(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号に応じて出力値が変化する電源部と、
該電源部の出力値をアナログ信号として検出する検出手段と、
該検出手段が検出したアナログ信号をデジタル信号に変換する変換手段と、
該変換手段に変換されたデジタル信号に基づき、上記出力値が所定範囲に入るように上記入力信号をフィードバック制御する制御手段と、
上記変換手段が上記変換を行うタイミング、または、上記制御手段が上記フィードバック制御を行うタイミングの少なくともいずれか一方の間隔を、上記出力値の上記所定範囲からの外れ度合いが大きいほど短くするタイミング変更手段と、
を備えたことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
上記タイミング変更手段は、上記出力値が上記所定範囲内にある場合、上記出力値が上記所定範囲外にある場合に比べて上記間隔を長くすることを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
上記制御手段が１回の制御で変化させる上記入力信号の変化幅は、上記出力値の上記所定範囲からの外れ度合いが大きいほど大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の電源装置。
【請求項４】
上記変換手段に変換されたデジタル信号の実際の上記出力値に対する誤差の幅を取得する誤差取得手段と、
該誤差取得手段が取得した誤差の幅を上記出力値の所望の制御範囲に加えた範囲を上記所定範囲として設定する所定範囲設定手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電源装置。
【請求項５】
上記誤差取得手段は、所定の上記入力信号が上記電源部に入力されているときの上記デジタル信号の値に基づいて上記誤差の幅を取得することを特徴とする請求項４記載の電源装置。
【請求項６】
請求項１または２記載の電源装置と、
上記電源部の出力を用いて被記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
を備え、
上記制御手段は、上記画像形成手段の制御も並行して実行す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、出力値が所定範囲に入るように制御可能な電源装置、及び、その電源装置の出力を用いて被記録媒体に画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＰＷＭ信号等の入力信号に応じて出力値が変化する電源部と、該電源部の出力値をアナログ信号として検出する検出手段と、該検出手段が検出したアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器等の変換手段と、該変換手段に変換されたデジタル信号に基づき、上記出力値が所定範囲に入るように上記入力信号を制御するＣＰＵ等の制御手段と、を備えた電源装置が考えられている。この種の電源装置では、電源部の出力値を検出手段がアナログ信号として検出すると、変換手段はそのアナログ信号をデジタル信号に変換する。そして、そのデジタル信号に基づいて制御手段が電源部への入力信号を制御することにより、電源部の出力値（電流，電圧，電力のいずれであってもよい）を所定範囲に入るようにフィードバック制御することができる。
【０００３】
また、この種の電源装置では、タイマ割り込み等に基づいて、例えば１０ｍｓ毎に上記制御手段によるフィードバック制御を実行することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３３３７８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記公報のように一定間隔でフィードバック制御がなされる場合、その間隔が広過ぎると出力値が上記所定範囲から外れたときに十分な応答性が得られない可能性があり、上記間隔が短いと、出力値が上記所定範囲内で安定しているときにはＣＰＵ等に必要以上の負荷がかかる場合があった。そこで、本発明は、出力値が所定範囲に入るように制御可能な電源装置、及び、その電源装置の出力を用いて被記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、上記出力値のフィードバック制御を必要に応じた間隔で実行可能とすることを目的としてなされた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達するためになされた本発明の電源装置は、入力信号に応じて出力値が変化する電源部と、該電源部の出力値をアナログ信号として検出する検出手段と、該検出手段が検出したアナログ信号をデジタル信号に変換する変換手段と、該変換手段に変換されたデジタル信号に基づき、上記出力値が所定範囲に入るように上記入力信号をフィードバック制御する制御手段と、上記変換手段が上記変換を行うタイミング、または、上記制御手段が上記フィードバック制御を行うタイミングの少なくともいずれか一方の間隔を、上記出力値の上記所定範囲からの外れ度合いが大きいほど短くするタイミング変更手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００６】
このように構成された本発明の電源装置では、電源部の出力値を検出手段がアナログ信号として検出すると、変換手段はそのアナログ信号をデジタル信号に変換する。そして、制御手段は、上記デジタル信号に基づき、上記電源部の出力値が所定範囲に入るように上記入力信号をフィードバック制御する。また、タイミング変更手段は、上記変換手段が上記変換を行うタイミング、または、上記制御手段が上記フィードバック制御を行うタイミングの少なくともいずれか一方の間隔を、上記出力値の上記所定範囲からの外れ度合いが大きいほど短くする。このため、本発明では、上記少なくともいずれか一方のタイミングの間隔、すなわちフィードバック制御の実行間隔を、上記出力値の上記所定範囲からの外れ度合い（すなわち必要度）に応じた適切な間隔とすることができる。
【０００７】
本発明では、上記タイミング変更手段は、上記出力値の上記所定範囲からの外れ度合いが大きいほど、上記間隔を短くする。このため、上記出力値の上記所定範囲からの外れ度合いが大きいほど上記間隔が短くなり、上記出力値が上記所定範囲から外れたときの制御の応答性を一層良好に向上させることができる。
【０００８】
また、上記タイミング変更手段は、上記出力値が上記所定範囲内にある場合、上記出力値が上記所定範囲外にある場合に比べて上記間隔を長くしてもよい。この場合、上記出力値が上記所定範囲内にある場合、上記出力値が上記所定範囲外にある場合に比べて上記間隔が長くなり、出力値が安定しているときには処理負荷を軽減することができる。
【０００９】
更に、上記いずれかに記載の電源装置において、上記制御手段が１回の制御で変化させる上記入力信号の変化幅は、上記出力値の上記所定範囲からの外れ度合いが大きいほど大きくてもよい。この場合、上記出力値の上記所定範囲からの外れ度合いが大きいほど、１回の制御による入力信号の変化幅が大きくなり、上記出力値が上記所定範囲から外れたときの制御の応答性を一層良好に向上させることができる。
【００１０】
また、上記いずれかに記載の電源装置において、更に、上記変換手段に変換されたデジタル信号の実際の上記出力値に対する誤差の幅を取得する誤差取得手段と、該誤差取得手段が取得した誤差の幅を上記出力値の所望の制御範囲に加えた範囲を上記所定範囲として設定する所定範囲設定手段と、を備えてもよい。この場合、誤差取得手段は、上記変換手段に変換されたデジタル信号の実際の上記出力値に対する誤差の幅を取得する。すると、所定範囲設定手段は、その誤差の幅を上記出力値の所望の制御範囲に加えた範囲を、上記所定範囲として設定する。このため、上記出力値が上記所望の制御範囲から誤差の範囲内で外れているときは出力値が上記所定範囲内にあるとみなされるので、誤差に起因した不必要な入力信号の変更がなされるのが抑制され、一層安定した制御を実行することができる。
【００１１】
そして、この場合、上記誤差取得手段は、所定の上記入力信号が上記電源部に入力されているときの上記デジタル信号の値に基づいて上記誤差の幅を取得してもよい。この場合、実際のデジタル信号の値に基づいて正確な誤差幅を取得することができる。
【００１２】
また、本発明の画像形成装置は、上記出力値の上記所定範囲からの外れ度合いが大きいほど上記間隔を短くする上記電源装置、または、上記出力値が上記所定範囲内にある場合に上記出力値が上記所定範囲外にある場合に比べて上記間隔を長くする上記電源装置と、上記電源部の出力を用いて被記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、を備え、上記制御手段は、上記画像形成手段の制御も並行して実行することを特徴としている。
【００１３】
前述のように、上記出力値の上記所定範囲からの外れ度合いが大きいほど上記間隔を短くする上記電源装置、または、上記出力値が上記所定範囲内にある場合に上記出力値が上記所定範囲外にある場合に比べて上記間隔を長くする上記電源装置では、上記出力値が所定範囲内にある場合は上記出力値が上記所定範囲から大きく外れている場合に比べて処理負荷が軽くなる。本発明の画像形成装置では、上記制御手段が画像形成手段の制御も並行して実行するので、上記出力値が上記所定範囲内に制御されている場合に電源装置に関わる処理負荷を軽減して、画像形成手段の制御を効率的に実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明の実施の形態を、図面と共に説明する。なお、以下に説明するように、本実施の形態は、画像形成装置としてのいわゆるレーザプリンタに本発明を適用したものである。
【００１５】
１．レーザプリンタの全体構成
図１は本実施の形態に係るレーザプリンタ１の外観を表す斜視図である。このレーザプリンタ１は、紙面上側を重力方向上方側として設置され、通常、紙面左手前側を前側として使用される。
【００１６】
そして、レーザプリンタ１の筐体３は略箱状（直方体状）に形成されており、この筐体３の上面側には、印刷を終えて筐体３から排出された被記録媒体が載置される排紙トレイ５が設けられている。なお、本実施の形態では、被記録媒体として、紙やＯＨＰシート等の用紙を想定している。
【００１７】
また、排紙トレイ５は、後方側に向かうほど、筐体３の上面から下がるように傾斜した傾斜面５ａにて構成されており、この傾斜面５ａの後端側には、印刷が終了した被記録媒体が排出される排出部７が設けられている。
【００１８】
そして、筐体３のうち排紙トレイ５（傾斜面５ａ）を囲むように略コの字状に形成された上カバー９には、レーザプリンタ１をネットワークに接続する場合とネットワークから切り離す場合とを切り替えるラインスイッチ１ａ、及び印刷を強制的に終了（中断）させるジョブキャンセルスイッチ１ｂ等が設けられている。
【００１９】
２．レーザプリンタの内部構成
図２はレーザプリンタ１の内部構成を表す縦断面図である。レーザプリンタ１の内部に収容された画像形成部１０は被記録媒体に画像を形成する画像形成手段を構成するものであり、フィーダ部２０は、画像形成部１０に被記録媒体を供給する搬送手段の一部を構成するものである。
【００２０】
第１排出シュート３０及び第２排出シュート４０は、画像形成部１０にて画像形成が終了した被記録媒体の搬送方向をＵターンさせるように略１８０°転向させて、被記録媒体を定着器ユニット９０（詳細は、後述する）の上方に設けられた排出部７に案内する案内部材を構成するものである。
【００２１】
正逆切替機構５０は、画像形成部１０から排出された被記録媒体の搬送方向を反転させると共に、搬送方向が反転された被記録媒体を再び画像形成部１０側に搬送する排紙ローラ反転機構を構成するものであり、両面印刷ユニット６０は、正逆切替機構５０にて搬送方向が反転された被記録媒体の搬送経路を構成するものである。
【００２２】
２．１．フィーダ部
フィーダ部２０は、筐体３の最下部に収納された給紙トレイ２１、給紙トレイ２１の前端部上方に設けられて画像形成部１０に被記録媒体を搬送する給紙ローラ２２、並びに給紙ローラ２２にて搬送される被記録媒体を１枚毎に分離する分離ローラ２３及び分離パッド２４等を有して構成されている。そして、給紙トレイ２１に載置されている被記録媒体は、筐体３内前側にてＵターンするようにして、筐体３内の略中央部に配設された画像形成部１０に搬送される。
【００２３】
なお、給紙トレイ２１から画像形成部１０に至る被記録媒体の搬送経路のうち、略Ｕ字状に転向する部位の頂部外側には、被記録媒体の画像形成面（印刷面）に付着した紙粉等を取り除く紙粉取りローラ２５が配設され、その頂部内側には搬送される被記録媒体を紙粉取りローラ２５に押圧する対向ローラ２６が配設されている。
【００２４】
また、給紙トレイ２１から画像形成部１０に至る搬送経路のうち画像形成部１０の入口には、被記録媒体に搬送抵抗を付与して被記録媒体の搬送状態を整える一対のローラからなるレジストローラ２７が配設されている。
【００２５】
２．２．画像形成部
画像形成部１０は、スキャナ部７０、プロセスカートリッジ８０及び定着器ユニット９０等を有して構成されている。
【００２６】
２．２．１．スキャナ部
スキャナ部７０は、筐体３内の上部に設けられて後述する感光体ドラム８１の表面に静電潜像を形成するものであり、図示しないレーザ光源、ポリゴンモータ４５０によって駆動されるポリゴンミラー７２、ｆθレンズ７３、反射鏡７４、レンズ７５、及び反射鏡７６を有して構成されている。
【００２７】
そして、レーザ光源から発光される画像データに基づくレーザビームは、ポリゴンミラー７２で偏向されて、ｆθレンズ７３を通過した後、反射鏡７４によって光路が折り返され、更にレンズ７５を通過した後、反射鏡７６によって光路が下方に屈曲されることにより、感光体ドラム８１の表面上に照射され、静電潜像が形成される。
【００２８】
２．２．２．プロセスカートリッジ
プロセスカートリッジ８０は、スキャナ部７０の下方側において着脱可能に筐体３内に配設されており、このプロセスカートリッジ８０は、感光体ドラム８１、帯電器８２、転写ローラ８３、及び、現像カートリッジ８４等から構成されている。
【００２９】
感光体ドラム８１は、最表層がポリカーボネート等からなる正帯電性の感光層により形成される円筒状のドラム本体８１ａと、このドラム本体８１ａの軸心において、ドラム本体８１ａの長手方向に沿って延びてドラム本体８１ａを回転可能に支持するドラム軸８１ｂとを有して構成されている。
【００３０】
帯電器８２は、上記レーザビームによる静電潜像形成に先立って感光体ドラム８１の表面を帯電させるもので、感光体ドラム８１の後側斜め上方において、感光体ドラム８１と接触しないように所定間隔を有して感光体ドラム８１と対向配設されている。なお、本実施の形態に係る帯電器８２は、コロナ放電を利用して感光体ドラム８１の表面に略均一に正電荷を帯電させるスコロトロン型帯電器を採用している。
【００３１】
転写ローラ８３は、感光体ドラム８１と対向して配設されて感光体ドラム８１の回転と連動して回転し、被記録媒体が感光体ドラム８１近傍を通過する際に、感光体ドラム８１に帯電した電荷と反対の電荷（本実施の形態では、負電荷）を印刷面とは反対側から被記録媒体に作用させることにより、感光体ドラム８１の表面に付着したトナーを被記録媒体の印刷面に転写させる転写手段をなすものである。
【００３２】
現像カートリッジ８４は、トナーが収容されたトナー収容室８４ａ、トナーを感光体ドラム８１に供給するトナー供給ローラ８４ｂ及び現像ローラ８４ｃ等を有して構成されている。そして、トナー収容室８４ａに収容されているトナーは、トナー供給ローラ８４ｂの回転によって現像ローラ８４ｃ側に供給される。更に、現像ローラ８４ｃ側に供給されたトナーは、現像ローラ８４ｃの表面に担持され、層厚規制ブレード８４ｄにより所定の厚みとなるように調整されると共に摩擦帯電された後、スキャナ部７０にて露光された感光体ドラム８１の表面に供給される。
【００３３】
２．２．３．定着器ユニット
定着器ユニット９０は、被記録媒体の搬送方向において感光体ドラム８１より下流側に配設され、被記録媒体に転写されたトナーを加熱溶融させて定着させるものである。具体的には、定着器ユニット９０は、被記録媒体の印刷面側に配設されてトナーを加熱する加熱ローラ９１、及び、被記録媒体を挟んで加熱ローラ９１と反対側に配設されて被記録媒体を加熱ローラ９１側に押圧する加圧ローラ９２等を有して構成されている。
【００３４】
因みに、本実施の形態に係る加熱ローラ９１は、表面がフッ素樹脂によってコーティングされた金属管と、その金属管内に加熱のためのハロゲンランプとから構成されており、一方、加圧ローラ９２は、金属製のローラ軸を、ゴム材料からなるローラで被覆することにより構成されている。
【００３５】
以上に説明した画像形成部１０においては、以下のようにして被記録媒体に画像が形成される。
すなわち、感光体ドラム８１の表面は、その回転に伴って、帯電器８２により一様に正帯電された後、スキャナ部７０から照射されるレーザビームの高速走査により露光される。これにより、感光体ドラム８１の表面には、被記録媒体に形成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。
【００３６】
次いで、現像ローラ８４ｃの回転により、現像ローラ８４ｃ上に担持され、かつ、正帯電されているトナーが、感光体ドラム８１に対向して接触するときに、感光体ドラム８１の表面上に形成されている静電潜像、つまり、一様に正帯電されている感光体ドラム８１の表面のうち、レーザビームによって露光され電位が下がっている露光部分に供給される。これにより、感光体ドラム８１の静電潜像は、可視像化され、感光体ドラム８１の表面には、反転現像によるトナー像が担持される。
【００３７】
その後、感光体ドラム８１の表面上に担持されたトナー像は、転写ローラ８３に印加される転写バイアスによって被記録媒体に転写される。そして、トナー像が転写された被記録媒体は定着器ユニット９０に搬送されて加熱され、トナー像として転写されたトナーが被記録媒体に定着して、画像形成が完了する。
【００３８】
２．３．第１排出シュート
本実施の形態に係るレーザプリンタ１では、第１排出シュート３０は、図２に示すように、筐体３内の後端側に配設され、かつ、筐体３の後端側、つまり第１排出シュート３０の近傍には、筐体３に形成された開口部３ａを開閉するリアカバー３ｂが回転可能に組み付けられている。
【００３９】
また、第１排出シュート３０は、被記録媒体の搬送方向において定着器ユニット９０より搬送方向下流側に配設されていると共に、画像形成部１０にて画像形成が終了した被記録媒体の搬送方向を略９０°転向させて被記録媒体を第２排出シュート４０に案内する。
【００４０】
なお、第１排出シュート３０は、定着器ユニット９０から排出された被記録媒体が最初に接触する部位に配設されたフロントシュート３１、及びフロントシュート３１よりも被記録媒体搬送方向下流側に配設されたアウタシュート３２を有して構成されている。また、フロントシュート３１及びアウタシュート３２には、それぞれ、被記録媒体搬送方向に沿って延びる突状のフロントシュートリブ３１ａ及びアウタシュートリブ３２ａが複数本形成されており、被記録媒体は、これらのリブ３１ａ、３２ａの先端側に接触しながら第２排出シュート４０に向けて案内される。
【００４１】
２．４．第２排出シュート
第２排出シュート４０は、第１排出シュート３０に対して所定の隙間４０ａを有して上カバー９に設けられ、第１排出シュート３０にて搬送方向が略９０°転向された被記録媒体を更に略９０°転向させて排出部７に案内する。また、第１排出シュート３０と第２排出シュート４０との隙間４０ａは、正逆切替機構５０にて搬送方向が反転された被記録媒体の搬送通路（太い二点鎖線で示された搬送経路）の一部を構成している。因みに、図２中、太い一点鎖線で示された搬送経路が、フィーダ部２０にて搬送される被記録媒体の搬送通路を示している。
【００４２】
２．５．正逆切替機構及び両面印刷ユニット
正逆切替機構５０は、第２排紙ローラ４３の回転の向きを切り替えることより、第１排出シュート３０から搬送されてきた被記録媒体を排出部７（排紙トレイ５）側に搬送する場合と隙間４０ａ側に搬送する場合とを切り替えるものである。この正逆切替機構５０は、例えば、ＤＣモータ（図示せず）で発生した回転力を第２排紙ローラ４３まで伝達する歯車の個数を、ソレノイド（図示せず）により切り換えて第２排紙ローラ４３の回転方向を切り換える機構である。なお、第２排紙ローラ４３と対向配置された第２ピンチローラ４３ｂは、第２排紙ローラ４３と協働して被記録媒体を挟み込むようにして回転することにより、被記録媒体と第２排紙ローラ４３との接触面圧を高めている。
【００４３】
両面印刷ユニット６０は、被記録媒体の搬送方向（前後方向）に延びるように突状に形成された複数本の案内リブ（図示せず）と、回転しながら被記録媒体に接触することにより被記録媒体に搬送力を付与する複数のローラ（図示せず）とを備え、第２排紙ローラ４３から隙間４０ａを介して搬送されてきた被記録媒体を画像形成部１０に搬送するものである。
【００４４】
２．６．電源ユニット
定着器ユニット９０と両面印刷ユニット６０との間には、レーザプリンタ１の各部に電力を供給する電源装置の一例としての電源ユニット１００が配設されている。次に、この電源ユニット１００の構成について、図３の回路図を用いて説明する。
【００４５】
図３に示すように、電源ユニット１００は、制御手段の一例としての制御基板２００と、電源部の一例としての高圧基板１１０とを備えている。制御基板２００にはＣＰＵ２１０，ＲＯＭ２２０，ＲＡＭ２３０が設けられ、高圧基板１１０には高圧電源回路１１１が設けられている。なお、図３では、高圧電源回路１１１の構成のうち、転写ローラ８３に印加される転写バイアス電流ＴＲ．ＣＣを発生するための構成のみを図示してあり、他の部位への電力供給系については図示を省略した。
【００４６】
高圧電源回路１１１は、２４Ｖの直流電源からの通電により１次巻線１２０Ａに蓄えられたエネルギーが逆起電力により２次巻線１２０Ｂに伝わる自励式のトランス１２０と、１次巻線１２０Ａに通電される電流をスイッチングするトランジスタ１２１と、そのトランジスタ１２１のベース電流を制御する駆動電圧制御部１３０とを備えている。トランジスタ１２１のベースと駆動電圧制御部１３０との間にはトランス１２０の補助巻線１２０Ｃが設けられており、２次巻線１２０Ｂに発生される電圧は、駆動電圧制御部１３０の出力電圧に応じて次のように制御される。
【００４７】
すなわち、駆動電圧制御部１３０から電圧が出力されてトランジスタ１２１に補助巻線１２０Ｃを介してベース電流が流れると、トランジスタ１２１がオンされ、２４Ｖの直流電源から１次巻線１２０Ａを介してコレクタ電流が流れ、トランス１２０の磁束は上昇していく。このコレクタ電流は、ベース電流の電流値をトランジスタ１２１の増幅率だけ増幅した上限電流値以上にはならないので、トランジスタ１２１のコレクタ電流は飽和する。すると１次巻線１２０Ａから供給された磁束の上昇がなくなり、補助巻線１２０Ｃの両端間の電位が減少し、トランジスタ１２１のベース電流が減少し、トランジスタ１２１は急激にオフする。このとき、トランス１２０の逆起電力により、トランス１２０に蓄えられたエネルギーが２次巻線１２０Ｂに伝わり、電圧が昇圧されて、２次巻線１２０Ｂに電圧が発生する。
【００４８】
また、２次巻線１２０Ｂには、整流用のダイオード１２５が直列接続され、その２次巻線１２０Ｂ，ダイオード１２５からなる直列回路の両端には、平滑化用のコンデンサ１２６と放電用の抵抗器１２７とが並列に接続されている。そして、２次巻線１２０Ｂの高圧側から、転写バイアス電流ＴＲ．ＣＣが通電される。また、２次巻線１２０Ｂの低圧側は検出手段の一例としての抵抗器１２８を介して接地されており、その低圧側の電圧がフィードバック電圧Ｖｆとして、ＣＰＵ２１０のＡ／Ｄポートに接続されたＡ／Ｄコンバータ２１１（変換手段に相当）に入力されている。このＡ／Ｄポートに入力されたアナログ信号としてのフィードバック電圧Ｖｆは、このＡ／Ｄコンバータ２１１によってデジタル信号に変換されてＣＰＵ２１０の内部で処理される。なお、このＡ／Ｄコンバータ２１１は、デジタル出力１０ビットのものが使用されている。
【００４９】
一方、駆動電圧制御部１３０は、ＣＰＵ２１０のＰＷＭポートからの出力を抵抗器１３１，コンデンサ１３２を順次経由して接地する直列回路と、その抵抗器１３１，コンデンサ１３２間の電圧がベースに印加されるトランジスタ１３３とを備えている。また、トランジスタ１３３のコレクタは、３．３Ｖの直流電源に接続され、エミッタは、抵抗器１３４，コンデンサ１３５を順次経由して接地されている。そして、抵抗器１３４，コンデンサ１３５間の電圧が、前述の補助巻線１２０Ｃに入力される。
【００５０】
このため、ＣＰＵ２１０のＰＷＭポートから入力信号の一例としてのＰＷＭ信号が出力されると、そのＰＷＭ信号の電圧は抵抗器１３１，コンデンサ１３２により平滑化されてトランジスタ１３３のベースに印加される。すると、このＰＷＭ信号のデューティー比（以下、単にＰＷＭという）の増減に応じてトランジスタ１２１のベース電流も同様に増減し、延いては、転写バイアス電流ＴＲ．ＣＣも同様に増減する。
【００５１】
また、転写バイアス電流ＴＲ．ＣＣが０μＡであるときにはフィードバック電圧Ｖｆも０Ｖであり、転写バイアス電流ＴＲ．ＣＣの上昇に応じて、ＣＰＵ２１０に入力されるフィードバック電圧Ｖｆも上昇する。なお、ＣＰＵ２１０には、前述のＲＯＭ２２０，ＲＡＭ２３０の他、前述の各種モータやレーザ光源を含む画像形成部１０、及び、印刷データが入力されるインタフェース２４０が接続されている。
【００５２】
３．実施の形態のレーザープリンタにおける制御
続いて、このように構成された本実施の形態において、ＣＰＵ２１０が実行する制御について説明する。図４は、パーソナルコンピュータ等の外部機器からインタフェース２４０を介して印刷データが入力されたときに実行される印刷処理を表すフローチャートである。
【００５３】
図４に示すように、この処理では、先ず、Ｓ１（Ｓはステップを表す：以下同様）にて、ＣＰＵ２１０に入力されたフィードバック電圧ＶｆのＡ／Ｄ変換誤差を検知するためのＡＤＣエラー検知制御（誤差取得手段の一例）が実行される。図５は、このＡＤＣエラー検知制御の詳細を表すフローチャートである。
【００５４】
図５に示すように、この処理では、先ず、Ｓ１１にて、カウンタＩが０にセットされる。続くＳ１２では、ＰＷＭポートからＰＷＭ信号を出力することなく、すなわちＰＷＭ＝０のＰＷＭ信号が出力された状態で、フィードバック電圧ＶｆのＡ／Ｄ変換値がＤ（Ｉ）として読み込まれる。続くＳ１３では、カウンタＩが１つインクリメントされ、更に続くＳ１４にてＩ＝２０となったか否かが判断される。
【００５５】
Ｉ≠２０の場合は（Ｓ１４：Ｎ）、処理は前述のＳ１２へ移行し、上記インクリメントされたＩに対応するＤ（Ｉ）が読み込まれる。そして、Ｓ１２，Ｓ１３の処理が繰り返される間に、Ｉ＝２０となると（Ｓ１４：Ｙ）、処理はＳ１５へ移行し、上記読み込まれたＤ（０）〜Ｄ（１９）が昇順にソートされる。続くＳ１６では、昇順にソートされたＤ（０）〜Ｄ（１９）のうち、１番目，２番目に大きい値は異常値として無視され、３番目に大きい値が誤差ＥＲＲとしてＲＡＭ２３０の所定領域に記憶され、処理は図４のＳ２へ移行する。
【００５６】
図４に戻って、Ｓ２では、高圧割り込みタイマが２．０ｍｓにセットされ、続くＳ３では、フィードバック電圧Ｖｆの上限値，下限値（出力値の所望の制御範囲に相当）の設定がなされると共に、カウンタＣＮＴ１，ＣＮＴ２並びに変数ＰＣＳＭが０にリセットされる。続くＳ４では、後述する高圧制御ルーチンの割り込みが許可されると共にＭＯＤＥ（モード）がＤＲＶ（運転）にセットされる。更に続くＳ５では、割り込みで上記高圧制御ルーチンを実行しながら、上記印刷データに応じて画像形成部１０による印刷を行う周知の印刷制御が実行される。
【００５７】
Ｓ５に続くＳ６では、印刷が終了したか否かが判断される。印刷が終了していない場合は（Ｓ６：Ｎ）、処理は再びＳ５へ移行し、割り込みで上記高圧制御ルーチンを実行しながら上記印刷制御（Ｓ５）が続行される。そして、印刷が終了すると（Ｓ６：Ｙ）、Ｓ７にて、上記高圧制御ルーチンの割り込みが禁止されると共に、ＭＯＤＥがＳＴＯＰ（停止）にセットされ、処理が終了する。
【００５８】
図６，図７は、上記高圧制御ルーチンを表すフローチャートである。なお、この処理は、上記高圧割り込みタイマがカウントアップする毎に繰り返し実行される。図６に示すように、この処理では、先ず、Ｓ５１にて、フィードバック電圧ＶｆのＡ／Ｄ変換値がＡＤＤとして読み込まれ、続くＳ５２では、そのＡＤＤが、前述のＳ３で設定された下限値から前述の誤差ＥＲＲを引いた値（下限−ＥＲＲ）以上であるか否かが判断される。ＡＤＤが下限−ＥＲＲ未満の場合は（Ｓ５２：Ｎ）、Ｓ５３にて、ＭＯＤＥがＵＰ（上昇）であるか否かが判断される。最初にこの処理が実行されたときには、ＭＯＤＥ＝ＤＲＶ（Ｓ４参照）であるので（Ｓ５３：Ｎ）、処理はＳ５４へ移行し、その時点のＰＷＭ（初期値は０であってもよい）がＰＣＳＭとされると共に、ＭＯＤＥがＵＰとされ、処理は続くＳ５５へ移行する。また、Ｓ５３にて既にＭＯＤＥ＝ＤＲＶとなっていると判断された場合は（Ｓ５３：Ｎ）、処理はそのＳ５３からＳ５５へ直接移行する。
【００５９】
Ｓ５５では、Ｓ５１にて読み込まれたＡＤＤが上記下限値から数値２０（２０＞ＥＲＲ）を引いた値（下限−２０）よりも小さいか否かが判断される。ＡＤＤが下限−２０よりも小さい場合は（Ｓ５５：Ｙ）、Ｓ５６にてＰＷＭが所定値ΔＰＷＭ２だけ増加されて、処理はＳ５７へ移行する。Ｓ５７では、高圧割り込みタイマが０．５ｍｓにセットされ、カウンタＣＮＴ２が１つインクリメントされて、この高圧制御ルーチンが一旦終了する。すると、高圧割り込みタイマがカウントアップして次にこの高圧制御ルーチンが実行されるまでの間（約０．５ｍｓ）に、ＣＰＵ２１０では、画像形成部１０による印刷を行う周知の印刷制御が実行される。
【００６０】
ここで、数値２０について説明すると、本実施の形態では、デジタル出力１０ビットのＡ／Ｄコンバータ２１１を使用しているので、その出力は、０〜１０２３（１０進値）の値をとる。仮にその中心地に近い５１１（１０進値）を制御の目標値として設定したとすると、目標値の４％にあたる値（５１１＊０．０４≒２０）を高圧割り込みタイマの割り込み時間の切り替えタイミングとして使用している。なお、高圧割り込みタイマの割り込み時間の切り替えタイミングは、目標値の２％〜１０％（≒１０〜５０）の範囲で適宜設定することが可能である。なお、Ａ／Ｄコンバータ２１１の誤差ＥＲＲとしては、通常、最大出力値の１％ぐらいが見込まれる。
【００６１】
一方、ＡＤＤが下限−２０以上の場合は（Ｓ５５：Ｎ）、Ｓ５８にてＰＷＭが所定値ΔＰＷＭ１（ΔＰＷＭ２＞ΔＰＷＭ１＞０）だけ増加されて、処理はＳ５９へ移行する。Ｓ５９では、高圧割り込みタイマが１ｍｓにセットされ、カウンタＣＮＴ１が１つインクリメントされて、この高圧制御ルーチンが一旦終了する。すると、高圧割り込みタイマがカウントアップして次にこの高圧制御ルーチンが実行されるまでの間（約１ｍｓ）に、ＣＰＵ２１０では、画像形成部１０による印刷を行う周知の印刷制御が実行される。
【００６２】
また、前述のＳ５２にて、ＡＤＤが上限−ＥＲＲ以上であると判断された場合は（Ｓ５２：Ｙ）、Ｓ６２にて、そのＡＤＤが、前述のＳ３で設定された上限値に前述の誤差ＥＲＲを足した値（上限＋ＥＲＲ）以下であるか否かが判断される。ＡＤＤが上限＋ＥＲＲより大きい場合は（Ｓ６２：Ｎ）、Ｓ６３にて、ＭＯＤＥがＤＯＷＮ（下降）であるか否かが判断される。ＭＯＤＥ＝ＤＯＷＮの場合は（Ｓ６３：Ｙ）、処理はそのままＳ６５へ移行し、ＭＯＤＥ≠ＤＯＷＮの場合は（Ｓ６３：Ｎ）、Ｓ６４にてその時点のＰＷＭがＰＣＳＭとされると共にＭＯＤＥがＤＯＷＮとされた後、処理はＳ６５へ移行する。
【００６３】
Ｓ６５では、Ｓ６１にて読み込まれたＡＤＤが上記上限値に数値２０を足した値（上限＋２０）よりも大きいか否かが判断される。ＡＤＤが上限＋２０よりも大きい場合は（Ｓ６５：Ｙ）、Ｓ６６にてＰＷＭが上記ΔＰＷＭ２だけ減少されて、処理は前述のＳ５７へ移行する。一方、ＡＤＤが上限＋２０以下の場合は（Ｓ６５：Ｎ）、Ｓ６８にてＰＷＭが上記ΔＰＷＭ１だけ減少されて、処理は前述のＳ５９へ移行する。
【００６４】
また、前述のＳ６２にて、ＡＤＤが上限＋ＥＲＲ以下であると判断された場合（Ｓ６２：Ｙ）、すなわち、下限−ＥＲＲ≦ＡＤＤ≦上限＋ＥＲＲの場合は、処理はＳ７１へ移行する。Ｓ７１では、その時点のカウンタＣＮＴ１の値に上記ΔＰＷＭ１をかけた値がＰＣＡＭ１とされ、更に、そのＰＣＡＭ１を用いて次式によってＰ１が計算される。
【００６５】
【数１】
0004882961.tif 000002
続くＳ７２では、その時点のカウンタＣＮＴ２の値に上記ΔＰＷＭ２をかけた値がＰＣＡＭ２とされ、更に、そのＰＣＡＭ２を用いて次式によってＰ２が計算される。
【００６６】
【数２】
0004882961.tif 000003
更に、続くＳ７３では、ＭＯＤＥ＝ＵＰであるか否かが判断される。ＭＯＤＥ＝ＵＰの場合は（Ｓ７３：Ｙ）、処理はＳ７４へ移行し、ＰＷＭの値がＰＣＳＭ＋Ｐ１＋Ｐ２に変更され、続くＳ７５にて、ＭＯＤＥがＤＲＶに変更される。更に続くＳ７６では、高圧割り込みタイマが２ｍｓにセットされ、カウンタＣＮＴ１，ＣＮＴ２が０にリセットされて、この高圧制御ルーチンが一旦終了する。すると、高圧割り込みタイマがカウントアップして次にこの高圧制御ルーチンが実行されるまでの間（約２ｍｓ）に、ＣＰＵ２１０では、画像形成部１０による印刷を行う周知の印刷制御が実行される。
【００６７】
また、Ｓ７３にてＭＯＤＥ≠ＵＰと判断された場合は（Ｓ７３：Ｎ）、Ｓ７７にて、ＭＯＤＥ＝ＤＯＷＮであるか否かが判断される。そして、ＭＯＤＥ＝ＤＯＷＮの場合は（Ｓ７７：Ｙ）、Ｓ７８にてＰＷＭの値がＰＣＳＭ−Ｐ１−Ｐ２に変更された後、処理は前述のＳ７５へ移行し、ＭＯＤＥ≠ＤＯＷＮの場合は（Ｓ７７：Ｎ）、処理はそのまま（すなわちＰＷＭが変更されることなく）前述のＳ７６へ移行する。
【００６８】
なお、本実施の形態において、Ｓ５６，Ｓ５８，Ｓ６６，Ｓ６８，Ｓ７４，Ｓ７８の処理が制御手段に、Ｓ５７，Ｓ５９，Ｓ７６における高圧割り込みタイマの設定処理がタイミング変更手段に、Ｓ５２，Ｓ６２における下限−ＥＲＲまたは上限＋ＥＲＲの算出処理が所定範囲設定手段に、それぞれ相当する処理である。また、Ｓ７１，Ｓ７２，Ｓ７４，Ｓ７８で用いた式は、時刻ＴにおけるＡＤＤの値が系の時定数τ等に基づき、次式で表される指数関数曲線に沿って変化することを直接探索法により近似した式である。但し、次式において、Ａ，Ｂは所定の係数である。
【００６９】
【数３】
0004882961.tif 000004
４．本実施の形態の効果
このように、本実施の形態では、ＡＤＤが上限＋ＥＲＲと下限−ＥＲＲとの間に入って安定しているときは高圧割り込みタイマを２ｍｓと長く設定しているので（Ｓ７６）、処理負荷を軽減して印刷制御を効率的に実行することができる。また、ＡＤＤが上記範囲に入っていないときは高圧割り込みタイマを１ｍｓに設定し（Ｓ５９）、ＡＤＤが上限＋２０と下限−２０との間になく所望の制御範囲から大きく外れているときは高圧割り込みタイマを０．５ｍｓと更に短く設定しているので（Ｓ５７）、制御の応答性を良好に確保することができる。
【００７０】
５．本発明の他の実施の形態
なお、本発明は上記実施の形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。例えば、上記実施の形態では、ＡＤＤは、上記上限値に誤差ＥＲＲを足した値と上記下限値から誤差ＥＲＲを引いた値との間に入るように制御されるが、ＡＤＤは上記上限値と上記下限値との間に入るように制御されてもよい。但し、上記実施の形態では、ＡＤＤが上記所望の制御範囲（上記上限値と上記下限値との間）から誤差ＥＲＲの範囲内で外れているときはＡＤＤが上記所定範囲内にあるとみなされるので、誤差ＥＲＲに起因した不必要なＰＷＭの変更がなされるのが抑制され（Ｓ７７：Ｎ）、一層安定した制御を実行することができる。しかも、上記実施の形態では、図５に示したＡＤＣエラー検知制御により誤差ＥＲＲを実測しているので、一層正確な誤差ＥＲＲを取得することができる。すなわち、誤差ＥＲＲは出荷時等にＲＯＭ２０３に書き込んでおいて適宜を読み込んでもよく、この場合、ＲＯＭ２３０から誤差ＥＲＲを読み込む処理が誤差取得手段に相当する。
【００７１】
また、上記実施の形態では、転写バイアス電流ＴＲ．ＣＣを定電流制御する系に本発明を適用しているが、定電圧制御または定電力制御がなされる系に対しても本発明は同様に適用することができる。更に、上記実施の形態では、高圧制御ルーチンの実行間隔をＡＤＤの値に応じて変化させているが、フィードバック電圧ＶｆがＡＤＤにＡ／Ｄ変換される間隔を変化させるだけであってもよい。また更に、上記実施の形態では、Ｐ１，Ｐ２の値を前述のように計算しているが（Ｓ７１，Ｓ７２）、これらの値はテーブル化しておきＣＮＴ１，ＣＮＴ２等の値に応じてＲＯＭ２３０から読み込んでもよい。
【００７２】
また、ΔＰＷＭ１，ΔＰＷＭ２の値は同じ値（ΔＰＷＭという）としてもよい。この場合も、ＡＤＤの値が所望の制御範囲から外れるほど短い間隔でΔＰＷＭの増減がなされるので制御の応答性を確保することができる。但し、上記実施の形態では、ＡＤＤの値が上限下限の間から外れるほど１回の制御によるＰＷＭの変化幅が大きくなり、ＡＤＤが上限下限の間から外れたときの制御の応答性を一層良好に向上させることができる。
【００７３】
また、上記実施の形態ではＰＷＭが増加したときに出力値が増加する制御系を例にとったが、ＰＷＭが減少したときに出力値が増加する制御系や、出力値が負出力の定電圧制御時などのように出力値が大きいときにフィードバック値が小さくなる制御系にも、同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明を適用したレーザプリンタの外観を表す斜視図である。
【図２】そのレーザプリンタの内部構成を表す縦断面図である。
【図３】そのレーザプリンタの電源ユニットの構成を表す回路図である。
【図４】その電源ユニットの制御系で実行される印刷処理を表すフローチャートである。
【図５】その印刷処理におけるＡＤＣエラー検知制御を表すフローチャートである。
【図６】その印刷処理における高圧制御ルーチンを表すフローチャートである。
【図７】その高圧制御ルーチンの続きを表すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７５】
１…レーザプリンタ        １０…画像形成部              ２０…フィーダ部
７０…スキャナ部          ８０…プロセスカートリッジ    ８１…感光体ドラム
８２…帯電器              ８３…転写ローラ              ８４…現像カートリッジ
９０…定着器ユニット      １００…電源ユニット          １２０…トランス
１３０…駆動電圧制御部    ２００…制御基板              ２１０…ＣＰＵ
２２０…ＲＯＭ            ２３０…ＲＡＭ                ２４０…インタフェース
【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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