電源装置、帯電装置、及び画像形成装置
【課題】装置内における発熱量を削減し、消費電力を低減させる。
【解決手段】所定の出力電圧と周波数との設定信号に基づいて高圧電源を出力する電源装置において、前記電源装置内部の温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部により得られる温度に応じて前記周波数を変化させた三角波を生成する三角波生成部と、前記周波数の設定信号により出力周波数を設定し、前記出力電圧の設定信号により出力電圧の振幅を設定して、所定の正弦波形状の信号を生成する正弦波生成部と、前記三角波生成部により生成された三角波形状の信号と、前記正弦波生成部により生成された正弦波形状の信号とを比較する比較部と、前記比較部から得られる出力信号に基づいて信号増幅を行うスイッチング駆動部と、前記スイッチング駆動部からの出力信号に基づいて高圧に変圧駆動する高変圧駆動部とを有することにより上記課題を解決する。
【解決手段】所定の出力電圧と周波数との設定信号に基づいて高圧電源を出力する電源装置において、前記電源装置内部の温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部により得られる温度に応じて前記周波数を変化させた三角波を生成する三角波生成部と、前記周波数の設定信号により出力周波数を設定し、前記出力電圧の設定信号により出力電圧の振幅を設定して、所定の正弦波形状の信号を生成する正弦波生成部と、前記三角波生成部により生成された三角波形状の信号と、前記正弦波生成部により生成された正弦波形状の信号とを比較する比較部と、前記比較部から得られる出力信号に基づいて信号増幅を行うスイッチング駆動部と、前記スイッチング駆動部からの出力信号に基づいて高圧に変圧駆動する高変圧駆動部とを有することにより上記課題を解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置、帯電装置、及び画像形成装置に係り、特に消費電力を低減させるための電源装置、帯電装置、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置等に設けられる電源装置において、例えば帯電プロセスの一手法であるＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）帯電のように高圧ＡＣ電源が必要な場合に、トランス駆動部をＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）化することによって、部品点数の削減と製品の安定性の向上及びコスト削減を実現することが既に知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
なお、特許文献１に示されている技術では、１００Ｈｚ程度までの低周波数の信号をフィルタすることができるスイッチトキャパシタを用いたフィルタを搭載した高圧ＡＣ回路を集積化することが示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来のトランス駆動用ＩＣでは発熱量が大きいという問題があった。また、従来のＡＣ電源装置では、ＩＣ内部に温度検出部を有しておらず、温度に対する調整を行っていなかったため、上述したトランス駆動用ＩＣの熱による劣化が生じたり、動作が不安定になっていた。更に、従来では、上述した発熱量に対応する電力が無駄に消費されるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、装置内における発熱量を削減し、消費電力を低減させるための電源装置、帯電装置、及び画像形成装置を提供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、本件発明は、以下の特徴を有する課題を解決するための手段を採用している。
【０００７】
本発明は、所定の出力電圧と周波数との設定信号に基づいて高圧電源を出力する電源装置において、前記電源装置内部の温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部により得られる温度に応じて前記周波数を変化させた三角波を生成する三角波生成部と、前記周波数の設定信号により出力周波数を設定し、前記出力電圧の設定信号により出力電圧の振幅を設定して、所定の正弦波形状の信号を生成する正弦波生成部と、前記三角波生成部により生成された三角波形状の信号と、前記正弦波生成部により生成された正弦波形状の信号とを比較する比較部と、前記比較部から得られる出力信号に基づいて信号増幅を行うスイッチング駆動部と、前記スイッチング駆動部からの出力信号に基づいて高圧に変圧駆動する高変圧駆動部とを有することを特徴とする。
【０００８】
また本発明は、上述した電源装置を備えた帯電装置である。また本発明は、上述した電源装置を備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、装置内における発熱量を削減し、消費電力を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態における電源装置のブロック構成の一例を示す図である。
【図２】三角波周波数とＩＣ温度との関係を説明するための図である。
【図３】本実施形態における温度検出部について説明するための図である。
【図４】温度検出部の回路構成例の一例を示す図である。
【図５】本実施形態における電源装置を備えた画像形成装置用帯電装置の一例を示す図である。
【図６】本実施形態における画像形成装置の一構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明における電源装置、帯電装置、及び画像形成装置を好適に実施した形態について、図面を用いて説明する。なお、以下に示す実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置等は特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００１２】
＜電源装置：機能構成例＞
図１は、本実施形態における電源装置のブロック構成の一例を示す図である。図１に示す電源装置１０は、スイッチング電源ＩＣ１１と、ＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）１２と、高圧トランスドライバ（高変圧駆動部）１３とを有するよう構成されている。また、スイッチング電源ＩＣ１１は、温度検出部２１と、キャリブレーション部（調整部）２２と、三角波生成部２３と、正弦波生成部２４と、比較部としての比較器２５と、スイッチング駆動部２６とを有するよう構成されている。
【００１３】
図１に示す電源装置１０において、スイッチング電源ＩＣ１１は、出力電圧設定信号と周波数設定信号とを入力し、入力された２つの信号から生成される正弦波と、後述する手法により生成される三角波とを比較器２５により比較し、その結果として得られるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）信号をスイッチング駆動部により増幅してＬＰＦ１２に出力する。
【００１４】
ＬＰＦ１２は、スイッチング電源ＩＣ１１から入力されたＰＷＭ信号に対して所定のローパスフィルタによりフィルタリングを行い正弦波に変換する。また、ＬＰＦ１２は、変換された正弦波を高圧トランスドライバ１３に出力する。
【００１５】
高圧トランスドライバ１３は、入力された正弦波を高圧に変圧駆動し、高圧ＡＣ電源を出力する。具体的には、高圧トランスドライバ１３は、正弦波信号が増幅し、上述のスイッチング電源ＩＣ１１に入力された周波数設定信号に対応した周波数を持つ高電圧交流出力を行う。
【００１６】
なお、高圧トランスドライバ１３では、例えば巻き線比等によって電圧が増幅されるため、高圧トランスドライバ１３での増幅率を高めると巻き線の巻き数が増加し、結果的に部品が大きくなり、ボードの面積も大きくなってしまう。そこで、スイッチング電源ＩＣ１１内部で、できるだけ高い電圧に増幅してスイッチング電源ＩＣ１１から出力することにより、高圧トランスドライバ１３の大きさを抑え、ボードの面積を抑えることができる。
【００１７】
また、スイッチング電源ＩＣ１１内部では高い電源電圧で動作するブロックが多くなると、それだけ消費電力が高くなる。そのため、スイッチング駆動部２６以外は低い電源電圧で動作させることで低消費電力化を実現することができる。
【００１８】
ここで、上述したスイッチング電源ＩＣ１１に設けられた各構成について具体的に説明する。温度検出部２１は、スイッチング電源ＩＣ１１の内部温度を検出する。なお、温度検出部２１は、例えばスイッチング駆動部２６からの発熱を検出してもよく、またスイッチング電源ＩＣ１１全体の発熱を検出してもよい。更に、温度検出手段２１は、電源装置１０に含まれる高圧トランスドライバ１３や電源電圧１０全体の発熱を検出してもよい。
【００１９】
また、温度検出部２１は、スイッチング電源ＩＣ１１内部に設けられていなくてもよく、スイッチング電源ＩＣ１１外部（例えば、スイッチング電源ＩＣ１１の上部又は側部等）に少なくとも１つ設けられていてもよい。更に、温度検出部２１をスイッチング電源ＩＣ１１の内部と外部の両方に１又は複数設けて、それぞれの検出温度から温度データを検出してもよい。これにより、温度検出部２１の設置位置に関係なくスイッチング電源ＩＣ１１全体の温度を高精度に検出することができる。
【００２０】
なお、温度検出部２１における具体的な構成等については後述する。温度検出部２１は、検出した温度データをキャリブレーション部２２に出力する。なお、温度検出２１からキャリブレーション部２２に出力される温度データの出力タイミングは、例えば予め設定された周期により定期的に行われる。
【００２１】
キャリブレーション部２２は、温度検出部２１から得られる温度データに基づいて調整用の三角波周波数の設定信号を生成する。なお、キャリブレーション部２２における調整内容の具体例については後述する。キャリブレーション部２２は、生成した三角波周波数設定信号を三角波生成部２３に出力する。
【００２２】
三角波生成部２３は、キャリブレーション部２２から得られる三角波周波数の設定信号に基づいて、所定の周波数からなる三角波を生成する。この三角波が後段のパルス変調の素となるキャリアに相当する。また、三角波生成部２３は、生成された三角波を比較器２５に出力する。
【００２３】
正弦波生成部２４は、入力される出力電圧設定信号と、周波数設定信号とに基づいて正弦波を生成する。つまり、正弦波生成部２４は、出力電圧設定信号により出力電圧を設定し、更に周波数設定信号により周波数を設定して、電圧（振幅）及び周波数が制御された正弦波を生成する。また、正弦波生成部２４は、生成した正弦波を比較器２５に出力する。
【００２４】
比較器２５は、三角波生成部２３により得られる三角波と、正弦波生成部２４により得られる正弦波との振幅を比較してＰＷＭ信号を出力する。なお、比較器２５は、例えば一般的な差動コンパレータ等で構成される。また、比較器２５は、生成したＰＷＭ信号をスイッチング駆動部２６に出力する。
【００２５】
スイッチング駆動部２６は、予め設定された増幅値に基づいて、入力されたＰＷＭ信号を増幅する。また、スイッチング駆動部２６は、増幅されたＰＷＭ信号をＬＰＦ１２に出力する。
【００２６】
＜キャリブレーション部２２における調整内容について＞
ここで、上述したキャリブレーション部２２における調整内容について具体的に説明する。図２は、三角波周波数とＩＣ温度との関係を説明するための図である。なお、図２では、上述した三角波生成部２３により生成される三角波の周波数と、スイッチング電源ＩＣ１１の内部温度との関係を示している。
【００２７】
一般的に、電源装置１０における主な発熱源としては、例えばスイッチング駆動部２６、高圧トランスドライバ１３等が考えられる。また、これらの構成は、例えば内部の出力負荷のＬＣ（インダクタ及びキャパシタ等）の値によって、その発熱量が変化する。
【００２８】
ここで、図２に示すように、三角波の周波数を減少させた場合には、高圧トランスドライバ１３の消費電力に伴うＩＣの発熱量は減少するが、スイッチング駆動部２６の消費電力に伴うＩＣの発熱量は増加する。つまり、三角波の周波数を減少させるほど、スイッチング駆動部２６の発熱量が増大になる。
【００２９】
また、三角波の周波数を増加させた場合には、スイッチング駆動部２６の消費電力に伴うＩＣの発熱量は減少するが、高圧トランスドライバ１３の消費電力に伴うＩＣの発熱量は増加する。つまり、三角波の周波数を増加させるほど、高圧トランスドライバ１３の発熱量が増大になる。
【００３０】
したがって、本実施形態におけるキャリブレーション部２２は、図２に示すように、温度検出部２１から得られる高圧トランスドライバ１３の発熱量と、スイッチング駆動部２６の発熱量とを合計し、その合計した発熱量が最小になる三角波周波数をキャリブレーションにより抽出し、その抽出結果を用いて発熱最小となるように三角波周波数設定信号を調整する。
【００３１】
なお、本実施形態では、ＩＣを構成するＬＣ負荷毎に発熱量が最小になる三角波周波数は異なることになる。また、本実施形態では、温度検出部２１において、温度の絶対値を測定する必要はない。そのため、温度検出部２１を簡易な構成により実現することができ、これにより、安価な構成で本実施形態における処理を実現することができる。
【００３２】
＜温度検出部２１について＞
ここで、本実施形態における温度検出部２１の具体例について図を用いて説明する。図３は、本実施形態における温度検出部について説明するための図である。ここで、図３（Ａ）は、温度Ｔ−ベース・エミッタ間電圧ＶＢＥ特性の一例を示し、図３（Ｂ）は、電流Ｉを変化させたときの温度Ｔ−ベース・エミッタ間電圧ＶＢＥ特性の一例を示し、図３（Ｃ）は、温度Ｔ−ベース・エミッタ間電圧（ＶＢＥ＋α△ＶＢＥ）特性の一例を示している。
【００３３】
まず、温度Ｔをデジタル信号に変換する場合には、温度に依存する温度依存信号と温度に依存しない温度非依存信号とが必要となる。これらの信号は、共にバイポーラトランジスタＴｒのＶＢＥ（ベース・エミッタ間電圧）を利用して生成することができる。この原理について説明する。
【００３４】
バイポーラＴｒのＶＢＥは、コレクタ電流Ｉｃに対して以下の式（１）で表される。
【００３５】
ＶＢＥ（Ｔ）＝Ｖｇ０＊（１−Ｔ／Ｔｒ）＋（Ｔ／Ｔｒ）＊ＶＢＥ（Ｔｒ）−ηｋＴ／ｑ＊ｌｎ（Ｔ／Ｔｒ）＋ｋＴ／ｑ＊ｌｎ（Ｉｃ（Ｔ）／Ｉｃ（Ｔｒ）） ・・・（１）
ここで、Ｖｇ０はバンドギャップ電圧を示し、ηはプロセス依存の係数を示し、ｋはボルツマン係数を示し、ｑは単位電荷を示し、Ｔｒは基準温度を示している。
【００３６】
ここで、温度Ｔとベース・エミッタ間電圧ＶＢＥとの関係（温度Ｔ−ベース・エミッタ間電圧ＶＢＥ特性）は、図３（Ａ）に示すようになる。つまり、温度Ｔが高くなるとベース・エミッタ間電圧ＶＢＥは小さくなる。また、この関係は、ほぼ直線状であり、傾きは約−２ｍＶ／Ｋ程度である。なお、図３（Ａ）に示す両サイドの非線形性は上述した式（１）の後ろの２項（「−ηｋＴ／ｑ＊ｌｎ（Ｔ／Ｔｒ）」、「ｋＴ／ｑ＊ｌｎ（Ｉｃ（Ｔ）／Ｉｃ（Ｔｒ））」）によるものである。
【００３７】
これに対し、電流Ｉｃ１，Ｉｃ２をそれぞれ流したトランジスタのベース・エミッタ間電圧ＶＢＥの差△ＶＢＥは、上述した式（１）から以下の式（２）のようになり、図３（Ｂ）のような結果となる。
【００３８】
△ＶＢＥ（Ｔ）＝ＶＢＥ２（Ｔ）−ＶＢＥ１（Ｔ）＝ｋＴ／ｑ＊ｌｎ（Ｉｃ２／Ｉｃ１） ・・・（２）
つまり、上述した式（２）において電流Ｉｃ１，Ｉｃ２の比を一定とすると、△ＶＢＥは温度に対して線形な値（ＰＴＡＴ：Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｔｏ Ａｂｓｏｌｕｔｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）となる。また、△ＶＢＥは、ベース・エミッタ間電圧ＶＢＥと比べて、プロセスばらつきやコレクタ電流値に依存しない。
【００３９】
ここで、△ＶＢＥは、ベース・エミッタ間電圧ＶＢＥに比べて小さい値であるため、予め設定された倍率αにより、ＶＢＥの温度傾きを打ち消す値（約２ｍＶ／Ｋ）に設定する（図３（Ｃ））。これにより、（ＶＢＥ＋α△ＶＢＥ）は、温度に依存しない値（約１．２Ｖ：ｓｉｌｉｃｏｎ ｂａｎｄｇａｐ）となる。
【００４０】
したがって、本実施形態では、この電圧（ＶＢＥ＋α△ＶＢＥ）をＶｒｅｆとし、α△ＶＢＥをＶｐｔａｔとして利用する（図３（Ｃ））。
【００４１】
＜本実施形態における温度検出部２１の具体的な構成例＞
ここで、温度検出部２１における具体的な構成例について図を用いて説明する。図４は、温度検出部の回路構成例の一例を示す図である。なお、図４においては、一般的な温度計回路と本実施形態における温度検出部２１との差を明確にするため、図４（Ａ）には一般的な温度検出における回路構成図を示し、図４（Ｂ）には本実施形態における温度検出部（温度計回路）２１の回路構成図を示している。
【００４２】
ここで、本実施形態では、温度の検出に際して絶対値まで検出する必要がなく、温度によって変化するパラメータがあればよい。そのため、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示す回路構成図は、何れもＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）３１が設けられているが、本実施形態では、ベース・エミッタ間電圧ＶＢＥを直接ＡＤＣ３１の入力に用いることができる。
【００４３】
つまり、本実施形態では、図４（Ｂ）に示すように、温度検出部２１が１つのバイポーラトランジスタ３２を有し、電流Ｉｂｉａｓの入力に対してベース・エミッタ間電圧のみをＡＤＣ３１に入力し、ＡＤＣ３１から出力される結果（温度データ）から温度を検出する。これにより、図４（Ａ）に示す一般的な温度計回路に比べて簡易な構成とすることができる。なお、図４（Ｂ）では、バイポーラトランジスタ３２の例として、ＰＮＰトランジスタを示しているが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、例えばＮＰＮトランジスタ等を用いることもできる。
【００４４】
上述した温度計回路を、電源装置１０の内部に設け、スイッチング駆動部２６や高圧トランスドライバ１３等の温度を検出することで、キャリブレーション部２２において所定の三角波周波数設定を行うことができる。
【００４５】
＜本実施形態における電源装置を備えた帯電装置例＞
ここで、上述した本実施形態における電源装置１０は、例えば画像形成装置用の帯電装置等に用いることができる。ここで、上述した本実施形態における電源装置１０を備えた画像形成装置用の帯電装置の例について図を用いて説明する。
【００４６】
図５は、本実施形態における電源装置を備えた画像形成装置用帯電装置の一例を示す図である。図５に示す画像形成装置用帯電装置４０は、画像形成装置用高圧ＡＣ電源装置（以下、「高圧ＡＣ電源装置」という。）４１と、帯電ローラ４２と、感光体ドラム４３とを有するよう構成されている。なお、高圧ＡＣ電源装置４１は、上述した電源装置１０に対応している。
【００４７】
高圧ＡＣ電源装置４１は、感光体ドラム４３に帯電させる電圧を生成するため、例えば印刷速度、印刷用紙等の記録媒体の種類、印刷解像度、トナー濃度、トナー成分等のうち、少なくとも１つの印刷条件等に応じて設定された周波数設定信号や出力電圧設定信号に基づいて、上述したように所定周波数の正弦波を生成し、また上述した三角波生成部２３により生成した三角波と共に比較器２５に入力し、更にスイッチング駆動部２６やＬＰＦ１２、高圧トランスドライバ１３を介して高圧ＡＣ電圧の正弦波を生成する。また、高圧ＡＣ電源装置４１は、高圧ＡＣ電圧帯電ローラ４２に出力する。これにより、帯電ローラ４２を経由して感光体ドラム４３を帯電させることができる。
【００４８】
上述したように、本実施形態における電源装置１０を、例えば画像形成装置用等の帯電装置に用いることで、帯電装置の省電力化を実現することができる。
【００４９】
＜画像形成装置の構成例＞
次に、上述した画像形成装置用帯電装置４０を備えた画像形成装置の構成例について、図を用いて説明する。図６は、本実施形態における画像形成装置の一構成例を示す図である。図６に示す画像形成装置５０は、感光体ドラム４３と、画像形成装置用帯電装置としてのＡＣ帯電装置５１と、ＤＣ帯電装置５２と、光走査装置５３と、現像装置５４と、転写装置５５と、クリーニング装置５６とを有するよう構成されている。また、クリーニング装置５６は、クリーニングブレード６１と、ブラシローラ６２とを有するよう構成されている。
【００５０】
ここで、図６に示すように、感光体ドラム４３の周囲には、感光体を高圧に帯電するＡＣ帯電装置５１、ＤＣ帯電装置５２、画像データを露光する光走査装置５３、光走査装置５３により記録された静電潜像に帯電したトナーを付着して顕像化する現像装置５４、感光体ドラム４３に付着したトナーを印刷用紙等の記録媒体に転写する転写装置５５、及び感光体ドラム４３に残ったトナーを掻き取り備蓄するクリーニング装置５６が配置されている。このような画像形成装置５０の構成において、上述したＡＣ帯電装置５１等に本実施形態における電源装置１０を備えた画像形成装置用帯電装置４０を用いることにより、画像形成装置５０の消費電力を低減し、省電力化を実現することができる。
【００５１】
なお、画像形成装置５０は、トナーの色を複数設けることができる。また、その場合には、各トナー色（例えば、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ等）に応じて画像形成装置用帯電装置４０が設けられ、各画像形成装置用帯電装置４０に対応する感光体ドラム４３の帯電時における電圧を、各電源装置により制御する。これにより、画像形成装置５０は、モノクロ印刷だけでなく、カラー印刷等の各種印刷に適用することができる。
【００５２】
＜他の実施形態＞
なお、本実施形態における温度検出手段２１は、上述した図４（Ｂ）に示す構成に限定されるものではなく、例えば熱電対や白金測温抵抗体、サーミスタ、放射温度計（対象物体が放射している赤外線エネルギーを赤外線センサで受けて温度を計測する）等の各種温度センサ等を用いて検出することができる。
【００５３】
また、本実施形態において、キャリブレーション部２２は、温度検出部２１から得られる温度データに基づいて調整用の三角波周波数の設定信号を生成するが、例えば、入力される温度データに対応する三角波周波数の設定情報テーブル等を予め蓄積しておき、温度データが入力されると即座にその対応する設定情報から三角波周波数の設定信号を生成してもよい。なお、設定情報テーブルには、上述したように電源装置１０における発熱量を削減し、消費電力を低減させるための設定情報が含まれる。
【００５４】
上述したように、本実施形態によれば、電源装置における発熱量を削減し、消費電力を低減させることができる。具体的には、本発明によれば、例えばＡＣトランス（変圧）をＢＴＬ（Ｂａｌａｎｃｅｄ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ Ｌｅｓｓ）出力のスイッチングアンプで駆動する場合等において、電源装置のＩＣ内部に温度検出部を有する。また、本発明は、温度検出部によりＩＣの発熱量が最小になるようにキャリブレーション（調整）を行うことで、負荷やＡＣ周波数が変わった場合でも、トランス駆動用ＩＣの発熱量が最小となる動作条件で動作させることができ、これにより消費電力を低減させることができる。
【００５５】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１０ 電源装置
１１ スイッチング電源ＩＣ
１２ ＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）
１３ 高圧トランスドライバ（高変圧駆動部）
２１ 温度検出部
２２ キャリブレーション部（調整部）
２３ 三角波生成部
２４ 正弦波生成部
２５ 比較器
２６ スイッチング駆動部
３１ ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）
３２ バイポーラトランジスタ
４０ 画像形成装置用帯電装置
４１ 画像形成装置用高圧ＡＣ電源装置
４２ 帯電ローラ
４３ 感光体ドラム
５０ 画像形成装置
５１ ＡＣ帯電装置
５２ ＤＣ帯電装置
５３ 光走査装置
５４ 現像装置
５５ 転写装置
５６ クリーニング装置
６１ クリーニングブレード
６２ ブラシローラ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５７】
【特許文献１】特開２０１０−１２４６７７号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置、帯電装置、及び画像形成装置に係り、特に消費電力を低減させるための電源装置、帯電装置、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置等に設けられる電源装置において、例えば帯電プロセスの一手法であるＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）帯電のように高圧ＡＣ電源が必要な場合に、トランス駆動部をＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）化することによって、部品点数の削減と製品の安定性の向上及びコスト削減を実現することが既に知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
なお、特許文献１に示されている技術では、１００Ｈｚ程度までの低周波数の信号をフィルタすることができるスイッチトキャパシタを用いたフィルタを搭載した高圧ＡＣ回路を集積化することが示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来のトランス駆動用ＩＣでは発熱量が大きいという問題があった。また、従来のＡＣ電源装置では、ＩＣ内部に温度検出部を有しておらず、温度に対する調整を行っていなかったため、上述したトランス駆動用ＩＣの熱による劣化が生じたり、動作が不安定になっていた。更に、従来では、上述した発熱量に対応する電力が無駄に消費されるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、装置内における発熱量を削減し、消費電力を低減させるための電源装置、帯電装置、及び画像形成装置を提供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、本件発明は、以下の特徴を有する課題を解決するための手段を採用している。
【０００７】
本発明は、所定の出力電圧と周波数との設定信号に基づいて高圧電源を出力する電源装置において、前記電源装置内部の温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部により得られる温度に応じて前記周波数を変化させた三角波を生成する三角波生成部と、前記周波数の設定信号により出力周波数を設定し、前記出力電圧の設定信号により出力電圧の振幅を設定して、所定の正弦波形状の信号を生成する正弦波生成部と、前記三角波生成部により生成された三角波形状の信号と、前記正弦波生成部により生成された正弦波形状の信号とを比較する比較部と、前記比較部から得られる出力信号に基づいて信号増幅を行うスイッチング駆動部と、前記スイッチング駆動部からの出力信号に基づいて高圧に変圧駆動する高変圧駆動部とを有することを特徴とする。
【０００８】
また本発明は、上述した電源装置を備えた帯電装置である。また本発明は、上述した電源装置を備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、装置内における発熱量を削減し、消費電力を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態における電源装置のブロック構成の一例を示す図である。
【図２】三角波周波数とＩＣ温度との関係を説明するための図である。
【図３】本実施形態における温度検出部について説明するための図である。
【図４】温度検出部の回路構成例の一例を示す図である。
【図５】本実施形態における電源装置を備えた画像形成装置用帯電装置の一例を示す図である。
【図６】本実施形態における画像形成装置の一構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明における電源装置、帯電装置、及び画像形成装置を好適に実施した形態について、図面を用いて説明する。なお、以下に示す実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置等は特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００１２】
＜電源装置：機能構成例＞
図１は、本実施形態における電源装置のブロック構成の一例を示す図である。図１に示す電源装置１０は、スイッチング電源ＩＣ１１と、ＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）１２と、高圧トランスドライバ（高変圧駆動部）１３とを有するよう構成されている。また、スイッチング電源ＩＣ１１は、温度検出部２１と、キャリブレーション部（調整部）２２と、三角波生成部２３と、正弦波生成部２４と、比較部としての比較器２５と、スイッチング駆動部２６とを有するよう構成されている。
【００１３】
図１に示す電源装置１０において、スイッチング電源ＩＣ１１は、出力電圧設定信号と周波数設定信号とを入力し、入力された２つの信号から生成される正弦波と、後述する手法により生成される三角波とを比較器２５により比較し、その結果として得られるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）信号をスイッチング駆動部により増幅してＬＰＦ１２に出力する。
【００１４】
ＬＰＦ１２は、スイッチング電源ＩＣ１１から入力されたＰＷＭ信号に対して所定のローパスフィルタによりフィルタリングを行い正弦波に変換する。また、ＬＰＦ１２は、変換された正弦波を高圧トランスドライバ１３に出力する。
【００１５】
高圧トランスドライバ１３は、入力された正弦波を高圧に変圧駆動し、高圧ＡＣ電源を出力する。具体的には、高圧トランスドライバ１３は、正弦波信号が増幅し、上述のスイッチング電源ＩＣ１１に入力された周波数設定信号に対応した周波数を持つ高電圧交流出力を行う。
【００１６】
なお、高圧トランスドライバ１３では、例えば巻き線比等によって電圧が増幅されるため、高圧トランスドライバ１３での増幅率を高めると巻き線の巻き数が増加し、結果的に部品が大きくなり、ボードの面積も大きくなってしまう。そこで、スイッチング電源ＩＣ１１内部で、できるだけ高い電圧に増幅してスイッチング電源ＩＣ１１から出力することにより、高圧トランスドライバ１３の大きさを抑え、ボードの面積を抑えることができる。
【００１７】
また、スイッチング電源ＩＣ１１内部では高い電源電圧で動作するブロックが多くなると、それだけ消費電力が高くなる。そのため、スイッチング駆動部２６以外は低い電源電圧で動作させることで低消費電力化を実現することができる。
【００１８】
ここで、上述したスイッチング電源ＩＣ１１に設けられた各構成について具体的に説明する。温度検出部２１は、スイッチング電源ＩＣ１１の内部温度を検出する。なお、温度検出部２１は、例えばスイッチング駆動部２６からの発熱を検出してもよく、またスイッチング電源ＩＣ１１全体の発熱を検出してもよい。更に、温度検出手段２１は、電源装置１０に含まれる高圧トランスドライバ１３や電源電圧１０全体の発熱を検出してもよい。
【００１９】
また、温度検出部２１は、スイッチング電源ＩＣ１１内部に設けられていなくてもよく、スイッチング電源ＩＣ１１外部（例えば、スイッチング電源ＩＣ１１の上部又は側部等）に少なくとも１つ設けられていてもよい。更に、温度検出部２１をスイッチング電源ＩＣ１１の内部と外部の両方に１又は複数設けて、それぞれの検出温度から温度データを検出してもよい。これにより、温度検出部２１の設置位置に関係なくスイッチング電源ＩＣ１１全体の温度を高精度に検出することができる。
【００２０】
なお、温度検出部２１における具体的な構成等については後述する。温度検出部２１は、検出した温度データをキャリブレーション部２２に出力する。なお、温度検出２１からキャリブレーション部２２に出力される温度データの出力タイミングは、例えば予め設定された周期により定期的に行われる。
【００２１】
キャリブレーション部２２は、温度検出部２１から得られる温度データに基づいて調整用の三角波周波数の設定信号を生成する。なお、キャリブレーション部２２における調整内容の具体例については後述する。キャリブレーション部２２は、生成した三角波周波数設定信号を三角波生成部２３に出力する。
【００２２】
三角波生成部２３は、キャリブレーション部２２から得られる三角波周波数の設定信号に基づいて、所定の周波数からなる三角波を生成する。この三角波が後段のパルス変調の素となるキャリアに相当する。また、三角波生成部２３は、生成された三角波を比較器２５に出力する。
【００２３】
正弦波生成部２４は、入力される出力電圧設定信号と、周波数設定信号とに基づいて正弦波を生成する。つまり、正弦波生成部２４は、出力電圧設定信号により出力電圧を設定し、更に周波数設定信号により周波数を設定して、電圧（振幅）及び周波数が制御された正弦波を生成する。また、正弦波生成部２４は、生成した正弦波を比較器２５に出力する。
【００２４】
比較器２５は、三角波生成部２３により得られる三角波と、正弦波生成部２４により得られる正弦波との振幅を比較してＰＷＭ信号を出力する。なお、比較器２５は、例えば一般的な差動コンパレータ等で構成される。また、比較器２５は、生成したＰＷＭ信号をスイッチング駆動部２６に出力する。
【００２５】
スイッチング駆動部２６は、予め設定された増幅値に基づいて、入力されたＰＷＭ信号を増幅する。また、スイッチング駆動部２６は、増幅されたＰＷＭ信号をＬＰＦ１２に出力する。
【００２６】
＜キャリブレーション部２２における調整内容について＞
ここで、上述したキャリブレーション部２２における調整内容について具体的に説明する。図２は、三角波周波数とＩＣ温度との関係を説明するための図である。なお、図２では、上述した三角波生成部２３により生成される三角波の周波数と、スイッチング電源ＩＣ１１の内部温度との関係を示している。
【００２７】
一般的に、電源装置１０における主な発熱源としては、例えばスイッチング駆動部２６、高圧トランスドライバ１３等が考えられる。また、これらの構成は、例えば内部の出力負荷のＬＣ（インダクタ及びキャパシタ等）の値によって、その発熱量が変化する。
【００２８】
ここで、図２に示すように、三角波の周波数を減少させた場合には、高圧トランスドライバ１３の消費電力に伴うＩＣの発熱量は減少するが、スイッチング駆動部２６の消費電力に伴うＩＣの発熱量は増加する。つまり、三角波の周波数を減少させるほど、スイッチング駆動部２６の発熱量が増大になる。
【００２９】
また、三角波の周波数を増加させた場合には、スイッチング駆動部２６の消費電力に伴うＩＣの発熱量は減少するが、高圧トランスドライバ１３の消費電力に伴うＩＣの発熱量は増加する。つまり、三角波の周波数を増加させるほど、高圧トランスドライバ１３の発熱量が増大になる。
【００３０】
したがって、本実施形態におけるキャリブレーション部２２は、図２に示すように、温度検出部２１から得られる高圧トランスドライバ１３の発熱量と、スイッチング駆動部２６の発熱量とを合計し、その合計した発熱量が最小になる三角波周波数をキャリブレーションにより抽出し、その抽出結果を用いて発熱最小となるように三角波周波数設定信号を調整する。
【００３１】
なお、本実施形態では、ＩＣを構成するＬＣ負荷毎に発熱量が最小になる三角波周波数は異なることになる。また、本実施形態では、温度検出部２１において、温度の絶対値を測定する必要はない。そのため、温度検出部２１を簡易な構成により実現することができ、これにより、安価な構成で本実施形態における処理を実現することができる。
【００３２】
＜温度検出部２１について＞
ここで、本実施形態における温度検出部２１の具体例について図を用いて説明する。図３は、本実施形態における温度検出部について説明するための図である。ここで、図３（Ａ）は、温度Ｔ−ベース・エミッタ間電圧ＶＢＥ特性の一例を示し、図３（Ｂ）は、電流Ｉを変化させたときの温度Ｔ−ベース・エミッタ間電圧ＶＢＥ特性の一例を示し、図３（Ｃ）は、温度Ｔ−ベース・エミッタ間電圧（ＶＢＥ＋α△ＶＢＥ）特性の一例を示している。
【００３３】
まず、温度Ｔをデジタル信号に変換する場合には、温度に依存する温度依存信号と温度に依存しない温度非依存信号とが必要となる。これらの信号は、共にバイポーラトランジスタＴｒのＶＢＥ（ベース・エミッタ間電圧）を利用して生成することができる。この原理について説明する。
【００３４】
バイポーラＴｒのＶＢＥは、コレクタ電流Ｉｃに対して以下の式（１）で表される。
【００３５】
ＶＢＥ（Ｔ）＝Ｖｇ０＊（１−Ｔ／Ｔｒ）＋（Ｔ／Ｔｒ）＊ＶＢＥ（Ｔｒ）−ηｋＴ／ｑ＊ｌｎ（Ｔ／Ｔｒ）＋ｋＴ／ｑ＊ｌｎ（Ｉｃ（Ｔ）／Ｉｃ（Ｔｒ）） ・・・（１）
ここで、Ｖｇ０はバンドギャップ電圧を示し、ηはプロセス依存の係数を示し、ｋはボルツマン係数を示し、ｑは単位電荷を示し、Ｔｒは基準温度を示している。
【００３６】
ここで、温度Ｔとベース・エミッタ間電圧ＶＢＥとの関係（温度Ｔ−ベース・エミッタ間電圧ＶＢＥ特性）は、図３（Ａ）に示すようになる。つまり、温度Ｔが高くなるとベース・エミッタ間電圧ＶＢＥは小さくなる。また、この関係は、ほぼ直線状であり、傾きは約−２ｍＶ／Ｋ程度である。なお、図３（Ａ）に示す両サイドの非線形性は上述した式（１）の後ろの２項（「−ηｋＴ／ｑ＊ｌｎ（Ｔ／Ｔｒ）」、「ｋＴ／ｑ＊ｌｎ（Ｉｃ（Ｔ）／Ｉｃ（Ｔｒ））」）によるものである。
【００３７】
これに対し、電流Ｉｃ１，Ｉｃ２をそれぞれ流したトランジスタのベース・エミッタ間電圧ＶＢＥの差△ＶＢＥは、上述した式（１）から以下の式（２）のようになり、図３（Ｂ）のような結果となる。
【００３８】
△ＶＢＥ（Ｔ）＝ＶＢＥ２（Ｔ）−ＶＢＥ１（Ｔ）＝ｋＴ／ｑ＊ｌｎ（Ｉｃ２／Ｉｃ１） ・・・（２）
つまり、上述した式（２）において電流Ｉｃ１，Ｉｃ２の比を一定とすると、△ＶＢＥは温度に対して線形な値（ＰＴＡＴ：Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｔｏ Ａｂｓｏｌｕｔｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）となる。また、△ＶＢＥは、ベース・エミッタ間電圧ＶＢＥと比べて、プロセスばらつきやコレクタ電流値に依存しない。
【００３９】
ここで、△ＶＢＥは、ベース・エミッタ間電圧ＶＢＥに比べて小さい値であるため、予め設定された倍率αにより、ＶＢＥの温度傾きを打ち消す値（約２ｍＶ／Ｋ）に設定する（図３（Ｃ））。これにより、（ＶＢＥ＋α△ＶＢＥ）は、温度に依存しない値（約１．２Ｖ：ｓｉｌｉｃｏｎ ｂａｎｄｇａｐ）となる。
【００４０】
したがって、本実施形態では、この電圧（ＶＢＥ＋α△ＶＢＥ）をＶｒｅｆとし、α△ＶＢＥをＶｐｔａｔとして利用する（図３（Ｃ））。
【００４１】
＜本実施形態における温度検出部２１の具体的な構成例＞
ここで、温度検出部２１における具体的な構成例について図を用いて説明する。図４は、温度検出部の回路構成例の一例を示す図である。なお、図４においては、一般的な温度計回路と本実施形態における温度検出部２１との差を明確にするため、図４（Ａ）には一般的な温度検出における回路構成図を示し、図４（Ｂ）には本実施形態における温度検出部（温度計回路）２１の回路構成図を示している。
【００４２】
ここで、本実施形態では、温度の検出に際して絶対値まで検出する必要がなく、温度によって変化するパラメータがあればよい。そのため、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示す回路構成図は、何れもＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）３１が設けられているが、本実施形態では、ベース・エミッタ間電圧ＶＢＥを直接ＡＤＣ３１の入力に用いることができる。
【００４３】
つまり、本実施形態では、図４（Ｂ）に示すように、温度検出部２１が１つのバイポーラトランジスタ３２を有し、電流Ｉｂｉａｓの入力に対してベース・エミッタ間電圧のみをＡＤＣ３１に入力し、ＡＤＣ３１から出力される結果（温度データ）から温度を検出する。これにより、図４（Ａ）に示す一般的な温度計回路に比べて簡易な構成とすることができる。なお、図４（Ｂ）では、バイポーラトランジスタ３２の例として、ＰＮＰトランジスタを示しているが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、例えばＮＰＮトランジスタ等を用いることもできる。
【００４４】
上述した温度計回路を、電源装置１０の内部に設け、スイッチング駆動部２６や高圧トランスドライバ１３等の温度を検出することで、キャリブレーション部２２において所定の三角波周波数設定を行うことができる。
【００４５】
＜本実施形態における電源装置を備えた帯電装置例＞
ここで、上述した本実施形態における電源装置１０は、例えば画像形成装置用の帯電装置等に用いることができる。ここで、上述した本実施形態における電源装置１０を備えた画像形成装置用の帯電装置の例について図を用いて説明する。
【００４６】
図５は、本実施形態における電源装置を備えた画像形成装置用帯電装置の一例を示す図である。図５に示す画像形成装置用帯電装置４０は、画像形成装置用高圧ＡＣ電源装置（以下、「高圧ＡＣ電源装置」という。）４１と、帯電ローラ４２と、感光体ドラム４３とを有するよう構成されている。なお、高圧ＡＣ電源装置４１は、上述した電源装置１０に対応している。
【００４７】
高圧ＡＣ電源装置４１は、感光体ドラム４３に帯電させる電圧を生成するため、例えば印刷速度、印刷用紙等の記録媒体の種類、印刷解像度、トナー濃度、トナー成分等のうち、少なくとも１つの印刷条件等に応じて設定された周波数設定信号や出力電圧設定信号に基づいて、上述したように所定周波数の正弦波を生成し、また上述した三角波生成部２３により生成した三角波と共に比較器２５に入力し、更にスイッチング駆動部２６やＬＰＦ１２、高圧トランスドライバ１３を介して高圧ＡＣ電圧の正弦波を生成する。また、高圧ＡＣ電源装置４１は、高圧ＡＣ電圧帯電ローラ４２に出力する。これにより、帯電ローラ４２を経由して感光体ドラム４３を帯電させることができる。
【００４８】
上述したように、本実施形態における電源装置１０を、例えば画像形成装置用等の帯電装置に用いることで、帯電装置の省電力化を実現することができる。
【００４９】
＜画像形成装置の構成例＞
次に、上述した画像形成装置用帯電装置４０を備えた画像形成装置の構成例について、図を用いて説明する。図６は、本実施形態における画像形成装置の一構成例を示す図である。図６に示す画像形成装置５０は、感光体ドラム４３と、画像形成装置用帯電装置としてのＡＣ帯電装置５１と、ＤＣ帯電装置５２と、光走査装置５３と、現像装置５４と、転写装置５５と、クリーニング装置５６とを有するよう構成されている。また、クリーニング装置５６は、クリーニングブレード６１と、ブラシローラ６２とを有するよう構成されている。
【００５０】
ここで、図６に示すように、感光体ドラム４３の周囲には、感光体を高圧に帯電するＡＣ帯電装置５１、ＤＣ帯電装置５２、画像データを露光する光走査装置５３、光走査装置５３により記録された静電潜像に帯電したトナーを付着して顕像化する現像装置５４、感光体ドラム４３に付着したトナーを印刷用紙等の記録媒体に転写する転写装置５５、及び感光体ドラム４３に残ったトナーを掻き取り備蓄するクリーニング装置５６が配置されている。このような画像形成装置５０の構成において、上述したＡＣ帯電装置５１等に本実施形態における電源装置１０を備えた画像形成装置用帯電装置４０を用いることにより、画像形成装置５０の消費電力を低減し、省電力化を実現することができる。
【００５１】
なお、画像形成装置５０は、トナーの色を複数設けることができる。また、その場合には、各トナー色（例えば、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ等）に応じて画像形成装置用帯電装置４０が設けられ、各画像形成装置用帯電装置４０に対応する感光体ドラム４３の帯電時における電圧を、各電源装置により制御する。これにより、画像形成装置５０は、モノクロ印刷だけでなく、カラー印刷等の各種印刷に適用することができる。
【００５２】
＜他の実施形態＞
なお、本実施形態における温度検出手段２１は、上述した図４（Ｂ）に示す構成に限定されるものではなく、例えば熱電対や白金測温抵抗体、サーミスタ、放射温度計（対象物体が放射している赤外線エネルギーを赤外線センサで受けて温度を計測する）等の各種温度センサ等を用いて検出することができる。
【００５３】
また、本実施形態において、キャリブレーション部２２は、温度検出部２１から得られる温度データに基づいて調整用の三角波周波数の設定信号を生成するが、例えば、入力される温度データに対応する三角波周波数の設定情報テーブル等を予め蓄積しておき、温度データが入力されると即座にその対応する設定情報から三角波周波数の設定信号を生成してもよい。なお、設定情報テーブルには、上述したように電源装置１０における発熱量を削減し、消費電力を低減させるための設定情報が含まれる。
【００５４】
上述したように、本実施形態によれば、電源装置における発熱量を削減し、消費電力を低減させることができる。具体的には、本発明によれば、例えばＡＣトランス（変圧）をＢＴＬ（Ｂａｌａｎｃｅｄ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ Ｌｅｓｓ）出力のスイッチングアンプで駆動する場合等において、電源装置のＩＣ内部に温度検出部を有する。また、本発明は、温度検出部によりＩＣの発熱量が最小になるようにキャリブレーション（調整）を行うことで、負荷やＡＣ周波数が変わった場合でも、トランス駆動用ＩＣの発熱量が最小となる動作条件で動作させることができ、これにより消費電力を低減させることができる。
【００５５】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１０ 電源装置
１１ スイッチング電源ＩＣ
１２ ＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）
１３ 高圧トランスドライバ（高変圧駆動部）
２１ 温度検出部
２２ キャリブレーション部（調整部）
２３ 三角波生成部
２４ 正弦波生成部
２５ 比較器
２６ スイッチング駆動部
３１ ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）
３２ バイポーラトランジスタ
４０ 画像形成装置用帯電装置
４１ 画像形成装置用高圧ＡＣ電源装置
４２ 帯電ローラ
４３ 感光体ドラム
５０ 画像形成装置
５１ ＡＣ帯電装置
５２ ＤＣ帯電装置
５３ 光走査装置
５４ 現像装置
５５ 転写装置
５６ クリーニング装置
６１ クリーニングブレード
６２ ブラシローラ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５７】
【特許文献１】特開２０１０−１２４６７７号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の出力電圧と周波数との設定信号に基づいて高圧電源を出力する電源装置において、
前記電源装置内部の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部により得られる温度に応じて前記周波数を変化させた三角波を生成する三角波生成部と、
前記周波数の設定信号により出力周波数を設定し、前記出力電圧の設定信号により出力電圧の振幅を設定して、所定の正弦波形状の信号を生成する正弦波生成部と、
前記三角波生成部により生成された三角波形状の信号と、前記正弦波生成部により生成された正弦波形状の信号とを比較する比較部と、
前記比較部から得られる出力信号に基づいて信号増幅を行うスイッチング駆動部と、
前記スイッチング駆動部からの出力信号に基づいて高圧に変圧駆動する高変圧駆動部とを有することを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記温度検出部により得られる温度に応じて前記電源装置内の発熱量が最小となるように、前記三角波生成部における前記三角波の周波数を調整する調整部を有することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記調整部は、
前記高変圧駆動部の発熱量と、前記スイッチング駆動部の発熱量とを合計した発熱量が最小となる三角波周波数を抽出することを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記温度検出部は、
バイポーラトランジスタのベース・エミッタ間電圧を利用して温度を検出することを特徴とすることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の電源装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載された電源装置を備えた帯電装置。
【請求項６】
請求項１乃至４の何れか１項に記載された電源装置を備えた画像形成装置。
【請求項１】
所定の出力電圧と周波数との設定信号に基づいて高圧電源を出力する電源装置において、
前記電源装置内部の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部により得られる温度に応じて前記周波数を変化させた三角波を生成する三角波生成部と、
前記周波数の設定信号により出力周波数を設定し、前記出力電圧の設定信号により出力電圧の振幅を設定して、所定の正弦波形状の信号を生成する正弦波生成部と、
前記三角波生成部により生成された三角波形状の信号と、前記正弦波生成部により生成された正弦波形状の信号とを比較する比較部と、
前記比較部から得られる出力信号に基づいて信号増幅を行うスイッチング駆動部と、
前記スイッチング駆動部からの出力信号に基づいて高圧に変圧駆動する高変圧駆動部とを有することを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記温度検出部により得られる温度に応じて前記電源装置内の発熱量が最小となるように、前記三角波生成部における前記三角波の周波数を調整する調整部を有することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記調整部は、
前記高変圧駆動部の発熱量と、前記スイッチング駆動部の発熱量とを合計した発熱量が最小となる三角波周波数を抽出することを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記温度検出部は、
バイポーラトランジスタのベース・エミッタ間電圧を利用して温度を検出することを特徴とすることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の電源装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載された電源装置を備えた帯電装置。
【請求項６】
請求項１乃至４の何れか１項に記載された電源装置を備えた画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１９６０８３（Ｐ２０１２−１９６０８３Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５９３７３（Ｐ２０１１−５９３７３）
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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