(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極性の電圧と負極性の電圧とを負荷に対して出力することが可能な電源装置であって、
前記負荷に接続される出力端子と基準電位との間に接続され、第１電圧設定値に応じて正極性の電圧を出力するための第１出力部と、
前記出力端子に流れる電流の値を検出するための検出部と、
接続端子を介して前記第１出力部に直列に接続されている第２出力部とを備え、
前記第２出力部は、
前記接続端子に接続されている抵抗と、
前記抵抗に並列に接続されており、入力された交流電流を整流するための整流回路と、
第２電圧設定値に応じて前記整流回路から出力される整流電流を調整し、第２電圧設定値に応じた負極性の電圧を前記抵抗に生じさせるための制御部とを含み、
前記第１出力部は、検出された前記電流の値が前記第２電圧設定値と前記抵抗の大きさとから算出される電流の値よりも大きい場合に、検出された前記電流の値と前記抵抗の大きさとから算出される電圧値を用いて前記第１電圧設定値を更新する、電源装置。
【請求項２】
前記第１出力部は、予め設定された目標電圧値から前記電圧値を減算した値を新たな前記第１電圧設定値とする、請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記第１電圧設定値の更新は、前記正極性の電圧と前記負極性の電圧との両方が出力されている間に実行される、請求項１に記載の電源装置。
【請求項４】
前記第２出力部は、
交流電流を受ける一次コイルと、
前記一次コイルの相互誘導により交流電流を発生する第１二次コイルと、
前記一次コイルの相互誘導により交流電流を発生する第２二次コイルとを備え、
前記第１二次コイルは、発生した交流電流を前記整流回路に出力し、
前記第２二次コイルは、発生した交流電流を前記整流回路とは異なる他の整流回路に出力する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項５】
前記電源装置から出力される前記正極性の電圧および前記負極性の電圧は、画像形成装置に印加され、
前記画像形成装置は、
トナー像を搬送するための搬送ベルトと、
前記搬送ベルトによって搬送されるトナー像を印刷物に転写するための転写ローラと、
前記転写ローラを通過するときに前記印刷物が前記搬送ベルトに引き寄せられない所定電圧を前記印刷物に印加するための分離部とを備え、
前記印刷物が前記転写ローラを通過しているときに、前記第１出力部は前記正極性の電圧を前記転写ローラに出力するとともに、前記第２出力部は前記第２二次コイルから出力される交流電流に応じた負極性の電圧を前記分離部に出力し、
前記印刷物が前記転写ローラを通過していないときに、前記第２出力部は、前記第１二次コイルから出力される交流電流に応じた負極性の電圧を前記転写ローラに出力する、請求項４に記載の電源装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の電源装置を備える画像形成装置。
【請求項７】
正極性の電圧と負極性の電圧とを負荷に対して出力することが可能な電源装置の制御方法であって、
前記電源装置は、
前記負荷に接続される出力端子と基準電位との間に接続され、第１電圧設定値に応じて正極性の電圧を出力するための第１出力部と、
接続端子を介して前記第１出力部に直列に接続されている第２出力部とを備え、
前記第２出力部は、
前記接続端子に接続されている抵抗と、
前記抵抗に並列に接続されており、入力された交流電流を整流するための整流回路と、
第２電圧設定値に応じて前記整流回路から出力される整流電流を調整し、第２電圧設定値に応じた負極性の電圧を前記抵抗に生じさせるための制御部とを含み、
前記制御方法は、
前記出力端子に流れる電流の値を検出するステップと、
検出された前記電流の値が前記第２電圧設定値と前記抵抗の大きさとから算出される電流の値よりも大きい場合に、検出された前記電流の値と前記抵抗の大きさとから算出される電圧値を用いて前記第１電圧設定値を更新するステップとを備える、制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電源装置の制御に関し、特に、正極性の電圧と負極性の電圧とを出力することが可能な電源装置の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
正極性の電圧と負極性の電圧とを出力することが可能な電源装置が普及している。当該電源装置に関し、特開２００３−２０９９７２号公報（特許文献１）は、「大きなコストを発生させずに、正出力（プラスバイアス）と負出力（マイナスバイアス）を精度良く出力する」高圧電源装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２０９９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示される高圧電源装置は、正極性の電圧を出力する正直流高圧電源部と、負極性の電圧を出力する負直流高圧電源部とを備える。正直流高圧電源部および負直流高圧電源部は、互いに直列に接続されている。当該高圧電源装置は、負極性の電圧および正極性の電圧の合計値を検出し、当該電圧が予め定められた電圧設定値と異なる場合に、当該電圧設定値に近付くように正直流高圧電源部および負直流高圧電源部を調整する。
【０００５】
特許文献１に開示される高圧電源装置においては、出力電圧が所定値を超えると、負直流高圧電源部から意図する電圧が出力されなくなる。その結果、出力電圧が目標電圧から乖離してしまうことがある。
【０００６】
本開示は上述のような問題点を解決するためになされたものであって、ある局面における目的は、互いに異なる極性の電圧を従来よりも安定的に出力することが可能な電源装置を提供することである。他の局面における目的は、互いに異なる極性の電圧を従来よりも安定的に出力することが可能な画像形成装置を提供することである。さらに他の局面における目的は、互いに異なる極性の電圧を従来よりも安定的に出力することが可能な電源装置の制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ある局面に従うと、正極性の電圧と負極性の電圧とを負荷に対して出力することが可能な電源装置が提供される。電源装置は、上記負荷に接続される出力端子と基準電位との間に接続され、第１電圧設定値に応じて正極性の電圧を出力するための第１出力部と、上記出力端子に流れる電流の値を検出するための検出部と、接続端子を介して上記第１出力部に直列に接続されている第２出力部とを備える。上記第２出力部は、上記接続端子に接続されている抵抗と、上記抵抗に並列に接続されており、入力された交流電流を整流するための整流回路と、第２電圧設定値に応じて上記整流回路から出力される整流電流を調整し、第２電圧設定値に応じた負極性の電圧を上記抵抗に生じさせるための制御部とを含む。上記第１出力部は、検出された上記電流の値が上記第２電圧設定値と上記抵抗の大きさとから算出される電流の値よりも大きい場合に、検出された上記電流の値と上記抵抗の大きさとから算出される電圧値を用いて上記第１電圧設定値を更新する。
【０００８】
好ましくは、上記第１出力部は、予め設定された目標電圧値から上記電圧値を減算した値を新たな上記第１電圧設定値とする。
【０００９】
好ましくは、上記第１電圧設定値の更新は、上記正極性の電圧と上記負極性の電圧との両方が出力されている間に実行される。
【００１０】
好ましくは、上記第２出力部は、交流電流を受ける一次コイルと、上記一次コイルの相互誘導により交流電流を発生する第１二次コイルと、上記一次コイルの相互誘導により交流電流を発生する第２二次コイルとを備える。上記第１二次コイルは、発生した交流電流を上記整流回路に出力する。上記第２二次コイルは、発生した交流電流を上記整流回路とは異なる他の整流回路に出力する。
【００１１】
好ましくは、上記電源装置から出力される上記正極性の電圧および上記負極性の電圧は、画像形成装置に印加される。上記画像形成装置は、トナー像を搬送するための搬送ベルトと、上記搬送ベルトによって搬送されるトナー像を印刷物に転写するための転写ローラと、上記転写ローラを通過するときに上記印刷物が上記搬送ベルトに引き寄せられない所定電圧を上記印刷物に印加するための分離部とを備える。上記印刷物が上記転写ローラを通過しているときに、上記第１出力部は上記正極性の電圧を上記転写ローラに出力するとともに、上記第２出力部は上記第２二次コイルから出力される交流電流に応じた負極性の電圧を上記分離部に出力する。上記印刷物が上記転写ローラを通過していないときに、上記第２出力部は、上記第１二次コイルから出力される交流電流に応じた負極性の電圧を上記転写ローラに出力する。
【００１２】
他の局面に従うと、上記電源装置を備える画像形成装置が提供される。
さらに他の局面に従うと、正極性の電圧と負極性の電圧とを負荷に対して出力することが可能な電源装置の制御方法が提供される。上記電源装置は、上記負荷に接続される出力端子と基準電位との間に接続され、第１電圧設定値に応じて正極性の電圧を出力するための第１出力部と、接続端子を介して上記第１出力部に直列に接続されている第２出力部とを備える。上記第２出力部は、上記接続端子に接続されている抵抗と、上記抵抗に並列に接続されており、入力された交流電流を整流するための整流回路と、第２電圧設定値に応じて上記整流回路から出力される整流電流を調整し、第２電圧設定値に応じた負極性の電圧を上記抵抗に生じさせるための制御部とを含む。上記制御方法は、上記出力端子に流れる電流の値を検出するステップと、検出された上記電流の値が上記第２電圧設定値と上記抵抗の大きさとから算出される電流の値よりも大きい場合に、検出された上記電流の値と上記抵抗の大きさとから算出される電圧値を用いて上記第１電圧設定値を更新するステップとを備える。
【発明の効果】
【００１３】
ある局面において、互いに異なる極性の電圧を従来よりも安定的に出力することができる。
【００１４】
本発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解される本発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態に従う電源装置の構成の一例を示す図である。
【図２】実施の形態に従う画像形成装置の構成の一例を示す図である。
【図３】実施の形態に従う電源装置の回路構成の一例を示す図である。
【図４】実施の形態に従う電圧制御による有効性を説明するための図である。
【図５】比較例に従う電圧制御による不利な点を説明するための図である。
【図６】実施の形態に従う電源装置が実行する印刷処理を表わすフローチャートである。
【図７】実施の形態に従う画像形成装置の主要なハードウェア構成を示すブロック図である。
【図８】電圧テーブルの内容を示す図である。
【図９】比較例に従う電源装置の回路構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ、本発明に従う各実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。なお、以下で説明される各実施の形態および各変形例は、適宜選択的に組み合わされてもよい。
【００１７】
［電源装置１００］
図１を参照して、実施の形態に従う電源装置１００の構成について説明する。図１は、電源装置１００の構成の一例を示す図である。
【００１８】
電源装置１００は、正極性の電圧（以下、「正電圧」ともいう。）と負極性の電圧（以下、「負電圧」ともいう。）とを負荷５０に対して出力することができる。電源装置１００は、正電圧出力部６０と、負電圧出力部７０と、検出部８０とを備える。
【００１９】
電源装置１００の出力端子９９には、電圧の印加対象である負荷５０が接続されている。電源装置１００は、正電圧Ｖ＋および負電圧Ｖ−の大きさを調整することにより、正電圧Ｖ＋および負電圧Ｖ−の合計電圧を負荷５０に印加することができる。すなわち、電源装置１００は、正電圧Ｖ＋および負電圧Ｖ−の大きさを調整することで、正極性の電圧を負荷５０に印加することもできるし、負極性の電圧を負荷５０に印加することもできる。
【００２０】
正電圧出力部６０は、正電圧設定値６２に応じて正電圧Ｖ＋を出力する。正電圧出力部６０は、出力端子９９と基準電位Ｖ０との間の経路９８上に接続されている。
【００２１】
負電圧出力部７０は、出力端子９９と基準電位Ｖ０との間の経路９８上に接続されており、正電圧出力部６０に直列に接続されている。負電圧出力部７０は、制御回路７１と、整流回路７６と、抵抗Ｒ４とを含む。
【００２２】
制御回路７１は、負電圧設定値７２に応じて整流回路７６から出力される整流電流を調整する。
【００２３】
整流回路７６は、入力された交流電流を整流し、電流Ｉ３を抵抗Ｒ４に流す。整流回路７６は、後述するダイオードＤ１を有するため一方向（電流Ｉ３の矢印方向）にしか電流を流さない。整流回路７６は、整流電流に応じた負電圧Ｖ−を抵抗Ｒ４に生じさせる。
【００２４】
抵抗Ｒ４は、正電圧出力部６０と負電圧出力部７０との接続端子６３に接続されており、整流回路７６と並列に接続されている。
【００２５】
検出部８０は、電源装置１００の出力端子９９に流れる電流Ｉ２の大きさを検出する。検出部８０は、出力端子９９と正電圧出力部６０との間に設けられてもよいし、経路９８上の電流Ｉ２が流れる他の箇所に設けられてもよい。
【００２６】
抵抗Ｒ４に印加される負電圧Ｖ−は、負電圧設定値７２に応じて一定になるように制御されている。そのため、抵抗Ｒ４に流れる電流Ｉ１の大きさは一定となる。電流Ｉ１は、電流Ｉ２と電流Ｉ３との合計に相当する。そのため、電流Ｉ２が増加すると電流Ｉ３が減少する。電源装置１００の出力である電流Ｉ２は、接続される負荷５０の特性（たとえば、負荷５０の抵抗値等）によって左右される。そのため、接続される負荷５０の種類によっては電流Ｉ２が意図するよりも増加してしまうことがある。
【００２７】
整流回路７６は、上述したように一方向にしか電流を流すことができないため、電流Ｉ２の大きさが電流Ｉ１の大きさを超えたとしても、電流Ｉ３の値は負になることができない。この場合には、電源装置１００は、意図する通りに負電圧Ｖ−を調整することができず、結果として、電源装置１００の出力電圧が意図する通りに調整されない。
【００２８】
そこで、本実施の形態に従う電源装置１００は、検出された電流Ｉ２の値が、負電圧設定値７２に相当する電圧Ｖ−と抵抗Ｒ４の大きさとから算出される電流Ｉ１の値よりも大きい場合に、電流Ｉ２の値と抵抗Ｒ４の大きさとから算出される電圧値を用いて正電圧設定値６２を更新する。電流Ｉ１は、オームの法則を用いて、負電圧設定値７２と抵抗Ｒ４の抵抗値とから算出される。すなわち、電流Ｉ１は、負電圧設定値７２を抵抗Ｒ４の抵抗値で割ることにより算出される。新たな正電圧設定値６２は、予め設定された目標電圧値から、電流Ｉ２の値と抵抗Ｒ４の大きさとから算出される電圧値を減算した値に設定される。これにより、電源装置１００は、電流Ｉ２の増加を抑制でき、意図する通りに負電圧Ｖ−を印加することができる。結果として、電源装置１００の出力電圧が安定する。
【００２９】
［画像形成装置２００］
図２を参照して、図１に示される電源装置１００が搭載される画像形成装置２００について説明する。図２は、画像形成装置２００の構成の一例を示す図である。
【００３０】
図２には、カラープリンターとしての画像形成装置２００が示されている。以下では、カラープリンターとしての画像形成装置２００について説明するが、画像形成装置２００は、カラープリンターに限定されない。たとえば、画像形成装置２００は、モノクロプリンターであってもよいし、モノクロプリンター、カラープリンターおよびＦＡＸの複合機（ＭＦＰ：Multi-Functional  Peripheral）であってもよい。
【００３１】
画像形成装置２００は、感光体１０と、帯電器１１と、露光器１２と、現像器１３と、一次転写ローラ３１と、転写ベルト３２と、二次転写ローラ３３と、分離部３４と、定着装置４２と、センサ４３と、電源装置１００とを備える。
【００３２】
帯電器１１は、感光体１０の表面を一様に所定電位（典型的には、負の電位）に帯電する。露光器１２は、入力画像に応じて光を感光体１０に照射する。これにより、入力画像に応じた静電潜像が感光体１０の表面に形成される。
【００３３】
現像器１３は、現像ローラ１４を含む。現像器１３は、内部にトナーを保持する。現像器１３は、現像ローラ１４に現像バイアスを印加し、現像ローラ１４の表面にトナーを付着させる。現像器１３は、現像ローラ１４を回転させ、現像ローラ１４から感光体１０にトナーを転写する。これにより、静電潜像に応じたトナー像が感光体１０の表面に形成される。
【００３４】
一次転写ローラ３１には、トナー像を引き寄せる電圧が印加されており、トナー像は、一次転写ローラ３１により感光体１０から転写ベルト３２に転写される。その後、トナー像は、転写ベルト３２によって二次転写ローラ３３に搬送される。同時に、印刷紙Ｓは、二次転写ローラ３３に搬送される。トナー像は、転写ベルト３２と二次転写ローラ３３とのニップ部で、転写ベルト３２から印刷紙Ｓに転写される。このとき、電源装置１００は、二次転写ローラ３３に正電圧を印加する。トナー像は、当該正電圧よりも低い電圧特性（典型的には、負極性）を有しているため、印刷紙Ｓに引き寄せられる。
【００３５】
電源装置１００は、負電圧を分離部３４に印加する。印刷紙Ｓは、二次転写ローラ３３により正極性になっているため、印刷紙Ｓと分離部３４とは互いに逆極性となる。そのため、印刷紙Ｓは、分離部３４に引き寄せられる。その結果、印刷紙Ｓは、転写ベルト３２に吸着されずに、定着装置４２に搬送される。定着装置４２は、印刷紙Ｓを加熱および加圧することでトナー像を融解し、印刷紙Ｓ上にトナー像を定着させる。これにより、印刷処理が完了する。
【００３６】
画像形成装置２００は、印刷処理の他にも、二次転写ローラ３３に付着したトナーのクリーニング処理を実行する。クリーニング処理は、印刷紙Ｓが転写ベルト３２と二次転写ローラ３３との間のニップ部を通過していない間に実行される。すなわち、クリーニング処理は、印刷処理とは異なるタイミングで実行される。クリーニング処理により、印刷紙Ｓにトナーが二次転写ローラ３３から転写されることにより生じる裏汚れが防止される。
【００３７】
クリーニング処理においては、電源装置１００は、二次転写ローラ３３に負電圧を印加する。トナーは、負極性を有する。そのため、トナーは、二次転写ローラ３３から転写ベルト３２に逆転写される。
【００３８】
分離部３４に印加される負電圧の値は、印刷紙Ｓの種類やサイズ、画像形成装置２００内部の温度や湿度に応じて、最適な値に設定される。また、当該負電圧の値は、画像形成装置２００の操作パネルから設定され得る。一例として、画像形成装置２００の内部の温度や湿度は、センサ４３によって検出される。センサ４３は、温度センサおよび湿度センサの少なくとも一方を含む。温度センサおよび湿度センサは、温湿度センサとして一体的に構成されてもよいし、別個に設けられてもよい。
【００３９】
［電源装置１００の回路構成］
図３を参照して、電源装置１００の回路構成について説明する。図３は、電源装置１００の回路構成の一例を示す図である。
【００４０】
図３に示されるように、電源装置１００は、正電圧出力部６０と、負電圧出力部７０とを備える。電源装置１００は、画像形成装置２００のＣＰＵ２０２からの制御信号に基づいて駆動する。ＣＰＵ２０２は、正電圧設定値６２（図１参照）に相当する正電圧を生じさせるための制御信号Ｓ１を正電圧出力部６０に出力する。これにより、ＣＰＵ２０２は、画像形成装置２００の二次転写ローラ３３に所望の正電圧を印加する。また、ＣＰＵ２０２は、負電圧設定値７２（図１参照）に相当する負電圧を生じさせるための制御信号Ｓ２を負電圧出力部７０に出力する。これにより、ＣＰＵ２０２は、画像形成装置２００の二次転写ローラ３３と分離部３４とに所望の負電圧を印加させる。
【００４１】
正電圧出力部６０は、制御回路５１と、整流回路５２と、トランジスタ５４と、昇圧トランス５５と、整流回路５６と、抵抗Ｒ３とを含む。
【００４２】
制御回路５１は、交流電流源（図示しない）に接続されている。制御回路５１は、ＣＰＵ２０２からの制御信号Ｓ１に基づいて、交流電流源からの交流電流をトランジスタ５４のベースに出力し、昇圧トランス５５の入力側（すなわち、一次側）の一次コイル５５Ａに交流電流を流す。昇圧トランス５５の出力側（すなわち、二次側）には二次コイル５５Ｂが設けられており、相互誘導により、一次コイル５５Ａおよび二次コイル５５Ｂは、正電圧設定値６２に応じた正電圧を発生する。
【００４３】
二次コイル５５Ｂの巻線の数は、一次コイル５５Ａの巻線の数よりも多い。コイルに生じる正電圧の大きさは巻線の数の比例するため、二次コイル５５Ｂに生じる正電圧の大きさは、一次コイル５５Ａに生じる正電圧の大きさよりも大きくなる。これにより、昇圧トランス５５は、一次側の正電圧を二次側で昇圧することができる。
【００４４】
一次コイル５５Ａに生じた正電圧は、整流回路５２を介して制御回路５１およびＣＰＵ２０２にフィードバックされる。制御回路５１は、フィードバックされた電圧Ｖ１０が正電圧設定値６２から乖離している場合には、電圧Ｖ１０が正電圧設定値６２に近付くように制御信号Ｓ１を調整する。これにより、正電圧出力部６０は、正電圧設定値６２に相当する所望の正電圧を発生させることができる。
【００４５】
二次コイル５５Ｂに生じた正電圧に応じて、整流回路５６に電流が流れる。整流回路５６は、ダイオードとコンデンサとで構成される。ダイオードは、発生した電流を一方向に流れるように整流する。コンデンサは、整流された電流を平滑化する。整流および平滑化された電流は、二次転写ローラ３３に流れる。また、二次コイル５５Ｂに生じた正電圧は、二次転写ローラ３３に印加される。
【００４６】
負電圧出力部７０は、制御回路７１と、トランジスタ７４と、昇圧トランス７５と、整流回路７６と、整流回路８１と、抵抗Ｒ４〜Ｒ７とを含む。
【００４７】
制御回路７１は、交流電流源（図示しない）に接続されている。制御回路７１は、ＣＰＵ２０２からの制御信号Ｓ２に基づいて、交流電流源からの交流電流をトランジスタ７４のベースに出力し、昇圧トランス７５の入力側の一次コイル７５Ａに交流電流を流す。昇圧トランス７５の出力側（すなわち、二次側）には二次コイル７５Ｂ，７５Ｃが設けられており、相互誘導により、一次コイル７５Ａおよび二次コイル７５Ｂ，７５Ｃは、負電圧設定値７２に応じた負電圧を発生する。
【００４８】
二次コイル７５Ｂ，７５Ｃの巻線の数は、一次コイル７５Ａの巻線の数よりも多い。コイルに生じる負電圧の大きさは巻線の数の比例するため、二次コイル７５Ｂ，７５Ｃに生じる負電圧の大きさは、一次コイル７５Ａに生じる負電圧の大きさよりも大きくなる。これにより、昇圧トランス７５は、一次側の負電圧を二次側で昇圧することができる。
【００４９】
二次コイル７５Ｂに生じた負電圧に応じて、整流回路７６に電流Ｉ３が流れる。整流回路７６は、ダイオードＤ１とコンデンサとで構成される。ダイオードＤ１は、一方向に流れるように電流Ｉ３を整流する。コンデンサは、整流された電流を平滑化する。整流および平滑化された電流は、二次転写ローラ３３に流れる。また、二次コイル７５Ｂに生じた負電圧は、二次転写ローラ３３に印加される。
【００５０】
二次コイル７５Ｃに生じた負電圧に応じて、整流回路８１に電流が流れる。整流回路８１は、ダイオードとコンデンサとで構成される。ダイオードは、一方向に流れるように生じた電流を整流する。コンデンサは、整流された電流を平滑化する。整流および平滑化された電流は、分離部３４および抵抗Ｒ６，Ｒ７に流れる。また、二次コイル７５Ｃに生じた負電圧は、抵抗Ｒ６，Ｒ７に印加される。
【００５１】
［電源装置１００による電圧制御］
引き続き図３を参照しつつ、図４および図５を参照して、電源装置１００による電圧制御について説明する。図４は、本実施の形態に従う電圧制御による有効性を説明するための図である。図５は、比較例に従う電圧制御による不利な点を説明するための図である。
【００５２】
図４に示されるように、二次転写ローラ３３のクリーニング中においては、電源装置１００は、負電圧出力部７０に負電圧（たとえば、−１ｋＶ）を発生させ、二次転写ローラ３３に負電圧を印加する。すなわち、印刷紙が二次転写ローラ３３を通過していないときに、負電圧出力部７０は、二次コイル７５Ｂから出力される交流電流に応じた負電圧を二次転写ローラ３３に出力する。負電圧の大きさは、たとえば、ＣＰＵ２０２からの制御信号Ｓ２のＤｕｔｙ比を調整することによりＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御される。
【００５３】
印刷中には、電源装置１００は、正電圧出力部６０に正電圧（たとえば、＋３ｋＶ）を発生させるとともに、負電圧出力部７０に負電圧（たとえば、−１ｋＶ）を発生させる。これにより、二次転写ローラ３３には正電圧と負電圧との両方が印加される。正電圧の大きさが負電圧の大きさよりも大きいため、二次転写ローラ３３には正極性の電圧が印加される。同時に、分離部３４に負電圧が印加される。すなわち、印刷紙が二次転写ローラ３３を通過しているときに、正電圧出力部６０は正極性の電圧を二次転写ローラ３３に出力するとともに、負電圧出力部７０は二次コイル７５Ｃから出力される交流電流に応じた負極性の電圧を分離部３４に出力する。正電圧の大きさは、たとえば、ＣＰＵ２０２からの制御信号Ｓ１のＤｕｔｙ比を調整することによりＰＷＭ制御される。
【００５４】
印刷中においては、昇圧トランス７５が駆動され、電流Ｉ１が発生する。電流Ｉ１が流れている状態では、ダイオードＤ１が導通状態となり、昇圧トランス７５の出力値と抵抗Ｒ４の両端の電圧はほぼ同一になる。この状態で、電流Ｉ２が二次転写ローラ３３に流れると、循環電流Ｉ３は、「電流Ｉ１−電流Ｉ２」となる。
【００５５】
電流Ｉ２は、二次転写ローラ３３の周囲の環境条件、印刷紙の抵抗値、および印刷紙のサイズにより変動する。電流Ｉ２が循環電流Ｉ３を超えると、昇圧トランス７５の出力値より抵抗Ｒ４の両端間の電圧が大きくなり、ダイオードＤ１は不導通になる。この場合には、二次転写ローラ３３に所望の正電圧を印加することができなくなり、転写不良が生じる。
【００５６】
そこで、電源装置１００は、電流Ｉ２を継続的に検出し、電流Ｉ２の大きさが電流Ｉ１の大きさを超えると、正電圧設定値６２（図１参照）を当初の設定値よりも上昇させる。正電圧設定値６２の更新は、正電圧と負極電圧との両方が出力されている間に実行される。電源装置１００、正電圧設定値６２の更新に応じて正電圧出力部６０から出力する制御信号Ｓ１のＤｕｔｙ比を上昇させる（破線１４５参照）。これにより、負電圧が下がる分だけ正電圧の大きさが上昇する（破線１４６参照）。その結果、電源装置１００は、二次転写期間において、二次転写ローラ３３に正電圧を安定的に印加することができる（破線１４７参照）。
【００５７】
これに対して、図５に示されるように、正電圧設定値６２が更新されなかった場合には、負電圧出力部７０から出力される負電圧が下がった分だけ、二次転写ローラ３３に印加される正電圧も下がっている（破線１４２，１４３参照）。その結果、電源装置１００は、二次転写期間において、二次転写ローラ３３に正電圧を安定的に印加することができず、印刷不良が発生する。
【００５８】
［電源装置１００の制御構造］
図６を参照して、電源装置１００の制御構造について説明する。図６は、電源装置１００が実行する印刷処理を表わすフローチャートである。図６の処理は、画像形成装置２００のＣＰＵ２０２がプログラムを実行することにより実現される。他の局面において、処理の一部または全部が、回路素子その他のハードウェアによって実行されてもよい。
【００５９】
ステップＳ１０において、ＣＰＵ２０２は、二次転写ローラ３３（図３参照）に印加する電圧を目標電圧Ｔ２に設定する。目標電圧Ｔ２は、電源装置１００からの出力電圧に相当する。目標電圧Ｔ２は、たとえば、３０００Ｖである。
【００６０】
ステップＳ１２において、ＣＰＵ２０２は、負電圧設定値７２（図１参照）を電圧Ｔ２（−）に設定する。電圧Ｔ２（−）は、たとえば、−１０００Ｖである。これにより、負電圧出力部７０は、電圧Ｔ２（−）を出力する。
【００６１】
ステップＳ１４において、抵抗Ｒ４に流れる電流Ｉ１の値を算出する。当該電流値は、電圧Ｔ２（−）の値の絶対値を抵抗Ｒ４の値で割ることにより算出される。電圧Ｔ２（−）の値が−１０００Ｖであり、抵抗Ｒ４の値が４ＭΩである場合、電流Ｉ１の値は、２５０μＡ（＝｜−１０００｜／４Ｍ）となる。
【００６２】
ステップＳ１６において、ＣＰＵ２０２は、正電圧設定値６２（図１参照）を電圧Ｔ２（＋）に設定する。電圧Ｔ２（＋）は、たとえば、目標電圧Ｔ２から電圧Ｔ２（−）を減算することにより算出される。目標電圧Ｔ２の値が３０００Ｖであり、電圧Ｔ２（−）の値が−１０００Ｖである場合、電圧Ｔ２（＋）は、４０００Ｖ（＝３０００Ｖ−（−１０００））となる。
【００６３】
ステップＳ１８において、ＣＰＵ２０２は、二次転写ローラ３３に流れる電流Ｉ２を検出部８０（図１参照）から取得する。
【００６４】
ステップＳ２０において、ＣＰＵ２０２は、電流Ｉ１と電流Ｉ２との電流差ΔＩ２を算出する。電流差ΔＩ２は、電流Ｉ２の値から電流Ｉ１の値を減算することにより算出される。
【００６５】
ステップＳ２２において、ＣＰＵ２０２は、電流差ΔＩ２は、０よりも大きいか否かを判断する。すなわち、ＣＰＵ２０２は、電流Ｉ２の値が電流Ｉ１の値よりも大きいか否かを判断する。ＣＰＵ２０２は、電流差ΔＩ２が０よりも大きいと判断した場合（ステップＳ２２においてＹＥＳ）、制御をステップＳ２４に切り替える。そうでない場合には（ステップＳ２２においてＮＯ）、ＣＰＵ２０２は、制御をステップＳ１２に戻す。
【００６６】
ステップＳ２４において、ＣＰＵ２０２は、電圧Ｔ２（−）を新たに算出する。電圧Ｔ２（−）は、電流Ｉ２の値に抵抗Ｒ４の値を乗算することにより算出される。
【００６７】
その後、ＣＰＵ２０２は、制御をステップＳ１６に戻す。ステップＳ１６において、ステップＳ２４で算出された新たな電圧Ｔ２（−）を用いて電圧Ｔ２（＋）を更新する。より具体的には、ＣＰＵ２０２は、目標電圧Ｔ２から電圧Ｔ２（−）を減算した値を新たな正電圧設定値６２とする。電圧Ｔ２（−）は負であるので、正電圧設定値６２は、現在の設定値よりも上昇する。ＣＰＵ２０２は、ステップＳ１６〜Ｓ２４の処理を繰り返すことで、電圧Ｔ２（＋）の値を適切に調整でき、目標電圧値に相当する電圧を電源装置１００に安定的に出力させることができる。
【００６８】
［画像形成装置２００のハードウェア構成］
図７を参照して、画像形成装置２００のハードウェア構成の一例について説明する。図７は、画像形成装置２００の主要なハードウェア構成を示すブロック図である。図７に示されるように、画像形成装置２００は、上述の電源装置１００と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）２０１と、ＣＰＵ２０２と、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）２０３と、ネットワークインターフェイス２０４と、スキャナ２０６と、プリンタ２０７と、操作パネル２０８と、記憶装置２２０とを備える。
【００６９】
ＲＯＭ２０１は、画像形成装置２００で実行される制御プログラム等を格納する。ＣＰＵ２０２は、画像形成装置２００の制御プログラム等の各種プログラムを実行することで、画像形成装置２００の動作を制御する。ＲＡＭ２０３は、ワーキングメモリとして機能し、制御プログラムの実行に必要な各種データを一時的に格納する。
【００７０】
ネットワークインターフェイス２０４には、アンテナ（図示しない）等が接続される。画像形成装置２００は、当該アンテナを介して、他の通信機器との間でデータをやり取りする。他の通信機器は、たとえば、スマートフォン等の携帯通信端末、サーバー等を含む。画像形成装置２００は、本実施の形態に従う制御プログラム２２２を、アンテナを介してサーバーからダウンロードできるように構成されてもよい。
【００７１】
スキャナ２０６は、画像形成装置２００にセットされた原稿を光学的に読み取って、原稿の画像データを生成する。
【００７２】
プリンタ２０７は、たとえば電子写真方式により、スキャナ２０６で読み取られた画像データや、他の通信機器から送信されたプリントデータを、印刷のためのデータに変換し、変換後のデータに基づいて文書等の画像を印刷する装置である。
【００７３】
操作パネル２０８は、タッチパネルとして構成され、画像形成装置２００に対するタッチ操作を受け付ける。一例として、操作パネル２０８は、表示パネルと、表示パネルに重ねて設けられるタッチセンサとで構成される。操作パネル２０８は、たとえば、制御プログラム２２２に関する設定操作や印刷指示等を受け付ける。
【００７４】
記憶装置２２０は、たとえば、ハードディスクや外付けの記憶装置等の記憶媒体である。記憶装置２２０は、一例として、本実施の形態に従う処理を実現するための制御プログラム２２２と、電圧テーブル２２４と、正電圧出力部６０の出力電圧を制御するための正電圧設定値６２と、負電圧出力部７０の出力電圧を制御するための負電圧設定値７２と、電源装置１００の目標電圧値８２とを格納する。電圧テーブル２２４の詳細については後述する。
【００７５】
なお、本実施の形態に従う制御プログラム２２２は、単体のプログラムとしてではなく、任意のプログラムの一部に組み込まれて提供されてもよい。この場合、本実施の形態に従う処理は、任意のプログラムと協働して実現される。このような一部のモジュールを含まないプログラムであっても、本実施の形態に従うプログラムの趣旨を逸脱するものではない。さらに、本実施の形態に従う制御プログラム２２２によって提供される機能の一部または全部は、専用のハードウェアによって実現されてもよい。さらに、少なくとも１つのサーバーが本実施の形態に従う処理を実現する、所謂クラウドサービスのような形態で画像形成装置２００が構成されてもよい。
【００７６】
［電圧テーブル２２４］
図８を参照して、電源装置１００の電圧制御時に参照される電圧テーブル２２４について説明する。図８は、電圧テーブル２２４の内容を示す図である。
【００７７】
上述したように、画像形成装置２００は、印刷処理時には、分離部３４（図３参照）に負電圧を印加するとともに二次転写ローラ３３（図３参照）に正電圧を印加する。一方で、クリーニング処理時には、画像形成装置２００は、二次転写ローラ３３（図３参照）に負電圧を印加する。以下では、印刷処理時に分離部３４に印加される負電圧を「分離電圧」ともいう。クリーニング処理時に二次転写ローラ３３に印加される負電圧を「クリーニング電圧」ともいう。
【００７８】
画像形成装置２００は、電圧テーブル２２４を参照して、分離電圧およびクリーニング電圧を決定する。電圧テーブル２２４において、印刷紙情報と環境情報と分離電圧とクリーニング電圧とが互いに関連付けられている。印刷紙情報は、たとえば、印刷紙のサイズや厚さ等を含む。環境情報は、画像形成装置２００内の温度と湿度とを含む。印刷紙情報は、たとえば、印刷設定から取得され得る。環境情報は、センサ４３（図２参照）から取得される。
【００７９】
印刷処理時には、画像形成装置２００は、電圧テーブル２２４を参照して、取得した印刷紙情報と環境情報とに関連付けられている分離電圧を選択する。その後、画像形成装置２００は、選択した分離電圧を負電圧設定値７２に設定する。
【００８０】
一方で、クリーニング処理時には、画像形成装置２００は、電圧テーブル２２４を参照して、取得した印刷紙情報と環境情報とに関連付けられているクリーニング電圧を選択する。その後、画像形成装置２００は、選択したクリーニング電圧を負電圧設定値７２に設定する。
【００８１】
［比較結果］
図３および図９を参照して、実施の形態に従う電源装置１００と、比較例に従う電源装置１００Ｘとを比較する。図９は、電源装置１００Ｘの回路構成の一例を示す図である。
【００８２】
電源装置１００Ｘは、二次コイル５５Ｂ側（二次側）で二次転写ローラ３３に印加される電圧を抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とで分圧して電圧Ｖ１０として検出する。電圧Ｖ１０は、画像形成装置２００にフィードバックされ、画像形成装置２００は、電圧Ｖ１０の大きさに応じて電源装置１００Ｘの出力電圧を制御する。
【００８３】
二次転写ローラ３３への出力電圧の値は非常に大きく、電圧Ｖ１０を検出するためには、抵抗値が高い抵抗Ｒ１，Ｒ２が必要となる。抵抗値が高い抵抗Ｒ１，Ｒ２は高価であるため、電源装置１００Ｘのコストが高くなる。一方で、電源装置１００は、抵抗Ｒ１，Ｒ２を設ける必要がないため、コストが抑えられる。
【００８４】
また、電源装置１００Ｘにおいては、抵抗Ｒ１，Ｒ２上の経路から電流が漏れにないように、基板のサイズを大きくする必要がある。一方で、電源装置１００は、抵抗Ｒ１，Ｒ２を設ける必要がないため、基板のサイズを節約することができる。
【００８５】
さらに、電源装置１００Ｘにおいては、抵抗Ｒ１，Ｒ２上の経路から電流が漏れにないように、側面抵抗を高くするために、基板にスリットを形成する必要がある。一方で、電源装置１００は、抵抗Ｒ１，Ｒ２を設ける必要がないため、基板にスリットを形成する必要がない。
【００８６】
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８７】
１０  感光体、１１  帯電器、１２  露光器、１３  現像器、１４  現像ローラ、３１  一次転写ローラ、３２  転写ベルト、３３  二次転写ローラ、３４  分離部、４２  定着装置、４３  センサ、５０  負荷、５１，７１  制御回路、５２，５６，７６，８１  整流回路、５４，７４  トランジスタ、５５，７５  昇圧トランス、５５Ａ，７５Ａ  一次コイル、５５Ｂ，７５Ｂ，７５Ｃ  二次コイル、６０  正電圧出力部、６２  正電圧設定値、６３  接続端子、７０  負電圧出力部、７２  負電圧設定値、８０  検出部、８２  目標電圧値、９８  経路、９９  出力端子、１００，１００Ｘ  電源装置、１４２，１４３，１４５〜１４７  破線、２００  画像形成装置、２０１  ＲＯＭ、２０２  ＣＰＵ、２０３  ＲＡＭ、２０４  ネットワークインターフェイス、２０６  スキャナ、２０７  プリンタ、２０８  操作パネル、２２０  記憶装置、２２２  制御プログラム、２２４  電圧テーブル。
【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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