JP2011237520A - 電子機器,画像形成装置,プログラム,および記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 MFP1では、動作状態時には、高負荷対応コンバータ20および省エネ専用コンバータ19が共にON状態となり、それによってメインコントローラ4,FAXコントローラ21,およびエンジンコントローラ3を含むエンジン部に電力が供給される。このとき、常時電力が必要なRAM15への不足する電力は、高負荷対応コンバータ20によって補充される。省エネコントローラ13は、省エネ状態に移行すると、高負荷対応コンバータ20をOFF状態にする。それによって、高負荷対応コンバータ20からの電力供給が停止するため、省エネ専用コンバータ19によりメインコントローラ4内の省エネコントローラ13,RAM15,FAXコントローラ21内の通信コントローラ22,I/F部23のみに電力が供給される。
【選択図】 図1
Description
待機時の消費電力量の低減は、省エネ制御機能を搭載するコントローラの消費電力低減と、コントローラに電力供給する電力供給手段であるPSU(Power Supply Unit)の使用効率(電源効率)の向上がポイントとなる。また、待機時のコントローラに電力を供給するPSUの電源効率を向上するためには、電力を多く消費する負荷手段(エンジン部内のエンジンコントローラやファン等の駆動系およびメインコントローラ内のCPU等)の使用により消費電力が高くなる高負荷時(動作時)と、電力をあまり消費しない負荷手段(メインコントローラ内のRAM等)の使用により消費電力が低くなる低負荷時(省エネ時)の高効率の両立を、どのように実現するかということもポイントとなる。
特許文献1には、消費電力の少ない待機時(省エネ時)の無効電力を少なくする目的で、常時オン(以下「オン」を「ON」ともいう)となる第1の電源装置(省エネ時もオンとなる低負荷対応の電力供給手段に相当する)と、その第1の電源装置から電力供給を受ける省エネ制御手段と、その省エネ制御手段によりオン/オフ制御される第2の電源装置(動作時にオン,省エネ時にオフとなる高負荷対応の電力供給手段に相当する)とを備え、省エネ時に、第2の電源装置をオフ(以下「オフ」を「OFF」ともいう)にして電力供給を停止させる構成について開示されている。
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、動作時(高負荷時)と待機時(低負荷時)との電源効率の高効率化を両立できるようにすることを目的とする。
(3)(1)又は(2)の電子機器において、上記常時電力が必要な負荷手段として、複数の負荷手段を備え、上記電力制御手段が、当該電子機器を起動する起動状態時に、上記低負荷対応の電力供給手段をオンにして上記常時電力が必要な負荷手段のうちの一部の負荷手段にのみ電力を供給させた後、上記高負荷対応の電力供給手段をオンにして上記常時電力が必要な負荷手段のうちの残りの負荷手段にも電力を供給させるものである。
(7)(6)の電子機器において、上記状態検知通知手段を、上記出力電圧の状態が安定した場合に、その旨を上記電力制御手段へ通知する手段としたものである。
(8)(1)〜(5)のいずれかの電子機器において、上記高負荷対応の電力供給手段および上記低負荷対応の電力供給手段を互いに出力電圧が異なる電位とし、上記低負荷対応の電力供給手段により常時電力が供給され、入力電圧の変化を検知して上記電力制御手段へ通知する状態検知通知手段を設けたものである。
(10)(7)又は(9)の電子機器において、上記電力制御手段が、上記通知を受けた場合に、上記複数の負荷手段のうちの常時電力が必要な負荷手段以外の負荷手段を起動させるものである。
(15)(14)のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
この発明の実施形態では、電子機器の省エネモード(待機状態)時の電源効率の向上に際して、以下の特徴を有する。つまり、動作状態時(高負荷時)に、低負荷対応の電力供給手段である省エネ専用コンバータで生成される電力に対して、高負荷対応の電力供給手段である通常コンバータで生成する電力を補充することにより、省エネ専用コンバータでカバーする負荷容量の範囲を狭くできるため、動作状態時(高負荷時)と省エネモード時(低負荷時)との電源効率の高効率化を両立させることが特徴になっている。
そこで、その特徴について、以下で詳細に説明する。
図1は、この発明による画像形成装置の第1実施形態であるMFP(デジタル複合機)のハードウェア構成例を示すブロック図である。
このMFP1は、大別すると、エンジン部(エンジンコントローラ3を含む)と、メインコントローラ4およびFAX(ファクシミリ)コントローラ21とによって構成される。それらのうち、駆動系の各部(エンジン部内のエンジンコントローラ3を除く各部)および制御系の各部(エンジンコントローラ3,メインコントローラ4,FAXコントローラ21内の各部)が、電力が必要な複数の負荷手段に相当する。
このエンジン部は、上述した定着部2等のエンジン制御対象により、プリンタ部(画像形成部)およびスキャナ部(画像読取部)を構成し、それらによってスキャン動作,プリント動作,コピー動作を選択的に行うことができる。
プリンタ部は、スキャナ部によって読み取った画像データあるいはPC(パーソナルコンピュータ)等のホスト装置から受信したデータに基づいて、電子写真方式を用いた画像形成プロセスにより転写紙(他の記録媒体でもよい)上に画像形成を行う画像形成手段である。なお、ホスト装置から受信したデータが画像形成用の画像データでなく、文字コードや描画データであれば、それらはメインコントローラ4によって画像形成用の画像データに変換される。
ここで、プリンタ部の構成およびそれによる電子写真方式を用いた一連の画像形成プロセスの一例について、簡単に説明しておく。
このように構成されたプリンタ部では、副走査方向に回動する感光体の表面を帯電部で均一に帯電し、その表面を露光部から出射される画像データに応じて変調された光ビームの主走査方向(副走査方向と直交する方向)への走査により露光して静電潜像を形成する。
定着部2は、加熱定着方式を用いたものであり、搬送されてくる転写紙上のトナー画像を定着ヒータ6(加熱手段)が内蔵されている定着ローラ(定着手段)により加熱圧着して定着させる。
なお、電磁誘導発熱層を内包する定着ローラと、その電磁誘導発熱層を発熱させるための電磁誘導手段であるIHコイルユニットとを備えた定着部を使用することもできる。
PSU17は、ACスイッチ18のONによって電源ONとなった場合、定着ユニット2および内部の各コンバータに対して、AC電源(AC電力)を供給する。なお、定着ユニット2に供給するAC電源のON/OFF制御を、PSU17で実施する場合もある。
CPU11は、ROM14(他のROM等の記憶手段でもよい)に記憶されているプログラムを実行し、制御IC12および省エネコントローラ13等を使用することにより、機器システム制御,インタフェース制御,および省エネ制御を行う。
ROM14には、CPU11が実行するプログラムや、各種固定データが記憶されている。
RAM15は、機器管理データを保存し、動作状態に合わせて情報を更新する。このRAM15に、ROM14と同様のデータを記憶することもできる。
I/F部16は、外部のホスト装置と通信するホストI/F(通信手段)であり、USB(Universal Serial Bus)あるいはLAN(Local Area Network)等のネットワーク用のI/Fである。
FAXコントローラ21は、FAX送受信を制御するものであり、通信コントローラ22およびI/F部23からなる。
通信コントローラ22は、電話回線(公衆回線)と接続するI/F部23を用いて、外部とFAX通信を行う。
さらに、省エネコントローラ13を削除し、CPU11に常時電力が供給されるようにし、そのCPU11がプログラムを実行することにより、省エネコントローラ13の機能を果すようにすることも可能である。
一般的に、消費電力により電源効率は変化し、且つ機器の最大電流値を増大させないために、消費電力:大のポイントで、電源効率:大となるようにセッティング(設定)を行っている。
「1コンバータ方式(従来)」では、PSUがコンバータを1つしか備えていないため、1つのコンバータで動作時(通常モード時)と省エネモード時の電力供給を行わなければならず、カバー範囲が広いため、例えば図2の(a)に示すように、省エネモード時に電源効率が低下してしまう。
そこで、この第1実施形態における「2コンバータ補充方式」では、図1でも説明した通り、動作時(負荷大時)に、省エネ専用コンバータ19の出力電源系統に不足する電力を高負荷対応コンバータ20から補充させる(又は高負荷対応コンバータ20からの電源供給に切り替える)。これにより、省エネ専用コンバータ19で供給する最大消費電力を低減することができ、電力供給範囲を絞れるので、例えば図2の(c)に示すように、電源効率の高効率化が狙える。
図1に示したMFP1では、機器の起動時に、PSU17が、例えば図3に示すように、省エネ専用コンバータ19(省エネCNV)をON状態にし、省エネコントローラ13(省エネCTL)を含む省エネ時に(つまり常時)電力が必要な制御系ブロック(負荷手段)に電力を供給させる。このとき、省エネ専用コンバータ19の最大電流値は小さいため、電力供給を受けること(電源ON)で起動した省エネコントローラ13は、FAXコントローラ21内の通信コントローラ22(通信CTL)等の省エネモード時に電力が必要な他の制御系ブロックの起動を遅らせる。そのため、その制御系ブロックでは電力消費は行われない。
したがって、動作状態(通常モード)に移行することになる。但し、起動直後の動作状態は、直ちにコピー動作,スキャン動作,プリント動作等の各動作を選択的に行うことが可能なスタンバイ状態(スタンバイモード)であり、待機状態(省エネ状態)とは区別している。
省エネモードに移行すると、省エネコントローラ13が、高負荷対応コンバータ20へのレディ信号の出力を停止して高負荷対応コンバータ20をOFF状態にする。それによって、省エネ専用コンバータ19のみから電力供給が行われる。
図4はこの発明による画像形成装置の第2実施形態であるMFPのハードウェア構成例を示すブロック図であり、図1と同じ部分には同一符号を付している。
図5は、そのMFP100における電源供給状態の説明に供する説明図である。
先にも説明したが、省エネ専用コンバータ19の電源効率を上げるためには、供給する最大電力の低減がポイントとなる。
なお、第2の省エネモード時に、省エネ専用コンバータ19をOFF状態にして、高負荷対応コンバータ20のみによって必要な制御系ブロックに電力を供給可能にすることもできる。
図6はこの発明による画像形成装置の第3実施形態であるMFPのハードウェア構成例を示すブロック図であり、図4と同じ部分には同一符号を付している。なお、図示の都合上、FAXコントローラ21′の図示は省略している。
図7は、図6のメインコントローラ4への入力電圧と省エネ専用コンバータ19の出力電圧と高負荷対応コンバータ20の出力電圧との関係の一例を示す波形図である。
図8は、図6のPSU170およびメインコントローラ4の動作タイミングの一例を示すタイミングチャートである。
図9はこの発明による画像形成装置の第4実施形態であるMFPのハードウェア構成例を示すブロック図であり、図6と同じ部分には同一符号を付している。
図10は、図9のメインコントローラ4′への入力電圧と省エネ専用コンバータ19の出力電圧と高負荷対応コンバータ20の出力電圧との関係の一例を示す波形図である。
図11は、図9のPSU170およびメインコントローラ4′の動作タイミングの一例を示すタイミングチャートである。
省エネコントローラ13は、例えば図11に示すように、メインコントローラ4′の電源電圧(入力電圧)が変化し、検知回路40から変化した電源電圧の状態が安定した旨の通知を受ける(状態通知信号が安定状態を示すハイレベル“H”になる)と、メインコントローラ4′内部のCPU11を含む動作モード時のみ電力が必要な制御系ブロックをON状態にする。また、高負荷対応コンバータ20をOFF状態にする場合には、省エネコントローラ13が、CPU11をOFF状態にしてから高負荷対応コンバータ20をOFF状態にする。
図12はこの発明による画像形成装置の第5実施形態であるMFPのハードウェア構成例を示すブロック図であり、図4と同じ部分には同一符号を付している。
MFPは、様々なオプション構成、つまり複数品種のオプションの接続が可能であり、特に、FAXを含めたI/F系オプションが接続された場合、省エネモード時も、電力供給が必要となる。
そこで、第5実施形態のMFP400では、新たな省エネ専用コンバータ50を追加し、省エネ専用コンバータ19でカバーできないオプション類が接続された場合には、省エネ専用コンバータ50をON状態に制御する。また、標準構成のように、省エネ専用コンバータ19のみで対応可能な場合には、省エネ専用コンバータ50をOFF状態にし、低電力化を計る。
図13は、図12に示したMFP400における具体的な状態遷移と電源効率の説明に供する説明図である。
図14は、図12のPSU180による電源効率の一例を示す波形図である。
このMFP400では、省エネコントローラ13が、起動直後にスタンバイモード(起動直後の動作モード)に移行し、全てのコンバータ、つまり高負荷対応コンバータ20,省エネ専用コンバータ19,50をON状態にする。それによって、直ちにコピー動作,スキャン動作,プリント動作等の各動作を選択的に行うことができる。
よって、図14に示すように、第1又は第2の省エネモード時には、破線で示すポジションでなく、実線で示すポジションで、電源効率を維持することができる。
このプログラムは、電子機器を制御するコンピュータであるCPUに、この発明に関わる電力制御手段等の各手段としての機能を実現させるためのプログラムであり、このようなプログラムをCPUに実行させることにより、上述したような作用効果を得ることができる。
さらに、ネットワークに接続され、プログラムを記録した記録媒体を備える外部機器あるいはプログラムを記憶手段に記憶した外部機器からダウンロードして実行させることも可能である。
3:エンジンコントローラ 4,4′:メインコントローラ 5:温度センサ
6:定着ヒータ 7:モータ 8:ファン 9,11:CPU
10:I/O制御IC 12:制御IC 13:省エネコントローラ
14:ROM 15:RAM 16,23:I/F部
17,170,180:PSU 18:ACSW
19,50:省エネ専用コンバータ 20:高負荷対応コンバータ
21,21′:FAXコントローラ 30:スイッチ部 40:検知回路
Claims (15)
- 電力が必要な複数の負荷手段と、該複数の負荷手段に電力を供給する電力供給手段とを有し、通常の動作を行う動作状態と消費電力を低減できる省エネ状態とを含む複数の機器状態のいずれかへの移行が可能な電子機器であって、
前記電力供給手段として、高負荷対応の電力供給手段と、低負荷対応の電力供給手段とを備え、
前記省エネ状態時には、前記複数の負荷手段のうちの常時電力が必要な負荷手段にのみ、前記低負荷対応の電力供給手段によって電力を供給させ、前記動作状態時には、前記常時電力が必要な負荷手段に、前記低負荷対応の電力供給手段によって電力を供給させると共に、該負荷手段への不足する電力を前記高負荷対応の電力供給手段によって補充させる電力制御手段を設けたことを特徴とする電子機器。 - 前記電力制御手段は、前記動作状態時に、前記複数の負荷手段のうちの常時電力が必要な負荷手段以外の負荷手段には、前記高負荷対応の電力供給手段によって電力を供給させることを特徴とする請求項1に記載の電子機器。
- 請求項1又は2に記載の電子機器において、
前記常時電力が必要な負荷手段として、複数の負荷手段を備え、
前記電力制御手段は、当該電子機器を起動する起動状態時に、前記低負荷対応の電力供給手段をオンにして前記常時電力が必要な負荷手段のうちの一部の負荷手段にのみ電力を供給させた後、前記高負荷対応の電力供給手段をオンにして前記常時電力が必要な負荷手段のうちの残りの負荷手段にも電力を供給させることを特徴とする電子機器。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電子機器において、
前記低負荷対応の電力供給手段により常時電力が供給され、オプションの有無又は装着品種を検知するオプション検知手段を設け、
前記電力制御手段は、前記省エネ状態時に、前記オプション検知手段の検知結果によっては、前記高負荷対応の電力供給手段によって、あるいは該電力供給手段と前記低負荷対応の電力供給手段の両方によって電力を供給させることを特徴とする電子機器。 - 請求項4に記載の電子機器において、
前記省エネ状態として、消費電力を最も低減できる第1の省エネ状態と、該省エネ状態より消費電力が比較的高めの第2の省エネ状態とを有し、
前記オプション検知手段の検知結果に応じて、前記第1の省エネ状態又は前記第2の省エネ状態への移行に切り替える省エネ状態切替手段を設け、
前記電力制御手段は、前記第1の省エネ状態時には、前記低負荷対応の電力供給手段によって電力を供給させ、前記第2の省エネ状態時には、前記高負荷対応の電力供給手段によって、あるいは該電力供給手段と前記低負荷対応の電力供給手段の両方によって電力を供給させることを特徴とする電子機器。 - 前記高負荷対応の電力供給手段および前記低負荷対応の電力供給手段は、互いに出力電圧が同電位であり、
前記高負荷対応の電力供給手段は、常時電力が供給され、自己の出力電圧の状態を検知して前記電力制御手段へ通知する状態検知通知手段を有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の電子機器。 - 前記状態検知通知手段は、前記出力電圧の状態が安定した場合に、その旨を前記電力制御手段へ通知する手段であることを特徴とする請求項6に記載の電子機器。
- 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の電子機器において、
前記高負荷対応の電力供給手段および前記低負荷対応の電力供給手段は、互いに出力電圧が異なる電位であり、
前記低負荷対応の電力供給手段により常時電力が供給され、入力電圧の変化を検知して前記電力制御手段へ通知する状態検知通知手段を設けたことを特徴とする電子機器。 - 前記状態検知通知手段は、前記入力電圧の変化を検知した後、該入力電圧の状態が安定した場合に、その旨を前記電力制御手段へ通知する手段であることを特徴とする請求項8に記載の電子機器。
- 前記電力制御手段は、前記通知を受けた場合に、前記複数の負荷手段のうちの常時電力が必要な負荷手段以外の負荷手段を起動させることを特徴とする請求項7又は9に記載の電子機器。
- 電力が必要な複数の負荷手段と、該複数の負荷手段に電力を供給する電力供給手段とを有し、通常の動作を行う動作状態と消費電力を低減できる省エネ状態とを含む複数の機器状態のいずれかへの移行が可能な電子機器であって、
前記電力供給手段として、高負荷対応の電力供給手段を備えると共に、低負荷対応の電力供給手段を複数備え、
前記複数の低負荷対応の電力供給手段のうちの予め決められた低負荷対応の電力供給手段により常時電力が供給され、オプションの有無又は装着品種を検知するオプション検知手段と、
前記省エネ状態時には、前記複数の負荷手段のうちの常時電力が必要な負荷手段にのみ、前記オプション検知手段の検知結果に応じて前記複数の低負荷対応の電力供給手段のうちの予め決められた低負荷対応の電力供給手段あるいは該電力供給手段と他の低負荷対応の電力供給手段によって電力を供給させ、前記動作状態時には、前記常時電力が必要な負荷手段に、前記予め決められた低負荷対応の電力供給手段によって電力を供給させると共に、該負荷手段への不足する電力を前記他の低負荷対応の電力供給手段によって補充させる電力制御手段とを設けたことを特徴とする電子機器。 - 請求項11に記載の電子機器において、
前記省エネ状態として、消費電力を最も低減できる第1の省エネ状態と、該省エネ状態より消費電力が比較的高めの第2の省エネ状態とを有し、
前記オプション検知手段の検知結果に応じて、前記第1の省エネ状態又は前記第2の省エネ状態への移行に切り替える省エネ状態切替手段を設け、
前記電力制御手段は、前記第1の省エネ状態時には、前記予め決められた低負荷対応の電力供給手段によって電力を供給させ、前記第2の省エネ状態時には、前記予め決められた低負荷対応の電力供給手段と前記他の低負荷対応の電力供給手段によって電力を供給させることを特徴とする電子機器。 - 請求項1乃至12のいずれか一項に記載の電子機器は、記録媒体上に画像形成を行う画像形成手段と、外部と通信する通信手段と、機器全体を統括的に制御するメイン制御手段とを有する画像形成装置であり、
前記複数の負荷手段のうちの常時電力が必要な負荷手段は、前記通信手段および前記メイン制御手段内の前記電力制御手段を構成する一部分であり、
前記複数の負荷手段のうちの常時電力が必要な負荷手段以外の負荷手段は、前記メイン制御手段内の残りの部分および前記画像形成手段を構成する部分であることを特徴とする画像形成装置。 - 電力が必要な複数の負荷手段と、該複数の負荷手段に電力を供給する高負荷対応の電力供給手段および低負荷対応の電力供給手段とを有し、通常の動作を行う動作状態と消費電力を低減できる省エネ状態とを含む複数の機器状態のいずれかへの移行が可能な電子機器を制御するコンピュータに、
前記省エネ状態時には、前記複数の負荷手段のうちの常時電力が必要な負荷手段にのみ、前記低負荷対応の電力供給手段によって電力を供給させ、前記動作状態時には、前記常時電力が必要な負荷手段に、前記低負荷対応の電力供給手段によって電力を供給させると共に、該負荷手段への不足する電力を前記高負荷対応の電力供給手段によって補充させる電力制御機能を実現させるためのプログラム。 - 請求項14に記載されたプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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