(57)【要約】【課題】画像形成の条件によらず、紙面凹部への現像剤の転写率を向上させつつ、画像品質を向上させること。【解決手段】転写装置は、直流電圧を制御するための第１制御信号および交流電圧を制御するための第２制御信号を、画像形成に係る条件に基づいて制御する電源制御部と、前記第１制御信号に基づいて、前記直流電圧を出力する直流電源と、前記直流電源から出力された前記直流電圧に前記第２制御信号に基づいた前記交流電圧が重畳された重畳電圧と、前記直流電源から出力された前記直流電圧とを、所定の波形で選択的に出力する交流電源と、前記交流電源から出力される電圧を用いて、現像剤を用紙に転写する転写部と、を備えた。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧を制御するための第１制御信号および交流電圧を制御するための第２制御信号を、画像形成に係る条件に基づいて制御する電源制御部と、
前記第１制御信号に基づいて、前記直流電圧を出力する直流電源と、
前記直流電源から出力された前記直流電圧に前記第２制御信号に基づいた前記交流電圧が重畳された重畳電圧と、前記直流電源から出力された前記直流電圧とを、所定の波形で選択的に出力する交流電源と、
前記交流電源から出力される電圧を用いて、現像剤を用紙に転写する転写部と、
を備えた転写装置。
【請求項２】
前記交流電源は、前記電源制御部により制御される前記第２制御信号が示す出力値に応じた振幅の波形で前記重畳電圧と前記直流電圧とを選択的に出力する、
請求項１に記載の転写装置。
【請求項３】
前記電源制御部は、前記画像形成に係る条件として、前記用紙の厚さ、用紙の凹凸差及び環境情報に基づいて、前記第２制御信号が示す出力値を制御する、
請求項２に記載の転写装置。
【請求項４】
前記電源制御部は、さらに、前記画像形成に係る条件に基づいて第３制御信号を制御し、
前記交流電源は、前記第３制御信号の周波数に応じて、前記交流電源から出力される電圧の周波数を制御する、
請求項２に記載の転写装置。
【請求項５】
前記電源制御部は、前記画像形成に係る条件として、印刷速度に基づいて、前記第３制御信号の周波数を制御する、
請求項４に記載の転写装置。
【請求項６】
前記電源制御部は、さらに、前記交流電源から出力される電圧を入力し、入力された電圧に基づいて、前記第２制御信号のデューティ比を変更する、
請求項４に記載の転写装置。
【請求項７】
前記直流電源は、前記電源制御部により変更される前記第１制御信号が示す出力値に応じて、前記直流電圧を出力する、
請求項１に記載の転写装置。
【請求項８】
前記電源制御部は、前記画像形成に係る条件として、印刷速度、用紙の厚さ、及び環境情報に基づいて、前記第１制御信号が示す出力値を制御する、
請求項７に記載の転写装置。
【請求項９】
前記電源制御部は、さらに、前記直流電源から出力される直流電圧を入力し、入力された前記直流電圧に基づいて、前記第１制御信号のデューティ比を制御する、
請求項７に記載の転写装置。
【請求項１０】
前記交流電源から出力される電圧は、矩形波である、
請求項１に記載の転写装置。
【請求項１１】
前記交流電源から出力される電圧は、正弦波である、
請求項１に記載の転写装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一つに記載の転写装置を備える画像形成装置。
【請求項１３】
直流電圧を制御するための第１制御信号および交流電圧を制御するための第２制御信号を、画像形成に係る条件に基づいて制御し、
前記第１制御信号に基づいて、前記直流電圧を出力し、
前記直流電源から出力された前記直流電圧に前記第２制御信号に基づいた前記交流電圧が重畳された重畳電圧と、前記直流電源から出力された前記直流電圧とを、所定の波形で選択的に出力し、
出力される電圧を用いて、現像剤を用紙に転写する、
ことを含む電源制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転写装置、画像形成装置および電源制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、通常、像担持体上に作成された静電トナーパターンに直流電圧を印加することで、静電トナーパターンを構成するトナーなどの現像剤を用紙に移動させ、静電トナーパターンを用紙に転写する。
【０００３】
ところで、レザック紙や和紙などのように、表面の凹凸が大きく、表面平滑性が低い用紙の場合、凹部は凸部に比べて現像剤が転写されにくいため、凹部への印刷が淡くなってしまうという問題がある。
【０００４】
このため、転写用の直流電圧に交流電圧を重畳し、正弦波として現像剤を振動させることで、凹部への現像剤の転写率を向上させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【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、上述したような従来技術では、トナーが交流周波数に従いトナー担持体と用紙間とを往復するため、紙面凹部の転写性が向上するが、トナーの振動により、現像剤が散り、画像ににじみが生じてしまう。また、従来技術では、転写用の直流成分とトナー振動用の交流成分との重畳を行って出力していたとしても、画像形成の条件によっては、当該重畳により転写方向極性のピーク電圧が非常に高くなる。これにより、気中放電が発生し易くなり、紙面凸部において白抜けが発生してしまう。このため、紙面凹部への現像剤の転写率を向上させつつ、画像を高品質に形成することが望まれている。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、画像形成の条件によらず、紙面凹部への現像剤の転写率を向上させつつ、画像品質を向上させることができる転写装置、画像形成装置および電源制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる転写装置は、直流電圧を制御するための第１制御信号および交流電圧を制御するための第２制御信号を、画像形成に係る条件に基づいて制御する電源制御部と、前記第１制御信号に基づいて、前記直流電圧を出力する直流電源と、前記直流電源から出力された前記直流電圧に前記第２制御信号に基づいた交流電圧が重畳された重畳電圧と、前記直流電源から出力された前記直流電圧とを、所定の波形で選択的に出力する交流電源と、前記交流電源から出力される電圧を用いて、現像剤を用紙に転写する転写部と、を備えた。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、画像形成の条件によらず、紙面凹部への現像剤の転写率を向上させつつ、画像品質を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本実施形態の複写システムの全体構成の一例を示す模式図である。
【図２】図２は、本実施形態の複写機の作像及び転写にかかる構成の一例を示す模式図である。
【図３】図３は、本実施形態の複写機の電気的構成の一例を示すブロック図である。
【図４】図４は、本実施形態の短パルス状矩形波の交流電圧を直流電圧に重畳した重畳電圧の一例を示す図である。
【図５】図５は、本実施形態における正弦波の交流電圧を直流電圧に重畳した重畳電圧の一例を示す図である。
【図６】図６は、本実施形態の二次転写電源の構成の一例を示す回路図である。
【図７】図７は、本実施形態にかかるＤＣ＿ＰＷＭ信号の設定の一例を示す図である。
【図８】図８は、本実施形態にかかるＡＣ＿ＰＷＭ信号およびＡＣ＿ＣＬＫ信号の設定の一例を示す図である。
【図９】図９は、本実施形態における交流電源から出力される矩形波の電圧波形について説明するための図である。
【図１０】図１０は、本実施形態の電源制御処理の手順を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、本実施形態の印刷設定に応じて決定されるＡＣ＿ＣＬＫ信号の周波数設定値、ＡＣ（−）出力値、ＡＣ＿ＰＷＭ信号のデューティ比、ＤＣ（−）出力値の例を示す図である。
【図１２】図１２は、図１１の例１〜３において交流電源から出力される電圧の波形を示す図である。
【図１３】図１３は、本実施形態の二次転写電源で重畳バイアスを二次転写部対向ローラに印加した場合の記録紙Ｐへのトナー付着原理について説明するための図である。
【図１４】図１４は、交流電源から電圧を正弦波で出力した例を示す図である。
【図１５】図１５は、交流電源から電圧を正弦波で出力する場合の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら、本発明にかかる転写装置、画像形成装置および電源制御方法の実施形態を詳細に説明する。以下の各実施形態では、本発明の画像形成装置を電子写真方式のモノクロ複写機に適用した場合を例に取り説明するが、これに限定されるものではない。本発明の画像形成装置は、電子写真方式で画像を形成する装置であれば、モノクロ、カラーを問わず適用でき、例えば、電子写真方式の印刷装置や複合機（ＭＦＰ：Multifunction  Peripheral）などにも適用できる。なお、複合機とは、印刷機能、複写機能、スキャナ機能、及びファクシミリ機能のうち少なくとも２つの機能を有する装置である。
【００１１】
まず、本実施形態の複写システムの構成について説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態の複写システム１の全体構成の一例を示す模式図である。図１に示すように、複写システム１は、複写機２と、ＡＤＦ（Auto  Document  Feeder）３と、フィニッシャ４と、両面反転ユニット５と、拡張給紙トレイ６と、大容量給紙トレイ７と、インサートフィーダ８と、１ビン排紙トレイ９とを、備える。
【００１３】
複写機２は、複写システム１の本体部に該当し、原稿を電子的に読み取って画像データを生成するスキャナ部、スキャナ部によって生成された画像データに基づく画像を作像する作像部、用紙を給紙する給紙部、作像された画像を用紙に転写する転写部など（スキャナ部及び給紙部については図示省略、作像部及び転写部については図１では図示省略）を、備える。以下では、画像が転写された用紙を複写物と称する場合がある。
【００１４】
ＡＤＦ３は、原稿を自動的に複写機２（詳細には複写機２のスキャナ部）に送るものである。
【００１５】
フィニッシャ４は、ステープラ及びシフトトレイなどを有するいわゆる後処理装置であり、複写機２によって複写された複写物にステープル処理などの後処理を施す。なお、フィニッシャ４は、これに限定されるものではなく、ステープル処理、パンチ（穿孔）処理、及び折り処理などの後処理を施すものであればよい。
【００１６】
両面反転ユニット５は、用紙の両面に複写を行う場合に、片面に画像が転写された用紙を反転して複写機２（詳細には複写機２の転写部）に戻すものである。
【００１７】
拡張給紙トレイ６は、拡張用の給紙トレイであり、用紙を複写機２の転写部に送る。
【００１８】
大容量給紙トレイ７は、複写機２の給紙部や拡張給紙トレイ６よりも多くの用紙を収納可能な給紙トレイであり、用紙を複写機２の転写部に送る。
【００１９】
インサートフィーダ８は、表紙や合紙などの用紙を複写機２の転写部に送る。
【００２０】
１ビン排紙トレイ９は、１つのビンを排紙先とする排紙トレイであり、複写機２によって複写された複写物が排紙される。
【００２１】
図２は、本実施形態の複写機２の作像及び転写にかかる構成の一例を示す模式図である。図２に示すように、複写機２は、作像部２０と、駆動用ローラ２１、２２と、中間転写ベルト２３と、斥力ローラ２４と、二次転写ローラ２５と、二次転写電源１００と、電源制御部２００とを、備える。
【００２２】
作像部２０は、感光体ドラム２０ａ、帯電装置、現像装置、一次転写ローラ２０ｂ、及びクリーニング装置など（帯電装置、現像装置、及びクリーニング装置については図示省略）を、備える。
【００２３】
作像部２０及び図示せぬ照射装置は、感光体ドラム２０ａ上で作像プロセス（帯電工程、照射工程、現像工程、転写工程、及びクリーニング工程）を行うことにより、感光体ドラム２０ａ上に静電トナーパターンを形成し、中間転写ベルト２３に転写する。
【００２４】
まず、帯電工程では、図示せぬ帯電装置は、回転駆動されている感光体ドラム２０ａの表面を帯電する。
【００２５】
続いて、照射工程では、図示せぬ照射装置は、感光体ドラム２０ａの帯電面に光変調されたレーザ光を照射し、感光体ドラム２０ａの表面に静電潜像を形成する。
【００２６】
続いて、現像工程では、図示せぬ現像装置は、感光体ドラム２０ａ上に形成された静電潜像をトナー（現像剤の一例）で現像する。これにより、静電潜像をトナーで現像したトナー像である静電トナーパターンが感光体ドラム２０ａ上に形成される。
【００２７】
続いて、転写工程では、一次転写ローラ２０ｂは、感光体ドラム２０ａ上に形成された静電トナーパターンを中間転写ベルト２３に転写（一次転写）する。なお、感光体ドラム２０ａ上には、静電トナーパターンの転写後においても未転写トナーが僅かながら残存する。
【００２８】
続いて、クリーニング工程では、図示せぬクリーニング装置は、感光体ドラム２０ａ上に残存している未転写トナーを払拭する。
【００２９】
なお本実施形態では、複写機２がモノクロで複写を行う複写機であるため、作像部は単数となっているが、複写機２がカラーで複写可能であれば、作像部は複数となり、使用するトナーの色彩の数に応じた数の作像部を備えることになる。この場合、各作像部は、使用するトナーの色彩は異なるが、構成及び動作は、共通となる。
【００３０】
中間転写ベルト２３は、駆動用ローラ２１、２２や斥力ローラ２４などの複数のローラに掛け回されたエンドレスのベルトであり、駆動用ローラ２１、２２の一方が回転駆動させられることにより無端移動する。
【００３１】
中間転写ベルト２３は、作像部２０（一次転写ローラ２０ｂ）により静電トナーパターンが転写され、転写された静電トナーパターンを斥力ローラ２４と二次転写ローラ２５との間に搬送する。この際、図示せぬ給紙部などにより、用紙Ｐが、静電トナーパターンの搬送タイミングに合わせて、斥力ローラ２４と二次転写ローラ２５との間に搬送される。このため、静電トナーパターンと用紙Ｐとの転写位置が一致する。
【００３２】
なお本実施形態では、用紙Ｐは、例えば、表面平滑性が低い（表面の凹凸が大きい）レザック紙や表面平滑性が高い（表面の凹凸が小さい）普通紙であるものとするが、これに限定されるものではない。
【００３３】
斥力ローラ２４（転写部の一例）は、二次転写ローラ２５との間の二次転写ニップ（図示省略）で、中間転写ベルト２３により搬送された静電トナーパターンを用紙Ｐに転写（二次転写）する。なお、斥力ローラ２４は、転写バイアス用の電源である二次転写電源１００に接続されており、二次転写ローラ２５は、接地されている。
【００３４】
二次転写電源１００は、斥力ローラ２４及び二次転写ローラ２５による二次転写が行われるタイミングで、斥力ローラ２４に高電圧を印加する。ここで、複写機２では、一般的な画像形成装置同様、トナーが負極性に帯電しているため、二次転写電源１００は、斥力ローラ２４に負極性の高電圧を印加することで、トナーに斥力を加え、転写を行うものとする。
【００３５】
二次転写電源１００は、直流電源１１０と、直流電源１１０と直列に接続された交流電源１４０とを、備える。直流電源１１０は、交流電源１４０に直流電圧を出力する。交流電源１４０は、直流電源１１０から出力された直流電圧に交流電圧を重畳した重畳電圧と、直流電源１１０から出力された直流電圧とを、選択的に斥力ローラ２４に出力する。
【００３６】
具体的には、二次転写電源１００（交流電源１４０）は、ユーザ設定に応じて、重畳電圧を斥力ローラ２４に印加したり、直流電圧を斥力ローラ２４に印加したりする。なお本実施形態では、用紙Ｐがレザック紙である場合には、斥力ローラ２４を重畳電圧で印加するユーザ設定、用紙Ｐが普通紙である場合には、斥力ローラ２４を直流電圧で印加するユーザ設定が、ユーザにより予め行われることを想定している。
【００３７】
これにより、斥力ローラ２４と二次転写ローラ２５との間に電位差が生じ、トナーが中間転写ベルト２３から用紙Ｐ側へ向かう電圧が生じるため、静電トナーパターンを用紙Ｐに転写することができる。つまり、斥力ローラ２４は、二次転写電源１００（交流電源１４０）から出力された電圧（重畳電圧又は直流電圧）を用いて、トナーを用紙Ｐに転写する。
【００３８】
なお、用紙Ｐが表面平滑性の低いレザック紙である場合、重畳電圧でトナーを双方向（転写方向及びその逆方向）に移動させて（振動させて）転写を行うため、凹部へのトナーの転写率が向上し、濃度ムラなどの発生を防止できるため、画像品質を向上できる。また、用紙Ｐが表面平滑性の高い普通紙である場合、直流電圧でトナーを転写方向に移動させて転写を行うため、トナーの散りを抑制でき、画像のにじみなどの発生を防止できるため、画像品質を向上できる。
【００３９】
静電トナーパターンが用紙Ｐに転写されると、図示せぬ定着装置により用紙Ｐの加熱及び加圧が行われ、静電トナーパターンが用紙Ｐに定着される。そして、静電トナーパターンが定着された用紙Ｐは、複写機２から１ビン排紙トレイ９（図１参照）に排紙される。
【００４０】
電源制御部２００は、電源を制御するものであり、詳細については後述する。
【００４１】
図３は、本実施形態の複写機２の電気的構成の一例を示すブロック図である。図３に示すように、複写機２は、二次転写電源１００と、電源制御部２００とを、備える。
【００４２】
二次転写電源１００は、直流電源１１０と、交流電源１４０と、出力異常検知部１７０とを、備える。直流電源１１０は、トナー転写用の電源であり、直流出力制御部１１１と、直流駆動部１１２と、直流電圧用トランス１１３と、直流出力検知部１１４とを、有する。
【００４３】
直流出力制御部１１１には、電源制御部２００から、ＤＣ＿ＰＷＭ信号が入力され、また、直流出力検知部１１４から、直流出力検知部１１４により検知された直流電圧用トランス１１３の出力値が入力される。ここで、ＤＣ＿ＰＷＭ信号は、直流電圧の出力の大きさを制御するパルス信号であり、その振幅（強度）がＤＣ（−）出力値を示す。ＤＣ＿ＰＷＭ信号は、第１制御信号の一例である。
【００４４】
直流出力制御部１１１は、入力されたＤＣ＿ＰＷＭ信号のデューティ比とＤＣ（−）出力値、及び直流電圧用トランス１１３の出力値に基づき、直流駆動部１１２を介して直流電圧用トランス１１３の駆動を制御し、直流電圧用トランス１１３の出力である直流電圧を制御する。
【００４５】
直流駆動部１１２は、直流出力制御部１１１からの制御に従って、直流電圧用トランス１１３を駆動する。直流電圧用トランス１１３は、直流駆動部１１２により駆動され、ＤＣ＿ＰＷＭ信号のデューティ比に応じて、負極性の直流の高電圧出力（直流電圧）を行う。
【００４６】
そして、直流駆動部１１２は、ＤＣ＿ＰＷＭ信号のＤＣ（−）出力値に基づき直流電圧用トランス１１３を駆動することで、直流電圧用トランス１１３によって生成される直流電圧を任意の値に制御する。これにより、後述する交流電源１４０から出力される電圧の波形が制御される。
【００４７】
直流出力検知部１１４は、直流電圧用トランス１１３の直流の高電圧出力の出力値（直流電圧）を検知し、直流出力制御部１１１に出力する。また、直流出力検知部１１４は、検知した出力値をＦＢ＿ＤＣ信号（フィードバック信号）として電源制御部２００に出力する。これは、環境や負荷によって転写性が落ちないように、電源制御部２００においてＤＣ＿ＰＷＭ信号のデューティを制御させるためである。
【００４８】
なお、本実施形態では、直流電源１１０は、定電流制御を行っているものとするが、これに限定されるものではなく、定電圧制御を行ってもよい。また直流電源の制御は所定の第１制御信号に基づいていればよく、上記の制御方法は一例に過ぎない。
【００４９】
交流電源１４０は、トナー振動用の電源であり、交流出力制御部１４１と、交流駆動部１４２と、交流電圧用トランス１４３と、交流出力検知部１４４とを、有する。
【００５０】
交流出力制御部１４１には、電源制御部２００から、ＡＣ＿ＰＷＭ信号、および交流出力検知部１４４から、交流出力検知部１４４により検知された交流電圧用トランス１４３の出力値が入力される。ここで、ＡＣ＿ＰＷＭ信号は、交流電圧の出力の大きさを制御するパルス信号であり、第２制御信号の一例である。電源制御部２００は、交流電源１４０から出力する電圧波形の目標とする波高値を交流電圧値としたＡＣ＿ＰＷＭ信号を、用紙の厚さ、用紙の凹凸差及び環境情報である印刷設定に応じて変更制御して、交流出力制御部１４１に出力する。ここで、交流電源１４０から出力する電圧波形の目標とする波高値である交流電圧値をＡＣ（−）出力値と呼ぶ。本実施形態では、電源制御部２００は、この電圧波形の目標とする波高値であるＡＣ（−）出力値を、上記印刷設定に応じて変更し、変更後のＡＣ（−）出力値からＡＣ＿ＰＷＭデューティを求めて、ＡＣ＿ＰＷＭ信号を交流出力制御部１４１に出力する。この結果、交流電圧用トランス１４３からは、ＡＣ＿ＰＷＭデューティに基づいた実際の波高値の電圧波形が出力されることになる。
【００５１】
すなわち、交流出力制御部１４１は、ＡＣ＿ＰＷＭ信号のデューティ比に基づき、交流駆動部１４２を介して交流電圧用トランス１４３の駆動を制御する。交流電圧用トランス１４３は、交流駆動部１４２により駆動されて交流電圧を生成し、生成した交流電圧と直流電圧用トランス１１３から出力された直流の高電圧とを重畳して重畳電圧を生成し、生成した重畳電圧を斥力ローラ２４に出力（印加）する。
【００５２】
交流駆動部１４２は、ＡＣ＿ＰＷＭ信号のデューティ比に基づき交流電圧用トランス１４３を駆動することで、交流電圧用トランス１４３によって生成される電圧の出力波形の振幅（波高値）を任意の値に制御する。また、交流駆動部１４２には、ＡＣ＿ＣＬＫ信号が入力される。ここで、ＡＣ＿ＣＬＫ信号は、交流電圧の出力周波数を制御する信号である。ＡＣ＿ＣＬＫ信号は、第３制御信号の一例である。
【００５３】
交流駆動部１４２は、交流出力制御部１４１からの制御及びＡＣ＿ＣＬＫ信号に基づき、交流電圧用トランス１４３を駆動する。交流駆動部１４２は、ＡＣ＿ＣＬＫ信号に基づき交流電圧用トランス１４３を駆動することで、交流電圧用トランス１４３によって生成される出力波形を、ＡＣ＿ＣＬＫ信号で指示された任意の周波数に制御する。すなわち、ＡＣ＿ＰＷＭ信号のデューティ比により、交流電圧用トランス１４３によって生成される出力波形の波高値が決定され、ＡＣ＿ＣＬＫ信号により、交流電圧用トランス１４３によって生成される出力波形が決定されることになる。
【００５４】
なお、交流電圧用トランス１４３は、交流電圧を生成しない場合には、直流電圧用トランス１１３から出力された直流の高電圧を斥力ローラ２４に出力（印加）する。斥力ローラ２４に出力された電圧（重畳電圧又は直流電圧）は、その後、二次転写ローラ２５を介して直流電源１１０内に帰還する。
【００５５】
交流出力検知部１４４は、交流電圧用トランス１４３の交流電圧の出力値を検出し、交流出力制御部１４１に出力する。また、交流出力検知部１４４は、検出した出力値をＦＢ＿ＡＣ信号（フィードバック信号）として電源制御部２００に出力する。これは、環境や負荷によって転写性が落ちないように、電源制御部２００においてＡＣ＿ＰＷＭ信号のデューティを制御させるためである。
【００５６】
なお本実施形態では、交流電源１４０は、定電圧制御を行っているものとするが、これに限定されるものではなく、定電流制御を行うようにしてもよい。
【００５７】
また、交流電圧用トランス１４３（交流電源１４０）が生成する交流電圧は、正弦波及び矩形波のいずれであってもよいが、本実施形態では、短パルス状矩形波であるものとする。これは、交流電圧の波形を短パルス状矩形波にすることで、より画像品質の向上に寄与できるためである。
【００５８】
以下、正弦波に対する短パルス状矩形波の利点を具体的に説明する。図４は、短パルス状矩形波の交流電圧を直流電圧に重畳した重畳電圧の一例を示す図であり、図５は、正弦波の交流電圧を直流電圧に重畳した重畳電圧の一例を示す図である。
【００５９】
一般的に、交流電圧は、時間によって表すことができるため、図４に示す重畳電圧は、数式（１）、（２）で表すことができ、図５に示す重畳電圧は、数式（３）で表すことができる。
【００６０】
Ｖ（ｓ）＝Ｖ＋  （０≦ｓ≦Ｔ’）      …（１）
【００６１】
Ｖ（ｓ）＝Ｖ−  （Ｔ’≦ｓ≦Ｔ）      …（２）
【００６２】
Ｖ（ｓ）＝Ｖｍｓｉｎωｓ      …（３）
【００６３】
ここで、ｓは時間を表し、Ｖ＋はパルス電圧の正極性の増大値を表し、Ｖ−はパルス電圧の負極性の増大値を表し、Ｔはパルス電圧の波形の周期を表し、Ｔ’は極性の切換点を表す。なお、パルス電圧の正極性の出力エネルギーと負極性の出力エネルギーとは等しく、数式（４）の関係が成立するものとする。
【００６４】
Ｖ＋×Ｔ’＝Ｖ−×（Ｔ−Ｔ’）      …（４）
【００６５】
また、Ｖｍは正弦波の振幅を表し、ωは角速度を表す。
【００６６】
まず、図４及び図５に示す重畳電圧は、いずれも負極性の直流電圧に交流電圧を重畳したものであるため、負極性の直流電圧の値である重畳電圧の平均値（負の値）に、正極性の電気エネルギー及び負極性の電気エネルギーが互いに周期的に加えられている。そして、正極性の電気エネルギーが周期的に加えられることで、トナーは転写方向及びその逆方向に振動し、用紙の凹部へのトナーの付着量が増加する。一方、負極性の電気エネルギーも周期的に加えられるので、負極性の電圧も増大し、負極性の電圧ピーク値は重畳電圧の平均値よりも小さくなる。
【００６７】
ここで、負極性の電圧が増大しすぎると、気中放電が発生し、用紙の凸部に白抜けが生じてしまうため、負極性の電圧の増大値は、正極性の電圧の増大値よりも小さくすることが好ましい。しかし、図５に示すように、重畳電圧が正弦波の交流電圧と直流電圧とを重畳したものである場合、電圧の増大値は、正弦波の振幅Ｖｍとなるため、上述のような調整は困難である。このため本実施形態では、図４に示すように、重畳電圧を短パルス状矩形波の交流電圧と直流電圧とを重畳したものとし、負極性の電圧の増大値Ｖ−を正極性の電圧の増大値Ｖ＋よりも小さくすることで、用紙の凸部への白抜けの発生を防止し、画像品質を向上している。
【００６８】
また、図４に示す重畳電圧と図５に示す重畳電圧との正極性のピーク値が等しい（Ｖ＋＝Ｖｍ）とすると、Ｖ−は、数式（５）で表すことができる。
【００６９】
Ｖ−＝Ｖｍ×Ｔ’／（Ｔ−Ｔ’）      …（５）
【００７０】
ここで、発明者らは、Ｔ’がＴの１０〜２０％程度の場合、画像のにじみが低減することを発見した。これは、短パルス状矩形波において正極性の電圧印加時間を短時間にすることにより、正弦波における正極性の電圧印加に比べ、トナーの移動が急峻になり、トナーの散りが減少したことに起因していると考えられる。
【００７１】
このため本実施形態では、図４に示すように、重畳電圧を短パルス状矩形波の交流電圧と直流電圧とを重畳したものとし、Ｔ’をＴの１０〜２０％程度に設定することで、画像のにじみを低減し、画像品質を向上している。
【００７２】
なお、Ｔ’をＴの１０〜２０％程度に設定しても、Ｖ−は、Ｖｍの１１〜２５％程度に抑えられるため、図５に示す重畳電圧と比べて、気中放電電圧に対しＶｍ×３／４〜Ｖｍ×８／９程度のマージンを確保することができ、気中放電に起因する用紙の凸部への白抜けの発生も防止することが可能になる。
【００７３】
図３に戻り、出力異常検知部１７０は、二次転写電源１００の出力ライン上に配置されており、電線の地絡等によって出力異常が発生した際には、ＳＣ信号を電源制御部２００に出力する。これにより、電源制御部２００による二次転写電源１００からの高圧出力を停止するための制御が可能となる。
【００７４】
図６は、本実施形態の二次転写電源１００の構成の一例を示す回路図である。
【００７５】
直流電源１１０には、電源制御部２００からＤＣ＿ＰＷＭ信号が入力され、入力されたＤＣ＿ＰＷＭ信号は積分されて、電流制御回路１２２（コンパレータ）に入力される。積分されたＤＣ＿ＰＷＭ信号の値は、電流制御回路１２２における基準電流となる。また、直流電流検出回路１２８は、二次転写電源１００の出力ライン上で直流電源１１０が出力した直流電流を検出し、検出した直流電流の出力値を電流制御回路１２２に入力する。そして電流制御回路１２２は、基準電流に対し直流電流が小さい場合には直流高圧トランスの直流駆動回路１２３を積極的に駆動させ、基準電流に対し直流電流が大きい場合には直流高圧トランスの直流駆動回路１２３の駆動を規制する。これにより、直流電源１１０は、定電流性を確保している。
【００７６】
また、直流電圧検出回路１２６は、直流電源１１０が出力した直流電圧を検出し、検出した直流電圧の出力値を電圧制御回路１２１（コンパレータ）に入力する。そして電圧制御回路１２１は、直流電圧の出力値が上限に達した際には、直流高圧トランスの直流駆動回路１２３の駆動を規制する。また、直流電圧検出回路１２７は、直流電圧検出回路１２６により検出された直流電圧の出力値をＦＢ＿ＤＣ（−）信号として電源制御部２００にフィードバックする。
【００７７】
電流制御回路１２２及び電圧制御回路１２１の制御に従った直流駆動回路１２３の駆動により、直流高圧トランスの１次側巻線Ｎ１＿ＤＣ（−）１２４及び直流高圧トランスの２次側巻線Ｎ２＿ＤＣ（−）１２５にて生成された出力はダイオード及びコンデンサによって平滑された後、直流電圧として交流電源入力部１５７から交流電源１４０に入力され、交流電圧用トランス１４３の２次側巻線Ｎ２＿ＡＣ１５６に印加される。
【００７８】
交流電源１４０には、電源制御部２００からＡＣ＿ＰＷＭ信号が入力され、電圧制御回路１５１（コンパレータ）に入力される。入力されたＡＣ＿ＰＷＭ信号の値は、電圧制御回路１５１における基準電圧となる。また、交流電圧検出回路１６２は、交流電圧用トランス１４３の１次側巻線Ｎ３＿ＡＣ１５５によって生じる相互誘導電圧から交流電圧の出力値を予測し、予測した交流電圧の出力値を電圧制御回路１５１に入力する。これは、交流電圧は直流電圧と重畳されるため、交流電源１４０自身の出力（交流電圧）のみを二次転写電源１００の出力ライン上で検出することが困難なためである。そして電圧制御回路１５１は、基準電圧に対し交流電圧が小さい場合には交流電圧用トランス１４３の交流駆動回路１５３を積極的に駆動させ、基準電圧に対し交流電圧が大きい場合には交流電圧用トランス１４３の交流駆動回路１５３の駆動を規制する。これにより、交流電源１４０は、定電圧性を確保している。
【００７９】
また、交流電流検出回路１６０は、二次転写電源１００の出力ラインである交流バイパス用コンデンサ１５９の低圧側で交流電流を検出し、検出した交流電流の出力値を電流制御回路１５２（コンパレータ）に入力する。そして電流制御回路１５２は、交流電流の出力値が上限に達した際には、交流電圧用トランス１４３の交流駆動回路１５３の駆動を規制する。また、交流電流検出回路１６１は、検出した交流電流の出力値をＦＢ＿ＡＣ信号として電源制御部２００にフィードバックする。
【００８０】
交流電圧用トランス１４３の交流駆動回路１５３は、電源制御部２００から入力されるＡＣ＿ＣＬＫ信号と電圧制御回路１５１及び電流制御回路１５２とのＡＮＤ論理に従って駆動し、ＡＣ＿ＣＬＫと同一の周期を持つ出力を生成する。
【００８１】
交流駆動回路１５３の駆動により、交流電圧用トランス１４３の１次側巻線Ｎ１＿ＡＣ１５４にて生成された交流電圧は、２次側巻線Ｎ２＿ＡＣ１５６に印加されている直流電圧に重畳されて、高圧出力部１５８から重畳電圧として斥力ローラ２４に出力（印加）される。但し、交流電源１４０が駆動していない場合は、２次側巻線Ｎ２＿ＡＣ１５６に印加されている直流電圧がそのまま高圧出力部１５８から斥力ローラ２４に出力（印加）される。
【００８２】
図３に戻り、電源制御部２００は、二次転写電源１００を制御するものであり、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、及びＲＡＭ（Random  Access  Memory）などを有する制御装置により実現できる。
【００８３】
電源制御部２００にはＩＯ制御部（不図示）が設けられており、このＩＯ制御部のメモリに画像形成に係る条件としての印刷設定が記憶されている。印刷設定としては、印刷速度モード、用紙の紙厚、環境情報、用紙の凹凸差がある。
【００８４】
印刷速度モードは、印刷の速度を示し、低速、中速、高速が設定される。用紙の紙厚は、厚さの段階を示す数値であり、数値が高い程、紙厚が厚いことを意味する。環境情報は、画像形成装置の設置環境であり、低温低湿、低温高湿、通常、高温低湿、高温高湿のいずれか設定環境に応じて設定される。用紙の凹凸差は、凹凸差の段階を示す数値であり、数値が高い程、凹凸差が大きいことを意味する。この印刷設定は、ユーザが操作パネルで設定する他、プリンタドライバ設定が変更された場合等に変更される。
【００８５】
電源制御部２００は、印刷指示があったとき、メモリから上記印刷設定を読み取り、ＤＣ＿ＰＷＭ信号、ＡＣ＿ＰＷＭ信号を、読み取った印刷設定に応じて変更制御する。
【００８６】
具体的には、電源制御部２００は、印刷速度モード、用紙の紙厚、環境情報である印刷設定に応じて、交流電源１４０からの出力電圧の波形を変化させるため、印刷速度モード、用紙の紙厚、環境情報に基づいてＤＣ＿ＰＷＭ信号のＤＣ（−）出力値を決定することにより、ＤＣ＿ＰＷＭ信号を変更制御する。
【００８７】
また、電源制御部２００は、ＤＣ（−）出力値や直流電源１００の直流出力検知部１１４から入力したＦＢ＿ＤＣ信号が示す直流電圧に基づいてＤＣ＿ＰＷＭ信号のデューティ比を決定する。変更後のＤＣ＿ＰＷＭ信号を直流電源１１０の直流出力制御部１１１に出力する。そして、電源制御部２００は、このように決定されたＤＣ＿ＰＷＭ信号を直流電源１１０の直流出力制御部１１１に出力する。
【００８８】
図７は、印刷設定に応じたＤＣ＿ＰＷＭ信号のＤＣ（−）出力値やデューティ比の設定の一例を示す図である。電源制御部２００は、図７の例に従って、ＤＣ＿ＰＷＭ信号のＤＣ（−）出力値とデューティ比を決定する。
【００８９】
直流電源１１０は、定電流制御となっており、印刷速度が速くなり、かつ用紙の紙厚が厚くなるほど、電流を大きくする必要がある。さらに、画像形成装置の環境によっても電流値を変化させる必要がある。図７の例では、事前検証等により、ＤＣ（−）出力値に定数を乗算することにより、ＤＣ（−）出力値を補正して変更制御できるようにしている。なお、図７において、数値で示している箇所を定数とする。負荷によって電圧値が変化してしまうが、ここでの例として１００ＭΩとする。
【００９０】
図７（ａ）は、印刷速度モードに応じたＤＣ（−）出力値の例である。電源制御部２００は、図７（ａ）に示すように、印刷速度モードが低速から高速になるに従って、ＤＣ（−）出力値を大きくなるように決定して制御する。図７（ｂ）は、用紙の紙厚に応じたＤＣ（−）出力値の例である。電源制御部２００は、図７（ｂ）に示すように、用紙の紙厚が厚くなるに従って、ＤＣ（−）出力値を大きくなるように決定して制御する。図７（ｃ）は、環境情報に応じたＤＣ（−）出力値の例である。電源制御部２００は、図７（ｃ）に示すように、環境が低温から高温になるに従って、かつ低湿から高湿になるに従って、ＤＣ（−）出力値を大きくなるように決定して制御する。
【００９１】
図７（ｄ）は、決定されたＤＣ（−）出力値に対応するＤＣ＿ＰＷＭ信号のデューティ比の例を示している。電源制御部２００は、図７（ｄ）に示すように、ＤＣ（−）出力値が小さくなるに従って、ＤＣ＿ＰＷＭ信号のデューティ比が高くなるように決定して制御する。
【００９２】
また、電源制御部２００は、用紙の厚さ、用紙の凹凸差及び環境情報である印刷設定に応じて交流電源１４０からの出力電圧の波形を変化させるため、用紙の厚さ、用紙の凹凸差及び環境情報に基づいてＡＣ（−）出力値を決定することにより、ＡＣ＿ＰＷＭ信号を制御する。そして、電源制御部２００は、このように決定されたＡＣ＿ＰＷＭ信号を交流電源１４０の交流出力部１４４に出力する。
【００９３】
また、電源制御部２００は、印刷設定である印刷速度に応じて交流電源１４０からの出力電圧の波形を変化させるため、ＡＣ＿ＣＬＫ信号の周波数を決定して変更制御する。また、電源制御部２００は、決定されたＡＣ（−）出力値や交流電源１４０の交流出力検知部１４４から入力したＦＢ＿ＡＣ信号が示す、交流電圧用トランス１４３からの出力電圧に基づいてＡＣ＿ＣＬＫ信号のデューティ比を決定する。そして、電源制御部２００は、このように決定されたＡＣ＿ＣＬＫ信号を、交流電源１４０の交流駆動部１４２に出力する。
【００９４】
図８は、印刷設定に応じたＡＣ＿ＣＬＫ信号の周波数、印刷設定に応じたＡＣ（−）出力値、ＡＣ＿ＰＷＭ信号のデューティ比の設定の一例を示す図である。電源制御部２００は、図８の例に従って、ＡＣ＿ＰＷＭ信号のＡＣ（−）出力値およびＡＣ＿ＰＷＭデューティ比、ＡＣ＿ＣＬＫ信号の周波数を決定して制御する。
【００９５】
図８（ａ）は、印刷速度モードに応じたＡＣ＿ＣＬＫ信号の周波数の設定例である。電源制御部２００は、図８（ａ）に示すように、印刷速度モードが低速から高速になるに従って、ＡＣ＿ＣＬＫ信号の周波数を高くなるように決定し制御する。ＡＣ（−）出力値は、上述したとおり、交流電源１４０からの出力波形の目標とする波高値であり、電源制御部１４０は、このＡＣ（−）出力値を、図８（ｂ）〜（ｄ）に基づいて変更し、変更されたＡＣ（−）出力値から図８（ｅ）に基づいてＡＣ＿ＰＷＭデューティ比を決定し、ＡＣ＿ＰＷＭデューティ比により実際の出力波形の波高値を制御している。図８（ｂ）は、用紙の紙厚に応じたＡＣ（−）出力値の例である。電源制御部２００は、図８（ｂ）に示すように、用紙の紙厚が厚くなるに従って、ＡＣ（−）出力値を大きくなるように変更制御する。図８（ｃ）は、環境情報に応じたＡＣ（−）出力値の例である。電源制御部２００は、図８（ｃ）に示すように、環境が低温から高温になるに従って、かつ低湿から高湿になるに従って、ＡＣ（−）出力値を大きくなるように変更制御する。図８（ｄ）は、用紙の凹凸差に応じたＡＣ（−）出力値の例である。電源制御部２００は、図８（ｄ）に示すように、凹凸差が大きくになるに従って、ＡＣ（−）出力値を大きくなるように変更制御する。
【００９６】
図８（ｅ）は、変更されたＡＣ（−）出力値に応じたＡＣ＿ＰＷＭ信号のデューティ比の例である。電源制御部２００は、図８（ｅ）に示すように、ＡＣ（−）出力値が大きくなるに従って、ＡＣ＿ＰＷＭ信号のデューティ比が高くなるように変更制御する。
【００９７】
このように電流制御部２００は、ＤＣ（−）出力値とＤＣ＿ＰＷＭ信号のデューティ比、ＡＣ（−）出力値とＡＣ＿ＰＷＭ信号のデューティ比、ＡＣ＿ＣＬＫ信号の周波数を、印刷設定等に基づいて変更制御して、各信号を、二次転写電源１００に送出する。
【００９８】
そして、二次転写電源１００では、直流電源１１０の直流電圧用トランス１１３は、電源制御部２００により変更されるＤＣ＿ＰＷＭ信号のＤＣ（−）出力値に応じた振幅の直流電圧を出力する。交流電源１４０の交流電圧用トランス１４３は、電源制御部２００により変更制御されたＡＣ＿ＰＷＭ信号のＡＣ＿ＰＷＭデューティ比に応じた振幅の波形で重畳電圧と直流電圧とを選択的に出力する。また、交流電源１４０の交流電圧用トランス１４３は、ＡＣ＿ＣＬＫ信号の周波数に応じて出力する電圧の周波数を変更制御する。このため、交流電源１４０から出力される電圧の波形は、印刷設定（印刷速度モード、用紙の紙厚、環境情報、用紙の凹凸差）に応じて、任意の波形に変化して出力されることになる。
【００９９】
図９は、本実施形態における交流電源１４０から出力される矩形波の電圧波形（矩形波の高圧２次転写バイアス印加）について説明するための図である。ＡＣ＿ＣＬＫ信号、ＡＣ＿ＰＷＭ信号から、巻線で増幅させて高圧電源に変換することにより、図４に示す矩形波が生成される。さらに、ＤＣ＿ＰＷＭ信号で、−方向に電圧をオフセットさせることにより、高圧２次転写バイアス出力が発生し、図２に示すようにトナーから用紙に転写している。ここでは矩形波を例に挙げたが、正弦波又は三角波でも同様になる。
【０１００】
図９の例に示すように、交流電源１４０から出力される高圧２次転写バイアスのオフセットがＤＣ＿ＰＷＭ信号のＤＣ（−）出力値で定まり、矩形波の電圧波形の波高値がＡＣ＿ＰＷＭ信号のＡＣ＿ＰＷＭデューティ比に応じて決定される。また、交流電源１４０から出力される矩形波の電圧波形の周波数が、ＡＣ＿ＣＬＫ信号の出力周波数によって決定される。さらに、交流電源１４０から出力される矩形波の電圧波形のパルス幅がＡＣ＿ＣＬＫ信号のデューティ比によって決定される。すなわち、交流電源１４０から出力される電圧波形がＡＣ＿ＣＬＫ信号によって決定され、当該電圧波形の波高値（振幅）がＡＣ＿ＰＷＭデューティ比によって決定されることになる。
【０１０１】
次に、以上のように構成された本実施形態の電源制御処理について説明する。図１０は、本実施形態の電源制御処理の手順を示すフローチャートである。まず、電源制御部２００は、交流電源１４０から重畳電圧を出力するタイミングであるか否か判断する（ステップＳ１１）。そして、重畳電圧の出力タイミングでない場合には（ステップＳ１１：Ｎｏ）、電源制御部２００は、図７に従い、印刷速度と紙厚と環境情報とから、ＤＣ（−）出力値を決定し（ステップＳ２０）、ＤＣ＿ＰＷＭ信号をオンにして出力にし（ステップＳ１９）、ＡＣ＿ＰＷＭ信号を出力しない。すなわち、電源制御部２００は、直流電圧に交流電圧を重畳させない制御を行う。
【０１０２】
一方、ステップＳ１１において、重畳電圧の出力タイミングである場合には（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、電源制御部２００は、メモリの印刷設定を参照して、凹凸用紙設定になっているか否かを判断する（ステップＳ１２）。そして、凹凸用紙設定になっていない場合には（ステップＳ１２：Ｎｏ）、電源制御部２００は、図７に従い、印刷速度と紙厚と環境情報とから、ＤＣ（−）出力値を決定し（ステップＳ２０）、ＤＣ＿ＰＷＭ信号をオンにして出力する（ステップＳ１９）。すなわち、この場合も、電源制御部２００は、直流電圧に交流電圧を重畳させない制御を行う。
【０１０３】
一方、ステップＳ１２において、凹凸用紙設定になっている場合には（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、電源制御部２００は、図７に従い、印刷速度と紙厚と環境とから、ＤＣ（−）出力値を決定する（ステップＳ１３）。
【０１０４】
例えば、印刷速度モードが中速、紙厚が４（普通紙）、環境が通常の場合（すなわち、ＤＣ（−）出力値×１の場合）のＤＣ（−）出力値を−４０μＡとする。この場合において、印刷速度モードが高速となると、電源制御部２００は、図７により、ＤＣ（−）出力を、−４０μＡ×１．２＝−４８μＡとし、補正後のＤＣ（−）出力値が変わる。他の印刷設定値が変化すると、電源制御部２００は、同様に、図７（ａ）〜（ｃ）に示す印刷設定に応じた定数を上記通常時のＤＣ（−）出力値に乗算することにより補正後のＤＣ（−）出力値を決定する。また、電源制御部２００は、決定されたＤＣ（−）出力値から、図７（ｄ）を参照して、ＤＣ＿ＰＷＭ信号のデューティ比を４８％に決定する。次に、電源制御部２００は、図８（ａ）に従い、印刷速度からＡＣ＿ＣＬＫ周波数を決定する（ステップＳ１４）。
【０１０５】
次に、電源制御部２００は、図８（ｂ）〜（ｄ）に従い、紙厚と環境情報と用紙の凹凸差から、出力波形の目標とする波高値としてのＡＣ（−）出力値を変更する（ステップＳ１５）。次に、電源制御部２００は、ＡＣ（−）出力値から図８（ｅ）に基づき、ＡＣ＿ＰＷＭ信号のデューティ比を決定する（ステップＳ１６）。
【０１０６】
そして、電源制御部２００は、用紙に転写するために、ＡＣ＿ＣＬＫ信号をオンにして出力し（ステップＳ１７）、ＡＣ＿ＰＷＭ信号をオンにして出力し（ステップＳ１８）、ＤＣ＿ＰＷＭ信号をオンにして出力する（ステップＳ１９）。
【０１０７】
以下、印刷設定に応じて決定されるＡＣ＿ＣＬＫ信号の周波数設定値、ＡＣ（−）出力値、ＡＣ＿ＰＷＭ信号のデューティ比、ＤＣ（−）出力値の例を説明する。図１１は、印刷設定の例と、印刷設定に応じて決定されるＡＣ＿ＣＬＫ信号の周波数設定値、ＡＣ（−）出力値、ＡＣ＿ＰＷＭ信号のデューティ比、ＤＣ（−）出力値の例を、例１〜３で示している。図１２は、図１１の例１〜３のそれぞれに応じて交流電源１４０から出力される電圧の波形を示す図である。
【０１０８】
図１１の例１〜３において、ＤＣ（−）出力値を８０μＡ、出力波形の波高値の目標値として設定されたＡＣ（−）出力値を２ｋＶｐｐとする。図１１の例１のように、メモリに、印刷速度モード＝中速、紙厚＝４、環境情報＝通常、凹凸差＝１と設定されている場合には、電源制御部２００は、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）により、ＤＣ（−）出力値を−８０μＡに変更する。すなわち、図７（ａ）より、印刷速度モードが中速の場合、ＤＣ（−）出力値×１、図７（ｂ）より、紙厚が４の場合、ＤＣ（−）出力値×１、図７（ｃ）より、環境が通常の場合、ＤＣ（−）出力値×１であるため、電源制御部２００は、ＤＣ（−）出力値を、（−８０μＡ×１（印刷速度モード）×１（紙厚）×１（環境）＝−８０μＡ）と算出する。
【０１０９】
また、例１では印刷速度モードが中速であるため、電源制御部２００は、図８（ａ）より、ＡＣ＿ＣＬＫ信号の周波数を７００Ｈｚと決定する。また、電源制御部２００は、紙厚＝４、環境＝通常、凹凸差＝１であることから、図８（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）より、出力波形の波高値の目標値として設定されたＡＣ（−）出力値を２ｋＶｐｐに変更する。すなわち、図８（ｂ）より、紙厚が４の場合、ＡＣ（−）出力値×１、図８（ｃ）より、環境が通常の場合、ＡＣ（−）出力値×１、図８（ｄ）より、凹凸差が１の場合、ＡＣ（−）出力値×１であるため、電源制御部２００は、ＡＣ（−）出力値を、（２ｋＶｐｐ×１（紙厚）×１（環境）×１（凹凸差）＝２ｋＶｐｐ）と算出する。また、電源制御部２００は、ＡＣ＿ＰＷＭ信号のデューティ比を、図８（ｅ）よりＡＣ（−）出力値２ｋＶｐｐに対応する２０％と決定する。これらにより、図１２の例１に示す高圧出力波形が形成され、交流電源１４０の交流電圧用トランス１４３から出力される。
【０１１０】
図１１の例２のように、メモリに、印刷速度モード＝高速、紙厚＝６、環境＝高温高湿、凹凸差＝４と設定されている場合には、電源制御部２００は、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）により、ＤＣ（−）出力値を−１２６．７μＡに変更する。すなわち、図７（ａ）より、印刷速度モードが高速の場合、ＤＣ（−）出力値×１．２、図７（ｂ）より、紙厚が６の場合、ＤＣ（−）出力値×１．２、図７（ｃ）より、環境が高温高湿の場合、ＤＣ（−）出力値×１．１であるため、電源制御部２００は、ＤＣ（−）出力値を、（−８０μＡ×１．２（印刷速度モード）×１．２（紙厚）×１．１（環境）＝−１２６．７μＡ）と算出する。
【０１１１】
また、例２では印刷速度モードが高速であるため、電源制御部２００は、図８（ａ）より、ＡＣ＿ＣＬＫ信号の周波数を９００Ｈｚと決定する。また、電源制御部２００は、紙厚＝６、環境＝高温高湿、凹凸差＝４であることから、図８（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）より、出力波形の波高値の目標値として設定されたＡＣ（−）出力値を６．６ｋＶｐｐに変更する。すなわち、図８（ｂ）より、紙厚が６の場合、ＡＣ（−）出力値×１．２、図８（ｃ）より、環境が高温高湿の場合、ＡＣ（−）出力値×１．１、図８（ｄ）より、凹凸差が４の場合、ＡＣ（−）出力値×２．５であるため、電源制御部２００は、ＡＣ（−）出力値を、（２ｋＶｐｐ×１．２（紙厚）×１．１（環境）×２．５（凹凸差）＝６．６ｋＶｐｐ）と算出する。また、電源制御部２００は、ＡＣ＿ＰＷＭ信号のデューティ比を、ＡＣ（−）出力値の６．６ｋＶｐｐと図８（ｅ）に基づき６６％と決定する。これらにより、図１２の例２に示す高圧出力波形が形成され、交流電源１４０の交流電圧用トランス１４３から出力される。
【０１１２】
図１１の例３のように、メモリに、印刷速度モード＝低速、紙厚＝２、環境＝低温低湿、凹凸差＝７と設定されている場合には、電源制御部２００は、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）により、ＤＣ（−）出力値を−４６．１μＡに変更する。すなわち、図７（ａ）より、印刷速度モードが低速の場合、ＤＣ（−）出力値×０．８、図７（ｂ）より、紙厚が２の場合、ＤＣ（−）出力値×０．８、図７（ｃ）より、環境が低温低湿の場合、ＤＣ（−）出力値×０．９であるため、電源制御部２００は、ＤＣ（−）出力値を、（−８０μＡ×０．８（印刷速度モード）×０．８（紙厚）×０．９（環境）＝−４６．１μＡ）と算出する。
【０１１３】
また、例３では印刷速度モードが低速であるため、電源制御部２００は、図８（ａ）より、ＡＣ＿ＣＬＫ信号の周波数を５００Ｈｚと決定する。また、電源制御部２００は、紙厚＝２、環境＝低温低湿、凹凸差＝７であることから、図８（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）より、出力波形の波高値の目標値として設定されたＡＣ（−）出力値を５．７６ｋＶｐｐに変更する。すなわち、図８（ｂ）より、紙厚が２の場合、ＡＣ（−）出力値×０．８、図８（ｃ）より、環境が低温低湿の場合、ＡＣ（−）出力値×０．９、図８（ｄ）より、凹凸差が７の場合、ＡＣ（−）出力値×４．０であるため、電源制御部２００は、ＡＣ（−）出力値を、（２ｋＶｐｐ×０．８（紙厚）×０．９（環境）×４．０（凹凸差）＝５．７６ｋＶｐｐ）と算出する。また、電源制御部２００は、ＡＣ＿ＰＷＭ信号のデューティ比を、ＡＣ（−）出力値の５．７６ｋＶｐｐと図８（ｅ）に基づき、５７．６％と決定する。これらにより、図１２の例３に示す高圧出力波形が形成され、交流電源１４０の交流電圧用トランス１４３から出力される。これらより、図１２の例３に示す高圧出力波形が形成される。
【０１１４】
このようにして、電源制御部２００は、印刷設定に応じてＡＣ＿ＣＬＫ信号の周波数設定値、ＡＣ＿ＰＷＭ信号のデューティ比、ＤＣ（−）出力値を決定し、ＡＣ＿ＣＬＫ信号、ＡＣ＿ＰＷＭ信号、ＤＣ＿ＰＷＭ信号を、二次転写電源１００に送出する。二次転写電源１００は、印刷設定に応じて決定されたＡＣ＿ＣＬＫ信号、ＡＣ＿ＰＷＭ信号、ＤＣ＿ＰＷＭ信号に基づいて、高圧２次転写バイアス出力を行い、トナー像を転写させる。
【０１１５】
図１３は、本実施形態の二次転写電源２００で重畳電圧（重畳バイアス）を二次転写部対向ローラ６３に印加した場合の記録紙Ｐへのトナー付着原理について説明するための図である。重畳電圧を二次転写部対向ローラ６３に印加した場合、交流波形となるため、二次転写部対向ローラ６３から二次転写ローラへ向かう電圧及び二次転写ローラから二次転写部対向ローラ６３へ向かう電圧が所定周期で切り替わる。
【０１１６】
この結果、図１３に示すように、中間転写ベルトに形成されたフルカラーのトナー像のトナーＴＮが記録紙Ｐへ向かう方向及びその反対方向に動きだし、ある程度の電圧レベルになると、記録紙Ｐの凹部にトナーが付着する。
【０１１７】
なお、上記実施の形態では、凹凸紙の画質に大きく左右される紙厚と凹凸差分と環境の３つに限って説明しているが、これに限定されるものではなく、他のパラメータによって交流電圧を可変することが可能である。
【０１１８】
以上のように、本実施形態では、二次転写電源１００は、直流電源１１０と、直流電源１１０と直列に接続された交流電源１４０とを、有し、交流電源１４０は、直流電源１１０から出力された直流電圧に交流電圧を重畳した重畳電圧と、直流電源１１０から出力された直流電圧とを、選択的に出力し、交流電源１４０から出力された電圧を用いて、トナーを用紙に転写する。
【０１１９】
そして、本実施形態では、電源制御部２００は、印刷設定に応じて、ＤＣ＿ＰＷＭ信号のＤＣ（−）出力値、ＡＣ（−）出力値およびＡＣ＿ＰＷＭ信号のデューティ比、ＡＣ＿ＣＬＫ信号の周波数等を決定して、決定した各値のＤＣ＿ＰＷＭ信号、ＡＣ＿ＰＷＭ信号、ＡＣ＿ＣＬＫ信号を二次転写電源１００に送出し、二次転写電源１００では、印刷設定に応じて変更、決定されたＤＣ＿ＰＷＭ信号、ＡＣ＿ＰＷＭ信号、ＡＣ＿ＣＬＫ信号に基づいた電圧波形の電圧を交流電源１４０から出力する。特に、交流電源１４０から出力される電圧波形がＡＣ＿ＣＬＫ信号によって決定され、当該電圧波形の波高値（振幅）がＡＣ＿ＰＷＭデューティ比によって決定される。
【０１２０】
従って、本実施形態によれば、用紙が表面平滑性の低いレザック紙である場合、重畳電圧でトナーを双方向（転写方向及びその逆方向）に移動させて（振動させて）転写を行うため、凹部へのトナーの転写率が向上し、濃度ムラなどの発生を防止できるため、画像品質を向上できる。また、用紙が表面平滑性の高い普通紙である場合、直流電圧でトナーを転写方向に移動させて転写を行うため、トナーの散りを抑制でき、画像のにじみなどの発生を防止できるため、画像品質を向上できる。
【０１２１】
すなわち、本実施の形態によれば、印刷速度、環境、用紙の表面平滑性に関わらず画像品質を向上させることができる。
【０１２２】
なお、表面平滑性の低い用紙専用の低出力直流電源と交流電源とをリレー等のスイッチ機構にて出力経路から切り離し、使用するときのみ接続する手法も考えられるが、この手法では、表面平滑性の高い用紙への転写に使用する直流電源とは別に低出力直流電源が必要となるため、実装面積やコストが増大してしまう。
【０１２３】
これに対し、本実施形態では、直流電源を共通化できるため、実装面積やコストを抑えることができる。
【０１２４】
なお、本実施形態では、交流電源１４０からの電圧を矩形波で出力していたが、これに限定されるものではなく、例えば、正弦波で出力するように構成することもできる。
【０１２５】
図１４は、交流電源１４０からの電圧を正弦波で出力した例を示す図である。図１４の例に示すように、交流電源１４０から出力される正弦波の電圧波形の振幅が、ＤＣ（−）出力値、ＡＣ（−）出力値に応じて決定される。また、交流電源１４０から出力される正弦波の電圧波形の周波数が、ＡＣ＿ＣＬＫ信号の出力周波数によって決定される。
【０１２６】
図１５は、交流電源１４０からの電圧を正弦波で出力する場合の手順を示すフローチャートである。図１５の処理では、図１０におけるステップＳ１６のＡＣ＿ＣＬＫデューティ比の決定処理が行われない点以外は、図１０における処理と同様である。
【０１２７】
なお、本実施形態において、交流電圧用トランス１４３に対し、交流電源１４０の最大出力電圧と直流電源１１０の最大出力電圧とを印加しても耐えうるように耐圧性を向上させるように構成することができる。すなわち、本実施形態では、交流電圧用トランス１４３の２次側巻線の低圧側（入力側）が高電圧になるが、交流電圧用トランス１４３の耐圧性を向上させているため、交流電圧用トランス１４３内部での電流のリーク等の発生も防止できる。以下、詳細に説明する。
【０１２８】
一般的に、昇圧トランスの２次側巻線は、グランド及び高電圧出力用端子に接続されるため、２次側巻線の低圧側（入力側）が高電圧になることは想定されていない。しかしながら、本実施形態では、二次転写電源１００が重畳電圧を出力する場合、直流電源１１０によって生成された直流高電圧を交流電圧用トランス１４３の２次側巻線Ｎ２＿ＡＣ１５６の低圧側（入力側）に入力し、更に交流電圧を重畳しているため、通常よりも、２次側巻線の低圧側（入力側）が高電圧になる。この結果、一般的な交流電圧用トランスを用いると、２次側巻線の絶縁が取れず、交流電圧用トランス内部で電流のリークが生じる恐れがある。
【０１２９】
このため本実施形態では、交流電圧用トランス１４３に対し、二次転写電源１００の最大出力電圧（重畳電圧の最大値）、即ち、交流電源１４０の最大出力電圧だけでなく、交流電源１４０の最大出力電圧と直流電源１１０の最大出力電圧とを印加しても耐えうるように耐圧性を向上させている。
【０１３０】
具体的には、交流電圧用トランス１４３の２次側巻線Ｎ２＿ＡＣ１５６の低圧側（入力側）における巻線の間隔を一般的な交流電圧用トランスよりも広くし、二次転写電源１００の最大出力電圧に耐えうるようにしている。
【０１３１】
より詳細に説明すると、通常、昇圧トランスは、入力側よりも出力側の方が、電圧が高くなるので、巻線の間隔は、出力側になるほど広くなる。このため本実施形態では、２次側巻線Ｎ２＿ＡＣ１５６の低圧側（入力側）における巻線の間隔を、直流電源１１０の最大出力電圧に耐えうる間隔とし、２次側巻線Ｎ２＿ＡＣ１５６の高圧側（出力側）における巻線の間隔を、二次転写電源１００の最大出力電圧（重畳電圧の最大値）に耐えうる間隔としている。
【０１３２】
なお、本実施形態では、直流電圧単独で出力する場合の直流電流の狙い値（電流制御回路１２２における基準電圧に相当）の方が、直流電圧に交流電圧を重畳して出力する場合の直流電流の狙い値よりも数割程度値が大きくなる。同様に、直流電流の出力が狙い値になった場合の直流電圧の値も、直流電圧単独で出力する場合の方が直流電圧に交流電圧を重畳して出力する場合よりも値が大きくなる。
【０１３３】
このため、一見すると、交流電源１４０の最大出力電圧と直流電源１１０の最大出力電圧とが同時に交流電圧用トランス１４３に印加されることはなく、交流電圧用トランス１４３は、交流電源１４０の最大出力電圧と直流電源１１０の最大出力電圧とを印加しても耐えうるまでの耐圧性は要求されないようにも思える。
【０１３４】
しかしながら、直流電圧に交流電圧を重畳して出力する場合であっても用紙等の抵抗など条件によっては、一時的に交流電源１４０の最大出力電圧と直流電源１１０の最大出力電圧とが同時に交流電圧用トランス１４３に印加されることがある。このため、本実施形態では、交流電圧用トランス１４３に対し、交流電源１４０の最大出力電圧と直流電源１１０の最大出力電圧とを印加しても耐えうるように耐圧性を向上させている。
【０１３５】
また本実施形態では、交流電圧用トランス１４３の２次側巻線Ｎ２＿ＡＣ１５６だけではなく、交流駆動回路１５３、１次側巻線Ｎ１＿ＡＣ１５４、１次側巻線Ｎ３＿ＡＣ１５５など２次側巻線Ｎ２＿ＡＣ１５６の周辺回路についても耐圧性を向上させている。
【０１３６】
具体的には、２次側巻線Ｎ２＿ＡＣ１５６の周辺回路は、交流電圧用トランス１４３の２次側巻線Ｎ２＿ＡＣ１５６に対し二次転写電源１００の最大出力電圧が出力されても耐えうるだけの絶縁距離を確保して配置している。ここで本実施形態では、交流駆動回路１５３、１次側巻線Ｎ１＿ＡＣ１５４、１次側巻線Ｎ３＿ＡＣ１５５、及び２次側巻線Ｎ２＿ＡＣ１５６などにより交流電圧用トランス１４３を構成しているため、交流電圧用トランス１４３内において、十分な絶縁距離を確保して配置されている。なお、具体的な絶縁距離は、二次転写電源１００の最大出力電圧、交流電圧用トランス１４３の構造及び材質、２次側巻線Ｎ２＿ＡＣ１５６の巻数、並びに交流電圧用トランス１４３内の絶縁体の厚さ及び材質などに応じて決定できる。
【０１３７】
また、本実施形態では、直流電圧と交流電圧との両電圧が交流電圧用トランス１４３内を介して出力されるため、二次転写電源１００の最大出力電圧に対して適切な太さの巻線を使用することで、２次側巻線Ｎ２＿ＡＣ１５６の抵抗値を低減し、大きな熱の発生も防止している。
【０１３８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１３９】
１  複写システム
２  複写機
３  ＡＤＦ
４  フィニッシャ
５  両面反転ユニット
６  拡張給紙トレイ
７  大容量給紙トレイ
８  インサートフィーダ
９  １ビン排紙トレイ
２０  作像部
２０ａ  感光体ドラム
２０ｂ  一次転写ローラ
２１、２２  駆動用ローラ
２３  中間転写ベルト
２４  斥力ローラ
２５  二次転写ローラ
１００、３００  二次転写電源
１１０  直流電源
１１１  直流出力制御部
１１２  直流駆動部
１１３  直流電圧用トランス
１１４  直流出力検知部
１２１  電圧制御回路
１２２  電流制御回路
１２３  直流駆動回路
１２４  １次側巻線Ｎ１＿ＤＣ（−）
１２５  ２次側巻線Ｎ２＿ＤＣ（−）
１２６  直流電圧検出回路
１２７  直流電圧検出回路
１２８  直流電流検出回路
１４０  交流電源
１４１  交流出力制御部
１４２  交流駆動部
１４３  交流電圧用トランス
１４４  交流出力検知部
１５１  電圧制御回路
１５２  電流制御回路
１５３  交流駆動回路
１５４  １次側巻線Ｎ１＿ＡＣ
１５５  １次側巻線Ｎ３＿ＡＣ
１５６  ２次側巻線Ｎ２＿ＡＣ
１５７  交流電源入力部
１５８  高圧出力部
１５９  交流バイパス用コンデンサ
１６０  交流電流検出回路
１６１  交流電流検出回路
１６２  交流電圧検出回路
１７０  出力異常検知部
２００  電源制御部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１４０】
【特許文献１】特開２００８−０５８５８５号公報
【図１】
2014077998.tif 000003
【図２】
2014077998.tif 000004
【図３】
2014077998.tif 000005
【図４】
2014077998.tif 000006
【図５】
2014077998.tif 000007
【図６】
2014077998.tif 000008
【図７】
2014077998.tif 000009
【図８】
2014077998.tif 000010
【図９】
2014077998.tif 000011
【図１０】
2014077998.tif 000012
【図１１】
2014077998.tif 000013
【図１２】
2014077998.tif 000014
【図１３】
2014077998.tif 000015
【図１４】
2014077998.tif 000016
【図１５】
2014077998.tif 000017