(57)【要約】【課題】出力電圧よりも大きな外部電圧が電圧出力対象部材に印加されても、所定の一定した電圧を安定して出力でき、かつ、出力電圧と電圧出力対象部材との間の電圧降下を小さくすることである。【解決手段】高圧電源装置３０の出力端子Ａから４００Ｖの定電圧が出力され、これが現像ローラ４に印加される。ここで、この現像ローラが感光体ドラム８の表面電位によって４００Ｖよりも大きい電位に引き上げられたとき、ＦＥＴ３１のソース電圧がゲート電圧よりも高くなり、ＦＥＴがＯＮ状態になる。これにより、感光体ドラムから現像ローラに流れ込む電流は、ソース端子Ｓ、ドレイン端子Ｄ、抵抗Ｒ６を通じてグランドへ速やかに流れる。これにより、引き上げられた現像ローラの電位は急激に４００Ｖに向かって減少するようになる。【選択図】  図２
2004215460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧出力対象部材に対して出力端子から所定の電圧を出力する電源装置において、
上記出力端子と上記電圧出力対象部材との間に直列接続され、該電圧出力対象部材の電圧値の絶対値が該出力端子の電圧値の絶対値よりも小さいときに電流を流し、逆のときには電流を流さない整流手段と、
該整流手段が電流を流している間は該電圧出力対象部材とグランドとの間を電流が流れない非導通状態とし、該電圧出力対象部材に印加される電圧値の絶対値が該出力端子に印加される電圧値の絶対値よりも所定の閾値以上大きくなったときには該電圧出力対象部材とグランドとの間を電流が流れる導通状態とするスイッチング手段とを有することを特徴とする電源装置。
【請求項２】
請求項１の電源装置において、
上記整流手段として、ツェナー電圧値が上記所定の閾値以上であるダイオードを用いたことを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項１又は２の電源装置において、
上記スイッチング手段として、上記整流手段の出力端子側の端子に接続される第１端子と、該整流手段の電圧出力対象部材側の端子に接続される第２端子と、グランドに直接又は抵抗を介して接続される第３の端子とを有するトランジスタを用いたことを特徴とする電源装置。
【請求項４】
請求項３の電源装置において、
上記トランジスタは、上記第１端子がゲート端子であり、上記第２端子がソース端子であり、上記第３端子がドレイン端子である電界効果トランジスタであることを特徴とする電源装置。
【請求項５】
請求項３の電源装置において、
上記トランジスタは、上記第１端子がベース端子であり、上記第２端子がエミッタ端子であり、上記第３端子がコレクタ端子であるバイポーラトランジスタであることを特徴とする電源装置。
【請求項６】
現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、
該現像剤担持体に対して現像バイアスを印加するための高圧電源装置とを有する現像装置において、
上記高圧電源装置として、請求項１、２、３、４又は５の電源装置を用いたことを特徴とする現像装置。
【請求項７】
像担持体と、
該像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、
該潜像形成手段により該像担持体上に形成された静電潜像を現像剤で現像する現像手段とを有する画像形成装置において、
上記現像手段として、請求項６の現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電圧出力対象部材に対して出力端子から所定の電圧を出力する電源装置、この電源装置を備えた現像装置、並びに、この現像装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像形成装置としては、電子写真方式の画像形成装置が知られている。この画像形成装置においては、例えば、感光体等の潜像担持体表面を一様に帯電し、次いで、その一様帯電された潜像担持体表面のうちトナーを付着させない部分の電位を０Ｖに近づけることで静電潜像を形成する。この静電潜像を現像（可視像化）する場合、現像ローラ等の現像剤担持体上に担持された現像剤を、現像剤担持体と潜像担持体とが対向する現像領域に搬送する。そして、この現像領域に現像電界を形成し、現像剤担持体上に担持されている現像剤中のトナーを潜像担持体上の静電潜像に付着させることで、潜像担持体上にトナー像を形成する。このような画像形成装置では、現像時において、一様に帯電された潜像担持体表面の帯電電位と同極性であって、その帯電電位よりも絶対値が小さくかつ静電潜像部分の電位よりも大きい現像バイアスを現像剤担持体に印加する。この構成においては、帯電電位と逆極性に帯電したトナーを用いる。よって、現像領域において現像剤担持体上の現像剤中のトナーには、潜像担持体上の画像部となる静電潜像部分（１０００Ｖに近い電位）への引力（静電力）が働く一方で、非画像部となる静電潜像部分（０Ｖに近い電位）への斥力（静電力）が働く。これにより、現像剤中のトナーは、潜像担持体表面のうち画像部となる静電潜像部分にだけ選択的に付着することができる。
【０００３】
図６は、現像剤担持体に現像バイアスを印加するための従来の高圧電源装置の概略構成を示す回路図である。この高圧電源装置１００は、本高圧電源装置１００の出力端子Ａ，Ｂ間に生じる出力電圧を一定に保つように定電圧制御を行う定電圧制御回路１０１を備えている。また、この高圧電源装置１００は、直流高圧用のトランス１０２、整流用のコンデンサ１０３及びダイオード１０４なども備えている。出力端子Ａは、電圧出力対象部材としての現像剤担持体である現像ローラ４に直接接続されており、出力端子Ｂはグランドに落とされている。このような構成により、高圧電源装置１００で発生した４００Ｖの直流電圧が、その出力端子Ａに接続された現像ローラ４に対し、現像バイアスとして印加される。
【０００４】
この高圧電源装置１００によれば、現像領域に存在する感光体ドラム８の表面部分の電位が０〜４００Ｖの範囲内で変化しても、高圧電源装置１００の出力端子Ａの電圧は４００Ｖにコントロールされる。しかし、現像領域に存在する感光体ドラム８の表面部分の電位が４００Ｖを越えて、例えば１０００Ｖとなると、現像ローラ４に対して、感光体ドラム８から１０００Ｖの電圧が印加される場合がある。この場合、高圧電源装置１００の出力端子Ａに印加される外部電圧１０００Ｖの方が、出力電圧４００Ｖよりも６００Ｖも高くなり、高圧電源装置１００側から現像ローラ４に向かって出力端子Ａから流れ出す電流は「０」になる。このとき、定電圧制御回路１０１は、フィードバックされた電圧から、９９．９ＭΩの抵抗Ｒ１と、１００ＫΩの抵抗Ｒ２とで分圧した電圧が十分高いと判断する。この結果、定電圧制御回路１０１は、その出力電圧を低下させるべくトランス１０２に流す電流を低下させる。しかし、この定電圧制御回路１０１からの電流の供給を仮に「０」にしても、ダイオード１０４が有るため、感光体ドラム８上における１０００Ｖになっている高電位部分の電荷は、トランス１０２を通ってグランドＧＮＤへ逃げることができない。従って、感光体ドラム８上における１０００Ｖになっている高電位部分の電荷は、現像ローラ４、出力端子Ａ、７．５ＭΩの抵抗Ｒ３の経路を経て、出力端子Ｂからグランドに逃げることになる。しかし、この抵抗Ｒ３の抵抗値は７．５ＭΩと非常に高いため、感光体ドラム８上における１０００Ｖになっている高電位部分の電荷がグランドに逃げにくい。
【０００５】
ここで、特許文献１には、感光体ドラムを一様に帯電するための帯電ローラに帯電バイアスを印加するための帯電高電圧発生回路を備えた電源装置が開示されている。この帯電高電圧発生回路の出力端子は、帯電ローラに接続されている。この電源装置は、その出力端子とグランドとの間にノイズバイパスコンデンサと呼んでいるコンデンサを配置している。この電源装置によれば、帯電高電圧発生回路の出力端子に外部から高周波ノイズが印加されても、その高周波ノイズは、ノイズバイパスコンデンサからグランドに逃げることができる。なお、図６に示した高圧電源装置１００においても、コンデンサ１０３がノイズバイパスコンデンサとして機能し、感光体ドラム８上における１０００Ｖの電荷をグランドに逃がすことも可能である。しかし、このようなノイズバイパスコンデンサは、高周波ノイズに対しては低インピーダンスであるが、低周波ノイズに対しては高インピーダンスとなる。そのため、高圧電源装置１００の出力端子Ａに印加される外部電圧１０００Ｖが低周波数であると、やはり、感光体ドラム８上における１０００Ｖになっている高電位部分の電荷をグランドに逃がしにくい。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−２８３２８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本出願人は、特願２００２−１９８７１８号において、電圧出力対象部材（現像ローラ）と出力端子Ａとの間に出力中継回路を設けた電源装置を提案した。この電源装置の出力中継回路は、出力端子Ａから出力される出力電圧よりも大きい電圧が外部から電圧出力対象部材（現像ローラ）に印加された際に、外部（感光体ドラム）から印加された外部電圧と出力電圧との電圧差に基づいて、電圧出力対象部材とグランドとの間の出力インピーダンスを低下させるものである。
【０００８】
具体的には、例えば、図７に示すような構成が挙げられる。この構成においては、高圧電源装置１００の出力端子Ａと現像ローラ４との間に、外部電圧をグランドに逃すための出力中継回路１００Ａが追加されている。この出力中継回路１００Ａは、電界効果トランジスタ（以下、「ＦＥＴ」という。）１０１を有している。このＦＥＴ１０１は、ｐチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴである。感光体ドラム８の表面電位が０〜４００Ｖの範囲で変化している場合、高圧電源装置１００の電流の経路は、出力端子Ａ、１ＫΩの抵抗Ｒ４、１０ＫΩの抵抗Ｒ５、現像ローラ４、感光体ドラム８、グランドの順となる。このとき、ＦＥＴ１０１のゲート端子Ｇの電圧は、ソース端子Ｓの電圧よりも高いので、ＦＥＴ１０１はＯＦＦの状態となる。この状態では、ゲート−ドレイン間の抵抗値及びゲート−ソース間の抵抗値が非常に大きいため、電気的には開放状態となり、出力中継回路１００ＡにＦＥＴ１０１が無いのと同じとなる。したがって、定電圧化された４００Ｖの出力電圧が、出力端子Ａから抵抗Ｒ４及び抵抗Ｒ５を通じて、現像ローラ４に供給される。
一方、感光体ドラム８の表面電位が４００Ｖを越えて、例えば１０００Ｖとなった場合、感光体ドラム８の表面電位の１０００Ｖが現像ローラ４を通じて、ＦＥＴ１０１のソース端子Ｓに印加されることがある。このとき、ＦＥＴ１０１のゲート端子Ｇの電圧はほぼ４００Ｖ、ソース端子Ｓの電圧はほぼ１０００Ｖとなる。よって、ゲート端子Ｇの電圧はソース端子Ｓの電圧に比べて低くなり、ＦＥＴ１０１がＯＮの状態となる。ＦＥＴ１０１がＯＮ状態のとき、ソース−ドレイン間の抵抗値は数オーム以下と小さくなるので、ＦＥＴ１０１は大きなドレイン電流を流すことができる。これにより、感光体ドラム８の表面の大きな電荷は、感光体ドラム８、現像ローラ４、ＦＥＴ１０１のソース端子Ｓ、ドレイン端子Ｄ、４７０Ωの抵抗Ｒ６を経て、グランドへと流れる。
【０００９】
ところが、上記特願２００２−１９８７１８号において、ＦＥＴ１０１は、ゲート−ソース間に所定の閾値を越える電位差が発生することで、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わる。そのため、ＦＥＴ１０１のゲート−ソース間には、所定の閾値を越える電位差を発生させるためには抵抗Ｒ５の値が大きくなければならない。しかし、このような抵抗Ｒ５の値が大きくなると、高圧電源装置１００の出力端子Ａからの出力電圧が現像ローラ４に印加されるまでに電圧が降下してしまう。そのため、従来と同じ現像バイアスを現像ローラ４に印加する場合でも、出力電圧を高く設定する必要が生じ、従来よりも高電圧を出力する電源装置が必要となるという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、上記特願２００２−１９８７１８号で提案した電源装置の改良に係り、詳しくは電源装置の出力端子と電源出力対象部材との間の電圧降下が小さい電源装置、現像装置及び画像形成装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、電圧出力対象部材に対して出力端子から所定の電圧を出力する電源装置において、上記出力端子と上記電圧出力対象部材との間に直列接続され、該電圧出力対象部材の電圧値の絶対値が該出力端子の電圧値の絶対値よりも小さいときに電流を流し、逆のときには電流を流さない整流手段と、該整流手段が電流を流している間は該電圧出力対象部材とグランドとの間を電流が流れない非導通状態とし、該電圧出力対象部材に印加される電圧値の絶対値が該出力端子に印加される電圧値の絶対値よりも所定の閾値以上大きくなったときには該電圧出力対象部材とグランドとの間を電流が流れる導通状態とするスイッチング手段とを有することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の電源装置において、上記整流手段として、ツェナー電圧値が上記所定の閾値以上であるダイオードを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の電源装置において、上記スイッチング手段として、上記整流手段の出力端子側の端子に接続される第１端子と、該整流手段の電圧出力対象部材側の端子に接続される第２端子と、グランドに直接又は抵抗を介して接続される第３の端子とを有するトランジスタを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３の電源装置において、上記トランジスタは、上記第１端子がゲート端子であり、上記第２端子がソース端子であり、上記第３端子がドレイン端子である電界効果トランジスタであることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項３の電源装置において、上記トランジスタは、上記第１端子がベース端子であり、上記第２端子がエミッタ端子であり、上記第３端子がコレクタ端子であるバイポーラトランジスタであることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に対して現像バイアスを印加するための高圧電源装置とを有する現像装置において、上記高圧電源装置として、請求項１、２、３、４又は５の電源装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、像担持体と、該像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、該潜像形成手段により該像担持体上に形成された静電潜像を現像剤で現像する現像手段とを有する画像形成装置において、上記現像手段として、請求項６の現像装置を用いたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項１乃至５の電源装置、請求項６の現像装置及び請求項７の画像形成装置においては、出力端子と電圧出力対象部材との間に整流手段が直列接続されている。この整流手段は、電圧出力対象部材の電圧値の絶対値が出力端子の電圧値の絶対値よりも小さいときに電流を流し、逆のときには電流を流さないように接続される。この整流手段は、電圧出力対象部材の電圧値の絶対値が出力端子の電圧値の絶対値よりも小さいときには、インピーダンスが非常に小さいので、出力端子からの出力電圧をほとんど降下させることなく、電圧出力対象部材に供給することができる。
また、本装置には、スイッチング手段も設けられている。このスイッチング手段は、整流手段が電流を流している間は電圧出力対象部材とグランドとの間を電流が流れない非導通状態にする。よって、整流手段が電流を流している間、整流手段を介して出力端子と電圧出力対象部材とを結ぶ電気回路はグランドから電気的に離間した状態（開放状態）となる。したがって、上述したように、出力端子からの出力電圧をほとんど降下させることなく、電圧出力対象部材に供給することができる。
一方、電圧出力対象部材に印加される電圧値の絶対値が出力端子に印加される電圧値の絶対値よりも所定の閾値以上大きくなったとき、スイッチング手段は、電圧出力対象部材とグランドとの間を電流が流れる導通状態にする。すなわち、整流手段が電流を流れていない間にその整流手段の端子電圧が上記所定の閾値以上になったとき、スイッチング手段が導通状態になる。このとき、電圧出力対象部材は、グランドに対して電気的に接続された状態となる。これにより、電圧出力対象部材の電圧は急激に０Ｖに近づく。そして、電圧出力対象部材の電圧値の絶対値と出力端子の電圧値の絶対値との差が上記所定の閾値よりも小さくなったとき、スイッチング手段は非導通状態に戻る。このような動作により、電圧出力対象部材に対して出力電圧よりも大きい外部電圧が印加されることがあっても、電圧出力対象部材の電圧値を出力端子の出力電圧によって適切に制御することができる。しかも、上述したように、出力端子からの出力電圧をほとんど降下させることなく電圧出力対象部材に供給することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、電子写真方式の画像形成装置に適用した一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態における画像形成装置の概略構成図である。この画像形成装置は、キャリア液中にトナーを分散させた液体現像剤１を用いて現像を行うものである。液体現像剤１は、図示しない濃度調整部において剤濃度（トナー濃度）が調整された後、現像装置である現像ユニット２の現像液タンク３の底方の現像液貯留部３ａに、図示しない現像液補給口を通して流入されて貯留される。この現像液貯留部３ａに貯留される液体現像剤１の液量は、その消費分に相当する量の補給用現像液が、図示しない現像液補給ボトルより随時補給されることによりほぼ一定に保たれるようになっている。
【００１４】
上記現像ユニット２の現像液タンク３内には、現像剤担持体としての現像ローラ４、及び、現像ローラ４に液体現像剤１を塗布しながら供給する塗布ローラ５が、それぞれ回転自在に配設されている。塗布ローラ５は、現像液貯留部３ａに貯留された液体現像剤１中に、その外周面の一部が浸かるように配置されている。また、塗布ローラ５は、図示しない塗布ローラモータにより、図１において矢印方向に回転駆動される。この塗布ローラ５の回転によって、塗布ローラ５の回転速度及び液体現像剤１の粘度等に依存した条件で、現像液貯留部３ａに貯留された液体現像剤１が、塗布ローラ５の周面に付着されて汲み上げられる。
【００１５】
この塗布ローラ５により汲み上げられた液体現像剤１は、塗布ローラ５に接触または近接する計量部材または規制部材６で、狙いの塗布厚に調整された後、現像ローラ４の周面に薄層状に塗布される。これにより、現像ローラ４の表面に、所定の層厚の現像剤薄層が形成される。この現像剤薄層の層厚は、感光体ドラム８に付着するトナー分が記録媒体である転写紙１３に転写された際に、充分な画像濃度が得られる層厚に形成される。
【００１６】
現像ローラ４は、感光体ドラム８の表面に近接するように対向配置されることによって、感光体ドラム８との対向部位に現像領域を形成している。感光体ドラム８は、図示しない駆動系を介して、図１において矢印方向に所定の速度で回転駆動される。感光体ドラム８の表面は、一様帯電手段である帯電ローラ９により例えば７００Ｖの一様な電位に帯電された後、潜像形成手段としての露光装置１０によって画像形成される画像パターンに応じて露光される。露光された部分は５０Ｖ程度まで電位が落とされ、この部分が静電潜像となる。
【００１７】
現像ローラ４は、感光体ドラム８の線速と同速で、図１において矢印方向に移動する。そして、この現像ローラ４の移動により、現像ローラ４の表面に形成された現像剤薄層が現像領域において感光体ドラム８の表面に接触する。このとき、現像ローラ４には後述する電源装置としての高圧電源装置３０によって４００Ｖの現像バイアスが印加され、現像領域に現像電界が形成される。この現像電界により、現像剤薄層中に含まれた固形分のトナーが、現像剤薄層のキャリア液中を移動し、感光体ドラム８の表面に形成された静電潜像に付着する。その結果、感光体ドラム８の表面に形成された静電潜像が、現像剤薄層中のトナーにより顕像化されて、感光体ドラム８の表面にトナー像が形成される。なお、感光体ドラム８側に移動することなく現像領域を通過した余剰の現像剤薄層は、現像ローラクリーニングブレード１１により現像ローラ４上から掻き落とされて、現像液貯留部３ａに回収される。
【００１８】
このようにしてトナー像が形成されると、感光体ドラム８の回転に同期し且つ所定のタイミングをとって、給紙カセット１２内の転写紙１３が、給紙ローラ１４及び分離ローラ１５の回転により、転写領域に向けて一枚だけ給紙される。この転写領域は、感光体ドラム８の表面に対して接離自在に配設された転写ローラ１６と感光体ドラム８とのニップで形成されている。そして、このニップを転写紙１３が通過することにより、転写領域の電界の作用によって、感光体ドラム８の表面に顕像化されたトナー像が転写紙１３上に転写される。そして、転写紙１３に転写されたトナー像が定着装置１７により定着された後、転写紙１３は、図示しない排紙ローラにより排紙トレイ上に排紙される。なお、転写領域において転写紙１３に転写されることなく感光体ドラム８の表面に残留したトナー像は、感光体ドラムクリーニングブレード２０により掻き落とされて、感光体ドラムクリーニング装置２１内に回収される。
【００１９】
次に、本発明の特徴部分である高圧電源装置３０の構成及び動作について説明する。
図２は、本実施形態における高圧電源装置３０の概略構成を示す回路図である。この高圧電源装置３０は、２つの出力端子Ａ，Ｂを備えた定電圧電源部３０Ａと、外部からの外部電圧によって上記現像ローラ４に流れる電流をグランドに逃すための出力中継回路部３０Ｂとから構成されている。
【００２０】
定電圧電源部３０Ａは、２つの出力端子Ａ，Ｂ間に生じる出力電圧を一定に保つように定電圧制御を行う定電圧制御回路１０１を備えている。また、定電圧電源部３０Ａは、直流高圧用のトランス１０２、整流用のダイオード１０４及び平滑用コンデンサ１０３なども備えている。高圧電源装置１００で発生した直流電圧は、出力端子Ａから４００Ｖの現像バイアスとして出力される。この出力端子Ａから出力される出力電圧に多少の変動が生じても、４００Ｖに定電圧制御される。なお、定電圧電源部３０Ａの構成及び動作は、図６に示した高圧電源装置１００の構成及び動作と同じであるので、詳細な説明は省略する。
【００２１】
定電圧電源部３０Ａの出力端子Ａは、出力中継回路部３０Ｂに設けられた１ＭΩの抵抗Ｒ７と整流手段としてのダイオードＤ１との並列回路を通じて、現像ローラ４に接続されている。一方、定電圧電源部３０Ａの出力端子Ｂは、グランドに接続されている。ダイオードＤ１は、出力端子Ａから現像ローラ４に向かう電流は流すが、逆向きの電流は流さないように接続されている。よって、抵抗Ｒ７とダイオードＤ１との並列回路は、出力端子Ａから現像ローラ４に電流が流れるときのインピーダンスはダイオードＤ１の順方向抵抗値にほぼ相当するので非常に小さいが、逆向きの電流が流れるときのインピーダンスは抵抗Ｒ７の抵抗値すなわち１ＭΩにほぼ相当する。したがって、現像ローラ４の電位が出力端子Ａから出力される４００Ｖの出力電圧よりも低い状態であれば、出力端子Ａからの出力電圧は、上記並列回路によってほとんど電圧降下を受けることなく、現像ローラ４に伝達される。
【００２２】
出力中継回路部３０Ｂには、スイッチング手段として、エンハンスメント型のｐチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴである電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）３１が設けられている。このＦＥＴ３１のソース端子Ｓは、現像ローラ４に接続されており、ゲート端子Ｇは出力端子Ａに接続されている。すなわち、抵抗Ｒ７とダイオードＤ１との並列回路がＦＥＴ３１のゲート−ソース間端子に接続されている。また、ＦＥＴ３１のドレイン端子Ｄは、４７０Ωの抵抗Ｒ６を介してグランドに接続されている。このような構成により、現像ローラ４の電位が出力端子Ａから出力される４００Ｖの出力電圧よりも低い状態のとき、すなわち、ダイオードＤ１が電流を流しているときには、ＦＥＴ３１のゲート端子Ｇの電圧は、ソース端子Ｓの電圧よりもわずかに高い状態となる。よって、このときにはＦＥＴ３１がＯＦＦ状態となる。この状態では、ゲート−ドレイン間の抵抗値及びゲート−ソース間の抵抗値が非常に大きいため、ＦＥＴ３１は電気的には開放状態となり、出力中継回路部３０ＢにＦＥＴ３１が無いのとみなすことができる。したがって、定電圧化された４００Ｖの出力電圧は、上述したように、電圧降下を受けることなく、現像ローラ４に伝達される。
【００２３】
上記構成を有する出力中継回路部３０Ｂにおいて、感光体ドラム８表面の静電潜像部分が現像領域に到達する直前に、高圧電源装置３０の出力端子Ａには定電圧制御された４００Ｖの出力電圧が出力される。このとき、現像ローラ４には、ほぼ４００Ｖの現像バイアスが印加される。これにより、感光体ドラム８表面における画像部となる静電潜像部分（７００Ｖ程度）と現像ローラ４との間では、マイナス帯電したトナーを感光体ドラム８側に移動させる現像電界が形成される。一方、感光体ドラム８表面における非画像部となる静電潜像部分（５０Ｖ程度）と現像ローラ４との間では、プラス帯電したトナーを現像ローラ４側に移動させる現像電界が形成される。
【００２４】
ここで、現像領域において、文字画像等であれば、現像ローラ４の軸方向に沿って感光体ドラム８表面上の静電潜像部分と非静電潜像部分とが混在する。また、写真画像等でもほとんどがハーフトーンの場合であれば、現像ローラ４はほとんど感光体ドラム８表面上の静電潜像部分と対向することになる。これらの場合には、現像ローラ４に４００Ｖを越える大きな外部電圧が加わることはほとんどない。しかし、例えば画像中にベタ部分が多い場合、現像ローラ４がほとんど感光体ドラム８表面上の画像部となる静電潜像部分と対向することがある。このようなときには、現像領域のほぼ全域で、４００Ｖの電位をもつ現像ローラ４と、７００Ｖの電位をもつ感光体ドラム８とが液体現像剤１を介して対向することになる。このとき、現像ローラ４と感光体ドラム８との間ではおよそ３００Ｖの電位差が生じる。このような大きな電位差が生じる結果、液体現像剤１中を通って感光体ドラム８から現像ローラ４に大量の電流が流れ込んでしまう。このように流れ込んだ電流は、定電圧制御回路１０１による定電圧制御を乱すので、グランドに逃がす必要がある。
【００２５】
本実施形態では、感光体ドラム８から現像ローラ４に電流が流れ込むと、現像ローラ４は感光体ドラム８の電位に応じて引き上げられる。すなわち、現像ローラ４が出力端子Ａよりも高い電位に引き上げられる。よって、ＦＥＴ３１のゲート端子Ｇの電位は、ソース端子Ｓの電位よりも徐々に高くなる。そして、このゲート−ソース間の電位差がＦＥＴ３１をＯＮ状態にするための閾値以上になると、ＦＥＴ３１がＯＮ状態となる。これにより、ソース−ドレイン間のインピーダンスが非常に小さいものとなる。その結果、上記並列回路及び抵抗Ｒ３を介して現像ローラ４とグランドとを結ぶ回路のインピーダンスはほぼ８．５ＭΩであるのに対し、ＦＥＴ３１及び抵抗Ｒ６を介して現像ローラ４とグランドとを結ぶ回路のインピーダンスはほぼ４７０Ωとなる。よって、現像ローラ４から流れ込んだ電流のほとんどは、ＦＥＴ３１のソース−ドレイン間を通って抵抗Ｒ６に流れ込み、グランドに流れることになる。このように現像ローラ４から流れ込んだ電流がＦＥＴ３１及び抵抗Ｒ６を介してグランドに流れることで、出力端子Ａよりも高い電位に引き上げられた現像ローラ４の電位は急激に減少する。そして、出力端子Ａと現像ローラ４との間の電位差すなわちゲート−ソース間の電位差が上記閾値を下回った瞬間にＦＥＴ３１はＯＦＦ状態に切り替わる。
【００２６】
なお、上記抵抗Ｒ６は、絶対に必要なものではなく、ＦＥＴ３１がショートした場合に焼けることで、ＦＥＴ３１に電流が流れつづけるのを防止するヒューズの役目をしている。
また、上記抵抗Ｒ７も、本高圧電源装置３０の周囲に配置される電気機器等から受ける高周波ノイズの影響を低減するするためのものであり、絶対に必要なものというわけではない。なお、この抵抗Ｒ７を設けられば、高周波ノイズが回路上に乗ってしまっても、ＦＥＴ３１が誤ってスイッチング動作を行ってしまうのを抑制できる効果がある。
【００２７】
なお、本実施形態では、スイッチング手段としてＦＥＴ３１を用いたが、図３に示すように、ＦＥＴ３１の代わりにバイポーラ・トランジスタ１３１を用いても、同様の効果を得ることができる。
【００２８】
また、本実施形態では、プラス極性の現像バイアスを用いる画像形成装置に適用した例を説明したが、例えば−４００Ｖのマイナス極性の現像バイアスを用いる画像形成装置にも同様に適用することができる。マイナス極性の現像バイアスを現像ローラ４に印加する場合、感光体ドラム１の表面は、帯電ローラ９により例えば−７００Ｖに一様な電位に帯電されるので、現像ローラ４と感光体ドラム８との間ではおよそ３００Ｖの電位差が生じることがある。このような大きな電位差が生じる結果、上記実施形態とは逆に、現像ローラ４は感光体ドラム８の電位に応じて引き下げられる。よって、この場合、図４に示すように、出力中継回路部３０Ｂに設けられる整流手段としてのダイオードＤ２は、上記実施形態の場合とは逆向きに接続し、ＦＥＴ２３１には、ＮチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴを使用する。これにより、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。また、この場合においても、図５に示すように、ＦＥＴ２３１の代わりにバイポーラ・トランジスタ３３１を用いることができる。
【００２９】
また、本実施形態では、現像装置の現像ローラ４を電圧出力対象部材とし、これに現像バイアスを印加する電源装置について説明したが、画像形成装置に設けられる帯電ローラ９、転写ローラ１６等を電圧出力対象部材とし、これに帯電バイアスや転写バイアス等を印加する電源装置にも同様に適用することができる。
また、本実施形態では、画像形成装置に設けられる電源装置について説明したが、外部電圧により本来の出力電圧が失われて出力電圧が変動するおそれのある電源装置であれば、どのような技術分野であっても適用することが可能である。また、本実施形態では、液体現像剤を用いた画像形成装置について説明したが、乾式現像剤を用いた画像形成装置でも同様である。
【００３０】
以上、本実施形態に係る画像形成装置は、その現像装置である現像ユニット２の電圧出力対象部材としての現像剤担持体である現像ローラ４に現像バイアスを印加するための電源装置である高圧電源装置３０，１３０，２３０，３３０を備えている。この高圧電源装置３０，１３０，２３０，３３０は、現像ローラ４に対して出力端子Ａから所定の電圧を出力するものである。この高圧電源装置３０，１３０，２３０，３３０には、出力端子Ａと現像ローラ４との間に直列接続され、現像ローラ４の電圧値の絶対値が出力端子Ａの電圧値の絶対値よりも小さいときに電流を流し、逆のときには電流を流さない整流手段としてのダイオードＤ１，Ｄ２が設けられている。また、スイッチング手段としてのＦＥＴ３１，２３１又はバイポーラトランジスタ１３１，３３１も設けられている。このＦＥＴ３１，２３１又はバイポーラトランジスタ１３１，３３１は、ダイオードＤ１，Ｄ２が電流を流している間はソース端子Ｓ又はエミッタ端子Ｅとドレイン端子Ｄ又はコレクタ端子Ｃとの間に電流が流れない非導通状態となる。一方、ソース端子Ｓ又はエミッタ端子Ｅに印加される電圧値の絶対値がゲート端子Ｇ又はベース端子Ｂに印加される電圧値の絶対値よりも上記閾値以上大きくなったときにはソース−ドレイン間又はエミッタ−コレクタ間に電流が流れる導通状態となる。このような構成により、出力端子からの出力電圧をほとんど降下させることなく現像ローラ４に供給できる一方で、外部（感光体ドラム８）から現像ローラ４に出力電圧の絶対値よりも大きな絶対値をもつ電圧が印加されても、安定した定電圧制御を行うことができる。
また、本実施形態では、上記整流手段として、ツェナー電圧値が上記閾値以上であるダイオードＤ１，Ｄ２を用いている。これにより、外部（感光体ドラム８）から現像ローラ４に出力電圧の絶対値よりも大きな絶対値をもつ電圧が印加されたときに加わる逆方向電圧がツェナー電圧値を越える前に、ＦＥＴ３１，２３１又はバイポーラトランジスタ１３１，３３１をＯＮ状態にすることができる。よって、より安定した定電圧制御を行うことができる。
また、本実施形態では、上記スイッチング手段として、ダイオードＤ１，Ｄ２の出力端子側端子に接続される第１端子であるゲート端子Ｇ又はベース端子Ｂと、ダイオードＤ１，Ｄ２の電圧出力対象部材側端子に接続される第２端子であるソース端子Ｓ又はエミッタ端子Ｅと、グランドに直接又は抵抗を介して接続される第３の端子であるドレイン端子Ｄ又はコレクタ端子Ｃとを有するトランジスタを用いている。これにより、上述した動作を行うスイッチング手段を単一の素子で実現することができ、回路の小型化、低コストを図ることができる。
特に、本実施形態で用いるトランジスタは、上記第１端子がゲート端子Ｇであり、上記第２端子がソース端子Ｓであり、上記第３端子がドレイン端子Ｄである電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）３１，２３１であるので、ゲート端子Ｇの入力インピーダンスはほぼ無限大にすることができる。
また、本実施形態で用いるトランジスタには、上記第１端子がベース端子Ｂであり、上記第２端子がエミッタ端子Ｅであり、上記第３端子がコレクタ端子Ｃであるバイポーラトランジスタを用いることもできる。この場合、外部から電圧が印加された場合、外部から比較的大目の電流が流れ込むときには少しの電圧上昇でも敏感に動作させることができる。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１乃至７の発明によれば、外部から電圧出力対象部材に出力電圧の絶対値よりも大きな絶対値をもつ電圧が印加されても安定した出力電圧を電圧出力対象部材に印加することができるとともに、出力端子と電源出力対象部材との間の電圧降下を小さくすることができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図２】同画像形成装置に設けられる現像装置の現像ローラに現像バイアスを印加する高圧電源装置の概略構成を示す回路図。
【図３】同高圧電源装置の他の構成を示す回路図。
【図４】同高圧電源装置の更に他の構成を示す回路図。
【図５】同高圧電源装置の更に他の構成を示す回路図。
【図６】従来の高圧電源装置の一例を示す回路図。
【図７】先願に係る高圧電源装置の例を示す回路図。
【符号の説明】
１  液体現像剤
２  現像ユニット
４  現像ローラ
５  塗布ローラ
８  感光体ドラム
９  帯電ローラ
１０  露光装置
１６  転写ローラ
１７  定着装置
３０，１３０，２３０，３３０  高圧電源装置
３０Ａ  定電圧電源部
３０Ｂ，１３０Ｂ，２３０Ｂ，３３０Ｂ  出力中継回路部
３１，２３１  ＦＥＴ
１３１，３３１  バイポーラトランジスタ
Ｄ１，Ｄ２  ダイオード
【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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