CN103916030A - 电源系统和具有电源系统的图像形成设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电源系统和具有电源系统的图像形成设备。电源系统包括：开关电源，其被配置成整流和平滑AC电源的AC电压以生成预定DC电压；低容量电源电路，其基于在平滑电容器中流动的整流电流生成与AC电源的零交叉点相对应的零交叉检查信号；以及控制器，其被配置成从信号生成电路接收零交叉检测信号，并且执行基于零交叉检测信号的电压值确定是否能够执行零交叉点的检测处理的确定处理。如果控制单元确定能够执行零交叉点的检测处理，则控制单元执行基于零交叉检测信号检测零交叉点的零交叉点检测处理。

Description

电源系统和具有电源系统的图像形成设备

技术领域

本发明涉及一种电源系统和具有该电源系统的图像形成设备，并且特别地，涉及一种用于检测AC电压的零交叉点的技术。

背景技术

在现有技术中，作为用于检测AC电压的零交叉点（零交叉定时）的技术的示例，已知在JP2010-239774A中公开的技术。在JP2010-239774A中，公开了一种用于使用光电耦合器来检测AC电压的零交叉点的技术。

发明内容

在如JP2010-239774A中的使用光电耦合器来检测零交叉点的方法中，能够适当地检测零交叉点。然而，光电耦合器的光电二极管的功率消耗是不可忽略的。为此，已经期待能够进一步减少功率消耗、同时维持检测的可靠性的技术。

本发明的目的是为了提供一种零交叉点检测技术，其能够进一步减少功率消耗、同时维持检测的可靠性。

（1）一种电源系统，包括：

开关电源，所述开关电源被配置成整流和平滑AC电源的AC电压以生成预定DC电压；

低容量电源电路，所述低容量电源电路包括：

第一电容器，所述第一电容器包括第二电极和被连接到所述AC电源的一端的第一电极；

第二电容器，所述第二电容器具有第二电极和被连接到所述AC电源的另一端的第一电极；

整流器电路，所述整流器电路被电连接在所述第一电容器的所述第二电极和所述第二电容器的所述第二电极之间，并且被配置成整流在所述第一和第二电容器之间施加的AC电压；

平滑电容器，所述平滑电容器被连接在所述整流器电路的后续级处并且被配置成平滑所述AC电压；以及

信号生成电路，所述信号生成电路被连接到所述平滑电容器，并且被配置成基于在所述平滑电容器中流动的整流电流生成与所述AC电源的零交叉点相对应的零交叉检查信号；以及

控制器，所述控制器被配置成，从所述信号生成电路接收所述零交叉检测信号，并且执行基于所述零交叉检测信号的电压值确定是否能够执行所述零交叉点的检测处理的确定处理，并且

其中如果所述控制单元在所述确定处理中确定能够执行所述零交叉点的检测处理，则所述控制单元执行基于所述零交叉检测信号检测所述零交叉点的零交叉点检测处理。

（2）根据（1）所述的电源系统，其中在所述确定处理中，如果满足与所述零交叉检测信号的电压值有关的预定条件，则所述控制单元确定能够根据所述零交叉信号执行所述零交叉点的检测处理。

（3）根据（2）所述的电源系统，其中

所述控制单元被配置成执行检测所述零交叉检测信号的电压值的电压检测处理，并且

所述预定条件是检测到的电压值等于或者大于预定值的条件。

（4）根据（2）所述的电源系统，其中

所述控制单元被配置成执行测量从当所述开关电源到所述低容量电源电路的电力供应开始时起经过的时间的测量处理，并且

所述预定条件是测量到的经过的时间等于或者大于预定时间的条件。

（5）根据（1）所述的电源系统，其中

在所述确定处理中，所述控制单元被配置成确定所述零交叉检测信号的电压值是否已经被维持在恒定值达预定持续时间或更长，并且

如果所述控制单元确定所述零交叉信号的电压值已经被维持在恒定值达所述预定持续时间或更长，则所述控制单元确定不能够基于所述零交叉检测信号执行所述零交叉点的检测处理。

（6）根据（5）所述的电源系统，其中：

所述平滑电容器具有下述电容器电容，如果所述AC电源被切断，则所述电容器电容能够确保所述控制单元的操作达预定的时段或更长，

所述控制单元被配置成执行检测所述预定DC电压的电压检测处理，

如果所述控制单元确定在已经接收到来自于所述低容量电源电路的电力供应的状态下，所述零交叉检测信号的电压值已经被维持在高电平达所述预定持续时间或更长，则所述控制单元执行激活所述开关电源的激活处理，

如果在从所述开关电源被激活时起的预定时间内没有检测到所述预定DC电压，则所述控制单元确定所述AC电源已经被切断，并且

如果即使在从所述开关电源被激活时起经过所述预定时间之后所述预定DC电压的检测仍继续，则所述控制单元确定异常电压被输入并且执行异常电压输入处理。

（7）一种图像形成设备，包括：

根据（1）至（6）中的任何一项所述的电源系统；和

图像形成单元，所述图像形成单元被配置成使用所述零交叉点的检测来形成图像。

（8）一种图像形成设备，包括：

根据（2）至（4）中的任何一项所述的电源系统；和

定影单元，所述定影单元包括加热器，

其中如果所述控制单元在所述确定处理中确定能够根据所述零交叉检测信号执行所述零交叉点的检测处理，则所述控制单元基于通过所述零交叉点检测处理检测到的零交叉点执行对所述加热器的加热控制处理。

（9）一种图像形成设备，包括：

根据（6）所述的电源系统；

接收单元，所述接收单元被配置成接收打印数据；和

图像形成单元，所述图像形成单元基于所述打印数据形成图像，

其中，即使已经通过所述接收单元接收到所述打印数据，所述控制单元仍执行禁止所述图像形成单元基于所述打印数据执行图像形成的禁止处理，作为所述异常电压输入处理。

因为将平滑电容器用于生成零交叉检测信号，例如，当开始将AC电力供应到低电容电源电路时，对于零交叉检测信号的电压值达到预定电压值需要预定延迟时间。为此，如果基于在零交叉检测信号的电压值达到预定电压值之前的零交叉检测信号来检测零交叉点，则不能可靠地执行零交叉点的检测处理，并且因此检测的可靠性降低。然而，在基于该零交叉信号检测零交叉点的场合下，确定是否能够基于该零交叉检测信号的电压值执行零交叉点的检测处理，并且在确定能够执行零交叉点的检测处理的情况下，执行零交叉点的检测处理。其后，能够执行能够减少功率消耗、同时维持检测的可靠性的零交叉点的检测处理。

如果满足与零交叉点检测信号的电压值有关的预定条件，则确定能够根据零交叉检测信号执行零交叉点的检测处理。为此，根据此配置，例如，当电源系统被通电使得开始将AC电力供应到低电容电源电路时，即使对于零交叉检测信号的电压值达到预定电压值需要预定的延迟时间，如果将用于避免延迟时间影响的条件设定为预定条件，则也能够在没有任何延迟时间影响的情况下检测零交叉点。因此，能够维持零交叉点的检测处理的可靠性。

根据此配置，当图像形成设备被通电时能够对加热器精确地执行加热控制处理。

例如，如果基于零交叉检测信号的逻辑高电平执行零交叉点的检测处理，如果预定值被设定为能够可靠地检测零交叉点的电压值，则能够维持零交叉点的检测处理的可靠性。

根据此配置，如果预定时间被设定为对于零交叉检测信号的电压值成为所期待的电压值所必要的时间使得其能够可靠地检测零交叉点，则能够维持零交叉点的检测处理的可靠性。

通常，零交叉检测信号的电压值响应于电源的频率而在高电平和低电平之间变化。为此，如果零交叉信号的电压值被维持在恒定值达预定的时段或更长，则考虑异常性已经发生。因此，在这样的情况下，确定不能够根据零交叉检测信号执行零交叉点的检测处理，并且不执行零交叉点的检测处理。结果，能够维持零交叉点的检测处理的可靠性。

根据此配置，如果确定在已经将电力从低容量电源电路供应到控制单元的状态下，零交叉检测信号的电压值已经被维持在恒定值达预定的时段或更长，则激活开关电源。因此，能够基于来自于开关电源的预定DC电压适当地检测零交叉信号的异常性的因素。

根据此配置，如果基于零交叉检测信号确定异常的AC电压被输入到图像形成设备，则禁止图像形成。因此，能够抑制被形成的图像的质量的劣化。

根据此配置，能够在使用零交叉点的检测以形成图像的图像形成设备中执行能够减少功率消耗、同时维持零交叉点检测的精确度的零交叉点的检测处理。

根据本发明，能够执行能够减少功率消耗、同时维持检测的可靠性的零交叉点检测。

附图说明

图1是示意性地图示根据实施例的图像形成设备的配置的框图。

图2是示意性地图示根据实施例的电源系统的配置的电路图。

图3是图示根据实施例的零交叉点的检测处理的图表。

图4是图示与零交叉点检测确定处理有关的处理的流程图。

图5是图示零交叉点检测信号的上升时间的图表。

图6是图示另一零交叉点检测信号的上升时间的图表。

具体实施方式

<实施例>

将会参考图1至图6描述实施例。

1.打印机的描述

图1是图示打印机1的电气配置的框图，打印机1是图像形成设备的示例。打印机1包括打印单元2、通信单元3a、图像存储器3b、以及电源系统100。电源系统100包括电源单元10和控制装置50。电源单元10是用于打印机1的电源，并且将电力供应到打印单元2、通信单元3a、图像存储器3b、以及控制装置50。

打印单元2包括感光鼓2a；充电器2b，该充电器2b用于执行将感光鼓2a的表面充电的充电处理；曝光单元2c，该曝光单元2c用于执行在感光鼓2a的表面上形成静电潜像的曝光处理；显影单元2d，该显影单元2d用于执行将显影剂附着到被形成在感光鼓2a的表面上的静电潜像，从而形成显影剂图像的显影处理；转印单元2e，该转印单元2e用于执行将显影剂图像转印到记录介质上的转印处理；定影单元2f，该定影单元2f用于执行将被转印的显影剂图像定影在记录介质上的定影处理；等等。定影单元2f包括用于将显影剂图像热定影的加热器2h。

打印单元2执行充电处理、曝光处理、显影处理、转印处理、以及定影处理，从而在记录介质上执行基于打印数据打印图像的打印处理。通信单元3a执行与诸如PC的信息终端装置的通信，并且具有从信息终端装置接收打印指令和打印数据的功能。图像存储器3b临时存储从信息终端装置接收到的打印数据。

在上面描述的打印机1中，如果通信单元3a从信息终端装置接收打印指令并且接收打印数据，则控制装置50控制打印单元2，使得打印单元2执行由充电处理、曝光处理、显影处理、转印处理、以及定影处理组成的打印处理，从而在记录介质上基于打印数据打印图像。打印单元2的操作电压是24V，然而通信单元3a、通信存储器3b、以及控制装置50的操作电压是3.3V。

此外，打印机1具有正常模式和省电模式作为操作模式。正常模式是打印机1处于其能够响应于打印指令立即执行打印处理的状态或者处于其正在执行打印处理的状态的模式。因此，在正常模式下，电源系统100正在操作，并且控制向定影单元2f的加热器2h的电力供应，使得加热器被维持在能够定影的温度，或者稍微比能够定影的温度低的温度。省电模式是在没有任何打印指令达预定时间的情况下，打印机1处于待机模式的模式。在省电模式下，仅电源系统100的一部分正在操作，并且电力没有被供应到定影单元2f的加热器2h。

2.电源系统的配置

随后，将会参考图2描述电源系统100的配置。如上所述，电源系统100包括电源单元10和控制装置50。首先，将会描述电源系统100的电源单元10的配置。电源单元10包括开关电源20和低电容电源电路30。

开关电源包括整流/平滑电路21、控制IC22、电压生成电路23、变压器24、场效应晶体管（FET）Q1、整流/平滑电路25、电流检测电路26、以及DC至DC转换器27和28。

开关电源20包括整流和平滑AC电源AC的AC电压Vac，从而在正常模式下生成+24V、+5V、以及+3.3V的DC电压。从第一输出终端OUT1输出+24V的DC电压（在下文中，被称为DC24V），从第二输出终端OUT2输出+5V的DC电压（在下文中，被称为DC5V），并且从第三输出终端OUT3输出+3.3V的DC电压（在下文中，被称为DC3.3V）。

整流/平滑电路21是所谓的电容器输入类型，并且包括用于整流AC电源AC的AC电压Vac（例如，240V）的光电二极管、和用于平滑被整流的电压的电容器。整流/平滑电路21的输出被应用到变压器24的初级线圈。

晶体管Q1是N沟道MOSFET，并且响应于由控制IC22给予晶体管Q1的栅极的导通/截止信号（PWM信号）而被接通或者关断。结果，变压器24的初级侧振荡使得在变压器24的次级线圈中感应电压。

此外，电压生成电路23被设置在变压器24的初级侧上。电压生成电路23将在变压器24的初级侧上设置的次级线圈中感应的电压整流和平滑，从而生成用于控制IC22的电源电压Vcc。

整流/平滑电路25将在变压器24的次级线圈中感应的电压整流和平滑，因此生成DC24V。

电压检测电路26包括光电耦合器PC1，并且响应于开关电源20的DC24V的输出的检测电平，来控制光电耦合器PC1的发光二极管LED1，使得发光二极管LED1发光。光电耦合器PC1包括被连接到控制IC22的反馈端口FB的光电晶体管PT1。因此，发光二极管LED1的光信号被光电晶体管PT1转换成电信号，并且DC24V的输出的检测值被反馈到控制IC22的反馈端口FB。

DC至DC转换器27将DC24V转换成DC5V并且输出DC5V，并且DC至DC转换器28将DC24V转换成DC3.3V并且输出DC3.3V。

控制IC22响应于被输入到控制输入端口EN的控制脉冲信号Scp来控制用于晶体管Q1的导通/截止信号，以便控制变压器24的初级侧的振荡。在正常模式下，控制IC22使变压器24的初级侧振荡，以便生成DC电压，并且在省电模式下，控制IC22停止向晶体管Q1输出导通/截止信号，使得变压器24的初级侧的振荡停止。即，在省电模式下，从开关电源20没有输出DC电压。当打印机1从省电模式返回到正常模式时，将控制脉冲信号Scp从控制装置50输入到控制输入端口EN，并且因此响应于控制脉冲信号Scp，变压器24的初级侧的振荡开始，使得从开关电源20输出DC电压。即，在打印机1的正常模式下，开关电源20变成输出模式，并且在打印机1的省电模式下，开关电源20变成输出停止模式。在开关电源20的激活期间，电源电压被供应到输入端口VH。

随后，将描述电源系统100的控制装置50（控制单元的示例）的配置。控制装置50包括专用集成电路（ASIC）51、模式控制IC（控制单元的示例）52、开关电源操作控制单元53、以及存储器56。

ASIC（控制单元的示例）控制打印机1的打印单元2。例如，ASIC51控制向定影单元2f的加热器2h的电力供应。模式控制IC52控制打印机1的模式。

ASIC51从开关电源20的DC至DC转换器28接收DC3.3V作为电力。ASIC51能够接收电力以仅在正常模式下操作。如果开关电源20转变到输出停止模式，即，省电模式，则向ASIC51的电力供应被切断，使得ASIC51停止。

模式控制IC52包括定时器55。在正常模式下，模式控制IC52基于从零交叉检测电路34输入到端口P4的零交叉检测信号Pzc来检测AC电源AC的AC电压Vac的零交叉点ZP（参见图3），如下面将会描述的。此外，例如，基于零交叉点ZP，模式控制IC52生成零交叉信号Szc（参见图3），并且将零交叉信号Szc提供到ASIC51。基于零交叉信号Szc，ASIC51控制向定影单元2f的加热器2h的电力供应。定时器55被用于诸如在零交叉点ZP的检测处理期间的时间测量的目的。

模式控制IC52的端口P1通过电阻器被连接到DC至DC转换器28的第三输出端子OUT3，并且模式控制IC52检测DC3.3V，从而监视开关电源20的输出。此外，模式控制IC52的电源端口P2被连接到低电容电源电路30的输出侧，并且在正常模式和省电模式下从低电容电源电路30接收电力。响应于打印机1的模式切换，模式控制IC52在输出模式与开关电源20的振荡停止的输出停止模式之间切换开关电源20。

换言之，模式控制IC52将控制脉冲信号Scp输出到控制IC22，从而在输出模式和输出停止模式之间切换开关电源20。在此，输出模式是使变压器24的初级侧振荡，使得开关电源20变成输出状态的模式，并且对应于正常模式。同时，输出停止模式是变压器24的振荡停止，使得开关电源20的输出停止的模式，并且对应于省电模式。如上所述，在省电模式下，因为开关电源20的输出停止，所以模式控制IC52和控制装置50的开关电源操作控制单元53从低电容电源电路30接收电力。

开关电源操作控制单元53包括光电耦合器PC2的发光二极管LED2和晶体管Q2。发光二极管LED2的阳极被从低电容电源电路30连接到直流+5.6V的电源线（在下文中，被称为DC5.6VB）。

发光二极管LED2与被连接到开关电源20的控制IC22的控制输入端口EN的光电晶体管PT2一起构成光电耦合器PC2。因此，如果将控制脉冲信号Scp从模式控制IC52的控制端口P3输出到晶体管Q2的基极，则通过光电耦合器PC2光学地传输控制脉冲信号Scp，并且将其输入到控制IC22的控制输入端口EN。

存储器56包括ROM和RAM。ROM存储要由ASIC51和模式控制IC52执行的各种程序，并且RAM存储在执行程序时的各种数据。

如上所述，在从省电模式切换到正常模式的情况下，由于从低电容电源电路30供应的电力，控制装置50生成控制脉冲信号Scp以重启开关电源20的振荡，并且通过开关电源操作控制单元53的光电耦合器PC2将控制脉冲信号Scp传输到开关电源20。因此，能够适当地使用在省电模式期间累积的电力以执行从省电模式到正常模式的切换。

用户能够使用开关S1来指令模式控制IC52执行模式切换。

3.低容量电源电路的配置

随后，将会描述低容量电源电路30。低容量电源电路30在省电模式和正常模式下将电力供应给控制装置50。具体地，在各种模式下，低容量电源电路30将电力供应到控制装置50的模式控制IC52和开关电源操作控制单元53。在正常模式下，根据AC电压Vac的振幅，低容量电源电路30将电力从AC电源AC供应到控制装置50或者通过二极管D5将电力从开关电源20的DC5V供应到控制装置50。在省电模式下，低容量电源电路30将电力从平滑电容器C3供应到模式控制IC52和开关电源操作控制单元53。低容量电源电路30包括用于在正常模式下检测AC电源AC的零交叉点的组件。

低容量电源电路30包括第一电容器C1、第二电容器C2、整流器电路31、齐纳二极管ZD1、平滑电容器C3、以及用于生成用于零交叉检测的脉冲的电路34（信号生成电路的示例）。

第一电容器C1包括第一电极C1p1和第二电极C1p2，并且第一电极C1p1被连接到AC电源AC的一端，并且第二电极C1p2被连接到整流器电路31。第二电容器C2包括第一电极C2p1和第二电极C2p2，并且第一电极C2p1被连接到AC电源AC的另一端，并且第二电极C2p2被连接到整流器电路31。

整流器电路31被电连接在第一电容器C1的第二电极C1p2与第二电容器C2的第二电极之间，并且将施加到第一和第二电容器C1和C2的AC电压Vac整流。例如，通过由四个二极管D1、D2、D3、以及D4构成的桥接电路来配置整流器电路31。二极管D1和二极管D2的阴极被连接在第一接触节点Nd1处，并且二极管D1的阳极被连接到第一电容器C1的第二电极C1p2，并且二极管D2的阳极被连接到第二电容器C2的第二电极C2p2。

此外，二极管D3和二极管D4的阳极被连接在第二接触节点Nd2处，并且二极管D3的阴极被连接到第一电容器C1的第二电极C1p2，并且二极管D4的阴极被连接到第二电容器C2的第二电极C2p2。第二接触阳极Nd2被连接到参考电势线Lgd。在本实施例中，电源系统100被连接到框架接地。因此，参考电势线Lgd也被接地，使得参考电势线Lgd的电势是0V。

平滑电容器C3被连接到整流器电路31，并且平滑被整流的AC电压，以便生成平滑电压Vch。在本实施例中，平滑电压Vch是5.0V至6.2V，并且通常是5.6V。平滑电容器C3通过二极管D5被电连接到开关电源20的DC5V的输出端子（第二输出端子）OUT2。为此，当电力被供应到打印机1时，平滑电容器C3能够在短时间内被开关电源20的DC5V充电。为此，当电力被供应到打印机1时，通过开关电源20的DC5V，模式控制IC52变成可操作的。

在此，如果用于打印机1的AC电源被切断，则平滑电容器C3具有能够确保模式控制IC52操作达预定时间HT或更长的电容器电容。因此，即使AC电源被切断，则由于来自于低电容电源电路30的电力供应，模式控制IC52能够继续操作达预定时间HT或更长。在此，预定时间可以被设定为例如1s（秒）。

二极管D5用于防止从平滑电容器C3到DC至DC转换器（27）侧的回流。齐纳二极管ZD1用于如果AC电源AC的AC电压Vac上升则抑制平滑电压Vch上升。

用于生成用于零交叉检测的脉冲的电路34（在下文中，被简单地称为脉冲生成电路）被连接到被设置在整流器电路31的后续级处的电流路径IP，并且基于在电流路径IP中流动的整流电流Irc，生成用于检测AC电源AC的零交叉点ZP的零交叉检测信号Pzc。零交叉点检测信号Pzc被提供到控制模式IC52，并且模式控制IC42基于如下面将会描述的零交叉检测信号Pzc来检测零交叉点ZP。

如在图2中所示，脉冲生成电路34包括电阻器R1、电阻器R2、二极管D6、以及NPN晶体管（在下文中，被简单地称为晶体管）Q3。

电流路径IP是从整流器电路31的第一接触结点Nd1通过平滑电容器C3和电阻器R1到参考电势线Lgd的路径，并且在电流路径IP中，整流电流Irc流动。换言之，电流路径IP是当AC电流Iac返回到AC电源AC时从AC电源AC输出的AC电流Iac流动的路径。

晶体管Q3用作根据通过在电流路径IP中流动的整流电流Irc生成的基极电流执行切换操作的开关晶体管。即，晶体管Q3将整流电流转换成零交叉检测信号Pzc。

具体地，晶体管Q3的集电极被连接到电阻器R2的一端，并且晶体管Q3的基极被连接到电流路径IP，并且晶体管Q3的发射极被连接到参考电势线Lgd。电阻器R2是上拉电阻器，并且电阻器R2的另一端被连接到DC5.6VB的电源线。

响应于被供应到基极的基极电流来接通或者关断晶体管Q3。从晶体管Q3的集电极输出零交叉检测信号Pzc，当晶体管Q3是处于接通状态时，零交叉检测信号Pzc是0V，并且当晶体管Q3是处于关断状态下时，零交叉检测信号Pzc是5.6V。模式控制IC52检测零交叉检测信号Pzc的脉冲时段Tp，并且使用脉冲时段Tp来检测AC电源AC的AC电压Vac的零交叉点ZP（参见图3）。

晶体管Q3不限于NPN晶体管。用于生成零交叉检测信号Pzc的配置不必限于晶体管Q3和电阻器R2的配置。例如，晶体管Q3可以是FET。在这样的情况下，优选的是，提供用于将整流电流Irc转换成栅极电压的电流至电压转换器电路。例如，作为电流至电压转换器电路，能够使用电压跟随运算放大器。

4.检测零交叉点的方法

现在，将会参考图3描述检测零交叉点的方法。图3是示出如果AC电源AC的频率是50Hz、AC电压Vac是240V（有效值）、电容器C1和C2的电容器是3300pF（微微法拉）、二极管D1至D4的正向电压降是0.6V、负载电流是50μA，并且齐纳二极管ZD1的齐纳电压是5.6V，则电阻器R1的电阻是120kΩ，并且电阻器R2的电阻是1MΩ的波形。在图3中，通过虚线示意性地示出已经输入矩形波作为电力的情况。

如在图3中所示，随着AC电压Vac增加，作为齐纳二极管ZD1和整流电流Irc（在平滑电容器C3中流动的电流）的总电流的路径电流Iip增加。在图3的时间t1，如果电阻器R1的电压降，即，在晶体管Q3的基极和发射极之间的电压由于路径电流Iip而超过晶体管Q3的接通电压，则晶体管Q3被接通，并且零交叉检测信号Pzc变成0V。在时间t1之后，根据在Ac电压Vac中的变化，路径电路Iip进一步增加。其后，如果在时间t2，路径电流Iip减少并且因此电阻器R1的电压降变成等于或者低于晶体管Q3的接通电压，零交叉检测信号Pzc变成大约5.6V。

如果在图3的时间t1，零交叉检测信号Pzc变成0V，则模式控制IC52的定时器55开始测量零交叉检测信号Pzc是0V的时段K1（从时间t1至时间t2）。

如果在图3的时间t2，零交叉检测信号Pzc变成5.6V，则定时器55开始测量零交叉检测信号Pzc是5.6V的时段K2（从时间t2至时间t3）。在此，时段K1和时段K2的总和，即，从时间t1至时间t3的时段对应于零交叉检测信号Pzc的脉冲时段Tp，并且定时器55检测零交叉检测信号Pzc的脉冲时段Tp。接下来，模式控制IC52基于零交叉检测信号Pzc的脉冲时段Tp检测零交叉点ZP1。在本实施例中，脉冲时段Tp变成与AC电压Vac的时段相同的20ms（毫秒）。

如果脉冲时段Tp是时段K1和K2的总和，则模式控制IC52通过下面的等式1计算在图3中示出的零交叉点ZP1的时间t4。

t4=t3+(K1/2)……等式1

此外，模式控制IC52通过下面的等式2计算在图3中示出的零交叉点ZP2的时间t6。

t6=t5+(K2/2)……等式2

在此，图3的时间t1和t3是零交叉检测信号Pzc的下降时间，并且图3的时间t2和t5是零交叉检测信号Pzc的上升时间。因此，也能够说，模式控制IC52基于零交叉检测信号Pzc的上升定时和下降定时来检测零交叉点ZP。

以相同的方式，ASIC51计算零交叉点ZP3至ZP6的时间t7至t10。接下来，例如，在零交叉点ZP1至ZP6的时间t4、和t6至t10，模式控制IC52生成上升的零交叉信号Szc，并且例如，ASIC51基于如上所述的零交叉信号Szc，执行对向定影单元7的加热器2h的电力供应的控制。

5.零交叉点检测确定处理

随后，将会描述基于零交叉检测信号Pzc的电压值VP确定是否执行零交叉点的检测处理的零交叉点检测确定处理。如果打印机1的电源开关SW被接通（例如，在时间t0），即，如果电力被供应到打印机1，则主要通过控制装置50的模式控制IC52根据预定的程序执行零交叉点检测确定处理。此外，通过ASIC51执行与加热器的加热有关的处理。如果没有提供电源开关SW，则打印机1的电源线被插入到电力插座，此处理开始。

在零交叉点检测确定处理中，首先，在步骤S110中，模式控制IC52确定开关电源20的次级侧输出是否已经上升。在此，例如，通过确定作为被输入到端口P1的、DC至DC转换器28的第三输出端子OUT3的输出电压DC3.3V是否等于或者大于预定值，例如，3.0V，来进行该确定。如果DC3.3V小于预定值，即，3.0V（在步骤S110中否），则模式控制IC52等待DC3.3V等于或者大于预定值（3.0V）。

同时，如果DC3.3V等于或者大于预定值，即，如果确定开关电源20的次级侧输出已经上升（在步骤S110中是），在步骤S115，模式控制IC52输入零交叉检测信号Pzc。随后，在步骤S117（电压检测处理的示例）中，模式控制IC52检测零交叉检测信号Pzc的电压值。

接下来，在步骤S120（确定处理的示例）中，模式控制IC52确定零交叉检测信号Pzc是否为脉冲信号。换言之，模式控制IC52确定零交叉检测信号Pzc的电压值VP是否已经被维持在恒定值达预定的时段或更长。例如，通过确定检测到的零交叉检测信号Pzc的电压值VP是否在预定的时段变化，在此为是否在高电平VPH和低电平VPL的20ms的时段变化，来进行对零交叉检测信号Pzc是否为脉冲信号的确定。

如果确定零交叉检测信号Pzc是脉冲信号（在步骤S120中是），即，如果确定零交叉检测信号Pzc的电压值VP还没有被维持在恒定值达预定的时段或更长，则在步骤S125（确定处理的示例）中，模式控制IC52确定检测到的零交叉检测信号Pzc的高电平电压值VPH是否等于或者大于预定电压值。在此，预定电压值是确保模式控制IC52将会基于零交叉检测信号Pzc检测零交叉点ZP并且基于零交叉点ZP生成零交叉信号Szc的电压值，并且可以被设定为例如3.5V。

如果确定零交叉检测信号Pzc的高电平电压VPH小于预定电压值（在步骤S125中否），则模式控制IC52等待高电平电压值VPH上升到预定电压值（在此，3.5V）或更大。同时，如果确定零交叉检测信号Pzc的高电平电压值VPH等于或者大于预定电压值（在步骤S125中是）（参见图5的时间t1），在步骤S130（确定处理的示例）中，模式控制IC52确定作为脉冲信号的零交叉检测信号Pzc的低电平VPL的时段（“L”时段）（参见图3的附图标记“K1”）是否等于或者小于预定的时段。在此，如果电源的频率是50Hz并且框架被接地，则预定的时段可以被设定为例如10ms（毫秒）。

如果确定零交叉检测信号Pzc的低电平时段K1不是等于或者小于预定的时段（在此，10ms），即，如果确定低电平时段K1大于10ms（在步骤S130中否），则模式控制IC52确定AC电力是正弦波。即，因为零交叉检测信号Pzc已经上升到所需电平，并且AC电力是正常的，所以模式控制IC52确定能够执行零交叉点的检测处理。随后，在步骤S135中，模式控制IC52通过上述方法基于零交叉检测信号Pzc来检测零交叉点ZP，并且基于零交叉点ZP生成零交叉信号Szc。即，在步骤S140中，模式控制IC52允许加热控制。基于零交叉信号Szc，ASIC51对定影单元2f的加热器2h执行加热控制。更加具体地，例如，ASIC51基于零交叉信号Szc控制TRIAC（未示出）的传导角，由此执行对加热器2h的加热控制。

如上所述，如果在确定处理（步骤S120、S125、以及S130）中确定能够根据零交叉检测信号Pzc执行零交叉点ZP的检测处理（在步骤S120中是，在步骤S125中是，并且在步骤S130中否），则模式控制IC52基于通过步骤S135的零交叉检测处理检测到的零交叉点ZP来生成零交叉信号Szc，并且允许加热器2h的加热，并且ASIC51对加热器2h执行加热控制处理。其后，当电力被供应到打印机1时，能够对加热器2h精确地执行加热控制处理。

同时，如果在步骤S130中确定零交叉检测信号Pzc的低电平时段等于或者小于预定的时段，即，如果确定低电平时段K1等于或者小于10ms（在步骤S130中是），模式控制IC52确定已经输入矩形波作为AC电力，并且在步骤S145中执行错误处理。作为错误处理，例如，在显示单元4上显示关于错误的信息。即使已经通过通信单元（接收单元的示例）3a接收到打印数据，模式控制IC52也执行禁止图像形成单元2基于打印数据执行图像形成的禁止处理，作为错误处理。如上所述，如果基于零交叉检测信号Pzc确定正在将矩形波作为正常的AC电压输入到打印机1，则禁止图像形成。因此，能够抑制所形成的图像质量劣化。

作为错误处理，开关电源操作控制单元53可以被控制为使得其停止开关电源20的振荡。

在此，基于零交叉检测信号Pzc的低电平时段K1确定AC电力是正弦波还是矩形波的理由如下。即，如在图3中所示，如果AC电力是矩形波，因为仅当矩形波的电平变化时，路径电流Iip在平滑电容器C3中流动，因此与AC电力是正常的正弦波的情况相比较，低电平时段K1相当地短。因此，例如，通过将测量到的低电平时段K1与预定的确定时段相比较，能够基于低电平时段K1确定AC电力是正弦波还是矩形波。

如果在步骤S120中确定零交叉检测信号Pzc不是脉冲信号（在步骤S120中否），则模式控制IC52确定零交叉检测信号Pzc不是正常的，并且因此不能够基于零交叉检测信号Pzc执行零交叉点ZP的检测处理，并且不对加热器2h执行加热控制。换言之，在步骤S150中，模式控制IC52禁止加热器2h的加热。

即，在步骤S120的确定处理中，模式控制IC52确定零交叉检测信号Pzc的电压值VP是否已经被维持在恒定值达预定的时段或更长，并且如果确定零交叉检测信号Pzc的电压值VP已经被维持在恒定值达预定的持续时间或更长，则模式控制IC52确定零交叉检测信号Pzc不是脉冲信号（在步骤S120中否），并且确定不能够根据零交叉信号Pzc执行零交叉点ZP的检测处理。在此，预定的持续时间可以被设定为例如70ms。

通常，响应于电源的频率，零交叉检测信号Pzc的电压值VP在高电平VPH和低电平VPL之间变化。为此，零交叉检测信号Pzc的电压值VP已经被维持在恒定值达预定的时段或更长的情况意指，当电源被接通时，还没有形成零交叉检测信号Pzc，或者已经出现与生成零交叉检测信号Pzc有关的错误。因此，在这样的情况下，确定不能够根据零交叉检测信号Pzc执行零交叉点ZP的检测处理，并且不执行零交叉点检测。因此，能够维持零交叉点检测的可靠性。

接下来，在步骤S155中，模式控制IC52确定零交叉检测信号Pzc是否已经被恒定在高电平VHP达预定的时段，在此高电平VHP为5.6V。在此，预定的时段可以被设定为例如如上所述的70ms。如果确定零交叉检测信号Pzc还没有被恒定在高电平VPH达预定的时段（在步骤S155中否），即，如果确定零交叉检测信号Pzc已经被恒定在低电平VPL达预定的时段，在此低电平VPL为0V（在此，70ms），则模式控制IC52返回到步骤S115以维持低电平VPL的零交叉检测信号Pzc的输入。例如，这对应于AC电源接通并且零交叉检测信号Pzc还没有上升的情况（参见图5的时段K3）。

同时，如果确定零交叉检测信号Pzc已经被恒定在高电平VPH达预定的时段（在步骤S155中是）（参见图6的时间t2），则在步骤S160中，模式控制IC52确定电流操作模式是否为省电模式。在此，例如，如果确定电流操作模式是省电模式（在步骤S160中是），则在步骤S165中，模式控制IC52控制开关电源操作控制单元53，使得开关电源20的振荡开始并且激活开关电源20。激活开关电源20是为了检测零交叉检测信号Pz为何在高电平VPH的原因。

同时，如果确定电流操作模式不是省电模式（在步骤S160中否），则在步骤S170中，模式控制IC52确定开关电源20的DC输出是否等于或者大于预定值。在此，例如，模式控制IC52监视作为开关电源20的DC输出的DC3.3V，并且确定DC3.3V是否等于或者大于0.5V。

如果确定开关电源20的DC输出不是等于或者大于预定值（在此，0.5V）（在步骤S170中否），即，如果确定开关电源20的DC输出小于预定值，则模式控制IC52确定电力的供应已经被切断，例如，已经发生断电或者电力开关SW已经被意外地关断，并且在步骤S175中执行备份处理。例如，如果电源由于断电等等而在打印中被关断，则作为备份处理，模式控制IC52将打印数据存储在存储器56中。

同时，如果确定开关电源20的DC输出等于或者大于预定值（0.5V）（在步骤S170中是），则在步骤S180中，模式控制IC52确定零交叉检测信号Pzc的高电平持续时段（“H”时段）是否等于或者大于预定的时段K4（参见图6）。在此，预定的时段K4是即使AC电源被切断，模式控制IC52也能够由于来自于低电容电源电路30的平滑电容器C3的电力供应而维持操作的时段，并且可以被设定为例如1s（秒）。

如果确定零交叉检测信号Pzc的高电平持续时段不是等于或者大于预定的时段K4（在步骤S180中否），即，如果确定零交叉检测信号Pzc的高电平持续时段小于预定的时段K4，则模式控制IC52返回到步骤S115的处理以维持高电平的零交叉检测信号Pzc的输入。

同时，如果确定零检测信号Pzc的高电平持续时段等于或者大于预定的时段K4（在步骤S180中是）（参见图6的时间t3），则模式控制IC52确定已经输入DC电压作为电源电压，并且在步骤S185中执行错误处理（异常的波形输入处理的示例）。例如，作为错误处理，模式控制IC52可以执行控制，使得显示单元4显示关于错误的信息。

即使已经通过通信单元（接收单元的示例）3a接收到打印数据，模式控制IC52也执行禁止图像形成单元2基于打印数据执行图像形成的禁止处理，来作为错误处理。如上所述，如果基于零交叉检测信号Pzc确定正在将不是正弦波电压的异常电压输入到打印机1，则禁止图像形成。因此，能够抑制所形成的图像质量劣化。

如上所述，如果确定在省电模式期间，零交叉检测信号Pzc的电压值已经被维持在高电平值达预定的时段或更长，则开关电源20被激活。因此，能够基于来自于开关电源20的预定DC电压，适当地检测零交叉检测信号Pzc的异常性的原因，即，异常电力输入。

本发明不限于执行基于零交叉检测信号Pzc的电压值确定是否能够执行零交叉点ZP的检测处理的上述步骤S120、S125、以及S130的所有处理的情况。例如，可以省略步骤S120的确定处理和与步骤S120有关的处理。步骤S120和S130的确定处理可以被省略，并且可以仅执行步骤S125的确定处理。替代地，步骤S125的确定可以被省略，并且可以执行步骤S120和S130的确定处理。

6.本实施例的效果

因为通过使用低电容电源电路30的平滑电容器C3来生成零交叉检测信号Pzc，例如，当向低容量电源电路30的AC电力供应开始时，对于零交叉检测信号Pzc的高电平电压值VPH达到例如3.5V的预定电压值需要预定的延迟时间（参见图5）。为此，如果在零交叉检测信号Pzc的高电平电压值VPH达到预定电压值之前，基于小的高电平电压值VPH的零交叉检测信号Pzc开始零交叉点ZP的检测处理，担心将不会可靠地执行零交叉点ZP的检测处理。在这样的情况下，检测的可靠性降低。因此，当基于零交叉检测信号Pzc检测零交叉点ZP时，在本实施例中，模式控制IC52基于零交叉检测信号Pzc的高电平电压值VPH来确定是否能够执行零交叉点ZP的检测处理（步骤S120、S125、以及S130），并且如果确定能够执行零交叉点ZP的检测处理（在步骤S120中是、在步骤S125中是、并且在步骤S130中否），则模式控制IC52执行零交叉点ZP的检测处理。结果，能够维持零交叉点ZP的检测处理的可靠性。

低电容电源电路30的整流电流Irc远远小于开关电源20的电流。为此，如果在低电容电源电路30中流动的整流电流Irc被用于执行零检测检测，与根据现有技术的使用光电耦合器的零交叉检测相比较，能够执行能进一步降低功率消耗的零交叉点检测处理。因此，根据本实施例，能够执行能减少功率消耗、同时维持零交叉点ZP的检测处理的可靠性的零交叉点ZP的检测处理。

如果满足与零交叉检测信号Pzc的电压值VP有关的预定条件（在步骤S125中是），则模式控制IC52确定能够根据零交叉检测信号Pzc执行零交叉点ZP的检测处理。在本实施例中，预定的条件可以被设定为检测到的高电平电压值VPH应等于或者大于预定值VPth的条件。

即，如果满足与零交叉检测信号Pzc的电压值VPH有关的预定条件，则确定能够根据零交叉检测信号Pzc执行零交叉点的检测处理。因此，即使当电源系统100被通电，并且向低电容电源电路30的AC电力供应开始时，对于零交叉检测信号Pzc的高电平电压值VPH达到预定电压值VPth也需要预定的延迟时间，如果将用于避免延迟时间影响的条件设定为预定的条件，则能够在避免延迟时间影响的同时检测零交叉点ZP。结果，能够执行能够减少功率消耗、同时维持检测可靠性的零交叉点ZP的检测处理。这时，在本实施例中，基于零交叉检测信号Pzc的逻辑高电平电压值VPH来执行零交叉点ZP的检测处理。为此，如果预定电压值VPth被设定为使得能够可靠地检测零交叉点ZP的电压值，则能够维持零交叉点检测的可靠性。

<其它实施例>

本发明不限于参考附图描述的实施例，而是例如将下面的实施例包括在本发明的技术范围中。

（1）在上述实施例中，已经示例了零交叉检测信号Pzc的高电平电压值VPH应等于或者大于预定值VPth的条件，来作为与零交叉检测信号Pzc的电压值有关的预定条件。然而，本发明不限于此。例如，模式控制IC52可以执行测量从开关电源20到低电容电源电路30的电力供应开始时起的经过时间的测量处理，并且可以将测量到的经过时间应等于或者大于预定时间的条件设定为预定的条件。在这样的情况下，如果预定时间被设定为对于零交叉检测信号Pzc的高电平电压值VPH上升到预定电压值VPth所需的时间，使得能够可靠地检测零交叉点ZP，则能够维持零交叉点检测的可靠性。

（2）在上述实施例中，已经给出参考电势线Lgd被接地并且框架被接地的示例。然而，本发明不限于此。本发明能够被应用于参考电势线Lgd没有被接地的情况，即，框架没有被接地的情况。

（3）在上述实施例中，已经给出将本说明书中公开的电源系统100应用于图像形成设备的示例。然而，本发明不限于此。电源系统100能够被应用于具有正常模式和省电模式的各个设备。

（4）在上述实施例中，已经给出通过ASIC51和模式控制IC52来配置控制单元的示例。然而，本发明不限于此。例如，可以仅通过包括模式控制IC52的操作功能的ASIC51来配置控制单元。替代地，控制单元可以通过ASIC和多个其它电路来配置，或者可以通过CPU和其它单独的电路来配置。

Claims (9)

1.一种电源系统，包括：

开关电源，所述开关电源被配置成整流和平滑AC电源的AC电压以生成预定DC电压；

低容量电源电路，所述低容量电源电路包括：

第一电容器，所述第一电容器包括第二电极和被连接到所述AC电源的一端的第一电极；

第二电容器，所述第二电容器具有第二电极和被连接到所述AC电源的另一端的第一电极；

整流器电路，所述整流器电路被电连接在所述第一电容器的所述第二电极和所述第二电容器的所述第二电极之间，并且被配置成整流在所述第一和第二电容器之间施加的AC电压；

平滑电容器，所述平滑电容器被连接在所述整流器电路的后续级处并且被配置成平滑所述AC电压；以及

信号生成电路，所述信号生成电路被连接到所述平滑电容器，并且被配置成基于在所述平滑电容器中流动的整流电流生成与所述AC电源的零交叉点相对应的零交叉检查信号；以及

控制器，所述控制器被配置成，从所述信号生成电路接收所述零交叉检测信号，并且执行基于所述零交叉检测信号的电压值确定是否能够执行所述零交叉点的检测处理的确定处理，并且

其中如果所述控制单元在所述确定处理中确定能够执行所述零交叉点的检测处理，则所述控制单元执行基于所述零交叉检测信号检测所述零交叉点的零交叉点检测处理。

2.根据权利要求1所述的电源系统，其中在所述确定处理中，如果满足与所述零交叉检测信号的电压值有关的预定条件，则所述控制单元确定能够根据所述零交叉信号执行所述零交叉点的检测处理。

3.根据权利要求2所述的电源系统，其中

所述控制单元被配置成执行检测所述零交叉检测信号的电压值的电压检测处理，并且

所述预定条件是检测到的电压值等于或者大于预定值的条件。

4.根据权利要求2所述的电源系统，其中

所述控制单元被配置成执行测量从当所述开关电源到所述低容量电源电路的电力供应开始时起经过的时间的测量处理，并且

所述预定条件是测量到的经过的时间等于或者大于预定时间的条件。

5.根据权利要求1所述的电源系统，其中

在所述确定处理中，所述控制单元被配置成确定所述零交叉检测信号的电压值是否已经被维持在恒定值达预定持续时间或更长，并且

如果所述控制单元确定所述零交叉信号的电压值已经被维持在恒定值达所述预定持续时间或更长，则所述控制单元确定不能够基于所述零交叉检测信号执行所述零交叉点的检测处理。

6.根据权利要求5所述的电源系统，其中：

所述平滑电容器具有下述电容器电容，如果所述AC电源被切断，则所述电容器电容能够确保所述控制单元的操作达预定的时段或更长，

所述控制单元被配置成执行检测所述预定DC电压的电压检测处理，

如果所述控制单元确定在已经接收到来自于所述低容量电源电路的电力供应的状态下，所述零交叉检测信号的电压值已经被维持在高电平达所述预定持续时间或更长，则所述控制单元执行激活所述开关电源的激活处理，

如果在从所述开关电源被激活时起的预定时间内没有检测到所述预定DC电压，则所述控制单元确定所述AC电源已经被切断，并且

如果即使在从所述开关电源被激活时起经过所述预定时间之后所述预定DC电压的检测仍继续，则所述控制单元确定异常电压被输入并且执行异常电压输入处理。

7.一种图像形成设备，包括：

根据权利要求1至6中的任何一项所述的电源系统；和

图像形成单元，所述图像形成单元被配置成使用所述零交叉点的检测来形成图像。

8.一种图像形成设备，包括：

根据权利要求2至4中的任何一项所述的电源系统；和

定影单元，所述定影单元包括加热器，

其中如果所述控制单元在所述确定处理中确定能够根据所述零交叉检测信号执行所述零交叉点的检测处理，则所述控制单元基于通过所述零交叉点检测处理检测到的零交叉点执行对所述加热器的加热控制处理。

9.一种图像形成设备，包括：

根据权利要求6所述的电源系统；

接收单元，所述接收单元被配置成接收打印数据；和

图像形成单元，所述图像形成单元基于所述打印数据形成图像，

其中，即使已经通过所述接收单元接收到所述打印数据，所述控制单元仍执行禁止所述图像形成单元基于所述打印数据执行图像形成的禁止处理，作为所述异常电压输入处理。