(57)【要約】【課題】専用回路を必要とすることなく、機器の消費電力を高精度に求めることが可能な消費電力算出装置を提供すること。【解決手段】消費電力算出装置１０は、第一負荷要素の消費電力量を算出する第一演算手段８２と、ＤＣブラシレスモータ１３の駆動回路に備わり、ＤＣブラシレスモータ１３に流れる電流の値を検出する電流検出手段と、ＤＣブラシレスモータ１３の駆動回路に備わり、ＤＣブラシレスモータの線間電圧値を検出する電圧検出手段と、所定周期で、電流検出手段で検出された電流値と、電圧検出手段で検出された線間電圧値とを乗算して、第二負荷要素の消費電力を求める第二演算手段１８１と、を備え、第一演算手段８２は、自身が算出した第一負荷要素の消費電力量と、第二演算手段１８１により周期的に求められる第二負荷要素の消費電力とに基づいて、画像形成装置１の消費電力量を算出する。【選択図】図２
2015184413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器に搭載可能な消費電力算出装置であって、
前記機器は、負荷変動による消費電力の変動が実質的に無い少なくとも一つの第一負荷要素と、ＤＣブラシレスモータに接続されかつ負荷変動を伴う少なくとも一つの第二負荷要素と、を含み、
前記消費電力算出装置は、
前記少なくとも一つの第一負荷要素の消費電力量を算出する第一演算手段と、
前記ＤＣブラシレスモータの駆動回路に備わり、前記ＤＣブラシレスモータに流れる電流の値を検出する電流検出手段と、
前記ＤＣブラシレスモータの駆動回路に備わり、前記ＤＣブラシレスモータの線間電圧値を検出する電圧検出手段と、
所定周期で、前記電流検出手段で検出された電流値と、前記電圧検出手段で検出された線間電圧値とを乗算して、前記少なくとも一つの第二負荷要素の消費電力を求める第二演算手段と、を備え、
前記第一演算手段は、自身が算出した前記少なくとも一つの第一負荷要素の消費電力量と、前記第二演算手段により周期的に求められる前記少なくとも一つの第二負荷要素の消費電力とに基づいて、前記機器の消費電力量を算出する、消費電力算出装置。
【請求項２】
前記電流検出手段の前段に設けられたフィルタであって、前記ＤＣブラシレスモータに流れる電流を平滑化して、前記電流検出手段に出力するフィルタを、さらに備える請求項１に記載の消費電力算出装置。
【請求項３】
前記第一演算手段は、前記少なくとも一つの第一負荷要素の消費電力を予め記憶する記憶手段を含んでおり、前記記憶手段に記憶された消費電力に時間を乗算して、前記少なくとも一つの第一負荷要素の消費電力量を算出する、請求項１または２に記載の消費電力算出装置。
【請求項４】
前記少なくとも一つの第一負荷要素は複数であって、前記機器は、前記複数の第一負荷要素が駆動される動作モードを有し、
前記第一演算手段は、前記動作モードで駆動される前記複数の第一負荷要素の消費電力を予め記憶する記憶手段を含んでおり、前記記憶手段に記憶された前記複数の第一負荷要素の消費電力の加算値に、前記動作モードにおける前記複数の第一負荷要素の駆動時間を乗算する、請求項１または２に記載の消費電力算出装置。
【請求項５】
前記少なくとも一つの第一負荷要素は複数であって、前記機器は、前記複数の第一負荷要素が駆動される動作モードを有し、
前記第一演算手段は、前記動作モードで駆動される前記複数の第一負荷要素の消費電力を予め記憶する記憶手段を含んでおり、前記記憶手段に記憶された前記複数の第一負荷要素ごとに消費電力と駆動時間とを乗算した後に、各乗算値の合計値を求める、請求項１または２に記載の消費電力算出装置。
【請求項６】
前記第一演算手段はさらに、
前記第二演算手段から得られる消費電力において、連続する二つの変化量が所定の許容値を超える場合、前記第二負荷要素が交換されたと判断する、請求項１〜５のいずれかに記載の消費電力算出装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の消費電力算出装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機器に備わる複数の負荷要素の消費電力量を算出する消費電力算出装置、およびそれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギーの観点から、例えば画像形成装置のような機器は、消費電力量を算出し、ユーザに対し通知することがある。この種の消費電力算出は、例えば、特許文献１〜３に記載に記載されている。
【０００３】
特許文献１，２には、各負荷要素を駆動するモータに電力を供給する低圧電源に、消費電力量を算出する回路を備えることが記載されている。また、特許文献３には、負荷要素が接続されるモータ毎で予め求められている抵抗値および電力損失に基づき消費電力量を算出することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−０８３７３９号公報
【特許文献２】特開２０１３−０８３７３２号公報
【特許文献３】特開２０１０−１１５０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の技術には、消費電力算出用に大きな抵抗を含む専用の回路が必要であるという問題点があった。また、制御回路基板や低圧電源で消費電力量を測定する場合には、電流値の脈動が大きくなるため、消費電力の算出結果の精度が低下するという問題点があった。
【０００６】
それゆえに、本発明の目的は、専用回路を必要とすることなく、機器の消費電力を高精度に求めることが可能な消費電力算出装置、およびそれを備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一局面は、機器に搭載可能な消費電力算出装置であって、前記機器は、負荷変動による消費電力の変動が実質的に無い少なくとも一つの第一負荷要素と、ＤＣブラシレスモータに接続されかつ負荷変動を伴う少なくとも一つの第二負荷要素と、を含む。前記消費電力算出装置は、前記少なくとも一つの第一負荷要素の消費電力量を算出する第一演算手段と、前記ＤＣブラシレスモータの駆動回路に備わり、前記ＤＣブラシレスモータに流れる電流の値を検出する電流検出手段と、前記ＤＣブラシレスモータの駆動回路に備わり、前記ＤＣブラシレスモータの線間電圧値を検出する電圧検出手段と、所定周期で、前記電流検出手段で検出された電流値と、前記電圧検出手段で検出された線間電圧値とを乗算して、前記少なくとも一つの第二負荷要素の消費電力を求める第二演算手段と、を備え、前記第一演算手段は、自身が算出した前記少なくとも一つの第一負荷要素の消費電力量と、前記第二演算手段により周期的に求められる前記少なくとも一つの第二負荷要素の消費電力とに基づいて、前記機器の消費電力量を算出する。
【発明の効果】
【０００８】
上記局面によれば、専用回路を必要とすることなく、機器の消費電力を高精度に求めることが可能な消費電力算出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態に係る消費電力算出装置を実装可能な画像形成装置の典型的な構成を示す図である。
【図２】一実施形態に係る消費電力算出装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図２のＤＣブラシレスモータの詳細な構成を示す図である。
【図４】図２の第一演算手段の動作を示すフロー図である。
【図５】図３の第二演算手段の動作を示すフロー図である。
【図６】印刷枚数に対するＤＣブラシレスモータの消費電力の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、一実施形態に係る消費電力算出装置、および、それを備えた画像形成装置について説明する。
【００１１】
《定義》
まず、いくつかの図面に示されるｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を定義する。ｘ軸方向は画像形成装置１の左右方向を、ｙ軸方向は同装置１の前後方向を、ｚ軸方向は同装置１の上下方向を示している。
【００１２】
また、いくつかの図面において、参照番号の右側に添え字ａ，ｂ，ｃ，ｄが付加される場合がある。ａ，ｂ，ｃ，ｄは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）を意味する。例えば、作像ユニット４１ａは、イエローの作像ユニット４１を意味する。また、添え字無しは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの各色を意味する。例えば、作像ユニット５２は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ各色の感光体ドラムを意味する。
【００１３】
《画像形成装置の構成・動作》
まず、図１，図２を参照する。画像形成装置１は、例えば、複写機、プリンタまたはファクシミリ、もしくは、これらの機能を備えた複合機であって、フルカラー画像をシートＳｈ（例えば、用紙またはＯＨＰ用フィルム）に印刷する。かかる画像形成装置１には、大略的に、供給部２と、レジストローラ部３と、画像形成部４と、定着器６と、排出トレイ７と、制御回路基板８と、が備わる。
【００１４】
供給部２は供給トレイと供給ローラ群とを含む。供給トレイには、未印刷のシートＳｈが積載される。供給ローラ群は、ＤＣブラシレスモータ（以下、ＤＣＢＬＭという）１３Ｄの駆動力で回転し、積載されたシートＳｈを一枚ずつピックアップして、図１中破線で示される搬送経路ＦＰに送り出す。
【００１５】
レジストローラ部３は、互いに当接してレジストニップを形成する２個１対のローラを含む。このローラ対が停止中、供給部２からのシートＳｈはレジストニップに突き当たり一旦停止する。その後、ローラ対は、ＤＣＢＬＭ１３Ｄからの駆動力により回転を開始して、後述の二次転写領域にシートＳｈを送り出す。
【００１６】
画像形成部４は、大略的に、作像ユニット４１ａ〜４１ｄと、露光装置４２と、中間転写ベルト４３と、駆動ローラ４４と、従動ローラ４５と、一次転写ローラ４６ａ〜４６ｄと、二次転写ローラ４７と、を含む。
【００１７】
作像ユニット４１ａ〜４１ｄは、画像形成装置１のフレーム（図示せず）に左から右へと直線的に並ぶように取り付けられる。作像ユニット４１ａは、対応色の感光体ドラム５１ａを備える。感光体ドラム５１ａの周囲には、その回転方向（つまり、副走査方向）の上流側から下流側に向かって、少なくとも、帯電器５２ａと、現像器５３ａと、がこの順番で設けられている。作像ユニット４１ｂ〜４１ｄも、同様に、感光体ドラム５１ｂ〜５１ｄと、帯電器５２ｂ〜５２ｄと、現像器５３ｂ〜５３ｄと、を備えている。
【００１８】
感光体ドラム５１ａ〜５１ｄは、ＤＣＢＬＭ１３Ａにより回転させられる。
帯電器５２ａ〜５２ｄは、ＨＶ（つまり、高圧電源）１４３からの高電圧により放電し、回転する感光体ドラム５１ａ〜５１ｄを帯電させる。
【００１９】
露光装置４２は、第一演算手段８２から各色の画像データを受信し、受信画像データに基づき各色の光ビームＢａ〜Ｂｄを生成する。その後、露光装置４２は、感光体ドラム５１ａ〜５１ｄに、対応色の光ビームＢａ〜Ｂｄを主走査方向に一ライン毎に順次走査して、感光体ドラム５１ａ〜５１ｄの周面に対応色の静電潜像を形成する。
【００２０】
現像器５３ａ〜５３ｄは、ＤＣＢＬＭ１３Ｂからの駆動力により回転し、対応色の静電潜像に対応色のトナーを供給する。これにより、トナー像が感光体ドラム５１ａ〜５１ｄの周面上に形成される。
【００２１】
中間転写ベルト４３は、例えば、自身の外周面が感光体ドラム５１ａ〜５１ｄの上端部分と接するように配置される。この中間転写ベルト４３は、ＤＣＢＬＭ１３Ｄの駆動力で回転する駆動ローラ４４と、それに従動する従動ローラ４５との間に張り渡された無端状ベルトであって、矢印Ａ１で示す方向に回転する。
【００２２】
一次転写ローラ４６ａ〜４６ｄは、中間転写ベルト４３の外周面を押圧して、中間転写ベルト４３と感光体ドラム５１ａ〜５１ｄとを接触させて、一次転写領域を形成する。一次転写ローラ４６ａ〜４６ｄは、ＤＣＢＬＭ１３Ｄの駆動力で回転する。同時に、各一次転写ローラ４６ａ〜４６ｄには、トナーとは逆極性の一次転写電圧が印加される。これにより、感光体ドラム５１ａ〜５１ｄ上のトナー像が中間転写ベルト４３上に転写される。
【００２３】
ここで、中間転写ベルト４３や感光体ドラム５１ａ〜５１ｄの回転速度および配置等は適切に調整され、各色のトナー像は中間転写ベルト４３の外周面上の同一領域に順次転写され、これによって、フルカラーの合成トナー像が中間転写ベルト４３上に形成される。かかる合成トナー像は、中間転写ベルト４３の回転により、中間転写ベルト４３に担持され、後述の二次転写領域まで搬送される。
【００２４】
二次転写ローラ４７は、中間転写ベルト４３を挟んで横方向から駆動ローラ４４と対向するよう配置される。また、二次転写ローラ４７は、搬送経路ＦＰ上で、中間転写ベルト４３と当接し合って、二次転写領域を形成する。この二次転写領域には、レジストローラ部３からシートＳｈが送り込まれる。二次転写ローラ４７はＤＣＢＬＭ１３Ｄからの駆動力で回転すると共に、二次転写ローラ４７には二次転写電圧が印加される。これにより、中間転写ベルト４３上の合成トナー像は、二次転写領域に送り込まれたシートＳｈ上に転写される。シートＳｈは、二次転写ニップから定着器６に向けて送り出される。
【００２５】
定着器６は、典型的には、互いに当接して定着ニップを形成する２個の回転体を含んでおり、定着ニップに送り込まれたシートＳｈを、一方の回転体で加熱すると共に他方の回転体で加圧する。２個の回転体のうち、例えば、加熱用の回転体が、ＤＣＢＬＭ１３Ｃにより回転させられる。これにより、シートＳｈ上の合成トナー像が定着させられる。このシートＳｈは、印刷物Ｓｈとして、定着器６に対して搬送経路ＦＰの下流側に設けられた排出トレイ７に排出される。
【００２６】
制御回路基板８には、第一演算手段８２（図２参照）等が実装される。
【００２７】
《消費電力算出装置の構成》
図２は、図１の画像形成装置１に実装される消費電力算出装置１０の構成を示す図である。図２において、消費電力算出装置１０は、上述の制御回路基板８に加え、低圧電源回路１１と、少なくとも一つの第一負荷要素に接続された少なくとも一つのステッピングモータ（以下、ＳＴＰＭと略記する）１２と、少なくとも一つの第二負荷要素に接続された少なくとも一つのＤＣブラシレスモータ（以下、ＤＣＢＬＭと略記する）１３と、を備えている。
【００２８】
低圧電源回路１１は、図２に示すように、商用電源１７から交流電力の供給を受け、２４Ｖの第一直流電圧と、５Ｖの第二直流電圧とを生成する。そのために、低圧電源回路１１は、ノイズフィルタ１１１と、整流回路１１２と、２４Ｖ変換回路１１３と、５Ｖ変換回路１１４と、電圧変換回路（定着用）１１５と、を備えている。
【００２９】
整流回路１１２は、ノイズフィルタ１１１を介して供給された交流電圧を直流電圧に整流する。
【００３０】
２４Ｖ変換回路１１３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ（図示はＤ／Ｄ）１１６によって、入力直流電圧を２４Ｖの第一直流電圧Ｖcc1に変換する。電圧Ｖcc1は、制御回路基板８に実装された駆動回路および過電流保護回路（図示せず）を介して、画像形成部４に備わるイレーサ用の光源１４１に、制御回路基板８に実装された別の駆動回路および過電流保護回路（図示せず）を介して、画像形成部４に備わる冷却用ファン１４２にも印加される。また、電圧Ｖcc1は、リレー（図示はＲＹ）１１７を介して、例えば帯電器５２に印加すべき高電圧を生成する高圧電源（図示はＨＶ）１４３にも印加される。また、電圧Ｖcc1は、リレー１１７を介して、少なくとも一つのＳＴＰＭ１２、および、少なくとも一つのＤＣＢＬＭ１３にも印加される。
【００３１】
図２には、少なくとも一つのＤＣＢＬＭ１３として、四個のＤＣＢＬＭ１３Ａ〜１３Ｄが例示される。本実施形態では、ＤＣＢＬＭ１３Ａは各色の感光体ドラム５１を、ＤＣＢＬＭ１３Ｂは各色の現像器５３を、ＤＣＢＬＭ１３Ｃは定着器６を回転させる。また、ＤＣＢＬＭ１３Ｄは、前述の通り、供給部２と、レジストローラ部３、中間転写ベルト４３、一次転写ローラ４６、二次転写ローラ４７等を回転させる。各ＤＣＢＬＭ１３における消費電力は、それぞれに接続された負荷要素の負荷変動により大きく変動する。この観点で、各ＤＣＢＬＭ１３に接続された負荷要素を、第二負荷要素群１５にグループ分けする。
【００３２】
それに対し、電圧Ｖcc1が供給される負荷要素のうち、第二負荷要素群１５に属しないものでは、負荷変動による実質的な消費電力の変動が生じない。この観点で、電圧Ｖcc1が供給される負荷要素のうち、第二負荷要素群１５に属しないものは、第一負荷要素群１４にグループ分けする。かかる第一負荷要素群１４に関し、特に、図２には、少なくとも一つのＳＴＰＭ１２として、負荷１４４，１４５が回転させるＳＴＰＭ１２Ａ，１２Ｂが例示される。各ＳＴＰＭ１２は、最大トルクで電流値を決めているため、負荷変動によって消費電力は殆ど変動しない。
【００３３】
また、５Ｖ変換回路１１４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ（図示はＤ／Ｄ）１１８によって、入力直流電圧を５Ｖの第二直流電圧Ｖcc2に変換する。電圧Ｖcc2は、制御回路基板８に実装されたＤＣ／ＤＣコンバータ８１に供給される。
【００３４】
また、電圧変換回路１１５は、定着器６のヒータ６１に供給すべき電圧を生成する。
【００３５】
《制御回路基板の構成》
図２には、低圧電源回路１１の構成に加え、制御回路基板８の詳細な構成も示されている。制御回路基板８は、少なくとも、ＤＣ／ＤＣコンバータ（図示は、Ｄ／Ｄ３．３Ｖ）８１と、第一演算手段８２と、を含んでいる。以下、制御回路基板８の各構成について詳説する。
【００３６】
ＤＣ／ＤＣコンバータ８１は、入力電圧Ｖcc2から、３．３Ｖの第三直流電圧Ｖcc3を生成する。電圧Ｖcc3は、第一演算手段８２に含まれるＣＰＵ、および画像形成装置１に備わる各種センサ１６に供給される。センサ１６としては、光学センサやトナー濃度センサが例示される。
【００３７】
第一演算手段８２は、電圧Ｖcc3により駆動されるＣＰＵ、不揮発性メモリおよびメインメモリ（いずれも図示せず）を含んでおり、不揮発性メモリに格納されたプログラムをＣＰＵがメインメモリを使って実行することで、画像形成装置１の構成各部を制御する。また、第一演算手段８２は、例えば上記不揮発性メモリの記憶領域を記憶手段８３として有する。この記憶手段８３には、詳細は後述するが、第一負荷要素群１４に属する負荷要素の消費電力が例えばテーブル形式で格納されている。
【００３８】
《ＤＣブラシレスモータの構成》
次に、図３を参照して、各ＤＣＢＬＭ１３の詳細な構成について説明する。図３において、各ＤＣＢＬＭ１３は駆動回路基板１８と接続される。各駆動回路基板１８は、まず、第二演算手段１８１と、ＰＷＭパルス生成手段１８２と、エンコーダ１８３と、スイッチ群１８４と、を備えている。
【００３９】
第二演算手段１８１は、集積回路であって、第一演算手段８２からの指令に基づき、対応するＤＣＢＬＭ１３を駆動する。
ＰＷＭパルス生成手段１８２は、第二演算手段１８１の制御下で、目標の回転速度を示すＰＷＭパルスを生成して、スイッチ群１８４に出力する。より具体的には、ＰＷＭパルスのデューティ比は、エンコーダ１８３で検出されたＤＣＢＬＭ１３のロータの回転角度情報に基づき調整される。さらに、本実施形態では、詳細は後述するが、電流検出手段１８７で検出された、ＤＣＢＬＭ１３のコイル電流値が、ＰＷＭパルス生成手段１８２の差動アンプにフィードバックされる。
【００４０】
スイッチ群１８４は、例えば複数のＦＥＴから構成されており、入力ＰＷＭパルスに基づき、各ＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦの状態を切り替えて、入力第一直流電圧Ｖcc1をスイッチングする。これにより、ＤＣＢＬＭ１３のコイルに流れる電流の方向が変化し、ＤＣＢＬＭ１３のロータが回転する。
【００４１】
駆動回路基板１８にはさらに、線間電圧検出手段１８５と、低域通過フィルタ１８６と、電流検出手段１８７と、を備えている。
【００４２】
線間電圧検出手段１８５は、ＤＣＢＬＭ１３において電流が流れている二相間の電圧を検出して、検出結果を第二演算手段１８１に出力する。
【００４３】
低域通過フィルタ１８６は、ＤＣＢＬＭ１３のコイルに流れる電流（コイル電流）が供給される。低域通過フィルタ１８６は、かかる入力信号を平滑化して（つまり、入力信号の低域成分のみを通過させて）、コイル電流から脈動を除去する。図３には、低域通過フィルタ１８６の入力信号の時間波形が下段右側に、その出力信号の時間波形が下段左側に示されている。
【００４４】
電流検出手段１８７は、前置増幅器およびピークホールド回路を含んでおり、低域通過フィルタ１８６の出力信号（つまり、コイル電流）のピーク値を保持して、ＰＷＭパルス生成手段１８２にフィードバックすると共に第二演算手段１８１に出力する。ここで、電流検出手段１８７には、低域通過フィルタ１８６にて脈動が除去された信号が与えられる。これにより、電流検出手段１８７を高速に動作させる必要がなくなり、安定的に電流値を検出することが可能となる。
【００４５】
上記第二演算手段１８１は周期的に、線間電圧検出手段１８５により検出された線間電圧値と、電流検出手段１８７により検出された電流値とを乗算して、対応するＤＣＢＬＭ１３に接続された第二負荷要素の消費電力を算出する。
【００４６】
《消費電力算出装置の動作》
画像形成装置１には、例えば、シートＳｈに画像を印刷する印刷モードと、低消費電力モードの一つである待機モードが存在するとする。
【００４７】
この待機モードでは、第一負荷要素群１４および第二負荷要素群１５に属する負荷には直流電圧が印加されない。つまり、待機モードでは、これら負荷の消費電力は０Ｗである。但し、制御回路基板８およびにプリンタコントローラ基板（図示せず）には第二直流電圧Ｖcc2が供給されるが、これらの消費電力は第一負荷要素と同様、負荷変動により実質的に変動しない。記憶手段８３には、上記のような待機モードにおける各負荷要素の消費電力が負荷要素ごとに記述された第一テーブルが格納される。以下の表１は、第一テーブルの一例である。ここで、プリンタコントローラ基板について説明する。プリンタコントローラ基板は、プリンタコントローラを実装している。このプリンタコントローラは、制御回路基板８上の第一演算手段８２と接続されており、ＰＣ、スキャナ、ファクシミリからの画像データであって、ＲＧＢ値で表現された画像データを、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの各色の値に変換する。
【００４８】
【表１】
2015184413.tif 000003
【００４９】
第一演算手段８２において、ＣＰＵは、待機モード時、上記第一テーブルに従って、画像形成装置１の待機モード時の消費電力量を次式（１）に従って算出する。
消費電力量（待機モード）＝（１０Ｗ＋２０Ｗ）×待機時間  …（１）
上式（１）において、１０Ｗは制御回路基板８の消費電力で、２０Ｗはプリンタコントローラ基板の消費電力である。
【００５０】
印刷モードでは、第一負荷要素群１４および第二負荷要素群１５に属する負荷には、前述の通り直流電圧が印加される。つまり、印刷モードでは、第一負荷要素群１４に属する負荷の消費電力は既知であり、以下の表２の通り、予め定められる。制御回路基板８およびプリンタコントローラ基板についても同様である。それに対し、第二負荷要素群１５の消費電力は、各駆動回路基板１８の第二演算手段１８１により実測される。記憶手段８３には、上記のような印刷モードにおける各負荷要素の消費電力が負荷要素ごとに記述された第二テーブルが格納される。以下の表２は、第二テーブルの一例である。
【００５１】
【表２】
2015184413.tif 000004
【００５２】
第一演算手段８２において、ＣＰＵは、印刷モード時、上記第二テーブルに従って、画像形成装置１の印刷モード時の消費電力量を次式（２）に従って算出する。
消費電力量（印刷モード）＝第一負荷要素群１４の消費電力量＋第二負荷要素群１５の消費電力量  …（２）
【００５３】
また、第一負荷要素群１４の消費電力量は次式（３）の通りである。
第一負荷要素群１４の消費電力量＝（５Ｗ（光源１４１）＋５Ｗ（ファン１４２）＋２０Ｗ（ＨＶ１４３）＋１０Ｗ（ＳＴＰＭ１２Ａ）＋１０Ｗ（ＳＴＰＭ１２Ｂ）＋２０Ｗ（制御回路基板８）＋４０Ｗ（プリンタコントローラ基板））×印刷時間  …（３）
上式（３）において、２０Ｗは制御回路基板８の消費電力で、４０Ｗはプリンタコントローラ基板の消費電力である。
【００５４】
また、第二負荷要素群１５の消費電力量は次式（４）の通りである。
第二負荷要素群１５の消費電力量＝（ＤＣＢＬＭ１３Ａの消費電力＋ＤＣＢＬＭ１３Ｂの消費電力＋ＤＣＢＬＭ１３Ｃの消費電力＋ＤＣＢＬＭ１３Ｄの消費電力）×印刷時間  …（４）
ここで、ＤＣＢＬＭ１３の消費電力量は、線間電圧値×コイル電流×印刷時間である。
【００５５】
次に、図４，図５を参照して、消費電力算出装置１０の具体的な動作について説明する。まず、図４において、第一演算手段８２は、画像形成装置１が印刷モードか待機モードかを判断する（Ｓ０１）。待機モードであれば、第一演算手段８２は、
内部に保持するタイマー（図示せず）を起動して、計時を開始する（Ｓ０２）。次に、第一演算手段８２は、予め定められた時間Ｔ１が経過したか否かを判断し（Ｓ０３）、Ｎｏと判断すると、再度Ｓ０３を実行する。
【００５６】
Ｓ０３でＹｅｓと判断すると、第一演算手段８２は、記憶手段８３に保持される第一テーブル（表１）にアクセスし、第一テーブルに記載される負荷要素ごとの消費電力を取得する（Ｓ０４）。
【００５７】
次に、第一演算手段８２は、上式（１）と同内容の次式（５）に従って、時間Ｔ１の間の消費電力量（待機モード）を算出する（Ｓ０５）。
消費電力量（待機モード）＝（１０Ｗ＋２０Ｗ）×時間Ｔ１  …（５）
上式（５）において、１０Ｗは制御回路基板８の消費電力で、２０Ｗはプリンタコントローラ基板の消費電力である。
【００５８】
次に、第一演算手段８２は、Ｓ０５で得られた時間Ｔ１あたりの消費電力量を、これまでの消費電力量の積算値である総消費電力量に積算し（Ｓ０６）、Ｓ０１に戻る。
【００５９】
一方、Ｓ０１にて、印刷モードと判断すると、第一演算手段８２は、各第二演算手段１８１に対し、対応するＤＣＢＬＭ１３の消費電力の算出を開始するよう指示する（Ｓ０７）。
【００６０】
ここで、図５を参照して、第二演算手段１８１の処理について説明する。図５において、第二演算手段１８１は、第一演算手段８２から算出開始の指示があると、
一定周期Ｔ２毎に、線間電圧検出手段１８５から線間電圧値を取得し、電流検出手段１８７からコイル電流値を取得する（Ｓ１１）。ここで、ＤＣＢＬＭ１３に接続された第二負荷要素に関しては、負荷変動により消費電力が変動する。よって、周期Ｔ２は、時間Ｔ１よりも短い値に設定される。
【００６１】
次に、第二演算手段１８１は、Ｓ１１で取得した線間電圧値にコイル電流値を乗算して、対応するＤＣＢＬＭ１３に接続された第二負荷要素の消費電力を算出する。その後、第二演算手段１８１は、算出した消費電力を第一演算手段８２のバッファ（図示せず）に格納する（Ｓ１２）。
【００６２】
その後、第二演算手段１８１は、第一演算手段８２より、消費電力の算出終了指示があるか否かを判断し（Ｓ１３）、Ｎｏと判断すると、Ｓ１１に戻る。
【００６３】
一方、Ｓ１３でＹｅｓと判断すると、第二演算手段１８１は、図５の処理を終了する。
【００６４】
ここで、再度図４を参照する。第一演算手段８２は、Ｓ０７の次に、Ｓ０２，Ｓ０３と同様にして、計時を開始し（Ｓ０８）、その後、時間Ｔ１が経過したか否かを判断する（Ｓ０９）
【００６５】
Ｓ０９でＮｏであれば、再度Ｓ０９が実行されるが、Ｙｅｓと判断すると、第一演算手段８２は、記憶手段８３に保持される第二テーブル（表２）にアクセスし、第二テーブルに記載される負荷要素ごとの消費電力を取得する（Ｓ０１０）。
【００６６】
次に、第一演算手段８２は、上式（３）と同内容の次式（６）に従って、時間Ｔ１の間の第一負荷要素の消費電力量（印刷モード）を算出する（Ｓ０１１）。
第一負荷要素の消費電力量（印刷モード）＝（５Ｗ（光源１４１）＋５Ｗ（ファン１４２）＋２０Ｗ（ＨＶ１４３）＋１０Ｗ（ＳＴＰＭ１２Ａ）＋１０Ｗ（ＳＴＰＭ１２Ｂ）＋２０Ｗ（制御回路基板８）＋４０Ｗ（プリンタコントローラ基板））×時間Ｔ１  …（６）
【００６７】
次に、第一演算手段８２は、自身のバッファから、第二演算手段１８１により格納された各ＤＣＢＬＭ１３の消費電力を読み出して、上式（４）と同内容の次式（７）に従って、第二負荷要素の消費電力量を算出する（Ｓ０１２）。
第二負荷要素の消費電力量（印刷モード）＝（ＤＣＢＬＭ１３Ａの消費電力＋ＤＣＢＬＭ１３Ｂの消費電力＋ＤＣＢＬＭ１３Ｃの消費電力＋ＤＣＢＬＭ１３Ｄの消費電力）×印刷時間Ｔ３  …（７）
ここで、印刷時間Ｔ３は、バッファ内のＤＣＢＬＭ１３Ａの個数×周期Ｔ２である。
【００６８】
次に、第一演算手段８２は、Ｓ０１１で得られた時間Ｔ１あたりの消費電力量と、Ｓ０１２で得られた印刷時間Ｔ３あたりの消費電力量とを、総消費電力量に積算する（Ｓ０１３）。
【００６９】
次に、第一演算手段８２は、印刷モードが終了するか否かを判断し（Ｓ０１４）、Ｎｏと判断すると、Ｓ０８に戻る。それに対し、Ｙｅｓと判断すると、第一演算手段８２は、消費電力の算出終了の指示を第二演算手段１８１に送信して（Ｓ０１５）、Ｓ０１に戻る。
【００７０】
《消費電力算出装置の作用・効果》
以上説明した通り、本消費電力算出装置１０によれば、画像形成装置１に備わる負荷要素が、負荷変動が殆ど無く消費電力の変動が殆ど生じない第一負荷要素群１４と、負荷変動による消費電力が変動する第二負荷要素群１５に分類される。第一負荷要素群１４の消費電力量は、画像形成装置１の第一演算手段８２でのソフトウェア処理によって、予め求められている消費電力に時間を乗算することで求められる。一方、第二負荷要素群１５に関しては、まず、ＤＣＢＬＭ１３が接続される駆動回路基板１８上の第二演算手段１８１により消費電力が求められ、その後、第一演算手段８２によりその消費電力量が求められる。以上のようにして求められた第一負荷要素群１４の消費電力量と、第二負荷要素群１５の消費電力量とが積算されて、画像形成装置１の消費電力量が求められる。このように、本消費電力算出装置１０によれば、専用の回路を必要とすることなく、画像形成装置１に元々備わる演算手段により消費電力量を求めることが可能になる。
【００７１】
また、電流検出手段１８７の前段の低域通過フィルタ１８６によりコイル電流が平滑化されて、コイル電流から脈動が除去される。これにより、電流検出手段１８７を高速に動作させる必要が無くなり、安定的かつ高精度にコイル電流値を検出することが可能となる。
【００７２】
《付記１》
なお、上記実施形態では、消費電力算出装置１０は画像形成装置１に実装されるとして説明した。しかし、これに限らず、他の機器に実装されても構わない。
【００７３】
《付記２》
上記実施形態では、例えば、式（６）に示すように、各第一負荷要素の消費電力の加算値に、各第一負荷要素の駆動時間（つまり、時間Ｔ１）が乗算されて、第一負荷要素群１４の消費電力量が算出されていた。しかし、これに限らず、第一負荷要素の消費電力値と駆動時間Ｔ１が乗算され、その後、第一負荷要素ごとの乗算値の合計値を求めることで、第一負荷要素群１４としての消費電力量が算出されても構わない。これについては、第二負荷要素群１５の消費電力量の算出についても同様である。
【００７４】
《付記３》
ところで、感光体ドラム５１に関しては、印刷枚数が増えるにつれ、感光体ドラム５１を回転させるトルクが増大するため、ＤＣＢＬＭ１３Ａにおける消費電力量は印刷枚数により増大する。したがって、もし感光体ドラム５１が新品に交換されると、その前後で消費電力が大きく変化する（図６を参照）。
【００７５】
上記のことから、第一演算手段８２は、第二演算手段１８１によりバッファに格納された消費電力のうち、時間的に連続する二個の消費電力の差が所定の許容値を超えている場合に、感光体ドラム５１が交換されたと判断しても構わない。そして、この判断結果に基づき、第一演算手段８２は、感光体ドラム５１による寿命の初期化したり、ＤＣＢＬＭ１３Ａのデューティ比を補正したりする。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明に係る消費電力算出装置は、専用回路を必要とすることなく、機器の消費電力を高精度に求めることが可能であり、画像形成装置等に好適である。
【符号の説明】
【００７７】
１  画像形成装置
８  制御回路基板
８２  第一演算手段
８３  記憶手段
１０  消費電力算出装置
１３（１３Ａ〜１３Ｄ）  ＤＣブラシレスモータ
１４  第一負荷要素群
１５  第二負荷要素群
１８  駆動回路基板
１８１  第二演算手段
１８５  線間電圧検出手段
１８６  低域通過フィルタ
１８７  電流検出手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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