(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる出力電圧を切り替え供給する電源装置であって、
オンオフ動作制御により、異なる出力電圧を電荷蓄積素子を介して共通の出力端子に出力する複数の電圧供給回路を備え、
前記複数の電圧供給回路の出力値を予め設定されたサンプリング間隔で状態量として検出し、該検出状態量に基づくフィードバックによる出力制御を実行する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記複数の電圧供給回路の切り替え以後、切り替え前に有効であった電圧供給回路の残留電荷の放電期間中、前記検出状態量に基づくフィードバックによる出力制御を実行せず、予め定めた出力制御値に基づく制御を実行する構成としたことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記複数の電圧供給回路の各々は、
パルス幅信号に基づいて入力電圧をスイッチングして出力制御を実行するスイッチング手段を有し、
前記制御手段は、前記検出状態量に基づいて、前記パルス幅の変更処理としてのデューティ値更新処理を実行し、更新したデューテイ値に対応するパルス信号を前記スイッチング手段に出力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】
前記予め定めた出力制御値は、電圧供給回路の切り替え以後の初期値として設定された制御値であることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項４】
異なる出力電圧を切り替え供給する電源装置であって、
オンオフ動作制御により、異なる出力電圧を電荷蓄積素子を介して共通の出力端子に出力する複数の電圧供給回路を備え、
前記複数の電圧供給回路の出力値を予め設定されたサンプリング間隔で状態量として検出し、該検出状態量に基づくフィードバックによる出力制御を実行する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記複数の電圧供給回路の切り替え以後、切り替え前に有効であった電圧供給回路の放電処理期間中、前記検出状態量に基づくフィードバックによる出力制御を開始せず、切り替え前の電圧供給回路の残留電荷の放電期間経過後に、前記出力制御を開始する構成としたことを特徴とする電源装置。
【請求項５】
前記複数の電圧供給回路の各々は、
パルス幅信号に基づいて入力電圧をスイッチングして出力制御を実行するスイッチング手段を有し、
前記制御手段は、前記検出状態量に基づいて、前記パルス幅の変更処理としてのデューティ値更新処理を実行し、更新したデューテイ値に対応するパルス信号を前記スイッチング手段に出力することを特徴とする請求項４に記載の電源装置。
【請求項６】
異なる出力電圧を切り替え供給する電源装置であって、
オンオフ動作制御により、異なる出力電圧を電荷蓄積素子を介して共通の出力端子に出力する複数の電圧供給回路を備え、
前記複数の電圧供給回路の出力値を予め設定されたサンプリング間隔で状態量として検出し、該検出状態量に基づくフィードバックによる出力制御を実行する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記複数の電圧供給回路の切り替え以後、切り替え前に有効であった電圧供給回路の残留電荷の放電期間中の場合には、前記検出状態量のみに基づくフィードバックによる出力制御を実行せず、当該放電期間の検出状態量と、放電期間時の残留電位に基づいて算出される補正状態量により出力制御をすることを特徴とする電源装置。
【請求項７】
前記複数の電圧供給回路の各々は、
パルス幅信号に基づいて入力電圧をスイッチングして出力制御を実行するスイッチング手段を有し、
前記制御手段は、前記検出状態量に基づいて、前記パルス幅の変更処理としてのデューティ値更新処理を実行し、更新したデューテイ値に対応するパルス信号を前記スイッチング手段に出力することを特徴とする請求項６に記載の電源装置。
【請求項８】
前記補正状態量は、検出状態量と、放電期間時の残留電位と、補正状態量とを対応付けたテーブルによって算出される構成であることを特徴とする請求項６に記載の電源装置。
【請求項９】
オンオフ動作制御により、異なる出力電圧を電荷蓄積素子を介して共通の出力端子に出力する複数の電圧供給回路と、前記複数の電圧供給回路の出力値を予め設定されたサンプリング間隔で状態量として検出し、該検出状態量に基づくフィードバックによる出力制御を実行する制御手段とを有する電源装置における出力電圧制御方法であり、
前記複数の電圧供給回路の切り替え以後、切り替え前に有効であった電圧供給回路の残留電荷の放電期間中、前記検出状態量に基づくフィードバックによる出力制御を実行せず、予め定めた出力制御値に基づく制御を実行することを特徴とする出力電圧制御方法。
【請求項１０】
オンオフ動作制御により、異なる出力電圧を電荷蓄積素子を介して共通の出力端子に出力する複数の電圧供給回路と、前記複数の電圧供給回路の出力値を予め設定されたサンプリング間隔で状態量として検出し、該検出状態量に基づいて出力制御を実行する制御手段とを有する電源装置における出力電圧制御方法であり、
前記複数の電圧供給回路の切り替え以後、切り替え前に有効であった電圧供給回路の放電処理期間中、前記検出状態量に基づくフィードバックによる出力制御を開始せず、切り替え前の電圧供給回路の放電処理期間経過後に、フィードバックによる出力制御を開始することを特徴とする出力電圧制御方法。
【請求項１１】
オンオフ動作制御により、異なる出力電圧を電荷蓄積素子を介して共通の出力端子に出力する複数の電圧供給回路と、前記複数の電圧供給回路の出力値を予め設定されたサンプリング間隔で状態量として検出し、該検出状態量に基づいて出力制御を実行する制御手段とを有する電源装置における出力電圧制御方法であり、
前記複数の電圧供給回路の切り替え以後、切り替え前に有効であった電圧供給回路の放電処理期間中の場合には、前記検出状態量のみに基づくフィードバックによる出力制御を実行せず、当該放電処理期間の検出状態量と、放電処理時の残留電位に基づいて算出される補正状態量に出力制御をする構成としたことを特徴とする出力電圧制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、複写機等の電源装置および出力電圧制御方法に関する。さらに詳細には、プリンタ、複写機等の帯電装置、転写装置、ヒューザー装置、現像装置等に適用可能な電源装置であり、状態値検出によるフィードバック制御を正確に実行することを可能とした構成を持つ電源装置および出力電圧制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ、複写機等の画像形成装置は、感光体ドラムに静電潜像を接触帯電装置（以下帯電装置）で形成し、トナー像を現像装置で形成し、接触転写装置（以下転写装置）で、トナー像を用紙に転写する。さらに、用紙への転写後、剥離（デタック）装置で用紙を感光体または、転写装置等から剥離し、ヒューザー装置において用紙にトナーを定着して、画像を出力する。
【０００３】
図９は、画像形成装置の感光体回りの構成を示す図である。感光体ドラム３１０１は、図示しないモータにより駆動されて矢印方向に回転する。この感光体ドラム３１０１の周囲には、帯電ロールを備えた接触帯電装置３１０２が備えられ、接触帯電装置３１０２により感光体３１０１が一様に帯電された後、ラスター出力スキャン（ＲＯＳ）において像を出力する。ＲＯＳが実行する機能は、一連の変調されたスキャン・ラインをもって感光体表面を連続的にスキャンすることにより、感光性の表面上に出力イメージ・コピーを露光することである。感光体ドラム３１０１上に形成された静電潜像は、現像装置３１０３により現像され、感光体ドラム３１０１上に形成されたトナー像は、転写装置３１０４により用紙（ペーパー）３１０５上に転写される。用紙への転写後、剥離（デタック）装置３１０６で用紙を感光体から剥離し、ヒューザー装置３１０７において用紙（ペーパ）３１０５にトナーを定着して、画像を出力する。
【０００４】
上記構成において、帯電装置は感光体ドラムに接触しており、帯電電源により帯電用バイアスが印加され、感光体ドラムを一様に帯電する。また、現像装置を構成する現像ロールは、感光体ドラムに近接して配置され、帯電したトナーをその表面に担持して回転し、そのトナーを感光体に向き合う現像位置に運ぶ。また、その現像ロールには、現像電源から、現像バイアスが印加される。この現像バイアスの印加により現像ロールの表面に担持されたトナーが感光体ドラム側に飛翔し、感光体ドラム上にトナー像が形成される。
【０００５】
また、転写装置は、感光体ドラムに接触した状態に配置されて回転し、転写電源により転写バイアスが印加され、感光体ドラムと転写ロールとの間に挿入された用紙上にトナー像を転写させる。これら、帯電装置電源、現像装置電源、および転写装置電源は、制御回路により、バイアス印加のタイミング等が制御される。
【０００６】
帯電装置は、感光体をマイナス電荷に帯電させるためにマイナス高圧出力（バイアス出力を含む）を供給する。
【０００７】
現像装置は、矩形波のバイアス出力を供給する必要があるため、マイナスバイアス出力と、プラスバイアス出力を高速に切り替え、各出力の出力時間を制御して供給することが必要となる。
【０００８】
転写装置は、転写時にはマイナス高圧出力（バイアス出力を含む）を供給し、クリーニング時に逆極性のプラス高圧出力（バイアス出力を含む）を供給する。
【０００９】
上述の帯電、転写処理において、従来、主流であったコロトロンワイヤー等の放電による給電方式は、低電力化やオゾンレス化等の利点から、接触形ロールによる直接給電、微少隙間での微少放電方式が現在では主流となってきている。転写機能における接触形ロール方式でリトラクト機構を有しない場合は、感光体と接触型転写用ロールは、用紙の有り無し（感光体の印字／非印字領域）に係わらず、絶えず感光体に接触している。用紙がある場合は、感光体と用紙、転写ロールが重なって存在することになる。
【００１０】
動作中、感光体の非印字領域では濃度制御用に濃度パッチを作成することがあり、常時接触している場合、感光体と転写ロール間に用紙が存在しない状態で、感光体と転写ロールが直接接触し、パッチ像が転写ロールに転写されることになる。しかし、この状態のまま、転写プロセスに移行すると、供給された用紙の裏面にパッチ像による汚れが付着することになる。この問題を解決するために、用紙転写時にはトナーと逆極性の電圧を印加しトナー像を用紙に引き付け、非転写時にはトナーと同極性の電圧を与えてパッチ像に基づくトナーの用紙に対する付着を防止する処理が行なわれる。
【００１１】
このような複写装置、プリンタにおける電圧制御構成を開示した従来技術として、例えば特許３０２１５９４がある。本特許は、出力をモニターし、フィードバック制御を実行する構成を開示し、極性切り替え回路を並列に構成し、転写時には出力モニター値をフィードバック制御し、クリーニング時には、モニター回路を遮断してモニター値を参照せずに制御する構成を開示している。
【００１２】
また、特公平２−１６６５９号では、極性切り替え回路を直列に設け、高圧出力部に第１、第２の正負出力部を設け、低圧側に出力切り替え回路を設け、第１、第２の高圧出力部の各出力巻線にそれぞれ並列に、かつ相互接続された２つの抵抗を設け、低圧側の出力切り替え回路の切り替えにより、正負の出力を負荷に供給する構成を開示している。
【００１３】
一方、近年のＣＰＵ性能の向上に伴い、高圧出力をソフトウエアで制御する高圧電源が提案されている。制御方法は、高圧出力の状態量を検出回路で検出し、検出値をＣＰＵ等のＡ／Ｄ変換機構によりデジタル変換し、プログラムにより制御するべき目標値との差異を判断する。その結果により、高圧電源の出力を増減させるＰＷＭ信号のデューティ（Ｄｕｔｙ）値を変化させ、目標値に近づける制御を実行する。このようなデジタル制御方式では、ソフトウエアで高圧電源が制御可能なため、従来必要だったオペアンプ（ＯＰＡｍｐ）等のアナログ制御回路が必要なくなり、制御回路のコストダウン、実装スペースの縮小が達成される。このようなソフトウエアによるデジタル制御を開示した構成に、特開平９−２１５３２９号がある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ソフトウエアによるデジタル制御を実行する構成における問題点として、出力値のサンプリング時間の存在に起因するオーバーシュートの発生がある。
【００１５】
一般的なデジタル制御方式の高圧電源構成を示すブロック図を図１０に示す。図１０に示すように、高圧電源は、転写時に稼動状態となる転写側回路１０と、非転写時のロール汚れを除去するクリーニング時に稼動状態となるクリーニング側回路２０によって構成され、出力負荷４０に対して、転写側回路１０とクリーニング側回路２０との出力値が切り替えて出力される。
【００１６】
両回路は、昇圧トランス１１，２１、トランスの１次側印加電圧を周期的にスイッチングするスイッチング手段１２，２２、トランスの２次側で所望の出力波形を生成する整流回路１３，２３、と出力状態量を検出する検出手段１４，２４、検出手段による検出結果から出力目標値に制御信号を送信する制御手段３０によって構成される。
【００１７】
高圧電源の出力は、ＣＰＵを利用したプログラミングによるデジタル制御によりコントロールされる。ＣＰＵによる制御は、検出手段１４，２４により検出された状態量と、高圧電源が制御すべき目標値とを比較し、その比較結果に応じてスイッチング手段に与えるＰＷＭ信号のデューテイ（Ｄｕｔｙ）値を制御するものである。スイッチング回路１２，２２は、パルス幅信号に基づいて入力電圧をスイッチングして出力制御を実行する。
【００１８】
転写側回路１０とクリーニング側回路２０とは、転写ロールと感光体との間に用紙があるときに転写側回路１０が有効に動作し、用紙がないときは、クリーニング側回路２０が有効に動作するように切り替えられる。このタイミングは、制御手段（マシンコントロールユニット（ＭＣＵ））３０によりシーケンス管理され、用紙の転写ロールに対する供給タイミングに基づいて切り替えられる。
【００１９】
上述のように、デジタル制御方式では、状態値のサンプリング結果に基づいて、高圧電源の出力値をＣＰＵによって制御する。状態値と出力目標値との差がある場合は、スイッチング手段に与えるＰＷＭのデューティ値を更新する。
【００２０】
しかし、出力状態量の検出には、サンプリング時間が存在する。図１０に示した回路構成の場合、転写側回路とクリーニング側回路との切り替え時に、そのサンプリングのタイミングが切り替え前に有効であった電圧供給回路が完全に放電しきる前であった場合、その残電位が切り替え後に有効となる電圧供給回路の状態量に加（減）算されてしまい、その誤った値を切り替え後、有効となる電圧供給回路の出力制御用のサンプリング結果として判断し、誤った制御の実行によるオーバシュートの発生の可能性があった。
【００２１】
図１１に、図１０に示す転写側回路における出力電圧とスイッチング回路に入力されるＰＷＭ信号のデューティ値の関係を説明する図を示す。デューティ値の更新は、ＣＰＵにより制御され、検知手段により検出されたモニター出力状態量と、目標値との差に基づいてデューティ操作量を算出し、算出結果に基づいてデューティ値の更新を実行する。
【００２２】
例えば、現在の出力状態値が図１１に示す点Ａである場合、点Ａの出力値をＤ、目標出力値をＣ、現在のデューティ値をＢとした場合、デューティ値を目標値Ｖに対応するＰに近づけるための処理を実行する更新処理を想定すると、更新処理により設定される新たなデューティ値（Ｄｕｔｙ１）は、
Ｄｕｔｙ１＝α（Ｃ−Ｄ）×Ｂ
となる。αは制御係数であり、徐々に目標値に近づける場合は小さい値に設定され、一挙に目標値に近づける場合は大きな値に設定される。
【００２３】
ここで、転写側回路とクリーニング側回路との切り替え直後の処理を考察すると、出力端側の容量成分に起因し、切り替え前の回路出力の放電が完了していない状態での状態量がモニタされ、結果として誤った制御を発生させることになる。
【００２４】
例えば切り替え前の回路出力の放電が完了していない状態でのモニタ出力状態量が、図１１に示すＥであると認識した場合、デューティ値の更新は御認識目標値Ｖ’に対応するデューテイ値Ｑに近づける処理として実行されることになり、この場合、更新デューテイ値（Ｄｕｔｙ２）は、
Ｄｕｔｙ２＝α（Ｃ−Ｅ）×Ｂ＞Ｄｕｔｙ１
として設定される。
【００２５】
この結果、本来更新されるべきデューティ値（Ｄｕｔｙ１）より大きなデューテイ値（Ｄｕｔｙ２）が設定されて出力制御が実行される。従って、必要以上にデューティ値が大きくなり、その結果オーバーシュートが発生する。
【００２６】
具体的な数値によるオーバーシュートの発生について図１２を用いて説明する。図１２（ａ）は、出力状態値と、テューティ値との関係を示す図である。図１２（ａ）において目標値が５Ｖ、モニター値が２．５Ｖ、この時のデューティ値が２５（％）であったとする。本来、５０％のデューティ値を付与することにより、目標値である５Ｖが得られるが、機器、あるいは動作環境等の条件によりばらつきがあるため、モニター値により、徐々に目標値に近づける制御を行なう。例えば、デューティ値が２５（％）時に、２．５Ｖのモニター値を検出した時のＣＰＵによるデューティ値の更新は、以下の式に従って行なわれる。
更新デューティ値＝０．５×（５−２．５）×２５（％）＝３１．２５％
【００２７】
上記式により、デューティ値が３１．２５％に更新され、その時点で、さらにモニター値を取得して、上記式と同様の式により、次の更新デューティ値を算出する。この処理を繰り返すことにより、目標値に近づける制御を実行する。図１２（ｂ）は、このフィードバック制御が正しくおこなわれた場合の出力値と、サンプリング時間との関係を示す。
【００２８】
しかし、前述したように、転写側回路とクリーニング側回路のように、相互切り替えを行なう回路構成では、切り替え前の出力の放電が完了せずに新たな切り替え後の回路のモニター値として認識した制御を行なってしまう場合がある。
【００２９】
例えば、切り替え時の残留放電電位が−２Ｖ存在するとする。この場合、切り替え後の回路における初期デューティ値として上記と同様２５％であるときのモニター値が２．５−２＝０．５Ｖとなり、更新デューティ値は、
更新デューティ値＝０．５×（５−０．５）×２５（％）＝５６．２５％
となり、この時点で、デューティ値が５６．２５％となり、その結果出力値が過大となり、オーバーシュートが発生する。この状態を図１２（ｃ）に示す。
【００３０】
初期デューテイ値２５％のときのモニター値は、サンプリング時間［１］の状態で取得される０．５Ｖであるため、ＣＰＵによる更新デューテイ値が誤った値となり、過大な出力値（オーバーシュート）が発生する。
【００３１】
本発明は、上述したような回路切り替え時のフィードバック制御における誤った制御を防止し、正確なフィードバック制御を可能とした電源装置および出力電圧制御方法を提供することを目的とする。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の側面は、異なる出力電圧を切り替え供給する電源装置であって、オンオフ動作制御により、異なる出力電圧を電荷蓄積素子を介して共通の出力端子に出力する複数の電圧供給回路を備え、前記複数の電圧供給回路の出力値を予め設定されたサンプリング間隔で状態量として検出し、該検出状態量に基づくフィードバックによる出力制御を実行する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記複数の電圧供給回路の切り替え以後、切り替え前に有効であった電圧供給回路の残留電荷の放電期間中、前記検出状態量に基づくフィードバックによる出力制御を実行せず、予め定めた出力制御値に基づく制御を実行する構成としたことを特徴とする電源装置にある。本構成によれば、放電完了前の残留電位に起因する誤った状態量に基づく制御を回避し、オーバーシュート等の誤った電圧出力を回避することが可能となる。
【００３３】
さらに、本発明の電源装置の一実施態様において、前記複数の電圧供給回路の各々は、パルス幅信号に基づいて入力電圧をスイッチングして出力制御を実行するスイッチング手段を有し、前記制御手段は、前記検出状態量に基づいて、前記パルス幅の変更処理としてのデューティ値更新処理を実行し、更新したデューテイ値に対応するパルス信号を前記スイッチング手段に出力することを特徴とする。本構成によれば、パルス幅の変更処理のみを実行することにより、出力電圧を任意に変更することが可能となる。
【００３４】
さらに、本発明の電源装置の一実施態様において、前記予め定めた出力制御値は、電圧供給回路の切り替え以後の初期値として設定された制御値であることを特徴とする。本構成によれば、新たなデューティ値の算出を実行することなく初期値の継続を実行するのみであり、処理が簡略化される。
【００３５】
さらに、本発明の第２の側面は、異なる出力電圧を切り替え供給する電源装置であって、オンオフ動作制御により、異なる出力電圧を電荷蓄積素子を介して共通の出力端子に出力する複数の電圧供給回路を備え、前記複数の電圧供給回路の出力値を予め設定されたサンプリング間隔で状態量として検出し、該検出状態量に基づくフィードバックによる出力制御を実行する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記複数の電圧供給回路の切り替え以後、切り替え前に有効であった電圧供給回路の放電処理期間中、前記検出状態量に基づくフィードバックによる出力制御を開始せず、切り替え前の電圧供給回路の残留電荷の放電期間経過後に、前記出力制御を開始する構成としたことを特徴とする電源装置にある。本構成によれば、放電完了前の残留電位に起因する誤った状態量に基づく制御を回避し、オーバーシュート等の誤った電圧出力を回避することが可能となる。
【００３６】
さらに、本発明の電源装置の一実施態様において、前記複数の電圧供給回路の各々は、パルス幅信号に基づいて入力電圧をスイッチングして出力制御を実行するスイッチング手段を有し、前記制御手段は、前記検出状態量に基づいて、前記パルス幅の変更処理としてのデューティ値更新処理を実行し、更新したデューテイ値に対応するパルス信号を前記スイッチング手段に出力することを特徴とする。本構成によれば、パルス幅の変更処理のみを実行することにより、出力電圧を任意に変更することが可能となる。
【００３７】
さらに、本発明の第３の側面は、異なる出力電圧を切り替え供給する電源装置であって、オンオフ動作制御により、異なる出力電圧を電荷蓄積素子を介して共通の出力端子に出力する複数の電圧供給回路を備え、前記複数の電圧供給回路の出力値を予め設定されたサンプリング間隔で状態量として検出し、該検出状態量に基づくフィードバックによる出力制御を実行する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記複数の電圧供給回路の切り替え以後、切り替え前に有効であった電圧供給回路の残留電荷の放電期間中の場合には、前記検出状態量のみに基づくフィードバックによる出力制御を実行せず、当該放電期間の検出状態量と、放電期間時の残留電位に基づいて算出される補正状態量により出力制御をすることを特徴とする電源装置にある。本構成によれば、放電完了前の残留電位に起因する誤った状態量に基づく制御を回避し、オーバーシュート等の誤った電圧出力を回避することが可能となる。
【００３８】
さらに、本発明の電源装置の一実施態様において、前記複数の電圧供給回路の各々は、パルス幅信号に基づいて入力電圧をスイッチングして出力制御を実行するスイッチング手段を有し、前記制御手段は、前記検出状態量に基づいて、前記パルス幅の変更処理としてのデューティ値更新処理を実行し、更新したデューテイ値に対応するパルス信号を前記スイッチング手段に出力することを特徴とする。本構成によれば、パルス幅の変更処理のみを実行することにより、出力電圧を任意に変更することが可能となる。
【００３９】
さらに、本発明の電源装置の一実施態様において、前記補正状態量は、検出状態量と、放電期間時の残留電位と、補正状態量とを対応付けたテーブルによって算出される構成であることを特徴とする。本構成によれば、テーブルに基づいて補正値を即座に求めることが可能となる。
【００４０】
さらに、本発明の第４の側面は、オンオフ動作制御により、異なる出力電圧を電荷蓄積素子を介して共通の出力端子に出力する複数の電圧供給回路と、前記複数の電圧供給回路の出力値を予め設定されたサンプリング間隔で状態量として検出し、該検出状態量に基づくフィードバックによる出力制御を実行する制御手段とを有する電源装置における出力電圧制御方法であり、前記複数の電圧供給回路の切り替え以後、切り替え前に有効であった電圧供給回路の残留電荷の放電期間中、前記検出状態量に基づくフィードバックによる出力制御を実行せず、予め定めた出力制御値に基づく制御を実行することを特徴とする出力電圧制御方法にある。本構成によれば、放電完了前の残留電位に起因する誤った状態量に基づく制御を回避し、オーバーシュート等の誤った電圧出力を回避することが可能となる。
【００４１】
さらに、本発明の第５の側面は、オンオフ動作制御により、異なる出力電圧を電荷蓄積素子を介して共通の出力端子に出力する複数の電圧供給回路と、前記複数の電圧供給回路の出力値を予め設定されたサンプリング間隔で状態量として検出し、該検出状態量に基づいて出力制御を実行する制御手段とを有する電源装置における出力電圧制御方法であり、前記複数の電圧供給回路の切り替え以後、切り替え前に有効であった電圧供給回路の放電処理期間中、前記検出状態量に基づくフィードバックによる出力制御を開始せず、切り替え前の電圧供給回路の放電処理期間経過後に、フィードバックによる出力制御を開始することを特徴とする出力電圧制御方法にある。本構成によれば、放電完了前の残留電位に起因する誤った状態量に基づく制御を回避し、オーバーシュート等の誤った電圧出力を回避することが可能となる。
【００４２】
さらに、本発明の第６の側面は、オンオフ動作制御により、異なる出力電圧を電荷蓄積素子を介して共通の出力端子に出力する複数の電圧供給回路と、前記複数の電圧供給回路の出力値を予め設定されたサンプリング間隔で状態量として検出し、該検出状態量に基づいて出力制御を実行する制御手段とを有する電源装置における出力電圧制御方法であり、前記複数の電圧供給回路の切り替え以後、切り替え前に有効であった電圧供給回路の放電処理期間中の場合には、前記検出状態量のみに基づくフィードバックによる出力制御を実行せず、当該放電処理期間の検出状態量と、放電処理時の残留電位に基づいて算出される補正状態量に出力制御をする構成としたことを特徴とする出力電圧制御方法にある。本構成によれば、放電完了前の残留電位に起因する誤った状態量に基づく制御を回避し、オーバーシュート等の誤った電圧出力を回避することが可能となる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電源装置および出力電圧制御方法の詳細について図面を参照しながら説明する。
【００４４】
【実施例】
本発明に係る電源装置の回路構成例を図１に示す。なお、以下に説明する実施例は、転写装置における電圧切り替え回路として、転写側回路と、クリーニング回路の２つの回路を持つ構成について説明するが、本発明の構成は、転写装置に限らず、その他、図９で説明した帯電装置、現像装置、ヒューザー装置等における電源においても、またプリンタ、複写装置以外の分野においても、異なる電圧を切り替えて使用し、出力検出によるフィードバック制御構成を有する構成において適用可能である。
【００４５】
図１に示す転写装置に対する電圧制御を行なう電源装置は、転写時の出力電圧を供給する転写側回路１００、クリーニング時の出力電圧を供給するクリーニング側回路２００に区分される。
【００４６】
転写側回路１００、クリーニング側回路２００の内部構成について説明する。転写側回路１００は、昇圧トランス１０３、整流回路１０４、スイッチング回路１０５、検出回路１０６を備えている。クリーニング側回路２００は、昇圧トランス２０３、整流回路２０４、スイッチング回路２０５、検出回路２０６を備えている。
【００４７】
転写側回路１００では、昇圧トランス１０３の1次側（電源供給側）において1次側入力をスイッチング制御し、トランス１０３において昇圧し、整流回路１０４により直流変換を行ない、２次側出力を所定の電圧（転写処理電圧）に制御する。また、クリーニング側回路２００では、昇圧トランス２０３の1次側において1次側入力をスイッチング制御し、昇圧トランス２０３により昇圧して、整流回路２０４により直流変化を行ない、2次側出力を所定の転写に対し逆極電圧（クリーニング電圧値）に制御する。
【００４８】
転写側回路１００、クリーニング側回路２００において、検出回路部１０６，２０６は、状態値として出力電圧をモニターし、モニター値を制御部であるＣＰＵに出力する。
【００４９】
転写側回路１００、クリーニング側回路２００において、昇圧トランス１０３の1次側、第２の昇圧トランス２０３の1次側には、スイッチング回路部１０５，２０５が接続され、それぞれのスイッチング回路１０５，２０５には、検出回路部１０６，２０６のモニター値に応じてＣＰＵ等が決定するデューティ（Ｄｕｔｙ）値を持つパルス幅信号（ＰＷＭ信号）が入力される。
【００５０】
すなわち、転写側回路１００、クリーニング側回路２００各回路のスイッチング回路１０５，２０５は、パルス幅信号に基づいて入力電圧をスイッチングして出力制御を実行する。ＣＰＵ等からなる制御手段は、パルス幅の変更処理としてのデューティ値更新処理を実行し、更新したデューテイ値に対応するパルス信号をスイッチング手段１０５，２０５に出力する。
【００５１】
図１に示す回路構成において、転写側回路１００と、クリーニング側回路２００との切り替え時の処理について説明する。
【００５２】
転写時には、転写側回路１００の出力が有効となり、クリーニング時にはクリーニング側回路２００の出力が有効となる。例えばクリーニング時には、トナーと同極性の電圧がクリーニング側回路２００によって供給される。次に転写処理に移行すると、クリーニング側回路２００のスイッチング回路２０５に与えられていたＰＷＭ信号が停止し、転写側回路１００のスイッチング回路１０５に所定デューティ比（初期値）のＰＷＭ信号が出力される。
【００５３】
ここで、クリーニング側回路２００では、クリーニング側回路２００に対するＰＷＭ信号の供給停止後に、整流回路２０４や、負荷の持つ容量成分の放電が開始され、一定時間後に零電位となる。この放電完了までには通常数十ｍｓの時間を要する場合が多い。
【００５４】
このクリーニング側回路２００における放電処理期間において、転写側回路１００は、既にフィードバック制御を開始している。フィードバック制御の出力値サンプリングは、通常数ｍ〜数十ｍｓの間隔で実行される。
【００５５】
本発明のフィードバック制御は、出力切り替え時のデューテイ値更新を、切り替え前の回路の放電期間中は実行しない構成とする。例えば、出力値サンプリングが１００ｍｓの間隔で実行され、放電時間が１５ｍｓであるとき、回路切り替え後最初のサンプル値は、１０ｍｓの時点では、デューティ値は、初期値のままとし、第２回目のサンプリング値の入力される切り替え後、２０ｍｓの時点からサンプリング結果に基づきデューティ値の更新を実行する。
【００５６】
図２に本実施例のデューティ値更新処理フローを示す。まず、ステップＳ２０１において、切り替え信号が入力されると、ステップＳ２０２において、予め定められた初期デューティ値が設定され、切り替え後の回路のスイッチング回路に初期デューティ値の設定されたＰＷＭ信号を入力する。なお、初期デューティ値は、例えば目標値に対応するデューティ値の２５％程度に設定される。
【００５７】
次にステップＳ２０３において、切り替え前の回路における放電が完了したか否かを判定する。これは、予め放電に要する時間を計測し、回路切り替え後、放電時間を経過したか否かを判定する処理によって実行される。例えば１５ｍｓの放電時間を必要とする回路であれば、回路きり変え後、１５ｍｓ経過したか否かの判定を行なう。
【００５８】
放電が完了したと判定されると、ステップＳ２０４に進み、検出手段による状態量（モニター値）の検出を行ない、ステップＳ２０５において、検出した状態量に応じてデューティ値の更新を実行する。更新デューティ値（Ｄｕｔｙ２）は、Ｄｕｔｙ２＝α（目標出力値−状態量（モニター出力値））×現デューテイ値、として算出され、更新デューティ値により制御されたＰＷＭ信号が現在有効な回路のスイッチング回路に出力され、スイッチング回路は、パルス幅信号に基づいて入力電圧をスイッチングして出力制御を実行する。
【００５９】
ステップＳ２０６では、出力を継続するか否かの判定を行ない、継続する場合は、ステップＳ２０４，Ｓ２０５によるフィードバック制御を実行し、出力継続不要となった時点で制御処理を終了（Ｓ２０７）する。
【００６０】
上述した本発明のフィードバック制御による出力値の変化を図３に示す。縦軸が出力値であり、横軸が出力検出部のサンプリング時間を示す。この場合、出力切り替えは、サンプリング時間０において実行され、１回目のサンプリング時間においては、切り替え前の回路の放電完了時間を経過しておらず、１回目から２回目のサンプリング時間の間で、放電が完了し、２回目にサンプリングされた状態量に基づいてデューティ値が始めて更新される処理を示している。
【００６１】
図３に示すように本構成のフィードバック制御では、誤った状態量（モニター値）による制御が回避されるので、誤ったデューティ値の設定が行なわれず、オーバーシュートの発生が防止される。
【００６２】
［その他の実施例］
次に、本発明の電源装置におけるその他の実施例を説明する。図４に本実施例のデューティ値更新処理フローを示す。まず、ステップＳ４０１において、切り替え信号が入力されると、ステップＳ４０２において、切り替え前の回路における放電が完了したか否かを判定する。これは、予め放電に要する時間を計測し、回路切り替え後、放電時間を経過したか否かを判定する処理によって実行される。例えば１５ｍｓの放電時間を必要とする回路であれば、回路切り変え後、１５ｍｓ経過したか否かの判定を行なう。
【００６３】
放電が完了したと判定されると、ステップＳ４０３において、予め定められた初期デューティ値が設定され、切り替え後の回路のスイッチング回路に初期デューティ値の設定されたＰＷＭ信号を入力する。なお、初期デューティ値は、例えば２５％に設定される。
【００６４】
ただし、回路切り替え後の時間経過に応じて、本来の初期デューティ値として設定されたデューティ値より大きいデューティ値を設定する構成としてもよい。
【００６５】
次にステップＳ４０４に進み、検出手段による状態量（モニター値）の検出を行ない、ステップＳ４０５において、検出した状態量に応じてデューティ値の更新を実行し、更新デューティ値により制御されたＰＷＭ信号が現在有効な回路のスイッチング回路に出力され、スイッチング回路は、パルス幅信号に基づいて入力電圧をスイッチングして出力制御を実行する。
【００６６】
ステップＳ４０６では、出力を継続するか否かの判定を行ない、継続する場合は、ステップＳ４０４，Ｓ４０５によるフィードバック制御を実行し、出力継続不要となった時点で制御処理を終了（Ｓ４０７）する。
【００６７】
上述した実施例のフィードバック制御による出力値の変化を図５に示す。縦軸が出力値であり、横軸が出力検出部のサンプリング時間を示す。この場合、出力切り替えは、サンプリング時間０において実行され、１回目のサンプリング時間においては、切り替え前の回路の放電完了時間を経過しておらず、１回目から２回目のサンプリング時間の間で、放電が完了し、２回目にサンプリングされた状態量に基づいて初期デューティ値が設定され、その後、更新される処理を示している。
【００６８】
また、２回目（例えば２０ｍｓ後）に放電しているのであれば、初期値設定は放電中の１回目（例えば１０ｍｓ後）に設定しても同じ効果が得られる。この処理に対応する図を図６に示す。
【００６９】
本実施例においても、図５、図６から明らかなように、誤った状態量（モニター値）による制御が回避されるので、誤ったデューティ値の設定が行なわれず、オーバーシュートの発生が防止される。
【００７０】
次に、状態量の補正テーブルにより、モニターされた状態量の補正を実行する構成について説明する。
【００７１】
図７（ａ）に本実施例のデューティ値更新処理フローを示す。まず、ステップＳ６０１において、切り替え信号が入力されると、ステップＳ６０２において、予め定められた初期デューティ値が設定され、切り替え後の回路のスイッチング回路に初期デューティ値の設定されたＰＷＭ信号を入力する。なお、初期デューティ値は、例えば２５％に設定される。
【００７２】
次に、ステップＳ６０３に進み、検出手段による状態量（モニター値）の検出を行ない、さらに、ステップＳ６０４において、切り替え前の回路における放電が完了したか否かを判定する。
【００７３】
予め測定済みの放電時間等に基づいて、放電が完了していないと判定された場合は、ステップＳ６０８に進み、状態量補正処理を実行する。これは、例えば図７（ｂ）に示す補正テーブルを持つことにより、テーブルに基づいて検出された状態量の補正を実行して、補正値に基づいてデューティ値の制御を実行するものである。
【００７４】
図７（ｂ）は、出力検出部（検出回路）により検出された検出値を放電前の残留電位に応じて補正した値を補正後状態量としたものであり、検出状態量（モニター状態量）と、放電処理時の残留電位と、補正状態量とを対応付けたテーブルである。例えば検出値が０．５Ｖであり、残留電位が−２Ｖである場合は、補正後状態量は、２．５Ｖとなり、補正後状態量２．５Ｖに基づいてステップＳ６０５でデューティ値の更新処理が実行される。
【００７５】
一方、ステップＳ６０４で放電が完了したと判定されると、ステップＳ６０５では、補正値ではなく、実際の検出状態量に基づいてデューティ値の更新を実行する。更新デューティ値により制御されたＰＷＭ信号が現在有効な回路のスイッチング回路に出力され、スイッチング回路は、パルス幅信号に基づいて入力電圧をスイッチングして出力制御を実行する。
【００７６】
ステップＳ６０６では、出力を継続するか否かの判定を行ない、継続する場合は、ステップＳ６０３〜Ｓ６０５によるフィードバック制御を実行し、出力継続不要となった時点で制御処理を終了（Ｓ６０７）する。
【００７７】
上述した本発明のフィードバック制御による出力値の変化を図８に示す。縦軸が出力値であり、横軸が出力検出部のサンプリング時間を示す。この場合、出力切り替えは、サンプリング時間０において実行され、１回目のサンプリング時間においては、切り替え前の回路の放電完了時間を経過しておらず、図７（ｂ）に示すテーブルを用いた補正後状態量に基づいてデューテイ値更新が実行され、１回目から２回目のサンプリング時間の間で、放電が完了し、２回目移行は、実際のサンプリング状態量に基づいてデューティ値が更新される。
【００７８】
本実施例においても、先の実施例と同様、誤った状態量（モニター値）による制御が回避されるので、誤ったデューティ値の設定が行なわれず、オーバーシュートの発生が防止される。
【００７９】
なお、図７（ｂ）のようなテーブルを用いることなく、演算処理により、検出状態量から補正値を算出し、算出した補正値に基づくデューテイ値更新を実行する構成としてもよい。
【００８０】
なお、上述の実施例では、転写側回路と、クリーニング回路の２つの回路を直列接続した構成を代表して説明してきたが、２つの回路構成は直列接続に限らず並列接続した場合においても、２つの回路間での切り替え処理時に発生する残留電位を考慮した上述と同様の制御構成とすることにより同様の効果が得られる。また、２つの回路の極性が異極であるか同極であるかに係わらず上記制御が適用可能である。
【００８１】
また、上述の実施例では、図１に示したように、転写側回路と、クリーニング回路の２つの回路を持つ転写処理に適用可能な回路構成を代表して説明してきたが、転写装置に限らず、その他、図９で説明した帯電装置、現像装置、ヒューザー装置等における電源においても電圧の切り替え処理が実行されるものであり、これら、様々の機器、部位に対する電源装置としても適用可能である。さらに、プリンタ、複写装置以外の分野においても、異なる電圧を切り替えて使用しフィードバック制御を実行する構成において、本発明が適用可能である。
【００８２】
以上、特定の実施例を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施例の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、限定的に解釈されるべきではない。本発明の要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。
【００８３】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の電源装置および出力電圧制御方法においては、出力電圧値の切り替えを実行する電源回路において、切り替え前の回路の放電処理による残留電位のモニター値を、電圧制御用の状態値とせず、放電完了後の状態量のみを電圧制御用の状態量として取り扱う処理を実行する構成としたので、誤った状態量に基づく制御を回避し、オーバーシュート等の誤った電圧出力を回避することが可能となる。
【００８４】
さらに、本発明の電源装置および出力電圧制御方法においては、出力電圧値の切り替えを実行する電源回路において、切り替え前の回路の放電処理の完了後に、状態量検出を開始して、電圧制御処理を実行する構成としたので、誤った状態量に基づく制御を回避し、オーバーシュート等の誤った電圧出力を回避することが可能となる。
【００８５】
さらに、本発明の電源装置および出力電圧制御方法においては、出力電圧値の切り替えを実行する電源回路において、切り替え前の回路の放電処理の完了前は、補正値に基づく制御を行ない、放電処理の完了後は、状態量検出値に基づいて電圧制御処理を実行する構成としたので、誤った状態量に基づく制御を回避し、オーバーシュート等の誤った電圧出力を回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の電源装置の回路構成例を示す図である。
【図２】  本発明の電源装置の回路における出力電圧制御処理フロー（例１）を示す図である。
【図３】  図２に示す本発明の出力電圧制御処理を適用した場合のサンプリング時間と出力値との関係を示す図である。
【図４】  本発明の電源装置の回路における出力電圧制御処理フロー（例２）を示す図である。
【図５】  図４に示す本発明の出力電圧制御処理を適用した場合のサンプリング時間と出力値との関係を示す図である。
【図６】  図４に示す本発明の出力電圧制御処理を適用した場合のサンプリング時間と出力値との関係を示す図である。
【図７】  本発明の電源装置の回路における出力電圧制御処理フロー（例３）を示す図である。
【図８】  図７に示す本発明の出力電圧制御処理を適用した場合のサンプリング時間と出力値との関係を示す図である。
【図９】  プリンタ、複写装置の感光体回りの構成を説明する図である。
【図１０】  ＣＰＵ等を用いたフィードバックによる電圧制御を実行する構成を示すブロック図である。
【図１１】  回路切り替え時のフィードバックによる電圧制御におけるデューテイ値更新エラーを説明する図である。
【図１２】  回路切り替え時のフィードバックによる電圧制御におけるオーバーシュートの発生について説明する図である。
【符号の説明】
１０  転写側回路、２０クリーニング回路、
３０  制御手段、４０  出力負荷
１１，２１  昇圧トランス、１２，２２  スイッチング回路
１３，２３  整流回路、  １４  検出回路
１００  転写側回路、２００クリーニング回路、
１０３，２０３  昇圧トランス、１０４，２０４  整流回路、
１０５，２０５  スイッチング回路
１０６，２０６  検出回路
３１０１  感光体ドラム、３１０２  接触帯電装置
３１０３  現像装置３１０３、３１０４  転写装置
３１０５  用紙（ペーパー）、３１０６  剥離（デタック）装置
３１０７  ヒューザー装置
【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】
0003744326.tif 000009
【図９】
0003744326.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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