JP5623175B2 - 高電圧発生装置並びに画像形成装置、高電圧発生装置の電圧制御方法 - Google Patents
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Description
前記直流電圧の目標電圧を設定する設定手段と、前記所定極性の直流電圧を出力している状態から前記逆極性の直流電圧の目標電圧を出力するように切り替える際に、前記所定極性の前記第一の直流電圧から前記逆極性の前記目標電圧に達するまでの過渡状態の期間において、第一の変化量で直流電圧を変化させる第一期間と、前記第一期間の次に、前記第一の変化量よりも小さい第二の変化量で前記直流電圧を変化させる第二期間を備え、前記所定極性の前記直流電圧と前記逆極性の前記目標電圧に応じて、前記第一期間と前記第二期間を変更するように制御する期間制御手段とを有することを特徴とする。
また、本発明の他の高電圧発生装置は、トランスと、前記トランスを駆動するスイッチング手段と、前記スイッチング手段を駆動するための駆動信号を生成する信号生成手段と、前記トランスからの出力電圧を整流して直流電圧を出力する整流手段と、所定極性または前記所定極性とは逆極性の直流電圧を出力可能な高電圧発生装置において、前記直流電圧の目標電圧を設定する設定手段と、前記所定極性の直流電圧を出力している状態から前記逆極性の直流電圧目標電圧を出力するように切り替える際に、前記所定極性の前記第一の直流電圧から前記逆極性の前記目標電圧に達するまでの過渡状態の期間において、第一の変化量で直流電圧を変化させる第一期間と、前記第一期間の次に、前記第一の変化量よりも小さい第二の変化量で前記直流電圧を変化させる第二期間を備え、前記所定極性の前記直流電圧と前記逆極性の前記目標電圧に応じて、前記第一期間における前記第一の変化量を変更するように制御する出力制御手段とを有することを特徴とする。
また、本発明の他の画像形成装置は、画像を形成するための画像形成手段と、トランスと、前記トランスを駆動するスイッチング手段と、前記スイッチング手段を駆動するための駆動信号を生成する信号生成手段と、前記トランスからの出力電圧を整流して直流電圧を出力する整流手段と、所定極性または前記所定極性とは逆極性の直流電圧を出力可能な高電圧発生手段と、前記直流電圧の目標電圧を設定する設定手段と、前記所定極性の直流電圧を出力している状態から前記逆極性の直流電圧の目標電圧を出力するように切り替える際に、前記所定極性の前記第一の直流電圧から前記逆極性の前記目標電圧に達するまでの過渡状態の期間において、第一の変化量で直流電圧を変化させる第一期間と、前記第一期間の次に、前記第一の変化量よりも小さい第二の変化量で前記直流電圧を変化させる第二期間を備え、前記所定極性の前記直流電圧と前記逆極性の前記目標電圧に応じて、前記第一期間における前記第一の変化量を変更するように制御する出力制御手段とを有することを特徴とする。
また、本発明の電圧制御方法は、トランスと、前記トランスを駆動するスイッチング手段と、前記スイッチング手段を駆動するための駆動信号を生成する信号生成手段と、前記トランスからの出力電圧を整流して直流電圧を出力する整流手段と、所定極性または前記所定極性とは逆極性の直流電圧を出力可能な高電圧発生装置の電圧制御方法において、前記所定極性の直流電圧を出力している状態から前記逆極性の直流電圧の目標電圧を出力するように切り替える際に、前記所定極性の前記第一の直流電圧から前記逆極性の前記目標電圧に達するまでの過渡状態の期間において、第一の変化量で直流電圧を変化させる第一期間と、前記第一期間の次に、前記第一の変化量よりも小さい第二の変化量で前記直流電圧を変化させる第二期間を備え、前記所定極性の前記直流電圧と前記逆極性の前記直流電圧の目標電圧に応じて、前記第一期間と前記第二期間を変更するように制御することを特徴とする。
また、本発明の他の電圧制御方法は、トランスと、前記トランスを駆動するスイッチング手段と、前記スイッチング手段を駆動するための駆動信号を生成する信号生成手段と、前記トランスからの出力電圧を整流して直流電圧を出力する整流手段と、所定極性または前記所定極性とは逆極性の直流電圧を出力可能な高電圧発生装置の電圧制御方法において、
前記所定極性の直流電圧を出力している状態から前記逆極性の直流電圧の目標電圧を出力するように切り替える際に、前記所定極性の前記第一の直流電圧から前記逆極性の前記目標電圧に達するまでの過渡状態の期間において、第一の変化量で直流電圧を変化させる第一期間と、前記第一期間の次に、前記第一の変化量よりも小さい第二の変化量で前記直流電圧を変化させる第二期間を備え、前記所定極性の前記直流電圧と前記逆極性の前記直流電圧の目標電圧に応じて、前記第一期間における前記第一の変化量を変更するように制御することを特徴とする。
以下、図面を参照しながら本発明の好適ないくつかの実施例について詳細に説明する。
・PWM信号の出力を許可または停止するEnable設定部(131、181)。
・PWM信号のオンDUTY幅を徐々に広げていく時間を設定するスローオン設定部(132、182)。
・PWM信号の最大オンDUTY幅を設定するDUTY_max設定部(133、183)。
・高速立上げ期間に使用されるオンDUTY幅を設定するDUTY_Tr1設定部(134、184)。
・定電圧制御待機期間に使用されるオンDUTY幅を設定するDUTY_Tr2設定部(135、185)。
・高速立上げ期間の時間幅を設定するタイマ設定部(136、186)。
・トリガ設定部130から次のトリガ信号が出力された際に取り込まれる正バイアス回路の目標電圧を予め設定するHVnext設定部(139、189)。
・トリガ信号によってレジスタHVnext設定部139から値が取り込んで保持されるHVtgt設定部(138、188)。
尚、この各設定部は正負夫々の極性用に構成されており、(P)(N)を付して図4に示す。
(a)マイクロコントローラ1により、複数のDUTY値設定レジスタ、PWM信号の出力ENABLEレジスタ、出力目標電圧の設定レジスタ、PWM信号のオンDUTY幅を徐々に広げていくスローオンの時間幅を設定するレジスタ、高圧制御信号の出力値を更新するタイミングを決定するトリガ信号の設定レジスタの値を設定する。複数のDUTY値設定レジスタは、高速立上げ期間T1のDUTY設定レジスタと定電圧制御待機期間T2のDUTY設定レジスタと定電圧制御領域で生成可能なPWM信号の最大オンDUTY幅を設定するレジスタとから構成される。
(b)上記トリガ信号によって、出力目標値を予め設定されたレジスタ値から内部レジスタに取り込む。
(c)上記内部レジスタに取り込まれた値に従ったアナログ信号をD/Aコンバータを介してASIC外部に出力する。
(d)現在出力されている極性の目標電圧を次に出力される逆極性側の目標電圧に対応した補正値を算出し、この補正値に応じたタイマ時間が設定されてレジスタに書き込まれる。
(e)上記のタイマ時間に応じて、高速立上げ期間T1のオンDUTY幅のPWM信号と定電圧制御待機期間T2のオンDUTY幅のPWM信号が順に生成され出力される。
(f)外部から入力される目標値到達信号/HVATNによってPWM信号のオンDUTY幅は瞬時に0とされる。
(g)上記オンDUTY幅0から所定のオンDUTY幅に広げる際に、レジスタに設定された上記スローオンの時間幅で段階的にオンDUTY幅が増加される。
(h)以上の機能が正バイアス用と負バイアス用としてそれぞれ独立して制御される。
次に、上記(b)と(c)で説明した正バイアスと負バイアスの出力目標電圧の設定とトリガ信号による内部レジスタへの取り込み機能の詳細について図6を用いて説明する。図6は本実施例の高電圧発生装置から出力される正負両極性の電圧波形に対して、各信号とのタイミングを示したものである。一例として、正バイアス出力の+4KVから負バイアス出力の−1.5KVに出力電圧が切り替えられ、その後、再び正バイアス出力の+4KVに出力電圧が切り替えられる状態を示す。
なお、上記で説明した実施例1乃至実施例3の高電圧発生装置は、前述した電子写真方式の画像形成装置に適用することができる。電子写真方式の画像形成装置としてレーザビームプリンタを例にあげて高電圧発生装置の適用例を説明する。
2 ASIC
3 オフセット電位設定回路
4 出力電圧検出回路32 PWM生成回路(正バイアス用)
36 レジスタ37 正バイアスの信号の生成及び制御を行う回路ブロック
82 PWM生成回路(負バイアス用)
87 負バイアスの信号の生成及び制御を行う回路ブロック
T1、T51 昇圧トランス
Claims (19)
- トランスと、前記トランスを駆動するスイッチング手段と、前記スイッチング手段を駆動するための駆動信号を生成する信号生成手段と、前記トランスからの出力電圧を整流して直流電圧を出力する整流手段と、所定極性または前記所定極性とは逆極性の直流電圧を出力可能な高電圧発生装置において、
前記直流電圧の目標電圧を設定する設定手段と、
前記所定極性の直流電圧を出力している状態から前記逆極性の直流電圧の目標電圧を出力するように切り替える際に、前記所定極性の前記第一の直流電圧から前記逆極性の前記目標電圧に達するまでの過渡状態の期間において、第一の変化量で直流電圧を変化させる第一期間と、前記第一期間の次に、前記第一の変化量よりも小さい第二の変化量で前記直流電圧を変化させる第二期間を備え、前記所定極性の前記直流電圧と前記逆極性の前記目標電圧に応じて、前記第一期間と前記第二期間を変更するように制御する期間制御手段と
を有することを特徴とする高電圧発生装置。 - 前記期間制御手段は、前記所定極性の前記直流電圧が第一電圧の場合における前記第一期間は、前記所定極性の前記直流電圧が前記第一電圧よりも小さい第二電圧の場合における前記第一期間よりも長くなるように前記第一期間を変更することを特徴とすることを特徴とする請求項1に記載の高電圧発生装置。
- 前記期間制御手段は、前記逆極性の前記目標電圧が第一電圧の場合における前記第一期間は、前記逆極性の前記目標電圧が前記第一電圧よりも小さい第二電圧の場合における前記第一期間よりも長くなるように前記第一期間を変更することを特徴とすることを特徴とする請求項1に記載の高電圧発生装置。
- 前記期間制御手段は、前記第一期間を長くする場合は、前記第二期間を短くするように変更することを特徴とする請求項2又は3に記載の高電圧発生装置。
- 更に、前記整流手段から出力される直流電圧を検出する電圧検出手段と、
前記整流手段から出力される前記直流電圧が前記逆極性の目標電圧に達した後、前記電圧検出手段で検出した直流電圧と前記目標電圧に従い、前記駆動信号を帰還制御する帰還制御手段とを備えたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の高電圧発生装置。 - 前記変化量を切り替えるために、前記トランスに供給される電源電圧を可変することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の高電圧発生装置。
- 前記駆動信号はPWM信号であって、前記変化量を切り替えるために、前記PWM信号のオンデューティ幅を可変に設定することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の高電圧発生装置。
- トランスと、前記トランスを駆動するスイッチング手段と、前記スイッチング手段を駆動するための駆動信号を生成する信号生成手段と、前記トランスからの出力電圧を整流して直流電圧を出力する整流手段と、所定極性または前記所定極性とは逆極性の直流電圧を出力可能な高電圧発生装置において、
前記直流電圧の目標電圧を設定する設定手段と、
前記所定極性の直流電圧を出力している状態から前記逆極性の直流電圧目標電圧を出力するように切り替える際に、前記所定極性の前記第一の直流電圧から前記逆極性の前記目標電圧に達するまでの過渡状態の期間において、第一の変化量で直流電圧を変化させる第一期間と、前記第一期間の次に、前記第一の変化量よりも小さい第二の変化量で前記直流電圧を変化させる第二期間を備え、前記所定極性の前記直流電圧と前記逆極性の前記目標電圧に応じて、前記第一期間における前記第一の変化量を変更するように制御する出力制御手段と
を有することを特徴とする高電圧発生装置。 - 前記出力制御手段は、前記所定極性の前記直流電圧が第一電圧の場合における前記第一期間の前記第一の変化量は、前記所定極性の前記直流電圧が前記第一電圧よりも小さい第二電圧の場合における前記第一期間の前記第一の変化量よりも大きくなるように前記第一期間を変更することを特徴とすることを特徴とする請求項8に記載の高電圧発生装置。
- 前記出力制御手段は、前記逆極性の前記目標電圧が第一電圧の場合における前記第一期間の前記第一の変化量は、前逆極性の前記目標電圧が前記第一電圧よりも小さい第二電圧の場合における前記第一期間の前記第一の変化量よりも大きくなるように前記第一期間を変更することを特徴とすることを特徴とする請求項8に記載の高電圧発生装置。
- 更に、前記整流手段から出力される直流電圧を検出する電圧検出手段と、
前記整流手段から出力される前記直流電圧が前記逆極性の目標電圧に達した後、前記電圧検出手段で検出した直流電圧と前記目標電圧に従い、前記駆動信号を帰還制御する帰還制御手段とを備えたことを特徴とする請求項8乃至10のいずれか1項に記載の高電圧発生装置。 - 前記変化量を切り替えるために、前記トランスに供給される電源電圧を可変することを特徴とする請求項8乃至11のいずれか1項に記載の高電圧発生装置。
- 前記駆動信号はPWM信号であって、前記変化量を切り替えるために、前記PWM信号のオンデューティ幅を可変に設定することを特徴とする請求項8乃至11のいずれか1項に記載の高電圧発生装置。
- 前記変化量とは単位時間当たりの前記直流電圧の変化量であることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載の高電圧発生装置。
- 画像を形成するための画像形成手段と、
トランスと、前記トランスを駆動するスイッチング手段と、前記スイッチング手段を駆動するための駆動信号を生成する信号生成手段と、前記トランスからの出力電圧を整流して直流電圧を出力する整流手段と、所定極性または前記所定極性とは逆極性の直流電圧を出力可能な高電圧発生手段と、
前記直流電圧の目標電圧を設定する設定手段と、
前記所定極性の直流電圧を出力している状態から前記逆極性の直流電圧の目標電圧を出力するように切り替える際に、前記所定極性の前記第一の直流電圧から前記逆極性の前記目標電圧に達するまでの過渡状態の期間において、第一の変化量で直流電圧を変化させる第一期間と、前記第一期間の次に、前記第一の変化量よりも小さい第二の変化量で前記直流電圧を変化させる第二期間を備え、前記所定極性の前記直流電圧と前記逆極性の前記目標電圧に応じて、前記第一期間と前記第二期間を変更するように制御する期間制御手段と
を有することを特徴とする画像形成装置。 - 画像を形成するための画像形成手段と、
トランスと、前記トランスを駆動するスイッチング手段と、前記スイッチング手段を駆動するための駆動信号を生成する信号生成手段と、前記トランスからの出力電圧を整流して直流電圧を出力する整流手段と、所定極性または前記所定極性とは逆極性の直流電圧を出力可能な高電圧発生手段と、
前記直流電圧の目標電圧を設定する設定手段と、
前記所定極性の直流電圧を出力している状態から前記逆極性の直流電圧の目標電圧を出力するように切り替える際に、前記所定極性の前記第一の直流電圧から前記逆極性の前記目標電圧に達するまでの過渡状態の期間において、第一の変化量で直流電圧を変化させる第一期間と、前記第一期間の次に、前記第一の変化量よりも小さい第二の変化量で前記直流電圧を変化させる第二期間を備え、前記所定極性の前記直流電圧と前記逆極性の前記目標電圧に応じて、前記第一期間における前記第一の変化量を変更するように制御する出力制御手段と
を有することを特徴とする高電圧発生装置。 - 前記画像形成手段は、像担持体を帯電する帯電手段、又は、前記像担持体に形成されたトナー像を転写体に転写するための転写手段を含むことを特徴とする請求項15又は16に記載の画像形成装置。
- トランスと、前記トランスを駆動するスイッチング手段と、前記スイッチング手段を駆動するための駆動信号を生成する信号生成手段と、前記トランスからの出力電圧を整流して直流電圧を出力する整流手段と、所定極性または前記所定極性とは逆極性の直流電圧を出力可能な高電圧発生装置の電圧制御方法において、
前記所定極性の直流電圧を出力している状態から前記逆極性の直流電圧の目標電圧を出力するように切り替える際に、前記所定極性の前記第一の直流電圧から前記逆極性の前記目標電圧に達するまでの過渡状態の期間において、第一の変化量で直流電圧を変化させる第一期間と、前記第一期間の次に、前記第一の変化量よりも小さい第二の変化量で前記直流電圧を変化させる第二期間を備え、前記所定極性の前記直流電圧と前記逆極性の前記直流電圧の目標電圧に応じて、前記第一期間と前記第二期間を変更するように制御することを特徴とする電圧制御方法。 - トランスと、前記トランスを駆動するスイッチング手段と、前記スイッチング手段を駆動するための駆動信号を生成する信号生成手段と、前記トランスからの出力電圧を整流して直流電圧を出力する整流手段と、所定極性または前記所定極性とは逆極性の直流電圧を出力可能な高電圧発生装置の電圧制御方法において、
前記所定極性の直流電圧を出力している状態から前記逆極性の直流電圧の目標電圧を出力するように切り替える際に、前記所定極性の前記第一の直流電圧から前記逆極性の前記目標電圧に達するまでの過渡状態の期間において、第一の変化量で直流電圧を変化させる第一期間と、前記第一期間の次に、前記第一の変化量よりも小さい第二の変化量で前記直流電圧を変化させる第二期間を備え、前記所定極性の前記直流電圧と前記逆極性の前記直流電圧の目標電圧に応じて、前記第一期間における前記第一の変化量を変更するように制御することを特徴とする電圧制御方法。
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