(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成される静電潜像を現像剤を用いて現像する複数の現像手段と、
入力電圧を変圧して前記複数の現像手段へ交流電圧を出力する複数の第１変圧器と、
１つの第２変圧器と、その第２変圧器から出力された交流電圧を正の直流電圧に変換して出力する第１整流器と、前記第２変圧器から出力された交流電圧を負の直流電圧に変換して出力する第２整流器とを有する直流電源と、
前記第１整流器から出力された正の直流電圧に対して電圧制御を行う前記複数の第１変圧器と同じ数の第１電圧制御手段と、
前記第２整流器から出力された負の直流電圧に対して電圧制御を行う前記複数の第１変圧器と同じ数の第２電圧制御手段と、
前記各第１電圧制御手段の出力端に、それぞれ一端が接続された複数の第１抵抗と、
前記各第１抵抗の他端に、それぞれカソードが接続された複数のツェナーダイオードと、
前記各第２電圧制御手段の出力端にそれぞれ一端が接続され、他端がそれぞれ前記各ツェナーダイオードのアノードに接続された複数の第２抵抗と、
前記各ツェナーダイオードのアノードと前記複数の第２抵抗との接続点で重畳された直流電圧を前記各第１変圧器から出力した交流電圧にそれぞれ重畳する複数の第３抵抗とを備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高電圧を出力可能な電源装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式のプリンタや複合機等の画像形成装置では、帯電した感光体ドラムの表面を露光して静電潜像を形成し、この感光体ドラムの表面に現像装置がトナーを供給することによってトナー像を形成して、このトナー像を用紙に転写して画像形成が行われる。この現像装置に印加する高電圧を生成する電源装置として、交流電圧に直流電圧を重畳する方式のものや、正の直流電圧に負の直流電圧を重畳して出力電圧を生成する電源装置が知られている。また、特許文献１には共通のトランスを用いる方法が記載されている。
【特許文献１】特開２００６−３１７５２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の方法では、カラープリンタ等の画像形成装置においては、各色（イエロー、マゼンタ、シアン及びブラック）の現像装置に対してそれぞれ１つの電源装置が必要となるため、電源装置が複数必要となり、その分トランス等の電源装置を構成する部品も多数必要となる。従って、装置のコストがかかるという問題があった。
【０００４】
また、特許文献１には共通のトランスを用いた方法が記載されているが、交流電圧の位相を同期させるためであり、直流電圧を供給するためのものではない。
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、コストを抑えた画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に記載の発明の画像形成装置は、像担持体上に形成される静電潜像を現像剤を用いて現像する複数の現像手段と、入力電圧を変圧して前記複数の現像手段へ交流電圧を出力する複数の第１変圧器と、１つの第２変圧器と、その第２変圧器から出力された交流電圧を正の直流電圧に変換して出力する第１整流器と、前記第２変圧器から出力された交流電圧を負の直流電圧に変換して出力する第２整流器とを有する直流電源と、前記第１整流器から出力された正の直流電圧に対して電圧制御を行う前記複数の第１変圧器と同じ数の第１電圧制御手段と、前記第２整流器から出力された負の直流電圧に対して電圧制御を行う前記複数の第１変圧器と同じ数の第２電圧制御手段と、前記各第１電圧制御手段の出力端に、それぞれ一端が接続された複数の第１抵抗と、前記各第１抵抗の他端に、それぞれカソードが接続された複数のツェナーダイオードと、前記各第２電圧制御手段の出力端にそれぞれ一端が接続され、他端がそれぞれ前記各ツェナーダイオードのアノードに接続された複数の第２抵抗と、前記各ツェナーダイオードのアノードと前記複数の第２抵抗との接続点で重畳された直流電圧を前記各第１変圧器から出力した交流電圧にそれぞれ重畳する複数の第３抵抗とを備えたことを特徴としている。
【０００７】
この構成によれば、１つの第２変圧器が第１整流器及び第２整流器に交流電圧を供給し、第１整流器から出力された正の直流電圧を複数の電圧制御手段に供給し、更に第２整流器から出力された負の直流電圧を複数の電圧制御手段に供給するため、従来よりも整流器及び変圧器の数を減らすことができる。これにより、コスト削減や電源装置の小型化を実現することができる。
【０００８】
また、この構成によれば、第１整流器及び第２整流器の間に電流が無駄に流れることを防止することができる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、従来よりも変圧器や整流器の数を減らすことができる。これにより、コスト削減や電源装置の小型化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の形態に係る電源装置及び画像形成装置について図面を参照して説明する。尚、本実施の形態では画像形成装置としてプリンタを例に説明するが、プリンタの他に複写機、ファクシミリ等や各機能を備えた複合機であればよい。
【００１１】
図１は、本実施の形態におけるプリンタ１の概略断面図である。図１に示すように、プリンタ１は、装置本体内にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色別に画像形成部２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ及び２Ｋ（以下、統括して「画像形成部２」という）が並設されている。
【００１２】
画像形成部２は、用紙に対するカラー画像の形成（印刷）を行うものであり、例えば感光体ドラム３、感光体ドラム３の周囲に配設された帯電部４、露光部５、現像部６（現像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ及び６Ｋ）及び感光体クリーニング部７を備えている。
【００１３】
帯電部４は、感光体ドラム３の表面を所定電位に均一に帯電させるものである。露光部５は、後述する画像メモリ３２に記憶されている画像データに基づき生成された光を感光体ドラム３に照射し、感光体ドラム３の表面上に静電潜像を形成するものである。現像部６は、感光体ドラム３に形成された静電潜像に対してカートリッジ６１から供給されるトナーを付着させることで、トナー像としての静電潜像を顕在化させるものである。感光体クリーニング部７は、後述する中間ベルト１０へのトナー画像の一次転写後、感光体ドラム３の表面に付着したトナーを除去するものである。
【００１４】
カートリッジ６１は、各現像部６に対応してイエロー、マゼンタ、シアン及びブラック用のトナーが収容されており、装置本体に対して着脱自在に構成されている。カートリッジ６１内のトナー量が少なくなると、新しいカートリッジと交換することによって装置本体内にトナーが再び補充される。
【００１５】
画像形成部２の下方には、感光体ドラム３の表面に顕在化したトナー像の中間転写を行うための中間転写ローラ９及び中間ベルト１０が配設されている。中間ベルト１０は、所定のベルト体からなり、各感光体ドラム３と対向配置された中間転写ローラ９によって感光体ドラム３に押圧された状態で駆動ローラ１１〜１３によって無端回転するように構成されている。感光体ドラム３上に形成される各色のトナー像は、無端回転される中間ベルト１０上にそれぞれタイミングを合わせてイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの順に転写されて重ね合わされる。これにより、中間ベルト１０上に４色からなるカラー画像が形成される。
【００１６】
駆動ローラ１２と対向する位置には、中間ベルト１０上のトナー（残留トナー）を除去する除電クリーニング部１８が設けられている。駆動ローラ１３と対向する位置には、中間ベルト１０上のカラー画像を用紙へ転写する二次転写ローラ１４が設けられている。
【００１７】
また、プリンタ１は、画像形成部２へ向けて給紙を行う給紙部１５を備えている。給紙部１５は、用紙を収納する給紙カセット１５１、用紙が搬送される経路である搬送路１５２及び搬送路１５２中の用紙の搬送を行う搬送ローラ１５３等を備え、給紙カセット１５１から１枚ずつ取り出された用紙を画像形成部２、即ち二次転写ローラ１４の位置へ向けて搬送する。また、給紙部１５は、二次転写処理された用紙を定着部１６へ搬送し、この定着処理された用紙をプリンタ本体上部の排出トレイ１７へ排出する。
【００１８】
定着部１６は、搬送路１５２における二次転写ローラ１４より下流側の適所に設けられ、用紙に転写されたトナー像を定着させる。定着部１６は加圧ローラ１６１及び加熱ローラ１６２からなり、加熱ローラ１６２の熱によって用紙上のトナーを溶かし、加圧ローラ１６１によって圧力をかけてトナーを用紙上に定着させる。
【００１９】
図２は、プリンタ１の電気的構成を示す機能ブロック図である。プリンタ１は、制御部３１、画像メモリ３２、記憶部３３、給紙部１５、画像処理部３４、画像形成部２、電源装置３５、入力操作部３６及びネットワークＩ／Ｆ部３７を備えて構成されている。尚、図１において説明した構成要素と同じものには同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
【００２０】
制御部３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等によって構成され、入力された指示信号等に応じて所定のプログラムに基づいた処理を実行し、各機能部への指示信号の出力、データ転送等を行ってプリンタ１を統括的に制御するものである。
【００２１】
画像メモリ３２は、ネットワークＩ／Ｆ部３７を介して図略の外部装置（パソコン等）から送信されてきた画像データを一時的に記憶する。記憶部３３は、プリンタ１の備える種々の機能を実現するためのプログラムやデータ等を記憶する。画像処理部３４は、ネットワークＩ／Ｆ部３７を介して入力された画像データに対して画像補正や拡大・縮小等の画像処理を施す。
【００２２】
電源装置３５は、画像形成部２の現像部６に電圧を供給する。具体的には、画像処理部３４によって画像処理が施された画像データに基づいて、制御部３１がイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色の制御信号を生成し、画像形成部２及び電源装置３５に出力する。この各色の制御信号に従って、画像形成部２の露光部５は感光体ドラム３の表面に光を照射し、電源装置３５は現像部６に供給する電圧のレベルを変化させる。
【００２３】
入力操作部３６は、電源キーやスタートボタン、各種機能を設定するための設定キーや各種メッセージを表示する表示パネルを有し、ユーザによって操作がなされると操作信号を制御部３１へ出力する。ネットワークＩ／Ｆ部３７は、ＬＡＮボード等の通信モジュールから構成され、ネットワークＩ／Ｆ部３７と接続されたネットワーク（不図示）を介して外部装置と種々のデータの送受信を行う。
【００２４】
次に、電源装置３５について詳しく説明する。図３は従来の電源装置３９の構成を示す概念図である。電源装置３９は、トランス９１、９２、整流回路２０１及び２０２、交流回路２０３を備えて構成される。トランス９１は不図示の交流電源から交流電圧を入力して変圧し、この変圧された交流電圧を整流回路２０１が正の直流電圧に変換する。同様に、トランス９２は不図示の交流電源から交流電圧を入力して変圧し、この変圧された交流電圧を整流回路２０２が負の直流電圧に変換する。
【００２５】
そして正の直流電圧と負の直流電圧を重畳させ、重畳させた直流電圧を交流回路２０３に含まれるトランスの二次側に入力する。即ち、交流回路２０３に含まれるトランスから出力される交流電圧と整流回路２０１及び２０２から出力された正負の直流電圧を重畳させた直流電圧を更に重畳させる。この直流電圧と交流電圧とが重畳された電圧は各現像部６へ供給される。
【００２６】
従来は、１つの現像部６に対して１つの電源装置３９を配置していた。従って、プリンタ１のようなカラープリンタでは、現像部６が複数存在するために電源装置３９も複数必要となり、その分電源装置３９を構成するトランス等の部品数も増加してしまう。そのため、コスト削減が難しかったり、装置の小型化を困難にさせたりする等の問題があった。
【００２７】
そこで、本発明では図４に示すような電源装置３５を提案する。電源装置３５は、トランス３０１及び３０２、整流回路２０１及び２０２、交流回路２０３を備えて構成される。トランス３０１は不図示の交流電源から交流電圧を入力して変圧し、この変圧した交流電圧を４つの整流回路２０１に供給する。同様に、トランス３０２は不図示の交流電源から交流電圧を入力して変圧し、この変圧した交流電圧を４つの整流回路２０２に供給する。整流回路２０１は入力した交流電圧を正の直流電圧に変換し、整流回路２０２は入力した交流電圧を負の直流電圧に変換する。
【００２８】
そして正の直流電圧と負の直流電圧を重畳させ、交流回路２０３に含まれるトランスの二次側に入力する。即ち、交流回路２０３に含まれるトランスから出力される交流電圧と整流回路２０１及び２０２から出力された正負の直流電圧を重畳させた直流電圧を更に重畳させる。そしてこの直流電圧と交流電圧とが重畳された電圧を各現像部６へ供給する。
【００２９】
ここで、トランス３０１及び３０２、整流回路２０１及び２０２、交流回路２０３には制御部３１から各色に応じた制御信号が入力され、各要素はこの制御信号に従って動作制御がなされる。つまり、各要素は制御信号に従って駆動し、出力する電圧レベル等を調整する。また、トランス３０１と整流回路２０１が第１直流電源に相当し、トランス３０２と整流回路２０２が第２直流電源に相当する。
【００３０】
図５は現像部６へ供給される電圧波形を示した図である。電圧の周波数は３ｋＨｚ、正デューティ３０％、ピーク電圧１．６ｋＶの交流電圧に＋２００Ｖの直流電圧を重畳させることによりシフトさせたものである。周波数、デューティ、ピーク電圧及びシフト量は画像形成時の条件により適宜制御されるものである。
【００３１】
このように複数の整流回路２０１及び２０２に交流電圧を供給するトランスを共通化させることによって、従来は８つのトランスが必要であったものを２つにすることができる。つまり、トランスの個数が減ることによってコスト削減や、電源装置３５の小型化を実現することができる。
【００３２】
尚、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。図６は図４の変形例である。図４に示す電源装置３５は、整流回路２０１に交流電圧を供給するトランス３０１と整流器２０２に交流電圧を供給するトランス３０２の２つのトランスを備えた場合について説明したが、トランス３０１及び３０２を更に集約して、図６に示す電源装置３５のように１つのトランス３０３が全ての整流回路２０１及び整流回路２０２に交流電圧を供給するようにしてもよい。こうすることによって、更にトランスの数を減らすことができる。
【００３３】
また、図７に示すように、整流回路２０１から出力した正の直流電圧と整流回路２０２から出力した負の直流電圧を抵抗Ｒ１、Ｒ２及びＲ３とツェナーダイオードＤを介して重畳させてもよい。
【００３４】
具体的には、抵抗Ｒ１の一端は整流回路２０１の出力端子と接続し、他端はツェナーダイオードＤのカソードと接続する。抵抗Ｒ２の一端は整流回路２０２の出力端子と接続し、他端はツェナーダイオードＤのアノードと接続する。抵抗Ｒ３の一端はツェナーダイオードＤのアノードと接続し、他端は交流回路２０３に含まれるトランスの二次側に接続する。このように整流回路２０１及び２０２の間にツェナーダイオードＤを配置することによって、整流回路２０１側から整流回路２０２側へ電流が無駄に流れることを防止することができる。
【００３５】
図８は図７の変形例であって、図５と同様に１つのトランス３０３で全ての整流回路２０１及び２０２に交流電圧を供給し、正負の直流電圧をツェナーダイオードＤを介して重畳させる場合について示した図である。
【００３６】
更に、図９に示すように、整流回路を集約して１つにしてもよい。図９に示す電源装置３５は、トランス３０３から出力された交流電圧を整流回路４０１及び４０２に供給する。整流回路４０１は入力した交流電圧を正の直流電圧に変換し、４つの制御回路５０１へ出力する。電圧制御回路５０１は制御部３１から出力される制御信号に基づいて直流電圧を制御する。同様に、整流回路４０２は入力した交流電圧を負の直流電圧に変換し、４つの制御回路５０２へ出力する。電圧制御回路５０２は制御部３１から出力される各色の制御信号に従って出力する直流電圧のレベル等を調整する。
【００３７】
電圧制御回路５０１を出力した正の直流電圧と電圧制御回路５０２を出力した負の直流電圧は抵抗Ｒ１〜Ｒ３及びツェナーダイオードＤを介して重畳され、交流回路２０３に含まれるトランスの二次側に入力する。このように整流回路を集約することによって、更にコストを削減し、装置の小型化を実現することができる。
【００３８】
以上、説明した電源装置３５は現像部６に印加する電圧を生成するものとして説明したが、現像部６に限らず、例えば帯電部４に対して電圧を印加するものであってよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】プリンタの概略断面図。
【図２】プリンタの電気的構成を示す機能ブロック図。
【図３】従来の電源装置の構成を示す概念図。
【図４】本実施の形態の電源装置の構成を示す概念図。
【図５】現像部に供給される電圧波形。
【図６】図４の変形例。
【図７】図４の変形例。
【図８】図４の変形例。
【図９】図４の変形例。
【符号の説明】
【００４０】
１      プリンタ
３１    制御部
６      現像部
３５    電源装置
３０３  トランス（第２変圧器）
３０２  トランス（第３変圧器）
２０１  整流器（第１整流器）
２０２  整流器（第２整流器）
２０３  交流回路（第１変圧器）
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３  抵抗
Ｄ      ツェナーダイオード
５０１  電圧制御回路（第１電圧制御手段）
５０２  電圧制御回路（第２電圧制御手段）
【図１】
0005258344.tif 000002
【図２】
0005258344.tif 000003
【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】
0005258344.tif 000009
【図９】
0005258344.tif 000010