JP5661349B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機などの画像形成装置に関するものであり、特にＵＳＢホストコネクタのようにプラグアンドプレイ可能な外部Ｉ／Ｆを備えた画像形成装置の省電力技術に関する。

画像形成装置は、モータ等を駆動するための２４Ｖや１２Ｖ、レーザーやＵＳＢ、セントロニクスＩ／Ｆ用の５Ｖ、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ用の３．３Ｖ、画像処理を行うＡＳＩＣ用の１．８Ｖや１．２５Ｖといった種々のＤＣ電圧を使用している。また、画像形成装置は、省電力モード時には使用しない機能のＤＣ電圧出力を停止し、または給電ラインをＦＥＴ等のスイッチを切ることによって遮断することで消費電力を低減している。例えば、３．３Ｖのみを出力して他のＤＣ電圧出力は停止し、省電力モードから復帰させる必要があるトリガ信号を受信した場合には必要なＤＣ電圧を出力するように、電源を起動するような構成を有する画像形成装置も存在する。しかしながら、画像形成装置がＵＳＢホストコネクタのようなプラグアンドプレイ可能で、且つＣＰＵが必要とする電圧よりも高い電圧を必要とする外部Ｉ／Ｆを備えている場合には、２種類のＤＣ電圧を出力する。そのため、２つのＤＣ／ＤＣコンバータの電圧出力動作とそれらを接続させる回路による電力消費によって、画像形成装置の消費電力が増大するという課題があった。

このような課題を解決するために、例えば特許文献１では、ＵＳＢホストコネクタへのＵＳＢデバイスの接続を検出するためのＵＳＢデバイス用センサ（フォトインタラプタ及び可動部材）を使用した省電力技術が開示されている。即ち、省電力モード時は、低圧電源の５Ｖ電源の動作が停止され、ＵＳＢデバイス用センサの出力に基づき、ＵＳＢホストコネクタへのＵＳＢデバイスの接続が監視され、センサにより接続が検知されたら５Ｖ電源を動作する構成の画像形成装置が提案されている。

特開２００８−１３４７６５号公報

しかし、上記特許文献１の技術では次のような課題があった。すなわち、ＵＳＢデバイスの接続を検知するためのセンサとして、フォトインタラプタを使用しているため、フォトインタラプタ内のＬＥＤを常時点灯させておく必要がある。この場合、フォトインタラプタのＬＥＤ電流が１０ｍＡ必要であるとすると、３．３Ｖ電源電力としては３３ｍＷであり、一次側に換算した場合には変換効率が仮に９０％であったとして３７ｍＷの電力を消費してしまう。

本発明はこのような状況のもとでなされたものであり、ユーザビリティを低下させることなく、ＵＳＢホストコネクタのようにプラグアンドプレイ可能な外部Ｉ／Ｆを備えた画像形成装置において消費電力を低減できる技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を有する。

（１）外部デバイスが挿入されるコネクタと、前記コネクタに給電するための電源と、前記電源から前記コネクタへの給電を開始または停止するよう制御する制御手段と、を有する画像形成装置において、前記コネクタに対する前記外部デバイスの接続に応じてオンされるスイッチと、前記コネクタ及び前記スイッチが実装された基板と、を有し、前記基板は、前記外部デバイスが前記コネクタに挿入されることで前記外部デバイスの挿入方向に移動可能であり、前記制御手段は、前記基板の移動に応じて前記スイッチがオンされたことを検知した場合に、前記電源から前記コネクタへの給電を開始することを特徴とする画像形成装置。
（２）外部デバイスが挿入されるコネクタと、前記コネクタに給電するための電源と、前記電源から前記コネクタへの給電を開始または停止するよう制御する制御手段と、を有する画像形成装置において、前記コネクタと対向する位置にあり、外部デバイスが挿入される、前記画像形成装置の外装に設けられた開口部と、前記開口部を覆うカバーであって、前記外部デバイスが前記コネクタに向けて挿入されることで前記外部デバイスと接触して回転し、その後、前記コネクタに前記外部デバイスが接続された状態で所定位置まで回転するカバーと、前記カバーが前記所定位置まで回転するとオンされるスイッチと、前記コネクタ及び前記スイッチが実装された基板と、を有し、前記基板は、前記コネクタ及び前記スイッチが実装された面が、前記開口部に対向して設けられ、前記制御手段は、前記スイッチがオンされたことを検知した場合に、前記電源から前記コネクタへの給電を開始することを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、ユーザビリティを低下させることなく、ＵＳＢホストコネクタのようにプラグアンドプレイ可能な外部Ｉ／Ｆを備えた画像形成装置において消費電力を低減できる技術を提供することができる。

実施例１の画像形成装置の概略構成を示すブロック図及び外観図 実施例１のＵＳＢデバイスコネクタ部の構成を示す図 実施例１のＵＳＢデバイスを挿入したＵＳＢデバイスコネクタ部の図 実施例１の装置制御基板とＵＳＢデバイスコネクタ部の電気構成を示すブロック図 実施例１のＵＳＢデバイス接続を監視する制御の流れを示すフローチャート 実施例２のＵＳＢデバイスコネクタ部の構成を示す図 実施例２のＵＳＢデバイスを挿入したＵＳＢデバイスコネクタ部の図

以下、添付図面を参照し、本発明を実施する為の形態を実施例により、詳しく説明する。なお、本願における記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。

［画像形成装置の構成］
図１（ａ）は、実施例１に係る画像形成装置の一例であるプリンタ１の概略構成を示すブロック図である。図１（ａ）に示すように、プリンタ１は、装置制御基板２、レーザー・高圧制御部３、ＵＳＢデバイスコネクタ部４を有する。装置制御基板２は、プリンタ１の動作の制御や電源の制御を行うユニットであり、低圧電源５、制御部６（ＣＰＵ、ＡＳＩＣ等）、ＵＳＢ制御回路７を備える。レーザー・高圧制御部３は、プリント時５Ｖの電圧を必要とするユニットである。低圧電源５は、３．３Ｖを出力する３．３Ｖ電源５ａ，及び５．０Ｖを出力する５Ｖ電源５ｂを有する。５Ｖ電源５ｂは制御部６からの５Ｖイネーブル信号によって起動、停止される。

図１（ｂ）はプリンタ１の外観図であり、ＵＳＢデバイスコネクタ部４がプリンタ１の前面に設けられており、ユーザがＵＳＢデバイス１００をＵＳＢデバイスコネクタ部４に挿入する構成となっている。なお、このＵＳＢデバイスコネクタ部４は、プリンタ１の前面に限らず、ユーザのアクセスしやすい場所に設ければよく、天面や側面などに設けても良い。

［ＵＳＢデバイスコネクタ部４の構成］
図２はＵＳＢデバイスコネクタ部４のメカ構成を示し、図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）は斜視図である。図２に示すように、ＵＳＢホストコネクタ８、メカニカルスイッチ９、接続ケーブル用コネクタ１０がＵＳＢ基板１１に実装されている。ＵＳＢホストコネクタ８はそのＵＳＢデバイス挿入部８ａがＵＳＢ基板１１の外側に向けて配置されている。メカニカルスイッチ９は、ＵＳＢホストコネクタ８とは反対側に設置され、スイッチ可動部９ａがＵＳＢ基板１１の外側に向けられている。接続ケーブル用コネクタ１０は、ＵＳＢホストコネクタ８が配置されているＵＳＢ基板１１の一辺に対して、略直交する他辺に配置されている。ＵＳＢ基板１１は、接続ケーブル用コネクタ１０と接続した接続ケーブル１２を介して、図１（ａ）のＵＳＢ制御回路７と接続されている。また、ＵＳＢ基板１１の下に基板ホルダ１３が設けられている。基板ホルダ１３は２つのリブ１３ａと板状のスライド部１３ｂから構成され、基板ホルダ１３の２つのリブ１３ａにＵＳＢ基板１１が固定されている。基板ホルダ１３のスライド部１３ｂは、その両側に配置されたコの字状のスライドレール１４によって挟持されており、基板ホルダ１３は矢印Ａ、Ｂ方向に移動可能となっている。メカニカルスイッチ９と対向する位置に、プリンタ１に固定されたフレーム１５が設けられ、スライドレール１４を保持している。基板ホルダ１３のリブ１３ａとフレーム１５の間に圧縮バネ１６が配置されており、基板ホルダ１３をＢ方向に付勢している。

次に、図３は、ＵＳＢデバイス１００が挿入されたＵＳＢデバイスコネクタ部４のメカ構成を示し、図３（ａ）は側面図、図３（ｂ）は斜視図である。ユーザがＵＳＢデバイス１００をＵＳＢホストコネクタ８に挿入すると、挿入する力によってＵＳＢ基板１１と基板ホルダ１３がＡ方向（挿入方向）に押される。その結果、メカニカルスイッチ９のスイッチ可動部９ａがフレーム１５に突き当たり、メカニカルスイッチ９がオン状態となるまで、ＵＳＢ基板１１、基板ホルダ１３はＡ方向に移動する。すなわち、ＵＳＢデバイス１００をＵＳＢホストコネクタ８に挿入する動作で、ＵＳＢ基板１１がＡ方向に移動してメカニカルスイッチ９が押されオン状態となる。ユーザがＵＳＢデバイス１００を離すと、基板ホルダ１３、ＵＳＢ基板１１が圧縮バネ１６によってＢ方向に押され、初期位置に戻りメカニカルスイッチはオフ状態に戻る。以上のように、ユーザがＵＳＢデバイス１００をＵＳＢホストコネクタ８に挿入／退避することで、メカニカルスイッチ９のオン／オフ状態を切り替えられる。

図４は装置制御基板２とＵＳＢデバイスコネクタ部４の電気構成を示したブロック図である。装置制御基板２は図１（ａ）でも示したように、３．３Ｖ電源５ａと５Ｖ電源５ｂを備えた低圧電源５、制御部６、ＵＳＢ制御回路７を備える。ＵＳＢデバイスコネクタ部４は、ＵＳＢホストコネクタ８、メカニカルスイッチ９、制御部６への接続ケーブル用コネクタ１０を実装したＵＳＢ基板１１を備えている。ＵＳＢ基板１１は接続ケーブル用コネクタ１０と接続した接続ケーブル１２を介して、ＵＳＢ制御回路７と接続されている。制御部６は３．３Ｖで動作し、またＵＳＢ制御回路７は５Ｖで動作して、ＵＳＢ制御信号およびデータ信号の通信が制御部６とＵＳＢ制御回路７との間で行われる。また、制御部６は５Ｖ電源５ｂが停止している省電力モード時に、３．３Ｖ電源５ａに接続されたメカニカルスイッチ９の状態を監視しており、メカニカルスイッチ９がオン状態になると、ＵＳＢデバイス接続信号がハイレベルからローレベルに切り替わる。その結果、制御部６はＵＳＢデバイス１００の接続を検出する。

［ＵＳＢデバイス接続の監視制御］
制御部６が、ＵＳＢデバイス接続を監視する制御を図５のフローチャートを用いて説明する。制御部６は通常時すなわち省電力モードで動作していない場合、省電力モード移行イベントの発生を監視する処理を他の処理（図示せず）と共に行っている。なお、省電力モード移行イベントとは、「印刷データの受信、ＵＳＢデバイスの接続等が行われず所定時間が経過したこと、ホストＰＣの移動指示信号を受信したこと、あるいはユーザが省電力モードへ移行させるためのスイッチへのアクセスをしたこと」を指す。制御部６が省電力モード移行イベントの発生を検出した場合（ステップ（以下、Ｓとする）１０１；Ｙ）には、プリンタ１を省電力モードへ移行する処理を行う（Ｓ１０２）。なお、省電力モードへ移行する処理とは、機能する必要がないユニットへの電圧出力の停止した状態に移行する処理であり、例えば、２４Ｖ等の不要なＤＣ電圧生成を停止する処理である。

次に、制御部６は低圧電源５内の５Ｖ電源５ｂ（外部デバイスＩ／Ｆ用電源）を停止し（Ｓ１０３）、ＵＳＢデバイス接続監視を開始する（Ｓ１０４）。Ｓ１０５では、制御部６はＵＳＢデバイス接続信号の有無を監視する。図２〜４で説明したように、ＵＳＢデバイス１００がＵＳＢホストコネクタ８に接続されると、メカニカルスイッチ９がオン状態になり、ＵＳＢデバイス接続信号のレベルによって、制御部６がＵＳＢデバイス接続有りと検出する（Ｓ１０５：Ｙ）。制御部６は５Ｖイネーブル信号をＴｕｒｅとして（Ｓ１０６）、５Ｖ電源５ｂを起動し給電を再開する（Ｓ１０７）。制御部６はＵＳＢデバイス１００との通信が可能かを判断する（Ｓ１０８）。そして、制御部６はＵＳＢ通信が可能であると判断した場合（Ｓ１０８：Ｙ）、ＵＳＢデバイスとＵＳＢ通信を行い（Ｓ１０９）、プリンタ１を通常モードへ移行し必要な処理を行い（Ｓ１１０）、Ｓ１０１の処理に戻る。制御部６がＵＳＢデバイス接続有りと検出し、所定時間が経過してもＵＳＢ通信が不可能と判断した場合（Ｓ１０８：Ｎ）には以下の可能性がある。すなわち、ＵＳＢホストコネクタ８がＵＳＢデバイス１００以外のもので押されたか、またはＵＳＢデバイス１００が正常に挿入されず接触不良状態になっている可能性がある。そのため、制御部６は５Ｖイネーブル信号をＦａｌｓｅとして（Ｓ１１１）、ＵＳＢデバイス接続不良を警告する（Ｓ１１２）。ＵＳＢデバイスの接続不良の警告は、例えば、制御部６が不図示の表示部に接続不良であることを示す信号（情報）を出力して、警告表示してユーザに報知する。なお、表示部への出力に限らず、プリンタ１に接続されたコンピュータに信号を出力する方法で警告することも可能である。その後は、Ｓ１０３に戻り、制御部６は再度５Ｖ電源５ｂを停止し（Ｓ１０３）、ＵＳＢデバイス接続監視を開始する（Ｓ１０４）。

以上のように、本実施例のプリンタ１は、省電力モード移行イベントの発生を検出した場合、５Ｖ電源５ｂを停止してから、メカニカルスイッチ９のオン／オフ状態の変化に基づき，ＵＳＢホストコネクタ８にＵＳＢデバイス１００が接続されるのを監視する。すなわち、ＵＳＢデバイス接続を監視するために、常時５Ｖ電源５ｂを起動しておく必要がない構成となっている。本実施例の効果としては、ＵＳＢホストコネクタに５Ｖを供給するために、常時５Ｖ電源が起動されている従来の画像形成装置よりも、省電力モード時（５Ｖ電源を停止している場合）の消費電力が低減できる。また、ＵＳＢデバイス接続を検知するためのセンサとして、フォトインタラプタを使用している従来の画像形成装置では、検知のためにフォトインタラプタ内のＬＥＤを常時点灯させておかなければならなかった。そのため、省電力モード時であっても、フォトインタラプタのＬＥＤを点灯するための電力が必要であった。しかし、本実施例ではＵＳＢデバイス接続の検知に３．３Ｖ電源５ａに接続されたメカニカルスイッチ９を使用しており、フォトインタラプタが常時点灯することによる電力消費は発生しない。

本実施例では、外部デバイスＩ／ＦコネクタをＵＳＢデバイスコネクタ部４、外部デバイスをＵＳＢデバイス１００として説明した。しかし、これに限定されるものではなく、プラグアンドプレイ可能な外部デバイスＩ／Ｆコネクタとそれに対応した外部デバイスであれば、同様に本実施例を適用することができる。

本実施例によれば、ユーザビリティを低下させることなく、ＵＳＢホストコネクタのようにプラグアンドプレイ可能な外部Ｉ／Ｆを備えた画像形成装置において消費電力を低減できる技術を提供することができる。

実施例２について図６及び図７を用いて説明する。本実施例は、ＵＳＢホストコネクタ８の近傍に、外装カバー２０とＵＳＢカバー２１が設置されているプリンタ１に関するものである。この外装カバー２０やＵＳＢカバー２１は、プリンタ１の内部のユニットを保護するためのものである。例えば、ＵＳＢコネクタが外部に剥き出しになっていると埃やゴミがコネクタ部に付着して接続不良を起こす可能性があるため、ＵＳＢコネクタカバーを設ける構成になっている。なお、実施例１で説明したものと同じ構成には同一の符号を示す。また、実施例１と同様の構成および機能についての説明は省略し、本実施例の特徴部分についてのみ説明する。

図６はＵＳＢデバイスコネクタ部４のメカ構成を示し、図６（ａ）は側面図、図６（ｂ）は斜視図である。図６に示すように、ＵＳＢホストコネクタ８、メカニカルスイッチ９、接続ケーブル用コネクタ１０がＵＳＢ基板１１に実装されている。図６（ａ）のように、ＵＳＢホストコネクタ８はＵＳＢデバイス挿入部８ａが右側に配置され、メカニカルスイッチ９は、スイッチ可動部９ａが下側に向けて配置されている。接続ケーブル用コネクタ１０は、ＵＳＢ基板１１の上側の一辺に配置されている。ＵＳＢ基板１１は接続ケーブル用コネクタ１０と接続した接続ケーブル１２を介して、図１（ａ）のＵＳＢ制御回路７と接続されている。ＵＳＢ基板１１の左側に基板ホルダ１３が設けられ、ＵＳＢ基板１１を固定している。

また、ＵＳＢ基板１１の右側には、外装カバー２０とＵＳＢカバー２１が設置されている。外装カバー２０はプリンタ１の内部ユニットを覆うためのカバーであり、図６ではＵＳＢデバイス接続部の構成を分かりやすく説明するため、一部のみを示している。ＵＳＢカバー２１の軸２１ａが外装カバー２０の軸受部２０ａによって支持されており、ＵＳＢカバー２１は矢印Ｃ、Ｄ方向に回転可能となっている。ＵＳＢカバー２１の面２１ｂが外装カバー２０に突き当たることで、回転止めされる。なお、ＵＳＢカバー２１は外装カバー２０よりも右側へ回転することはない。

次に、図７はＵＳＢデバイス１００を挿入した場合のＵＳＢデバイスコネクタ部４のメカ構成を示し、図７（ａ）側面図、図７（ｂ）は斜視図である。図７（ｂ）では、ＵＳＢカバー２１の形状を分かりやすく説明するため、外装カバー２０は省略されている。ユーザがＵＳＢデバイス１００をＵＳＢホストコネクタ８に挿入すると、ＵＳＢデバイス１００によってＵＳＢカバー２１が押されＣ方向に回転する。ＵＳＢデバイス１００がＵＳＢホストコネクタ８に挿入された状態では、ＵＳＢカバー２１がＣ方向に約９０度回転し、ＵＳＢカバー２１のレバー部２１ｃがメカニカルスイッチ９のスイッチ可動部９ａを押し、メカニカルスイッチ９がオン状態となる。すなわち、ＵＳＢデバイス１００をＵＳＢホストコネクタ８に挿入することで、ＵＳＢカバー２１がＣ方向に回転し、メカニカルスイッチ９が押されオン状態となる。その後ユーザがＵＳＢデバイス１００を抜くと、ＵＳＢカバー２１が自重によってＤ方向に回転し、ＵＳＢカバー２１の面２１ｂが外装カバー２０に突き当たり、初期位置に戻ってメカニカルスイッチはオフ状態に戻る。

以上のように、ユーザがＵＳＢデバイス１００をＵＳＢホストコネクタ８に挿入する動作で、メカニカルスイッチ９のオン／オフ状態を切り替えることが出来る。

本実施例によれば、ユーザビリティを低下させることなく、ＵＳＢホストコネクタのようにプラグアンドプレイ可能な外部Ｉ／Ｆを備えた画像形成装置において消費電力を低減できる技術を提供することができる。

１ プリンタ
４ ＵＳＢデバイスコネクタ部
５ 低圧電源
６ 制御部
９ メカニカルスイッチ
１００ ＵＳＢデバイス

Claims (5)

1. 外部デバイスが挿入されるコネクタと、
   前記コネクタに給電するための電源と、
   前記電源から前記コネクタへの給電を開始または停止するよう制御する制御手段と、
   を有する画像形成装置において、
   前記コネクタに対する前記外部デバイスの接続に応じてオンされるスイッチと、
   前記コネクタ及び前記スイッチが実装された基板と、
   を有し、
   前記基板は、前記外部デバイスが前記コネクタに挿入されることで前記外部デバイスの挿入方向に移動可能であり、
   前記制御手段は、前記基板の移動に応じて前記スイッチがオンされたことを検知した場合に、前記電源から前記コネクタへの給電を開始することを特徴とする画像形成装置。
2. 外部デバイスが挿入されるコネクタと、
   前記コネクタに給電するための電源と、
   前記電源から前記コネクタへの給電を開始または停止するよう制御する制御手段と、
   を有する画像形成装置において、
   前記コネクタと対向する位置にあり、外部デバイスが挿入される、前記画像形成装置の外装に設けられた開口部と、
   前記開口部を覆うカバーであって、前記外部デバイスが前記コネクタに向けて挿入されることで前記外部デバイスと接触して回転し、その後、前記コネクタに前記外部デバイスが接続された状態で所定位置まで回転するカバーと、
   前記カバーが前記所定位置まで回転するとオンされるスイッチと、
   前記コネクタ及び前記スイッチが実装された基板と、
   を有し、
   前記基板は、前記コネクタ及び前記スイッチが実装された面が、前記開口部に対向して設けられ、
   前記制御手段は、前記スイッチがオンされたことを検知した場合に、前記電源から前記コネクタへの給電を開始することを特徴とする画像形成装置。
3. 前記スイッチは、前記カバーの回転軸の方向において、前記基板上の前記コネクタの位置とは異なる位置に実装されていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記スイッチがオンされたことを検知し、前記電源から前記コネクタへの給電を開始した後、所定時間が経過しても前記外部デバイスの接続を検出できない場合には、前記電源を停止し、前記外部デバイスの接続不良を警告する信号を出力することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、前記画像形成装置が省電力モードに移行した際に、前記電源から前記コネクタへの給電を停止するように制御し、
   前記省電力モードに移行した状態で、前記スイッチがオンされたことを検知した場合に、前記電源から前記コネクタへの給電を開始することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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