(57)【要約】【課題】圧電トランスを用いた高圧電源装置では、圧電トランスの共振周波数付近の高い出力電圧を得たい場合、共振周波数より低い周波数で圧電トランスが制御され、所望の高い出力電圧が得られないことがあった。【解決手段】高圧電源装置６０は、ＣＰＵ６１から出力された発振信号で駆動され、この発振信号の周波数が共振周波数の近傍であったときに高圧の出力信号を出力する圧電トランス７２−１の出力電圧を負荷に供給する１次転写電圧作成回路７０−１を備えている。負荷状態検知手段によって温度や湿度等の負荷状態を検知し、この温度や湿度等の負荷状態に応じて、ＣＰＵ６１により、発振信号の周波数の可変範囲の下限を設定すると共に、負荷へ出力する出力電圧を検出し、出力電圧と目標電圧との差を打ち消す方向に発振信号の周波数を可変する。【選択図】図１
2012115033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振信号を出力すると共に、前記発振信号の周波数を可変できる発振信号出力手段と、
前記発振信号で駆動され、前記発振信号の周波数が共振周波数の近傍であったときに高圧の出力信号を出力する圧電トランスと、
前記出力信号を負荷に供給する供給手段と、
前記負荷の状態を検知する負荷状態検知手段と、
前記出力信号の電圧を検出する電圧検出手段と、を備え、
前記負荷の状態における前記発振信号の周波数の可変範囲の下限を設定すると共に、前記出力信号の電圧と目標電圧との差を打ち消す方向に前記発振信号の周波数を可変することを特徴とする高圧電源装置。
【請求項２】
前記発振信号の周波数の可変範囲の下限は、前記負荷が接続された場合における前記圧電トランスの前記共振周波数より高い周波数であることを特徴とする請求項１に記載の高圧電源装置。
【請求項３】
前記負荷の状態は、前記負荷の温度であり、
前記発振信号の周波数の可変範囲の下限は、前記温度において前記負荷が接続された場合における前記圧電トランスの前記共振周波数より高い周波数であることを特徴とする請求項１又は２に記載の高圧電源装置。
【請求項４】
前記温度が高くなるにつれて前記発振信号の周波数の可変範囲の下限が低く設定されることを特徴とする請求項３に記載の高圧電源装置。
【請求項５】
前記負荷の状態は、前記負荷の湿度であり、
前記発振信号の周波数の可変範囲の下限は、前記湿度において前記負荷が接続された場合における前記圧電トランスの前記共振周波数より高い周波数であることを特徴とする請求項１又は２に記載の高圧電源装置。
【請求項６】
前記発振信号の周波数の可変範囲の下限は、前記出力信号の電圧が前記負荷の耐圧と等しい場合における前記発振信号の周波数よりも高いことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の高圧電源装置。
【請求項７】
前記発振信号の周波数の可変範囲の下限は、前記出力信号の電圧が前記高圧電源装置の耐圧と等しい場合における前記発振信号の周波数よりも高いことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の高圧電源装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の高圧電源装置を有し、駆動部に前記出力信号を供給することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
前記駆動部は、感光体ドラムに対向して配設され、前記感光体ドラム上のトナー像を中間転写ベルトに転写する１次転写ローラであることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記駆動部は、感光体ドラム表面を一様に帯電させる帯電ローラであることを特徴とする請求項８に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、高圧電源装置及び画像形成装置に係り、例えば電子写真方式を用いた画像形成装置に用いられる高圧電源装置、及び、この高圧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】
従来、高圧電源装置に於ける圧電トランスの制御では、出力電圧のフィードバック値が目標値と比べて小さければ、圧電トランスを駆動する発振信号の周波数（以下、「駆動周波数」という。）を共振周波数に近づけて出力電圧を大きくし、出力電圧のフィードバック値が目標値と比べて大きければ駆動周波数を共振周波数から遠ざけて出力電圧を小さくするように変化させる技術が知られている。
【０００３】
特許文献１には、電圧制御発振器（voltage  controlled  oscillator、以下「ＶＣＯ」という。）を使用し、圧電トランス自体の昇圧比を低く抑えた場合にも、十分な高電圧を安定かつ容易に発生させる技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２０６１１３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の高圧電源装置及び画像形成装置では、ＶＣＯを使用した構成において、圧電トランスの共振周波数付近の高い出力電圧を得たい場合に、共振周波数より低い周波数で圧電トランスが制御され、所望の高い出力電圧が得られないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の高圧電源装置は、発振信号を出力すると共に、前記発振信号の周波数を可変できる発振信号出力手段と、前記発振信号で駆動され、前記発振信号の周波数が共振周波数の近傍であったときに高圧の出力信号を出力する圧電トランスと、前記出力信号を負荷に供給する供給手段と、前記負荷の状態を検知する負荷状態検知手段と、前記出力信号の電圧を検出する電圧検出手段と、を備え、前記負荷の状態における前記発振信号の周波数の可変範囲の下限を設定すると共に、前記出力信号の電圧と目標電圧との差を打ち消す方向に前記発振信号の周波数を可変することを特徴とする。
【０００７】
本発明の画像形成装置は、前記高圧電源装置を有し、駆動部に前記出力信号を供給することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の高圧電源装置及び画像形成装置によれば、次の（Ａ）、（Ｂ）のような効果がある。
【０００９】
（Ａ）  圧電トランスの共振周波数より高い周波数で、かつ、駆動部に必要な最大電圧となる周波数を、負荷状態による値から選択し、駆動周波数の可変範囲の下限とすることにより、圧電トランスの駆動周波数が共振周波数を超えて低い周波数に制御されること無く、負荷状態によらず高い出力電圧が常に得られる。
【００１０】
（Ｂ）  高圧電源装置の出力信号の電圧が、この高圧電源装置の耐圧よりも低い電圧となるように駆動周波数の可変範囲の下限を設定することにより、出力電圧によって高圧電源装置自らが破壊されることがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施例１における図３の高圧電源装置を示す概略の回路図である。
【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の画像形成装置における高圧電源装置を示す概略の構成図である。
【図４】図４は、図３の温度検出回路を示す回路図である。
【図５】図５は、図３の圧電トランスの駆動周波数と出力電圧の関係を示す図である。
【図６】図６は、図３の１次転写ローラにおける１次転写電圧と転写電流の関係を示す図である。
【図７】図７は、図３の圧電トランスの出力電圧と駆動周波数の関係を示す図である。
【図８】図８は、図３の圧電トランスの出力電圧と駆動周波数の関係を示す図である。
【図９】図９は、図４の温度検出回路の温度と分圧出力の関係を示す図である。
【図１０】図１０は、図１及び図３における高圧電源装置のＣＰＵの制限周波数の周期レジスタ値を示す図である。
【図１１】図１１は、図１及び図３における高圧電源装置のＣＰＵの動作を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、本発明の実施例２における画像形成装置を示す概略の構成図である。
【図１３】図１３は、図１２の画像形成装置における高圧電源装置を示す概略の構成図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施例２における図１３の高圧電源装置を示す概略の回路図である。
【図１５】図１５は、図１２の帯電ローラの帯電電圧と、感光体ドラムのドラム表面電位との関係を示す図である。
【図１６】図１６は、図１３及び図１４における圧電トランスの周波数と出力電圧の関係を示す図である。
【図１７】図１７は、図１３及び図１４における高圧電源装置のＣＰＵの帯電電圧設定値と目標電圧レジスタ設定値を示す図である。
【図１８】図１８は、図１３及び図１４における高圧電源装置のＣＰＵの制限周波数レジスタ値を示す図である。
【図１９】図１９は、図１３及び図１４における高圧電源装置のＣＰＵの動作を示すフローチャートである。
【図２０】図２０は、図１４の高圧電源装置における立ち上がり波形を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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】
【００１３】
（実施例１の構成）
図２は、本発明の実施例１における画像形成装置を示す概略の構成図である。
【００１４】
画像形成装置１０は、例えば電子写真方式を用いた印刷装置であり、印刷媒体の収容部１１と、この収容部１１の印刷媒体の取り出し口に配置されている給紙ローラ１２及び分離片１３と、印刷媒体を搬送する搬送ローラ対１４〜１６と、搬送された印刷媒体に対して各色の画像を形成する現像部及び中間転写部と、定着装置４０と、トナー像が定着された印刷媒体を搬送する排紙ローラ対４２，４３とを内部に有しており、上面に排出部４４を有している。
【００１５】
前記現像部は、前記中間転写部の上側に配置されている。前記現像部は、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、及びシアン（Ｃ）に分かれており、中間転写ベルト２３上の駆動経路に沿って順次並ぶように配設され、中間転写ベルト２３にそれぞれの色のトナー像を形成する。ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、及びシアン（Ｃ）の現像部の構成は同様であるため、これらの代表としてブラック（Ｋ）の現像部の構成を説明し、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、及びシアン（Ｃ）の現像部の構成の説明を原則として省略すると共に、これらの現像部への図面番号の付与を省略する。
【００１６】
前記ブラック（Ｋ）の現像部は、ブラック（Ｋ）のトナーを収容するトナー収容容器３０Ｋと、トナー供給ローラ３１Ｋと、現像ブレード３６Ｋと、感光体ドラム３３Ｋと、この感光体ドラム３３Ｋに接するドラムクリーニングブレード３７Ｋと、現像ローラ３２Ｋと、ＬＥＤヘッド３４Ｋと、帯電ローラ３５Ｋと、１次転写ローラ３８Ｋとを有している。現像ローラ３２Ｋには、トナー供給ローラ３１Ｋと、現像ブレード３６Ｋとが接している。トナー供給ローラ３１Ｋの上方にはトナー収容容器３０Ｋが配置されている。
【００１７】
前記中間転写部は、印刷媒体搬送路における搬送ローラ対１４〜１６の下流側に配置され、中間転写ベルト駆動ローラ２０〜２２と、中間転写ベルト２３と、ベルトクリーニングブレード２４と、温度検出回路２５と、２次転写ローラ１７とを有している。中間転写ベルト２３は、感光体ドラム３３Ｋと１次転写ローラ３８Ｋとの間と、感光体ドラム３３Ｙと１次転写ローラ３８Ｙとの間、感光体ドラム３３Ｍと１次転写ローラ３８Ｍとの間と、感光体ドラム３３Ｃと１次転写ローラ３８Ｃとの間とに挟まれており、この中間転写ベルト２３は中間転写ベルト駆動ローラ２０〜２２に張架されて駆動されている。１次転写ローラ３８Ｋの上流側に位置する中間転写ベルト駆動ローラ２１と中間転写ベルト２３とを挟んで、ベルトクリーニングブレード２４と温度検出回路２５とが接している。中間転写ベルト駆動ローラ２０は、中間転写ベルト２３を挟んで２次転写ローラ１７と接している。
【００１８】
定着装置４０は、印刷媒体搬送路における２次転写ローラ１７の下流側に配置され、定着ローラ４１ａと圧着ローラ４１ｂとを備えている。定着装置４０の印刷媒体搬送路の下流側には、排紙ローラ対４２，４３が配置されており、排出部４４に印刷媒体を搬送する。
【００１９】
図３は、図２の画像形成装置における高圧電源装置を示す概略の構成図である。
画像形成装置１０は、外部コンピュータ１００と接続されている制御部５０と、この制御部５０に接続されている高圧電源装置６０及び温度検出回路２５を備えている。高圧電源装置６０は、１次転写ローラ３８Ｋ，３８Ｙ，３８Ｍ，３８Ｃと、帯電ローラ３５Ｋ，３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃと、現像ローラ３２Ｋ，３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃと、トナー供給ローラ３１Ｋ，３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃと、２次転写ローラ１７とが接続されている。なお、図３は１次転写ローラ３８Ｋと、帯電ローラ３５Ｋと、現像ローラ３２Ｋと、トナー供給ローラ３１Ｋとのみを図示し、他の１次転写ローラ３８Ｙ，３８Ｍ，及び３８Ｃと、帯電ローラ３５Ｙ，３５Ｍ，及び３５Ｃと、現像ローラ３２Ｙ，３２Ｍ，及び３２Ｃと、トナー供給ローラ３１Ｙ，３１Ｍ，及び３１Ｃとは図示していない。
【００２０】
高圧電源装置６０は、制御部５０と接続されている中央処理装置（以下、「ＣＰＵ」という。）６１と、このＣＰＵ６１と接続されている１次転写電圧作成回路７０と、帯電電圧作成回路６２と、現像電圧作成回路６３と、トナー供給電圧作成回路６４と、２次転写電圧作成回路６５とを有している。更に、１次転写電圧作成回路７０は、ＣＰＵ６１から発振信号を受ける圧電トランス駆動回路７１−１と、この圧電トランス駆動回路７１−１によって駆動される圧電トランス７２−１と、１次転写電圧作成回路７０の出力電圧をＣＰＵ６１にフィードバックする出力電圧フィードバック回路７３−１とを有している。
【００２１】
制御部５０は、外部コンピュータ１００と接続されており、外部コンピュータ１００が送信した画像情報等を処理する。更に制御部５０は、温度検出回路２５等のセンサ類や各基板と接続され、画像形成装置１０の各部の制御を行うと共に、高圧電源装置６０のＣＰＵ６１とシリアル通信路で接続されている。ＣＰＵ６１は、図示しない５Ｖ電源と接続され、各種電圧の制御を行う。例えば、ＣＰＵ６１は、１次転写電圧作成回路７０へ発振信号を送り、フィードバック信号を受けて発振信号の周波数を調整する機能を有している。
【００２２】
圧電トランス駆動回路７１−１は、ＣＰＵ６１から発振信号を受けて、圧電トランス７２−１を駆動する回路である。この圧電トランス７２−１の高圧の出力信号は、１次転写ローラ３８Ｋ，３８Ｙ，３８Ｍ，３８Ｃに出力されると共に、出力電圧フィードバック回路７３−１を介してＣＰＵ６１のアナログ／デジタル（以下「Ａ／Ｄ」という。）変換ポートにフィードバックされる。
【００２３】
帯電電圧作成回路６２と、現像電圧作成回路６３と、トナー供給電圧作成回路６４と、２次転写電圧作成回路６５とは、１次転写電圧作成回路７０と同様に、ＣＰＵ６１からの発振信号を受けて、高圧の出力信号を作成すると共に、出力電圧をＣＰＵ６１のＡ／Ｄ変換ポートにフィードバックする機能を有している。
【００２４】
図１は、本発明の実施例１における図３の高圧電源装置を示す概略の回路図である。
【００２５】
高圧電源装置６０は、ＣＰＵ６１と、１次転写電圧作成回路７０とを有し、ＣＰＵ６１へのシリアル信号入力端子を備えており、出力側は１次転写ローラ３８Ｋ，３８Ｙ，３８Ｍ，３８Ｃに接続されている。なお、図１は１次転写ローラ３８Ｋのみを図示し、他の１次転写ローラ３８Ｙ，３８Ｍ，及び３８Ｃは図示していない。
【００２６】
１次転写電圧作成回路７０は、圧電トランス駆動回路７１−１と、圧電トランス７２−１と、ダイオード８４−１，８５−１と、コンデンサ８６−１と、出力電圧フィードバック回路７３−１とを備えている。
【００２７】
ＣＰＵ６１のＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）出力端子は、１次転写電圧作成回路７０への入力側に接続されている。１次転写電圧作成回路７０の負荷への出力側は、１次転写ローラ３８Ｋ，３８Ｙ，３８Ｍ，３８Ｃに接続されると共に、フィードバック出力側はＣＰＵ６１のＡ／Ｄ変換ポートに接続されている。このフィードバック出力の電圧を検出する手段は、電圧検出手段である。
【００２８】
ＣＰＵ６１のＰＷＭ出力端子が接続された１次転写電圧作成回路７０の入力側は、１次転写電圧作成回路７０における圧電トランス駆動回路７１−１を介して圧電トランス７２−１と接続されている。
【００２９】
圧電トランス駆動回路７１−１の入力側は、電界効果トランジスタ（以下、「ＦＥＴ」という。）８２のゲートと接続され、ＦＥＴ８２のドレイン側には、圧電トランス７２−１の入力端子が接続されると共にインダクタ８１を介して電源電圧２４［Ｖ］が接続されている。ＦＥＴ８２のドレイン・ソース間にコンデンサ８３が接続され、圧電トランス駆動回路７１−１の出力側に接続されている。
【００３０】
圧電トランス７２−１の入力側は、圧電トランス駆動回路７１−１の出力側に接続されている。圧電トランス７２−１の出力側は、ダイオード８４−１のアノードと、ダイオード８５−１のカソードとに接続されている。ダイオード８５−１のアノードはグランドに接続されており、ダイオード８４−１のカソードが、コンデンサ８６−１と接続されると共に、１次転写電圧作成回路７０の出力側に接続されている。この１次転写電圧作成回路７０の出力側には、１次転写ローラ３８Ｋ，３８Ｙ，３８Ｍ，３８Ｃがそれぞれ接続されている。コンデンサ８６−１は、一方の電極がダイオード８４−１のカソードに接続されると共に、他方の電極がグランドに接続されている。この１次転写ローラ３８Ｋ，３８Ｙ，３８Ｍ，３８Ｃは、駆動部である。
【００３１】
ダイオード８４−１のカソードは、１次転写電圧作成回路７０の負荷への出力側に接続されると共に、出力電圧フィードバック回路７３−１を介して１次転写電圧作成回路７０のフィードバック出力側に接続されている。１次転写電圧作成回路７０のフィードバック出力側には、ＣＰＵ６１のＡ／Ｄ変換ポートが接続されている。
【００３２】
出力電圧フィードバック回路７３−１の入力側は、抵抗８７を介して出力電圧フィードバック回路７３−１の出力側に接続されると共に、更に抵抗８８を介してグランドに接続されている。抵抗８７と抵抗８８の抵抗値は、この１次転写電圧作成回路７０の出力電圧の分圧がＣＰＵ６１のＡ／Ｄ変換入力ポートの許容値である５［Ｖ］以下となるように選択されている。例えば、出力電圧が０〜４０００［Ｖ］のとき、ＣＰＵ６１のＡ／Ｄ変換入力ポートに０．０〜４．０［Ｖ］の入力信号が入力されるよう、抵抗８７は１５０［ＭΩ］が選択され、抵抗８８は１５０［ｋΩ］が選択されている。
【００３３】
図４は、図３の温度検出回路を示す回路図である。
温度検出回路２５は、高圧電源装置６０の負荷の状態を検知する負荷状態検知手段であり、Ａ／Ｄコンバータ９０と、固定抵抗９１と、サーミスタ９２とを有している。サーミスタ９２は、固定抵抗９１によって５Ｖ電源に接続されていると共に、Ａ／Ｄコンバータ９０を介して制御部５０に接続されている。
【００３４】
（実施例１の動作）
画像形成装置１０の動作について図１〜図４を用いて説明する。
【００３５】
印刷にあたっては、外部コンピュータ１００から、画像形成装置１０の制御部５０へ画像データが送信されると共に印刷が指示される。
【００３６】
制御部５０は、感光体ドラム３３Ｋ，３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃと、帯電ローラ３５Ｋ，３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃと、トナー供給ローラ３１Ｋ，３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃと、現像ローラ３２Ｋ，３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃと、１次転写ローラ３８Ｋ，３８Ｙ，３８Ｍ，３８Ｃと、中間転写ベルト駆動ローラ２０〜２２と、２次転写ローラ１７と、定着ローラ４１ａと、圧着ローラ４１ｂを動作させるモータを駆動させると共に、定着ローラ４１ａ内部の図示しないハロゲンヒータの加熱を開始する。
【００３７】
現像プロセスは、ＫＹＭＣ（Ｋ＝ブラック、Ｙ＝イエロー、Ｍ＝マゼンタ、Ｃ＝シアン）の各色において変わらないので、Ｋ（ブラック）の現像プロセスのみ説明して他の色の現像プロセスの説明は省略する。
【００３８】
制御部５０は、画像データが入力されると、前述した各種ローラを動作させるモータを駆動させる。その後、温度検出回路２５によって測定した温度と、１次転写電圧の目標値と、帯電電圧の目標値と、現像電圧の目標値と、トナー供給電圧の目標値とを高圧電源装置６０内のＣＰＵ６１へ送信する。そののち、１次転写電圧出力開始信号と、帯電電圧出力開始信号と、現像電圧出力開始信号と、トナー供給電圧出力開始信号とを、高圧電源装置６０内のＣＰＵ６１へ送信する。
【００３９】
ＣＰＵ６１は、測定温度と１次転写電圧の目標値をもとに１次転写電圧作成回路７０を動作させ、帯電電圧の目標値をもとに帯電電圧作成回路６２を動作させ、現像電圧の目標値をもとに現像電圧作成回路６３を動作させ、トナー供給電圧の目標値をもとにトナー供給電圧作成回路６４を動作させる。
【００４０】
例えば、帯電電圧作成回路６２は帯電電圧として−１０００［Ｖ］を発生して帯電ローラ３５Ｋへ印加する。現像電圧作成回路６３は、現像電圧として−２００［Ｖ］を発生して現像ローラ３２Ｋへ印加する。トナー供給電圧作成回路６４は、トナー供給電圧として−３００［Ｖ］を発生してトナー供給ローラ３１Ｋへ印加する。
【００４１】
帯電ローラ３５Ｋは、感光体ドラム３３Ｋの表面を一様に−６００［Ｖ］に帯電させる。表面が一様に帯電した感光体ドラム３３Ｋは、ＬＥＤヘッド３４Ｋにより光を照射されることによって、その表面に静電潜像を形成する。
【００４２】
トナー収容容器３０Ｋに収容されたトナーは、トナー供給ローラ３１Ｋと現像ブレード３６Ｋにより現像ローラ３２Ｋに薄く一様に展開される。現像ローラ３２Ｋに展開されたトナーは、感光体ドラム３３Ｋの表面に形成された静電潜像に付着する。
【００４３】
中間転写ベルト２３は、中間転写ベルト駆動ローラ２０〜２２によって搬送され、１次転写ローラ３８Ｋによって付勢された感光体ドラム３３Ｋとの接触領域において現像剤像が転写される。感光体ドラム３３Ｋは、ドラムクリーニングブレード３７Ｋによって転写後に残留していた現像剤が掻き取られてクリーニングされた後、次の帯電に供される。ブラック（Ｋ）の現像剤が転写された中間転写ベルト２３は、中間転写ベルト駆動ローラ２０〜２２により搬送され、ブラック（Ｋ）の現像部における前述の作像工程と同様の工程を行うイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、及びシアン（Ｃ）の現像部により、それぞれイエロー、マゼンタ、及びシアンの現像剤を適宜転写される。
【００４４】
制御部５０は、給紙ローラ１２を動作させる図示しないモータを駆動させ、給紙ローラ１２と分離片１３によって収容部１１から印刷媒体を１枚ずつ取り出す。同様に搬送ローラ対１４〜１６を駆動させて、２次転写ローラ１７によって中間転写ベルト駆動ローラ２０の方向に付勢された中間転写ベルト２３の接触領域において、中間転写ベルト２３の上に形成されたトナー像を印刷媒体に転写する。トナー像を印刷媒体に転写した中間転写ベルト２３は、ベルトクリーニングブレード２４によって残留現像剤が掻き取られてクリーニングされた後、次のトナー像の形成に供される。
【００４５】
トナー像を転写された印刷媒体は、定着装置４０へと搬送される。印刷媒体は、定着装置４０内部において、圧着ローラ４１ｂにより定着ローラ４１ａへと強く押し付けられながら搬送される際に、定着ローラ４１ａにより加熱されて、印刷媒体上のトナーを融解されることにより熱圧着される。定着装置４０を通過した印刷媒体は、排紙ローラ対４２，４３により搬送されて排出部４４へと排出される。
【００４６】
図５は、図３の圧電トランスの駆動周波数と出力電圧の関係を示す図である。
図５の横軸は圧電トランス７２−１の駆動周波数[ｋＨｚ］が示され、縦軸は圧電トランス７２−１の出力電圧[Ｖ］が示されている。
【００４７】
駆動周波数とは、圧電トランス７２−１に入力する発振信号の周波数のことをいう。圧電トランス７２−１は、入力された発振信号の周期に対応した電圧の出力信号を出力する機能を有し、最も高い電圧を出力するときの駆動周波数を共振周波数という。
【００４８】
圧電トランス７２−１の共振周波数は、負荷の抵抗値によって変化する。図の実線は負荷の抵抗値が大きい場合を示し、このときの共振周波数をｆｒ１で示す。図の破線は負荷の抵抗値が小さい場合を示し、このときの共振周波数をｆｒ２で示す。
【００４９】
図６は、図３の１次転写ローラにおける１次転写電圧と転写電流の関係を示す図である。
【００５０】
図６の横軸は１次転写ローラ３８Ｋ，３８Ｙ，３８Ｍ，３８Ｃに流れる１次転写電流[μＡ］が示され、縦軸は１次転写ローラ３８Ｋ，３８Ｙ，３８Ｍ，３８Ｃに印加される１次転写電圧[Ｖ］が示されている。
【００５１】
黒塗り菱形マーク「◇」は、温度１０℃の場合の１次転写電圧と転写電流の関係を示している。黒塗り三角形マーク「△」は、温度２４℃の場合の１次転写電圧と転写電流の関係を示している。黒塗り四角形マーク「□」は、温度２８℃の場合の１次転写電圧と転写電流の関係を示している。
【００５２】
図７は、図３の圧電トランスの出力電圧と駆動周波数の関係を示す図である。
駆動周波数とは、圧電トランス７２−１に入力する発振信号の周波数のことをいう。出力電圧とは、圧電トランス７２−１に駆動周波数が入力されたとき、１次転写電圧作成回路７０が出力する出力信号の電圧のことをいう。
【００５３】
図８は、図３の圧電トランスの出力電圧と駆動周波数の関係を示す図である。
図８の横軸は１次転写電圧作成回路７０の圧電トランス７２−１の駆動周波数[ｋＨｚ］が示され、縦軸は１次転写電圧作成回路７０が出力する１次転写電圧[Ｖ］が示されている。
【００５４】
図８は、図７で示されている数値をグラフで表したものである。温度が上昇するほど、１次転写電圧は低くなるという関係を有している。黒塗り菱形マーク「◇」は、温度１０℃の場合の圧電トランスの出力電圧と駆動周波数の関係を示している。黒塗り三角形マーク「△」は、温度２４℃の場合の圧電トランスの出力電圧と駆動周波数の関係を示している。黒塗り四角形マーク「□」は、温度２８℃の場合の圧電トランスの出力電圧と駆動周波数の関係を示している。
【００５５】
図９は、図４の温度検出回路の温度と分圧出力の関係を示す図である。
温度が１５℃の場合には、温度検出回路２５内のサーミスタ９２の抵抗値が１４．８［ｋΩ］となる。サーミスタ９２は１０［ｋΩ］で５Ｖ電源にプルアップされているので、サーミスタ９２の出力電圧は、
２．９８［Ｖ］＝５×（１４．８／（１０＋１４．８）
となる。このサーミスタ９２の出力２．９８［Ｖ］がＡ／Ｄコンバータ９０に印加されたとき、Ａ／Ｄ変換電圧を０〜５Ｖとし、Ａ／Ｄ変換精度を８ビットとしたときの検出値は、
１５２＝（５×１４．８）／（１０＋１４．８））／（５／２５５）
となる。この１０進数表記の１５２４は、１６進数表記の９８である。
【００５６】
図１０は、図１及び図３における高圧電源装置のＣＰＵの制限周波数の周期レジスタ値を示す図である。
【００５７】
本実施例１において制限周波数は、圧電トランス７２−１の駆動周波数の可変範囲の下限をいう。制限周波数は、圧電トランス７２−１の共振周波数よりも大きい周波数である。
【００５８】
図１１は、図１及び図３における高圧電源装置のＣＰＵの動作を示すフローチャートである。
【００５９】
制御部５０は、画像データが入力されると、温度検出回路２５の電圧をＡ／Ｄコンバータ９０を介して読み取り、高圧電源装置６０のＣＰＵ６１へ送信する。
【００６０】
ＣＰＵ６１は処理が開始すると、ステップＳ１において、１次転写電圧の目標電圧のシリアル情報を受信して、その値を保存する。本実施例１では、１次転写電圧の目標電圧を４０００［Ｖ］とする。
【００６１】
高圧電源装置６０が１次転写ローラ３８Ｋ，３８Ｙ，３８Ｍ，３８Ｃに出力する電圧が４０００［Ｖ］の場合、図１の抵抗８７の抵抗値１５０［ＭΩ］と抵抗８８の抵抗値１５０［ｋΩ］によって１０００分の１に分圧されるので、Ａ／Ｄ変換ポートに入力される電圧は４．０［Ｖ］となる。これを０〜５Ｖの８ｂｉｔ精度のＡ／Ｄ変換ポートで読み取ると、
２０４＝（４．０／５．０）×２５５
となる。１０進数表記の２０４は、１６進数表記のＣＣであり、これがＡ／Ｄ変換した出力電圧の分圧の目標値となる。
【００６２】
ステップＳ２において、ＣＰＵ６１は、シリアル信号入力を介して温度情報を受信し、その値を温度情報のレジスタに保存する。ステップＳ３において、ＣＰＵ６１は、この温度情報のレジスタの値により制限周波数の周期レジスタの値を指定する。温度と制限周波数の周期レジスタの値との関係の例は、図１０に示されている。温度が１０℃未満のときには１０℃の値、又、２８℃を超える場合には２８℃の値を設定する。
【００６３】
本実施例１において、制限周波数の周期レジスタの値は、出力電圧の上限が４０００［Ｖ］となるように設定している。ダイオード８４−１，８５−１の耐圧が４０００［Ｖ］であり、これらダイオード８４−１，８５−１を高圧によって破壊しないためである。
【００６４】
ステップＳ４において、ＣＰＵ６１は、ＰＷＭ信号周期レジスタに初期値を入力する。ＣＰＵ６１は、このＣＰＵ６１のクロック周波数５０［ＭＨｚ］がＣＰＵ内部回路にて８逓倍されて、内部クロック４００［ＭＨｚ］で動作している。この内部クロックの周期は２．５［ｎＳＥＣ］なので、１８０［ＫＨｚ］のＰＷＭ信号周波数を出力する設定値は
２，２２２（１０進数表記）＝（１／１８０，０００）÷（２．５／１０００，０００，０００）
であり、１０進数表記の２，２２２は、１６進数表記の８ＡＥである。
【００６５】
ステップＳ５において、ＣＰＵ６１は、制御部５０から１次転写電圧出力開始信号が出力されているか否かを判断し、出力されていなければステップＳ５の処理に戻る。
【００６６】
制御部５０から１次転写電圧出力開始信号が出力されたならば、ステップＳ６において、ＣＰＵ６１は、ＰＷＭ信号周期設定レジスタの値を読み出し、１ｂｉｔ右にシフトして約５０％の値とし、ＰＷＭ信号Ｄｕｔｙ設定レジスタへ入力する。これによりＰＷＭ信号周期設定レジスタで指定された周期を有するＤｕｔｙ約５０％のＰＷＭ信号が出力される。このＰＷＭ信号は、方形波の発振信号であり、圧電トランス駆動回路７１−１内のＦＥＴ８２のゲートへ入力され、ＦＥＴ８２をスイッチングする。これによりインダクタ８１と、コンデンサ８３及び圧電トランス７２−１との容量成分で構成された共振回路によって、２４［Ｖ］の入力電圧が増幅される。この増幅された発振信号は、圧電トランス７２−１に入力される。圧電トランス７２−１は、この発振信号の周波数に応じた高圧の出力信号を生成する。
【００６７】
圧電トランス７２−１により生成された高圧の出力信号は、ダイオード８４−１，８５−１、及びコンデンサ８６−１で整流されて出力電圧となり、１次転写ローラ３８Ｋ，３８Ｙ，３８Ｍ，３８Ｃに印加される。この出力電圧は、出力電圧フィードバック回路７３−１の抵抗８７，８８で分圧され、ＣＰＵ６１でＡ／Ｄ変換して読み取ることができる電圧に変換される。
【００６８】
ステップＳ７において、ＣＰＵ６１は、出力電圧のフィードバック電圧をＡ／Ｄ変換して読み取り、ステップＳ８において、目標電圧のレジスタ値とフィードバック電圧のＡ／Ｄ変換値を比較する。目標電圧へ近づくにつれてフィードバック電圧が上がっていく。フィードバック電圧のＡ／Ｄ変換値が目標電圧値以上であれば、ステップＳ１２において、ＰＷＭ信号周期設定レジスタの値から１を減じてＰＷＭ信号の周期を短くしたのち、ステップＳ１３の処理を行う。
【００６９】
ＣＰＵ６１は、フィードバック電圧のＡ／Ｄ変換値が目標電圧のレジスタ値より小さければ、ステップＳ９において、制限周波数周期レジスタとＰＷＭ信号周期レジスタの値を比較する。制限周波数周期レジスタの値がＰＷＭ信号周期レジスタの値より大きければ、ステップＳ１０において、ＰＷＭ信号周期レジスタ値に１を加えてＰＷＭ信号の周期を長くしたのち、ステップＳ１３の処理を行う。
【００７０】
制限周波数周期レジスタの値がＰＷＭ信号周期レジスタの値以下であれば、ステップＳ１１において、制限周波数周期レジスタの値をＰＷＭ信号周期設定レジスタへ入力して、ＰＷＭ信号周期が制限周波数の周期以下の長さに収まるように変化させ、ステップＳ１３の処理を行う。
【００７１】
ステップＳ１３において、ＣＰＵ６１は、制御部５０から１次転写電圧出力停止信号を受信していたか否かを判断する。制御部５０から１次転写電圧出力停止信号を受信していなかったならば、ステップＳ６の処理に戻る。そうでなければ、ステップＳ１４において、ＰＷＭ信号の出力を停止し、図１１の処理を終了する。
【００７２】
１次転写工程においてトナーを中間転写ベルト２３に転写する際、高圧電源装置６０は、４０００［Ｖ］を１次転写ローラ３８Ｋ，３８Ｙ，３８Ｍ，３８Ｃに印加する。４０００［Ｖ］を出力するために必要となる圧電トランス７２−１の駆動周波数は、１次転写ローラ３８Ｋ，３８Ｙ，３８Ｍ，３８Ｃの抵抗値により変化する。図６に示されているように、１次転写ローラ３８Ｋ，３８Ｙ，３８Ｍ，３８Ｃの抵抗値は温度によって変化する。
【００７３】
温度によってＰＷＭ信号の周期に制限を設けることにより、所望の範囲の電圧が得られるので、ダイオード８４−１，８５−１、及びコンデンサ８６−１の部品耐圧を４０００［Ｖ］としても、耐圧を超えることなく動作できる。
【００７４】
例えば、温度２８℃の場合、４０００［Ｖ］以下の出力で使用したければ、制限周波数を１６９．０６［ｋＨｚ］とする。この制限周波数において圧電トランス７２−１を駆動すると、出力電圧は３９２０［Ｖ］までしか出力されず、よってダイオード８４−１，８５−１、及びコンデンサ８６−１等を破壊することはなくなる。
【００７５】
同様にして、温度１０℃の場合、４０００［Ｖ］以下の出力で使用したければ、制限周波数を１６９．４９［ｋＨｚ］とする。この制限周波数において圧電トランス７２−１を駆動すると、出力電圧は３８８０［Ｖ］までしか出力されず、よって温度２８℃の場合と同様に、ダイオード８４−１，８５−１、及びコンデンサ８６−１等を破壊することはなくなる。
【００７６】
本実施例１においては、耐圧４０００［Ｖ］のダイオード８４−１，８５−１を使用し、圧電トランス７２−１の出力電圧の上限が４０００［Ｖ］となるよう駆動周波数の可変範囲に更に制限を設けている。しかし、圧電トランス７２−１の共振周波数で駆動したときの最大の出力電圧が８０００［Ｖ］で、この電圧でも破壊されない耐圧８０００［Ｖ］のダイオード８４−１，８５−１を使用した場合には、駆動周波数の可変範囲の下限を圧電トランス７２−１の共振周波数としても良い。
【００７７】
（実施例１の効果）
本実施例１の高圧電源装置６０及び画像形成装置１０によれば、次の（Ａ），（Ｂ）のような効果がある。
【００７８】
（Ａ）  圧電トランス７２−１の共振周波数より高い周波数で、かつ、転写に必要な最大電圧となる周波数を温度検出回路２５による検出値から選択し、駆動周波数の可変範囲の下限とすることにより、圧電トランス７２−１の駆動周波数が共振周波数を超えて低い周波数に制御されること無く、温度によらず高い出力電圧が常に得られる。
【００７９】
（Ｂ）  高圧電源装置６０の出力信号の電圧が、この高圧電源装置６０の耐圧よりも低い電圧となるように駆動周波数の可変範囲の下限を設定することにより、出力電圧によって自らが破壊されることがなくなる。
【実施例２】
【００８０】
（実施例２の構成）
図１２は、本発明の実施例２における画像形成装置を示す概略の構成図であり、実施例１の画像形成装置を示す図２中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。更に、図１３は、図１２の画像形成装置における高圧電源装置を示す概略の構成図であり、実施例１の画像形成装置を示す図３中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００８１】
本実施例２における画像形成装置１０Ａは、実施例１の画像形成装置１０に対して湿度センサ３９を追加した点と、実施例１の帯電電圧作成回路６２とは異なる構成の帯電電圧作成回路６２Ａを設けた点が、実施例１の画像形成装置１０と異なっている。湿度センサ３９は、画像形成装置１０Ａの制御部５０と接続されており、画像形成装置１０Ａの筺体内部の湿度を計測するものである。この湿度センサ３９は、高圧電源装置６０Ａの負荷の状態を検知する負荷状態検知手段としての機能を有している。
【００８２】
なお、図１３は１次転写ローラ３８Ｋと、帯電ローラ３５Ｋと、現像ローラ３２Ｋと、トナー供給ローラ３１Ｋとのみを図示し、他の１次転写ローラ３８Ｙ，３８Ｍ，及び３８Ｃと、帯電ローラ３５Ｙ，３５Ｍ，及び３５Ｃと、現像ローラ３２Ｙ，３２Ｍ，及び３２Ｃと、トナー供給ローラ３１Ｙ，３１Ｍ，及び３１Ｃとは図示していない。
【００８３】
図１４は、本発明の実施例２における図１３の高圧電源装置を示す概略の回路図であり、実施例１の高圧電源装置を示す図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００８４】
本実施例２の高圧電源装置６０Ａは、実施例１と同様に、ＣＰＵ６１と帯電電圧作成回路６２Ａとを有し、ＣＰＵ６１へのシリアル信号入力端子を備えている。
【００８５】
帯電電圧作成回路６２Ａは、出力側が実施例１とは異なる帯電ローラ３５Ｋ，３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃに接続されている。この帯電電圧作成回路６２Ａは、実施例１の１次転写電圧作成回路７０内の圧電トランス駆動回路７１−１とは異なる圧電トランス駆動回路７１−２と、実施例１の１次転写電圧作成回路７０内の圧電トランス７２−１とは異なる圧電トランス７２−２と、実施例１の１次転写電圧作成回路７０内のダイオード８４−１，８５−１とは異なるダイオード８４−２，８５−２と、実施例１の１次転写電圧作成回路７０内のコンデンサ８６−１とは異なるコンデンサ８６−２と、実施例１の１次転写電圧作成回路７０内の出力電圧フィードバック回路７３−１とは異なる出力電圧フィードバック回路７３−２とを備えている。なお、図１４は帯電ローラ３５Ｋのみを図示し、他の帯電ローラ３５Ｙ，３５Ｍ，及び３５Ｃは図示していない。
【００８６】
ＣＰＵ６１のＰＷＭ出力端子は、帯電電圧作成回路６２Ａの入力側に接続されている。帯電電圧作成回路６２Ａの出力側は、帯電ローラ３５Ｋ，３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃにそれぞれ接続されると共に、出力電圧フィードバック端子はＣＰＵ６１のＡ／Ｄ変換ポートに接続されている。
【００８７】
ＣＰＵ６１のＰＷＭ出力端子が接続された帯電電圧作成回路６２Ａの入力側は、圧電トランス駆動回路７１−２を介して圧電トランス７２−２の入力側に接続されている。圧電トランス７２−２の出力側は、ダイオード８４−２のカソードと、ダイオード８５−２のアノードとに接続されている。ダイオード８５−２のカソードはグランドに接続されており、ダイオード８４−２のアノードが、コンデンサ８６−２に接続されると共に、帯電電圧作成回路６２Ａの出力側に接続されている。この帯電電圧作成回路６２Ａの出力側には、駆動部としての帯電ローラ３５Ｋ，３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃが、それぞれ接続されている。コンデンサ８６−２は、一方の電極がダイオード８４−２のアノードに接続されると共に、他方の電極がグランドに接続されている。
【００８８】
ダイオード８４−２のアノードは、帯電電圧作成回路６２Ａの負荷への出力側に接続されると共に、出力電圧フィードバック回路７３−２を介して、帯電電圧作成回路６２Ａのフィードバック出力側に接続されている。帯電電圧作成回路６２Ａのフィードバック出力側には、ＣＰＵ６１のＡ／Ｄ変換ポートが接続されている。
【００８９】
出力電圧フィードバック回路７３−２の入力側は、抵抗８７を介して出力電圧フィードバック回路７３−２の出力側に接続されると共に、抵抗８８を介して正電源（例えば、５［Ｖ］電源）に接続されている。抵抗８７と抵抗８８の抵抗値は、この帯電電圧作成回路６２Ａの出力電圧（例えば、−１０００［Ｖ］）の分圧が、ＣＰＵ６１のＡ／Ｄ変換入力ポートの許容値である５［Ｖ］以下となるように設定されている（例えば、抵抗８７の抵抗値は１５０［ＭΩ］、抵抗８８の抵抗値は５１０［ｋΩ］）。
【００９０】
（実施例２の動作）
画像形成装置１０Ａの動作について、図１２〜図１４を用いて説明する。
【００９１】
本実施例２の画像形成装置１０Ａの印刷にあたっては、実施例１と同様に、外部コンピュータ１００から、画像形成装置１０Ａの制御部５０へ画像データが送信されると共に印刷が指示される。
【００９２】
画像形成装置１０Ａの制御部５０は、実施例１と同様に、感光体ドラム３３Ｋ，３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃと、帯電ローラ３５Ｋ，３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃと、トナー供給ローラ３１Ｋ，３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃと、現像ローラ３２Ｋ，３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃと、１次転写ローラ３８Ｋ，３８Ｙ，３８Ｍ，３８Ｃと、中間転写ベルト駆動ローラ２０〜２２と、２次転写ローラ１７と、定着ローラ４１ａと、圧着ローラ４１ｂを動作させるモータを駆動させると共に、定着ローラ４１ａ内部の図示しないハロゲンヒータの加熱を開始する。
【００９３】
現像プロセスは、ＫＹＭＣ（Ｋ＝ブラック、Ｙ＝イエロー、Ｍ＝マゼンタ、Ｃ＝シアン）の各色において変わらないので、Ｋ（ブラック）の現像プロセスのみ説明して他の色の現像プロセスの説明は省略する。
【００９４】
本実施例２の制御部５０は、実施例１と同様に、画像データが入力されると、前述した各種ローラを動作させるモータを駆動させる。その後、実施例１とは異なる湿度センサ３９によって測定した湿度に加えて、実施例１と同様の温度検出回路２５によって測定した温度と、１次転写電圧の目標値と、帯電電圧の目標値と、現像電圧の目標値と、トナー供給電圧の目標値とを高圧電源装置６０Ａ内のＣＰＵ６１へ送信したのち、１次転写電圧出力開始信号と、帯電電圧出力開始信号と、現像電圧出力開始信号と、トナー供給電圧出力開始信号とを高圧電源装置６０Ａ内のＣＰＵ６１へ送信する。
【００９５】
ＣＰＵ６１は、実施例１とは異なり、測定湿度と帯電電圧の目標値をもとに帯電電圧作成回路６２Ａを動作させる。又、実施例１と同様に、測定温度と１次転写電圧の目標値をもとに１次転写電圧作成回路７０を動作させ、現像電圧の目標値をもとに現像電圧作成回路６３を動作させ、トナー供給電圧の目標値をもとにトナー供給電圧作成回路６４を動作させる。
【００９６】
例えば、帯電電圧作成回路６２Ａは湿度８０［％ＲＨ］の環境において、帯電電圧として−１０００［Ｖ］を発生して帯電ローラ３５Ｋへ印加する。現像電圧作成回路６３は、現像電圧として−２００［Ｖ］を発生して現像ローラ３２Ｋへ印加する。トナー供給電圧作成回路６４は、トナー供給電圧として−３００［Ｖ］を発生してトナー供給ローラ３１Ｋへ印加する。以降の画像形成装置１０Ａの動作は、実施例１の画像形成装置１０の動作と同様である。
【００９７】
図１５は、図１２の帯電ローラの帯電電圧と、感光体ドラムのドラム表面電位との関係を示す図である。
【００９８】
図１５の横軸は帯電ローラ３５Ｋ，３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃの帯電電圧［−Ｖ］が示され、縦軸は感光体ドラム表面電位［−Ｖ］が示されている。帯電電圧は、帯電ローラ３５Ｋ，３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃに印加する電圧であり、感光体ドラム表面電位は、帯電ローラ３５Ｋ，３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃが接触することによって感光体ドラム３３Ｋ，３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃの表面に発生する電位である。湿度８０［％ＲＨ］の場合における帯電電圧とドラム表面電位との関係を黒塗り四角形「□」で示す。湿度２０［％ＲＨ］の場合における帯電電圧とドラム表面電位との関係を黒塗り菱形「◇」で示す。
【００９９】
図１６は、図１３及び図１４における圧電トランスの周波数と出力電圧の関係を示す図である。
【０１００】
図１６の横軸は圧電トランス７２−２の駆動周波数[ｋＨｚ］が示され、縦軸は高圧電源装置６０Ａが帯電ローラ３５Ｋ，３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃに印加する帯電電圧[−Ｖ］が示されている。湿度８０［％ＲＨ］の場合における関係を黒塗り四角形「□」で示す。湿度２０［％ＲＨ］の場合における関係を黒塗り菱形「◇」で示す。
【０１０１】
図１７は、図１３及び図１４における高圧電源装置のＣＰＵの帯電電圧設定値と目標電圧レジスタ設定値を示す図である。
【０１０２】
湿度０［％ＲＨ］〜１００［％ＲＨ］と、これらの湿度において帯電ローラに設定すべき帯電電圧設定値と、これらの電圧を生成するために必要となる目標電圧レジスタの設定値の１６進数表記との対応が示されている。感光体ドラム表面電位の目標値をもとに、図１５の関係から帯電ローラ３５Ｋ，３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃに設定すべき帯電電圧設定値を算出し、図１６の関係から、この帯電電圧設定値を出力する圧電トランス７２−２の駆動周波数を求めて、この駆動周波数の周期に対応する目標値を求めることで、目標電圧レジスタ設定値が算出できる。
【０１０３】
図１８は、図１３及び図１４における高圧電源装置のＣＰＵの制限周波数レジスタ値を示す図である。
【０１０４】
湿度０［％ＲＨ］〜１００［％ＲＨ］と、これらの湿度における制限周波数と、制限周波数レジスタ値（１２ｂｉｔ）の１６進数表記の値との対応が示されている。図１６における帯電電圧のピークに対応する周波数が、共振周波数である。この共振周波数が制限周波数として示されている。
【０１０５】
図１９は、図１３及び図１４における高圧電源装置のＣＰＵの動作を示すフローチャートであり、実施例１を示す図１１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【０１０６】
本実施例２における高圧電源装置６０ＡのＣＰＵ６１の動作は、図１１に示す実施例１の高圧電源装置６０のＣＰＵ６１のステップＳ２，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ１３の処理とは異なるステップＳ２Ａ，Ｓ３Ａ，Ｓ５Ａ，Ｓ７Ａ，Ｓ８Ａ，Ｓ１３Ａの処理を行う他は、同一の処理を行う。
【０１０７】
ステップＳ２Ａにおいて、ＣＰＵ６１は、シリアル信号入力を介して湿度情報を受信し、その値を湿度情報のレジスタに保存する。ステップＳ３Ａにおいて、ＣＰＵ６１は、この湿度情報のレジスタの値により制限周波数の周期レジスタの値を指定する。湿度による帯電電圧設定値と目標電圧レジスタ設定値との関係の例は、図１７に示されている。又、湿度による制限周波数レジスタ値との関係の例は、図１８に示されている。
【０１０８】
ステップＳ５Ａにおいて、ＣＰＵ６１は、制御部５０から帯電電圧出力開始信号が出力されているか否かを判断し、出力されていなければステップＳ５Ａの処理に戻る。
【０１０９】
ステップＳ７Ａにおいて、ＣＰＵ６１は、出力電圧のフィードバック電圧をＡ／Ｄ変換して読み取り、ステップＳ８Ａにおいて、目標電圧のレジスタ値とフィードバック電圧のＡ／Ｄ変換値を比較する。目標電圧へ近づくにつれてフィードバック電圧が下がっていく。
【０１１０】
ＣＰＵ６１は、フィードバック電圧のＡ／Ｄ変換値が目標電圧のレジスタ値より小さければ、ステップＳ１２において、ＰＷＭ信号周期設定レジスタの値から１を減じてＰＷＭ信号の周期を短くしたのち、ステップＳ１３Ａの処理を行う。フィードバック電圧のＡ／Ｄ変換値が目標電圧値以上であれば、ステップＳ９において、制限周波数周期レジスタとＰＷＭ信号周期レジスタの値を比較する。
【０１１１】
制限周波数周期レジスタの値がＰＷＭ信号周期レジスタの値より大きければ、ステップＳ１０において、ＰＷＭ信号周期レジスタ値に１を加えてＰＷＭ信号の周期を長くしたのち、ステップＳ１３Ａの処理を行う。制限周波数周期レジスタの値がＰＷＭ信号周期レジスタの値以下であれば、ステップＳ１１において、制限周波数周期レジスタの値をＰＷＭ信号周期設定レジスタへ入力して、ＰＷＭ信号周期が制限周波数の周期以下の長さに収まるように変化させ、ステップＳ１３Ａの処理を行う。
【０１１２】
ステップＳ１３Ａにおいて、ＣＰＵ６１は、制御部５０から帯電電圧出力停止信号を受信していたか否かを判断する。制御部５０から帯電電圧出力停止信号を受信していなかったならば、ステップＳ６の処理に戻る。そうでなければ、ステップＳ１４において、ＰＷＭ信号出力を停止し、図１９の処理を終了する。
【０１１３】
ここで、感光体ドラム３３Ｋ，３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃの表面を−６００［Ｖ］に帯電させようとすれば、湿度８０［％ＲＨ］では帯電ローラ３５Ｋ，３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃに−１０００［Ｖ］を印加することが必要であり、湿度２０［％ＲＨ］では−１２００［Ｖ］を印加することが必要である。
【０１１４】
このとき、湿度８０［％ＲＨ］で−１０００［Ｖ］を出力するための駆動周波数は約１０６［ｋＨｚ］であり、湿度８０［％ＲＨ］における共振周波数１０４．３３［ｋＨｚ］の近傍である。湿度２０［％ＲＨ］で−１２００［Ｖ］を出力するための駆動周波数は約１０７［ｋＨｚ］であり、湿度２０［％ＲＨ］における共振周波数１０４．９９［ｋＨｚ］の近傍である。
【０１１５】
本実施例２に対する比較例においては、湿度による圧電トランスの共振周波数の変化を考慮していないため、圧電トランスの共振周波数よりも低い周波数で圧電トランスが駆動されてしまうおそれがあった。本実施例２においては、湿度ごとに共振周波数に制限を加えるため、共振周波数よりも低い周波数で圧電トランス７２−２が駆動されることはない。
【０１１６】
本実施例２においても、実施例１と同様に、高圧電源装置６０Ａの耐圧によって駆動周波数の可変範囲に更に制限を設けてもよい。
【０１１７】
（実施例２の効果）
本実施例２の高圧電源装置６０Ａ及び画像形成装置１０Ａによれば、実施例１の（Ｂ）の効果に加えて、次の（Ｃ），（Ｄ）のような効果がある。
【０１１８】
（Ｃ）  図２０（ａ），（ｂ）は、図１４の高圧電源装置における立ち上がり波形を示す模式図である。
【０１１９】
図２０（ａ）は、高圧電源装置６０Ａ内の圧電トランス７２−２の出力電圧における立ち上がり波形を示す模式図であり、横軸は時間（ｔ）、縦軸は出力電圧である。更に、図２０（ｂ）は、高圧電源装置６０Ａから出力される帯電電圧における立ち上がり波形を示す模式図であり、横軸は時間（ｔ）、縦軸は帯電電圧であり、破線波形は制限周波数無しの場合の帯電電圧波形、実線波形は制限周波数有りの場合の帯電電圧波形である。
【０１２０】
圧電トランス７２−２の出力電圧における立ち上がりには、図２０（ａ）に示すように、その駆動周波数での出力電圧Ｖａが出力されるまでに遅れが生じる。そのため、駆動周波数を制御して素早く帯電電圧を立ち上げようとして、その立ち上がり時間に対して短い時間でフィードバック電圧のＡ／Ｄ変換を行うと、オーバシュートが発生する。例えば、図２０（ｂ）の破線波形のように、出力電圧波形が大きくオーバシュートして目標の帯電電圧Ｖｂが出力されるまで時間が掛かる。又は、駆動周波数が共振周波数を超えて共振周波数より低い周波数で駆動して、目標の帯電電圧Ｖｂが出力されない可能性がある。しかし、図２０（ｂ）の実線波形で示す本実施例２のように、共振周波数を制限周波数とすれば、共振周波数を超えることなく、共振周波数より高い周波数で圧電トランス７２−２を駆動できるため、オーバシュートも小さく、又、共振周波数近傍の出力電圧も確実に出力させることができる。
【０１２１】
（Ｄ）  圧電トランス７２−２の共振周波数より高い周波数で、かつ、帯電に必要な最大電圧となる周波数を湿度センサ３９による検出値から選択し、駆動周波数の可変範囲の下限とすることにより、圧電トランス７２−２の駆動周波数が共振周波数を超えて低い周波数に制御されること無く、湿度によらず高い出力電圧が常に得られる。
【０１２２】
（変形例）
本発明は、上記実施例に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の（ａ），（ｂ）のようなものがある。
【０１２３】
（ａ）  圧電トランス７２−２の共振周波数より高い周波数で、かつ、画像形成装置１０Ａの駆動部に必要な最大電圧となる周波数を温度検出回路２５及び湿度センサ３９による検出値から選択し、駆動周波数の可変範囲の下限とすることにより、圧電トランス７２−２の駆動周波数が共振周波数を超えて低い周波数に制御されること無く、温度及び湿度によらず高い出力電圧が常に得られる。
【０１２４】
（ｂ）  高圧電源装置６０，６０Ａの出力信号の電圧が、この高圧電源装置６０の負荷の耐圧よりも低い電圧となるように駆動周波数の可変範囲の下限を設定することにより、出力電圧によって負荷が破壊されることがなくなる。
【符号の説明】
【０１２５】
１０，１０Ａ  画像形成装置
２３  中間転写ベルト
２５  温度検出回路
３３Ｋ，３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃ  感光体ドラム
３５Ｋ，３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ  帯電ローラ
３８Ｋ，３８Ｙ，３８Ｍ，３８Ｃ  １次転写ローラ
３９  湿度センサ
４０  定着装置
５０  制御部
６０，６０Ａ  高圧電源装置
６１  ＣＰＵ
６２，６２Ａ  帯電電圧作成回路
６３  現像電圧作成回路
６４  トナー供給電圧作成回路
６５  ２次転写電圧作成回路
７０  １次転写電圧作成回路
７１−１，７１−２  圧電トランス駆動回路
７２−１，７２−２  圧電トランス
７３−１，７３−２  出力電圧フィードバック回路
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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