(57)【要約】【課題】ＡＣ電圧を任意の電圧に分圧することが可能な電源装置、電源制御装置及び画像形成装を提供することを目的としている。【解決手段】電源電圧を変換した交流電圧から正の電圧成分又は負の電圧成分の何れか一方の電圧を生成する生成部と、前記生成部により生成された電圧を、外部から供給される出力値制御信号に基づき分圧する分圧部と、を有することで、ＡＣ電圧を任意の電圧に分圧する。【選択図】図１５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源電圧を変換した交流電圧から正の電圧成分又は負の電圧成分の何れか一方の電圧を生成する生成部と、
前記生成部により生成された電圧を、外部から供給される出力値制御信号に基づき分圧する分圧部と、を有する電源装置。
【請求項２】
前記生成部は、
前記交流電圧に重畳するオフセット電圧を生成する電圧源を有し、前記交流電圧を前記正の電圧成分又は負の電圧成分の何れか一方にオフセットさせる請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記分圧部により分圧された電圧に重畳するバイアス電圧を前記オフセット電圧から生成するバイアス電圧生成部を有する請求項２記載の電源装置。
【請求項４】
前記電圧源は、当該電源装置が有する直流電源部あり、
前記直流電源部は、
前記交流電圧の振幅値と、前記直流電源部に設定された前記直流電源部の出力電圧の値とを比較した結果に基づき前記オフセット電圧を生成する請求項２又は３記載の電源装置。
【請求項５】
前記生成部は、
前記交流電圧を正の電圧成分と負の電圧成分に分離する極性分離部を有し、
前記出力値制御信号は、前記正の電圧成分に対応する第一の出力値制御信号と、前記負の電圧成分に対応する第二の出力値制御信号と、を含み、
前記分圧部は、
前記第一の出力値制御信号に基づき前記正の電圧成分を分圧する第一の分圧部と、
前記第二の出力値制御信号に基づき前記負の電圧成分を分圧する第二の分圧部と、を有し、
さらに分圧された前記正の電圧成分と前記負の電圧成分とを合成する合成部を有する請求項１記載の電源装置。
【請求項６】
前記分圧部は、
前記出力値制御信号がベースに供給されるトランジスタを有し、前記正の電圧成分又は負の電圧成分の分圧比は、前記出力値制御信号に応じた前記トランジスタのエミッタ−コレクタ間の抵抗により決定される請求項１乃至５の何れか一項に記載の電源装置。
【請求項７】
当該電源装置の出力電圧を所定レベルの電圧とするフィードバック回路と、
前記フィードバック回路の出力電圧と前記出力値制御信号が示す電圧とを比較し、比較結果を前記分圧部へ出力する比較回路を有する請求項１乃至６の何れか一項に記載の電源装置。
【請求項８】
前記分圧部は、
前記トランジスタとダーリントン接続される他のトランジスタを有し、
前記トランジスタと前記他のトランジスタのコレクタは並列に接続されており、前記他のトランジスタのエミッタは前記トランジスタのベースに接続されている請求項６記載の電源装置。
【請求項９】
電源装置と、前記電源装置を制御する制御部とを有する電源制御装置であって、
前記電源装置は、
電源電圧を変換した交流電圧から正の電圧成分又は負の電圧成分の何れか一方の電圧を生成する生成部と、
前記生成部により生成された電圧を、外部から供給される出力値制御信号に基づき分圧する分圧部と、を有する電源制御装置。
【請求項１０】
電源装置と、前記電源装置を制御する制御部とを有する電源制御装置により生成された電圧を用いて画像形成を行う画像形成装置であって、
前記電源装置は、
電源電圧を変換した交流電圧から正の電圧成分又は負の電圧成分の何れか一方の電圧を生成する生成部と、
前記生成部により生成された電圧を、外部から供給される出力値制御信号に基づき分圧する分圧部と、を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源電圧を変換した交流電圧を分圧する電源装置、電源制御装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真方式の画像形成装置では、帯電バイアス電圧、現像バイアス電圧にＡＣ（Alternating Current）電源とＤＣ（Direct Current）電源とが用いられる。特にカラー印刷を行う画像形成装置では、高圧出力端子が多数存在するため、ＤＣ電源から出力される電圧を分圧して各高圧出力端子へ供給することでＤＣ電源の数を減らし、低コスト化、小型化を実現している。
【０００３】
具体的には例えば従来のＤＣ電源は、共通トランスから生成した高電圧を各出力毎に独立して制御して任意の電圧に分圧する。例えば特許文献１には、直流電圧を分圧することが記載されている。また特許文献２には、ＦＥＴのソース・ドレイン電圧による電圧降下を利用し、出力電圧とＰＷＭ信号を比較してＦＥＴドライバを制御することで目標電圧を得ることが記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記のＤＣ電圧と同じようにＡＣ電圧を分圧しようとした場合、分圧を制御するトランジスタのエミッタ−コレクタ間に逆バイアスが印加されてトランジスタに不具合が生じ、任意に分圧されたＡＣ電圧を得ることができない。
【０００５】
本発明は、上記事情を鑑みてこれを解決するために成されたものであり、ＡＣ電圧を任意の電圧に分圧することが可能な電源装置、電源制御装置及び画像形成装置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】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成すべく以下の如き構成を採用した。
【０００７】
本発明の電源装置は、電源電圧を変換した交流電圧から正の電圧成分又は負の電圧成分の何れか一方の電圧を生成する生成部と、前記生成部により生成された電圧を、外部から供給される出力値制御信号に基づき分圧する分圧部と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ＡＣ電圧を任意の電圧に分圧することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第一の実施形態の画像形成装置の構成の概略を説明する図である
【図２】第一の実施形態の電源制御装置の構成を説明する図である。
【図３】第一の実施形態のＡＣ電源部の概略を説明する図である。
【図４】第二の実施形態のＡＣ電源部を説明する図である。
【図５】第三の実施形態のＡＣ電源部を説明する図である。
【図６】第三の実施形態の補償回路を説明する図である。
【図７】第三の実施形態のトランジスタの入力−出力特性を示す図である。
【図８】補償後のトランジスタの分圧電圧特性を示す図である。
【図９】第四の実施形態のＡＣ電源部を説明する図である。
【図１０】第五の実施形態のＡＣ電源部を説明する図である。
【図１１】第五の実施形態のトランジスタの入力−出力特性を示す図である。
【図１２】第六の実施形態のＡＣ電源部を説明する図である。
【図１３】第七の実施形態のトランジスタの入力―出力特性を示す図である。
【図１４】第八の実施形態のＡＣ電源部を説明する図である。
【図１５】第九の実施形態のＡＣ電源部を説明する図である。
【図１６】第十の実施形態の電源制御装置の構成を説明する図である。
【図１７】第十の実施形態のＡＣ電源部を説明する図である。
【図１８】オフセット電圧を説明する図である。
【図１９】部品点数の削減を説明する図である。
【図２０】複数の電圧出力部を有するＡＣ電源部の出力の例を示す図である。
【図２１】第十一の実施形態のＡＣ電源部を説明する図である。
【図２２】第十二の実施形態のＡＣ電源部を説明する第一の図である。
【図２３】第十二の実施形態のＡＣ電源部を説明する第二の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明では、ＡＣ（Alternating Current）電圧から正の電圧成分又は負の電圧成分を生成し、生成された電圧を用いてＡＣ電圧を任意の値に分圧する。
【００１１】
（第一の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第一の実施形態について説明する。図１は、第一の実施形態の画像形成装置の構成の概略を説明する図である。
【００１２】
図１は、本実施形態の画像形成装置の構成の概略を示す図である。
【００１３】
本実施形態の画像形成装置１００は、スキャナ部１１０と、プリンタ部１２０とを有する。本実施形態の画像形成装置１００においてスキャナ部１１０は、読み取った原稿（図示せず）の反射光を電気信号に変換し、さらにそのアナログ電気信号をデジタル画像信号に変換してプリンタ部１２０に出力する。プリンタ部１２０は、スキャナ部１１０から入力された画像データ、又は画像形成装置１００と接続されたコンピュータ等から送信された画像データに基づき画像形成動作を行なう。
【００１４】
本実施形態のプリンタ部１２０は、感光体ドラム１２１、帯電器１２２、書き込み装置１２３、現像装置１２４、給紙装置１２５、転写装置１２６、分離装置１２７、定着装置１２８等を有する。
【００１５】
本実施形態において、感光体ドラム１２１は帯電器１２２により均一に帯電される。画像形成装置１００に入力された画像データは、画像処理部（図示せず）で各種補正、各種変換・変倍等の処理がされた後に書き込み装置１２３に入力される。書き込み装置１２３は、入力された画像データに基づいてレーザ光を感光体ドラム１２１に照射する。感光体ドラム１２１上に形成された静電潜像は現像装置１２４により加熱溶融性のトナーにより現像され可視像化される。一方、給紙装置１２５から記録紙（図示せず）が給紙ローラ１３１により給紙され、搬送ローラ１３２を介してレジストローラ１３３へ搬送される。レジストローラ１３３は感光体ドラム１２１上のトナー像に同期して記録紙を送出する。この記録紙に、転写装置１２６の作用により感光体ドラム１２１上のトナー像が転写される。
【００１６】
そして、分離装置１２７の作用により記録紙が感光体ドラム１２１から分離され、搬送ガイド１３４に案内されて定着装置１２８に導かれる。記録紙上の未定着トナー像が定着装置１２８により加熱定着され、記録紙は排紙ローラ１３５により機外に排出される。また、感光体ドラム１２１は記録紙の分離後にクリーニング装置１３６により残留トナーが除去され、除電器１３７により残留電荷が消去される。
【００１７】
図２は、第一の実施形態の電源制御装置の構成を説明する図である。
【００１８】
本実施形態の電源制御装置２００は、負荷２１０と接続されており、負荷２１０に電圧を供給する。本実施形態の負荷とは、例えば帯電器１２２、現像装置１２４、転写装置１２６、定着装置１２８等である。電源制御装置２００から出力される電圧は、例えば帯電器１２２が感光体１２１を帯電させる帯電バイアス電圧や、現像装置１２４におれる現像バイアス電圧等に用いられる。
【００１９】
本実施形態の電源制御装置２００は、制御部２２０と電源装置２３０とを有する。制御部２２０はＣＰＵ２４０が搭載された制御基板である。本実施例の制御部２２０は、電源装置２３０を制御する。
【００２０】
電源装置２３０は、高圧電源を出力する高圧電源装置であり、ＡＣ電源部２５０、ＤＣ（Direct Current）電源部２６０を有する。
【００２１】
本実施形態の制御部２２０は、電源装置２３０に対して電源電圧Ｖｄｄを供給する。また本実施形態の制御部２２０は、電源装置２３０に対して出力値制御信号を出力する。本実施形態の電源装置２３０のＡＣ電源部２５０、ＤＣ電源部２６０は、出力値制御信号に対応した電圧を出力する。すなわち本実施形態のＡＣ電源部２５０は、電源電圧Ｖｄｄを交流電圧に変換し、出力値制御信号に対応したＡＣ電圧として出力する。また本実施形態のＤＣ電源部２６０は、電源電圧Ｖｄｄから出力値制御信号に対応したＤＣ電圧を生成し、出力する。
【００２２】
本実施形態の電源装置２３０では、ＡＣ電源部２５０においてＡＣ電圧を任意の電圧に分圧することができる。
【００２３】
以下に本実施形態のＡＣ電源部２５０について説明する。図３は、第一の実施形態のＡＣ電源部の概略を説明する図である。
【００２４】
本実施形態のＡＣ電源部２５０は、共通トランス２５１と、電圧出力部２７０とを有する。電圧出力部２７０は、極性分離部２５２、分圧部２５３、２５４、合成部２５５、トランジスタドライバ２５６、２５７を有する。
【００２５】
共通トランス２５１は、制御部２２０から供給される電源電圧ＶｄｄをＡＣ電圧に変換する。極性分離部２５２は、ダイオードＤ１、Ｄ２を有し、ＡＣ電圧を正の電圧成分と負の電圧成分とに分離する。具体的にはダイオードＤ１は、ＡＣ電圧から正の電圧成分を抽出し、ダイオードＤ２はＡＣ電圧から負の電圧成分を抽出する。
【００２６】
すなわちダイオードＤ１は共通トランス２５１から出力されるＡＣ電圧から正の電圧成分を生成する生成手段であり、ダイオードＤ２は共通トランス２５１から出力されるＡＣ電圧から負の電圧成分を生成する生成手段である。よって本実施形態の極性分離部２５２は、ＡＣ電圧から正の電圧成分又は負の電圧成分を生成する生成手段である。
【００２７】
分圧部２５３は、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、トランジスタＭ１を有する。分圧部２５３は、トランジスタドライバ２５６を介してトランジスタＭ１のベースに供給される出力値制御信号ＳＧ１に基づき、ダイオードＤ１から出力された正の電圧成分を分圧する。分圧部２５４は、抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ４、トランジスタＭ２を有する。分圧部２５４は、トランジスタドライバ２５７を介してトランジスタＭ２のベースに供給される出力値制御信号ＳＧ２に基づき、ダイオードＤ２から出力された負の電圧成分を分圧する。
【００２８】
合成部２５５は、スイッチ素子Ｓ１とスイッチ素子Ｓ２とを有し、分圧部２５３により分圧されたＡＣ電圧の正の電圧成分と、分圧部２５４により分圧されたＡＣ電圧の負の電圧成分とを合成する。
【００２９】
トランジスタドライバ２５６、２５７は、制御部２２０から出力される出力値制御信号ＳＧ１，ＳＧ２を分圧部２５３、２５４へ出力する。尚本実施形態において制御部２２０から出力される出力値制御信号ＳＧ１，ＳＧ２は、例えば電源装置２３０の目標出力電圧を示すＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号である。また本実施形態のトランジスタドライバ２５６、２５７は、例えば出力値制御信号（ＰＷＭ信号）の波形を平均化した電圧として出力する。
【００３０】
本実施形態のＡＣ電源部２５０では、ダイオードＤ１のアノードとダイオードＤ２のカソードとが共通トランス２５１と接続されている。ダイオードＤ１のカソードは、抵抗Ｒ１の一端と接続されている。抵抗Ｒ１の他端は、抵抗Ｒ２の一端と接続されている。抵抗Ｒ２の他端は、トランジスタＭ１のコレクタに接続されている。トランジスタＭ１のエミッタは接地されており、トランジスタＭ１のベースは、トランジスタドライバ２５６の出力と接続されている。トランジスタＭ１は、Ｎ型トランジスタである。抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点Ａは、スイッチ素子Ｓ１の一端と接続されている。
【００３１】
ダイオードＤ２のアノードは、抵抗Ｒ４の一端と接続されている。抵抗Ｒ４の他端は、抵抗Ｒ３の一端と接続されている。抵抗Ｒ３の他端は、トランジスタＭ２のコレクタに接続されている。トランジスタＭ２のエミッタは接地されており、トランジスタＭ２のベースは、トランジスタドライバ２５７の出力と接続されている。トランジスタＭ２は、Ｐ型トランジスタである。抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４との接続点Ｂは、スイッチ素子Ｓ２の一端と接続されている。
【００３２】
スイッチ素子Ｓ１の他端とスイッチ素子Ｓ２の他端とは接続されている。本実施形態のＡＣ電源部２５０は、スイッチ素子Ｓ１とスイッチ素子Ｓ２との接続点Ｃの電圧を出力電圧とする。
【００３３】
以下に本実施形態のＡＣ電源部２５０の動作を説明する。本実施形態のＡＣ電源部２５０は、共通トランス２５１から出力されるＡＣ電圧をダイオードＤ１とダイオードＤ２とにより正の電圧成分と負の電圧成分に極性を分離する。ダイオードＤ１からは正の電圧成分が出力され、ダイオードＤ２からは負の電圧成分が出力される。
【００３４】
ダイオードＤ１により分離された正の電圧成分は、出力値制御信号ＳＧ１がトランジスタＭ１のベースに供給されると、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点Ａにおいて、抵抗Ｒ１，Ｒ２及びトランジスタＭ１の抵抗により分圧される。トランジスタＭ１の抵抗とは、コレクターエミッタ間の抵抗である。トランジスタＭ１の抵抗は、出力値制御信号ＳＧ１によりベースに供給される電圧に応じて発生するトランジスタＭ１のコレクタ電流に連動して変化する。すなわち本実施形態では、出力値制御信号ＳＧ１によりベースに印加される電圧に応じてトランジスタＭ１の抵抗を変化させ、分圧比を調整できる。
【００３５】
ダイオードＤ２により分離された負の電圧成分は、出力値制御信号ＳＧ２によりトランジスタＭ２がオンされると、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４との接続点Ｂにおいて、抵抗Ｒ３,Ｒ４及びトランジスタＭ２の抵抗により分圧される。トランジスタＭ２の抵抗についても、トランジスタＭ１の抵抗と同様である。
【００３６】
分圧された正の電圧成分と負の電圧成分とは、スイッチ素子Ｓ１，Ｓ２のスイッチングにより合成される。具体的にはスイッチ素子Ｓ１は、接続点Ａの電圧が正の電圧成分である場合にオンされる。またスイッチ素子Ｓ２は、接続点Ｂの電圧が負の電圧成分である場合にオンされる。したがって接続点Ｃの電圧は、正の電圧成分と負の電圧成分とが合成されたＡＣ電圧となる。本実施形態のスイッチ素子Ｓ１，Ｓ２は、正の電圧成分と負の電圧成分のそれぞれにおいてオン／オフの制御が可能な素子であればよい。またスイッチ素子Ｓ１，Ｓ２のオン／オフの制御は、例えば図示しない制御信号により制御されても良い。この制御信号は、制御部２２０から出力されても良い。
【００３７】
本実施形態の分圧比は、例えば出力値制御信号ＳＧ１に基づきトランジスタＭ１のベースに印加される電圧により決定される。すなわち本実施形態では、制御部２２０から出力される出力値制御信号ＳＧ１に基づき分圧比を決定することができる。
【００３８】
以下に本実施形態の出力値制御信号ＳＧ１，ＳＧ２について説明する。本実施形態では、制御部２２０の有するＣＰＵ２４０が出力値制御信号ＳＧ１，ＳＧ２により分圧比を制御する。本実施形態のＣＰＵ２４０は、例えばＡＣ電源部２５０の出力電圧の目標値と、出力値制御信号ＳＧ１，ＳＧ２としてトランジスタドライバ２５６とトランジスタドライバ２５７とにそれぞれ供給するＰＷＭ信号のデューティとを対応付けた情報を保持している。
【００３９】
本実施形態の出力値制御信号ＳＧ１は、トランジスタＭ１の特性に合わせた信号であり、出力値制御信号ＳＧ２は、トランジスタＭ２の特性に合わせた信号である。また本実施形態の出力電圧の目標値は、例えばＡＣ電源部２５０から出力されるＡＣ電圧の振幅値である。
【００４０】
ＣＰＵ２４０は、例えば出力電圧の目標値とＰＷＭ信号のデューティとを対応付けたテーブルを保持していても良いし、目標値とデューティ値との関係を示す式を保持していても良い。
【００４１】
本実施形態の電源装置２００は、例えば画像形成装置１００本体の制御部から、ＡＣ電圧の目標値を指示されると、制御部２２０がこの指示に従ってＡＣ電源部２５０から目標値を出力させる。具体的には制御部２２０は、ＣＰＵ２４０により、指示された目標値と対応するデューティを参照し、参照したデューティの出力値制御信号ＳＧ１，ＳＧ２をＡＣ電源部２５０に出力する。ＡＣ電源部２５０では、出力値制御信号ＳＧ１，ＳＧ２に基づき共通トランス２５１から出力されるＡＣ電圧が分圧され、出力電圧として出力される。
【００４２】
このように本実施形態のＡＣ電源部２５０では、共通トランス２５１から出力されるＡＣ電圧を任意に分圧することができる。また本実施形態のＡＣ電源部２５０では、分圧比を決定するためにトランジスタＭ１，Ｍ２を有しているため、出力電圧（ＡＣ電圧）をリニアに制御することができる。
【００４３】
尚図３の例では、ＡＣ電源部２５０の出力電圧のチャンネル数を１チャンネルとしたが、複数チャンネル独立した出力電圧を得る場合には、共通トランス２５１に対して電圧出力部２７０を複数並列に接続すれば良い。
【００４４】
また本実施形態では、出力値制御信号の示す電圧に基づくトランジスタＭ１，Ｍ２の抵抗により分圧比を調整するものとしたが、これに限定されない。例えば印加された電圧により抵抗値が変化する素子であれば、トランジスタＭ１，Ｍ２の代わりに用いても良い。
【００４５】
（第二の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第二の実施形態について説明する。本発明の第二の実施形態は、合成前の正の電圧成分と負の電圧成分とをフィードバックさせる点のみ第一の実施形態と相違する。よって以下の第二の実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点についてのみ説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。
【００４６】
図４は、第二の実施形態のＡＣ電源部を説明する図である。本実施形態のＡＣ電源部２５０Ａは、電圧出力部２７０Ａを有する。電圧出力部２７０Ａは、出力ＦＢ（フィードバック）回路３１０，３１１、比較回路３１２，３１３を有する。
【００４７】
出力ＦＢ回路３１０は、接続点Ａの電圧を所定レベルの電圧に変換し、比較回路３１２へ出力する。具体的には出力ＦＢ回路３１０は、接続点Ａの電圧を１／１０程度の大きさの電圧とし、比較回路３１２へ出力する。比較回路３１２は、出力ＦＢ回路３１０からは出力される電圧の平均値と、出力値制御信号ＳＧ１の平均値とを比較し、出力ＦＢ回路３１０の出力の平均値を出力値制御信号ＳＧ１の平均値へ近づけるようにトランジスタドライバ２５６へ指示する。尚出力値制御信号ＳＧ１の平均値とは、出力電圧の目標値の平均値である。
【００４８】
出力ＦＢ回路３１１と比較回路３１３は、出力ＦＢ回路３１０と比較回路３１２と同様の動作を行う。比較回路３１３は、出力ＦＢ回路３１１の出力の平均値を出力値制御信号ＳＧ２の平均値へ近づけるようにトランジスタドライバ２５７へ指示する。
【００４９】
本実施形態のＡＣ電源部２５０Ａでは、このように合成前の正の電圧成分と負の電圧成分とに対して、それぞれを出力電圧の目標値に近づけるようにフィードバック制御を行う。
【００５０】
本実施形態では、この構成により、例えば環境変化や部品の特性のばらつき等により出力電圧が出力値制御信号ＳＧ１，ＳＧ２に対してずれることを防止でき、目標値に対して精度の良い出力電圧を得ることができる。
【００５１】
（第三の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第三の実施形態について説明する。本発明の第三の実施形態は、出力値制御信号ＳＧ１を補償する補償回路を有する点のみ第一の実施形態と相違する。よって以下の第三の実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点についてのみ説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。
【００５２】
図５は、第三の実施形態のＡＣ電源部を説明する図である。
【００５３】
本実施形態のＡＣ電源部２５０Ｂは、電圧出力部２７０Ｂを有する。電圧出力部２７０Ｂは、補償回路３２０を有する。本実施形態の補償回路３２０は、出力値制御信号ＳＧ１をトランジスタＭ２の特性にあった信号に補償する。補償回路３２０により補償された出力値制御信号ＳＧ１１は、トランジスタドライバ２５７に供給される。以下に本実施形態の補償回路３２０について説明する。
【００５４】
図６は、第三の実施形態の補償回路を説明する図である。本実施形態の補償回路３２０は、電圧変換回路３２１と、オフセット回路３２２とを有する。電圧変換回路３２１は、入力電圧を変換することで、トランジスタＭ２の動作範囲を変更し、トランジスタＭ２の特性の直線の傾きとトランジスタＭ１の特性の直線の傾きとを揃える。オフセット回路３２２は、電圧をオフセットすることトランジスタＭ２の動作領域を左右にずらし、トランジスタＭ１の動作範囲と一致するようにする。
【００５５】
図７は、第三の実施形態のトランジスタの入力−出力特性を示す図である。図７（Ａ）はトランジスタＭ１の入力−出力特性を示し、図７（Ｂ）はトランジスタＭ２の入力−出力特性を示す図である。図７では、横軸がトランジスタＭ１，Ｍ２のベースに供給する電圧を示し、縦軸はトランジスタＭ１，Ｍ２のエミッタ−コレクタ間電圧（分圧電圧）を示す。
【００５６】
図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、一般的にＮ型トランジスタであるトランジスタＭ１と、Ｐ型トランジスタであるトランジスタＭ２とでは動作領域が異なっており、線形的に応答する領域の傾きも異なる。本実施形態では、補償回路３２０により、トランジスタＭ１の動作領域とトランジスタＭ２の動作領域とが重なるように補償する。
【００５７】
図８は、補償後のトランジスタの分圧電圧特性を示す図である。図８（Ａ）はトランジスタＭ１の分圧電圧特性を示し、図８（Ｂ）はトランジスタＭ２の補償後の分圧電圧特性を示す図である。
【００５８】
図８（Ａ）のラインＬ１はトランジスタＭ１の線形領域における直線を示している。図８（Ｂ）のラインＬ２は補償前のトランジスタＭ２の線形領域における直線を示し、ラインＬ３は補償後のトランジスタＭ２の線形領域における直線を示している。
【００５９】
ラインＬ１とラインＬ２を比較すると、両者の傾きが異なっており、動作範囲も異なることがわかる。これに対してラインＬ３は、ラインＬ１と傾き及び動作範囲がほとんど等しくなっていることがわかる。
【００６０】
すなわち本実施形態では、補償回路３２０を設けることにより、トランジスタＭ１，Ｍ２の両方に対して出力値制御信号ＳＧ１を供給すれば良くなり、トランジスタＭ２の特性に合わせた出力値制御信号ＳＧ２を入力する必要がなくなる。よって本実施形態によれば、ＣＰＵ２４０から出力される信号を出力値制御信号ＳＧ１のみとすることができ、ＣＰＵ２４０の処理負荷やメモリ負荷を半減させることができる。
【００６１】
尚本実施形態では、補償回路３２０による補償対象を出力値制御信号ＳＧ１としたが、これに限定されない。例えば出力値制御信号ＳＧ２を補償回路３２０により補償し、トランジスタドライバ２５６に供給しても良い。
【００６２】
（第四の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第四の実施形態について説明する。本発明の第四の実施形態は、第二の実施形態と第三の実施形態との組み合わせである。
【００６３】
図９は、第四の実施形態のＡＣ電源部を説明する図である。本実施形態のＡＣ電源部２５０Ｃは、電圧出力部２７０Ｃを有する。電圧出力部２７０Ｃは、出力ＦＢ回路３１０，３１１、比較回路３１２，３１３、補償回路３２０を有する。本実施形態では、この構成により、トランジスタＭ１とトランジスタＭ２へ入力される入力電圧を一つの出力値制御信号ＳＧ１から生成することができる。
【００６４】
また本実施形態では、補償回路３２０を有することで、Ｎ型、Ｐ型両方のトランジスタＭ１，Ｍ２への入力電圧、分圧出力を揃えることができる。
【００６５】
また本実施形態では、出力ＦＢ回路３１０，３１１を有することで、両極性の分圧電圧を精度良く揃えることができる。したがって本実施形態では、例えば出力値制御信号ＳＧ１で示す目標値の振幅が変動した場合でも、分圧電圧の振幅の変化は両極性同じとなり、出力される電圧波形の中心値は変わらない。
【００６６】
例えば画像形成装置１００では、ＡＣ電圧の中心値がずれると、ずれた分が画像濃度に影響するという問題がある。本実施形態では、上述したようにＡＣ電源部２５０から出力されるＡＣ電圧の中心値のずれを低減できるためは、ＡＣ電圧の中心値がずれによる画像濃度の影響を低減できる。
【００６７】
尚本実施形態では、出力値制御信号ＳＧ１を補償回路３２０による補償対象としたが、これに限定されない。本実施形態では、出力値制御信号ＳＧ２を補償回路３２０による補償対象としても良い。
【００６８】
（第五の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第五の実施形態について説明する。本発明の第五の実施形態は、分圧部にダーリントン接続を用いた点のみ第一の実施形態と相違する。よって以下の第五の実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点についてのみ説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。
【００６９】
図１０は、第五の実施形態のＡＣ電源部を説明する図である。本実施形態のＡＣ電源部２５０Ｄは、電圧出力部２７０Ｄを有する。本実施形態の電圧出力部２７０Ｄは、分圧部２５３Ａ、２５４Ａを有する。
【００７０】
本実施形態の分圧部２５３Ａは、トランジスタＭ１，Ｍ３、抵抗Ｒ１，Ｒ２を有する。本実施形態では、トランジスタＭ１とトランジスタＭ３をダーリントン接続とした。ダーリントン接続とは、２個のトランジスタを、コレクタを並列に接続し、第１のトランジスタのエミッタを第２のトランジスタのベースに接続して、１個のトランジスタと同じように扱う方式である。
【００７１】
トランジスタＭ１のベースには、トランジスタＭ３のエミッタが接続されており、トランジスタＭ３のベースにトランジスタドライバ２５６を介して出力値制御信号ＳＧ１が供給される。トランジスタＭ３のコレクタはトランジスタＭ１のコレクタと抵抗Ｒ２との接続点と接続されている。トランジスタＭ３は、トランジスタＭ１と同じＮ型トランジスタである。
【００７２】
本実施形態の分圧部２５４Ａは、トランジスタＭ２，Ｍ４、抵抗Ｒ３，Ｒ４を有する。トランジスタＭ２のベースには、トランジスタＭ４のエミッタが接続されており、トランジスタＭ４のベースにトランジスタドライバ２５７を介して出力値制御信号ＳＧ２が供給される。トランジスタＭ４のコレクタはトランジスタＭ２のコレクタと抵抗Ｒ３との接続点と接続されている。トランジスタＭ４はトランジスタＭ２と同じＰ型トランジスタである。
【００７３】
本実施形態では、以上のように同じ種類のトランジスタをダーリントン接続することで、トランジスタの動作範囲を範囲に広げることが可能になる。
【００７４】
図１１は、第五の実施形態のトランジスタの入力−出力特性を示す図である。図１１では、トランジスタＭ１の入力−出力特性を示している。
【００７５】
トランジスタＭ３を接続しない場合のトランジスタＭ１の入力−出力特性は、図７（Ａ）に示される。この場合入力電圧の範囲は０．３７〜０．６２Ｖの０．２５Ｖである。これに対し、トランジスタＭ３を接続した場合のトランジスタＭ１の入力電圧の範囲は、０．６〜１．１Ｖの０．５Ｖとなる。
【００７６】
本実施形態では、このようにトランジスタＭ１の動作範囲を広げることで、出力値制御信号ＳＧ１で示す目標値を細かく変化させることができる。例えばトランジスタＭ３が接続されていない場合では、トランジスタＭ１への入力電圧が０．３７〜０．６２Ｖの範囲内で出力値制御信号ＳＧ１を設定する必要がある。これに対して本実施形態では、トランジスタＭ１への入力電圧が０．６〜１．１Ｖの範囲内で出力値制御信号ＳＧ１を設定すれば良い。よって本実施形態では出力値制御信号ＳＧ１による目標値の設定を高精度に行うことができ、その分出力電圧の変動を低減することができる。
【００７７】
尚図１１では、トランジスタＭ１と出力値制御信号ＳＧ１についてのみ示したが、トランジスタＭ２と出力値制御信号ＳＧ２についても同様のことが言える。
【００７８】
（第六の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第六の実施形態について説明する。本発明の第六の実施形態では、スイッチ素子にサイリスタを用いた点のみ第二の実施形態と相違する。よって以下の第六の実施形態の説明では、第二の実施形態との相違点についてのみ説明し、第二の実施形態と同様の機能構成を有するものには第二の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。
【００７９】
図１２は、第六の実施形態のＡＣ電源部を説明する図である。本実施形態のＡＣ電源部２５０Ｅは、電圧出力部２７０Ｅを有する。本実施形態の電圧出力部２７０Ｅは、合成部２５５Ａを有する。
【００８０】
合成部２５５Ａは、抵抗Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８と、サイリスタＤ１０，Ｄ２０を有する。本実施形態では、サイリスタＤ１０，Ｄ２０がスイッチ素子Ｓ１、Ｓ２の機能を果たす。
【００８１】
本実施形態の抵抗Ｒ５〜Ｒ８は、接続点Ａと接続点Ｂとの間で直列に接続されている。抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７の接続点Ｄは接地されている。サイリスタＤ１０のアノードは、抵抗Ｒ５の一端と接続点Ａとに接続されており、サイリスタＤ１０のカソードはサイリスタＤ２０のアノードと接続されている。本実施形態では、サイリスタＤ１０のカソードとサイリスタＤ２０のアノードとの接続点Ｃの電圧が出力電圧となる。
【００８２】
サイリスタＤ１０のベースは、抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６の接続点Ｅと接続されている。サイリスタＤ２０のカソードは、抵抗Ｒ８の一端と接続点Ｂとに接続されている。サイリスタＤ２０のベースは、抵抗Ｒ７と抵抗Ｒ８との接続点Ｆに接続されている。
【００８３】
本実施形態では、接続点Ａの電圧が正になると、接続点Ｅの電圧がサイリスタＤ１０のベース電圧となり、サイリスタＤ１０がオンされる。サイリスタＤ１０がオンされると、接続点Ａの電圧が接続点Ｃへ出力される。また本実施形態では、接続点Ｂの電圧が負になると、接続点Ｆの電圧がサイリスタＤ２０のベース電圧となり、サイリスタＤ２０がオンされる。サイリスタＤ２０がオンされると、接続点Ｂの電圧が接続点Ｃへ出力される。
【００８４】
したがって本実施形態では、接続点Ｃにおいて正の電圧成分と負の電圧成分とが合成されることになる。接続点Ｃで合成された電圧は、ＡＣ電圧としてＡＣ電源部２５０Ｅから出力される。
【００８５】
このように本実施形態では、サイリスタＤ１０，Ｄ２０をスイッチ素子として用いることで、自動的に正の電圧成分及び負の電圧成分が存在する場合にサイリスタＤ１０，Ｄ２０をオンさせることができ、常時適切なタイミングでスイッチングが可能となる。
【００８６】
（第七の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第七の実施形態について説明する。本発明の第七の実施形態は、出力値制御信号により示される入力電圧の範囲を所定の範囲とする点が第一ないし第六の実施形態と相違する。よって以下の第七の実施形態の説明では、第一ないし第六の実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００８７】
図１３は、第七の実施形態のトランジスタの入力―出力特性を示す図である。図１３は、トランジスタＭ１の入力−出力特性を示している。図１３では、横軸がトランジスタＭ１のベースに供給する入力電圧を示し、縦軸はトランジスタＭ１のエミッタ−コレクタ間電圧（分圧電圧）を示す。
【００８８】
本実施形態では、ＣＰＵ２４０が出力値制御信号ＳＧ１を生成する際に、トランジスタＭ１の動作領域のうち線形的な領域のみを使用する。トランジスタＭ１は、入力電圧が０．４Ｖ、０．６Ｖ付近において非線形的な応答性を示す。
【００８９】
本実施形態では、トランジスタＭ１の動作領域のうち、分圧電圧が高い側の非線形領域を除外し、線形的な領域のみを使用して出力値制御信号を生成する。図１３の例では、入力電圧が０．５Ｖ以上となるとトランジスタＭ１の応答が線形的になる線形領域である。よって本実施形態では、入力電圧０．５Ｖ以上の動作領域を使用領域Ｔとした。
【００９０】
このように応答が線形的な領域を使用領域Ｔとすれば、出力電圧の目標値に対するトランジスタＭ１の入力電圧を一次式で表すことができる。したがって本実施形態では、トランジスタＭ１の入力電圧を簡単な計算で求めることができ、ＣＰＵ２４０の処理の負荷を軽減できる。また本実施形態では、目標値に対するトランジスタＭ１の入力電圧を関連付けたテーブル等が不要となり、ＣＰＵ２４０のメモリ負荷を低減できる。
【００９１】
尚本実施形態では、入力電圧が０．６Ｖ以上の場合にもトランジスタＭ１の応答は非線形的となるが、画像形成装置１００の帯電、現像のＡＣ電圧において、低圧は使用しないため、この領域においては線形性が確保できなくても問題とならない。また本実施形態では、使用領域Ｔを、分圧電圧が低圧となる領域も除外した入力電圧が０．４Ｖ〜０．６Ｖまでの領域としても良い。
【００９２】
本実施形態では、例えば使用領域Ｔの範囲をトランジスタＭ１の特性に合わせて予め設定しておく。具体的には例えば、トランジスタＭ１の入力電圧が０．４Ｖのときの分圧電圧は３．０ＫＶであり、トランジスタＭ１の入力電圧が０．５Ｖのときの分圧電圧は２．４ＫＶである。したがって本実施形態のＣＰＵ２４０では、例えば設定可能な分圧比を１０％〜８０％としておけば良い。
【００９３】
尚本実施形態では、トランジスタＭ１についてのみ説明したが、トランジスタＭ２についても同様の制御が行われる。
【００９４】
（第八の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第八の実施形態について説明する。本発明の第八の実施形態は、電圧出力部からの出力をオフさせる機能を有する点のみ第六の実施形態と相違する。よって以下の第八の実施形態の説明では、第六の実施形態との相違点についてのみ説明し、第六の実施形態と同様の機能構成を有するものには第六の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。
【００９５】
図１４は、第八の実施形態のＡＣ電源部を説明する図である。本実施形態のＡＣ電源部２５０Ｆは、電圧出力部２７０Ｆを有する。本実施形態の電圧出力部２７０Ｆは、電圧出力部２７０Ｆから出力されるＡＣ電圧をオフさせるためのトランジスタＭ１０，Ｍ２０を有する。
【００９６】
トランジスタＭ１０は、コレクタが接続点Ｅと接続されており、エミッタが接地されている。またトランジスタＭ１０のベースには、制御部２２０から出力オフ制御信号ＳＧ３が供給される。トランジスタＭ１０は、Ｎ型トランジスタである。
【００９７】
トランジスタＭ２０は、エミッタが接地されており、コレクタが接続点Ｆと接続されている。またトランジスタＭ２０のベースには、インバータ２５８を介して反転された出力オフ制御信号ＳＧ３が供給される。トランジスタＭ２０は、Ｐ型トランジスタである。
【００９８】
サイリスタＤ１０，Ｄ２０を用いたＡＣ電源部２５０Ｆでは、スイッチング動作を分圧された正の電圧成分及び負の電圧成分に応じて自動的に行っている。このためＡＣ電源部２５０Ｆでは、共通トランス２５１から電圧が出力されている間はトランジスタＭ１，Ｍ２の入力電圧に関らず分圧電圧が出力される。
【００９９】
例えばＡＣ電源部２５０Ｆは、トランジスタＭ１の入力電圧が最大の場合、トランジスタＭ１，Ｍ２のオン／オフに関わらず共通トランス２５１から出力される電圧を出力する。またＡＣ電源部２５０Ｆは、トランジスタＭ１の入力電圧が最小の場合、トランジスタＭ１，Ｍ２のオン／オフに関わらず、抵抗Ｒ１，Ｒ２の分圧電圧を出力する。
【０１００】
ＡＣ電源部２５０Ｆの出力を０Ｖとするためには、共通トランス２５１をオフすれば良いが、例えば共通トランス２５１に複数の電圧出力部２７０Ｆが接続されていた場合、共通トランス２５１をオフすることができない。
【０１０１】
そこで本実施形態では、共通トランス２５１をオフさせることなく、ＡＣ電源部２５０Ｆの出力を０Ｖとする。
【０１０２】
本実施形態では、出力オフ制御信号ＳＧ３が入力されると、サイリスタＤ１０，Ｄ２０のゲート電圧をオフさせることで、ＡＣ電源部２５０Ｆの出力をオフさせる。
【０１０３】
本実施形態において、出力オフ制御信号ＳＧ３がハイレベル（以下、Ｈレベル）であった場合、トランジスタＭ１０をオンさせてサイリスタＤ１０のゲート電圧を強制的に接地レベルに落とし、サイリスタＤ１０の動作を停止させる。またＨレベルの出力オフ制御信号ＳＧ３がインバータ２５８に入力されると、反転されてローレベル（以下、Ｌレベル）の信号がトランジスタＭ２０のベースに供給され、トランジスタＭ２０がオンされる。トランジスタＭ２０がオンされると、サイリスタＤ２０のゲート電圧が接地レベルに落ち、サイリスタＤ２０の動作が停止する。
【０１０４】
したがって本実施形態のＡＣ電源部２５０Ｆの出力が０Ｖとなる。尚出力オフ制御信号ＳＧ３がＬレベルの場合には、トランジスタＭ１０，Ｍ２０はオフであり、サイリスタＤ１０，Ｄ２０は接続点Ａ，Ｂそれぞれの電圧に応じて動作する。
【０１０５】
（第九の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第九の実施形態について説明する。本実施形態では、ＡＣ電圧から正の電圧成分又は負の電圧成分を生成する方法として、ＡＣ電源部から出力されるＡＣ電圧を何れかの極性へオフセットさせる。以下の本実施形態の説明では、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。
【０１０６】
図１５は、第九の実施形態のＡＣ電源部を説明する図である。
【０１０７】
本実施形態のＡＣ電源部２８０は、共通トランス２５１と、電圧出力部３００とを有する。電圧出力部３００は、電圧源４１０、分圧部４２０、ＡＣ分圧部２５３Ａ、トランジスタドライバ２５６Ａ、抵抗Ｒ２０、コンデンサＣ１０を有する。
【０１０８】
本実施形態の電圧源４１０は、所定電圧Ｖｓを生成し、共通トランス２５１から出力されるＡＣ電圧に所定電圧Ｖｓを重畳させる。すなわち本実施形態では、所定電圧ＶｓがＡＣ電圧のオフセット電圧となり、ＡＣ電圧が正極側にシフトされる。尚本実施形態の所定電圧Ｖｓは、ＡＣ電圧が正の電圧成分又は負の電圧成分の何れか一方になるような値に設定されている。所定電圧Ｖｓが重畳されたＡＣ電圧は、ＡＣ分圧部２５３Ａへ供給される。
【０１０９】
また電圧源４１０は、所定電圧Ｖｓを分圧部４２０へ供給する。分圧部４２０は、ＡＣ電源部２８０の外部から供給される出力値制御信号ＳＧ１４にしたがって所定電圧Ｖｓを分圧し、ＡＣ分圧部２５３Ａにより分圧されたＡＣ電圧に重畳するバイアス電圧Ｖｓ１を生成する。すなわち分圧部４２０は、バイアス電圧生成手段である。
【０１１０】
本実施形態のＡＣ分圧部２５３Ａは、抵抗Ｒ１０、抵抗Ｒ１１、トランジスタＭ１０を有する。トランジスタＭ１０は、ｎ型トランジスタである。抵抗Ｒ１０と抵抗Ｒ１１との接続点Ｃは、コンデンサＣ１０の一端と接続されている。コンデンサＣ１０の他端は、出力端子Ｖｏｕｔと接続されている。またコンデンサＣ１０の他端は、抵抗Ｒ２０の一端と接続されている。本実施形態のコンデンサＣ１０は、カップリングコンデンサの役割を果たす。抵抗Ｒ２０の他端は、分圧部４２０の出力と接続されている。
【０１１１】
尚図１５は、ＡＣ電圧を正極側へシフトさせる場合を示している。本実施形態においてＡＣ電圧を負極側へシフトさせる場合には、トランジスタＭ１０をｐ型トランジスタとすれば良い。
【０１１２】
ＡＣ分圧部２５３Ａは、トランジスタドライバ２５６Ａを介してトランジスタＭ１０のベースに供給される出力値制御信号ＳＧ１３に基づき、所定電圧Ｖｓが重畳されたＡＣ電圧を分圧する。
【０１１３】
本実施形態の電圧出力部３００では、共通トランス２５１から出力されるＡＣ電圧に所定電圧Ｖｓを重畳することで、ＡＣ電圧を正極側の電圧か又は負極側の電圧かの何れか一方にオフセットさせる。よってＡＣ分圧部２５３Ａに供給されるＡＣ電圧は、正の電圧成分又は負の電圧成分の何れか一方となる。すなわち本実施形態では、電圧源４１０がＡＣ電圧から正の電圧成分又は負の電圧成分を生成する生成手段となる。
【０１１４】
本実施形態のＡＣ分圧部２５３Ａは、所定電圧Ｖｓが重畳されて正又は負の何れか一方の電圧成分となったＡＣ電圧を、出力値制御信号ＳＧ１３によりトランジスタＭ１０のベースに印加される電圧に応じてトランジスタＭ１０の抵抗を変化させ、分圧比を調整する。
【０１１５】
具体的には本実施形態のＡＣ分圧部２５３Ａは、入力されるＡＣ電圧の中心分圧Ｖｓ、振幅値Ｖａｃ、周波数ｆとしたとき、このＡＣ電圧を中心電圧Ｖｓ′、振幅値Ｖａｃ′、周波数ｆとなるように分圧する。中心電圧Ｖｓ′、振幅値Ｖａｃ′は、中心分圧Ｖｓ、振幅値Ｖａｃを分圧した電圧である。
【０１１６】
したがってＡＣ分圧部２５３Ａにおける抵抗Ｒ１０と抵抗Ｒ１１との接続点Ｃの電圧は、中心電圧Ｖｓ′、振幅値Ｖａｃ′、周波数ｆのＡＣ電圧となる。接続点ＣのＡＣ電圧は、コンデンサＣ１０を通過することで、ＤＣ成分であるを中心電圧Ｖｓ′が除去される。よってコンデンサＣ１０と抵抗Ｒ２０の接続点Ｄの電圧は、中心電圧０Ｖ、振幅値Ｖａｃ′、周波数ｆのＡＣ電圧となる。
【０１１７】
本実施形態のＡＣ電源部２８０の出力電圧は、接続点Ｄの電圧に、所定電圧Ｖｓを分圧部４２０で分圧したバイアス電圧Ｖｓ１が重畳された電圧となる。本実施形態では、バイアス電圧Ｖｓ１を接続点ＤのＡＣ電圧に重畳させることで、オフセットさせたＡＣ電圧を、予め定められたＡＣ電源部２８０の出力電圧の目標値とする。
【０１１８】
以上のように本実施形態では、共通トランス２５１から出力されるＡＣ電圧をオフセットさせることで正の電圧成分又は負の電圧成分を生成し、生成された電圧を外部から供給される出力値制御信号ＳＧ１３にしたがって分圧する。よって本実施形態では、ＡＣ電圧を任意の電圧に分圧することができる。
【０１１９】
（第十の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第十の実施形態について説明する。本発明の第十の実施形態では、電圧源を電源装置の有するＤＣ電源部とした点が第九の実施形態と相違する。よって以下の第十の実施形態では、第九の実施形態との相違点についてのみ説明し、第九の実施形態と同様の機能構成を有するものには第九の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。
【０１２０】
図１６は、第十の実施形態の電源制御装置の構成を説明する図である。
【０１２１】
本実施形態の電源制御装置２００Ａは、制御部２２０Ａと電源装置２３０Ａとを有する。制御部２２０ＡはＣＰＵ２４０Ａが搭載された制御基板である。本実施例の制御部２２０Ａは、電源装置２３０Ａを制御する。
【０１２２】
電源装置２３０Ａは、高圧電源を出力する高圧電源装置であり、ＡＣ電源部２８０Ａ、ＤＣ電源部２６０Ａを有する。
【０１２３】
本実施形態の制御部２２０Ａは、電源装置２３０Ａに対して電源電圧Ｖｄｄを供給する。また本実施形態の制御部２２０Ａは、電源装置２３０に対して出力値制御信号と、ＡＣ出電源部２８０Ａが出力するＡＣ電圧の周波数を指示する信号とを出力する。本実施形態の電源装置２３０ＡのＡＣ電源部２８０Ａ、ＤＣ電源部２６０Ａは、出力値制御信号に対応した電圧を出力する。
【０１２４】
本実施形態のＣＰＵ２４０Ａは、オフセット電圧決定部２４１、ＤＣ制御部２４２、メモリ２４３を有する。本実施形態のオフセット電圧決定部２４１は、ＡＣ電源部２８０Ａから出力されるＡＣ電圧の振幅値と、ＤＣ電源部２６０Ａから出力させるＤＣ電圧の値とに基づき、ＡＣ電圧に重畳させるオフセット電圧を決定する。
【０１２５】
本実施形態のＤＣ制御部２４２は、オフセット電圧決定部２４１により決定されたオフセット電圧をＤＣ電圧源２６０Ａから出力させる。また本実施形態のＤＣ制御部２４２は、決定されたオフセット電圧に基づき、後述する分圧部４２０Ａの分圧比を制御する。本実施形態のメモリ２４３には、ＡＣ電圧の振幅値Ｖａｃと、ＤＣ電圧源２６０Ａから出力されるＤＣ電圧の値とが格納されている。尚メモリ２４３には、電圧値Ｖａｃ／２が格納されていても良い。オフセット電圧決定部２４１とＤＣ制御部２４２の処理の詳細は後述する。
【０１２６】
以下に本実施形態のＡＣ電源部２８０Ａについて説明する。図１７は、第十の実施形態のＡＣ電源部を説明する図である。
【０１２７】
本実施形態のＡＣ電源部２８０Ａの電圧出力部３００Ａは、分圧部４２０Ａ、ＡＣ分圧部２５３Ａ、トランジスタドライバ２５６Ａ、抵抗Ｒ２０、コンデンサＣ１０を有する。本実施形態の電圧出力部３００Ａでは、電圧源４１０を設けず、ＤＣ電源部２６０Ａの有するＤＣトランス３３０から出力されるＤＣ電圧Ｖｄｃを所定電圧Ｖｓの代わりに使用する。
【０１２８】
すなわち本実施形態では、ＤＣトランス３３０から出力されるＤＣ電圧Ｖｄｃが、共通トランス２５１から出力されるＡＣ電圧に重畳される。ＡＣ分圧部２５３Ａは、ＤＣ電圧Ｖｄｃが重畳されたＡＣ電圧を分圧する。よって本実施形態の接続点Ｃの電圧は、ＤＣ電圧ＶｄｃとＡＣ電圧の振幅値ＶａｃとをＡＣ分圧部２５３Ａにより分圧した電圧となる。具体的には接続点Ｃの電圧は、中心電圧Ｖｄｃ′、振幅値Ｖａｃ′、周波数ｆのＡＣ電圧である。中心電圧Ｖｄｃ′、振幅値Ｖａｃ′は、ＤＣ電圧Ｖｄｃと振幅値ＶａｃとをＡＣ分圧部２５３Ａにより分圧した値である。
【０１２９】
この接続点Ｃの電圧は、コンデンサＣ１０を通過することで、中心電圧Ｖｄｃ′が除去される。よって接続点Ｄの電圧は、中心電圧０Ｖ、振幅値Ｖａｃ′、周波数ｆのＡＣ電圧となる。
【０１３０】
本実施形態の分圧部４２０Ａは、ＤＣトランス３３０から出力されるＤＣ電圧Ｖｄｃが供給される。本実施形態の分圧部４２０Ａは、出力値制御信号ＳＧ１４に基づきＤＣ電圧Ｖｄｃを分圧した電圧Ｖｄｃ２を出力する。電圧Ｖｄｃ２は、ＡＣ電源部２８０Ａの出力電圧を予め定められた目標値とするために、接続点Ｄの電圧に重畳されるバイアス電圧である。
【０１３１】
以下に図１８を参照して本実施形態のオフセット電圧決定部２４１とＤＣ制御部２４２の処理について説明する。
【０１３２】
図１８は、オフセット電圧を説明する図である。図１８（Ａ）は、共通トランスから出力されるオフセット前のＡＣ電圧の波形を示す図であり、図１８（Ｂ）はオフセット電圧の決定を説明する図である。
【０１３３】
本実施形態において、周波数ｆ、振幅値ＶａｃのＡＣ電圧を正又は負の何れか一方の極性に移動させる場合、オフセット電圧として最低でもＶａｃ／２が必要となる。
【０１３４】
本実施形態のオフセット電圧決定部２４１は、ＤＣ電源部２６０Ａにより共通トランス２５１から出力されるＡＣ電圧に重畳されるＤＣ電圧Ｖｄｃが電圧Ｖａｃ／２より小さい（Ｖａｃ／２＞Ｖｄｃ）場合、オフセット電圧をＶａｃ／２とする。
【０１３５】
また本実施形態のオフセット電圧決定部２４１は、ＤＣ電源部２６０Ａにより共通トランス２５１から出力されるＡＣ電圧に重畳されるＤＣ電圧Ｖｄｃが電圧Ｖａｃ／２より大きい（Ｖａｃ／２＜Ｖｄｃ）場合、オフセット電圧をＤＣ電圧Ｖｄｃとする。
【０１３６】
尚図１８（Ｂ）は、ＡＣ電圧を正極側にオフセットさせる例を示しているが、負極側にオフセットさせる場合は、Ｖａｃ／２＞Ｖｄｃ、Ｖａｃ／２＜Ｖｄｃの条件がそれぞれ逆になる。
【０１３７】
本実施形態のＤＣ制御部２４２は、オフセット電圧がＶａｃ／２と決定された場合、ＤＣ電源部２６０Ａから出力させるＤＣ電圧の値をＶａｃ／２とする。またＤＣ制御部２４２は、オフセット電圧がＶｄｃと決定された場合、ＤＣ電源部２６０Ａから出力させるＤＣ電圧の値をＶｄｃとする。
【０１３８】
また本実施形態のＤＣ制御部２４２は、決定されたオフセット電圧に対応した分圧比を出力値制御信号ＳＧ１４として分圧部４２０Ａに出力する。分圧部４２０Ａから出力されるバイアス電圧Ｖｄｃ２は、オフセット電圧がＶａｃ／２であるか、Ｖｄｃであるかによって変化する。本実施形態のＤＣ制御部２４２は、決定されたオフセット電圧に基づき、ＡＣ電圧源２８０Ａの出力電圧が目標値となるように分圧部４２０Ａの分圧比を制御する。
【０１３９】
以上のように本実施形態では、ＤＣ電源部２６０Ａの有するＤＣトランス３３０から出力されるＤＣ電圧Ｖｄｃを用いて共通トランス２５１から出力されるＡＣ電圧を正又は負の電圧成分とする。よって本実施形態では、ＤＣ電源部２６０ＡがＡＣ電圧から正の電圧成分又は負の電圧成分を生成手段となる。
【０１４０】
また本実施形態では、ＡＣ電圧を正の電圧成分と負の電圧成分とに分離せず、どちらか一方の極性にオフセットさせて分圧する。よって本実施形態では、ＡＣ電圧を両極性に分離して分圧する形態と比較すると、トランジスタを有する分圧部は１つで良く、部品点数を削減することができる。
【０１４１】
図１９は、部品点数の削減を説明する図である。図１９に示すＡＣ電源部２８０Ｂは、複数の電圧出力部３００Ａを有する。
【０１４２】
ＡＣ電源部２８０Ｂは、共通トランス２５１とＤＣトランス３３０とに、複数の電圧出力部３００Ａが並列に接続されている。このように出力電圧部３００Ａを複数有するＡＣ電源部２８０Ｂでは、部品点数の削減効果がより顕著となる。
【０１４３】
本実施形態では、複数の電圧出力部３００Ａにおいて、ＤＣトランス３３０から出力されるＤＣ電圧Ｖｄｃが共通して使用される。また本実施形態では、各電圧出力部３００Ａに、トランジスタを有する分圧部が１つ設けられれば良い。よって本実施形態では、極性分離部２５２によりＡＣ電圧の極性を分離する場合と比べて、部品点数を半数近く削減することができる。
【０１４４】
また図１９に示すＡＣ電源部２８０Ｂでは、電圧出力部３００Ａ毎に独立してＡＣ電圧の出力することができる。
【０１４５】
図２０は、複数の電圧出力部を有するＡＣ電源部の出力の例を示す図である。図２０の例では、３つの電圧出力部３００Ａを有するＡＣ電源部の出力波形を示している。
【０１４６】
図２０では、出力電圧部３００Ａ毎に独立してＡＣ電圧の分圧を制御しているため、３つの波形の振幅値がそれぞれ異なっている。
【０１４７】
尚本実施形態の電圧出力部３００Ａは、第二の実施形態、第五の実施形態、第七の実施形態と組み合わされても良い。
【０１４８】
また本実施形態では、ＤＣ制御部２４２によりＤＣ電源部２６０Ａの出力と、分圧部４２０Ａの分圧比とが制御されるものとしたが、これに限定されない。例えばＤＣ電源部２６０Ａの出力と、電圧部３２０Ａの分圧比とは、ＡＣ電源部２８０Ａの出力電圧が目標値となるように予め設定されていても良い。
【０１４９】
（第十一の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第十一の実施形態について説明する。本発明の第十一の実施形態では、ＡＣ分圧部の後段にインピーダンス調整機能を設けた点が第十の実施形態と相違する。よって以下の第十一の実施形態では、第十の実施形態との相違点についてのみ説明し、第十の実施形態と同様の機能構成を有するものには第十の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。
【０１５０】
図２１は、第十一の実施形態のＡＣ電源部を説明する図である。
【０１５１】
本実施形態のＡＣ電源部２８０Ｂは、電圧出力部３００Ｂを有する。本実施形態の電圧出力部３００Ｂは、ＡＣ分圧部２５３Ａの後段に、インピーダンス調整回路４５０を有する。
【０１５２】
例えば共通トランス２５１から出力されるＡＣ電圧の周波数ｆが変更された場合、コンデンサＣ１０のインピーダンスは変化する。よって本実施形態では、インピーダンス調整回路４５０を設けることで、周波数ｆが変更された際に、周波数に合わせてインピーダンスを調整可能とした。
【０１５３】
本実施形態のインピーダンス調整回路４５０は、接続点Ｃと出力端子との間に設けられたコンデンサＣ１０と並列に接続された複数のコンデンサＣ１１〜Ｃｎと、コンデンサＣ１１〜Ｃｎの接続を制御するスイッチＳＷ１〜ＳＷｎを有する。スイッチＳＷ１〜ＳＷｎは、コンデンサＣ１１〜Ｃｎのそれぞれと直列に接続されており、コンデンサＣ１１〜Ｃｎと接続点Ｃとの接続を制御する。
【０１５４】
本実施形態のスイッチＳＷ１〜ＳＷｎは、例えばＣＰＵ２４０ＡがＡＣ電源部２８０Ｂに対してＡＣ電圧の周波数ｆを設定する際に、周波数ｆに合わせてＣＰＵ２４０Ａによりオン／オフが制御される。本実施形態のＣＰＵ２４０Ａは、例えばＡＣ電圧の周波数ｆと、対応する接続するコンデンサＣｎとが対応付けられたテーブルを有しており、選択された周波数ｆに応じて対応するコンデンサＣｎがＡＣ分圧部２５３Ａと接続されるようにスイッチＳＷｎを制御する。
したがって本実施形態では、周波数ｆに合わせてカップリングコンデンサＣの容量を変更することができ、複数の周波数ｆ毎に、出力電圧が目標値となるように調整することができる。
【０１５５】
尚図２１の例では、コンデンサＣ１０は常にＡＣ電圧部２５３Ａと出力端子との間に接続される構成としたが、これに限定されない。例えばコンデンサＣ１０とＡＣ分圧部２５３Ａとの間にもスイッチＳＷが設けられていても良い。
【０１５６】
（第十二の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第十二の実施形態について説明する。本発明の第十二の実施形態では、ＡＣ電源部の出力を任意のタイミングでオフさせる機能を設けた点が第十の実施形態と相違する。よって以下の第十二の実施形態では、第十の実施形態との相違点についてのみ説明し、第十の実施形態と同様の機能構成を有するものには第十の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。
【０１５７】
図２２は、第十二の実施形態のＡＣ電源部を説明する第一の図である。
【０１５８】
本実施形態のＡＣ電源部２８０Ｃは、共通トランス２５１と、電圧出力部３００Ｃを有する。本実施形態の電圧出力部３００Ｃは、接続点ＣとコンデンサＣ１０との接続点と、接地との間に接続されたトランジスタＭ１１と、トランジスタＭ１１のオン／オフを制御するオン／オフ制御回路３９０を有する。
【０１５９】
本実施形態においてＡＣ電源部２８０Ｃの出力を０Ｖとするためには、共通トランス２５１をオフすれば良いが、例えば共通トランス２５１に複数の電圧出力部３００Ｃが接続されていた場合、共通トランス２５１をオフすることができない。
【０１６０】
そこで本実施形態のＡＣ電源部２８０Ｃは、独自にＡＣ電圧の出力のタイミングを制御できるようにした。
【０１６１】
本実施形態のオン／オフ制御回路３９０は、ＡＣ電源部２８０ＣからＡＣ電圧を出力させる場合にトランジスタＭ１１をオフさせ、それ以外はトランジスタＭ１１をオンとする。本実施形態では、この制御により、ＡＣ電源部２８０ＣにおけるＡＣ電圧の出力のタイミングを独自に制御することができる。
【０１６２】
図２３は、第十二の実施形態のＡＣ電源部を説明する第二の図である。
【０１６３】
図２３に示す電源部２８０Ｄは、共通トランス２５１と、電圧出力部３００Ｄとを有する。電圧出力部３００Ｄは、共通トランス２５１とＡＣ分圧部２５３Ａとの間に接続されたトランジスタＭ１２と、トランジスタＭ１２のオン／オフを制御するオン／オフ制御回路３９０Ａを有する。
【０１６４】
本実施形態の制御回路３９０Ａは、ＡＣ電源部２８０ＤからＡＣ電圧を出力させる場合には、トランジスタＭ１２をオンさせ、ＡＣ電圧を出力させない場合にはトランジスタＭ１２をオフさせれば良い。
【０１６５】
また本実施形態では、例えばトランジスタＭ１２のベースとオン／オフ制御回路３９０Ａとの間にトランジスタドライバを設け、トランジスタＭ１２によりオフセットされたＡＣ電圧を分圧しても良い。
【０１６６】
以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【符号の説明】
【０１６７】
１００  画像形成装置
２００  電源制御装置
２２０  制御部
２４０  ＣＰＵ
２５０、２５０Ａ〜２５０Ｆ、２８０、２８０Ａ〜２８０Ｄ  ＡＣ電源部
２５１  共通トランス
２５２  極性分離部
２５３、２５４、４２０、４２０Ａ  分圧部
２５３Ａ  ＡＣ分圧部
２５５  合成部
２５６、２５７  トランジスタドライバ
２７０、２７０Ａ〜２７０Ｆ、３００、３００Ａ〜３００Ｃ  出力電圧部
３１０、３１１  出力ＦＢ回路
３１２、３１３  比較回路
３２０  補償回路
４１０  電圧源
４５０  インピーダンス調整回路
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１６８】
【特許文献１】特開２００７−３１７２３９号公報
【特許文献２】特開２００４−３１８３３９号公報
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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