JP2008172962A - 電源制御回路、機能拡張ユニット、画像形成装置、及び電源制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で過電圧の検知に応じた異常診断及び電源供給の緊急停止を可能とすること
【解決手段】外部電源から入力される入力電圧を供給電圧として出力するか否かの制御を行う電源制御回路であって、供給電圧のオン／オフを切り換える電源制御部５０２と、入力電圧の過電圧を検出した際に供給電圧を停止するための停止制御信号を出力する過剰電源検知部５０３と、過剰電源検知部５０３による検知結果に基づいて外部デバイスの異常診断を行う異常診断部５０４と、過剰電源検知部５０３からの緊急停止制御信号を所定時間遅延させて電源制御部５０２に出力する信号遅延部５０１と、異常診断部５０４の診断結果を記憶する不揮発性メモリ５０５と、を備えるようにした。
【選択図】図４

Description

本発明は、電源制御回路、機能拡張ユニット、画像形成装置、及び電源制御方法に関し、特に過電圧により障害が発生した際に障害箇所を特定するのに好適なものである。

近年、情報の電子化が推進される傾向にあり、電子化された情報の出力に用いられるプリンタやファクシミリ等の画像形成装置は欠かせない機器となっている。また、スキャナ、コピー機における画像撮像機能と、コピー機、プリンタにおける画像形成機能との効率的な利用のため、これらの機能を併せ持つ複合機が普及している。複合機の実現においては、例えば装置本体に夫々の機能を有する拡張ユニットを接続することによって実現される。（特許文献１参照）。特許文献１に開示されている画像形成装置においては、装置全体をコントロールするマザーボードに、プリンタ、スキャナ等の夫々の拡張機能をコントロールする拡張ボードが接続されている。夫々の拡張ボードに電源制御ＬＳＩ（Large Scale Integration）が備えられており、電源制御ＬＳＩに含まれる遅延回路及び電源制御回路の機能により、消費電力の低減及び過電流保護が実現されている。
特開２００５−２５４６５３公報

特許文献１に記載されているように、拡張ユニット毎に過電流検知手段を設けることにより、主装置による制御が不要となり、主装置の負荷を軽減することができるが、過電流を検出することはできても、その過電流によって障害が発生した場合に障害箇所を特定することはできない。過電流の発生時に、主装置が拡張ユニットに含まれる夫々のデバイスの状態を確認し、異常が発生していないか否か診断することが考えられるが、一般的に拡張ユニットは拡張される機能によって複数の種類があり、使用態様によって接続されるものが異なるため、主装置側は自身に接続される拡張ユニットを前もって知ることが出来ない。従って、主装置が拡張ユニットに含まれる夫々のデバイスにアクセスし状態を確認することは困難である。

これに対し、拡張ユニットが独自に異常診断を実行し、診断結果を保持することが考えられる。同一の拡張ユニット内若しくは同一基板上であれば、どのようなデバイスが含まれるか確定しているため、過剰電源検知後の異常診断を比較的容易に実行することができる。ここで、拡張ユニットが自身に実装されている各デバイスの異常を診断する場合、各デバイスには電源が供給されている必要がある。従って、特許文献１に記載されているように、過電流検知後、拡張ユニット内の各デバイスへの電源供給を停止してしまうと、異常診断を行うことができない。予備電源の使用や電源の停止タイミングをプログラム制御することにより、実現は可能であるが、装置規模の増大や処理の煩雑化を招き、拡張ユニットというハードウェアの性質上好ましくない。また、一度電源を停止した後に、再度通電して異常診断を実行する場合、問題発生デバイスの特定に時間がかかることに加え、再度通電することにより二次的な故障を招く可能性もある。
本発明は、上述した実情を考慮してなされたもので、簡易な構成で過電圧の検知に応じた異常診断及び電源供給の緊急停止を可能とすることを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、外部電源から入力される入力電圧を供給電圧として出力するか否かの制御を行う電源制御回路であって、前記供給電圧のオン／オフを切り換える電源制御部と、前記入力電圧の過電圧を検出した際に前記供給電圧を停止するための停止制御信号を出力する過剰電源検知部と、前記過剰電源検知部による検知結果に基づいて外部デバイスの異常診断を行う異常診断部と、前記過剰電源検知部からの停止制御信号を所定時間遅延させて前記電源制御部に出力する信号遅延部と、前記異常診断部の診断結果を記憶する記憶部と、を備えることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、前記過剰電源検知部は、前記入力電圧が所定値以上であるときに過電圧であると判断する請求項１に記載の電源制御回路を特徴とする。
請求項３に記載の発明は、前記過剰電源検知部は、前記入力電圧の過電圧状態が所定時間以上継続した場合に前記停止制御信号を出力する請求項２に記載の電源制御回路を特徴とする。
請求項４に記載の発明は、前記過剰電源検知部は、前記入力電圧の入力開始時に過電圧であるか否かの判断を行う請求項２又は３に記載の電源制御回路を特徴とする。

請求項５に記載の発明は、前記信号遅延部は、前記停止制御信号を受信した後、前記記憶部に前記異常診断部の診断結果が記憶されるまで、前記停止制御信号を遅延させる請求項１乃至４いずれか１項に記載の電源制御回路を特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５いずれか１項に記載の電源制御回路を備える機能拡張ユニットを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の機能拡張ユニットを備えた画像形成装置を特徴とする。
請求項８に記載の発明は、外部電源から入力される入力電圧を供給電圧として出力するか否かの制御を行う電源制御方法であって、前記供給電圧のオン／オフを切り換える機能と、前記入力電圧の過電圧を検出した際に前記供給電圧を停止するための停止制御信号を出力する機能と、前記過電圧の検知結果に基づいて外部デバイスの異常診断を行う機能と、前記停止制御信号を所定時間遅延させる機能と、異常診断結果を記憶する機能と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、簡易な構成で過電圧の検知に応じた異常診断及び電源供給の緊急停止を可能とすることが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る画像形成装置１００の外観斜視図である。
図１に示すように本実施形態に係る画像形成装置１００は、スキャナ１０１、プリンタ装置１０２を有する複合機である。プリンタ装置１０２は、単体でプリンタ機能を有することに加えて、図示の如く、スキャナ１０１と組み合わせることにより、スキャナ１０１で読み取った画像データ（ＶＩＤＥＯデータ）を出力することが可能である。換言すれば、プリンタ装置１０２とスキャナ１０１の構成によってコピー機能を実現できる構成である。尚、テーブル１０３はプリンタ装置１０２およびスキャナ１０１を載置するために設けられている。

図２は、本実施形態に係る複合機１００の要部となる制御系のハード構成を示す。複合機１００はプリンタエンジン１０２ａ及びそれを制御するプリンタコントローラボード２０１、スキャナ１０１及びそれを制御するスキャナコントローラボード２０２、複合機１００全体を制御するマザーボード２０３を有する。また、図において２０４〜２０７はそれぞれプリンタコントローラボード２０１またはスキャナコントローラボード２０２をマザーボード２０３に接続するためのコネクタを示す。図３は、マザーボード２０３のプリンタコントローラボード２０１、スキャナコントローラボード２０２への取り付け例を示す斜視図である。図３に示すように、マザーボード２０３に設けられたコネクタに夫々の拡張ボードを挿入することにより、容易にシステムの拡張を行うことができる。
ここで、本実施形態においては、画像形成装置１の機能を拡張するための拡張ユニットとしてプリンタコントローラボード２０１及びスキャナコントローラボード２０２等、１枚の基板で形成された拡張ボードを例として説明するが、拡張ユニットが複数の基板により形成されていても良い。

プリンタコントローラボード２０１は、プリンタエンジン１０２ａとの間でデータのやり取りを行うためのＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）２０１ａ、プリンタコントローラボード２０１における各部及びプリンタエンジン１０２ａを制御するＣＰＵ２０１ｂ、メモリ２０１ｃ、Ｉ／Ｏ２０１ｄ、内部ローカルバス２０１ｅ、内部ローカルバス２０１ｅをマザーボード２０３のＰＣＩバス２０３ａに接続するためのＰＣＩバス変換回路２０１ｆ及びプリンタコントローラボード２０１に含まれる各部の電源を制御する電源制御回路５００ａを有する。また、図示を省略するが、必要に応じてＬＡＮ（Local Area Network）や電話回線と接続するためのＮＩＣ（Network Interface Card）等のインターフェース、ＨＤＤ等の拡張メモリが設けられているものとし、同様に電源制御回路５００ａにより電源が制御される。
スキャナコントローラボード２０２は、スキャナ１０１との間でデータのやり取りを行うためのＡＳＩＣ２０２ａ、プリンタ装置１０２側からスキャナ機能を実現するためのＩ／Ｏ２０２ｂ、内部ローカルバス２０２ｃ、内部ローカルバス２０２ｃをマザーボード２０３のＰＣＩバス２０３ａに接続するためのＰＣＩバス変換回路２０２ｆ及びスキャナコントローラボード２０２に含まれる各部の電源を制御する電源制御回路５００ｂを備えている。また、図示は省略するが、必要に応じてＣＰＵやＨＤＤ等の拡張メモリを設けることができ、同様に電源制御回路５００ｂにより電源が制御される。

マザーボード２０３は、汎用のＰＣＩバス２０３ａ、ホストバスである内部ローカルバス２０３ｂ、ＰＣＩバス２０３ａと内部ローカルバス２０３ｂとを接続するＰＣＩホストブリッジ２０３ｃ、内部ローカルバス２０３ｂに接続されたホスト用ＣＰＵ２０３ｄ、メモリ２０３ｅ、ＰＣＩバス２０３ａに接続されたＨＤＤ２０３ｆ、Ｉ／Ｏ２０３ｇ、マザーボード２０３に含まれる各部の電源を制御する電源制御回路５００ｃを備えている。また、図示は省略するが、必要に応じてＣＰＵやＨＤＤ等の拡張メモリを設けることができ、同様に電源制御回路５００ｃにより電源が制御される。
尚、図示の容易化のために図２においては省略しているが、マザーボード２０３、プリンタコントローラボード２０１及びスキャナコントローラボード２０２に対して外部の電源ユニットから電源が供給される。外部の電源ユニットから供給された元電源は電源制御回路５００ａ〜５００ｃに入力され、電源制御回路５００ａ〜ｃが同一基板上の他のデバイスに対して電源を供給する。尚、プリンタコントローラボード２０１及びスキャナコントローラボード２０２の電源制御回路５００ａ、５００ｂは、ＰＣＩバスを介して電源供給を受けても良いし、夫々外部から電源供給を受けても良い。

電源制御回路５００ａ、５００ｂ、５００ｃ（以降、電源制御回路５００）は、略同一の構成及び機能を有する。
図４は電源制御回路５００の内部ブロック図である。
図４に示すように、電源制御回路５００は、信号遅延部５０１、電源制御部５０２、過剰電源検知部５０３、異常診断部５０４及び不揮発性メモリ５０５を有する。電源制御回路５００は、外部電源から供給される入力電圧Ｐをホスト用ＣＰＵ２０３ｄの制御に従って供給電圧Ｓとして、同一基板上の他の回路に供給する。電源制御回路５００に入力された入力電圧Ｐは、過剰電源検知部５０３を通って電源制御部５０２に入力される。他方、ホスト用ＣＰＵ２０３ｄの制御信号Ａは、信号遅延部５０１に入力される。信号遅延部５０１は、受信した制御信号Ａを不揮発性メモリ５０５に記憶された所定時間遅延させ、遅延制御信号Ｂとして電源制御部５０２に送信する。
電源制御部５０２は、遅延制御信号Ｂに従って入力電圧Ｐのオン／オフを切り換え、供給電圧Ｓとして同一基板上の他の回路に対して供給する。信号遅延部５０１の働きにより、プリンタコントローラボード２０１、スキャナコントローラボード２０２及びマザーボード２０３においては、ホスト用ＣＰＵ２０３ｄの制御タイミングから所定時間遅れて電源が制御される。これにより、省電力化を図ることができる。また、電源制御部５０２は、電源制御状態信号Ｅをホスト用ＣＰＵ２０３ｄに出力している。ホスト用ＣＰＵ２０３ｄは、電源制御状態信号Ｅの出力信号状態変化をモニタすることで、供給電圧Ｓの供給状態を確認することができる。

過剰電源検知部５０３は、入力電圧Ｐの電圧値を監視し、不揮発性メモリ５０５に記憶されている電圧閾値と比較する。そして、電圧閾値よりも高い入力電圧Ｐの電圧値が検出された場合、緊急停止制御信号Ｃを信号遅延部５０１に送信すると共に、異常診断実効命令Ｄを異常診断部５０４に送信する。緊急停止制御信号Ｃを受信した信号遅延部５０１は、不揮発性メモリ５０５に記憶された所定時間遅延させた後、遅延制御信号Ｂとして電源制御部５０２に送信する。他方、異常診断実効命令Ｄを受信した異常診断部５０４は、内部ローカルバス２０１ｅ、２０２ｃ、２０３ｂを介して同一基板上に実装された他の回路の状態を確認する。例えば、プリンタコントローラボード２０１に実装された電源制御回路５００ａであれば、異常診断実効命令Ｄを受信した異常診断部５０４は、内部ローカルバス２０１ｅを介してＡＳＩＣ２０１ａ、ＣＰＵ２０１ｂ、メモリ２０１ｃ、Ｉ／Ｏ２０１ｄ及び２０１ｆに対してアクセスし、過剰電源の供給により異常が発生していないか否か確認する。また、異常診断部５０４は、異常が確認されたデバイスを不揮発性メモリ５０５に記録する。

このように、夫々のユニット（プリンタコントローラボード２０１、スキャナコントローラボード２０２、マザーボード２０３）に夫々電源制御回路５００を設けることにより、異常診断部５０４に診断対象のデバイスを予め登録しておくことができる。また、夫々のユニットに電源制御回路５００を設けることにより、夫々のユニットで異なる遅延時間を設定することや、異なる動作電圧を設定することが可能となる。図２に示すように、異なるユニットにおいては、実装されているデバイスの数や種類が異なるため、異常診断に要する時間が異なることが多い。他方、過剰電源検知後は可能な限り早く電源の供給を停止することが好ましいため、異なるユニットで異なる遅延時間を設定可能とすることは非常に有意義である。

不揮発性メモリ５０５は、信号遅延部５０１における遅延時間の情報、過剰電源検知部５０３が入力電圧Ｐの過電圧を検出するための閾値情報及び異常診断部５０４による診断結果情報を記憶する不揮発性の記憶媒体である。本実施形態においては、１つの電源制御回路５００が１つの不揮発性メモリ５０５を有する場合を例としているが、信号遅延部５０１、過剰電源検知部５０３及び異常診断部５０４が夫々異なる不揮発性メモリを有しても良い。ホスト用ＣＰＵ２０３ｄは、内部ローカルバス２０１ｅ、２０２ｃ、２０３ｂを介して不揮発性メモリ５０５にアクセス可能である。内部ローカルバスを介して不揮発性メモリにアクセスすることにより、信号遅延部５０１の信号遅延時間及び過剰電源検知部５０３の電流閾値を設定、変更することができる。

異常診断部５０４が同一基板上の他の回路にアクセスし、異常診断を実行する間、診断される側の回路には電源が供給されている必要がある。過剰電源検知部５０３は過電圧を検知すると緊急停止制御信号Ｃを発信するが、その信号は信号遅延部５０１によって所定時間遅延され、電源制御回路５０２に入力される。結果的に、電源制御回路５０２が同一基板上の他の回路に対する電源供給を緊急停止するのは、過剰電源検知部５０３が過電圧を検知した後、信号遅延部５０１による所定遅延時間経過後となる。従って、過電圧検知後、すぐに供給電圧Ｓが緊急停止することはなく、信号遅延部５０１によって緊急停止制御信号Ｃが遅延されている間に、異常診断部５０４が異常診断を実行することができる。従来技術として、省電力のために電源制御回路に信号遅延部を設けることが提案されている。従って、本実施形態に係る電源制御方法は回路規模の増大を招くことなく実施可能である。また、信号遅延部に、複数の役割をもたせることができ、回路構成を有効に利用することができる。

本実施形態に係る電源制御回路５００の過電圧検知動作について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。過剰電源検知部５０３は、入力電圧Ｐの過電圧を検出すると（Ｓ５０１）、緊急停止制御信号Ｃを信号遅延部５０１に送信すると共に、異常診断実効命令Ｄを異常診断部５０４に送信する（Ｓ５０２）。異常診断実効命令Ｄを受信した異常診断部５０４は、同一基板上に実装されたその他の回路に対して異常診断を実行し（Ｓ５０３）、夫々の回路から診断結果を受信し（Ｓ５０４）、受信した診断結果を不揮発性メモリ５０５に記憶する（Ｓ５０５）。他方、緊急停止制御信号Ｃを受信した信号遅延部５０１は、不揮発性メモリ５０５に記憶された所定時間の間信号を遅延させ（Ｓ５０６）、緊急停止制御信号Ｃを遅延制御信号Ｂとして電源制御部５０２に送信する（Ｓ５０７）。遅延制御信号Ｂとして緊急停止の制御信号を受信した電源制御部５０２は、直ちに電源をオフとし、供給電圧Ｓの出力を停止する（Ｓ５０８）。これにより、電源制御回路５００から他の回路への電源供給は停止する。不揮発性メモリ５０５に格納された診断結果を参照することにより、過剰電源を検出した後の問題発生モジュールを容易に特定することができる。

信号遅延部５０１による信号遅延時間は、少なくとも異常診断部５０４が異常診断を完了するのに要する時間である。これは実測値に基づいて定めても良いし、予測に基づいて定めても良い。また、異常診断部５０４が異常診断実効命令Ｄに従って異常診断を実行した後、不揮発性メモリ５０５に異常診断結果が格納された場合、不揮発性メモリ５０５は信号遅延部５０１に診断終了を示す信号を送信するようにしても良い。信号遅延部５０１は、緊急停止制御信号Ｃを受信した後、不揮発性メモリ５０５からの診断終了信号の受信に応じて、供給電圧Ｓを緊急停止する旨の遅延制御信号Ｂを送信することにより、異常診断が完了するまで供給電圧Ｓのオフを待機させることができると共に、不要に長い時間の信号遅延を回避できる。この場合、異常診断結果を格納する不揮発性メモリ５０５のみ、異なるデバイスとして形成しても良い。

尚、上記の説明においては、過剰電源検知部５０３は、電圧の閾値と入力電圧Ｐとの電圧を比較することにより過剰電源供給か否かを判断する例を説明した。しかしながら、突入電流、電源ノイズ等の一時的な現象に起因して、入力電圧Ｐが一時的に閾値を超えてしまう場合もある。このような場合まで供給電圧Ｓをオフにすることは好ましくない。従って、不揮発性メモリ５０５が電圧の閾値に加えて、閾値を超えた電圧の供給時間の閾値情報を有し、過剰電源検知部５０３は、入力電圧Ｐの電圧値に加えて、閾値を超えた電圧値が供給された時間をも監視するようにしても良い。閾値を超えた電圧が所定の時間以上供給されたことを以って過剰電源供給を判断することにより、拡張ユニット増設等による許容範囲内の電圧変動や一時的な過電圧現象による誤検出を防ぐことができる。
ここで、閾値を超えた電圧の供給時間が、不揮発性メモリ５０５に記憶されている閾値以下の場合であっても、他のデバイスに一時的に過電流が供給されることとなる。従って、過剰電源検知部５０３は、閾値を超えた電圧が供給された時点で異常診断実効命令Ｄを発信し、過電圧の供給時間が閾値を越えた時点で緊急停止制御信号を発信するようにしても良い。

また、上記の説明においては、過剰電源検知部５０３は、入力電圧Ｐが供給されている間、常に入力電圧Ｐの電圧値を監視している例を説明した。しかしながら、過剰電源検知部５０３は、例えば電源制御回路５００への入力電圧Ｐの供給開始時のみ、入力電圧Ｐの電圧値を監視するようにしても良い。また、プリンタコントローラボード２０１及びスキャナコントローラボード２０２等の機能拡張ユニットに含まれる電源制御回路の場合は、プリンタエンジン１０２ａ若しくはスキャナ１０１の動作開始時にのみ、入力電圧Ｐを監視するようにしても良い。このように、過電圧供給の危険性が高い時のみ過電圧監視を実行することにより、処理を簡略化することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を模式的に示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御基板の接続形態を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る電源制御回路の構造を模式的に示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１００…画像形成装置、１０１…スキャナ、１０２…プリンタ装置、１０３…テーブル、２０１…プリンタコントローラボード、２０１ａ…ＡＳＩＣ、２０１ｂ…ＣＰＵ、２０１ｃ…メモリ、２０１ｄ…Ｉ／Ｏ、２０１ｅ…内部ローカルバス、２０１ｆ…ＰＣＩバス変換回路、２０２…スキャナコントローラボード、２０２ａ…ＡＳＩＣ、２０２ｂ…Ｉ／Ｏ、２０２ｃ…内部ローカルバス、２０２ｆ…ＰＣＩバス変換回路、２０３…マザーボード、２０３ａ…ＰＣＩバス、２０３ｂ…内部ローカルバス、２０３ｃ…ＰＣＩホストブリッジ、２０３ｄ…ＣＰＵ、２０３ｅ…メモリ、２０３ｆ…ＨＤＤ、２０３ｇ…Ｉ／Ｏ、２０４、２０５、２０６、２０７…コネクタ、５００、５００ａ、５００ｂ、５００ｃ…電源制御回路、５０１…信号遅延部、５０２…電源制御部、５０３…過剰電源検知部、５０４…異常診断部、５０５…不揮発性メモリ

Claims (8)

1. 外部電源から入力される入力電圧を供給電圧として出力するか否かの制御を行う電源制御回路であって、
   前記供給電圧のオン／オフを切り換える電源制御部と、
   前記入力電圧の過電圧を検出した際に前記供給電圧を停止するための停止制御信号を出力する過剰電源検知部と、
   前記過剰電源検知部による検知結果に基づいて外部デバイスの異常診断を行う異常診断部と、
   前記過剰電源検知部からの停止制御信号を所定時間遅延させて前記電源制御部に出力する信号遅延部と、
   前記異常診断部の診断結果を記憶する記憶部と、
   を備えることを特徴とする電源制御回路。
2. 前記過剰電源検知部は、前記入力電圧が所定値以上であるときに過電圧であると判断することを特徴とする請求項１に記載の電源制御回路。
3. 前記過剰電源検知部は、前記入力電圧の過電圧状態が所定時間以上継続した場合に前記停止制御信号を出力することを特徴とする請求項２に記載の電源制御回路。
4. 前記過剰電源検知部は、前記入力電圧の入力開始時に過電圧であるか否かの判断を行うことを特徴とする請求項２又は３に記載の電源制御回路。
5. 前記信号遅延部は、前記停止制御信号を受信した後、前記記憶部に前記異常診断部の診断結果が記憶されるまで、前記停止制御信号を遅延させることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載の電源制御回路。
6. 請求項１乃至５いずれか１項に記載の電源制御回路を備えることを特徴とする機能拡張ユニット。
7. 請求項６に記載の機能拡張ユニットを備えたことを特徴とする画像形成装置。
8. 外部電源から入力される入力電圧を供給電圧として出力するか否かの制御を行う電源制御方法であって、
   前記供給電圧のオン／オフを切り換える機能と、
   前記入力電圧の過電圧を検出した際に前記供給電圧を停止するための停止制御信号を出力する機能と、
   前記過電圧の検知結果に基づいて外部デバイスの異常診断を行う機能と、
   前記停止制御信号を所定時間遅延させる機能と、
   異常診断結果を記憶する機能と、
   を含むことを特徴とする電源制御方法。

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