JP2005278264A - Backup power supply unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バックアップ電源装置に関する。 The present invention relates to a backup power supply device.
従来、画像形成装置における各種マシンの設定情報、IOTに搭載され感光体、現像器、トナーカートリッジなどの消耗品の使用量に基づくデータを記憶するデータ保持装置に関して、データ格納に例えばSRAM(Static Random Access Memory)等の揮発性メモリを用いている。この揮発性メモリでは、常時電源を供給し続けなければ記憶内容を保持することができないため、バッテリー(電池)等のバックアップ電源を接続し、主電源がオフの場合でもバックアップ電源によりメモリに電源を供給して記憶内容を保持できるようにするのが一般的である。 2. Description of the Related Art Conventionally, a data holding device that stores data based on setting information of various machines in an image forming apparatus, and usage amounts of consumables mounted on an IOT, such as a photoreceptor, a developing device, and a toner cartridge. Volatile memory such as Access Memory) is used. With this volatile memory, the stored contents cannot be retained unless power is constantly supplied, so a backup power source such as a battery (battery) is connected and the memory is powered by the backup power source even when the main power is off. In general, the stored contents can be held.
図1は、このような従来のバックアップ電源装置を説明するための図である。図1に示すように、バックアップ電源装置1は、メモリ基板2を備える。このメモリ基板2には、SRAM3、バッテリー4等が搭載されている。バッテリー4のプラス端子は、抵抗5、ダイオード6、抵抗7、フィルタ10を介してSRAM3の電源入力端子に接続されており、バッテリー4のマイナス端子は接地されている。また、主電源M/Cは、抵抗9、ダイオード8、抵抗7、フィルタ10を介してSRAM3のプラス端子に接続されている。
FIG. 1 is a diagram for explaining such a conventional backup power supply apparatus. As shown in FIG. 1, the backup power supply device 1 includes a memory substrate 2. On the memory substrate 2, an SRAM 3, a battery 4, and the like are mounted. The positive terminal of the battery 4 is connected to the power input terminal of the SRAM 3 via the
この構成において、マシンの電源をONすると、例えば主電源の電圧VCC=5(V)、ダイオード8による電圧降下VF1=0.7(V)の場合、SRAM3の電源端子電圧VA=VCC−VF1=5−0.7=4.3(V)となる。ここで、バッテリー4の電位VBAT=3(V)とすると、VA>VBATとなるのでダイオード6は遮断状態となる。この結果、バッテリー4から電力は供給されず、マシン電源からSRAM3の電源端子に電力が供給される。
In this configuration, when the power supply of the machine is turned on, for example, when the main power supply voltage V CC = 5 (V) and the voltage drop V F1 = 0.7 (V) due to the
これに対し、マシンの電源をOFFにすると、バッテリー4の電位VBAT=3(V)、ダイオード6による電圧降下VF=0.7(V)となるため、VA=VBAT−VF2=3−0.7=2.3(V)となり、VA>VCCとなるので、ダイオード8は遮断状態となる。この結果、マシンの主電源M/CVccから電力は供給されず、バッテリー4からSRAM3に電力が供給される。即ち、マシン電源が切断された時は、バッテリー4から電力が供給され、SRAM3内のデータは保持されることになる。また、他のバックアップ電源装置として以下のようなものが提案されている。
On the other hand, when the power supply of the machine is turned off, the potential V BAT of the battery 4 is 3 (V) and the voltage drop V F = 0.7 (V) due to the diode 6, so that V A = V BAT −V F2 = 3-0.7 = 2.3 (V) and V A > V CC , so that the
特許文献1記載のICカードメモリは、バッテリーの電圧を検出し、揮発性のデータを保持できない電圧まで低下したら、書き換え用の不揮発性メモリにデータを退避し、バッテリーを交換したら再び揮発性メモリにデータを戻すため、信頼性の高いデータ保護機能を実現できるというものである。 The IC card memory described in Patent Document 1 detects the voltage of the battery, and when the voltage drops to a voltage at which volatile data cannot be retained, saves the data in a non-volatile memory for rewriting, and once the battery is replaced, the IC card memory becomes a volatile memory again. Since data is returned, a highly reliable data protection function can be realized.
また、特許文献2記載の装置は、マシンのスイッチがオンされているときにはマシン側の主電源から揮発性メモリに電力が供給され、マシンのスイッチがオフされた場合には、バッテリーにより揮発性メモリに電力が供給されるため記憶内容が保持されるというものである。 Further, in the device described in Patent Document 2, power is supplied from a main power supply on the machine side to the volatile memory when the machine switch is turned on, and when the machine switch is turned off, the volatile memory is powered by a battery. Since the power is supplied to the memory, the stored contents are retained.
しかしながら、図1で説明したバックアップ電源装置1のバッテリーは、メモリ基板2が製造された時点からSRAM3に電力を供給しているため、メイン基板2を装置に設置までの期間が長いと消費される電力も大きく設置後の寿命も短くなり、早期のバッテリー交換作業が必要となるという問題がある。 However, since the battery of the backup power supply device 1 described in FIG. 1 supplies power to the SRAM 3 from the time when the memory substrate 2 is manufactured, it is consumed if the period until the main substrate 2 is installed in the device is long. There is a problem that the power is large and the life after installation is shortened, and the battery needs to be replaced at an early stage.
また、特許文献1記載のICカードメモリでは、バックアップ用の電源にバッテリーを用いているが、一定期間経過後にバッテリーを交換しなければならないという問題がある。 Further, in the IC card memory described in Patent Document 1, a battery is used as a power source for backup, but there is a problem that the battery must be replaced after a certain period of time.
また、特許文献2記載の装置では、バッテリーを使用しているが、このバッテリーには寿命があるため一定期間でバッテリーを交換する必要がある。また、バッテリー交換の際にはバックアップ作業工数も必要となる。 In the device described in Patent Document 2, a battery is used. However, since this battery has a lifetime, it is necessary to replace the battery within a certain period. In addition, a backup work is required when replacing the battery.
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、バッテリーの交換作業が必要ないバックアップ電源装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a backup power supply apparatus that does not require battery replacement work.
上記課題を解決するために、本発明のバックアップ電源装置は、請求項1に記載のように、メモリと、所定の装置を動作させるメインスイッチのオンオフに連動して前記メモリに電力を供給する主電源と、前記メインスイッチのオフ時に前記メモリに電力を供給する充電式バッテリーとを備えることを特徴とする。請求項1記載の発明によれば、メインスイッチがオフ時のメモリへの電力の供給に充電式バッテリーを用いるようにしたので、この充電式バッテリーを充電して継続して使用することができるため、従来必要であったバッテリーの交換が必要なくなる。これにより、バッテリーの交換に伴い必要となる記憶データのバックアップ作業も不要になる。 In order to solve the above-mentioned problems, a backup power supply apparatus according to the present invention, as claimed in claim 1, supplies power to the memory in conjunction with on / off of a memory and a main switch for operating a predetermined apparatus. A power supply and a rechargeable battery for supplying power to the memory when the main switch is turned off are provided. According to the first aspect of the present invention, since the rechargeable battery is used to supply power to the memory when the main switch is off, the rechargeable battery can be charged and used continuously. This eliminates the need for battery replacement, which was necessary in the past. This eliminates the need to back up the stored data that is required when the battery is replaced.
また、本発明は、請求項2に記載のように、請求項1記載のバックアップ電源装置において、更に、前記充電式バッテリーの電圧を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した充電式バッテリーの電圧が所定電圧以下の場合に、前記充電式バッテリーに電力を供給するためのスイッチをオンする制御部とを備えることを特徴とする。請求項2記載の発明によれば、バッテリーの電圧が所定以下の場合に充電式バッテリーに電力を供給することができる。 Further, according to the present invention, as described in claim 2, in the backup power supply device according to claim 1, the detection means for detecting the voltage of the rechargeable battery, and the rechargeable battery detected by the detection means. And a controller that turns on a switch for supplying power to the rechargeable battery when the voltage is equal to or lower than a predetermined voltage. According to the second aspect of the present invention, power can be supplied to the rechargeable battery when the voltage of the battery is equal to or lower than a predetermined value.
また、本発明は、請求項3に記載のように、請求項1または請求項2記載のバックアップ電源装置において、前記制御部は、前記装置がスリープ状態の時には前記充電式バッテリーに電力を供給しないように前記スイッチを制御することを特徴とする。請求項3記載の発明によれば、スリープ状態時の消費電力を削減できる。 According to a third aspect of the present invention, in the backup power supply device according to the first or second aspect, the control unit does not supply power to the rechargeable battery when the device is in a sleep state. The switch is controlled as described above. According to invention of Claim 3, the power consumption at the time of a sleep state can be reduced.
また、本発明は、請求項4に記載のように、請求項1から請求項3の何れか一項に記載のバックアップ電源装置において、前記バックアップ電源装置は更に、前記メモリの記憶内容を退避する補助メモリを備えることを特徴とする。請求項4記載の発明によれば、メモリの記憶内容が消失するのを防ぐことができる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the backup power supply device according to any one of the first to third aspects, the backup power supply device further saves the stored contents of the memory. An auxiliary memory is provided. According to invention of Claim 4, it can prevent that the memory content of a memory lose | disappears.
また、本発明は、請求項5に記載のように、請求項1から請求項4の何れか一項に記載のバックアップ電源装置において、更に、前記メインスイッチがオフ状態の場合に前記充電式バッテリーへ電力を供給する常夜電源を備えることを特徴とする。請求項5記載の発明によれば、装置のスイッチがオフで主電源により充電式バッテリーを充電できない場合でも、常夜電源により充電式バッテリーを充電できる。
Further, according to the present invention, as described in
本発明によれば、バッテリーの交換作業が必要ないバックアップ電源装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a backup power supply apparatus that does not require battery replacement work.
以下、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to examples.
図2は、第1実施例に係るバックアップ電源装置の構成図である。図3は、図2を簡略して示した図である。図2及び図3に示すように、バックアップ電源装置20は、メイン基板21、A/D変換器22、CPU(Central Processing Unit)23、24、トランジスタ25、26を備える。メイン基板21には、SRAM211、フィルタ212、充電式バッテリー213、抵抗214、215、ダイオード216、217が搭載されている。
FIG. 2 is a configuration diagram of the backup power supply apparatus according to the first embodiment. FIG. 3 is a simplified diagram of FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, the backup power supply device 20 includes a main substrate 21, an A /
バックアップ電源装置20は、例えば複写機やプリンタ等の画像形成装置に適用され、メモリ基板21に搭載されたSRAM211に対してバックアップ電源を供給する。 The backup power supply device 20 is applied to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, and supplies backup power to the SRAM 211 mounted on the memory substrate 21.
SRAM211は、揮発性のメモリである。このメモリにはSRAM以外の揮発性メモリを用いるようにしてもよい。このSRAM211の電源入力端子は、フィルタ212、抵抗214、ダイオード217、トランジスタ25を介してマシン電源(主電源)に接続されている。SRAM211が特許請求の範囲におけるメモリに相当する。主電源M/Cは、所定の装置を動作させるメインスイッチのオンオフに連動してSRAM211に電力を供給する。
The SRAM 211 is a volatile memory. A volatile memory other than SRAM may be used as this memory. The power input terminal of the SRAM 211 is connected to a machine power supply (main power supply) via a
充電式バッテリー213は、例えばリチウムイオン充電池などで構成され、プラス端子は、抵抗215、ダイオード216、抵抗214およびフィルタ212を介してSRAM211の電源入力端子に接続されており、マイナス端子は接地されている。また、充電式バッテリー213のプラス端子は、トランジスタ26を介して主電源に接続されている。この充電式バッテリー213は、スイッチのオフ時にSRAM211に電力を供給し、マシンの動作中に主電源M/Cから電力の供給を受けて充電をすることができる。
The rechargeable battery 213 is composed of, for example, a lithium ion rechargeable battery, and the plus terminal is connected to the power input terminal of the SRAM 211 via the
A/D変換器22は、充電式バッテリー213のプラス端子に接続されており、充電式バッテリー213の電圧を検出し、CPU23に供給する。A/D変換器22が特許請求の範囲における検出手段に相当する。
The A /
CPU23は、IOT用のCPUであり、充電式バッテリー213の電圧を監視し、充電式バッテリー213の電位が規定値以下になったことを検出すると、充電式バッテリー213を充電するためにチャージオン信号1をトランジスタ26に出力する。CPU23は例えば充電式バッテリー213の電位が3.0Vから2.5Vに低下した場合、規定値以下になったと判断する。また、CPU23は、CPU24とステータス情報を交換する。
The
CPU24は、コントロール用のCPUであり、装置を動作させるスイッチのオンオフに連動して、トランジスタ25をオン状態にする。また、CPU24は、CPU23とステータス情報を交換しており、充電式バッテリー213の電位が規定電圧以下であることを認知すると、現在のマシンの状態を判断し、マシンがスリープ(Sleep)状態でない場合に限り、チャージオン信号2を出力する。すなわち、CPU24は、装置がスリープ状態の時には充電式バッテリー213に電力を供給しないようにトランジスタ(スイッチ)26を制御する。なお、CPU23、24がA/D変換器22が検出した充電式バッテリーの電圧が所定電圧以下の場合に、充電式バッテリーに電力を供給するためのスイッチ(トランジスタ26)をオンする制御部に相当する。
The
トランジスタ25は、主電源とSRAM211との間を接続するためのスイッチであり、CPU24からの制御信号によりオンオフする。これにより、SRAM211は、主電源M/Cより動作する。トランジスタ26は、チャージオン信号1およびチャージオン信号2の論理和によりオン状態となる。これにより。主電源M/Cから充電式バッテリー213に電力が供給されて充電される。
The
次に動作について説明する。図4は、第1実施例に係る電源装置の充電時の動作フローチャートである。まず、装置を動作させるメインスイッチがオン状態になると、CPU24は、トランジスタ25をオン状態にする。SRAM211は、主電源M/Cから電力の供給を受けて動作する。このとき、ダイオード216により主電源M/C側からの電流が充電式バッテリー213に流れることはない。
Next, the operation will be described. FIG. 4 is an operation flowchart during charging of the power supply device according to the first embodiment. First, when the main switch for operating the device is turned on, the
ステップS1で、CPU23は、A/D変換器22の出力から充電式バッテリー213の電圧を検出する。ステップS2で、CPU23は、充電式バッテリー213の電圧が規定電圧以下であるかどうかを判断し、充電式バッテリー213の電圧が規定電圧以下である場合、チャージオン信号1をトランジスタ26に出力する。
In step S <b> 1, the
ステップS3で、CPU24は、CPU23からのステータス情報に基づき充電式バッテリー213の電位が規定電圧以下であることを認知すると、マシンがスリープ状態かどうかを判断し、マシンがスリープ状態でない場合、チャージオン信号2をトランジスタ26に出力する。これにより、装置がスリープ時の消費電力を削減することができる。また、充電式バッテリー213の寿命を長くできる。
In step S3, when the
ステップS4で、CPU24は、カウントアップを開始する。トランジスタ26は、チャージオン信号1およびチャージオン信号2の論理和によりオン状態となる。これにより、主電源M/Cから充電式バッテリー213に電力が供給されて充電が行われる。装置を動作させるメインスイッチがオフ状態になると、CPU24は、トランジスタ25をオフ状態にする。充電式バッテリー213の電位がVccよりも高くなるため、充電式バッテリー213からSRAM211に電流が流れ、記憶内容が保持される。このとき、ダイオード217により、充電式バッテリー213からの電流がVcc側へながれることはない。
In step S4, the
第1実施例によれば、充電式バッテリー213を充電することにより電池を交換する必要がなくなる。 According to the first embodiment, it is not necessary to replace the battery by charging the rechargeable battery 213.
次に、第2実施例について説明する。図5は、第2実施例に係るバックアップ電源装置30の構成図である。図5に示すように、バックアップ電源装置30は、メイン基板21、A/D変換器22、CPU23、24、トランジスタ25、26、補助メモリ27を備える。メイン基板21には、SRAM211、フィルタ212、充電式バッテリー213、抵抗214、215、ダイオード216、217が搭載されている。なお、第1実施例と同一の箇所には同一符号を付するものとしてその説明を省略する。
Next, a second embodiment will be described. FIG. 5 is a configuration diagram of the backup power supply device 30 according to the second embodiment. As shown in FIG. 5, the backup power supply device 30 includes a main board 21, an A /
第2実施例では、第1実施例とは異なり、補助メモリ27を設けている。この補助メモリ27は、SRAM211の記憶内容を退避するために用いられる。この補助メモリ27には、不揮発性メモリを用いるのが好ましいが、揮発性メモリであってもよい。
In the second embodiment, unlike the first embodiment, an
CPU24は、CPU23とステータス情報を交換して、充電式バッテリー213への充電回数や電圧垂下時間から充電式バッテリー213の寿命を判断し、CPU23へ補助メモリ27の退避命令を行う。CPU23は、CPU24からのメモリの退避命令に基づきSRAM211の記憶内容を補助メモリ27へ退避させる。なお、補助メモリ27への退避は、前回退避時のデータとの差分とする。これにより、CPU23への負荷を軽減できる。
The
第2実施例によれば、充電式バッテリー213の寿命時のSRAM211のデータ破損を防止することができる。
According to the second embodiment, data corruption of the
次に、第3実施例について説明する。図6は第3実施例に係るバックアップ電源装置40の構成図である。図6に示すように、バックアップ電源装置40は、メモリ基板21、チャージ制御部41を備える。メモリ基板21には、SRAM211、フィルタ212、充電式バッテリー213、抵抗214、215、ダイオード216、217が搭載されている。
Next, a third embodiment will be described. FIG. 6 is a configuration diagram of a backup power supply apparatus 40 according to the third embodiment. As shown in FIG. 6, the backup power supply device 40 includes a memory substrate 21 and a charge control unit 41. On the memory substrate 21, an
チャージ制御部41は、A/D変換器411、CPU412、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM)413、トランジスタ414、ブレーカ415、常夜電源416を備える。なお、第1実施例に係るバックアップ電源装置と同一箇所については同一符号を付するものとしてその説明を省略する。
The charge control unit 41 includes an A /
チャージ制御部41は、マシンのメインスイッチがオフの場合でも電源管理を行うことができるように構成されている。A/D変換器411は、充電式バッテリー213のプラス端子に接続されており、充電式バッテリー213の電圧値をCPU412に供給する。
The charge control unit 41 is configured to perform power management even when the main switch of the machine is off. The A /
CPU412は、充電式バッテリー213の電圧を監視して充電式バッテリー213の電位が規定値以下になったことを検出すると、充電式バッテリー213を充電するためにチャージオン信号をトランジスタ414に出力する。CPU412は、マシン電源がOFFしても、常夜電源により充電式バッテリー213の充電管理を行う。
When the
EEPROM413は、不揮発性メモリで、推奨充電時間等の充電式バッテリー213の特有データや充電回数を保持する。トランジスタ414は、チャージオン信号によりオン状態となる。これにより、充電式バッテリー213に常夜電源Vccから電力の供給を受けて充電を行うことができる。
The
ブレーカ415は、AC電源50、常夜電源416に接続されている。常夜電源をオフしたい場合は、このブレーカ415をオフする。常夜電源416は、例えば、ダイオードブリッジおよびDC/DCコンバータにより構成され、ブレーカ415がオンの場合には、装置のメインスイッチがオンであってもオフであっても常に電源をチャージ制御部41に供給する。この常夜電源416により、装置のメインスイッチがオフ状態の場合でも充電式バッテリー213へ電力を供給することができる。
The
次に第3実施例に係るバックアップ電源装置の動作について説明する。装置を動作させるメインスイッチがオン状態になると、主電源M/CからSRAM211に電力が供給される。SRAM211は、主電源から電力の供給を受けて記憶内容を保持する。装置のメインスイッチがオフ状態になると、SRAM211は、充電式バッテリー213から電力の供給を受けて記憶内容を保持する。CPU412は、A/D変換器411を介して充電式バッテリー213の電位が規定値以下になったことを検出すると、充電式バッテリー213を充電するためにチャージオン信号をトランジスタ414に出力する。
Next, the operation of the backup power supply apparatus according to the third embodiment will be described. When the main switch for operating the device is turned on, power is supplied to the
なお、CPU412は、EEPROM413内のデータを参照して充電式バッテリー213の寿命が近いと判断した場合には、SRAM211内の記憶内容を図示しない他のメモリに退避させることにより、充電式バッテリー213の寿命時でもSRAM211の記憶内容が消失するのを防止することができる。
If the
第3実施例によれば、常夜電源を用いて充電式バッテリー213を充電するようにしたので、装置の電源がオフで主電源から充電式バッテリー213に電力を供給することができないときであっても、充電式バッテリー213を充電することができる。 According to the third embodiment, since the rechargeable battery 213 is charged using the night-time power supply, the power of the apparatus is off and the main power supply cannot supply power to the rechargeable battery 213. However, the rechargeable battery 213 can be charged.
また、上記各実施例によれば、バッテリーには寿命があるため一定期間でバッテリーの交換が必要であったが、本実施例に係るバックアップ電源装置では、バッテリー交換を必要としないため、コストダウン、管理の軽減が行える。バッテリー交換の際に、他のメモリに退避させる作業も必要でなく、またバックアップデータを採取する必要もない。メイン基板が装置に装着される前の基板単体の時でも、充電式バッテリーによってSRAMの記憶内容をバックアップすることができる。 Further, according to each of the above embodiments, since the battery has a life, it is necessary to replace the battery in a certain period. However, the backup power supply according to the present embodiment does not require the battery replacement, so that the cost can be reduced. , Management can be reduced. When replacing the battery, there is no need to save it in another memory, and there is no need to collect backup data. Even when the main board is a single board before being mounted on the apparatus, the stored contents of the SRAM can be backed up by the rechargeable battery.
また、充電式バッテリー213の寿命中であれば、SRAM211の記憶内容を退避させる必要がない。これにより、数百から数メガバイトにおよぶ退避用のメモリを用意する必要がないため、従来よりもコストを削減できる。従来バッテリーの短絡防止のためピン端等に絶縁テープを施していたが、この作業もなくなる。従来、マシンの主電源オフ移行の過度状態ではアクセスを行ってしまいバッテリーは想定外の電力を消費したり、揮発性メモリの保持電流は温度に高く依存するため環境を考慮したり、最悪値を検討すると高コスト品しか仕様を満足しないという不便も解消される。
Further, it is not necessary to save the stored contents of the
以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications, within the scope of the gist of the present invention described in the claims, It can be changed.
20、30、40 バックアップ電源装置
21 メイン基板
211 SRAM
213 充電式バッテリー
22 A/D変換器
23、24 CPU
25、26 トランジスタ
27 補助メモリ
41 チャージ制御部
416 常夜電源
20, 30, 40 Backup power supply device 21
213 Rechargeable battery 22 A /
25, 26
Claims (5)
所定の装置を動作させるメインスイッチのオンオフに連動して前記メモリに電力を供給する主電源と、
前記メインスイッチのオフ時に前記メモリに電力を供給する充電式バッテリーとを備えることを特徴とするバックアップ電源装置。 Memory,
A main power source that supplies power to the memory in conjunction with turning on and off a main switch that operates a predetermined device;
And a rechargeable battery for supplying power to the memory when the main switch is turned off.
前記充電式バッテリーの電圧を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した充電式バッテリーの電圧が所定電圧以下の場合に、前記充電式バッテリーに電力を供給するためのスイッチをオンする制御部とを備えることを特徴とする請求項1記載のバックアップ電源装置。 The backup power supply further includes
Detecting means for detecting a voltage of the rechargeable battery;
The backup unit according to claim 1, further comprising: a control unit that turns on a switch for supplying power to the rechargeable battery when the voltage of the rechargeable battery detected by the detection unit is equal to or lower than a predetermined voltage. Power supply.
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