JP2008172914A

JP2008172914A - Power supply device and image forming device

Info

Publication number: JP2008172914A
Application number: JP2007003279A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Samejima; 啓祐鮫島; Shinichiro Matsumoto; 真一郎松本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2007-01-11
Filing date: 2007-01-11
Publication date: 2008-07-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply device which can reduce wasteful power consumed in a zero-cross detection part, and an image forming device using the power supply device. <P>SOLUTION: The power supply device comprises: DC power supply parts 103, 104 which convert AC inputs into direct currents; a first converter 105 which converts the output power of the DC power supply parts to the DC power of a voltage different from that of the output power, and operates even at the standby of a load; a second converter 401 which is connected to the DC power supply parts, converts the output power of the DC power supply parts to the DC power of a voltage different from that of the output power, and stops at the standby of the load; and the zero-cross detection part 201 which detects a zero-cross point of the AC input by receiving power supply from the second converter. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、画像形成装置に好適な、ゼロクロス検知回路付きの電源装置に関し、特にそのゼロクロス検知回路の消費電力の削減に関するものである。なお、このゼロクロス検知回路は、交流電源のゼロクロスポイントすなわち交流位相の０度、１８０度のタイミングを検知する回路であり、位相検知回路ともいう。 The present invention relates to a power supply device with a zero-cross detection circuit suitable for an image forming apparatus, and more particularly to reduction of power consumption of the zero-cross detection circuit. The zero cross detection circuit is a circuit that detects a zero cross point of the AC power source, that is, a timing of 0 degrees and 180 degrees of the AC phase, and is also referred to as a phase detection circuit.

昨今、画像形成装置の待機時の消費電力は、ブルーエンジェルや、エナジースターといった国際的な省エネ規格として規格化されている。
待機時の消費電力を低減させることは、画像形成装置を開発する際の主要なテーマであり、画像形成装置の商品価値を著しく高めるファクターである。 Recently, power consumption during standby of an image forming apparatus has been standardized as an international energy saving standard such as Blue Angel or Energy Star.
Reducing standby power consumption is a major theme when developing an image forming apparatus, and is a factor that significantly increases the commercial value of the image forming apparatus.

図９は、従来の画像形成装置における電源装置ならびにゼロクロス検知回路の１例を示す図である。以下この従来の装置、回路を従来例１という。
図中１０１はＡＣインレット、１０２はコモンモードコイル、１０３は整流ダイオードブリッジ、１０４は１次平滑電解コンデンサである。 FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a power supply device and a zero-cross detection circuit in a conventional image forming apparatus. Hereinafter, this conventional apparatus and circuit will be referred to as Conventional Example 1.
In the figure, 101 is an AC inlet, 102 is a common mode coil, 103 is a rectifier diode bridge, and 104 is a primary smoothing electrolytic capacitor.

１０５はコンバータＡ電源である。例として、フライバック電源を図示した。
コンバータＡ電源１０５は以下の構成部品からなる。
１０６は起動抵抗、１０７はスイッチングＦＥＴ、１０８は電源ＩＣ、１０９、１１０、１１１、１２１、１２２、１２５、１２６は抵抗、１１２、１１９はダイオード、１１３、１２３はコンデンサである。１１４はトランス、１１５はトランスの一次側巻線、１１６はトランスの補助巻線、１１７はトランスの二次側巻線、１２０は平滑コンデンサ、１１８はフォトカプラ、１２４はシャントレギュレータである。 Reference numeral 105 denotes a converter A power source. As an example, a flyback power supply is illustrated.
The converter A power source 105 includes the following components.
106 is a starting resistor, 107 is a switching FET, 108 is a power supply IC, 109, 110, 111, 121, 122, 125 and 126 are resistors, 112 and 119 are diodes, and 113 and 123 are capacitors. 114 is a transformer, 115 is a primary winding of the transformer, 116 is an auxiliary winding of the transformer, 117 is a secondary winding of the transformer, 120 is a smoothing capacitor, 118 is a photocoupler, and 124 is a shunt regulator.

２０１はゼロクロス検知回路である。
ゼロクロス検知回路２０１は以下の構成部品からなる。
２０２、２０３、２０４、２０７、２０８は抵抗、２０５はコンデンサ、２０６はＮＰＮトランジスタ、２０９はフォトカプラ、２１０はゼロクロス検知信号の出力端である。 201 is a zero cross detection circuit.
The zero cross detection circuit 201 includes the following components.
Reference numerals 202, 203, 204, 207, and 208 denote resistors, 205 denotes a capacitor, 206 denotes an NPN transistor, 209 denotes a photocoupler, and 210 denotes an output terminal of a zero-cross detection signal.

３０１はコンバータＢの停止信号回路である。
コンバータＢの停止信号回路３０１は以下の構成部品からなる。
３０２、３０６はＮＰＮトランジスタ、３０３、３０５、３０７、３０８は抵抗、３０４はフォトカプラ、３０９はコンバータＢ停止信号の入力端である。 Reference numeral 301 denotes a stop signal circuit of the converter B.
The stop signal circuit 301 of the converter B includes the following components.
Reference numerals 302 and 306 denote NPN transistors; 303, 305, 307 and 308, resistors; 304, a photocoupler; and 309, an input terminal for a converter B stop signal.

４０１はコンバータＢ電源である。例としてフォワードタイプの電源を図示した。
コンバータＢ電源４１は以下の構成部品からなる。
４０２は電源ＩＣ、４０３、４０５、４１３、４１４、４１７、４１８は抵抗、４０４はスイッチングＦＥＴ、４０６はトランス、４０７はトランスの一次側巻線、４０８はトランスの二次側巻線である。４０９はダイオードアレー、４１０はチョークコイル、４１１は平滑コンデンサ、４１２はフォトカプラ、４１５はコンデンサ、４１６はシャントレギュレータである。 401 is a converter B power supply. A forward type power supply is illustrated as an example.
Converter B power supply 41 includes the following components.
Reference numeral 402 denotes a power supply IC, 403, 405, 413, 414, 417 and 418 are resistors, 404 is a switching FET, 406 is a transformer, 407 is a primary winding of the transformer, and 408 is a secondary winding of the transformer. 409 is a diode array, 410 is a choke coil, 411 is a smoothing capacitor, 412 is a photocoupler, 415 is a capacitor, and 416 is a shunt regulator.

通常動作として、ＡＣインレット１０１より入力された、商用交流電源は、コモンモードコイル１０２、整流ダイオードブリッジ１０３を通り、全波整流され、１次平滑電解コンデンサ１０４に平滑される。
これとは別に、コンバータＡに対しては、コモンモードコイル１０２を通った商用交流電源は起動抵抗１０６を通り、電源ＩＣ１０８を起動させ、スイッチングＦＥＴ１０７を動作させ、トランス１１４に電流を流すことで動作を開始する。 As a normal operation, the commercial AC power input from the AC inlet 101 passes through the common mode coil 102 and the rectifier diode bridge 103 and is full-wave rectified and smoothed to the primary smoothing electrolytic capacitor 104.
Apart from this, for the converter A, the commercial AC power source that has passed through the common mode coil 102 passes through the starting resistor 106, starts the power source IC 108, operates the switching FET 107, and operates by passing a current through the transformer 114. To start.

トランス１１４が動作すると、トランスの補助巻線１１６により作られた電源電圧が、電源ＩＣ１０８へ供給されるようになり、電源ＩＣ１０８は動作を続けることが可能となる。このことにより、スイッチングＦＥＴＩ０７をスイッチング動作させることができるようになり、トランス１１４は安定した動作を続けることが可能となる。
さらに、トランス１１４の二次側巻線１１７より出力された二次側の電圧は整流ダイオード１１９で整流され、平滑コンデンサ１２０により平滑され直流出力Ｖａが出力可能となる。 When the transformer 114 operates, the power supply voltage generated by the auxiliary winding 116 of the transformer is supplied to the power supply IC 108, and the power supply IC 108 can continue to operate. As a result, the switching FET I07 can be switched, and the transformer 114 can continue to operate stably.
Further, the secondary voltage output from the secondary winding 117 of the transformer 114 is rectified by the rectifier diode 119, smoothed by the smoothing capacitor 120, and the DC output Va can be output.

直流出力Ｖａの電圧制御は、以下のように行なわれている。
直流出力Ｖａを抵抗１２５と抵抗１２６で分圧した電圧をシャントレギュレータ１２４に入力することで、直流出力Ｖａから抵抗１２１を介して、フォトカプラ１１８のＬＥＤに電流が流れる。
このことより、フォトカプラ１１８のフォトトランジスタ側にコレクタ電流を流すことができ、フォトカプラ１１８が接続される電源ＩＣ１０８の端子電圧が変化することでフィードバック電位が作られる。
このフィードバック電位の変化が、スイッチングＦＥＴ１０７のスイッチングデューティや、スイッチング周波数を変化させる主なトリガーとなり、安定した直流出力Ｖａの制御が可能となる。
なお、抵抗１２２、コンデンサ１２３は前述した一連のフィードバックループにおける位相補償を行っている。
以上がコンバータＡ電源１０５の動作である。 The voltage control of the DC output Va is performed as follows.
By inputting a voltage obtained by dividing the DC output Va by the resistor 125 and the resistor 126 to the shunt regulator 124, a current flows from the DC output Va to the LED of the photocoupler 118 via the resistor 121.
Thus, a collector current can flow to the phototransistor side of the photocoupler 118, and a feedback potential is created by changing the terminal voltage of the power supply IC 108 to which the photocoupler 118 is connected.
This change in the feedback potential becomes a main trigger for changing the switching duty and switching frequency of the switching FET 107, and the stable DC output Va can be controlled.
The resistor 122 and the capacitor 123 perform phase compensation in the series of feedback loops described above.
The operation of the converter A power source 105 has been described above.

次に、コンバータＢ電源４０１の動作を説明する。
コンバータＡ電源１０５のトランスの補助巻線１１６を電源供給源として、トランジスタ３０２を介して電源ＩＣ４０２が起動する。
電源ＩＣ４０２が起動すると、スイッチングＦＥＴ４０４を動作させ、トランス４０６に電流を流すことで動作を開始し、安定した動作を続けることが可能となる。
さらに、トランス４０６の二次側巻線４０８より出力された二次側の電圧はダイオードアレー４０９で整流され、平滑コンデンサ４１１により平滑され直流出力Ｖｂが出力可能となる。 Next, the operation of converter B power supply 401 will be described.
The power supply IC 402 is activated via the transistor 302 using the transformer auxiliary winding 116 of the converter A power supply 105 as a power supply source.
When the power supply IC 402 is activated, the switching FET 404 is operated, and a current is passed through the transformer 406, so that the operation can be started and a stable operation can be continued.
Further, the secondary voltage output from the secondary winding 408 of the transformer 406 is rectified by the diode array 409, smoothed by the smoothing capacitor 411, and the DC output Vb can be output.

直流出力Ｖｂの電圧制御は、以下のように行なわれている。
直流出力Ｖｂを抵抗４１７と抵抗４１８で分圧した電圧をシャントレギュレータ４１６に入力することで、直流出力Ｖｂから抵抗４１３を介してフォトカプラ４１２のＬＥＤに電流が流れる。
このことより、フォトカプラ４１２のフォトダイオード側にコレクタ電流を流すことができ、電源ＩＣ４０２の端子電圧が変化することでフィードバック電位が作られる。
このフィードバック電位の変化が、スイッチングＦＥＴ４０４のスイッチングデューティや、スイッチング周波数を変化させる主なトリガーとなり、安定した直流出力Ｖｂの制御が可能となる。
なお、抵抗４１４、コンデンサ４１５は前述した一連のフィードバックループにおける位相補償を行っている。 The voltage control of the DC output Vb is performed as follows.
By inputting a voltage obtained by dividing the DC output Vb by the resistors 417 and 418 to the shunt regulator 416, a current flows from the DC output Vb to the LED of the photocoupler 412 via the resistor 413.
Thus, a collector current can be allowed to flow to the photodiode side of the photocoupler 412, and a feedback potential is created by changing the terminal voltage of the power supply IC 402.
This change in the feedback potential becomes a main trigger for changing the switching duty and switching frequency of the switching FET 404, and the stable DC output Vb can be controlled.
The resistor 414 and the capacitor 415 perform phase compensation in the series of feedback loops described above.

次に、ゼロクロス検知回路２０１は以下のような動作を行う。
ゼロクロス検知回路２０１は、整流ダイオードブリッジ１０３の整流前の交流電圧が検知対象の電源となる。
この電源が、抵抗２０２と抵抗２０３とで分圧され、抵抗２０４とコンデンサ２０５で構成されるＣＲフィルタを抜け、トランジスタ２０６のベースに供給され、コレクタ電流を流したり、遮断したりすることを可能となる。
このことからフォトカプラ２０９のＬＥＤ側の電流を流したり、遮断したりすることも可能となる。さらに、フォトカプラ２０９のＬＥＤ側の光を受け、フォトカプラ２０９のフォトトランジスタ側は、コレクタ電流を流したり、遮断したりすることが可能となり、その結果、ゼロクロス検知信号を出力することが可能となる。
なお、この際のトランジスタ２０６の電源は、コンバータＡ電源１０５のトランス１１４の補助巻線１１６からなる電源である。
また、フォトカプラ２０９のフォトトランジスタ側のコレクタ電流の電源は、コンバータＡ電源１０５の直流出力Ｖａである。 Next, the zero cross detection circuit 201 performs the following operation.
In the zero-cross detection circuit 201, the AC voltage before rectification of the rectifier diode bridge 103 is a power source to be detected.
This power supply is divided by the resistor 202 and the resistor 203, passes through the CR filter composed of the resistor 204 and the capacitor 205, is supplied to the base of the transistor 206, and allows the collector current to flow or cut off. It becomes.
From this, it is also possible to flow the current on the LED side of the photocoupler 209 or to cut it off. Further, upon receiving the light on the LED side of the photocoupler 209, the phototransistor side of the photocoupler 209 can flow the collector current or shut off, and as a result, it can output a zero cross detection signal. Become.
At this time, the power source of the transistor 206 is a power source composed of the auxiliary winding 116 of the transformer 114 of the converter A power source 105.
Further, the power source of the collector current on the phototransistor side of the photocoupler 209 is the DC output Va of the converter A power source 105.

次に、コンバータＢ停止信号回路３０１は、コンバータＡ電源１０５が動作しているときに、電源装置外の外部信号により、コンバータＢを動作させたり停止させたりすることを可能とする回路である。 Next, the converter B stop signal circuit 301 is a circuit that enables the converter B to be operated or stopped by an external signal outside the power supply apparatus when the converter A power source 105 is operating.

以下に、コンバータＢ電源４０１を出力停止／出力動作する際の回路動作概要を説明する。 An outline of circuit operation when the converter B power supply 401 is stopped / outputted will be described below.

・コンバータＢ電源４０１を出力停止する場合
コンバータＢ停止信号回路３０１におけるコンバータＢ停止信号の入力端３０９をＧＮＤレベルにする。
このようにすることで、トランジスタ３０６にコレクタ電流を流すことができず、フォトカプラ３０４のＬＥＤを発光させ、フォトカプラ３０４のフォトトランジスタ側にコレクタ電流を流すことになる。
その結果、トランジスタ３０２はコレクタ電流を流すことができず、コンバータＢ電源４０１の電源ＩＣ４０２への電源供給が停止し、この結果コンバータＢ電源４０１は出力停止する。
なお、トランジスタ３０２のエミッタ側と電源ＩＣ４０２とが接続される端子は、電源ＩＣ４０２の電源端子である。 When stopping the output of the converter B power source 401, the converter B stop signal input terminal 309 in the converter B stop signal circuit 301 is set to the GND level.
By doing so, the collector current cannot flow through the transistor 306, the LED of the photocoupler 304 is caused to emit light, and the collector current flows through the phototransistor side of the photocoupler 304.
As a result, the transistor 302 cannot pass the collector current, and the power supply to the power supply IC 402 of the converter B power supply 401 is stopped. As a result, the converter B power supply 401 stops outputting.
Note that a terminal to which the emitter side of the transistor 302 and the power supply IC 402 are connected is a power supply terminal of the power supply IC 402.

・コンバータＢ電源４０１を出力動作する場合
コンバータＢ停止信号の入力端３０９をＨＩレベルにする。
なお、この場合コンバータＢ停止信号の入力端３０９にはトランジスタ３０６のコレクタ電流を流せるだけのＨＩレベルが必要である。
このようにすることで、トランジスタ３０６はコレクタ電流を流すこととなり、フォトカプラ３０４のＬＥＤを光らせなくすることとなる。
この結果、トランジスタ３０２はコレクタ電流を流すことが可能となり、コンバータＢ電源４０１の電源ＩＣ４０２への給電が可能となり、コンバータＢ電源４０１は出力動作する。 When the converter B power supply 401 is output, the converter B stop signal input terminal 309 is set to the HI level.
In this case, the input terminal 309 for the converter B stop signal needs to have an HI level that allows the collector current of the transistor 306 to flow.
By doing so, the transistor 306 causes a collector current to flow, and the LED of the photocoupler 304 is not illuminated.
As a result, the transistor 302 can flow a collector current, the converter B power supply 401 can be fed to the power supply IC 402, and the converter B power supply 401 performs an output operation.

補足として、この従来例１の画像形成装置は、電子写真プロセスを用い、紙などの記録材上にトナー画像を転写し、このトナーが転写された画像を定着ローラによって熱定着させる方式の画像形成装置である。
このため、定着ローラで転写画像を熱定着させる際、定着ローラ内の定着ヒータの温度制御に商用交流の位相制御を使うため、商用交流電圧のゼロクロスポイントを検知するゼロクロス検知信号は必要な信号である。
また、ゼロクロス検知信号は画像形成待機時では必要のない信号でもある。 As a supplement, the image forming apparatus of Conventional Example 1 uses an electrophotographic process to transfer a toner image onto a recording material such as paper, and heat-fixes the transferred image with a fixing roller. Device.
For this reason, when the transfer image is heat-fixed by the fixing roller, the commercial AC phase control is used to control the temperature of the fixing heater in the fixing roller. Therefore, the zero cross detection signal for detecting the zero cross point of the commercial AC voltage is a necessary signal. is there.
Also, the zero cross detection signal is a signal that is not necessary during standby for image formation.

また、コンバータＢ電源は、画像形成装置が画像形成待機時には必要のない電源であり、コンバータＢ電源は画像形成時には、動作し、画像形成待機時には、停止させることを前提としている。
なお、停止させる目的は、画像形成待機時の消費電力の削減である。 The converter B power supply is a power supply that is not necessary when the image forming apparatus is in standby for image formation, and it is assumed that the converter B power supply operates during image formation and is stopped during standby for image formation.
The purpose of stopping is to reduce power consumption during standby for image formation.

図１０に、従来例２のレーザビームプリンタの構成を示す。まず、画像形成動作について説明する。
商用交流電源１から供給された交流電圧は、メインスイッチ２を介して、低圧電源３、ゼロクロス検知回路８、定着電源６に供給される。 FIG. 10 shows the configuration of the laser beam printer of Conventional Example 2. First, an image forming operation will be described.
The AC voltage supplied from the commercial AC power supply 1 is supplied to the low voltage power supply 3, the zero cross detection circuit 8, and the fixing power supply 6 through the main switch 2.

低圧電源３は、商用交流電圧を直流電圧Ｖｓ，Ｖｐに変圧する。
Ｖｓは制御部５用の電源電圧、Ｖｐは駆動部４用の電源電圧である。
制御部５には、外部から供給された画像データをレーザの発光パターンに変調する画像処理装置や、アクチュエータを制御する論理演算装置などが含まれる。
駆動部４には、紙搬送や画像形成動作を行うモータなどのアクチュエータ、レーザによって描かれた潜像をトナー画像に現像し、紙面上に転写する高圧電源などが含まれる。 The low-voltage power supply 3 transforms commercial AC voltage into DC voltages Vs and Vp.
Vs is a power supply voltage for the control unit 5, and Vp is a power supply voltage for the drive unit 4.
The control unit 5 includes an image processing device that modulates image data supplied from the outside into a laser emission pattern, a logical operation device that controls an actuator, and the like.
The drive unit 4 includes an actuator such as a motor that performs paper conveyance and image forming operations, a high-voltage power source that develops a latent image drawn by a laser into a toner image, and transfers the toner image onto a paper surface.

ゼロクロス検知回路８は、商用交流電圧の電圧位相を検知するモジュールであり、その出力信号ＺＥＲＯＸは制御部５に供給される。制御部５は、ＺＥＲＯＸ信号を基に、定着電源６の駆動タイミングを制御する。 The zero-cross detection circuit 8 is a module that detects the voltage phase of the commercial AC voltage, and the output signal ZEROX is supplied to the control unit 5. The control unit 5 controls the driving timing of the fixing power source 6 based on the ZEROX signal.

定着電源６は、商用交流をＯＮ／ＯＦＦし、定着装置７に供給する。
定着装置７内には、対向した２本の定着ローラ９，１０が配置される。 The fixing power source 6 turns on / off commercial alternating current and supplies it to the fixing device 7.
In the fixing device 7, two opposing fixing rollers 9, 10 are arranged.

定着ローラ９内には、発熱抵抗体であるヒータ１１、および定着ローラ９の温度を検出する温度センサ（不図示）が配置される。温度センサの出力信号は、制御部５に供給される。制御部５から定着電源６へは、ヒータ駆動信号ＦＳＲＤが供給されている。制御部５は、温度センサの出力信号にもとづいて、定着ローラ９の温度を一定にすべく、定着電源６の出力をＯＮ／ＯＦＦする。
紙面上に転写されたトナー画像は、定着ローラ９，１０の対向圧力と熱によって融解され、紙面上に定着される。 In the fixing roller 9, a heater 11 as a heating resistor and a temperature sensor (not shown) for detecting the temperature of the fixing roller 9 are arranged. The output signal of the temperature sensor is supplied to the control unit 5. A heater drive signal FSRD is supplied from the controller 5 to the fixing power source 6. Based on the output signal of the temperature sensor, the control unit 5 turns on / off the output of the fixing power source 6 in order to keep the temperature of the fixing roller 9 constant.
The toner image transferred on the paper surface is melted by the opposing pressure of the fixing rollers 9 and 10 and heat, and is fixed on the paper surface.

以下、各モジュールの詳細な構成と動作を説明する。
低圧電源３を説明する。
ユーザがスイッチ２をＯＮすると、商用交流電圧が、ダイオードブリッジ１２に供給される。ダイオードブリッジ１２は商用交流電圧を整流し、後段の一次平滑コンデンサ１３に供給する。
一次平滑コンデンサ１３は、この電圧を平滑化し、トランス１５の一次巻線１５ｐ１を介してＦＥＴ１６に供給する。一方、一次平滑コンデンサ１３の端子電圧は、起動抵抗１４を介して、ＰＷＭモジュール１７のスタートアップ端子Ｖｓｔにも供給されている。
スタートアップ端子Ｖｓｔに電圧が供給されると、ＰＷＭモジュール１７は、ＦＥＴ１６のスイッチングを開始する。すると、トランス１５の二次巻線１５ｓ、および補助巻線１５ｐ２にパルス電圧が誘起する。 Hereinafter, the detailed configuration and operation of each module will be described.
The low-voltage power supply 3 will be described.
When the user turns on the switch 2, a commercial AC voltage is supplied to the diode bridge 12. The diode bridge 12 rectifies the commercial AC voltage and supplies it to the primary smoothing capacitor 13 at the subsequent stage.
The primary smoothing capacitor 13 smoothes this voltage and supplies it to the FET 16 via the primary winding 15p1 of the transformer 15. On the other hand, the terminal voltage of the primary smoothing capacitor 13 is also supplied to the startup terminal Vst of the PWM module 17 via the starting resistor 14.
When a voltage is supplied to the startup terminal Vst, the PWM module 17 starts switching of the FET 16. Then, a pulse voltage is induced in the secondary winding 15s of the transformer 15 and the auxiliary winding 15p2.

二次巻線１５ｓに誘起したパルス電圧は、ダイオード２８，２９、および二次平滑コンデンサ３０，３１によって整流、平滑化され、直流電圧Ｖｐ，Ｖｓとなる。
一方、補助巻線１５ｐ２に誘起したパルス電圧は、ダイオード１８、およびコンデンサ２０によって整流、平滑化され、直流電圧Ｖｉｃとなる。このＶｉｃは、ＰＷＭモジュール１７の電源端子Ｖｃｃに供給される。一般に、ＰＷＭモジュールは、Ｖｃｃの端子電圧が規定値以上に達すると、スタートアップ端子Ｖｓｔから流れ込む電流をモジュール内部で遮断する。 The pulse voltage induced in the secondary winding 15s is rectified and smoothed by the diodes 28 and 29 and the secondary smoothing capacitors 30 and 31, and becomes DC voltages Vp and Vs.
On the other hand, the pulse voltage induced in the auxiliary winding 15p2 is rectified and smoothed by the diode 18 and the capacitor 20 to become a DC voltage Vic. This Vic is supplied to the power supply terminal Vcc of the PWM module 17. Generally, when the terminal voltage of Vcc reaches a specified value or more, the PWM module cuts off the current flowing from the startup terminal Vst inside the module.

ゼロクロス検知回路８を説明する。
商用交流電圧は、抵抗Ｒｉｎ（２１）を介して、トランジスタ２５のベース端子に供給される。トランジスタ２５のコレクタ端子には、抵抗２４を介して直流電圧Ｖｉｃが供給される。一方で、トランジスタ２５のコレクタ端子は、フォトカプラ２６内ＬＥＤのアノード端子に接続されている。 The zero cross detection circuit 8 will be described.
The commercial AC voltage is supplied to the base terminal of the transistor 25 via the resistor Rin (21). A DC voltage Vic is supplied to the collector terminal of the transistor 25 via the resistor 24. On the other hand, the collector terminal of the transistor 25 is connected to the anode terminal of the LED in the photocoupler 26.

トランジスタ２５のエミッタ端子、およびフォトカプラ２６内ＬＥＤのカソード端子は、一次平滑コンデンサ１３の−端子に接続される。フォトカプラ２６の二次側端子は、ＺＥＲＯＸ信号として制御部５に供給される。 The emitter terminal of the transistor 25 and the cathode terminal of the LED in the photocoupler 26 are connected to the negative terminal of the primary smoothing capacitor 13. The secondary side terminal of the photocoupler 26 is supplied to the control unit 5 as a ZEROX signal.

前述の回路構成において、商用交流電圧Ｖａｃが正極性の場合（図１１ｔ１からｔ２）、トランジスタ２５がＯＮし、エミッタ−コレクタ間電圧が、ほぼ零となる。これにより、フォトカプラ２６内ＬＥＤの端子電圧も、ほぼ零となるため、ＬＥＤは消灯する。したがって、ＺＥＲＯＸ信号は、Ｈレベルとなる。 In the circuit configuration described above, when the commercial AC voltage Vac is positive (FIG. 11, t1 to t2), the transistor 25 is turned on, and the emitter-collector voltage becomes substantially zero. As a result, the terminal voltage of the LED in the photocoupler 26 is also substantially zero, so the LED is turned off. Therefore, the ZEROX signal becomes H level.

商用交流電圧Ｖａｃが負極性の場合（図１１ｔ２からｔ３）、トランジスタ２５がＯＦＦする。すると、それまでトランジスタ２５に流れていた電流がフォトカプラ２６内ＬＥＤに流入し、ＬＥＤが発光する。これにより、ＺＥＲＯＸ信号は、Ｌレベルとなる。 When the commercial AC voltage Vac is negative (FIG. 11, t2 to t3), the transistor 25 is turned off. Then, the current that has been flowing to the transistor 25 until then flows into the LED in the photocoupler 26, and the LED emits light. As a result, the ZEROX signal becomes L level.

すなわち、ＺＥＲＯＸ信号の立ち上がりエッジが商用交流電源電圧の位相０°をあらわし、立下りエッジが商用交流電源電圧の位相１８０°をあらわす。これらの位相情報は、後述する定着電源６のＯＮ／ＯＦＦ制御に用いられる（特許文献１）。 That is, the rising edge of the ZEROX signal represents the phase of commercial AC power supply voltage 0 °, and the falling edge represents the phase of commercial AC power supply voltage 180 °. Such phase information is used for ON / OFF control of the fixing power source 6 described later (Patent Document 1).

定着電源６を説明する。
商用交流のＬ１相は、ヒータ１１に直接結線される。ヒータ１１の他端は、トライアック３４のＴ２端子に接続される。トライアック３４のＴ１端子は、商用交流のＬ２相に接続される。トライアック３４のＴ２−Ｇ端子間には、抵抗３３、およびフォトトライアックカプラ３５が接続される。フォトトライアックカプラ３５のＬＥＤ側には、トランジスタ３８が接続される。トランジスタ３８のベースには、抵抗３７を介して、制御部５よりヒータ駆動信号ＦＳＲＤが供給される。 The fixing power source 6 will be described.
The commercial AC L1 phase is directly connected to the heater 11. The other end of the heater 11 is connected to the T2 terminal of the triac 34. The T1 terminal of the triac 34 is connected to the L2 phase of commercial AC. A resistor 33 and a phototriac coupler 35 are connected between the T2 and G terminals of the triac 34. A transistor 38 is connected to the LED side of the phototriac coupler 35. The heater drive signal FSRD is supplied from the control unit 5 to the base of the transistor 38 via the resistor 37.

以上の回路で制御部５がＦＳＲＤ信号をＨレベルにした場合、トランジスタ３８がＯＮし、フォトトライアックカプラ３５のＬＥＤが発光、フォトトライアックカプラ３５がＯＮする。
すると、抵抗３２，３３によって分圧された電圧がトライアック３４のＧ端子に印加され、トライアック３４がＯＮする。これにより、ヒータ１１に商用交流電圧が印加される（図１２ｔ１）。 When the control unit 5 sets the FSRD signal to the H level in the above circuit, the transistor 38 is turned on, the LED of the phototriac coupler 35 emits light, and the phototriac coupler 35 is turned on.
Then, the voltage divided by the resistors 32 and 33 is applied to the G terminal of the triac 34, and the triac 34 is turned on. As a result, a commercial AC voltage is applied to the heater 11 (t1 in FIG. 12).

逆に制御部５がＦＳＲＤ信号をＬレベルにした場合、フォトトライアックカプラ３５がＯＦＦし、トライアック３４のＧ端子が抵抗３２によってＴ１端子にプルダウンされる。しかし、トライアック３４はサイリスタ素子であるため、一度ＯＮすると、電流が流れている間はＯＦＦできない（図１２ｔ２）。商用交流電圧の位相が０°付近となり、電流がほぼ零（保持電流値以下）となったタイミングでＯＦＦする。これにより、ヒータ１１への通電が停止される（図１２ｔ３）。 Conversely, when the control unit 5 sets the FSRD signal to the L level, the phototriac coupler 35 is turned off, and the G terminal of the triac 34 is pulled down to the T1 terminal by the resistor 32. However, since the triac 34 is a thyristor element, once it is turned on, it cannot be turned off while the current is flowing (t2 in FIG. 12). It turns OFF when the phase of the commercial AC voltage is around 0 ° and the current becomes almost zero (the holding current value or less). As a result, energization of the heater 11 is stopped (t3 in FIG. 12).

制御部５は、定着ローラ９の温度を一定にすべく、定着電源６のＯＮ時間を調整する。
具体的には、ヒータ１１に供給する商用交流電圧の位相角を制御する。この通電位相角制御を行うため、前述のＺＥＲＯＸ信号を用いる。
特開２００６−１２６６５７号公報 The controller 5 adjusts the ON time of the fixing power source 6 so as to keep the temperature of the fixing roller 9 constant.
Specifically, the phase angle of the commercial AC voltage supplied to the heater 11 is controlled. In order to perform this energization phase angle control, the aforementioned ZEROX signal is used.
JP 2006-126657 A

これまで従来例１として説明したような２コンバータ方式で、一方のコンバータを外部信号により停止と動作可能でかつ、ゼロクロス検知回路をもつ電源装置を搭載した画像形成装置は、画像形成待機時に、不要な電力を消費している画像形成装置である。
なぜならば、画像形成待機時に、一方のコンバータが停止時にも、ゼロクロス検知信号が不要にもかかわらずゼロクロス検知回路が動作を続けるからである。 An image forming apparatus equipped with a power supply device having a zero-crossing detection circuit that is capable of stopping and operating one converter with an external signal using the two-converter system as described in the conventional example 1 is not required when waiting for image formation. The image forming apparatus consumes a large amount of power.
This is because the zero-cross detection circuit continues to operate even when one converter is stopped during image formation standby, even though the zero-cross detection signal is unnecessary.

また、従来例２に関しても次のような問題がある。
たとえば、前述したように、ＰＷＭモジュール１７の電源端子Ｖｃｃの電圧が規定値以上に達した場合、スタートアップ端子Ｖｓｔから流れ込む電流を遮断するように構成された低圧電源が周知である。
商用交流電圧は、比較的高電圧である。よって、起動抵抗１４での電力消費も比較的大きい。低圧電源起動後、スタートアップ端子Ｖｓｔから流れ込む電流を遮断することで、起動抵抗１４での無駄な電力消費を抑えることができる。 The conventional example 2 also has the following problem.
For example, as described above, a low-voltage power supply configured to cut off a current flowing from the start-up terminal Vst when the voltage of the power supply terminal Vcc of the PWM module 17 reaches a predetermined value or more is well known.
Commercial AC voltage is a relatively high voltage. Therefore, the power consumption at the starting resistor 14 is relatively large. By cutting off the current flowing from the start-up terminal Vst after starting the low-voltage power supply, useless power consumption at the starting resistor 14 can be suppressed.

ところが、商用交流電圧のゼロクロス検知回路においては、入力抵抗Ｒｉｎ（２１）での電力消費が常時発生する。
図１１で示したように、Ｒｉｎ（２１）には、商用交流電源の半波電圧が常に印加される。商用交流電圧は、比較的高電圧である。よって、Ｒｉｎ（２１）での電力消費も比較的大きい。 However, in the commercial AC voltage zero-cross detection circuit, power consumption at the input resistor Rin (21) always occurs.
As shown in FIG. 11, the half-wave voltage of the commercial AC power supply is always applied to Rin (21). Commercial AC voltage is a relatively high voltage. Therefore, the power consumption at Rin (21) is relatively large.

たとえば欧州の商用交流電圧はＡＣ２４０Ｖｒｍｓ程度であり、入力抵抗Ｒｉｎ（２１）には一般に１００ＫΩ前後の抵抗素子が用いられる。したがって、Ｒｉｎ（２１）では、０．３Ｗ程度の電力（＝２４０Ｖｘ２４０Ｖ÷１００ＫΩ÷２）が常に消費されることとなる。 For example, the commercial AC voltage in Europe is about AC 240 Vrms, and a resistance element of about 100 KΩ is generally used for the input resistance Rin (21). Therefore, in Rin (21), about 0.3 W of power (= 240 V × 240 V ÷ 100 KΩ / 2) is always consumed.

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、ゼロクロス検知部で消費される無駄な電力を削減できる電源装置、およびこの電源装置を用いた画像形成装置を提供することを課題とするものである。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a power supply device that can reduce wasteful power consumed by a zero-cross detection unit and an image forming apparatus using the power supply device. To do.

前記課題を解決するため、本発明では、電源装置を次の（１）ないし（３）のとおりに構成し、画像形成装置を次の（４）のとおりに構成する。 In order to solve the above problems, in the present invention, the power supply device is configured as described in the following (1) to (3), and the image forming device is configured as described in the following (4).

（１）交流入力を直流に変換する直流電源部と、前記直流電源部に接続され、前記直流電源部の出力電力をその電圧とは異なる電圧の直流電力に変換する、負荷の待機時にも動作する第１のコンバータと、前記直流電源部に接続され、前記直流電源部の出力電力をその電圧とは異なる電圧の直流電力に変換する、前記負荷の待機時は停止する第２のコンバータと、前記第２のコンバータから電源供給を受けて、前記交流入力のゼロクロスポイントを検知するゼロクロス検知部と、を備えた電源装置。 (1) A DC power supply unit that converts AC input to DC, and connected to the DC power supply unit, converts the output power of the DC power supply unit to DC power of a voltage different from the voltage, and operates even during standby of a load A first converter that is connected to the DC power supply unit, converts the output power of the DC power supply unit into DC power of a voltage different from the voltage, and stops during standby of the load; A power supply device comprising: a zero cross detection unit that receives power supply from the second converter and detects a zero cross point of the AC input.

（２）交流入力を整流ダイオードブリッジにより整流し直流に変換する直流電源部と、前記直流電源部に接続され、前記直流電源部の出力電力をその電圧とは異なる電圧の直流電力に変換するコンバータと、前記整流ダイオードブリッジの１辺に並列に接続された、ダイオードと電流検知素子と直流定電圧源の直列回路を有し、前記電流検知素子で検知した電流にもとづいて前記交流入力のゼロクロスポイントを検知するゼロクロス検知部と、を備えた電源装置。 (2) A DC power supply unit that rectifies an AC input by a rectifier diode bridge and converts it to DC, and a converter that is connected to the DC power supply unit and converts output power of the DC power supply unit into DC power having a voltage different from the voltage. And a series circuit of a diode, a current detection element, and a DC constant voltage source connected in parallel to one side of the rectifier diode bridge, and a zero cross point of the AC input based on the current detected by the current detection element And a zero cross detection unit for detecting a power supply.

（３）交流入力を整流ダイオードブリッジにより整流し直流に変換する直流電源部と、前記直流電源部に接続され、前記直流電源部の出力電力をその電圧とは異なる電圧の直流電力に変換する、負荷の待機時にも動作する第１のコンバータと、前記直流電源部に接続され、前記直流電源部の出力電力をその電圧とは異なる電圧の直流電力に変換する、前記負荷の待機時は停止する第２のコンバータと、前記整流ダイオードブリッジの１辺に並列に接続された、ダイオードと電流検知素子と直流定電圧源の直列回路を有し、前記電流検知素子と前記直流定電圧源の電源を前記第２のコンバータとし、前記電流検知素子で検知した電流にもとづいて前記交流入力のゼロクロスポイントを検知するゼロクロス検知部と、を備えた電源装置。 (3) A DC power supply unit that rectifies an AC input by a rectifier diode bridge and converts it into DC, and is connected to the DC power supply unit, and converts output power of the DC power supply unit into DC power having a voltage different from the voltage. A first converter that operates even during standby of a load, and is connected to the DC power supply unit, and converts output power of the DC power supply unit to DC power having a voltage different from the voltage, and stops during standby of the load. A second converter; and a series circuit of a diode, a current detection element, and a DC constant voltage source connected in parallel to one side of the rectifier diode bridge, the power source of the current detection element and the DC constant voltage source being A power supply apparatus comprising: the second converter; and a zero-cross detection unit that detects a zero-cross point of the AC input based on a current detected by the current detection element.

（４）前記（１）ないし（３）のいずれかに記載の電源装置と、サイリスタ素子により温度制御される定着器とを備えた画像形成装置であって、前記サイリスタ素子は、前記ゼロクロス検知部で検知したゼロクロスポイントを基準にして導通位相角制御される画像形成装置。 (4) An image forming apparatus including the power supply device according to any one of (1) to (3) and a fixing device whose temperature is controlled by a thyristor element, wherein the thyristor element is the zero-cross detection unit. An image forming apparatus in which the conduction phase angle is controlled with reference to the zero cross point detected in step 1.

本発明によれば、ゼロクロス検知部付き電源装置における不要な消費電力を抑えることで、省エネルギーの効果を上げることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the effect of an energy saving can be raised by suppressing the unnecessary power consumption in the power supply device with a zero cross detection part.

以下本発明を実施するための最良の形態を、画像形成装置の実施例により詳しく説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to an embodiment of an image forming apparatus.

図１は、実施例１である“画像形成装置”における電源装置の構成を示す回路図である。 FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a configuration of a power supply device in an “image forming apparatus” according to a first embodiment.

なお、図中、コンバータＡ電源１０５、コンバータＢ電源４０１、ゼロクロス検知回路２０１、コンバータ停止信号回路３０１のそれぞれの動作概要は、従来例１で説明したものと同じであるため、説明は繰り返さないことにする。 In the figure, the operation outline of each of converter A power supply 105, converter B power supply 401, zero cross detection circuit 201, and converter stop signal circuit 301 is the same as that described in the conventional example 1, and therefore description thereof will not be repeated. To.

本実施例の要部を示す図１の説明に先立って、図２により画像形成装置の構成を簡単に説明する。
図２は、実施例１である画像形成装置全体の構成を模式的に示す断面図である。
図中１１０１は画像形成装置、１１２７は手差し給紙トレー、１１０２は用紙カセット、１１０３は給紙ローラ、１１０４は転写ベルト駆動ローラ、１１０５は転写ベルト、１１０６〜１１０９はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの感光ドラムである。１１１０〜１１１３は転写ローラ、１１１４〜１１１７はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカートリッジ、１１１８〜１１２１はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの光学ユニットである。１１２２、１１２３は定着ユニットの定着加圧ローラ、１１２４はレジシャッター、１１２５は記録材、１２０８はオペレーションパネルユニットである。 Prior to the description of FIG. 1 showing the main part of the present embodiment, the configuration of the image forming apparatus will be briefly described with reference to FIG.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration of the entire image forming apparatus according to the first embodiment.
In the figure, 1101 is an image forming apparatus, 1127 is a manual paper feed tray, 1102 is a paper cassette, 1103 is a paper feed roller, 1104 is a transfer belt driving roller, 1105 is a transfer belt, and 1106 to 1109 are yellow, magenta, cyan, and black. It is a photosensitive drum. Reference numerals 1110 to 1113 denote transfer rollers, 1114 to 1117 denote yellow, magenta, cyan, and black cartridges, and 1118 to 1121 denote yellow, magenta, cyan, and black optical units. Reference numerals 1122 and 1123 denote fixing pressure rollers of the fixing unit, 1124 denotes a registration shutter, 1125 denotes a recording material, and 1208 denotes an operation panel unit.

画像形成装置１１０１は、電子写真プロセスを用い記録材１１２５上にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を重ねて転写し、定着ローラ１１２２、１１２３によってトナー画像を温度制御に基づき熱定着させる。
各色の光学ユニット１１１８〜１１２１は、各感光ドラム１１０６〜１１０９の表面をレーザビームによって露光走査して潜像を形成するよう構成される。これら一連の画像形成動作は搬送される記録材１１２５上のあらかじめ決まった位置から画像が転写されるよう同期をとって走査制御している。 The image forming apparatus 1101 transfers an image of yellow, magenta, cyan, and black on a recording material 1125 using an electrophotographic process, and heat-fixes the toner image with fixing rollers 1122 and 1123 based on temperature control.
The optical units 1118 to 1121 for each color are configured to form a latent image by exposing and scanning the surfaces of the photosensitive drums 1106 to 1109 with a laser beam. In a series of these image forming operations, scanning control is performed in synchronization so that an image is transferred from a predetermined position on the recording material 1125 being conveyed.

さらに、画像形成装置１１０１は、記録材１１２５を給紙、搬送する給紙モータと転写ベルト駆動ローラを駆動する転写ベルト駆動モータと各色感光ドラムおよび転写ローラ１１１０〜１１１３を駆動する感光ドラム駆動モータを備えている。さらに定着加圧ローラ１２３を駆動する定着駆動モータを備えている。 Further, the image forming apparatus 1101 includes a paper feed motor that feeds and conveys the recording material 1125, a transfer belt drive motor that drives the transfer belt drive roller, and a photosensitive drum drive motor that drives each color photosensitive drum and the transfer rollers 1110 to 1113. I have. Further, a fixing drive motor for driving the fixing pressure roller 123 is provided.

画像形成装置１１０１が備える制御ＣＰＵ（図示せず）は、定着ユニットによって、所望の熱量を記録材１１２５に与えることによって、記録材１１２５上のトナー画像を融着し定着させる。
また、オプション設定として、オプションカセット１１２６と両面オプション１１２８を備えている。 A control CPU (not shown) provided in the image forming apparatus 1101 applies a desired amount of heat to the recording material 1125 by the fixing unit, thereby fusing and fixing the toner image on the recording material 1125.
As option settings, an option cassette 1126 and a duplex option 1128 are provided.

図２では、電源部の表示は省略されているが、電源部は、待機時も動作する制御ＣＰＵ等に電力を供給する、第１のコンバータと、待機時には停止する画像形成部に電力を供給する第２のコンバータを備えている。 In FIG. 2, the display of the power supply unit is omitted, but the power supply unit supplies power to the first converter that supplies power to the control CPU or the like that operates even during standby, and the image forming unit that stops during standby. A second converter is provided.

次に、図１により、本実施例の要部である、電源装置について説明する。図９で示した従来例１と比較して変更もしくは追加となった回路部品は以下のとおりである。
・変更部品
コンバータＢ電源４０１のトランス５０１（一次側巻線５０２、補助巻線５０３、二次側巻線５０４）
・追加部品
コンデンサ５０５、抵抗５０６、ダイオード５０７ Next, referring to FIG. 1, a power supply apparatus, which is a main part of the present embodiment, will be described. The circuit components changed or added as compared with the conventional example 1 shown in FIG. 9 are as follows.
-Transformer 501 of the changed component converter B power supply 401 (primary winding 502, auxiliary winding 503, secondary winding 504)
・ Additional parts capacitor 505, resistor 506, diode 507

この実施例１の特徴は、コンバータＢ電源のトランス５０１は、従来例１と違い補助巻線５０２を持ち、補助巻線５０２で発生した電源をダイオード５０７で整流し、コンデンサ５０５でチャージした電位を、ゼロクロス検知回路２０１の電源としたことにある。さらに、コンバータＢ電源の直流出力Ｖｂを、ゼロクロス検知回路２０１のフォトカプラ２０９を流れるコレクタ電流の電源として使用したことも特徴である。 The feature of the first embodiment is that the transformer 501 of the converter B power supply has an auxiliary winding 502 unlike the conventional example 1, and rectifies the power generated by the auxiliary winding 502 by the diode 507 and charges the potential charged by the capacitor 505. The power source of the zero cross detection circuit 201 is used. Further, it is also characterized in that the DC output Vb of the converter B power supply is used as a power supply for the collector current flowing through the photocoupler 209 of the zero cross detection circuit 201.

つまり、従来例１では、コンバータＡ電源１０５を電源としていたゼロクロス回路２０１を、本実施例１では、コンバータＢ電源４０１を電源とするように変更している。
このような構成にすることで、コンバータＢ電源４０１の動作が停止した際には、ゼロクロス検知回路２０１に使用している電源供給のうち、コンバータＢ電源４０１が供給している電源が停止する。 That is, the zero-cross circuit 201 that uses the converter A power source 105 as the power source in the first conventional example is changed to use the converter B power source 401 as the power source in the first embodiment.
With such a configuration, when the operation of the converter B power supply 401 is stopped, the power supplied by the converter B power supply 401 among the power supply used for the zero cross detection circuit 201 is stopped.

このようにして、ゼロクロス検知回路２０１が消費する電力のうち、以下にあげる電力を削減することが可能となる。 In this way, it is possible to reduce the following power among the power consumed by the zero cross detection circuit 201.

抵抗２０７からフォトカプラ２０９（ＬＥＤ側）もしくは抵抗２０７からトランジスタ２０６へ流れる電流による消費電力。さらに、抵抗２０８を介してフォトカプラ２０９（フォトトランジスタ側）へ流れる電流による消費電力。これらを抑えることが可能となる。 Power consumption due to current flowing from the resistor 207 to the photocoupler 209 (LED side) or from the resistor 207 to the transistor 206. Further, power consumption due to a current flowing through the resistor 208 to the photocoupler 209 (phototransistor side). These can be suppressed.

ただし、本実施例１では、商用交流電源から、抵抗２０２と抵抗２０３の分圧抵抗に流れる電流による消費電力を削減できないため、ゼロクロス検知回路２０１の消費電力を完全に削減するに至っていない。 However, in the first embodiment, since the power consumption due to the current flowing through the voltage dividing resistor of the resistor 202 and the resistor 203 cannot be reduced from the commercial AC power supply, the power consumption of the zero cross detection circuit 201 has not been completely reduced.

次に従来例１を例にとり、コンバータＢ電源４０１が停止時に、不必要に消費している電力を概算することにする。
図９において、補助巻線１１６で発生し、コンデンサ１１３に蓄えられる電圧を２０Ｖ、抵抗２０７を４．７ＫΩ、コンバータＡ電源１０５の直流出力Ｖａを３．３Ｖ、抵抗２０８を１ＫΩとする。また、ゼロクロス検知信号の出力端２１０から外部に流れ出す電流を無視、ゼロクロス検知回路のＤＵＴＹを５０％、フォトカプラ２０９のＬＥＤ側の順方向電圧を１Ｖ、一次回路から二次回路への変換効率を７０％とした場合の電力を概算する。
一次電力で換算した消費電力は、（一次回路分：８３ｍＷ）＋（二次回路分：１１ｍＷ⇒一次回路換算１５．７ｍＷ）＝９８．７ｍＷ≒１００ｍＷである。 Next, taking the conventional example 1 as an example, the power consumed unnecessarily when the converter B power supply 401 is stopped will be roughly estimated.
In FIG. 9, the voltage generated in the auxiliary winding 116 and stored in the capacitor 113 is 20 V, the resistor 207 is 4.7 KΩ, the DC output Va of the converter A power source 105 is 3.3 V, and the resistor 208 is 1 KΩ. Also, the current flowing out of the output terminal 210 of the zero cross detection signal is ignored, the duty ratio of the zero cross detection circuit is 50%, the forward voltage on the LED side of the photocoupler 209 is 1 V, and the conversion efficiency from the primary circuit to the secondary circuit is increased. Approximate the power when 70%.
The power consumption in terms of primary power is (primary circuit: 83 mW) + (secondary circuit: 11 mW → primary circuit conversion 15.7 mW) = 98.7 mW≈100 mW.

本実施例１においてはこのような不要な電力を削減することができ、その結果、消費電力を抑えることが可能となる。 In the first embodiment, such unnecessary power can be reduced, and as a result, power consumption can be suppressed.

以上説明したように、本実施例によれば、画像形成待機時に、コンバータＢの動作を停止した際に、ゼロクロス検知回路で不必要に消費していた電力を部分的に削減することが可能となる。 As described above, according to this embodiment, when the operation of the converter B is stopped during standby for image formation, it is possible to partially reduce the power consumed unnecessarily by the zero cross detection circuit. Become.

図３は、実施例２である“画像形成装置”における電源装置の構成を示す回路図である。
実施例１と比較して異なる点は、
・コンバータＢ停止信号回路の構成部品であるトランジスタ３０２を削除した点。
・コンバータＢ電源４０１の電源ＩＣ４０２を、動作停止信号端子を持つタイプとした点。
の２点である。
また、この実施例２の特徴としては、コンバータＢ停止信号により、コンバータＢ電源４０１の電源ＩＣ４０２の動作停止信号をコントロールすることで、外部信号によりコンバータＢ電源４０１に対し、出力停止／出力動作のコントロールを可能としたことである。
なお、図３でフォトカプラ６０１のフォトトランジスタのコレクタ側が接続されている電源ＩＣ４０２の１端子が、電源ＩＣ４０２の動作停止信号の入力端子とし、動作停止信号がＧＮＤレベルのときは、電源ＩＣ４０２の動作が停止する。逆に、ＧＮＤレベルではないときは、電源ＩＣ４０２の動作は停止せず通常に動作することとする。 FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a configuration of the power supply device in the “image forming apparatus” according to the second embodiment.
The difference from Example 1 is that
-The transistor 302 which is a component of the converter B stop signal circuit is deleted.
The power supply IC 402 of the converter B power supply 401 is a type having an operation stop signal terminal.
These are two points.
Further, as a feature of the second embodiment, by controlling the operation stop signal of the power supply IC 402 of the converter B power supply 401 by the converter B stop signal, the output stop / output operation of the converter B power supply 401 is controlled by an external signal. It is possible to control.
In FIG. 3, when one terminal of the power supply IC 402 to which the collector side of the phototransistor of the photocoupler 601 is connected is an input terminal for the operation stop signal of the power supply IC 402 and the operation stop signal is at the GND level, the operation of the power supply IC 402 is performed. Stops. On the other hand, when it is not at the GND level, the operation of the power supply IC 402 does not stop and operates normally.

次に、以下に、実施例２の動作概要をコンバータＢ電源の出力停止／出力動作に分けて説明する。
・コンバータＢ電源４０１を出力停止する場合
コンバータＢ停止信号回路３０１のコンバータＢ停止信号の入力端３０９をＧＮＤレベルにする。
このようにすることで、トランジスタ３０６にコレクタ電流を流すことができず、フォトカプラ６０１のＬＥＤを発光させ、フォトカプラ６０１のフォトトランジスタ側にコレクタ電流を流すことになる。
この結果、電源ＩＣ４０２の動作停止信号端子は、ＧＮＤレベルとなり、コンバータＢ電源４０１は出力停止する。
・コンバータＢ電源４０１を出力動作する場合
コンバータＢ停止信号の入力端３０９をＨＩレベルにする。
なお、この場合コンバータＢ停止信号の入力端３０９にはトランジスタ３０６のコレクタ電流を流せるだけのＨＩレベルが必要である。
このようにすることで、トランジスタ３０６はコレクタ電流を流すこととなり、フォトカプラ６０１のＬＥＤは光らなくなる。
この結果、電源ＩＣ４０２の動作停止信号端子は、ＧＮＤレベルではなくなり、コンバータＢ電源４０１は出力動作する。
なお、本実施例２で削減できる電力は、実施例１とほぼ同じであり、実施例１と同様の効果が得られる。 Next, the operation outline of the second embodiment will be described below by dividing it into output stop / output operation of the converter B power supply.
When stopping the output of the converter B power supply 401, the converter B stop signal input terminal 309 of the converter B stop signal circuit 301 is set to the GND level.
By doing so, the collector current cannot flow through the transistor 306, but the LED of the photocoupler 601 emits light, and the collector current flows through the phototransistor side of the photocoupler 601.
As a result, the operation stop signal terminal of the power supply IC 402 becomes the GND level, and the converter B power supply 401 stops outputting.
When the converter B power supply 401 is output, the converter B stop signal input terminal 309 is set to the HI level.
In this case, the input terminal 309 for the converter B stop signal needs to have an HI level that allows the collector current of the transistor 306 to flow.
By doing so, the transistor 306 passes a collector current, and the LED of the photocoupler 601 does not emit light.
As a result, the operation stop signal terminal of the power supply IC 402 is not at the GND level, and the converter B power supply 401 performs an output operation.
The power that can be reduced in the second embodiment is substantially the same as that in the first embodiment, and the same effect as in the first embodiment can be obtained.

図４は、実施例３である“画像形成装置”における電源装置の構成を示す回路図である。実施例３で、実施例１と比較して異なる点は、ゼロクロス検知回路９４６である。
コンバータＢ電源４０１におけるトランス補助巻線５０３出力を整流・平滑した電圧Ｖｉｃの直流定電圧源（以下直流定電圧源Ｖｉｃともいう）から、ＡＣインレット１０１から入力される商用交流電源に向けて流れる電流を、トランジスタ９４２を用いて検出する。これにより、商用交流電源の電圧位相を検知する一方で、ダイオード９４０により、商用交流電源から流入する電流を遮断することが特徴である。 FIG. 4 is a circuit diagram illustrating a configuration of a power supply device in the “image forming apparatus” according to the third embodiment. The third embodiment is different from the first embodiment in a zero cross detection circuit 946.
A current flowing from a DC constant voltage source (hereinafter also referred to as a DC constant voltage source Vic) of a voltage Vic obtained by rectifying and smoothing the output of the transformer auxiliary winding 503 in the converter B power source 401 toward a commercial AC power source input from the AC inlet 101 Is detected using the transistor 942. Thus, the voltage phase of the commercial AC power supply is detected, while the current flowing from the commercial AC power supply is blocked by the diode 940.

コンバータＢの出力は、シャントレギュレータ４１６によりフィードバック制御されているので、定電圧となっている。よって、トランス補助巻線５０３の出力をダイオード５０７、コンデンサ５０５で整流・平滑した電圧は定電圧であり、直流定電圧源Ｖｉｃを構成している。この直流定電圧源Ｖｉｃは、トランジスタ９４２のエミッタ端子に供給される。トランジスタ９４２のベース端子は、抵抗Ｒｉｎ（９４１）、ダイオード９４０を介して、商用交流電源のＬ１相に接続される。トランジスタ９４２のコレクタ端子は、抵抗９４３を介して、フォトカプラ９４４内ＬＥＤのアノード端子に接続される。フォトカプラ９４４内ＬＥＤのカソード端子は、ブリッジダイオードのローサイド出力端に接続される。フォトカプラ９４４の二次側端子は、ゼロクロス検知信号（ＺＥＲＯＸ）として出力される。 Since the output of the converter B is feedback controlled by the shunt regulator 416, it is a constant voltage. Therefore, the voltage obtained by rectifying and smoothing the output of the transformer auxiliary winding 503 with the diode 507 and the capacitor 505 is a constant voltage, and constitutes a DC constant voltage source Vic. The DC constant voltage source Vic is supplied to the emitter terminal of the transistor 942. The base terminal of the transistor 942 is connected to the L1 phase of the commercial AC power supply via the resistor Rin (941) and the diode 940. The collector terminal of the transistor 942 is connected to the anode terminal of the LED in the photocoupler 944 via the resistor 943. The cathode terminal of the LED in the photocoupler 944 is connected to the low-side output terminal of the bridge diode. The secondary terminal of the photocoupler 944 is output as a zero cross detection signal (ZEROX).

前述の回路構成において、商用交流電圧Ｖａｃが直流定電圧源Ｖｉｃの電圧よりも大きい場合、ダイオード９４０が逆バイアスされる。したがって、トランジスタ９４２のベース電流は流れず、トランジスタ９４２はＯＦＦする。これにより、フォトカプラ９４４内ＬＥＤの順電流も遮断され、ＬＥＤは消灯する。したがって、ＺＥＲＯＸ信号は、ＨＩレベルとなる。 In the above circuit configuration, when the commercial AC voltage Vac is larger than the voltage of the DC constant voltage source Vic, the diode 940 is reverse-biased. Accordingly, the base current of the transistor 942 does not flow, and the transistor 942 is turned off. Thereby, the forward current of the LED in the photocoupler 944 is also cut off, and the LED is turned off. Therefore, the ZEROX signal is at the HI level.

一方、商用交流電圧Ｖａｃが直流定電圧源Ｖｉｃの電圧よりも小さい場合、
『直流定電圧源Ｖｉｃ→トランジスタ９４２のエミッタ→トランジスタ９４２のベース→抵抗Ｒｉｎ（９４１）→ダイオード９４０→商用交流電源１０１のＬ１相』のルートで電流が流れる。すると、トランジスタ９４２がＯＮし、フォトカプラ９４４内ＬＥＤに順電流が流れ、ＬＥＤが発光する。これにより、ＺＥＲＯＸ信号は、ＬＯＷレベルとなる。 On the other hand, when the commercial AC voltage Vac is smaller than the voltage of the DC constant voltage source Vic,
A current flows in a route of “DC constant voltage source Vic → emitter of transistor 942 → base of transistor 942 → resistor Rin (941) → diode 940 → L1 phase of commercial AC power supply 101”. Then, the transistor 942 is turned on, a forward current flows through the LED in the photocoupler 944, and the LED emits light. As a result, the ZEROX signal becomes LOW level.

すなわち、ＺＥＲＯＸ信号の立ち上がりエッジは、商用交流電圧Ｖａｃが、直流定電圧源Ｖｉｃの電圧を上回ったタイミングとなる。一方、立下りエッジは、商用交流電圧Ｖａｃが、直流定電圧源Ｖｉｃの電圧を下回ったタイミングとなる。 That is, the rising edge of the ZEROX signal is the timing when the commercial AC voltage Vac exceeds the voltage of the DC constant voltage source Vic. On the other hand, the falling edge is the timing when the commercial AC voltage Vac falls below the voltage of the DC constant voltage source Vic.

このときの商用交流電源１の電圧位相φは、商用交流電圧の最大値Ｖａｃｐｋを用いて、概略以下の式で表される。
φ＝ｓｉｎ＾−１（Ｖｉｃ／Ｖａｃｐｋ）
ここで、直流定電圧源の電圧Ｖｉｃ、および商用交流電圧の最大値Ｖａｃｐｋは、既知の値であるから、ＺＥＲＯＸ信号のエッジのタイミングから、商用交流電源の位相を知ることができる。
たとえば、Ｖｉｃ＝２０Ｖとすれば、商用交流電圧の最大値Ｖａｃｐｋは、欧州では約３４０Ｖ（＝ＡＣ２４０Ｖｘ√２）なので、φ＝ｓｉｎ＾−１（２０Ｖ／３４０Ｖ）＝３°および１７７°となる。
すなわち、ＺＥＲＯＸ信号の立ち上がりエッジのタイミングが、商用交流電圧の位相３°付近をあらわし、ＺＥＲＯＸ信号の立ち下がりエッジのタイミングが、商用交流電圧の位相１７７°付近をあらわす。 The voltage phase φ of the commercial AC power supply 1 at this time is approximately expressed by the following equation using the maximum value Vacpk of the commercial AC voltage.
φ = sin ^ -1 (Vic / Vacpk)
Here, since the voltage Vic of the DC constant voltage source and the maximum value Vacpk of the commercial AC voltage are known values, the phase of the commercial AC power supply can be known from the edge timing of the ZEROX signal.
For example, if Vic = 20V, the maximum value ACacpk of the commercial AC voltage is about 340V (= AC240Vx√2) in Europe, so φ = sin ^ −1 (20V / 340V) = 3 ° and 177 °.
That is, the timing of the rising edge of the ZEROX signal represents the vicinity of 3 ° of the commercial AC voltage, and the timing of the falling edge of the ZEROX signal represents the vicinity of the phase of 177 ° of the commercial AC voltage.

ところで、前述の一連の動作のなかで、抵抗Ｒｉｎ（９４１）に印加される電圧は、ダイオードブリッジ１０３が存在するため、トランス補助巻線５０３の出力により形成される直流定電圧源の電圧値Ｖｉｃ以下である。
直流定電圧源の電圧Ｖｉｃは２０Ｖ前後に設定されることが望ましい。これは、商用交流電圧と比較して非常に小さい。よって、抵抗Ｒｉｎ（９４１）で消費される電力も非常に小さく抑えることができる。Ｒｉｎ（９４１）は、トランジスタ９４２の直流電流増幅率を考慮し、数十ＫΩから数百ＫΩに設定されることが望ましい。仮にＲｉｎ（９４１）を１００ＫΩとすれば、Ｒｉｎ（９４１）で消費される電力は、０．００２Ｗ程度である（＝２０Ｖｘ２０Ｖ÷１００ＫΩ÷２）。 By the way, in the series of operations described above, the voltage applied to the resistor Rin (941) is the voltage value Vic of the DC constant voltage source formed by the output of the transformer auxiliary winding 503 because the diode bridge 103 exists. It is as follows.
The voltage Vic of the DC constant voltage source is preferably set to around 20V. This is very small compared to commercial AC voltage. Therefore, the power consumed by the resistor Rin (941) can also be kept very small. Rin (941) is preferably set to several tens KΩ to several hundreds KΩ in consideration of the direct current amplification factor of the transistor 942. If Rin (941) is 100 KΩ, the power consumed by Rin (941) is about 0.002 W (= 20 V × 20 V ÷ 100 KΩ / 2).

さらに、前述のような回路にすることで、コンバータＢ電源４０１の動作が停止した際には、直流定電圧源Ｖｉｃが停止する。すると、商用交流電源１０１の電圧によらず、常にダイオード９４０が逆バイアスされるため、ゼロクロス検知回路９４６内の抵抗Ｒｉｎ（９４１）での消費電力は概略零となる。
これにより、コンバータＢの動作を停止した際に、ゼロクロス検知回路で不必要に消費していた電力をさらに削減することが可能となる。 Further, by using the circuit as described above, when the operation of the converter B power supply 401 is stopped, the DC constant voltage source Vic is stopped. Then, since the diode 940 is always reverse-biased regardless of the voltage of the commercial AC power supply 101, the power consumption at the resistor Rin (941) in the zero-cross detection circuit 946 becomes substantially zero.
As a result, when the operation of the converter B is stopped, it is possible to further reduce the power consumed unnecessarily by the zero cross detection circuit.

以上説明したように、本実施例によれば、ゼロクロス検知回路で不必要に消費していた電力を大きく削減することが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to greatly reduce the power consumed unnecessarily in the zero cross detection circuit.

図５は、実施例４である“画像形成装置”の構成を示す図である。
なお、従来例２で説明した項目には、同様の符号を付し、ここでの説明を省略する。
本実施例の特徴は、ゼロクロス検知回路４６にある。
トランス補助巻線１５ｐ２の出力を整流・平滑した電圧Ｖｉｃを直流定電圧源として使用する。直流定電圧源Ｖｉｃから商用交流電源１のＬ１相に向けて流れる電流を、トランジスタ４２を用いて検出する。これにより、商用交流電源１の電圧位相を検知する。一方で、ダイオード４０により、商用交流電源１から流入する電流を遮断することが特徴である。 FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of an “image forming apparatus” according to the fourth embodiment.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the item demonstrated in the prior art example 2, and description here is abbreviate | omitted.
The feature of this embodiment resides in the zero cross detection circuit 46.
A voltage Vic obtained by rectifying and smoothing the output of the transformer auxiliary winding 15p2 is used as a DC constant voltage source. A transistor 42 is used to detect a current flowing from the DC constant voltage source Vic toward the L1 phase of the commercial AC power supply 1. Thereby, the voltage phase of the commercial AC power supply 1 is detected. On the other hand, the current flowing from the commercial AC power supply 1 is blocked by the diode 40.

直流定電圧源Ｖｉｃは、トランジスタ４２のエミッタ端子に供給される。トランジスタ４２のベース端子は、抵抗Ｒｉｎ（４１）、ダイオード４０を介して、商用交流電源１のＬ１相に接続される。トランジスタ４２のコレクタ端子は、抵抗４３を介して、フォトカプラ４４内ＬＥＤのアノード端子に接続される。フォトカプラ４４内ＬＥＤのカソード端子は、一次平滑コンデンサ１３の−端子に接続される。フォトカプラ４４の二次側端子は、位相検知信号ＺＥＲＯＸとして制御部５に供給される。 The DC constant voltage source Vic is supplied to the emitter terminal of the transistor 42. The base terminal of the transistor 42 is connected to the L1 phase of the commercial AC power supply 1 via the resistor Rin (41) and the diode 40. The collector terminal of the transistor 42 is connected to the anode terminal of the LED in the photocoupler 44 via the resistor 43. The cathode terminal of the LED in the photocoupler 44 is connected to the negative terminal of the primary smoothing capacitor 13. The secondary side terminal of the photocoupler 44 is supplied to the control unit 5 as the phase detection signal ZEROX.

前述の回路構成において、商用交流電圧Ｖａｃが直流定電圧源Ｖｉｃよりも大きい場合（図６ｔ１からｔ２）、ダイオード４０が逆バイアスされる。したがって、トランジスタ４２のベース電流は流れず、トランジスタ４２はＯＦＦする。これにより、フォトカプラ４４内ＬＥＤの順電流も遮断され、ＬＥＤは消灯する。したがって、ＺＥＲＯＸ信号は、Ｈレベルとなる。 In the above circuit configuration, when the commercial AC voltage Vac is larger than the DC constant voltage source Vic (FIG. 6, t1 to t2), the diode 40 is reverse-biased. Therefore, the base current of the transistor 42 does not flow, and the transistor 42 is turned off. Thereby, the forward current of the LED in the photocoupler 44 is also cut off, and the LED is turned off. Therefore, the ZEROX signal becomes H level.

一方、商用交流電圧Ｖａｃが直流定電圧源Ｖｉｃよりも小さい場合（図６ｔ２からｔ３）、
『直流定電圧源Ｖｉｃ→トランジスタ４２のエミッタ→トランジスタ４２のベース→抵抗Ｒｉｎ（４１）→ダイオード４０→商用交流電源１のＬ１相』のルートで電流が流れる。すると、トランジスタ４２がＯＮし、フォトカプラ４４内ＬＥＤに順電流が流れ、ＬＥＤが発光する。これにより、ＺＥＲＯＸ信号は、Ｌレベルとなる。 On the other hand, when the commercial AC voltage Vac is smaller than the DC constant voltage source Vic (FIG. 6, t2 to t3),
Current flows through a route of “DC constant voltage source Vic → emitter of transistor 42 → base of transistor 42 → resistor Rin (41) → diode 40 → L1 phase of commercial AC power supply 1”. Then, the transistor 42 is turned on, a forward current flows through the LED in the photocoupler 44, and the LED emits light. As a result, the ZEROX signal becomes L level.

すなわち、ＺＥＲＯＸ信号の立ち上がりエッジは、商用交流電圧Ｖａｃが、直流定電圧源Ｖｉｃの電圧を上回ったタイミングである。一方、立下りエッジは、商用交流電圧Ｖａｃが、直流定電圧源Ｖｉｃの電圧を下回ったタイミングである。
このときの商用交流電源１の電圧位相φは、商用交流電圧の最大値Ｖａｃｐｋを用いて、概略以下の式で表される。
φ＝ｓｉｎ＾−１（Ｖｉｃ／Ｖａｃｐｋ）
ここで、直流定電圧源Ｖｉｃの電圧Ｖｉｃ、および商用電源電圧の最大値Ｖａｃｐｋは、既知の値であるから、ＺＥＲＯＸ信号のエッジのタイミングから、商用交流電源の位相を知ることができる。 That is, the rising edge of the ZEROX signal is the timing when the commercial AC voltage Vac exceeds the voltage of the DC constant voltage source Vic. On the other hand, the falling edge is the timing when the commercial AC voltage Vac falls below the voltage of the DC constant voltage source Vic.
The voltage phase φ of the commercial AC power supply 1 at this time is approximately expressed by the following equation using the maximum value Vacpk of the commercial AC voltage.
φ = sin ^ -1 (Vic / Vacpk)
Here, since the voltage Vic of the DC constant voltage source Vic and the maximum value Vacpk of the commercial power supply voltage are known values, the phase of the commercial AC power supply can be known from the edge timing of the ZEROX signal.

たとえば、Ｖｉｃ＝２０Ｖとすれば、商用交流電圧の最大値Ｖａｃｐｋは、欧州では約３４０Ｖ（＝ＡＣ２４０Ｖｘ√２）なので、φ＝ｓｉｎ＾−１（２０Ｖ／３４０Ｖ）＝３°および１７７°となる。
すなわち、ＺＥＲＯＸ信号の立ち上がりエッジのタイミングが、商用交流電圧の位相３°付近をあらわし、ＺＥＲＯＸ信号の立ち下がりエッジのタイミングが、商用交流電圧の位相１７７°付近をあらわす。
制御部５は、これらの位相情報を基にトライアックの導通位相角を制御し、ヒータ１１に供給する商用交流電圧の位相角を制御する。 For example, if Vic = 20V, the maximum value ACacpk of the commercial AC voltage is about 340V (= AC240Vx√2) in Europe, so φ = sin ^ −1 (20V / 340V) = 3 ° and 177 °.
That is, the timing of the rising edge of the ZEROX signal represents the vicinity of 3 ° of the commercial AC voltage, and the timing of the falling edge of the ZEROX signal represents the vicinity of the phase of 177 ° of the commercial AC voltage.
The control unit 5 controls the conduction phase angle of the triac based on the phase information, and controls the phase angle of the commercial AC voltage supplied to the heater 11.

ところで、図６に示したように、前述の一連の動作のなかで、抵抗Ｒｉｎ（４１）に印加される電圧は、ダイオードブリッジ１２が存在するため、直流定電圧源Ｖｉｃの電圧値以下である。 Incidentally, as shown in FIG. 6, the voltage applied to the resistor Rin (41) in the above-described series of operations is equal to or less than the voltage value of the DC constant voltage source Vic because the diode bridge 12 exists. .

一般にＰＷＭモジュール１７の電源電圧Ｖｃｃは、２０Ｖ前後である。よって、直流定電圧源Ｖｉｃも２０Ｖ前後であり、商用交流電圧と比較して非常に小さい。よって、抵抗Ｒｉｎ（４１）で消費される電力も非常に小さく抑えることができる。Ｒｉｎ（４１）は、トランジスタ４２の直流電流増幅率を考慮し、数十ＫΩから数百ＫΩに設定されることが望ましい。仮にＲｉｎ（４１）を１００ＫΩとすれば、Ｒｉｎ（４１）で消費される電力は、０．００２Ｗ程度である（＝２０Ｖｘ２０Ｖ÷１００ＫΩ÷２）。
前述したとおり、従来のゼロクロス検知回路８の入力抵抗Ｒｉｎ（２１）では、０．３Ｗ程度の電力が消費されていた。本実施例におけるＲｉｎ（４１）の消費電力は０．００２Ｗ程度と、従来に比べて非常に小さい。 Generally, the power supply voltage Vcc of the PWM module 17 is around 20V. Therefore, the DC constant voltage source Vic is also around 20V, which is very small compared to the commercial AC voltage. Therefore, the power consumed by the resistor Rin (41) can be kept very small. Rin (41) is preferably set to several tens KΩ to several hundreds KΩ in consideration of the direct current amplification factor of the transistor 42. If Rin (41) is 100 KΩ, the power consumed by Rin (41) is about 0.002 W (= 20 V × 20 V ÷ 100 KΩ / 2).
As described above, the input resistance Rin (21) of the conventional zero cross detection circuit 8 consumes about 0.3 W of power. The power consumption of Rin (41) in this embodiment is about 0.002 W, which is very small compared to the conventional case.

以上説明したように、本実施例によれば、ゼロクロス検知部において、比較的高電圧である商用交流電源から流入する電流を遮断し、直流定電圧源から商用交流電源に流れ出す電流でゼロクロスポイントの検知を行っている。そして、直流定電圧源の電圧は、商用交流電源電圧に比べ、低く設定することが可能であるから、ゼロクロス検知回路で消費される無駄な電力を大きく削減することができる。 As described above, according to the present embodiment, in the zero cross detection unit, the current flowing from the commercial AC power source having a relatively high voltage is cut off, and the zero cross point is detected by the current flowing from the DC constant voltage source to the commercial AC power source. Detection is in progress. Since the voltage of the DC constant voltage source can be set lower than the commercial AC power supply voltage, wasteful power consumed by the zero cross detection circuit can be greatly reduced.

図７は、実施例５である“画像形成装置”の構成を示す図である。
なお、従来例２で説明した項目には、同様の符号を付し、ここでの説明を省略する。 FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of an “image forming apparatus” according to the fifth embodiment.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the item demonstrated in the prior art example 2, and description here is abbreviate | omitted.

本実施例の特徴は、ゼロクロス検知回路５４にあり、実施例４で交流位相検知に用いたトランジスタ４２を省略し、フォトカプラ内ＬＥＤを用いて直接検知するようにした点である。 The feature of the present embodiment resides in the zero-cross detection circuit 54, which is that the transistor 42 used for AC phase detection in the fourth embodiment is omitted, and detection is performed directly using the LED in the photocoupler.

すなわち、トランス補助巻線１５ｐ２の出力を整流・平滑した電圧Ｖｉｃを直流定電圧源として使用する。直流定電圧源Ｖｉｃから商用交流電源１のＬ１相に向けて流れる電流を、フォトカプラ５２内ＬＥＤを用いて検出し、商用交流電源１の電圧位相を検知する。一方で、ダイオード５０により、商用交流電源１から流入する電流を遮断することが特徴である。 That is, the voltage Vic obtained by rectifying and smoothing the output of the transformer auxiliary winding 15p2 is used as the DC constant voltage source. The current flowing from the DC constant voltage source Vic toward the L1 phase of the commercial AC power supply 1 is detected using the LED in the photocoupler 52, and the voltage phase of the commercial AC power supply 1 is detected. On the other hand, the current flowing from the commercial AC power supply 1 is blocked by the diode 50.

直流定電圧源Ｖｉｃは、フォトカプラ５２内ＬＥＤのアノード端子に接続される。フォトカプラ５２内ＬＥＤのカソード端子は、抵抗Ｒｉｎ（５１）、ダイオード５０を介して、商用交流電源１のＬ１相に接続される。フォトカプラ５２の二次側端子は、位相検知信号ＺＥＲＯＸとして制御部５に供給される。 The DC constant voltage source Vic is connected to the anode terminal of the LED in the photocoupler 52. The cathode terminal of the LED in the photocoupler 52 is connected to the L1 phase of the commercial AC power supply 1 via the resistor Rin (51) and the diode 50. The secondary side terminal of the photocoupler 52 is supplied to the control unit 5 as the phase detection signal ZEROX.

前述の回路構成において、商用交流電圧Ｖａｃが直流定電圧源Ｖｉｃよりも大きい場合（図６ｔ１からｔ２）、ダイオード５０が逆バイアスされる。したがって、フォトカプラ５２内ＬＥＤの順電流が流れず、ＬＥＤは消灯する。したがって、ＺＥＲＯＸ信号は、Ｈレベルとなる。 In the circuit configuration described above, when the commercial AC voltage Vac is higher than the DC constant voltage source Vic (FIG. 6, t1 to t2), the diode 50 is reverse-biased. Therefore, the forward current of the LED in the photocoupler 52 does not flow, and the LED is turned off. Therefore, the ZEROX signal becomes H level.

一方、商用交流電圧Ｖａｃが直流定電圧源Ｖｉｃよりも小さい場合（図６ｔ２からｔ３）、
『直流定電圧源Ｖｉｃ→フォトカプラ５２内ＬＥＤのアノード→フォトカプラ５２内ＬＥＤのカソード→抵抗Ｒｉｎ（５１）→ダイオード５０→商用交流電源１のＬ１相』のルートで電流が流れる。すると、フォトカプラ５２内ＬＥＤが発光する。これにより、ＺＥＲＯＸ信号は、Ｌレベルとなる。 On the other hand, when the commercial AC voltage Vac is smaller than the DC constant voltage source Vic (FIG. 6, t2 to t3),
Current flows through a route of “DC constant voltage source Vic → anode of LED in photocoupler 52 → cathode of LED in photocoupler 52 → resistance Rin (51) → diode 50 → L1 phase of commercial AC power supply 1”. Then, the LED in the photocoupler 52 emits light. As a result, the ZEROX signal becomes L level.

このときの商用交流電源１の電圧位相φは、商用交流電圧の最大値Ｖａｃｐｋを用いて、概略以下の式で表される。
φ＝ｓｉｎ＾−１（Ｖｉｃ／Ｖａｃｐｋ）
ここで、直流定電圧源の電圧Ｖｉｃ、および商用電源電圧の最大値Ｖａｃｐｋは、既知の値であるから、ＺＥＲＯＸ信号のエッジのタイミングから、商用交流電源の位相を知ることができる。 The voltage phase φ of the commercial AC power supply 1 at this time is approximately expressed by the following equation using the maximum value Vacpk of the commercial AC voltage.
φ = sin ^ -1 (Vic / Vacpk)
Here, since the voltage Vic of the DC constant voltage source and the maximum value Vacpk of the commercial power supply voltage are known values, the phase of the commercial AC power supply can be known from the edge timing of the ZEROX signal.

たとえば、Ｖｉｃ＝２０Ｖとすれば、商用交流電圧の最大値Ｖａｃｐｋは、欧州では約３４０Ｖ（＝ＡＣ２４０Ｖｘ√２）なので、φ＝ｓｉｎ＾−１（２０Ｖ／３４０Ｖ）＝３°および１７７°となる。
すなわち、ＺＥＲＯＸ信号の立ち上がりエッジのタイミングが、商用交流電圧の位相３°付近をあらわし、ＺＥＲＯＸ信号の立ち下がりエッジのタイミングが、商用交流電圧の位相１７７°付近をあらわす。 For example, if Vic = 20V, the maximum value ACacpk of the commercial AC voltage is about 340V (= AC240Vx√2) in Europe, so φ = sin ^ −1 (20V / 340V) = 3 ° and 177 °.
That is, the timing of the rising edge of the ZEROX signal represents the vicinity of 3 ° of the commercial AC voltage, and the timing of the falling edge of the ZEROX signal represents the vicinity of the phase of 177 ° of the commercial AC voltage.

制御部５は、これらの位相情報を基にトライアック３４の導通位相角を制御し、ヒータ１１に供給する商用交流電圧の位相角を制御する。 The control unit 5 controls the conduction phase angle of the triac 34 based on the phase information, and controls the phase angle of the commercial AC voltage supplied to the heater 11.

ところで、図８に示したように、前述の一連の動作のなかで、抵抗Ｒｉｎ（５１）に印加される電圧は、直流定電圧源Ｖｉｃの電圧値以下である。 By the way, as shown in FIG. 8, the voltage applied to the resistor Rin (51) in the above-described series of operations is equal to or less than the voltage value of the DC constant voltage source Vic.

一般にＰＷＭモジュール１７の電源電圧Ｖｃｃは、２０Ｖ前後である。よって、直流定電圧源Ｖｉｃも２０Ｖ前後であり、商用交流電圧と比較して非常に小さい。よって、抵抗Ｒｉｎ（５１）で消費される電力も非常に小さく抑えることができる。 Generally, the power supply voltage Vcc of the PWM module 17 is around 20V. Therefore, the DC constant voltage source Vic is also around 20V, which is very small compared to the commercial AC voltage. Therefore, the power consumed by the resistor Rin (51) can be kept very small.

Ｒｉｎ（５１）は、フォトカプラ５２の光変換効率（ＣＴＲ）を考慮し、数百Ωから数十ＫΩに設定されることが望ましい。仮にＲｉｎ（５１）を４．７ＫΩとすれば、Ｒｉｎ（５１）で消費される電力は、０．０４Ｗ程度である（＝２０Ｖｘ２０Ｖ÷４．７ＫΩ÷２）。 Rin (51) is preferably set to several hundred Ω to several tens KΩ in consideration of the light conversion efficiency (CTR) of the photocoupler 52. If Rin (51) is 4.7 KΩ, the power consumed by Rin (51) is about 0.04 W (= 20 V × 20 V ÷ 4.7 KΩ / 2).

前述したとおり、従来例２のゼロクロス検知回路８の入力抵抗Ｒｉｎ（２１）では、０．３Ｗ程度の電力が消費されていたが、本実施例におけるＲｉｎ（５１）の消費電力は０．０４Ｗ程度となり、従来例２に比べて非常に小さい。 As described above, the input resistance Rin (21) of the zero-cross detection circuit 8 of the conventional example 2 consumes about 0.3 W of power, but the power consumption of Rin (51) in this embodiment is about 0.04 W. Thus, it is much smaller than the conventional example 2.

実施例１における電源装置の回路図Circuit diagram of power supply device in embodiment 1 実施例１の概略構成を示す断面図Sectional drawing which shows schematic structure of Example 1. FIG. 実施例２における電源装置の回路図Circuit diagram of power supply device in embodiment 2 実施例３における電源装置の回路図Circuit diagram of power supply device in embodiment 3 実施例４における電源装置の回路図Circuit diagram of power supply device in embodiment 4 実施例４におけるゼロクロス検知回路の波形図Waveform diagram of zero-cross detection circuit in the fourth embodiment 実施例５における電源装置の回路図Circuit diagram of power supply device in embodiment 5 実施例５におけるゼロクロス検知回路の波形図Waveform diagram of zero-cross detection circuit in embodiment 5 従来例１の回路図Circuit diagram of conventional example 1 従来例２の回路図Circuit diagram of Conventional Example 2 従来例２におけるゼロクロス検知回路の波形図Waveform diagram of zero cross detection circuit in Conventional Example 2 導通位相角制御の説明図Illustration of conduction phase angle control

Explanation of symbols

１０３整流ダイオードブリッジ
１０４平滑電解コンデンサ
１０５コンバータＡ電源
２０１ゼロクロス検知回路
４０１コンバータＢ電源 103 Rectifier diode bridge 104 Smooth electrolytic capacitor 105 Converter A power supply 201 Zero cross detection circuit 401 Converter B power supply

Claims

A DC power supply unit that converts AC input to DC,
A first converter that is connected to the DC power supply unit and converts the output power of the DC power supply unit to DC power of a voltage different from the voltage, and that operates even during standby of a load;
A second converter that is connected to the DC power supply unit and converts the output power of the DC power supply unit to DC power of a voltage different from the voltage, and stops when the load is on standby;
A zero-cross detector that receives power from the second converter and detects a zero-cross point of the AC input;
A power supply device comprising:

The power supply device according to claim 1,
The second converter includes a power supply control IC,
The power supply device is characterized in that the power supply control IC is stopped by an external signal when the load is on standby.

A DC power supply unit that rectifies an AC input by a rectifier diode bridge and converts it to DC;
A converter that is connected to the DC power supply unit and converts the output power of the DC power supply unit into DC power of a voltage different from the voltage;
A series circuit of a diode, a current detection element, and a DC constant voltage source, connected in parallel to one side of the rectifier diode bridge, detects the zero cross point of the AC input based on the current detected by the current detection element. A zero-cross detector
A power supply device comprising:

A DC power supply unit that rectifies an AC input by a rectifier diode bridge and converts it to DC;
A first converter that is connected to the DC power supply unit and converts the output power of the DC power supply unit to DC power of a voltage different from the voltage, and that operates even during standby of a load;
A second converter that is connected to the DC power supply unit and converts the output power of the DC power supply unit to DC power of a voltage different from the voltage, and stops when the load is on standby;
A series circuit of a diode, a current detection element, and a DC constant voltage source connected in parallel to one side of the rectifier diode bridge, wherein the power source of the current detection element and the DC constant voltage source is the second converter; A zero-cross detection unit that detects a zero-cross point of the AC input based on the current detected by the current detection element;
A power supply device comprising:

An image forming apparatus comprising: the power supply device according to claim 1; and a fixing device whose temperature is controlled by a thyristor element.
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the thyristor element is subjected to conduction phase angle control with reference to a zero cross point detected by the zero cross detection unit.