(57)【要約】【課題】負荷の変動があっても電源装置に含まれる回路素子が破損してしまうことを、電力効率を下げずに、回避できる電源装置を提供する。【解決手段】像担持体に残留しているトナーを像担持体から除去してから、像担持体に形成されたトナー像を像担持体から被転写体に転写するために繰り返し動作する電源装置であって、像担持体からトナーを除去するためのクリーニングバイアスを発生するための第１電源回路と、像担持体から被転写体にトナー像を転写するための転写バイアスを発生するための第２電源回路と、第２電源回路が転写バイアスの発生の指示を受けてから第２電源回路の発振部が発振することにより転写バイアスを発生することを開始するまでの期間が長引いたことを検出したなら、発振部の発振を阻害している当該電源装置の出力端子における逆電流を減少させることにより、発振部の発振の開始を早める。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に残留しているトナーをクリーニング期間に前記像担持体から除去してから、前記像担持体に形成されたトナー像を転写期間に前記像担持体から被転写体に転写するために繰り返し動作する電源装置であって、
前記像担持体からトナーを除去するためのクリーニングバイアスを発生するための第１電源回路と、
前記像担持体から前記被転写体にトナー像を転写するための転写バイアスを発生するための第２電源回路と、
前記第２電源回路が前記転写バイアスの発生の指示を受けてから前記第２電源回路の発振部が発振することにより前記転写バイアスを発生することを開始するまでの期間が長引いたことを検出したならば、前記発振部の発振を阻害している当該電源装置の出力端子における逆電流を少なくとも減少させることにより、前記発振部の発振の開始を早める発振制御手段と、
を備えることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電源装置であって、
前記発振制御手段は、前記出力端子における電圧の変化率に合わせて、前記第１電源回路の出力端子における出力電圧の変化率を調整し、これにより、前記逆電流を少なくとも減少させることを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電源装置であって、
前記第１電源回路は２つの出力端子を備え、
前記第２電源回路も２つの出力端子を備え、
前記第１電源回路の第１出力端子は直接的又は間接的に接地され、前記第１電源回路の第２出力端子は前記第２電源回路の第１出力端子に接続され、前記第２電源回路の第２出力端子は当該電源装置の出力端子であり、
当該電源装置の出力端子である前記第２電源回路の第２出力端子における電圧の変化率に合わせて、前記第１電源回路の第２出力端子に接続されている前記第２電源回路の前記第１出力端子における出力電圧の変化率を調整することにより、前記第２電源回路の２つの出力端子間の電圧を調整することを特徴とする電源装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載の電源装置であって、
前記第１電源回路は、第１の極性のクリーニング電圧を前記クリーニングバイアスとして当該電源装置の出力端子に出力し、
前記第２電源装置は、第１の極性に対して反対の極性の転写電圧に対応する電流を前記転写バイアスとして出力することを特徴とする電源装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電源装置であって、
前記第１電源回路は、
第１トランスを利用した第１発振回路と、
前記第１トランスの二次側コイルに接続された第１整流回路と、
前記第１整流回路が前記クリーニング電圧を当該電源装置の出力端子に出力するように制御する定電圧制御手段と、
を備え、
前記発振制御手段は、前記第１整流回路の時定数を調整することにより、前記発振部の発振を阻害している当該電源装置の出力端子における逆電流を少なくとも減少させることを特徴とする電源装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電源装置であって、
前記発振制御手段は、前記第１整流回路に含まれる抵抗及び／又はコンデンサの値を変えることにより前記第１整流回路の時定数を調整するための手段を含むことを特徴とする電源装置。
【請求項７】
請求項４乃至６の何れか１項に記載の電源装置であって、
前記第２電源装置は、
第２トランスと、該第２トランスを正帰還制御することにより発信信号を生成するための正帰還制御部と、を含む第２発振回路と、
前記第２トランスの二次側に接続された第２整流回路と、
前記第２整流回路が前記転写電圧に対応した定電流を当該電源装置の出力端子に流すように制御する定電流手段と、
を備え、
前記発振制御手段は、前記第２発振回路を前記発振部として制御することを特徴とする電源装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項に記載の電源装置であって、
前記発振制御手段は、前記クリーニング期間から前記転写期間への切り替えの周期を最小単位として前記制御を行うことを特徴とする電源装置。
【請求項９】
請求項８に記載の電源装置であって、
前記切替制御手段は、前記制御を段階的に行うことを特徴とする電源装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか１項に記載の電源装置を備えることを特徴とする転写装置。
【請求項１１】
請求項１乃至９の何れか１項に記載の電源装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の転写装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
感光体ドラムと、
前記感光体ドラムを帯電させるための帯電ユニットと、
前記帯電ユニットにより帯電した感光体ドラムに潜像を形成するための露光ユニットと、
前記露光ユニットにより形成された前記潜像をトナーにより現像化して、前記感光体ドラムにトナー像を形成するための現像ユニットと、
前記現像ユニットにより前記感光体ドラムに形成された前記トナー像を被転写体に転写するための転写ユニットと、
を備え、
前記転写ユニットとして、請求項１０に記載の転写装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
像担持体に残留しているトナーをクリーニング期間に前記像担持体から除去してから、前記像担持体に形成されたトナー像を転写期間に前記像担持体から被転写体に転写するために繰り返し動作する電源装置を制御するための電源装置制御方法であって、
前記電源装置は、
前記像担持体からトナーを除去するためのクリーニングバイアスを発生するための第１電源回路と、
前記像担持体から前記被転写体にトナー像を転写するための転写バイアスを発生するための第２電源回路と、
を備え、
当該電源装置制御方法は、
前記第２電源回路が前記転写バイアスの発生の指示を受けてから前記第２電源回路の発振部が発振することにより前記転写バイアスを発生することを開始するまでの期間が長引いたことを検出したならば、前記発振部の発振を阻害している当該電源装置の出力端子における逆電流を少なくとも減少させることにより、前記発振部の発振の開始を早める発振制御ステップを有することを特徴とする電源装置制御方法。
【請求項１５】
請求項１乃至９の何れか１項に記載の電源装置としてコンピュータを機能させるための電源装置制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を形成するための画像形成装置、これに用いられる転写装置及びこれに用いられる電源装置並びに電源装置制御方法に関し、特に、電子写真方式の画像形成装置、これに用いられる転写装置及びこれに用いられる電源装置並びに電源装置制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、像担持体のトナー像を像担持体に対向して配置された転写体に向けて転写させるための転写電圧を像担持対又は転写体に印加する転写装置を備えている。像担持体と転写体との組み合わせには、例えば、感光体と中間転写体、中間転写体と二次転写体、及び感光体と用紙搬送ベルトがある。
【０００３】
トナー像の転写後に像担持体の表面に残留したトナーは、次の画像形成処理における画質の劣化の原因となるために像担持体用清掃部材によって清掃されるが、この清掃前に転写体の表面に付着することがある。転写体の表面に付着したトナーは後の画像形成処理時における用紙等の汚損の原因となるために転写体の表面も清掃する必要があるが、転写体に専用の清掃部材を備えると転写装置が大型化する。
【０００４】
そこで、従来の転写装置には、クリーニング電圧を定電圧化して出力する第１電源部と、クリーニング電圧とは逆極性の転写電圧を定電流化して出力する第２電源部と、を含む電源装置を備えたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
画像形成装置においては、像担持体にトナー像を形成しつつ、像担持体から被転写体にトナー像を転写する転写期間と、像担持体に残留しているトナーを除去するクリーニング期間を含む周期が繰り返される。
【０００６】
図１は、クリーニング電圧を定電圧化して出力する第１電源部９１２と、クリーニング電圧とは逆極性の転写電圧を定電流化して出力する第２電源部９１４と、を備えた電源装置であって、転写装置に備わるものの一例を示す。
【０００７】
像担持体には、第１電源部９１２からの定電圧出力と第２電源部９１４からの定電流出力とが交互に与えられることになる。
【０００８】
ここで、像担持体に対する第１電源部９１２による定電圧出力が終了したならば直ちに第２電源部９１４による定電流出力が開始されるとは限らない。特に、画像形成装置が多湿の環境に設置されていて像担持体の容量Ｃａが通常よりも大きい場合は、像担持体に含まれる容量Ｃａから定電流出力の方向とは逆方向の電流９１６が電源装置に流れ込んでしまうこともある。このような場合、第２電源部９１４に含まれるトランジスタＴＲ９４１を含む発振回路の発振開始が遅れてしまい、従って、転写電圧を定電流化して出力することも遅れてしまう。このような遅れが繰り返されると、トランジスタＴＲ９４１が破損してしまうおそれが生じることとなる。
【０００９】
特許文献２には、転写電圧を出力する期間においても、転写電圧用の電源のみならずクリーニング電圧用の電源も動作させることにより、上述した逆電流が流れ、これにより起動不良を回避することができる発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−３２９７９号公報
【特許文献２】特開２０１４−２０２９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献２で開示されている発明では、クリーニング電圧用の電源を転写期間にも動作させる必要があるため、電力効率が下がってしまい、また、回路部品が必要以上に発熱してしまう。
【００１２】
そこで、本発明は、負荷の変動があっても電源装置に含まれる回路素子が破損してしまうことを、電力効率を下げずに、回避することができる電源装置、これを含む転写装置及びこれを含む画像形成装置並びに電源装置制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、像担持体に残留しているトナーをクリーニング期間に前記像担持体から除去してから、前記像担持体に形成されたトナー像を転写期間に前記像担持体から被転写体に転写するために繰り返し動作する電源装置であって、前記像担持体からトナーを除去するためのクリーニングバイアスを発生するための第１電源回路と、前記像担持体から前記被転写体にトナー像を転写するための転写バイアスを発生するための第２電源回路と、前記第２電源回路が前記転写バイアスの発生の指示を受けてから前記第２電源回路の発振部が発振することにより前記転写バイアスを発生することを開始するまでの期間が長引いたことを検出したならば、前記発振部の発振を阻害している当該電源装置の出力端子における逆電流を少なくとも減少させることにより、前記発振部の発振の開始を早める発振制御手段と、を備えることを特徴とする電源装置が提供される。
【００１４】
また、本発明によれば、上記の電源装置を備えることを特徴とする転写装置が提供される。
【００１５】
更に、本発明によれば、上記の電源装置を備えることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１６】
更に、本発明によれば、感光体ドラムと、前記感光体ドラムを帯電させるための帯電ユニットと、前記帯電ユニットにより帯電した感光体ドラムに潜像を形成するための露光ユニットと、前記露光ユニットにより形成された前記潜像をトナーにより現像化して、前記感光体ドラムにトナー像を形成するための現像ユニットと、前記現像ユニットにより前記感光体ドラムに形成された前記トナー像を被転写体に転写するための転写ユニットと、を備え、前記転写ユニットとして、請求項１０に記載の転写装置を用いたことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１７】
更に、本発明によれば、像担持体に残留しているトナーをクリーニング期間に前記像担持体から除去してから、前記像担持体に形成されたトナー像を転写期間に前記像担持体から被転写体に転写するために繰り返し動作する電源装置を制御するための電源装置制御方法であって、前記電源装置は、前記像担持体からトナーを除去するためのクリーニングバイアスを発生するための第１電源回路と、前記像担持体から前記被転写体にトナー像を転写するための転写バイアスを発生するための第２電源回路と、を備え、当該電源装置制御方法は、前記第２電源回路が前記転写バイアスの発生の指示を受けてから前記第２電源回路の発振部が発振することにより前記転写バイアスを発生することを開始するまでの期間が長引いたことを検出したならば、前記発振部の発振を阻害している当該電源装置の出力端子における逆電流を少なくとも減少させることにより、前記発振部の発振の開始を早める発振制御ステップを有することを特徴とする電源装置制御方法が提供される。
【００１８】
更に、本発明によれば、上記の電源装置としてコンピュータを機能させるための電源装置制御プログラムが提供される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、負荷の変動があっても電源装置に含まれる回路素子が破損してしまうことを、電力効率を下げずに、回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】転写装置で用いられる通常の電源装置の一例を示す回路図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による画像形成装置の全体の構成を示す概念図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態による感光体ドラムとその周辺の複数のユニットを示す概念図である。
【図４】本発明の実施形態による画像形成装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】転写装置で用いられる本発明の第１の実施の形態による電源装置を示す回路図である。
【図６】図５などに示す制御部の一般的な構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態による電源装置の動作を説明するためのタイミング図であり、特に、クリーニング期間から転写期間への切り替わりを長い時間スケールで見たものである。
【図８】本発明の第１の実施の形態による電源装置の通常環境における動作を説明するためのタイミング図であり、特に、図７で破線枠で示す部分を拡大して見たものである。
【図９】本発明の第１の実施の形態による電源装置の多湿環境における、対策をしない場合の動作を説明するためのタイミング図であり、特に、図７で破線枠で示す部分を拡大して見たものである。
【図１０】本発明の第１の実施の形態による電源装置の多湿環境における、対策をした場合の動作を説明するためのタイミング図であり、特に、図７で破線枠で示す部分を拡大して見たものである。
【図１１】本発明の第２の実施の形態による電源装置の、本発明の第１の実施の形態による電源装置との相違点のみを示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
【００２２】
［第１の実施の形態］
この発明の転写装置である二次転写ユニットを備える画像形成装置について、図２を参照して説明する。図２に示すように、画像形成装置１００は、一例として、プロセス部１、中間転写ユニット２、二次転写ユニット３、電源ユニット（本発明の電源装置に相当する。）１０、及び制御部２０を備え、制御部２０の指示に基づいて、図示しない外部装置から入力される画像データを用いて記録媒体（用紙等）に電子写真方式による画像形成処理を行う。
【００２３】
プロセス部１は、露光ユニット１１、及び感光体ドラム１２Ａ〜１２Ｄを備える。プロセス部１は、画像データに基づく画像光を露光ユニット１１から照射して感光体ドラム１２Ａ〜１２Ｄの表面に静電潜像を形成し、トナーを供給して静電潜像をトナー像に可視化する。図３を参照してより詳細に説明すると、プロセス部１は、露光ユニット１１及びＹＭＣＫの４色にそれぞれ対応する感光体ドラム１２Ａ〜１２Ｄの他に、各色毎に、帯電ユニット５３、現像ユニット５５、クリーニングユニット５７、消電ユニット５１を備える。
【００２４】
帯電ユニット５３は、コロナ放電などにより感光体ドラム１２を帯電させる。露光ユニット１１は、帯電ユニット５３により帯電した感光体ドラムに、潜像を形成する。現像ユニット５５は、露光ユニット１１により形成された潜像をトナーにより現像化して、感光体ドラム１２にトナー像を形成する。後述するが、一次転写ローラ２４は、感光体ドラム１２に形成されているトナー像を中間ベルト２１に転写するために用いられる。クリーニングユニット５７は、転写後に感光体ドラム１２に残留しているトナーを除去するために用いられる。消電ユニット５１は、感光体ドラム１２を帯電させる前に、消電させる。
【００２５】
中間転写ユニット２は、中間転写ベルト（本発明の像担持体に相当する。）２１、駆動ローラ（本発明の転写体に相当する。）２２、従動ローラ２３、一次転写ローラ２４Ａ〜２４Ｄ、及び、クリーニングユニット２５を有する。中間転写ベルト２１は、駆動ローラ２２及び従動ローラ２３に張架され、感光体ドラム１２Ｄ、１２Ｃ、１２Ｂ、１２Ａをこの順に通過する循環経路に沿って移動する。一次転写ローラ２４Ａ〜２４Ｄは、中間転写ベルト２１を挟んで感光体ドラム１２Ａ〜１２Ｄに対向するように配置される。一次転写ローラ２４Ａ〜２４Ｄは、一次転写電圧の印加によって感光体ドラム１２Ａ〜１２Ｄの表面に形成されているトナー像を中間転写ベルト２１の表面に順に一次転写する。
【００２６】
二次転写ユニット３は、二次転写ベルト（本発明の転写体に相当する。）３１、及び二次転写ローラ３２を有する。二次転写ローラ３２は、接地されている。
【００２７】
駆動ローラ２２は、電源ユニット１０（本発明の電源装置の一部に相当する。）に接続されており、二次転写電圧の印加によって中間転写ベルト２１と二次転写ベルト３１との間の二次転写位置を通過する用紙（本発明の被転写体に相当する。）に中間転写ベルト２１からトナー像を二次転写する。クリーニングユニット２５は、トナー像の用紙への二次転写後に、中間転写ベルト２１の表面に残留したトナーを除去する。
【００２８】
用紙の搬送方向における二次転写位置の上流側には、センサ４１が配設されている。センサ４１は、用紙の通過を検出する。
【００２９】
図６に示すように、制御部２０は、ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、及びモータ用ドライバ２０４を備え、センサ４１、モータ４２、電源ユニット１０、及び操作部４０に接続されている。
【００３０】
ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２に記録されている制御プログラムを読み出し、ＲＡＭ２０３をワーキングエリアとして活用して、当該制御プログラムを実行する。ＣＰＵ２０１は、画像形成処理における所定のタイミングで駆動データをモータ用ドライバ２０４へ出力する。モータ用ドライバ２０４は、駆動データに基づいて、回転自在なモータ４２に対して選択的に電力供給を行う。また、ＣＰＵ２０１は、電源ユニット１０を制御して、二次転写電圧とクリーニング電圧とを選択的に駆動ローラ２２へ印加する。
【００３１】
操作部４０は、画像形成処理の開始指示等をユーザから受け付ける。モータ４２は、中間転写ベルト２１を張架する駆動ローラ２２、二次転写ベルト３１を張架するローラ等に接続されており、電力供給が行われるとこれらのローラを回転させる。
【００３２】
電源ユニット１０は、図５に示すように、クリーニング電圧を出力する第１電源回路１０１と、転写電圧を出力する第２電源回路２０１と、これらを制御する制御部３０１とを含み、図２に示すように、駆動ローラ２２に接続されている。
【００３３】
制御部３０１等による制御により、クリーニング期間において、第１電源回路１０１は、第１の極性のクリーニング電圧を定電圧化して負荷に出力する。また、制御部３０１による制御により、転写期間において、第２電源回路２０１は、第１の極性に対して反対の第２極性の転写電圧を定電流化して負荷に出力する。
【００３４】
また、ＣＰＵ２０１は、クリーニング期間においては、定電圧化されたクリーニング電圧を負荷に出力し、転写期間においては、定電流化された転写電圧を負荷に出力するように第１電源回路１０１及び第２電源回路２０１を切り替えるための切替機能をプログラム実行により実現する。
【００３５】
更に、ＣＰＵ２０１は、切替機能により、クリーニング期間から転写期間への切り替えを開始してから第２電源回路２０１が定電流化された転写電圧を出力することを開始するまでの切替遷移時間が正常範囲を超えていることを検出したならば、次回以降の切替遷移時間を正常範囲内とするための制御を行うための制御機能をプログラム実行により実現する。
【００３６】
また、ＣＰＵ２０１は、操作部４０が画像形成処理の開始指示を受け付けると、画像形成処理を開始する。画像形成処理には、感光体ドラム１２Ａ〜１２Ｄの表面にトナー像を作像する作像処理、感光体ドラム１２Ａ〜１２Ｄからトナー像を中間転写ベルト２１を介して用紙に転写する転写処理、及び用紙に転写されたトナー像を定着させる定着処理が含まれる。以下、ＣＰＵ２０１における転写処理について図６を参照して説明する。なお、用紙は、所定のタイミングで搬送されるものとする。
【００３７】
図４に示すように、ＣＰＵ２０１は、転写処理の開始タイミングになるまで待つ（Ｓ１１）。ＣＰＵ２０１は、開始タイミングになると、モータ４２を回転させる（Ｓ１２）。モータ４２の回転に伴って、中間転写ベルト２１、二次転写ベルト３１が循環経路に沿って移動する。
【００３８】
ＣＰＵ２０１は、一次転写ローラ２４Ａ〜２４Ｄに一次転写電圧を印加する（Ｓ１３）。これにより、感光体ドラム１２Ａ〜１２Ｄが担持するトナー像が中間転写ベルト２１の表面に転写される。
【００３９】
ＣＰＵ２０１及び制御部３０１は、クリーニング電圧を定電圧化して出力するように第１電源回路１０１を制御して（Ｓ１４）、二次転写電圧を定電流化して出力するように第２電源回路２０１を制御する（Ｓ１５）。これにより、定電流制御された二次転写電圧が駆動ローラ２２に印加され、中間転写ベルト２１が担持するトナー像が用紙に転写される。
【００４０】
ＣＰＵ２０１は、用紙の後端をセンサ４１が検出するまで待つ（Ｓ１６）。ＣＰＵ２０１は、センサ４１が用紙の後端を検出すると、次の画像データがあるか否かを判断する（Ｓ１７）。ＣＰＵ２０１は、画像データがある場合に、Ｓ１３の処理へ戻る。
【００４１】
ＣＰＵ２０１及び駆動部３０１は、画像データがない場合に、一次転写電圧の印加を停止する（Ｓ１８）。ＣＰＵ２０１は、二次転写電圧の出力を停止するように第２電源回路２０１を制御して（Ｓ１９）、クリーニング電圧を定電圧化して出力するように第１電源回路１０１を制御する（Ｓ２０）。これにより、定電圧制御されたクリーニング電圧が駆動ローラ２２に印加され、二次転写ベルト３１に付着したトナーが中間転写ベルト２１へ転写される。中間転写ベルト２１の表面に付着したトナーは、クリーニングユニット２５によって除去される。
【００４２】
ＣＰＵ２０１は、クリーニング電圧を定電圧化して出力してから所定時間経過するのを待つ（Ｓ２１）。所定時間とは、二次転写ベルト３１が１周するのに要する時間である。
【００４３】
ＣＰＵ２０１は、所定時間経過すると、クリーニング電圧の出力を停止するように第１電源回路１０１０を制御して（Ｓ２２）、モータ４２の回転を停止させる（Ｓ２３）。
【００４４】
次に、第１の実施の形態による電源装置について詳細な説明をする。
【００４５】
図５は、本発明の実施形態による電源装置及びその周辺部の構成を示す回路図である。
【００４６】
図５を参照すると、本発明の実施形態による電源装置は、電源ユニット１０及びこれを制御する機能を持つ制御基板２０を備える。電源ユニット１０は、高圧を発生するので、高圧基板とも称される。電源ユニット１０が発生する高電圧は、負荷３０である像担持体に印加される。
【００４７】
高圧基板１０は、第１電源回路１０１、第２電源回路２０１及び駆動部３０１を備える。
【００４８】
第１電源回路１０１は、像担持体にクリーニング機能を持たせるクリーニング期間に、像担持体にクリーニング電圧を定電圧として供給するためのものであり、第２電源回路２０１は、像担持体に転写機能を持たせる転写期間に、像担持体に転写電圧を定電流化して供給するためのものである。
【００４９】
第１電源回路１０１は、クリーニング期間において、高圧基板１０の出力端子でもある第２電源回路２０１の第２出力端子２０１−４の電圧Ｖａが所定の値Ｖｘとなるようにする。また、第２電源回路２０１は、転写期間において、第２電源回路２０１の第２出力端子２０１−４を流れる電流Ｉａが所定の値Ｉｙとなるようにし、このとき、出力端子２０１−４の電圧はＶｙとなる。
【００５０】
これらの電源回路１０１、２０１の出力は、直列に接続されており、一方が電源として機能している期間には他方が電源として機能しないように、両者は交互に電源として機能する。従って、高圧基板１０は、周期的に、クリーニング用の電源と転写用の電源として機能する。
【００５１】
第１電源回路１０１は、第１主要制御信号入力端子１０１−１、電源入力端子１０１−２、第１出力端子１０１−３、第２出力端子１０１−４、副制御信号入力端子１０１−５を備える。第２電源回路２０１は、第２主要制御信号入力端子２０１−１、電源入力端子２０１−２、第１出力端子２０１−３、第２出力端子２０１−４を備える。なお、接地についての説明はここでは省略する。
【００５２】
第１主要制御信号入力端子１０１−１は、第１電源回路１０１のオン／オフと第１電源回路１０１が生成する電圧を制御するための第１主要制御信号を入力するための端子である。
【００５３】
電源入力端子１０１−２は、第１電源回路１０１が直流電源電圧から電源の供給を受けるための端子である。図５の例では、電源入力端子１０１−２は、２４ボルトの直流電源電圧の供給を受ける。
【００５４】
第１電源回路１０１は、クリーニング期間において、出力端子２０１−４の電圧Ｖａが所定の値Ｖｘとなるように、第１出力端子１０１−３及び第２出力端子１０１−４の間に電圧を発生させる。なお、第１出力端子１０３−３は、接地されている。
【００５５】
副制御信号入力端子１０１−５は、本発明に従って導入されたものであり、制御基板２０が生成した副制御信号を入力する。
【００５６】
第２主要制御信号入力端子２０１−１は、第２電源回路２０１のオン／オフと第２電源回路２０１が生成する電流を制御するための第２主要制御信号を入力するための端子である。
【００５７】
電源入力端子２０１−２は、第２電源回路２０１が直流電源電圧から電源の供給を受けるための端子である。図５の例では、電源入力端子２０１−２は、２４ボルトの直流電源電圧の供給を受ける。
【００５８】
第２電源回路２０１は、第２出力端子２０１−４に転写用の電流を発生させる。なお、第１出力端子２０１−３は、第１電源回路１０１の第２出力端子１０１−４に接続されている。第２出力端子２０１−４は、負荷３０である駆動ローラ２２等に接続されている。負荷３０の等価回路は、図５に示すように、コンデンサＣａと抵抗Ｒａとの並列回路である。ここで、駆動ローラ２２とグランドとの間には中間転写ベルト２１が存在し、図５に示すコンデンサＣａと抵抗Ｒａとの並列回路は、図２に示す駆動ローラと中間ベルト２１との組に対応した等価回路である。
【００５９】
また、上述したように、第１電源回路１０１がクリーニング用の電源として機能している期間には第２電源回路２０１が電源として機能せず、第２電源回路２０１が転写用電源として機能している期間には第１電源回路１０１が電源として機能しないように、両者の電源回路は交互に電源として機能する。従って、高圧基板１０は、周期的に、クリーニング用の定電圧と転写用の定電流とを交互に生成することとなる。
【００６０】
図５を更に参照すると、第１電源回路１０１は、抵抗Ｒ１１１、Ｒ１１３、Ｒ１１５、コンデンサＣ１２１、Ｃ１２３、Ｃｂ、インダクタンスＬ１３１、Ｌ１３３、Ｌ１３５、トランジスタＴＲ１４１、ダイオードＤ１５１、Ｄ１５３、電磁鋼鈑１６１を備える。また、第１電源回路１０１は、本発明に従って、スイッチ開閉回路４１７、スイッチＳＷ１６３、コンデンサＣ１６５を更に備える。
【００６１】
インダクタンスＬ１３１、Ｌ１３３、Ｌ１３５、電磁鋼鈑１６１は、第１トランスを構成し、この第１トランスにおいては、インダクタンスＬ１３１は入力側（一次側）、インダクタンスＬ１３３は出力側（第１の二次側）、インダクタンスＬ１３５は帰還側（第２の二次側）である。コンデンサＣ１２１、Ｃ１２３、インダクタンスＬ１３５は第１共振回路を構成する。トランジスタＴＲ１４１は、抵抗Ｒ２１３を介して第１共振回路に接続され、第１トランス、第１共振回路、トランジスタＴＲ１４１等により構成される第１発振回路により、インダクタンスＬ１３３に交流信号が生成される。また、トランジスタＴＲ１４１は、抵抗Ｒ１１１を介してアンプ３０５に接続され、アンプ３０５の出力電圧により、発振のオン／オフと発振の振幅（従って、インダクタンスＬ１３３における交流電圧及び交流電流のオン／オフと交流電圧及び交流電流の値）が制御される。
【００６２】
インダクタンスＬ１３３に発生した交流電圧は、基本的には、ダイオードＤ１５１、Ｄ１５３、抵抗Ｒ１１５、コンデンサＣｂにより構成される整流回路により直流電圧に変換される。また、スイッチＳＷ１６３がＯＮである場合には、コンデンサＣ１６５も、この整流回路を構成する。
【００６３】
また、制御部４１３から出力された−ＣＶ制御命令はアンプ３０５の一方の入力端子に供給され、−ＣＶ制御回路３０７から出力された制御信号はアンプ３０５の他方に入力端子に供給される。−ＣＶ制御回路３０７は、第２電源回路２０１の第２出力端子２０１−４における出力電圧を所定の方法により検出し、この出力電圧がクリーニング電圧に対応した所定の電圧となるようにするための制御信号をアンプ３０５に供給する。
【００６４】
また、第２電源回路２０１は、抵抗Ｒ２１１、Ｒ２１３、Ｒ２１５、コンデンサＣ２２１、Ｃ２２３、インダクタンスＬ２３１、Ｌ２３３、Ｌ２３５、トランジスタＴＲ２４１、ダイオードＤ２５１、Ｄ２５３、電磁鋼鈑２６１を備える。
【００６５】
インダクタンスＬ２３１、Ｌ２３３、Ｌ２３５、電磁鋼鈑２６１は、第２トランスを構成し、この第２トランスにおいては、インダクタンスＬ２３１は入力側（一次側）、インダクタンスＬ２３３は出力用（第１の二次側）、インダクタンスＬ２３５は帰還用（第２の二次側）である。コンデンサＣ２２１、Ｃ２２３、インダクタンスＬ２３５は第２共振回路を構成する。トランジスタＴＲ２４１は、抵抗Ｒ２１３を介して第２共振回路に接続され、第２トランス、第２共振回路、トランジスタＴＲ２４１等により構成される第２発振回路により、インダクタンスＬ２３３に交流信号が生成される。また、トランジスタＴＲ２４１は、抵抗Ｒ２１１を介してアンプ３１５に接続され、アンプ３１５の出力電圧により、発振のオン／オフと発振の振幅（従って、インダクタンスＬ２３３における交流電圧及び交流電流のオン／オフと交流電圧及び交流電流の値）が制御される。
【００６６】
インダクタンスＬ２３３に発生した交流電圧及び交流電流は、ダイオードＤ２５１、Ｄ２５３、抵抗Ｒ２１５、コンデンサＣ２２５、Ｃ２２７により構成される整流回路により転写用の直流電流に変換される。
【００６７】
また、制御部４１３から出力された＋ＣＣ制御命令はアンプ３１５の一方の入力端子に供給され、＋ＣＣ制御回路３１７から出力された制御信号はアンプ３１５の他方に入力端子に供給される．＋ＣＣ制御回路３１７は、第２電源回路２０１の第２出力端子２０１−４における出力電流を所定の方法（例えば、抵抗Ｒ１１５とグランドとの間に検出素子を設ける方法）により検出し、この出力電流が転写電圧に対応した所定の電流となるようにするための制御信号をアンプ３１５に供給する。
【００６８】
既に、高圧基板１０が、周期的且つ交互に、クリーニング用の電源と転写用の電源として機能することを説明したが、このためには、制御部４１３は、周期的に、第１電源回路１０１のアクティブ／インアクティブを制御するための命令（−ＣＶ制御命令）を示す信号と、第２電源回路２０１をアクティブ／インアクティブを制御するための命令（＋ＣＣ制御命令）を示す信号とを相補的に交互にアクティブとなるように出力する。すなわち、制御部４１３は、各周期の前半において、片方の信号がアクティブレベル（機能有効に対応するレベル）となり、その周期の後半にインアクティブレベル（機能無効に対応するレベル）となるならば、他方の信号がそれと同期してインアクティブレベル（機能無効に対応するレベル）となりその後にアクティブレベル（機能有効に対応するレベル）となるように、これらの信号を出力する。
【００６９】
図７は、時刻ｔ１において、−ＣＶ制御命令を示す信号がアクティブレベル（ＯＮに対応するレベル）からインアクティブレベル（ＯＦＦに対応するレベル）に遷移すると同時に、＋ＣＣ制御命令を示す信号がインアクティブレベル（ＯＦＦに対応するレベル）からアクティブレベル（ＯＮに対応するレベル）に遷移する様子を示す波形図である。理想的には、高圧基板１０は、出力端子２０１−４において、この遷移の前では、−５００Ｖを出力し、この遷移の後では、＋４０マイクロアンペアに対応した電圧を出力する。
【００７０】
図８は、正常動作時における、第１電源回路１０１の出力電圧（端子１０１−４の電圧）Ｖｂと、第２電源回路２０１の出力電圧（端子２０１−４の電圧）Ｖａと、第２電源回路２０１に含まれるトランジスタＴＲ２４１のベース電圧を示す波形図であり、図７の波形図と時間軸を共通とする。
【００７１】
時刻ｔａ１から時刻ｔａ２までの期間に、出力電圧Ｖａは、−５００Ｖから、＋４０マイクロアンペアに対応する電圧まで上昇し、時刻ｔｂ１から時刻ｔｂ２までの期間に、出力電圧Ｖｂは、−８００Ｖから０Ｖまで上昇する。ここで、時刻ｔ１＝時刻ｔａ１＝時刻ｔｂ１であり、且つ、時刻ｔａ２＝時刻ｔｂ２がほぼ成立しているので、上昇前後の電圧の値を考慮すると、この期間では、
Ｖａ＞Ｖｂ
の関係が成立している。従って、トランジスタＴＲ２４１のベース電位が０Ｖから閾値以上となる時刻ｔｃ１（＝ｔ１）から、トランジスタＴＲ２４１のベース電位の発振が開始する時刻ｔｃ２までの期間Ｔ１の長さは正常であり、トランジスタＴＲ２４１が破壊するようなことはない。
【００７２】
画像形成装置が通常の環境に置かれている時には負荷である転写ベルトの容量は殆ど変動しないが、画像形成装置が高湿の環境に置かれている時には負荷である転写ベルトの容量が大きくなってしまう。つまり、図５に示す等価回路における負荷に含まれる容量Ｃａが大きくなってしまう。容量Ｃａが大きくなってしまうと、出力端子２０１−４における電圧がクリーニング期間用に設定された電圧から転写期間用に設定された電流に対応する電圧まで上昇する期間が長くなってしまう。
【００７３】
これを、図８及び図９を参照して説明をすると、負荷の容量Ｃａの値が正常範囲にある場合の図８に示すような立ち上がり時間（＝時刻ｔａ２−ｔａ１）は、負荷の容量Ｃａの値が大きくなってしまうと、図９に示すような立ち上がり時間（＝時刻ｔ’ａ２−ｔａ１）まで長引くこととなってしまう。このような場合に、トランジスタＴＲ２４１の起動不良が発生する。
【００７４】
図９は、異常動作時（トランジスタＴＲ２４１の起動不良発生時）における、第１電源回路１０１の出力電圧Ｖｂと、第２電源回路２０１の出力電圧Ｖａと、トランジスタＴＲ２４１のベース電圧を示す波形図であり、図８と同様に、図７の波形図と時間軸を共通とする。
【００７５】
時刻ｔａ１から時刻ｔ’ａ２までの期間に、出力電圧Ｖａは、−５００Ｖから、＋４０マイクロアンペアに対応する電圧まで上昇し、時刻ｔｂ１から時刻ｔｂ２までの期間に、出力電圧Ｖｂは、−８００Ｖから０Ｖまで上昇する。ここで、時刻ｔ１＝時刻ｔａ１＝時刻ｔｂ１であり、且つ、時刻ｔａ２＝時刻ｔｂ２＜時刻ｔ’ａ２がほぼ成立しているので、時刻ｔ１から時刻ｔ’ａ２までの期間のうちの初期部分では、
Ｖａ＞Ｖｂ
の関係が成立するが、それ以降の部分では、この関係が成立せずに、
Ｖａ＜Ｖｂ
の関係が成立するようになる。つまり、出力端子２０１−４の電圧Ｖａよりも、出力端子１０１−４又は出力端子２０１−３の電圧Ｖｂの方が大きくなってしまうようになる。このようになると、第２電源回路２０１において、第１の出力端子２０１−３から第２出力端子２０１−４の方向に電流が流れることとなる。この電流は、通常時の電流と逆方向の電流であるので、逆電流ということにする。第２電源回路２０１の第１の出力端子２０１−３と第２出力端子２０１−４との間に逆電流が流れると、帰還用インダクタンスＬ２３５に誘導逆電圧が発生しなくなるので、トランジスタＴＲ２４１をなかなかオフとすることができなくなってしまう。つまり、トランジスタＴＲ２４１のベース電位が０Ｖから閾値以上となる時刻ｔｃ１（＝ｔ１）から、トランジスタＴＲ２４１のベース電位の発振が開始する時刻ｔｃ２までの期間Ｔ２が通常時の期間Ｔ１と比較して長くなってしまう。これが何周期も続くと、トランジスタＴＲ２４１が熱破壊してしまう恐れが生じる。
【００７６】
本実施形態では、本発明による次に説明するような原理を用いて、このような熱破壊を避ける。
【００７７】
第２電源回路２０１において立ち上がり時間（＝時刻ｔａ２−ｔａ１）が立ち上がり時間（＝時刻ｔ’ａ２−ｔａ１）まで長引いたことをある周期で検出したならば、図１０に示すように、次の周期以降では、それに合わせて、第１電源回路１０１においても立ち上がり時間（＝時刻ｔｂ２−ｔｂ１）を立ち上がり時間（＝時刻ｔ’ｂ２−ｔ’ｂ１）（ここで、時刻ｔ’ｂ２≒時刻ｔ’ａ２）まで長引かせる。つまり、第１電源回路１０１において、第２出力端子１０１−４の電圧Ｖｂが−８００Ｖから０Ｖまで上昇する時間を長引かせる。こうすることにより、正常時と同様に、常に、
Ｖａ＞Ｖｂ
の関係を維持することができる。こうすれば、第２電源回路２０１の第１出力端子２０１−３と第２出力端子２０１−４との間に逆電流が生ずることを未然に防ぐことができ、従って、トランジスタＴＲ２４１の起動不良も未然に防ぐことができるようになる。また、第２電源回路２０１において立ち上がり時間（＝時刻ｔａ２−ｔａ１）が立ち上がり時間（＝時刻ｔ’ａ２−ｔａ１）まで長引いても、転写電圧に対応した定電流が負荷に流れ始めるまでの期間を通常通りとすることができる。
【００７８】
本実施形態では、各周期において、−ＣＶ制御命令を示す信号のレベルがインアクティブに対応するレベルからアクティブに対応するレベルに変化してから、トランジスタＴＲ２４１のベース電圧が閾値以上を維持している維持期間Ｔをカウンタ４１１が計測する。この維持時間Ｔは、正常時には、期間Ｔ１となるが、異常時には、期間Ｔ２となる。期間Ｔ１が期間Ｔ２に変化することを検出するために所定の閾値Ｔｔｈ（ここで、Ｔ１＜Ｔｔｈ＝Ｔ２−ΔＴ）をＰＣＵ２０１の内部又は外部に記憶させておき、制御部４１３は、
Ｔ＞Ｔｔｈ
となったことを検出したならば、次の周期において、第１電源回路１０１において立ち上がり時間（＝時刻ｔｂ２−ｔｂ１）を立ち上がり時間（＝時刻ｔ’ｂ２−ｔｂ１）まで長引かせるための延長命令を出力する。
【００７９】
既に説明したことと一部が重複するが、第１電源回路１０１において、インダクタンスＬ１３３の出力側に設けられた整流回路の時定数は、スイッチＳＷ１６３がＯＦＦである場合には、抵抗Ｒ１１５とコンデンサＣｂとにより構成される回路の時定数
Ｒ１１５×Ｃｂ
であるが、スイッチＳＷ１６３がＯＮである場合には、抵抗Ｒ１１５とコンデンサＣｂ、Ｃ１６５とにより構成される回路の時定数
Ｒ１１５×（Ｃｂ＋Ｃ１６５）
となる。
【００８０】
従って、延長命令が出された時に、スイッチ開閉制御部２１５及びスイッチ開閉回路４１７を介して、スイッチＳＷ１６３をＯＦＦからＯＮに切り替えることにより、整流回路の時定数を大きくし、これにより、第１電源回路１０１の両出力端子１０１−３、１０１−４の間において立ち上がり時間（＝時刻ｔｂ２−ｔｂ１）を立ち上がり時間（＝時刻ｔ’ｂ２−ｔｂ１）まで長引かせることができる。
【００８１】
こうすることにより、上述したように、正常時と同様に、常に、
Ｖａ＞Ｖｂ
の関係を維持することができるようになる。従って、トランジスタＴＲ２４１の起動不良も未然に防ぐことができるようになる。
【００８２】
このように、トランジスタＴＲ２４１のベース電圧が閾値以上を維持している期間Ｔが所定の閾値Ｔｔｈを越えたことを或る周期において検出したならば、次回の周期においては、第１電源回路１０１において、インダクタンスＬ１３３の出力側に設けられた整流回路の時定数を増加させて、正常時と同様に、常に、出力端子２０１−４の電圧Ｖａと出力端子２０１−３の電圧Ｖｂとの間で、
Ｖａ＞Ｖｂ
の関係を維持することができるようにする。
【００８３】
ここで、増加した時定数は、複写機の電源を切るまで維持して、複写機の電源を再投入するときに、時定数を通常の値に戻してもよい。
【００８４】
また、複写機の周辺の環境は頻繁に変化しないことを考慮して、時定数を増加してからは、複写機の電源のオン／オフがあっても、その時定数を維持したまま、所定枚数の複写を行い（又は、所定日数にわたり複写を行い）、それから時定数を通常の値に戻してもよい。
【００８５】
何れの場合であっても、再度、ＴＲ２４１のベース電圧が閾値以上を維持している期間Ｔが所定の閾値Ｔｔｈを越えたことを検出したならば、あるいは、超えたことを所定回数検出したならば、次回以降に、立ち上がり時間（＝時刻ｔｂ２−ｔｂ１）を立ち上がり時間（＝時刻ｔ’ｂ２−ｔｂ１）まで長引かせるための同様な処理を行う。
【００８６】
［第２の実施の形態］
第１の実施の形態では、スイッチＳＷ１６３とコンデンサＣ１６５とが直列接続され、これとコンデンサＣｂと、抵抗Ｒ１１５との合わせて３要素が並列接続される。
【００８７】
これは、あくまでも、第１電源回路１０１において、インダクタンスＬ１３３の出力側に設けられた整流回路の時定数を、異常時に、正常時と比較して、長くするための構成の１つにすぎない。同様なことができるならば、他の構成により実現してもよい。
【００８８】
例えば、図１１に示すように、スイッチＳＷ１６３’と追加の抵抗Ｒ１１７とを並列に接続し、これと抵抗Ｒ１１５とを直列に接続し、これをコンデンサＣｂと並列に接続する。そして、正常時にスイッチＳＷ１６３’を、ＯＮとして、整流回路の時定数を、
Ｒ１１５×Ｃｂ
として、異常時にスイッチＳＷ１６３がＯＦＦとして、整流回路の時定数を、
（Ｒ１１５＋Ｒ１１７）×Ｃｂ
としてもよい。
【００８９】
第１の実施の形態と第２の実施の形態とを組み合わせて、異常時の整流回路の時定数が正常時の整流回路の時定数よりも大きくなるようにしてもよい。
【００９０】
［第３の実施の形態］
第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、トランジスタＴＲ２４１のベース電圧が閾値以上を維持している期間Ｔが所定の閾値Ｔｔｈを越えたならば、第１電源回路１０１において、インダクタンスＬ１３３の出力側に設けられた整流回路の時定数を所定の時定数まで増加させることとした。ここでの所定の時定数は、正常時と同様に、常に、出力端子２０１−４の電圧Ｖａと出力端子２０１−３の電圧Ｖｂとの間で、
Ｖａ＞Ｖｂ
の関係を維持することができるように余裕をもって設定されたものである。
【００９１】
これに対して、第３の実施の形態では、インダクタンスＬ１３３の出力側に設けられた整流回路の時定数を、出力端子２０１−４の電圧Ｖａと出力端子２０１−３の電圧Ｖｂとの間で、
Ｖａ＞Ｖｂ
の関係を維持することができるようになるまで、段階的に増加させる。こうすることにより、不要にインダクタンスＬ１３３の出力側に設けられた整流回路の時定数を増加させることを回避することができる。
【００９２】
［第４の実施の形態］
第１の実施の形態から第３の実施の形態においては、クリーニング期間において、第１の電源回路１０１が、第２電源回路２０１の第２出力端子２０１−４における電圧がクリーニング電圧に対応した定電圧になるように制御され、転写期間において、第２の電源回路２０１が、第２電源回路２０１の第２出力端子２０１−４における電流が転写電圧に対応した定電流になるように制御されるものであるとした。
【００９３】
第４の実施の形態では、例えば、特開２０１４−１５３３７４と同様に、クリーニング期間において、第１の電源回路１０１が、クリーニング電圧に対応した定電流源となるように制御され、転写期間において、第１の電源回路１０１が、クリーニング電圧に対応した定電圧源となるように制御され、第２の電源回路２０１が、転写電圧に対応した定電流源になるように制御されるようにしてもよい。
【００９４】
なお、上記の電源装置は、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組合わせにより実現することができる。また、上記の電源装置を制御するための方法も、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらに組合わせにより実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。
【００９５】
プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ(Programmable ROM)、ＥＰＲＯＭ(Erasable PROM)、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ(random access memory)）を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【００９６】
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は、転写装置に用いられる電源装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００９８】
３  二次転写ユニット
１０  電源ユニット（高圧基板）
２０  制御部
２１  中間転写ベルト
２２  駆動ローラ２２
３０  負荷
３１  二次転写ベルト
１００  画像形成装置
１０１  第１電源回路
２０１  第２電源回路
３０１  駆動部
Ｒ１１５  抵抗
ＴＲ１４１、ＴＲ２４１  トランジスタ
ＳＷ１６３  スイッチ
Ｃｂ、Ｃ１６５  コンデンサ
【図１】
2017026659.tif 000003
【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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