JP6808437B2 - 電源装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、高電圧を生成する電源装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。

電子写真方式を採用する画像形成装置には、高電圧を生成する高圧電源装置が備えられており、記録材などに画像形成を行う画像形成プロセスには欠かせない存在となっている。高圧電源装置としては、高電圧を印加する装置に応じて、例えば、帯電装置用の帯電高圧電源、現像装置用の現像高圧電源、転写装置用の転写高圧電源、定着装置用の定着高圧電源等、各種モジュール化された電源装置が存在する。また、例えば、転写高圧電源装置では、同じ出力端子から正極性と負極性の２つの極性の直流電圧を出力可能な回路を備えている。

図５は、電子写真方式による画像形成部の概略構成を説明する模式図である。図５において、転写高圧電源１１は、第一の極性である正極性の直流電圧と第二の極性である負極性の直流電圧を生成し、転写ローラ１０に印加する。正極性の直流電圧は、画像形成時に感光ドラム１上（感光ドラム上）に形成されたトナー像を記録媒体９に転写するために転写ローラ１０に印加される。負極性の直流電圧は、転写ローラ１０上に付着したトナー７を感光ドラム１に戻すことで、転写ローラ１０のクリーニングを行うために転写ローラ１０に印加される。

転写高圧電源１１の回路は、例えば特許文献１に示すような構成の回路が用いられている。図６は、転写高圧電源１１の回路構成を示すブロック図である、駆動回路１０２は、正電圧用のトランス１０３を駆動する回路であり、ＣＰＵ１０１からのパルス信号ＣＬＫ１の入力に応じて、トランス１０３の二次側に高電圧の直流電圧を生成させる。駆動回路１１２は、負電圧用のトランス１１３を駆動する回路であり、ＣＰＵ１０１からのパルス信号ＣＬＫ２の入力によりトランス１１３の二次側には、高電圧の直流電圧を生成させる。電圧供給回路１２０には、ＣＰＵ１０１から信号ＴＲＰＷＭが入力され、信号ＴＲＰＷＭのＤＵＴＹ設定値に応じた電圧を、トランス１０３とトランス１１３の一次側へ出力し、トランス１０３及びトランス１１３の二次側の出力電圧を変える。図６の矢印Ｉａ、Ｉｂはコンデンサ１０５の放電経路を示し、矢印Ｉａはブリーダ抵抗１０６を介した放電経路を、矢印Ｉｂは負荷抵抗１１１、ブリーダ抵抗１１６を介した放電経路を示している。正電圧の出力電圧（転写電圧）が立ち下がる時間は、コンデンサ１０５の静電容量と、矢印Ｉａと矢印Ｉｂの放電経路上にある回路内抵抗の定数や負荷抵抗値により決定される。

図７は、図６で説明した転写高圧電源１１の回路の信号波形や電圧波形を示すタイミングチャートである。時刻ｔａにおいて、ＣＰＵ１０１は信号ＴＲＰＷＭのＤＵＴＹ設定値Ｍ１を所定の目標電圧に対応するＤＵＴＹ設定値Ｍ２に変更した信号ＴＲＰＷＭを電圧供給回路１２０に出力する。すると、電圧供給回路１２０からの正電圧用のトランス１０３に印加される出力電圧が下がり始める（図７（ｄ））。これにより、出力端子１１０に出力される正電圧の出力電圧も時刻ｔａから下がり始め、時刻ｔｂでＤＵＴＹ設定値Ｍ２に対応した目標電圧まで下がり、出力電圧の立ち下がりが完了する。期間Ｔ２は、出力端子１１０に出力される出力電圧が、ＤＵＴＹ設定値がＭ１からＭ２に変更された場合の出力電圧の立ち下がりに要する時間であり、図６における矢印Ｉａと矢印Ｉｂの放電経路でコンデンサ１０５の電圧が立ち下がる時間に対応している。なお、図５〜図７の詳細な説明については後述する。

特開２００６−３３０４５８号公報

しかしながら、上述した従来方式の制御では次のような課題がある。図５の転写ローラ１０と感光ドラム１との当接部である転写ニップ部において記録媒体９を挟持（接触）していない期間では、転写高圧電源１１は、出力端子１１０から出力される出力電圧を下げている。例えば先行する記録媒体９の後端が転写ニップ部を通過し、後続の記録媒体９の先端が転写ニップ部に到達するまでの期間は、転写高圧電源１１は、正電圧の転写電圧の電圧を低下させて、低い正電圧を出力している。感光ドラム１の表面は帯電ローラ２によって負電位に帯電されているため、高い正電位（正電圧）の転写電圧が転写ローラ１０に印加されると、その影響で感光ドラム１の表面電位が正電位方向に変化してしまう。そのため、後続の記録媒体９の画像形成が行われる前に、帯電ローラ２によって感光ドラム１の表面電位を所定の負電位に下げないと、所定の負電位に下がっていない部分にはトナーが付着してしまう。その結果、記録媒体９の搬送方向の先端領域において画像不良（いわゆる転写メモリ）が発生してしまう。近年、画像形成装置の生産性向上に伴って、記録媒体９の搬送間隔が短くなっており、記録媒体９の紙間で帯電ローラ２が感光ドラム１へ帯電電圧を印加可能な期間（時間）が短くなってきている。そのため、正電位の転写電圧による感光ドラム１への影響を少なくし、転写メモリの発生を防止するためには、先行する記録媒体９の後端が転写ニップ部を通過した後に、正電位の転写電圧を速やかに低下させることが課題となっている。

上述した従来方式の転写高圧電源では、コンデンサ１０５に蓄積された電荷を、図６に示す矢印Ｉａと矢印Ｉｂの放電電流経路を介して放電させることで、正電位の転写電圧（出力電圧）を立ち下げている。そのため、矢印Ｉａの放電経路に設けられたコンデンサ１０５の静電容量とブリーダ抵抗１０６の抵抗値を小さくすることで、立ち下げ時間を早めることが可能である。ところが、これにより、出力電圧におけるリップルの増加や最大出力電圧の低下などの影響が出るため、記録媒体９への良好な転写を行うためには、コンデンサ１０５の静電容量とブリーダ抵抗１０６の抵抗値を安易に小さくすることはできない。また、矢印Ｉｂの放電経路上にある負荷抵抗１１１の抵抗値は、転写ローラ１０の個体差や耐久条件、使用環境によりばらつきが生じるものであり、小さくすることはできない。その結果、画像不良を生じる転写メモリを防止するのに必要な期間内で正電位の転写電圧を低下させることができないため、後続の記録媒体９の先端領域で画像不良（転写メモリ）が発生してしまうという課題があった。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、新たな回路を追加することなく、転写高圧電源の正電位の出力電圧を速やかに低下させることを目的とする。

前述の課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。

（１）第一の極性の電圧を生成し、出力する第一の電圧生成手段と、出力端が前記第一の電圧生成手段の出力端と接続され、前記第一の極性とは異なる第二の極性の電圧を生成し、出力する第二の電圧生成手段と、前記第一の電圧生成手段及び前記第二の電圧生成手段による電圧生成及び生成する電圧値を制御する制御手段と、を備え、負荷に前記第一の極性又は前記第二の極性の電圧を供給する電源装置であって、前記制御手段は、前記第一の電圧生成手段から前記負荷に供給する前記第一の極性の電圧を、前記第一の極性の所定の目標電圧まで低下させるときには、所定の期間、前記第二の電圧生成手段を駆動することを特徴とする電源装置。

（２）記録媒体に画像形成を行う画像形成部と、前記（１）に記載の電源装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、新たな回路を追加することなく、転写高圧電源の正電位の出力電圧を速やかに低下させることができる。

実施例１、２の画像形成装置の構成を示す断面図 実施例１、２の転写高圧電源の回路構成を示すブロック図 実施例１の正電位の転写電圧を低下させる制御のタイミングチャート 実施例２のパルス信号ＣＬＫ２の出力期間を算出するフローチャート 従来例の画像形成部の概略構成を示す模式図 従来例の転写高圧電源の回路構成を示すブロック図 従来例の正電位の転写電圧を低下させる制御のタイミングチャート

［画像形成プロセスの概要］
まず、後述する実施例との比較のために、画像形成部の概要や転写高圧電源の回路動作について、図を参照して説明する。図５は電子写真方式による画像形成を行う画像形成部の概略構成を説明する模式図である。図５において、感光ドラム１は、印刷動作中には駆動部（不図示）により図中、矢印Ａの方向（時計回り方向）に回転動作を行う。帯電高圧電源３（破線枠部）は、交流電圧と直流電圧を重畳した電圧を帯電ローラ２に印加する。そして、帯電ローラ２によって、感光ドラム１の表面は、所定の電位に帯電される。帯電高圧電源３で交流電圧を重畳しているのは、感光ドラム１の表面電位を均一化するためである。レーザビームドライバ（不図示）により画像信号に応じて射出されるレーザビーム４は、帯電ローラ２によって帯電された感光ドラム１の表面に照射される。感光ドラム１の表面は、レーザビーム４が照射されると表面電荷が減衰し、画像信号に応じた静電潜像が形成される。

現像ローラ５と現像ブレード６との間には、負電位に帯電されたトナー７が蓄積されている。現像ローラ５に付着したトナー７は、現像ブレード６により付着量が均一化され、現像ローラ５と感光ドラム１との隙間部に運ばれる。現像高圧電源８（破線枠部）は、印刷動作中は交流電圧と直流電圧が重畳された電圧を現像ローラ５に印加する。現像高圧電源８からの現像ローラ５への電圧印加により、感光ドラム１と現像ローラ５との隙間部には電界が生じ、現像ローラ５の表面に付着したトナー７が、現像ローラ５から感光ドラム１へ飛翔する。ここで、感光ドラム１の表面においてレーザビーム４が照射されていない部分は負電位に帯電されており、表面電位ＶＤは、現像高圧電源８の直流電圧Ｖｄｃより低くなるように設定されている。このため、トナー７に対して、直流的には現像ローラ５に押し戻す方向に力が作用することとなり、感光ドラム１の表面にトナー７は飛翔しない。一方、感光ドラム１表面のレーザビーム４が照射された部分は、表面の負電荷が減衰しているため、表面電位ＶＬは、現像高圧電源８の直流電圧Ｖｄｃより高くなる。このため、レーザビーム４が照射された部分は、トナー７に対しては感光ドラム１に引き付ける力が作用することとなり、トナー７は感光ドラム１に飛翔することになる。このようにして、感光ドラム１の表面には、レーザビーム４により形成された静電潜像にトナー７が付着したトナー像が形成される。このとき、現像高圧電源８の直流電圧Ｖｄｃを可変して、感光ドラム１に飛翔するトナー量を増加又は減少させることで、画像濃度を制御することが可能となる。

記録媒体９は、図中、矢印Ｂの方向に搬送される。転写ローラ１０は、感光ドラム１と対向するよう配置されている。転写高圧電源１１は、正極性の直流電圧と負極性の直流電圧を転写ローラ１０に印加することが可能である。正極性の直流電圧は、画像形成時に感光ドラム１上に形成されたトナー像を記録媒体９に転写するために転写ローラ１０に印加される。画像形成を行うプリントジョブを実行する前には、適切な転写電圧を出力するために、ＡＴＶＣ（Ａｕｔｏ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）制御が行われる。ＡＴＶＣ制御では、転写ローラ１０から感光ドラム１に所定の定電流を流し、そのときに印加された電圧値に基づいて転写ローラ１０の電気抵抗が推測される。そして、実際の画像形成時に推測された電気抵抗に応じた適切な転写電圧が転写ローラ１０に印加される。この制御により、使用環境や転写ローラ１０の個体ばらつきによらず良好な転写を行うことができる。

負極性の直流電圧は、転写ローラ１０上に付着したトナー７を感光ドラム１に戻すことにより、転写ローラ１０のクリーニングを行うために転写ローラ１０に印加される。トナー７は負極性であるため、同じ極性の直流電圧を転写ローラ１０に印加することで、トナー７を感光ドラム１に戻すことができる。転写ローラ１０にトナー７が付着する場合として、次のような場合がある。例えば、画像形成時の記録媒体９の紙間などにおいて、転写ローラ１０が感光ドラム１に直接、接触したときに、感光ドラム１上にごく微量に付着したトナー（かぶり）が転写ローラ１０に転移する場合がある。また、ユーザが、印刷領域よりも小さいサイズの記録媒体を指定して印刷を行ったときに、感光ドラム１上の記録媒体９からはみ出した部分のトナー像が転写ローラ１０に転写されてしまう場合などがある。転写ローラ１０のクリーニングは、プリントの準備動作時やプリンタの電源投入時、あるいはジャム処理後の準備動作時にも行われる。

［転写高圧電源］
転写高圧電源１１の回路は、例えば特許文献１の図４に示すような構成の回路が用いられている。この回路構成について図を用いて説明する。図６は、転写高圧電源１１の回路構成を示すブロック図であり、転写高圧電源１１は第一の極性である正極性の電圧生成と、第二の極性である負極性の電圧生成を行う。第一の電圧生成手段である正極性の電圧生成部は、駆動回路１０２、トランス１０３、整流平滑回路を構成するダイオード１０４及びコンデンサ１０５から構成されている。同様に、第二の電圧生成手段である負極性の電圧生成部は、駆動回路１１２、トランス１１３、整流平滑回路を構成するダイオード１１４及びコンデンサ１１５から構成されている。また、正極性の電圧生成部の出力端と、負極性の電圧生成部の出力端は接続され、それぞれの電圧生成部で生成された電圧は出力端子１１０に出力される。ＣＰＵ１０１は、パルス信号ＣＬＫ１、ＣＬＫ２の出力及び出力の停止、ＰＷＭ信号である信号ＴＲＰＷＭの出力及び出力の停止、信号ＴＲＰＷＭのＤＵＴＹ（デューティ）設定値の変更、電流検知信号ＴＲＣＲＮＴの検知を行う。駆動回路１０２は、正電圧用のトランス１０３を駆動する回路であり、ＣＰＵ１０１から入力されるパルス信号ＣＬＫ１に応じて、正電圧用のトランス１０３の一次側に交流電圧を出力する。正電圧用のトランス１０３の二次側には、一次側の交流電圧を昇圧した高電圧の交流電圧が発生し、ダイオード１０４とコンデンサ１０５で構成される整流平滑回路で平滑され、直流電圧が生成される。抵抗１０６はブリーダ抵抗である。生成された正電圧の直流電圧は、出力端子保護抵抗１０７を介して出力端子１１０へ出力される。ＣＰＵ１０１は、パルス信号ＣＬＫ１の出力、又は出力停止を行うことで、正電圧の転写電圧の出力又は出力停止を行う。抵抗１１１は、例えば転写ローラ１０等の負荷抵抗である。

駆動回路１１２は、負電圧用のトランス１１３を駆動する回路であり、ＣＰＵ１０１より入力されるパルス信号ＣＬＫ２に応じて、負電圧用のトランス１１３の一次側に交流電圧を出力する。これにより、負電圧用のトランス１１３の二次側には、一次側の交流電圧を昇圧した高電圧の交流電圧が発生し、ダイオード１１４とコンデンサ１１５で構成される整流平滑回路により平滑され、直流電圧が生成される。抵抗１１６はブリーダ抵抗である。生成された負電圧の直流電圧は、ブリーダ抵抗１０６、出力端子保護抵抗１０７を介して、出力端子１１０へ出力される。ＣＰＵ１０１は、パルス信号ＣＬＫ２の出力、又は出力停止を行うことで、負電圧の転写電圧の出力又は出力停止を行う。

なお、トランス１０３、１１３は、スイッチング方式により低電圧を高電圧に昇圧する高圧トランスである。トランス１０３、１１３には、電磁トランスのほかに、例えば、圧電トランスや電磁トランスと整流のために設けられた高耐圧ダイオードと高耐圧コンデンサを内包する複合型トランスを用いてもよい。

ＰＷＭ信号である信号ＴＲＰＷＭは、ＣＰＵ１０１により、ＤＵＴＹ（デューティ）を０％〜１００％に可変する信号である。電圧供給回路１２０は、トランス１０３及びトランス１１３により生成される電圧値を供給する（指示する）電圧供給手段である。即ち、電圧供給回路１２０は、ＣＰＵ１０１からＰＷＭ信号である信号ＴＲＰＷＭが入力され、信号ＴＲＰＷＭに設定されたＤＵＴＹ設定値に応じた電圧を、正電圧用のトランス１０３と負電圧用のトランス１１３の一次側へ出力する。電圧供給回路１２０が正電圧用のトランス１０３と負電圧用のトランス１１３に出力する電圧は、正電圧用のトランス１０３と負電圧用のトランス１１３を駆動するために用いられる。つまり、ＣＰＵ１０１は、信号ＴＲＰＷＭのＤＵＴＹ設定値を変更することにより、正電圧のトランス１０３の出力電圧及び負電圧のトランス１１３の出力電圧のレベルを変えることができる。

電流検知回路１２１は、負荷抵抗１１１に流れる電流を検知する回路である。電流検知回路１２１は、検知した負荷抵抗１１１に流れる電流に応じた電圧のアナログ信号である電流検知信号ＴＲＣＲＮＴをＣＰＵ１０１のＡ／Ｄ変換ポートへ出力する。ＣＰＵ１０１は、Ａ／Ｄ変換ポートに入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、電流検知回路１２１により検知された電流値を取得する。なお、ＣＰＵ１０１は、転写高圧電源１１を制御する制御手段であるが、ＣＰＵ１０１は、転写高圧電源１１に設けられていてもよいし、後述する画像形成装置を制御する制御部（不図示）であってもよい。

図３の矢印Ｉａと矢印Ｉｂは、それぞれコンデンサ１０５の放電経路を示している。矢印Ｉａはブリーダ抵抗１０６を介してコンデンサ１０５が放電する経路を示している。一方、矢印Ｉｂは負荷抵抗１１１を通る放電経路を示している。即ち、矢印Ｉｂで示される放電電流は、コンデンサ１０５から出力端子保護抵抗１０７、負荷抵抗１１１を介してグランドへと流れ、グランドに流れた放電電流は、グランドから電流検知回路１２１、ブリーダ抵抗１１６を介してコンデンサ１０５へと戻る。出力端子１１０の正電圧の転写電圧（出力電圧）は、コンデンサ１０５が矢印Ｉａと矢印Ｉｂの放電経路で放電されることで立ち下がる。即ち、正電圧の転写電圧（出力電圧）が立ち下がる時間は、コンデンサ１０５の静電容量と、矢印Ｉａと矢印Ｉｂの放電経路上にある回路内抵抗の定数や負荷抵抗値により決定される。なお、立ち下りとは、転写電圧が所定の電圧から略ゼロ電位まで低下することを意味する。

［転写高圧電源のタイミングチャート］
図７は、図６で説明した転写高圧電源１１の信号波形や電圧波形を示すタイミングチャートである。図７は上から順に（ａ）〜（ｅ）のグラフで構成されている。（ａ）は、ＣＰＵ１０１から駆動回路１０２に出力されるパルス信号ＣＬＫ１の波形を示し、（ｂ）は、ＣＰＵ１０１から駆動回路１１２に出力されるパルス信号ＣＬＫ２の波形を示している。（ｃ）は、ＣＰＵ１０１が信号ＴＲＰＷＭに設定するＤＵＴＹ（デューティ）設定値を示すグラフであり、時刻（タイミング）ｔａでＤＵＴＹ設定値がＭ１からＭ２（Ｍ２＜Ｍ１）に変更されている。（ｄ）は、ＣＰＵ１０１から入力される信号ＴＲＰＷＭのＤＵＴＹ設定値に応じて電圧供給回路１２０から正電圧用のトランス１０３、負電圧用のトランス１１３に出力される出力電圧を示すグラフである。（ｅ）は、出力端子１１０に出力される出力電圧を示すグラフであり、正電圧の出力電圧が信号ＴＲＰＷＭのＤＵＴＹ設定値Ｍ２に応じた所定の目標電圧へ低下させる様子を示している。なお、図７の横軸は時間、縦軸は（ｃ）では設定値を、（ｃ）を除く図では、電圧を示している。

また、図７上部に示す期間Ｔ１は、出力端子１１０から出力されている正電圧用のトランス１０３の正電圧の出力電圧を低下させる前の期間、期間Ｔ２は、トランス１０３の正電圧の出力電圧を低下させている期間を表している。更に、期間Ｔ３は、トランス１０３の正電圧の出力電圧を低下させた後の期間を表している。（ａ）に示すパルス信号ＣＬＫ１は、期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の全期間において出力されており、一方、パルス信号ＣＬＫ２は全期間において出力が停止されている。また、ｔａ、ｔｂは時刻（タイミング）を示す。

時刻ｔａにおいて、ＣＰＵ１０１はＰＷＭ信号である信号ＴＲＰＷＭのＤＵＴＹ設定値Ｍ１を所定の目標電圧に対応するＤＵＴＹ設定値Ｍ２に変更した信号ＴＲＰＷＭを電圧供給回路１２０に出力する。ＤＵＴＹ設定値Ｍ１に対応するトランス１０３で生成される電圧（所定の電圧）よりもＤＵＴＹ設定値Ｍ２に対応する電圧のほうが低いため、電圧供給回路１２０からの正電圧用のトランス１０３に印加される出力電圧が下がり始める（図７（ｄ））。その結果、出力端子１１０に出力される出力電圧も時刻ｔａから下がり始め、時刻ｔｂでＤＵＴＹ設定値のＭ２に対応した目標電圧まで下がり、出力電圧の立ち下がりが完了する。期間Ｔ２は、出力端子１１０に出力される出力電圧がＤＵＴＹ設定値がＭ１からＭ２に変更された場合の出力電圧の立ち下がりに要する時間であり、図６における矢印Ｉａと矢印Ｉｂの放電経路でコンデンサ１０５の電圧が立ち下がる時間に対応している。

［画像形成装置の構成］
図１は、上述した図５の画像形成部の構成を備える画像形成装置６４の構成を示す断面図である。プロセスカートリッジ５０は、黒色のトナーを有し、感光ドラム１、帯電ローラ２、現像ローラ５を備えて、一体的に構成されている。感光ドラム１は、両端をプロセスカートリッジ５０に回転自在に支持され、駆動伝達部（不図示）を介して駆動モータ（不図示）からの駆動が伝達され、図中、矢印方向（時計回り方向）に回転駆動される。レーザスキャナユニット６３は、画像データに応じてレーザビーム４を感光ドラム１に照射する。帯電ローラ２、レーザビーム４、現像ローラ５、転写ローラ１０の構成や画像形成プロセスについては図５で説明しているので、ここでの説明を省略する。

また、給紙カセットトレイ５１には記録媒体９が積載されている。記録媒体９は、所定のタイミングで駆動モータ（不図示）及び駆動伝達部（不図示）により駆動される給紙ローラ５２により、給紙カセットトレイ５１から給送される。給送された記録媒体９は、分離パッド５３の摩擦力により捌かれて、１枚の記録媒体９が搬送ローラ対５４に搬送される。その後、記録媒体９は、搬送ローラ対５４、レジストレーションローラ対５５を通過して、感光ドラム１と転写ローラ１０とが当接する転写位置（転写ニップ部）に搬送される。転写位置では、所定の電圧を印加された転写ローラ１０により、感光ドラム１上のトナー像が記録媒体９に転写される。トナー像が転写された記録媒体９は定着ローラ対５６に搬送され、記録媒体９上のトナー像を定着ローラ対５６により加熱・加圧することにより、記録媒体９上に溶融固着される。そして、定着ローラ対５６により搬送された記録媒体９は、排出ローラ対５７、５８、５９を通過して、排出トレイ６０上に排出される。給紙カセットトレイ５１は着脱可能であり、随時、記録媒体９を補充することができる。また、開閉ドア６１は、軸６２を中心に回動可能であり、開閉ドア６１が開かれた状態の開口部よりプロセスカートリッジ５０を着脱することができる。

［転写高圧電源の構成］
図２は、本実施例の転写高圧電源の回路構成を示すブロック図である。回路構成及び回路動作については、上述した図６の回路構成及び回路動作と同様であり、同じ回路、同じ部品については同じ符号を使用することで、ここでの説明を省略する。図２では、図６と比べて、新たに矢印Ｉｃで示される電流経路を追加している。破線で示される矢印Ｉｃは、ＣＰＵ１０１がパルス信号ＣＬＫ２を駆動回路１１２に出力することにより、負電圧用のトランス１１３から出力される負電位の直流電圧が出力されたときの電流経路を示している。トランス１１３によりコンデンサ１１５に蓄積された電荷は、コンデンサ１１５から電流検知回路１２１を経由して、グランドへと流れる。グランドに流れた放電電流は、グランドから負荷抵抗１１１、出力端子保護抵抗１０７、ブリーダ抵抗１０６を介して、コンデンサ１１５へと戻る。本実施例では、正電位の転写電圧を低下させる際に、パルス信号ＣＬＫ２を所定の期間、出力し負電圧の生成回路を動作させる。即ち、矢印Ｉａと矢印Ｉｂにより示される放電経路に加え、矢印Ｉｃで示す放電経路に電流を流すことにより、出力端子１１０から出力される正電位の転写電圧を従来よりも速やかに低下させることが本実施例の特徴である。

［転写高圧電源のタイミングチャート］
図３は、図２で説明した本実施例の転写高圧電源１１のパルス信号ＣＬＫ１、ＣＬＫ２、信号ＴＲＰＷＭのＤＵＴＹ設定値、電圧供給回路１２０の出力電圧、出力端子１１０の出力電圧の信号波形や電圧波形を示すタイミングチャートである。図３のグラフは、出力端子１１０に出力される正電圧の出力電圧が所定の目標電圧に立ち下がる様子を示している。図３は、上から順に（ａ）〜（ｅ）のグラフで構成されており、各グラフは上述した図７と同じ構成であるため、説明を省略する。なお、図３の横軸は時間、縦軸は図３（ｃ）ではＤＵＴＹ設定値を、図３（ｃ）を除く図では、電圧を示している。また、図３上部に示す期間Ｔ１は、出力端子１１０に出力されている正電圧用のトランス１０３の正電圧の出力電圧を低下させる前の期間、期間Ｔ２は、トランス１０３の正電圧の出力電圧を低下させている期間を表している。更に、期間Ｔ３は、トランス１０３の正電圧の出力電圧を低下させた後の期間、期間Ｔ４は、ＣＰＵ１０１からパルス信号ＣＬＫ２が出力されている期間を表している。図３（ａ）に示すパルス信号ＣＬＫ１は、期間Ｔ１、Ｔ３、及び期間Ｔ２の一部の期間（時刻ｔｃ〜時刻ｔｄ）において出力されている。一方、パルス信号ＣＬＫ２は、期間Ｔ２のうち、パルス信号ＣＬＫ１が出力されている一部の期間（時刻ｔｃ〜時刻ｔｄ）を除いて、出力されている。前述した図７の場合と比べ、本実施例では、パルス信号ＣＬＫ２が期間Ｔ２において出力されている点が異なる。また、ｔａ、ｔｂ、ｔｃ、ｔｄは時刻（タイミング）を示す。

時刻ｔａにおいて、ＣＰＵ１０１は、駆動回路１０２へのパルス信号ＣＬＫ１の出力を停止し（図３（ａ））、駆動回路１１２へのパルス信号ＣＬＫ２の出力を開始する（図３（ｂ））。これにより、正電圧用のトランス１０３による正電圧の生成が停止し、コンデンサ１０５に蓄積された電圧が放電経路Ｉａ、Ｉｂを介して放電される。一方、駆動回路１１２へのパルス信号ＣＬＫ２が入力される（図３（ｂ））ことにより、負電圧用のトランス１１３が駆動され、電圧供給回路１２０から出力される信号ＴＲＰＷＭのＤＵＴＹ設定値であるＭ１（図３（ｃ））に応じた負電圧が生成される。そして、生成された負電圧は、ブリーダ抵抗１０６、出力端子保護抵抗１０７を介して、出力端子１１０に出力され、これにより出力端子１１０の出力電圧が下がり始める（図３（ｅ））。

続いて、時刻ｔｂにおいて、ＣＰＵ１０１は、信号ＴＲＰＷＭのＤＵＴＹ設定値をＭ１から所定の目標電圧に対応するＭ２に変更して、電圧供給回路１２０に出力する（図３（ｃ））。これにより、電圧供給回路１２０から正電圧用のトランス１０３、負電圧用のトランス１１３に出力される出力電圧が下がり始める（図３（ｄ））。時刻ｔｃで、電圧供給回路１２０の出力電圧がＤＵＴＹ設定値Ｍ２に応じた出力電圧まで立ち下がると、ＣＰＵ１０１は、駆動回路１１２へのパルス信号ＣＬＫ２の出力を停止し、再び駆動回路１０２へのパルス信号ＣＬＫ１の出力を開始する。

ここで、ＣＰＵ１０１がパルス信号ＣＬＫ２を出力している期間Ｔ４は、予め決められた所定の期間であり、時刻ｔｃは、パルス信号ＣＬＫ２の出力が開始される時刻ｔａに基づいて、決定される。そして、時刻ｔｂは、信号ＴＲＰＷＭのＤＵＴＹ設定値がＭ１からＭ２に変更され、電圧供給回路１２０の出力電圧がＭ２に対応した出力電圧まで立ち下がる時間を考慮し、時刻ｔｃからその立ち下がり時間分だけ手前のタイミングとなる。なお、ＤＵＴＹ設定値Ｍ１、Ｍ２が予め決められた値である場合には、電圧供給回路１２０の出力電圧がＤＵＴＹ設定値Ｍ１に応じた電圧値からＤＵＴＹ設定値Ｍ２に応じた出力電圧まで立ち下がる時間は、予め算出しておくことができる。したがって、期間Ｔ４、ＤＵＴＹ設定値Ｍ１、Ｍ２が予め決められた値である場合には、ＣＰＵ１０１は、時刻ｔａに基づいて、信号ＴＲＰＷＭのＤＵＴＹ設定値がＭ１からＭ２に変更する時刻ｔｂを決めることができる。

所定の期間Ｔ４が経過した時刻ｔｃでは、ＣＰＵ１０１は、再び駆動回路１０２へのパルス信号ＣＬＫ１の出力を開始すると、時刻ｔｄで出力端子１１０の出力電圧は所定の目標電圧で安定し、正電圧の出力電圧の立ち下がりが完了する。なお、正電圧の出力電圧を０Ｖ（０ボルト）へ低下させる場合は、図３においてＤＵＴＹ設定値Ｍ２を０Ｖに対応するＤＵＴＹ設定値とし、ＣＰＵ１０１が時刻ｔｃで出力しているパルス信号ＣＬＫ１を出力しないようにすれば０Ｖに低下させることができる。以上のような制御を行うことにより、回路追加等によるコストアップをすることなく、正電圧の出力電圧の立ち下げを高速化することができる。

以上説明したように、本実施例によれば、新たな回路を追加することなく、転写高圧電源の正電位の出力電圧を速やかに低下させることができる。特に、先行する記録媒体の後端が転写ニップ部を通過後、速やかに正電位の転写電圧を低下させることができるため、正電位の転写電圧の立ち下りが遅れることにより画像不良を生じる転写メモリの発生を防止することができる。そして、先行する記録媒体の後端が転写ニップ部を通過し、後続の記録媒体の先端が転写ニップ部に到達するまでの期間は、正電位の転写電圧の電圧を低い正電圧に保つことができる。

実施例１では、負電圧を生成するトランス１１３の駆動回路１１２へのパルス信号ＣＬＫ２の出力期間を予め決められた期間としていた。実施例２では、ＤＵＴＹ設定値Ｍ１、Ｍ２に応じて、パルス信号ＣＬＫ２の出力期間を可変にする制御について説明する。なお、画像形成装置６４の構成（図１）や画像形成部の構成（図５）、転写高圧電源１１の回路構成（図２）、転写高圧電源１１のタイミングチャート（図３）については、本実施例でも同様であり、ここでの説明は省略する。

［転写高圧電源の制御シーケンス］
本実施例は、実施例１の図３に示すパルス信号ＣＬＫ２を出力している期間Ｔ４を、ＰＷＭ信号である信号ＴＲＰＷＭのＤＵＴＹ設定値を用いて決定することで、出力端子１１０からの出力電圧の立ち下がり時間を最適化することを特徴としている。なお、信号ＴＲＰＷＭのＤＵＴＹ設定値Ｍ１、Ｍ２の変化幅と、出力端子１１０の出力転写電圧を低下させる際に必要な負電圧の転写電圧の出力期間とは線形性（線形関係）があるものとする。また、本実施例では、信号ＴＲＰＷＭにより設定されるＤＵＴＹ設定値Ｍ１、Ｍ２は、ＣＰＵ１０１に接続された記憶手段であるメモリ１０１ａに予め格納されているものとする。

図４は、パルス信号ＣＬＫ２の出力期間Ｔ４を算出する制御シーケンスを示すフローチャートで、出力期間Ｔ４を算出する際に起動され、ＣＰＵ１０１により実行される。ステップ（以下、Ｓという）１では、ＣＰＵ１０１は、メモリ１０１ａより信号ＴＲＰＷＭのＤＵＴＹ設定値Ｍ１、Ｍ２を読み出す。ここで、ＤＵＴＹ設定値Ｍ１は、正電圧の出力電圧を低下させる前の設定値であり、ＤＵＴＹ設定値Ｍ２は、正電圧の出力電圧を低下させる際の設定値である。Ｓ２では、ＣＰＵ１０１は、Ｓ１で読み出したＤＵＴＹ設定値Ｍ１、Ｍ２（Ｍ１＞Ｍ２）に基づいて、ＤＵＴＹ設定値の変化幅ΔＭを、ΔＭ＝Ｍ１−Ｍ２により算出する。Ｓ３では、Ｓ２で算出したＤＵＴＹ設定値の変化幅ΔＭを用いて、パルス信号ＣＬＫ２の出力期間Ｘ４を、Ｘ４＝ａ×ΔＭ＋ｂにより算出する。ここで、出力期間Ｘ４は、ＤＵＴＹ設定値の変化幅ΔＭと線形関係を有し、ΔＭの一次関数として表すことができる。なお、ΔＭから出力期間Ｘ４を算出するための係数である係数ａ、ｂは、既知の値である。

Ｓ４では、ＣＰＵ１０１は、Ｘ４の値が、Ｘ４＜ｃであるか、ｃ≦Ｘ４≦ｄであるか、ｄ＜Ｘ４であるかを判断する。なお、ｃは出力期間Ｔ４の最短の期間を示す値であり、ｄは出力期間Ｔ４の最長の期間を示す値である。最短の期間である期間ｃは、出力端子１１０からの出力電圧を目標電圧に低下させるための最短の期間であり、最長の期間である期間ｄは、出力端子１１０からの出力電圧が負電位まで立ち下がらない最長の時間である。期間ｃ、ｄは予め、実験により求められているものとする。ＣＰＵ１０１は、出力期間Ｘ４の値がＸ４＜ｃであると判断した場合には処理をＳ５に進め、出力期間Ｘ４の値がｃ≦Ｘ４≦ｄであると判断した場合には処理をＳ６に進め、出力期間Ｘ４の値がｄ＜Ｘ４であると判断した場合には処理をＳ７に進める。Ｓ５では、ＣＰＵ１０１は、出力期間Ｔ４に期間ｃを設定し（Ｔ４＝ｃ）、処理を終了する。Ｓ６では、ＣＰＵ１０１は、出力期間Ｔ４にＳ３で算出した出力期間Ｘ４を設定し（Ｔ４＝Ｘ４）、処理を終了する。Ｓ７では、ＣＰＵ１０１は、出力期間Ｔ４に期間ｄを設定し（Ｔ４＝ｄ）、処理を終了する。

以上説明したように信号ＴＲＰＷＭのＤＵＴＹ設定値の変化幅、即ち正電圧の出力電圧の変化幅と、出力電圧の立ち下げ時に必要な負電圧の転写電圧の出力期間、即ちパルス信号ＣＬＫ２の出力期間の間に線形関係がある場合は上述した制御を行うことができる。これにより、正電圧の転写電圧（出力電圧）の変化幅に応じた最適な正電圧の転写電圧の立ち下げを行うことができる。以上のような制御を行うことにより、回路追加等によるコストアップをすることなく、正電圧の出力電圧の立ち下げを高速化することができる。

以上説明したように、本実施例によれば、新たな回路を追加することなく、転写高圧電源の正電位の出力電圧を速やかに低下させることができる。本実施例でも、先行する記録媒体の後端が転写ニップ部を通過後、速やかに正電位の転写電圧を低下させることができるため、正電位の転写電圧の立ち下りが遅れることにより画像不良を生じる転写メモリの発生を防止することができる。そして、負電位の転写電圧を出力する期間をＤＵＴＹ設定の変化幅に応じて可変することができる。

１０１ ＣＰＵ
１０３ トランス
１１３ トランス

Claims (13)

1. 第一の極性の電圧を生成し、出力する第一の電圧生成手段と、
   出力端が前記第一の電圧生成手段の出力端と接続され、前記第一の極性とは異なる第二の極性の電圧を生成し、出力する第二の電圧生成手段と、
   前記第一の電圧生成手段及び前記第二の電圧生成手段による電圧生成及び生成する電圧値を制御する制御手段と、
   を備え、負荷に前記第一の極性又は前記第二の極性の電圧を供給する電源装置であって、
   前記制御手段は、前記第一の電圧生成手段から前記負荷に供給する前記第一の極性の電圧を、前記第一の極性の所定の目標電圧まで低下させるときには、所定の期間、前記第二の電圧生成手段を駆動することを特徴とする電源装置。
2. 前記制御手段は、前記所定の期間、前記第一の電圧生成手段の駆動を停止することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
3. 前記第一の電圧生成手段及び前記第二の電圧生成手段と接続され、生成する電圧値に応じた電圧を供給する電圧供給手段を備え、
   前記電圧供給手段は、前記制御手段から前記第一の電圧生成手段及び前記第二の電圧生成手段により生成する電圧値が指示されると、前記生成する電圧値に応じた電圧を前記第一の電圧生成手段及び前記第二の電圧生成手段に供給し、
   前記第一の電圧生成手段及び前記第二の電圧生成手段は、前記供給される電圧に応じた電圧を生成し、出力することを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
4. 前記制御手段は、前記負荷に供給する前記第一の極性の電圧を前記第一の極性の前記所定の目標電圧に低下させるため、前記電圧供給手段に前記第一の極性の前記所定の目標電圧を指示することを特徴とする請求項３に記載の電源装置。
5. 前記制御手段は、前記所定の期間を終了するタイミングで、前記制御手段から前記第一の極性の前記所定の目標電圧を指示された前記電圧供給手段が前記第一の極性の前記所定の目標電圧に応じた電圧を前記第一の電圧生成手段及び前記第二の電圧生成手段に供給するように、前記第一の極性の前記所定の目標電圧を指示することを特徴とする請求項４に記載の電源装置。
6. 前記制御手段は、前記所定の期間が経過すると、前記第二の電圧生成手段の駆動を停止し、前記第一の電圧生成手段を駆動することを特徴とする請求項５に記載の電源装置。
7. 前記第一の電圧生成手段及び前記第二の電圧生成手段は、それぞれ、
   一次側と二次側とを有するトランスと、
   前記制御手段から入力されるパルス信号に応じて前記トランスを駆動する駆動回路と、ダイオード及びコンデンサを有する整流平滑回路であって、前記電圧供給手段から供給される電圧に応じて前記トランスの二次側に生成される電圧を整流、平滑する前記整流平滑回路と、を有し、
   前記第一の電圧生成手段及び前記第二の電圧生成手段は、それぞれの前記コンデンサに蓄積された電圧を前記負荷に供給することを特徴とする請求項３から請求項６のいずれか１項に記載の電源装置。
8. 前記制御手段は、前記第一の電圧生成手段が生成し、出力する所定の電圧値と、前記第一の極性の前記所定の目標電圧との差に応じて、前記第二の電圧生成手段を駆動する前記所定の期間を可変することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電源装置。
9. 前記第一の極性の前記所定の目標電圧は、０ボルトであることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の電源装置。
10. 記録媒体に画像形成を行う画像形成部と、
    請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の電源装置と、
    を備えることを特徴とする画像形成装置。
11. 前記画像形成部は、記録媒体に転写するトナー像が形成される感光ドラムと、前記トナー像を記録媒体へ転写するための転写ローラと、を有し、
    前記電源装置は、前記感光ドラム上のトナー像を記録媒体に転写する際に、前記転写ローラに印加する転写電圧を出力することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記第一の極性の電圧を前記第一の極性の前記所定の目標電圧まで低下させる期間は、先行する記録媒体の後端が前記転写ローラを通過し、後続の記録媒体の先端が前記転写ローラに到達するまでの期間であることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
13. 前記画像形成部を制御する制御部を備え、
    前記制御手段は、前記制御部であることを特徴とする請求項１０から請求項１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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