帯電部材印加用直流電源回路、画像形成装置
【課題】立ち上がり電圧のオーバーシュートを含め出力電圧の安定領域内で、帯電ロールの周面に発生する変形度合いによって決定されるリップル電圧を許容範囲内とする。
【解決手段】平滑部・リップル抑制部１５８では、整流後の電圧変動をなまらせるという通常の役目に加え、リップル電圧の振幅を抑制している。このリップル電圧抑制は、平滑部・リップル抑制部１５８に入力される、整流された二次側電圧の立ち上がりにオーバーシュートを発生させる要因にもなる。そこで、一次側において、すなわち、メインコントロール部７０からの入力信号を入力信号立ち上がり時間調整部１５０へ入力させ、平滑部・リップル抑制部１５８でオーバーシュートする分、先に、入力信号の応答性を鈍くしておく。これにより、立ち上がり時のオーバーシュートを回避しつつ、リップル電圧も抑制するという、所謂トレードオフの関係にある目的が同時に実現可能となる。
【解決手段】平滑部・リップル抑制部１５８では、整流後の電圧変動をなまらせるという通常の役目に加え、リップル電圧の振幅を抑制している。このリップル電圧抑制は、平滑部・リップル抑制部１５８に入力される、整流された二次側電圧の立ち上がりにオーバーシュートを発生させる要因にもなる。そこで、一次側において、すなわち、メインコントロール部７０からの入力信号を入力信号立ち上がり時間調整部１５０へ入力させ、平滑部・リップル抑制部１５８でオーバーシュートする分、先に、入力信号の応答性を鈍くしておく。これにより、立ち上がり時のオーバーシュートを回避しつつ、リップル電圧も抑制するという、所謂トレードオフの関係にある目的が同時に実現可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電部材印加用直流電源回路、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、感光体に接触して帯電を行う接触帯電ローラは、感光体に対して圧力を持って接触している。この帯電ローラはその多くがゴム製であるため、非動作状態が続くと、圧力がかかった部分が変形する場合がある。変形は、条件によって異なるが、半永久的に変形状態のままであったり、使用している間に元に戻ったりし、変形そのものの形もそれぞれ異なる。直流電源回路の下、前記変形が発生していると、回転周期毎に筋状の画像むらが発生し易い。
【０００３】
特許文献１には、出荷時には帯電ローラが感光体に接触しないようにスペーサを使用したり、変形しても直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を用い、画像むらを軽減することが提案されている。
【０００４】
また、特許文献２には、定電流制御の応答速度を低下させる技術が開示されている。この特許文献２は、交流電源回路を用いた技術である。
【０００５】
さらに、特許文献３には、感光体に接触する帯電部材と、この帯電部材に接続された抵抗器と、この抵抗器に接続されるとともに当該抵抗器を介して前記帯電部材に直流電圧を印加する電源回路と、を備えた接触式帯電装置が提案されている。この特許文献１では、帯電部材と抵抗器との接続個所とグランドとの間にコンデンサを接続することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１６０７１８号公報
【特許文献２】特開２００３−１４０４４６公報
【特許文献３】特開２００２−３５１１９６公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、立ち上がり電圧のオーバーシュートを含め出力電圧の安定領域内で、帯電ロールの周面に発生する変形度合いによって決定されるリップル電圧を許容範囲内とすることができる帯電部材印加用直流電源回路及び画像形成装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、主制御部からの指示を受けて、帯電部材に印加するための直流成分の電圧源となる入力電圧を調整する電圧調整部と、前記電圧調整部によって調整された電圧を増幅する増幅部と、前記増幅部によって増幅された電圧を直流化し、かつ増幅率を前記電圧調整部にフィードバックして補正することで、目標の直流電圧を出力する電圧出力部と、前記電圧出力部から出力される電圧に発生するリップルを抑制するための容量性負荷を調整して平滑化する平滑部と、前記平滑部によるリップル抑制に対して、相関関係をもった電圧の立ち上がり時期のオーバーシュート量を抑制するオーバーシュート抑制部と、を有している。
【０００９】
請求項２記載の発明は、前記請求項１記載の発明において、前記オーバーシュート抑制部が、前記平滑部で調整された容量性負荷の数値から予測して、予め前記電圧調整部に入力される入力電圧の立ち上がり特性を変更する。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記オーバーシュート抑制部が、電圧出力部に含まれて折り、前記電圧出力部における目標の出力電圧を維持するためのフィードバックの処理速度を電圧の立ち上がり時期に上げることで実行される。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、前記請求項１〜請求項３の何れか１項記載の帯電部材印加用直流電源回路と、電潜像が形成される像保持体と、前記像保持体に圧力を持って接触され、少なくとも周面に弾性層を備えたロール形状の帯電部材と、を有する。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、立ち上がり電圧のオーバーシュートを含め出力電圧の安定領域内で、帯電ロールの周面に発生する変形度合いによって決定されるリップル電圧を許容範囲内とすることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、予測に基づいて立ち上がり特性を変更するため、本構成を有しない場合に比べ、制御が容易となる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、フィードバックの処理速度を立ち上がり時期に上げることで、本構成を有しない場合に比べ、オーバーシュートの緩和精度が向上する。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、立ち上がり電圧のオーバーシュートを含め出力電圧の安定領域内で、帯電ロールの周面に発生する変形度合いによって決定されるリップル電圧を許容範囲内とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本実施の形態に係る制御ユニットのハード構成を示すブロック図である。
【図３】本実施の形態に係る感光体ドラムと帯電ロールとの相対位置関係を示す拡大図である。
【図４】帯電ロールに印加する電圧のリップル特性であり、（Ａ）は本実施の形態に係るリップル抑制実行時、（Ｂ）はリップル抑制非実行時（非対策）を示す。
【図５】本実施の形態によって解消させる対象であり、帯電ロールの凹部によって発生する筋状の画像を示す用紙の平面図である。
【図６】本実施の形態に係る高電圧電源部の機能ブロック図である。
【図７】画像に発生する筋レベル評価を行った実験結果を示す評価特性図である。
【図８】本実施の形態の変形例１に係る高電圧電源部の機能ブロック図である。
【図９】本実施の形態の変形例２に係る高電圧電源部の機能ブロック図である。
【図１０】本実施の形態の変形例３に係る高電圧電源部の機能ブロック図である。
【図１１】本実施の形態の変形例４に係る高電圧電源部の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（全体構成）
図１に示されるように、画像形成装置１０は、筐体１２を有し、筐体１２の下部には、シート材供給装置１４が配置されている。また、筐体１２の上部には画像が形成されたシート材を排出する排出トレイ１６が形成されている。
【００１８】
さらに、シート材供給装置１４には、給紙カセット１８が備えられ、この給紙カセット１８には、多数の用紙Ｐが積層収容されている。また、給紙カセット１８には、用紙Ｐが積載されるボトムプレート２０が設けられている。用紙Ｐを後述する感光体ユニット３０に支持された感光体ドラム４０の転写部３４へ給紙する際には、ボトムプレート２０は、昇降手段（図示省略）によって、上方に移動するようになっている。そして、ボトムプレート２０に積載された最上部の用紙Ｐをピックアップロール２２に押し当てる構成となっている。さらに、給紙カセット１８を筐体１２から引き出すとボトムプレート２０は、昇降手段によって、下方へ移動し、用紙Ｐを給紙カセット１８に収納するようになっている。
【００１９】
また、用紙Ｐを転写部３４へ送り出す時は、ボトムプレート２０に積載された最上位の用紙Ｐは、ピックアップロール２２によって順次取り出され、さらに、回転駆動する給紙ロール２４と分離ロール２６によって、一枚ずつ搬送されるようになっている。
【００２０】
また、給紙カセット１８から搬送された用紙Ｐは、レジストローラ２８により一時停止され、所定のタイミングにより感光体ユニット３０と転写ユニット３２との間を通り、さらに、トナー画像を用紙Ｐに定着する定着装置３６を通って排出ロール３８により排出トレイ１６へ排出される構成となっている。
【００２１】
また、筐体１２内には、感光体ユニット３０、転写ユニット３２、電源ユニット４１、及び制御ユニット４４が配置されている。この感光体ユニット３０には、感光体フレーム４６が設けられ、感光体フレーム４６には、４つの感光体ドラム４０が回転自在に支持されている。
【００２２】
制御ユニット４４は、画像形成全般の制御を司るものである（詳細後述）。
【００２３】
図１に示されるごとく、各感光体ドラム４０の周囲には、感光体ドラム４０をー様に帯電する帯電ロール４８と、各感光体ドラム４０に書き込まれた潜像を現像剤（トナー）で現像する現像手段としての現像ユニット５０と、転写後の感光体ドラム４０を除電する除電装置５２と、転写がなされた後に感光体ドラム４０に残留する現像剤を除去する現像剤除去手段としてのクリーニング装置５４が設けられている。
【００２４】
また、感光体ユニット３０は、４つの感光体ドラム４０、帯電ロール４８、現像ユニット５０、除電装置５２、及びクリーニング装置５４を感光体フレーム４６に保持させて一体化したものであり、筐体１２に対して着脱自在になっている。
【００２５】
一方、４つの現像ユニット５０に対応した４つのトナーボックス５６は、感光体ユニット３０の裏面側方に接続されている。このトナーボックス５６は、マゼンダ、イエロー、シアン、及びブラック用であり、トナー供給部５８とトナー回収部６０とが一体になって構成されている。さらに、トナー供給部５８は、現像ユニット５０に接続されており、各色のトナーを現像ユニット５０に供給するようになっている。また、トナー回収部６０は、クリーニング装置５４に接続されて各色のトナーを回収する構成となっている。
【００２６】
さらに、感光体ドラム４０にレーザ光で潜像を書き込む露光装置６２は、感光体ユニット３０の背面側であって、各感光体ドラム４０に対応した位置に配置され、一様に帯電された感光体ドラム４０に対してレーザを照射して潜像を形成するようになっている。
【００２７】
また、転写ユニット３２は、感光体ユニット３０の表側であって、感光体ユニット３０に対向して縦方向に配置されている。この転写ユニット３２には、上下方向に設けられた２つの支持ロール６４と、この２つの支持ロール６４に巻き掛けられた搬送ベルト６６と、搬送ベルト６６を挟んで各感光体ドラム４０に対向する位置に設けられた転写ロール６８が設けられている。
【００２８】
また、前記搬送ベルト６６における支持ロール６４に巻き掛けられた位置には、当該搬送ベルト６６と一定の距離をおいて表面と対峙するように、濃度センサ９１が配置されている。濃度センサ９１は、搬送ベルト６６上に基準画像を形成し、その濃度を計測して、露光装置６２からの画像データに基づく光量や現像ユニット５０における現像バイアス電圧を調整する画像濃度調整と、搬送ベルト６６上に基準画像を形成し、その濃度を計測して、二成分現像剤のトナー濃度（トナー／キャリア）を調整するトナー濃度調整とがある。
【００２９】
また、搬送ベルト６６における前記支持ロール６４よりも搬送方向下流側には、クリーニング装置９４が設けられている。クリーニング装置９４は、スクレーパ９４Ｓを備えており、このスクレーパ９４Ｓの先端部が搬送ベルト６６に接触している。
（制御ユニットのハード構成）
図２に示される如く、制御ユニット４４は、メインコントロール部７０を含んでいる。メインコントロール部７０は、ＣＰＵ７２、ＲＡＭ７４、ＲＯＭ７６、Ｉ／Ｏ（入出力部）７８、及びこれらを接続するデータバスやコントロールバス等のバス８０を有している。
【００３０】
Ｉ／Ｏ７８には、前記プリンタ１０における搬送系や、画像形成のための走査露光系、現像系等の各処理系を制御し、管理するための印刷制御管理部８８が接続されている。
【００３１】
より詳細には、印刷制御管理部８８には、搬送制御部１００、走査露光制御部１０２、現像制御部１０４、転写制御部１０６、定着制御部１０８が接続され、各部の制御を管理している。
【００３２】
印刷制御管理部８８は、Ｉ／Ｏ７８ではなく、直接バス８０に接続された構成であってもよい。また、ここでは、印刷に関する制御を印刷制御管理部８８に集約する構成としたが、当該制御をメインコントロール部７０で実行する構成であってもよい。
【００３３】
また、Ｉ／Ｏ７８には、ＵＩ（ユーザ・インターフェイス）８２が接続されている。ＵＩ８２は、ユーザーからの入力指示を受け付け、かつユーザーへ画像処理に関する情報を報知する役目を有している。さらに、Ｉ／Ｏ７８には、ハードディスク８４が接続されている。また、Ｉ／Ｏ７８は、Ｉ／Ｆ８６を介して通信回線網９０に接続されている。
【００３４】
前記搬送制御部１００、走査露光制御部１０２、現像制御部１０４、転写制御部１０６、定着制御部１０８は、それぞれ前記電源ユニット４１から電源を受けている。電源ユニット４１は、商用電源を入力源とし、大きく分類して、制御用電源部４１Ａ（３．３Ｖ）、低電圧電源部４１Ｂ（ＬＶＰＳ／２４Ｖ）、高電圧電源部４１Ｃ（ＨＶＰＳ／−９００Ｖ〜−１３００Ｖ）を備えている。なお、高電圧電源部の電圧の極性は、適用される現像剤（トナー）の帯電極性によって変わるものであり、ここでは、極性をマイナス（−）としている。
【００３５】
制御用電源部４１Ａは、制御用電源ラインＬＡを介して、メインコントロール部７０を含む各制御系へ制御用電源を供給する。また、低電圧電源部４１Ｂは、低電圧電源ラインＬＢを介して、搬送制御部１００、走査露光制御部１０２、現像制御部１０４、転写制御部１０６、定着制御部１０８へ低電圧電源を供給する。さらに、高電圧電源部４１Ｃは、高電圧電源ラインＬＣを介して、主として走査露光制御部１０２、現像制御部１０４、転写制御部１０６へ高電圧電源を供給する。
【００３６】
ここで、走査露光制御部１０２が制御する範疇において、感光体ドラム４０をー様に帯電する帯電ロール４８には、高電圧電源が供給されている。本実施の形態では、高電圧電源は、直流電圧としている。
【００３７】
帯電ロール４８には、約−９５０Ｖを印加し、感光体ドラム４０の感光面（周面）を一様帯電している。
【００３８】
ところで、図３に示される如く、感光体ドラム４０と帯電ロール４８との相対位置関係は、感光体ドラム４０に対して、一定の圧力で帯電ロール４８が接触している。また、帯電ロール４８は、少なくとも周面がゴム等の弾性体で形成されているため、前記圧力によって弾性変形して（凹んだ状態）感光体ドラム４０に接触している。
【００３９】
この場合、稼働中、すなわち、定期的に感光体ドラム４０及び帯電ロール４８がそれぞれ自転している場合は、特に問題はないが、製品出荷前、交換ユニットとして保管、長期非稼働等、同じ相対位置関係で圧力がかかっていると、帯電ロール４８の凹んだ部分（以下、「凹部４８Ａ」という）が復帰しない場合がある。また、復帰力があっても、復帰するのに時間を要する場合がある。
【００４０】
図４（Ｂ）は、このような凹部４８Ｂが存在した場合の、非対策時の高電圧電源の変動特性を示している。図４（Ｂ）に示すように、高電圧電源（−９５０Ｖ）は所定の範囲で振幅は発生している（リップル電圧）。このリップル電圧は、帯電ロール４８の凹部４８Ｂが感光体ドラム４０に接触したとき、最も大きくなり、この特性曲線では、振幅はPeak to Peakで３０Ｖに達している。
【００４１】
図５は、上記３０Ｖ程度のリップル電圧が周期的に発生する帯電状態で、用紙Ｐにハーフトーン画像（グレー画像）ＰＧを一様に形成した場合の画像であり、前記リップル電圧が高くなっている領域で、周囲とは異なる濃度の筋状の画像ＰＳが発生する。
【００４２】
そこで、本実施の形態では、高電圧電源部４１Ｃにおいて、リップル電圧を抑制するための機能を付加している。
【００４３】
図６は、本実施の形態に係る高電圧電源部４１Ｃのブロック図である。
【００４４】
メインコントロール部７０から入力される入力信号は、入力信号立ち上がり時間調整部１５０に入力される。この入力信号立ち上がり時間調整部１５０は、入力信号の応答性を調整（鈍くする調整）する役目を有しており、この入力信号立ち上がり時間調整部１５０で調整された調整信号は、電圧制御部１５２へ送出されるようになっている。
【００４５】
電圧制御部１５２では、低電圧電源部４１Ｂからの低電圧を一次側として、目標とする出力電圧（例えば、−９５０Ｖ）にするために、前記一次側電圧を調整する。なお、この電圧制御部１５２には、後述する短絡防止部１６０の出力端から出力電圧／入力電圧（増幅率）信号が入力されるようになっており、フィードバック制御が実行される。
【００４６】
電圧制御部１５２から出力される一次側電圧は、増幅部（例えば、トランス）１５４、並びに整流部１５６を介して、平滑部・リップル抑制部１５８に入力されるようになっている。
【００４７】
平滑部・リップル抑制部１５８は、基本的な役目として、前記増幅部１５４で増幅された二次側電圧の直流化（ＤＣ化）である。すなわち、本実施の形態では、帯電ロール４８に印加する電圧は直流電圧（−９５０Ｖ）であり、一次側電圧が交流であるため、整流部１５６で整流した後、容量性負荷（例えば、コンデンサ）を用いて、所謂電圧の周期変化をなまらせることで、直流電源を生成する（二次側直流電圧）。この直流電源生成のために容量負荷としてコンデンサを適用した場合、一次側電圧が２４Ｖ、二次側電圧が−９５０Ｖの場合、３３０ｐＦ程度の静電容量が一般的である。
【００４８】
ところが、本実施の形態では、この平滑部・リップル抑制部１５８における容量性負荷を、コンデンサを用いた場合、０．０１μＦ程度の静電容量（前記、一般よりも大きい容量）を適用し、リップル電圧の変動幅（振幅）を抑制するようにしている。
【００４９】
従って、この平滑部・リップル抑制部１５８は、リップル電圧抑制としての役目を兼ねることになる。
【００５０】
平滑部・リップル抑制部１５８から出力される二次側直流電圧は、短絡防止部１６０を介して出力部１６２へ送られ、この出力部１６２から帯電ロール４８へ二次側直流電圧（−９５０Ｖ）が印加される。
【００５１】
なお、短絡防止部１６０からは、前記電圧制御部１５２でのフィードバック制御を行うための、増幅率信号（二次側直流電圧の変化に比例した、一次側レベルの電圧）を送出するフィードバック信号線１６４の一端部が接続されている。
【００５２】
以下に本実施の形態の作用を説明する。
【００５３】
（画像形成処理手順）
まず、画像形成装置１０における、画像形成手順を説明する。
【００５４】
帯電ロール４８は、感光体ドラム４０の表面を予定の帯電部電位で一様にマイナス帯電する。さらに、帯電された感光体ドラム４０上の画像部分が予定の露光部電位になるように露光装置６２で露光を行ない静電潜像が形成される。
【００５５】
すなわち、制御ユニット４４から供給される画像データに基づき、半導体レーザ（図示省略）をオン・オフして変調することによって画像に対応した潜像が各感光体ドラム４０上に形成される。
【００５６】
さらに、回転する感光体ドラム４０上の静電潜像が現像ユニット５０を通過すると、電気力によって現像ユニット５０に収納された現像剤Ｇのトナーが静電潜像へ付着し、静電潜像はトナー画像として可視化される。
【００５７】
そこで、給紙カセット１８に載置された用紙Ｐがピックアップロール２２によって送り出され、さらに、回転駆動する給紙ロール２４と分離ロール２６によって、一枚ずつ搬送される。給紙カセット１８から搬送された用紙Ｐは、レジストローラ２８により一時停止され、所定のタイミングで、感光体ユニット３０と転写ユニット３２との間に送りだされる。そして、用紙Ｐは、搬送ベルト６６によって保持されて各感光体ドラム４０の転写部３４へ搬送され、転写部３４を通過する時に、感光体ドラム４０上のトナー画像が用紙Ｐに順次転写される。
【００５８】
用紙Ｐへ転写されたトナー画像は定着装置３６で定着され、用紙Ｐは、排出ロール３８によって排出トレイ１６へ排出される。
【００５９】
（帯電ロール４８への電圧印加）
前記感光体ドラム３０の表面の帯電ロール４８を用いたマイナス帯電は、−９５０Ｖという高電圧であり、電源ユニット４１の高電圧電源部４１Ｃから供給を受けている。
【００６０】
高電圧電源部４１Ｃでは、以下のように高電圧電源を生成している。
【００６１】
まず、入力信号立ち上がり時間調整部１５０が、メインコントロール部７０から入力信号を受ける。
【００６２】
入力信号立ち上がり時間調整部１５０では、入力信号の応答性を調整する（詳細後述）。調整された入力信号（調整信号）は、電圧制御部１５２へ送出される。
【００６３】
電圧制御部１５２では、増幅率信号に基づいて、フィードバック制御が実行され、二次側電圧に基づいて、一次側電圧が調整される。
【００６４】
フィードバック制御によって調整された一次側電圧は、増幅部１５４で増幅され、次いで、整流部１５６で整流され、平滑部・リップル抑制部１５８に入力される。
【００６５】
平滑部・リップル抑制部１５８では、整流部１５６で整流された電圧特性（周期変化）を容量性負荷（コンデンサ）を用いてなまらせ、直流電源を生成する（二次側直流電圧）。
【００６６】
平滑部・リップル抑制部１５８から出力される二次側直流電圧は、短絡防止部１６０を介して出力部１６２へ送られ、この出力部１６２から帯電ロール４８へ二次側直流電圧（−９５０Ｖ）が印加される。
【００６７】
ここで、平滑部・リップル抑制部１５８では、整流後の電圧変動をなまらせるという通常の役目に加え、本実施の形態では、リップル電圧の振幅を抑制している。
【００６８】
このリップル電圧抑制は、平滑部・リップル抑制部１５８に入力される、整流された二次側電圧の立ち上がりにオーバーシュートを発生させる要因にもなる。
【００６９】
そこで、一次側において、すなわち、メインコントロール部７０からの入力信号を入力信号立ち上がり時間調整部１５０へ入力させ、平滑部・リップル抑制部１５８でオーバーシュートする分、先に、入力信号の応答性を鈍くしておく。
【００７０】
これにより、立ち上がり時のオーバーシュートを回避しつつ、リップル電圧も抑制するという、所謂トレードオフの関係にある目的が同時に実現可能となる。
【００７１】
図４（Ａ）は、リップル電圧の振幅を抑制した場合における、帯電ロール４８に凹部４８Ａ（図３参照）が存在した場合の、高電圧電源の変動特性を示している。
【００７２】
図４（Ａ）に示すように、高電圧電源（−９５０Ｖ）におけるリップル電圧は、帯電ロール４８の凹部４８Ａが感光体ドラム４０に接触したとき、最も大きくなるものの、その振幅はPeak to Peakで１２Ｖに抑えられており、図４（Ｂ）に示す、非対策時のリップル電圧よりも低減している。
【００７３】
このため、用紙Ｐにハーフトーン画像（グレー画像）を一様に形成した場合の画像においても、帯電ロール４８に凹部４８Ａが発生していても筋状の画像が発生するようなことはない。
【００７４】
図７は、本実施の形態に係る高電圧電源部４１Ｃにおける平滑部・リップル抑制部１５８の電子部品として適用されるコンデンサ（容量性負荷）に基づく、筋レベル評価を行った実験結果を示す評価特性図である。
【００７５】
この図７において、コンデンサの静電容量が０．０２μＦを超えると、出力電圧自体が不安定となり、上限のしきい値となり得る。また、コンデンサの静電容量が０．０１μＦを下回ると、徐々に筋レベル評価が悪化し始め、下限のしきい値となり得る。
【００７６】
すなわち、平滑部・リップル抑制部１５８に適用するコンデンサの静電容量の０．０１μＦ〜０．０２μＦの間で選択すればよい。
【００７７】
（変形例１）
図８は本実施の形態に係る高電圧電源部４１Ｃの変形例１を示すブロック図である。なお、上記実施の形態と同一構成部分については、同一の符号を付してその構成の説明を省略する。
【００７８】
この変形例１では、高電圧電源部４１Ｃにおける平滑部・リップル抑制部１５８（本実施の形態）に適用するコンデンサを単一とせず、２以上を並列接続するようにした（平滑部・リップル抑制部１５８Ａ、１５８Ｂ）。これにより、既存の高電圧電源部４１Ｃに必要なコンデンサの静電容量を追加すればよい。
【００７９】
（変形例２）
図９は本実施の形態に係る高電圧電源部４１Ｃの変形例２を示すブロック図である。なお、上記実施の形態と同一構成部分については、同一の符号を付してその構成の説明を省略する。
【００８０】
この変形例２では、高電圧電源部４１Ｃにおける平滑部・リップル抑制部１５８に代えて、本来の平滑部１５９と、リップル抑制部１６１とに分離した。リップル抑制のための電子部品としては、容量性負荷であれば、コンデンサに限定されるものではなく、変形例２は、リップル抑制部１６１として、バリスタを用いた。
【００８１】
（変形例３）
図１０は本実施の形態に係る高電圧電源部４１Ｃの変形例３を示すブロック図である。なお、上記実施の形態と同一構成部分については、同一の符号を付してその構成の説明を省略する。
【００８２】
変形例３では、立ち上がり時間調整部１５０を電圧制御部１５２の前段に設ける代わりに、フィードバック電圧立ち上がり時間調整部１６６をフィードバック信号線１６４に設けた点にある。このフィードバック電圧立ち上がり時間調整部１６６では、立ち上がり時間帯に限りフィードバック処理の速度を速めることで、オーバーシュートを抑制する。
【００８３】
（変形例４）
図１１は本実施の形態に係る高電圧電源部４１Ｃの変形例４を示すブロック図である。なお、上記実施の形態と同一構成部分については、同一の符号を付してその構成の説明を省略する。
【００８４】
変形例４では、電圧制御部１５２の前段に設けた立ち上がり時間調整部１５０に加え、フィードバック電圧立ち上がり時間調整部１６６をフィードバック信号線１６４に設けた点にある。このフィードバック電圧立ち上がり時間調整部１６６では、立ち上がり時間帯に限りフィードバック処理の速度を速めることで、オーバーシュートを抑制する。
【００８５】
変形例４の場合、立ち上がり時間調整部１５０による入力立ち上がり時間が遅い方向で調整することで、リップルヲ抑制する。一方、フィードバック電圧立ち上がり時間調整部１６６では、制御幅を予め小さくして、立ち上がり時間帯に限りフィードバック処理の速度を速めることで、オーバーシュートを抑制する。
【符号の説明】
【００８６】
Ｐ 用紙
１０ 画像形成装置
３２ 転写ユニット
３４ 転写部
３６ 定着装置
４０ 感光体ドラム
４１ 電源ユニット
４４ 制御ユニット
４８ 帯電ロール
４８Ａ 凹部
５０ 現像ユニット
６２ 露光装置
７０ メインコントロール部
８８ 印刷制御管理部
１００ 搬送制御部
１０２ 走査露光制御部
１０４ 現像制御部
１０６ 転写制御部
１０８ 定着制御部
４１Ａ 制御用電源部
４１Ｂ 低電圧電源部
４１Ｃ 高電圧電源部
ＬＡ 制御用電源ライン
ＬＢ 低電圧電源ライン
ＬＣ 高電圧電源ライン
１５０ 入力信号立ち上がり時間調整部（オーバーシュート抑制部）
１５２ 電圧制御部（電圧調整部）
１６０ 短絡防止部
１５４ 増幅部
１５６ 整流部
１５８ 平滑部・リップル抑制部（平滑部）
１６０ 短絡防止部（電圧出力部）
１６２ 出力部
１６４ フィードバック信号線（電圧出力部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電部材印加用直流電源回路、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、感光体に接触して帯電を行う接触帯電ローラは、感光体に対して圧力を持って接触している。この帯電ローラはその多くがゴム製であるため、非動作状態が続くと、圧力がかかった部分が変形する場合がある。変形は、条件によって異なるが、半永久的に変形状態のままであったり、使用している間に元に戻ったりし、変形そのものの形もそれぞれ異なる。直流電源回路の下、前記変形が発生していると、回転周期毎に筋状の画像むらが発生し易い。
【０００３】
特許文献１には、出荷時には帯電ローラが感光体に接触しないようにスペーサを使用したり、変形しても直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を用い、画像むらを軽減することが提案されている。
【０００４】
また、特許文献２には、定電流制御の応答速度を低下させる技術が開示されている。この特許文献２は、交流電源回路を用いた技術である。
【０００５】
さらに、特許文献３には、感光体に接触する帯電部材と、この帯電部材に接続された抵抗器と、この抵抗器に接続されるとともに当該抵抗器を介して前記帯電部材に直流電圧を印加する電源回路と、を備えた接触式帯電装置が提案されている。この特許文献１では、帯電部材と抵抗器との接続個所とグランドとの間にコンデンサを接続することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１６０７１８号公報
【特許文献２】特開２００３−１４０４４６公報
【特許文献３】特開２００２−３５１１９６公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、立ち上がり電圧のオーバーシュートを含め出力電圧の安定領域内で、帯電ロールの周面に発生する変形度合いによって決定されるリップル電圧を許容範囲内とすることができる帯電部材印加用直流電源回路及び画像形成装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、主制御部からの指示を受けて、帯電部材に印加するための直流成分の電圧源となる入力電圧を調整する電圧調整部と、前記電圧調整部によって調整された電圧を増幅する増幅部と、前記増幅部によって増幅された電圧を直流化し、かつ増幅率を前記電圧調整部にフィードバックして補正することで、目標の直流電圧を出力する電圧出力部と、前記電圧出力部から出力される電圧に発生するリップルを抑制するための容量性負荷を調整して平滑化する平滑部と、前記平滑部によるリップル抑制に対して、相関関係をもった電圧の立ち上がり時期のオーバーシュート量を抑制するオーバーシュート抑制部と、を有している。
【０００９】
請求項２記載の発明は、前記請求項１記載の発明において、前記オーバーシュート抑制部が、前記平滑部で調整された容量性負荷の数値から予測して、予め前記電圧調整部に入力される入力電圧の立ち上がり特性を変更する。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記オーバーシュート抑制部が、電圧出力部に含まれて折り、前記電圧出力部における目標の出力電圧を維持するためのフィードバックの処理速度を電圧の立ち上がり時期に上げることで実行される。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、前記請求項１〜請求項３の何れか１項記載の帯電部材印加用直流電源回路と、電潜像が形成される像保持体と、前記像保持体に圧力を持って接触され、少なくとも周面に弾性層を備えたロール形状の帯電部材と、を有する。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、立ち上がり電圧のオーバーシュートを含め出力電圧の安定領域内で、帯電ロールの周面に発生する変形度合いによって決定されるリップル電圧を許容範囲内とすることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、予測に基づいて立ち上がり特性を変更するため、本構成を有しない場合に比べ、制御が容易となる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、フィードバックの処理速度を立ち上がり時期に上げることで、本構成を有しない場合に比べ、オーバーシュートの緩和精度が向上する。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、立ち上がり電圧のオーバーシュートを含め出力電圧の安定領域内で、帯電ロールの周面に発生する変形度合いによって決定されるリップル電圧を許容範囲内とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本実施の形態に係る制御ユニットのハード構成を示すブロック図である。
【図３】本実施の形態に係る感光体ドラムと帯電ロールとの相対位置関係を示す拡大図である。
【図４】帯電ロールに印加する電圧のリップル特性であり、（Ａ）は本実施の形態に係るリップル抑制実行時、（Ｂ）はリップル抑制非実行時（非対策）を示す。
【図５】本実施の形態によって解消させる対象であり、帯電ロールの凹部によって発生する筋状の画像を示す用紙の平面図である。
【図６】本実施の形態に係る高電圧電源部の機能ブロック図である。
【図７】画像に発生する筋レベル評価を行った実験結果を示す評価特性図である。
【図８】本実施の形態の変形例１に係る高電圧電源部の機能ブロック図である。
【図９】本実施の形態の変形例２に係る高電圧電源部の機能ブロック図である。
【図１０】本実施の形態の変形例３に係る高電圧電源部の機能ブロック図である。
【図１１】本実施の形態の変形例４に係る高電圧電源部の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（全体構成）
図１に示されるように、画像形成装置１０は、筐体１２を有し、筐体１２の下部には、シート材供給装置１４が配置されている。また、筐体１２の上部には画像が形成されたシート材を排出する排出トレイ１６が形成されている。
【００１８】
さらに、シート材供給装置１４には、給紙カセット１８が備えられ、この給紙カセット１８には、多数の用紙Ｐが積層収容されている。また、給紙カセット１８には、用紙Ｐが積載されるボトムプレート２０が設けられている。用紙Ｐを後述する感光体ユニット３０に支持された感光体ドラム４０の転写部３４へ給紙する際には、ボトムプレート２０は、昇降手段（図示省略）によって、上方に移動するようになっている。そして、ボトムプレート２０に積載された最上部の用紙Ｐをピックアップロール２２に押し当てる構成となっている。さらに、給紙カセット１８を筐体１２から引き出すとボトムプレート２０は、昇降手段によって、下方へ移動し、用紙Ｐを給紙カセット１８に収納するようになっている。
【００１９】
また、用紙Ｐを転写部３４へ送り出す時は、ボトムプレート２０に積載された最上位の用紙Ｐは、ピックアップロール２２によって順次取り出され、さらに、回転駆動する給紙ロール２４と分離ロール２６によって、一枚ずつ搬送されるようになっている。
【００２０】
また、給紙カセット１８から搬送された用紙Ｐは、レジストローラ２８により一時停止され、所定のタイミングにより感光体ユニット３０と転写ユニット３２との間を通り、さらに、トナー画像を用紙Ｐに定着する定着装置３６を通って排出ロール３８により排出トレイ１６へ排出される構成となっている。
【００２１】
また、筐体１２内には、感光体ユニット３０、転写ユニット３２、電源ユニット４１、及び制御ユニット４４が配置されている。この感光体ユニット３０には、感光体フレーム４６が設けられ、感光体フレーム４６には、４つの感光体ドラム４０が回転自在に支持されている。
【００２２】
制御ユニット４４は、画像形成全般の制御を司るものである（詳細後述）。
【００２３】
図１に示されるごとく、各感光体ドラム４０の周囲には、感光体ドラム４０をー様に帯電する帯電ロール４８と、各感光体ドラム４０に書き込まれた潜像を現像剤（トナー）で現像する現像手段としての現像ユニット５０と、転写後の感光体ドラム４０を除電する除電装置５２と、転写がなされた後に感光体ドラム４０に残留する現像剤を除去する現像剤除去手段としてのクリーニング装置５４が設けられている。
【００２４】
また、感光体ユニット３０は、４つの感光体ドラム４０、帯電ロール４８、現像ユニット５０、除電装置５２、及びクリーニング装置５４を感光体フレーム４６に保持させて一体化したものであり、筐体１２に対して着脱自在になっている。
【００２５】
一方、４つの現像ユニット５０に対応した４つのトナーボックス５６は、感光体ユニット３０の裏面側方に接続されている。このトナーボックス５６は、マゼンダ、イエロー、シアン、及びブラック用であり、トナー供給部５８とトナー回収部６０とが一体になって構成されている。さらに、トナー供給部５８は、現像ユニット５０に接続されており、各色のトナーを現像ユニット５０に供給するようになっている。また、トナー回収部６０は、クリーニング装置５４に接続されて各色のトナーを回収する構成となっている。
【００２６】
さらに、感光体ドラム４０にレーザ光で潜像を書き込む露光装置６２は、感光体ユニット３０の背面側であって、各感光体ドラム４０に対応した位置に配置され、一様に帯電された感光体ドラム４０に対してレーザを照射して潜像を形成するようになっている。
【００２７】
また、転写ユニット３２は、感光体ユニット３０の表側であって、感光体ユニット３０に対向して縦方向に配置されている。この転写ユニット３２には、上下方向に設けられた２つの支持ロール６４と、この２つの支持ロール６４に巻き掛けられた搬送ベルト６６と、搬送ベルト６６を挟んで各感光体ドラム４０に対向する位置に設けられた転写ロール６８が設けられている。
【００２８】
また、前記搬送ベルト６６における支持ロール６４に巻き掛けられた位置には、当該搬送ベルト６６と一定の距離をおいて表面と対峙するように、濃度センサ９１が配置されている。濃度センサ９１は、搬送ベルト６６上に基準画像を形成し、その濃度を計測して、露光装置６２からの画像データに基づく光量や現像ユニット５０における現像バイアス電圧を調整する画像濃度調整と、搬送ベルト６６上に基準画像を形成し、その濃度を計測して、二成分現像剤のトナー濃度（トナー／キャリア）を調整するトナー濃度調整とがある。
【００２９】
また、搬送ベルト６６における前記支持ロール６４よりも搬送方向下流側には、クリーニング装置９４が設けられている。クリーニング装置９４は、スクレーパ９４Ｓを備えており、このスクレーパ９４Ｓの先端部が搬送ベルト６６に接触している。
（制御ユニットのハード構成）
図２に示される如く、制御ユニット４４は、メインコントロール部７０を含んでいる。メインコントロール部７０は、ＣＰＵ７２、ＲＡＭ７４、ＲＯＭ７６、Ｉ／Ｏ（入出力部）７８、及びこれらを接続するデータバスやコントロールバス等のバス８０を有している。
【００３０】
Ｉ／Ｏ７８には、前記プリンタ１０における搬送系や、画像形成のための走査露光系、現像系等の各処理系を制御し、管理するための印刷制御管理部８８が接続されている。
【００３１】
より詳細には、印刷制御管理部８８には、搬送制御部１００、走査露光制御部１０２、現像制御部１０４、転写制御部１０６、定着制御部１０８が接続され、各部の制御を管理している。
【００３２】
印刷制御管理部８８は、Ｉ／Ｏ７８ではなく、直接バス８０に接続された構成であってもよい。また、ここでは、印刷に関する制御を印刷制御管理部８８に集約する構成としたが、当該制御をメインコントロール部７０で実行する構成であってもよい。
【００３３】
また、Ｉ／Ｏ７８には、ＵＩ（ユーザ・インターフェイス）８２が接続されている。ＵＩ８２は、ユーザーからの入力指示を受け付け、かつユーザーへ画像処理に関する情報を報知する役目を有している。さらに、Ｉ／Ｏ７８には、ハードディスク８４が接続されている。また、Ｉ／Ｏ７８は、Ｉ／Ｆ８６を介して通信回線網９０に接続されている。
【００３４】
前記搬送制御部１００、走査露光制御部１０２、現像制御部１０４、転写制御部１０６、定着制御部１０８は、それぞれ前記電源ユニット４１から電源を受けている。電源ユニット４１は、商用電源を入力源とし、大きく分類して、制御用電源部４１Ａ（３．３Ｖ）、低電圧電源部４１Ｂ（ＬＶＰＳ／２４Ｖ）、高電圧電源部４１Ｃ（ＨＶＰＳ／−９００Ｖ〜−１３００Ｖ）を備えている。なお、高電圧電源部の電圧の極性は、適用される現像剤（トナー）の帯電極性によって変わるものであり、ここでは、極性をマイナス（−）としている。
【００３５】
制御用電源部４１Ａは、制御用電源ラインＬＡを介して、メインコントロール部７０を含む各制御系へ制御用電源を供給する。また、低電圧電源部４１Ｂは、低電圧電源ラインＬＢを介して、搬送制御部１００、走査露光制御部１０２、現像制御部１０４、転写制御部１０６、定着制御部１０８へ低電圧電源を供給する。さらに、高電圧電源部４１Ｃは、高電圧電源ラインＬＣを介して、主として走査露光制御部１０２、現像制御部１０４、転写制御部１０６へ高電圧電源を供給する。
【００３６】
ここで、走査露光制御部１０２が制御する範疇において、感光体ドラム４０をー様に帯電する帯電ロール４８には、高電圧電源が供給されている。本実施の形態では、高電圧電源は、直流電圧としている。
【００３７】
帯電ロール４８には、約−９５０Ｖを印加し、感光体ドラム４０の感光面（周面）を一様帯電している。
【００３８】
ところで、図３に示される如く、感光体ドラム４０と帯電ロール４８との相対位置関係は、感光体ドラム４０に対して、一定の圧力で帯電ロール４８が接触している。また、帯電ロール４８は、少なくとも周面がゴム等の弾性体で形成されているため、前記圧力によって弾性変形して（凹んだ状態）感光体ドラム４０に接触している。
【００３９】
この場合、稼働中、すなわち、定期的に感光体ドラム４０及び帯電ロール４８がそれぞれ自転している場合は、特に問題はないが、製品出荷前、交換ユニットとして保管、長期非稼働等、同じ相対位置関係で圧力がかかっていると、帯電ロール４８の凹んだ部分（以下、「凹部４８Ａ」という）が復帰しない場合がある。また、復帰力があっても、復帰するのに時間を要する場合がある。
【００４０】
図４（Ｂ）は、このような凹部４８Ｂが存在した場合の、非対策時の高電圧電源の変動特性を示している。図４（Ｂ）に示すように、高電圧電源（−９５０Ｖ）は所定の範囲で振幅は発生している（リップル電圧）。このリップル電圧は、帯電ロール４８の凹部４８Ｂが感光体ドラム４０に接触したとき、最も大きくなり、この特性曲線では、振幅はPeak to Peakで３０Ｖに達している。
【００４１】
図５は、上記３０Ｖ程度のリップル電圧が周期的に発生する帯電状態で、用紙Ｐにハーフトーン画像（グレー画像）ＰＧを一様に形成した場合の画像であり、前記リップル電圧が高くなっている領域で、周囲とは異なる濃度の筋状の画像ＰＳが発生する。
【００４２】
そこで、本実施の形態では、高電圧電源部４１Ｃにおいて、リップル電圧を抑制するための機能を付加している。
【００４３】
図６は、本実施の形態に係る高電圧電源部４１Ｃのブロック図である。
【００４４】
メインコントロール部７０から入力される入力信号は、入力信号立ち上がり時間調整部１５０に入力される。この入力信号立ち上がり時間調整部１５０は、入力信号の応答性を調整（鈍くする調整）する役目を有しており、この入力信号立ち上がり時間調整部１５０で調整された調整信号は、電圧制御部１５２へ送出されるようになっている。
【００４５】
電圧制御部１５２では、低電圧電源部４１Ｂからの低電圧を一次側として、目標とする出力電圧（例えば、−９５０Ｖ）にするために、前記一次側電圧を調整する。なお、この電圧制御部１５２には、後述する短絡防止部１６０の出力端から出力電圧／入力電圧（増幅率）信号が入力されるようになっており、フィードバック制御が実行される。
【００４６】
電圧制御部１５２から出力される一次側電圧は、増幅部（例えば、トランス）１５４、並びに整流部１５６を介して、平滑部・リップル抑制部１５８に入力されるようになっている。
【００４７】
平滑部・リップル抑制部１５８は、基本的な役目として、前記増幅部１５４で増幅された二次側電圧の直流化（ＤＣ化）である。すなわち、本実施の形態では、帯電ロール４８に印加する電圧は直流電圧（−９５０Ｖ）であり、一次側電圧が交流であるため、整流部１５６で整流した後、容量性負荷（例えば、コンデンサ）を用いて、所謂電圧の周期変化をなまらせることで、直流電源を生成する（二次側直流電圧）。この直流電源生成のために容量負荷としてコンデンサを適用した場合、一次側電圧が２４Ｖ、二次側電圧が−９５０Ｖの場合、３３０ｐＦ程度の静電容量が一般的である。
【００４８】
ところが、本実施の形態では、この平滑部・リップル抑制部１５８における容量性負荷を、コンデンサを用いた場合、０．０１μＦ程度の静電容量（前記、一般よりも大きい容量）を適用し、リップル電圧の変動幅（振幅）を抑制するようにしている。
【００４９】
従って、この平滑部・リップル抑制部１５８は、リップル電圧抑制としての役目を兼ねることになる。
【００５０】
平滑部・リップル抑制部１５８から出力される二次側直流電圧は、短絡防止部１６０を介して出力部１６２へ送られ、この出力部１６２から帯電ロール４８へ二次側直流電圧（−９５０Ｖ）が印加される。
【００５１】
なお、短絡防止部１６０からは、前記電圧制御部１５２でのフィードバック制御を行うための、増幅率信号（二次側直流電圧の変化に比例した、一次側レベルの電圧）を送出するフィードバック信号線１６４の一端部が接続されている。
【００５２】
以下に本実施の形態の作用を説明する。
【００５３】
（画像形成処理手順）
まず、画像形成装置１０における、画像形成手順を説明する。
【００５４】
帯電ロール４８は、感光体ドラム４０の表面を予定の帯電部電位で一様にマイナス帯電する。さらに、帯電された感光体ドラム４０上の画像部分が予定の露光部電位になるように露光装置６２で露光を行ない静電潜像が形成される。
【００５５】
すなわち、制御ユニット４４から供給される画像データに基づき、半導体レーザ（図示省略）をオン・オフして変調することによって画像に対応した潜像が各感光体ドラム４０上に形成される。
【００５６】
さらに、回転する感光体ドラム４０上の静電潜像が現像ユニット５０を通過すると、電気力によって現像ユニット５０に収納された現像剤Ｇのトナーが静電潜像へ付着し、静電潜像はトナー画像として可視化される。
【００５７】
そこで、給紙カセット１８に載置された用紙Ｐがピックアップロール２２によって送り出され、さらに、回転駆動する給紙ロール２４と分離ロール２６によって、一枚ずつ搬送される。給紙カセット１８から搬送された用紙Ｐは、レジストローラ２８により一時停止され、所定のタイミングで、感光体ユニット３０と転写ユニット３２との間に送りだされる。そして、用紙Ｐは、搬送ベルト６６によって保持されて各感光体ドラム４０の転写部３４へ搬送され、転写部３４を通過する時に、感光体ドラム４０上のトナー画像が用紙Ｐに順次転写される。
【００５８】
用紙Ｐへ転写されたトナー画像は定着装置３６で定着され、用紙Ｐは、排出ロール３８によって排出トレイ１６へ排出される。
【００５９】
（帯電ロール４８への電圧印加）
前記感光体ドラム３０の表面の帯電ロール４８を用いたマイナス帯電は、−９５０Ｖという高電圧であり、電源ユニット４１の高電圧電源部４１Ｃから供給を受けている。
【００６０】
高電圧電源部４１Ｃでは、以下のように高電圧電源を生成している。
【００６１】
まず、入力信号立ち上がり時間調整部１５０が、メインコントロール部７０から入力信号を受ける。
【００６２】
入力信号立ち上がり時間調整部１５０では、入力信号の応答性を調整する（詳細後述）。調整された入力信号（調整信号）は、電圧制御部１５２へ送出される。
【００６３】
電圧制御部１５２では、増幅率信号に基づいて、フィードバック制御が実行され、二次側電圧に基づいて、一次側電圧が調整される。
【００６４】
フィードバック制御によって調整された一次側電圧は、増幅部１５４で増幅され、次いで、整流部１５６で整流され、平滑部・リップル抑制部１５８に入力される。
【００６５】
平滑部・リップル抑制部１５８では、整流部１５６で整流された電圧特性（周期変化）を容量性負荷（コンデンサ）を用いてなまらせ、直流電源を生成する（二次側直流電圧）。
【００６６】
平滑部・リップル抑制部１５８から出力される二次側直流電圧は、短絡防止部１６０を介して出力部１６２へ送られ、この出力部１６２から帯電ロール４８へ二次側直流電圧（−９５０Ｖ）が印加される。
【００６７】
ここで、平滑部・リップル抑制部１５８では、整流後の電圧変動をなまらせるという通常の役目に加え、本実施の形態では、リップル電圧の振幅を抑制している。
【００６８】
このリップル電圧抑制は、平滑部・リップル抑制部１５８に入力される、整流された二次側電圧の立ち上がりにオーバーシュートを発生させる要因にもなる。
【００６９】
そこで、一次側において、すなわち、メインコントロール部７０からの入力信号を入力信号立ち上がり時間調整部１５０へ入力させ、平滑部・リップル抑制部１５８でオーバーシュートする分、先に、入力信号の応答性を鈍くしておく。
【００７０】
これにより、立ち上がり時のオーバーシュートを回避しつつ、リップル電圧も抑制するという、所謂トレードオフの関係にある目的が同時に実現可能となる。
【００７１】
図４（Ａ）は、リップル電圧の振幅を抑制した場合における、帯電ロール４８に凹部４８Ａ（図３参照）が存在した場合の、高電圧電源の変動特性を示している。
【００７２】
図４（Ａ）に示すように、高電圧電源（−９５０Ｖ）におけるリップル電圧は、帯電ロール４８の凹部４８Ａが感光体ドラム４０に接触したとき、最も大きくなるものの、その振幅はPeak to Peakで１２Ｖに抑えられており、図４（Ｂ）に示す、非対策時のリップル電圧よりも低減している。
【００７３】
このため、用紙Ｐにハーフトーン画像（グレー画像）を一様に形成した場合の画像においても、帯電ロール４８に凹部４８Ａが発生していても筋状の画像が発生するようなことはない。
【００７４】
図７は、本実施の形態に係る高電圧電源部４１Ｃにおける平滑部・リップル抑制部１５８の電子部品として適用されるコンデンサ（容量性負荷）に基づく、筋レベル評価を行った実験結果を示す評価特性図である。
【００７５】
この図７において、コンデンサの静電容量が０．０２μＦを超えると、出力電圧自体が不安定となり、上限のしきい値となり得る。また、コンデンサの静電容量が０．０１μＦを下回ると、徐々に筋レベル評価が悪化し始め、下限のしきい値となり得る。
【００７６】
すなわち、平滑部・リップル抑制部１５８に適用するコンデンサの静電容量の０．０１μＦ〜０．０２μＦの間で選択すればよい。
【００７７】
（変形例１）
図８は本実施の形態に係る高電圧電源部４１Ｃの変形例１を示すブロック図である。なお、上記実施の形態と同一構成部分については、同一の符号を付してその構成の説明を省略する。
【００７８】
この変形例１では、高電圧電源部４１Ｃにおける平滑部・リップル抑制部１５８（本実施の形態）に適用するコンデンサを単一とせず、２以上を並列接続するようにした（平滑部・リップル抑制部１５８Ａ、１５８Ｂ）。これにより、既存の高電圧電源部４１Ｃに必要なコンデンサの静電容量を追加すればよい。
【００７９】
（変形例２）
図９は本実施の形態に係る高電圧電源部４１Ｃの変形例２を示すブロック図である。なお、上記実施の形態と同一構成部分については、同一の符号を付してその構成の説明を省略する。
【００８０】
この変形例２では、高電圧電源部４１Ｃにおける平滑部・リップル抑制部１５８に代えて、本来の平滑部１５９と、リップル抑制部１６１とに分離した。リップル抑制のための電子部品としては、容量性負荷であれば、コンデンサに限定されるものではなく、変形例２は、リップル抑制部１６１として、バリスタを用いた。
【００８１】
（変形例３）
図１０は本実施の形態に係る高電圧電源部４１Ｃの変形例３を示すブロック図である。なお、上記実施の形態と同一構成部分については、同一の符号を付してその構成の説明を省略する。
【００８２】
変形例３では、立ち上がり時間調整部１５０を電圧制御部１５２の前段に設ける代わりに、フィードバック電圧立ち上がり時間調整部１６６をフィードバック信号線１６４に設けた点にある。このフィードバック電圧立ち上がり時間調整部１６６では、立ち上がり時間帯に限りフィードバック処理の速度を速めることで、オーバーシュートを抑制する。
【００８３】
（変形例４）
図１１は本実施の形態に係る高電圧電源部４１Ｃの変形例４を示すブロック図である。なお、上記実施の形態と同一構成部分については、同一の符号を付してその構成の説明を省略する。
【００８４】
変形例４では、電圧制御部１５２の前段に設けた立ち上がり時間調整部１５０に加え、フィードバック電圧立ち上がり時間調整部１６６をフィードバック信号線１６４に設けた点にある。このフィードバック電圧立ち上がり時間調整部１６６では、立ち上がり時間帯に限りフィードバック処理の速度を速めることで、オーバーシュートを抑制する。
【００８５】
変形例４の場合、立ち上がり時間調整部１５０による入力立ち上がり時間が遅い方向で調整することで、リップルヲ抑制する。一方、フィードバック電圧立ち上がり時間調整部１６６では、制御幅を予め小さくして、立ち上がり時間帯に限りフィードバック処理の速度を速めることで、オーバーシュートを抑制する。
【符号の説明】
【００８６】
Ｐ 用紙
１０ 画像形成装置
３２ 転写ユニット
３４ 転写部
３６ 定着装置
４０ 感光体ドラム
４１ 電源ユニット
４４ 制御ユニット
４８ 帯電ロール
４８Ａ 凹部
５０ 現像ユニット
６２ 露光装置
７０ メインコントロール部
８８ 印刷制御管理部
１００ 搬送制御部
１０２ 走査露光制御部
１０４ 現像制御部
１０６ 転写制御部
１０８ 定着制御部
４１Ａ 制御用電源部
４１Ｂ 低電圧電源部
４１Ｃ 高電圧電源部
ＬＡ 制御用電源ライン
ＬＢ 低電圧電源ライン
ＬＣ 高電圧電源ライン
１５０ 入力信号立ち上がり時間調整部（オーバーシュート抑制部）
１５２ 電圧制御部（電圧調整部）
１６０ 短絡防止部
１５４ 増幅部
１５６ 整流部
１５８ 平滑部・リップル抑制部（平滑部）
１６０ 短絡防止部（電圧出力部）
１６２ 出力部
１６４ フィードバック信号線（電圧出力部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主制御部からの指示を受けて、帯電部材に印加するための直流成分の電圧源となる入力電圧を調整する電圧調整部と、
前記電圧調整部によって調整された電圧を増幅する増幅部と、
前記増幅部によって増幅された電圧を直流化し、かつ増幅率を前記電圧調整部にフィードバックして補正することで、目標の直流電圧を出力する電圧出力部と、
前記電圧出力部から出力される電圧に発生するリップルを抑制するための容量性負荷を調整して平滑化する平滑部と、
前記平滑部によるリップル抑制に対して、相関関係をもった電圧の立ち上がり時期のオーバーシュート量を抑制するオーバーシュート抑制部と、
を有する帯電部材印加用直流電源回路。
【請求項２】
前記オーバーシュート抑制部が、前記平滑部で調整された容量性負荷の数値から予測して、予め前記電圧調整部に入力される入力電圧の立ち上がり特性を変更する請求項１記載の帯電部材印加用直流電源回路。
【請求項３】
前記オーバーシュート抑制部が、電圧出力部に含まれて折り、前記電圧出力部における目標の出力電圧を維持するためのフィードバックの処理速度を電圧の立ち上がり時期に上げることで実行される請求項１に記載の帯電部材印加用直流電源回路。
【請求項４】
前記請求項１〜請求項３の何れか１項記載の帯電部材印加用直流電源回路と、
静電潜像が形成される像保持体と、
前記像保持体に圧力を持って接触され、少なくとも周面に弾性層を備えたロール形状の帯電部材と、
を有する画像形成装置。
【請求項１】
主制御部からの指示を受けて、帯電部材に印加するための直流成分の電圧源となる入力電圧を調整する電圧調整部と、
前記電圧調整部によって調整された電圧を増幅する増幅部と、
前記増幅部によって増幅された電圧を直流化し、かつ増幅率を前記電圧調整部にフィードバックして補正することで、目標の直流電圧を出力する電圧出力部と、
前記電圧出力部から出力される電圧に発生するリップルを抑制するための容量性負荷を調整して平滑化する平滑部と、
前記平滑部によるリップル抑制に対して、相関関係をもった電圧の立ち上がり時期のオーバーシュート量を抑制するオーバーシュート抑制部と、
を有する帯電部材印加用直流電源回路。
【請求項２】
前記オーバーシュート抑制部が、前記平滑部で調整された容量性負荷の数値から予測して、予め前記電圧調整部に入力される入力電圧の立ち上がり特性を変更する請求項１記載の帯電部材印加用直流電源回路。
【請求項３】
前記オーバーシュート抑制部が、電圧出力部に含まれて折り、前記電圧出力部における目標の出力電圧を維持するためのフィードバックの処理速度を電圧の立ち上がり時期に上げることで実行される請求項１に記載の帯電部材印加用直流電源回路。
【請求項４】
前記請求項１〜請求項３の何れか１項記載の帯電部材印加用直流電源回路と、
静電潜像が形成される像保持体と、
前記像保持体に圧力を持って接触され、少なくとも周面に弾性層を備えたロール形状の帯電部材と、
を有する画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−２１０７９０（Ｐ２０１０−２１０７９０Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５５１５３（Ｐ２００９−５５１５３）
【出願日】平成２１年３月９日（２００９．３．９）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月９日（２００９．３．９）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]