JP2015125429A - 画像形成装置、画像形成装置の制御方法、及びプログラム - Google Patents

画像形成装置、画像形成装置の制御方法、及びプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】 第1の電力状態よりも低電力となる第2の電力状態において、受信するジョブに適応して、CPUを冷却するファンの駆動タイミングをできるだけ遅らせることで、画像形成装置が画像形成開始する際に発生する動作音量の変化を低減する。【解決手段】ジョブを受信して画像処理を行う際に、電源手段から電源が供給される冷却手段により冷却されるCPUが印刷手段を制御する画像形成装置において、CPUは、第1の電力状態よりも低い第2の電力状態に遷移させた後、第2の電力状態から第1の電力状態に復帰するジョブを受信手段が受信することを検知する。その際、CPUは電源手段から前記冷却手段に電源を供給する開始タイミングが遅くなるように調整することを特徴とする。【選択図】 図3

Description

本発明は、画像形成装置、画像形成装置の制御方法、及びプログラムに関するものである。
画像形成装置は、非稼働時に印刷機構部や冷却用FANなどの駆動装置を停止させ、低消費電力状態で動作する待機モードを備えている。この待機モードでは、画像形成装置は無音状態で待機することが可能である。待機モードにおいてネットワークなどからジョブを投入されると、ただちに通常動作モードに復帰しジョブを処理する。特許文献1には、画像形成装置を構成するプリンタユニットなどの各機構に対して、通常動作モードへの復帰の際、必要な機構のみ通常動作モードに復帰させる手法が提示されている。
また、人の感覚に関する法則として、ヴェーバー・フェヒナーの法則が知られている。この法則によれば、刺激に対する人の感覚量は対数に比例する。つまり、音量を例に挙げれば、音量増加量の絶対値が同じであっても、中音量から大音量に変化した場合より、無音から小音量に変化した場合のほうが感知されやすいことを意味している。
特開2004−222234号公報
画像形成装置が低消費電力状態である待機モードから、通常動作モードに復帰する際、CPUやプリンタユニットなどは並行して復帰動作できる。だが実際には、まずメインCPUが稼働し、冷却FANが回転を始め、その後にプリンタユニットが動作し始めるなど、復帰動作の開始タイミングがずれてしまう。
つまり、無音状態から小音量、小音量から中音量、中音量から大音量など、一連の復帰動作のなかで音量が大きく変化する点が複数存在する。その結果、ヴェーバー・フェヒナーの法則により人がその変化に気が付く回数が多くなり、ユーザに音量の変化量に応じて多くの不快感を与えてしまうことが問題となる。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、第1の電力状態よりも低電力となる第2の電力状態において、受信するジョブに適応して、CPUを冷却するファンの駆動タイミングをできるだけ遅らせることで、画像形成装置が画像形成開始する際に発生する動作音量の変化を低減できる仕組みを提供することである。
上記目的を達成する本発明の画像形成装置は以下に示す構成を備える。
ジョブを受信して画像処理を行う際に、電源手段から電源が供給される冷却手段により冷却されるCPUが印刷手段を制御する画像形成装置であって、前記画像形成装置の電力状態を第1の電力状態よりも低い第2の電力状態に遷移させた後、前記第2の電力状態から第1の電力状態に復帰するジョブを受信手段が受信したことを検知する検知手段と、前記第2の電力状態から第1の電力状態に復帰する要因を検知した場合、前記電源手段から前記冷却手段に電源を供給する開始タイミングが遅くなるように調整する制御手段と、を備えることを特徴とすることを特徴とする。
本発明によれば、第1の電力状態よりも低電力となる第2の電力状態において、受信するジョブに適応して、CPUを冷却するファンの駆動タイミングをできるだけ遅らせることで、画像形成装置が画像形成開始する際に発生する動作音量の変化を低減できる。
画像形成装置の構成を説明するブロック図である。 システムコントローラの構成を説明するブロック図である。 画像形成装置の制御方法を説明するフローチャートである。 ジョブの種類別に各ユニットの発生音量差分を定量化したテーブルである。 画像形成装置の各デバイスの駆動タイミングを説明する図である。 画像形成装置の制御方法を説明するフローチャートである。
次に本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
<システム構成の説明>
〔第1実施形態〕
図1は、本実施形態を示す画像形成装置の構成を説明するブロック図である。
図1において、画像処理を実行する画像形成装置100は、システムコントローラ101、電源機構部102、印刷機構部103、給紙機構部104からなる。
システムコントローラ101は、後述するCPU201を含むコントローラユニットを冷却するFAN125を含む。電源機構部102は、電源生成装置105と電源分配回路107を含むように構成されている。印刷機構部103は、複数の印刷用モータ112を備えた印刷装置109と印刷コントローラ110を含むように構成されている。なお、印刷装置109には、電源手段から供給される電力で駆動する感光体に形成される潜像を現像剤で現像する現像手段と、現像された画像をシートに転写する転写手段と、前記シートに転写された現像剤を定着する定着手段と、印刷コントローラとを備え、前記印刷手段の印刷開始前に、前記印刷コントローラが前記現像手段と、前記転写手段と、前記定着手段とをモータ112が図示しないベルトやギアを介して回転駆動させる。この際、印刷機構部103からは所定デシベルの動作音が発生する。このため、印刷手段が印刷可能とする際に発生する動作音量は、冷却手段としてのFANが駆動する際に発生する動作音量よりも高い。
また、画像形成装置100は、画像を読み取る読取手段や、読み取る原稿を搬送する原稿搬送手段を備えて複合機能処理を実行できるように構成してもよい。
なお、給紙機構部104は印刷機構部103にシートを給紙する。さらに、印刷機構部103は印刷されたシートに後処理を行う後処理手段と、前記印刷手段により印刷されたシートを前記後処理手段に搬送する搬送手段とを備えていてもよい。
システムコントローラ101は、FAN125を備え、システムコントローラ101内部を冷却することができる。また、システムコントローラ101は電源分配回路107に対して電源生成指示信号108によって接続し、システムコントローラ101への給電経路により、電源分配回路107から電力供給を受ける。さらに、システムコントローラ101は印刷コントローラ110に接続し、印刷機構部103に印刷指示を出すことが出来る。画像形成装置100が稼働していない状態では、システムコントローラ101は低消費電力状態で待機することができる。
電源機構部102は、システムコントローラ101からの指示に従って、システムコントローラ101への給電経路、印刷機構部103への給電経路、給紙機構部104への給電経路に電力を供給する。それらの電力は、電源インレット106からの電力を基に電源生成装置105が生成し、給電主経路119によって電源分配回路107にもたらされる。画像形成装置100が稼働していない状態では、電源機構部102は低電力生成状態で待機することができる。
印刷機構部103は、システムコントローラ101からの指示に従って、印刷を行う。なお印刷の具体的な仕組みに関しては、本発明の本筋と関係がないため割愛する。印刷コントローラ110は、複数の印刷用モータ112や図示しない印刷用ユニットを駆動して、用紙に印刷を行う。画像形成装置100が稼働していない状態では、印刷機構部103は電源分配回路107からの給電が停止され、完全に電源オフ状態になることができる。一方で、印刷を開始するためには温度管理や清掃などの準備が必要である。
給紙機構部104は、システムコントローラ101からの指示に従って、紙搬送を行う。なお紙搬送の具体的な仕組みに関しては、本発明の本筋と関係がないため割愛する。給紙モータドライバ114は給紙用モータや図示しない給紙用ローラを駆動して、用紙を搬送する。画像形成装置100が稼働していない状態では、給紙機構部104は電源分配回路107からの給電が停止され、完全に電源オフ状態になることができる。
図2は、図1に示したシステムコントローラ101の構成を説明するブロック図である。
図2において、システムコントローラ101は、CPU201、ストレージ202、RAM203、ネットワークコントローラ(NIC)204、FAN−SW208、電源制御部206、CPU温度計210からなる。なお、CPU201は、図示しない駆動信号が入力され、その駆動信号を受けることでCPU201自体が高温となるため、FAN125で冷却して、CPU201の熱暴走を防止する制御が実行される。
CPU201は、システムコントローラ101の中枢であって、画像形成装置100を統括する。CPU201はストレージ202内に保持したソフトウェアを用い、RAM203を一時記憶として動作する。印刷コントローラ110へも画像形成装置100が稼働していない状態では、CPU201は低消費電力状態で待機できる。その際には、RAM203のみ電力供給を継続し、ストレージ202へは給電を停止する。
NIC204は、外部ネットワーク126に接続し、CPU201とNW通信信号205によって接続している。NIC204はCPU201が外部ネットワーク126と通信する際の処理を代替する。画像形成装置100が稼働していない状態では、NIC204は低消費電力状態で待機し、外部ネットワーク126からのジョブ投入に備える。
電源制御部206は、CPU201に接続し、CPU201からの指示に従って電源分配回路107の電源分配制御を行う。CPU温度計210は、CPU201に接続し、CPU201の温度検知を行いCPU201からの問い合わせに応答する。
図3は、本実施形態を示す画像形成装置の制御方法を説明するフローチャートである。本例は、画像形成装置100が省電力状態(低消費電力状態)に遷移した後、スタンバイ状態に復帰させる際に発生する動作音を体感的に静音化する処理例である。投入されるジョブの種別は、「印刷」ジョブと「保存」ジョブを例として説明する。
なお、各ステップは、CPU201が制御プログラムを実行することで実現される。以下、印刷機構部103の動作タイミングよりも動作音量が低いFAN125の動作タイミングが遅くなるように調整する処理を説明する。
低消費電力状態において、システムコントローラ101内ではNIC204と電源制御部206のみ通電され、外部ネットワーク126からのジョブ投入待ち状態で待機している(S101)。また、この状態では画像形成装置100においては、電源分配回路107により印刷機構部103への電源供給は停止されているため、画像形成可能なスタンバイ状態に比べて省電力が低消費電力状態に遷移する。
まず、NIC204が外部ネットワーク126から投入されたジョブを受信すると(S103のY)、NIC204は、CPU201のリセットを解除し、NW通信信号205を介してCPU201に復帰割り込みを上げる(S105)。すると、CPU201は直ちに復帰する(S107)。
続いて、CPU201はNW通信信号205を介してNIC204から投入されたジョブを受信し、RAM203に展開する(S109)。また、CPU201はストレージ202からジョブテーブルを読み出し、RAM203に展開する(S111)。受信したジョブの種類が「印刷」ジョブであると判断した場合(S113のY)、CPU201はRAM203に展開したジョブ内容から、投入されたジョブの種類が「印刷」ジョブであると判断し、図4に一例を示すジョブテーブルを参照する。なお、S113の処理は、第2の電力状態から第1の電力状態に復帰する要因をジョブの種類に応じて判断する処理に対応する。
図4は、本実施形態を示す画像形成装置が記憶して管理するジョブテーブルの一例を示す図である。
図4に示すジョブテーブルでは、画像形成装置100が行うジョブの種類に対して、画像形成装置100のユニットを稼働させるかどうか、および各ユニットの発生音量差分を定量化している。
また、ジョブテーブルでは、全ての受付可能ジョブと画像形成装置100の全ユニットが対応づけられており、その数値は、各ユニットにおける稼働時と非稼働時の発生させる音量の差を示している。"0"の場合、例えばジョブの種類が保存ジョブである場合は、印刷機構部が稼動しないことを意味している。
CPU201は、ジョブテーブルの印刷ジョブ行を参照して、稼働させるべきユニットと、それらユニット中で最大の騒音源となるユニットを判断する。図4によれば、印刷ジョブで稼働させるべきユニットは、CPU温度計210とFAN125、および印刷機構部103であり、最大の騒音源は発生音量差分が最大である印刷機構部103であるとわかる(S121)。
最大の騒音源が印刷機構部103であると判断されたため、CPU201は印刷機構部103を先に起動させる。
まず、CPU201は電源制御部206に印刷機構部103への給電開始を指示する(S123)。続いて、電源制御部206は、電源分配指示信号を介して電源分配回路107における印刷機構部103への通電回路を閉じ、印刷機構部103への給電を開始する(S125)。また、CPU温度計210に起動を指示する(S127)。
印刷機構部103では、通電を開始されると自律して印刷コントローラ110が起動を開始し、起動した印刷コントローラ110が印刷用モータ112などの初期化を行う。よって、騒音源である印刷用モータ112の立ち上がりまでには時間差が生じる。そこで、CPU201は、印刷制御信号111を介して、印刷コントローラ110に起動したかを問い合わせる(S129)。印刷コントローラ110が起動完了したと判断した場合(S131のY)、CPU201はFAN−SW208をONにしてFAN125を回転させる(S133)。
一方、印刷コントローラ110が起動完了していないと判断した場合(S131のN)、CPU201はCPU温度計210からCPU201の温度を獲得する(S135)。あらかじめ、CPU201は自身が耐えられる最大の温度をしきい値として記憶している。そこで、CPU温度計210からから獲得したCPU201の温度がしきい値よりも大きいと判断した場合(S137のY)、CPU201はFAN−SW208をONにしてFAN125を回転させる(S133)。
一方、CPU温度計210から獲得したCPU201の温度がしきい値よりも小さいと判断した場合(S137のN)、CPU201は印刷コントローラ110への起動確認問合せ(S129)を継続する。
この処理の流れを時間軸上で示したものが、図5に示すタイミングチャートである。
図5において、ジョブの投入によりA時点でCPU201が起動し、CPU201による各ユニットの起動指示がB時点で可能になるとする。CPU201にとっては起動順序を介さなければ、電源制御部206への起動指示(501)、すなわち印刷機構部103への起動指示(502)と、CPU温度計210への起動指示(503)、FAN125への起動指示(504)を並行して行うことができる。だが実際には、B時点で電源制御部206が印刷機構部103の起動を指示してから、印刷機構部103が起動を開始するC時点までは、印刷コントローラ110の起動による時間差が生じる。CPU温度計210やFAN125は起動指示からただちに起動できるのだが、B時点で同時に起動指示をしてしまうとC時点よりも先に起動してしまう(図5の破線部)。ゆえに、CPU201はC時点で印刷機構部103が起動を開始するのを待ち、印刷機構部103が起動開始したことをもって、CPU温度計210への起動指示(505)とFAN125への起動指示(506)を出す。
また、受信したジョブの「種類が「保存」ジョブであると判断した場合(S113のN)、図6に示す制御を開始する。
図6は、本実施形態を示す画像形成装置の制御方法を説明するフローチャートである。本例は、受信したジョブの種類が保存ジョブである場合における画像形成装置の各部の起動処理例である。なお、各ステップは、
まず、CPU201は図4に示したジョブテーブルの保存ジョブ行を参照して、稼働させるべきユニットと、それらユニット中で最大の騒音源となるユニットを判断する(S201)。
図4に示すテーブルによれば、保存ジョブで稼働させるべきユニットは、CPU温度計210とFAN125であり、最大の騒音源は発生音量差分が最大であるFAN125であるとわかる。
本例の場合のジョブの種類は保存ジョブであるため、CPU201はFAN125は当面は不要なユニットであると判断し(S203)、CPU温度計210に起動を指示した後(S205)、FAN125の起動より先行してジョブ処理を開始する(S207)。
CPU201は、CPU温度計210からCPU201の温度を獲得し(S209)、獲得したCPU201温度がしきい値よりも大きいと判断した場合(S211のY)、CPU201はFAN−SW208をONにしてFAN125を回転させる(S133)。
そして、CPU201がジョブを処理しつつ獲得したCPU201温度が、しきい値よりも小さいと判断した場合(S211のN)、CPU201はジョブが終了していなければジョブ処理を継続し(S215のN)、ジョブが終了していると判断した場合(S215のY)、起動処理を終了させる。
本実施の形態によれば、画像形成装置が省電力状態において受信したジョブの種類を判断し、ジョブの稼働に必要なユニットとそれらが発生させる音量を基に起動順序を決める。その際には、稼働時と非稼働時の発生音量差分の大きいユニットを先行して起動させる。その結果、発生音量差分の小さい他のユニットを後から起動させても、ヴェーバー・フェヒナーの法則により、人はそれらユニットの起動音に気付けない。
つまり、複数のユニットを起動させているにも関わらず、起動音は1回しか体感されないため体感音の回数低減が可能となる。
また、受信したジョブの種類が保存ジョブの場合、FAN125を最大の騒音源でありながら当面はジョブに不要な回路であるものとし、FAN125の起動よりジョブ処理開始タイミングを先行させる。
こうすることによって、CPU201の温度がしきい値よりも低い状態である限り、FAN125を回転させずにジョブ処理を行うことが出来る。つまり、極短時間で処理可能なジョブは、無音のままで処理することが出来るようになる。いずれも、保護回路としてCPU温度計210を並行して用いることによって、FAN125の回転開始を遅らせている間にCPU201が過熱してしまったりした場合であっても、必要な場合には例外的にFAN125を回転させ、冷却を行うことが出来る。
なお、印刷ジョブと保存ジョブを例として説明したが、FAXなど画像形成装置100が処理可能な他のジョブであっても適用できる。また、最大の騒音源が画像形成装置100が一般的に備える画像読み取り機構や給紙機構などであっても処理は変わらない。
なお、本実施形態では、図1に示した画像形成装置が備えるハードウエアの起動処理に本発明を適用する場合について説明した。
しかしながら、画像形成装置が備えるハードウエアは、起動処理で駆動音を発生するデバイスは機種特有のものであるため、種々の変形例が想定される。
したがって、本発明を適用な実施形態には、画像形成装置をスタンバイ状態に遷移させるために駆動させるデバイスの組み合わせには、種々の組み合わせが想定される。よって、画像形成装置100に対して、図示しない一般的な構成要素を付加しても本発明を適用できることは、当業者にとって自明である。
なお、印刷機構部103の駆動を開始してから、CPU201の温度上昇が開始して、所定時間経過前に規定のしきい値温度を超えることをCPU温度計210の値から判断した場合、FAN125を即時に回転する制御を上述した制御フローに組み込む構成としてもよい。また、その際、印刷機構部103の駆動開始時にCPU201の温度上昇が開始して、規定のしきい値温度を超えることをCPU温度計210の値から判断した場合、FAN125を即時に回転する制御を上述した制御フローに組み込む構成としてもよい。
さらに、印刷機構部103が発生する動作音よりも高い音量となる駆動部材、例えばFINを備える場合には、印刷機構部103と同時に駆動を開始するように制御する構成としてもよい。
また、ジョブが終了した場合、印刷機構部103が動作を終了刷る前に、FAN125の動作を停止させる制御を上述した制御フローに組み込む構成としてもよい。なお、その際、次に実行すべきジョブを既に受信している場合には、当該制御を実行しないように制御あい、FAN125は連続して回転させた状態を維持させる。
さらに、実行しているジョブの次に実行するジョブで駆動する部材については、先行するジョブを実行している間に動作確認のために対応する後続のジョブで使用する部材を駆動させるよう制御を上述した制御フローに組み込む構成としてもよい。
本発明の各工程は、ネットワーク又は各種記憶媒体を介して取得したソフトウエア(プログラム)をパソコン(コンピュータ)等の処理装置(CPU、プロセッサ)にて実行することでも実現できる。
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形(各実施形態の有機的な組合せを含む)が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。
100 画像形成装置
101 システムコントローラ
103 印刷機構部
110 印刷コントローラ

Claims (10)

  1. ジョブを受信して画像処理を行う際に、電源手段から電源が供給される冷却手段により冷却されるCPUが印刷手段を制御する画像形成装置であって、
    前記画像形成装置の電力状態を第1の電力状態よりも低い第2の電力状態に遷移させた後、前記第2の電力状態から第1の電力状態に復帰するジョブを受信手段が受信したことを検知する検知手段と、
    前記第2の電力状態から第1の電力状態に復帰する要因を検知した場合、前記電源手段から前記冷却手段に電源を供給する開始タイミングが遅くなるように調整する制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記制御手段は、受信したジョブの種類に応じて、前記電源手段から前記冷却手段に電源を供給する開始タイミングが遅くなるように調整することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  3. 前記受信手段が受信したジョブの種類が前記印刷手段を使用するジョブを検知した場合、前記制御手段は、前記冷却手段に電力供給を開始するタイミングが前記電源手段から前記印刷手段に電力を供給するタイミングよりも遅くなるように調整することを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。
  4. 前記CPUに供給される駆動信号により発生する温度を検知する温度検知手段を備え、
    前記検知手段が検知したジョブの種類が前記印刷手段を使用しないジョブである場合で、かつ、前記温度検知手段が検知する温度が所定のしきい値温度を超えている場合、前記制御手段は、前記電源手段から前記冷却手段に電力の供給を開始することを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。
  5. 前記検知手段が検知したジョブの種類が前記印刷手段を使用しないジョブであると判断した場合で、かつ、前記温度検知手段が検知する温度が所定のしきい値温度を超えていない場合、前記制御手段は、前記電源手段から前記冷却手段に電力の供給を行わないことを特徴とする請求項4記載の画像形成装置。
  6. 前記印刷手段が印刷可能とする際に発生する動作音量は、前記冷却手段の動作音量よりも高いことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  7. 画像を読み取る読取手段と、読み取る原稿を搬送する原稿搬送手段と、前記印刷手段にシートを給紙する給紙手段と、前記印刷手段により印刷されたシートに後処理を行う後処理手段と、前記印刷手段により印刷されたシートを前記後処理手段に搬送する搬送手段と、を備えることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  8. 前記印刷手段は、前記電源手段から供給される電力で駆動する感光体に形成される潜像を現像剤で現像する現像手段と、現像された画像をシートに転写する転写手段と、前記シートに転写された現像剤を定着する定着手段と、印刷コントローラとを備え、前記印刷手段の印刷開始前に、前記印刷コントローラが前記現像手段と、前記転写手段と、前記定着手段とを回転駆動することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  9. ジョブを受信して画像処理を行う際に、電源手段から電源が供給される冷却手段により冷却されるCPUが印刷手段を制御する画像形成装置の制御方法であって、
    前記画像形成装置の電力状態を第1の電力状態よりも低い第2の電力状態に遷移させる電源制御工程と、
    前記第2の電力状態から第1の電力状態に復帰するジョブを受信手段が受信することを検知する検知工程と、
    前記検知工程が前記第2の電力状態から第1の電力状態に復帰する要因を検知した場合、前記電源手段から前記冷却手段に電源を供給する開始タイミングが遅くなるように調整する制御工程と、
    を備えたことを特徴とする画像形成装置の制御方法。
  10. 請求項9に記載の画像形成装置の制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
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