JP4419399B2 - 電源装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源装置、特にプリンタ、複写機等の画像形成装置に適用可能な電源装置に関する。さらに詳細には、プリンタ、複写機等の帯電装置、転写装置、現像装置等に適用可能な電源装置に関する
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ、複写機等の画像形成装置は、感光体ドラムを帯電装置にて一様に帯電し、露光装置にて静電潜像を形成し、トナー像を現像装置で形成し、転写装置でトナー像を用紙に転写した後、出力する。
【０００３】
図１３は、画像形成装置の感光体回りの構成を示す図である。感光体８０１は、図示しないモータにより駆動されて回転する。この感光体８０１の周囲には、帯電器８０２が備えられ、帯電器８０２により感光体８０１が一様に帯電された後、例えばラスター出力スキャン（ＲＯＳ）において像を出力する。ＲＯＳが実行する機能は、一連の変調されたスキャン・ラインをもって感光体表面を連続的にスキャンすることにより、感光性の表面上に出力イメージ・コピーを露光することである。感光体８０１上に形成された静電潜像は、現像器８０３により現像され、感光体８０１上に形成されたトナー像は、転写器８０４により用紙上に転写される。用紙への転写後、剥離（デタック）装置で用紙を感光体から剥離し、ヒューザー装置において用紙にトナーを定着して、画像を出力する。
【０００４】
上記構成において、帯電器８０２は感光体８０１に接触しており、帯電器用高圧電源８１２により帯電用バイアスが印加され、感光体８０１を一様に帯電する。また、現像器８０３装置を構成する現像ロール８０８は、感光体８０１に近接して配置され、帯電したトナーをその表面に担持して回転し、そのトナーを感光体８０１に向き合う現像位置に運ぶ。また、現像ロール８０８には、現像器用高圧電源８１３から、現像バイアスが印加される。この現像バイアスの印加により現像ロールの表面に担持されたトナーが感光体８０１に飛翔し、感光体８０１上にトナー像が形成される。
【０００５】
また、転写器８０４は、感光体８０１に接触した状態に配置されて回転し、転写用高圧電源８１４により転写バイアスが印加され、感光体８０１と転写器８０４との間に挿入された用紙上にトナー像を転写させる。これら、帯電器用高圧電源８１２、現像器用高圧電源８１３、および転写器用高圧電源８１４は、制御回路により出力が制御される。
【０００６】
昨今のプリンタ・複写機等は市場での高機能/高画質を売りとする高性能型と、必要最小限の機能で安さを売りとする廉価型とおおよそ二分される。高性能型機の場合、高画質を達成するために高圧電源に求められることは、感光体周りの帯電器、現像器等への高圧出力を精度良く印加する必要がある。精度とは印加タイミング精度、設定電位精度等があり、特に画質に直接かかわる帯電器用、現像器用、転写器用の高圧電源の回路設計には設定電位をいかに良く設計するかが問われる。
【０００７】
一般的なアナログ制御方式の高圧電源構成を示すブロック図を図１４に示す。図１４に示すように、高圧電源８２０は出力負荷８２８に対して、転写、帯電など、負荷に応じた所定の出力を行なう。アナログ制御では、高圧電源８２０の出力タイミング、出力値情報は、制御手段（ＭＣＵ：マシンコントロールユニット）から出力される制御信号（ＯＮ／ＯＦＦ信号，出力値情報信号）により制御される。
【０００８】
高圧電源８２０は、昇圧トランス８２１、トランスの１次側印加電圧を周期的にスイッチングするスイッチング回路８２２、トランスの２次側で所望の出力波形を生成する整流回路を含む２次側回路８２３と出力状態量を検出する第１検出回路８２４、第２検出回路８２５を有する。
【０００９】
高圧電源８２０への出力ＯＮＯＦＦタイミング、出力値情報は、ＭＣＵより送られる。ＭＣＵより送られる制御信号は、制御回路８２６に送られ、制御回路８２６は第１検出回路８２４からの情報と比較し、その差分からスイッチング回路（Ｓｗ回路）８２２へ送る信号を更新する。その繰り返しにより、負荷側の出力が出力値情報信号に基づく値に制御される。また、第２検出回路８２５は出力負荷条件の異常を検出する回路であり、例えば、第１検出回路８２４が負荷に流れる電流を検出し、高圧電源が定電流制御を行っている場合は、第２検出回路８２５は負荷に印加される電圧を検出し、過剰な電圧にならないよう監視し、一定値以上の値を検出した場合は、制御回路に異常状態を通知し、出力抑制や停止の保護動作を行う。つまり、異常値を超えた時点で保護動作に入ることとなる。
【００１０】
近年のＣＰＵ性能の向上に伴い、高圧出力をソフトウエアで制御する高圧電源が提案されている。制御方法は、高圧出力の状態量を検出回路で検出し、検出値をＣＰＵ等のＡ／Ｄ変換機構によりデジタル変換し、プログラムにより制御するべき目標値との差異を判断する。その結果により、高圧電源の出力を増減させるＰＷＭ信号のデューティ（Ｄｕｔｙ）値を変化させ、目標値に近づける制御を実行する。このようなデジタル制御方式では、ソフトウエアで高圧電源が制御可能なため、従来必要だったオペアンプ（ＯＰＡｍｐ）等のアナログ制御回路が必要なくなり、制御回路のコストダウン、実装スペースの縮小が達成される。
【００１１】
最近コスト面の優位性からプログラム制御よる高圧電源が多く利用されている。プログラム制御よる高圧電源の構成例を図１５に示す。図１５に示すように、高圧電源８４０は、昇圧トランス８４１、トランスの１次側印加電圧を周期的にスイッチングするスイッチング回路８４２、トランスの２次側で所望の出力波形を生成する整流回路を含む２次側回路８４３と出力状態量を検出する第１検出回路８４４、第２検出回路８４５を有する。
【００１２】
高圧電源８４０の出力は、制御手段８３０のＣＰＵ８３１を利用したプログラミングによるデジタル制御によりコントロールされる。第１検出回路８４４が負荷に流れる電流を検出し、高圧電源が定電流制御を行っている場合は、第２検出回路８４５は負荷に印加される電圧を検出し、過剰な電圧にならないよう監視し、一定値以上の値を検出した場合は、制御回路に異常状態を通知し、出力抑制や停止の保護動作を行う。
【００１３】
第１検出回路８４４、第２検出回路８４５により検出された状態量をＡ／Ｄ変換器８３３によりデジタル変換を行ない、高圧電源が制御すべき目標値とを比較し、その比較結果に応じてパルス発振器８３２によってスイッチング手段８４２に与えるＰＷＭ信号のデューティ（Ｄｕｔｙ）値を制御する。スイッチング手段８４２は、パルス幅信号に基づいて入力電圧をスイッチングして出力制御を実行する。このように、制御手段８３０から出力される制御信号は、高圧電源８４０の検出回路の検知結果に基づいて制御されたデューティ値を持つＰＷＭ信号である。
【００１４】
制御手段８３０による制御は、２次側検出回路の結果をＡ／Ｄでデジタル値に変換し、制御目標値と比較し、その結果から、ＳＷ回路８４２に与えるＰＷＭ信号のＤｕｔｙ値を更新するものである。このような制御の場合、モニタ情報を取得する必要があり、サンプリング時間が存在する。概ね、１０〜２０ｍｓ毎にモニタ値を取得し、ＰＷＭ信号のＤｕｔｙ値を更新している。そのため、Ｏｎ直後の立ち上がり時間を短縮するために、ステップ状に立ち上げることが一般的である。
【００１５】
図１６に高圧電源の主要構成であるスイッチング回路、トランス、整流平滑回路等によって構成される２次側回路、電流検出回路、電圧検出回路の具体的構成例を示す。
【００１６】
電流検出回路８６４は、抵抗８８１により出力電流を検出する。電流検出回路８６４には、オペアンプ８７９が備えられており、オペアンプ８７９の反転入力は、自身の出力端に接続されており、オペアンプ８７９の非反転入力端は、抵抗８８０を介して検出側の一端が接地された抵抗８８１の他端と整流平滑回路間に接続されている。また、オペアンプ８７９の出力は抵抗８７８を介して制御部に接続され、検出値を出力する。
【００１７】
電圧検出回路８６５は、整流平滑回路８６３によって生成された出力電圧を検出する。電圧検出回路８６５には、オペアンプ８８４が備えられており、オペアンプ８８４の非反転入力は接地されており、オペアンプ８８４の反転入力端は、抵抗８８５を介して整流平滑回路に接続されているとともに、抵抗８８３を介してオペアンプ８８４の出力端が接続され、オペアンプ８８４の出力は抵抗８８２を介して制御部に接続され、検出値を出力する。
【００１８】
整流平滑回路８６３は、トランス８６２の２次側に接続されたダイオード８７４，８７７、コンデンサ８７５，８７６を備えており、トランス８６２によって昇圧された交番電流をダイオード８７４，８７７、コンデンサ８７５，８７６の組み合わせにより整流し平滑し、抵抗８８６を介して出力を負荷側に提供する。
【００１９】
スイッチング回路８６１は、トランジスタ８７３を含み、トランジスタ８７３のコレクタはトランス８６２の１次巻線に接続され、エミッタは接地され、ベースは抵抗８７１を介してパルス発振器に接続されているとともに、抵抗８７２の他端に接続されている。
【００２０】
ＣＰＵを備えた制御手段であるマシンコントロールユニット（ＭＣＵ）からのＰＷＭ信号がハイレベルであるときにトランジスタ８７３がオンされ、ＰＷＭ信号がローレベルであるときにトランジスタ８７３がオフされる。従って、トランジスタ８７３はＰＷＭ信号のデューティに応じた期間でオン／オフの状態を交互に繰り返すので、ＰＷＭ信号のデューティに応じてトランス８６２の１次側の入力電圧の印加、非印加を交互に行なうことになる。
【００２１】
上述したように、電流検出回路８６４、電圧検出回路８６５には、それぞれオペアンプが備えられており、各オペアンプの出力端は抵抗を介して制御部（ＭＣＵ）に接続され、それぞれ電流検出値、電圧検出値を出力する。
【００２２】
なお、電圧検出回路８６５は高圧出力を検出し、検出した高圧出力をＭＣＵのＡ／Ｄ変換器において検知可能な０〜５Ｖになるよう、分圧等を行なっている。また、電流検出回路８６４においては、ＭＣＵのＡ／Ｄ変換器で検出可能となるよう電流を電圧に変換する処理を行なっている。
【００２３】
ＭＣＵは、Ａ／Ｄ変換器を有し、電流検出回路８６４、電圧検出回路８６５からの検出電圧を入力し、デジタル値に変換した後、ＣＰＵに入力する。ＣＰＵは、出力に対応するデジタル値と目標値との乖離を判定し、高圧電源側のスイッチング回路に与える新たなデューティ値を演算する。
【００２４】
デューティ値に基づく出力制御例について、図１７を参照して説明する。図１７は、横軸に時間、縦軸に高圧電源の二次側の電流モニタ値を示しているグラフである。▲１▼時刻０時点では任意に計算された値（例えばテーブル利用）からＰＷＭ信号のデューティ値が入力される。これが例えば１０％とする。
【００２５】
▲２▼その１０％のデューティ値のＰＷＭ信号により、時刻１では電流モニター値が２Ｖとなる。次に設定されるデューティ値は一例として、以下の計算式により決定される。
次のＤｕｔｙ値＝（目標値と現在のモニタ値の中間値／現在のモニタ値）×現在のＤｕｔｙ値
【００２６】
例えば、図に示すように、目標値を４Ｖとすると、現在（時刻＝１）のモニター値が２Ｖであるから中間値は３Ｖとなる。従って、計算されるデューティ値は、
次のデューティ値＝（３Ｖ／２Ｖ）×１０％＝１５％となる。
つまりデューティの増加率は１．５となる。
【００２７】
負荷状態が正常範囲内であれば、上記式に伴い、電流検出結果と目標値との乖離から増加率を算出し、サンプリング時間ごとに次のデューティ値を決定する。その繰り返しにより徐々に目標値に近づける処理が行われる。サンプリング時間毎のデューティ値の遷移は、例えば以下のように行われる。
▲１▼Ｄｕｔｙ＝１０％
▲２▼Ｄｕｔｙ＝（３／２）×１０％＝１５％
▲３▼Ｄｕｔｙ＝（３．５／３）×１５％＝１７．５％
▲４▼Ｄｕｔｙ＝（３．７５／３．５）×１７．５％＝１８．７５％
【００２８】
しかしながら、この方式でデューティ値を制御してフィードバック定電流制御を行うと、例えば負荷抵抗値が大きい場合、目標定電流値に届く前に、過電圧値に達してしまうことがある。プリンタあるいは複写機等においては、例えばプリントする用紙の厚さが厚い場合、あるいは気温の変化により負荷抵抗に変動が生じる。
【００２９】
負荷抵抗値が大きい場合、電流モニタ値としてフィードバックされる値は小さくなり、デューティをより大きく設定する制御がなされることになる。例えば図１８に示すような制御が実行される。（ａ）は電流値の変化を示し、（ｂ）は電圧値の変化を示している。
【００３０】
モニタ値としての電流値に基づくデューティ設定によるフィードバック制御を行う場合、負荷抵抗が大きいと、負荷側の電圧値は、（ｂ）に示すように過電圧値を超えてしまうことがある。モニタ電流に基づくデューティ設定は例えば下記のように行われる。
▲１▼Ｄｕｔｙ＝１０％
▲２▼Ｄｕｔｙ＝（２．２５／０．５）×１０％＝４５％
▲３▼Ｄｕｔｙ＝（３．１２５／２．２５）×４５％＝６２．５％→過電圧発生
【００３１】
このデューティ設定によっても電流値は、図１８（ａ）に示すように目標値に達していないが、（ｂ）に示すように、電圧値は、過電圧ポイントを超えてしまっている。従来は、この過電圧ポイントに達した時点、あるいはオーバーした時点で過電圧制御に移行することで、過電圧状態に留まることを防止する制御を行っていた。
【００３２】
上記のように、デューティの増加率を大きく設定してしまうと、そのステップの大きさ如何では、図１８（ｂ）に示すように、負荷側に過大な電位が発生する場合があった。
【００３３】
このような制御下において、例えばプリント処理、複写処理を実行してしまうと、例えば高圧電源の破損や、ロール型デバイス等の各種負荷側デバイスの破損を招くことになる。
【００３４】
一方、この定電流制御で、負荷抵抗値が小さい場合には、その抵抗値により負荷側に最低限必要な電位が得られないという場合も発生し得る。例えば負荷側が転写部である場合に、転写に必要な最低電圧値に達しない場合がある。一例で示せば、定電流制御値が３２μＡであり、負荷側が過熱、磨耗等の様々な要因により抵抗値が減少し、負荷抵抗が２０ＭΩとなったとすると、オームの法則より、制御の結果として得られる電位は６４０Ｖとなる。ここで、転写に最低必要な電位が１０００Ｖとすると、必要電位までに届かないこととなる。
【００３５】
このような負荷側抵抗値の減少時の制御例を図１９に示す。（ａ）は電流値の変化を示し、（ｂ）は電圧値の変化を示している。
【００３６】
モニタ値としての電流値に基づくデューティ設定によるフィードバック制御を行う場合、負荷抵抗が小さいと、負荷側の電圧値は、（ｂ）に示すように必要電位に至らないことがある。モニタ電流に基づくデューティ設定は例えば下記のように行われる。
▲１▼Ｄｕｔｙ＝１０％
▲２▼Ｄｕｔｙ＝（３．７５／３．５）×１０％＝１０．７％
▲３▼Ｄｕｔｙ＝（３．８７５／３．７５）×１０．７％＝１０．８％→増加率が小さいため、必要電圧値（例えば転写処理必要電位）に到達しない。
【００３７】
このような制御下において、例えばプリント処理、複写処理を実行してしまうと、例えば転写抜け等、正常な印刷処理が実行されないことになる。
【００３８】
このような負荷側の異常制御を防止するための従来構成として、例えば特許文献１には、過電流検出における保護機能を有する構成が示され、異常電流を検出するとスイッチング素子へのスイッチング信号を遮断する構成により、過電流時に回路保護を行うことが出来る構成を開示している。しかし、本構成は、異常を検知してからの回路保護であるため、サンプリング時間を有するデジタル制御方式では、その異常状態が次回サンプリングが行われるまでの間、継続してしまったり、急激な上昇時には破損の恐れがある。
【００３９】
また、特許文献２は、デジタル制御方式でフィードバック信号が上限値を超えた時は異常と判断して異常時に回路保護を行う構成が開示されている。しかし、これも異常を検知してからの回路保護であるため、サンプリング時間を有するデジタル制御方式では、その異常状態が、次回サンプリングまでの間、継続してしまったり、急激な上昇時には破損の恐れがある。
【００４０】
さらに、特許文献３には、高圧出力の異常放電を検出し、異常と判断した場合は停止保護を行うことにより、異常時に回路保護を行う構成が開示されている。しかし、これも異常を検知してからの回路保護であるため、サンプリング時間を有するデジタル制御方式では、その異常状態が次回サンプリングまでの間、継続してしまったり、急激な上昇時には破損の恐れがある。
【００４１】
ロール型デバイスで特に転写器に利用される場合、環境変化や経時劣化により負荷抵抗値が変化する。有効な転写を行うためにJob開始前や、数十枚に1回程度の間隔でインピーダンス測定を行っている。方法は定電流制御を行い、その時の電圧値を検出する。その結果により、最適な転写電圧を決定する。
【００４２】
このような場合、Job開始前や、数十枚に1回程度の間隔でインピーダンス測定を行うため、定電圧／定電流に制御回路を切り替える必要があり、よって停止時間が必要となってしまう。
【００４３】
また、定電圧／定電流に切り替える場合は、さらに定電圧制御時には異常電流抑制するため、過電流保護回路が必要となり、また、定電流制御時には異常電圧抑制するため、過電圧保護回路が必要となり、回路が複雑となった。
【００４４】
【特許文献１】
特開平１０−２１０７３９
【特許文献２】
特開平１１−２３７８１３
【特許文献３】
特開平１１−２４９５０５
【００４５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、環境変化、処理条件の変化等に伴って変動のある負荷側の条件にかかわらず、負荷に対する正常な制御、すなわち過電圧の発生や、目標電圧値への未達等の問題を発生させることのない高精度な制御を実行可能とし、また、一定間隔で制御方法を変えてインピーダンス測定を行う場合でも、生産効率を落とすことのなく処理を行うことを可能であり、さらには定電流／定電圧の切り換え制御の場合でも、安価に保護機能を達成した電源装置を提供することを目的とする。
【００４６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、入力電力が供給される１次巻線と、電力が出力される２次巻線とを持つトランスと、前記トランスの２次側出力の負荷側電流値および負荷側電圧値を検出する検出手段と、前記検出手段の検出値に基づいて、前記トランスの１次巻線側に設けられたスイッチング手段を制御する制御手段とを有し、前記制御手段により前記トランスの２次側出力の制御を行なう電源装置であり；前記制御手段は、前記スイッチング手段に出力する制御信号としてデューティ値を変更設定したパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を出力する構成であり；前記検出手段の検出する前記負荷側電流値を第１モニタ値として入力し、前記負荷側電流値の目標値に徐々に近づけるための第１制御データ（電流検出増幅率Ａともいう）を算出するとともに、前記検出手段の検出する前記負荷側電圧値を第２モニタ値として入力し、前記負荷側電圧の過電圧値に徐々に近づけるための第２制御データ（電圧検出増幅率Ｂともいう）を算出し；前記第１制御データおよび前記第２制御データは、前記デューティ値を変更設定するために適用するデューティ値増加率であり；前記第１制御データがなすデューティ値増加率が、前記第２制御データがなすデューティ値増加率より大きくない場合は、前記第１制御データにより増加させた新たなデューティ値のパルス幅変調信号を前記スイッチング手段に出力し、前記第１制御データがなすデューティ値増加率が、前記第２制御データがなすデューティ値増加率より大きい場合は、前記第２制御データにより増加させた新たなデューティ値のパルス幅変調信号を前記スイッチング手段に出力することを特徴とする電源装置である。
【００５３】
本構成によれば、パルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）に基づいて出力制御を実行する電源装置において、目標電流値と現在電流値（モニタＩ値）に基づいて算出される第１制御データ（第電流検出増幅率Ａともいう）と、過電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）に基づいて算出される第２制御データ（電圧検出増幅率Ｂともいう）との比較を実行し、小さいほうを選択して次期設定デューティ算出のための増幅率とすることで、過電圧ポイントをオーバーすることなく、過電圧ポイントでリミット制御が可能となり、デバイス破損等のトラブルを防ぐことが可能となる。
【００５４】
請求項２に係る発明は、入力電力が供給される１次巻線と、電力が出力される２次巻線とを持つトランスと、前記トランスの２次側出力の負荷側電流値および負荷側電圧値を検出する検出手段と、前記検出手段の検出値に基づいて、前記トランスの１次巻線側に設けられたスイッチング手段を制御する制御手段とを有し、前記制御手段により前記トランスの２次側出力の制御を行なう電源装置であり；前記制御手段は、前記スイッチング手段に出力する制御信号としてデューティ値を変更設定したパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を出力する構成であり；前記検出手段の検出する前記負荷側電流値を第１モニタ値として入力し、前記負荷側電流値の目標値に徐々に近づける第１制御データ（電流検出増幅率Ａともいう）を算出するとともに、前記検出手段の検出する前記負荷側電圧値を第２モニタ値として入力し、前記負荷側電圧の最小許容電圧値に徐々に近づけるための第３制御データ（電圧検出増幅率Ｃともいう）を算出し；前記第１制御データおよび前記第３制御データは、前記デューティ値を変更設定するために適用するデューティ値増加率であり；前記第１制御データがなすデューティ値増加率が、前記第３制御データがなすデューティ値増加率より小さくない場合は、前記第１制御データにより増加させた新たなデューティ値のパルス幅変調信号を前記スイッチング手段に出力し、前記第１制御データがなすデューティ値増加率が、前記第２制御データがなすデューティ値増加率より小さい場合は、前記第３制御データにより増加させた新たなデューティ値のパルス幅変調信号を前記スイッチング手段に出力することを特徴とする電源装置である。
【００５５】
本構成によれば、目標電流値と現在電流値（モニタＩ値）に基づいて算出される第１制御データ（電流検出増幅率Ａともいう）と、最小許容電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）に基づいて算出される第３制御データ（電圧検出増幅率Ｃともいう）とを算出して比較を実行し、大きいほうを選択して、選択した増幅率を適用して次期設定デューティを算出し制御を実行する構成としたので、最小許容電圧ポイントを下回った値に負荷側の電圧値が維持されてしまうことが防止され、負荷側デバイスによる正常動作が可能となる。例えば負荷側デバイスが転写装置である場合には、正常な転写処理が実行される。
【００５８】
請求項３に係る発明は、入力電力が供給される１次巻線と、電力が出力される２次巻線とを持つトランスと、前記トランスの２次側出力の負荷側電流値および負荷側電圧値を検出する検出手段と、前記検出手段の検出値に基づいて、前記トランスの１次巻線側に設けられたスイッチング手段を制御する制御手段とを有し、前記制御手段により前記トランスの２次側出力の制御を行なう電源装置であり；前記制御手段は、前記スイッチング手段に出力する制御信号としてデューティ値を変更設定したパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を出力する構成であり；前記検出手段の検出する前記負荷側電流値を第１モニタ値として入力し、前記負荷側電流値の目標値に徐々に近づける第１制御データ（電流検出増幅率Ａともいう）を算出するとともに、前記検出手段の検出する前記負荷側電圧値を第２モニタ値として入力し、前記負荷側電圧の過電圧値に徐々に近づけるための第２制御データ（電圧検出増幅率Ｂともいう）を算出し、さらに、前記検出手段の検出する前記負荷側電圧値を第２モニタ値として入力し、前記負荷側電圧の最小許容電圧値に徐々に近づけるための第３制御データ（電圧検出増幅率Ｃともいう）を算出し；前記第１制御データ、前記第２制御データ、および前記第３制御データは、前記デューティ値を変更設定するために適用するデューティ値増加率であり；前記第１制御データがなすデューティ値増加率が、前記第２制御データがなすデューティ値増加率より大きい場合は、前記第２制御データにより増加させた新たなデューティ値のパルス幅変調信号を前記スイッチング手段に出力し、前記第１制御データがなすデューティ値増加率が、前記第２制御データがなすデューティ値増加率より大きくない場合は、さらに、前記第１制御データがなすデューティ値増加率が、前記第３制御データがなすデューティ値増加率より小さくないかどうかを判別し、小さくない場合は、前記第１制御データにより増加させた新たなデューティ値のパルス幅変調信号を前記スイッチング手段に出力し、前記第１制御データがなすデューティ値増加率が、前記第２制御データがなすデューティ値増加率より小さい場合は、前記第３制御データにより増加させた新たなデューティ値のパルス幅変調信号を前記スイッチング手段に出力することを特徴とする電源装置である。
【００５９】
本構成によれば、第１制御データ（電流検出増幅率Ａともいう）と、第２制御データ（電圧検出増幅率Ｂともいう）と、第３制御データ（電圧検出増幅率Ｃともいう）との比較に基づいて定電流制御／過電圧制御／転写必要電圧制御の３つの状態遷移が可能となり、負荷側を過大な電位にすることなく、かつ、有効な最低電位を下回ることもない高精度制御が可能となる。また、制御手段に設定する制御プログラムは定電流制御／過電圧制御／転写必要電圧制御の制御を意識することなく各増幅率の値の比較のみで３つの状態遷移を行えるので簡素なプログラムにより、最適な増幅率の選択および最適自動制御が可能となる。
【００６０】
請求項５に係る発明は、入力電力が供給される１次巻線と、電力が出力される２次巻線とを持つトランスと、前記トランスの２次側出力の負荷側電流値および負荷側電圧値を検出する検出手段と、前記検出手段の検出値に基づいて、前記トランスの１次巻線側に設けられたスイッチング手段を制御する制御手段とを有し、前記制御手段により前記トランスの２次側出力の制御を行なう電源装置であり；前記制御手段は、前記スイッチング手段に出力する制御信号としてデューティ値を変更設定したパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を出力する構成であり、かつ、定電流制御および定電圧制御を切り替えて実行し；定電流制御時には：前記検出手段の検出する前記負荷側電流値を第１モニタ値として入力し、前記負荷側電流値の目標値に徐々に近づけるための第１制御データを算出するとともに、前記検出手段の検出する前記負荷側電圧値を第２モニタ値として入力し、前記負荷側電圧の過電圧値に徐々に近づけるための第２制御データを算出し；前記第１制御データおよび前記第２制御データは、前記デューティ値を変更設定するために適用するデューティ値増加率であり；前記第１制御データがなすデューティ値増加率が、前記第２制御データがなすデューティ値増加率より大きくない場合は、前記第１制御データにより増加させた新たなデューティ値のパルス幅変調信号を前記スイッチング手段に出力し、前記第１制御データがなすデューティ値増加率が、前記第２制御データがなすデューティ値増加率より大きい場合は、前記第２制御データにより増加させた新たなデューティ値のパルス幅変調信号を前記スイッチング手段に出力し；定電圧制御時には：前記検出手段の検出する前記負荷側電流値を第１モニタ値として入力し、前記負荷側電流値の過電流値に徐々に近づける第１制御データを算出するとともに、前記検出手段の検出する前記負荷側電圧値を第２モニタ値として入力し、前記負荷側電圧の目標値に徐々に近づけるための第２制御データを算出し；前記第１制御データおよび前記第２制御データは、前記デューティ値を変更設定するために適用するデューティ値増加率であり；前記第１制御データがなすデューティ値増加率が、前記第２制御データがなすデューティ値増加率より大きくない場合は、前記第１制御データにより増加させた新たなデューティ値のパルス幅変調信号を前記スイッチング手段に出力し、前記第１制御データがなすデューティ値増加率が、前記第２制御データがなすデューティ値増加率より大きい場合は、前記第２制御データにより増加させた新たなデューティ値のパルス幅変調信号を前記スイッチング手段に出力することを特徴とする電源装置である。
また、請求項４に係る発明は、請求項５に係る発明のうち、定電圧制御に関する部分に関し、入力電力が供給される１次巻線と、電力が出力される２次巻線とを持つトランスと、前記トランスの２次側出力の負荷側電流値および負荷側電圧値を検出する検出手段と、前記検出手段の検出値に基づいて、前記トランスの１次巻線側に設けられたスイッチング手段を制御する制御手段とを有し、前記制御手段により前記トランスの２次側出力の制御を行なう電源装置であり；前記制御手段は、前記スイッチング手段に出力する制御信号としてデューティ値を変更設定したパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を出力する構成であり、かつ、定電流制御および定電圧制御を切り替えて実行し；前記検出手段の検出する前記負荷側電流値を第１モニタ値として入力し、前記負荷側電流値の過電流値に徐々に近づける第１制御データを算出するとともに、前記検出手段の検出する前記負荷側電圧値を第２モニタ値として入力し、前記負荷側電圧の目標値に徐々に近づけるための第２制御データを算出し；前記第１制御データおよび前記第２制御データは、前記デューティ値を変更設定するために適用するデューティ値増加率であり；前記第１制御データがなすデューティ値増加率が、前記第２制御データがなすデューティ値増加率より大きくない場合は、前記第１制御データにより増加させた新たなデューティ値のパルス幅変調信号を前記スイッチング手段に出力し、前記第１制御データがなすデューティ値増加率が、前記第２制御データがなすデューティ値増加率より大きい場合は、前記第２制御データにより増加させた新たなデューティ値のパルス幅変調信号を前記スイッチング手段に出力することを特徴とする電源装置である。
【００６１】
請求項５に係る発明によれば、Ｊｏｂ開始前や、数十枚に１回程度の間隔でインピーダンス測定を行うため、定電圧／定電流を切り替える必要がある場合でも、第１制御データ（電流検出増減率Ａともいう）と、第２制御データ（電圧検出増減率Ｂともいう）との比較に基づいて定電流制御／定電圧制御の２つの状態遷移が可能となり、停止時間を必要としないため、生産性を落とすことなく高精度制御が可能となる。また、制御手段に設定する制御プログラムは定電流値／定電圧値を切り替えるだけで、ひとつのプログラムにより定電流制御／定電圧制御を意識することなく各増減率の値の比較のみで２つの状態遷移を行えるので簡素なプログラムにより、最適な増減率の選択および最適自動制御が可能となる。
請求項４に係る発明によれば、過電流を抑制しつつ定電圧制御を行うことができる。
【００６２】
さらには、定電圧／定電流に切り替える場合にも、異常電流／電圧に対する保護回路を付加する必要がなく、制御手段に設定する制御プログラムは定電流値かつ過電圧値／定電圧値かつ過電流値を切り替えるだけで、ひとつのプログラムにより定電流制御／定電圧制御、さらには保護機能をも意識することなく各増減率の値の比較のみで２つの状態遷移を行えるので簡素なプログラムにより、最適な増減率の選択および最適自動制御が可能となる。
【００６３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電源装置についての複数の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００６４】
（実施例１）
本発明の電源装置構成例を図１に示す。図１に示すように、本発明の電源装置は、デジタル制御方式の高圧電源構成である。図１に示すように、高圧電源１４０は出力負荷１５０に対して負荷に応じた出力制御を行なう。負荷は、例えばプリンタ、複写機等における帯電装置、転写装置、現像装置等である。デジタル制御は、前述したようにプログラムで高圧電源１４０を制御する方式である。
【００６５】
高圧電源１４０は、昇圧トランス１４１、トランス１４１の１次側印加電圧を周期的にスイッチングするスイッチング回路１４２、トランス１４１の２次側で所望の出力波形を生成する整流回路を含む２次側回路１４３と出力状態量を検出する第１検出回路１４４、第２検出回路１４５を有する。
【００６６】
高圧電源１４０の出力は、制御手段１３０としてのマシンコントロールユニット（ＭＣＵ）のＣＰＵ１３１を利用したプログラミングによるデジタル制御によりコントロールされる。第１検出回路１４４が負荷に流れる電流を検出し、第２検出回路１４５は負荷に印加される電圧を検出し、それぞれの検出値（モニタ値）を制御手段１３０側のＡ／Ｄ変換器１３３に入力する。
【００６７】
第１検出回路１４４、第２検出回路１４５により検出された状態量はＡ／Ｄ変換器１３３によりデジタル変換がなされ、高圧電源が制御すべき目標値と比較される。その比較結果に応じてパルス発振器１３２によってスイッチング手段１４２に与えるＰＷＭ信号のデューティ（Ｄｕｔｙ）値を制御する。スイッチング手段１４２は、パルス幅信号に基づいて入力電圧をスイッチングして出力制御を実行する。
【００６８】
本実施例１のデューティ制御は、第１検出回路１４４のモニタ値、すなわち負荷側電流検出結果と、第２検出回路１４５のモニタ値、すなわち負荷側電圧検出結果の双方を各サンプリングタイミングにおいて制御手段１３０において解析を行い、解析結果に基づいてデューティ設定を実行する。
【００６９】
制御手段１３０は、第１検出回路１４４のモニタ値、すなわち負荷側電流検出結果（モニタ電流値）から得られる第１制御データ（電流検出増幅率Ａともいう）、すなわち、目標電流値と、モニタ電流値とに基づいて設定される現デューティと次期デューティとの比率としての電流検出増幅率Ａを算出する。
【００７０】
さらに、制御手段１３０は、第２検出回路１４５のモニタ値、すなわち負荷側電圧検出結果（モニタ電圧値）に基づいて算出される第２制御データ（電圧検出増幅率Ｂともいう）、すなわち、予め設定された過電圧値と、モニタ電圧値とに基づいて設定される現デューティと次期デューティとの比率としての電圧検出増幅率Ｂを算出する。過電圧値とは、負荷側に印加される電圧値としての許容最大電圧値であり、通常の動作状態における目標電圧値よりやや高い値に設定される電圧値である。図１に示す制御手段１３０は、メモリ１３４に目標電流値データ、目標電圧値データ、過電圧値データ等を格納し、これらの格納データと各検出回路１４４，１４５からＡ／Ｄ変換器１３３に入力されデジタル変換されたモニタ値との比較をＣＰＵ１３１の制御の下に実行して次期のデューティ値設定を実行する。
【００７１】
制御手段１３０は、各サンプリングタイミングにおいて、第１検出回路１４４の負荷側電流検出結果（モニタ電流値）と目標電流値とに基づいて設定される現デューティと次期デューティとの比率としての電流検出増幅率Ａと、過電圧値と、モニタ電圧値とに基づいて設定される現デューティと次期デューティとの比率としての電圧検出増幅率Ｂとの比較を実行し、小さい増幅率を選択し、選択された小さい増幅率により次期デューティを設定し、設定デューティにより制御を実行する。
【００７２】
すなわち、制御手段１３０は、目標電流値に対する現在電流値（モニタＩ値）の乖離幅に基づいて電流検出増幅率Ａを算出し、これを第１制御用データとし、過電圧値に対する現在電圧値（モニタＶ値）の乖離幅に基づいて電圧検出増幅率Ｂを算出し、これを第２制御用データとし、これらのいずれかを選択して適用制御データとして、適用制御データに基づいて次期デューティを設定し、設定デューティを持つパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）をスイッチング手段に出力する制御を実行する。
【００７３】
電流検出増幅率Ａと電圧検出増幅率Ｂは、下記式によって示される。
電流検出増幅率Ａ＝（目標電流値と現在電流値（モニタＩ値）の中間値）／（現在電流値（モニタＩ値））
電圧検出増幅率Ｂ＝（過電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）の中間値）／（現在電圧値（モニタＶ値））
【００７４】
制御手段１３０のＣＰＵ１３１は、上記電流検出増幅率Ａと電圧検出増幅率Ｂとを算出して比較を実行し、小さいほうを選択して次期設定デューティとする。図２を参照してデューティ設定処理の詳細について説明する。
【００７５】
図２において、（ａ）は電流値の変化を示し、（ｂ）は電圧値の変化を示している。横軸に時間ｔ、縦軸に高圧電源の二次側の状態値、すなわち、（ａ）電流値ｉ、（ｂ）電圧値Ｖを示している。（ａ）には目標電流値ｉａ、（ｂ）には過電圧値Ｖｍａｘの各ラインを示している。
【００７６】
初期的には、定電流制御が実行され、▲１▼時刻０時点では任意に計算された値（例えばテーブル利用）からＰＷＭ信号のデューティ値（例えばデューティ１０％）が入力される。
【００７７】
初期設定デューティ値のＰＷＭ信号により、スイッチング回路１４２のオン時間が設定され、負荷側に出力が発生し、各サンプリング時間▲２▼、▲３▼．．においてモニタ電流値、モニタ電圧値が各検出回路１４４，１４５から制御手段１３０に入力される。
【００７８】
制御手段１３０は、モニタ電流値と目標電流値とから電流検出増幅率Ａを算出し、モニタ電圧値と過電圧値とから電圧検出増幅率Ｂを算出する。
【００７９】
図２（ａ）の▲２▼のサンプリング時間において、電流検出増幅率Ａは、図２（ａ）に示すαとβとの比率、すなわちβ／αとして設定される。前述したように、電流検出増幅率Ａ＝（目標電流値と現在電流値（モニタＩ値）の中間値）／（現在電流値（モニタＩ値））である。図２（ａ）において、Ｐｉ１＝Ｑｉ１であり、（目標電流値と現在電流値（モニタＩ値）の中間値）はα＋Ｑｉ１、すなわちβであり、（現在電流値（モニタＩ値））はαである。
【００８０】
従って、電流検出増幅率Ａ＝（目標電流値と現在電流値（モニタＩ値）の中間値）／（現在電流値（モニタＩ値））＝β／αとなる。
【００８１】
一方、図２（ｂ）の▲２▼のサンプリング時間において、電圧検出増幅率Ｂは、図２（ｂ）に示すγとδとの比率、すなわちδ／γとして設定される。前述したように、電圧検出増幅率Ｂ＝（過電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）の中間値）／（現在電圧値（モニタＶ値））である。図２（ｂ）において、Ｐｖ１＝Ｑｖ１であり、（過電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）の中間値）はγ＋Ｑｖ１、すなわちδであり、（現在電圧値（モニタＶ値））はγである。
【００８２】
従って、電圧検出増幅率Ｂ＝（過電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）の中間値）／（現在電圧値（モニタＶ値））＝δ／γとなる。
【００８３】
制御手段１３０は、電流検出増幅率Ａ≦電圧検出増幅率Ｂが成立する場合は、電流検出増幅率Ａに基づいて設定されるデューティを次期デューティとし、成立しない場合は、電圧検出増幅率Ｂに基づいて設定されるデューティを次期デューティとする。
【００８４】
このように、電流検出増幅率Ａと電圧検出増幅率Ｂとを算出して比較を実行し、小さいほうを選択して次期設定デューティ算出のための増幅率とすることで、過電圧ポイントをオーバーすることなく、過電圧ポイントでリミット制御が可能となり、破損等のトラブルを防ぐことが出来る。
【００８５】
図３を参照して、負荷側の抵抗値が大きくなり、モニタ電流値が小さくなってしまった場合の制御例について説明する。前述したように、負荷側の抵抗値は環境変化、あるいはプリンタ複写機等の処理用紙の種類などによって変化する。
【００８６】
図３も、図２と同様、（ａ）は電流値の変化を示し、（ｂ）は電圧値の変化を示している。横軸に時間ｔ、縦軸に高圧電源の二次側の状態値、すなわち、（ａ）電流値ｉ、（ｂ）電圧値Ｖを示している。（ａ）には目標電流値ｉａ、（ｂ）には過電圧値Ｖｍａｘの各ラインを示している。
【００８７】
初期的には、定電流制御が実行され、▲１▼時刻０時点では任意に計算された値（例えばテーブル利用）からＰＷＭ信号のデューティ値（例えばデューティ１０％）が入力される。
【００８８】
▲２▼その初期設定デューティ値のＰＷＭ信号により、スイッチング回路１４２のオン時間が設定され、負荷側に出力が発生し、各サンプリング時間▲２▼、▲３▼．．においてモニタ電流値、モニタ電圧値が各検出回路１４４，１４５から制御手段１３０に入力される。
【００８９】
制御手段１３０は、モニタ電流値と目標電流値とから電流検出増幅率Ａを算出し、モニタ電圧値と過電圧値とから電圧検出増幅率Ｂとを算出する。
【００９０】
図３（ａ）の▲２▼のサンプリング時間において、Ｐｉ１＝Ｑｉ１であり、電流検出増幅率Ａは、前述したように、
電流検出増幅率Ａ＝（目標電流値と現在電流値（モニタＩ値）の中間値）／（現在電流値（モニタＩ値））＝β／αとなる。
【００９１】
一方、図３（ｂ）の▲２▼のサンプリング時間において、Ｐｖ１＝Ｑｖ１であり、電圧検出増幅率Ｂは、前述したように、
電圧検出増幅率Ｂ＝（過電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）の中間値）／（現在電圧値（モニタＶ値））＝δ／γとなる。
【００９２】
制御手段１３０は、電流検出増幅率Ａ≦電圧検出増幅率Ｂが成立する場合は、電流検出増幅率Ａに基づいて設定されるデューティを次期デューティとし、成立しない場合は、電圧検出増幅率Ｂに基づいて設定されるデューティを次期デューティとする。
【００９３】
具体的な数値を設定して、電流検出増幅率Ａと電圧検出増幅率Ｂとの比較をする。目標電流値ｉａ＝４、過電圧値Ｖｍａｘ＝４とする。なお、電圧検出回路としての第２検出回路１４５は高圧出力を検出し、検出した高圧出力をＭＣＵのＡ／Ｄ変換器１３３において検知可能な０〜５Ｖになるよう、分圧等を行なっている。また、電流検出回路としての第１検出回路１４４においては、ＭＣＵのＡ／Ｄ変換器で検出可能となるよう電流を電圧に変換する処理を行なっている。これらの変換値が制御手段１３０のメモリ１３４に格納された目標電流値ｉａ＝４、過電圧値Ｖｍａｘ＝４と比較される。
【００９４】
まず、時点▲１▼において、初期デューティとしてＤｕｔｙ＝１０％が設定されたものとする。次に時点▲２▼において、電流検出増幅率Ａと電圧検出増幅率Ｂとの比較を実行する。
【００９５】
このとき、負荷側抵抗が大きく、図３（ａ）に示すようにモニタ電流値が小さくなる。この場合のモニタ値を０．５とする。
電流検出増幅率Ａ＝（目標電流値と現在電流値（モニタＩ値）の中間値）／（現在電流値（モニタＩ値））＝２．２５／０．５＝４．５となる。
【００９６】
一方、図３（ｂ）に示すように、
電圧検出増幅率Ｂ＝（過電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）の中間値）／（現在電圧値（モニタＶ値））＝３／２＝１．５となる。
【００９７】
前述したように、電流検出増幅率Ａ≦電圧検出増幅率Ｂが成立する場合は、電流検出増幅率Ａに基づいて設定されるデューティを次期デューティとし、成立しない場合は、電圧検出増幅率Ｂに基づいて設定されるデューティを次期デューティとする。上記の場合、電流検出増幅率Ａ＝４．５＞電圧検出増幅率Ｂ＝１．５となり、電圧検出増幅率Ｂに基づいて設定されるデューティを次期デューティとする。
【００９８】
従って、時点▲１▼の設定デューティ：１０％に対して、電圧検出増幅率Ｂ＝１．５を適用して、▲２▼のポイントにおける次期デューティを設定する。すなわち、
Ｄｕｔｙ＝１０％×１．５＝１５％とする。
【００９９】
▲３▼の時点でも、同様の処理が実行される。電流検出増幅率Ａ≦電圧検出増幅率Ｂが成立する場合は、電流検出増幅率Ａに基づいて設定されるデューティを次期デューティとし、成立しない場合は、電圧検出増幅率Ｂに基づいて設定されるデューティを次期デューティとする。
時点▲３▼において、図３（ａ）に示すように、電流検出増幅率Ａ＝（目標電流値と現在電流値（モニタＩ値）の中間値）／（現在電流値（モニタＩ値））＝２．３７５／０．７５＝３．１６となる。
【０１００】
一方、図３（ｂ）に示すように、電圧検出増幅率Ｂ＝（過電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）の中間値）／（現在電圧値（モニタＶ値））＝３．５／３＝１．１６となる。
【０１０１】
上記の場合、電流検出増幅率Ａ＝３．１６＞電圧検出増幅率Ｂ＝１．１６なり、電圧検出増幅率Ｂに基づいて設定されるデューティを次期デューティとする。
【０１０２】
従って、時点▲２▼の設定デューティ：１５％に対して、電圧検出増幅率Ｂ＝１．１６を適用して、▲３▼のポイントにおける次期デューティを設定する。すなわち、
Ｄｕｔｙ＝１５％×１．１６＝１７．４％とする。
【０１０３】
以降、各サンプリングポイントにおいて、同様の処理を繰り返し実行する。この制御によれば、電流検出増幅率Ａと、電圧検出増幅率Ｂとの双方を算出し、増幅率の小さいほうを選択して次期デューティの増幅率として適用するため、過電圧ポイントをオーバーすることなく、過電圧ポイントでリミット制御が可能となる。この結果、負荷側に予めら設定された過電圧以上の電圧が印加されることが防止され、負荷側デバイスの破損等のトラブルを防ぐことが出来る。
【０１０４】
上述した制御処理のフローチャートを図４に示す。以下、図４に示すフローチャートの各ステップについて説明する。図４に示すフローは、ＭＣＵにおける処理、すなわち、図１の電源装置の制御手段１３０の処理手順を示したものであり、高圧電源１４０の電流検出回路としての第１検出回路１４４、電圧検出回路としての第２検出回路１４５からそれぞれモニタ電流値およびモニタ電圧値を取得して、制御されたデューティを持つＰＷＭ信号を出力するまでの処理を示している。
【０１０５】
ステップＳ１０１では、電流検出回路から電流モニタ値を取り込む。ステップＳ１０２において、電流モニタ値と、目標電流値とに基づいて電流増幅率Ａを算出する。すなわち、電流検出増幅率Ａ＝（目標電流値と現在電流値（モニタＩ値）の中間値）／（現在電流値（モニタＩ値））に基づいて電流検出増幅率Ａを算出する。
【０１０６】
次に、ステップＳ１０３では、電圧検出回路から電圧モニタ値を取り込む。ステップＳ１０４において、電圧モニタ値と、過電圧値とに基づいて電圧増幅率Ｂを算出する。すなわち、電圧検出増幅率Ｂ＝（過電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）の中間値）／（現在電圧値（モニタＶ値））に基づいて電圧検出増幅率Ｂを算出する。
【０１０７】
次に、ステップＳ１０５において、電流検出増幅率Ａ≦電圧検出増幅率Ｂが成立するか否かを判定する。電流検出増幅率Ａ≦電圧検出増幅率Ｂが成立する場合は、ステップＳ１０６に進み、電流検出増幅率Ａを選択し、電流検出増幅率Ａ≦電圧検出増幅率Ｂが成立しない場合は、ステップＳ１０７に進み、電圧検出増幅率Ｂを選択する。
【０１０８】
ステップＳ１０８では、選択した電流検出増幅率Ａまたは電圧検出増幅率Ｂに基づいて、ＰＷＭ信号のデューティを計算する。すなわち、
次期デューティ＝現デューティ×電流検出増幅率Ａ、または
次期デューティ＝現デューティ×電圧検出増幅率Ｂである。
【０１０９】
ステップＳ１０９では、計算結果に基づいて次期デューティを設定し、ステップＳ１１０において設定したデューティ値を持つＰＷＭ信号を高圧電源のスイッチング回路に出力する。
【０１１０】
ステップＳ１１１では、出力継続か否かを判定し、継続の場合は、ステップＳ１０１以下の処理を繰り返し実行する。なお、ステップＳ１０１の電流モニタ値の取り込み、およびステップＳ１０３の電圧モニタ値の取り込み処理は、モニタ値サンプリングタイミングに応じて実行される。
【０１１１】
ステップＳ１１１において、出力継続不要と判定された場合は、ステップＳ１１２において、ＰＷＭ信号の出力を停止して制御処理を終了する。
【０１１２】
このように、電流検出増幅率Ａと電圧検出増幅率Ｂとを算出して比較を実行し、小さいほうを選択して次期設定デューティ算出のための増幅率とすることで、過電圧ポイントをオーバーすることなく、過電圧ポイントでリミット制御が可能となり、デバイス破損等のトラブルを防ぐことが出来る。
【０１１３】
（実施例２）
次に、本発明の電源装置の第２の実施例について説明する。第２の実施例は、負荷側デバイスの許容最小電圧値に基づく制御を行う構成例である。例えば負荷側デバイスが転写装置である場合、電流検出結果から得られる第１制御データ（電流検出増幅率Ａともいう）と電圧検出から得られる転写必要最小許容電圧値を目標電圧値とした制御を行うときに電流検出増幅率同様に得られる第３制御データ（電圧検出増幅率Ｃともいう）を算出し、どちらか大きいほうを選択し、次期デューティ設定のための増幅率として選択して制御を行う。
【０１１４】
装置構成は、実施例１と同様であり、図１に示すように、制御手段１３０としてのマシンコントロールユニット（ＭＣＵ）のＣＰＵ１３１を利用したプログラミングによるデジタル制御により高圧電源１４０の出力がコントロールされる。第１検出回路１４４が負荷に流れる電流を検出し、第２検出回路１４５は負荷に印加される電圧を検出し、それぞれの検出値（モニタ値）を制御手段１３０側のＡ／Ｄ変換器１３３に入力する。
【０１１５】
第１検出回路１４４、第２検出回路１４５により検出された状態量はＡ／Ｄ変換器１３３によりデジタル変換がなされ、高圧電源が制御すべき目標値と比較される。その比較結果に応じてパルス発振器１３２によってスイッチング手段１４２に与えるＰＷＭ信号のデューティ（Ｄｕｔｙ）値を制御する。スイッチング手段１４２は、パルス幅信号に基づいて入力電圧をスイッチングして出力制御を実行する。
【０１１６】
本実施例２のデューティ制御は、第１検出回路１４４のモニタ値、すなわち負荷側電流検出結果と、第２検出回路１４５のモニタ値、すなわち負荷側電圧検出結果の双方を各サンプリングタイミングにおいて制御手段１３０に入力して解析を行い、解析結果に基づいてデューティ設定を実行する。
【０１１７】
制御手段１３０は、第１検出回路１４４のモニタ値、すなわち負荷側電流検出結果（モニタ電流値）から得られる電流検出増幅率Ａ、すなわち、目標電流値と、モニタ電流値とに基づいて設定される現デューティと次期デューティとの比率としての電流検出増幅率Ａを算出する。
【０１１８】
さらに、制御手段１３０は、第２検出回路１４５のモニタ値、すなわち負荷側電圧検出結果（モニタ電圧値）に基づいて算出される電圧検出増幅率Ｃ、すなわち、予め設定された負荷側の最小許容電圧値と、モニタ電圧値とに基づいて設定される現デューティと次期デューティとの比率としての電圧検出増幅率Ｃを算出する。
【０１１９】
最小許容電圧値とは、負荷側に印加される電圧値として、負荷側デバイスによる処理が実行可能な状態として許容される最小の電圧値であり、通常の動作状態における目標電圧値よりやや低い値に設定される電圧値である。
【０１２０】
図１に示す制御手段１３０は、メモリ１３４に目標電流値データ、目標電圧値データ、最小許容電圧値データ等を格納し、これらの格納データと各検出回路１４４，１４５からＡ／Ｄ変換器１３３に入力されデジタル変換されたモニタ値との比較をＣＰＵ１３３の制御の下に実行して次期のデューティ値設定を実行する。
【０１２１】
制御手段１３０は、各サンプリングタイミングにおいて、第１検出回路１４４の負荷側電流検出結果（モニタ電流値）と目標電流値とに基づいて設定される現デューティと次期デューティとの比率としての電流検出増幅率Ａと、最小許容電圧値と、モニタ電圧値とに基づいて設定される現デューティと次期デューティとの比率としての電圧検出増幅率Ｃとの比較を実行して大き方の増幅率を選択する。さらに、制御手段１３０は、選択された大きい増幅率を適用して次期デューティを設定し、設定デューティにより制御を実行する。
【０１２２】
すなわち、制御手段１３０は、目標電流値に対する現在電流値（モニタＩ値）の乖離幅に基づいて電流検出増幅率Ａを算出し、これを第１制御用データとし、最小許容電圧値に対する現在電圧値（モニタＶ値）の乖離幅に基づいて電圧検出増幅率Ｃを算出し、これを第２制御用データとし、これらのいずれかを選択して適用制御データとして、適用制御データに基づいて次期デューティを設定し、設定デューティを持つパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）をスイッチング手段に出力する制御を実行する。
【０１２３】
電流検出増幅率Ａと電圧検出増幅率Ｃは、下記式によって示される。
電流検出増幅率Ａ＝（目標電流値と現在電流値（モニタＩ値）の中間値）／（現在電流値（モニタＩ値））
電圧検出増幅率Ｃ＝（最小許容電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）の中間値）／（現在電圧値（モニタＶ値））
【０１２４】
制御手段１３０のＣＰＵ１３１は、上記電流検出増幅率Ａと電圧検出増幅率Ｃとを算出して比較を実行し、大きいほうを選択して次期デューティを設定する。図５を参照してデューティ設定処理の詳細について説明する。
【０１２５】
図５において、（ａ）は電流値の変化を示し、（ｂ）は電圧値の変化を示している。横軸に時間ｔ、縦軸に高圧電源の二次側の状態値、すなわち、（ａ）電流値ｉ、（ｂ）電圧値Ｖを示している。（ａ）には目標電流値ｉａ、（ｂ）には最小許容電圧値Ｖｍｉｎの各ラインを示している。
【０１２６】
初期的には、定電流制御が実行され、▲１▼時刻０時点では任意に計算された値（例えばテーブル利用）からＰＷＭ信号のデューティ値（例えばデューティ１０％）が入力される。
【０１２７】
初期設定デューティ値のＰＷＭ信号により、スイッチング回路１４２のオン時間が設定され、負荷側に出力が発生し、各サンプリング時間▲２▼、▲３▼．．においてモニタ電流値、モニタ電圧値が各検出回路１４４，１４５から制御手段１３０に入力される。
【０１２８】
制御手段１３０は、モニタ電流値と目標電流値とから電流検出増幅率Ａを算出し、モニタ電圧値と最小許容電圧値とから電圧検出増幅率Ｃを算出する。
【０１２９】
図５（ａ）の▲２▼のサンプリング時間において、電流検出増幅率Ａは、図５（ａ）に示すαとβとの比率、すなわちβ／αとして設定される。前述したように、電流検出増幅率Ａ＝（目標電流値と現在電流値（モニタＩ値）の中間値）／（現在電流値（モニタＩ値））である。図５（ａ）において、Ｐｉ１＝Ｑｉ１であり、（目標電流値と現在電流値（モニタＩ値）の中間値）はα＋Ｑｉ１、すなわちβであり、（現在電流値（モニタＩ値））はαである。
【０１３０】
従って、電流検出増幅率Ａ＝（目標電流値と現在電流値（モニタＩ値）の中間値）／（現在電流値（モニタＩ値））＝β／αとなる。
【０１３１】
一方、図５（ｂ）の▲２▼のサンプリング時間において、電圧検出増幅率Ｃは、図５（ｂ）に示すγとδとの比率、すなわちδ／γとして設定される。前述したように、電圧検出増幅率Ｃ＝（最小許容電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）の中間値）／（現在電圧値（モニタＶ値））である。図５（ｂ）において、Ｐｖ１＝Ｑｖ１であり、（最小許容電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）の中間値）はγ＋Ｑｖ１、すなわちδであり、（現在電圧値（モニタＶ値））はγである。
【０１３２】
従って、電圧検出増幅率Ｃ＝（最小許容電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）の中間値）／（現在電圧値（モニタＶ値））＝δ／γとなる。
【０１３３】
制御手段１３０は、電流検出増幅率Ａ≧電圧検出増幅率Ｃが成立する場合は、電流検出増幅率Ａに基づいて設定されるデューティを次期デューティとし、成立しない場合は、電圧検出増幅率Ｃに基づいて設定されるデューティを次期デューティとする。
【０１３４】
このように、電流検出増幅率Ａと電圧検出増幅率Ｃとを算出して比較を実行し、大きいほうを選択して次期設定デューティ算出のための増幅率とすることで、負荷側デバイスの最小許容電圧を下回る電圧値に設定されることなく、負荷側デバイスの正常な動作が可能となる。例えば負荷側デバイスが転写装置である場合、転写エラーの発生防止が可能となる。
【０１３５】
図６を参照して、負荷側の抵抗値が小さくなり、モニタ電流値が大きくなってしまった場合の制御例について説明する。前述したように、負荷側の抵抗値は環境変化、あるいはプリンタ複写機等の処理用紙の種類などによって変化する。
【０１３６】
図６も、図５と同様、（ａ）は電流値の変化を示し、（ｂ）は電圧値の変化を示している。横軸に時間ｔ、縦軸に高圧電源の二次側の状態値、すなわち、（ａ）電流値ｉ、（ｂ）電圧値Ｖを示している。（ａ）には目標電流値ｉａ、（ｂ）には最小許容電圧値Ｖｍｉｎの各ラインを示している。
【０１３７】
初期的には、定電流制御が実行され、▲１▼時刻０時点では任意に計算された値（例えばテーブル利用）からＰＷＭ信号のデューティ値（例えばデューティ１０％）が入力される。
【０１３８】
初期設定デューティ値のＰＷＭ信号により、スイッチング回路１４２のオン時間が設定され、負荷側に出力が発生し、各サンプリング時間▲２▼、▲３▼．．においてモニタ電流値、モニタ電圧値が各検出回路１４４，１４５から制御手段１３０に入力される。
【０１３９】
制御手段１３０は、モニタ電流値と目標電流値とから電流検出増幅率Ａを算出し、モニタ電圧値と最小許容電圧値とから電圧検出増幅率Ｃとを算出する。
【０１４０】
図６（ａ）の▲２▼のサンプリング時間において、Ｐｉ１＝Ｑｉ１であり、電流検出増幅率Ａは、前述したように、
電流検出増幅率Ａ＝（目標電流値と現在電流値（モニタＩ値）の中間値）／（現在電流値（モニタＩ値））＝β／αとなる。
【０１４１】
一方、図６（ｂ）の▲２▼のサンプリング時間において、Ｐｖ１＝Ｑｖ１であり、電圧検出増幅率Ｃは、前述したように、
電圧検出増幅率Ｃ＝（最小許容電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）の中間値）／（現在電圧値（モニタＶ値））＝δ／γとなる。
【０１４２】
制御手段１３０は、電流検出増幅率Ａ≧電圧検出増幅率Ｃが成立する場合は、電流検出増幅率Ａに基づいて設定されるデューティを次期デューティとし、成立しない場合は、電圧検出増幅率Ｃに基づいて設定されるデューティを次期デューティとする。
【０１４３】
具体的な数値を設定して、電流検出増幅率Ａと電圧検出増幅率Ｃとの比較をする。目標電流値ｉａ＝４、最小許容電圧値Ｖｍｉｎ＝４とする。なお、電圧検出回路としての第２検出回路１４５は高圧出力を検出し、検出した高圧出力をＭＣＵのＡ／Ｄ変換器１３３において検知可能な０〜５Ｖになるよう、分圧等を行なっている。また、電流検出回路としての第１検出回路１４４においては、ＭＣＵのＡ／Ｄ変換器で検出可能となるよう電流を電圧に変換する処理を行なっている。これらの変換値が制御手段１３０のメモリ１３４に格納された目標電流値ｉａ＝４、最小許容電圧値Ｖｍｉｎ＝４と比較される。
【０１４４】
まず、時点▲１▼において、初期デューティとしてＤｕｔｙ＝１０％が設定されたものとする。次に時点▲２▼において、電流検出増幅率Ａと電圧検出増幅率Ｃとの比較を実行する。
【０１４５】
このとき、負荷側抵抗が小さく、図６（ａ）に示すようにモニタ電流値が大きくなる。この場合のモニタ値を３．０とする。
電流検出増幅率Ａ＝（目標電流値と現在電流値（モニタＩ値）の中間値）／（現在電流値（モニタＩ値））＝３．５／３．０＝１．１７となる。
【０１４６】
一方、図６（ｂ）に示すように、
電圧検出増幅率Ｃ＝（最小許容電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）の中間値）／（現在電圧値（モニタＶ値））＝３／２＝１．５となる。
【０１４７】
前述したように、電流検出増幅率Ａ≧電圧検出増幅率Ｃが成立する場合は、電流検出増幅率Ａに基づいて設定されるデューティを次期デューティとし、成立しない場合は、電圧検出増幅率Ｃに基づいて設定されるデューティを次期デューティとする。上記の場合、電流検出増幅率Ａ＝１．１７＜電圧検出増幅率Ｃ＝１．５となり、電圧検出増幅率Ｃに基づいて設定されるデューティを次期デューティとする。
【０１４８】
従って、時点▲１▼の設定デューティ：１０％に対して、電圧検出増幅率Ｃ＝１．５を適用して、▲２▼のポイントにおける次期デューティを設定する。すなわち、
Ｄｕｔｙ＝１０％×１．５＝１５％とする。
【０１４９】
▲３▼の時点でも、同様の処理が実行される。電流検出増幅率Ａ≧電圧検出増幅率Ｃが成立する場合は、電流検出増幅率Ａに基づいて設定されるデューティを次期デューティとし、成立しない場合は、電圧検出増幅率Ｃに基づいて設定されるデューティを次期デューティとする。
時点▲３▼において、図６（ａ）に示すように、電流検出増幅率Ａ＝（目標電流値と現在電流値（モニタＩ値）の中間値）／（現在電流値（モニタＩ値））＝４／４＝１．０となる。
【０１５０】
一方、図６（ｂ）に示すように、電圧検出増幅率Ｃ＝（最小許容電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）の中間値）／（現在電圧値（モニタＶ値））＝３．５／３＝１．１６となる。
【０１５１】
上記の場合、電流検出増幅率Ａ＝１．０＜電圧検出増幅率Ｃ＝１．１６となり、大きい方の電圧検出増幅率Ｃに基づいて設定されるデューティを次期デューティとする。
【０１５２】
従って、時点▲２▼の設定デューティ：１５％に対して、電圧検出増幅率Ｃ＝１．１６を適用して、▲３▼のポイントにおける次期デューティを設定する。すなわち、
Ｄｕｔｙ＝１５％×１．１６＝１７．４％とする。
【０１５３】
以降、各サンプリングポイントにおいて、同様の処理を繰り返し実行する。この制御によれば、電流検出増幅率Ａと、電圧検出増幅率Ｃとの双方を算出し、増幅率の大きいほうを選択して次期デューティの増幅率として適用するため、最小許容電圧ポイントを下回った状態に負荷側の出力が維持されてしまうことがなくなり、負荷側デバイスによる正常動作が可能となる。
【０１５４】
上述した制御処理のフローチャートを図７に示す。以下、図７に示すフローチャートの各ステップについて説明する。図７に示すフローは、ＭＣＵにおける処理、すなわち、図１の電源装置の制御手段１３０の処理手順を示したものであり、高圧電源１４０の電流検出回路としての第１検出回路１４４、電圧検出回路としての第２検出回路１４５からそれぞれモニタ電流値およびモニタ電圧値を取得して、制御されたデューティを持つＰＷＭ信号を出力するまでの処理を示している。
【０１５５】
ステップＳ１５１では、電流検出回路から電流モニタ値を取り込む。ステップＳ１５２において、電流モニタ値と、目標電流値とに基づいて電流増幅率Ａを算出する。すなわち、電流検出増幅率Ａ＝（目標電流値と現在電流値（モニタＩ値）の中間値）／（現在電流値（モニタＩ値））に基づいて電流検出増幅率Ａを算出する。
【０１５６】
次に、ステップＳ１５３では、電圧検出回路から電圧モニタ値を取り込む。ステップＳ１５４において、電圧モニタ値と、最小許容電圧値とに基づいて電圧増幅率Ｃを算出する。すなわち、電圧検出増幅率Ｃ＝（最小許容電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）の中間値）／（現在電圧値（モニタＶ値））に基づいて電圧検出増幅率Ｃを算出する。
【０１５７】
次に、ステップＳ１５５において、電流検出増幅率Ａ≧電圧検出増幅率Ｃが成立するか否かを判定する。電流検出増幅率Ａ≧電圧検出増幅率Ｃが成立する場合は、ステップＳ１５６に進み、電流検出増幅率Ａを選択し、電流検出増幅率Ａ≧電圧検出増幅率Ｃが成立しない場合は、ステップＳ１５７に進み、電圧検出増幅率Ｃを選択する。
【０１５８】
ステップＳ１５８では、選択した電流検出増幅率Ａまたは電圧検出増幅率Ｃに基づいて、ＰＷＭ信号のデューティを計算する。すなわち、
次期デューティ＝現デューティ×電流検出増幅率Ａ、または
次期デューティ＝現デューティ×電圧検出増幅率Ｃである。
【０１５９】
ステップＳ１５９では、計算結果に基づいて次期デューティを設定し、ステップＳ１６０において設定したデューティ値を持つＰＷＭ信号を高圧電源のスイッチング回路に出力する。
【０１６０】
ステップＳ１６１では、出力継続か否かを判定し、継続の場合は、ステップＳ１５１以下の処理を繰り返し実行する。なお、ステップＳ１５１の電流モニタ値の取り込み、およびステップＳ１５３の電圧モニタ値の取り込み処理は、モニタ値サンプリングタイミングに応じて実行される。
【０１６１】
ステップＳ１６１において、出力継続不要と判定された場合は、ステップＳ１６２において、ＰＷＭ信号の出力を停止して制御処理を終了する。
【０１６２】
このように、電流検出増幅率Ａと電圧検出増幅率Ｃとを算出して比較を実行し、大きいほうを選択して、選択した増幅率を適用して次期設定デューティを算出し制御を実行することで、最小許容電圧ポイントを下回った値に負荷側の電圧値が維持されてしまうことが防止され、負荷側デバイスによる正常動作が可能となる。例えば負荷側デバイスが転写装置である場合には、正常な転写処理が実行される。
【０１６３】
（実施例３）
次に、上述した実施例１、および実施例２における制御を併せて実行する処理例について、実施例３として説明する。
【０１６４】
本実施例においては、過電圧値（Ｖｍａｘ）と最小許容電圧値（Ｖｍｉｎ）との両者を用いて、負荷側の電圧値が過電圧値と最小許容電圧値との間に設定されるように制御を行う構成である。
【０１６５】
過電圧値とは、負荷側に印加される電圧値としての許容最大電圧値であり、通常の動作状態における目標電圧値よりやや高い値に設定される電圧値である。最小許容電圧値とは、負荷側に印加される電圧値として、負荷側デバイスによる処理が実行可能な状態として許容される最小の電圧値であり、通常の動作状態における目標電圧値よりやや低い値に設定される電圧値である。本実施例においては、負荷側デバイスにおける電圧値を最小許容電圧値から過電圧の範囲内に制御することで、デバイスの損傷を防ぐとともに正常な動作を保障するものである。
【０１６６】
本実施例では、下記の３つの増幅率Ａ，Ｂ，Ｃを適宜選択して次期デューティの算出に適用する。
電流検出増幅率Ａ＝（目標電流値と現在電流値（モニタＩ値）の中間値）／（現在電流値（モニタＩ値））
電圧検出増幅率Ｂ＝（過電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）の中間値）／（現在電圧値（モニタＶ値））
電圧検出増幅率Ｃ＝（最小許容電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）の中間値）／（現在電圧値（モニタＶ値））
【０１６７】
上記の３つの増幅率から選択した１つの増幅率に基づいて、ＰＷＭ信号のデューティを計算する。すなわち、
次期デューティ＝現デューティ×電流検出増幅率Ａ、または
次期デューティ＝現デューティ×電圧検出増幅率Ｂ、または、
次期デューティ＝現デューティ×電圧検出増幅率Ｃとして、デューティが設定される。
【０１６８】
装置構成は、実施例１、２と同様であり、図１に示すように、制御手段１３０としてのマシンコントロールユニット（ＭＣＵ）のＣＰＵ１３１を利用したプログラミングによるデジタル制御により高圧電源１４０の出力がコントロールされる。第１検出回路１４４が負荷に流れる電流を検出し、第２検出回路１４５は負荷に印加される電圧を検出し、それぞれの検出値（モニタ値）を制御手段１３０側のＡ／Ｄ変換器１３３に入力する。
【０１６９】
第１検出回路１４４、第２検出回路１４５により検出された状態量はＡ／Ｄ変換器１３３によりデジタル変換がなされ、高圧電源が制御すべき目標値と比較される。その比較結果に応じてパルス発振器１３２によってスイッチング手段１４２に与えるＰＷＭ信号のデューティ（Ｄｕｔｙ）値を制御する。スイッチング手段１４２は、パルス幅信号に基づいて入力電圧をスイッチングして出力制御を実行する。
【０１７０】
本実施例３のデューティ制御は、第１検出回路１４４のモニタ値、すなわち負荷側電流検出結果と、第２検出回路１４５のモニタ値、すなわち負荷側電圧検出結果の双方を各サンプリングタイミングにおいて制御手段１３０に入力して解析を行い、解析結果に基づいてデューティ設定を実行する。
【０１７１】
制御手段１３０は、上述の電流検出増幅率Ａ、電圧検出増幅率Ｂ、電圧検出増幅率Ｃの３つの増幅率から選択した１つの増幅率に基づいて、ＰＷＭ信号のデューティを計算する。
【０１７２】
図１に示す制御手段１３０は、メモリ１３４に目標電流値データ、過電圧値データ、最小許容電圧値データ等を格納し、これらの格納データと各検出回路１４４，１４５からＡ／Ｄ変換器１３３に入力されデジタル変換されたモニタ値との比較をＣＰＵ１３３の制御の下に実行して次期のデューティ値設定を実行する。
【０１７３】
制御手段１３０は、まず、電流モニタ値と、目標電流値とに基づいて算出する電流増幅率Ａと、電圧モニタ値と、過電圧値とに基づいて算出する電圧増幅率Ｂとを比較し、電流検出増幅率Ａ≦電圧検出増幅率Ｂが成立するか否かを判定する。電流検出増幅率Ａ≦電圧検出増幅率Ｂが成立しない場合は、電圧検出増幅率Ｂを選択し、電圧検出増幅率Ｂを適用して次期デューティを算出する。
【０１７４】
電流検出増幅率Ａ≦電圧検出増幅率Ｂが成立する場合は、さらに電圧モニタ値と最小許容電圧値とに基づいて算出する電圧増幅率Ｃと電流検出増幅率Ａとを比較する。電流検出増幅率Ａ≧電圧検出増幅率Ｃが成立する場合は、電流検出増幅率Ａを選択し、電流検出増幅率Ａを適用して次期デューティを算出する。電流検出増幅率Ａ≧電圧検出増幅率Ｃが成立しない場合は、電圧検出増幅率Ｃを選択し、電圧検出増幅率Ｃを適用して次期デューティを算出する。
【０１７５】
どの増幅率を選択するかを示すテーブルを図８に示す。比較対象となるのは、ＡとＢ、およびＡとＣである。選択される増幅率は下記のようになる。
Ａ≦Ｂの場合は、Ａ（ただしさらにＣと比較）
Ａ＞Ｂの場合は、Ｂ
Ａ≧Ｃの場合は、Ａ
Ａ＜Ｃの場合は、Ｃ
【０１７６】
上述した制御処理のフローチャートを図９に示す。以下、図９に示すフローチャートの各ステップについて説明する。図９に示すフローは、ＭＣＵにおける処理、すなわち、図１の電源装置の制御手段１３０の処理手順を示したものであり、高圧電源１４０の電流検出回路としての第１検出回路１４４、電圧検出回路としての第２検出回路１４５からそれぞれモニタ電流値およびモニタ電圧値を取得して、制御されたデューティを持つＰＷＭ信号を出力するまでの処理を示している。
【０１７７】
ステップＳ２０１では、電流検出回路から電流モニタ値を取り込む。ステップＳ２０２において、電流モニタ値と、目標電流値とに基づいて電流増幅率Ａを算出する。すなわち、電流検出増幅率Ａ＝（目標電流値と現在電流値（モニタＩ値）の中間値）／（現在電流値（モニタＩ値））に基づいて電流検出増幅率Ａを算出する。
【０１７８】
次に、ステップＳ２０３では、電圧検出回路から電圧モニタ値を取り込む。ステップＳ２０４において、電圧モニタ値と、過電圧値とに基づいて電圧増幅率Ｂを算出する。すなわち、電圧検出増幅率Ｂ＝（過電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）の中間値）／（現在電圧値（モニタＶ値））に基づいて電圧検出増幅率Ｂを算出する。
【０１７９】
次に、ステップＳ２０５において、電流検出増幅率Ａ≦電圧検出増幅率Ｂが成立するか否かを判定する。電流検出増幅率Ａ≦電圧検出増幅率Ｂが成立する場合は、ステップＳ２０６に進み、電流検出増幅率Ａを選択し、電流検出増幅率Ａ≦電圧検出増幅率Ｂが成立しない場合は、ステップＳ２０７に進み、電圧検出増幅率Ｂを選択する。
【０１８０】
ステップＳ２０８では、電圧モニタ値と、最小許容電圧値とに基づいて電圧増幅率Ｃを算出する。すなわち、電圧検出増幅率Ｃ＝（最小許容電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）の中間値）／（現在電圧値（モニタＶ値））に基づいて電圧検出増幅率Ｃを算出する。
【０１８１】
次に、ステップＳ２０９において、電流検出増幅率Ａ≧電圧検出増幅率Ｃが成立するか否かを判定する。電流検出増幅率Ａ≧電圧検出増幅率Ｃが成立する場合は、ステップＳ２１０に進み、電流検出増幅率Ａを選択し、電流検出増幅率Ａ≧電圧検出増幅率Ｃが成立しない場合は、ステップＳ２１１に進み、電圧検出増幅率Ｃを選択する。
【０１８２】
次に、ステップＳ２１２において、選択した電流検出増幅率Ａまたは電圧検出増幅率Ｂまたは電圧検出増幅率Ｃに基づいて、ＰＷＭ信号のデューティを計算する。すなわち、
次期デューティ＝現デューティ×電流検出増幅率Ａ、または
次期デューティ＝現デューティ×電圧検出増幅率Ｂ、または
次期デューティ＝現デューティ×電圧検出増幅率Ｃである。
【０１８３】
ステップＳ２１３では、計算結果に基づいて次期デューティを設定し、ステップＳ２１４において設定したデューティ値を持つＰＷＭ信号を高圧電源のスイッチング回路に出力する。
【０１８４】
ステップＳ２１５では、出力継続か否かを判定し、継続の場合は、ステップＳ２０１以下の処理を繰り返し実行する。なお、ステップＳ２０１の電流モニタ値の取り込み、およびステップＳ２０３の電圧モニタ値の取り込み処理は、モニタ値サンプリングタイミングに応じて実行される。
【０１８５】
ステップＳ２１５において、出力継続不要と判定された場合は、ステップＳ２１６において、ＰＷＭ信号の出力を停止して制御処理を終了する。
【０１８６】
このように、電流検出増幅率Ａと電圧検出増幅率Ｂとを算出して比較を実行し、小さいほうを選択して次期設定デューティとすることで、過電圧ポイントをオーバーすることなく、過電圧ポイントでリミット制御が可能となり、デバイス破損等のトラブルを防ぐことが出来、さらに、電流検出増幅率Ａと電圧検出増幅率Ｃとを算出して比較を実行し、大きいほうを選択して、選択した増幅率を適用して次期設定デューティを算出し制御を実行することで、最小許容電圧ポイントを下回った値に負荷側の電圧値が維持されてしまうことが防止され、負荷側デバイスによる正常動作が可能となる。例えば負荷側デバイスが転写装置である場合には、正常な転写処理が実行される。
【０１８７】
本実施例の構成によれば、電流検出増幅率Ａと、電圧検出増幅率Ｂと、電圧検出増幅率Ｃとの比較に基づいて定電流制御／過電圧制御／転写必要電圧制御の３つの状態遷移が可能となり、負荷側を過大な電位にすることなく、かつ、有効な最低電位を下回ることもない高精度制御が可能となる。また、制御手段に設定する制御プログラムは定電流制御／過電圧制御／転写必要電圧制御の制御を意識することなく各増幅率の値の比較のみで３つの状態遷移を行えるので簡素なプログラムにより、最適な増幅率の選択および最適自動制御が可能となる。
【０１８８】
（実施例４）
次に、本発明の電源装置の第４の実施例について説明する。第４の実施例は、定電圧かつ過電流制御／定電流かつ過電圧制御の自動切り替えを行う構成例である。例えばロール型デバイスで、Job開始前や、数十枚に１回程度の間隔でインピーダンス測定を行う場合（以下測定モード）、定電流制御が実行され、その検出結果から用紙転写に最適な電圧を決定する。用紙に転写を行う場合（以下転写モード）は求められた最適な電圧値における定電圧制御が行われる。測定モードでは定電流制御の電流目標値と電流検出結果から得られる電流検出増幅率Ａと過電圧値と電圧検出結果から得られる電圧検出増幅率Ｂを算出し、どちらか小さいほうを選択し、さらに、転写モードでは過電流値と電流検出結果から得られる電流検出増幅率Ａと定電圧制御の電圧目標値と電圧検出結果から得られる電圧検出増幅率Ｂを算出し、どちらか小さいほうを選択し、次期デューティ設定のための増幅率として選択して制御を行う。
【０１８９】
装置構成は、実施例１と同様であり、図１に示すように、制御手段１３０としてのマシンコントロールユニット（ＭＣＵ）のＣＰＵ１３１を利用したプログラミングによるデジタル制御により高圧電源１４０の出力がコントロールされる。第１検出回路１４４が負荷に流れる電流を検出し、第２検出回路１４５は負荷に印加される電圧を検出し、それぞれの検出値（モニタ値）を制御手段１３０側のＡ／Ｄ変換器１３３に入力する。
【０１９０】
第１検出回路１４４、第２検出回路１４５により検出された状態量はＡ／Ｄ変換器１３３によりデジタル変換がなされ、高圧電源が制御すべき目標値と比較される。その比較結果に応じてパルス発振器１３２によってスイッチング手段１４２に与えるＰＷＭ信号のデューティ（Ｄｕｔｙ）値を制御する。スイッチング手段１４２は、パルス幅信号に基づいて入力電圧をスイッチングして出力制御を実行する。
【０１９１】
本実施例４のデューティ制御は、第１検出回路１４４のモニタ値、すなわち負荷側電流検出結果と、第２検出回路１４５のモニタ値、すなわち負荷側電圧検出結果の双方を各サンプリングタイミングにおいて制御手段１３０に入力して解析を行い、解析結果に基づいてデューティ設定を実行する。
【０１９２】
制御手段１３０は、第１検出回路１４４のモニタ値、すなわち負荷側電流検出結果（モニタ電流値）から得られる電流検出増幅率Ａ、すなわち、目標電流値と、モニタ電流値とに基づいて設定される現デューティと次期デューティとの比率、もしくは過電流値と、モニタ電流値とに基づいて設定される現デューティと次期デューティとの比率としての電流検出増幅率Ａを算出する。
【０１９３】
さらに、制御手段１３０は、第２検出回路１４５のモニタ値、すなわち負荷側電圧検出結果（モニタ電圧値）に基づいて算出される電圧検出増幅率Ｂ、すなわち、過電圧値と、モニタ電圧値とに基づいて設定される現デューティと次期デューティとの比率、もしくは目標電圧値と、モニタ電圧値とに基づいて設定される現デューティと次期デューティとの比率としての電圧検出増幅率Ｂを算出する。
【０１９４】
図１に示す制御手段１３０は、メモリ１３４に目標電流値データ、目標電圧値データ、過電流値データ、過電圧値データ等を格納し、これらの格納データと各検出回路１４４，１４５からＡ／Ｄ変換器１３３に入力されデジタル変換されたモニタ値との比較をＣＰＵ１３３の制御の下に実行して次期のデューティ値設定を実行する。
【０１９５】
制御手段１３０は、各サンプリングタイミングにおいて、測定モードでは、第１検出回路１４４の負荷側電流検出結果（モニタ電流値）と目標電流値とに基づいて設定される現デューティと次期デューティとの比率としての電流検出増幅率Ａと、過電圧値と、モニタ電圧値とに基づいて設定される現デューティと次期デューティとの比率としての電圧検出増幅率Ｂとの比較を実行して小さい方の増幅率を選択する。さらに、制御手段１３０は、選択された小さい増幅率を適用して次期デューティを設定し、設定デューティにより制御を実行する。また、転写モードでは、第１検出回路１４４の負荷側電流検出結果（モニタ電流値）と過電流値とに基づいて設定される現デューティと次期デューティとの比率としての電流検出増幅率Ａと、目標電圧値と、モニタ電圧値とに基づいて設定される現デューティと次期デューティとの比率としての電圧検出増幅率Ｂとの比較を実行して小さい方の増幅率を選択する。さらに、制御手段１３０は、選択された小さい増幅率を適用して次期デューティを設定し、設定デューティにより制御を実行する。
【０１９６】
すなわち、制御手段１３０は、各々のモードにおいて、電流検出増幅率Ａを第１制御用データとし、電圧検出増幅率Ｂを第２制御用データとし、これらのいずれかを選択して適用制御データとして、適用制御データに基づいて次期デューティを設定し、設定デューティを持つパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）をスイッチング手段に出力する制御を実行する。
【０１９７】
電流検出増幅率Ａと電圧検出増幅率Ｂは、下記式によって示される。
測定モードでは、
電流検出増幅率Ａ＝（目標電流値と現在電流値（モニタＩ値）の中間値）／（現在電流値（モニタＩ値））
電圧検出増幅率Ｂ＝（過電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）の中間値）／（現在電圧値（モニタＶ値））
転写モードでは、
電流検出増幅率Ａ＝（過電流値と現在電流値（モニタＩ値）の中間値）／（現在電流値（モニタＩ値））
電圧検出増幅率Ｂ＝（目標電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）の中間値）／（現在電圧値（モニタＶ値））
【０１９８】
制御手段１３０のＣＰＵ１３１は、各々のモードにおいて、上記電流検出増幅率Ａと電圧検出増幅率Ｂとを算出して比較を実行し、小さいほうを選択して次期デューティを設定する。図１０を参照してデューティ設定処理の詳細について説明する。
【０１９９】
図１０において、（ａ）は電流値の変化を示し、（ｂ）は電圧値の変化を示している。横軸に時間ｔ、縦軸に高圧電源の二次側の状態値、すなわち、（ａ）電流値ｉ、（ｂ）電圧値Ｖを示している。（ａ）には目標電流値ｉａ、過電流値Ｉｍａｘ、（ｂ）には目標電圧値Ｖａ、過電圧値Ｖｍａｘの各ラインを示している。
【０２００】
初期的には、測定モードが実行され、▲１▼時刻０時点では任意に計算された値（例えばテーブル利用）からＰＷＭ信号のデューティ値（例えばデューティ１０％）が入力される。
【０２０１】
初期設定デューティ値のＰＷＭ信号により、スイッチング回路１４２のオン時間が設定され、負荷側に出力が発生し、各サンプリング時間▲２▼、▲３▼．．においてモニタ電流値、モニタ電圧値が各検出回路１４４，１４５から制御手段１３０に入力される。
【０２０２】
制御手段１３０は、測定モードでは、モニタ電流値と目標電流値とから電流検出増幅率Ａを、モニタ電圧値と過電圧値とから電圧検出増幅率Ｂを算出し、転写モードではモニタ電流値と過電流値とから電流検出増幅率Ａを、モニタ電圧値と目標電圧値とから電圧検出増幅率Ｂを算出する。
【０２０３】
図１０（ａ）の▲２▼のサンプリング時間において、電流検出増幅率Ａは、図１０（ａ）に示すαとβとの比率、すなわちβ／αとして設定される。前述したように、測定モードでは、電流検出増幅率Ａ＝（目標電流値と現在電流値（モニタＩ値）の中間値）／（現在電流値（モニタＩ値））、転写モードでは電流検出増幅率Ａ＝（過電流値と現在電流値（モニタＩ値）の中間値）／（現在電流値（モニタＩ値））である。図１０（ａ）において、Ｐｉ１＝Ｑｉ１であり、測定モードにおける（目標電流値と現在電流値（モニタＩ値）の中間値）、転写モードにおける（過電流値と現在電流値（モニタＩ値）の中間値）はα＋Ｑｉ１、すなわちβであり、（現在電流値（モニタＩ値））はαである。
【０２０４】
従って、測定モードでは、電流検出増幅率Ａ＝（目標電流値と現在電流値（モニタＩ値）の中間値）／（現在電流値（モニタＩ値））＝β／α、転写モードでは、電流検出増幅率Ａ＝（過電流値と現在電流値（モニタＩ値）の中間値）／（現在電流値（モニタＩ値））＝β／αとなる。
【０２０５】
一方、図１０（ｂ）の▲２▼のサンプリング時間において、電圧検出増幅率Ｂは、図１０（ｂ）に示すγとδとの比率、すなわちδ／γとして設定される。前述したように、測定モードでは、電圧検出増幅率Ｂ＝（過電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）の中間値）／（現在電圧値（モニタＶ値））、転写モードでは、電圧検出増幅率Ｂ＝（目標電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）の中間値）／（現在電圧値（モニタＶ値））である。図１０（ｂ）において、Ｐｖ１＝Ｑｖ１であり、測定モードにおける（過電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）の中間値）、転写モードにおける（目標電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）の中間値）はγ＋Ｑｖ１、すなわちδであり、（現在電圧値（モニタＶ値））はγである。
【０２０６】
従って、測定モードでは、電圧検出増幅率Ｂ＝（過電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）の中間値）／（現在電圧値（モニタＶ値））＝δ／γ、転写モードでは、電圧検出増幅率Ｂ＝（目標電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）の中間値）／（現在電圧値（モニタＶ値））＝δ／γとなる。
【０２０７】
制御手段１３０は、各々のモードにおいて、電流検出増幅率Ａ≦電圧検出増幅率Ｂが成立する場合は、電流検出増幅率Ａに基づいて設定されるデューティを次期デューティとし、成立しない場合は、電圧検出増幅率Ｂに基づいて設定されるデューティを次期デューティとする。
【０２０８】
このように、電流検出増幅率Ａと電圧検出増幅率Ｂとを算出して比較を実行し、小さいほうを選択して次期設定デューティ算出のための増幅率とすることで、定電圧かつ過電流制御／定電流かつ過電圧制御の自動切り替えを行うことが可能となる。例えばロール型デバイスで、Job開始前や、数十枚に１回程度の間隔でインピーダンス測定を行う場合に有効である。
【０２０９】
図１１を参照して、測定モードと転写モードが切り替わる場合の制御例について説明する。前述したように、測定モードとはJob開始前や、数十枚に１回程度の間隔でインピーダンス測定を行い、定電流制御が実行され、その検出結果から用紙転写に最適な電圧を決定するモードである。転写モードとは求められた最適な電圧値における定電圧制御が行われるモードである。
【０２１０】
図１１も、図１０と同様、（ａ）は電流値の変化を示し、（ｂ）は電圧値の変化を示している。横軸に時間ｔ、縦軸に高圧電源の二次側の状態値、すなわち、（ａ）電流値ｉ、（ｂ）電圧値Ｖを示している。（ａ）には目標電流値ｉａ、過電流値Ｉｍａｘ、（ｂ）には目標電圧値Ｖａ、過電圧値Ｖｍａｘの各ラインを示している。
【０２１１】
初期的には、測定モードが実行され、▲１▼時刻０時点では任意に計算された値（例えばテーブル利用）からＰＷＭ信号のデューティ値（例えばデューティ１０％）が入力される。
【０２１２】
初期設定デューティ値のＰＷＭ信号により、スイッチング回路１４２のオン時間が設定され、負荷側に出力が発生し、各サンプリング時間▲２▼、▲３▼．．においてモニタ電流値、モニタ電圧値が各検出回路１４４，１４５から制御手段１３０に入力される。
【０２１３】
制御手段１３０は、モニタ電流値と目標電流値とから電流検出増幅率Ａを算出し、モニタ電圧値と過電圧値とから電圧検出増幅率Ｂとを算出する。
【０２１４】
図１１（ａ）の▲２▼のサンプリング時間において、Ｐｉ１＝Ｑｉ１であり、電流検出増幅率Ａは、前述したように、
電流検出増幅率Ａ＝（目標電流値と現在電流値（モニタＩ値）の中間値）／（現在電流値（モニタＩ値））＝β／αとなる。
【０２１５】
一方、図１１（ｂ）の▲２▼のサンプリング時間において、Ｐｖ１＝Ｑｖ１であり、電圧検出増幅率Ｂは、前述したように、
電圧検出増幅率Ｂ＝（過電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）の中間値）／（現在電圧値（モニタＶ値））＝δ／γとなる。
【０２１６】
制御手段１３０は、電流検出増幅率Ａ≦電圧検出増幅率Ｂが成立する場合は、電流検出増幅率Ａに基づいて設定されるデューティを次期デューティとし、成立しない場合は、電圧検出増幅率Ｂに基づいて設定されるデューティを次期デューティとする。
【０２１７】
具体的な数値を設定して、電流検出増幅率Ａと電圧検出増幅率Ｂとの比較をする。初期的に、測定モードが実行され、目標電流値ｉａ＝２、過電圧値Ｖｍａｘ＝４とする。なお、電圧検出回路としての第２検出回路１４５は高圧出力を検出し、検出した高圧出力をＭＣＵのＡ／Ｄ変換器１３３において検知可能な０〜５Ｖになるよう、分圧等を行なっている。また、電流検出回路としての第１検出回路１４４においては、ＭＣＵのＡ／Ｄ変換器で検出可能となるよう電流を電圧に変換する処理を行なっている。これらの変換値が制御手段１３０のメモリ１３４に格納された目標電流値ｉａ＝２、過電圧値Ｖｍａｘ＝４と比較される。
【０２１８】
まず、時点▲１▼において、初期デューティとしてＤｕｔｙ＝１０％が設定されたものとする。次に時点▲２▼において、電流検出増幅率Ａと電圧検出増幅率Ｂとの比較を実行する。
【０２１９】
このとき、図１１（ａ）に示すようにモニタ電流値を１．０とする。
電流検出増幅率Ａ＝（目標電流値と現在電流値（モニタＩ値）の中間値）／（現在電流値（モニタＩ値））＝１．５／１．０＝１．５となる。
【０２２０】
一方、図１１（ｂ）に示すように、
電圧検出増幅率Ｂ＝（過電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）の中間値）／（現在電圧値（モニタＶ値））＝２．５／１＝２．５となる。
【０２２１】
前述したように、電流検出増幅率Ａ≦電圧検出増幅率Ｂが成立する場合は、電流検出増幅率Ａに基づいて設定されるデューティを次期デューティとし、成立しない場合は、電圧検出増幅率Ｂに基づいて設定されるデューティを次期デューティとする。上記の場合、電流検出増幅率Ａ＝１．５＜電圧検出増幅率Ｃ＝２．５となり、電流検出増幅率Ａに基づいて設定されるデューティを次期デューティとする。
【０２２２】
従って、時点▲１▼の設定デューティ：１０％に対して、電圧検出増幅率Ｃ＝１．５を適用して、▲２▼のポイントにおける次期デューティを設定する。すなわち、
Ｄｕｔｙ＝１０％×１．５＝１５％とする。
【０２２３】
各サンプリング時間▲２▼、▲３▼．．においてモニタ電流値、モニタ電圧値が各検出回路１４４，１４５から制御手段１３０に入力され、測定モードである定電流制御が実行される。
【０２２４】
ただし、電流検出増幅率Ａ≦電圧検出増幅率Ｂが成立する場合について記したが、成立しない場合は実施例1と同様である。
【０２２５】
さらに、サンプリング時間(11)の時点で、測定モードから転写モードへの切り替えが実行され、過電流値ｉｍａｘ＝４、目標電圧値Ｖａ＝３とする。同様の処理が実行される。電流検出増幅率Ａ≦電圧検出増幅率Ｂが成立する場合は、電流検出増幅率Ａに基づいて設定されるデューティを次期デューティとし、成立しない場合は、電圧検出増幅率Ｂに基づいて設定されるデューティを次期デューティとする。
サンプリング時点(11)において、図１１（ａ）に示すように、電流検出増幅率Ａ＝（過電流値と現在電流値（モニタＩ値）の中間値）／（現在電流値（モニタＩ値））＝３／２＝１．５となる。
【０２２６】
一方、図１１（ｂ）に示すように、電圧検出増幅率Ｂ＝（目標電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）の中間値）／（現在電圧値（モニタＶ値））＝２．５／２＝１．２５となる。
【０２２７】
上記の場合、電流検出増幅率Ａ＝１．５＞電圧検出増幅率Ｂ＝１．２５となり、小さい方の電圧検出増幅率Ｂに基づいて設定されるデューティを次期デューティとする。
【０２２８】
従って、時点(11)の設定デューティ：仮に２０％に対して、電圧検出増幅率Ｂ＝１．２５を適用して、(11)のポイントにおける次期デューティを設定する。すなわち、
Ｄｕｔｙ＝２０％×１．２５＝２５％とする。
【０２２９】
各サンプリング時間(11)、(12)．．においてモニタ電流値、モニタ電圧値が各検出回路１４４，１４５から制御手段１３０に入力され、転写モードである定電流制御が実行される。
【０２３０】
ただし、電流検出増幅率Ａ≦電圧検出増幅率Ｂが成立しない場合について記したが、成立する場合は実施例1と同様である。
【０２３１】
以降、各サンプリングポイントにおいて、測定／転写モードの状態により、同様の処理を繰り返し実行する。この制御によれば、電流検出増幅率Ａと、電圧検出増幅率Ｂとの双方を算出し、増幅率の小さいほうを選択して次期デューティの増幅率として適用するため、定電圧かつ過電流制御／定電流かつ過電圧制御の自動切り替えを行うことが可能となり、一定間隔で制御方法を変えてインピーダンス測定を行う場合でも、停止時間を必要としないため、生産効率を落とすことのなく処理を行うことを可能であり、さらには定電流／定電圧の切り換え制御の場合でも、保護回路を付加する必要がなく、安価に保護機能を達成できる。
【０２３２】
上述した制御処理のフローチャートを図１２に示す。以下、図１２に示すフローチャートの各ステップについて説明する。図１２に示すフローは、ＭＣＵにおける処理、すなわち、図１の電源装置の制御手段１３０の処理手順を示したものであり、高圧電源１４０の電流検出回路としての第１検出回路１４４、電圧検出回路としての第２検出回路１４５からそれぞれモニタ電流値およびモニタ電圧値を取得して、制御されたデューティを持つＰＷＭ信号を出力するまでの処理を示している。
【０２３３】
ステップＳ２５１において、測定モードか転写モードかを判定する。測定モードである時はステップ２５２へ進み、目標電流値と過電圧値を設定する。転写モードである時は、ステップ２５３へ進み、過電流値と目標電圧値を設定する。
【０２３４】
ステップＳ２５４では、電流検出回路から電流モニタ値を取り込む。ステップＳ２５５において、測定モードの時は、電流モニタ値と目標電流値とに基づいて電流増幅率Ａを算出する。すなわち、電流検出増幅率Ａ＝（目標電流値と現在電流値（モニタＩ値）の中間値）／（現在電流値（モニタＩ値））に基づいて電流検出増幅率Ａを算出する。また、転写モードの時は、電流モニタ値と過電流値とに基づいて電流増幅率Ａを算出する。すなわち、電流検出増幅率Ａ＝（過電流値と現在電流値（モニタＩ値）の中間値）／（現在電流値（モニタＩ値））に基づいて電流検出増幅率Ａを算出する。
【０２３５】
次に、ステップＳ２５６では、電圧検出回路から電圧モニタ値を取り込む。ステップＳ２５７において、測定モードの時は、電圧モニタ値と、過電圧値とに基づいて電圧増幅率Ｂを算出する。すなわち、電圧検出増幅率Ｂ＝（過電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）の中間値）／（現在電圧値（モニタＶ値））に基づいて電圧検出増幅率Ｂを算出する。また、転写モードの時は、電圧モニタ値と、目標電圧値とに基づいて電圧増幅率Ｂを算出する。すなわち、電圧検出増幅率Ｂ＝（目標電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）の中間値）／（現在電圧値（モニタＶ値））に基づいて電圧検出増幅率Ｂを算出する。
【０２３６】
次に、ステップＳ２５８において、電流検出増幅率Ａ≦電圧検出増幅率Ｂが成立するか否かを判定する。電流検出増幅率Ａ≦電圧検出増幅率Ｂが成立する場合は、ステップＳ２５９に進み、電流検出増幅率Ａを選択し、電流検出増幅率Ａ≦電圧検出増幅率Ｂが成立しない場合は、ステップＳ２６０に進み、電圧検出増幅率Ｂを選択する。
【０２３７】
ステップＳ２６１では、選択した電流検出増幅率Ａまたは電圧検出増幅率Ｂに基づいて、ＰＷＭ信号のデューティを計算する。すなわち、
次期デューティ＝現デューティ×電流検出増幅率Ａ、または
次期デューティ＝現デューティ×電圧検出増幅率Ｂである。
【０２３８】
ステップＳ２６２では、計算結果に基づいて次期デューティを設定し、ステップＳ２６３において設定したデューティ値を持つＰＷＭ信号を高圧電源のスイッチング回路に出力する。
【０２３９】
ステップＳ２６４では、出力継続か否かを判定し、継続の場合は、ステップＳ２５１以下の処理を繰り返し実行する。なお、ステップＳ２５４の電流モニタ値の取り込み、およびステップＳ２５６の電圧モニタ値の取り込み処理は、モニタ値サンプリングタイミングに応じて実行される。
【０２４０】
ステップＳ２６４において、出力継続不要と判定された場合は、ステップＳ２６５において、ＰＷＭ信号の出力を停止して制御処理を終了する。
【０２４１】
このように、定電圧／定電流を切り替える必要がある場合でも、電流検出増減率Ａと、電圧検出増減率Ｂとの比較に基づいて定電流制御／定電圧制御の２つの状態遷移が可能となり、停止時間を必要としないため、生産性を落とすことなく高精度制御が可能となる。また、制御手段に設定する制御プログラムは定電流値／定電圧値を切り替えるだけで、ひとつのプログラムにより定電流制御／定電圧制御を意識することなく各増減率の値の比較のみで２つの状態遷移を行えるので簡素なプログラムにより、最適な増減率の選択および最適自動制御が可能となる。
【０２４２】
さらには、定電圧／定電流に切り替える場合にも、異常電流／電圧に対する保護回路を付加する必要がなく、制御手段に設定する制御プログラムは定電流値かつ過電圧値／定電圧値かつ過電流値を切り替えるだけで、ひとつのプログラムにより定電流制御／定電圧制御、さらには保護機能をも意識することなく各増減率の値の比較のみで２つの状態遷移を行えるので簡素なプログラムにより、安価に、かつ最適な増減率の選択および最適自動制御が可能となる。
【０２４３】
以上、特定の実施例を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施例の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、限定的に解釈されるべきではない。本発明の要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。
【０２４４】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の電源装置によれば、パルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）に基づいて出力制御を実行する電源装置において、目標電流値と現在電流値（モニタＩ値）に基づいて算出される電流検出増幅率Ａと、過電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）に基づいて算出される電圧検出増幅率Ｂとの比較を実行し、小さいほうを選択して次期設定デューティ算出のための増幅率とすることで、過電圧ポイントをオーバーすることなく、過電圧ポイントでリミット制御が可能となり、デバイス破損等のトラブルを防ぐことが可能となる。
【０２４５】
さらに、本発明の構成によれば、目標電流値と現在電流値（モニタＩ値）に基づいて算出される電流検出増幅率Ａと、最小許容電圧値と現在電圧値（モニタＶ値）に基づいて算出される電圧検出増幅率Ｃとを算出して比較を実行し、大きいほうを選択して、選択した増幅率を適用して次期設定デューティを算出し制御を実行する構成としたので、最小許容電圧ポイントを下回った値に負荷側の電圧値が維持されてしまうことが防止され、負荷側デバイスによる正常動作が可能となる。例えば負荷側デバイスが転写装置である場合には、正常な転写処理が実行される。
【０２４６】
さらに、本発明の構成によれば、電流検出増幅率Ａと、電圧検出増幅率Ｂと、電圧検出増幅率Ｃとの比較に基づいて定電流制御／過電圧制御／転写必要電圧制御の３つの状態遷移が可能となり、負荷側を過大な電位にすることなく、かつ、有効な最低電位を下回ることもない高精度制御が可能となる。また、制御手段に設定する制御プログラムは定電流制御／過電圧制御／転写必要電圧制御の制御を意識することなく各増幅率の値の比較のみで３つの状態遷移を行えるので簡素なプログラムにより、最適な増幅率の選択および最適自動制御が可能となる。
【０２４７】
さらに、本発明の構成によれば、Job開始前や、数十枚に1回程度の間隔でインピーダンス測定を行うため、定電圧／定電流を切り替える必要がある場合でも、電流検出増減率Ａと、電圧検出増減率Ｂとの比較に基づいて定電流制御／定電圧制御の２つの状態遷移が可能となり、停止時間を必要としないため、生産性を落とすことなく高精度制御が可能となる。また、制御手段に設定する制御プログラムは定電流値／定電圧値を切り替えるだけで、ひとつのプログラムにより定電流制御／定電圧制御を意識することなく各増減率の値の比較のみで２つの状態遷移を行えるので簡素なプログラムにより、最適な増減率の選択および最適自動制御が可能となる。
【０２４８】
さらに、本発明の構成によれば、定電圧／定電流に切り替える場合にも、異常電流／電圧に対する保護回路を付加する必要がなく、制御手段に設定する制御プログラムは定電流値かつ過電圧値／定電圧値かつ過電流値を切り替えるだけで、ひとつのプログラムにより定電流制御／定電圧制御、さらには保護機能をも意識することなく各増減率の値の比較のみで２つの状態遷移を行えるので簡素なプログラムにより、安価に、かつ最適な増減率の選択および最適自動制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の電源装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 本発明の電源装置の第１実施例における制御例について説明する図である。
【図３】 本発明の電源装置の制御例について負荷側の抵抗値が大きい場合の処理例を説明する図である。
【図４】 本発明の電源装置の第１実施例における処理手順を説明するフローチャートを示す図である。
【図５】 本発明の電源装置の第２実施例における制御例について説明する図である。
【図６】 本発明の電源装置の制御例について負荷側の抵抗値が小さい場合の処理例を説明する図である。
【図７】 本発明の電源装置の第２実施例における処理手順を説明するフローチャートを示す図である。
【図８】 本発明の電源装置の第３実施例における増幅率の選択処理について説明する図である。
【図９】 本発明の電源装置の第３実施例における処理手順を説明するフローチャートを示す図である。
【図１０】 本発明の電源装置の第４実施例における制御例について説明する図である。
【図１１】 本発明の電源装置の制御例について定電流／定電圧の切り替えを行う場合の処理例を説明する図である。
【図１２】 本発明の電源装置の第４実施例における処理手順を説明するフローチャートを示す図である。
【図１３】 画像形成装置の感光体回りの構成を示す図である。
【図１４】 画像形成装置の高圧電源の構成例を示す図である。
【図１５】 画像形成装置の高圧電源および制御手段の構成例を示す図である。
【図１６】 画像形成装置の高圧電源におけるデジタル制御回路構成を示す図である。
【図１７】 デジタル制御高圧電源におけるＰＷＭ信号デューティ値と電流モニタ値との対応を説明する図である。
【図１８】 デジタル制御高圧電源における過電圧値オーバ処理例について説明する図である。
【図１９】 デジタル制御高圧電源における許容電圧未達例について説明する図である。
【符号の説明】
１３０ 制御手段（ＭＣＵ）、１３１ ＣＰＵ、
１３２ パルス発振器、 １３３ ＡＤ変換器、
１３４ メモリ、 １４０ 高圧電源、１４１ トランス、
１４２ スイッチ回路、１４３ ２次側回路、
１４４ 第１検出回路、１４５ 第２検出回路
１５０ 出力負荷
８０１ 感光体、８０２ 帯電器、８０３ 現像器、
８０４ 転写器、８０８ 現像ロール、
８１２ 帯電器用高圧電源、８１３ 現像器用高圧電源、
８１４ 転写器用高圧電源、
８２０ 高圧電源、８２１ トランス、
８２２ スイッチ回路、８２３ ２次側回路、
８２４ 第１検出回路、８２５ 第２検出回路、
８２６ 制御回路、８２８ 出力負荷、
８３０ 制御手段、８３１ ＣＰＵ、
８３２ パルス発振器、８３３ Ａ／Ｄ変換器、
８４０ 高圧電源、８４１ トランス、
８４２ スイッチ回路、８４３ ２次側回路、
８４４ 第１検出回路 ８４５ 第２検出回路、
８５０ 出力負荷、
８６１ スイッチング回路
８６２ トランス、８６３ 整流平滑回路
８６４ 電流検出回路、８６５ 電圧検出回路
８７１，８７２ 抵抗、８７３ トランジスタ
８７４,８７７ ダイオード、８７５，８７６ コンデンサ
８７８，８８０，８８１ 抵抗、 ８７９ オペアンプ
８８２，８８３，８８５ 抵抗、８８４ オペアンプ
８８６ 抵抗

Claims (5)

1. 入力電力が供給される１次巻線と、電力が出力される２次巻線とを持つトランスと、前記トランスの２次側出力の負荷側電流値および負荷側電圧値を検出する検出手段と、前記検出手段の検出値に基づいて、前記トランスの１次巻線側に設けられたスイッチング手段を制御する制御手段とを有し、前記制御手段により前記トランスの２次側出力の制御を行なう電源装置であり、
   前記制御手段は、前記スイッチング手段に出力する制御信号としてデューティ値を変更設定したパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を出力する構成であり、
   前記検出手段の検出する前記負荷側電流値を第１モニタ値として入力し、前記負荷側電流値の目標値に徐々に近づけるための第１制御データを算出するとともに、前記検出手段の検出する前記負荷側電圧値を第２モニタ値として入力し、前記負荷側電圧の過電圧値に徐々に近づけるための第２制御データを算出し、
   前記第１制御データおよび前記第２制御データは、前記デューティ値を変更設定するために適用するデューティ値増加率であり、
   前記第１制御データがなすデューティ値増加率が、前記第２制御データがなすデューティ値増加率より大きくない場合は、前記第１制御データにより増加させた新たなデューティ値のパルス幅変調信号を前記スイッチング手段に出力し、前記第１制御データがなすデューティ値増加率が、前記第２制御データがなすデューティ値増加率より大きい場合は、前記第２制御データにより増加させた新たなデューティ値のパルス幅変調信号を前記スイッチング手段に出力することを特徴とする電源装置。
2. 入力電力が供給される１次巻線と、電力が出力される２次巻線とを持つトランスと、前記トランスの２次側出力の負荷側電流値および負荷側電圧値を検出する検出手段と、前記検出手段の検出値に基づいて、前記トランスの１次巻線側に設けられたスイッチング手段を制御する制御手段とを有し、前記制御手段により前記トランスの２次側出力の制御を行なう電源装置であり、
   前記制御手段は、前記スイッチング手段に出力する制御信号としてデューティ値を変更設定したパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を出力する構成であり、
   前記検出手段の検出する前記負荷側電流値を第１モニタ値として入力し、前記負荷側電流値の目標値に徐々に近づける第１制御データを算出するとともに、前記検出手段の検出する前記負荷側電圧値を第２モニタ値として入力し、前記負荷側電圧の最小許容電圧値に徐々に近づけるための第３制御データを算出し、
   前記第１制御データおよび前記第３制御データは、前記デューティ値を変更設定するために適用するデューティ値増加率であり、
   前記第１制御データがなすデューティ値増加率が、前記第３制御データがなすデューティ値増加率より小さくない場合は、前記第１制御データにより増加させた新たなデューティ値のパルス幅変調信号を前記スイッチング手段に出力し、前記第１制御データがなすデューティ値増加率が、前記第２制御データがなすデューティ値増加率より小さい場合は、前記第３制御データにより増加させた新たなデューティ値のパルス幅変調信号を前記スイッチング手段に出力することを特徴とする電源装置。
3. 入力電力が供給される１次巻線と、電力が出力される２次巻線とを持つトランスと、前記トランスの２次側出力の負荷側電流値および負荷側電圧値を検出する検出手段と、前記検出手段の検出値に基づいて、前記トランスの１次巻線側に設けられたスイッチング手段を制御する制御手段とを有し、前記制御手段により前記トランスの２次側出力の制御を行なう電源装置であり、
   前記制御手段は、前記スイッチング手段に出力する制御信号としてデューティ値を変更設定したパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を出力する構成であり、
   前記検出手段の検出する前記負荷側電流値を第１モニタ値として入力し、前記負荷側電流値の目標値に徐々に近づける第１制御データを算出するとともに、前記検出手段の検出する前記負荷側電圧値を第２モニタ値として入力し、前記負荷側電圧の過電圧値に徐々に近づけるための第２制御データを算出し、さらに、前記検出手段の検出する前記負荷側電圧値を第２モニタ値として入力し、前記負荷側電圧の最小許容電圧値に徐々に近づけるための第３制御データを算出し、
   前記第１制御データ、前記第２制御データ、および前記第３制御データは、前記デューティ値を変更設定するために適用するデューティ値増加率であり、
   前記第１制御データがなすデューティ値増加率が、前記第２制御データがなすデューティ値増加率より大きい場合は、前記第２制御データにより増加させた新たなデューティ値のパルス幅変調信号を前記スイッチング手段に出力し、前記第１制御データがなすデューティ値増加率が、前記第２制御データがなすデューティ値増加率より大きくない場合は、さらに、前記第１制御データがなすデューティ値増加率が、前記第３制御データがなすデューティ値増加率より小さくないかどうかを判別し、小さくない場合は、前記第１制御データにより増加させた新たなデューティ値のパルス幅変調信号を前記スイッチング手段に出力し、前記第１制御データがなすデューティ値増加率が、前記第２制御データがなすデューティ値増加率より小さい場合は、前記第３制御データにより増加させた新たなデューティ値のパルス幅変調信号を前記スイッチング手段に出力することを特徴とする電源装置。
4. 入力電力が供給される１次巻線と、電力が出力される２次巻線とを持つトランスと、前記トランスの２次側出力の負荷側電流値および負荷側電圧値を検出する検出手段と、前記検出手段の検出値に基づいて、前記トランスの１次巻線側に設けられたスイッチング手段を制御する制御手段とを有し、前記制御手段により前記トランスの２次側出力の制御を行なう電源装置であり、
   前記制御手段は、前記スイッチング手段に出力する制御信号としてデューティ値を変更設定したパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を出力する構成であり、かつ、定電流制御および定電圧制御を切り替えて実行し、
   前記検出手段の検出する前記負荷側電流値を第１モニタ値として入力し、前記負荷側電流値の過電流値に徐々に近づける第１制御データを算出するとともに、前記検出手段の検出する前記負荷側電圧値を第２モニタ値として入力し、前記負荷側電圧の目標値に徐々に近づけるための第２制御データを算出し、
   前記第１制御データおよび前記第２制御データは、前記デューティ値を変更設定するために適用するデューティ値増加率であり、
   前記第１制御データがなすデューティ値増加率が、前記第２制御データがなすデューティ値増加率より大きくない場合は、前記第１制御データにより増加させた新たなデューティ値のパルス幅変調信号を前記スイッチング手段に出力し、前記第１制御データがなすデューティ値増加率が、前記第２制御データがなすデューティ値増加率より大きい場合は、前記第２制御データにより増加させた新たなデューティ値のパルス幅変調信号を前記スイッチング手段に出力することを特徴とする電源装置。
5. 入力電力が供給される１次巻線と、電力が出力される２次巻線とを持つトランスと、前記トランスの２次側出力の負荷側電流値および負荷側電圧値を検出する検出手段と、前記検出手段の検出値に基づいて、前記トランスの１次巻線側に設けられたスイッチング手段を制御する制御手段とを有し、前記制御手段により前記トランスの２次側出力の制御を行なう電源装置であり、
   前記制御手段は、前記スイッチング手段に出力する制御信号としてデューティ値を変更設定したパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を出力する構成であり、かつ、定電流制御および定電圧制御を切り替えて実行し、
   定電流制御時には、
   前記検出手段の検出する前記負荷側電流値を第１モニタ値として入力し、前記負荷側電流値の目標値に徐々に近づけるための第１制御データを算出するとともに、前記検出手段の検出する前記負荷側電圧値を第２モニタ値として入力し、前記負荷側電圧の過電圧値に徐々に近づけるための第２制御データを算出し、
   前記第１制御データおよび前記第２制御データは、前記デューティ値を変更設定するために適用するデューティ値増加率であり、
   前記第１制御データがなすデューティ値増加率が、前記第２制御データがなすデューティ値増加率より大きくない場合は、前記第１制御データにより増加させた新たなデューティ値のパルス幅変調信号を前記スイッチング手段に出力し、前記第１制御データがなすデューティ値増加率が、前記第２制御データがなすデューティ値増加率より大きい場合は、前記第２制御データにより増加させた新たなデューティ値のパルス幅変調信号を前記スイッチング手段に出力し、
   定電圧制御時には、
   前記検出手段の検出する前記負荷側電流値を第１モニタ値として入力し、前記負荷側電流値の過電流値に徐々に近づける第１制御データを算出するとともに、前記検出手段の検出する前記負荷側電圧値を第２モニタ値として入力し、前記負荷側電圧の目標値に徐々に近づけるための第２制御データを算出し、
   前記第１制御データおよび前記第２制御データは、前記デューティ値を変更設定するために適用するデューティ値増加率であり、
   前記第１制御データがなすデューティ値増加率が、前記第２制御データがなすデューティ値増加率より大きくない場合は、前記第１制御データにより増加させた新たなデューティ値のパルス幅変調信号を前記スイッチング手段に出力し、前記第１制御データがなすデューティ値増加率が、前記第２制御データがなすデューティ値増加率より大きい場合は、前記第２制御データにより増加させた新たなデューティ値のパルス幅変調信号を前記スイッチング手段に出力することを特徴とする電源装置。

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