(57)【要約】【課題】スイッチング電源が負荷に対する出力電圧を変化させる場合に、過渡状態において当該負荷に電圧を出力しないよう動作する電子機器及び画像形成装置を提供する。【解決手段】本発明の電子機器は、負荷に対して電圧を印加するスイッチング電源１０１と、スイッチング電源１０１と当該負荷とが導通された導通状態、及びスイッチング電源１０１と当該負荷とが導通していない非導通状態を切り替えるＦＥＴ１１０とを備える。電子機器は、スイッチング電源１０１が負荷に印加する電圧を変更する際の過渡状態において、スイッチング電源１０１と負荷とをＦＥＴ１１０によって非導通状態にする。【選択図】図１
2012018233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に接続され、前記負荷に対して電圧を印加する電源と、
前記電源と前記負荷との間に設けられ、前記電源と前記負荷とが導通された導通状態、及び前記電源と前記負荷とが導通していない非導通状態を切り替える切替手段と、
前記電源が前記負荷に印加する電圧を、第１電圧値から該第１電圧値と異なる第２電圧値に変更する間、前記電源と前記負荷とが前記非導通状態となるよう前記切替手段を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記電源が前記負荷に印加する電圧を前記第１電圧値から前記第２電圧値へ変更する前に、前記切替手段を前記導通状態から前記非導通状態に切り替え、
前記電源が前記負荷に印加する電圧について前記第１電圧値から前記第２電圧値への変更を開始した後、当該電圧が前記第２電圧値で安定するための予め定められた期間が経過すると、前記切替手段を前記非導通状態から前記導通状態に切り替えること
を特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記電源が前記負荷に印加する電圧を検出する検出手段を更に備え、
前記制御手段は、
前記電源が前記負荷に印加する電圧を前記第１電圧値から前記第２電圧値へ変更する前に、前記切替手段を前記導通状態から前記非導通状態に切り替え、
前記切替手段を前記非導通状態に切り替えた後に、前記検出手段によって検出された電圧が前記第２電圧値で安定すると、前記切替手段を前記非導通状態から前記導通状態に切り替えること
を特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項４】
前記制御手段と前記切替手段との間に設けられた、前記制御手段による制御でオン状態又はオフ状態が切り替わるトランジスタを更に備え、
前記切替手段は、前記トランジスタが前記オン状態である場合に前記導通状態となり、前記オフ状態である場合に前記非導通状態となる半導体スイッチであること
を特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の電子機器。
【請求項５】
画像形成装置であって、
記録材に画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段に接続され、前記画像形成手段に電圧を印加する電源と、
前記電源と前記画像形成手段との間に設けられ、前記電源と前記画像形成手段とが導通された導通状態、及び前記電源と前記画像形成手段とが導通してない非導通状態を切り替える切替手段と、
前記画像形成手段による記録材への画像形成を開始する前に、前記電源が前記画像形成手段に印加する電圧を、画像形成時以外の待機時に用いられる第１電圧値から、前記第１電圧値より高い、画像形成時に用いられる第２電圧値に変更する間、前記電源と前記画像形成手段とが前記非導通状態となるよう前記切替手段を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、
前記電源が前記画像形成手段に印加する電圧を前記第１電圧値から前記第２電圧値へ変更する前に、前記切替手段を前記導通状態から前記非導通状態に切り替え、
前記電源が前記画像形成手段に印加する電圧について前記第１電圧値から前記第２電圧値への変更を開始した後、当該電圧が前記第２電圧値で安定するための予め定められた期間が経過すると、前記切替手段を前記非導通状態から前記導通状態に切り替えること
を特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記電源が前記画像形成手段に印加する電圧を検出する検出手段を更に備え、
前記制御手段は、
前記電源が前記画像形成手段に印加する電圧を前記第１電圧値から前記第２電圧値へ変更する前に、前記切替手段を前記導通状態から前記非導通状態に切り替え、
前記切替手段を前記非導通状態に切り替えた後に、前記検出手段によって検出された電圧が前記第２電圧値で安定すると、前記切替手段を前記非導通状態から前記導通状態に切り替えること
を特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記切替手段と前記画像形成手段との間に設けられ、前記画像形成装置の扉の開閉に連動して、当該扉が開くと開状態となり、当該扉が閉じると開状態となるスイッチと、
前記スイッチと前記画像形成手段との間の電圧が前記第１電圧値より低いことを判定することによって、前記画像形成装置の扉が開状態であることを検知する検知手段と
を更に備え、
前記制御手段は、更に、
前記電源が前記画像形成手段に印加する電圧を前記第１電圧値から前記第２電圧値に変更する間、前記検知手段による検知を無効とすることを特徴とする請求項５乃至７の何れか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器には、駆動系負荷用の電源と制御用の電源とからなる複数の電源を備え、負荷の状態に応じた電源効率で電源を制御をするものが知られている。特許文献１には、スイッチングレギュレータ及びマイクロコントローラを備えた回路において、負荷の状態に応じてスイッチングレギュレータを良好な電源変換効率で制御する手法が提案されている。
【０００３】
特許文献１で提案されている回路においては、電源の電圧の立ち上がり時及び立ち下がり時における過渡状態において、中間電位が発生し得る。このような場合、例えば電源の立ち上がり時に、スイッチングレギュレータから駆動系負荷に供給される電圧が立ち上がるより先に、マイクロコントローラに供給される電圧が立ち上がるようにする。さらに、マイクロコントローラは、駆動系負荷が動作しないよう当該駆動系負荷を制御する。このようにして、駆動系負荷に中間電位が印加されても当該駆動系負荷に誤動作が生じないように設計されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３４０４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
中間電位は、交流の入力電圧を所望の直流電圧に変換して出力可能なスイッチング電源ではその出力電圧を変更する場合に、変更前の電圧値から変更後の電圧値に出力電圧が変化するまでの過渡状態において生じる。例えば、スイッチング電源が、所定の電圧値で動作する負荷に対する出力電圧について、別の電圧値から当該所定の電圧値に変化させる場合に、定常状態に至るまでの過渡状態において当該負荷に中間電位が印加される。
【０００６】
この場合に起こり得る問題について、図９及び図１０を参照して説明する。図９に示す電源システム９００において、スイッチング電源９０１は、コネクタ９１０を介して入力される商用電源からの交流電圧を、電圧値Ｖin1からＶin5までの範囲の直流電圧に変換して出力可能な電源である。スイッチング電源９０１の出力電圧は、ライン９０２を介してシリーズレギュレータ９０３に印加される。シリーズレギュレータ９０３は、図１０に示す入出力電圧特性を有するドロッパ方式の電源であり、入力された電圧Ｖinを電圧Ｖoutに変換して出力する。シリーズレギュレータ９０３の出力電圧Ｖoutは、ライン９０４を介して、電圧Ｖout1で駆動されるＩＣ９０５、及びメモリ９０７に印加される。ＩＣ９０５は、メモリ制御線９０６上の制御信号を用いてメモリ９０７を制御する。
【０００７】
ここで、ＩＣ９０５及びメモリ９０７の動作保証範囲１００１の下限値がＶout2である場合、次のような問題が起こり得る。例えば、スイッチング電源９０１が出力電圧をＶin1からＶin5へ切り替える際、ＶinからＶin2までの範囲の出力電圧に対しては、シリーズレギュレータ９０３によるレギュレーションが機能する。これにより、シリーズレギュレータ９０３からの出力電圧Ｖoutは、当該範囲においてＶout1で一定となる。一方で、スイッチング電源９０１の出力電圧がＶin2からＶin5までの範囲では、シリーズレギュレータ９０３によるレギュレーションが機能しないため、シリーズレギュレータ９０３の出力電圧Ｖoutが一定ではなくなる。
【０００８】
ここで、シリーズレギュレータ９０３の入力電圧ＶinがＶin2からＶin3までの範囲では、対応する出力電圧Ｖoutは未だＩＣ９０５の動作保証範囲内である。ところが、当該入力電圧ＶinがＶin3からＶin4までの範囲では、対応する出力電圧ＶoutがVout2より低くなり、ＩＣ９０５の動作保証範囲外となる。これにより、ＩＣ９０５によって制御されるメモリ９０７において、想定外にデータが変更されてしまう等の誤動作が生じる可能性がある。
【０００９】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、スイッチング電源が負荷に対する出力電圧を変化させる場合に、電圧の過渡状態において当該負荷に電圧を出力しないよう動作する電子機器及び画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、例えば、電子機器として実現できる。電子機器は、負荷に接続され、負荷に対して電圧を印加する電源と、電源と負荷との間に設けられ、電源と負荷とが導通された導通状態、及び電源と負荷とが導通してない非導通状態を切り替える切替手段と、電源が負荷に印加する電圧を、第１電圧値から第１電圧値と異なる第２電圧値に変更する間、電源と負荷とが非導通状態となるよう切替手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、スイッチング電源が負荷に対する出力電圧を変化させる場合に、過渡状態において当該負荷に電圧を出力しないよう動作する電子機器及び画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係るレーザプリンタ１００における電源システムに関連する概略的な構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係るスイッチング電源１０１の回路構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係るレーザプリンタ１００の動作手順を示すフローチャートである。
【図４】第２の実施形態に係るレーザプリンタ１００における電源システムに関連する概略的な構成を示す図である。
【図５】第２の実施形態に係るレーザプリンタ１００の動作手順を示すフローチャートである。
【図６】第３の実施形態に係るレーザプリンタ１００における電源システムに関連する概略的な構成を示す図である。
【図７】第３の実施形態に係るレーザプリンタ１００の動作手順を示すフローチャートである。
【図８】第３の実施形態に係るレーザプリンタ１００における割り込み処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】従来技術における電源システムの構成を示す図である。
【図１０】従来技術におけるドロッパ方式の電源の入出力電圧特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。
【００１４】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る電子機器の一例である画像形成装置（レーザプリンタ）１００内の、制御系及び駆動系の概略的な回路構成を示す図である。スイッチング電源１０１は、コネクタ１０２を介して外部の商用電源（図示せず）に接続され、当該商用電源から供給された交流電圧を、３．３〜２４Ｖの直流電圧に変換して出力ライン１０４に出力する。スイッチング電源１０１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０５を介して３．３Ｖ系回路１０７、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field Effect Transistor）１１０を介して２４Ｖ系回路１１６に接続され、これらの負荷に電圧を印加する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０５は、出力ライン１０４を介してスイッチング電源１０１から入力される電圧を、３．３Ｖの電圧に変換して、３．３Ｖ系電源ライン１０６へ出力するコンバータである。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０５の入力電圧の範囲は３．３〜２４Ｖであり、出力電圧は３．３Ｖで固定である。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０５の３．３Ｖの出力電圧は、３．３Ｖ系回路１０７と、レーザプリンタ１００における各ユニットの動作を制御するＣＰＵ１０８とに印加される。
【００１５】
ＦＥＴ１１０は、スイッチング電源１０１と２４Ｖ系回路１１６との間に設けられ、スイッチング電源１０１と２４Ｖ系回路１１６とが導通された導通状態、及び、スイッチング電源１０１と２４Ｖ系回路１１６とが導通しておらず遮断された遮断状態（非導通状態ともいう）とを切り替える半導体スイッチである。ＦＥＴ１１０が遮断状態となると、スイッチング電源１０１から２４Ｖ系回路１１６への電力供給が遮断される。ＦＥＴ１１０が導通状態である場合、スイッチング電源１０１からの電力は、ＦＥＴ１１０から更に２４Ｖ電源ライン１１５を介して２４Ｖ系回路１１６へ供給される。なお、ＦＥＴ１１０は、切替手段として機能する。
【００１６】
ＣＰＵ１０８は、抵抗１１４が設けられたＦＥＴ制御線１０９を介してトランジスタ１１３に接続されている。ＣＰＵ１０８が、ＦＥＴ制御線１０９を介して送信する信号をＨｉｇｈにした場合、トランジスタ１１３がオン状態となる。一方で、ＣＰＵ１０８が、ＦＥＴ制御線１０９を介して送信する信号をＬｏｗにした場合、トランジスタ１１３がオフ状態となる。ＦＥＴ１１０は、トランジスタ１１３は、抵抗１１２を介してＦＥＴ１１０に、抵抗１１２、１１１を介して出力ライン１０４に接続されている。ＦＥＴ１１０は、トランジスタがオン状態である場合に導通状態となり、オフ状態である場合に遮断状態となる。
【００１７】
ここで、２４Ｖ系回路１１６としては、画像形成動作に必要なモータやソレノイド等の負荷、高電圧電源回路、レーザスキャナのレーザ駆動ＩＣに電力供給するためのシリーズレギュレータ方式の電源等がある。レーザプリンタ１００は、図１に示す各負荷の他に、画像処理装置、レーザ発光装置、レーザスキャナモータ、定着器等を備える。レーザプリンタ１００における通常のプリント（画像形成）動作は、スイッチング電源１０１から２４Ｖの電圧を印加して、２４Ｖ系回路１１６であるレーザプリンタ１００のモータやソレノイド等の負荷、高電圧電源回路等を駆動することによって実行される。
【００１８】
ＣＰＵ１０８は、出力ポートに接続された電源制御線１０３を介して送信する信号を用いて、スイッチング電源１０１に対してその出力電圧を３．３Ｖ及び２４Ｖの何れにするかを指示する。スイッチング電源１０１の出力電圧が３．３Ｖの場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０５に接続されたＣＰＵ１０８のみが駆動状態となる。ここで、レーザプリンタ１００は、出力電圧が３．３Ｖの場合に、電力消費が少ない高効率な状態で動作する省エネモードとなる。
【００１９】
次に、図２を参照して、スイッチング電源１０１の構成について説明する。スイッチング電源１０１は、同図に示すように、フィルタ回路２０１、ダイオードブリッジ２０２、整流コンデンサ２０３、スイッチングトランス２０４（以下、単にトランス２０４という。）を備える。トランス２０４において、Ｎｐが一次巻線、Ｎｂが補助巻線、Ｎｓが二次巻線である。スイッチング電源１０１は、トランス２０４の一次側に、起動抵抗２０５、フォトカプラ２０６、フォトトランジスタ２０６ａ、ＬＥＤ２０６ｂ、スイッチング素子２０７を備える。スイッチング電源１０１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、がフォトトランジスタ２１４ａ、ＬＥＤ２１４ｂ、ダイオード２１５、２１９を備える。
【００２０】
スイッチング電源１０１は、トランス２０４の二次側に、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を備える。また、スイッチング電源１０１は、当該二次側に、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を備える。ここで、抵抗２２４、２２５、シャントレギュレータ２２３は、出力ライン１０４の電圧が２４Ｖの場合にフォトカプラＬＥＤ２１４ｂが動作するよう定数設定がされている。また、抵抗２３５、２３９、２３６、ツェナーダイオード２３８は、出力ライン１０４の電圧が３．３Ｖの場合にコンパレータ２３３の出力が変化するよう定数設定がされている。
【００２１】
（スイッチング電源１０１の動作）
スイッチング電源１０１はＲＣＣ方式（Ringing Choke Converter方式）であり、電源投入時には以下のように動作する。コネクタ１０２からフィルタ回路２０１を介して整流ダイオード（ダイオードブリッジ）２０２にＡＣ電源が印加されると、ダイオードブリッジ２０２によって両波整流が行われ、整流コンデンサ２０３によってピーク充電が行われる。これにより、整流コンデンサ２０３の両端にＤＣ電圧が生成される。スイッチング電源１０１の起動時には、起動抵抗２０５を介してトランジスタ２５０に電流が流れ、スイッチング素子２０７のゲート電圧が高くなるよう電圧が印加される。これにより、スイッチング素子２０７がオン状態となり、トランス２０４の一次巻線Ｎｐに電流が流れ始める。ここで、トランス２０４の二次側には電圧が生じていないため、フォトカプラＬＥＤ２０６ｂは点灯することない。また、フォトカプラトランジスタ２０６ａもオン状態とならない。このため、抵抗２５１によるバイアス電流が流れることで、トランジスタ２５０がオン状態となる。
【００２２】
一次巻線Ｎｐに流れる電流によって補助巻線Ｎｂに電圧が発生し、かかる電圧は、コンデンサ２１２、抵抗２１１からスイッチング素子２０７のゲート電圧を高くするよう印加される。それと同時に、抵抗２１７からコンデンサ２１８が充電される。一定時間の経過後、コンデンサ２１８両端の電圧がトランジスタ２１０をオン状態に変化させる電圧となり、スイッチング素子２０７がオフ状態となる。スイッチング素子２０７がオフ状態となると、二次巻線Ｎｓには、ダイオード２２０が導通する方向に電流が流れ、コンデンサ２２１が充電される。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。これにより、スイッチング素子２０７がオン状態となり、発振を続けていくことによって、スイッチング電源１０１は起動する。
【００２３】
スイッチング電源１０１の起動後、レーザプリンタ１００のプリント動作を開始するために、出力ライン１０４を２４Ｖにする場合には、スイッチング電源１０１は以下のように動作する。まず、ＣＰＵ１０８が電源制御線１０３をＨｉｇｈにすると、トランジスタ２４０がオン状態となることで、抵抗２３９の両端電圧が低下し、コンパレータ２３３のマイナス端子がほぼＧＮＤレベルとなる。また、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のツェナー電圧が保たれる。これにより、コンパレータ２３３はＨｉｇｈを出力するので、フォトカプラＬＥＤ２０６ｂは点灯しない。ダイオード２３０も、電流が流れない向きに接続されているので、フォトカプラＬＥＤ２１４ｂの動作には影響しない。この状況において、シャントレギュレータ２２３が動作することで出力ライン１０４の電圧が２４Ｖ以上になると、フォトカプラＬＥＤ２１４ｂが点灯して、フォトカプラトランジスタ２１４ａがオンとなる。さらに、スイッチング素子２０７のオン時間を調整することで、出力ライン１０４の電圧が２４Ｖで安定する。
【００２４】
次に、レーザプリンタ１００を省エネルギーモードに移行させるために、出力ラインを３．３Ｖにする場合には、スイッチング電源１０１は以下のように動作する。まず、ＣＰＵ１０８が電源制御線１０３をＬｏｗにすると、トランジスタ２４０がオフ状態となり、出力ライン１０４の電圧が３．３Ｖである状態でコンパレータ２３３が動作する。ここで出力ライン１０４の電圧が３．３Ｖよりも高い電圧である場合、コンパレータ２３３がＬｏｗを出力し、フォトカプラＬＥＤ２０６ｂが点灯し、かつ、ダイオード２３０を通じてフォトカプラＬＥＤ２１４ｂも点灯する。フォトカプラＬＥＤ２１４ｂの点灯によって、補助巻線Ｎｂがスイッチング素子２０７をオン状態とする場合にスイッチング素子２０７をオフ状態とするように、トランジスタ２１０をオン状態とする。このため、補助巻線ＮｂによるＲＣＣ動作が停止してしまう。また、フォトカプラＬＥＤ２０６ｂが点灯しているので、フォトカプラトランジスタ２０６ａがオン状態となり、トランジスタ２５０がオフ状態となる。これにより、起動抵抗２０５には電流が流れなくなる。出力ライン１０４の電圧が３．３Ｖよりも低下すると、コンパレータ２３３の出力がＨｉｇｈとなり、フォトカプラＬＥＤ２０６ｂが消灯することで、起動抵抗２０５によるスイッチング電源１０１の起動が開始する。以上の動作が繰り返されることで、スイッチング電源１０１は非常に低い周波数で起動及び停止を繰り返す。これにより、レーザプリンタ１００は、スイッチングに伴う損失を低減した高効率な動作を行うことが可能となる。
【００２５】
ＲＣＣスイッチング電源の特性の一例として、最大１５０Ｗ出力の規模の回路についての特性の一例を説明する。省エネルギーモードを有しないＲＣＣスイッチング電源回路では、２４Ｖ出力時、無負荷状態において、発振周波数は約１５０ＫＨｚ、消費電力は５Ｗ弱、電力変換効率は２０％程度である。これに対して、上述の省エネルギーモードを有する回路では、３．３Ｖ出力時、無負荷状態において、発振周波数は約５００Ｈｚ、消費電力は１Ｗ以下、電力変換効率は６０％程度である。このように上述のスイッチング電源１０１では、高効率かつ低消費電力を実現できる。
【００２６】
（レーザプリンタ１００の動作）
次に、図３を参照して、レーザプリンタ１００の動作について説明する。図３に示すフローチャートの各ステップは、ＣＰＵ１０８がＲＯＭ等に予め格納されたプログラムをＲＡＭ（図示せず）に読み出して実行することによって実現され得る。なお、以下の例では、２４Ｖ系回路１１６は、駆動モータ、レーザスキャナ、用紙に画像を形成する画像形成ユニット等、画像形成に関連する負荷であるものとする。
【００２７】
まず、Ｓ３０１で、レーザプリンタ１００の電源が起動すると、スイッチング電源１０１が起動するとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０５からＣＰＵ１０８への電源の供給が開始されてＣＰＵ１０８が起動する。なお、ＦＥＴ１１０は遮断状態に設定されている。その後、ＣＰＵ１０８は、Ｓ３０２で、電源制御線１０３を介して送信する信号をＨｉｇｈに設定することで、スイッチング電源１０１からの出力電圧値を２４Ｖとするとともに、Ｓ３０３で、一定時間（予め定められた期間）が経過するまで待機する。この待機時間は、スイッチング電源１０１の出力電圧が安定するまでに要する時間に相当する。
【００２８】
ここで、スイッチング電源１０１の出力電圧値を２４Ｖから３．３Ｖへの移行させる場合の待機時間と３．３Ｖから２４Ｖへ移行させる場合の待機時間とは異なるため、それぞれについて異なる待機時間を予め定める必要があるであろう。なお、スイッチング電源１０１の出力電圧値を２４Ｖから３．３Ｖへ変更する場合、２４Ｖが第１電圧値、３．３Ｖが第２電圧値に相当する。一方で、スイッチング電源１０１の出力電圧値を３．３Ｖから２４Ｖへ変更する場合、３．３Ｖが第１電圧値、２４Ｖが第２電圧値に相当する。
【００２９】
次に、Ｓ３０４で、ＣＰＵ１０８は、遮断状態のＦＥＴ１１０を導通状態に切り替える。この制御は、ＣＰＵ１０８が、トランジスタ１１３のＦＥＴ制御線１０９に送信する信号をＨｉｇｈにすることで実現される。その後、Ｓ３０５で、ＣＰＵ１０８は、２４Ｖ系回路１１６を制御して、プリントに関する初期設定及び初期動作として以下のような制御を実行する。ここで、ＣＰＵ１０８は、レーザプリンタ１００内に残留した記録材（用紙）の有無のチェックを行い、残留した用紙がなければ駆動モータやレーザスキャナ等を駆動する。さらに、各画像形成ユニットの動作チェックを行うとともに、各画像形成ユニットを待機状態からプリント可能な画像形成状態とする。Ｓ３０５の初期動作が終了すると、ＣＰＵ１０８は、Ｓ３０６で、ＦＥＴ制御線１０９をＬｏｗに設定して、ＦＥＴ１１０を遮断状態に切り替える。さらに、Ｓ３０７で、ＣＰＵ１０８は、電源制御線１０３をＬｏｗに設定して、スイッチング電源１０１の出力電圧値を３．３Ｖとする。ここでは、３．３Ｖの出力電圧値が、画像形成時以外の待機時に用いられる第１電圧値に相当する。
【００３０】
次に、Ｓ３０８で、ＣＰＵ１０８は、プリントの開始指示があったか否かを判定する。この判定処理は、例えば、ＣＰＵ１０８が、レーザプリンタ１００に接続された外部のホストコンピュータ等からプリント命令を受信したか否かを判定することによって実現され得る。ここで、ＣＰＵ１０８は、プリントの開始指示がないと判定した場合には当該判定処理を繰り返す一方で、開始指示があったと判定した場合には処理をＳ３０９へ進める。
【００３１】
ＣＰＵ１０８は、Ｓ３０９で、電源制御線１０３をＨｉｇｈに設定することでスイッチング電源１０１の出力電圧値を２４Ｖに変更した後、Ｓ３１０で、予め定められた期間が経過するまで待機する。これにより、スイッチング電源１０１の出力電圧が２４Ｖで安定する。ここでは、２４Ｖの出力電圧値が、画像形成時に用いられる第２電圧値に相当する。その後、Ｓ３１１で、ＣＰＵ１０８は、ＦＥＴ制御線１０９をＨｉｇｈに設定してＦＥＴ１１０を導通状態に切り替える。次に、Ｓ３１２で、ＣＰＵ１０８は、画像形成ユニットを動作させて、用紙に対するプリントを実行させる。このように、ＣＰＵ１０８は、用紙へのプリントの開始前に、スイッチング電源１０１の出力電圧を３．３Ｖから２４Ｖに変更する間は、スイッチング電源１０１と２４Ｖ系回路１１６（画像形成ユニット）とが遮断状態となるようにＦＥＴ１１０を制御する。
【００３２】
プリント動作の終了後、ＣＰＵ１０８は、処理をＳ３０６へ戻し、Ｓ３０８で再びプリントの開始指示を待つ。以上の一連の処理は、レーザプリンタ１００の電源がオフとなり、に対する商用電源からの電力の供給が遮断されるまで継続される。
【００３３】
以上のように、本実施形態で、レーザプリンタ１００は、Ｓ３０２、Ｓ３０７、Ｓ３０９においてスイッチング電源１０１の出力電圧を変更する際、事前に（Ｓ３０１、３０６において）ＦＥＴ１１０を遮断状態に切り替えておく。また、レーザプリンタ１００は、予め定められた期間が経過するまで待機することで、レーザプリンタ１００が過渡状態から定常状態に移行して当該出力電圧が変更後の電圧値で安定するまで待機する。その後、レーザプリンタ１００は、ＦＥＴ１１０を遮断状態から導通状態に切り替える。このようにして、過渡状態においてスイッチング電源１０１から負荷（２４Ｖ系回路１１６）へ電圧を印加しないよう動作することによって、当該負荷において誤動作が生じることを防ぐことができる。
【００３４】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態に係るレーザプリンタ１００は、スイッチング電源１０１の出力電圧を変更する際に、過渡状態から定常状態に移行するのに十分な期間を予め定めるとともに、当該期間が経過するまでの間、ＦＥＴ１１０を遮断状態とする。これに対して、本実施形態では、スイッチング電源１０１が負荷に出力する電圧を検出するとともに、当該検出結果に基づいて、ＦＥＴ１１０の遮断状態及び導通状態を切り替えることを特徴とする。以下では、第１の実施形態と共通する部分については簡略化のため説明を省略する。
【００３５】
図４は、第２の実施形態に係るレーザプリンタ１００内の、制御系及び駆動系の概略的な回路構成を示す図である。同図において、抵抗４０１、４０２は、スイッチング電源１０１の出力ライン１０４の電圧を低電圧で監視するための分圧抵抗である。抵抗４０１、４０２で分圧された電圧は、ライン４０３を通じてＣＰＵ１０８の入力ポートに入力されるとともに、当該入力ポートにおいてＡ／Ｄ変換される。入力ポートにおける入力電圧の範囲は、通常、ＣＰＵ１０８の電源電圧を上限値とする。このため、スイッチング電源１０１からの出力ライン１０４の出力電圧が２４ＶであってもＣＰＵ１０８への入力電圧が３．３Ｖ以下となるように、抵抗４０１、４０２による分圧比率が決定される。
【００３６】
例えば、当該分圧比率として、抵抗４０１、４０２の抵抗値の比率を７：１とするとよい。これにより、スイッチング電源１０１の出力電圧が２４Ｖに対して５％増加して２５．２Ｖとなった場合であっても、ＣＰＵ１０８の入力ポートへの入力電圧は３．１５Ｖとなる。ここで、スイッチング電源１０１の出力電圧の電圧区分は、３．３Ｖについては３．１Ｖ以上かつ３．５Ｖ未満、２４Ｖについては２３Ｖ以上かつ２５Ｖ未満という精度の範囲であるものとする。この場合、ＣＰＵ１０８は、ライン４０３を通じて検出したスイッチング電源１０１の電圧値が、３．１Ｖ以上かつ３．５Ｖ未満の範囲内の値である場合、スイッチング電源１０１の出力電圧が３．３Ｖで安定したと判断する。また、ＣＰＵ１０８は、検出したスイッチング電源１０１の電圧値が、２３Ｖの分圧値以上の値である場合、スイッチング電源１０１の出力電圧が２４Ｖで安定したと判断する。このようにして、ＣＰＵ１０８は、スイッチング電源１０１が、負荷である２４Ｖ系回路１１６へ出力する電圧を検出する。
【００３７】
次に、図５に示すフローチャートを参照して、レーザプリンタ１００の動作について説明する。なお、説明の簡略化のため、なお、第１の実施形態の図３と共通するステップについては、同一のステップ番号を付して説明を簡略化する。本実施形態では、ＣＰＵ１０８は、図３のＳ３０３及びＳ３１０に代えて、Ｓ５０１及びＳ５０２の判定処理を実行する。即ち、ＣＰＵ１０８は、Ｓ３０２で、ＦＥＴ１１０が遮断状態にある状況でスイッチング電源１０１の出力電圧値を２４Ｖに変更した後、Ｓ５０１で、当該出力電圧が２４Ｖで安定したか否かを判定する。当該判定処理は、上述のように、ＣＰＵ１０８がライン４０３を通じて検出した電圧値に基づいて実行され得る。その結果、ＣＰＵ１０８は、当該出力電圧が２４Ｖで安定したと判定すると、Ｓ３０４へ処理を進める。なお、Ｓ５０２においてもＳ５０１と同様の処理が実行される。
【００３８】
以上のように、本実施形態では、レーザプリンタ１００は、スイッチング電源１０１の出力電圧を変更した際に、当該スイッチング電源１０１から出力される電圧を検出する。また、検出した当該出力電圧が変更後の電圧値で安定したか否かを判定するとともに、当該判定結果に応じてＦＥＴ１１０の状態を遮断状態から導通状態に切り替える。これにより、第１の実施形態の効果に加えて、第１の実施形態のように一定期間が経過するまで待機するのに比較して短時間に、レーザプリンタ１００を待機状態から画像形成状態に切り替えることができるという効果を奏する。
【００３９】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態に係るレーザプリンタは、扉の開閉状態を検知するとともに、扉が開状態であることを検知すると、用紙への画像形成動作の実行を中断する機能を有する。この場合に、スイッチング電源が出力電圧を変更する間は、扉の開閉の検知を無効とすることを特徴とする。以下では、第１及び第２の実施形態と共通する部分については簡略化のため説明を省略する。
【００４０】
図６は、第３の実施形態に係るレーザプリンタ１００内の、制御系及び駆動系の概略的な回路構成を示す図である。同図において、インターロックスイッチ６０１は、レーザプリンタ１００内に画像形成用のトナーカートリッジを装着するために、外装に設けられた扉の開閉状態に連動して動作する。扉が開いた場合、インターロックスイッチ６０１は開状態となり、扉が閉じた場合、インターロックスイッチ６０１は閉状態となる。このインターロックスイッチ６０１は、扉が開けられた際に、レーザプリンタ１００が不用意に動作しないようにすることを目的として設けられている。
【００４１】
２４Ｖ系電源回路（Ａ）６０２は、スイッチング電源１０１側から見て、インターロックスイッチ６０１の前段に設けられているため、扉の開動作に応じてインターロックスイッチ６０１が開状態になることによって電源供給が遮断されることはない。その一方、２４Ｖ系電源回路（Ｂ）６０３は、スイッチング電源１０１側から見て、インターロックスイッチ６０１の後段に設けられているため、扉の開動作に応じてインターロックスイッチ６０１が開状態になることによって電源供給が遮断される。なお、本実施形態において２４Ｖ系電源回路（Ｂ）６０３は記録材に画像を形成する画像形成手段として機能する。
【００４２】
抵抗６０５、６０６は、インターロックスイッチ６０１より後段の２４Ｖ系電源ライン６０４の電圧を低電圧で監視するための分圧抵抗である。抵抗６０５、６０６で分圧された電圧は、ライン６０７を通じてＣＰＵ１０８の入力ポートに入力されるとともに、当該入力ポートにおいてＡ／Ｄ変換される。抵抗６０５、６０６の分圧比率については、第２の実施形態における抵抗４０１、４０２の分圧比率と同様に設定すればよい。ここで、ＣＰＵ１０８は、ライン６０７の電圧が、画像形成時以外の待機時おける３．３Ｖであると判定する範囲の下限値である３．１Ｖより低い値である場合、インターロックスイッチ６０１が開状態であると判定する。即ち、ＣＰＵ１０８は、レーザプリンタ１００の扉が開いた状態であると判断する。このようにして、ＣＰＵ１０８は、レーザプリンタ１００の扉が開くと、当該扉が開状態であることを検知する。
【００４３】
次に、図７及び図８を参照して、本実施形態に係るレーザプリンタ１００の動作について説明する。なお、第１の実施形態の図３と共通するステップについては、同一のステップ番号を付して説明を簡略化する。まず、Ｓ３０１〜Ｓ３０４は、第１の実施形態と同様である。ＣＰＵ１０８は、Ｓ３０５でプリンタの初期設定及び初期動作を実行する前に、Ｓ７０１で、タイマを起動して、インターロックスイッチ６０１の状態の確認処理を可能にする。具体的には、ＣＰＵ１０８は、タイマ回路（図示せず）を起動して、一定時間ごとに、インターロックスイッチ６０１の状態を確認するために以下の割り込み処理を実行する。
【００４４】
インターロックスイッチ６０１の状態の確認処理は図８のフローチャートに従って実行される。Ｓ８０１で処理を開始すると、Ｓ８０２で、ＣＰＵ１０８は、上述のように、ライン６０７の電圧を検出する。さらに、Ｓ８０３で、ＣＰＵ１０８は、検出した電圧が、３．１Ｖよりも低いことを判定することによって、レーザプリンタ１００の扉が開状態であることを検知する。ここで、レーザプリンタ１００の扉が開状態であることを検知する限り、Ｓ８０３の処理を繰り返す。これによって、ＣＰＵ１０８は、画像形成ユニットによる用紙への画像形成動作の実行を中断する。逆に、レーザプリンタ１００の扉が閉状態である場合、以上のインターロックスイッチ６０１の状態の確認のための割り込み処理から復帰し、処理を図７のＳ３０５へ進める。
【００４５】
ＣＰＵ１０８は、Ｓ３０５におけるプリンタの初期設定及び初期動作を実行した後、処理をＳ７０２へ進める。Ｓ７０２で、ＣＰＵ１０８は、上述の、インターロックスイッチ６０１の状態に関する一定時間ごとの確認処理の実行を、一時的に不許可とし、処理をＳ３０６へ進める。これにより、ＣＰＵ１０８は、スイッチング電源１０１が以下で出力電圧を変更する間、レーザプリンタ１００の扉の開状態の検知を無効とする。ＣＰＵ１０８は、Ｓ３０６で、ＦＥＴ１１０を遮断状態とした後、Ｓ３０７で、スイッチング電源１０１の出力電圧をＬｏｗ（３．３Ｖ）に設定する。その後、ＣＰＵ１０８は、Ｓ７０３及びＳ７０４において、Ｓ３０３及びＳ３０４と同様、一定時間待機した後に、ＦＥＴ１１０を導通状態とする。その後、Ｓ７０５で、ＣＰＵ１０８は、不許可にした上述の確認処理の実行を、Ｓ７０１と同様に許可する。
【００４６】
その後、Ｓ３０８で、ＣＰＵ１０８は、プリントの開始指示があったと判定すると、スイッチング電源１０１の出力電圧を待機時におけるＬｏｗ（３．３Ｖ）から画像形成時におけるＨｉｇｈ（２４Ｖ）に変更するために、以下の処理を実行する。まず、Ｓ７０６で、Ｓ７０２と同様、ＣＰＵ１０８は、インターロックスイッチ６０１の状態に関する一定時間ごとの確認処理の実行を一時的に不許可とし、Ｓ７０７で、ＦＥＴ１１０を導通状態から遮断状態に切り替える。次に、Ｓ３０９〜Ｓ３１０で、第１の実施形態と同様、スイッチング電源１０１の出力電圧の変更し、一定時間待機した後、ＦＥＴ１１０を導通状態とする。その後、Ｓ７０８で、ＣＰＵ１０８は、Ｓ７０１及びＳ７０５と同様、不許可にしたインターロックスイッチ６０１の状態の確認処理の実行を、再び許可して、Ｓ３１２でプリント動作を実行する。プリント動作の終了後、ＣＰＵ１０８は、処理をＳ７０２へ戻すとともに、Ｓ７０２以下の処理を繰り返す。なお、上述のＳ３０３、Ｓ７０３及びＳ３１０の処理は、第２の実施形態と同様に実行してもよい。
【００４７】
以上のように、本実施形態によれば、レーザプリンタ１００が、扉の開閉状態の検知に基づいてプリント動作の実行を中断する機能を有する場合においても、第１及び第２の実施形態と同様の効果を達成することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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