(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流高圧出力電圧を負荷に出力する電源装置において、
入力される高圧出力指示電圧と前記直流高圧出力電圧の分圧電圧とを比較して比較結果を出力する比較回路と、
前記比較結果の出力を用いて駆動電圧を出力するトランス駆動回路と、
前記駆動電圧を昇圧して交流電圧を発生するトランスと、
前記交流電圧を整流して前記直流高圧出力電圧を出力する整流回路と、
複数の分圧用抵抗を有し、前記直流高圧出力電圧を分圧して前記比較回路に入力する前記分圧電圧を生成する分圧回路と、
前記複数の分圧用抵抗の一部の分圧用抵抗に対して直列に接続され、前記整流回路から前記負荷へ流れる負荷電流を流す電流検出用抵抗と、
演算増幅器と
を備え、
前記演算増幅器は、
反転入力端子、非反転入力端子、及び出力電圧を出力する出力端子を有し、前記非反転入力端子が接地され、前記反転入力端子が仮想接地された状態で前記整流回路の電流入力側及び前記一部の分圧用抵抗に接続され、前記出力端子と前記反転入力端子との間が、前記一部の分圧用抵抗及び前記電流検出用抵抗を介して接続され、
前記分圧回路は、前記整流回路の前記直流高圧出力電圧の出力側と前記反転入力端子との間に接続され、
前記負荷電流は、前記演算増幅器の前記出力端子、前記電流検出用抵抗、前記一部の分圧用抵抗、前記整流回路の前記電流入力側、前記整流回路の前記直流高圧出力電圧の前記出力側、および前記負荷の経路に流れ、
前記比較結果が零になるように前記トランス駆動回路が制御され、前記負荷電流に応じて前記直流高圧出力電圧を抑制し、且つ、前記演算増幅器の前記出力端子から前記負荷に流れる前記負荷電流を検出することを特徴とする電源装置。
【請求項２】
請求項１記載の電源装置は、更に、
前記演算増幅器の前記出力電圧を検出して出力電圧検出値を求め、前記高圧出力指示電圧の値と前記出力電圧検出値とに基づき、前記負荷電流を演算する演算手段と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記演算手段は、
前記高圧出力指示電圧と前記負荷電流とに基づき、前記直流高圧出力電圧を演算することを特徴とする請求項２記載の電源装置。
【請求項４】
前記分圧回路は、
直列接続された２つの第１及び第２の前記分圧用抵抗により構成され、
前記第１の分圧用抵抗と前記第２の分圧用抵抗との接続点が、前記電流検出用抵抗を介して、前記演算増幅器の前記出力端子に接続され、
前記第１の分圧用抵抗、前記第２の分圧用抵抗、及び前記電流検出用抵抗の接続点から、前記分圧電圧が取り出されて、前記比較回路に入力され、
前記比較回路により、前記分圧電圧が前記高圧出力指示電圧と比較され、前記負荷電流に応じて前記直流高圧出力電圧が（第１の分圧用抵抗の抵抗値×負荷電流の電流値）の電圧値だけ降下することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の電源装置。
【請求項５】
前記分圧回路は、
直列接続された３つの第１、第２及び第３の前記分圧用抵抗により構成され、
前記第２の分圧用抵抗と前記第３の分圧用抵抗との接続点が、前記電流検出用抵抗を介して、前記演算増幅器の前記出力端子に接続され、
前記第１の分圧用抵抗と前記第３の分圧用抵抗との接続点から、前記分圧電圧が取り出されて、前記比較回路に入力され、
前記比較回路により、前記分圧電圧が前記高圧出力指示電圧と比較され、前記第２の分圧用抵抗の抵抗値と前記第３の分圧用抵抗の抵抗値との抵抗値比を適宜設定することにより、前記負荷電流に応じて前記直流高圧出力電圧が［第１の分圧用抵抗の抵抗値×（第３の分圧用抵抗の抵抗値／第２の分圧用抵抗の抵抗値）×負荷電流の電流値］の電圧値だけ降下することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の電源装置。
【請求項６】
前記トランスは、
圧電セラミックスからなる圧電トランスであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の電源装置。
【請求項７】
前記トランスは、
巻線式の電磁トランスであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の電源装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項記載の電源装置、
を備え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、昇圧用トランスの出力電流を検出する電流検出機能を有する電源装置と、それを用いた画像形成装置と、に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電流検出機能を有する電源装置とそれを用いた画像形成装置としては、例えば、特許文献１に開示されるものがある。この種の電源装置では、昇圧用トランスの２次側に設けられる整流回路の電圧を定電圧制御し、負荷に対しては出力抵抗を介して接続している。又、負荷に流れる電流経路を演算増幅器（以下「オペアンプ」という。）の出力電流と等価とすることにより、正確な電流検出を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−００５６５０公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の電源装置及びそれを用いた画像形成装置では、次のような課題があった。
【０００５】
昇圧用トランスの２次側整流回路と負荷との間に出力抵抗を設けているので、部品コストが増加すると共に、その出力抵抗に流れる電流が多い場合には、損失増となって無駄な電力を消費してしまう。更に、昇圧用トランスとして、例えば、負荷電流を大きく取れない圧電トランスを使用した場合、出力抵抗を設けないと、負荷電流の過大時に出力電圧が低下してしまい、周波数制御時に駆動周波数が共振周波数より低い周波数に制御されてしまう等の課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電源装置は、直流高圧出力電圧を負荷に出力する電源装置において、入力される高圧出力指示電圧と前記直流高圧出力電圧の分圧電圧とを比較して比較結果を出力する比較回路と、前記比較結果の出力を用いて駆動電圧を出力するトランス駆動回路と、前記駆動電圧を昇圧して交流電圧を発生するトランスと、前記交流電圧を整流して前記直流高圧出力電圧を出力する整流回路と、複数の分圧用抵抗を有し、前記直流高圧出力電圧を分圧して前記比較回路に入力する前記分圧電圧を生成する分圧回路と、前記複数の分圧用抵抗の一部の分圧用抵抗に対して直列に接続され、前記整流回路から前記負荷へ流れる負荷電流を流す電流検出用抵抗と、演算増幅器とを備えている。
【０００７】
そして、前記演算増幅器は、反転入力端子、非反転入力端子、及び出力電圧を出力する出力端子を有し、前記非反転入力端子が接地され、前記反転入力端子が仮想接地された状態で前記整流回路の電流入力側及び前記一部の分圧用抵抗に接続され、前記出力端子と前記反転入力端子との間が、前記一部の分圧用抵抗及び前記電流検出用抵抗を介して接続され、前記分圧回路は、前記整流回路の前記直流高圧出力電圧の出力側と前記反転入力端子との間に接続され、前記負荷電流は、前記演算増幅器の前記出力端子、前記電流検出用抵抗、前記一部の分圧用抵抗、前記整流回路の前記電流入力側、前記整流回路の前記直流高圧出力電圧の前記出力側、および前記負荷の経路に流れ、前記比較結果が零になるように前記トランス駆動回路が制御され、前記負荷電流に応じて前記直流高圧出力電圧を抑制し、且つ、前記演算増幅器の前記出力端子から前記負荷に流れる前記負荷電流を検出することを特徴とする。
【０００８】
本発明の画像形成装置は、前記電源装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電源装置及び画像形成装置によれば、電流検出用抵抗に流れる電流に応じて、直流高圧出力電圧制御のフィードバック電位を変化させるようにしているので、出力抵抗を実装したときと同様な電圧降下を得ることができる。これにより、出力抵抗を不要にすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、高圧電源装置６０Ａの構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施例１における画像形成装置１を示す概略の構成図である。
【図３】図３は、図２の画像形成装置１の動作を制御するための制御回路の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、図１の高圧電源装置６０Ａの構成例を示す回路図である。
【図５】図５は、本発明の実施例２における高圧電源装置６０Ｂの構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、図５の高圧電源装置６０Ｂの構成例を示す回路図である。
【図７】図７は、本発明の実施例３における高圧電源装置６０Ａの他の構成例を示す回路図である。
【図８】図８は、本発明の実施例４における高圧電源装置６０Ｃの構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、図８の高圧電源装置６０Ｃの構成例を示す回路図である。
【図１０】図１０は、図９中の圧電トランス１２０Ｃの負荷特性図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施例５における高圧電源装置６０Ｄの構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、図１１の高圧電源装置６０Ｄの構成例を示す回路図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施例６における高圧電源装置６０Ｅの構成例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００１２】
（実施例１の構成）
【００１３】
図２は、本発明の実施例１における画像形成装置１を示す概略の構成図である。
【００１４】
この画像形成装置１は、例えば、カラー電子写真直接転写方式のプリンタであり、筐体１ａを備えている。筐体１ａ内の上部には、カラー４色分のカートリッジ式の現像器１０（例えば、ブラック（Ｋ）用現像器１０Ｋ、イエロー（Ｙ）用現像器１０Ｙ、マゼンタ（Ｍ）用現像器１０Ｍ、及びシアン（Ｃ）用現像器１０Ｃ）が着脱自在に装着されている。各色の現像器１０は、使用する現像剤としてのトナーの色が異なるだけであって、同一の構成である。
【００１５】
各色の現像器１０は、トナー容器１１、像担持手段としての感光体ドラム１２、現像剤供給手段としての供給ローラ１３、現像手段としての現像ローラ１４、層形成手段としての現像ブレード１５、帯電手段としての帯電ローラ１６、及びクリーニング手段としてのクリーニングブレード１７等により構成されている。
【００１６】
トナー容器１１は、現像器１０の上部に配置され、この下方に、供給ローラ１３、現像ローラ１４、及び現像ブレード１５が配置されている。現像ローラ１４には、感光体ドラム１２が接触している。更に、感光体ドラム１２の外周面には、帯電ローラ１６、及びクリーニングブレード１７が接触している。
【００１７】
各色の現像器１０（１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ）の近傍には、各色の露光手段としての発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」という。）ヘッド１８（例えば、Ｋ用ＬＥＤヘッド１８Ｋ、Ｙ用ＬＥＤヘッド１８Ｙ、Ｍ用ＬＥＤヘッド１８Ｍ、及びＣ用ＬＥＤヘッド１８Ｃ）が配設されている。
【００１８】
カラー４色分の現像器１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃの下方には、印刷媒体としての用紙２７の上にトナー画像を転写するための転写ユニット２０が設けられている。転写ユニット２０は、張架ローラ２１、駆動ローラ２２、無端状の転写ベルト２３、及び４色分の転写ローラ２４（例えば、Ｋ用転写ローラ２４Ｋ、Ｙ用転写ローラ２４Ｙ、Ｍ用転写ローラ２４Ｍ、及びＣ用転写ローラ２４Ｃ）により構成されている。張架ローラ２１と駆動ローラ２２とは、所定距離隔てて配置され、この張架ローラ２１と駆動ローラ２２とに、転写ベルト２３が張架されている。転写ベルト２３の上辺の内側には、各色の感光体ドラム１２に対向して、各色の転写ローラ２４が配置されている。
【００１９】
転写ベルト２３の下辺の外側には、残トナー除去用のクリーニングブレード２５が接触している。転写ベルト２３上の残トナーは、クリーニングブレード２５によって除去され、この除去された廃トナーが、廃トナー容器２６に収容されるようになっている。
【００２０】
筐体１ａ内の下部には、積層された複数枚の用紙２７を収容するための用紙カセット２８が着脱自在に装着されている。用紙カセット２８の用紙排出側には、用紙２７を１枚ずつ取り出すホッピングローラ２９が設けられている。ホッピングローラ２７から取り出された用紙２７は、図示しない搬送ローラによって搬送路の下流側へ搬送され、レジストローラ対３０ａ，３０ｂにて用紙の傾きが直されて所定のタイミングで、転写ベルト２３上へ送られるようになっている。レジストローラ対３０ａ，３０ｂと駆動ローラ２２との間には、用紙２７の先端を検出するための用紙検出センサ３１が設けられている。用紙検出センサ３１にて用紙２７の先端が検出されると、この検出信号に基づき、前記のタイミングが取られるようになっている。
【００２１】
張架ローラ２１の下流側には、定着器３２が設けられている。定着器３２は、用紙２７上に転写されたトナー画像を、加熱及び加圧によって定着するものであり、例えば、加熱ローラ３２ａ及び加圧ローラ３２等によって構成されている。定着器３２によってトナー画像が定着された用紙２７は、搬送ガイド３３を経由して、筐体１ａの上部に形成された排紙トレー１ｂへ排出されるようになっている。
【００２２】
図３は、図２の画像形成装置１の動作を制御するための制御回路の構成を示すブロック図である。
【００２３】
この制御回路は、パーソナルコンピュータ等のホスト装置に接続されたホストインタフェース部４０を有している。ホストインタフェース部４０は、ホスト装置からの印刷命令（コマンド）及び印刷データを受け付けるものであり、この出力側に、コマンド・画像処理部４１が接続されている。コマンド・画像処理部４１は、ホストインタフェース部４０で受け付けた印刷命令及び印刷データに対して命令解析及び印刷用の画像処理を行うものであり、この出力側に、ＬＥＤヘッドインタフェース部４２及びプリンタエンジン制御部４３が接続されている。
【００２４】
ＬＥＤヘッドインタフェース部４２は、コマンド・画像処理部４１の出力信号を受け付けて各色のＬＥＤヘッド１８（１８Ｋ，１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ）を駆動制御するものである。プリンタエンジン制御部４３は、コマンド・画像処理部４１の出力信号に基づき、画像形成装置１の駆動機構部を制御するものである。
【００２５】
プリンタエンジン制御部４３には、ＬＥＤヘッドインタフェース部４２、ホッピングローラ２９を回転させるホッピングモータ４４、レジストローラ対３０ａ，３０ｂを回転させレジストモータ４５、転写ベルト駆動用の駆動ローラ２２を回転させるベルトモータ４６、定着器３２のローラを回転させる定着器ローラモータ４７、及び、各色の感光体ドラム２４を回転させるドラムモータ４８が接続されている。プリンタエンジン制御部４３には、更に、加熱ローラ３２ａを加熱する定着器ヒータ４９、定着器３２の周囲温度を検出する温度センサ（例えば、サーミスタ）５０、用紙検出センサ３１、データやプログラムを記憶する記憶手段５１、及び、本実施例１における電源装置としての高圧電源装置６０が接続されている。
【００２６】
高圧電源装置６０は、高圧設定信号出力部６１を有している。高圧設定信号出力部６１は、プリンタエンジン制御部４３の制御信号に基づき、高圧設定信号である高圧出力指示電圧を出力するものであり、演算及び制御機能を有するマイクロコンピュータ（以下「マイコン」という。）等で構成されている。高圧設定信号出力部６１の出力側には、帯電バイアス発生部６２、現像バイアス発生部６３、及び転写バイアス発生部６４が接続されている。
【００２７】
帯電バイアス発生部６２は、高圧設定信号出力部６１から出力される高圧設定信号に基づき、直流高電圧の帯電バイアスを発生して、負荷である各色の現像器１０（＝１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ）へ供給する回路である。現像バイアス発生部６３は、高圧設定信号出力部６１から出力される高圧設定信号に基づき、直流高電圧の現像バイアスを発生して、負荷である各色の現像器１０（＝１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ）へ供給する回路である。更に、転写バイアス発生部６４は、高圧設定信号出力部６１から出力される高圧設定信号に基づき、直流高電圧の転写バイアスを発生して、負荷である各色の転写ローラ２４（＝２４Ｋ，２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ）へ供給する回路である。
【００２８】
図１は、高圧電源装置６０Ａの構成を示すブロック図である。
【００２９】
この高圧電源装置６０Ａは、図３中の高圧電源装置６０における高圧設定信号出力部６１及び転写バイアス発生部６４により構成されている。
【００３０】
高圧設定信号出力部６１は、演算制御機能を有するマイコン等で構成され、高圧出力指示電圧Ｖ９１を出力するアナログ電圧出力ポート９１と、出力電圧検出値としてのアナログの検出電圧Ｖ１６０を入力するアナログ電圧入力ポート９２等と、を有している。アナログ電圧出力ポート９１は、デジタル信号をアナログの高圧出力指示電圧Ｖ９１に変換するデジタル／アナログ変換（以下「ＤＡＣ」という。）機能を有している。アナログ電圧入力ポート９２は、アナログの検出電圧Ｖ１６０をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換（以下「ＡＤＣ」という。）機能を有している。
【００３１】
転写バイアス発生部６４は、高圧出力指示電圧Ｖ９１を入力するための検出値の比較回路１００を有している。比較回路１００は、高圧出力指示電圧Ｖ９１と直流高圧出力電圧Ｖｏｕｔが分圧された分圧電圧Ｖａとを比較して比較結果を求める回路であり、この出力側に、トランス駆動回路１１０が接続されている。トランス駆動回路１１０は、比較回路１００の比較結果を駆動して駆動電圧を出力する回路であり、この出力側に、昇圧用トランス１２０が接続されている。トランス１２０は、例えば、巻線式の電磁トランスで構成され、トランス駆動回路１１０の駆動電圧を昇圧して交流電圧を出力するものであり、この出力側に、整流回路としての正極性の整流回路１３０が接続されている。整流回路１３０は、トランス１２０で昇圧された交流電圧を整流し、整流された直流高圧出力電圧Ｖｏｕｔを負荷である転写ローラ２４へ出力する回路である。
【００３２】
整流回路１３０の出力側には、出力電圧検出用の分圧回路１４０が接続されている。分圧回路１４０は、直流高圧出力電圧Ｖｏｕｔを分圧して分圧電圧Ｖａを出力する回路であり、高耐圧の分圧用抵抗１４１と、分圧電圧Ｖａを出力する接続点１４０ａと、分圧用抵抗１４２と、出力端の接続点１４０ｂと、の直列回路により構成されている。接続点１４０ａは、比較回路１００の入力側に接続されている。接続点１４０ｂには、整流回路１３０の電流入力側と、オペアンプ１５０の反転入力端子１５０ｂと、が接続されている。
【００３３】
オペアンプ１５０は、仮想接地された非反転入力端子１５０ａと、接続点１４０ｂに接続された反転入力端子１５０ｂと、出力電圧Ｖｏ出力用の出力端子１５０ｃと、を有している。出力端子１５０ｃと反転入力端子１５０ｂとは、電流検出用抵抗１７０と分圧用抵抗１４２との直列回路によって、フィードバック（帰還）接続されている。オペアンプ１５０の出力端子１５０ｃと電流検出用抵抗１７０とは、接続点１５０ｄで接続されている。
【００３４】
接続点１５０ｄには、平滑回路１６０を介して、高圧設定信号出力部６１のアナログ電圧入力ポート９２が接続されている。平滑回路１６０は、接続点１５０ｄ上の出力電圧Ｖｏを平滑して、出力電圧検出値としての検出電圧Ｖ１６０を高圧設定信号出力部６１のアナログ電圧入力ポート９２へ出力する回路である。
【００３５】
図１の転写バイアス発生部６４では、Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの４色に対しての４出力のうち１出力のみが図示されているが、本実施例１では、同一回路が４個並置される。この場合、１個の高圧設定信号出力部６１には、４組の入出力ポート（９１，９２）が設けられる。
【００３６】
図４は、図１の高圧電源装置６０Ａの構成例を示す回路図である。
【００３７】
高圧設定信号出力部６１において、アナログ電圧出力ポート９１は、高圧設定信号出力部６１の内部で設定される８ｂｉｔの値に応じて２５６段階に０〜３．３Ｖの高圧出力指示電圧Ｖ９１を出力する。アナログ電圧入力ポート９２は、入力される０〜３．３Ｖの検出電圧Ｖ１６０を１０ｂｉｔのデジタル値に変換する。高圧設定信号出力部６１には、３．３Ｖの電源９３から直流電圧が供給される。
【００３８】
比較回路１００は、入力側に、抵抗１０１及びコンデンサ１０２からなるＲＣフィルタと、コンデンサ１０３と、が設けられ、そのＲＣフィルタ及びコンデンサ１０３の出力側に、オペアンプ１０４が接続されている。オペアンプ１０４には、このオペアンプ１０４に電源電圧を供給する２４Ｖ電源１０５が接続されている。オペアンプ１０４の反転入力端子と出力端子との間には、直列接続されたコンデンサ１０６及び抵抗１０７からなる積分回路が設けられている。
【００３９】
トランス駆動回路１１０は、入力側の抵抗１１１及びコンデンサ１１２からなるＲＣフィルタと、このＲＣフィルタの出力側に接続された抵抗１１３と、この抵抗１１３に、トランス１２０の１次側を介してベースが接続されたＮＰＮトランジスタ１１４と、このトランス駆動回路１１０に電源電圧を供給する２４Ｖ電源１１５と、を有する自励発振回路により構成されている。
【００４０】
トランス１２０の２次側には、整流回路１３０が接続されている。整流回路１３０は、整流用の２つのダイオード１３１，１３２と、平滑用の２つのコンデンサ１３３，１３４と、により構成されている。整流回路１３０の出力側には、１００ＭΩの第１の分圧用抵抗１４１が分岐接続されている。これらのトランス１２０、整流回路１３０、及び分圧用抵抗１４１は、一体化されてモールドトランスＭＴが構成されている。分圧用抵抗１４１には、３３ｋΩの第２の分圧用抵抗１４２が直列に接続されている。
【００４１】
オペアンプ１５０には、これに電源電圧を供給する２４Ｖ電源１５１が接続されている。オペアンプ１５０の入力側には、２つのコンデンサ１５３，１５５及び抵抗１５４からなるフィルタが接続され、更に、そのフィルタとオペアンプ１５０の出力端子１５０ｃとの間にも、フィルタを構成するコンデンサ１５２が接続されている。オペアンプ１５０の出力端子１５０ｃに接続された平滑回路１６０は、抵抗１６１及びコンデンサ１６２からなるＲＣフィルタにより構成されている。
【００４２】
（画像形成装置の全体の動作）
【００４３】
図２の画像形成装置１と図３の制御回路とを参照しつつ、画像形成装置１の全体の動作を説明する。
【００４４】
図３の制御回路において、図示しない外部のホスト装置から、ホストインタフェース部４０を介して、ページ記述言語（ＰＤＬ）等で記述された所定フォーマットの印刷データが入力される。入力されたデータは、コマンド・画像処理部４１により、ビットマップデータに変換される。プリンタエンジン制御部４３の制御により、定着器ヒータ４９がオンし、定着器３２内の加熱ローラ３２ａが加熱される。定着器３２の周囲温度が、サーミスタ５０によって検出され、加熱ローラ３２ａが所定の温度になると、プリンタエンジン制御部４３の制御により、印刷動作が開始される。
【００４５】
図２の画像形成装置１において、用紙カセット２８に収容された用紙２７は、ホッピングローラ２９により、１枚ずつ取り出され、下流側のレジストローラ対３０ａ，３０ｂの方向へ搬送される。４色分の現像器１０（１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ）及び転写ユニット２０による画像形成動作に同期したタイミングで、レジストローラ対３０ａ，３０ｂによって、用紙２７が転写ベルト２３上へ搬送される。
【００４６】
４色分の現像器１０（１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ）の電子写真プロセスにより、各色の現像器１０内の感光体ドラム１２に、トナー画像が形成される。この時、前記ビットマップデータに応じて、各色のＬＥＤヘッド１８（１８Ｋ，１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ）が点灯し、各色の感光体ドラム１２に照射される。
【００４７】
高圧設定信号出力部６１の制御により、転写バイアス発生部６から出力された転写バイアスである直流高圧出力電圧Ｖｏｕｔが、各色の転写ローラ２４（２４Ｋ，２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ）へ供給される。各色の現像器１０によって現像されたトナー画像は、転写ベルト２３上を搬送される用紙２７上に、各色の転写ローラ２４によって順次転写される。トナー画像が転写された用紙２７は、定着器３２の加熱及び加圧によって定着された後、搬送ガイド３３を経由して排紙トレー１ｂへ排紙される。
【００４８】
この時、用紙２７への印刷動作に先だって、用紙２７が搬送されていない状態にて転写ベルト２３を駆動し、転写バイアスである直流高圧出力電圧Ｖｏｕｔを各色の転写ローラ２４へ印加し、その時に流れる電流値を検出する。これにより、各色の転写ローラ２４の抵抗値を算出し、実験等により予め求めたデータより、前記抵抗値と用紙種類によって転写バイアスである直流高圧出力電圧Ｖｏｕｔを、プリンタエンジン制御部４３に、予め記憶されたテーブル等により選択決定する。
【００４９】
（高圧電源装置の動作）
【００５０】
先ず、図１の高圧電源装置６０Ａの動作を説明する。
【００５１】
オペアンプ１５０の出力端子１５０ｃの出力電流は、負荷である転写ローラ２４に流れる負荷電流と等しくなる。分圧用抵抗１４２には、オペアンプ１５０の出力電流が流れることに加え、正極性の整流回路１３０の直流高圧出力電圧Ｖｏｕｔにより、分圧用抵抗１４１に流れる電流が加えられる。オペアンプ１５０のアナログの出力電圧Ｖｏは、分圧用抵抗１４２に、負荷電流と高圧分圧電流を加えた電圧となる。高圧設定信号出力部６１のアナログ電圧入力ポート９２は、その出力電圧Ｖｏの電圧値をＡＤ変換する。高圧設定信号出力部６１は、アナログ電圧出力ポート９１で設定した電圧により決定される正極性出力電圧と前記ＡＤ変換により、負荷電流を演算する。
【００５２】
例えば、分圧用抵抗１４１が１００ＭΩ、分圧用抵抗１４２及び電流検出用抵抗１７０が３３ｋΩとする。アナログ電圧出力ポート９１の設定値を４Ｄｈ（７７ｄｅｃ）に設定し、
３．３×７７／２５５≒１Ｖ
を出力する。比較回路１００は、１００ＭΩの分圧用抵抗１４１及び３３ｋΩの分圧用抵抗１４２で分圧された分圧電圧Ｖａが、１Ｖに等しくなるように、比較結果の電流をトランス駆動回路１１０へ電流を供給する。
【００５３】
例えば、負荷電流が０Ａの場合、
（１／３３０００）×（１００００００００十３３０００）≒３０３１Ｖ
になるように、正極性の整流回路１３０から出力される直流高圧出力電圧Ｖｏｕｔが制御される。この時、電流検出用抵抗１７０に流れる電流は、０Ａなので、オペアンプ１５０の出力電圧Ｖｏは１Ｖであり、アナログ電圧入力ポート９２に入力される検出電圧Ｖ１６０から、アナログ電圧出力ポート９１の出力電圧である高圧出力指示電圧Ｖ９１を差し引くと、０Ｖとなり、負荷電流の電流値が０Ａであると算出できる。
【００５４】
ここで、前記同一条件にて負荷である転写ローラ２４に１０μＡの負荷電流が流れるとする。電流検出用抵抗１７０には、１０μＡの電流が流れ、３３ｋΩの電流検出用抵抗１７０の両端の電位差が、
３３０００×１０×１０−６＝０．３３Ｖ
となる。分圧用抵抗１４２の両端の電位差は、１Ｖのままであり、そのうち０．３３Ｖ分が負荷電流により生じる電位差となるので、残り０．６７Ｖが、正極性の整流回路１３０から出力される直流高圧出力電圧Ｖｏｕｔを分圧した電圧となる。よって、
（０．６７／３３０００）×（１００００００００＋３３０００）
≒２０３１Ｖ
になるように、正極性の直流高圧出力電圧Ｖｏｕｔが制御される。前記無負荷時の直流高圧出力電圧Ｖｏｕｔの３０３１Ｖに対して、１０００Ｖの電圧降下を生じる。
【００５５】
これは、従来のように、正極性の整流回路１３０と負荷である転写ローラ２４との間に、１００ＭΩの出力抵抗を設けた場合に、１０μＡの負荷電流が流れ、
（１０×１０−６）×（１００×１０６）＝１０００Ｖ
の電圧降下を生じるのと同じ降下となる。この場合、アナログ電圧入力ポート９２の検出電圧Ｖ１６０は、１．３３Ｖとなるので、高圧出力指示電圧Ｖ９１を差し引いた電圧０．３３Ｖを、電流検出用抵抗１７０の抵抗値３３ｋΩで除算すれば、負荷電流の電流値１０μＡを算出可能となる。
【００５６】
正極性の整流回路１３０から出力される直流高圧出力電圧Ｖｏｕｔは、無負荷時の３０３１Ｖに対して、前記電流値１０μＡより２０３１Ｖとなることは、検出可能である。電流検出用抵抗１７０には、負荷電流と等価な電流のみ流れ、分圧用抵抗１４２には、負荷電流と分圧用抵抗１４１に流れる電流とを合わせた電流が流れる。これにより、負荷電流に応じて正極性の直流高圧出力電圧Ｖｏｕｔが降下し、出力抵抗が無くても、従来のような出力抵抗が存在する場合と同様に、直流高圧出力電圧Ｖｏｕｔが抑制される。又、電流検出用抵抗１６０により、従来通りの電流検出も両立可能となる。
【００５７】
更に、図４の回路図を参照しつつ、高圧電源装置６０Ａの詳細な動作を説明する。
【００５８】
高圧設定信号出力部６１は、アナログ電圧出力ポート９１から高圧指示電圧Ｖ９１を出力する。分圧用抵抗１４１が１００ＭΩ、分圧用抵抗１４２が３３ｋΩであるので、約０〜１００００Ｖの範囲を約４０Ｖステップで指定できる。
【００５９】
なお、本実施例１では、分圧用抵抗１４１，１４２を１００ＭΩと３３ｋΩとしているが、任意の値を取り得ることは自明である。
【００６０】
アナログ電圧出力ポート９１から出力される高圧指示電圧Ｖ９１は、抵抗１０１及びコンデンサ１０２からなるＲＣフィルタで平滑されると共に、立ち上がりを鈍らせて、オペアンプ１０４の非反転入力端子に入力される。１００ＭΩの分圧用抵抗１４１と３３ｋΩの分圧用抵抗１４２によって分圧された分圧電圧Ｖａは、コンデンサ１０３で平滑されて、オペアンプ１０４の非反転入力端子に入力される。
【００６１】
コンデンサ１０６及び抵抗１０７によって構成された積分回路により、所定の時定数で、オペアンプ１０４の非反転入力端子電圧と反転入力端子電圧とが等しくなるように、オペアンプ１０４の出力電圧が制御される。その結果、抵抗１１１と抵抗１１３及び昇圧用トランス１２０の１次側の補助巻線を介して、ＮＰＮトンランジス１１４のベース・エミッタ間に電流が流れ、トランス駆動回路１１０が自励発振し、トランス１２０の２次側に交流の高電圧が発生する。この交流の高電圧は、ダイオード１３１，１３２及びコンデンサ１３３，１３４によって整流され、整流された直流高圧出力電圧Ｖｏｕｔが、負荷である転写ローラ２４へ供給される。
【００６２】
オペアンプ１５０は、非反転入力端子が接地され、反転入力端子を仮想接地することにより、非反転入力端子を接地レベルとして、ダイオード１３２のアノード側に、オペアンプ１５０の出力端子１５０ｃから電流を供給する。負荷電流が流れない場合には、ダイオード１３２から流れ込む電流は、抵抗１４１、抵抗１４２を循環し、オペアンプ１５０の出力端子１５０ｃから電流は流れないが、負荷である転写ローラ２４に電流が流れると、等しい電流がオペアンプ１５０の出力端子１５０ｃから出力され、抵抗１７０及び抵抗１４２を介して、ダイオード１３２のアノードへ供給される。オペアンプ１５０の出力電流は、トランス１２０のスイッチングの交流電流となるので、抵抗１６１及びコンデンサ１６２からなるＲＣフィルタにより、オペアンプ１５０の出力電圧Ｖｏが平滑化され、アナログ電圧入力ポート９２に入力される。
【００６３】
ここで、負荷である転写ローラ２４に印加される電圧は、アナログ電圧出力ポート９１の高圧出力指示電圧Ｖ９１の値から、転写ローラ２４に流れる電流値に抵抗１４１の値を乗算した値に相当する電圧降下を生じる。且つ、高圧出力指示電圧Ｖ９１とアナログ電圧入力ポート９２の検出電圧Ｖ１６０との電位差を、電流検出用抵抗１７０の抵抗値で除算すると、転写ローラ２４に流れる電流値を算出できる。
【００６４】
（実施例１の効果）
【００６５】
本実施例１の高圧電源装置６０Ａ及び画像形成装置１によれば、次の（ａ）〜（ｃ）のような効果がある。
【００６６】
（ａ）  出力抵抗を実装しなくても、負荷電流の増大時に直流高圧出力電圧Ｖｏｕｔを直ちに下げることが可能となる。これにより、例えば、画像形成装置１において、連続印刷時の用紙間等の負荷抵抗が下がる領域で、過剰なバイアス印加を抑えることが出力抵抗無しで可能となる。
【００６７】
（ｂ）  即ち、本実施例１によれば、電流検出用抵抗１７０に、分圧回路１４０の一部の分圧用抵抗１４２を直列に接続している。これにより、出力抵抗無しで、従来のような出力抵抗を実装した場合と同様の電圧降下が得られ、且つ、正確な電流検出を行うことの両立を、部品点数を多くすることなく可能となる。なお、抵抗１４１のような高耐圧抵抗以外の１００ｋΩ未満の抵抗は、チップ抵抗等を使用することが可能であるので、これらの点数の増大は、殆どコスト変化に影響を及ぼさない。
【００６８】
（ｃ）  負荷短絡等の故障時にも、直流高圧出力電圧Ｖｏｕｔが降下することにより、安全性が向上する。
【実施例２】
【００６９】
（実施例２の構成）
【００７０】
図５は、本発明の実施例２における高圧電源装置６０Ｂの構成を示すブロック図である。
【００７１】
本実施例２の高圧電源装置６０Ｂは、図１に示す実施例１と同様の高圧設定信号出力部６１と、実施例１の転写バイアス発生部６４とは構成の異なる転写バイアス発生部６４Ｂと、により構成されている。
【００７２】
本実施例２の転写バイアス発生部６４Ｂでは、実施例１の分圧回路１４０とは構成の異なる分圧回路１４０Ｂが設けられ、更に、正極性の整流回路１３０と接続点１４０ｂとの間に、新たな抵抗１５６が追加されている。本実施例２の分圧回路１４０Ｂでは、第１の分圧抵抗１４１と第２の分圧用抵抗１４２との間に、新たに第３の分圧用抵抗１４３が追加されている。
【００７３】
図６は、図５の高圧電源装置６０Ｂの構成例を示す回路図である。
【００７４】
図６の回路では、実施例１の図４の回路に対して、分圧用抵抗１４３が追加されている。整流回路１３０の電流供給側に、抵抗１５６とコンデンサ１５７とが追加されている。更に、高圧設定信号出力部６１におけるアナログ電圧入力ポート９２の入力側に、クランプ用ダイオード１６３、及び３．３Ｖ電源１６４が追加されている。ダイオード１６３は、オペアンプ１５０の出力電圧Ｖｏが３．３Ｖを越えた場合に、高圧設定信号出力部６１を保護するものである。
【００７５】
例えば、電流検出用抵抗１７０は５１ｋΩ、分圧用抵抗１４１は１００ＭΩ、分圧用抵抗１４２，１４３は３３ｋΩ、抵抗１５６は１０ＭΩ、更に、コンデンサ１５７は１０００ｐＦである。
【００７６】
本実施例２のその他の構成は、実施例１と同様である。
【００７７】
（図５、図６の回路の動作）
【００７８】
本実施例２では、分圧用抵抗１４３が追加されたことにより、負荷である転写ローラ２４に流れる負荷電流により抑制される電圧の割合を、分圧用抵抗１４１の値に寄らずに調整可能となる。
【００７９】
又、１０ＭΩの抵抗１５６が追加されている。この抵抗１５６は、負荷短絡時等の異常時に、抑制回路によって電圧降下をさせるだけでなく、入力側に設けられた抵抗１５６により、電流制限する機能を持たせている。抵抗値は、例えば、分圧用抵抗１４１が１００ＭΩ、分圧用抵抗１４２，１４３が３３ｋΩ、電流検出用抵抗１７０が５１ｋΩである。
【００８０】
分圧用抵抗１４３と分圧用抵抗１４２のうち、負荷である転写ローラ２４に流れる電流分余計に電流が流れる抵抗が１４２であるので、分圧用抵抗１４１，１４３，１４２で分圧された場合に、負荷電流によりフィードバック電圧が上昇する割合は半分になる。そのため、負荷電流に応じた電圧降下は、５０ＭΩの抵抗を接続した場合と同様の効果を得る。これにより、分圧用抵抗１４１の値が一定でも、出力抑制電圧が調整可能となる。
【００８１】
この場合、高圧出力指示電圧Ｖ９１をｘ（Ｖ）とすると、アナログ電圧出力ポート９１から出力される高圧出力指示電圧Ｖ９１の設定値は、
（ｘ）×（３３×１０３＋３３×１０３）
／（１００×１０６＋３３×１０３＋３３×１０３）×２５５／３．３
となる。負荷電流をｙ（μＡ）、オペアンプ１５０の出力電圧Ｖｏをｚ（ｍＶ）とすると、
ｚ＝ｙ×（５１＋３３）＋
｛（ｘ−ｙ×１００×（３３／６６））／１００．０６６｝×３３
となる。
【００８２】
即ち、オペアンプ出力電圧ｚの要素は、第１に、負荷電流が抵抗１７０及び１４２に流れるものとなり、この電圧が、
ｙ×（５１＋３３）
に相当する。残りは、正極性の整流回路１３０から出力される直流高圧出力電圧Ｖｏｕｔが、分圧用抵抗１４１，１４３，１４２で分圧される電圧であり、これが、
｛（ｘ−ｙ×１００×（３３／６６））／１００．０６６｝×３３
に相当する。この中の、
ｙ×１００×（３３／６６）
は、直流高圧出力電圧Ｖｏｕｔが高圧出力指示電圧Ｖ９１に対して降下する分となる。これを解くと、
ｙ＝（ｚ−０．３２９７８２ｘ）／６７．５１０８８
になる。近似して、
ｙ≒（ｚ−０．３３ｘ）／６７．５
を画像形成装置１の転写電流検出に使用すれば良い。
【００８３】
（図６の回路の詳細な動作）
【００８４】
モールドトランスＭＴ内の昇圧用トランス１２０は、トランス駆動回路１１０によって１次側が駆動され、２次側から交流の昇圧された高電圧を発生する。例えば、高圧出力指示電圧Ｖ９１を３０００Ｖとした場合、
３０００×（３３×１０３＋３３×１０３）
／（１００×１０６＋３３×１０３＋３３×１０３）
×２５５／３．３≒１５３
の９９ｈｅｘが設定され、アナログ電圧出力ポート９１から１．９８Ｖの電圧が出力される。この時、例えば、負荷である転写ローラ２４が５０ＭΩ相当だとすると、分圧用抵抗１４１が１００ＭΩ、各分圧用抵抗１４３，１４２が３３ｋΩであるので、出力電圧降下が５０ＭΩの出力抵抗がある場合と同等になる。そのため、３０００Ｖ出力に対してトータル１００ＭΩ負荷接続と同等の出力を得る。
【００８５】
転写ローラ２４に流れる負荷電流は、３０μＡとなる。回路動作としては、直流高圧出力電圧Ｖｏｕｔが、高圧出力指示電圧Ｖ９１の３０００Ｖに対してトランス駆動回路１１０によって１５００Ｖに抑制され、負荷である転写ローラ２４に３０μＡの電流が流れることになる。分圧用抵抗１４２には、負荷電流の３０μＡと分圧回路電流の合計が流れる。負荷電流３０μＡに対しての電位上昇分は、
（３３×１０３）×（３０×１０−６）≒１Ｖ
となる。これを直流高圧出力電圧Ｖｏｕｔから減算すると、
１５００−１＝１４９９Ｖ
となる。その１４９９Ｖを分圧用抵抗で除算した
１４９９／（１００×１０６＋３３×１０３＋３３×１０３）≒１５μＡ
が流れる。よって、分圧用抵抗１４２には、４５μＡの電流が流れる。分圧用抵抗１４３には、前記で計算した１５μＡが流れ、電流検出用抵抗１７０には、３０μＡの電流が流れる。これにより、分圧用抵抗１４２の両端電位差は、
（３３×１０３）×（４５×１０−６）＝１．４８５Ｖ
となる。
【００８６】
更に、分圧用抵抗１４３の両端電位差は、
（３３×１０３）×（１５×１０−６）＝０．４９５Ｖ
となる。オペアンプ１０４の反転入力端子電圧は、
１．４８５＋０．４９５＝１．９８Ｖ
となり、高圧出力指示電圧Ｖ９１と等しくなって、定電圧制御が行われる。この時、電流検出用抵抗１７０の両端電位差は、
（５１×１０３）×（３０×１０−６）＝１．５３Ｖ
となり、オペアンプ１５０の出力電圧Ｖｏは、
１．４８５＋１．５３＝３．０１５Ｖ
となる。
【００８７】
前記式
ｙ≒（ｚ−０．３３ｘ）／６７．５
より、
ｙ＝（３．０１５×１０００−０．３３×３０００）／６７．５
＝３０μＡ
と負荷電流が計算できる。
【００８８】
以上説明したように、負荷電流に応じて直流高圧出力電圧Ｖｏｕｔを抑制するので、従来必要だった出力抵抗を無くしても、安定して直流高圧出力電圧Ｖｏｕｔの制御が可能となる。用紙サイズにもよるが、負荷電流である転写電流は通常４０μＡ以下である。この転写電流を流すために、転写バイアスとして直流高圧出力電圧Ｖｏｕｔを定電圧で供給するのであるが、用紙２７が転写ローラ２４とのニップ部にある間のみ転写バイアスを印加することが理想である。連続印刷時でも、用紙２７と次の用紙２７の間は転写バイアスをオフしているか、或いは、低い電圧に切り替えている。
【００８９】
しかしながら、用紙先端から後端まで余白をなるべく少なく印刷可能にしようとした場合に、転写バイアス印加タイミングは、用紙先端がニップ部に到達すると同時に行わなければならない。同様に、用紙後端の到達時まで転写バイアスを印加し続けることとなる。このような場合に、用紙搬送のずれ等により、用紙２７がニップ部にない状態においても、転写バイアスが印加されてしまう場合がある。用紙２７の抵抗値に対して、転写ベルト２３及び転写ローラ２４の抵抗値は低い。同一電圧を印加してこの端部に転写バイアスが定電圧で印加された場合、電流制限抵抗を設けないと、過大な電流が流れてしまい、感光体ドラム１２にその履歴が残り、横帯状の画像不良を生じる場合がある。従来、このような場合に、過大な電流が流れないように、５０ＭΩ〜１００ＭΩ程度の出力抵抗を設けている。これに対して、本実施例１では、そのような場合にも、回路が電圧を抑制するので、出力抵抗を無くすことが可能となる。
【００９０】
又、前記３０００Ｖ出力指示設定時に、負荷電流６０μＡが流れた場合、直流高圧出力電圧Ｖｏｕｔは０Ｖまで抑制されることとなるが、１０ＭΩの抵抗１５６に前記電流が流れることにより、抵抗１５６の両端電位差が６００Ｖとなる。ダイオード１３２のアノード側電位は−６００Ｖになる。直流高圧出力電圧Ｖｏｕｔは０Ｖとなるが、昇圧用トランス１２０は６００Ｖ、６０μＡ負荷の駆動となり、動作が安定する。負荷電流が減じた場合に、直ちに直流高圧出力電圧Ｖｏｕｔが上昇する。負荷短絡等のアブノーマル時以外は、６０μＡ未満での動作となる。前記６０μＡの電流時にはオペアンプ出力電圧は、
（（５１＋３３）×１０３）×（６０×１０−６）＝５．０４Ｖ
となるが、アナログ電圧入力ポート９２の入力電圧は、ダイオード１６３により、３．３Ｖにクランプされて保護される。
【００９１】
実施例１と同様に、本実施例２において、２４Ｖ電源１０５は常に回路に供給されている状態で説明したが、この２４Ｖ電源１０５をオン／オフ可能に構成することで、トランス駆動の動作停止を行う構成にしても良い。これにより、誤動作を防止できる。
【００９２】
（実施例２の効果）
【００９３】
本実施例２によれば、実施例１と略同様の効果がある。
【実施例３】
【００９４】
（実施例３の構成）
【００９５】
図７は、本発明の実施例３における高圧電源装置６０Ａの他の構成例を示す回路図である。
【００９６】
実施例１を示す図４の高圧電源装置６０Ａでは、トランス駆動回路１１０が自励発振回路で構成されているが、本実施例３では、そのトランス駆動回路１１０が他励発振回路で構成されている。
【００９７】
即ち、本実施例３では、実施例１の高圧設定信号出力部６１とは構成の異なる高圧設定信号出力部６１Ｂが設けられ、更に、実施例１のトランス駆動回路１１０とは構成の異なるトランス駆動回路１１０Ｂが設けられている。
【００９８】
本実施例３の高圧設定信号出力部６１Ｂは、実施例１と同様のアナログ電圧入力ポート９２と、新たに追加されたアナログ電圧入力ポート９４と、実施例１のアナログ電圧出力ポート９１に代えたパルス幅変調（以下「ＰＷＭ」という。）出力ポート９５と、を有している。追加されたアナログ電圧入力ポート９４は、分圧回路１４０から出力されるアナログの分圧電圧Ｖａを入力してデジタル信号に変換する機能を有している。追加されたＰＷＭ出力ポート９５は、アナログ電圧入力ポート９４で変換されたデジタル信号と、内部で設定された高圧出力指示電圧Ｖ９１と、を比較してＰＷＭパルスからなる比較結果を出力する機能を有している。ＰＷＭ出力ポート９５から出力された比較結果は、抵抗１０１を介して、トランス駆動回路１１０Ｂへ送られる。
【００９９】
トランス駆動回路１１０Ｂは、他励発振回路で構成されており、実施例１と同様の２４Ｖ電源１１５と、ＰＷＭパルスからなる比較結果に基づいてオン／オフ動作するＮチャンネルの電界効果トランジスタ（以下「ＦＥＴ」という。）１１６と、逆流防止用のダイオード１１７と、を有している。
本実施例３のその他の構成は、実施例１と同様である。
【０１００】
（実施例３の動作）
【０１０１】
分圧回路１４０から出力されたアナログの分圧電圧Ｖａが、高圧設定信号出力部６１Ｂのアナログ電圧入力ポート９４に入力され、デジタル信号に変換される。変換されたデジタル信号は、高圧設定信号出力部６１Ｂ内で設定された高圧出力指示電圧Ｖ９１と比較され、この比較結果がＰＷＭ変調されて、ＰＷＭ出力ポート９５から出力される。ＰＷＭ変調された比較結果は、抵抗１０１を介してトランス駆動回路１１０Ｂに入力され、ＦＥＴ１１７がオン／オフ動作して駆動信号が生成される。生成された駆動信号は、実施例１と同様に、トランス１２０で昇圧された後、正極性の整流回路１３０で整流されて、直流高圧出力電圧Ｖｏｕｔが生成され、負荷である転写ローラ２４へ供給される。
【０１０２】
（実施例３の効果）
【０１０３】
本実施例３によれば、実施例１の自励発振回路で構成されたトランス駆動回路１１０に代えて、他励発振回路で構成されたトランス駆動回路１１０Ｂを設けたので、実施例１と略同様の効果がある。更に、実施例１の比較回路１００の機能を、高圧設定信号出力部６１Ｂ内に設けたので、転写バイアス発生部６４内の回路構成が簡単になる。
【実施例４】
【０１０４】
（実施例４の構成）
【０１０５】
図８は、本発明の実施例４における高圧電源装置６０Ｃの構成を示すブロック図である。
【０１０６】
本実施例４の高圧電源装置６０Ｃは、実施例１を示す図１の高圧電源装置６０Ａにおける高圧設定信号出力部６１及び転写バイアス発生部６４に代えて、これらとは構成の異なる高圧設定信号出力部６１Ｃ及び転写バイアス発生部６４Ｃが設けられている。
【０１０７】
本実施例４の高圧設定信号出力部６１Ｃは、実施例１と同様のアナログ電圧出力ポート９１及びアナログ電圧入力ポート９２の他に、ロジック出力ポート９６を有している。ロジック出力ポート９６は、転写バイアス発生部６４Ｃ内の電源供給を制御する機能を有している。
【０１０８】
本実施例４の転写バイアス発生部６４Ｃでは、実施例１の巻線式の電磁トランス１３０に代えて、圧電セラミックスからなる圧電トランス１２０Ｃが設けられている。圧電トランス１２０Ｃの入力側には、実施例１のトランス駆動回路１１０とは構成の異なるトランス駆動回路１１０Ｃが接続されている。圧電トランス１２０Ｃの出力側には、実施例１の正極性の整流回路１３０とは構成の異なる正極性の整流回路１３０Ｃが接続されている。トランス駆動回路１１０Ｃには、新たに追加された電源供給回路１８０が接続されている。電源供給回路１８０は、ロジック出力ポート９６から出力される制御信号に基づき、トランス駆動回路１１０Ｃへの電源供給をオン／オフする回路である。
【０１０９】
本実施例４のその他の構成は、実施例１と同様である。
【０１１０】
図９は、図８の高圧電源装置６０Ｃの構成例を示す回路図である。
【０１１１】
図８の比較回路１００は、実施例１と同様に、オペアンプ１０４、２４Ｖ電源１０５、コンデンサ１０６、及び抵抗からなる積分回路により構成されている。トランス駆動回路１１０Ｃは、オペアンプ１０４の出力電圧により発振周波数が変化する電圧制御発振器（以下「ＶＣＯ」という。）１１６と、このＶＣＯ１１６の出力電圧によりオン／オフ動作するＦＥＴ１１７と、このＦＥＴ１１７のドレインに接続されたインダクタ１１８と、ＦＥＴ１１７のドレイン・ソースに対して並列に接続されたコンデンサ１１９により、構成されている。インダクタ１１８及びコンデンサ１１９により、ＬＣ共振回路が構成されている。インダクタ１１８には、電源供給回路１８０が接続されている。
【０１１２】
電源供給回路１８０は、２４Ｖ電源１８１と、この２４Ｖ電源１８１に接続されたバイアス用の抵抗１８２と、その２４Ｖ電源１８１から供給される電源電流をオン／オフするＮチャンネルＦＥＴ１８３と、このＦＥＴ１８３のゲートと接地との間に直列に接続された抵抗１８４及びＮＰＮトランジスタ１８５と、このＮＰＮトランジスタ１８５のベースとロジック出力ポート９６との間に接続された抵抗１８６と、により構成されている。
【０１１３】
圧電トランス１２０Ｃは、インダクタ１１８及びコンデンサ１１９で構成される共振回路の共振電流により振動して交流の高電圧を出力するトランスである。正極性の整流回路１３０Ｃは、圧電トランス１２０Ｃの出力電圧を整流して直流高圧出力電圧Ｖｏｕｔを出力する回路であり、２つのダイオード１３１，１３２及び１つのコンデンサ１３３により構成されている。
【０１１４】
実施例１と同様に、分圧用抵抗１４１は１００ＭΩ、分圧用抵抗１４２は３３ｋΩ、及び、電流検出用抵抗１７０は３３ｋΩである。
【０１１５】
本実施例４のその他の構成は、実施例１と同様である。
【０１１６】
（実施例４の動作）
【０１１７】
図１０は、図９中の圧電トランス１２０Ｃの負荷特性図である。
【０１１８】
図１０の横軸は周波数、縦軸は圧電トランス１２０Ｃの出力電圧である。負荷抵抗が大きいときの共振周波数ｆｙの出力電圧に比べて、負荷抵抗が小さいときの共振周波数ｆｘの出力電圧が大きい。
【０１１９】
図８及び図９の高圧電源装置６０Ｃを備える画像形成装置１の全体の動作は、実施例１と同様である。しかし、本実施例４の高圧電源装置６０Ｃは、実施例１の高圧電源装置１６０と回路構成が異なるので、その動作も以下のように異なる。
【０１２０】
本実施例４の高圧電源装置６０Ｃでは、実施例１の巻線式の電磁トランス１２０に代えて、圧電トランス１２０Ｃが使用されている。この圧電トランス１２０Ｃを駆動するためのトランス駆動回路１１０Ｃは、ＶＣＯ１１６から出力されるパルスによってＮチャンネルＦＥＴ１１７がスイッチングされ、インダクタ１１８とコンデンサ１１９及び圧電トランス１２０Ｃによってその圧電トランス１２０Ｃの１次側に、半波の正弦波が印加される。すると、ＶＣＯ１１６の周波数に応じて、昇圧された交流の電圧が圧電トランス１２０Ｃの２次側に発生する。
【０１２１】
ＶＣＯ１１６は、オペアンプ１０４から電圧が入力され、この入力電圧が高い程、周波数が高くなり、入力電圧が下がることにより、周波数が低くなる。オペアンプ１０４は、コンデンサ１０６と抵抗１０７により積分回路を構成し、分圧用抵抗１４１，１４２によって分圧された分圧電圧Ｖａと、アナログ電圧出力ポート９１から出力される高圧出力指示電圧Ｖ９１と、を等しくするように、オペアンプ出力電圧を制御する。これにより、直流高圧出力電圧Ｖｏｕｔの分圧電圧Ｖａが、アナログ電圧出力ポート９１から出力される高圧出力指示電圧Ｖ９１と等しくなるように、ＶＣＯ１１６に印加される電圧が変化し、所定の周波数で安定する。
【０１２２】
高圧設定信号出力部６１Ｃのロジック出力ポート９６は、高圧オフ時には、出力信号をＬレベルにし、ＮＰＮトランジスタ１８５を介して、ＰチャンネルＦＥＴ１８３をオフし、インダクタ１１８に印加する電圧をオフする。これにより、ＮチャンネルＦＥＴ１１７のゲートに、ＶＣＯ１１６の出力電圧が印加されても、高圧出力をオフできる。
【０１２３】
高圧出力をオンするタイミングで、高圧設定信号出力部６１Ｃは、ロジック出力ポート９６の出力信号をＨレベルにする。これにより、ＮＰＮトランジスタ１８５がオンし、ＰチャンネルＦＥＴ１８３がオンする。すると、２４Ｖ電源１８１の電圧が、オン状態のＰチャンネルＦＥＴ１８３及びインダクタ１１８を介して、ＮチャンネルＦＥＴ１１７のドレインに印加される。ＶＣＯ１１６は、入力電圧による上限周波数で、ＮチャンネルＦＥＴ１１７のスイッチングを開始し、アナログ電圧出力ポート９１から出力される高圧出力指示電圧Ｖ９１と、分圧用抵抗１４１，１４２の分圧電圧Ｖａと、が等しくなるまで、ＶＣＯ印加電圧を低下させる。この結果、ＶＣＯ１１６の出力周波数が下がり、圧電トランス１２０Ｃの昇圧比が上昇する。
【０１２４】
以下、電流検出動作及び出力電圧抑制動作については、実施例１と同様になるので、省略する。
【０１２５】
図１０に示すように、圧電トランス１２０Ｃは、負荷抵抗によって出力電圧が大幅に変化する。例えば、従来の高圧電源装置を、出力抵抗無しで構成した場合、高圧出力指示電圧を高くして負荷電流が多く流れたときに、共振周波数ｆｘ，ｆｙを超えて低い周波数に制御されてしまい、制御不能となる恐れがある。これに対し、本実施例４のように、圧電トランス１２０Ｃを使用しても、負荷電流に応じて直流高圧出力電圧Ｖｏｕｔを抑制でき、負荷の大小による圧電トランス１２０Ｃの特性変化を吸収して安定した制御が可能となる。
【０１２６】
なお、本実施例４では、負荷抵抗１００ＭΩ及び５０ＭΩ相当の電圧降下を生じさせる構成としたが、これに限定されない。図１０に示す負荷特性に合わせた電圧降下となるように、実験等で特性を合わせて降圧比を調整することも可能である。又、その場合に、出力抵抗等を付加して周波数特性が負荷によって変化しないように調整することも可能である。
【０１２７】
（実施例４の効果）
【０１２８】
本実施例４によれば、圧電トランス１２０Ｃを使用した場合でも、出力抵抗なしで、負荷電流増大時にも、制御範囲を外れることなく、定電圧制御が可能となる。
【０１２９】
つまり、負荷電流に応じて直流高圧出力電圧Ｖｏｕｔを降下させることができるので、負荷と直流高圧出力電圧端子との間に出力抵抗を設けることなく、直流高圧出力電圧Ｖｏｕｔを抑制することが可能となる。従って、負荷増大時に共振周波数ｆｙを超えて低周波数側に制御されることなく、且つ負荷に流れる電流検出が可能な高圧電源装置６０Ｃを実現できる。
【実施例５】
【０１３０】
図１１は、本発明の実施例５における高圧電源装置６０Ｄの構成を示すブロック図である。
【０１３１】
本実施例５の高圧電源装置６０Ｄにおける転写バイアス発生部６４Ｄでは、実施例２の図５と同様に、実施例４の高圧電源装置６０Ｃにおける転写バイアス発生部６４Ｃ中に、第３の分圧用抵抗１４３が追加されている。
【０１３２】
そのため、出力電圧抑制の電流対出力電圧比が、分圧用抵抗１４３と分圧用抵抗１４２との抵抗比によって調整可能となる。
【０１３３】
図１２は、図１１の高圧電源装置６０Ｄの構成例を示す回路図である。
【０１３４】
３３ｋΩの分圧用抵抗１４３が追加されている。例えば、分圧用抵抗器１４１は１００ＭΩ、分圧用抵抗１４３は３３ｋΩ、分圧用抵抗１４２は３３ｋΩ、更に、電流検出用抵抗１７０は５１ｋΩである。
【０１３５】
図１２において、分圧用抵抗１４１が１００ＭΩ、分圧用抵抗１４２が３３ｋΩの場合、負荷である転写ローラ２４に流れる負荷電流に対して、従来の出力抵抗５０ＭΩがある場合と同様な電圧降下を得ることが可能となる。この降下比は、分圧用抵抗１４３と分圧用抵抗１４２との抵抗比を変更することにより、調整可能である。例えば、分圧用抵抗１４３を６６ｋΩにすれば、出力抵抗３３ＭΩ相当の電圧降下に変更可能である。
【実施例６】
【０１３６】
図１３は、本発明の実施例６における高圧電源装置６０Ｅの構成例を示す回路図である。
【０１３７】
本実施例６の高圧電源装置６０Ｅでは、実施例４を示す図９の高圧電源装置６０Ｃ中の比較回路１００の機能を、高圧設定信号出力部６１Ｅ内に設けている。高圧設定信号出力部６１Ｅは、実施例３を示す図７中の高圧設定信号出力部６１Ｂと略同様の構成である。
【０１３８】
本実施例６の高圧電源装置６０Ｅによれば、実施例４の比較回路１００の機能を高圧設定信号出力部６１Ｅ内に設けている。そのため、回路の分圧電圧Ｖａをアナログ電圧入力ポート９４で検出し、この検出電圧値が所定電圧となるように、ＰＷＭ出力ポート９５の出力信号を調整し、ＶＣＯ１１６の入力電圧を調整することにより、周波数を制御する。これにより、実施例３、４と略同様の効果がある。
【０１３９】
（実施例１〜６の変形例）
【０１４０】
本発明は、上記実施例１〜６に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。
【０１４１】
例えば、実施例１〜６では、タンデム方式の直接転写画像形成装置の高圧電源装置に適用したが、他の正バイアス印加の高圧電源装置に適用することも可能である。又、カラーだけでなく、モノクロの画像形成装置にも適用が可能である。
【符号の説明】
【０１４２】
１      画像形成装置
１０（１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ）      現像器
２０      転写ユニット
２４（２４Ｋ，２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ）      転写ローラ
３２      定着器
６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄ，６０Ｅ      高圧電源装置
６１，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｅ      高圧設定信号出力部
６４，６４Ｂ，６４Ｃ，６４Ｄ      転写バイアス発生部
１００      比較回路
１１０      トランス駆動回路
１２０      トランス
１２０Ｃ      圧電トランス
１３０      整流回路
１４０，１４０Ｂ      分圧回路
１４１，１４２，１４３      分圧用抵抗
１５０      オペアンプ（演算増幅器）
１７０      電流検出用抵抗
【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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