JP7400439B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置では、帯電部材に直流電圧と交流電圧を重畳させて印加し、感光体ドラム等の像担持体を帯電させるＡＣ（Alternating Current）帯電方式が知られている。

また、ＡＣ帯電方式の画像形成装置において、帯電部材に電圧を印加する電源に配置した電流検出回路により電源の出力直流電流を検出し、検出した出力直流電流に基づき像担持体の表面電位を測定する装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１の装置では、出力直流電流を検出するために特別な演算又は制御を行うため、装置構成が複雑になる場合がある。

本発明は、簡単な装置構成で出力直流電流を検出することを課題とする。

本発明の一態様に係る画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電部材と、直流電圧と交流電圧とが重畳された電圧を前記帯電部材に印加する電源と、を備え、前記電源は、前記交流電圧を生成する交流電圧生成部と、前記交流電圧生成部に接続され、前記直流電圧を生成する直流電圧生成部と、前記直流電圧生成部と基準電位部との間に設けられ、前記電源の出力直流電流を検出する電流検出部と、一端が交流電圧生成部に接続され、他端が接地された結合コンデンサと、前記直流電圧生成部に含まれる直流トランスにおける二次側コイルの両端に接続された整流コンデンサと、前記直流電圧生成部に含まれる直流トランスの複巻きコイルに発生する電流量に基づき、前記直流電圧の定電圧制御を行う制御部と、前記出力直流電流に基づき前記直流電圧を補正する補正部と、前記補正部による補正を遅延させる遅延部と、を備える。

本発明によれば、簡単な装置構成で出力直流電流を検出できる。

実施形態に係る画像形成装置の全体構成例を示す図である。 実施形態に係る作像装置の構成例を示す図である。 第１実施形態に係る帯電用高圧電源の構成例を示す図である。 電流又は電圧状態の一例を示す図であり、（ａ）は補正回路ありで遅延回路なしの場合を示す図、（ｂ）は補正回路ありで遅延回路ありの場合を示す図である。 比較例に係る帯電用高圧電源の構成例を示す図である。 第２実施形態に係る帯電用高圧電源の構成例を示す図である。 電流又は電圧状態の一例を示す図であり、（ａ）は目標電圧を示す直流制御信号を用いる場合を示す図、（ｂ）は目標電圧より大きい電圧を示す直流制御信号を用いる場合を示す図である。 第３実施形態に係る帯電用高圧電源の構成例を示す図である。 直流制御信号とカップリングコンデンサの充電電流の一例を示す図である。 第４実施形態に係る帯電用高圧電源の構成例を示す図である。 第５実施形態に係る帯電用高圧電源の構成例を示す図である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

以下では、タンデム方式といわれる二次転写機構を備える電子写真方式の画像形成装置を一例として、実施形態を説明する。また、画像形成装置は、コピー機能、プリント機能、ファクシミリ機能等を一つの筐体に搭載したＭＦＰ（Multifunction Peripheral Printer Product）である。

＜画像形成装置１００の全体構成例＞
図１は、画像形成装置１００の全体構成の一例を説明する図である。画像形成装置１００は、中央に中間転写ユニットを備え、中間転写ユニットは、無端ベルトである中間転写ベルト１０を備える。中間転写ベルト１０は、第１支持ローラ１４、第２支持ローラ１５及び第３支持ローラ１６に掛け廻され、時計廻りに回動駆動される。

また、画像形成装置１００は、第２支持ローラ１５の右方に、記録媒体Ｐへのトナー像の転写後に、中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニングユニット１７を備える。

第１支持ローラ１４と第２支持ローラ１５との間に配置された中間転写ベルト１０に対向して、イエロー（Ｙ）の作像部、マゼンタ（Ｍ）の作像部、シアン（Ｃ）の作像部、及びブラック（Ｋ）の作像部から構成される作像部２０が設けられ、各色の作像部が中間転写ベルト１０の走行方向に沿って並置されている。

なお、各色の作像部は、使用するトナーの色が異なる点以外は同様の構成となっている。そのため、説明及び図面では、使用するトナーの色を示す「Ｙ」、「Ｍ」、「Ｃ」、「Ｋ」という添字は適宜省略して説明する。また、画像形成装置１００は、中間転写ベルト１０の走行方向におけるイエロー（Ｙ）の作像部の上流側にホワイト（Ｗ）の作像部も備えているが、図１ではこの図示を省略し、図２で図示する。

作像部２０は、各色の感光体ドラム４０と、帯電部材の一例としての帯電ローラ１８と、現像ユニットと、クリーニングユニットとを備え、画像形成装置１００に対して脱着可能に装着されている。ここで、感光体ドラム４０は像担持体の一例である。

また、画像形成装置１００は、作像部２０の上方には、光ビーム走査部２１を備える。光ビーム走査部２１は、各色の感光体ドラム４０に、画像形成のための光ビーム（レーザ光）を照射することで、各色の感光体ドラム４０に画像データに応じた静電潜像（潜像画像）を形成することができる。

各色の感光体ドラム４０の静電潜像は現像ユニットにより現像され、現像された各色のトナー像は、中間転写ベルト１０上に重ね合わせされて一次転写される。これにより、中間転写ベルト１０上にカラーのトナー像が形成される。トナー像は、中間転写ベルト１０に担持され、中間転写ベルト１０の走行方向に沿って移動（搬送）される。なお、作像部２０の構成は、別途、図２を参照して詳述する。

画像形成装置１００は、中間転写ベルト１０の下方に２次転写ユニット２２を備える。２次転写ユニット２２は、２つのローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を架け渡し、中間転写ベルト１０を押し上げて第３支持ローラ１６に押し当てるようにして配置されている。２次転写ベルト２４は、中間転写ベルト１０上に形成されたトナー像を、記録媒体Ｐ上に二次転写させることができる。

また画像形成装置１００は、２次転写装置２２の側方に、定着ユニット２５を備える。定着ユニット２５は、トナー像が二次転写された状態で搬送されてきた記録媒体Ｐ上のトナー像を記録媒体Ｐに定着させる。定着ユニット２５は、無端ベルトである定着ローラ２６と、加圧ローラ２７とを備え、定着ローラ２６及び加圧ローラ２７による熱と圧力とにより、記録媒体Ｐの表面に転写されたトナー像を記録媒体Ｐに定着させることができる。

さらに画像形成装置１００は、２次転写ユニット２２、及び定着ユニット２５の下方に、表面に画像形成された直後の記録媒体Ｐの裏面にも画像形成するために、記録媒体Ｐの表裏を反転させて送り出すシート反転ユニット２８を備える。

次に、画像形成装置１００において、記録媒体Ｐ上に画像が形成される一連の流れを説明する。

画像形成装置１００は、操作部（図示を省略）における「コピー」のスタートボタンが押されると、原稿自動搬送部であるＡＤＦ（Auto Document Feeder）４００の原稿給紙台５０１上に原稿が載置されている場合には、ＡＤＦ４００に、原稿をコンタクトガラス５０２上に向けて搬送させる。一方、原稿給紙台５０１上に原稿が載置されていない場合には、コンタクトガラス５０２上に手置きされた原稿を読むために、第１キャリッジ５０３、及び第２キャリッジ５０４を備える画像読み取りユニット５００を駆動させる。

画像読み取りユニット５００において、第１キャリッジ５０３に含まれる光源は、コンタクトガラス５０２に光を照射する。原稿面からの反射光は、第１キャリッジ５０３に含まれる第１ミラーにより第２キャリッジ５０４に向けて反射され、第２キャリッジ５０４に含まれるミラーで反射される。そして、原稿面からの反射光は、結像レンズ５０５により読取りセンサであるＣＣＤ（Charge Coupled Device）５０６の撮像面上で結像させられる。ＣＣＤ５０６は原稿面の像を撮像し、ＣＣＤ５０６により撮像された画像信号に基づいてＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色の画像データが生成される。

また、画像形成装置１００は、「プリント」のスタートボタンが押された時や、ＰＣ（Personal Computer）等の外部装置から画像形成の指示があった時、ＦＡＸ（Facsimile）の出力指示があった時には、中間転写ベルト１０の回動駆動を開始させるとともに、作像部２０の各ユニットの作像準備を行う。

その後、画像形成装置１００は、各色の作像プロセスを開始する。各色用の感光体ドラム４０に各色の画像データに基づいて変調されたレーザが照射され、静電潜像が形成される。そして、静電潜像が現像された各色のトナー像が、中間転写ベルト１０上に、一枚の画像として重ね合わされて形成される。

その後、中間転写ベルト１０上のトナー画像の先端が２次転写ユニット２２に進入するタイミングで、記録媒体Ｐの先端が２次転写ユニット２２に進入するように、タイミングをはかって記録媒体Ｐが２次転写ユニット２２に送り込まれる。そして、２次転写ユニット２２により、中間転写ベルト１０上のトナー像が記録媒体Ｐに二次転写される。トナー像が二次転写された用紙は、定着ユニット２５に送り込まれ、トナー像が記録媒体Ｐに定着される。

ここで、二次転写位置までの記録媒体Ｐの給紙について説明する。記録媒体Ｐは、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２のうちの１つが回転駆動することで、給紙ユニット４３に多段に備えられた給紙トレイ４４のうちの１つから繰り出される。その後、分離ローラ４５で１枚だけ分離され、搬送コロユニット４６に進入し、搬送ローラ４７により搬送される。その後、画像形成装置１００内の搬送コロユニット４８に導かれ、搬送コロユニット４８のレジストローラ４９に突き当てられて一時停止された後、上述したように、２次転写のタイミングに合わせて２次転写ユニット２２に向けて送り出される。

また、ユーザが手差しトレイ５１に記録媒体Ｐを差し込んで給紙することもできる。ユーザが手差しトレイ５１に記録媒体Ｐを差し込んだ場合には、画像形成装置１００は、給紙ローラ５０を回転駆動して手差しトレイ５１上の記録媒体Ｐの一枚を分離して手差し給紙路５３に引き込む。そして、上述したものと同様に、レジストローラ４９に突き当てて一旦停止させてから、上述した２次転写のタイミングに合わせて２次転写ユニット２２に送り出す。

定着ユニット２５で定着されて排出された記録媒体Ｐは、切換爪５５で排出ローラ５６に案内され、排出ローラ５６により排出されて、排紙トレイ５７上にスタックされる。或いは、切換爪５５でシート反転ユニット２８に案内され、シート反転ユニット２８により反転されて再び二次転写位置に導かれる。その後、記録媒体Ｐの裏面にも画像が形成された後、排出ローラ５６により排紙トレイ５７上に排出される。

一方、画像転写後の中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーは、中間転写体クリーニングユニット１７で除去され、再度の画像形成に備えられる。

画像形成装置１００は、このようにして、記録媒体Ｐにカラー画像を形成することができる。

＜作像部２０の構成＞
次に、画像形成装置１００の備える作像部２０について説明する。図２は、作像部２０の構成の一例を説明する図である。図２は、黒色用の作像部２０Ｋの構成の一例を示している。その他の３色の作像部２０Ｙ、２０Ｍ、及び２０Ｃは、それぞれ作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる点を除き、黒色用の作像部２０Ｋと同じに構成される。そのため、図示と説明を省略し、黒色用の作像部２０Ｋのみを説明する。

作像部２０Ｋは、感光体ドラム４０と、帯電ローラ１８と、現像器２９と、クリーニングブレード１３と、除電器１９とを有する。

感光体ドラム４０は負帯電性の有機感光体であり、ドラム状導電性支持体上に感光層等を設けたものである。感光体ドラム４０は、基層としての導電性支持体上に絶縁層である下引き層と、感光層としての電荷発生層及び電荷輸送層と、保護層等の表面層とが順次積層されて構成されている。感光体ドラム４０の導電性支持体には、体積抵抗が１０１０Ωｃｍ以下の導電性材料等を用いることができる。

帯電ローラ１８は、導電性芯金の外周に中抵抗の弾性層を被覆してなるローラ部材である。直流電圧に交流電圧を重畳させた帯電バイアスが帯電用高圧電源１８０から帯電ローラ１８に印加されることで、帯電ローラ１８に対向する感光体ドラム４０の表面は帯電する。帯電ローラ１８の汚れを除去するクリーニングローラを帯電ローラ１８に接触させて設置する構成としてもよい。

現像器２９は、感光体ドラム４０に対向する現像ローラ２９ａを備える。現像ローラ２９ａは、内部に固設されてローラ周面に磁極を形成するマグネットと、マグネットの周囲を回転するスリーブとを備える。マグネットによって現像ローラ２９ａ上に複数の磁極が形成され、現像ローラ２９ａ上に現像剤が担持される。

クリーニングブレード１３は、感光体ドラム４０表面に付着する未転写トナー等の付着物を機械的に掻き取る。クリーニングブレード１３は、ウレタンゴム等のゴム材料からなり略板状に形成されたブレード状部材であり、感光体ドラム４０表面に所定角度且つ所定圧力で当接する。

除電器１９は、トナー像が転写された後に感光体ドラム４０表面の電荷を除去する。

帯電ローラ１８で帯電された感光体ドラム４０は、画像データに応じて光ビーム走査部２１で露光される。これにより感光体ドラム４０表面には静電潜像が形成される。現像器２９は、感光体ドラム４０表面に形成された静電潜像にトナーを付着させる。これにより感光体ドラム４０表面にトナー像が現像される。

転写用高圧電源６２１で生成された電圧が一次転写ローラ６２に印加されることで、感光体ドラム４０表面のトナー像は、中間転写ベルト１０に一次転写される。中間転写ベルト１０のトナー像は、二次転写ユニット２２で記録媒体Ｐに転写され、定着ユニット２５で記録媒体Ｐに定着される。感光体ドラム４０表面の残トナー等はクリーニングブレード１３で除去される。感光体ドラム４０表面の電荷は、除電器１９により除去される。

カラー印刷の場合、同様の構成が色毎に４つ備えられ、色毎で中間転写ベルト１０にトナー像が転写され、その後に二次転写及び定着プロセスが実行される。

実施形態では、帯電ローラ１８は感光体ドラム４０に近接し、感光体ドラム４０に対し非接触な状態で配置されている。このように、感光体ドラム４０と帯電ローラ１８との間に微小な空隙を設定する帯電方式は、非接触帯電方式と呼ばれる。この方式によれば、感光体ドラム４０と帯電ローラ１８を接触させて用いる接触帯電方式に比べ、感光体ドラム４０上に残留するトナーや潤滑剤などの異物が帯電ローラ１８に付着しづらいため、異物の付着による帯電ムラを抑えることができる等の効果が得られる。但し、実施形態は、非接触帯電方式に限定されるものではなく、接触帯電方式であってもよい。

［第１実施形態］
＜帯電用高圧電源１８０の構成＞
次に、第１実施形態に係る帯電用高圧電源１８０の構成を、図３を参照して説明する。ここで、図３は、帯電用高圧電源１８０の構成の一例を説明する図である。

図３に示すように、帯電用高圧電源１８０は、ＡＣ生成回路１６０と、ＤＣ（Direct Current）生成回路１３０と、カップリングコンデンサＣ１とを備える。

これらのうち、交流電圧生成部の一例としてのＡＣ生成回路１６０は交流電圧を生成する電気回路であり、駆動回路１６１と、交流トランス１６２と、制御回路１６３とを備えている。

駆動回路１６１は交流トランス１６２を駆動させる電気回路である。

交流トランス１６２は、駆動回路１６１により駆動されることで交流電圧を生成する。交流トランス１６２の一次側は複巻きコイルにより構成されている。また交流トランス１６２の二次側コイルの一端は負荷１５０に接続され、他端はＤＣ生成回路１３０（直流トランス１３２の二次側コイルの一端）及びカップリングコンデンサＣ１のそれぞれに接続されている。交流トランス１６２によって生成される交流電圧は、ＤＣ生成回路１３０によって生成された直流電圧が重畳されて負荷１５０へ印加される。

制御回路１６３は、交流トランス１６２の複巻きコイルに発生する電流量に基づき、駆動回路１６１へ駆動回路制御信号を供給して、交流トランス１６２によって生成される交流電圧を制御する。これにより、交流トランス１６２によって生成される交流電圧が上位のコントローラ（図示省略）から入力される交流制御信号の示す目標電圧となるようにしている。

また、直流電圧生成部の一例としてのＤＣ生成回路１３０は、直流電圧を生成する電気回路である。ＤＣ生成回路１３０は、駆動回路１３１と、直流トランス１３２と、制御回路１４０と、電流検出回路１７０と、補正部の一例としての補正回路２１０と、遅延部の一例としての遅延回路２２０とを備える。

これらのうち、駆動回路１３１は直流トランス１３２を駆動させる電気回路である。

直流トランス１３２は、駆動回路１３１により駆動されることで、入力電圧から入力電圧よりも高電圧の直流電圧を生成する。直流トランス１３２によって生成された直流電圧は、ＡＣ生成回路１６０によって生成された交流電圧に重畳されて、負荷１５０へ印加される。

直流トランス１３２の二次側コイルの一端は、ＡＣ生成回路１６０（交流トランス１６２の二次側コイルの他端）に接続されている。直流トランス１３２の一次側は複巻きコイルにより構成されている。直流トランス１３２の両端は整流コンデンサＣ２に接続されている。これにより二次側に流れる直流電流を、帯電用高圧電源１８０の外部に流れるものと帯電用高圧電源１８０の内部に流れるものに分離している。ここで、図３に示した太い一点鎖線１５２は、帯電用高圧電源１８０の外部に流れる直流電流を示しており、太い二点鎖線１５３は、帯電用高圧電源１８０の内部に流れる直流電流を示している。

制御回路１４０は、直流トランス１３２の複巻きコイルに発生する電流量に基づき、駆動回路１３１へ駆動回路制御信号を供給することにより、直流トランス１３２によって生成される直流電圧を制御する。

例えば、制御回路１４０は、直流トランス１３２の複巻きコイルに発生する電流量が、上位のコントローラから入力される直流制御信号の示す目標電圧に対応する電流量より小さい場合、駆動回路１３１の制御値を高める。反対に、制御回路１４０は、直流トランス１３２の複巻きコイルに発生する電流量が、上位のコントローラから入力される直流制御信号の示す目標電圧に対応する電流量よりも大きい場合、駆動回路１３１の制御値を低める。これにより、制御回路１４０は、ＤＣ生成回路１３０の出力電圧が直流制御信号の示す目標電圧となるように定電圧制御する。直流トランス１３２の複巻きコイルに発生する電流量を用いることで、簡単な回路構成で定電圧制御を実行可能にしている。

電流検出部の一例としての電流検出回路１７０は、ＤＣ生成回路１３０と基準電位部との間に設けられ、帯電用高圧電源１８０の出力直流電流を検出し、出力直流電流を示す電流検出信号を上位のコントローラへ出力する。電流検出回路１７０は、基準電位部に接続することで接地されている。

上位コントローラでは、電流検出回路１７０により検出された出力直流電流に基づき、感光体ドラム４０の表面電位を測定し、作像制御等を行うことができる。

結合コンデンサの一例としてのカップリングコンデンサＣ１は、ＡＣ生成回路１６０とＤＣ生成回路１３０との間に設けられている。カップリングコンデンサＣ１の一端は交流トランス１６２の二次側コイルの他端に接続され、カップリングコンデンサＣ１の他端は接地されている。

カップリングコンデンサＣ１をこのように配置することで、ＡＣ生成回路１６０と負荷１５０との間を流れる交流電流のほとんどがカップリングコンデンサＣ１に流れ、ＤＣ生成回路１３０に流入することを防いでいる。ここで、図３に示した太い破線１５１は、カップリングコンデンサＣ１に流れる交流電流を示している。

また、カップリングコンデンサＣ１は、交流電流のみを流すバイパスコンデンサの機能も備えている。

補正回路２１０は、電流検出回路１７０と制御回路１４０との間に設けられ、出力直流電流に基づき、出力する直流電圧を補正する電気回路である。制御回路１４０は、直流トランス１３２の複巻きコイルに発生する電流量に基づき定電圧制御を行うため、パワー制御となり、出力直流電流が大きくなればなるほど出力電圧が小さくなる。そのため、補正回路２１０は、出力直流電流に応じた電圧低下を補正するように駆動回路制御信号の信号レベルを上げることで、出力する直流電圧を補正する。

遅延回路２２０は、電流検出回路１７０と補正回路２１０との間に設けられ、補正回路２１０による直流電圧の補正を遅延させる電気回路である。帯電用高圧電源１８０はカップリングコンデンサＣ１を備えているため、起動時のカップリングコンデンサＣ１を充電する期間に大きな直流電流が流れる。

補正回路２１０は、出力直流電流に応じた直流電圧低下を補正するように作動するため、これにより出力する直流電圧のオーバーシュートが発生する。そのため、遅延回路２２０は、既知のカップリングコンデンサＣ１の容量及び充電期間に基づき、補正回路２１０の作動開始時期、又は作動時間を遅延させ、カップリングコンデンサＣ１を充電する期間における過渡的な直流電流の変化を緩和させる。

ここで、図４は、図３に示したＡ～Ｅの各位置における電流又は電圧状態の一例を示す図である。（ａ）は補正回路２１０ありで遅延回路２２０なしの場合を示し、（ｂ）は補正回路２１０ありで遅延回路２２０ありの場合を示している。

図４において、グラフ３０１及び３１１はＡ位置で制御回路１４０に入力する直流制御信号を示し、グラフ３０２及び３１２はＢ位置でカップリングコンデンサＣ１に入力する充電電流を示している。またグラフ３１３はＣ位置で遅延回路２２０から出力される補正信号を示し、グラフ３０４及び３１４はＤ位置で補正回路２１０により補正され、制御回路１４０から出力される駆動回路制御信号を示し、グラフ３０５及び３１５はＥ位置における出力直流電圧を示している。

図４（ａ）では、カップリングコンデンサＣ１の充電期間に（グラフ３０２）、制御回路１４０から出力される駆動回路制御信号が過渡的に大きくなり（グラフ３０４）、出力直流電圧にオーバーシュートが発生している（グラフ３０５）。

これに対し、図４（ｂ）では、遅延回路２２０から出力される補正信号の作用により（グラフ３１３）、充電期間における制御回路１４０から出力される駆動回路制御信号の過渡的な増大が抑制され（グラフ３１４）、出力直流電圧のオーバーシュートが抑制されている（グラフ３１５）。

＜帯電用高圧電源１８０の作用効果＞
次に、帯電用高圧電源１８０の作用効果について説明する。まず、説明に先立ち、比較例に係る帯電用高圧電源１８０'の構成を、図５を参照して説明する。ここで、図５は比較例に係る帯電用高圧電源１８０'の構成を示す図である。なお、図５において、同一の機能を有する構成部には同一の部品番号を付し、重複する説明を省略する。

図５に示すように、帯電用高圧電源１８０'は、交流トランス１６２の二次側コイルと負荷１５０との間に設けられ、帯電用高圧電源１８０'の出力直流電流を検出する電流検出回路１７０'を備えている。

電流検出回路１７０'は、帯電用高圧電源１８０'の高電位側で出力直流電流を検出するため、高電圧に対応した素子を用いて電気回路を構成するか、或いは絶縁で電流を検出することが好ましい。何れの場合においても電流検出回路１７０'のコストは増大し、電気回路の構成も複雑になる。また、電流検出回路１７０'には、交流電流と直流電流が同時に流れるため、それらのうちの直流電流のみを検出するための構成が必要となる。そのため、さらにコストが増大し、回路構成が複雑化する。

これに対し、本実施形態では、帯電用高圧電源１８０の出力直流電流を検出する電流検出回路１７０を、ＤＣ生成回路１３０と基準電位部との間に設けている。換言すると、帯電用高圧電源１８０は、電流検出回路１７０を帯電用高圧電源１８０の低電位側に設けている。これにより、高電圧に対応した素子を用いて電気回路を構成すること及び絶縁で電流を検出することを何れも必要とせず、また特別な演算又は制御を行うことなく、低コストで且つ簡単な装置構成で出力直流電流を検出できる。

また本実施形態では、整流コンデンサＣ２により二次側に流れる直流電流を帯電用高圧電源１８０の外部に流れるものと帯電用高圧電源１８０の内部に流れるものに分離し、またカップリングコンデンサＣ１により交流電流がＤＣ生成回路１３０に流れることを防いでいる。これにより、電流検出回路１７０に直流電流のみを流すことができ、直流電流のみを抽出する構成を設けることなく、簡単な構成で帯電用高圧電源１８０の出力直流電流を高精度に検出することができる。

また本実施形態では、直流トランス１３２の複巻きコイルに発生する電流量に基づき、駆動回路１３１へ駆動回路制御信号を供給し、直流トランス１３２によって生成される直流電圧を制御する。これにより、簡単な回路構成で定電圧制御を実行することができる。

また本実施形態では、補正回路２１０を備え、出力直流電流に基づき、出力直流電圧を補正する。これにより、出力直流電流の増大に伴う出力直流電圧の低下を抑制でき、直流電圧を安定して出力することができる。

また本実施形態では、遅延回路２２０を備え、補正回路２１０による出力直流電圧の補正を遅延させる。これにより、カップリングコンデンサＣ１の充電期間における過渡的な直流電流の増大に起因した出力直流電圧のオーバーシュートを抑制でき、直流電圧を安定して出力することができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る帯電用高圧電源１８０ａについて説明する。

ここで、ＤＣ生成回路１３０の起動時には、カップリングコンデンサＣ１が充電を行うため、起動が遅れる場合がある。そのため本実施形態では、制御回路１４０ａは、ＤＣ生成回路１３０の起動後、予め定められたカップリングコンデンサＣ１の充電期間が経過するまでは、所定の目標電圧より大きい電圧の直流制御信号を入力する。これにより、カップリングコンデンサＣ１の充電期間を短縮し、ＤＣ生成回路１３０の起動を高速化する。

図６は、帯電用高圧電源１８０ａの構成の一例を説明する図である。図６に示すように、帯電用高圧電源１８０ａは制御回路１４０ａを備えている。制御回路１４０ａに直流制御信号を出力する上位コントローラは、ＲＯＭ（Read Only Memory）２３０を参照して予め定められたカップリングコンデンサＣ１の充電時間を示す情報を取得する。そして、この充電時間に対応する期間だけ、所定の目標電圧より大きい電圧を示す直流制御信号を制御回路１４０ａに出力する。制御回路１４０ａは、入力した直流制御信号の示す電圧になるように定電圧制御を行う。

図７は、図６に示したＡ～Ｅの各位置における電流又は電圧状態の一例を示す図であり、（ａ）は目標電圧を示す直流制御信号を用いる場合を示す図、（ｂ）は目標電圧より大きい電圧を示す直流制御信号を用いる場合を示す図である。図７（ａ）は、図４（ｂ）と同様であるため、ここでは重複する説明を省略する。

図７（ｂ）において、グラフ３２１は、Ａ位置で制御回路１４０ａに入力する直流制御信号を示している。グラフ３２１における電圧３２１１は所定の目標電圧より大きい電圧に該当し、電圧３２１２は所定の目標電圧に該当する。直流制御信号が電圧３２１２を示す期間は、カップリングコンデンサＣ１の充電期間に対応する。

直流制御信号が電圧３２１２を示すことで、充電時間にカップリングコンデンサＣ１に対してグラフ３１２と比較してより多くの充電電流が流れる（グラフ３２２）。そして充電期間における制御回路１４０から出力される駆動回路制御信号がグラフ３１４と比較してより大きくなり（グラフ３２４）、出力直流電圧が目標電圧に到達する期間がグラフ３１４と比較してより短縮される（グラフ３２５）。

このようにして、本実施形態では、制御回路１４０ａが、ＤＣ生成回路１３０の起動後、予め定められたカップリングコンデンサＣ１の充電期間が経過するまでは、所定の目標電圧より大きい電圧の直流制御信号を入力することで、カップリングコンデンサＣ１の充電期間を短縮し、ＤＣ生成回路１３０の起動を高速化することができる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態に係る画像形成装置１００ｂについて説明する。

図８は、画像形成装置１００ｂの構成の一例を示す図である。図８に示すように、画像形成装置１００ｂは、電源制御部２４０と、帯電用高圧電源１８０ｂとを備える。

電源制御部２４０は、所定のプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）等により構成され、電流検出回路１７０に電気的に接続されている。電源制御部２４０は、電流検出回路１７０により検出される出力直流電流に基づき、帯電用高圧電源１８０ｂを制御する。また、電源制御部２４０は、ＲＯＭ２３０を参照して予め定められたカップリングコンデンサＣ１の充電時間を示す情報を取得し、この充電時間に対応する期間だけ、所定の目標電圧より大きい電圧を示す直流制御信号を制御回路１４０ｂに出力する。

また、電流検出回路１７０により検出される出力直流電流が安定した場合に、所定の目標電圧を示す直流制御信号を制御回路１４０ｂに出力する。この「電流検出回路１７０により検出される出力直流電流が安定した場合」は、「出力直流電流が所定の状態になった場合」に対応し、カップリングコンデンサＣ１が充電を完了したことを表している。出力直流電流が安定したか否かは、予め定めた電流範囲内に出力直流電流が収まったか否かを判定すること等により判定できる。制御回路１４０ｂは、入力した直流制御信号の示す電圧になるように定電圧制御を行う。

ここで、図９は、直流制御信号とカップリングコンデンサの充電電流の一例を示す図である。グラフ３３１は、図８のＡ位置で制御回路１４０ｂに入力する直流制御信号を示している。グラフ３３１における電圧３３１１（斜線ハッチング部分）は所定の目標電圧より大きい電圧に該当し、電圧３３１２は所定の目標電圧に該当する。また、グラフ３３２（格子ハッチング部分）は、図８のＢ位置でカップリングコンデンサＣ１に入力する充電電流を示している。

電源制御部２４０は、電流検出回路１７０により検出される出力直流電流が安定した場合に、カップリングコンデンサＣ１の充電完了を検知し、直流制御信号を所定の目標電圧を示すものに戻す。これにより、カップリングコンデンサＣ１の充電期間を短縮し、ＤＣ生成回路１３０の起動を高速化することができる。

なお、電源制御部２４０の構成は、ＣＰＵに限定されるものではなく、電気回路やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の電子回路等で構成することもできる。

［第４実施形態］
次に、第４実施形態に係る帯電用高圧電源１８０ｃについて説明する。

図１０は、帯電用高圧電源１８０ｃの構成の一例を示す図である。図１０に示すように、帯電用高圧電源１８０ｃは、第１遅延部の一例としての第１遅延回路２２１と、第２遅延部の一例としての第２遅延回路２２２と、温度検出部の一例としての温度センサ２５０と、切替部の一例としての切替回路２５１とを備える。

第１遅延回路２２１及び第２遅延回路２２２は遅延定数の異なる電気回路である。第１遅延回路２２１は第１遅延時間だけ、補正回路２１０による補正を遅延させ、第２遅延回路２２２は第１遅延時間とは異なる第２遅延時間だけ、補正回路２１０による補正を遅延させることができる。

温度センサ２５０は、帯電用高圧電源１８０ｃの周囲の温度を検出し、検出結果の温度を示す情報を切替回路２５１に出力する。切替回路２５１は、入力した温度情報に基づき、補正回路２１０を遅延させる遅延回路を第１遅延回路２２１、又は第２遅延回路２２２の何れか一方に切り替える。この帯電用高圧電源１８０ｃの周囲の温度と、第１遅延回路２２１、又は第２遅延回路２２２との対応関係は予め定められている。

帯電用高圧電源の回路構成や使用する部品によっては、帯電用高圧電源の周囲の温度によって充電期間の差が大きくなる。これに対し、本実施形態では、温度に応じて遅延回路を第１遅延回路２２１、又は第２遅延回路２２２の何れか一方に切り替えることで、遅延時間を適正化することができる。

なお、本実施形態では、帯電用高圧電源１８０ｃが第１遅延回路２２１と第２遅延回路２２２の２つの遅延回路を備える例を示したが、帯電用高圧電源１８０ｃは２以上の遅延回路を備えることもできる。

［第５実施形態］
次に、第５実施形態に係る帯電用高圧電源１８０ｄについて説明する。

帯電用高圧電源の出力直流電流は、温度に応じて変動する場合があるが、出力直流電流を検出して感光体ドラム４０の表面電位を正確に測定するためには、出力直流電流の検出回路の温度変動が少ないことが好ましい。

そのため、本実施形態では、抵抗器とコンデンサのみを含んで電流検出回路を構成し、また、電流検出回路と他の電気回路との間での電流の往来を防止する防止部を設けることで、電流検出回路の温度変動を抑制する。

図１１は、本実施形態に係る帯電用高圧電源１８０ｄの構成の一例を示す図である。図１１に示すように、帯電用高圧電源１８０ｄは、電流検出回路１７１と、防止部の一例としての変動防止回路２６０と、ＣＰＵ２７０とを備える。

電流検出回路１７１は、抵抗器１７１１とコンデンサ１７１２のみを含んで構成され、帯電用高圧電源１８０ｄの出力直流電流を検出する。

変動防止回路２６０は、電流検出回路１７１と、遅延回路２２０又は補正回路２１０等の他の電気回路との間に設けられ、電流検出回路１７１と他の電気回路との間で電流の往来を防止する。このような変動防止回路２６０は、例えば１つのオペアンプを含むバッファ回路等により構成することができる。

ＣＰＵ２７０は、補正回路２１０及び遅延回路２２０のそれぞれに接続され、補正回路２１０及び遅延回路２２０のそれぞれの機能を補助するように動作する。

このように、抵抗器１７１１とコンデンサ１７１２のみを含んで構成することで電流検出回路１７１の構成を簡略化すること、また変動防止回路２６０により電流検出回路１７１と他の電気回路との間での電流の往来を防止することで、電流検出回路１７１の温度変動を抑制できる。

またＣＰＵ２７０により補正回路２１０及び遅延回路２２０のそれぞれの機能を補助することで、補正回路２１０及び遅延回路２２０のそれぞれの回路構成を簡略化し、電流検出回路１７１の温度変動を抑制できる。

電流検出回路１７１の温度変動の抑制により、感光体ドラム４０の表面電位を正確に測定することができる。

以上、本発明の実施形態の例について記述したが、本発明は斯かる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１８ 帯電ローラ（帯電部材の一例）
４０ 感光体ドラム（像担持体の一例）
１３０ ＤＣ生成回路（直流電圧生成部の一例）
１３１ 駆動回路
１３２ 直流トランス
１４０ 制御回路（制御部の一例）
１５０ 負荷
１６０ ＡＣ生成回路（交流電圧生成部の一例）
１６１ 駆動回路
１６２ 交流トランス
１６３ 制御回路
１７０、１７１ 電流検出回路（電流検出部の一例）
１７１１ 抵抗器
１７１２ コンデンサ
１８０ 帯電用高圧電源（電源の一例）
２１０ 補正回路（補正部の一例）
２２０ 遅延回路（遅延部の一例）
２２１ 第１遅延回路
２２２ 第２遅延回路
２３０ ＲＯＭ
２４０ 電源制御部
２５０ 温度センサ（温度検出部の一例）
２５１ 切替回路（切替部の一例）
２６０ 変動防止回路（防止部の一例）
Ｃ１ カップリングコンデンサ（結合コンデンサの一例）
Ｃ２ 整流コンデンサ

特許５５４６２６９号公報

Claims (6)

1. 像担持体と、
   前記像担持体を帯電させる帯電部材と、
   直流電圧と交流電圧とが重畳された電圧を前記帯電部材に印加する電源と、を備え、
   前記電源は、
   前記交流電圧を生成する交流電圧生成部と、
   前記交流電圧生成部に接続され、前記直流電圧を生成する直流電圧生成部と、
   前記直流電圧生成部と基準電位部との間に設けられ、前記電源の出力直流電流を検出する電流検出部と、
   一端が前記交流電圧生成部に接続され、他端が接地された結合コンデンサと、
   前記直流電圧生成部に含まれる直流トランスにおける二次側コイルの両端に接続された整流コンデンサと、
   前記直流電圧生成部に含まれる直流トランスの複巻きコイルに発生する電流量に基づき、前記直流電圧の定電圧制御を行う制御部と、
   前記出力直流電流に基づき前記直流電圧を補正する補正部と、
   前記補正部による補正を遅延させる遅延部と、を備える
   画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記直流電圧生成部の起動後、予め定められた前記結合コンデンサの充電期間が経過するまでは、所定の目標電圧より大きい電圧を示す直流制御信号を入力する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記電流検出部により検出される前記出力直流電流に基づき、前記電源を制御する電源制御部を備え、
   前記電源制御部は、前記出力直流電流が所定の状態になった場合に、前記制御部に前記目標電圧を示す直流制御信号を出力する
   請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記補正部、又は前記遅延部の何れか一方と前記電流検出部との間に設けられ、電流の往来を防止する防止部を備え、
   前記電流検出部は、抵抗器とコンデンサのみを含んで構成されている
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記補正部、又は前記遅延部の少なくとも何れか一方は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含んで構成されている
   請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記補正部による補正を遅延させる複数の遅延部のうち、第１遅延時間を遅延させる第１遅延部と、
   前記複数の遅延部のうち、前記第１遅延時間とは異なる第２遅延時間を遅延させる第２遅延部と、
   温度を検出する温度検出部と、
   前記温度に基づき、前記第１遅延部、又は前記第２遅延部の何れか一方に前記補正部による補正を遅延させる切替部と、を備える
   請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像形成装置。

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