(57)【要約】【課題】  電源装置において、トランスの小型化を考えた場合に、例えばトランス出力を小さくすることが挙げられる。しかし、画像形成における帯電、現像、転写等のバイアス出力を小さくしようとしても、画質を維持の観点で簡単に変更することは出来ない。【解決手段】  電源装置であって、トランスと、前記トランスの二次巻線に発生する交流電圧を整流平滑する第一の整流平滑手段と、前記トランスの二次巻線に発生する交流電圧を入力とし、交流成分を分離した交流電圧を出力する分離手段と、前記分離手段の出力を整流平滑する第二の整流平滑手段と、前記分離手段と前記第二の整流平滑手段とを接続するラインから分岐したラインに配置される抵抗器と、前記抵抗器に直列して接続され且つ基準に接続された整流手段と、を備えることを特徴する。【選択図】  図２
2019033645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源装置であって、
トランスと、
前記トランスの二次巻線に発生する交流電圧を整流平滑する第一の整流平滑手段と、
前記トランスの二次巻線に発生する交流電圧を入力とし、交流成分を分離した交流電圧を出力する分離手段と、
前記分離手段の出力を整流平滑する第二の整流平滑手段と、
前記分離手段と前記第二の整流平滑手段とを接続するラインから分岐したラインに配置される抵抗器と、
前記抵抗器に直列して接続され且つ基準に接続された整流手段と、を備えることを特徴する電源装置。
【請求項２】
前記整流手段は、前記分離手段から前記基準への電流を流し、前記基準から前記分離手段への電流を遮断することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記抵抗器は、前記二次巻線に発生する電圧が正のときに前記分離手段により流れる第一電流と前記二次巻線に発生する電圧が負のときに前記分離手段により流れる第二電流との大小関係が、前記第一電流が流れる時間と前記第二電流が流れる時間の大小関係とは逆になるようにする抵抗値であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電源装置。
【請求項４】
制御手段を更に備え、
前記整流手段は、トランジスタを含み、
前記制御手段は、前記二次巻線に発生する負電圧のピークに応じた時間、前記電流を流すように、前記トランジスタのスイッチング制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記二次巻線の負電圧のピークが減少した場合に、前記電流を流す時間を減らすように前記トランジスタのスイッチング制御を行うことを特徴とする請求項４に記載の電源装置。
【請求項６】
前記整流手段は、ダイオード又はトランジスタであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の電源装置。
【請求項７】
前記分離手段は、コンデンサであることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の電源装置。
【請求項８】
画像形成装置であって、
表面にトナー像が形成される像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電部材と、
前記帯電部材により帯電された前記像担持体に静電潜像を形成させる露光器と、
前記静電潜像が形成された前記像担持体にトナーを付着させトナー像を形成する現像器と、
前記像担持体表面に形成されたトナー像を被転写媒体に転写する転写部材と、
請求項１乃至７の何れか１項に記載の電源装置と、を備え、
前記第一の整流平滑手段の出力が前記転写部材に接続され、
前記第二の整流平滑手段の出力が前記帯電部材に接続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、電源装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子写真方式を採用する画像形成装置の電源装置として、トランスと、トランスを駆動する駆動回路と、整流回路とを具備し、トランスで昇圧された電圧を整流平滑することで直流高電圧を生成する電源装置が知られている。
【０００３】
電子写真方式の画像形成装置では、まず、帯電ローラなどの帯電部材を介してトナーの帯電極性と同極性に帯電された像担持体に、複写したい画像に対応した光像を投影し、静電荷の潜像パターンを得る。次に、帯電したトナーを供給し、潜像パターンにこのトナーを吸着させて現像する。現像されたトナーに記録紙を重ねて、トナーの帯電極性とは逆極性に転写部材で印加し、紙など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が、被転写媒体に静電的に転写される。その後、定着器は、転写紙に熱と圧力を与え転写された現像剤像を定着させて、記録紙への画像形成を終了する。
【０００４】
上記転写プロセスにおいては、被転写媒体の裏面に過不足無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、転写ローラにバイアスを印加する高圧電源装置は、抵抗値の変化する負荷に対して過不足無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。
【０００５】
また、上記転写ローラ表面にトナーが付着した際には、トナーの帯電極性と同極性の電圧を印加することで、表面に付着したトナーを像担持体に移動させるクリーニング動作を行う。この時、クリーニング動作に必要な電圧は、像担持体の帯電電圧よりも大きい（負極性である場合は小さい）必要がある。
【０００６】
従来から知られている画像形成装置は、上記の電子写真プロセスを実現する為に、必要なバイアスを生成するトランスを、帯電、現像、転写といったバイアス毎に備えていた。しかしながら、近年、画像形成装置の小型化、低コスト化が市場より求められており、例えば特許文献１に示すように、複数のバイアスを共通のトランスで生成しようとする試みが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２０６４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように、電源装置において、複数のバイアスを共通のトランスにより出力した場合に、トランスの個数を削減、装置を小型化できるというメリットが得られる。一方で、トランスそのものを小型化する為のアプローチも重要である。ここで、トランスの小型化を考えた場合に、例えばトランス出力を小さくする手法が挙げられる。しかし、画像形成における帯電、現像、転写等のバイアス出力を小さくしようとしても、画質維持の観点で簡単に変更することは出来ない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上の課題を解決するために、電源装置は、トランスと、前記トランスの二次巻線に発生する交流電圧を整流平滑する第一の整流平滑手段と、前記トランスの二次巻線に発生する交流電圧を入力とし、交流成分を分離した交流電圧を出力する分離手段と、前記分離手段の出力を整流平滑する第二の整流平滑手段と、前記分離手段と前記第二の整流平滑手段とを接続するラインから分岐したラインに配置される抵抗器と、前記抵抗器に直列して接続され且つ基準に接続された整流手段と、を備えることを特徴する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、トランスの交流成分を分離した後に整流平滑する場合において、交流成分を分離する分離手段の充電を抑制又は調整でき、トランスの二次巻線からの出力を低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１の電源装置構成を示す図
【図２】実施例１の電源装置におけるコンデンサ４を流れる電流経路を示す図
【図３】実施例１のトランス３の二次巻線に発生する電圧を示す図
【図４】実施例２の電源装置構成を示す図
【図５】実施例２のトランス３の二次巻線に発生する電圧を示す図
【図６】比較対象の電源装置構成を示す図
【図７】比較対象の電源装置におけるコンデンサ４を流れる電流経路を示す図
【図８】比較対象の電源装置構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１に本実施例における電源装置の構成を示す。以下、負極性に帯電するトナーを用いた電子写真プロセスにおける帯電、露光、現像、転写、転写ローラクリーニングのプロセスを図１を用いて説明する。
【００１４】
まず帯電プロセスにおいて、コントローラ１は、帯電駆動回路２をオン状態とし、トランス３の二次側に高交流電圧を発生させる。詳細は図示されていないが、コントローラ１は各種制御の為の制御プログラムを実行する中央演算処理装置、信号を入出する入出力インターフェイス、制御プログラムを記憶する、揮発性メモリ、ハードディスク等を構成要件として備える。トランス３の二次側に発生した高電圧は、コンデンサ４（カップリングコンデンサ）によって交流成分が分離された後、言い換えれば直流成分が除去された後にダイオード５によって整流され、コンデンサ６には負電圧による充電がなされる。これらコンデンサ６とダイオード５とで第二の整流平滑手段／回路が構成される。尚、第一の整流平滑手段／回路については後述で説明する。
【００１５】
抵抗器１８は、分離手段としてのコンデンサ４と第二の整流平滑手段／回路のダイオード５とを接続するラインから分岐したラインに配置／接続され、コンデンサ４への充電を抑制する役割を担う。抵抗器１８が設けられていない場合には、トランス３の出力端に正電圧が発生すると、グランド（基準）へ流れる電流経路（図２の（ａ））が形成されず、図２（ｂ）に示されるような電流経路のみとなりコンデンサ４の充電が即時行われてしまう。抵抗器１８はこのようなコンデンサ４の即時の充電を抑制する機能を持つ。抵抗器１８に直列に接続されるダイオード１９は負電圧が発生している場合の電流経路を遮断する。充電後のコンデンサ６の電圧は、帯電バイアスとして帯電ローラ７に印加され、感光ドラム８を一様に帯電させる。
【００１６】
帯電バイアスは、電圧検知回路９によって、コントローラ１にフィードバックされ、コントローラ１は帯電バイアスが一定となるように帯電駆動回路２の状態を制御し、定電圧制御を行う。尚、電圧検知回路９は、ターゲットとする画像品質によっては、削除しても構わない。これにより電源装置の小型化というメリットを受けることもできる。
【００１７】
次に、露光プロセスで装置に入力された画像データに基づき露光器５１によるレーザ発光を行い、帯電された像担持体表面に静電潜像を形成する。尚、露光器５１にはレーザ方式の発光方式の他、ＬＥＤ発光方式を採用しても良い。そして、現像器５２により現像プロセスが行われ、負極性のトナーが、形成された静電潜像の部分に付着し、現像が行われ、像担持体表面に画像データに応じたトナー像が形成される。尚、以降の電源装置構成の説明においては、この露光器と、現像器について不図示としているが、実際には各電源装置は図１と同様に露光器及び現像器を備えているものとする。
【００１８】
次に、転写プロセスにおいて、コントローラ１は転写駆動回路１０をオン状態とし、トランス１１の二次側に高電圧を発生させる。トランス１１の二次側に発生した高電圧は、ダイオード１２によって整流され、コンデンサ１３には正電圧が充電される。この時、帯電駆動回路は引き続きオン状態であるため、コンデンサ１４には、トランス３の二次巻線に発生した高電圧をダイオード１５で整流した負電圧が充電されている。これらコンデンサ１４とダイオード１５とで第一の整流平滑手段／回路が構成される。転写ローラ１６にはコンデンサ１３に充電された正電圧とコンデンサ１４に充電された負電圧が重畳されて転写バイアスとして印加される。例えば、コンデンサ１４の負の高電圧が−９００Ｖで、コンデンサ１３に＋２９００Ｖの正の高電圧が発生している場合には、＋２０００Ｖの高電圧が転写ローラ１６に印加されることになる。この印加される転写バイアスにより転写ローラ１６と感光ドラム８の間を通過する被転写媒体としてのシートに、像担持体表面に形成されたトナー像が転写される。
【００１９】
転写ローラ１６に流れる電流は電流検知回路１７によって検出され、コントローラ１に入力される。コントローラ１は検出結果に基づき転写ローラに流れる電流が一定となるように転写駆動回路１０の状態を制御し、定電流制御を行う。この時、帯電バイアスは分離手段としてのコンデンサ４によって転写バイアスから直流的に遮断されているため、帯電バイアスを出力しながら、転写バイアスを出力しても、高精度に転写ローラに流れる電流を検知することが可能となる。
【００２０】
転写ローラのクリーニングシーケンスプロセスにおいてコントローラ１は、帯電駆動回路をオン状態としたまま転写駆動回路をオフとする。その際、転写ローラ１６にはコンデンサ１４に充電された負電圧が印加されるため、転写ローラ１６に付着した負極性であるトナーを、感光ドラム８に移動させることが可能となる。
【００２１】
上記の様に動作させることにより、図６で示される構成の電源装置は、帯電バイアスと転写ローラクリーニングバイアスを共通のトランス３で生成出来るため、小型化、低コスト化に対して有利である。一方、トランスそのものを小型化する為のアプローチについては後述する。
【００２２】
図６は図１の電源装置との比較を説明する為の別の電源装置の構成を示す。図６での電源装置では、図１の場合に対してダイオード１９が削除されている。図１の電源装置ではコンデンサ４への充電を抑制／調整する点に特徴を有しているが、以下これについて図１と図６を用いて以下説明する。
【００２３】
●図６の電源装置の場合
図６に示した電源装置では、コンデンサ４に負の電圧が充電されてしまう。以下、その充電メカニズムと、その充電により引き起こされる問題点について図７を用い説明する。
【００２４】
図７（ａ）、図７（ｂ）はトランス３の二次巻線に発生する高電圧によって、ダイオード１５のカソード側の電位が正となった場合と負となった場合におけるコンデンサ４により流れる電流の経路を示している。
【００２５】
ダイオード１５のカソード側に正電圧が発生している際は、コンデンサ４により流れる電流の経路は図７（ａ）の様になり、トランス３の出力端から抵抗器１８を介してグランド（基準）に流れる経路となる。
【００２６】
一方、ダイオード１５のカソード側に負電圧が発生している際は、コンデンサ４により流れる電流の経路は図７（ｂ）の様になる。グランドから抵抗器１８を介してトランス３の出力端に流れる経路と、帯電ローラ７からトランス３の出力端に流れる経路、及び電圧検知回路９からトランス３の出力端に流れる経路がある。従って、トランス３の出力端に負電圧が発生している際にコンデンサ４に流れる電流の方が、トランス３の出力端に正電圧が発生している際にコンデンサ４に流れる電流よりも大きい。
【００２７】
この為、コンデンサ４にはダイオード５のカソードに接続される側を正とする電圧が充電される。そしてダイオード５のカソードに接続される側が正でコンデンサ４が充電されてしまうと、帯電ローラ７に印加される帯電バイアスは、トランス３の出力端に発生する負電圧とコンデンサ４に充電された電圧の差分となる。このため、トランス３はコンデンサ４に充電された電圧分だけ大きな負電圧を出力する必要が生じてしまう。例えばコンデンサ４に＋１１７Ｖ充電が行われたとし、−１３１０Ｖの帯電バイアスが必要であるとすると、トランス３の二次巻線の出力を少なくとも−１４２７Ｖのピーク電圧より大きくする必要が生じ、トランス３や帯電駆動回路２の大型化につながる。また前述したように、転写バイアスはコンデンサ１３に充電された正電圧とコンデンサ１４に充電された負電圧が重畳されたバイアスである為、トランス３の出力する負電圧を大きくすることは、転写回路のトランス及び駆動回路の大型化も招くことにも結び付く。
【００２８】
そして後述で説明する図１の電源装置では、トランスの交流成分を分離した後に整流平滑する場合において、交流成分を分離する分離手段の充電を抑制することで、トランスの二次巻線からの出力の大きさを低く抑えることができる。引いては電源装置の小型化及び／又は低コスト化を実現できる。
【００２９】
●図１の電源装置の場合
図２（ａ）、図２（ｂ）はトランス３の二次巻線に発生する高電圧によって、ダイオード１５のカソード側の電位が正となった場合と負となった場合における、コンデンサ４を流れる電流の経路を示している。これらは図７（ａ）、図７（ｂ）の場合とは異なる。
【００３０】
まず、ダイオード１５のカソード側に正電圧が発生している際は、コンデンサ４を流れる電流の経路は図２（ａ）の様になり、トランス３の出力端から抵抗器１８、ダイオード１９を介してグランドに電流が流れる経路となる。
【００３１】
一方、ダイオード１５のカソード側に負電圧が発生している際は、コンデンサ４を流れる電流の経路は図２（ｂ）の様になり、感光ドラム８及び帯電ローラ７からトランス３の出力端に流れる経路と、電圧検知回路９からトランス３の出力端に流れる経路となる。整流手段としてのダイオード１９により、基準としてのグランドから分離手段としてのコンデンサ４に流れる電流が遮断されている。
【００３２】
このように、図２の場合は、図２（ｂ）において抵抗器１８経由の電流経路が整流手段としてのダイオード１９により遮断されているため、正負の方向でのコンデンサ４の充電のアンバランスが先に説明した図７の場合と比べより解消されていることがわかる。尚、このアンバランスが完全に解消されなくとも、コンデンサ４の充電電圧を小さくできた場合に、トランス３の必要出力振幅も小さくでき、トランス３の小型化、低コスト化に寄与することができる。
【００３３】
●抵抗値の設定方法
上で説明したように、コンデンサ４の充電電圧が小さくなればそれに応じた効果を得ることができるが、よりゼロに近いほうが望ましい。以下、コンデンサ４への充電をより効果的に抑制する為の抵抗値の決定方法について説明する。ここでは一例として、トランス３の二次巻線に図３で示される高電圧が発生するケースを説明する。
【００３４】
まず、ダイオード１５のカソード側に正電圧が発生している期間（ｔ＝０〜ｔａ）は、コンデンサ４に流れる電流Ｉｃａは次式で表わすことが出来る。
【００３５】
【数１】
2019033645.tif 000003
【００３６】
ここでｖ（ｔ）はダイオード１５のカソード側に発生する電圧、Ｖｃ（ｔ）はコンデンサ４の両端電圧、Ｖｆ１９はダイオード１９の順方向電圧、Ｒは抵抗器１８の抵抗値である。（１）式で表わされる電流Ｉｃａがｔ＝０〜ｔａまで流れるため、この期間にコンデンサ４に充電される電荷Ｑｃａは次式で表わされる。
【００３７】
【数２】
2019033645.tif 000004
【００３８】
次に、ダイオード１５のカソード側に負電圧が発生している期間（ｔ＝ｔａ〜ｔｂ）にコンデンサ４に充電される電荷Ｑｃｂについても同様にして次式で表わすことが出来る。
【００３９】
【数３】
2019033645.tif 000005
【００４０】
ここで、Ｖｆ５はダイオード５の順方向電圧、Ｒｄは電圧検知回路９のインピーダンス成分を、Ｒｐは感光ドラム８及び帯電ローラ７の合成インピーダンス成分である。ここで、トランス３の二次巻線に発生する電圧Ｖａ、ＶｂはＶｃｃ、Ｖｆ１９、Ｖｆ５と比較して非常に大きいため、（２）、（３）式は次の様に（４）、（５）式で近似出来る。
【００４１】
【数４】
2019033645.tif 000006
【００４２】
【数５】
2019033645.tif 000007
【００４３】
さらに、コンデンサ４に電荷が充電されない条件下ではｖｃ（ｔ）＝０であるため、（４）、（５）式は次の様に（６）、（７）式で近似出来る。尚、（６）式のｖ（ｔ）／Ｒが、トランス３の二次巻線に発生する電圧が正のときにコンデンサ４により流れる電流に対応し、（７）式の（（Ｒｄ＋Ｒｐ）／ＲｄＲｐ）×ｖ（ｔ）が二次巻線に発生する電圧が負のときにコンデンサ４により流れる電流に対応する。夫々の電流を区別するために第一電流、第二電流と呼ぶこともできる。また、０〜ｔａの時間が、二次巻線に正の電圧が発生するときに流れる第一電流によりコンデンサ４が充電される時間に対応し、ｔａ〜ｔｂの時間が、二次巻線に負電圧が発生するときに流れる第二電流によりコンデンサ４が充電される時間に対応する。そして（６）式と（７）式とが等しくなるということは、第一電流値と第二電流値との大小関係が、０〜ｔａの時間とｔａ〜ｔｂの時間の大小関係とは逆になっていることになる。また、０〜ｔａの時間とｔａ〜ｔｂの時間を等しくした場合には、第一電流値と第二電流値の関係も等しくなるように抵抗器１８の抵抗値を決めれば良い。
【００４４】
また、図３に示される電圧波形や、後述の図５に示される電圧波形は矩形で示されているが、トランス３の二次巻線で発生する電圧が正弦波の場合もある。その場合は、二次巻線の電圧が正の期間の平均電流値を先の第一電流値に相当させ、二次巻線の電圧が負の期間の平均電流値を先の第二電流値に相当させれば、第一電流及び第二電流の大小関係と、夫々の電流を流す時間の大小関係について先と同様の事が言える。
【００４５】
【数６】
2019033645.tif 000008
【００４６】
【数７】
2019033645.tif 000009
【００４７】
ここで、コンデンサ４が充電されないための条件はＱｃａ＝Ｑｃｂであるから、図３の波形においては（６）、（７）式より、抵抗器１８の抵抗値は以下の式で決定される。
【００４８】
【数８】
2019033645.tif 000010
【００４９】
（８）式の様に抵抗値Ｒを決定することで、図３の交流波形１周期あたりでコンデンサ４を移動する電荷の総量、即ち、コンデンサ４により流れる平均電流を論理的に０とすることができ、コンデンサ４が充電されることを抑制出来る。
【００５０】
以上に説明した様に、本実施例の構成とすることで、コンデンサ４への充電を低く抑制又は調整することが出来、トランス３の二次巻線からの出力の大きさをより低く抑えることが出来る。引いては、トランス３、１１及び駆動回路の大型化を抑制することが可能となり、小型で低コストな電源装置に結びつけることができる。また（１）〜（８）式で説明した設定方法により、コンデンサ４への充電をより小さくする適切な抵抗値が得られる。
【実施例２】
【００５１】
実施例１の構成においては、トランス３の二次巻線に発生する高電圧が一定の場合は、コンデンサ４への平均電流（充電）をゼロ若しくはゼロに近い値とすることができる。しかし、実際には画像形成装置自身の特性変化、或いは動作環境の変化などによって形成される画像濃度が変動し、それを補正するべく帯電バイアスを変更する場合がある。例えば想定する通常状態時に−９００Ｖの帯電電圧に対し、低温低湿度の環境では帯電電圧を−１２００Ｖに変更する。或いは高温高湿度の環境では帯電電圧が例えば−８００Ｖというように変更される。これらの場合、トランス３の二次巻線に発生する電圧が変化するため、アンバランスが発生或いは大きくなり、コンデンサ４の充電圧が大きくなってしまう問題が発生し得る。
【００５２】
図４に、実施例２における電源装置の構成図を示す。実施例１の電源装置のダイオード１９のグランド側に更にトランジスタ２０が接続されている。実施例１と同様の構成については同じ符号を付してあり説明を省略する。また、電子写真プロセスの帯電、転写、転写ローラクリーニングのプロセスにおける動作も実施例１と同様のため省略する。
【００５３】
図５（ａ）、図５（ｂ）は、上述のような帯電電圧の変更が発生した場合のトランス３の二次巻線に発生する電圧波形の一例を示す。尚、図５中では負電圧のピーク値に関しＶｂ＞ＶｃでありＶｃのピークが減少している。また、Ｖｂ、Ｖｃは絶対値を意味している。ここで、トランス３を駆動する、帯電駆動回路２の説明をすると、トランス３の一次巻線側には所定の直流電圧（例えばＤＣ２４Ｖ）が加えられており、帯電駆動回路が一次巻線に加えられる直流電圧をスイッチによりオン／オフすることで図５の波形が得られる。このオン／オフ動作の際に、電圧Ｖａは、一次巻線に印加されている直流電圧の値で決まる。一方、負の電圧−Ｖｃは、オン時間の長さに応じて変化する。オン時間が長いほどＶｃの値は大きくなり、短いほど小さくなる。図５（ｂ）の場合は、図５（ａ）の場合に比べてＶｃの値が小さくなっているので、オン時間を短くした場合に相当する。
【００５４】
尚、Ｖｃをどのような値にするかは、画像形成装置やトナーの特性、画像形成装置の動作環境や使用履歴等の状況により予め設定されており、それら設定値はコントローラ１内の不図示のメモリに記憶されている。コントローラ１は検出値、カウント値等に基づき適宜状況を判断し適切な設定値をメモリから読み取ることでオン時間を変更する。
【００５５】
まず、トランスの二次巻線に発生する電圧が図５（ａ）の波形対して実施例１に示した方法で抵抗器１８の抵抗値を決定すると、抵抗値Ｒは（８）式の様に決定される。
【００５６】
しかし、濃度変動などで帯電バイアスが変更となり、トランスの二次巻線に発生する電圧が図５（ｂ）の波形になると、実施例１の構成では以下のようになる。即ち、ダイオード１５のカソード側に正の電圧が発生している期間、負電圧が発生している夫々の期間で、コンデンサ４に充電される電荷は夫々（９）、（１０）式のようになる。
【００５７】
【数９】
2019033645.tif 000011
【００５８】
【数１０】
2019033645.tif 000012
【００５９】
この時、Ｖｂ＞ＶｃであることからＱｃｃ＞Ｑｃｄとなるため、つまり図２（ａ）でのコンデンサ４の充電量が、図２（ｂ）でのコンデンサ４の充電量よりも大きくなり、コンデンサ４にはトランスの二次巻線に接続される側を正とする方向で電荷が充電される。上記の方向でコンデンサ４が充電された場合、充電電圧によっては、クリーニングバイアスが感光ドラムの電位よりも高くなってしまい、転写ローラに付着した負極性のトナーを感光ドラムに移動させるクリーニング動作が十分に行えない可能性がある。例えば、コンデンサ４の充電電圧が１５０Ｖ、帯電電圧が−９００Ｖの場合、クリーニングバイアスは（−９００Ｖ＋１５０Ｖ）の‐７５０Ｖになる。ここで、−９００Ｖの帯電バイアスによって感光ドラム８の表面が−８００Ｖに帯電されたとすると、負極性のトナーは転写ローラ１６から感光ドラム８に対して移動せず、クリーニング動作が不十分な結果になる。
【００６０】
一方、本実施例の構成においては、トランジスタ２０のオン／オフタイミングをコントローラ１によって制御することにより、トランス３の二次巻線に発生する電圧が変化してもコンデンサ４への平均電流を０とすることが可能である。以下、抵抗器１８の抵抗値が（８）式で決定される場合における、トランジスタ２０のオン／オフタイミングの決定方法について述べる。
【００６１】
まず、トランス３の二次巻線に発生する電圧が図５（ａ）の波形である場合には、コントローラ１はｔ＝０のタイミングでトランジスタ２０をオンし、ｔ＝ｔａのタイミングでオフする。この様にトランジスタ２０を動作させることで図４の電源装置は、実施例１と同様の動作を行うため、コンデンサ４が充電されることは無い。
【００６２】
一方、濃度変更などによって帯電バイアスが変更となり、トランス３の二次巻線に発生する電圧が図５（ｂ）の波形となった場合、コントローラ１はｔ＝０のタイミングでトランジスタ２０をオンし、次式で示されるタイミングでトランジスタ２０をオフする。この時、ｔ＝０〜ｔａの期間のコンデンサ４に充電される電荷Ｑｃｅは（１２）式で示される。（１１）式に示されるタイミングでトランジスタ２０を制御することで、コントローラ１は、コンデンサ４からグランド（基準）に流れる電流の時間を減らすことができる。
【００６３】
【数１１】
2019033645.tif 000013
【００６４】
【数１２】
2019033645.tif 000014
【００６５】
一方、ｔ＝ｔａ〜ｔｂの期間のコンデンサ４に充電される電荷Ｑｃｆは（１０）式で示されるため、（１２）式及び（１０）式より方程式（１３）が成立し、抵抗器１８の抵抗値は以下の式（１４）で求められる。このようにトランジスタ２０を（１１）式で示されるタイミングでオフすることで、トランス３の二次巻線に発生する高電圧の１周期当たりにコンデンサ４を移動する電荷の総量を０とすることが可能となる。従って、コンデンサ４が充電されることを抑制することが出来る。
【００６６】
【数１３】
2019033645.tif 000015
【００６７】
【数１４】
2019033645.tif 000016
【００６８】
尚、Ｖｂ＜Ｖｃとなった場合には、（１０）式の積分時間（コンデンサ４の充電時間）をｔ＝ｔａ〜（Ｖｂ／Ｖｃ）×ｔｂというように短く設定し、ダイオード１５のカソード側に正電圧が発生している期間の積分時間をｔ＝０〜ｔａと設定する形態も考えられる。この場合、ダイオード５のアノード側に、図２（ｂ）で示される電流を遮断する為のトランジスタを設け、コントローラ１により制御すればよい。このときの電源構成の一例を図８に示す。トランジスタ２１が追加されている。
【００６９】
しかし、このようにコントローラ１がトランジスタ２１のオン／オフ制御を行った場合に、トランジスタがオフされてしまうと帯電電圧の供給が停止したり、電圧検知回路９で電圧を検知できなくなる。これでは、例えば、帯電電圧をオフする際の補助コンデンサ等を別途設ければ話は別だが、帯電電圧の供給を指定するのは画質の観点で好ましくない。
【００７０】
これに対して、装置内で設定し得るＶｃの最大値に合わせ先のｔａを設定すれば、ピークＶｃの変化（減少）に応じて、ダイオード１５のカソード側に正電圧が発生している期間を変更し、（１２）式であらわされる積分値を制御できる。即ち、コントローラ１が、二次巻線３に発生する減少後の負電圧のピーク値に応じた時間だけ、抵抗器１８からグランド（基準）へ電流を流すようトランジスタ２０のスイッチング制御を行うのが好適な形態と言える。
【００７１】
以上に説明した様に、本実施例の構成とすることで、濃度調整などで帯電バイアスが変更となった場合でもコンデンサ４への充電を抑制することが出来、小型で低コストな高圧電源を実現出来る。
【実施例３】
【００７２】
上述の各実施例では、ダイオード１５のカソード側に負電圧が発生している際のコンデンサ４を流れる電流の経路として、電圧検知回路９からの電流を含む場合を説明したが、これに限定されない。例えばこの電圧検知回路９の構成を省略した場合にも、実施例１、２のように適切な抵抗器１８の抵抗値を決定することができる。
【００７３】
具体的には、実施例１の式（７）よりＲｄを含む項を削除すると（８Ａ）式が得られ、これより求められた抵抗値の抵抗が図１の抵抗器１８に適用できる。
【００７４】
【数１５】
2019033645.tif 000017
【００７５】
また実施例２の場合、（１０）式の右辺よりＲｄを含む項を削除し得られる式を（１３）式の右辺と入れ替えることで（１４Ａ）式が得られ、これより求められた抵抗値の抵抗が図４の抵抗器１８に適用できる。
【００７６】
【数１６】
2019033645.tif 000018
【符号の説明】
【００７７】
１  コントローラ
４  交流分離コンデンサ
７  帯電ローラ
８  感光ドラム
９  電圧検知回路
１６  転写ローラ
１７  電流検知回路
１８  抵抗器
１９  整流ダイオード
２０  整流トランジスタ
【図１】
2019033645.tif 000019
【図２】
2019033645.tif 000020
【図３】
2019033645.tif 000021
【図４】
2019033645.tif 000022
【図５】
2019033645.tif 000023
【図６】
2019033645.tif 000024
【図７】
2019033645.tif 000025
【図８】
2019033645.tif 000026