JP2013205563A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転写電流を高精度に制御する。
【解決手段】帯電器に帯電電圧を印加する帯電電圧印加回路２００と、転写ローラに帯電電圧とは逆極性の転写電圧を印加する転写電圧印加回路３００と、第一、第二抵抗４１０、４２０を含み前記帯電電圧を抵抗比により分圧する抵抗分圧回路４００と、前記両抵抗４１０、４２０の接続点を前記転写電圧印加回路３００の転写用トランスの二次側巻き線の低電圧側に接続する接続ラインＬと、前記帯電電圧を検出する帯電電圧検出部２４０と、前記第二抵抗４２０の電流を検出する電流検出部４３０と、両検出部２４０、４３０の検出値と両抵抗４１０、４２０の抵抗値に基づいて転写電流Ｉｔを算出し、算出した転写電流Ｉｔを目標値に制御する制御装置１１０を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、画像形成装置の転写体に流れる転写電流を制御する技術に関する。

下記特許文献１には、バリスタによる定電圧回路を使用して、帯電電圧から逆転写電圧を生成する技術が開示されている。この回路では、転写電流が、転写ローラ、順転写バイアス印加回路、バリスタを通じてグランドに流れる。

特開２００６−０３０５５４公報

画質を保つには、転写電流をモニタしてフィードバック制御することにより、転写電流を目標レベルに制御すること好ましい。しかし、特許文献１の回路では、順転写バイアス印加回路が非線形のバリスタを介してグランドに接続されており、転写電流を目標値に制御するフィードバック系に非線形素子を含んでいる。そのため、転写電流を検出してフィードバックをかけても、転写電流を目標値に高精度に制御できないことが懸念された。

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、転写電流を高精度に制御することを目的とする。

本明細書によって開示される画像形成装置は、感光体と、前記感光体を帯電させる帯電器と、前記感光体に現像剤を供給する現像器と、前記感光体に担持された現像剤像を被記録媒体に転写する転写体と、スイッチング素子によりスイッチングされる帯電用トランスを有し、前記帯電器に帯電電圧を印加する帯電電圧印加回路と、スイッチング素子によりスイッチングされる転写用トランスを有し、前記転写体に帯電電圧とは逆極性の転写電圧を印加する転写電圧印加回路と、前記帯電電圧印加回路の出力ラインとグランド間において直列接続された第一抵抗、第二抵抗を含み、前記帯電電圧を抵抗比による分圧する抵抗分圧回路と、前記第一抵抗と前記第二抵抗の接続点と、前記転写用トランスの二次側巻き線の低電圧側とを接続する接続ラインと、前記帯電電圧を検出する帯電電圧検出部と、前記抵抗分圧回路の前記第二抵抗に流れる電流値を検出する電流検出部と、制御装置とを備え、前記制御装置は、前記帯電電圧検出部の検出値と、前記電流検出部の検出値と、前記第一抵抗の抵抗値、前記第二抵抗の抵抗値に基づいて、前記転写体に流れる転写電流を算出する処理と、算出した転写電流が目標値になるように前記転写電圧印加回路を制御する処理とを行う。

この構成では、抵抗分圧回路を利用して、帯電電圧から逆転写電圧を生成する。抵抗は線形素子であることから、バリスタ等の非線形素子に比べて電流を制御し易い。そのため、転写電流を高精度に制御できる。

上記画像形成装置では、以下とすることが好ましい。
・前記制御装置は、前記帯電電圧検出部の検出値が上限値以上になる場合に、異常放電と判断する。本構成では、転写電流検出用として設けた帯電電圧検出回路の検出値を用いて異常放電を判断する。そのため、異常放電検出用の回路を専用に持つ場合に比べて、回路構成がシンプルな構成となる。

・前記第一抵抗と前記第二抵抗の接続点に接続された降圧用の第三抵抗を含み、前記帯電電圧印加回路の出力電圧を前記第一抵抗と前記第三抵抗により降圧して前記現像器に現像電圧を印加する現像電圧印加回路と、前記現像電圧を検出する現像電圧検出部とを備え、前記制御装置は、前記帯電電圧検出部の検出値と、前記電流検出部の検出値と、前記現像電圧検出部の検出値と、前記第一抵抗の抵抗値と、前記第二抵抗の抵抗値と、前記第三抵抗の抵抗値に基づいて、前記転写体に流れる転写電流を算出する。この構成では、帯電電圧印加回路の出力から現像電圧を生成している。そのため、現像電圧を専用の回路で生成する場合に比べて回路構成を簡素化できる。

・前記制御装置は、印字処理の終了後、前記転写体に付着した前記現像剤を前記感光体に戻す場合、前記現像電圧印加回路を出力状態に制御する。現像電圧印加回路が出力を停止した状態では、現像電圧がゼロボルトになることから、逆転写電圧が上がり難くなる。この構成では、転写体に付着した現像剤を前記感光体に戻す場合には、現像電圧印加回路を出力状態に制御するので、逆転写電圧を目標レベルにすることが可能となる。そのため、現像剤の回収不良を起こす恐れが少ない。

本明細書によって開示される画像形成装置は、感光体と、前記感光体を帯電させる帯電器と、前記感光体に現像剤を供給する現像器と、前記感光体に担持された現像剤像を被記録媒体に転写する転写体と、スイッチング素子によりスイッチングされる帯電用トランスを有し、前記帯電器に帯電電圧を印加する帯電電圧印加回路と、スイッチング素子によりスイッチングされる転写用トランスを有し、前記転写体に帯電電圧とは逆極性の転写電圧を印加する転写電圧印加回路と、前記帯電電圧印加回路の出力ラインとグランド間において直列接続された第一抵抗、電流検出抵抗、第二抵抗を含み、前記帯電電圧を抵抗比による分圧する抵抗分圧回路と、前記電流検出抵抗と前記第二抵抗の接続点と、前記転写用トランスの二次側巻き線の低電圧側とを接続する接続ラインと、前記第一抵抗と前記電流検出抵抗の接続点の電圧を検出する電圧検出部と、前記抵抗分圧回路の前記第二抵抗に流れる電流値を検出する電流検出部と、制御装置とを備え、前記制御装置は、前記電圧検出部の検出値と、前記電流検出部の検出値と、前記第一抵抗の抵抗値と、前記電流検出抵抗の抵抗値と、前記第二抵抗の抵抗値に基づいて、前記転写体に流れる転写電流を算出する処理と、算出した転写電流が目標値になるように前記転写電圧印加回路を制御する処理と、を行う。

この構成では、抵抗分圧回路を利用して、帯電電圧から逆転写電圧を生成する。抵抗は線形素子であることから、バリスタ等の非線形素子に比べて電流を制御し易い。そのため、転写電流を高精度に制御できる。

上記画像形成装置では、以下とすることが好ましい。
・前記制御装置は、前記電圧検出部の検出値と、前記電流検出部の検出値と、前記第一抵抗の抵抗値と、前記第二抵抗の抵抗値と、前記電圧検出部の抵抗値と、前記電流検出抵抗の抵抗値に基づいて前記帯電電圧を算出し、算出した帯電電圧が上限値以上になる場合に異常放電と判断する。この構成では、異常放電検出用の回路を専用に持つ場合に比べて、回路構成がシンプルな構成となる。

本明細書によって開示される画像形成装置は、転写電流を高精度に制御することが出来る。

実施形態１におけるプリンタの中央側断面図 帯電器の構造を模式的に示した図 プリンタの電気的構成を示すブロック図 高圧電源装置の回路図 実施形態２における高圧電源装置の回路図 高圧シーケンスを示す図 実施形態３における高圧電源装置の回路図

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図４によって説明する。
（１−１）プリンタの構成
図１は、レーザプリンタ１（画像形成装置の一例）の要部側断面図である。レーザプリンタ１（以下「プリンタ」という）は、本体フレーム２、給紙部４、画像形成部５、定着部１８などを備えている。

給紙部４は、印刷用紙３（被記録媒体の一例）が積載される給紙トレイ６、押圧板７、および給紙ローラ８を備えている。押圧板７は、その後端部を中心に回転可能とされており、押圧板７上の印刷用紙３が給紙ローラ８に向かって押圧されている。給紙ローラ８が回転することにより印刷用紙３が１枚ずつ搬送路に送り出される。

給紙された印刷用紙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。転写位置Ｘは、印刷用紙３に感光ドラム（本発明の「感光体」の一例）２７上のトナー像を転写する位置であって、感光ドラム２７と転写ローラ（本発明の「転写体」の一例）３０との接触位置とされる。

画像形成部５は印刷用紙３にトナー像を形成するものであり、スキャナ部１６、プロセスカートリッジ１７、転写ローラ３０などを備えている。スキャナ部１６は、図示しないレーザ発光部、ポリゴンミラー１９などを備えている。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。

プロセスカートリッジ１７は、感光ドラム２７、現像ローラ（本発明の「現像器」の一例）３１、及びスコロトロン型の帯電器２９を備えている。感光ドラム２７は、例えばアルミニウム製の基材上に、正帯電性の感光層が形成されたものであり、アルミニウム製の基材がグランドに接地されている。

現像ローラ３１は、トナーケースの下部にて供給ローラ３３と対向配置されている。現像ローラ３１は、トナーを均一な薄層として感光ドラム２７上へ供給する機能を果たす。そして、現像ローラ３１のローラ軸には現像電圧が印加される構成となっており、感光ドラム２７に供給されるトナーは、現像電圧により正極性に帯電するようになっている。

帯電器２９は、スコロトロン型の帯電器であり、図２に示すように、シールドケース２９Ａ、ワイヤ２９Ｂ及び金属製のグリッド電極２９Ｃを有する。シールドケース２９Ａは感光ドラム２７の回転軸方向に長い角筒型をしている。シールドケース２９Ａのうち、感光ドラム２７との対向面は放電口として開口している。

ワイヤ２９Ｂは例えばタングステン線からなる。ワイヤ２９Ｂは、シールドケース２９Ａ内において回転軸方向（図２の左右方向）に張り渡されており、後述する高圧電源装置１００により５ｋＶ〜８ｋＶの高電圧（帯電電圧Ｖ１）が印加される。ワイヤ２９Ｂは高電圧の印加により、シールドケース２９Ａ内においてコロナ放電を生じさせる。そして、コロナ放電により生じたイオンが放電口から感光ドラム２７側に放電電流として流れることで、感光ドラム２７の表面を一様に正極性に帯電（一例として８００Ｖ）させる。

そして、シールドケース２９Ａの放電口には、スリットや透孔を有する板状のグリッド電極２９Ｃが取り付けられている。このグリッド電極２９Ｃに加える電圧を制御することで、感光ドラム２７の表面電圧を制御することが可能となっている。感光ドラム２７の表面は、帯電器２９により一様に正極性に帯電された後、スキャナ部１６から発光されたレーザ光により露光され、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に導電性のゴム材料からなるローラを被覆したものであり、感光ドラム２７の下方において、感光ドラム２７に対向配置されている。

転写ローラ３０のローラ軸には、後述する高圧電源装置１００を介して、印刷動作時（転写時）に、負極性の転写電圧が印加される。転写電圧の印加により、感光ドラム２７の表面のトナーは転写ローラ３０側に電気的に引かれる。そのため、印刷用紙３が転写位置Ｘを通るときに、感光ドラム２７の表面上に担持されたトナー像（現像剤像）を用紙表面に転写できる。

また、高圧電源装置１００を介して、転写ローラ３０に、順転写電圧とは逆極性の逆転写電圧を印加することが出来る。逆転写電圧を印加するのは、例えば、印刷動作後や用紙の詰まりが発生した場合に、転写ローラ３０に付着した残トナーを、感光ドラム２７上に電気的に吐出させるためである。そして、感光ドラム２７側に戻された残トナーは、クリーニングローラ３５又は現像ローラ３１によって回収されるようになっている。

定着部１８は、加熱ローラ４１、押圧ローラ４２などを備えている。定着部１８は、印刷用紙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トナー像を印刷用紙３に熱定着させる。トナーが熱定着された印刷用紙３は排紙パス４４を介して排紙トレイ４６上に排紙される。

（１−２）プリンタの電気的構成
図３は、プリンタ１の電気的構成を示すブロック図である。
プリンタ１は、主制御部５０、ＲＯＭ５１、ＲＡＭ５２、給紙部４、画像形成部５、定着部１８、表示部５４、操作部５５、情報端末装置との間でデータを通信する通信部５６、高圧電源装置１００などを備えている。高圧電源装置１００は、帯電器２９のワイヤ２９Ｂに印加する帯電電圧、転写ローラ３０に印加する転写電圧、逆転写電圧等の高電圧を生成する装置である。

主制御部５０はＲＯＭ５１に記憶されている各種のプログラムを実行することによりプリンタ１の各部を制御する。ＲＯＭ５１は主制御部５０により実行される各種のプログラムや主制御部５０が各種の処理で参照する表などを記憶している。ＲＡＭ５２は主制御部５０が各種の処理を実行するための主記憶装置として用いられる。

表示部５４は各種ランプや液晶パネルなどで構成されている。操作部５５は入力パネルなどで構成されており、利用者は表示部５４を参照しながら操作部５５を操作して印刷の指示などを行うことができる。

（１−３）高圧電源装置１００の構成
高圧電源装置１００は、図４に示すように、ＰＷＭ信号平滑化回路２１０、帯電電圧印加回路２００、帯電電圧検出回路（本発明の「帯電電圧検出部」の一例）２４０、ＰＷＭ信号平滑化回路３１０、転写電圧印加回路３００、抵抗分圧回路４００及び制御装置１１０を備えている。

ＰＷＭ信号平滑化回路２１０は、抵抗とコンデンサから構成された積分回路であり、制御装置１１０のＰＷＭポートＰ１から出力されるＰＷＭ信号Ｓ１を平滑して、帯電電圧印加回路２００に設けられたトランジスタＴｒ１のベースに出力するものである。

帯電電圧印加回路２００は、ＤＣ２４Ｖの入力電圧から６ｋＶ〜８ｋＶ程度の帯電電圧Ｖ１を生成して、帯電器２９のワイヤ２９Ｂに印加する機能を果たすものである。本実施形態では、帯電電圧印加回路２００に自励式のフライバックコンバータ（ＲＣＣ）を用いており、帯電電圧印加回路２００は、帯電用トランス２０１と、平滑化回路２０３と、帯電用トランス２０１の一次側に設けられたトランジスタ（本発明の「スイッチング素子」の一例）Ｔｒ１と、帰還コイル２０５を備えてなる。

トランジスタＴＲ１は、帯電用トランス２０１をスイッチングするものであり、エミッタをグランドに接続し、コレクタを帯電用トランス２０１の一次側の巻き線に接続している。そして、ベースには、帰還コイル２０５を介してＰＷＭ信号平滑化回路２１０が接続されている。平滑化回路２０３は、帯電用トランス２０１の二次側に設けられており、ダイオードとコンデンサからなる。

そして、帯電電圧印加回路２００の出力ラインＬ１には帯電器２９のワイヤ２９Ｂが接続されており、帯電電圧印加回路２００の出力電圧Ｖ１が帯電器２９のワイヤ２９Ｂに印加される構成となっている。

帯電電圧検出回路２４０は、帯電電圧印加回路２００の出力電圧Ｖ１を検出するものであり、帯電用トランス２０１の一次側に設けられた補助巻線２４１と、抵抗及びコンデンサからなる積分回路２４３から構成されている。この帯電電圧検出回路２４０は、制御装置１１０のＡ／ＤポートＡ１に接続されており、制御装置１１０に対して、帯電電圧印加回路２００の出力電圧Ｖ１のデータが取り込まれる構成となっている。尚、Ａ／Ｄポートとは、Ａ／Ｄ変換機能を持つ入力ポートを意味する。

ＰＷＭ信号平滑化回路３１０は、抵抗とコンデンサから構成された積分回路であり、制御装置１１０のＰＷＭポートＰ２から出力されるＰＷＭ信号Ｓ２を平滑して転写電圧印加回路３００に設けられたトランジスタＴｒ２のベースに出力するものである。尚、ＰＷＭポートとは、ＰＷＭ信号の出力機能を持つ出力ポートを意味する。

転写電圧印加回路３００は、ＤＣ２４Ｖの入力電圧から負極性の転写電圧を生成して、転写ローラ３０のローラ軸に印加する機能を果たすものである。本実施形態では、転写電圧印加回路３００に自励式のフライバックコンバータ（ＲＣＣ）を用いており、転写電圧印加回路３００は、転写用トランス３０１と、平滑化回路３０３と、転写用トランス３０１の一次側に設けられたトランジスタ（本発明の「スイッチング素子」の一例）Ｔｒ２と、帰還コイル３０５を備えてなる。

トランジスタＴｒ２は、転写用トランス３０１をスイッチングするものであり、エミッタをグランドに接続し、コレクタを転写用トランス３０１の一次側の巻き線に接続している。そして、ベースには、帰還コイル３０５を介してＰＷＭ信号平滑化回路３１０が接続されている。平滑化回路３０３は、転写用トランス３０１の二次側に設けられており、ダイオードとコンデンサからなる。尚、平滑化回路３０３のダイオードは、平滑化回路２０３のダイオードに対して向きが逆になっており、帯電電圧とは逆極性の転写電圧を発生させる構成となっている。

そして、転写電圧印加回路３００の出力ラインＬ２には転写ローラ３０のローラ軸が接続されており、転写電圧印加回路３００を通じて、概ね−２ｋＶ程度の転写電圧Ｖ２が、転写ローラ３０のローラ軸に印加される構成となっている。具体的に説明すると、転写電圧印加回路３００の転写用トランス３０１の低電圧側（基準電圧側）には、帯電電圧印加回路２００の出力時、次に説明する抵抗分圧回路４００により約１．５ｋＶ（一例）が加わる構成となっている。転写電圧印加回路３００を動作させると、転写トランス３０１の二次側に設けられたコンデンサＣの両端に約−３．５ｋＶの電圧Ｖｓが発生する。そのため、転写電圧印加回路３００の発生する−３．５ｋＶの電圧Ｖｓから分圧抵抗回路４００の発生する＋１．５ｋＶ分を差し引いた約−２ｋＶの電圧が出力ラインＬ２を通じて転写ローラ３０のローラ軸に印加されるようになっている。

抵抗分圧回路４００は、第一抵抗４１０と第二抵抗４２０とから構成されている。図４に示すように、第一抵抗４１０と第二抵抗４２０は、帯電電圧印加回路２００の出力ラインＬ１とグランド間にて直列接続されている。そして、第一抵抗４１０と第二抵抗４２０の接続点Ａは、接続ラインＬを介して、転写用トランス３０１の二次側巻き線の低電圧側（基準電圧側）に接続されている。これにより、転写用トランス３０１の低電圧側（基準電圧側）に、帯電電圧印加回路２００の出力電圧Ｖ１を、２つの抵抗４１０、４２０の抵抗比により分圧した電圧（一例として、１．５ｋＶ）が加わる。そのため、転写電圧印加回路３００の出力を停止すると、転写ローラ３０のローラ軸に対して正極性の逆転写電圧、すなわち出力電圧Ｖ１を抵抗比により分圧した電圧（一例として、１．５ｋＶ）が加わる。

また、第二抵抗４２０とグランド間には電流検出抵抗（本発明の「電流検出部」の一例）４３０が設けられている。電流検出抵抗４３０と第二抵抗４２０との接続点は制御装置１１０に設けられたＡ／ＤポートＡ２に信号線を介して接続されており、第二抵抗４２０に流れる電流Ｉｂの大きさに比例した電圧Ｖｂが、Ａ／ＤポートＡ２に入力される。そのため、Ａ／ＤポートＡ２の入力電圧のレベルを読み取ることで、制御装置１１０において、抵抗分圧回路４００の第二抵抗４２０に流れる電流Ｉｂを検出することが出来る。

制御装置１１０は、帯電電圧印加回路２００を介して帯電器２９に帯電電圧Ｖ１を印加する機能や、転写電圧印加回路３００を介して転写ローラ３０のローラ軸に流す転写電流Ｉｔを制御する機能を果たすものであり、２つのＰＷＭポートＰ１、Ｐ２と、２つのＡ／ＤポートＡ１、Ａ２を備える。制御装置１１０はＣＰＵを内蔵して構成すること、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）により構成することが可能である。制御装置１１０は、不揮発性の記憶部（図略）を内蔵しており、そこに、以下に説明する転写電Ｉｔ流を制御するためのデータや帯電電圧Ｖ１を制御するためデータを記憶させている。

（１−４）転写電流の制御
制御装置１１０は、印刷動作中、（ａ）〜（ｅ）のデータに基づいて転写電流Ｉｔの電流値を算出し、算出した電流値が目標値になるように、転写電圧印加回路３００を介して、転写電流Ｉｔをフィードバック制御する。

（ａ）帯電電圧Ｖ１（帯電電圧検出回路２４０の検出値）
（ｂ）Ａ／ＤポートＡ２への入力電圧Ｖｂ（電流検出抵抗４３０の検出値）
（ｃ）第一抵抗４１０の抵抗値Ｒ１
（ｄ）第二抵抗４２０の抵抗値Ｒ２
（ｅ）電流検出抵抗４３０の抵抗値Ｒ７

以下、転写電流Ｉｔの算出方法を説明する。
両抵抗４１０、４２０の接続点Ａの電圧Ｖａと、第一抵抗４１０に流れる電流Ｉａは、（１）式と（２）式を満たす。

Ｖａ＝（Ｒ２＋Ｒ７）×Ｉｂ・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
Ｉａ＝（Ｖ１−Ｖａ）／Ｒ１・・・・・・・・・・・・・・・・（２）

転写電流Ｉｔは（３）式を満たすので、（４）式より転写電流Ｉｔの電流値を求めることが出来る。
Ｉｔ＝Ｉｂ−Ｉａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）
Ｉｔ＝（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ７）×Ｉｂ／Ｒ１−Ｖ１／Ｒ１・・・・（４）

そして、ＩｂをＶｂ／Ｒ７で置き換えると、（４）式は（５）式となる。
Ｉｔ＝Ｖｂ×（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ７）／（Ｒ１×Ｒ７）−Ｖ１／Ｒ１・・・（５）

制御装置１１０は、印刷動作中、上記（５）式に基づいて、転写電流Ｉｂを算出する。そして、算出した転写電流Ｉｔの値が目標値より小さい場合には、転写電圧印加回路３００の出力電圧Ｖ２を高める（回路の基準電圧であるゼロボルトに対する電圧差を大きくする）制御を行う。一方、算出した転写電流Ｉｔの値が目標値より大きい場合には、転写電圧印加回路３００の出力電圧Ｖ２を下げる（回路の基準電圧であるゼロボルトに対する電圧差を小さくする）制御を行う。これにて、転写電流Ｉｔの電流値を目標値に制御することが出来る。

この構成では、抵抗分圧回路４００を利用して帯電電圧Ｖ１から逆転写電圧を生成する。そのため、転写電流Ｉｔをフィードバック制御するループを線形素子だけで構成することが可能となる。よって、転写電流Ｉｔを高精度に制御できる。これにより、以下のメリットが得られる。温湿度、用紙材質、用紙サイズ等の条件により、感光ドラム２７から印刷用紙３への電流の流れ方が変化する。本実施形態では、転写電流Ｉｔを高精度に制御することが可能であることから、温湿度、用紙材質、用紙サイズ等の条件によって、最適な目標値を設定することで、条件に応じた最適な転写電流Ｉｔを流すことが出来る。そのため、良好な画質を得ることが可能となる。

尚、実施形態１では、電流Ｉｂを電流検出抵抗４３０にて検出した。電流Ｉｂの検出をホール素子などを使用して検出することも可能である。この場合、下記（６）式にて転写電流Ｉｔを算出することが可能であり、転写電流Ｉｔの算出に、（ｅ）のデータは必要ない。

Ｉｔ＝（Ｒ１＋Ｒ２）×Ｉｂ／Ｒ１−Ｖ１／Ｒ１・・・・（６）

（１−５）異常放電の検出
また、制御装置１１０は、帯電電圧Ｖ１の印加開始後、帯電電圧検出回路２４０の検出値である帯電電圧Ｖ１を上限値（一例として８ｋＶ）と比較する処理を行い、帯電電圧Ｖ１が上限値以上になる場合、異常放電と判断する。

制御装置１１０は異常放電と判断した場合、帯電電圧印加回路２００の出力を停止し、主制御部５０を介して表示部５４にエラーメッセージを表示させる処理を行う。このようにすることで、帯電器２９の異常放電を早期に停止させることが可能となる。本構成では、転写電流検出用として設けた帯電電圧検出回路２４０の検出値を用いて異常放電を判断している。そのため、異常放電検出用の回路を専用に持つ場合に比べて、回路構成がシンプルな構成となる。尚、上記（４）式、又は（５）式により、本発明の「前記制御装置１００は、前記帯電電圧検出部２４０の検出値Ｖ１と、前記電流検出部４３０の検出値Ｉｂ（Ｖｂ）と、前記第一抵抗４１０の抵抗値Ｒ１、前記第二抵抗４２０の抵抗値Ｒ２に基づいて転写電流Ｉｔを算出する」が具現化されている。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図５、図６を参照して説明する。実施形態２は、実施形態１の高圧電源装置１００に対して現像電圧印加回路４５０を追加したものである。

現像電圧印加回路４５０は、第三抵抗４６０とトランジスタＴｒ３とを含む構成となっている。第三抵抗４６０の一端は、第一抵抗４１０と第二抵抗４２０の接続点Ａに接続されている。また、第三抵抗４６０の他端はトランジスタＴｒ３のコレクタに接続されている。

トランジスタＴｒ３は、ＮＰＮトランジタであり、コレクタを第三抵抗４６０の他端に接続し、エミッタをグラウンドに接続している。トランジスタＴｒ３のベースは、ＰＷＭ信号平滑回路５１０を介して、制御装置１１０のＰＷＭポートＰ３に接続されている。

ＰＷＭ信号平滑回路５１０は、コンデンサＣと抵抗Ｒからなる積分回路であり、制御装置１１０のＰＷＭポートＰ３から出力されるＰＷＭ信号Ｓ３を平滑してトランジスタＴｒ３のベースに印加する構成となっている。

そして、第三抵抗４６０とトランジスタＴｒ３の接続点ｄから出力ラインＬ３が引き出されていて、その先に現像ローラ３１のローラ軸が接続されている。そのため、ＰＷＭポートＰ３から出力されるＰＷＭ信号Ｓ３によって、トランジスタＴｒ３のコレクタ電流を制御することで、現像ローラ３１のローラ軸に印加される現像電圧Ｖｄのレベルを調整することが出来る。尚、現像電圧Ｖｄは、帯電電圧印加回路２００の出力電圧Ｖ１から抵抗４１０、４６０による電圧降下分を差し引いた電圧となる。

また、現像電圧印加回路４５０の出力ラインＬ３とグランド間には、現像電圧Ｖｄを検出するための現像電圧検出抵抗４７０、４８０が設けられている。現像電圧検出抵抗４７０、４８０は、出力ラインＬ３とグランド間にて直列接続されており、両抵抗４７０、４８０の中間接続点の電圧が、制御装置１１０のＡ／ＤポートＡ３に入力される構成となっている。これにより、Ａ／ＤポートＡ３の入力値から、現像電圧Ｖｄを検出することが出来る。制御装置１１０は、Ａ／ＤポートＡ３の入力値に基づいて、ＰＷＭ信号Ｓ３により現像電圧印加回路４５０の出力調整を行い、現像電圧Ｖｄが目標値になるようにフィードバック制御する。尚、現像電圧抵抗４７０、４８０が本発明の現像電圧検出部に相当する。

また、制御装置１１０は、印刷動作中、（ａ）〜（ｅ）のデータに基づいて転写電流Ｉｔの電流値を算出し、算出した電流値が目標値になるように、転写電圧印加回路３００を介して、転写電流Ｉｔをフィードバック制御する。

（ａ）帯電電圧Ｖ１（帯電電圧検出回路２４０の検出値）
（ｂ）Ａ／ＤポートＡ２への入力電圧Ｖｂ（電流検出抵抗４３０の検出値）
（ｃ）第一抵抗４１０の抵抗値Ｒ１
（ｄ）第二抵抗４２０の抵抗値Ｒ２
（ｅ）電流検出抵抗４３０の抵抗値Ｒ７
（ｆ）第三抵抗４６０の抵抗値Ｒ３
（ｇ）Ａ／ＤポートＡ３の入力電圧Ｖｄ（現像電圧抵抗４７０、４８０の検出値）

以下、転写電流Ｉｔの算出方法を説明する。
両抵抗４１０、４２０の接続点Ａの電圧Ｖａと、第一抵抗４１０に流れる電流Ｉｃは、（１）式と（７）式を満たす。

Ｖａ＝（Ｒ２＋Ｒ７）×Ｉｂ・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
Ｉｃ＝（Ｖ１−Ｖａ）／Ｒ１・・・・・・・・・・・・・・・・（７）

電流Ｉｃの分岐電流Ｉｃ１、Ｉｃ２は、（８）式と（９）式と満たす。
Ｉｃ＝Ｉｃ１＋Ｉｃ２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（８）
Ｉｃ２＝（Ｖａ−Ｖｄ）／Ｒ３・・・・・・・・・・・・・・・（９）

転写電流Ｉｔは（１０）式を満たすので、（１１）式より転写電流Ｉｔの電流値を求めることが出来る。
Ｉｔ＝Ｉｂ−Ｉｃ１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１０）
Ｉｔ＝Ｉｂ×Ｒｃ／（Ｒ１×Ｒ３）−Ｖ１／Ｒ１−Ｖｄ／Ｒ３・・・・・（１１）
尚、「Ｒｃ」＝「Ｒ１×Ｒ３＋Ｒ１×Ｒ２＋Ｒ１×Ｒ７＋Ｒ３×Ｒ２＋Ｒ３×Ｒ７」とする。

そして、ＩｂをＶｂ／Ｒ７で置き換えると、（１１）式は（１２）式となる。
Ｉｔ＝Ｖｂ×Ｒｃ／（Ｒ１×Ｒ３×Ｒ７）−Ｖ１／Ｒ１−Ｖｄ／Ｒ３・・・（１２）

制御装置１１０は、印刷動作中、上記（１２）式に基づいて、転写電流Ｉｂを算出する。そして、算出した転写電流Ｉｔの値が目標値より小さい場合には、転写電圧印加回路３００の出力電圧Ｖ２を高める（回路の基準電圧であるゼロボルトに対する電圧差を大きくする）制御を行う。一方、算出した転写電流Ｉｔの値が目標値より大きい場合には、転写電圧印加回路３００の出力電圧Ｖ２を下げる（回路の基準電圧であるゼロボルトに対する電圧差を小さくする）制御を行う。これにて、転写電流Ｉｔの電流値を目標値に制御することが出来る。

この構成では、抵抗分圧回路４００を利用して帯電電圧Ｖ１から逆転写電圧を生成する。そのため、転写電流Ｉｔをフィードバック制御するループを線形素子だけで構成することが可能となる。よって、実施形態１と同様、転写電流Ｉｔを高精度に制御できる。

尚、実施形態２では、電流Ｉｂを電流検出抵抗４３０を用いて検出したが、電流Ｉｂの検出をホール素子などを使用して検出することも可能である。この場合、転写電流Ｉｔの算出に、（ｅ）のデータは必要ない。

また、本構成の場合、逆転写電圧を発生させる抵抗分圧回路４００の第二抵抗４２０に対して現像電圧印加回路４５０が並列接続されている。そのため、印刷動作の終了に伴って、現像電圧印加回路４５０の出力を停止させて現像電圧Ｖｄをゼロボルトにする、すなわちトランジスタＴｒ３のコレクタ−エミッタ間を概ね電圧ゼロの導通状態にすると、第一抵抗４１０と第二抵抗４２０の接続点Ａの電圧が下がった状態になるので、逆転写電圧が上がり難くなる。

この場合、転写ローラ３０側から感光ドラム２７側に向かう電界が弱くなり、転写ローラ３０に付着したトナーの回収不良を発生させる恐れが生じる。

実施形態２では、図６に示すように、印刷動作後、転写ローラ３０に付着したトナーを感光ドラム２７に戻す場合（図６中の期間Ｆ）には、現像電圧印加回路４５０を出力状態に制御して現像電圧Ｖｄを３００〜４００Ｖとする。すなわち、トランジスタＴｒ３のコレクタの電圧が３００〜４００Ｖとなるように、ＰＷＭ信号Ｓ３により、トランジスタＴｒ３のベース電流を制御する。

そのため、逆転写電圧の電圧低下を抑えることが可能となり、転写ローラ３０側から感光ドラム２７側に向って、トナーを吸引するに足る一定レベルの電界が発生する。よって、転写ローラ３０に付着したトナーを感光ドラム２７側に確実に戻すことが可能となる。尚、上記（１１）式、又は（１２）式により、本発明の「前記制御装置１１０は、前記帯電電圧検出部２４０の検出値Ｖ１と、前記電流検出部４３０の検出値Ｉｂ（Ｖｂ）と、前記現像電圧検出部４７０、４８０の検出値Ｖｄと、前記第一抵抗４１０の抵抗値Ｒ１と、前記第二抵抗４２０の抵抗値Ｒ２と、前記第三抵抗４６０の抵抗値Ｒ３に基づいて、転写電流Ｉｔを算出する」が具現化されている。

＜実施形態３＞
次に、本発明の実施形態３を図７を参照して説明する。実施形態３の高圧電源装置１００は、実施形態１の高圧電源装置１００に対して、電流検出抵抗５１０、電圧検出抵抗５５０、５６０を追加し、帯電電圧検出回路２４０を廃止したものである。電流検出抵抗５１０は、図７に示すように、第一抵抗４１０と第二抵抗４２０の間に設けられている。すなわち、実施形態３では、帯電電圧Ｖ１を分圧する抵抗分圧回路４００が、第一抵抗４１０、第二抵抗４２０に加え、電流検出抵抗５１０を含む構成となっている。そして、電流検出抵抗５１０と第二抵抗４２０の接続点Ａが、接続ラインＬを介して、転写用トランス３０１の二次側巻き線の低電圧側（基準電圧側）に接続されている。

また、電圧検出抵抗５５０、５６０は、両抵抗４１０、５１０の接続点Ｅとグランド間にて直列的に接続されている。そして、２つの電圧検出抵抗５５０、５６０の接続点ｊの電圧が、制御装置１１０の入力ポートＡ４に入力される構成となっている。そのため、入力ポートＡ４の入力電圧Ｖ４と両抵抗５５０、５６０の抵抗値Ｒ５、Ｒ６から、接続点Ｅの電圧Ｖｅを検出することが出来る。尚、電圧検出抵抗５５０、５６０が本発明の電圧検出部の一例である。

そして、制御装置１１０は、印刷動作中、（ｂ）〜（ｅ）のデータに基づいて転写電流Ｉｔの電流値を算出し、算出した電流値が目標値になるように、転写電圧印加回路３００を介して転写電流Ｉｔをフィードバック制御する。

（ｂ）Ａ／ＤポートＡ２への入力電圧Ｖｂ（電流検出抵抗４３０の検出値）
（ｄ）第二抵抗４２０の抵抗値Ｒ２
（ｅ）電流検出抵抗４３０の抵抗値Ｒ７
（ｈ）電流検出抵抗５１０の抵抗値Ｒ４
（ｉ）Ａ／ＤポートＡ４への入力電圧Ｖ４（電圧検出抵抗５５０、５６０の検出値）

以下、転写電流Ｉｔの算出方法を説明する。
第二抵抗４２０と電流検出抵抗５１０の接続点Ａの電圧Ｖａは（１）式を満たし、電流検出抵抗５１０を流れる電流Ｉｅは、（１３）式を満たす。

Ｖａ＝（Ｒ２＋Ｒ７）×Ｉｂ・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
Ｉｅ＝（Ｖｅ−Ｖａ）／Ｒ４・・・・・・・・・・・・・・・・（１３）

転写電流Ｉｔは（１４）式を満たすので、（１５）式より転写電流Ｉｔの電流値を求めることが出来る。
Ｉｔ＝Ｉｂ−Ｉｅ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１４）
Ｉｔ＝Ｉｂ×（Ｒ２＋Ｒ４＋Ｒ７）／Ｒ４−Ｖｅ／Ｒ４・・・・（１５）

そして、ＩｂをＶｂ／Ｒ７で置き換え、Ｖｅを（Ｒ５＋Ｒ６）／Ｒ６×Ｖ４で置き換えると、（１５）式は（１６）式となる。
Ｉｔ＝Ｖｂ×（Ｒ２＋Ｒ４＋Ｒ７）／（Ｒ４×Ｒ７）−Ｖ４×（Ｒ５＋Ｒ６）／（Ｒ４×Ｒ６）・・・（１６）

制御装置１１０は、印刷動作中、上記（１６）式に基づいて、転写電流Ｉｂを算出する。そして、算出した転写電流Ｉｔの値が目標値より小さい場合には、転写電圧印加回路３００の出力電圧Ｖ２を高める制御を行う。一方、算出した転写電流Ｉｔの値が目標値より大きい場合には、転写電圧印加回路３００の出力電圧Ｖ２を下げる制御を行う。これにて、転写電流Ｉｔの電流値を目標値に制御することが出来る。

この構成では、抵抗分圧回路４００を利用して帯電電圧Ｖ１から逆転写電圧を生成する。そのため、転写電流をフィードバック制御するループを線形素子だけで構成することが可能となる。よって、転写電流Ｉｔを高精度に制御できる。

尚、実施形態３では、電流Ｉｂを電流検出抵抗４３０を用いて検出したが、電流Ｉｂの検出をホール素子などを使用して検出することも可能である。この場合、転写電流Ｉｔの算出に、（ｅ）のデータは必要ない。

また、制御装置１１０は、以下の（１４）式〜（１８）式から帯電電圧Ｖ１を算出する。
Ｖ１＝（Ｒ１＋Ｒ５＋Ｒ６）×Ｉｆ＋Ｒ１×Ｉｅ・・・・・・・（１４）
Ｉｆ＝Ｖ４／Ｒ６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１５）
Ｉｅ＝（Ｖｅ−Ｖａ）／Ｒ４・・・・・・・・・・・・・・・・（１６）
Ｖａ＝（Ｒ２＋Ｒ７）×Ｖｂ／Ｒ７・・・・・・・・・・・・・（１７）
Ｖ１＝Ｖ４×（Ｄ１＋Ｄ２）−Ｖｂ×Ｄ３・・・・・・・・・・（１８）

尚、Ｄ１＝（Ｒ１＋Ｒ４）×（Ｒ５＋Ｒ６）／（Ｒ４×Ｒ６）であり、Ｄ２＝Ｒ１／Ｒ６である。そして、Ｄ３＝Ｒ１（Ｒ２＋Ｒ７）／（Ｒ７×Ｒ４）である。

そして、制御装置１１０は、算出した帯電電圧Ｖ１が上限値（一例として８ｋＶ）以上になる場合、異常放電と判断する。制御装置１１０は異常放電と判断した場合、帯電電圧印加回路２００の出力を停止して、表示部５４にエラーメッセージを表示させる処理を行う。このようにすることで、帯電器２９の異常放電を早期に停止させることが可能となる。尚、上記（１５）式、又は（１６）式により、本発明の「前記制御装置１１０は、前記電圧検出部５５０、５６０の検出値Ｖｅ（Ｖ４）と、前記電流検出部４３０の検出値Ｉｂ（Ｖｂ）と、前記電流検出抵抗５１０の抵抗値Ｒ４と、前記第二抵抗４２０の抵抗値Ｒ２に基づいて転写電流Ｉｔを算出する」が具現化されている。また、上記（１８）式により、本発明の「前記制御装置１１０は、前記電圧検出部５５０、５６０の検出値Ｖ４と、前記電流検出部４３０の検出値Ｖｂと、前記第一抵抗４１０の抵抗値Ｒ１と、前記第二抵抗４２０の抵抗値Ｒ２と、前記電圧検出部５５０、５６０の抵抗値Ｒ５、Ｒ６と、前記電流検出抵抗５１０の抵抗値Ｒ４に基づいて前記帯電電圧を算出する」が具現化されている。

＜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）実施形態１〜３では、帯電電圧印加回路２００、転写電圧印加回路３００の一例に自励式のフライバックコンバータを用いたが、他励式を用いてもよい。

１…プリンタ
２７…感光ドラム（本発明の「感光体」の一例）
２９…帯電器
３０…転写ローラ（本発明の「転写体」の一例）
３１…現像ローラ（本発明の「現像器」の一例）
１００…高圧電源装置
１１０…制御装置
２００…帯電電圧印加回路
２０１…帯電用トランス
２４０…帯電電圧検出回路（本発明の「帯電電圧検出部」の一例）
３００…転写電圧印加回路
３０１…転写用トランス
４００…抵抗分圧回路
４１０…第一抵抗
４２０…第二抵抗
４３０…電流検出抵抗（本発明の「電流検出部」の一例）
４６０…第三抵抗
４５０…現像電圧印加回路
４７０、４８０…現像電圧検出抵抗（本発明の「現像電圧検出部」の一例）
５１０…電流検出抵抗
Ｔｒ１…トランジスタ（本発明の「スイッチング素子」の一例）
Ｔｒ２…トランジスタ（本発明の「スイッチング素子」の一例）

Claims (6)

1. 感光体と、
   前記感光体を帯電させる帯電器と、
   前記感光体に現像剤を供給する現像器と、
   前記感光体に担持された現像剤像を被記録媒体に転写する転写体と、
   スイッチング素子によりスイッチングされる帯電用トランスを有し、前記帯電器に帯電電圧を印加する帯電電圧印加回路と、
   スイッチング素子によりスイッチングされる転写用トランスを有し、前記転写体に帯電電圧とは逆極性の転写電圧を印加する転写電圧印加回路と、
   前記帯電電圧印加回路の出力ラインとグランド間において直列接続された第一抵抗、第二抵抗を含み、前記帯電電圧を抵抗比による分圧する抵抗分圧回路と、
   前記第一抵抗と前記第二抵抗の接続点と、前記転写用トランスの二次側巻き線の低電圧側とを接続する接続ラインと、
   前記帯電電圧を検出する帯電電圧検出部と、
   前記抵抗分圧回路の前記第二抵抗に流れる電流値を検出する電流検出部と、
   制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記帯電電圧検出部の検出値と、前記電流検出部の検出値と、前記第一抵抗の抵抗値と、前記第二抵抗の抵抗値に基づいて前記転写体に流れる転写電流を算出する処理と、
   算出した転写電流が目標値になるように前記転写電圧印加回路を制御する処理とを行う画像形成装置。
2. 前記制御装置は、前記帯電電圧検出部の検出値が上限値以上になる場合に、異常放電と判断する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第一抵抗と前記第二抵抗の接続点に接続された降圧用の第三抵抗を含み、前記帯電電圧印加回路の出力電圧を前記第一抵抗と前記第三抵抗により降圧して前記現像器に現像電圧を印加する現像電圧印加回路と、
   前記現像電圧を検出する現像電圧検出部とを備え、
   前記制御装置は、前記帯電電圧検出部の検出値と、前記電流検出部の検出値と、前記現像電圧検出部の検出値と、前記第一抵抗の抵抗値と、前記第二抵抗の抵抗値と、前記第三抵抗の抵抗値に基づいて、前記転写体に流れる転写電流を算出する請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御装置は、印字処理の終了後、前記転写体に付着した前記現像剤を前記感光体に戻す場合、前記現像電圧印加回路を出力状態に制御する請求項３に記載の画像形成装置。
5. 感光体と、
   前記感光体を帯電させる帯電器と、
   前記感光体に現像剤を供給する現像器と、
   前記感光体に担持された現像剤像を被記録媒体に転写する転写体と、
   スイッチング素子によりスイッチングされる帯電用トランスを有し、前記帯電器に帯電電圧を印加する帯電電圧印加回路と、
   スイッチング素子によりスイッチングされる転写用トランスを有し、前記転写体に帯電電圧とは逆極性の転写電圧を印加する転写電圧印加回路と、
   前記帯電電圧印加回路の出力ラインとグランド間において直列接続された第一抵抗、電流検出抵抗、第二抵抗を含み、前記帯電電圧を抵抗比による分圧する抵抗分圧回路と、
   前記電流検出抵抗と前記第二抵抗の接続点と、前記転写用トランスの二次側巻き線の低電圧側とを接続する接続ラインと、
   前記第一抵抗と前記電流検出抵抗の接続点の電圧を検出する電圧検出部と、
   前記抵抗分圧回路の前記第二抵抗に流れる電流値を検出する電流検出部と、
   制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記電圧検出部の検出値と、前記電流検出部の検出値と、前記電流検出抵抗の抵抗値と、前記第二抵抗の抵抗値に基づいて前記転写体に流れる転写電流を算出する処理と、
   算出した転写電流が目標値になるように前記転写電圧印加回路を制御する処理と、を行う画像形成装置。
6. 前記制御装置は、前記電圧検出部の検出値と、前記電流検出部の検出値と、前記第一抵抗の抵抗値と、前記第二抵抗の抵抗値と、前記電圧検出部の抵抗値と、前記電流検出抵抗の抵抗値に基づいて前記帯電電圧を算出し、算出した帯電電圧が上限値以上になる場合に異常放電と判断する請求項５に記載の画像形成装置。

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