(57)【要約】【課題】  負荷に対して供給する電圧を制御する制御信号の値と負荷に電圧を供給中の電流値とに基づいて出力電圧値を求められるようにする。【解決手段】  ＣＰＵ１は高圧電源部５に所定の高圧ｃｈを出力させるＰＷＭ信号ＤａとＤｂを入力する。高圧電源部５は定電圧出力部１０でプロセス負荷部９へＰＷＭ信号Ｄａの出力レベルの高電圧を出力し、その高電圧出力中に電流モニタ部１１で電流値ｉａを検出し、ＰＷＭ信号Ｄｂの出力レベルの高電圧を出力し、その高電圧出力中に電流モニタ部１１で電流値ｉｂを検出し、それぞれＣＰＵ１へ出力する。ＣＰＵ１はＰＷＭ信号の差分ΔＤ＝Ｄａ−Ｄｂと電流値の差分Δｉ＝ｉａ−ｉｂから傾きを算出し、その傾きから負荷インピーダンスＺを算出し、その負荷インピーダンスＺと負荷インピーダンスＺの算出後に電流モニタ部で検出した電流値ｉに基づいて電圧値Ｖ＝Ｚｉを算出する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に対して出力電圧を供給する供給手段と、複数のレベルの電圧値を出力させるための各制御信号を入力する入力手段と、該入力手段によって入力された各制御信号の値を記憶する手段と、前記入力手段によってそれぞれ入力された制御信号に基づくレベルの電圧値の出力中の電流値を検出する手段と、該手段によって検出された前記各制御信号の電流値を記憶する手段と、前記記憶された各制御信号の値と各電流値とに基づいて負荷インピーダンスを算出し、該算出された負荷インピーダンスと前記負荷インピーダンスの算出後に検出された電流値とに基づいて前記負荷に対する出力電圧値を算出する手段とを設けたことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
請求項１記載の電源装置において、前記算出された出力電圧値が予め設定された目標出力電圧値と一致するように前記制御信号を調整する手段を設けたことを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の電源装置において、前記負荷のインピーダンスを算出し、該インピーダンスと前記算出された負荷インピーダンスとの差分を取って前記負荷と前記供給手段との間のインピーダンスを算出する手段を設けたことを特徴とする電源装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電源装置において、予め設定された目標出力電流値から前記負荷インピーダンスに発生する電流値分を引いた補正を行う手段を設けたことを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子写真プロセスを搭載する複写機、プリンタを含む画像形成装置を含む各種の装置に使用する電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置の電子写真プロセスにおける帯電ｃｈで一定電圧を出力させる定電圧方式を用いた電源装置（例えば、特許文献１参照）があった。
その定電圧方式は、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号、交流（ＡＤ）信号を含む制御信号を入力すると予め想定された負荷インピーダンスにおける入力−出力特性で設定された出力を発生し、その出力電圧を一定に制御する。この制御はハードによって行われ、必要に応じて出力電圧や出力電流をモニタしてそれらの値からソフトウェアによって出力電圧を制御している。
【特許文献１】特開２００５−０３９９０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の電源装置では、特に高圧電源装置では出力電圧をモニタするための高圧抵抗を含む高価な部品を使用した回路が必要になり、装置のコストが上昇するし、回路規模も大きくなるという問題があった。
したがって、出力電圧をモニタする回路はあまり使用されないが、上述のように制御信号の入力と出力される電圧との関係は特定の負荷インピーダンスに対しては精度がよくなっているが、負荷がばらつくとその精度が悪化し、実際の出力電圧が制御側で把握できなくなるという問題があった。
【０００４】
例えば、電子写真プロセスを搭載する複写機又はプリンタを含む画像形成装置において、高圧の定電圧を出力する高圧電源装置では、コスト的に出力電圧をモニタする手段がなく、出力電流をモニタする手段のみをもつ場合、不明の負荷が装着された時、予め設定された制御信号の入力と出力電圧との特性対比にずれが発生し、ＰＷＭ信号を含む入力信号だけでは実際の出力電圧のレベルを正確に把握できないという問題があった。
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、負荷に対して供給する電圧を制御する制御信号の値と負荷に電圧を供給中の電流値とに基づいて出力電圧値を求められ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】
【０００５】
この発明は上記の目的を達成するため、次の電源装置を提供する。
（１）負荷に対して出力電圧を供給する供給手段と、複数のレベルの電圧値を出力させるための各制御信号を入力する入力手段と、その入力手段によって入力された各制御信号の値を記憶する手段と、上記入力手段によってそれぞれ入力された制御信号に基づくレベルの電圧値の出力中の電流値を検出する手段と、その手段によって検出された上記各制御信号の電流値を記憶する手段と、上記記憶された各制御信号の値と各電流値とに基づいて負荷インピーダンスを算出し、その算出された負荷インピーダンスと上記負荷インピーダンスの算出後に検出された電流値とに基づいて上記負荷に対する出力電圧値を算出する手段を設けた電源装置。
【０００６】
（２）上記（１）の電源装置において、上記算出された出力電圧値が予め設定された目標出力電圧値と一致するように上記制御信号を調整する手段を設けた電源装置。
（３）上記（１）又は（２）の電源装置において、上記負荷のインピーダンスを算出し、そのインピーダンスと上記算出された負荷インピーダンスとの差分を取って上記負荷と上記供給手段との間のインピーダンスを算出する手段を設けた電源装置。
（４）上記（１）〜（３）のいずれかの電源装置において、予め設定された目標出力電流値から上記負荷インピーダンスに発生する電流値分を引いた補正を行う手段を設けた電源装置。
【発明の効果】
【０００７】
この発明による電源装置は、負荷に対して供給する電圧を制御する制御信号の値と負荷に電圧を供給中の電流値とに基づいて出力電圧値を求めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
〔実施例〕
図１は、この発明の一実施形態である画像形成装置の構成例を示すブロック図である。
この画像形成装置は、システム全体を監視、制御するＣＰＵ１、各種のオペレーションやマシンの表示、アラート表示を行う操作部２、原稿の画像を読み取って２値化する読取り部３、原稿の複写を紙に記録する記録部４、感光体を含む電子写真記録方式の作像プロセスを行うプロセス負荷部９に高電圧を供給する高圧電源部５、画像の各種加工を行う画像処理部６、読取り部３で２値化された画情報（画データ）を格納する画情報用メモリ７、システムのプログラムを格納するプログラム用メモリ８により構成される。上記高圧電源部５はＣＰＵ１からの制御信号に基づく高電圧をプロセス負荷部９に供給する定電圧出力部１０と、プロセス負荷部９に流れる電流値を検出する電流モニタ部１１とを有する。
【０００９】
図２は、この画像形成装置における供給電力の電圧制御の処理を示すフローチャート図である。
この処理は、所定の作像プロセスシーケンス実行時とは別のタイミング（本来の作像に影響を与えないタイミング）で行う。
ステップ（図中「Ｓ」で示す）１でＣＰＵは高圧電源部に所定の高圧ｃｈを出力させるための制御信号であるＰＷＭ信号Ｄａを高圧電源部へ入力する。
ステップ２で高圧電源部は定電圧出力部によってプロセス負荷部へＰＷＭ信号Ｄａに基づく出力レベルの高電圧を出力し、その高電圧出力中に電流モニタ部によって電流値ｉａを検出してＣＰＵへ出力する。
【００１０】
ステップ３でＣＰＵはＰＷＭ信号Ｄａとは異なる値のＰＷＭ信号Ｄｂを高圧電源部へ出力して高電圧出力のレベルを可変させる。
ステップ４で高圧電源部は定電圧出力部によってプロセス負荷部へＰＷＭ信号Ｄｂに基づく出力レベルの高電圧を出力し、その高電圧出力中に電流モニタ部によって電流値ｉｂを検出してＣＰＵへ出力する。
ステップ５でＣＰＵは上記ＰＷＭ信号Ｄａと電流値ｉａ、上記ＰＷＭ信号Ｄｂと電流値ｉｂを記憶し、ＰＷＭ信号の差分ΔＤ＝Ｄａ−Ｄｂと電流値の差分Δｉ＝ｉａ−ｉｂから傾きを算出する。
ステップ６でＣＰＵは上記傾きから負荷インピーダンスＺを算出する。もともと制御するために設定値（ＰＷＭ信号のデューティ：ＤＵＴＹを含む値）と出力電圧の関係は把握することができるので、ＰＷＭ信号の差分ΔＤは出力電圧差に換算することができる。よって、オームの法則に基づいてからＰＷＭ信号の差分ΔＤを電流差Δｉで割って負荷インピーダンスＺを算出をすることができる。
【００１１】
ステップ７でＣＰＵは上記算出した負荷インピーダンスＺと負荷インピーダンスＺの算出後に電流モニタ部で検出した電流値ｉに基づいて電圧値Ｖ＝Ｚｉを算出する。
ステップ８でＣＰＵは電圧値Ｖが予め設定された目標出力電圧値と一致したか否かを判断し、電圧値Ｖと目標出力電圧値が一致すれば電圧値の制御をせずにこの処理を終了し、電圧値Ｖと目標出力電圧値が一致しなければ（ずれがあれば）、ステップ９で高圧電源部へ出力するＰＷＭ信号のＤｕｔｙを調整して補正し、ステップ１０で再び電流モニタ部で電流値を検出してステップ７へ戻り、電圧値Ｖと目標出力電圧値が一致するまで上述の処理を繰り返す。
上述した処理例では２ポイントのＰＷＭ信号とそれぞれ測定した電流値に基づいて負荷インピーダンスＺを算出する場合を示したが、もちろん３ポイント以上の複数ポイントの測定値に基づいて算出するようにしてもよい。また、ばらつきに対する精度は悪くなるが、１ポイントでも可能である。
【００１２】
図３は、この画像形成装置における供給電力の電圧制御の他の処理を示すフローチャート図である。
この処理は、ステップ２１でＣＰＵは図２に示した処理によって負荷インピーダンスＺを算出する。ステップ２２でＣＰＵは更にプロセス負荷Ｚｐを算出する。
このプロセス負荷Ｚｐは、予め環境（例えば、高圧電源部の周囲環境）を含む要因によって予測される負荷インピーダンスの値をその時点の要因（条件）を検出し、その要因に基づいて算出する。
例えば、環境センサの測定結果に基づいて常温常湿と判断した場合、常温常湿時のプロセス負荷Ｚｍを算出し、環境センサの測定結果に基づいて高温高湿と判断した場合、常温常湿時のプロセス負荷Ｚｍを用いて高温高湿時のプロセス負荷Ｚｈ＝Ｚｍ＋αを算出する。αは温湿度によるインピーダンスの差分を示す値であり、予め画像形成装置の設計段階において決められた値である。このαを画像形成装置内のテーブル値として記憶するとよい。
【００１３】
ステップ２３でＣＰＵは次に高圧電源部からプロセス負荷部までの配線の配線負荷インピーダンスｚを負荷インピーダンスＺとプロセス負荷インピーダンスＺｐの差分で算出する。
ステップ２４でＣＰＵは図２の処理によって得られた電圧値Ｖと配線負荷インピーダンスｚより配線負荷に流れる電流値ｉｒをｉｒ＝Ｖ／ｚより算出する。
ステップ２５でＣＰＵは電流モニタ部で検出した電流値ｉを補正する。この補正では、電流モニタ部の電流値は実際、プロセス負荷部に流れる電流だけでなく配線負荷に流れる電流を含んだ値になっているので、電流モニタ部で検出した電流値ｉから上記算出した配線負荷に流れる電流値ｉｒ分を引いた値にする。
ステップ２６でＣＰＵはその補正後の電流値ｉによって必要な電流値となるようにＰＷＭ信号を高圧電源部へ送って電圧制御を行う。
【００１４】
この実施形態の画像形成装置は、複数ポイントのＰＷＭ信号の値と電流モニタ部の値から出力レベルを算出するので、負荷変動による出力電圧の変動をシステム側で検知することができる。
また、上記算出した出力レベルが目標出力レベルとなるようにＰＷＭ信号を調整するので、出力電圧制御に補正を加えて出力電圧レベルの精度を向上させることができる。
さらに、感光体を含む電子写真プロセスを行うプロセス負荷部については、環境変動や個体ばらつきなどでインピーダンスの変動はあるがおおよそ事前にその範囲を予測することは可能である。
しかし、高圧電源からその負荷までの距離が長い場合、その配線の分布容量などの影響が大きくなり、そのインピーダンスのばらつきは組付けばらつきなどによって予測が困難である。
【００１５】
そこで、上記算出した出力電圧と電流モニタ部による出力電流の値から、全体の負荷インピーダンスを算出し、それから前もって把握しているプロセス負荷部のプロセス負荷インピーダンスの差分をとることで、高圧電源部とプロセス負荷部間のハーネス（配線）のインピーダンスを算出することにより、組付けばらつきの大きな配線のはいまわしのケアを緩和でき、組付けばらつきが大きくても配線インピーダンスを把握することができる。
さらにまた、その負荷インピーダンスに発生する電流分を補正するために目標出力電流値にその値を加える補正を行うので、プロセス負荷部の電流を目標値と一致させて出力電流レベルの精度を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
この発明による電源装置は、デスクトップパソコン，ノートブックパソコンを含むパーソナルコンピュータ、その他の高圧電力を必要とする装置全般においても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の一実施形態である画像形成装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す画像形成装置における供給電力の電圧制御の処理を示すフローチャート図である。
【図３】図１に示す画像形成装置における供給電力の電圧制御の他の処理を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００１８】
１：ＣＰＵ    ２：操作部    ３：読取り部    ４：記録部    ５：高圧電源部    ６：画像処理部    ７：画情報用メモリ    ８：プログラム用メモリ    ９：プロセス負荷部    １０：定電圧出力部    １１：電流モニタ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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