(57)【要約】【課題】バイアス電圧を出力する電源回路の故障及び当該電源回路の負荷の異常を切り分けて判定する技術を提供する。【解決手段】電源装置は、バイアス電圧を生成し、負荷に前記バイアス電圧を出力する電源回路であって、前記バイアス電圧に応じた電圧値を閾値と比較した結果を表す二値の判定信号と、前記バイアス電圧を前記負荷に出力することに応じて前記電源回路と前記負荷との間で流れる負荷電流の電流値を示す検出電流信号と、を出力する前記電源回路と、前記判定信号及び前記検出電流信号に基づき前記電源回路の故障及び前記負荷の異常を判定する判定手段と、を備えている。【選択図】図９
2020042239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイアス電圧を生成し、負荷に前記バイアス電圧を出力する電源回路であって、前記バイアス電圧に応じた電圧値を閾値と比較した結果を表す二値の判定信号と、前記バイアス電圧を前記負荷に出力することに応じて前記電源回路と前記負荷との間で流れる負荷電流の電流値を示す検出電流信号と、を出力する前記電源回路と、
前記判定信号及び前記検出電流信号に基づき前記電源回路の故障及び前記負荷の異常を判定する判定手段と、
を備えていることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記電源回路による前記バイアス電圧の生成を制御する制御手段をさらに備えており、
前記制御手段は、第１タイミングにおいて前記負荷電流が流れない第１電圧値の前記バイアス電圧を前記電源回路に生成させ、第２タイミングにおいて前記負荷電流が流れる第２電圧値の前記バイアス電圧を前記電源回路に生成させ、
前記判定手段は、前記制御手段が前記第１電圧値の前記バイアス電圧を前記電源回路に生成させている間の第３タイミングにおける前記判定信号及び前記検出電流信号と、前記制御手段が前記第２電圧値の前記バイアス電圧を前記電源回路に生成させている間の第４タイミングにおける前記判定信号及び前記検出電流信号と、に基づき前記電源回路の故障及び前記負荷の異常を判定することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記第３タイミングにおいて前記検出電流信号が示す電流値を第１閾値及び前記第１閾値より大きい第２閾値と比較し、前記第４タイミングにおいて前記検出電流信号が示す電流値を前記第１閾値及び前記第２閾値と比較し、
前記判定手段は、前記第３タイミングにおいて、前記判定信号が第１の値であり、前記検出電流信号が示す電流値が前記第１閾値より小さく、前記第４タイミングにおいて、前記判定信号が第２の値であり、前記検出電流信号が示す電流値が前記第１閾値より大きく、且つ、前記第２閾値より小さいと、前記電源回路及び前記負荷は正常であると判定することを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記第３タイミングにおいて、前記判定信号が前記第２の値であり、前記検出電流信号が示す電流値が前記第２閾値以上であると、前記電源回路の故障と判定することを特徴とする請求項３に記載の電源装置。
【請求項５】
前記判定手段は、前記第３タイミングにおいて、前記判定信号が前記第２の値であり、前記検出電流信号が示す電流値が前記第２閾値以上であると、前記電源回路が前記バイアス電圧として所定電圧値より大きい値を出力していると判定することを特徴とする請求項４に記載の電源装置。
【請求項６】
前記判定手段は、前記第３タイミングにおいて、前記判定信号が前記第１の値であり、前記検出電流信号が示す電流値が前記第１閾値以上であると、前記負荷の異常と判定することを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項７】
前記判定手段は、前記第３タイミングにおいて、前記判定信号が前記第１の値であり、前記検出電流信号が示す電流値が前記第１閾値以上であると、前記負荷の漏電により、電流値が前記第１閾値以上の前記負荷電流が流れていると判定することを特徴とする請求項６に記載の電源装置。
【請求項８】
前記判定手段は、前記第３タイミングにおいて、前記判定信号が前記第１の値であり、前記検出電流信号が示す電流値が前記第１閾値より小さく、前記第４タイミングにおいて、前記判定信号が前記第１の値であり、前記検出電流信号が示す電流値が前記第１閾値より小さいと、前記電源回路の故障であると判定することを特徴とする請求項３から７のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項９】
前記判定手段は、前記第３タイミングにおいて、前記判定信号が前記第１の値であり、前記検出電流信号が示す電流値が前記第１閾値より小さく、前記第４タイミングにおいて、前記判定信号が前記第１の値であり、前記検出電流信号が示す電流値が前記第１閾値より小さいと、前記電源回路が前記バイアス電圧を出力していないと判定することを特徴とする請求項８に記載の電源装置。
【請求項１０】
前記判定手段は、前記第３タイミングにおいて、前記判定信号が前記第１の値であり、前記検出電流信号が示す電流値が前記第１閾値より小さく、前記第４タイミングにおいて、前記判定信号が前記第２の値であり、前記検出電流信号が示す電流値が前記第１閾値より小さいと、前記負荷の異常であると判定することを特徴とする請求項３から９のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項１１】
前記判定手段は、前記第３タイミングにおいて、前記判定信号が前記第１の値であり、前記検出電流信号が示す電流値が前記第１閾値より小さく、前記第４タイミングにおいて、前記判定信号が前記第２の値であり、前記検出電流信号が示す電流値が前記第１閾値より小さいと、前記負荷が装着されていない、或いは、前記負荷の装着不良により前記負荷電流が流れていないと判定することを特徴とする請求項１０に記載の電源装置。
【請求項１２】
前記電源回路は、前記負荷の抵抗値が低下しても前記負荷電流の上限を前記第２閾値に抑える保護回路を有することを特徴とする請求項３から１１のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項１３】
前記第２タイミングは、前記第１タイミングより後のタイミングであり、
前記第３タイミングにおいて、前記判定信号が前記第２の値であり、前記検出電流信号が示す電流値が前記第２閾値以上である場合と、前記第３タイミングにおいて、前記判定信号が前記第１の値であり、前記検出電流信号が示す電流値が前記第１閾値以上である場合、前記制御手段は、前記第２電圧値の前記バイアス電圧を前記電源回路に生成させないことを特徴とする請求項３から１２のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項に記載の電源装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
感光体を有し、
前記バイアス電圧は、前記感光体を帯電させるために使用されることを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記バイアス電圧が供給される帯電ローラをさらに有し、
前記負荷は、前記帯電ローラ及び前記感光体を含むことを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源回路の故障及び当該電源回路の負荷の異常を判定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、画像形成に様々な高電圧（以下、バイアス電圧）を使用する。特許文献１は、画像形成装置が使用するバイアス電圧の１つである帯電バイアス電圧により感光体の装着不良（未装着）を判定する構成を開示している。具体的には、特許文献１は、帯電バイアス電圧の出力から所定時間後において、所定範囲内の帯電電流が流れているか否かを判定することにより、感光体の装着不良や、感光体の未装着を判定することを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３３３８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１は、帯電バイアス電圧を出力する帯電高圧回路の故障を想定していない。つまり、特許文献１の構成では、帯電高圧回路の故障により帯電電流が流れていない場合にも、感光体の装着不良と判定され得る。また、例えば、感光体や転写ローラの結露といった、帯電高圧回路の負荷異常が生じると過大な帯電電流が流れる。同様に、帯電高圧回路が故障により過大な帯電バイアス電圧を出力している場合にも、過大な帯電電流が流れる。したがって、帯電電流のみからでは、感光体等の負荷異常であるのか、帯電高圧回路の故障であるかを判定することはできない。
【０００５】
本発明は、バイアス電圧を出力する電源回路の故障及び当該電源回路の負荷の異常を切り分けて判定する技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によると、電源装置は、バイアス電圧を生成し、負荷に前記バイアス電圧を出力する電源回路であって、前記バイアス電圧に応じた電圧値を閾値と比較した結果を表す二値の判定信号と、前記バイアス電圧を前記負荷に出力することに応じて前記電源回路と前記負荷との間で流れる負荷電流の電流値を示す検出電流信号と、を出力する前記電源回路と、前記判定信号及び前記検出電流信号に基づき前記電源回路の故障及び前記負荷の異常を判定する判定手段と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、バイアス電圧を出力する電源回路の故障及び当該電源回路の負荷の異常を切り分けて判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】画像形成装置の構成図。
【図２】帯電バイアス電圧を生成する構成の機能ブロック図。
【図３】帯電高圧回路の構成図。
【図４】帯電バイアス電圧の値に関するタイミングチャート。
【図５】帯電バイアス電圧と検出電圧信号との関係を示す図。
【図６】各状態における各信号の説明図。
【図７】各状態における各信号の説明図。
【図８】各状態における各信号の説明図。
【図９】故障内容と判定信号及び検出電流信号との関係を示す図。
【図１０】故障検出に関する処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施形態の内容に限定するものではない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。
【００１０】
図１は、本実施形態による画像形成装置１０の構成図である。画像形成装置１０は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナー像を形成するための４つの画像形成部を有する。図１において、参照符号の末尾の文字が同じ部材は、同じ画像形成部の構成要素である。なお、末尾の文字がａ、ｂ、ｃ及びｄで示される部材で構成される画像形成部は、それぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナー像を形成する。以下の説明において、色を区別する必要がない場合には、末尾の文字を省略した参照符号を使用する。感光体１は、画像形成時、図の反時計回り方向に回転駆動される。帯電ローラ２は、帯電バイアス電圧を出力することで、感光体１の表面を一様な電位に帯電させる。レーザスキャナ３は、感光体１を露光し、感光体1に静電潜像を形成する。現像器４は、現像バイアス電圧を出力することで、感光体１の静電潜像にトナーを付着させ、感光体１にトナー像を形成する。１次転写ローラ６は、１次転写バイアス電圧を出力することで、感光体１のトナー像を中間転写ベルト５に転写する。なお、感光体１ａ〜１ｄのトナー像を重ねて中間転写ベルト５に転写することで、フルカラーのトナー像を中間転写ベルト５に形成することができる。中間転写ベルト５は、画像形成時、図の時計回り方向に回転駆動される。したがって、中間転写ベルト５に転写されたトナー像は、２次転写ローラ７の対向位置に搬送される。２次転写ローラ７は、２次転写バイアス電圧を出力することで、カセット９から搬送された記録材Ｐに、中間転写ベルト５のトナー像を転写する。トナー像が転写された記録材Ｐは、定着器８に搬送される。定着器８は、トナー像を記録材Ｐに定着させる。トナー像の定着が行われた記録材Ｐは、画像形成装置１０の外部に排出される。
【００１１】
図２は、帯電バイアス電圧を生成するための機能ブロック図である。制御基板１００は、制御部１０１を有し、帯電高圧基板２００ａ〜２００ｄは、それぞれ、電源回路である帯電高圧回路３００を有する。帯電高圧基板２００ａ〜２００ｄの帯電高圧回路３００は、それぞれ、帯電バイアス電圧ａ〜帯電バイアス電圧ｄを生成して出力する。なお、帯電バイアス電圧ａ〜帯電バイアス電圧ｄは、それぞれ、帯電ローラ２ａ〜２ｄに出力される。
【００１２】
制御部１０１は、画像形成時、帯電高圧基板２００ａ〜２００ｄの帯電高圧回路３００に、駆動クロック（ＣＬＫ）信号を出力する。駆動ＣＬＫ信号は、帯電高圧回路３００のトランスＴ３０１（図３）を駆動するための信号であり、例えば、その周波数は５０ｋＨｚで、デューティ比は２５％である。また、制御部１０１は、各帯電高圧回路３００それぞれに、個別の出力設定信号を出力する。出力設定信号は、例えば、３．４Ｖ、５０ｋＨｚのＰＷＭ信号であり、そのデューティ比は、帯電高圧回路３００が出力すべき帯電バイアス電圧に応じて調整される。本実施形態において、帯電高圧回路３００は、出力設定信号のデューティ比が８８％（３．０Ｖ）、５０％（１．７Ｖ）及び０％（０Ｖ）の場合、それぞれ、０Ｖ、約−７００Ｖ、約−１５００Ｖの帯電バイアス電圧を出力する様に構成されている。また、制御部１０１は、各帯電高圧回路３００から出力される検出電流信号及び判定信号に基づき各帯電高圧回路３００の故障及びその負荷異常の有無を切り分けて判定する。なお、検出電流信号及び判定信号については後述する。以下、図３に基づき、帯電高圧回路３００の構成について説明する。
【００１３】
ＰＷＭ平滑部３０１は、抵抗Ｒ３０１及びコンデンサＣ３０１から構成されるローパスフィルタであり、入力される出力設定信号を所定のカットオフ周波数にてＤＣ電圧に変換する。
【００１４】
定電圧制御部３０２のオペアンプＩＣ３０１の負端子には、ＰＷＭ平滑部３０１から出力されるＤＣ電圧が入力され、正端子には、後述する電圧検出部３０６が出力する検出電圧信号が入力される。なお、検出電圧信号の電圧は、帯電高圧回路３００が出力する帯電バイアス電圧に比例する。オペアンプＩＣ３０１は、正端子と負端子の電圧が一致するように出力電圧を調整する反転増幅回路である。したがって、ＰＷＭ平滑部３０１が出力するＤＣ電圧が低くなると、オペアンプＩＣ３０１の出力電圧は大きくなる。なお、出力設定信号（ＰＷＭ信号）のデューティが低い程、ＰＷＭ平滑部３０１が出力するＤＣ電圧は低くなる。コンデンサＣ３０２は、反転増幅回路の出力電圧の安定化を目的とした積分要素である。オペアンプＩＣ３０１の出力は、トランジスタＱ３０１のベース端子に接続される。トランジスタＱ３０１のエミッタ端子の電圧は、オペアンプＩＣ３０１の出力端子の電圧よりトランジスタＱ３０１のベース・エミッタ間の電圧分（約０．６Ｖ）だけ低い電圧となる。トランジスタＱ３０１のコレクタ端子には２４Ｖの電源が接続され、エミッタ端子には、電圧安定化用の電解コンデンサＣ３０３が接続される。
【００１５】
トランス駆動部３０３は、トランスＴ３０１を駆動するための回路であり、プルダウン抵抗Ｒ３０２、ダンピング抵抗Ｒ３０３及びＦＥＴ  Ｑ３０２から構成される。ＦＥＴ  Ｑ３０２は、駆動ＣＬＫ信号に従ってオン、オフを繰り返す。ＦＥＴ  Ｑ３０２のオン、オフに従い、トランスＴ３０１の１次側の電流が制御される。またＦＥＴ  Ｑ３０２のゲート端子には、後述する過電流保護部３０８の出力が接続される。過電流保護部３０８は、過電流を検出すると、ＦＥＴ  Ｑ３０２のゲート端子をグラウンドに接続することで、トランスＴ３０１の駆動を停止させる。
【００１６】
高圧整流部３０４は、高圧ダイオードＤ３０１及び高圧セラミックコンデンサＣ３０４から構成され、トランスＴ３０１から出力される負の交流電圧を整流・平滑化し、負の直流電圧を帯電バイアス電圧として出力する。
【００１７】
電流検出部３０５のオペアンプＩＣ３０２の正端子には、所定電圧（３．４Ｖ）を抵抗Ｒ３０６と抵抗Ｒ３０７で分圧した電圧が入力される。本例では、抵抗Ｒ３０６を２ｋΩとして、抵抗Ｒ３０７を１５ｋΩとし、よって、オペアンプＩＣ３０２の正端子には、３．０Ｖが入力される。オペアンプＩＣ３０２の負端子には、電圧検出部３０６の抵抗Ｒ３０４及び抵抗Ｒ３０５を介して帯電バイアス電圧が入力される。さらに、オペアンプＩＣ３０２の負端子には、オペアンプＩＣ３０２の出力電圧が抵抗Ｒ３０９を介して接続される。本例において、抵抗Ｒ３０９を２０ｋΩとする。
【００１８】
オペアンプＩＣ３０２は、負端子の電圧が、正端子の電圧と同じ３．０Ｖになる様に、出力する検出電流信号の電圧を制御する。ここで、負荷である帯電ローラ２に流れる負荷電流（以下、帯電電流（Ｉｏｕｔ））は、抵抗Ｒ３０９を流れるため、検出電流信号は、帯電電流の電流値に比例する電圧となる。具体的には、帯電高圧回路３００の動作が停止し帯電電流が０であると、検出電流信号の電圧は、オペアンプＩＣ３０２の正端子と同じ３．０Ｖになる。一方、例えば、帯電電流が１００μＡの場合、抵抗Ｒ３０９（２０ｋΩ）で２Ｖの電圧降下が生じるため、検出電流信号の電圧は１．０Ｖとなる。この様に、検出電流信号は、帯電電流の電流値を示す信号である。
【００１９】
電圧検出部３０６は、抵抗Ｒ３０４及び抵抗Ｒ３０５から構成される。本例において、抵抗Ｒ３０４を５ＭΩとし、抵抗Ｒ３０５を７．５ｋΩとする。電圧検出部３０６は、帯電バイアス電圧とオペアンプＩＣ３０２の負端子の電圧（３．０Ｖ）を抵抗Ｒ３０４と抵抗Ｒ３０５で分圧し、検出電圧信号として出力する。例えば、帯電バイアス電圧が０Ｖであると、検出電圧信号は３．０Ｖになる。一方、帯電バイアス電圧が−１５００Ｖであると、検出電圧信号の電圧は０．９Ｖとなる。上述した様に、検出電圧信号は、定電圧制御部３０２のオペアンプＩＣ３０１の正端子に入力される。
【００２０】
帯電出力判定部３０７のコンパレータＩＣ３０３の負端子には、所定電圧（３．４Ｖ）を抵抗Ｒ３１１と抵抗Ｒ３１２で分圧した帯電閾値Ｖｔｈが入力され、所定電圧が帯電閾値Ｖｔｈと比較される。本例においては、抵抗Ｒ３１１を１０ｋΩとし、抵抗Ｒ３１２を１０ｋΩとする。よって、帯電閾値Ｖｔｈは１.７Ｖである。コンパレータＩＣ３０３の正端子には、電圧検出部３０６からの検出電圧信号が印加される。コンパレータＩＣ３０３の出力は、正端子の電圧が負端子の電圧より高いとハイインピーダンスになり、それ以外では０Ｖとなる。コンパレータＩＣ３０３の出力は、抵抗Ｒ３１３を介して３．４Ｖにプルアップされ、判定信号として制御部１０１に出力される。したがって、コンパレータＩＣ３０３の正端子の電圧が負端子の電圧より高いと判定信号はハイレベルとなり、それ以外において判定信号はローレベルとなる。例えば、帯電バイアス電圧の出力が停止されている間、つまり、帯電バイアス電圧が０Ｖであると、検出電圧信号は、上述した様に３．０Ｖであり、帯電閾値Ｖｔｈより高いため、判定信号はハイレベルとなる。また、帯電バイアス電圧が−１５００Ｖであると、上述した様に、検出電圧信号は０．７５Ｖであり、帯電閾値Ｖｔｈよりも低いため、判定信号はローレベルとなる。この様に、判定信号とは、帯電バイアス電圧に応じた電圧値を閾値判定した二値の信号である。
【００２１】
過電流保護部３０８は、負荷の抵抗値が低下しても帯電電流が上限値である１００μＡを超えないよう動作する。コンパレータＩＣ３０４の正端子には、基準電圧（３．４Ｖ）を、抵抗Ｒ３１４と抵抗Ｒ３１５で分圧した保護閾値が印加される。本例においては、抵抗Ｒ３１４を２４ｋΩとし、抵抗Ｒ３１５を１０ｋΩとする。したがって、保護閾値は、１Ｖとなる。コンパレータＩＣ３０４の負端子には検出電流信号が印加される。コンパレータＩＣ３０４の出力端子は、ＦＥＴ  Ｑ３０３のゲート端子に接続される。検出電流信号の電圧は、上述した様に、帯電電流が大きい程、小さくなる。検出電流信号の電圧が保護閾値より低下すると、コンパレータＩＣ３０４の出力端子はハイインピーダンスとなる。コンパレータＩＣ３０４の出力端子がハイインピーダンスになると、抵抗Ｒ３１６と抵抗Ｒ３１７で分圧された電圧が、ＦＥＴ  Ｑ３０３のゲート端子に印加されることでＦＥＴ  Ｑ３０３が導通する。その結果、トランス駆動部３０３のＦＥＴ  Ｑ３０２がＯＦＦとなり、トランスＴ３０１の駆動が停止され、帯電バイアス電圧の出力が停止される。帯電バイアス電圧の出力の停止により、帯電電流が減少すると、過電流保護部３０８による保護動作が解除され、トランス駆動部３０３は動作を再開する。結果、帯電電流は、閾値１００μＡの定電流制御となる。
【００２２】
帯電電流は、帯電バイアス電圧が放電開始電圧以上になると流れる。放電開始電圧とは、帯電ローラ２から感光体１への放電が発生し始める電圧である。しかしながら、結露等によって漏電が発生すると、放電開始電圧未満であっても帯電電流が流れる。このため、制御部１０１は、出力設定信号により設定した帯電バイアス電圧の値が放電開始電圧未満であるにも拘わらず所定値以上の帯電電流が流れていると漏電が生じていると判定する。本例においてこの所定値を１０μＡとする。なお、制御部１０１は、検出電流信号に基づき帯電電流の値を判定するが、１０μＡは、検出電流信号の２．８Ｖに相当する。したがって、制御部１０１は、出力設定信号により設定した帯電バイアス電圧の値が放電開始電圧未満であるにも拘わらず、検出電流信号の電圧が２．８Ｖ以下であると、漏電が生じていると判定する。
【００２３】
図４は、画像形成開始時の帯電バイアス電圧の起動シーケンスのタイミングチャートである。画像形成開始時、制御部１０１は、タイミングＴ４０１で、帯電バイアス電圧として、第１目標値を出力する様に出力設定信号を設定する。第１目標値は、放電開始電圧に基づき設定される。なお、放電開始電圧は、温湿度条件によって変化し、例えば、−４００Ｖ〜−７００Ｖの範囲で変動する。帯電バイアス電圧が放電開始電圧以上であるとき、帯電バイアス電圧と放電開始電圧との差分が感光体１の電位となる。例えば、放電開始電圧が−５００Ｖであり、帯電バイアス電圧が−１２００Ｖであると、感光体１の電位は−７００Ｖとなる。第１目標値は、例えば、帯電電流が流れない帯電バイアス電圧の範囲のうちの最大値に設定される。或いは、第１目標値は、たとえ帯電電流が流れても、その値が漏電を判定するための所定値（本例では１０μＡ）未満となる様に設定される。
【００２４】
制御部１０１は、タイミングＴ４０１から１００ｍｓが経過したタイミングＴ４０２において、帯電バイアス電圧を、第２目標値に向けて変化させ始める。第２目標値は、画像形成に必要な感光体１の電位（画像形成電圧）に基づき決定され、本実施形態においては、−１２００Ｖとする。なお、本例では、帯電バイアス電圧が−１２００Ｖのとき、５０μＡの帯電電流が流れるものとする。図４に示す様に、本実施形態では、帯電バイアス電圧を１ｍｓ当たり３Ｖの割合で変化させる（以下、スロープ制御と呼ぶ。）。したがって、タイミングＴ４０２から１００ｍｓが経過したタイミングＴ４０３において帯電バイアス電圧は−８００Ｖとなる。また、タイミングＴ４０３から５０ｍｓが経過したタイミングＴ４０４において帯電バイアス電圧は−９５０Ｖとなる。なお、例えば、放電開始電圧Ｖ１が−５００Ｖであると、図４に示す様に、タイミングＴ４０１からタイミングＴ４０２までの間、帯電ローラ２の対向位置における感光体１の電位は０Ｖである。また、タイミングＴ４０２以降、帯電ローラ２の対向位置における感光体１の電位は帯電バイアス電圧の変化に従い変化し、タイミングＴ４０３では−３００Ｖであり、Ｔ４０４では−４５０Ｖである。そして、帯電バイアス電圧が−１２００Ｖになると、帯電ローラ２の対向位置における感光体１の電位は−７００Ｖになる。
【００２５】
本実施形態において、感光体１の回転により、帯電ローラ２の対向位置から現像器４の対向位置に感光体１の表面が移動するのに要する時間が１００ｍｓであるものとする。したがって、現像器４の対向位置における感光体１の電位は、図４に示す様に、タイミングＴ４０３から変化し始める。そして、タイミングＴ４０４において、現像器４の対向位置における感光体１の電位は、図４に示す様に、−１５０Ｖになる。このタイミングＴ４０４において、制御部１０１は、−５５０Ｖの現像バイアス電圧の印加を開始する。現像バイアス電圧も、帯電バイアス電圧と同様に、１ｍｓ当たり３Ｖの割合で変化させる。したがって、タイミングＴ４０４以降、現像器４の対向位置における感光体１の電位と現像バイアス電圧との差分Ｖｂａｃｋは、−１５０Ｖで一定に保たれる。これにより、現像バイアス電圧の出力開始時における。現像器４内のトナーやキャリアの掃き出しを防止することができる。
【００２６】
なお、帯電バイアス電圧として、まず、第１目標値を出力し、その後、第２目標値にその絶対値を増加させるのは、帯電バイアス電圧を第２目標値とするまでの時間を短縮するためである。上述した様に、現像器４内のトナーやキャリアの掃き出しを防止するためには、Ｖｂａｃｋの変動を抑制する必要があり、よって、タイミングＴ４０２からは、その傾きが穏やかなスロープ制御を行っている。ここで、タイミングＴ４０１からスロープ制御を行うと、帯電バイアス電圧を−１２００Ｖにするには、４００ｍｓの時間が必要になり、図４の制御方法と比較して、帯電バイアス電圧を第２目標値とするまでの時間が長くなってしまう。
【００２７】
図５は、本実施形態における帯電バイアス電圧と検出電圧信号の電圧との関係を示している。例えば、帯電バイアス電圧が−１１００Ｖであると、検出電圧信号の電圧は１．４Ｖである。帯電閾値は、図５に示す様に、放電開始電圧Ｖ１が取り得る範囲に対応する検出電圧信号の電圧（２．４〜２．０Ｖ）と、画像形成電圧Ｖ２が取り得る範囲に対応する検出電圧信号の電圧（１．４〜０．９Ｖ）の間である１．７Ｖに設定される。
【００２８】
以下、幾つかの状況における、帯電バイアス電圧、検出電圧信号、判定信号及び検出電流信号の値について、図６〜図８に基づき説明する。
【００２９】
＜正常時＞
図６（Ａ）は、正常時の各電圧（信号）のタイミングチャートである。タイミングＴ６０１で、制御部１０１は、駆動ＣＬＫ信号を出力してトランスＴ３０１を駆動する。タイミングＴ６０２で、制御部１０１は、出力設定信号の設定により、帯電高圧回路３００に第１目標値（−５００Ｖ）の帯電バイアス電圧を出力させる。タイミングＴ６０２から７０ｍｓが経過したタイミングＴ６０３において、制御部１０１は、判定信号及び検出電流信号の値を判定する。正常時、検出電圧信号は、約２．３Ｖと、帯電閾値（１．７Ｖ）よりも高いため、判定信号は、ハイレベルである。また、第１目標値では帯電電流が流れないため、検出電流信号の電圧は３．０Ｖと漏電閾値（２．８Ｖ）よりも高い。なお、タイミングＴ６０２から７０ｍｓだけ待機して判定信号及び検出電流信号の値を判定するのは、帯電バイアス電圧が第１目標値に達するまでのマージンを考慮したためである。
【００３０】
制御部１０１は、タイミングＴ６０２から１００ｍｓが経過したタイミングＴ６０４において、帯電バイアス電圧を第２目標値（−１２００Ｖ）にするためにスロープ制御を開始する。タイミングＴ６０４から２５０ｍｓが経過したタイミングＴ６０５において、制御部１０１は、判定信号及び検出電流信号の値を判定する。正常時、検出電圧信号は、１．２Ｖと、帯電閾値Ｖｔｈよりも低いため、判定信号は、ローレベルである。また、正常時、帯電電流は５０μＡであり、そのときの検出電流信号の電圧は２Ｖと、漏電閾値と保護閾値の間になる。なお、タイミングＴ６０４から２５０ｍｓだけ待機して判定信号及び検出電流信号の値を判定するのは、帯電バイアス電圧が第２目標値に達するまでのマージンを考慮したためである。
【００３１】
図６（Ａ）に示す様に、タイミングＴ６０３において、判定信号がハイレベルであり、検出電流信号の電圧が漏電閾値より大きく、タイミングＴ６０５において、判定信号がローレベルであり、検出電流信号の電圧が漏電閾値と保護閾値の間であると、帯電高圧回路３００が正常であると判定できる。
【００３２】
＜帯電高圧回路故障＃１（過大出力）＞
図６（Ｂ）は、帯電バイアス電圧が出力最大値に張り付く故障が生じている場合のタイミングチャートである。なお、当該故障は、例えば、定電圧制御部３０２のトランジスタＱ３０１のコレクタ端子とエミッタ端子がショート状態となること等により発生する。以下では、図６（Ａ）に示す正常時との相違点について主に説明する。
【００３３】
本例では、トランジスタＱ３０１のコレクタ端子とエミッタ端子がショートしているためトランスＴ３０１には常に２４Ｖの電圧が印加されている。したがって、制御部１０１が、駆動ＣＬＫ信号を出力すると、帯電バイアス電圧は、その最大値に達して帯電電流も過大に流れる。その結果、過電流保護部３０８が作動して帯電電流は１００μＡとなり、帯電バイアス電圧は−１５００Ｖとなる。このときの検出電圧信号は、０．７５Ｖである。その後、タイミングＴ６０２及びタイミングＴ６０４等において、制御部１０１は、出力設定信号のデューティを変更するが、上述した様に、トランジスタＱ３０１のショート及び過電流保護部３０８の動作により、各信号の値は変化しない。
【００３４】
図６（Ｂ）に示す様に、タイミングＴ６０３及びＴ６０５において、検出電圧信号は、０．７５Ｖと、帯電閾値より低いため、判定信号はローレベルである。また、検出電流信号の電圧は、保護閾値に相当する１Ｖである。この様に、タイミングＴ６０３及びＴ６０５において判定信号がローレベルであり、検出電流信号の電圧が保護閾値に等しいと、制御部１０１は、電流保護回路３０８を動作させる所定電圧値以上の帯電バイアス電圧を出力する故障が帯電高圧回路３００に生じていると判定することができる。
【００３５】
＜負荷異常＃１（漏電電流大）＞
図７（Ａ）は、結露等による漏電により、帯電ローラ２といった帯電高圧回路３００の負荷に抵抗性の電流が流れる負荷異常が生じているときのタイミングチャートである。なお、本例においては、漏電電流が過大であり、漏電電流により過電流保護部３０８の動作が開始されるものとする。
【００３６】
駆動ＣＬＫ信号を出力後、制御部１０１が、第１目標値の帯電バイアス電圧を出力する様に出力設定信号を設定すると、上述した様に、過電流保護部３０８が作動し、帯電電流は１００μＡに制限される。なお、このとき、帯電バイアス電圧は−３００Ｖであり、検出電圧信号は、２．８Ｖとなる。また、検出電流信号の電圧は、保護閾値に相当する１Ｖになる。その後、タイミングＴ６０２及びタイミングＴ６０４等において、制御部１０１は、出力設定信号のデューティを変更するが、上述した様に、過電流保護部３０８の動作により、各信号の値は変化しない。
【００３７】
図７（Ａ）に示す様に、タイミングＴ６０３及びＴ６０５において、検出電圧信号は２．８Ｖより高いため判定信号はハイレベルとなり、検出電流信号の電圧は保護閾値に等しくなる。したがって、タイミングＴ６０３及びＴ６０５において、判定信号がハイレベルであり、検出電流信号の電圧が保護閾値であると、制御部１０１は、過大な漏電電流が流れる負荷異常と判定することができる。
【００３８】
＜負荷異常＃２（漏電電流小）＞
図７（Ｂ）は、図７（Ａ）と同様の負荷異常が生じた場合であるが、漏電電流では過電流保護部３０８が動作しない場合のタイミングチャートである。
【００３９】
本例では、駆動ＣＬＫ信号の出力後、制御部１０１が、タイミングＴ６０２で出力設定信号を設定すると、帯電高圧回路３００は、第１目標値（−５００Ｖ）の帯電バイアス電圧を出力する。正常であるとこの段階において帯電電流は流れないが、本例では、漏電により５０μＡの帯電電流が流れるものとする。この５０μＡの帯電電流により、検出電流信号の電圧は２Ｖと、漏電閾値以下になる。また、本例では、帯電バイアス電圧が第２目標値（−１２００Ｖ）であるとき、漏電により４０μＡだけ帯電電流が増加し、９０μＡの帯電電流が流れるものとする。この場合、検出電流信号の電圧は１．２Ｖになる。
【００４０】
図７（Ｂ）に示す様に、本例において、タイミングＴ６０３において判定信号はハイレベルであり、タイミングＴ６０５において判定信号はローレベルである。一方、タイミングＴ６０３及びタイミングＴ６０５において、検出電流信号の電圧は保護閾値より高いが、漏電閾値より小さい。したがって、タイミングＴ６０３及びＴ６０５において、判定信号はそれぞれハイレベル及びローレベルであるが、検出電流信号の電圧が両タイミングにおいて保護閾値と漏電閾値の間であると、制御部１０１は、過電流保護部３０８を動作させない程度の負荷異常が生じていると判定する。
【００４１】
＜帯電高圧回路故障＃２（無出力）＞
図８（Ａ）は、帯電バイアス電圧が出力されない故障が生じている場合のタイミングチャートである。なお、過電流保護部３０８のＦＥＴ  Ｑ３０３のドレインとソース間がショート状態となること等により、当該故障は発生する。
【００４２】
過電流保護部３０８のＦＥＴ  Ｑ３０３のショートにより、ＦＥＴ  Ｑ３０２は導通せず、よって、本例では、帯電バイアス電圧は出力されない。したがって、検出電圧信号、判定信号及び検出電流信号は、いずれも変化しない。
【００４３】
したがって、タイミングＴ６０３及びＴ６０５において、判定信号がハイレベルであり、検出電流信号の電圧が漏電閾値より大きいと、帯電バイアス電圧が出力されていないと判定することができる。
【００４４】
＜負荷異常＃３（感光体装着不良）＞
図８（Ｂ）は、感光体１が正常に装着されていない場合のタイミングチャートである。なお、感光体１が正常に装着されていない場合とは、感光体１が装着されていない場合や、感光体１が装着されているが、装着不良により帯電電流が流れ無い場合を含む。
【００４５】
本例において、帯電バイアス電圧の出力には問題がないため、検出電圧信号及び判定信号については正常時と同じである。しかしながら、感光体１の装着不良により帯電電流が流れないため検出電流信号は変化しない。したがって、タイミングＴ６０３及びＴ６０５において、判定信号がそれぞれハイレベル及びローレベルであるが、検出電流信号が共に漏電閾値より高いと、制御部１０１は感光体1の装着不良と判定することができる。
【００４６】
図９は、図６〜図８を用いて説明した各状態を纏めたものである。図９に示す様に、タイミングＴ６０３及びＴ６０５における判定信号と検出電流信号の組み合わせに基づき、帯電高圧回路３００の出力異常（過大出力及び無出力）と、負荷異常（感光体1の装着不良を含む）とを、切り分けて判定することができる。なお、本実施形態において、帯電電流が大きくなる程、検出電流信号の電圧は小さくなるため、帯電電流の電流値に読み替えると、図９の検出電流信号の閾値との大小関係は逆転する。例えば、漏電による負荷異常に関し、タイミングＴ６０３において判定信号がハイレベルであり、帯電電流が漏電の閾値以上、つまり、１０μＡ以上であると、制御部１０１は、負荷異常により漏電が生じていると判定する。なお、帯電電流が、過電流保護部３０８の動作時の１００μＡより小さいと、漏電電流が小さく、帯電電流が１００μＡであると、帯電電流が大きいと判定できる。
【００４７】
なお、図９に示す様に、タイミングＴ６０３で、判定信号がハイレベルであるが、検出電流信号が保護閾値と漏電閾値の間になるのは、負荷異常＃２（漏電電流小）の場合のみである。したがって、タイミングＴ６０３で、判定信号がハイレベルであり、かつ、検出電流信号が保護閾値と漏電閾値の間であると、制御部１０１は、過電流保護部３０８を動作させない程度の負荷異常が生じていると判定することができる。同様に、タイミングＴ６０３で、判定信号がハイレベルであるが、検出電流信号が保護閾値になるのは、負荷異常＃１の場合のみである。したがって、タイミングＴ６０３で、判定信号がハイレベルであり、かつ、検出電流信号が保護閾値であると、制御部１０１は、過電流保護部３０８を動作させる様な負荷異常が生じていると判定することができる。さらに、タイミングＴ６０３で、判定信号がローレベルであり、かつ、検出電流信号が保護閾値になるのは、過大出力の場合のみである。したがって、タイミングＴ６０３で、判定信号がローレベルであり、かつ、検出電流信号が保護閾値であると、制御部１０１は、過大出力となっていると判定することができる。なお、過電流保護部３０８が無い場合には、検出電流信号の値は保護閾値より小さくなり得る。つまり、帯電電流は、過電流保護部３０８を動作させる１００μＡより大きくなり得る。
【００４８】
図１０は、本実施形態による画像形成処理のフローチャートである。Ｓ１０で、制御部１０１は、駆動ＣＬＫ信号を出力する。Ｓ１１で、制御部１０１は、制御バイアス電圧として第１目標値を出力する様に、出力設定信号を設定する。制御部１０１は、Ｓ１２で７０ｍｓだけ待機し、Ｓ１３で判定信号及び検出電流信号の値を判定する。その後、Ｓ１４で、制御部１０１は、帯電バイアス電圧の値を第２目標値とする様に、スロープ制御を開始する。制御部１０１は、Ｓ１５で２５０ｍｓだけ待機し、Ｓ１６で判定信号及び検出電流信号の値を判定する。制御部１０１は、Ｓ１７で、Ｓ１３及びＳ１６の判定結果に基づき帯電高圧回路３００及びその負荷に関する故障を判定する。故障を検出しないと、制御部１０１は、画像形成処理を実行する。一方、故障を検出すると、制御部１０１は、画像形成処理を停止する。そして、例えば、図９の表に従い判定される故障内容をユーザに表示する。なお、上述した様に、故障内容によっては、Ｓ１３の判定結果のみで判定できる。したがって、Ｓ１３で故障内容が特定できた場合、その時点で図１０の処理を中止し、ユーザに故障内容と通知する構成とすることができる。
【００４９】
以上の構成により、帯電高圧回路３００の出力異常（過大出力及び無出力）と、負荷異常（感光体1の装着不良を含む）を切り分けて判定することができる。また、本実施形態において、各帯電高圧回路３００が制御部１０１に出力するのは、アナログ信号である検出電流信号と、デジタル信号（二値信号）である判定信号のみである。したがって、ＡＳＩＣ等の半導体ＩＣには、帯電高圧回路３００当たり、１つのアナログポートと１つのデジタルポートのみを設ければ良く、コストと基板サイズを抑えることができる。
【００５０】
なお、本発明は、帯電バイアス電圧を生成する帯電高圧回路３００のみならず、画像形成装置が使用する各種のバイアス電圧を生成する電源回路の故障と当該電源回路の負荷の異常を切り分けて判定することに適用することができる。さらには、本発明は、画像形成装置以外の種々の装置にも適用することができる。つまり、本発明は、図２に示す様に、制御部１０１と、バイアス電圧を生成する電源回路（帯電高圧回路３００）を有し、負荷に当該バイアス電圧を供給する電源装置として実現することができ、当該電源装置は、種々の装置において使用することができる。
【００５１】
［その他の実施形態］
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１０１：制御部、３００：帯電高圧回路
【図１】
2020042239.tif 000003
【図２】
2020042239.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2020042239.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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