(57)【要約】      （修正有）【課題】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。【解決手段】バックアップ電源装置２０は、ＳＲＡＭ２１１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ＳＲＡＭ２１１に電力を供給する主電源Ｍ／Ｃと、メインスイッチのオフ時にＳＲＡＭ２１１に電力を供給する充電式バッテリー２１３と、充電式バッテリー２１３の電圧を検出するＡ／Ｄ変換器２２と、Ａ／Ｄ変換器２２が検出した充電式バッテリー２１３の電圧が所定電圧以下の場合に、充電式バッテリー２１３に電力を供給するためのトランジスタ２６をオンするＣＰＵ２３、２４とを備える。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２６を制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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バックアップ電源装置。
【請求項２】
前記バックアップ電源装置は更に、
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１記載のバックアップ電源装置。
【請求項３】
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１または請求項２記載のバックアップ電源装置。
【請求項４】
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。
【請求項５】
前記バックアップ電源装置は更に、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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックアップ電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
【特許文献１】特開平２−２０１６７１号公報
【特許文献２】特開２００１−３５２６９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【発明の効果】
【００１８】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。
【実施例１】
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【実施例２】
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【実施例３】
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】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２】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】図２を簡略して示した図である。
【図４】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。
【図５】第２実施例に係るバックアップ電源装置の構成図である。
【図６】第３実施例に係るバックアップ電源装置の構成図である。
【符号の説明】
【００５０】
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
【図１】
2005278264.tif 000003
【図２】
2005278264.tif 000004
【図３】
2005278264.tif 000005
【図４】
2005278264.tif 000006
【図５】
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【図６】
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