JP2011095916A

JP2011095916A - 電子機器

Info

Publication number: JP2011095916A
Application number: JP2009248014A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Hagiwara; 祐一萩原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-10-28
Filing date: 2009-10-28
Publication date: 2011-05-12
Also published as: US20110099339A1

Abstract

【課題】磁気式補助記憶装置への電源供給を停止することにより消費電力の低減を可能としながら、休止状態の磁気式補助記憶装置を起動することなく、仮想記憶領域にアクセス可能である電子機器を提供する。
【解決手段】揮発性の主記憶部と、磁気ディスクにデータを記憶する不揮発性の磁気式補助記憶部と、半導体メモリにデータを記憶する不揮発性の半導体式補助記憶部と、を備え、通常消費電力状態、少なくとも磁気式補助記憶部への電力供給を停止した低消費電力状態のいずれかの状態で動作する電子機器であって、磁気式補助記憶部及び半導体式補助記憶部は、主記憶部に記憶されたデータを一時的に待避させるための仮想記憶領域を有し、低消費電力状態で動作している場合に、半導体式補助記憶部の仮想記憶領域を使用する制御手段を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数段階の消費電力状態で動作可能な電子機器に関する。

近年、環境意識が高まる中、電子機器が所定時間使用されなかった場合等に、電子機器の構成部分の一部への電源供給を停止する低消費電力状態に移行し、ユーザの利便性を損なわない範囲で可能な限りの省電力化が図られている。例えば、複写機等の画像形成装置においては、低消費電力状態に移行すると、プリンタ部やスキャナ部等への電源供給を停止する。更に、近年では、電子機器を制御するコントローラにおいても省電力化が求められている。コントローラの中でも、特にハードディスクドライブ（以下ＨＤＤと言う）は、比較的消費電力が大きいため、低消費電力状態時に電源供給を停止する効果が大きい。また、ＨＤＤは通電時間が増加すると故障率が上昇することが一般的に知られており、このような観点からも、低消費電力状態時にＨＤＤの電源供給を断つことが望まれている。

しかしながら、ＨＤＤには、実メモリの容量を確保するための仮想記憶機能（スワップ機能）があるため、ＨＤＤ無しでは様々なアプリケーションソフトが実行できなくなってしまったり、外部からの割り込み要求がＨＤＤ上にあるデータを必要とする場合等に対応できなくなってしまう。このため、低消費電力状態に移行する際にＨＤＤの電源供給を停止すると、電子機器の大部分の機能が利用できなくなり、ユーザの利便性を低下させてしまう。そこで、低消費電力状態時にＨＤＤへの電源供給を停止した後に、利用頻度の低いデータをＨＤＤ等の二次以降の記憶装置に退避させる処理（スワップアウト処理）を行う必要が生じた場合に、ＨＤＤを起動することによりこのスワップアウト処理を実行可能とする技術が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００９−１０４２４７号公報

しかしながら、上記従来技術では、補助記憶装置としてのＨＤＤのスワップアウト先の仮想記憶領域（以下、スワップ領域と言う）へアクセスするためには、ＨＤＤのスピンアップを待つ必要があり、数秒〜数十秒の間、電子機器がフリーズしてしまうという問題があった。また、スワップアウトが発生する度にＨＤＤの電源オフ／オンを繰り返す必要があるため、消費電力の低減を阻害する要因となっていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、磁気式補助記憶装置への電源供給を停止することにより消費電力の低減を可能としながら、休止状態の磁気式補助記憶装置を起動することなく、仮想記憶領域にアクセス可能である電子機器を提供するものである。

上記課題を解決するため、本発明に係る電子機器は、揮発性の主記憶部と、磁気ディスクにデータを記憶する不揮発性の磁気式補助記憶部と、半導体メモリにデータを記憶する不揮発性の半導体式補助記憶部と、を備え、通常消費電力状態、少なくとも前記磁気式補助記憶部への電力供給を停止した低消費電力状態のいずれかの状態で動作する電子機器であって、前記磁気式補助記憶部及び前記半導体式補助記憶部は、前記主記憶部に記憶されたデータを一時的に待避させるための仮想記憶領域を有し、前記低消費電力状態で動作している場合に、前記半導体式補助記憶部の仮想記憶領域を使用する制御手段を備える。

本発明によれば、磁気式補助記憶装置への電源供給を停止することにより消費電力の低減を可能としながら、休止状態の磁気式補助記憶装置を起動することなく、仮想記憶領域にアクセス可能である電子機器を提供することができる。

本発明の実施例１に係る画像形成装置の構成を示す図である。画像形成装置の処理手順を示す図である。実施例２に係る画像形成装置の処理手順を示す図である。実施例３に係る画像形成装置の処理手順を示す図である。

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。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲を限定するものでなく、また、実施形態で説明される特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。

＜実施例１＞
［画像形成装置の構成（図１）］
電子機器としての画像形成装置１０１は、画像入力デバイスであるスキャナ部１０２、画像出力デバイスであるプリンタ部１０３、及び画像処理や画像形成動作の制御等を行うコントローラ１０４を備える。スキャナ部１０２及びプリンタ部１０３は、周知技術に基づいて種々の構成をとることができるため、ここでは説明を省略する。

コントローラ１０４は、ＣＰＵ１０５、ＲＡＭ１０６、ＲＯＭ１０７、ＭＭＵ１０８、操作部１０９、ユーザ認証部１１０、外部インターフェース１１１、ＨＤＤ１１２、ＳＳＤ１１３を備える。

ＣＰＵ１０５は、装置全体の制御を行う。ＲＡＭ１０６（主記憶部）は、ＣＰＵ１０５が動作するためのＤＲＡＭ等の主記憶装置である。ＲＯＭ１０７には、例えば、システムのブートプログラム等が格納される。

ＭＭＵ１０８（ＭＥＭＯＲＹＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴＵＮＩＴ）は、メモリ管理を担う制御手段として機能し、ＣＰＵ１０５からのアクセスに応じてＲＡＭ１０６、ＲＯＭ１０７にアクセスする。また、ＭＭＵ１０８は、物理メモリをページ又はセグメントと呼ばれるブロック毎に分割して管理し、これを論理アドレス空間に割り当てる。ＭＭＵ１０８は、物理メモリが不足する場合には、二次記憶装置である後述するＨＤＤ１１２及びＳＳＤ１１３を論理アドレス空間に割り当てる。これにより、物理メモリよりも大きい仮想的なメモリ空間（仮想記憶領域）を、ＯＳ上で動作するアプリケーションに提供することができる。なお、ＭＭＵ１０８は、ＣＰＵ１０５に内蔵されていてもよい。

操作部１０９は、画像形成装置１０１を操作したり、装置の状態を表示したりするためのユーザインタフェース（ＵＩ）である。ユーザ認証部１１０は、生体認証等を利用して個人を特定し、装置の使用可否等を判断する。外部インターフェース１１１は、ＬＡＮ等のネットワークを介して、コントローラ１０４を外部機器であるコンピュータ端末１１６に接続する。

ＨＤＤ１１２及びＳＳＤ１１３（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ）は、二次記憶装置であって、オペレーティングシステム等を格納したり、外部インターフェース１１１を介して受信したプリントジョブ等を保存する。ＨＤＤ１１２（磁気式補助記憶部）は、磁気ディスクにデータを記録し、ＳＳＤ１１３（半導体式補助記憶部）は、不揮発性フラッシュメモリを使用してデータの記録を行う。

ＨＤＤ１１２及びＳＳＤ１１３は、ＲＡＭ１０６の記憶領域が不足した場合にＲＡＭ１０６に記憶されたデータを一時的に待避させるためのスワップ領域１１４（仮想記憶領域）を備える。スワップ領域１１４は、パーティションで区切られている。スワップ領域１１４は、主記憶装置であるＲＡＭ１０６のデータをスワップアウトする場合に、データが記憶される格納先として使用される。

電源制御部１１５は、商用電源（ＡＣ１００Ｖ）から直流電源を生成し、画像形成装置１０１の各部に供給する。また、電源制御部１１５は、コントローラ１０４からのオン／オフ制御信号に応じて、各部に供給している直流電源を各々にオン／オフ制御可能なスイッチを備える。

［画像形成装置の処理手順（図２）］
まず、画像形成装置１０１は、通常電力状態のまま所定時間が経過したか、ユーザの操作に基づく操作部１０９からの低消費電力状態への移行指示を受け付けたかのいずれかの移行条件を満たすか否かを判定する（Ｓ１０１）。移行条件を満たさない場合には、移行条件を満たすまで待機する。一方、移行条件を満たす場合には、コントローラ１０４は、各部をオン／オフする制御信号を電源制御部１１５に送信する。そして、電源制御部１１５は、該制御信号を受けると、各部の電源供給を停止し、画像形成装置１０１を低消費電力状態へ移行させる（Ｓ１０２）。

本実施例１の低消費電力状態とは、ＨＤＤ１１２を除くコントローラ１０４のみに電力が供給され、スキャナ部１０２、プリンタ部１０３、ＨＤＤ１１２へは電力が供給されない状態とする。つまり、本実施例１の低消費電力状態では、必ずＳＳＤ１１３の電源はオン、ＨＤＤの電源はオフの状態となる。

なお、低消費電力状態として、他の部位（例えば、ＨＤＤ１１２及びプリンタ部１０３のみ）への電力供給を停止する構成を採用することも可能である。また、消費電力の異なる低消費電力状態を複数設け、一定時間経過後に各部の電力供給を順次オフにしていく構成を採用することも可能である。この場合には、通常消費電力状態から少しでも低い電力状態が低消費電力状態となる。

次に、この低消費電力状態時に、画像形成装置１０１がアプリケーションプログラムを動作させたか、外部インターフェース１１１を介して様々な割り込みを受信したかのいずれかの条件を満たしたか否かを判定する（Ｓ１０３）。

当該条件を満たした場合には、ＭＭＵ１０８は、論理アドレス（仮想アドレス）を物理アドレス（実アドレス）に変換し、該変換した物理アドレスがＲＡＭ１０６上のアドレスであるか否かを判定する（Ｓ１０４）。ＲＡＭ１０６上のアドレスである場合には、ＭＭＵ１０８は、ＲＡＭ１０６のみにアクセスを行ってＳ１０３の判定処理に戻る（Ｓ１０５）。一方、ＲＡＭ１０６上のアドレスでない場合には、ＭＭＵ１０８は、ＣＰＵ１０５上で動作しているＯＳ（ＯｐｅｒａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）に制御を渡し、ＯＳは、必要なブロックをＳＳＤ１１３のスワップ領域１１４から物理メモリに読み込み（スワップイン）を行う。物理メモリにブロックの読み込みを行うための十分な空き容量がない場合には、不必要なブロックをＳＳＤ１１３のスワップ領域１１４に書き出す（スワップアウト）（Ｓ１０６）。これにより、物理メモリの空き容量を確保し、制御をＭＭＵ１０８に戻す。

一方、Ｓ１０３で上記条件を満たさない場合には、画像形成装置１０１は、ユーザからのコピー等のジョブ投入があったか、ユーザの操作に基づく操作部１０９からの、低消費電力状態から通常電力状態への復帰指示を受け付けたかのいずれかの復帰条件を満たしたか否かを判定する（Ｓ１０７）。復帰条件を満たさない場合には、Ｓ１０３に戻って判定処理を繰り返す。一方、復帰条件を満たす場合には、電源制御部１１５は、電源供給を停止していた各部（本実施例１では、スキャナ部１０２、プリンタ部１０３及びＨＤＤ１１２）へ再び電源供給を開始し、低消費電力状態から復帰する（Ｓ１０８）。Ｓ１０８までの一連の処理が終了すると、再びＳ１０１に戻って処理を繰り返す。

なお、ＳＳＤ１１３のスワップ領域１１４を除く記憶領域には、低消費電力状態で動作中に要求され得るデータを予め記憶している。例えば、この記憶領域には、低消費電力状態で動作するアプリケーションのプログラムデータや、ユーザ認証部１１０が個人を特定し、認証するために用いられる認証情報（認証データ）等を記憶している。仮に、ＨＤＤ１１２に認証情報を記憶している場合には、画像形成装置１０１はユーザから認証を受ける度にＨＤＤ１１２のスピンアップを待つ必要があり認証に時間が掛かってしまう。このため、認証情報をＳＳＤ１１３に記憶しておくことにより、瞬時に認証を行うことが可能である。なお、これらのデータは、画像形成装置１０１に接続される種々のデバイスやアプリケーションソフトに応じて変更されても良い。

＜実施例２＞
上記実施例１では、ＣＰＵ１０５が通常電力状態時、低消費電力状態時の双方において、ＳＳＤ１１３のスワップ領域１１４のみを用いる制御を行ったが、本実施例２では、ＣＰＵ１０５が通常電力状態時にＨＤＤ１１２のスワップ領域１１４を優先的に用い、低消費電力状態時にＳＳＤ１１３のスワップ領域１１４のみを用いる制御を行う点で異なる。

これは、ＳＳＤ１１３の記憶デバイスであるフラッシュメモリには、書き込み回数の制限（一般に、数万回〜数十万回）があるため、頻繁にスワップイン／スワップアウトを行うと、書き込み回数の寿命に早期に達してしまい、ＳＳＤ１１３への書き込み不良が多発してしまうためである。

そこで、特に頻繁なアクセスが行われる通常電力状態時に、ＳＳＤ１１３のスワップ領域１１４に可能な限りスワップアウトが発生しないように、ＨＤＤ１１２のスワップ領域１１４の使用優先度を、ＳＳＤ１１３よりも高く設定しておく。これにより、ＭＭＵ１０８は、通常電力状態時には主にＨＤＤ１１２のスワップ領域を使用することになり、ＳＳＤ１１３のスワップ領域１１４の書き換え回数を可能な限り抑制し、ＳＳＤ１１３の寿命を延ばすことができる。

なお、ＨＤＤ１１２のスワップ領域は、ＳＳＤ１１３のスワップ領域１１４と同じサイズとするが、ＳＳＤ１１３のスワップ領域よりも大きいサイズであっても小さいサイズであっても構わない。

以下、本実施例２に係る画像形成装置１０１の処理手順について、図３を用いて説明する。まず、画像形成装置１０１は、実施例１と同様に、通常電力状態のまま所定時間が経過したか、ユーザの操作に基づく操作部１０９からの低消費電力状態への移行指示を受け付けたかのいずれかの移行条件を満たしたか否かを判定する（Ｓ２０１）。移行条件を満たさない場合には、移行条件を満たすまで待機する。一方、移行条件を満たす場合には、ＣＰＵ１０５は、ＨＤＤ１１２のスワップ領域の全てのデータをＲＡＭ１０６に解放し（Ｓ２０２）、ＨＤＤ１１２のスワップ機能をオフにし、画像形成装置１０１は低消費電力状態へ移行する（Ｓ２０３）。なお、Ｓ２０４〜Ｓ２０８は、実施例１のＳ１０３〜Ｓ１０７（図２参照）と同様であるため、説明を省略する。

そして、所定の復帰条件を満たすと、画像形成装置１０１は、低消費電力状態から通常電力状態へ復帰する（Ｓ２０９）。ＨＤＤ１１２への電源供給が開始されると、ＣＰＵ１０５は、ＨＤＤ１１２のスワップ領域を有効にすると共にＳＳＤ１１３よりも使用優先度を高く設定する（Ｓ２１０）。これにより、通常電力状態においては、ＨＤＤ１１２のスワップ領域が優先的に使用され、ＨＤＤ１１２のスワップ領域の容量が不足する場合にのみ、ＳＳＤ１１３のスワップ領域が使用されることとなる。Ｓ２１０までの一連の処理が終了すると、再びＳ２０１に戻って処理を繰り返す。

＜実施例３＞
実施例２では、ＣＰＵ１０５が通常電力状態時にＨＤＤ１１２のスワップ領域１１４を優先的に用い、低消費電力状態時にＳＳＤ１１３のスワップ領域１１４のみを用いる制御を行ったが、本実施例３では、ＣＰＵ１０５が通常電力状態時にＳＳＤ１１３のスワップ領域を無効にすることによりＨＤＤ１１２のスワップ領域を強制的に用いる制御を行う点で相違する。

以下、本実施例３に係る画像形成装置１０１の処理手順について、図４を用いて説明する。まず、通常電力状態時のまま所定時間が経過するか、ユーザ操作により低消費電力状態への移行指示を受け付けたかのいずれかの移行条件を満たしたか否かを判定する（Ｓ３０１）。移行条件を満たしていない場合には、移行条件を満たすまで待機する。一方、移行条件を満たした場合には、ＣＰＵ１０５は、ＳＳＤ１１３のスワップ領域１１４を有効にする（Ｓ３０２）。そして、ＣＰＵ１０５は、ＨＤＤ１１２のスワップ領域を解放し、ＨＤＤ１１２のスワップ領域を無効にする（Ｓ３０３）。また、Ｓ３０４〜Ｓ３０９については、実施例１のＳ１０２〜Ｓ１０７（図２参照）と同様であるため、説明を省略する。

そして、所定条件を満たすと、画像形成装置１０１は低消費電力状態から復帰し、ＨＤＤ１１２の電源をＯＮにする（Ｓ３１０）。そして、ＣＰＵ１０５は、ＨＤＤ１１２のスワップ領域１１４を有効にする（Ｓ３１１）。その後、ＣＰＵ１０５は、ＳＳＤ１１３のスワップ領域１１４を解放し、ＳＳＤ１１３のスワップ領域１１４を無効にする（Ｓ３１２）。これにより、通常電力状態においては、ＨＤＤ１１２のスワップ領域が強制的に使用されることとなる。Ｓ３１２までの一連の処理が終了すると、再びＳ３０１に戻って処理を繰り返す。

以上の各実施例１〜３において、画像形成装置１０１が低消費電力状態時に、ＳＳＤ１１３のスワップ領域だけを使用することで、ＨＤＤ１１２への電源供給を停止可能な構成について説明した。しかし、本発明は、実施例１〜３に限定されるものではなく、例えばＳＳＤ１１３の代わりに他の不揮発性の半導体メモリ（フラッシュメモリ）を使用する場合や、バックアップ機能を有する揮発性メモリを使用する場合等のように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

以上の各実施例１〜３によれば、ＨＤＤ１１２とは別にＳＳＤ１１３にスワップ領域を設けることで、低消費電力状態時にＨＤＤ１１２への電源供給を停止することができ、低消費電力状態時の省電力化、及びＨＤＤ１１２の信頼性向上を図ることができる。

また、ＨＤＤ１１２のスワップ領域の使用優先度をＳＳＤ１１３のスワップ領域よりも高く設定したり、通常電力状態時はＳＳＤ１１３のスワップ領域を無効にしたりすることにより、ＳＳＤ１１３への書き込み回数を減少させることができ、ＳＳＤ１１３の寿命を延ばすことができる。

なお、上記実施例１〜３では、電子機器として複合機等の画像形成装置を想定して説明したが、本発明に係る電子機器は、画像形成装置に限定されるものではなく、低消費電力状態において、補助記憶装置（ＨＤＤ）の電力供給を停止する装置であれば本発明を適用することが可能である。

＜他の実施形態＞
本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims

揮発性の主記憶部と、
磁気ディスクにデータを記憶する不揮発性の磁気式補助記憶部と、
半導体メモリにデータを記憶する不揮発性の半導体式補助記憶部と、を備え、
通常消費電力状態、少なくとも前記磁気式補助記憶部への電力供給を停止した低消費電力状態のいずれかの状態で動作する電子機器であって、
前記磁気式補助記憶部及び前記半導体式補助記憶部は、前記主記憶部に記憶されたデータを一時的に待避させるための仮想記憶領域を有し、
前記低消費電力状態で動作している場合に、前記半導体式補助記憶部の仮想記憶領域を使用する制御手段を備えることを特徴とする電子機器。
前記制御手段は、前記通常消費電力状態で動作している場合に、前記磁気式補助記憶部の仮想記憶領域を使用することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
前記制御手段は、前記通常消費電力状態から前記低消費電力状態に移行する際に、前記磁気式補助記憶部の仮想記憶領域に待避したデータを前記主記憶部に移すことを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
前記制御手段は、前記通常消費電力状態で動作している場合に、前記磁気式補助記憶部の仮想記憶領域を優先的に使用することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
前記半導体式補助記憶部の仮想記憶領域を除く領域には、前記低消費電力状態で動作され得るアプリケーションのプログラムデータ、前記低消費電力状態で要求され得るユーザを認証するための認証データの少なくともいずれかを予め記憶していることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。