(57)【要約】【課題】定電流制御を行う高電圧電源において、電圧のフィードバック機構を追加せずに、最大出力電圧を抑制すること。【解決手段】電圧が印加される転写ローラ２０と、トランス３を有し、転写ローラ２０に電圧を印加する高電圧電源回路５０と、転写ローラ２０の抵抗値を検知するＣＰＵ１と、転写ローラ２０に流れる電流値を検知する電流検知回路４と、電流検知回路４で検知した電流値が目標電流値となるように高電圧電源回路５０を制御するＣＰＵ１と、を備え、ＣＰＵ１は、転写ローラ２０の抵抗値がＲｍａｘ＿ｎｏｍよりも大きい場合に（Ｓ１０２  Ｎｏ）、転写ローラ２０の抵抗値がＲｍａｘ＿ｎｏｍよりも小さい場合に決定した目標電流値Ｉｎｏｍ（Ｓ１０３）よりも小さい値となるように目標電流値Ｉａｂｎｏｍ１を決定する（Ｓ１０４）。【選択図】図２
2020096487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧が印加される被印加部材と、
トランスを有し、前記被印加部材に電圧を印加する印加手段と、
前記被印加部材の抵抗値を検知する第１の検知手段と、
前記被印加部材に流れる電流値を検知する第２の検知手段と、
前記第２の検知手段で検知した電流値が目標電流値となるように前記印加手段を制御する制御手段と、
を備え、被転写媒体に画像形成を行う画像形成装置であって、
前記制御手段は、前記第１の検知手段により検知した前記被印加部材の抵抗値が所定の抵抗値よりも大きい場合に、前記被印加部材の抵抗値が前記所定の抵抗値よりも小さい場合に決定した目標電流値よりも小さい値となるように目標電流値を決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第２の検知手段の検知結果に基づいて前記トランスに入力される電圧を調整する調整手段を備え、
前記制御手段は、前記入力される電圧が前記所定の抵抗値に対応する所定の電圧よりも大きい場合には、前記入力される電圧が前記所定の電圧よりも小さい場合に決定した目標電流値よりも小さい値となるように目標電流値を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記入力される電圧は、前記被印加部材の抵抗値が大きいほど大きくなることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記印加手段は、オン又はオフすることにより前記トランスを駆動するスイッチング素子を有し、
前記制御手段は、前記スイッチング素子を駆動するための信号の駆動周波数及びオン時間を一定にして前記スイッチング素子を制御することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記印加手段は、オン又はオフすることにより前記トランスを駆動するスイッチング素子を有し、
前記制御手段は、前記スイッチング素子を駆動するための信号の駆動周波数が前記所定の抵抗値に対応する所定の周波数よりも大きい場合には、前記駆動周波数が前記所定の周波数よりも小さい場合に決定した目標電流値よりも小さい値となるように目標電流値を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記駆動周波数は、前記被印加部材の抵抗値が大きいほど高くなることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記所定の抵抗値は、仕様により決定されている使用温度範囲の中で最低の温度に対応する前記被印加部材の抵抗値であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
静電潜像を担持する像担持体と、
前記像担持体に担持された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段と、
前記現像手段により形成されたトナー像を被転写媒体に転写する転写手段と、
を備え、
前記被印加部材は、前記転写手段であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項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、画像形成装置に関し、特に、画像形成装置が備える直流高電圧電源装置の制御方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、転写プロセスにおいて、トナーの帯電極性とは逆極性に帯電させた転写部材を介して、紙等の被転写媒体の裏面に均一に電荷を付与することで、像担持体に形成されたトナー像を、被転写媒体に静電的に転写させる。このような転写プロセスでは、被転写媒体の裏面に過不足なく電荷を付与する必要がある。しかし、転写部材として一般的なイオン導電性材料を使用した転写ローラは、空気中に含まれる水分量によって抵抗値が大きく変化するため、環境（温度、湿度）の影響を受け易いという特徴を持つ。そのため、転写部材に電圧を印加する高電圧電源装置は、抵抗値の変化する負荷に対して過不足なく電荷を供給するため、定電流制御方式を採用することが一般的である。また、転写ローラの抵抗値が変化しても、転写プロセス実施時に速やかに所定の電流値で定電流制御が行えるように、次のような制御が実施される。すなわち、ＡＴＶＣ（Ａｃｔｉｖｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）と呼ばれる制御が実施され、転写ローラのおおよその抵抗値が検知される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
転写部材に電圧を印加する高電圧電源回路５０は、例えば図８に示すような構成である。ＣＰＵ１は電流検知回路４を介して負荷である転写ローラに流れる電流値を検知し、検知結果に応じて入力電圧調整回路５によりトランス３に入力される電圧を調整する。図８の高電圧電源回路５０では、ＦＥＴ２がオフした後に、トランス３のＬ値と２次側の浮遊容量成分とによって発生する共振現象の周期によって最大出力電圧が変化してしまうことが知られている（例えば、特許文献２参照）。図９（ａ）のグラフは所定の条件下でＲｍａｘ＿ａｂｎｏｍ（実線）とＲｍａｘ＿ｎｏｍ（破線）の２通りの負荷について最大出力電圧を測定した結果である。従来の画像形成装置の高電圧電源回路５０は、トランス３のＬ値のバラツキを考慮した最大出力電圧が最も小さくなる条件において、転写ローラの抵抗値が最大値となる場合にも、所望の電流値を流せるだけの電圧を出力可能であるように構成する必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０２−１２３３８５号公報
【特許文献２】特開平０９−０１９１４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した様に転写ローラの抵抗値は空気中に含まれる水分量によって影響を受けるため、周囲温度が低下すると、空気中の飽和水蒸気量が低下することに起因する水分量の低下によって、抵抗値が上昇する（図９（ｂ）参照）。そのため、周囲温度が画像形成装置の仕様として規定される使用温度範囲よりも著しく低い場合、抵抗値は仕様上の温度範囲内で使用した場合の最大値を大きく超えてしまう。図９（ｂ）に示す特性の転写ローラを使用し、図９（ａ）に示す特性の高電圧電源回路５０によって電圧を印加し、仕様として規定される使用温度範囲がＴｍｉｎ＿ｎｏｍ〜Ｔｍａｘ＿ｎｏｍである画像形成装置について考える。このような画像形成装置がＴｍｉｎ＿ａｂｎｏｍの環境で使用された場合は、転写ローラの抵抗値はＲｍａｘ＿ａｂｎｏｍまで上昇する。高電圧電源回路５０は、最大出力電圧が最も低くなるトランス３のＬ値：Ｌｖｍｉｎの条件でも、抵抗値がＲｍａｘ＿ｎｏｍである転写ローラに通常の転写プロセスに必要な電流（以下、Ｉｎｏｍとする）を供給できるように設計される。ところが、例えば、画像形成装置が図９（ｂ）のＴｍｉｎ＿ａｂｎｏｍの環境で使用された場合、転写ローラの抵抗値はＲｍａｘ＿ａｂｎｏｍまで上昇する。このとき、高電圧電源回路５０は、Ｉｎｏｍ×Ｒｍａｘ＿ａｂｎｏｍで決定する電圧まで出力電圧を上昇させようとする。しかし、Ｒｍａｘ＿ａｂｎｏｍが非常に大きい場合、Ｉｎｏｍの電流を流すことができず、図９（ａ）で示される最大出力電圧を出力し続けることになる。
【０００６】
このような動作は、画像形成装置を仕様の使用温度範囲外の温度で使用しているため、電流が供給できないこと自体は課題とはならない。しかし、図９（ａ）より、高電圧電源回路５０のトランス３のＬ値がＬｍｉｎであった場合、高電圧電源回路５０の出力電圧はＶｍａｘ１＿ａｂｎｏｍまで達してしまう。一般的に、画像形成装置を仕様の使用温度範囲外で使用したとしても、部品破壊等は生じないことが望まれる。このため、上述した例では、高電圧電源回路５０の部品においては、本来の転写プロセスに必要な出力電圧はＶ０であるにも関わらず、Ｖｍａｘ１＿ａｂｎｏｍの出力電圧に耐えうる部品を使用する必要があり、部品及び装置の小型化を妨げている。このような状況は、電圧をフィードバックすれば解決するが、電圧をフィードバックする機構を追加することは、スペース、コストの点から好ましくない。
【０００７】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、定電流制御を行う高電圧電源において、電圧のフィードバック機構を追加せずに、最大出力電圧を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。
【０００９】
（１）電圧が印加される被印加部材と、トランスを有し、前記被印加部材に電圧を印加する印加手段と、前記被印加部材の抵抗値を検知する第１の検知手段と、前記被印加部材に流れる電流値を検知する第２の検知手段と、前記第２の検知手段で検知した電流値が目標電流値となるように前記印加手段を制御する制御手段と、を備え、被転写媒体に画像形成を行う画像形成装置であって、前記制御手段は、前記第１の検知手段により検知した前記被印加部材の抵抗値が所定の抵抗値よりも大きい場合に、前記被印加部材の抵抗値が前記所定の抵抗値よりも小さい場合に決定した目標電流値よりも小さい値となるように目標電流値を決定することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、定電流制御を行う高電圧電源において、電圧のフィードバック機構を追加せずに、最大出力電圧を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１、２のレーザビームプリンタの概略図
【図２】実施例１の画像形成装置の動作を説明するフローチャート
【図３】実施例１のＡＴＶＣ制御時の入力電圧と転写ローラの抵抗値との関係を示すグラフ、転写ローラの抵抗値と転写電流の目標値との関係を示すグラフ
【図４】実施例２の高電圧電源回路を示すブロック図
【図５】実施例２の入力電圧と最大出力電圧との関係を示すグラフ
【図６】実施例２の画像形成装置の動作を説明するフローチャート
【図７】実施例２のＡＴＶＣ制御時の駆動周波数と転写ローラの抵抗値との関係を示すグラフ、転写ローラの抵抗値と転写電流の目標値との関係を示すグラフ
【図８】従来例の高電圧電源回路を示すブロック図
【図９】従来例の１次Ｌ値と最大出力電圧との関係を示すグラフ、温度と転写ローラの抵抗値との関係を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［高電圧電源回路］
転写部材に電圧を印加する高電圧電源回路について説明する。図８は一般的な転写電圧を生成する高電圧電源回路５０のブロック図である。図８に示す高電圧電源回路５０は、ＣＰＵ１から出力された駆動信号ＣＬＫが、スイッチング素子である電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴという）２のゲート端子に入力される。トランス３は１次巻線Ｎｐと２次巻線Ｎｓとを有している。１次巻線Ｎｐの巻数はＮ１、２次巻線Ｎｓの巻数はＮ２である。ＦＥＴ２は、ドレイン端子が１次巻線Ｎｐの一端に接続され、ソース端子は接地されている。ＶｄはＦＥＴ２のドレイン端子とソース端子との間の電圧である。制御手段であるＣＰＵ１は駆動信号ＣＬＫによりＦＥＴ２をオン／オフさせてトランス３を駆動する。これにより、トランス３の２次巻線Ｎｓに接続された４倍電圧整流回路によって、高電圧を生成する。
【００１３】
４倍電圧整流回路は、コンデンサ６、７、８、９を有する。４倍電圧整流回路によって生成された高電圧は出力端を介して被印加部材である負荷に供給される。以下、具体的な負荷を転写ローラとし、転写ローラ２０とする。第２の検知手段である電流検知回路４は、転写ローラ２０に流れる電流値を検知し、検知結果をＣＰＵ１に出力する。調整手段である入力電圧調整回路５は、トランス３に入力される電圧を調整する。ＣＰＵ１は、電流検知回路４の検知結果に応じて入力電圧調整回路５を制御することにより、転写ローラ２０に流れる電流が一定となるよう制御する。ＣＰＵ１は、入力電圧調整回路５の出力（トランス３に入力される電圧）が所定の電圧となるよう入力電圧調整回路５に指示し、入力電圧調整回路５は、入力電圧Ｖｉｎを所定の電圧に変換する。なお、高電圧電源回路５０は、トランス３の仕様が、１次Ｌ値についてはＬｍｉｎ〜Ｌｍａｘ、巻数比はＮ２／Ｎ１となっている。また、駆動信号ＣＬＫの仕様は、駆動周波数はＦ１、オン時間はｔｏｎ１である。実施例１では、駆動信号ＣＬＫの駆動周波数Ｆ１、オン時間ｔｏｎ１は一定とする。図８の高電圧電源回路５０では、ＦＥＴ２がオフした後に、トランス３のインダクタンス値（以下、Ｌ値）と２次側の浮遊容量成分とによって発生する共振現象の周期によって最大出力電圧が変化してしまうことが知られている。
【００１４】
図９（ａ）のグラフについて説明する。図９（ａ）は、横軸にトランス３の１次Ｌ値を示し、縦軸に最大出力電圧を示す。図８の高電圧電源回路５０において、トランス３のＬ値の具体的な仕様を、Ｌｍｉｎ：２８０μＨ、Ｌｍａｘ：３５０μＨ、巻数比（Ｎ２／Ｎ１）：８２とする。また、コンデンサ６、７、８、９の容量を３３０ｐＦとする。駆動信号ＣＬＫの具体的な仕様を、駆動周波数Ｆ１：１７ｋＨｚ、オン時間ｔｏｎ１：４．２μｓ、入力電圧調整回路５の出力を２２Ｖとする。図９（ａ）は、このような仕様で出願人が作成し、トランス３の１次Ｌ値による高電圧電源回路５０の最大出力電圧の変化を測定した結果を示している。なお、最大出力電圧は負荷によって変わるため、図９（ａ）では、Ｒｍａｘ＿ａｂｎｏｍ（実線）とＲｍａｘ＿ｎｏｍ（破線）の２通りの負荷についての測定結果を示している。Ｌｔｙｐは、Ｌ値の仕様であるＬｍｉｎからＬｍａｘまでの中心値を示す。Ｖ０は、本来の転写プロセスに必要な出力電圧である。測定時の条件は、Ｒｍａｘ＿ａｂｎｏｍ：１０００ＭΩ、Ｒｍａｘ＿ｎｏｍ：５００ＭΩである。このような条件においては、最も低い最大出力電圧（Ｖｍｉｎ１＿ｎｏｍ）は５３００Ｖであり、一方、最も高い最大出力電圧（Ｖｍａｘ１＿ａｂｎｏｍ）は６０００Ｖであった。
【００１５】
画像形成装置の高電圧電源回路は、トランス３のＬ値のバラツキを考慮した最大出力電圧が最も小さくなる条件において、転写ローラ２０の抵抗値が最大値となる場合でも、所望の電流値を流せるだけの電圧を出力可能であるように構成する必要がある。ここで、Ｌ値のバラツキを考慮した出力電圧が最も小さくなる条件とは、図９（ａ）の例ではトランス３のＬ値がＬｖｍｉｎとなる条件である。Ｌ値がＬｖｍｉｎのときの最大出力電圧を、抵抗値がＲｍａｘ＿ｎｏｍのときＶｍｉｎ１＿ｎｏｍとし、抵抗値がＲｍａｘ＿ａｂｎｏｍのときＶｍｉｎ１＿ａｂｎｏｍとする。
【００１６】
周囲温度が画像形成装置の仕様として規定される使用温度範囲よりも低い場合、転写ローラ２０の抵抗値は仕様上の使用温度範囲内で使用した場合の最大値を超えてしまう。図９（ｂ）はイオン導電性材料を使用した転写ローラ２０の抵抗値と周囲温度との関係を示すグラフである。図９（ｂ）は、横軸に温度を示し、縦軸に転写ローラ２０の抵抗値を示す。図９（ｂ）に示すように、周囲温度が低くなると、飽和水蒸気量の減少によって、空気中に含まれる水分量が減少するため、抵抗値が上昇している。
【００１７】
一例として、図９（ｂ）に示す特性の転写ローラ２０を使用し、図９（ａ）に示す特性の高電圧電源回路５０によって電圧を印加し、仕様として規定される使用温度範囲がＴｍｉｎ＿ｎｏｍ〜Ｔｍａｘ＿ｎｏｍである画像形成装置について考える。なお、温度がＴｍｉｎ＿ｎｏｍのとき抵抗値はＲｍａｘ＿ｎｏｍ、温度がＴｍａｘ＿ｎｏｍのとき抵抗値はＲｍｉｎ＿ｎｏｍである。この場合、仕様の使用温度範囲内で使用された場合の転写ローラ２０の抵抗値の最大値はＲｍａｘ＿ｎｏｍとなる。しかし、もしも画像形成装置が、仕様の使用温度範囲よりも低いＴｍｉｎ＿ａｂｎｏｍの環境で使用された場合は、転写ローラ２０の抵抗値はＲｍａｘ＿ａｂｎｏｍ（＞Ｒｍａｘ＿ｎｏｍ）まで上昇してしまう。一方、高電圧電源回路５０は、最大出力電圧が最も低くなるトランス３のＬ値：Ｌｖｍｉｎの条件においても、抵抗値がＲｍａｘ＿ｎｏｍである転写ローラ２０に通常の転写プロセスに必要な電流（以下、Ｉｎｏｍとする）を供給できるように設計される。すなわち、式（１）を満たすように設計される。
Ｖｍｉｎ１＿ｎｏｍ＞Ｖ０＝Ｉｎｏｍ×Ｒｍａｘ＿ｎｏｍ    （１）
【００１８】
画像形成装置が仕様として規定される使用温度範囲内で使用されていれば、高電圧電源回路５０の出力電圧は、式（１）のＶ０を超えることはない。しかし、画像形成装置が使用温度範囲の最低温度Ｔｍｉｎ＿ｎｏｍよりも低い温度で使用された場合は、図９（ｂ）の特性から転写ローラ２０の抵抗値が上昇するため、高電圧電源回路５０の出力電圧はＶ０よりも大きくなる。例えば、画像形成装置が図９（ｂ）のＴｍｉｎ＿ａｂｎｏｍの環境で使用された場合、転写ローラ２０の抵抗値はＲｍａｘ＿ａｂｎｏｍまで上昇する。このとき、高電圧電源回路５０は、Ｉｎｏｍ×Ｒｍａｘ＿ａｂｎｏｍで決定される電圧まで出力電圧を上昇させようとする。しかし、Ｒｍａｘ＿ａｂｎｏｍが非常に大きい場合、Ｉｎｏｍの電流を流すことができず、図９（ａ）で示される最大出力電圧Ｖｍｉｎ１＿ａｂｎｏｍ（＞Ｖｍｉｎ１＿ｎｏｍ）を出力し続けることになる。高電圧電源回路５０のトランス３のＬ値が図９（ａ）に示すＬｍｉｎであった場合、抵抗値がＲｍａｘ＿ａｂｎｏｍまで上昇すると、高電圧電源回路５０の最大出力電圧はＶｍａｘ１＿ａｂｎｏｍ（＞Ｖｍｉｎ１＿ａｂｎｏｍ）まで達してしまう。一般的に、画像形成装置を仕様の使用温度範囲外で使用したとしても、部品破壊等は生じないことが望まれる。このため、上述した例では、高電圧電源回路５０の部品においては、本来の転写プロセスに必要な出力電圧はＶ０であるにも関わらず、Ｖｍａｘ１＿ａｂｎｏｍの出力電圧に耐えうる部品を使用する必要があり、部品及び装置の小型化を妨げている。
【実施例１】
【００１９】
実施例１で提案する画像形成装置の制御方法について以下に説明する。なお、高電圧電源回路５０や転写ローラ２０の構成そのものは従来例と変わらないため、引き続き図８、図９を用いて説明を行う。また、画像形成装置の仕様上の使用温度範囲も同様にＴｍｉｎ＿ｎｏｍ〜Ｔｍａｘ＿ｎｏｍとする。
【００２０】
［画像形成装置］
図１に画像形成装置の一例として、レーザビームプリンタの概略構成を示す。レーザビームプリンタ１００（以下、プリンタ１００という）は、感光ドラム１０１、帯電部１０２、現像部１０３を備えている。感光ドラム１０１は、静電潜像が形成される像担持体である。帯電部１０２は、感光ドラム１０１を一様に帯電する。現像手段である現像部１０３は、感光ドラム１０１に形成された静電潜像にトナーを付着させ現像することでトナー像を形成する。感光ドラム１０１上（像担持体上）に形成されたトナー像をカセット１０４から供給された記録材としてのシートＰに転写部１０５によって転写し、シートＰに転写した未定着のトナー像を定着器１０６によって定着してトレイ１０７に排出する。転写部１０５は、転写手段である転写ローラ２０を有する。この感光ドラム１０１、帯電部１０２、現像部１０３、転写部１０５が画像形成部である。また、プリンタ１００は、電源装置１０８を備え、電源装置１０８は、モータ等の駆動部と制御部５００へ電力を供給する電源と、転写ローラ２０へ高電圧を供給する高電圧電源回路５０を有している。制御部５００は、ＣＰＵ（不図示）を有しており、画像形成部による画像形成動作やシートＰの搬送動作等を制御している。プリンタ１００は、プリント動作を終了させると所定時間が経過した後、プリント動作をすぐに実行できるスタンバイ状態に遷移する。更に所定時間が経過した後、プリンタ１００は待機時の消費電力を低減するため、スタンバイ状態から低消費電力モードであるスリープ状態に遷移する。プリンタ１００は第２の状態であるスリープ状態、第１の状態であるスタンバイ状態、プリント状態の３つの状態を持ち、制御部５００がそれぞれの状態に遷移させる。なお、本発明の電源装置を適用することができる画像形成装置は、図１に例示された構成に限定されない。
【００２１】
［目標電流値の決定］
図２は実施例１で示す画像形成装置において、転写電流の目標値（以下、目標電流値ともいう）を決定するフローチャートを示している。プリントジョブが投入されると、ＣＰＵ１はステップ（以下、Ｓとする）１０１以降の処理を開始する。Ｓ１０１でＣＰＵ１は、モータ（不図示）等の駆動を開始し、ＡＴＶＣ（Ａｃｔｉｖｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）と呼ばれる制御を実施する。ＡＴＶＣとは、プリント開始時等の非画像形成工程中に、転写プロセス実施時よりも少ない電流値で定電流制御を行うことで、転写ローラ２０の抵抗値を推定する制御である。
【００２２】
（抵抗値と入力電圧調整回路の出力との関係）
図３（ａ）は図８の印加手段である高電圧電源回路５０を使用してＡＴＶＣを行った際の入力電圧調整回路５の出力と転写ローラ２０の抵抗値との関係を示している。図８は、横軸に転写ローラ２０の抵抗値を示し、縦軸に入力電圧調整回路５の出力電圧を示す。図３（ａ）に示すように、転写ローラ２０の抵抗値が高いほど、入力電圧調整回路５の出力電圧が高くなる。ここで、転写ローラ２０の抵抗値が所定の抵抗値であるＲｍａｘ＿ｎｏｍに対応する所定の電圧である入力電圧調整回路５の出力電圧をＶｉｎ＿ｔｈ１とする。ＣＰＵ１は、図３（ａ）に示される入力電圧調整回路５の出力電圧と転写ローラ２０の抵抗値との関係を示す情報を内部記憶領域に保持している。ＣＰＵ１は、ＡＴＶＣを実施したときの高電圧電源回路５０の出力から転写ローラ２０のインピーダンスを推定する。ＣＰＵ１は、転写ローラ２０の抵抗値を検知する第１の検知手段として機能する。
【００２３】
図２のフローチャートの説明に戻る。Ｓ１０２でＣＰＵ１は、Ｓ１０１でＡＴＶＣによって推定した転写ローラ２０の抵抗値と内部記憶領域に保持している図３（ａ）の情報とに基づいて、入力電圧調整回路５の出力電圧がＶｉｎ＿ｔｈ１より小さいか否かを判断する。ここで、Ｓ１０２の目標電流値の決定を行う処理について、図３（ｂ）を参照しながら説明する。図３（ｂ）は、横軸に転写ローラ２０の抵抗値を示し、縦軸に転写電流の目標値を示すグラフである。実線は実施例１で決定される目標電流値を示し、破線は従来例の目標電流値を示す。まず、ＣＰＵ１は転写ローラ２０の抵抗値が画像形成装置としての仕様上想定される最大値Ｒｍａｘ＿ｎｏｍよりも大きいか否か、すなわち、ＡＴＶＣ実施時の入力電圧調整回路５の出力電圧が、Ｖｉｎ＿ｔｈ１よりも大きいか否かを判断する。Ｓ１０２でＣＰＵ１は、ＡＴＶＣ実施時の入力電圧調整回路５の出力電圧がＶｉｎ＿ｔｈ１よりも小さいと判断した場合、処理をＳ１０３に進める。この場合、ＣＰＵ１は、周囲の温度が仕様として規定される使用温度範囲内であると判断するため、目標電流値を通常の転写プロセスに必要な目標電流値Ｉｎｏｍに決定し、処理を終了する。Ｓ１０２でＣＰＵ１は、ＡＴＶＣ実施時の入力電圧調整回路５の出力電圧がＶｉｎ＿ｔｈ１以上であると判断した場合、処理をＳ１０４に進める。Ｓ１０４でＣＰＵ１は、周囲の温度が仕様として規定される使用温度範囲外であると判断されるため、目標電流値をＩａｂｎｏｍ１に決定し、処理を終了する。
【００２４】
［Ｉａｂｎｏｍ１の決定方法］
ここで、ＡＴＶＣ実施時の入力電圧調整回路５の出力電圧がＶｉｎ＿ｔｈ１以上である場合の目標電流値Ｉａｂｎｏｍ１の決定方法について説明する。画像形成装置を仕様の使用温度範囲外の温度で使用することによって転写ローラ２０の抵抗値が上昇し、転写ローラ２０に流れる電流が通常の転写プロセスの目標電流値を満たすことができなくなる。このような場合は、像担持体から被転写媒体へのトナー転写が不十分となり、未転写トナーが発生する。この際、未転写トナーの量が少なければ、機器が故障に至ることはないが、未転写トナーが大量に発生すると、機器が故障に至るおそれがある。そのため、一般に画像形成装置においては、転写ローラ２０の抵抗値が仕様として規定された範囲の最大値以上に高くなってしまった状態においても、未転写トナーは故障に至らない発生量となるように構成される必要がある。
【００２５】
実施例１における画像形成装置においては、図９（ａ）の関係から転写ローラ２０の抵抗値がＲｍａｘ＿ａｂｎｏｍとなったときの高電圧電源回路５０の最大出力電圧の最低値がＶｍｉｎ１＿ａｂｎｏｍである。このため、転写電流がＶｍｉｎ１＿ａｂｎｏｍ／Ｒｍａｘ＿ａｂｎｏｍで決定される値においても、未転写トナーは故障に至らない発生量となるように構成される。そのため、転写ローラ２０の目標電流値Ｉａｂｎｏｍ１は、次の式（２）で決定される。
Ｉａｂｎｏｍ１＝Ｖｍｉｎ１＿ａｂｎｏｍ／Ｒｍａｘ＿ａｂｎｏｍ    （２）
式（２）のように目標電流値Ｉａｂｎｏｍ１を決定することにより、画像形成装置が仕様の使用温度範囲外の温度で使用された場合でも、未転写トナーに起因する故障を発生させることがない。更に、図９（ａ）に示すように、高電圧電源回路５０の最大出力電圧を従来のＶｍａｘ１＿ａｂｎｏｍからＶｍｉｎ１＿ａｂｎｏｍに抑制することができる。
【００２６】
以上述べたように、実施例１においては、転写ローラ２０の抵抗値が仕様の上限よりも高いと判断した場合に、転写電流の目標値を下げることで、高電圧電源回路５０の部品に過電圧が印加されることを防止している。これにより、高電圧電源回路５０に使用される部品においては、従来は約Ｖｍａｘ１＿ａｂｎｏｍの出力電圧に対する耐圧が必要であったのに対して、実施例１では、Ｖｍｉｎ１＿ａｂｎｏｍ（＜Ｖｍａｘ１＿ａｂｎｏｍ）の出力電圧に対する耐圧でよい。したがって、部品の耐圧を低く抑えることができ、部品の小型化、装置の小型化が可能となる。
【００２７】
以上、実施例１によれば、定電流制御を行う高電圧電源において、電圧のフィードバック機構を追加せずに、最大出力電圧を抑制することができる。
【実施例２】
【００２８】
実施例２で提案する画像形成装置の制御方法について以下に説明する。実施例２は実施例１とは画像形成装置を構成する高電圧電源回路が異なる。なお、転写ローラ２０等は実施例１と同様であるため、図９（ｂ）に示す特性を有する。また、画像形成装置の仕様上の使用温度範囲も同様にＴｍｉｎ＿ｎｏｍ〜Ｔｍａｘ＿ｎｏｍとする。
【００２９】
［高電圧電源回路］
実施例２における高電圧電源回路６０のブロック図を図４に示す。図４の高電圧電源回路６０が実施例１の高電圧電源回路５０と異なる点は、実施例１で示した高電圧電源回路５０は、駆動信号ＣＬＫの駆動周波数Ｆ１、オン時間ｔｏｎ１は常に一定であった点にある。また、実施例１では、ＣＰＵ１がトランス３に入力される入力電圧調整回路５の出力電力を制御することで、高電圧電源回路６０の出力電圧の制御を行っていた点も異なる。なお、トランス３の仕様は実施例１と同様とする。駆動信号ＣＬＫの仕様は、駆動周波数Ｆ２をＦ２ｍｉｎ〜Ｆ２ｍａｘの範囲とし、オン時間をｔｏｎ２とする。
【００３０】
実施例２では、入力電圧調整回路がない。実施例２では、高電圧電源回路６０は、駆動信号ＣＬＫの駆動周波数Ｆ２、オン時間ｔｏｎ２（オンデューティ）によって、出力電圧の制御を行う。具体的には、駆動信号ＣＬＫはＦＥＴ２のオン時間ｔｏｎ２を一定としたまま、駆動周波数Ｆ２を変化させることで、単位時間当たりにトランス３を介して２次側に供給するエネルギーを増減させ、出力電圧の制御を行う。このような制御を行うことで、図８で示すような高電圧電源回路５０と比較して、入力電圧調整回路を削除することが可能となるため、回路コストを削減することができる。なお、入力電圧Ｖｉｎの仕様を、ＶｍｉｎからＶｍａｘの範囲とし、中心値をＶｉｎ＿ｔｙｐ（図５参照）とする。
【００３１】
上述したような制御を行う高電圧電源回路６０においては、駆動信号ＣＬＫの駆動周波数Ｆ２を数ｋＨｚ程度で使用することが一般的であり、ＦＥＴ２は前回のＦＥＴ２をオフした後に発生する共振現象が減衰してから次のオンを行う。このため、図９（ａ）で示されるようなトランス３の１次Ｌ値のバラツキによる出力電圧への影響は小さくなる。しかしながら、トランス３に入力される電圧を制御していないことから、出力電圧は入力電圧Ｖｉｎのバラツキの影響を受け易く、入力電圧Ｖｉｎと最大出力電圧との関係は図５のようになる。このため、入力電圧Ｖｉｎが高い場合に出力電圧が高くなり過ぎることを防ぐ必要がある。ここで、図５は、横軸に入力電圧Ｖｉｎを示し、縦軸に高電圧電源回路６０の最大出力電圧を示す。図５で、実線は転写ローラ２０の抵抗値がＲｍａｘ＿ａｂｎｏｍの場合を示し、破線は転写ローラ２０の抵抗値がＲｍａｘ＿ｎｏｍの場合を示す。入力電圧Ｖｉｎがバラツキの範囲内の最小値であるＶｉｎ＿ｍｉｎのとき、抵抗値がＲｍａｘ＿ｎｏｍの場合には最大出力電圧はＶｍｉｎ２＿ｎｏｍとなり、抵抗値がＲｍａｘ＿ａｂｎｏｍの場合には最大出力電圧はＶｍｉｎ２＿ａｂｎｏｍとなる。また、入力電圧Ｖｉｎがバラツキの範囲内の最大値であるＶｉｎ＿ｍａｘのとき、抵抗値がＲｍａｘ＿ａｂｎｏｍの場合には最大出力電圧はＶｍａｘ２＿ａｂｎｏｍとなる。
【００３２】
［目標電流値の決定］
図６は実施例２で示す画像形成装置において、転写電流の目標電流値を決定するフローチャートを示している。Ｓ６０１の処理は実施例１の図２のＳ１０１２の処理と同様のため、Ｓ６０２以降の処理について説明する。Ｓ６０２でＣＰＵ１は、Ｓ６０１で推定した転写ローラ２０の抵抗値に基づいて、駆動信号ＣＬＫの駆動周波数Ｆ２はＦｃｌｋ＿ｔｈより小さいか否かを判断する。
【００３３】
（抵抗値と駆動信号ＣＬＫの駆動周波数との関係）
図７（ａ）は図４の高電圧電源回路６０を使用してＡＴＶＣを行った際の駆動信号ＣＬＫの駆動周波数Ｆ２と転写ローラ２０の抵抗値との関係を示すグラフである。図７（ａ）は、横軸に転写ローラ２０の抵抗値を示し、縦軸に駆動信号ＣＬＫの駆動周波数Ｆ２を示している。図７（ａ）に示すように、転写ローラ２０の抵抗値が高いほど、駆動信号ＣＬＫの駆動周波数Ｆ２が高くなる。ここで、転写ローラ２０の抵抗値が所定の抵抗値であるＲｍａｘ＿ｎｏｍに対応する所定の駆動周波数である駆動周波数Ｆ２をＦｃｌｋ＿ｔｈとする。ＣＰＵ１は、図７（ａ）に示される駆動周波数Ｆ２と転写ローラ２０の抵抗値との関係を内部記憶領域に保持しており、ＡＴＶＣ実施時の高電圧電源回路６０への駆動周波数Ｆ２から転写ローラ２０のインピーダンスを推定する。
【００３４】
図６のフローチャートの説明に戻る。Ｓ６０２でＣＰＵ１は、Ｓ６０１で推定した転写ローラ２０の抵抗値と、内部記憶領域に保持している図７（ａ）の情報とに基づいて、駆動信号ＣＬＫの駆動周波数Ｆ２はＦｃｌｋ＿ｔｈよりも小さいか否かを判断する。ここで、ＡＴＶＣによって推定された転写ローラ２０の抵抗値から、目標電流値の決定を行うＳ６０２の処理について、図７（ｂ）を使用して説明する。図７（ｂ）は、横軸に転写ローラ２０の抵抗値を示し、縦軸に転写電流の目標電流値を示すグラフである。実線は実施例２で決定される目標電流値を示し、破線は従来例の目標電流値を示す。図７（ｂ）に示すように、実施例２では、転写ローラ２０の抵抗値がＲｍａｘ＿ｎｏｍ以上になると、抵抗値が大きくなるほど目標電流値は小さくなるように決定される。Ｒｍａｘ＿ｎｏｍとＲｍａｘ＿ａｂｎｏｍとの間にあるときの転写ローラ２０の抵抗値をＲｅｓｔとする。
【００３５】
ＣＰＵ１は、転写ローラ２０の抵抗値が画像形成装置としての仕様上想定される最大値Ｒｍａｘ＿ｎｏｍよりも小さいか否か、すなわち、ＡＴＶＣ実施時の駆動周波数Ｆ２が、Ｆｃｌｋ＿ｔｈよりも小さいか否かを判断する。Ｓ６０２でＣＰＵ１は、ＡＴＶＣ実施時の駆動周波数Ｆ２がＦｃｌｋ＿ｔｈよりも小さいと判断した場合、処理をＳ６０３に進める。Ｓ６０３でＣＰＵ１は、周囲の温度が仕様として規定される使用温度範囲内であると判断するため、目標電流値を通常の転写プロセスに必要な目標電流値Ｉｎｏｍと決定し、処理を終了する。Ｓ６０２でＣＰＵ１は、ＡＴＶＣ実施時の駆動周波数Ｆ２がＦｃｌｋ＿ｔｈ以上であると判断した場合、処理をＳ６０４に進める。Ｓ６０４でＣＰＵ１は、周囲の温度が仕様として規定される使用温度範囲外であると判断するため、目標電流値を目標電流値Ｉａｂｎｏｍ２と決定し、処理を終了する。目標電流値Ｉａｂｎｏｍ２は、画像形成装置が機器として故障しないために最低限流す必要のある電流値である。
【００３６】
［Ｉａｂｎｏｍ２の決定方法］
目標電流値Ｉａｂｎｏｍ２は、Ｓ６０１で推定された転写ローラ２０の抵抗値が上述した抵抗値Ｒｅｓｔであるとすると、次の式（３）により決定される。式（３）では、入力電圧Ｖｉｎがバラツキの範囲内で最小値となるＶｉｎ＿ｍｉｎに対応する最大出力電圧Ｖｍｉｎ２＿ａｂｎｏｍが用いられる。
Ｉａｂｎｏｍ２＝Ｖｍｉｎ２＿ａｂｎｏｍ／Ｒｅｓｔ    （３）
式（３）に示すように、目標電流値Ｉａｂｎｏｍ２を決定することで、目標電流値の決定に必要なプロセスは複雑化する。しかし、Ｒｍａｘ＿ｎｏｍ＜Ｒｅｓｔ＜Ｒｍａｘ＿ａｂｎｏｍであるようなケースにおいては、転写電流をより流すことができるため、転写性能が向上する。その他の効果については、実施例１と同様である。
【００３７】
以上、実施例２によれば、定電流制御を行う高電圧電源において、電圧のフィードバック機構を追加せずに、最大出力電圧を抑制することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１      ＣＰＵ
３      トランス
４      電流検知回路
５０    高電圧電源回路
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図９】
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