(57)【要約】【課題】不測の事態により圧電トランスの能力以上の電力が必要になった場合、圧電トランスの駆動周波数が共振周波数ｆ０を越えてしまい制御不能となり画像不良が発生してしまう。【解決手段】圧電トランス１０１、圧電トランス駆動周波数の発生部１１０、出力電圧設定部１０９、出力電圧検出部１２１を備え、圧電トランス駆動周波数の発生部１１０は圧電トランスの共振周波数ｆ０を含む周波数範囲で動作し、出力電圧設定部１０９からの信号に基づき圧電トランス１０１の駆動周波数を可変制御することにより出力電圧を制御する。圧電トランス１０１の共振周波数ｆ０或いは最大出力電圧となる周波数を測定し、圧電トランス１０１の駆動周波数が共振周波数ｆ０を下回らないように制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電トランスと、
入力電圧に応じた周波数を持つ前記圧電トランスの駆動信号を発生する電圧制御発振器と、
前記圧電トランスの平均出力電圧を示す信号と制御電圧とを比較して前記電圧制御発振器への入力電圧を生成する比較器と、
前記圧電トランスの平均出力電圧がピークとなるピーク駆動周波数を記憶し、前記電圧制御発振器の駆動信号の周波数を監視して、該周波数が前記ピーク駆動周波数よりも高い周波数となるように前記制御電圧を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする圧電トランス式高圧電源装置。
【請求項２】
圧電トランスと、
入力電圧に応じた周波数を持つ前記圧電トランスの駆動信号を発生する電圧制御発振器と、
前記圧電トランスの平均出力電圧を示す信号と制御電圧とを比較して前記電圧制御発振器への入力電圧を生成する比較器と、
前記圧電トランスの平均出力電圧がピークとなるピーク駆動周波数を前記電圧制御発振器に出力させる前記制御電圧の値を、制御電圧の下限値として記憶し、該下限値以上の範囲で、前記制御電圧を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする圧電トランス式高圧電源装置。
【請求項３】
前記比較器は、前記制御電圧が０の場合には前記圧電トランスの上限駆動周波数の駆動信号を前記電圧制御発振器から出力することを特徴とする請求項１または２に記載の圧電トランス式高圧電源装置。
【請求項４】
像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
静電潜像にトナー像を形成する現像手段と、
前記像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写部材を有する転写手段と、
前記転写部材に印加される電圧を発生するための、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の圧電トランス式高圧電源装置と
を備え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、電子写真プロセスを用いた画像形成装置に関し、特に画像形成装置に用いる圧電トランス式高圧電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置において、感光体に記録紙を当接させて転写を行う直接転写方式を採る場合、転写部材には金属の軸にローラ状の導電性ゴムを巻きつけた転写ローラを用い、感光体のプロセススピードに合わせ回転駆動させている。そして、転写部材に印加する電圧として直流バイアス電圧を用いており、転写ローラを用いて良好な転写を行うために、通常１０μＡ程度の電流を印加している。
【０００３】
上述したような画像形成に必要とされる高電圧を生成するために、薄型で軽量の高出力の圧電トランスを用いて高電圧を発生させることが検討されている。セラミックを素材とした圧電トランスを用いることにより、電磁トランス以上の効率で高電圧を生成する事が可能となる。しかも、一次側と二次側の電極間の距離を離す事が可能となるので特別に絶縁の為にモールド加工する必要がなく、高圧発生装置を小型・軽量にできるという優れた特性が得られている。
【０００４】
たとえば特許文献１には、圧電トランスの小圧比を小さくすることで素子の小型化を図る技術が記載されている。またたとえば特許文献２には、負荷変動に対して安定した圧電トランスを用いた高圧電源が記載されている。
【０００５】
ここで、図８に定電圧制御を行う圧電トランス式高圧電源の従来例を示す。ＶＣＯ１１０は、コンパレータ１３１と、コンパレータ１３１の反転入力端子（−端子）に接続されたコンデンサ１３０、抵抗素子１３６、ダイオード１３７とからなるＣＲ発振回路を基本構成としている。抵抗素子１３２、１３３は、コンパレータ１３１の非反転入力端子（＋端子）に接続されており、充放電の切換えとなる充電閾値電圧及び放電閾値電圧を生成する。そしてこの発振回路の抵抗素子１３６と並列に、トランジスタ１３８、抵抗素子１３９、１４０、１４１からなるエミッタフォロア回路が接続されている。こうしてコンデンサ１３０への充電電流を可変にすることで、オペアンプ１０９からの出力電圧に応じて発振周波数が制御可能となっている。トランジスタ１３５と抵抗１４２はコンパレータ１３１の出力端子の立ち上がりを速め、立ち上がり時間を短縮するものである。さらに、ダイオード１３４はトランジスタ１３８の保護ダイオードである。
【０００６】
その他の構成要素として、１０１は圧電トランス（圧電セラミックトランス）、１０２，１０３は整流ダイオード、１０４は平滑用高圧コンデンサである。また、１０５、１０６、１０７、１０８は抵抗、１０９はオペアンプ、１１０は電圧制御発振器（ＶＣＯ）、１１１はトランジスタ、１１２はインダクタ、１１３はコンデンサ、１１４は抵抗である。
【０００７】
またこの高圧発生装置を画像形成装置に用いた場合、出力電圧Ｖｏｕｔは転写ローラ１１０１に印加される。転写ローラ１１０１は、静電吸着搬送転写ベルト１１０３を挟んで、接地された感光体１１０２と対向配置されている。画像形成時には、転写ベルト１１０３と感光体１１０２との間に記録紙１１０４が挟まれる。
【０００８】
次に、図８の圧電トランス式高圧電源の動作について説明する。まず、オペアンプ１０９の反転入力端子（−端子）に抵抗１１４を介して不図示のコントローラ手段から出力されたアナログ信号である高圧出力制御信号（以降Ｖｃｏｎｔと記載）が入力される。一方、オペアンプ１０９の非反転入力端子（＋端子）には、出力電圧（以降Ｖｏｕｔと記載）を抵抗１０５、１０６、１０７によって分圧した電圧が、保護用抵抗１０８を介して入力される。オペアンプ１０９は反転入力端子（−端子）に入力されるＶｃｏｎｔの電圧値と、Ｖｏｕｔを抵抗１０５、１０６、１０７によって分圧した分圧電圧が同じになるようにその出力端子から電圧を出力する。
【０００９】
オペアンプ１０９の出力端子は電圧制御発振器（ＶＣＯ）１１０に接続される。電圧制御発振器（ＶＣＯ）１１０はオペアンプ１０９の出力電圧に応じた周波数でトランジスタ１１１をスイッチングさせ圧電トランス１０１の一次側に電力を供給する。圧電トランス１０１は一次側に供給された駆動周波数に応じて振動し、２次側に圧電トランス１０１のサイズに応じた昇圧比で増幅した交流電圧を発生させる。発生した交流電圧はダイオード１０２、１０３及び高圧コンデンサ１０４によって正電圧に整流平滑され負荷である転写ローラ１１０１に供給される。
【００１０】
図９に所定の負荷に電圧を供給する場合の圧電トランス１０１の駆動周波数と出力電圧の関係を示す。一般に圧電トランスの特性は、同図に示すように共振周波数ｆ０において出力電圧が最大となるような裾広がりな形状をしている。ｆＬは電圧制御発振器（ＶＣＯ）１１０で動作可能な最低周波数、ｆＨは電圧制御発振器（ＶＣＯ）１１０で動作可能な最高周波数である。通常は、最高周波数ｆＨと共振周波数ｆ０との間（図９に記載の通常動作範囲）で駆動周波数を変化させることにより圧電トランス１０１の出力電圧を制御している。
【００１１】
図８において、抵抗１０５の抵抗値が非常に大きく、またオペアンプ１０９の入力インピーダンスを無限大とすれば、オペアンプ１０９の非反転入力端子への入力電圧は、Ｖｏｕｔが０の場合、ほぼＶｒｅｆを抵抗Ｒ１０６とＲ１０７で分圧した電圧とみなせる。その電圧とＶｃｏｎｔとの差分がオペアンプ１０９から出力される。たとえばＶｒｅｆの値は、Ｖｃｏｎｔが０の状態で、ＶＣＯ１１０がその上限周波数ｆＨで動作するように決められる。図９からあきらかなように、このときのＶｏｕｔは極めて低い。その状態からＶｃｏｎｔを一定の値、例えば４．５ボルトに上昇させれば、オペアンプ１０９の出力電圧は低下し、ＶＣＯ１１０の動作周波数は図９の周波数ｆＨから漸次低下していく。その結果、圧電トランス１０１の出力電圧Ｖｏｕｔは図９の動作周波数−出力電圧曲線に従って上昇する。Ｖｏｕｔの上昇により、オペアンプ１０９の非反転入力端子への入力電圧も上昇し、オペアンプ１０９のその出力電圧を上昇させる。これによりＶＣＯ１１０の動作周波数は上昇し、圧電トランスの通常動作範囲であればＶｏｕｔは図９のカーブに従って下降する。このような動作により、Ｖｏｕｔは、Ｖｏｕｔの値に応じた動作周波数でＶＣＯ１１０が動作するような電圧となり、そこで安定する。すなわちＶｏｕｔはＶｃｏｎｔの値に応じた電圧で安定する。
【特許文献１】特開平１１−２０６１１３号公報
【特許文献２】特開平１１−２５２９０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述の通り、従来例に記載の圧電トランス式高圧電源では最高周波数ｆＨと共振周波数ｆ０との間で圧電トランスの駆動周波数を変化させることにより出力電力を制御している。ここで、圧電トランス式高圧電源には、記録紙の搬送が遅れるなどの不測の事態により、記録紙が無いにも関わらず記録紙への転写に必要な大きな電圧が印加されると、その後記録紙が到達しても、画像形成に必要な出力電力を確保できない。そのため、画像不良を発生させ続けてしまうという問題があった。従来例における記録紙の搬送が遅れた場合の動作について図１０乃至図１２を用いて説明する。
【００１３】
図１１は記録紙がある場合と記録紙が無い場合との圧電トランスの駆動周波数と出力電圧の関係を示した図である。図１２は高圧出力制御信号（Ｖｃｏｎｔ）と出力電圧（Ｖｏｕｔ）の関係を示す図である。上述したように、オペアンプ１０９の反転入力Ｖｃｏｎｔを変化させることにより、Ｖｏｕｔを制御することが可能となる。図１２においては、記録紙１１０３が転写ローラ１１０１と感光体１１０２との間に在る場合のＶｃｏｎｔ−Ｖｏｕｔ特性１２０１と、無い場合のＶｃｏｎｔ−Ｖｏｕｔ特性１２０２を示す。記録紙１１０３がないと、それがある場合に比べて、転写ドラム１１０１からグラウンドに流れる転写電流Ｉｔｒが増加するために、出力電圧Ｖｏｕｔが下降する。そのため、高圧出力制御信号Ｖｃｏｎｔが一定であると、記録紙がある場合の方が、ない場合よりも大きな出力電圧が得られている。このことを踏まえて、図１０を説明する。図１０の期間ｔ１〜ｔ４は以下のような動作である。
【００１４】
（１）不図示のコントロール手段は、所定のタイミングでＶｏｕｔを３ｋＶにするためにＶｃｏｎｔを４.５Ｖに上昇させる（期間ｔ１）。
（２）オペアンプ１０９は、ＶｃｏｎｔとＶｏｕｔの分圧電圧との差分に応じて、その出力電圧を低下させ、電圧制御発振器（ＶＣＯ）１１０の動作周波数を低下させる。記録紙が無いため、電圧制御発振器（ＶＣＯ）１１０の動作周波数とＶｏｕｔは図１１の点線をたどって変化する（期間ｔ２）。
（３）図１１の点線で示すように、記録紙が無い場合の、圧電トランス１０１はＶｏｕｔを２.７ｋＶまでしか出力できない。そのため、電圧制御発振器（ＶＣＯ）１１０の動作周波数が、記録紙がある場合にＶｏｕｔが３ｋＶとなる周波数ｆｘに至っても、オペアンプ１０９の非反転入力値が、その周波数でＶＣＯ１１０を安定させる値とならない。このため、ＶＣＯの動作周波数は更に低下する。共振周波数ｆ０であってもＶｏｕｔは３ｋＶに達しないので、ＶＣＯ１１０の動作周波数は、ｆ０よりもさらに低域側にまで低下する。いったん電圧制御発振器（ＶＣＯ）１１０の動作周波数が共振周波数ｆ０よりも低域側に変化してしまうと、ＶＣＯ１１０の動作周波数の低下はＶｏｕｔをさらに下降させ、Ｖｏｕｔは最低動作周波数ｆＬまで低下する。そのため、電圧制御発振器（ＶＣＯ）１１０は最低動作周波数ｆＬで動作を続け、図１１の点線で示すようにＶｏｕｔはＥｆＬｂとなり安定する（期間ｔ３）。
（４）その後、記録紙が到達してもＶｏｕｔは図１１に記載のＥｆＬａまでは上昇するものの、Ｖｃｏｎｔで設定した３ｋＶまでは到達せず、電圧制御発振器（ＶＣＯ）１１０は最低動作周波数ｆＬでの動作を継続する（期間ｔ４）。ＶｏｕｔがＥｆＬａでは良好な転写を行うために必要な転写電流を確保できないため、画像不良が発生する。そして、画像不良は、ＶｏｕｔがＥｆＬａ以下となるような設定電圧がＶｃｏｎｔに与えられるまで発生しつづける。
【００１５】
また、感光体の帯電ムラを防止するため、転写ローラから感光体に流れる電流を記録紙の有無に関わらず所定範囲以内に保つ技術が採用されている。すなわち、連続した画像形成における、記録紙と記録紙の間（紙間）においても転写ローラに所定の電圧が印加されている。この場合、いったん電圧制御発振器（ＶＣＯ）の動作周波数が共振周波数ｆ０よりも低域側に変化してしまうと、連続した画像形成が終了して転写バイアスがＯＦＦされるまで画像不良が発生しつづけることとなる。
【００１６】
電圧制御発振器（ＶＣＯ）の最低動作周波数ｆＬを共振周波数ｆ０よりも高域側に設定することで動作周波数が共振周波数ｆ０よりも低域側に変化してしまうことを防止することが可能である。しかしながら、共振周波数ｆ０は圧電トランス毎のバラツキが大きい。そのため、全ての圧電トランスについて、共振周波数ｆ０より高域側で、共振周波数ｆ０と、必要な最大電圧に対応した動作周波数ｆｘとの間に、最低動作周波数ｆＬを設定することは困難である。もしこのように最低動作周波数ｆＬが設定できなければ、上述の問題が生じるか、あるいは所望の電圧が得られないこととなり、やはり画像形成の不良が発生するおそれがある。これを回避するためには、圧電トランス毎にボリューム抵抗等で個別に最低動作周波数を設定する必要がある。ただし、画像形成装置のように多数の圧電トランスを有する高圧電源装置では、全てのボリュームを調整するためには多大な調整時間が必要となるという問題があった。
【００１７】
本発明は上記課題を解決するものであり、その目的は、圧電トランス毎に動作下限周波数を調整することなく、不測の事態により圧電トランスの能力以上の電力が必要になった場合でも、圧電トランスの制御不能範囲、すなわち駆動周波数が共振周波数ｆ０を越えないようにして画像不良の発生を防止することが可能な圧電トランス式高圧電源装置およびそれを用いた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために本発明は以下の構成を備える。
【００１９】
圧電トランスと、
入力電圧に応じた周波数を持つ前記圧電トランスの駆動信号を発生する電圧制御発振器と、
前記圧電トランスの平均出力電圧を示す信号と制御電圧とを比較して前記電圧制御発振器への入力電圧を生成する比較器と、
前記圧電トランスの平均出力電圧がピークとなるピーク駆動周波数を記憶し、前記電圧制御発振器の駆動信号の周波数を監視して、該周波数が前記ピーク駆動周波数よりも高い周波数となるように前記制御電圧を制御する制御手段とを備える。
【００２０】
あるいは他の側面によれば本発明は以下の構成を備える。
【００２１】
圧電トランスと、
入力電圧に応じた周波数を持つ前記圧電トランスの駆動信号を発生する電圧制御発振器と、
前記圧電トランスの平均出力電圧を示す信号と制御電圧とを比較して前記電圧制御発振器への入力電圧を生成する比較器と、
前記圧電トランスの平均出力電圧がピークとなるピーク駆動周波数を前記電圧制御発振器に出力させる前記制御電圧の値を、制御電圧の下限値として記憶し、該下限値以上の範囲で、前記制御電圧を制御する制御手段とを備える。
【００２２】
あるいは他の側面によれば本発明は以下の構成を備える。
【００２３】
像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
静電潜像にトナー像を形成する現像手段と、
前記像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写部材を有する転写手段と、
前記転写部材に印加される電圧を発生するための、上記いずれかに記載の圧電トランス式高圧電源装置とを備える。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、画像形成装置のような出力負荷変動の大きい装置に使用する場合においても、駆動周波数範囲を圧電トランス毎に調整することなく、圧電トランスが制御不能となることを防止する圧電トランス式高圧電源装置を提供できる。このため、圧電トランスの制御不能に起因する画像形成の不良を解消した画像形成装置を提供できる。また、コストを上げることなく、圧電トランスの制御不能範囲、すなわち駆動周波数が共振周波数ｆ０を越えないようにして画像不良の発生を防止させ画像不良の発生を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
［第１実施形態］
以下、本発明の第一の実施形態について説明する。図２は本実施形態の画像形成装置であるカラーレーザプリンタの構成図である。図２において、４０１はカラーレーザプリンタ、４０２は記録紙３２を収納するデッキ、４０３はデッキ４０２内の記録紙３２の有無を検知するデッキ紙有無センサ、４０４はデッキ４０２から記録紙３２を繰り出すピックアップローラである。また、４０５は前記ピックアップローラ４０４によって繰り出された記録紙３２を搬送するデッキ給紙ローラ、４０６は前記デッキ給紙ローラ４０５と対をなし記録紙３２の重送を防止するためのリタードローラである。そして、デッキ給紙ローラ４０５の下流には記録紙３２を同期搬送するレジストローラ対４０７、前記レジストローラ対への記録紙３２の搬送状態を検知するレジ前センサ４０８が配設されている。
【００２６】
またレジストローラ対４０７の下流には静電吸着搬送転写ベルト（以下ＥＴＢと記す）４０９が配設されている。ＥＴＢ４０９上には、４色（イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢ）分のプロセスカートリッジ４１０Ｙ、４１０Ｍ、４１０Ｃ、４１０Ｂとスキャナユニット４２０Ｙ、４２０Ｍ、４２０Ｃ、４２０Ｂからなる画像形成部によって画像が形成される。カラー画像は、転写ローラ４３０Ｙ、４３０Ｍ、４３０Ｃ、４３０Ｂによって各色のトナー像が順次重ね合わされてゆくことにより形成される。形成されたカラー画像は、記録紙３２上に転写され、記録紙３２は下流に搬送される。下流には、定着ローラ４３３と加圧ローラ４３４対、定着ローラからの記録紙３２を搬送するための、定着排紙ローラ対４３５、定着部からの搬送状態を検知する定着排紙センサ４３６が配設されている。定着ローラ４３３は、記録紙３２上に転写されたトナー像を熱定着するために内部に加熱用のヒータ４３２を備えている。
【００２７】
各スキャナユニット４２０には、レーザ光を発光するレーザユニット４２１、ポリゴンミラー４２２とスキャナモータ４２３、結像レンズ群４２４より構成されている。レーザユニット４２１は、ビデオコントローラ４４０から送出される各画像信号に基づいて変調されたレーザ光を発光する。ポリゴンミラー４２２は、各レーザユニット４２１からのレーザ光で各感光ドラム３０５上を走査する。各プロセスカートリッジ４１０には公知の電子写真プロセスに必要な感光ドラム３０５、帯電ローラ３０３と現像ローラ３０２、トナー格納容器４１１を備えており、レーザプリンタ４０１本体に対して着脱可能に構成されている。ビデオコントローラ４４０は、パーソナルコンピュータ等の外部装置４４１から送出される画像データを受け取るとこの画像データをビットマップデータに展開し、画像形成用の画像信号を生成する。
【００２８】
また、ＤＣコントローラ２０１は、レーザプリンタ４０１の制御手段である。ＤＣコントローラ２０１は、ＲＡＭ２０７ａ、ＲＯＭ２０７ｂ、タイマ２０７ｃ、デジタル入出力ポート２０７ｄ、ＭＰＵ２０７を有する。さらに、ＤＣコントローラ２０１は、不揮発記憶装置（ＥＥＰＲＯＭ）２０８、及び各種入出力制御回路（不図示）等で構成されている。ＭＰＵ２０７は。Ｄ／Ａポート２０７ｅを備えたマイクロコンピュータである。高圧電源（圧電トランス式高圧電源装置）２０２は、各プロセスカートリッジ４１０に対応した帯電高圧電源（不図示）、現像高圧電源（不図示）と、各転写ローラ４３０に対応した高圧を出力可能な圧電トランスを使用した転写高圧電源とで構成されている。ＤＣコントローラ２０１は、高圧電源装置の制御電圧Ｖｃｏｎｔを、適切なタイミングで適切な値に設定することができる。
【００２９】
次に本実施形態の圧電トランス式高圧電源２０２の構成について説明する。図１に本実施形態における圧電トランス式高圧電源の回路図を示す。図８と同一の構成要素は、図８と同一の記号を付して、その説明を省略する。また、図１においては、出力電圧を検出するための抵抗１０５，１０６，１０７をまとめて出力電圧検出部１２１として示した。
【００３０】
図１の回路図と図８の回路図との相違点は、ＶＣＯ１１０の周波数である駆動周波数（Ｆｏｕｔ）をＭＰＵ（マイクロコンピュータ）２０７に出力していることである。
【００３１】
次に、本実施形態における高圧電源回路の動作について、図１及び図３を用いて説明する。図３は、圧電トランス１０１の駆動周波数に対する出力電圧（Ｖｏｕｔ）の特性を示した図である。同図に示すように、共振周波数ｆ０において出力電圧が最大となるような裾広がりな形状をしている。ｆＬは電圧制御発振器（ＶＣＯ）１１０が動作可能な最低周波数、ｆＨは電圧制御発振器（ＶＣＯ）１１０で動作可能な最高周波数である。
【００３２】
図４は、共振周波数ｆ０を測定してＥＥＰＲＯＭ２０８に記憶させる動作を説明するための模式図である。図１と同じ構成部品には図１と同一記号を付して説明は省略する。高圧プローブ８０１は、高圧電源装置の出力電圧Ｖｏｕｔを測定するためのプローブである。高圧測定治具８０２は、高圧プローブ８０１による測定値が入力されると共に、ＤＣコントローラ２０１のコネクタ（不図示）を介して、ＭＰＵ（マイクロコンピュータ）２０７とシリアル通信する。またＶＣＯ１１０の動作周波Ｆｏｕｔは、周波数を示すデジタル値としてＭＰＵ２０７に処理されるために、必要に応じて周波数の検出やデジタル値への変換回路を介して、ＭＰＵ２０７に入力される。
【００３３】
図５は、本実施形態における画像形成装置の工場出荷時に共振周波数ｆ０の測定動作を行うフローチャートである。まず、図４の測定系になるように、高圧プローブ８０１をＶｏｕｔの端子に接続し、高圧測定治具８０２のシリアル通信ポートを、ＤＣコントローラ２０１のシリアル通信ポートに接続する。画像形成装置に備えられたオペレーションパネルのキー操作によって、画像形成装置の動作モードを、共振周波数ｆ０の測定動作モードに設定する。ＤＣコントローラ２０１のＭＰＵ２０７は、測定動作モードが設定されると図５の手順を実行する。なお図５では、現在の測定回数が何度目であるかを（ｔ）で表している。したがって前回の測定はｔ−１ということになる。また図５の処理のために、前回測定した電圧Ｖｏｕｔ（ｔ−１）と現在測定した値Ｖｏｕｔ（ｔ）とを保存するメモリ領域がＲＡＭ２０７ａに確保されている。またＶｏｕｔ（ｔ−１）に対応するＶＣＯの動作周波数Ｆｏｕｔ（ｔ−１）の記憶領域もメモリに確保されている。
【００３４】
まず制御電圧Ｖｃｏｎｔを５Ｖにする（Ｓ１０１）。次に出力電圧メモリＶｏｕｔ（ｔ）を０Ｖに初期化しておく（Ｓ１０２）。
【００３５】
高圧プローブ８０１により測定されたＶｏｕｔの値を、高圧測定治具８０２を介してシリアル通信で読み取り、ＲＡＭ２０７ａの領域Ｖｏｕｔ（ｔ）に記憶する（Ｓ１０３）。この際、Ｖｏｕｔ（ｔ）の値をまずＶｏｕｔ（ｔ−１）に移動した後、測定された出力電圧ＶｏｕｔをＶｏｕｔ（ｔ）に記憶する。同時に、周波数ＦｏｕｔをＲＡＭの領域Ｆｏｕｔ（ｔ−１）に保存する。
【００３６】
次にＶｏｕｔ（ｔ）の値が、前回測定した値Ｖｏｕｔ（ｔ−１）より小さいか否か判定する（Ｓ１０４）。Ｖｏｕｔ（ｔ）の値が、前回測定した値Ｖｏｕｔ（ｔ−１）以上の場合は、Ｖｃｏｎｔを−０．１Ｖして、ステップＳ１０３へ戻る。
【００３７】
一方、ステップＳ１０４でＶｏｕｔ（ｔ）の値が、前回測定した値Ｖｏｕｔ（ｔ−１）より小さい場合、前回測定し保存されているＶＣＯの動作周波数Ｆｏｕｔ(ｔ−１)の値をＥＥＰＲＯＭ２０８に記憶する（Ｓ１０６）。この周波数がｆ０である。この後本体の電源をＯＦＦし、測定動作は、終了する。
【００３８】
このような構成と動作によって、共振周波数ｆ０となるＦｏｕｔがＥＥＰＲＯＭ２０８に記憶される。ＭＰＵ２０７は、通常の印字動作の際に、駆動周波数Ｆｏｕｔを監視し、その値をＥＥＰＲＯＭ２０８に保存された共振周波数ｆ０と比較する。そして、Ｆｏｕｔが共振周波数ｆ０より小さくならないように、たとえばＦｏｕｔ−ｆ０の値が基準値以下になった場合には、Ｖｃｏｎｔを現在の値より大きくする。再設定されるＶｃｏｎｔ値は、予め理論的にあるいは実験などにより決めておく。たとえば、Ｆｏｕｔ−ｆ０の値が基準値以下となる事態として転写ドラムに記録紙がない場合を考える。この場合の共振周波数ｆ０における出力電圧Ｖｏｕｔは２．７ｋＶ程度であるから、Ｖｏｕｔがそれをやや下回る値たとえば２．５ｋＶ程度となるようにＶｃｏｎｔを再設定する。この値は図３のカーブから決定できるし、予め実験して決めても良い。もちろんＶｃｏｎｔ再設定後もＦｏｕｔの監視を行う。再設定にもかかわらずＦｏｕｔ−ｆ０の値が基準値以下になった場合には、さらにＶｃｏｎｔを大きくして設定し直す。このように、圧電トランスの駆動周波数を通常動作範囲に維持するようにＶｃｏｎｔを制御することで、圧電トランスの駆動周波数が共振周波数未満の周波数になることによって制御不能となることを防止することができる。
【００３９】
尚、本実施形態は、共振周波数ｆ０に対応する駆動周波数Ｆｏｕｔを記憶したものの、最大動作電圧に対応する駆動周波数Ｆｏｕｔ等を記憶させても良いし、これらを含む複数の周波数でも良い。また、共振周波数ｆ０や最大動作電圧等を推定可能な周波数Ｆｏｕｔを記憶させても良い。
【００４０】
［第２実施形態］
第１実施形態では、共振周波数ｆ０に対応する駆動周波数Ｆｏｕｔを記憶し、駆動周波数Ｆｏｕｔが共振周波数ｆ０よりも低域側に変化することを防止した。本実施形態では、共振周波数ｆ０に対応するＶｃｏｎｔをＥＥＰＲＯＭに記憶することにより、駆動周波数が共振周波数ｆ０よりも低域側に変化することを防止する。
【００４１】
本実施形態のカラーレーザプリンタの構成図は図２を用いる。図６は、本実施形態における圧電トランス式高圧電源の回路図を示す。
【００４２】
図１と同一の構成には同一の記号を付して説明は省略する。第１実施形態との相違点は、出力電圧Ｖｏｕｔに対応する高圧出力検知信号ＶｓｎｓをＭＰＵ（マイクロコンピュータ）２０７に出力している点である。
【００４３】
図７は、本実施形態における工場出荷時に共振周波数ｆ０に対応する制御電圧Ｖｃｏｎｔの検出動作を行うフローチャートである。なお図７では、現在の測定回数が何度目であるかを（ｔ）で表している。したがって前回の測定はｔ−１ということになる。また図７の処理のために、前回測定した電圧Ｖｓｎｓ（ｔ−１）と現在測定した値Ｖｓｎｓ（ｔ）とを保存するメモリ領域がＲＡＭ２０７ａに確保されている。またＶｓｎｓ（ｔ−１）に対応するオペアンプ１０９の制御電圧Ｖｃｏｎｔ（ｔ−１）の記憶領域もメモリに確保されている。
【００４４】
まず、レーザプリンタ４０１の電源をＯＮする。不図示のオペレーションパネルのキー操作によって、出力制御電圧初期設定動作モードにする。するとＤＣコントローラ２０１のＭＰＵ２０７は、図７の処理を開始する。
【００４５】
Ｖｃｏｎｔを５Ｖにする（Ｓ２０１）。メモリのＶｓｎｓ（ｔ）を０Ｖに初期化する（Ｓ２０２）。そしてまずＶｓｎｓの値を読み取って記憶する。同時にこのときのＶｃｏｎｔの値をＶｃｏｎｔ（ｔ−１）に保存しておく（Ｓ２０３）。このときのＶｓｎｓの値はアナログ信号である。そこで、ＭＰＵ（マイクロコンピュータ）２０７のアナログポートに入力し、ＭＰＵ（マイクロコンピュータ）２０７の内部でアナログ→デジタルに変換してその値をＲＡＭ２０７ａに記憶する。これは他の電圧値についても同様である。なお、Ｖｓｎｓ（ｔ）を記憶する前に、Ｖｓｎｓ（ｔ）の値を前回の値Ｖｓｎｓ（ｔ−１）へ移動しておく。そして、今回のＶｓｎｓ（ｔ）の値と、前回測定した値Ｖｓｎｓ（ｔ−１）とを比較する。Ｖｓｎｓ（ｔ）がＶｓｎｓ（ｔ−１）以上の場合は、Ｖｃｏｎｔを−０．１ＶしてＳ２０３へ戻る（Ｓ２０５）。
【００４６】
ステップＳ２０４で、Ｖｓｎｓ（ｔ）の値が、前回測定した値Ｖｓｎｓ（ｔ−１）より小さい場合、保存されているＶｃｏｎｔ（ｔ−１）を、共振周波数ｆ０に対応する制御電圧としてＥＥＰＲＯＭ２０８に記憶する（Ｓ２０６）。これはＶｓｎｓ（ｔ−１）がピークすなわちそのときのＶｏｕｔがピークとなったためである。この後本体の電源をＯＦＦし、測定動作は終了する。
【００４７】
このようにして、圧電トランスの共振周波数ｆ０に対応する制御電圧Ｖｃｏｎｔ（ｆ０）を記憶する。このＶｃｏｎｔ（ｆ０）の値が、圧電トランスを通常動作範囲内の周波数で利用するためのＶｃｏｎｔの最小値である。
【００４８】
したがって、通常のプリント動作をさせるときには、Ｖｃｏｎｔを最小値Ｖｃｏｎｔ（ｆ０）〜５Ｖの間で制御を行う。このような構成で以上の動作を行うことにより、本実施形態は、第１実施形態で用いた高圧測定治具を用いることなく、共振周波数ｆ０以下になることを防止できる。これにより、圧電トランスの通常動作範囲に対応したＶｃｏｎｔの範囲が決定され、その範囲で圧電トランスを利用できる。
【００４９】
尚、本実施形態は、共振周波数ｆ０に対応する制御電圧値Ｖｃｏｎｔを記憶したものの、最大動作電圧に対応する制御電圧値Ｖｃｏｎｔを記憶させても良いし、これらを含む複数の制御電圧値Ｖｃｏｎｔでも良い。また、共振周波数ｆ０や最大動作電圧等を推定可能な制御電圧値Ｖｃｏｎｔを記憶させても良い。
【００５０】
［第３実施形態］
本実施形態では、第２実施形態におけるＶｃｏｎｔ（ｆ０）を、転写ローラに記録紙がない状態で測定する。そしてＶｃｏｎｔ（ｆ０）とともに、そのときのＶｓｎｓの値（Ｖｓｎｓ（ｆ０））も保存して残しておく。その後、今度は転写ローラに記録紙が導かれた状態で、Ｖｓｎｓが、記録紙がない状態で測定したＶｓｎｓ（ｆ０）と等しくなるまで、Ｖｃｏｎｔ値を５Ｖから−０．１Ｖずつ低下させる。測定されるＶｓｎｓとＶｓｎｓ（ｆ０）とは厳密に等しくならない可能性も高いので、実際上は差が一定値以内となることを条件とする。その条件が満たされたなら、そのときの制御電圧Ｖｃｏｎｔ（ｍｉｎ）を、Ｖｃｏｎｔの最低値として保存する。そして実際の画像形成時には、Ｖｃｏｎｔは、５Ｖ〜Ｖｃｏｎｔ（ｍｉｎ）の範囲でオペアンプ１０９に印加される。こうすることで、少なくとも記録紙の有無に起因する圧電トランスの制御不能状態の発生を防止することができる。
【００５１】
［変形例］
なお、第１実施形態では出力電圧Ｖｏｕｔを治具を用いて測定していたが、第２実施形態のようにＶｓｎｓを測定することで、電圧Ｖｏｕｔの測定に代えてもよい。こうすることで、第１実施形態でも高圧測定治具を用いることなく、共振周波数ｆ０以下になることを防止できる。
【００５２】
尚、第１、第２実施形態では、圧電トランスの駆動周波数を高域側から低域側に変化させることで出力電圧を増加させる構成で説明を行った。しかしながら、低域側から高域側に駆動周波数を変化させることにより出力電圧を増加させても構わない。
第１、第２実施形態では、画像形成装置をカラーレーザプリンタの構成で説明を行った。しかしながら、画像形成装置はカラーレーザプリンタに限定されるものではなく、モノクロレーザプリンタや複写機、ファックスであっても構わない。
【００５３】
また、記憶手段は、ＥＥＰＲＯＭを例に挙げた。しかし、その他の不揮発性の記憶装置あるいは、不揮発性の記憶素子であれば代用可能であり、例えば、フラッシュＲＯＭでも良い。
【００５４】
なお本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。また本発明の目的は、前述の実施形態の機能を実現するプログラムコードを記録した記録媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータが記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体およびプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】実施形態１における、圧電トランス式高圧電源の回路図である。
【図２】実施形態１における、カラーレーザプリンタの構成図である。
【図３】実施形態１における、圧電トランスの駆動周波数と出力電圧の特性を表す図である。
【図４】実施形態１における、高圧電源回路の共振周波数の測定回路模式図である。
【図５】実施形態１における、共振周波数の測定動作を説明するフローチャート図である。
【図６】実施形態１における、高圧電源回路の動作を説明する図である。
【図７】実施形態２における、動作を説明するフローチャート図である。
【図８】実施形態２における、圧電トランス式高圧電源の回路図である。
【図９】従来例における、圧電トランスの駆動周波数と出力電圧の特性を表す図である。
【図１０】従来例における、高圧電源回路の動作を説明する図である。
【図１１】従来例における、圧電トランスの駆動周波数と出力電圧の特性を表す図である。
【図１２】記録紙の有無による制御電圧と出力電圧との関係の相違を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０１：圧電トランス（圧電セラミックトランス）
１０２，１０３：ダイオード
１０４：高圧コンデンサ
１０９、５０４、７０３、８０３：オペアンプ
１１０：電圧制御発振器（ＶＣＯ）
１１２：インダクタ
２０１…ＤＣコントローラ
２０２…高圧電源（圧電トランス式高圧電源装置）
２０８…ＥＥＰＲＯＭ（不揮発性記憶素子）
４０１…カラーレーザプリンタ（画像形成装置）
【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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