JP2013168028A - 電源制御装置及びその制御方法 - Google Patents

電源制御装置及びその制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】従来は、印刷を伴わないジョブなどを実行する場合も、一定時間、メカリレーをオンしておく必要があるため、メカリレーをオン状態に保持することによる消費電力が問題となっている。
【解決手段】商用電源から、第1電力を供給する第1電源手段への電力供給をオンまたはオフする切替手段を有し、第1電力状態で、切替手段により第1電源手段への電力供給をオフにして制御手段への電力供給を停止し、第1電力状態から、当該第1電力状態よりも消費電力の大きい第2電力状態への移行が指示されると、第2電源手段から制御手段へ電力を供給する。制御手段は、切替手段により商用電源から第1電源手段への電力供給をオンし、第1電源手段から制御手段へ電力を供給するように制御する。
【選択図】図5

Description

本発明は、省電力モードを有する電源制御装置及びその制御方法に関する。
従来の省電力モードを有する装置には、当該装置が目的とする通常の動作を行う通常モードと、電力消費を抑制して通常の動作を待機する省電力モードとの2つのモードを有するものがある。この省電力モード時において、消費電力を極力下げるために、省電力モードから通常モードへ復帰するためのトリガを検出する部分のみに通電し、その他の部分への電力供給を停止する装置が存在する。
一方、省電力モードでの消費電力の削減への要求の高まりを反映して、トリガを検出する部分以外への電力の供給を停止する際に、商用電源入力側(以下、AC側)に電源スイッチを設け、この電源スイッチをオフにすることによりAC側と切断している。これは、AC側と電源ユニットに接続した状態で、電源ユニットの出力側で電力供給を遮断した場合には、電源ユニット内部での電力消費が発生するためである。このようにAC側で電力供給を遮断するスイッチとしては、低コストで大電流を扱うことができるメカニカルなリレー(以下、メカリレー)が使用される。しかし、このようなメカリレーには、機械的寿命や電気的寿命が設定されており、この寿命を満足するために一定時間メカリレーをオフ(遮断)にしないように制御する電源制御装置が提案されている(特許文献1)。
特開2009−15649号公報
特許文献1に記載された電源制御装置では、管理サーバ等からの状態問い合わせパケットを処理するために省電力モードから復帰した場合でも、一定時間、メカリレーをオン(AC側と接続)しておく必要がある。また、印刷を伴わないジョブ(例えば、電源処理装置内部に保存されたデータを参照する)などを実行する場合も、一定時間、メカリレーをオンしておく必要がある。しかしながら、トリガを検出する部分の省電力化が進んだこともあり、メカリレーをオン状態に保持することによる消費電力が問題となってきている。
また、機器ステータスの問い合わせ時や、印刷を伴わないジョブ実行時の省電力化のために、メカリレーをオンせずにLANコントローラ及びCPUに通電する方法も考えられる。しかし、このためには、省電力モード時に動作する電源ユニットの定格出力容量を大きくする必要がある。電源ユニットの定格出力容量を大きくしてしまうと、定格出力容量に対して低い電力しか使用しない時の電源変換効率が低下してしまうため、トリガの検出部分にのみ通電する省電力モードで、AC側の使用電力が増大してしまうという問題があった。
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決することにある。
本発明の特徴は、全体的な処理における消費電力の低減を可能にする電源制御装置及びその制御方法を提供することにある。
上記目的を達成するために本発明の一態様に係る電源制御装置は以下のような構成を備える。即ち、
電源制御装置であって、
第1電力を供給する第1電源手段と、
第2電力を供給する第2電源手段と、
商用電源から前記第1電源手段への電力供給をオンまたはオフする切替手段と、
第1電力状態で前記切替手段により前記第1電源手段への電力供給をオフにして制御手段への電力供給を停止し、前記第1電力状態よりも消費電力の大きい第2電力状態への移行が指示されると、前記第2電源手段から前記制御手段へ電力を供給するように制御する電源制御手段とを有し、
前記第2電源手段から電力が供給された前記制御手段は、前記第2電力状態よりも消費電力の大きい第3電力状態への移行が必要だと判断すると、前記電源制御手段を制御して前記切替手段により前記商用電源から前記第1電源手段への電力供給をオンし、前記第1電源手段から前記制御手段へ電力を供給するように制御することを特徴とする。
本発明によれば、全体的な処理における消費電力の低減を可能にできるという効果がある。
本発明の実施形態に係る電源制御装置を適用可能な複合機の概略構成を示すブロック図。 本発明の実施形態に係るMFPの内部構成を示すブロック図。 本発明の実施形態に係る電源切替部の構成を示すブロック図。 本発明の実施形態に係るMFPの各動作状態を示す図。 本発明の実施形態に係るMFPにおける省電力モード時の処理手順を説明するフローチャート。 図5の処理手順による制御シーケンスの例を説明する図。 本実施形態に係るMFPの小電力電源部から供給する電力の内訳を説明する図。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る本発明を限定するものでなく、また本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。
図1は、本発明の実施形態に係る電源制御装置を適用可能な複合機(以下、MFP(Multi Function Peripheral))14の概略構成を示すブロック図である。
MFP14は、Ethernet(登録商標)などのネットワーク15を介して、管理サーバ17、PC16に接続されている。管理サーバ17は、MFP14を遠隔管理するサーバであり、定期的にネットワーク15を経由して、MFP14との間で管理情報の交換を行っている。PC16は、MFP14で印刷を実行させるためのプリンタドライバをインストールされており、MFP14の状態を定期的に問い合わせている。
次にMFP14の内部構成について説明する。
MFPコントローラ部12は、MFP14全体を制御し、ネットワーク15とのパケットの送信及び受信等の制御も行う。スキャナ部11は、原稿を光学的に読み取って、原稿の画像をデジタル画像へ変換する。プリンタ部13は、例えば電子写真方式に従ってシート状の記録媒体(例えば、記録紙)への印刷処理を行う。また電源部10は、ACプラグ18が商用電源のコンセントに挿入されて交流商用電源が供給されると、各制御部に対して直流電源を供給する。このような構成により、MFP14は、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能等を有し、
図2は、本発明の実施形態に係るMFP14の内部構成を示すブロック図である。尚、図2において、図1と共通する部分は同じ記号で示し、それらの説明を省略する。
小電力電源部(第2電源)22は、ACプラグ18を経由して交流商用電源が供給されると、常に直流電圧を供給する。尚、小電力電源部22は、省電力モード(第1電力状態)での負荷時に高い効率となるように定格出力容量が低く抑えられている小容量の電源部である。これにより、省電力モードでのAC側の消費電力を低減させることが可能である。大電力電源部(第1電源:第2電力供給部)21へのAC側の入力は、メカリレー20を用いて切断することが可能な構成となっている。これにより省電力モードでは、交流商用電源から大容量の電力(第1電力)の大電力電源部21への電源供給がメカリレー20により遮断されるので、大電力電源部21の消費電力はゼロとなる。メカリレー20は、機械接点をもつメカニカルリレーであり、動作の消費電力として1kWクラスに対応可能である。また、メカリレー20は、電源制御部24から供給されるリレー制御信号31に応じて、接続状態(オン制御)、及び、切断状態(オフ制御)を切り替える。尚、接続状態とは、大電力電源部21がACプラグ18を介して交流商用電源からの電力供給を受ける状態をいう。また、切断状態とは、大電力電源部21がACプラグ18を介した交流商用電源からの電力供給を受けない場合をいう。
電圧変換部25は、小電力電源部(第1電力供給部)22からの直流電圧を電源制御部24とネットワーク処理部27が要求する電圧レベルに変換して供給するものである。尚、電源制御部24とネットワーク処理部27は省電力モード時でも動作するため、電圧変換部25は常に電源供給するように設計されている。CPU用電圧変換部26は、電源切替部23からの直流電圧をCPU28(中央演算装置)が要求する電圧レベルに変換してCPU28に供給する。またCPU用電圧変換部26は、電源制御部24から受信した制御信号30に応じて、CPU28へ電力を供給するか停止するかを切り替える。
ネットワーク処理部27は、省電力モード時にネットワーク15経由で外部からパケットを受信すると、電源制御部24に対して割り込み信号29を出力する。通常動作で動作する通常モード時は、ネットワーク処理部27は内部バス32を介してCPU28と通信してデータの送受信を行い、CPU28がネットワークパケットの処理を実行する。CPU28は、MFP14全体の制御を行い、MFP14の動作状態の決定や、ネットワークパケットの解析/応答などの処理も実行する。尚、CPU28は、通常時より低い消費電力状態(第2電力状態)で動作することが可能な低消費電力モードを備えたプロセッサである。このようなCPU28として、例えば、周期的にCPUの動作クロックを間引いて消費電力を抑える技術(クロックスロットリング技術)に対応したプロセッサなどが知られている。尚、低消費電力モード時は、CPU28の動作クロックの周波数が低く設定されるため、通常モード(第3電力状態)時に比べて処理能力が低下する。ROM34は、CPU28が実行するプログラムを格納しており、CPU28に電源が供給されると、CPU28がROM34から順次プログラムを読み出し、そのプログラムに従って処理を実行する。
電源制御部24は、省電力モード時にネットワーク処理部27から割り込み信号29を受信すると、制御信号30やリレー制御信号31により、CPU用電圧変換部26やリレー20のオン制御を実行する。通常モード時、電源制御部24は、内部バス33を介してCPU28からの省電力モードの移行指示を受け取ると、リレー制御信号31や制御信号30により、リレー20やCPU用電圧変換部26のオフ制御を実行する。電源切替部23は、MFP14の動作状態に応じて、小電力電源部22もしくは大電力電源部21のいずれかからの電力をCPU用電圧変換部26に供給する。
図3は、本発明の実施形態に係る電源切替部23の構成を示すブロック図で、前述の図2と共通する部分は同じ記号で示している。尚、本実施形態においては、小電力電源部22と大電力電源部21が出力する直流電圧値が異なり、大電力電源部21の電圧値の方が高い場合を示している。
電源切替部23は、小電力電源部22と大電力電源部21の出力電源をダイオード41,42を介してCPU用電圧変換部26に接続している。省電力モード時やネットワーク応答モード時は、大電力電源部21への電力供給がオフとなっているため、小電力電源部22からダイオード41を介してCPU用電圧変換部26に電源を供給する。また、通常モード時は、大電力電源部21から電力が供給されるオン状態となっているため、大電力電源部21からダイオード42を介してCPU用電圧変換部26に電源を供給する。
図4は、本発明の実施形態に係るMFP14の各動作状態を示す図である。
実施形態においてMFP14は、省電力モード、ネットワーク応答モード、通常モードの3つのモードを備えている。省電力モードとは、通常モードへ復帰するためのネットワークパケットを検出する部分のみに通電し、その他の部分への電力供給を停止した状態である。この省電力モードは、小電力電源部22、電圧変換部25、電源制御部24、ネットワーク処理部27に電力を供給している状態である。尚、電源切替部23は、小電力電源部22からダイオード41を介してCPU用電圧変換部26に電源を供給しているが、CPU用電圧変換部26が出力停止状態であるため、CPU28には電力を供給していない。
次にネットワーク応答モードとは、MFP14宛てのネットワークパケットを検出し、ネットワークパケットデータの内容を解析するモードである。また、ネットワークパケットデータの内容がプリンタ部13を使用する印刷ジョブではない場合は、このモードの状態で処理を実行する。尚、ネットワーク応答モードのまま処理を実行するジョブの一例を以下に列挙する。
(1)PC16や管理サーバ17等からの機器ステータスの問い合わせに対する応答
(2)ネットワーク経由でMFP14の内部に保存された画像データが参照されるとき
(3)ネットワーク経由でMFP14の設定が行われるとき
このネットワーク応答モードは、小電力電源部22、電源切替部23、電圧変換部25、電源制御部24、ネットワーク処理部27、CPU用電圧変換部26、CPU28に電力を供給している状態である。尚、このときCPU28は、低消費電力モードで動作する。
通常モードとは、印刷等を行う状態であり、メカリレー20がオンされ、全てのモジュールに電力が供給されている状態である。
図5は、本発明の実施形態に係るMFPにおける省電力モード時の処理手順を説明するフローチャートである。
まず省電力モード状態において、S501で、ネットワーク処理部27は、MFP14に対するネットワークパケットを受信したかどうかを監視する。ネットワークパケットを受信した場合はS502に進み、ネットワーク処理部27が電源制御部24に対して割り込み信号29を出力する。これにより電源制御部24は、割り込み信号29を受信して制御信号30をオンする。S503で、制御信号30がオンになるとCPU用電圧変換部26は、CPU28への電力供給を開始する。こうしてCPU28への電力供給が再開されるとS504に進み、CPU28はROM34からプログラムを読み取り、CPU28自身の初期化処理を行う。尚、その初期化処理の中でCPU28は低消費電力モードで動作するように設定する。こうしてCPU28が低消費電力モードで復帰した後、S505に進み、CPU28は、内部バス32を介してネットワークパケットデータの解析を行う。そして506に進み、CPU28は、ネットワークパケットを解析した結果、印刷を伴うジョブか否かを判断する。印刷を伴うジョブでないときは、管理サーバ17やPC16等からの機器ステータス問い合わせや印刷を伴わないジョブであるためS513に進み、CPU28は低消費電力モードのまま処理を実行してS511に進む。
一方、印刷を伴うジョブであると判定するとS507に進み、大電力電源部21をオンするため、CPU28は内部バス33を介して電力制御部24にメカリレー20をオンにするように指示する。電力制御部24はCPU28からの指示を受け取ると、リレー制御信号31を介してメカリレー20を接続状態(オン状態)に制御する。こうしてメカリレー20が接続状態になると、大電力電源部21に電力が供給されて起動し、電源切替部23の電力供給元が大電力電源部21に変更され、CPU用電圧変換部26に電力を供給する。こうしてCPU用電圧変換部26への電源供給元が大電力電源部21に変更されると、S508で、CPU28は通常モードで動作するようにCPU28自身を設定する。その後S509に進み、CPU28が、プリント要求等のジョブ処理を実行する。
こうしてジョブの完了後、S510に進み、メカリレー20の保護時間が経過したかを判断する。この保護時間は、本体製品寿命に対して、メカリレー20の寿命(オフ/オン回数)が下回らないように時間を決定すればよい。S510で、保護時間が経過したと判断した場合はS511に進み、CPU28は、省電力モードへの移行処理を実行する。省電力モードへの移行処理の終了後、S512に進み、CPU28は、内部バス33を介して電力制御部24にメカリレー20とCPU用電圧変換部26をオフするように指示する。電力制御部24はCPU28からの指示を受け取ると、リレー制御信号31を介してメカリレー20を切断状態(オフ状態)にし、制御信号30を介してCPU用電圧変換部26を出力停止状態に制御する。こうして省電力モードに移行する。
以上説明したように本実施形態では、省電力モード状態ではメカリレーをオフにしたままで、機器ステータスの問い合わせや、印刷を伴わないジョブ(第2種類)を実行する。そして省電力モード状態で、印刷ジョブなどの通常モードで動作しなければならいないジョブ(第1種類)を受信すると、メカリレー20をオンにして、そのジョブを実行する。そして、そのジョブの実行が終了すると、本体製品寿命に対してメカリレー20の寿命を考慮したメカリレー20の保護時間が経過するのを待ってメカリレー20をオフにする。これにより、メカリレーの寿命を考慮しながら、省電力制御を行うことができる。
図6は、図5の処理手順による制御シーケンスの例を説明する図である。
機器ステータス問い合わせや印刷を伴わないジョブ(61,62,63)に対して、小電力電源部22の定格出力容量内に消費電力を抑えるように低消費電力モードでCPU28を動作させている。これにより、メカリレー20をオフ状態にしたまま処理が可能となる。
図7は、本実施形態に係るMFP14の小電力電源部22から供給する電力の内訳を説明する図である。
本実施形態では、小電力電源部22の定格出力容量は8Wであるため、どのような状態においても定格出力容量(8W以下)に抑える必要がある。まず省電力モードでは、ネットワーク処理部27と電源制御部24のみに電力が供給されており、合計電力量は0.8W程度となる。次にネットワーク応答モードでは、ネットワーク処理部27と電源制御部24とCPU28に電力が供給される。ここでCPU28を通常モード状態で動作させてしまうと、消費電力が10W程度となり小電力電源部22の定格出力容量を超えてしまう。
そこで本実施形態では、ネットワーク応答モード時には、CPU28を低消費電力モード状態(消費電力が5W程度)で動作させることで、小電力電源部22の定格出力容量内に抑え、メカリレー20のオン制御を行わないようにする。よって、このネットワーク応答モード時の合計電力量は5.8W程度となる。そして通常モードでは、メカリレー20をオン状態して大電力電源部21から電力を供給することにより、小電力電源部22の定格出力容量を超えることがなくなる。
尚、CPU28を低消費電力モードで動作させるとCPU28の処理能力が低下するが、機器ステータスの問い合わせや印刷を伴わないジョブは、それほど処理能力を必要としないため、低消費電力モードで動作させても問題とはならない。
以上より、機器ステータスの問い合わせや印刷を伴わないジョブの実行の際に、寿命の制約のあるメカニカルスイッチ(リレースイッチ)をオン/オフする制御をしないようにできる。よって、その問い合わせや印刷を伴わないジョブの終了後、直ちに省電力モードに移行することが可能となる。これにより、印刷を伴わないジョブの実行時も含めたトータル的な消費電力の低減を実現できるという効果がある。
(その他の実施例)
また、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(又は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 (15)

  1. 電源制御装置であって、
    第1電力を供給する第1電源手段と、
    第2電力を供給する第2電源手段と、
    商用電源から前記第1電源手段への電力供給をオンまたはオフする切替手段と、
    第1電力状態で前記切替手段により前記第1電源手段への電力供給をオフにして制御手段への電力供給を停止し、前記第1電力状態よりも消費電力の大きい第2電力状態への移行が指示されると、前記第2電源手段から前記制御手段へ電力を供給するように制御する電源制御手段とを有し、
    前記第2電源手段から電力が供給された前記制御手段は、前記第2電力状態よりも消費電力の大きい第3電力状態への移行が必要だと判断すると、前記電源制御手段を制御して前記切替手段により前記商用電源から前記第1電源手段への電力供給をオンし、前記第1電源手段から前記制御手段へ電力を供給するように制御することを特徴とする電源制御装置。
  2. 前記電源制御手段は、前記第2電力状態で前記制御手段の中央演算装置の動作クロックの周波数を通常よりも低く設定することを特徴とする請求項1に記載の電源制御装置。
  3. 前記第3電力状態への移行は、前記制御手段が前記第2電力状態で動作することにより解析された内容に基づくことを特徴とする請求項1に記載の電源制御装置。
  4. 前記第1電力状態から前記第2電力状態への移行の指示は、ネットワークパケットの受信によるものであることを特徴とする請求項1に記載の電源制御装置。
  5. 前記切替手段はリレースイッチを含み、
    前記第3電力状態でのジョブの実行の完了後、前記リレースイッチの保護時間の経過を待って前記第1電力状態に移行する移行手段を更に有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の電源制御装置。
  6. 第1電力を供給する第1電源手段と、第2電力を供給する第2電源手段と、商用電源から前記第1電源手段への電力供給をオンまたはオフする切替手段とを有する電源制御装置を制御する制御方法であって、
    電源制御手段が、第1電力状態で前記切替手段により前記第1電源手段への電力供給をオフにして制御手段への電力供給を停止し、前記第1電力状態よりも消費電力の大きい第2電力状態への移行が指示されると、前記第2電源手段から前記制御手段へ電力を供給するように制御する電源制御工程と、
    前記第2電源手段から電力が供給された前記制御手段は、前記第2電力状態よりも消費電力の大きい第3電力状態への移行が必要だと判断すると、前記切替手段により前記商用電源から前記第1電源手段への電力供給をオンし、前記第1電源手段から前記制御手段へ電力を供給するように制御する工程と、
    を有することを特徴とする電源制御装置の制御方法。
  7. コンピュータを、請求項1に記載の電源制御装置として機能させるためのプログラム。
  8. 外部装置から送信される情報を受信する受信手段と、
    前記受信手段により受信された情報を処理する制御手段と、
    前記受信手段および前記制御手段に電力を供給する第1電力供給手段と、
    前記制御手段に電力を供給する第2電力供給手段と、
    前記第2電力供給手段のオン/オフを切り替えるメカニカルスイッチと、
    前記第1電力供給手段から前記受信手段に電力が供給され且つ前記制御手段への電力が停止される電力状態で、前記受信手段が前記外部装置から情報を受信した場合、前記メカニカルスイッチをオンにせず、前記第1電力供給手段から前記制御手段に電力が供給されるように制御する電源制御手段と、
    を備えることを特徴とする電源制御装置。
  9. 前記第1電力供給手段から供給される電圧は、前記第2電力供給手段から供給される電圧より低い電圧であることを特徴とする請求項8に記載の電源制御装置。
  10. 前記メカニカルスイッチをオンにせず前記第1電力供給手段から前記制御手段に電力が供給される場合、前記制御手段の動作クロックが、前記メカニカルスイッチをオンにして前記第2電力供給手段から電力が供給される前記制御手段の動作クロックの周波数に比べて低い周波数となることを特徴とする請求項8又は9に記載の電源制御装置。
  11. 前記第1電力供給手段から電力が供給される前記制御手段は、前記受信手段により受信された情報を解析し、
    前記電源制御手段は、前記制御手段による解析の結果に基づいて、前記メカニカルスイッチをオンにするか否かを制御することを特徴とする請求項8乃至10のいずれか1項に記載の電源制御装置。
  12. 前記制御手段による解析の結果、前記受信手段により受信された前記情報が第1種類の情報である場合には、前記メカニカルスイッチをオンにし、前記受信手段により受信された前記情報が第2種類の情報である場合には、前記メカニカルスイッチをオンにしないことを特徴とする請求項11に記載の電源制御装置。
  13. 前記第2種類の情報は、前記電源制御装置の状態を問い合わせる情報であることを特徴とする請求項12に記載の電源制御装置。
  14. 外部装置から送信される情報を受信する受信手段と、前記受信手段で受信された情報を処理する制御手段と、前記受信手段および前記制御手段に電力を供給する第1電力供給手段と、前記制御手段に電力を供給する第2電力供給手段と、前記第2電力供給手段のオン/オフを切り替えるメカニカルスイッチとを有する電力制御装置を制御する制御方法であって、
    前記第1電力供給手段から前記受信手段に電力が供給され且つ前記制御手段への電力が停止される電力状態で、前記受信手段が前記外部装置から情報を受信した場合、前記メカニカルスイッチをオンにせず、前記第1電力供給手段から前記制御手段に電力が供給されるように制御する電源制御工程を備えることを特徴とする電源制御装置の制御方法。
  15. コンピュータを、請求項8に記載の電源制御装置として機能させるためのプログラム。
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