JP2011166856A - 電源装置及びそれを使用する画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の電源装置は、圧電トランスを駆動するためのパルス信号の駆動周波数の初期値を設定するために、予め定められた範囲に属する複数の周波数のパルス信号に応じて圧電トランスから出力される電圧を検出する。また、検出した複数の電圧の駆動周波数に応じた変化から極値を検出し、最大値に対応する周波数と、最大値に対応する周波数に対して高周波数側又は低周波数側における隣接した隣接極値に対応する周波数とを特定する。さらに、特定した2つの周波数の間の周波数範囲において、圧電トランスの出力電圧を目標電圧に近づける電圧制御を開始する際の駆動周波数の初期値を設定する。
【選択図】図1
Description
以下では、図1乃至図9を参照して、本発明における第1の実施形態について説明する。本実施形態では、本発明に係る電源装置の一例として、画像形成装置における高圧電源装置として使用される場合について説明する。
まず、図1を参照して、圧電トランスを用いた高圧電源装置の回路構成について説明する。圧電トランス101を備える高圧電源装置202は、DCコントローラ201による制御により高電圧Voutを出力する。本実施形態では、一例として、高圧電源装置202に対する制御機能を有するDCコントローラ201が高圧電源装置202とは分離して、(後述するように)画像形成装置に設けられた場合について説明する。なお、DCコントローラ201は、高圧電源装置202に一体として組み込まれていてもよい。
次に、図2を参照して、本発明の高圧電源を搭載した画像形成装置の一例として、図1に示す高圧電源装置202を搭載した電子写真方式によるフルカラー(多色)のレーザプリンタ401の構成及び動作について説明する。なお、本発明の画像形成装置はモノカラー(単色)の画像形成装置にも適用でき、画像形成装置は複合機であってもよい。
次に、本実施形態における圧電トランス101の制御について説明する。まず、圧電トランス101は、通常、図4に示すような周波数特性を有し、圧電トランス101からの出力電圧は、入力されるパルス信号の周波数に応じて変化する。圧電トランス101からの出力電圧は、その構造上の特性によって定まる固有の共振周波数fMにおいて最大となる。また、圧電トランス101は、図7に示すように、共振周波数fMの周辺の複数の周波数にもピークが存在し、これらはスプリアス成分に相当する。
第1の実施形態では、圧電トランスの駆動周波数の初期値設定に関して、出力電圧の範囲を分割するために用意した複数の閾値電圧を用いることによって、目標電圧に近い出力電圧に対応する周波数を初期値に設定する実施形態について説明した。第2の実施形態では、第1の実施形態の場合よりもさらに目標電圧に近い出力電圧に対応する周波数を初期値に設定する実施形態について説明する。なお、以下では説明の簡略化のために、第1の実施形態と異なる部分についてのみ記載する。
第1及び第2の実施形態においては、電源の起動中は圧電トランスの周波数特性が変化しないものと仮定して、主として電源装置(画像形成装置)の起動時にのみ圧電トランスの駆動周波数の制御範囲を特定することを想定している。ところが、圧電トランスは、電源装置の周囲の環境条件に依存してその周波数特性が変化してしまう場合がある。この場合、第1及び第2の実施形態による駆動周波数の制御範囲の特定後に環境条件の変化が生じると、例えば、当該制御範囲内にスプリアス成分が含まれてしまう場合が起こり得る。そこで、第3の実施形態では、電源装置の周囲の環境条件に変化が生じた場合に、あらためて駆動周波数の制御範囲を特定するとともに、駆動周波数の初期値を設定し直す実施形態について説明する。
Claims (8)
- パルス信号を生成するパルス生成手段と、前記パルス生成手段によって生成されたパルス信号の周波数に応じた電圧を出力する圧電トランスとを備える電源装置であって、
前記パルス信号の予め定められた周波数範囲に属する複数の周波数を生成すべく、前記パルス生成手段を制御する第1制御手段と、
前記パルス生成手段によって生成された前記複数の周波数のパルス信号の各周波数に応じて前記圧電トランスから出力された電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段によって検出された複数の電圧の前記パルス信号の周波数に応じた変化から複数の極値を検出する極値検出手段と、
前記極値検出手段によって検出された前記複数の極値のうち、最大値に対応する周波数と、該最大値に対応する周波数に対して高周波数側又は低周波数側における隣接した隣接極値に対応する周波数とを特定する特定手段と、
前記特定手段によって特定された前記最大値に対応する周波数と前記隣接極値に対応する周波数との間の周波数範囲において、前記圧電トランスからの出力電圧を目標電圧に近づける電圧制御を開始する際の前記パルス信号の周波数の初期値を設定する設定手段と、
前記パルス生成手段によって生成される前記パルス信号の周波数を、前記設定手段によって設定された前記初期値から、前記圧電トランスからの出力電圧が前記目標電圧に近づくように変化させる前記電圧制御を行う第2制御手段と
を備えることを特徴とする電源装置。 - 前記電圧制御において前記圧電トランスから出力される電圧の範囲を複数の範囲に分割するための予め定められた複数の閾値電圧を記憶した記憶手段と、
前記電圧検出手段によって検出された複数の電圧のうち、前記複数の閾値電圧の何れかから許容範囲内にある電圧を初期値候補の電圧に決定する決定手段と、
前記初期値候補の電圧と、該初期値候補の電圧に対応する前記パルス信号の周波数とを関連付けて保持する保持手段と
をさらに備え、
前記設定手段は、
前記特定手段によって特定された前記最大値に対応する周波数と前記隣接極値に対応する周波数との間の周波数範囲において、前記保持手段によって保持されている前記初期値候補の電圧のうち、前記目標電圧との差分が最小となる電圧に関連付けられた周波数を、前記第2制御手段による電圧制御を開始する際の前記パルス信号の周波数の初期値に設定することを特徴とする請求項1に記載の電源装置。 - 前記複数の周波数と、該複数の周波数のそれぞれに対応する前記電圧検出手段によって検出された電圧とを関連付けて保持する保持手段をさらに備え、
前記設定手段は、
前記特定手段によって特定された前記最大値に対応する周波数と前記隣接極値に対応する周波数との間の周波数範囲において、前記保持手段に保持されている電圧のうち、前記目標電圧との差分が最小となる電圧に関連付けられた周波数を、前記第2制御手段による電圧制御を開始する際の前記パルス信号の周波数の初期値に設定することを特徴とする請求項1に記載の電源装置。 - 前記第2制御手段は、
前記隣接極値に対応する周波数が前記最大値に対応する周波数に対して低周波数側にある場合、前記圧電トランスからの出力電圧を増加させるときは前記パルス信号の周波数を増加させ、該出力電圧を減少させるときは該パルス信号の周波数を減少させ、
前記隣接極値に対応する周波数が前記最大値に対応する周波数に対して高周波数側にある場合、前記圧電トランスからの出力電圧を増加させるときは前記パルス信号の周波数を減少させ、該出力電圧を減少させるときは該パルス信号の周波数を増加させることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の電源装置。 - 前記第2制御手段は、
前記電圧制御において、前記設定手段によって設定された初期値から、前記電圧検出手段によって電圧が検出されるごとに、該検出された電圧と前記目標電圧との差分が大きいほど大きな変化量で前記パルス信号の周波数を変化させる前記電圧制御を行うことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の電源装置。 - 前記電源装置の周囲の温度又は湿度を環境条件として測定する環境測定手段と、
前記環境測定手段によって測定された前記環境条件の変化を検出する変化検出手段と
をさらに備え、
前記変化検出手段によって前記環境条件の変化が検出されると、前記第1制御手段による制御を開始して、前記設定手段によって前記初期値を設定することを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の電源装置。 - 前記環境測定手段によって測定された前記環境条件と、前記特定手段によって特定された前記最大値に対応する周波数と、前記隣接極値に対応する周波数とを関連付けて記憶する手段をさらに備え、
前記変化検出手段によって前記環境条件の変化が検出された場合に、変化後の該環境条件が前記記憶する手段に記憶されていると、前記第1制御手段による制御を開始する代わりに該記憶されているデータを用いて、前記設定手段によって前記初期値を設定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1乃至7の何れか1項に記載の電源装置を備える画像形成装置。
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