JP2010200495A - 電力制御装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりも耐電圧性を向上させつつ、精度良く電流を検出することが可能な電力制御装置等を提供する。
【解決手段】電力制御装置１１は、電気的負荷５１への印加電圧を出力する印加回路６３、電圧検出回路６２，６４、電流検出回路６６、電圧検出回路が介在し、且つ、負荷電流ＩＲが流れない通電路中に設けられるスイッチ回路６８，７０、スイッチ回路をオンして電圧検出回路による印加電圧の検出を実行し、スイッチ回路をオフして電流検出回路による負荷電流の検出を実行する制御部６５と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、電流検出回路を有する電力制御装置に関する。

例えば、トランス、電流検出回路及び電圧検出回路を有し、トランスの出力電流及び出力電圧を検出して定電流制御及び定電圧制御を行う電源回路がある（特許文献１）。ここで、電圧検出回路からの電流が電流検出回路に流れ込むと、上記出力電流（負荷に流す負荷電流）の検出精度が低下してしまい定電流制御に悪影響を及ぼし得る。このため、上記電源回路は、差動増幅器で構成された迂回路を備え、この迂回路により、電圧検出回路からの電流が電流検出回路に流れ込まないようにしている。

ところが、差動増幅器は、高電圧が印加されると破損するおそれがあり、耐電圧性が低いという欠点がある。

特開平５−２１９７４６号公報

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、従来よりも耐電圧性を向上させつつ、精度良く負荷電流を検出することが可能な電力制御装置及び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発明に係る電力制御装置は、電気的負荷への印加電圧を出力する印加回路と、前記印加電圧の値を検出する電圧検出回路と、前記電気的負荷に流れる負荷電流の値を検出する電流検出回路と、前記電圧検出回路が介在し、且つ、前記負荷電流が流れない通電路中に設けられるスイッチ回路と、前記スイッチ回路をオンして前記電圧検出回路による前記印加電圧の検出を実行し、前記スイッチ回路をオフして前記電流検出回路による前記負荷電流の検出を実行する制御部と、を備える。

この発明によれば、印加電圧の検出時には、スイッチ回路をオンして電圧検出回路を通電させることで印加電圧の検出を可能とする。一方、負荷電流の検出時には、スイッチ回路をオフすることで、電圧検出回路に流れる電流が電流検出回路に流れ込むことを抑制する。これにより、負荷電流を精度よく検出することが可能である。また、差動増幅器を利用した従来構成に比べて耐電圧性を向上させることが可能である。

第２の発明は、第１の発明の電力制御装置であって、前記制御部は、前記印加電圧の検出時には、前記電圧検出回路での検出電圧値に基づく制御信号を前記印加回路に与えて前記印加電圧を目標値に近づける定電圧制御を実行し、前記負荷電流の検出時には、前記制御信号を一定レベルに維持する。

この発明によれば、負荷電流の検出時において、制御信号を一定レベルに保つことで印加電圧の変動が抑制されるので、負荷電流を精度よく検出することが可能である。

第３の発明は、第２の発明の電力制御装置であって、前記制御部は、前記印加電圧の検出から前記負荷電流の検出に移行する場合、前記制御信号を移行直前のレベルに維持する。
この発明によれば、移行前後での印加電圧の変動が抑制されるので、負荷電流を更に精度よく検出することが可能である。

第４の発明の画像形成装置は、電気的負荷と、第１から第３のいずれか一つの発明の電力制御装置と、を有し、前記電気的負荷への印加電圧が前記電力制御装置から出力されることに基づき画像形成処理を実行する。

第５の発明は、第４の発明の画像形成装置であって、前記電気的負荷として、互いに電気的に接続される第１電気的負荷及び第２電気的負荷を備え、前記印加回路は、前記第１電気的負荷に印加する第１印加電圧、及び、前記第２電気的負荷に印加する第２印加電圧を出力する構成であり、前記電流検出回路は、前記第１電気的負荷及び第２電気的負荷に流れる負荷電流を検出する構成であり、前記電圧検出回路として、前記第１印加電圧の値を検出する第１電圧検出回路、及び、前記第２印加電圧の値を検出する第２電圧検出回路を備え、
前記スイッチ回路は、オフすることで前記第１電圧検出回路及び前記第２電圧検出回路の少なくとも一方の通電を遮断する構成である。

この発明によれば、スイッチ回路をオフすることで、第１印加電圧及び第２印加電圧の少なくとも一方に応じた電流が、電流検出回路に流れ込むことを抑制する。これにより、負荷電流を精度よく検出することが可能である。

第６の発明は、第５の発明の画像形成装置であって、前記印加回路は、前記第１印加電圧を生成する電圧生成回路、及び、前記電圧生成回路の出力側と前記第２電気的負荷との間に電気的に接続されるシャント回路を有し、前記電圧検出回路は、前記第２印加電圧の値を検出する構成であり、前記スイッチ回路は、オフすることで前記第２電圧検出回路の通電を遮断する構成であり、前記制御部は、前記印加電圧の検出時には、前記第１電圧を第１目標値に近付けるように前記電圧生成回路を制御する第１制御、及び、前記シャント回路から前記第２電気的負荷に印加される第２電圧を第２目標値に近付けるように前記シャント回路を制御する第２制御を実行する構成である。

印加回路がシャント方式である場合には、基準となる第１電圧の変動は第２電圧に大きく影響するのに対し、第２電圧の変動は第１電圧の変動に影響しにくい。そこで、この発明によれば、負荷電流の検出時に、スイッチ回路をオフして第２電圧検出回路の通電を遮断する。これにより、第１電圧検出回路の通電を遮断する場合に比べてスイッチ回路のオフ時に電圧変動が生じた場合の影響を抑制することが可能である。しかも、第２電圧検出回路のみの通電を遮断するので、第１電圧検出回路及び第２電圧検出回路の両方の通電を遮断する場合に比べて、スイッチ回路のオフ時に電圧変動が生じた場合の影響を抑制することが可能である。

本発明によれば、従来よりも耐電圧性を向上させつつ、精度良く負荷電流を検出することが可能である。

本発明の一実施形態のプリンタの内部構成を表す概略断面図 クリーニングユニットの構成図 高圧制御装置の部分的構成図 電力制御処理を示すフローチャート

本発明の一実施形態について図１〜図４を参照しつつ説明する。
（１）プリンタの全体構成
図１は、本実施形態のプリンタ１（「画像形成装置」の一例）の内部構成を表す概略断面図である。以下の説明では、各構成要素について、色毎に区別する場合は各部の符号にＹ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｂ（ブラック）の添え字を付し、区別しない場合は添え字を省略する。

プリンタ１は、給紙部３、画像形成部５、搬送機構７、定着部９、高圧制御装置１１（「電力制御装置」の一例）を備え、例えば外部から入力される画像データに応じた１または複数色（本実施形態ではイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色）のトナーＴからなるトナー像を、シート材１５（用紙、ＯＨＰシートなど）に形成する。更に、プリンタ１は、クリーニングユニット１３を備える。

給紙部３は、プリンタ１の最下部に設けられており、シート材１５を収容するトレイ１７と、ピックアップローラ１９とを備える。トレイ１７に収容されたシート材１５は、ピックアップローラ１９により１枚ずつ取り出され、搬送ローラ２１，レジストレーションローラ２３を介して搬送機構７に送られる。

搬送機構７は、ベルト２７が、駆動ローラ２９と従動ローラ３１との間に架け渡された構成になっている。駆動ローラ２９が回動すると、ベルト２７は、感光体３９と対向する側の表面が、図１中の右方向から左方向へ移動する。これにより、レジストレーションローラ２３から送られてきたシート材１５が、画像形成部５下へと搬送される。

画像形成部５は、４個の現像ユニット３７Ｙ，３７Ｍ，３７Ｃ，３７Ｂを有する。各現像ユニット３７は、感光体３９、帯電器４１、露光装置４３及びユニットケース４５を備える。

感光体３９は、例えば、アルミニウム製の基材上に、正帯電性の感光層が形成されたものであり、このアルミニウム製の基材がプリンタ１のグランドラインに接地されている。帯電器４１は、感光体３９の表面を正極性（例えば＋７００Ｖ）に帯電させる。

露光装置４３は、感光体３９の回転軸方向に沿って一列状に並んだ複数の発光素子（例えばＬＥＤ）を有し、これらの複数の発光素子を、各色の画像データに応じて発光制御することにより、感光体３９の表面に静電潜像を形成する。

ユニットケース４５は、各色のトナーＴ（本実施形態では、例えば正帯電性の非磁性１成分トナー）を収納するとともに、現像手段としての現像ローラ４７を有する。現像ローラ４７が、トナーＴを「＋」（正極性）に帯電させ、均一な薄層として感光体３９上へ供給することにより上記静電潜像を現像してトナー象を形成する。

上記各転写ローラ３３は、上記各感光体３９との間でベルト２７を挟む位置に配置されている。各転写ローラ３３は、図示しない負電圧の電源により、感光体３９との間にトナーＴの帯電極性とは逆極性の転写電圧が印加されて、上記トナー像をシート材１５に転写する。その後、当該シート材１５は、搬送機構７により定着部９へと搬送され、この定着部９にてトナー像が熱定着され、プリンタ１の上面に排出される。

（２）クリーニングユニットの構成
図２は、クリーニングユニット１３の構成図である。クリーニングユニット１３は、例えば搬送機構７の下方に設けられ、被クリーニング体としてのベルト２７上の付着物（ベルト２７に残存したトナーＴやシート材の紙粉など）をクリーニングする。以下、付着物としてトナーＴを例に挙げて説明する。クリーニングユニット１３は、クリーニングローラ５１（「第２電気的負荷」の一例）、回収ローラ５３（「第１電気的負荷」の一例）、バックアップローラ５５、クリーニングブレード５７、貯留ボックス５９を有する。

クリーニングローラ５１は、ベルト２７の幅方向に延びた軸部材５１Ａの周囲にシリコーンからなる発泡材が設けられた構成になっている。バックアップローラ５５は、ゴム製であって、クリーニングローラ５１との間でベルト２７を挟んで対向するように配置されていると共に、導電性の中心軸５５Ａがグランドライン側に電気的に接続されている。

クリーニングローラ５１は、バックアップローラ５５によりベルト２７に押圧接触し、且つ、その接触部分においてベルト２７とは反対方向に移動するように回転駆動されるので、ベルト２７表面をクリーニングすることができる。また、クリーニングローラ５１に与えられる第２クリーニング電圧Ｖ２（トナーＴの極性とは逆極性の電圧 「第２印加電圧」の一例）が、第２目標値（例えば−１２００Ｖ）になると、クリーニングローラ５１がベルト２７に付着したトナーＴをクリーニングローラ５１に電気的に吸引し、ベルト２７表面をクリーニングすることができる。

また、回収ローラ５３は、金属製（例えば、鉄材にＮｉメッキが施された構成、あるいはステンレス材からなる構成等）であって、クリーニングローラ５１に接触している。回収ローラ５３に与えられる第１クリーニング電圧Ｖ１（絶対値が上記第２クリーニング電圧Ｖ２よりも大きい 「第１印加電圧」の一例）が、第１目標値（例えば−１６００Ｖ）になると、クリーニングローラ５１に付着したトナーTを回収ローラ５３に電気的に吸引し、当該トナーＴを回収することができる。

クリーニングブレード５７は、例えばゴム製であって、回収ローラ５３に当接しており、回収ローラ５３に付着しているトナーＴを掻き取る。掻き取られたトナーＴは貯留ボックス５９に貯留される。

（３）高圧制御装置の構成
上記高圧制御装置１１は、転写ローラ３３、現像ローラ４７、帯電器４１、クリーニングユニット１３など、プリンタ１に備えられた各電気的負荷への印加電圧を生成する。

図３は、高圧制御装置１１のうち、クリーニングユニット１３への印加電圧（第１クリーニング電圧Ｖ１，第２クリーニング電圧Ｖ２）を生成する構成部分が図示されている。高圧制御装置１１は、印加回路６３、第１電圧検出回路６２、第２電圧検出回路６４、電流検出回路６６、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation。パルス幅変調）制御回路６５（「制御部」の一例）、第１スイッチ回路６８、第２スイッチ回路７０を備える。なお、ＰＷＭ制御回路６５は、ＣＰＵを内蔵して構成されたものでも、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として構成されたものでもよい。

印加回路６３は、シャント方式を採用した２出力タイプであり、上述した第１クリーニング電圧Ｖ１と第２クリーニング電圧Ｖ２とを出力する。具体的には、印加回路６３は、主として、電圧生成回路６７とシャント回路６９とを有する。

（３−１）電圧生成回路
電圧生成回路６７は、回収ローラ５３に印加する第１クリーニング電圧Ｖ１を生成する電源回路であり、ＰＷＭ信号平滑回路７１、トランスドライブ回路７３、昇圧・平滑整流回路７５を備えている。ＰＷＭ信号平滑回路７１は、ＰＷＭ制御回路６５のＰＷＭポート６５ＡからのＰＷＭ信号Ｓ１（「制御信号」の一例）を平滑してトランスドライブ回路７３に与える。トランスドライブ回路７３は、自励巻線７３Ａを有し、受けたＰＷＭ信号Ｓ１に基づき、昇圧・平滑整流回路７５の１次側巻線７７Ａに発振電流を流す。

昇圧・平滑整流回路７５は、トランス（変圧器）７７、ダイオード７９、平滑コンデンサ８１を備えている。トランス７７の２次側巻線７７Ｂの一端は、ダイオード７９及び第１出力端子ＴＢ１を介して回収ローラ５３のローラ軸に電気的に接続される。また、平滑コンデンサ８１が２次側巻線７７Ｂ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７７Ａの発振電圧が、昇圧・平滑整流回路７５にて昇圧及び整流され、第１クリーニング電圧Ｖ１として回収ローラ５３のローラ軸に印加される。

（３−２）第１電圧検出回路
第１電圧検出回路６２は、第１クリーニング電圧Ｖ１を検出するためのものである。具体的には、第１電圧検出回路６２は、フィードバック抵抗Ｒ１、Ｒ２を有し、これらのフィードバック抵抗Ｒ１、Ｒ２が、第１出力端子ＴＢ１と所定の電位ラインとの間で直列接続された構成である。そして、フィードバック抵抗Ｒ１、Ｒ２による分圧電圧に応じた検出信号Ｓ２がＰＷＭ制御回路６５のＡ／Ｄポート６５Ｂに与えられる。

ＰＷＭ制御回路６５は、この検出信号Ｓ２に基づき、第１クリーニング電圧Ｖ１が第１目標値になるように上記ＰＷＭ信号Ｓ１のデューティ比を適宜変更して、定電圧制御を実行する。以下、この定電圧制御を「第１制御」という。なお、フィードバック抵抗Ｒ２は、グランドラインではなく正極性電位（本実施形態ではプラス５［ｖ］）ラインに電気的に接続されている。これにより、上記Ａ／Ｄポート６５Ｂに負極性電圧が与えられることを防止できる。

（３−３）シャント回路
シャント回路６９は、クリーニングローラ５１に印加する第２クリーニング電圧Ｖ２を、上記第１クリーニング電圧Ｖ１に基づき生成する。シャント回路６９は、主として、電流制御回路９１及びフォトカプラ９３を備える。

電流制御回路９１は、電流調整素子としてのトランジスタ９５を有し、このトランジスタ９５が、上記第１出力端子ＴＢ１と、クリーニングローラ５１に電気的に接続される第２出力端子ＴＢ２との間に接続されている。より具体的には、トランジスタ９５は、ｐｎｐ型であり、コレクタが第１出力端子ＴＢ１側に接続され、エミッタがツエナーダイオード９４を介して第２出力端子ＴＢ２側に接続され、ベースが入力抵抗９７を介してフォトカプラ９３に接続されている。これにより、フォトカプラ９３がオフのときトランジスタ９５はオンし、フォトカプラ９３がオンするとトランジスタ９５はオフする。

電流制御回路９１は、フォトカプラ９３を介してＰＷＭ制御回路６５のＰＷＭポート６５Ｃに接続されている。電流制御回路９１は、このＰＷＭポート６５Ｃから出力されるＰＷＭ信号Ｓ４（「制御信号」の一例）に応じてトランジスタ９５のベース電位を変更することで、トランジスタ９５に流れる電流量、換言すれば、トランジスタ９５の抵抗値を調整する。

（３−４）第２電圧検出回路
第２電圧検出回路６４は、第２クリーニング電圧Ｖ２を検出するためのものである。具体的には、第２電圧検出回路６４は、フィードバック抵抗Ｒ３，Ｒ４を有し、これらのフィードバック抵抗Ｒ３，Ｒ４が、第２出力端子ＴＢ２と所定の電位ラインとの間で直列接続された構成である。そして、フィードバック抵抗Ｒ３、Ｒ４による分圧電圧に応じた検出信号Ｓ３がＰＷＭ制御回路６５のＡ／Ｄポート６５Ｄに与えられる。なお、フィードバック抵抗Ｒ４は、グランドラインではなく正極性電位（本実施形態ではプラス５［ｖ］）ラインに電気的に接続されている。これにより、上記Ａ／Ｄポート６５Ｄに負極性電圧が与えられることを防止できる。

ＰＷＭ制御回路６５は、上記検出信号Ｓ３に基づき、第２クリーニング電圧Ｖ２が第２目標値になるように上記ＰＷＭ信号Ｓ４のデューティ比を適宜変更して、定電圧制御を実行する。以下、この定電圧制御を「第２制御」という。

（３−５）電流検出回路
電流検出回路６６は、クリーニングローラ５１とバックアップローラ５５との間に流れる負荷電流ＩＲを検出するためのものである。具体的には、電流検出回路６６は、検出抵抗Ｒ５を有し、この検出抵抗Ｒ５がトランス７７の２次側巻線７７Ｂの他端とグランドラインとの間に接続されている。そして、検出抵抗Ｒ５の負担電圧に応じた検出信号Ｓ５がＰＷＭ制御回路６５のＡ／Ｄポート６５Ｅに与えられる。

（３−６）第１スイッチ回路
第１スイッチ回路６８は、第１電圧検出回路６２が介在し、且つ、負荷電流ＩＲが流れない通電路中に設けられており、オンすることで第１電圧検出回路６２に第１電流ＩＡが流れることを許容し、オフすることで第１電圧検出回路６２に第１電流ＩＡが流れることを阻止する。ＰＷＭ制御回路６５は、出力ポート６５Ｆからオン・オフ信号Ｓ６を出力し、このオン・オフ信号Ｓ６に基づき第１スイッチ回路６８をオン・オフさせることができる。

具体的には、第１スイッチ回路６８は、フォトモスリレーを有し、このフォトモスリレーが、フィードバック抵抗Ｒ１、Ｒ２が介在する通電路中に設けられている。本実施形態では、フォトモスリレーは、フィードバック抵抗Ｒ１、Ｒ２の分圧点よりも高圧（負極電圧）側に配置されている。これにより、第１スイッチ回路６８がオフしたときに、Ａ／Ｄポート６５Ｂに過電圧が印加されることを抑制することができる。

（３−７）第２スイッチ回路
第２スイッチ回路７０は、第２電圧検出回路６４が介在し、且つ、負荷電流ＩＲが流れない通電路中に設けられており、オンすることで第２電圧検出回路６４に第２電流ＩＢが流れることを許容し、オフすることで第２電圧検出回路６４に第２電流ＩＢが流れることを阻止する。ＰＷＭ制御回路６５は、出力ポート６５Ｇからオン・オフ信号Ｓ７を出力し、このオン・オフ信号Ｓ７に基づき第２スイッチ回路７０をオン・オフさせることができる。

具体的には、第２スイッチ回路７０は、フォトモスリレーを有し、このフォトモスリレーが、フィードバック抵抗Ｒ３、Ｒ４が介在する通電路中に設けられている。なお、本実施形態では、フォトモスリレーは、フィードバック抵抗Ｒ３、Ｒ４の分圧点よりも高圧（負極電圧）側に配置されている。これにより、第２スイッチ回路７０がオフしたときに、Ａ／Ｄポート６５Ｄに過電圧が印加されることを抑制することができる。なお、第１スイッチ回路６８及び第２スイッチ回路７０は、フォトモスリレーでなくてもよく、耐電圧性を有していれば例えばトランジスタ等、他のスイッチ素子によって構成したものであってもよい。

（４）負荷電流の検出の用途
クリーニングユニット１３は、例えば長期間使用されることにより、クリーニングローラ５１が磨耗したり多量の紙粉が付着したりして、クリーニングローラ５１のインピーダンスが小さくなることがある。そうすると、クリーニングローラ５１とベルト２７との間に放電が生じ、この放電によりベルト２７が損傷してしまうおそれがある。ベルト２７が損傷するとトナーＴの転写不良が発生し、画像品質が低下するおそれもある。

そこで、上述したように高圧制御装置１１は、電流検出回路６６を利用して、クリーニングローラ５１のインピーダンスの減少に伴って増加する負荷電流ＩＲを検出できるようにし、間接的にクリーニングローラ５１とベルト２７との間に放電が発生する危険度を監視している。なお、この負荷電流ＩＲの値と、その検出時における第２クリーニング電圧Ｖ２の値から、クリーニングローラ５１、ベルト２７、及びバックアップローラ５５の間のインピーダンスを把握することができる。

ところが、従来は、負荷電流ＩＲの検出時、第１電圧検出回路６２に第１電流ＩＡが流れており、第２電圧検出回路６４に第２電流ＩＢが流れていた。このため、電流検出回路６６には、負荷電流ＩＲだけでなく、第１電流ＩＡ及び第２電流ＩＢも流れ込むため、負荷電流ＩＲを精度よく検出することが困難であった。そこで、ＰＷＭ制御回路６５は次に示す電力制御処理を実行する。

（５）ＰＷＭ制御回路による電力制御処理
図４は、電力制御処理を示すフローチャートである。ＰＷＭ制御回路６５は、例えば各印刷ジョブに基づく画像形成を開始する度に、電力制御処理を実行する。

Ｓ１１で、第１目標値及び第２目標値をそれぞれ設定し、電流検出フラグをオフし、Ｓ１３でベルト２７、及び、クリーニングローラ５１を含む各種のローラの回転駆動を開始し、Ｓ１５に進む。

（５−１）印加電圧の検出（定電圧制御）
Ｓ１５では、ＰＷＭ制御回路６５は、前述した定電圧制御（第１制御及び第２制御）を実行する。具体的には、ＰＷＭ制御回路６５は、この定電圧制御中、第１スイッチ回路６８及び第２スイッチ回路７０を共にオンさせている。これにより、ＰＷＭ制御回路６５は、第１電圧検出回路６２からの検出信号Ｓ２に基づき第１クリーニング電圧Ｖ１を検出し、その検出値に基づき第１制御を実行することが可能になる。また、第２電圧検出回路６４からの検出信号Ｓ３に基づき第２クリーニング電圧Ｖ２を検出し、その検出値に基づき第２制御を実行することが可能になる。

その後、現在実行中の印刷ジョブについて画像形成処理が終了するなど、印加回路６３をオフすべきタイミングが到来したときには（Ｓ１７：ＹＥＳ）、Ｓ１９で印加回路６３をオフし、各種ローラの回転駆動を停止し、本電力制御処理を終了する。

一方、印加回路６３をオフすべきタイミングが未だ到来していなければ（Ｓ１７：ＮＯ）、Ｓ２１で、Ｓ１５の定電圧制御の実行時から、第１基準時間経過したか否かを判断する。第１基準時間は、定電圧制御の実行時から、第１クリーニング電圧Ｖ１及び第２クリーニング電圧Ｖ２がほぼ安定するのに必要な時間であり、本実施形態では例えば２００［ｍｓ］である。

そして、第１基準時間を経過していなければ（Ｓ２１：ＮＯ）、Ｓ１５に戻り、経過していれば（Ｓ２１：ＹＥＳ）、Ｓ２３で、負荷電流ＩＲの検出は済んだか否かを判断する。この判断は、例えば電流検出フラグのオン・オフにより行う。当初、電流検出フラグはオフされているため、Ｓ２５に進み、定電圧制御（印加電圧の検出）から負荷電流ＩＲの検出への移行を開始する。

（５−２）負荷電流の検出
Ｓ２５では、ＰＷＭ制御回路６５は、ＰＷＭ信号Ｓ１，Ｓ４のＰＷＭ値を、移行直前の値、換言すれば定電圧制御における最終値に維持し、第１スイッチ回路６８及び第２スイッチ回路７０を共にオフさせる。これにより、第１電流ＩＡ及び第２電流ＩＢが、第１電圧検出回路６２、第２電圧検出回路６４及び電流検出回路６６に流れなくなり、その結果、電流検出回路６６に負荷電流ＩＲのみが流れるようになる。従って、ＰＷＭ制御回路６５は、電流検出回路６６からの検出信号Ｓ５に基づき負荷電流ＩＲの値を精度よく検出することが可能になる。

Ｓ２７では、ＰＷＭ制御回路６５はＳ２５のスイッチオフ時から第２基準時間待機し、その後、Ｓ２９で電流検出回路６６からの検出信号Ｓ５に基づき負荷電流ＩＲの値を検出する。なお、第２基準時間は、Ｓ２５のスイッチオフ時から、電流検出回路６６に流れる電流量がほぼ安定するのに必要な時間であり、本実施形態では例えば１［ｍｓ］である。

Ｓ３１では、ＰＷＭ制御回路６５は第１スイッチ回路６８及び第２スイッチ回路７０を共に再びオンさせ、電流検出フラグをオンする。従って、本実施形態では、負荷電流ＩＲの検出を各印刷ジョブにつき１回だけ行う。但し、負荷電流ＩＲの検出を複数回行った上でそれら複数回分の検出値の平均値を求めるようにしてもよい。

（５−３）放電発生の危険度判定
Ｓ３３では、放電発生の危険度を判定する。具体的には、Ｓ２９で検出した負荷電流ＩＲの値が、閾値以上か否かを判定する。なお、閾値は、放電発生時の負荷電流ＩＲの値よりもやや低い値に設定されており、本実施形態では例えば１００［ｍＡ］に設定されている。負荷電流ＩＲの値が閾値未満であれば（Ｓ３３：ＮＯ）、放電発生の危険度は比較的に低いとみなし、Ｓ１５に戻り、定電圧制御（Ｓ１５）に移行し、本電力制御処理を続行する。

一方、負荷電流ＩＲの値が閾値以上であれば（Ｓ３３：ＹＥＳ）、放電発生の危険度は比較的に高いとみなし、Ｓ３５で印加回路６３及び各種ローラの回転駆動を停止させる。そして、Ｓ３７で、例えばプリンタ１に備えられた図示しない表示部に、クリーニングユニット１３の交換を促すメッセージを表示させて、本電力制御処理を終了する。なお、Ｓ３７では外部への報知処理であればよく、例えば上記メッセージを含む情報を、データ通信により外部機器（例えばプリンタ１に通信可能に接続されたコンピュータ）に送信してもよい。

（６）本実施形態の効果
本実施形態によれば、定電圧制御には、スイッチ回路６８，７０をオンして電圧検出回路６２，６４を通電させることで印加電圧Ｖ１、Ｖ２の検出を可能とする。一方、負荷電流ＩＲの検出時には、スイッチ回路６８，７０をオフすることで、電圧検出回路６２，６４に流れる電流ＩＡ，ＩＢが電流検出回路６６に流れ込むことを抑制する。これにより、負荷電流ＩＲを精度よく検出することが可能である。また、差動増幅器を利用しないので前述した従来構成に比べて耐電圧性を向上させることが可能である。

また、負荷電流ＩＲの検出時において、ＰＷＭ信号Ｓ１，Ｓ４を一定レベルに保つことで印加電圧Ｖ１，Ｖ２の変動が抑制されるので、負荷電流ＩＲを精度よく検出することが可能である。また、負荷電流ＩＲの検出中は、印加電圧Ｖ１、Ｖ２の検出ができない。そこで、負荷電流ＩＲの検出中は、ＰＷＭ信号Ｓ１、Ｓ４のＰＷＭ値を、定電圧制御から負荷電流ＩＲの検出への移行直前の値に維持する。このため、クリーニングローラ５１のインピーダンスを更に精度よく検出することが可能である。

＜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、例えば次のような種々の態様も本発明の技術的範囲に含まれる。特に、各実施形態の構成要素のうち、最上位の発明の構成要素以外の構成要素は、付加的な要素なので適宜省略可能である。

（１）上記実施形態では、第１スイッチ回路６８、第２スイッチ回路７０のオン時に、印加電圧の検出値に基づき定電圧制御を実行したが、本発明はこれに限られない。印加電圧の検出値を他の用途に使用してもよいし、また、単に印加電圧を検出するだけであってもよい。

（２）上記実施形態では、負荷電流ＩＲの検出時（図４のＳ２５）、第１スイッチ回路６８及び第２スイッチ回路７０を共にオフさせたが、本発明はこれに限られない。第１スイッチ回路６８及び第２スイッチ回路７０の一方だけをオフしてもよい。これにより、第１電流ＩＡ及び第２電流ＩＢの一方が電流検出回路６６に流れ込むことを抑制されるため、第１スイッチ回路６８及び第２スイッチ回路７０を共にオンさせたまま負荷電流ＩＲの検出をする場合に比べて負荷電流ＩＲを精度よく検出することが可能である。また、上記実施形態に比べて、スイッチ回路のオン・オフにより印加電圧が変動し電力制御の追従性が悪化することを抑制することができる。なお、このとき、第１スイッチ回路６８及び第２スイッチ回路７０のうちオフさせない方を高圧制御装置１１から除くのが好ましい。

特に、上記実施形態のようにシャント方式を採用する場合、基準となる第１クリーニング電圧Ｖ１の変動は第２クリーニング電圧Ｖ２に大きく影響するのに対し、第２クリーニング電圧Ｖ２の変動は第１クリーニング電圧Ｖ１の変動に影響しにくい。このため、負荷電流ＩＲの検出時に、第２スイッチ回路７０だけをオフするのが好ましい。これにより、第１スイッチ回路６８だけをオフする場合に比べてスイッチ回路のオフによる電圧変動の影響を抑制することが可能である。

一方、上記実施形態とは異なり、第１クリーニング電圧Ｖ１及び第２クリーニング電圧Ｖ２をそれぞれ個別のトランスにより生成する構成であっても本発明は適用可能である。この場合、第１クリーニング電圧Ｖ１及び第２クリーニング電圧Ｖ２は、各電圧検出回路の通電のオンオフによるお互いの影響が、シャント方式に比べて小さい。また、本来検出したいのは、クリーニングローラ５１とベルト２７とバックアップローラ５５との間に流れる負荷電流ＩＲの値である。従って、第１クリーニング電圧Ｖ１の電圧検出回路だけの通電をオフするのが好ましい。

更に、第１スイッチ回路６８及び第２スイッチ回路７０を異なる時期にオフさせてもよい。そして、それぞれのオフ時における負荷電流ＩＲの検出値に基づき負荷電流ＩＲの値を決定してもよい。例えば両検出値の平均値、或いは低い方の検出値を負荷電流ＩＲの値として決定するのである。

（３）上記実施形態では、負荷電圧に負極性の印加電圧を与える構成であったが、勿論、正極性の印加電圧を与える構成であってもよい。また、電気的負荷は、転写ローラなどであってもよい。

１...プリンタ（画像形成装置）
１１...高圧制御装置（電力制御装置）
５１...クリーニングローラ（第２電気的負荷）
５３...回収ローラ（第１電気的負荷）
６２...第１電圧検出回路
６３...印加回路
６４...第２電圧検出回路
６５...ＰＷＭ制御回路（制御部）
６６...電流検出回路
６７...電圧生成回路
６８...第１スイッチ回路
６９...シャント回路
７０...第２スイッチ回路
ＩＲ...負荷電流
Ｓ１...ＰＷＭ信号（制御信号）
Ｓ４...ＰＷＭ信号（制御信号）
Ｖ１...第１クリーニング電圧（第１印加電圧）
Ｖ２...第２クリーニング電圧（第２印加電圧）

Claims (6)

1. 電気的負荷への印加電圧を出力する印加回路と、
   前記印加電圧の値を検出する電圧検出回路と、
   前記電気的負荷に流れる負荷電流の値を検出する電流検出回路と、
   前記電圧検出回路が介在し、且つ、前記負荷電流が流れない通電路中に設けられるスイッチ回路と、
   前記スイッチ回路をオンして前記電圧検出回路による前記印加電圧の検出を実行し、前記スイッチ回路をオフして前記電流検出回路による前記負荷電流の検出を実行する制御部と、を備える電力制御装置。
2. 請求項１に記載の電力制御装置であって、
   前記制御部は、前記印加電圧の検出時には、前記電圧検出回路での検出電圧値に基づく制御信号を前記印加回路に与えて前記印加電圧を目標値に近づける定電圧制御を実行し、前記負荷電流の検出時には、前記制御信号を一定レベルに維持する、電力制御装置。
3. 請求項２に記載の電力制御装置であって、
   前記制御部は、前記印加電圧の検出から前記負荷電流の検出に移行する場合、前記制御信号を移行直前のレベルに維持する、電力制御装置。
4. 電気的負荷と、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電力制御装置と、を有し、
   前記電気的負荷への印加電圧が前記電力制御装置から出力されることに基づき画像形成処理を実行する画像形成装置。
5. 請求項４に記載の画像形成装置であって、
   前記電気的負荷として、互いに電気的に接続される第１電気的負荷及び第２電気的負荷を備え、
   前記印加回路は、前記第１電気的負荷に印加する第１印加電圧、及び、前記第２電気的負荷に印加する第２印加電圧を出力する構成であり、
   前記電流検出回路は、前記第１電気的負荷及び第２電気的負荷に流れる負荷電流を検出する構成であり、
   前記電圧検出回路として、前記第１印加電圧の値を検出する第１電圧検出回路、及び、前記第２印加電圧の値を検出する第２電圧検出回路を備え、
   前記スイッチ回路は、オフすることで前記第１電圧検出回路及び前記第２電圧検出回路の少なくとも一方の通電を遮断する構成である、画像形成装置。
6. 請求項５に記載の画像形成装置であって、
   前記印加回路は、前記第１印加電圧を生成する電圧生成回路、及び、前記電圧生成回路の出力側と前記第２電気的負荷との間に電気的に接続されるシャント回路を有し、
   前記電圧検出回路は、前記第２印加電圧の値を検出する構成であり、
   前記スイッチ回路は、オフすることで前記第２電圧検出回路の通電を遮断する構成であり、
   前記制御部は、前記印加電圧の検出時には、前記第１電圧を第１目標値に近付けるように前記電圧生成回路を制御する第１制御、及び、前記シャント回路から前記第２電気的負荷に印加される第２電圧を第２目標値に近付けるように前記シャント回路を制御する第２制御を実行する構成である、画像形成装置。

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