(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御信号を出力する制御部と、
前記制御信号の周波数に従った直流電圧を負荷に出力する電圧出力部と、
前記負荷に流れる電流の大きさを検出する出力電流検出部と、
前記直流電圧の大きさを検出する出力電圧検出部と、を備え、
前記制御部は、
前記直流電圧が、前記電圧出力部から出力させる目標電圧よりも低い閾値電圧未満である場合に、前記目標電圧及び前記負荷に流れる電流の大きさに応じて、前記制御信号の周波数を調整すること
を特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記負荷に流れる電流が大きいほど、前記制御信号の周波数を小さくすること
を特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記負荷に流れる電流が最小である場合に、前記電圧出力部から前記目標電圧を出力させるための周波数から、前記負荷に流れる電流が最大である場合に、前記電圧出力部から前記目標電圧を出力させるための周波数を減算した値をＸとし、
前記出力電圧検出部で検出された前記直流電圧の大きさにおいて前記負荷に流れる最大の電流に対する、前記出力電流検出部で検出された前記負荷に流れる電流の大きさの割合をＹとし、
前記負荷に流れる電流が最小である場合に、前記電圧出力部から前記目標電圧を出力させるための周波数をＺとした場合に、
前記制御信号の周波数Ｆを、下記の式で算出される値とすること
Ｆ＝Ｚ−Ｘ×Ｙ
を特徴とする請求項１又は２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記直流電圧が、前記目標電圧よりも低い閾値電圧以上となった場合に、前記直流電圧が前記目標電圧よりも小さいときには前記制御信号の周波数を小さくし、前記直流電圧が前記目標電圧よりも大きいときには前記制御信号の周波数を大きくすること
を特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の電源装置。
【請求項５】
前記閾値電圧は、前記目標電圧の９０％以上の値であること
を特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の電源装置。
【請求項６】
前記電圧出力部は、
前記周波数の値に対応する駆動電圧を出力する圧電トランス駆動部と、
前記駆動電圧を昇圧して、交流電圧を出力する圧電トランスと、
前記交流電圧を前記直流電圧に変換する変換部と、を備えること
を特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の電源装置。
【請求項７】
制御信号を出力する制御部と、
前記制御信号の周波数に従った直流電圧を負荷に出力する電圧出力部と、
前記負荷に流れる電流の大きさを検出する出力電流検出部と、
前記直流電圧の大きさを検出する出力電圧検出部と、を備え、
前記制御部は、
前記直流電圧が、前記電圧出力部から出力させる目標電圧よりも低い閾値電圧未満である場合に、前記目標電圧よりも高い電圧に対応して予め定められた値に、前記制御信号の周波数を調整し、
前記直流電圧が、前記目標電圧よりも低い閾値電圧以上となった場合に、前記制御信号の周波数を、前記目標電圧及び前記負荷に流れる電流の大きさに対応した周波数にし、前記直流電圧が前記目標電圧よりも小さいときには前記制御信号の周波数を小さくし、前記直流電圧が前記目標電圧よりも大きいときには前記制御信号の周波数を大きくすること
を特徴とする電源装置。
【請求項８】
前記電圧出力部は、
前記周波数の値に対応する駆動電圧を出力する圧電トランス駆動部と、
前記駆動電圧を昇圧して、交流電圧を出力する圧電トランスと、
前記交流電圧を前記直流電圧に変換する変換部と、を備えること
を特徴とする請求項７に記載の電源装置。
【請求項９】
前記目標電圧よりも高い電圧は、前記圧電トランスの共振周波数より高い周波数に対応するものであること
を特徴とする請求項８に記載の電源装置。
【請求項１０】
前記圧電トランス駆動部は、前記圧電トランスの振動速度が１ｍ／ｓｅｃ以下となるように、前記駆動電圧を出力すること
を特徴とする請求項９に記載の電源装置。
【請求項１１】
請求項１から１０の何れか一項に記載の電源装置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、電源装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置に用いられる電源装置において、圧電トランスをデジタル制御するものとしては、例えば、特許文献１に記載されている電源装置がある。
特許文献１に記載されている電源装置は、高電圧を得るための駆動周波数を記憶する記憶手段と、この駆動周波数で圧電トランスの制御を開始して、目標の高電圧を得ることができるように、この駆動周波数を制御する制御手段とを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０―１０７６０９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、電源装置に接続される負荷が変動する場合には、駆動周波数に対応する出力電圧が異なってくるため、従来の電源装置のように、駆動周波数と出力電圧とが一対一で対応付けられている場合には、負荷変動に対応した立ち上げ制御を行うことができず、効率的に圧電トランスを立ち上げることができない。
【０００５】
そこで、本発明は、電源装置において、負荷変動に対応した立ち上げ制御を行い、効率的に高電圧を出力できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る電源装置は、制御信号を出力する制御部と、前記制御信号の周波数に従った直流電圧を負荷に出力する電圧出力部と、前記負荷に流れる電流の大きさを検出する出力電流検出部と、前記直流電圧の大きさを検出する出力電圧検出部と、を備え、前記制御部は、前記直流電圧が、前記電圧出力部から出力させる目標電圧よりも低い閾値電圧未満である場合に、前記目標電圧及び前記負荷に流れる電流の大きさに応じて、前記制御信号の周波数を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様によれば、電源装置において、負荷変動に対応した立ち上げ制御を行い、効率的に高電圧を出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１及び実施の形態２に係る高圧電源装置を用いた画像形成装置を概略的に示す構成図である。
【図２】実施の形態１及び実施の形態２での画像形成装置における制御回路の構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１に係る高圧電源装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態１に係る高圧電源装置の回路構成を概略的に示す回路図である。
【図５】実施の形態１における制御部の概略構成を示すブロック図である。
【図６】実施の形態１における分周比値テーブル処理部の構成を概略的に示すブロック図である。
【図７】実施の形態１における最大負荷値テーブルを示す概略図である。
【図８】実施の形態１における負荷変動値テーブルを示す概略図である。
【図９】実施の形態１に係る高圧電源装置の出力端を開放した場合と、短絡させた場合とにおいて、制御部から圧電トランス駆動回路に出力する駆動パルスの周波数と、この周波数における高圧電源装置から出力される電圧との関係を示すグラフである。
【図１０】実施の形態１に係る高圧電源装置の出力端を開放した場合における駆動周波数と出力電圧との関係を示す概略図である。
【図１１】実施の形態１に係る高圧電源装置の出力端を短絡させた場合における駆動周波数と出力電圧との関係を示す概略図である。
【図１２】実施の形態１における無負荷分周比値テーブルを示す概略図である。
【図１３】実施の形態１における第１演算器の入力値と出力値との関係を示す概略図である。
【図１４】実施の形態１における第１比較器が行う処理を示すフローチャートである。
【図１５】実施の形態１における第２比較器が行う処理を示すフローチャートである。
【図１６】実施の形態１における第３比較器での処理を示すフローチャートである。
【図１７】実施の形態１における第２演算器が行う処理を示すフローチャートである。
【図１８】実施の形態１に係る高圧電源装置から出力される高圧電圧の出力特性を示すグラフである。
【図１９】実施の形態２における制御部の概略構成を示すブロック図である。
【図２０】実施の形態２における第２演算器が行う処理を示すフローチャートである。
【図２１】実施の形態２に係る高圧電源装置から出力される高圧電圧の出力特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
（構成の説明）
図１は、実施の形態１及び実施の形態２に係る電源装置を用いた画像形成装置１を概略的に示す構成図である。
【００１０】
この画像形成装置１は、例えば、電子写真方式のカラー画像形成装置であり、４色の各現像器２（例えば、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）がそれぞれ着脱自在に装着されている。各色の現像器２は、各色の感光体ドラム３２（例えば、ブラック感光体ドラム３２Ｋ、イエロー感光体ドラム３２Ｙ、マゼンタ感光体ドラム３２Ｍ及びシアン感光体ドラム３２Ｃ）にそれぞれ接した、各色の帯電ローラ３６（例えば、ブラック帯電ローラ３６Ｋ、イエロー帯電ローラ３６Ｙ、マゼンタ帯電ローラ３６Ｍ及びシアン帯電ローラ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３２は、各色の発光素子ヘッド（以下、ＬＥＤヘッドという）３（例えば、ブラックＬＥＤヘッド３Ｋ、イエローＬＥＤヘッド３Ｙ、マゼンタＬＥＤヘッド３Ｍ及びシアンＬＥＤヘッド３Ｃ）の発光によって、それぞれ潜像が形成される。
【００１１】
各色の現像器２内の各色の供給ローラ３３（例えば、ブラック供給ローラ３３Ｋ、イエロー供給ローラ３３Ｙ、マゼンタ供給ローラ３３Ｍ及びシアン供給ローラ３３Ｃ）が、各色の現像ローラ３４（例えば、ブラック現像ローラ３４Ｋ、イエロー現像ローラ３４Ｙ、マゼンタ現像ローラ３４Ｍ及びシアン現像ローラ３４Ｃ）にトナーを供給し、各色の現像ブレード３５（例えば、ブラック現像ブレード３５Ｋ、イエロー現像ブレード３５Ｙ、マゼンタ現像ブレード３５Ｍ及びシアン現像ブレード３５Ｃ）により、各色の現像ローラ３４の表面に一様にトナー層が形成され、各色の感光体ドラム３２上にトナー像が現像される。各色の現像器２内の各色のクリーニングブレード３７（例えば、ブラッククリーニングブレード３７Ｋ、イエロークリーニングブレード３７Ｙ、マゼンタクリーニングブレード３７Ｍ及びシアンクリーニングブレード３７Ｃ）は、転写後の残トナーをクリーニングする。
【００１２】
各色のトナーカートリッジ４（例えば、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、各色のチャンネルの現像器２にそれぞれ着脱自在に取り付けられ、内部のトナーを各チャンネルの現像器２にそれぞれ供給できる構造になっている。各色の転写ローラ５（例えば、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部にバイアスが印加できるように配置されている。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記録媒体である用紙１５を搬送できる構造になっている。
【００１３】
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すことができるように形成されていて、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に着脱自在に取り付けられ、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させる。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。
【００１４】
レジストローラ１６及び１７と、転写ベルト従動ローラ７との間には、用紙検出センサ４０が配置されている。用紙検出センサ４０は、接触又は非接触にて用紙１５の通過を検出するものである。この用紙検出センサ４０のセンサ位置から転写ニップ部までの距離と用紙搬送スピードの関係から求まる時間より、電源装置が転写を行う時の転写バイアスの印加タイミングが決定される。
【００１５】
図２は、図１に示されている画像形成装置１における制御回路９の構成を示すブロック図である。
この制御回路９は、ホストインタフェース部５１を有し、このホストインタフェース部５１がコマンド／画像処理部５２に対してデータを送受信する。コマンド／画像処理部５２は、ＬＥＤヘッドインタフェース部５３に対して画像データを出力する。ＬＥＤヘッドインタフェース部５３は、プリンタエンジン制御部６０によってヘッド駆動パルス等が制御され、各色のＬＥＤヘッド３を発光させる。
【００１６】
プリンタエンジン制御部６０は、用紙検出センサ４０の検出結果に基づき、高圧制御部６１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６１は、帯電バイアス発生部６２、現像バイアス発生部６３及び転写バイアス発生部６４に信号を送り、これらに高電圧を発生させる。帯電バイアス発生部６２及び現像バイアス発生部６３は、各色の各帯電ローラ３６及び各現像ローラ３４に対してバイアスを印加する。転写バイアス発生部６４は、各色の各転写ローラ５に対して転写バイアスを印加する。用紙検出センサ４０は、転写バイアスの発生タイミングを調整するために用いられる。
【００１７】
また、プリンタエンジン制御部６０は、ホッピングモータ７０、レジストモータ７１、ベルトモータ７２、定着器ヒータモータ７３及び各色のドラムモータ７４を所定のタイミングで駆動させる。定着器ヒータ７５は、サーミスタ７６の検出値に応じてプリンタエンジン制御部６０によって温度制御される。
【００１８】
図３は、高圧電源装置８０の概略構成を示すブロック図である。なお、高圧電源装置８０は、各色の転写ローラ５毎に設けられているが、各色の高圧電源装置８０は、同様に構成されているため、以下では、１色分の高圧電源装置８０について説明する。
【００１９】
プリンタエンジン制御部６０は、リセット信号を出力する出力ポートＯＵＴ１と、ＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する出力ポートＯＵＴ２と、高圧電源装置８０からの出力させる目標電圧を示す８ｂｉｔの目標値に対応するパラレル信号を出力する出力ポートＯＵＴ３とを有し、これらの出力ポートＯＵＴ１、ＯＵＴ２、ＯＵＴ３に、高圧電源装置８０が接続されている。リセット信号は、「Ｈ」から「Ｌ」となったときに制御部６１２をリセットすることを示す。ＯＮ／ＯＦＦ信号は、用紙１５が転写ローラ５と感光体ドラム３２との間のニップにある間は、「Ｈ」となる。
【００２０】
高圧電源装置８０は、プリンタエンジン制御部６０から、リセット信号ＲＥＳＥＴ、ＯＮ／ＯＦＦ信号及び目標値を受け取り、この目標値に対応する、ＤＣの高圧電圧を生成して、負荷８１に出力する装置である。高圧電源装置８０は、高圧制御部６１と、転写バイアス発生部６４とを備える。
【００２１】
高圧制御部６１は、発振器６１１と、制御部６１２とを備える。
発振器６１１は、一定の周波数（例えば、５０ＭＨｚ）のクロック信号ＣＬＫを発生する発振部である。発振器６１１の出力側に制御部６１２が接続されている。
【００２２】
制御部６１２は、プリンタエンジン制御部６０から与えられる各種信号に基づいて、発振器６１１から供給されるクロック信号を分周して圧電トランスの駆動パルスを出力する。制御部６１２は、クロック信号の入力を受け付けるクロック入力ポートＣＬＫ＿ＩＮと、リセット信号の入力を受け付ける入力ポートＩＮ１と、ＯＮ／ＯＦＦ信号の入力を受け付ける入力ポートＩＮ２、目標値の入力を受け付ける入力ポートＩＮ３と、圧電トランスの駆動パルスを出力する出力ポートＯＵＴ４とを備える。また、制御部６１２は、出力電圧検出部６４６から入力される第１アナログ電圧を８ｂｉｔのデジタル信号に変換する第１アナログデジタルコンバータ（以下、ＡＤＣという）６１２Ａと、出力電流検出部６４７から入力される第２アナログ電圧を８ｂｉｔのデジタル信号に変換する第２ＡＤＣ６１２Ｂとを備える。
【００２３】
転写バイアス発生部６４は、電源６４０と、電圧出力部６４１と、抵抗６４５と、出力電圧検出部６４６と、出力電流検出部６４７とを備える。また、電圧出力部６４１は、圧電トランス駆動回路６４２と、圧電トランス６４３と、整流回路６４４とを備える。
【００２４】
電源６４０は、ＤＣ２４Ｖを出力する。
圧電トランス駆動回路６４２は、圧電トランス６４３の駆動を行う圧電トランス駆動部である。例えば、圧電トランス駆動回路６４２は、制御部６１２からの駆動パルスを受け取り、この駆動パルスに応じて、電源６４０から入力されたＤＣ２４Ｖのスイッチングを行い、駆動電圧を生成し、この駆動電圧を圧電トランス６４３に与える。
圧電トランス６４３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、ＡＣの高圧電圧を出力するトランスである。
整流回路６４４は、圧電トランス６４３から出力されたＡＣの高圧電圧をＤＣの高圧電圧に変換する変換部である。
抵抗６４５は、負荷８１の負荷変動を吸収するために備えられている。なお、抵抗６４５は、必ずしも必要なものではない。本実施の形態においては、抵抗６４５は、１００ＭΩである。
【００２５】
出力電圧検出部６４６は、抵抗分圧等により、整流回路６４４から出力される高圧電圧を、この高圧電圧の値に応じて、３．３Ｖ以下の低い電圧に変換し、第１アナログ電圧として、制御部６１２に与える。
【００２６】
出力電流検出部６４７は、整流回路６４４に電流を供給し、この電流に対応する電圧を第２アナログ電圧として、制御部６１２に与える。
負荷８１は、転写ローラ軸に高圧電圧を印加することにより発生する負荷である。
【００２７】
図４は、図３に示されている高圧電源装置８０の回路構成を概略的に示す回路図である。
制御部６１２にクロック信号を提供する発振器６１１は、水晶発振器６１１Ａにより構成されており、電源６１１Ｂから供給されるＤＣ３．３Ｖにより動作して、発信周波数５０ＭＨｚのクロック信号を発生する。水晶発振器６１１Ａは、ＤＣ３．３Ｖが印加される電源ポートＶＤＤ１と、ＤＣ３．３Ｖが印加される出力イネーブルポートＯＥと、クロック信号を出力するクロック出力ポートＣＬＫ＿ＯＵＴと、グランドポートＧＮＤとを備える。クロック出力ポートＣＬＫ＿ＯＵＴは、抵抗６１１Ｃを介して、制御部６１２のクロック入力ポートＣＬＫ＿ＩＮに接続されている。
【００２８】
クロック信号に同期して動作する制御部６１２において、駆動パルスを出力する出力ポートＯＵＴ４は、抵抗６４８を介して、圧電トランス駆動回路６４２が接続されている。また、制御部６１２は、電源ポートＶＤＤ２より、ＤＣ３．３Ｖが印加されている。圧電トランス駆動回路６４２には、電源６４０が接続されている。電源６４０は、例えば、図示しない低圧電源装置から商用電源であるＡＣ１００Ｖを変圧整流することにより提供されるＤＣ２４Ｖの電源である。
【００２９】
圧電トランス駆動回路６４２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）６４２Ａを有し、このＮＭＯＳ６４２Ａのゲート・ソース間に、短絡防止用の抵抗６４２Ｂが接続されている。ＮＭＯＳ６４２Ａのドレインは、インダクタ（コイル）６４２Ｃを介して、電源６４０に接続されている。ＮＭＯＳ６４２Ａのドレイン・ソース間には、コンデンサ６４２Ｄが並列に接続され、このコンデンサ６４２Ｄ及びインダクタ６４２Ｃにより共振回路が構成されている。ＮＭＯＳ６４２Ａのゲートに、制御部６１２からの駆動パルスが入力されると、このＮＭＯＳ６４２Ａが「ＤＣ２４Ｖ」のスイッチングを行い、これが共振回路により共振されてピークがＡＣ１００Ｖ程度の正弦半波（サイン波）の駆動電圧が出力される。
【００３０】
圧電トランス駆動回路６４２の共振回路の出力側には、圧電トランス６４３の１次側の入力端子６４３Ａが接続され、２次側の出力端子６４３Ｂから、ＮＭＯＳ６４２Ａ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。
圧電トランス６４３の２次側の出力端子６４３Ｂには、ＡＣ／ＤＣ変換用の整流回路６４４が接続されている。整流回路６４４は、圧電トランス６４３の２次側の出力端子６４３Ｂ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６４４Ａ、６４４Ｂ及びコンデンサ６４４Ｃを備える。整流回路６４４の出力側には、抵抗６４５を介して、負荷８１である転写ローラ５が接続されると共に、出力電圧検出部６４６及び出力電流検出部６４７が接続されている。
【００３１】
出力電圧検出部６４６は、分圧抵抗６４６Ａ、６４６Ｂと、分圧抵抗６４６Ａ、６４６Ｂで分圧された低電圧を平滑化するＲＣフィルタ６４６Ｃと、ＲＣフィルタ６４６Ｃに接続されたオペアンプ６４６Ｆからなるボルテージフォロア回路とを備える。分圧抵抗６４６Ａの抵抗値は１００ＭΩ、分圧抵抗６４６Ｂの抵抗値は３２．４ｋΩであり、出力電圧検出部６４６は、整流回路６４４から出力されたＤＣ高電圧を「１００００分の３．２４」に分圧して、低電圧（例えば、「ＤＣ３．３Ｖ」以下の低い電圧）に変換する。分圧された低電圧は、ＲＣフィルタ６４６Ｃにより平滑化される。ＲＣフィルタ６４６Ｃは、抵抗６４６Ｄと、コンデンサ６４６Ｅとにより構成される。ＲＣフィルタ６４６Ｃにより平滑化された低電圧は、オペアンプ６４６Ｆによりインピーダンス変換されて、第１アナログ電圧として、第１ＡＤＣ６１２Ａに入力される。
【００３２】
出力電流検出部６４７は、オペアンプ６４７Ａと、抵抗６４７Ｂと、コンデンサ６４７Ｃとを備える。オペアンプ６４７Ａは、「＋」入力端子が接地され、「−」入力端子が整流回路６４４のダイオード６４４Ａのアノード及び出力電圧検出部６４６の分圧抵抗６４６Ｂに接続されている。オペアンプ６４７Ａの「−」入力端子と出力端子との間には、４７ｋΩの抵抗６４７Ｂが接続されており、この抵抗６４７Ｂと並列に、オペアンプ６４７Ａの出力平滑用のコンデンサ６４７Ｃが接続されている。
【００３３】
オペアンプ６４７Ａの出力端子から出力される電流は、抵抗６４７Ｂを介して、ダイオード６４４Ａのアノードに供給される。オペアンプ６４７Ａの「＋」入力端子は、接地されているため、「−」入力端子の電圧レベルが０Ｖとなり、オペアンプ６４７Ａからの出力は、抵抗６４５及び負荷８１に流れる電流に対応した電圧となる。ここで、オペアンプ６４７Ａから出力される電圧は、最大３．３Ｖであり、抵抗６４５は４７ｋΩであるため、出力電流検出部６４７で抽出される電流の範囲は、３．３Ｖを４７ｋΩで除した値である７０．２１３μＡ以下となる。オペアンプ６４７Ａからの出力は、第２アナログ電圧として、第２ＡＤＣ６１２Ｂに入力される。
【００３４】
図５は、図３に示されている制御部６１２の概略構成を示すブロック図である。制御部６１２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ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を内蔵したマイクロプロセッサ、又は、ユーザが独自の論理回路を書き込むことができるＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）等により実現することができる。
【００３５】
出力電圧検出部６４６から出力された第１アナログ電圧は、第１ＡＤＣ６１２Ａに入力される。第１ＡＤＣ６１２Ａは、０〜３．３Ｖを００〜ＦＦｈｅｘに、０．０１２９Ｖの分解能で、第１アナログ電圧を第１電圧値に変換する。この第１電圧値は、第１比較器６１２Ｄ、第２比較器６１２Ｆ及び分周比値テーブル処理部６１２Ｅに与えられる。
【００３６】
入力ポートＩＮ３を介して入力された目標値は、第１演算器６１２Ｃ、第２比較器６１２Ｆ及び分周比値テーブル処理部６１２Ｅに与えられる。第１演算器６１２Ｃは、入力された目標値に対して、所定の割合の値を算出して出力する演算部である。ここで、本実施の形態においては、入力された目標値の９３．７５％の値を出力する。なお、第１演算器６１２Ｃで演算するパーセントの値は、１００％よりも小さく、０％よりも大きい任意の値である。例えば、この値を低くすることにより、オーバーシュートの程度が小さくなるが、目標電圧への到達時間が長くなる。そのため、この値は、オーバーシュートの程度と、目標電圧への到達時間とを考慮して、任意の値を選択すればよい。なお、この値は、圧電トランス６４３の出力のばらつき、特に、負荷８１の大きさに応じた出力のばらつきを吸収することのできる範囲で選択されることが望ましい。第１比較器６１２Ｄは、第１ＡＤＣ６１２Ａの出力である第１電圧値が、第１演算器６１２Ｃからの出力である目標値の所定パーセントの値以上であるか否かを比較する比較部である。この比較結果は、第２演算器６１２Ｇに与えられる。
【００３７】
入力ポートＩＮ２を介して入力されたＯＮ／ＯＦＦ信号は、第２比較器６１２Ｆ及び出力セレクタ６１２Ｑに与えられる。そして、第２比較部６１２Ｆは、ＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮを示している期間において、第１ＡＤＣ６１２Ａの出力である第１電圧値と、入力された目標値とを比較し、第１電圧値が目標値以上であるか否かを比較する比較部である。この比較結果は、第２演算器６１２Ｇに与えられる。
【００３８】
出力電流検出部６４７から出力された第２アナログ電圧は、第２ＡＤＣ６１２Ｂに入力される。第２ＡＤＣ６１２Ｂは、３．３Ｖに対して８ｂｉｔの分解能で、第２アナログ電圧を第２電圧値に変換する。ここで、第２電圧値は、負荷８１を流れる電流の値を示したものである。言い換えると、出力電流検出部６４７から出力される電流は、４７ｋΩの抵抗６４７Ｂ（図４参照）を流れる電流であるため、第２ＡＤＣ６１２Ｂに入力されるアナログ電圧は、０〜７０．２１３μＡを０〜３．３Ｖで示したものとなる。そして、第２ＡＤＣ６１２Ｂは、この０〜７０．２１３μＡを００〜ＦＦｈｅｘに０．２７５μＡの分解能にて変換することとなる。第２電圧値は、分周比値テーブル処理部６１２Ｅに与えられる。分周比値テーブル処理部６１２Ｅは、第１ＡＤＣ６１２Ａの出力である第１電圧値と、目標値と、第２ＡＤＣ６１２Ｂの出力である第２電圧値との入力を受けて、１９ｂｉｔの設定分周比値を出力する。分周比値テーブル処理部６１２Ｅについては、図６を用いて詳細に説明する。
【００３９】
分周比上限値レジスタ６１２Ｈは、分周比の上限値を記憶する記憶部である。分周比の上限値は、例えば、高圧電源装置８０から出力される電圧の最大値「７０００Ｖ」以上の電圧に対応する分周比値が、図１２に示す無負荷分周比値テーブルＮＤＲから選択されたものである。ここで、本実施の形態においては、分周比の上限値は、７３０１８ｈｅｘにされている。
【００４０】
周期値レジスタ６１２Ｉは、予め定められた周期をカウントするためのカウンタ値を格納する記憶部である。本実施の形態においては、カウンタ値は、１Ｂ５８ｈｅｘ（７０００）である。タイマ６１２Ｊは、周期値レジスタ６１２Ｉに格納されているカウンタ値を読み込み、クロック入力ポートＣＬＫ＿ＩＮから入力されるクロック信号毎に減算を行い、減算後の値が０になると再び値を初期値となるカウンタ値（７０００）に戻してカウントを繰り返す計時部である。そして、タイマ６１２Ｊは、値が０になる毎に立ち上がる１４０μｓｅｃ周期のタイマ信号を、第２演算器６１２Ｇ、第１ＡＤＣ６１２Ａ、第２ＡＤＣ６１２Ｂ及び分周比値テーブル６１２Ｅに与える。
【００４１】
第２演算器６１２Ｇは、第１比較器６１２Ｄからの出力、第２比較器６１２Ｆからの出力、分周比値処理部６１２Ｅからの設定分周比値、分周比上限値レジスタ６１２Ｈからの分周比の上限値、及び、タイマ６１２Ｊからのタイマ信号を受け取って、１９ｂｉｔレジスタ６１２Ｌに記憶されている出力用分周比値を更新する処理を行う演算部である。なお、第２演算器６１２Ｇでの処理については、図１７を用いて詳細に説明する。第２演算器６１２Ｇは、出力処理部６１２Ｋに接続されている。
【００４２】
出力処理部６１２Ｋは、分周器６１２Ｐを備え、分周器６１２Ｐに設定可能な分周比値よりも細かい分周比値で駆動パルスを生成した場合と同様の効果を発揮できるようにしたものである。
１９ｂｉｔレジスタ６１２Ｌは、第２演算器６１２Ｇから与えられた設定分周比値を出力用分周比値として記憶する記憶部である。また、１９ｂｉｔレジスタ６１２Ｌは、第２演算器６１２Ｇから与えられた設定分周比値の内、分周器６１２Ｐに設定できる分周比値の桁よりも低位の桁に対応する部分、本実施の形態においては、下位の１０ｂｉｔを誤差保持レジスタ部６１２Ｍに与える。さらに、１９ｂｉｔレジスタ６１２Ｌは、第２演算器６１２Ｇから与えられた設定分周比値の内、分周器６１２Ｐに設定できる分周比値の桁以上に対応する部分、本実施の形態においては、上位９ｂｉｔを加算器６１２Ｎ及び分周セレクタ６１２Ｏに与える。
【００４３】
誤差保持レジスタ部６１２Ｍは、分周器６１２Ｐの立ち上がりエッジ毎に、１９ｂｉｔレジスタ６１２Ｌから与えられた値を積算し、桁上がりが発生した場合には、次に分周器６１２Ｐから立ち上がりエッジが入力されるまで、分周セレクタ６１２ＯにＨレベルの信号を出力する処理部である。加算器６１２Ｎは、１９ｂｉｔレジスタ６１２Ｌから与えられた値に１を加算して、分周セレクタ６１２Ｏに与える加算部である。分周セレクタ６１２Ｏは、誤差保持レジスタ部６１２ＭからＨレベルの信号が入力されている期間においては、加算器６１２Ｎから与えられた値を分周器６１２Ｐに出力し、その他の期間においては、１９ｂｉｔレジスタ６１２Ｌから与えられた値を分周器６１２Ｐに出力する。
【００４４】
分周器６１２Ｐは、分周セレクタ６１２Ｏから与えられた値で、クロック入力ポートＣＬＫ＿ＩＮから入力されるクロック信号を分周して、駆動パルスを生成する。この駆動パルスは、出力セレクタ６１２Ｑに与えられる。出力セレクタ６１２Ｑは、入力ポートＩＮ２から入力されるＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮを示す場合に、分周器６１２Ｐから与えられた駆動パルスを出力ポートＯＵＴ４から出力する。
【００４５】
図６は、図５に示されている分周比値テーブル処理部６１２Ｅの構成を概略的に示すブロック図である。分周比値テーブル処理部６１２Ｅは、最大負荷値テーブル処理部６１２Ｅ１と、第３比較器６１２Ｅ２と、負荷変動値テーブル処理部６１２Ｅ３と、第３演算器６１２Ｅ４と、無負荷分周比値テーブル処理部６１５Ｅ５と、加算器６１２Ｅ６とを備える。
【００４６】
最大負荷値テーブル処理部６１２Ｅ１は、図７に示すような、第１電圧値に対応する短絡時の電圧値を示す最大負荷値テーブルＲＴを記憶するメモリＭ１を備える。この短絡時の電圧値は、高圧電源装置８０の出力端を短絡させた場合において、第１電圧値で示される出力電圧が整流回路６４４から出力されているときに、出力電流検出部６４７から出力された第２アナログ電圧を第２ＡＤＣ６１２Ｂで変換した第２電圧値に相当するものである。なお、図７においては、入力値が第１電圧値に対応し、出力値が短絡時の電圧値に対応する。そして、最大負荷値テーブル処理部６１２Ｅ１は、この最大負荷値テーブルＲＴを参照して、第１ＡＤＣ６１２Ａ（図５参照）から与えられた第１電圧値に対応する短絡時の電圧値を、第３比較器６１２Ｅ２及び第３演算器６１２Ｅ４に与える。
【００４７】
第３比較器６１２Ｅ２は、第２ＡＤＣ６１２Ｂから与えられた第２電圧値と、最大負荷値テーブル処理部６１２Ｅ１から与えられた短絡時の第２アナログ電圧を示す値とを比較して、短絡時の電圧値が第２電圧値よりも大きい場合には、短絡時の電圧値を第３演算器６１２Ｅ４に与える比較部である。また、第３比較器６１２Ｅ２は、短絡時の電圧値が第２電圧値以下である場合には、第２電圧値を第３演算器６１２Ｅ４に与える。但し、第３比較器６１２Ｅ２は、短絡時の電圧値が第２電圧値以下である場合において、第２電圧値が００ｈｅｘであるときには、０１ｈｅｘを第３演算器６１２Ｅ４に与える。
【００４８】
負荷変動値テーブル処理部６１２Ｅ３は、図８に示すような、目標値に対応する、無負荷時の分周比値と短絡時の分周比値との間の差分である分周比値差を示す負荷変動値テーブルＲＣＴを記憶するメモリＭ２を備える。図９は、高圧電源装置８０の出力端を開放した場合（無負荷にした場合）と、短絡させた場合とにおいて、制御部６１２から圧電トランス駆動回路６４２（図３参照）に出力する駆動パルスの周波数（駆動周波数）と、この周波数における高圧電源装置８０から出力される電圧（出力電圧）との関係を示すグラフである。なお、高圧電源装置８０の出力端を開放した場合（無負荷にした場合）における駆動周波数と出力電圧との関係は、図１０に示されており、高圧電源装置８０の出力端を短絡させた場合における駆動周波数と出力電圧との関係は、図１１に示されている。図９に示されているように、駆動周波数に対応する出力電圧は、高圧電源装置８０に接続される負荷８１によって異なっている。そして、高圧電源装置８０に接続される負荷８１に流れる電流は、短絡状態である場合と、開放状態（無負荷状態）である場合との間の値を取ることになる。図８に示されている負荷変動値テーブルＲＣＴは、目標電圧を示す目標値毎に、このような目標電圧を出力するための、無負荷時の分周比値と短絡時の分周比値との間の差分である分周比値差を示すものである。なお、負荷変動値テーブルＲＣＴの分周比値は、１１ｂｉｔの値となっており、その上位１ｂｉｔが整数を示し、下位１０ｂｉｔが小数を示す。そして、負荷変動値テーブル処理部６１２Ｅ３は、入力ポートＩＮ３（図３参照）から入力された目標値に対応する分周比値差を第３演算器６１２Ｅ４に与える。
【００４９】
第３演算器６１２Ｅ４は、タイマ６１２Ｊから入力されるタイマ信号の立ち上がりエッジにおいて、最大負荷値テーブル処理部からの出力をＡ、第３比較器６１２Ｅ２の出力をＢ、及び、負荷変動値テーブル処理部６１２Ｅ３からの出力をＣとした場合に、下記の（１）式により、負荷対応分周比値差を算出し、次の立ち上がりエッジにおいて、これを加算器６１２Ｅ６に与える演算部である。
Ｃ×Ｂ÷Ａ      ：（１）
ここで、Ｂ÷Ａは、高圧電源装置８０の出力端に特定の負荷が接続された場合における負荷８１に流れる電流の値を、高圧電源装置８０の出力端を短絡させた場合に負荷８１に流れる電流の値で除算したものに相当する。従って、Ｂ÷Ａの値は、高圧電源装置８０の出力端に接続される負荷８１が大きいほど、大きな値となる。このため、（１）式で算出される負荷対応分周比値差は、高圧電源装置８０の出力端に接続される負荷８１が大きいほど大きなものとなる。
【００５０】
無負荷分周比値テーブル処理部６１２Ｅ５は、図１２に示すような、目標値に対応する、無負荷時の分周比値を示す無負荷分周比値テーブルＮＤＲを記憶するメモリＭ３を備える。図１２に示されている無負荷分周比値テーブルＮＤＲは、図１０に示されている駆動周波数と出力電圧との関係に対応するものであり、目標電圧が高いほど目標値も高くなり、目標値が高くなると、分周比値の値も高くなり、駆動周波数は小さなものになる。なお、図１２においては、入力値が目標値であり、出力値が分周比値である。また、分周比値は、１９ｂｉｔの値となっており、上位９ビットが整数値、下位１０ビットが小数値を示す。
【００５１】
加算器６１２Ｅ６は、第３演算器６１２Ｅ４から出力された値と、無負荷分周比値テーブル処理部６１２Ｅ５から出力された値とを加算して、加算後の値を設定分周比値として出力する加算部である。ここで、設定分周比値は、高圧電源装置８０の出力端に接続される負荷が大きいほど大きなものとなる。これは、図９に示されているように、高圧電源装置８０に接続される負荷が大きいほど、駆動周波数は小さくなり、分周比値は大きくなることに基づく。
【００５２】
（動作の説明）
次に、以上に記載された画像形成装置１の動作について説明する。
【００５３】
まず、図１及び図２を用いて、画像形成装置１の全体における動作を説明する。
画像形成装置１は、図示されていない外部機器からホストインタフェース部５１を介して、ＰＤＬ（Ｐａｇｅ  Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  Ｌａｎｇｕａｇｅ）等で記述された印刷データの入力を受け付ける。入力された印刷データは、コマンド／画像処理部５２によってビットマップデータに変換される。
【００５４】
画像形成装置１は、サーミスタ７６の検知値に応じて定着器ヒータ７５を制御することにより、定着器１８の熱定着ローラを所定の温度にした後、印刷動作を開始する。
【００５５】
そして、画像形成装置１は、給紙カセット１３にセットされた用紙１５をホッピングローラ１４で給紙する。用紙１５は、後述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によって転写ベルト８上に搬送される。現像器２は、電子写真プロセスにより内部の感光体ドラム３２にトナー像を形成する。この時、ビットマップデータに応じてＬＥＤベッド３が点灯される。現像器２によって現像されたトナー像は、転写ローラ５に印加されたバイアスによって、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は、トナー像が転写された後、定着器１８によってこのトナー像が定着され、排紙される。
トナーカートリッジ容器４は、現像器２に着脱自在で、内部のトナーを現像器２に供給することができる構造になっている。プリンタエンジン制御部６０は、予め定められたテーブル値に従って、出力する高圧電圧を設定する。
【００５６】
次に、図３を用いて高圧電源装置８０から出力する高圧電圧を制御する際の処理について説明する。本実施の形態では、４色分の高圧電圧を出力する必要があるが、各色における処理は同様であるため、１色分の処理についてのみ説明する。
【００５７】
まず、プリンタエンジン制御部６０は、出力ポートＯＵＴ１から出力するリセット信号を「Ｌ」とする。高圧制御部６１の制御部６１２は、リセット信号が「Ｌ」になると、内部のレジスタ等の設定を初期化する。
次に、プリンタエンジン制御部６０は、高圧電源装置８０から出力させる目標電圧を示す８ｂｉｔの目標値を出力ポートＯＵＴ３から出力する。８ｂｉｔの目標値は、０〜１０．２ｋＶの電圧を００〜ＦＦｈｅｘの値で示す。なお、本実施の形態における高圧電源装置８０の最大出力電圧は、７ｋＶであるため、目標値は、００〜ＡＦｈｅｘとなる。
【００５８】
プリンタエンジン制御部６０は、所定のタイミングで印刷を開始し、目標値を、例えば７Ｄｈｅｘとすることで、出力電圧を約５０００Ｖに設定する。そして、プリンタエンジン制御部６０は、用紙１５が、各転写ローラ５と感光体ドラム３２とのニップ間にあるときには、ＯＮ／ＯＦＦ信号を「Ｈ」にし、各転写ローラ５に転写バイアスを印加させる。プリンタエンジン制御部６０は、用紙検出センサ４０が用紙を検出したタイミングから、用紙の搬送スピードに対応した所定時間を計測することで、用紙１５がニップ間にあるか否かを認識する。
【００５９】
制御部６１２は、入力ポートＩＮ２から入力されるＯＮ／ＯＦＦ信号が「Ｈ」になると、出力ポートＯＵＴ４から駆動パルスを出力する。制御部６１２が行う処理については、図４〜６を用いて詳細に説明する。
【００６０】
圧電トランス駆動回路６４２は、制御部６１２からの駆動パルスにより、電源６４０から与えられるＤＣ２４Ｖをスイッチングして、圧電トランス６４３の１次側に半波正弦波の駆動電圧を印加する。圧電トランス６４３は、１次側に印加された電圧を昇圧して、２次側から正弦波の交流電圧を出力する。整流回路６４４は、圧電トランス６４３から出力された交流電圧を整流平滑して、直流電圧を生成し、この直流電圧を抵抗６４５及び負荷８１に印加するとともに、出力電圧検出部６４６に印加する。負荷８１は、転写ローラ５の軸である。
【００６１】
出力電圧検出部６４６は、整流回路６４４からの直流電圧を０〜３．３Ｖレンジの低い電圧に分圧変換し、分圧後の低電圧を、第１アナログ電圧として、第１ＡＤＣ６１２Ａに与える。出力電流検出部６４７は、整流回路６４４に電流を供給するとともに、供給する電流に対応した電圧を、第２アナログ電圧として、第２ＡＤＣ６１２Ｂに与える。
【００６２】
制御部６１２は、図１２に示されている無負荷分周比値テーブルＮＤＲにおいて、入力ポートＩＮ３に入力された目標値である７Ｄｈｅｘに対応する分周比値「７２６Ｄ４ｈｅｘ」で、発振器６１１から入力される５０ＭＨｚを分周して、図１０に示されているように、出力電圧「５０００Ｖ」に対応する駆動周波数「１０９．２４０２ｋＨｚ」の駆動パルスを出力して、圧電トランス６４３の駆動を開始する。なお、無負荷時の駆動周波数で駆動を開始するのは、無負荷時が最も高い駆動周波数となるからである。そして、制御部６１２は、第１アナログ電圧で検出される出力電圧が、目標電圧の約９０％以上、例えば、目標電圧が５０００Ｖであったときには４６００Ｖ以上となった後は、第１アナログ電圧で検出される出力電圧が目標値と等しくなるように、駆動パルスの駆動周波数を制御する。ここで、目標電圧の約９０％の値を閾値電圧という。そして、用紙１５がニップ部を通過する直前にＯＮ／ＯＦＦ信号が「Ｌ」になり、制御部６１２は、出力ポートＯＵＴ４からの駆動パルスの出力を停止することで、転写バイアスの印加を停止する。
【００６３】
次に、図４を用いて詳細に説明する。
水晶発振器６１１Ａは、電源ポートＶＤＤ１及び出力イネーブルポートＯＥに電源６１１Ｂより３．３Ｖが入力され、クロック出力ポートＣＬＫ＿ＯＵＴから５０ＭＨｚのクロック信号を出力する。クロック信号は、抵抗６１１Ｃを介して、制御部６１２のクロック入力ポートＣＬＫ＿ＩＮに入力される。制御部６１２は、入力されるクロック信号に同期して動作し、５０ＭＨｚを分周した３０％オンデューティの駆動パルスを出力ポートＯＵＴ４から出力する。上述のように、駆動パルスの初期値は、駆動周波数１０９．２４０２ｋＨｚである。出力された駆動パルスは、ＮＭＯＳ６４２Ａのゲートに入力される。ＮＭＯＳ６４２Ａは、インダクタ６４２Ｃを介して電源６４０から入力されるＤＣ２４Ｖを、駆動パルスに応じてスイッチングする。ＮＭＯＳ６４２Ａにより、圧電トランス６４３の１次側の入力端子６４３Ａに半波正弦波の駆動電圧が印加され、圧電トランス６４３の２次側の出力端子６４３Ｂからは、駆動電圧に応じた高圧の交流電圧が出力される。出力された交流電圧はダイオード６４４Ａ、６４４Ｂにより、正バイアスに整流され、コンデンサ６４４Ｃにより平滑化されて、高圧の直流電圧が出力される。出力された高圧の直流電圧は、１００ＭΩの分圧抵抗６４６Ａと、３２．４ｋΩの分圧抵抗６４６Ｂとにより、「１００００分の３．２４」に分圧される。分圧により低電圧にされたアナログ電圧は、抵抗６４６Ｄ及びコンデンサ６４６Ｅにより構成されるＲＣフィルタ６４６Ｃでさらに平滑化され、オペアンプ６４６Ｆによりインピーダンス変換され、第１アナログ電圧として、第１ＡＤＣ６１２Ａに与えられる。
【００６４】
また、整流回路６４４から出力された高圧の直流電圧は、４７ｋΩの抵抗６４５を介して負荷８１に印加される。抵抗６４５を介して負荷８１に流れる電流は、オペアンプ６４７Ａの出力端から、４７ｋΩの抵抗６４７Ｂを介して供給される。そして、オペアンプ６４７Ａの出力端からは、抵抗６４７Ｂを流れる電流に対応した電圧が出力され、この電圧は、第２アナログ電圧として第２ＡＤＣ６１２Ｂに与えられる。第２アナログ電圧により検出される電流の範囲は、３．３Ｖを４７ｋΩで除した値である７０．２１３μＡ以下となる。
【００６５】
制御部６１２は、図１０に示されている、目標電圧に対応する、無負荷時の周波数の駆動パルスから、圧電トランス６４３の駆動を開始する。具体的には、制御部６１２は、図１２に示されている無負荷分周比値テーブルＮＤＲにおいて、入力ポートＩＮ３に入力された目標値に対応する分周比値で、発振器６１１から入力される５０ＭＨｚを分周することで、駆動パルスの初期値とする。図１２に示されている無負荷分周比値テーブルＮＤＲにおいて、例えば、目標電圧「５０００Ｖ」を示す目標値「７Ｄｈｅｘ」に対応する分周比値は７２６Ｄ４ｈｅｘである。このため、制御部６１２は、分周比値「７２６Ｄ４」の整数部である上位９ｂｉｔ「１Ｃ９ｈｅｘ（４５７）」と、その小数部である下位１０ｂｉｔ「２Ｄ４ｈｅｘ（７２４）」とにより、発振器６１１から得られる５０ＭＨｚに対して、４５７分周と４５８分周とをそれぞれ特定のタイミングで行うことにより、平均して４５７．７分周を実現する。
【００６６】
そして、制御部６１２は、第１ＡＤＣ６１２Ａにより第１アナログ電圧を変換した第１電圧値が、目標値の約９０％以上となるまでは、図１２に示されている無負荷分周比値テーブルＮＤＲから選択された、無負荷時の分周比値に、負荷８１の値に対応した負荷対応分周比値差を加算した設定分周比値で分周を行う。
ここで、８ｂｉｔの目標値をα（７：０）とし、この目標値を右に１ビットシフトした値（２分の１の値）をα（７：１）とし、この目標値を右に２ビットシフトした値（４分の１の値）をα（７：２）とし、この目標値を右に３ビットシフトした値（８分の１の値）をα（７：３）とし、この目標値を右に４ビットシフトした値（１６分の１の値）をα（７：４）とすると、目標値の約９０％以上の値は、以下の（２）式で算出される。
α（７：１）＋α（７：２）＋α（７：３）＋α（７：４）      ：（２）
また、負荷対応分周比値差Ｄは、目標電圧に対応する無負荷時の分周比値から目標電圧に対応する短絡時の分周比値を減算した分周比差に、第２電圧値を第１電圧値に対応する短絡時の電圧値で除算した値を乗算することで算出される。従って、負荷対応分周比値差は、負荷８１に流れる電流が大きいほど大きな値となる。このため、設定分周比値は、目標電圧に対応する短絡時の分周比値から目標電圧に対応する無負荷時の分周比値までの間の値であり、負荷８１に流れる電流が小さいほど、目標電圧に対応する無負荷時の分周比値に近い値となる。
従って、駆動周波数Ｆは、目標電圧に対応する無負荷時の周波数から目標電圧に対応する短絡時の周波数を減算した値をＸ、第２電圧値を第１電圧値に対応する短絡時の電圧値で除算した値をＹ、目標電圧に対応する無負荷時の駆動周波数をＺとした場合に、下記の（３）式で示される値となる。
Ｆ＝Ｚ−Ｘ×Ｙ      ：（３）
言い換えると、駆動周波数は、１４０μｓｅｃ毎にサンプリングされた第２電圧値により、短絡時における負荷に対する負荷率を演算し、目標電圧に対応する短絡時の周波数と目標電圧に対応する無負荷時の周波数との差にこの負荷率を乗算した乗算値を、目標電圧に対応する無負荷時の駆動周波数から減算した周波数となる。
【００６７】
次に、制御部６１２は、第１電圧値が目標値の約９０％以上となると、第１電圧値が目標値よりも低い場合には駆動周波数を下げ、第１電圧値が目標値よりも高い場合には駆動周波数を上げる。言い換えると、制御部６１２は、第１電圧値が目標値の約９０％までは、目標電圧に対応して負荷８１の値に応じて駆動周波数を決定し、第１電圧値が目標値の約９０％以上になった場合には、比例制御によって駆動周波数を決定する。なお、本実施の形態では、目標電圧に到達すると交互に駆動周波数の上下が行われるが、制御周波数の分解能が高いため、ほぼ一定の平均駆動周波数に制御され、出力が定電圧に安定する。
【００６８】
次に、図５を用いて、制御部６１２の内部での処理を説明する。
まず、周期値レジスタ６１２Ｉには、予め定められたカウンタ値「１Ｂ５８ｈｅｘ（７０００）」が設定される。タイマ６１２Ｊは、周期値レジスタ６１２Ｉに設定されているカウンタ値を読み込み、このカウンタ値を初期値として、クロック入力ポートＣＬＫ＿ＩＮから入力されるクロック信号の周期毎に減算を行う。そして、タイマ６１２Ｊは、減算後の値が０になる度に立ち上がる１４０μｓｅｃ周期のタイマ信号を第２演算器６１２Ｇ、第１ＡＤＣ６１２Ａ、第２ＡＤＣ６１２Ｂ及び分周比値テーブル処理部６１２Ｅに与える。
【００６９】
第１ＡＤＣ６１２Ａは、第１アナログ電圧「０〜３．３Ｖ」を、０．０１２９Ｖの分解能で、８ｂｉｔの第１電圧値に変換する。そして、第１ＡＤＣ６１２Ａは、この第１電圧値を、第１比較器６１２Ｄ、第２比較器６１２Ｆ及び分周比値テーブル処理部６１２Ｅに与える。第２ＡＤＣ６１２Ｂは、第２アナログ電圧「０〜３．３Ｖ」を、０．０１２９Ｖの分解能で、８ｂｉｔの第２電圧値に変換する。
【００７０】
第１演算器６１２Ｃは、入力ポートＩＮ３から入力された８ｂｉｔの目標値に対して、その目標値の２分の１の値と、その目標値の４分の１の値と、その目標値の８分の１の値と、その目標値の１６分の１の値とを加算することで、この目標値の約９０％（９３．７５％）の値を算出する。そして、第１演算器６１２Ｄは、第１比較器６１２Ｄに演算した値を与える。図１３に、第１演算器６１２Ｃにおける入力値と出力値との関係を示す。
【００７１】
第１比較器６１２Ｄは、第１ＡＤＣ６１２Ａの出力である第１電圧値が、第１演算器６１２Ｃからの出力である目標値の約９０％の値以上であるか否かを比較して、この比較結果を、第２演算器６１２Ｇに与える。第１比較器６１２Ｄでの処理を、図１４を用いて説明する。
【００７２】
図１４は、第１比較器６１２Ｄが行う処理を示すフローチャートである。
まず、第１比較器６１２Ｄは、第１ＡＤＣ６１２Ａの出力である第１電圧値が、第１演算器６１２Ｃからの出力である目標値の約９０％の値以上であるか否かを比較する（Ｓ１０）。そして、第１比較器６１２Ｄは、第１電圧値が目標値の約９０％の値以上である場合（Ｓ１０でＹｅｓ）には、ステップＳ１１に進み、「Ｈ」を第２演算器６１２Ｇに出力する。一方、第１比較器６１２Ｄは、第１電圧値が目標値の約９０％の値よりも小さい場合（Ｓ１０でＮｏ）には、ステップＳ１２に進み、「Ｌ」を第２演算器６１２Ｇに出力する。
【００７３】
図５に戻り、第２比較器６１２Ｆは、ＯＮ／ＯＦＦ信号が「Ｌ」の場合には、常に「Ｌ」を出力する。そして、第２比較器６１２Ｆは、ＯＮ／ＯＦＦ信号が「Ｈ」の場合には、入力ポートＩＮ３を介して入力された目標値が第１ＡＤＣ６１２Ａから出力された第１電圧値よりも大きいときは「Ｈ」を出力し、当該目標値が当該第１電圧値以下であるときには「Ｌ」を出力する。第２比較器６１２Ｆでの処理を、図１５を用いて説明する。
【００７４】
図１５は、第２比較器６１２Ｆが行う処理を示すフローチャートである。
まず、第２比較器６１２Ｆは、入力ポートＩＮ２から入力されたＯＮ／ＯＦＦ信号が「Ｈ」であるか否かを判断する（Ｓ２０）。そして、第２比較器６１２Ｆは、ＯＮ／ＯＦＦ信号が「Ｌ」である場合（Ｓ２０でＮｏ）には、ステップＳ２１に進み、「Ｌ」を第２演算器６１２Ｇに出力する。一方、第２比較器６１２Ｆは、ＯＮ／ＯＦＦ信号が「Ｈ」である場合（Ｓ２０でＹｅｓ）には、ステップＳ２２の処理に進む。
【００７５】
ステップＳ２２では、第２比較器６１２Ｆは、入力ポートＩＮ３を介して入力された目標値が第１ＡＤＣ６１２Ａから出力された第１電圧値よりも大きいか否かを判断する。そして、第２比較器６１２Ｆは、目標値が第１電圧値よりも大きい場合（Ｓ２２でＹｅｓ）には、ステップＳ２３に進み、「Ｈ」を第２演算器６１２Ｇに出力する。一方、第２比較器６１２Ｆは、目標値が第１電圧値以下である場合（Ｓ２２でＮｏ）には、ステップＳ２４に進み、「Ｌ」を第２演算器６１２Ｇに出力する。
【００７６】
図５に戻り、分周比上限値レジスタ６１２Ｈは、分周比の上限値である１９ｂｉｔの値「７３０１８ｈｅｘ」を第２演算器６１２Ｇに与える。
分周比値テーブル処理部６１２Ｅは、入力ポートＩＮ３からの目標値、第１ＡＤＣ６１２Ａからの第１電圧値及び第２ＡＤＣ６１２Ｂからの第２電圧値の入力を受けて、１９ｂｉｔの設定分周比値を第２演算器６１２Ｇに出力する。ここで、分周比値テーブル処理部６１２Ｅの内部の動作を図６を用いて説明する。
【００７７】
図６に示されているように、第１ＡＤＣ６１２Ａの出力は、第１電圧値として、最大負荷値テーブル処理部６１２Ｅ１に入力される。最大負荷値テーブル処理部６１２Ｅは、メモリＭ１に記憶されている最大負荷値テーブルＲＴ（図７参照）に基づいて、入力された第１電圧値に対応する短絡時の電圧値を特定し、この短絡時の電圧値を第３比較器６１２Ｅ２及び第３演算器６１２Ｅ４に出力する。
【００７８】
第３比較器６１２Ｅ２は、第２ＡＤＣ６１２Ｂから出力された第２電圧値と、最大負荷値テーブル処理部６１２Ｅ１から出力された短絡時の電圧値とを比較して、８ｂｉｔの値を出力する。第３比較器６１２Ｅ２での処理を、図１６を用いて説明する。
【００７９】
図１６は、第３比較器６１２Ｅ２での処理を示すフローチャートである。
まず、第３比較器６１２Ｅ２は、第２ＡＤＣ６１２Ｂから出力された第２電圧値が、最大負荷値テーブル処理部６１２Ｅ１から出力された短絡時の電圧値よりも大きいか否かを判断する（Ｓ３０）。そして、第３比較器６１２Ｅ２は、第２電圧値が短絡時の電圧値よりも大きい場合（Ｓ３０でＹｅｓ）には、ステップＳ３１の処理に進み、短絡時の電圧値を第３演算器６１２Ｅ４に出力する。一方、第３比較器６１２Ｅ２は、第２電圧値が短絡時の電圧値以下である場合（Ｓ３０でＮｏ）には、ステップＳ３２の処理に進む。
【００８０】
ステップＳ３２では、第３比較器６１２Ｅ２は、第２ＡＤＣ６１２Ｂから出力された第２電圧値が００ｈｅｘであるか否かを判断する。そして、第３比較器６１２Ｅ２は、第２電圧値が００ｈｅｘである場合（Ｓ３２でＹｅｓ）には、ステップＳ３３の処理に進み、０１ｈｅｘを第３演算器６１２Ｅ４に出力する。一方、第３比較器６１２Ｅ２は、第２電圧値が００ｈｅｘではない場合（Ｓ３２でＮｏ）には、ステップＳ３４の処理に進み、第２電圧値を第３演算器６１２Ｅ４に出力する。
【００８１】
図６に戻り、負荷変動値テーブル処理部６１２Ｅ３は、入力ポートＩＮ３から目標値の入力を受ける。そして、負荷変動値テーブル処理部６１２Ｅ３は、メモリＭ２に記憶されている負荷変動値テーブルＲＣＴ（図８参照）に基づいて、入力された目標値に対応する分周比値差を特定し、この分周比値差を第３演算器６１２Ｅ４に出力する。
【００８２】
第３演算器６１２Ｅ４は、まず、初期値として、１１ｂｉｔの値「０００ｈｅｘ」を、加算器６１２Ｅ６に与え、以降、タイマ６１２Ｊから入力されるタイマ信号の立ち上がりエッジにおいて、負荷変動値テーブル処理部６１２Ｅ３からの出力に、第３比較器６１２Ｅ２の出力を乗算した乗算値を、最大負荷値テーブル処理部６１２Ｅ１からの出力で除算することにより、負荷対応分周比値差を算出する。そして、第３演算器６１２Ｅ４は、タイマ信号の次の立ち上がりエッジにおいて、この負荷対応分周比値を加算器６１２Ｅ６に与える。
【００８３】
無負荷分周比値テーブル処理部６１２Ｅ５は、入力ポートＩＮ３から目標値の入力を受ける。そして、無負荷分周比値テーブル処理部６１２Ｅ５は、メモリＭ３に記憶されている無負荷分周比値テーブルＮＤＲ（図１２参照）に基づいて、入力された目標値に対応する無負荷分周比値を特定し、この無負荷分周比値を加算器６１２Ｅ６に出力する。
【００８４】
加算器６１２Ｅ６は、無負荷分周比値テーブル処理部６１２Ｅ５から出力された無負荷分周比値に、第３演算器６１２Ｅ４から出力された負荷対応分周比値差を加算して、設定分周比値を算出し、この設定分周比値を第２演算器６１２Ｇに出力する。
【００８５】
図５に戻り、第２演算器６１２Ｇは、第１比較器６１２Ｄからの出力、第２比較器６１２Ｆからの出力、分周比値処理部６１２Ｅからの設定分周比値、分周比上限値レジスタ６１２Ｈからの分周比の上限値、及び、タイマ６１２Ｊからのタイマ信号を受け取って、１９ｂｉｔレジスタ６１２Ｌに記憶されている出力用分周比値を更新する処理を行う。ここでは、第２演算器６１２Ｇでの処理を、図１７を用いて説明する。
【００８６】
図１７は、第２演算器６１２Ｇが行う処理を示すフローチャートである。
まず、第２演算器６１２Ｇは、タイマ６１２Ｊから入力されるタイマ信号の立ち上がりエッジを検出したか否かを判断する（Ｓ４０）。そして、第２演算器６１２Ｇは、タイマ信号の立ち上がりエッジを検出した場合（Ｓ４０でＹｅｓ）には、ステップＳ４１の処理に進む。
【００８７】
ステップＳ４１では、第２演算器６１２Ｇは、第１比較器６１２Ｄから入力される信号が「Ｈ」か否か、即ち、第１ＡＤＣ６１２Ａから出力された第１電圧値が、入力ポートＩＮ３を介して入力された目標値の約９０％の値以上であるか否かを判断する。そして、第２演算器６１２Ｇは、第１比較器６１２Ｄから入力される信号が「Ｌ」である場合（Ｓ４１でＮｏ）、即ち、第１電圧値が目標値の約９０％の値よりも小さい場合には、ステップＳ４２の処理に進み、分周比値テーブル処理部６１２Ｅから受け取った設定分周比値を出力分周比値として、１９ｂｉｔレジスタ６１２Ｌに記憶させる。一方、第２演算器６１２Ｇは、第１比較器６１２Ｄから入力される信号が「Ｈ」である場合（Ｓ４１でＹｅｓ）、即ち、第１電圧値が目標値の約９０％の値以上である場合には、ステップＳ４３の処理に進む。
【００８８】
ステップＳ４３では、第２演算器６１２Ｇは、第２比較器６１２Ｆから入力される信号が「Ｈ」か否か、即ち、入力ポートＩＮ３を介して入力された目標値が、第１ＡＤＣ６１２Ａから出力された第１電圧値よりも大きいか否かを判断する。そして、第２演算器６１２Ｇは、第２比較器６１２Ｆから入力される信号が「Ｌ」である場合（Ｓ４３でＮｏ）、即ち、目標値が第１電圧値以下である場合には、ステップＳ４４の処理に進み、１９ｂｉｔレジスタ６１２Ｌに記憶されている出力分周比値から、所定の値、例えば「１」を減算する。一方、第２演算器６１２Ｇは、第２比較器６１２Ｆから入力される信号が「Ｈ」である場合（Ｓ４３でＹｅｓ）、即ち、目標値が第１電圧値よりも大きい場合には、ステップＳ４５の処理に進む。
【００８９】
ステップＳ４５では、第２演算器６１２Ｇは、１９ｂｉｔレジスタ６１２Ｌに記憶されている出力分周比値が、分周比上限値レジスタ６１２Ｈから入力された分周比の上限値と一致しているか否かを判断する。そして、第２演算器６１２Ｇは、出力分周比値が分周比の上限値と一致していない場合（Ｓ４５でＮｏ）には、ステップＳ４６の処理に進み、１９ｂｉｔレジスタ６１２Ｌに記憶されている出力分周比値に、所定の値、例えば「１」を加算する。一方、第２演算器６１２Ｇは、出力分周比値が分周比の上限値と一致している場合（Ｓ４５でＹｅｓ）には、出力分周比値が既に分周比の上限値に達しているため、出力分周比値をそのまま維持して、ステップＳ４０の処理に戻る。
【００９０】
以上に説明したフローにより、例えば、目標電圧を５０００Ｖとして目標値を７Ｄｈｅｘにした場合、出力電圧が０〜４６００Ｖの範囲にあるときには、１９ｂｉｔレジスタ６１２Ｌに設定される出力分周比値は、７２６Ｄ４〜７２ＡＣ７ｈｅｘの範囲に制御される。そして、出力電圧が４６００〜５０００Ｖの範囲にあるときには、４６００Ｖで設定された出力分周比値に対して、第１電圧値と目標値との間の関係に応じて、所定の値（ここでは、「１」）が加減算される。加算値は１ｍｓｅｃあたり「７」であり、図１２に示されている無負荷分周比値テーブルＮＤＲにおいて、目標値「７Ｅｈｅｘ（５０４０Ｖ）」での分周比値「７２６ＦＥｈｅｘ（４６８７３４）」と、目標値「７Ｄｈｅｘ（５０００Ｖ）」での分周比値「７２６Ｄ４ｈｅｘ（４６８６９２）」との差分は「４２」であるため、駆動周波数は、１ｍｓｅｃあたり７Ｖ程度目標電圧より高い電圧の周波数となるが、出力電圧が目標電圧に到達した時に、出力分周比値が減算され、僅かなオーバーシュートで目標電圧に制御される。
【００９１】
図５に戻り、１９ｂｉｔレジスタ６１２Ｌは、第２演算器６１２Ｇから与えられた設定分周比値を出力用分周比値として記憶する。また、１９ｂｉｔレジスタ６１２Ｌは、第２演算器６１２Ｇから与えられた設定分周比値の内、下位の１０ｂｉｔを誤差保持レジスタ部６１２Ｍに与える。さらに、１９ｂｉｔレジスタ６１２Ｌは、第２演算器６１２Ｇから与えられた設定分周比値の内、上位９ｂｉｔを加算器６１２Ｎ及び分周セレクタ６１２Ｏに与える。
【００９２】
誤差保持レジスタ部６１２Ｍは、分周器６１２Ｐの立ち上がりエッジ毎に、１９ｂｉｔレジスタ６１２Ｌから与えられた値を積算し、桁上がりが発生した場合には、次に分周器６１２Ｐから立ち上がりエッジが入力されるまで、分周セレクタ６１２ＯにＨレベルの信号を出力する。加算器６１２は、１９ｂｉｔレジスタ６１２Ｌから与えられた値に１を加算して、分周セレクタ６１２Ｏに与える。分周セレクタ６１２Ｏは、誤差保持レジスタ部６１２ＭからＨレベルの信号が入力されている期間においては、加算器６１２Ｎから与えられた値を分周器６１２Ｐに出力し、その他の期間においては、１９ｂｉｔレジスタ６１２Ｌから与えられた値を分周器６１２Ｐに出力する。
【００９３】
分周器６１２Ｐは、分周セレクタ６１２Ｏから与えられた値で、クロック入力ポートＣＬＫ＿ＩＮから入力されるクロック信号を分周して、駆動パルスを生成する。この駆動パルスは、出力セレクタ６１２Ｑに与えられる。出力セレクタ６１２Ｑは、入力ポートＩＮ２から入力されるＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮを示す場合に、分周器６１２Ｐから与えられた駆動パルスを出力ポートＯＵＴ４から出力する。
【００９４】
以上のように、出力分周比値の上位９ｂｉｔの値、及び、出力分周比値の上位９ｂｉｔの値に「１」を加算した値が、誤差保持レジスタ部６１２Ｍでの桁上がりのタイミングに応じて、選択的に分周器６１２Ｐに入力される。このため、分周器６１２Ｐに入力される分周比値の平均は、出力分周比値の上位９ｂｉｔの値に、出力分周比値の上位９ｂｉｔの値に「１」を加算した値を「１０２４」で除算した値を、加算した値となる。
【００９５】
出力処理部６１２Ｋは、以上のように、分周器６１２Ｐに設定することのできる分周比値よりも下位の桁に対応した分周比値で駆動パルスを生成した場合と同様の効果を発揮できるようにしているが、例えば、１９ｂｉｔレジスタに記憶されている出力分周比値を分周器６１９Ｐに直接入力することも可能である。このような場合には、誤差保持レジスタ部６１２Ｍ、加算器６１２Ｎ及び分周セレクタ６１２Ｏは不要である。
【００９６】
以上に記載された実施の形態１に係る高圧電源装置８０から出力される高圧電圧は、図１８に示すようになる。図１８は、高圧電源装置８０から出力される高圧電圧の出力特性を示すグラフである。図１８に示すように、高圧電源装置８０は、出力開始時間ｔ１から、目標電圧の約９０％に到達する時間ｔ２までは、高圧電源装置８０に接続された負荷８１に応じた駆動周波数で駆動される。この時間ｔ１からｔ２の間の駆動周波数は、高圧電源装置８０の出力端を無負荷とした場合の駆動周波数と、高圧電源装置８０の出力端を短絡させた場合の駆動周波数との間の周波数となる。そして、高圧電源装置８０は、時間ｔ２以降は、出力電圧が目標電圧に一致するように、駆動周波数の比例制御を行う。なお、一般的には転写電流は、１０〜２０μＡ程度であるため、転写電圧の範囲が１〜７ｋＶであれば、１０〜７０μＡの範囲の電流値に対応できる。
【００９７】
以上のように、本実施の形態に係る高圧電源装置８０によれば、無負荷時の目標電圧に対応する駆動周波数にて駆動を開始し、出力立ち上げ中の検出電圧と検出電流との関係から、負荷を計測し、この負荷に対応した目標電圧での駆動周波数で駆動を行うことにより、従来よりも早い立ち上げ制御を行うことができ、かつ、目標電圧に向かって出力がスムーズになり、ほとんどオーバーシュートなく立ち上げることができる。
【００９８】
本実施の形態においては、高圧電源装置８０からの出力は、０〜７ｋＶの範囲としているが、プリンタエンジン制御部６０の制御プログラム次第で、同一の構成であっても、例えば、０〜５ｋＶといったように、必要な範囲での出力が可能である。
【００９９】
また、本実施の形態では、短絡状態から無負荷状態までの駆動周波数の特性を線形として扱っているが、負荷毎の分周比値を特定したテーブルを用いても良い。また、目標電圧での駆動周波数にて駆動を開始し、僅かなオーバーシュートを生じる設定となっているが、無負荷分周比値テーブルに設定された値を、上述の説明で記載された値よりもやや小さな値とすることにより、オーバーシュートが生じないようにすることもできる。
【０１００】
さらに、以上に記載した実施の形態においては、駆動周波数の制御を切り替える閾値を、目標電圧の約９０％としているが、８０％又は９５％等、他の値でもよい。さらに、目標電圧付近及び目標電圧到達後の制御を比例制御として分周比値を「１」づつ加減算しているが、ゲインを設定してＰＩ制御やＰＩＤ制御としてもよい。
【０１０１】
実施の形態２．
次に、実施の形態２について説明する。実施の形態２に係る高圧電源装置は、高圧制御部の制御部の構成において、実施の形態１に係る高圧電源装置と異なっている。このため、以下では、主に実施の形態２における制御部について説明する。
【０１０２】
図１９は、実施の形態２における制御部９１２の概略構成を示すブロック図である。実施の形態２における制御部９１２は、ラッチ９１２Ｒ及び分周比開始値レジスタ９１２Ｓがさらに設けられている点、並びに、第２演算器９１２Ｇでの処理の点、において実施の形態１における制御部６１２と異なっている。
【０１０３】
ラッチ９１２は、第１比較器６１２Ｄから出力された１ビットの値、即ち、第１電圧値が目標値の約９０％以上になったか否かを示す値をラッチして、ラッチされた値を第２演算器９１２Ｇに出力する記憶部である。ラッチされた１ビットの値は、入力ポートＩＮ３に入力されるＯＮ／ＯＦＦ信号の立ち上がりエッジ、及び、入力ポートＩＮ１にリセット信号が入力されることによりクリアされる。第１比較器６１２Ｄからの出力は、第１電圧値が目標値の約９０％以上になると「Ｈ」となるが、第１比較器６１２Ｄ及びラッチ９１２Ｒの出力がともに「Ｈ」である場合には、第１電圧値が目標値の約９０％以上であることを示し、第１比較器６１２Ｄの出力が「Ｈ」で、ラッチ９１２Ｒの出力が「Ｌ」である場合には、第１電圧値が目標値の約９０％になっていることを示す。
【０１０４】
分周比開始値レジスタ９１２Ｓは、圧電トランス６４３の駆動開始時の駆動周波数に相当する分周比値である分周比の開始値を保持する記憶部である。この分周比の開始値は、例えば、共振周波数付近の駆動周波数に相当する分周比値とすることが望ましく、本実施の形態においては、７３４００ｈｅｘにされている。この値は、出力電圧が７ｋＶを超える駆動周波数に対応するものであり、出力立ち上げ時の単位時間あたりの出力電圧増加量が最大となる。なお、本実施の形態においては、分周比の開始値に相当する駆動周波数で、立ち上げを開始し、目標電圧に到達する前に、分周比値を下げて、駆動周波数を上げるようにしており、分周比の開始値は、立ち上げを加速する為だけに利用される。
【０１０５】
実施の形態２における第２演算器９１２Ｇは、第１比較器６１２Ｄからの出力、第２比較器６１２Ｆからの出力、ラッチ９１２Ｒからの出力、分周比値処理部６１２Ｅからの設定分周比値、分周比上限値レジスタ６１２Ｈからの分周比の上限値、分周比開始値レジスタ９１２Ｓからの分周比の開始値、及び、タイマ６１２Ｊからのタイマ信号を受け取って、１９ｂｉｔレジスタ６１２Ｌに記憶されている出力用分周比値を更新する処理を行う。ここでは、第２演算器６１２Ｇでの処理を、図２０を用いて説明する。
【０１０６】
図２０は、第２演算器９１２Ｇが行う処理を示すフローチャートである。
まず、第２演算器９１２Ｇは、タイマ６１２Ｊから入力されるタイマ信号の立ち上がりエッジを検出したか否かを判断する（Ｓ５０）。そして、第２演算器９１２Ｇは、タイマ信号の立ち上がりエッジを検出した場合（Ｓ５０でＹｅｓ）には、ステップＳ５１の処理に進む。
【０１０７】
ステップＳ５１では、第２演算器９１２Ｇは、第１比較器６１２Ｄから入力される信号が「Ｈ」か否か、即ち、第１ＡＤＣ６１２Ａから出力された第１電圧値が、入力ポートＩＮ３を介して入力された目標値の約９０％の値以上であるか否かを判断する。そして、第２演算器９１２Ｇは、第１比較器６１２Ｄから入力される信号が「Ｌ」である場合（Ｓ５１でＮｏ）、即ち、第１電圧値が目標値の約９０％の値よりも小さい場合には、ステップＳ５２の処理に進み、分周比開始値レジスタ９１２Ｓから読み込んだ分周比の開始値を出力分周比値として、１９ｂｉｔレジスタ６１２Ｌに記憶させる。一方、第２演算器９１２Ｇは、第１比較器６１２Ｄから入力される信号が「Ｈ」である場合（Ｓ５１でＹｅｓ）、即ち、第１電圧値が目標値の約９０％の値以上である場合には、ステップＳ５３の処理に進む。
【０１０８】
ステップＳ５３では、第２演算器９１２Ｇは、ラッチ９１２Ｒから入力される信号が「Ｈ」か否かを判断する。そして、第２演算器９１２Ｇは、第２比較器６１２Ｆから入力される信号が「Ｌ」である場合（Ｓ５３でＮｏ）には、ステップＳ５４の処理に進み、分周比値テーブル処理部６１２Ｅから入力された設定分周比値を出力分周比値として１９ｂｉｔレジスタ６１２Ｌに記憶させる。そして、第２演算器９１２Ｇは、ラッチ９１２Ｒをクリアし、ラッチ出力をＬにする。一方、第２演算器９１２Ｇは、第２比較器６１２Ｆから入力される信号が「Ｈ」である場合（Ｓ５３でＹｅｓ）には、ステップＳ５５の処理に進む。
【０１０９】
ステップＳ５５では、第２演算器９１２Ｇは、第２比較器６１２Ｆから入力される信号が「Ｈ」か否か、即ち、入力ポートＩＮ３を介して入力された目標値が、第１ＡＤＣ６１２Ａから出力された第１電圧値よりも大きいか否かを判断する。そして、第２演算器９１２Ｇは、第２比較器６１２Ｆから入力される信号が「Ｌ」である場合（Ｓ５５でＮｏ）、即ち、目標値が第１電圧値以下である場合には、ステップＳ５６の処理に進み、１９ｂｉｔレジスタ６１２Ｌに記憶されている出力分周比値から「１」を減算する。一方、第２演算器９１２Ｇは、第２比較器６１２Ｆから入力される信号が「Ｈ」である場合（Ｓ５５でＹｅｓ）、即ち、目標値が第１電圧値よりも大きい場合には、ステップＳ５７の処理に進む。
【０１１０】
ステップＳ５７では、第２演算器９１２Ｇは、１９ｂｉｔレジスタ６１２Ｌに記憶されている出力分周比値が、分周比上限値レジスタ６１２Ｈから入力された分周比の上限値と一致しているか否かを判断する。そして、第２演算器６１２Ｇは、出力分周比値が分周比の上限値と一致していない場合（Ｓ５７でＮｏ）には、ステップＳ５８の処理に進み、１９ｂｉｔレジスタ６１２Ｌに記憶されている出力分周比値に「１」を加算する。一方、第２演算器９１２Ｇは、出力分周比値が分周比の上限値と一致している場合（Ｓ５７でＹｅｓ）には、出力分周比値が既に分周比の上限値に達しているため、出力分周比をそのまま維持して、ステップＳ５０の処理に戻る。
【０１１１】
以上に記載された実施の形態２における高圧電源装置８０から出力される高圧電圧は、図２１に示すようになる。図２１は、実施の形態２における高圧電源装置８０から出力される高圧電圧の出力特性を示すグラフである。図２１に示すように、高圧電源装置８０は、出力開始時間ｔ１から、目標電圧の約９０％に到達する時間ｔ２までは、共振周波数付近の分周比値「７３４００ｈｅｘ」、駆動周波数「１０８．４６ｋＨｚ」で駆動する。そして、高圧電源装置８０は、時間ｔ２以降は、分周比値テーブル処理部６１２Ｅから出力される設定分周比値を１９ｂｉｔレジスタ６１２Ｌに設定して、出力電圧が目標電圧に一致するように、駆動周波数の比例制御を行う。なお、駆動周波数「１０８．４６ｋＨｚ」で駆動する時の圧電トランス６４３の振動速度は、１ｍ／ｓｅｃ以下となるように、１次側の共振回路の定数を選択する。圧電トランス６４３は、１次側の共振回路で印加される電圧が高く、駆動周波数が共振周波数付近になると、振動速度が１ｍ／ｓｅｃを越えてしまう場合があり、発熱や割れなどを生じる場合がある。立ち上げ時の駆動周渡数は高い出力を得る設定とするが、この振動速度を越えない範囲に設定する。
【０１１２】
以上のように、実施の形態２における高圧電源装置８０によれば、立ち上がり特性が最も急峻となる共振周波数付近の駆動周波数にて駆動を開始し、出力立ち上げ中の出力電圧と出力電流との関係から負荷を計測し、この負荷に対応した目標電圧での駆動周波数に目標電圧付近で切り替えることにより、負荷によらず早い速度での立ち上げ制御が可能となる。
【０１１３】
以上に記載した実施の形態１及び２における高圧電源装置８０は、カラータンデム方式の画像形成装置１の転写高圧電源として説明したが、モノクロの画像形成装置にも適用することができ、また、帯電、現像等の転写以外のバイアス源にも適用可能である。
【符号の説明】
【０１１４】
１：画像形成装置、  ６０：プリンタエンジン制御部、  ６１：高圧制御部、  ６１１：発振器、  ６１２，９１２：制御部、  ６１２Ａ：第１ＡＤＣ、  ６１２Ｂ：第２ＡＤＣ、  ６１２Ｃ：第１演算器、  ６１２Ｄ：第１比較器、  ６１２Ｅ：分周比値テーブル処理部、  ６１２Ｅ１：最大負荷値テーブル処理部、  ６１２Ｅ２：第３比較器、  ６１２Ｅ３：負荷変動値テーブル処理部、  ６１２Ｅ４：第３演算器、  ６１２Ｅ５：無負荷分周比値テーブル、  ６１２Ｅ６：加算器、  ６１２Ｆ：第２比較器、  ６１２Ｇ，９１２Ｇ：第２演算器、  ６１２Ｈ：分周比上限値レジスタ、  ６１２Ｉ：周期値レジスタ、  ６１２Ｊ：タイマ、  ６１２Ｋ：出力処理部、  ９１２Ｒ：ラッチ、  ９１２Ｓ：分周比開始値レジスタ、  ６４：転写バイアス発生部、  ８０：高圧電源装置。
【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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