JP2014180158A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】コンデンサなどのバックアップ電源を備えた電子機器において、バックアップ電源の無駄な電力消費の削減を図る。
【解決手段】電源ＯＦＦ時のバックアップ電源として複数のコンデンサ１３０を備える。ＣＰＵ１４０は、電源ＯＦＦ時に必要な処理（ログやデータの保存等）の時間に応じて、電源ＯＮ時に、複数のコンデンサ１３０のうち、必要最低限のコンデンサのみを充電する。電源ＯＦＦ時に必要な処理は、ユーザが操作パネル１５０を用いて選択し、不揮発性メモリ１６０に保持する。また、不揮発性メモリ１６０には、あらかじめ電源ＯＦＦ時に必要な処理の時間に対して、どのコンデンサをＯＮにすればよいかの情報等を記憶しておく。
【選択図】図３

Description

本発明は、バックアップ電源を備えた電子機器に関する。

ＭＦＰに代表される画像形成装置やコンピュータシステムなどの電子機器において、停電などで主電源がＯＦＦになり、必要な処理（ログやデータの保存）ができなくなるのを防ぐために、蓄電池などのバックアップ電源を搭載し、必要な処理を終えるまでできるだけ長い時間、電力を供給する技術はすでに知られている。さらに、バックアップ電源として蓄電池と複数のコンデンサを併用して、より長い時間、電力を供給する技術もすでに知られている（例えば、特許文献１）。

一般に電子機器においては、停電などで意図せずに主電源がＯＦＦした場合に、必要な処理のレベルによって、どの程度のバックアップ電力が必要かは異なる。

しかしながら、従来は、必要な処理のレベルを最大値で規定して、主電源ＯＮの度に、複数のコンデンサをすべて充電し、これらコンデンサがＯＦＦの度に放電されることにより、無駄な電力を消費していた。

本発明の課題は、コンデンサなどのバックアップ電源を備えた電子機器において、バックアップ電源の無駄な電力消費を削減することにある。

本発明は、バックアップ電源を備え、電源ＯＦＦ時に、必要な処理を終えるまでバックアップ電源から電力を供給する電子機器において、複数のバックアップ電源と、電源ＯＦＦ時に必要な処理の時間に応じて、電源ＯＮ時に、前記複数のバックアップ電源のうちの一部または全部を選択的に充電する制御手段とを有することを主要な特徴とする。

本発明によれば、電源ＯＮ時に、電源ＯＦＦ時に必要な処理の電力を供給できるバックアップ電源のみを充電することにより、無駄な電力消費を削減することが可能になる。

一般的な電子機器について説明する図である。 一般的なＤＣ機器について説明する図である。 本発明の一実施形態に係る電子機器（ＤＣ機器）の構成例について説明する図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、一般的な電子機器について説明する図である。図１において、電源（ＡＣ）１０から、ＡＣ機器３０及びＡＣ−ＤＣ変換器２０を通して各ＤＣ機器４０に電力が供給される。例えば、画像形成装置の場合、各ＤＣ機器４０は本体モジュール、操作部モジュール、スキャナモジュール、プリンタモジュールなどである。５０は電子機器全体としてのバックアップ電源であり、全体をバックアップすることから、非常に容量が大きく、高コストの蓄電池などが使われる。このバックアップ電源５０は、コストが高いため、できればないか、あっても容量が小さいほうが望ましい。そこで、一般にＤＣ機器４０の方に安価なバックアップ電源が搭載される。

図２は、一般的なＤＣ機器を説明する図である。図２において、Ｖｃｃは図１のＡＣ−ＤＣ変換器２０などから供給されるＤＣ電源１００であり、通常、該ＤＣ電源１００からＣＰＵ１４０及びデバイス１５０に電力（ＤＣ）が供給される。１２０はバックアップ電源としての２次電池（Ｎｉ電池等）であり、図１のバックアップ電源５０よりも容量が小さく、価格も安価なものが用いられる。１３０はバックアップ電源としてのコンデンサである。このコンデンサ１３０は複数用いられることもある。なお、２次電池１２０は、コンデンサ１３０だけでは必要な電力量がまかなえない場合のためのものであり、コンデンサ１３０だけでまかなえる場合にはなくてもよい。１１０及び１１５は逆流防止用ダイオードである。

ＤＣ電源（Ｖｃｃ）１００のＯＮ時、該ＤＣ電源１００からＣＰＵ１４０及びデバイス１５０に電力が供給されると共にコンデンサ１３０が充電される。一方、ＤＣ電源１００のＯＦＦ時（停電などの突然の電源ＯＦＦも含む）には、ＣＰＵ１４０やデバイス１５０は、データのバックアップやログの記録などを行う必要があるため、その必要な処理の時間の間は、２次電池１２０やコンデンサ１３０のバックアップ電源から電力の供給を受けて必要な処理を実施する。

しかし、従来においては、バックアップ電源としてのコンデンサ１３０の容量は、ＣＰＵ１４０及びデバイス１５０の必要な処理のうち、最大処理に対して容量が規定されているため、最大処理が必要でないときにでも、電源ＯＮの度にコンデンサ１３０へ充電が行われることとなり、電力を無駄に消費していた。

図３は、本発明の一実施形態に係る電子機器としてのＤＣ機器の構成例について説明する図である。

図３において、ＤＣ電源（Ｖｃｃ）１００には、ダイオード（逆流電流防止用ダイオード）１１０を通して、ＣＰＵ１４０及びデバイス１５０が接続されると共に、バックアップ電源としての複数（ここでは４個）のコンデンサ１３０がそれぞれスイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ）１３２を通して並列に接続される。各スイッチング素子１３２には、それぞれダイオード１３４が直列に接続される。さらに、ＤＣ電源（Ｖｃｃ）１００には、ダイオード（逆流電流防止用ダイオード）１１５を通して、バックアップ電源としての２次電池（Ｎｉ電池等）がスイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ）１２２を通して接続される。スイッチング素子１２２にもダイオード１２４が直列に接続される。

なお、ダイオード１１５、２次電池１２０、スイッチング素子１２２及びダイオード１１５のブロックは、各コンデンサ１３０だけでバックアップ電源として必要な電力量がまかなえる場合には、なくてもよい。ただし、２次電池１２０と各コンデンサ１３０を併用することで、各コンデンサ１３０だけで、必要な電力量をまかなえない場合にも対応が可能になる。

ＣＰＵ１４０には、操作パネル１６０、不揮発性メモリ１７０及びハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１８０などが接続される。さらに、ＤＣ電源（Ｖｃｃ）１００には、ＣＰＵ１４０のリセットＩＣ１９０が接続されている。

ＣＰＵ１４０は、当該機器全体の動作を制御すると共に必要な処理を実行する。また、ＣＰＵ１４０は、各制御線１４５を通してスイッチング素子１２２や各スイッチング素子１３２のＯＮ、ＯＦＦを制御する。このＣＰＵ１４０は、電源ＯＦＦ時に必要な処理の時間に応じて、電源ＯＮ時に、複数のバックアップ電源としての各コンデンサ１３０のうちの一部または全部を選択的に充電する制御手段として機能する。

操作パネル１６０は、一般に種々の操作キーとＬＣＤなどの表示部が一体的に構成されている。ユーザは、この操作パネル１６０の操作により、電源ＯＦＦ時に必要な処理（ログやデータの保存等）を選択する。すなわち、操作パネル１６０は、ユーザが電源ＯＦＦ時に必要な処理を選択可能な選択手段として機能する。

不揮発性メモリ１７０は、ＣＰＵ１４０の制御や処理に用いられる種々の情報やデータなどを保存している。ここでは、不揮発性メモリ１７０には、あらかじめ出荷時などに、電源ＯＦＦ時に必要な処理の時間に対して、どのバックアップ電源をＯＮにすればよいかの情報、さらにはどのバックアップ電源をＯＦＦにすると、どれだけの消費電力が削減されるかの情報などが記憶されている。また、不揮発性メモリ１７０には、ユーザが選択した電源ＯＦＦ時に必要な処理に関する情報も保持される。

ＨＤＤ１８０は、当該機器で扱う画像データやその他のデータ、ユーザの個人情報、ログデータなどを記憶する。また、ＨＤＤ１８０は、ＣＰＵ１４０の制御や処理のためのプログラムも記憶している。

次に、図３の本実施形態の動作について説明する。

ＤＣ電源（Ｖｃｃ）１００がＯＮすると、該ＤＣ電源１００からダイオード１１０を通して、当該機器の各部に電力が供給される。そして、リセットＩＣ１９０により、あらかじめ設定された規定時間が経過すると、ＣＰＵ１４０はリセットを解除されて動作を開始する。

最初のＤＣ電源（Ｖｃｃ）１００のＯＮ時、ＣＰＵ１４０は、すべての制御線１４５の制御信号をＨｉｇｈとして、各スイッチング素子１３２をすべてＯＮとする。これにより、ＤＣ電源１００からダイオード１１０を通して、すべてのコンデンサ１３０へ充電が行われる。

一方、機器が立ち上がると、操作パネル１６０も動作可能になる。ユーザは、この操作パネル１６０を用いて、電源ＯＦＦ時に必要な処理（ログや画像データなどの保存）を選択する。このユーザが選択した電源ＯＦＦ時に必要な処理に関する情報は、ＣＰＵ１４０により不揮発性メモリ１７０に保持される。

その後、ＤＣ電源（Ｖｃｃ）１００がＯＦＦすると、２次電池１２０や各コンデンサ１３０がバックアップ電源となって、機器の動作が維持される。ＣＰＵ１４０は、ユーザが選択した必要な処理（ログやデータバックアップ処理等）を実行してＨＤＤ１８０等に保存する。

次にＤＣ電源（Ｖｃｃ）１００がＯＮすると、再び該ＤＣ電源１００からダイオード１１０を通して、当該機器の各部に電力が供給される。そして、リセットＩＣ１９０により、あらかじめ設定された規定時間を経過すると、ＣＰＵ１４０はリセットを解除されて動作を開始する。ここで、ＣＰＵ１４０は、前回の電源ＯＮ時にユーザにより選択されて不揮発性メモリ１７０に保持されている電源ＯＦＦ時に必要な処理に関する情報（選択結果）、該不揮発性メモリ１７０にあらかじめ記憶されている電源ＯＦＦ時に必要な処理の時間に対して、どのバックアップ電源（コンデンサ）をＯＮすればよいかの情報等に基づいて、必要なコンデンサ１３０のみを充電すべく、必要な制御線１４５の制御信号のみをＨｉｇｈとして、対応するスイッチング素子１３２のみをＯＮとする。これにより、ＤＣ電源１００からダイオード１１０を通して、必要なコンデンサ１３０のみが充電され、必要のないコンデンサ１３０への充電は阻止される。すなわち、電源ＯＮ時に無駄な電力が消費されずにすむ。

その後、ＤＣ電源（Ｖｃｃ）１００がＯＦＦした場合、前回の電源ＯＮ時に充電されたコンデンサ１３０がバックアップ電源となって（必要なら２次電池１２０と併用して）、機器の必要最小限の動作が維持され、ＣＰＵ１４０は、ユーザが選択した必要な処理（ログやデータバックアップ処理等）を実行してＨＤＤ１８０等に保存することとなる。

次に、本発明の変形例について説明する。

実施形態では、最初の電源ＯＮ時には、電源ＯＦＦ時に必要な処理が未だわからないことを想定して、取り敢えず全てのバックアップ電源（コンデンサ）を充電していた。しかし、あらかじめ電源ＯＦＦ時に必要な処理がわかっている場合には、最初の電源ＯＮ時から、電源ＯＦＦ時に必要な処理の電力量だけの最低限のバックアップ電源（コンデンサ）のみを充電するようにする。これにより、無駄な消費電力がさらに改善される。

また、実施形態では、操作パネルにより、電源ＯＦＦ時に必要な処理の設定を想定している。ただし、これでは、電源がＯＮ後のみ設定が可能で、操作パネルを使用可能とするために、一度電源を立ち上げ、電源ＯＦＦ時には不要なバックアップ電源（コンデンサ）にも充電を行う必要があるために電力が無駄になる。そこで、機器にメカニカルスイッチを設け、該メカニカルスイッチを用いて、ユーザが電源ＯＦＦ時に必要な処理の種類等を定するようにする。これによれば、電源ＯＦＦ時にも自由に設定が可能になり、不要なバックアップ電源（コンデンサ）への無駄な充電を避けることができる。

また、実施形態では、電源ＯＮ時、各バックアップ電源（コンデンサ）の充電を同時に開始することを想定している。しかし、充電するバックアップ電源が多い場合、突入電源が増加し、その結果、電源（Ｖｃｃ）の電圧降下が発生してリセットがかかり、機器が予定通りに立ち上がらない現象が考えられる。そのため、制御手段としてのＣＰＵは、電源ＯＮ時に、各バックアップ電源の充電開始に時間差をつける。これにより、投入電流の発生を防止することができる。

１００ ＤＣ電源
１２０ ２次電池
１２２ スイッチング素子
１３０ コンデンサ
１３２ スイッチング素子
１４０ ＣＰＵ
１５０ デイバス
１６０ 操作パネル
１７０ 不揮発性メモリ
１８０ ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）
１９０ リセットＩＣ

特許第２８２６２２１号公報

Claims (6)

1. バックアップ電源を備え、電源ＯＦＦ時に、必要な処理を終えるまでバックアップ電源から電力を供給する電子機器であって、
   複数のバックアップ電源と、
   電源ＯＦＦ時に必要な処理の時間に応じて、電源ＯＮ時に、前記複数のバックアップ電源のうちの一部または全部を選択的に充電する制御手段と、
   を有することを特徴とする電子機器。
2. ユーザが電源ＯＦＦ時に必要な処理を選択可能な選択手段と電源ＯＦＦ時に必要な処理の時間と、必要なバックアップ電源との対応を記憶した不揮発性メモリとを有し、
   制御手段は、前記選択手段の選択結果と前記不揮発性メモリの情報に従って、電源ＯＮ時に、前記複数のバックアップ電源のうちの一部または全部を選択的に充電することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記選択手段は、メカニカルスイッチであることを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
4. 前記複数のバックアップ電源はコンデンサであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子機器。
5. 前記複数のバックアップ電源は２次電池とコンデンサからなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子機器。
6. 制御手段は、複数のバックアップ電源を選択した際に、各バックアップ電源の充電開始に時間差をつけることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電子機器。

Images