JP2010032647A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体からの流入電流がある場合であっても、好適に転写電圧を印加できる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】画像形成装置は、転写手段３０に転写電圧を印加する印加手段６６と、印加手段の出力側の信号を検出し、検出信号Ｓｉを生成する検出手段６７と、駆動回路（６３Ａ、６３Ｂ、６４）と、切替手段６５とを備える。駆動回路は、オン／オフ信号である第１駆動信号Ｓｄ１と、段階的に増加する信号である第２駆動信号Ｓｄ２とを生成し、各駆動信号にしたがって印加手段６６を駆動する。切替手段６５は、印加手段を起動する起動モードにおいては、第１駆動信号にしたがって印加手段が駆動され、起動後の定常モードにおいては、第２駆動信号にしたがって印加手段が駆動されるように、検出信号Ｓｉに応じて第１駆動信号Ｓｄ１と第２駆動信号Ｓｄ２とを切替える
【選択図】図２

Description

本発明は画像形成装置に関し、詳しくは、その転写電圧の起動に関する。

従来の画像形成装置は、感光体（像担持体）に担持された像を適切に転写するために、転写電流値を検出して、その値が所定値となるように、転写ローラ（またはベルト）に印加する転写電圧を制御していた。この転写電圧を印加する際の技術として、文献１には、転写電圧を印加する際に、その制御信号であるＰＷＭ信号のＤｕｔｙ比を徐々に大きくさせる画像形成装置が記載されている。
特開２００１−２９６７２０公報

一般に、転写電圧を印加するための高圧発生回路が起動する前に感光体（像担持体）が帯電されるため、高圧発生回路には感光体からの流入電流が流れ込んでくる。高圧発生回路の起動時に感光体からの流入電流を受けると、流入電流の影響によって高圧発生回路が立ち上がりにくい状態になる。したがって、転写電圧を素早く印加することができないという問題があった。

このような状態で、文献１のようなＰＷＭ信号の制御を行うと、高圧発生回路が起動するまで、ＰＷＭ信号のＤｕｔｙ比が徐々に上がっていくように制御されているため、転写電圧の起動時には、Ｄｕｔｙ比が大きくなり過ぎて転写電流のオーバーシュートが発生する虞がある。従って、転写電圧を好適に印加することができないという問題があった。

本発明は上記不都合に鑑みてなされたもので、像担持体からの流入電流がある場合であっても、素早く、好適に転写電圧を印加することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

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、現像剤によって現像された現像剤像を担持する像担持体と、転写電圧の印加に応じて前記現像剤像を被記録媒体に転写する転写手段と、前記転写電圧を生成し、前記転写電圧を前記転写手段に印加する印加手段と、前記印加手段の出力側の信号を検出し、検出信号を生成する検出手段と、前記検出信号に応じて前記転写電圧を制御する制御手段と、オン／オフ信号である第１駆動信号と、段階的に増加する信号である第２駆動信号とを生成し、前記第１駆動信号および第２駆動信号にしたがって前記印加手段を駆動する駆動回路と、前記印加手段を起動する起動モードにおいては、前記第１駆動信号にしたがって前記印加手段が駆動され、起動後の定常モードにおいては、前記第２駆動信号にしたがって前記印加手段が駆動されるように、前記検出信号に応じて前記第１駆動信号と前記第２駆動信号とを切替える切替手段とを備える。

本構成によれば、印加手段の起動時の起動モードにおいては、オン／オフ信号であってレベル変化の大きい第１駆動信号によって印加手段が駆動される。従って、印加手段がトランスを用いて高圧を発生する場合、起動時に転写手段側からの流入電流がある場合であっても、トランスの一次側における第１駆動信号の大きなレベル変化が、トランスの二次側に高電圧を生成する印加手段の起動に効果的に働き、印加手段を確実に、素早く起動させることができる。これにより、素早く、好適に転写電圧を印加することができる。なお、本明細書において、「起動モード」とは、オン／オフ信号である第１駆動信号によって印加手段が駆動される状態を意味し、「定常モード」とは、段階的に増加する信号である第２駆動信号によって印加手段が駆動される状態を意味する。

第２の発明は、第１の発明の画像形成装置において、前記制御手段は、前記駆動回路を制御する制御信号を生成し、前記駆動回路は、前記制御信号に応じて前記第１駆動信号を生成する起動駆動回路と、前記制御信号を平滑し、平滑された前記制御信号に応じて前記第２駆動信号を生成する定常駆動回路と、前記第１駆動信号および第２駆動信号に応じて前記印加手段を駆動する主駆動回路とを含み、前記切替手段は、前記検出信号に応じて、前記第一駆動信号と前記第二駆動信号を切替えて、前記主駆動回路に供給する。
本構成によれば、制御手段は、単一の制御信号を生成し、出力すればよいので、制御手段の構成が簡略化される。

第３の発明は、第１の発明の画像形成装置において、前記制御手段は、前記切替手段を含むとともに、前記駆動回路を制御する制御信号を生成し、前記駆動回路は、前記制御信号に応じて前記第１駆動信号を生成する起動駆動回路と、前記制御信号を平滑し、平滑された前記制御信号に応じて前記第２駆動信号を生成する定常駆動回路と、前記第１駆動信号および前記第２駆動信号に応じて前記印加手段を駆動する主駆動回路とを含み、前記制御手段は、前記検出信号に応じて、前記制御信号の前記起動駆動回路への供給と前記定常駆動回路への供給とを切替える。
本構成によれば、第１駆動信号および第２駆動信号の切替えを、制御手段によってソフト的に行えるため、切替手段の構成を簡略化できる。

第４の発明は、第２または第３の発明の画像形成装置において、前記制御信号は、ＰＷＭ信号である。
本構成によれば、駆動回路の制御が簡易かつ緻密にできる。

第５の発明は、第１の発明の画像形成装置において、前記制御手段は前記切替手段を含み、前記駆動回路は、前記第１駆動信号および第２駆動信号に応じて前記印加手段を駆動する主駆動回路を含み、前記制御手段は、前記検出信号に応じて、前記起動モードにおいては、前記第１駆動信号を生成し、前記第１駆動信号を前記主駆動回路に供給し、前記定常モードにおいては、前記第２駆動信号を生成し、前記第２駆動信号を前記主駆動回路に供給する。
本構成によれば、平滑回路および駆動信号を形成する回路を省略することができるため、転写電圧を生成する回路構成を大幅に簡略化することができる。

第６の発明は、第１〜第５の発明のいずれか一つの画像形成装置において、前記検出手段は前記印加手段の出力側に流れる電流を検出し、前記検出信号は電流検出信号であり、前記切替手段は、前記電流検出信号の値が所定値を超えた場合に、前記起動モードから前記定常モードに切替える。

本構成によれば、検出手段によって像担持体（感光体）からの流入電流を検出できる。そのため、検出された流入電流に基づいて、印加手段を確実に起動させるための、モード切替えの所定値を設定することができる。例えば、検出された電流検出信号の値が所定値を超えていた場合、少なくとも印加手段が初期起動されたと判断できる。

第７の発明は、第６の発明の画像形成装置において、前記所定値は、前記電流検出信号の初期検出値に応じて可変される。

本構成によれば、通常、像担持体（感光体）の材質や回路構成に依存して、電流検出信号の初期検出値である流入電流の値は一定ではないため、流入電流の値に応じてモードを切替える所定値を変更することによって、印加手段を適時に確実に起動させることができる（像担持体の材質が異なると、仮想負荷容量が変わり帯電量が異なり、流入電流値も変化する）。

第８の発明は、第１〜第７の発明のいずれか一つの画像形成装置において、前記起動モードから前記定常モードへのモード切替え時において、モード切替え直後の定常モードにおける前記出力側の信号の値が、モード切替え直前の起動モードにおける前記出力側の信号の値以上となるように、前記第１駆動信号が前記第２駆動信号に切替えられる。
本構成によれば、モード移行時にヒステリシス特性を持たせることができ、モード移行時のチャタリングを防止できる。

第９の発明は、第１〜第８の発明のいずれか一つの画像形成装置において、前記第１駆動信号の信号特性は、徐々に大きくなるように形成されている。

本構成によれば、第１駆動信号の信号特性、例えば、第１駆動信号のパルス幅、振幅、周波数等を徐々に大きくすることによって、起動モードにおいて、転写電流を所定値まで好適に徐々に上昇させることができる。また、起動モードにおけるオーバーシュートを確実に防ぐことができる。これにより、好適に転写電圧を印加することができる。

本発明の画像形成装置によれば、像担持体からの流入電流がある場合であっても、素早く、好適に転写電圧を印加することができる。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を、図１〜図３を参照しつつ説明する。
１．レーザプリンタの全体構成
図１は、モノクロレーザプリンタ（画像形成装置の一例）１の要部側断面図である。なお、画像形成装置はモノクロレーザプリンタに限られず、例えば、カラーレーザプリンタ、ＬＥＤプリンタ、あるいはコピー機能およびファクシミリ機能を備えた複合機であってもよい。また、以下、図１で紙面右側をモノクロレーザプリンタ（以下、単に「プリンタ」という）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、用紙押圧板７、給紙ローラ８、およびレジストローラ１２を備えている。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、用紙３は、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。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（像担持体の一例）と転写ローラ３０（転写手段の一例）との接触位置とされる。

（２）画像形成部
画像形成部５は、例えば、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。レーザ発光部から発光されたレーザ光（図中の一点鎖線）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、感光ドラム２７、スコロトロン型の帯電器２９および転写ローラ３０を備えている。なお、感光ドラム２７のドラム軸２７ａは、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からのレーザ光によって露光され、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、ローラ軸３０ａには、回路基板５２に実装された高圧発生回路６０（図２参照）が接続されている。そして、転写動作時には、高圧発生回路６０から転写電圧Ｖｔが転写ローラ３０に印加される。

定着部１８は、用紙３上のトナーを、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。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。

２．高圧発生回路の構成
図２は、転写ローラ３０に印加される転写電圧Ｖｔを生成するための高圧発生回路６０の概略的なブロック図である。高圧発生回路６０は、ＣＰＵ（制御手段の一例）６２、起動駆動回路６３Ａ、定常駆動回路６３Ｂ、トランス駆動回路（主駆動回路の一例）６４、切替回路（切替手段の一例）６５、昇圧回路（印加手段の一例）６６、電流検出回路（検出手段の一例）６７およびメモリ７２を含む。

ＣＰＵ６２は、電流検出回路６７の電流検出信号Ｓｉに応じて転写電圧Ｖｔを制御するために、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation；パルス幅変調）信号（制御信号の一例）Ｓｃを生成し、ＰＷＭ信号ＳｃをＰＷＭポート６２ａから起動駆動回路６３Ａおよび定常駆動回路６３Ｂに供給する。メモリ７２には、ＣＰＵ６２が実行する各種プログラム等が格納されている。

起動駆動回路６３Ａは、抵抗Ｒ１、抵抗ＲａおよびトランジスタＴｒ１を含み、昇圧回路６６を起動する起動モードにおいて、ＰＷＭ信号Ｓｃに応じてオン／オフ信号である第１駆動信号Ｓｄ１を生成する（図３参照）。このとき、トランジスタＴｒ１は、ＰＷＭ信号Ｓｃによってオン／オフ制御される。その際、ＰＷＭ信号Ｓｃが論理ローレベルの時にトランジスタＴｒ１がオンされ、ＰＷＭ信号Ｓｃが論理ハイレベルの時にトランジスタＴｒ１がオフされる。すなわち、ここでは、ＰＷＭ信号Ｓｃの論理レベルが反転した第１駆動信号Ｓｄ１が生成される（図３参照）。また、抵抗Ｒａは昇圧回路６６の出力調整用の抵抗であり、昇圧回路６６の出力特性を決定する。

定常駆動回路６３Ｂは、抵抗Ｒ２、コンデンサＣ１、抵抗ＲｂおよびトランジスタＴｒ２を含み、昇圧回路６６の起動後の定常モードにおいて、ＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比の変化に応じて段階的に増加する第２駆動信号Ｓｄ２を生成する（図３参照）。ここで、抵抗Ｒ２およびコンデンサＣ１は平滑回路を構成し、平滑されたＰＷＭ信号ＳｃをトランジスタＴｒ２のベースに供給する。すなわち、定常モードにおいて、トランジスタＴｒ２は、平滑されたＰＷＭ信号Ｓｃによって制御される。また、抵抗Ｒｂは昇圧回路６６の出力調整用の抵抗であり、昇圧回路６６の出力特性を決定する。

トランス駆動回路６４は、抵抗Ｒ３およびトランジスタＴｒ３を含み、起動モードにおいては第１駆動信号Ｓｄ１にしたがって昇圧回路６６を起動し、昇圧回路６６の起動後の定常モードにおいては、第２駆動信号Ｓｄ２にしたがって昇圧回路６６を駆動する（図３参照）。第１駆動信号Ｓｄ１および第２駆動信号Ｓｄ２は、抵抗Ｒ３および昇圧回路６６の自励巻線６８ｃを介してトランジスタＴｒ３のベースに供給される。トランジスタＴｒ３は、供給された第１駆動信号Ｓｄ１および第２駆動信号Ｓｄ２に基づき、昇圧回路６６の１次側巻線６８ｂに流れる電流をＯＮ／ＯＦＦさせるように構成されている。

切替回路６５は、ダイオード（Ｄ３、Ｄ４）、抵抗Ｒ４、トランジスタＴｒ４および比較回路ＩＣ１を含み、電流検出回路６７の電流検出信号（電圧信号）Ｓｉに応じて起動駆動回路６３Ａによる第１駆動信号Ｓｄ１と定常駆動回路６３Ｂによる第２駆動信号Ｓｄ２とを切替える。

具体的には、電流検出信号Ｓｉが所定の基準電圧（本発明における「所定値」に相当）Ｖｒｅｆ以下の場合には、比較回路ＩＣ１は論理ハイレベルの出力信号を生成する。それによって、トランジスタＴｒ４がオンされ、第２駆動信号Ｓｄ２が無効化され、第１駆動信号Ｓｄ１がトランス駆動回路６４に供給される。

一方、電流検出信号Ｓｉが所定の基準電圧Ｖｒｅｆを超える場合には、比較回路ＩＣ１は論理ローレベルの出力信号を生成する。それによって、トランジスタＴｒ４がオフされるとともに、第１駆動信号Ｓｄ１がダイオードＤ４を介して無効化され、第２駆動信号Ｓｄ２がトランス駆動回路６４に供給される。

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等を備えている。トランス６８は、２次側巻線６８ａ，１次側巻線６８ｂおよび自励巻線６８ｃを備えている。２次側巻線６８ａの一端は、ダイオード６９および接続ライン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続されている。また、平滑コンデンサ７０および放電抵抗７１がそれぞれ２次側巻線６８ａに並列に接続されている。

このような構成により、トランス６８の１次側巻線６８ｂに流れる電流のＯＮ／ＯＦＦに伴って、トランス６８の１次側の電圧は、昇圧回路６６において昇圧および整流され、転写ローラ３０のローラ軸３０ａに転写電圧（例えば、負の高圧）Ｖｔ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Ｉｔ（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が有する抵抗６７ａ、６７ｂに流れ込み、この転写電流Ｉｔに応じた電流検出信号（電圧信号）Ｓｉが比較回路ＩＣ１の反転入力端子に供給されるとともに、ＣＰＵ６２のＡ／Ｄポート６２ｂにフィードバックされる。なお、転写電流Ｉｔには、感光ドラム２７の帯電に起因する流入電流Ｉｒも含まれる。また、転写電流Ｉｔの値は、Ｖ＝Ｉｔ×Ｒの関係から求められる。ここで、Ｖは電流検出信号Ｓｉの電圧値、Ｒは抵抗６７ｂの抵抗値とする。

そして、昇圧回路６６の起動動作の終了後であって用紙３が上記転写位置Ｘに到達し、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、ＣＰＵ６２は、接続ラインＬ１に流れる転写電流Ｉｔの電流値に応じた電流検出信号Ｓｉに基づき、この転写電流Ｉｔの電流値が目標範囲に収まるように、デューティ比（制御信号の値の一例）を適宜変更したＰＷＭ信号Ｓｃを定常駆動回路６３Ｂに出力する定電流制御を実行する。

３．モード切替え
次に、昇圧回路６６の起動の際における、起動モードと定常モードとのモード切替えの態様を図３および図４を参照して説明する。図３は、昇圧回路６６の起動の際におけるタイムチャートである。図４は、起動駆動回路６３Ａと定常駆動回路６３Ｂとによる昇圧回路６６の出力特性の相違を説明する図である。ここでは、起動モードと定常モードとの切替えは、電流検出信号Ｓｉに応じて、切替回路６５によって行われる。

具体的には、ＣＰＵ６２は、図３の時刻ｔ０において、例えばデューティ比８０％のＰＷＭ信号Ｓｃの、起動駆動回路６３Ａおよび定常駆動回路６３Ｂへの供給を開始する。その後、所定時間のデューティ比８０％のＰＷＭ信号Ｓｃの供給時においては、図３に示されるように、流入電流Ｉｒを含む転写電流Ｉｔの値は所定の基準値（本発明における「所定値」に相当）Ｉｒｅｆに達していない、すなわち、電流検出信号Ｓｉの値が基準値Ｉｒｅｆに対応した所定の基準値Ｖｒｅｆに達していない。そのため、切替回路６５は、ＰＷＭ信号Ｓｃに応じて起動駆動回路６３Ａによって生成された第１駆動信号Ｓｄ１をトランス駆動回路６４に供給する。

ここで、所定の基準値Ｉｒｅｆは、昇圧回路６６の起動前の流入電流Ｉｒの値（本発明における「初期検出値」に相当）が、例えば１μＡであったとすると、例えば、その４倍の４μＡに設定される。これは、流入電流Ｉｒを含む転写電流Ｉｔの値が、起動前の流入電流Ｉｒの値の４倍以上に達していれば、昇圧回路６６が正常に起動されたと判断できるからである。なお、所定の基準値Ｉｒｅｆ（あるいは基準値Ｖｒｅｆ）は、昇圧回路６６の起動前の流入電流Ｉｒの値に応じて可変されてもよい。それは、通常、感光ドラム２７の材質や回路構成に依存して、流入電流Ｉｒの値は一定ではない（感光ドラム２７の材質が異なると、仮想負荷容量が変わり帯電量が異なり、流入電流値も変化する）。そのため、流入電流Ｉｒの値に応じてモードを切替える基準値Ｉｒｅｆ（あるいは基準値Ｖｒｅｆ）を変更することによって、昇圧回路６６を適時に確実に起動させることができるからである。

また、起動モード時の第１駆動信号Ｓｄ１のパルス振幅は、抵抗Ｒａの値によって調整される。より詳細には、ここでは、図４に示されるように、ＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比と、昇圧回路６６の出力である転写電流Ｉｔとの関係を示す出力特性グラフにおいて、定常駆動回路６３Ｂによる特性グラフが起動駆動回路６３Ａによる特性グラフ以上となるように、抵抗Ｒａの値および抵抗Ｒｂの値が設定される。これは、モード移行時にヒステリシス性を持たせるためである。なお、図４においては、定常駆動回路６３Ｂによる特性グラフが起動駆動回路６３Ａによる特性グラフを上回る場合が示されている。

次いで、ＣＰＵ６２は、例えばデューティ比６０％のＰＷＭ信号Ｓｃを所定時間、起動駆動回路６３Ａおよび定常駆動回路６３Ｂに供給する。そして、図３の時刻ｔ１において、転写電流Ｉｔの値が基準値（閾値）Ｉｒｅｆに達すると、すなわち、電流検出信号Ｓｉの値が基準値（閾値）Ｖｒｅｆに達すると、切替回路６５は、平滑されたＰＷＭ信号Ｓｃに応じて定常駆動回路６３Ｂによって生成された段階的に増加する第２駆動信号Ｓｄ２をトランス駆動回路６４に供給する。すなわち、切替回路６５は、図３の時刻ｔ１において、モードを起動モードから定常モードに切替える。

このように起動モードにおいては、図３に示されるように、オン／オフ信号であって、レベル変化の大きいパルス状の第１駆動信号Ｓｄ１に応じて、トランス駆動回路６４はトランス６８の一次側を駆動する。そのため、昇圧回路６６の起動時に転写ドラム側からの流入電流Ｉｒがある場合であっても、トランス６８の一次側における駆動信号Ｓｄ１の大きなレベル変化が、トランス６８の二次側に高電圧を生成する昇圧回路６６の起動に効果的に働く。その結果、流入電流Ｉｒに抗して、昇圧回路６６を確実に、素早く起動させることができる。

また、起動モードにおいては、第１駆動信号Ｓｄ１が、そのパルス振幅は一定のままで、パルス幅を徐々に大きくするように形成される。そのため、起動モードにおいて、転写電流を所定値まで好適に徐々に上昇させることができるとともに、起動モードにおけるオーバーシュートを確実に防ぐことができる。

また、起動モードから定常モードへのモード切替え時において、図４の特性グラフにしたがって、モード切替え直後の定常モードにおける転写電流Ｉｔの値が、モード切替え直前の起動モードにおける転写電流Ｉｔの値以上となるように、第１駆動信号Ｓｄ１が第２駆動信号Ｓｄ２に切替えられる。そのため、モード移行時にヒステリシス特性を持たせることができ、モード移行時の比較回路ＩＣ１におけるチャタリングを防止できる。

定常モードにおいて、トランス駆動回路６４は、図３に示すような、ＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比の変化に応じて段階的に増加する第２駆動信号Ｓｄ２に応じて、トランス６８の一次側を駆動する。それに伴って転写電流Ｉｔが徐々に増加し、所定の電流値に達した以後、転写電流Ｉｔは、電流検出信号Ｓｉに基づいて、ＣＰＵ６２によって定電流制御される。

４．実施形態１の効果
実施形態１においては、転写電流Ｉｔが徐々に増加するように昇圧回路６６を起動させるため、昇圧回路６６の起動の際における過剰な転写電流（オーバーシュート）の発生を抑制することができる。

また、昇圧回路６６の起動の際の初期段階である起動モードにおいては、オン／オフ信号であって、レベル変化の大きいパルス状の第１駆動信号Ｓｄ１に応じて、トランス駆動回路６４はトランス６８の一次側を駆動する。そのため、昇圧回路６６の起動時に転写ドラム側からの流入電流Ｉｒがある場合であっても、流入電流Ｉｒに抗して、昇圧回路６６を確実に、素早く起動させることができる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を、図５および図６を参照しつつ説明する。図５は、実施形態２の高圧発生回路６０Ａの概略的なブロック図である。図６は、モード切替の処理手順を概略的に示すフローチャートである。実施形態２と実施形態１とは、その高圧発生回路の構成のみが異なるため、その相違点のみを説明する。なお、実施形態１と同一の構成には同一の部材番号を付して、その説明を省略する。

図５に示されるように、実施形態２の高圧発生回路６０Ａは、実施形態１の高圧発生回路６０から切替回路６５が省略されたものに相当する。そして、実施形態２において、ＰＷＭ信号Ｓｃは、第１ＰＷＭポート６２ｃから起動駆動回路６３Ａに、第２ＰＷＭポート６２ｄから定常駆動回路６３Ｂにそれぞれ個別に切替えて供給される。ＣＰＵ６２は、昇圧回路６６の起動の際の、ＰＷＭ信号Ｓｃの切替制御およびモード切替制御を、切替回路６５に代わって、メモリ７２に格納された所定のプログラムにしたがってソフト的に行う。なお、このプログラムは、所定の印字要求の応じてスタートされる。

図６のステップＳ１０において、まず、ＣＰＵ６２は、レジスタの初期設定等を行う。例えば、電流設定レジスタにはモード切替えを判定するための転写電流Ｉｔの所定基準値（デジタル値）Ｉｒｅｆが設定され、ＰＷＭ設定において、起動モードが「ＯＦＦ」に設定され、定常モードが「ＯＮ」に設定される。具体的には、第２ＰＷＭポート６２ｄが選択され、第２ＰＷＭポート６２ｄから定常駆動回路６３ＢにＰＷＭ信号Ｓｃが供給され、段階的に増加する第２駆動信号Ｓｄ２によって昇圧回路６６が起動される。

次いで、所定時間の経過の後に、ステップＳ２０において、ＣＰＵ６２は、ＦＢ（フィードバック）信号、すなわち電流検出信号Ｓｉを読み込み、読み込んだ電流検出信号ＳｉをＡ／Ｄ変換して、電流検出信号Ｓｉのデジタル値を得る。その際、電圧値である電流検出信号Ｓｉの値が、所定の換算テーブルにしたがってデジタル電流値に換算される。そして、ステップＳ３０において、ＣＰＵ６２は、デジタル電流値（Ａ／Ｄ値）が所定基準値Ｉｒｅｆ以下かどうかを判定する。Ａ／Ｄ値が所定基準値Ｉｒｅｆ以下でない場合、すなわち、Ａ／Ｄ値が所定基準値Ｉｒｅｆを超えている場合には（ステップＳ３０：ＮＯ）、ステップＳ４５において、定常モードが継続される。これは、定常モードによって昇圧回路６６が起動されたと判断されたため、そのまま定常モードにおいてさらに昇圧回路６６の制御を行なうためである。そして、転写電流Ｉｔが定電流制御する値まで上昇した以降は、ステップＳ８０において通常の転写回路制御が行われる。

一方、ステップＳ３０においてＡ／Ｄ値が所定基準値Ｉｒｅｆ以下であると判定された場合は（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、ステップＳ４０において、定常モードを「ＯＦＦ」して、起動モードを「ＯＮ」する（図３の時刻ｔ０に相当する）。これは、起動開始時からの定常モードによって昇圧回路６６が好適に起動されなかったために、オン／オフ信号であって、レベル変化の大きいパルス状の第１駆動信号Ｓｄ１による起動モードによって昇圧回路６６を起動させるためである。このとき、第２ＰＷＭポート６２ｄが第１ＰＷＭポート６２ｃに切替えられ、第１ＰＷＭポート６２ｃから起動駆動回路６３ＡにＰＷＭ信号Ｓｃが供給される。

次いで、所定時間の経過の後に、ステップＳ５０において、ステップＳ２０と同様に、ＣＰＵ６２は、ＦＢ信号を読み込み、電流検出信号Ｓｉのデジタル値を得る。そして、ステップＳ６０において、ステップＳ３０と同様に、ＣＰＵ６２は、デジタル電流値（Ａ／Ｄ値）が所定基準値Ｉｒｅｆ以下かどうかを判定する。Ａ／Ｄ値が所定基準値Ｉｒｅｆ以下でない場合、すなわち、Ａ／Ｄ値が所定基準値Ｉｒｅｆを超えている場合には（ステップＳ６０：ＮＯ）、ステップＳ７０において、起動モードを「ＯＦＦ」して、定常モードを「ＯＮ」する（図３の時刻ｔ１に相当する）。これは、起動モードよって昇圧回路６６が好適に初期起動されたために、モードを起動モードから定常モードに切替えるためである。このとき、第１ＰＷＭポート６２ｃが第２ＰＷＭポート６２ｄに切替えられ、第２ＰＷＭポート６２ｄから定常駆動回路６３ＢにＰＷＭ信号Ｓｃが供給される。そして、転写電流Ｉｔが定電流制御する値まで上昇した以降は、ステップＳ８０において通常の転写回路制御が行われる。すなわち、転写電流値を検出して、その値が所定値となるように、転写ローラ（またはベルト）に印加する転写電圧を制御する。

一方、ステップＳ６０においてＡ／Ｄ値が所定基準値Ｉｒｅｆ以下であると判定された場合は（ステップＳ６０：ＹＥＳ）、ＰＷＭ信号Ｓｃのデューティ比を変更して第１駆動信号Sｄ１のデューティ比を増加させて、ステップＳ５０およびステップＳ６０の処理を繰り返す。

なお、図６のフローチャートにおいては、昇圧回路６６の起動を、定常モードによって、すなわち、平滑されたＰＷＭ信号Ｓｃを用いて開始する例を示したが、これに限られない。例えば、ステップＳ１０において、起動モードを「ＯＮ」に、定常モードを「ＯＦＦ」にそれぞれ設定して、ステップＳ２０、ステップＳ３０、ステップＳ４０およびステップＳ４５を省略してもよい。すなわち、昇圧回路６６の起動制御を、実施形態１と同様に、図３の時刻ｔ０の起動モードから開始するようにしてもよい。

５．実施形態２の効果
第１駆動信号Ｓｄ１と第２駆動信号Ｓｄ２との切替えを、ＣＰＵ６２によってソフト的に行えるため、切替手段の構成を簡略化できる。

＜実施形態３＞
次に、本発明の実施形態３を、図７を参照しつつ説明する。図７は、実施形態３の高圧発生回路６０Ｂの概略的なブロック図である。実施形態３と実施形態１とは、その高圧発生回路の構成のみが異なるため、その相違点のみを説明する。なお、実施形態１と同一の構成には同一の部材番号を付して、その説明を省略する。

図７に示されるように、実施形態３の高圧発生回路６０Ｂは、実施形態２の高圧発生回路６０Ａからさらに起動駆動回路６３Ａおよび定常駆動回路６３Ｂが省略された構成に相当する。すなわち、実施形態３においては、ＣＰＵ６２が、実施形態１の高圧発生回路６０の切替回路６５、起動駆動回路６３Ａおよび定常駆動回路６３Ｂの動作に相当する動作を行う。

すなわち、ＣＰＵ６２は、起動モードにおいては、第１駆動信号Ｓｄ１にしたがって昇圧回路６６が駆動され、定常モードにおいては、第２駆動信号Ｓｄ２にしたがって昇圧回路６６が駆動されるように、電流検出信号Ｓｉに応じて、第１駆動信号Ｓｄ１と第２駆動信号Ｓｄ２とを切替える。また、ＣＰＵ６２は、電流検出信号Ｓｉに応じて、起動モードにおいては、第１駆動信号Ｓｄ１を生成し、第１駆動信号Ｓｄ１をＤ／Ａポート６２ｅを介してトランス駆動回路６４に供給し、定常モードにおいては、第２駆動信号Ｓｄ２を生成し、第２駆動信号Ｓｄ２をＤ／Ａポート６２ｅを介してトランス駆動回路６４に供給する。

そのために、図３に示される第１駆動信号Ｓｄ１および第２駆動信号Ｓｄ２の波形データが、例えばメモリ７２に記憶される。そして、電流検出信号Ｓｉが基準値Ｉｒｅｆ（あるいはＶｒｅｆ）以下である場合、ＣＰＵ６２は、第１駆動信号Ｓｄ１の波形データから第１駆動信号Ｓｄ１を生成して、第１駆動信号Ｓｄ１をトランス駆動回路６４に供給する。一方、電流検出信号Ｓｉが基準値Ｉｒｅｆを超えた場合には、ＣＰＵ６２は、第２駆動信号Ｓｄ２の波形データから第２駆動信号Ｓｄ２を生成して、第２駆動信号Ｓｄ２をトランス駆動回路６４に供給する。ここで、メモリ７２に記憶される第１駆動信号Ｓｄ１および第２駆動信号Ｓｄ２の波形データは、流入電流等の印字条件に応じた複数の波形パターンが記憶され、印字条件に応じて波形パターンが選択されるようにしてもよい。

なお、第１駆動信号Ｓｄ１および第２駆動信号Ｓｄ２の形成方法は、波形データを記憶する方法に限られない。例えば、第１駆動信号Ｓｄ１を、所定電圧の直流信号を所定のタイミングでオン／オフして形成し、第２駆動信号Ｓｄ２を、所定電圧の直流信号を所定のタイミングにおいて所定電圧を所定量増加させることによって形成するようにしてもよい。第１駆動信号Ｓｄ１を形成する際に、所定電圧および／またはオン時間を変化させるようにしてもよい。

６．実施形態３の効果
平滑回路および駆動信号を形成する回路を省略することができるため、転写電圧を生成する回路構成を大幅に簡略化することができる。

＜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）上記各実施形態において、転写電流Ｉｔを検出して転写電流Ｉｔが所定値を超えた場合に、起動モードから定常モードに切替える例を示したがこれに限定されない。転写電圧Ｖｔを検出する転写電圧検出手段を設け、転写電圧Ｖｔが所定値を超えた場合に、起動モードから定常モードに切替える構成としてもよい。

（２）上記各実施形態において、第１駆動信号Ｓｄ１が、そのパルス振幅は一定のままで、パルス幅を徐々に大きくするように形成される例を示したが、これに限定されない。例えば、第１駆動信号Ｓｄ１を、そのパルス振幅は一定のままで、パルス周波数を徐々に大きくするように形成してもよいし、そのパルス幅は一定のままで、パルス振幅を徐々に大きくするように形成してもよい。あるいは、第１駆動信号Ｓｄ１を、そのパルス振幅は一定のままで、パルス幅およびパルス周波数を徐々に大きくするように形成してもよい。

（３）実施形態１および実施形態２において、起動駆動回路６３Ａおよび定常駆動回路６３Ｂを設ける構成を示したが、必ずしもこれに限られない。例えば、定常駆動回路６３Ｂを省略して、ＰＷＭ信号Ｓｃを平滑する平滑回路を個別に設けるようにしてもよい。この場合、起動モードにおいては、平滑されないＰＷＭ信号Ｓｃが起動駆動回路６３Ａに供給され、定常モードにおいては平滑されたＰＷＭ信号Ｓｃが起動駆動回路６３Ａに供給されるように、ＰＷＭ信号Ｓｃを切替るようにすればよい。また、起動駆動回路６３Ａの特性調整抵抗Ｒａを、デジタルポテンショメータによって構成し、モード切替に応じてその抵抗値を、例えばＣＰＵ６２によって変更するようにすればよい。

本発明の実施形態１に係るプリンタの要部側断面図 実施形態１に係る高圧発生回路の概略的なブロック図 昇圧回路の起動時に係るタイムチャート 転写電流とＰＷＭ信号との関係を示すグラフ 実施形態２に係る高圧発生回路の概略的なブロック図 印加回路の起動を確認する別の例のフローチャート 実施形態３に係る高圧発生回路の概略的なブロック図

符号の説明

１…プリンタ（画像形成装置）
２７…感光ドラム（像担持体）
３０…転写ローラ（転写手段）
６０…高圧発生回路
６２…ＣＰＵ（制御手段、切替手段、駆動回路の一部）
６３Ａ…起動駆動回路
６３Ｂ…定常駆動回路
６４…トランス駆動回路（主駆動回路）
６５…切替回路（切替手段）
６６…昇圧回路（印加手段）
６７…電流検出回路（検出手段）
Ｓｄ１…第１駆動信号
Ｓｄ２…第２駆動信号
Ｓｉ…電流検出信号（検出信号）

Claims (9)

1. 現像剤によって現像された現像剤像を担持する像担持体と、
   転写電圧の印加に応じて前記現像剤像を被記録媒体に転写する転写手段と、
   前記転写電圧を生成し、前記転写電圧を前記転写手段に印加する印加手段と、
   前記印加手段の出力側の信号を検出し、検出信号を生成する検出手段と、
   前記検出信号に応じて前記転写電圧を制御する制御手段と、
   オン／オフ信号である第１駆動信号と、段階的に増加する信号である第２駆動信号とを生成し、前記第１駆動信号および第２駆動信号にしたがって前記印加手段を駆動する駆動回路と、
   前記印加手段を起動する起動モードにおいては、前記第１駆動信号にしたがって前記印加手段が駆動され、起動後の定常モードにおいては、前記第２駆動信号にしたがって前記印加手段が駆動されるように、前記検出信号に応じて前記第１駆動信号と前記第２駆動信号とを切替える切替手段と、
   を備えた画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記制御手段は、前記駆動回路を制御する制御信号を生成し、
   前記駆動回路は、
   前記制御信号に応じて前記第１駆動信号を生成する起動駆動回路と、
   前記制御信号を平滑し、平滑された前記制御信号に応じて前記第２駆動信号を生成する定常駆動回路と、
   前記第１駆動信号および第２駆動信号に応じて前記印加手段を駆動する主駆動回路とを含み、
   前記切替手段は、前記検出信号に応じて、前記第一駆動信号と前記第二駆動信号を切替えて、前記主駆動回路に供給する。
3. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記制御手段は、前記切替手段を含むとともに、前記駆動回路を制御する制御信号を生成し、
   前記駆動回路は、
   前記制御信号に応じて前記第１駆動信号を生成する起動駆動回路と、
   前記制御信号を平滑し、平滑された前記制御信号に応じて前記第２駆動信号を生成する定常駆動回路と、
   前記第１駆動信号および第２駆動信号に応じて前記印加手段を駆動する主駆動回路とを含み、
   前記制御手段は、前記検出信号に応じて、前記制御信号の前記起動駆動回路への供給と前記定常駆動回路への供給とを切替える。
4. 請求項２または請求項３に記載の画像形成装置において、
   前記制御信号は、ＰＷＭ信号である。
5. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記制御手段は前記切替手段を含み、
   前記駆動回路は、前記第１駆動信号および前記第２駆動信号に応じて前記印加手段を駆動する主駆動回路を含み、
   前記制御手段は、前記検出信号に応じて、
   前記起動モードにおいては、前記第１駆動信号を生成し、前記第１駆動信号を前記主駆動回路に供給し、
   前記定常モードにおいては、前記第２駆動信号を生成し、前記第２駆動信号を前記主駆動回路に供給する。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   前記検出手段は前記印加手段の出力側に流れる電流を検出し、
   前記検出信号は電流検出信号であり、
   前記切替手段は、前記電流検出信号の値が所定値を超えた場合に、前記起動モードから前記定常モードに切替える。
7. 請求項６に記載の画像形成装置において、
   前記所定値は、前記電流検出信号の初期検出値に応じて可変される。
8. 請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   前記起動モードから前記定常モードへのモード切替え時において、モード切替え直後の定常モードにおける前記出力側の信号の値が、モード切替え直前の起動モードにおける前記出力側の信号の値以上となるように、前記第１駆動信号が前記第２駆動信号に切替えられる。
9. 請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   前記第１駆動信号の信号特性は、徐々に大きくなるように形成されている。

Images