で温度エラーが発生した場合などにおいて、回生制動を行ってファンを回転させることができる。これにより、エネルギーを有効に利用して消費電力を低減することができる。

また、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、電子写真方式のものに限られず、例えばインクジェットプリンタなどであってもよい。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。

また、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。

また、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。また、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。

なお、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。

１ 画像形成装置
２０ 制御デバイス
２１ ＣＰＵ
２７ 不揮発性メモリ
３０ プリント部
４０ ファン
３００ トナー像形成部
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）
６００ 電源部（電源電力供給手段の一例）
６１１ 最大値選択部（選択手段の一例）

Claims (6)

1. 電源から供給された電力により画像形成動作時に駆動される少なくとも１つのモータと、
   装置内部の空気を流動させるためのファンと、
   前記電源から供給された電力を前記ファンに供給する電源電力供給手段と、
   前記モータが停止するまでに発生する回生電力を前記モータから取り出す回生手段と、
   前記回生手段により前記モータから取り出された回生電力を前記ファンに供給する回生電力供給手段と、
   前記電源電力供給手段による前記ファンへの電力供給及び前記回生電力供給手段による前記ファンへの電力供給のいずれかを選択する選択手段とを備える、画像形成装置。
2. 前記選択手段は、前記電源電力供給手段により前記ファンに供給可能な電力の大きさ及び前記回生電力供給手段により前記ファンに供給可能な電力の大きさに応じて前記選択を行う、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記回生手段は、画像形成動作中に前記電源からの電力の供給が遮断されたとき、前記モータを減速させて回生電力を取り出し、
   前記選択手段は、前記電源から電力が供給されているとき、前記電源電力供給手段により前記ファンへの電力供給を行い、画像形成動作中に前記電源からの電力の供給が遮断されたとき、前記回生電力供給手段により前記ファンへの電力供給を行う、請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 画像形成動作中に前記電源からの電力の供給が遮断されたとき、前記ファンの駆動を継続させる制御を行うファン制御手段をさらに備える、請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 電源から供給された電力により画像形成動作時に駆動される少なくとも１つのモータと、
   装置内部の空気を流動させるためのファンと、
   前記電源から供給された電力を前記ファンに供給する電源電力供給手段とを備える画像形成装置の制御方法であって、
   前記モータが停止するまでに発生する回生電力を前記モータから取り出す回生ステップと、
   前記回生ステップにより前記モータから取り出された回生電力を前記ファンに供給する回生電力供給ステップと、
   前記電源電力供給手段による前記ファンへの電力供給及び前記回生電力供給ステップによる前記ファンへの電力供給のいずれかを選択する選択ステップとを備える、画像形成装置の制御方法。
6. 電源から供給された電力により画像形成動作時に駆動される少なくとも１つのモータと、
   装置内部の空気を流動させるためのファンと、
   前記電源から供給された電力を前記ファンに供給する電源電力供給手段とを備える画像形成装置の制御プログラムであって、
   前記モータが停止するまでに発生する回生電力を前記モータから取り出す回生ステップと、
   前記回生ステップにより前記モータから取り出された回生電力を前記ファンに供給する回生電力供給ステップと、
   前記電源電力供給手段による前記ファンへの電力供給及び前記回生電力供給ステップによる前記ファンへの電力供給のいずれかを選択する選択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。

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