(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に電力を供給する電源装置であって、
トランスと、
前記トランスを駆動するトランス駆動回路と、
前記トランスの出力を整流して整流電圧を出力する整流回路と、
前記整流電圧に基づいて生成された出力電圧及び出力電流を前記負荷に供給する電源出力端子と、
前記整流回路の出力に基づいて前記出力電流に応じた電圧を比較電圧として生成する電流検出回路と、
指示電圧が入力される入力端子を有し、前記比較電圧を前記指示電圧と比較して前記比較電圧と前記指示電圧との間の差を小さくするように前記トランス駆動回路の動作を制御する比較回路と、
前記整流電圧を分圧して分圧電圧を生成する分圧回路と、
前記分圧回路で生成された分圧電圧を逆バイアス電圧とすることで、前記電源出力端子と電気的に接続され、前記出力電圧の値が閾値に達したときに定電圧源として動作して前記出力電圧を制限する定電圧素子と、
前記定電圧素子に直列に接続されたカレントミラー回路と、
前記カレントミラー回路を前記比較回路の当該入力端子に電気的に接続する電流経路と
を備え、
前記カレントミラー回路は、前記定電圧素子を流れた電流に比例する電流を前記電流経路に流して前記指示電圧を降下させる
ことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電源装置であって、
前記整流回路は、所定の基準電位以上の正極性の電圧を前記整流電圧として出力すると同時に前記整流電圧とは逆極性を有する負極性の電圧を出力し、
前記電流検出回路は、
前記基準電位を入力とする非反転入力端子と前記負極性の電圧を入力とする反転入力端子とを有する演算増幅器と、
前記反転入力端子と前記演算増幅器の出力端子との間に並列に接続された抵抗と
を含み、
前記演算増幅器の出力端子は、前記抵抗に流れる電流量に応じた電圧を前記比較電圧として出力する
ことを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電源装置であって、
前記整流回路は、所定の基準電位以下の負極性の電圧を前記整流電圧として出力すると同時に前記整流電圧とは逆極性を有する正極性の電圧を出力し、
前記電流検出回路は、前記正極性の電圧が印加される一端と前記基準電位が印加される他端とを有する電流検出抵抗を含み、
前記電流検出抵抗の当該一端は、前記比較電圧を供給する
ことを特徴とする電源装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の電源装置であって、
前記整流回路は、
前記トランスから出力された交流電圧を半波整流して前記正極性の電圧を生成する第１の半波整流素子と、
前記交流電圧を半波整流して前記負極性の電圧を生成する第２の半波整流素子と
を含むことを特徴とする電源装置。
【請求項５】
請求項１から４のうちのいずれか１項に記載の電源装置であって、前記定電圧素子は、ツェナーダイオードを含むことを特徴とする電源装置。
【請求項６】
請求項１から５のうちのいずれか１項に記載の電源装置であって、
前記トランスは、電磁トランスであり、
前記電磁トランスの１次巻線は、前記トランス駆動回路に接続され、
前記電磁トランスの２次巻線は、前記整流回路に接続されている
ことを特徴とする電源装置。
【請求項７】
請求項１から５のうちのいずれか１項に記載の電源装置であって、前記トランスは、圧電トランスであることを特徴とする電源装置。
【請求項８】
負荷に電力を供給する電源装置であって、
第１のトランスと、
第２のトランスと、
前記第１のトランスを駆動する第１のトランス駆動回路と、
前記第１のトランスの出力を整流して所定の基準電位以上の正極性の整流電圧を生成する正極性整流回路と、
前記第２のトランスを駆動する第２のトランス駆動回路と、
前記第２のトランスの出力を整流して所定の基準電位以下の負極性の整流電圧を生成する負極性整流回路と、
前記正極性の整流電圧及び前記負極性の整流電圧のうちのいずれか一方に基づいて生成された出力電圧及び出力電流を前記負荷に供給する電源出力端子と、
前記正極性整流回路の出力に基づいて前記出力電流に応じた電圧を第１の比較電圧として生成し、前記負極性整流回路の出力に基づいて前記出力電流に応じた電圧を第２の比較電圧として生成する電流検出回路と、
第１の指示電圧が入力される入力端子を有し、前記第１の比較電圧を前記第１の指示電圧と比較して前記第１の比較電圧と前記第１の指示電圧との間の差を小さくするように前記第１のトランス駆動回路の動作を制御する第１の比較回路と、
前記負極性の整流電圧を分圧して分圧電圧を生成する第１の分圧回路と、
前記第１の分圧回路で生成された分圧電圧を逆バイアス電圧とすることで、前記電源出力端子と電気的に接続され、前記出力電圧の値が第１の閾値に達したときに定電圧源として動作して前記出力電圧を制限する第１の定電圧素子と、
前記第１の定電圧素子に直列に接続された第１のカレントミラー回路と、
前記第１のカレントミラー回路を前記第１の比較回路の当該入力端子に電気的に接続する第１の電流経路と、
第２の指示電圧が入力される入力端子を有し、前記第２の比較電圧を前記第２の指示電圧と比較して前記第２の比較電圧と前記第２の指示電圧との間の差を小さくするように前記第２のトランス駆動回路の動作を制御する第２の比較回路と、
前記正極性の整流電圧を分圧して分圧電圧を生成する第２の分圧回路と、
前記第２の分圧回路で生成された分圧電圧を逆バイアス電圧とすることで、前記電源出力端子と電気的に接続され、前記出力電圧の値が第２の閾値に達したときに定電圧源として動作して前記出力電圧を制限する第２の定電圧素子と、
前記第２の定電圧素子に直列に接続された第２のカレントミラー回路と、
前記第２のカレントミラー回路を前記第２の比較回路の当該入力端子に電気的に接続する第２の電流経路と
を備え、
前記第１のカレントミラー回路は、前記第１の定電圧素子を流れた電流に比例する電流を前記第１の電流経路に流して前記第１の指示電圧を降下させ、
前記第２のカレントミラー回路は、前記第２の定電圧素子を流れた電流に比例する電流を前記第２の電流経路に流して前記第２の指示電圧を降下させる
ことを特徴とする電源装置。
【請求項９】
電源装置と、前記電源装置を用いて被印刷媒体上に画像を形成する印刷実行部とを備えた画像形成装置であって、
前記印刷実行部は、負荷を有し、
前記電源装置は、
トランスと、
前記トランスを駆動するトランス駆動回路と、
前記トランスの出力を整流して整流電圧を出力する整流回路と、
前記整流電圧に基づいて生成された出力電圧または出力電流を前記負荷に供給する電源出力端子と、
前記整流回路の出力に基づいて前記出力電流に応じた電圧を比較電圧として生成する電流検出回路と、
指示電圧が入力される入力端子を有し、前記比較電圧を前記指示電圧と比較して前記比較電圧と前記指示電圧との間の差を小さくするように前記トランス駆動回路の動作を制御する比較回路と、
前記整流電圧を分圧して分圧電圧を生成する分圧回路と、
前記分圧回路で生成された分圧電圧を逆バイアス電圧とすることで、前記電源出力端子と電気的に接続され、前記出力電圧の値が閾値に達したときに定電圧源として動作して前記出力電圧を制限する定電圧素子と、
前記定電圧素子に直列に接続されたカレントミラー回路と、
前記カレントミラー回路を前記比較回路の当該入力端子に電気的に接続する電流経路と
を有し、
前記カレントミラー回路は、前記定電圧素子を流れる電流に比例する電流を前記電流経路に流して前記指示電圧を降下させる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の画像形成装置であって、
前記整流回路は、所定の基準電位以下の負極性の電圧を前記整流電圧として出力すると同時に前記整流電圧とは逆極性を有する正極性の電圧を出力し、
前記電流検出回路は、前記正極性の電圧が印加される一端と前記基準電位が印加される他端とを有する電流検出抵抗を含み、
前記電流検出抵抗の当該一端は、前記比較電圧を供給する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の画像形成装置であって、前記負荷は、電子写真方式による画像形成プロセスに使用されることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランスを用いた電源装置及びこの電源装置を含む画像形成装置に関し、特に、電子写真方式で動作する機器に使用される電源装置及びこの電源装置を含む画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電磁トランスまたは圧電トランスなどのトランス（変圧器）を用いた高圧電源は、電子写真方式で動作する画像形成装置に広く使用されている。電子写真方式による画像形成プロセスは、感光体の表面に一様な電荷を形成する帯電工程、当該感光体の表面に光を照射して静電潜像を形成する露光工程、帯電した現像剤を当該静電潜像に付着させて感光体上に現像剤像を形成する現像工程、この現像剤像を用紙などの媒体に転写する転写工程、及び、転写された現像剤像を記録媒体に定着させる定着工程を含む一連の工程からなる。高圧電源は、このような画像形成プロセスで使用される部材（負荷）にバイアス電圧を供給することができる。
【０００３】
たとえば、特開２００６−２０１３５１号公報（特許文献１）には、圧電トランスを用いた高圧電源が開示されている。特許文献１に開示されている高圧電源は、入力された目標電圧値に対応する出力電圧または出力電流を転写ローラなどの負荷に供給する。この高圧電源は、負荷の電気的特性の変動に起因して当該負荷に過電流または過電圧が供給されたときは、その過電流または過電圧を検出して目標電圧値を低下させる保護機能を有している。その保護機能が動作して目標電圧値が低下すると、出力電圧または出力電流が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２０１３５１号公報（たとえば、図１及び段落００４６〜００５５、並びに、図１４及び段落００８３〜００９８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の高圧電源では、負荷の電気的特性について過電圧または過電流を起こす異常が生じて、その異常が一定期間継続したときは、上記保護機能の動作（オン）とその停止（オフ）とが繰り返されることがある。すなわち、その異常が継続している間に保護機能が動作して過電圧状態または過電流状態を解消すると、保護機能の動作が停止し、これにより出力電圧または出力電流が上昇して保護機能が再び動作するといったことが繰り返される。
【０００６】
たとえば、周辺温度の影響を受けて弾性部材などの負荷が低温状態となった場合、負荷のインピーダンスが高くなり、保護機能の間欠動作（保護機能の動作とその停止の繰り返し）が生じるおそれがある。また、経時劣化により負荷の電気的特性の異常が生じた場合にも、間欠動作が生じ得る。画像形成装置の場合にそのような間欠動作が生ずると、出力電圧または出力電流が安定せずに発振するため、印刷画像の画質不良が起こるという問題がある。
【０００７】
上記に鑑みて本発明の目的は、間欠動作を起こさずに過電圧または過電流から負荷を保護することができる電源装置及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様による電源装置は、負荷に電力を供給する電源装置であって、トランスと、前記トランスを駆動するトランス駆動回路と、前記トランスの出力を整流して整流電圧を出力する整流回路と、前記整流電圧に基づいて生成された出力電圧及び出力電流を前記負荷に供給する電源出力端子と、前記整流回路の出力に基づいて前記出力電流に応じた電圧を比較電圧として生成する電流検出回路と、指示電圧が入力される入力端子を有し、前記比較電圧を前記指示電圧と比較して前記比較電圧と前記指示電圧との間の差を小さくするように前記トランス駆動回路の動作を制御する比較回路と、前記整流電圧を分圧して分圧電圧を生成する分圧回路と、前記分圧回路で生成された分圧電圧を逆バイアス電圧とすることで、前記電源出力端子と電気的に接続され、前記出力電圧の値が閾値に達したときに定電圧源として動作して前記出力電圧を制限する定電圧素子と、前記定電圧素子に直列に接続されたカレントミラー回路と、前記カレントミラー回路を前記比較回路の当該入力端子に電気的に接続する電流経路と備え、前記カレントミラー回路は、前記定電圧素子を流れた電流に比例する電流を前記電流経路に流して前記指示電圧を降下させることを特徴とする。
【０００９】
本発明の他の態様による画像形成装置は、上記電源装置と、前記電源装置を用いて被印刷媒体上に画像を形成する印刷実行部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、負荷の電気的特性の異常が継続しても、負荷への出力波形は発振せずに安定し、過電圧保護または過電流保護を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る実施の形態１の画像形成装置の主な構成を概略的に示す図である。
【図２】実施の形態１の画像形成ユニット、１次転写部及び２次転写部を含む構成を概略的に示す図である。
【図３】実施の形態１の制御回路及び高圧電源装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態１の１次転写バイアス発生部の概略構成を示すブロック図である。
【図５】実施の形態１の正バイアス電源の概略構成を示す図である。
【図６】電磁トランスが使用された場合の正バイアス電源の回路構成例を示す図である。
【図７】図６の正バイアス電源について得られた特性値をテーブルに表す図である。
【図８】図６の正バイアス電源について得られた特性値をテーブルに表す図である。
【図９】図６の正バイアス電源について得られた特性値をテーブルに表す図である。
【図１０】図６の正バイアス電源について得られた特性値をテーブルに表す図である。
【図１１】図７〜図１０に基づいて作成された指示電流値と入力電圧との間の関係を示すグラフである。
【図１２】図７〜図１０に基づいて作成された指示電流値とトランス出力電圧との間の関係を示すグラフである。
【図１３】本発明に係る実施の形態２の１次転写バイアス発生部の概略構成を示すブロック図である。
【図１４】実施の形態２の負バイアス電源の概略構成を示す図である。
【図１５】電磁トランスが使用された場合の負バイアス電源の回路構成例を示す図である。
【図１６】本発明に係る実施の形態３の画像形成装置の主な構成を概略的に示す図である。
【図１７】実施の形態３の制御回路及び高圧電源装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１８】実施の形態３の両極性バイアス発生部の概略構成を示すブロック図である。
【図１９】実施の形態３の両極性バイアス発生部のより具体的な構成を示す図である。
【図２０】両極性バイアス発生部の回路構成例を示す図である。
【図２１】実施の形態３の電流検出回路の回路構成を示す図である。
【図２２】本発明に係る実施の形態４の１次転写バイアス発生部の概略構成を示すブロック図である。
【図２３】正バイアス電源の概略構成を示す図である。
【図２４】電磁トランスが使用された場合の正バイアス電源の回路構成例を示す図である。
【図２５】実施の形態１の正バイアス電源の変形例の回路構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る種々の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。以下、全ての図面において、同様の機能を有する構成要素には同一符号を付すものとする。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明に係る実施の形態１の画像形成装置１の主な構成を概略的に示す図である。この画像形成装置１は、電子写真方式に従って動作し、中間転写方式で現像剤像を被印刷媒体に転写させる機能を有する。中間転写方式とは、感光体ドラムなどの像担持体上に形成された現像剤像を中間転写体に１次転写した後に、この中間転写体から被印刷媒体へ当該現像剤像を２次転写する方式である。
【００１４】
画像形成装置１は、図１に示されるように筐体２を有し、この筐体２の中に、互いに異なる複数色の現像剤像を形成する画像形成ユニット１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃと、中間転写体をなす中間転写ベルト２１と、それら現像剤像を画像形成ユニット１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃから中間転写ベルト２１上に転写させる１次転写ローラ２５Ｋ，２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃと、これら１次転写ローラ２５Ｋ，２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃに対して転写バイアスを供給する正バイアス電源７４Ｋ，７４Ｙ，７４Ｍ，７４Ｃと、中間転写ベルト２１上の現像剤の濃度を検出する濃度センサ２８と、２次転写部を構成する２次転写ローラ２４と、２次転写されずに中間転写ベルト２１上に残存する現像剤を回収するベルトクリーニング部２７と、画像形成装置１の全体動作を制御する制御回路６０と、高圧電源装置７０とを備えている。
【００１５】
図１には、説明の便宜上、正バイアス電源７４Ｋ，７４Ｙ，７４Ｍ，７４Ｃと高圧電源装置７０とが互いに分離して図示されているが、後述するように正バイアス電源７４Ｋ，７４Ｙ，７４Ｍ，７４Ｃは、高圧電源装置７０の構成要素の一部である。
【００１６】
また、画像形成装置１は、被転写材であるシート状の被印刷媒体Ｐａを収容し得る媒体収容カセット３０と、この媒体収容カセット３０から被印刷媒体Ｐａを１枚ずつ取り出すホッピングローラ３１と、媒体収容カセット３０から取り出された被印刷媒体Ｐａを２次転写部まで搬送する一対のレジストローラ３２Ａ，３２Ｂと、媒体検出センサ３３と、２次転写された現像剤像を被印刷媒体Ｐａに定着させる定着器４０と、定着器４０から送出された被印刷媒体Ｐａを搬送する搬送ローラ５１Ａ，５１Ｂ，５２Ａ，５２Ｂ，５３Ａ，５３Ｂと、被印刷媒体Ｐａをトレイ２Ｔに排出する排出ローラ５４Ａ，５４Ｂとを備える。ここで、搬送ローラ５１Ａ，５１Ｂ，５２Ａ，５２Ｂ，５３Ａ，５３Ｂは、被印刷媒体Ｐａを案内する搬送ガイド（図示せず）に沿って配列されている。
【００１７】
ホッピングローラ３１と一対のレジストローラ３２Ａ，３２Ｂとは、図示されない駆動モータから伝達された動力を受けて回転することにより、媒体収容カセット３０から取り出された被印刷媒体Ｐａを媒体検出センサ３３を介して２次転写部に送り出す。ここで、媒体検出センサ３３は、被印刷媒体Ｐａと接触した状態で、あるいは非接触の状態で被印刷媒体Ｐａの通過を検知し、その検知結果を制御回路６０に与える。
【００１８】
なお、媒体収容カセット３０は、画像形成装置１に着脱自在に取り付けられており、複数枚の被印刷媒体Ｐａを積層状態で収容することができる。被印刷媒体Ｐａとしては、たとえば、用紙、合成紙、厚紙、特殊用紙、プラスチックフィルムもしくは布などのシート状の媒体が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００１９】
図２は、本実施の形態の画像形成ユニット１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ、１次転写部及び２次転写部を含む構成を概略的に示す図である。
【００２０】
中間転写ベルト２１は、たとえばポリイミド樹脂などの樹脂材料からなる無端の弾性ベルトである。この中間転写ベルト２１は、駆動ローラ２３、張架ローラ２２及び２次転写ローラ２４に張架されている。駆動ローラ２３は、駆動モータ（図示せず）から伝達された動力に応じて時計回りに回転することにより、中間転写ベルト２１を循環的に回転させることができる。張架ローラ２２は、コイルスプリングなどの弾性部材によって付勢されており、これにより、中間転写ベルト２１の全体に適正な張力を付与することができる。
【００２１】
画像形成ユニット１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃは、ブラック（Ｋ），イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の現像剤（たとえば、粉体トナー）からなる画像すなわち現像剤像をそれぞれ形成する機能を有する。ブラック画像用の画像形成ユニット１０Ｋは、ブラックの現像剤を収容するトナーカートリッジ（現像剤収容部）１１Ｋと現像器１２Ｋとからなる。トナーカートリッジ１１Ｋは、現像器１２Ｋに対して着脱自在であり、現像剤を現像器１２Ｋに供給可能な構造を有する。
【００２２】
現像器１２Ｋは、像担持体である感光体ドラム１３Ｋと、この感光体ドラム１３Ｋの表面を一様に帯電させる帯電部としての帯電ローラ１４Ｋと、帯電後の感光体ドラム１３Ｋを露光して静電潜像を形成するＬＥＤヘッド（露光部）１５Ｋと、現像剤担持体である現像ローラ１８Ｋと、トナーカートリッジ１１Ｋから供給された現像剤を現像ローラ１８Ｋの表面に付着させる供給ローラ１６Ｋと、現像ローラ１８Ｋ上の現像剤層（トナー層）を薄層化する現像ブレード１７Ｋと、１次転写後に感光体ドラム１３Ｋの表面に残存する現像剤を掻き落とすクリーニングブレード１９Ｋとを有する。感光体ドラム１３Ｋは、円筒形状を有し、後述するドラムモータから伝達された回転駆動力に応じて反時計回りに矢印方向へ回転する。感光体ドラム１３Ｋは、たとえば、金属パイプ（導電性基体）と、この金属パイプの周りに形成された有機感光体（ＯＰＣ：Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｐｈｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などの光導電層とで構成される。
【００２３】
ＬＥＤヘッド１５Ｋは、感光体ドラム１３Ｋの表面と対向し且つ近接する位置に配置されている。このＬＥＤヘッド１５Ｋの構成は、たとえば、感光体ドラム１３Ｋの長手方向に沿って配列された多数のＬＥＤ素子（発光ダイオード素子）と、これらＬＥＤ素子を駆動するＬＥＤ駆動回路と、これらＬＥＤ素子の出射光を感光体ドラム１３Ｋの表面に導く光学レンズアレイとを有する。
【００２４】
また、ＬＥＤヘッド１５Ｋは、制御回路６０による制御を受けて動作し、印刷データで表される画像に対応するパターン光を感光体ドラム１３Ｋの表面に照射して当該感光体ドラム１３Ｋ上に静電潜像を形成する。この感光体ドラム１３Ｋの表面のうち静電潜像が形成された部分が現像ローラ１８Ｋに到達すると、感光体ドラム１３Ｋ上の静電潜像と現像ローラ１８Ｋとの間の電位差により、ブラックの現像剤が当該静電潜像に移動して感光体ドラム１３Ｋ上に現像剤像（トナー画像）を形成する。その後、感光体ドラム１３Ｋ上の現像剤像は、１次転写位置まで搬送される。１次転写位置では、感光体ドラム１３Ｋと１次転写ローラ２５Ｋとの間に中間転写ベルト２１がニップされ（挟み込まれ）ている。正バイアス電源７４Ｋから１次転写ローラ２５Ｋに印加された転写バイアス（電圧）により、感光体ドラム１３Ｋ上の現像剤像は、中間転写ベルト２１の表面に転写される。
【００２５】
他の画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃの構成も、使用される現像剤の種類を除いて、画像形成ユニット１０Ｋの構成とほぼ同じである。すなわち、イエロー画像用の画像形成ユニット１０Ｙは、イエローの現像剤を収容するトナーカートリッジ１１Ｙと、現像器１２Ｙとを有する。この現像器１２Ｙは、像担持体である感光体ドラム１３Ｙと、この感光体ドラム１３Ｙの表面を一様に帯電させる帯電部としての帯電ローラ１４Ｙと、感光体ドラム１３Ｙを露光するＬＥＤヘッド１５Ｙと、現像剤担持体である現像ローラ１８Ｙと、トナーカートリッジ１１Ｙから供給された現像剤を現像ローラ１８Ｙの表面に付着させる供給ローラ１６Ｙと、現像ブレード１７Ｙと、１次転写後に感光体ドラム１３Ｙの表面に残留した現像剤を掻き落とすクリーニングブレード１９Ｙとを有する。
【００２６】
また、マゼンタ画像用の画像形成ユニット１０Ｍは、マゼンタの現像剤を収容するトナーカートリッジ１１Ｍと、現像器１２Ｍとを有する。この現像器１２Ｍは、像担持体である感光体ドラム１３Ｍと、この感光体ドラム１３Ｍの表面を一様に帯電させる帯電部としての帯電ローラ１４Ｍと、感光体ドラム１３Ｍを露光するＬＥＤヘッド１５Ｍと、現像剤担持体である現像ローラ１８Ｍと、トナーカートリッジ１１Ｍから供給された現像剤を現像ローラ１８Ｍの表面に付着させる供給ローラ１６Ｍと、現像ブレード１７Ｍと、１次転写後に感光体ドラム１３Ｍの表面に残留した現像剤を掻き落とすクリーニングブレード１９Ｍとを有する。
【００２７】
そして、シアン画像用の画像形成ユニット１０Ｃは、シアンの現像剤を収容するトナーカートリッジ１１Ｃと、現像器１２Ｃとを有する。この現像器１２Ｃは、像担持体である感光体ドラム１３Ｃと、この感光体ドラム１３Ｃの表面を一様に帯電させる帯電部としての帯電ローラ１４Ｃと、感光体ドラム１３Ｃを露光するＬＥＤヘッド１５Ｃと、現像剤担持体である現像ローラ１８Ｃと、トナーカートリッジ１１Ｃから供給された現像剤を現像ローラ１８Ｃの表面に付着させる供給ローラ１６Ｃと、現像ブレード１７Ｃと、１次転写後に感光体ドラム１３Ｃの表面に残留した現像剤を掻き落とすクリーニングブレード１９Ｃとを有する。
【００２８】
そして、現像器１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃは、中間転写ベルト２１の駆動方向（張架ローラ２２から駆動ローラ２３への方向）に沿って配列されている。これら現像器１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃで形成された４色の現像剤像は、中間転写ベルト２１の表面に順次転写され、重ね合わされる。この結果、中間転写ベルト２１上にカラー現像剤像が形成され得る。中間転写ベルト２１は、このカラー現像剤像を自己の表面に担持しつつ、２次転写ローラ２４及びバックアップローラ３４との間の２次転写位置まで搬送することができる。
【００２９】
２次転写ローラ２４及びバックアップローラ３４は、中間転写ベルト２１上のカラー現像剤像を被印刷媒体Ｐａに転写させる２次転写部を構成する。これら２次転写ローラ２４及びバックアップローラ３４は、互いに対向し且つ中間転写ベルト２１を挟み込むように配置されている。２次転写ローラ２４は、たとえば、金属製の芯材と、この芯材の外周面上に形成された弾性層（たとえば、発泡ゴム層）とで構成されればよい。
【００３０】
ベルトクリーニング部２７は、２次転写後に中間転写ベルト２１上に残存する現像剤を除去する。図２に示されるように、ベルトクリーニング部２７は、中間転写ベルト２１の表面に一定の圧力で接触するクリーニングブレード２７Ｂと、廃トナー回収容器２７Ｃとからなる。クリーニングブレード２７Ｂは、残留現像剤を中間転写ベルト２１の表面から掻き落とすことができる。
【００３１】
次に、図１に示される定着器４０は、２次転写部から搬送された被印刷媒体Ｐａ上の現像剤像を当該被印刷媒体Ｐａ上に定着させる機能を有する。この定着器４０は、時計回りに回転する円管状の定着ローラ４１と、反時計回りに回転する円管状の加圧ローラ４２とを有する。これら定着ローラ４１と加圧ローラ４２とは互いに対向するように配置されている。定着ローラ４１の内部には、ハロゲンランプなどのヒータ（熱源）４３が配置されている。また、定着ローラ４１及び加圧ローラ４２は、それぞれ、弾性体材料からなる表面層を有する。これら定着ローラ４１と加圧ローラ４２とは、当該定着ローラ４１と加圧ローラ４２との間にニップ（挟持）された被印刷媒体Ｐａに圧力及び熱を印加することにより、現像剤像を溶かして被印刷媒体Ｐａに定着させることができる。
【００３２】
次に、上記画像形成装置１における制御回路６０及び高圧電源装置７０について説明する。
【００３３】
図３は、実施の形態１の制御回路６０及び高圧電源装置７０の概略構成を示すブロック図である。図３に示されるように、制御回路６０は、ホストインタフェース部６１、画像処理部６２、プリンタエンジン制御部６３、ＬＥＤインタフェース部６４及び記憶部６５を備えて構成される。
【００３４】
ホストインタフェース部６１は、図示されない外部機器（ホスト機器）と画像処理部６２との間の通信を制御する通信インタフェース機能を有する。たとえば、当該外部機器からホストインタフェース部６１を介して画像処理部６２にＰＤＬ（Ｐａｇｅ  Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  Ｌａｎｇｕａｇｅ：ページ記述言語）フォーマットなどで記述された印刷ジョブデータが入力されると、画像処理部６２は、入力された印刷ジョブデータに基づいてビットマップデータ（画像データ）を生成し、このビットマップデータをＬＥＤインタフェース部６４とプリンタエンジン制御部６３とに出力する。ＬＥＤインタフェース部６４は、プリンタエンジン制御部６３からの制御を受けて動作し、当該ビットマップデータに基づいてブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンにそれぞれ対応した４チャネル（４系統）の駆動信号を出力する。ＬＥＤヘッド１５Ｋ，１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃは、ＬＥＤインタフェース部６４からそれぞれ供給された４チャネルの駆動信号に応じたパターンで発光して、感光体ドラム１３Ｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ上に静電潜像を形成することができる。
【００３５】
また、画像形成装置１は、図３に示されるように、ホッピングローラ３１を回転させる駆動力を発生するホッピングモータ３１Ｄと、レジストローラ３２Ａ，３２Ｂを回転させる駆動力を発生するレジストモータ３２Ｄと、駆動ローラ２３を回転させる駆動力を発生するベルトモータ２１Ｄと、感光体ドラム１３Ｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃをそれぞれ回転させる駆動力を発生するドラムモータ１３Ｄとを備えている。プリンタエンジン制御部６３は、これらホッピングモータ３１Ｄ，レジストモータ３２Ｄ，ベルトモータ２１Ｄ及びドラムモータ１３Ｄの回転数を個別に制御することができる。
【００３６】
画像形成装置１は、さらに、図３に示されるように、濃度センサ２８、媒体検出センサ３３、ヒータ４３、サーミスタ４４及び温湿度センサ５６を備える。濃度センサ２８は、図１に示したように中間転写ベルト２１の被転写面と対向して配置され、中間転写ベルト２１上の現像剤の反射濃度（入射光に対する反射光の比率に基づいて検出される光学濃度）を色毎に検出し、その検出結果を示す電気信号をプリンタエンジン制御部６３に供給する。たとえば、中間転写ベルト２１の被転写面に向けて光を照射する発光ダイオードと、その反射光を受光するフォトトランジスタやフォトダイオードなどの受光素子とによって濃度センサ２８を構成すればよい。プリンタエンジン制御部６３は、被印刷媒体Ｐａへの画像形成動作に先立ち、画像形成ユニット１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃを制御して４色の現像剤像を中間転写ベルト２１上に転写させ、それらの反射濃度に基づいて現像バイアスの調整を各色ごとに行うことができる。
【００３７】
媒体検出センサ３３は、媒体収容カセット３０から２次転写位置までの搬送経路上に存在する被印刷媒体Ｐａを検出し、その検出結果を示す電気信号をプリンタエンジン制御部６３に供給する。この媒体検出センサ３３は、搬送経路上を移動する被印刷媒体Ｐａに接触して当該被印刷媒体Ｐａの通過を検知する接触式センサでもよいし、あるいは、被印刷媒体Ｐａの通過を光学的に検知する非接触式センサでもよい。プリンタエンジン制御部６３は、媒体検出センサ３３による検出結果に応じて、たとえば、被印刷媒体Ｐａの搬送速度を調整したり、搬送ローラ５１Ａ，５１Ｂ，５２Ａ，５２Ｂ，５３Ａ，５３Ｂの回転動作を開始させるタイミングを制御したりすることができる。
【００３８】
ヒータ４３は、図１に示したように定着ローラ４１の内部に配置され、ヒータ用モータ４３Ｄから供給された電力（バイアス電圧）に応じて発熱する。サーミスタ４４は、定着ローラ４１の温度検出用のセンサであり、定着器４０の内部に配置されている。プリンタエンジン制御部６３は、サーミスタ４４で検知された温度に基づいてヒータ用モータ４３Ｄの回転数を調整することで定着ローラ４１の発熱温度を制御することができる。
【００３９】
温湿度センサ５６は、画像形成装置１の内部空間における温度及び湿度を検出するためのセンサである。プリンタエンジン制御部６３は、後述するように、温湿度センサ５６による検出結果に基づいて高圧電源装置７０の動作を制御することができる。
【００４０】
一方、高圧電源装置７０は、高圧設定部７１、帯電バイアス発生部７２、現像バイアス発生部７３、１次転写バイアス発生部７４及び２次転写バイアス発生部７５を備えて構成されている。帯電バイアス発生部７２は、現像器１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ内の帯電ローラ１４Ｋ，１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃにそれぞれ供給すべき４系統の帯電バイアス（直流電圧）を発生する電源回路である。また、現像バイアス発生部７３は、現像器１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ内の現像ローラ１８Ｋ，１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃにそれぞれ供給すべき４系統の現像バイアス（直流電圧）を発生する電源回路である。そして、２次転写バイアス発生部７５は、２次転写ローラ２４に供給すべき転写バイアス（直流電圧）を発生する電源回路である。
【００４１】
１次転写バイアス発生部７４は、１次転写ローラ２５Ｋ，２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃにそれぞれ供給すべき転写バイアス（直流電圧）を発生する電源回路である。１次転写バイアス発生部７４は、図４に示されるように、正バイアス電源７４Ｋ，７４Ｙ，７４Ｍ，７４Ｃ（図２）によって構成されている。これら正バイアス電源７４Ｋ，７４Ｙ，７４Ｍ，７４Ｃは、負帯電性の現像剤像を被印刷媒体Ｐａに転写させるために正極性の転写バイアスを１次転写ローラ２５Ｋ，２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃに供給する。図４に示される負荷２０Ｋ，２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃは、１次転写ローラ２５Ｋ，２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃをそれぞれ含むものである。
【００４２】
プリンタエンジン制御部６３は、記憶部６５に予め記憶されたテーブル値に従って出力電圧及び指示電流の値を設定し、その設定結果を制御命令（コマンド）として高圧設定部７１に与える。高圧設定部７１は、プリンタエンジン制御部６３からの制御命令に応じて、電源電圧Ｖｄを用い、帯電バイアス発生部７２，現像バイアス発生部７３，１次転写バイアス発生部７４及び２次転写バイアス発生部７５にそれぞれ制御電圧（指示電圧）を供給する。帯電バイアス発生部７２，現像バイアス発生部７３，１次転写バイアス発生部７４及び２次転写バイアス発生部７５は、それぞれ、当該制御命令で指定されたバイアス電圧を発生する。
【００４３】
なお、上記したプリンタエンジン制御部６３及び高圧設定部７１の各々は、たとえば、制御用のプログラムコードが格納された不揮発性メモリと、そのプログラムコードを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などのプロセッサと、作業用メモリと、入出力インタフェース回路とを含む構成を有していればよい。また、プリンタエンジン制御部６３は、外部メモリである記憶部６５に格納されている設定データに基づいた制御を実行することができる。
【００４４】
次に、１次転写バイアス発生部７４の構成について説明する。正バイアス電源７４Ｋ，７４Ｙ，７４Ｍ，７４Ｃは、図４に示されるように、高圧設定部７１のＤＡＣ出力ポート７１Ｋ，７１Ｙ，７１Ｍ，７１Ｃから出力された４系統のアナログ電圧すなわち指示電圧に応じて動作する。図３に示した記憶部６５には、温度、湿度及び印刷速度の組み合わせに応じて予め設定された複数のテーブル値が格納されている。プリンタエンジン制御部６３は、温湿度センサ５６による検出結果と印刷速度とに応じたテーブル値を記憶部６５から取得する。次いで、プリンタエンジン制御部６３は、当該テーブル値に基づいて、負荷２０Ｋ，２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃにそれぞれ供給すべき電流に対応する指示電流値を設定し、その設定結果を制御命令として高圧設定部７１に与える。高圧設定部７１は、その制御命令に応じて、正バイアス電源７４Ｋ，７４Ｙ，７４Ｍ，７４Ｃの各々について指示電流値に対応するＤＡＣ設定値（デジタル値）を生成し、さらにこのＤＡＣ設定値をアナログ電圧すなわち指示電圧にＡ／Ｄ変換する。
【００４５】
上記正バイアス電源７４Ｋ，７４Ｙ，７４Ｍ，７４Ｃは全て同一構成を有するため、正バイアス電源７４Ｋの構成のみを以下に詳細に説明する。図５は、正バイアス電源７４Ｋの概略構成を示す図である。この正バイアス電源７４Ｋは、高圧設定部７１のＤＡＣ出力ポート７１Ｋから入力された指示電圧ＶＩに応じて正極性の転写バイアスを発生する。正バイアス電源７４Ｋは、負荷２０Ｋの電気的特性が所定範囲内で変動しても負荷２０Ｋにほぼ一定の電流Ｉｐを供給することができる定電流制御電源である。指示電圧ＶＩの値は、負荷２０Ｋに流すべき目標電流（指示電流）の値に対応している。
【００４６】
図５に示されるように、正バイアス電源７４Ｋは、入力された指示電圧ＶＩを降圧して指示電圧（入力電圧）Ｖｉを生成する抵抗１０１，１０２と、ノイズなどの不要な電圧成分を除去するコンデンサ１０３と、比較回路１０４と、トランス（変圧器）１０６と、このトランス１０６を駆動するトランス駆動回路１０５と、トランス１０６の出力を整流して基準電位（接地電位）以上の正極性の整流電圧ＲＶｐを生成する正極性整流回路１０７Ｐと、整流電圧ＲＶｐに基づいて生成された出力電圧Ｖｐ及び出力電流Ｉｐを負荷２０Ｋに供給する電源出力端子１１９とを備えている。ここで、電源出力端子１１９と正極性整流回路１０７Ｐとの間には高耐圧抵抗１１１が介在している。
【００４７】
トランス１０６は、互いに磁気的に結合し得る複数のコイル（巻線）を有する電磁トランスでもよいし、あるいは、圧電セラミックスなどの圧電振動子を有する圧電トランスでもよい。
【００４８】
また、正バイアス電源７４Ｋは、正極性整流回路１０７Ｐの出力に基づいて出力電流Ｉｐに応じた比較電圧Ｖｃを生成する電流検出回路１０８を備えている。正極性整流回路１０７Ｐは、正極性の整流電圧ＲＶｐを生成する。電流検出回路１０８は、整流電圧ＲＶｎ，ＲＶｐに応じて出力電流Ｉｐに応じた比較電圧Ｖｃを生成することができる。比較回路１０４は、比較電圧Ｖｃを指示電圧Ｖｉと比較して当該比較電圧Ｖｃと指示電圧Ｖｉとの間の差（差分絶対値）を小さくするようにトランス駆動回路１０５の動作を制御する。これにより、出力電流Ｉｐを、指示電圧Ｖｉで指定された電流と一致させるフィードバック制御すなわち定電流制御が実行される。
【００４９】
さらに、正バイアス電源７４Ｋは、整流電圧ＲＶｐを分圧して分圧電圧Ｒｖｐ（Ｒｖｐ＜ＲＶｐ）を生成する分圧回路１１２と、分圧電圧Ｒｖｐが逆バイアス電圧として印加される定電圧素子１１５と、電流経路１１７を介してこの定電圧素子１１５と直列に接続されたカレントミラー回路１１６と、このカレントミラー回路１１６を比較回路１０４の入力端子と電気的に接続する電流経路１１８とを備えている。分圧回路１１２は、正極性整流回路１０７Ｐの出力端と電流検出回路１０８の入力端との間に接続された分圧抵抗（直列接続抵抗）１１３，１１４からなる。これら分圧抵抗１１３，１１４の間の接続点で分圧電圧Ｒｖｐが発生する。カレントミラー回路１１６は、２つの電流経路１１７，１１８と接続されており、一方の電流経路１１７に流れた電流と比例する電流を他方の電流経路１１８に流すことができる。
【００５０】
定電流制御時において、出力電圧Ｖｐの値が所定の上限ＴＨｐ未満のとき、定電圧素子１１５は導通しない。一方、出力電圧Ｖｐの値が上昇して上限ＴＨｐに達したとき、定電圧素子１１５が定電圧源として動作して分圧電圧Ｒｖｐをクランプするため、出力電圧Ｖｐの上昇が制限される。また、このとき、定電圧素子１１５は導通して電流経路１１７及びカレントミラー回路１１６に一定の電流を流す。カレントミラー回路１１６は、電流経路１１７を流れる電流に比例する電流を電流経路１１８に流し、これにより抵抗１０１に電流を流して指示電圧Ｖｉを降下させる。このようにして正バイアス電源７４Ｋは、定電流制御時において負荷２０Ｋを過電圧から保護し、負荷２０Ｋへの電圧の間欠出力をも確実に防止することができる。
【００５１】
次に、図６を参照しつつ、正バイアス電源７４Ｋのより具体的な回路構成について説明する。図６は、トランス１０６として電磁トランスが使用された場合の正バイアス電源７４Ｋの回路構成例を示す図である。
【００５２】
図６に示されるように、比較回路１０４は、正電源電圧Ｖｓ（たとえば、２４ボルト）及び負電源電圧（接地電位）を用いて動作する演算増幅器（オペアンプ）１２１を有し、この演算増幅器１２１の反転入力端子（マイナス端子）とその出力端子との間に当該演算増幅器１２１と並列に接続されたコンデンサ１２２及び抵抗１２３を有する。ここで、コンデンサ１２２と抵抗１２３とは互いに直列に接続されている。また、演算増幅器１２１の非反転入力端子（プラス端子）には指示電圧Ｖｉが入力される。この演算増幅器１２１は、コンデンサ１２２の静電容量と抵抗１２３の電気抵抗とで定まる時定数に従って動作する積分回路を構成している。さらに、比較回路１０４は、演算増幅器１２１の出力端子に接続された抵抗１２４，１２６及びコンデンサ１２５を有している。
【００５３】
電磁トランス１０６は、一次主巻線Ｗａ、一次補助巻線Ｗｂ及び二次巻線Ｗｃを有する。トランス駆動回路１０５は、ｎｐｎ型バイポーラトランジスタ１２７からなる。このバイポーラトランジスタ１２７において、ベースは一次副巻線Ｗｂを介して比較回路１０４の出力端と接続され、コレクタは一次主巻線Ｗａの一端と接続され、エミッタには接地電位が印加されている。また、一次主巻線Ｗａの他端には、電源電圧Ｖｓ（たとえば、２４ボルト）が供給されている。
【００５４】
正極性整流回路１０７Ｐは、電磁トランス１０６の二次巻線Ｗｃの一端に接続された高耐圧の半波整流ダイオード１３１，１３２と、高耐圧のコンデンサ１３３，１３４とを有する。一方の半波整流ダイオード１３１のカソードと二次巻線Ｗｃの他端との間にコンデンサ１３３が接続され、他方の半波整流ダイオード１３２のアノードと二次巻線Ｗｃの当該他端との間にはコンデンサ１３４が接続されている。また、一方の半波整流ダイオード１３１は、二次巻線Ｗｃの一端と接続されたアノードを有し、このアノードに入力された交流電圧を半波整流して正極性電圧を出力する。コンデンサ１３３は、その正極性電圧を平滑化して正極性の整流電圧ＲＶｐを発生させる。他方の半波整流ダイオード１３２は、二次巻線Ｗｃの一端と接続されたカソードを有し、このカソードに入力された交流電圧を半波整流して負極性電圧を出力する。コンデンサ１３４は、その負極性電圧を平滑化して負極性の整流電圧ＲＶｎを発生させる。
【００５５】
ここで、電磁トランス１０６、正極性整流回路１０７Ｐ、高耐圧抵抗１１１及び高耐圧の分圧抵抗１１３は、エポキシ樹脂などの高絶縁材料で封止されており、モールドトランス１００を構成している。
【００５６】
電流検出回路１０８は、正電源電圧Ｖｓ（たとえば、２４ボルト）及び負電源電圧（接地電位）を用いて動作する演算増幅器１４１を有し、この演算増幅器１４１の非反転入力端子（プラス端子）には基準電位（接地電位）が印加されている。また、電流検出回路１０８は、演算増幅器１４１の反転入力端子（マイナス端子）とその出力端子との間で当該演算増幅器１４１と並列に接続された電流検出抵抗１４２及びコンデンサ１４３を有する。電流検出抵抗１４２とコンデンサ１４３とは互いに並列に接続されている。さらに、電流検出回路１０８においては、演算増幅器１４１の出力を平滑化するフィルタを構成する抵抗１４７及びコンデンサ１４８の組と、電流検出回路１０８への入力を平滑化するフィルタを構成する抵抗１４５及びコンデンサ１４６，１４４の組とが設けられている。
【００５７】
定電圧素子１１５は、ツェナーダイオードＺＤからなる。このツェナーダイオードＺＤのカソードは分圧回路１１２と接続され、ツェナーダイオードＺＤのアノードは電流経路１１７を介してカレントミラー回路１１６と接続されている。このツェナーダイオードＺＤの両端にツェナー電圧（たとえば、１２ボルト）以上の逆方向バイアスが印加されると、ツェナーダイオードＺＤはブレークダウン（降伏）して定電圧源（リミッタ回路）として動作する。
【００５８】
カレントミラー回路１１６は、一対のｎｐｎ型バイポーラトランジスタ１５１，１５２からなり、これらバイポーラトランジスタ１５１，１５２のベースは互いに接続され、これらバイポーラトランジスタ１５１，１５２のエミッタには接地電位が印加されている。一方のバイポーラトランジスタ１５１のコレクタとベースとは、互いに短絡され、且つ、ツェナーダイオードＺＤのアノードと結線されている。他方のバイポーラトランジスタ１５２のコレクタは、電流経路１１８を介して、比較回路１０４における演算増幅器１２１の非反転入力端子（プラス端子）と接続されている。このカレントミラー回路１１６では、一方のバイポーラトランジスタ１５１のコレクタ−エミッタ間を流れる電流とほぼ等しい電流が、他方のバイポーラトランジスタ１５２のコレクタ−エミッタ間を流れる。
【００５９】
次に、図６に示した構成を有する正バイアス電源７４Ｋの動作を以下に説明する。
【００６０】
高圧設定部７１は、たとえば３．３ボルトの電源電圧Ｖｄを参照して、０．０〜３．３ボルトの範囲の指示電圧ＶＩを生成することができる。指示電圧ＶＩは、抵抗１０１，１０２により分圧されて指示電圧Ｖｉとなる。抵抗１０１の電気抵抗を１００Ｋ（＝１００×１０３）Ωとし、抵抗１０２の電気抵抗を１Ｍ（＝１×１０６）Ωとした場合は、０．０〜３．３ボルトの範囲の指示電圧ＶＩを、０．０〜３．０ボルトの範囲の指示電圧Ｖｉに降圧することが可能である。
【００６１】
比較回路１０４の出力電圧は、初期状態では、ほぼ零ボルトである。非零の指示電圧ＶＩが正バイアス電源７４Ｋに入力されると、この入力に応じて比較回路１０４の出力電圧が上昇してバイポーラトランジスタ１２７をオフ状態からオン状態（導通状態）にする。この結果、電磁トランス１０６の一次主巻線Ｗａに電流が流れる。これにより、電磁トランス１０６は、ＬＣ共振による発振（自励発振）を開始して二次巻線Ｗｃに交流電圧を発生させる。正極性整流回路１０７Ｐは、その交流電圧を半波整流し平滑化して正極性の整流電圧ＲＶｐを生成する。
【００６２】
電流検出回路１０８において演算増幅器１４１の出力端子は、正極性整流回路１０７Ｐの半波整流ダイオード１３２が電流を引き込むことで、ソース電流を吐き出す。このため、定電圧素子１１５及びカレントミラー回路１１６からなる保護回路が動作しないとき、負荷２０Ｋに流れる実電流Ｉｐとほぼ等しい量の検出電流Ｉｄが電流検出抵抗１４２に流れる。負帰還がかけられた演算増幅器１４１の非反転入力端子（プラス端子）には接地電位が印加されているので、演算増幅器１４１は、反転入力端子（マイナス端子）の電圧を接地電位に維持しようとする。よって、演算増幅器１４１の出力電圧は、電流検出抵抗１４２を流れる電流量の上昇とともに上昇する。したがって、演算増幅器１４１は、検出電流Ｉｄに応じた電圧を自己の出力端子から出力することができる。
【００６３】
たとえば、電流検出回路１０８における電流検出抵抗１４２の電気抵抗を４７ＫΩとした場合、３．０ボルトの電位に対応する指示電流値を約６４μアンペア（＝３．０Ｖ／４７ＫΩ）とすることが可能である。この場合、プリンタエンジン制御部６３は、０．０〜３．３ボルトの範囲の指示電圧ＶＩに比例する０〜６４μアンペアの範囲の指示電流値を設定することができる。また、高圧設定部７１は、０〜６４μアンペアの範囲の指示電流値に比例する０ｈｅｘ〜ＦＦｈｅｘの範囲の２８ビットのＤＡＣ設定値を生成することができる（ここで、数値の末尾に付加された記号「ｈｅｘ」は、当該数値が１６進数表記の値であることを示す）。
【００６４】
比較回路１０４の演算増幅器１２１は、電流検出回路１０８で生成された比較電圧Ｖｃを指示電圧Ｖｉと比較し、当該比較電圧Ｖｃが指示電圧Ｖｉよりも低い場合は、当該演算増幅器１２１の出力電圧を上昇させてバイポーラトランジスタ１２７のコレクタ電流を増加させる。一方、比較電圧Ｖｃが指示電圧Ｖｉよりも高い場合は、演算増幅器１２１の出力電圧は低下してバイポーラトランジスタ１２７のコレクタ電流を減少させる。このように比較回路１０４は、比較電圧Ｖｃが指示電圧Ｖｉと等しくなるようにバイポーラトランジスタ１２７のベース電流を制御する。このため、比較電圧Ｖｃと指示電圧Ｖｉとのバランスがとれると、比較回路１０４の出力が安定することとなる。
【００６５】
今、抵抗１０１の電気抵抗が１００ＫΩ、抵抗１０２の電気抵抗が１ＭΩ、分圧抵抗１１３の電気抵抗が５０ＭΩ、分圧抵抗１１４の電気抵抗が１１０ＫΩ、ツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧が１２．０ボルトであり、カレントミラー回路１１６のバイポーラトランジスタ１５１のコレクタ−エミッタ間電位差が０．６ボルトである場合を想定する。この場合、正バイアス電源７４Ｋは、分圧電圧Ｒｖｐが１２．６ボルト未満のときは、指示電圧ＶＩで指定された出力電流Ｉｐを負荷２０Ｋに流す定電流制御を実行する。分圧電圧Ｒｖｐが１２．６ボルトに達したとき、ツェナーダイオードＺＤがブレークダウンし、半波整流ダイオード１３１のカソード側電位（整流電圧ＲＶｐ）は、次式の通り、約５７４０ボルトである。
１２．６Ｖ×（５０ＭΩ＋１１０ＫΩ）／１１０ＫΩ＝約５７４０Ｖ。
【００６６】
よって、整流電圧ＲＶｐが約５７４０ボルトに達すると、ツェナーダイオードＺＤに電流が流れ始め、この電流にほぼ等しい電流が抵抗１０１及び電流経路１１８に流れる。これにより、演算増幅器１２１の非反転入力端子（プラス端子）に入力される指示電圧Ｖｉが低下する。
【００６７】
半波整流ダイオード１３１のカソード側電位（整流電圧ＲＶｐ）が６０００ボルトに上昇したとき、分圧抵抗１１３の両端間の電位差が５９８７．４ボルト（＝６０００Ｖ−１２．６Ｖ）となるため、分圧抵抗１１３に流れる電流Ｉａは、次式の通り、約１１９．７μアンペアとなる。
５９８７．４Ｖ／５０ＭΩ＝約１１９．７μＡ。
【００６８】
一方、分圧抵抗１１４に流れる電流Ｉｂは、次式の通り、約１１４．５μアンペアとなる。
１２．６Ｖ／１１０ＫΩ＝約１１４．５μＡ。
【００６９】
このとき、ツェナーダイオードＺＤに流れる電流は、次式の通り、５．２μアンペアとなる。
１１９．７μＡ−１１４．５μＡ＝５．２μＡ。
【００７０】
よって、比較回路１０４における演算増幅器１２１の非反転入力端子（プラス端子）の電圧Ｖｉは、次式の通り、約０．５２ボルトだけ低下する。
５．２μＡ×１００ＫΩ＝０．５２Ｖ。
【００７１】
この電圧Ｖｉの低下分に応じて、指示電流値は、次式の通り、実質的には、約１１．１μアンペアだけ低下させられたと考えることができる。
（６４μＡ／３．０Ｖ）×０．５２Ｖ≒１１．１μＡ。
【００７２】
以上により、無負荷時（負荷２０Ｋのインピーダンスが無限大のとき）には、プリンタエンジン制御部６３で設定された指示電流値が１６．３μＡであり、整流電圧ＲＶｐが６０００ボルトとなる場合、計算上では、２８ビットのＤＡＣ設定値は、１０進数表記で６５（＝（２５５／６４μＡ）×１６．３μＡ）となり、１６進数表記では４１ｈｅｘとなる。
【００７３】
さらに、仮に、整流電圧ＲＶｐが７０００Ｖとなった場合を想定する。この場合、分圧抵抗１１３に流れる電流Ｉａは、次式の通り、約１３９．７μアンペアとなる。
（７０００Ｖ−１２．６Ｖ）／５０ＭΩ≒１３９．７μＡ。
【００７４】
分圧抵抗１１４に流れる電流Ｉｂは、上記の通り、約１１４．５μアンペアとなるため、ツェナーダイオードＺＤに流れる電流は、次式の通り、約２５．２μアンペアとなる。
１３９．７μＡ−１１４．５μＡ＝２５．２μＡ。
【００７５】
よって、比較回路１０４における演算増幅器１２１の非反転入力端子（プラス端子）の電圧Ｖｉは、次式の通り、約２．５２ボルトだけ低下する。
２５．２μＡ×１００ＫΩ＝２．５２Ｖ。
【００７６】
この電圧Ｖｉの低下分に応じて、指示電流値は、次式の通り、実質的に、約５３．７μアンペアだけ低下させられたと考えることができる。
（６４μＡ／３．０Ｖ）×２．５２Ｖ≒５３．７μＡ。
【００７７】
この指示電流値の実質的な低下分（＝５３．７μＡ）と指示電流値の上限値（＝６４μＡ）との差（＝１０．３μＡ）は、計算上は、無負荷時にツェナーダイオードＺＤを流れる電流（＝約２５．２μＡ）よりも少ない。比較回路１０４は、そのような状態を発生させないように動作するため、整流電圧ＲＶｐが７０００Ｖとなる条件は存在しないこととなる。なお、実際には、ツェナーダイオードＺＤは、当該ツェナーダイオードＺＤに印加される逆バイアスがツェナー電圧に到達する前に電流を流し始めるため、上記した計算が厳密に成立するわけではない。
【００７８】
図７〜図１０は、図６に示した正バイアス電源７４Ｋの回路について得られた特性値をテーブルに表す図である。図７は、無負荷時（負荷２０Ｋのインピーダンスが無限大となるとき）の特性値を、図８は、負荷２０Ｋの電気抵抗（負荷抵抗）が５０ＭΩのときの特性値を、図９は、負荷抵抗が１００ＭΩのときの回路値を、図１０は、負荷抵抗が２００ＭΩのときの特性値をそれぞれ表している。図７〜図１０の特性値は、１次転写ローラ２５Ｋの電気抵抗は１０Ｍ〜１００ＭΩの範囲内であることと、１次転写ローラ２５Ｋを流れる１次転写電流が３０〜５０μアンペアの範囲内であることを想定して得られたものである。
【００７９】
また、図１１は、図７〜図１０に基づいて作成された指示電流値と入力電圧Ｖｉとの間の関係を示すグラフであり、図１２は、図７〜図１０に基づいて作成された指示電流値とトランス出力電圧ＲＶｐとの間の関係を示すグラフである。図１２を参照すると、負荷抵抗が１００ＭΩ，２００ＭΩのときと、負荷抵抗が無限大のとき（無負荷時）とで、トランス出力電圧ＲＶｐが過電圧にならないように抑制されていることが分かる。
【００８０】
なお、保護動作開始電圧は、たとえば、分圧抵抗１１４の電気抵抗を変えて調整することが可能である。また、指示電圧ＶＩを降圧する割合、すなわち、指示電圧ＶＩに対する入力電圧Ｖｉの比率は、たとえば、抵抗１０１の電気抵抗を変えて調整することが可能である。
【００８１】
以上説明したように実施の形態１の正バイアス電源７４Ｋにおいては、負荷２０Ｋに対する定電流制御時に出力電圧Ｖｐが上限閾値に達すると、定電圧素子１１５が定電圧源として動作して分圧電圧Ｒｖｐをクランプするため、出力電圧Ｖｐの上昇を制限することができる。同時に、カレントミラー回路１１６は、定電圧素子１１５を流れる電流に比例する電流を電流経路１１８に流して比較回路１０４への入力電圧Ｖｉを降下させる。これにより、正バイアス電源７４Ｋは、定電流制御時に過電圧保護動作を緩やかに行うことができる。また、負荷２０Ｋの電気的特性の異常が継続しても、負荷２０Ｋへの高圧出力波形は発振せずに安定し得る。他の正バイアス電源７４Ｙ，７４Ｍ，７４Ｃも同様に動作する。よって、１次転写バイアス発生部７４は、過電圧保護動作による高圧出力の間欠または高圧出力波形の発振を確実に防止することができる。
【００８２】
したがって、本実施の形態の画像形成装置１は、１次転写ローラ２５Ｋ，２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃのインピーダンスが想定を超えて高くなった場合でも画像形成を安定的に行うことができる。また、ローラ抵抗が高くなる低温環境下でも、電源投入直後の起動時に過電圧保護動作が働くため、印刷動作を停止させることがない。
【００８３】
また、図５に示されるように、定電圧素子１１５及びカレントミラー回路１１６からなる保護回路はトランス駆動回路１０５とは独立して動作することができる。言い換えれば、本実施の形態の保護回路は、トランス駆動回路１０５への依存性を持たない。このため、トランス１０６の種類及び発振方式（自励発振方式及び他励発振方式）に関わらず、当該保護回路を適用することができる。たとえば、トランス１０６として、電磁トランスに代えて圧電トランスを使用することも可能である。
【００８４】
さらに、保護回路はハードウェア（アナログ回路）で実現されているため、たとえ、プリンタエンジン制御部６３または高圧設定部７１におけるプロセッサの動作が不安定になっても、負荷２０Ｋを過電圧から確実に保護することができ、安全性を確保することができる。
【００８５】
実施の形態２．
次に、本発明に係る実施の形態２について説明する。上記実施の形態１の画像形成装置１は、負帯電性の現像剤像を被印刷媒体Ｐａに転写させるために正極性の転写バイアスを１次転写ローラ２５Ｋ，２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃに供給する１次転写バイアス発生部７４を備えていた。これに対し、実施の形態２の画像形成装置は、正帯電性の現像剤像を被印刷媒体Ｐａに転写させるために負極性の転写バイアスを供給する１次転写バイアス発生部を備える。
【００８６】
図１３は、実施の形態２の１次転写バイアス発生部７６の概略構成を示すブロック図である。本実施の形態の画像形成装置の構成は、上記実施の形態１の１次転写バイアス発生部７４に代えて図１３の１次転写バイアス発生部７６を有する点を除いて、上記実施の形態１の画像形成装置１の構成と同じである。ただし、本実施の形態では、トナーカートリッジ１１Ｋ，１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃにそれぞれ正帯電性の現像剤が収容される。
【００８７】
図１３に示されるように、１次転写バイアス発生部７６は、負バイアス電源７６Ｋ，７６Ｙ，７６Ｍ，７６Ｃによって構成される。これら負バイアス電源７６Ｋ，７６Ｙ，７６Ｍ，７６Ｃは、正帯電性の現像剤像を被印刷媒体Ｐａに転写させるために負極性の転写バイアスを負荷２０Ｋ，２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃに供給する。負バイアス電源７６Ｋ，７６Ｙ，７６Ｍ，７６Ｃは、高圧設定部７１のＤＡＣ出力ポート７１Ｋ，７１Ｙ，７１Ｍ，７１Ｃから出力された４系統のアナログ電圧すなわち指示電圧に応じて動作する。これら負バイアス電源７６Ｋ，７６Ｙ，７６Ｍ，７６Ｃは全て同一構成を有するため、負バイアス電源７６Ｋの構成のみを以下に詳細に説明する。
【００８８】
図１４は、負バイアス電源７６Ｋの概略構成を示す図である。この負バイアス電源７６Ｋは、高圧設定部７１のＤＡＣ出力ポート７１Ｋから入力された指示電圧ＶＩに応じて負極性の転写バイアスを発生する。負バイアス電源７６Ｋは、負荷２０Ｋの電気的特性が所定範囲内で変動しても負荷２０Ｋにほぼ一定の電流Ｉｎを供給することができる定電流制御電源である。指示電圧ＶＩの値は、負荷２０Ｋに流すべき目標電流（指示電流）の値に対応している。
【００８９】
図１４に示されるように、負バイアス電源７６Ｋは、上記実施の形態１の正バイアス電源７４Ｋと同様に、抵抗１０１，１０２、コンデンサ１０３、比較回路１０４、トランス駆動回路１０５、トランス（変圧器）１０６、分圧回路１１２及び高耐圧抵抗１１１を有する。本実施の形態の負バイアス電源７６Ｋは、さらに、トランス１０６の出力を整流して基準電位（接地電位）以下の負極性の整流電圧ＲＶｎを生成する負極性整流回路１０７Ｎと、この負極性の整流電圧ＲＶｎに基づいて生成された出力電圧Ｖｎ及び出力電流Ｉｎを負荷２０Ｋに供給する電源出力端子１１９とを備えている。
【００９０】
また、負バイアス電源７６Ｋは、負極性整流回路１０７Ｎの出力に基づいて出力電流Ｉｎに応じた比較電圧Ｖｄを生成する電流検出回路１０８Ｎを有している。負極性整流回路１０７Ｎは、負極性の整流電圧ＲＶｎとは逆極性の正極性の整流電圧ＲＶｐをも生成する。負極性整流回路１０７Ｎは、整流電圧ＲＶｎ，ＲＶｐに応じて出力電流Ｉｎに応じた比較電圧Ｖｄを生成することができる。比較回路１０４は、比較電圧Ｖｄを指示電圧Ｖｉと比較して当該比較電圧Ｖｄと指示電圧Ｖｉとの間の差（差分絶対値）を小さくするようにトランス駆動回路１０５の動作を制御する。これにより、出力電流Ｉｎを、指示電圧Ｖｉで指定された電流と一致させるフィードバック制御すなわち定電流制御が実行される。
【００９１】
さらに、負バイアス電源７６Ｋは、整流電圧ＲＶｎを分圧して分圧電圧Ｒｖｎを生成する分圧回路１１２と、分圧電圧Ｒｖｎが逆バイアス電圧として印加される定電圧素子１１５Ｎと、電流経路１１７を介してこの定電圧素子１１５Ｎと直列に接続されたカレントミラー回路１１６Ｎと、このカレントミラー回路１１６Ｎを比較回路１０４の入力端子と電気的に接続する電流経路１１８とを備えている。分圧回路１１２では、分圧抵抗１１３，１１４の間の接続点で分圧電圧Ｒｖｎが発生する。カレントミラー回路１１６Ｎは、２つの電流経路１１７，１１８と接続されており、一方の電流経路１１７に流れた電流と比例する電流を他方の電流経路１１８に流すことができる。
【００９２】
定電流制御時においては、出力電圧Ｖｎの値が所定の下限ＴＨｎよりも大きいとき、定電圧素子１１５Ｎは導通しない。一方、出力電圧Ｖｎの値が下降して下限ＴＨｎに達したとき、定電圧素子１１５Ｎが定電圧源として動作して分圧電圧Ｒｖｎをクランプするため、出力電圧Ｖｎの下降が制限される。また、このとき、定電圧素子１１５Ｎは導通して電流経路１１７及びカレントミラー回路１１６Ｎに一定の電流を流す。カレントミラー回路１１６Ｎは、電流経路１１７を流れる電流に比例する電流を電流経路１１８に流し、これにより抵抗１０１に電流を流して指示電圧Ｖｉを降下させる。このようにして負バイアス電源７６Ｋは、定電流制御時において負荷２０Ｋを過電圧から保護し、負荷２０Ｋへの電圧の間欠出力をも確実に防止することができる。
【００９３】
次に、図１５を参照しつつ、負バイアス電源７６Ｋのより具体的な回路構成について説明する。図１５は、トランス１０６として電磁トランスが使用された場合の負バイアス電源７６Ｋの回路構成例を示す図である。
【００９４】
図１５に示される比較回路１０４、トランス駆動回路１０５及びトランス（電磁トランス）１０６の回路構成は、図６に示した比較回路１０４、トランス駆動回路１０５及びトランス１０６の回路構成とそれぞれ同じである。
【００９５】
負極性整流回路１０７Ｎは、電磁トランス１０６の二次巻線Ｗｃの一端に接続された高耐圧の半波整流ダイオード１３１，１３２と、高耐圧のコンデンサ１３３，１３４とを有する。一方の半波整流ダイオード１３１のアノードと二次巻線Ｗｃの他端との間にコンデンサ１３３が接続され、他方の半波整流ダイオード１３２のカソードと二次巻線Ｗｃの他端との間にはコンデンサ１３４が接続されている。また、一方の半波整流ダイオード１３１は、二次巻線Ｗｃの一端と接続されたカソードを有し、このカソードに入力された交流電圧を半波整流して負極性電圧を出力する。コンデンサ１３３は、その負極性電圧を平滑化して負極性の整流電圧ＲＶｎを発生させる。他方の半波整流ダイオード１３２は、二次巻線Ｗｃの一端と接続されたアノードを有し、このアノードに入力された交流電圧を半波整流して正極性電圧を出力する。コンデンサ１３４は、その正極性電圧を平滑化して正極性の整流電圧ＲＶｐを発生させる。
【００９６】
ここで、電磁トランス１０６、負極性整流回路１０７Ｎ、高耐圧抵抗１１１及び高耐圧の分圧抵抗１１３は、エポキシ樹脂などの高絶縁材料で封止されており、モールドトランス１００Ｎを構成している。
【００９７】
電流検出回路１０８は、コンデンサ１４４と、電流検出抵抗１４９と、平滑化フィルタを構成する抵抗１４７及びコンデンサ１４８の組とを有する。電流検出抵抗１４９の一端は、分圧回路１１２と負極性整流回路１０７Ｎとに接続されており、電流検出抵抗１４９の他端には接地電位が印加されている。
【００９８】
定電圧素子１１５Ｎは、ツェナーダイオードＺＤからなる。このツェナーダイオードＺＤのアノードは分圧回路１１２と接続され、ツェナーダイオードＺＤのカソードは電流経路１１７を介してカレントミラー回路１１６Ｎと接続されている。このツェナーダイオードＺＤの両端にツェナー電圧（たとえば、１２ボルト）以上の逆方向バイアスが印加されると、ツェナーダイオードＺＤはブレークダウン（降伏）して定電圧源（リミッタ回路）として動作する。
【００９９】
カレントミラー回路１１６Ｎは、一対のｎｐｎ型バイポーラトランジスタ１５１，１５２からなり、これらバイポーラトランジスタ１５１，１５２のベースは、互いに接続され且つ接地電位の印加を受けている。一方のバイポーラトランジスタ１５１では、コレクタに接地電位が印加され、エミッタはツェナーダイオードＺＤのカソードと結線されている。他方のバイポーラトランジスタ１５２のエミッタも、ツェナーダイオードＺＤのカソードと結線されている。また、バイポーラトランジスタ１５２のコレクタは、電流経路１１８を介して、比較回路１０４における演算増幅器１２１の非反転入力端子（プラス端子）と接続されている。このカレントミラー回路１１６Ｎでは、一方のバイポーラトランジスタ１５１のコレクタ−エミッタ間を流れる電流と、他方のバイポーラトランジスタ１５２のコレクタ−エミッタ間を流れる電流との和が、ツェナーダイオードＺＤに流れる電流とほぼ等しくなる。
【０１００】
次に、図１５に示した構成を有する負バイアス電源７６Ｋの動作を以下に説明する。
【０１０１】
高圧設定部７１は、上記実施の形態１の場合と同様に、たとえば３．３ボルトの電源電圧Ｖｄを参照して、０．０〜３．３ボルトの範囲の指示電圧ＶＩを生成することができる。指示電圧ＶＩは、抵抗１０１，１０２により分圧されて指示電圧Ｖｉとなる。たとえば、電流検出抵抗１４９の電気抵抗を４７ＫΩとしたとき、抵抗１０１の電気抵抗を２００ＫΩとすることができる。
【０１０２】
比較回路１０４の出力電圧は、初期状態では、ほぼ零ボルトである。非零の指示電圧ＶＩが負バイアス電源７６Ｋに入力されると、この入力に応じて比較回路１０４の出力電圧が上昇してバイポーラトランジスタ１２７をオフ状態からオン状態（導通状態）にする。この結果、電磁トランス１０６の一次主巻線Ｗａに電流が流れる。これにより、電磁トランス１０６は、ＬＣ共振による発振（自励発振）を開始して二次巻線Ｗｃに交流電圧を発生させる。負極性整流回路１０７Ｎは、その交流電圧を半波整流し平滑化して負極性の整流電圧ＲＶｎ及び正極性の整流電圧ＲＶｐを生成する。
【０１０３】
定電圧素子１１５Ｎ及びカレントミラー回路１１６Ｎからなる保護回路が動作しないとき、負荷２０Ｋに流れる実電流Ｉｎとほぼ等しい量の検出電流Ｉｅが電流検出抵抗１４９に流れる。電流検出抵抗１４９の両端間の電位差は、この電流検出抵抗１４９を流れる電流量の上昇とともに上昇するので、電流検出回路１０８Ｎは、検出電流Ｉｅに応じた比較電圧Ｖｄを出力することができる。
【０１０４】
比較回路１０４の演算増幅器１２１は、電流検出回路１０８Ｎで生成された比較電圧Ｖｄを指示電圧Ｖｉと比較し、当該比較電圧Ｖｄが指示電圧Ｖｉよりも低い場合は、当該演算増幅器１２１の出力電圧を上昇させてバイポーラトランジスタ１２７のコレクタ電流を増加させる。一方、比較電圧Ｖｄが指示電圧Ｖｉよりも高い場合は、演算増幅器１２１の出力電圧は低下してバイポーラトランジスタ１２７のコレクタ電流を減少させる。このように比較回路１０４は、比較電圧Ｖｄが指示電圧Ｖｉと等しくなるようにバイポーラトランジスタ１２７のベース電流を制御する。このため、比較電圧Ｖｄと指示電圧Ｖｉとのバランスがとれると、比較回路１０４の出力が安定することとなる。
【０１０５】
以上説明したように実施の形態２の負バイアス電源７６Ｋにおいては、負荷２０Ｋに対する定電流制御時に出力電圧Ｖｎが下限に達すると、定電圧素子１１５Ｎが定電圧源として動作して分圧電圧Ｒｖｎをクランプするため、出力電圧Ｖｎの下降を制限することができる。同時に、カレントミラー回路１１６Ｎは、定電圧素子１１５Ｎを流れる電流に比例する電流を電流経路１１８に流して比較回路１０４への入力電圧Ｖｉを降下させる。これにより、負バイアス電源７６Ｋは、上記実施の形態１の正バイアス電源７４Ｋと同様に、定電流制御時に過電圧保護動作を緩やかに行うことができる。また、負荷２０Ｋの電気的特性の異常が継続しても、負荷２０Ｋへの高圧出力波形は発振せずに安定し得る。他の負バイアス電源７６Ｙ，７６Ｍ，７６Ｃも同様に動作する。よって、１次転写バイアス発生部７６は、過電圧保護動作による高圧出力の間欠または高圧出力波形の発振を確実に防止することができる。
【０１０６】
したがって、本実施の形態の画像形成装置は、１次転写ローラ２５Ｋ，２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃのインピーダンスが想定を超えて高くなった場合でも画像形成を安定的に行うことができる。また、ローラ抵抗が高くなる低温環境下でも、電源投入直後の起動時に過電圧保護動作が働くため、印刷動作を停止させることがない。
【０１０７】
なお、分圧抵抗１１３の電気抵抗は、たとえば、５０ＭΩとすることができる。この分圧抵抗１１３の電気抵抗を調整したり、抵抗１０１，１０２の電気抵抗を調整したりすることで、保護動作を調整することができる。
【０１０８】
実施の形態３．
次に、本発明に係る実施の形態３について説明する。図１６は、実施の形態３の画像形成装置１Ｂの主な構成を概略的に示す図である。
【０１０９】
画像形成装置１Ｂの構成は、中間転写ベルト２１を挟み込んで屈曲させる屈曲ローラ２６Ａ及びバックアップローラ２６Ｂの対を有する点と、上記実施の形態１の高圧電源装置７０に代えて高圧電源装置７０Ｂを有する点とを除いて、上記実施の形態１の画像形成装置１の構成と同じである。このため、図１６において、図１に示した構成要素と同じ符号を付された構成要素については、その詳細な説明を省略する。
【０１１０】
図１６に示されるように、画像形成装置１Ｂは、屈曲ローラ２６Ａにバイアス電圧を供給する両極性バイアス発生部７７を有している。図１６には、説明の便宜上、両極性バイアス発生部７７と高圧電源装置７０Ｂとが互いに分離して図示されているが、後述するように両極性バイアス発生部７７は、高圧電源装置７０Ｂの構成要素の一部である。
【０１１１】
本実施の形態の画像形成装置１Ｂでは、屈曲ローラ２６Ａ及びバックアップローラ２６Ｂが中間転写ベルト２１を屈曲させ、この中間転写ベルト２１の屈曲により生じたスペースに定着器４０が配置されている。このため、実施の形態１の画像形成装置１と比べると、２次転写ローラ２４及びバックアップローラ３４間のニップ部と定着器４０との間の距離が短い。これにより、媒体搬送方向に短い長さを持つ被印刷媒体Ｐａに対しても画像形成を行うことが可能となる。
【０１１２】
屈曲ローラ２６Ａ及びバックアップローラ２６Ｂの各々は、金属製の芯材からなる軸部と、この軸部の外周面上に形成された弾性層とで構成されている。バックアップローラ２６Ｂの軸部には接地電位が印加されており、屈曲ローラ２６Ａの軸部には、両極性バイアス発生部７７からバイアス電圧が供給される。
【０１１３】
屈曲ローラ２６Ａは、２次転写ローラ２４及びバックアップローラ３４間のニップ部とクリーニングブレード２７Ｂとの間の領域に配置され、中間転写ベルト２１の表面と接触している。このため、屈曲ローラ２６Ａは、中間転写ベルト２１上の２次転写される現像剤像とは接触しないが、２次転写されずに中間転写ベルト２１上に残留する現像剤（濃度検出用のパッチ画像の現像剤を含む。）とは接触する。両極性バイアス発生部７７は、屈曲ローラ２６Ａの表面に残留現像剤が付着し堆積することを防止するために正極性または負極性のバイアス電圧を屈曲ローラ２６Ａに供給するものである。
【０１１４】
たとえば、負帯電性の現像剤からなる濃度検出用のパッチ画像が中間転写ベルト２１上に１次転写されたとき、このパッチ画像は、２次転写されずにベルトクリーニング部２７で回収される。両極性バイアス発生部７７は、負極性のバイアス電圧を屈曲ローラ２６Ａに印加してパッチ画像の現像剤が屈曲ローラ２６Ａに付着することを防止する。ジャム（たとえば、被印刷媒体Ｐａが搬送路で詰まった状態）が発生したときも、中間転写ベルト２１上の現像剤像は２次転写されずにベルトクリーニング部２７で回収されるため、両極性バイアス発生部７７は、負極性のバイアス電圧を屈曲ローラ２６Ａに印加する。
【０１１５】
印刷動作時にジャムが発生せず、パッチ画像も１次転写されないとき、両極性バイアス発生部７７は、屈曲ローラ２６Ａが１回転する周期で正極性のバイアスと負極性のバイアスとを交互に屈曲ローラ２６Ａに印加して、屈曲ローラ２６Ａに付着した現像剤を中間転写ベルト２１に戻すように動作する。このとき、負極性バイアス印加によって、負帯電された現像剤は中間転写ベルト２１へ移動し、屈曲ローラ２６Ａ上には正帯電した現像剤が残る。正極性バイアス印加時には、正帯電した現像剤が屈曲ローラ２６Ａ上に移動する。
【０１１６】
両極性バイアス発生部７７は、屈曲ローラ２６Ａにほぼ一定の電流を供給することができる定電流制御電源である。両極性バイアス発生部７７は、たとえば、負極性バイアス印加時に−４０μアンペア程度の電流を供給し、正極性バイアス印加時には＋２０μアンペア程度の電流を供給するように定電流制御を実行することができる。
【０１１７】
図１７は、実施の形態３の制御回路６０及び高圧電源装置７０Ｂの概略構成を示すブロック図である。図１７に示される制御回路６０の構成は、上記実施の形態１の制御回路６０の構成（図３）と同じである。
【０１１８】
高圧電源装置７０Ｂは、図１７に示されるように、高圧設定部７１Ｂ、帯電バイアス発生部７２、現像バイアス発生部７３、１次転写バイアス発生部７４、２次転写バイアス発生部７５及び両極性バイアス発生部７７を備えて構成されている。図１７に示した帯電バイアス発生部７２、現像バイアス発生部７３、１次転写バイアス発生部７４及び２次転写バイアス発生部７５の構成は、上記実施の形態１の帯電バイアス発生部７２、現像バイアス発生部７３、１次転写バイアス発生部７４及び２次転写バイアス発生部７５の構成（図３）とそれぞれ同じである。
【０１１９】
プリンタエンジン制御部６３は、記憶部６５に予め記憶されたテーブル値に従って、１次転写バイアス発生部７４の正バイアス電源７４Ｋ，７４Ｙ，７４Ｍ，７４Ｃに対してそれぞれ指示電流値を設定すると同時に、両極性バイアス発生部７７に対して指示電流値を設定し、それら設定結果を制御命令として高圧設定部７１Ｂに与える。
【０１２０】
高圧設定部７１Ｂは、当該制御命令に応じて、電源電圧Ｖｄを用い、正バイアス電源７４Ｋ，７４Ｙ，７４Ｍ，７４Ｃ及び両極性バイアス発生部７７の各々について指示電流値に対応するＤＡＣ設定値（デジタル値）を生成し、さらにこのＤＡＣ設定値をアナログ電圧すなわち指示電圧にＡ／Ｄ変換する。
【０１２１】
図１８に示されるように、高圧設定部７１Ｂは、バイアス出力制御信号Ｓｗａ，Ｓｗｂをそれぞれ出力する制御出力ポート７１Ｓａ，７１Ｓｂと、負極性バイアス印加用の指示電流値に対応した指示電圧ＶＩａを出力するＤＡＣ出力ポート７１Ｒａと、正極性バイアス印加用の指示電流値に対応した指示電圧ＶＩｂを出力するＤＡＣ出力ポート７１Ｒｂとを有する。高圧設定部７１Ｂは、論理値「０」を表すＬレベル（低レベル）もしくは論理値「１」を表すＨレベル（高レベル）のいずれか一方の信号レベルを有するバイアス出力制御信号ＳＷａ，ＳＷｂを生成する。バイアス出力制御信号ＳＷａ，ＳＷｂのうちの一方の信号レベルがＨレベルのとき、他方の信号レベルはＬレベルとなり、バイアス出力制御信号ＳＷａ，ＳＷｂの信号レベルが同時に同一レベルになることはない。
【０１２２】
両極性バイアス発生部７７は、一方のバイアス出力制御信号Ｓｗａの信号レベルがＨレベルのとき、指示電圧ＶＩａに応じた負極性バイアスを発生して屈曲ローラ２６Ａを含む負荷２０Ａにその負極性バイアスを供給し、他方のバイアス出力制御信号Ｓｗｂの信号レベルがＨレベルのときは、指示電圧ＶＩｂに応じた正極性バイアスを発生して負荷２０Ａに供給する。
【０１２３】
図１９は、両極性バイアス発生部７７の概略構成を示す図である。
【０１２４】
図１９に示されるように、両極性バイアス発生部７７は、負極性バイアス発生用の構成として、入力された指示電圧ＶＩａを降圧して指示電圧（入力電圧）Ｖｉａを生成する抵抗２１１，２１２と、ノイズなどの不要な電圧成分を除去するコンデンサ２１３と、比較回路２１４と、圧電トランス２１６と、この圧電トランス２１６を駆動するトランス駆動回路２１５と、圧電トランス２１６の出力を整流して基準電位（接地電位）以下の負極性の整流電圧ＲＶｎａを生成する負極性整流回路２１７とを備えている。電源出力端子２４９は、整流電圧ＲＶｎａに基づいて生成された出力電圧（負極性バイアス）及び出力電流を負荷２０Ａに供給することができる。
【０１２５】
トランス駆動回路２１５は、バイアス出力制御信号ＳＷａの信号レベルがＨレベルのときは、圧電トランス２１６を駆動し、バイアス出力制御信号ＳＷａの信号レベルがＬレベルのときは、圧電トランス２１６を駆動しない。
【０１２６】
負極性整流回路２１７は、負極性の整流電圧ＲＶｎａを出力する出力端と、整流電圧ＲＶｎａとは逆極性の正極性の整流電圧ＲＶｐａを出力する出力端とを有し、これら出力端の間に抵抗２１８が介在している。また、両極性バイアス発生部７７では、負極性整流回路２１７は、分圧回路２４０を介して電流検出回路２５０と接続されている。
【０１２７】
電流検出回路２５０は、負極性整流回路２１７の出力に基づいて負荷２０Ａへの出力電流に応じた比較電圧Ｖｃａを生成する機能を有する。比較回路２１４は、電流検出回路２５０から入力された比較電圧Ｖｃａを指示電圧Ｖｉａと比較して当該比較電圧Ｖｃａと指示電圧Ｖｉａとの間の差（差分絶対値）を小さくするようにトランス駆動回路２１５の動作を制御する。これにより、指示電圧Ｖｉａで指定された電流に出力電流を一致させるフィードバック制御すなわち定電流制御が実行される。
【０１２８】
さらに、両極性バイアス発生部７７は、高耐圧ダイオード２１９と、整流電圧ＲＶｎａを分圧して分圧電圧Ｒｖｎａを生成する分圧回路２２０と、分圧電圧Ｒｖｎａが逆バイアス電圧として印加される定電圧素子２２５と、電流経路２２７を介してこの定電圧素子２２５と直列に接続されたカレントミラー回路２２６と、このカレントミラー回路２２６を比較回路２１４の入力端子と電気的に接続する電流経路２２８とを備えている。
【０１２９】
高耐圧ダイオード２１９のカソードは、負極性整流回路２１７の電圧出力端と電源出力端子２４９とに接続されており、高耐圧ダイオード２１９のアノードは、分圧回路２２０に接続されている。分圧回路２２０は、高耐圧ダイオード２１９のアノードと電流検出回路２５０の入力端との間で互いに直列接続された分圧抵抗２２１，２２２からなる。これら分圧抵抗２２１，２２２の間の接続点で分圧電圧Ｒｖｎａが発生する。カレントミラー回路２２６は、２つの電流経路２２７，２２８と接続されており、一方の電流経路２２７に流れた電流と比例する電流を他方の電流経路２２８に流すことができる。
【０１３０】
負極性バイアス出力時において、出力電圧の値が所定の下限ＴＨｎａよりも大きいとき、定電圧素子２２５は導通しない。一方、出力電圧の値が下降して下限ＴＨｎａに達したとき、定電圧素子２２５が定電圧源として動作して分圧電圧Ｒｖｎａをクランプするため、出力電圧の下降が制限される。また、このとき、定電圧素子２２５は導通して電流経路２２７及びカレントミラー回路２２６に一定の電流を流す。カレントミラー回路２２６は、電流経路２２７を流れる電流に比例する電流を電流経路２２８に流し、これにより抵抗２１１に電流を流して指示電圧Ｖｉａを降下させる。このようにして両極性バイアス発生部７７は、負極性バイアス出力時に負荷２０Ａを過電圧から保護し、負荷２０Ａへの電圧の間欠出力をも確実に防止することができる。
【０１３１】
一方、両極性バイアス発生部７７は、正極性バイアス発生用の構成として、入力された指示電圧ＶＩｂを降圧して指示電圧（入力電圧）Ｖｉｂを生成する抵抗２３１，２３２と、ノイズなどの不要な電圧成分を除去するコンデンサ２３３と、比較回路２３４と、圧電トランス２３６と、この圧電トランス２３６を駆動するトランス駆動回路２１５と、圧電トランス２３６の出力を整流して基準電位（接地電位）以上の正極性の整流電圧ＲＶｐｂを生成する正極性整流回路２３７とを備えている。電源出力端子２４９は、整流電圧ＲＶｐｂに基づいて生成された出力電圧（正極性バイアス）及び出力電流を負荷２０Ａに供給することができる。
【０１３２】
トランス駆動回路２３５は、バイアス出力制御信号ＳＷｂの信号レベルがＨレベルのときは、圧電トランス２３６を駆動し、バイアス出力制御信号ＳＷｂの信号レベルがＬレベルのときは、圧電トランス２３６を駆動しない。
【０１３３】
正極性整流回路２３７は、正極性の整流電圧ＲＶｐａを出力する出力端を有し、これら出力端の間に分圧回路２４０が介在している。また、両極性バイアス発生部７７では、正極性整流回路２３７は、分圧回路２４０を介して電流検出回路２５０と接続されている。
【０１３４】
電流検出回路２５０は、正極性整流回路２３７の出力に基づいて負荷２０Ａへの出力電流に応じた比較電圧Ｖｃｂを生成する機能を有する。比較回路２３４は、電流検出回路２５０から入力された比較電圧Ｖｃｂを指示電圧Ｖｉｂと比較して当該比較電圧Ｖｃｂと指示電圧Ｖｉｂとの間の差（差分絶対値）を小さくするようにトランス駆動回路２３５の動作を制御する。これにより、指示電圧Ｖｉｂで指定された電流に出力電流を一致させるフィードバック制御すなわち定電流制御が実行される。
【０１３５】
分圧回路２４０は、互いに直列接続された分圧抵抗２４１，２４２からなる。これら分圧抵抗２４１，２４２の間の接続点で分圧電圧Ｒｖｐｂ（ＲＶｐｂ＞Ｒｖｐｂ）が発生する。両極性バイアス発生部７７は、分圧電圧Ｒｖｐｂが逆バイアス電圧として印加される定電圧素子２４５と、電流経路２４７を介してこの定電圧素子２４５と直列に接続されたカレントミラー回路２４６と、このカレントミラー回路２４６を比較回路２３４の入力端子と電気的に接続する電流経路２４８とを備えている。カレントミラー回路２４６は、２つの電流経路２４７，２４８と接続されており、一方の電流経路２４７に流れた電流と比例する電流を他方の電流経路２４８に流すことができる。
【０１３６】
正極性バイアス出力時において、負荷２０Ａへの出力電圧の値が所定の上限ＴＨｐｂ未満のとき、定電圧素子２４５は導通しない。一方、出力電圧の値が上昇して上限ＴＨｐｂに達したとき、定電圧素子２４５が定電圧源として動作して分圧電圧Ｒｖｐｂをクランプするため、出力電圧の上昇が制限される。また、このとき、定電圧素子２４５は、導通して電流経路２４７及びカレントミラー回路２４６に一定の電流を流す。カレントミラー回路２４６は、電流経路２４７を流れる電流に比例する電流を電流経路２４８に流し、これにより抵抗２３１に電流を流して指示電圧Ｖｉｂを降下させる。このようにして両極性バイアス発生部７７は、正極性バイアス出力時に負荷２０Ａを過電圧から保護し、負荷２０Ａへの電圧の間欠出力をも確実に防止することができる。
【０１３７】
次に、図２０を参照しつつ、両極性バイアス発生部７７のより具体的な回路構成について説明する。図２０は、両極性バイアス発生部７７の回路構成例を示す図である。
【０１３８】
図２０に示されるように、負極性バイアス発生用の比較回路２１４は、正電源電圧Ｖｓ（たとえば、２４ボルト）及び負電源電圧（接地電位）を用いて動作する演算増幅器（オペアンプ）３０１を有し、この演算増幅器３０１の非反転入力端子（プラス端子）とその出力端子との間に当該演算増幅器３０１と並列に接続されたコンデンサ３０２及び抵抗３０３を有している。コンデンサ３０２と抵抗３０３とは互いに直列に接続されている。また、演算増幅器３０１の反転入力端子（マイナス端子）には指示電圧Ｖｉａが入力される。
【０１３９】
トランス駆動回路２１５は、ｎｐｎ型のバイポーラトランジスタ３０６と、ｐチャネル型ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）である電源供給用のスイッチング素子３０８と、インダクタ３０９と、電圧制御発振器（ＶＣＯ）３１０と、ｎチャネル型パワーＭＯＳＦＥＴである駆動スイッチング素子３１１とを備えている。バイポーラトランジスタ３０６は、抵抗３０５を介してバイアス出力制御信号ＳＷａが供給されるベースと、接地電位が印加されるエミッタとを有する。このバイポーラトランジスタ３０６のコレクタは、抵抗３０７を介してスイッチング素子３０８の制御端子（ゲート）に接続されている。また、スイッチング素子３０８のドレインは、電源電圧Ｖｓ（たとえば、２４ボルト）の供給を受け、スイッチング素子３０８のソースは、インダクタ３０９を介して駆動スイッチング素子３１１のドレインと接続されている。駆動スイッチング素子３１１は、ＶＣＯ３１０の出力信号が入力されるゲートと、接地電位が印加されるソースとを有する。
【０１４０】
インダクタ３０９の一端は電源供給用のスイッチング素子３０８と接続され、インダクタ３０９の他端はコンデンサ３１２の一端と接続されており、このコンデンサ３１２の他端には接地電位が印加されている。これらコンデンサ３１２とインダクタ３０９とは、共振回路を構成する。
【０１４１】
バイアス出力制御信号ＳＷａの信号レベルがＬレベルのとき、バイポーラトランジスタ３０６のコレクタ−エミッタ間は導通しない。バイアス出力制御信号ＳＷａの信号レベルがＨレベルとなると、バイポーラトランジスタ３０６のコレクタ電位が低下して電源供給用のスイッチング素子３０８がオン状態となる。これにより、電源電圧Ｖｓがインダクタ３０９を介して駆動スイッチング素子３１１のドレインに印加される。ＶＣＯ３１０は、比較回路２１４からの入力電圧に応じた周波数を有する信号を出力する。駆動スイッチング素子３１１は、ゲートに印加されたＶＣＯ３１０の出力信号に応じてスイッチング動作（オン／オフ動作）を行う。
【０１４２】
圧電トランス２１６は、圧電セラミックス板などの圧電振動子を有する変圧器である。圧電トランス２１６は、１次側電極Ａ１に印加された入力電圧の周波数に応じた昇圧比で当該入力電圧を昇圧して、２次側電極Ａ２から高圧電圧を出力することができる。
【０１４３】
負極性整流回路２１７は、圧電トランス２１６の２次側電極Ａ２に接続された高耐圧の半波整流ダイオード３１５，３１６と、高耐圧のコンデンサ３１７とを有する。一方の半波整流ダイオード３１５は、２次側電極Ａ２に接続されたカソードを有し、このカソードに入力された昇圧電圧を半波整流して負極性電圧を出力する。コンデンサ３１７は、その負極性電圧を平滑化して負極性の整流電圧ＲＶｎａを生成する。他方の半波整流ダイオード３１６は、２次側電極Ａ２に接続されたアノードを有し、このアノードに入力された昇圧電圧を半波整流して正極性電圧を出力する。コンデンサ３１７は、その正極性電圧を平滑化して正極性の整流電圧ＲＶｐａを生成する。
【０１４４】
ここで、圧電トランス２１６、負極性整流回路２１７、高耐圧抵抗２１８、高耐圧ダイオード２１９及び分圧抵抗２２１は、エポキシ樹脂などの高絶縁材料で封止されており、モールド圧電トランス２００を構成している。
【０１４５】
図２０に示される定電圧素子２２５は、ツェナーダイオードＺＤ１からなる。このツェナーダイオードＺＤ１のアノードは分圧回路２２０と接続され、ツェナーダイオードＺＤのカソードは電流経路２２７を介してカレントミラー回路２２６と接続されている。このツェナーダイオードＺＤの両端にツェナー電圧（たとえば、１２ボルト）以上の逆方向バイアスが印加されると、ツェナーダイオードＺＤはブレークダウン（降伏）して定電圧源（リミッタ回路）として動作する。
【０１４６】
カレントミラー回路２２６は、一対のｎｐｎ型バイポーラトランジスタ３１８，３１９からなり、これらバイポーラトランジスタ３１８，３１９のベースは、互いに接続され且つ接地電位の印加を受けている。一方のバイポーラトランジスタ３１８では、コレクタに接地電位が印加され、エミッタはツェナーダイオードＺＤ１のカソードと結線されている。他方のバイポーラトランジスタ３１９のエミッタも、ツェナーダイオードＺＤ１のカソードと結線されている。また、バイポーラトランジスタ３１９のコレクタは、電流経路２２８を介して、比較回路２１４の演算増幅器３０１の反転入力端子（マイナス端子）と接続されている。このカレントミラー回路２２６では、一方のバイポーラトランジスタ３１８のコレクタ−エミッタ間を流れる電流と、他方のバイポーラトランジスタ３１９のコレクタ−エミッタ間を流れる電流との和が、ツェナーダイオードＺＤ１に流れる電流とほぼ等しくなる。
【０１４７】
図２１は、電流検出回路２５０の回路構成を示す図である。図２１に示されるように、電流検出回路２５０は、正電源電圧Ｖｓ（たとえば、２４ボルト）及び負電源電圧（接地電位）を用いて動作する演算増幅器３４１を有し、この演算増幅器３４１の非反転入力端子（プラス端子）には基準電位（接地電位）が印加されている。また、電流検出回路２５０は、演算増幅器３４１の反転入力端子（マイナス端子）とその出力端子との間で当該演算増幅器３４１と並列に接続された電流検出抵抗３４２及びコンデンサ３４３を有する。電流検出抵抗３４２とコンデンサ３４３とは互いに並列に接続されている。さらに、電流検出回路２５０においては、演算増幅器３４１の出力を平滑化するフィルタを構成する抵抗３４７及びコンデンサ３４８の組と、電流検出回路３４１への入力を平滑化するフィルタを構成する抵抗３４５及びコンデンサ３４６，３４４の組とが設けられている。抵抗３４７及びコンデンサ３４８は、演算増幅器３４１の出力を平滑化して比較電圧Ｖｃｂを生成することができる。この比較電圧Ｖｃｂは、後述する正極性バイアス発生用の比較回路２３４で使用される。
【０１４８】
一方、図２１に示されるように、電流検出回路２５０の入力端には、抵抗３４９及びコンデンサ３５０の組からなるフィルタが接続されている。この入力端は、抵抗３４５を介して演算増幅器３４１の反転入力端子に接続され、且つ、電流検出抵抗３４２を介して演算増幅器３４１の出力端子とも接続されている。抵抗３４９及びコンデンサ３５０は、当該入力端の電圧を平滑化して比較電圧Ｖｃａを生成することができる。比較電圧Ｖｃａは、図２０に示されるように、比較回路２１４の演算増幅器３０１の非反転入力端子に入力される。
【０１４９】
負極性バイアス出力時には、図２１に示した電流検出抵抗３４２に演算増幅器３４１のシンク電流が流れる。このとき、演算増幅器３４１の反転入力端子（マイナス端子）の電位は、電流検出抵抗３４２に流れる電流に応じて変化し、演算増幅器３４１の出力端子の電位は、接地電位となる。定電圧素子２２５及びカレントミラー回路２２６からなる保護回路が動作しないとき、電流検出抵抗３４２には、負荷２０Ａに流れる電流とほぼ等しい電流が流れる。このため、電流検出回路２５０は、負荷２０Ａに流れる電流に応じた比較電圧Ｖｃｂを出力することができる。
【０１５０】
負極性バイアス出力時に、比較回路２１４の演算増幅器３０１は、比較電圧Ｖｃａを指示電圧Ｖｉａと比較して当該比較電圧Ｖｃａが指示電圧Ｖｉａと等しくなるような電圧をＶＣＯ３１０に供給する。このため、比較電圧Ｖｃａと指示電圧Ｖｉａとのバランスがとれると、比較回路２１４の出力が安定する。
【０１５１】
一方、正極性バイアス発生用の比較回路２３４は、図２０に示されるように、正電源電圧Ｖｓ（たとえば、２４ボルト）及び負電源電圧（接地電位）を用いて動作する演算増幅器（オペアンプ）３２１を有し、この演算増幅器３２１の非反転入力端子（プラス端子）とその出力端子との間に当該演算増幅器３２１と並列に接続されたコンデンサ３２２及び抵抗３２３を有している。コンデンサ３２２と抵抗３２３とは互いに直列に接続されている。また、演算増幅器３２１の反転入力端子（マイナス端子）には指示電圧Ｖｉｂが入力される。
【０１５２】
トランス駆動回路２３５は、ｎｐｎ型のバイポーラトランジスタ３２６と、ｐチャネル型ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）である電源供給用のスイッチング素子３２８と、インダクタ３２９と、電圧制御発振器（ＶＣＯ）３３０と、ｎチャネル型パワーＭＯＳＦＥＴである駆動スイッチング素子３１１とを備えている。バイポーラトランジスタ３２６は、抵抗３２５を介してバイアス出力制御信号ＳＷｂが供給されるベースと、接地電位が印加されるエミッタとを有する。このバイポーラトランジスタ３２６のコレクタは、抵抗３２７を介してスイッチング素子３２８の制御端子（ゲート）に接続されている。また、スイッチング素子３２８のドレインは、電源電圧Ｖｓ（たとえば、２４ボルト）の供給を受け、スイッチング素子３２８のソースは、インダクタ３２９を介して駆動スイッチング素子３３１のドレインと接続されている。駆動スイッチング素子３３１は、ＶＣＯ３３０の出力信号が入力されるゲートと、接地電位が印加されるソースとを有する。
【０１５３】
インダクタ３２９の一端は電源供給用のスイッチング素子３２８と接続され、インダクタ３２９の他端はコンデンサ３３２の一端と接続されており、このコンデンサ３３２の他端には接地電位が印加されている。これらコンデンサ３３２とインダクタ３２９とは、共振回路を構成する。
【０１５４】
バイアス出力制御信号ＳＷｂの信号レベルがＬレベルのとき、バイポーラトランジスタ３２６のコレクタ−エミッタ間は導通しない。バイアス出力制御信号ＳＷｂの信号レベルがＨレベルとなると、バイポーラトランジスタ３２６のコレクタ電位が低下して電源供給用のスイッチング素子３２８がオン状態となる。これにより、電源電圧Ｖｓがインダクタ３２９を介して駆動スイッチング素子３３１のドレインに印加される。ＶＣＯ３３０は、比較回路２３４からの入力電圧に応じた周波数を有する信号を出力する。駆動スイッチング素子３３１は、ゲートに印加されたＶＣＯ３３０の出力信号に応じてスイッチング動作（オン／オフ動作）を行う。
【０１５５】
圧電トランス２３６は、圧電セラミックス板などの圧電振動子を有する変圧器である。この圧電トランス２３６は、１次側電極Ｂ１に印加された入力電圧の周波数に応じた昇圧比で当該入力電圧を昇圧して、２次側電極Ｂ２から高圧電圧を出力することができる。
【０１５６】
正極性整流回路２３７は、圧電トランス２３６の２次側電極Ｂ２に接続された高耐圧の半波整流ダイオード３３５，３３６と、高耐圧のコンデンサ３３７とを有する。一方の半波整流ダイオード３３５は、２次側電極Ｂ２に接続されたアノードを有し、このアノードに入力された昇圧電圧を半波整流して正極性電圧を出力する。コンデンサ３３７は、その正極性電圧を平滑化して正極性の整流電圧ＲＶｐｂを生成する。他方の半波整流ダイオード３３６は、２次側電極Ｂ２に接続されたカソードを有し、このカソードに入力された昇圧電圧を半波整流して負極性電圧を出力する。コンデンサ３３７は、その負極性電圧を平滑化して負極性の整流電圧ＲＶｎｂを生成する。
【０１５７】
図２０に示される定電圧素子２２５は、ツェナーダイオードＺＤ２からなる。このツェナーダイオードＺＤ２のカソードは分圧回路２４０と接続され、ツェナーダイオードＺＤ２のアノードは電流経路２４７を介してカレントミラー回路２４６と接続されている。このツェナーダイオードＺＤ２の両端にツェナー電圧（たとえば、１２ボルト）以上の逆方向バイアスが印加されると、ツェナーダイオードＺＤ２はブレークダウン（降伏）して定電圧源（リミッタ回路）として動作する。
【０１５８】
カレントミラー回路２４６は、一対のｎｐｎ型バイポーラトランジスタ３３８，３３９からなり、これらバイポーラトランジスタ３３８，３３９のベースは互いに接続され、これらバイポーラトランジスタ３３８，３３９のエミッタには接地電位が印加されている。一方のバイポーラトランジスタ３３８のコレクタとベースとは、互いに短絡され、且つ、ツェナーダイオードＺＤ２のアノードと結線されている。他方のバイポーラトランジスタ３３９のコレクタは、電流経路２４８を介して、比較回路２３４の演算増幅器３２１の反転入力端子（マイナス端子）と接続されている。このカレントミラー回路２４６では、一方のバイポーラトランジスタ３３８のコレクタ−エミッタ間を流れる電流とほぼ等しい電流が、他方のバイポーラトランジスタ３３９のコレクタ−エミッタ間を流れる。
【０１５９】
図２１に示したように、電流検出回路２５０は、上記実施の形態１の電流検出回路１０８（図６）と同様の回路構成を含む。正極性バイアス出力時には、図２１に示した電流検出抵抗３４２に演算増幅器３４１のソース電流が流れる。定電圧素子２４５及びカレントミラー回路２４６からなる保護回路が動作しないときは、電流検出抵抗３４２には、負荷２０Ａに流れる電流とほぼ等しい量の検出電流が流れる。電流検出抵抗３４２の両端間の電位差は、この電流検出抵抗３４２を流れる電流量とともに上昇するので、電流検出回路２５０は、負荷２０Ａに流れる電流に応じた比較電圧Ｖｃａを出力することができる。
【０１６０】
比較回路２３４の演算増幅器３２１は、電流検出回路２５０から入力された比較電圧Ｖｃｂを指示電圧Ｖｉｂと比較して当該比較電圧Ｖｃｂが指示電圧Ｖｉｂと等しくなるような電圧をＶＣＯ３３０に供給する。このため、比較電圧Ｖｃｂと指示電圧Ｖｉｂとのバランスがとれると、比較回路２３４の出力が安定する。
【０１６１】
次に、上記構成を有する両極性バイアス発生部７７の動作例を説明する。
【０１６２】
たとえば、電流検出回路２５０の電気抵抗を３０ＫΩとした場合、３．３ボルトの電位に対応する指示電流値の絶対値を１１０μＡ（＝３．３Ｖ／３０ＫΩ）とすることが可能である。この場合、プリンタエンジン制御部６３は、負極性バイアス出力時（バイアス出力制御信号ＳＷａの信号レベルがＨレベルのとき）には、０．０〜３．３ボルトの範囲の指示電圧ＶＩａに比例する０〜−１１０μＡの範囲の指示電流値を設定し、正極性バイアス出力時（バイアス出力制御信号ＳＷｂの信号レベルがＨレベルのとき）には、０．０〜３．３ボルトの範囲の指示電圧ＶＩｂに比例する０〜＋１１０μＡの範囲の指示電流値を設定することができる。
【０１６３】
また、高圧設定部７１Ｂは、負極性バイアス出力時には、０〜−１１０μＡの範囲の指示電流値に比例する０ｈｅｘ〜ＦＦｈｅｘの範囲の２８ビットのＤＡＣ設定値を生成し、正極性バイアス出力時には、０〜＋１１０μＡの範囲の指示電流値に比例する０ｈｅｘ〜ＦＦｈｅｘの範囲の２８ビットのＤＡＣ設定値を生成することができる。
【０１６４】
負極性バイアス出力時に、プリンタエンジン制御部６３が指示電流値を−４０μＡに設定した場合、ＤＡＣ設定値は、次式の通り、１０進数表記で９３であり、１６進数表記では５Ｄｈｅｘとなる。
（２５５／１１０μＡ）×｜−４０μＡ｜≒９３。
【０１６５】
比較回路２１４は、図２０に示されるように演算増幅器３０１を用いた積分回路を構成している。演算増幅器３０１は、比較電圧Ｖｃａが指示電流値に対応する指示電圧Ｖｉａに一致するようにＶＣＯ３１０への入力電圧を変化させる。ＶＣＯ３１０は、入力電圧が低下すると出力信号の周波数を低下させ、これにより圧電トランス２１６の昇圧比を上昇させる。圧電トランス２１６の昇圧比の上昇に伴い、負極性整流回路２１７の出力電圧ＲＶｎａの絶対値が増大する。一方、ＶＣＯ３１０は、入力電圧が上昇すると出力信号の周波数を上昇させ、これにより圧電トランス２１６の昇圧比を低下させる。圧電トランス２１６の昇圧比の低下に伴い、負極性整流回路２１７の出力電圧ＲＶｎａの絶対値が減少する。
【０１６６】
屈曲ローラ２６Ａ、バックアップローラ２６Ｂ及び中間転写ベルト２１に依存する負荷２０Ａの電気抵抗は、１０Ｍ〜１００ＭΩ程度の範囲内となることが想定される。この場合、両極性バイアス発生部７７は、−４０μＡの定電流制御を実行して、−４００〜−４０００Ｖ程度の範囲の整流電圧ＲＶｎａを生成することが可能である。また、演算増幅器３０１の反転入力端子の電位は、比較電圧Ｖｃａが指示電流値に対応する指示電圧Ｖｉａと一致したとき、約１．２Ｖにすることができる。このとき、分圧抵抗１１４に流れる電流をＰｉとし、分圧抵抗１１４の電気抵抗をＲａとすると、分圧回路２２０で発生する分圧電圧Ｒｖｎａは、次のようになる。
−１×Ｐｉ×Ｒａ＋１．２Ｖ。
【０１６７】
この分圧電圧Ｒｖｎａが、ツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧とバイポーラトランジスタ３１８のコレクタ−エミッタ間電位差（たとえば、約０．６Ｖ）との和（保護動作開始電圧）に到達したときに、ツェナーダイオードＺＤ１がブレークダウンして保護動作を開始させる。これにより、電流経路２２８及び抵抗２１１に電流が流れて指示電圧Ｖｉａを低下させる。この結果、過電圧保護が行われる。
【０１６８】
一方、正極性バイアス出力時に、プリンタエンジン制御部６３が指示電流値を＋２０μＡに設定した場合、ＤＡＣ設定値は、次式の通り、１０進数表記で４６であり、１６進数表記では２Ｅｈｅｘとなる。
（２５５／１１０μＡ）×２０μＡ≒４６。
【０１６９】
この場合、圧電トランス２３６が駆動されて圧電トランス２３６が正極性の整流電圧ＲＶｐｂを出力するとき、演算増幅器３４１の反転入力端子（マイナス端子）は接地電位を保持しようとする。分圧回路２４０で生ずる分圧電圧Ｒｖｐｂが、ツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧とバイポーラトランジスタ３３８のコレクタ−エミッタ間電位差（たとえば、約０．６Ｖ）との和（保護動作開始電圧）に到達したときに、ツェナーダイオードＺＤ２がブレークダウンして保護動作を開始させる。これにより、電流経路２４８及び抵抗２３１に電流が流れて指示電圧Ｖｉｂを低下させる。この結果、過電圧保護が行われる。
【０１７０】
負極性バイアス出力用の圧電トランス２１６は、高耐圧対策のために高絶縁材料で封止されているのに対し、正極性バイアス出力用の圧電トランス２３６は、封止されていない（オープンである）。このため、たとえば、保護動作開始電圧は２５００Ｖ程度とし、保護動作開始電圧の上限は３０００Ｖ程度とすることが望ましい。
【０１７１】
本実施の形態の場合、正極性バイアス出力用の電流検出抵抗と負極性バイアス出力用の電流検出抵抗とは、電流検出抵抗３４２（図２１）であり、共通である。また、上述したように、上記実施の形態１では、抵抗１０２（図６）の電気抵抗をたとえば１ＭΩとすることができるが、本実施の形態では、抵抗２３２の電気抵抗をそのような高抵抗値とせずに、１ＭΩ未満の低い抵抗値として電流制御範囲の上限値を低下してもよい。また、分圧抵抗２４１は負極性整流回路２１７の出力電流を流すため、分圧抵抗２４１の抵抗値は低い値とすればよい。たとえば、分圧抵抗２４１の電気抵抗を１０ＭΩとし、ツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧を１２Ｖとし、バイポーラトランジスタ３３８のコレクタ−エミッタ間電位差を０．６ボルトとし、保護動作開始電圧を２５００Ｖとすると、分圧抵抗２４１を流れる電流は、次式の通り、２５１．２６μＡとなる。
（２５００Ｖ＋１２．６Ｖ）／（１０ＭΩ）＝２５１．２６μＡ。
【０１７２】
３０００Ｖを上限電圧としたときは、次式の通り、分圧抵抗２４１を流れる電流は、次式の通り、３０１．２６μＡとなる。
（３０００Ｖ＋１２．６Ｖ）／（１０ＭΩ）＝３０１．２６μＡ。
【０１７３】
上記電流の差は、５０μＡ（＝３０１．２６μＡ−２５１．２６μＡ）となるため、指示電圧３．３Ｖで５０μＡに対応する電圧は、次式の通り、１．５Ｖとすることができる。
３０ＫΩ×５０μＡ＝１．５Ｖ。
【０１７４】
たとえば、抵抗２３１の抵抗値を１００ＫΩとしてツェナー電流と同じ電流がカレントミラー回路２４６に流れるとすれば、指示電圧降下分は０．５Ｖとすることができる。また、最大指示電圧を２．０Ｖ（＝１．５Ｖ＋０．５Ｖ）とするには、抵抗２３２の電気抵抗を、次式の通り、約１５０ＫΩとすればよい。
１００ＫΩ×２Ｖ／（３．３Ｖ−２Ｖ）≒１５０ＫΩ。
【０１７５】
以上に説明したように実施の形態３の高圧電源装置７０Ｂは、圧電トランスを用いた両極性バイアス発生部７７を有する。この場合でも、定電流制御時に過電圧保護動作を緩やかに行うことができる。また、負荷２０Ａの電気的特性の異常が継続しても、負荷２０Ａへの高圧出力波形は発振せずに安定し得る。よって、両極性バイアス発生部７７は、過電圧保護動作による高圧出力の間欠または高圧出力波形の発振を確実に防止することができる。
【０１７６】
したがって、本実施の形態の画像形成装置１Ｂは、負荷２０Ａのインピーダンスが想定を超えて高くなった場合でも画像形成を安定的に行うことができる。また、ローラ抵抗が高くなる低温環境下でも、電源投入直後の起動時に過電圧保護動作が働いて印刷動作を停止させることがない。
【０１７７】
実施の形態４．
次に、本発明に係る実施の形態４について説明する。上記実施の形態１，２の１次転写バイアス発生部７４及び両極性バイアス発生部７７は、いずれも、定電流制御電源である。これに対し、本実施の形態の画像形成装置は、負荷の電気的特性が所定範囲内で変動しても当該負荷にほぼ一定の電圧を供給する定電圧制御電源である１次転写バイアス発生部を有している。
【０１７８】
図２２は、実施の形態４の１次転写バイアス発生部７４Ｖの概略構成を示すブロック図である。本実施の形態の画像形成装置の構成は、上記実施の形態１の１次転写バイアス発生部７４に代えて図２２の１次転写バイアス発生部７４Ｖを有する点を除いて、上記実施の形態１の画像形成装置１の構成と同じである。
【０１７９】
図２２に示されるように、１次転写バイアス発生部７４Ｖは、正バイアス電源７４ＫＶ，７４ＹＶ，７４ＭＶ，７４ＣＶによって構成される。これら正バイアス電源７４ＫＶ，７４ＹＶ，７４ＭＶ，７４ＣＶは、負帯電性の現像剤像を被印刷媒体Ｐａに転写させるために正極性の転写バイアスを負荷２０Ｋ，２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃに供給する。正バイアス電源７４ＫＶ，７４ＹＶ，７４ＭＶ，７４ＣＶは、高圧設定部７１のＤＡＣ出力ポート７１Ｋ，７１Ｙ，７１Ｍ，７１Ｃから出力された４系統のアナログ電圧すなわち指示電圧に応じて動作する。これら正バイアス電源７４ＫＶ，７４ＹＶ，７４ＭＶ，７４ＣＶは全て同一構成を有するため、正バイアス電源７４ＫＶの構成のみを以下に詳細に説明する。
【０１８０】
図２３は、正バイアス電源７４ＫＶの概略構成を示す図である。この正バイアス電源７４ＫＶは、高圧設定部７１のＤＡＣ出力ポート７１Ｋから入力された指示電圧ＶＩに応じて正極性の転写バイアスを発生する。正バイアス電源７４ＫＶは、負荷２０Ｋの電気的特性が所定範囲内で変動しても負荷２０Ｋにほぼ一定の電圧Ｖｏを供給することができる定電圧制御電源である。指示電圧ＶＩの値は、負荷２０Ｋに供給すべき目標電圧（指示電圧）の値に対応している。
【０１８１】
図２３に示されるように、正バイアス電源７４ＫＶは、上記実施の形態１の正バイアス電源７４Ｋと同様に、抵抗１０１，１０２、コンデンサ１０３、比較回路１０４、トランス駆動回路１０５、トランス（変圧器）１０６、分圧回路１１２、正極性整流回路１０７Ｐ、高耐圧抵抗１１１及び電源出力端子１１９を有する。
【０１８２】
分圧回路１１２は、正極性整流回路１０７Ｐの出力端と電流検出回路１０８の入力端との間で互いに直列に接続された分圧抵抗１１３，１１４からなる。これら分圧抵抗１１３，１１４の間の接続点で分圧電圧Ｒｖｐが発生する。この分圧電圧Ｒｖｐは、コンデンサ４０１で平滑化された後に比較回路１０４に供給される。比較回路１０４は、この分圧電圧Ｒｖｐを比較電圧とし、比較電圧Ｒｖｐを指示電圧Ｖｉと比較して当該比較電圧Ｒｖｐと指示電圧Ｖｉとの間の差を小さくするようにトランス駆動回路１０５の動作を制御する。これにより、出力電圧Ｖｏを、指示電圧Ｖｉで指定された電圧と一致させるフィードバック制御すなわち定電圧制御が実行される。
【０１８３】
また、正バイアス電源７４ＫＶは、正極性整流回路１０７Ｐの出力に基づいて出力電流Ｖｏに応じた電圧Ｖｅを生成する電流検出回路１０８を有している。正極性整流回路１０７Ｐは、正極性の整流電圧ＲＶｐとは逆極性の負極性の整流電圧ＲＶｎをも生成する。正極性整流回路１０７Ｐは、整流電圧ＲＶｐ，ＲＶｎに基づいて出力電流Ｉｏに応じた逆バイアス電圧Ｖｅを生成することができる。
【０１８４】
さらに、正バイアス電源７４ＫＶは、電流検出回路１０８の出力電圧Ｖｅが逆バイアス電圧として印加される定電圧素子１１５と、電流経路４０２を介してこの定電圧素子１１５と直列に接続されたカレントミラー回路１１６と、このカレントミラー回路１１６を比較回路１０４の入力端子と電気的に接続する電流経路４０３とを備えている。
【０１８５】
定電圧制御時において、出力電流Ｉｏの値が所定の上限ＴＨｕ未満のとき、定電圧素子１１５は導通しない。一方、出力電流Ｉｏの値が上昇して上限ＴＨｕに達したとき、定電圧素子１１５が定電圧源として動作しての出力電圧Ｖｅをクランプするため、電流検出回路１０８を介して出力電流Ｉｏの上昇が制限される。また、このとき、定電圧素子１１５は導通して電流経路４０２及びカレントミラー回路１１６に一定の電流を流す。カレントミラー回路１１６は、電流経路４０２を流れる電流に比例する電流を電流経路４０３に流し、これにより抵抗１０１に電流を流して指示電圧Ｖｉを降下させる。このようにして正バイアス電源７４ＫＶは、定電圧制御時において負荷２０Ｋを過電流から保護することができる。
【０１８６】
次に、図２４を参照しつつ、正バイアス電源７４ＫＶのより具体的な回路構成について説明する。図２４は、トランス１０６として電磁トランスが使用された場合の正バイアス電源７４ＫＶの回路構成例を示す図である。
【０１８７】
図２４に示される比較回路１０４、トランス駆動回路１０５、モールドトランス１００、電流検出回路１０８、定電圧素子１１５及びカレントミラー回路１１６の回路構成は、図６に示した比較回路１０４、トランス駆動回路１０５、モールドトランス１００、電流検出回路１０８、定電圧素子１１５及びカレントミラー回路１１６の回路構成とそれぞれ同じである。
【０１８８】
電流検出回路１０８の演算増幅器１４１の出力端子は、正極性整流回路１０７Ｐの半波整流ダイオード１３２が電流を引き込むことで、ソース電流を吐き出す。このため、負荷２０Ｋに流れる実電流Ｉｏとほぼ等しい量の検出電流Ｉｆが電流検出抵抗１４２に流れる。負帰還がかけられた演算増幅器１４１の非反転入力端子（プラス端子）には接地電位が印加されているので、演算増幅器１４１は、反転入力端子（マイナス端子）の電圧を接地電位に維持しようとする。よって、演算増幅器１４１の出力電圧は、電流検出抵抗１４２を流れる電流量とともに上昇する。したがって、演算増幅器１４１は、検出電流Ｉｄに応じた電圧を自己の出力端子から出力することができる。
【０１８９】
定電圧素子１１５のツェナーダイオードＺＤのカソードは、電流検出回路１０８の出力端と接続され、ツェナーダイオードＺＤのアノードは電流経路１１７を介してカレントミラー回路１１６と接続されている。このツェナーダイオードＺＤの両端にツェナー電圧（たとえば、１２ボルト）以上の逆方向バイアスが印加されると、ツェナーダイオードＺＤはブレークダウン（降伏）して定電圧源（リミッタ回路）として動作する。
【０１９０】
カレントミラー回路１１６は、一対のｎｐｎ型バイポーラトランジスタ１５１，１５２からなる。一方のバイポーラトランジスタ１５１のコレクタとベースとは、互いに短絡され、且つ、ツェナーダイオードＺＤのアノードと結線されている。他方のバイポーラトランジスタ１５２のコレクタは、電流経路４０３を介して、比較回路１０４の演算増幅器１２１の非反転入力端子（プラス端子）と接続されている。このカレントミラー回路１１６では、一方のバイポーラトランジスタ１５１のコレクタ−エミッタ間を流れる電流とほぼ等しい電流が、他方のバイポーラトランジスタ１５２のコレクタ−エミッタ間を流れる。
【０１９１】
比較回路１０４の出力電圧は、初期状態では、ほぼ零ボルトである。非零の指示電圧ＶＩが正バイアス電源７４ＫＶに入力されると、この入力に応じて比較回路１０４の出力電圧が上昇してバイポーラトランジスタ１２７をオフ状態からオン状態（導通状態）にする。これにより、電磁トランス１０６は、ＬＣ共振による発振（自励発振）を開始して二次巻線Ｗｃに交流電圧を発生させる。正極性整流回路１０７Ｐは、その交流電圧を半波整流し平滑化して正極性の整流電圧ＲＶｐ及び負極性の整流電圧ＲＶｎを生成する。
【０１９２】
比較回路１０４の演算増幅器１２１は、比較電圧（分圧電圧）Ｒｖｐを指示電圧Ｖｉと比較し、当該比較電圧Ｒｖｐが指示電圧Ｖｉよりも低い場合は、当該演算増幅器１２１の出力電圧を上昇させてバイポーラトランジスタ１２７のコレクタ電流を増加させる。一方、比較電圧Ｒｖｐが指示電圧Ｖｉよりも高い場合は、演算増幅器１２１の出力電圧は低下してバイポーラトランジスタ１２７のコレクタ電流を減少させる。このように比較回路１０４は、比較電圧Ｒｖｐが指示電圧Ｖｉと等しくなるようにバイポーラトランジスタ１２７のベース電流を制御する。このため、比較電圧Ｒｖｐと指示電圧Ｖｉとのバランスがとれると、比較回路１０４の出力が安定することとなる。
【０１９３】
以上説明したように実施の形態４の正バイアス電源７４ＫＶにおいては、負荷２０Ｋに対する定電圧制御時に出力電流Ｉｏが上限に達すると、定電圧素子１１５が定電圧源として動作して電流検出回路１０８の出力電圧Ｖｅをクランプするため、出力電流Ｉｏの上昇を制限することができる。同時に、カレントミラー回路１１６は、定電圧素子１１５を流れる電流に比例する電流を電流経路１１８に流して比較回路１０４への入力電圧Ｖｉを降下させる。これにより、正バイアス電源７４ＫＶは、定電圧制御時に過電流保護動作を緩やかに行うことができる。また、負荷２０Ｋの電気的特性の異常が継続しても、負荷２０Ｋへの高圧出力波形は発振せずに安定し得る。他の正バイアス電源７４ＹＶ，７４ＭＶ，７４ＣＶも同様に動作する。
【０１９４】
したがって、本実施の形態の画像形成装置は、１次転写ローラ２５Ｋ，２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃのインピーダンスに異常が生じても画像形成を安定的に行うことができる。
【０１９５】
実施の形態１〜４の変形例．
以上、図面を参照して本発明に係る種々の実施の形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な形態を採用することもできる。たとえば、上記実施の形態１〜４のカレントミラー回路１１６，１１６Ｎ，２２６，２４６に代えて、ダーリントン接続されたバイポーラトランジスタからなるカレントミラー回路を使用して電流増幅率を高めてもよい。
【０１９６】
図２５は、実施の形態１の正バイアス電源７４Ｋの変形例である正バイアス電源７４ＫＭの回路構成を示す図である。この正バイアス電源７４ＫＭの構成は、カレントミラー回路１１６に代えてカレントミラー回路１１６Ｍを有する点を除いて、上記正バイアス電源７４Ｋの構成と同じである。本実施の形態のカレントミラー回路１１６Ｍは、バイポーラトランジスタ１５１と、ダーリントン接続されたｎｐｎ型のバイポーラトランジスタ１５２，１５３の組とを有する。バイポーラトランジスタ１５１，１５２のベースは互いに接続され、これらバイポーラトランジスタ１５１，１５２のエミッタには接地電位が印加されている。バイポーラトランジスタ１５１のコレクタとベースとは、互いに短絡され、且つ、ツェナーダイオードＺＤのアノードと結線されている。バイポーラトランジスタ１５２のコレクタは、他のバイポーラトランジスタ１５３のベースと接続されている。このバイポーラトランジスタ１５３のエミッタには接地電位が印加されており、バイポーラトランジスタ１５３のコレクタは、電流経路１１８を介して、比較回路１０４の演算増幅器１２１の非反転入力端子（プラス端子）と接続されている。このようにｎｐｎ型のバイポーラトランジスタ１５２，１５３をダーリントン接続することで、電流経路１１８を流れる電流を多くすることが可能である。この場合は、抵抗１０１の抵抗値を低くすることにより、指示電圧変化を緩やかにすることも可能であるし、保護動作領域の上下限電圧を狭めることも可能である。
【０１９７】
なお、上記保護回路に流れる電流は、マイクロアンペアオーダーであり、微小なため、ツェナーダイオードＺＤ，ＺＤ１，ＺＤ２やバイポーラトランジスタとして、面実装可能な安価な部品を使用することが可能である。
【０１９８】
また、本発明は、１次転写バイアス発生部だけでなく、他のバイアス発生源に適用されてもよい。
【０１９９】
さらに、本発明は、プリンタに限定されることなく、複写機、ファクシミリ機器あるいはＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ：複合機）にも適用され得る。なお、ＭＦＰは、複写機、プリンタ、イメージスキャナ、ファクシミリ機器などの複数の機能を有する画像形成装置である。
【符号の説明】
【０２００】
１，１Ｂ  画像形成装置、  １０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ  画像形成ユニット、  １１Ｋ，１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ  トナーカートリッジ（現像剤収容体）、  １２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ  現像器、  １３Ｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ  感光体ドラム、  １４Ｋ，１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ  帯電ローラ、  １５Ｋ，１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ  ＬＥＤヘッド（露光部）、  １６Ｋ，１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ  供給ローラ、  １７Ｋ，１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃ  現像ブレード、  １８Ｋ，１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ  現像ローラ、  １９Ｋ，１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃ  クリーニングブレード、  ２０Ｋ，２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ａ  負荷、  ２１  中間転写ベルト、  ２２  張架ローラ、  ２３  駆動ローラ、  ２４  ２次転写ローラ、  ２５Ｋ，２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ  １次転写ローラ、  ２６Ａ  屈曲ローラ、  ２６Ｂ  バックアップローラ、  ２７  ベルトクリーニング部、  ２７Ｃ  廃トナー回収容器、  ２７Ｂ  クリーニングブレード、  ２８  濃度センサ、  ３０  媒体収容カセット、  ３１  ホッピングローラ、  ３３  媒体検出センサ、  ３４  バックアップローラ、  ４０  定着器、  ４１  定着ローラ、  ４２  加圧ローラ、  ４４  サーミスタ、  ５６  温湿度センサ、  ６０  制御回路、  ６１  ホストインタフェース部、  ６２  画像処理部、  ６３  プリンタエンジン制御部、  ６４  ＬＥＤインタフェース部、  ６５  記憶部、  ７０，７０Ｂ  高圧電源装置、  ７１，７１Ｂ  高圧設定部、  ７２  帯電バイアス発生部、  ７３  現像バイアス発生部、  ７４  １次転写バイアス発生部、  ７６，７４Ｖ  １次転写バイアス発生部、  ７４Ｋ，７４Ｙ，７４Ｍ，７４Ｃ  正バイアス電源、  ７５  ２次転写バイアス発生部、  ７６Ｋ，７６Ｙ，７６Ｍ，７６Ｃ  負バイアス電源、  ７７  両極性バイアス発生部、  １００，１００Ｎ  モールドトランス、  １０４  比較回路、  １０５  トランス駆動回路、  １０６  トランス、  １０７Ｐ  正極性整流回路、  １０７Ｎ  負極性整流回路、  １０８，１０８Ｎ  電流検出回路、  １１２  分圧回路、  １１５，１１５Ｎ  定電圧素子、  １１６，１１６Ｍ，１１６Ｎ  カレントミラー回路、  １１９  電源出力端子、  １２１  演算増幅器、  １２７  バイポーラトランジスタ、  １３１，１３２  半波整流ダイオード、  １４１  演算増幅器、  １４２，１４９  電流検出抵抗、  １４９  電流検出抵抗、  ２００  モールド圧電トランス、  ２１４  比較回路、  ２１５  トランス駆動回路、  ２１６  圧電トランス、  ２１７  負極性整流回路、  ２２０  分圧回路、  ２２５  定電圧素子、  ２２６  カレントミラー回路、  ２３４  比較回路、  ２３５  トランス駆動回路、  ２３６  圧電トランス、  ２３７  正極性整流回路、  ２４０  分圧回路、  ２４５  定電圧素子、  ２４６  カレントミラー回路、  ３０１  演算増幅器、  ３１０，３３０  電圧制御発振器。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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