JP2006072257A

JP2006072257A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2006072257A
Application number: JP2004258874A
Authority: JP
Inventors: Koji Yano; 耕司矢野
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2004-09-06
Filing date: 2004-09-06
Publication date: 2006-03-16

Abstract

【課題】待機状態で装置各部への電力供給を停止して省エネ状態になる画像形成装置において使用者の利便性を向上させると共に省エネルギー性能の向上、機器のコストアップ抑制を実現する。
【解決手段】操作部７のプッシュスイッチ１３〜１５が接続される電源ラインにコンデンサ１９を接続し、直流電源ユニット１２からダイオード２０を介して電流を供給する。ＣＰＵ９はＩ／Ｏポート５により電源ラインの電位を検出する。通常動作時及び低消費電力モード移行時にはコンデンサは充電され電源ラインはハイレベルである。低消費電力モード移行時、任意のスイッチを押すと、コンデンサは放電され電源ラインはローレベルに変化する。ＣＰＵ９はこの変化を検出し、直流電源ユニットに出力制御信号をアサートして各制御板に電力が供給され、低消費電力モードから画像形成モードへ移行する。
【選択図】図２

Description

本発明は、待機状態において装置各部への電力供給を停止して省エネ状態に移行する画像形成装置に関するものである。

近年、社会的に画像形成機器についても待機時の消費電力の低減など、省エネルギー性能の向上を求められており、公的規制等による基準値の明確化などが行われている。従来の画像形成装置では待機時においても定着装置を過熱し、機器内部の全ての制御板を通電状態に保ち、画像形成要求が入力された場合、即座に画像形成動作に移行できる構成が取られていたが、近年の画像形成装置においては待機時の消費電力を低減させるため、待機状態では定着装置を停止させ、消費電力を著しく低減させている。またさらに消費電力を低減させる方法として、待機時、機器内部の一部の制御板についてのみ電力供給を行い、画像形成コマンドを受け付ける制御板以外は電力供給を停止し、制御板の消費電力を低減させることでシステム全体の消費電力を低減させる方式が取られている。

このような低消費電力モードにおいては、画像形成動作への復帰条件としていくつかの要因が割り当てられており、ネットワーク経由による画像形成コマンドの入力のほかに、操作部からのユーザによるスイッチの押し下げや、原稿を押さえる圧板の開閉などを検出して、低消費電力モードから通常動作モードに復帰する必要がある。これらの復帰要因を監視するため、個別の復帰要因センサを低消費電力時も活電状態とし、使用者による起動要因入力を検出する方法などが既存の技術として存在する（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−６１０２７号公報

上記特許文献１のように復帰要因ごとにセンサなどを設け、出力信号を一括してひとつの制御板で監視し、それ以外の制御板への電力供給を停止することで制御板の消費電力を低減することは可能となるが、低電力モード時に活電状態となっているセンサの数が限られるため、復帰要因の数が限定されてしまい、使用者の利便性が低下するという問題点がある。また使用者の利便性を向上させるために復帰要因を増やし、活電状態とするセンサ数を増加させた場合、そのセンサによる消費電力が増大し、低消費電力モード時の消費電力が大きくなるという問題が発生する。また上記例の方式では機器内部に低消費電力時、通電を継続する電源系統と遮断される電源系統の二通りの電源系が存在することになり、制御板の大型化や電力供給ハーネス数の増大、また直流電源装置の規模が大きくなるなど、多くのコストアップ要因が発生する可能性を含んでいる。
従って、本発明は上記の問題を解決し、使用者の利便性を向上させると共に省エネルギー性能の向上、機器のコストアップ抑制を実現することを課題とする。

請求項１の発明による画像形成装置は、待機時状態において電源装置から制御板への電力供給を停止して低消費電力モードとする画像形成装置において、複数の操作スイッチの各一端が共通に接続され、かつ前記電源装置から電力が供給される容量性部品と、前記各操作スイッチの操作に応じて変化する前記容量性部品の電位を検出する検出手段と、前記検出された電位に応じて前記低消費電力モードを解除するか否かを制御する制御手段とを設けたことを特徴とするものである。

請求項２の発明による画像形成装置は、請求項１において、前記検出手段は、前記容量性部品の電位をアナログレベルで監視することを特徴とするものである。
請求項３の発明による画像形成装置は、請求項１又は２において、前記待機状態において前記容量性部品の電位が基準値以下になったとき、前記容量性部品を充電する充電手段を設けたことを特徴とするものである。

請求項４の発明による画像形成装置は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、前記容量性部品には複数の操作スイッチが接続され、前記検出手段は、各操作スイッチの操作による前記容量性部品の電位の変化を個別に検出し、前記制御手段は、ある操作スイッチが操作されて電位変化があったとき、前記低消費電力モードを解除してその操作スイッチに対応する動作モードに移行させることを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、低消費電力モードからの復帰要因を検出するための電源としてコンデンサ等容量性部品を用い、起動要因を検出する操作スイッチを全て前記容量性部品に接続し、容量性部品の電位を監視することにより、全ての制御板に電力を供給していない低消費電力モードにおいて、使用者が操作スイッチを操作したことによる容量性部品の電位を検出することにより、低消費電力モードを解除するか否かを制御するので、使用者の利便性を向上させると共に省エネルギー性能の向上、機器のコストアップ抑制を実現することができる。

請求項２の発明によれば、容量性部品の電位をアナログレベルで監視することにより、起動要因が入力されたのか、それとも経時放電によるローレベルなのかを認識可能とし、システムの誤動作を防止し、画像形成装置の低消費電力化を実現することができる。

請求項３の発明によれば、容量性部品の電位が基準値以下になった場合、容量性部品への再充電を行うことにより、低消費電力モードに移行後、長時間が経過した場合でも再充電モードを実行することで常に起動要因の入力を監視することができ、使用者の利便性の向上と、画像形成装置の低消費電力化を両立させることができる。

請求項４の発明によれば、容量性部品の電圧変動より、どの復帰要因が入力されたかを判断可能となり、複数の動作モードを持つ画像形成装置においても、低消費電力モードから復帰する際、どの動作モードへ移行するかを判断でき、使用者の利便性を向上させることができる。

以下、第１の実施の形態を図面と共に説明する。
本実施の形態による画像形成装置においては、低消費電力モードからの復帰要因を検出するための回路の電源にコンデンサを用いることを特徴とする。操作部のいずれのスイッチおよび復帰要因を検出するスイッチを全て前記コンデンサに接続し、コンデンサの電位を活電状態にある制御板にて監視することで、全ての制御板に電力を供給していない低消費電力モードにおいても、使用者がボタンを押し下げたことを検出することを可能とする。また起動要因を検出するための消費電力を低減し、かつ機器内部の電源系統を単純化することを可能とし、使用者の利便性を向上させると共に省エネルギー性能の向上、機器のコストアップ抑制を実現する。

図１、図２は本実施の形態による画像形成装置の復帰要因に関わる部分の構成を示すブロック図及び回路図である。
本画像形成装置は、原稿を読み取り、その原稿を複写するコピー機能、ネットワークから画像形成コマンド及び画像データを入力し、プリント画像を出力するプリント機能を有し、画像データを取り扱う画像処理部と、画像形成装置全体の動作制御を行うシーケンス制御部との二つの機能に大別される制御系を内蔵する。

図１において、読取制御板１は、原稿を読み取る画像読取制御板から構成され、モータを有する光学走査装置２やＣＣＤ３の制御、アナログ−デジタル変換４などの処理を担当する。ネットワークから入力された画像データは画像処理制御板５により画像データの展開等の処理が行われる。またこれらの画像データを受け、レーザダイオードの点灯制御を行うことで感光体上に静電潜像を形成する書き込み制御板６により、転写紙上に可視画像が形成される。また操作部７からのコマンド入力、ネットワーク通信機能の実現、転写紙や作像プロセスの動作制御を行うシーケンス制御板８には、動作制御用のＣＰＵ９やプログラム格納用のＲＯＭ１０、ＲＡＭ１１などが実装されている。読取制御板１、画像処理制御板５及び書き込み板６が画像処理部である。

低消費電力モード時においてもシーケンス制御板８には通電が行われ、操作部７からのコマンド入力やネットワークからのコマンド入力の監視を行う。これに対し、読取制御板１、画像制御板５、書き込み制御板６の各制御板は、低電力モード時には通電が遮断され、システムとしての消費電力を低減させるモードに入る。各制御板１，５，６への電力は直流電源ユニット１２から供給されるが、直流電源ユニット１２には、ＣＰＵ９のＩ／Ｏポート４（図２参照）から出力される出力制御信号が入力され、その出力制御信号によって各制御板１，５，６への電力供給が制御される。

低電力モードからの復帰要因としては複数の種類が設定可能であるが、本実施の形態では操作部７の任意のスイッチを復帰要因として説明する。操作部７にはプッシュスイッチ１３〜１５が実装されており、通常動作時は各々、固有の機能が割り当てられ、使用者によるコマンド入力口として使用される。図２に示すように、各プッシュスイッチ１３〜１５は、プルアップ抵抗１６〜１８及びダイオード２０を介して直流電源ユニット１２の操作部電源に接続されている。また、スイッチ各々からシーケンス制御板８上のＣＰＵ９のＩ／Ｏポート１，２，３にハードウェア信号線が接続されている。使用者によりプッシュスイッチが押されることにより、信号線はグランドレベルに変化し、そのローレベルをＩ／Ｏポート１，２，３が検出することにより、使用者の意図するコマンドがシーケンス制御板８に認識される。

各スイッチ１３〜１５を低消費電力モードからの復帰要因として使用するために、プッシュスイッチ１３〜１５が接続される電源ラインにはコンデンサ１９が接続されている。このコンデンサ１９に対して上記操作部電源からダイオード２０を介して電流を供給し、電源遮断時にコンデンサ１９から操作部電源に向かって電流がリークしないように、ダイオード２０が操作部電源とコンデンサ１９間に設けられている。この電源ラインも起動要因信号を伝達するためのハードウェア信号線としてＣＰＵ９のＩ／Ｏポート５に接続されており、CPU９は電源ラインの電位を検出可能である。

通常動作時、コンデンサ１９には電荷が蓄積され、起動要因信号はハイレベルに保持される。低消費電力モード移行時には、操作部７に供給される操作部電源は遮断されるが、コンデンサ１９はダイオード２０とプッシュスイッチ１３〜１５によって絶縁されているため、起動要因信号はハイレベルに保持される。この状態において、使用者が操作部７の任意のスイッチを押した場合、コンデンサ１９の電荷はプルアップ抵抗１６〜１８の何れかと押されたプッシュスイッチを経由してグランドに放電され、起動要因信号はローレベルに変化する。シーケンス制御板８上のＣＰＵ９はこの変化を検出し、直流電源ユニット１２に対してＩ／Ｏポート4の出力論理を反転させることで出力制御信号をアサートし、画像形成装置全体の各制御板に電力が供給され、このとき低消費電力モードが解除されて画像形成モードへ移行する。

本実施の形態によれば、コンデンサ１９を操作部７の電源ラインに接続し、その電位をシーケンス制御板８で監視することにより、低消費電力モードで操作部７への電力供給が停止した状態でも、使用者による操作部７のスイッチ操作を検出可能とし、機器の低消費電力化と使用者の利便性を両立させることができる。なお、本実施の形態においては、コンデンサ１９を構成要因としているが、電荷を蓄積可能な容量性の部品全てによって同様の構成が実現可能である。

次に、第２の実施の形態を説明する。
第１の実施の形態による画像形成装置においては、起動要因を検出するための電位をコンデンサ１９により保持することにより、各制御板への電力供給を停止した状態でも起動要因の受付を可能とした。しかし低消費電力モードに移行するとコンデンサ１９への電荷供給は停止し、蓄積された電荷は漏れ電流等により減少するため、電圧レベルも徐々に低下する。ＣＰＵ９の検出用ポートに通常のＩ／Ｏポートを使用した場合、起動要因信号の電位がＣＰＵ内部ロジックがハイレベルを検出する最低電圧値Vin_minを下回ってしまうと、検出結果が不定となってしまい、起動要因を検出することができなくなる。また、起動要因信号の電位がＣＰＵ内部ロジックがローレベルを検出する最高電圧値Vin_max以下になると、操作部７のスイッチが押されていない状態でも、ＣＰＵ９はローレベルを検出してしまうため、システムを誤起動してしまうという問題が発生する。

本実施の形態による画像形成装置は上記の問題を解決するもので、起動要因の検出を入力信号のアナログレベルを検出可能なポートで監視することを特徴とする。この構成により、コンデンサ１９の電荷の変化量を検出することが可能となり、起動要因が入力されたのか、それとも経時放電によるローレベルなのかを認識可能とし、システムの誤動作を防止することを目的とする。

図３は本実施の形態による復帰要因に関わる部分の構成を示すもので、図１、図２と対応する部分には同一番号を付して重複する説明は省略する。なお、図３は後述する第３の実施の形態においても用いられる。
本実施の形態においては、第１の実施の形態による図２の構成において、操作部７からの起動要因信号をシーケンス制御板８のＣＰＵ９のＡＤコンバータへ入力することを特徴とする。第１の実施の形態のようにＩ／Ｏポートで電位を監視した場合、そのポート固有の閾値によりスイッチ１３〜１５のオン、オフを監視することになる。このため、起動要因信号の電位VinがＩ／Ｏポートのハイレベル検出電圧下限値Vin_min以上の場合のみ、信号を検出可能となり、低消費電力モード以降後、Vin_minに電位が低下するまでの時間帯しか正常な監視を行うことができない。本実施の形態では、ＡＤコンバータを入力ポートに使用することにより、Vin_minなどの閾値に制約を受けることなく、起動要因信号がより低電位まで低下してしまった場合でも操作部７のスイッチ１３〜１５への入力状態を監視することが可能となる。

図５は本実施の形態によるＣＰＵ９の処理を示すフローチャートである。
ＣＰＵ９はＡＤコンバータの出力値Vinを読み込み（Ｓ１）、低消費電力モードに移行し（Ｓ２）、Vinを保存する（Ｓ３）。次に、ＣＰＵ９はＡＤコンバータにより定期的に起動要因信号の電位を監視し、その入力電圧Vinを記録する（Ｓ４、Ｓ５）。Vinを測定後、前回の測定記録と比較し（Ｓ６）、その差分が基準値以上であれば（Ｓ７、Ｙｅｓ）、起動要因信号がアサートされたと判断し、出力制御信号をアサートして（Ｓ８）画像形成装置を低消費電力モードから通常動作モードへ移行させ（Ｓ９）、画像形成動作可能な状態に復帰させる。また、Vinの値が前回の測定値と比較し、一定値以下であれば（Ｓ７、Ｎｏ）、自然放電による電圧低下と判断し、保存されたVinの値を更新する（Ｓ３）と共に、引き続き低消費電力モードを継続する。

本実施の形態によれば、ＣＰＵ９は起動要因信号の電圧レベルによる制約を低減し、起動要因信号をより高精度に監視することを可能とし、使用者の利便性と機器の消費電力を低減することが可能となる。

次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。
第２の実施の形態による画像形成装置においては、起動時の要因検出をアナログレベルで検出し、起動要因の入力か自然放電によるローレベルの入力かを判別することでシステムの誤動作を抑制するが、漏れ電流等によりコンデンサ１９が電位を放出後は、操作部７へのキー入力を検出することができなくなり、低消費電力モードから復帰することができなくなる。

本実施の形態による画像形成装置は上記の問題を解決するもので、起動要因検出ポートへの入力信号レベルが一定値以下になった場合、コンデンサ１９への再充電を行うモードを有することを特徴とする。これによって、低消費電力モードに移行後、長時間が経過した場合でも再充電モードを実行することにより、常に起動要因の入力を監視することを可能とし、使用者の利便性を向上させることができる。

図３は本実施の形態による復帰要因に関わる部分の構成を示すものである。
第２の実施の形態においては、起動要因信号をＡＤコンバータで監視することでより低電位の状態でも起動要因を監視することを実現している。しかしＡＤコンバータを使用した場合でもコンデンサ１９が完全に放電しきった場合は、起動要因スイッチ１３〜１５の状態を監視することはできなくなる。また電位が著しく低下した状態では、待ち受け状態と操作部７のスイッチを押された場合との電位差が小さくなり、ノイズ等による誤検出が発生する可能性もある。

図６は本実施の形態によるＣＰＵ９の処理を示すフローチャートである。
ＣＰＵ９はＡＤコンバータの出力値Vinを読み込み（Ｓ１１）、低消費電力モードに移行する（Ｓ１２）。次に、ＣＰＵ９はＡＤコンバータにより定期的に起動要因信号の電位を監視し、その入力電圧Vinを読み込む（Ｓ１３、Ｓ１４）。Vinを測定後、基準値と比較し（Ｓ１５）、Vinが基準値を下回った場合（Ｓ１５、Ｙｅｓ）は、出力制御信号をアサートして（Ｓ１６）、いったん通常動作状態にシステムを遷移させる（Ｓ１７）。これにより操作部７に対しても電力が供給され、コンデンサ１９に電荷が蓄積されるため、起動要因信号の電位は電源電圧Vccまで上昇する。起動要因信号の電位の入力電圧であるVinを読み込み（Ｓ１８）Vinが基準値を上回ると（Ｓ１９、Ｙｅｓ）、シーケンス制御板８は再び直流電源ユニット１２に対する出力制御信号をネゲートし（Ｓ２０）、低消費電力モードへ移行する。

本実施の形態によれば、画像形成コマンドが長時間入力されない場合でも、待ち受け状態における起動要因信号の電位を一定値以上に保つことが可能となり、起動要因の誤検知や検出漏れを防止することができる。

次に、本発明の第４の実施の形態を説明する。
第１の実施の形態による画像形成装置においては、低電力モード時、より少ない消費電力で起動要因の監視が可能であるが、起動要因全てを同時に監視するため、どの起動要因が入力されたかを判断することは困難であった。このため低電力モードから復帰後、複数の動作モードに移行する可能性のある画像形成装置においては、どの動作モードへ復帰するかを判断することが困難という問題が発生する。画像形成装置に複数の機能が組み込まれていて、一例として画像読取機能を使い、スキャナ機器として画像形成装置を立ち上げる場合、画像形成装置の定着装置や作像プロセスについては、初期化動作を実行する必要性は無い。しかし操作部７のどのスイッチが押されたか不明な場合、全ての機能を実現可能な最大構成を初期化する必要があり、システムの起動時間の増大と初期化動作に要する電力消費が発生する。

本実施の形態による画像形成装置は上記の問題を解決するもので、起動要因をアナログ量で監視し、起動要因入力時の電圧変動より、どの復帰要因が入力されたかを判断可能であることを特徴とする。これによって複数の動作モードを持つ画像形成装置においても、低電力モードから復帰する際、どの動作モードへ移行するかを判断可能とし、使用者の利便性を向上させることを目的とする。

図４は本実施の形態による復帰要因に関わる部分の構成を示すもので、図１、図２、図３と対応する部分には同一番号を付して重複する説明は省略する。
本実施の形態による画像形成装置においては、起動要因信号の電圧源となるコンデンサ１９と操作部７のスイッチ１３〜１５、シーケンス制御板８のＣＰＵ９の入力ポート間にそれぞれ抵抗成分を持つ部品２１，２２を備えることを特徴とする。

一例としてスイッチ１３が押された場合は、ＣＰＵ９のＡＤコンバータに入力される電位はグランドレベルとなる。またスイッチ１４が押された場合は、ＡＤコンバータへの入力電圧Vinはコンデンサ１９の電位をVoとすると、
Vin＝R2÷（R4＋R2）×Vo
と規定される。これはＡＤコンバータの入力インピーダンスが高く、Vinがほぼ抵抗の分圧のみによって決定されるためである。またスイッチ１５が押された場合は、
Vin＝R3÷（R4＋R5＋R3）×Vo
となる。待ち受け状態時は、Vin＝Voであり、このデータを逐次更新し、電位測定時に前回の測定結果と比較することにより、どのスイッチが押されたかを一意に判断することが可能となる。

図７は本実施の形態によるＣＰＵ９の処理を示すフローチャートである。
ＣＰＵ９はＡＤコンバータの出力値Vinを読み込み（Ｓ３１）、低消費電力モードに移行し（Ｓ３２）、Vinを保存する（Ｓ３３）。次に、ＣＰＵ９はＡＤコンバータにより定期的に起動要因信号の電位を監視し、その入力電圧Vinを記録する（Ｓ３４、Ｓ３５）。Vinを測定後、前回の測定記録と比較し（Ｓ３６）、その差分が基準値１より上であれば（Ｓ３７、Ｙｅｓ）、スイッチ１３が押されたと判断し（Ｓ３８）、出力制御信号をアサートして（Ｓ３９）、画像形成装置を低消費電力モードからコピーモードへ移行させる（Ｓ４０）。また、上記差分が基準値１以下であれば（Ｓ３７、Ｎｏ）、上記差分を基準値２比較し（Ｓ４１）、差分が基準値２より上（Ｓ４１、Ｙｅｓ）であれば、スイッチ１４が押されたと判断し（Ｓ４２）、出力制御信号をアサートして（Ｓ４３）、画像形成装置を低消費電力モードからプリンタモードへ移行させる（Ｓ４４）。さらに、上記差分が基準値２以下であれば（Ｓ４１、Ｎｏ）、上記差分を基準値３比較し（Ｓ４５）、差分が基準値３より上（Ｓ４５、ＹＥＳ）であれば、スイッチ１５が押されたと判断し（Ｓ４６）、出力制御信号をアサートして（Ｓ４７）、画像形成装置を低消費電力モードからスキャナモードへ移行させる（Ｓ４８）。上記差分が基準３以下であれば（Ｓ４５、ＮＯ）、そのまま低消費電力モードを維持する。

本実施の形態によれば、複数の動作モードを持つ画像形成装置において、使用者により機能固有のキーを押された場合でも、どの機能スイッチが押されたかを検出可能となり、それに対応した動作モード並行することでシステムの初期化時間とそれに要する電力を最低限に抑制することが可能となる。

本発明の実施の形態による画像形成装置の復帰要因に関する部分の構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施の形態による画像形成装置の復帰要因に関わる部分の構成を示す回路図である。本発明の第２、第３の実施の形態による画像形成装置の復帰要因に関わる部分の構成を示す回路図である。本発明の第４の実施の形態による画像形成装置の復帰要因に関わる部分の構成を示す回路図である。第２の実施の形態による動作を示すフローチャートである。第３の実施の形態による動作を示すフローチャートである。第４の実施の形態による動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１読取制御板
５画像制御板
６書き込み制御板
７操作部
８シーケンス制御板
９ＣＰＵ
１２直流電源ユニット
１３，１４，１５プッシュスイッチ
１９コンデンサ

Claims

待機時状態において電源装置から制御板への電力供給を停止して低消費電力モードとする画像形成装置において、
複数の操作スイッチの各一端が共通に接続され、かつ前記電源装置から電力が供給される容量性部品と、
前記各操作スイッチの操作に応じて変化する前記容量性部品の電位を検出する検出手段と、
前記検出された電位に応じて前記低消費電力モードを解除するか否かを制御する制御手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
前記検出手段は、前記容量性部品の電位をアナログレベルで監視することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記待機状態において前記容量性部品の電位が基準値以下になったとき、前記容量性部品を充電する充電手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
前記検出手段は、各操作スイッチの操作による前記容量性部品の電位の変化を個別に検出し、前記制御手段は、ある操作スイッチが操作されて電位変化があったとき、前記低消費電力モードを解除してその操作スイッチに対応する動作モードに移行させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。