JP4349417B2 - Ｐｗｍ型電源装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動信号のＰＷＭデューティー比に対応する電圧を発生するＰＷＭ型電源装置、及び、そのＰＷＭ型電源装置が発生する電圧を用いて電子写真方式によって画像を形成する画像形成装置に関する。

従来より、駆動信号のＰＷＭデューティー比に対応する電圧を発生する電圧発生手段と、該電圧発生手段が発生する電圧を検出する電圧検出手段と、を備え、電圧検出手段に検出された電圧に応じて上記ＰＷＭデューティー比をフィードバック制御するＰＷＭ型電源装置が考えられている。また、この種のＰＷＭ型電源装置では、ＰＷＭデューティー比を変更したときの上記電圧の変化に応じて、ＰＷＭデューティー比と上記電圧との対応関係を直線近似し、上記電圧を目標値に制御するためのＰＷＭデューティー比を算出することも提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１１−２４２５０２号公報

ところが、ＰＷＭデューティー比を変更しても、電圧発生手段が発生する電圧は即座にその変更後のＰＷＭデューティー比に対応する電圧に切り換る訳ではなく、電圧の変化には時間を要する。このため、上記技術では、電圧の目標値に対応するＰＷＭデューティー比を最初の算出処理だけでは正確に予測することができず、ＰＷＭデューティー比を何度も変更しなければならないため、上記電圧を目標値に制御するのに時間を要した。そこで、本発明は、駆動信号のＰＷＭデューティー比に対応する電圧を発生する電圧発生手段を備えたＰＷＭ型電源装置、及び、そのＰＷＭ型電源装置が発生する電圧を用いて画像を形成する画像形成装置において、上記電圧発生手段が発生する電圧を迅速に目標値に制御することを目的としてなされた。

上記目的を達するためになされた本発明のＰＷＭ型電源装置は、駆動信号のＰＷＭデューティー比に対応する電圧を発生する電圧発生手段と、該電圧発生手段が発生する電圧を検出する電圧検出手段と、上記ＰＷＭデューティー比が一定値に維持されている期間における少なくとも３つの時点に上記電圧検出手段が検出した電圧を記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶された上記少なくとも３つの時点の電圧を、時間と電圧との２次元座標上で結ぶ曲線に応じて予測される上記電圧の収束値に基づいて、上記電圧発生手段が発生する電圧を目標値に制御するためのＰＷＭデューティー比を算出するデューティー比算出手段と、上記駆動信号のＰＷＭデューティー比を、上記デューティー比算出手段が算出したＰＷＭデューティー比に制御するデューティー比制御手段と、を備え、上記デューティー比制御手段が上記ＰＷＭデューティー比を変更してから上記電圧検出手段が検出する電圧が安定化するのに必要な期間として予め設定された所定期間の間は、上記記憶手段，上記デューティー比算出手段，及び上記デューティー比制御手段が、上記動作を再開しないことを特徴としている。

このように構成された本発明のＰＷＭ型電源装置では、電圧発生手段は駆動信号のＰＷＭデューティー比に対応する電圧を発生し、その電圧を電圧検出手段が検出する。また、記憶手段は、上記ＰＷＭデューティー比が一定値に維持されている期間における少なくとも３つの時点に上記電圧検出手段が検出した電圧を記憶する。そして、デューティー比算出手段は、この記憶手段に記憶された上記少なくとも３つの時点の電圧を、時間と電圧との２次元座標上で結ぶ曲線に応じて予測される上記電圧の収束値に基づいて、上記電圧発生手段が発生する電圧を目標値に制御するためのＰＷＭデューティー比を算出する。

すなわち、上記曲線からは電圧の変化が分かり、そのときのＰＷＭデューティー比に対応する最終的な電圧（収束値）を予測することができる。このため、デューティー比算出手段は、そのように予測された収束値に基づいて、電圧発生手段が発生する電圧を目標値に制御するためのＰＷＭデューティー比を正確に算出することができる。

デューティー比制御手段は、上記駆動信号のＰＷＭデューティー比を、上記デューティー比算出手段が算出したＰＷＭデューティー比に制御するので、電圧発生手段が発生する電圧を目標値に良好に制御することが、何度もＰＷＭデューティー比を変更することなく可能となる。このため、本発明のＰＷＭ型電源装置では、電圧発生手段が発生する電圧を迅速に目標値に制御することができる。
また、本発明のＰＷＭ型電源装置では、上記デューティー比制御手段が上記ＰＷＭデューティー比を変更してから上記電圧検出手段が検出する電圧が安定化するのに必要な期間として予め設定された所定期間の間は、上記記憶手段，上記デューティー比算出手段，及び上記デューティー比制御手段が、上記動作を再開しない。
このため、デューティー比制御手段によりＰＷＭデューティーが変更された後、電圧が安定化してから次の制御が再開されるので、ＰＷＭデューティー比の無駄な増減を一層減らして安定した制御が可能となる。
また、上記目的を達するためになされた本発明のＰＷＭ型電源装置は、駆動信号のＰＷＭデューティー比に対応する電圧を発生する電圧発生手段と、該電圧発生手段が発生する電圧を検出する電圧検出手段と、上記ＰＷＭデューティー比が一定値に維持されている期間における少なくとも３つの時点に上記電圧検出手段が検出した電圧を記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶された上記少なくとも３つの時点の電圧を、時間と電圧との２次元座標上で結ぶ曲線に応じて予測される上記電圧の収束値に基づいて、上記電圧発生手段が発生する電圧を目標値に制御するためのＰＷＭデューティー比を算出するデューティー比算出手段と、上記駆動信号のＰＷＭデューティー比を、上記デューティー比算出手段が算出したＰＷＭデューティー比に制御するデューティー比制御手段と、上記デューティー比制御手段が上記ＰＷＭデューティー比を変更してから上記電圧検出手段が検出する電圧が安定化するのに必要な期間を予測する安定化期間予測手段と、を備え、上記デューティー比制御手段が上記ＰＷＭデューティー比を変更してから、上記安定化期間予測手段に予測された期間が経過するまでの間は、上記記憶手段，上記デューティー比算出手段，及び上記デューティー比制御手段が、上記動作を再開しないことを特徴とするものであってもよい。
本発明では、デューティー比制御手段にＰＷＭデューティーが変更された後、電圧が安定化するまでの期間を安定化期間予測手段が予測し、その期間が過ぎてから次の制御が再開される。このため、本発明でも、ＰＷＭデューティー比の無駄な増減や無駄な待機の少ない迅速かつ安定した制御が可能となる。

なお、本発明のＰＷＭ型電源装置は以下の構成に限定されるものではないが、上記曲線は指数関数曲線であってもよい。一定値に収束する事象の変化を予測するのには指数関数が適切であり、上記曲線を指数関数とした場合、上記電圧の変化を一層良好に予測してその電圧を一層迅速に目標値に制御することができる。

また、本発明のＰＷＭ型電源装置では、上記ＰＷＭデューティー比が変更されて一定値に維持されてから上記電圧検出手段が検出する電圧が安定化するまでの期間より、上記少なくとも３つの時点の間隔の総和が短くてもよい。この場合、上記少なくとも３つの時点の電圧から電圧の変化を予測する効果が一層顕著に表れる。なお、本願でいう「安定化」とは、必ずしも上記電圧が完全に一定値に収束して変化しなくなる状態でなくてもよく、系に応じて適宜に定義することができる。例えば、上記電圧検出手段により一定時間内に検出された複数の電圧値が一定範囲内に収っている状態を「安定化」と定義してもよい。

また、本発明の画像形成装置は、上記いずれかに記載のＰＷＭ型電源装置の上記電圧発生手段が発生する電圧を用いて、電子写真方式によって被記録媒体に画像を形成する画像形成手段を、備えたことを特徴としている。

このように構成された本発明の画像形成装置では、電子写真方式で画像を形成する画像形成手段が、上記いずれかに記載のＰＷＭ型電源装置の電圧発生手段が発生する電圧を用いているので、その画像形成手段に印加される電圧を目標値に迅速に制御することができる。従って、本発明の画像形成装置では、被記録媒体への画像形成を迅速に実行することができる。

［実施の形態の構成］
次に、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。図１は、本発明が適用された画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ１の構成を概略的に表す説明図である。図１に示すように、本実施の形態のレーザプリンタ１は、被記録媒体の一例としての用紙Ｐに電子写真方式によって画像を形成する画像形成手段の一例としての画像形成部１０と、ＰＷＭ型電源装置の一例としての電源部３０とを備えている。

画像形成部１０は、感光体ドラム１１と転写ローラ１２との間に用紙Ｐを挟んで矢印方向に搬送する間に、その用紙Ｐにトナー像を形成するものである。感光体ドラム１１は、ドラム本体が接地されると共に、その表面に有機系感光体材料、例えば、ポリカーボネートなどから構成される正帯電性の感光層が形成されており、レーザプリンタ１に、図１における反時計方向に回転可能に支持されている。

また、感光体ドラム１１の外周には、帯電器１３，レーザスキャナユニット１４，及び現像ユニット１５が、転写ローラ１２との対向部から感光体ドラム１１の回転方向に沿って順次配設されている。帯電器１３は、タングステンなどの帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させる正帯電用のスコロトロン型帯電器であり、感光体ドラム１１の表面を一様に正極性に帯電させるように構成されている。レーザスキャナユニット１４は、感光体ドラム１１に、外部より入力される画像データに応じたレーザ光Ｌを光源から出射し、ポリゴンモータにより回転駆動されるポリゴンミラーの鏡面などによりレーザ光Ｌを走査して、感光体ドラム１１の表面へ照射する周知のものである。

また、現像ユニット１５は、感光体ドラム１１との対向部に現像ローラ１６を備えている。そして、この現像ユニット１５は、現像ユニット１５の内部に収容された正帯電性の非磁性１成分重合トナー（図示せず）を図示省略した周知の供給ローラ，層厚規制ブレード等によって摩擦帯電させながら、現像ローラ１６を介して感光体ドラム１１の表面まで供給するものである。

このため、感光体ドラム１１の表面は、その感光体ドラム１１の回転に伴って、先ず、帯電器１３により一様に正帯電された後、レーザスキャナユニット１４からのレーザ光Ｌの高速走査により露光され、画像データに応じた静電潜像が形成される。

次いで、現像ユニット１５より、正帯電されているトナーが感光体ドラム１１に供給されると、そのトナーは、感光体ドラム１１の表面上に形成された静電潜像、すなわち、一様に正帯電されている感光体ドラム１１の表面のうち、レーザ光Ｌによって露光され電位が下がっている露光部分に供給され、選択的に担持されることによって可視像化され、これによってトナー像が達成される。

転写ローラ１２は、レーザプリンタ１に図１において時計方向に回転可能に支持されている。この転写ローラ１２は、金属製のローラ軸に、イオン導電性のゴム材料からなるローラが被覆されており、転写時には、転写バイアス（転写順バイアス）が印加されるように構成されている。そのため、感光体ドラム１１の表面上に担持された上記トナー像は、用紙Ｐが感光体ドラム１１と転写ローラ１２との間を通る間に、用紙Ｐに転写される。また、図示省略したが、上記トナー像転写後の用紙Ｐは、加熱ローラと加圧ローラとを備えた定着器へ搬送され、上記トナー像が熱定着される。

また、電源部３０は、前述した帯電器１３のグリッド，現像ローラ１６，転写ローラ１２等の各部に印加されるバイアス電圧を供給するものである。なお、以下の説明では、説明の便宜上、転写ローラ１２に印加されるバイアス電圧の制御について説明するが、他の部位に印加されるバイアス電圧も同様に制御される。

図１に示すように、電源部３０には、トランス３１Ａを備えた電圧発生手段の一例としての昇圧回路３１が設けられ、このトランス３１Ａの１次側には、トランスドライブ回路３２を介してスイッチングされる電流が通電され、トランス３１Ａの２次側には、ダイオード及びコンデンサを備えた周知の平滑整流回路３１Ｂが設けられている。

トランスドライブ回路３２は、ＰＷＭ信号平滑回路３３を介してＡＳＩＣ（application specific integrated circuit ）３４に接続されている。このため、ＡＳＩＣ３４がＰＷＭ信号平滑回路３３へＰＷＭ信号を出力すると、そのＰＷＭ信号はＰＷＭ信号平滑回路３３にて平滑化されてＰＷＭ信号のデューティー比に応じた電圧を出力する。トランスドライブ回路３２は、その平滑化後の電圧に応じた電流をトランス３１Ａの１次側に通電する。この通電に応じてトランス３１Ａの２次側に発生した高圧出力電圧Ｖは、転写ローラ１２に印加されると共に、出力電圧検出回路３５に入力される。出力電圧検出回路３５は、上記高圧出力電圧Ｖを抵抗器Ｒ１，Ｒ２で分圧し、転写バイアスのフィードバック信号（以下、ＦＢ＿ＴＲＣＣという）として出力する。

このＦＢ＿ＴＲＣＣはＡＳＩＣ３４へフィードバックされ、ＡＳＩＣ３４は、そのＦＢ＿ＴＲＣＣに基づいて、上記高圧出力電圧Ｖが制御目標値となるように上記ＰＷＭ信号を制御する。次に、ＡＳＩＣ３４の内部の詳細な構成について説明する。

図１では省略したが、電源部３０は、帯電器１３のグリッドや現像ローラ１６にも高圧出力電圧Ｖを印加するために、前述の昇圧回路３１，トランスドライブ回路３２，ＰＷＭ信号平滑回路３３，出力電圧検出回路３５と同様の構成を複数組有しており、以下、これらを前述の現像用の構成と併せて高圧電源（ＨＶＰＳ）３９と呼ぶ。図２に示すように、この高圧電源３９からは、前述のＦＢ＿ＴＲＣＣの他、現像バイアスのフィードバック信号としてのＦＢ＿ＤＥＶ、転写逆バイアスのフィードバック信号としてのＦＢ＿ＴＲＣＣＶ、グリッド電圧のフィードバック信号としてのＦＢ＿ＧＲＩＤが入力されている。

そして、これらのフィードバック信号はマルチプレクサ３４１を介してＡ／Ｄコンバータ３４２へ選択的に入力される。Ａ／Ｄコンバータ３４２は、Ａ／Ｄタイミング発生回路３４３が４８ＭＨｚのクロック３４５に同期して入力するＡ／Ｄタイミングに応じて、その時点で入力されている上記フィードバック信号（アナログ信号）をデジタルデータに変換する。なお、このＡ／Ｄタイミングはマルチプレクサ３４１による入力信号の切り替えタイミングより充分に短く設定され、同一種類のフィードバック信号（例えば前述のＦＢ＿ＴＲＣＣ）が複数回（３回以上）連続してデジタルデータに変換される。

Ａ／Ｄコンバータ３４２が出力するデジタルデータは記憶手段の一例としてのＡ／Ｄ値レジスタ３４６に入力され、そのＡ／Ｄ値レジスタ３４６は、上記同一のフィードバック信号に対して順次連続して変換された各デジタルデータを記憶する。デューティー比算出手段及びデューティー比制御手段の一例としてのＣＰＵ３４７は、Ａ／Ｄ値レジスタ３４６に記憶されたデジタルデータに基づき、後述のように、上記ＰＷＭ信号を発生するためのＰＷＭ値を出力し、ＰＷＭ設定レジスタ３４８に記憶させる。ＰＷＭ設定レジスタ３４８にはＰＷＭ信号発生ブロック３４９が接続されており、そのＰＷＭ信号発生ブロック３４９は、ＰＷＭ設定レジスタ３４８に記憶されたＰＷＭ値に対応するデューティー比のＰＷＭ信号を、前述のクロック３４５に基づいて高圧電源３９に入力する。なお、ＰＷＭ信号発生ブロック３４９は、転写バイアス制御用のＰＷＭ信号としてのＰＷＭ＿ＴＲＣＣと、グリッド電圧制御用のＰＷＭ信号としてのＰＷＭ＿ＧＲＩＤと、現像バイアス制御用のＰＷＭ信号としてのＰＷＭ＿ＤＥＶとを、時分割により順次設定し、出力する。

［実施の形態における処理及びその効果］
次に、ＣＰＵ３４７が実行する処理について、転写バイアスの制御を例にとって説明する。なお、ＣＰＵ３４７はプログラムが記憶されたＲＯＭを内蔵しており、レーザプリンタ１に印刷が指示されると、ＣＰＵ３４７は上記ＲＯＭに記憶されたプログラムに基づいて図３のフローチャートに示す処理を実行する。

図３に示すように、処理が開始されると、先ず、Ｓ１（Ｓはステップを表す：以下同様）にて、ＰＷＭ値の初期値としてのスタートＰＷＭ値が出力される。続くＳ２では、そのスタートＰＷＭ値の出力がＦＢ＿ＴＲＣＣに対応するＡ／Ｄコンバータ３４２から出力されるデジタルデータ（以下、Ａ／Ｄ値という）に反映されるのに充分な時間として予め設定された所定時間Ｔ0 （例えば１０ｍｓ）待機し（Ｓ２：Ｎ）、その所定時間Ｔ0 が経過すると（Ｓ２：Ｙ）、処理はＳ３へ移行する。Ｓ３では、Ａ／Ｄ値レジスタ３４６に記憶されている複数（少なくとも３つ以上）のＡ／Ｄ値が読み込まれ、続くＳ４にて、そのＡ／Ｄ値の収束値が予測演算される。

すなわち、図４に例示するように、ＦＢ＿ＴＲＣＣの値が時間Ｔの経過に従ってＶ0 →Ｖ1 →Ｖ2 →Ｖ3 →Ｖ4 →Ｖ5 →Ｖ6 →Ｖ7 と変化したとすると、各時点のＦＢ＿ＴＲＣＣの値を時間ＴとＦＢ＿ＴＲＣＣとの２次元座標上で結ぶ曲線を想定することにより、図４に点線で示すような収束値を算出することができる。Ｓ４では、このような収束値を算出するのである。なお、一定値に収束する事象の変化を予測するのには指数関数が適切であり、このような指数関数は、次の式（１）で表される。

ＶＴ＝Ｅ＊ｅｘｐ（−Ｔ／τ）＋Ｖｃ＊（１−ｅｘｐ（−Ｔ／τ））・・・（１）
なお、式（１）において、Ｔは時間を、ＶＴは時間Ｔにおける出力値（すなわちＦＢ＿ＴＲＣＣ）を、Ｅは演算対象の最も早い時間の出力値を、τは時定数を、Ｖｃは収束値を、それぞれ表している。このため、少なくとも３つの時点のＡ／Ｄ値（すなわちＶＴ）を式（１）に代入して連立方程式を解くことにより、収束値Ｖｃを求めることができる。

また、Ｓ４では、図４の例のように４つ以上のＡ／Ｄ値が利用可能な場合、３つのＡ／Ｄ値の各種組み合わせに対して算出された収束値Ｖｃの平均値を利用するなど、種々の方法で精度を向上させることができる。

この好ましい方法としては、例えば、１０個のＡ／Ｄ値が利用可能な場合にそれを３つのブロックに分け、Ａ／Ｄ値が増加または減少のいずれか一方の方向に変化しているブロック、或いは、増減の幅が減少しているブロックのＡ／Ｄ値を利用する方法が考えられる。また、他の好ましい方法としては、１０個のＡ／Ｄ値が利用可能であれば１つずつずらして収束値Ｖｃを８回算出し、最大と最小のＶｃは除外し、また、一定範囲内に入っていないＶｃも除外した残りのＶｃの平均値を利用する方法も考えられる。更に、１０個のＡ／Ｄ値との差の総和が最も少なくなるような指数関数を演算してもよく、この場合、その指数関数に対応する曲線が実測されたＦＢ＿ＴＲＣＣを表すどの点も通らない場合もある。

このようにしてＳ４にて収束値が算出されると、続くＳ５では、その収束値に基づいて、ＦＢ＿ＴＲＣＣを目標値に制御するためのＰＷＭ値（以下、目標ＰＷＭともいう）、つまり、ＰＷＭ信号のデューティー比を求めるための基礎となる値が算出される。続くＳ６では、Ｓ５にて算出された目標ＰＷＭに向けたＰＷＭ値の更新値がＰＷＭ設定レジスタ３４８に出力され、処理はＳ７へ移行する。Ｓ７では、Ｓ６によるＰＷＭ値の更新後、ＦＢ＿ＴＲＣＣが安定化する（例えばＦＢ＿ＴＲＣＣが収束値近傍の所定範囲（例えば±５％の範囲）に入る）のに必要な時間として予め設定された所定時間Ｔ1 （例えば３０ｍｓ）だけ待機し（Ｓ７：Ｎ）、その所定時間Ｔ1 が経過すると（Ｓ７：Ｙ）、処理はＳ１０へ移行する。

Ｓ１０では、レーザプリンタ１による印刷が終了したか否かが判断される。そして、印刷が終了していない場合は（Ｓ１０：Ｎ）、続くＳ１１にて、その時点でＡ／Ｄ値レジスタ３４６に記憶されている複数のＡ／Ｄ値が読み込まれ、Ｓ１２にて、そのＡ／Ｄ値が平均化されてその平均値がＶａｄａｖｅとされる。続くＳ１３では、そのＶａｄａｖｅが目標値を含む所定範囲内（例えば±５％の範囲）に入っているか否かが判断され、入っている場合は（Ｓ１３：Ｙ）、３つ以上のＡ／Ｄ値が取得されるのに充分な所定時間Ｔ2 （例えば５ｍｓ）だけＳ１４にて待機した後、処理は前述のＳ１０へ移行する。

一方、Ｖａｄａｖｅが上記所定範囲内に入っていない場合は（Ｓ１３：Ｎ）、前述のＳ４〜Ｓ６と同様に、Ａ／Ｄ値レジスタ３４６に記憶されているＡ／Ｄ値に基づいて収束値が予測され（Ｓ１５）、目標ＰＷＭが算出され（Ｓ１６）、そのＰＷＭ値が出力されて（Ｓ１７）、処理は前述のＳ７へ移行する。また、このようにＳ７〜Ｓ１７の処理が繰り返し実行される間に、印刷が終了すると（Ｓ１０：Ｙ）、Ｓ１９にてＰＷＭ信号の出力が停止され、処理が一旦終了する。

このように、本実施の形態では、Ａ／Ｄ値の収束値を予測して（Ｓ４，Ｓ１５）、その収束値に基づいてＰＷＭ値を制御している（Ｓ５，Ｓ６，Ｓ１６，Ｓ１７）。このため、ＦＢ＿ＴＲＣＣを目標値に制御するためのＰＷＭ値を正確に算出することができ、ＦＢ＿ＴＲＣＣを迅速に目標値に制御することができる。なお、上記処理において、Ｓ４，Ｓ５，Ｓ１５，Ｓ１６がデューティー比算出手段に、Ｓ６，Ｓ１７がデューティー比制御手段に、それぞれ相当する。

図５は、上記処理の効果を具体的なシミュレーションによって表す説明図である。起動から約１３ｍｓ後までのＦＢ＿ＴＲＣＣの変化に基づいて図５（Ａ）に例示するような曲線が推定されたとする（Ｓ４）。すると、その曲線におけるＦＢ＿ＴＲＣＣの収束値に対応してＰＷＭ値が更新されることにより（Ｓ５，Ｓ６）、ＦＢ＿ＴＲＣＣは図５（Ｂ）に例示するように変化する。この場合、起動から約３２ｍｓ後には、ＦＢ＿ＴＲＣＣが目標値の９５％以内の範囲に収束している。

これに対して、収束値の予測を行わなかった場合、図６に例示するように、ＦＢ＿ＴＲＣＣが下がりつつあるにも拘らず充分にＰＷＭ値を増加補正することができず、再びＰＷＭ値の増加補正を余儀なくされて、目標値の９５％に達するには約７２ｍｓを要している。このように、本実施の形態では、ＰＷＭ値を何度も更新する必要がなく、ＦＢ＿ＴＲＣＣを極めて迅速に目標値に制御することができる。しかも、本実施の形態では、Ａ／Ｄ値の取得間隔が充分に短く、例えば図４の例ではＦＢ＿ＴＲＣＣが安定化するまでに８個以上のＡ／Ｄ値が取得可能である。従って、上記ＦＢ＿ＴＲＣＣの変化を良好に予測して、上記のようにＦＢ＿ＴＲＣＣを迅速に収束させることができる。更に、本実施の形態のレーザプリンタ１では、電源部３０が上記のようにＦＢ＿ＴＲＣＣを迅速に目標値に制御するので、印刷を迅速に実行することができる。

［上記実施の形態の変形例］
また、本発明は上記実施の形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。例えば、転写ローラ１２に用紙Ｐが送り込まれるタイミング、用紙Ｐが排出されるタイミングなどのようにＦＢ＿ＴＲＣＣに影響を及ぼす負荷変動が大きいタイミングが分かっている場合は、そのタイミングでのみ上記のような収束値の算出を行い、転写ローラ１２の負荷変動の小さい時点ではＡ／Ｄ値の平均値に対してフィードバック制御を行ってもよい。

また、上記実施の形態では、ＦＢ＿ＴＲＣＣが安定化するのに必要な時間Ｔ1 を予め設定しているが、図４に例示したように想定された曲線に基づいて、ＦＢ＿ＴＲＣＣが安定化するのに必要な時間を算出してもよい。図７は、このような処理を表すフローチャートである。なお、本処理では、図３のＳ３より後の処理を次のように変更している。また、図７では、図３と同様の処理については図３で使用したものと同一の符号を使用している。そこで、以下に相違点のみ説明する。

図７に示すように、本処理では、前述のＳ３にて複数のＡ／Ｄ値が読み込まれると、処理はＳ４に代わるＳ１０４へ移行する。Ｓ１０４では、前述のＳ４と同様にＡ／Ｄ値の収束値が予測演算されると共に、ＦＢ＿ＴＲＣＣが安定化するのに必要かつ充分な収束時間が演算され、その時間が収束時間Ｔ1 として設定される。このため、本処理のＳ７では、上記演算された時間Ｔ1 だけ待機がなされ（Ｓ７：Ｎ）、時間Ｔ1 が経過すると（Ｓ７：Ｙ）、処理は前述のＳ１０以下の処理へ移行する。

また、Ｖａｄａｖｅが所定範囲内にない場合（Ｓ１３：Ｎ）に実行されるＳ１５の処理は、図３の処理と同様に収束値を予測するだけであるが、本処理では、Ｓ１６，Ｓ１７にてＰＷＭ値が更新された後、Ｓ１２０にて前述の時間Ｔ2 だけ待機がなされ、Ｓ１２３，Ｓ１２４の処理が実行される。すなわち、Ｓ１２３では、上記待機中（Ｓ１２０）に取得された複数のＡ／Ｄ値が読み込まれ、Ｓ１２４では、そのＡ／Ｄ値に基づいて、ＦＢ＿ＴＲＣＣが安定化するのに必要かつ充分な収束時間Ｔ1 が演算され、処理は前述のＳ７へ移行する。すると、Ｓ７では、新たに演算された収束時間Ｔ1 だけ待機がなされる。

本処理では、ＦＢ＿ＴＲＣＣが安定化するのに必要かつ充分な時間Ｔ1 を演算し、ＰＷＭ値の変更後はその時間Ｔ1 だけ待機してからＰＷＭ値の制御を再開しているので、ＰＷＭ値の無駄な増減や、無駄な待機の少ない迅速かつ安定した制御が可能となる。なお、上記処理において、Ｓ１０４における収束時間Ｔ1 の演算処理、及び、Ｓ１２０〜Ｓ１２４の処理が安定化期間予測手段に相当する。

また、上記各実施の形態では、ＰＷＭ値を更新した場合（Ｓ６，Ｓ１７）、ＦＢ＿ＴＲＣＣが安定化するまで待機しているが（Ｓ７）、安定化を待たずに制御を再開してもよい。図８は、このような処理を表すフローチャートである。なお、図８でも、図３と同様の処理については図３で使用したものと同一の符号を使用している。そこで、以下に相違点のみ説明する。

図８に示すように、本処理では、Ｓ７に代わるＳ２０７の処理をＳ１０の後に実行し、かつ、そのＳ２０７の処理では、前述の時間Ｔ2 だけ待機する。このため、Ｓ６またはＳ１７によってＰＷＭ値が更新された場合も、時間Ｔ1 よりも短い時間Ｔ2 だけの待機後（Ｓ２０７：Ｙ）、Ｓ１１以降の処理が実行される。このため、ＦＢ＿ＴＲＣＣが安定化する前にＰＷＭ値の更なる更新（Ｓ１７）がなされる場合があり、ＦＢ＿ＴＲＣＣを一層迅速に目標値に制御することが可能な場合がある。

また更に、本発明のＰＷＭ型電源装置としては、上記各実施の形態のようにトランスの１次側に通電される電流のデューティー比によって２次側の電圧を制御するものに限らず、１次側に通電される交流の周波数によって２次側の電圧を制御するものも適用対象とすることができる。また、本発明の画像形成装置としては、上記各実施の形態のようなレーザプリンタに限らず、コピー機、ファクシミリ装置など、電子写真方式で画像を形成する種々の画像形成装置を適用対象とすることができる。更に、ＰＷＭ型電源装置によって電圧が印加される部位も、転写ローラ１２以外にも種々の部位を適用することができる。

実施の形態のレーザプリンタの構成を概略的に表す説明図である。 そのレーザプリンタの電源部のＡＳＩＣの構成を詳細に表す説明図である。 そのＡＳＩＣのＣＰＵが実行する処理を表すフローチャートである。 その処理における収束値予測の概念を表す説明図である。 その処理の効果を具体的なシミュレーションによって表す説明図である。 その処理の比較例を具体的なシミュレーションによって表す説明図である。 その処理の変形例を表すフローチャートである。 その処理の他の変形例を表すフローチャートである。

符号の説明

１…レーザプリンタ １０…画像形成部 １１…感光体ドラム １２…転写ローラ
１３…帯電器 １４…レーザスキャナユニット １５…現像ユニット
１６…現像ローラ ３０…電源部 ３１…昇圧回路 ３２…トランスドライブ回路
３３…ＰＷＭ信号平滑回路 ３５…出力電圧検出回路 ３９…高圧電源
３４２…Ａ／Ｄコンバータ ３４６…Ａ／Ｄ値レジスタ ３４７…ＣＰＵ
３４８…ＰＷＭ設定レジスタ ３４９…ＰＷＭ信号発生ブロック
Ｌ…レーザ光 Ｐ…用紙

Claims (5)

1. 駆動信号のＰＷＭデューティー比に対応する電圧を発生する電圧発生手段と、
   該電圧発生手段が発生する電圧を検出する電圧検出手段と、
   上記ＰＷＭデューティー比が一定値に維持されている期間における少なくとも３つの時点に上記電圧検出手段が検出した電圧を記憶する記憶手段と、
   該記憶手段に記憶された上記少なくとも３つの時点の電圧を、時間と電圧との２次元座標上で結ぶ曲線に応じて予測される上記電圧の収束値に基づいて、上記電圧発生手段が発生する電圧を目標値に制御するためのＰＷＭデューティー比を算出するデューティー比算出手段と、
   上記駆動信号のＰＷＭデューティー比を、上記デューティー比算出手段が算出したＰＷＭデューティー比に制御するデューティー比制御手段と、
   を備え、
   上記デューティー比制御手段が上記ＰＷＭデューティー比を変更してから上記電圧検出手段が検出する電圧が安定化するのに必要な期間として予め設定された所定期間の間は、上記記憶手段，上記デューティー比算出手段，及び上記デューティー比制御手段が、上記動作を再開しないことを特徴とするＰＷＭ型電源装置。
2. 駆動信号のＰＷＭデューティー比に対応する電圧を発生する電圧発生手段と、
   該電圧発生手段が発生する電圧を検出する電圧検出手段と、
   上記ＰＷＭデューティー比が一定値に維持されている期間における少なくとも３つの時点に上記電圧検出手段が検出した電圧を記憶する記憶手段と、
   該記憶手段に記憶された上記少なくとも３つの時点の電圧を、時間と電圧との２次元座標上で結ぶ曲線に応じて予測される上記電圧の収束値に基づいて、上記電圧発生手段が発生する電圧を目標値に制御するためのＰＷＭデューティー比を算出するデューティー比算出手段と、
   上記駆動信号のＰＷＭデューティー比を、上記デューティー比算出手段が算出したＰＷＭデューティー比に制御するデューティー比制御手段と、
   上記デューティー比制御手段が上記ＰＷＭデューティー比を変更してから上記電圧検出手段が検出する電圧が安定化するのに必要な期間を予測する安定化期間予測手段と、
   を備え、
   上記デューティー比制御手段が上記ＰＷＭデューティー比を変更してから、上記安定化期間予測手段に予測された期間が経過するまでの間は、上記記憶手段，上記デューティー比算出手段，及び上記デューティー比制御手段が、上記動作を再開しないことを特徴とするＰＷＭ型電源装置。
3. 上記曲線が指数関数曲線であることを特徴とする請求項１または２記載のＰＷＭ型電源装置。
4. 上記ＰＷＭデューティー比が変更されて一定値に維持されてから上記電圧検出手段が検出する電圧が安定化するまでの期間より、上記少なくとも３つの時点の間隔の総和が短いことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＰＷＭ型電源装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のＰＷＭ型電源装置の上記電圧発生手段が発生する電圧を用いて、電子写真方式によって被記録媒体に画像を形成する画像形成手段を、
   備えたことを特徴とする画像形成装置。