(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正の電圧と負の電圧を切り換えて出力することが可能な圧電トランス式高圧電源装置において、
前記正の電圧を発生する正電圧発生回路と、
前記負の電圧を発生する負電圧発生回路と、
前記正電圧発生回路が発生した正の電圧、又は、前記負電圧発生回路が発生した負の電圧を負荷に出力する出力部と、
前記正電圧発生回路と前記負電圧発生回路の夫々は、圧電トランスと、前記圧電トランスを駆動する圧電トランス駆動回路と、前記圧電トランスから出力される電圧を検出する出力電圧検出回路と、前記出力電圧検出回路からの信号と、前記圧電トランスから出力される電圧を設定するための出力電圧設定信号に基づいて前記圧電トランス駆動回路を制御する制御信号を出力する駆動制御回路と、を有し、
前記正電圧発生回路が正の電圧を発生して前記出力部から正の電圧を前記負荷に出力している状態から前記負電圧発生回路から負の電圧を発生して前記出力部から負の電圧を前記負荷に出力する状態に切り換える際に、又は、前記負電圧発生回路から負の電圧を発生して前記出力部から負の電圧を前記負荷に出力している状態から前記正電圧発生回路から正の電圧を発生して前記出力部から正の電圧を前記負荷に出力する状態に切り換える際に、前記正電圧発生回路の駆動制御回路と負発生回路の駆動制御回路が同時に前記制御信号を出力する時間を設けたことを特徴とする圧電トランス式高圧電源装置。
【請求項２】
前記圧電トランスから出力される電圧の目標値に応じて、前記正電圧発生回路の駆動制御回路と前記負電圧発生回路の駆動制御回路が前記制御信号を同時に出力する時間を変更することを特徴とする請求項１記載の圧電トランス式高圧電源装置。
【請求項３】
転写材を静電吸着して搬送するためのベルト部材と、転写材を前記ベルト部材へ静電吸着させるために転写材を帯電させる吸着部と、を有する画像形成装置において、
前記吸着部に正の電圧、又は、負の電圧を出力する圧電トランス式高圧電源と、
前記圧電トランス式高圧電源から電圧を出力する動作を制御する制御部と、を有し、
前記圧電トランス高圧電源は、
前記正の電圧を発生する正電圧発生回路と、
前記負の電圧を発生する負電圧発生回路と、
前記正電圧発生回路が発生した正の電圧、又は、前記負電圧発生回路が発生した負の電圧を負荷に出力する出力部と、
前記正電圧発生回路と前記負電圧発生回路の夫々は、圧電トランスと、前記圧電トランスを駆動する圧電トランス駆動回路と、前記圧電トランスから出力された電圧を検出する出力電圧検出回路と、前記出力電圧検出回路からの信号と、前記圧電トランスから出力される電圧を設定するための出力電圧設定信号に基づいて前記圧電トランス駆動回路を制御する制御信号を出力する駆動制御回路と、を有し、
前記正電圧発生回路が正の電圧を発生して前記出力部から正の電圧を前記吸着部に出力している状態から前記負電圧発生回路から負の電圧を発生して前記出力部から負の電圧を前記吸着部に出力する状態に切り換える際に、又は、前記負電圧発生回路から負の電圧を発生して前記出力部から負の電圧を前記吸着部に出力している状態から前記正電圧発生回路から正の電圧を発生して前記出力部から正の電圧を前記負荷に出力する状態に切り換える際に、前記正電圧発生回路の駆動制御回路と前記負電圧発生回路の駆動制御回路が同時に前記制御信号を出力する時間を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記正電圧発生回路の駆動制御回路と前記負電圧発生回路の駆動制御回路が前記制御信号を同時に出力する時間を変更することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記正電圧発生回路から発生して前記吸着部に印加される正の電圧の値に応じて、前記正電圧発生回路の駆動制御回路と前記負電圧発生回路の駆動制御回路が前記制御信号を同時に出力する時間を変更することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真プロセス方式の画像形成装置に使用される圧電トランス式高圧電源装置及び、それを使用した画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセス方式の画像形成装置において、転写部などの画像形成に係わる直流バイアス等ための高圧電源装置の小型化・軽量化は、画像形成装置自体の小型化・軽量化にも繋がる。このため、上記高圧電源装置に用いられるトランスとして、巻線式の電磁トランスに変わり、薄型で軽量の高出力の圧電トランスを用いることが検討されている。セラミックを素材とした圧電トランスを用いることにより、電磁トランス以上の効率で高電圧を生成する事が可能となり、しかも、一次側および二次側間の結合に関係なく一次側と二次側の電極間の距離を離す事が可能となる。したがって、特別に絶縁の為にモールド加工する必要がなくなり、高圧電源装置を小型・軽量にできる。
【０００３】
正負両極性を出力する圧電トランス式高圧電源装置の回路構成例を図２を用いて説明する。ここに示す回路は、正負両極性を出力する高圧電源の使用例として、転写材をベルトに静電吸着させ搬送させる方式の画像形成装置において、転写材を帯電させ搬送ベルトに吸着させるための吸着手段に使用される高圧電源装置の一例である。
【０００４】
大きくは、正極性の出力電圧を発生させる正電圧回路部と負極性の出力電圧を発生させる負電圧回路部とに別れている。負電圧回路部は回路的には正電圧回路部と同様であるものの、電圧出力段のダイオード整流部のダイオード極性を逆とすることで負極性電圧を発生させている。
【０００５】
また、正電圧回路部にはオフ回路部２２０が設けられ、抵抗１２３，１２４で分圧された電圧と正電圧設定信号Ｖｃｏｎｔ＿＋とをコンパレータ１２２で比較しトランジスタ１２１を用いてインダクタンス１１２への２４Ｖの供給をオンオフするように回路構成している。ノイズ等の影響を考え抵抗１２３，１２４での分圧された電圧としては約０．５Ｖ程度を設定しており、正電圧設定信号Ｖｃｏｎｔ＿＋が約０．５Ｖ以下の場合にはオフされる。つまり、負電圧出力時には正電圧回路部のオペアンプへの負の出力検出信号Ｖｓｎｓが入力されるような場合には、圧電トランス１０１への電圧供給がストップすることになる。
【０００６】
負電圧回路部は、正電圧回路部の構成と部分的に同様の構成を有しており、対応する部分には正電圧回路部の参照番号に「’」を負荷した参照符号を用いている。以下、負電圧回路部を省略し、正電圧回路部について説明する。１０１は高圧電源の圧電トランス（圧電セラミックトランス）である。圧電トランス１０１の出力はダイオード１０２、１０３及び高圧コンデンサ１０４によって正電圧に整流平滑され負荷である吸着ローラ（図３の５００）に供給される。出力電圧検出回路２０６において、出力電圧は抵抗１０５、１０６、１０７によって分圧され、保護用抵抗１０８を介してオペアンプ１０９の非反転入力端子（＋端子）に入力される。
【０００７】
ここで、出力電圧検出回路２０６は、抵抗１０５、１０６、１０７とコンデンサ１１５を図２のように構成することにより、フィルタ回路として機能する。したがって、抵抗とコンデンサの部品定数によって決まる回路時定数により出力電圧検出信号Ｖｓｎｓがオペアンプ１０９に入力される。他方、オペアンプの反転入力端子（−端子）には抵抗１１４を介してＤＣコントローラ２０１からアナログ信号である高圧電源の正の出力電圧設定信号Ｖｃｏｎｔ＿＋が入力される。ここでオペアンプ１０９と抵抗１１４とコンデンサ１１３は、図２のように構成することにより、積分回路として機能しており、抵抗とコンデンサの部品定数によって決まる積分時定数を有している。また、オペアンプ１０９の出力端は電圧制御発振器（ＶＣＯ）１１０に接続され、その出力端がインダクタ１１２に接続されたトランジスタ１１１を駆動することで、圧電トランスの一次側に電源を供給する。
【０００８】
また、圧電トランスの周波数に対する出力特性は一般的に図５に示すような共振周波数ｆ０において出力電圧が最大となるような裾広がりな形状をしている。したがって、駆動周波数を変化させることにより出力電圧の可変制御が可能である。例えば駆動周波数を上記共振周波数ｆ０より十分に高い周波数から低い周波数（上記共振周波数ｆ０より高い周波数）へ変化させることで圧電トランスの出力電圧を増加させていくことが可能となる。
【０００９】
このような圧電トランス式高圧電源は、例えば特許文献１に開示されている。
【００１０】
上記従来例を正極性出力と負極性出力とが必要な高圧電源装置に適用しようとする場合、以下のような問題点が生じる。
【００１１】
吸着手段への一般的な供給出力としては、転写材の通紙中は正極性出力を印加し、転写材の通紙と通紙の間であるいわゆる紙間中はトナーなどが吸着手段である吸着ローラ表面に付着し汚れることを防止するため、トナーと同極性の負極性出力が印加される。このため、通紙→紙間→通紙に対し吸着バイアス出力は正→負→正と切り替えることが必要である。画像形成装置の一例としてプロセススピードが約１２０ｍｍ／ｓｅｃ程度でＡ４サイズ紙を毎分約２１枚プリントを行う場合、連続プリント時の紙間時間としては約４００ｍｓｅｃとなる。
【００１２】
圧電トランス式高圧電源の出力正負切替制御の一例を図２、図７を使用して以下に説明する。
【００１３】
図２の回路の正の出力電圧設定信号Ｖｃｏｎｔ＿＋の入力段の積分回路定数として、抵抗１１４を１ＭΩ、コンデンサ１１３を４７００ｐＦと設定し、正の出力電圧設定信号Ｖｃｏｎｔ＿＋として約５Ｖで正の出力電圧値として約＋１．１ＫＶ  ＤＣを出力している状態から約−５００Ｖ  ＤＣの負の出力に切り替えた後、再度約１．１ＫＶ  ＤＣの正の出力に切り替える場合の制御について以下に説明する。
【００１４】
この図７で、横軸は時間、縦軸は電圧を示し、正負各出力電圧設定信号Ｖｃｏｎｔを下段に、出力信号Ｖｏｕｔを上段に示している。
【００１５】
まず正の出力設定信号Ｖｃｏｎｔ＿＋をオフし正の出力電圧を一旦０Ｖにオフさせる。次に、負の出力電圧設定信号Ｖｃｏｎｔ＿−をＯＮさせ負の目標電圧−５００Ｖを出力させる。次に正の出力へ切り替えるため負の出力電圧設定信号Ｖｃｏｎｔ＿−をオフし、負の出力電圧を一旦０Ｖにオフさせた後、正の出力電圧設定信号Ｖｃｏｎｔ＿＋をオンし、正の目標電圧＋１．１ＫＶを出力する。このように、従来の切替制御では、図７のように正出力→正出力オフ→０Ｖ→負出力→負出力オフ→０Ｖ→正出力と、出力をオフした後一旦出力を０Ｖにした後、次の出力を立ち上げるようにしていた。このため切替時間としては約１０００ｍｓｅｃ程度と長い切替時間となっていて、紙間時間内に切替制御を行うことは出来なかった。
【特許文献１】特開平１１−２０６１１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の目的は上記課題を解決することである。
【００１７】
また、本発明の他の目的は、出力電圧を短時間で正負極性切替可能な圧電トランス式高圧電源装置及びそれを使用した画像形成装置を提供することに有る。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するための、本発明の圧電トランス式高圧電源装置は、正の電圧と負の電圧を切り換えて出力することが可能な圧電トランス式高圧電源装置において、前記正の電圧を発生する正電圧発生回路と、前記負の電圧を発生する負電圧発生回路と、前記正電圧発生回路が発生した正の電圧、又は、前記負電圧発生回路が発生した負の電圧を負荷に出力する出力部と、前記正電圧発生回路と前記負電圧発生回路の夫々は、圧電トランスと、前記圧電トランスを駆動する圧電トランス駆動回路と、前記圧電トランスから出力される電圧を検出する出力電圧検出回路と、前記出力電圧検出回路からの信号と、前記圧電トランスから出力される電圧を設定するための出力電圧設定信号に基づいて前記圧電トランス駆動回路を制御する制御信号を出力する駆動制御回路と、を有し、前記正電圧発生回路が正の電圧を発生して前記出力部から正の電圧を前記負荷に出力している状態から前記負電圧発生回路から負の電圧を発生して前記出力部から負の電圧を前記負荷に出力する状態に切り換える際に、又は、前記負電圧発生回路から負の電圧を発生して前記出力部から負の電圧を前記負荷に出力している状態から前記正電圧発生回路から正の電圧を発生して前記出力部から正の電圧を前記負荷に出力する状態に切り換える際に、前記正電圧発生回路の駆動制御回路と負発生回路の駆動制御回路が同時に前記制御信号を出力する時間を設けたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の画像形成装置は、転写材を静電吸着して搬送するためのベルト部材と、転写材を前記ベルト部材へ静電吸着させるために転写材を帯電させる吸着部と、を有する画像形成装置において、前記吸着部に正の電圧、又は、負の電圧を出力する圧電トランス式高圧電源と、前記圧電トランス式高圧電源から電圧を出力する動作を制御する制御部と、を有し、前記圧電トランス高圧電源は、前記正の電圧を発生する正電圧発生回路と、前記負の電圧を発生する負電圧発生回路と、前記正電圧発生回路が発生した正の電圧、又は、前記負電圧発生回路が発生した負の電圧を負荷に出力する出力部と、前記正電圧発生回路と前記負電圧発生回路の夫々は、圧電トランスと、前記圧電トランスを駆動する圧電トランス駆動回路と、前記圧電トランスから出力された電圧を検出する出力電圧検出回路と、前記出力電圧検出回路からの信号と、前記圧電トランスから出力される電圧を設定するための出力電圧設定信号に基づいて前記圧電トランス駆動回路を制御する制御信号を出力する駆動制御回路と、を有し、前記正電圧発生回路が正の電圧を発生して前記出力部から正の電圧を前記吸着部に出力している状態から前記負電圧発生回路から負の電圧を発生して前記出力部から負の電圧を前記吸着部に出力する状態に切り換える際に、又は、前記負電圧発生回路から負の電圧を発生して前記出力部から負の電圧を前記吸着部に出力している状態から前記正電圧発生回路から正の電圧を発生して前記出力部から正の電圧を前記負荷に出力する状態に切り換える際に、前記正電圧発生回路の駆動制御回路と前記負電圧発生回路の駆動制御回路が同時に前記制御信号を出力する時間を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、簡易な方法で出力電圧の極性切替を短時間で行うことが可能な圧電トランス式高圧電源装置を用いた画像形成装置の提供が可能となる。
【００２２】
また、本発明によれば、前記圧電トランス式高圧電源装置の出力値の大きさによらず出力電圧の極性切替を短時間で行うことが可能となる。
【００２３】
また、本発明によれば、画像形成装置が使用される環境（温湿度）によらず、圧電トランス式高圧電源の出力電圧の極性切替を短時間で行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下本発明を実施するための好適な実施例を添付図面を参照して詳しく説明する。
【実施例１】
【００２５】
まず、本発明に係わる実施例１を説明する。
【００２６】
図３は本実施例の画像形成装置の一例で有るカラーレーザプリンタの構成図である。レーザプリンタ４０１は転写材で有る記録紙３２を収納するデッキ４０２を有し、デッキ４０２内の記録紙３２の有無を検知するデッキ紙有無センサ４０３、デッキ４０２から記録紙３２を繰り出すピックアップローラ４０４、前記ピックアップローラ４０４によって繰り出された記録紙３２を搬送するデッキ給紙ローラ４０５、前記デッキ給紙ローラ４０５と対をなし、記録紙３２の重送を防止するためのリタードローラ４０６が設けられている。
【００２７】
そして、デッキ給紙ローラ４０５の下流には記録紙３２を同期搬送するレジストローラ対４０７、前記レジストローラ対への記録紙３２の搬送状態を検知するレジ前センサ４０８が配設されている。またレジストローラ対４０７の下流には静電吸着搬送転写ベルト（以下ＥＴＢと記す）４０９が配設されている。前記ＥＴＢ上には、転写材である記録紙３２をＥＴＢ上に静電吸着させるために記録紙３２を帯電させるための吸着手段として吸着ローラ５００が配設されている。前記ＥＴＢ上には後述する４色（イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢ）分のプロセスカートリッジ４１０Ｙ、４１０Ｍ、４１０Ｃ、４１０Ｂ（以下、４色に共通する説明においては、「プロセスカートリッジ４１０」など、「Ｙ」、「Ｍ」、「Ｃ」、「Ｂ」を省略した符号を用いる）とスキャナーユニット４２０Ｙ、４２０Ｍ、４２０Ｃ、４２０Ｂからなる画像形成部によって形成された画像が転写ローラ４３０Ｙ、４３０Ｍ、４３０Ｃ、４３０Ｂによって順次重ね合わされてゆくことによりカラー画像が形成され記録紙３２上に転写搬送される。
【００２８】
さらに下流には記録紙３２上に転写されたトナー像を熱定着するための定着装置として、内部に加熱用のヒータ４３２を備えた定着部材で有る定着スリーブ４３３と加圧手段で有る加圧ローラ４３４との対、定着スリーブからの記録紙３２を搬送するための、定着排紙ローラ対４３５、定着部からの搬送状態を検知する定着排紙センサ４３６が配設されている。また、前記各スキャナユニット４２０には、後述するビデオコントローラ４４０から送出される各画像信号に基づいて変調されたレーザ光を発光するレーザユニット４２１、各レーザユニット４２１からのレーザ光を各感光ドラム３０５上に走査するためのポリゴンミラー４２２とスキャナモータ４２３、結像レンズ群４２４より構成されている。
【００２９】
そして、前記各プロセスカートリッジ４１０には公知の電子写真プロセスに必要な感光ドラム３０５、帯電ローラ３０３と現像ローラ３０２、トナー格納容器４１１を具備しており、レーザプリンタ４０１に対して着脱可能に構成されている。さらに、前記ビデオコントローラ４４０はパーソナルコンピュータ等の外部装置４４１から送出される画像データを受け取ると前記画像データをビットマップデータに展開し、画像形成用の画像信号を生成する。また、２０１はレーザプリンタの制御部であるＤＣコントローラであり、ＲＡＭ２０７ａ、ＲＯＭ２０７ｂ、タイマ２０７ｃ、デジタル入出力ポート２０７ｄ、Ｄ／Ａポート２０７ｅ、Ａ／Ｄポート２０７ｆを具備したＭＰＵ（マイクロコンピュータ）２０７、及び各種入出力制御回路（不図示）等で構成されている。
【００３０】
さらに、２０２は高圧電源部であり、各プロセスカートリッジに対応した帯電高圧電源（不図示）、現像高圧電源（不図示）と、各転写ローラ４３０に対応した高圧を出力可能な転写高圧電源（不図示）、吸着手段用の吸着高圧電源とで構成されている。
【００３１】
本実施例では、正負の極性切替出力を行う高圧電源の一例として、吸着手段用の高圧電源として圧電トランス式高圧電源装置を使用している。
【００３２】
次に本実施例の圧電トランス式高圧電源構成を図４のブロック図に基づいて説明する。本実施例での高圧電源構成は、大きく正電圧及び負電圧の回路部に分かれている。
【００３３】
正電圧及び負電圧の回路部は、回路構成的に同様の部分が多いため、正電圧回路部について以下に説明を行う。
【００３４】
制御ユニットであるＤＣコントローラ２０１に搭載されたＭＰＵ（マイクロコンピュータ）２０７からＤ／Ａポート２０７ｅから、正の出力電圧設定信号Ｖｃｏｎｔ＿＋が出力され、高圧電源部２０２上に設けられたオペアンプ等により構成される積分回路（比較回路）２０３に入力される。同様にＤ／Ａポート２０７ｅ’から、負の出力電圧設定信号Ｖｃｏｎｔ＿−が出力され、高圧電源部２０２上に設けられたオペアンプ等により構成される積分回路（比較回路）２０３’に入力される。
【００３５】
積分回路（比較回路）２０３の出力は電圧制御発振回路（ＶＣＯ）１１０を介して周波数に変換され、その周波数によりスイッチング回路２０４が駆動される。これにより、圧電トランス（圧電セラミックトランス）１０１は動作し、素子の周波数特性及び昇圧比に応じた電圧を出力する。トランス出力は整流回路２０５により例えば図示しているように正電圧に整流平滑され、高圧出力Ｖｏｕｔが負荷、例えば吸着ローラ５００に供給される。一方、整流後の電圧は検出回路２０６を介して比較回路２０３に帰還され出力電圧検出信号Ｖｓｎｓが出力電圧設定信号Ｖｃｏｎｔと同電位になるように、積分回路（比較回路）２０３の出力が制御される。
【００３６】
次に、図２を用いて実際の圧電トランス式高圧電源回路について説明する。オペアンプ１０９の反転入力端子（−端子）には、直列抵抗１１４とコンデンサ１１３を介してＤＣコントローラ２０１から高圧電源の出力電圧設定信号Ｖｃｏｎｔが入力される。他方、出力電圧検出回路２０６において、出力電圧Ｖｏｕｔは、抵抗１０５、１０６、１０７によって分圧され、分圧出力は、コンデンサ１１５及び保護用抵抗１０８を介してオペアンプ１０９の非反転入力端子（＋端子）に出力電圧検出信号Ｖｓｎｓとして出力される。オペアンプ１０９の出力端は電圧制御発振器（ＶＣＯ）１１０に接続され、この電圧制御発振器１１０の出力端はトランジスタ１１１のベースに接続される。トランジスタ１１１のコレクタはインダクタ１１２を介して電源（＋２４Ｖ）に接続されていると同時に、圧電トランス１０１の一次側電極の一方に接続される。圧電トランス１０１の出力はダイオード１０２、１０３及び高圧コンデンサ１０４によって正電圧に整流平滑され負荷である吸着ローラ５００に供給される。
【００３７】
ここで、圧電トランス１０１の駆動周波数に対する出力電圧の特性を図５に示す。同図に示すように、共振周波数ｆ０において出力電圧が最大となり、周波数による出力電圧の制御が可能であることが判る。なお、規定出力電圧Ｅｄｃ出力時の駆動周波数をｆｘとする。また、電圧制御発振器（ＶＣＯ）１１０は、入力電圧が上がると出力周波数を上昇させ、入力電圧が下がると出力周波数を下げるように動作する。この条件において、仮に、出力電圧Ｖｏｕｔが圧電トランス１０１の規定出力電圧Ｅｄｃに対応した電圧より少し上昇した場合、抵抗１０５を介してオペアンプ１０９の非反転入力端子（＋端子）の入力電圧Ｖｓｎｓも上がり、オペアンプ１０９の出力端子の電圧は上がる。つまり、電圧制御発振器１１０の入力電圧が上がるので、圧電トランス１０１の駆動周波数も上がる。従って、圧電トランス１０１は駆動周波数ｆｘより少し高い周波数で駆動され、この駆動周波数が上がることにより圧電トランス１０１の出力電圧は下がる。その結果、出力電圧Ｖｏｕｔを下げる方向に制御を行われることとなる。すなわち、この回路は負帰還制御回路を構成している。
【００３８】
一方、出力電圧Ｖｏｕｔが規定出力電圧Ｅｄｃよりも下がると、オペアンプ１０９の入力電圧Ｖｓｎｓも下がり、オペアンプ１０９の出力端子の電圧は下がる。つまり、電圧制御発振器１１０の出力周波数が下がるので、圧電トランス１０１は出力電圧を上げる方向に制御が行われることとなる。このように、オペアンプ１０９の反転入力端子（−端子）に入力されるＤＣコントローラ２０１からの出力電圧設定信号Ｖｃｏｎｔの電圧（設定電圧：以下、この設定電圧もＶｃｏｎｔで表す）で決定される電圧Ｅｄｃに等しくなるよう、出力電圧が定電圧制御される。
【００３９】
次に、ＤＣコントローラ２０１からオペアンプ１０９の反転入力端子（−端子）に入力される出力電圧設定信号Ｖｃｏｎｔと、出力電圧を検出しオペアンプ１０９の非反転入力端子（＋端子）に入力される出力電圧検出信号Ｖｓｎｓを構成する回路について詳細に説明する。まず、オペアンプ１０９と抵抗１１４とコンデンサ１１３を図２のように構成することにより、積分回路として機能しており、出力電圧の設定信号Ｖｃｏｎｔに対して、抵抗１１４とコンデンサ１１３の部品定数によって決まる時定数Ｔｃｏｎｔに応じて変化する信号がオペアンプ１０９に入力される。
【００４０】
ここで、抵抗１１４の抵抗値が大きいほど、時定数Ｔｃｏｎｔは大きくなる。同様に、コンデンサ１１３の容量が大きいほど、時定数Ｔｃｏｎｔは大きくなる。また、抵抗１０５，１０６，１０７とコンデンサ１１５によるフィルタ回路が構成されており、出力電圧Ｖｏｕｔに対して、抵抗１０５，１０６，１０７とコンデンサ１１５の部品定数によって決まる時定数Ｔｓｎｓに応じて変化する出力電圧検出信号Ｖｓｎｓがオペアンプ１０９に入力される。このとき、
Ｔｃｏｎｔ＞Ｔｓｎｓ
Ｔｃｏｎｔ＝Ｒ１１４×Ｃ１１３
Ｔｓｎｓ＝Ｒｓ×Ｃ１１５
ただし、式中のＲ１０５，Ｒ１０６，Ｒ１０７，Ｒ１１４，Ｃ１１３，Ｃ１１５は、それぞれ、抵抗１０５，１０６，１０７，１１４の抵抗値を、コンデンサ１１３，１１５の容量を示す。また、ＲｓはＲ１０５，Ｒ１０６，Ｒ１０７の合成抵抗となるように、抵抗１１４とコンデンサ１１３の定数、及び抵抗１０５，１０６，１０７とコンデンサ１１５の定数を決定することにより、発振のない制御が可能となる。すなわち、Ｔｓｎｓの方の時定数が小さく、立上がりが早いことでフィードバック制御が正常に発振なく動作することが可能となる。
【００４１】
本実施例では、Ｔｃｏｎｔは５ｍｓｅｃ、Ｔｓｎｓは１ｍｓｅｃに設定している。
【００４２】
Ｔｃｏｎｔ，Ｔｓｎｓの時定数が大きいと、フィードバック制御が遅くなるため、出力バイアスの立ち上がり時間が遅くなってしまう。また、Ｔｃｏｎｔ，Ｔｓｎｓの時定数が小さいと、フィードバックする駆動周波数の変化が大きくなり、圧電トランス１０１の共振周波数ｆ０を超えてしまい、フィードバック制御が破綻してしまう。
【００４３】
このため、Ｔｃｏｎｔ，Ｔｓｎｓとしては、約０．５ｍｓｅｃ〜１００ｍｓｅｃ程度の範囲（より好ましくはＴｃｏｎｔは約１から約１０ｍｓｅｃ，Ｔｓｎｓは約０．５ｍｓｅｃ〜約５ｍｓｅｃ程度の範囲）で適時最適な値を設定することが望ましい。
【００４４】
本発明に係わる第一の発明の実施例の一例について、このような回路を使用し、圧電トランス方式高圧電源にて出力電圧の正負極性切替制御について説明する。
【００４５】
切替制御の説明を図１を使用し説明を以下に行う。
【００４６】
図１にて、横軸は時間、縦軸は電圧で有り、下段に正出力電圧設定信号Ｖｃｏｎｔ＿＋及び負出力設定信号Ｖｃｏｎｔ＿−を示し、上段に出力信号Ｖｏｕｔを示している。
【００４７】
本実施例の一例に使用される画像形成装置においては、プロセス速度約１２０ｍｍ／ｓｅｃにてＡ４サイズ紙を毎分約２１枚プリントし、連続プリント時の紙間時間としては約４００ｍｓｅｃで有り、用紙のタイミングをレジ前センサ４０８で検知し、レジ前センサから吸着手段である吸着ローラの位置までは用紙が移動するのに約１２０ｍｓｅｃを要するような画像形成装置を使用した場合の紙間での吸着バイアス出力極性切替制御について説明する。
【００４８】
本実施例では吸着バイアス値として正出力は約１．１ＫＶ、負出力は約−５００Ｖである。
【００４９】
本発明では正の出力電圧設定手段及び負の出力電圧設定手段を同時にＯＮする時間を設けたことを特徴とする。
【００５０】
正→負への切替部分の制御では、正出力電圧設定信号Ｖｃｏｎｔ＿＋を出力中に転写材の後端がレジ前センサ４０８で検知されたら負出力電圧設定信号Ｖｃｏｎｔ＿−を出力し、転写材の後端が吸着ローラ位置にて正出力電圧設定信号Ｖｃｏｎｔ＿＋をオフにする。
【００５１】
正の出力電圧設定手段及び負の出力電圧設定手段を同時にＯＮする時間Ｔ１は、本実施例では約１２０ｍｓｅｃで有る。
【００５２】
次に負→正への切替部分の制御では、レジ前センサで次の転写材の先端を検知したら正出力電圧設定信号をオンし、正の出力電圧設定手段及び負の出力電圧設定手段を同時にＯＮする時間Ｔ２時間経過後に負出力電圧設定信号Ｖｃｏｎｔ＿−をオフにする。本実施例ではＴ２時間として、約５０ｍｓｅｃとしている。
【００５３】
この場合、図６のように正回路部の出力と負回路部の出力とが合成された出力が出力電圧Ｖｏｕｔとなるため、正回路部の正の出力電圧の立ち上がりを見込んで、転写材の紙先端が吸着ローラ位置に到達するよりも早いタイミングで有るレジ前センサでの転写材，紙先端，検知のタイミングで正，電圧出力設定信号Ｖｃｏｎｔ＿＋をＯＮさせており、負の出力電圧設定信号Ｖｃｏｎｔ＿−をオフした時の立下りカーブから、合成出力Ｖｏｕｔが転写材，紙先端が吸着ローラ位置に来た時に目標の正出力電圧となっているように、正の出力電圧設定手段及び負の出力電圧設定手段を同時にＯＮする時間Ｔ２を決定したもので有る。本実施例では出力切替時間としては負→正の切替時で約１２０ｍｓｅｃで有った。
【００５４】
このように、本発明に係わる第一の発明によれば、圧電トランス、圧電トランス駆動周波数の発生手段、出力電圧設定手段、出力電圧検出手段、及び出力電圧検出手段からの信号ならびに出力電圧設定信号により出力電圧を比較制御する出力制御手段から成り、前記出力電圧設定手段の設定値に従って圧電トランス駆動周波数を制御可能であり、正の出力電圧設定手段及び負の出力電圧設定手段とを具備する圧電トランス式高圧電源装置を具備する画像形成装置において、圧電トランス式高圧電源の出力極性を切り替える際に、正の出力電圧設定手段及び負の出力電圧設定手段を同時にＯＮする時間を設けることにより、出力極性切替時間を短く出来、連続プリント時の紙間時間内での切替が可能となる。
【００５５】
また、本実施例では吸着手段部の高圧電源について説明したが、転写手段など他の画像形成にかかわる高圧電源についても正負極性切替を行う場合には、同様に実施し効果を得ることが可能である。
【００５６】
本実施例では画像形成装置の説明を、タンデム方式のカラー画像形成装置を例に説明したものの、高圧バイアスを用いた画像形成装置であれば他の方式の画像形成装置でも本発明の適用範囲とする。
【実施例２】
【００５７】
本発明の第二の発明に係わる実施例２について説明を行う。実施例１で説明されている部分については、説明を省略する。
【００５８】
本発明の第二の発明及び第三の発明では、画像形成装置の使用環境により、つまり、吸着バイアスターゲット電圧の値により、正の出力電圧設定手段及び負の出力電圧設定手段を同時にＯＮする時間を変化させるものである。
【００５９】
画像形成装置に使用される環境により最適な吸着バイアスターゲット電圧は一般的に変化する。
【００６０】
表１に環境を変えた場合の各吸着バイアスターゲット値の一例を示す。
【００６１】
【表１】
0004838581.tif 000002
【００６２】
温湿度が１５℃、１０％ＲＨで有るような低温低湿環境（Ｌ／Ｌと呼称）では、転写材の抵抗値も高くなり、吸着バイアスターゲットも約＋１．６ＫＶと高くなる。温湿度が３０℃、８０％ＲＨで有るような高温高湿環境（Ｈ／Ｈと呼称）では、吸着バイアスターゲットは＋５００Ｖと低くなる。
【００６３】
このため、吸着バイアスターゲット電圧によって立上げ時間が異なるため、正の出力電圧設定手段及び負の出力電圧設定手段を同時にＯＮする時間を異ならせている。
【００６４】
本実施例では、Ｌ／Ｌ時にはターゲット電圧が＋１．６ＫＶでありＴ２時間を０ｍｓｅｃとし、Ｈ／Ｈ時にはターゲット電圧が＋５００ＶであるのでＴ２時間を１００ｍｓｅｃとしている。
【００６５】
Ｔ１時間については、本実施例では一定としているものの、各環境、各ターゲット電圧により時間を変え最適化を図っても良い。
【００６６】
Ｔ２時間については、転写材の紙先端の吸着性に影響が出るため、各環境、各ターゲット電圧により時間を変え最適化を行っているものの、Ｔ１時間については多少大まかでも紙間時間での吸着ローラ汚れ防止として大きな差は無いため一定とし制御が複雑にならないようにしている。
【００６７】
このように、本発明の第二及び第三の発明によれば、画像形成装置の使用環境により、つまり、吸着バイアスターゲット電圧の値により、正の出力電圧設定手段及び負の出力電圧設定手段を同時にＯＮする時間を変化させることで、出力電圧の極性切替時間を短縮し最適化を行うことができる。
【００６８】
本実施例では、本発明の第二及び第三の実施例として吸着手段への高圧出力の例を述べたが、これに縛られるものではなく、転写部への高圧出力等他の高圧出力部での出力極性切替に使用しても同様の効果を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第一の発明に係わる実施例１での圧電トランス式高圧電源の出力制御の説明図である。
【図２】圧電トランス方式高圧電源の回路図の一例を示す図である。
【図３】同実施例に係る、カラーレーザプリンタの構成図である。
【図４】同実施例に係る、圧電トランス高圧電源のブロック図である。
【図５】圧電トランスの駆動周波数に対する出力電圧の特性を表す図である。
【図６】本発明の第一の発明に係わる実施例１での負→正への出力切替の説明図である。
【図７】従来の圧電トランス式高圧電源の出力制御の説明図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０１  圧電トランス
１０５，１０６，１０７，１０８，１１４  抵抗
１１３，１１４  コンデンサ
１０８  保護用抵抗
１０９  オペアンプ
１１０  電圧制御発振器（ＶＣＯ）
２０１  ＤＣコントローラ
２０２  高圧電源（圧電トランス式高圧電源装置）
２０７  ＭＰＵ（マイクロプロセッサ）
４０１  カラーレーザプリンタ（画像形成装置）
【図１】
0004838581.tif 000003
【図２】
0004838581.tif 000004
【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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