(57)【要約】【課題】本発明は、安価に安定した高圧出力を供給する高圧電源装置、画像形成装置、高圧電源制御方法、画像形成制御方法、高圧電源制御プログラム、画像形成制御プログラム及び記録媒体に関する。【解決手段】画像形成装置１は、パルス発生部１４がＣＰＵ１１からのＰＷＭデューティに応じた駆動パルスを生成し、高圧発生部２０が該駆動パルスに応じた高圧出力を生成して、生成する高圧出力に対応した帰還信号を帰還させる。ＣＰＵ１１は、目標出力値と帰還値に基づいてパルス発生部１４へのＰＷＭデューティを制御し、パルス発生部１４の出力する駆動パルスのパルス幅を制御する。比較部１７は、所定制御周期毎に該帰還信号の帰還値と、ＣＰＵ１１によって設定される帰還目標値とを比較して、パルス発生部１４から高圧発生部２０へ出力される駆動パルスをマスク部１８にマスクさせる。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される駆動パルスに応じた電圧または／及び電流の高圧出力を生成する高圧出力手段と、入力されるＰＷＭデューティに応じたパルス幅の駆動パルスを生成して該高圧出力手段に出力する駆動手段と、該高圧出力手段の生成する出力に対応した帰還値の帰還信号を帰還させる出力帰還手段と、予め設定された目標出力に応じたパルス幅の駆動パルスを該駆動手段に出力させるためのＰＷＭデューティを該駆動手段に出力するとともに、該目標出力と該帰還信号の帰還値に基づいて該ＰＷＭデューティを制御して該駆動手段の生成する駆動パルスのパルス幅を制御する駆動制御手段と、該駆動手段の出力する駆動パルスをマスクするマスク手段と、所定の制御周期毎に該帰還信号の帰還値と所定の帰還目標値とを比較して該比較結果に応じて該マスク手段による該駆動パルスのマスクを制御するマスク制御手段と、を備えていることを特徴とする高圧電源装置。
【請求項２】
入力される駆動パルスに応じた電圧または／及び電流の高圧出力を生成する高圧出力手段と、入力されるＰＷＭデューティに応じたパルス幅の駆動パルスを生成して該高圧出力手段に出力する駆動手段と、該高圧出力手段の生成する出力に比例した帰還値の帰還信号を帰還させる出力帰還手段と、予め設定された目標出力に応じたパルス幅の駆動パルスを該駆動手段に出力させるためのＰＷＭデューティを該駆動手段に出力するとともに、該目標出力と該帰還信号の帰還値に基づいて該ＰＷＭデューティを制御して該駆動手段の生成する駆動パルスのパルス幅を制御する駆動制御手段と、該駆動手段の出力する駆動パルスをマスクするマスク手段と、所定の制御周期毎に該帰還信号の帰還値と所定の帰還目標値とを比較して該比較結果に応じて該マスク手段による該駆動パルスのマスクを制御するマスク制御手段と、該高圧出力手段の出力を利用して画像形成する画像形成手段と、を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記駆動手段は、その機能上生成する前記駆動パルスの最小パルス幅を有し、前記マスク制御手段は、該駆動手段が該最小パルス幅の駆動パルスを生成しているときにのみ、前記マスク手段による該駆動パルスのマスクを行わせることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記マスク制御手段は、前記帰還信号の帰還値と前記帰還目標値との差分を算出して該差分が所定の許容差分値を超えていると、前記マスク手段に前記駆動パルスのマスクを行わせ、前記画像形成装置は、該許容差分値を該マスク制御手段に設定する許容差分値設定手段を備えていることを特徴とする請求項２または請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記許容差分値設定手段は、前記許容差分値として、前記マスク手段に前記駆動パルスのマスクを開始させるマスク開始許容差分値と、該マスクを解除させるマスク解除許容差分値と、をそれぞれ独自に設定することを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記画像形成装置は、前記高圧出力手段の出力に対する負荷インピーダンスの大きさを判定する負荷インピーダンス判定手段を備え、前記許容差分値設定手段は、該負荷インピーダンス判定手段の判定結果に基づいて前記許容差分値を設定することを特徴とする請求項４または請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記画像形成装置は、設置環境を検出する環境検出手段を備え、前記許容差分値設定手段は、該環境検出手段の検出結果に基づいて前記許容差分値を設定することを特徴とする請求項４から請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記マスク制御手段は、前記目標出力が所定の低目標出力以下であるときにのみ、前記マスク手段に前記駆動パルスをマスクさせることを特徴とする請求項２から請求項７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記許容差分値設定手段は、前記目標出力の大きさに応じて前記許容差分値を設定することを特徴とする請求項４から請求項７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記画像形成装置は、前記高圧出力手段の出力に対する負荷インピーダンスの大きさを判定する負荷インピーダンス判定手段と、前記マスク手段による前記駆動パルスのマスク継続時間を測定するマスク時間計測手段と、該負荷インピーダンス判定手段によって該負荷インピーダンスが所定の低負荷インピーダンス以下であることが検出され、かつ、該マスク時間計測手段が該マスク継続時間として所定のマスク継続時間を計測すると、前記高圧出力手段による高圧出力を停止させる出力停止手段と、を備えていることを特徴とする請求項２から請求項９のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記画像形成装置は、前記マスク手段による前記駆動パルスのマスク継続時間を測定するマスク時間計測手段と、前記目標出力が所定の大目標出力よりも大きく、かつ、該マスク時間計測手段が該マスク継続時間として所定のマスク継続時間を計測すると、前記高圧出力手段による出力を停止させる出力停止手段と、を備えていることを特徴とする請求項２から請求項１０のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１２】
入力される駆動パルスに応じた電圧または／及び電流の高圧出力を生成する高圧出力処理ステップと、入力されるＰＷＭデューティに応じたパルス幅の駆動パルスを生成して該高圧出力処理ステップに出力する駆動処理ステップと、該高圧出力処理ステップで生成される出力に対応した帰還値の帰還信号を帰還させる出力帰還処理ステップと、該駆動処理ステップに出力させるためのＰＷＭデューティを該駆動処理ステップに出力するとともに、該目標出力と該帰還信号の帰還値に基づいて該ＰＷＭデューティを制御して該駆動処理ステップで生成する駆動パルスのパルス幅を制御する駆動制御処理ステップと、該駆動処理ステップの出力する駆動パルスをマスクするマスク処理ステップと、所定の制御周期毎に該帰還信号の帰還値と所定の帰還目標値とを比較して該比較結果に応じて該マスク処理ステップによる該駆動パルスのマスクを制御するマスク制御処理ステップと、を有していることを特徴とする高圧電源制御方法。
【請求項１３】
入力される駆動パルスに応じた電圧または／及び電流の高圧出力を生成する高圧出力処理ステップと、入力されるＰＷＭデューティに応じたパルス幅の駆動パルスを生成して該高圧出力処理ステップに出力する駆動処理ステップと、該高圧出力処理ステップで生成される出力に対応した帰還値の帰還信号を帰還させる出力帰還処理ステップと、該駆動処理ステップに出力させるためのＰＷＭデューティを該駆動処理ステップに出力するとともに、該目標出力と該帰還信号の帰還値に基づいて該ＰＷＭデューティを制御して該駆動処理ステップで生成する駆動パルスのパルス幅を制御する駆動制御処理ステップと、該駆動処理ステップの出力する駆動パルスをマスクするマスク処理ステップと、所定の制御周期毎に該帰還信号の帰還値と所定の帰還目標値とを比較して該比較結果に応じて該マスク処理ステップによる該駆動パルスのマスクを制御するマスク制御処理ステップと、該高圧出力処理ステップの出力を利用して画像形成する画像形成処理ステップと、を有していることを特徴とする画像形成制御方法。
【請求項１４】
前記マスク制御処理ステップは、前記帰還信号の帰還値と前記帰還目標値との差分を算出して該差分が所定の許容差分値を超えていると、前記マスク処理ステップに前記駆動パルスのマスクを行わせ、前記画像形成制御方法は、該許容差分値を該マスク制御処理ステップに設定する許容差分値設定処理ステップを有していることを特徴とする請求項１３記載の画像形成制御方法。
【請求項１５】
前記許容差分値設定処理ステップは、前記許容差分値として、前記マスク処理ステップに前記駆動パルスのマスクを開始させるマスク開始許容差分値と、該マスクを解除させるマスク解除許容差分値と、をそれぞれ独自に設定することを特徴とする請求項１４記載の画像形成制御方法。
【請求項１６】
前記画像形成制御方法は、前記高圧出力処理ステップの出力に対する負荷インピーダンスの大きさを判定する負荷インピーダンス判定処理ステップを有し、前記許容差分値設定処理ステップは、該負荷インピーダンス判定処理ステップでの判定結果に基づいて前記許容差分値を設定することを特徴とする請求項１３から請求項１５のいずれかに記載の画像形成制御方法。
【請求項１７】
前記画像形成制御方法は、設置環境を検出する環境検出処理ステップを有し、前記許容差分値設定処理ステップは、該環境検出処理ステップでの検出結果に基づいて前記許容差分値を設定することを特徴とする請求項１３から請求項１６のいずれかに記載の画像形成制御方法。
【請求項１８】
前記マスク制御処理ステップは、前記目標出力が所定の低目標出力以下であるときにのみ、前記マスク処理ステップに前記駆動パルスをマスクさせることを特徴とする請求項１３から請求項１７のいずれかに記載の画像形成制御方法。
【請求項１９】
前記許容差分値設定処理ステップは、前記目標出力の大きさに応じて前記許容差分値を設定することを特徴とする請求項１３から請求項１７のいずれかに記載の画像形成制御方法。
【請求項２０】
前記画像形成制御方法は、前記高圧出力処理ステップでの出力に対する負荷インピーダンスの大きさを判定する負荷インピーダンス判定処理ステップと、前記マスク処理ステップによる前記駆動パルスのマスク継続時間を測定するマスク時間計測処理ステップと、該負荷インピーダンス判定処理ステップで該負荷インピーダンスが所定の低負荷インピーダンス以下であることを検出し、かつ、該マスク時間計測処理ステップで該マスク継続時間として所定のマスク継続時間を計測すると、前記高圧出力処理ステップによる高圧出力を停止させる出力停止処理ステップと、を有していることを特徴とする請求項１３から請求項１９のいずれかに記載の画像形成制御方法。
【請求項２１】
前記画像形成制御方法は、前記マスク処理ステップによる前記駆動パルスのマスク継続時間を測定するマスク時間計測処理ステップと、前記目標出力が所定の大目標出力よりも大きく、かつ、該マスク時間計測処理ステップが該マスク継続時間として所定のマスク継続時間を計測すると、前記高圧出力処理ステップによる出力を停止させる出力停止処理ステップと、を有していることを特徴とする請求項１３から請求項２０のいずれかに記載の画像形成制御方法。
【請求項２２】
コンピュータに、入力される駆動パルスに応じた電圧または／及び電流の高圧出力を生成する高圧出力処理と、入力されるＰＷＭデューティに応じたパルス幅の駆動パルスを生成して該高圧出力処理に出力する駆動処理と、該高圧出力処理で生成される出力に対応した帰還値の帰還信号を帰還させる出力帰還処理と、該駆動処理に出力させるためのＰＷＭデューティを該駆動処理に出力するとともに、該目標出力と該帰還信号の帰還値に基づいて該ＰＷＭデューティを制御して該駆動処理で生成する駆動パルスのパルス幅を制御する駆動制御処理と、該駆動処理の出力する駆動パルスをマスクするマスク処理と、所定の制御周期毎に該帰還信号の帰還値と所定の帰還目標値とを比較して該比較結果に応じて該マスク処理による該駆動パルスのマスクを制御するマスク制御処理と、を実行させることを特徴とする高圧電源制御プログラム。
【請求項２３】
コンピュータに、入力される駆動パルスに応じた電圧または／及び電流の高圧出力を生成する高圧出力処理と、入力されるＰＷＭデューティに応じたパルス幅の駆動パルスを生成して該高圧出力処理に出力する駆動処理と、該高圧出力処理で生成される出力に対応した帰還値の帰還信号を帰還させる出力帰還処理と、該駆動処理に出力させるためのＰＷＭデューティを該駆動処理に出力するとともに、該目標出力と該帰還信号の帰還値に基づいて該ＰＷＭデューティを制御して該駆動処理で生成する駆動パルスのパルス幅を制御する駆動制御処理と、該駆動処理の出力する駆動パルスをマスクするマスク処理と、所定の制御周期毎に該帰還信号の帰還値と所定の帰還目標値とを比較して該比較結果に応じて該マスク処理による該駆動パルスのマスクを制御するマスク制御処理と、該高圧出力処理の出力を利用して画像形成する画像形成処理と、を実行させることを特徴とする画像形成制御プログラム。
【請求項２４】
請求項２２記載の高圧電源制御プログラムまたは請求項２３記載の画像形成制御プログラムを記録したことを特徴とするコンピュータが読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧電源装置、画像形成装置、高圧電源制御方法、画像形成制御方法、高圧電源制御プログラム、画像形成制御プログラム及び記録媒体に関し、詳細には、安価に安定した高圧電源を供給する高圧電源装置、画像形成装置、高圧電源制御方法、画像形成制御方法、高圧電源制御プログラム、画像形成制御プログラム及び記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、ファクシミリ装置及びプリンタ等に画像形成装置においては、近時、電子写真方式を用いて画像形成を行っている。このような電子写真方式で画像形成を行う画像形成装置は、一様に帯電させた感光体上に画像データにより変調したレーザビームを照射して静電潜像を形成して、該静電潜像を現像ユニットでトナーを用いて現像し、該トナー画像を給紙部から搬送されてくる記録紙に転写して、トナー画像を記録紙に形成している。電子写真方式の画像形成装置は、このようにしてトナー画像を転写した記録紙を定着部で、加熱・加圧しつつ搬送して、トナー画像を記録紙に定着させている。
【０００３】
このような電子写真方式の画像形成装置においては、感光体の帯電、トナー画像の記録紙への転写、定着及び記録紙の搬送等において、それぞれ異なる電圧や電流を必要とし、高圧電源部からそれぞれ必要な電圧や電流の供給を行っている。
【０００４】
ところが、画像形成装置においては、例えば、記録紙へのトナー画像の転写において、記録紙の紙種、紙サイズ等によって出力設定電流を変更する必要があり、また、画像形成装置の設置されている温湿度環境によって転写ローラのインピーダンス変化や記録紙が吸水していることで紙自体のインピーダンス低下によって、記録紙の搬送経路への漏れ電流が増加する場合がある。このように漏れ電流が発生すると、転写電流が不足して、画像劣化が発生したり、記録紙の含水率によっては、ほとんどの電流が他の経路へ流れて、画像形成が不可能になったり、リークやショート等により画像形成装置が誤動作を起こすおそれもある。
【０００５】
そこで、従来から、高圧トランスの１次側をパルス駆動してパルスのオンデューティに比例した高圧出力（電圧、電流）を発生させ、該高圧出力を出力帰還させた出力帰還値と予め設定された目標値とを所定時間毎に比較して、高圧出力が該目標値に収束するようにパルスのデューティ値を更新することで、出力制御することが行われている。すなわち、高圧トランスの１次側に入力する駆動パルスをＰＷＭ（Pulse Wide modulation:パルス幅変調）制御によるオン時間制御することで高圧出力を目標値に収束させようとしている。
【０００６】
ところが、この従来技術にあっては、一定周期毎に目標値と出力帰還値を比較して駆動パルスのＰＷＭデューティ値を制御しているため、追従性が悪い場合には、画像に濃淡が発生して、画像品質が低下するおそれがある。
【０００７】
そこで、このパルス幅制御において、駆動パルスのＰＷＭデューティ値の更新時に出力帰還値の変化に対してＰＷＭデューティ値の更新幅を大きくすることで、追従性を上げることができる。ところが、ＰＷＭデューティ値の更新幅が大きすぎると、微小な帰還値の変化に対して帰還ラインに乗ってくるノイズ等により過補正となり、出力が発振するおそれがあるため、通常、あまり大きな更新幅とはしない。
【０００８】
また、制御周期を短くすることで、追従性を上げる方法があるが、制御周期を短くすると、演算更新をＣＰＵ（Central Processing Unit ）で実施する場合、ＣＰＵ自体やＣＰＵの実行するソフトウェアへの負荷が増大するという問題がある。
【０００９】
このような高圧電源部を搭載する画像形成装置は、上述のように、画像形成装置の使用環境及び記録紙の種類や状態、例えば、記録紙の吸湿程度や感光体の温度によって高圧電源部からみた負荷インピーダンスが大きく異なる。画像形成装置においては、負荷インピーダンスが環境条件等で低インピーダンスとなっている場合、パルス発生部でＰＷＭ制御する駆動パルスは、低ＰＷＭデューティ値に移行していくが、最小ＰＷＭデューティ（パルス幅の分解能の最小単位）は、パルス発生部のハードウェアの制約によって決定され、この最小ＰＷＭデューティ値であっても高圧出力が目標値に収束しない（目標値に比べて出力が大きい状態）場合は、ＣＰＵは、最小ＰＷＭデューティ値での駆動と０％駆動（オフ）を演算更新周期である制御周期で繰り返すという制御を行う。ところが、この最小ＰＷＭデューティ値での駆動と０％駆動を制御周期で繰り返すと、高圧電源に制御周期単位での脈流が発生し、画像に顕著な濃淡が表れる等の画質が悪化する。
【００１０】
そこで、従来、この画質の悪化を防止するために、パルス発生部の発生する駆動パルスのＰＷＭデューティの最小分解能以下となった場合に、パルス発生部に、所定の間引きパターンを設定して、パルス発生部の発生する駆動パルスを規則的に間引くことで高圧出力を平均的に引き下げる技術が提案されている（特許文献１参照）。この従来技術は、駆動パルスを間引くことで、高圧出力を引き下げて、脈流出力の発生を防止し、目標値がある程度低い場合にも、高圧出力の安定化を図って、画像劣化を防止しようとしている。
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−０９１２５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記従来技術にあっては、間引き可能な特殊なパルス発生部を備えて、該パルス発生部から高圧電源部に出力する駆動パルスを間引く必要があるが、このようなパルス発生部は、比較的高価であり、高圧電源発生装置、ひいては、画像形成装置のコストアップ要因となる。また、高圧負荷のインピーダンスは、画像形成装置の開発途中での変更や画像形成装置の使用環境によっても大きく異なり、コストアップを抑制するには、パルス発生部も汎用タイプを使用するとともに機種群での共通使用を図ることが重要であって、画像形成装置の機種開発途を短時間にかつ安価に行うことのできる技術が要望されている。
【００１３】
そこで、本発明は、負荷インピーダンスが著しく低くなる条件下であっても、安価にかつ適切に駆動パルスを間引いて安定した高圧電源を供給する高圧電源装置、画像形成装置、高圧電源制御方法、画像形成制御方法、高圧電源制御プログラム、画像形成制御プログラム及び記録媒体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記目的を達成するために、入力されるＰＷＭデューティに応じたパルス幅の駆動パルスを生成して、該駆動パルスに応じた電圧または／及び電流の高圧出力を生成し、該高圧出力に対応した帰還値の帰還信号を帰還させて、予め設定された目標出力値に応じたパルス幅の駆動パルスを生成するためのＰＷＭデューティを出力するとともに、該目標出力と該帰還信号の帰還値に基づいて該ＰＷＭデューティを制御して生成する駆動パルスのパルス幅を制御する。そして、所定の制御周期毎に該帰還信号の帰還値と所定の帰還目標値とを比較して該比較結果に応じて該駆動パルスをマスクすることを特徴としている。
【００１５】
また、本発明は、上記目的を達成するために、入力されるＰＷＭデューティに応じたパルス幅の駆動パルスを生成して、該駆動パルスに応じた電圧または／及び電流の高圧出力を生成し、該高圧出力に対応した帰還値の帰還信号を帰還させて、予め設定された目標出力値に応じたパルス幅の駆動パルスを生成するためのＰＷＭデューティを出力するとともに、該目標出力と該帰還信号の帰還値に基づいて該ＰＷＭデューティを制御して生成する駆動パルスのパルス幅を制御する。そして、所定の制御周期毎に該帰還信号の帰還値と所定の帰還目標値とを比較して該比較結果に応じて該駆動パルスをマスクし、該高圧出力を利用して画像形成することを特徴としている。
【００１６】
そして、本発明は、前記帰還信号の帰還値と前記帰還目標値との差分を算出して該差分が所定の許容差分値を超えていると、前記駆動パルスのマスクを行うことを特徴としてもよい。
【００１７】
また、本発明は、前記許容差分値として、前記駆動パルスのマスクを開始するマスク開始許容差分値と、該マスクを解除させるマスク解除許容差分値と、をそれぞれ独自に設定することを特徴としてもよい。
【００１８】
さらに、本発明は、前記高圧出力に対する負荷インピーダンスの大きさを判定し、該判定結果に基づいて前記許容差分値を設定することを特徴としてもよい。
【００１９】
また、本発明は、設置環境を検出し、該検出結果に基づいて前記許容差分値を設定することを特徴としてもよい。
【００２０】
さらに、本発明は、前記目標出力が所定の低目標出力以下であるときにのみ、前記駆動パルスをマスクすることを特徴としてもよい。
【００２１】
また、本発明は、前記目標出力の大きさに応じて前記許容差分値を設定することを特徴としてもよい。
【００２２】
さらに、本発明は、前記高圧出力に対する負荷インピーダンスの大きさを判定するとともに、前記駆動パルスのマスク継続時間を測定し、該負荷インピーダンスが所定の低負荷インピーダンス以下であって、該マスク継続時間として所定のマスク継続時間が継続していると、該高圧出力を停止させることを特徴としてもよい。
【００２３】
また、本発明は、前記駆動パルスのマスク継続時間を測定し、前記目標出力が所定の大目標出力よりも大きく、かつ、該マスク継続時間として所定のマスク継続時間が継続すると、高圧出力を停止させることを特徴としてもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、負荷インピーダンスが著しく低くなる条件下であっても、安価にかつ適切に駆動パルスを間引いて安定した高圧電源を発生することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、本発明の好適な実施例であるので、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明によって不当に限定されるものではなく、また、本実施の形態で説明される構成の全てが本発明の必須の構成要件ではない。
【実施例１】
【００２６】
図１〜図１４は、本発明の高圧電源装置、画像形成装置、高圧電源制御方法、画像形成制御方法、高圧電源制御プログラム、画像形成制御プログラム及び記録媒体の一実施例を示す図であり、図１は、本発明の高圧電源装置、画像形成装置、高圧電源制御方法、画像形成制御方法、高圧電源制御プログラム、画像形成制御プログラム及び記録媒体の一実施例を適用した画像形成装置１の高圧電源装置１０の要部ブロック構成図である。
【００２７】
図１において、画像形成装置１は、高圧電源装置１０を搭載しているとともに、図２に示すような作像ユニット３０等を搭載している。高圧電源装置１０は、ＣＰＵ１１、不揮発性メモリ１２、温湿度センサ１３、パルス発生部１４、Ｄ／Ａ変換器１５、Ａ／Ｄ変換器１６、比較部１７、マスク部１８及び高圧発生部２０等を備えており、高圧発生部（高圧出力手段）２０は、トランジスタＴｒ１、高圧トランスＴ１、ダイオードＤ１、コンデンサＣ１、Ｃ２、抵抗Ｒ１〜Ｒ４及び出力モニタ部２１等を備えている。
【００２８】
不揮発性メモリ１２は、高圧発生部２０に生成させる目標出力である目標電圧及び目標電流の目標出力値と該目標出力を高圧発生部２０に生成させるための駆動パルスのパルス幅とを対応させたＰＷＭデューティテーブルを記憶し、高圧発生部２０に生成させる目標出力値に対して高圧発生部２０から帰還される帰還値に対して期待すべき目標帰還値を算出するための目標帰還値演算式、マスク部１８でマスクを実行するための目標帰還値と帰還値との差分の許容差分値、温湿度センサ１３の検出する温湿度に基づく画像形成装置１の設置環境状況を、ＬＬ（低温低湿）／ＭＭ（常温常湿）／ＨＨ（高温高湿）に分類する設置環境分類値及び該温湿度分類値に基づく目標出力値の補正値等の各種データを記憶するとともに、本発明の高圧電源制御方法を実行するための高圧電源制御プログラム及び画像形成制御方法を実行するための画像形成制御プログラム等を記憶している。
【００２９】
温湿度センサ１３は、画像形成装置１の設置環境として、温度及び湿度を検出し、検出結果をＣＰＵ１１に出力する。
【００３０】
ＣＰＵ（駆動制御手段）１３は、不揮発性メモリ１２内のプログラムに基づいて画像形成装置１の各部を制御して画像形成装置１としての基本の画像処理を実行するとともに、高圧電源装置１０の各部を制御して、本発明の高圧電源制御方法及び画像形成制御方法を実行する。例えば、ＣＰＵ１３は、画像形成装置１の動作状況等に応じて高圧発生部２０に発生させる目標出力値に応じた駆動ＰＷＭデューティをパルス発生部１４に出力する。
【００３１】
パルス発生部１４は、ＣＰＵ１３からの駆動ＰＷＭデューティの駆動パルスを発生してマスク部１８に出力し、マスク部１８には、後述する比較部１７の比較結果の正または負の比較信号が入力される。マスク部１８は、マスク部１８は、論理和回路が用いられていて、比較部１７からの比較信号が正の比較信号であると、パルス発生部１４からの正の駆動パルスをそのまま高圧発生部２０に出力し、比較部１７からの比較信号が負の比較信号であると、パルス発生部１４からの正の駆動パルスをマスクして高圧発生部２０への出力を禁止する。すなわち、パルス発生部１４は、例えば、図３に示すような所定周波数（２０ｋＨｚ）のＰＷＭ波形のクロックを駆動パルスとして生成し、ＣＰＵ１１が、駆動パルスのオン幅（オンデューティ）を演算してパルス発生部１４に設定することで、駆動パルスの駆動ＰＷＭデューティを任意に可変する。ただし、この駆動パルスの駆動ＰＷＭデューティの設定においては、ハードウェア的な制約が伴う。例えば、１００％を８ｂｉｔ分解能で設定する場合、設定最小単位は、約０．４％ｓｔｅｐに制約される。高圧発生部２０は、この駆動パルスを積分し、駆動パルスのオン幅に応じた出力電圧及び出力電流を出力する。すなわち、高圧発生部２０は、駆動パルスのオン幅（オンデューティ）が大きいほど大きな値の出力電流及び出力電圧を出力し、オン幅が小さいほど小さな値の出力電流及び出力電圧を出力する。
【００３２】
高圧発生部２０は、そのトランジスタＴｒ１がエミッタ接地され、そのコレクタに高圧トランスＴ１の１次側が接続されていて、そのベースにマスク部１８を介してパルス発生部１４からの駆動パルスが入力される。トランジスタＴｒ１は、駆動パルスが正の間だけオンして、高圧トランスＴ１を駆動し、高圧トランスＴ１は、１次側に駆動電流が流れることで、２次側に高圧の２次電流が流れる。高圧トランスＴ１の２次側に、ダイオードＤ１、コンデンサＣ１及び抵抗Ｒ１、Ｒ２が接続されており、高圧発生部２０は、これらのダイオードＤ１、コンデンサＣ１及び抵抗Ｒ１、Ｒ２で２次電流を平滑して出力電流及び端子間に出力電圧を生成して出力する。高圧発生部２０は、所定の出力可変範囲を有しており、例えば、電子写真方式のプリンタ装置、ファクシミリ装置、複写装置、複合装置等の画像形成装置１においては、一般的に、５μＡから６０μＡの範囲の出力可変範囲を有している。高圧発生部２０は、この出力電流及び端子間の出力電圧をモニタして、出力電流を抵抗Ｒ３、Ｒ４及びコンデンサＣ２を介して帰還電流としてＡ／Ｄ変換器１６に帰還し、出力電圧をそのまま帰還電圧としてＡ／Ｄ変換器１６に帰還する。
【００３３】
Ａ／Ｄ変換器１６は、高圧発生部２０から入力される帰還電流及び帰還電圧をデジタル変換して、モニタＡＤ帰還電流値及びモニタＡＤ電圧値としてＣＰＵ１１に出力する。
【００３４】
ＣＰＵ１１は、このモニタＡＤ帰還電流値及びモニタ帰還電圧値に基づいてパルス発生部１４への駆動パルスの駆動ＰＷＭデューティを制御し、帰還電圧が一定の目標電圧となるように制御する定電圧出力と帰還電流が一定の目標電流となるように制御する定電流制御を行う。
【００３５】
また、ＣＰＵ１１は、Ｄ／Ａ変換器１５への帰還目標値Ｖｔｆｂを、次式（１）により算出して、Ｄ／Ａ変換器１５に出力する。
【００３６】
Ｖｔｆｂ＝３．３−３×Ｉｏｕｔ／５０・・・（１）
ここで、Ｉｏｕｔは、記録紙サイズ、厚紙／薄紙等の記録紙種類及び温湿度センサ１３に基づく画像形成装置１の３段階の設置環境状況であるＬＬ（低温低湿）／ＭＭ（常温常湿）／ＨＨ（高温高湿）に基づいて決定される定電流制御の目標電流値である。この帰還目標値Ｖｔｆｂの演算式は、高圧発生部２０のハードウェアによって、図４に示す出力電流−帰還電圧特性から決定される。
【００３７】
そして、ＣＰＵ１１は、マスク部１８に駆動パルスをマスクさせるための比較部１７での帰還目標値Ｖｔｆｂと実際の帰還値（以下、実帰還値という。）との差分の余裕値を設定する許容差分値をＤ／Ａ変換器１５に出力して該Ｄ／Ａ変換器１５を介して比較部１７に許容差分値を設定する。
【００３８】
比較部（マスク制御手段）１７には、帰還電流による実帰還値が入力されているとともに、Ｄ／Ａ変換器１５から帰還目標値Ｖｔｆｂが入力され、さらに、Ｄ／Ａ変換器１５から許容差分値が設定されている。比較部１７は、実帰還値を帰還出力値Ｖｔｆｂと比較して、その差分値が許容差分値を超えていると、マスク部１８にロー（Ｌｏｗ）の比較信号を出力し、その他の場合には、ハイ（Ｈｉｇｈ）の比較信号をマスク部１８に出力する。
【００３９】
マスク部１８は、上述のように、比較部１７からハイの比較信号が入力されていると、パルス発生部１４からの駆動パルスをそのまま高圧発生部２０に出力し、比較部１７からローの比較信号が入力されていると、パルス発生部１４からの駆動パルスをマスクする。
【００４０】
画像形成装置１は、図２に示す電子写真方式で画像を記録紙Ｐに形成する作像ユニット３０を搭載しており、作像ユニット３０は、感光体３１の周囲に、帯電ローラ３２、図示しない光書き込み部、現像ローラ３３、転写ローラ３４及び図示しない除電部、クリーニング部等が配設されている。感光体３１は、例えば、図２中反時計方向に回転駆動され、その軸が画像形成装置１のフレームに接触して、電気的にフレームグランド接地された状態となっている。感光体３１は、その回転に伴って、図示しない除電部により除電された後、帯電ローラ３２と接触した状態で回転して、一様に帯電され、その後、図示しない光書き込み部から画像データに基づいて変調されたレーザ光ＬＢが照射されて、その表面に静電潜像が形成される。現像ローラ３３は、感光体３１とともに回転して、トナーを静電潜像の形成された感光体３１の表面に供給し、感光体３１の表面にトナー画像を形成する。画像形成装置１は、トナー画像の形成された感光体３１をさらに転写ローラ３４方向に回転させるとともに、給紙部から転写ローラ３４と感光体３１との当接部である転写ニップ部に記録紙Ｐを搬送し、転写ローラ３４に転写電圧を付与することで、転写ニップ部で感光体３１上のトナー画像を記録紙Ｐに転写する。画像形成装置１は、トナー画像の転写された記録紙Ｐを図示しない定着部に搬送し、定着部で加熱・加圧してトナー画像を記録紙Ｐに定着させることで画像形成する。そして、画像形成装置１は、転写ニップ部手前の記録紙搬送路上に搬送センサ３５が設けられており、転写ニップ部に搬送される記録紙Ｐを搬送センサ３５で検出して、該搬送センサ３５の検出結果に基づいて記録紙Ｐの搬送制御を行うことで、記録紙Ｐと感光体３１上のトナー画像との位置調整を行う。
【００４１】
そして、画像形成装置１は、この帯電ローラ３２及び現像ローラ３３に高圧電源装置１０の高圧発生部２０から供給する高圧電圧を、高圧電源装置１０で定電圧制御し、また、転写ローラ３４に高圧電源装置１０の高圧発生部２０から供給する高圧電圧を、高圧電源装置１０で定電流制御する。画像形成装置１は、帯電ローラ３２に、−８００［Ｖ］の負の高圧を高圧発生部２０から印加することで、感光体３１の表面をマイナス電位（負電位）に帯電させ、光書き込み部からのレーザビームを該感光体３１の表面に照射して感光体３１の該レーザビームによって露光された部分の表面電位を０［Ｖ］として静電潜像を形成する。また、画像形成装置１は、現像ローラ３３に、−４００［Ｖ］の負の高圧電圧を高圧発生部２０から印加してトナーを付着帯電させた状態で駆動することで、感光体３１の表面上の露光された部分にトナーを付着させる。この静電潜像がトナーで現像された感光体３１上のトナー画像を転写ローラ３４とのニップ部で、高圧電源装置１０の高圧発生部２０から転写電圧を転写ローラ３４に印加して感光体３１上のトナー画像を記録紙Ｐに転写する。
【００４２】
そして、画像形成装置１及び高圧電源装置１０は、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory ）、ＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory ）、ＣＤ−ＲＷ（Compact Disc Rewritable ）、ＤＶＤ（Digital Video Disk）、ＳＤ（Secure Digital）カード、ＭＯ（Magneto-Optical Disc）等のコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録されている本発明の高圧電源制御方法を実行する高圧電源制御プログラム及び本発明の画像形成制御方法を実行する画像形成制御プログラムを読み込んで不揮発性メモリ１２等に導入することで、後述する高圧電源を安価にかつ適切に生成する高圧電源制御方法及び画像形成制御方法を実行する高圧電源装置１０及び画像形成装置１として構築されている。この高圧電源制御プログラム及び画像形成制御プログラムは、アセンブラ、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｊａｖａ（登録商標）等のレガシープログラミング言語やオブジェクト指向ブログラミング言語等で記述されたコンピュータ実行可能なプログラムであり、上記記録媒体に格納して頒布することができる。
【００４３】
次に、本実施例の作用を説明する。本実施例の画像形成装置１は、その高圧電源装置１０が負荷インピーダンスが著しく低くなる条件下であっても、安価にかつ適切に駆動パルスを間引いて安価にかつ安定した高圧電源を供給する。
【００４４】
まず、画像形成装置１における高圧電源装置１０の基本的な動作について、図５に示す高圧出力基本制御処理に基づいて説明する。画像形成装置１は、電源が投入されて高圧電源装置１０からの高圧電圧の必要なユニット（帯電ローラ３２、現像ローラ３３及び転写ローラ３４等）への高圧出力を開始すると（ステップＳ１０１）、ＣＰＵ１１は、Ａ／Ｄ変換器１６の変換した高圧発生部２０からの帰還電流値及び帰還電圧値の取り込みを開始し（ステップＳ１０２）、所定の更新タイミング（例えば、１０ｍｓ）毎の割り込みがあったかチェックする（ステップＳ１０２）。この割り込みは、ＣＰＵ１１の内部タイマによって発生され、ＣＰＵ１１は、更新割り込みが発生すると、割り込み処理で算出される出力目標値とＡ／Ｄ変換器１６によってＡ／Ｄ変換された現在帰還値との差分を算出して、該差分値と現在のＰＷＭ設定値（現在ＰＷＭ設定値）から次式（２）によって高圧発生部２０に出力目標値の高圧出力を出力させるための制御ＰＷＭ値を算出する（ステップＳ１０４）。
【００４５】
制御ＰＷＭ値＝現在ＰＷＭ設定値＋（現在帰還値−出力目標値）×ＧＴ・・・（２）
ここで、ＧＴは、ＰＷＭ更新幅係数であり、任意の値に設定することで、制御ＰＷＭ値の更新幅を大きくしたり、小さくしたりすることができる。すなわち、ＰＷＭ更新幅係数を大きくすると、制御ＰＷＭ値を大きくして、高圧発生部２０の出力を大きくすることができ、制御ＰＷＭ値の更新幅を小さくすると、制御ＰＷＭ値を小さくして、高圧発生部２０の出力を小さくすることができる。
【００４６】
そして、ＣＰＵ１１は、算出した制御ＰＷＭ値に基づいてＰＷＭ設定値を更新してパルス発生部１４に該制御ＰＷＭ値の駆動ＰＷＭデューティを出力してパルス発生部１４に該駆動ＰＷＭデューティに対応するパルス幅の駆動パルスを発生させ（ステップＳ１０６）、出力停止（出力終了）かどうかチェックする（ステップＳ１０７）。
【００４７】
ステップＳ１０７で、出力停止でないときには、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１０３に戻って、次の更新割り込みが発生したかのチェックから上記同様に処理を繰り返し行う（ステップＳ１０３〜Ｓ１０７）。ステップＳ１０７で、出力停止になると、ＣＰＵ１１は、処理を終了する。
【００４８】
ところが、単に、ＰＷＭ値を制御するのみでは、演算周期（１０ｍｓ）の間は、常に同じ駆動ＰＷＭデューティのオン幅で高圧発生部２０を動作させることとなり、この間に負荷変動が発生しても追従することができない。
【００４９】
この場合、追従性を向上させるために、演算周期である更新割り込み周期を短くすると、ＣＰＵ１１への割り込み処理負荷が増えて画像形成装置１全体の処理能力に影響を及ぼすとともに、高圧発生部２０のハードウェアのＰＷＭ変化に対する出力変化の追従性が遅い場合には、高圧発生部２０の出力の発振要因となるおそれがある。
【００５０】
この高圧発生部２０の出力の発振を防止するためには、高圧発生部２０のハードウェア構成を定格負荷１００ＭΩ／ＰＷＭ＿ｍａｘ＝５０％（高圧トランスＴ１の飽和領域を避けるために、使用範囲を５０％までとしている。）で制御ＰＷＭ値による出力変化を、約０．４μＡ／ｓｔｅｐ（１００ＭΩ負荷時）として制御ＰＷＭ値の演算更新を行う。この場合、Ａ／Ｄ変換器１６を８ｂｉｔとすると、出力範囲５０μＡに対して０．２μＡ／ＬＳＢ（Least Significant Bit）の分解能となる。上記（２）式で、ＰＷＭ更新幅係数ＧＴを３０％とした場合、負荷が１００Ωのときの目標電流値を２０μＡとして制御すると、出力目標値は、ｄｅｃ＿１６２となり、初回ＰＷＭ設定値は０％に設定されているので、現在帰還値は、式（１）でＩｏｕｔ＝０としたときのｄｅｃ＿２５５となり、ステップＳ１０４で演算される出力目標値とＡ／Ｄ変換器１６でＡ／Ｄ変換された帰還値との差分は、ｄｅｃ＿９３となる。したがって、更新幅は、９３×３０％＝２８％となり、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１０５での演算処理として、現時点での設定値０％に、２８％を加算するので、設定後の出力は、２８×０．４μＡ＝１１．２μＡとなる。２回目以降の更新は、現在出力である１１．２μＡの帰還値ｆｂが、ｄｅｃ＿２０３であるので、目標値に対する差分がｄｅｃ＿４１となり、更新幅が、４１×３０％＝１２．３％となって、制御ＰＷＭ値は、現時点での設定値２８％に、１２．３％を加算して、４０．３％（４０．３％＝２８％＋１２．３％）となる。この制御ＰＷＭ値による出力が、４０．３×０．４＝１６．１２μＡとなって、次の更新周期のＰＷＭ更新幅が、（１８８−１６２）×３０％＝＋７．８％となり、制御ＰＷＭ値を、４０．３％＋７．８％＝４８．１％に設定することで、出力が、４８．１％×０．４μＡ＝１９．２４μＡとなって、目標値の０．２μＡに収束する。
【００５１】
ところが、画像形成装置１においては、転写ローラ３４の材質や高圧電源装置２０のハードウェア条件によって負荷状態が環境や個体差で大きく異なる事態が発生するが、このような場合、図６に負荷の大きさに対応したＰＷＭデューティ−出力特性を示すように、同じ目標出力ｔａ、ｔｂを出力する場合であっても、目標出力と不可状態によって駆動に必要なＰＷＭデューティの範囲が異なり、負荷が大きくなるに従ってＰＷＭデューティが大きくなる。このように、負荷状態によって制御ＰＷＭ値（ＰＷＭデューティ）が大きく異なると、転写出力が、例えば、図７に具体的な負荷別のＰＷＭデューティ−出力特性で示すように変化する。すなわち、図７に示すように、負荷が２０ＭΩから５００ＭΩと変化するような負荷範囲では、定格負荷１００ＭΩ時には、０．１μＡ／ｓｔｅｐの出力特性が、２０ＭΩ時には、０．５μＡ／ｓｔｅｐとなり、５００ＭΩ時には、０．０２μＡ／ｓｔｅｐとなる。したがって、定格負荷（１００ＭΩ）で最適な演算係数であっても、低負荷（例えば、１０ＭΩ）時には、立ち上げ時に出力がオーバーシュートしやすく、安定出力期間であっても、他の負荷条件と同じ制御を行うと、帰還値ｆｂの変化量に対して、更新制御の１ｓｔｅｐのＰＷＭ更新では、大きすぎることがあり、出力変動に対して過補正となって、発振するおそれがある。逆に、定格負荷（１００ＭΩ）で最適な演算係数であっても、高負荷（例えば、５００ＭΩ）時には、立ち上がりが遅くなって、出力変動に対して追従性が悪く、記録紙Ｐの先端による負荷変動に追従することができず、画像劣化の要因となる。また、高圧負荷が極端に小さい場合（負荷インピーダンスが低い場合）には、図８に示すように、出力を目標出力に制御するためのＰＷＭデューティがＤａ（目標ＰＷＭデューティ）であっても、パルス発生部１４の分解能等のハードウェア上の制約によって最小設定可能ＰＷＭデューティＤｂ（通常、０．１％）が目標ＰＷＭデューティＤａよりも小さい（Ｄａ＜Ｄｂ）ため、ＣＰＵ１１は、演算更新周期（例えば、１０ｍｓ）毎に、ＰＷＭデューティを、交互にＤｂ％と０％とする更新制御を行うことで、目標出力に制御しようとする。ところが、このような更新制御を行うと、図９に破線で示すように、脈流波形の出力となり、画像品質が低下する。このような負荷インピーダンスが極端に低く脈流出力となるのは、制御周期が長い（例えば、１０ｍｓ）ことがその理由の１つであるが、制御周期を短くすることは、上述のようにＣＰＵ１１への負荷が増える。
【００５２】
そこで、本実施例の画像形成装置１は、その高圧電源装置１０が、パルス発生部１４から高圧発生部２０に出力する駆動パルスをマスクするマスク部１８と、該マスク部１８のマスク動作を制御する比較部１７と、ＣＰＵ１１の設定する帰還目標値Ｖｔｆｂをアナログ変換して比較部１７に入力するとともに、ＣＰＵ１１の設定する許容差分値をアナログ変換して比較部１７に設定するＤ／Ａ変換器１５と、を備え、比較部１７に、実帰還値と帰還目標値Ｖｔｆｂを入力する。
【００５３】
そして、比較部１７は、実帰還値とＤ／Ａ変換器１５から入力される帰還目標値Ｖｔｆｂとの差分が、Ｄ／Ａ変換器１５を介してＣＰＵ１１によって設定される許容差分値を越えていると、マスク部１８にロー（Ｌｏｗ）の比較信号を出力し、その他の場合には、ハイ（Ｈｉｇｈ）の比較信号をマスク部１８に出力する。
【００５４】
マスク部１８は、比較部１７からハイの比較信号が入力されていると、パルス発生部１４からの駆動パルスをそのまま高圧発生部２０に出力し、比較部１７からローの比較信号が入力されていると、パルス発生部１４からの駆動パルスをマスクする。したがって、高圧負荷が低インピーダンスとなって、比較部１７の差分が、許容差分値を越えると、パルス発生部１４から高圧発生部２０への駆動パルスをマスクすることができ、低インピーダンス時においても、高圧発生部２０の出力を、図９に実線で示すように、出力幅の範囲内で制御することができる。
【００５５】
このように、本実施例の画像形成装置１は、パルス発生部１４が、ＣＰＵ１１から入力されるＰＷＭデューティに応じたパルス幅の駆動パルスを生成し、高圧発生部２０が該駆動パルスに応じた電圧または／及び電流の高圧出力を生成して、生成される該出力に対応した帰還値の帰還信号を帰還させ、ＣＰＵ１１が、該高圧出力を出力させるためのＰＷＭデューティをパルス発生部１４に出力するとともに、該目標出力と該帰還信号の帰還値に基づいてＰＷＭデューティを制御して、パルス発生部１４に出力する駆動パルスのパルス幅を制御する。そして、比較部１７が、所定の制御周期毎に該帰還信号の帰還値と、ＣＰＵ１１によってＤ／Ａ変換器１５を介して入力される所定の帰還目標値とを比較して該比較結果に応じてパルス発生部１４から後発発生部２０への駆動パルスをマスク部１８にマスクさせている。
【００５６】
したがって、駆動パルスが設定最小値にも関わらず、出力過多となっている場合に、特殊な駆動パルス発生器を用いることなく、駆動パルスを安価にかつ適切に間引いて高圧発生部２０に出力することができ、意図する高圧出力を安価にかつ適切に制御して、高画質の画像を形成することができる。
【００５７】
なお、該駆動パルスを発生させるパルス発生部１４にＣＰＵ１１から設定される制御ＰＷＭ値が該パルス発生部１４の最小分解能よりも大きいＰＷＭ設定値であるときには、上記差分が許容差分値を越えていても比較部１７がハイの比較信号をマスク部１８に出力し、ＣＰＵ１１から設定されるＰＷＭ設定値がパルス発生部１４の最小分解能であるときにのみ、差分が許容差分値を越えると、比較部１７がローの比較信号をマスク部１８に出力するようにして、マスク部１８が駆動パルスをマスクする条件をパルス発生部１４の発生する駆動パルスのＰＷＭ設定値が最小分解能であることを条件としてもよい。
【００５８】
このようにすると、マスク制御となる条件に負荷インピーダンス低下により制御が不能になっている領域、すなわち、最小パルス設定時のみマスクするように設定することができ、立ち上げ時や突発的な負荷変動時に間引き制御となることを防止して、確実に低インピーダンス時のみ駆動パルスを間引いて、高画質な画像を形成することができる。
【００５９】
また、上記の場合、比較部１７にＤ／Ａ変換器１５を介して設定する許容差分値をＣＰＵ１１が適宜設定するようにしてもよい。
【００６０】
すなわち、帰還目標値と実帰還値との差分によってマスク制御を行う場合の許容差分値が小さいと、制御ＰＷＭ値がパルス発生部１４の最小分解能以下になって制御が効かなくなった場合に、高圧出力の脈幅を小さくして良好な制御を行うことができるが、許容差分値を小さくしすぎると、ノイズによってマスク機能が働いてしまい、高圧出力の目標値への制御が悪化するおそれがある。
【００６１】
そこで、ＣＰＵ１１によってＤ／Ａ変換器１５を介して比較部１７に設定する許容差分値を適宜変更可能とする。
【００６２】
このようにすると、マスク制御となる許容差分値を任意に設定することができ、環境や負荷種類（紙種）などによって最適な許容差分値をすることで、立ち上げ時や突発的な負荷変動時に間引き制御となることを防止して、確実に低インピーダンス時にのみ間引き制御を行って、高画質な画像を形成することができる。
【００６３】
この場合、許容差分値は、図１０に示すように、出力目標値に対して、マスクを有効にする許容差分値ＫＳａとマスクを無効（解除）にする許容差分値ＫＳｂを設定し、それぞれの許容差分値ＫＳａと許容差分値ＫＳｂを独自に可変するようにしてもよい。
【００６４】
このようにすると、より一層適切な許容差分値を設定することができ、より一層高画質な画像を形成することができる。
【００６５】
また、許容差分値は、出力目標値の相対値（例えば、±１０％等）によって設定してもよい。このようにすると、出力目標値に対する相対値（例えば、±１０％）の脈流で制御することができ、制御精度とコストを適宜設定して制御することができる。この場合、許容差分値は、図１０に示した出力目標値に対して、マスクを有効にする許容差分値ＫＳａとマスクを無効（解除）にする許容差分値ＫＳｂを、それぞれ出力目標値の相対値として設定してもよい。
【００６６】
さらに、許容差分値は、出力目標値の絶対値（例えば、±３μＡ％等）で設定してもよい。このようにすると、出力目標値の絶対値（例えば、±３μＡ％）の脈流で制御することができ、制御精度とコストを適宜簡単に設定して制御することができる。
【００６７】
また、許容差分値は、ＣＰＵ１１がデジタル制御して、Ｄ／Ａ変換器１５から比較器１７に出力して設定するだけでなく、例えば、所定の電圧を複数の抵抗とスイッチングトランジスタを組み合わせて、分圧した電圧値を段階的に切り替えて許容差分値としてもよいし、Ｄ／Ａ変換器等を利用して、ＣＰＵ１１によって連続的に許容差分値を設定してもよい。
【００６８】
さらに、許容差分値は、画像形成の環境に基づいて適宜設定変更してもよい。すなわち、転写電流等は、環境によって記録紙Ｐの吸湿程度が異なるため、高圧負荷としてのインピーダンスが大きく変化し、また、転写ローラ３４も環境によってインピーダンスが変化（例えば、ＬＬ（低温低湿）でインピーダンスが増大）するものがある。このような場合、画像形成装置１の設置環境がＨＨ（高温高湿）であると、負荷が下がり、制御不能（最小ＰＷＭ分解能以下）となるが、この場合のマスク制御への移行を設定する許容差分値（例えば、図１０の許容差分値ＫＳａと許容差分値ＫＳｂ）が、通常、出力目標値の相対値で、例えば、±１０％と設定されているときには、±５％に変更して制御するようにしてもよい。また、この場合、許容差分値が、出力目標値に対する絶対値で、例えば、±５μＡと設定されていると、±２μＡに変更する。このようにすると、変更した許容差分値に応じて高圧出力の脈流幅を小さくすることができる。
【００６９】
また、許容差分値は、負荷のインピーダンスの大きさに応じて適宜設定変更してもよい。すなわち、転写出力等の高圧負荷としての負荷インピーダンスが所定のインピーダンス以下になると、目標値がパルス発生部１４の最小分解能以下になって制御不能となることがある。そこで、ＣＰＵ１１が、高圧出力の電流及び電圧をＡ／Ｄ変換器１６で変換したデジタルの該高圧出力の電流及び電圧に基づいて、負荷のインピーダンスを算出し、該インピーダンス算出結果が所定のインピーダンス以下となっていると、制御不能であると判断して、マスク制御に移行する許容差分値（例えば、図１０の許容差分値ＫＳａと許容差分値ＫＳｂ）が、通常、出力目標値の相対値で、例えば、±１０％と設定されているときには、±５％に変更して制御する。また、この場合、許容差分値が、出力目標値に対する絶対値で、例えば、±５μＡと設定されていると、±２μＡに変更制御する。
【００７０】
このようにすると、負荷インピーダンスに基づいて適切な許容差分値を設定することができ、高圧出力を適切に制御することができる。
【００７１】
さらに、画像形成装置１は、マスク制御を行う場合の安全性や画像品質の向上を図るために、以下のような処理を行ってもよい。
【００７２】
まず、画像形成装置１は、図１１に示すような負荷インピーダンスの大きさと連続マスク期間に応じてサービスコールによる高圧出力停止処理を行う。すなわち、ＣＰＵ１１は、上述のように、高圧出力の電流及び電圧をＡ／Ｄ変換器１６で変換したデジタルの該高圧出力の電流及び電圧に基づいて、負荷のインピーダンスを算出し（ステップＳ２０１）、負荷インピーダンスが所定の低負荷（図１１では、１ＭΩ）以下であるかチェックする（ステップＳ２０２）。ＣＰＵ１１は、算出した負荷インピーダンスが所定の低負荷インピーダンスよりも高いときには、そのまま、マスク制御を伴う高圧出力制御による画像形成処理を行い、出力終了かチェックする（ステップＳ２０３）。ＣＰＵ１１は、ステップＳ２０３で、出力終了でないときには、ステップＳ２０１に戻って、上記同様に処理し（ステップＳ２０１〜Ｓ２０３）、ステップＳ２０３で、出力終了であると、処理を終了する。
【００７３】
ステップＳ２０２で、負荷インピーダンスが所定の低負荷以下であると、ＣＰＵ１１は、マスク中かチェックし（ステップＳ２０４）、マスク中でないときには、ステップＳ２０１に戻って、上記同様に処理する（ステップＳ２０１〜Ｓ２０４）。
【００７４】
ステップＳ２０４で、マスク中のときには、ＣＰＵ１１は、マスク期間が所定期間（図１１では、１００ｍｓ）連続しているかチェックし（ステップＳ２０５）、マスク期間が所定期間連続していないときには、ステップＳ２０１に戻って、上記同様に処理する（ステップＳ２０１〜Ｓ２０３）。
【００７５】
ステップＳ２０５で、マスク期間が所定期間連続していると、ＣＰＵ１１は、サービスコール（ＳＣ）による高圧出力の停止を行うとともに、画像形成装置１のディスプレイ等にその旨の表示を行って、処理を終了する（ステップＳ２０６）。
【００７６】
すなわち、ＣＰＵ１１は、負荷インピーダンスが所定の低インピーダンス以下であって、マスク期間が所定期間継続していると、高圧負荷が地絡（画像形成装置１のフレームアースや他の経路でＧＮＤに短絡）しているおそれがあると判断して、高圧出力を停止するとともに、その旨の表示を行う。したがって、スパーク放電の発生による画像形成装置１のユーザへの危険や画像形成装置１の誤動作等を防止することができるとともに、画像形成経路以外への高圧出力の流れ込みによって出力画像の画像品質が大きく劣化（白紙画像）した状態が連続して発生することを未然に防止することができる。
【００７７】
次に、画像形成装置１は、図１２に示すように、マスク制御を行う範囲を、高圧発生部２０での出力目標値が所定出力目標値範囲内であるときにのみ行うことで画像品質の向上を図ってもよい。
【００７８】
すなわち、ＣＰＵ１１は、図１２に示すように、高圧発生部２０での出力目標値が、予め設定した制限出力目標値範囲（例えば、５μＡ〜１０μＡ）内であるかチェックし（ステップＳ３０１）、出力目標値が該制限出力目標値範囲外のときには、そのまま、マスク制御を伴う高圧出力制御による画像形成処理を行い（ステップＳ３０３）、出力が終了するのを待って、制御処理を終了する（ステップＳ３０４）。ＣＰＵ１１は、ステップＳ３０１で、出力目標値が、予め設定した制限出力目標値範囲内であるときには、マスク処理を禁止して（ステップＳ３０２）、上記同様に高圧出力制御を行って画像形成処理を行い（ステップＳ３０３）、出力が終了するのを待って、制御処理を終了する（ステップＳ３０４）。
【００７９】
すなわち、高圧発生部２０は、所定の出力可変範囲（例えば、５μＡ〜６０μＡ）を有しているが、パルス発生部１４の発生する駆動パルスのＰＷＭデューティが小さくなっていって脈流が発生するのは、出力目標値が小さい場合である。そこで、上述のように、パルス発生部１４からの駆動パルスをマスクするマスク制御を所定の小さい出力目標値である制限出力目標値範囲に制限することで、立ち上げ時や突発的な負荷変動時に、脈流が発生することを確実に防止することができ、画像品質を向上させることができる。
【００８０】
次に、画像形成装置１は、図１３に示すように、高圧発生部２０での出力目標値の範囲に基づいてマスク制御を行う許容差分値を変更して、画像品質の向上を図ってもよい。
【００８１】
すなわち、ＣＰＵ１１は、図１３に示すように、高圧発生部２０での出力目標値が、予め設定した制限出力目標値範囲（例えば、５μＡ〜１０μＡ）内であるかチェックする（ステップＳ４０１）。ＣＰＵ１１は、出力目標値が該制限出力目標値範囲外のときには、帰還目標値Ｖｔｆｂと実際の帰還値（実帰還値）との差分の余裕値を設定する許容差分値を、所定の小許容差分値（図１３では、５％）に設定して（ステップＳ４０２）、マスク制御を伴う高圧出力制御による画像形成処理を行い（ステップＳ４０３）、出力が終了するのを待って、制御処理を終了する（ステップＳ４０４）。
【００８２】
ＣＰＵ１１は、ステップＳ４０１で、出力目標値が、予め設定した制限出力目標値範囲内であるときには、許容差分値を、所定の大許容差分値（図１３では、１０％）に設定して（ステップＳ４０２）、マスク制御を伴う高圧出力制御による画像形成処理を行い（ステップＳ４０３）、出力が終了するのを待って、制御処理を終了する（ステップＳ４０４）。なお、許容差分値の設定では、出力目標値の相対値で設定してもよいし、出力目標値の絶対値で設定してもよく、さらに、図１０に示した出力目標値に対して、マスクを有効にする許容差分値ＫＳａとマスクを無効（解除）にする許容差分値ＫＳｂを、それぞれ独自に設定してもよい。
【００８３】
すなわち、上述のように、高圧発生部２０は、所定の出力可変範囲（例えば、５μＡ〜６０μＡ）を有しているが、パルス発生部１４の発生する駆動パルスのＰＷＭデューティが小さくなっていって脈流が発生するのは、出力目標値が小さい場合である。そこで、上述のように、パルス発生部１４からの駆動パルスをマスクするマスク制御を行う許容差分値を、出力目標値が所定の小さい制限出力目標値範囲内にあるか否かで、例えば、±１０％と±５％に変更することで、脈流が発生しても、高圧発生部２０の出力幅や脈流周期を小さくかつ短くすることができるとともに、低インピーダンス時に合わせた許容差分値を設定することができ、立ち上げ時や突発的な負荷変動時に、脈流が発生することを防止して、画像品質を向上させることができる。
【００８４】
次に、画像形成装置１は、図１４に示すように、出力目標値の大きさと連続マスク期間に応じてサービスコールによる高圧出力停止処理を行う。すなわち、ＣＰＵ１１は、高圧発生部２０での出力目標値が、予め設定した規制出力目標値（例えば、４０μＡ）以上であるかチェックし（ステップＳ５０１）、出力目標値が該規制出力目標値よりも小さいときには、そのまま、マスク制御を伴う高圧出力制御による画像形成処理を行い、出力が終了するのを待って、制御処理を終了する（ステップＳ５０２）。
【００８５】
ＣＰＵ１１は、ステップＳ５０１で、出力目標値が、予め設定した規制出力目標値以上であると、マスク中かチェックし（ステップＳ５０３）、マスク中でないときには、ステップＳ５０１に戻って、上記同様に処理する（ステップＳ５０１〜Ｓ５０３）。
【００８６】
ステップＳ５０３で、マスク中のときには、ＣＰＵ１１は、マスク期間が所定期間（図１４では、１００ｍｓ）連続しているかチェックし（ステップＳ５０４）、マスク期間が所定期間連続していないときには、ステップＳ５０１に戻って、上記同様に処理する（ステップＳ５０１〜Ｓ５０４）。
【００８７】
ステップＳ５０４で、マスク期間が所定期間連続していると、ＣＰＵ１１は、サービスコール（ＳＣ）による高圧出力の停止を行うとともに、画像形成装置１のディスプレイ等にその旨の表示を行って、処理を終了する（ステップＳ５０５）。
【００８８】
すなわち、ＣＰＵ１１は、出力目標値が所定の高い目標値（例えば、４０μＡ〜６０μＡ等）に設定され、かつ、マスク期間が所定期間継続していると、高圧負荷が地絡しているおそれがあると判断して、高圧出力を停止するとともに、その旨の表示を行う。したがって、スパーク放電の発生による画像形成装置１のユーザへの危険や画像形成装置１の誤動作を防止することができるとともに、画像形成経路以外への高圧出力の流れ込みによって出力画像の画像品質が大きく劣化（白紙画像）した状態が連続して発生することを未然に防止することができる。
【００８９】
以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例で説明したものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、ＰＷＭ制御で高圧出力を制御する高圧電源装置、画像形成装置、高圧電源制御方法、画像形成制御方法、高圧電源制御プログラム、画像形成制御プログラム及び記録媒体に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の一実施例を適用した画像形成装置の要部ブロック構成図。
【図２】図１の画像形成装置の作像ユニットの概略構成図。
【図３】パルス発生部の発生する駆動パルスのＰＷＭデューティの説明図。
【図４】出力電流−期間電圧特性の一例を示す図。
【図５】高圧出力基本制御処理を示すフローチャート。
【図６】負荷の大きさによるＰＷＭデューティ−出力特性の一例を示す図。
【図７】ＰＷＭデューティ−出力特性の具体例を示す図。
【図８】目標ＰＷＭデューティがパルス発生部の最小設定可能ＰＷＭデューティよりも小さい場合のＰＷＭデューティ−出力特性の一例を示す図。
【図９】脈流波形と正常波形の出力の一例を示す図。
【図１０】出力目標値に対する許容差分値の一例を示す図。
【図１１】低負荷インピーダンス時のマスク期間に基づく高圧出力停止を伴う高圧出力制御処理を示すフローチャート。
【図１２】マスク処理を所定の出力目標範囲に限定する高圧出力制御処理を示すフローチャート。
【図１３】出力目標値範囲に基づいて許容差分値を変更してマスク制御を行う高圧出力制御処理を示すフローチャート。
【図１４】出力目標値とマスク期間に基づく高圧出力停止を伴う高圧出力制御処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００９２】
１  高圧電源装置
１１  ＣＰＵ
１２  不揮発性メモリ
１３  温湿度センサ
１４  パルス発生部
１５  Ｄ／Ａ変換器
１６  Ａ／Ｄ変換器
１７  比較部
１８  マスク部
２０  高圧発生部
２１  出力モニタ部
Ｔｒ１  トランジスタ
Ｔ１  高圧トランス
Ｄ１  ダイオード
Ｃ１、Ｃ２  コンデンサ
Ｒ１〜Ｒ４  抵抗
２１  出力モニタ部
３０  作像ユニット
３１  感光体
３２  帯電ローラ
３３  現像ローラ
３４  転写ローラ
３５  搬送センサ
【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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【図１４】
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