JP5683100B2

JP5683100B2 - 電源及び画像形成装置

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Description

本発明は、接続される負荷の変動に対応可能な電源とその電源を備えた画像形成装置に関する。

正極性と負極性の両極性の電圧（以下、バイアスともいう）を印加する構成として、正極性または負極性の電圧を出力用の電源を夫々直列に接続して、正極性又は負極性の電源を選択的に出力する電源が従来から知られている。正極性と負極性の電圧を出力する従来の電源構成の一例について図８を用いて簡単に説明する。図８に示すように、負バイアス生成回路１００１と、正バイアス生成回路１００３を直列に接続し、夫々の出力端子が負荷１００５に接続されている。この構成でトランス１００２を駆動させれば（トランス１００４は駆動しない）負バイアスが負荷に印加され、トランス１００４を駆動させれば（トランス１００２は駆動しない）正バイアスが負荷に印加される。このような電源構成は特許文献１に開示されている。

特開平６−３１８１１７号公報

しかし、従来の電源構成では、両極性のバイアスを正バイアス生成回路と負バイアス生成回路の両回路を夫々を接続して選択する必要があったため回路規模が大きくなる。つまり、電源回路の規模を小さくし基板や装置のサイズをより小さくする妨げとなってしまう。また、電源から出力する目標電圧の値を制御する制御信号の他に、正バイアスと負バイアスを切り替えるための別の制御信号を有する必要があり、正負バイアスを必要な負荷が複数あれば制御信号数が増大してしまう。

したがって、本発明は、上述の点に鑑み、回路規模を小さくして、かつ、容易に出力電圧の極性を切り換えることが可能な電源を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための、本発明の電源は、トランスと、前記トランスの１次側に接続され、前記トランスを駆動するスイッチング手段と、前記トランスに２次側に接続された容量素子と、前記トランスの１次側に接続され、前記トランスの２次側から前記容量素子を介して負荷に出力される出力電圧を制御するために前記容量素子の電圧を調整する電圧調整手段と、前記トランスの２次側の前記容量素子の両端に接続される複数の定電圧手段とを備え、前記２次側の容量素子の電圧が所定電圧になるまでは、前記複数の定電圧手段を介することなく、前記２次側に接続される負荷に電流が流れることにより、所定極性の出力電圧が生成され、前記２次側の容量素子の電圧が前記所定電圧を超えると、前記複数の定電圧手段を介して前記負荷に電流が流れることにより、前記所定極性とは逆極性の出力電圧が生成されることを特徴とする。
また、本発明の他の電源は、トランスと、前記トランスの１次側に接続され、前記トランスを駆動するスイッチング手段と、前記トランスに２次側に接続された容量素子と、前記トランスの１次側に接続され、前記トランスの２次側から前記容量素子を介して負荷に出力される出力電圧を制御するために前記容量素子の電圧を調整する電圧調整手段と、前記トランスの２次側の前記容量素子に対して、前記出力電圧を出力する側に接続される定電圧手段とを備え、前記２次側の容量素子の電圧が所定電圧になるまでは、前記定電圧手段を介することなく、前記２次側に接続される負荷に電流が流れることにより、所定極性の出力電圧が生成され、前記２次側の容量素子の電圧が前記所定電圧を超えると、前記定電圧手段を介して前記負荷に電流が流れることにより前記所定極性とは逆極性の出力電圧が生成されることを特徴とする。
また、本発明の他の電源は、定電圧生成手段と、前記定電圧生成手段の出力部に接続された容量素子と、前記容量素子を介して負荷に出力される出力電圧を制御するために前記容量素子の電圧を調整する電圧調整手段と、前記容量素子の両端に接続される複数の定電圧手段とを備え、前記容量素子の電圧が所定電圧になるまでは、前記複数の定電圧手段を介することなく、前記容量素子を介して接続される負荷に電流が流れることにより、所定極性の出力電圧が生成され、前記容量素子の電圧が前記所定電圧を超えると、前記複数の定電圧手段を介して前記負荷に電流が流れることにより前記所定極性とは逆極性の出力電圧が生成されることを特徴とする。
また、本発明の他の電源は、定電圧生成手段と、前記定電圧生成手段の出力部に接続された容量素子と、前記容量素子を介して負荷に出力される出力電圧を制御するために前記容量素子の電圧を調整する電圧調整手段と、前記容量素子に対して、前記出力電圧を出力する側に接続される定電圧手段とを備え、前記容量素子の電圧が所定電圧になるまでは、前記定電圧手段を介することなく、前記容量素子を介して接続される負荷に電流が流れることにより、所定極性の出力電圧が生成され、前記容量素子の電圧が前記所定電圧を超えると、前記定電圧手段を介して前記負荷に電流が流れることにより前記所定極性とは逆極性の出力電圧が生成されることを特徴とする。
また、本発明の他の電源は、容量素子と、前記容量素子の両端に接続され、前記容量素子の電圧が調整されることにより、前記容量素子を介して負荷に出力する出力電圧の極性を切り換えるための複数の定電圧手段と、を備え、前記容量素子の電圧が所定電圧になるまでは、前記複数の定電圧手段を介することなく前記負荷に電流が流れることにより所定極性の出力電圧が生成され、前記容量素子の電圧が前記所定電圧を超えると、前記複数の定電圧手段を介して前記負荷に電流が流れることにより前記所定極性とは逆極性の出力電圧が生成されることを特徴とする。
また、本発明の他の電源は、容量素子と、前記容量素子に対して、前記容量素子を介して接続される負荷に出力電圧を出力する側に接続され、前記容量素子の電圧が調整されることにより、前記容量素子を介して負荷に出力する出力電圧の極性を切り換えるための定電圧手段と、を備え、前記容量素子の電圧が所定電圧になるまでは、前記定電圧手段を介することなく、前記容量素子を介して接続される負荷に電流が流れることにより、所定極性の出力電圧が生成され、前記容量素子の電圧が前記所定電圧を超えると、前記定電圧手段を介して前記負荷に電流が流れることにより前記所定極性とは逆極性の出力電圧が生成されることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、記録媒体に画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部に出力する電源とを備え、前記電源は、トランスと、前記トランスの１次側に接続され、前記トランスを駆動するスイッチング手段と、前記トランスに２次側に接続された容量素子と、前記トランスの１次側に接続され、前記トランスの２次側から前記容量素子を介して負荷に出力される出力電圧を制御するために前記容量素子の電圧を調整する電圧調整手段と、前記トランスの２次側の前記容量素子の両端に接続される複数の定電圧手段とを備え、前記２次側の容量素子の電圧が所定電圧になるまでは、前記複数の定電圧手段を介することなく、前記２次側に接続される負荷に電流が流れることにより、所定極性の出力電圧が生成され、前記２次側の容量素子の電圧が前記所定電圧を超えると、前記複数の定電圧手段を介して前記負荷に電流が流れることにより、前記所定極性とは逆極性の出力電圧が生成されることを特徴とする画像形成装置。
また、本発明の他の画像形成装置は、記録媒体に画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部に出力する電源とを備え、前記電源は、トランスと、前記トランスの１次側に接続され、前記トランスを駆動するスイッチング手段と、前記トランスに２次側に接続された容量素子と、前記トランスの１次側に接続され、前記トランスの２次側から前記容量素子を介して負荷に出力される出力電圧を制御するために前記容量素子の電圧を調整する電圧調整手段と、前記トランスの２次側の前記容量素子に対して、前記出力電圧を出力する側に接続される定電圧手段とを備え、前記２次側の容量素子の電圧が所定電圧になるまでは、前記定電圧手段を介することなく、前記２次側に接続される負荷に電流が流れることにより、所定極性の出力電圧が生成され、前記２次側の容量素子の電圧が前記所定電圧を超えると、前記定電圧手段を介して前記負荷に電流が流れることにより前記所定極性とは逆極性の出力電圧が生成されることを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、回路規模を小さくし、かつ、容易に出力電圧の極性を切り換えることができる。

実施例１の電源の電圧生成回路。実施例１の電圧生成回路による電圧印加シーケンスを示すフローチャート。実施例１の電圧生成回路による電圧印加のタイミングを示す図。実施例１のコンデンサ２０４の両端電圧と出力端２０８電位の変化を示す図。実施例２の電圧生成回路。定着装置の構成を示す図。画像形成装置の全体構成を示す図。従来の電源の電圧生成回路。

次に、上述した課題を解決するための本発明の具体的な構成について、以下に実施例に基づき説明する。なお、以下に示す実施例は一例であって、この発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１、図２、図３、図７を参照して、実施例１の電源および画像形成装置について説明する。

［装置の全体構成］
図７に本実施例１における画像形成装置及び電源の概略構成を示す。本実施例１では、画像形成装置として、電子写真方式によって記録媒体としてのシートに画像を形成するレーザプリンタ１００を用いている。図６に示すように、レーザプリンタ１００は、シートＰを収納する用紙積載部としてのデッキ１０１を有する。デッキ１０１からシートＰを給紙して送り出すピックアップローラ１０４が設けられている。ピックアップローラ１０４からシートＰの搬送方向の下流側に、ピックアップローラ１０４によって送り出されたシートＰを搬送する給紙ローラ１０５、給紙ローラ１０５と対向してシートＰを分離するためのリタードローラ１０６が設けられている。さらに、その搬送方向の下流側には、シートＰを搬送するための搬送ローラ対１０８が設けられている。搬送ローラ対１０８のシートＰの搬送方向の下流側には、画像形成動作のタイミングと同期をとってシートＰを搬送するためのレジストローラ対１０９とレジストローラ対１０９へのシートＰの搬送状態を検知するセンサ１１０が配設されている。また、レジストローラ対１０９の下流側には、後述するレーザースキャナ部１１１からのレーザ光に基づいて感光ドラム１上に形成された静電潜像に現像剤を供給して、静電潜像を現像剤像として可視化するプロセスカートリッジ１１２が設けられている。

本実施例１においては、プロセスカートリッジ１１２は、画像形成装置の画像形成部の一部を備えている。具体的には画像形成部としての像担持体としての感光ドラム１、感光ドラム１の表面を一様に帯電する帯電部材としての帯電ローラ２、現像剤を収容する現像容器１３５、感光ドラム１上の静電潜像に現像剤を供給して現像剤像として可視化する現像ローラ１３４を備えている。そして、このプロセスカートリッジ１１２は着脱可能に構成されており、現像剤がなくなった場合等には新しいものに交換される。

感光ドラム１と対向する位置には、感光ドラム１上に形成された現像剤像をシートＰに転写するための転写部材としての転写ローラ１１３が設けられており、感光ドラム１と転写ローラ１１３とでシートＰを挟持する転写ニップ部を形成する。転写ニップ部よりもシートＰの搬送方向の下流側には、搬送ガイド１１５が設けられている。また、搬送ガイド１１５よりもシートＰの搬送方向の下流側には、シートＰに転写された現像剤像をシートＰに定着させるための定着装置２０が設けられている。定着装置２０としては、シートＰに転写された現像剤像を加熱及び加圧定着するために、内部にヒーター２３を備えた加熱部材としての定着フィルム２１と、定着フィルム２１に対向して設けられた加圧部材としての加圧ローラ２４を備えている。

また、本実施例１におけるレーザビームプリンタ１００には、高電圧を発生して上記の帯電ローラ２、現像ローラ１３４、転写ローラ１１３、定着フィルム２１に高電圧（以下、バイアスともいう）を印加する高電圧出力用の電源３（以下、高圧電源３という）が設けられている。また、レーザプビームプリンタ１００の画像形成動作を制御するＣＰＵ５を有するプリンタ制御部４を備えている。なお、高圧電源３による高電圧の出力動作はプリンタ制御部４からの制御信号によって制御される。

また、シートＰに現像剤像を転写する際は、センサ１１０で転写ニップ部に搬送されるシートＰの先端を検知し、検知したタイミングに応じて、感光ドラム１への静電潜像の形成のタイミングを制御する。つまり、レジストローラ対１０９を一時停止させて、感光ドラム上の現像剤像がシートＰの所定の位置に転写されるようにタイミングをあわせる。

なお、以下に詳細に説明する本実施例１の構成では、一例として転写ローラ１１３にバイアスを印加する構成を例にあげて説明するが、バイアスの印加対象は転写ローラ１１３に限られるものではない。所謂、正極性と負極性の両方のバイアスを必要とするものであれば適用可能である。

［高圧電源の構成］
図１、図２、図３を参照して、本実施例１における高圧電源の構成について説明する。図１は、本実施例１におけるバイアス印加部として高圧電源３の電圧生成回路を示す。本実施例１では、高電圧の印加対象として上記の転写部材としての転写ローラ１１３を例にあげて説明する。転写ローラ１１３に印加するバイアスとしては正極性のバイアスと負極性のバイアスが必要となる。図２は転写バイアス印加シーケンスのフローチャートであり、図３は図２の転写バイアス印加の各タイミングにおけるバイアスレベル（電圧値）を示した図である。図４は、図１の電圧生成回路が動作した際の電圧の関係を示したものであり、具体的には図１の回路におけるコンデンサ２０４の両端に印加される電圧と出力端２０８の電位（負荷にかかる電圧）の関係を表している。

なお、以下、転写ローラ１１３に印加する正極性のバイアス出力を転写正バイアス、負極性のバイアス出力を転写負バイアスと称して説明する。感光ドラム１と転写ローラ１１３で形成される転写ニップ部をシートＰが通過している間、転写正バイアスが転写ローラに１１３に印加される。これにより現像剤像がシートＰに転写される。転写ローラ１１３は環境（温度や湿度）の変化により、そのインピーダンス（抵抗値）が変化するため、転写正バイアスには広い出力範囲が求められる。つまり、環境の変化に対応して転写正バイアスを可変制御する必要がある。また、転写正バイアスの出力特性が線形であれば制御が容易になる。

なお、本実施例１では、負極性に帯電した現像剤としてのトナーを用いている例で説明するが、トナーの極性としても正極性に帯電したトナーを用いることも可能である。その場合は、シートＰに現像剤像を転写するために転写負バイアスを印加して可変制御するようにすればよい。また、以下に説明するように、シートＰが転写ニップ部を通過して、次のシートＰが転写ニップ部に来るまでの期間において転写正バイアスを印加すればよい。このように、適用する装置のトナーの帯電極性に応じて転写バイアスを適宜、所定極性に設定すればよい。

まず、図２、図３を用いて先に説明した画像形成動作において転写ローラにバイアスを印加するタイミングについて詳細に説明する。なお、図２のＳ１０１〜Ｓ１０６の各ステップは、図３のＳ１０１〜Ｓ１０６の各タイミングと対応している。転写ローラへのバイアス印加手順は、センサ１１０によってシートＰを検知したことが基準となり開始する。センサ１１０によってシートＰの先端の通過を検知する（Ｓ１０１）と、プリンタ制御部４のＣＰＵ５は、シートＰの搬送速度に応じた所定時間したかを判断する（Ｓ１０２）。所定時間経過後、転写正バイアスを印加して、シートＰがセンサ１１０から転写ニップ部に到達する迄の期間に、転写正バイアスの出力値の微調整を行う（Ｓ１０３）。そして、シートＰが転写ニップ部の間に存在する期間に微調整後の転写正バイアスを出力する（Ｓ１０４）。上記で説明したように、転写正バイアスが印加されて感光ドラム１上の現像剤像（トナー像）を転写ローラ１１３側に引き付ける方向に電圧をかけ、転写ニップ部にあるシートＰに現像剤像を転写する。次に、シートＰが転写ニップ部を通過して、次のシートＰが転写ニップ部に来るまでの期間において転写負バイアスを印加する（Ｓ１０５）。この転写負バイアスを印加するのは、転写ローラ１１３に僅かに付着してしまったトナーを感光ドラム１に引き戻すように電圧をかけて、次のシートの裏面に転写ローラに付着したトナーが付着しないように転写ローラ１１３上のトナーを除去（クリーニング）するためである。本実施例１で説明した転写ローラ１１３へのバイアスは、転写正バイアスとして約２ＫＶ、転写負バイアスとして約−５００Ｖの例を示したが、装置の環境変動に応じて、このバイアスの値は調整される。

次に、図１と図４を用いて電圧生成回路の動作と、動作時の負荷（転写ローラ１１３）に印加される電圧を説明する。一例として回路における抵抗２０６、２０９、定電圧素子の一例としての定電圧ダイオード２０７、２０９の降伏電圧が以下に示す値、定数の素子を用いたものとして説明する。なお、個々に示す各素子の抵抗値、定数は、電圧印加対象となる負荷に応じて選定すればよく、対象の負荷が変れば適宜、抵抗値や定数変更すればよい。

［抵抗値と降伏電圧の一例］
抵抗２０６の抵抗値：８０ＭΩ
抵抗２０９の抵抗値：４０ＭΩ
定電圧ダイオード２０７の降伏電圧：１ｋＶ
定電圧ダイオード２０９の降伏電圧：１．６ｋＶ
図１において、プリンタ制御部４のＣＰＵ５からトランス（電磁トランス）の１次側のスイッチング素子２０３（以下、ＦＥＴ２０３という）にクロック信号を入力する。クロック信号に応じてＦＥＴ２０３がスイッチングしてトランス２１１を駆動すると、トランスの２次側から出力される電流は整流ダイオード２０５により整流され、トランスの２次側の出力部に接続される容量素子であるコンデンサ２０４の両端に電圧が発生する。コンデンサ２０４の両端にかかる電圧（以下、Ｖｃという）は、トランスの１次側の容量素子であるコンデンサ２０２に印加される電圧に依存する。このコンデンサ２０２に印加される電圧は、ＣＰＵ５からのＰＷＭ値を示す信号によって調整される。不図示のトランスの２次側からの出力電圧がＣＰＵ５にフィードバックされて、フィードバックされた出力電圧が目標電圧となるようにＣＰＵ５がＰＷＭ値を変更する信号が反転増幅回路としての積分回路２１２及び抵抗２２５を介してトランジスタ２０１のベース端子に入力される。そしてトランジスタ２０１によってコンデンサ２０２の電圧が調整される。つまりＣＰＵ５からのＰＷＭ値を示す信号、積分回路２１２、トランジスタ２０１が１次側の電圧調整部として機能する。なお、トランジスタ２０１のコレクタ端子は抵抗２２４を介して電源電圧に接続され、エミッタ端子はコンデンサ２０２に接続される。本実施例１では、Ｖｃを０Ｖから上昇されて約１６００Ｖ迄は２つの定電圧ダイオード２０７と２０９がＯＦＦ状態である。定電圧ダイオード２０７と２１０がＯＦＦ状態なので、負荷（転写ローラ）１１３への主電流ループ（電流の流れ）が、矢印２２２、矢印２２３で示すように、抵抗２０６→負荷１１３→端子２０８→抵抗２０９となり抵抗による分圧された電圧が負荷へ印加される。この状態は、コンデンサ２０４の両端電圧と出力端２０８の電位との関係を示す図４における、ｄ１０１で示される範囲に対応する。

次に、Ｖｃが約１６００Ｖになると定電圧ダイオード２１０の両端の電圧が降伏電圧１ｋＶとなり、Ｖｃを上げても定電圧ダイオード２１０の両端の電圧は約１ｋＶにクランプされ、負荷（転写ローラ）１１３には抵抗２０９、感光ドラム１の抵抗値とで分圧された電圧が印加される。この状態は図４におけるｄ１０２で示される範囲に対応する。さらに、Ｖｃを上昇していくと約１８００Ｖで定電圧ダイオード２０７の両端電圧が降伏電圧約１．６ｋＶとなる。そしてＶｃを約１８００Ｖ以上に上昇していくと、矢印２２０、矢印２２１のループでも電流が流れるようになる。抵抗２０６に対して定電圧ダイオード２０７の抵抗分は非常に小さいため２０７を介して負荷（転写ローラ）１１３へ電流が流れていく。この状態は図４におけるｄ１０３で示される範囲に対応する。そして約２６００Ｖで負荷へ流れる電流は抵抗２０６を介する電流ループと定電圧ダイオード２０７を介する電流ループで相殺されて０Ｖとなり、以降は、極性が正となって電圧が上昇していく。この状態は図４におけるｄ１０４で示される範囲に対応する。

転写正バイアスを出力する場合、説明したように、定電圧ダイオード２０７にＶｃが所定電圧以上、本実施例では約２６００Ｖ以上になるように出力を調整する。なお、この所定電圧は電圧出力対象する負荷等に応じて、定電圧ダイオード２０７の降伏電圧を適宜選択すれば調整可能である。端子２０８に接続される負荷（転写ローラ）１１３への主電流ループが、矢印２２２、矢印２２３で示した定電圧ダイオード２０７→端子２０８→負荷１１３→定電圧ダイオード２１０となることで転写正バイアスが出力される。このとき、負荷１１３へ印加される電圧Ｖｏは、以下の式１で表される。
Ｖ０＝Ｖｃ−Ｖｚ１−Ｖｚ２・・・（式１）
Ｖｚ１：定電圧ダイオード２０７の降伏電圧
Ｖｚ２：定電圧ダイオード２１０の降伏電圧
よって、負荷１１３に印加される電圧は図４におけるｄ１０４で示すように、コンデンサ２０４の両端にかかる電圧Ｖｃに対して線形（リニアな）特性を持つことになる。

一方、転写負バイアスを印加する場合は、定電圧ダイオード２０７に降伏電圧以下の電圧が印加されるように、Ｖｃを約２６００Ｖ未満に出力を調整すると、端子２０８に接続される転写ローラ１１３への主電流ループが、抵抗２０６→負荷１１３→端子２０８→抵抗２０９となり転写負バイアスが印加される。転写負バイアスは負荷変動にかかわらず一定の電圧を出力する場合もあるため、図４におけるｄ１０２のように多少Ｖｃが変動しても負荷に一定以上の電圧が印加されれば特に問題はない。なお転写負バイアスの印加レベルを可変制御する場合は、図４におけるｄ１０１やｄ１０３の範囲を用いればよい。

以上説明したように、トランジスタ２０１のゲート電圧を調整することにより定電圧ダイオード２０７に印加される電圧が変化して、定電圧ダイオード２０７の降伏電圧を閾値として負荷としての転写ローラ１１３への主電流ループの方向が変わる。これにより転写バイアスの極性を切り換えることができる。また、図４（ｄ１０４）に示すように、転写正バイアスを線形特性をもつ範囲で制御でき、かつ、転写負バイアスも出力することができる。

以上、本実施例１によれば、電源回路への出力レベルを変更することによって負荷に出力されるバイアスの極性を切り換えることができ、回路構成が小さくすることができ、かつ、出力電圧の制御を容易にすることができる。

次に、図５、図６を参照して第２実施例に係る高圧電源について説明する。本実施例２では、実施例１に対して電圧生成回路と電圧印加対象が異なる。なお電圧生成回路以外の構成は、上記の実施例１と同様であるため、その説明は省略する。

［定着装置の詳細構成］
まず、本実施例２における電圧印加対象としての定着装置２０の構成について図６を用いて詳しく説明する。本実施例２における定着装置２０は、定着フィルム（定着部材）２１とそれに圧接する加圧ローラ（加圧部材）２４とを有しており、加圧ローラ２４が定着フィルム２１に圧接することにより、定着ニップ部が形成されている。定着フィルム２１は可撓性を有するフィルムであり、その内周面には図５で示されるヒーター２３、ホルダ２２を備えている。ホルダ２２は、ヒーター２３を保持すると共に、定着フィルム２１の回転をガイドする機能を有している。また、加圧ローラ２４は、絶縁層を形成する絶縁チューブ２７、導電性の弾性ローラ２６、芯金２５から構成されており、芯金２５は接地されている。このように加圧ローラ２４に絶縁チューブ２７を設けることで、定着フィルム２１と加圧ローラ２４との間で所定の電位差を形成する。

本実施例２では、定着フィルム２１に対して、高圧電源３からブラシ２９を介してトナーと同極性のバイアス（本実施例２では負極性のバイアス）が印加される。シートＰ上で未定着状態である現像剤像を定着する際に印加される、この電圧を以下、定着バイアスという。なお、本実施例２では負極性に帯電したトナーを用いているが、正極性に帯電したトナーを用いることもできる。

このように本実施例２では、定着装置によってシートＰに転写された現像剤像を定着する時に、定着フィルム２１に定着バイアスを印加し、定着ニップ部では、現像剤像に対して定着フィルム２１から加圧ローラ２４の方向に作用する力がかかる。つまり、シートＰ上の未定着の現像剤像をシートＰ上に押さえつける方向（定着フィルム２１から加圧ローラ２４に向かう方向）の電界を発生するよう構成されている。

なお、本実施例２では、加圧ローラ２４に絶縁層（絶縁チューブ２７）を設ける構成で説明したが、定着フィルム２１または加圧ローラ２４の少なくとも一方に絶縁層を設ける構成でもよい。例えば、定着フィルム２１に絶縁層を設ける場合は、バイアスの極性を本実施例の場合と逆（正極性）にして、定着フィルム２１にバイアスを印加する構成とすればよい。

［高圧電源の構成］
次に、図５を参照して、本実施例２における電圧印加回路の構成ついて説明する。図５は、本実施例２におけるバイアス印加手段としての高圧電源３の電圧生成回路を示す。上記したように、定着バイアスを印加することで、定着フィルム２１と加圧ローラ２４とで形成される定着ニップ部をシートＰが通過している間は、未定着の現像剤像をシートＰ上に押さえつける方向の電界を発生する。具体的には、プリンタ制御部４のＣＰＵ５からの制御信号に基づいて、シートＰが定着ニップ部を通過している間、ＣＰＵ５よりＦＥＴ３０３にクロックを入力してＦＥＴ３０３をスイッチングしてトランス３１１を駆動する。トランス３１１が駆動すると２次側の電流は整流ダイオード３０５により整流され、コンデンサ３０４の両端に電圧が発生する。端子３０８からブラシ２９に定着バイアスが印加されて定着フィルム２１に対して定着バイアスが出力される。コンデンサ３０４の両端に印加される電圧（以下、Ｖｃａという）は、不図示のトランスの２次側からの出力電圧をＣＰＵ５にフィードバックして、フィードバックした電圧が目標の電圧となるようにＣＰＵ５がＰＷＭ値を変更して、積分回路３１２及び抵抗３２５を介してトランジスタ３０１のベース端子に入力される。そしてトランジスタ３０１によってコンデンサ２０２の電圧が調整される。なお、トランジスタ３０１のコレクタ端子は抵抗３２４を介して電源電圧に接続される。上記したように、少なくとも定着ニップ部をシートＰが通過している間は、定着バイアスとして負極性のバイアスが出力される。

なお、複数のシートＰが定着ニップ部を連続して通過すると、その枚数が増加するに伴い、シートＰと加圧ローラ２４の摩擦、定着バイアスによる影響で、加圧ローラ２４表面の絶縁チューブ２７が次第に負極性へ帯電していく。そして、加圧ローラ２４の表面電位が定着フィルム２１の表面電位より低くなると、定着バイアスを印加して形成していた電界が打ち消され、さらに、未定着トナーに対して加圧ローラ２４から定着フィルム２１の方向へ作用する電界が発生する。こうなると、未定着の現像剤像が、記録紙Ｐから定着フィルム２１へ引きつける（シートＰから剥がされる）方向の電界が発生し、所謂、オフセットが発生しやすい状態になる。

そこで、本実施例２では、装置が駆動中であって、かつ、シートＰが定着ニップ部を通過していない期間に、定着バイアス（本実施の場合では負極性）とは逆極性のバイアス（正極性）を定着フィルム２１に印加する。負極性のバイアスを印加する場合、定電圧ダイオード３０９に降伏電流が流れるようにＶｃａを調整すると、端子３０８に接続される負荷（定着フィルム）２１への主電流ループ（電流の流れ）が、矢印３２２、矢印３２３で示した抵抗３０６→負荷２１→端子３０８→定電圧ダイオード３０９となることで定着負バイアスが印加される。一方、正極性のバイアスを印加する場合、定電圧ダイオード３０９に降伏電圧以下の電圧がかかるようにＶｃａを調整すると、端子３０８に接続される定着フィルム２１への主たる電流ループが、矢印３２０、矢印３２１で示した抵抗３０７→端子３０８→定着フィルム２１→抵抗３１０となることで定着正バイアスが印加される。

つまり、トランジスタ３０１のゲート電圧を調整することにより定電圧ダイオード２０７に印加される電圧が変化して、定電圧ダイオード３０７の降伏電圧を閾値として定着フィルム２１への主電流ループの方向が変わることで定着バイアスの極性を切り換えることができる。

以上、本実施例よれば、電源回路への出力レベルを変更することによって負荷に出力されるバイアスの極性を切り換えることができ、回路構成が小さくすることができ、かつ、出力電圧の制御を容易にすることができる。

また、この構成によれば、実施例１より出力される電圧の範囲が狭くなるが、定電圧ダイオードの代わりに安価な抵抗を用いるため、さらに安価に回路を構成することができる。

＜他の実施形態＞
上記の実施例１における電圧印加対象を実施例２で説明した定着装置とすることも可能であり、また、実施例２における電圧印加対象を実施例１で説明した転写部材としての転写ローラとすることも可能である。

上記実施例１、２においては、定電圧生成部として電磁トランスを用いた定電圧生成回路を前提に説明したが、定電圧を生成する回路としては電磁トランスに限らない。例えば、圧電トランスを用いた回路や他の定電圧源であっても実施例１、２で説明した出力電圧の極性を切り換える回路を適用することが可能である。

２０１トランジスタ
２０２、２０４コンデンサ
２０５ダイオード
２０６、２０９抵抗
２０７、２１０定電圧ダイオード
２１１トランス

Claims

トランスと、
前記トランスの１次側に接続され、前記トランスを駆動するスイッチング手段と、
前記トランスに２次側に接続された容量素子と、
前記トランスの１次側に接続され、前記トランスの２次側から前記容量素子を介して負荷に出力される出力電圧を制御するために前記容量素子の電圧を調整する電圧調整手段と、
前記トランスの２次側の前記容量素子の両端に接続される複数の定電圧手段とを備え、前記２次側の容量素子の電圧が所定電圧になるまでは、前記複数の定電圧手段を介することなく、前記２次側に接続される負荷に電流が流れることにより、所定極性の出力電圧が生成され、前記２次側の容量素子の電圧が前記所定電圧を超えると、前記複数の定電圧手段を介して前記負荷に電流が流れることにより、前記所定極性とは逆極性の出力電圧が生成されることを特徴とする電源。
トランスと、
前記トランスの１次側に接続され、前記トランスを駆動するスイッチング手段と、
前記トランスに２次側に接続された容量素子と、
前記トランスの１次側に接続され、前記トランスの２次側から前記容量素子を介して負荷に出力される出力電圧を制御するために前記容量素子の電圧を調整する電圧調整手段と、前記トランスの２次側の前記容量素子に対して、前記出力電圧を出力する側に接続される定電圧手段とを備え、
前記２次側の容量素子の電圧が所定電圧になるまでは、前記定電圧手段を介することなく、前記２次側に接続される負荷に電流が流れることにより、所定極性の出力電圧が生成され、前記２次側の容量素子の電圧が前記所定電圧を超えると、前記定電圧手段を介して前記負荷に電流が流れることにより前記所定極性とは逆極性の出力電圧が生成されることを特徴とする電源。
前記定電圧手段は、定電圧ダイオードを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の電源。
記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部に出力する電源とを備え、
前記電源は、
トランスと、
前記トランスの１次側に接続され、前記トランスを駆動するスイッチング手段と、
前記トランスに２次側に接続された容量素子と、
前記トランスの１次側に接続され、前記トランスの２次側から前記容量素子を介して負荷に出力される出力電圧を制御するために前記容量素子の電圧を調整する電圧調整手段と、
前記トランスの２次側の前記容量素子の両端に接続される複数の定電圧手段とを備え、前記２次側の容量素子の電圧が所定電圧になるまでは、前記複数の定電圧手段を介することなく、前記２次側に接続される負荷に電流が流れることにより、所定極性の出力電圧が生成され、前記２次側の容量素子の電圧が前記所定電圧を超えると、前記複数の定電圧手段を介して前記負荷に電流が流れることにより、前記所定極性とは逆極性の出力電圧が生成されることを特徴とする画像形成装置。
記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部に出力する電源とを備え、
前記電源は、
トランスと、
前記トランスの１次側に接続され、前記トランスを駆動するスイッチング手段と、
前記トランスに２次側に接続された容量素子と、
前記トランスの１次側に接続され、前記トランスの２次側から前記容量素子を介して負荷に出力される出力電圧を制御するために前記容量素子の電圧を調整する電圧調整手段と、
前記トランスの２次側の前記容量素子に対して、前記出力電圧を出力する側に接続される定電圧手段とを備え、
前記２次側の容量素子の電圧が所定電圧になるまでは、前記定電圧手段を介することなく、前記２次側に接続される負荷に電流が流れることにより、所定極性の出力電圧が生成され、前記２次側の容量素子の電圧が前記所定電圧を超えると、前記定電圧手段を介して前記負荷に電流が流れることにより前記所定極性とは逆極性の出力電圧が生成されることを特徴とする画像形成装置。
前記画像形成部は、記録媒体に形成された画像を定着する定着部を含むことを特徴とする請求項４または５に記載の画像形成装置。
前記定電圧手段は、定電圧ダイオードを含むことを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
定電圧生成手段と、
前記定電圧生成手段の出力部に接続された容量素子と、
前記容量素子を介して負荷に出力される出力電圧を制御するために前記容量素子の電圧を調整する電圧調整手段と、
前記容量素子の両端に接続される複数の定電圧手段とを備え、
前記容量素子の電圧が所定電圧になるまでは、前記複数の定電圧手段を介することなく、前記容量素子を介して接続される負荷に電流が流れることにより、所定極性の出力電圧が生成され、前記容量素子の電圧が前記所定電圧を超えると、前記複数の定電圧手段を介して前記負荷に電流が流れることにより前記所定極性とは逆極性の出力電圧が生成されることを特徴とする電源。
定電圧生成手段と、
前記定電圧生成手段の出力部に接続された容量素子と、
前記容量素子を介して負荷に出力される出力電圧を制御するために前記容量素子の電圧を調整する電圧調整手段と、
前記容量素子に対して、前記出力電圧を出力する側に接続される定電圧手段とを備え、前記容量素子の電圧が所定電圧になるまでは、前記定電圧手段を介することなく、前記容量素子を介して接続される負荷に電流が流れることにより、所定極性の出力電圧が生成され、前記容量素子の電圧が前記所定電圧を超えると、前記定電圧手段を介して前記負荷に電流が流れることにより前記所定極性とは逆極性の出力電圧が生成されることを特徴とする電源。
前記定電圧手段は、定電圧ダイオードを含むことを特徴とする請求項８または９に記載の電源。
前記負荷は、記録材に画像を形成するために用いられる画像形成部であり、
前記画像形成部は、記録材に画像を転写するための転写部材、または、記録材に転写された画像を該記録材に定着するための定着部を含むことを特徴とする請求項９または１０のいずれか１項に記載の電源。
容量素子と、
前記容量素子の両端に接続され、前記容量素子の電圧が調整されることにより、前記容量素子を介して負荷に出力する出力電圧の極性を切り換えるための複数の定電圧手段と、を備え、
前記容量素子の電圧が所定電圧になるまでは、前記複数の定電圧手段を介することなく前記負荷に電流が流れることにより所定極性の出力電圧が生成され、前記容量素子の電圧が前記所定電圧を超えると、前記複数の定電圧手段を介して前記負荷に電流が流れることにより前記所定極性とは逆極性の出力電圧が生成されることを特徴とする電源。
容量素子と、
前記容量素子に対して、前記容量素子を介して接続される負荷に出力電圧を出力する側に接続され、前記容量素子の電圧が調整されることにより、前記容量素子を介して負荷に出力する出力電圧の極性を切り換えるための定電圧手段と、を備え、
前記容量素子の電圧が所定電圧になるまでは、前記定電圧手段を介することなく、前記容量素子を介して接続される負荷に電流が流れることにより、所定極性の出力電圧が生成され、前記容量素子の電圧が前記所定電圧を超えると、前記定電圧手段を介して前記負荷に電流が流れることにより前記所定極性とは逆極性の出力電圧が生成されることを特徴とする電源。
前記定電圧手段は、定電圧ダイオードを含むことを特徴とする請求項１２または１３に記載の電源。
前記負荷は、記録材に画像を形成するために用いられる画像形成部であり、
前記画像形成部は、記録材に画像を転写するための転写部材、または、記録材に転写された画像を該記録材に定着するための定着部を含むことを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の電源。