JP6074156B2 - 高圧電源装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明の第2の高圧電源装置は、高電圧の目標値を設定する目標値設定手段と、所定温度を検出して温度検出値を出力する温度検出手段と、前記目標値及び前記温度検出値に対応した分周比を記憶する分周比記憶部と、クロックを入力し、前記分周比記憶部に記憶された前記分周比を初期値とし、前記クロックを分周してパルスを生成するパルス生成手段と、前記パルスに基づき駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、前記駆動信号により駆動されて高電圧の出力電圧を出力する圧電トランスとを備える。前記分周比記憶部は、前記目標値および前記温度検出値に対応した前記分周比を記憶する。前記パルス生成手段は、前記出力電圧が所定値未満のときは、前記初期値に固定した前記分周比にて前記クロックを分周して前記パルスを生成する。前記温度検出値が高温値である場合における前記初期値は、前記温度検出値が低温値である場合における前記初期値よりも小さい。
図3は、本発明の実施例1における高圧電源装置を用いた画像形成装置を示す構成図である。
この制御回路は、ホストインタフェース部40を有し、このホストインタフェース部40がコマンド/画像処理部41に対してデータを送受信する。コマンド画像処理部41は、LEDヘッドインタフェース部42に対して画像データを出力する。LEDヘッドインタフェース部42は、プリンタエンジン制御部43によってヘッド駆動パルス等が制御され、LEDヘッド3K,3Y,3M,3Cを発光させる。
図1は、本発明の実施例1における高圧電源装置の概略の構成を示すブロック図である。
OSC100は、周波数25MHzのクロックCLKを発生し、このクロックCLKがプリンタエンジン制御部43及びその内部にある高圧制御部60へ入力される。OSC100本体は、電源電圧VDD端子、出力イネーブルOE端子、グランドGND端子、クロック出力CLKOUT端子を有している。OSC100本体の電源電圧VDD端子と出力イネーブルOE端子とは接続され、DC電源100aからDC+3.3Vの電圧がOSC100本体に供給されている。OSC100本体の電源電圧VDD端子とグランドGND端子との間及び、クロック出力CLKOUT端子とプリンタエンジン制御部43との間には、ノイズ対策用コンデンサ100b及び抵抗100cが接続されている。
温度は、15℃未満、15℃以上25℃未満、25℃以上35℃未満、35℃以上の4領域に分けられ、温度センサ62aにおける温度領域に応じた温度検出値として、それぞれ、00b,01b,10b,11bの2bit値を出力する。
図1中の目標値設定手段61により設定された目標値8bit値と、この目標値8bit値と温度検出手段62から入力された温度検出値2bit値と、に対応する分周比が記憶された分周比テーブル63aの例が図7に示されている。
図8は、図1中のパルス生成部64の詳細な構成を示すブロック図であり、図1、2及び4と共通の要素には共通の符号が付されている。回路は論理記述言語等により記述される。
図3及び図4において、図3の画像形成装置1は、図4のホストインタフェース部40を介し、PDL(Page Descript on Language ベージ記述言語)等で記述された印刷データを入力する。入力された印刷データはコマンド/画像処理部41によってビットマップデータに変換される。画像形成装置1は、定着器23の熱定着ローラ24及び25を、サーミスタ23aの検出値に応じて定着器ヒータ23bを制御することにより所定温度にした後、印字動作を開始する。
先ず、図1を用いて本発明の実施例1の高圧電源装置の動作について説明する。尚、カラー画像形成装置における高圧電源装置は、K,Y,M,Cの4チャネルそれぞれ独立に、転写バイアスに印加する出力電圧を制御するが、各チャンネルにおける制御の構成・動作は同一のものであるので、1チャンネルのみについて説明する。
図10(a)は、図2中のパルスS64の動作波形図であり、図10(b)は駆動パルスS92の動作波形図である。
図8に示されたパルス生成部64は、OSC100が出力する周波数25MHzのクロックCLKに同期して動作する。
ADC65の出力8bit値≦目標値8bit値×O.9のとき、
比較器72の出力する2bit値=00b
目標値8bit値×O.9<ADC65の出力8bit値<目標値8bit値のとき、
比較器72の出力する2bit値=01b
ADC65の出力8bit値=目標値8bit値のとき、
比較器72の出力する2bit値=10b
ADC65の出力8bit値>目標値8bit値のとき、
比較器72の出力する2bit値=11b
シフトした値、2bit右シフトした値、3bit右シフトした値、及び5bit右シフ
トした値を加算することで下記の演算により実現される。
1/2+1/22+1/2 3 +1/2 5 ≒0.9
比較器72の出力2bit値=00bのとき、
演算器73の出力値=演算器73の設定値
比較器72の出力2bit値=01bのとき、
演算器73の出力値=演算器73の設定値+X
比較器72の出力2bit値=10bのとき、
演算器73の出力値=演算器73の設定値
比較器72の出力2bit値=11bのとき、
演算器73の出力値=演算器73の設定値−X
1/(1/(25M)×70000h/211)≒111.6kHz
となる。
図8において、演算器81では、分周比カウンタ78が出力する19bit値と圧電トランス補正値79の符号付き12bit値とを加算する。演算器81は、分周比値の整数部を表す上位8bit値を加算器83に、小数部を表す下位11bitを誤差保持レジスタ82に入力する。誤差保持レジスタ82は、分周器85から出力されるパルスS85の周期で演算器81が出力する下位11bit値を加算し、更新する。誤差保持レジスタ82の11bit値がオーバーフローしたら、オーバーフローフラグ1bitを分周セレクタ84に出力する。尚、誤差保持レジスタ82の保持値は制御周期値76にて0クリアされる。加算器83では、演算器81の出力8bit値に対して+1加算を行い、加算結果の8bit値を分周セレクタ84に出力する。分周セレクタ84は、誤差保持レジス82のオーバーフローフラグが入力されたときは加算器83の出力8bit値を、それ以外のときは演算器81の出力8bit値を出力する。このようにして分周器85には演算器81の出力上位8bit値、例えば、これをNとすると、NとN+1とが入力される。
{N×M+(N+1)×(2048−M)}/2048
=演算器81の上位8bit値+(下位11bit値/2048) ・・・(1)
となるように制御される。分周比カウンタ78の保持値が変化しなければ(1)式の通りであるが、変化する場合には、それに追随して2048個分のパルス周期未満にて値が変化していく。この場合にも、単位時間当たりの(1)式の左辺と右辺の平均値はほぼ等しくなる。オン信号ONが“H”のとき、出力セレクタ86からパルスS64が出力される。
ここでは、理解を容易にするために、フローチャートを用いているが、実際はハードウェアにより実現される。
ステップST1において処理が開始されると、ステップST2へ進む。ステップST2において、図1中のプリンタエンジン制御部43は、高圧制御部60に対し、リセット信号RESET“H”を出力し、図8に示されたパルス生成部64の諸々の設定を初期化して、ステップST3へ進む。
ステップST11〜ST19において、ADC65の出力8bit値が、目標値8bit値×0.9を越えた場合に、ADC65の出力8bit値が目標定電圧の出力電圧Voutに対応する目標値8bit値と等しくなるように、分周比カウンタ値を増減する処理が行われている。
先ず、ステップST2において、高圧設定をリセットし、ステップST3において、目標設定値8bit値を7Fhに決定する。検出温度が20℃のとき、図6を参照して、温度検出値2bit値は、01bとなる。従って、ステップST5において、分周比カウンタ78の初期値は、図7を参照して、71A3Fh、即ち、駆動パルス周波数は、110.683kHzに決定される。次に、ステップST6において、出力オン信号ONを“L”から“H”とする。ここで、分周比カウンタ78の初期値による駆動パルス周波数に対応する高圧出力が立上るまでに数msの時間がかかる。
図11に示された実施例1のフローチャートのステップST14において、最初に、ADC=目標値となり(Y)、ステップST15へ進み、ステップST15において、比較器72の出力2bit値が10bとなった時点の分周比カウンタ78の19bit値を分周比記憶部63に出力し、初期分周比メモリ63bに上書き保存する。
図12は、比較例の駆動周波数fと出力電圧Voutの時間的変化を説明するための図であり、図13は、実施例1の駆動周波数fと出力電圧Voutの時間的変化を説明するための図である。
本実施例1によれば、次の(1)〜(3)のような効果がある。
図15は、本発明の実施例2における高圧電源装置を用いた画像形成装置1Aを示す構成図であり、実施例1を示す図3と共通の要素については共通の符号が付されている。
湿度は、相対湿度10%(以下「10%RH」と記す。)以上30%RH未満、30%RH以上50%RH未満、50%RH以上70%RH未満、70%RH以上90%RH未満の4領域に分けられ、湿度センサ66aにおける湿度領域に応じた湿度検出値として、それぞれ、11b,10b,01b,00bの2bit値を出力する。
湿度が10〜30%RHのときの上位2bitは00b、湿度が30〜50%RHのときの上位2bitは01b、湿度が50〜70%RHのときの上位2bitは10b、湿度が70〜90%RHのときの上位2bitは11bである。又、温度が5〜15℃のときの下位2bitは00b、温度が15〜25℃のときの下位2bitは01b、温度25〜35℃のときの下位2bitは10b、温度35〜45℃のときの下位2bitは11bとなり、計16の環境領域で0h〜Fhまでの4bit値で表される。
本発明の実施例2の画像形成装置1Aの動作は、実施例1の画像形成装置1の動作と同様であるので省略する。
図17に示された実施例2のフローチャートのステップST11〜ST19において、最初に比較器72の出力2bit値が10bとなった時点(ステップST4のY)の分周比カウンタ78の19bit値を分周比記憶部63に出力し、初期分周比メモリ63bに上書き保存する。
本発明の実施例2によれば、実施例1の構成に加え、更に、湿度検出値及び記録媒体情報を考慮して、駆動パルス周波数の初期値を決定とするようにしている。これにより、高圧電源装置90Aは、出力負荷ZLの大小によらず高速な高圧立上げが可能になる。
本発明は、上記実施例1、2に限定されず、種々の利用形態や変形例が可能である。この利用形態や変形例として、例えば、次の(1)〜(5)のようなものがある。
2K,2Y,2M,2C 現像器
3K,3Y,3M,3C LEDヘッド
5K,5Y,5M,5C 帯電ローラ
7K,7Y,7M,7C 現像ローラ
9K,9Y,9M,9C 感光体ドラム
11K,11Y,11M,11C 転写ローラ(転写手段)
17a 記録媒体
43,43A プリンタエンジン制御部
45 記録媒体情報
60,60A 高圧制御部
61 目標値設定手段
61a 目標値設定テーブル
62 温度検出手段
62a 温度センサ
62b 温度テーブル
63,63A 分周比記憶部
63a,63c 分周比テーブル
63b 初期分周比メモリ
64 パルス生成部
65 ADC
66 湿度検出手段
66a 湿度センサ
66b 湿度テーブル
67 環境検出値出力部
67a 環境検出値テーブル
90,90A 高圧電源装置
90c 転写バイアス生成部
91 DC電源
92 駆動回路
93 圧電トランス
94 整流回路
95 出力電圧変換手段
100 発振器
ZL 負荷
Claims (12)
- 高電圧の目標値を設定する目標値設定手段と、
所定温度を検出して温度検出値を出力する温度検出手段と、
前記目標値及び前記温度検出値に対応した分周比を記憶する分周比記憶部と、
クロックを入力し、前記分周比記憶部に記憶された前記分周比を初期値とし、前記クロックを分周してパルスを生成するパルス生成手段と、
前記パルスに基づき駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、
前記駆動信号により駆動されて高電圧の出力電圧を出力する圧電トランスと、
装置内部の湿度を検出して湿度検出値を出力する湿度検出手段と
を備え、
前記分周比記憶部は、前記目標値、前記温度検出値、及び前記湿度検出値に対応した前記分周比を記憶し、
前記パルス生成手段は、前記出力電圧が所定値未満のときは、前記初期値に固定した前記分周比にて前記クロックを分周して前記パルスを生成し、
前記温度検出値が高温値である場合における前記初期値は、前記温度検出値が低温値である場合における前記初期値よりも小さい
高圧電源装置。 - 前記所定温度は、
前記圧電トランスの近傍の温度である
請求項1に記載の高圧電源装置。 - 任意のパラメータであるパラメータ設定値を設定するパラメータ設定手段をさらに備え、
前記分周比記憶部は、
前記目標値、前記温度検出値、前記湿度検出値及び前記パラメータ設定値に対応した前記分周比を記憶する
請求項1または請求項2に記載の高圧電源装置。 - 前記任意のパラメータは、
画像を形成する記録媒体の種類に応じたパラメータである
請求項3に記載の高圧電源装置。 - 前記温度検出値及び前記湿度検出値に応じた環境検出値を出力する環境検出値出力手段をさらに備え、
前記分周比記憶部は、
前記目標値、前記環境検出値、及び前記パラメータ設定値に対応した前記分周比を記憶する
請求項3または請求項4に記載の高圧電源装置。 - 前記分周比記憶部は、
前記分周比の初期値を記憶する書き換え可能な初期分周比メモリを有し、
前回の前記出力電圧の出力時に書き換えられた前記初期分周比メモリの記憶値を、前記分周比の初期値として使用して、前記圧電トランスから前記出力電圧を出力する
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の高圧電源装置。 - 前記パルス生成手段は、前記出力電圧が前記所定値以上のときは、前記出力電圧と前記目標値とに基づいて可変する前記分周比にて前記クロックを分周して前記パルスを生成する
請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の高圧電源装置。 - 前記所定値は、前記目標値の略90%である
請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の高圧電源装置。 - 前記パルス生成手段は、前記出力電圧が前記所定値以上のときは、前記出力電圧と前記目標値とが等しくなるように可変制御した前記分周比にて前記クロックを分周して前記パルスを生成する
請求項7または請求項8に記載の高圧電源装置。 - 前記パルス生成手段における前記可変制御は、アナログ値からなる前記出力電圧をデジタル値に変換した値と、デジタル値からなる前記目標値とを比較して両者の値が等しくなるように、前記分周比を可変する
請求項9に記載の高圧電源装置。 - 高電圧の目標値を設定する目標値設定手段と、
所定温度を検出して温度検出値を出力する温度検出手段と、
前記目標値及び前記温度検出値に対応した分周比を記憶する分周比記憶部と、
クロックを入力し、前記分周比記憶部に記憶された前記分周比を初期値とし、前記クロックを分周してパルスを生成するパルス生成手段と、
前記パルスに基づき駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、
前記駆動信号により駆動されて高電圧の出力電圧を出力する圧電トランスと
を備え、
前記分周比記憶部は、前記目標値および前記温度検出値に対応した前記分周比を記憶し、
前記パルス生成手段は、前記出力電圧が所定値未満のときは、前記初期値に固定した前記分周比にて前記クロックを分周して前記パルスを生成し、
前記温度検出値が高温値である場合における前記初期値は、前記温度検出値が低温値である場合における前記初期値よりも小さい
高圧電源装置。 - 請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の高圧電源装置を有する
画像形成装置。
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