(57)【要約】【課題】本発明は、高圧電源の出力の短絡の発生の有無を簡単かつ効果的に検出する高圧電源制御装置、高圧電源制御方法及び画像形成装置に関する。【解決手段】画像形成装置１は、ＰＷＭ発生器３及びスイッチングトランジスタＴｒ１で、高圧トランス５を駆動ＰＷＭｄｕｔｙに基づいてスイッチング駆動して出力電流を発生させ、モニター回路１０で出力電流をモニターしてモニターＡ／Ｄ帰還値として帰還させ、ＣＰＵ２がモニターＡ／Ｄ帰還値と目標出力電流に対応する目標Ａ／Ｄ帰還値から駆動ＰＷＭｄｕｔｙを再決定して、再決定した駆動ＰＷＭｄｕｔｙによりＰＷＭ発生器３で高圧トランス５をスイッチング駆動させて出力電流を目標出力電流に制御する。ＣＰＵ２が、駆動ＰＷＭｄｕｔｙと出力帰還値に基づいて高圧トランス５の出力の短絡の有無を判定し、出力の短絡があると、目標出力電流を増加させて高圧トランス５の駆動を継続する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧トランスを駆動デューティに基づいてスイッチング駆動して出力電流を発生させる駆動手段と、前記発生した出力電流をモニターして出力帰還値として帰還させるモニター手段と、予め設定された目標出力電流に応じて前記駆動デューティを決定して前記駆動手段を介して前記高圧トランスをスイッチング駆動させるとともに、前記モニター手段の帰還する前記出力帰還値と前記目標出力電流に対応する目標出力帰還値から前記駆動デューティを再決定して当該再決定した駆動デューティに応じて前記駆動手段に前記高圧トランスのスイッチング駆動を行わせて前記出力電流を前記目標出力電流に制御する駆動制御手段と、を備えた高圧電源制御装置であって、前記駆動制御手段は、前記駆動デューティと前記出力帰還値に基づいて、前記高圧トランスに接続されている出力の短絡の有無を判定するとともに、出力の短絡有りと判定すると、前記目標出力電流を一定の割合で増加させて、前記高圧トランスの駆動を継続することを特徴とする高圧電源制御装置。
【請求項２】
前記駆動制御手段は、前記目標出力電流を一定の割合で増加させて、前記高圧トランスの駆動を継続したときに、前記駆動デューティと前記出力帰還値に基づいて出力の短絡有りと判定すると、前記高圧トランスの駆動を停止することを特徴とする請求項１記載の高圧電源制御装置。
【請求項３】
前記高圧電源制御装置は、前記目標出力電流を一定の割合で増加させて前記高圧トランスの駆動を継続する場合に、当該目標出力電流と前記出力の短絡の有無を判定する際の電流との区別が可能な範囲で、前記増加させる目標出力電流に所定の上限値を設定し、前記駆動制御手段が、当該上限値までの範囲で、前記目標出力電流を増加させることを特徴とする請求項１または請求項２記載の高圧電源制御装置。
【請求項４】
高圧トランスを駆動デューティに基づいてスイッチング駆動して出力電流を発生させる駆動ステップと、当該発生した出力電流をモニターして出力帰還値として帰還させるモニターステップと、予め設定された目標出力電流に応じて前記駆動デューティを決定して前記駆動ステップで前記高圧トランスをスイッチング駆動させるとともに、前記モニターステップで帰還する前記出力帰還値と前記目標出力電流に対応する目標出力帰還値から前記駆動デューティを再決定して当該再決定した駆動デューティに応じて前記駆動ステップで前記高圧トランスのスイッチング駆動を行わせて前記出力電流を前記目標出力電流に制御する駆動制御ステップと、を行う高圧電源制御方法であって、前記駆動制御ステップで、前記駆動デューティと前記出力帰還値に基づいて前記高圧トランスに接続されている出力の短絡の有無を判定するとともに、出力の短絡有りと判定すると、前記目標出力電流を一定の割合で増加させて、前記高圧トランスの駆動を継続することを特徴とする高圧電源制御方法。
【請求項５】
前記高圧電源制御方法は、前記駆動制御ステップで、前記目標出力電流を一定の割合で増加させて、前記高圧トランスの駆動を継続したときに、前記駆動デューティと前記出力帰還値に基づいて出力の短絡有りと判定すると、前記高圧トランスの駆動を停止することを特徴とする請求項４記載の高圧電源制御方法。
【請求項６】
前記高圧電源制御方法は、前記目標出力電流を一定の割合で増加させて前記高圧トランスの駆動を継続する場合に、当該目標出力電流と前記出力の短絡の有無を判定する際の電流との区別が可能な範囲で、前記増加させる目標出力電流に所定の上限値を設定し、前記駆動制御ステップで、当該上限値までの範囲において、前記目標出力電流を増加させることを特徴とする請求項４または請求項５記載の高圧電源制御方法。
【請求項７】
高圧電源制御装置で出力電流の制御される高圧電源、または、高圧電源制御方法で出力電流の制御される高圧電源から出力される当該出力電流を利用して、画像データに基づいて転写紙に画像を形成する画像形成装置において、前記高圧電源制御装置として、前記請求項１から請求項３のいずれかに記載の高圧電源制御装置が設けられていること、または、前記高圧電源の高圧電源制御方法として、前記請求項４から請求項６のいずれかに記載の高圧電源制御方法が用いられてい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、高圧電源制御装置、高圧電源制御方法及び画像形成装置に関し、詳細には、高圧電源のリークやショートの発生の有無を簡単かつ安価に検出する高圧電源制御装置、高圧電源制御方法及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、ファクシミリ装置及びプリンタ等に画像形成装置においては、近時、電子写真方式を用いて画像形成を行っており、このような電子写真方式で画像形成を行う場合、一様に帯電させた感光体上に画像データにより変調したレーザビームを照射して静電潜像を形成して、当該静電潜像を現像ユニットでトナーを用いて現像し、当該トナー画像を給紙部から搬送されてくる転写紙に転写して、トナー画像を転写紙に形成している。電子写真方式の画像形成装置は、このようにしてトナー画像を転写した転写紙を定着部で、加熱・加圧しつつ搬送して、トナー画像を転写紙に定着させている。
【０００３】
このような電子写真方式の画像形成装置においては、感光体の帯電、トナー画像の転写紙への転写、定着及び転写紙の搬送等において、それぞれ異なる電圧や電流の電源電流を必要とし、電源部からそれぞれ必要な電源の供給を行っている。
【０００４】
ところが、画像形成装置においては、例えば、転写紙へのトナー画像の転写において、転写紙の紙種、紙サイズ等によって出力設定電流を変更する必要があり、また、画像形成装置の設置されている温湿度環境によって転写ローラのインピーダンス変化や転写紙が吸水していることで紙自体のインピーダンスが低下して、転写紙の搬送経路への漏れ電流が増加する場合がある。このように漏れ電流が発生すると、転写電流が不足して、画像劣化が発生したり、転写紙の含水率によっては、ほとんどの電流が他の経路へ流れて、画像形成が不可能になったり、リークやショート等により画像形成装置が誤動作を起こすおそれがある。
【０００５】
そこで、本出願人は、先に、高圧トランスをスイッチング駆動して高圧電圧を発生する駆動手段の発生した高電圧出力を、出力帰還モニター手段でモニターして出力帰還値として帰還させ、駆動制御手段で、駆動負荷条件から設定した駆動設定値に応じて駆動手段を介して高圧トランスをスイッチング駆動させるとともに、出力帰還モニター手段の帰還する出力帰還値と駆動負荷条件に基づいて駆動設定値を再決定して当該再決定した駆動設定値に応じて駆動手段に高圧トランスのスイッチング駆動を行わせるに際して、駆動制御手段が、出力帰還値に基づいて再決定した駆動設定値が予め設定した所定の駆動制限値を超えると、リークあるいはショート等の異常が発生したとして高圧トランスの駆動を停止する画像形成装置を提案している（特許文献１参照）。
【０００６】
すなわち、この従来技術は、高圧電源の出力制御を行うＰＷＭｄｕｔｙと出力帰還値の関係から出力リークや開放等の出力異常を検出し、画像形成装置をサービスコールとして停止させて、リーク検知する機能を別個に設けることなく、異常検知を行い、安価に画像形成装置の異常検知を行っている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−９２３１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来技術にあっては、転写紙への高圧印加時のリークを検出し異常の有無の検出を行う場合には、環境や紙種によりインピーダンスが大きく異なることがあり、特に、転写紙への高圧印加は高温高湿化で転写ローラのインピーダンスや転写紙自体の抵抗が、他の部分への電流の流れ込みを含めて極端に小さくなり、定電流で高圧電圧の制御を行っている場合には、実際には短絡が発生していなくても、ＰＷＭ制御不能領域になっても電流過多となって、短絡していると判断し、画像形成装置の動作を停止させる。したがって、季節によって、また、画像形成装置の設置環境によって、サービスコールが多発してしまうこととなるが、サービスコールが発生しても、実際には、故障個所があるわけではないので、サービスマンは、画像形成装置に対して処置する術がなく、改良の必要があった。
【０００９】
そこで、請求項１記載の発明は、駆動手段で、高圧トランスを駆動デューティに基づいてスイッチング駆動して出力電流を発生させ、当該発生した出力電流を、モニター手段で、モニターして出力帰還値として帰還させ、駆動制御手段で、予め設定された目標出力電流に応じて駆動デューティを決定して駆動手段を介して高圧トランスをスイッチング駆動させるとともに、モニター手段の帰還する出力帰還値と目標出力電流に対応する目標出力帰還値から駆動デューティを再決定して当該再決定した駆動デューティに応じて駆動手段に高圧トランスのスイッチング駆動を行わせて出力電流を目標出力電流に制御するに際して、駆動制御手段が、駆動デューティと出力帰還値に基づいて、高圧トランスに接続されている出力の短絡の有無を判定するとともに、出力の短絡有りと判定すると、目標出力電流を一定の割合で増加させて、高圧トランスの駆動を継続することにより、画像形成装置等において転写紙の吸水によりインピーダンスが下がって短絡状態と区別がつかない場合に、短絡検知条件から外れるように一定の割合で目標出力電流を上げて、転写電流が不足することを防止するとともに、画像形成装置等の装置が停止して、サービスマンコールが多発することを防止し、ダウンタイムを減少させて、利用性の良好な高圧電源制御装置を提供することを目的としている。
【００１０】
請求項２記載の発明は、駆動制御手段が、目標出力電流を一定の割合で増加させて、高圧トランスの駆動を継続したときに、駆動デューティと出力帰還値に基づいて出力の短絡有りと判定すると、高圧トランスの駆動を停止することにより、短絡検知条件から外れるように目標出力電流を上げた状態でも、短絡条件になると、出力が実際に短絡状態であると判断して、出力電流の出力を停止し、画像形成装置等に適用した場合に、画像形成されない状態での画像形成装置の稼動を防止して、より一層利用性の良好な高圧電源制御装置を提供することを目的としている。
【００１１】
請求項３記載の発明は、目標出力電流を一定の割合で増加させて高圧トランスの駆動を継続する場合に、当該目標出力電流と出力の短絡の有無を判定する際の電流との区別が可能な範囲で、増加させる目標出力電流に所定の上限値を設定し、駆動制御手段が、当該上限値までの範囲で、目標出力電流を増加させることにより、確実に短絡を検知し、より一層利用性の良好な高圧電源制御装置を提供することを目的としている。
【００１２】
請求項４記載の発明は、駆動ステップで、高圧トランスを駆動デューティに基づいてスイッチング駆動して出力電流を発生させ、当該発生した出力電流を、モニターステップで、モニターして出力帰還値として帰還させ、駆動制御ステップで、予め設定された目標出力電流に応じて駆動デューティを決定して駆動ステップで高圧トランスをスイッチング駆動させるとともに、モニターステップで帰還する出力帰還値と目標出力電流に対応する目標出力帰還値から駆動デューティを再決定して当該再決定した駆動デューティに応じて駆動ステップで高圧トランスのスイッチング駆動を行わせて出力電流を目標出力電流に制御するに際して、駆動制御ステップで、駆動デューティと出力帰還値に基づいて、高圧トランスに接続されている出力の短絡の有無を判定するとともに、出力の短絡有りと判定すると、目標出力電流を一定の割合で増加させて、高圧トランスの駆動を継続することにより、画像形成装置等において転写紙の吸水によりインピーダンスが下がって短絡状態と区別がつかない場合に、短絡検知条件から外れるように一定の割合で目標出力電流を上げて、転写電流が不足することを防止するとともに、画像形成装置等の装置が停止して、サービスマンコールが多発することを防止し、ダウンタイムを減少させて、利用性の良好な高圧電源制御方法を提供することを目的としている。
【００１３】
請求項５記載の発明は、駆動制御ステップで、目標出力電流を一定の割合で増加させて、高圧トランスの駆動を継続したときに、駆動デューティと出力帰還値に基づいて出力の短絡有りと判定すると、高圧トランスの駆動を停止することにより、短絡検知条件から外れるように目標出力電流を上げた状態でも、短絡条件になると、出力が実際に短絡状態であると判断して、出力電流の出力を停止し、画像形成装置等に適用した場合に、画像形成されない状態での画像形成装置の稼動を防止して、より一層利用性の良好な高圧電源制御方法を提供することを目的としている。
【００１４】
請求項６記載の発明は、目標出力電流を一定の割合で増加させて高圧トランスの駆動を継続する場合に、当該目標出力電流と前記出力の短絡の有無を判定する際の電流との区別が可能な範囲で、増加させる目標出力電流に所定の上限値を設定し、駆動制御ステップで、当該上限値までの範囲において、目標出力電流を増加させることにより、確実に短絡を検知し、より一層利用性の良好な高圧電源制御方法を提供することを目的としている。
【００１５】
請求項７記載の発明は、高圧電源制御装置で出力電流の制御される高圧電源、または、高圧電源制御方法で出力電流の制御される高圧電源から出力される当該出力電流を利用して、画像データに基づいて転写紙に画像を形成するに際して、高圧電源制御装置として、請求項１から請求項３のいずれかに記載の高圧電源制御装置を設け、または、高圧電源の高圧電源制御方法として、請求項４から請求項６のいずれかに記載の高圧電源制御方法を用いることにより、転写紙の吸水によりインピーダンスが下がって短絡状態と区別がつかない場合に、短絡検知条件から外れるように一定の割合で目標出力電流を上げて、転写電流が不足することを防止するとともに、画像形成装置が停止して、サービスマンコールが多発することを防止し、ダウンタイムを減少させて、利用性の良好な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】
【００１６】
請求項１記載の発明の高圧電源制御装置は、高圧トランスを駆動デューティに基づいてスイッチング駆動して出力電流を発生させる駆動手段と、前記発生した出力電流をモニターして出力帰還値として帰還させるモニター手段と、予め設定された目標出力電流に応じて前記駆動デューティを決定して前記駆動手段を介して前記高圧トランスをスイッチング駆動させるとともに、前記モニター手段の帰還する前記出力帰還値と前記目標出力電流に対応する目標出力帰還値から前記駆動デューティを再決定して当該再決定した駆動デューティに応じて前記駆動手段に前記高圧トランスのスイッチング駆動を行わせて前記出力電流を前記目標出力電流に制御する駆動制御手段と、を備えた高圧電源制御装置であって、前記駆動制御手段は、前記駆動デューティと前記出力帰還値に基づいて、前記高圧トランスに接続されている出力の短絡の有無を判定するとともに、出力の短絡有りと判定すると、前記目標出力電流を一定の割合で増加させて、前記高圧トランスの駆動を継続することにより、上記目的を達成している。
【００１７】
この場合、例えば、請求項２に記載するように、前記駆動制御手段は、前記目標出力電流を一定の割合で増加させて、前記高圧トランスの駆動を継続したときに、前記駆動デューティと前記出力帰還値に基づいて出力の短絡有りと判定すると、前記高圧トランスの駆動を停止するものであってもよい。
【００１８】
また、例えば、請求項３に記載するように、前記高圧電源制御装置は、前記目標出力電流を一定の割合で増加させて前記高圧トランスの駆動を継続する場合に、当該目標出力電流と前記出力の短絡の有無を判定する際の電流との区別が可能な範囲で、前記増加させる目標出力電流に所定の上限値を設定し、前記駆動制御手段が、当該上限値までの範囲で、前記目標出力電流を増加させるものであってもよい。
【００１９】
請求項４記載の発明の高圧電源制御方法は、高圧トランスを駆動デューティに基づいてスイッチング駆動して出力電流を発生させる駆動ステップと、当該発生した出力電流をモニターして出力帰還値として帰還させるモニターステップと、予め設定された目標出力電流に応じて前記駆動デューティを決定して前記駆動ステップで前記高圧トランスをスイッチング駆動させるとともに、前記モニターステップで帰還する前記出力帰還値と前記目標出力電流に対応する目標出力帰還値から前記駆動デューティを再決定して当該再決定した駆動デューティに応じて前記駆動ステップで前記高圧トランスのスイッチング駆動を行わせて前記出力電流を前記目標出力電流に制御する駆動制御ステップと、を行う高圧電源制御方法であって、前記駆動制御ステップで、前記駆動デューティと前記出力帰還値に基づいて前記高圧トランスに接続されている出力の短絡の有無を判定するとともに、出力の短絡有りと判定すると、前記目標出力電流を一定の割合で増加させて、前記高圧トランスの駆動を継続することにより、上記目的を達成している。
【００２０】
この場合、例えば、請求項５に記載するように、前記高圧電源制御方法は、前記駆動制御ステップで、前記目標出力電流を一定の割合で増加させて、前記高圧トランスの駆動を継続したときに、前記駆動デューティと前記出力帰還値に基づいて出力の短絡有りと判定すると、前記高圧トランスの駆動を停止してもよい。
【００２１】
また、例えば、請求項６に記載するように、前記高圧電源制御方法は、前記目標出力電流を一定の割合で増加させて前記高圧トランスの駆動を継続する場合に、当該目標出力電流と前記出力の短絡の有無を判定する際の電流との区別が可能な範囲で、前記増加させる目標出力電流に所定の上限値を設定し、前記駆動制御ステップで、当該上限値までの範囲において、前記目標出力電流を増加させてもよい。
【００２２】
請求項７記載の発明の画像形成装置は、高圧電源制御装置で出力電流の制御される高圧電源、または、高圧電源制御方法で出力電流の制御される高圧電源から出力される当該出力電流を利用して、画像データに基づいて転写紙に画像を形成する画像形成装置において、前記高圧電源制御装置として、前記請求項１から請求項３のいずれかに記載の高圧電源制御装置が設けられていること、または、前記高圧電源の高圧電源制御方法として、前記請求項４から請求項６のいずれかに記載の高圧電源制御方法が用いられていることにより、上記目的を達成している。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１記載の発明の高圧電源制御装置によれば、駆動手段で、高圧トランスを駆動デューティに基づいてスイッチング駆動して出力電流を発生させ、当該発生した出力電流を、モニター手段で、モニターして出力帰還値として帰還させ、駆動制御手段で、予め設定された目標出力電流に応じて駆動デューティを決定して駆動手段を介して高圧トランスをスイッチング駆動させるとともに、モニター手段の帰還する出力帰還値と目標出力電流に対応する目標出力帰還値から駆動デューティを再決定して当該再決定した駆動デューティに応じて駆動手段に高圧トランスのスイッチング駆動を行わせて出力電流を目標出力電流に制御するに際して、駆動制御手段が、駆動デューティと出力帰還値に基づいて、高圧トランスに接続されている出力の短絡の有無を判定するとともに、出力の短絡有りと判定すると、目標出力電流を一定の割合で増加させて、高圧トランスの駆動を継続するので、画像形成装置等において転写紙の吸水によりインピーダンスが下がって短絡状態と区別がつかない場合に、短絡検知条件から外れるように一定の割合で目標出力電流を上げて、転写電流が不足することを防止することができるとともに、画像形成装置等の装置が停止して、サービスマンコールが多発することを防止することができ、ダウンタイムを減少させて、利用性を向上させることができる。
【００２４】
請求項２記載の発明の高圧電源制御装置によれば、駆動制御手段が、目標出力電流を一定の割合で増加させて、高圧トランスの駆動を継続したときに、駆動デューティと出力帰還値に基づいて出力の短絡有りと判定すると、高圧トランスの駆動を停止するので、短絡検知条件から外れるように目標出力電流を上げた状態でも、短絡条件になると、出力が実際に短絡状態であると判断して、出力電流の出力を停止することができ、画像形成装置等に適用した場合に、画像形成されない状態での画像形成装置の稼動を防止して、より一層利用性を向上させることができる。
【００２５】
請求項３記載の発明の高圧電源制御装置によれば、目標出力電流を一定の割合で増加させて高圧トランスの駆動を継続する場合に、当該目標出力電流と出力の短絡の有無を判定する際の電流との区別が可能な範囲で、増加させる目標出力電流に所定の上限値を設定し、駆動制御手段が、当該上限値までの範囲で、目標出力電流を増加させることにより、確実に短絡を検知し、より一層利用性を向上させることができる。
【００２６】
請求項４記載の発明の高圧電源制御方法によれば、駆動ステップで、高圧トランスを駆動デューティに基づいてスイッチング駆動して出力電流を発生させ、当該発生した出力電流を、モニターステップで、モニターして出力帰還値として帰還させ、駆動制御ステップで、予め設定された目標出力電流に応じて駆動デューティを決定して駆動ステップで高圧トランスをスイッチング駆動させるとともに、モニターステップで帰還する出力帰還値と目標出力電流に対応する目標出力帰還値から駆動デューティを再決定して当該再決定した駆動デューティに応じて駆動ステップで高圧トランスのスイッチング駆動を行わせて出力電流を目標出力電流に制御するに際して、駆動制御ステップで、駆動デューティと出力帰還値に基づいて、高圧トランスに接続されている出力の短絡の有無を判定するとともに、出力の短絡有りと判定すると、目標出力電流を一定の割合で増加させて、高圧トランスの駆動を継続するので、画像形成装置等において転写紙の吸水によりインピーダンスが下がって短絡状態と区別がつかない場合に、短絡検知条件から外れるように一定の割合で目標出力電流を上げて、転写電流が不足することを防止することができｒとともに、画像形成装置等の装置が停止して、サービスマンコールが多発することを防止することができ、ダウンタイムを減少させて、利用性を向上させることができる。
【００２７】
請求項５記載の発明の高圧電源制御方法によれば、駆動制御ステップで、目標出力電流を一定の割合で増加させて、高圧トランスの駆動を継続したときに、駆動デューティと出力帰還値に基づいて出力の短絡有りと判定すると、高圧トランスの駆動を停止するので、短絡検知条件から外れるように目標出力電流を上げた状態でも、短絡条件になると、出力が実際に短絡状態であると判断して、出力電流の出力を停止することができ、画像形成装置等に適用した場合に、画像形成されない状態での画像形成装置の稼動を防止して、より一層利用性を向上させることができる。
【００２８】
請求項６記載の発明の高圧電源制御方法によれば、目標出力電流を一定の割合で増加させて高圧トランスの駆動を継続する場合に、当該目標出力電流と前記出力の短絡の有無を判定する際の電流との区別が可能な範囲で、増加させる目標出力電流に所定の上限値を設定し、駆動制御ステップで、当該上限値までの範囲において、目標出力電流を増加させるので、確実に短絡を検知することができ、より一層利用性を向上させることができる。
【００２９】
請求項７記載の発明の画像形成装置は、高圧電源制御装置で出力電流の制御される高圧電源、または、高圧電源制御方法で出力電流の制御される高圧電源から出力される当該出力電流を利用して、画像データに基づいて転写紙に画像を形成するに際して、高圧電源制御装置として、請求項１から請求項３のいずれかに記載の高圧電源制御装置を設け、または、高圧電源の高圧電源制御方法として、請求項４から請求項６のいずれかに記載の高圧電源制御方法を用いているので、転写紙の吸水によりインピーダンスが下がって短絡状態と区別がつかない場合に、短絡検知条件から外れるように一定の割合で目標出力電流を上げて、転写電流が不足することを防止することができるとともに、画像形成装置が停止して、サービスマンコールが多発することを防止することができ、ダウンタイムを減少させて、利用性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、本発明の好適な実施例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【実施例１】
【００３１】
図１〜図４は、本発明の高圧電源制御装置、高圧電源制御方法及び画像形成装置の一実施例を示す図であり、図１は、本発明の高圧電源制御装置、高圧電源制御方法及び画像形成装置の一実施例を適用した画像形成装置１の高圧制御回路系のブロック構成図である。
【００３２】
図１において、画像形成装置１は、その高圧制御回路系として、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）２、ＰＷＭ（Pulse Wide mosulation:パルス幅変調）発生器３、Ａ／Ｄ変換器４、高圧トランス５、トランジスタＴｒ１、ダイオードＤ１、コンデンサＣ１、Ｃ２、及び抵抗Ｒ１〜Ｒ６等を備えており、抵抗Ｒ２〜抵抗Ｒ６、コンデンサＣ２及びＡ／Ｄ変換器４は、全体としてモニター回路（モニター手段）１０として機能している。
【００３３】
画像形成装置１は、図示しないが、一様に帯電された感光体に、画像データで変調したレーザビームを照射して静電潜像を形成し、静電潜像の形成された感光体に現像器でトナーを供給して、トナー画像を感光体表面に形成する。画像形成装置１は、このトナー画像を給紙部から搬送されてきた転写紙に転写して、トナー画像の転写された転写紙を定着部で加熱・加圧してトナー画像を転写紙に定着させることで画像形成する。
【００３４】
そして、画像形成装置１は、図１に示す高圧制御回路系で高圧電源を必要とする各部に高圧電源（出力電流）を供給する。
【００３５】
ＣＰＵ（駆動制御手段）２は、画像形成装置１の全体の動作を制御して画像形成を行うとともに、高圧電源の駆動条件を決定して、当該決定した高圧電源の駆動条件（目標出力電流）に対応する駆動設定値である駆動ＰＷＭｄｕｔｙを一定期間（更新期間）の間だけ、ＰＷＭ発生器３に出力する。
【００３６】
ＰＷＭ発生器３は、ＣＰＵ２から入力される高圧電源の駆動設定値である駆動ＰＷＭｄｕｔｙでスイッチングトランジスタＴｒ１をオン／オフさせて高圧トランス５を駆動し、ダイオードＤ１、コンデンサＣ１及び抵抗Ｒ１で平滑して、高圧出力端子Ｐに上記駆動設置値に応じた出力電流を発生させる。したがって、ＰＷＭ発生器３とスイッチングトランジスタＴｒ１は、駆動ステップ処理を実行する駆動手段として機能している。
【００３７】
上記抵抗Ｒ２〜抵抗Ｒ６、コンデンサＣ２及びＡ／Ｄ変換器４からなるモニター回路１０は、高圧出力端子Ｐから出力される出力電流を、抵抗Ｒ３で電流−電圧変換して、この電圧変換した電圧を、抵抗Ｒ４〜抵抗Ｒ６及びコンデンサＣ２を介してモニターして、Ａ／Ｄ変換器４に帰還させる。Ａ／Ｄ変換器４は、入力されるモニター値をデジタル変換して、モニターＡ／Ｄ帰還値としてＣＰＵ２に出力する。
【００３８】
ＣＰＵ２は、Ａ／Ｄ変換器４から入力されるモニターＡ／Ｄ帰還値に基づいて高圧電源の駆動ＰＷＭｄｕｔｙ値を演算し直し、更新した駆動ＰＷＭｄｕｔｙ値をＰＷＭ発生器３に出力する。
【００３９】
具体的には、ＣＰＵ２は、モニター値であるモニターＡ／Ｄ帰還値と予め設定されている目標出力電流のときのＡ／Ｄ帰還値（目標Ａ／Ｄ帰還値）を比較し、モニターＡ／Ｄ帰還値が目標Ａ／Ｄ帰還値よりも小さい、すなわち、現実に出力している出力電流が目標出力電流値よりも小さいと、現在駆動している駆動ＰＷＭｄｕｔｙ値（駆動設定値）に対して、さらにオン幅が広がるように、駆動ＰＷＭｄｕｔｙ値を設定し直して、出力電流が目標出力電流に近づくように駆動し、逆に、モニターＡ／Ｄ帰還値が目標Ａ／Ｄ帰還値よりも大きい、すなわち、現実に出力している出力電流が目標出力電流よりも大きいと、現在駆動している駆動ＰＷＭｄｕｔｙ値に対してさらにオン幅が狭くなるように駆動ＰＷＭｄｕｔｙ値を設定し直して、出力電流が目標出力電流に近づくように駆動する。また、ＣＰＵ２は、モニターＡ／Ｄ帰還値と駆動ＰＷＭｄｕｔｙ値の関係から出力の短絡の有無を判定し、短絡有りと判定すると、目標出力電流値を一定の割合で増加方向に変更して、高圧トランス５の駆動を継続するという駆動制御ステップ処理を実行する。ＣＰＵ２は、この出力電流値を一定割合で増加したときのモニターＡ／Ｄ帰還値と駆動ＰＷＭｄｕｔｙ値の関係から出力の短絡をより一層正確に判定し、この段階で、出力の短絡有りを判定すると、画像形成装置１の駆動を停止、異常が発生している旨を画像形成装置１の操作表示部のディスプレイに表示出力する等の方法で報知する。
【００４０】
なお、ＣＰＵ２は、この高圧電源の駆動ＰＷＭｄｕｔｙ値の演算を所定時間間隔（更新期間間隔）、例えば、１０ｍｓ毎に行う。
【００４１】
そして、ＣＰＵ２には、予め目標出力電流値の上限値（目標出力上限値）が格納されており、ＣＰＵ２は、上記最初の異常有りの判定から一定割合で増加していった目標出力電流値がこの目標出力上限値を超えると、目標出力電流値をこの目標出力上限値に設定する。
【００４２】
次に、本実施例の作用を説明する。画像形成装置１は、電子写真方式で画像形成するが、この画像形成で必要とする高圧電源を高圧制御回路系の高圧出力端子Ｐから供給しつつ、短絡発生の検知をモニターＡ／Ｄ帰還値と駆動ＰＷＭｄｕｔｙに基づいて検知するとともに、短絡を検知すると、目標出力電流値を増加していき、実際に短絡が発生しているか否かを確認して、異常が発生していると、駆動を停止する。
【００４３】
すなわち、ＣＰＵ２が、高圧電源の駆動条件である目標出力電流を決定して、当該決定した目標出力電流に対応する駆動ＰＷＭｄｕｔｙ値を更新期間の間だけ、ＰＷＭ発生器３に出力し、ＰＷＭ発生器３が、この駆動ＰＷＭｄｕｔｙ値でスイッチングトランジスタＴｒ１をオン／オフさせて、高圧トランス５を駆動させる。高圧トランス５は、駆動ＰＷＭｄｕｔｙ値でオン／オフ駆動されることで、ダイオードＤ１、コンデンサＣ１及び抵抗Ｒ１で平滑して、高圧出力端子Ｐに上記駆動設置値に応じた高電圧を発生させ、図２に示すように、当該駆動ＰＷＭｄｕｔｙ値に応じた出力電流（μＡ）を供給する。
【００４４】
画像形成装置１は、この高圧出力端子Ｐに印加される高圧出力を、モニター回路１０でモニターしてＡ／Ｄ変換したモニタＡ／Ｄ帰還値をＣＰＵ２に帰還させる。
【００４５】
ＣＰＵ２は、Ａ／Ｄ変換器４から入力されるモニターＡ／Ｄ帰還値に基づいて高圧電源の駆動ＰＷＭｄｕｔｙ値を演算し直して、更新した駆動ＰＷＭｄｕｔｙ値をＰＷＭ発生器３に出力する。
【００４６】
この場合、ＣＰＵ２は、次式（１）に基づいて、駆動ＰＷＭｄｕｔｙ値を演算してＰＷＭ発生器３に設定する。
【００４７】
ＰＷＭＮＥＷ＝ＰＷＭＮＯＷ−（ＴＡＲＧＥＴ−ＡＤＩＮ）×ＫＣ／ＫＭ・・（１）
ここで、ＰＷＭＮＥＷは、演算結果により更新される新しい駆動ＰＷＭｄｕｔｙ値（更新ＰＷＭｄｕｔｙ設定値）であり、ＰＷＭＮＯＷは、現在設定されている駆動ＰＷＭｄｕｔｙ値である。ＴＡＲＧＥＴは、目標電流出力時のモニター値をＡ／Ｄ変換器４でＡ／Ｄ変換した目標Ａ／Ｄ帰還値であり、予め図３に示す出力電流−目標帰還値から求めた値である。ＡＤＩＮは、現在の高圧トランス５の出力をＡ／Ｄ変換器４でＡ／Ｄ変換したモニターＡ／Ｄ帰還値である。ＫＣは、図２に示したような出力電流−ＰＷＭｄｕｔｙ特性を決定する高圧トランス５の比例ゲインであり、ＫＭは、図２に示したような出力電流−ＰＷＭｄｕｔｙ特性を決定する高圧トランス５の比例係数である。
【００４８】
すなわち、高圧出力端子Ｐから出力される出力電流（μＡ）は、図３に示すように、モニターＡ／Ｄ帰還値であるＡ／Ｄ帰還値（Ｖ）とリニアな関係にあり、出力目標電流値が２０（μＡ）であるとき、目標Ａ／Ｄ帰還値（目標出力帰還値）は、「２（Ｖ）」となる。
【００４９】
そして、いま、駆動ＰＷＭｄｕｔｙ値を３０％としてＰＷＭ発生器３を駆動させてスイッチングトランジスタＴｒ１をオン／オフさせて高圧トランス５を駆動させると、図３から分かるように、高圧出力端子Ｐの出力電流（μＡ）は、３０μＡとなり、このときのモニターＡ／Ｄ帰還値は、図３から１．５（Ｖ）となる。そして、ＣＰＵ２は、このモニターＡ／Ｄ帰還値を参照して、モニターＡ／Ｄ帰還値が目標Ａ／Ｄ帰還値（２（Ｖ））となるように、駆動ＰＷＭｄｕｔｙ値を、例えば、２０％程度まで下げる。画像形成装置１は、上記出力電流のモニターと、当該モニターＡ／Ｄ帰還値に基づく駆動ＰＷＭｄｕｔｙ値の演算と当該演算結果の駆動ＰＷＭｄｕｔｙのＰＷＭ発生器３への設定及び当該駆動ＰＷＭｄｕｔｙ値による高圧トランス５の駆動を繰り返し行い、出力電流を目標出力電流に制御する。
【００５０】
すなわち、図４に示すように、ＣＰＵ２は、画像形成の開始を行って、高圧トランス５から高圧電源出力の開始を行うと（ステップＳ１０１）、高圧電源の駆動ＰＷＭｄｕｔｙ値の演算を行うタイミングであるか、すなわち、更新期間間隔が経過して、１０ｍｓ毎の割り込みがあったかチェックして（ステップＳ１０２）、割り込みが発生すると、現在の出力のＡ／Ｄ変換器４の変換したモニターＡ／Ｄ帰還値（ＡＤＩＮ）の取り込みを行う（ステップＳ１０３）。
【００５１】
ＣＰＵ２は、モニターＡ／Ｄ帰還値（ＡＤＩＮ）の取り込みを行うと、当該取り込んだモニターＡ／Ｄ帰還値（ＡＤＩＮ）を目標出力電流出力時の目標Ａ／Ｄ帰還値（ＴＡＲＧＥＴ）と比較してその差分を演算（ＴＡＲＧＥＴ−ＡＤＩＮ）し（ステップＳ１０４）、上記式（１）により更新ＰＷＭｄｕｔｙ設定値（ＰＷＭＮＥＷ）を演算する（ステップＳ１０５）。
【００５２】
ＣＰＵ２は、演算した更新ＰＷＭｄｕｔｙ設定値（ＰＷＭＮＥＷ）をＰＷＭ設定値（駆動ＰＷＭｄｕｔｙ）としてＰＷＭ発生器３に設定して、ＰＷＭ発生器３に当該駆動ＰＷＭｄｕｔｙに応じてスイッチングトランジスタＴｒ１をオン／オフさせて高圧トランス５を駆動し、ダイオードＤ１、コンデンサＣ１及び抵抗Ｒ１で平滑して、高圧出力端子Ｐに上記駆動設置値に応じた出力電流を発生させる（ステップＳ１０６）。
【００５３】
ＣＰＵ２は、ＰＷＭ発生器３への駆動ＰＷＭｄｕｔｙの更新を行うと、ＣＰＵ２は、出力停止かどうか判定して（ステップＳ１０７）、出力停止でないときには、ステップＳ１０２に戻って、上記同様の処理を繰り返し行い、出力電流値を目標出力電流値に制御する（ステップＳ１０２〜Ｓ１０７）。ステップＳ１０７で、出力停止であると、ＣＰＵ２は、処理を終了する。
【００５４】
そして、画像形成装置１は、上記出力電流の制御において、調整する駆動ＰＷＭｄｕｔｙの最小設定値が予め設定されており、駆動ＰＷＭｄｕｔｙがこの最小設定値になると、駆動ＰＷＭｄｕｔｙをそれ以上下げることをせず、当該最小設定値に設定する。
【００５５】
すなわち、画像形成装置１は、転写負荷が小さい場合には、駆動ＰＷＭｄｕｔｙを小さくしていっても、出力電流として、目標出力電流値以上の電流が流れるため、最終的には、演算上、駆動ＰＷＭｄｕｔｙは、０％まで下がることになるが、その手前の所定値、例えば、１％程度を駆動ＰＷＭｄｕｔｙの最小設定値として設定して、駆動ＰＷＭｄｕｔｙが１％未満にならないようにする。
【００５６】
そして、駆動ＰＷＭｄｕｔｙ値を１％にして駆動させて、出力を短絡させた場合の出力電流（短絡電流）が３０μＡであるとすると、この駆動ＰＷＭｄｕｔｙが１％以下であって、かつ、出力電流が２０μＡ以上のときを短絡検出条件とし、ＣＰＵ２は、出力電流を出力中に、この短絡検出条件になると、目標出力電流値を本来の目標出力電流値の２倍に設定することで、駆動ＰＷＭｄｕｔｙ値を大きくし、駆動ＰＷＭｄｕｔｙが１％（駆動ＰＷＭｄｕｔｙ＝１％）から外れるようにして、短絡検知条件を回避する。
【００５７】
このとき、実際に短絡が発生していた場合には、目標出力電流値を上げても、駆動ＰＷＭｄｕｔｙが、１％以下に近づいていき、かつ、出力電流が３０μＡ以上流れるため、短絡検知を正確に行うことができる。
【００５８】
したがって、転写紙の吸水率が高く、インピーダンスが下がっている場合には、転写電流を上げることで、転写性を向上させる方向に制御することができ、かつ、実際に短絡が発生している場合には、一定の割合で増加させた目標出力電流値、例えば、２倍にした目標出力電流値が、３０μＡを越えると、短絡検出が不可能になるので、目標出力電流値の切換時には、一定の割合、例えば、２倍で増加させた目標出力電流値が３０μＡを越える場合は、２５μＡを目標出力電流値の上限値として設定する。
【００５９】
このように、本実施例の画像形成装置１は、ＰＷＭ発生器３及びスイッチングトランジスタＴｒ１で、高圧トランス５を駆動デューティに基づいてスイッチング駆動して出力電流を発生させ、当該発生した出力電流を、モニター回路１０で、モニターして出力帰還値として帰還させ、ＣＰＵ２で、予め設定された目標出力電流に応じて駆動ＰＷＭｄｕｔｙを決定してＰＷＭ発生器３及びスイッチングトランジスタＴｒ１を介して高圧トランス５をスイッチング駆動させるとともに、モニター回路１０の帰還するモニターＡ／Ｄ帰還値と目標出力電流に対応する目標出力帰還値である目標Ａ／Ｄ帰還値から駆動ＰＷＭｄｕｔｙを再決定して当該再決定した駆動ＰＷＭｄｕｔｙに応じてＰＷＭ発生器３及びスイッチングトランジスタＴｒ１に高圧トランス５のスイッチング駆動を行わせて出力電流を目標出力電流に制御する。そして、この場合に、ＣＰＵ２が、駆動ＰＷＭｄｕｔｙとモニターＡ／Ｄ帰還値に基づいて、高圧トランス５に接続されている出力の短絡の有無を判定するとともに、出力の短絡有りと判定すると、目標出力電流を一定の割合で増加させて、高圧トランス５の駆動を継続している。
【００６０】
したがって、画像形成装置１において転写紙の吸水によりインピーダンスが下がって短絡状態と区別がつかない場合に、短絡検知条件から外れるように一定の割合で目標出力電流を上げて、転写電流が不足することを防止することができるとともに、画像形成装置１が停止してサービスマンコールが多発することを防止することができ、ダウンタイムを減少させて、利用性を向上させることができる。
【００６１】
また、本実施例の画像形成装置１は、ＣＰＵ２が、目標出力電流を一定の割合で増加させて、高圧トランス５の駆動を継続したときに、駆動ＰＷＭｄｕｔｙとモニターＡ／Ｄ帰還値に基づいて出力の短絡有りと判定すると、高圧トランス５の駆動を停止している。
【００６２】
したがって、短絡検知条件から外れるように目標出力電流を上げた状態でも、短絡条件になると、出力が実際に短絡状態であると判断して、出力電流の出力を停止することができ、画像形成されない状態での画像形成装置１の稼動を防止して、より一層利用性を向上させることができる。
【００６３】
さらに、本実施例の画像形成装置１は、目標出力電流を一定の割合で増加させて高圧トランス５の駆動を継続する場合に、当該目標出力電流と出力の短絡の有無を判定する際の電流との区別が可能な範囲で、増加させる目標出力電流に所定の上限値を設定し、ＣＰＵ２が、当該上限値までの範囲で、目標出力電流を増加させることにより、確実に短絡を検知し、より一層利用性を向上させることができる。
【００６４】
以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
高圧電源を、当該出力電流の帰還値に基づいてＰＷＭｄｕｔｙ制御して、出力電流を制御するとともに、短絡の有無を判定する画像形成装置一般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の電源装置、電源制御方法及び画像形成装置の一実施例を適用した画像形成装置の高圧制御回路系のブロック構成図。
【図２】図１の画像形成装置の高圧制御回路系のＰＷＭｄｕｔｙと出力電流との関係を示す図。
【図３】図１の画像形成装置の高圧制御回路系の出力電流とＡ／Ｄ帰還値との関係を示す図。
【図４】図１の画像形成装置の高圧制御回路系による出力制御処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００６７】
１  画像形成装置
２  ＣＰＵ
３  ＰＷＭ発生器
４  Ａ／Ｄ変換器
５  高圧トランス
１０  モニター回路
Ｔｒ１  トランジスタ
Ｄ１  ダイオード
Ｃ１、Ｃ２  コンデンサ
Ｒ１〜Ｒ６  抵抗
【図１】
2005117769.tif 000003
【図２】
2005117769.tif 000004
【図３】
2005117769.tif 000005
【図４】
2005117769.tif 000006