電源装置、画像形成装置及びその制御方法並びに制御プログラム
【課題】 スプリアス周波数の影響を受けない安定した領域で圧電トランスを制御することが可能な圧電トランス式高圧電源装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】
電源投入時に、圧電トランスに送る駆動パルス信号の周波数を切り替え、切り替えるごとに駆動パルス信号の周波数及び圧電トランスが出力する電圧値（デジタル変換された値）をメモリに記憶する。記憶された周波数及びデジタル変換された電圧値を元に極小値を検出する。検出された極小値のうち、最も目標電圧に対応する周波数に近い周波数のものを制御開始位置とし、圧電トランスから目標となる電圧値を出力させる。
【解決手段】
電源投入時に、圧電トランスに送る駆動パルス信号の周波数を切り替え、切り替えるごとに駆動パルス信号の周波数及び圧電トランスが出力する電圧値（デジタル変換された値）をメモリに記憶する。記憶された周波数及びデジタル変換された電圧値を元に極小値を検出する。検出された極小値のうち、最も目標電圧に対応する周波数に近い周波数のものを制御開始位置とし、圧電トランスから目標となる電圧値を出力させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真プロセスを用いた画像形成装置に関し、特に画像形成装置に用いる圧電トランス式高圧電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から知られている電子写真方式の画像形成装置において、感光体に記録紙を当接させて転写を行う直接転写方式を採る場合、金属の軸にローラ状の導電性ゴムを巻きつけた転写ローラを用い、感光体のプロセススピードに合わせ回転駆動させている。そして、転写ローラに印加する電圧として通常１０μＡ程度の直流バイアス電圧を用いている。
【０００３】
画像形成に必要とされる高電圧を生成するために、従来は銅線，ボビン，磁芯で構成された巻線式の電磁トランスを使用していた。しかし、出力電流値が１０μＡ程度という微小な電流のために、電磁トランスの各部に於いて漏れ電流を最大限少なくしなければならなかった。そのため、トランスの巻線をモールド等により絶縁する必要が有り、しかも供給電力に比較して大きなトランスを必要としたため、高圧電源装置の小型化・軽量化の妨げとなっていた。
【０００４】
そこで、これらの欠点を補うために、例えばセラミック等を素材とした薄型で軽量の高出力の圧電トランスを用いて高電圧を発生させることが検討されている（特許文献１）。これにより、電磁トランス以上の効率で高電圧を生成することが可能となる。しかも、一次側と二次側の電極間の距離を離す事が可能となるので特別に絶縁の為にモールド加工する必要がなく、高圧発生装置を小型・軽量にできる。
【０００５】
圧電トランスの特性は一般的に図２に示すような共振周波数Ｆ０において出力電圧が最大となるような裾広がりな形状をしており、周波数による出力電圧の制御が可能である。図２におけるＦＬは電圧制御発振器（ＶＣＯ）で動作可能な最低周波数、Ｆ１は電圧制御発振器（ＶＣＯ）で動作可能な最高周波数である。共振周波数Ｆ０よりも高い駆動周波数で出力電圧の制御を行う場合、駆動周波数を高い方から低い方へ変化させることで圧電トランスの出力電圧を増加させる。逆に共振周波数Ｆ０よりも低い駆動周波数で出力電圧の制御を行う場合は、駆動周波数を低い方から高い方へ変化させて出力電圧を増加させる。
【０００６】
特許文献１に示す圧電トランスを用いた回路では、電圧制御発振器（ＶＣＯ）は共振周波数Ｆ０を含む範囲の動作周波数で制御される。具体的には、、圧電トランスの構造上の特性により発生する不要共振周波数（Ｆ０以外の共振周波数。以下スプリアス周波数と記す）の電圧より大きく共振周波数Ｆ０の電圧より小さい電圧範囲で電圧制御発振器の制御を行う。このスプリアス周波数の発生を抑えるためには、圧電トランスに正弦波などの高調波成分を含まない電圧を入力することが有効であることが知られている。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２０６１１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記従来例では、最高周波数Ｆ１から共振周波数Ｆ０の間で圧電トランスの駆動周波数を変化させることによって出力電圧を制御している。
【０００９】
しかしながら、従来例における圧電トランスの電圧波形は図２のように高調波成分を含むため、スプリアス周波数の影響を受けやすいという問題があった。さらに、所要電圧範囲を広く必要とする場合、スプリアス周波数の影響を受けやすい低い電圧で制御するのが困難であるといった問題があった。スプリアスの影響を避けて制御するために、制御可能な電圧範囲が狭く、低い目標電圧を出力しにくかった。また、制御開始位置が図２の駆動周波数Ｆ１からであったことに伴い、目標電圧値に達するまでの時間がかかってしまっていた。
【００１０】
本発明は上記問題を解決するものであり、その目的は、優れた応答性で安定して圧電トランスを制御することが可能な技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明に係る装置は、
駆動パルスを発生する駆動パルス発生手段と、
前記駆動パルスの周波数に応じた電圧を出力する圧電トランスと、
前記駆動パルス発生手段によって発生する駆動パルスの周波数を制御する周波数制御手段と、
前記圧電トランスの出力電圧を検出する電圧値検出手段と、
前記周波数制御手段が前記駆動パルスの周波数を切り替える毎に、前記駆動パルスの周波数と、前記電圧値検出手段の検出結果とを、対応付けて記憶する記憶手段と、
前記記憶手段が記憶している電圧値から、極小値を検出する極小値検出手段と、
を有し、
前記極小値検出手段が検出した極小値の中で、その極小値に対応する周波数が、目標電圧に対応する周波数と最も近い極小値を特定し、該極小値に対応する周波数を制御開始周波数として、前記駆動パルスの周波数を徐々に変化させることにより、前記圧電トランスから出力される電圧を前記目標電圧になるように制御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と、
像担持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成部材と、
静電潜像にトナー像を形成する現像部材と、
トナー像を記録材に転写する転写部材と、
トナー像を転写された記録材にトナーを加熱定着させる定着部材と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係る方法は、
駆動パルスを発生する駆動パルス発生手段と、
前記駆動パルスの周波数に応じた電圧を出力する圧電トランスと、
前記駆動パルス発生手段によって発生する駆動パルスの周波数を制御する周波数制御手段と、
前記圧電トランスの出力電圧を検出する電圧値検出手段と、
前記周波数制御手段が前記駆動パルスの周波数を切り替える毎に、前記駆動パルスの周波数と、前記電圧値検出手段の検出結果とを、対応付けて記憶する記憶手段と、
前記記憶手段が記憶している電圧値の極小値を検出する極小値検出手段と、
を有する電源装置の制御方法であって、
前記極小値検出手段が検出した極小値の中で、その極小値に対応する周波数が、目標電圧に対応する周波数と最も近い極小値を特定し、該極小値に対応する周波数を制御開始周波数として、前記駆動パルスの周波数を徐々に変化させることにより、前記圧電トランスから出力される電圧を前記目標電圧になるように制御することを特徴とする。
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明に係るプログラムは、
駆動パルスを発生する駆動パルス発生手段と、
前記駆動パルスの周波数に応じた電圧を出力する圧電トランスと、
前記駆動パルス発生手段によって発生する駆動パルスの周波数を制御する周波数制御手段と、
前記圧電トランスの出力電圧を検出する電圧値検出手段と、
前記周波数制御手段が前記駆動パルスの周波数を切り替える毎に、前記駆動パルスの周波数と、前記電圧値検出手段の検出結果とを、対応付けて記憶する記憶手段と、
前記記憶手段が記憶している電圧値の極小値を検出する極小値検出手段と、
を有する電源装置の制御プログラムであって、
電源装置が読み込んで実行することにより、
前記極小値検出手段が検出した極小値の中で、その極小値に対応する周波数が、目標電圧に対応する周波数と最も近い極小値を特定し、該極小値に対応する周波数を制御開始周波数として、前記駆動パルスの周波数を徐々に変化させることにより、前記圧電トランスから出力される電圧を前記目標電圧になるように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、優れた応答性で安定して圧電トランスを制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１６】
（第１実施形態）
＜概要＞
本発明の第１実施形態としての画像形成装置は、スイープ動作を行い、圧電トランスを駆動させるためのパルス信号の駆動周波数及び圧電トランスが出力する電圧値を記憶部に格納する。スイープ動作とは、圧電トランスに送るパルス信号の駆動周波数を切り替え、その時の圧電トランスが出力していく電圧を取り込む動作である。格納された周波数及び出力電圧から、目標電圧に最も近い極小値を検出する。その後は検出された極小値に対応する周波数によって圧電トランスの制御を開始し、スプリアス周波数の影響を受けない安定した個所で目標電圧を出力させる。これによりスプリアス周波数の影響を受けない安定した領域で圧電トランスを制御することを可能としたものである。
【００１７】
＜全体構成＞
本発明の第１実施形態としての画像形成装置の構成について図３を用いて説明する。図３は本実施の形態の高圧電源装置を搭載した画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ４０１の内部構成を示す図である。
【００１８】
レーザプリンタ４０１は記録紙３２を収納するデッキ４０２を備える。４０３はデッキ４０２内の記録材としての記録紙３２の有無を検知するデッキ紙有無センサであり、４０４はデッキ４０２から記録紙３２を繰り出すピックアップローラである。４０５はピックアップローラ４０４によって繰り出された記録紙３２を搬送するデッキ給紙ローラであり、４０６はデッキ給紙ローラ４０５と対をなし記録紙３２の重送を防止するためのリタードローラである。そして、デッキ給紙ローラ４０５の下流には、記録紙３２を同期搬送するレジストローラ対４０７と、レジストローラ対４０７への記録紙３２の搬送状態を検知するレジ前センサ４０８が配設されている。
【００１９】
またレジストローラ対４０７の下流には転写部材としての静電吸着搬送転写ベルト（以下ＥＴＢと記す）４０９が配設されている。ＥＴＢ４０９に対向する位置には、現像部材としてのプロセスカートリッジ４１０Ｙ、４１０Ｍ、４１０Ｃ、４１０Ｂｋと潜像形成部材としてのスキャンユニット４２０Ｙ、４２０Ｍ、４２０Ｃ、４２０Ｂｋが設けられている。画像形成部は、４色（イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢｋ）分のプロセスカートリッジ４１０とスキャンユニット４２０を含む。画像形成部によって形成された画像は、転写ローラ４３０Ｙ、４３０Ｍ、４３０Ｃ、４３０ＢｋによってＥＴＢ４０９上において順次重ね合わされて、フルカラー画像が形成される。形成されたカラー画像は、記録紙３２上に転写され、記録紙３２は下流に搬送される。下流には記録紙３２上に転写されたトナー像を熱定着するために内部に加熱用のヒータ４３２を備えた定着ローラ４３３と加圧ローラ４３４対が設けられている。定着ローラ４３３と加圧ローラ４３４とは、トナー像を転写された記録材にトナーを加熱定着させる定着部材として機能する。また、定着ローラからの記録紙３２を搬送するための、定着排紙ローラ対４３５、定着部からの搬送状態を検知する定着排紙センサ４３６が配設されている。
【００２０】
スキャンユニット４２０は、ビデオコントローラ４４０から送出される画像信号に基づいて変調されたレーザ光を発光するレーザユニット４２１と、レーザ光を像担持体としての感光ドラム３０５上に走査するためのポリゴンミラー４２２とを含む。また、各スキャンユニット４２０はスキャナモータ４２３及び結像レンズ群４２４を含む。スキャンユニット４２０の動作により、感光ドラム３０５の表面に静電潜像が形成される。
【００２１】
各プロセスカートリッジ４１０は、感光ドラム３０５、帯電ローラ３０３、現像ローラ３０２、トナー格納容器４１１を備えており、レーザプリンタ４０１本体に対して着脱可能に構成されている。現像部材としてのプロセスカートリッジ４１０により、感光ドラム３０５上の静電潜像は、トナー像として可視化される。
【００２２】
ビデオコントローラ４４０は、外部装置としてのホストコンピュータ４４１から送出される画像データを受信し、ビットマップデータに展開し、画像形成用の画像信号を生成する。
【００２３】
レーザプリンタ４０１の制御手段であるＤＣコントローラ２０１は、ＲＡＭ２０７１を備えたＣＰＵ（中央演算装置）２０７、特定用途向け集積回路（以降ＡＳＩＣと記載）２０５、その他に各種入出力制御回路（不図示）等を含む。ＡＳＩＣ２０５とＣＰＵ２０７は高圧電源２０２の制御を行うデジタル素子である。ＡＳＩＣ２０５とＣＰＵ２０７は、バス通信を行う。
【００２４】
高圧電源（圧電トランス式高圧電源装置）２０２は、各プロセスカートリッジ４１０に対応した帯電高圧電源と、現像高圧電源と、各転写ローラ４３０に対応した高圧を出力可能な圧電トランスを使用した転写高圧電源とを含む。
【００２５】
次に、圧電トランスの制御開始位置である極小値を検出するまでの制御を図１と図４と図５と図６と図７を用いて説明する。
【００２６】
図１は、本実施の形態における圧電トランス式高圧電源の複数ある回路の一つの回路図を示している。なお、複数の圧電トランス式の高圧電源とは、本実施形態では、帯電ローラに高電圧を印加する回路、現像ローラに高電圧を印加する回路、転写ローラに高電圧を印加する回路である。
【００２７】
図４は、スイープ制御を行う場合のタイミング信号と各種データを示している。図５は、記憶部２０５１のアドレスと記憶領域を示している。図６は第１実施形態における圧電トランスの駆動周波数と出力電圧の特性を示している。図７は第１実施形態の制御フローを示している。
【００２８】
図１において、記憶部２０５１は圧電トランスの駆動周波数及び圧電トランスから出力されてくる検出結果としての電圧（デジタル変換された値）を、対応付けて格納する。また、ＣＰＵ２０７からのデータを記憶し、記憶したデータを各ブロックへ送出する。計測開始信号生成ブロック２０５２はＣＰＵ２０７によって記憶部２０５１に設定されたデータから、スイープ動作を開始するための信号を生成する。タイミング生成ブロック２０５３は、計測開始信号生成ブロック２０５２から送られてくる信号５０１をトリガーにして、圧電トランス１０１に送るパルス信号の周波数を切り替えるタイミング信号５０２を生成する。
【００２９】
また周波数制御ブロック２０５４は駆動パルス発生手段として機能し、タイミング生成ブロック２０５３から送られてくるタイミング信号５０２をもとに周波数を切り替えながら圧電トランスに送る駆動パルス信号５０３を生成する。更に、Ａ／Ｄコンバータブロック２０５５は、電圧値検出手段として機能し、圧電トランスの出力電圧を分圧したアナログ信号をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄコンバータブロック２０５５でデジタル変換された値は、圧電トランスの出力電圧として記憶部２０５１に格納される。極小値検出ブロック２０５６は記憶部２０５１に格納されている出力電圧値と駆動パルス信号の周波数から、出力電圧値の極小値と、その極値をとる駆動パルス信号の周波数とを検出する。
【００３０】
図４において、５０１は図１で示した計測開始信号生成ブロック２０５２の出力信号である。５０２は、図１で示したタイミング生成ブロック２０５３から出力されるタイミング信号である。５０３は図１で示した周波数制御ブロック２０５４から出力されるパルス信号である。５０４は圧電トランス１０１から出力される電圧値である。
【００３１】
図５において、アドレス１０００番台にはパルス信号の駆動周波数が格納され、アドレス２０００番台にはＡ／Ｄ変換された出力電圧が格納される。検出された極値はアドレス３０００番台に格納される。極値に対応する周波数はアドレス４０００番台に格納される。
【００３２】
図６において、Ｆ１〜Ｆ３２は圧電トランスに送るパルス信号の周波数を示しており（Ｆ１が高周波数側でＦ３２が低周波数側）、例えばＶ５は圧電トランスに送る駆動パルス信号の周波数をＦ５に設定した場合に圧電トランスが出力した電圧値を示す。Ｖ８も同様で圧電トランスを駆動させる駆動パルス信号の周波数をＦ８に設定した場合の電圧値を示す。Ｖ３２は目標出力電圧であり、その時の圧電トランスを駆動させる駆動パルス信号の周波数はＦ３２であることを示す。
【００３３】
次に、図７を用いてスイープ制御について説明を行う。まずステップＳ３０１において、スイープ制御を開始する。具体的にはＣＰＵ２０７が記憶部２０５１にスイープ動作を開始させるための信号５０１を計測開始信号生成ブロック２０５２に出力する。出力されたスイープ動作を開始させるための信号５０１をもとに、計測開始信号生成ブロック２０５２はタイミング生成ブロック２０５３に示した信号５０２を与える。タイミング生成ブロック２０５３は、信号５０２の立ち上がりを検出すると、圧電トランスに送る駆動パルス信号の周波数を切り替えるタイミング信号を、周波数制御ブロック２０５４に送る。タイミング生成ブロック２０５３が生成する切り替えタイミング信号の発生間隔は、ＣＰＵ２０７が記憶部２０５１に設定した値を用いる。
【００３４】
周波数制御ブロック２０５４は、タイミング信号生成ブロックから送られてくる信号５０３に同期して、パルス信号の周波数を、Ｆ１［Ｈｚ］からＦ２、Ｆ３、Ｆ４と、圧電トランスが出力する電圧値が目標電圧（Ｖ３３）を超えるまで変化をさせる。圧電トランスに送るパルス信号の周波数を切り替えていくと、圧電トランスが出力する電圧も徐々に変化する。
【００３５】
次にステップＳ３０２において、記憶部２０５１に駆動周波数と出力電圧を格納する。具体的には駆動パルス周波数Ｆ１は、記憶部２０５１のアドレス１０００の記憶領域Ｆ１０１に記憶される。駆動パルス周波数Ｆ２は、記憶部２０５１のアドレス１００１の記憶領域Ｆ１０２に記憶される。駆動パルス周波数Ｆ３も同様でアドレス１００２の記憶領域Ｆ１０３に記憶される。
【００３６】
図６に示すように圧電トランスを駆動するための駆動パルス信号の周波数をＦ１、Ｆ２、Ｆ３・・・と変化させると圧電トランスからＶ１、Ｖ２、Ｖ３、・・・・の電圧値が出力される。図５に示す通り、圧電トランスから出力される電圧値Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、・・・・はデジタル変換され記憶領域Ｖ１０１、Ｖ１０２、Ｖ１０３・・・に格納される。ステップＳ３０２に示す動作は、目標電圧を超えるまで繰り返される。目標電圧を超えてＶ３３を検出した時点で上記動作を終わらせる。
【００３７】
次にスイープ動作終了後、目標電圧に最も近いタイミングで検出された極小値を検出し、検出された極小値から目標電圧Ｖ３２を出力させる。そのためにステップＳ３０４において、極値を検出し、検出された極値を記憶部のアドレス３０００番台の記憶領域に格納させる。具体的には、図６から分かるように駆動パルス信号の周波数を段階的に変えるとＶ５まで圧電トランスが出力する電圧値が大きくなり、Ｖ５から圧電トランスが出力する電圧値が小さくなる。よってＶ５に対応する駆動周波数Ｆ５は、Ｖ５が極大値をとる周波数であると判断する。Ｆ５は、アドレス３０００の記憶領域Ｆ３０１に格納される。
【００３８】
同様に駆動パルス信号の周波数を段階的に変えるとＶ８まで圧電トランスが出力する電圧値が小さくなり、Ｖ８から圧電トランスが出力する電圧値が大きくなる。Ｖ８に対応する駆動周波数Ｆ８は、Ｖ８が極小値をとる周波数であると極小値検出ブロック２０５６が判断する。Ｆ８は、アドレス３００１の記憶領域Ｆ３０２に格納される。
【００３９】
同様にＶ２０まで圧電トランスが出力する電圧値が大きくなり、Ｖ２０から圧電トランスが出力する電圧値が小さくなる。Ｖ２０に対応する駆動周波数Ｆ２０は、アドレス３００２の記憶領域Ｆ３０３に格納される。同様にＶ３０まで圧電トランスが出力する電圧値が小さくなり、Ｖ３０から圧電トランスが出力する電圧値が大きくなる。よってＶ３０に対応する駆動周波数Ｆ３０は、Ｖ３０が極小値をとる周波数であると極小値検出ブロック２０５６が判断する。Ｆ３０は、アドレス３００３の記憶領域Ｆ３０４に格納される。Ｖ３０から目標電圧Ｖ３２を超えるまで圧電トランスから出力されてくる電圧値は小さくならない。
【００４０】
次にステップＳ３０５に進み、極小値をとる周波数のうち、目標電圧を達成する周波数に一番近いものを記憶部から検出する。具体的には、アドレス３０００から３００３の記憶領域に格納され、極小電圧値Ｖ８、Ｖ３０を実現する周波数Ｆ８、Ｆ３０のうち、目標電圧Ｖ３２に対応する周波数Ｆ３２に最も近いもの（Ｆ３０）を、制御開始周波数に設定する。
【００４１】
更にステップＳ３０６に進み、目標電圧に一番近い極小値から圧電トランスの制御を開始する。具体的には、制御開始位置を検出後に目標電圧Ｖ３２を出力させる場合、周波数制御ブロック２０５４にＦ３０を設定し、圧電トランスに送る駆動パルス信号の周波数をＦ３０から徐々に低くしていく。すると、圧電トランスに送る周波数をＦ３２にしたところで圧電トランスから目標電圧であるＶ３２が出力される。本実施形態の構成の場合、出力させることのできる電圧値の範囲が広がり、安定して圧電トランスからの低電圧出力をさせることができる。また、目標電圧に到達する時間が短縮される。
【００４２】
このように、本実施形態によれば目標値に一番近い極小値から制御を開始するため、スプリアスの影響を受けることなく制御可能な電圧範囲が広がり、低い目標電圧を出力させることができ、極小値検出以降は目標電圧までの到達時間を短縮することができる。
【００４３】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る画像形成装置について図８を用いて説明する。本実施形態では、上記第１実施形態と比し、記憶部２０５１へのデータ格納方法が異なる。スイープ動作は、第１実施形態と同じであるため、同じ処理については同じ符号を付してその説明を省略する。
【００４４】
ステップＳ４０１〜Ｓ４０２において、目標電圧を越えるまでの間に駆動パルス信号の周波数及び圧電トランスから出力される電圧値をそれぞれ記憶部２０５１に格納する。具体的には、スイープ動作を行いながら、駆動パルス信号の周波数及び圧電トランスから出力される電圧値をそれぞれ現時点、現時点の一つ前、現時点の二つ前の３つを記憶部２０５１に格納する。周波数に関しては、図５のアドレス１０００〜１００２の記憶領域に格納する。電圧値に関しては、アドレス２０００〜２００２の記憶領域に格納する。極小値をとる周波数に関してはアドレス３０００以降の記憶領域に格納する。極小値である電圧値に関してはアドレス４０００以降の記憶領域に格納する。
【００４５】
アドレス２０００〜２００２に格納された電圧値が目標値を超えるまで、極小値検出ブロック２０５６は、アドレス２０００〜２００２に格納されている値から極小値を検出し続ける。
【００４６】
極小値検出ブロック２０５６における極小値の検出方法の説明をスイープ動作を行って圧電トランスからの出力電圧が図６のＶ８あたりである時を例にして行う。アドレス２０００の記憶領域Ｖ１０１に出力電圧であるＶ７が格納されており、アドレス２００１の記憶領域Ｖ１０２に出力電圧であるＶ８が格納されており、アドレス２００２の記憶領域Ｖ１０３に出力電圧であるＶ９が格納されているとする。アドレス２００１に格納されている電圧値Ｖ８がアドレス２０００に格納されている電圧値Ｖ７及びアドレス２００２に格納されている電圧値Ｖ９よりも小さい場合（Ｖ８＜Ｖ７かつＶ８＜Ｖ９）は、Ｖ８を極小値と判断する。また、電圧値Ｖ８が極小値をとる周波数Ｆ８（アドレス１００１の記憶領域Ｆ１０２に格納されている）をアドレス３０００の記憶領域Ｆ３０１に格納し、電圧値Ｖ８をアドレス４０００の記憶領域Ｖ４０１に格納する。目標電圧を超えるまで、上記動作を行う。
【００４７】
次に、ステップＳ４０３において、目標電圧に一番近い極小値をとる周波数を記憶部から検出する。具体的には、記憶部２０５１のアドレス３０００番台と４０００番台に格納されている周波数と極小値の中から、目標電圧に一番近い極小値と極小値をとる周波数を検出する。
【００４８】
次にステップＳ３０６において、検出された目標電圧に一番近い極小値を制御開始位置とする制御を行う。具体的には、アドレス３００１の記憶領域Ｆ３０２に格納されている周波数の駆動パルス信号を圧電トランスに送信する。
【００４９】
図６に示す通り、圧電トランスに送る駆動パルス信号の周波数をＦ３０から徐々に低くし、Ｆ３２にしたところで圧電トランスから目標電圧であるＶ３２が出力される。第２実施形態の構成の場合、少ない記憶容量で出力電圧の範囲が広げ、安定して圧電トランスからの低電圧出力を得ることができ、極小値の検知以降は圧電トランスの立ち上がり時間を短縮することができる。
【００５０】
（第３実施形態）
第３実施形態では、負荷変動があった場合にリスタートさせる構成について説明を行う。
【００５１】
第１実施形態及び第２実施形態で説明したスイープ制御及び極小値検出制御については、第３実施形態でも同様であるためその説明は省略する。負荷変動があった場合の圧電トランスの駆動周波数と出力電圧の特性を図１０に示す。図１０の周波数特性カーブ１は、負荷変動前の特性を示し、周波数特性カーブ２は、負荷変動後の特性を示している。負荷変動があったと検知された場合、図１０に示す通り、制御開始位置である周波数をＦ３０からＦ３０とＦ３２の間にあるＦ３４に切り替える。Ｆ３４は、(F30+Ｆ32)/２で算出される値である。Ｆ３４から周期数を徐々に低くし、圧電トランスに送る周波数をＦ３５にしたところで圧電トランスから目標電圧であるＶ３２が出力される。第３実施形態の構成では、負荷変動があった場合に、早く出力電圧を出力させることができる。
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。
【００５２】
なお、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するプログラムを、システム或いは装置に直接或いは遠隔から供給し、そのシステム或いは装置が、供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。したがって、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００５３】
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。
【００５４】
プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスクがある。また、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）などがある。
【００５５】
その他、クライアントＰＣのブラウザを用いてインターネットサイトに接続し、本発明に係るプログラムそのもの、若しくは更に自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードするという利用方法もある。また、本発明に係るプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明の範疇に含まれる。 また、本発明に係るプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布してもよい。所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。
【００５６】
また、プログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部又は全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。
【００５７】
さらに、ＰＣの機能拡張ユニットに備わるメモリに本発明に係るプログラムが書き込まれ、そのプログラムに基づき、その機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行なう場合も、本発明の範疇に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】第１実施形態における、ＡＳＩＣ２０５の内部ブロック図である。
【図２】カラーレーザプリンタの構成図である。
【図３】スイープ制御のタイミング図である。
【図４】ＡＳＩＣ２０５内にある各ブロックが生成する信号及び記憶部２０５１のアドレス及び記憶領域を表す図である。
【図５】本件における圧電トランスの駆動周波数と出力電圧の特性を表す図である。
【図６】第１実施形態における制御を説明するフローチャートである。
【図７】第２実施形態における制御を説明するフローチャートである。
【図８】第３実施形態の制御を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０１ 圧電トランス
１０２，１０３ ダイオード
１０４ 高圧コンデンサ
１１１ トランジスタ
１１２ インダクタ
２０７ ＣＰＵ
２０５ ＡＳＩＣ
２０１ ＤＣコントローラ
２０２ 高圧電源
４０１ カラーレーザプリンタ
４１０ プロセスカートリッジ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真プロセスを用いた画像形成装置に関し、特に画像形成装置に用いる圧電トランス式高圧電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から知られている電子写真方式の画像形成装置において、感光体に記録紙を当接させて転写を行う直接転写方式を採る場合、金属の軸にローラ状の導電性ゴムを巻きつけた転写ローラを用い、感光体のプロセススピードに合わせ回転駆動させている。そして、転写ローラに印加する電圧として通常１０μＡ程度の直流バイアス電圧を用いている。
【０００３】
画像形成に必要とされる高電圧を生成するために、従来は銅線，ボビン，磁芯で構成された巻線式の電磁トランスを使用していた。しかし、出力電流値が１０μＡ程度という微小な電流のために、電磁トランスの各部に於いて漏れ電流を最大限少なくしなければならなかった。そのため、トランスの巻線をモールド等により絶縁する必要が有り、しかも供給電力に比較して大きなトランスを必要としたため、高圧電源装置の小型化・軽量化の妨げとなっていた。
【０００４】
そこで、これらの欠点を補うために、例えばセラミック等を素材とした薄型で軽量の高出力の圧電トランスを用いて高電圧を発生させることが検討されている（特許文献１）。これにより、電磁トランス以上の効率で高電圧を生成することが可能となる。しかも、一次側と二次側の電極間の距離を離す事が可能となるので特別に絶縁の為にモールド加工する必要がなく、高圧発生装置を小型・軽量にできる。
【０００５】
圧電トランスの特性は一般的に図２に示すような共振周波数Ｆ０において出力電圧が最大となるような裾広がりな形状をしており、周波数による出力電圧の制御が可能である。図２におけるＦＬは電圧制御発振器（ＶＣＯ）で動作可能な最低周波数、Ｆ１は電圧制御発振器（ＶＣＯ）で動作可能な最高周波数である。共振周波数Ｆ０よりも高い駆動周波数で出力電圧の制御を行う場合、駆動周波数を高い方から低い方へ変化させることで圧電トランスの出力電圧を増加させる。逆に共振周波数Ｆ０よりも低い駆動周波数で出力電圧の制御を行う場合は、駆動周波数を低い方から高い方へ変化させて出力電圧を増加させる。
【０００６】
特許文献１に示す圧電トランスを用いた回路では、電圧制御発振器（ＶＣＯ）は共振周波数Ｆ０を含む範囲の動作周波数で制御される。具体的には、、圧電トランスの構造上の特性により発生する不要共振周波数（Ｆ０以外の共振周波数。以下スプリアス周波数と記す）の電圧より大きく共振周波数Ｆ０の電圧より小さい電圧範囲で電圧制御発振器の制御を行う。このスプリアス周波数の発生を抑えるためには、圧電トランスに正弦波などの高調波成分を含まない電圧を入力することが有効であることが知られている。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２０６１１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記従来例では、最高周波数Ｆ１から共振周波数Ｆ０の間で圧電トランスの駆動周波数を変化させることによって出力電圧を制御している。
【０００９】
しかしながら、従来例における圧電トランスの電圧波形は図２のように高調波成分を含むため、スプリアス周波数の影響を受けやすいという問題があった。さらに、所要電圧範囲を広く必要とする場合、スプリアス周波数の影響を受けやすい低い電圧で制御するのが困難であるといった問題があった。スプリアスの影響を避けて制御するために、制御可能な電圧範囲が狭く、低い目標電圧を出力しにくかった。また、制御開始位置が図２の駆動周波数Ｆ１からであったことに伴い、目標電圧値に達するまでの時間がかかってしまっていた。
【００１０】
本発明は上記問題を解決するものであり、その目的は、優れた応答性で安定して圧電トランスを制御することが可能な技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明に係る装置は、
駆動パルスを発生する駆動パルス発生手段と、
前記駆動パルスの周波数に応じた電圧を出力する圧電トランスと、
前記駆動パルス発生手段によって発生する駆動パルスの周波数を制御する周波数制御手段と、
前記圧電トランスの出力電圧を検出する電圧値検出手段と、
前記周波数制御手段が前記駆動パルスの周波数を切り替える毎に、前記駆動パルスの周波数と、前記電圧値検出手段の検出結果とを、対応付けて記憶する記憶手段と、
前記記憶手段が記憶している電圧値から、極小値を検出する極小値検出手段と、
を有し、
前記極小値検出手段が検出した極小値の中で、その極小値に対応する周波数が、目標電圧に対応する周波数と最も近い極小値を特定し、該極小値に対応する周波数を制御開始周波数として、前記駆動パルスの周波数を徐々に変化させることにより、前記圧電トランスから出力される電圧を前記目標電圧になるように制御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と、
像担持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成部材と、
静電潜像にトナー像を形成する現像部材と、
トナー像を記録材に転写する転写部材と、
トナー像を転写された記録材にトナーを加熱定着させる定着部材と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係る方法は、
駆動パルスを発生する駆動パルス発生手段と、
前記駆動パルスの周波数に応じた電圧を出力する圧電トランスと、
前記駆動パルス発生手段によって発生する駆動パルスの周波数を制御する周波数制御手段と、
前記圧電トランスの出力電圧を検出する電圧値検出手段と、
前記周波数制御手段が前記駆動パルスの周波数を切り替える毎に、前記駆動パルスの周波数と、前記電圧値検出手段の検出結果とを、対応付けて記憶する記憶手段と、
前記記憶手段が記憶している電圧値の極小値を検出する極小値検出手段と、
を有する電源装置の制御方法であって、
前記極小値検出手段が検出した極小値の中で、その極小値に対応する周波数が、目標電圧に対応する周波数と最も近い極小値を特定し、該極小値に対応する周波数を制御開始周波数として、前記駆動パルスの周波数を徐々に変化させることにより、前記圧電トランスから出力される電圧を前記目標電圧になるように制御することを特徴とする。
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明に係るプログラムは、
駆動パルスを発生する駆動パルス発生手段と、
前記駆動パルスの周波数に応じた電圧を出力する圧電トランスと、
前記駆動パルス発生手段によって発生する駆動パルスの周波数を制御する周波数制御手段と、
前記圧電トランスの出力電圧を検出する電圧値検出手段と、
前記周波数制御手段が前記駆動パルスの周波数を切り替える毎に、前記駆動パルスの周波数と、前記電圧値検出手段の検出結果とを、対応付けて記憶する記憶手段と、
前記記憶手段が記憶している電圧値の極小値を検出する極小値検出手段と、
を有する電源装置の制御プログラムであって、
電源装置が読み込んで実行することにより、
前記極小値検出手段が検出した極小値の中で、その極小値に対応する周波数が、目標電圧に対応する周波数と最も近い極小値を特定し、該極小値に対応する周波数を制御開始周波数として、前記駆動パルスの周波数を徐々に変化させることにより、前記圧電トランスから出力される電圧を前記目標電圧になるように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、優れた応答性で安定して圧電トランスを制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１６】
（第１実施形態）
＜概要＞
本発明の第１実施形態としての画像形成装置は、スイープ動作を行い、圧電トランスを駆動させるためのパルス信号の駆動周波数及び圧電トランスが出力する電圧値を記憶部に格納する。スイープ動作とは、圧電トランスに送るパルス信号の駆動周波数を切り替え、その時の圧電トランスが出力していく電圧を取り込む動作である。格納された周波数及び出力電圧から、目標電圧に最も近い極小値を検出する。その後は検出された極小値に対応する周波数によって圧電トランスの制御を開始し、スプリアス周波数の影響を受けない安定した個所で目標電圧を出力させる。これによりスプリアス周波数の影響を受けない安定した領域で圧電トランスを制御することを可能としたものである。
【００１７】
＜全体構成＞
本発明の第１実施形態としての画像形成装置の構成について図３を用いて説明する。図３は本実施の形態の高圧電源装置を搭載した画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ４０１の内部構成を示す図である。
【００１８】
レーザプリンタ４０１は記録紙３２を収納するデッキ４０２を備える。４０３はデッキ４０２内の記録材としての記録紙３２の有無を検知するデッキ紙有無センサであり、４０４はデッキ４０２から記録紙３２を繰り出すピックアップローラである。４０５はピックアップローラ４０４によって繰り出された記録紙３２を搬送するデッキ給紙ローラであり、４０６はデッキ給紙ローラ４０５と対をなし記録紙３２の重送を防止するためのリタードローラである。そして、デッキ給紙ローラ４０５の下流には、記録紙３２を同期搬送するレジストローラ対４０７と、レジストローラ対４０７への記録紙３２の搬送状態を検知するレジ前センサ４０８が配設されている。
【００１９】
またレジストローラ対４０７の下流には転写部材としての静電吸着搬送転写ベルト（以下ＥＴＢと記す）４０９が配設されている。ＥＴＢ４０９に対向する位置には、現像部材としてのプロセスカートリッジ４１０Ｙ、４１０Ｍ、４１０Ｃ、４１０Ｂｋと潜像形成部材としてのスキャンユニット４２０Ｙ、４２０Ｍ、４２０Ｃ、４２０Ｂｋが設けられている。画像形成部は、４色（イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢｋ）分のプロセスカートリッジ４１０とスキャンユニット４２０を含む。画像形成部によって形成された画像は、転写ローラ４３０Ｙ、４３０Ｍ、４３０Ｃ、４３０ＢｋによってＥＴＢ４０９上において順次重ね合わされて、フルカラー画像が形成される。形成されたカラー画像は、記録紙３２上に転写され、記録紙３２は下流に搬送される。下流には記録紙３２上に転写されたトナー像を熱定着するために内部に加熱用のヒータ４３２を備えた定着ローラ４３３と加圧ローラ４３４対が設けられている。定着ローラ４３３と加圧ローラ４３４とは、トナー像を転写された記録材にトナーを加熱定着させる定着部材として機能する。また、定着ローラからの記録紙３２を搬送するための、定着排紙ローラ対４３５、定着部からの搬送状態を検知する定着排紙センサ４３６が配設されている。
【００２０】
スキャンユニット４２０は、ビデオコントローラ４４０から送出される画像信号に基づいて変調されたレーザ光を発光するレーザユニット４２１と、レーザ光を像担持体としての感光ドラム３０５上に走査するためのポリゴンミラー４２２とを含む。また、各スキャンユニット４２０はスキャナモータ４２３及び結像レンズ群４２４を含む。スキャンユニット４２０の動作により、感光ドラム３０５の表面に静電潜像が形成される。
【００２１】
各プロセスカートリッジ４１０は、感光ドラム３０５、帯電ローラ３０３、現像ローラ３０２、トナー格納容器４１１を備えており、レーザプリンタ４０１本体に対して着脱可能に構成されている。現像部材としてのプロセスカートリッジ４１０により、感光ドラム３０５上の静電潜像は、トナー像として可視化される。
【００２２】
ビデオコントローラ４４０は、外部装置としてのホストコンピュータ４４１から送出される画像データを受信し、ビットマップデータに展開し、画像形成用の画像信号を生成する。
【００２３】
レーザプリンタ４０１の制御手段であるＤＣコントローラ２０１は、ＲＡＭ２０７１を備えたＣＰＵ（中央演算装置）２０７、特定用途向け集積回路（以降ＡＳＩＣと記載）２０５、その他に各種入出力制御回路（不図示）等を含む。ＡＳＩＣ２０５とＣＰＵ２０７は高圧電源２０２の制御を行うデジタル素子である。ＡＳＩＣ２０５とＣＰＵ２０７は、バス通信を行う。
【００２４】
高圧電源（圧電トランス式高圧電源装置）２０２は、各プロセスカートリッジ４１０に対応した帯電高圧電源と、現像高圧電源と、各転写ローラ４３０に対応した高圧を出力可能な圧電トランスを使用した転写高圧電源とを含む。
【００２５】
次に、圧電トランスの制御開始位置である極小値を検出するまでの制御を図１と図４と図５と図６と図７を用いて説明する。
【００２６】
図１は、本実施の形態における圧電トランス式高圧電源の複数ある回路の一つの回路図を示している。なお、複数の圧電トランス式の高圧電源とは、本実施形態では、帯電ローラに高電圧を印加する回路、現像ローラに高電圧を印加する回路、転写ローラに高電圧を印加する回路である。
【００２７】
図４は、スイープ制御を行う場合のタイミング信号と各種データを示している。図５は、記憶部２０５１のアドレスと記憶領域を示している。図６は第１実施形態における圧電トランスの駆動周波数と出力電圧の特性を示している。図７は第１実施形態の制御フローを示している。
【００２８】
図１において、記憶部２０５１は圧電トランスの駆動周波数及び圧電トランスから出力されてくる検出結果としての電圧（デジタル変換された値）を、対応付けて格納する。また、ＣＰＵ２０７からのデータを記憶し、記憶したデータを各ブロックへ送出する。計測開始信号生成ブロック２０５２はＣＰＵ２０７によって記憶部２０５１に設定されたデータから、スイープ動作を開始するための信号を生成する。タイミング生成ブロック２０５３は、計測開始信号生成ブロック２０５２から送られてくる信号５０１をトリガーにして、圧電トランス１０１に送るパルス信号の周波数を切り替えるタイミング信号５０２を生成する。
【００２９】
また周波数制御ブロック２０５４は駆動パルス発生手段として機能し、タイミング生成ブロック２０５３から送られてくるタイミング信号５０２をもとに周波数を切り替えながら圧電トランスに送る駆動パルス信号５０３を生成する。更に、Ａ／Ｄコンバータブロック２０５５は、電圧値検出手段として機能し、圧電トランスの出力電圧を分圧したアナログ信号をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄコンバータブロック２０５５でデジタル変換された値は、圧電トランスの出力電圧として記憶部２０５１に格納される。極小値検出ブロック２０５６は記憶部２０５１に格納されている出力電圧値と駆動パルス信号の周波数から、出力電圧値の極小値と、その極値をとる駆動パルス信号の周波数とを検出する。
【００３０】
図４において、５０１は図１で示した計測開始信号生成ブロック２０５２の出力信号である。５０２は、図１で示したタイミング生成ブロック２０５３から出力されるタイミング信号である。５０３は図１で示した周波数制御ブロック２０５４から出力されるパルス信号である。５０４は圧電トランス１０１から出力される電圧値である。
【００３１】
図５において、アドレス１０００番台にはパルス信号の駆動周波数が格納され、アドレス２０００番台にはＡ／Ｄ変換された出力電圧が格納される。検出された極値はアドレス３０００番台に格納される。極値に対応する周波数はアドレス４０００番台に格納される。
【００３２】
図６において、Ｆ１〜Ｆ３２は圧電トランスに送るパルス信号の周波数を示しており（Ｆ１が高周波数側でＦ３２が低周波数側）、例えばＶ５は圧電トランスに送る駆動パルス信号の周波数をＦ５に設定した場合に圧電トランスが出力した電圧値を示す。Ｖ８も同様で圧電トランスを駆動させる駆動パルス信号の周波数をＦ８に設定した場合の電圧値を示す。Ｖ３２は目標出力電圧であり、その時の圧電トランスを駆動させる駆動パルス信号の周波数はＦ３２であることを示す。
【００３３】
次に、図７を用いてスイープ制御について説明を行う。まずステップＳ３０１において、スイープ制御を開始する。具体的にはＣＰＵ２０７が記憶部２０５１にスイープ動作を開始させるための信号５０１を計測開始信号生成ブロック２０５２に出力する。出力されたスイープ動作を開始させるための信号５０１をもとに、計測開始信号生成ブロック２０５２はタイミング生成ブロック２０５３に示した信号５０２を与える。タイミング生成ブロック２０５３は、信号５０２の立ち上がりを検出すると、圧電トランスに送る駆動パルス信号の周波数を切り替えるタイミング信号を、周波数制御ブロック２０５４に送る。タイミング生成ブロック２０５３が生成する切り替えタイミング信号の発生間隔は、ＣＰＵ２０７が記憶部２０５１に設定した値を用いる。
【００３４】
周波数制御ブロック２０５４は、タイミング信号生成ブロックから送られてくる信号５０３に同期して、パルス信号の周波数を、Ｆ１［Ｈｚ］からＦ２、Ｆ３、Ｆ４と、圧電トランスが出力する電圧値が目標電圧（Ｖ３３）を超えるまで変化をさせる。圧電トランスに送るパルス信号の周波数を切り替えていくと、圧電トランスが出力する電圧も徐々に変化する。
【００３５】
次にステップＳ３０２において、記憶部２０５１に駆動周波数と出力電圧を格納する。具体的には駆動パルス周波数Ｆ１は、記憶部２０５１のアドレス１０００の記憶領域Ｆ１０１に記憶される。駆動パルス周波数Ｆ２は、記憶部２０５１のアドレス１００１の記憶領域Ｆ１０２に記憶される。駆動パルス周波数Ｆ３も同様でアドレス１００２の記憶領域Ｆ１０３に記憶される。
【００３６】
図６に示すように圧電トランスを駆動するための駆動パルス信号の周波数をＦ１、Ｆ２、Ｆ３・・・と変化させると圧電トランスからＶ１、Ｖ２、Ｖ３、・・・・の電圧値が出力される。図５に示す通り、圧電トランスから出力される電圧値Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、・・・・はデジタル変換され記憶領域Ｖ１０１、Ｖ１０２、Ｖ１０３・・・に格納される。ステップＳ３０２に示す動作は、目標電圧を超えるまで繰り返される。目標電圧を超えてＶ３３を検出した時点で上記動作を終わらせる。
【００３７】
次にスイープ動作終了後、目標電圧に最も近いタイミングで検出された極小値を検出し、検出された極小値から目標電圧Ｖ３２を出力させる。そのためにステップＳ３０４において、極値を検出し、検出された極値を記憶部のアドレス３０００番台の記憶領域に格納させる。具体的には、図６から分かるように駆動パルス信号の周波数を段階的に変えるとＶ５まで圧電トランスが出力する電圧値が大きくなり、Ｖ５から圧電トランスが出力する電圧値が小さくなる。よってＶ５に対応する駆動周波数Ｆ５は、Ｖ５が極大値をとる周波数であると判断する。Ｆ５は、アドレス３０００の記憶領域Ｆ３０１に格納される。
【００３８】
同様に駆動パルス信号の周波数を段階的に変えるとＶ８まで圧電トランスが出力する電圧値が小さくなり、Ｖ８から圧電トランスが出力する電圧値が大きくなる。Ｖ８に対応する駆動周波数Ｆ８は、Ｖ８が極小値をとる周波数であると極小値検出ブロック２０５６が判断する。Ｆ８は、アドレス３００１の記憶領域Ｆ３０２に格納される。
【００３９】
同様にＶ２０まで圧電トランスが出力する電圧値が大きくなり、Ｖ２０から圧電トランスが出力する電圧値が小さくなる。Ｖ２０に対応する駆動周波数Ｆ２０は、アドレス３００２の記憶領域Ｆ３０３に格納される。同様にＶ３０まで圧電トランスが出力する電圧値が小さくなり、Ｖ３０から圧電トランスが出力する電圧値が大きくなる。よってＶ３０に対応する駆動周波数Ｆ３０は、Ｖ３０が極小値をとる周波数であると極小値検出ブロック２０５６が判断する。Ｆ３０は、アドレス３００３の記憶領域Ｆ３０４に格納される。Ｖ３０から目標電圧Ｖ３２を超えるまで圧電トランスから出力されてくる電圧値は小さくならない。
【００４０】
次にステップＳ３０５に進み、極小値をとる周波数のうち、目標電圧を達成する周波数に一番近いものを記憶部から検出する。具体的には、アドレス３０００から３００３の記憶領域に格納され、極小電圧値Ｖ８、Ｖ３０を実現する周波数Ｆ８、Ｆ３０のうち、目標電圧Ｖ３２に対応する周波数Ｆ３２に最も近いもの（Ｆ３０）を、制御開始周波数に設定する。
【００４１】
更にステップＳ３０６に進み、目標電圧に一番近い極小値から圧電トランスの制御を開始する。具体的には、制御開始位置を検出後に目標電圧Ｖ３２を出力させる場合、周波数制御ブロック２０５４にＦ３０を設定し、圧電トランスに送る駆動パルス信号の周波数をＦ３０から徐々に低くしていく。すると、圧電トランスに送る周波数をＦ３２にしたところで圧電トランスから目標電圧であるＶ３２が出力される。本実施形態の構成の場合、出力させることのできる電圧値の範囲が広がり、安定して圧電トランスからの低電圧出力をさせることができる。また、目標電圧に到達する時間が短縮される。
【００４２】
このように、本実施形態によれば目標値に一番近い極小値から制御を開始するため、スプリアスの影響を受けることなく制御可能な電圧範囲が広がり、低い目標電圧を出力させることができ、極小値検出以降は目標電圧までの到達時間を短縮することができる。
【００４３】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る画像形成装置について図８を用いて説明する。本実施形態では、上記第１実施形態と比し、記憶部２０５１へのデータ格納方法が異なる。スイープ動作は、第１実施形態と同じであるため、同じ処理については同じ符号を付してその説明を省略する。
【００４４】
ステップＳ４０１〜Ｓ４０２において、目標電圧を越えるまでの間に駆動パルス信号の周波数及び圧電トランスから出力される電圧値をそれぞれ記憶部２０５１に格納する。具体的には、スイープ動作を行いながら、駆動パルス信号の周波数及び圧電トランスから出力される電圧値をそれぞれ現時点、現時点の一つ前、現時点の二つ前の３つを記憶部２０５１に格納する。周波数に関しては、図５のアドレス１０００〜１００２の記憶領域に格納する。電圧値に関しては、アドレス２０００〜２００２の記憶領域に格納する。極小値をとる周波数に関してはアドレス３０００以降の記憶領域に格納する。極小値である電圧値に関してはアドレス４０００以降の記憶領域に格納する。
【００４５】
アドレス２０００〜２００２に格納された電圧値が目標値を超えるまで、極小値検出ブロック２０５６は、アドレス２０００〜２００２に格納されている値から極小値を検出し続ける。
【００４６】
極小値検出ブロック２０５６における極小値の検出方法の説明をスイープ動作を行って圧電トランスからの出力電圧が図６のＶ８あたりである時を例にして行う。アドレス２０００の記憶領域Ｖ１０１に出力電圧であるＶ７が格納されており、アドレス２００１の記憶領域Ｖ１０２に出力電圧であるＶ８が格納されており、アドレス２００２の記憶領域Ｖ１０３に出力電圧であるＶ９が格納されているとする。アドレス２００１に格納されている電圧値Ｖ８がアドレス２０００に格納されている電圧値Ｖ７及びアドレス２００２に格納されている電圧値Ｖ９よりも小さい場合（Ｖ８＜Ｖ７かつＶ８＜Ｖ９）は、Ｖ８を極小値と判断する。また、電圧値Ｖ８が極小値をとる周波数Ｆ８（アドレス１００１の記憶領域Ｆ１０２に格納されている）をアドレス３０００の記憶領域Ｆ３０１に格納し、電圧値Ｖ８をアドレス４０００の記憶領域Ｖ４０１に格納する。目標電圧を超えるまで、上記動作を行う。
【００４７】
次に、ステップＳ４０３において、目標電圧に一番近い極小値をとる周波数を記憶部から検出する。具体的には、記憶部２０５１のアドレス３０００番台と４０００番台に格納されている周波数と極小値の中から、目標電圧に一番近い極小値と極小値をとる周波数を検出する。
【００４８】
次にステップＳ３０６において、検出された目標電圧に一番近い極小値を制御開始位置とする制御を行う。具体的には、アドレス３００１の記憶領域Ｆ３０２に格納されている周波数の駆動パルス信号を圧電トランスに送信する。
【００４９】
図６に示す通り、圧電トランスに送る駆動パルス信号の周波数をＦ３０から徐々に低くし、Ｆ３２にしたところで圧電トランスから目標電圧であるＶ３２が出力される。第２実施形態の構成の場合、少ない記憶容量で出力電圧の範囲が広げ、安定して圧電トランスからの低電圧出力を得ることができ、極小値の検知以降は圧電トランスの立ち上がり時間を短縮することができる。
【００５０】
（第３実施形態）
第３実施形態では、負荷変動があった場合にリスタートさせる構成について説明を行う。
【００５１】
第１実施形態及び第２実施形態で説明したスイープ制御及び極小値検出制御については、第３実施形態でも同様であるためその説明は省略する。負荷変動があった場合の圧電トランスの駆動周波数と出力電圧の特性を図１０に示す。図１０の周波数特性カーブ１は、負荷変動前の特性を示し、周波数特性カーブ２は、負荷変動後の特性を示している。負荷変動があったと検知された場合、図１０に示す通り、制御開始位置である周波数をＦ３０からＦ３０とＦ３２の間にあるＦ３４に切り替える。Ｆ３４は、(F30+Ｆ32)/２で算出される値である。Ｆ３４から周期数を徐々に低くし、圧電トランスに送る周波数をＦ３５にしたところで圧電トランスから目標電圧であるＶ３２が出力される。第３実施形態の構成では、負荷変動があった場合に、早く出力電圧を出力させることができる。
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。
【００５２】
なお、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するプログラムを、システム或いは装置に直接或いは遠隔から供給し、そのシステム或いは装置が、供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。したがって、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００５３】
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。
【００５４】
プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスクがある。また、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）などがある。
【００５５】
その他、クライアントＰＣのブラウザを用いてインターネットサイトに接続し、本発明に係るプログラムそのもの、若しくは更に自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードするという利用方法もある。また、本発明に係るプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明の範疇に含まれる。 また、本発明に係るプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布してもよい。所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。
【００５６】
また、プログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部又は全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。
【００５７】
さらに、ＰＣの機能拡張ユニットに備わるメモリに本発明に係るプログラムが書き込まれ、そのプログラムに基づき、その機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行なう場合も、本発明の範疇に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】第１実施形態における、ＡＳＩＣ２０５の内部ブロック図である。
【図２】カラーレーザプリンタの構成図である。
【図３】スイープ制御のタイミング図である。
【図４】ＡＳＩＣ２０５内にある各ブロックが生成する信号及び記憶部２０５１のアドレス及び記憶領域を表す図である。
【図５】本件における圧電トランスの駆動周波数と出力電圧の特性を表す図である。
【図６】第１実施形態における制御を説明するフローチャートである。
【図７】第２実施形態における制御を説明するフローチャートである。
【図８】第３実施形態の制御を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０１ 圧電トランス
１０２，１０３ ダイオード
１０４ 高圧コンデンサ
１１１ トランジスタ
１１２ インダクタ
２０７ ＣＰＵ
２０５ ＡＳＩＣ
２０１ ＤＣコントローラ
２０２ 高圧電源
４０１ カラーレーザプリンタ
４１０ プロセスカートリッジ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動パルスを発生する駆動パルス発生手段と、
前記駆動パルスの周波数に応じた電圧を出力する圧電トランスと、
前記駆動パルス発生手段によって発生する駆動パルスの周波数を制御する周波数制御手段と、
前記圧電トランスの出力電圧を検出する電圧値検出手段と、
前記周波数制御手段が前記駆動パルスの周波数を切り替える毎に、前記駆動パルスの周波数と、前記電圧値検出手段の検出結果とを、対応付けて記憶する記憶手段と、
前記記憶手段が記憶している電圧値から、極小値を検出する極小値検出手段と、
を有し、
前記極小値検出手段が検出した極小値の中で、その極小値に対応する周波数が、目標電圧に対応する周波数と最も近い極小値を特定し、該極小値に対応する周波数を制御開始周波数として、前記駆動パルスの周波数を徐々に変化させることにより、前記圧電トランスから出力される電圧を前記目標電圧になるように制御することを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記周波数制御手段は、段階的に周波数を切り替え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】
前記周波数制御手段は、前記圧電トランスの出力電圧が目標電圧を超えるまで段階的に周波数を切り替え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】
請求項１乃至３の何れか１項に記載の電源装置と、
像担持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成部材と、
静電潜像にトナー像を形成する現像部材と、
トナー像を記録材に転写する転写部材と、
トナー像を転写された記録材にトナーを加熱定着させる定着部材と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
駆動パルスを発生する駆動パルス発生手段と、
前記駆動パルスの周波数に応じた電圧を出力する圧電トランスと、
前記駆動パルス発生手段によって発生する駆動パルスの周波数を制御する周波数制御手段と、
前記圧電トランスの出力電圧を検出する電圧値検出手段と、
前記周波数制御手段が前記駆動パルスの周波数を切り替える毎に、前記駆動パルスの周波数と、前記電圧値検出手段の検出結果とを、対応付けて記憶する記憶手段と、
前記記憶手段が記憶している電圧値の極小値を検出する極小値検出手段と、
を有する電源装置の制御方法であって、
前記極小値検出手段が検出した極小値の中で、その極小値に対応する周波数が、目標電圧に対応する周波数と最も近い極小値を特定し、該極小値に対応する周波数を制御開始周波数として、前記駆動パルスの周波数を徐々に変化させることにより、前記圧電トランスから出力される電圧を前記目標電圧になるように制御することを特徴とする電源装置の制御方法。
【請求項６】
駆動パルスを発生する駆動パルス発生手段と、
前記駆動パルスの周波数に応じた電圧を出力する圧電トランスと、
前記駆動パルス発生手段によって発生する駆動パルスの周波数を制御する周波数制御手段と、
前記圧電トランスの出力電圧を検出する電圧値検出手段と、
前記周波数制御手段が前記駆動パルスの周波数を切り替える毎に、前記駆動パルスの周波数と、前記電圧値検出手段の検出結果とを、対応付けて記憶する記憶手段と、
前記記憶手段が記憶している電圧値の極小値を検出する極小値検出手段と、
を有する電源装置の制御プログラムであって、
電源装置が読み込んで実行することにより、
前記極小値検出手段が検出した極小値の中で、その極小値に対応する周波数が、目標電圧に対応する周波数と最も近い極小値を特定し、該極小値に対応する周波数を制御開始周波数として、前記駆動パルスの周波数を徐々に変化させることにより、前記圧電トランスから出力される電圧を前記目標電圧になるように制御することを特徴とする電源装置の制御プログラム。
【請求項１】
駆動パルスを発生する駆動パルス発生手段と、
前記駆動パルスの周波数に応じた電圧を出力する圧電トランスと、
前記駆動パルス発生手段によって発生する駆動パルスの周波数を制御する周波数制御手段と、
前記圧電トランスの出力電圧を検出する電圧値検出手段と、
前記周波数制御手段が前記駆動パルスの周波数を切り替える毎に、前記駆動パルスの周波数と、前記電圧値検出手段の検出結果とを、対応付けて記憶する記憶手段と、
前記記憶手段が記憶している電圧値から、極小値を検出する極小値検出手段と、
を有し、
前記極小値検出手段が検出した極小値の中で、その極小値に対応する周波数が、目標電圧に対応する周波数と最も近い極小値を特定し、該極小値に対応する周波数を制御開始周波数として、前記駆動パルスの周波数を徐々に変化させることにより、前記圧電トランスから出力される電圧を前記目標電圧になるように制御することを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記周波数制御手段は、段階的に周波数を切り替え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】
前記周波数制御手段は、前記圧電トランスの出力電圧が目標電圧を超えるまで段階的に周波数を切り替え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】
請求項１乃至３の何れか１項に記載の電源装置と、
像担持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成部材と、
静電潜像にトナー像を形成する現像部材と、
トナー像を記録材に転写する転写部材と、
トナー像を転写された記録材にトナーを加熱定着させる定着部材と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
駆動パルスを発生する駆動パルス発生手段と、
前記駆動パルスの周波数に応じた電圧を出力する圧電トランスと、
前記駆動パルス発生手段によって発生する駆動パルスの周波数を制御する周波数制御手段と、
前記圧電トランスの出力電圧を検出する電圧値検出手段と、
前記周波数制御手段が前記駆動パルスの周波数を切り替える毎に、前記駆動パルスの周波数と、前記電圧値検出手段の検出結果とを、対応付けて記憶する記憶手段と、
前記記憶手段が記憶している電圧値の極小値を検出する極小値検出手段と、
を有する電源装置の制御方法であって、
前記極小値検出手段が検出した極小値の中で、その極小値に対応する周波数が、目標電圧に対応する周波数と最も近い極小値を特定し、該極小値に対応する周波数を制御開始周波数として、前記駆動パルスの周波数を徐々に変化させることにより、前記圧電トランスから出力される電圧を前記目標電圧になるように制御することを特徴とする電源装置の制御方法。
【請求項６】
駆動パルスを発生する駆動パルス発生手段と、
前記駆動パルスの周波数に応じた電圧を出力する圧電トランスと、
前記駆動パルス発生手段によって発生する駆動パルスの周波数を制御する周波数制御手段と、
前記圧電トランスの出力電圧を検出する電圧値検出手段と、
前記周波数制御手段が前記駆動パルスの周波数を切り替える毎に、前記駆動パルスの周波数と、前記電圧値検出手段の検出結果とを、対応付けて記憶する記憶手段と、
前記記憶手段が記憶している電圧値の極小値を検出する極小値検出手段と、
を有する電源装置の制御プログラムであって、
電源装置が読み込んで実行することにより、
前記極小値検出手段が検出した極小値の中で、その極小値に対応する周波数が、目標電圧に対応する周波数と最も近い極小値を特定し、該極小値に対応する周波数を制御開始周波数として、前記駆動パルスの周波数を徐々に変化させることにより、前記圧電トランスから出力される電圧を前記目標電圧になるように制御することを特徴とする電源装置の制御プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−５７２５５（Ｐ２０１０−５７２５５Ａ）
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１８８１９（Ｐ２００８−２１８８１９）
【出願日】平成２０年８月２７日（２００８．８．２７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２７日（２００８．８．２７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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