JP5546348B2

JP5546348B2 - Power supply device, electronic apparatus including the same, and image forming apparatus

Info

Publication number: JP5546348B2
Application number: JP2010118767A
Authority: JP
Inventors: 隆山田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2010-05-24
Filing date: 2010-05-24
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2030-05-24
Also published as: JP2011250523A

Description

本発明は、商用電源から供給された交流電圧に基づいて直流電圧を生成する電源を備えた電子機器に関する。 The present invention relates to an electronic device including a power source that generates a DC voltage based on an AC voltage supplied from a commercial power source.

画像形成装置などの電子機器にはその内部にオペレータがアクセスするためのドアが設けられている。このドアには、ドアの開閉に連動して動作するインターロックスイッチが設けられる。特許文献１によれば、インターロックスイッチの開閉状態に応じて、動力負荷に電力を供給する動力系のスイッチング電源と制御回路に電源を供給する制御系のスイッチング電源の動作を切り替えることが提案されている。具体的には、ドアが開いたことをインターロックスイッチによって検知すると、動力系のスイッチング電源は発振を停止する。ドアが閉じたことをインターロックスイッチによって検知すると、動力系のスイッチング電源は発振を再開する。 An electronic device such as an image forming apparatus is provided with a door for an operator to access the inside. The door is provided with an interlock switch that operates in conjunction with opening and closing of the door. According to Patent Document 1, it is proposed to switch the operation of a switching power supply for a power system that supplies power to a power load and a switching power supply for a control system that supplies power to a control circuit according to the open / close state of the interlock switch. ing. Specifically, when the interlock switch detects that the door is open, the power system switching power supply stops oscillation. When the interlock switch detects that the door is closed, the power switching power supply resumes oscillation.

一般に、電源装置から電力が供給されて動作する負荷回路の手前には供給電圧を安定化するためにコンデンサが設けられる。しかし、インターロックスイッチが開閉すると、このコンデンサなどに突入（ラッシュ）電流が流れ込んで、コンデンサなどを破壊する恐れがある。特許文献２によれば、インターロックスイッチと直列に半導体スイッチを設けることで、突入電流の低減することが提案されている。 In general, a capacitor is provided in front of a load circuit that operates with power supplied from a power supply device in order to stabilize the supply voltage. However, when the interlock switch is opened and closed, a rush current flows into the capacitor and the like, which may destroy the capacitor. According to Patent Document 2, it is proposed to reduce an inrush current by providing a semiconductor switch in series with an interlock switch.

特開２００１−１４２３６２号公報JP 2001-142362 A 特開平０５−１１１１４９号公報Japanese Patent Laid-Open No. 05-111149

しかし、特許文献２のようにインターロックスイッチと直列に半導体スイッチを設けるとコストアップを招く。また、半導体スイッチがＯＮになると、半導体スイッチが電力を消費する。つまり、電流容量の大きな半導体スイッチが必要となるため、さらなるコストアップにつながってしまう。 However, if a semiconductor switch is provided in series with the interlock switch as in Patent Document 2, the cost increases. When the semiconductor switch is turned on, the semiconductor switch consumes power. That is, since a semiconductor switch having a large current capacity is required, the cost is further increased.

そこで、本発明は、このような課題および他の課題のうち、少なくとも１つを解決することを目的とする。例えば、コンデンサなどの安定化回路への突入電流を低減させる構成を従来よりも安価に提供することを目的とする。なお、他の課題については明細書の全体を通して理解できよう。 Therefore, an object of the present invention is to solve at least one of such problems and other problems. For example, it aims at providing the structure which reduces the inrush current to stabilization circuits, such as a capacitor | condenser, cheaper than before. Other issues can be understood throughout the specification.

本発明の電子機器は、たとえば、
交流電圧を変換して第一の直流電圧を発生する直流電圧発生回路と、
前記第一の直流電圧を供給されて動作する第一負荷と、
前記直流電圧発生回路からの前記第一の直流電圧の前記第一負荷への供給と遮断とを切り替えるスイッチと、
前記スイッチの開閉を検知する検知回路と、
前記第一負荷と並列に設けられ、前記スイッチを介して供給された前記第一の直流電圧を安定化させる安定化回路と、
前記第一の直流電圧を変換して前記第一の直流電圧よりも低い第二の直流電圧を生成する変換回路と、
前記第二の直流電圧を供給されて動作する第二負荷と、
前記スイッチが開状態になったことを前記検知回路が検知した場合、前記第一の直流電圧の値が前記第二の直流電圧の値にまで低下するよう前記直流電圧発生回路を制御し、前記スイッチが閉状態になったことを前記検知回路が検知した場合、前記第一の直流電圧の値が規定値になるよう前記直流電圧発生回路を制御する制御回路と
を備える。 The electronic device of the present invention is, for example,
A DC voltage generating circuit for converting the AC voltage to generate a first DC voltage;
A first load operated by being supplied with the first DC voltage;
A switch for switching between supply and interruption of the first DC voltage from the DC voltage generation circuit to the first load;
A detection circuit for detecting opening and closing of the switch;
A stabilization circuit provided in parallel with the first load and stabilizing the first DC voltage supplied via the switch;
A conversion circuit that converts the first DC voltage to generate a second DC voltage lower than the first DC voltage;
A second load operated by being supplied with the second DC voltage;
When the detection circuit detects that the switch is open, the DC voltage generation circuit is controlled so that the value of the first DC voltage is reduced to the value of the second DC voltage, A control circuit that controls the DC voltage generation circuit so that the value of the first DC voltage becomes a specified value when the detection circuit detects that the switch is closed .

本発明によれば、直流電圧発生回路と第一回路とを結ぶスイッチが開閉されるときは、第一の直流電圧の値が第二の直流電圧の値にまで低下してから再び規定値まで上昇させるようにした。よって、第一回路や安定化回路に急に規定値の電圧が印加されて突入電流が流れてしまうことを、従来よりも安価な構成により抑制できる。 According to the present invention, when the switch connecting the DC voltage generating circuit and the first circuit is opened and closed, the value of the first DC voltage drops to the value of the second DC voltage and then again reaches the specified value. I tried to raise it. Therefore, it is possible to suppress an inrush current from flowing due to sudden application of a specified voltage to the first circuit or the stabilization circuit with a configuration that is less expensive than the conventional one.

実施形態１に係る電子機器の電源システムを説明する図である。It is a figure explaining the power supply system of the electronic device which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態１に係るスイッチング電源の構成を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing a configuration of a switching power supply according to Embodiment 1. FIG. 実施形態１に係るメイン処理を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating main processing according to the first embodiment. 実施形態１に係る割り込み処理を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating interrupt processing according to the first embodiment. 実施形態１に係る動作の一例を説明する図である。6 is a diagram illustrating an example of an operation according to Embodiment 1. FIG. 実施形態１に係る動作の一例を説明する図である。6 is a diagram illustrating an example of an operation according to Embodiment 1. FIG. 実施形態２に係る電子機器の電源システムを説明する図である。It is a figure explaining the power supply system of the electronic device which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施形態２に係るメイン処理を示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating main processing according to the second embodiment.

［実施形態１］
図１は本発明の特徴を適用した電子機器１００の制御系および駆動系を示す概略の回路図である。スイッチング電源１０１は商用電源から供給される交流電圧を変換して所定の可変範囲内で可変の第一の直流電圧を発生する直流電圧発生回路である。コンセント１０２はスイッチング電源１０１の入力部として機能し、商用電源に接続する端子である。電源出力１０３はスイッチング電源１０１の出力である。電源出力１０３は所定の可変範囲内（例：３．３Ｖから２４Ｖ）で可変である。電源出力１０３はインターロックスイッチ１０４の一端に接続されている。インターロックスイッチ１０４は、直流電圧発生回路からの第一の直流電圧の第一回路への供給と遮断とを切り替えるスイッチの一種である。とりわけ、インターロックスイッチ１０４は、電子機器の内部にオペレータがアクセスするためのドアの開閉に応じて開閉するメカニカルスイッチである。２４Ｖ系電源ライン１０５はインターロックスイッチ１０４の他端に接続され、インターロックスイッチ１０４と２４Ｖ系回路１０６とを結合している。２４Ｖ系回路１０６は、第一の直流電圧を供給される第一回路の一例である。電子機器１００としてレーザプリンタなどの画像形成装置を採用する場合、２４Ｖ系回路１０６には、モータやソレノイド、高電圧電源回路などが含まれることになる。平滑コンデンサ１０７は第一回路と並列に設けられるとともに、スイッチに対して直列に設けられ、スイッチを介して供給された第一の直流電圧を安定化させる安定化回路の一例である。ここでは、平滑コンデンサ１０７は容量性負荷の一種であり、２４Ｖ系回路１０６に２４Ｖの第一の直流電圧を安定供給する機能を果たしている。 [Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic circuit diagram showing a control system and a drive system of an electronic device 100 to which the features of the present invention are applied. The switching power supply 101 is a DC voltage generation circuit that converts an AC voltage supplied from a commercial power supply and generates a variable first DC voltage within a predetermined variable range. The outlet 102 functions as an input unit of the switching power source 101 and is a terminal connected to a commercial power source. A power output 103 is an output of the switching power supply 101. The power output 103 is variable within a predetermined variable range (for example, 3.3V to 24V). The power output 103 is connected to one end of the interlock switch 104. The interlock switch 104 is a type of switch that switches between supply and cutoff of the first DC voltage from the DC voltage generation circuit to the first circuit. In particular, the interlock switch 104 is a mechanical switch that opens and closes in response to opening and closing of a door for an operator to access the inside of the electronic device. The 24V system power line 105 is connected to the other end of the interlock switch 104 and couples the interlock switch 104 and the 24V system circuit 106. The 24V system circuit 106 is an example of a first circuit to which a first DC voltage is supplied. When an image forming apparatus such as a laser printer is employed as the electronic apparatus 100, the 24V system circuit 106 includes a motor, a solenoid, a high voltage power supply circuit, and the like. The smoothing capacitor 107 is an example of a stabilization circuit that is provided in parallel with the first circuit, is provided in series with the switch, and stabilizes the first DC voltage supplied via the switch. Here, the smoothing capacitor 107 is a kind of capacitive load and functions to stably supply the first DC voltage of 24V to the 24V system circuit 106.

ＤＣ／ＤＣコンバータ１０８は所定の可変範囲内で可変の第一の直流電圧を変換して第一の直流電圧よりも低くかつ一定の第二の直流電圧を生成する変換回路の一例である。ここでは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０８が電源出力１０３を入力として３．３Ｖを出力するものとする。なお、入力電圧は３．３Ｖから２４Ｖまで可変であるが、出力電圧は一定値（例：３．３Ｖ）に固定されている。３．３Ｖ系電源ライン１０９はＤＣ／ＤＣコンバータ１０８の出力を３．３Ｖ系回路１１１などに供給するラインである。ＣＰＵ１１０は電子機器の各ユニットを統括的に制御する制御回路である。３．３Ｖ系回路１１１は第二の直流電圧を供給されて動作する第二回路の一例である。分圧抵抗１１２、１１３は２４Ｖ系電源ライン１０５の電圧を低電圧でモニタするための抵抗である。また、分圧抵抗１１２、１１３はＣＰＵ１１０とともにスイッチの開閉を検知する検知回路としても機能する。入力ポート１１４はＣＰＵ１１０が分圧抵抗１１２、１１３により２４Ｖ系電源ライン１０５の電圧を分圧して得られた電圧を検出するためのポートである。入力ポート１１４は、Ａ／Ｄ変換回路を備えている。一般に、入力ポート１１４の入力電圧の許容範囲は、通常、ＣＰＵ１１０の電源電圧を上限とする。よって、分圧抵抗１１２、１１３の分圧比率は、２４Ｖ系電源ライン１０５の電圧が３．３Ｖ以下となるような値に設定される。例えば、分圧比率を次のように決定できる。
・分圧抵抗１１２の抵抗値：分圧抵抗１１３の抵抗値＝７：１
これにより、２４Ｖ系電源ライン１０５の電圧が２４Ｖ＋５％の２５．２Ｖのときでも、入力ポート１１４に印加される電圧は３．１５Ｖとなる。電源制御線１１５はＣＰＵ１１０の出力ポートに接続された信号線である。ＣＰＵ１１０は、例えば、この電源制御線１１５に印加される電圧をＨｉｇｈまたはＬｏｗに切り替えることで、スイッチング電源１０１の電源出力１０３を２４Ｖにするか３．３Ｖにするかを設定する。 The DC / DC converter 108 is an example of a conversion circuit that converts a variable first DC voltage within a predetermined variable range to generate a second DC voltage that is lower than the first DC voltage and constant. Here, it is assumed that the DC / DC converter 108 receives the power output 103 and outputs 3.3V. The input voltage is variable from 3.3V to 24V, but the output voltage is fixed to a constant value (eg, 3.3V). The 3.3V system power supply line 109 is a line for supplying the output of the DC / DC converter 108 to the 3.3V system circuit 111 and the like. The CPU 110 is a control circuit that comprehensively controls each unit of the electronic device. The 3.3V system circuit 111 is an example of a second circuit that operates by being supplied with a second DC voltage. The voltage dividing resistors 112 and 113 are resistors for monitoring the voltage of the 24V power supply line 105 at a low voltage. The voltage dividing resistors 112 and 113 also function as a detection circuit that detects opening and closing of the switch together with the CPU 110. The input port 114 is a port for the CPU 110 to detect a voltage obtained by dividing the voltage of the 24V system power line 105 by the voltage dividing resistors 112 and 113. The input port 114 includes an A / D conversion circuit. In general, the allowable range of the input voltage of the input port 114 normally has the power supply voltage of the CPU 110 as an upper limit. Therefore, the voltage dividing ratio of the voltage dividing resistors 112 and 113 is set to a value such that the voltage of the 24V system power supply line 105 is 3.3V or less. For example, the partial pressure ratio can be determined as follows.
Resistance value of voltage dividing resistor 112: Resistance value of voltage dividing resistor 113 = 7: 1
Thereby, even when the voltage of the 24V system power line 105 is 24V + 5% of 25.2V, the voltage applied to the input port 114 is 3.15V. The power control line 115 is a signal line connected to the output port of the CPU 110. The CPU 110 sets, for example, whether the power output 103 of the switching power supply 101 is set to 24V or 3.3V by switching the voltage applied to the power supply control line 115 to High or Low.

よく知られているように、レーザプリンタは、不図示の画像処理装置、レーザ発光装置、レーザスキャナモータ、定着器などを有している。通常のプリント動作では、スイッチング電源１０１の出力電圧が２４Ｖのときにレーザプリンタのモータやソレノイド、高電圧電源回路を駆動する。スイッチング電源１０１の出力電圧が３．３Ｖのときにはこれらが駆動されず、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０８に接続されたＣＰＵ１１０のみが駆動状態となる。すなわち、スイッチング電源１０１は出力電圧が３．３Ｖのときに省エネルギーモード（以下省エネモードと略す）となり、電力消費が少なく、かつ、高効率運転状態となる。 As is well known, a laser printer has an image processing device, a laser light emitting device, a laser scanner motor, a fixing device, etc. (not shown). In a normal printing operation, when the output voltage of the switching power supply 101 is 24V, the motor, solenoid and high voltage power supply circuit of the laser printer are driven. When the output voltage of the switching power supply 101 is 3.3 V, these are not driven, and only the CPU 110 connected to the DC / DC converter 108 is in a driving state. That is, when the output voltage is 3.3 V, the switching power supply 101 is in an energy saving mode (hereinafter abbreviated as an energy saving mode), consumes less power, and is in a highly efficient operation state.

上述したようにインターロックスイッチ１０４は、不図示のトナーカートリッジをレーザプリンタに装着するために外装カバーに設けられたドアが開くと、オープン（開／オフ）となり、ドアが閉じると、クローズ（閉／オン）となる。オペレータ等によってドアが開けられた際に２４Ｖ系回路１０６への電力の供給をインターロックスイッチ１０４が遮断することで、レーザプリンタは不用意に動作しないように制御される。 As described above, the interlock switch 104 is opened (open / off) when the door provided on the exterior cover is opened to mount a toner cartridge (not shown) on the laser printer, and is closed (closed) when the door is closed. / On). When the door is opened by an operator or the like, the interlock switch 104 cuts off the power supply to the 24V system circuit 106, so that the laser printer is controlled not to operate carelessly.

図２を用いてスイッチング電源１０１の詳細を説明する。図２からわかるように、スイッチング電源１０１は自励型フライバック（ＲＣＣ）方式を採用している。コンセント１０２には交流電圧をフィルタリングするためのフィルタ回路２０１が接続されている。フィルタ回路２０１の後段には交流電圧を整流するためのダイオードブリッジ２０２および整流コンデンサ２０３が結合されている。スイッチングトランス２０４は、一次巻線Ｎｐが、補助巻線Ｎｂ、二次巻線Ｎｓを備えている。図２においてスイッチングトランス２０４の左側が１次側であり、その右側が２次側である。１次側には、起動抵抗２０５が設けられており、スイッチング電源１０１の起動時に起動電流を流す機能を果たす。フォトカプラ２０６は、フォトトランジスタ２０６−ａおよびＬＥＤ２０６−ｂを備えている。スイッチング素子２０７は、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）などであり、３つある端子の１つが一次巻線Ｎｐの一端に結合されている。３つある端子の他の１つはダイオードブリッジ２０２および整流コンデンサ２０３に接続されている。１次側の回路には、さらに、抵抗２０８、２０９、２１１、２１３、２１６、２１７、２５１、トランジスタ２１０、２５０、コンデンサ２１２、２１８、第二のフォトカプラ２１４が図２示した位置に設けられている。第二のフォトカプラ２１４は、フォトトランジスタ２１４−ａおよびＬＥＤ２１４−ｂを備えている。電流の流れを規制する規制素子として図２示した位置にダイオード２１５、２１９が設けられている。 Details of the switching power supply 101 will be described with reference to FIG. As can be seen from FIG. 2, the switching power supply 101 employs a self-excited flyback (RCC) system. A filter circuit 201 for filtering an AC voltage is connected to the outlet 102. A diode bridge 202 and a rectifying capacitor 203 for rectifying an AC voltage are coupled to the subsequent stage of the filter circuit 201. In the switching transformer 204, the primary winding Np includes an auxiliary winding Nb and a secondary winding Ns. In FIG. 2, the left side of the switching transformer 204 is the primary side, and the right side is the secondary side. On the primary side, a starting resistor 205 is provided, and fulfills the function of flowing a starting current when the switching power supply 101 is started. The photocoupler 206 includes a phototransistor 206-a and an LED 206-b. The switching element 207 is an FET (field effect transistor) or the like, and one of the three terminals is coupled to one end of the primary winding Np. The other one of the three terminals is connected to the diode bridge 202 and the rectifying capacitor 203. The primary circuit is further provided with resistors 208, 209, 211, 213, 216, 217, and 251; transistors 210 and 250; capacitors 212 and 218; and a second photocoupler 214 at the positions shown in FIG. ing. The second photocoupler 214 includes a phototransistor 214-a and an LED 214-b. Diodes 215 and 219 are provided at positions shown in FIG. 2 as regulating elements that regulate the flow of current.

２次側には、二次整流ダイオード２２０、電解コンデンサ２２１、抵抗２２２、２２４、２２５、２３４、２３５、２３６、２３９、２４１、２４２、シャントレギュレータ２２３が図２に示した位置に設けられている。さらに、２次側には、トランジスタ２４０、コンパレータ２３３、基準電圧を生成するツェナーダイオード２３８、ダイオード２３０が設けられている。抵抗２２４、抵抗２２５およびシャントレギュレータ２２３は、電源出力１０３が２４ＶのときにＬＥＤ２１４−ｂが動作するように、それぞれ抵抗値等を設定されている。抵抗２３５、２３９、２３６およびツェナーダイオード２３８は電源出力１０３が２４Ｖから３．３Ｖに低下するとコンパレータ２３３の出力が変化するように、それぞれ抵抗値等が設定されている。 On the secondary side, a secondary rectifier diode 220, an electrolytic capacitor 221, resistors 222, 224, 225, 234, 235, 236, 239, 241, 242, and a shunt regulator 223 are provided at the positions shown in FIG. . Further, on the secondary side, a transistor 240, a comparator 233, a Zener diode 238 for generating a reference voltage, and a diode 230 are provided. The resistors 224, 225, and shunt regulator 223 are set to have resistance values and the like so that the LED 214-b operates when the power output 103 is 24V. The resistors 235, 239, and 236 and the Zener diode 238 have their resistance values set so that the output of the comparator 233 changes when the power output 103 drops from 24V to 3.3V.

スイッチング電源１０１の動作について説明する。とりわけ、電源投入時の動作は次の通りである。コンセント１０２からフィルタ回路２０１を介してダイオードブリッジ２０２に交流電圧が印加されると、ダイオードブリッジ２０２により両波整流がなされる。さらに、整流コンデンサ２０３によりピーク充電が行なわれる。これにより、整流コンデンサ２０３の両端に直流電圧が発生する。スイッチング電源１０１の起動時には、起動抵抗２０５からトランジスタ２５０に電流が流れる。これにより、スイッチング素子２０７のゲートに印加される電圧が高くなり、スイッチング素子２０７がＯＮになり、スイッチングトランス２０４の一次巻線Ｎｐに電流が流れ始める。なお、この時点ではまだ二次側に電圧が生じていない。そのため、ＬＥＤ２０６−ｂは点灯せず、よってフォトトランジスタ２０６−ａもＯＮとならない。その結果、抵抗２５１によるバイアス電流が流れてトランジスタ２５０がＯＮとなる。一次巻線Ｎｐに流れる電流により、補助巻線Ｎｂに電圧が発生する。この電圧は、補助巻線Ｎｂに対して直列に接続されたコンデンサ２１２および抵抗２１１を介して、スイッチング素子２０７のゲート端子に印加される。よって、ゲート電圧が上昇する。これと並行して、補助巻線Ｎｂに発生した電圧によって電流が抵抗２１７を流れ、コンデンサ２１８が充電される。充電を開始してから一定時間後に、コンデンサ２１８の両端電圧がトランジスタ２１０をＯＮする電圧に達し、その結果、スイッチング素子２０７がＯＦＦとなる。スイッチング素子２０７がＯＦＦすると、二次巻線Ｎｓには二次整流ダイオード２２０が導通する方向（順方向）に電流が流れる。この電流により電解コンデンサ２２１が充電される。スイッチングトランス２０４に蓄えられたエネルギーが放出されると、補助巻線Ｎｂにリンギング電圧が発生する。このリンギング電圧によってスイッチング素子２０７が再びＯＮとなる。このようにして発振が生じ、スイッチング電源１０１が起動する。 The operation of the switching power supply 101 will be described. In particular, the operation when the power is turned on is as follows. When an AC voltage is applied from the outlet 102 to the diode bridge 202 via the filter circuit 201, the diode bridge 202 performs both-wave rectification. Further, peak charging is performed by the rectifying capacitor 203. As a result, a DC voltage is generated across the rectifier capacitor 203. When the switching power supply 101 is activated, a current flows from the activation resistor 205 to the transistor 250. As a result, the voltage applied to the gate of the switching element 207 is increased, the switching element 207 is turned on, and a current begins to flow through the primary winding Np of the switching transformer 204. At this point, no voltage is generated on the secondary side. Therefore, the LED 206-b is not turned on, and thus the phototransistor 206-a is not turned on. As a result, a bias current flows through the resistor 251 and the transistor 250 is turned on. A voltage is generated in the auxiliary winding Nb by the current flowing through the primary winding Np. This voltage is applied to the gate terminal of the switching element 207 via a capacitor 212 and a resistor 211 connected in series with the auxiliary winding Nb. Therefore, the gate voltage increases. In parallel with this, a current flows through the resistor 217 by the voltage generated in the auxiliary winding Nb, and the capacitor 218 is charged. After a certain time from the start of charging, the voltage across the capacitor 218 reaches a voltage for turning on the transistor 210, and as a result, the switching element 207 is turned off. When the switching element 207 is turned OFF, a current flows through the secondary winding Ns in a direction (forward direction) in which the secondary rectifier diode 220 is conducted. The electrolytic capacitor 221 is charged by this current. When the energy stored in the switching transformer 204 is released, a ringing voltage is generated in the auxiliary winding Nb. The switching element 207 is turned on again by this ringing voltage. Thus, oscillation occurs and the switching power supply 101 is activated.

スイッチング電源１０１が起動した後の動作は次の通りである。まず、プリント動作の開始が指示されると、ＣＰＵ１１０は、電源制御線１１５をＨｉｇｈにして電源出力１０３を２４Ｖに設定する。電源制御線１１５がＨｉｇｈになると、トランジスタ２４０がＯＮとなりる。その結果、抵抗２３９の両端電圧が低下して、コンパレータ２３３のマイナス端子に印加される電圧の値はほぼＧＮＤレベルとなる。コンパレータ２３３のプラス端子にはツェナーダイオード２３８のツェナー電圧が印加される。よって、コンパレータ２３３はＨｉｇｈを出力するのでＬＥＤ２０６−ｂは点灯しない。コンパレータ２３３はＨｉｇｈを出力しても電流が流れない向きにダイオード２３０は接続されている。よって、コンパレータ２３３はＨｉｇｈを出力したことはＬＥＤ２１４−ｂの動作に影響しない。この状況で、電源出力１０３が２４Ｖ以上になると、シャントレギュレータ２２３が動作することでＬＥＤ２１４−ｂが点灯する。その結果、フォトトランジスタ２１４−ａがＯＮとなる。このような動作によって、スイッチング素子２０７のＯＮとなる時間が調整されるため、電源出力１０３が２４Ｖで安定する。 The operation after the switching power supply 101 is started is as follows. First, when an instruction to start a printing operation is given, the CPU 110 sets the power control line 115 to High and the power output 103 to 24V. When the power supply control line 115 becomes high, the transistor 240 is turned on. As a result, the voltage across the resistor 239 decreases, and the value of the voltage applied to the negative terminal of the comparator 233 is almost at the GND level. The Zener voltage of the Zener diode 238 is applied to the plus terminal of the comparator 233. Therefore, since the comparator 233 outputs High, the LED 206-b is not lit. The diode 230 is connected in a direction in which no current flows even if the comparator 233 outputs High. Therefore, the fact that the comparator 233 outputs High does not affect the operation of the LED 214-b. In this situation, when the power output 103 becomes 24V or more, the LED 214-b is lit by the operation of the shunt regulator 223. As a result, the phototransistor 214-a is turned on. By such an operation, the time for which the switching element 207 is turned on is adjusted, so that the power output 103 is stabilized at 24V.

ところで、レーザプリンタなどの電子機器は省エネモードを備えている。省エネモードに移行すると、ＣＰＵ１１０は、電源制御線１１５をＬｏｗに設定して、電源出力１０３を３．３Ｖに設定する。これにより、２４Ｖ系回路への電力の供給が遮断され、ＣＰＵ１１０と３．３Ｖ系回路１１１に電力が供給される。電源制御線１１５がＬｏｗに移行すると、トランジスタ２４０がＯＦＦとなる。その結果、電源出力１０３が３．３Ｖに低下するとコンパレータ２３３の出力が切り替わる。電源出力１０３が３．３Ｖよりも高い電圧の場合、コンパレータ２３３はＬｏｗを出力し、ＬＥＤ２０６−ｂを点灯させ、ダイオード２３０を通してＬＥＤ２１４−ｂも点灯させる。補助巻線Ｎｂがスイッチング素子２０７をＯＮさせようとするときに、ＬＥＤ２１４−ｂの点灯によりトランジスタ２１０をＯＮさせる。その結果、スイッチング素子２０７がＯＦＦに移行する。このようにして、補助巻線ＮｂによるＲＣＣ動作が停止する。一方、ＬＥＤ２０６−ｂが点灯しているので、フォトトランジスタ２０６−ａがＯＮとなる。その結果、トランジスタ２５０がＯＦＦに移行するため、起動抵抗２０５には電流が流れなくなる。電源出力１０３が３．３Ｖよりも低下するとコンパレータ２３３の出力がＨｉｇｈに切り替わる。よって、ＬＥＤ２０６−ｂが消灯し、起動抵抗２０５によるスイッチング電源の起動が開始する。このように、スイッチング電源１０１は、非常に低い周波数で起動および停止を繰り返えすことになる。よって、起動および停止の繰り返し周波数が低くなるため、スイッチングに伴うロスが減ることになり、スイッチング電源１０１は高効率で運転される。 Incidentally, an electronic device such as a laser printer has an energy saving mode. When shifting to the energy saving mode, the CPU 110 sets the power control line 115 to Low and sets the power output 103 to 3.3V. As a result, the supply of power to the 24V system circuit is cut off, and power is supplied to the CPU 110 and the 3.3V system circuit 111. When the power control line 115 shifts to Low, the transistor 240 is turned off. As a result, when the power output 103 decreases to 3.3 V, the output of the comparator 233 is switched. When the power output 103 is higher than 3.3V, the comparator 233 outputs Low, turns on the LED 206-b, and turns on the LED 214-b through the diode 230. When the auxiliary winding Nb tries to turn on the switching element 207, the transistor 210 is turned on by turning on the LED 214-b. As a result, the switching element 207 shifts to OFF. In this way, the RCC operation by the auxiliary winding Nb is stopped. On the other hand, since the LED 206-b is lit, the phototransistor 206-a is turned on. As a result, since the transistor 250 shifts to OFF, no current flows through the starting resistor 205. When the power output 103 falls below 3.3V, the output of the comparator 233 is switched to High. Accordingly, the LED 206-b is turned off, and the switching power supply is started by the starting resistor 205. As described above, the switching power supply 101 can be repeatedly started and stopped at a very low frequency. Therefore, since the repetition frequency of starting and stopping becomes low, loss due to switching is reduced, and the switching power supply 101 is operated with high efficiency.

ここで、ＲＣＣ方式のスイッチング電源の特性の一例として、最大出力が１５０Ｗの特性について説明する。上述した省エネモードを持たないＲＣＣ方式のスイッチング電源では、２４Ｖ出力時に無負荷状態で約１５０ＫＨｚで発振し、消費電力は５Ｗ弱となり、電力変換効率は２０％程度にすぎない。一方、本発明の省エネモードを持ったスイッチング電源１０１によれば、３．３Ｖ出力時に無負荷状態で約５００Ｈｚで発振し、消費電力は１Ｗ以下となり、電力変換効率が６０％程度になる。よって、本発明のスイッチング電源１０１は高効率かつ低消費電力の電源装置を実現できる。 Here, a characteristic with a maximum output of 150 W will be described as an example of the characteristic of the RCC switching power supply. The RCC switching power supply without the energy saving mode described above oscillates at about 150 KHz in a no-load state at 24 V output, power consumption is less than 5 W, and power conversion efficiency is only about 20%. On the other hand, according to the switching power supply 101 having the energy saving mode of the present invention, at 3.3 V output, it oscillates at about 500 Hz in a no-load state, power consumption is 1 W or less, and power conversion efficiency is about 60%. Therefore, the switching power supply 101 of the present invention can realize a power supply device with high efficiency and low power consumption.

図３ないし図４を用いて、ＣＰＵ１１０が実行するプログラムについて説明する。なお、図３が装置全体のメイン処理フローチャートを示し、図４が割り込み処理フローチャートを示している。Ｓ３０１で、コンセント１０２を商用電源に接続されるとスイッチング電源１０１が起動する。スイッチング電源１０１から直流電圧を供給されたＤＣ／ＤＣコンバータ１０８はさらにＣＰＵ１１０に電力を供給する。ＣＰＵ１１０は、ＲＯＭなどの記憶装置からプログラムをＲＡＭにロードして起動する。以降でＣＰＵ１１０はプログラムにしたがって各種の機能を実現する。 A program executed by the CPU 110 will be described with reference to FIGS. 3 to 4. FIG. 3 shows a main process flowchart of the entire apparatus, and FIG. 4 shows an interrupt process flowchart. When the outlet 102 is connected to a commercial power source in S301, the switching power source 101 is activated. The DC / DC converter 108 supplied with the DC voltage from the switching power supply 101 further supplies power to the CPU 110. The CPU 110 loads a program from a storage device such as a ROM into the RAM and starts it. Thereafter, the CPU 110 implements various functions according to the program.

Ｓ３０２で、ＣＰＵ１１０は、タイマ割り込みを起動することで、タイマによる割り込みを許可する。この割り込みは図４に示すインターロックスイッチの確認処理である。タイマ割り込み処理は不図示のタイマ回路を動作させることによりＣＰＵ１１０のメイン処理中に設定した一定時間ごとに割り込み処理にて起動され、Ｓ４０１からスタートする。Ｓ４０２で、ＣＰＵ１１０は、入力ポート１１４に印加された電圧をＡ／Ｄ変換にて取り込んで測定する。測定された電圧は、２４Ｖ系電源ライン１０５の電圧を分圧抵抗１１２、１１３により分圧したものである。よって、ＣＰＵ１１０は、分圧抵抗１１２、１１３の分圧比率と測定値とから２４Ｖ系電源ライン１０５の実際電圧を計算する。Ｓ４０３で、ＣＰＵ１１０は、算出した２４Ｖ系電源ライン１０５の電圧に応じて処理を分岐する。２４Ｖ系電源ライン１０５の電圧区分は３．３Ｖと２４Ｖであるが、それぞれの精度範囲は３．１Ｖ以上３．５Ｖ未満と、２３Ｖ以上２５Ｖ未満である。よって、算出された値が３．１Ｖ未満であれば、ＣＰＵ１１０は、インターロックスイッチ１０４が開状態（すなわちドアが開いた状態）であると判定し、Ｓ４０４に進む。Ｓ４０４で、ＣＰＵ１１０は、電源制御線１１５をＬｏｗに設定する。これによりスイッチング電源１０１の出力電圧が低下し始め、最終的に電源出力１０３が３．３Ｖに設定される。Ｓ４０５で、ＣＰＵ１１０は、動作モードを「ドア開モード」に設定する。２４Ｖ系電源ライン１０５の電圧が３．１Ｖ以上３．５Ｖ未満であれば、ＣＰＵ１１０は、３．３Ｖ電圧で安定していると判定し、Ｓ４０６に進む。Ｓ４０６で、ＣＰＵ１１０は、動作モードを「３．３Ｖモード」に設定する。２４Ｖ系電源ライン１０５の電圧が３．５Ｖ以上２３Ｖ未満であれば、ＣＰＵ１１０は、電圧変更中であると判定し、Ｓ４０７に進む。Ｓ４０７で、ＣＰＵ１１０は、動作モードを「電圧変更中モード」に設定する。２４Ｖ系電源ライン１０５の電圧が２３Ｖ以上であれば、ＣＰＵ１１０は、２４Ｖで電圧が安定していると判定し、Ｓ４０８に進む。Ｓ４０８で、ＣＰＵ１１０は、動作モードを「２４Ｖモード」に設定する。この割り込みプログラムにしたがって、ＣＰＵ１１０は、図３のメイン処理フローチャートに「４つの動作モード」を「インターロックスイッチの状態」として引き渡し、Ｓ４０９で割り込み処理を終了する。 In S302, the CPU 110 activates a timer interrupt to permit the timer interrupt. This interruption is confirmation processing of the interlock switch shown in FIG. The timer interrupt process is started by an interrupt process at regular intervals set during the main process of the CPU 110 by operating a timer circuit (not shown), and starts from S401. In S402, the CPU 110 takes in and measures the voltage applied to the input port 114 by A / D conversion. The measured voltage is obtained by dividing the voltage of the 24V power supply line 105 by the voltage dividing resistors 112 and 113. Therefore, the CPU 110 calculates the actual voltage of the 24V power supply line 105 from the voltage dividing ratios of the voltage dividing resistors 112 and 113 and the measured value. In S403, the CPU 110 branches the process according to the calculated voltage of the 24V system power line 105. The voltage classification of the 24V system power line 105 is 3.3V and 24V, but the accuracy ranges are 3.1V or more and less than 3.5V, and 23V or more and less than 25V. Therefore, if the calculated value is less than 3.1 V, the CPU 110 determines that the interlock switch 104 is open (that is, the door is open), and proceeds to S404. In S404, the CPU 110 sets the power control line 115 to Low. As a result, the output voltage of the switching power supply 101 starts to drop, and finally the power supply output 103 is set to 3.3V. In S405, the CPU 110 sets the operation mode to “door open mode”. If the voltage of the 24V system power line 105 is not less than 3.1V and less than 3.5V, the CPU 110 determines that the voltage is stable at 3.3V and proceeds to S406. In S406, CPU 110 sets the operation mode to “3.3 V mode”. If the voltage of the 24V system power line 105 is not less than 3.5V and less than 23V, the CPU 110 determines that the voltage is being changed, and proceeds to S407. In S407, the CPU 110 sets the operation mode to “voltage changing mode”. If the voltage of the 24V system power line 105 is 23V or more, the CPU 110 determines that the voltage is stable at 24V, and proceeds to S408. In S408, the CPU 110 sets the operation mode to “24V mode”. In accordance with this interrupt program, the CPU 110 delivers “four operation modes” as “interlock switch state” to the main process flowchart of FIG. 3, and ends the interrupt process in S409.

図３の説明に戻る。Ｓ３０３で、ＣＰＵ１１０は、電源制御線１１５をＨｉｇｈに設定することで電源出力１０３を３．３Ｖに設定する。Ｓ３０４で、ＣＰＵ１１０は、インターロックスイッチ１０４の状態が「３．３Ｖモード」になるまで待つ。ドアが閉じられたことで、２４Ｖ系電源ライン１０５に３．３Ｖが出力されていることを確認できれば、Ｓ３０５に進む。 Returning to the description of FIG. In S303, the CPU 110 sets the power output 103 to 3.3V by setting the power control line 115 to High. In S <b> 304, the CPU 110 waits until the state of the interlock switch 104 becomes “3.3 V mode”. If it can be confirmed that 3.3V is output to the 24V system power line 105 because the door is closed, the process proceeds to S305.

Ｓ３０５で、ＣＰＵ１１０は、電源制御線１１５をＨｉｇｈに切り替えることで電源出力１０３を２４Ｖに設定する。Ｓ３０６で、ＣＰＵ１１０は、インターロックスイッチ１０４の状態に応じて処理を分岐する。電源出力１０３が２４Ｖに立ち上がっていなければ（３．３Ｖモードや電圧変更中モード）であれば、電源出力１０３が２４Ｖに立ち上がるまで、ＣＰＵ１１０は待機する。電源出力１０３が２４Ｖに立ち上がると、Ｓ３０８に進む。一方、ドア開モードであれば、Ｓ３０７に進む。Ｓ３０７で、ＣＰＵ１１０は、電源制御線１１５をＨｉｇｈに切り替えて電源出力１０３を３．３Ｖに設定し、Ｓ３０４に戻る。このように、ＣＰＵ１１０は、スイッチが開状態になったことを検知回路が検知した場合、第一の直流電圧の値が第二の直流電圧の値にまで低下するよう直流電圧発生回路を制御する制御回路として機能する。ＣＰＵ１１０は、電源出力１０３が３．３Ｖまで低下していないと判定すれば、電源出力１０３がをさらに低下させる。一方、Ｓ３０４でドアが閉じたことおよび電源出力１０３が３．３Ｖまで低下したことを確認すると、ＣＰＵ１１０は、電源出力１０３を再び規定値である２４Ｖに上昇させる。このように、ＣＰＵ１１０は、スイッチが閉状態になったことを検知回路が検知すると、第一の直流電圧の値が規定値になるよう直流電圧発生回路を制御する制御回路としても機能する。また、ＣＰＵ１１０は、スイッチが閉状態になったことを検知回路が検知すると、第一の直流電圧の値が第二の直流電圧の値にまで低下したかどうかを判定する判定手段として機能する。また、Ｓ３０６からわかるように、３．３Ｖから規定値である２４Ｖまで上昇している最中（電圧変更中モード）に、ドア開モードに移行すると、ＣＰＵ１１０は、再び３．３Ｖに向けて電源出力１０３を低下させる。すなわち、ＣＰＵ１１０は、第一の直流電圧の上昇を開始してから第一の直流電圧の値が規定値に達する前に、スイッチが開状態になったことを検知回路が再び検知すると、第一の直流電圧を低下させる制御回路として機能する。 In S305, the CPU 110 sets the power output 103 to 24V by switching the power control line 115 to High. In S306, the CPU 110 branches the process according to the state of the interlock switch 104. If the power output 103 does not rise to 24V (3.3V mode or voltage changing mode), the CPU 110 waits until the power output 103 rises to 24V. When the power output 103 rises to 24V, the process proceeds to S308. On the other hand, if it is a door open mode, it will progress to S307. In S307, the CPU 110 switches the power control line 115 to High, sets the power output 103 to 3.3V, and returns to S304. As described above, when the detection circuit detects that the switch is opened, the CPU 110 controls the DC voltage generation circuit so that the value of the first DC voltage is reduced to the value of the second DC voltage. Functions as a control circuit. If the CPU 110 determines that the power output 103 has not decreased to 3.3V, the power output 103 further decreases the power output 103. On the other hand, when it is confirmed in S304 that the door is closed and the power output 103 is lowered to 3.3V, the CPU 110 raises the power output 103 to 24V which is a specified value again. As described above, when the detection circuit detects that the switch is closed, the CPU 110 also functions as a control circuit that controls the DC voltage generation circuit so that the value of the first DC voltage becomes a specified value. Further, when the detection circuit detects that the switch is closed, the CPU 110 functions as a determination unit that determines whether or not the value of the first DC voltage has decreased to the value of the second DC voltage. As can be seen from S306, when the CPU 110 shifts to the door open mode while the voltage is rising from 3.3V to the specified value of 24V (voltage changing mode), the CPU 110 powers again to 3.3V. The output 103 is reduced. That is, when the detection circuit detects again that the switch has been opened before the value of the first DC voltage reaches the specified value after the start of the increase of the first DC voltage, It functions as a control circuit that lowers the DC voltage.

Ｓ３０８で、ＣＰＵ１１０は、プリンタ初期設定と初期動作を実行する。プリンタ初期設定と初期動作には、例えば、プリントを実行するために必要となる設定処理や残留紙のチェック処理などが含まれる。例えば、残留紙のチェック処理は、プリンタ内に記録用紙が残ったままとなっていないかをＣＰＵ１１０がシートセンサなどを用いてチェックする処理である。残留紙がなければ、ＣＰＵ１１０は、駆動モータやレーザスキャナ等を駆動し、各ユニットの動作チェックを実行する。これにより、トナーカートリッジがプリント可能な状態に移行する。なお、ＣＰＵ１１０は、プリンタ初期設定と初期動作の実行中は常にインターロックスイッチの状態を確認し続けている。ＣＰＵ１１０は、「２４Ｖモード」以外、すなわち２４Ｖ系電源ライン１０５の電圧低下を検知すると、Ｓ３０７に進む。Ｓ３０７で、ＣＰＵ１１０は、電源制御線１１５をＨｉｇｈに切り替えて電源出力１０３を３．３Ｖに設定し、Ｓ３０４に戻る。Ｓ３０８が終了するとＳ３０９に進む。 In step S308, the CPU 110 executes printer initial setting and initial operation. The printer initial setting and the initial operation include, for example, a setting process necessary for executing printing, a remaining paper check process, and the like. For example, the residual paper check process is a process in which the CPU 110 uses a sheet sensor or the like to check whether recording paper remains in the printer. If there is no remaining paper, the CPU 110 drives a drive motor, a laser scanner, etc., and performs an operation check of each unit. As a result, the toner cartridge shifts to a printable state. Note that the CPU 110 always checks the state of the interlock switch during the printer initial setting and the initial operation. If the CPU 110 detects a voltage drop in the 24V system power line 105 other than the “24V mode”, that is, the process proceeds to S307. In S307, the CPU 110 switches the power control line 115 to High, sets the power output 103 to 3.3V, and returns to S304. When S308 ends, the process proceeds to S309.

Ｓ３０９で、ＣＰＵ１１０は、電源制御線１１５をＬｏｗに切り替えて電源出力１０３を３．３Ｖに設定する。Ｓ３１０で、ＣＰＵ１１０は、インターロックスイッチ１０４の状態に応じて処理を分岐する。電源出力１０３が３．３Ｖに低下していなければ（２４Ｖモードや電圧変更中モード）であれば、電源出力１０３が３．３Ｖに低下するまで、ＣＰＵ１１０は待機する。電源出力１０３が３．３Ｖに低下すると（３．３Ｖモードに移行すると）、Ｓ３１１に進む。なお、ドア開モードであれば、Ｓ３０７に進む。 In S309, the CPU 110 switches the power control line 115 to Low and sets the power output 103 to 3.3V. In S310, the CPU 110 branches the process according to the state of the interlock switch 104. If the power output 103 is not lowered to 3.3V (24V mode or voltage changing mode), the CPU 110 waits until the power output 103 is lowered to 3.3V. When the power output 103 drops to 3.3V (when the mode is changed to 3.3V mode), the process proceeds to S311. If it is the door open mode, the process proceeds to S307.

Ｓ３１１で、ＣＰＵ１１０は、プリント開始かどうかを確認する。これは不図示のレーザプリンタが接続されているパソコンなどからのプリント開始命令をＣＰＵ１１０が受信したかどうかを判定する処理である。プリント開始命令を受信するまで、ＣＰＵ１１０は、待機する。プリント開始命令を受信すると、Ｓ３１２に進む。 In step S311, the CPU 110 confirms whether printing is started. This is a process for determining whether the CPU 110 has received a print start command from a personal computer or the like to which a laser printer (not shown) is connected. CPU 110 waits until a print start command is received. When the print start command is received, the process proceeds to S312.

Ｓ３１２で、ＣＰＵ１１０は、電源制御線１１５をＨｉｇｈに切り替えることで電源出力１０３を２４Ｖに設定する。Ｓ３１３に進む。Ｓ３１３で、ＣＰＵ１１０は、ＣＰＵ１１０は、インターロックスイッチ１０４の状態に応じて処理を分岐する。電源出力１０３が２４Ｖに立ち上がっていなければ（３．３Ｖモードや電圧変更中モード）であれば、電源出力１０３が２４Ｖに立ち上がるまで、ＣＰＵ１１０は待機する。電源出力１０３が２４Ｖに立ち上がると（すなわち２４Ｖモードに移行すると）、Ｓ３１４に進む。一方、ドア開モードであれば、Ｓ３０７に進む。Ｓ３１４で、ＣＰＵ１１０は、プリント動作を実行する。上述したメイン処理フローチャートはコンセント１０２が商用電源に接続されてから抜かれるまで、繰り返し実行される。 In S312, the CPU 110 sets the power output 103 to 24 V by switching the power control line 115 to High. The process proceeds to S313. In step S <b> 313, the CPU 110 branches the process according to the state of the interlock switch 104. If the power output 103 does not rise to 24V (3.3V mode or voltage changing mode), the CPU 110 waits until the power output 103 rises to 24V. When the power output 103 rises to 24V (that is, when shifting to the 24V mode), the process proceeds to S314. On the other hand, if it is a door open mode, it will progress to S307. In step S314, the CPU 110 executes a print operation. The above-described main process flowchart is repeatedly executed until the outlet 102 is connected to the commercial power supply and then disconnected.

スイッチング電源１０１は、電源制御線１１５によるＣＰＵ１１０からの電圧設定によって、最高電圧（例：２４Ｖ）と最低電圧（例：３．３Ｖ）の二値切換を実現している。上述したようにＤＣ／ＤＣコンバータは１０８の最低入力電圧（例：３．３Ｖ）と、スイッチング電源１０１の出力とほぼ同じであれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０８による電力ロスがほとんど発生しない。よって、スイッチング電源１０１の出力電圧を下げる場合は、出力電圧範囲のうちの最低値に設定することで、電力ロスを最低限に抑えることが可能となる。第一の直流電圧である電源出力１０３の可変範囲のうちで最も低い値（例：３．３Ｖ）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０８が出力するよう規定された第二の直流電圧の値に一致するように設定されている。 The switching power supply 101 realizes binary switching between the highest voltage (example: 24 V) and the lowest voltage (example: 3.3 V) by setting the voltage from the CPU 110 by the power supply control line 115. As described above, if the DC / DC converter has substantially the same minimum input voltage (eg, 3.3 V) as the output of the switching power supply 101, power loss by the DC / DC converter 108 hardly occurs. Therefore, when the output voltage of the switching power supply 101 is lowered, the power loss can be minimized by setting the lowest value in the output voltage range. The lowest value (e.g., 3.3 V) in the variable range of the power output 103, which is the first DC voltage, matches the value of the second DC voltage specified to be output by the DC / DC converter 108. Is set to

図５はレーザプリンタの動作の一例を示す図である。レーザプリンタは、初期動作が完了すると停止状態（プリント待機状態）に移行する。時刻ｔ１で、レーザプリンタは、プリント開始命令によりプリントを開始する。つまり、レーザプリンタは、時刻ｔ１までは３．３Ｖモードで動作し、時刻ｔ１からｔ２までは電圧変更中モードで動作する。時刻ｔ２で、レーザプリンタは、２４Ｖモードに移行する。プリント動作中の時刻ｔ３でドアが開けられると、レーザプリンタは、電圧変更中モードで動作するため、電源出力１０３は３．３Ｖに向かって低下する。時刻ｔ４でドア開モードに移行する。時刻ｔ５でオペレータによってドアが閉じられ、ＣＰＵ１１０は、３．３Ｖモードに移行する。２４Ｖ系電源ライン１０５には当初３．３Ｖが出力されることになる。時刻ｔ６で、ＣＰＵ１１０は電圧変更中モードに移行することで、電源出力１０３の電圧が上昇を開始するため２４Ｖ系電源ライン１０５の電圧も上昇する。時刻ｔ７で、２４Ｖ系電源ライン１０５の電圧が２４に達し、ＣＰＵ１１０は、２４Ｖモードに移行する。 FIG. 5 is a diagram showing an example of the operation of the laser printer. When the initial operation is completed, the laser printer shifts to a stop state (print standby state). At time t1, the laser printer starts printing according to a print start command. That is, the laser printer operates in the 3.3V mode until time t1, and operates in the voltage changing mode from time t1 to t2. At time t2, the laser printer shifts to the 24V mode. When the door is opened at time t3 during the printing operation, the laser printer operates in the voltage changing mode, so that the power output 103 decreases toward 3.3V. Transition to the door open mode at time t4. At time t5, the door is closed by the operator, and the CPU 110 shifts to the 3.3V mode. Initially, 3.3V is output to the 24V system power line 105. At time t6, the CPU 110 shifts to the voltage changing mode, so that the voltage of the power output 103 starts to rise, and the voltage of the 24V system power line 105 also rises. At time t7, the voltage of the 24V system power line 105 reaches 24, and the CPU 110 shifts to the 24V mode.

図６もレーザプリンタの動作の一例を示す図である。図６において図５と異なる点は、プリント動作中にドアが開けられた後にすぐ閉じられる点である。つまり、電源出力１０３の電圧が３．３Ｖに低下する前に、インターロックスイッチ１０４が閉じることになる。本実施形態では上述した突入電流を緩和するために、ドアの状態が一瞬でも開くと、２４Ｖ系電源ライン１０５が３．３Ｖに低下したことを確認してから、ＣＰＵ１１０は、スイッチング電源１０１に２４Ｖへの上昇を開始させる。このように、ドアを閉めた際（すなわちインターロックスイッチ１０４が閉じた際）に、２４Ｖ系電源ライン１０５が３．３Ｖから２４Ｖへ上昇するように制御される。それ故に、２４Ｖ系電源ライン１０５に接続された平滑コンデンサ１０７に急に２４Ｖが印加されることはない。よって、２４Ｖ系電源ライン１０５に突入電流が流れにくくなる。 FIG. 6 is also a diagram illustrating an example of the operation of the laser printer. 6 differs from FIG. 5 in that the door is closed immediately after being opened during the printing operation. That is, the interlock switch 104 is closed before the voltage of the power output 103 decreases to 3.3V. In this embodiment, in order to alleviate the inrush current described above, the CPU 110 confirms that the 24V system power line 105 has dropped to 3.3V when the door state is opened even for a moment, and then the CPU 110 supplies the switching power supply 101 with 24V. Start climbing to. Thus, when the door is closed (that is, when the interlock switch 104 is closed), the 24V system power supply line 105 is controlled to rise from 3.3V to 24V. Therefore, 24V is not suddenly applied to the smoothing capacitor 107 connected to the 24V system power line 105. Therefore, the inrush current does not easily flow through the 24V system power line 105.

従来であれば、突入電流に耐えるようインターロックスイッチ１０４の電流容量を大きく設計したり、スイッチング電源１０１が供給可能なピーク電流を大きくしたりする必要があった。一方、本実施形態では、そのような大電流への対応は不要となるため、より安価な電子部品を採用することで、電子機器１００のコストダウンを実践できる。 Conventionally, it is necessary to design the current capacity of the interlock switch 104 to withstand the inrush current, or to increase the peak current that can be supplied by the switching power supply 101. On the other hand, in this embodiment, since it is not necessary to deal with such a large current, it is possible to reduce the cost of the electronic device 100 by adopting cheaper electronic components.

本実施形態では、スイッチング電源１０１の動作モードを明確にするため、特にＳ３０４で電源出力１０３が３．３Ｖに下がるまで待つように説明した。これは電源制御線１１５に印加される電圧をむやみに切り替えることにより、動作が不安定になってしまうようなスイッチング電源では特に有効であろう。しかし、スイッチング電源１０１が電源制御線１１５の印加される電圧を自在に切り替える構成を採用する場合、Ｓ３０４を省略し、Ｓ３０７から直接Ｓ３０５に遷移してもよい。この場合、図６のドアの状態が「開」から「閉」に遷移したと同時に、電源出力１０３の電圧は下降から上昇に切り替わる。よって、より早くインターロックスイッチ１０４の状態が２４Ｖモードに切り替わることになり、ＣＰＵ１１０は、初期動作を早く開始することができる。 In the present embodiment, in order to clarify the operation mode of the switching power supply 101, it has been described that the process waits particularly until the power supply output 103 drops to 3.3V in S304. This is particularly effective in a switching power supply in which the operation becomes unstable by switching the voltage applied to the power supply control line 115 as necessary. However, when the switching power supply 101 adopts a configuration in which the voltage applied to the power supply control line 115 is freely switched, S304 may be omitted, and the process may directly transition from S307 to S305. In this case, the voltage of the power output 103 is switched from a decrease to an increase at the same time when the door state in FIG. 6 is changed from “open” to “closed”. Therefore, the state of the interlock switch 104 is switched to the 24V mode earlier, and the CPU 110 can start the initial operation earlier.

本実施形態は、２４Ｖ系電源ライン１０５を通じてスイッチング電源１０１の出力電圧を検出する検出回路を採用している。しかし、電源出力１０３を通じてスイッチング電源１０１の出力電圧を検出する検出回路を採用してもよい。すなわち、２４Ｖ系電源ライン１０５に接続していた分圧抵抗１１２を電源出力１０３に接続するよう回路を変更すればよい。ただし、このままではインターロックスイッチ１０４のＯＮ／ＯＦＦ状態を検出できない。そこで、インターロックスイッチ１０４のＯＮ／ＯＦＦ状態を検出するための入力ポートをＣＰＵ１１０に追加すればよい。追加される入力ポートの接続点は、図１に示した分圧抵抗１１２の接続点と同一の個所でよい。 The present embodiment employs a detection circuit that detects the output voltage of the switching power supply 101 through the 24V power supply line 105. However, a detection circuit that detects the output voltage of the switching power supply 101 through the power supply output 103 may be employed. In other words, the circuit may be changed so that the voltage dividing resistor 112 connected to the 24V system power line 105 is connected to the power output 103. However, the ON / OFF state of the interlock switch 104 cannot be detected as it is. Therefore, an input port for detecting the ON / OFF state of the interlock switch 104 may be added to the CPU 110. The connection point of the added input port may be the same as the connection point of the voltage dividing resistor 112 shown in FIG.

なお、電子機器１００のうち２４Ｖ系回路１０６と３．３Ｖ系回路１１１とを除いた残りの部分は電源装置を構成している。また、本発明の技術思想の特徴はこの電源装置の部分にあり、画像形成装置以外の電子機器にも適用可能である。 The remaining part of the electronic device 100 excluding the 24V system circuit 106 and the 3.3V system circuit 111 constitutes a power supply device. Further, the technical idea of the present invention is in the power supply unit, and can be applied to electronic devices other than the image forming apparatus.

［実施形態２］
図７ないし図８を用いて実施形態２について説明する。ここでは説明の簡潔化を図るために、第一実施形態と異なる部分のみを説明する。図７は電子機器７００の制御系および駆動系を示す回路図である。ここでも説明の便宜上、電子機器７００をレーザプリンタとする。実施形態１ではスイッチとしてインターロックスイッチ１０４を用いたが、ここでは、半導体スイッチを採用している。 [Embodiment 2]
The second embodiment will be described with reference to FIGS. Here, only parts different from the first embodiment will be described in order to simplify the description. FIG. 7 is a circuit diagram showing a control system and a drive system of the electronic apparatus 700. Here, for convenience of explanation, the electronic device 700 is a laser printer. Although the interlock switch 104 is used as a switch in the first embodiment, a semiconductor switch is used here.

ＦＥＴ７０１は２４Ｖ系回路１０６と平滑コンデンサ１０７が接続された２４Ｖ系電源ライン１０５に対して直流電圧を供給するか遮断するかを切り替えるためのスイッチである。抵抗７０２の一端は電源出力１０３と接続されており、その他端はＦＥＴ７０１のゲート端子と抵抗７０３の一端とに接続されている。トランジスタ７０４はＦＥＴ７０１をＣＰＵ１１０で駆動するためのトランジスタである。トランジスタ７０４のコレクタ端子は抵抗７０３の他端に接続されている。トランジスタ７０４のエミッタ端子は接地されている。トランジスタ７０４のベース端子は抵抗７０５およびＦＥＴ制御線７０６を介してＣＰＵ１１０に接続されている。ＦＥＴ制御線７０６は、ＦＥＴ７０１のＯＮ／ＯＦＦを制御するための信号線である。ＣＰＵ１１０は、ＦＥＴ制御線７０６の電圧レベルをＨｉｇｈに切り替えることでトランジスタ７０４をＯＮとする。これにより、ＦＥＴ７０１が導通状態となり、スイッチング電源１０１からの直流電圧が２４Ｖ系回路１０６に供給される。また、ＣＰＵ１１０は、ＦＥＴ制御線７０６をＬｏｗに切り替えることでトランジスタ７０４はＯＦＦにする。これにより、ＦＥＴ７０１は遮断状態となる。このように、ＦＥＴ７０１は、非プリント時の消費電力を低減させるべく、２４Ｖ系回路１０６に電力を供給しないために配置された半導体スイッチである。 The FET 701 is a switch for switching whether to supply or cut off the DC voltage to the 24V system power line 105 to which the 24V system circuit 106 and the smoothing capacitor 107 are connected. One end of the resistor 702 is connected to the power supply output 103, and the other end is connected to the gate terminal of the FET 701 and one end of the resistor 703. The transistor 704 is a transistor for driving the FET 701 by the CPU 110. The collector terminal of the transistor 704 is connected to the other end of the resistor 703. The emitter terminal of the transistor 704 is grounded. The base terminal of the transistor 704 is connected to the CPU 110 via a resistor 705 and an FET control line 706. The FET control line 706 is a signal line for controlling ON / OFF of the FET 701. The CPU 110 turns on the transistor 704 by switching the voltage level of the FET control line 706 to High. As a result, the FET 701 becomes conductive, and the DC voltage from the switching power supply 101 is supplied to the 24V system circuit 106. In addition, the CPU 110 turns off the transistor 704 by switching the FET control line 706 to Low. As a result, the FET 701 is cut off. As described above, the FET 701 is a semiconductor switch arranged not to supply power to the 24V circuit 106 in order to reduce power consumption during non-printing.

図８は、ＣＰＵ１１０がプログラムを起動することで実行される処理を示したフローチャートである。なお、実施形態１と共通するステップには同一の参照番号を付与することで説明を簡潔化する。Ｓ３０１でＣＰＵ１１０は起動する。Ｓ３０５で、ＣＰＵ１１０は、電源出力１０３を２４Ｖに設定し、Ｓ８０１でＣＰＵ１１０は一定時間が経過するのを待つ。この一定時間は、確実にスイッチング電源１０１の出力電圧が安定するまでに必要となる時間である。例えば、２４Ｖから３．３Ｖへの移行に要する待ち時間と、３．３Ｖから２４Ｖへの移行に要する待ち時間はそれぞれ異なることがある。よって、これを考慮して、つまりいずれか長いほうの待ち時間と同一またはそれよりも若干長く一定時間は設定されればよい。Ｓ３０８で、ＣＰＵ１１０は、プリンタの初期設定および初期動作を実行する。Ｓ３０９で、ＣＰＵ１１０は、電源出力１０３を３．３Ｖに設定する。Ｓ８０２で、ＣＰＵ１１０は、電圧が安定するまで一定時間にわたり待機する。Ｓ８０３で、ＣＰＵ１１０は、ＦＥＴ制御線７０６のレベルをＬｏｗに切り替えることで、ＦＥＴ７０１を遮断状態に遷移させる。これにより、２４Ｖ系回路１０６および平滑コンデンサ１０７には電力が供給されないようになる。Ｓ３１０で、プリント開始命令を待つ。プリントしていない状態ではこの待機ループを繰り返すことにより、プリントしていない状態での低消費電力化が実現される。プリント開始命令が到来すると、待機ループを抜ける。Ｓ８０４で、ＣＰＵ１１０は、ＦＥＴ制御線７０６をＨｉｇｈに切り替えてＦＥＴ７０１を導通状態に遷移させる。これにより、スイッチング電源１０１からの直流電圧が２４Ｖ系回路１０６および平滑コンデンサ１０７に供給される。Ｓ３１２で、ＣＰＵ１１０は、電源出力１０３を２４Ｖに設定する。Ｓ８０５で、ＣＰＵ１１０は、一定時間待機する。Ｓ３１４で、ＣＰＵ１１０は、プリント動作を実行する。プリント動作が終了すると、Ｓ３０９に戻る。 FIG. 8 is a flowchart showing processing executed by the CPU 110 by starting a program. Note that the same reference numerals are assigned to the steps common to the first embodiment to simplify the description. In S301, the CPU 110 is activated. In S305, the CPU 110 sets the power output 103 to 24V, and in S801, the CPU 110 waits for a certain period of time to elapse. This fixed time is a time required until the output voltage of the switching power supply 101 is reliably stabilized. For example, the waiting time required for the transition from 24V to 3.3V may be different from the waiting time required for the transition from 3.3V to 24V. Therefore, in consideration of this, that is, the fixed time may be set equal to or slightly longer than the longer waiting time. In step S308, the CPU 110 executes initial setting and initial operation of the printer. In S309, the CPU 110 sets the power output 103 to 3.3V. In step S802, the CPU 110 waits for a certain period of time until the voltage becomes stable. In step S <b> 803, the CPU 110 switches the level of the FET control line 706 to Low, thereby causing the FET 701 to transition to the cutoff state. As a result, power is not supplied to the 24V system circuit 106 and the smoothing capacitor 107. In step S310, a print start command is awaited. By repeating this standby loop when printing is not performed, low power consumption can be achieved when printing is not performed. When a print start command arrives, the process exits the standby loop. In step S804, the CPU 110 switches the FET control line 706 to High and causes the FET 701 to transition to a conductive state. As a result, the DC voltage from the switching power supply 101 is supplied to the 24V system circuit 106 and the smoothing capacitor 107. In S312, the CPU 110 sets the power output 103 to 24V. In step S805, the CPU 110 waits for a predetermined time. In step S314, the CPU 110 executes a print operation. When the printing operation is completed, the process returns to S309.

特に、Ｓ３０９、Ｓ８０２、Ｓ８０３、Ｓ３１０、Ｓ８０４、Ｓ３１２、Ｓ８０５の一連の制御により、ひとまず電源出力１０３が３．３Ｖに設定されて、プリント開始命令を待つことにより、低消費電力化が図れる。電源出力１０３が３．３Ｖになってから２４Ｖに設定することで、平滑コンデンサ１０７に印加される電圧は３．３Ｖから２４Ｖに徐々に上昇する。よって、平滑コンデンサ１０７に突入電流が流れ難くなる。よって、実施形態２においても実施形態１と同様の効果が奏されることになる。 In particular, the power output 103 is set to 3.3 V by the series of control of S309, S802, S803, S310, S804, S312, and S805, and power consumption can be reduced by waiting for a print start command. By setting the power output 103 to 24V after 3.3V, the voltage applied to the smoothing capacitor 107 gradually increases from 3.3V to 24V. Therefore, inrush current hardly flows through the smoothing capacitor 107. Therefore, the same effects as those of the first embodiment are also obtained in the second embodiment.

Claims

A DC voltage generating circuit for converting the AC voltage to generate a first DC voltage;
A first load operated by being supplied with the first DC voltage;
A switch for switching between supply and interruption of the first DC voltage from the DC voltage generation circuit to the first load ;
A detection circuit for detecting opening and closing of the switch;
A stabilization circuit provided in parallel with the first load and stabilizing the first DC voltage supplied via the switch;
A converting circuit for generating a low There second DC voltage than the first converts the DC voltage said first DC voltage,
A second load operated by being supplied with the second DC voltage;
When the detection circuit detects that the switch is open, the DC voltage generation circuit is controlled so that the value of the first DC voltage is reduced to the value of the second DC voltage, And a control circuit that controls the DC voltage generation circuit so that the value of the first DC voltage becomes a specified value when the detection circuit detects that the switch is closed. Electronics.

When the detection circuit detects that the switch has been closed, the control circuit determines whether the value of the first DC voltage has decreased to the value of the second DC voltage. And when the determination means determines that the value of the first DC voltage has not decreased to the value of the second DC voltage, the first DC voltage is further reduced, 2. The electronic apparatus according to claim 1, wherein when the determination unit determines that the voltage value has decreased to the second DC voltage value, the first DC voltage starts to increase.

The detection circuit again detects that the switch has been opened before the value of the first DC voltage reaches the specified value after the first DC voltage starts to rise. The electronic device according to claim 2, wherein when detected, the first DC voltage is decreased.

A door for an operator to access the electronic device;
The electronic device according to any one of claims 1 to 3, wherein the switch is a mechanical switch that opens and closes according to opening and closing of the door.

The electronic device according to claim 1, wherein the switch is a semiconductor switch controlled by the control circuit.

The electronic device according to claim 1, wherein the stabilization circuit is a capacitive load.

  In an image forming apparatus for forming an image,
  A power supply for supplying power to the image forming apparatus;
  The power source is a DC voltage generating circuit that converts an AC voltage to generate a first DC voltage;
  A first load operated by being supplied with the first DC voltage;
  A switch for switching between supply and interruption of the first DC voltage from the DC voltage generation circuit to the first load;
  A detection circuit for detecting opening and closing of the switch;
  A stabilization circuit provided in parallel with the first load and stabilizing the first DC voltage supplied via the switch;
  A conversion circuit that converts the first DC voltage to generate a second DC voltage lower than the first DC voltage;
  A second load operated by being supplied with the second DC voltage;
  When the detection circuit detects that the switch is open, the DC voltage generation circuit is controlled so that the value of the first DC voltage is reduced to the value of the second DC voltage, A control circuit that controls the DC voltage generation circuit so that the value of the first DC voltage becomes a specified value when the detection circuit detects that the switch is closed;
An image forming apparatus comprising:

A drive unit that drives the image forming unit; and a control unit that controls the image forming unit;
The image forming apparatus according to claim 7, wherein the first load is the driving unit, and the second load is the control unit.

A DC voltage generating circuit that converts an AC voltage, generates a first DC voltage, and supplies the first DC voltage to an electronic device;
A switch for switching between supply and cutoff of the first DC voltage from the DC voltage generation circuit to the electronic device;
A detection circuit for detecting opening and closing of the switch;
A stabilization circuit provided in parallel with the electronic device and stabilizing the first DC voltage supplied via the switch;
A converting circuit for converting the first DC voltage to generate a low There second DC voltage than the first DC voltage,
When the detection circuit detects that the switch is open, the DC voltage generation circuit is controlled so that the value of the first DC voltage is reduced to the value of the second DC voltage, And a control circuit that controls the DC voltage generation circuit so that the value of the first DC voltage becomes a specified value when the detection circuit detects that the switch is closed. apparatus.