專利名稱：過零檢測器電路和具有過零檢測器電路的圖像形成設備的制作方法
技術領域：
本公開涉及過零檢測器電路和具有過零檢測器電路的圖像形成設備，并且更具體地，涉及檢測AC電壓的過零點的技術。
背景技術：
例如，作為用于檢測AC電壓的過零點(過零時亥Ij)的技術，已知的有在JP-A-2010-239774中公開的技術。JP-A-2010-239774公開了一種使用光電耦合器來檢測 過零點的技術。然而，根據(jù)如在JP-A-2010-239774中的使用光電耦合器來檢測過零點的方法，能夠適當?shù)貦z測過零點，但是光電耦合器的光電二極管的功耗是不可忽略的。為此，期望一種可以節(jié)省電力的檢測過零點的技術。

發(fā)明內容
本公開提供至少能夠節(jié)省電力的用于檢測過零點的技術。通過考慮上述內容，本公開的過零檢測器電路包括第一電容器、第二電容器、電流路徑、信號轉換電路和檢測單元。第一電容器包括第一電極，該第一電極被構造為連接到AC電源的一端；以及第二電極。第二電容器包括第一電極，該第一電極被構造為連接到AC電源的另一端；以及第二電極。電流路徑被串聯(lián)連接在第一電容器的第二電極和第二電容器的第二電極之間并且被連接到基準電位，并且當AC電流返回到AC電源時，電流路徑使得從AC電源輸出的AC電流通過電流路徑，并且當AC電流通過電流路徑時生成第二電極側電壓。信號轉換電路連接到AC電源以接收第二電極側電壓，并且然后將第二電極側電壓轉換成脈沖信號。檢測單元檢測脈沖信號的脈沖周期，并且通過使用脈沖周期來檢測AC電源的AC電壓的過零點。在上述過零檢測器電路中，信號轉換電路可以包括晶體管，并且電流路徑可以包括第一反向電壓抑制元件，用于抑制將反向電壓施加到晶體管。在上述過零檢測器電路中，電流路徑可以進一步包括第二反向電壓抑制元件，該第二反向電壓抑制元件被設置在第一反向電壓抑制元件和基準電位之間。在上述過零檢測器電路中，第一反向電壓抑制元件可以是二極管，該二極管的陰極可以被連接到第一電容器的第二電極，并且該二極管的陽極可以被連接到第二電容器的第二電極。 在上述過零檢測器電路中，電流路徑可以包括電橋電路，該電橋電路由一對串聯(lián)電路來構造，一對串聯(lián)電路中的每一個包括兩個電路元件，電橋電路的一對串聯(lián)電路中的一個的、電路元件之間的接觸節(jié)點可以被連接到基準電位，并且一對串聯(lián)電路中的另一個的、電路元件之間的接觸節(jié)點可以被連接到信號轉換電路。在上述過零檢測器電路中，在脈沖信號的脈沖周期大于預定時段的情況下，檢測單元可以基于脈沖信號的上升時刻和脈沖信號的下降時刻來檢測過零點，并且在脈沖信號的脈沖周期等于或小于預定時段的情況下，檢測單元可以基于脈沖信號的上升時刻或者脈沖信號的下降時刻來檢測過零點。在上述過零檢測器電路中，在脈沖信號的脈沖周期大于預定時段的情況下，檢測單元可以檢測出基準電位被接地，并且在脈沖信號的脈沖周期等于或小于預定時段的情況下，檢測單元可以檢測出基準電位未被接地。此外，本公開的圖像形成設備可以包括上述的過零檢測器電路。上述圖像形成設備可以包括定影裝置，基于由過零檢測器電路的檢測單元所檢測到的過零點來對該定影裝置執(zhí)行加熱控制。
根據(jù)本公開，作為光電耦合器的替代，第一電容器、第二電容器、電流路徑以及信號轉換器電路用于生成用于檢測過零點(過零時刻)的脈沖信號。因此，例如，在通過晶體管構造信號轉換器電路，并且通過二極管和電阻構造電流路徑的情況下，與光電耦合器的驅動電流相比，能夠減少在電流路徑中流動的電流。由此，與光電耦合器用于生成用于檢測過零的脈沖信號的情況相比，能夠節(jié)省電力。


根據(jù)參考附圖考慮的下述詳細的描述，本公開的前述和其它特征和特性將變得更加明顯，其中圖I是示出根據(jù)第一實施例的圖像形成設備的示意性構造的截面?zhèn)纫晥D；圖2是示出與定影單元的驅動有關的電路的示意性構造的框圖；圖3是示出過零檢測器電路的基本構造的框圖；圖4是示出根據(jù)第一實施例的過零檢測器電路的構造的框圖；圖5是示出根據(jù)第一實施例的各種信號的時序圖；圖6是示出根據(jù)第一實施例的電流路徑的另一示例的電路圖；圖7是示出根據(jù)第一實施例的電流路徑的另一示例的電路圖；圖8是示出根據(jù)第二實施例的過零檢測器電路的構造的框圖；圖9是示出根據(jù)第二實施例的電流路徑的另一示例的電路圖；圖10是示出根據(jù)第二實施例的電流路徑的另一示例的電路圖；圖11是示出根據(jù)第三實施例的過零檢測器電路的構造的框圖；圖12是示出根據(jù)第三實施例的各種信號的時序圖；圖13是示出根據(jù)第三實施例的電流路徑的另一示例的電路圖；圖14是示出根據(jù)第三實施例的電流路徑的另一示例的電路圖；圖15是示出根據(jù)第三實施例的電流路徑的另一示例的電路圖；以及圖16是示出根據(jù)第三實施例的電流路徑的另一示例的電路圖。
具體實施方式
<第一實施例>將參考圖I至圖7來描述第一實施例。I.激光打印機的構造圖I是示意性地示出是根據(jù)第一實施例的圖像形成設備的示例的單色激光打印機I的垂直截面的視圖。圖2是示出與定影單元7的驅動有關的電路板25的示意性構造的框圖。圖像形成設備不限于單色激光打印機，并且可以是例如彩色激光打印機、彩色LED打印機、多功能設備等。在單色激光打印機(在下文中，簡稱為“打印機”)1中，圖像形成單元6在從布置在下部分處的托盤3或者布置在主體殼體2的側表面上的托盤4供應的紙張5上形成墨粉圖像(toner image),定影單元7通過對墨粉圖像進行加熱來執(zhí)行定影處理,并且因此紙張5 被排出到被定位在主體客體2中的上部分處的排出托盤8。圖像形成單元6包括掃描儀單元10、顯影盒13、感光鼓17、充電器18以及轉印輥19。掃描儀單元10被布置在主體殼體2中的上部分處，并且掃描儀單元10包括激光發(fā)射單元(未示出)、多角鏡11、多個反射鏡12、多個透鏡(未示出)等。在掃描儀單元10中，激光發(fā)射單元發(fā)射的激光束通過多角鏡11、反射鏡12以及透鏡被照射到感光鼓17的表面上，如雙點劃線虛線所示，使得執(zhí)行高速掃描。顯影盒13具有積累在其中的墨粉。在顯影盒13的墨粉饋送開口處，顯影輥14和饋送輥15被設置為彼此面對，并且顯影輥14被布置為面向感光鼓17。通過饋送輥15的旋轉將顯影盒13中的墨粉饋送到顯影輥14，以保持在顯影輥14上。充電器18具有間隔地被布置在感光鼓17上方。此外,轉印棍19被布置在感光鼓17下方以面向感光鼓17。例如，感光鼓17的表面在旋轉時首先由充電器17被均勻地充電到正極性。接下來，通過來自掃描儀單元10的激光束在感光鼓17上形成靜電潛像。此后，如果感光鼓17接觸顯影輥14并且進行旋轉，那么在顯影輥14上保持的墨粉被饋送到感光輥17的表面上的靜電潛像，并且被保持在感光鼓17的表面上，使得形成墨粉圖像。此后，當紙張5在感光鼓17和轉印棍19之間通過時,通過對轉印棍19施加的轉印偏壓來使墨粉圖像被轉印到紙張5上。定影單元(作為定影裝置的示例)7在紙張傳送方向上被布置在圖像形成單元6的下游側，并且定影單元7包括定影輥22、用于擠壓定影輥22的壓力輥23、用于對定影輥22進行加熱的鹵素加熱器33等。鹵素加熱器33連接到電路板25，并且通過來自電路板25的信號來電氣地控制鹵素加熱器33。電路板25包括低壓電源電路(AC-DC轉換器)31、定影繼電器32、定影驅動電路34、用于生成用于檢測過零的脈沖的電路40、以及專用集成電路(ASIC) 50 (參見圖2)。例如，低壓電源電路31將100V的AC電壓轉換成24V和3. 3V的DC電壓，并且低壓電源電路31將DC電壓供應給各個單元。鹵素加熱器33根據(jù)AC電源AC的通電來生成熱。定影繼電器32被設置在AC電源AC和鹵素加熱器33之間，并且將AC電源AC連接到鹵素加熱器33或者與鹵素加熱器33斷開連接。
定影驅動電路34包括例如TRIAC，并且基于從ASIC 50供應的觸發(fā)脈沖信號Stg來控制TRIC的導通角，使得鹵素加熱器33被驅動。ASIC 50包括定時器計數(shù)器51、存儲器52等，并且檢測AC電源AC的AC電壓Vac的過零點ZP (參見圖5)。此外，ASIC 50基于過零點ZP來生成過零信號Szc (參見圖5)，并且ASIC 50基于過零信號Szc來生成觸發(fā)脈沖信號Stg。ASIC 50將觸發(fā)脈沖信號Stg供應到定影驅動電路34，使得對定影單元的通電進行控制。另外，ASIC 50執(zhí)行與圖像形成相關的各種控制。當檢測到過零點ZP時，定時器計數(shù)器51用于時間測量。存儲器52包括ROM和RAM。ROM存儲要由ASIC 50執(zhí)行的各種程序，并且當執(zhí)行程序時RAM存儲各種數(shù)據(jù)。2.過零檢測器電路的構造
接下來，將參考圖3至圖7來描述對給打印機I設置的過零檢測器電路100。圖3是示出過零檢測器電路100的基本電路構造的框圖。通過用于生成用于檢測過零的脈沖的電路40以及ASIC 50來構造過零檢測器電路100。過零檢測器電路100被提供給打印機1，但是本公開不限于此。此外，ASIC 50是檢測單元的示例，但是檢測單元不限于ASIC 50。例如，檢測單元可以由CPU或者單獨的邏輯電路來構造。用于生成用于檢測過零的脈沖的電路40 (在下文中，簡稱為“脈沖生成電路40”)包括第一電容器Cl、第二電容器C2、電流路徑41以及信號轉換電路42，如圖3中所示。第一電容器Cl包括第一電極Clpl和第二電極Clp2,第一電極Clpl連接到AC電源AC的一端，并且第二電極C2p2連接到電流路徑41。如圖3中的示例所示，第一電容器Cl的第一電極Clpl連接到作為AC電源AC的一端的AC電源AC的火線側電源線L。第二電容器C2包括第一電極C2pl和第二電極C2p2，第一電極C2pl連接到AC電源AC的另一端，并且第二電極C2p2連接到電流路徑41。如圖3中的示例所示，第二電容器C2的第一電極C2pl連接到作為AC電源AC的另一端的AC電源AC的中性側電源線N。中性側電源線N被接地。電流路徑41被串聯(lián)連接在第一電容器Cl的第二電極Clp2和第二電容器C2的第二電極C2p2之間，并且當AC電流Iac返回到AC電源AC時，電流路徑41通過使得從AC電源AC輸出的AC電流Iac通過電流路徑41來生成第二電極側電壓。此外，電流路徑41連接到信號轉換電路42和基準電位線Lgd。這里，基準電位Vgd被設置為OV (零V)。信號轉換電路42連接到電流路徑41，并且將通過在第一電容器Cl的第二電極Clp2和第二電容器C2的第二電極C2p2之間流動的AC電流Iac生成的第二電極側電壓Vds轉換成用于檢測過零Pzc的脈沖信號(在下文中，簡稱為脈沖信號)。信號轉換電路42包括晶體管Ql和電阻器R1，如圖3中的示例所示。在此，晶體管Ql用作根據(jù)基極電壓VB執(zhí)行開關操作的開關晶體管。每個實施例示出了晶體管Ql是NPN晶體管的情況。然而，晶體管Ql不限于NPN晶體管。而且，用于將第二電極側電壓Vds轉換成脈沖信號Pzc的信號轉換電路42的構造不必限制為晶體管Ql和電阻器Rl的構造。NPN晶體管(在下文中，簡稱為“晶體管”)Ql包括連接到電阻器Rl的一端的集電極C、連接到電流路徑41的基極B以及連接到基準電位線Lgd的發(fā)射極E。電阻器Rl是上拉電阻器，并且電阻器Rl的另一端連接到3. 3V的DC電源DC。
根據(jù)供應到基極B的基極電壓VB來導通或者截止晶體管Q1。此外，脈沖信號Pzc從晶體管Ql的集電極C輸出，并且在晶體管Ql導通時變成0V，而在晶體管Ql截止時變成
3.3V。ASIC 50檢測脈沖信號Pzc的脈沖周期Tp，并且ASIC 50通過使用脈沖周期Tp來檢測AC電源AC的AC電壓Vac的過零點ZP (參見圖5)。如上所述，在過零檢測器電路100中，作為光電耦合器的替代，第一電容器Cl、第二電容器C2、電流路徑41以及信號轉換電路42用于生成用于檢測過零點(過零時刻)ZP的脈沖信號Pzc。因此，例如，如果信號轉換電路42由晶體管Ql構造并且電流路徑41由二極管和電阻器構造，那么與光電耦合器的驅動電流相比，能夠減少在電流路徑41中流動的電流。由此，與光電耦合器用于生成用于檢測過零的脈沖信號的情況相比，能夠節(jié)省電力。3.過零檢測器電路在下文中，將參考圖4至圖7來描述根據(jù)第一實施例的過零檢測器電路100A。圖4示出了第一實施例的過零檢測器電路100A的構造。如圖4中的示例所示，AC 電源AC的火線側電源線L連接到脈沖生成電路40A的電源端子Tl，并且AC電源AC的中性側電源線N連接到脈沖生成電路40A的電源端子T2。中性側電源線N被接地。此外，在第一實施例中，打印機I沒有連接到殼體接地，并且具有基準電位Vgd (OV)過零檢測器電路100的基準電位線Lgd沒有被接地。此外，第一實施例的電流路徑41A包括二極管Dl以及電阻器R2和R3。二極管Dl的陽極連接到第二電容器C2的第二電極C2p2，并且二極管Dl的陰極連接到第一電容器Cl的第二電極Clp2。二極管Dl抑制負電壓(反向偏置)被施加給晶體管Ql。二極管Dl是第一反向電壓抑制元件的示例。此外，電阻器R2的一端連接到二極管Dl的陰極，并且電阻器R3的一端連接到基準電位線Lgd。在電阻器R2和電阻器R3之間的第二接觸節(jié)點Nd2連接到晶體管Ql的基極B。在此，電阻器R2和電阻器R3形成電流路徑，并且電阻器R2具有調整晶體管Ql的基極電流的功能。在該情況下，在AC電流Iac為正的半周期(在下文中，簡稱為“正周期”)中，來自AC電源AC的AC電流Iac以該順序流入第一電容器Cl、電阻器R2、電阻器R3、基準電位線Lgd和第二電容器C2，并且然后返回到AC電源AC。AC電流Iac的部分還在晶體管Ql的基極和發(fā)射極之間流動。同時，在AC電流Iac為負的半周期(在下文中，簡稱為“負周期”)中，來自AC電源AC的AC電流Iac以該順序流入第二電容器C2、二極管Dl和第一電容器Cl并且然后返回到AC電源AC。圖5是示出第一實施例中的AC輸入電壓Vac、AC電流lac、第一接觸節(jié)點Ndl處的電壓Vds以及脈沖信號Pzc的波形的時序圖。AC電流Iac的相位由于電容器的負載而比AC輸入電壓的相位超前90度。此外，在作為在二極管Dl的陰極和電阻器R2之間的接觸節(jié)點的第一接觸節(jié)點Ndl處的電壓Vds (在下文中，稱為“第一接觸節(jié)點電壓Vds”)與第二電極側電壓相對應。第一接觸節(jié)點電壓Vds的相位與AC電流Iac的相位相同。4.檢測過零點的第一方法接下來，將參考圖5來描述根據(jù)第一實施例的檢測過零點的方法。
如圖5中所示，如果在圖5的時間tl處第一接觸節(jié)點電壓Vds幾乎超過O. 6V，那么在基極和發(fā)射極之間的電壓超過導通電壓，使得晶體管Ql被導通并且脈沖信號Pzc變?yōu)?V。在時間tl之后，電壓Vds上升并且然后下降。如果在時間t2處電壓Vds幾乎變成
O.6V，那么晶體管Ql被截止并且因此脈沖信號Pzc幾乎變?yōu)?. 3V。如果在圖5的時間11處脈沖信號Pzc變?yōu)?V，那么當脈沖信號Pzc是OV時，ASIC50的定時器計數(shù)器51開始測量時段Kl (從時間tl到時間t2)。在此，時段Kl與AC電流Iac的正周期相對應。此外，如果在圖5的時間t2處脈沖信號Pzc變?yōu)?. 3V，那么定時器計數(shù)器51開始測量時段K2 (從時間t2到時間t3)，其中脈沖信號Pzc是3. 3V。這里，時段K2與AC電流Iac的負周期相對應。這里，時段Kl和時段K2的總和，即，從時間tl到時間t3的時段與脈沖信號Pzc的脈沖周期Tp相對應，并且定時器計數(shù)器51檢測脈沖信號Pzc的脈沖周期Tp。接下來，ASIC 50基于脈沖信號Pzc的脈沖周期來檢測過零點ZPl。在第一實施例中，脈沖周期Tp變?yōu)?0ms (毫秒)。 在脈沖周期Tp (=K1+K2)大于13ms的情況下,ASIC 50通過以下等式I來計算圖5中示出的過零點ZPl的時間t4。t4=t3+ (Kl/2) ......等式 I此外，ASIC50通過下述等式2來計算圖5中示出的過零點ZP2的時間t6。t6=t5+ (K2/2) ......等式 2這里，圖5的時間tl和t3是脈沖信號Pzc的下降時刻，并且圖5的時間t2和t5是脈沖信號Pzc的上升時刻。因此，換言之，在脈沖信號Pzc的脈沖周期Tp大于作為預定時段的13ms的情況下，ASIC50基于脈沖信號Pzc的上升時刻和下降時刻來檢測過零點ZP。以相同的方式，ASIC50計算過零點ZP3至ZP6的時間t7至tlO。接下來，例如，ASIC50生成在過零點ZPl至ZP6的時間t4、以及t6至tlO處上升的過零信號Szc，并且基于過零信號Szc來電氣地控制定影單元7。具體地，ASIC50基于過零信號Szc來生成觸發(fā)脈沖信號Stg，并且將觸發(fā)脈沖信號Stg供應到定影驅動電路34。在第一實施例中，AC電源AC的頻率被設置為50Hz，并且AC輸入電壓Vac的有效值被設置為240V。此外,第一電容器Cl和第二電容器C2的電容被設置為IOOOpF (微微法)，二極管Dl的正向壓降被設置為O. 6V，電阻器R2的電阻值被設置為47k Ω，并且電阻器R3的電阻值被設置為220k Ω。在該情況下，功耗大約是60 μ W，這顯著地比在使用光電耦合器情況下小數(shù)百mW。這已通過實驗得以證實。下面將會描述下述情況AC電源AC的中性側電源線N連接到脈沖生成電路40的電源端子Tl，并且AC電源AC的火線側電源線L連接到電源端子T2。在該情況下，在正周期中，來自AC電源AC的AC電流Iac以該順序流入第二電容器C2、二極管Dl和第一電容器Cl，并且然后返回到AC電源AC。同時，在負周期中，來自AC電源AC的AC電流Iac以該順序流入第一電容器Cl、電阻器R2、電阻器R3、基準電位線Lgd和第二電容器C2，并且然后返回到AC電源AC。AC電流Iac的一部分還在晶體管Ql的基極和發(fā)射極之間流動。換言之，在該情況下，在負周期中，晶體管Ql被截止，并且因此過零點ZP通過等式I和2以相同的方式來計算。(第一實施例的效果)
如上所述，在第一實施例中，可以借助于通過二極管Dl和電阻器R2和R3的非常簡單的構造來形成電流路徑41A，該電流路徑41A用于根據(jù)AC電壓Vac的過零點ZP來生成第一接觸節(jié)點電壓Vds以導通或者截止信號轉換電路42的晶體管Q1。此外，因為電流路徑41A使用明顯比用于驅動光電耦合器的電路更少的電流量，與使用光電耦合器來生成脈沖信號Pzc的情況相比，能夠顯著地減少過零檢測器電路100的功耗。在第一實施例中，二極管Dl和電阻器R2中的任何一個可以被省略。簡言之，電流路徑41的構造僅需要具有下述構造在正周期和負周期二者中形成電流路徑，并且能夠在正周期和負周期的至少一個周期中生成脈沖信號Pzc。而且，在第一實施例中，作為第一反向電壓抑制元件的二極管Dl可以用如圖6中所示的齊納二極管ZDl來替代。在該情況下，即使在AC電壓變化的情況下，也可以抑制AC輸入電壓，即，第一電容器的第二電極側電壓，過 度上升。替代地，作為第一反向電壓抑制元件的二極管Dl可以用如圖7中所示的電阻器R4來替代。而且，二極管Dl可以被省略。即使在該情況下，如果第一電容器Cl和第二電容器C2的電容被適當?shù)倪x擇，那么與使用光電耦合器的情況相比，也能夠顯著地降低功耗。作為二極管Dl的替代，可以使用電容器或變阻器?！吹诙嵤├到酉聛?，將會參考圖8至圖10來描述過零檢測器電路100的第二實施例。圖8示出了根據(jù)第二實施例的過零檢測器電路100B的構造。第二實施例與第一實施例的不同之處主要在于，脈沖生成電路40B的電流路徑41B的構造，并且因此將主要描述該不同之處。相同的組件用相同的附圖標記來表示，并且將不進行描述。第二實施例的過零檢測器電路100B的電流路徑41B與第一實施例的電流路徑41A的不同之處在于，電流路徑41B包括二極管D2。如圖8中所示，二極管D2的陰極連接到二極管Dl的陽極，并且二極管D2的陽極被連接到接地線GND。圖8示出了下述情況打印機I的殼體連接到殼體接地，并且通過接地線GND來使基準電位Vgd (基準電位線Lgd)接地。此外，如圖8中的示例所示，AC電源AC的火線側電源線L連接到電源端子Tl，并且AC電源AC的中性側電源線N連接到電源端子T2。在該情況下，在正周期中，來自AC電源AC的AC電流Iac以該順序流入第一電容器Cl、電阻器R2、電阻器R3和接地線GND，并且然后返回到AC電源AC。AC電流Iac的一部分還在晶體管Ql的基極和發(fā)射極之間流動。同時，在負周期中，來自AC電源AC的AC電流Iac以該順序流入接地線GND、二極管D2、二極管Dl和第一電容器Cl，并且然后返回到AC電源AC。在中性側電源線N連接到電源端子Tl并且火線側電源線L連接到電源端子T2的情況下，在正周期中，來自AC電源AC的AC電流Iac以該順序流入第二電容器C2、二極管Dl、電阻器R2、電阻器R3和接地線GND，并且然后返回到AC電源AC。AC電流Iac的一部分還通過電阻器R2在晶體管Ql的基極和發(fā)射極之間流動。同時，在負周期中，來自AC電源AC的AC電流Iac以該順序流入接地線GND、二極管D2和第二電容器C2，并且然后返回到AC電源AC。另外，在打印機I沒有連接到殼體接地并且基準電位Vgd沒有被接地的情況下，AC電流Iac以與第一實施例幾乎相同的方式流動。
此外，與第一實施例相類似，當AC電流Iac在晶體管Ql的基極和發(fā)射極之間流動時，使用正周期的半周期來執(zhí)行對過零點的檢測。換言之，使用等式I和2來檢測過零點。甚至在第二實施例中，也與第一實施例相類似，AC電源AC的頻率被設置為50Hz，并且AC輸入電壓Vac的有效值被設置為240V。此外,第一電容器Cl和第二電容器C2的電容被設置為IOOOpF, 二極管Dl和D2的正向壓降中的每一個被設置為O. 6V，電阻器R2的電阻值被設置為47k Ω，并且電阻器R3的電阻值被設置為220k Ω。在該情況下，功耗大約是60 μ W，這與使用光電耦合器的情況下相比顯著減小。這已通過實驗得以證實。(第二實施例的效果)如上所述，在第二實施例中，因為設置了作為第二反向電壓抑制元件的二極管D2，不論打印機I是否連接到殼體接地以及電源連接方法，都能夠在節(jié)省電力的情況下檢測過
零點。在第二實施例中，可以用如圖9中所示的齊納二極管ZD2來替代作為第二反向電壓抑制元件的二極管D2。即使在該情況下，不論打印機I是否連接到殼體接地以及電源連接方法，都能夠以低功率來檢測過零點。而且，可以用于如圖10中所示的電阻器R4和電阻器R5來替代作為第一反向電壓抑制元件和第二反向電壓抑制元件的二極管Dl和二極管D2。即使在該情況下，如果打印機I連接到殼體接地，那么無論電源連接方法，都能夠節(jié)省功率地檢測過零點?！吹谌龑嵤├到酉聛?，將參考圖11至圖16來描述過零檢測器電路100的第三實施例。圖11示出了根據(jù)第三實施例的過零檢測器電路100C的構造。第三實施例與第一實施例的不同之處主要在于，在脈沖生成電路40C的電流路徑41C的構造，并且因此將主要描述該不同之處。相同的組件用相同的附圖標記來表示，并且將不進行描述。第三實施例的過零檢測器電路100C的電流路徑41C與第一實施例的不同之處在于，電流路徑41Β包括電橋電路作為用于生成第一接觸節(jié)點電壓Vds的組件。如在圖11中所示，通過四個二極管D1、D3、D4和D5來構造電橋電路。在第一接觸節(jié)點Ndl處連接二極管Dl和二極管D3的陰極，二極管Dl的陽極連接到第二電容器C2的第二電極C2p2，并且二極管D3的陽極連接到第一電容器Cl的第二電極Clp2。此外，在第三接觸節(jié)點Nd3處連接二極管D4和二極管D5的陽極，二極管D4的陰極連接到第二電容器C2的第二電極C2p2，并且二極管D5的陰極連接到第一電容器C I的第二電極Clp2。通過接地線GND來使第三接觸節(jié)點Nd3接地。在該情況下，二極管D4和D5的串聯(lián)電路以及二極管D I和D3的串聯(lián)電路組成一對串聯(lián)電路，其中的每一個包括兩個電路元件。第一接觸節(jié)點Ndl和第三接觸節(jié)點Nd3與電路元件的接觸節(jié)點相對應。圖11示出了下述情況打印機I連接到殼體接地，并且通過接地線GND來使基準電位Vgd (基準電位線Lgd)接地。此外，AC電源AC的火線側電源線L連接到電源端子Tl，并且AC電源AC的中性側電源線N連接到電源端子T2。在該情況下，在正周期中，來自AC電源AC的AC電流Iac以該順序流入第一電容器Cl、二極管D3、電阻器R3、電阻器R3和接地線GND，并且然后返回到AC電源AC。AC電流Iac的一部分還在晶體管Ql的基極和發(fā)射極之間流動。
同時，在負周期中，來自AC電源AC的AC電流Iac以該順序流入接地線GND、二極管D5和第一電容器Cl，并且然后返回到AC電源AC。在中性側電源線N連接到電源端子Tl并且火線側電源線L連接到電源端子T2的情況下，在正周期中，來自AC電源AC的AC電流Iac以該順序流入第二電容器C2、二極管Dl、電阻器R2和R3和接地線GND，并且然后返回到AC電源AC。AC電流Iac的一部分還通過電阻器R2在晶體管Ql的基極和發(fā)射極之間流動。同時，在負周期中，來自AC電源AC的AC電流Iac以該順序流入接地線GND、二極管D4和第二電容器C2，并且然后返回到AC電源AC。在這些情況下，S卩，在打印機I連接到殼體接地的情況下，與第一實施例相類似，當AC電流Iac在晶體管Ql的基極和發(fā)射極之間流動時，使用正周期的半周期來執(zhí)行對過零點的檢測。換言之，使用等式I和2來檢測過零點。
下面將描述下述情況打印機I沒有連接到殼體接地并且接地線GND沒有被接地。在AC電源AC的火線側電源線L連接到電源端子Tl并且AC電源AC的中性側電源線N連接到電源端子T2的情況下，在正周期中，來自AC電源AC的AC電流Iac以該順序流入第一電容器Cl、二極管D3、電阻器R2、電阻器R3、基準電位線Lgd、二極管D4和第二電容器C2，并且然后返回到AC電源AC。AC電流Iac的一部分還在晶體管Ql的基極和發(fā)射極之間流動。同時，在負周期中，來自AC電源AC的AC電流Iac以該順序流入第二電容器C2、二極管D1、電阻器R2、電阻器R3、基準電位線Lgd、二極管D5和第一電容器Cl，并且然后返回到AC電源AC。AC電流Iac的一部分還在晶體管Ql的基極和發(fā)射極之間流動。即使在AC電源AC的中性側電源線N連接到電源端子Tl，并且火線側電源線L連接到電源端子T2的情況下，正周期和負周期中的電流路徑正好被反轉，并且類似地，在正周期和負周期中AC電流Iac在晶體管Ql的基極和發(fā)射極之間流動。換言之，在打印機I沒有連接到殼體接地的情況下，在正周期和負周期二者中，電流在晶體管Ql的基極和發(fā)射極之間流動。下面將描述在該情況下檢測過零點的方法。5.檢測過零點的第二方法圖12是示出第三實施例中的在打印機I沒有連接到殼體接地的情況下AC輸入電壓Vac、第一接觸節(jié)點電壓Vds、脈沖信號Pzc和過零信號Szc的波形的時序圖。如果在圖12的時間tl處第一接觸節(jié)點電壓Vds幾乎超過O. 6V并且如果晶體管Ql被導通而因此脈沖信號Pzc變?yōu)?V，則當脈沖信號Pzc是OV時，ASIC 50的定時器計數(shù)器開始測量時段Kl (從時間tl到時間t2)。接下來，如果在圖12的時間t2處第一接觸節(jié)點電壓Vds變?yōu)榈陀诩sO. 6V并且如果晶體管Ql被截止而因此脈沖信號Pzc上升到3. 3V,當脈沖信號Pzc是3. 3V時，定時器計數(shù)器51開始測量時段K2 (從時間t2到時間t3)。這里，時段Kl和時段K2的總和，S卩，從時間tl到時間t3的時段與脈沖信號Pzc的脈沖周期Tp相對應，并且定時器計數(shù)器51檢測脈沖信號Pzc的脈沖周期Tp。在第三實施例中，脈沖周期Tp變?yōu)镮Oms (毫秒)。在脈沖周期Tp (=K1+K3)小于13ms的情況下,ASIC 50通過下述等式I來計算圖12中示出的過零點ZP I的時間t4。t4=t3+ (Kl/2)......等式 I
換言之，ASIC 50基于脈沖信號Pzc的脈沖周期Tp來檢測過零點ZPl。類似地，ASIC 50通過下述等式來計算過零點ZP2的時間t6。t6=t5+ (Kl/2)以相同的方式，ASIC 50計算過零點ZP3至ZP6的時間t7至tlO。接下來，ASIC50生成在過零點ZPl至ZP6的時間t4以及t6至tlO處上升的過零信號Szc，并且基于過零信號Szc來電氣地控制定影單元7。換言之，在第三實施例中，在打印機I沒有連接到殼體接地的情況下，因為第一接觸節(jié)點電壓Vds具有全波整流波形，所以能夠僅使用等式I來計算過零點ZP的時間。圖12的時間tl和t3是脈沖信號Pzc的下降時刻。因此，換言之，在脈沖信號Pzc的脈沖周期Tp等于或者小于作為預定時段的13ms的情況下，ASIC 50基于脈沖信號Pzc的下降時刻來檢測過零點ZP。而且，能夠基于脈沖信號Pzc的上升時刻來檢測過零點ZP。 在第三實施例中，AC電源AC的頻率被設置為50Hz，并且AC輸入電壓Vac的有效值被設置為240V。此外，第一電容器Cl和第二電容器C2的電容被設置為470pF，二極管Dl至D4的正向壓降中的每一個被設置為O. 6V，電阻器R2的電阻值被設置為47k Ω，并且電阻器R3的電阻值被設置為220k Ω。在該情況下，當打印機I連接到殼體接地時，功耗約為60 μ W，并且當打印機I沒有連接到殼體接地時，功耗約為45 μ W。因此，功耗顯著地小于在使用光電耦合器情況下的功耗。這已通過實驗得以證實。(第三實施例的效果)能夠降低功耗，并且因為電橋電路被構造，所以不論打印機I是否連接到殼體接地以及電源連接方法，都能夠適當?shù)貦z測過零點。此外，根據(jù)脈沖信號Pzc的脈沖周期Tp的長度，能夠確定打印機I是否已經連接到殼體接地，即，基準電位Vgd是否已經被接地。具體地，如果AC電源AC的頻率被設置為50Hz，則在打印機I連接到殼體接地的情況下，脈沖周期Tp變?yōu)?0ms。另一方面，在打印機I沒有連接到殼體接地的情況下，脈沖周期Tp變?yōu)?0ms。根據(jù)脈沖周期Tp中的差異，能夠確定打印機I是否已經被連接到殼體接地。如果確定了打印機I還沒有被連接到殼體接地，則例如能夠使用顯示單元27來促使打印機I的用戶將打印機I連接到殼體接地。在第三實施例中，可以用如圖13中所示的電阻器R6和電阻器R7來替代電流路徑41C的二極管D5和二極管D4。而且，可以用如圖14中所示的電阻器R6和電阻器R7來替代電流路徑41C的二極管D3和二極管D1。此外，可以用如圖15中所示的電阻器R6和電阻器R7來替代電流路徑41C的二極管D5和二極管D1。此外，可以用如圖16中所示的電容器電阻器C3和電容器C4來替代電流路徑41C的二極管D5和二極管D3。簡言之，電橋電路僅需要被構造為，使得在打印機I沒有連接到殼體接地的情況下,AC輸入電壓Vac是在第一接觸節(jié)點Ndl處整流的全波，即，第一接觸節(jié)點電壓Vds的波形成為全波整流波形?！雌渌鼘嵤├当竟_不限于參考附圖描述的實施例，但是例如下述實施例被包括在本公開的技術范圍內。在上述實施例中的每一個中，電阻器R2和電阻器R3用于生成用于晶體管Ql的基極電壓。然而，本公開不限于此，但是電阻器R2和電阻器R3可以被省略。換言之，晶體管Ql的基極B可以被直接連接到第一接觸節(jié) 點Ndl。
權利要求
1.一種過零檢測器電路，包括 第一電容器，所述第一電容器包括第一電極和第二電極，所述第一電極被構造為連接到AC電源的一端； 第二電容器，所述第二電容器包括第一電極和第二電極，所述第一電極被構造為連接到所述AC電源的另一端； 電流路徑，所述電流路徑串聯(lián)連接在所述第一電容器的所述第二電極和所述第二電容器的所述第二電極之間，并且連接到基準電位，并且其中，當所述AC電流返回到所述AC電源時，所述電流路徑使得從所述AC電源輸出的AC電流通過所述電流路徑，并且當所述AC電流通過所述電流路徑時，生成第二電極側電壓； 信號轉換電路，所述信號轉換電路連接到所述AC電源，以接收所述第二電極側電壓，并且然后將所述第二電極側電壓轉換成脈沖信號；以及 檢測單元，所述檢測單元檢測所述脈沖信號的脈沖周期，并且通過使用所述脈沖周期來檢測所述AC電源的AC電壓的過零點。
2.根據(jù)權利要求I所述的過零檢測器電路， 其中，所述信號轉換電路包括晶體管，并且 其中，所述電流路徑包括第一反向電壓抑制元件，用于抑制將反向電壓施加到所述晶體管。
3.根據(jù)權利要求2所述的過零檢測器電路， 其中，所述電流路徑進一步包括第二反向電壓抑制元件，所述第二反向電壓抑制元件被設置在所述第一反向電壓抑制元件和所述基準電位之間。
4.根據(jù)權利要求I所述的過零檢測器電路， 其中，所述第一反向電壓抑制元件是二極管， 其中，所述二極管的陰極被連接到所述第一電容器的所述第二電極，并且 其中，所述二極管的陽極被連接到所述第二電容器的所述第二電極。
5.根據(jù)權利要求I所述的過零檢測器電路， 其中，所述電流路徑包括電橋電路，所述電橋電路由一對串聯(lián)電路構造，所述一對串聯(lián)電路中的每一個包括兩個電路元件， 其中，所述電橋電路的一對串聯(lián)電路中的一個的、所述電路元件之間的接觸節(jié)點被連接到所述基準電位，并且 其中，所述一對串聯(lián)電路中的另一個的、所述電路元件之間的接觸節(jié)點被連接到所述信號轉換電路。
6.根據(jù)權利要求5所述的過零檢測器電路， 其中，在所述脈沖信號的所述脈沖周期大于預定時段的情況下，所述檢測單元基于所述脈沖信號的上升時刻和所述脈沖信號的下降時刻來檢測所述過零點，并且 其中，在所述脈沖信號的所述脈沖周期等于或小于所述預定時段的情況下，所述檢測單元基于所述脈沖信號的上升時刻或者所述脈沖信號的下降時刻來檢測所述過零點。
7.根據(jù)權利要求5所述的過零檢測器電路， 其中，在所述脈沖信號的所述脈沖周期大于預定時段的情況下，所述檢測單元檢測出所述基準電位被接地，并且其中，在所述脈沖信號的所述脈沖周期等于或小于所述預定時段的情況下，所述檢測單元檢測出所述基準電位未被接地。
8.一種圖像形成設備，包括根據(jù)權利要求1-7所述的過零檢測器電路。
9.根據(jù)權利要求8所述的圖像形成設備，進一步包括 定影裝置，基于通過所述過零檢測器電路的所述檢測單元所檢測到的所述過零點來對所述定影裝置執(zhí)行加熱控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及過零檢測器電路和具有過零檢測器電路的圖像形成設備。過零檢測器電路包括第一電容器，該第一電容器包括第一電極和第二電極，該第一電極被構造為連接到AC電源的一端；第二電容器，該第二電容器包括第一電極和第二電極，第一電極被構造為連接到AC電源的另一端；電流路徑，該電流路徑串聯(lián)連接在第一電容器的第二電極和第二電容器的第二電極之間，并且連接到基準電位，并且當AC電流通過電流路徑時生成第二電極側電壓；信號轉換電路，連接到AC電源以接收第二電極側電壓，并且然后將第二電極側電壓轉換為脈沖信號；檢測單元，檢測脈沖信號的脈沖周期，并且通過使用脈沖周期來檢測AC電源的AC電壓的過零點。
文檔編號G03G15/00GK102901861SQ20121026501
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月27日 優(yōu)先權日2011年7月28日
發(fā)明者犬飼勝己 申請人:兄弟工業(yè)株式會社