JP7501330B2 - 制御装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、制御装置および画像形成装置に関する。

従来、画像コントローラによって、一つの印刷画像に対して副走査方向に分割した分割領域のトナー量に応じて転写バイアスを変えることにより転写効率を向上する転写ＦＦ制御技術が知られている。

特許文献１には、温湿度を検知して記録紙の電気抵抗を予測し、転写ＦＦ制御のＤＣバイアスを補正することにより転写効率を向上する技術を開示している。

しかしながら、二次転写の負荷には容量成分が含まれており、容量成分により最適な二次転写バイアスは異なる。したがって、容量成分が変化したときに、転写効率を向上することができないという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、転写部の負荷の容量成分が変化したときにおいても転写効率を向上することが可能な制御装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、転写ＤＣバイアスおよび転写ＡＣバイアスを重畳した転写バイアスを出力する転写バイアス部の制御装置であって、転写部の容量成分を予測する予測部と、前記転写部の容量成分に対応する補正情報を画像の所定領域毎に算出する算出部と、前記補正情報により前記転写バイアスを制御する制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、転写部の負荷の容量成分が変化したときにおいても転写効率を向上することができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態にかかる画像形成装置の構成の一例を示す図である。 図２は、画像形成部の詳細説明図である。 図３は、トナー画像と二次転写バイアスのバイアス値の変更のタイミングとの関係の一例を示す図である。 図４は、トナー画像の濃度の変化が大きい場合における二次転写バイアスの変更のタイミングの関係の一例を示す図である。 図５は、容量と周波数との関係を示す図である。 図６は、ＤＣバイアスと容量成分の変化率の関係を示す図である。 図７は、補正情報の一例であるＤＣバイアスの補正係数の設定の一例を示す図である。 図８は、ＤＣバイアス補正係数による制御を行った場合の制御結果の一例を示す図である。 図９は、変形例１にかかる制御である分割領域幅を大きくして分割した場合の結果の一例を示す図である。 図１０は、変形例２にかかる補正情報の一例であるＡＣバイアスの補正係数の設定の一例を示す図である。 図１１は、二次転写バイアスを含む二次転写電源の構成の一例を示す回路図である。

以下に添付図面を参照して制御装置および画像形成装置の実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態）
図１は、実施の形態にかかる画像形成装置の構成の一例を示す図である。画像形成装置は、例えばプリンタや複合機（ＭＦＰ）等である。図１には、一例として複数の機能を有するＭＦＰと称される画像形成装置１を示している。図１に示す画像形成装置１は、画像読取スキャナである読取装置本体５０と、画像形成部８０と、給紙部９０とを有する。読取装置本体５０の上部にはＡＤＦ（Automatic Document Feeder）６０を備え、ＡＤＦ６０にセットされた原稿は自動搬送により読み取られる。画像形成装置１は内部に制御回路を備え装置全体を制御する。

画像形成装置１は、クライアントＰＣから送信された印刷データや読取装置本体５０で読み取った読取画像を画像形成部８０で転写紙等の記録媒体に印刷する。

具体的に、画像形成部８０は、光書込装置８１や、タンデム方式の作像ユニット（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）８２や、中間転写ベルト８３や、二次転写ベルト８４などを有する。画像形成部８０では、印刷対象の画像について光書込装置８１が作像ユニット８２の感光体ドラム８２０に光走査で画像を書き込み、各感光体ドラム８２０から中間転写ベルト８３上にそれぞれの版のトナー画像が転写される。

図１に示す例では、作像ユニット（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）８２は、回転可能な４つの感光体ドラム（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）８２０を有し、各感光体ドラム８２０の周囲に、帯電ローラ、現像器、一次転写ローラ、クリーナーユニット、及び除電器を含む作像要素をそれぞれ備える。各感光体ドラム８２０の周囲で各作像要素が所定の作像プロセスで動作することにより、各感光体ドラム８２０上に画像が形成され、各感光体ドラム８２０に形成された画像が一次転写ローラにより中間転写ベルト８３上にトナー画像としてそれぞれ転写される。

中間転写ベルト８３は、各感光体ドラム８２０と各一次転写ローラとの間のニップに、駆動ローラと従動ローラとにより張架して配置されている。中間転写ベルト８３に一次転写された各トナー画像は、中間転写ベルト８３の走行により、二次転写部で二次転写ベルト８４上の記録媒体に二次転写される。記録媒体は、二次転写ベルト８４の走行により、定着装置８５に搬送され、記録媒体上に画像が定着する。その後、記録媒体は、機外の排紙トレイへと排紙される。

なお、記録媒体は、例えば給紙部９０が用紙サイズの異なる記録紙を収納する給紙カセット９１、９２から所定の記録紙を繰り出して、各種ローラからなる搬送手段９３で搬送して二次転写ベルト８４に供給する。

図２は、画像形成部８０の詳細説明図である。図２に示すように、画像形成部８０は画像処理コントローラ１０によるＲＩＰ処理後の画像（画素データ）に基づいて画像形成を行う。

レーザ駆動部１３は、光書込装置８１（図１参照）の光源である半導体レーザを駆動する。具体的にレーザ駆動部１３は、帯電した感光体ドラム８２０の表面に光ビームを走査して画像の光書き込みを行う。光源の光ビームは、ポリゴンミラー等により偏向されて感光体ドラム８２０の表面を走査する。この光ビームにより感光体ドラム８２０上の静電荷が像状露光され、静電潜像が形成される。なお、光源は一つでもよいし、複数の光源を有するマルチビーム光源であってもよい。

感光体ドラム８２０は、アルミニウムなどの導電性ドラム上に、少なくとも電荷発生層と、電荷輸送層とを含む光導電層を備えている。感光体ドラム８２０は矢印の向きに回転し、帯電バイアス１４が帯電ローラにバイアスを印加することで感光体ドラム８２０の表面に静電荷が帯電する。感光体ドラム８２０上に形成された静電潜像は、現像バイアス１２が現像器にバイアスを印加することで現像され、感光体ドラム８２０の表面に現像剤像３１が形成される。

感光体ドラム上に担持された現像剤像３１は、搬送ローラ等により走行する中間転写ベルト８３上に転写される。中間転写ベルト８３は、矢印の向きに走行し、トナー画像を二次転写部へ搬送する。また、給紙カセットなどから上質紙やプラスチックシート等の記録媒体３２が二次転写部に供給される。二次転写部は、斥力ローラ８６と二次転写ローラ８７とを有し、斥力ローラ８６と二次転写ローラ８７との間（ギャップ）で記録媒体３２に中間転写ベルト８３上のトナー画像が転写される。

二次転写バイアス（二次転写バイアス部）１７は転写ＦＦ制御により斥力ローラ８６へのバイアス印加を制御する。二次転写バイアス１７はＡＣ（交流）バイアスとＤＣ（直流）バイアスとを重畳したバイアスを斥力ローラ８６に印加する。中間転写ベルト８３上のトナー画像は、二次転写バイアス１７から斥力ローラ８６にバイアスが印加されて記録媒体３２に転写される。その後、記録媒体３２は定着装置８５へ供給され加圧や加熱により記録媒体３２に画像が定着する。

図２に示す制御装置は、画素カウンタ２１と、予測部２２と、算出部２３と、制御部２４を含む。制御装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）含む演算装置等で構成されている。画素カウンタ２１と、予測部２２と、算出部２３と、制御部２４のうち、一部またはすべてをＣＰＵがＲＯＭのプログラムを実行することにより機能部として実現してもよいし、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアにより設けてもよい。

なお、以下において「二次転写部」は、この電子写真方式の構成における「転写部」への適用例であり、その他の構成で、画像を記録用紙に転写する転写部があれば、二次転写部に限らず、その転写部に適用してよい。また、この構成では、二次転写部への適用例を示すため、「転写バイアス（部）」を「二次転写バイアス（部）」、「転写ＤＣバイアス」を「二次転写ＤＣバイアス」、「転写ＡＣバイアス」を「二次転写ＡＣバイアス」などと呼ぶ。

画素カウンタ２１は、画像処理コントローラ１０から画素データを入力して画素をカウントする。

予測部２２は、二次転写部の容量成分を予測する。算出部２３は、二次転写部の容量成分に対応する補正情報を画像の所定領域毎に算出する。なお、この例では画像の分割領域毎に算出する例を示す。

制御部２４は、補正情報により二次転写バイアス１７を制御する。この例では二次転写バイアス１７が斥力ローラ８６に印加するバイアス値を分割領域毎にトナー量に応じて制御する例を示す。

つまり制御装置は、画像処理コントローラが出力する画素データ３０に基づき画像を用紙搬送方向の副走査方向に分割し、分割領域毎に画素カウンタ２１のカウント値からトナー量を求める。トナー量は、画素カウンタ２１が出力する画素のカウント出力をモニタすることにより求める。

より具体的に、制御装置は、印刷時の画像搬送速度と画像搬送経路の長さ（例えば中間転写ベルト８３の画像搬送速度と画像搬送経路の長さ）とを予めメモリに記憶させておく。そして制御装置は、画像搬送速度と画像搬送経路の長さからトナー画像の各分割領域の先端が二次転写ローラ８７の位置に到達するタイミングを計測する。制御装置は、分割領域の先端が二次転写ローラ８７の位置に到達すると、その分割領域の予め求めたトナー量に応じて二次転写バイアス値を制御する。次の分割領域の先端が二次転写ローラ８７の位置に到達すると、その到達した分割領域に対応するトナー量に応じて二次転写バイアス値を制御する。

図３は、トナー画像と二次転写バイアス１７のバイアス値の変更のタイミングとの関係の一例を示す図である。図３に示すトナー画像Ｉは、図２に示す二次転写ローラ８７の位置で記録媒体３２に転写するトナー画像の濃度分布の一例を示すものである。図３に示すトナー画像Ｉの濃度は、搬送方向において濃度が徐々に変化している。制御装置は、このトナー画像Ｉの搬送方向の濃度分布の変化に従い、濃度に大きな変化がある場合には分割領域の先端で二次転写バイアス１７のバイアス値を変更する。つまり、濃度の変化が少ない場合には二次転写バイアス１７のバイアス値を維持し、濃度変化が大きくなった場合にバイアス値を変更する。

従って、濃度の変化が小さいトナー画像Ｉでは、図３に示す二次転写バイアス１７のバイアス値を変更する時間幅が長くなるため、変更した場合であっても二次転写バイアス１７は狙いの値に到達する。

続いて二次転写バイアス１７のバイアス値が狙いの値に到達しない場合について説明する。図４は、トナー画像の濃度の変化が大きい場合における二次転写バイアス１７の変更のタイミングの関係の一例を示す図である。図４に示すトナー画像Ｉは、図３に示すトナー画像Ｉよりも搬送方向の濃度変化が大きいものを示している。ここで濃度変化が大きいとは、転写時の同じ速度において濃度変化の時間幅が短いものを意味する。

制御装置は、このトナー画像Ｉの搬送方向の濃度分布に従い、図３と同様に分割領域毎に先頭で二次転写バイアス１７のバイアス値を制御する。図３との違いは、濃度変化が大きいため、二次転写バイアス１７のバイアス値を変更する時間幅が図３に示す時間幅よりも短い。図４には、図３に示す二次転写バイアス１７の狙い値を重ねて示したが、実際は曲線カーブが示す値をとり、狙い値に追従しない。この原因として、画像形成部８０の容量成分が関係している。例えば、二次転写部の構成部品の容量成分（中転転写ベルト８３・二次転写ローラ８７間のギャップなど）がある。また、二次転写部の回路上のコンデンサ（ＡＣ転写のバイパスコンデンサなど）も容量成分となる。

図５および図６は、容量成分の特性を示す図である。図５は、容量と周波数との関係を示す図であり、図６は、ＤＣバイアスと容量成分の変化率の関係を示すグラフである。図５に示すように、容量成分は周波数特性を有する。周波数が大きくなると容量は小さくなる。図６からは、ＤＣバイアス値を上げることで容量成分の変化率が小さくなることが分かる。このことから、容量成分による影響を抑えるためには転写ＦＦ制御のＤＣバイアスを補正すればよいことが分かる。

図７は、補正情報の一例であるＤＣバイアスの補正係数の設定の一例を示す図である。図７（ａ）に容量成分とＡＣバイアス周波数との関係の一例を示している。図７（ｂ）に容量成分とＤＣバイアス補正係数との関係の一例を示している。なお、図７（ａ）に示す曲線はＡＣバイアス周波数が増加することにより容量成分が低下する関係を一例として示すものである。また、図７（ｂ）に示す曲線はＤＣバイアス補正係数を大きくすることにより容量成分が増加するという関係を一例として示すものである。図７（ａ）に示す曲線通りに変化するものや、図７（ｂ）に示す曲線通りに変化するものを意図してはいない。

二次転写部には、中転転写ベルト、二次転写ローラ間のギャップがあるため容量成分が存在する。そこで、図７に示す関係を使用して制御装置が次のように容量成分を予測して二次転写バイアス１７のバイアス値を制御する。なお、制御装置は、ＡＣバイアスの出力周波数を把握しているものとする。

制御装置は、図７（ａ）に示す関係を使用してＡＣバイアス周波数から二次転写部の負荷（二次転写負荷という）の容量成分を予測する。制御装置は、図７（ｂ）に示す関係を使用して二次転写負荷の容量成分からＤＣバイアス補正係数を算出する。制御装置は、二次転写ＤＣバイアス設定値に、算出したＤＣバイアス補正係数を乗じた値を二次転写ＤＣバイアス値として設定する。

図８は、ＤＣバイアス補正係数による制御を行った場合の制御結果の一例を示す図である。この制御では各分割領域の先端のバイアス設定値をＤＣバイアス補正係数による制御により大きくしている。これにより図８に示すように、図６よりもバイアス値が狙い値に追従するようになる。

なお、制御装置は、二次転写負荷の容量成分の予測値が閾値を超えるときに分割領域の先端のバイアスを大きくするようにしてもよい。これにより、二次転写負荷の容量成分が予め決めた閾値よりも大きいときにおいて転写効率を向上することができる。

以上の構成より、本実施の形態の画像形成装置および演算装置は二次転写負荷の容量成分が変化したときにおいても、転写効率を向上することができる。

（変形例１）
分割領域幅を大きくして分割するようにしてもよい。あるいは実施の形態の構成と組み合わせて使用してもよい。二次転写の負荷容量が予測よりも大きい場合、その分割領域に対する狙いの二次転写バイアス値に到達しなくなる場合が考えられる。このため、制御装置は、二次転写負荷の容量成分の予測値が閾値を超えるときには、分割領域幅を大きくするようにして分割を行ってもよい。

図９は、変形例１にかかる制御である分割領域幅を大きくして分割した場合の結果の一例を示す図である。分割領域幅とは、図９に示すトナー画像Ｉにおける搬送方向の分割幅のことを指す。図９に示すように、分割領域幅を大きくすることによりバイアス値を変更するタイミング間の時間間隔が広がり、図９に示すようにバイアス値が狙い値に追従するようになる。なお、実施の形態の構成と組み合わせることにより、分割領域幅を最低限の範囲で広げ、バイアス値を狙い値に高精度に追従させることができるようにもなる。また、予測を超える一部の領域だけ分割領域幅を広げるようにしてもよい。

（変形例２）
実施の形態では転写ＦＦ制御のＤＣバイアスをＤＣバイアス補正係数により補正する例を示したが、転写ＦＦ制御のＡＣバイアスをＡＣバイアス補正係数により補正するようにしてもよい。

図１０は、変形例２にかかる補正情報の一例であるＡＣバイアスの補正係数の設定の一例を示す図である。図１０（ａ）に容量成分とＤＣバイアス設定値との関係の一例を示している。図１０（ｂ）に容量成分とＡＣバイアス補正係数との関係の一例を示している。なお、図１０（ａ）に示す曲線はＤＣバイアス設定値が増加することにより容量成分が低下する関係を一例として示すものである。また、１０（ｂ）に示す曲線はＡＣバイアス補正係数を大きくすることにより容量成分が増加するという関係を一例として示すものである。図１０（ａ）に示す曲線通りに変化するものや、図１０（ｂ）に示す曲線通りに変化するものを意図してはいない。

変形例２では、図１０に示す関係を使用して制御装置は次のように二次転写バイアス１７のバイアス値を制御する。なお、制御装置は、ＤＣバイアスの出力設定値を把握しているものとする。

制御装置は、図１０（ａ）に示す関係を使用してＤＣバイアスから二次転写負荷の容量成分を予測する。制御装置は、図１０（ｂ）に示す関係を使用して二次転写負荷の容量成分からＡＣバイアス補正係数を算出する。制御装置は、二次転写ＡＣバイアスの設定に、算出したＡＣバイアス補正係数を乗じた値を二次転写ＡＣバイアスとして設定する。

以上の制御により、二次転写負荷の容量成分が変化したときにおいても転写効率を向上するという同様の効果を得ることができる。

（各実施の形態および変形例に適用可能な二次転写バイアス１７を含む二次転写電源１００の回路）
ＡＣバイアスとＤＣバイアスを重畳する場合、ＡＣバイアス回路の経路確保のため、交流バイパス用コンデンサを接続する必要がある。二次転写高圧の電流を流すため、交流バイパス用コンデンサの容量は大きいものを選定することがある。このとき、二次転写負荷の容量成分として交流バイパス用コンデンサの容量が支配的となる。中転転写ベルト・二次転写ローラ間のギャップなどによる容量成分よりも、交流バイパス用コンデンサの方が周波数特性、ＤＣバイアス特性が安定する。したがって、制御装置は、二次転写負荷の容量成分を精度よく予測することができる。

ここで、実機の二次転写の容量負荷には、個体差や変動が存在する可能性がある。実機動作の中で、二次転写負荷容量の周波数特性、ＤＣバイアス特性を検知するモードを有してもよい。例えば、二次転写バイアス１７にＡＣバイアス電流の検知回路を設ける。ＡＣバイアスの周波数を複数段階に変えて、ＡＣバイアスを出力したときのＡＣバイアス電流をモニタすれば、周波数特性を把握できる。ＤＣバイアスを複数段階に変えて、ＡＣバイアスを出力したときのＡＣバイアス電流をモニタすれば、ＤＣバイアス特性を把握できる。

図１１は、二次転写バイアス１７を含む二次転写電源１００の構成の一例を示す回路図である。直流電源１１０には、電源制御部２００からＤＣ（－）＿ＰＷＭ信号が入力され、入力されたＤＣ（－）＿ＰＷＭ信号は積分されて、電流制御回路１２２（コンパレータ）に入力される。積分されたＤＣ（－）＿ＰＷＭ信号の値は、電流制御回路１２２における基準電圧となる。また、直流電流検出回路１２８は、二次転写電源１００の出力ライン上で直流電源１１０が出力した直流電流を検出し、検出した直流電流の出力値を電流制御回路１２２に入力する。そして電流制御回路１２２は、基準電圧に対し直流電流が小さい場合には直流高圧トランスの直流駆動回路１２３を積極的に駆動させ、基準電圧に対し直流電流が大きい場合には直流高圧トランスの直流駆動回路１２３の駆動を規制する。これにより、直流電源１１０は、定電流性を確保している。

また、直流電圧検出回路１２６は、直流電源１１０が出力した直流電圧を検出し、検出した直流電圧の出力値を電圧制御回路１２１（コンパレータ）に入力する。そして電圧制御回路１２１は、直流電圧の出力値が上限に達した際には、直流高圧トランスの直流駆動回路１２３の駆動を規制する。また、直流電圧検出回路１２７は、直流電圧検出回路１２６により検出された直流電圧の出力値をＦＢ＿ＤＣ（－）信号として電源制御部２００にフィードバックする。

電流制御回路１２２及び電圧制御回路１２１の制御に従った直流駆動回路１２３の駆動により、直流高圧トランスの１次側巻線Ｎ１＿ＤＣ（－）１２４及び直流高圧トランスの２次側巻線Ｎ２＿ＤＣ（－）１２５にて生成された出力はダイオード及びコンデンサによって平滑された後、直流電圧として交流電源入力部１５７から交流電源１４０に入力され、交流高圧トランスの２次側巻線Ｎ２＿ＡＣ１５６に印加される。

交流電源１４０には、電源制御部２００からＡＣ＿ＰＷＭ信号が入力され、電圧制御回路１５１（コンパレータ）に入力される。入力されたＡＣ＿ＰＷＭ信号の値は、電圧制御回路１５１における基準電圧となる。また、交流電圧検出回路１６２は、交流高圧トランスの１次側巻線Ｎ３＿ＡＣ１５５によって生じる相互誘導電圧から交流電圧の出力値を予測し、予測した交流電圧の出力値を電圧制御回路１５１に入力する。これは、交流電圧は直流電圧と重畳されるため、交流電源１４０自身の出力（交流電圧）のみを二次転写電源１００の出力ライン上で検出することが困難なためである。そして電圧制御回路１５１は、基準電圧に対し交流電圧が小さい場合には交流高圧トランスの交流駆動回路１５３を積極的に駆動させ、基準電圧に対し交流電圧が大きい場合には交流高圧トランスの交流駆動回路１５３の駆動を規制する。これにより、交流電源１４０は、定電圧性を確保している。

また、交流電流検出回路１６０は、二次転写電源１００の出力ラインである交流バイパス用コンデンサ１５９の低圧側で交流電流を検出し、検出した交流電流の出力値を電流制御回路１５２（コンパレータ）に入力する。この交流バイパス用コンデンサ１５９が上記の交流バイパスコンデンサに相当する。そして電流制御回路１５２は、交流電流の出力値が上限に達した際には、交流高圧トランスの交流駆動回路１５３の駆動を規制する。また、交流電流検出回路１６１は、検出した交流電流の出力値をＦＢ＿ＡＣ信号として電源制御部２００にフィードバックする。

交流高圧トランスの交流駆動回路１５３は、電源制御部２００から入力されるＡＣ＿ＣＬＫ信号と電圧制御回路１５１及び電流制御回路１５２とのＡＮＤ論理に従って駆動し、ＡＣ＿ＣＬＫと同一の周期を持つ出力を生成する。

交流駆動回路１５３の駆動により、交流高圧トランスの１次側巻線Ｎ１＿ＡＣ１５４にて生成された交流電圧は、２次側巻線Ｎ２＿ＡＣ１５６に印加されている直流電圧に重畳されて、高圧出力部１５８から重畳電圧として斥力ローラ８６に出力（印加）される。但し、交流電源１４０が駆動していない場合は、２次側巻線Ｎ２＿ＡＣ１５６に印加されている直流電圧がそのまま高圧出力部１５８から斥力ローラ８６に出力（印加）される。

一般的に、昇圧トランスの２次側巻線は、グランド及び高電圧出力用端子に接続されるため、２次側巻線の低圧側（入力側）が高電圧になることは想定されていない。しかしながら、第１実施形態では、二次転写電源１００が重畳電圧を出力する場合、直流電源１１０によって生成された直流高電圧を交流高圧トランスの２次側巻線Ｎ２＿ＡＣ１５６の低圧側（入力側）に入力し、更に交流電圧を重畳しているため、通常よりも、２次側巻線の低圧側（入力側）が高電圧になる。この結果、一般的な交流高圧トランスを用いると、２次側巻線の絶縁が取れず、交流高圧トランス内部で電流のリークが生じる恐れがある。

このため、交流高圧トランスに対し、二次転写電源１００の最大出力電圧（重畳電圧の最大値）、即ち、交流電源１４０の最大出力電圧だけでなく、交流電源１４０の最大出力電圧と直流電源１１０の最大出力電圧とを印加しても耐えうるように耐圧性を向上させている。

具体的には、交流高圧トランスの２次側巻線Ｎ２＿ＡＣ１５６の低圧側（入力側）における巻線の間隔を一般的な交流高圧トランスよりも広くし、二次転写電源１００の最大出力電圧に耐えうるようにしている。

より詳細に説明すると、通常、昇圧トランスは、入力側よりも出力側の方が、電圧が高くなるので、巻線の間隔は、出力側になるほど広くなる。このため第１実施形態では、２次側巻線Ｎ２＿ＡＣ１５６の低圧側（入力側）における巻線の間隔を、直流電源１１０の最大出力電圧に耐えうる間隔とし、２次側巻線Ｎ２＿ＡＣ１５６の高圧側（出力側）における巻線の間隔を、二次転写電源１００の最大出力電圧（重畳電圧の最大値）に耐えうる間隔としている。

なお、直流電圧単独で出力する場合の直流電流の狙い値（電流制御回路１２２における基準電圧に相当）の方が、直流電圧に交流電圧を重畳して出力する場合の直流電流の狙い値よりも数割程度値が大きくなる。同様に、直流電流の出力が狙い値になった場合の直流電圧の値も、直流電圧単独で出力する場合の方が直流電圧に交流電圧を重畳して出力する場合よりも値が大きくなる。

このため、一見すると、交流電源１４０の最大出力電圧と直流電源１１０の最大出力電圧とが同時に交流高圧トランスに印加されることはなく、交流高圧トランスは、交流電源１４０の最大出力電圧と直流電源１１０の最大出力電圧とを印加しても耐えうるまでの耐圧性は要求されないようにも思える。

しかしながら、直流電圧に交流電圧を重畳して出力する場合であっても用紙等の抵抗など条件によっては、一時的に交流電源１４０の最大出力電圧と直流電源１１０の最大出力電圧とが同時に交流高圧トランスに印加されることがある。このため、第１実施形態では、交流高圧トランスに対し、交流電源１４０の最大出力電圧と直流電源１１０の最大出力電圧とを印加しても耐えうるように耐圧性を向上させている。

また、交流高圧トランスの２次側巻線Ｎ２＿ＡＣ１５６だけではなく、交流駆動回路１５３、１次側巻線Ｎ１＿ＡＣ１５４、１次側巻線Ｎ３＿ＡＣ１５５など２次側巻線Ｎ２＿ＡＣ１５６の周辺回路についても耐圧性を向上させている。

具体的には、２次側巻線Ｎ２＿ＡＣ１５６の周辺回路は、交流高圧トランスの２次側巻線Ｎ２＿ＡＣ１５６に対し二次転写電源１００の最大出力電圧が出力されても耐えうるだけの絶縁距離を確保して配置している。ここで第１実施形態では、交流駆動回路１５３、１次側巻線Ｎ１＿ＡＣ１５４、１次側巻線Ｎ３＿ＡＣ１５５、及び２次側巻線Ｎ２＿ＡＣ１５６などにより交流高圧トランスを構成しているため、交流高圧トランス内において、十分な絶縁距離を確保して配置されている。なお、具体的な絶縁距離は、二次転写電源１００の最大出力電圧、交流高圧トランスの構造及び材質、２次側巻線Ｎ２＿ＡＣ１５６の巻数、並びに交流高圧トランス内の絶縁体の厚さ及び材質などに応じて決定できる。

また、直流電圧と交流電圧との両電圧が交流高圧トランス内を介して出力されるため、二次転写電源１００の最大出力電圧に対して適切な太さの巻線を使用することで、２次側巻線Ｎ２＿ＡＣ１５６の抵抗値を低減し、大きな熱の発生も防止している。

以上のように、二次転写電源１００は、直流電源１１０と、直流電源１１０と直列に接続された交流電源１４０とを、有し、交流電源１４０は、直流電源１１０から出力された直流電圧に交流電圧を重畳した重畳電圧と、直流電源１１０から出力された直流電圧とを、選択的に出力し、交流電源１４０から出力された電圧を用いて、トナーを用紙に転写する。

以上、本発明の実施の形態及び変形例を説明したが、実施の形態及び変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施の形態及び変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 画像形成装置
１０ 画像処理コントローラ
１２ 現像バイアス
１３ レーザ駆動部
１４ 帯電バイアス
１５ 一次転写バイアス
１７ 二次転写バイアス
２１ 画素カウンタ
２２ 予測部
２３ 算出部
２４ 制御部
３０ 画像データ（画素データ）
３２ 記録媒体
８０ 画像形成部
８３ 中間転写ベルト
８６ 斥力ローラ
８７ 二次転写ローラ
８２０ 感光体ドラム

特開２０１２－０４２８３５号公報

Claims (7)

1. 転写ＤＣバイアスおよび転写ＡＣバイアスを重畳した転写バイアスを出力する転写バイアス部の制御装置であって、
   転写部の容量成分を予測する予測部と、
   前記転写部の容量成分に対応する補正情報を画像の所定領域毎に算出する算出部と、
   前記補正情報により前記転写バイアスを制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする制御装置。
2. 前記算出部は、画像データから画像内の分割領域ごとのトナー量をカウントすることにより前記補正情報を前記分割領域ごとに算出する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記予測部は、前記転写ＡＣバイアスの周波数によって前記容量成分を予測する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
4. 前記予測部は、前記転写ＤＣバイアスのバイアス設定値によって前記容量成分を予測する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
5. 前記制御部は、前記分割領域の先端において前記転写バイアスを前記補正情報により変える制御を行う、
   ことを特徴とする請求項２乃至４のうちの何れか一項に記載の制御装置。
6. 前記算出部は、前記容量成分の予測値に基づき前記分割領域の分割領域幅を変える、
   ことを特徴とする請求項２乃至５のうちの何れか一項に記載の制御装置。
7. 請求項１乃至６のうちの何れか一項に記載の制御装置と、
   前記転写部により画像を記録媒体に形成する画像形成部と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。

Images