(57)【要約】【課題】負荷変動が生じても目標とする帯電バイアスを安定して出力する画像形成装置を提供する。【解決手段】交流バイアスを出力する交流バイアス出力手段と、直流バイアスを出力する直流バイアス出力手段と、を備え、交流バイアスと直流バイアスとを重畳した帯電バイアスにより、潜像が形成される感光体を帯電させる画像形成装置は、直流バイアス出力手段が出力する直流バイアスを制御するための制御信号を出力する制御手段と、直流バイアス出力手段のフィードバック制御のため、帯電バイアスから生成したフィードバック電圧と制御信号との比較結果を直流バイアス出力手段に出力するフィードバック手段と、フィードバック電圧に重畳された交流成分の振幅を検出する検出手段と、を備えており、制御手段は、検出手段による交流成分の振幅の検出結果に基づき制御信号を補正する。 【選択図】図１
2017037144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流バイアスを出力する交流バイアス出力手段と、直流バイアスを出力する直流バイアス出力手段と、を備え、前記交流バイアスと前記直流バイアスとを重畳した帯電バイアスにより、潜像が形成される感光体を帯電させる画像形成装置であって
前記直流バイアス出力手段が出力する直流バイアスを制御するための制御信号を出力する制御手段と、
前記直流バイアス出力手段のフィードバック制御のため、前記帯電バイアスから生成したフィードバック電圧と前記制御信号との比較結果を前記直流バイアス出力手段に出力するフィードバック手段と、
前記フィードバック電圧に重畳された交流成分の振幅を検出する検出手段と、
を備えており、
前記制御手段は、前記検出手段による前記交流成分の振幅の検出結果に基づき前記制御信号を補正することを特徴とする画像形成装置。 
【請求項２】
前記検出手段は、前記交流バイアス出力手段が前記交流バイアスを出力せず、前記直流バイアス出力手段が前記直流バイアスを出力したときの、前記フィードバック電圧の直流成分の検出結果と、前記交流バイアス出力手段が前記交流バイアスを出力し、前記直流バイアス出力手段が前記直流バイアスを出力したときの、前記フィードバック電圧の直流成分の検出結果と、に基づき、前記フィードバック電圧に重畳された交流成分の振幅を検出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記検出手段は、前記フィードバック電圧の交流成分を抑圧する抑圧手段を備えており、前記抑圧手段の出力から前記フィードバック電圧の直流成分を検出することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記抑圧手段は、前記フィードバック電圧の交流成分を抑圧するフィルタであることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記検出手段は、前記交流バイアス出力手段が前記交流バイアスを出力し、前記直流バイアス出力手段が前記直流バイアスを出力したときの、前記フィードバック電圧の交流成分をピークホールドすることで、前記フィードバック電圧に重畳された交流成分の振幅を検出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記検出手段は、前記フィードバック電圧の直流成分を阻止する阻止手段を備えており、前記阻止手段の出力をピークホールドすることで、前記フィードバック電圧に重畳された交流成分の振幅を検出することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記検出手段は、前記交流バイアスの振幅を検出することで前記フィードバック電圧に重畳された交流成分の振幅を検出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記検出手段は、交流バイアスの振幅とフィードバック電圧に重畳される交流成分の振幅との関係を示す情報を保持しており、前記情報と前記交流バイアスの振幅の検出結果から、前記フィードバック電圧に重畳された交流成分の振幅を検出することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記交流バイアス出力手段は、複数の周波数の交流バイアスを出力可能な様に構成され、
前記検出手段は、前記交流バイアスの振幅の検出結果と、前記交流バイアス出力手段が出力する前記交流バイアスの周波数に基づき、前記フィードバック電圧に重畳された交流成分の振幅を検出することを特徴とする請求項７又は８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記フィードバック電圧は、前記帯電バイアスを分圧した電圧であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、印刷ジョブを受け取ってから、印刷を開始するまでに前記検出手段による前記交流成分の振幅の検出結果を取得して制御信号の補正量を求め、前記補正量により前記制御信号を補正することを請求項１から１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。 
【請求項１２】
前記制御手段は、印刷を開始後、前記印刷ジョブが終了するまで、或いは、前記検出手段による前記交流成分の振幅の検出結果を新たに受け取とって前記補正量を更新するまでは、前記補正量で補正した前記制御信号を出力することを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
交流バイアスを出力する交流バイアス出力手段と、直流バイアスを出力する直流バイアス出力手段と、を備え、前記交流バイアスと前記直流バイアスとを重畳した帯電バイアスにより、潜像が形成される感光体を帯電させる画像形成装置における前記帯電バイアスの制御方法であって、
前記直流バイアス出力手段が出力する直流バイアスを制御するための制御信号を制御手段が出力するステップと、
前記直流バイアス出力手段のフィードバック制御のため、フィードバック手段が前記帯電バイアスから生成したフィードバック電圧と前記制御信号との比較結果を前記直流バイアス出力手段に出力するステップと、
前記フィードバック電圧に重畳された交流成分の振幅を検出手段が検出するステップと、
前記制御手段が、前記検出手段による前記交流成分の振幅の検出結果に基づき前記制御信号を補正するステップと、
を含むことを特徴とする制御方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡＣバイアスとＤＣバイアスを重畳した帯電バイアスを使用する画像形成装置と、帯電バイアスの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真技術による画像形成装置においては、交流（ＡＣ）バイアスと直流（ＤＣ）バイアスを重畳した帯電バイアスを帯電ローラに印加し、これにより感光体の帯電電位を安定させる構成がある。ＡＣバイアスは、感光体の均一帯電のために印加され、正帯電（帯電ローラから感光体に向かっての帯電）と逆放電（感光体から帯電ローラに向かっての帯電）を繰り返すことにより、感光体の帯電電位をＤＣバイアスの値に収束させる。
【０００３】
ＤＣバイアスの安定化のため、ＤＣバイアスを出力するＤＣバイアス出力部には、フィードバック技術が一般的に採用される。しかし、ＤＣバイアスとＡＣバイアスを重畳した帯電バイアスを使用する場合、ＡＣバイアスに起因するリプル成分や歪み成分の影響によりフィードバックが正しく行われず、ＤＣバイアス出力部が出力するＤＣバイアスが目標値からズレることが生じ得る。
【０００４】
このため、特許文献１は、ＤＣバイアスのフィードバック部にローパス・フィルタを設け、これにより帯電バイアスに含まれるＡＣ成分を減衰させ、ＤＣバイアスを安定させる構成を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２９６２３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１５は、ＤＣバイアスのフィードバック部１０４にローパス・フィルタ９００を設けた構成を開示している。図１５において、ＡＣバイアス出力部１０２は、エンジンコントローラ１００からのＡＣ制御信号（ＡＣ  ＣＬＫ及びＡＣ  ＰＷＭ）に基づき、所定のＡＣバイアスを出力する。同様に、ＤＣバイアス出力部１０３は、エンジンコントローラ１００からのＤＣ制御信号（ＤＣ  ＣＬＫ及びＤＣ  ＰＷＭ）に基づきＤＣバイアスを出力する。なお、ＤＣ  ＰＷＭをアナログ変換して得る設定電圧ＶＩＮは、ＤＣバイアスの値を設定するための信号である。図１５に示す様に、ＡＣバイアス出力部１０２及びＤＣバイアス出力部１０３の出力側は、抵抗を介して接続されており、これにより、ＡＣバイアスとＤＣバイアスを重畳した帯電バイアスが帯電ローラ１０９に印加される。また、ＤＣバイアス出力部１０３の出力は、フィードバック部１０４を介して比較器１０８の一方の端子に入力される。なお、ＤＣバイアス出力部１０３の出力には、ＡＣバイアス出力部１０２からのＡＣ成分が含まれるが、このＡＣ成分は、フィードバック部１０４のローパス・フィルタ９００により抑圧される。フィードバック部１０４は、ＡＣ成分抑圧後のフィードバック電圧ＶＦＢを比較器１０８の一方の端子に入力する。比較器１０８は、設定電圧ＶＩＮとフィードバック電圧ＶＦＢとの差に基づく信号をＤＣバイアス出力部１０３に出力し、これによりフィードバック制御が行われる。
【０００７】
画像形成装置の高速化に伴い、感光体から記録材への転写位置に記録材が進入したとき等において生じる、感光体の負荷抵抗の変動（以下、負荷変動と呼ぶ。）による影響が大きくなってきている。感光体の負荷変動によりＤＣバイアスが変動すると、感光体の帯電電位も変動し、形成する画像に濃度ムラやスジが生じる。感光体の負荷変動により生じるＤＣバイアスの変動を抑えるためには、ＤＣバイアス出力部１０３に対するフィードバックの応答性を早くすることが必要となる。
【０００８】
図１６は、負荷変動が生じたときにＤＣバイアスがどの様に変化するかの例を示している。なお、図１６（Ａ）は、フィードバック部１０４にローパス・フィルタ９００を設けた場合の変化を示し、図１６（Ｂ）は、フィードバック部１０４にローパス・フィルタ９００を設けない場合の変化を示している。なお、何れの場合も、ＤＣバイアスの目標値は−５６０Ｖであり、負荷変動は同じとしている。図１６（Ｂ）では、帯電バイアスのＡＣ成分による影響のため、ＤＣバイアスは目標値の−５６０Ｖではなく、−５８０Ｖとなっている。また、負荷変動の影響により１６ｍｓの間、ＤＣバイアスは変動し、その変動量の最大値は２．５Ｖである。一方、図１６（Ａ）では、ローパス・フィルタ９００により帯電バイアスのＡＣ成分を抑えてフィードバックするため、ＡＣ成分の影響を受けず、よって、ＤＣバイアスは目標値の−５６０Ｖとなっている。しかしながら、ローパス・フィルタ９００の時定数により、フィードバックの応答性が遅くなり、負荷変動の影響によるＤＣバイアスの変動時間は２０ｍｓと、図１６（Ｂ）の構成より長くなっている。さらに、負荷変動のピーク値も、図１６（Ａ）の構成では４Ｖと、図１６（Ｂ）の構成より大きくなっている。このため、負荷変動が生じると、図１６（Ａ）の構成では、図１６（Ｂ）の構成より画像の濃度ムラやスジが顕著となる。
【０００９】
本発明は、負荷変動が生じても目標とする帯電バイアスを安定して出力する画像形成装置と、帯電バイアスの制御方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一側面によると、交流バイアスを出力する交流バイアス出力手段と、直流バイアスを出力する直流バイアス出力手段と、を備え、前記交流バイアスと前記直流バイアスとを重畳した帯電バイアスにより、潜像が形成される感光体を帯電させる画像形成装置は、前記直流バイアス出力手段が出力する直流バイアスを制御するための制御信号を出力する制御手段と、前記直流バイアス出力手段のフィードバック制御のため、前記帯電バイアスから生成したフィードバック電圧と前記制御信号との比較結果を前記直流バイアス出力手段に出力するフィードバック手段と、前記フィードバック電圧に重畳された交流成分の振幅を検出する検出手段と、を備えており、前記制御手段は、前記検出手段による前記交流成分の振幅の検出結果に基づき前記制御信号を補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、負荷変動が生じても目標とする帯電バイアスを安定して出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態による画像形成装置の帯電バイアス供給構成図。
【図２】一実施形態による画像形成装置の感光体周辺の構成図。
【図３】一実施形態による帯電電流に関する等価回路を示す図。
【図４】一実施形態によるフィードバックＤＣ検出部の構成図。
【図５】一実施形態による画像形成処理のフローチャート。
【図６】一実施形態による各電圧波形を示す図。
【図７】一実施形態による画像形成装置の帯電バイアス供給構成図。
【図８】一実施形態によるフィードバックＡＣ検出部の構成図。
【図９】一実施形態による画像形成処理のフローチャート。
【図１０】一実施形態による各電圧波形を示す図。
【図１１】一実施形態による画像形成装置の帯電バイアス供給構成図。
【図１２】一実施形態によるＡＣバイアス検出部の構成図。
【図１３】一実施形態による画像形成処理のフローチャート。
【図１４】一実施形態による各電圧波形を示す図。
【図１５】画像形成装置の帯電バイアス供給構成図。
【図１６】負荷変動によるＤＣバイアスの変動の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施形態の内容に限定するものではない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。
【００１４】
＜第一実施形態＞
図２は、本実施形態による画像形成装置の感光体周辺の構成図である。感光体１１０は、画像形成時、図中の矢印の方向に回転駆動される。帯電ローラ１０９は、交流バイアス（以下、ＡＣバイアス）と直流バイアス（以下、ＤＣバイアス）を重畳した帯電バイアスを出力し、感光体１１０の表面を所定のＤＣ電位に帯電させる。レーザスキャナ２０１は、感光体１１０の表面を画像信号に基づき走査・露光することで、感光体の表面に静電潜像を形成する。現像装置２０２は、感光体１１０上に形成された静電潜像をトナーで現像し、トナー像を形成する。転写装置２０３は、感光体１１０のトナー像を、記録材２０５に転写する。クリーニング装置２０４は、記録材２０５に転写されず、感光体１１０に残留したトナー等を除去する。
【００１５】
図３は、帯電バイアスを印加した際に流れる帯電電流に関する等価回路を示している。帯電ローラ１０９は、導電層１０９ａと芯金１０９ｂで構成される。導電層１０９ａは硬さの低いゴム、スポンジ等の材料が選択され、感光体１１０とのニップ領域を安定して形成する。金属からなる芯金１０９ｂには、帯電バイアスが印加される。感光体１１０は、露光によって電荷を発生・移動させることが出来る感光層１１０ａと導電層１１０ｂを含み、導電層１１０ｂは接地（アース）される。
【００１６】
帯電ローラ１０９から感光体１１０までは、図３に示す様に、抵抗成分（Ｒ成分）と容量成分（Ｃ成分）の並列負荷１１１として見なすことができる。Ｒ成分は主にＤＣバイアスの負荷となり、Ｃ成分は主にＡＣバイアスの負荷となる。これらＲ成分及びＣ成分は変動する（負荷変動）ことが分かっている。Ｒ成分の変動は、例えば、画像形成中の感光体１１０の露光処理や、記録材２０５が感光体１１０からの転写位置に進入することにより生じる。Ｃ成分の変動は、温度・湿度等の環境条件や、感光層１１０ａの膜圧量によって変動する。なお、本発明は、画像形成中における負荷変動に対するものであるため、以下では、負荷変動は、Ｒ成分の変動であるものとする。
【００１７】
図１は、本実施形態による帯電バイアス供給構成図である。エンジンコントローラ１００のＣＰＵ１０１は、クロック信号（ＡＣ  ＣＬＫ）及びパルス幅変調信号（ＡＣ  ＰＷＭ）を含むＡＣ制御信号を交流バイアス出力部（ＡＣバイアス出力部）１０２に出力する。また、ＣＰＵ１０１は、クロック信号（ＤＣ  ＣＬＫ）及びパルス幅変調信号（ＤＣ  ＰＷＭ）を含むＤＣ制御信号を直流バイアス出力部（ＤＣバイアス出力部）１０３に出力する。ＡＣ  ＰＷＭ及びＤＣ  ＰＷＭは、それぞれ、ＡＣバイアス出力部１０２及びＤＣバイアス出力部１０３が出力するバイアスの値を制御するための信号である。なお、ＡＣ  ＰＷＭ及びＤＣ  ＰＷＭは、それぞれ、Ｄ／Ａ変換器１０７ａ、１０７ｂによって、アナログ電圧値に変換された後、ＡＣバイアス出力部１０２及びＤＣバイアス出力部１０３に入力される。以下では、Ｄ／Ａ変換器１０７ｂが出力する、ＤＣ  ＰＷＭを変換した信号を設定電圧ＶＩＮと呼ぶものとする。また、ＡＣ  ＣＬＫ及びＤＣ  ＣＬＫは、それぞれ、ＡＣトランス１０２ｂ及びＤＣトランス１０３ｂの発振信号である。
【００１８】
ＡＣバイアス出力部１０２のＡＣトランス駆動回路１０２ａは、Ｄ／Ａ変換器１０７ａからのアナログ電圧値とＡＣ  ＣＬＫに従って、所定の振幅および周波数を持った正弦波の電流をＡＣトランス１０２ｂの一次側に供給する。これによりＡＣトランス１０２ｂの２次側には、所定のＡＣバイアスが誘起される。ＡＣトランス１０２ｂの２次側の一端は、コンデンサ１０２ｃを介して接地される。ＡＣバイアスに起因するＡＣ電流は、コンデンサ１０２ｃと感光体１１０とを結ぶループを流れる。
【００１９】
ＤＣトランス駆動回路１０３ａは、前段の比較器１０８から出力されるアナログ電圧値に応じてＤＣトランス１０３ｂの１次側に供給する電流を出力する。なお、コンデンサ１０３ｃは、ＤＣトランス１０３ｂの入力電圧を安定させる為に設けている。ＦＥＴ１０３ｄは、ＤＣ  ＣＬＫに応じてオン／オフされ、ＤＣトランス１０３ｂを発振させる。これによりＤＣトランス１０３ｂの２次側に誘起電圧が生じる。この誘起電圧は、半波整流回路１０３ｅによって負側がピークホールドされ、所定のＤＣバイアスが生成される。ＤＣバイアス出力部１０３の出力側は抵抗を介してＡＣバイアス出力部１０２と繋がっており、ＡＣバイアスとＤＣバイアスを重畳した帯電バイアスＶＯＵＴが帯電ローラ１０９に印加される。
【００２０】
フィードバック部１０４は、ＤＣバイアスを抵抗で分圧したフィードバック電圧ＶＦＢを比較器１０８に入力する。比較器１０８は、設定電圧ＶＩＮとフィードバック電圧ＶＦＢとの比較結果、つまり、差に応じた電圧をＤＣトランス駆動回路１０３ａに出力する。このフィードバック制御によりＤＣバイアスが一定に保たれる。なお、図１では比較器１０８がフィードバック部１０４外にあるものとしているが、比較器１０８を含めてフィードバック部１０４とすることもできる。
【００２１】
フィードバックＤＣ検出部３００の構成を図４に示す。ボルテージフォロワ回路３００ａは、インピーダンス変換のために設けられ、入力されるフィードバック電圧ＶＦＢをそのまま出力する。ローパス・フィルタ（ＬＰＦ）３００ｂは、フィードバック電圧ＶＦＢに重畳される交流成分（ＡＣ成分）を抑圧し、直流成分（ＤＣ成分）を出力する抑圧部である。ＬＰＦ３００ｂには、ＡＣ成分を十分に抑圧できる時定数のものが選ばれる。ＬＰＦ３００ｂの出力は、検出電圧ＶＳＮＳとしてエンジンコントローラ１００に入力される。この様に、フィードバックＤＣ検出部３００は、ボルテージフォロワ回路３００ａとＬＰＦ３００ｂにより、フィードバック部１０４に影響を与えることなく、フィードバック電圧ＶＦＢに含まれるＤＣ成分を検出電圧ＶＳＮＳとして出力する。
【００２２】
ＤＣ入力補正部１０６のＡ／Ｄ変換器１０６ａは、検出電圧ＶＳＮＳをデジタル値に変換して計算部１０６ｂに出力する。以下に説明する様に、計算部１０６は、ＤＣバイアスのみを帯電バイアスとして出力したときの検出電圧ＶＳＮＳの値ＶＡと、ＤＣバイアスとＡＣバイアスを重畳した帯電バイアスを出力したときの検出電圧ＶＳＮＳの値ＶＢを保持している。計算部１０６ｂは、値ＶＡ及び値ＶＢから、制御信号の補正量である補正値ΔＶを計算し、ＣＰＵ１０１へ出力する。ＣＰＵ１０１は、補正値ΔＶに基づきＤＣ制御信号を補正する。
【００２３】
図５は、本実施形態による画像形成処理のフローチャートである。Ｓ１００で、ユーザの操作により印刷ジョブを受け付けると、エンジンコントローラ１００は、Ｓ１０１で、感光体１１０を帯電させるための前回転動作を開始するために、感光体１１０を駆動させる。その後、ＣＰＵ１０１は、Ｓ１０２で、ＤＣバイアスを出力するために、ＤＣバイアス出力部１０３へのＤＣ制御信号の出力を開始する。なお、本例において、ＤＣバイアスを目標である−５６０Ｖにするためのフィードバック電圧ＶＦＢが１．７Ｖであるものとする。したがって、ＣＰＵ１０１は、比較器１０８への設定電圧ＶＩＮが１．７Ｖとなる様に、ＤＣ  ＰＷＭを出力する。
【００２４】
ＤＣバイアスを安定させるため、ＣＰＵ１０１は、Ｓ１０３で期間Ｔ１が経過するまで待機する。図６（Ａ）は、設定電圧ＶＩＮが、ＤＣ制御信号の出力後、期間ｔ１（ｔ１＜Ｔ１）が経過すると目標の１．７Ｖで安定することを示している。よって、図６（Ｂ）に示す様に、帯電バイアスＶＯＵＴは、期間ｔ１経過後に目標値である−５６０Ｖに落ち着く。また、図６（Ｃ）に示す様に、フィードバック電圧ＶＦＢも期間ｔ１経過後に１．７Ｖになり、図６（Ｄ）に示す様に検出電圧ＶＳＮＳも期間ｔ１経過後に１．７Ｖとなる。
【００２５】
期間Ｔ１経過後、Ｓ１０４で、ＤＣ入力補正部１０６は、検出電圧ＶＳＮＳの値ＶＡを記憶する。その後、ＣＰＵ１０１は、Ｓ１０５で、ＡＣバイアスも出力するため、ＡＣバイアス出力部１０２にＡＣ制御信号の出力を開始する。本例では、これにより、１８３８Ｈｚで１６００ＶｐｐのＡＣバイアスが出力されるものとする。
【００２６】
エンジンコントローラ１００は、Ｓ１０６で、ＡＣバイアスを安定させるため、ＡＣ制御信号の出力後、期間Ｔ２だけ待機する。図６（Ｂ）は、ＡＣ制御信号の出力後、期間期間ｔ２（ｔ２＜Ｔ２）が経過するとＡＣバイアスとＤＣバイアスが重畳された帯電バイアスが安定することを示している。なお、図６（Ｂ）は、これにより、ＤＣバイアスが目標である−５６０Ｖから−５８０Ｖに変化することも示している。これは、本実施形態では、フィードバック部１０４にＬＰＦを設けておらず、ＡＣバイアスがＤＣバイアスに重畳されると、図６（Ｃ）に示す様にＡＣリップル成分によりフィードバック電圧ＶＦＢが変化するからである。具体的には、図６（Ｃ）においては、ＡＣリップル成分０．２０４Ｖｐｐ（振幅０．１０２Ｖ）がフィードバック電圧ＶＦＢに重畳され、よって、フィードバック電圧のＤＣ成分が、１．７Ｖから１．５９８Ｖに変化している。これは、ＡＣバイアスの出力により比較器１０８の出力もＡＣ成分を含むことになり、ＤＣバイアス出力部１０３のコンデンサ１０３ｃによって、比較器１０８のＡＣ成分も含めたピーク値で平滑化された電圧がＤＣトランス１０３ｂに入力されるからである。同様に、図６（Ｄ）に示す様に、検出電圧ＶＳＮＳの値もフィードバック電圧ＶＦＢの変化とともに１．７Ｖから１．５９８Ｖに変化する。期間Ｔ２経過後、Ｓ１０７で、ＤＣ入力補正部１０６は、検出電圧ＶＳＮＳの値ＶＢを記憶する。
【００２７】
ＤＣ入力補正部１０６は、Ｓ１０８で、記憶したＶＡ及びＶＢから補正値ΔＶ＝（ＶＡ−ＶＢ）を求めてＣＰＵ１０１に出力する。本例では、補正値ΔＶ＝１．７Ｖ−１．５９８Ｖ＝０．１０２Ｖである。ＣＰＵ１０１は、Ｓ１０９で、取得した補正値ΔＶ＝０．１０２Ｖから、設定電圧ＶＩＮが補正値ΔＶだけ高くなる様にＤＣ  ＰＷＭを変更する。具体的には、本例では、設定電圧ＶＩＮが、１．７Ｖ＋０．１０２Ｖ＝１．８０２Ｖとなる様に、ＤＣ  ＰＷＭを変更する。これによりＤＣバイアスも変化する。ＣＰＵ１１０は、Ｓ１１０で、ＤＣバイアスが安定するまでの期間Ｔ３だけ待機する。
【００２８】
図６（Ａ）は、ＤＣ制御信号の変更後、期間ｔ３（ｔ３＜Ｔ３）が経過すると設定電圧ＶＩＮが１．８０２Ｖで安定することを示している。それに伴って、図６（Ｃ）に示す様に、フィードバック電圧ＶＦＢが、１．５９８Ｖ（ＤＣ）±０．１０２Ｖ（ＡＣ）から、１．７Ｖ（ＤＣ）±０．１０２Ｖ（ＡＣ）となっている。結果、ＤＣバイアスは、図６（Ｂ）に示す様に、目標値である−５６０Ｖとなる。
【００２９】
期間Ｔ３経過後、Ｓ１１１で、エンジンコントローラ１００は、前回転動作を終了させ、受け付けた印刷ジョブに従って画像を形成し、Ｓ１１２で、総ての印刷ジョブが終了すると、Ｓ１１３で、後回転動作を行い、その後、スタンバイ状態となる。
【００３０】
以上、本実施形態では、フィードバック部１０４には交流成分を抑圧するフィルタを設けない。よって、負荷変動に対する応答性が早くなる。一方、フィードバックＤＣ検出部３００及びＤＣ入力補正部１０６により、フィードバック電圧に重畳される交流成分の振幅を検出し、これによりＣＰＵ１０１が出力するＤＣ制御信号を補正する。この構成により、ＤＣバイアスを目標値に維持することができる。
【００３１】
＜第二実施形態＞
続いて、第二実施形態について第一実施形態との相違点を中心に説明する。図７は、本実施形態による帯電バイアス供給構成図である。なお、図７において、第一実施形態の図１と同様の構成要素については同じ参照符号を使用して、その説明は省略する。本実施形態においては、図１のフィードバックＤＣ検出部３００に替えて、フィードバックＡＣ検出部４００を設けた点で第一実施形態とは相違する。図８は、フィードバックＡＣ検出部４００の構成図である。ボルテージフォロワ回路４０１は、インピーダンス変換のために設けられ、入力されるフィードバック電圧ＶＦＢをそのまま出力する。コンデンサ４０２は、フィードバック電圧ＶＦＢのＤＣ成分を阻止する阻止部であり、フィードバック電圧のＡＣ成分を通過させる。振幅検出回路４０３は、フィードバック電圧のＡＣ成分の振幅ΔＶを、検出電圧ＶＳＮＳとして出力する。振幅検出回路４０３は、ダイオード回路４０３ａと、ピークホールド用コンデンサ４０３ｂによって構成される。ダイオード回路４０３ａは、ＡＣ成分の半波分を出力し、ピークホールド用コンデンサ４０３ｂを充電することで、ＡＣ成分の振幅ΔＶを検出する。
【００３２】
図９は、本実施形態による画像形成処理のフローチャートである。Ｓ２００及びＳ２０１は、図５のＳ１００及びＳ１０１と同様であり、その説明は省略する。Ｓ２０２において、ＣＰＵ１０１は、ＤＣバイアスとＡＣバイアスを重畳させた帯電バイアスの出力を開始する。つまり、ＤＣ制御信号およびＡＣ制御信号それぞれの出力を開始する。なお、第一実施形態と同様に、ＤＣバイアスの目標値を−５６０Ｖとし、そのためのフィードバック電圧ＶＦＢを１．７Ｖとし、ＡＣバイアスを１８３８Ｈｚで１６００Ｖｐｐとする。よって、ＣＰＵ１０１は、Ｓ２０２で、設定電圧ＶＩＮを１．７ＶとするＤＣ制御信号を出力する。
【００３３】
ＣＰＵ１０１は、Ｓ２０３で、制御信号の出力後、ＡＣバイアスが安定するまでの期間Ｔ１だけ待機する。図１０（Ｂ）は、期間ｔ１（ｔ１＜Ｔ１）経過後に、ＡＣバイアスが１６００Ｖｐｐで安定したことを示している。なお、本実施形態において、ＤＣバイアスが安定するまでの期間は、ＡＣバイアスが安定するための期間より長く、よって、図１０（Ａ）に示す様に、期間ｔ１経過時において、設定電圧ＶＩＮは目標の１．７Ｖに達していない。
【００３４】
既にＡＣバイアスが出力されフィードバック電圧ＶＦＢにはＡＣ成分が重畳している為、図１０（Ｃ）に示す様に、フィードバック電圧ＶＦＢには、期間ｔ１経過時点で、０．１０２Ｖの振幅のＡＣ成分が重畳している。つまり、図１０（Ｄ）に示す様に、期間ｔ１経過時点で、検出電圧ＶＳＮＳは、ΔＶ＝０．１０２Ｖとなる。
【００３５】
期間Ｔ１経過後、Ｓ２０４で、ＤＣ入力補正部１０６は、検出電圧ＶＳＮＳを補正値ΔＶとして記憶してＣＰＵ１０１に出力する。この補正値ΔＶは、フィードバック電圧ＶＦＢのズレを示している。そのため、ＣＰＵ１０１は、Ｓ２０５で、設定電圧ＶＩＮが１．７Ｖ＋０．１０２Ｖ＝１．８０２Ｖ相当となる様にＤＣ  ＰＷＭを変更する。
【００３６】
図１０（Ａ）に示す様に、本例では、ＤＣ  ＰＷＭを変更するまでに、設定電圧ＶＩＮは目標の１．７Ｖに到達している。よって、図１０（Ｃ）に示す様に、ＤＣ  ＰＷＭを変更するまでに、フィードバック電圧ＶＦＢは、１．５９８Ｖ（ＤＣ）±０．１０２Ｖ（ＡＣ）となる。その結果、図１０（Ｂ）に示す様に、ＤＣバイアスは、目標値である−５６０Ｖではなく、−５８０Ｖとなっている。ＤＣ  ＰＷＭを変更してからＤＣバイアスが安定するまでにはある程度の時間を要するため、ＣＰＵ１０１は、Ｓ２０６で期間Ｔ２だけ待機する。
【００３７】
図１０（Ａ）に示す様に、ＤＣ  ＰＷＭの変更後、期間ｔ２（ｔ２＜Ｔ２）経過時点で、設定電圧ＶＩＮが１．８０２Ｖで安定し、それにより、図１０（Ｃ）に示す様に、フィードバック電圧ＶＦＢは、１．７Ｖ（ＤＣ）±０．１０２Ｖ（ＡＣ）で安定している。その結果、図１０（Ｂ）に示す様に、ＤＣバイアスは目標値である−５６０Ｖとなる。Ｓ２０７からＳ２０９の処理は、図５のＳ１１１からＳ１１３の処理と同様であるため再度の説明は省略する。
【００３８】
なお、フィードバックＡＣ検出部４００は、Ｖｐｐを検出して振幅を計算により求める構成であっても良い。また、アナログ値を適宜検出して、検出結果からＡＣ成分を決定しても良い。また、検出結果は、温度および湿度環境などで補正しても良い。本実施形態において、フィードバックＡＣ検出部４００は、ＡＣリプルのみを抽出しているが、ＡＣバイアス歪みによる平均値のズレも別途検出して、リプルと歪みの２つから補正値ΔＶを決めても良い。
【００３９】
以上、本実施形態では、フィードバック部１０４には交流成分を抑圧するフィルタを設けない。よって、負荷変動に対する応答性が早くなる。一方、フィードバックＡＣ検出部４００により、フィードバック電圧に重畳される交流成分の振幅を検出し、これによりＣＰＵ１０１が出力するＤＣ制御信号を補正する。この構成により、ＤＣバイアスを目標値に維持することができる。
【００４０】
＜第三実施形態＞
続いて、第三実施形態について第二実施形態との相違点を中心に説明する。第二実施形態においては、フィードバックＡＣ検出部４００が、フィードバック電圧ＶＦＢに重畳しているＡＣ成分を検出し、これによりＣＰＵ１０１はＤＣ制御信号を補正していた。本実施形態では、ＡＣバイアスの振幅を、ＡＣバイアス電流により検出し、この検出結果から、フィードバック電圧ＶＦＢに重畳されているＡＣ成分を検出する。図１１は、本実施形態による帯電バイアス供給構成図である。図７の構成図と比較し、本実施形態では、フィードバックＡＣ検出部４００の代わりに、コンデンサ１０２ｃとＧＮＤとの間に検出抵抗５００を設け、さらに、検出抵抗５００の電位を検出するＡＣバイアス検出部５０１を設けた点で相違する。検出抵抗５００の値は、数ｋΩ程度、例えば、２ｋΩである。
【００４１】
図１２は、ＡＣバイアス検出部５０１の構成図である。検出抵抗５００に印加されるＡＣ電圧は、ダイオード回路５０２によって正側の半波に整流される。ダイオード回路５０２は、ダイオード５０２ａとオペアンプ回路５０２ｂで構成されている。ダイオード５０２ａの順電圧分の変動を補償するために、オペアンプ回路５０２ｂのオペアンプの出力にダイオードを設けている。
【００４２】
ダイオード回路５０２の出力は、ＬＰＦ５０３で平滑化され、さらに、ボルテージフォロワ回路５０４によってインピーダンス変換が行われ、ＡＣバイアス電流の検出値を示す検出電圧ＩＳＮＳとして、ＤＣ入力補正部１０６へ出力される。
【００４３】
図１３は、本実施形態による画像形成処理のフローチャートである。Ｓ３００〜Ｓ３０３の処理は、図９のＳ２００〜Ｓ２０３の処理と同様であり、再度の説明は省略する。図１４（Ａ）〜（Ｃ）に示す各電圧の、期間ｔ１経過時の値については第二実施形態と同様である。フィードバック電圧ＶＦＢにＡＣリップルが重畳しているため、設定電圧ＶＩＮのＤＣ成分には既にずれが生じていることが分かる。ｔ１経過時点で、フィードバック電圧ＶＦＢに重畳するＡＣ成分の振幅は、０．１０２Ｖである。図１４（Ｄ）は、検出電圧ＩＳＮＳを示している。本例において、ＡＣバイアスの目標値を１６００Ｖｐｐ、このときのＡＣバイアス電流の実効値を２０００μＡとする。したがって、期間ｔ１経過時点で、ＡＣバイアス検出部５０１が検出するＡＣ半波の平均値は、ＩＳＮＳ＝１．８００Ｖとなる。
【００４４】
期間Ｔ１経過後、Ｓ３０４で、ＤＣ入力補正部１０６は、検出電圧ＩＳＮＳ＝１．８００Ｖの値を取り込み記憶する。計算部１０６ｂは、Ｓ３０５で、検出電圧ＩＳＮＳの値からフィードバック電圧ＶＦＢに重畳するＡＣ成分の基本補正値ΔＶ´をテーブル、または、計算により求める。具体的には、ＡＣバイアスを示す検出電圧ＩＳＮＳとフィードバック電圧ＶＦＢに重畳するＡＣ成分との関係を予め求めておき、その関係を示す情報を計算部１０６ｂに保存しておく。或いは、検出電圧ＩＳＮＳとフィードバック電圧ＶＦＢに重畳するＡＣ成分との関係式を予め求めておき、当該関係式を計算部１０６ｂに保存しておく。本実施形態における数値例においては、計算部１０６ｂが求める基本補正値ΔＶ´は０．１０２Ｖになる。
【００４５】
本実施形態において、ＡＣバイアス出力部１０２は、エンジンコントローラ１００の制御により、複数のＡＣバイアスを出力可能とする。一例として、本実施形態では、１８３８Ｈｚ以外にも、１０５０Ｈｚ、８１０ＨｚのＡＣバイアスを使用するものとする。なお、１８３８Ｈｚを基準周波数とする。計算部１０６ｂは、ＡＣバイアスの各周波数に対応する補正係数αを有し、ＡＣバイアスの周波数に応じて基本補正値ΔＶ´を補正して補正値ΔＶを決定する。例えば、本例において、基準周波数である１８３８Ｈｚの補正係数αを１とし、１０５０Ｈｚの補正係数αを１．６８とし、８１０Ｈｚの補正係数αを２．１４とする。計算部１０６ｂは、Ｓ３０６からＳ３１１において、ＡＣバイアスの周波数に基づき補正係数αの値を決定して、Ｓ３１２で、基本補正値ΔＶ´に補正係数αを乗じて補正値ΔＶを算出する。なお、基本補正値ΔＶ´に補正係数αを乗じて補正値ΔＶを求めるのは、フィードバック電圧ＶＦＢに重畳するＡＣ成分ΔＶが、周波数によって変化するコンデンサ１０２ｃのインピーダンスにより変化するからである。Ｓ３１３からＳ３１７の処理は、図９のＳ２０５からＳ２０９の処理と同様であり再度の説明は省略する。
【００４６】
以上、本実施形態では、フィードバック部１０４には交流成分を抑圧するフィルタを設けない。よって、負荷変動に対する応答性が早くなる。一方、ＡＣバイアス検出部５０１が交流バイアスを検出し、ＤＣ入力補正部１０６が交流バイアスの検出結果に基づきフィードバック電圧に重畳される交流成分の振幅を検出し、これによりＣＰＵ１０１が出力するＤＣ制御信号を補正する。この構成により、ＤＣバイアスを目標値に維持することができる。
【００４７】
＜まとめ＞
以上、上記各実施形態の画像形成装置では、フィードバック部１０４にＬＰＦ等の波形整形部を設けない。このため、負荷変動に対する応答性を向上させることができる。また、上記各実施形態では、検出部によりフィードバック電圧ＶＦＢに重畳されるＡＣ成分を検出する。検出部は、第一実施形態では、フィードバックＤＣ検出部３００及びＤＣ入力補正部１０６である。より具体的には、第一実施形態では、帯電バイアスにＡＣバイアスを重畳させたときと、させないときのフィードバック電圧ＶＦＢのＤＣ成分をフィードバックＤＣ検出部３００がそれぞれ検出する。そして、ＤＣ入力補正部１０６が、その検出結果に基づきフィードバック電圧ＶＦＢに重畳されるＡＣ成分を検出する。また、検出部は、第二実施形態では、フィードバックＡＣ検出部４００である。さらに、第三実施形態では、検出部は、ＡＣバイアス検出部５０１及びＤＣ入力補正部１０６である。より具体的には、第三実施形態では、ＡＣバイアス検出部５０１がＡＣバイアスに関する値ＩＳＮＳを検出し、ＤＣ入力補正部１０６が、その検出結果に基づきフィードバック電圧ＶＦＢに重畳されるＡＣ成分を検出する。制御部であるＣＰＵ１０１は、フィードバック電圧ＶＦＢに重畳されるＡＣ成分に基づきＤＣバイアスの制御信号を制御することで、ＤＣバイアスが目標値からズレることを抑えることができる。
【００４８】
なお、上記各実施形態においては、前回転動作中にＡＣ成分の検出を行って制御信号を補正し、印刷の開始後においては、印刷ジョブにより印刷が終了するまで補正後の制御信号の値の更新を行わなかった。しかしながら、印刷ジョブ中において、一定時間が経過すると、或いは、一定の枚数の印刷を行うと、次の印刷の前に、ＡＣ成分の検出を行い、制御信号の値を更新する構成とすることもできる。また、ＤＣ入力補正部１０６の処理を、ＣＰＵ１０１が行うこともできる。
【００４９】
［その他の実施形態］
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１０１：ＣＰＵ、１０２：交流バイアス出力部、１０３：直流バイアス出力部、１０４：フィードバック部、１０６：ＤＣ入力補正部、３００：フィードバックＤＣ検出部、４００：フィードバックＡＣ検出部、５０１：ＡＣバイアス検出部
【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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