(57)【要約】【課題】変圧器を用いて交流電源の電圧を検知する際の、交流電源の周波数に依存する検知結果の誤差を低減すること。【解決手段】交流電源１０１に接続された１次巻線１０４ａと、２次巻線１０４ｂと、を有するトランス１０４と、トランス１０４の２次巻線１０４ｂに接続された電圧検知抵抗１０５と、電圧検知抵抗１０５の両端の電圧Ｖ２が入力されるＣＰＵ１１１と、を有し、ＣＰＵ１１１は、入力された電圧Ｖ２に基づき交流電源１０１の電圧を算出電圧Ｖ４として算出する電圧検知装置であって、交流電源１０１の周波数を検知する周波数検知回路１１０を有し、ＣＰＵ１１１は算出電圧Ｖ４を周波数検知回路１１０により検知された周波数に基づき補正した補正電圧Ｖ５を求める。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源に接続された１次巻線と、２次巻線と、を有するトランスと、
前記トランスの前記２次巻線に接続された抵抗と、
前記抵抗の両端の電圧が入力される算出手段と、
を有し、前記算出手段は、入力された電圧に基づき前記交流電源の電圧を算出電圧として算出する電圧検知装置であって、
前記交流電源の周波数を検知する検知手段と、
前記算出手段により算出された算出電圧を前記検知手段により検知された周波数に基づき補正した補正電圧を求める補正手段と、
を有することを特徴とする電圧検知装置。
【請求項２】
前記算出手段は、入力されたアナログ値をデジタル値に変換する変換手段を有し、
前記交流電源の所定の周波数と、前記所定の周波数において前記変換手段により変換されたデジタル値から前記算出電圧を算出するための第１のテーブルと、前記検知手段により検知された周波数に応じて前記補正手段により前記算出電圧を補正するための係数と、が記憶された記憶手段を有することを特徴とする請求項１に記載の電圧検知装置。
【請求項３】
前記係数は、前記交流電源の交流電圧を一定とし、前記交流電源の周波数を変化させたときに前記算出手段により算出された算出電圧に基づいて設定されることを特徴とする請求項２に記載の電圧検知装置。
【請求項４】
前記補正手段は、前記検知手段により検知された周波数と、前記記憶手段に記憶された前記所定の周波数、前記第１のテーブル及び前記係数と、に基づいて、前記検知手段により検知された周波数において前記変換手段により変換されたデジタル値から前記補正電圧を求めるための第２のテーブルを生成することを特徴とする請求項３に記載の電圧検知装置。
【請求項５】
前記係数は、前記交流電源の周波数の関数で表されることを特徴とする請求項２に記載の電圧検知装置。
【請求項６】
前記係数は、１次関数で表され、
前記記憶手段には、前記１次関数の傾き及び切片が記憶されていることを特徴とする請求項５に記載の電圧検知装置。
【請求項７】
前記補正手段は、前記検知手段により検知された周波数と、前記記憶手段に記憶された前記所定の周波数、前記第１のテーブル、前記傾き及び前記切片と、に基づいて、前記検知手段により検知された周波数において前記変換手段により変換されたデジタル値から前記補正電圧を求めるための第２のテーブルを生成することを特徴とする請求項６に記載の電圧検知装置。
【請求項８】
前記検知手段は、前記トランスの２次側に接続されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電圧検知装置。
【請求項９】
前記検知手段は、前記トランスの１次側に接続されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電圧検知装置。
【請求項１０】
前記検知手段は、前記交流電源の周波数に応じた周波数のパルス信号を前記補正手段に出力することを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の電圧検知装置。
【請求項１１】
前記トランスの前記２次巻線の一端に接続された直流電源を有し、
前記算出手段は、前記直流電源から入力された直流電圧と、前記トランスの前記２次巻線の他端から入力された前記抵抗の両端の電圧と、に基づいて、前記算出電圧を算出することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の電圧検知装置。
【請求項１２】
前記交流電源の周波数が高くなるほど前記抵抗の両端の電圧の振幅は大きくなることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の電圧検知装置。
【請求項１３】
交流電源に接続された第１の１次巻線と、第１の２次巻線と、を有する第１のトランスと、
前記第１のトランスの前記第１の２次巻線に接続された第１の抵抗と、
前記交流電源の一端に接続され、前記交流電源から流れる電流を検知する電流検知手段と、
前記電流検知手段から電圧が入力され、かつ、前記第１の抵抗の両端の電圧が入力される算出手段と、
を有し、前記算出手段は、前記電流検知手段から入力された電圧と、前記第１の抵抗の両端の電圧とに基づき、前記交流電源から供給される電力を算出電力として算出する電力検知装置であって、
前記交流電源の周波数を検知する周波数検知手段と、
前記算出手段により算出された算出電力を前記周波数検知手段により検知された周波数に基づき補正した補正電力を求める補正手段と、
を有することを特徴とする電力検知装置。
【請求項１４】
前記算出手段は、入力されたアナログ値をデジタル値に変換する変換手段を有し、
前記交流電源の所定の周波数と、前記所定の周波数において前記変換手段により変換されたデジタル値から前記算出電力を算出するための第３のテーブルと、前記周波数検知手段により検知された周波数に応じて前記補正手段により前記算出電力を補正するための係数と、が記憶された記憶手段を有することを特徴とする請求項１３に記載の電力検知装置。
【請求項１５】
前記係数は、前記交流電源の交流電圧を一定とし、前記交流電源の周波数を変化させたときに前記算出手段により算出された算出電力に基づいて設定されることを特徴とする請求項１４に記載の電力検知装置。
【請求項１６】
前記補正手段は、前記周波数検知手段により検知された周波数と、前記記憶手段に記憶された前記所定の周波数、前記第３のテーブル及び前記係数と、に基づいて、前記周波数検知手段により検知された周波数において前記変換手段により変換されたデジタル値から前記補正電力を求めるための第４のテーブルを生成することを特徴とする請求項１５に記載の電力検知装置。
【請求項１７】
前記係数は、前記交流電源の周波数の関数で表されることを特徴とする請求項１４に記載の電圧検知装置。
【請求項１８】
前記係数は、１次関数で表され、
前記記憶手段には、前記１次関数の傾き及び切片が記憶されていることを特徴とする請求項１７に記載の電力検知装置。
【請求項１９】
前記補正手段は、前記周波数検知手段により検知された周波数と、前記記憶手段に記憶された前記所定の周波数、前記第３のテーブル、前記傾き及び前記切片と、に基づいて、前記周波数検知手段により検知された周波数において前記変換手段により変換されたデジタル値から前記補正電力を求めるための第４のテーブルを生成することを特徴とする請求項１８に記載の電力検知装置。
【請求項２０】
前記周波数検知手段は、前記第１のトランスの２次側に接続されていることを特徴とする請求項１３から請求項１９のいずれか１項に記載の電力検知装置。
【請求項２１】
前記周波数検知手段は、前記第１のトランスの１次側に接続されていることを特徴とする請求項１３から請求項１９のいずれか１項に記載の電力検知装置。
【請求項２２】
前記周波数検知手段は、前記交流電源の周波数に応じた周波数のパルス信号を前記補正手段に出力することを特徴とする請求項２０又は請求項２１に記載の電力検知装置。
【請求項２３】
前記第１のトランスの前記第１の２次巻線の一端に接続された直流電源を有し、
前記算出手段は、前記電流検知手段から入力された電圧と、前記直流電源から入力された直流電圧と、前記第１のトランスの前記第１の２次巻線の他端から入力された前記第１の抵抗の両端の電圧と、に基づいて、前記算出電力を算出することを特徴とする請求項１３から請求項２２のいずれか１項に記載の電力検知装置。
【請求項２４】
前記電流検知手段は、前記交流電源に接続された第２の１次巻線と、第２の２次巻線と、を有する第２のトランスと、前記第２のトランスの前記第２の２次巻線に接続された第２の抵抗と、を有し、前記第２の抵抗の両端の電圧が前記算出手段に入力され、
前記第２のトランスの前記第２の２次巻線の一端に前記直流電源が接続されていることを特徴とする請求項２３に記載の電力検知装置。
【請求項２５】
前記交流電源の周波数が高くなるほど前記第１の抵抗の両端の電圧の振幅は大きくなることを特徴とする請求項１３から請求項２４のいずれか１項に記載の電力検知装置。
【請求項２６】
像担持体と、
前記像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、
前記露光手段により形成された前記像担持体上の静電潜像をトナーにより現像しトナー像を形成する現像手段と、
前記現像手段により形成されたトナー像を被転写体に転写する転写手段と、
被転写体上に転写された未定着のトナー像を定着する定着手段と、
前記像担持体、前記露光手段、前記現像手段、前記転写手段、及び前記定着手段を制御する制御手段と、
請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の電圧検知装置と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２７】
前記制御手段は、前記電圧検知装置の検知結果に基づいて前記定着手段に供給される電力を制御することを特徴とする請求項２６に記載の画像形成装置。
【請求項２８】
前記制御手段は、前記電圧検知装置の検知結果に基づいて画像形成動作を制御することを特徴とする請求項２６に記載の画像形成装置。
【請求項２９】
像担持体と、
前記像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、
前記露光手段により形成された前記像担持体上の静電潜像をトナーにより現像しトナー像を形成する現像手段と、
前記現像手段により形成されたトナー像を被転写体に転写する転写手段と、
被転写体上に転写された未定着のトナー像を定着する定着手段と、
前記像担持体、前記露光手段、前記現像手段、前記転写手段、及び前記定着手段を制御する制御手段と、
請求項１３から請求項２５のいずれか１項に記載の電力検知装置と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３０】
前記制御手段は、前記電力検知装置の検知結果に基づいて前記定着手段に供給される電力を制御することを特徴とする請求項２９に記載の画像形成装置。
【請求項３１】
前記制御手段は、前記電力検知装置の検知結果に基づいて画像形成動作を制御することを特徴とする請求項２９に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変圧器を用いた交流電源の電圧検知方法を実施する電圧検知装置、電力検知装置及びその電圧検知装置又は電力検知装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電圧検知回路における電圧検知方法では、交流電源の伝送ライン間に接続された変圧器の出力端に取り付けた電圧検知用の抵抗の両端の電圧（以下、両端電圧という）を検知することにより、交流電源の電圧を算出する。抵抗の両端電圧は、交流電源の電圧と電圧検知用の抵抗の定数と変圧器の巻数比とに応じて決定される。電圧検知回路における電圧検知方法は、例えば、特許文献１、特許文献２のようなものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３０９６６０号公報
【特許文献２】特許第５７８５１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
商用電源の交流電圧の周波数領域で動作させるトランスのコア材には、ケイ素鋼板を使用するのが一般的である。しかし、トランスの用途や仕様にもよるが、トランスのコア材としてフェライトを使用したトランスのほうが、軽量かつ安価となる場合がある。フェライトを用いたトランスを商用電源の周波数帯域で用いた場合、算出された交流電源の電圧の値は、電圧検知用の抵抗の両端電圧に応じて決定される。しかし、フェライトを用いたトランスの場合、交流電源の周波数に依存して変圧器の出力インピーダンスがケイ素鋼板を用いた場合と比較して大きく変動する。交流電源の周波数が異なる場合、交流電源の電圧が同じでも出力インピーダンスが変動することで電圧検知用の抵抗の両端電圧は変化してしまい、算出された交流電源の電圧に誤差が生じる場合がある。
【０００５】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、変圧器を用いて交流電源の電圧を検知する際の、交流電源の周波数に依存する検知結果の誤差を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。
【０００７】
（１）交流電源に接続された１次巻線と、２次巻線と、を有するトランスと、前記トランスの前記２次巻線に接続された抵抗と、前記抵抗の両端の電圧が入力される算出手段と、を有し、前記算出手段は、入力された電圧に基づき前記交流電源の電圧を算出電圧として算出する電圧検知装置であって、前記交流電源の周波数を検知する検知手段と、前記算出手段により算出された算出電圧を前記検知手段により検知された周波数に基づき補正した補正電圧を求める補正手段と、を有することを特徴とする電圧検知装置。
【０００８】
（２）交流電源に接続された第１の１次巻線と、第１の２次巻線と、を有する第１のトランスと、前記第１のトランスの前記第１の２次巻線に接続された第１の抵抗と、前記交流電源の一端に接続され、前記交流電源から流れる電流を検知する電流検知手段と、前記電流検知手段から電圧が入力され、かつ、前記第１の抵抗の両端の電圧が入力される算出手段と、を有し、前記算出手段は、前記電流検知手段から入力された電圧と、前記第１の抵抗の両端の電圧とに基づき、前記交流電源から供給される電力を算出電力として算出する電力検知装置であって、前記交流電源の周波数を検知する周波数検知手段と、前記算出手段により算出された算出電力を前記周波数検知手段により検知された周波数に基づき補正した補正電力を求める補正手段と、を有することを特徴とする電力検知装置。
【０００９】
（３）像担持体と、前記像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、前記露光手段により形成された前記像担持体上の静電潜像をトナーにより現像しトナー像を形成する現像手段と、前記現像手段により形成されたトナー像を被転写体に転写する転写手段と、被転写体上に転写された未定着のトナー像を定着する定着手段と、前記像担持体、前記露光手段、前記現像手段、前記転写手段、及び前記定着手段を制御する制御手段と、前記（１）に記載の電圧検知装置と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【００１０】
（４）像担持体と、前記像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、前記露光手段により形成された前記像担持体上の静電潜像をトナーにより現像しトナー像を形成する現像手段と、前記現像手段により形成されたトナー像を被転写体に転写する転写手段と、被転写体上に転写された未定着のトナー像を定着する定着手段と、前記像担持体、前記露光手段、前記現像手段、前記転写手段、及び前記定着手段を制御する制御手段と、前記（２）に記載の電力検知装置と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、変圧器を用いて交流電源の電圧を検知する際の、交流電源の周波数に依存する検知結果の誤差を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１の電圧検知回路の回路図、電圧検知回路の各種波形を示す図
【図２】実施例１の基準演算テーブルを示す図、周波数毎の各種波形を示す図
【図３】実施例１の周波数検知回路を含む電圧検知回路の回路図
【図４】実施例１の交流電源の周波数に応じた補正テーブルを示す図
【図５】実施例１の電圧検知処理を示すフローチャート
【図６】実施例２の周波数検知回路を含む電圧検知回路の回路図、周波数の補正係数を示すグラフ
【図７】実施例２の交流電源の周波数に応じた補正テーブルを示す図
【図８】実施例２の電圧検知処理を示すフローチャート
【図９】実施例３の電力検知回路の回路図
【図１０】実施例３の周波数の補正係数を示すグラフ
【図１１】実施例３の交流電源の周波数に応じた補正テーブルを示す図
【図１２】実施例３の電力検知処理を示すフローチャート
【図１３】実施例４の画像形成装置の構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態を、実施例により図面を参照しながら詳しく説明する。
【実施例１】
【００１４】
実施例１では、トランスを用いた電圧検知回路において、トランスの両端に接続された電圧検知用の抵抗の両端電圧に基づき算出した交流電源の電圧を、交流電源の周波数に応じて補正する。これにより、交流電源の周波数変動が原因で生じる電圧検知時の誤差を軽減することが可能となる。
【００１５】
［電圧検知回路の構成］
図１（ａ）は、実施例１の電圧検知回路１１２を含む電圧検知装置の回路構成図である。電圧検知回路１１２は、交流電源１０１に対して減流抵抗１０２、１０３を介して並列に接続された変圧器であるトランス１０４を有している。トランス１０４は、交流電源１０１の電圧を検知するためのトランスであり、コアには例えばフェライトが用いられている。なお、トランス１０４のコア材は他のコア材であってもよい。トランス１０４は、１次巻線１０４ａと２次巻線１０４ｂとを有し、１次巻線１０４ａと２次巻線１０４ｂとは同極性である。１次巻線１０４ａの一端（減流抵抗１０３に接続されている側）を端子１、１次巻線１０４ａの他端（減流抵抗１０２に接続されている側）を端子２とする。２次巻線１０４ｂの一端（直流電源１１３に接続されている側）を端子４、２次巻線１０４ｂの他端を端子３とする。
【００１６】
電圧検知回路１１２は、トランス１０４の端子３−端子４間に接続された電圧検知用の抵抗１０５（以下、電圧検知抵抗１０５とする）を有している。電圧検知抵抗１０５の両端電圧Ｖ２（以下、検知電圧Ｖ２とする）は、直流電源１１３のオフセット電圧Ｖｒｅｆによりオフセットされた状態で、交流電源１０１の電圧Ｖ０（以下、交流電源電圧Ｖ０とする）の波形に相似した波形になる。算出手段であるＣＰＵ１１１には、トランス１０４の２次巻線１０４ｂが接続されている。トランス１０４の端子３からは検知電圧Ｖ２にオフセット電圧Ｖｒｅｆが加算された電圧（Ｖ２＋Ｖｒｅｆ）が入力され、端子４からはオフセット電圧Ｖｒｅｆが入力されている。ＣＰＵ１１１は、オフセット電圧Ｖｒｅｆと検知電圧Ｖ２を用いて交流電源電圧Ｖ０を算出する。以降、ＣＰＵ１１１が算出した交流電源電圧Ｖ０を算出電圧Ｖ４とする。ＣＰＵ１１１は、不揮発性メモリ１５０に記憶された情報の読み込みと、情報の書き込みを行う。なお、交流電源１０１は、例えば画像形成装置が有する電源装置に交流電圧を供給したり、画像形成装置の定着装置に交流電圧を供給する。電圧Ｖ１はトランス１０４の１次巻線１０４ａの端子１−端子２間の電圧である。
【００１７】
［電圧検知回路の動作］
実施例１における電圧検知回路１１２の動作を、図１（ｂ）を用いて説明する。図１（ｂ）（ｉ）は、横軸に時間（ｔ）、縦軸に電圧（Ｖ）を示し、交流電源電圧Ｖ０を実線で示し、トランス１０４の１次巻線１０４ａの端子１−端子２間の電圧Ｖ１を破線で示したグラフである。図１（ｂ）（ｉｉ）は、トランス１０４の２次巻線１０４ｂの端子３−端子４間の電圧である検知電圧Ｖ２を実線で示している。図１（ｂ）（ｉｉ）は、ＣＰＵ１１１に入力される、電圧検知抵抗１０５の両端電圧である検知電圧Ｖ２がオフセット電圧Ｖｒｅｆの分だけオフセットされた電圧（Ｖ２＋Ｖｒｅｆ）を一点鎖線で示している。図１（ｂ）（ｉｉ）には、直流電源１１３のオフセット電圧Ｖｒｅｆを点線で示している。
【００１８】
交流電源電圧Ｖ０が印加されると、減流抵抗１０２、１０３を介して電圧Ｖ１がトランス１０４の端子１−端子２間に印加される。このとき、電圧検知抵抗１０５の両端にはトランス１０４の１次巻線１０４ａと２次巻線１０４ｂとの巻数比に応じて検知電圧Ｖ２が出力される。検知電圧Ｖ２はオフセット電圧Ｖｒｅｆだけオフセットされて、ＣＰＵ１１１のアナログ−デジタル（以下、ＡＤとする）ポートに入力され、ＣＰＵ１１１のＡＤ部１１１１によりアナログ値からデジタル値へ変換される。
【００１９】
［算出電圧Ｖ４の算出］
次に、ＣＰＵ１１１による算出電圧Ｖ４の算出方法を説明する。図２（ａ）は、ＣＰＵ１１１が有する変換手段であるＡＤ部１１１１による検知電圧Ｖ２のＡＤ変換後のデジタル値から算出電圧Ｖ４を求めるための演算テーブルである。図２（ａ）の演算テーブルは予め、記憶手段である不揮発性メモリ１５０に記憶されている。図２（ａ）の演算テーブルにおいて、左側の列のｄｉｇｉｔは、検知電圧Ｖ２をＡＤ変換した後のデジタル値を示し、右側の列の算出電圧［Ｖ］はＡＤ変換後のデジタル値に対応する算出電圧Ｖ４を示す。例えば、検知電圧Ｖ２をＡＤ変換した後のデジタル値が２４２であった場合、ＣＰＵ１１１は演算テーブルのデジタル値２４２を参照して算出電圧Ｖ４を１００Ｖ（Ｖ４＝１００Ｖ）と判断する。ＣＰＵ１１１は、例えば不揮発性メモリ１５０に記憶された図２（ａ）に示す演算テーブルと検知電圧Ｖ２のＡＤ値とを比較することで、算出電圧Ｖ４を算出し、算出した算出電圧Ｖ４に基づき交流電源電圧Ｖ０を検知する。実施例１では図２（ａ）の演算テーブルを用いて算出電圧Ｖ４を求めているが、算出電圧Ｖ４を導出する関数を用いても実現可能であり、本構成に限定するものではない。
【００２０】
［交流電源の周波数に依存する検知電圧Ｖ２と検知誤差］
次に図２（ｂ）を用いて、交流電源の周波数ｆに依存して検知電圧Ｖ２が変化することで、算出電圧Ｖ４に誤差が生じる場合の動作を説明する。図２（ｂ）は、トランス１０４の端子１−端子２間の電圧Ｖ１の波形を破線で示し、検知電圧Ｖ２（端子３−端子４間の電圧）の波形を実線で示している。図２（ｂ）において、（ｉ）は交流電源１０１の周波数ｆが５０Ｈｚの場合を示し、（ｉｉ）は交流電源１０１の周波数ｆが５５Ｈｚの場合を示し、（ｉｉｉ）は交流電源１０１の周波数ｆが６０Ｈｚの場合を示す。簡略化のため、トランス１０４の１巻線１０４ａと２次巻線１０４ｂとの巻数比は１：１としている。
【００２１】
図２（ｂ）（ｉ）に示すように、周波数ｆが５０Ｈｚの場合、電圧Ｖ１と検知電圧Ｖ２は巻数比に従い同じ値を示す。これに対して、（ｉｉ）に示す５５Ｈｚ、（ｉｉｉ）に示す６０Ｈｚでは、周波数ｆが高くなるにつれて検知電圧Ｖ２の振幅が５０Ｈｚの場合の電圧Ｖ１の振幅に対し大きくなっている。これは、トランス１０４の端子３−端子４間の励磁インダクタンスＬＰ２（不図示）と電圧検知抵抗１０５の合成インピーダンスＺ２が、周波数ｆに依存して変化するためである。合成インピーダンスＺ２が周波数ｆに依存して変化することにより、検知電圧Ｖ２も周波数ｆに依存して変化する。電圧Ｖ１と検知電圧Ｖ２、交流電源電圧Ｖ０と電圧Ｖ１はそれぞれ以下の関係式で表わされる。
【００２２】
＜電圧Ｖ１と検知電圧Ｖ２の関係式＞
Ｖ２＝（Ｎ２／Ｎ１）・Ｖ１…（１）
ここで、Ｎ１はトランス１０４の１次巻線１０４ａの巻数であり、Ｎ２はトランス１０４の２次巻線１０４ｂの巻数である。
【００２３】
＜交流電源電圧Ｖ０と電圧Ｖ１の関係式＞
Ｖ１＝｜Ｚ１｜／（Ｒ１０２＋Ｒ１０３＋｜Ｚ１｜）・Ｖ０…（２）
｜Ｚ１｜＝（Ｎ１／Ｎ２）２・｜Ｚ２｜…（３）
｜Ｚ２｜＝（２・π・ｆ・Ｌｐ２・Ｒ１０５）／√（Ｒ１０５２＋（２・π・ｆ・Ｌｐ２）２）…（４）
ここで、Ｚ１は、合成インピーダンスＺ２をトランス１０４の端子１−端子２間のインピーダンスに換算したものである。Ｌｐ２はトランス１０４の端子３−端子４側から見た励磁インダクタンスである。ｆは交流電源１０１の周波数である。Ｒ１０２、Ｒ１０３は、それぞれ減流抵抗１０２、１０３の抵抗値である。Ｒ１０５は電圧検知抵抗１０５の抵抗値である。
【００２４】
式（１）は検知電圧Ｖ２と電圧Ｖ１の関係が、トランス１０４の１次巻線１０４ａと２次巻線１０４ｂとの巻数比から決定されることを示している。式（２）より電圧Ｖ１は合成インピーダンスＺ１と減流抵抗１０２、１０３の抵抗値との比で決定されることがわかる。式（３）は、合成インピーダンスＺ１と合成インピーダンスＺ２がトランス１０４の１次巻線１０４ａと２次巻線１０４ｂとの巻数比で決定されることを示している。また式（４）より、合成インピーダンスＺ２は、周波数ｆが高くなるに従って大きな値となることがわかる。
【００２５】
以上のことから、交流電源１０１の周波数ｆに依存して合成インピーダンスＺ２が変化することで、検知電圧Ｖ２が変化することがわかる。一方で、ＣＰＵ１１１が用いる演算テーブルは、周波数ｆに依らず図２（ａ）に示した１種類が用意されているだけである。交流電源電圧Ｖ０が同じ場合でも、交流電源１０１の周波数ｆが高くなるにつれて検知電圧Ｖ２のデジタル値は大きくなる。ＣＰＵ１１１は、検知電圧Ｖ２のデジタル値と１つの演算テーブル（図２（ａ））から算出電圧Ｖ４を求めるため、実際の交流電源電圧Ｖ０よりも高く算出電圧Ｖ４を見積もってしまい、誤差が生じる。
【００２６】
［算出電圧Ｖ４の補正］
次に交流電源１０１の周波数ｆに応じて演算テーブルを補正することにより、電圧検知時の誤差を軽減する場合の回路構成と動作を説明する。図３は図１（ａ）の基本の回路構成に交流電源１０１の周波数ｆを検知する検知手段である周波数検知回路１１０を追加したものである。実施例１の周波数検知回路１１０は、トランス１０４の２次側に接続されている。図１で説明した構成と同じ構成には同じ符号を付し説明を省略する。
【００２７】
検知手段である周波数検知回路１１０は、コンパレータ１０８と抵抗１０９とを有している。コンパレータ１０８は、検知電圧Ｖ２にオフセット電圧Ｖｒｅｆが加算された電圧が非反転入力端子に入力され、直流電源１１３のオフセット電圧Ｖｒｅｆが反転入力端子に入力される。コンパレータ１０８は、直流電圧３．３Ｖにプルアップされた抵抗１０９が出力端子に接続されている。コンパレータ１０８は、電圧Ｖ２＋Ｖｒｅｆとオフセット電圧Ｖｒｅｆとを比較して、交流電源１０１の周波数ｆと等しい周波数のパルス信号Ｖ３を生成し、ＣＰＵ１１１に出力する。ＣＰＵ１１１は、所定の期間内に検出したパルス信号Ｖ３の立下りエッジをカウントすることで、交流電源１０１の周波数ｆを検出する。実施例１では、コンパレータ１０８を用いて周波数検知回路１１０を構成したが、例えばトランジスタを用いた回路でも本発明の構成は実現可能であり、本構成に限定するものではない。
【００２８】
ＣＰＵ１１１は、予め不揮発性メモリ１５０に記憶された、所定の周波数である基準周波数ｆ０における演算テーブル（以下、基準演算テーブルという）の算出電圧Ｖ４に対して、周波数ｆに比例して変化する補正値Ｃを加算する。これにより、ＣＰＵ１１１は、周波数ｆに応じた電圧の補正を行う。補正値Ｃは、周波数ｆの関数として記載でき、Ｃ（ｆ）と表記する。ＣＰＵ１１１は、交流電源１０１の周波数ｆに応じて算出電圧Ｖ４を補正する補正手段として機能する。以降、補正後の算出電圧Ｖ４を補正電圧Ｖ５とする。交流電源１０１の周波数ｆと補正電圧Ｖ５との関係は、基準演算テーブルにおける基準周波数ｆ０と周波数ｆと補正値Ｃとを用いて、次の式（５）、（６）により決定される。比例定数ｋは、交流電源電圧Ｖ０を一定として周波数ｆに依存した電圧の変化量に応じて決定される。
Ｖ５＝Ｖ４＋Ｃ（ｆ）…（５）
Ｃ（ｆ）＝ｋ・（ｆ０−ｆ）…（６）
【００２９】
次に具体的な数値を用いて説明する。実施例１では、減流抵抗１０２、１０３を４３ｋΩ、電圧検知抵抗１０５を６２０Ω、トランス１０４の巻数比をＮ１−２：Ｎ３−４＝１２００：１８００、オフセット電圧Ｖｒｅｆ＝１．４Ｖ、交流電源周波数ｆ＝５５Ｈｚとする。また、ＣＰＵ１１１のＡＤポートは１０ｂｉｔの分解能とし、ＡＤ変換可能な電圧範囲とＡＤ値との関係は、０Ｖ〜２．８Ｖの電圧範囲に対して０〜１０２３とする。
【００３０】
図４（ａ）は、交流電源１０１の周波数ｆが５５Ｈｚの場合のテーブルを示し、左側の列に交流電源電圧Ｖ０［Ｖ］を示し、右側の列にＡＤ変換後のデジタル値（ｄｉｇｉｔ）を示している。図４（ｂ）は、基準周波数ｆ０をｆ０＝５０Ｈｚとした場合の、第１のテーブルである基準演算テーブルを示し、左側の列は検知電圧Ｖ２のＡＤ変換後のデジタル値（ｄｉｇｉｔ）、右側の列は算出電圧Ｖ４［Ｖ］を示す。図４（ｃ）は、交流電源１０１の周波数が５５Ｈｚの場合に、基準演算テーブルに補正値Ｃを加算した後の、第２のテーブルである演算テーブル（以下、補正テーブルとする）を示す。図４（ｃ）において、左側の列は検知電圧Ｖ２のＡＤ変換後のデジタル値（ｄｉｇｉｔ）、右側の列は補正電圧Ｖ５［Ｖ］を示す。
【００３１】
ＡＤ変換後のデジタル値は、ＣＰＵ１１１のＡＤポートの分解能と検知電圧Ｖ２から一意に決定される。基準周波数ｆ０、基準演算テーブル、比例定数ｋは、予めＣＰＵ１１１の不揮発性メモリ１５０に記憶されている。比例定数ｋは、交流電源１０１の交流電源電圧Ｖ０が１００Ｖのときに周波数ｆを５０Ｈｚ、５５Ｈｚ、６０Ｈｚと変化させた３点についてそれぞれ算出電圧Ｖ４の検知誤差の変位量からｋ＝１／５と設定している。このとき、交流電源１０１の周波数ｆ＝５５Ｈｚでの補正値Ｃと補正電圧Ｖ５は、式（５）、（６）から以下のように求められる。
Ｖ５＝Ｖ４＋Ｃ（５５）…（７）
Ｃ（５５）＝１／５×（５０−５５）＝−１…（８）
図４（ｂ）の基準演算テーブルと式（７）、（８）から演算した結果（Ｖ５＝Ｖ４−１）、図４（ｃ）の周波数ｆ＝５５Ｈｚにおける補正テーブルが得られる。
【００３２】
図４（ａ）は、周波数ｆが５５Ｈｚのときに、各交流電源電圧Ｖ０に対して得られる検知電圧Ｖ２のＡＤ変換後の各デジタル値（ｄｉｇｉｔ）を示している。図４（ａ）に示すように、ＡＤ変換表の交流電源電圧Ｖ０＝１００Ｖを例とすると、交流電源電圧Ｖ０＝１００Ｖにおける検知電圧Ｖ２のＡＤ変換後のデジタル値は２５２となる。デジタル値が２５２の場合、基準周波数ｆ０＝５０Ｈｚの基準演算テーブルから算出電圧Ｖ４を求めると、１０２Ｖとなり、実際の交流電源電圧Ｖ０である１００Ｖよりも２Ｖ高く検知されてしまう。一方、式（７）で示した補正値Ｃ（ｆ）を加味した図４（ｃ）に示す補正テーブルから補正電圧Ｖ５を求めると、Ｖ５＝１０２−１＝１０１Ｖと求められる。このように、補正テーブルを用いて交流電源電圧Ｖ０を求めると、電圧検知時の誤差を１Ｖに低減することができる。
【００３３】
［電圧検知処理］
（事前処理）
次に実施例１のＣＰＵ１１１の電圧検知時の補正制御を図５のフローチャートを用いて説明する。電圧検知動作は、図５（ａ）の事前処理と図５（ｂ）の電圧検知処理とに分けられる。事前処理は、例えば工場出荷時等にＣＰＵ１１１によって実施されたり、画像形成装置の設置後等に画像形成装置が有する制御部により実施される。以下の説明では、事前処理はＣＰＵ１１１により実施されるものとして説明する。ステップ（以下、Ｓとする）６００でＣＰＵ１１１は、基準周波数ｆ０における、検知電圧Ｖ２のＡＤ変換後のデジタル値（ｄｉｇｉｔ）と算出電圧Ｖ４との関係を予め実験等で求め、基準演算テーブルを作成する。ＣＰＵ１１１は、周波数ｆ０に応じて決定される比例係数ｋも、予め実験等で求める。Ｓ６０１でＣＰＵ１１１は、基準周波数ｆ０、Ｓ６００で作成した基準演算テーブル、比例定数ｋを、不揮発性メモリ１５０に予め記憶し、事前処理を終了する。
【００３４】
（電圧検知処理）
電圧検知処理時は、ＣＰＵ１１１はＳ７０１以降の処理を行う。Ｓ７０１でＣＰＵ１１１は、周波数検知回路１１０からパルス信号Ｖ３が入力される入力ポートを監視し、周波数検知回路１１０により生成されたパルス信号Ｖ３の立下りエッジを検出したか否かを判断する。Ｓ７０１でＣＰＵ１１１は、パルス信号Ｖ３の立下りエッジを検出していないと判断した場合、処理をＳ７０１に戻し、パルス信号Ｖ３の立下りエッジを検出したと判断した場合、処理をＳ７０２に進める。ＣＰＵ１１１は、パルス信号Ｖ３の立下りエッジを検出した数Ｎ（以下、立下りエッジ数Ｎという）をカウントするために、立下りエッジ数Ｎを初期化する。また、ＣＰＵ１１１は、ＣＰＵ１１１が有するタイマー１１１ａをリセットしてスタートさせる。以降、ＣＰＵ１１１は、所定の時間Ｔにおけるパルス信号Ｖ３の立下りエッジ数Ｎをカウントする。
【００３５】
Ｓ７０２でＣＰＵ１１１は、パルス信号Ｖ３の立下りエッジを検出したか否かを判断する。Ｓ７０２でＣＰＵ１１１は、立下りエッジを検出していないと判断した場合、処理をＳ７０２に戻し、立下りエッジを検出したと判断した場合、処理をＳ７０３に進める。Ｓ７０３でＣＰＵ１１１は、立下りエッジ数Ｎに１を加算する（Ｎ＝Ｎ＋１）。Ｓ７０４でＣＰＵ１１１は、タイマー１１１ａを参照することにより、所定の時間Ｔが経過したか否かを判断する。所定の時間Ｔは、交流電源１０１の周波数の逓倍となるように設定されており、例えば、数ミリ秒とする。Ｓ７０４でＣＰＵ１１１は、所定の時間Ｔが経過していないと判断した場合、処理をＳ７０２に戻し、所定の時間Ｔが経過したと判断した場合、処理をＳ７０５に進める。
【００３６】
Ｓ７０５でＣＰＵ１１１は、所定の時間Ｔと立下りエッジ数Ｎとに基づき、交流電源１０１の周波数ｆを算出する。Ｓ７０６でＣＰＵ１１１は、予めＳ６０１で不揮発性メモリ１５０に記憶された基準周波数ｆ０、基準演算テーブル、比例係数ｋを不揮発性メモリ１５０から読み出す。ＣＰＵ１１１は、Ｓ７０５で算出した周波数ｆ、基準周波数ｆ０及び比例定数ｋを用いて式（６）から補正量Ｃ（ｆ）（＝ｋ×（ｆ−ｆ０））を求める。ＣＰＵ１１１は、基準演算テーブルの各算出電圧Ｖ４と、求めた補正量Ｃ（ｆ）とを用いて式（５）から各補正電圧Ｖ５を求め、Ｓ７０５で算出した周波数ｆに応じた補正テーブルを作成する。Ｓ７０７でＣＰＵ１１１は、検知電圧Ｖ２をＡＤ変換した後のデジタル値とＳ７０６で作成した補正テーブルとに従って、検知電圧Ｖ２に対する補正電圧Ｖ５を算出し、処理を終了する。これにより、ＣＰＵ１１１は、交流電源１０１の交流電源電圧Ｖ０（補正電圧Ｖ５）を得る。
【００３７】
以上説明したように、実施例１では、トランスを用いた電圧検知装置に対して、トランスの両端に接続した電圧検知抵抗の電圧結果から算出した交流電源電圧に、交流電源の周波数に応じた補正を行う。これにより、交流電源の周波数に依存してトランスの出力端インピーダンスが変化することが原因で生じる電圧検知誤差を軽減することが可能となる。以上、実施例１によれば、変圧器を用いて交流電源の電圧を検知する際の、交流電源の周波数に依存する検知結果の誤差を低減することができる。
【実施例２】
【００３８】
［周波数検知回路］
実施例２は、周波数検知方法と電圧補正方法が実施例１とは異なる。実施例２における回路構成は、実施例１と異なる検知手段である周波数検知回路５１０のみ図６（ａ）を用いて説明する。実施例２の周波数検知回路５１０は、トランス１０４の１次側に接続されている。
【００３９】
交流電源１０１の交流電圧は、整流回路１２３により整流され、平滑コンデンサ１２４により平滑される。平滑コンデンサ１２４により平滑された直流電圧は、平滑コンデンサ１２４の後段に接続された、例えば画像形成装置の電源回路や定着装置に供給される。交流電源１０１の一方のラインには、抵抗１１４の一端が接続されている。抵抗１１４の他端には、トランジスタ１２０のベース端子が接続されている。トランジスタ１２０は、コレクタ端子にダイオード１１９のカソード端子が接続され、エミッタ端子は平滑コンデンサ１２４の低電位側ＤＬに接続されている。トランジスタ１２０のベース−エミッタ間には、抵抗１１７が接続され、コンデンサ１１６も接続されている。ダイオード１１９のアノード端子は、抵抗１１８を介して電源電圧（例えば、３．３Ｖ）に接続されている。トランジスタ１２０のコレクタ−エミッタ間には、フォトカプラ１２１のフォトダイオード１２１ａが接続されている。フォトカプラ１２１のフォトトランジスタ１２１ｂのコレクタ端子は、抵抗５０９を介して電源電圧（例えば、３．３Ｖ）に接続され、エミッタ端子は接地されている。フォトカプラ１２１のフォトトランジスタ１２１ｂのコレクタ−エミッタ間には、抵抗１２２が接続されている。抵抗５０９とフォトカプラ１２１のフォトトランジスタ１２１ｂのコレクタ端子との接続点は、ＣＰＵ１１１の入力ポートに接続され、ＣＰＵ１１１の入力ポートにはパルス信号Ｖ３が入力されている。交流電源１０１の他方のラインには、抵抗１１５の一端が接続され、抵抗１１５の他端は平滑コンデンサ１２４の低電位側ＤＬに接続されている。
【００４０】
抵抗１１５から抵抗１１４の方向に電流が流れるタイミングでは、トランジスタ１２０は、ベース−エミッタ間に電流が流れず、非導通状態となる。トランジスタ１２０が非導通状態のとき、直流電源（３．３Ｖ）から抵抗１１８、ダイオード１１９、フォトカプラ１２１のフォトダイオード１２１ａの経路で電流が流れる。フォトカプラ１２１のフォトダイオード１２１ａに電流が流れると、フォトカプラ１２１のフォトトランジスタ１２１ｂは導通状態となり、ＣＰＵ１１１に出力されるパルス信号Ｖ３はローレベル（０Ｖ近傍）となる。
【００４１】
次に、抵抗１１４から抵抗１１５の方向に電流が流れるタイミングでは、トランジスタ１２０は、ベース−エミッタ間に電流が流れて導通状態となる。トランジスタ１２０が導通状態のとき、フォトカプラ１２１のフォトダイオード１２１ａの両端には十分な電圧が印加されず、フォトトランジスタ１２１ｂは非導通状態となる。フォトカプラ１２１のフォトダイオード１２１ｂが非導通状態となると、ＣＰＵ１１１に出力されるパルス信号Ｖ３はハイレベル（電源電圧（３．３Ｖ）近傍）となる。周波数検知回路５１０は、このような動作を繰り返すことで、交流電源電圧Ｖ０の電流方向に依存して変化するパルス信号Ｖ３を生成する。
【００４２】
ＣＰＵ１１１は、周波数検知回路５１０から入力されたパルス信号Ｖ３の立下りエッジから次の立下りエッジまでの期間において、ＣＰＵ１１１の内部クロックに準じて動作するカウンタ１１１ｂによりカウントし、交流電源１０１の周波数ｆを算出する。ＣＰＵ１１１は、算出した交流電源１０１の周波数ｆの関数で表現される補正係数ｋを、基準演算テーブルの算出電圧Ｖ４に乗算し、補正電圧Ｖ５を算出する。これにより、実施例２でも精度よく電圧検知誤差を補正することが可能となる。
【００４３】
交流電源１０１の周波数ｆに応じて算出電圧Ｖ４を補正するにあたり、予め基準周波数ｆ０を決定し、基準周波数ｆ０における基準演算テーブルが作成される。具体的には、基準周波数ｆ０を一定として、交流電源電圧Ｖ０を変化させたときの検知電圧Ｖ２のデジタル値を求め、検知電圧Ｖ２のデジタル値と算出電圧Ｖ４との対応関係を求め、基準演算テーブルを作成する。次に、補正係数ｋを求めるために、交流電源電圧Ｖ０を固定して周波数ｆを変化させた場合の基準演算テーブルにおける算出電圧Ｖ４が求められる。ここで、ある交流電源電圧Ｖ０における基準周波数ｆ０での演算結果を基準算出電圧Ｖ４＿ｆ０とする。交流電源電圧Ｖ０を固定した状態で、周波数ｆを、ｆ０、ｆ１、ｆ２と変化させる。ここで、周波数ｆ０、ｆ１、ｆ２の関係は、ｆ０＜ｆ１＜ｆ２とする。そして、基準演算テーブルに従って、周波数ｆ１、ｆ２のときにそれぞれ得られた検知電圧Ｖ２のデジタル値に対応する算出電圧Ｖ４が、それぞれＶ４＿ｆ１、Ｖ４＿ｆ２と算出される。その後、各周波数における算出電圧Ｖ４＿ｆ１、Ｖ４＿ｆ２と基準算出電圧Ｖ４＿ｆ０との変化量から、式（９）で表現される補正係数ｋ（ｆ）を、最小二乗法により導出する。補正係数ｋ（ｆ）は、傾きａ、切片ｂの、周波数ｆの１次関数として表される。
ｋ（ｆ）＝ａ・ｆ＋ｂ…（９）
【００４４】
補正係数ｋ（ｆ）の傾きａ、切片ｂと、基準演算テーブルは、予め不揮発性メモリ１５０に記憶される。電圧検知時は、周波数検知回路５１０により検知された周波数ｆを用いて式（９）により、補正係数ｋ（ｆ）が求められる。補正電圧Ｖ５は、求められた補正係数ｋ（ｆ）を算出電圧Ｖ４に乗算することにより求められる。このようにして、基準演算テーブルから補正テーブルが作成される。算出電圧Ｖ４と補正電圧Ｖ５との関係は、次の式（１０）で表される。
Ｖ５＝ｋ（ｆ）・Ｖ４…（１０）
実施例２では、補正係数ｋ（ｆ）の導出に最小二乗法を用いたがテイラー展開を用いた多項近似式とすることで補正精度を高めることが可能であり、実施例２の形態に限定するものではない。
【００４５】
［補正係数ｋ（ｆ）］
次に、具体的な数値を用いて実施例２を説明する。回路構成、各種定数及び基準演算テーブルは実施例１で説明したものと同じものとする。図６（ｂ）の３つの◆は、基準周波数ｆ０＝５０Ｈｚとした場合に、周波数ｆを５０Ｈｚ、５５Ｈｚ、６０Ｈｚとシフトさせていったときの各周波数における補正係数ｋ（ｆ）をプロットした図である。すなわち、ｆ０が５０Ｈｚ、ｆ１が５５Ｈｚ、ｆ２が６０Ｈｚであり、ｆ０＜ｆ１＜ｆ２という関係になっている。図６（ｂ）は横軸に周波数ｆ［Ｈｚ］、縦軸に補正係数ｋ（ｆ）を示す。図６（ｂ）の実線は、３点のプロットから求めた近似曲線を示している。
【００４６】
図６（ｂ）の場合の補正係数ｋ（ｆ）の傾きａと切片ｂの求め方を説明する。交流電源電圧Ｖ０＝１００Ｖ、基準周波数ｆ０＝５０Ｈｚとして、得られた検知電圧Ｖ２のデジタル値に対応する算出電圧Ｖ４＿５０（上述した基準算出電圧Ｖ４＿ｆ０）を基準演算テーブルから算出する。また、交流電源電圧Ｖ０＝１００Ｖ、周波数ｆ２＝６０Ｈｚとして、得られた検知電圧Ｖ２のデジタル値に対応する算出電圧Ｖ４＿６０（上述した算出電圧Ｖ４＿ｆ２）を基準演算テーブルから算出する。算出した２つの算出電圧Ｖ４＿５０、Ｖ４＿６０から、周波数ｆ２＝６０Ｈｚにおける補正係数ｋ（６０）が、ｋ（６０）＝Ｖ４＿５０／Ｖ４＿６０＝０．９５と求められる。同様に、周波数ｆ１＝５５Ｈｚにおける補正係数ｋ（５５）も、ｋ（５５）＝Ｖ４＿５０／Ｖ４＿５５から求められる。なお、基準周波数ｆ０＝５０Ｈｚにおける補正係数ｋ（５０）は１である。
【００４７】
次に、各周波数における補正係数ｋ（ｆ）から最小二乗法を用いて周波数ｆの関数として補正係数ｋ（ｆ）を求める。図６（ｂ）の場合の補正係数ｋ（ｆ）は、次の式（１１）で表される。
ｋ（ｆ）＝−０．００４９×ｆ＋１．２４４６（図９の破線に該当）…（１１）
式（１１）で補正係数ｋ（ｆ）の傾きａは−０．００４９、切片ｂは１．２４４６となる。導出された補正係数ｋ（ｆ）の傾きａ＝−０．００４９、切片ｂ＝１．２４４６と、基準演算テーブルは、不揮発性メモリ１５０に記憶される。
【００４８】
周波数検知回路５１０により検知された交流電源１０１の周波数ｆが６０Ｈｚの場合を例として、補正係数ｋ（６０）の求め方を説明する。例えば、交流電源１０１の周波数ｆ＝６０Ｈｚにおける電圧検知処理時の補正係数ｋ（６０）は、式（１２）のように求められる。補正電圧Ｖ５は、式（１２）で求められた補正係数ｋ（６０）と、基準演算テーブルの算出電圧Ｖ４とを用いて、式（１３）から求められ、図７（ｃ）に示した、第２のテーブルである補正テーブルが得られる。
ｋ（６０）＝−０．００４９×６０＋１．２４４６＝０．９５…（１２）
Ｖ５＝ｋ（６０）・Ｖ４＝０．９５・Ｖ４…（１３）
【００４９】
図７（ａ）のＡＤ変換表（６０Ｈｚ）において１００Ｖを例に説明する。図７（ａ）は、交流電源１０１の周波数ｆが６０Ｈｚの場合のテーブルを示し、左側の列に交流電源電圧Ｖ０［Ｖ］を示し、右側の列に検知電圧Ｖ２のＡＤ変換後のデジタル値（ｄｉｇｉｔ）を示している。図７（ｂ）は図４（ｂ）と同様の、第１のテーブルである基準演算テーブルである。図７（ａ）に示すように、交流電源電圧Ｖ０が１００Ｖ、交流電源１０１の周波数ｆが６０Ｈｚのとき、検知電圧Ｖ２のＡＤ変換後のデジタル値は２５５となる。検知電圧Ｖ２のＡＤ変換後のデジタル値が２５５の場合、基準演算テーブルから求めた算出電圧Ｖ４は１０３Ｖとなり、実際の電圧（１００Ｖ）より３Ｖ高く検知されてしまう。一方、検知電圧Ｖ２のＡＤ変換後のデジタル値が２５５の場合、式（１３）より作成された補正テーブルから求めた補正電圧Ｖ５は１００Ｖ（＝０．９５×１０３）となり、電圧検知の誤差を０Ｖにすることができている。
【００５０】
［電圧検知処理］
（事前処理）
次に実施例２のＣＰＵ１１１の電圧検知時の補正制御を図８のフローチャートを用いて説明する。動作は図８（ａ）に示す事前処理と図８（ｂ）に示す電圧検知処理時に分けられる。事前処理は、実施例１と同様に実施される。ステップ（以下、Ｓとする）９００でＣＰＵ１１１は、基準周波数ｆ０における、検知電圧Ｖ２のＡＤ変換後のデジタル値と算出電圧Ｖ４との関係を予め実験等で求め、基準演算テーブルを作成する。また、ＣＰＵ１１１は、上述した方法で、周波数の関数である補正係数ｋ（ｆ）の傾きａ、切片ｂを求める。Ｓ９０１でＣＰＵ１１１は、基準周波数ｆ０、Ｓ９００で求めた基準演算テーブル、補正係数ｋ（ｆ）の傾きａ及び切片ｂを、不揮発性メモリ１５０に予め記憶し、処理を終了する。
【００５１】
（電圧検知処理）
電圧検知時は、ＣＰＵ１１１はＳ１００１以降の処理を行う。Ｓ１００１でＣＰＵ１１１は、周波数検知回路５１０から入力されたパルス信号Ｖ３の立下りエッジを検出したか否かを判断する。Ｓ１００１でＣＰＵ１１１は、パルス信号Ｖ３の立下りエッジを検出していないと判断した場合、処理をＳ１００１に戻し、立下りエッジを検出したと判断した場合、処理をＳ１００２に進める。ＣＰＵ１１１は、次にパルス信号Ｖ３の立下りエッジを再び検出するまでの間にカウンタ１１１ｂより求めたカウント値Ｍから周波数ｆを確定するために、カウント値Ｍを初期化し、カウントを開始する。カウンタ１１１ｂは、ＣＰＵ１１１が有する内部クロックに準じて動作するカウンタである。Ｓ１００２でＣＰＵ１１１は、カウント値Ｍに１を加算する（Ｍ＝Ｍ＋１）。Ｓ１００３でＣＰＵ１１１は、パルス信号Ｖ３の立下りエッジを再度検出したか否かを判断する。Ｓ１００３でＣＰＵ１１１は、パルス信号Ｖ３の立下りエッジを検出したと判断していないと判断した場合、処理をＳ１００２に戻し、立下りエッジを検出したと判断した場合、処理をＳ１００４に進める。
【００５２】
Ｓ１００４でＣＰＵ１１１は、Ｓ１００１でパルス信号Ｖ３の立下りエッジを検出してからＳ１００３でパルス信号Ｖ３の立下りエッジを再検出するまでの間にカウントしたカウント値Ｍに基づいて、交流電源１０１の周波数ｆを確定させる。Ｓ１００５でＣＰＵ１１１は、不揮発性メモリ１５０から補正係数ｋ（ｆ）の傾きａ及び切片ｂを読み出し、Ｓ１００４で確定した周波数ｆにおける補正係数ｋ（ｆ）を式（９）を用いて算出する。ＣＰＵ１１１は、不揮発性メモリ１５０から基準演算テーブルの情報を読み出し、基準演算テーブルの各算出電圧Ｖ４に補正係数ｋ（ｆ）を乗算することで補正電圧Ｖ５を求め、補正テーブルを作成する。Ｓ１００６でＣＰＵ１１１は、Ｓ１００５で作成した補正テーブルに従い、電圧検知回路１１２により検知した検知電圧Ｖ２のＡＤ変換後のデジタル値から交流電源電圧Ｖ０（算出電圧Ｖ４）を算出し、処理を終了する。
【００５３】
以上説明したように、実施例２では、トランスを用いた電圧検知回路による検知結果に基づき算出した交流電源電圧に、交流電源の周波数に応じた補正を行う。これにより、周波数に依存してトランスの出力端インピーダンスが変化することが原因で生じる電圧検知の誤差を軽減することが可能となる。なお、実施例１の回路構成で実施例２の検知電圧の補正を行ってもよいし、実施例２の回路構成で実施例１の検知電圧の補正を行ってもよい。以上、実施例２によれば、変圧器を用いて交流電源の電圧を検知する際の、交流電源の周波数に依存する検知結果の誤差を低減することができる。
【実施例３】
【００５４】
実施例３では、電圧補正方法に関する実施例１、２に対し、電流検知トランスを用いた電力補正方法について説明する。なお、実施例１、２と同様の箇所には同じ符号を付し、説明を省略する。
【００５５】
［電流検知回路の構成］
図９は、実施例３の電流検知トランスを用いた電流検知回路を有する回路構成を示す図である。電圧検知回路１１２、周波数検知回路１１０は実施例１の図３と同様である。電流検知手段である電流検知回路１２６の構成を説明する。電流検知回路１２６は、電流検知トランス１２７（以下、トランス１２７という）を有している。トランス１２７は、１次巻線１２７ａと２次巻線１２７ｂとを有し、１次巻線１２７ａと２次巻線１２７ｂとは同極性である。１次巻線１２７ａの一端（交流電源１０１に接続されている側）を端子１、１次巻線１２７ａの他端（後段の回路（不図示）に接続されている側）を端子２とする。２次巻線１２７ｂの一端（直流電源１１３に接続されている側）を端子４、２次巻線１２７ｂの他端を端子３とする。トランス１２７の２次巻線１２７ｂの端子３−端子４間には、電流検出抵抗１２５が接続されている。トランス１２７の２次巻線１２７ｂは、ＣＰＵ１１１の入力端子に接続されており、ＣＰＵ１１１は、トランス１２７の２次巻線１２７ｂから信号Ｖ６が入力される。
【００５６】
なお、トランス１０４は第１のトランスに相当し、トランス１２７は第２のトランスに相当する。トランス１０４の１次巻線１０４ａは第１の１次巻線に相当し、トランス１０４の２次巻線１０４ｂは第１の２次巻線に相当する。トランス１２７の１次巻線１２７ａは第２の１次巻線に相当し、トランス１２７の２次巻線１２７ｂは第２の２次巻線に相当する。抵抗１０５は第１の抵抗に相当し、抵抗１２５は第２の抵抗に相当する。周波数検知回路１１０は、周波数検知手段に相当し、電流検知回路１２６は電流検知手段に相当する。
【００５７】
［電流検知回路の動作］
実施例３における電流検知回路１２６の動作を説明する。電流検知回路１２６は、例えば電源装置、定着装置に接続されるラインに取り付けられており、トランス１２７と電流検出抵抗１２５から構成される。トランス１２７の端子１−端子２間に電流Ｉ０が流れると、電流検出抵抗１２５の両端に、１次巻線１２７ａに流れている電流Ｉ０の電流値と、トランス１２７の巻数比に応じた電圧Ｖ６が印加される。以下、電圧Ｖ６を検知電圧Ｖ６という。検知電圧Ｖ６は、直流電源１１３のオフセット電圧Ｖｒｅｆによりオフセットされた状態で、交流電源１０１の電流Ｉ０の波形に相似した波形になる。以下、電流Ｉ０を、交流電源電流Ｉ０とする。トランス１２７の端子３からは検知電圧Ｖ６にオフセット電圧Ｖｒｅｆが加算された電圧（Ｖ６＋Ｖｒｅｆ）が入力され、端子４からはオフセット電圧Ｖｒｅｆが入力されている。トランス１２７の端子３から入力された電圧は、ＣＰＵ１１１のＡＤポートに入力され、ＡＤ部１１１１によりアナログ値からデジタル値へ変換される。ＣＰＵ１１１は、検知電圧Ｖ６と実施例１で説明した検知電圧Ｖ２（交流電源電圧Ｖ０の相似波形）とオフセット電圧Ｖｒｅｆとに基づいて、例えば電源装置や定着装置において消費される電力Ｐ０を算出する。以下、ＣＰＵ１１１により算出された電力を、算出電力Ｐ１とする。
【００５８】
［算出電力Ｐ１の算出］
次に、ＣＰＵ１１１による算出電力Ｐ１の算出方法を説明する。ＣＰＵ１１１は、演算テーブルを用いることにより、検知電圧Ｖ２と検知電圧Ｖ６それぞれのＡＤ変換後のデジタル値の積から算出電力Ｐ１を求める。検知電圧Ｖ２と検知電圧Ｖ６それぞれのＡＤ変換後のデジタル値の積から算出電力Ｐ１を求めるための演算テーブルは、不揮発性メモリ１５０に記憶されている。
【００５９】
図１１（ａ）は、交流電源１０１の周波数ｆが６０Ｈｚの場合のテーブルを示し、左側の列に電力Ｐ０［Ｗ］を示し、右側の列に、検知電圧Ｖ２と検知電圧Ｖ６それぞれのＡＤ変換後のデジタル値の積（ｄｉｇｉｔ）を示している。図１１（ｂ）は、基準周波数ｆ０をｆ０＝５０Ｈｚとした場合の、第３のテーブルである基準演算テーブルを示し、左側の列は検知電圧Ｖ２と検知電圧Ｖ６それぞれのＡＤ変換後のデジタル値の積（ｄｉｇｉｔ）、右側の列は算出電力Ｐ１［Ｗ］を示す。図１１（ｃ）は、交流電源１０１の周波数が６０Ｈｚの場合に、基準演算テーブルを補正した後の、第４のテーブルである演算テーブル（以下、補正テーブルとする）を示す。図１１（ｃ）において、左側の列は検知電圧Ｖ２と検知電圧Ｖ６それぞれのＡＤ変換後のデジタル値の積（ｄｉｇｉｔ）、右側の列は補正電力Ｐ２［Ｗ］を示す。例えば、図１１（ｂ）の基準演算テーブル（５０Ｈｚ）が不揮発性メモリ１５０に記憶されており、各デジタル値の積が３６０であった場合、ＣＰＵ１１１は、基準演算テーブルのデジタル値３６０を参照して、算出電力Ｐ１＝１３０３Ｗであると判断する。
【００６０】
しかし、実施例１で説明したように、交流電源電圧Ｖ０と検知電圧Ｖ２の関係は交流電源周波数ｆに依存して変化することから、検知電圧Ｖ２を用いて求めた算出電力Ｐ１も交流電源周波数ｆに依存して変化してしまい、電力検知に生じる誤差が生じる。
【００６１】
［算出電力Ｐ１の補正］
次に電力検知誤差の補正方法について説明する。ＣＰＵ１１１は、基準演算テーブルに周波数ｆの関数として表現される補正係数を乗算することで、精度よく電力検知に生じる誤差を補正することが可能となる。交流電源１０１の周波数ｆに応じて算出電力Ｐ１を補正するにあたり、予め基準周波数ｆ０を決定し、基準周波数ｆ０における基準演算テーブルが作成される。具体的には、電力Ｐ０を固定して周波数ｆを変化させた場合の基準演算テーブルにおける算出電力Ｐ１が求められる。例えば、ある交流電源電圧Ｖ０における基準周波数ｆ０での演算結果を基準算出電力Ｐ１＿ｆ０とする。電力Ｐ０を固定した状態で、周波数ｆを、ｆ０、ｆ１、ｆ２と変化させる。ここで、周波数ｆ０、ｆ１、ｆ２の関係は、ｆ０＜ｆ１＜ｆ２とする。そして、基準演算テーブルに従って、周波数ｆ１、ｆ２のときにそれぞれ得られた算出電力Ｐ１が、それぞれＰ１＿ｆ１、Ｐ１＿ｆ２と算出される。その後、各周波数における算出電力Ｐ１＿ｆ１、Ｐ１＿ｆ２と基準算出電力Ｐ１＿ｆ０との変化量から、式（１４）で表現される補正係数ｇ（ｆ）を、最小二乗法により導出する。補正係数ｇ（ｆ）は、傾きｃ、切片ｄの、周波数ｆの１次関数として表される。
ｇ（ｆ）＝ｃ・ｆ＋ｄ・・・（１４）
【００６２】
補正係数ｇ（ｆ）の傾きｃ、切片ｄと、基準演算テーブルは、予め不揮発性メモリ１５０に記録される。電力検知時は、周波数検知回路５１０により検知された周波数ｆを用いて式（１４）により、補正係数ｇ（ｆ）が求められる。このようにして、基準演算テーブルから補正テーブルが作成される。算出電力Ｐ１と補正電力Ｐ２との関係は、次の式（１５）で表される。
Ｐ２＝ｇ（ｆ）・Ｐ１・・・（１５）
実施例３では、補正係数ｇ（ｆ）の導出に最小二乗法を用いたがテイラー展開を用いた多項近似式とすることで補正精度を高めることが可能であり、実施例３の形態に限定するものではない。
【００６３】
［補正係数ｇ（ｆ）］
次に、具体的な数値を用いて実施例３を説明する。図１０の３つの◆は、基準周波数ｆ０＝５０Ｈｚとした場合に、周波数ｆを５０Ｈｚ、５５Ｈｚ、６０Ｈｚとシフトさせていったときの各周波数における補正係数ｇ（ｆ）をプロットした図である。すなわち、ｆ０が５０Ｈｚ、ｆ１が５５Ｈｚ、ｆ２が６０Ｈｚであり、ｆ０＜ｆ１＜ｆ２という関係になっている。図１０は横軸に周波数ｆ［Ｈｚ］、縦軸に補正係数ｇ（ｆ）を示す。図１０の実線は、３点のプロットから求めた近似曲線を示している。
【００６４】
図１０の場合の補正係数ｇ（ｆ）の傾きｃ、切片ｄの求め方を説明する。電力Ｐ０＝１００８Ｗ、基準周波数ｆ０＝５０Ｈｚのときに得られた算出電力Ｐ１＿５０（上述した基準算出電力Ｐ１＿ｆ０）を基準演算テーブルから算出する。また、周波数ｆ＝６０Ｈｚのときに得られた算出電力Ｐ１＿６０（上述した基準算出電力Ｐ１＿ｆ２）を基準演算テーブルから算出する。算出した２つの算出電力Ｐ１＿５０、Ｐ１＿６０から、周波数ｆ２＝６０Ｈｚにおける補正係数ｇ（６０）が、ｇ（６０）＝Ｐ１＿５０／Ｐ１＿６０＝０．９５と求められる。同様に、周波数ｆ１＝５５Ｈｚにおける補正係数ｇ（５５）も、ｇ（５５）＝Ｐ１＿５０／Ｐ１＿５５から求められる。なお、基準周波数ｆ０＝５０における補正係数ｇ（５０）は１である。
【００６５】
次に、各周波数における補正係数ｇ（ｆ）から最小二乗法を用いて周波数ｆの関数として補正係数ｇ（ｆ）を求める。図１０の場合の補正係数ｇ（ｆ）は、次の式（１６）で表される。
ｇ（ｆ）＝−０．００２５×ｆ＋１．１２１９（図１０の破線に該当）…（１６）
式（１６）で補正係数ｇ（ｆ）の傾きｃは−０．００２５、切片ｄは１．１２１９となる。導出された補正係数ｇ（ｆ）の傾きｃ＝−０．００２５、切片ｄ＝１．１２１９と、基準演算テーブルは、不揮発性メモリ１５０に記録される。
【００６６】
周波数検知回路５１０により検知された交流電源１０１の周波数ｆが６０Ｈｚの場合を例として、補正係数ｇ（６０）、算出電力Ｐ１、補正電力Ｐ２の求め方を説明する。例えば、交流電源１０１の周波数ｆ＝６０Ｈｚにおける電力検知処理時の補正係数ｇ（６０）は、式（１７）のように求められる。補正電力Ｐ２は、式（１７）で求められた補正係数ｇ（６０）と、基準演算テーブルの算出電力Ｐ１とを用いて、式（１８）から求められ、図１１（ｃ）に示した、第４のテーブルである補正テーブルが得られる。
ｇ（６０）＝−０．００２５×６０＋１．１２１９＝０．９７２…（１７）
Ｐ２＝ｇ（６０）・Ｐ１＝０．９７２・Ｐ１…（１８）
【００６７】
図１１（ａ）のＡＤ変換表（６０Ｈｚ）において電力Ｐ０＝１３０３Ｗを例に説明する。図１１（ａ）に示すように、電力Ｐ０が１３０３Ｗ、交流電源１０１の周波数ｆが６０Ｈｚのとき、検知電圧Ｖ２と検知電圧Ｖ６との積のＡＤ変換後のデジタル値は３６９となる。２つの検知電圧の積のＡＤ変換後のデジタル値が３６９の場合、基準演算テーブルから求めた算出電力Ｐ１はおよそ１３４０Ｗとなり、実際の電力（１３０３Ｗ）より４０Ｗ近く高く検知されてしまう。一方、２つの検知電圧の積のＡＤ変換後のデジタル値が３６９の場合、式（１８）より作成された補正テーブルから求めた補正電力Ｐ２はＰ２＝０．９７２×１３４０＝１３０３Ｗとなり、電圧検知の誤差を抑制できている。
【００６８】
［電圧検知処理］
（事前処理）
次に実施例３のＣＰＵ１１１の電力検知時の補正制御を図１２のフローチャートを用いて説明する。動作は図１２（ａ）に示す事前処理と図１２（ｂ）に示す電力検知処理時に分けられる。事前処理は、実施例２と同様に実施される。Ｓ１５００でＣＰＵ１１１は、基準周波数ｆ０における、検知電圧Ｖ２と検知電圧Ｖ６の積のＡＤ変換後のデジタル値と算出電力Ｐ１との関係を予め実験等で求め、基準演算テーブルを作成する。また、ＣＰＵ１１１は、上述した方法で、周波数の関数である補正係数ｇ（ｆ）の傾きｃ、切片ｄを求める。Ｓ１５０１でＣＰＵ１１１は、基準周波数ｆ０、Ｓ１５００で求めた基準演算テーブル、補正係数ｇ（ｆ）の傾きｃ及び切片ｄを、不揮発性メモリ１５０に予め記憶し、処理を終了する。
【００６９】
（電力検知処理）
電力検知時は、ＣＰＵ１１１はＳ１６０１以降の処理を行う。Ｓ１６０１でＣＰＵ１１１は、周波数検知回路５１０から入力されたパルス信号Ｖ３の立下りエッジを検出したか否かを判断する。Ｓ１６０１でＣＰＵ１１１は、パルス信号Ｖ３の立下りエッジを検出していないと判断した場合、処理をＳ１６０１に戻し、立下りエッジを検出したと判断した場合、処理をＳ１６０２に進める。ＣＰＵ１１１は、次にパルス信号Ｖ３の立下りエッジを再び検出するまでの間にカウンタ１１１ｂより求めたカウント値Ｋから周波数ｆを確定するために、カウント値Ｋを初期化し、カウントを開始する。カウンタ１１１ｂは、ＣＰＵ１１１が有する内部クロックに準じて動作するカウンタである。Ｓ１６０２でＣＰＵ１１１は、カウント値Ｋに１を加算する（Ｋ＝Ｋ＋１）。Ｓ１６０３でＣＰＵ１１１は、パルス信号Ｖ３の立下りエッジを再度検出したか否かを判断する。Ｓ１６０３でＣＰＵ１１１は、パルス信号Ｖ３の立下りエッジを検出したと判断していないと判断した場合、処理をＳ１６０２に戻し、立下りエッジを検出したと判断した場合、処理をＳ１６０４に進める。
【００７０】
Ｓ１６０４でＣＰＵ１１１は、Ｓ１６０１でパルス信号Ｖ３の立下りエッジを検出してからＳ１６０３でパルス信号Ｖ３の立下りエッジを再検出するまでの間にカウントしたカウント値Ｋに基づいて、交流電源１０１の周波数ｆを確定させる。Ｓ１６０５でＣＰＵ１１１は、不揮発性メモリ１５０から補正係数ｇ（ｆ）の傾きｃ及び切片ｄを読み出し、Ｓ１６０４で確定した周波数ｆにおける補正係数ｇ（ｆ）を式（１４）を用いて算出する。ＣＰＵ１１１は、不揮発性メモリ１５０から基準演算テーブルの情報を読み出し、基準演算テーブルの各算出電力Ｐ１に補正係数ｇ（ｆ）を乗算することで補正電力Ｐ２を求め、補正テーブルを作成する。Ｓ１６０６でＣＰＵ１１１は、Ｓ１６０５で作成した補正テーブルに従い、電圧検知回路１１２により検知した検知電圧Ｖ２と検知電圧Ｖ６の積のＡＤ変換後のデジタル値から電力Ｐ０（補正電力Ｐ２）を算出し、処理を終了する。
【００７１】
以上説明したように、実施例３では、トランスを用いた電圧検知回路と電流検知回路による検知結果に基づき算出した電力に、交流電源の周波数に応じた補正を行う。これにより、周波数に依存してトランスの出力端インピーダンスが変化することが原因で生じる電力検知の誤差を軽減することが可能となる。なお、実施例３では、実施例１の回路構成に電流検知回路を追加した回路図で説明しているが、実施例２の回路構成に電流検知回路を追加した回路図で、実施例３の算出電力の補正を行ってもよい。以上、実施例３によれば、変圧器を用いた交流電源の電圧検知結果を用いた電力の算出を行う際の、交流電源の周波数に依存する検知結果の誤差を低減することができる。
【実施例４】
【００７２】
実施例１、２の電圧検知回路の検知結果に基づき算出された交流電源電圧や、実施例３の電力検知結果を、交流電源の周波数に応じて補正する方法は、画像形成装置にも適用される。例えば、画像形成装置では、電圧検知装置の検知結果は、交流電源から入力された入力電圧の異常を検知する際に用いられる。また、例えば、電圧検知装置の検知結果は、画像形成装置が設置されている地域の商用電源の入力電圧を検知する際に用いられる。更に、例えば、電圧検知装置の検知結果は、画像形成装置の定着装置に電力を供給する制御に用いられる。以下、画像形成装置の構成を説明する。
【００７３】
［画像形成装置の構成］
画像形成装置の一例として、レーザビームプリンタを例にあげて説明する。図１３に電子写真方式のプリンタの一例であるレーザビームプリンタの概略構成を示す。レーザビームプリンタ３００は、露光手段である露光装置２０７により静電潜像が形成される像担持体としての感光ドラム３１１、感光ドラム３１１を一様に帯電する帯電部３１７（帯電手段）を備えている。レーザビームプリンタ３００は、感光ドラム３１１に形成された静電潜像をトナーで現像する現像部３１２（現像手段）を備えている。そして、感光ドラム３１１上（像担持体上）に現像されたトナー像は、カセット３１６から供給された被転写体としてのシート（不図示）に転写部３１８（転写手段）によって転写される。シート上（被転写体上）に転写された未定着のトナー像は定着器３１４により定着され、トレイ３１５に排出される。レーザビームプリンタ３００は、画像形成部による画像形成動作や、シートの搬送動作を制御する制御手段であるコントローラ３２０を備えている。定着器３１４はヒータを有しており、交流電源からヒータに投入される電力はコントローラ３２０により制御される。コントローラ３２０は、定着器３１４に投入される電力制御において、実施例１又は実施例２の電圧検知装置により交流電源の交流電源電圧Ｖ０（補正電圧Ｖ５）を検知する。なお、コントローラ３２０が有するＣＰＵが実施例１、２のＣＰＵ１１１として機能してもよい。
【００７４】
感光ドラム３１１、帯電部３１７、現像部３１２、転写部３１８が画像形成部である。なお、画像形成装置は、図１３に例示したものに限定されず、例えば複数の画像形成部を備える画像形成装置であってもよい。更に、感光ドラム３１１上のトナー像を中間転写ベルトに転写する１次転写部と、中間転写ベルト上のトナー像をシートに転写する２次転写部を備える画像形成装置であってもよい。
【００７５】
以上、実施例３によれば、変圧器を用いて交流電源の電圧を検知する際の、交流電源の周波数に依存する検知結果の誤差を低減することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１０１      交流電源
１０４      トランス
１０５      電圧検知抵抗
１１０      周波数検知回路
１１１      ＣＰＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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