JP6056227B2 - 画像形成装置およびバイアス電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置およびバイアス電源装置に関する。

公報記載の従来技術として、第１の電源回路の出力側にバイパス抵抗を並列に接続した回路と、第１の電源回路と極性が異なる第２の電源回路の出力側にバイパス抵抗を並列に接続した回路とを各バイパス抵抗が直列になるように接続し、第１の電源回路及び第２の電源回路から選択的に出力させる電源装置において、第１の電源回路及び第２の電源回路の一方に設けられたバイパス抵抗をラッシュ電流防止と逆バイアスディスチャージ抵抗とで構成し、第１の電源回路及び第２の電源回路の他方から出力されているときに前記逆バイアスディスチャージ抵抗を短絡するスイッチング手段を設けた電源装置が存在する（特許文献１参照）。

また、他の公報記載の従来技術として、トランスを備え、第１の制御信号に基づいて電圧の値が制御される第１の電圧を出力する第１の電源回路と、前記第１の電圧と極性が異なり、第２の制御信号に基づいて電圧の値が制御される第２の電圧を出力する第２の電源回路と、前記トランスの一次側に加わる電圧をスイッチングするスイッチング素子と、前記スイッチング素子のスイッチング動作を制御する制御回路とを備え、極性切換信号に基づき、前第１の電圧の出力から前記第２の電圧の出力への切換が行われ、前記切換時において、前記極性切換信号に基づき前記制御回路の動作の停止が行われる電源装置が存在する（特許文献２参照）。

特許第３７２１８２５号公報 特開２０１０−１６１８３６号公報

本発明の目的は、バイアス電源における出力電圧の極性の切り替え時間に起因する画像形成速度の低下を抑制した画像形成装置等を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、像保持体と、前記像保持体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段により帯電された前記像保持体を露光し、当該像保持体に静電潜像を形成する露光手段と、前記露光手段により露光され前記像保持体に形成された静電潜像を現像する現像手段と、前記現像手段により現像された画像を、被転写体に転写する転写電界を生成する第１の電源部と、当該転写電界とは異なる極性の非転写電界を、当該転写電界を供給する当該第１の電源部と交互に生成する第２の電源部と、当該第１の電源部によって流れる電流に対する第１の制限値に対応する第１のしきい値と当該第１の制限値より絶対値において大きい第２の制限値に対応する第２のしきい値とを有し、当該非転写電界から当該転写電界に切り替えられる毎に、当該非転写電界を設定する信号により当該非転写電界から当該転写電界に切り替えられたことを検知して、当該第１のしきい値から当該第２のしきい値に変更するしきい値設定部と、当該第１の電源部によって流れる電流を検知する検知部と、当該しきい値設定部によって設定された当該第１のしきい値または当該第２のしきい値に基づいて、当該第１の電源部によって流れる電流が当該第１の制限値以上または当該第２の制限値以上になった場合に、当該第１の電源部が出力する転写電界を絶対値において低下させるように当該第１の電源部を制御する出力制御部と、を備えたバイアス電源を備え、当該現像された画像を当該被転写体に転写する転写手段と、を備え、前記しきい値設定部は、前記非転写電界から前記転写電界に切り替えられた後であって、当該転写電界から当該非転写電界に切り替える前の予め定められた時刻において、前記第２のしきい値から前記第１のしきい値に変更するとともに、当該第２のしきい値を当該第１のしきい値に変更するまで当該第２のしきい値を維持することを特徴とする画像形成装置である。
請求項２に記載の発明は、第１の電圧を負荷に供給する第１の電源部と、前記第１の電圧とは極性の異なる第２の電圧を、当該第１の電圧を供給する前記第１の電源部と交互に前記負荷に供給する第２の電源部と、前記第１の電源部によって前記負荷に供給される電圧または当該負荷に流れる電流に対する第１の制限値に対応する第１のしきい値と、当該第１の制限値より絶対値において大きい第２の制限値に対応する第２のしきい値と、を備え、当該負荷に供給する電圧を前記第２の電圧から前記第１の電圧に切り替えられる毎に、当該第２の電圧を設定する信号により当該第２の電圧から当該第１の電圧に切り替えられたことを検知して、当該第１のしきい値から当該第２のしきい値に変更するしきい値設定部と、前記第１の電源部によって前記負荷に供給される電圧または当該負荷に流れる電流を検知する検知部と、前記しきい値設定部によって設定された前記第１のしきい値または前記第２のしきい値に基づいて、前記検知部によって検知された前記負荷に供給される電圧または当該負荷に流れる電流が、前記第１の制限値以上または前記第２の制限値以上になった場合に、前記第１の電圧を絶対値において低下させるように前記第１の電源部を制御する出力制御部と、を備え、前記しきい値設定部は、前記第２の電圧から前記第１の電圧に切り替えられた後であって、当該第１の電圧から当該第２の電圧に切り替える前の予め定められた時刻において、前記第２のしきい値から前記第１のしきい値に変更するとともに、当該第２のしきい値を当該第１のしきい値に変更するまで当該第２のしきい値を維持することを特徴とするバイアス電源装置である。
請求項３に記載の発明は、前記しきい値設定部は微分回路を備え、前記第２のしきい値から前記第１のしきい値に変更する時刻が当該微分回路によって設定されることを特徴とする請求項２に記載のバイアス電源装置である。
請求項４に記載の発明は、前記第１の電圧の絶対値が、前記第２の電圧の絶対値より大きいことを特徴とする請求項２または３に記載のバイアス電源装置である。

請求項１の発明によれば、第１のしきい値から第２のしきい値に変更しない場合に比べ、バイアス電源における出力電圧の極性の切り替え時間に起因する画像形成速度の低下が抑制できる。
請求項２の発明によれば、第１のしきい値から第２のしきい値に変更しない場合に比べ、出力電圧の極性の切り替え時間が短縮できる。
請求項３の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、第２のしきい値から第１のしきい値への変更のための制御信号を要しない。
請求項４の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、出力電圧の極性を切り替え時間がより抑制できる。

本実施の形態における画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 中間転写ベルト上のトナー像および試験トナー像を示す図である。 本実施の形態における転写バイアス電源の回路ブロックおよび回路構成の一例を示す図である。 転写バイアス電源の動作の一例を説明するタイミングチャートである。 出力電流Ｉｏｕｔによる出力電圧Ｖｏｕｔの制御の一例を示すタイミングチャートである。 実施例と比較例とを示す図である。

［画像形成装置１］
図１は本実施の形態における画像形成装置１の一例を示す概略構成図である。図１に示す画像形成装置１は、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置であって、電子写真方式により各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ、各画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋにより形成された各色（成分）のトナー像を中間転写ベルト１５に順次転写（一次転写）させる転写手段の一例としての一次転写部１０、中間転写ベルト１５上に転写されたトナー画像（各色のトナー像が重畳されたトナー像）を被転写体の一例である用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる転写手段の他の一例としての二次転写部２０、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着部６０を備えている。また、各装置（各部）の動作を制御する画像形成制御部４０を有している。

本実施の形態において、各画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、矢印Ａ方向に回転する像保持体の一例としての感光体ドラム１１の周囲に、これらの感光体ドラム１１を帯電する帯電手段の一例としての帯電器１２、感光体ドラム１１上に静電潜像を書込む露光手段の一例としてのレーザ露光器１３（図中露光ビームを符号Ｂｍで示す。）、各色（成分）のトナーが収容されて感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視画像化する現像手段の一例としての現像器１４、感光体ドラム１１上に形成された各色のトナー像を一次転写部１０にて中間転写ベルト１５に転写する一次転写ロール１６、感光体ドラム１１上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ１７、などの電子写真用デバイスが順次配設されている。これらの画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順に配置されている。

中間転写体としての中間転写ベルト１５は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたフィルム状の無端ベルトで構成されている。そして、その体積抵抗率は１０^６〜１０^１４Ωｃｍとなるように形成されており、その厚みは例えば０．１ｍｍ程度に構成されている。中間転写ベルト１５は、各種ロールによって図１に示す矢印Ｂ方向に予め定められた速度で循環駆動（回転）されている。この各種ロールとしては、定速性に優れたモータ（不図示）により駆動されて中間転写ベルト１５を回転させる駆動ロール３１、各感光体ドラム１１の配列方向に沿って直線状に延びる中間転写ベルト１５を支持する支持ロール３２、中間転写ベルト１５に対して張力を与えると共に中間転写ベルト１５の蛇行を防止する補正ロールとして機能するテンションロール３３、二次転写部２０に設けられるバックアップロール２５、中間転写ベルト１５上の残留トナーを掻き取るクリーニングバックアップロール３４が配設されている。

一次転写部１０は、中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１に対向して配置される一次転写ロール１６で構成されている。一次転写ロール１６は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性体層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１０^７〜１０^９Ωｃｍのスポンジ状の円筒ロールである。そして、一次転写ロール１６は中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１に圧接配置されている。
さらに一次転写ロール１６にはトナーの帯電極性（ここでは、例として負極性とする。）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム１１上のトナー像が中間転写ベルト１５に順次、静電吸引され、中間転写ベルト１５上に重畳トナー像（後述する図２におけるトナー像１０１ａ、１０１ｂ）が形成される。

二次転写部２０は、中間転写ベルト１５を挟んでバックアップロール２５に対向して配置された二次転写ロール２２で構成されている。二次転写ロール２２は、トナー像保持面側に配置され、接地（接地電圧ＧＮＤ）されている。バックアップロール２５には、金属製の給電ロール２６が接触して配置されている。そして、給電ロール２６に接続して、二次転写バイアスを供給するようにバイアス電源装置の一例としての転写バイアス電源２７が設けられている。
転写バイアス電源２７は二次転写バイアスを生成し、生成した二次転写バイアスを、給電ロール２６を介してバックアップロール２５に安定的に印加する。

このバックアップロール２５は、表面がカーボンを分散したＥＰＤＭとＮＢＲとのブレンドゴムのチューブ、内部がＥＰＤＭゴムで構成されている。そして、その表面抵抗率が１０^７〜１０^１０Ω／□となるように形成され、硬度は例えば７０°（アスカーＣ）に設定される。

一方、二次転写ロール２２は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性体層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは鉄、ＳＵＳ等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したＮＢＲとＳＢＲとＥＰＤＭとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が１０^７〜１０^９Ωｃｍのスポンジ状の円筒ロールである。そして、二次転写ロール２２は中間転写ベルト１５を挟んでバックアップロール２５に圧接配置され、転写ニップ域を形成している。
そして、二次転写ロール２２は接地（接地電圧ＧＮＤ）されて、バックアップロール２５との間に二次転写バイアスが形成され、二次転写部２０に搬送される用紙Ｐ上にトナー像を二次転写する。

また、中間転写ベルト１５の二次転写部２０の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト１５上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト１５の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ３５が接離自在に設けられている。一方、イエローの画像形成ユニット２Ｙの上流側には、各画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋにおける画像形成タイミングをとるための基準となる基準信号を発生する基準センサ（ホームポジションセンサ）４２が配設されている。また、黒の画像形成ユニット２Ｋの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ４３が配設されている。
この基準センサ４２は、中間転写ベルト１５の裏側に設けられた予め定められたマークを認識して基準信号を発生しており、この基準信号の認識に基づく画像形成制御部４０からの指示により、各画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは画像形成を開始するように構成されている。
そして、画像濃度センサ４３は、濃度制御用の試験トナー像（後述する図２における試験トナー像１０２ａ、１０２ｂ）を検出する。画像濃度センサ４３によって検出された試験トナー像の検出結果に基づいて、画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの動作条件の調整が行われ、形成されるトナー像の濃度が調整される。

さらに、本実施の形態における画像形成装置では、用紙搬送系として、用紙Ｐを収容する用紙供給手段５０、この用紙供給手段５０に集積された用紙Ｐを予め定められたタイミングで取り出して搬送するピックアップロール５１、ピックアップロール５１により繰り出された用紙Ｐを搬送する搬送ロール５２、搬送ロール５２により搬送された用紙Ｐを二次転写部２０へと送り込む用紙搬送路５３、二次転写ロール２２により二次転写された後に搬送される用紙Ｐを定着部６０へと搬送する搬送ベルト５５、用紙Ｐを定着部６０に導く定着入口ガイド５６を備えている。

定着部６０は、ハロゲンランプ等の加熱源を内蔵する加熱ロール６１と、この加熱ロール６１に押し当てられる加圧ロール６２とを備えており、これら加熱ロール６１と加圧ロール６２との間に形成される定着ニップ域にトナー像が転写された用紙Ｐを通過させることで、定着を行うようになっている。

次に、本実施の形態における画像形成装置１の基本的な作像プロセスについて説明する。図１に示す画像形成装置１では、図示しない画像読取装置や図示しないパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等から出力される画像データは、図示しない画像処理装置により予め定められた画像処理が施された後、画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋによって作像作業が実行される。画像処理装置では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の予め定められた画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の色材階調データに変換され、レーザ露光器１３に出力される。

レーザ露光器１３では、入力された色材階調データに応じて、例えば半導体レーザから出射された露光ビームＢｍを画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの各々の感光体ドラム１１に照射している。画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの各感光体ドラム１１では、帯電器１２によって表面が帯電された後、このレーザ露光器１３によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの現像器１４によって、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像として現像される。

画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの感光体ドラム１１上に形成された各色のトナー像は、各感光体ドラム１１と中間転写ベルト１５とが接触する一次転写部１０において、中間転写ベルト１５上に転写される。より具体的には、一次転写部１０において、一次転写ロール１６により中間転写ベルト１５の基材に対しトナーの帯電極性と逆極性（正極性）の電圧（一次転写バイアス）が付加され、トナー像を中間転写ベルト１５の表面に順次重ね合わせて一次転写が行われる。

トナー像が中間転写ベルト１５の表面に順次一次転写された後、中間転写ベルト１５は移動してトナー像が二次転写部２０に搬送される。トナー像が二次転写部２０に搬送されると、用紙搬送系では、トナー像が二次転写部２０に搬送されるタイミングに合わせてピックアップロール５１が回転し、用紙供給手段５０から予め定められたサイズの用紙Ｐが供給される。ピックアップロール５１により供給された用紙Ｐは、搬送ロール５２により搬送され、用紙搬送路５３を経て二次転写部２０に到達する。この二次転写部２０に到達する前に、用紙Ｐは一旦停止され、トナー像が保持された中間転写ベルト１５の移動タイミングに合わせてレジストロール（不図示）が回転することで、用紙Ｐの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされる。

二次転写部２０では、中間転写ベルト１５を介して、二次転写ロール２２がバックアップロール２５に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された用紙Ｐは、中間転写ベルト１５と二次転写ロール２２との間に挟み込まれる。その際に、転写バイアス電源２７から、給電ロール２６を介してバックアップロール２５に、トナーの帯電極性と同極性（負極性）の電圧（第１の電圧の一例としての負電圧の転写電界（二次転写バイアス））が供給される。すると、二次転写ロール２２とバックアップロール２５との間に転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト１５上に保持された未定着のトナー像は、二次転写ロール２２とバックアップロール２５とによって押圧される二次転写部２０において、用紙Ｐ上に一括して静電転写される。

なお、後に詳述するが、中間転写ベルト１５上に保持された試験トナー像は、用紙Ｐに静電転写しない。よって、試験トナー像が二次転写部２０を通過する際には、転写バイアス電源２７から、給電ロール２６を介してバックアップロール２５にトナーの帯電極性と逆極性（正極性）の電圧（第２の電圧の一例としての正電圧の非転写電界（クリーニングバイアス））を供給し、試験トナー像を形成するトナーが二次転写ロール２２に付着するのを抑制するとともに、二次転写ロール２２に付着したトナーを中間転写ベルト１５に付着させ、二次転写ロール２２をクリーニングする。
すなわち、転写バイアス電源２７は、正極性の電圧（正電圧）と負極性の電圧（負電圧）とを切り替えて供給する。
ここで、転写バイアス電源２７は、二次転写部２０において、給電ロール２６を介して、バックアップロール２５、中間転写ベルト１５、接地（接地電圧ＧＮＤ）に接続された二次転写ロール２２に出力電圧Ｖｏｕｔを供給する。そして、中間転写ベルト１５と二次転写ロール２２との間に用紙Ｐが挟みこまれる。よって、給電ロール２６を介して、バックアップロール２５、中間転写ベルト１５、接地（接地電圧ＧＮＤ）に接続された二次転写ロール２２が転写バイアス電源２７の負荷となる。このとき、用紙Ｐが中間転写ベルト１５と二次転写ロール２２との間に挟みこまれていれば、用紙Ｐも負荷に含まれる。
なお、出力電圧Ｖｏｕｔによって負荷に流れる電流を出力電流Ｉｏｕｔと表記する。

その後、トナー像が静電転写された用紙Ｐは、二次転写ロール２２によって中間転写ベルト１５から剥離された状態でそのまま搬送され、二次転写ロール２２の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト５５へと搬送される。搬送ベルト５５では、定着部６０における搬送速度に合わせて、用紙Ｐを最適な搬送速度で定着部６０まで搬送する。定着部６０に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着部６０によって熱および圧力による定着処理を受けることで用紙Ｐ上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置１の排出部に設けられた排紙収納部（不図示）に搬送される。
一方、用紙Ｐへの転写が終了した後、中間転写ベルト１５上に残った残留トナー（試験トナー像を含む）は、中間転写ベルト１５の回転に伴って搬送され、クリーニングバックアップロール３４および中間転写ベルトクリーナ３５によって中間転写ベルト１５上から除去される。

［トナー像１０１ａ、１０１ｂおよび試験トナー像１０２ａ、１０２ｂ］
図２は、中間転写ベルト１５上のトナー像１０１ａ、１０１ｂおよび試験トナー像１０２ａ、１０２ｂを示す図である。図２は、図１に示した二次転写部２０において、二次転写ロール２２側から見た中間転写ベルト１５の一部を示している。中間転写ベルト１５は矢印Ｂ方向に移動する。
なお、以下では二次転写バイアスを転写バイアスと表記する。

図２で示すように、まず画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋにおけるそれぞれの一次転写部１０において、それぞれの感光体ドラム１１に形成された各色のトナー像が、中間転写ベルト１５上で重畳されてトナー像１０１ａが形成される。その後、トナー像１０１ａと同様に、画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋにおけるそれぞれの一次転写部１０において、それぞれの感光体ドラム１１に形成された各色の試験トナー像が、中間転写ベルト１５上で重畳されて試験トナー像１０２ａ、１０２ｂが形成される。その後、再び画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋにおけるそれぞれの一次転写部１０において、それぞれの感光体ドラム１１に形成された各色のトナー像が、中間転写ベルト１５上に重畳されてトナー像１０１ｂが形成される。ここでは、トナー像１０１ａ、１０１ｂを区別しないときはトナー像１０１と、試験トナー像１０２ａ、１０２ｂをそれぞれ区別しないときは試験トナー像１０２と表記する。

本実施の形態における画像形成装置１は、中間転写ベルト１５上にトナー像１０１と試験トナー像１０２とを交互に繰り返して形成するとした。そして、２個の試験トナー像１０２ａ、１０２ｂを中間転写ベルト１５の移動方向（矢印Ｂ方向）と直交する方向に並行して形成するとした。
しかし、２個の試験トナー像１０２ａ、１０２ｂは、中間転写ベルト１５の移動方向（矢印Ｂ方向）にずれて設けられていてもよい。また、試験トナー像１０２は１個でもよい。
試験トナー像１０２は、画像濃度センサ４３による検出結果に基づいて、画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋで形成されるトナー像の濃度が調整できればよい。よって、試験トナー像は、画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋがそれぞれ単独で形成するトナー像、画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋのうちの複数により形成する重畳されたトナー像などの複数の領域からなるテスト画像であってよい。
なお、試験トナー像１０２を設けないでもよい。また、トナー像１０１と試験トナー像１０２とを交互に形成することなく、トナー像１０１を複数連続して形成したのち、試験トナー像１０２を形成してもよい。

さて、中間転写ベルト１５の移動タイミングに合わせてレジストロール（不図示）が回転することで、用紙Ｐとトナー像１０１との位置合わせがなされる。そして、トナー像１０１が、搬送されてきた用紙Ｐに転写される。よって、トナー像１０１に対しては、転写バイアス電源２７は、給電ロール２６を介して負電圧の転写バイアスをバックアップロール２５に供給して、トナー像１０１が用紙Ｐに転写されるようにする。
しかし、試験トナー像１０２に対しては、転写バイアス電源２７は、給電ロール２６を介して正電圧のクリーニングバイアスをバックアップロール２５に供給する。このことにより、中間転写ベルト１５上の試験トナー像１０２が二次転写ロール２２に付着することを抑制するとともに、二次転写ロール２２に付着したトナーを中間転写ベルト１５に付着させ、二次転写ロール２２をクリーニングする。
よって、転写バイアス電源２７は、試験トナー像を形成しない場合であっても、トナー像１０１間において、バックアップロール２５に正電圧のクリーニングバイアスを供給して、二次転写ロール２２をクリーニングすることが好ましい。以下の説明では、試験トナー像１０２の有無に関わらず、前後に並ぶトナー像１０１の間において、転写バイアス電源２７は、正電圧のクリーニングバイアスをバックアップロール２５に供給するとする。

なお、トナーの帯電極性が正極性である場合、トナー像１０１に対しては、転写バイアス電源２７は、給電ロール２６を介して正電圧の転写バイアスをバックアップロール２５に供給し、試験トナー像１０２に対しては、転写バイアス電源２７は、給電ロール２６を介して負電圧のクリーニングバイアスをバックアップロール２５に供給する。

そして、図２に示すように、トナー像１０１ａと試験トナー像１０２ａ、１０２ｂとの間において、転写バイアス電源２７は、出力電圧（図３における出力電圧Ｖｏｕｔ）を負電圧の転写バイアスから、正電圧のクリーニングバイアスに切り替える（極性切替Ｉ）。試験トナー像１０２ａ、１０２ｂとトナー像１０１ｂとの間において、転写バイアス電源２７は、出力電圧を正電圧のクリーニングバイアスから、負電圧の転写バイアスに切り替える（極性切替ＩＩ）。
なお、トナー像１０１を用紙Ｐに転写するため、用紙Ｐが二次転写部２０に存在する間は負電圧の転写バイアスが印加されていることが必要である。一方、用紙Ｐが二次転写部２０から離れると、トナーが二次転写ロール２２に付着しないように、正電圧のクリーニングバイアスが印加されることが好ましい。よって、図２では、正電圧のクリーニングバイアスが印加される期間は、試験トナー像１０２の前後の期間を含んで設定されている。

そして、画像形成装置１の高速化には、極性切替Ｉおよび極性切替ＩＩにおける出力電圧の極性の切り替えに要する時間を短くすることが求められる。
また、画像形成装置１の高速化にともなって、負電圧の転写バイアスおよび正電圧のクリーニングバイアスのそれぞれの値が絶対値において大きくなり、極性切替の際に発生する突入電流（ラッシュ電流）も大きくなる。二次転写において、転写バイアスは例えば−１２ｋＶ、クリーニングバイアスは例えば１ｋＶである。よって、ラッシュ電流は、正電圧のクリーニングバイアスから負電圧の転写バイアスに移行する場合が逆の場合に比べて大きい。

［転写バイアス電源２７の回路ブロック］
図３は、本実施の形態における転写バイアス電源２７の回路ブロックおよび回路構成の一例を示す図である。図３において、回路ブロックは破線または一点鎖線で囲んで示している。

まず、転写バイアス電源２７の回路ブロックを説明する。
転写バイアス電源２７は、負電圧の転写バイアスを生成する第１の電源部の一例としての負電圧生成部２００と、正電圧のクリーニングバイアスを生成する第２の電源部の一例としての正電圧生成部２１０と、負電圧の転写バイアスを供給する場合における制限電流Ｉｐに対応するしきい値電圧Ｖｔｈを設定するしきい値設定部の一例としてのしきい値設定回路２２０、給電ロール２６を介して流れる電流を検知する検知部の一例としての電流検知回路２３０、電流検知回路２３０により検知された電流がしきい値電圧Ｖｔｈで設定された制限電流Ｉｐを超えた場合に、負電圧生成部２００からの負電圧の転写バイアスを絶対値において低下させる出力制御部の一例としての出力制御回路２４０を備えている。

負電圧生成部２００は、アナログ変換回路２０１、制御回路２０２、駆動回路２０３、トランス２０４、整流回路２０５、電圧検知回路２０６を備えている。
正電圧生成部２１０は、正電圧オンオフ回路２１１、制御回路２１２、駆動回路２１３、トランス２１４、整流回路２１５を備えている。

図３に示すように、負電圧生成部２００の整流回路２０５と正電圧生成部２１０の整流回路２１５とが直列に接続されている。これにより、負電圧生成部２００の生成する負電圧の転写バイアスと正電圧生成部２１０の生成する正電圧のクリーニングバイアスとが切り替えられて給電ロール２６に供給されるようになっている。

本実施の形態では、転写バイアス電源２７は、画像形成制御部４０から、負電圧生成部２００が生成する負電圧の転写バイアスの値を設定する負電圧設定信号Ｓ１０および正電圧生成部２１０が生成する正電圧のクリーニングバイアスの値を設定する正電圧設定信号Ｓ２０を、それぞれダイオード（符号なし）を介して受信する。

負電圧設定信号Ｓ１０は、転写バイアス電源２７が負電圧を供給する場合にハイレベル（以下、「Ｈ」で表記する。）とローレベル（以下、「Ｌ」で表記する。）とを振幅とするパルス幅変調（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）されたパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）の状態となり、正電圧を供給する場合に「Ｌ」の状態になる。
一方、正電圧設定信号Ｓ２０は、転写バイアス電源２７が正電圧を供給する場合に「Ｌ」と「Ｈ」とを振幅とするＰＭＷ信号の状態となり、負電圧を供給する場合に「Ｌ」の状態になる。
例えば、「Ｈ」は３Ｖ、「Ｌ」は０Ｖである。

そして、負電圧設定信号Ｓ１０におけるＰＷＭ信号のデューティ比によって、負電圧の転写バイアスの値が設定される。同様に、正電圧設定信号Ｓ２０におけるＰＷＭ信号のデューティ比によって、正電圧のクリーニングバイアスの値が設定される。

［転写バイアス電源２７の回路構成］
次に、転写バイアス電源２７の回路構成を説明する。

＜負電圧生成部２００＞
まず、負電圧生成部２００について説明する。負電圧生成部２００は、他励式のスイッチング電源である。
（アナログ変換回路２０１）
アナログ変換回路２０１は、画像形成制御部４０から受信する負電圧設定信号Ｓ１０がＰＷＭ信号の状態であれば、ＰＭＷ信号を平滑化して直流電圧（アナログ電圧）に変換し、アナログ信号Ｓ１１を出力する。
アナログ変換回路２０１は、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１とを備えている。そして、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１とは並列に接続され、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１のそれぞれの一方の端子は、アナログ変換回路２０１の入力端子および出力端子となっている。抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１のそれぞれの他方の端子は接地（接地電圧ＧＮＤ）されている。なお、接地電圧ＧＮＤは０Ｖとする。

アナログ変換回路２０１は、負電圧設定信号Ｓ１０がＰＷＭ信号の状態である場合には、コンデンサＣ１が電荷を蓄積してＰＷＭ信号を平滑化し、直流電圧（アナログ電圧）のアナログ信号Ｓ１１に変換する。このとき、アナログ信号Ｓ１１の電圧値は、負電圧設定信号Ｓ１０のＰＷＭ信号のデューティ比で設定される。すなわち、負電圧設定信号Ｓ１０のＰＷＭ信号のデューティ比が大きいほど、コンデンサＣ１に蓄積される電荷が大きくなって、アナログ信号Ｓ１１の電圧が高くなる。一方、負電圧設定信号Ｓ１０のＰＷＭ信号部分のデューティ比が小さいほど、コンデンサＣ１に蓄積される電荷が小さくなって、アナログ信号Ｓ１１の電圧が低くなる。
抵抗Ｒ１は、コンデンサＣ１の充放電の時定数を設定する。

負電圧設定信号Ｓ１０が「Ｌ」（０Ｖ）の状態である場合には、抵抗Ｒ１によってコンデンサＣ１の電荷が放電されて、アナログ信号Ｓ１１は接地電圧ＧＮＤ（０Ｖ）になる。

なお、負電圧設定信号Ｓ１０をＰＷＭ信号としないでアナログ信号とすると、画像形成制御部４０から転写バイアス電源２７に送信される間にノイズなどの影響を受けてアナログ信号の電圧が変動するおそれがある。よって、負電圧設定信号Ｓ１０をＰＷＭ信号とし、ノイズの影響を抑制している。
なお、ノイズの影響を抑制することを要しない場合には、負電圧設定信号Ｓ１０をアナログ信号として、アナログ変換回路２０１を省略してもよい。
なお、後述する正電圧設定信号Ｓ２０についても同様である。

（制御回路２０２）
制御回路２０２は、負電圧生成部２００が実際に生成する負電圧と、アナログ信号Ｓ１１で設定される値との差を小さくするようにフィードバック制御する。なお、負電圧生成部２００は他励式のスイッチング電源であって、制御回路２０２に発振器ＯＳＣを内蔵する。
発振器ＯＳＣは、三角波信号Ｓ０を発振するとして説明するが、三角波でなくとも鋸歯状波など、ＰＷＭ信号を生成することができる信号を発振してもよい。

制御回路２０２は、三角波信号Ｓ０を発振する発振器ＯＳＣ、比較器Ｃｍｐ１、誤差増幅器Ａｍｐ１、ｎｐｎトランジスタＴｒ１、ダイオードＤ１を備えている。
発振器ＯＳＣは、比較器Ｃｍｐ１の非反転入力端子（以下では＋入力端子と表記する。）に接続され、三角波信号Ｓ０を供給する。
比較器Ｃｍｐ１の反転入力端子（以下では−入力端子と表記する。）は、ダイオードＤ１を介して誤差増幅器Ａｍｐ１の出力端子に接続されている。さらに、比較器Ｃｍｐ１の−入力端子は、出力制御回路２４０に接続されている。

比較器Ｃｍｐ１の出力端子は、ｎｐｎトランジスタＴｒ１のベース端子に接続されている。
ｎｐｎトランジスタＴｒ１のエミッタ端子は、駆動回路２０３に接続されている。ｎｐｎトランジスタＴｒ１のコレクタ端子は電源電圧Ｖｃｃ（例えば２４Ｖ）に接続されている。
なお、図示しないが比較器Ｃｍｐ１、誤差増幅器Ａｍｐ１には、電源電圧Ｖｄｄ（例えば５Ｖ）が供給されている。

誤差増幅器Ａｍｐ１の＋入力端子は、アナログ変換回路２０１に接続され、アナログ信号Ｓ１１を受信する。一方、誤差増幅器Ａｍｐ１の−入力端子は、電圧検知回路２０６に接続され、後述する電圧検知回路２０６が検知した出力電圧Ｖｏｕｔに比例する検知信号Ｓ４１を受信する。
誤差増幅器Ａｍｐ１は、アナログ信号Ｓ１１と検知信号Ｓ４１とを比較し、その差を増幅して出力信号Ｓ１２を出力する。

比較器Ｃｍｐ１の＋入力端子は、発振器ＯＳＣの発振する三角波信号Ｓ０を受信する。
誤差増幅器Ａｍｐ１と比較器Ｃｍｐ１の−入力端子との間にはダイオードＤ１が設けられ、出力制御回路２４０の誤差増幅器Ａｍｐ４と比較器Ｃｍｐ１の−入力端子との間にはダイオードＤ６が設けられている。ダイオードＤ１とダイオードＤ６とは、それぞれのカソード端子が比較器Ｃｍｐ１の−入力端子に接続されている。
よって、比較器Ｃｍｐ１の−入力端子は、誤差増幅器Ａｍｐ１の出力信号Ｓ１２、出力制御回路２４０の出力信号Ｓ２４のいずれか電圧が高い信号を選択して受信する。
なお、出力制御回路２４０の出力信号Ｓ２４は、後述する出力制御回路２４０における誤差増幅器Ａｍｐ４が出力する信号である。
以下の説明では、ダイオードＤ１、Ｄ６による電圧降下を無視する。

よって、比較器Ｃｍｐ１は、＋入力端子が受信する三角波信号Ｓ０と、−入力端子が受信する信号とを比較し、三角波信号Ｓ０が−入力端子が受信した信号より大きい場合に、電源電圧Ｖｄｄに、小さい場合に接地電圧ＧＮＤとなるＰＷＭ変調された出力信号Ｓ１３を出力する。

そして、出力信号Ｓ１３によって、ｎｐｎトランジスタＴｒ１をオン／オフすることで、制御回路２０２は、電源電圧Ｖｃｃと接地電圧ＧＮＤとの間の振幅を有するＰＷＭ変調された出力信号Ｓ１４を出力する。

（駆動回路２０３）
駆動回路２０３は、制御回路２０２からの出力信号Ｓ１４を受信し、スイッチ素子である電界効果トランジスタＦＥＴをスイッチング（オンオフ）させて、後述するトランス２０４の一次巻線Ｔ１ａに流れる電流を制御する。

駆動回路２０３は、抵抗Ｒ２、Ｒ３、電界効果トランジスタＦＥＴを備えている。
抵抗Ｒ２の一方の端子は、制御回路２０２のｎｐｎトランジスタＴｒ１のエミッタ端子に接続されている。抵抗Ｒ２の他方の端子は、抵抗Ｒ３の一方の端子に接続されるとともに、電界効果トランジスタＦＥＴのゲート端子に接続されている。抵抗Ｒ３の他方の端子は接地（接地電圧ＧＮＤ）されている。
電界効果トランジスタＦＥＴのソース端子は接地（接地電圧ＧＮＤ）されている。電界効果トランジスタＦＥＴのドレイン端子は、トランス２０４に接続されている。

制御回路２０２のｎｐｎトランジスタＴｒ１がオンであると、電界効果トランジスタＦＥＴは、ｎｐｎトランジスタＴｒ１および抵抗Ｒ２を介して、ゲート端子が電源電圧Ｖｃｃになって、オンになる。一方、制御回路２０２のｎｐｎトランジスタＴｒ１がオフであると、電界効果トランジスタＦＥＴは、抵抗Ｒ３を介して、ゲート端子が接地（接地電圧ＧＮＤ）になって、オフになる。
すなわち、駆動回路２０３の電界効果トランジスタＦＥＴは、制御回路２０２のｎｐｎトランジスタＴｒ１のオンオフに追従して、スイッチング（オンオフ）する。

（トランス２０４）
トランス２０４は、一次巻線Ｔ１ａと二次巻線Ｔ２ａとを備え、一次巻線Ｔ１ａに流れる電流により二次巻線Ｔ２ａに電流を誘起する。
一次巻線Ｔ１ａの一方の端子には、電源電圧Ｖｃｃが供給される。一次巻線Ｔ１ａの他方の端子は、駆動回路２０３の電界効果トランジスタＦＥＴのドレイン端子に接続されている。
二次巻線Ｔ２ａは、整流回路２０５に接続されている。

駆動回路２０３の電界効果トランジスタＦＥＴがオンすると、電源電圧Ｖｃｃと接地電圧ＧＮＤとの間に、一次巻線Ｔ１ａおよび電界効果トランジスタＦＥＴを介して電流が流れる。一次巻線Ｔ１ａに電流が流れることにより、二次巻線Ｔ２ａに電流が誘起され、一次巻線Ｔ１ａと二次巻線Ｔ２ａとの巻線比に応じた電圧が二次巻線Ｔ２ａに誘起される。

（整流回路２０５）
整流回路２０５は、トランス２０４の二次巻線Ｔ２ａに誘起された電流を整流し、負電圧の転写バイアスを生成する。
整流回路２０５は、ダイオードＤ２、コンデンサＣ２、抵抗Ｒ４を備えている。
ダイオードＤ２のカソード端子は、二次巻線Ｔ２ａの一方の端子に接続されている。ダイオードＤ２のアノード端子は、並列接続されたコンデンサＣ２および抵抗Ｒ４のそれぞれの一方の端子に接続されるとともに、給電ロール２６に接続されている。並列接続されたコンデンサＣ２および抵抗Ｒ４のそれぞれの他方の端子は、二次巻線Ｔ２ａの他方の端子に接続されている。

トランス２０４の二次巻線Ｔ２ａに誘起された電流の内、ダイオードＤ２を流れる電流により、コンデンサＣ２が充電され負電圧の転写バイアスが生成される。

（電圧検知回路２０６）
電圧検知回路２０６は、出力電圧Ｖｏｕｔを検知し、出力電圧Ｖｏｕｔに比例した電圧の検知信号Ｓ４１を出力する。
電圧検知回路２０６は、誤差増幅器Ａｍｐ２、抵抗Ｒ５、Ｒ６で構成されている。抵抗Ｒ５、抵抗Ｒ６は直列接続され、抵抗Ｒ５の抵抗Ｒ６と接続されていない端子は、給電ロール２６に接続されている。抵抗Ｒ６の抵抗Ｒ５と接続されていない端子は、基準電圧Ｖｒｅｆ（例えば５Ｖ）を介して接地（接地電圧ＧＮＤ）されている。
誤差増幅器Ａｍｐ２の＋入力端子は、抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６との接続点に接続され、−入力端子は、出力端子に接続されている。誤差増幅器Ａｍｐ２の出力端子は、制御回路２０２の誤差増幅器Ａｍｐ１の−入力端子に接続されている。

誤差増幅器Ａｍｐ２は、出力電圧Ｖｏｕｔが抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６とで分圧された電圧を検知し、出力電圧Ｖｏｕｔに比例した電圧の検知信号Ｓ４１を出力する。
なお、基準電圧Ｖｒｅｆは、誤差増幅器Ａｍｐ２および後述する電流検知回路２３０の誤差増幅器Ａｍｐ３の＋入力端子が負の電圧になることを抑制する。

＜正電圧生成部２１０＞
次に、正電圧生成部２１０について説明する。正電圧生成部２１０は、自励式のスイッチング電源である。
（正電圧オンオフ回路２１１）
正電圧オンオフ回路２１１は、画像形成制御部４０から受信する正電圧設定信号Ｓ２０がＰＷＭ信号の状態または「Ｌ」の状態のそれぞれに対応した正電圧オンオフ信号Ｓ２１を出力する。

正電圧オンオフ回路２１１は、抵抗Ｒ７、Ｒ８、コンデンサＣ３、ｎｐｎトランジスタＴｒ２を備えている。抵抗Ｒ７とコンデンサＣ３とは並列接続され、抵抗Ｒ７とコンデンサＣ３のそれぞれの一方の端子は入力端子になるとともに、抵抗Ｒ８を介してｎｐｎトランジスタＴｒ２のベース端子に接続されている。抵抗Ｒ７とコンデンサＣ３のそれぞれの他方の端子は接地（接地電圧ＧＮＤ）されている。
ｎｐｎトランジスタＴｒ２のコレクタ端子は、ダイオードＤ３を介して制御回路２１２に接続されるとともに、後述するしきい値設定回路２２０に接続されている。
そして、ｎｐｎトランジスタＴｒ２のエミッタ端子は接地（接地電圧ＧＮＤ）されている。

正電圧オンオフ回路２１１は、正電圧設定信号Ｓ２０が「Ｌ」（０Ｖ）の状態では、ｎｐｎトランジスタＴｒ２のベース端子が０Ｖであって、ｎｐｎトランジスタＴｒ２がオフである。よって、コレクタ端子は、後述するしきい値設定回路２２０の抵抗Ｒ１０およびダイオードＤ５を介して電源電圧Ｖｄｄ（５Ｖ）になっている。これにより、正電圧オンオフ信号Ｓ２１は電源電圧Ｖｄｄ（５Ｖ）になる。ここでは、ダイオードＤ３による電圧降下の影響を考えない。なお、コレクタ端子の電圧を電圧Ｖａとする。
正電圧設定信号Ｓ２０がＰＷＭ信号の状態では、コンデンサＣ３が電荷を蓄積してＰＷＭ信号を平滑化する。そして、コンデンサＣ３の一方の端子の電圧が上昇すると、ｎｐｎトランジスタＴｒ２がオフからオンに移行する。これにより、ｎｐｎトランジスタＴｒ２のコレクタ端子（電圧Ｖａ）は、電源電圧Ｖｄｄ（５Ｖ）から接地電圧ＧＮＤ（０Ｖ）に移行する。これにより、正電圧オンオフ信号Ｓ２１は接地電圧ＧＮＤ（０Ｖ）になる。
なお、抵抗Ｒ８はｎｐｎトランジスタＴｒ２のベース端子に流れる電流を制限する電流制限抵抗である。

（制御回路２１２）
制御回路２１２は、正電圧設定信号Ｓ２０がＰＷＭ信号の状態になって、正電圧オンオフ信号Ｓ２１が電源電圧Ｖｄｄ（５Ｖ）になることで起動される。そして、正電圧設定信号Ｓ２０を受信して、駆動回路２１３のスイッチ素子であるｎｐｎトランジスタＴｒ３をオンにする電圧を出力信号Ｓ２２として生成し、出力する。

（駆動回路２１３）
駆動回路２１３は、ｎｐｎトランジスタＴｒ３を備えている。
ｎｐｎトランジスタＴｒ３のベース端子は、制御回路２１２およびトランス２１４に接続されている。ｎｐｎトランジスタＴｒ３のエミッタ端子は接地（接地電圧ＧＮＤ）され、コレクタ端子はトランス２１４に接続されている。

（トランス２１４）
トランス２１４は、一次巻線Ｔ１ｂ、一次側補助巻線Ｔ１ｃ、二次巻線Ｔ２ｂを備えている。一次巻線Ｔ１ｂの一方の端子には、電源電圧Ｖｃｃが供給される。一次巻線Ｔ１ｂの他方の端子は、駆動回路２１３のｎｐｎトランジスタＴｒ３のコレクタ端子に接続されている。
一次側補助巻線Ｔ１ｃの一方の端子は、ｎｐｎトランジスタＴｒ３のベース端子に接続されている。一次側補助巻線Ｔ１ｃの他方の端子は、接地（接地電圧ＧＮＤ）されている。
二次巻線Ｔ２ｂは、整流回路２１５に接続されている。

（整流回路２１５）
整流回路２１５は、トランス２１４の二次巻線Ｔ２ｂに誘起された電流を整流し、正電圧のクリーニングバイアスを生成する。
整流回路２１５は、ダイオードＤ４、コンデンサＣ４、抵抗Ｒ９を備えている。
ダイオードＤ４のアノード端子は、二次巻線Ｔ２ｂの一方の端子に接続されている。ダイオードＤ４のカソード端子は、並列接続されたコンデンサＣ４および抵抗Ｒ９のそれぞれの一方の端子に接続されている。並列接続されたコンデンサＣ４および抵抗Ｒ９のそれぞれの他方の端子は、二次巻線Ｔ２ｂの他方の端子に接続されている。
ここで、ダイオードＤ４は、負電圧生成部２００の整流回路２０５におけるダイオードＤ２の電流の流れる向きを逆にした構成となっている。これにより、正電圧が生成されるようになっている。
そして、並列接続されたコンデンサＣ４および抵抗Ｒ９のそれぞれの一方の端子は、負電圧生成部２００の整流回路２０５の並列接続されたコンデンサＣ２および抵抗Ｒ４のそれぞれの他方の端子に接続されている。
また、並列接続されたコンデンサＣ４および抵抗Ｒ９のそれぞれの他方の端子は、後述する電流検知回路２３０の誤差増幅器Ａｍｐ３の−入力端子に接続されている。

ここで、自励式の正電圧生成部２１０の動作を説明する。
制御回路２１２から、駆動回路２１３のｎｐｎトランジスタＴｒ３のベース端子に、Ｓｉのビルトインポテンシャル（０．６Ｖ）を超える正電圧（出力信号Ｓ２２）が入力すると、ｎｐｎトランジスタＴｒ３がオンになる。すると、電源電圧Ｖｃｃ（２４Ｖ）と接地電圧ＧＮＤ（０Ｖ）との間に、一次巻線Ｔ１ｂおよびｎｐｎトランジスタＴｒ３を介して電流が流れる。
トランス２１４の一次巻線Ｔ１ｂに電流が流れることで、一次側補助巻線Ｔ１ｃにベース端子の電圧を上昇させる電圧が発生する。これにより、ｎｐｎトランジスタＴｒ３のコレクタ電流が時間とともに増加していく。

このとき、二次巻線Ｔ２ｂにも電圧が発生するが、この電圧の向きはダイオードＤ４の電流が流れる向きと逆であるため、二次巻線Ｔ２ｂには電流が流れない。

ｎｐｎトランジスタＴｒ３の増幅率が有限であるため、コレクタ電流はある値以上に達するとそれ以上には大きくなれず、一次巻線Ｔ１ｂのコアの磁束の変化が止まる。すると、一次巻線Ｔ１ｂには、今まで流れていた方向と同じ方向に電流を流そうとする力が働き、これまでと逆向きの電圧が発生する。これによって、二次巻線Ｔ２ｂにダイオードＤ４の電流の流れる向きと同じ向きの電圧が発生し、二次巻線Ｔ２ｂに電流が流れる。

すると、一次巻線Ｔ１ｂに発生したこれまでと逆向きの電圧により、一次側補助巻線Ｔ１ｃにも逆向きの電圧が発生し、ｎｐｎトランジスタＴｒ３のベース端子−エミッタ端子間を逆方向にバイアスする。これにより、ｎｐｎトランジスタＴｒ３がオフになる。
ダイオードＤ４に流れる電流が０になると、一次巻線Ｔ１ｂ、一次側補助巻線Ｔ１ｃ、二次巻線Ｔ２ｂに発生していた電圧が０Ｖになる。これにより、ｎｐｎトランジスタＴｒ３のベース端子−エミッタ端子間が制御回路２１２からの正電圧（出力信号Ｓ２２）によって、再び上昇して、ｎｐｎトランジスタＴｒ３が再びオンになる。
このように、ｎｐｎトランジスタＴｒ３をスイッチング（オンオフ）させることで、オフの期間に二次巻線Ｔ２ｂに流れる電流により正電圧のクリーニングバイアスが生成される。

なお、クリーニングバイアスは、制御回路２１２の出力する正電圧（出力信号Ｓ２２）によって制御される。すなわち、制御回路２１２の出力する正電圧の値が大きいほど、ｎｐｎトランジスタＴｒ３に流れる電流が大きくなって、クリーニングバイアスが大きい。逆に、制御回路２１２の出力する正電圧の値が小さくなると、ｎｐｎトランジスタＴｒ３に流れる電流が小さくなって、クリーニングバイアスが小さくなる。

そして、制御回路２１２の出力する正電圧は、正電圧設定信号Ｓ２０のデューティ比で設定される。正電圧設定信号Ｓ２０のデューティ比が大きいほど、制御回路２１２の出力する正電圧が大きくなるように設定されている。

次に、しきい値設定回路２２０、電流検知回路２３０、出力制御回路２４０について説明する。
＜しきい値設定回路２２０＞
しきい値設定回路２２０は、出力電流Ｉｏｕｔに対して第１の制限値の一例としての制限電流Ｉｐ１と第２の制限値の一例としての制限電流Ｉｐ２とが設定できるように、制限電流Ｉｐ１に対応する第１のしきい値の一例としてのしきい値電圧Ｖｔｈ１と、制限電流Ｉｐ２に対応する第２のしきい値の一例としてのしきい値電圧Ｖｔｈ２を設定する。なお、制限電流Ｉｐ１、Ｉｐ２をそれぞれ区別しないときは制限電流Ｉｐと、しきい値電圧Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２をそれぞれ区別しないときはしきい値電圧Ｖｔｈと表記する。そして、制限電流Ｉｐ２が制限電流Ｉｐ１より大きい（Ｉｐ２＞Ｉｐ１）とし、しきい値電圧Ｖｔｈ２がしきい値電圧Ｖｔｈ１より小さい（Ｖｔｈ２＜Ｖｔｈ１）とする。
そして、正電圧のクリーニングバイアスから負電圧の転写バイアスに切り替える際に、しきい値電圧Ｖｔｈをより小さいしきい値電圧Ｖｔｈ２に変更して、制限電流Ｉｐをより大きい制限電流Ｉｐ２に変更する。
なお、本明細書では、出力電流Ｉｏｕｔおよび制限電流Ｉｐ１、Ｉｐ２は絶対値であるとする。

しきい値設定回路２２０は、比較器Ｃｍｐ２、ｎｐｎトランジスタＴｒ４、抵抗Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ１９、コンデンサＣ５、ダイオードＤ５を備えている。なお、抵抗Ｒ１４は値が変えられる可変抵抗である。

抵抗Ｒ１０の一方の端子には、電源電圧Ｖｄｄが供給される。抵抗Ｒ１０の他方の端子は、ダイオードＤ５のアノード端子接続されている。ダイオードＤ５のカソード端子は、正電圧生成部２１０の正電圧オンオフ回路２１１のｎｐｎトランジスタＴｒ２のコレクタ端子（電圧Ｖａ）に接続されている。

コンデンサＣ５の一方の端子は、抵抗Ｒ１０とダイオードＤ５との接続点に接続されている。コンデンサＣ５の他方の端子は、抵抗Ｒ１１を介して比較器Ｃｍｐ２の＋入力端子に接続されている。さらに、比較器Ｃｍｐ２の＋入力端子は、抵抗Ｒ１２の一方の端子に接続されている。抵抗Ｒ１２の他方の端子は接地（接地電圧ＧＮＤ）されている。コンデンサＣ５および抵抗Ｒ１１、Ｒ１２は微分回路を構成する。
抵抗Ｒ１３と抵抗Ｒ１４とは直列接続され、抵抗Ｒ１３の抵抗Ｒ１４に接続されていない端子には、電源電圧Ｖｄｄが供給される。一方、抵抗Ｒ１４の抵抗Ｒ１３と接続されていない端子は、接地（接地電圧ＧＮＤ）されている。そして、抵抗Ｒ１３と抵抗Ｒ１４との接続点は、比較器Ｃｍｐ２の−入力端子に接続されている。
比較器Ｃｍｐ２の出力端子は、抵抗Ｒ１５を介して、ｎｐｎトランジスタＴｒ４のベース端子に接続されている。なお、ｎｐｎトランジスタＴｒ４のベース端子は抵抗Ｒ１６を介して接地（接地電圧ＧＮＤ）されている。
ｎｐｎトランジスタＴｒ４のエミッタ端子は接地（接地電圧ＧＮＤ）されている。

そして、抵抗Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ１９は、順に直列に接続されている。抵抗Ｒ１７の抵抗Ｒ１８と接続されていない端子には、電源電圧Ｖｄｄが供給される。抵抗Ｒ１９の抵抗Ｒ１８と接続されていない端子は接地（接地電圧ＧＮＤ）されている。
さらに、抵抗Ｒ１８と抵抗Ｒ１９との接続点がｎｐｎトランジスタＴｒ４のコレクタ端子に接続されている。
また、抵抗Ｒ１７と抵抗Ｒ１８との接続点は、出力制御回路２４０に接続され、出力制御回路２４０に対して出力信号Ｓ２３を出力する。
ここで、比較器Ｃｍｐ２の＋入力端子の電圧を電圧Ｖｂ、比較器Ｃｍｐ２の−入力端子の電圧を基準電圧Ｖｒ、比較器Ｃｍｐ２の出力端子の電圧を電圧Ｖｃと表記する。なお、電圧Ｖｃは、ｎｐｎトランジスタＴｒ４のベース端子の電圧としてもよい。

しきい値設定回路２２０は、転写バイアス電源２７が、正電圧のクリーニングバイアスから負電圧の転写バイアスに切り替える際に、正電圧設定信号Ｓ２０が、ＰＷＭ信号の状態から、「Ｌ」の状態に移行することにより起動される。
すなわち、正電圧設定信号Ｓ２０がＰＭＷ信号の状態から「Ｌ」の状態に移行する時刻（後述する図４の時刻ｂ）において、ｎｐｎトランジスタＴｒ２のコレクタ端子の電圧Ｖａが電源電圧Ｖｄｄに移行する。すると、コンデンサＣ５および抵抗Ｒ１１、Ｒ１２は微分回路を構成しているので、比較器Ｃｍｐ２の＋入力端子の電圧Ｖｂも電源電圧Ｖｄｄに移行する。このとき、比較器Ｃｍｐ２の−入力端子の基準電圧Ｖｒが電源電圧Ｖｄｄより低ければ、比較器Ｃｍｐ２の出力端子の電圧Ｖｃが、電源電圧Ｖｄｄになる。これにより、ｎｐｎトランジスタＴｒ４のベース端子が電源電圧Ｖｄｄになって、ｎｐｎトランジスタＴｒ４がオンになる。すると、直列接続された抵抗Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ１９の内、抵抗Ｒ１９が短絡された状態になる。すなわち、出力信号Ｓ２３は、電源電圧Ｖｄｄを抵抗Ｒ１７と抵抗Ｒ１８とで分割したしきい値電圧Ｖｔｈ２（＝Ｖｄｄ×Ｒ１８／（Ｒ１７＋Ｒ１８））になる。

その後、比較器Ｃｍｐ２の＋入力端子の電圧Ｖｂが、微分回路（コンデンサＣ５および抵抗Ｒ１１、Ｒ１２）により徐々に低下し、−入力端子の基準電圧Ｖｒより小さくなると、比較器Ｃｍｐ２の出力が接地電圧ＧＮＤ（０Ｖ）に移行する。これにより、ｎｐｎトランジスタＴｒ４がオフになる。すると、出力信号Ｓ２３は、電源電圧Ｖｄｄを抵抗Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ１９で分割したしきい値電圧Ｖｔｈ１（＝Ｖｄｄ×（Ｒ１８＋Ｒ１９）／（Ｒ１７＋Ｒ１８＋Ｒ１９））になる。すなわち、しきい値電圧Ｖｔｈ１がしきい値電圧Ｖｔｈ２より大きい。
なお、しきい値電圧Ｖｔｈ２からしきい値電圧Ｖｔｈ１に戻るタイミングは、コンデンサＣ５および抵抗Ｒ１１、Ｒ１２が構成する微分回路によって設定される。

なお、比較器Ｃｍｐ２の−入力端子の基準電圧Ｖｒは、可変抵抗である抵抗Ｒ１４の値によって調整できる。すなわち、正電圧設定信号Ｓ２０がＰＷＭ信号の状態から「Ｌ」の状態に移行する際、ｎｐｎトランジスタＴｒ２のコレクタ端子の電圧Ｖａは電源電圧Ｖｄｄに向かって変化する。同様に、比較器Ｃｍｐ２の＋入力端子の電圧Ｖｂも電源電圧Ｖｄｄに向かって変化する。よって、基準電圧Ｖｒを可変にしておくことで、しきい値電圧Ｖｔｈを変更する電圧Ｖｂを設定することができる。これにより、負電圧の転写バイアスの供給が開始される前に、しきい値電圧Ｖｔｈを変更できる。

すなわち、しきい値設定回路２２０は、ｎｐｎトランジスタＴｒ２のコレクタ端子の電圧Ｖａが電源電圧Ｖｄｄに向かって移行する時刻（タイミング）から、微分回路を構成するコンデンサＣ５および抵抗Ｒ１１、Ｒ１２によって定められた期間において、出力信号Ｓ２３がしきい値電圧Ｖｔｈ２になる。そして、他の期間において、出力信号Ｓ２３がしきい値電圧Ｖｔｈ１になる。

＜電流検知回路２３０＞
電流検知回路２３０は、出力電流Ｉｏｕｔを検知する。
電流検知回路２３０は、誤差増幅器Ａｍｐ３、抵抗Ｒ２０、Ｒ２１を備えている。誤差増幅器Ａｍｐ３の＋入力端子は、負電圧生成部２００の電圧検知回路２０６の抵抗Ｒ６と基準電圧Ｖｒｅｆとの接続点に接続されている。誤差増幅器Ａｍｐ３の−入力端子は正電圧生成部２１０の整流回路２１５の並列に接続されたコンデンサＣ４および抵抗Ｒ９のそれぞれの他方の端子に接続されるとともに、抵抗Ｒ２０を介して誤差増幅器Ａｍｐ３の出力端子に接続されている。そして、誤差増幅器Ａｍｐ３の出力端子は、抵抗Ｒ２１の一方の端子に接続されている。抵抗Ｒ２１の他方の端子は、後述する出力制御回路２４０に接続されている。

電流検知回路２３０は、抵抗Ｒ２０に流れる出力電流Ｉｏｕｔを検知して、出力電流Ｉｏｕｔに比例する電圧の検知信号Ｓ５１を出力する。

＜出力制御回路２４０＞
出力制御回路２４０は、電流検知回路２３０からの検知信号Ｓ５１に基づいて、負荷に過剰な電流（過電流）が流れないように制御する。

出力制御回路２４０は、誤差増幅器Ａｍｐ４、ダイオードＤ６を備えている。誤差増幅器Ａｍｐ４の＋入力端子は、しきい値設定回路２２０の出力端子である抵抗Ｒ１７と抵抗Ｒ１８との接続点に接続されている。誤差増幅器Ａｍｐ４の−入力端子は、電流検知回路２３０の抵抗Ｒ２０の他方の端子に接続されている。

誤差増幅器Ａｍｐ４は、−入力端子が受信する電流検知回路２３０の出力する出力電流Ｉｏｕｔに比例する電圧の検知信号Ｓ５１と、＋入力端子が受信するしきい値設定回路２２０が出力する出力信号Ｓ２３（しきい値電圧Ｖｔｈ（しきい値電圧Ｖｔｈ１またはしきい値電圧Ｖｔｈ２））とを比較し、差を増幅した出力信号Ｓ２４を出力する。
なお、ダイオードＤ１、Ｄ６はいずれのカソード端子も比較器Ｃｍｐ１の−入力端子に接続されている。よって、制御回路２０２の比較器Ｃｍｐ１の−入力端子は、出力信号Ｓ２４または制御回路２０２における誤差増幅器Ａｍｐ１の出力信号Ｓ１２のいずれか電圧の大きい方を受信するように構成している。

なお、図３に示した転写バイアス電源２７の回路構成は一例であって、主要な部材（トランジスタ、抵抗、コンデンサ、トランスなど）を等価回路で示している。よって、転写バイアス電源２７は他の回路構成であってもく、他の回路や部材を備えていてもよい。
また、負電圧生成部２００の制御回路２０２は、電界効果トランジスタＦＥＴをスイッチング（オン／オフ）するものであればよい。よって、制御回路２０２は、他の構成であってもよく、さらに他の回路を備えていてもよい。そして、制御回路２０２は、スイッチ素子（本実施の形態では、電界効果トランジスタＦＥＴ）をスイッチング（オン／オフ）することで直流または交流の電圧を生成するスイッチング電源を制御する集積回路（ＩＣ）として構成されていてもよい。この集積回路（ＩＣ）には、出力制御回路２４０が含まれていてもよく、さらに他の回路を備えていてもよい。
さらに、図３では、正電圧生成部２１０を自励式のスイッチング電源とした。正電圧生成部２１０を、負電圧生成部２００と同様の他励式のスイッチング電源としてもよい。

［転写バイアス電源２７の動作］
次に、転写バイアス電源２７の動作を説明する。
図４は、転写バイアス電源２７の動作の一例を説明するタイミングチャートである。図４では、負電圧設定信号Ｓ１０、正電圧設定信号Ｓ２０、正電圧生成部２１０における正電圧オンオフ回路２１１のｎｐｎトランジスタＴｒ２のコレクタ端子の電圧Ｖａ、しきい値設定回路２２０の比較器Ｃｍｐ２の＋入力端子の電圧Ｖｂ、比較器Ｃｍｐ２の出力端子の電圧Ｖｃ、しきい値設定回路２２０が設定するしきい値電圧Ｖｔｈ（出力信号Ｓ２３）、しきい値電圧Ｖｔｈに対応する制限電流Ｉｐおよび出力電圧Ｖｏｕｔを示している。
そして、時刻がアルファベット順（ａ、ｂ、ｃ、…）に経過するとする。

まず、時刻ａでは、転写バイアス電源２７の出力電圧Ｖｏｕｔは、正電圧のクリーニングバイアスであるとする。このとき、正電圧設定信号Ｓ２０は、ＰＷＭ信号の状態である。図４では、ＰＷＭ信号はデューティ比が５０％であるとして表記している。
そして、負電圧設定信号Ｓ１０は「Ｌ」の状態である。

すると、正電圧生成部２１０における正電圧オンオフ回路２１１において、ＰＷＭ信号を平滑化した電圧がｎｐｎトランジスタＴｒ２のベース端子に印加される。すると、ｎｐｎトランジスタＴｒ２がオンとなり、コレクタ端子の電圧Ｖａは接地電圧ＧＮＤ（０Ｖ）となる。
これにより、正電圧オンオフ信号Ｓ２１が接地電圧ＧＮＤ（０Ｖ）となって（図４ではダイオードＤ３の順方向バイアスによる電圧降下を無視している。）、出力電圧Ｖｏｕｔは、正電圧生成部２１０からの正電圧のクリーニングバイアスとなる。なお、クリーニングバイアスの大きさは、前述したように正電圧設定信号Ｓ２０のデューティ比によって決められる。

このとき、しきい値設定回路２２０の比較器Ｃｍｐ２の＋入力端子の電圧Ｖｂは、後述するように接地電圧ＧＮＤ（０Ｖ）になっている。このため、比較器Ｃｍｐ２の＋入力端子の電圧Ｖｂは、−入力端子の基準電圧Ｖｒ（例えば接地電圧ＧＮＤ（０Ｖ）と電源電圧Ｖｄｄ（５Ｖ）の間の２Ｖとする。）より低いため、比較器Ｃｍｐ２の出力端子の電圧Ｖｃは接地電圧ＧＮＤ（０Ｖ）である。よって、ｎｐｎトランジスタＴｒ４がオフであって、しきい値電圧Ｖｔｈ１である。
しきい値電圧Ｖｔｈ１に対応して制限電流Ｉｐ１となる。すなわち、出力制御回路２４０は、出力電流Ｉｏｕｔが制限電流Ｉｐ１以上になると、出力電流Ｉｏｕｔが制限電流Ｉｐ１未満であった場合に比べて、出力電圧Ｖｏｕｔが小さくなるように出力信号Ｓ２４を設定する。

時刻ｂにおいて、正電圧のクリーニングバイアスから負電圧の転写バイアスへの切り替えを開始する。すなわち、正電圧設定信号Ｓ２０は、ＰＷＭ信号の状態から「Ｌ」の状態に移行する。そして、負電圧設定信号Ｓ１０は、「Ｌ」の状態からＰＷＭ信号の状態に移行する。
すると、正電圧生成部２１０の正電圧オンオフ回路２１１におけるｎｐｎトランジスタＴｒ２のベース端子が接地電圧ＧＮＤ（０Ｖ）に移行するので、ｎｐｎトランジスタＴｒ２がオフになる。よって、ｎｐｎトランジスタＴｒ２のコレクタ端子の電圧Ｖａが電源電圧Ｖｄｄ（５Ｖ）になる。これにより、比較器Ｃｍｐ２の＋入力端子の電圧Ｖｂも接地電圧ＧＮＤ（０Ｖ）から電源電圧Ｖｄｄ（５Ｖ）に移行する。
なお、コンデンサＣ５および抵抗Ｒ１１、Ｒ１２が構成する微分回路により、比較器Ｃｍｐ２の＋入力端子の電圧Ｖｂは、一旦電源電圧Ｖｄｄ（５Ｖ）に上昇したのち、時間の経過とともに接地電圧ＧＮＤ（０Ｖ）に向けて低下していく。

時刻ｂにおいては、比較器Ｃｍｐ２の＋入力端子の電圧Ｖｂ（電源電圧Ｖｄｄ（５Ｖ））は、基準電圧Ｖｒ（２Ｖ）より高いため、比較器Ｃｍｐ２の出力端子の電圧Ｖｃは、電源電圧Ｖｄｄ（５Ｖ）になる。すると、ｎｐｎトランジスタＴｒ４がオンになって、しきい値電圧Ｖｔｈがしきい値電圧Ｖｔｈ１からしきい値電圧Ｖｔｈ１より小さいしきい値電圧Ｖｔｈ２に変更される。
そして、しきい値電圧Ｖｔｈの変更に対応して、制限電流Ｉｐが制限電流Ｉｐ１から制限電流Ｉｐ１より大きい制限電流Ｉｐ２に変更される。すなわち、出力制御回路２４０は、出力電流Ｉｏｕｔが制限電流Ｉｐ２以上になると、出力電流Ｉｏｕｔが制限電流Ｉｐ２未満であった場合に比べて、出力電圧Ｖｏｕｔが小さくなるように出力信号Ｓ２４を設定する。

本実施の形態では、制限電流Ｉｐ２が制限電流Ｉｐ１より大きいとしている（Ｉｐ２＞Ｉｐ１）。よって、正電圧のクリーニングバイアスから負電圧の転写バイアスに切り替えるときに、制限電流Ｉｐを大きくなるようにしている。

時刻ｃにおいて、出力電圧Ｖｏｕｔが負電圧の転写バイアスになる。このとき、制限電流Ｉｐ２を維持するようにしている。
このように、出力電圧Ｖｏｕｔは、クリーニングバイアスから転写バイアスへと切り替え行う際に、極性切替の期間（時刻ｂから時刻ｃまでの期間）を要する。

時刻ｄにおいて、比較器Ｃｍｐ２の＋入力端子の電圧Ｖｂは、基準電圧Ｖｒ（２Ｖ）より低くなる。すると、比較器Ｃｍｐ２の出力端子の電圧Ｖｃは、電源電圧Ｖｄｄ（５Ｖ）から接地電圧ＧＮＤ（０Ｖ）に移行する。
これにより、ｎｐｎトランジスタＴｒ４がオンからオフに移行し、しきい値電圧Ｖｔｈ１に移行する。これに伴い、制限電流Ｉｐ１となる。

時刻ｅにおいて、比較器Ｃｍｐ２の＋入力端子の電圧Ｖｂがさらに低下して接地電圧ＧＮＤ（０Ｖ）になる。

時刻ｆにおいて、負電圧の転写バイアスから正電圧のクリーニングバイアスへの切り替えを開始する。すなわち、負電圧設定信号Ｓ１０は、ＰＷＭ信号の状態から「Ｌ」の状態に移行する。そして、正電圧設定信号Ｓ２０は、「Ｌ」の状態からＰＷＭ信号の状態に移行する。
すると、正電圧生成部２１０における正電圧オンオフ回路２１１において、ＰＷＭ信号を平滑化した電圧がｎｐｎトランジスタＴｒ２のベース端子に印加され、ｎｐｎトランジスタＴｒ２がオフからオンに移行する。これにより、ｎｐｎトランジスタＴｒ２のコレクタ端子の電圧Ｖａは、接地電圧ＧＮＤ（０Ｖ）になる。
このとき、比較器Ｃｍｐ２の＋入力端子の電圧Ｖｂは、すでに時刻ｅで接地電圧ＧＮＤ（０Ｖ）に移行しているので、接地電圧ＧＮＤ（０Ｖ）を維持する。

よって、比較器Ｃｍｐ２の出力端子の電圧Ｖｃも、接地電圧ＧＮＤ（０Ｖ）を維持し、ｎｐｎトランジスタＴｒ４もオフである。よって、しきい値電圧Ｖｔｈ１、制限電流Ｉｐ１が維持される。

時刻ｇにおいて、出力電圧Ｖｏｕｔが正電圧のクリーニングバイアスになる。
これ以降は、時刻ａ以降を繰り返すことになる。

図４では、時刻ｂにおいて、正電圧設定信号Ｓ２０をＰＷＭ信号の状態から「Ｌ」の状態に移行し、負電圧設定信号Ｓ１０を「Ｌ」の状態からＰＷＭ信号の状態に移行した。正電圧設定信号Ｓ２０をＰＷＭ信号の状態から「Ｌ」の状態に移行した後、予め定められた期間を経過してから負電圧設定信号Ｓ１０を「Ｌ」の状態からＰＷＭ信号の状態に移行してもよい。このようにすることで、出力電圧Ｖｏｕｔとしては、正電圧の供給を停止してから負電圧の供給を開始する。
逆に、正電圧設定信号Ｓ２０をＰＷＭ信号の状態から「Ｌ」の状態に移行する予め定められた期間の前に、負電圧設定信号Ｓ１０を「Ｌ」の状態からＰＷＭ信号の状態に移行してもよい。このようにすることで、負電圧が供給されるまでの期間を短くすることができる。
時刻ｆにおいても、同様である。

図５は、出力電流Ｉｏｕｔによる出力電圧Ｖｏｕｔの制御の一例を示すタイミングチャートである。
図５では、負電圧設定信号Ｓ１０、負電圧生成部２００における制御回路２０２の誤差増幅器Ａｍｐ１の出力信号Ｓ１２、出力制御回路２４０の誤差増幅器Ａｍｐ４の出力信号Ｓ２４、制御回路２０２の比較器Ｃｍｐ１の入力信号、比較器Ｃｍｐ１の出力信号Ｓ１３、出力電圧Ｖｏｕｔ、出力電流Ｉｏｕｔを示している。制御回路２０２の比較器Ｃｍｐ１の入力信号は、発振器ＯＳＣの三角波信号Ｓ０、および誤差増幅器Ａｍｐ１の出力信号Ｓ１２と誤差増幅器Ａｍｐ４の出力信号Ｓ２４とのうち電圧が大きい信号である。
なお、出力電流Ｉｏｕｔには、制限電流Ｉｐ１、Ｉｐ２を破線で示している。
そして、三角波信号Ｓ０は、時刻に関わらず出力されているとする。

時刻の符号は、図４と同じとし、図５では、図４における時刻ａから時刻ｆまでの期間を示している。そして、時刻ｂと時刻ｃとの間に時刻α、時刻βを、時刻ｅから時刻ｆまでの間に時刻γおよび時刻δをこの順に設けている。

時刻ａでは、図４と同様に、転写バイアス電源２７の出力電圧Ｖｏｕｔは、正電圧のクリーニングバイアスである。すなわち、時刻ａでは、負電圧設定信号Ｓ１０は「Ｌ」の状態、制御回路２０２の誤差増幅器Ａｍｐ１の出力信号Ｓ１２も接地電圧ＧＮＤ（０Ｖ）である。そして、制限電流Ｉｐ１に設定されている。

時刻ｂにおいて、正電圧のクリーニングバイアスから負電圧の転写バイアスへの切り替えを開始する。すなわち、正電圧設定信号Ｓ２０がＰＷＭ信号の状態から「Ｌ」の状態に移行する（図５では図示せず。）とともに、負電圧設定信号Ｓ１０が「Ｌ」の状態からＰＷＭ信号の状態に移行する。
すると、負電圧生成部２００のアナログ変換回路２０１により、ＰＷＭ信号が平滑化されて直流電圧のアナログ信号Ｓ１１になる。ここでは、電圧検知回路２０６による影響を考えないとする。よって、制御回路２０２の誤差増幅器Ａｍｐ１の出力信号Ｓ１２は、アナログ信号Ｓ１１であるとする。
すなわち、誤差増幅器Ａｍｐ１の出力信号Ｓ１２は、負電圧設定信号Ｓ１０のＰＷＭ信号を平滑化した直流電圧となる。

前述したように、時刻ｂにおいて、制限電流Ｉｐが制限電流Ｉｐ１より大きい制限電流Ｉｐ２に変更される。
時刻ｂにおいて、出力電流Ｉｏｕｔは制限電流Ｉｐ２以上の電流が流れないとすると、誤差増幅器Ａｍｐ４の出力信号Ｓ２４は誤差増幅器Ａｍｐ１の出力信号Ｓ１２より小さく設定されるので、比較器Ｃｍｐ１の−入力端子は、誤差増幅器Ａｍｐ１の出力信号Ｓ１２となる。
よって、時刻ｂから時刻αにおいては、図５に示すように、比較器Ｃｍｐ１の出力信号Ｓ１３は、三角波信号Ｓ０と誤差増幅器Ａｍｐ１の出力信号Ｓ１２とで決まるＰＷＭ信号となる。

正電圧のクリーニングバイアスから負電圧の転写バイアスへの切り替えに伴って、時刻αにおいて、出力電流Ｉｏｕｔが、制限電流Ｉｐ１以上であって、制限電流Ｉｐ２未満のラッシュ電流になったとする。この電流は、時刻βまで続くとする。
しかし、制限電流Ｉｐ２に設定されているので、誤差増幅器Ａｍｐ４の出力信号Ｓ２４は、誤差増幅器Ａｍｐ１の出力信号Ｓ１２より小さい。よって、比較器Ｃｍｐ１の−入力端子は、誤差増幅器Ａｍｐ１の出力信号Ｓ１２となる。
すなわち、比較器Ｃｍｐ１の出力信号Ｓ１３は、時刻αから時刻ｄまでの期間においても、時刻ｂから時刻αまでの期間と同じＰＷＭ信号となる。すなわち、出力電圧Ｖｏｕｔは、時刻αから時刻βまでの期間におけるラッシュ電流の影響を受けない。

時刻ｃにおいて、出力電圧Ｖｏｕｔが負電圧の転写バイアスになる。このとき、制限電流Ｉｐ２を維持している。
時刻ｄにおいて、しきい値設定回路２２０によりしきい値電圧Ｖｔｈ２からしきい値電圧Ｖｔｈ１に変更されて、制限電流Ｉｐ２が制限電流Ｉｐ１に変更される。
時刻ｅにおいて、比較器Ｃｍｐ２の−入力端子の電圧Ｖｂが接地電圧ＧＮＤ（０Ｖ）になる（図４参照）。

時刻γにおいて、出力電流Ｉｏｕｔが、制限電流Ｉｐ１以上且つ制限電流Ｉｐ２未満になる。すると、電流検知回路２３０は、この電流に比例する電圧の検知信号Ｓ５１を出力する。そして、出力制御回路２４０は、しきい値電圧Ｖｔｈ１と検知信号Ｓ５１との差を増幅した出力信号Ｓ２４を出力する。このとき、出力信号Ｓ２４の電圧は、誤差増幅器Ａｍｐ１の出力信号Ｓ１２の電圧より大きく設定されている。
これにより、比較器Ｃｍｐ１の−入力端子は、誤差増幅器Ａｍｐ４の出力信号Ｓ２４を受信する。出力信号Ｓ２４の電圧は出力信号Ｓ１２の電圧より大きいので、比較器Ｃｍｐ１のＰＷＭ信号である出力信号Ｓ１３は、時刻ｂから時刻γまでの期間におけるより、デューティ比が小さくなる。よって、出力電圧Ｖｏｕｔの絶対値が小さくなる。

時刻δにおいて、出力電流Ｉｏｕｔが制限電流Ｉｐ１より小さくなると、誤差増幅器Ａｍｐ４の出力信号Ｓ２４の電圧は、誤差増幅器Ａｍｐ１の出力信号Ｓ１２の電圧より小さくなるので、比較器Ｃｍｐ１の−入力端子は、誤差増幅器Ａｍｐ１の出力信号Ｓ１２を受信する。
そして、比較器Ｃｍｐ１のＰＷＭ信号である出力信号Ｓ１３は、時刻ｂから時刻γまでの期間におけるデューティ比に戻る。これにより、出力電圧Ｖｏｕｔが時刻ｃから時刻γまでの値に戻る。

以上説明したように、本実施の形態では、正電圧のクリーニングバイアスから負電圧の転写バイアスに移行する際に、しきい値電圧Ｖｔｈをしきい値電圧Ｖｔｈ１からしきい値電圧Ｖｔｈ２に変更することにより、制限電流Ｉｐを制限電流Ｉｐ１から制限電流Ｉｐ２に大きくしている（Ｉｐ１＜Ｉｐ２）。そして、負電圧の転写バイアスになった後（時刻ｃの後）に、制限電流Ｉｐを制限電流Ｉｐ２から制限電流Ｉｐ１に戻している。
このようにすることで、極性切替の期間（時刻ｂから時刻ｃ）において、制限電流Ｉｐ１以上のラッシュ電流が流れても、制限電流Ｉｐ２未満であれば、出力制御回路２４０が働かず、出力電圧Ｖｏｕｔの絶対値を小さくすることがない。

一方、制限電流Ｉｐを制限電流Ｉｐ１のままとすれば、極性切替の期間（時刻ｂから時刻ｃ）において、制限電流Ｉｐ１以上且つ制限電流Ｉｐ２未満のラッシュ電流が流れると、出力制御回路２４０が働いてしまう。これにより、制御回路２０２により出力電圧Ｖｏｕｔの絶対値が低くなるように制御されるので、負電圧の転写バイアスの立ち上がりが遅れてしまう。
すなわち、本実施の形態では、負電圧の転写バイアスへの立ち上がりの遅れが抑制される。

さらに、本実施の形態では、負電圧の転写バイアスになった後（時刻ｄ）において、制限電流Ｉｐを制限電流Ｉｐ２から制限電流Ｉｐ１に戻して、小さくしている。
よって、時刻ｄ以降の負電圧の転写バイアスが供給されている期間に、出力電流Ｉｏｕｔが制限電流Ｉｐ１以上となると、出力制御回路２４０が働いて、出力電圧Ｖｏｕｔの絶対値を小さくするので、出力電流Ｉｏｕｔが抑制される。すなわち、給電ロール２６、バックアップロール２５、中間転写ベルト１５、用紙Ｐ、二次転写ロール２２などで構成される二次転写部２０に流れる電流（出力電流Ｉｏｕｔ）が抑制される。これにより、二次転写部２０における温度上昇が抑制され、二次転写部２０の周囲におけるプラスチックなどで構成された部材および用紙Ｐなどの加熱、発火が抑制される。

さらにまた、本実施の形態では、制限電流Ｉｐ１から制限電流Ｉｐ２に変更する時刻（図４、図５における時刻ｂ）を、正電圧設定信号Ｓ２０により設定している。すなわち、時刻ｂは、しきい値設定回路２２０が正電圧設定信号Ｓ２０のＰＷＭ信号の状態から「Ｌ」の状態への移行を検知することにより設定している。すなわち、クリーニングバイアスが停止されることを検知して制限電流Ｉｐを変更している。よって、制限電流Ｉｐを変更するための制御回路または／および制御信号を必要としないとともに、クリーニングバイアスの停止に伴って制限電流Ｉｐが変更でき、制限電流Ｉｐの変更が遅延することを抑制している。
そして、制限電流Ｉｐを制限電流Ｉｐ２から制限電流Ｉｐ１に戻す時刻（図４、図５における時刻ｄ）を、コンデンサＣ５および抵抗Ｒ１１、Ｒ１２が構成する微分回路によって設定している。よって、制限電流Ｉｐ２を制限電流Ｉｐ１に変更する制御回路または／および制御信号を必要としない。

次に、実施例を説明する。
図６は、実施例と比較例とを示す図である。図６（ａ）は実施例、図６（ｂ）は比較例を示す。ここでは、クリーニングバイアスを０．７ｋＶ、転写バイアスを−１２ｋＶとし、クリーニングバイアスから転写バイアスに切り替える場合の、出力電圧Ｖｏｕｔ（ｋＶ）を示している。横軸は、時間ｔ（ｍｓ）である。そして、時間ｔ（ｍｓ）が“０”（ｔ＝０ｍｓ）において、切り替えを開始している（図４、図５の時刻ｂに相当する。）

そして、図６（ａ）に示す本実施の形態に係る実施例では、切り替え開始時刻（ｔ＝０ｍｓ）において制限電流Ｉｐを６００μＡ（制限電流Ｉｐ１）から９００μＡ（制限電流Ｉｐ２）に変更している。そして、切り替え開始時刻（ｔ＝０ｍｓ）から１０ｍｓの期間、制限電流Ｉｐを９００μＡ（制限電流Ｉｐ２）に維持し、その後、制限電流Ｉｐを６００μＡ（制限電流Ｉｐ１）に戻している。
一方、図６（ｂ）に示す本実施の形態を用いない比較例では、切り替え開始時刻（ｔ＝０ｍｓ）から制限電流Ｉｐを６００μＡ（制限電流Ｉｐ１）に維持している。

図６（ａ）に示す実施例では、０．７ｋＶのクリーニングバイアスから−１２ｋＶの転写バイアスに滑らかに移行している。そして、切り替えの開始時刻（ｔ＝０ｍｓ）から１２ｋＶの転写バイアスまでの立上り時間ｔｒは５ｍｓである。

一方、図６（ｂ）に示す本実施の形態を用いない比較例では、出力電圧Ｖｏｕｔ（絶対値）がｔ＝１．４ｍｓで急に減少し、次いでｔ＝３．３ｍｓで再び上昇している。
これは、ｔ＝１．４ｍｓの時点で電流検知回路２３０が制限電流Ｉｐ１（６００μＡ）以上の出力電流Ｉｏｕｔを検出し、出力制御回路２４０が働いて、制御回路２０２により出力電圧Ｖｏｕｔを低くしたためである。
このため、比較例では、切り替え開始時刻（ｔ＝０ｍｓ）から−１２ｋＶの転写バイアスまでの立上り時間ｔｒは１４ｍｓとなっている。
ここに示す実施例では、立上り時間が０．３６倍になっている。

以上説明したように、本実施の形態では、クリーニングバイアスから転写バイアスへと滑らかに移行するとともに、予め定められた転写バイアスに到達するのに要する立上り時間が、本実施の形態を用いない場合に比べ、短くなる。

以上の説明では、クリーニングバイアスから転写バイアスに切り替える場合に、出力制御回路２４０を動作させるしきい値電圧Ｖｔｈを変更して、制限電流Ｉｐを変更した。これは、上記の実施例で示したように、転写バイアス（例えば−１２ｋＶ）がクリーニングバイアス（例えば０．７ｋＶ）に比べて絶対値が大きいため、転写バイアスの供給を開始する際に生じるラッシュ電流も大きくなるためである。

本実施の形態では、正電圧生成部２１０は、自励式のスイッチング電源とした。しかし、正電圧生成部２１０も、負電圧生成部２００と同様に他励式のスイッチング電源としてもよい。
正電圧生成部２１０を、負電圧生成部２００と同様に構成することで、転写バイアスからクリーニングバイアスに切り替える場合に、保護回路を動作させるしきい値電圧Ｖｔｈを変更して、制限電流Ｉｐを変更するようにしてもよい。このようにすることで、クリーニングバイアスの供給を開始する際に生じるラッシュ電流による保護回路が働くことを抑制することで、クリーニングバイアスの立上り時間が短くなる。

さらに、本実施の形態では、実際の出力電圧Ｖｏｕｔと予め定められた出力電圧Ｖｏｕｔとの差が小さくなるように制御しつつ、出力電流Ｉｏｕｔを電流検知回路２３０で検出し、出力電流Ｉｏｕｔが予め定められた制限電流Ｉｐ以上になった場合に、出力電圧Ｖｏｕｔを絶対値において低下させるとした。
この代わりに、実際の出力電流Ｉｏｕｔと予め定められた出力電流Ｉｏｕｔとの差が小さくなるように制御しつつ、出力電圧Ｖｏｕｔを電圧検知回路２０６で検知して、出力電圧Ｖｏｕｔが予め定められた制限電圧以上になった場合に、出力電流Ｉｏｕｔが絶対値において低下するように、出力電圧Ｖｏｕｔを低下させてもよい。
さらにまた、本実施の形態では、転写バイアス電源２７は、二次転写部２０において二次転写バイアスを形成する電源として説明した。一次転写部１０における一次転写バイアスを生成する電源に、転写バイアス電源２７を適用してもよい。

１…画像形成装置、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ…画像形成ユニット、１０…一次転写部、１１…感光体ドラム、１２…帯電器、１３…レーザ露光器、１４…現像器、１５…中間転写ベルト、１６…一次転写ロール、１７…ドラムクリーナ、２０…二次転写部、２２…二次転写ロール、２５…バックアップロール、２６…給電ロール、２７…転写バイアス電源、４０…画像形成制御部、４３…画像濃度センサ、６０…定着部、２００…負電圧生成部、２０１…アナログ変換回路、２０２、２１２…制御回路、２０３、２１３…駆動回路、２０４、２１４…トランス、２０５、２１５…整流回路、２０６…電圧検知回路、２１０…正電圧生成部、２１１…正電圧オンオフ回路、２２０…しきい値設定回路、２３０…電流検知回路、２４０…出力制御回路、Ａｍｐ１、Ａｍｐ２、Ａｍｐ３、Ａｍｐ４…誤差増幅器、Ｃｍｐ１、Ｃｍｐ２…比較器、ＦＥＴ…電界効果トランジスタ、ＯＳＣ…発振器、Ｓ０…三角波信号、Ｓ１０…負電圧設定信号、Ｓ２０…正電圧設定信号、Ｔｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４…ｎｐｎトランジスタ

Claims (4)

1. 像保持体と、
   前記像保持体を帯電する帯電手段と、
   前記帯電手段により帯電された前記像保持体を露光し、当該像保持体に静電潜像を形成する露光手段と、
   前記露光手段により露光され前記像保持体に形成された静電潜像を現像する現像手段と、
   前記現像手段により現像された画像を、被転写体に転写する転写電界を生成する第１の電源部と、当該転写電界とは異なる極性の非転写電界を、当該転写電界を供給する当該第１の電源部と交互に生成する第２の電源部と、当該第１の電源部によって流れる電流に対する第１の制限値に対応する第１のしきい値と当該第１の制限値より絶対値において大きい第２の制限値に対応する第２のしきい値とを有し、当該非転写電界から当該転写電界に切り替えられる毎に、当該非転写電界を設定する信号により当該非転写電界から当該転写電界に切り替えられたことを検知して、当該第１のしきい値から当該第２のしきい値に変更するしきい値設定部と、当該第１の電源部によって流れる電流を検知する検知部と、当該しきい値設定部によって設定された当該第１のしきい値または当該第２のしきい値に基づいて、当該第１の電源部によって流れる電流が当該第１の制限値以上または当該第２の制限値以上になった場合に、当該第１の電源部が出力する転写電界を絶対値において低下させるように当該第１の電源部を制御する出力制御部と、を備えたバイアス電源を備え、当該現像された画像を当該被転写体に転写する転写手段と、を備え、
   前記しきい値設定部は、前記非転写電界から前記転写電界に切り替えられた後であって、当該転写電界から当該非転写電界に切り替える前の予め定められた時刻において、前記第２のしきい値から前記第１のしきい値に変更するとともに、当該第２のしきい値を当該第１のしきい値に変更するまで当該第２のしきい値を維持することを特徴とする画像形成装置。
2. 第１の電圧を負荷に供給する第１の電源部と、
   前記第１の電圧とは極性の異なる第２の電圧を、当該第１の電圧を供給する前記第１の電源部と交互に前記負荷に供給する第２の電源部と、
   前記第１の電源部によって前記負荷に供給される電圧または当該負荷に流れる電流に対する第１の制限値に対応する第１のしきい値と、当該第１の制限値より絶対値において大きい第２の制限値に対応する第２のしきい値と、を備え、当該負荷に供給する電圧を前記第２の電圧から前記第１の電圧に切り替えられる毎に、当該第２の電圧を設定する信号により当該第２の電圧から当該第１の電圧に切り替えられたことを検知して、当該第１のしきい値から当該第２のしきい値に変更するしきい値設定部と、
   前記第１の電源部によって前記負荷に供給される電圧または当該負荷に流れる電流を検知する検知部と、
   前記しきい値設定部によって設定された前記第１のしきい値または前記第２のしきい値に基づいて、前記検知部によって検知された前記負荷に供給される電圧または当該負荷に流れる電流が、前記第１の制限値以上または前記第２の制限値以上になった場合に、前記第１の電圧を絶対値において低下させるように前記第１の電源部を制御する出力制御部と、を備え、
   前記しきい値設定部は、前記第２の電圧から前記第１の電圧に切り替えられた後であって、当該第１の電圧から当該第２の電圧に切り替える前の予め定められた時刻において、前記第２のしきい値から前記第１のしきい値に変更するとともに、当該第２のしきい値を当該第１のしきい値に変更するまで当該第２のしきい値を維持することを特徴とするバイアス電源装置。
3. 前記しきい値設定部は微分回路を備え、前記第２のしきい値から前記第１のしきい値に変更する時刻が当該微分回路によって設定されることを特徴とする請求項２に記載のバイアス電源装置。
4. 前記第１の電圧の絶対値が、前記第２の電圧の絶対値より大きいことを特徴とする請求項２または３に記載のバイアス電源装置。

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