JP2008131798A - 電源装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電気的負荷に対する電力供給制御を安定的に行うことが可能な電源装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】オーバーシュートが発生すると、第１制御動作において前進制御及び後退制御が繰り返し行われことで、電流測定値ｉが発振状態となり得る。この第１制御動作中において、上限値通過回数ＦＣＵ及び下限値通過回数ＦＣＤを随時カウントしていき、検出時間ｔ３内における上限値通過回数ＦＣＵ及び下限値通過回数ＦＣＤに基づき発振状態を検出し、検出したときには、所定のカウント値に固定する。
【選択図】図１４

Description

本発明は、電源装置及び画像形成装置に関する。

下記特許文献１には、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation。パルス幅変調）信号を出力するＰＷＭ回路と、そのＰＷＭ信号のパルス幅に応じた電力を電気的負荷に供給する高圧発生回路とを備えた電源装置を備えた画像形成装置が開示されている。この電源装置では、電気的負荷に供給される現在の電力値と目標電力値とを比較し、現在の電力値が目標電力値ではないときに、双方が一致するまでアップダウンカウンタのカウンタ値を変化させてＰＷＭ信号のパルス幅を所定量ずつ段階的に増加或いは減少させて、現在の電力値を目標値に到達させるようにしている。
特開２００４−３７６３５公報

しかしながら、実際の電力値と目標電力値とが相違していることを検出して、ＰＷＭ信号のパルス幅を増加又は減少させるというパルス幅制御を行ったとしても、制御系全体の追従遅れがあるために、高電圧発生回路から出力される電力の変化はパルス幅制御動作に対して遅れを生じてしまう。すると、電気的負荷における実際の電力値が目標電力値に到達したことが検出され、その時点でＰＷＭ信号のパルス幅を一定に固定したとしても、上述の追従遅れにより更に電力値が変動し続けるというオーバーシュート現象が発生する。従って、特許文献１の構成のように、単に、実際の電力値と目標電力値との相違に基づきＰＷＭ信号のパルス幅を増加又は減少させるパルス幅制御を継続する構成では、実際の電力値が目標電力値を上回ることと下回ることとが交互に繰り返される発振状態が発生してしまい、その結果、実際の電力値が安定しないという問題があった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、電気的負荷に対する電力供給制御を安定的に行うことが可能な電源装置及びそれを備えた画像形成装置を提供するところにある。

上記の目的を達成するための手段として、第１の発明に係る電源装置は、ＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ信号発生部と、前記ＰＷＭ信号に応じた電力を電気的負荷に供給する供給部と、前記電気的負荷に供給される電力の電圧値又は電流値を測定する測定部と、目標値に対する、前記測定値の過不足を判定する判定部と、前記測定値の発振状態を検出する検出部と、前記測定値の発振状態が検出されていない場合には、前記判定部の判定結果に基づき前記測定値を前記目標値に近付ける値に前記ＰＷＭ信号のパルス幅を制御する第１制御動作を行い、前記測定値の発振状態が検出された場合には、当該発振状態を低減させる値に前記ＰＷＭ信号のパルス幅を制御する第２制御動作を行う制御部と、を備える。
なお、本発明の「供給部」には、ＰＷＭ信号に応じて供給する電流を変化させる構成であっても、ＰＷＭ信号に応じて供給する電圧を変化させる構成であってもよい。

第２の発明は、第１の発明の電源装置検出部において、前記測定値が所定の上限閾値及び下限閾値を通過する回数に基づき前記発振状態を検出する。

第３の発明は、第１または第２の発明の電源装置において、前記検出部は、前記第１制御動作における前記ＰＷＭ信号のパルス幅の増減反転の回数に基づき前記発振状態を検出する。

第４の発明は、第２又は第３の発明の電源装置において、前記検出部は、所定の検出時間内における前記回数に基づき前記発振状態の検出を行う。

第５の発明は、第１から第４のいずれか一つの発明の電源装置において、前記第２制御動作は、前記ＰＷＭ信号のパルス幅の単位時間当たりにおける変更量が前記第１制御動作よりも小さい。

第６の発明は、第１から第５のいずれか一つの発明の電源装置において、前記第２制御動作は、前記ＰＷＭ信号のパルス幅を所定の固定値にする。

第７の発明は、第６の発明の電源装置において、前記固定値は、前記第１制御動作において前記測定値が所定の上限閾値及び下限閾値をそれぞれ通過したときのパルス幅の略平均値である。

第８の発明は、第６の発明の電源装置において、前記固定値は、前記第１制御動作において前記測定値が最大値及び最小値それぞれを示したときのパルス幅の略平均値である。

第９の発明は、第６の発明の電源装置において、前記固定値は、前記第１制御動作における任意の複数時点でのパルス幅の略平均値である。

第１０の発明は、第１から第９のいずれか一つの発明の電源装置において、前記第２制御動作は、前記ＰＷＭ信号のパルス幅制御の実行タイミング間隔が前記第１制御動作よりも長い。

第１１の発明は、第１から第１０のいずれか一つの発明の電源装置において、前記制御部は、前記第２制御動作に移行した時点から所定の待機時間経過後に前記第１制御動作に移行する。

第１２の発明は、第１から第１１のいずれか一つの発明の電源装置において、 前記制御部は、電源投入に基づき所定の開始値に向けて前記ＰＷＭ信号のパルス幅を段階的に変更させ、当該パルス幅が前記所定の開始値になった場合に、前記第１制御動作を開始する。

第１３の発明にかかる画像形成装置は、第１から第１２のいずれか一つの電源装置と、前記電源装置から電力が供給される電気的負荷を有し、被記録媒体に画像形成を行う画像形成部と、を備える。
なお、「画像形成装置」は、プリンタ（例えばレーザプリンタ）などの印刷装置だけでなく、ファクシミリ装置や、プリンタ機能及び読み取り機能（スキャナ機能）等を備えた複合機であってもよい。
「被記録媒体」は、用紙などの紙製の被記録媒体に限らず、ＯＨＰシートなどのプラスチック製の被記録媒体などであってもよい。

＜第１の発明＞
本発明によれば、通常は、測定値を目標値に近付けるようにＰＷＭ信号のパルス幅を増減させる第１制御動作を実行するが、測定値の上下変動が繰り返される発振状態が発生すると、第２制御動作に切り替えることで上記発振状態が低減される。

＜第２の発明＞
測定値が発振状態となったときには、当該測定値が目標値に対して繰り返し上下動することになる。そこで、本発明によれば、測定値が所定の上限閾値及び下限閾値（これは必ずしも目標値の上限値及び下限値に一致した値である必要はなく、例えば目標値よりも大きい値と小さい値であってもよい）を通過する回数に基づき発振状態を検出する構成とした。

＜第３の発明＞
測定値が発振状態となったときには、ＰＷＭ信号のパルス幅の増減傾向が繰り返し反転することになる。そこで、本発明によれば、ＰＷＭ信号のパルス幅の増減反転の回数に基づき発振状態を検出する構成とした。

＜第４の発明＞
本発明によれば、例えば所望の応答速度に応じた検出時間内における回数（測定値が所定の上限閾値及び下限閾値を通過する回数、ＰＷＭ信号のパルス幅の増減反転の回数）が所定回数に達したか否かによって、発振状態の有無を判定することで、その判定を上記応答速度に応じて迅速に行うことができる。

＜第５の発明＞
本発明によれば、測定値の発振状態が検出されても、測定値が目標値に近付く値にＰＷＭ信号のパルス幅を変更していく制御を続行するが、当該測定値を目標値に近付ける過程において、ＰＷＭ信号のパルス幅の単位時間当たりにおける変更量を小さくすることで、発振状態の低減を図る。

＜第６の発明＞
第２制御動作においてＰＷＭ信号のパルス幅を所定の固定値にすれば、発振状態をより確実に抑制できる。

＜第７の発明＞
本発明によれば、測定値の発振状態が検出されると、第１制御動作において測定値が所定の上限閾値及び下限閾値をそれぞれ通過したときのパルス幅の略平均値に、ＰＷＭ信号のパルス幅を固定する。従って、第２制御動作において測定値が目標値から大きく外れることを抑制できる。

＜第８の発明＞
本発明によれば、測定値の発振状態が検出されると、第１制御動作において測定値が最大値及び最小値をそれぞれ示したときのパルス幅の略平均値に、ＰＷＭ信号のパルス幅を固定する。従って、第２制御動作において測定値が目標値から大きく外れることを抑制できる。

＜第９の発明＞
本発明によれば、測定値の発振状態が検出されると、第１制御動作における任意の複数時点でのパルス幅の略平均値に、ＰＷＭ信号のパルス幅を固定する。従って、第２制御動作において測定値が目標値から大きく外れることを抑制できる。

＜第１０の発明＞
本発明によれば、測定値の発振状態が検出されると、第２制御動作において、ＰＷＭ信号のパルス幅制御の実行タイミング間隔が第１制御動作よりも長くなる。これにより、第２制御動作において目標値から外れた測定値は緩やかに目標値に近付くようになり、測定値の発振状態を抑制できる。

＜第１１の発明＞
第２制御動作に移行後、所定の待機時間経過したときに一度、第１制御動作に復帰する構成が望ましい。

＜第１２の発明＞
ＰＷＭ信号のパルス幅を、電源投入時から所定の開始値に向けて段階的に変更していき、当該所定の開始値になった場合に、第１制御動作に基づくフィードバック制御を開始する構成が電源の早期立ち上げの観点から望ましい。

＜第１３の発明＞
本発明によれば、電源装置から安定した電力を電気的負荷に供給することができ、品質の高い画像形成を行うことが可能となる。

本発明の一実施形態１を図１〜図１４を参照しつつ説明する。
１．レーザプリンタの全体構成
図１は、本発明の画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの実施形態１を示す要部側断面図である。図１において、レーザプリンタ１は、本体フレーム２内に、用紙３（「被記録媒体」の一例）を給紙するためのフィーダ部４や、給紙された用紙３に画像を形成するための画像形成部５などを備えている。

（１）フィーダ部
フィーダ部４は、給紙トレイ６と、用紙押圧板７と、給紙ローラ８および分離パッド９と、紙粉取りローラ１０，１１と、レジストローラ１２とを備えている。分離パッド９はばね１３によって給紙ローラ８に押圧されている。なお、以下、図１で紙面右側をレーザプリンタ１の前側、図１で紙面左側をレーザプリンタ１の後側として説明する。

用紙押圧板７は、用紙３をスタック可能とされ、給紙ローラ８に対して遠い方の端部（後端部）において回転可能に支持されることによって、近い方の端部（前端部）が上下方向に移動可能とされている。用紙押圧板７は、図示しないばねによって上方向に付勢されており、これにより用紙押圧板７上の最上位にある用紙３が給紙ローラ８に向かって押圧される。そして、その給紙ローラ８の回転によって給紙ローラ８と分離パッド９とで挟まれた後、１枚毎に給紙される。

給紙された用紙３は、紙粉取りローラ１０，１１によって、紙粉が取り除かれた後、レジストローラ１２に送られる。レジストローラ１２は、用紙３をレジスト後に、画像形成位置に送る。なお、画像形成位置は、用紙３に感光ドラム２７上のトナー像を転写する転写位置であって、本実施形態では、感光ドラム２７と転写ローラ３０（「電気的負荷」の一例）との接触位置とされる。

（２）画像形成部
画像形成部５は、スキャナ部１６、プロセスカートリッジ１７および定着部１８を備えている。

（ａ）スキャナ部
スキャナ部１６は、レーザ発光部（図示せず）、ポリゴンミラー１９、レンズ２０，２１、反射鏡２２，２３，２４を備えている。レーザ発光部からの発光されるレーザビームは、鎖線で示すように、ポリゴンミラー１９、レンズ２０、反射鏡２２，２３、レンズ２１、反射鏡２４の順に通過あるいは反射して、感光ドラム２７の表面上に照射される。

（ｂ）プロセスカートリッジ
プロセスカートリッジ１７は、現像ローラ３１（「電気的負荷」の一例）、層厚規制ブレード３２、供給ローラ３３、トナーホッパ３４を備えている。

トナーホッパ３４内のトナーは、アジテータ３６により攪拌されて、トナー供給口３７から放出される。なお、後述するように、現像ローラ３１には、現像時に、高電圧電源回路基板５２に実装された帯電バイアス印加回路６１（本発明の「電源装置」の一例）により現像バイアス電圧Ｖｃが印加される。

トナー供給口３７から放出されるトナーは、供給ローラ３３の回転により、現像ローラ３１に供給され、供給ローラ３３と現像ローラ３１との間で正に摩擦帯電される。さらに、現像ローラ３１上に供給されたトナーは、層厚規制ブレード３２により、薄層として現像ローラ３１上に担持される。

また、プロセスカートリッジ１７は、更に、感光ドラム２７、スコロトロン型帯電器２９、転写ローラ３０およびクリーニングブラシ５３を備えている。

感光ドラム２７は、筒状のドラム本体と、ドラム本体の軸心に設けられる金属製のドラム軸２７ａとを備え、このドラム軸２７ａがグランドに接地されている。

スコロトロン型帯電器２９は、帯電ワイヤ２９ａ及びグリッド２９ｂを備え、感光ドラム２７の表面を一様に正極性に帯電させる。また、後述するように、帯電ワイヤ２９ａ（「電気的負荷」の一例）には帯電バイアス印加回路６１から帯電バイアス電圧Ｖｂ（帯電用バイアス電圧）が印加される。

そして、感光ドラム２７の表面は、スコロトロン型帯電器２９により正帯電された後、スキャナ部１６からのレーザビームにより露光され、静電潜像が形成される。

次いで、現像ローラ３１の表面上に担持されるトナーが、感光ドラム２７上に形成された静電潜像に供給され現像される。

転写ローラ３０は、金属製のローラ軸３０ａを備え、このローラ軸３０ａには、転写バイアス印加回路６０（「電源装置」の一例）が接続されており、転写動作時には、この転写バイアス印加回路６０から順転写バイアス電圧Ｖａ（転写用バイアス電圧）が印加される。

クリーニングブラシ５３は、クリーニングバイアス電圧（例えば、帯電バイアス電圧Ｖｃを分圧した電圧）が印加され、感光ドラム２７に付着する紙粉を電気的に吸引して除去する。

（ｃ）定着部
定着部１８は、用紙３上のトナーを、用紙３が加熱ローラ４１と押圧ローラ４２との間を通過する間に熱定着させ、その用紙３を搬送ローラ４３によって、排紙パス４４に搬送するようにしている。排紙パス４４に送られた用紙３は、排紙ローラ４５によって排紙トレイ４６上に排紙される。

２．バイアス印加回路
（１）転写バイアス印加回路
図２には、転写ローラ３０に順転写バイアス電圧Ｖａを印加するための転写バイアス印加回路６０の要部構成のブロック図が示されている。この転写バイアス印加回路６０は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation。パルス幅変更）制御回路６２（「ＰＷＭ信号発生部」の一例）と、高電圧出力回路６３（「供給部」の一例）とを備えて構成されている。

高電圧出力回路６３は、ＰＷＭ信号平滑回路６４、発振制御・トランスドライブ回路６５、昇圧・平滑整流回路６６、出力電流測定回路６７（本発明の「測定部」の一例）を備えている。

このうち、ＰＷＭ信号平滑回路６４は、ＰＷＭ制御回路６２のＰＷＭポート６２ａからのＰＷＭ信号Ｓ１を受けて平滑し発振制御・トランスドライブ回路６５に与える役割を果たす。発振制御・トランスドライブ回路６５は、受けたＰＷＭ信号Ｓ１に基づき、昇圧・平滑整流回路６６の１次側巻線６８ｂに発振電流を流すよう構成されている。

昇圧・平滑整流回路６６は、トランス６８、ダイオード６９、平滑コンデンサ７０などを備えている。トランス６８は、２次側巻線６８ａ，１次側巻線６８ｂ及び補助巻線６８ｃを備えている。２次側巻線６８ａの一端は、ダイオード６９及び接続ラインＬ１を介して転写ローラ３０のローラ軸３０ａに接続されている。一方、２次側巻線６８ａの他端は、出力電流測定回路６７を介してグランドに接地されている。また、平滑コンデンサ７０及び放電抵抗７１がそれぞれ２次側巻線６８ａに並列に接続されている。

このような構成により、１次側巻線６８ｂの発振電流は、昇圧・平滑整流回路６６において昇圧及び整流され、転写ローラ３０のローラ軸３０ａに順転写バイアス電圧Ｖａとして印加される。このとき、転写ローラ３０に流れる電流ｉ１は、出力電流測定回路６７が有するＲＣ並列回路６７ａに流れ込み、この電流ｉ１に応じた測定信号Ｐ１がＰＷＭ制御回路６２のＡ／Ｄポート６２ｂにフィードバックされる構成になっている。

そして、用紙３が上記画像形成位置に到達しこの用紙３に感光ドラム２７上のトナー像を転写する転写動作時には、ＣＰＵ１１７（図４参照）によって転写バイアス印加回路６０が駆動される。具体的には、ＰＷＭ制御回路６２は、ＰＷＭ信号Ｓ１をＰＷＭ信号平滑回路６４に与えて駆動し、高電圧出力回路６３の出力端Ａに接続された転写ローラ３０のローラ軸３０ａに順転写バイアス電圧Ｖａを印加する。

このとき、ＰＷＭ制御回路６２は、ＰＷＭ信号Ｓ１を高電圧出力回路６３に与えて駆動させつつ、接続ラインＬ１に流れる電流値に応じた測定信号Ｐ１に基づきこの電流測定値が後述する目標電流範囲（上限値ｔｈ１及び下限値ｔｈ２の間）に収まるように、デューティ比（パルス幅）を適宜変更したＰＷＭ信号Ｓ１をＰＷＭ信号平滑回路６４に出力する定電流制御を実行する。具体的制御内容については後述する。

（２）帯電バイアス印加回路
図３には、帯電ワイヤ２９ａに帯電バイアス電圧Ｖｂ、及び、現像ローラ３１に現像バイアス電圧Ｖｃをそれぞれ印加するための帯電バイアス印加回路６１の要部構成のブロック図が示されている。この帯電バイアス印加回路６１は、ＰＷＭ制御回路７２（「ＰＷＭ信号発生部」の一例）と、高電圧出力回路７３（本発明の「供給部」の一例）とを備えて構成されている。

高電圧出力回路７３は、帯電用のＰＷＭ信号平滑回路７４、発振制御・トランスドライブ回路７５、昇圧・平滑整流回路７６、帯電用の出力電流測定回路７７（本発明の「測定部」の一例）を備えている。

このうち、帯電用のＰＷＭ信号平滑回路７４は、ＰＷＭ制御回路７２のＰＷＭポート７２ａからのＰＷＭ信号Ｓ２を受けて平滑し発振制御・トランスドライブ回路７５に与える役割を果たす。発振制御・トランスドライブ回路７５は、受けたＰＷＭ信号Ｓ２に基づき、昇圧・平滑整流回路７６の１次側巻線７８ｂに発振電流を流すよう構成されている。

昇圧・平滑整流回路７６は、トランス７８、ダイオード７９、平滑コンデンサ８０などを備えている。トランス７８は、２次側巻線７８ａ及び１次側巻線７８ｂを備えている。２次側巻線７８ａの一端は、ダイオード７９及び接続ラインＬ２を介して帯電ワイヤ２９ａに接続されている。一方、２次側巻線７８ａの他端は、分圧抵抗８２及びＲＣ並列回路８３を介してグランドに接地されている。また、平滑コンデンサ８０及び放電抵抗８１がそれぞれ２次側巻線７８ａに並列に接続されている。また、上記グリッド２９ｂは、分圧抵抗８４及びＲＣ並列回路７７ａを介してグランドに接地されている。

また、高電圧出力回路７３は、現像用のＰＷＭ信号平滑回路８５及びシャント回路８６を備えている。ＰＷＭ信号平滑回路８５は、ＰＷＭ制御回路７２のＰＷＭポート７２ｂからのＰＷＭ信号Ｓ３を受けて平滑し、シャント回路８６に与える役割を果たす。シャント回路８６は、入力抵抗８６ａと、ベースエミッタ間が抵抗８６ｂを介して接続されたトランジスタ８６ｃとを備え、ＰＷＭ信号平滑回路８５からのＰＷＭ信号Ｓ３に応じた電圧を発生させる役割を果たす。トランジスタ８６ｃのコレクタは、放電抵抗８１と分圧抵抗８２との接続点に接続されている。

このような構成により、１次側巻線７８ｂの発振電流は、昇圧・平滑整流回路７６において昇圧及び整流され、帯電ワイヤ２９ａに帯電バイアス電圧Ｖｂとして印加され、放電抵抗８１と分圧抵抗８２との接続点での電圧が、現像バイアス電圧Ｖｃとして現像ローラ３１のローラ軸３１ａに印加される。このとき、グリッド２９ｂに流れる電流ｉ２は、出力電流測定回路７７が有するＲＣ並列回路７７ａに流れ込み、この電流ｉ２に応じた測定信号Ｐ２がＰＷＭ制御回路７２のＡ／Ｄポート７２ｃにフィードバックされる。また、ＲＣ並列回路８３の負荷電圧（現像バイアス電圧Ｖｃ）に応じた検出信号Ｐ３がＰＷＭ制御回路７２のＡ／Ｄポート７２ｄにフィードバックされる構成になっている。

そして、レーザプリンタ１を起動させると、ＣＰＵ１１７によって帯電バイアス印加回路６１が駆動される。具体的には、ＰＷＭ制御回路７２は、ＰＷＭ信号Ｓ２をＰＷＭ信号平滑回路７４に与えて駆動し、高電圧出力回路７３の出力端Ｂに接続された帯電ワイヤ２９ａに帯電バイアス電圧Ｖｂを印加する。

このとき、ＰＷＭ制御回路７２は、ＰＷＭ信号Ｓ２を高電圧出力回路７３に与えて駆動させつつ、接続ラインＬ２（グリッド２９ｂ）に流れる電流値に応じた測定信号Ｐ２に基づきこの電流測定値が後述する目標電流範囲に収まるように、デューティ比（パルス幅）を適宜変更したＰＷＭ信号Ｓ２をＰＷＭ信号平滑回路７４に出力する定電流制御を実行する。具体的制御内容については後述する。

また、ＰＷＭ制御回路７２は、ＰＷＭ信号Ｓ３をＰＷＭ信号平滑回路８５に与えて駆動し、高電圧出力回路７３の出力端Ｃに接続された現像ローラ３１のローラ軸３１ａに現像バイアス電圧Ｖｃを印加する。このとき、ＰＷＭ制御回路７２は、ＰＷＭ信号Ｓ３を高電圧出力回路７３に与えて駆動させつつ、ＲＣ並列回路８３の負荷電圧（現像バイアス電圧Ｖｃ）に応じた検出信号Ｐ３に基づき、この検出電圧値が目標電圧範囲に収まるように、デューティ比（パルス幅）を適宜変更したＰＷＭ信号Ｓ３をＰＷＭ信号平滑回路８５に出力する定電圧制御を実行する。

３．ＰＷＭ制御回路の構成
図４には、ＰＷＭ制御回路６２，７２の要部構成のブロック図が示されている。これらのＰＷＭ制御回路６２，７２は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）によって構成されている。

図４に示すように、ＰＷＭ制御回路６２（７２）は、Ａ／Ｄポート６２ｂ（７２ｃ）からの測定信号Ｐ１（Ｐ２）をＡ／Ｄ変換部９０でＡ／Ｄ変換して比較演算部９１（「判定部」の一例）に与える。この比較演算部９１には、ＵＰ／ＤＯＷＮ設定レジスタ９２、上限値設定レジスタ９３、下限値設定レジスタ９４、制御間隔設定レジスタ９５、制御停止設定レジスタ９６及びカウント値記憶部１１９が接続されている。また、Ａ／Ｄ変換部９０には、電流測定値記憶部１１８が接続されている。ＣＰＵ１１７によるソフト処理によって、Ａ／Ｄ変換部９０でＡ／Ｄ変換された測定信号Ｐ１（Ｐ２）は、当該測定信号Ｐ１（Ｐ２）に応じた電流測定値ｉ１として電流測定値記憶部１１８に記憶される。

ＵＰ／ＤＯＷＮ設定レジスタ９２は、このＰＷＭ制御回路６２（７２）に接続される高電圧出力回路６３（７３）の特性（ＰＷＭ信号のデューティ比増加に伴って出力値が増加するか減少するかの特性）に応じた設定がされるものであり、本実施形態では、高電圧出力回路６３（７３）はいずれもＰＷＭ信号Ｓ１（Ｓ２、Ｓ３）のデューティ比の増加に伴って出力値が増加する特性を有するので、ＵＰ側に設定される。

上限値設定レジスタ９３及び下限値設定レジスタ９４には、転写ローラ３０（帯電ワイヤ２９ａ）に流すべき目標電流値の上限値ｔｈ１（「上限閾値」の一例）及び下限値ｔｈ２（「下限閾値」の一例）が設定される。制御間隔設定レジスタ９５には、比較演算部９１で実行される比較動作の制御時間間隔ｔ１（「制御の実行タイミング間隔」の一例）が設定される。制御停止設定レジスタ９６には、後述する後退制御の実行後に前進制御を再開させるまでの制御停止時間ｔ２が設定される。なお、各レジスタ９２〜９６の設定値ないし設定内容は、高電圧出力回路６３（７３）や電気的負荷（転写ローラ３０、帯電ワイヤ２９ａ）等の特性に対応して、例えば作業者による所定の操作に基づきＣＰＵ１１７によって設定変更できるようになっている。

そして、比較演算部９１は、上記制御時間間隔ｔ１でＡ／Ｄ変換された測定信号Ｐ１（Ｐ２）に基づき、電流測定値ｉ（ｉ１，ｉ２ 「測定値」の一例）が上限値ｔｈ１及び下限値ｔｈ２の間に入っているかどうかを順次判定する。要するに、この比較演算部９１は、電流測定値ｉと、上限値ｔｈ１及び下限値ｔｈ２との大小比較を行うことで、上限値ｔｈ１及び下限値ｔｈ２間の許容範囲（目標値）に対する、電流測定値ｉの過不足を判定している。

また、ＰＷＭ制御回路６２（７２）は、ＰＷＭカウンタ制御部９７（「制御部」の一例）、ＰＷＭ変換部９８及びＰＷＭ補正演算部１１１を備えている。ＰＷＭカウンタ制御部９７は、アップダウンカウンタを備え、後述する第１制御動作（前進制御及び後退制御）と第２制御動作とに基づきカウント値Ｋを増減させる。ＰＷＭ変換部９８は、ＰＷＭカウンタ制御部９７でのカウント値Ｋの増減に応じて変更したパルス幅のＰＷＭ信号Ｓ１（Ｓ２）をＰＷＭポート６２ａ（７２ａ，７２ｂ）に出力する。なお、上記カウント値Ｋは、例えば０から１００の値であって、この値に対応してＰＷＭ信号Ｓ１のディーティ比が定まる。例えばカウント値Ｋが０のときのディーティ比は０％であり、カウント値Ｋが１００のときのディーティ比は１００％である。

ＰＷＭカウンタ制御部９７は、比較演算部９１に接続され、ここでの判定結果等を受けるようになっている。また、ＰＷＭカウンタ制御部９７には、ＰＷＭ変更幅ＵＰモード設定レジスタ９９及びＰＷＭ変更幅ＤＯＷＮモード設定レジスタ１００が接続されている。ＰＷＭ変更幅ＵＰモード設定レジスタ９９及びＰＷＭ変更幅ＤＯＷＮモード設定レジスタ１００には、比較演算部９１で実行される制御時間間隔ｔ１毎の各判定動作に対応して実行される前進制御での各変更動作でのカウント値Ｋの変更ＵＰ値ｋ１及び変更ＤＯＷＮ値ｋ２が設定される。

ＰＷＭカウンタ制御部９７は、電流測定値ｉが下限値ｔｈ２を下回っているという判定結果を比較演算部９１から受けたときには、ＰＷＭ変更幅ＵＰモード設定レジスタ９９で設定された変更ＵＰ値ｋ１を現在のカウント値Ｋに加算し、その変更ＵＰ値ｋ１に応じた幅（「ＰＷＭ信号のパルス幅の単位時間当たりにおける変更量（単位変更量）」の一例）だけパルス幅を増加させたＰＷＭ信号Ｓ１（Ｓ２）がＰＷＭ変換部９８から出力される（以下、「ＵＰモード」という）。一方、電流測定値ｉが上限値ｔｈ１を上回っているという判定結果を比較演算部９１から受けたときには、ＰＷＭ変更幅ＤＯＷＮモード設定レジスタ１００で設定された変更ＤＯＷＮ値ｋ２を現在のカウント値Ｋから減算し、その変更ＤＯＷＮ値ｋ２に応じた幅（「ＰＷＭ信号のパルス幅の単位時間当たりにおける変更量（単位変更量）」の一例）だけパルス幅を減少させたＰＷＭ信号Ｓ１（Ｓ２）がＰＷＭ変換部９８から出力される（以下、「ＤＯＷＮモード」という）。

ここで、変更ＵＰ値ｋ１及び変更ＤＯＷＮ値ｋ２は、同じ値でもよいが、本実施形態では、上記「ＵＰモード」と「ＤＯＷＮモード」とは同じパルス幅だけ変更した場合の電流測定値ｉの変化量特性が異なるため、互いに異なる値に設定されている。また、変更ＵＰ値ｋ１及び変更ＤＯＷＮ値ｋ２は、これらに応じてパルス幅を変更したときの電流測定値ｉの変化量が、上限値ｔｈ１及び下限値ｔｈ２の偏差量よりも小さくなる値に設定され、１回の変更動作で電流測定値ｉが上限値ｔｈ１及び下限値ｔｈ２の間を飛び越えてしまうことを防止している。また、変更ＵＰ値ｋ１及び変更ＤＯＷＮ値ｋ２は、高電圧出力回路６３（７３）や電気的負荷（転写ローラ３０、帯電ワイヤ２９ａ）等の特性に対応して、例えば作業者による所定の操作に基づきＣＰＵ１１７によって設定変更できるようになっている。

更に、ＰＷＭカウンタ制御部９７には、ＰＷＭ変更積算記憶部１０１、ＵＰ／ＤＯＷＮモード記憶部１０２、変更開始時ＰＷＭ値記憶部１０３及びノイズキャンセル記憶部１０４が接続されている。このうち、ＰＷＭ変更積算記憶部１０１は、比較演算部９１で電流測定値ｉが上限値ｔｈ１及び下限値ｔｈ２の間に入っていないと判定されて前進制御が開始され、制御時間間隔ｔ１で実行される各変更動作の変更ＵＰ値ｋ１（変更ＤＯＷＮ値ｋ２）を積算した積算変更値Σｋが順次書き込み更新される。

ＵＰ／ＤＯＷＮモード記憶部１０２には、現在、ＰＷＭカウンタ制御部９７で実行されているモード（ＳＴＯＰモード、ＵＰモード、ＤＯＷＮモード）が記憶される。変更開始時ＰＷＭ値記憶部１０３には、上記前進制御開始時における初期カウント値Ｋ'（本発明の「ＰＷＭ信号の開始パルス幅」の一例）が記憶される。ノイズキャンセル記憶部１０４は、前進制御実行後に電流測定値ｉが上限値ｔｈ１及び下限値ｔｈ２の間に入った、上限値ｔｈ１以下であったものが上限値ｔｈ１を上回った、或いは、下限値ｔｈ２以上であったものが下限値ｔｈ２を下回った、という判定結果の判定回数Ｘが記憶される。

次に、ＰＷＭ補正演算部１１１は、後退制御の実行時に後述する演算式に基づきカウント値Ｋの補正値（ＰＷＭ信号Ｓ１（Ｓ２）の補正変更量に応じた値）を算出する役割を果たす。このＰＷＭ補正演算部１１１には、ＵＰモードＰＷＭ補正設定レジスタ１０５及びＤＯＷＮモードＰＷＭ補正設定レジスタ１０６が接続されている。ＵＰモードＰＷＭ補正設定レジスタ１０５は、ＵＰモード実行時における上記演算式のパラメータＡ，Ｂ，Ｃが設定され、ＤＯＷＮモードＰＷＭ補正設定レジスタ１０６は、ＤＯＷＮモード実行時における上記演算式のパラメータＤ，Ｅ，Ｆが設定される。これらの本実施形態ではＵＰモードとＤＯＷＮモードとの特性に応じて互いに異なる値が設定される。

また、ＰＷＭ補正演算部１１１には、補正上限設定レジスタ１０７及び補正下限設定レジスタ１０８が接続されている。補正上限設定レジスタ１０７には、ＵＰモード実行中における、ＰＷＭカウンタ制御部９７でのカウント値Ｋ（＝Ｋ'＋Σｋ１）の補正上限値ｔｈ３が設定される。補正下限設定レジスタ１０８には、ＤＯＷＮモード実行中における、ＰＷＭカウンタ制御部９７でのカウント値Ｋ（＝Ｋ'−Σｋ２）の補正下限値ｔｈ４が設定される。本実施形態では、補正上限値ｔｈ３は、ＰＷＭ信号Ｓ１（Ｓ２）のデューティ比が例えば８５％となるときのカウント値Ｋとしており、補正下限値ｔｈ４は、ＰＷＭ信号Ｓ１（Ｓ２）のデューティ比が例えば１０％となるときのカウント値Ｋとしている。

更に、ＰＷＭ補正演算部１１１には、補正ＵＰ幅設定レジスタ１０９及び補正ＤＯＷＮ幅設定レジスタ１１０が接続されている。補正ＵＰ幅設定レジスタ１０９には、ＵＰモード実行中における、変更ＵＰ値ｋ１の積算変更値Σｋ１のＵＰ幅限界値ｔｈ５が設定される。補正ＤＯＷＮ幅設定レジスタ１１０には、ＤＯＷＮモード実行中における、変更ＤＯＷＮ値ｋ２の積算変更値Σｋ２のＤＯＷＮ幅限界値ｔｈ６が設定される。

また、ＰＷＭカウンタ制御部９７には、発振規定数設定レジスタ１１５及び検出時間設定レジスタ１１６が接続されている。発振規定数設定レジスタ１１５には、後述する発振状態検出の判定に使用される発振規定数が設定される。検出時間設定レジスタ１１６には発振状態検出の検出時間ｔ３が設定される。なお、発振規定数や検出時間ｔ３（例えば１５ｍｓ）は、高電圧出力回路６３（７３）や電気的負荷（転写ローラ３０、帯電ワイヤ２９ａ）等の特性に対応して、例えば作業者による所定の操作に基づきＣＰＵ１１７によって設定変更できるようになっている。

４．ＰＷＭ制御回路の制御内容
（１）立上り時処理
例えばレーザプリンタ１の電源が投入されると、ＣＰＵ１１７によってＰＷＭ制御回路６２（７２）が駆動され、図５に示す立上り時処理が開始される。この立上り時処理では、Ｓ１でカウント値Ｋを初期値（例えばゼロ）にリセットし、Ｓ２で、目標値である上限値ｔｈ１及び下限値ｔｈ２に基づき目標カウント値を決定する。そして、所定のタイミング間隔（例えば上記制御時間間隔ｔ１ 本実施形態では例えば２４０μｓ）ごとに現在のカウント値Ｋに単位カウント値ｋ３を加算していき（Ｓ３〜Ｓ５）、現在のカウント値Ｋが目標カウント値に達したときに（Ｓ５：Ｙ）、Ｓ６で図７に示す立上り後処理に移行する。

ここで、仮に、電源投入直後に立上り後処理（第１制御動作、第２制御動作）を開始する構成とすると、現在のカウント値Ｋを一気に目標カウント値に増加させることになり、安定かつ迅速な定電流制御ができなくなるおそれがある。これに対して、本実施形態では、図６に示すように、電源投入直後に、まずカウント値Ｋを段階的に増加させる立上り時処理を行い、当該カウント値Ｋが目標カウント値に達したときに上記立上り後処理に移行するようにしている。これにより、電流測定値ｉを安定的に目標値（上限値ｔｈ１及び下限値ｔｈ２の間）に到達させることができ、その後の定電流制御を迅速かつ安定的に行うことができる。

（２）立上り後処理
立上り後処理では、電流測定値ｉの発振状態が検出される前までは「第１制御動作（前進制御・後退制御）」が実行され、電流測定値ｉの発振状態が検出されると、その発振状態を抑制するための「第２制御動作」を行う。以下、詳細に説明する。

図７に示すように、まずＳ１１で検出時間カウント値ＴＩを初期値（ゼロ）にリセットし、上限値通過回数ＦＣＵ及び下限値通過回数ＦＣＤを初期値（ゼロ）にリセットする。次に、Ｓ１２で、比較演算部９１は、測定信号Ｐ１（Ｐ２）の読込タイミング（制御タイミング）かどうかを判断し、Ｓ１３で検出時間カウント値ＴＩに１カウントアップし、その検出時間カウント値ＴＩが所定値ＴＩＦに達したかどうかを判断する（Ｓ１４）。ここで、検出時間カウント値ＴＩは、後述する発振状態が検出されない限り、上記測定信号Ｐ１（Ｐ２）の読込タイミングが到来するごとに１カウントアップされる。そして、所定値ＴＩＦは、上記検出時間ｔ３を制御時間間隔ｔ１に除算した値である。要するに、Ｓ１４では、Ｓ１１で検出時間カウント値ＴＩがリセットされてからの経過時間が、検出時間ｔ３に達したかどうかを判断している。

そして、例えば検出時間カウント値ＴＩが所定値ＴＩＦに達しても（検出時間ｔ３を経過したも）発振状態が検出されないときは、Ｓ１５で検出時間カウント値ＴＩ、上限値通過回数ＦＣＵ及び下限値通過回数ＦＣＤをそれぞれ初期値にリセットし、その後、Ｓ１６で、比較演算部９１がＡ／Ｄ変換部９０でＡ／Ｄ変換された検出信号Ｐ１（Ｐ２）を読み込む。

これに対して、検出時間カウント値ＴＩが所定値ＴＩＦに達していない（未だ検出時間ｔ３経過していない）ときは（Ｓ１４：Ｎ）、Ｓ１７で上限値通過回数ＦＣＵ及び下限値通過回数ＦＣＤの合計回数が発振規定数（例えば８，１０回）に達したかどうかを判断する。そして、上記合計回数が発振規定数に達していなければ（Ｓ１７：Ｎ）、検出時間カウント値ＴＩ等をリセットせずに上記Ｓ１６に進み、達していれば（Ｓ１７：Ｙ）、Ｓ１８で上限値通過回数ＦＣＵと下限値通過回数ＦＣＤとが同じ値であるかどうかを判断する。そして、上限値通過回数ＦＣＵと下限値通過回数ＦＣＤとが同じ値でなければ（Ｓ１８：Ｎ）、発振状態を検出したとはせずに、検出時間カウント値ＴＩ等をリセットすることなく上記Ｓ１６に進む。一方、同じ値であれば（Ｓ１８：Ｙ）、「第２制御動作処理」を実行する。この「第２制御動作処理」については後述する。

（ａ）第１制御動作
Ｓ１６に進むと、ＰＷＭ制御回路６２（７２）は「第１制御動作」を実行する。この第１制御動作には「前進制御」と「後退制御」とがある。
比較演算部９１は、読み込んだ測定信号Ｐ１（Ｐ２）に基づき、電流測定値ｉが上限値ｔｈ１及び下限値ｔｈ２の間に入っているかどうかを順次判定する（Ｓ２０，Ｓ２１）。ここで、電流測定値ｉが上限値ｔｈ１及び下限値ｔｈ２の間に入っていれば（Ｓ２０で「Ｎ」かつＳ２１で「Ｎ」）、Ｓ２２でＰＷＭカウンタ制御部９７は現在のカウント値Ｋを維持する。即ち、ＰＷＭ信号Ｓ１（Ｓ２）のパルス変更動作を実行しない。そして、当初は、ＵＰ／ＤＯＷＮモード記憶部１０２にはＳＴＯＰモードのフラグのみが立てられているから（Ｓ２３で「Ｙ」）、そのままＳ１２に戻る。

（前進制御）
電流測定値ｉが上限値ｔｈ１及び下限値ｔｈ２の間に入っていない場合には、制御時間間隔ｔ１毎に現在のカウント値Ｋを所定量ずつ増減させる変更動作を繰り返し実行して、電流測定値ｉを上限値ｔｈ１及び下限値ｔｈ２の間に近付ける前進制御が実行される。

検出電流値が上限値を上回っている場合
電流測定値ｉが上限値ｔｈ１を上回っている場合（Ｓ２０：Ｙ）には、Ｓ２７でＰＷＭカウンタ制御部９７は、ＵＰ／ＤＯＷＮモード記憶部１０２の記憶内容に基づき現在設定されているモードがＵＰモードかどうかを判断する。ここで、ＵＰモードが設定されていないときは（Ｓ２４：Ｎ）、Ｓ２５でＰＷＭカウンタ制御部９７は、図８に示す減算処理を実行する。

この減算処理では、Ｓ５１で現在設定されているモードがＳＴＯＰモードかどうかを判断し、ＳＴＯＰモードでなければ（Ｓ５１：Ｎ）、Ｓ５２で現在の電流測定値ｉを、上限値ｔｈ１側に近付けるために、現在のカウント値Ｋから、ＰＷＭ変更幅ＤＯＷＮモード設定レジスタ１００に設定された変更ＤＯＷＮ値ｋ２を減算する変更動作を実行する。また、積算変更値Σｋ２を算出してＰＷＭ変更積算記憶部１０１に書き込み更新する。更に、ＵＰ／ＤＯＷＮモード記憶部１０２においてＤＯＷＮモードのフラグのみを立てて設定するとともに、判定回数Ｘをゼロに初期化する。また、この前進制御での１回目の変更動作においては、変更前の上記初期カウント値Ｋ'を変更開始時ＰＷＭ値記憶部１０３に記憶する。

これに対して、現在設定されているモードがＳＴＯＰモードである場合には（Ｓ５１：Ｙ）、前回の制御タイミングと今回の制御タイミングとの間に、電流測定値ｉが上限値ｔｈ１を通過したことを意味するから、Ｓ５３で上限値通過回数ＦＣＵに１加算し、Ｓ５４で現在のカウント値Ｋをカウント値記憶部１１９に記憶する。つまり、電流測定値ｉが上限値ｔｈ１をほぼ通過したときのカウント値Ｋを記憶しておくのである。その後Ｓ５２へ進む。

次に、Ｓ５５で、ＰＷＭ補正演算部１１１は、減算後のカウント値Ｋ（＝Ｋ'−Σｋ２）が、補正下限設定レジスタ１０８で設定された補正下限値ｔｈ４を下回っているかどうかを判断する。ここで、下回っていなければ（Ｓ５５：Ｎ）、ＰＷＭ補正演算部１１１は、Ｓ５６で積算変更値Σｋ２が、補正ＤＯＷＮ幅設定レジスタ１１０に設定されたＤＯＷＮ幅限界値ｔｈ６を上回っているかどうかを判断し、上回っていなければ（Ｓ５６：Ｎ）再びＳ１２に戻る。

このようにして、ＰＷＭ制御回路６２（７２）は、制御時間間隔ｔ１毎にカウント値に変更ＤＯＷＮ値ｋ２を減算して、ＰＷＭ信号Ｓ１（Ｓ２）のパルス幅（デューティ比）を段階的に繰り返し減少変更して、電流測定値ｉを上限値ｔｈ１及び下限値ｔｈ２の間に向かわせる前進制御を実行するのである。

検出電流値が下限値を下回っている場合
電流測定値ｉが下限値ｔｈ２を下回っている場合（Ｓ２０：Ｎ、且つ、Ｓ４：Ｙ）には、Ｓ２６でＰＷＭカウンタ制御部９７は、ＵＰ／ＤＯＷＮモード記憶部１０２の記憶内容に基づき現在設定されているモードがＤＯＷＮモードかどうかを判断する。ここで、ＤＯＷＮモードが設定されていないときは（Ｓ２６：Ｎ）、Ｓ２７でＰＷＭカウンタ制御部９７は、図９に示す加算処理を実行する。

この加算処理では、Ｓ６１で現在設定されているモードがＳＴＯＰモードかどうかを判断し、ＳＴＯＰモードでなければ（Ｓ６１：Ｎ）、Ｓ６２で現在の電流測定値ｉを、下限値ｔｈ２側に近付けるために、現在のカウント値Ｋに、ＰＷＭ変更幅ＵＰモード設定レジスタ９９に設定された変更ＵＰ値ｋ１を加算する変更動作を実行する。また、積算変更値Σｋ１を算出してＰＷＭ変更積算記憶部１０１に書き込み更新する。更に、ＵＰ／ＤＯＷＮモード記憶部１０２においてＵＰモードのフラグのみを立てて設定するとともに、判定回数Ｘをゼロに初期化する。また、この前進制御での１回目の調整動作においては、変更前の上記初期カウント値Ｋ'を変更開始時ＰＷＭ値記憶部１０３に記憶する。
これに対して、現在設定されているモードがＳＴＯＰモードである場合には（Ｓ６１：Ｙ）、前回の制御タイミングと今回の制御タイミングとの間に、電流測定値ｉが下限値ｔｈ２を通過したことを意味するから、Ｓ６３で下限値通過回数ＦＣＤに１加算し、Ｓ６４で現在のカウント値Ｋをカウント値記憶部１１９に記憶する。つまり、電流測定値ｉが下限値ｔｈ２をほぼ通過したときのカウント値Ｋを記憶しておくのである。その後Ｓ６２へ進む。

次に、Ｓ６５で、ＰＷＭ補正演算部１１１は、加算後のカウント値Ｋ（＝Ｋ'＋Σｋ１）が、補正上限設定レジスタ１０７で設定された補正上限値ｔｈ３を上回っているかどうかを判断する。ここで、上回っていなければ（Ｓ６５：Ｎ）、ＰＷＭ補正演算部１１１は、Ｓ６６で積算変更値Σｋ１が、補正ＵＰ幅設定レジスタ１０９に設定されたＵＰ幅限界値ｔｈ５を上回っているかどうかを判断し、上回っていなければ（Ｓ６６：Ｎ）再びＳ１２に戻る。

このようにして、ＰＷＭ制御回路６２（７２）は、制御時間間隔ｔ１毎にカウント値に変更ＵＰ値ｋ１を加算して、ＰＷＭ信号Ｓ１（Ｓ２）のパルス幅（デューティ比）を段階的に繰り返し増加変更して、電流測定値ｉを上限値ｔｈ１及び下限値ｔｈ２の間に向かわせる前進制御を実行するのである。

（後退制御）
前進制御実行後に、検出電流値が上限値及び下限値の間に入った場合
上記前進制御の実行後に、電流測定値ｉが上限値ｔｈ１及び下限値ｔｈ２の間に入った場合（Ｓ２０：Ｎ、且つ、Ｓ２１：Ｎ）には、Ｓ２２で現在のカウント値Ｋを維持する。このとき、ＵＰ／ＤＯＷＮモード記憶部１０２にはＵＰモードかＤＯＷＮモードのフラグが立てられているから（Ｓ２３：Ｎ）、Ｓ２８で、ＰＷＭ補正演算部１１１は、判定回数Ｘに１を加算し、Ｓ２９で判定回数Ｘが２回であるかどうかを判断する。

そして、判定回数が１回のときは（Ｓ２９：Ｎ）、再びＳ１２に戻り、判定回数が所定回数（例えば２回）のときに（Ｓ２９：Ｙ）、初めて次述する補正演算処理に基づく後退制御を実行する。要するに、前進制御の実行後に、電流測定値ｉが上限値ｔｈ１及び下限値ｔｈ２の間に入った、上限値ｔｈ１以下であったものが上限値ｔｈ１を上回った、或いは、下限値ｔｈ２以上であったものが下限値ｔｈ２を下回った、ことが、制御時間間隔ｔ１で複数回数（例えば２回）連続判定されたときに、後退制御を実行するのである。

このような構成としたのは、例えば高電圧出力回路６３（７３）で発生した一時的なノイズによって、正確な電流測定値ｉを検出できない場合があるので、この一時的なノイズによる影響を排除する、いわゆるノイズキャンセル機能を持たせるためである。例えば、ＵＰモードであるにもかかわらず、電流測定値ｉが上限値ｔｈ１を上回ったときは（Ｓ２０：Ｙ、且つ、Ｓ２４：Ｙ）、これはノイズによる影響であるとして、Ｓ３０で現在のカウント値Ｋを維持してＳ２８に進む。同様に、ＤＯＷＮモードであるにもかかわらず、電流測定値ｉが下限値ｔｈ２を下回ったときは（Ｓ２１：Ｙ、且つ、Ｓ２６：Ｙ）、これはノイズによる影響である可能性があるとして、Ｓ３１で現在のカウント値Ｋを維持してＳ２８に進む。

続いて、Ｓ３１で、ＰＷＭ補正演算部１１１は、上記前進制御時とは逆の増減方向にＰＷＭ信号Ｓ１（Ｓ２）のパルス幅を変更するための、カウント値Ｋに対する補正値ｈ（ｈ１，ｈ２）を次述する演算式に基づき演算する。

（演算式）
ＵＰモード時：
補正値ｈ１＝（Σｋ１）×[{（Σｋ１）−Ａ}／{（Σｋ１）＋Ｂ}]−Ｃ
補正後のカウント値Ｋ＝初期カウント値Ｋ'＋補正値ｈ１
但し、補正後のカウント値Ｋ＞初期カウント値Ｋ'−ｋ１のときは、補正後のカウント値Ｋ＝初期カウント値Ｋ'＋ｋ１
ＤＯＷＮモード時：
補正値ｈ２＝（Σｋ２）×[{（Σｋ２）−Ｄ}／{（Σｋ２）＋Ｅ}]−Ｆ
補正後のカウント値Ｋ＝初期カウント値Ｋ'−補正値ｈ２
但し、補正後のカウント値Ｋ＞初期カウント値Ｋ'＋ｋ２のときは、補正後のカウント値Ｋ＝初期カウント値Ｋ'−ｋ２

上記演算式のパラメータＡ〜Ｆは、いずれも正数であり、上述したようにＵＰモードＰＷＭ補正設定レジスタ１０５及びＤＯＷＮモードＰＷＭ補正設定レジスタ１０６にそれぞれ設定されている。ここで、図１０には、ＰＷＭカウンタ制御部９７で変更ＵＰ値ｋ１毎のアップさせた積算変更値Σｋ１と、各積算変更値Σｋ１で変更したカウント値Ｋで変更動作をさせて定常状態に落ち着いたときの電流測定値ｉの変化量との関係を示した特性グラフである。これは高電圧出力回路６３（７３）の特定によって異なり、例えば実験的に求めることができる。

本実施形態でも、前進制御の開始後、制御時間間隔ｔ１毎に変更ＵＰ値ｋ１ずつ加算していく増加変更動作を繰り返し実行していき、電流測定値ｉが上限値ｔｈ１及び下限値ｔｈ２の間に入ったときに、そのときのカウント値Ｋ（ＰＷＭ信号Ｓ１（Ｓ２）のパルス幅）をそのまま維持すると、やはり高電圧出力回路６３（７３）での追従遅れによって、更に電流測定値ｉを増加させる前進制御が継続されてしまい、その結果、上限値ｔｈ１及び下限値ｔｈ２の間を越えてしまうおそれがある。

ここで、例えばＵＰモードにおいて電流測定値ｉが下限値ｔｈ２に達したときに、そのときの電流測定値ｉを維持できるパルス幅までＰＷＭ信号Ｓ１（Ｓ２）のパルス幅を減少変更させるために、カウント値Ｋを減少させることができれば理想的である。そこで、上記特性グラフが示す関係から、定常状態で電流測定値ｉが下限値ｔｈ２となるカウント値Ｋを求めることができるのである。

更に本実施形態では、その補正後のカウント値Ｋを、初期カウント値Ｋ'及び積算変更値Σｋ１に基づき上記演算式から演算して導出するようにしている。このようにすれば、上記特性グラフに基づく積算変更値Σｋ１と電流測定値ｉの変化量との対応テーブルを設ける必要がないため、記憶容量を抑制できる。ＵＰモード時の演算式におけるパラメータＡ，Ｂ，Ｃは、図１０になるべく沿わせる値に設定されている。ＤＯＷＮモード時においても図１０と同様の特性グラフを実験的に求めて、これに沿わせる値に、ＤＯＷＮモード時の演算式のパラメータＤ，Ｅ，Ｆが設定されている。

以上の制御によって、図１１に示すように、前進制御の実行により、カウント値Ｋが変更ＵＰ値ｋ１ずつ加算され、これに追従遅れで電流測定値ｉが増加していき、下限値ｔｈ２に達したことが判定され、次の制御時間間隔ｔ１後にも再び同じ判定結果が得られたときに、後退制御が実行される。即ち、ＰＷＭ補正演算部１１１は、上記したＵＰモード時の演算式に基づき、定常状態での電流測定値ｉがほぼ下限値ｔｈ２となるＰＷＭ信号Ｓ１（Ｓ２）のパルス幅に対応する補正後のカウント値Ｋを演算する。そして、ＰＷＭカウンタ制御部９７は、現在のカウント値を、補正後のカウント値Ｋに一度に或いは段階的に減少させる。

これにより、一旦、上限値ｔｈ１及び下限値ｔｈ２の間に入った電流測定値ｉをそのまま維持させることができ、迅速かつ安定した定電流制御を実行することができる。

次に、図７に戻り、Ｓ３２で判定回数Ｘ、積算変更値Σｋ等の初期化をするとともに、ＵＰ／ＤＯＷＮモード記憶部１０２においてＳＴＯＰモードのフラグのみを立てる。このとき、検出時間カウント値ＴＩ、上限値通過回数ＦＣＵ及び下限値通過回数ＦＣＤは初期化しない。そして、上記制御停止時間ｔ２経過するまで待機した後（Ｓ３３：Ｙ）に、Ｓ１２に戻る。後退制御による補正動作が実行したとき、電流測定値ｉが定常状態になるまで多少時間がかかる。これに対して、本実施形態では、上記のように構成することにより、制御停止時間ｔ２経過して定常状態になった後に前進制御を再開可能な状態とするので、その後も安定した定電流制御を実行できる。

前進制御実行後に、変更後のカウント値Ｋが補正上下限値に達している場合
ＤＯＷＮモード時に、減算後のカウント値Ｋ（＝Ｋ'−Σｋ２）が、補正下限値ｔｈ４を下回っているとき（Ｓ５５：Ｙ）、又は、ＵＰモード時に、加算後のカウント値Ｋ（＝Ｋ'＋Σｋ１）が、補正上限値ｔｈ３を上回っているとき（Ｓ６５：Ｙ）も、Ｓ３１に進み、上記した後退制御が実行される。本実施形態では、変更後のＰＷＭ信号Ｓ１（Ｓ２）のパルス幅は、予め定められた補正上限値ｔｈ３と補正下限値ｔｈ４との間のカウント値に応じたパルス幅（１０％〜８５％）を越えて変更すると、安定した定電流制御が実行できなくなる可能性がある。そこで、加減算後のカウント値Ｋが補正上限値ｔｈ３及び補正下限値ｔｈ４の間から外れる場合にも後退制御を実行するようにしている。

前進制御実行後に、積算変更値が限界値に達した場合
ＤＯＷＮモード時に、積算変更値Σｋ２がＤＯＷＮ幅限界値ｔｈ６を上回っているとき（Ｓ５６：Ｙ）、又は、ＵＰモード時に、積算変更値Σｋ１がＵＰ幅限界値ｔｈ５を上回っているとき（Ｓ６６：Ｙ）も、Ｓ３１に進み、上記した後退制御が実行される。

例えば高電圧出力回路６３（７３）を構成する回路要素等により、前進制御時において、段階的に繰り返されるＰＷＭ信号のパルス幅の各変更動作に対して、その変更後のパルス幅のＰＷＭ信号に応じた出力電力を出力する動作に追従遅れが生じ得る。

本実施形態において、前進制御がある程度継続されると、例えば高電圧出力回路６３（７３）を追従遅れや電気的負荷の負荷変動等によって、ＰＷＭカウンタ制御部９７でのＰＷＭ信号の変更量から想定した検出電流値と、実際の電流測定値ｉとの乖離が大きくなり、精度の高い定電流制御が行えなくなるおそれがある。そこで、本実施形態では、そのような支障を来たさない範囲で、前進制御を継続させ、積算変更値Σｋが限界値ｔｈ５，ｔｈ６に達したときにも後退制御を一旦実行させるようにした。

（ｂ）第２制御動作
さて、上記後退制御を行ったとしても例えば電気的負荷の負荷変動が大きい場合には、やはり追従遅れが生じ、第１制御動作中において電流測定値ｉが目標値を上回ることと下回ることとが交互に繰り返される発振状態になることがある。そこで、本実施形態では、上記Ｓ５３で上記検出時間ｔ３において電流測定値ｉが上限値ｔｈ１を通過した回数である上限値通過回数ＦＣＵをカウントし、Ｓ５４でそのときのカウント値Ｋを記憶した。また、Ｓ６３で上記検出時間ｔ３において電流測定値ｉが下限値ｔｈ２を通過した回数である下限値通過回数ＦＣＤをカウントし、Ｓ６４でそのときのカウント値Ｋを記憶した。

そして、前述したように、検出時間ｔ３内において、上限値通過回数ＦＣＵ及び下限値通過回数ＦＣＤの合計回数が発振規定数を超え（Ｓ１７：Ｙ）、且つ、上限値通過回数ＦＣＵと下限値通過回数ＦＣＤとが同じ値のとき（Ｓ１８：Ｙ）のときに、電流測定値ｉの発振状態が検出されたとみなす。従って、ＰＷＭカウンタ制御部９７等は「発振状態を検出する検出部」としても機能する。

そして、上記発振状態を検出した場合には、ＰＷＭ制御回路６２（７２）は、Ｓ１９で図１２に示す第２制御動作処理を実行する。この第２制御動作処理では、電流測定値ｉの発振状態を抑制する処理を実行する。具体的には、ＣＰＵ１１７は，図１２に示すように、Ｓ７１，Ｓ７２で上記カウント値記憶部１１９に記憶した複数のカウント値Ｋから最大値のカウント値Ｋｕと、最小値のカウント値Ｋｄとを選択する。そして、Ｓ７３でこれらカウント値Ｋｕ、Ｋｄの平均値を算出し、現在のカウント値を上記平均値に変更し、その平均値に固定した状態で所定の待機時間ｔ４（例えば２ｍｓ）だけ待ち（Ｓ７４）、当該待機時間ｔ４経過後に図７のＳ１１に戻る。

図１３に示すように、例えば立上り後処理へ移行したときに、応答遅れにより電流測定値ｉが目標値を大きく超えるオーバーシュートが発生すると、第１制御動作において前進制御及び後退制御が繰り返し行われことで、電流測定値ｉが発振状態となり得る。そして、この第１制御動作中において、上記上限値通過回数ＦＣＵ及び下限値通過回数ＦＣＤを随時カウントしていく。そして、検出時間ｔ３内における上限値通過回数ＦＣＵ及び下限値通過回数ＦＣＤの合計回数が発振規定数に達し、且つ、上限値通過回数ＦＣＵと下限値通過回数ＦＣＤとが略同一回数になったときに第２制御動作を実行する。即ち、図１４に示すように、上限値通過回数ＦＣＵ及び下限値通過回数ＦＣＤのカウントアップ時におけるカウント値のうち最大のカウント値Ｋｕと最小のカウント値Ｋｄの平均値に現在のカウント値Ｋを固定する。カウント値Ｋを固定することで電流測定値ｉの発振状態を抑制することができるのである。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、検出時間ｔ３内における上限値通過回数ＦＣＵ及び下限値通過回数ＦＣＤの合計回数が発振規定数に達し、且つ、上限値通過回数ＦＣＵと下限値通過回数ＦＣＤとが略同一回数になったときに発振状態を検出したとして第２制御動作を実行する構成であったが、これに限らず、例えば上記合計回数が発振規定数に達したことのみをもって発振状態を検出したとする構成（図７でＳ１８を省略した構成）であってもよい。

（２）また、上記実施形態では、上記ＵＰ／ＤＯＷＮモード記憶部１０２において現在のモードがＳＴＯＰモード、ＵＰモード及びＤＯＷＮモードのいずれであるかが管理されているから、発振状態における電流測定値ｉの増減傾向の反転回数をカウントすることができる。従って、例えば上記検出時間ｔ３内における上記反転回数が所定回数に達したことを条件に発振状態を検出したとする構成であってもよい。更に、これを上記実施形態（図７のＳ１７，Ｓ１８）と組み合わせた構成であってもよい。

（３）上記実施形態では、第１制御動作における最大及び最小のカウント値Ｋｕ，Ｋｄの平均値を算出し、この平均値を第２制御動作における現在のカウント値として固定したが、最大及び最小に限らず、電流測定値ｉが上限値ｔｈ１及び下限値ｔｈ２を通過したときの全て或いは一部のカウント値の平均値に固定する構成であってもよい。また、上限値ｔｈ１及び下限値ｔｈ２の通過時に限らず、第１制御動作における複数の制御タイミングのカウント値の平均値であってもよい。

（４）発振状態を抑制する方法としては、上記実施形態のようにカウント値を固定する構成（構成Ａ）以外に、各制御タイミングでの単位変更量（変更ＵＰ値ｋ１、変更ＤＯＷＮ値ｋ２）を、第１制御動作時よりも第２制御動作時の方が小さい構成（構成Ｂ）とすれば発振状態を抑制できる。また、上記制御時間間隔ｔ１を、第１制御動作時よりも第２制御動作時の方が長い構成（構成Ｃ）としても発振状態を抑制できる。なお、構成Ａ〜構成Ｃのいずれか一つを採用しても、また、これらを組み合わせて採用してもよい。組み合わせて採用すれば発振状態をより効果的に抑制することが期待できる。

（５）上記実施形態では、上限閾値及び下限閾値を、目標電流値の上限値ｔｈ１及び下限値ｔｈ２としたが、これに限らず、間に目標値を挟む値であれば、例えば目標値よりも大きい値及び小さい値であってもよい。

（６）上記図５のＳ２における目標値の決定については、例えば電気的負荷のインピーダンスを測定し、そのインピーダンスに応じて目標値を決定する構成であってもよい。電気的負荷のインピーダンスを測定するための構成について上述した転写バイアス印加回路６０を例に挙げて説明する。例えば図２の構成に対して出力電圧測定回路を設ける。この出力電圧測定回路は、昇圧・平滑整流回路６６のトランス６８の補助巻線６８ｃと、ＰＷＭ制御回路６２との間に接続する。ＰＷＭ制御回路６２は、転写バイアス印加回路６０による順転写動作時において、補助巻線６８ｃの間で発生する出力電圧を測定して、その測定信号をＡ／Ｄポートに入力するように構成する。そして、ＰＷＭ制御回路６２に設けられたＣＰＵ１１７によるソフト処理によって、出力電流測定回路６７からの測定信号Ｐ１に応じた電流測定値ｉ１が記憶され、出力電圧測定回路からの測定信号に応じた電圧測定値が記憶され、これらに基づきインピーダンスを測定するのである。

本発明の一実施形態１に係るレーザプリンタの要部側断面図 転写バイアス印加回路の要部構成のブロック図 帯電バイアス印加回路の要部構成のブロック図 ＰＷＭ制御回路の要部構成のブロック図 立上り時処理を示したフローチャート 立上り時処理におけるカウント値及び検出電流値の変化を示した説明図 立上り後処理を示したフローチャート 減算処理を示したフローチャート 加算処理を示したフローチャート 積算変更値と、定常状態での検出電流値の変化量との関係を示した特性グラフ 前進制御及び後退制御時におけるカウント値及び検出電流値の変化を示した説明図 第２制御動作処理を示したフローチャート 発振状態発生時におけるカウント値及び検出電流値の変化を示した説明図 第２制御動作の実行時におけるカウント値及び検出電流値の変化を示した説明図

符号の説明

１…レーザプリンタ（画像形成装置）
３…用紙（被記録媒体）
５…画像形成部
３０…転写ローラ（電気的負荷）
３１…現像ローラ（電気的負荷）
２９ａ…帯電ワイヤ（電気的負荷）
６０…転写バイアス印加回路（電源装置）
６１…帯電バイアス印加回路（電源装置）
６２，７２…ＰＷＭ制御回路（ＰＷＭ信号発生部）
６３，７３…高電圧出力回路（供給部）
６７，７７…出力電流測定回路（測定部）
９１…比較演算部（判定部）
９７…ＰＷＭカウンタ制御部（制御部、検出部）
１１７…ＣＰＵ
ｉ（ｉ１，ｉ２）…電流測定値（測定値）
Ｓ１，Ｓ２…ＰＷＭ信号
ｔ１…制御時間間隔（制御の実行タイミング間隔）
ｔ３…検出時間
ｔ４…待機時間
ｔｈ１…上限値（上限閾値）
ｔｈ２…下限値（下限閾値）

Claims (13)

1. ＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ信号発生部と、
   前記ＰＷＭ信号に応じた電力を電気的負荷に供給する供給部と、
   前記電気的負荷に供給される電力の電圧値又は電流値を測定する測定部と、
   目標値に対する、前記測定値の過不足を判定する判定部と、
   前記測定値の発振状態を検出する検出部と、
   前記測定値の発振状態が検出されていない場合には、前記判定部の判定結果に基づき前記測定値を前記目標値に近付ける値に前記ＰＷＭ信号のパルス幅を制御する第１制御動作を行い、前記測定値の発振状態が検出された場合には、当該発振状態を低減させる値に前記ＰＷＭ信号のパルス幅を制御する第２制御動作を行う制御部と、
   を備える電源装置。
2. 検出部は、前記測定値が所定の上限閾値及び下限閾値を通過する回数に基づき前記発振状態を検出する請求項１に記載の電源装置。
3. 前記検出部は、前記第１制御動作における前記ＰＷＭ信号のパルス幅の増減反転の回数に基づき前記発振状態を検出する請求項１または請求項２記載の電源装置。
4. 前記検出部は、所定の検出時間内における前記回数に基づき前記発振状態の検出を行う請求項２又は請求項３に記載の電源装置。
5. 前記第２制御動作は、前記ＰＷＭ信号のパルス幅の単位時間当たりにおける変更量が前記第１制御動作よりも小さい請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電源装置。
6. 前記第２制御動作は、前記ＰＷＭ信号のパルス幅を所定の固定値にする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電源装置。
7. 前記固定値は、前記第１制御動作において前記測定値が所定の上限閾値及び下限閾値をそれぞれ通過したときのパルス幅の略平均値である請求項６に記載の電源装置。
8. 前記固定値は、前記第１制御動作において前記測定値が最大値及び最小値それぞれを示したときのパルス幅の略平均値である請求項６に記載の電源装置。
9. 前記固定値は、前記第１制御動作における任意の複数時点でのパルス幅の略平均値である請求項６に記載の電源装置。
10. 前記第２制御動作は、前記ＰＷＭ信号のパルス幅制御の実行タイミング間隔が前記第１制御動作よりも長い請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の電源装置。
11. 前記制御部は、前記第２制御動作に移行した時点から所定の待機時間経過後に前記第１制御動作に移行する請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の電源装置。
12. 前記制御部は、電源投入に基づき所定の開始値に向けて前記ＰＷＭ信号のパルス幅を段階的に変更させ、当該パルス幅が前記所定の開始値になった場合に、前記第１制御動作を開始する請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の電源装置。
13. 前記請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の電源装置と、
    前記電源装置から電力が供給される電気的負荷を有し、被記録媒体に画像形成を行う画像形成部と、を備える画像形成装置。

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