JP2009048103A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インピーダンス変動に対する追従遅れ、及び、電力供給制御の精度低下を抑制することが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置１は、転写手段３０と、設定値に応じた電力を転写手段３０に供給する供給手段６３と、転写手段３０に供給されている制御対象値を検出する検出手段６７と、検出手段６７で検出される制御対象値と目標値との差に応じて前記設定値を変更する変更手段６２と、これによる前記設定値の変更の実行時間間隔が短い短間隔モードと、設定値の変更の実行時間間隔が長い長間隔モードとの間で切り替える切替手段６２と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

画像形成装置には、例えば転写ローラなどの電気的負荷と、この電気的負荷への電力供給を制御する電力供給装置とが設けられている。電力供給装置は、例えば特許文献１に示すように、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation。パルス幅変調）信号を出力するＰＷＭ回路と、そのＰＷＭ信号のパルス幅に応じた電圧を電気的負荷に供給する高圧発生手段とを備える。ＰＷＭ回路は、電気的負荷に供給される現在の電圧値を検出し、その検出値と目標値とを比較し、その差に応じてＰＷＭ信号のパルス幅を変更することで、現在の電圧値を目標値に到達させるようにしている。
特開２００４−３７６３５公報

ところで、例えば転写ローラと感光体との間に用紙が進入すると、転写ローラと感光体との間のインピーダンスが急激に変化するため、現在の電圧値（転写電圧値）が大きく変化する。しかし、従来の電力供給装置は、上記ＰＷＭ信号のパルス幅の変更後、常に一定時間待った上で次のパルス幅の変更を行う構成であったため、上記のようにインピーダンスが大きく変動する場合に、パルス幅の変更に対して高圧発生手段の出力の追従遅れが生じるという問題があった。この問題を解決する方法としては、パルス幅の変更の実行時間間隔（上記一定時間）を短くすることが考えられるが、あまり短くすると上記追従遅れの影響によって現在の転写電圧値が不安定になり電力供給制御の精度が低下してしまうおそれがある。例えば、感光体上の現像剤像を用紙に転写する際に上記転写電圧が不安定であると、転写不良などが生じて転写品質が低下してしまう。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、インピーダンス変動に対する追従遅れ、及び、電力供給制御の精度低下を抑制することが可能な画像形成装置を提供するところにある。

上記の目的を達成するための手段として、第１の発明に係る画像形成装置は、転写手段と、設定値に応じた電力を前記転写手段に供給する供給手段と、前記転写手段に供給されている電圧値または電流値である制御対象値を検出する検出手段と、前記検出手段で検出される制御対象値と目標値との差に応じて前記設定値を変更する変更手段と、前記変更手段による前記設定値の変更の実行時間間隔が短い短間隔モードと、前記設定値の変更の実行時間間隔が長い長間隔モードとの間で切り替える切替手段と、を備える。
本発明によれば、変更手段における設定値の変更の実行時間間隔が短い短間隔モードと、設定値の変更の実行時間間隔が長い長間隔モードとの間で切り替えることができる構成である。従って、このモードを適切に切り替えることにより、インピーダンス変動に対する追従遅れ、及び、電力供給制御の精度低下を抑制することができる。

第２の発明は、第１の発明の画像形成装置であって、前記短間隔モードの実行時間間隔は、前記変更手段による前記設定値の変更後、前記制御対象値の変動が所定範囲内である安定期になるまでの安定到達時間よりも短く、前記長間隔モードの実行時間間隔は、前記安定到達時間以上である。
本発明によれば、短間隔モードでは設定値の変更の実行時間間隔が安定到達時間（変更手段による設定値の変更後、制御対象値の変動が許容範囲内である安定期になるまでの時間）よりも短いため、制御対象値の変動に迅速に反応させることができる。一方、長間隔モードでは設定値の変更の実行時間間隔が安定到達時間よりも長いため、設定値を精度良く決めることができるので、制御対象値が目標値をオーバーシュートすることを抑制できる。

第３の発明は、第１または第２の発明の画像形成装置であって、前記切替手段は、前記制御対象値の変動が大きい時期に前記短間隔モードにし、当該変動が大きい時期の後は前記長間隔モードに切り替える。
制御対象値の変動が大きい時期には電力供給制御の精度よりも制御対象値の変動に迅速に反応させることを優先すべきである。そこで、この変動が大きい時期に短間隔モードを実行することが好ましい。一方、変動が大きい時期の後は安定した電力供給制御が求められるため、この時期に長間隔モードを実行することが好ましい。

第４の発明は、第３の発明の画像形成装置であって、前記切替手段は、被記録媒体が前記転写手段の転写位置に突入する時期に前記短間隔モードにし、前記被記録媒体が前記転写位置を通過中は前記長間隔モードに切り替える。
被記録媒体が転写位置に突入する時期は、制御対象値が大きく変動するため、この突入時期には電力供給制御の精度よりも制御対象値の変動に迅速に反応させることを優先すべきである。そこで、この突入時期に短間隔モードを実行することが好ましい。一方、突入時期の後、被記録媒体が転写位置を通過している転写中は安定した電力供給制御が求められるため、この時期に長間隔モードを実行することが好ましい。

第５の発明は、第３または第４の発明の画像形成装置であって、前記切替手段は、被記録媒体が前記転写手段の転写位置から離脱する時期に前記短間隔モードにし、前記離脱する時期の後に前記長間隔モードに切り替える。
被記録媒体が転写位置から離脱する時期は、制御対象値が大きく変動するため、この離脱時期には電力供給制御の精度よりも制御対象値の変動に迅速に反応させることを優先すべきである。そこで、この離脱時期に短間隔モードを実行することが好ましい。一方、離脱時期の後は安定した電力供給制御が求められるため、この時期に長間隔モードを実行することが好ましい。

第６の発明は、第１から第５のいずれか一つの発明の画像形成装置であって、前記短間隔モードでは、前記制御対象値と前記目標値との差が所定値以下である場合は、当該差が所定値よりも大きい場合に比べて、前記差の単位量当たりの前記設定値の変更量である単位変更量が小さい。
本発明によれば、制御対象値と目標値との差が所定値以下である場合は、当該差が所定値よりも大きい場合に比べて単位変更量（上記差の単位量当たりの設定値の変更量）を小さくしている。これにより、制御対象値が目標値をオーバーシュートすることを抑制することができる。

第７の発明は、第６の発明の画像形成装置であって、前記制御対象値と前記目標値との差が前記所定値以下の場合に、前記単位変更量は、前記長間隔モード時よりも前記短間隔モード時の方が小さい。
本発明によれば、短間隔モードでは、設定値の変更の実行時間間隔が長間隔モードよりも短い分だけ、制御対象値が目標値に接近したときには、設定値の単位変更量を長間隔モードよりも小さくすることで、制御対象値が目標値をオーバーシュートすることを効果的に抑制することができる。

第８の発明は、第６または第７の発明の画像形成装置であって、前記制御対象値と前記目標値との差が前記所定値よりも大きい場合に、前記単位変更量は、前記長間隔モード時よりも前記短間隔モード時の方が大きい。
本発明によれば、短間隔モードでは、制御対象値が目標値に未だ接近していないときには、設定値の単位変更量を長間隔モードよりも大きくすることで、制御対象値の変動に迅速に反応させることができる。

第９の発明は、第６から第８のいずれか一つの発明の画像形成装置であって、前記短間隔モードで前記制御対象値と前記目標値との差が前記所定値よりも大きい場合、前記長間隔モードの単位変更量に基づく基礎設定値に、前記短間隔モードの単位変更量に基づく変更量を加算、或いは減算して、前記設定値とする構成である。
本発明によれば、短間隔モードで制御対象値と前記目標値との差が所定値よりも大きい場合、長間隔モードの単位変更量に基づく基礎設定値に、前記短間隔モードの単位変更量に基づく変更量を加算、或いは減算して、前記設定値とする構成とした。従って、短間隔モードの単位変更量に基づく変更量を単に累積していく構成に比べて、短間隔モード時の制御対象値の変化を、制御がある程度安定している長間隔モード時の変化に近づけることができる。

第１０の発明は、第１から第９のいずれか一つの発明の画像形成装置であって、前記転写手段の電力供給経路のインピーダンスを測定する測定手段と、前記測定手段の測定値に基づき、前記制御対象値と前記目標値との差の単位量当たりの前記設定値の変更量である単位変更量を補正する補正手段と、を備える。
転写手段の電力供給経路（例えば転写手段と感光体との間）のインピーダンスが変化すれば、それに伴って設定値の単位変更量に対する、制御対象値の変化量は変わる。従って、この発明のように、上記インピーダンスの変化に基づき設定値の単位変更量を補正することが好ましい。

第１１の発明は、第１０の発明の画像形成装置であって、前記インピーダンスと前記設定値の前記単位変更量との複数組の対応関係データが記憶される記憶手段を備え、前記補正手段は、前記測定手段の測定値と前記対応関係データとに基づき前記設定値の単位時間当たりの変更量を補正する。
補正方法としては、測定手段の測定値と、設定値の単位変更量との対応関係の演算式を利用する構成も考えられる。しかし、この発明のように対応関係データを利用すれば補正のための演算処理負担を抑制できる。

本発明によれば、インピーダンス変動に対する追従遅れ、及び、電力供給制御の精度低下を抑制することができる。

本発明の一実施形態を図１〜図５を参照しつつ説明する。
（レーザプリンタの全体構成）
図１は、レーザプリンタ（以下、「プリンタ１」という。画像形成装置の一例。）の要部側断面図である。なお、以下、図１で紙面右側をプリンタ１の前側、図１で紙面左側をプリンタ１の後側として説明する。図１において、プリンタ１は、本体フレーム２内に、用紙３（被記録媒体の一例）を給紙するためのフィーダ部４や、給紙された用紙３に画像を形成するための画像形成部５などを備えている。

（１）フィーダ部
フィーダ部４は、給紙トレイ６と、用紙押圧板７と、給紙ローラ８と、レジストレーションローラ１２とを備えている。用紙押圧板７は、その後端部を中心に回転可能とされており、この用紙押圧板７上の最上位にある用紙３が給紙ローラ８に向かって押圧されている。そして、用紙押圧板７上の用紙３は、その給紙ローラ８の回転によって１枚毎に給紙される。

給紙された用紙３は、レジストレーションローラ１２によってレジストされた後に転写位置Ｘに送られる。なお、この転写位置Ｘは、用紙３に感光ドラム２７上のトナー像を転写する位置であって、感光ドラム２７（感光体の一例）と転写ローラ３０（転写手段の一例）との接触位置である。

（２）画像形成部
画像形成部５は、スキャナ部１６、プロセスカートリッジ１７および定着部１８を備えている。

スキャナ部１６は、レーザ発光部（図示せず）、ポリゴンミラー１９等を備えている。レーザ発光部からの発光されるレーザ光Ｌは、ポリゴンミラー１９によって偏向されつつ感光ドラム２７の表面上に照射される。

また、プロセスカートリッジ１７は、現像ローラ３１（現像手段の一例）、感光ドラム２７、スコロトロン型の帯電器２９及び転写ローラ３０を備えている。なお、感光ドラム２７は、そのドラム軸２７ａがグランドに接地されている。

帯電器２９は、感光ドラム２７の表面を一様に正極性に帯電させる。その後、感光ドラム２７の表面は、スキャナ部１６からのレーザ光Ｌにより露光され、静電潜像が形成される。次いで、現像ローラ３１の表面上に担持されるトナーが、感光ドラム２７上に形成された静電潜像に供給され現像される。

転写ローラ３０は、金属製のローラ軸３０ａを備え、このローラ軸３０ａには、高電圧電源回路基板５２に実装された印加回路６０（図２参照）が接続されており、転写動作時には、この印加回路６０から転写電圧Ｖａが印加される。

定着部１８は、用紙３上のトナーを、その用紙３が加熱ローラ４１と押圧ローラ４２との間を通過する間に熱定着させる。その熱定着後の用紙３は排紙パス４４を介して排紙トレイ４６上に排紙される。

（印加回路の構成）
図２には、転写ローラ３０に転写電圧Ｖａを印加するための印加回路６０の要部構成のブロック図が示されている。この印加回路６０は、制御回路６２と、高電圧出力回路６３（供給手段の一例）とを備えて構成されている。

高電圧出力回路６３は、平滑回路６４、ドライブ回路６５、昇圧回路６６、電流検出回路６７を備えている。

このうち、平滑回路６４は、制御回路６２のＰＷＭポート６２ａからのＰＷＭ（Pulse Width Modulation。パルス幅変更）信号Ｓ１を受けて平滑しドライブ回路６５に与える。ドライブ回路６５は、受けたＰＷＭ信号Ｓ１に基づき、昇圧回路６６の１次側巻線６８ｂに発振電流を流すよう構成されている。

昇圧回路６６は、トランス６８、ダイオード６９、平滑コンデンサ７０などを備えている。トランス６８は、２次側巻線６８ａ、１次側巻線６８ｂ及び補助巻線６８ｃを備えている。２次側巻線６８ａの一端は、ダイオード６９及び接続ラインＬ１を介して転写ローラ３０のローラ軸３０ａに接続されている。一方、２次側巻線６８ａの他端は、電流検出回路６７を介してグランドに接地されている。また、平滑コンデンサ７０と放電抵抗７１とが、それぞれ２次側巻線６８ａ及びダイオード６９に並列に接続されている。

このような構成により、１次側巻線６８ｂの発振電流は、昇圧回路６６において昇圧及び整流され、転写ローラ３０のローラ軸３０ａに転写電圧Ｖａとして印加される。このとき、転写ローラ３０に流れる転写電流Ｉ１（図２の矢印方向に流れる電流の値を正とする）は、電流検出回路６７が有するＲＣ並列回路６７ａに流れ込み、この転写電流Ｉ１に応じた検出信号Ｐ１が制御回路６２のＡ／Ｄポート６２ｂにフィードバックされる。

そして、用紙３が上記転写位置Ｘに到達し、この用紙３に感光ドラム２７上のトナー像を転写する転写動作時には、制御回路６２が、ＰＷＭ信号Ｓ１を高電圧出力回路６３（平滑回路６４）に与える。これにより、高電圧出力回路６３の出力端Ａに接続された転写ローラ３０のローラ軸３０ａに転写電圧Ｖａが印加される。それと共に、制御回路６２は、接続ラインＬ１に流れる転写電流Ｉ１の電流値に応じた検出信号Ｐ１に基づきこの転写電流Ｉ１の電流値が目標範囲（転写電流Ｉ１のフィードバック値が目標フィードバック範囲（上限値Ｖｔｈ１及び下限値Ｖｔｈ２の間））に収まるように、デューティ比（以下、「ＰＷＭ値」という。設定値の一例。）を適宜変更したＰＷＭ信号Ｓ１を平滑回路６４に出力する定電流制御を実行する。従って、本実施形態では、転写電流Ｉ１の電流値が制御対象値の一例である。また、制御回路６２及び電流検出回路６７が検出手段として機能する。更に、制御回路６２は変更手段としても機能する。

（インピーダンスを測定するための構成）
次に転写ローラ３０に電力を供給する電力供給経路（上記出力端Ａから転写ローラ３０及び感光ドラム２７を介してグランドに至る経路）のインピーダンスの変化を測定するための構成について説明する。

図２に示すように、印加回路６０には電圧検出回路７５が設けられている。この電圧検出回路７５は、昇圧回路６６のトランス６８の補助巻線６８ｃと、制御回路６２との間に接続されている。制御回路６２は、印加回路６０による転写動作時において、補助巻線６８ｃの間で発生する出力電圧ｖ１を検出して、その検出信号Ｐ２をＡ／Ｄポート６２ｃに入力するように構成されている。

制御回路６２は、上記検出信号Ｐ１，Ｐ２を取り込んで転写電流Ｉ１の電流値と出力電圧ｖ１の電圧値とから転写ローラ３０の現時点でのインピーダンスを算出する。具体的には、出力電圧ｖ１の電圧値と、２次側巻線６８ａ，１次側巻線６８ｂ及び補助巻線６８ｃの巻線の巻き数の関係とから、転写電圧Ｖａを推定することができる。そして、この推定された転写電圧Ｖａを転写電流Ｉ１の電流値で除算することでインピーダンスを求めることができる。このとき、制御回路６２、電流検出回路６７及び電圧検出回路７５が測定手段として機能する。

（制御回路の制御）
例えばプリンタ１が外部の情報処理装置（例えばパーソナルコンピュータ）から印刷データを受けるなどして印刷要求がされると、制御回路６２は、図３に示す電流制御を実行する。なお、本実施形態では、ＰＷＭ値（デューティ比）を大きくすると転写電流Ｉ１の電流値が増加する構成になっている。

制御回路６２は、まずＳ１１で例えば初期ＰＷＭ値Ｄ０（転写電流Ｉ１の電流値を上記目標範囲内に到達させるＰＷＭ値よりも小さい値）を設定し、その後、時間ｔ０（例えば１０ｍｓ）経過するまで待機する。この時間ｔ０は、初期ＰＷＭ値Ｄ０を設定した後、検出信号Ｐ１のＡ／Ｄ値（例えば０〜２．５Ｖ。以下、「転写電流Ｉ１のフィードバック値」という。）がある程度安定するまでの時間である。

次にＳ１３で上記印刷データの印刷処理が全て終了したかどうかを判断し、終了していなければ（Ｓ１３：ＹＥＳ）、Ｓ１５で変動時期かどうかを判断する。ここで、「変動時期」とは、制御対象値である転写電流Ｉ１の電流値が大きく変動する時期をいい、本実施形態では、給紙トレイ６から給紙された用紙３の先端が転写位置Ｘに突入する時期（以下、「突入時期」という）や、その用紙３の後端が転写位置Ｘを離脱する時期（以下、「離脱時期」という）である。なお、制御回路６２は、突入時期、離脱時期かどうかを、例えば用紙３がレジストレーションローラ１２によって送り出された時点からのカウント時間に基づき判断することができる。また、プリンタ１の用紙搬送経路中（転写位置Ｘの上流側）に用紙３を検出するセンサが備えられている場合には、そのセンサの検出時点からのカウント時間に基づき判断するようにしてもよい。

制御回路６２は、変動時期でなければ（Ｓ１５：ＮＯ）長間隔モード（Ｓ１７〜Ｓ２５）を実行し、変動時期であれば（Ｓ１５：ＹＥＳ）短間隔モード（Ｓ３１〜Ｓ４３）を実行する。長間隔モード及び短間隔モードはともに、転写電流Ｉ１のフィードバック値が目標フィードバック範囲外の場合に、そのフィードバック値と目標フィードバック範囲との差に応じてＰＷＭ信号Ｓ１のＰＷＭ値を変更する変更動作を行うが、その変更動作の実行時間間隔が長間隔モードよりも短間隔モードの方が短い。なお、このとき、制御回路６２は変更手段として機能する。

（１）長間隔モード
例えば給紙トレイ６から給紙された用紙３の先端が転写位置Ｘの手前に到達するまでは変動時期でないため、制御回路６２は長間隔モードを実行する。
具体的には、制御回路６２は、まずＳ１７で転写電流Ｉ１のフィードバック値（検出信号Ｐ１のＡ／Ｄ値）を読み取る。そして、転写電流Ｉ１のフィードバック値が目標フィードバック範囲内であれば（Ｓ１９：ＹＥＳ）、第１読取時間（例えば１５ｍｓ）経過するのを待って（Ｓ２１：ＹＥＳ）再びＳ１３に戻る。つまり、制御回路６２は、変動時期でなく、転写電流Ｉ１が目標範囲内である場合は、上記第１読取時間ごとに転写電流Ｉ１のフィードバック値を読み取る動作を繰り返す。

一方、転写電流Ｉ１のフィードバック値が目標フィードバック範囲外であれば（Ｓ１９：ＮＯ）、Ｓ２３で第１ＰＷＭ値Ｄ１を算出する。第１ＰＷＭ値Ｄ１は、次の演算式１により算出される。

（演算式１）
Ｄ１＝Ｄｃ＋（Ｆｔ−Ｆｉ）＊〔Ｇ１＊（Ｄｃ／Ｆｉ）〕
Ｄｃ：現在のＰＷＭ値
Ｇ１：第１係数（例えばＧ１＝１）
Ｆｉ：現在の転写電流Ｉ１のフィードバックの値
Ｆｔ：転写電流Ｉ１の電流値が上記目標範囲内にあるときの転写電流Ｉ１のフィードバック値（目標フィードバック範囲内の値、例えば下限値Ｖｔｈ２や中心値）

第１ＰＷＭ値Ｄ１は、現在の転写電流Ｉ１のフィードバック値Ｆｉを目標フィードバック値Ｆｔに到達させるのに必要なデューティ比である（図４参照）。上記式のうち「（Ｆｔ−Ｆｉ）＊〔Ｇ１＊（Ｄｃ／Ｆｉ）〕」が、フィードバック値Ｆｉと目標フィードバック値Ｆｔとの差に応じたＰＷＭ値の変更量ΔＤ１（＝Ｄ１−Ｄｃ）であり、「Ｇ１＊（Ｄｃ／Ｆｉ）」が、フィードバック値Ｆｉと目標フィードバック値Ｆｔとの差の単位量当たりのＰＷＭ値の変更量（以下、「単位変更量」という）である。

ここで、本実施形態では、第１係数Ｇ１は、現在の転写電流Ｉ１のフィードバック値Ｆｉを、次述する第１実行時間間隔内に、目標フィードバック値Ｆｔ付近に安定させる条件を満たす値に設定される。但し、この条件を満たす第１係数Ｇ１の値は、上記電力供給経路のインピーダンスによって異なる。そこで、このような条件を満たす第１係数Ｇ１の値及びインピーダンスの値の組合せを予め実験で求めて、その実験結果に基づき第１係数Ｇ１の値（或いはＧ１＊（Ｄｃ／Ｆｉ）の値でもよい）及びインピーダンスの値の対応関係テーブルを作成する。そして、この対応関係テーブルがメモリ７２（記録手段の一例）に記憶されている。この対応関係テーブルは、インピーダンスの値が大きいほど、第１係数Ｇ１の値が大きいという対応関係になる。制御回路６２は、上記検出信号Ｐ１，Ｐ２に基づき現在のインピーダンスを算出し、このインピーダンスに対応する適切な第１係数Ｇ１の値を、対応関係テーブルから抽出し、上記演算式１に代入する。このとき、制御回路６２は補正手段として機能する。

そして、制御回路６２は上記演算式１により算出した第１ＰＷＭ値Ｄ１を、ＰＷＭ信号Ｓ１のＰＷＭ値として設定し、Ｓ２５で第１実行時間間隔だけ待機した後にＳ１３に戻る。この「第１実行時間間隔」は、制御回路６２が第１ＰＷＭ値Ｄ１を設定（換言すればＰＷＭ信号Ｓ１のＰＷＭ値を変更）してから、転写電流Ｉ１のフィードバック値Ｆｉの変動幅が所定範囲（例えば０．０５Ｖ）内である安定期（定常状態）になるまでの安定到達時間よりも長い時間（例えば３０〜４０ｍｓ）に設定されている。要するに、長間隔モードでは、転写電流Ｉ１が目標範囲外である場合は、ＰＷＭ信号Ｓ１のＰＷＭ値を変更するごとに、フィードバック値Ｆｉの変動幅が安定期になるまで待つ。

（２）短間隔モード
例えば給紙トレイ６から給紙された用紙３の先端が転写位置Ｘの手前に到達し突入時期に入ると、感光ドラム２７と転写ローラ３０との間のインピーダンスが急激に増加し、転写電流Ｉ１が急激に低下して大きく変動する。そこで、制御回路６２は長間隔モードから短間隔モードに切り替える。このとき、制御回路６２は切替手段として機能する。

制御回路６２は、まずＳ３１で内蔵タイマをゼロにリセットして時間カウントをスタートし、Ｓ３３で転写電流Ｉ１のフィードバック値Ｆｉ（検出信号Ｐ１のＡ／Ｄ値）を読み取る。次にＳ３５でフィードバック値Ｆｉと上記目標フィードバック範囲との差が所定値内かどうかを判断する。

フィードバック値Ｆｉと目標フィードバック範囲との差が所定値外であれば（Ｓ３５：ＮＯ）、Ｓ３７で第２ＰＷＭ値Ｄ２を算出する。第２ＰＷＭ値Ｄ２は、次の演算式２により算出される。

（演算式２）
Ｄ２＝Ｄ１＋（Ｆｔ−Ｆｉ）＊〔Ｇ２＊（Ｄｃ／Ｆｉ）〕
Ｇ２：第２係数（＞Ｇ１ 例えばＧ２＝２）

上記式のうち「（Ｆｔ−Ｆｉ）＊〔Ｇ２＊（Ｄｃ／Ｆｉ）〕」が、フィードバック値Ｆｉと目標フィードバック値Ｆｔとの差に応じたＰＷＭ値の変更量ΔＤ２（＝Ｄ２−Ｄ１）であり、「Ｇ２＊（Ｄｃ／Ｆｉ）」が、この演算式２における単位変更量であり、上記長間隔モードの単位変更量（演算式１参照）よりも大きい。また、Ｄ１は、長間隔モードの上記演算式１で算出した第１ＰＷＭ値である。この演算式２は、長間隔モードでの第１ＰＷＭ値Ｄ１も並行して算出しており、この第１ＰＷＭ値Ｄ１（基礎設定値）に、上記変更量ΔＤ２を加算して第２ＰＷＭ値を算出しているのである（図４参照）。

ここで、上記単位変更量に対するフィードバック値Ｆｉの変化量は、上記電力供給経路のインピーダンスによって異なる。このため、当該フィードバック値Ｆｉの変化量が固定の値になるように、インピーダンスに応じて第２係数Ｇ２を変更することが好ましい。そこで、このような条件を満たす第２係数Ｇ２の値及びインピーダンスの値の組合せを予め実験で求めて、その実験結果に基づき第２係数Ｇ２の値（或いはＧ２＊（Ｄｃ／Ｆｉ）の値でもよい）及びインピーダンスの値の対応関係テーブルを作成する。そして、この対応関係テーブルがメモリ７２に記憶されている。この対応関係テーブルは、インピーダンスの値が大きいほど、第２係数Ｇ２の値が大きいという対応関係になる。制御回路６２は、上記検出信号Ｐ１，Ｐ２に基づき現在のインピーダンスを算出し、このインピーダンスに対応する適切な第２係数Ｇ２の値を、対応関係テーブルから抽出し、上記演算式２に代入する。

そして、制御回路６２は上記演算式２により算出した第２ＰＷＭ値Ｄ２を、ＰＷＭ信号Ｓ１のＰＷＭ値として設定し、Ｓ４１で第２実行時間間隔だけ待機した後にＳ４３に進む。この「第２実行時間間隔」は、制御回路６２が第１ＰＷＭ値Ｄ１を設定（換言すればＰＷＭ信号Ｓ１のＰＷＭ値を変更）してから、転写電流Ｉ１のフィードバック値Ｆｉが上記安定期になる前の時間（例えば５ｍｓ）に設定されている。要するに、短間隔モードでは、転写電流Ｉ１が目標範囲外である場合は、ＰＷＭ信号Ｓ１のＰＷＭ値を変更後、フィードバック値Ｆｉの変動幅が安定期になるのを待たずに更にＰＷＭ値の変更を行うのである。

一方、フィードバック値Ｆｉと目標フィードバック範囲との差が所定値内であれば（Ｓ３５：ＹＥＳ）、Ｓ３９で第３ＰＷＭ値Ｄ３を算出する。第３ＰＷＭ値Ｄ３は、次の演算式３により算出される。

（演算式３）
Ｄ３＝Ｄｃ＋（Ｆｔ−Ｆｉ）＊〔Ｇ３＊（Ｄｃ／Ｆｉ）〕
Ｇ３：第３係数（＜Ｇ１ 例えばＧ２＝０．５）

上記式のうち「（Ｆｔ−Ｆｉ）＊〔Ｇ３＊（Ｄｃ／Ｆｉ）〕」が、フィードバック値Ｆｉと目標フィードバック値Ｆｔとの差に応じたＰＷＭ値の変更量ΔＤ３（＝Ｄ３−Ｄｃ）であり、「Ｇ３＊（Ｄｃ／Ｆｉ）」が、この演算式３における単位変更量であり、上記長間隔モードの単位変更量（演算式１参照）よりも小さい。この演算式３では、上記演算式２のように長間隔モードの上記演算式１で算出した第１ＰＷＭ値を用いることなく、演算式３のみによって第２ＰＷＭ値を算出しているのである（図４参照）。

ここで、制御回路６２は、第３係数Ｇ３も、第２係数Ｇ２と同様、上記単位変更量に対するフィードバック値Ｆｉの変化量が、上記電力供給経路のインピーダンス変化にかかわらず固定値になるように、第３係数Ｇ３の値（或いはＧ３＊（Ｄｃ／Ｆｉ）の値でもよい）及びインピーダンスの値の対応関係テーブルに基づき適切な第３係数Ｇ３の値を抽出して演算式３に代入する。

そして、制御回路６２は上記演算式３により算出した第３ＰＷＭ値Ｄ３を、ＰＷＭ信号Ｓ１のＰＷＭ値として設定し、Ｓ４１で第２実行時間間隔だけ待機した後にＳ４３に進む。制御回路６２は、変動時期中上記Ｓ３３〜Ｓ４１までの処理を繰り返し行い、用紙３の先端が転写位置Ｘを通り過ぎて変動時期が終了し、用紙３が転写位置Ｘを通過中になると再び長間隔モードに切り替える。

なお、制御回路６２は、Ｓ１３で上記印刷データの印刷処理が全て終了したと判断したときには（Ｓ１３：ＮＯ）、ＰＷＭ信号Ｓ１の出力を停止して図３に示す制御を終了する。

（本実施形態の作用効果）
用紙３が転写位置Ｘに進入すると、感光ドラム２７と転写ローラ３０との間のインピーダンスが急激に増加し、図５に示すように、転写電流Ｉ１が急激に低下し、変動時期に入る（図３のＳ１５：ＹＥＳ）。

（１）ここで、仮に変動時期にも上記長間隔モードを行うようにすると、転写電流Ｉ１を目標範囲内に早期に到達させることができないという問題が生じる。具体的には、図５の点線Ｍ１で示すように、転写位置Ｘに用紙３が突入するＡ時点から転写電流Ｉ１のフィードバック値Ｆｉは低下する。ここで、このフィードバック値Ｆｉの低下途中（フィードバック値Ｆｉが、上記インピーダンスの増加によって低下してから所定レベルに安定する前）であるＢ時点で、制御回路がその時点のフィードバック値Ｆｉを検出し、そのフィードバック値Ｆｉと目標フィードバック値Ｆｔとの差を相殺するＰＷＭ値にＰＷＭ信号Ｓ１を変更したとする。しかし、上述したようにＢ時点では未だ上記インピーダンスの増加に伴う影響を受けてフィードバック値Ｆｉが低下途中であるため、そのＢ時点でのＰＷＭ信号の変更によっては、転写電流Ｉ１を目標範囲内に到達させることができない（図５のＣ時点参照）。そして、このように転写電流Ｉ１を目標範囲内に到達させることができない不十分な制御が繰り返された後に、ようやく転写電流Ｉ１が目標範囲内に到達する。従って、転写電流Ｉ１を早期に目標範囲内に到達させることができないという問題が生じる。

これに対して、本実施形態では、上述したように変更時期には短間隔モードを行う。この短間隔モードでは、転写電流Ｉ１が目標範囲外である場合は、ＰＷＭ信号Ｓ１のＰＷＭ値を変更後、フィードバック値Ｆｉの変動幅が安定期になるのを待たずに更にＰＷＭ値の変更を行う。このため、図５の一点鎖線Ｍ２及び実線Ｍ３に示すように、フィードバック値Ｆｉの変動に迅速に反応させ、フィードバック値Ｆｉを目標フィードバック値Ｆｔ側（換言すれば転写電流Ｉ１を目標範囲側）に早期に到達させることができる（点線Ｍ１と比較）。

その後、変動時期を越えて用紙３が転写位置Ｘを通過している間に、感光ドラム２７上の現像剤像を用紙３に転写する転写動作が実行されるため、特に転写電流Ｉ１を目標範囲内に安定させる必要がある。そこで、本実施形態では、この期間には制御回路６２は長間隔モードを実行する。従って、精度の高い定電流制御を行うことができる。なお、以上の作用効果は、上記離脱時期及びその離脱時期後も同様である。

（２）また、仮に、短間隔モードの単位変更量を、常に長間隔モードの単位変更量（第１係数Ｇ１＝１）と同じ一定値にすると、図５の一点鎖線Ｍ２に示すように、フィードバック値Ｆｉが目標フィードバック値Ｆｔをオーバーシュートしてしまうおそれがある。これに対して、本実施形態では、フィードバック値Ｆｉと目標フィードバック範囲との差が所定値外かどうかでＰＷＭ値の単位変更量を変えている。具体的には、変動時期当初、転写電流Ｉ１が大きく低下してフィードバック値Ｆｉと目標フィードバック範囲との差が所定値外になっているときは、長間隔モードよりも大きい単位変更量（Ｇ２＞Ｇ１）で定電流制御を行う。その後、転写電流Ｉ１が目標範囲に近付いてきてフィードバック値Ｆｉと目標フィードバック範囲との差が所定値内になると、長期モードよりも小さい単位変更量（Ｇ３＜Ｇ１）で定電流制御を行う。これにより、図５の実線Ｍ３に示すように、上記オーバーシュートを抑制することができる（一点鎖線Ｍ２と比較）。

（３）本実施形態では、短間隔モードにおいてフィードバック値Ｆｉと目標フィードバック範囲との差が所定値外の場合に、制御回路６２は、長間隔モードでの第１ＰＷＭ値Ｄ１も並行して算出しており、この第１ＰＷＭ値Ｄ１（基礎設定値）に、短間隔モードの単位変更量に基づく変更量ΔＤ２を加算して第２ＰＷＭ値を算出している。ここで、仮に上記基礎設定値を用いずに、短間隔モードの単位変更量に基づく変更量ΔＤ２を単に累積していく構成にすると、フィードバック値Ｆｉが大きく変化してしまい目標フィードバック範囲との差が所定値内になり難くなり、却って追従性が悪くなるおそれがある。これに対して本実施形態の構成にすれば短間隔モード時の制御対象値の変化を、制御がある程度安定している長間隔モード時の変化に近づけることができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）「制御対象値の変動が大きい時期」として、上記実施形態では突入時期及び離脱時期としたが、これらのいずれか一方の時期だけでもよい。また、突入時期及び離脱時期以外の時期、例えば供給手段が転写手段に電力を供給する開始時期（上記実施形態では初期ＰＷＭ値Ｄ０の設定時）などであってもよい。

（２）「設定値」として、ＰＷＭ信号Ｓ１のデューティ比（パルス幅）以外に、例えばＰＷＭ信号Ｓ１の振幅であってもよい。

（３）補正方法としては、測定手段の測定値と、設定値の単位変更量（Ｇ１〜Ｇ３）との対応関係の演算式を利用する構成も考えられる。しかし、上記実施形態のように対応関係データを利用すれば補正のための演算処理負担を抑制できる。
（４）上記実施形態では、演算式のＧ１〜Ｇ３の値を、メモリ７２に記憶した対応関係テーブルを利用して補正する構成とし、補正のための演算処理負担を抑制できるようにした。しかし、これ以外に、この対応関係の演算式（例えばＧの値とインピーダンスの比例式）に基づき補正するようにしてもよい。この構成であれば、対応関係テーブルを格納する必要がないためメモリ容量を抑制できる。

（５）上記実施形態では、定電流制御を例に挙げて説明したが、定電圧制御であってもよく、この場合は、転写電圧Ｖａが制御対象値となる。

本発明の一実施形態に係るプリンタの要部側断面図 印加回路の要部構成のブロック図 電流制御のメイン処理のフローチャート 演算式における検出信号のＡ／Ｄ値とＰＷＭ値との関係を示すグラフ 各モードの転写電流の変化を示すグラフ

符号の説明

１…プリンタ（画像形成装置）
３…用紙（被記録媒体）
３０…転写ローラ（転写手段）
６２…制御回路（検出手段、変更手段、測定手段、補正手段、切替手段、変更手段）
６３…高電圧出力回路（供給手段）
６７…電流検出回路（検出手段、測定手段）
７２…メモリ（記録手段）
７５…電圧検出回路（測定手段）
Ｉ１…転写電流（制御対象値）
Ｘ…転写位置

Claims (11)

1. 転写手段と、
   設定値に応じた電力を前記転写手段に供給する供給手段と、
   前記転写手段に供給されている電圧値または電流値である制御対象値を検出する検出手段と、
   前記検出手段で検出される制御対象値と目標値との差に応じて前記設定値を変更する変更手段と、
   前記変更手段による前記設定値の変更の実行時間間隔が短い短間隔モードと、前記設定値の変更の実行時間間隔が長い長間隔モードとの間で切り替える切替手段と、を備える画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置であって、
   前記短間隔モードの実行時間間隔は、前記変更手段による前記設定値の変更後、前記制御対象値の変動が所定範囲内である安定期になるまでの安定到達時間よりも短く、前記長間隔モードの実行時間間隔は、前記安定到達時間以上である。
3. 請求項１または請求項２に記載の画像形成装置であって、
   前記切替手段は、前記制御対象値の変動が大きい時期に前記短間隔モードにし、当該変動が大きい時期の後は前記長間隔モードに切り替える。
4. 請求項３に記載の画像形成装置であって、
   前記切替手段は、被記録媒体が前記転写手段の転写位置に突入する時期に前記短間隔モードにし、前記被記録媒体が前記転写位置を通過中は前記長間隔モードに切り替える。
5. 請求項３または請求項４に記載の画像形成装置であって、
   前記切替手段は、被記録媒体が前記転写手段の転写位置から離脱する時期に前記短間隔モードにし、前記離脱する時期の後に前記長間隔モードに切り替える。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
   前記短間隔モードでは、前記制御対象値と前記目標値との差が所定値以下である場合は、当該差が所定値よりも大きい場合に比べて、前記差の単位量当たりの前記設定値の変更量である単位変更量が小さい。
7. 請求項６に記載の画像形成装置であって、
   前記制御対象値と前記目標値との差が前記所定値以下の場合に、前記単位変更量は、前記長間隔モード時よりも前記短間隔モード時の方が小さい。
8. 請求項６または請求項７に記載の画像形成装置であって、
   前記制御対象値と前記目標値との差が前記所定値よりも大きい場合に、前記単位変更量は、前記長間隔モード時よりも前記短間隔モード時の方が大きい。
9. 請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
   前記短間隔モードで前記制御対象値と前記目標値との差が前記所定値よりも大きい場合、前記長間隔モードの単位変更量に基づく基礎設定値に、前記短間隔モードの単位変更量に基づく変更量を加算、或いは減算して、前記設定値とする構成である。
10. 請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
    前記転写手段の電力供給経路のインピーダンスを測定する測定手段と、
    前記測定手段の測定値に基づき、前記制御対象値と前記目標値との差の単位量当たりの前記設定値の変更量である単位変更量を補正する補正手段と、を備える。
11. 請求項１０に記載の画像形成装置であって、
    前記インピーダンスと前記設定値の前記単位変更量との複数組の対応関係データが記憶される記憶手段を備え、
    前記補正手段は、前記測定手段の測定値と前記対応関係データとに基づき前記設定値の単位時間当たりの変更量を補正する。

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