JP5559456B2 - 圧電トランス方式高圧電源装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
を更に備え、前記駆動周波数制御部は、前記デジタル変動値が、前記出力電圧が前記出力制御電圧よりも大きいことを表す値である場合には、前記駆動周波数を増加させ、前記デジタル変動値が、前記出力電圧が前記出力制御電圧よりも小さいことを表す値である場合には、前記駆動周波数を減少させてもよい。
まず、本発明の実施形態について説明するのに先立ち、後述する本実施形態に係る圧電トランス方式高圧電源装置10と一般的な圧電トランス方式高圧電源装置1000と間の構成上の相違点を明確にするため、一般的な圧電トランス方式高圧電源装置1000の構成例について、図15〜図17を参照しながら簡単に説明する。図15は、一般的な圧電トランス方式高圧電源装置を説明するためのブロック図である。図16および図17は、一般的な圧電トランスの駆動周波数について説明するための説明図である。
[本実施形態に係る圧電トランス方式高圧電源装置について]
そこで、本発明の第1の実施形態に係る圧電トランス方式高圧電源装置10では、上記課題を解決するために、デジタル信号処理により圧電トランスの駆動周波数制御を行い、圧電トランスの安定動作を可能とするとともに、高圧出力の高速立ち上がりを実現した。
本実施形態に係る圧電トランス駆動制御部30は、主に、圧電トランスT201駆動するための駆動電圧の周波数を可変制御する駆動周波数制御部と、駆動電圧を発生する駆動電圧発生部と、を含む。
駆動周波数制御部は、例えば図2に示したように、アップダウンカウンタ301と、レジスタ303と、コンパレータ305とを主に含む。
駆動電圧発生部は、例えば図2に示したように、Nビットデジタルリセットカウンタ307と、コンパレータ309と、1ビットカウンタ311と、ANDゲート313、315とを主に含む。
続いて、図4および図5を参照しながら、本実施形態に係る圧電トランス方式高圧電源装置10の動作について、詳細に説明する。
続いて、本実施形態に係る圧電トランス方式高圧電源装置を用いた画像形成装置について、説明する。
続いて、図6を参照しながら、本発明の第1の実施形態に係る圧電トランス方式高圧電源装置10の第1変形例について、詳細に説明する。図6は、本変形例に係る圧電トランス方式高圧電源装置10について説明するためのブロック図である。
続いて、図6を参照しながら、本変形例に係る圧電トランス駆動制御部30について、詳細に説明する。
駆動周波数制御部は、例えば図6に示したように、コンパレータ305と、A/Dコンバータ351と、デジタルフィルタ353と、アップダウンカウンタ355と、を主に含む。
駆動電圧発生部は、例えば図6に示したように、Nビットデジタルリセットカウンタ307と、コンパレータ309と、1ビットカウンタ311と、ANDゲート313、315とを主に含む。本変形例に係る駆動電圧発生部については、本発明の第1の実施形態に係る駆動電圧発生部と同様の構成を有し、同一の効果を奏するため、詳細な説明は省略する。
[本実施形態に係る圧電トランス方式高圧電源装置について]
以下で説明する本発明の第2の実施形態に係る圧電トランス方式高圧電源装置10では、上記課題を解決するために、デジタル信号処理により圧電トランスの駆動周波数制御を行い、圧電トランスの安定動作を可能とするとともに、高圧出力の高速立ち上がりを実現した。また、圧電トランスの駆動周波数制御とともに圧電トランスに印加される電源電圧の制御も行うことで、圧電トランスから得られる出力電圧の効率を向上させることが可能である。
本実施形態に係る圧電トランス駆動制御部30は、主に、圧電トランスT201駆動するための駆動電圧の周波数を可変制御する駆動周波数制御部と、駆動電圧を発生する駆動電圧発生部と、を含む。
駆動周波数制御部は、例えば図10に示したように、アップダウンカウンタ301と、レジスタ303と、コンパレータ305とを主に含む。
駆動電圧発生部は、例えば図10に示したように、Nビットデジタルリセットカウンタ307と、コンパレータ309と、1ビットカウンタ311と、ANDゲート313、315とを主に含む。
続いて、図11および図12を参照しながら、本実施形態に係る圧電トランス方式高圧電源装置10の動作について、詳細に説明する。
続いて、本実施形態に係る圧電トランス方式高圧電源装置を用いた画像形成装置について、説明する。
[本実施形態に係る圧電トランス方式高圧電源装置について]
続いて、図13および図14を参照しながら、本発明の第3の実施形態に係る圧電トランス方式高圧電源装置10について、詳細に説明する。図13は、本実施形態に係る圧電トランス方式高圧電源装置10について説明するためのブロック図であり、図14は、本実施形態におけるUP/DOWN信号とV_DRIVE信号との関係を説明するための説明図である。
続いて、本実施形態に係る圧電トランス方式高圧電源装置を用いた画像形成装置について、説明する。
20 駆動部
30 圧電トランス駆動制御部
40 整流平滑部
50 出力電圧検出部
60 フィードバック回路部
70 ドライブ電圧制御部
80 出力電圧検出部
90 ドライブ電圧整流平滑出力部
101 リセット
103 クロック
105 コントローラ
301,355 アップダウンカウンタ
303,357 レジスタ
305,309 コンパレータ
311 1ビットカウンタ
313,315 ANDゲート
317 D/Aコンバータ
351 A/Dコンバータ
353 デジタルフィルタ
501 コンパレータ
701 演算比較増幅器
801 コンパレータ
901 インバータ
Claims (12)
- 圧電トランスに所定の駆動周波数により制御された駆動電圧を印加することにより前記圧電トランスが出力した出力電圧を負荷に供給する圧電トランス方式高圧電源装置において、
前記出力電圧と、前記出力電圧を所定の値に制御するための出力制御電圧との比較結果に基づいて、前記出力電圧の変動をデジタル変動値として検出する出力電圧検出部と、
前記出力電圧検出部から入力された前記デジタル変動値に応じて前記圧電トランスの駆動制御を行う駆動制御部と、を備え、
前記駆動制御部は、
前記デジタル変動値に応じて前記圧電トランスの駆動周波数を可変制御する駆動周波数制御部と、
前記駆動周波数制御部の出力値に応じて前記圧電トランスを駆動する駆動電圧を発生する駆動電圧発生部と、を備え、
前記駆動周波数制御部は、
前記駆動周波数の周波数可変範囲を記憶した記憶部と、
前記出力電圧検出部からの前記デジタル変動値をカウントする周波数制御用アップダウンカウンタと、
前記記憶部に記憶されている前記周波数可変範囲と前記周波数制御用アップダウンカウンタのカウンタ値とに基づいて、前記駆動周波数を前記周波数可変範囲内で可変させるように制御する周波数範囲制御部と、を含み、
前記デジタル変動値は、前記出力電圧が前記出力制御電圧より大きい場合、既設定された第1デジタル値であり、前記出力電圧が前記出力制御電圧より小さい場合、既設定された第2デジタル値であり、
前記周波数制御用アップダウンカウンタは、周波数制御用カウンタビット数として駆動電圧発生用カウンタビット数である上位Nビット+誤差フィードバックゲインを補正するための下位Mビットの(N+M)ビット構成であることを特徴とする圧電トランス方式高圧電源装置。 - 前記駆動周波数制御部は、
前記デジタル変動値が、前記出力電圧が前記出力制御電圧よりも大きいことを表す値である場合には、前記駆動周波数を増加させ、
前記デジタル変動値が、前記出力電圧が前記出力制御電圧よりも小さいことを表す値である場合には、前記駆動周波数を減少させることを特徴とする、請求項1に記載の圧電トランス方式高圧電源装置。 - 前記周波数範囲制御部は、前記周波数制御用アップダウンカウンタのカウンタ値が前記駆動周波数の可変範囲から外れた場合に、前記駆動周波数の増加または減少を停止させる制御信号を出力し、
前記駆動周波数制御部は、前記周波数範囲制御部からの制御信号が入力された場合に、前記駆動周波数の増加または減少を停止する
ことを特徴とする、請求項1に記載の圧電トランス方式高圧電源装置。 - 圧電トランスに所定の駆動周波数により制御された駆動電圧を印加することにより前記圧電トランスが出力した出力電圧を負荷に供給する圧電トランス方式高圧電源装置において、
前記圧電トランスから出力された出力電圧および前記圧電トランス方式高圧電源装置の出力制御電圧に基づいて前記出力電圧の変動分を演算してデジタル変動値で出力し、前記デジタル変動値に基づいて前記圧電トランスの駆動周波数をデジタル信号処理により制御する駆動制御部を備え、
前記駆動制御部は、
前記出力電圧をデジタルデータへと変換するAD変換部と、
前記デジタル変換された出力電圧と前記出力制御電圧とに基づいて前記出力電圧のデジタル変動値を演算するデジタル変動値演算部と、
前記デジタル変動値に応じて前記圧電トランスの駆動周波数を可変制御する駆動周波数制御部と、
前記駆動周波数制御部の出力値に応じて前記圧電トランスを駆動する駆動電圧を発生する駆動電圧発生部と、を備え、
前記駆動周波数制御部は、
前記駆動周波数の周波数可変範囲を記憶した記憶部と、
前記デジタル変動値演算部からの前記デジタル変動値をカウントする周波数制御用アップダウンカウンタと、
前記記憶部に記憶されている前記周波数可変範囲と前記周波数制御用アップダウンカウンタのカウンタ値とに基づいて、前記駆動周波数を前記周波数可変範囲内で可変させるように制御する周波数範囲制御部と、を含み、
前記デジタル変動値は、前記出力電圧が前記出力制御電圧より大きい場合、既設定された第1デジタル値であり、前記出力電圧が前記出力制御電圧より小さい場合、既設定された第2デジタル値であり、
前記周波数制御用アップダウンカウンタは、周波数制御用カウンタビット数として駆動電圧発生用カウンタビット数である上位Nビット+誤差フィードバックゲインを補正するための下位Mビットの(N+M)ビット構成であることを特徴とする圧電トランス方式高圧電源装置。 - 前記駆動周波数制御部は、
前記デジタル変動値が、前記出力電圧が前記出力制御電圧よりも大きいことを表す値である場合には、前記駆動周波数を増加させ、
前記デジタル変動値が、前記出力電圧が前記出力制御電圧よりも小さいことを表す値である場合には、前記駆動周波数を減少させる
ことを特徴とする、請求項4に記載の圧電トランス方式高圧電源装置。 - 前記周波数範囲制御部は、前記周波数制御用アップダウンカウンタのカウンタ値が前記駆動周波数の可変範囲から外れた場合に、前記駆動周波数の増加または減少を停止させる制御信号を出力し、
前記駆動周波数制御部は、前記周波数範囲制御部からの制御信号が入力された場合に、前記駆動周波数の増加または減少を停止することを特徴とする、請求項4に記載の圧電トランス方式高圧電源装置。 - 前記デジタル変動値演算部は、
デジタルフィルタによる演算処理またはPID制御により、前記デジタル変動値を演算することを特徴とする、請求項4に記載の圧電トランス方式高圧電源装置。 - 圧電トランスに所定の駆動周波数により制御された駆動電圧を印加することにより前記圧電トランスが出力した出力電圧を負荷に供給する圧電トランス方式高圧電源装置において、
前記出力電圧と前記出力電圧を所定の値に制御するための出力制御電圧との比較結果に基づいて、前記出力電圧の変動をデジタル変動値として検出する出力電圧検出部と、
前記出力電圧検出部から入力された前記デジタル変動値に応じて前記圧電トランスの駆動制御を行う駆動制御部と、
前記出力電圧と前記出力制御電圧との比較結果に応じて前記圧電トランスに印加される電源電圧を可変制御するドライブ電圧制御部と、を備え、
前記駆動制御部は、
前記デジタル変動値に応じて前記圧電トランスの駆動周波数を可変制御する駆動周波数制御部と、
前記駆動周波数制御部の出力値に応じて前記圧電トランスを駆動する駆動電圧を発生する駆動電圧発生部と、を備え、
前記駆動周波数制御部は、
前記駆動周波数の周波数可変範囲を記憶した記憶部と、
前記出力電圧検出部からの前記デジタル変動値をカウントする周波数制御用アップダウンカウンタと、
前記記憶部に記憶されている前記周波数可変範囲と、前記周波数制御用アップダウンカウンタのカウンタ値とに基づいて、前記駆動周波数を前記周波数可変範囲内で可変させるように制御する周波数範囲制御部と、を含み、
前記デジタル変動値は、前記出力電圧が前記出力制御電圧より大きい場合、既設定された第1デジタル値であり、前記出力電圧が前記出力制御電圧より小さい場合、既設定された第2デジタル値であり、
前記周波数制御用アップダウンカウンタは、周波数制御用カウンタビット数として駆動電圧発生用カウンタビット数である上位Nビット+誤差フィードバックゲインを補正するための下位Mビットの(N+M)ビット構成であることを特徴とする圧電トランス方式高圧電源装置。 - 前記ドライブ電圧制御部は、
前記出力電圧が前記出力制御電圧よりも小さい場合には、前記電源電圧を増加させ、
前記出力電圧が前記出力制御電圧よりも大きい場合には、前記電源電圧を減少させることを特徴とする、請求項8に記載の圧電トランス方式高圧電源装置。 - 前記駆動周波数制御部は、
前記デジタル変動値が、前記出力電圧が前記出力制御電圧よりも大きいことを表す値である場合には、前記駆動周波数を増加させ、
前記デジタル変動値が、前記出力電圧が前記出力制御電圧よりも小さいことを表す値である場合には、前記駆動周波数を減少させることを特徴とする、請求項8に記載の圧電トランス方式高圧電源装置。 - 前記周波数範囲制御部は、前記周波数制御用アップダウンカウンタのカウンタ値が前記駆動周波数の可変範囲から外れた場合に、前記駆動周波数の増加または減少を停止させる制御信号を出力し、
前記駆動周波数制御部は、前記周波数範囲制御部からの制御信号が入力された場合に、前記駆動周波数の増加または減少を停止することを特徴とする、請求項8に記載の圧電トランス方式高圧電源装置。 - 潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、
帯電後の前記潜像担持体の表面に潜像を形成させる露光手段と、
前記潜像を現像する現像手段と、
前記潜像担持体に形成されるトナー像を転写材に転写させる転写手段と、
前記帯電手段、前記現像手段、前記転写手段の少なくともいずれかに電圧を供給する電源装置と、を有し、
前記電源装置は、請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載の圧電トランス方式高圧電源装置であることを特徴とする、画像形成装置。
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