(57)【要約】      （修正有）【課題】出力電圧の立ち上がり時期間を延ばすことなく、オーバーシュートによって出力最大電圧を超えることを防止する電源装置を提供する。【解決手段】電源装置は、電力生成手段と、出力電圧検出手段と、第１の制御周期内のある時点で検出した出力電圧とその直前に検出した出力電圧から算出される変化量に基づいて、第２の制御周期のためのリミット電圧値を算出するリミット電圧更新設定手段２１８と、第２の制御周期終了時に検出した出力電圧が第２の制御周期のためのリミット電圧値以下の場合は、第３の制御周期において、電力生成手段に、基準値を定電流設定値として定電流制御を実施させ、検出した出力電圧がリミット電圧値より大きい場合は、第３の制御周期において、電力生成手段に、基準値より小さい電流値を定電流設定値として定電流制御を実施させる、制御手段２１９と、を備える。【選択図】図５
2018019570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に出力電力を出力する電力生成手段と、
前記出力電力の出力電圧を所定の時間ごとに検出する電圧検出手段と、
制御周期ごとに、算出されたリミット電圧を更新して設定するリミット電圧更新設定手段であって、第１の制御周期内のある時点で検出した出力電圧と前記ある時点の直前に検出した出力電圧から算出される、前記第１の制御周期における前記出力電圧の変化量に基づいて、前記第１の制御周期の直後の第２の制御周期のためのリミット電圧値を算出する、リミット電圧更新設定手段と、
前記第２の制御周期終了時に検出した前記出力電圧が前記第２の制御周期のための前記リミット電圧値以下の場合は、前記第２の制御周期の直後の第３の制御周期において、前記電力生成手段に、基準値を定電流設定値として定電流制御を実施させ、検出した前記出力電圧が前記リミット電圧値より大きい場合は、前記第３の制御周期において、前記電力生成手段に、前記基準値より小さい電流値を定電流設定値として定電流制御を実施させる、制御手段と、を備える、
電源装置。
【請求項２】
前記リミット電圧更新設定手段は、前記ある時点で検出した出力電圧と前記ある時点の直前に検出した出力電圧の変化量に基づいて、前記第１の制御周期における前記出力電圧の変化量を算出し、リミット電圧初期値から、前記第１の制御周期における前記出力電圧の変化量を差し引くことで、前記第２の制御周期のための前記リミット電圧値を算出して設定する、
請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
複数の前記リミット電圧初期値を予め記憶する記憶手段を備え、
前記リミット電圧更新設定手段は、前記定電流設定値の前記基準値から検出される出力電流と、前記検出された出力電圧から前記負荷の抵抗値を算出可能であり、前記リミット電圧初期値を、前記負荷の前記抵抗値または前記定電流設定値の前記基準値の少なくともいずれか一方に応じて設定する、
請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記基準値より小さい電流値を定電流設定値とする際の、前記小さい電流値の前記基準値から減少される減少率を、予め複数記憶する記憶手段を備え、
前記定電流設定値の前記基準値から検出される出力電流と、前記検出された出力電圧から前記負荷の抵抗値を算出可能であり、前記小さい電流値の前記基準値から減少される減少率を、前記負荷の前記抵抗値または前記定電流設定値の前記基準値の少なくともいずれか一方に応じて設定する、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項５】
前記制御手段が、前記電力生成手段を、前記基準値より小さい電流値を定電流設定値として定電流制御させる際、
検出した前記出力電圧が最初に前記リミット電圧値より大きくなった次の制御周期において、前記基準値より小さい電流値が、前記基準値からの減少量が最大となる最小値となるように設定され、検出した前記出力電圧が前記リミット電圧値より大きくなった次の制御周期毎に、段階的に、前記基準値からの減少量が減衰するように、前記基準値に近づく値になるように設定される、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項６】
前記制御手段が、前記電力生成手段を、前記基準値より小さい電流値を定電流設定値として定電流制御させる際、
前記第２の制御周期終了時に検出した前記出力電圧と、前記第２の制御周期のために設定された前記リミット電圧値との差分により、前記基準値より小さい電流値の電流値を都度、設定する、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項７】
前記電圧検出手段が前記出力電圧を周期的に検出する前記所定の時間は、前記リミット電圧更新設定手段が前記リミット電圧値を更新して設定する前記制御周期と等しい、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項８】
前記リミット電圧更新設定手段による、前記制御周期ごとに算出されたリミット電圧を更新して設定する動作と、
前記制御手段による、前記電力生成手段に、前記基準値より小さい電流値を定電流設定値として定電流制御を実施させる動作は、
前記電源装置の前記出力電圧の立ち上げの際に実施され、
前記出力電圧の立ち上げ開始から一定時間経過後に、前記リミット電圧値の更新、設定と、前記基準値より小さい電流値を定電流設定値としての定電流制御の実施とを、停止する、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項９】
高圧電源部が出力する高圧交流電力を利用して、電子写真方式で画像を記録媒体に形成する画像形成部と、
前記高圧電源部として、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の電源装置と、を備える、
画像形成装置。
【請求項１０】
電源装置の制御方法であって、
負荷に出力する出力電力の出力電圧を所定の時間ごとに検出するステップと、
制御周期ごとに算出されたリミット電圧を更新して設定するステップであって、第１の制御周期内のある時点で検出した出力電圧と前記ある時点の直前に検出した出力電圧から算出される、前記第１の制御周期における前記出力電圧の変化量に基づいて、前記第１の制御周期の直後の第２の制御周期のためのリミット電圧値を算出する、リミット電圧設定ステップと、
前記第２の制御周期終了時に検出した前記出力電圧が前記第２の制御周期のための前記リミット電圧値以下の場合は、前記第２の制御周期の直後の第３の制御周期において基準値を定電流設定値として定電流制御を行い、検出した前記出力電圧が前記リミット電圧値より大きい場合は、前記第３の制御周期において前記基準値より小さい電流値を定電流設定値として定電流制御を行うステップと、を有する、
電源装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置、該電源装置を備える画像形成装置、及び電源装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電写真方式の画像形成装置の転写バイアス生成等に用いられる高圧電源装置（HVP）において、動作中に、図１に示すように負荷が増大すると、出力電圧が、電源装置の出力最大電圧を超えてしまい、保護回路により、出力停止や間欠出力動作となることがある。
【０００３】
この現象を回避するため、電源装置で、出力最大電圧よりも小さい電圧値であるリミット電圧を設定し、出力電圧がリミット電圧を超えた場合に、図２に示すように、定電流動作における目標電流値（定電流設定値）を調整することで、出力電圧をリミット電圧に収束させる技術がある（特許文献１）。
【０００４】
例えば、図２の例では、定電流設定値を調整する期間中、定電流設定値は、初期値よりも少なく設定され、所定の期間（制御周期）毎に、リミット電圧を閾値として、出力電圧のリミット電圧に対する大小で定電流設定値を増減させるように、調整されている。
【０００５】
また、出力電圧の立ち上がり時間を短くするために、図３に示すように、電源の出力ゲインを大きくすると、出力電圧が一時的に出力最大電圧を超えるオーバーシュートが発生してしまうことがあった。オーバーシュートが発生すると、上記同様、保護回路により出力停止となることがある。
【０００６】
そこで、オーバーシュートを抑えるために、定電流動作と定電圧動作とを切り替えて出力ゲインを調整することが提案されている（特許文献２）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記特許文献１の電源装置が画像形成装置に搭載された場合、出力電圧が、出力最大電力に近いリミット電圧に到達した後から定常駆動中に上記の定電流設定値の調整が実施されるため、定電流制御における定電流設定値を調整するごとに、形成される画像濃度にばらつきが発生してしまう。
【０００８】
また、上記特許文献２において、出力電圧の立ち上げの際のオーバーシュートを抑えるために出力ゲインを調整したり、定電圧動作を含めると、出力電圧の立ち上げに時間がかかってしまう。
【０００９】
そこで、本発明は上記事情に鑑み、出力電圧の立ち上がり期間を延ばすことなく、立ち上がりの際にオーバーシュートによって出力最大電圧を超えることを防止できる電源装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の態様では、
負荷に出力電力を出力する電力生成手段と、
前記出力電力の出力電圧を所定の周期毎に検出する電圧検出手段と、
制御周期ごとに、算出されたリミット電圧を更新して設定するリミット電圧更新設定手段であって、第１の制御周期内のある時点で検出した出力電圧と前記ある時点の直前に検出した出力電圧から算出される、前記第１の制御周期における前記出力電圧の変化量に基づいて、前記第１の制御周期の直後の第２の制御周期のためのリミット電圧値を算出する、リミット電圧更新設定手段と、
前記第２の制御周期終了時に検出した前記出力電圧が前記第２の制御周期のための前記リミット電圧値以下の場合は、前記第２の制御周期の直後の第３の制御周期において、前記電力生成手段に、基準値を定電流設定値として定電流制御を実施させ、検出した前記出力電圧が前記リミット電圧値より大きい場合は、前記第３の制御周期において、前記電力生成手段に、前記基準値より小さい電流値を定電流設定値として定電流制御を実施させる、制御手段と、を備える、電源装置を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
一態様によれば、電源装置において、出力電力の立ち上がり期間を延ばすことなく、立ち上がりの際にオーバーシュートによって出力最大電圧を超えることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一般的な電源装置において、過電圧の際に保護回路が作動している例。
【図２】従来例１において、リミット電圧を閾値として定電流動作の目標電流を調整する制御例。
【図３】一般的な電源装置における、オーバーシュートの発生と保護回路による出力停止の例。
【図４】本発明の一実施形態における電源装置の構成を示すブロック図。
【図５】図４の電源装置の含まれる制御部の機能ブロック図。
【図６】PWM制御での出力電流量とPWM_Dutyの相関図。
【図７】本発明の一実施形態における、目標電流、出力電圧、リミット電圧の制御例を説明する図。
【図８】図７における出力電圧の立ち上がり期間の拡大図。
【図９】本発明の第１の制御例における処理手順を説明するフローチャート。
【図１０】本発明の第２の制御例における処理手順を説明するフローチャート。
【図１１】図４の電源装置が搭載される画像形成装置の要部概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
【００１４】
＜電源装置＞
図４は、本発明の一実施形態における電源装置の構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態に係る電源装置１は、例えば、高圧の交流電圧を出力可能な高圧電圧部品（HPV：High  Voltage  Product）である。本発明の一実施形態に係る電源装置１は、定電流制御が可能であり、さらに定電圧制御が可能であってもよい。
【００１５】
図４に示すように、電源装置１は、制御部２と、高圧電力部３とを備える。
【００１６】
制御部はＣＰＵ（Central  Processing  Unit）２１と、ＰＷＭ（pulse  width  modulation）生成部２２とＡ／Ｄ（Analog-Digital）変換部２３と、メモリ２４を備える。また、必要に応じて、温度センサ２５を備えていてもよい。
【００１７】
高圧電力部３は、スイッチ回路（ＳＷ回路）３１と、トランス３２と、保護回路３３と、電圧モニター回路３４とを備える。
【００１８】
制御部２のＰＷＭ生成部２２は、出力電力の出力電流値を制御するＰＷＭ信号を生成する。
【００１９】
高圧電力部３のＳＷ回路３１は、ＰＷＭ生成部２２で生成されたＰＷＭ信号に基づき、出力波形を生成する。トランス３２は、ＳＷ回路３１で生成された出力波形を増幅する。
【００２０】
ＰＷＭ生成部２２、ＳＷ回路３１、及びトランス３２が、電源装置１における、電力生成手段２２０として機能する。
【００２１】
保護回路３３は内部回路（例えば、ＳＷ回路３１）を監視し、異常を検知した際に、保護動作に移行させる。
【００２２】
異常とは、例えば、出力電圧が電源装置の最大出力電圧を超えることである。最大出力電圧を超えると、電源装置が故障するおそれがある。そのため、異常を検知すると、保護回路３３が駆動することになるが、保護回路３３が駆動すると、出力が停止したり、間欠動作に移行したり、後述する画像形成装置に搭載される場合は、カスタマーエンジニアを呼び出すサービスマンコール（ＳＣ）のトリガーとなったりする。
【００２３】
電圧モニター回路３４は、電圧フィードバック（ＦＢ）回路であって、出力電圧をモニターし、出力電圧に応じたフィードバック電圧（交流のＦＢ電圧）を生成し、制御部２にフィードバックする。
【００２４】
制御部２のＡ／Ｄ変換部２３は、電圧モニター回路３４から出力された、交流のＦＢ電圧を直流にＡＤ変換して直力のＦＢ電圧を、検出された出力電圧Vとして、ＣＰＵ２１へ出力する。
【００２５】
電圧モニター回路３４及びＡ／Ｄ変換部２３が、出力電圧検出手段２３０として、機能する。
【００２６】
ＣＰＵ２１は、装置の外部に接続する機器との情報の入出力に使用するインタフェースの端子（ポート）である入出力ポートの制御、及び図５やフローチャートに示す演算処理等を実行する。
【００２７】
メモリ２４は、検出した出力電圧値（DC電圧）や初期値などのデータを格納する。
【００２８】
温度センサ２５は、環境温度を検出する。
【００２９】
＜制御部＞
図５に、図４の電源装置１に含まれる制御部２の機能ブロック図を示す。
【００３０】
ＣＰＵ２１は、出力電圧変位量算出部２１１、制御周期毎出力電圧変位量予測部２１２、リミット電圧初期値設定部２１３、リミット電圧演算・設定部２１４、出力電圧・リミット電圧比較部２１５、目標電流初期値設定部２１６、及び目標電流設定部２１７を備える。
【００３１】
ＣＰＵ２１において、出力電圧変位量算出部２１１、制御周期毎出力電圧変位量予測部２１２、リミット電圧初期値設定部２１３、及びリミット電圧演算・設定部２１４は、リミット電圧更新設定手段２１８として機能する。また、出力電圧・リミット電圧比較部２１５、目標電流初期値設定部２１６、及び目標電流設定部２１７は、制御手段として機能する。
【００３２】
メモリ２４は、目標電流初期値記憶部２４１、目標電流減少率記憶部２４２、リミット電圧初期値記憶部２４３、及び出力電圧記憶部２４４を備える。
【００３３】
図５において、実線は、動作中の信号等のやり取り、点線は初期値設定のやり取りを示す。
【００３４】
＜動作中の制御＞
まず、実線の矢印で示す動作中のやり取りについて説明する。
【００３５】
図４で説明したように、電圧モニター回路３４で、所定の時間Δtごとに、周期的に交流電圧（ＡＣ電圧）である出力電圧の電圧値をモニターする（検出する）。そしてＡ／Ｄ変換部２３は、取得したＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換する。
【００３６】
Ａ／Ｄ変換部２３は、変換したＤＣ出力電圧を、メモリ２４の出力電圧記憶部２４４、出力電圧変位量算出部２１１、及び出力電圧・リミット電圧比較部２１５へ出力する。なお、下記、ＣＰＵ２１内部及びメモリ２４で使用される出力電圧はＤＣ出力電圧を意図するものとする。
【００３７】
取得された（検出され、変換された）出力電圧はメモリ２４の出力電圧記憶部２４４へ順次記憶されていく。
【００３８】
そして、電圧モニター回路３４及びＡ／Ｄ変換部２３が、前回取得した（検出、変換した）出力電圧Vn-1から、所定の時間Δt経過後に取得した、出力電圧Vnは、ＣＰＵ２１の出力電圧変位量算出部２１１へ入力される。
【００３９】
出力電圧変位量算出部２１１は、出力電圧記憶部２４４から前回の出力電圧Vn-1を呼び出し、最新の出力電圧値Vnと呼び出した前回の出力電圧値Vn-1の差分から、所定の時間（時間期間）Δtでの電圧変化量ΔVを算出する。
【００４０】
ΔVn＝Vn‐Vn-1・・・（式１）
【００４１】
算出したΔtの期間における電圧変化量ΔVnは、制御周期毎出力電圧変位量予測部２１２へ入力される。
【００４２】
制御周期毎出力電圧変位量予測部２１２は、出力電流の制御周期Δti内での電圧上昇値Vos_n（予測オーバーシュート量（Overshoot））を算出する。
【００４３】
Vos_n=ΔVn／Δt×Δti・・・（式２）
【００４４】
ここで、周期内電圧上昇値Vos_nが負の値を取った場合、Vos＝0とする。制御周期内電圧上昇値Vos_nは、リミット電圧演算・設定部２１４へ入力される。Vos_nは所定期間Δt毎に更新されてもよいし、制御期間Δti毎に更新されてもよい。
【００４５】
なお、図５では、出力電圧変位量算出部２１１と、制御周期毎出力電圧変位量予測部２１２は別々に設ける例を示しているが、「所定の時間Δt＝制御周期Δti」と設定する場合は、「Vos_n＝ΔVn」となるため、制御周期毎出力電圧変位量予測部２１２を設けなくてもよい。
【００４６】
リミット電圧演算・設定部２１４は、リミット電圧初期値（＝デフォルト値）Vlim0＝Vdefを呼び出し、設定されているリミット電圧初期値（＝デフォルト値）Vdefから制御周期内電圧上昇値Vos_nを引いた値をリミット電圧（リミッタ電圧ともいう）Vlim_nと設定する。
【００４７】
Vlim_n＝Vdef−Vos_n・・・（式３）
【００４８】
次の制御周期のために設定されたリミット電圧Vlim_nは、出力電圧・リミット電圧比較部２１５へ入力される。出力電圧・リミット電圧比較部２１５は、設定されたリミット電圧Vlim_nと、次の制御周期の出力電圧Vn+1とを比較する。
【００４９】
出力電圧Vn+1＞リミット電圧Vlim_nの場合は、出力する目標電流制御指示の信号において、目標電流（定電流設定値）を低下させるように指示する。出力電圧Vn+1≦リミット電圧Vlim_nの場合は、出力する目標電流制御指示の信号において、目標電流を維持するように指示する。
【００５０】
目標電流値の低下又は維持を指示する目標電流制御指示は、目標電流設定部２１７へ入力される。目標電流設定部２１７は、ＰＷＭ生成部２２で生成するPWM-Dutyを制御する信号を出力する。
【００５１】
図６に、PWM制御での出力電流量とPWM_Dutyの相関図、即ち、PWM出力特性を示す。制御部２のＰＷＭ生成部２２は、図６に示すPWM出力特性に基づき、出力電流値を制御するPWM-Duty制御信号（Duty制御信号）を生成する。
【００５２】
図６に示すように、ＰＷＭ制御において、PWM-Dutyが小さい（DutyにおけるHigh期間が短い）ほど出力電流が小さくなり、PWM-Dutyが大きい（DutyにおけるHigh期間が長い）ほど、出力電流が小さくなる。
【００５３】
よって、目標電流設定部２１７は、Duty制御信号により、ＰＷＭのDUTY比を制御してHigh期間の割合を低下させることで、出力電圧Vn+1が、リミット電圧Vlim_nを超えた際の定電流制御において、設定される目標電流値（定電流設定値）を初期値（基準値）Itから低下させる。
【００５４】
＜初期値設定＞
図５に戻って、点線で示す、初期値の設定について説明する。
【００５５】
メモリ２４のリミット電圧初期値記憶部（記憶手段）２４３には、複数のリミット電圧初期値を予め記憶しておく。
【００５６】
複数のリミット電圧初期値Vdefは、負荷４の抵抗値に応じた値であってもよいし、定電流動作における出力電流値（目標電流値Iout）に応じた値であってもよいし、負荷４及び目標電流値Ioutの両方の応じた値であってもよい。
【００５７】
複数のリミット電圧初期値Vdefが、負荷４の抵抗値に応じた値又は、負荷４及び目標電流値Ioutの両方の応じた値であるとき、リミット電圧初期値設定部２１３は、設定された出力電流と検出された出力電圧から負荷４の抵抗値を算出する。そして、ミット電圧初期値設定部２１３は、リミット電圧初期値Vdefを、負荷４の抵抗値に応じて、複数のリミット初期電圧値から、選択して設定する。
【００５８】
リミット電圧初期値設定部２１３は、リミット電圧初期値Vdefを、設定された出力電流（目標電流値Iout）に応じて設定してもよい。
【００５９】
目標電流初期値記憶部２４１は、複数の目標電流初期値Itを記憶している。
【００６０】
目標電流初期値設定部２１６は、目標電流初期値（基準値）Itを、負荷４の抵抗値や外部からの指示に応じて、設定する。
【００６１】
目標電流減少率記憶部（記憶手段）２４２は、複数の目標電流減少率（あるいは減衰係数α）を記憶している。
【００６２】
目標電流設定部２１７により、目標電流値初期値Itより小さい電流値に基づいてＰＷＭ生成部２２を定電流制御させる際、目標電流値初期値Itより小さい目標電流値は、検出した出力電圧Vn+1が最初にリミット電圧Vlim_nより大きくなった次の制御周期である、１回目を最も小さい値になるようにする。
【００６３】
即ち、検出した出力電圧Vが最初にリミット電圧値Vlimより大きくなった次の制御周期で設定する目標電流値Ioutを、所定の目標電流値（初期値、基準値It）からの変化量の最大値として、検出した出力電圧Vn+1がリミット電圧値Vlim_nより大きくなる期間毎に、段階的に、基準値Itからの変化量が減衰するように、所定電流値に近づく値になるように設定される（図７参照）。
【００６４】
そこで、目標電流減少率記憶部２４２は、複数の減少値の推移（減衰係数）の組を記憶している。ここで、減少値の推移を、最小値から前記所定電流値に近づく電流の変化量の減衰係数αとする。
【００６５】
複数の減衰係数は、負荷４（の抵抗値）に応じた値であってもよいし、定電流動作における出力電流値である目標電流値初期値Itに応じた値であってもよいし、負荷４及び目標電流値初期値Itの両方の応じた値であってもよい。
【００６６】
負荷４を利用する場合は、リミット電圧初期値設定の際と同様に、設定された出力電流と検出された出力電圧から負荷４の抵抗値を算出する。
【００６７】
目標電流設定部２１７で、目標電流制御指示により、目標電流を減少させる場合、負荷４に応じて、設定された目標電流値に応じて、あるいは負荷４及び目標電流値の両方に応じて、複数の記憶された目標電流減少率から選択して、適切な目標電流減少率を設定する。
【００６８】
＜出力波形制御＞
図７は、本発明の一実施形態に係る出力波形を示すグラフであり、図８は図７の立ち上がり期間の拡大図である。
【００６９】
本発明の制御では、図３に示すような立ち上がり期間のオーバーシュートを回避するために、立ち上がり波形の制御を最小限実施する。
【００７０】
詳しくは、リミット電圧更新設定手段２１８は、第１の制御周期内のある時点で検出した出力電圧と前記ある時点の直前に検出した出力電圧から算出される、第１の制御周期における出力電圧の変化量に基づいて、第１の制御周期の直後の第２の制御周期のためのリミット電圧値を算出する。そして、リミット電圧更新設定手段２１８は、制御周期ごとに算出されたリミット電圧を更新して設定する。
【００７１】
制御手段２１９は、第２の制御周期終了時に検出した出力電圧が第２の制御周期のためのリミット電圧値以下の場合は、第２の制御周期の直後の第３の制御周期において、電力生成手段２２０に、基準値Itを定電流設定値として定電流制御を実施させる。
【００７２】
一方、検出した出力電圧がリミット電圧値より大きい場合は、第３の制御周期において、電力生成手段２２０に、基準値Itより小さい電流値を定電流設定値として定電流制御を実施させる。
【００７３】
よって、図７及び図８に示すように、出力過渡期である立ち上がり期間においては、オーバーシュート量が大きいと予測されるため、あえてリミット電圧を低く、更新しながら設定して、目標電流値（定電流設定値）の調整制御（リミット電圧制御）に移行しやすくすることで、電源装置１の出力最大電圧を超えないように設定する。
【００７４】
リミット電圧制御とは、定電流制御において、一定期間、所定の目標電流値（定電流設定値の基準値）よりも小さい定電流値での定電流制御を実施することで、出力電圧値を下げる動作を意味する。リミット電圧は、この小さい定電流値での定電流制御を実施させるための判断基準となる。
【００７５】
図７及び図８を参照して、実際の出力制御としては、出力電圧が、設定されたリミット電圧を超えない限りは通常の目標電流初期値を用いる定電流制御となる。
【００７６】
すなわち、出力電圧が設定されたリミット電圧以下の場合、定電流制御を実施する。出力電圧がリミット電圧を超えた場合、その直後の期間のみ目標電流値よりも低い定電流値でのリミット制御に移行する。そして、出力電圧がリミット電圧以下となった場合、目標電流値を初期値に戻し、通常の定電流制御に戻る。
【００７７】
説明図に示すように、リミット電圧制御に移行した後、出力電圧変化がなくなると、定電流設定値を変更する閾値となるリミット電圧は初期値Vdefに戻るため、リミット電圧制御から定電流制御に戻りやすくなる。これを繰り返す。
【００７８】
ここで、過渡期間において、定電流制御の制御方式は変更せず、短期間、目標電流値を変更するのみなので、立ち上がり時間の遅延はほとんどない。
【００７９】
また、過渡期間が終了した後の定常期間（説明図７、図８の右側）にはオーバーシュートはほとんどないので、リミット電圧Vlimはリミット電圧初期値Vdefに設定し、むやみにリミット電圧制御に移行しないように、かつ電源装置の出力最大電圧を超えないように、設定する。
【００８０】
＜制御フロー＞
図９に、本発明の第１の制御例における処理手順を説明するフローチャートを示す。
【００８１】
なお、図７、図８の説明図及び図９、図１０のフローでは、「所定の時間Δt＝制御周期Δti」と設定する場合について説明する。なお、本フローの説明において、図８の区間ＣＴ１〜ＣＴ４での制御を具体例として、説明する。
【００８２】
ステップＳ１で、出力開始命令を受けると、このフローが開始する。
【００８３】
まず、ステップＳ２で、出力電流値Ioutを初期値Itに設定し、リミット電圧Vlimを初期値Vdefへ設定する。詳しくは、定電流制御における目標電流値Ioutを、初期値Itになるように出力制御する。
【００８４】
ステップＳ３で、所定の時間Δt経過したら、ステップＳ４で、出力電圧値Vn（例えば、図９の出力電圧V2）を取得する。
【００８５】
ここで、少なくとも、ある時点（直前）の出力電圧Vn（図８のV2）と、ある時点の直前（２つ前）の出力電圧（図８のV1）の２回分の出力電圧をメモリ２４の出力電圧記憶部２４４に格納しておく。
【００８６】
ステップＳ５で、出力電圧変位量算出部２１１は、２つ前に検出した出力電圧V1から、直前に検出した出力電圧V2までの、出力電圧の変化量を算出する。例えば、出力電圧値V2−V1（直近２回分）の差分を取り、出力電圧の変化量ΔV２を算出する。
【００８７】
なお、初回の出力電圧V1についての算出では、開始の際の電圧V0＝0Vであるとして、差分値ΔV＝V1であると算出する。
【００８８】
ステップＳ６で、ある時点の直前（２つ前）に検出した出力電圧と、ある時点（直前）に検出した出力電圧とを比較して、出力電圧が増加したかどうか比較する。即ち、変化量ΔVが正の値ならＳ７、負の値又は０なら、ステップＳ１３へ進む。
【００８９】
Ｓ６でＹｅｓの場合、リミット電圧Vlimの値を、リミット電圧初期値Vdef（＝Vlim_0）から変化量を引いた分に設定する。即ち、次の制御周期ＣＴ２用のリミット電圧を、変更した値Vlim_2に設定する。
【００９０】
例えば、Vlim_1＝Vdef−V1，Vlim_2＝Vdef−ΔV＝Vdef−（V2−V1）となる。
【００９１】
そして、所定時間Δt経過するまでの間に、出力停止命令があればENDへ、なければＳ９へ進む。
【００９２】
そして、ステップＳ９のＹｅｓで、ステップＳ４で出力電圧値Vnを検出してから、所定時間Δtが経過したら（Ｓ９でＹｅｓ）、出力電圧値Vn+1を検出する。例えば、図８において、出力電圧V2を検出してから第２の制御周期（ＣＴ２）が経過し、第２の制御終了（ｔ３，図７）時に、出力電圧V3を検出する。
【００９３】
ステップＳ１１において、ステップＳ１０で検出した出力電圧Vn+1が、Ｓ７で設定したリミット電圧Vlim_2よりも、大きいかどうか比較する。
【００９４】
Ｓ１１でNOの場合はVn+1≦Vlim_nであるとして、ステップＳ５へ戻って、出力電圧の電圧値の差分を算出する。例えば、図８の時刻ｔ２において、V2＜Vlim_1なので、ステップＳ５へ戻る。
【００９５】
一方、Ｓ１１でＹＥＳの場合は「Vn+1＞Vlim_n」であるとして、ステップＳ１２へ進み、出力電流の目標電流値を初期値から小さい値へ変更する。例えば、図８の時刻ｔ３において、V3＜Vlim_2なので、ステップＳ１２へ進む。
【００９６】
Ｓ１２において、目標電流値（定電流設定値）Ioutを変更する。この際、Iout＝It×αと設定する。例えば、電流減少係数（減衰係数）αは、出力電圧値Vnがリミット電圧値に近いほど大きい値に設定し、出力電圧値Vnとリミット電圧値Vlimとの差分を測定し、差分が小さいほどαの値は大きくなるよう設定してもよい。即ち、差分が大きいほど初期値Itからの減少量（減少率）が大きくなり、差分が小さいほど減少量（減少率）が小さくなるように、都度設定してもよい。
【００９７】
例えば、図７に示す例において、ｔ３⇒ｔ４、及びｔ６⇒ｔ７の区間において、初期値よりも小さい目標電流値を設定し、電圧を低下させている。ｔ３におけるリミット電圧Vlim_2と出力電圧V3の差分、及びｔ６におけるリミット電圧Vlim_5と出力電圧V6との差分を比較すると、リミット電圧Vlim_2と出力電圧V3との差分の方が大きい。
【００９８】
そのため、図７に示すように、ｔ３⇒ｔ４の区間の方が、ｔ６⇒ｔ７の区間よりも、電流減少率を大きく、減少係数αを小さく設定し、より小さい電流値に設定される（電流値Iout3＜Iout6，Iout3が最小値）。
【００９９】
Ｓ１２で目標電流値を変更した後、ステップＳ５へ戻って、出力電圧の電圧値の差分を算出し、ステップＳ５〜Ｓ１１のフローを繰り返す。
【０１００】
ステップＳ１２で出力電流の目標電流値Ioutの初期値から小さい値に変更すると、フローを繰り返した直後のステップＳ１０で出力される出力電圧Vn+2が小さくなる。
【０１０１】
例えば、図７の時刻ｔ３⇒ｔ４において、出力電圧V3＞V4となり、図８の制御周期ＣＴ３において出力電圧が減少するため、出力電圧の変化量Δtはマイナスになり、ステップＳ６でＮｏになる。
【０１０２】
ステップＳ６でＮｏになると、ステップＳ１３で、出力電流の目標電流値Ioutを初期値Itへ再設定する。
【０１０３】
そして、ステップＳ１４で、リミット電圧Vlimを、リミット電圧初期値Vdefに再設定する。そして、Ｓ７と同様にステップＳ８、Ｓ９、Ｓ１０、Ｓ１１へ順に進む。
【０１０４】
なお、ステップＳ１３、Ｓ１４の工程を実施した場合、リミット電圧Vlim_xは、初期値Vdefの高い値に戻されているので、少なくとも直後は、Vn+3＜Vlim_2（＝Vdef）となるため、Ｓ１２のステップは実施されない。例えば、図８の時刻ｔ５では、V5＜Vdefとなり、Ｓ１２を経ずにＳ５へ戻る。
【０１０５】
これらのフローを繰り返す。なお、出力電圧が収束に近づいてくると、Ｓ１１でＹｅｓとなることがなくなるため、出力電流値は、初期値であるIout＝Itが維持されたままになる。
【０１０６】
なお、ステップＳ８で、出力停止指示を取得した場合、設定値をリセットして出力を停止するＥＮＤ処理を実行する。
【０１０７】
あるいは、Ｓ８で、出力立ち上がり完了指示を取得した場合、定電流制御へ移行する。
【０１０８】
このように、出力過渡期においては、オーバーシュート量が大きいと予測されるため、あえてリミット電圧制御に移行しやすくすることで、電源装置の出力最大電圧を超えないようにする。
【０１０９】
よって、定電流制御においては、制御方法に変更がかからないため、最小限の電流制限のみなので、立ち上がり時間の遅延は発生しない。
【０１１０】
定常時にはオーバーシュートはほとんどないので、リミット電圧は初期値に設定し、むやみにリミット電圧制御に移行しないように、かつ電源装置の出力最大電圧を超えないように設定されている。
【０１１１】
リミット電圧制御に移行した後、出力電圧変化がなくなるとリミット電圧は初期値に戻るため、リミット電圧制御（小さい電流値での定電流制御）から定電流制御に戻りやすくなる。
【０１１２】
このように、電源装置１の出力最大電圧に基づいて（定常時にそれを超えないように）予め設定されているリミット電圧の初期値に対して、出力の過渡期におけるオーバーシュート量（出力電圧の変化量をベースに算出した予測値）を減算した値をリミット電圧に再設定し、それをリアルタイムに（一定の制御周期毎に）更新している。よって、本発明の制御例では、オーバーシュートによって、高圧電源装置の出力最大電圧を超えてしまうことを防止することができる。
【０１１３】
また、立ち上がり時においても、最小限に調整するため、立ち上がり時間の遅延が発生せず、シーケンスを守ることができる。
【０１１４】
またリアルタイムに更新しているとしても、電圧が収束に近づくと、Ｓ１１での比較により、自動的に、初期値での定電流制御へ戻ることができる。
【０１１５】
＜制御フロー２＞
図１０に本発明の第２の制御例における処理手順を説明するフローチャートを示す。
【０１１６】
図１０において、図９との違いは、Ｓ８とＳ９との間に、規定時間Ｔを経過したかどうか判断することである。本制御例では、オーバーシュートが発生しやすいか出力電圧過渡期の期間（規定時間Ｔ）予め設定している。
【０１１７】
この制御例では、出力開始から一定時間Ｔ経過後に、所定の制御をやめることを特徴とする。
【０１１８】
所定の制御とは、ＣＰＵ２１で実施される、リミット電圧更新設定手段２１８でのリミット電圧値の更新、設定と、制御手段２１９での前記基準値より小さい電流値を定電流設定値とする定電流制御の実施を意味する。
【０１１９】
この制御により、オーバーシュートの発生が懸念される起動時の所定の一定期間のみ制御するため、ＣＰＵ２１のパフォーマンス消費をさらに抑制することができる。
【０１２０】
＜画像形成装置への適用＞
図１１は、本発明の一実施形態に係る電源装置を適用した画像形成装置１０の要部概略構成図である。
【０１２１】
図１において、画像形成装置１０は、制御部２及び高圧電力部３を備える電源装置１と、画像形成部４と、搬送ローラ５ａ、５ｂと、図示しない給紙部、定着部、排紙部、操作表示部等を備えている。
【０１２２】
画像形成部４は、図４に示す負荷４の一例であって、高圧電源部である電源装置１が出力する高圧交流電力を利用して、電子写真方式で画像を用紙Ｐ（記録媒体）に形成する。
【０１２３】
画像形成部４は、感光体１１の周囲に、帯電部１２、露光部１３、現像部１４、転写部１５及びクリーニング部１６等が配設されている。
【０１２４】
感光体１１と転写部１５の間に、給紙部から送り出された用紙Ｐが搬送ローラ５ａにより搬送される。画像形成装置１０は、転写部１５で、感光体１１上のトナー画像を用紙Ｐに転写させ、トナー画像の転写の完了した用紙Ｐを搬送ローラ５ｂにより定着部（不図示）へ搬送する。画像形成装置１０は、定着部で用紙Ｐ上のトナー画像を用紙Ｐに定着させ、トナー画像の定着の完了した用紙Ｐを排紙部へ排出する。
【０１２５】
画像形成部４は、帯電部１２が、高圧電力部３から供給される高圧交流電力を利用して、矢印方向に回転される感光体１１を一様に帯電させ、露光部１３が、画像データに基づいて変調したレーザ光を感光体１１に照射して、静電潜像を形成する。
【０１２６】
画像形成部４は、静電潜像の形成された感光体１１に現像部１４でトナーを付与させて静電潜像を現像してトナー画像を感光体１１上に形成し、転写部１５に、感光体１１上のトナー画像を、搬送ローラ５ａによって搬送されてきた用紙Ｐに転写させる。
【０１２７】
画像形成部４は、トナー画像の転写の完了した感光体１１を、クリーニング部１６でクリーニングと除電を行って、再度画像形成に供する。
【０１２８】
画像形成装置１０は、トナー画像の転写された用紙Ｐを、搬送ローラ５ｂによって定着部へ搬送して、定着部でトナー画像を用紙Ｐに定着させ、トナー画像の定着の完了した用紙Ｐを図示しない排紙部へ排出する。
【０１２９】
このような画像形成装置に、上述の本発明の実施形態に係る電源装置を適用すると、過渡期である立ち上がり期間のみに、リミット電圧をリミット電圧初期値から低くなるように更新設定するリミット制御を実施するため、定常期間中の画質の低下や画質のばらつきを回避できる。
【０１３０】
以上、実施形態に係る電源装置、画像形成装置、及び電源装置の制御方法について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
【符号の説明】
【０１３１】
１  電源装置（高圧電源部）
２  制御部
３  高圧電力部
４  負荷（画像形成部）
１０  画像形成装置
２１  ＣＰＵ
２２  ＰＷＭ生成部
２３  Ａ／Ｄ変換部
２４  メモリ
２５  温度センサ
３１  ＳＷ回路（スイッチ回路）
３２  トランス
３３  保護回路
３４  電圧モニター回路
２１１  出力電圧変位量算出部
２１２  制御周期毎出力電圧変位量予測部
２１３  リミット電圧初期値設定部
２１４  リミット電圧演算・設定部
２１５  出力電圧・リミット電圧比較部
２１６  目標電流初期値設定部
２１７  目標電流設定部
２１８  リミット電圧更新設定部
２１９  制御手段
２２０  電力生成手段
２３０  電圧検出手段
２４１  目標電流初期値記憶部
２４２  目標電流減少率記憶部（記憶手段）
２４３  リミット電圧初期値記憶部（記憶手段）
２４４  出力電圧記憶部
Ｐ  用紙（記録媒体）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１３２】
【特許文献１】特許４，７０８，１０２号
【特許文献２】特許４，４１９，３９９号
【図１】
2018019570.tif 000003
【図２】
2018019570.tif 000004
【図３】
2018019570.tif 000005
【図４】
2018019570.tif 000006
【図５】
2018019570.tif 000007
【図６】
2018019570.tif 000008
【図７】
2018019570.tif 000009
【図８】
2018019570.tif 000010
【図９】
2018019570.tif 000011
【図１０】
2018019570.tif 000012
【図１１】
2018019570.tif 000013