(57)【要約】【課題】圧電トランスを用いて制御性の良い安定した高圧出力を得る。【解決手段】制御部７２から出力される駆動パルスＳ７２により、圧電トランス駆動回路７４が動作し、この圧電トランス駆動回路７４により圧電トランス７５が駆動され、この圧電トランス７５からＡＣ高圧が出力される。ＡＣ高圧は、整流回路７６によりＤＣ高圧に変換される。ＤＣ高圧と、ＤＡＣ５３ａから出力された目標電圧Ｖ５３ａとは、出力電圧比較手段７８により比較され、この比較結果Ｓ７８が制御部７２により矩形波となるように制御される。そのため、低い高圧出力から圧電トランス７５の共振周波数に近い高い高圧出力まで、安定した定電圧制御が可能となる。【選択図】図１
2010186051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロックを発生する発振器と、
制御信号に基づき、前記クロックを分周してパルスを出力するパルス出力手段と、
前記パルスにより駆動されるスイッチング素子と、
前記スイッチング素子により１次側に断続的に電圧が印加されると２次側から交流の高電圧を出力する圧電トランスと、
前記交流の高電圧を直流の高電圧に変換する整流手段と、
前記直流の高電圧を直流の低電圧に変換する出力電圧変換手段と、
第１の目標電圧を設定する第１の目標電圧設定手段と、
前記直流の低電圧と設定された前記第１の目標電圧とを比較して比較結果を出力する比較手段とを有し、
前記パルスの出力周波数を前記比較結果により変化させ、前記比較結果が前記パルスの出力周期にて矩形波となるように前記出力周波数を制御することにより、前記直流の高電圧に対して定電圧制御することを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記第１の目標電圧設定手段は、可変電圧出力回路により構成されていることを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記第１の目標電圧設定手段は、定電圧回路により構成されていることを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項４】
前記クロックの分周比を、Ｎ個（但し、Ｎ；正数）のパルス周期の中でＭ分周（但し、Ｍ；正の整数）と（Ｍ十１）分周との組合せとし、且つ、前記Ｍ分周の前記パルスと前記Ｍ＋１分周の前記パルスとの組合せを変化させることにより、前記Ｎ個の前記パルスにおける平均周波数を変化させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項５】
前記平均周波数を変化させる周期を、前記Ｎパルス周期以上とすることを特徴とする請求項４記載の電源装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の電源装置は、更に、
前記第１の目標電圧より低い第２の目標電圧を設定する第２の目標電圧設定手段を有し、
設定された前記第２の目標電圧までは、前記出力周波数を変化させる周期を前記Ｎパルス周期未満としたことを特徴とする電源装置。
【請求項７】
前記定電圧制御時に、前記Ｎ個のパルスの平均周波数における変化幅を２０Ｈｚ以下としたことを特徴とする請求４又は５記載の電源装置。
【請求項８】
前記パルスの分周比にリミット値を設け、前記圧電トランスの共振周波数より低い周波数とならないように制御することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項９】
個々の前記圧電トランスの特性に応じて、前記リミット値を不揮発性メモリに記憶させ、前記不揮発性メモリの記憶値に応じて、前記リミット値を制御することを特徴とする請求項８記載の電源装置。
【請求項１０】
前記パルス出力手段から出力される前記パルスの出力開始周波数は、スプリアス周波数より低い周波数であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電源装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電トランスを用いた電源装置と、この電源装置を用いた電子写真等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真式の画像形成装置に用いられる電源装置としては、例えば、下記の特許文献１に記載されているように、圧電振動子の共振現象を利用して低電圧入力で高電圧を発生させることができる圧電トランスを、電圧制御発振器（以下「ＶＣＯ」という。）の出力信号により制御して高電圧を出力させる構成の装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−９１７５７号公報
【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、従来の電源装置では、次の（ａ）〜（ｄ）のような課題があった。
【０００５】
（ａ）  ＶＣＯ等のアナログ回路により構成されているので、部品点数が多くなる。
【０００６】
（ｂ）  圧電トランスにおける共振周波数付近の高い出力電圧を利用しようとした場合に、負荷変動によって出力電圧が低下した場合に、共振周波数を越えて低い周波数に制御されてしまうと、制御不能となってしまう。そのため、実質上共振周波数付近の高い高圧出力が利用できない。
【０００７】
（ｃ）  制御の時定数は部品定数により選択しなければならず、立上り時間を優先すると、共振周波数付近の制御性が悪化し、逆に、共振周波数付近の制御性を優先すると、立上り時間が長くなってしまうという課題がある。
【０００８】
（ｄ）  ＶＣＯのようなアナログ発振器を使用する回路構成においては、制御目標電圧が低い場合に、スプリアス周波数の影響を受けて制御が困難となる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の電源装置は、クロックを発生する発振器と、制御信号に基づき、前記クロックを分周してパルスを出力するパルス出力手段と、前記パルスにより駆動されるスイッチング素子と、前記スイッチング素子により１次側に断続的に電圧が印加されると２次側から交流の高電圧を出力する圧電トランスと、前記交流の高電圧を直流の高電圧に変換する整流手段と、前記直流の高電圧を直流の低電圧に変換する出力電圧変換手段と、第１の目標電圧を設定する第１の目標電圧設定手段と、前記直流の低電圧と設定された前記第１の目標電圧とを比較して比較結果を出力する比較手段とを有している。
【００１０】
そして、前記パルスの出力周波数を前記比較結果により変化させ、前記比較結果が前記パルスの出力周期にて矩形波となるように前記出力周波数を制御することにより、前記直流の高電圧に対して定電圧制御することを特徴とする。
【００１１】
本発明の画像形成装置は、前記電源装置を有している。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の電源装置及び画像形成装置によれば、圧電トランスの２次側における出力電圧変換手段によるＤＣ低電圧と第１の目標電圧とを比較手段により比較して、この比較結果の信号が矩形波となるように制御している。そのため、低い高電圧出力から圧電トランスの共振周波数に近い高い高電圧出力まで、安定した定電圧制御が可能となる。しかも、広い出力範囲を得ることができるので、環境によらず、安定した出力が可能となり、更に濃度段差や横筋のない安定した画像を得ることができる。その上、デジタル回路により実現可能となり、部品点数を大幅に削減できる
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は本発明の実施例１における電源装置の概略を示すブロック図である。
【図２】図２は図１の電源装置７０における詳細な構成例を示す回路図である。
【図３】図３は本発明の実施例１における電源装置を用いた画像形成装置を示す構成図である。
【図４】図４は図３の画像形成装置１における制御回路の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は図２中の圧電トランス７５における出力電圧／周波数の特性図である。
【図６】図６は図２中の制御部７２を示す構成図である。
【図７】図７は図２の電源装置７０における動作波形図である。
【図８】図８は制御部７２の分周動作における駆動パルスＳ７２の状態を示すタイミングチャートである。
【図９】図９は制御部７２の分周動作における駆動パルスＳ７２の状態を示すタイミングチャートである。
【図１０】図１０は図２の電源装置７０における動作波形図である。
【図１１】図１１は本発明の実施例２における電源装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は図１１の電源装置７０Ａにおける詳細な構成例を示す回路図である。
【図１３】図１３は図１２中の制御部７２Ａを示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００１５】
（画像形成装置の構成）
図３は、本発明の実施例１における電源装置を用いた画像形成装置を示す構成図である。
【００１６】
この画像形成装置１は、例えば，電子写真式のカラー画像形成装置であり、ブラック現像器２Ｋ、イエロー現像器２Ｙ、マゼンタ現像器２Ｍ、シアン現像器２Ｃが着脱可能に挿着されている。各現像器２Ｋ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃは、各色の感光体ドラム３２Ｋ，３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃにそれぞれ接した各色の帯電ローラ３６Ｋ，３６Ｙ，３６Ｍ，３６Ｃによってそれぞれ一様に帯電される。帯電された各色の感光体ドラム３２Ｋ，３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃは、ブラック発光素子（以下「ＬＥＤ」という。）ヘッド３Ｋ、イエローＬＥＤヘッド３Ｙ、マゼンタＬＥＤヘッド３Ｍ、シアンＬＥＤヘッド３Ｃの発光によってそれぞれ潜像を形成される。
【００１７】
各現像器２Ｋ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ内の各色の供給ローラ３３Ｋ，３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃが、各現像ローラ３４Ｋ，３４Ｙ，３４Ｍ，３４Ｃにトナーを供給し、各色の現像ブレード３５Ｋ，３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃにより、各現像ローラ３４Ｋ，３４Ｙ，３４Ｍ，３４Ｃ表面に一様にトナー層が形成され、各感光体ドラム３２Ｋ，３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ上にトナー像が現像される。各色の現像器２ｋ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ内の各クリーニングブレード３７Ｋ，３７Ｙ，３７Ｍ，３７Ｃは、転写後の残トナーをクリーニングする。
【００１８】
ブラックトナーカートリッジ４Ｋ、イエロートナーカートリッジ４Ｙ、マゼンタトナーカートリッジ４Ｍ、及びシアントナーカートリッジ４Ｃは、各現像器２Ｋ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃに着脱可能に取り付けられ、内部のトナーを各現像器２Ｋ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃに供給可能な構造になっている。ブラック転写ローラ５Ｋ、イエロー転写ローラ５Ｙ、マゼンタ転写ローラ５Ｍ、及びシアン転写ローラ５Ｃは、転写ベルト８の裏面から転写ニップにバイアスが印加可能に配置されている。転写ベルト駆動ローラ６、及び転写ベルト従動ローラ７は、転写ベルト８を張架しローラの駆動によって用紙１５を搬送可能な構造になっている。
【００１９】
転写ベルトクリーニングブレード１１は、転写ベルト８上のトナーを掻き落とせるようになっていて、掻き落とされたトナーが転写ベルトクリーナ容器１２に収容される。用紙カセット１３は、画像形成装置１に着脱可能に取り付けられ、転写媒体である用紙１５が積載される。ホッピングローラ１４は、用紙１５を用紙カセット１３から搬送する。レジストローラ１６及び１７は、用紙１５を転写ベルト８に所定のタイミングで搬送する。定着器１８は、用紙１５のトナー像を熱と加圧によって定着する。用紙ガイド１９は、用紙１５を排紙トレー２０にフェースダウンで排出する。
【００２０】
図４は、図３の画像形成装置１における制御回路の構成を示すブロック図である。
この制御回路は、ホストインタフェース部５０を有し、このホストインタフェース部５０がコマンド／画像処理部５１に対してデータを送受信する。コマンド画像処理部５１は、ＬＥＤヘッドインタフェース部５２に対して画像データを出力する。ＬＥＤへツドインタフエース部５２は、プリンタエンジン制御部５３によってヘッド駆動パルス等が制御され、ＬＥＤヘッド３Ｋ，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃを発光させる。
【００２１】
プリンタエンジン制御部５３は、高圧制御部６０に対して帯電バイアス、現像バイアス、転写バイアス等の制御値を送る。高圧制御部５３は、帯電バイアス発生部９１と、現像バイアス発生部９２と、転写バイアス発生部９３とに信号を送る。帯電バイアス発生部９１、及び現像バイアス発生部９２は、ブラック現像器２Ｋ、イエロー現像器２Ｙ、マゼンタ現像器２Ｍ、及びシアン現像器２Ｃの各帯電ローラ３６Ｋ，３６Ｙ，３６Ｍ，３６Ｃ及び各現像ローラ３４Ｋ，３４Ｙ，３４Ｍ，３４Ｃに対してバイアスを印加する。高圧制御部６０内の制御部及び転写バイアス発生部９３により、本発明の実施例１の電源装置が構成されている。
【００２２】
プリンタエンジン制御部５３は、ホッピングモータ５４、レジストモータ５５、ベルトモータ５６、定着器ヒータモータ５７、及び各色のドラムモータ５８Ｋ，５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃを所定のタイミングで駆動する。定着器ヒータ５９は、サーミスタ６５の検出値に応じてプリンタエンジン制御部５３によって温度制御される。
【００２３】
（電源装置の構成）
図１は、本発明の実施例１における電源装置の概略を示すブロック図である。
【００２４】
この電源装置７０は、図４中の高圧制御部６０内の制御回路及び転写バイアス発生部９３により構成され、各色の転写ローラ５（＝５Ｋ，５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ）毎に設けられている。各色の電源装置７０は、同一の回路構成であるので、以下、１回路のみ説明する。
【００２５】
電源装置７０は、プリンタエンジン制御部５３の出力ポートＯＵＴ２から供給される制御信号であるオン／オフ（以下「ＯＮ／ＯＦＦ」という。）信号と、出力ポートＯＵＴ３から供給される制御信号であるリセット信号RESETとを入力すると共に、プリンタエンジン制御部５３内に設けられた第１の目標電圧設定手段である可変電圧出力回路（例えば、１０ビット（bit）の分解能を持つデジタル／アナログ変換器（以下「ＤＡＣ」という。））５３ａから例えば３．３Ｖのレンジで出力される第１の目標電圧Ｖ５３ａを入力し、直流（以下「ＤＣ」という。）の高圧電圧を生成して転写ローラ５である負荷ＺＬへ供給する装置である。
【００２６】
電源装置７０は、一定周波数（例えば、３３．３３ＭＨｚ）の基準クロック（以下単に「クロック」という。）ＣＬＫを発生する発振器７１を有し、この出力側にパルス出力手段（例えば、制御部）７２が接続されている。制御部７２は、プリンタエンジン制御部５３から供給される制御信号（例えば、ＯＮ／ＯＦＦ信号、及びリセット信号RESET）に基づき、発振器７１から供給されるクロックＣＬＫを分周して圧電トランス駆動パルス（以下単に「駆動パルス」という。）Ｓ７２を出力する回路である。即ち、制御部７２は、例えば、高圧制御部６０内に設けられ、発振器７１から供給されるクロックＣＬＫに同期して動作し、プリンタエンジン制御部５３により制御されて駆動パルスＳ７２を出力する回路である。
【００２７】
制御部７２は、クロックＣＬＫを入力するクロック入力ポートＣＬＫ＿ＩＮ、比較結果Ｓ７８を入力する入力ポートＩＮ１、プリンタエンジン制御部５３の出力ポートＯＵＴ２から出力されるＯＮ／ＯＦＦ信号を入力する入力ポートＩＮ２、プリンタエンジン制御部５３の出力ポートＯＵＴ３から出力されるリセット信号RESETを入力するリセット入力ポートＩＮ３、及び駆動パルスＳ７２を出力する出力ポートＯＵＴ１を有している。入力されるＯＮ／ＯＦＦ信号により、出力ポートＯＵＴ１から出力される駆動パルスＳ７２のＯＮ／ＯＦＦが制御される。入力されるリセット信号RESETにより、出力ポートＯＵＴ１に対する出力設定が初期化される。なお、入力ポートＩＮ２において、ＯＮ／ＯＦＦ信号の入力に代えて、オン・リセットという組合せの信号を入力することにより、リセット入力ポートＩＮ３へのリセット信号RESETの入力を省略することも可能である。
【００２８】
この制御部７２は、例えば、特定の用途向けに複数機能の回路を１つにまとめた集積回路であるエーシック（Application  Specific  Integrated  Circuit、以下「ＡＳＩＣ」という。）、中央処理装置（以下「ＣＰＵ」という。）を内蔵したマイクロプロセッサ、あるいは、ユーザが独自の論理回路を書き込むことができるゲートアレイの一種であるフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（Field  Programmable  Gate  Array、以下「ＦＰＧＡ」という。）等により構成されている。
【００２９】
制御部７２の出力ポートＯＵＴ１と、ＤＣ２４Ｖを出力するＤＣ電源７３とには、圧電トランス駆動回路７４が接続されている。圧電トランス駆動回路７４は、スイッチング素子を用いて駆動電圧を出力する回路であり、この出力側に圧電トランス７５が接続されている。圧電トランス７５は、セラミック等の圧電振動子の共振現象を利用して駆動電圧の昇圧を行い交流（以下「ＡＣ」という。）の高圧電圧を出力するトランスであり、この出力側に整流手段（例えば、整流回路）７６が接続されている。整流回路７６は、圧電トランス７５から出力されたＡＣの高圧電圧をＤＣの高圧電圧に変換して負荷ＺＬへ供給する回路であり、この出力側に出力電圧変換手段７７が接続されている。
【００３０】
出力電圧変換手段７７は、ＤＣの高圧電圧を低電圧に変換する回路であり、この出力側に、比較手段である出力電圧比較手段７８が接続されている。出力電圧比較手段７８は、出力電圧変換手段７７から出力されたＤＣの低電圧と、プリンタエンジン制御部５３内のＤＡＣ５３ａから出力された目標電圧Ｖ５３ａとを比較して、この比較結果Ｓ７８を制御部７２の入力ポートＩＮ１へ入力するものである。
【００３１】
なお、図１の電源装置７０は、各色の転写ローラ５（＝５Ｋ，５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ）毎、即ち、チャンネル毎に並置されるが、これらの複数のチャンネルに対して一部を共用する構成にしても良い。例えば、圧電トランス７５及び整流回路７６等は、複数のチャンネル分必要となるが、発振器７１及び制御部７２は、１組で共用できる。この場合、制御部７２はチャンネル数分の入出力ポートを備えることになる。又、制御部７２は、電源装置７０内に設けられているが、プリンタエンジン制御部５３内の大規模集積回路（以下「ＬＳＩ」という。）中に設けても良い。
【００３２】
図２は、図１の電源装置７０における詳細な構成例を示す回路図である。図５は、図２中の圧電トランス７５における出力電圧／周波数の特性図である。
【００３３】
発振器７１は、電源７１ａから供給されるＤＣ３．３Ｖにより動作して発振周波数３３．３３ＭＨｚのクロックＣＬＫを発生する回路であり、ＤＣ３．３Ｖが印加される電源端子ＶＤＤ、ＤＣ３．３Ｖが印加される出力イネーブル端子ＯＥ、クロックＣＬＫを出力するクロック出力端子ＣＬＫ＿ＯＵＴ、及びグランド端子ＧＮＤを有している。クロック出力端子ＣＬＫ＿ＯＵＴは、抵抗７１ｂを介して、制御部７２のクロック入力ポートＣＬＫ＿ＩＮに接続されている。
【００３４】
クロックＣＬＫに同期して動作する制御部７２において、駆動パルスＳ７２を出力する出力ポートＯＵＴ１には、抵抗７２ａを介して、圧電トランス駆動回路７４が接続され、この圧電トランス駆動回路７４にＤＣ電源７３が接続されている。ＤＣ電源７３は、例えば、図示しない低圧電源装置から商用電源であるＡＣ１ＯＯＶを変圧整流することにより供給されるＤＣ２４Ｖの電源である。
【００３５】
圧電トランス駆動回路７４は、スイッチング素子であるパワートランジスタ（例えば、ＮチャネルパワーＭＯＳＦＥＴ（以下「ＮＭＯＳ」という。）７４ａを有し、このＮＭＯＳ７４ａのゲート・ソース間に、短絡防止用の抵抗７４ｂが接続されている。ＮＭＯＳ７４ａのドレインは、インダクタ（コイル）７４ｃを介してＤＣ２４ＶのＤＣ電源７３に接続されている。ＮＭＯＳ７４ａのドレイン・ソース間には、コンデンサ７４ｄが並列に接続され、このコンデンサ７４ｄ及びインダクタ７４ｃにより共振回路が構成されている。ＮＭＯＳ７４ａのゲートに、制御部７２からの駆動パルスＳ７２が入力されると、このＮＭＯＳ７４ａによりＤＣ２４Ｖがスイッチングされ、これが共振回路により共振されてピークがＡＣ１００Ｖ程度の正弦波（サイン波）の駆動電圧が出力される。
【００３６】
共振回路の出力側には、圧電トランス７５の１次側の入力端子７５ａが接続され、この２次側の出力端子７５ｂから、ＮＭＯＳ７４ａのスイッチング周波数に応じて０〜数ＫＶのＡＣ高電圧が出力される構成になっている。２次側の出力端子７５ｂの出力電圧特性は、図５に示すように、周波数によって異なり、ＮＭＯＳ７４ａのスイッチング周波数により昇圧比が決定される。
【００３７】
圧電トランス７５は、図５に示すように、周波数ｆｘで最大昇圧比を得、周波数ｆｙ付近で昇圧比が最小となる。周波数ｆｚは、スプリアス周波数を示す。本実施例１では、スプリアス周波数ｆｚより低い開始周波数fstartから共振周波数ｆｘより高い周波数fendの範囲にて、周波数を制御する構成になっている。
【００３８】
２次側の出力端子７５ｂには、ＡＣ／ＤＣ変換用の整流回路７６が接続されている。整流回路７６は、圧電トランス７５の２次側の出力端子７５ｂから出力されたＡＣ高電圧をＤＣ高電圧に変換して出力する回路であり、ダイオード７６ａ，７６ｂ及びコンデンサ７６ｃにより構成されている。整流回路７６の出力側には、抵抗７６ｄを介して負荷ＺＬである転写ローラ５が接続されると共に、出力電圧変換手段７７が接続されている。
【００３９】
出力電圧変換手段７７は、整流回路７６のＤＣ高電圧を分圧して低電圧（例えば、ＤＣ３．３Ｖ以下の低い電圧）に変換する分圧抵抗７７ａ，７７ｂと、その低電圧を保護抵抗７７ｃを介して入力する演算増幅器（以下「オペアンプ」という。）７７ｄからなるボルテージフォロア回路とにより構成されている。例えば、分圧抵抗７７ａの抵抗値は２００ＭΩ、分圧抵抗７７ｂの抵抗値は１００ＫΩであり、整流回路７６から出力されたＤＣ高電圧を１／２００１に分圧している。オペアンプ７７ｄには、ＤＣ電源７３から２４Ｖが印加され、このオペアンプ７７ｄからなるボルテージフォロア回路の出力側に、出力電圧比較手段７８が接続されている。
【００４０】
出力電圧比較手段７８は、ＤＣ電源７３から２４Ｖが印加される電圧比較器であるコンパレータ７８ａと、このコンパレータ７８ａの出力端子をプルアップするＤＣ３．３Ｖ電源７８ｂ及びプルアップ抵抗７８ｃとにより構成されている。コンパレータ７８ａは、ボルテージフォロア回路の出力電圧を入力する「−」入力端子と、プリンタエンジン制御部５３内のＤＡＣ５３ａから出力された目標電圧Ｖ５３ａを入力する「＋」入力端子とを有し、その「−」入力端子の電圧と「＋」入力端子の電圧とを比較し、比較結果Ｓ７８を出力端子から出力して制御部７２の入力ポートＩＮ１へ与える回路である。コンパレータ７８ａの出力端子は、プルアップ抵抗７８ｃを介してＤＣ３．３Ｖ電源７８ｂに接続されている。
【００４１】
プリンタエンジン制御部５３内に設けられた１０bitの分解能を持つＤＡＣ５３ａから、例えば、３．３Ｖのレンジの目標電圧Ｖ５３ａが出力されて、コンパレータ７８ａの「＋」入力端子に入力されると、このコンパレータ７８ａでは、出力電圧変換手段７７の出力電圧と目標電圧Ｖ５３ａとを比較する。
（目標電圧Ｖ５３ａ）＞（出力電圧変換手段７７の出力電圧）
の間は、コンパレータ７８ａの出力端子が、ＤＣ３．３Ｖ電源７８ｂ及び抵抗７７ｃによりプルアップされてＤＣ３．３Ｖ（＝高レベル、以下「“Ｈ”」という。）となり、この“Ｈ”が制御部７２の入力ポートＩＮ１に入力される。これに対し、
（目標電圧Ｖ５３ａ）＜（出力電圧変換手段７７の出力電圧）
になると、コンパレータ７８ａの出力端子が低レベル（以下「“Ｌ”」という。）となり、この“Ｌ”が制御部７２の入力ポートＩＮ１に入力される。
【００４２】
（電源装置内の制御部の構成）
図６は、図２中の制御部７２を示す構成図である。
【００４３】
制御部７２は、例えば、ＡＳＩＣにより構成されており、ハードウェア記述言語等により記述されてＡＳＩＣ化されている。これに入力されるクロックＣＬＫ及びリセット信号RESETのうち、クロックＣＬＫは同期回路を構成する後述する各回路ブロックに供給され、リセット信号RESETは初期化のために各回路ブロックに供給される。
【００４４】
制御部７２は、入力ポートＩＮ１に接続されたアップカウンタ８１を有している。アップカウンタ８１は、コンパレータ７８ａから出力される比較結果Ｓ７８の“Ｈ”をイネーブル信号enableとして動作を開始し、クロックＣＬＫの立上りパルスによりカウントアップする１０bitのカウンタであり、比較結果Ｓ７８が“Ｌ”の間はカウントアップせず、“Ｈ”の時のみカウントアップする。アップカウンタ８１は、立上りエッジ検出器８６−１の１クロックパルスの立上り入力（リセット信号RESET）で０にリセットされ、同様に、プリンタエンジン制御部５３から与えられるリセット信号RESETの“Ｌ”入力によっても０にクリアされ、“Ｌ”が保持されている期間はカウントを停止する。このアップカウンタ８１の１０bit出力値は、次段のデータラッチ（以下「Ｄラッチ」という。）８２−１に出力される。
【００４５】
Ｄラッチ８２−１は、立上りエッジ検出器８６−１から出力される１クロックパルスの立上り信号の入力（セット信号ｓｅｔ）で、アップカウンタ８１の１０bit信号値を保持し、この保持した１０bit信号値を比較器８３−１，８３−２に出力し、入力されるリセット信号RESETの“Ｌ”により１０bit信号値が０にクリアされる。比較器８３−１は、クロックＣＬＫの立上りエッジ毎に、Ｄラッチ８２−１の出力値と除算器８４−１の出力値とを比較し、
（Ｄラッチ８２−１の出力値）＜（除算器８４−１の出力値）
の時に、論理積（以下「ＡＮＤ」という。）回路８５に“Ｌ”を出力し、前記以外の条件で“Ｈ”を出力する。比較器８３−２は、クロックＣＬＫの立上りエッジ毎に、Ｄラッチ８２−１の出力値と除算器８４−２の出力値を比較し、
（Ｄラッチ８２−１の出力値）＞（除算器８４−２の出力値）
の時に、ＡＮＤ回路８５に“Ｌ”を出力し、前記以外の条件で“Ｈ”を出力する。
【００４６】
除算器８４−１は、クロックＣＬＫの立上りエッジ毎に、分周カウンタ８８の１０bit出力値を１bit右シフト（除算）して最上位bitに０を入力する。言い換えれば、最下位bitを切り捨てて分周カウンタ８８の値を１／２にして比較器８３−１に出力する。除算器８４−２は、クロックＣＬＫの立上りエッジ毎に、分周カウンタ８８の１０bit出力値を２bit右シフト（除算）して最上位から２bitに０を入力する。言い換えれば、最下位２bitを切り捨てて分周カウンタ８８の値を１／４にして第２の比較器８３−２に出力する。
【００４７】
ＡＮＤ回路８５は、各比較器８３−１，８３−２の比較結果と立上りエッジ検出器８６−２の検出値とのＡＮＤを取って分周比設定手段（例えば、５bitカウンタ）８７−１に出力する。ＡＮＤ回路８５において、比較器８３−２の比較結果が“Ｈ”の場合には立上りエッジ検出器８６−２のパルスとＡＮＤが取られて、５bitカウンタ８７−１のカウントアップパルスｕｐが出力され、比較器８３−１の比較結果が“Ｈ”の場合には立上りエッジ検出器８６−２のパルスとＡＮＤが取られて、５bitカウンタ８７−１のカウントダウンパルスdownが出力される。比較器８３−１と比較器８３−２の比較値は、前述した論理により常にどちらか片方のみ“Ｈ”又は両方“Ｌ”となる。
【００４８】
５bitカウンタ８７−１は、リセット信号RESETの“Ｌ”入力時に０にクリアされ、クロックの立上りに同期して、ＡＮＤ回路８５から出力される比較器８３−２の比較値と立上りエッジ検出器８６−２の検出値とのＡＮＤ出力値が“Ｈ”の場合に、＋１カウントアップし、ＡＮＤ回路８５から出力される比較器８３−１の比較値と立上りエッジ検出器８６−２の検出値とのＡＮＤ出力値が“Ｈ”の場合に、−１カウントダウンする。５bitカウンタ８７−１のカウント値は、比較器８３−３に出力される。更に、カウントアップ時の５bitカウンタ８７−１の値が１１１１１ｂから０００００ｂになる場合に、分周カウンタ８８に対してオーバフロー信号overの“Ｈ”を出力し、カウントダウン時の５bitカウンタ８７−１の値が０００００ｂから１１１１１ｂになる場合に、分周カウンタ８８に対してアンダフロー信号underの“Ｈ”を出力する。
【００４９】
分周カウンタ８８は、リセット信号RESETが“Ｌ”の時にカウンタ初期値レジスタ９３の値が設定され、オーバフロー信号overの立上りエッジでカウントアップし、アンダフロー信号underの立上りエッジでカウントダウンする。カウントアップ時は、分周カウンタ８８の値とカウンタ上限値レジスタ９４の値とを比較して、値が等しくない場合のみカウントアップ、カウントダウン時は、分周カウンタ８８の値とカウンタ初期値レジスタ９３とを比較して、値が等しくない場合のみカウントダウンを行う。分周カウンタ８８の１０bit値は、除算器８４−１，８４−２、分周セレクタ９０、及び減算器８９に出力される。
【００５０】
カウンタ初期値レジスタ９３は、１０bitのレジスタであり、分周カウンタ８８に１０bitのカウント値を出力する。カウンタ上限値レジスタ９４は、１０bitのレジスタであり、分周カウンタ８８に１０bitのカウント値を出力する。この両レジスタ９４，９５は一定値を保持する。減算器８９は、分周カウンタ８８の１０bitカウント値から−１減算した値を分周セレクタ９０に出力する。分周セレクタ９０は、比較器８３−３から出力される選択信号selectが“Ｌ”の時に、分周カウンタ８８の１０bit値を選択して分周手段（例えば、分周器）９１に出力し、選択信号selectが“Ｈ”の時に、減算器８９の１０bit値を分周器９１に出力する。
【００５１】
分周器９１は、クロックＣＬＫの立上りでカウントアップする１０bitカウンタを備え、分周セレクタ９０からの１０bit出力値、及び１０bit出力値を約３０％にした値、正確には１０bit出力値の１／４値、１／３２値、１／６４値の和、即ち分周セレクタ９０の１０bit出力値をそれぞれ右シフト２bit、右シフト５bit、右シフト６bitした値との比較を行い、分周セレクタ９０の出力値の３０％値と等しくなった時に、分周器９１の出力信号をＯＦＦとし、分周セレクタ９２の出力信号と等しくなった時に、分周器９１の出力信号を“Ｈ”にすると同時に内部のカウンタを０にクリアする。以上の動作によって、分周器９１はクロックＣＬＫを分周セレクタ出力値で分周した周波数で、約３０％のＯＮデューティのパルスを出力する。
【００５２】
本実施例１では、周波数３３．３３ＨｚのクロックＣＬＫを圧電トランス駆動周波数である約１１０〜１３０ＫＨｚに分周し、この分周比は２５６〜３０３程度の範囲となるので、正確にはデューティは２９．３〜３０．０％となる。この範囲のデューティ変動は、本実施例１の回路においては出力電圧変動に殆ど影響を及ぼさない。又、本実施例１においては、１サイクルで演算できる例として、前記シフト値の和で表わしたが、分周パルス周波数は１００ＫＨｚ台と動作周波数３３．３３ＭＨｚに対して十分低いので、正確に３０％となる演算を用いることも可能である。
【００５３】
出力セレクタ９２は、プリンタエンジン制御部５３から出力されるＯＮ／ＯＦＦ信号が“Ｈ”の時に、分周器９１の出力信号を選択し、ＯＮ／ＯＦＦ信号が“Ｌ”の時に、グランドＧＮＤ電位の“Ｌ”を選択し、駆動パルスＳ７２として出力ポートＯＵＴ１に出力する。分周器９１は、リセット後、カウンタ初期値の分周比で常にパルスを出力するが、外部からのＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＦＦの間は駆動パルスＳ７２を出力しない。この出力セレクタ９２の出力側には、立上りエッジ検出器８６−１及び５bitカウンタ８７−２が接続されている。
【００５４】
５bitカウンタ８７−２は、出力セレクタ９２から出力される駆動パルスＳ７２の立上りエッジでカウントアップする５bitのカウンタであり、この５bitのカウント値をＤラッチ８２−２に出力する。更に、５bitカウンタ８７−２は、５bit値が１１１１１ｂから０００００ｂに変化する時に、立上りエッジ検出器８６−２に“Ｈ”を出力し、それ以外のカウントアップ時には、立上りエッジ検出器８６−２に“Ｌ”を出力する。立上りエッジ検出器８６−２は、５bitカウンタ８７−２がオーバフローした時に出力されるオーバフロー信号overの“Ｈ”の立上りエッジを検出すると、前記立上りエッジに１サイクル遅れて１クロック（ＣＬＫ）のパルス（“Ｈ”）をＡＮＤ回路８５に出力する。
【００５５】
出力セレクタ９２に接続された立上りエッジ検出器８６−１は、その出力セレクタ９２から出力される駆動パルスＳ７２の立上りエッジを検出すると、前記立上りエッジに１サイクル遅れて１クロックのパルスを出力する。この出力パルスは、リセット信号RESETとしてアップカウンタ８１に入力されると共に、セット信号ｓｅｔとしてＤラッチ８２−１に入力される。更に、立上りエッジ検出器８６−１の出力信号は、Ｄラッチ８２−２において、反転されてこの立下りでラッチされる。Ｄラッチ８２−２は、立上りエッジ検出器８６−１の立下りエッジ（即ち、前記立上りエッジ検出器８６−１の立上りエッジから１サイクル遅れたエッジ）で、５bitカウンタ８７−２の５bit出力値をラッチし、比較器８３−３に出力する。Ｄラッチ８２−２は、リセット信号RESETの“Ｌ”を入力している間、データが０００００ｂに初期化される。
【００５６】
比較器８３−３は、Ｄラッチ８２−２と５bitカウンタ８７−１の出力値を比較し、
（５bitカウンタ８７−１の値）＞（Ｄラッチ８２−２の値）
の条件では、選択信号selectの“Ｌ”を分周セレクタ９０に出力し、それ以外の条件では、選択信号selectの“Ｈ”を分周セレクタ９０に出力する機能を有している。
【００５７】
なお、図６の制御部７２は、ＡＳＩＣにより構成されているが、ＦＰＧＡやマイクロプロセッサのモジュール等として構成しても良い。
【００５８】
（画像形成装置の全体の動作）
図３及び図４において、画像形成装置１は、図示しない外部機器からホストインタフェース部５０を介してＰＤＬ（Page  Description  Language、ページ記述言語）等で記述された印刷データが入力されると、この印刷データは、コマンド／画像処理部５１によってビットマップデータ（画像データ）に変換され、ＬＥＤヘッドインタフェース部５２及びプリンタエンジン制御部５３へ送られる。プリンタエンジン制御部５３により、サーミスタ６５の検知値に応じて定着器１８内のヒータ５９が制御され、定着器１８内の熱定着ローラが所定の温度になり、印字動作が開始される。
【００５９】
給紙カセット１３にセットされた用紙１５は、ホッピングローラ１４で給紙される。以降説明する画像形成動作に同期したタイミングで、レジストローラ１６，１７によって用紙１５が転写ベルト８上に搬送される。各色の現像器２Ｋ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃにおいて、電子写真プロセスにより、各感光体ドラム３２Ｋ，３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃにトナー像が形成される。この時、前記ビットマップデータに応じて各ＬＥＤヘッド３Ｋ，３Ｍ、３Ｙ，３Ｃが点灯される。各色の現像器２Ｋ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃによって現像されたトナー像は、電源装置７０から各転写ローラ５Ｋ，５Ｙ，５Ｍ，５Ｃに印加された高電圧のＤＣバイアスにより、転写ベルト８上を搬送される用紙１５に転写される。用紙１５に４色のトナー像が転写された後、定着器１８によって定着されて排紙される。
【００６０】
（電源装置の動作）
先ず、図１の電源装置７０における概略の動作を説明する。
【００６１】
カラー画像装置において転写は４出力となるが、４回路とも同じ構成となるので、本実施例１では、１出力の電源装置７０について動作を説明する。
【００６２】
プリンタエンジン制御部５３内に設けられた１０bitのＤＡＣ５３ａは、目標電圧Ｖ５３ａを電源装置７０内の出力電圧比較手段７８に出力し、電源装置７０から出力されるＤＣ高電圧を設定する。例えば、ＤＣ高電圧が５ＫＶなら目標電圧Ｖ５３ａは２．５Ｖである。即ち、１０bitのＤＡＣ５３ａなので１６進数に変換して３０７Ｈの値を設定して、ＤＡＣ５３ａから２．５Ｖの目標電圧Ｖ５３ａを出力電圧比較手段７８に出力する。この時、プリンタエンジン制御部５３は、出力ポートＯＵＴ２から制御部７２へ出力するＯＮ／ＯＦＦ信号をＯＦＦにすると共に、出力ポートＯＵＴ３から制御部７２へリセット信号RESETを出力して、制御部７２をリセットする。
【００６３】
制御部７２は、プリンタエンジン制御部５３からのＯＮ／ＯＦＦ信号に従って、発振器７１から出力されるクロックＣＬＫを分周した駆動パルスＳ７２を圧電トランス駆動回路７４に出力する。制御部７２は、出力電圧比較手段７８から入力される比較結果Ｓ７８の状態によって分周比を変化させる。圧電トランス駆動回路７４は、ＤＣ電源７３から供給されるＤＣ２４Ｖを、駆動パルスＳ７２によりスイッチングして駆動電圧を生成し、圧電トランス７５の１次側に与える。これにより、圧電トランス７５の１次側が駆動されて２次側からＡＣ高電圧が出力され、これが整流回路７６により整流されてＤＣ高電圧が転写ローラ５である負荷ＺＬへ供給される。
【００６４】
出力電圧変換手段７７は、整流回路７６から出力されたＤＣ高電圧を例えば１／２００１の電圧に変換し、出力電圧比較手段７８に与える。出力電圧比較手段７８は、ＤＡＣ５３ａからの目標電圧Ｖ５３ａと、出力電圧変換手段７７の出力電圧とを比較し、この比較結果Ｓ７８を制御部７２に与える。目標電圧Ｖ５３ａより出力電圧変換手段７７の出力電圧が低い場合には、制御部５３からＴＴＬレベルで“Ｈ”の信号が出力され、出力電圧変換手段７７の出力電圧が目標電圧Ｖ５３ａより高くなると、制御部５３から“Ｌ”の信号が出力される。
【００６５】
出力電圧変換手段７７の出力電圧がほぼ目標電圧Ｖ５３ａになった場合、出力電圧変換手段７７の出力電圧は、圧電トランス７５の２次側ＡＣ高電圧を整流回路７６により整流してもＡＣ成分であるリップルが残り、ＤＡＣ５３ａから出力される目標電圧Ｖ５３ａがほぼ安定したＤＣ電圧であるので、圧電トランス駆動回路７４に入力される駆動パルスＳ７２とほぼ同期した矩形波が出力電圧比較手段７８から出力される。
【００６６】
図７は、図２の電源装置７０における動作波形図である。
この図７を参照しつつ、図２の電源装置７０における詳細な動作を説明する。
【００６７】
プリンタエンジン制御部５３は、出力ポートＯＵＴ３から出力するリセット信号RESETを“Ｌ”にして、制御部７２における出力ポートＯＵＴ１の種々の設定をリセットする。このリセット信号は“Ｌ”trueの信号である。このリセット動作により、出力ポートＯＵＴ１出力の分周比等の値が初期値となる。
【００６８】
プリンタエンジン制御部５３内のＤＡＣ５３ａは、高電圧出力（以下単に「高圧出力」という。）の目標電圧値に対する指示電圧である第１の目標電圧Ｖ５３ａを出力する。例えば、高圧出力が５ＫＶの場合には２．５Ｖを出力する。この場合、３．３Ｖ、１０bitのＤＡＣ５３ａであるので、内部の所定のレジスタに３０７Ｈを設定する。ＤＡＣ５３ａから目標電圧Ｖ５３ａを出力した後、リセット信号RESETを“Ｈ”に切り替える。制御部７２はリセットが解除されると、初期値にてクロック入力ポートＣＬＫ＿ＩＮから入力されるクロックＣＬＫを初期値の分周比、ＯＮデューティ３０％で分周する。但し、プリンタエンジン制御部５３の出力ポートＯＵＴ２から出力されるＯＮ／ＯＦＦ信号が“Ｌ”の間は、出力ポートＯＵＴ１からは分周された駆動パルスＳ７２が出力されず、出力ポートＯＵＴｌの出力は“Ｌ”に保持される。
【００６９】
制御部５３のクロック入力ポートＣＬＫ＿ＩＮには、抵抗７１ｂを介して発振器７１が接続されている。発振器７１は、電源７１ａから電源端子ＶＤＤとアウトプットイネーブル端子ＯＥにＤＣ３．３Ｖが供給され、電源投入直後から発振周波数３３．３３ＭＨｚ、周期３０ｎｓｅｃのクロックＣＬＫをＣＬＫ端子から出力する。
【００７０】
出力ポートＯＵＴ１が“Ｌ”に保持されている間は、圧電トランス駆動回路７４内のＮＭＯＳ７４ａはＯＦＦしているので、圧電トランス７５の１次側入力端子７５ａには、ＤＣ電源７３から供給されるＤＣ２４Ｖがそのまま印加される。この状態では、ＤＣ２４Ｖの電流値はほぼ０であり、圧電トランス７５も振動していないので、圧電トランス７５の２次側出力端子７５ｂも０Ｖであり、出力電圧変換手段７７内のオペアンプ７７ｄの出力電圧は“Ｌ”である。
【００７１】
出力電圧比較手段７８内のコンパレータ７８ａは、前記状態では「＋」入力端子に２．５Ｖ、「−」入力端子にはオペアンプ７７ｄの“Ｌ”が入力されている。そのため、オペアンプ７８ａの出力端子は、電源７８ｂでプルアップされたＤＣ３．３Ｖとなっており、制御部７２の入力ポートＩＮ１には“Ｈ”が入力される。
【００７２】
次に、プリンタエンジン制御部５３は、所定のタイミングで出力ポートＯＵＴ２から出力するＯＮ／ＯＦＦ信号を“Ｈ”にし、高圧出力をＯＮ状態にする。制御部７２は、ＯＮ／ＯＦＦ信号が入力される入力ポートＩＮ２が“Ｈ”になると、初期値にて分周した駆動パルスＳ７２を出力ポートＯＵＴ１から出力する。本実施例１では、例えば、初期値は２９０分周であり、１周期８．７μｓｅｃ、ＯＮデューティ２９％である。出力ポートＯＵＴ１から出力された駆動パルスＳ７２により、圧電トランス駆動回路７４内のＮＭＯＳ７４ａがスイッチングされ、インダクタ７４ｃとコンデンサ７４ｄ及び圧電トランス７５により、この圧電トランス７５の１次側入力端子７５ａには、図７に示すような数十Ｖの半波サイン波が印加される。
【００７３】
これにより、圧電トランス７５が振動して、２次側出力端子７５ｂから昇圧されたＡＣ高電圧が発生する。この場合、２９０分周、１１４．９４ＫＨｚの駆動周波数では数百Ｖの出力である。２次側出力端子７５ｂのＡＣ高電圧は、整流回路７６により整流されてＤＣ電圧になり、これが出力電圧変換手段７７内の２００ＭΩの抵抗７７ａ及び１００ＫΩの抵抗７７ｂにより分圧される。そして、オペアンプ７７ｄを通して出力電圧比較手段７８内におけるコンパレータ７８ａの「−」入力端子に入力された電圧は、ＤＡＣ５３ａから出力された目標電圧Ｖ５３ａの２．５Ｖより低い。そのため、コンパレータ７８ａの比較結果Ｓ７８は、ＤＣ３．３Ｖ電源７８ｂによりプルアップされた“Ｈ”となる。
【００７４】
図８（１）〜（４）及び図９（１）〜（４）は、制御部７２の分周動作における駆動パルスＳ７２の状態を示すタイミングチャートである。図１０は、図２の電源装置７０における高圧出力のオーバシュートとコンパレ一タ出力との関係を示す動作波形図である。
【００７５】
図８（１）〜（４）に示すように、制御部７２の動作により、この出力ポートＯＵＴ１からはＮ分周（例えば、２９０分周）された駆動パルスＳ７２が３２回繰り返し出力される。この時点で、制御部７２の入力ポートＩＮ１は“Ｈ”入力であるので、制御部７２内部のカウンタは、駆動パルスＳ７２の出力を３２回カウントする毎に、３２個の駆動パルスＳ７２のうち１つずつ分周比を増加させる。図８（１）で示される３２個の駆動パルスＳ７２が初回の出力で、コンパレータ７８ａの出力が“Ｈ”の間は、図８（２）、（３）で示されるように、順次分周比を１増加させたパルスを１／３２、２／３２、・・・と増加させていく。制御部７２の分周比が３２個の駆動パルスＳ７２中の１個づつ増えることにより、出力ポートＯＵＴ１から出力される駆動パルスＳ７２の平均周波数は、初期状態で１１４．９４ＫＨｚであったものが、１１４．９３ＫＨｚ（２９１分周１個、２９０分周３１個）、１１４．９２ＫＨｚ（２９１分周２個、２９０分周３０個）と０．０１ＫＨｚづつ下がっていく。
【００７６】
以降、３２個の駆動パルスＳ７２の全てが２９１分周となったら、次の３２個の駆動パルスＳ７２は、２９２分周の駆動パルスＳ７２を順次組み合わせていくことにより、平均駆動周波数を約０．０１ＫＨｚずつ下げていく。圧電トランス７５の駆動周波数を下げるに従い、整流回路７６の出力電圧は上昇し、その結果、オペアンプ７７ｄの出力電圧も上がっていく。
【００７７】
圧電トランス７５の出力電圧は、出力ノードＯＵＴ１から出力された駆動パルスＳ７２の周波数変化より若干の時間遅れを伴って出力電圧が上昇するので、オペアンプ７７ｄの出力電圧が２．５Ｖを僅かに越える。その結果、コンパレータ７８ａから出力される比較結果Ｓ７８は、“Ｌ”になる。制御部７２の入力ポートＩＮ１が“Ｌ”に保持されると、今度は逆に分周比を３２パルスのうち１パルスずつ減じていく。図９（１）〜（４）にその駆動パルスＳ７２の状態が示されている。
【００７８】
図９（１）の状態で、３２パルス全て３００分周の時に、制御部７２の入力ポートＩＮ１のレベルが“Ｌ”に保持されていると、３２パルス目から２９９分周に変化させていく。この場合は、平均の周波数が３００分周で１１１．１１ＫＨｚであるものが、１１１．１０ＫＨｚ（３００分周３１個、２９９分周１個）、１１１．０９ＫＨｚ（３００分周３０個、２９９分周２個）と変化する。このオーバシュートを経てオペアンプ７７ｄの出力実効値は２．５Ｖとなり、コンパレータ７８ａの比較結果Ｓ７８の信号が矩形波となる。矩形波となる状態が、図７に示されている。
【００７９】
図７において、破線で示すオペアンプ７７ｄの出力電圧（即ち、出力電圧変換手段７７の出力電圧）は、圧電トランス７５の交流出力成分がリップルとして残り、完全にフラットなＤＣ電圧とはならない。それに対してＤＡＣ５３ａから出力される目標電圧Ｖ５３ａは、実線で示すＤＣ出力電圧となり、結果としてコンパレータ７８ａから出力される比較結果Ｓ７８（即ち、出力電圧比較手段７８の出力電圧）は矩形波となる。制御部７２は、入力ポートＩＮ１の矩形波のデューティを、出力ポートＯＵＴ１から出力する駆動パルスＳ７２のパルス周期毎にカウントし、デューティが２５＜Ｄｕｔｙ＜５０％であれば、目標電圧Ｖ５３ａに到達したとして、分周比を固定し、デューティが５０％以上の場合は、出力電圧が上昇するように平均周波数が下がる方向に制御する。更にデューティが２５％以下の場合には、出力電圧が下降するように平均周波数が上がる方向に制御する。
【００８０】
前記オーバシュートは、駆動周波数を連続して変化させたことによって発生するもので、目標電圧Ｖ５３ａに到達すると、安定した定電圧制御となる。高圧出力のオーバシュートとコンパレ一タ７８ａの出力電圧（比較結果）Ｓ７８の関係が、図１０に示されている。
【００８１】
負荷ＺＬが変動して電源装置７０の高圧出力が変化した場合には、それによってコンパレータ７８ａから出力される比較結果Ｓ７８も“Ｈ”又は“Ｌ”となるので、前記同様、周波数を変化させて目標電圧Ｖ５３ａに追随するように制御される。
【００８２】
（電源装置内の制御部の動作）
図８（１）〜（４）及び図９（１）〜（４）を参照しつつ、電源装置７０内における図６に示す制御部７２の動作例を説明する。
【００８３】
先ず、入力ポートＩＮ３からリセット信号RESETが入力されて各カウンタ等が初期化される。分周カウンタ８８には、カウンタ初期値レジスタ９３の値が入力され、分周カウンタ８８が２９０にセットされる。減算器８９によって分周セレクタ９０には、分周カウンタ８８の値２９０と減算器８９の値２８９とが入力され、初期状態では、後者の減算器８９の値２８９が分周器９１に入力される。分周器９１は、０〜２８９までクロックをカウントする毎に駆動パルスＳ７２を出力する。これにより、２９０分周パルスが分周器９１から出力される。出力セレクタ９２は、入力ポートＩＮ２から入力されるＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮである“Ｈ”となった場合に駆動パルスＳ７２を出力し、そうでない場合は出力“Ｌ”を保持する。
【００８４】
５bitカウンタ８７−１は、小数点以下の分周比を示すカウンタである。分周比は２９０分周から開始し、２９１分周となるまでの間、３２個のパルスの分周比を１つずつ変化させていく。初期値０００００ｂは、２９０分周のパルスが３２個あることを示し、１１１１１ｂは、２９１分周のパルス３１個と２９０分周のパルスが１個あることを示す。３２個の平均分周比は、２９０＋（５bitカウンタ８７−１の値）／３２となる。５bitカウンタ８７−１の値が１１１１１ｂからカウントアップして０００００ｂとなる場合は、最上位ビットの繰り上がりとしてオーバフロー信号overを出力し、分周カウンタ８８をカウントアップする。又、５bitカウンタ８７−１の値が０００００ｂからカウントダウンして１１１１１ｂとなる場合は、アンダフロー信号underを出力し、分周カウンタ８８をカウントダウンする。この時、分周カウンタ８８がカウントアップする場合、カウンタ上限値レジスタ９４のレジスタ値と比較し、上限値と等しい場合はカウントアップしない。これに対してウントダウンする場合に、カウンタ初期値と等しい場合にはカウントダウンしない。
【００８５】
上限値は、本実施例１では３０１とし、その結果、３０１分周パルス１個と３０２分周パルス３１個の組合せから、１１０．３９ＫＨｚが最低平均駆動周波数となる。上限値と等しい場合、５bitカウンタ８７−１は、１１１１１ｂから０００００ｂに変化し、分周カウンタ８８の値が変化しないので、３０１分周のパルス３２個になり、平均駆動周波数が１１０．３９ＫＨｚから１１０．７５ＫＨｚに上がる。駆動平均周波数の変化がこの場合、０．３６ＫＨｚの変化となるが、制御範囲を越えて周波数が変化しようとする場合のみであるので、問題はない。
【００８６】
なお、本実施例１では、５bitカウンタ８７−１が１１１１１ｂから０００００ｂに変化し、且つ、分周カウンタ８８の値が固定となっているが、５bitカウンタ８７−１のカウントアップも停止する回路構成としても構わない。
【００８７】
本実施例１の負荷ＺＬである転写ローラ５に供給される転写バイアスは、電圧１〜５ＫＶの範囲を想定しており、開始分周比２９０分周１１４．９４ＫＨｚでは、負荷ＺＬによらず高圧出力が１ＫＶ未満であるので、下限値となって５bitカウンタ８７−１が０００００ｂから１１１１１ｂに変化し、且つ、分周カウンタ８８の値が２９０のまま変化せず、周波数が２９０分周３２個の１１４．９４ＫＨｚから２９０分周１個＋２９１分周３１個の１１４．５６ＫＨｚに下がっても問題はない。なお、５bitカウンタ８７−１のカウントダウンを停止する回路構成としても構わない。
【００８８】
分周器９１は、分周セレクタ９０により、分周カウンタ８８に設定された値及びその値から−１減算された値の分周比のパルスを交互に出力する。交互に出力する割合は、５bitカウンタ８７−２において、分周器９１から出力セレクタ９２を経由して出力される駆動パルスＳ７２を３２個毎にカウントし、比較器８３−３により５bitカウンタ８７−１のカウント値と比較して切り替える。３２パルス毎に５bitカウンタ８７−２の値が、例えば、ＮならＮ個のパルスを（分周カウンタ８８の値十１）の分周比で出力し、（３２−Ｎ）個のパルスをそれに続いて（分周カウンタ８８の値）の分周比で出力する。回路としては、分周カウンタ８８の値とクロックＣＬＫのクロック数を比較して等しくなった時にパルスを切り替えるので、０からカウントアップされることにより、分周カウンタ８８及び減算器８９にセットされた値より１サイクル多い値にて分周される。
【００８９】
分周時は、分周カウンタ８８の値を下記演算により約３０％のカウント値を求め、
分周カウンタ値／４十分周カウンタ値／３２十分周カウンタ値／６４
ＯＮデューティを３０％としたパルスを出力する。
【００９０】
５bitカウンタ８７−２のカウント値は、Ｄラッチ８２−２において、５bitカウンタ８７−１の変化するタイミングに同期を取り、比較器８３−３に入力される。５bitカウンタ８７−２の値であるＤラッチ８２−２の値と、５bitカウンタ８７−１の値とが、比較器８３−３により比較され、
５bitカウンタ８７−１の値  ＞  ５bitカウンタ８７−２の値
となった時に、分周セレクタ９０に対して選択信号selectの“Ｌ”が出力され、そうでない場合に、分周セレクタ９０に対して選択信号selectの“Ｈ”が出力される。分周セレクタ９０は、比較器８３−３からの選択信号selectが“Ｌ”の場合は、分周カウンタ８８の値を選択して分周器９１に出力し、“Ｈ”の場合は、減算器８９の値を選択して分周器９１に出力する。
【００９１】
立上りエッジ検出器８６−１は、出力セレクタ９２を経由して分周器９１から出力される駆動パルスＳ７２の立上りエッジを検出すると、クロックＣＬＫに同期した１クロックのパルスを出力する。言い換えれば、分周器９１に同期した同じ周波数でＯＮデューティ１サイクルのパルスを１サイクル遅延して出力する。この立上りエッジ検出器８６−１の出力パルスは、アップカウンタ８１のカウントを分周器９１から出力されるパルス毎にカウントを行うためのリセット信号RESETと、アップカウンタ８１がリセットされ、０にクリアされる時に直前の値をＤラッチ８２−１に保持させるためのセット信号ｓｅｔと、５bitカウンタ８７−２の値を５bitカウンタ８７−１の切り替わりと同期を取るためのＤラッチ８２−２のセット信号ｓｅｔとなる。
【００９２】
立上りエッジ検出器８６−２は、分周器９１のパルスをカウントする５bitカウンタ８７−２のカウント値が１１１１１ｂから０００００ｂに変化するオーバフロー時に出力される信号の立上りエッジを検出すると、クロックＣＬＫに同期した１クロックのパルスを出力する。言い換えれば、立上りエッジ検出器８６−２は、分周器９１から出力される駆動パルスＳ７２の３２パルス毎にＯＮデューティ１サイクルのパルスを出力する。出力されるパルスは、ＡＮＤ回路８５に出力され、コンパレ一タ７８ａから出力される比較結果Ｓ７８の信号状態によって平均周波数を変化させるための５bitカウンタ８７−１のカウントアップ／ダウンを行う信号となる。この信号が３２パルス毎に立上りエッジ検出器８６−２から出力されることにより、５bitカウンタ８７−１のカウントは、分周器９１から出力されるパルスの３２パルス周期となる。これにより、３２パルスの平均周波数は、常に約０．３ｍｓｅｃ毎に約１２Ｈｚずつ変化することとなる。
【００９３】
圧電トランス７５の共振周波数近傍では、駆動周波数変化０．１ＫＨｚ当たり出力電圧変化が５００Ｖ程度と大きい圧電トランス７５の場合に、平均周波数変化ステップを上記のように細かく設定できるようにする必要がある。この周波数変化幅が２０Ｈｚを越えると、オーバシュートとアンダシュートを繰り返すハンティングが発生してしまう。
【００９４】
アップカウンタ８１、Ｄラッチ８２−１、比較器８３−１，８３−２、除算器８４−１，８４−２、及びＡＮＤ回路８５により、分周器９１から出力されるパルス周期でコンパレ一タ比較結果Ｓ７８のデューティが２５〜５０％か、５０％以上か、２５％以下かの３状態によって、平均周波数を制御するための５bitカウンタ８７−１のカウントアップ信号ｕｐ／カウントダウン信号downを出力している。ＡＮＤ回路８５には３２回、３状態の結果が出力されるが、ＡＮＤ回路８５はそのうちの１回を、立上りエッジ検出器８６−２のクロックに同期して出力する。
【００９５】
なお、本実施例１では、３２回目のパルスの期間のみの結果を使用しているが、３２回の結果の平均から前記３種、カウントアップ、カウントダウン、保持の３信号状態を選択する回路を構成しても構わない。
【００９６】
アップカウンタ８１は、１０bitのカウンタであり、クロックＣＬＫのパルスをカウントする。この時、コンパレ一タ比較結果Ｓ７８が“Ｈ”の時はカウントアップし、コンパレ一タ比較結果Ｓ７８が“Ｌ”の場合には値を保持する（即ち、カウントアップしない。）。このアップカウンタ８１は、立上りエッジ検出器８６−１から出力されるパルス（リセット信号resest）によりリセットされる。Ｄラッチ８２−１は、立上りエッジ検出器８６−１から出力されるパルス（セット信号ｓｅｔ）の立上りエッジで、アップカウンタ８１の値をラッチする。この動作で、出力セレクタ９２により分周器９１の出力パルスが選択されている時は、常に、分周器９１の１パルス周期間のコンパレータ比較結果Ｓ７８の“Ｈ”期間、サイクル数をＤラッチ８２−１に保持することとなる。
【００９７】
除算器８４−１は、分周カウンタ８８の１０bit値を１bit右シフトした値９bitに最上位bitに０を付加して、分周カウンタ８８の１／２値を保持する。１／２除算時は、分周カウンタ８８の１０bit値の最下位bitは切捨てられる。除算器８４−２は、分周カウンタ８８の１０bit値を２bit右シフトした値８bitに最上位２bitに０を付加して、分周カウンタ８８の１／４値を保持する。１／４除算時は、分周カウンタ８８の１０bit値の最下位２bitは切り捨てられる。
【００９８】
比較器８３−１は、Ｄラッチ８２−１と除算器８４−１の値を比較する。比較した結果が、
（Ｄラッチ８２−１の値）＜（除算器８４−１の値）
の場合には、“Ｌ”をＡＮＤ回路８５に出力し、そうでない場合は、ＡＮＤ回路８５に“Ｈ”を出力する。言い換えれば、除算器８４−１の分周器９１から出力されるパルス周期の５０％以上、コンパレ一タ比較結果Ｓ７８が“Ｈ”の場合に、ＡＮＤ回路８５に“Ｈ”を出力する。ＡＮＤ回路８５に、立上りエッジ検出器８６−２から立上りパルスが入力される時に、このパルスが“Ｈ”となっていると、５bitカウンタ８７−１をカウントダウンするためのカウントダウン信号downが出力される。コンパレ一タ比較結果Ｓ７８は、高圧出力が目標電圧Ｖ５３ａより低い間は“Ｈ”となるので、目標電圧Ｖ５３ａに到達するまでは、５bitカウンタ８７−１のカウント値を減算し、分周器９１から出力される駆動パルスＳ７２の平均周波数を下げる方向に制御される。コンパレ一タ比較結果Ｓ７８の“Ｈ”期間が、分周器９１の出力パルス幅の５０％より短くなると、５bitカウンタ８７−１へのカウントダウン信号downは“Ｌ”となって、カウントダウンは行われなくなる。
【００９９】
比較器８３−２は、Ｄラッチ８２−１の値と除算器８４−２の値とを比較する。この比較結果が、
（Ｄラッチ８２−１の値）＞（除算器８４−２の値）
の場合には、“Ｌ”をＡＮＤ回路８５に出力し、そうでない場合は、ＡＮＤ回路８５に“Ｈ”を出力する。言い換えれば、除算器２の分周器９１から出力されるパルス周期の２５％以下、コンパレ一タ比較結果Ｓ７８が“Ｌ”の場合に、ＡＮＤ回路８５に“Ｈ”を出力する。ＡＮＤ回路８５に、立上りエッジ検出器８６−２から立上りパルスが入力される時に、このパルスが“Ｈ”となっていると、５bitカウンタ８７−１をカウントアップするためのカウントアップ信号ｕｐが出力される。コンパレータ比較結果Ｓ７８は、高圧出力が目標電圧Ｖ５３ａより高い間は“Ｌ”となるので、目標電圧Ｖ５３ａに到達するまでは５bitカウンタ８７−１のカウント値を加算し、分周器９１から出力される駆動パルスＳ７２の平均周波数を上げる方向に制御される。コンパレ一タ比較結果Ｓ７８の“Ｈ”期間が、分周器９１の出力パルス幅の２５％より長くなると、５bitカウンタ８７−１へのカウントアップ信号ｕｐは“Ｌ”となって、カウントダウンは行われなくなる。
【０１００】
以上２つの比較器８３−１，８３−２の比較結果により、５bitカウンタ８７−１のカウント値がアップ／ダウンする。コンパレ一タ比較結果Ｓ７８の分周器９１の出力パルスに対する“Ｈ”デューティが、２５〜５０％となった場合には、５bitカウンタ８７−１の値が保持されて平均周波数が固定される。
【０１０１】
コンパレ一タ比較結果Ｓ７８が目標電圧Ｖ５３ａになった時の波形が、図７に示されている。目標電圧設定手段であるＤＡＣ５３により設定される目標電圧Ｖ５３ａ（実線）と、出力電圧変換手段７７の出力電圧（破線）とが、コンパレータ７８ａで比較され、この比較結果Ｓ７８を表す矩形波が出力される。このデューティが２５〜５０％となるまで、平均周波数が上下されて出力電圧が制御される。
【０１０２】
なお、本実施例１では、比較結果Ｓ７８を表す矩形波のデューティを２５〜５０％としたが、この値に限るものではない。回路を簡易なものとして前記の値としたが、コンパレ一タ比較結果Ｓ７８が、圧電トランス駆動回路７４に入力されるスイッチング手段であるＮＭＯＳ７４ａに印加されるパルス周期内で、“Ｈ”と“Ｌ”の期間をそれぞれ有していれば良く、出力電圧変換手段７７から出力される電圧の実効値とＤＡＣ５３ａの目標電圧Ｖ５３ａとが完全に等しくなる必要はない。本実施例１の目的は、目標電圧設定手段であるＤＡＣ５３ａにより設定される目標電圧Ｖ５３ａによって安定した定電圧制御を行うことであり、目標電圧設定手段であるＤＡＣ５３ａの１０bit値と、高圧出力電圧の関係は実験等により算出した式もしくはテーブル等を用いても良い。
【０１０３】
本実施例１の高圧出力と周波数制御の関係が、図１０に示されている。ＯＮ／ＯＦＦ信号を“Ｈ”にすると、出力セレクタ９２から駆動パルスＳ７２が出力され、高圧出力が立ち上がる。コンパレ一タ比較結果Ｓ７８が“Ｈ”の間は、平均周波数が約１２Ｈｚずつ減少していく。高圧出力が目標電圧Ｖ５３ａに到達すると、コンパレ一タ比較結果Ｓ７８が“Ｌ”となり、今度は平均周波数が約１２Ｈｚずつ増加していく。目標電圧Ｖ５３ａになると、コンパレ一タ比較結果Ｓ７８を表す信号が矩形波となり、周波数が固定されて定電圧が出力される。又、この状態で負荷変動や圧電トランス７５の状態によって出力電圧が上下しても、コンパレータ比較結果Ｓ７８が変化するので、直ちに所定の出力電圧になるよう平均周波数が制御される。
【０１０４】
プリンタエンジン制御部５３は、所定のタイミングでＯＮ／ＯＦＦ信号を“Ｌ”にすることにより、高圧出力をＯＦＦする。更にプリンタエンジン制御部５３は、次のＯＮ／ＯＦＦ信号を“Ｈ”にするまでの間に、リセット信号RESETを“Ｌ”にしてカウンタ値等を再度初期化する。
【０１０５】
（実施例１の他の変形例）
本実施例１では、前述した変形例の他に、更に、以下の（ａ）〜（ｋ）のような変形例を採用することも可能である。
【０１０６】
（ａ）  本実施例１では、リセット信号RESETとＯＮ／ＯＦＦ信号を設けているが、ＯＮ／ＯＦＦ信号の“Ｌ”時をリセット信号ＲＥＳＥとしても良い。
【０１０７】
（ｂ）  発振器７１から供給されるクロックＣＬＫの周波数を３３．３３ＭＨｚ、分周比を変化させるパルスを３２個の組としたが、２５ＭＨｚで４８個、５０ＭＨｚで２４個等の組合せにしても良い。
【０１０８】
（ｃ）  平均周波数を変化させる周期を３２パルス周期としているが、６４パルス周期でも良いし、パルス周期と同期させずに所定時間のタイマで変化させても良い。但し、この場合のタイマ周期は、３２パルス周期以上とする。又、ここで言う３２パルスは本実施例１での値であり、前記のように５０ＭＨｚで２４個という組合せであれば２４パルスとなるし、２５ＭＨｚで４８個となれば４８パルスとなる。要するに定電圧制御時の周波数制御の平均周波数変化幅を２０Ｈｚ以下とするように制御することである。
【０１０９】
（ｄ）  共振周波数約１１０ｋＨｚ、駆動周波数範囲１１０〜１３０ＫＨｚの圧電トランス７５を用いたが、これよりサイズの小さい駆動周波数が高い圧電トランスを使用しても良いし、あるいは、サイズの大きな駆動周波数の低い圧電トランスを用いても良い。
【０１１０】
（ｅ）  本実施例１では、駆動周波数の上下限を設定するカウンタ値を固定値として制御部７２内に持たせているが、プリンタエンジン制御部５３から送信して設定するようにしても良い。又、固定値ではなく、個々の圧電トランス７５の特性を測定して不揮発性メモリ等にリミット値を記憶させて利用しても良い。
【０１１１】
（ｆ）  本実施例１では、圧電トランス駆動開始周波数を固定値として制御部７２内に持たせているが、目標電圧Ｖ５３ａを設定するＤＡＣ設定値に応じて可変とし、プリンタエンジン制御部５３から制御部７２の入力ポートＩＮ１へ送信させても良い。
【０１１２】
（ｇ）  圧電トランス７５を駆動する制御部７２を電源装置７０内に設けているが、プリンタエンジン制御部５３におけるＬＳＩ等内に組み込むことも可能である。
【０１１３】
（ｈ）  転写用電源装置１回路として説明したが、同じ回路を並置することにより、複数チャンネルの制御をすることは容易である。カラー画像形成装置では通常４チャンネルの転写高圧チャンネルを有するが、本実施例１の構成においては、高圧出力ＯＮ／ＯＦＦ時のみプリンタエンジン制御部５３からの信号を切り替えるのみで、プリンタエンジン制御部５３に通常使用されるマイクロプロセッサ又はＬＳＩ等に特殊な物を必要としない。更に、転写以外の帯電バイアスや現像バイアスといった高圧出力全てを圧電トランス７５による回路で構成した場合でも、各回路の部品定数等をそれぞれに最適なものを選択すれば、容易に１０〜２０チャンネル程度の構成にすることも可能である。
【０１１４】
（ｉ）  出力可変の転写用電源装置７０を構成するために、目標電圧指示手段としてＤＡＣ５３ａを用いて説明したが、出力可変の必要がない高圧出力に使用する場合には、ツェナーダイオードや、抵抗分圧による定電圧回路等を目標電圧指示手段としてコンパレ一タ７８ａに入力する構成としても良い。
【０１１５】
（ｊ）  本実施例１では、正バイアスの電源装置７０について説明したが、負バイアスの電源装置でも、出力電圧変換手段７７においてオペアンプ７７ｄの反転増幅回路等を用いることにより、容易に実現可能である。
【０１１６】
（ｋ）  本実施例１では周期の異なるパルスを分周比を変化させて生成しているが、出力電圧比較手段の出力を矩形波となるように制御し、定電圧制御を実現する一例であり、駆動パルス出力をデジタル回路で構成する全ての場合に適用可能である。
【０１１７】
（実施例１の効果）
本実施例１によれば、次の（１）〜（３）のような効果がある。
【０１１８】
（１）  圧電トランス７５の２次側出力端子７５ｂにおける整流出力の分圧出力と、目標電圧指示手段によるＤＡＣ出力をコンパレ一タ７８ａに入力し、このコンパレ一タ出力が矩形波となるように制御している。そのため、低い高圧出力から圧電トランス７５の共振周波数に近い高い高圧出力まで、安定した定電圧制御が可能となる。しかも、広い出力範囲を得ることができるので、環境によらず、安定した出力が可能となり、更に濃度段差や横筋のない安定した画像を得ることができる。
【０１１９】
（２）  駆動パルスＳ７２、及びコンパレ一タ比較結果Ｓ７８共にデジタル信号としているので、ＬＳＩ等の集積化した回路により実現可能となり、部品点数を大幅に削減できる。更に、圧電トランス７５の共振周波数以下に駆動周波数が変化しないようにカウンタ初期値レジスタ９３及びカウンタ上限値レジスタ９４の分周比リミッタを設けたので、瞬間的な負荷変動等によって駆動周波数が、圧電トランス７５の共振周波数より低い周波数に制御されることによって、高圧出力が低い電圧に制御されてしまうという問題もなくなる。
【０１２０】
（３）  駆動パルス７２の発生及び周波数制御を、ＣＰＵのプログラムコード等を用いずに実現したので、多チャンネル化しても、安定した定電圧制御が可能となる。更に、分周比の異なる駆動パルスＳ７２を混合させることにより、位相同期回路（ＰＬＬ）等の逓倍回路を使うよりも、平均周波数分解能を容易に高くすることが可能となる。
【実施例２】
【０１２１】
本発明の実施例２では、実施例１における図３の画像形成装置１及び図４の制御回路の構成と同様であり、実施例１における図２の電源装置７０と構成が異なるので、以下、本実施例２の電源装置について説明する。
【０１２２】
（電源装置の構成）
図１１は、本発明の実施例２における電源装置の概略の構成を示すブロック図であり、実施例１の電源装置を示す図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【０１２３】
本実施例２の電源装置７０Ａは、実施例１と同様に、各色の１回路のみが示されており、実施例１の制御部７２及び出力電圧比較手段７８とは異なる構成の制御部７２Ａ及び比較手段（例えば、出力電圧比較手段）７８Ａが設けられ、更に、第２の目標電圧設定手段（例えば、電圧変換手段）７９が追加されている。その他の構成は、実施例１と同様である。
【０１２４】
本実施例２の制御部７２Ａは、発振器７１から供給されるクロックＣＬＫに同期して動作し、プリンタエンジン制御部５３により制御されて駆動パルスＳ７２Ａを出力する回路であり、実施例１と同様のクロック入力ポートＣＬＫ＿ＩＮ、入力ポートＩＮ２、リセット入力ポートＩＮ３、及び駆動パルスＳ７２Ａを出力する出力ポートＯＵＴ１と、実施例１の１チャンネルの入力ポートＩＮ１とは異なり、２チャンネルの比較結果Ｓ７８−１，Ｓ７８−２を入力する入力ポートＩＮ１−１，ＩＮ１−２とを有している。この制御部７２Ａは、実施例１と同様に、ＡＳＩＣ、ＣＰＵを内蔵したマイクロプロセッサ、あるいはＦＰＧＡ等により構成されている。出力電圧比較手段７８Ａは、２チャンネル構成であり、出力電圧変換手段７７の出力電圧と、プリンタエンジン制御部５３内の第１の目標電圧設定手段（例えば、ＤＡＣ）５３ａから出力された目標電圧Ｖ５３ａ及び電圧変換手段７９の出力電圧とを比較して、この２チャンネルの比較結果Ｓ７８−１，Ｓ７８−２を制御部７２Ａの入力ポートＩＮ１−１，ＩＮ１−２へ入力するものである。
【０１２５】
図１２は、図１１の電源装置７０Ａにおける詳細な構成例を示す回路図であり、実施例１を示す図２中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【０１２６】
出力電圧比較手段７８Ａは、２チャンネルのコンパレータ７８ａ−１，７８ａ−２と、ＤＣ３．３Ｖの電源７８ｂと、２つのプルアップ抵抗７８ｃ−１，７８ｃ−２とを有している。一方のコンパレータ７８ａ−１は、出力電圧変換手段７７の出力電圧が入力される「−」入力端子と、ＤＡＣ５３ａから出力された目標電圧Ｖ５３ａを入力する「＋」入力端子とを有し、この出力端子が、プルアップ抵抗７８ｃ−１を介してＤＣ３．３Ｖの電源７８ｂに接続されると共に、制御部７２Ａの入力ポートＩＮ１−１に接続されている。他方のコンパレータ７８ａ−２は、出力電圧変換手段７７の出力電圧が入力される「−」入力端子と、電圧変換手段７９の出力電圧を入力する「＋」入力端子とを有し、この出力端子が、プルアップ抵抗７８ｃ−２を介してＤＣ３．３Ｖの電源７８ｂに接続されると共に、制御部７２Ａの入力ポートＩＮ１−２に接続されている。
【０１２７】
電圧変換手段７９は、定電圧回路（例えば、ＤＡＣ５３ａから出力された目標電圧Ｖ５３ａを分圧する２つの分圧抵抗７９ａ，７９ｂ）により構成されている。２つの分圧抵抗７９ａ，７９ｂは、ＤＡＣ５３ａの出力端子とグランドＧＮＤとの間に直列に接続されている。他方の分圧抵抗７９ｂは、一方の分圧抵抗７９ａの２倍の抵抗値を有している。ＤＡＣ５３ａから出力された目標電圧Ｖ５３ａは、２つの分圧抵抗７９ａ，７９ｂにより２／３のレベルの電圧値に分圧され、コンパレータ７８ａ−２の「＋」入力端子に入力される構成になっている。その他の構成は、実施例１と同様である。
【０１２８】
（電源装置内の制御部の構成）
図１３は、図１２中の制御部７２Ａを示す構成図であり、実施例１の制御部７２を示す図６中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【０１２９】
本実施例２の制御部７２Ａでは、実施例１の制御部７２に対して、立上りエッジセレクタ９３が追加されている。立上りエッジセレクタ９３は、コンパレータ７８ａ−２の比較結果Ｓ７８−２を入力する入力ポートＩＮ１−２、ＡＮＤ回路８５、立上りエッジ検出器８６−２、及びＤラッチ８２−２に接続され、比較結果Ｓ７８−２が“Ｈ”の間は立上りエッジ検出器８６−１の検出信号を選択してＡＮＤ回路８５に出力し、比較結果Ｓ７８−２が“Ｌ”の間は立上りエッジ検出器８６−２の検出信号を選択してＡＮＤ回路８５に出力する回路である。
【０１３０】
コンパレータ７８ａ−１の比較結果Ｓ７８−１を入力する入力ポートＩＮ１−１は、実施例１と同様に、アップカウンタ８１に接続されている。よって、コンパレ一タ７８ａ−２の比較結果Ｓ７８−２が“Ｌ”の場合は、実施例１の制御部７２と同様の動作を行う構成になっている。カウンタ初期値レジスタ９３には、２５６が設定される。上限値を設定するカウンタ上限値レジスタ９４には、実施例１と同様に３０１が設定される。その他の構成は、実施例１と同様である。
【０１３１】
（実施例２の動作）
本実施例２では、図３の画像形成装置１及び図４の制御回路の動作が実施例１と同様である。以下、実施例１と異なる部分の動作を説明する。
【０１３２】
図１１中の制御部７２Ａは、実施例１における図１中の制御部７２に対して、入力ポートＩＮ１−２が１個増えている。出力電圧比較手段７８Ａは、出力電圧変換手段７７の出力電圧と、プリンタエンジン制御部５３内のＤＡＣ５３ａから出力される目標電圧Ｖ５３ａ及びこの目標電圧Ｖ５３ａを電圧変換手段７９により２／３に分圧した電圧とを比較し、出力電圧変換手段７７の出力電圧と目標電圧Ｖ５３ａとの比較結果Ｓ７８−１を制御部７２Ａの入力ポートＩＮ１−１に入力に、出力電圧変換手段７７の出力電圧と目標電圧Ｖ５３ａを２／３に分圧した電圧との比較結果Ｓ７８−２を入力ポートＩＮ１−２に入力する。
【０１３３】
制御部７２Ａの入力ポートＩＮｌ−１に入力された比較結果Ｓ７８−１は、実施例１と同様に、定電圧制御するための信号として利用される。入力ポートＩＮ１−２に入力された比較結果Ｓ７８−２は、比較結果Ｓ７８−１が目標電圧Ｖ５３ａに到達して“Ｌ”に切り替わるより前に、目標電圧Ｖ５３ａの２／３の電圧に到達する時に“Ｌ”に切り替わる。制御部７２Ａは、入力された比較結果Ｓ７８−２が“Ｈ”の期間、出力ノードＯＵＴｌから出力される駆動パルスＳ７２Ａの平均周波数を変化させる周期を短い期間とすることにより、目標電圧Ｖ５３ａに必要な周波数になるまでの時間を実施例１より早くし、これに伴い駆動開始周波数を１３０．２１ＫＨｚと高くすることにより、低い高圧出力も可能になっている。
【０１３４】
プリンタエンジン制御部５３は、プレバイアスである６００Ｖに相当するＤＡＣ値０．３０Ｖ、３．３Ｖ１０bitＤＡＣ５３ａを有し、このＤＡＣ５３ａに０５ＤＨを設定する。次に、プリンタエンジン制御部５３は、出力ポートＯＵＴ３から出力するリセット信号RESETを“Ｌ”にして、制御部７２Ａ内のレジスタ等を実施例１と同様に初期化する。
【０１３５】
プリンタエンジン制御部５３は、印字動作に入り、各感光体ドラム３２（＝３２Ｋ，３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ）、及び転写ベルト駆動ローラ６の駆動を始めた後、出力ポートＯＵＴ２から出力するＯＮ／ＯＦＦ信号を“Ｈ”にして転写出力をＯＮにする。転写バイアス５ＫＶに対応する２．５Ｖ、３．３Ｖ１０bitＤＡＣ５３ａであるので、制御部７２Ａによりプレバイアス６００Ｖが印加された後、用紙１５が搬送される所定のタイミングにて、実施例１と同様、ＤＡＣ５３ａから出力される目標電圧Ｖ５３ａの値を３０７Ｈに設定する。制御部７２Ａは、前記ＤＡＣ設定値による２．５Ｖと、コンパレータ７８ａ−１，７８ａ−２の比較結果Ｓ７８−１，Ｓ７８−２が入力される入力ポートＩＮｌ−１，ＩＮ１−２の値とに応じて、出力ポートＯＵＴｌから出力する駆動パルスＳ７２Ａの平均周波数を制御して、転写バイアス５ＫＶを出力する。用紙後端となる所定のタイミングでＯＮ／ＯＦＦ信号を“Ｌ”にし、制御部７２Ａから出力される駆動パルスＳ７２Ａを停止して高圧バイアス印加を終了する。
【０１３６】
次に、図１３に示す制御部７２Ａの動作を詳細に説明する。
プレバイアスとしてＤＡＣ５３ａから目標電圧０．３Ｖが出力され、図１２で示されるコンパレータ７８ａ−１の「＋」入力端子には０．３Ｖが入力され、コンパレ一タ７８ａ−２の「＋」入力端子には分圧された０．２Ｖが入力される。入力ポートＩＮ３に入力されるリセット信号RESETを予め“Ｌ”にすることにより、内部のレジスタは実施例１と同様に初期化され、カウンタ初期値レジスタ９３に設定されている値２５６が分周カウンタ８８に設定される。
【０１３７】
入力ポートＩＮ２に入力されるＯＮ／ＯＦＦ信号が、プリンタエンジン制御部５３により所定のタイミングで“Ｈ”に切り替えられると、圧電トランス７５が駆動される。駆動開始時は駆動周波数１３０．２１ＫＨｚで、高圧出力は１００Ｖに満たないので、コンパレ一タ７８ａ−１から出力される比較結果Ｓ７８−１及びコンパレータ７８ａ−２から出力される比較結果Ｓ７８−２が共に“Ｈ”となる。その結果、立上りエッジ検出セレクタ９３の入力は“Ｈ”となり、立上りエッジ検出器８６−１のパルスが選択され、ＡＮＤ回路８５に入力される。コンパレ一タ７８ａ−１から出力される比較結果Ｓ７８−１は“Ｈ”であるので、分周器９１の出力する駆動パルスＳ７２Ａの立上りエッジ（正確には立上りエッジに１クロックサイクル遅れで）で、５bitカウンタ８７−１のカウント値がカウントアップされ、その結果、実施例１と同様に、分周器９１から出力される駆動パルスＳ７２Ａの平均周波数が下がっていく。
【０１３８】
駆動平均周波数が下がることにより、高圧出力は上昇する。高圧出力が４００Ｖを越えると、コンパレ一タ７８ａ−２の比較結果Ｓ７８−２が“Ｌ”となる。立上りエッジ検出セレクタ９３の入力は“Ｌ”となり、立上りエッジ検出器８６−２のパルスが選択され、ＡＮＤ回路８５に入力される。以降は実施例１と同様に、分周器９１から出力される駆動パルス３２パルス毎に５bitカウンタ８７−１のカウント値が変更され、高圧出力が６００Ｖに定電圧制御される。
【０１３９】
次に、所定のタイミングで、ＤＡＣ５３ａから出力される目標電圧Ｖ５３ａの値が２．５Ｖに変更され、目標高圧出力値が５ＫＶに設定される。その結果、コンパレ一タ７８ａ−２の比較結果Ｓ７８−２が再度“Ｈ”となり、５bitカウンタ８７−１のカウントアップ周期が前記と同様に、分周器９１の出力するパルス周期となる。高圧出力が３．３３４ＫＶとなると、再度、コンパレータ７８ａ−２の比較結果Ｓ７８−２が“Ｌ”となり、前記と同様に５bitカウンタ８７−１のカウントアップ周期が、分周器９１の出力パルス、３２パルス周期に切り替えられ、以降、実施例１と同様に５ＫＶに定電圧制御される。
【０１４０】
高圧出力は、ＯＮ／ＯＦＦ信号が所定のタイミングで“Ｌ”に切り替えられることにより、ＯＦＦする。図５には、実施例１と同様に、本実施例２の圧電トランス駆動回路７４での高圧出力の周波数特性が模式的に示されている。
【０１４１】
図５において、共振周波数ｆｘで高圧出力は極大値ＨＶ２を取り、周波数ｆｙで極小値となるが、そこから周波数をｆｚに上げると、高圧出力が１ＫＶ以上となってしまう。この周波数ｆｚは、スプリアス周波数と呼ばれる。従来のＶＣＯを使用した回路では、発振開始周波数がこのスプリアス周波数ｆｚより高くなってしまうために、図５に示すスプリアス電圧ＨＶｌより低い高圧出力に制御するのが困難であった。例えば、前記スプリアス電圧ＨＶｌより低い目標電圧にてプレバイアスを印加した場合に、周波数ｆｚより高い周波数に制御される。そこからスプリアス電圧ＨＶｌより高い転写電圧に切り替える際に、周波数ｆｚを越えて低い周波数に制御されると、一旦高圧出力が数百Ｖ低下した後、目標電圧Ｖ５３ａに到達する。電圧出力の低下と立上り時間の双方に問題が発生する。これに対し、本実施例２においては、デジタル回路により開始周波数は任意に設定可能となるので、このような問題を回避可能である。
【０１４２】
（実施例２の変形例）
本実施例２では、実施例１とほぼ同様の変形例の他に、更に、以下の（ａ）〜（ｅ）のような変形例を採用することも可能である。
【０１４３】
（ａ）  ２チャンネルのコンパレ一タ７８ａ−１，７８ａ−２を用いて目標電圧Ｖ５３ａと目標電圧Ｖ５３ａ以下の周波数切替電圧を設定しているが、目標電圧Ｖ５３ａと周波数切替電圧の選択をＴＴＬ信号等で制御部７２Ａに入力し、コンパレ一タ出力を１チャンネルとして、ＤＡＣ５３ａの出力を周波数切替電圧と目標電圧Ｖ５３ａに切り替えても良い。
【０１４４】
（ｂ）  立上り時の周波数切替電圧を目標電圧Ｖ５３ａの２／３としているが、回路特性等により最適値は変わり、この値の限りではない。又、周波数切替電圧をＤＡＣ等を用いて可変できるようにしても良い。
【０１４５】
（ｃ）  立上り時の周波数変更周期を、分周器９１のパルス毎に５bitカウンタ８７−１のカウント値を変更することによって構成しているが、周波数変更周期はタイマ等によるカウンタによっても構わないし、変更周期も１カウント毎にする必要はない。立上り速度とオーバシュートの許容値等によって周波数切替電圧、周波数切替速度を任意に選択することが可能である。
【０１４６】
（ｄ）  本実施例２では、定電圧制御を行うための周波数切替速度は高圧出力の立上り速度に制限を加えてしまうために、立上り時のみ周波数切替速度を早くしたことを特徴とする。そして、本実施例２では、定電圧制御に入る前の立上り時の周波数切替をコンパレータ７８ａ−１，７８ａ−２の比較結果Ｓ７８−１，Ｓ７８−２によって行っているが、定電圧制御目標電圧値の設定をコンパレータ出力により制御し、立上り時は、出力電圧変換手段７７の出力電圧をプリンタエンジン制御部５３内のアナログ／デジタル変換器（以下「ＡＤコンバータ」という。）等に入力し、プリンタエンジン制御部５３から前記ＡＤコンバータの入力値に応じて制御部７２Ａに周波数切替信号を出力しても良い。
【０１４７】
（ｅ）  本実施例２では、制御部７２Ａとプリンタエンジン制御部５３のＣＰＵを使う構成としているが、両者を１チップ化することも可能であるし、制御部７２ＡをＦＰＧＡ等によっても実現可能である。
【０１４８】
（実施例２の効果）
本実施例２によれば、定電圧制御用の信号と高圧出力立上り監視用の信号を用いることにより、高圧出力立上り時と定電圧制御時の時定数を異なるものとして立上り時間が早く、且つ、共振周波数付近でも安定した定電圧制御が可能となる。更に、高圧出力開始時のスタート周波数をスプリアス周波数ｆｚより低い周波数としているので、スプリアス周波数ｆｚでの出力電圧より低い高電圧から共振周波数ｆｘ付近の高い高圧出力まで、リニアな出力を得ることができる。
【０１４９】
（その他の変形例）
本発明は、上記実施例や変形例に限定されず、更に、次のような他の変形例も適用可能である。
【０１５０】
実施例では、カラータンデム方式の画像形成装置１について説明したが、本発明は、カラーに限らずモノクロ等の画像形成装置や、複合機等の他の画像形成装置にも適用可能である。又、転写用の電源装置７０，７０Ａは、帯電等の他の高圧電源にも適用可能である。
【符号の説明】
【０１５１】
１      画像形成装置
５３      プリンタエンジン制御部
６０      高圧制御部
６１      帯電バイアス発生部
６２      現像バイアス発生器
６３      転写バイアス発生部
７０、７０Ａ      電源装置
７２，７２Ａ      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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【図１２】
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【図１３】
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