JP2020075440A

JP2020075440A - 電源制御装置、画像形成装置、方法およびプログラム

Info

Publication number: JP2020075440A
Application number: JP2018211259A
Authority: JP
Inventors: 展也立川; Nobuya Tachikawa; 太介尾美; Tasuke Omi
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2018-11-09
Filing date: 2018-11-09
Publication date: 2020-05-21
Anticipated expiration: 2038-11-09
Also published as: JP7139899B2

Abstract

【課題】本発明は、復帰時間が早く、処理の実行を妨げない省電力モードを実現する電源制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明によれば、省電力モードを有する装置に電源を供給する電源制御装置であって、電源電圧を設定された電圧に変換して負荷に出力する１以上の電圧変換回路と、前記電圧変換回路の出力電圧を設定する制御手段とを含み、前記制御手段は、前記省電力モードにおいて、前記電圧変換回路の出力電圧を対応する負荷の規格電圧の下限値に設定することを特徴とする電源制御装置が提供される。【選択図】図１

Description

本発明は、電源制御装置、画像形成装置、方法およびプログラムに関する。

一般に、複合機、プリンターといった画像形成装置は、ＣＰＵ，ＳｏＣ、ＡＳＩＣ、ＭＣＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭといった多様なデバイスを搭載しており、各デバイスが異なる電源電圧を必要とする。

また、多くの画像形成装置は、待機モード、通常動作モード、省電力モードといった複数の消費電力モードを有している（例えば、特許文献１）。

従来、省電力モードにおいて消費電力を低減する方法として、デバイスの電源を選択的にＯＦＦする方法（ハイバネーション、ＳＴＲ：Suspend to RAM）や、デバイスの動作周波数を下げる方法が知られている。

しかし、上述した従来の方法では、省電力モードからの復帰時間が遅くなり、省電力モード中に実行できる処理が限定されるという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、復帰時間が早く、処理の実行を妨げない省電力モードを実現する電源制御装置を提供することを目的とする。

本発明者は、復帰時間が早く、処理の実行を妨げない省電力モードを実現する電源制御装置につき鋭意検討した結果、以下の構成に想到し、本発明に至ったのである。

すなわち、本発明によれば、省電力モードを有する装置に電源を供給する電源制御装置であって、電源電圧を設定された電圧に変換して負荷に出力する１以上の電圧変換回路と、前記電圧変換回路の出力電圧を設定する制御手段とを含み、前記制御手段は、前記省電力モードにおいて、前記電圧変換回路の出力電圧を対応する負荷の規格電圧の下限値に設定することを特徴とする電源制御装置が提供される。

上述したように、本発明によれば、復帰時間が早く、処理の実行を妨げない省電力モードを実現する電源制御装置が提供される。

本実施形態の電源制御装置の構成図。設定電圧管理テーブルを示す図。本実施形態の電源制御装置が実行する処理を示すフローチャート。規格電圧管理テーブルを示す図。本実施形態の電源制御装置が実行する処理を示すフローチャート。

以下、本発明を、実施形態をもって説明するが、本発明は後述する実施形態に限定されるものではない。なお、以下に参照する各図においては、共通する要素について同じ符号を用い、適宜、その説明を省略するものとする。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態である電源制御装置１００の構成を模式的に示す。本実施形態の電源制御装置１００は、消費電力モードとして、省電力モードを有する任意の装置に電源を供給するための装置である。ここでいう任意の装置としては、ＭＦＰ(Multi-Function Peripheral)に代表される画像形成装置を例示することができる。

図１に示すように、本実施形態の電源制御装置１００は、複数のＤＣ−ＤＣコンバータ２０と、ＣＰＵ１０と、後述する処理を実行するためのプログラムやデータなどを格納するＲＯＭ１２と、プログラムの実行空間を提供するＲＡＭ１４とを含んで構成されている。

ＣＰＵ１０は、電源制御装置１００全体の制御を行う制御手段である。ＣＰＵ１０は、ＲＯＭ１２に格納される所定のプログラを実行することにより、後述するＤＣ−ＤＣコンバータ２０の出力電圧を設定する処理を実行する。ここで、ＣＰＵ１０は、電源制御装置１００に固有の制御手段として観念することもできるし、電源制御装置１００が搭載される本体装置全体を制御する制御手段として観念することもできる。また、制御手段は、ＣＰＵに限定されず、ＳｏＣやＡＳＩＣであってもよい。

ＤＣ−ＤＣコンバータ２０は、フィードバック抵抗（分圧抵抗）を有し、出力電圧を外部から調整できるように構成された出力電圧可変式の電圧変換回路であり、直流電源３０の電圧を、ＣＰＵ１０が設定する所定の電圧に変換して、接続先の負荷に出力する。なお、ここでいう負荷とは、直流電圧の供給を受けて駆動する任意のデバイスを意味し、Ｓｏｃ、ＡＳＩＣ、ＭＣＵなどを例示することができる。

本実施形態では、ＣＰＵ１０が、アナログ出力ポートから出力電圧の設定値（以下、設定電圧という）を各ＤＣ−ＤＣコンバータ２０のフィードバック端子に出力することにより出力電圧が設定される。

ここで、図１に示す模式図では、ＤＣ−ＤＣコンバータ１が定格入力電圧５Ｖの負荷１に接続され、ＤＣ−ＤＣコンバータ２が定格入力電圧３．３Ｖの負荷２に接続され、ＤＣ−ＤＣコンバータ３が定格入力電圧１．８Ｖの負荷３に接続され、ＤＣ−ＤＣコンバータ４が定格入力電圧１．０５Ｖの負荷４に接続されている。なお、図１においては、単純化のため、ＣＰＵ１０、ＲＯＭ１２およびＲＡＭ１４のそれぞれに直流電圧を供給するＤＣ−ＤＣコンバータの図示を省略している。

本実施形態では、消費電力モードとして、５種類のモード（電源ＯＮモード、通常動作モード、待機モード、省エネモード、電源ＯＦＦモード）が用意されており、各ＤＣ−ＤＣコンバータ２０の設定電圧が消費電力モード毎に用意されている。５種類のモードのうち、待機モードおよび省エネモードは、負荷に定格入力電圧よりも低い電圧を供給することによって消費電力を抑制するモードであり、以下では、これらをまとめて、「省電力モード」という場合がある。

本実施形態では、各ＤＣ−ＤＣコンバータ２０の消費電力モード毎の設定電圧をまとめた３つのテーブルがＲＯＭ１２に格納されている。図２は、ＲＯＭ１２に格納される３つのテーブル（テーブル[１]、テーブル[２]、テーブル[３]）を示す。これら３つのテーブルは、ＣＰＵ１０が各ＤＣ−ＤＣコンバータ２０に設定電圧を設定する際に参照される。

図２（ａ）に示すテーブル[１]は、電源ＯＮモードおよび電源ＯＦＦモードの設定電圧として、接続先の負荷の定格入力電圧の値を格納し、通常動作モードの設定電圧として、接続先の負荷の定格入力電圧よりも０．１Ｖ高い値を格納する。この点は、図２（ｂ）に示すテーブル[２]、および、図２（ｃ）に示すテーブル[３]も同様である。

一方、図２（ａ）に示すテーブル[１]は、省エネモードの設定電圧として、接続先の負荷の規格電圧（すなわち、許容電圧）の下限値（４．６Ｖ、２．９Ｖ、１．６５Ｖ、０．９５Ｖ）を格納しているのに対し、図２（ｂ）に示すテーブル[２]は、省エネモードの設定電圧として、テーブル[１]のそれより若干高い値（４．７Ｖ、３．０Ｖ、１．７Ｖ、１Ｖ）を格納し、図２（ｃ）に示すテーブル[３]は、省エネモードの設定電圧として、テーブル[２]のそれより若干高い値（４．７５Ｖ、３．０５Ｖ、１．７５Ｖ、１．０２Ｖ）を格納する。

すなわち、３つのテーブル（テーブル[１]、テーブル[２]、テーブル[３]）に格納される省エネモードの設定電圧の値は、テーブルの番号（以下、テーブル番号という）が大きくなるにつれて、段階的に大きくなるようになっている。なお、以下では、便宜的に、３つのテーブルが用意される場合を例とって説明を行うが、テーブルの数は３つに限定されず、２以上の任意の数のテーブルを用意してもよい。

以上、本実施形態の電源制御装置１００の構成について説明してきたが、続いて、電源制御装置１００のＣＰＵ１０が実行する処理を図３に示すフローチャートに基づいて説明する。

主電源がＯＮされると、電源制御装置１００のＣＰＵ１０が処理を開始する。

ステップ１０１では、テーブル番号を表す[ｋ]を初期値[１]にセットする。

続くステップ１０２では、テーブル[ｋ]（この場合、テーブル[１]）に格納される現在の消費電力モード（この場合、電源ＯＮモード）に対応する設定電圧を各ＤＣ−ＤＣコンバータ２０に設定する。

その後、消費電力モードが他のモードに移行するまでの間（ステップ１０３、Ｎｏ）、動作異常の有無を監視する（ステップ１０４、Ｎｏ）。仮に、その間に消費電力モードが他のモードに移行した場合は（ステップ１０３、Ｙｅｓ）、処理はステップ１０２に戻る。なお、ＣＰＵ１０は、外部モジュールから入力される制御信号（例えば、操作パネルのボタン押下）やタイマーのタイムアウト信号などに基づいて消費電力モードの移行を検知することができる。

一方、消費電力モードが他のモードに移行する前に動作異常を検知した場合は（ステップ１０４、Ｙｅｓ）、続くステップ１０５で、[ｋ]の値を１増分し、続くステップ１０６で、増分後の[ｋ]の値がテーブル番号の最大値ｎ（この場合、ｎ＝３）を超えているか否かを判断する。

その結果、増分後の[ｋ]の値が最大値ｎを超えていない場合は、処理はステップ１０２に戻る。一方、増分後の[ｋ]の値が最大値ｎを超えている場合は、続くステップ１０７で、処理を強制終了する。

以上、説明したように、本実施形態では、省電力モードにおいて、デバイスの電源をＯＦＦにしたり、動作周波数を下げたりする代わりに、各ＤＣ−ＤＣコンバータ２０の出力電圧を、接続先の負荷の規格電圧の下限値を限度として、負荷の定格入力電圧よりも低い電圧値に設定することで消費電力を抑制する。そのため、省電力モードからの復帰時間が早く、省電力モード中に実行できる処理が限定されない。

加えて、本実施形態では、省エネモードへの移行に伴って、使用するデバイスのばらつきや環境に起因する動作異常が発生した場合には、動作異常が解消するまで、各ＤＣ−ＤＣコンバータ２０の出力電圧が段階的により高い電圧値に設定し直されるので、正常動作が保証される。

加えて、本実施形態では、通常動作モードにおいて、各ＤＣ−ＤＣコンバータ２０の出力電圧を、接続先の負荷の規格電圧の上限値を限度として、負荷の定格入力電圧よりも高い電圧値に設定する。一般に、通常動作モードでは、駆動するデバイスの数が増えるため負荷電流が増加し、これに伴って電源電圧の降下が発生することが知られているが、本実施形態によれば、定格入力電圧よりも若干高い電圧値が設定されるので、デバイスの安定動作が保証される。

以上、本発明の第１実施形態を説明してきたが、続いて、本発明の第２実施形態を説明する。なお、以下では、第１実施形態の内容と共通する部分の説明を省略し、専ら、第１実施形態との相違点のみを説明するものとする。

（第２実施形態）
第２実施形態は、各ＤＣ−ＤＣコンバータ２０の接続先の負荷の規格電圧（許容電圧）の下限値と上限値をまとめた規格電圧管理テーブルがＲＯＭ１２に格納され、ＣＰＵ１０が当該テーブルに基づいて出力電圧を設定する点において第１実施形態と異なる。

図４は、本実施形態においてＲＯＭ１２に格納される規格電圧管理テーブルを示す。図４に示すように、規格電圧管理テーブルは、ＤＣ−ＤＣコンバータ１に対応付けて、その接続先である負荷１の規格電圧の下限値[４．６Ｖ]と上限値[５．３Ｖ]を格納し、ＤＣ−ＤＣコンバータ２に対応付けて、その接続先である負荷２の規格電圧の下限値[２．９Ｖ]と上限値[３．６Ｖ]を格納し、ＤＣ−ＤＣコンバータ３に対応付けて、その接続先である負荷３の規格電圧の下限値[１．６５Ｖ]と上限値[２．１Ｖ]を格納し、ＤＣ−ＤＣコンバータ４に対応付けて、その接続先である負荷４の規格電圧の下限値[０．９５Ｖ]と上限値[１．２５Ｖ]を格納する。

以下、第２実施形態において、電源制御装置１００のＣＰＵ１０が実行する処理を図５に示すフローチャートに基づいて説明する。

主電源がＯＮされると、電源制御装置１００のＣＰＵ１０が処理を開始する

ステップ２０１では、省エネモードへの移行を監視し（ステップ２０１、Ｎｏ）。消費電力モードが省エネモードへ移行した場合は（ステップ２０１、Ｙｅｓ）、続くステップ２０２で、前回の設定電圧Ｖ_ＳがＲＯＭ１２に保存されているか否かを判断する。

前回の設定電圧Ｖ_Ｓが保存されていない場合は（ステップ２０２、Ｎｏ）、処理はステップ２０３に進み、各ＤＣ−ＤＣコンバータ２０に、規格電圧管理テーブルに格納された負荷の規格電圧の下限値Ｖ_Ｌを設定する。

その後、省エネモードから他の消費電力モードに移行するまでの間（ステップ２０４、Ｎｏ）、動作異常の有無を監視する（ステップ２０５、Ｎｏ）。その結果、省エネモード中に動作異常を検知した場合は（ステップ２０５、Ｙｅｓ）、続くステップ２０６で、各ＤＣ−ＤＣコンバータ２０に設定されている現在の設定電圧Ｖ_Ｓの値を０．１Ｖ増分する。その後、続くステップ２０７で、増分後の設定電圧Ｖ_Ｓの値が、規格電圧管理テーブルから読み出した、対応する負荷の規格電圧の上限値Ｖ_Ｈを超えているか否かを判断する。

その結果、増分後の設定電圧Ｖ_Ｓの値が上限値Ｖ_Ｈを超えていない場合は、処理はステップ２０９に進み、各ＤＣ−ＤＣコンバータ２０に、増分後の設定電圧Ｖ_Ｓを設定する。その後、処理はステップ２０４に戻り、省エネモードから他の消費電力モードに移行するまでの間（ステップ２０４、Ｎｏ）、動作異常の有無を監視する（ステップ２０５、Ｎｏ）。

動作異常の有無を監視する間に、省エネモードから他の消費電力モードに移行した場合は（ステップ２０４、Ｙｅｓ）、続くステップ２１０で、各ＤＣ−ＤＣコンバータ２０に設定されている現在の設定電圧Ｖ_ＳをＲＯＭ１２に保存して、処理はステップ２０１に戻る。

続くステップ２０１では、再び、省エネモードへの移行を監視し（ステップ２０１、Ｎｏ）、消費電力モードが省エネモードへ移行した場合は（ステップ２０１、Ｙｅｓ）、続くステップ２０２で、前回の設定電圧Ｖ_ＳがＲＯＭ１２に保存されているか否かを判断する。この時点では、前回の設定電圧Ｖ_ＳがＲＯＭ１２に保存されているので（ステップ２０２、Ｙｅｓ）、処理は、ステップ２１１に進み、各ＤＣ−ＤＣコンバータ２０に前回の設定電圧Ｖ_Ｓを設定する。

一方、ステップ２０７の判断において、増分後の設定電圧Ｖ_Ｓの値が上限値Ｖ_Ｈを超えていた場合は、ステップ２０８に進み、処理を強制終了する。

以上、説明したように、本実施形態によれば、省エネモードへの移行に伴って動作異常が発生した場合に、各ＤＣ−ＤＣコンバータ２０の出力電圧が０．１Ｖ刻みで段階的により高い電圧値に設定し直されるので、正常動作を保証する最小電圧の探索が可能になり、結果として、消費電力効果が最大化される。

また、本実施形態によれば、前回の省エネモードで設定した設定電圧Ｖ_Ｓを次回の省エネモードで使用することができるので、省エネモード移行時の動作異常を未然に防止することが可能になる。

以上、本発明について実施形態をもって説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、当業者が推考しうる実施態様の範囲内において、本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

１０…ＣＰＵ
１２…ＲＯＭ
１４…ＲＡＭ
２０…ＤＣ−ＤＣコンバータ
３０…直流電源
１００…電源制御装置

特開２０１２−１１４９７３号公報

Claims

省電力モードを有する装置に電源を供給する電源制御装置であって、
電源電圧を設定された電圧に変換して負荷に出力する１以上の電圧変換回路と、
前記電圧変換回路の出力電圧を設定する制御手段と
を含み、
前記制御手段は、
前記省電力モードにおいて、前記電圧変換回路の出力電圧を対応する負荷の規格電圧の下限値に設定することを特徴とする電源制御装置。
前記制御手段は、
前記省電力モードにおいて、前記電圧変換回路の出力電圧を前記下限値を設定した後に動作異常を検知した場合に、該動作異常が解消するまで、該出力電圧を段階的により高い値に設定し直すことを特徴とする、
請求項１に記載の電源制御装置。
前記制御手段は、
前記動作異常が解消するまで、前記出力電圧を０．１Ｖ刻みでより高い値に設定し直すことを特徴とする、
請求項２に記載の電源制御装置。
前記制御手段は、
省電力モードから移行するときに、前記電圧変換回路に設定された出力電圧の設定値を保存し、次に省電力モードに移行したときに、該電圧変換回路の出力電圧として、前回に保存した設定値を設定することを特徴とする、
請求項２または３に記載の電源制御装置。
請求項１〜４のいずれか一項に記載の電源制御装置を搭載する画像形成装置。
電源電圧を設定された電圧に変換して負荷に出力する１以上の電圧変換回路を備える電源制御装置が実行する方法であって、
省電力モードにおいて、前記電圧変換回路の出力電圧を対応する負荷の規格電圧の下限値に設定することを特徴とする方法。
電源電圧を設定された電圧に変換して負荷に出力する１以上の電圧変換回路を備える電源制御装置を制御するコンピュータに、
省電力モードにおいて、前記電圧変換回路の出力電圧を対応する負荷の規格電圧の下限値に設定するステップを実行させるためのプログラム。