(57)【要約】【課題】ＡＣトランスを使用する場合のような大きなスペースを必要とすることなく、力率改善回路（ＰＦＣ回路）の動作中に交流電源からの入力電圧を検出することができる入力電圧検出装置等を提供する。【解決手段】交流電源１０１からの入力電圧の力率を改善するリアクトル１２１を含む力率改善回路１２０と、力率改善回路の下流側に設けられ、交流電源１０１からの入力電圧を直流に降圧変換するコンバータ１４０と、を備えた電源装置１００の前記リアクトル１２１に、補助巻線１６１が設けられ、補助巻線１６１の同相出力から得られた電圧に基づいて、力率改善回路１２０が動作しているときの交流電源１０１からの入力電圧を検出する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源からの入力電圧の力率を改善するリアクトルを含む力率改善回路と、力率改善回路の下流側に設けられ、前記交流電源からの入力電圧を直流に降圧変換するコンバータと、を備えた電源装置の前記リアクトルに、補助巻線が設けられ、
前記補助巻線の同相出力から得られた電圧に基づいて、前記力率改善回路が動作しているときの前記交流電源からの入力電圧を検出することを特徴とする入力電圧検出装置。
【請求項２】
前記補助巻線の同相出力を半波整流し平均化処理することにより入力電圧を検出する請求項１に記載の入力電圧検出装置。
【請求項３】
前記補助巻線の同相出力におけるサージ電圧を除いた最大電圧に基づいて入力電圧を検出する請求項１に記載の入力電圧検出装置。
【請求項４】
前記補助巻線は前記リアクトルに対して強化絶縁されている請求項１〜３のいずれかに記載の入力電圧検出装置。
【請求項５】
前記電源装置におけるコンバータはフライバック型コンバータであり、前記力率改善回路が動作していないときは、前記フライバック型コンバータの二次巻線の同相出力から得られた直流電圧に基づいて入力電圧を検出する請求項１〜４のいずれかに記載の入力電圧検出装置。
【請求項６】
前記リアクトルに設けられた補助巻線の同相出力からの電圧と、フライバック型コンバータの二次巻線の同相出力からの電圧とを抵抗分割することにより入力電圧を検出する請求項５に記載の入力電圧検出装置。
【請求項７】
力率改善回路が動作しているときに検出された入力電圧を数値情報に変換するための第１変換テーブルと、力率改善回路が動作していないときに検出された入力電圧を数値情報に変換するための第２変換テーブルを保持する保持手段と、
力率改善回路が動作しているときと動作していないときとで、前記保持手段に保持された第１変換テーブルと第２変換テーブルを切り替えて入力電圧を数値情報に変換する変換手段を備えている請求項５または６に記載の入力電圧検出装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の入力電圧検出装置と、
入力電圧検出装置における電源装置により給電され、入力電圧検出装置により検出された交流電源からの入力電圧に基づいて、制御対象物の電力制御を行う制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
通常電力モードと低電力モードとを切り替える切替手段を備え、
切替手段により低電力モードに切り替えられたときは、前記制御手段は力率改善回路を停止させるとともに、入力電圧検出装置により検出された力率改善回路が動作していないときの入力電圧に基づいて制御対象物の電力制御を行う請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記入力電圧が第１の閾値よりも低いときあるいは第２の閾値よりも高いときに、自装置の稼働を停止させる請求項８または９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
表示手段を備え、
前記制御手段は、前記入力電圧が第１の閾値よりも高い第３の閾値よりも低いとき、あるいは第２の閾値よりも低い第４の閾値よりも高いときに、前記表示手段に入力電圧が異常であることを示す内容の警告表示を行う請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記制御対象物が定着装置のヒーターであり、
前記制御手段は、前記入力電圧検出装置により検出された入力電圧に基づいてヒーターの電力値が設定値となるように電力制御を行う請求項８〜１１のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、自装置で定められた電流を超えないように電力制御を行う請求項１２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、交流電源からの入力電圧を検出する入力電圧検出装置、及びこの入力電圧検出装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複写機、プリンタ、ファクシミリ、または複合機またはＭＦＰ（Multi Function Peripherals）と呼称される多機能装置などが、画像形成装置として用いられている。
【０００３】
一般的な画像形成装置においては、画像情報を解析して画像データに展開する画像処理を行う画像処理部、画像データに基づいて電子写真方式でトナー像を形成し、形成したトナー像を記録用紙に転写する作像部、および、記録用紙上のトナー像を定着する定着部（定着装置）などが備えられる。定着部に備えられたヒータ（定着ヒータ）は、交流電源から供給される電力によって発熱し、定着ローラを１９０℃程度まで昇温させる。
【０００４】
画像形成装置において、消費電力を抑制するためには、定着ヒータ等の負荷の消費電力をできるだけ正確に管理し、消費電力が低減するような制御を行うことが重要である。その場合に、電力消費による電圧降下などによって交流電源からの入力電圧が変動するので、入力電圧をできるだけ正確に検出することが重要である。
【０００５】
このような交流電源からの入力電圧を検出する技術として、特許文献１には、交流電源からの入力電圧を直流に降圧変換して負荷に供給する電源装置に、入力電圧検出機能を備えさせたものが提案されている。具体的には、電源装置のコンバータとしてフライバック型コンバータを使用し、フライバック型コンバータの二次巻線の同相出力により入力電圧値を検出する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−２０６６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、電源装置に交流電源からの入力電圧の力率を改善する力率改善回路（ＰＦＣ回路）が搭載されている場合、入力電圧に対して常にＰＦＣ回路の出力部は一定の直流電圧が出力されるため、ＰＦＣ回路が動作中であると、フライバック型コンバータの二次巻線の同相出力では入力電圧を検出できず、ＰＦＣ回路が停止中の場合でしか入力電圧を検出することができないという問題がある。
【０００８】
ヒータを電力制御するタイミングは、画像形成装置が稼働中であり従ってＰＦＣ回路が動作中であるため、入力電圧を精度良く検出するにはＰＦＣ回路が動作中のタイミングにおいて検出する必要がある。
【０００９】
なお、ＡＣトランスを追加使用することで入力電圧値の検出が可能となるが、この場合はコストも高くつき、形状・重量も大きくなるため大きなスペースが必要となってしまうという別の問題がある。
【００１０】
この発明は、このような技術的背景に鑑みてなされたものであって、ＡＣトランスを使用する場合のような大きなスペースを必要とすることなく、力率改善回路（ＰＦＣ回路）の動作中に交流電源からの入力電圧を検出することができる入力電圧検出装置を提供し、さらにはこの入力電圧検出装置を備えた画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題は、以下の手段によって解決される。
（１）交流電源からの入力電圧の力率を改善するリアクトルを含む力率改善回路と、力率改善回路の下流側に設けられ、前記交流電源からの入力電圧を直流に降圧変換するコンバータと、を備えた電源装置の前記リアクトルに、補助巻線が設けられ、前記補助巻線の同相出力から得られた電圧に基づいて、前記力率改善回路が動作しているときの前記交流電源からの入力電圧を検出することを特徴とする入力電圧検出装置。
（２）前記補助巻線の同相出力を半波整流し平均化処理することにより入力電圧を検出する前項１に記載の入力電圧検出装置。
（３）前記補助巻線の同相出力におけるサージ電圧を除いた最大電圧に基づいて入力電圧を検出する前項１に記載の入力電圧検出装置。
（４）前記補助巻線は前記リアクトルに対して強化絶縁されている前項１〜３のいずれかに記載の入力電圧検出装置。
（５）前記電源装置におけるコンバータはフライバック型コンバータであり、前記力率改善回路が動作していないときは、前記フライバック型コンバータの二次巻線の同相出力から得られた直流電圧に基づいて入力電圧を検出する前項１〜４のいずれかに記載の入力電圧検出装置。
（６）前記リアクトルに設けられた補助巻線の同相出力からの電圧と、フライバック型コンバータの二次巻線の同相出力からの電圧とを抵抗分割することにより入力電圧を検出する前項５に記載の入力電圧検出装置。
（７）力率改善回路が動作しているときに検出された入力電圧を数値情報に変換するための第１変換テーブルと、力率改善回路が動作していないときに検出された入力電圧を数値情報に変換するための第２変換テーブルを保持する保持手段と、力率改善回路が動作しているときと動作していないときとで、前記保持手段に保持された第１変換テーブルと第２変換テーブルを切り替えて入力電圧を数値情報に変換する変換手段を備えている前項５または６に記載の入力電圧検出装置。
（８）前項１〜７のいずれかに記載の入力電圧検出装置と、入力電圧検出装置における電源装置により給電され、入力電圧検出装置により検出された交流電源からの入力電圧に基づいて、制御対象物の電力制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
（９）通常電力モードと低電力モードとを切り替える切替手段を備え、切替手段により低電力モードに切り替えられたときは、前記制御手段は力率改善回路を停止させるとともに、入力電圧検出装置により検出された力率改善回路が動作していないときの入力電圧に基づいて制御対象物の電力制御を行う前項８に記載の画像形成装置。
（１０）前記制御手段は、前記入力電圧が第１の閾値よりも低いときあるいは第２の閾値よりも高いときに、自装置の稼働を停止させる前項８または９に記載の画像形成装置。
（１１）表示手段を備え、前記制御手段は、前記入力電圧が第１の閾値よりも高い第３の閾値よりも低いとき、あるいは第２の閾値よりも低い第４の閾値よりも高いときに、前記表示手段に入力電圧が異常であることを示す内容の警告表示を行う前項１０に記載の画像形成装置。
（１２）前記制御対象物が定着装置のヒーターであり、前記制御手段は、前記入力電圧検出装置により検出された入力電圧に基づいてヒーターの電力値が設定値となるように電力制御を行う前項８〜１１のいずれかに記載の画像形成装置。
（１３）前記制御手段は、自装置で定められた電流を超えないように電力制御を行う前項１２に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１２】
前項（１）に記載の発明によれば、電源装置における力率改善回路のリアクトルに補助巻線が設けられ、この補助巻線の同相出力から得られた電圧に基づいて、交流電源からの入力電圧が検出されるから、力率改善回路が動作しているときに交流電源からの入力電圧を検出することができる。しかも、ＡＣトランスを追加使用する場合に較べて、コストも安くつき、形状・重量も小さいため小さなスペースで済むという効果もある。
【００１３】
前項（２）に記載の発明によれば、補助巻線の同相出力を半波整流し平均化処理することにより入力電圧が検出されるから、精度良く入力電圧を検出することができる。
【００１４】
前項（３）に記載の発明によれば、補助巻線の同相出力におけるサージ電圧を除いた最大電圧に基づいて入力電圧が検出されるから、精度良く入力電圧を検出することができる。
【００１５】
前項（４）に記載の発明によれば、補助巻線はリアクトルに対して強化絶縁されているから、高い安全性を確保することができる。
【００１６】
前項（５）に記載の発明によれば、コンバータはフライバック型コンバータであり、力率改善回路が動作していないときは、フライバック型コンバータの二次巻線の同相出力から得られた直流電圧に基づいて入力電圧が検出されるから、力率改善回路が動作していてもしていなくても、入力電圧を検出することができる。
【００１７】
前項（６）に記載の発明によれば、リアクトルに設けられた補助巻線の同相出力からの電圧と、フライバック型コンバータの二次巻線の同相出力からの電圧とを抵抗分割することにより入力電圧値が検出される。
【００１８】
前項（７）に記載の発明によれば、力率改善回路が動作しているときに検出された入力電圧を数値情報に変換するための第１変換テーブルと、力率改善回路が動作していないときに検出された入力電圧を数値情報に変換するための第２変換テーブルを、力率改善回路が動作しているときと動作していないときとで切り替えて入力電圧の数値情報を取得するから、力率改善回路が動作しているときに検出された入力電圧値と、力率改善回路が動作していないときに検出された入力電圧値とが異なっていても、正確な入力電圧の数値を取得することができる。
【００１９】
前項（８）に記載の発明によれば、補助巻線の同相出力から得られた電圧に基づいて、力率改善回路が動作しているときの交流電源からの入力電圧が検出され、この入力電圧に基づいて制御対象物の電力制御を行う画像形成装置となる。
【００２０】
前項（９）に記載の発明によれば、画像形成装置が通常電力モードから低電力モードに切り替えられたときは、力率改善回路が停止し、入力電圧検出装置により検出された力率改善回路が動作していないときの入力電圧値に基づいて被制御対象物が制御される。
【００２１】
前項（１０）に記載の発明によれば、入力電圧が第１の閾値よりも低いときあるいは第２の閾値よりも高いとき、換言すれば入力電圧に異常があるときは画像形成装置の稼働が停止するから、入力電圧の異常により画像形成装置が故障するのを未然に防止できる。
【００２２】
前項（１１）に記載の発明によれば、入力電圧値が第１の閾値よりも高い第３の閾値よりも低いとき、あるいは第２の閾値よりも低い第４の閾値よりも高いときに、入力電圧が異常であることを示す内容の警告表示が表示されるから、ユーザーは入力電圧の異常を早期に認識して必要な処置を講ずることができる。
【００２３】
前項（１２）に記載の発明によれば、検出された入力電圧に基づいて定着装置のヒーターの電力値が設定値となるように電力制御が行われる。
【００２４】
前項（１３）に記載の発明によれば、自装置で定められた電流を超えないようにヒーターの電力制御が行われる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の一実施形態に係る入力電圧検出装置が用いられた画像形成装置の概略構成図である。
【図２】入力電圧検出装置のブロック図である。
【図３】入力電圧検出装置の回路図である。
【図４】第１入力電圧検出部の回路図である。
【図５】図４の回路における各部の波形図である。
【図６】変換テーブルの一例を示す表である。
【図７】制御部において実行される、検出された入力電圧の数値情報への変換処理を示すフローチャートである。
【図８】制御部からの電力制御指令を受信した電力制御部の一例を示すブロック図である。
【図９】画像形成装置の電流上限値が例えば１５Ａの条件の下で電力制御を行う場合の説明図である。
【図１０】入力電圧が異常値であった場合に画像形成装置の稼働を停止する場合の説明図である。
【図１１】入力電圧が異常値になる前に警告表示を行う場合の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
図１は、この発明の一実施形態に係る入力電圧検出装置が用いられた画像形成装置１の概略構成図である。この実施形態では、画像形成装置１として、プリンタ機能、ファクシミリ機能、スキャン機能等の機能を備えた多機能デジタル画像形成装置であるＭＦＰが用いられている。
【００２８】
画像形成装置１の内部には電源装置を有する入力電圧検出装置１０が内蔵され、交流電源から生成された直流電源により、画像形成装置１の各種の駆動部品や制御系に電力を供給している。また、交流電源からの電力は、後述するように電力制御されて定着装置１０８のヒーターに供給されるとともに、入力電圧検出装置１０は交流電源からの入力電圧を検出し、検出された入力電圧に基づいてヒーターの電力制御が行われるようになっている。入力電圧検出装置１０の詳細な説明は後述する。
【００２９】
この画像形成装置１に印字の指示があると、給紙トレイ１８に格納された記録媒体としての用紙Ｓが１枚ずつ給紙ローラ１７ａにより給紙搬送路１９に取り出され、搬送ローラ１７ｂ，１７ｃにより搬送される。
【００３０】
前記用紙Ｓが搬送される一方、帯電された各色の感光体１３ａ，１３ｂ，１３ｃ、１３ｄが画像データに基づいてレーザユニット１１により露光される。そして、各色の現像ユニット１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ内のトナーが現像されて感光体１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ上にトナー画像が形成され、電圧を印加することにより感光体１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ上のそれぞれイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の４色のトナー画像が、転写ベルト１４上に転写される。
【００３１】
この後、転写ローラ１６ｄに電圧を印加することにより、転写ベルト１４に形成された４色のトナー画像が用紙Ｓに転写される。トナー画像が転写された用紙Ｓは定着装置６００へと搬送される。
【００３２】
定着装置６００は、発熱体であるヒーター４０１を内蔵した加熱ローラー６０２及び加圧ローラー６０１等を備えている。加熱ローラー６０２および加圧ローラー６０１は、互いに接した部分でニップ部を形成し、駆動源によって回転駆動されて回転する。ヒーター４０１に電力を供給することによって加熱ローラー６０２が加熱昇温される。サーミスタ６１７などの温度センサにより、定着装置６００の温度、例えば加熱ローラー６０２または加圧ローラー６０１の温度、またはニップ部の温度が検出され、ヒーター４０１に供給する電力が制御され、定着装置６００の温度が設定された定着目標温度と一致するように自動的に温度制御される。
【００３３】
用紙Ｓ上のトナー画像は、定着装置６００の加熱ローラー６０２と加圧ローラー６０１の間を通過することにより、熱と圧力が加わり用紙Ｓ上に定着される。トナー画像が定着された用紙Ｓは、排紙ロ−ラー１７ｅ，１７ｅにより図示しない排紙トレイに排出される。
【００３４】
画像形成が行われて前記現像ユニット１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ内のトナーが少なくなると、各色のトナーボトル１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄに保管されたトナーが現像ユニット１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄに供給される。
【００３５】
また、メインモータ１６ａは、給紙工程から転写工程まで用紙Ｓを搬送するための回転駆動源であり、この他、転写ベルト１４を駆動したり、ブラック感光体１３ｄを駆動する。定着モータ１６ｂは、定着器６００の駆動を行う。
【００３６】
さらにまた、ブラック用現像モータ１６ｃは、ブラック現像ユニット１２ｄの駆動を行い、カラー現像モータ１６ｄは、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）の現像ユニット１２ａ，１２ｂ，１２ｃを駆動し、カラー感光体モータ１６ｅは、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）の感光体１３ａ，１３ｂ，１３ｃを駆動する。
【００３７】
次に、入力電圧検出装置１０の構成について、図２のブロック図及び図３の具体的な回路図を参照しながら説明する。
【００３８】
入力電圧検出装置１０は電源装置１００、メイン制御部３００等を備えている。電源装置１００は、整流回路１１０と、力率改善回路（以下の説明ではＰＦＣ回路ともいう）１２０と、メインコンバータ１３０と、サブコンバータ１４０と、第１入力電圧検出部１６０と、第２入力電圧検出部１５０等を備えている。メイン制御部３００は、入力電圧検出装置１０の全体を制御するとともに、ヒーター４０１の電力制御を実行させるものであり、図示しないＣＰＵ、動作プログラム等を格納するＲＯＭ、ＣＰＵの動作時の作業領域となるＲＡＭ等によって構成されている。
【００３９】
整流回路１１０は、交流電源１０１らの交流電力を整流して直流電力に変換する。整流回路１１０として例えばダイオードブリッジが用いられ、これにより全波整流が行われる。整流回路１１０の出力電圧は、交流電源１０１の正弦波の全波整流波形となる。整流回路１１０を半波整流回路とすることも可能である。
【００４０】
ＰＦＣ回路１２０は、後段のメインコンバータ１３０およびサブコンバータ１４０の動作による高調波を抑制することによって力率の低下を防ぐものである。ＰＦＣ回路１２０として種々の回路が用いることが可能であるが、この実施形態では図３に示すように、リアクトル（コイル）１２１を備え、全波整流された直流（脈流）を電源として、電流をリアクトル（コイル）１２１に交流電源１０１周期よりも早い周期で周期的に流すためのスイッチング素子１２２、リアクトル１２１による逆起電力を取り出すダイオード１２３、ダイオード１２３からの出力電圧を蓄える出力コンデンサ（１次電解コンデンサ）１２４などから構成される。
【００４１】
メイン制御部３００はＰＦＣ回路１２０及びメインコンバータ１３０にスリープ（Sleep）信号を出力するためのSleep信号端子３０２を有している。スリープ信号は、画像形成装置１の１次電力を抑えるために通常電力モードから低電力モードであるスリープモードに切り替えられたときに、ＰＦＣ回路１２０及びメインコンバータ１３０へスリープ信号を出力し、ＰＦＣ回路１２０及びメインコンバータ１３０はスリープ信号を受信して動作を停止するようになっている。
【００４２】
ＰＦＣ回路１２０は、これが動作しているとき（オンのとき）は、出力コンデンサ１２４に高い電圧の直流電圧を発生させる。この電圧は、例えば４００ボルト程度である。ＰＦＣ回路１２０が停止しているときは、整流回路１１０の出力電圧によって出力コンデンサ１２４が充電される。したがって、直流２４Ｖ負荷２００による消費電力がないときまたは極めて少ないときには、出力コンデンサ１２４の両端には、整流回路１１０の出力電圧の最大値（Ｖｐ×１．４１）とほぼ等しい電圧が現れる。
【００４３】
出力コンデンサ１２４の両端に現れる電圧が、メインコンバータ１３０およびサブコンバータ１４０に入力される電圧となる。
【００４４】
メインコンバータ１３０は、ＰＦＣ回路１２０から入力される直流電力に基づいて、２４ボルトの直流電圧を出力し、２４ボルトで動作する直流負荷２００を駆動する。つまり、メインコンバータ１３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータとして動作する。メインコンバータ１３０として例えば電流共振型のものが用いられる。この実施形態では、ＰＦＣ回路１２０の出力コンデンサ１２４と並列に、直列接続された２つのスイッチング素子１３１、１３２と、一方のスイッチング素子１３２のコレクタに１次巻線１３３ａの一端が接続され、１次巻線１３３ａの他端はコンデンサ１３４を介してエミッタに接続されたトランス１３３を備えている。また、トランス１３３の２次巻線１３３ｂの一端は順接続ダイオード１３５を介して直流負荷２００側に接続され、２次巻線１３３ｂの他端は順接続ダイオード１３６を介してダイオード１３５のカソードに接続され、２次巻線１３３ｂのセンタータップは直流負荷２００側の接地端子に接続されている。また、ダイオード１３５、１３６のカソードとセンタータップの間には出力コンデンサ１３７が接続されており、出力コンデンサ１３７の両端電圧が２４Ｖとなる。
【００４５】
サブコンバータ１４０は、ＰＦＣ回路１２０から入力される直流電力に基づいて、５ボルトの直流電圧を出力し、５ボルトで動作するメイン制御部３００を駆動する。つまり、サブコンバータ１４０は、ＤＣ／ＤＣコンバータとして動作する。
【００４６】
図３に示すように、サブコンバータ８５はフライバック型のものであり、フライバックトランス１４１を備える。フライバックトランス１４１は、１次捲線１４１ａおよび２次捲線１４１ｂを備え、１次捲線１４１ａに直列に接続されたスイッチング素子１４２がオンしたときに、１次捲線に電流が流れてフライバックトランス１４１にエネルギー（電力）が蓄えられる。スイッチング素子１４２がオフに切り替わると、それによる逆起電力が２次捲線１４１ｂからダイオード１４３を通って出力コンデンサ（２次電解コンデンサ）１４４を充電する。サブコンバータ１４０が通常の動作を行っているときは、出力コンデンサ１４４の両端にＤＣ５ボルトの直流電圧が現れる。
【００４７】
さらに、フライバックトランス１４１の２次巻線１４１ｂ側には第２入力電圧検出部１５０が設けられている。この第２入力電圧検出部１５０は、２次巻線１４１ｂと並列に、出力コンデンサ１５１及びダイオード１５２の直列接続回路が、出力コンデンサ１５１が２次巻線１４１ｂの同相出力端子側に配置され、ダイオード１５２がそのカソード側を２次巻線１４１ｂの他端側に配置した状態で接続されている。
【００４８】
ＤＣ２４Ｖの直流負荷２００が必要となる場合は、メインコンバータ１３０を動作させる。この時、力率改善を行うためにＰＦＣ回路１２０を動作させる必要がある。またＤＣ２４Ｖの直流負荷２００が不要となる場合で、画像形成装置１の電力を抑えるスリープモードとする場合は、ＰＦＣ回路１２０の動作による電力消費を抑えるためにＰＦＣ回路１２０を停止させる必要がある。
【００４９】
ＰＦＣ回路１２０が停止している状態では、ＰＦＣ回路１２０の出力コンデンサ１２４の両端電圧に応じた電圧が第２入力電圧検出部１５０の出力コンデンサ１５１の両端に現れる。その場合に、ＰＦＣ回路１２０の出力コンデンサ１２４の両端電圧は交流電源１０１からの入力電圧Ｖｐに応じた直流電圧となるから、結局、この場合の第２入力電圧検出部１５０の出力コンデンサ１５１の両端電圧は、入力電圧Ｖｐに対応した値となる。つまり、第２入力電圧検出部１５０の出力コンデンサ１５１の出力コンデンサ１４４の両端電圧を検出することにより、入力電圧Ｖｐを検出することができる。出力コンデンサ１５１の両端電圧即ち検出された入力電圧は、抵抗Ｒ２を介してメイン制御部３００のＶＡＣ端子３０１に入力され、メイン制御部３００で数値情報に変換される。
【００５０】
ＰＦＣ回路１２０が動作中の場合は、前述したように、ＰＦＣ回路１２０の出力は入力電圧よりも高い一定の電圧が出力されることから、サブコンバータ１４０であるフライバックコンバータ１４１の２次側巻線１４１ｂの同相出力からでは、交流電源１０１からの入力電圧を検出することが出来ない。
【００５１】
そこで、本実施形態では、ＰＦＣ回路１２０が動作中においても入力電圧の検出を可能とするために、第１入力電圧検出部１６０が設けられている。
【００５２】
第１入力電圧検出部１６０は、具体的には、ＰＦＣ回路１２０のリアクトル１２１に設けられた補助巻線１６１と、補助巻線１６１の両端子間に接続された整流回路１６２と、整流回路１６２の出力側に接続された平均化回路１６３と、平均化回路１６３の出力側に接続された分圧回路１６４とからなる。補助巻線１６１はリアクトル１２１に対して強化絶縁されており、高い安全性が確保されている。
【００５３】
整流回路１６２は補助巻線１６１の同相出力を整流するための回路であり、補助巻線１６１の同相出力端子に直列に接続されたダイオード１６２ａと、ダイオード１６２ａのカソードと補助巻線１６１の他方の端子間に接続されたコンデンサ１６２ｂとを備える。なお、補助巻線１６１の他方の端子はメイン制御部３００の接地端子ＧＮＤに接続されている。
【００５４】
平均化回路１６３は、コンデンサ１６２ｂに充電された脈流電圧を平均化するための回路であり、整流回路１６２のダイオード１６２ａのカソードに一端を接続された抵抗１６３ａと、抵抗１６３ａの他端とメイン制御部３００の接地端子間ＧＮＤ間に接続されたコンデンサ１６３ｂと、コンデンサ１６３ｂと並列接続された抵抗１６３ｃとを備えている。
【００５５】
分圧回路１６４は、平均化回路１６３の出力をメイン制御部３００のＶＡＣ端子３０１に入力可能な電圧に降圧するための回路であり、平均化回路１６３の出力端とメイン制御部３００のＶＡＣ端子３０１間に接続された第３分圧抵抗１６４ｃと、ＶＡＣ端子３０１と第２入力電圧検出部１５０におけるダイオード１５２のアノード側との間に接続された第１分圧抵抗１６４ａと、ＶＡＣ端子３０１とサブコンバータ１４０の出力端との間に接続された第２分圧抵抗１６４ｂとを備えている。
【００５６】
次に、第１入力電圧検出部１６０の動作を、図４の回路図及び図５の波形図を参照して説明する。
【００５７】
図５において、波形Ａは図４に示すようにＰＦＣ回路１２０への入力電圧の波形であり、整流回路１１０によって交流電源からの交流電圧が整流された全波整流波形となる。
【００５８】
波形ＢはＰＦＣ回路１２０の動作中における、補助巻線１６１の同相出力波形である。ＰＦＣ回路１２０のスイッチング素子１２２のスイッチング動作に応じて正負に細かく切り替わった波形となっている。波形Ｂでは電圧値として読み取ることが困難なため、波形Ｂをトレース処理するための整流回路１６２によって波形を整流し、正弦波に近い波形Ｃを得る。
【００５９】
波形Ｃは整流回路１６２の出力波形であり、波形Ｃを実効電圧として読み取るために平均化回路１６３によって平均化することにより、実効電圧が読み取れる波形Ｄを得る。なお、波形Ｃのサージ電圧を除いた最大電圧を、メイン制御部３００で読み取ることによっても入力電圧の検出は可能となる。
【００６０】
そして、波形Ｄを分圧回路１６４の第１分圧抵抗１６４ａ、第２分圧抵抗Ｒ１６４ｂ、第３分圧抵抗１６４ｃにより、メイン制御部３００に入力可能な電圧に降圧してメイン制御部３００のＶＡＣ端子３０１に入力する。ここで、分圧回路１６４により分圧され、メイン制御部３００のＶＡＣ端子３０１に入力される電圧Ｖ０は、図３．に示すように、平均化回路１６４の出力電圧をＶ１、第２入力検出部１５０におけるダイオード１５２のアノード側の電圧をＶ２、サブコンバータ１４０の出力コンデンサ１４４の電圧をＶ５、第１分圧抵抗１６４ａの抵抗値をＲ１、第２分圧抵抗Ｒ１６４ｂの抵抗値をＲ２、第３分圧抵抗１６４ｃの抵抗値をＲ３としたときに、次式で表すことができる。
V0＝V1−(V1／(R3＋R1×R2／(R1＋R2))−R2／(R3＋R2)×V2／(R1＋R2×R3／(R3＋R2))−R1／(R3＋R1)×V5／(R2＋R3×R1／(R3＋R1)))×R3
第１分圧抵抗１６４ａの抵抗値Ｒ１、第２分圧抵抗Ｒ１６４ｂの抵抗値Ｒ２、第３分圧抵抗１６４ｃの抵抗値Ｒ３をそれぞれ２２００Ω、１０００００Ω、１００００Ωとし、Ｖ１を１５Ｖ、Ｖ２を−１４Ｖ、Ｖ５を５Ｖとすると、Ｖ０＝−８．５３Ｖとなる。
【００６１】
このようにこの実施形態では、ＰＦＣ回路１２０のリアクトル１２１に補助巻線１６１が設けられ、この補助巻線１６１の同相出力から得られた電圧に基づいて、交流電源１０１からの入力電圧が検出されるから、ＰＦＣ回路１２０が動作しているときに交流電源１０１からの入力電圧を検出することができる。しかも、ＡＣトランスを追加使用する場合に較べて、コストも安くつき、形状・重量も小さいため小さなスペースで済むという効果もある。
【００６２】
しかも、ＰＦＣ回路１２０が動作していないときは、第２入力電圧検出部１５０により、サブコンバータ１４０の二次巻線１４１ｂの同相出力から得られた直流電圧に基づいて入力電圧が検出されるから、ＰＦＣ回路１２０が動作していてもしていなくても、入力電圧を検出することができる。
【００６３】
このように、ＰＦＣ回路１２０の動作中は第１入力電圧検出部１６０により検出された入力電圧に基づいて、ＰＦＣ回路１２０の停止中は第２入力電圧検出部１５０により検出された入力電圧に基づいて、メイン制御部３００はヒーターの電力制御を行うが、第１入力電圧検出部１６０により検出された入力電圧と、第２入力電圧検出部１５０により検出された入力電圧とは、正しい入力電圧が例えば１００Ｖと同じ値であっても、異なった値を示す。
【００６４】
そこでこの実施形態では、正しい入力電圧の数値を取得するため、メイン制御部３００は検出された入力電圧を数値情報に変換する。
【００６５】
この数値情報への変換は、メイン制御部３００が保持する変換テーブルを参照して行われる。変換テーブルは、図６に示すように、ＰＦＣ回路１２０が動作しているときに検出された入力電圧、換言すれば第１入力電圧検出部１６０により検出された入力電圧を数値情報に変換するための第１変換テーブルと、ＰＦＣ回路１２０が動作していないときに検出された入力電圧、換言すれば第２入力電圧検出部１５０により検出された入力電圧を数値情報に変換するための第２変換テーブルを備えている。図６の変換テーブルにおいて、入力電圧が同じ１００Ｖであっても、第１入力電圧検出部１６０により検出された入力電圧Ｖ１６と、第２入力電圧検出部１５０により検出された入力電圧Ｖ２６とは異なっている。
【００６６】
メイン制御部３００は、ＰＦＣ回路１２０が動作しているときは第１変換テーブルに、ＰＦＣ回路１２０が動作していないときは第２変換テーブルに、それぞれ切り替えて、検出された入力電圧に対応する数値情報を取得する。
【００６７】
メイン制御部３００は、取得した入力電圧の数値情報や設定温度の指令情報を含む電力制御指令を、HET POWER端子３０３（図２に示す）から電力制御部４００へ送信する。
【００６８】
図７は、メイン制御部３００において実行される、検出された入力電圧の数値情報への変換処理を示すフローチャートである。
【００６９】
ステップＳ０１では、スリープモードかどうかを判断し、スリープモードであれば（ステップＳ０１でＹＥＳ）、ＰＦＣ回路１２０は動作していないから、ステップＳ０２で、第２入力電圧検出部１５０により検出された入力電圧を読み取る。次いで、ステップＳ０３で、ＰＦＣ回路１２０が動作していないときの第２変換テーブルを参照して数値情報を取得したのち、ステップＳ０６に進む。ステップＳ０１においてスリープモードでなければ（ステップＳ０１でＮＯ）、ＰＦＣ回路１２０は動作しているから、ステップＳ０４で、第１入力電圧検出部１６０により検出された入力電圧を読み取る。次いで、ステップＳ０５で、ＰＦＣ回路１２０が動作しているときの第１変換テーブルを参照して数値情報を取得したのち、ステップＳ０６に進む。
【００７０】
ステップＳ０６では、取得した数値情報を含む電力制御指令を、電力制御部４００へ送信する。
【００７１】
電力制御部４００は受信した電力制御指令に基づいてヒーターの電力を制御する。ヒーター４０１は前述したように定着装置６００の加熱ローラー６０２を加熱するのに用いられ、電力制御部４００により交流電源１０１からの供給電力を制御される。電力制御部４００は、メイン制御部３００のHET POWER端子３０２から出力される電力制御指令に基づいて、交流電源１００からヒーター４０１へ供給される電力を制御する。
【００７２】
図８は、メイン制御部３００からの電力制御指令を受信した電力制御部４００の一例を示すブロック図である。この電力制御部４００は比較部８０２と、ＰＷＭ制御部８０１と、電力変換素子８００を備えている。
【００７３】
比較部８０２は、サーミスタ６１７により検出された、定着装置６００の温度（例えば加熱ローラー６０２または加圧ローラー６０１の温度、またはニップ部の温度）を示すサーミスタ温度信号と、メイン制御部３００から指令された設定温度とを比較し、電力指令信号を出力する。
【００７４】
ＰＷＭ制御部８０１は、比較部８０２から出力された電力指令信号を、メイン制御部３００から受信した入力電圧の数値情報を基に、電力供給に必要なＰＷＭ信号へ変換する。このＰＷＭ信号により、トライアック等の電力変換素子８００による例えば位相制御を実行し、ヒーター４０１の電力制御を行う。これによってヒーター４０１の電力値が設定値となるように制御される。
【００７５】
この場合、画像形成装置１で定められた電流を超えないように電力制御が行われる。例えば図９に示すように、画像形成装置１の電流上限値が１５Ａに設定されている条件下で、ヒーター出力を１４００Ｗに制御する場合、入力電圧の数値情報が９５Ｖ、１００Ｖ、１０５Ｖであれば入力電流がそれぞれ１４．７Ａ、１４．０Ａ、１３．３Ａとなるように制御して１４００Ｗとする。しかし、入力電圧の数値情報が９０Ｖのときは入力電流が１５．６Ａ必要であるが、電流上限値が１５Ａであるため、ヒーター出力を例えば１３４１Ｗに変更して制御を行う。これにより、さらに安全性の高い画像形成装置となる。
【００７６】
さらにこの実施形態では、画像形成装置は、第１、第２変換テーブルにより変換された入力電圧の数値情報が異常値であった場合に、稼働を停止するようになっている。
【００７７】
即ち、図１０に示すように、入力電圧の数値情報が、予め設定された下限値（第１の閾値）である例えば８５Ｖよりも低いとき、あるいは予め設定された上限値（第２の閾値）である例えば１１０Ｖよりも高いときに、自装置の稼働を停止させるようになっている。これにより、入力電圧の異常により画像形成装置１が故障するのを未然に防止できる。
【００７８】
また、図１１に示すように、入力電圧の数値情報が下限値である８５Ｖよりも高く、予め設定された第３の閾値である例えば９０Ｖよりも低いとき、あるいは上限値である１１０Ｖよりも低く、予め設定された第４の閾値である例えば１０５Ｖよりも高いときに、操作パネル（図示せず）に入力電圧が異常であることを示す内容の警告表示を行うようになっている。これにより、入力電圧が異常値になる前に警告表示が行われるから、ユーザーは入力電圧の異常を早期に認識して必要な処置を講ずることができる。
【００７９】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることはない。例えば、第１、第２入力電圧検出部１６０、１５０で検出した入力電圧を、第１、第２変換テーブルで数値情報に変換する場合を示したが、第１、第２入力電圧検出部１６０、１５０で検出した入力電圧を、それぞれ閾値と比較するなどして、電力制御を行っても良い。
【００８０】
また、電力制御対象が画像形成装置１における定着装置６００のヒーター４０１である場合を説明したが、これに限定されることはなく画像形成装置以外の電力制御に使用しても良い。
【符号の説明】
【００８１】
１      画像形成装置
１０    入力電圧検出装置
１００  電源装置
１０１  交流電源
１１０  整流回路
１２０  力率改善回路（ＰＦＣ回路）
１２１  リアクトル
１３０  メインコンバータ
１４０  サブコンバータ
１５０  第２入力電圧検出回路
１６０  第１入力電圧検出回路
１６１  補助巻線
３００  メイン制御部
４００  電力制御部
【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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