JP2018137733A - Detection device, controller, and image formation device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the number of signal lines that transmit zero cross and AC voltage.SOLUTION: A detection device generates a superposition signal on which information indicating timing of zero cross of AC voltage and information indicating a voltage level of the AC voltage are superposed. For example, the detection device generates, as a superposition signal, a pulse signal including a first edge indicating timing of zero cross of AC voltage and a second edge of which a time interval from the first edge changes according to a voltage level of the AC voltage.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は交流電圧の電圧レベルとゼロクロスタイミングとを検知する検知装置、コントローラおよび画像形成装置に関する。   The present invention relates to a detection device, a controller, and an image forming apparatus that detect a voltage level of an alternating voltage and a zero cross timing.

一般に画像形成装置は商用交流電源を電力供給源として利用する。画像形成装置は交流のゼロクロスを基準として負荷に供給する電力を制御することがある。このようなゼロクロスを検知する検知回路が特許文献1により提案されている。   In general, an image forming apparatus uses a commercial AC power source as a power supply source. The image forming apparatus may control the power supplied to the load with reference to an alternating zero cross. A detection circuit for detecting such a zero cross is proposed in Patent Document 1.

ところで、商用交流電源から供給される交流電圧のばらつきが多い国もある。このようなばらつきから電源装置や負荷を保護するため、検知回路により検知された交流電圧に応じて負荷が適切に制御されてもよい。特許文献2によれば交流電圧の検知回路が提案されている。   In some countries, there are many variations in the AC voltage supplied from commercial AC power. In order to protect the power supply device and the load from such variations, the load may be appropriately controlled according to the AC voltage detected by the detection circuit. According to Patent Document 2, an AC voltage detection circuit is proposed.

特開2006−216657号公報JP 2006-216657 A 特開2003−098860号公報JP 2003-098860 A

マイクロコンピュータなどの制御装置は、ゼロクロスの検知回路が出力するゼロクロス信号と、交流電圧の検知回路が出力する電圧信号とをそれぞれ取得することで、画像形成装置を制御しうる。しかし、二つの検知回路が独立しているため、制御装置は二本の信号線と二つの入力ポートなど、多くの回路部品を必要とする。そこで、本発明は、ゼロクロスと交流電圧とを伝達する信号線の数を削減することを目的とする。   A control device such as a microcomputer can control the image forming apparatus by acquiring a zero-cross signal output from the zero-cross detection circuit and a voltage signal output from the AC voltage detection circuit. However, since the two detection circuits are independent, the control device requires many circuit components such as two signal lines and two input ports. Therefore, an object of the present invention is to reduce the number of signal lines that transmit a zero cross and an AC voltage.

本発明によれば、交流電圧におけるゼロクロスのタイミングを示す情報と、前記交流電圧の電圧レベルを示す情報とを重畳した重畳信号を生成することを特徴とする検知装置が提供される。   According to the present invention, a detection device is provided that generates a superimposed signal in which information indicating the timing of zero crossing in an AC voltage and information indicating the voltage level of the AC voltage are superimposed.

本発明によれば、ゼロクロスと交流電圧とを伝達する信号線の数が削減される。   According to the present invention, the number of signal lines for transmitting the zero cross and the AC voltage is reduced.

実施例1の検知装置を示す図The figure which shows the detection apparatus of Example 1. パルス信号の生成原理を説明する図Diagram explaining the principle of pulse signal generation マイクロコンピュータの機能を説明する図Diagram explaining functions of microcomputer 電圧テーブルを示す図Figure showing the voltage table 実施例2の検知装置を示す図The figure which shows the detection apparatus of Example 2. パルス信号の生成原理を説明する図Diagram explaining the principle of pulse signal generation 実施例3の検知装置を示す図The figure which shows the detection apparatus of Example 3. パルス信号の生成原理を説明する図Diagram explaining the principle of pulse signal generation 実施例4の検知装置を示す図The figure which shows the detection apparatus of Example 4. パルス信号の生成原理を説明する図Diagram explaining the principle of pulse signal generation 実施例5の検知装置を示す図The figure which shows the detection apparatus of Example 5. パルス信号の生成原理を説明する図Diagram explaining the principle of pulse signal generation 実施例6の検知装置を示す図The figure which shows the detection apparatus of Example 6. パルス信号の生成原理を説明する図Diagram explaining the principle of pulse signal generation 画像形成装置を示す図Diagram showing image forming apparatus

本発明によれば、交流電圧におけるゼロクロスのタイミングを示す情報と、交流電圧の電圧レベルを示す情報とを重畳した重畳信号を生成する検知装置が提供される。これにより信号線の数が削減される。より具体的には、交流電圧におけるゼロクロスのタイミングを示す第一エッジと、交流電圧の電圧レベルに応じて第一エッジに対する時間間隔が変化する第二エッジとを含むパルス信号を生成する検知装置が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the detection apparatus which produces | generates the superimposition signal which superimposed the information which shows the timing of the zero cross in an alternating voltage, and the information which shows the voltage level of an alternating voltage is provided. This reduces the number of signal lines. More specifically, a detection device that generates a pulse signal including a first edge indicating the timing of zero crossing in an AC voltage and a second edge whose time interval with respect to the first edge changes according to the voltage level of the AC voltage. Provided.

<実施例1>
実施例1ではダイオードに印加されている順方向の電圧が閾値以下に低下することでゼロクロスのタイミングを示す第一エッジが生成される。ダイオードと直列に接続されたFETのゲートに印加される交流電圧に相関した電圧が閾値を超えるとFETが導通してダイオードを導通させ、交流電圧の電圧レベルを示す第二エッジが生成される。これは、交流電圧の電圧レベルが高ければ電圧レベルが閾値を超えるタイミングが早まり、電圧レベルが低ければ電圧レベルが閾値を超えるタイミングが遅くなる性質を利用している。FETは電界効果トランジスタの略称である。マイクロコンピュータは第一エッジの時間的な位置を交流電圧のゼロクロスポイントとして認識する。また、マイクロコンピュータは第二エッジから第一エッジまでの時間間隔を交流電圧の電圧レベルと認識する。
<Example 1>
In the first embodiment, the first edge indicating the zero-crossing timing is generated when the forward voltage applied to the diode drops below a threshold value. When the voltage correlated to the AC voltage applied to the gate of the FET connected in series with the diode exceeds the threshold, the FET conducts and the diode conducts, generating a second edge indicating the voltage level of the AC voltage. This utilizes the property that when the voltage level of the AC voltage is high, the timing at which the voltage level exceeds the threshold is advanced, and when the voltage level is low, the timing at which the voltage level exceeds the threshold is delayed. FET is an abbreviation for field effect transistor. The microcomputer recognizes the temporal position of the first edge as a zero cross point of the AC voltage. Further, the microcomputer recognizes the time interval from the second edge to the first edge as the voltage level of the AC voltage.

図1は実施例1の交流電圧の電圧レベルとゼロクロスを検知する検知装置100の回路図である。ゼロクロス検知部101aは、商用交流電源ACから供給される交流電圧のゼロクロスのタイミングを検知する回路である。なお、商用交流電源ACから供給される交流電圧は入力端子などの入力部110に入力される。電圧検知部106aは商用交流電源ACから供給される交流電圧の電圧レベル(実効値)を検知する回路である。   FIG. 1 is a circuit diagram of a detection device 100 that detects the voltage level and zero crossing of an AC voltage according to the first embodiment. The zero cross detection unit 101a is a circuit that detects the zero cross timing of the AC voltage supplied from the commercial AC power supply AC. The AC voltage supplied from the commercial AC power supply AC is input to the input unit 110 such as an input terminal. The voltage detection unit 106a is a circuit that detects the voltage level (effective value) of the AC voltage supplied from the commercial AC power supply AC.

フォトカプラPCは発光ダイオードD1とフォトトランジスタQ1とを有し、フォトカプラPCの一次側と二次側とを絶縁する絶縁素子である。図1において一次側には商用交流電源ACが接続されている。二次側にはマイクロコンピュータ105が接続されている。発光ダイオードD1は一次側の情報に応じて点灯および消灯する。フォトトランジスタQ1は発光ダイオードD1からの光を受光し、受光した光に応じた信号を出力する。ダイオードD2は発光ダイオードD1と並列に設けられている。ダイオードD2は商用交流電源ACから供給された交流電圧が負の電圧の場合に導通し、正の場合に導通しない。これにより、フォトカプラPCの発光ダイオードD1の両端電圧が発光ダイオードD1の耐圧以下に抑制される。抵抗R1は発光ダイオードD1に流れようとする電流を制限して発光ダイオードD1を保護する電流制限抵抗である。   The photocoupler PC includes a light emitting diode D1 and a phototransistor Q1, and is an insulating element that insulates the primary side and the secondary side of the photocoupler PC. In FIG. 1, a commercial AC power source AC is connected to the primary side. A microcomputer 105 is connected to the secondary side. The light emitting diode D1 is turned on and off according to the information on the primary side. The phototransistor Q1 receives light from the light emitting diode D1 and outputs a signal corresponding to the received light. The diode D2 is provided in parallel with the light emitting diode D1. The diode D2 is conductive when the AC voltage supplied from the commercial AC power supply AC is negative, and is not conductive when positive. Thereby, the both-ends voltage of the light emitting diode D1 of the photocoupler PC is suppressed below the withstand voltage of the light emitting diode D1. The resistor R1 is a current limiting resistor that protects the light emitting diode D1 by limiting the current that flows to the light emitting diode D1.

電圧検知部106aは、発光ダイオードD1に対して直列に接続されている。電圧検知部106aは、商用交流電源ACから供給された交流電圧の電圧レベルを検知するレベル検知部107と、電圧レベルに応じて導通または非導通するFET Q2とを有している。レベル検知部107は、ローパスフィルタ(LPF)を構成する抵抗R3とコンデンサC1を有しており、交流電圧に相関した電圧に位相遅れを付与して、FET Q2に印加する。FET Q2のゲート電圧がFET Q2のゲート閾値を超えると、FET Q2のドレイン−ソース間が導通する。発光ダイオードD1に印加されている電圧が順方向電圧VFを超えているときに、FET Q2が導通すると、発光ダイオードD1に順方向電流が流れる。フォトトランジスタQ1のコレクタは、抵抗R2により電源電圧Vcc(例:3.3V)にプルアップされている。したがって、フォトトランジスタQ1はH(概3.3V)とL(概0V)の二値の電圧レベルを有するパルス信号を生成して、マイクロコンピュータ105の入力ポート104に入力する。Hはハイレベルの略称である。Lはローレベルの略称である。なお、フォトトランジスタQ1は発光ダイオードD1が点灯すると導通して、パルス信号をLとする。フォトトランジスタQ1は発光ダイオードD1が消灯しているときに導通せずに、パルス信号をHとする。   The voltage detection unit 106a is connected in series to the light emitting diode D1. The voltage detection unit 106a includes a level detection unit 107 that detects the voltage level of the AC voltage supplied from the commercial AC power supply AC, and an FET Q2 that is turned on or off according to the voltage level. The level detection unit 107 includes a resistor R3 and a capacitor C1 that form a low-pass filter (LPF), applies a phase delay to a voltage correlated with an AC voltage, and applies the voltage to the FET Q2. When the gate voltage of the FET Q2 exceeds the gate threshold value of the FET Q2, the drain-source of the FET Q2 becomes conductive. When the voltage applied to the light emitting diode D1 exceeds the forward voltage VF, if the FET Q2 becomes conductive, a forward current flows through the light emitting diode D1. The collector of the phototransistor Q1 is pulled up to the power supply voltage Vcc (eg, 3.3 V) by the resistor R2. Therefore, the phototransistor Q1 generates a pulse signal having binary voltage levels of H (approximately 3.3 V) and L (approximately 0 V) and inputs the pulse signal to the input port 104 of the microcomputer 105. H is an abbreviation for high level. L is an abbreviation for low level. The phototransistor Q1 is turned on when the light emitting diode D1 is turned on, and the pulse signal is set to L. The phototransistor Q1 does not conduct when the light emitting diode D1 is turned off, and sets the pulse signal to H.

図2Aは商用交流電源ACの電圧波形W1、FET Q2のゲート端子の電圧波形W2、パルス信号の電圧波形W3を示している。横軸は時間を示す。縦軸は電圧を示す。商用交流電源ACの電圧は100Vrmsと仮定する。それ以外の波形の電圧は数Vレンジの電圧である。ここでは、全ての波形を同一グラフ内に表すために、便宜上、商用交流電源ACの電圧が1/20に圧縮されて図示されている。これらの電圧波形に重ねてフォトカプラPCの発光ダイオードD1の動作状態W4と、FET Q2の動作状態W5も示されている。逆方向とは発光ダイオードD1に逆方向の電圧が印加されていることを示している。順方向とは発光ダイオードD1に順方向の電圧が印加されていることを示している。ONは導通状態を示している。OFFは非導通状態を示している。   FIG. 2A shows a voltage waveform W1 of the commercial AC power supply AC, a voltage waveform W2 of the gate terminal of the FET Q2, and a voltage waveform W3 of the pulse signal. The horizontal axis indicates time. The vertical axis represents voltage. Assume that the voltage of the commercial AC power supply AC is 100 Vrms. The other waveform voltages are in the range of several volts. Here, in order to represent all waveforms in the same graph, the voltage of the commercial AC power supply AC is shown compressed to 1/20 for convenience. Overlaid on these voltage waveforms, the operating state W4 of the light emitting diode D1 of the photocoupler PC and the operating state W5 of the FET Q2 are also shown. The reverse direction indicates that a reverse voltage is applied to the light emitting diode D1. The forward direction indicates that a forward voltage is applied to the light emitting diode D1. ON indicates a conductive state. OFF indicates a non-conductive state.

発光ダイオードD1は、商用交流電源ACの電圧が所定(概ねフォトカプラPCの発光ダイオードの順方向電圧VFである1.0V程度)を超えているときに、導通状態となる。このように順方向電圧VFは商用交流電源ACの交流電圧の実効値である100Vrmsと比較してずっと小さい。したがって、発光ダイオードD1の導通と非導通の切り替わるタイミングは商用交流電源ACのゼロクロスタイミングを実質的に示す。   The light emitting diode D1 becomes conductive when the voltage of the commercial AC power supply AC exceeds a predetermined value (generally about 1.0 V which is the forward voltage VF of the light emitting diode of the photocoupler PC). Thus, the forward voltage VF is much smaller than 100 Vrms, which is the effective value of the AC voltage of the commercial AC power supply AC. Therefore, the timing at which the light-emitting diode D1 is switched between conduction and non-conduction substantially indicates the zero-cross timing of the commercial AC power supply AC.

実施例1では発光ダイオードD1はFET Q2と直列に接続されている。そのため、FET Q2が導通しているときにのみ、ゼロクロスタイミングが検知可能となる。図2Aが示すように、FET Q2が導通している状態で、かつ、商用交流電源ACのゼロクロスタイミングが到来すると、発光ダイオードD1が導通状態から非導通状態に切り替わる。これによりパルス信号の立ち上がりエッジ(パルス信号のレベルがLからHに変化するタイミング)が生成される。   In Example 1, the light emitting diode D1 is connected in series with the FET Q2. Therefore, the zero cross timing can be detected only when the FET Q2 is conductive. As shown in FIG. 2A, the light emitting diode D1 is switched from the conductive state to the non-conductive state when the FET Q2 is conductive and the zero cross timing of the commercial AC power supply AC arrives. As a result, the rising edge of the pulse signal (the timing at which the level of the pulse signal changes from L to H) is generated.

一方、商用交流電源ACの電圧は抵抗R3とコンデンサC1によって形成されるLPFに入力される。LPFのカットオフ周波数は商用交流電源ACの周波数である50Hzから60Hzまでの範囲において電圧の位相が数十deg以上から90deg以下程度遅れるように設定される。このLPFの働きにより、FET Q2のゲート電圧の波形は図2Aの波線で示すような電圧波形W2となる。FET Q2は例えばゲート閾値が3Vであってもよい。この場合、ゲート電圧が3Vを超えた時点でFET Q2が導通状態に遷移する。LPFによる位相遅れの影響により、FET Q2の導通タイミングおよび非導通となるタイミングは、フォトカプラPCのそれらよりも遅れる。フォトカプラPCとFET Q2は商用交流電源ACに対して直列に接続されている。そのため、フォトカプラPCとFET Q2がともに導通している場合でのみ二次側に情報が伝達される。二次側へ情報伝達が開始されタイミングである、パルス信号の立ち下がりエッジはFET Q2が導通することで生成される。二次側への情報伝達が終了するタイミングである、立ち上がりエッジは発光ダイオードD1が導通から非導通に切り替わることで生成される。   On the other hand, the voltage of the commercial AC power supply AC is input to the LPF formed by the resistor R3 and the capacitor C1. The cut-off frequency of the LPF is set so that the phase of the voltage is delayed by several tens of degrees to 90 degrees or less in the range from 50 Hz to 60 Hz, which is the frequency of the commercial AC power supply AC. Due to the action of the LPF, the waveform of the gate voltage of the FET Q2 becomes a voltage waveform W2 as shown by a broken line in FIG. 2A. For example, the gate threshold of the FET Q2 may be 3V. In this case, the FET Q2 transitions to a conductive state when the gate voltage exceeds 3V. Due to the influence of the phase delay due to the LPF, the conduction timing and non-conduction timing of the FET Q2 are delayed from those of the photocoupler PC. The photocoupler PC and the FET Q2 are connected in series with the commercial AC power supply AC. Therefore, information is transmitted to the secondary side only when the photocoupler PC and the FET Q2 are both conductive. The falling edge of the pulse signal, which is the timing at which information transmission is started to the secondary side, is generated when the FET Q2 becomes conductive. The rising edge, which is the timing at which information transmission to the secondary side is completed, is generated when the light emitting diode D1 is switched from conduction to non-conduction.

図2Bは商用交流電源ACの電圧を80Vから140Vまでの範囲において20V刻みで四段階に変化させたときの電圧波形W1ないしW3を示している。発光ダイオードD1が非導通になることで生成される立ち上がりエッジの時間的な位置は、商用交流電源ACの電圧が変化してもほぼ変わらない。発光ダイオードD1の順方向電圧VFが商用交流電源ACの電圧に対して十分小さい。したがって、立ち上がりエッジの位置は、商用交流電源ACの電圧変化による傾き(dv/dt)の違いの影響をほぼ受けない。   FIG. 2B shows voltage waveforms W1 to W3 when the voltage of the commercial AC power supply AC is changed in four steps in increments of 20V in the range from 80V to 140V. The temporal position of the rising edge generated by the non-conduction of the light emitting diode D1 remains almost unchanged even when the voltage of the commercial AC power supply AC changes. The forward voltage VF of the light emitting diode D1 is sufficiently smaller than the voltage of the commercial AC power supply AC. Therefore, the position of the rising edge is hardly affected by the difference in slope (dv / dt) due to the voltage change of the commercial AC power supply AC.

一方、FET Q2の導通により生成される立ち下がりエッジは、商用交流電源ACの電圧変化に応じて大きく変化する。これはFET Q2のゲート閾値(3V)とFET Q2のゲート電圧(4Vpeak以上かつ5Vpeak以下程度)とが互いに近いからである。よって、立ち下がりエッジの位置は、商用交流電源ACの電圧変化によるFET Q2のゲート電圧の傾き(dv/dt)の違いの影響を受ける。図2Bが示すように、FET Q2のゲート電圧が、FET Q2のゲート閾値を超える時間は商用交流電源ACの電圧によって大きく異なる。そのため、立ち下がりエッジの生成タイミングは商用交流電源ACの電圧に依存して大きく変化する。FET Q2が非導通となるタイミングも導通の場合と同様に商用交流電源ACの電圧によって大きく変化する。しかし、FET Q2が非導通となるタイミングでは常に発光ダイオードD1が非導通となるようにLPFが設計される。これにより、パルス信号は、FET Q2が非導通となるタイミングには依存しない。   On the other hand, the falling edge generated by the conduction of the FET Q2 changes greatly according to the voltage change of the commercial AC power supply AC. This is because the gate threshold value (3V) of the FET Q2 and the gate voltage (about 4Vpeak and about 5Vpeak) are close to each other. Therefore, the position of the falling edge is affected by the difference in the slope (dv / dt) of the gate voltage of the FET Q2 due to the voltage change of the commercial AC power supply AC. As shown in FIG. 2B, the time when the gate voltage of the FET Q2 exceeds the gate threshold value of the FET Q2 varies greatly depending on the voltage of the commercial AC power supply AC. For this reason, the generation timing of the falling edge varies greatly depending on the voltage of the commercial AC power supply AC. The timing at which the FET Q2 is turned off also varies greatly depending on the voltage of the commercial AC power supply AC, as in the case of conduction. However, the LPF is designed so that the light emitting diode D1 is always non-conductive at the timing when the FET Q2 is non-conductive. Thereby, the pulse signal does not depend on the timing when the FET Q2 becomes non-conductive.

図2Cはパルス信号のパルス幅と電圧との関係を示している。パルス幅とは、立ち下りエッジが検知されたタイミングから立ち上がりエッジが検知されたタイミングまでの時間である。横軸は商用交流電源ACから供給される交流電圧の実効値を示す。縦軸はパルス信号のパルス幅を示す。PW2は回路部品のばらつきがない典型的なケースでのパルス幅を示している。PW1は回路部品のばらつきによりパルス幅が最大となるケースでの特性を示している。PW3は回路部品のばらつきによりパルス幅が最小となるケースでの特性を示している。抵抗R3のばらつきは±1%である。コンデンサC1のばらつきは±10%である。FET Q2のゲート閾値のばらつきは±3%である。実施例1ではコンデンサC1のばらつきがパルス幅に大きな影響をもたらす。したがって、抵抗R3として可変抵抗を採用して、コンデンサC1のばらつきに対して適切な抵抗値を設定することで、さらに、商用交流電源ACの電圧が高精度に検知される。   FIG. 2C shows the relationship between the pulse width of the pulse signal and the voltage. The pulse width is the time from the timing when the falling edge is detected to the timing when the rising edge is detected. The horizontal axis represents the effective value of the AC voltage supplied from the commercial AC power supply AC. The vertical axis indicates the pulse width of the pulse signal. PW2 indicates the pulse width in a typical case where there is no variation in circuit components. PW1 indicates the characteristics in the case where the pulse width is maximized due to variations in circuit components. PW3 indicates characteristics in a case where the pulse width is minimized due to variations in circuit components. The variation of the resistance R3 is ± 1%. The variation of the capacitor C1 is ± 10%. The variation of the gate threshold value of the FET Q2 is ± 3%. In the first embodiment, the variation of the capacitor C1 has a great influence on the pulse width. Therefore, by adopting a variable resistor as the resistor R3 and setting an appropriate resistance value with respect to variations in the capacitor C1, the voltage of the commercial AC power supply AC can be detected with high accuracy.

図3はマイクロコンピュータ105の機能を示している。マイクロコンピュータ105は、CPUにより実現されてもよいし、ASICやFPGAなどにより実現されてもよいし、これらの組み合わせにより実現されてもよい。ASICは特定用途集積回路の略称である。FPGAはフィールドプログラマブルゲートアレイの略称である。記憶装置310には制御プログラムが記憶されていてもよい。ここでは、CPUが制御プログラムを実行することで以下の機能を実現するものとする。   FIG. 3 shows the functions of the microcomputer 105. The microcomputer 105 may be realized by a CPU, an ASIC, an FPGA, or the like, or a combination thereof. ASIC is an abbreviation for application specific integrated circuit. FPGA is an abbreviation for field programmable gate array. The storage device 310 may store a control program. Here, it is assumed that the following functions are realized by the CPU executing the control program.

負荷制御部301は、入力ポート104に入力されたパルス信号の立ち上がりエッジを検知することで商用交流電源ACの交流電圧のゼロクロスタイミングを認識できる。第一カウンタ302は、パルス信号における隣り合った立ち上がりエッジ間の時間を計測する。この時間は一周期に相当する。一周期の逆数は周波数である。なお、隣り合った立ち下がりエッジ間の時間が計測されてもよい。周波数決定部303は、第一カウンタ302のカウント値を、記憶装置310に記憶された周波数テーブル311を参照して周波数に変換する。なお、周波数テーブル311に代えて関数が使用されてもよい。第二カウンタ304は、パルス信号の立ち下りエッジから立ち上がりエッジまでの時間(パルス幅)を計測する。電圧決定部305は、第二カウンタ304のカウント値を、記憶装置310に記憶された電圧テーブル312を参照して電圧値に変換する。なお、電圧テーブル312に代えて関数(近似式)が使用されてもよい。   The load control unit 301 can recognize the zero-cross timing of the AC voltage of the commercial AC power supply AC by detecting the rising edge of the pulse signal input to the input port 104. The first counter 302 measures the time between adjacent rising edges in the pulse signal. This time corresponds to one cycle. The reciprocal of one cycle is the frequency. Note that the time between adjacent falling edges may be measured. The frequency determination unit 303 converts the count value of the first counter 302 into a frequency with reference to the frequency table 311 stored in the storage device 310. A function may be used instead of the frequency table 311. The second counter 304 measures the time (pulse width) from the falling edge to the rising edge of the pulse signal. The voltage determination unit 305 converts the count value of the second counter 304 into a voltage value with reference to the voltage table 312 stored in the storage device 310. Note that a function (approximate expression) may be used instead of the voltage table 312.

図4は第二カウンタ304により計測されたパルス幅を電圧値に変換する電圧テーブル312を示している。ここでは、交流電圧の周波数として50Hzが想定されているが、60Hzの周波数を使用する地域も存在する。そこで、記憶装置310は、周波数ごとに電圧テーブル312を有していてもよい。この場合に、電圧決定部305は、周波数決定部303により決定された周波数に基づき電圧テーブル312を選択してもよい。あるいは、記憶装置310は、正規化された単一の電圧テーブル312と、周波数ごとの補正係数とを記憶していてもよい。電圧決定部305は、周波数決定部303により決定された周波数に基づき補正係数を選択し、カウント値と電圧テーブル312とから求められた電圧値を、補正係数で補正してもよい。図4に示された電圧テーブル312は5V刻みで電圧値を取得するテーブルである。しかし、より高分解能で商用交流電源ACの電圧を検知したい場合には分解能の高い変換テーブルが採用されてもよい。あるいは、近似式のような関数を用いることでさらに高分解能の電圧値が算出されてもよい。   FIG. 4 shows a voltage table 312 for converting the pulse width measured by the second counter 304 into a voltage value. Here, 50 Hz is assumed as the frequency of the AC voltage, but there is an area where a frequency of 60 Hz is used. Therefore, the storage device 310 may have a voltage table 312 for each frequency. In this case, the voltage determination unit 305 may select the voltage table 312 based on the frequency determined by the frequency determination unit 303. Alternatively, the storage device 310 may store a single normalized voltage table 312 and a correction coefficient for each frequency. The voltage determination unit 305 may select a correction coefficient based on the frequency determined by the frequency determination unit 303 and correct the voltage value obtained from the count value and the voltage table 312 with the correction coefficient. The voltage table 312 shown in FIG. 4 is a table for acquiring voltage values in increments of 5V. However, when it is desired to detect the voltage of the commercial AC power supply AC with higher resolution, a conversion table with higher resolution may be employed. Alternatively, a voltage value with higher resolution may be calculated by using a function such as an approximate expression.

図3において負荷制御部301は電圧決定部305により決定された電圧値やゼロクロスタイミングをトリガーとして負荷320を制御する。たとえば、負荷320が電子写真方式の画像形成装置の定着器であれば、負荷制御部301は波数制御により定着器のヒーターに投入する電力を制御できる。波数制御とは、ヒーターに印加される電力を、波数(交流の半周期)を単位として調整することをいう。負荷制御部301は、ゼロクロスタイミングに基づき半周期のスタート位置を認識できる。また、負荷制御部301は交流電圧の電圧レベルも取得できるため、ヒーターに投入すべき電力を電圧レベルから決定し、ゼロクロスタイミングを基準として必要となるだけの波数の交流を負荷320に供給する。なお、画像形成装置は一例にすぎず、交流を供給されて動作する負荷を備える電気機器であれば、実施例1が適用可能である。   In FIG. 3, the load control unit 301 controls the load 320 by using the voltage value determined by the voltage determination unit 305 or the zero cross timing as a trigger. For example, if the load 320 is a fixing device of an electrophotographic image forming apparatus, the load control unit 301 can control the power supplied to the heater of the fixing device by wave number control. The wave number control refers to adjusting the electric power applied to the heater in units of wave number (half cycle of alternating current). The load control unit 301 can recognize the start position of the half cycle based on the zero cross timing. In addition, since the load control unit 301 can also acquire the voltage level of the AC voltage, the power to be supplied to the heater is determined from the voltage level, and the AC having the wave number necessary for the zero cross timing is supplied to the load 320. Note that the image forming apparatus is merely an example, and the first embodiment can be applied to any electrical device provided with a load that operates by being supplied with alternating current.

このように、実施例1によれば、ゼロクロスのタイミングを示す情報と交流電圧の電圧レベルを示す情報とが重畳された情報信号が生成して送信される。したがって、情報信号を伝達するための信号線や入力ポート104の数を削減することが可能となる。つまり、回路部品を削減しつつゼロクロスと交流電圧とを検知可能なる。   As described above, according to the first embodiment, the information signal in which the information indicating the timing of the zero crossing and the information indicating the voltage level of the AC voltage are superimposed is generated and transmitted. Therefore, the number of signal lines and input ports 104 for transmitting information signals can be reduced. That is, it is possible to detect the zero crossing and the AC voltage while reducing circuit components.

とりわけ、実施例1ではゼロクロスタイミングはパルス信号の立ち上がりエッジの時間的な位置により表現される。また、商用交流電源ACの交流電圧は、パルス信号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジとの間の時間間隔により表現される。よって、マイクロコンピュータ105は一つの入力ポート104から入力されたパルス信号からゼロクロスタイミングと交流電圧を認識できるようになる。なお、立ち上がりエッジ間の時間間隔や立ち下がりエッジ間の時間間隔はいずれも一定となる。よって、マイクロコンピュータ105はいずれかの時間間隔から交流電圧の周波数を求めることもできる。   In particular, in the first embodiment, the zero cross timing is expressed by the time position of the rising edge of the pulse signal. Further, the AC voltage of the commercial AC power supply AC is expressed by the time interval between the rising edge and the falling edge of the pulse signal. Therefore, the microcomputer 105 can recognize the zero cross timing and the AC voltage from the pulse signal input from one input port 104. Note that the time interval between rising edges and the time interval between falling edges are both constant. Therefore, the microcomputer 105 can also obtain the frequency of the AC voltage from any time interval.

実施例1では商用交流電源ACの電圧波形は正弦波であることが想定されている。記憶装置310に記憶されている変換テーブルも正弦波を想定して作成されている。ここで、矩形波など正弦波以外の電圧が商用交流電源ACから供給されることもあるかもしれない。この場合に、マイクロコンピュータ105は矩形波などが入力されたことを検知できる。矩形波の電圧の傾き(dv/dt)は正弦波の電圧の傾きと比較して非常に大きい。そのため、矩形波についてのパルス幅は正弦波のパルス幅よりも非常に長くなる。よって、マイクロコンピュータ105は第二カウンタ304により計測されたパルス幅が所定閾値を超えたときに、交流電圧の波形が正弦波でないと判定してもよい。この判定は電圧決定部305が担当してもよい。負荷制御部301は、電圧決定部305から交流電圧の波形が正弦波ではないという判定信号を受信すると、負荷320への交流の供給を停止させる。たとえば、負荷制御部301は、トライアックなどのスイッチ素子をオフに切り替えることで、交流の供給を停止する。これにより、負荷320を保護することが可能となる。   In the first embodiment, it is assumed that the voltage waveform of the commercial AC power supply AC is a sine wave. The conversion table stored in the storage device 310 is also created assuming a sine wave. Here, a voltage other than a sine wave such as a rectangular wave may be supplied from the commercial AC power supply AC. In this case, the microcomputer 105 can detect that a rectangular wave or the like has been input. The slope of the rectangular wave voltage (dv / dt) is very large compared to the slope of the sinusoidal voltage. Therefore, the pulse width for the rectangular wave is much longer than that of the sine wave. Therefore, the microcomputer 105 may determine that the waveform of the AC voltage is not a sine wave when the pulse width measured by the second counter 304 exceeds a predetermined threshold. This determination may be handled by the voltage determination unit 305. When the load control unit 301 receives a determination signal from the voltage determination unit 305 that the AC voltage waveform is not a sine wave, the load control unit 301 stops the supply of AC to the load 320. For example, the load control unit 301 stops the supply of alternating current by switching off a switching element such as a triac. Thereby, the load 320 can be protected.

なお、実施例1にとって交流電圧の波形が正弦波であることは必須ではない。実効値に応じて傾き(dv/dt)が変化する交流電圧であれば、実施例1を適用可能である。   For Example 1, it is not essential that the waveform of the AC voltage is a sine wave. Embodiment 1 can be applied to any AC voltage whose slope (dv / dt) changes according to the effective value.

図1においてはLPFが抵抗R3とコンデンサC1を用いて形成されている。また、スイッチ素子としてFET Q2が採用されている。しかし、交流電圧の位相を適切に調整できるような回路であれば十分である。FET Q2に代えて、トランジスタなどの半導体スイッチやリレーなど、制御信号の電圧レベルに応じて導通状態と非導通状態とが切り替わるスイッチ素子であれば採用可能である。   In FIG. 1, the LPF is formed using a resistor R3 and a capacitor C1. An FET Q2 is employed as the switch element. However, a circuit that can appropriately adjust the phase of the AC voltage is sufficient. Instead of the FET Q2, any switch element that switches between a conductive state and a non-conductive state according to the voltage level of the control signal, such as a semiconductor switch such as a transistor or a relay, can be used.

図1で一次側と二次側を絶縁するフォトカプラPCが採用されているが、これは必須ではない。フォトカプラPCに代えて半導体スイッチやリレーなどのスイッチ素子が採用されてもよい。あるいは、フォトカプラPCが削除され、FET Q2のドレイン端子が入力ポート104に直接的に接続されてもよい。   In FIG. 1, a photocoupler PC that insulates the primary side and the secondary side is employed, but this is not essential. Instead of the photocoupler PC, a switch element such as a semiconductor switch or a relay may be employed. Alternatively, the photocoupler PC may be eliminated and the drain terminal of the FET Q2 may be directly connected to the input port 104.

<実施例2>
実施例2は、電圧レベルの検知精度が向上するように実施例1の検知装置100を改良したものである。具体的には、電圧レベルの違いに応じてパルス幅の変化を大きくすることで、電圧レベルのダイナミックレンジが広がる。つまり、交流電圧の電圧レベルの変化量に対する第二エッジの位置の変化量が多くなる。
<Example 2>
In the second embodiment, the detection device 100 of the first embodiment is improved so that the detection accuracy of the voltage level is improved. Specifically, the dynamic range of the voltage level is expanded by increasing the change in pulse width according to the difference in voltage level. That is, the amount of change in the position of the second edge with respect to the amount of change in the voltage level of the AC voltage increases.

図5は実施例2の検知装置100を示している。実施例2において実施例1と同一の回路素子には同一の参照符号が付与されており、実施例1の説明が援用される。実施例2では電圧検知部106aが電圧検知部106bに置換されている。電圧検知部106bは、レベル検知部501、タイミング調整部502、電圧生成部503を有している。商用交流電源ACから供給された交流電圧はレベル検知部501に入力される。レベル検知部501は、抵抗R4と抵抗R5とにより形成された分圧回路であり、商用交流電源ACから供給された交流電圧をそれに比例した交流電圧に変換して出力する。   FIG. 5 shows a detection device 100 according to the second embodiment. In the second embodiment, the same reference numerals are assigned to the same circuit elements as in the first embodiment, and the description of the first embodiment is used. In the second embodiment, the voltage detection unit 106a is replaced with a voltage detection unit 106b. The voltage detection unit 106b includes a level detection unit 501, a timing adjustment unit 502, and a voltage generation unit 503. The AC voltage supplied from the commercial AC power supply AC is input to the level detection unit 501. The level detection unit 501 is a voltage dividing circuit formed by a resistor R4 and a resistor R5, and converts an AC voltage supplied from a commercial AC power supply AC into an AC voltage proportional to the AC voltage and outputs the AC voltage.

商用交流電源ACの交流電圧はタイミング調整部502にも入力される。タイミング調整部502は、FET Q3がオン(導通)からオフ(非導通)に切り替わるタイミングを調整する回路である。タイミング調整部502は抵抗R6とコンデンサC2で構成されたLFPである。つまり、タイミング調整部502は交流電圧の位相を遅らせて出力する。ダイオードD3はレベル検知部501とタイミング調整部502を分離する目的で配置される。レベル検知部501から出力された電流とタイミング調整部502から出力された電流は共に抵抗R7に流れ込む。つまり、抵抗R7はこれらの電流を加算し、電流の和を電圧に変換する加算器として機能する。このように、抵抗R7は、レベル検知部501により検知された電圧とタイミング調整部502から出力される電圧を加算する。   The AC voltage of the commercial AC power supply AC is also input to the timing adjustment unit 502. The timing adjustment unit 502 is a circuit that adjusts the timing at which the FET Q3 switches from on (conducting) to off (non-conducting). The timing adjustment unit 502 is an LFP composed of a resistor R6 and a capacitor C2. That is, the timing adjustment unit 502 outputs the AC voltage with a delayed phase. The diode D3 is arranged for the purpose of separating the level detection unit 501 and the timing adjustment unit 502. Both the current output from the level detection unit 501 and the current output from the timing adjustment unit 502 flow into the resistor R7. That is, the resistor R7 functions as an adder that adds these currents and converts the sum of the currents into a voltage. In this way, the resistor R7 adds the voltage detected by the level detection unit 501 and the voltage output from the timing adjustment unit 502.

電圧生成部503は商用交流電源ACから供給された交流電圧から直流電圧を生成する回路である。電圧生成部503の抵抗R8と抵抗R9は分圧回路を形成しており、交流電圧を分圧して出力する。ダイオードD4は、分圧回路により生成された交流電圧を半波整流する整流素子である。コンデンサC3はダイオードD4が出力する脈流を平滑して直流を生成する平滑素子である。電圧生成部503で生成された電圧は抵抗R10と抵抗R11とによって形成された分圧回路によって分圧され、FET Q3のゲートに印加される。同様に、抵抗R7の両端電圧はコンデンサC4を介してFET Q3のゲートに印加される。つまり、FET Q3のゲートには、抵抗R7の両端電圧と電圧生成部503からの直流電圧とが重畳されて印加される。なお、コンデンサC4は、抵抗R7の両端電圧のうち直流成分をカットする役割を有している。この直流成分がFET Q3の動作に影響をほとんど与えないケースでは、コンデンサC4は省略されてもよい。電圧生成部503からの直流電圧を抵抗R10と抵抗R11とで分圧してFET Q3のゲートに印加する理由は、電圧生成部503のダイオードD4やコンデンサC3の影響を小さくするためである。これにより、電圧検知精度が向上する。   The voltage generator 503 is a circuit that generates a DC voltage from an AC voltage supplied from a commercial AC power supply AC. The resistors R8 and R9 of the voltage generator 503 form a voltage dividing circuit, which divides and outputs an AC voltage. The diode D4 is a rectifying element that half-wave rectifies the AC voltage generated by the voltage dividing circuit. The capacitor C3 is a smoothing element that smoothes the pulsating current output from the diode D4 and generates a direct current. The voltage generated by the voltage generator 503 is divided by a voltage dividing circuit formed by the resistors R10 and R11, and is applied to the gate of the FET Q3. Similarly, the voltage across resistor R7 is applied to the gate of FET Q3 via capacitor C4. That is, the voltage across the resistor R7 and the DC voltage from the voltage generator 503 are superimposed and applied to the gate of the FET Q3. Note that the capacitor C4 has a role of cutting the DC component of the voltage across the resistor R7. In the case where the direct current component hardly affects the operation of the FET Q3, the capacitor C4 may be omitted. The reason why the DC voltage from the voltage generator 503 is divided by the resistors R10 and R11 and applied to the gate of the FET Q3 is to reduce the influence of the diode D4 and the capacitor C3 of the voltage generator 503. This improves the voltage detection accuracy.

図6Aは実施例2における交流電圧の波形W1、FET Q3のゲートに印加される電圧の波形W2およびパルス信号の波形W3を示している。レベル検知部501で分圧された交流電圧とタイミング調整部502の出力電圧は抵抗R7で加算される。波形W2が示すように、ゲートに印加される電圧の波形は、正弦波の一部の振幅が増加したような波形となる。タイミング調整部502の出力電圧がレベル検知部501の出力電圧に加算されることで、発光ダイオードD1が非導通となるタイミングより後ろにFET Q3が非導通になるタイミングが調整されている。発光ダイオードD1とFET Q3とが直列に接続されているため、パルス信号の立ち上がりエッジは発光ダイオードD1の非導通により生成され、立ち下りエッジはFET Q3の導通により生成される。   FIG. 6A shows an AC voltage waveform W1, a voltage waveform W2 applied to the gate of the FET Q3, and a pulse signal waveform W3 in the second embodiment. The AC voltage divided by the level detection unit 501 and the output voltage of the timing adjustment unit 502 are added by a resistor R7. As shown by the waveform W2, the waveform of the voltage applied to the gate is a waveform in which the amplitude of a part of the sine wave is increased. By adding the output voltage of the timing adjustment unit 502 to the output voltage of the level detection unit 501, the timing at which the FET Q3 becomes non-conductive is adjusted after the timing at which the light-emitting diode D1 becomes non-conductive. Since the light emitting diode D1 and the FET Q3 are connected in series, the rising edge of the pulse signal is generated by the non-conduction of the light emitting diode D1, and the falling edge is generated by the conduction of the FET Q3.

図6Bは商用交流電源ACの電圧を80Vから140Vまでの範囲において20V刻みで四段階に変化させたときの電圧波形W1ないしW3を示している。発光ダイオードD1が非導通になることで生成される立ち上がりエッジのタイミングは、商用交流電源ACの電圧レベルが変化してもほぼ変わらない。一方で、FET Q3のゲート電圧がFET Q3のゲート閾値を超えるタイミングは商用交流電源ACの電圧レベルに依存して大きく変化する。つまり、立ち下がりエッジのタイミングは商用交流電源ACの電圧レベルに依存して大きく変化する。また、パルス幅も商用交流電源ACの電圧レベルに依存して大きく変化するため、検知される電圧のダイナミックレンジが広がる。   FIG. 6B shows voltage waveforms W1 to W3 when the voltage of the commercial AC power supply AC is changed in four steps in increments of 20V in the range from 80V to 140V. The timing of the rising edge generated when the light emitting diode D1 becomes non-conductive does not change even if the voltage level of the commercial AC power supply AC changes. On the other hand, the timing at which the gate voltage of the FET Q3 exceeds the gate threshold value of the FET Q3 varies greatly depending on the voltage level of the commercial AC power supply AC. That is, the falling edge timing varies greatly depending on the voltage level of the commercial AC power supply AC. Further, since the pulse width varies greatly depending on the voltage level of the commercial AC power supply AC, the dynamic range of the detected voltage is expanded.

図6Cは交流電圧の実効値とパルス幅との関係を示している。実施例2では、FET Q3のゲート端子に与えられる電圧はほぼ抵抗のみに依存するように設計されている。PW1、PW2およびPW3の差が小さくなっていることからわかるように、実施例2では、回路部品による電圧検知結果のばらつきが実施例1に比べて大幅に抑えられている。また、商用交流電源ACの電圧レベルの違いが、電圧の傾き(dv/dt)と電圧生成部503で生成される直流電圧という2つの情報の和により表現されている。そのため、実施例2における商用交流電源ACの電圧変化に対するパルス幅の変化量が実施例1のそれに比べて大きくなっている。   FIG. 6C shows the relationship between the effective value of the AC voltage and the pulse width. In the second embodiment, the voltage applied to the gate terminal of the FET Q3 is designed so as to substantially depend only on the resistance. As can be seen from the difference between PW1, PW2 and PW3, the variation in the voltage detection result due to the circuit components is significantly suppressed in the second embodiment compared to the first embodiment. Further, the voltage level difference of the commercial AC power supply AC is expressed by the sum of two pieces of information, that is, the voltage gradient (dv / dt) and the DC voltage generated by the voltage generator 503. Therefore, the amount of change in the pulse width with respect to the voltage change of the commercial AC power supply AC in the second embodiment is larger than that in the first embodiment.

このように、電圧生成部503は、商用交流電源ACの電圧変化に対するパルス幅の変化量を大きくすることで、電圧検知精度を向上させる役割を果たす。しかし、電圧生成部503は、必須ではなく、省略されてもよい。電圧生成部503の要否は電圧検知のダイナミックレンジがどの程度必要かに応じて判断されうる。   Thus, the voltage generation unit 503 plays a role of improving the voltage detection accuracy by increasing the amount of change in the pulse width with respect to the voltage change of the commercial AC power supply AC. However, the voltage generation unit 503 is not essential and may be omitted. The necessity of the voltage generator 503 can be determined according to how much the dynamic range of voltage detection is necessary.

<実施例3>
実施例3は、ゼロクロスを示すエッジと交流電圧の電圧レベルを示すエッジとをそれぞれFETにより生成する。つまり、立ち上がりエッジをより急峻なエッジにすることで、ゼロクロスの検知精度が向上する。
<Example 3>
In the third embodiment, an edge indicating the zero cross and an edge indicating the voltage level of the AC voltage are generated by the FET, respectively. That is, by making the rising edge a steeper edge, the zero-cross detection accuracy is improved.

図7は実施例3の検知装置100を示している。商用交流電源ACの交流電圧は整流平滑回路701に印加される。整流平滑回路701において抵抗R12およびダイオードD5によって交流は半波整流されて脈流となり、脈流はコンデンサC5によって平滑されて直流に変換される。コンデンサC5の両端に生じた直流電圧はフォトカプラPCの電圧源として機能する。直流電圧は電流制限抵抗R1とFET Q4を介してフォトカプラPCの発光ダイオードD1のアノードに印加される。そのため、実施例3の発光ダイオードD1は常に導通可能な状態に維持されており、エッジを作り出すための直接的なスイッチ素子として機能しない。つまり、ダイオードQ4に直列接続されたFET Q4の導通/非導通が発光ダイオードD1の導通/非導通を制御する。FET Q4の導通/非導通についての過渡応答は発光ダイオードD1の過渡応答に比べて一般的に速い。したがって、実施例3は実施例1に比べてパルス信号の立ち上がりエッジが急峻になる。立ち上がりエッジが急峻なエッジとなることで、入力ポート104における電圧検知閾値のばらつきがエッジ検知に与える影響は小さくなる。その結果、ゼロクロス検知の精度が高くなる。   FIG. 7 shows a detection device 100 according to the third embodiment. The AC voltage of the commercial AC power supply AC is applied to the rectifying / smoothing circuit 701. In the rectifying / smoothing circuit 701, the alternating current is half-wave rectified by the resistor R12 and the diode D5 to become a pulsating current, and the pulsating current is smoothed by the capacitor C5 and converted into a direct current. The DC voltage generated across the capacitor C5 functions as a voltage source for the photocoupler PC. The DC voltage is applied to the anode of the light emitting diode D1 of the photocoupler PC via the current limiting resistor R1 and the FET Q4. Therefore, the light-emitting diode D1 of Example 3 is always maintained in a conductive state and does not function as a direct switch element for creating an edge. That is, the conduction / non-conduction of the FET Q4 connected in series with the diode Q4 controls the conduction / non-conduction of the light emitting diode D1. The transient response for the conduction / non-conduction of the FET Q4 is generally faster than the transient response of the light emitting diode D1. Therefore, the rising edge of the pulse signal is steeper in the third embodiment than in the first embodiment. Since the rising edge becomes a steep edge, the influence of the variation in the voltage detection threshold at the input port 104 on the edge detection is reduced. As a result, the accuracy of zero cross detection is increased.

抵抗R13と抵抗R14は商用交流電源ACから供給された交流電圧を分圧する分圧回路を形成している。抵抗R13と抵抗R14により生成された電圧はFET Q4のゲートに印加される。FET Q4は商用交流電源ACの交流電圧のゼロクロスタイミングを示す立ち上がりエッジを形成するように動作する。そのため、ゲート電圧が数V程度であるFET Q4が選定される。   The resistors R13 and R14 form a voltage dividing circuit that divides the AC voltage supplied from the commercial AC power supply AC. The voltage generated by the resistors R13 and R14 is applied to the gate of the FET Q4. The FET Q4 operates so as to form a rising edge indicating the zero cross timing of the AC voltage of the commercial AC power supply AC. Therefore, the FET Q4 whose gate voltage is about several volts is selected.

ツェナーダイオードD6は商用交流電源ACからの交流電圧が負の電圧であるときに順方向電流が流れて導通する。これにより、コンデンサC5の負の電圧をツェナーダイオードD6の順方向電圧に抑えられる。商用交流電源ACの交流電圧が正の電圧のときには、ツェナーダイオードD6はコンデンサC5の正の電圧を降伏電圧に抑える。これは、仕様外の高電圧が商用交流電源ACから出力されたときに特に有用であろう。電圧検知部106cはハイパスフィルタ(HPF)703とFET Q5により構成される。HPF703は、コンデンサC6と抵抗R15とによって構成されている。HPF703は、交流電圧と相関した電圧であって、交流電圧の位相よりも進んだ位相を有する電圧を生成する。FET Q5は発光ダイオードD1と並列に接続されているため、強制的に発光ダイオードD1をオフにすることができる。電圧検知部106cは交流電圧の電圧レベルに応じてFET Q5が導通することで立ち上がりエッジを形成する。   Zener diode D6 conducts when a forward current flows when the AC voltage from commercial AC power supply AC is a negative voltage. Thereby, the negative voltage of the capacitor C5 can be suppressed to the forward voltage of the Zener diode D6. When the AC voltage of the commercial AC power supply AC is a positive voltage, the Zener diode D6 suppresses the positive voltage of the capacitor C5 to the breakdown voltage. This will be particularly useful when a high voltage outside the specification is output from the commercial AC power supply AC. The voltage detection unit 106c includes a high-pass filter (HPF) 703 and an FET Q5. The HPF 703 includes a capacitor C6 and a resistor R15. The HPF 703 generates a voltage that is correlated with the AC voltage and has a phase that is more advanced than the phase of the AC voltage. Since the FET Q5 is connected in parallel with the light emitting diode D1, the light emitting diode D1 can be forcibly turned off. The voltage detector 106c forms a rising edge when the FET Q5 conducts in accordance with the voltage level of the AC voltage.

図8Aは実施例3における各電圧波形W1〜W3とFET Q5の状態を示している。なお、W2はFET Q5に印加される電圧の電圧波形である。W6はFET Q5の導通(ON)と非導通(OFF)とを示している。FET Q4は商用交流電源ACの電圧が所定電圧を超えると導通状態となる。したがって、ゼロクロスタイミングでFET Q4が導通から非導通の切り替わると発光ダイオードD1が消灯し、立ち上がりエッジが形成される。   FIG. 8A shows the voltage waveforms W1 to W3 and the state of the FET Q5 in the third embodiment. W2 is a voltage waveform of a voltage applied to the FET Q5. W6 indicates conduction (ON) and non-conduction (OFF) of the FET Q5. The FET Q4 becomes conductive when the voltage of the commercial AC power supply AC exceeds a predetermined voltage. Therefore, when the FET Q4 is switched from conduction to non-conduction at the zero cross timing, the light emitting diode D1 is turned off and a rising edge is formed.

FET Q4はFET Q5と並列に接続されている。そのため、FET Q5が非導通状態にあるときにのみ、発光ダイオードD1には順方向の電圧が印加され、FET Q4が立ち上がりエッジを形成できる。図8Aが示すように、FET Q5が非導通状態(OFF)であるときに電圧波形W1にゼロクロスが発生すると、FET Q4が導通状態から非導通状態に切り替わり、立ち上がりエッジが形成される。図8Aが示すように、FET Q5が導通状態(ON)にあるときに、ゼロクロスが発生しても立ち上がりエッジは形成されない。   The FET Q4 is connected in parallel with the FET Q5. Therefore, only when the FET Q5 is in a non-conducting state, a forward voltage is applied to the light emitting diode D1, and the FET Q4 can form a rising edge. As shown in FIG. 8A, when the zero crossing occurs in the voltage waveform W1 when the FET Q5 is in the non-conduction state (OFF), the FET Q4 is switched from the conduction state to the non-conduction state, and a rising edge is formed. As shown in FIG. 8A, when the FET Q5 is in the conductive state (ON), a rising edge is not formed even if a zero cross occurs.

上述したように、商用交流電源ACの交流電圧はHPF703を通過することで位相が進む。HPF703のカットオフ周波数は、交流電圧の周波数である50Hzから60Hzまでの範囲において交流電圧の位相を数十deg以上でかつ90deg以下程度進めるように設定されている。商用交流電源ACの交流電圧の波形はHPF703を通過することで電圧波形W2となる。HPF703を通過して位相が進んだゲート電圧がゲート閾値(例:3V)を超えたときに、FET Q5のドレイン−ソース間が非導通状態から導通状態に遷移する。HPF703が電圧の位相を進めることで、FET Q5の導通タイミングおよび非導通タイミングは、FET Q4のそれらよりも進む。実施例3では、FET Q4が導通状態から非導通状態に遷移することでダイオードD1が消灯し、ゼロクロスを示す立ち上がりエッジが形成される。よって。FET Q4が導通状態から非導通状態に遷移するタイミングでは、FET Q5の状態は非導通状態でなければならない。そのため、HPF703によって、FET Q5が非導通状態に遷移するタイミングが、FET Q4が非導通状態に遷移するタイミングよりも早められている。また、電圧レベルを通知する立下りエッジはFET Q5が導通状態から非導通状態に遷移することで発光ダイオードD1が点灯して形成される。したがって、FET Q5が導通状態から非導通状態に遷移するときには、FET Q4の状態は導通状態でなければならない。HPF703によって、FET Q5が非導通状態に遷移するタイミングが、FET Q4が非導通状態に遷移するタイミングよりも早められているため、この条件も満たされる。   As described above, the phase of the AC voltage of the commercial AC power supply AC advances by passing through the HPF 703. The cutoff frequency of the HPF 703 is set to advance the phase of the AC voltage by several tens of degrees and 90 degrees or less in the range from 50 Hz to 60 Hz which is the frequency of the AC voltage. The waveform of the AC voltage of the commercial AC power supply AC becomes a voltage waveform W2 by passing through the HPF 703. When the gate voltage whose phase has advanced through the HPF 703 exceeds the gate threshold (eg, 3 V), the drain and source of the FET Q5 transition from the non-conductive state to the conductive state. As the HPF 703 advances the voltage phase, the conduction timing and non-conduction timing of the FET Q5 advance more than those of the FET Q4. In the third embodiment, when the FET Q4 transitions from the conductive state to the non-conductive state, the diode D1 is turned off and a rising edge indicating a zero cross is formed. Therefore. At the timing when the FET Q4 transitions from the conductive state to the non-conductive state, the state of the FET Q5 must be a non-conductive state. Therefore, the timing at which the FET Q5 transitions to the non-conduction state is advanced by the HPF 703 earlier than the timing at which the FET Q4 transitions to the non-conduction state. Further, the falling edge for notifying the voltage level is formed by turning on the light emitting diode D1 by switching the FET Q5 from the conductive state to the nonconductive state. Therefore, when the FET Q5 transitions from the conductive state to the non-conductive state, the state of the FET Q4 must be a conductive state. Since the timing at which the FET Q5 transitions to the non-conducting state is advanced by the HPF 703 earlier than the timing at which the FET Q4 transitions to the non-conducting state, this condition is also satisfied.

図8Bは、商用交流電源ACの電圧を80Vから140Vまでの範囲内で20V刻みで四段階に変化させたときの電圧波形W1ないしW3を示している。FET Q4が非導通になることで生成される立ち上がりエッジのタイミングは、商用交流電源ACの電圧が変化してもほぼ変わらない。一方で、FET Q5のゲート電圧がゲート閾値を超えるタイミングは商用交流電源ACの電圧によって大きく変化する。つまり、FET Q5が非導通となることで生成される立ち下がりエッジのタイミングは商用交流電源ACの電圧によって大きく変化する。なお、FET Q5が導通を開始するタイミングも商用交流電源ACの電圧によって大きく変化する。FET Q5が導通を開始するときには常にFET Q4が非導通となるようにHPF703が設計されているため、パルス信号はFET Q5が導通を開始するタイミングには依存しない。   FIG. 8B shows voltage waveforms W1 to W3 when the voltage of the commercial AC power supply AC is changed in four steps in increments of 20V within a range from 80V to 140V. The timing of the rising edge generated when the FET Q4 becomes non-conductive does not change substantially even when the voltage of the commercial AC power supply AC changes. On the other hand, the timing at which the gate voltage of the FET Q5 exceeds the gate threshold varies greatly depending on the voltage of the commercial AC power supply AC. That is, the timing of the falling edge generated when the FET Q5 becomes non-conductive varies greatly depending on the voltage of the commercial AC power supply AC. It should be noted that the timing at which the FET Q5 starts to conduct also varies greatly depending on the voltage of the commercial AC power supply AC. Since the HPF 703 is designed so that the FET Q4 is non-conductive whenever the FET Q5 starts to conduct, the pulse signal does not depend on the timing when the FET Q5 starts to conduct.

実施例3では実施例1と同様に電圧検知部106cにコンデンサC5が使用されている。そのため、電圧の検知結果はコンデンサC5のばらつきの影響を受けやすい。そこで、抵抗R15として可変抵抗が採用されてもよい。コンデンサC5の容量のばらつきを低減するように可変抵抗の抵抗値を設定することで、電圧の検知精度が向上する。   In the third embodiment, a capacitor C5 is used for the voltage detection unit 106c as in the first embodiment. Therefore, the voltage detection result is easily affected by variations in the capacitor C5. Therefore, a variable resistor may be employed as the resistor R15. By setting the resistance value of the variable resistor so as to reduce the variation in the capacitance of the capacitor C5, the voltage detection accuracy is improved.

<実施例4>
実施例4は実施例3のゼロクロス検知部と実施例2の電圧検知部とを組み合わせることで、電圧の検知精度を向上させる。実施例3では電圧検知部106cのHPF703がFET Q5のゲートに介在しているため、立下りエッジがHPF703の影響を受ける。そこで、実施例4では電圧検知部106cに代えて、実施例2の電圧検知部106bと類似した電圧検知部が採用される。
<Example 4>
The fourth embodiment improves the voltage detection accuracy by combining the zero cross detection unit of the third example and the voltage detection unit of the second example. In the third embodiment, since the HPF 703 of the voltage detection unit 106c is interposed in the gate of the FET Q5, the falling edge is affected by the HPF 703. Therefore, in the fourth embodiment, a voltage detection unit similar to the voltage detection unit 106b of the second embodiment is employed instead of the voltage detection unit 106c.

図9は実施例4の検知装置100を示している。ゼロクロス検知部101cは、実施例3で用いられたゼロクロス検知部と同じものである。電圧検知部106dは、実施例2の電圧検知部106bの一部を変更することで形成されている。図9が示すように、ゼロクロス検知部101cは、直流電圧を生成する電圧生成部として機能する整流平滑回路701を有している。そのため、図5に示した電圧生成部503は不要となる。整流平滑回路701により生成された直流電圧は、抵抗R16を介してFET Q6のゲート端子に印加される。この直流電圧はFET Q6のゲート閾値を超える電圧であるため、FET Q6は常に導通可能な状態に維持される。FET Q6のゲート端子には電流制限抵抗R17を介してFET Q3のドレイン端子が接続されている。FET Q3とFET Q6は実質的に反転回路を形成している。FET Q3の状態が導通状態であれば、FET Q6のゲート電圧がゲート閾値以下となり、FET Q6の状態は非導通状態となる。一方で、FET Q3の状態が非導通状態であれば、FET Q6のゲート電圧がゲート閾値を超えるため、FET Q6の状態は導通状態となる。このようにFET Q6は発光ダイオードD1やFET Q4に対して並列に接続されているため、実施例4のFET Q5と同様に立下りエッジの形成に寄与する。   FIG. 9 shows a detection device 100 according to the fourth embodiment. The zero cross detection unit 101c is the same as the zero cross detection unit used in the third embodiment. The voltage detection unit 106d is formed by changing a part of the voltage detection unit 106b of the second embodiment. As illustrated in FIG. 9, the zero-cross detection unit 101 c includes a rectifying and smoothing circuit 701 that functions as a voltage generation unit that generates a DC voltage. Therefore, the voltage generator 503 shown in FIG. 5 is not necessary. The DC voltage generated by the rectifying / smoothing circuit 701 is applied to the gate terminal of the FET Q6 via the resistor R16. Since this DC voltage is a voltage exceeding the gate threshold value of the FET Q6, the FET Q6 is always maintained in a conductive state. The drain terminal of the FET Q3 is connected to the gate terminal of the FET Q6 via the current limiting resistor R17. The FET Q3 and the FET Q6 substantially form an inverting circuit. If FET Q3 is in the conducting state, the gate voltage of FET Q6 is less than or equal to the gate threshold, and the state of FET Q6 is in the non-conducting state. On the other hand, if the state of the FET Q3 is non-conductive, the gate voltage of the FET Q6 exceeds the gate threshold value, so that the state of the FET Q6 becomes conductive. Thus, since the FET Q6 is connected in parallel to the light emitting diode D1 and the FET Q4, it contributes to the formation of the falling edge in the same manner as the FET Q5 of the fourth embodiment.

図10Aは実施例4における電圧波形を示している。W2はFET Q3のゲート電圧の電圧波形である。W10はFET Q6のゲート電圧の電圧波形である。図9が示すように、FET Q4とFET Q6は商用交流電源ACに対して並列に接続されている。FET Q4が導通状態にあるときに、FET Q6が導通状態から非導通状態に遷移することで発光ダイオードD1が点灯し、立下りエッジが生成される。これにより、交流電圧の電圧レベルがマイクロコンピュータ105に伝達される。なお、FET Q6は常に導通可能な状態に維持されている。よって、FET Q6の状態はFET Q3によって制御されている。FET Q3が導通状態にある期間は、FET Q6が非導通状態を維持する。つまり、電圧波形W2とW3が示すように、FET Q3のゲート電圧がゲート閾値を超えると、FET Q6が非導通状態に遷移する。また、FET Q3のゲート電圧がゲート閾値以下になると、FET Q6が導通状態に遷移する。   FIG. 10A shows a voltage waveform in the fourth embodiment. W2 is a voltage waveform of the gate voltage of the FET Q3. W10 is a voltage waveform of the gate voltage of the FET Q6. As shown in FIG. 9, the FET Q4 and the FET Q6 are connected in parallel to the commercial AC power supply AC. When the FET Q4 is in the conductive state, the light emitting diode D1 is lit by the FET Q6 transitioning from the conductive state to the non-conductive state, and a falling edge is generated. Thereby, the voltage level of the AC voltage is transmitted to the microcomputer 105. The FET Q6 is always kept in a conductive state. Therefore, the state of the FET Q6 is controlled by the FET Q3. During the period when the FET Q3 is in the conductive state, the FET Q6 is maintained in the non-conductive state. That is, as indicated by the voltage waveforms W2 and W3, when the gate voltage of the FET Q3 exceeds the gate threshold, the FET Q6 transitions to a non-conduction state. Further, when the gate voltage of the FET Q3 becomes equal to or lower than the gate threshold, the FET Q6 transitions to a conductive state.

FET Q6が非導通状態にあるときに、FET Q4のゲート電圧がゲート閾値以下となることで、FET Q4が導通状態から非導通状態に遷移して、発光ダイオードD1が消灯し、立ち上がりエッジが形成される。これにより、交流電圧のゼロクロスタイミングがマイクロコンピュータ105に伝達される。   When FET Q6 is in a non-conductive state, the gate voltage of FET Q4 is less than or equal to the gate threshold, so that FET Q4 transitions from a conductive state to a non-conductive state, the light emitting diode D1 is turned off, and a rising edge is formed. Is done. As a result, the zero cross timing of the AC voltage is transmitted to the microcomputer 105.

図10Bは、商用交流電源ACの電圧を80Vから140Vまでの範囲において20V刻みで四段階に変化させたときの電圧波形W1、W2およびW10を示している。FET Q4が非導通になることで生成される立ち上がりエッジの位置は商用交流電源ACの電圧が変化してもほぼ変わらない。一方で、FET Q6のゲート電圧がゲート閾値以下となるタイミングは商用交流電源ACの電圧によって大きく変化する。FET Q6が導通状態から非導通状態に遷移することで生成される立ち下がりエッジの位置は商用交流電源ACの電圧によって大きく変化する。実施例4では、FET Q6のゲート電圧がゲート閾値以下となるタイミングがほぼ抵抗のみに依存する。抵抗は一般に抵抗値のばらつきが少ない回路素子であるが、コンデンサやコイルなどは容量値やインダクタンス値のばらつきが大きい回路素子である。このような回路素子のばらつきは電圧の検知精度を低下させる。実施例4では抵抗だけが介在しており、コンデンサやコイルなどが介在していない。そのため、実施例4は、実施例3に比べて商用交流電源ACの電圧をより高精度に検知できる。   FIG. 10B shows voltage waveforms W1, W2, and W10 when the voltage of the commercial AC power supply AC is changed in four steps in increments of 20V in the range from 80V to 140V. The position of the rising edge generated by the FET Q4 becoming non-conductive does not change substantially even when the voltage of the commercial AC power supply AC changes. On the other hand, the timing at which the gate voltage of the FET Q6 becomes equal to or lower than the gate threshold varies greatly depending on the voltage of the commercial AC power supply AC. The position of the falling edge generated when the FET Q6 transitions from the conducting state to the non-conducting state varies greatly depending on the voltage of the commercial AC power supply AC. In the fourth embodiment, the timing at which the gate voltage of the FET Q6 becomes equal to or lower than the gate threshold depends substantially only on the resistance. Resistors are generally circuit elements with little variation in resistance value, but capacitors and coils are circuit elements with large variations in capacitance value and inductance value. Such variations in circuit elements lower the voltage detection accuracy. In Example 4, only a resistor is interposed, and no capacitor, coil, or the like is interposed. Therefore, the fourth embodiment can detect the voltage of the commercial AC power supply AC with higher accuracy than the third embodiment.

<実施例5>
実施例5は、実施例4におけるフォトカプラPCの駆動源が直流電圧から交流電圧に変更されたものである。図11は、実施例5の検知装置100を示している。ゼロクロス検知部101aは、実施例1および実施例2で用いられたゼロクロス検知部と同じものである。電圧検知部106eは、実施例4の電圧検知部106dに、実施例2の電圧生成部503を組み合わせることで形成されている。つまり、FET Q6のゲート端子には電圧生成部503で生成された直流電圧が抵抗R16を介して与えられる。電圧生成部503で生成された直流電圧は、FET Q6のゲート閾値よりも高い電圧に設定されている。よって、FET Q6は常に導通可能な状態にある。FET Q6のゲート端子に対して電流制限抵抗R17を介してFET Q3のドレインが接続されている。よって、FET Q3が導通状態に遷移すると、FET Q6のゲート電圧がゲート閾値以下になり、FET Q6が非導通状態に遷移する。
<Example 5>
In the fifth embodiment, the drive source of the photocoupler PC in the fourth embodiment is changed from a DC voltage to an AC voltage. FIG. 11 shows a detection device 100 according to the fifth embodiment. The zero cross detector 101a is the same as the zero cross detector used in the first and second embodiments. The voltage detection unit 106e is formed by combining the voltage detection unit 106d of the fourth embodiment with the voltage generation unit 503 of the second embodiment. That is, the DC voltage generated by the voltage generator 503 is applied to the gate terminal of the FET Q6 via the resistor R16. The DC voltage generated by the voltage generator 503 is set to a voltage higher than the gate threshold value of the FET Q6. Therefore, the FET Q6 is always in a conductive state. The drain of the FET Q3 is connected to the gate terminal of the FET Q6 via the current limiting resistor R17. Therefore, when the FET Q3 transitions to the conductive state, the gate voltage of the FET Q6 becomes lower than the gate threshold value, and the FET Q6 transitions to the non-conductive state.

図12Aは実施例5にかかる電圧波形W1、W2、W10を示している。図10Aと比較すると、図12Aにおいても電圧波形W1、W2、W10は同じであることが分かる。つまり、ゼロクロス検知部101aの回路構成は電圧検知部106eの動作に影響を与えない。   FIG. 12A shows voltage waveforms W1, W2, and W10 according to the fifth embodiment. Compared to FIG. 10A, it can be seen that the voltage waveforms W1, W2, and W10 are the same in FIG. 12A. That is, the circuit configuration of the zero cross detection unit 101a does not affect the operation of the voltage detection unit 106e.

実施例5ではフォトカプラPCの発光ダイオードD1の導通と非導通の制御が発光ダイオードD1自身により制御される。そのため、実施例5のパルス信号の立ち上がりエッジの傾き方が、実施例4の立ち上がりエッジの傾きよりも緩やかになる。   In the fifth embodiment, the light emitting diode D1 itself controls the conduction and non-conduction of the light emitting diode D1 of the photocoupler PC. For this reason, the slope of the rising edge of the pulse signal of the fifth embodiment is gentler than the slope of the rising edge of the fourth embodiment.

図12Bは商用交流電源ACの電圧を80Vから140Vまでの範囲内において20V刻みで四段階に変化させたときの電圧波形W1、W2およびW10を示している。実施例1および実施例2ではパルス信号の立ち下がりエッジを生成するFET Q2、Q3が商用交流電源ACと接続されていた。一方で、実施例5では立ち下がりエッジのタイミングを制御するFET Q3のゲートが電圧生成部503の出力(数V〜数十V)と接続されている。そのため、実施例1や実施例2のFETよりも低耐圧なFETをFET Q3として採用可能である。なお、FET Q3に代えて、低耐圧で、かつ、閾値電圧のばらつきが小さいシャントレギュレータ等が採用されてもよい。これにより、商用交流電源ACの電圧検知精度がさらに向上しよう。   FIG. 12B shows voltage waveforms W1, W2, and W10 when the voltage of the commercial AC power supply AC is changed in four steps in increments of 20V within a range from 80V to 140V. In the first and second embodiments, the FETs Q2 and Q3 that generate the falling edge of the pulse signal are connected to the commercial AC power supply AC. On the other hand, in the fifth embodiment, the gate of the FET Q3 that controls the timing of the falling edge is connected to the output (several V to several tens V) of the voltage generator 503. Therefore, an FET having a lower withstand voltage than the FETs of the first and second embodiments can be used as the FET Q3. Instead of the FET Q3, a shunt regulator or the like having a low breakdown voltage and a small variation in threshold voltage may be employed. This will further improve the voltage detection accuracy of the commercial AC power supply AC.

<実施例6>
実施例6は、実施例3、4で用いられたゼロクロス検知部101cとヒステリシス特性を有する電圧検知部とを組み合わせた構成を採用している。図13は、実施例6の検知装置100を示している。電圧検知部106fはヒステリシス特性を有するコンパレータCPを有している。抵抗R18と抵抗R19は、整流平滑回路701により生成された直流電圧を分圧して、コンパレータCPの非反転入力端子(+端子)に印加する分圧回路である。これがコンパレータCPの基準電圧となる。上述した抵抗R13と抵抗R14は、商用交流電源ACの交流電圧を分圧して、コンパレータCPの反転入力端子(−端子)に印加する分圧回路である。非反転入力端子(+端子)に入力される基準電圧は、例えば、商用交流電源ACの交流電圧85V(≒60V×√2)に相当する電圧である。これは、交流電圧が85V未満となったときは、AC/DCコンバータなどの負荷320を停止させるためである。よって、基準電圧は負荷に応じて設定されうる。
<Example 6>
The sixth embodiment employs a configuration in which the zero cross detection unit 101c used in the third and fourth embodiments is combined with a voltage detection unit having hysteresis characteristics. FIG. 13 shows a detection device 100 according to the sixth embodiment. The voltage detection unit 106f includes a comparator CP having hysteresis characteristics. The resistors R18 and R19 are voltage dividing circuits that divide the DC voltage generated by the rectifying and smoothing circuit 701 and apply the divided voltage to the non-inverting input terminal (+ terminal) of the comparator CP. This is the reference voltage for the comparator CP. The resistor R13 and the resistor R14 described above are voltage dividing circuits that divide the AC voltage of the commercial AC power supply AC and apply it to the inverting input terminal (− terminal) of the comparator CP. The reference voltage input to the non-inverting input terminal (+ terminal) is, for example, a voltage corresponding to the AC voltage 85V (≈60V × √2) of the commercial AC power supply AC. This is to stop the load 320 such as an AC / DC converter when the AC voltage is less than 85V. Therefore, the reference voltage can be set according to the load.

図14Aは実施例6における電圧波形を示している。W13はFET Q7のゲート電圧の電圧波形を示している。W14はコンパレータCPの出力状態を示している。コンパレータCPの出力は、商用交流電源ACの電圧が85V未満の場合にハイインピーダンス(Hiz)となる。コンパレータCPの出力がHizの場合、FET Q7のゲート端子にはプルアップ抵抗R20により直流電圧が印加される。これにより、FET Q7は導通状態となる。FET Q7は導通状態となると、発光ダイオードD1が点灯し、パルス信号はローレベルとなる。実施例6において立下りエッジはゼロクロスタイミングを示している。   FIG. 14A shows a voltage waveform in the sixth embodiment. W13 indicates the voltage waveform of the gate voltage of the FET Q7. W14 indicates the output state of the comparator CP. The output of the comparator CP becomes high impedance (Hiz) when the voltage of the commercial AC power supply AC is less than 85V. When the output of the comparator CP is Hiz, a DC voltage is applied to the gate terminal of the FET Q7 by the pull-up resistor R20. As a result, the FET Q7 becomes conductive. When the FET Q7 becomes conductive, the light emitting diode D1 is turned on, and the pulse signal becomes low level. In the sixth embodiment, the falling edge indicates zero cross timing.

商用交流電源ACの電圧が+85V以上の場合にはコンパレータCPの出力は概0V(L)となるため、FET Q7は非導通状態となる。FET Q7は非導通状態となると、発光ダイオードD1が点灯し、パルス信号はハイレベルとなる。実施例6において立ち上がりエッジは電圧レベルを示している。   When the voltage of the commercial AC power supply AC is +85 V or higher, the output of the comparator CP is approximately 0 V (L), so that the FET Q7 becomes non-conductive. When the FET Q7 becomes non-conductive, the light emitting diode D1 is turned on, and the pulse signal becomes high level. In the sixth embodiment, the rising edge indicates the voltage level.

コンパレータCPの出力がLになると抵抗R19に対して抵抗R21が並列に接続された状態と等価になる。抵抗R21の抵抗値は抵抗R19の抵抗値に比べて十分に低く設定されている。そのため、コンパレータCPの出力がLになった場合の非反転入力端子(+端子)に入力される基準電圧は、商用交流電源ACの電圧で概0V相当の電圧となる。一度Lを出力したコンパレータCPの出力は商用交流電源ACの電圧が概0Vまで低下しないと再びHizに反転しない。つまり、コンパレータCPの動作は商用交流電源ACの電圧が85V以上の場合に出力がLとなり、商用交流電源ACの電圧が概0V以下の場合にHizを出力するようなヒステリシス特性をもつ。   When the output of the comparator CP becomes L, this is equivalent to a state in which the resistor R21 is connected in parallel to the resistor R19. The resistance value of the resistor R21 is set sufficiently lower than the resistance value of the resistor R19. Therefore, the reference voltage input to the non-inverting input terminal (+ terminal) when the output of the comparator CP becomes L is a voltage corresponding to approximately 0 V as the voltage of the commercial AC power supply AC. Once the output of the comparator CP, which has output L, does not invert to Hiz again unless the voltage of the commercial AC power supply AC drops to approximately 0V. That is, the operation of the comparator CP has a hysteresis characteristic such that the output is L when the voltage of the commercial AC power supply AC is 85 V or higher, and Hiz is output when the voltage of the commercial AC power supply AC is approximately 0 V or lower.

図14Bは商用交流電源ACの電圧を80Vから140Vまでの範囲において20V刻みで四段階に変化させたときの電圧波形W1、W3およびW13を示している。コンパレータCPのヒステリシス特性により、立ち上がりエッジは商用交流電源ACの電圧に応じて変化し、立下りエッジは商用交流電源ACの電圧に依存しない。このように実施例6では立ち上がりエッジの伝える情報と立下りエッジが伝える情報が実施例1ないし5とは異なっている。   FIG. 14B shows voltage waveforms W1, W3, and W13 when the voltage of the commercial AC power supply AC is changed in four steps in increments of 20V in the range from 80V to 140V. Due to the hysteresis characteristic of the comparator CP, the rising edge changes according to the voltage of the commercial AC power supply AC, and the falling edge does not depend on the voltage of the commercial AC power supply AC. Thus, in the sixth embodiment, the information transmitted by the rising edge and the information transmitted by the falling edge are different from those in the first to fifth embodiments.

実施例1ないし実施例5では立ち下りエッジを生成する素子と立ち上がりエッジを生成する素子とが個別に設けられていた。実施例6ではFET Q7だけで立ち下りエッジと立ち上がりエッジとを生成できる。よって、実施例6は、実施例3ないし実施例5と比較して、スイッチ素子の数を削減できる。   In the first to fifth embodiments, the element that generates the falling edge and the element that generates the rising edge are individually provided. In the sixth embodiment, the falling edge and the rising edge can be generated only by the FET Q7. Therefore, the sixth embodiment can reduce the number of switch elements as compared with the third to fifth embodiments.

<実施例7>
図15は検知装置100やマイクロコンピュータ105を適用可能な中間転写方式の画像形成装置1を示している。画像形成装置1は、単色画像を形成する画像形成装置であってもよいが、ここでは複数の色剤を混色して多色画像を形成する電子写真方式の画像形成装置である。画像形成装置1は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)といった四色の現像剤を使用する。図15において参照番号の末尾には色を示す文字が付与されているが、四色に共通する事項が説明される際にはこの文字が省略される。
<Example 7>
FIG. 15 shows the intermediate transfer type image forming apparatus 1 to which the detection apparatus 100 and the microcomputer 105 can be applied. The image forming apparatus 1 may be an image forming apparatus that forms a single color image, but here is an electrophotographic image forming apparatus that forms a multicolor image by mixing a plurality of colorants. The image forming apparatus 1 uses four color developers such as yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (BK). In FIG. 15, a character indicating a color is given at the end of the reference number, but this character is omitted when a matter common to the four colors is described.

感光ドラム6C、6M、6Y、6BKはそれぞれ等間隔に配置され、静電潜像やトナー画像を担持する像担持体である。エンジンコントローラ1502は、マイクロコンピュータ105を有し、画像形成装置1が備える電源装置1500やモータ、アクチュエータ、ソレノイド、センサ、ヒーター15などの負荷320を制御する。電源装置1500は商用交流電源ACに対して電源ケーブル1501を介して接続されている。電源ケーブル1501は交流電圧の入力部として機能する。電源装置1500は検知装置100やAC/DCコンバータ、DC/DCコンバータなどを有している。   The photosensitive drums 6C, 6M, 6Y, and 6BK are image carriers that are arranged at equal intervals and carry an electrostatic latent image and a toner image. The engine controller 1502 includes a microcomputer 105 and controls a power supply device 1500 included in the image forming apparatus 1 and a load 320 such as a motor, an actuator, a solenoid, a sensor, and a heater 15. The power supply device 1500 is connected to a commercial AC power supply AC via a power cable 1501. The power cable 1501 functions as an AC voltage input unit. The power supply device 1500 includes the detection device 100, an AC / DC converter, a DC / DC converter, and the like.

一次帯電器2は電源装置1500から供給される帯電電圧を利用して感光ドラム6の表面を一様に帯電させる。走査光学装置3は、入力画像に基づいて各々変調された光束(レーザビーム)Lを感光ドラム6に向けて出射する。光束(レーザビーム)Lは感光ドラム6の表面に静電潜像を形成する。エンジンコントローラ1502は、電源装置1500を制御して現像電圧を生成させ、現像器4に供給する。現像器4はそれぞれ現像電圧を印加されたスリーブやブレードを通じて、シアン、マゼンダ、イエロー、ブラックの現像剤を静電潜像に付着させる。これにより静電潜像が現像され、現像剤像(トナー画像)が形成される。   The primary charger 2 uniformly charges the surface of the photosensitive drum 6 using a charging voltage supplied from the power supply device 1500. The scanning optical device 3 emits a light beam (laser beam) L modulated based on the input image toward the photosensitive drum 6. The light beam (laser beam) L forms an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 6. The engine controller 1502 controls the power supply device 1500 to generate a development voltage and supplies it to the developing device 4. The developing device 4 attaches cyan, magenta, yellow, and black developers to the electrostatic latent image through sleeves and blades to which a developing voltage is applied. As a result, the electrostatic latent image is developed, and a developer image (toner image) is formed.

給紙ローラ8は、マイクロコンピュータ105によって制御されるモータまたはソレノイドによって駆動される。給紙ローラ8は、給紙トレイ7に収容されているシートPを1枚ずつ給紙する。レジストローラ9は、マイクロコンピュータ105によって制御されるモータによって駆動される。レジストローラ9は、画像の書き出しタイミングに同期をとってシートPを二次転写部に向けて送り出す。   The paper feed roller 8 is driven by a motor or solenoid controlled by the microcomputer 105. The paper feed roller 8 feeds the sheets P stored in the paper feed tray 7 one by one. The registration roller 9 is driven by a motor controlled by the microcomputer 105. The registration roller 9 sends the sheet P toward the secondary transfer portion in synchronization with the image writing timing.

エンジンコントローラ1502は、電源装置1500を制御して一次転写電圧を生成させ、一次転写ローラ5に供給する。一次転写ローラ5は、中間転写ベルト10に対して、感光ドラム6に担持されているトナー画像を一次転写する。一次転写ローラ5に印加された一次転写電圧はトナー画像の一次転写を促進する。中間転写ベルト10は中間転写体として機能している。駆動ローラ11は中間転写ベルト10を回転させるローラである。二次転写部は二次転写ローラ14を有している。エンジンコントローラ1502は、電源装置1500を制御して二次転写電圧を生成させ、二次転写ローラ14に供給する。二次転写部において、中間転写ベルト10と二次転写ローラ14とがシートPを挟持しながら搬送することで、中間転写ベルト10上に担持されている多色のトナー画像がシートPに二次転写される。二次転写電圧は二次転写を促進する。その後、シートPは定着器12へ搬送される。定着器12はシートPに担持されているトナー画像に対して圧力と熱を加え、定着させる。排出ローラ13は、画像の形成されたシートPを排出する。定着器12はヒーター15を有しており、マイクロコンピュータ105によって温度を制御される。マイクロコンピュータ105は、上述した波数制御によりヒーター15に供給される電力を制御する。   The engine controller 1502 controls the power supply device 1500 to generate a primary transfer voltage and supplies it to the primary transfer roller 5. The primary transfer roller 5 primarily transfers the toner image carried on the photosensitive drum 6 to the intermediate transfer belt 10. The primary transfer voltage applied to the primary transfer roller 5 promotes the primary transfer of the toner image. The intermediate transfer belt 10 functions as an intermediate transfer member. The driving roller 11 is a roller that rotates the intermediate transfer belt 10. The secondary transfer unit has a secondary transfer roller 14. The engine controller 1502 controls the power supply device 1500 to generate a secondary transfer voltage and supplies it to the secondary transfer roller 14. In the secondary transfer portion, the intermediate transfer belt 10 and the secondary transfer roller 14 convey the sheet P while sandwiching the sheet P, so that the multicolor toner image carried on the intermediate transfer belt 10 is secondary to the sheet P. Transcribed. The secondary transfer voltage promotes secondary transfer. Thereafter, the sheet P is conveyed to the fixing device 12. The fixing device 12 applies pressure and heat to the toner image carried on the sheet P to fix it. The discharge roller 13 discharges the sheet P on which an image is formed. The fixing device 12 has a heater 15 and the temperature is controlled by a microcomputer 105. The microcomputer 105 controls the power supplied to the heater 15 by the wave number control described above.

<まとめ>
実施例1ないし6を用いて説明したように、検知装置100は、交流電圧におけるゼロクロスのタイミングを示す情報と、交流電圧の電圧レベルを示す情報とを重畳した重畳信号を生成する。これにより、ゼロクロスのタイミングと電圧レベルとを伝達するための信号線を削減することが可能となる。たとえば、検知装置100は、交流電圧におけるゼロクロスのタイミングを示す第一エッジと、交流電圧の電圧レベルに応じて第一エッジに対する時間間隔が変化する第二エッジとを含むパルス信号を重畳信号として生成するパルス生成回路を有してもよい。
<Summary>
As described with reference to the first to sixth embodiments, the detection device 100 generates a superimposed signal in which information indicating the zero-cross timing in the AC voltage and information indicating the voltage level of the AC voltage are superimposed. As a result, it is possible to reduce the number of signal lines for transmitting the zero-cross timing and the voltage level. For example, the detection apparatus 100 generates, as a superimposed signal, a pulse signal that includes a first edge indicating zero-crossing timing in an AC voltage and a second edge whose time interval with respect to the first edge changes according to the voltage level of the AC voltage. There may be provided a pulse generation circuit.

このようなパルス生成回路は、ゼロクロスのタイミングにおいて第一エッジを生成する第一エッジ回路と、交流電圧の傾きに応じたタイミングに第二エッジを生成する第二エッジ回路とを有する。ゼロクロス検知部101a、101cなどは第一エッジ回路の一例である。また、電圧検知部106a〜106fは第二エッジ回路の一例である。第一エッジ回路は交流電圧の電圧レベルが第一レベルであるときに第一エッジを生成する。図2Aなどを用いて説明したように、第一レベルとは発光ダイオードD1の順方向電圧VFなどである。図7において第一レベルはFET Q4のゲート閾値である。上述したように順方向電圧VFは、交流電圧の実効値と比較すると十分に小さく、ほとんど0Vと評価可能である。これによりゼロクロスポイントが正確に検知される。   Such a pulse generation circuit includes a first edge circuit that generates a first edge at the timing of zero crossing, and a second edge circuit that generates a second edge at a timing according to the gradient of the AC voltage. The zero cross detection units 101a and 101c are examples of the first edge circuit. Moreover, the voltage detection parts 106a-106f are examples of a 2nd edge circuit. The first edge circuit generates a first edge when the voltage level of the AC voltage is the first level. As described with reference to FIG. 2A and the like, the first level is the forward voltage VF of the light emitting diode D1. In FIG. 7, the first level is the gate threshold value of the FET Q4. As described above, the forward voltage VF is sufficiently smaller than the effective value of the AC voltage, and can be evaluated as almost 0V. Thereby, the zero cross point is accurately detected.

図2Bなどを用いて説明したように、第二エッジ回路は交流電圧または交流電圧に相関した電圧の電圧レベルである第二レベルを検知し、当該第二レベルに応じて第二エッジを生成する。第二レベルは、FET Q2などのゲート閾値などである。交流電圧の電圧レベルに応じて交流電圧の傾きが変化する。つまり、交流電圧に相関した電圧がゲート閾値を超えるタイミングも交流電圧の電圧レベルに応じて変化する。このようなスイッチ素子の特性を利用することで電圧レベルが第二エッジに反映される。   As described with reference to FIG. 2B and the like, the second edge circuit detects a second level that is a voltage level of an AC voltage or a voltage correlated with the AC voltage, and generates a second edge according to the second level. . The second level is a gate threshold value such as FET Q2. The slope of the AC voltage changes according to the voltage level of the AC voltage. That is, the timing at which the voltage correlated with the AC voltage exceeds the gate threshold also changes according to the voltage level of the AC voltage. By utilizing such characteristics of the switch element, the voltage level is reflected on the second edge.

図1に示したように、第一エッジ回路は、交流電圧が閾値を超えると導通し、交流電圧が閾値を超えていなければ導通しない第一スイッチ素子を有していてもよい。発光ダイオードD1は第一スイッチ素子の一例である。第二エッジ回路は、遅延回路と第二スイッチ素子とを有していてもよい。遅延回路は交流電圧の位相を遅らせる回路である。第二スイッチ素子は、位相の遅延した交流電圧が印加される制御端子を有し、制御端子に印加された電圧に応じて導通状態と非導通状態とが切り替わるスイッチ素子である。ゲート端子は制御端子の一例である。ローパスフィルタを構成しているレベル検知部107は遅延回路の一例である。FET Q2は第二スイッチ素子の一例である。図1などが示すように、第一スイッチ素子と第二スイッチ素子とは直列に接続されている。図2Bが示すように、第一エッジ回路は、第一スイッチ素子が導通しないことでゼロクロスのタイミングを示す第一エッジを生成する。図2Aが示すように、第二エッジ回路は、第一スイッチ素子が導通可能な状態にあるときに、交流電圧の電圧レベルに応じて第二スイッチ素子が非導通状態から導通状態に変化することで電圧レベルを示す第二エッジを生成する。ここで、第一エッジはパルス信号がローレベルからハイレベルへ切り替わることで生成される立ち上がりエッジである。第二エッジはハイレベルからローレベルへ切り替わることで生成される立ち下がりエッジである。これらのエッジの関係は逆であってもよい。   As shown in FIG. 1, the first edge circuit may include a first switch element that conducts when the AC voltage exceeds the threshold and does not conduct unless the AC voltage exceeds the threshold. The light emitting diode D1 is an example of a first switch element. The second edge circuit may include a delay circuit and a second switch element. The delay circuit is a circuit that delays the phase of the AC voltage. The second switch element is a switch element that has a control terminal to which an alternating voltage with a phase delay is applied and switches between a conductive state and a non-conductive state according to the voltage applied to the control terminal. The gate terminal is an example of a control terminal. The level detection unit 107 constituting the low-pass filter is an example of a delay circuit. The FET Q2 is an example of a second switch element. As shown in FIG. 1 and the like, the first switch element and the second switch element are connected in series. As shown in FIG. 2B, the first edge circuit generates the first edge indicating the zero-cross timing because the first switch element is not conductive. As shown in FIG. 2A, in the second edge circuit, when the first switch element is in a conductive state, the second switch element changes from a non-conductive state to a conductive state according to the voltage level of the AC voltage. To generate a second edge indicating the voltage level. Here, the first edge is a rising edge generated when the pulse signal is switched from the low level to the high level. The second edge is a falling edge generated by switching from a high level to a low level. The relationship between these edges may be reversed.

実施例2において説明したように、第一エッジ回路は、交流電圧が閾値を超えると導通し、交流電圧が閾値を超えていなければ導通しない第一スイッチ素子を有している。第二エッジ回路は、第一分圧回路、遅延回路、加算回路、第二スイッチ素子などを有していてもよい。図5が示すように電圧検知部106bは第二エッジ回路の一例である。レベル検知部501は交流電圧を分圧して交流電圧に相関した電圧を生成する第一分圧回路の一例である。タイミング調整部502は交流電圧の位相を遅延させる遅延回路の一例である。抵抗R7は、第一分圧回路から出力される電圧と遅延回路から出力される電圧とを加算する加算回路の一例である。FET Q3は加算回路から出力される電圧が印加される制御端子を有し、制御端子に印加された電圧に応じて導通状態と非導通状態とが切り替わる第二スイッチ素子の一例である。実施例2においても第一スイッチ素子と第二スイッチ素子とは直列に接続されている。図6Bなどに示したように、第一エッジ回路は、第一スイッチ素子が導通しないことでゼロクロスのタイミングを示す第一エッジを生成する。第二エッジ回路は、第一スイッチ素子が導通しているときに、加算回路から出力される電圧の電圧レベルに応じて第二スイッチ素子が非導通状態から導通状態に変化することで電圧レベルを示す第二エッジを生成する。   As described in the second embodiment, the first edge circuit includes the first switch element that is conductive when the AC voltage exceeds the threshold value and that is not conductive unless the AC voltage exceeds the threshold value. The second edge circuit may include a first voltage dividing circuit, a delay circuit, an adder circuit, a second switch element, and the like. As shown in FIG. 5, the voltage detector 106b is an example of a second edge circuit. The level detection unit 501 is an example of a first voltage dividing circuit that divides an AC voltage and generates a voltage correlated with the AC voltage. The timing adjustment unit 502 is an example of a delay circuit that delays the phase of the AC voltage. The resistor R7 is an example of an adding circuit that adds the voltage output from the first voltage dividing circuit and the voltage output from the delay circuit. The FET Q3 is an example of a second switch element that has a control terminal to which a voltage output from the adder circuit is applied and switches between a conductive state and a non-conductive state according to the voltage applied to the control terminal. Also in Example 2, the first switch element and the second switch element are connected in series. As illustrated in FIG. 6B and the like, the first edge circuit generates the first edge indicating the zero-cross timing when the first switch element is not conductive. The second edge circuit changes the voltage level by changing the second switch element from the non-conductive state to the conductive state according to the voltage level of the voltage output from the adder circuit when the first switch element is conductive. The second edge shown is generated.

実施例2で説明したように、第二エッジ回路は、交流電圧を整流および平滑して直流電圧を生成し、当該直流電圧を第二スイッチ素子の制御端子に印加する整流平滑回路をさらに有してもよい。電圧生成部503は整流平滑回路の一例である。このような整流平滑回路を採用することで、電圧レベルの検知精度がさらに向上する。実施例2において説明したように、電圧生成部503は、直流電圧を分圧して第二スイッチ素子の制御端子に印加する第二分圧回路を有してもよい。図5が示すように抵抗R8、R9は第二分圧回路の一例である。   As described in the second embodiment, the second edge circuit further includes a rectifying / smoothing circuit that rectifies and smoothes an AC voltage to generate a DC voltage, and applies the DC voltage to the control terminal of the second switch element. May be. The voltage generator 503 is an example of a rectifying / smoothing circuit. By employing such a rectifying / smoothing circuit, the voltage level detection accuracy is further improved. As described in the second embodiment, the voltage generation unit 503 may include a second voltage dividing circuit that divides a DC voltage and applies the divided voltage to the control terminal of the second switch element. As shown in FIG. 5, the resistors R8 and R9 are an example of a second voltage dividing circuit.

実施例3が示すように、第一エッジ回路は、ゼロクロス検知部101cにより実現されてもよい。整流平滑回路701は交流電圧を整流および平滑して直流電圧を生成する整流平滑回路の一例である。FET Q4は直流電圧を供給されて動作し、交流電圧に相関した電圧が印加される制御端子を有し、交流電圧に相関した電圧が閾値を超えると導通し、交流電圧に相関した電圧が閾値を超えていなければ導通しない第一スイッチ素子の一例である。第二エッジ回路は、電圧検知部106cにより実現されてもよい。HPF703は、交流電圧の位相を進める位相回路の一例である。FET Q5は、位相回路により位相を進められた交流電圧が印加される制御端子を有し、制御端子に印加された電圧に応じて導通状態と非導通状態とが切り替わる第二スイッチ素子の一例である。図7が示すように、第一スイッチ素子と第二スイッチ素子とは並列に接続されている。ゼロクロス検知部101cは、第一スイッチ素子が導通状態から非導通状態に遷移することでゼロクロスのタイミングを示す第一エッジを生成する。図8Aなどが示すように、電圧検知部106cは、第一スイッチ素子が導通可能な状態のときに、交流電圧の電圧レベルに応じて第二スイッチ素子が導通状態から非導通状態に遷移することで電圧レベルを示す第二エッジを生成する。図7が示すように、第一スイッチ素子は、整流素子である発光ダイオードD1と半導体スイッチであるFET Q4との直列接続により形成されてもよい。   As shown in the third embodiment, the first edge circuit may be realized by the zero cross detection unit 101c. The rectifying / smoothing circuit 701 is an example of a rectifying / smoothing circuit that generates a DC voltage by rectifying and smoothing an AC voltage. The FET Q4 operates by being supplied with a DC voltage, has a control terminal to which a voltage correlated with the AC voltage is applied, and conducts when the voltage correlated with the AC voltage exceeds a threshold, and the voltage correlated with the AC voltage becomes a threshold. It is an example of the 1st switch element which does not conduct unless it exceeds. The second edge circuit may be realized by the voltage detection unit 106c. The HPF 703 is an example of a phase circuit that advances the phase of the AC voltage. The FET Q5 is an example of a second switch element that has a control terminal to which an AC voltage whose phase is advanced by a phase circuit is applied, and switches between a conductive state and a non-conductive state according to the voltage applied to the control terminal. is there. As shown in FIG. 7, the first switch element and the second switch element are connected in parallel. The zero-cross detection unit 101c generates a first edge indicating the zero-cross timing when the first switch element transitions from the conductive state to the non-conductive state. As shown in FIG. 8A and the like, the voltage detection unit 106c causes the second switch element to transition from the conductive state to the non-conductive state according to the voltage level of the AC voltage when the first switch element is in a conductive state. To generate a second edge indicating the voltage level. As shown in FIG. 7, the first switch element may be formed by a series connection of a light emitting diode D1 that is a rectifying element and an FET Q4 that is a semiconductor switch.

実施例4で説明したように、第一エッジ回路はゼロクロス検知部101cにより実現されてもよい。第二エッジ回路は、電圧検知部106dにより実現されてもよい。図9が示すように、レベル検知部501は、交流電圧を分圧して交流電圧に相関した電圧を生成する第一分圧回路の一例である。タイミング調整部502は交流電圧の位相を遅延させる遅延回路の一例である。抵抗R7は、第一分圧回路から出力される電圧と遅延回路から出力される電圧とを加算する加算回路の一例である。FET Q3は加算回路から出力される電圧が印加される制御端子を有し、制御端子に印加された電圧に応じて導通状態と非導通状態とが切り替わる第二スイッチ素子の一例である。FET Q6は交流電圧から生成された直流電圧であって第二スイッチ素子により印加と非印加とを制御される直流電圧が印加される制御端子を有し、第一スイッチ素子と並列に接続された第三スイッチ素子の一例である。電圧検知部106dは、第一スイッチ素子が導通可能な状態のときに、交流電圧の電圧レベルに応じて第二スイッチ素子が非導通状態から導通状態に遷移することで第三スイッチ素子が導通状態から非導通状態に遷移することで電圧レベルを示す第二エッジを生成する。これは、図10Aや図10Bに例示されている。   As described in the fourth embodiment, the first edge circuit may be realized by the zero-cross detection unit 101c. The second edge circuit may be realized by the voltage detection unit 106d. As shown in FIG. 9, the level detection unit 501 is an example of a first voltage dividing circuit that divides an AC voltage and generates a voltage correlated with the AC voltage. The timing adjustment unit 502 is an example of a delay circuit that delays the phase of the AC voltage. The resistor R7 is an example of an adding circuit that adds the voltage output from the first voltage dividing circuit and the voltage output from the delay circuit. The FET Q3 is an example of a second switch element that has a control terminal to which a voltage output from the adder circuit is applied and switches between a conductive state and a non-conductive state according to the voltage applied to the control terminal. The FET Q6 is a DC voltage generated from an AC voltage, and has a control terminal to which a DC voltage that is controlled to be applied and not applied by the second switch element is applied, and is connected in parallel with the first switch element. It is an example of a 3rd switch element. In the voltage detection unit 106d, when the first switch element is in a conductive state, the third switch element is in a conductive state by the second switch element transitioning from a non-conductive state to a conductive state according to the voltage level of the AC voltage. The second edge indicating the voltage level is generated by transitioning from to non-conducting state. This is illustrated in FIGS. 10A and 10B.

実施例5で説明したように、第一エッジ回路はゼロクロス検知部101aであってもよい。第二エッジ回路は電圧検知部106eであってもよい。図10が示すように、レベル検知部501は、交流電圧を分圧して交流電圧に相関した電圧を生成する第一分圧回路の一例である。タイミング調整部502は交流電圧の位相を遅延させる遅延回路である。抵抗R3は第一分圧回路から出力される電圧と遅延回路から出力される電圧とを加算する加算回路の一例である。FET Q3は加算回路から出力される電圧が印加される制御端子を有し、制御端子に印加された電圧に応じて導通状態と非導通状態とが切り替わる第二スイッチ素子の一例である。FET Q6は交流電圧から生成された直流電圧であって第二スイッチ素子により印加と非印加とを制御される直流電圧が印加される制御端子を有し、第一スイッチ素子と並列に接続された第三スイッチ素子の一例である。電圧検知部106eは、第一スイッチ素子が導通しているときに、交流電圧の電圧レベルに応じて第二スイッチ素子が非導通状態から導通状態に遷移することで第三スイッチ素子が導通状態から非導通状態に遷移することで電圧レベルを示す第二エッジを生成する。   As described in the fifth embodiment, the first edge circuit may be the zero cross detection unit 101a. The second edge circuit may be the voltage detection unit 106e. As shown in FIG. 10, the level detection unit 501 is an example of a first voltage dividing circuit that divides an AC voltage and generates a voltage correlated with the AC voltage. The timing adjustment unit 502 is a delay circuit that delays the phase of the AC voltage. The resistor R3 is an example of an adding circuit that adds the voltage output from the first voltage dividing circuit and the voltage output from the delay circuit. The FET Q3 is an example of a second switch element that has a control terminal to which a voltage output from the adder circuit is applied and switches between a conductive state and a non-conductive state according to the voltage applied to the control terminal. The FET Q6 is a DC voltage generated from an AC voltage, and has a control terminal to which a DC voltage that is controlled to be applied and not applied by the second switch element is applied, and is connected in parallel with the first switch element. It is an example of a 3rd switch element. When the first switch element is conductive, the voltage detection unit 106e changes the second switch element from the non-conductive state to the conductive state according to the voltage level of the AC voltage, so that the third switch element is changed from the conductive state. The second edge indicating the voltage level is generated by transitioning to the non-conduction state.

実施例6で説明されたように、パルス生成回路は、スイッチ素子であるFET Q7と、コンパレータCPを有していてもよい。コンパレータCPは、ヒステリシス特性を有し、交流電圧に相関した電圧に応じてスイッチ素子の導通状態と非導通状態とを切り替える。図14Aが示すように、コンパレータCPは、ゼロクロスのタイミングにおいてスイッチ素子が第一エッジを生成するようスイッチ素子を非導通状態から導通状態に遷移させる。図14Bが示すように、コンパレータCPは、交流電圧に相関した電圧の傾きに応じたタイミングに第二エッジが生成されるようにスイッチ素子を導通状態から非導通状態に遷移させる。なお、実施例6では立ち上がりエッジが第二エッジに相当し、立下りエッジが第一エッジに相当する。   As described in the sixth embodiment, the pulse generation circuit may include a FET Q7 that is a switch element and a comparator CP. Comparator CP has hysteresis characteristics and switches between a conductive state and a non-conductive state of the switch element in accordance with a voltage correlated with the AC voltage. As shown in FIG. 14A, the comparator CP causes the switch element to transition from the non-conductive state to the conductive state so that the switch element generates the first edge at the timing of zero crossing. As illustrated in FIG. 14B, the comparator CP causes the switch element to transition from the conductive state to the non-conductive state so that the second edge is generated at a timing corresponding to the slope of the voltage correlated with the AC voltage. In Example 6, the rising edge corresponds to the second edge, and the falling edge corresponds to the first edge.

図3や図15が示すように、マイクロコンピュータ105やエンジンコントローラ1502はコントローラの一例である。入力ポート104は、交流電圧におけるゼロクロスのタイミングを示す第一エッジと、交流電圧の電圧レベルに応じて第一エッジに対する時間間隔が変化する第二エッジとを含むパルス信号が入力される入力手段の一例である。第二カウンタ304は、第一エッジと第二エッジとの時間間隔を計測する計測手段の一例である。ここでは、第二エッジから第一エッジまでの時間間隔が計測される。電圧決定部305は、計測手段により計測された時間間隔に基づき交流電圧の電圧レベルを決定する決定部の一例である。負荷制御部301は、第一エッジが示すゼロクロスのタイミングと電圧レベルとを用いて負荷を制御する制御手段の一例である。このようにマイクロコンピュータ105は、単一の入力ポート104により、ゼロクロスのタイミングと電圧レベルとを取得できるようになる。   As shown in FIGS. 3 and 15, the microcomputer 105 and the engine controller 1502 are examples of controllers. The input port 104 is an input unit to which a pulse signal including a first edge indicating the timing of zero crossing in the AC voltage and a second edge whose time interval with respect to the first edge changes according to the voltage level of the AC voltage is input. It is an example. The second counter 304 is an example of a measuring unit that measures a time interval between the first edge and the second edge. Here, the time interval from the second edge to the first edge is measured. The voltage determination unit 305 is an example of a determination unit that determines the voltage level of the AC voltage based on the time interval measured by the measurement unit. The load control unit 301 is an example of a control unit that controls the load using the zero-cross timing and voltage level indicated by the first edge. As described above, the microcomputer 105 can acquire the zero-cross timing and the voltage level by using the single input port 104.

図15を用いて説明されたように感光ドラム6は像担持体の一例である。一次帯電器2は、像担持体を一様に帯電させる帯電手段の一例である。走査光学装置3は像担持体を露光して静電潜像を形成する露光手段の一例である。現像器4は静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像手段の一例である。一次転写ローラ5、中間転写ベルト10および二次転写ローラ14はトナー画像をシートに転写する転写手段の一例である。なお、感光ドラム6からシートPへトナー画像を直接転写されてもよい。この場合、中間転写ベルト10や二次転写ローラ14は必要ない。定着器12は、加熱手段を備え、加熱手段によりトナー画像を加熱してシートに定着させる定着手段の一例である。ヒーター15は加熱手段の一例である。検知装置100は交流電源から供給される交流電圧におけるゼロクロスのタイミングを示す第一エッジと、交流電圧の電圧レベルに応じて第一エッジに対する時間間隔が変化する第二エッジとを含むパルス信号を生成する生成手段の一例である。マイクロコンピュータ105は、パルス信号を受信し、パルス信号から交流電圧のゼロクロスのタイミングと交流電圧の電圧レベルとを取得し、ゼロクロスのタイミングと電圧レベルとに基づき加熱手段に供給される電力を制御する制御手段の一例である。加熱手段などのデバイスの制御方式の一例としては、ゼロクロスのタイミングに応じて交流電圧の半周期毎の電力をオンオフ制御する波数制御方式を用いることができる。また他の方式として、交流電圧の半周期内においてオン時間を制御して供給する位相制御方式を用いることができる。なお、波数制御方式と位相制御方式を組み合わせて制御することも可能である。   As described with reference to FIG. 15, the photosensitive drum 6 is an example of an image carrier. The primary charger 2 is an example of a charging unit that uniformly charges the image carrier. The scanning optical device 3 is an example of an exposure unit that exposes an image carrier to form an electrostatic latent image. The developing device 4 is an example of a developing unit that develops an electrostatic latent image to form a toner image. The primary transfer roller 5, the intermediate transfer belt 10, and the secondary transfer roller 14 are an example of a transfer unit that transfers a toner image to a sheet. The toner image may be directly transferred from the photosensitive drum 6 to the sheet P. In this case, the intermediate transfer belt 10 and the secondary transfer roller 14 are not necessary. The fixing device 12 is an example of a fixing unit that includes a heating unit and heats the toner image by the heating unit to fix the toner image on the sheet. The heater 15 is an example of a heating unit. The detection device 100 generates a pulse signal including a first edge indicating a zero-crossing timing in an AC voltage supplied from an AC power supply, and a second edge whose time interval with respect to the first edge changes according to the voltage level of the AC voltage. It is an example of the production | generation means to do. The microcomputer 105 receives the pulse signal, acquires the zero-cross timing of the AC voltage and the voltage level of the AC voltage from the pulse signal, and controls the power supplied to the heating means based on the zero-cross timing and the voltage level. It is an example of a control means. As an example of a control method for a device such as a heating unit, a wave number control method that performs on / off control of the power for each half cycle of the AC voltage according to the timing of zero crossing can be used. As another method, a phase control method in which the ON time is controlled and supplied within a half cycle of the AC voltage can be used. It is also possible to control by combining the wave number control method and the phase control method.

また、負荷として冷却ファンなどが採用されてもよい。   A cooling fan or the like may be employed as the load.

AC...商用交流電源、100...検知装置、101...ゼロクロス検知部、107...レベル検知部   AC ... commercial AC power supply, 100 ... detection device, 101 ... zero cross detection unit, 107 ... level detection unit

Claims (18)

交流電圧におけるゼロクロスのタイミングを示す情報と、前記交流電圧の電圧レベルを示す情報とを重畳した重畳信号を生成することを特徴とする検知装置。   A detection apparatus that generates a superimposed signal in which information indicating a timing of zero crossing in an AC voltage and information indicating a voltage level of the AC voltage are superimposed. 前記交流電圧におけるゼロクロスのタイミングを示す第一エッジと、前記交流電圧の電圧レベルに応じて前記第一エッジに対する時間間隔が変化する第二エッジとを含むパルス信号を前記重畳信号として生成するパルス生成回路を有することを特徴とする請求項1に記載の検知装置。   Pulse generation that generates, as the superimposed signal, a pulse signal including a first edge indicating the timing of zero crossing in the AC voltage and a second edge whose time interval with respect to the first edge changes according to the voltage level of the AC voltage The detection apparatus according to claim 1, further comprising a circuit. 前記パルス生成回路は、
前記ゼロクロスのタイミングにおいて前記第一エッジを生成する第一エッジ回路と、
前記交流電圧の傾きに応じたタイミングに前記第二エッジを生成する第二エッジ回路と
を有することを特徴とする請求項2に記載の検知装置。
The pulse generation circuit includes:
A first edge circuit for generating the first edge at the timing of the zero crossing;
The detection apparatus according to claim 2, further comprising: a second edge circuit that generates the second edge at a timing corresponding to a gradient of the AC voltage.
前記第一エッジ回路は前記交流電圧の電圧レベルが第一レベルであるときに前記第一エッジを生成することを特徴とする請求項3に記載の検知装置。   The detection device according to claim 3, wherein the first edge circuit generates the first edge when a voltage level of the AC voltage is a first level. 前記第二エッジ回路は前記交流電圧または前記交流電圧に相関した電圧の電圧レベルである第二レベルを検知し、当該第二レベルに応じて前記第二エッジを生成することを特徴とする請求項3または4に記載の検知装置。   The second edge circuit detects a second level which is a voltage level of the AC voltage or a voltage correlated with the AC voltage, and generates the second edge according to the second level. 5. The detection device according to 3 or 4. 前記第一エッジ回路は、
前記交流電圧が閾値を超えると導通し、前記交流電圧が閾値を超えていなければ導通しない第一スイッチ素子を有し、
前記第二エッジ回路は、
前記交流電圧の位相を遅らせる遅延回路と、
前記位相の遅延した交流電圧が印加される制御端子を有し、前記制御端子に印加された電圧に応じて導通状態と非導通状態とが切り替わる第二スイッチ素子と、を有し、
前記第一スイッチ素子と前記第二スイッチ素子とは直列に接続されており、
前記第一エッジ回路は、前記第一スイッチ素子が導通しないことで前記ゼロクロスのタイミングを示す前記第一エッジを生成し、
前記第二エッジ回路は、前記第一スイッチ素子が導通しているときに、前記交流電圧の電圧レベルに応じて前記第二スイッチ素子が非導通状態から導通状態に変化することで前記電圧レベルを示す前記第二エッジを生成することを特徴とする請求項3ないし5のいずれか一項に記載の検知装置。
The first edge circuit is
A first switch element that conducts when the alternating voltage exceeds a threshold and does not conduct unless the alternating voltage exceeds the threshold;
The second edge circuit is
A delay circuit for delaying the phase of the AC voltage;
A control terminal to which the phase-delayed AC voltage is applied, and a second switch element that switches between a conductive state and a non-conductive state according to the voltage applied to the control terminal,
The first switch element and the second switch element are connected in series,
The first edge circuit generates the first edge indicating the timing of the zero cross by the first switch element not conducting,
The second edge circuit changes the voltage level by changing the second switch element from a non-conductive state to a conductive state according to the voltage level of the AC voltage when the first switch element is conductive. The detection device according to claim 3, wherein the second edge is generated.
前記第一エッジ回路は、
前記交流電圧が閾値を超えると導通し、前記交流電圧が閾値を超えていなければ導通しない第一スイッチ素子を有し、
前記第二エッジ回路は、
前記交流電圧を分圧して前記交流電圧に相関した電圧を生成する第一分圧回路と、
前記交流電圧の位相を遅延させる遅延回路と、
前記第一分圧回路から出力される電圧と前記遅延回路から出力される電圧とを加算する加算回路と、
前記加算回路から出力される電圧が印加される制御端子を有し、前記制御端子に印加された電圧に応じて導通状態と非導通状態とが切り替わる第二スイッチ素子と、を有し、
前記第一スイッチ素子と前記第二スイッチ素子とは直列に接続されており、
前記第一エッジ回路は、前記第一スイッチ素子が導通しないことで前記ゼロクロスのタイミングを示す前記第一エッジを生成し、
前記第二エッジ回路は、前記第一スイッチ素子が導通しているときに、前記加算回路から出力される電圧の電圧レベルに応じて前記第二スイッチ素子が非導通状態から導通状態に変化することで前記電圧レベルを示す前記第二エッジを生成することを特徴とする請求項3ないし5のいずれか一項に記載の検知装置。
The first edge circuit is
A first switch element that conducts when the alternating voltage exceeds a threshold and does not conduct unless the alternating voltage exceeds the threshold;
The second edge circuit is
A first voltage dividing circuit for dividing the alternating voltage to generate a voltage correlated with the alternating voltage;
A delay circuit for delaying the phase of the AC voltage;
An adding circuit for adding the voltage output from the first voltage dividing circuit and the voltage output from the delay circuit;
A control terminal to which a voltage output from the adding circuit is applied, and a second switch element that switches between a conductive state and a non-conductive state according to the voltage applied to the control terminal,
The first switch element and the second switch element are connected in series,
The first edge circuit generates the first edge indicating the timing of the zero cross by the first switch element not conducting,
In the second edge circuit, when the first switch element is conductive, the second switch element changes from a non-conductive state to a conductive state in accordance with a voltage level of a voltage output from the adding circuit. 6. The detection device according to claim 3, wherein the second edge indicating the voltage level is generated.
前記第二エッジ回路は、
前記交流電圧を整流および平滑して直流電圧を生成し、当該直流電圧を前記第二スイッチ素子の前記制御端子に印加する整流平滑回路をさらに有することを特徴とする請求項7に記載の検知装置。
The second edge circuit is
The detection device according to claim 7, further comprising a rectifying and smoothing circuit that rectifies and smoothes the AC voltage to generate a DC voltage, and applies the DC voltage to the control terminal of the second switch element. .
前記整流平滑回路は、前記直流電圧を分圧して前記第二スイッチ素子の前記制御端子に印加する第二分圧回路を有することを特徴とする請求項8に記載の検知装置。   The detection device according to claim 8, wherein the rectifying and smoothing circuit includes a second voltage dividing circuit that divides the DC voltage and applies the divided voltage to the control terminal of the second switch element. 前記第一エッジ回路は、
前記交流電圧を整流および平滑して直流電圧を生成する整流平滑回路と、
前記直流電圧を供給されて動作し、前記交流電圧に相関した電圧が印加される制御端子を有し、前記交流電圧に相関した電圧が閾値を超えると導通し、前記交流電圧に相関した電圧が前記閾値を超えていなければ導通しない第一スイッチ素子を有し、
前記第二エッジ回路は、
前記交流電圧の位相を進める位相回路と、
前記位相回路により位相を進められた交流電圧が印加される制御端子を有し、前記制御端子に印加された電圧に応じて導通状態と非導通状態とが切り替わる第二スイッチ素子と、を有し、
前記第一スイッチ素子と前記第二スイッチ素子とは並列に接続されており、
前記第一エッジ回路は、前記第一スイッチ素子が導通状態から非導通状態に遷移することで前記ゼロクロスのタイミングを示す前記第一エッジを生成し、
前記第二エッジ回路は、前記第一スイッチ素子が導通可能な状態のときに、前記交流電圧の電圧レベルに応じて前記第二スイッチ素子が導通状態から非導通状態に遷移することで前記電圧レベルを示す前記第二エッジを生成することを特徴とする請求項3ないし5のいずれか一項に記載の検知装置。
The first edge circuit is
A rectifying and smoothing circuit for generating a DC voltage by rectifying and smoothing the AC voltage;
It has a control terminal that is operated by being supplied with the DC voltage and to which a voltage correlated with the AC voltage is applied, and conducts when the voltage correlated with the AC voltage exceeds a threshold, and the voltage correlated with the AC voltage is Having a first switch element that does not conduct unless the threshold is exceeded,
The second edge circuit is
A phase circuit for advancing the phase of the AC voltage;
A control terminal to which an AC voltage whose phase has been advanced by the phase circuit is applied, and a second switch element that switches between a conductive state and a non-conductive state according to the voltage applied to the control terminal. ,
The first switch element and the second switch element are connected in parallel,
The first edge circuit generates the first edge indicating the timing of the zero crossing by transitioning the first switch element from a conductive state to a non-conductive state,
The second edge circuit is configured such that when the first switch element is in a conductive state, the second switch element transitions from a conductive state to a non-conductive state according to the voltage level of the AC voltage. The detection device according to any one of claims 3 to 5, wherein the second edge is generated.
前記第一スイッチ素子は、整流素子と半導体スイッチとの直列接続により形成されていることを特徴とする請求項10に記載の検知装置。   The detection device according to claim 10, wherein the first switch element is formed by series connection of a rectifying element and a semiconductor switch. 前記第一エッジ回路は、
前記交流電圧を整流および平滑して直流電圧を生成する整流平滑回路と、
前記直流電圧を供給されて動作し、前記交流電圧に相関した電圧が印加される制御端子を有し、前記交流電圧に相関した電圧が閾値を超えると導通し、前記交流電圧に相関した電圧が前記閾値を超えていなければ導通しない第一スイッチ素子を有し、
前記第二エッジ回路は、
前記交流電圧を分圧して前記交流電圧に相関した電圧を生成する第一分圧回路と、
前記交流電圧の位相を遅延させる遅延回路と、
前記第一分圧回路から出力される電圧と前記遅延回路から出力される電圧とを加算する加算回路と、
前記加算回路から出力される電圧が印加される制御端子を有し、前記制御端子に印加された電圧に応じて導通状態と非導通状態とが切り替わる第二スイッチ素子と、
前記交流電圧から生成された直流電圧であって前記第二スイッチ素子により印加と非印加とを制御される直流電圧が印加される制御端子を有し、前記第一スイッチ素子と並列に接続された第三スイッチ素子と、を有し、
前記第一エッジ回路は、前記第一スイッチ素子が導通状態から非導通状態に遷移することで前記ゼロクロスのタイミングを示す前記第一エッジを生成し、
前記第二エッジ回路は、前記第一スイッチ素子が導通可能な状態のときに、前記交流電圧の電圧レベルに応じて前記第二スイッチ素子が非導通状態から導通状態に遷移することで前記第三スイッチ素子が導通状態から非導通状態に遷移することで前記電圧レベルを示す前記第二エッジを生成することを特徴とする請求項3ないし5のいずれか一項に記載の検知装置。
The first edge circuit is
A rectifying and smoothing circuit for generating a DC voltage by rectifying and smoothing the AC voltage;
It has a control terminal that is operated by being supplied with the DC voltage and to which a voltage correlated with the AC voltage is applied, and conducts when the voltage correlated with the AC voltage exceeds a threshold, and the voltage correlated with the AC voltage is Having a first switch element that does not conduct unless the threshold is exceeded,
The second edge circuit is
A first voltage dividing circuit for dividing the alternating voltage to generate a voltage correlated with the alternating voltage;
A delay circuit for delaying the phase of the AC voltage;
An adding circuit for adding the voltage output from the first voltage dividing circuit and the voltage output from the delay circuit;
A second switching element having a control terminal to which a voltage output from the adding circuit is applied, and switching between a conductive state and a non-conductive state according to the voltage applied to the control terminal;
A control terminal to which a DC voltage generated from the AC voltage and controlled to be applied and not applied by the second switch element is applied and connected in parallel with the first switch element; A third switch element,
The first edge circuit generates the first edge indicating the timing of the zero crossing by transitioning the first switch element from a conductive state to a non-conductive state,
The second edge circuit is configured such that when the first switch element is in a conductive state, the second switch element transitions from a non-conductive state to a conductive state according to a voltage level of the AC voltage. 6. The detection device according to claim 3, wherein the second edge indicating the voltage level is generated by a switching element transitioning from a conductive state to a non-conductive state. 6.
前記第一エッジ回路は、
前記交流電圧が閾値を超えると導通し、前記交流電圧が閾値を超えていなければ導通しない第一スイッチ素子を有し、
前記第二エッジ回路は、
前記交流電圧を分圧して前記交流電圧に相関した電圧を生成する第一分圧回路と、
前記交流電圧の位相を遅延させる遅延回路と、
前記第一分圧回路から出力される電圧と前記遅延回路から出力される電圧とを加算する加算回路と、
前記加算回路から出力される電圧が印加される制御端子を有し、前記制御端子に印加された電圧に応じて導通状態と非導通状態とが切り替わる第二スイッチ素子と、
前記交流電圧から生成された直流電圧であって前記第二スイッチ素子により印加と非印加とを制御される直流電圧が印加される制御端子を有し、前記第一スイッチ素子と並列に接続された第三スイッチ素子と、を有し、
前記第一エッジ回路は、前記第一スイッチ素子が導通状態から非導通状態に遷移することで前記ゼロクロスのタイミングを示す前記第一エッジを生成し、
前記第二エッジ回路は、前記第一スイッチ素子が導通しているときに、前記交流電圧の電圧レベルに応じて前記第二スイッチ素子が非導通状態から導通状態に遷移することで前記第三スイッチ素子が導通状態から非導通状態に遷移することで前記電圧レベルを示す前記第二エッジを生成することを特徴とする請求項3ないし5のいずれか一項に記載の検知装置。
The first edge circuit is
A first switch element that conducts when the alternating voltage exceeds a threshold and does not conduct unless the alternating voltage exceeds the threshold;
The second edge circuit is
A first voltage dividing circuit for dividing the alternating voltage to generate a voltage correlated with the alternating voltage;
A delay circuit for delaying the phase of the AC voltage;
An adding circuit for adding the voltage output from the first voltage dividing circuit and the voltage output from the delay circuit;
A second switching element having a control terminal to which a voltage output from the adding circuit is applied, and switching between a conductive state and a non-conductive state according to the voltage applied to the control terminal;
A control terminal to which a DC voltage generated from the AC voltage and controlled to be applied and not applied by the second switch element is applied and connected in parallel with the first switch element; A third switch element,
The first edge circuit generates the first edge indicating the timing of the zero crossing by transitioning the first switch element from a conductive state to a non-conductive state,
The second edge circuit is configured such that when the first switch element is conductive, the second switch element transitions from a non-conductive state to a conductive state in accordance with a voltage level of the AC voltage. 6. The detection device according to claim 3, wherein the second edge indicating the voltage level is generated by transition of an element from a conduction state to a non-conduction state. 6.
前記パルス生成回路は、
スイッチ素子と、
ヒステリシス特性を有し、前記交流電圧に相関した電圧に応じて前記スイッチ素子の導通状態と非導通状態とを切り替えるコンパレータと
を有し、
前記コンパレータは、前記ゼロクロスのタイミングにおいて前記スイッチ素子が前記第一エッジを生成するよう前記スイッチ素子を非導通状態から導通状態に遷移させ、前記交流電圧に相関した電圧の傾きに応じたタイミングに前記第二エッジが生成されるように前記スイッチ素子を導通状態から非導通状態に遷移させることを特徴とする請求項2に記載の検知装置。
The pulse generation circuit includes:
A switch element;
Having a hysteresis characteristic, and having a comparator that switches between a conduction state and a non-conduction state of the switch element according to a voltage correlated with the AC voltage,
The comparator causes the switch element to transition from a non-conductive state to a conductive state so that the switch element generates the first edge at the timing of the zero crossing, and at a timing according to a slope of a voltage correlated with the AC voltage. The detection device according to claim 2, wherein the switch element is transitioned from a conductive state to a non-conductive state so that a second edge is generated.
交流電圧におけるゼロクロスのタイミングを示す第一エッジと、前記交流電圧の電圧レベルに応じて前記第一エッジに対する時間間隔が変化する第二エッジとを含むパルス信号が入力される入力手段と、
前記第一エッジと前記第二エッジとの時間間隔を計測する計測手段と、
前記計測手段により計測された時間間隔に基づき前記交流電圧の電圧レベルを決定する決定部と、
前記第一エッジが示すゼロクロスのタイミングと前記電圧レベルとを用いて負荷を制御する制御手段と
を有することを特徴とするコントローラ。
An input means to which a pulse signal including a first edge indicating a timing of zero crossing in an AC voltage and a second edge in which a time interval with respect to the first edge changes according to a voltage level of the AC voltage;
Measuring means for measuring a time interval between the first edge and the second edge;
A determining unit that determines a voltage level of the AC voltage based on a time interval measured by the measuring unit;
A controller comprising: control means for controlling a load using a zero-cross timing indicated by the first edge and the voltage level.
像担持体と、
前記像担持体を一様に帯電させる帯電手段と、
前記像担持体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
前記静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像手段と、
前記トナー画像をシートに転写する転写手段と、
加熱手段を備え、前記加熱手段により前記トナー画像を加熱して前記シートに定着させる定着手段と、
交流電源から供給される交流電圧におけるゼロクロスのタイミングを示す第一エッジと、前記交流電圧の電圧レベルに応じて前記第一エッジに対する時間間隔が変化する第二エッジとを含むパルス信号を生成する生成手段と、
前記パルス信号を受信し、前記パルス信号から前記交流電圧のゼロクロスのタイミングと前記交流電圧の電圧レベルとを取得し、前記ゼロクロスのタイミングと前記電圧レベルとに基づき前記加熱手段に供給される電力を制御する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
An image carrier;
Charging means for uniformly charging the image carrier;
Exposure means for exposing the image carrier to form an electrostatic latent image;
Developing means for developing the electrostatic latent image to form a toner image;
Transfer means for transferring the toner image to a sheet;
A fixing unit that includes a heating unit and heats the toner image by the heating unit to fix the toner image on the sheet;
Generation that generates a pulse signal including a first edge indicating a timing of zero crossing in an AC voltage supplied from an AC power supply, and a second edge whose time interval with respect to the first edge changes according to the voltage level of the AC voltage. Means,
The pulse signal is received, the timing of the zero crossing of the AC voltage and the voltage level of the AC voltage are acquired from the pulse signal, and the electric power supplied to the heating means is based on the timing of the zero crossing and the voltage level. And an image forming apparatus comprising: a control unit that controls the image forming apparatus.
画像形成装置に設けられた検知装置において、
交流電圧の入力部と、
前記入力部に入力された交流電圧におけるゼロクロスのタイミングを示す情報と、前記交流電圧の電圧レベルを示す情報とを重畳した重畳信号を生成する生成回路と、を有し、
前記重畳信号は、画像形成のために使用されるデバイスを制御するための信号であることを特徴とする検知装置。
In the detection device provided in the image forming apparatus,
AC voltage input,
A generating circuit that generates a superimposed signal that superimposes information indicating the timing of zero crossing in the AC voltage input to the input unit and information indicating the voltage level of the AC voltage;
The detection apparatus, wherein the superimposed signal is a signal for controlling a device used for image formation.
前記デバイスは、画像が形成されたシートに前記画像を定着するための加熱手段であって、前記重畳信号は、前記加熱手段へ供給される電力を制御するための信号であることを特徴とする請求項17に記載の検知装置。   The device is a heating unit for fixing the image on a sheet on which an image is formed, and the superimposed signal is a signal for controlling electric power supplied to the heating unit. The detection device according to claim 17.
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