画像形成装置
【課題】様々な箇所で発生する余剰電流を有効活用することのできる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】カラープリンター１は，動作時に正の余剰電流を発生する正画像形成デバイスと，動作時に負の余剰電流を発生する負画像形成デバイスと，正極と負極とを有し画像形成部への補助電源として機能する蓄電器と，正画像形成デバイスの余剰電流ポイントと接地ポイントと正極との間に設けられた第１スイッチと，接地ポイントと負画像形成デバイスの余剰電流ポイントと負極との間に設けられた第２スイッチと，蓄電器から画像形成部への電力供給をオンオフする第３スイッチとを有し，各スイッチは，正極を正画像形成デバイスの余剰電流ポイントに接続し負極を接地ポイントに接続する第１状態と，正極を接地ポイントに接続し負極を負画像形成デバイスの余剰電流ポイントに接続する第２状態とをとるものである。
【解決手段】カラープリンター１は，動作時に正の余剰電流を発生する正画像形成デバイスと，動作時に負の余剰電流を発生する負画像形成デバイスと，正極と負極とを有し画像形成部への補助電源として機能する蓄電器と，正画像形成デバイスの余剰電流ポイントと接地ポイントと正極との間に設けられた第１スイッチと，接地ポイントと負画像形成デバイスの余剰電流ポイントと負極との間に設けられた第２スイッチと，蓄電器から画像形成部への電力供給をオンオフする第３スイッチとを有し，各スイッチは，正極を正画像形成デバイスの余剰電流ポイントに接続し負極を接地ポイントに接続する第１状態と，正極を接地ポイントに接続し負極を負画像形成デバイスの余剰電流ポイントに接続する第２状態とをとるものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，プリンター，ＦＡＸ等の画像形成装置に関する。さらに詳細には，蓄電器を備えた電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より，電子写真方式の画像形成装置では，余剰電流が発生してしまう箇所がある。例えば，帯電器として帯電チャージャーを用いるものでは，安定板電流を流すことにより帯電電位を安定させている。また例えば，転写器の転写性を安定させるために，転写電流の一部が，対向ローラーを介してＧＮＤへ流されている。
【０００３】
一方，従来より，蓄電部材を備えて，補助的な電力供給装置として使用している画像形成装置がある（例えば，特許文献１参照）。この文献の装置は，定着ヒーターの立ち上がり時間を短縮するために，ＡＣヒーターに加えて，蓄電部材の電力で加熱する補助ヒーターを備えている。この文献では，蓄電部材の充電は，ＣＰＵの指示に基づいて，商用電源からの電力を用いて行うとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−５８５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで，上記の余剰電流を，蓄電部材の充電電力として有効活用したいという要望があった。しかしながら，余剰電流は，その発生箇所により，正の電流も負の電流もあるうえ，その流れるタイミングも様々である。さらには，例えば安定板電流は帯電電位を安定させるためのものであり，この電流を蓄えようとして帯電電位が不安定となったのでは，本末転倒である。つまり，画像形成の機能に悪影響を与えない範囲で，余剰電流を有効活用することが，課題であった。
【０００６】
本発明は，前記した従来の画像形成装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，様々な箇所で発生する余剰電流を有効活用することのできる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の画像形成装置は，画像形成部と，画像形成部へ電力を供給する電源部とを有する画像形成装置であって，画像形成部に設けられ，電源部からの電力供給による動作時に正の余剰電流を発生する正画像形成デバイスと，画像形成部に設けられ，電源部からの電力供給による動作時に負の余剰電流を発生する負画像形成デバイスと，正極と負極とを有し，画像形成部への補助電源として機能する蓄電器と，正画像形成デバイスの余剰電流ポイントと接地ポイントと正極との間に設けられ，正極を正画像形成デバイスの余剰電流ポイントに接続し接地ポイントに接続しない第１状態と，正極を接地ポイントに接続し正画像形成デバイスの余剰電流ポイントに接続しない第２状態とのいずれかをとる第１スイッチと，接地ポイントと負画像形成デバイスの余剰電流ポイントと負極との間に設けられ，負極を接地ポイントに接続し負画像形成デバイスの余剰電流ポイントに接続しない第１状態と，負極を負画像形成デバイスの余剰電流ポイントに接続し接地ポイントに接続しない第２状態とのいずれかをとる第２スイッチと，正画像形成デバイスと負画像形成デバイスとのうちいずれか一方の余剰電流ポイント（以下，「ポイントＸ」という）と，画像形成部との間に設けられ，蓄電器から画像形成部への補助電力の供給経路となる補助電流経路と，蓄電器から画像形成部への補助電流経路を経由しての電力供給をオンオフする第３スイッチとを有し，第１スイッチと第２スイッチとは，揃って第１状態となり，または揃って第２状態となるものである。
【０００８】
この画像形成装置では，正画像形成デバイスから正の余剰電流が発生するとともに，負画像形成デバイスから負の余剰電流が発生する。本発明の装置は，第１スイッチと第２スイッチとを有しているので，これらにより蓄電器の正極と負極とに接続されるポイントを切り替えることができる。第１スイッチと第２スイッチとを揃って第１状態とすれば，蓄電器の正極は正画像形成デバイスの余剰電流ポイントに接続され，蓄電器の負極は接地ポイントに接続される。従って，蓄電器の正極に正電荷が蓄電される。また，第１スイッチと第２スイッチとを揃って第２状態とすれば，蓄電器の正極は接地ポイントに接続され，蓄電器の負極は負画像形成デバイスの余剰電流ポイントに接続される。従って，蓄電器の負極に負電荷が蓄電される。さらに，第３スイッチによって，補助電流経路を経由しての電力供給がオンオフされるので，適切なタイミングで蓄電器の電力を活用することができる。すなわち本発明によれば，正の余剰電流も負の余剰電流も蓄電器に溜めることができるので，様々な箇所で発生する余剰電流を有効活用することのできる画像形成装置となっている。
【０００９】
さらに本発明では，蓄電器の正極と負極との間に接続され，蓄電電圧を制限する上限電圧規制素子を有することが望ましい。
このようになっていれば，蓄電器をその蓄電可能電圧の範囲内で使用することができる。
【００１０】
さらに本発明では，第１スイッチと第２スイッチと第３スイッチとを制御するスイッチ制御部を有し，スイッチ制御部は，正の余剰電流により蓄電器を充電する際には，第１スイッチおよび第２スイッチを揃って第１状態とするとともに第３スイッチをオフ状態とし，負の余剰電流により蓄電器を充電する際には，第１スイッチおよび第２スイッチを揃って第２状態とするとともに第３スイッチをオフ状態とし，蓄電器から画像形成部へ電力供給する際には，第１スイッチおよび第２スイッチを揃って，第１状態と第２状態とのうち一方の状態であって，ポイントＸと蓄電器のいずれか一方の極とが繋がる方の状態とするとともに，第３スイッチをオン状態とするものであることが望ましい。
このようにすれば，正の余剰電流により蓄電池を充電する際には，正画像形成デバイスの余剰電流ポイントに接続され，負画像形成デバイスの余剰電流ポイントや電力供給先には接続されない。負の余剰電流により蓄電池を充電する際には，負画像形成デバイスの余剰電流ポイントに接続され，正画像形成デバイスの余剰電流ポイントや電力供給先には接続されない。従って，正画像形成デバイスと負画像形成デバイスとが互いに干渉し合うおそれはない。
【００１１】
さらに本発明では，画像形成部は，表面にトナー像が形成される感光体と，トナー像を被転写体上に転写する転写部と，感光体の表面をトナーの帯電型と同極性側に帯電させる帯電部とを有し，転写部が，トナーの帯電型と逆極性の余剰電流を発生する画像形成デバイスであり，帯電部が，トナーの帯電型と同極性の余剰電流を発生する画像形成デバイスであることが望ましい。
転写部は，トナーの帯電型と逆極性の転写電流を発生する。帯電部は，スコロトロン方式のものであれば，トナーの帯電型と同極性の安定板電流を発生する。従って，このようにすればこれらの余剰電流を活用することができる。
【００１２】
さらに本発明では，スイッチ制御部は，転写部と帯電部とがともに余剰電流を発生するときには，第１スイッチおよび第２スイッチを，帯電部の余剰電流により蓄電器を充電する状態とするものであることが好ましい。
帯電部の安定板電流は，転写部の転写電流に比較して，大きい電流値の電流である。そこで，これらがともに発生するときには，帯電部の安定板電流によって蓄電器を充電すれば，より効率よく余剰電流を活用できる。
【００１３】
さらに本発明では，転写部は，画像形成時以外のタイミングにて，画像形成時の印加バイアスと同極性のバイアスと逆極性のバイアスとを反復して印加されるクリーニングシーケンスを行うものであり，スイッチ制御部は，転写部がクリーニングシーケンスを行う際には，同極性のバイアスが印加される期間にて，第１スイッチおよび第２スイッチを，転写部の余剰電流により蓄電器を充電する状態とし，逆極性のバイアスが印加される期間にて，第１スイッチおよび第２スイッチを，帯電部の余剰電流により蓄電器を充電する状態とするものであることが望ましい。
画像形成時以外の帯電部が動作していない期間に，転写部のクリーニングシーケンスが行われる。クリーニングシーケンスでは転写部に，両極性のバイアスが交互に繰り返して印加される。そこで，画像形成時の印加バイアスと同極性のバイアスが印加される期間に限り，第１スイッチと第２スイッチとを転写部の余剰電流により蓄電器を充電する状態とすれば，転写部の余剰電流を充電することができる。このようにすれば，帯電部が余剰電流を発生せず，転写部が余剰電流を発生するときに転写部の余剰電流によって蓄電器を充電するので，無駄なく余剰電流を活用することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の画像形成装置によれば，様々な箇所で発生する余剰電流を有効活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本形態に係るカラープリンターの概略構成図である。
【図２】カラープリンターの制御ブロック図である。
【図３】蓄電器周辺の回路構成を示す説明図である。
【図４】第１充電状態における蓄電器周辺の回路構成を示す説明図である。
【図５】第２充電状態における蓄電器周辺の回路構成を示す説明図である。
【図６】放電状態における蓄電器周辺の回路構成を示す説明図である。
【図７】蓄電器周辺の動作シーケンス図である。
【図８】カラープリンターの処理を示すフローチャート図である。
【図９】２次転写クリーニングシーケンスを示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下，本発明を具体化した最良の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，電子写真方式の画像形成装置であり，タンデム方式の画像形成装置に本発明を適用したものである。
【００１７】
本形態のカラープリンター１の概略構成を図１に示す。本形態のカラープリンター１は，図１に示すように，カラー画像の形成が可能ないわゆるタンデム方式のＭＦＰ（多機能複合プリンター）である。図中中段には，４色の画像形成部が，図中左から右へ，イエロー１０Ｙ，マゼンタ１０Ｍ，シアン１０Ｃ，ブラック１０Ｋの順に中間転写ベルト１１に沿って配置されている。
【００１８】
また，カラープリンター１の図１中下部には，着脱可能な給紙カセット１３が装着されている。さらに，図中右側には，下から上向きに用紙を搬送する用紙搬送路１４が設けられている。用紙搬送路１４に沿って，下から順に，給紙ローラー１５，タイミングローラー１６，２次転写部１７，定着部１８が設けられている。
【００１９】
各色の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは，それぞれの感光体２１を中心に図１中で時計回りに，帯電部２２，露光部２３，現像部２４，１次転写部２５を有している。図ではイエローの画像形成部１０Ｙのみに符号を付したが，各色とも同様の構成であり，記号は共通のものである。また，中間転写ベルト１１の移動方向について画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋより下流側で２次転写部１７より上流側の位置に，トナー濃度検出センサー２７が設けられている。
【００２０】
また，カラープリンター１の上面には，操作パネル部３１，スキャナーユニット３２，ＡＤＦ（自動原稿読み取り装置）３３が設けられている。さらに，カラープリンター１の内部には，全体の制御を司る制御部３５と，各部へ電力の供給を行うメイン電源３６とが設けられている。なお，本形態のカラープリンター１におけるトナーの帯電型は，負極性である。
【００２１】
各色の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋに含まれる各機器や，２次転写部１７，定着部１８等が，画像形成デバイスに相当する。そして，これらのうちには，正の余剰電流を発生する正画像形成デバイス，負の余剰電流を発生する負画像形成デバイス，いずれの余剰電流をも発生しない画像形成デバイスの３種類のものが含まれている。例えば後述するように，２次転写部１７は，トナーの帯電型と逆極性の余剰電流を発生する画像形成デバイスであり，帯電部２２は，トナーの帯電型と同極性の余剰電流を発生する画像形成デバイスである。本形態のカラープリンター１では，２次転写部１７が，正の余剰電流を発生する正画像形成デバイスであり，帯電部２２が，負の余剰電流を発生する負画像形成デバイスである。
【００２２】
次に，このカラープリンター１によってカラー画像が形成される際の，各部の動作を簡単に説明する。画像形成時には，感光体２１は，帯電部２２によってトナーの帯電型と同極性（本形態では負極性）に帯電され，続いて露光部２３によって露光される。これにより，感光体２１の表面には，画像データに基づいた静電潜像が形成される。次に，現像部２４によって，静電潜像にトナーが供給され，感光体２１上にトナー像が形成される。各色のトナー像は，１次転写部２５によって中間転写ベルト１１上に転写され，重ね合わされる。
【００２３】
一方，給紙カセット１３に収容されている用紙は，給紙ローラー１５によって１枚ずつ引き出される。そして，中間転写ベルト１１上に重ね合わされたトナー像と引き出された用紙とがタイミングローラー１６によって位置合わせされ，２次転写部１７においてトナー像が用紙へ転写される。さらにその用紙を定着部１８において，加熱および加圧することにより，トナーが用紙に定着される。画像形成された用紙は排紙トレイ１９に排出される。
【００２４】
次に，本形態のカラープリンター１の制御ブロック図を図２に示す。カラープリンター１の制御部３５には，ＣＰＵ４１，画像制御部４２，メモリー４３が設けられている。また，カラープリンター１は，画像コントローラー４４を有している。画像コントローラー４４は，操作パネル部３１，スキャナーユニット３２，ＡＤＦ３３等との通信や，画像制御部４２への画像データの送信等を行うものである。
【００２５】
メイン電源３６は，制御部３５によって制御される。メイン電源３６によって出力されるＤＣ＋５Ｖ，ＤＣ＋２４Ｖ等は，ＣＰＵ４１の制御に基づいて各部へ供給されている。この図２には，電力の供給先として，２次転写用高圧電源４６，帯電用高圧電源４７，１次転写用高圧電源４８，現像用高圧電源４９を示した。２次転写用高圧電源４６は，２次転写部１７の２次転写ローラーへ高電圧を供給するものである。帯電用高圧電源４７は，各色の帯電部２２の帯電チャージャー（帯電ＣＨ）へ高電圧を供給するものである。１次転写用高圧電源４８は，各色の１次転写部２５の１次転写ローラーへ高電圧を供給するものである。現像用高圧電源４９は，各色の現像部２４の現像ローラーへ高電圧を供給するものである。
【００２６】
さらに，本形態のカラープリンター１は，図２中の下部に示すように，第１スイッチ５１，第２スイッチ５２，第３スイッチ５３の３つのスイッチを有している。これらのスイッチ５１，５２，５３は，制御部３５のＣＰＵ４１の制御によって切り替えられるスイッチである。ただし，第１スイッチ５１と第２スイッチ５２とは電路の接続状態を切り替える切り替えスイッチであり，後述するように，揃って切り替えられるように制御される。第３スイッチ５３は，電路を開閉するスイッチである。制御部３５が，スイッチ制御部に相当する
【００２７】
本形態の蓄電器５４と，その充放電に関わる箇所の回路構成の例を図３に示す。本形態の蓄電器５４は，例えば帯電部２２や２次転写部１７で発生する余剰電流の一部を蓄え，画像形成部中の適切な使用箇所（図中では「Ｖ＋」と表記した）へ，その蓄えた電力を供給するためのものである。そのために，蓄電器５４に接続される電路には，前述の３つのスイッチ５１，５２，５３が設けられ，制御部３５の制御により電路が変更されるようになっている。なお，第１スイッチ５１と第２スイッチ５２とは，制御部３５によって揃って切り替えられるものであり，図３では点線で囲って示している。
【００２８】
本形態の蓄電器５４は，例えば，電気２重層キャパシタを用いた蓄電デバイスである。蓄電器５４は，正極５４ａと負極５４ｂとを有するものであり，図３では，正極５４ａを上側に示している。本形態の蓄電器５４は，例えば，３．３Ｖ程度まで蓄電可能なものである。このような蓄電器５４を採用した場合，この蓄電した電力の使用箇所としては，例えば制御部３５が適している。
【００２９】
次に，帯電部２２の構成について，図３を参照して説明する。本形態の帯電部２２は，スコロトロン方式のものであり，安定板２２ａ，グリッド２２ｂ，帯電ワイヤー２２ｃを有している。帯電部２２は，帯電ワイヤー２２ｃとグリッド２２ｂとの間の放電によって，感光体２１の表面を−５００Ｖ程度に帯電させるものである。そのために，帯電実行時には帯電用高圧電源４７は，帯電ワイヤー２２ｃにマイナスの高電圧（例えば，−５ｋＶ〜−７ｋＶ）を印加するとともに，グリッド２２ｂにグリッド電圧（例えば，約−５００Ｖ）を印加する。また，帯電部２２の安定板２２ａは，帯電ワイヤー２２ｃからの放電を安定させるためのものである。
【００３０】
帯電実行時には，帯電ワイヤー２２ｃを介して定電流（帯電電流Ｉａ：例えば２０００μＡ程度）が，図３中で矢印Ｉａに示すように流れる。そして従来の装置では，その約８５％（例えば１７００μＡ程度）に相当する電流が，安定板電流Ｉｂとなり，安定板２２ａに流されていた。安定板２２ａはＧＮＤに対して負であるため，この安定板電流Ｉｂの向きは，図３中に矢印Ｉｂで示すように，ＧＮＤから安定板２２ａへ流れ込む向きである。
【００３１】
この安定板電流Ｉｂが，帯電部２２において発生する負の余剰電流である。従って，この帯電部２２は，帯電用高圧電源４７（電源部の一部に相当する）からの電力供給による動作時に，負の余剰電流を発生する負画像形成デバイスに相当する。そして，安定板２２ａが，負画像形成デバイスの余剰電流ポイントに相当する。なお，帯電電流の設定値は，印字スピードや印字幅等の，カラープリンター１の仕様に主に依存して決定されている。
【００３２】
次に，２次転写部１７について説明する。２次転写部１７は，中間転写ベルト１１上に形成されたトナー像を用紙へ転写させるためのものである。２次転写部１７は，その動作時に２次転写用高圧電源４６によってプラス電圧（例えば，２０００Ｖ程度）が印加される。そして，２次転写ローラーから用紙を通じて対向ローラー１７ａへ向けて，図３中で矢印Ｉｃに示すように電流が流れる。従来の装置では，対向ローラー１７ａがＧＮＤに接続され，この２次転写電流ＩｃがＧＮＤへ流されていた。
【００３３】
この２次転写電流Ｉｃが，２次転写部１７において発生する正の余剰電流である。従って，２次転写部１７は，電源部からの電力供給による動作時に正の余剰電流を発生する正画像形成デバイスに相当する。そして，対向ローラー１７ａが，正画像形成デバイスの余剰電流ポイントに相当する。
【００３４】
本形態では，図３に示すように，蓄電器５４の正極５４ａは，第１スイッチ５１に接続されている。蓄電器５４の負極５４ｂは，第２スイッチ５２に接続されている。そして，第１スイッチ５１と第２スイッチ５２とは，それぞれ２つの状態の間で切り替えられるものである。
【００３５】
第１スイッチ５１は，図３に示すように，蓄電器５４の正極５４ａを，図中で上側に示す第１接点５１ａに接続する第１状態と図中で下側に示す第２接点５１ｂに接続する第２状態とのいずれかをとるものである。第１スイッチ５１の第１接点５１ａは，２次転写部１７の対向ローラー１７ａおよび第３スイッチ５３に接続されており，ＧＮＤ（接地ポイント）には接続されていない。第１スイッチ５１の第２接点５１ｂは，ＧＮＤに接続されており，２次転写部１７の対向ローラー１７ａには接続されていない。
【００３６】
第２スイッチ５２は，図３に示すように，蓄電器５４の負極５４ｂを，図中で上側に示す第１接点５２ａに接続する第１状態と図中で下側に示す第２接点５２ｂに接続する第２状態とのいずれかをとるものである。第２スイッチ５２の第１接点５２ａは，ＧＮＤに接続されており，帯電部２２の安定板２２ａには接続されていない。第２スイッチ５２の第２接点５２ｂは，帯電部２２の安定板２２ａに接続されており，ＧＮＤには接続されていない。
【００３７】
そして，第１スイッチ５１と第２スイッチ５２とは，揃って第１状態となるか，または，揃って第２状態となるように，制御部３５によって制御されるものである。本形態のカラープリンター１では，第１スイッチ５１と第２スイッチ５２とが揃って第１状態をとると，蓄電器５４の正極５４ａは，２次転写部１７の対向ローラー１７ａに接続され，ＧＮＤに接続されない。第１状態では，蓄電器５４の負極５４ｂは，ＧＮＤに接続され，帯電部２２の安定板２２ａに接続されない。また，第１スイッチ５１と第２スイッチ５２とが揃って第２状態をとると，蓄電器５４の正極５４ａは，ＧＮＤに接続され，２次転写部１７の対向ローラー１７ａに接続されない。第２状態では，蓄電器５４の負極５４ｂは，帯電部２２の安定板２２ａに接続され，ＧＮＤに接続されない。
【００３８】
従って，これらのスイッチ５１，５２の接続状態を選択することにより，１つの蓄電器５４において，正極５４ａが正画像形成デバイスの余剰電流ポイント（ここでは，対向ローラー１７ａ）に接続されている状態と，負極５４ｂが負画像形成デバイスの余剰電流ポイント（ここでは，安定板２２ａ）に接続されている状態とのいずれかをとることができる。
【００３９】
さらに本形態では，図３に示すように，蓄電器５４から画像形成部中の電力の使用箇所（Ｖ＋）へ電力を供給する際の経路となる補助電流経路５５が形成されている。そして，補助電流経路５５中に，その経路をオンオフする第３スイッチ５３が設けられている。本形態では，補助電流経路５５は，２次転写部１７の対向ローラー１７ａと電力の使用箇所との間に設けられている。つまり，本形態におけるポイントＸは，２次転写部１７の対向ローラー１７ａである。この第３スイッチ５３は，第１スイッチ５１や第２スイッチ５２の状態とは独立に，制御部３５によってオンオフ制御されるものである。
【００４０】
第３スイッチ５３は，第１スイッチ５１の第１接点５１ａと電力の使用箇所との接続をオンオフするスイッチである。第１スイッチ５１が第１状態となっているときは，蓄電器５４の正極５４ａと第１接点５１ａとが接続されているので，蓄電器５４と電力の使用箇所との接続をオンオフすることとなる。つまり，第３スイッチ５３をオンすることにより，電力の使用箇所へ電力を供給する補助電源として，蓄電器５４の電力を使用することができる。
【００４１】
さらに本形態のカラープリンター１は，２つのツェナーダイオード５６，５７を有している。第１ツェナーダイオード５６は，正極５４ａと負極５４ｂとの間に，負極５４ｂから正極５４ａへ向かう電流を許容する向きに接続されている。第２ツェナーダイオード５７は，第１スイッチ５１の第１接点５１ａと第２スイッチ５２の第１接点５２ａとの間に，第２スイッチ５２の第１接点５２ａから第１スイッチ５１の第１接点５１ａへ向かう電流を許容する向きに接続されている。本形態のツェナーダイオード５６，５７はいずれも，ツェナー電圧が３．３Ｖのものである。
【００４２】
次に，本形態のカラープリンター１における，蓄電器５４の充放電のための制御について説明する。本形態のカラープリンター１では，制御部３５によって，第１スイッチ５１，第２スイッチ５２，第３スイッチ５３が切り替えられる。そして，蓄電器５４は，２次転写部１７から発生される正の余剰電流によって充電される第１充電状態と，帯電部２２から発生される負の余剰電流によって充電される第２充電状態とをとることができる。あるいは，電力の使用箇所に電力を供給する放電状態をとることができる。
【００４３】
第１充電状態は，図４に示すように，第１スイッチ５１と第２スイッチ５２とは揃って第１状態とされ，第３スイッチ５３はＯＦＦとされた状態である。この状態では，帯電部２２は，蓄電器５４と切り離されている。この状態では，蓄電器５４の正極５４ａは２次転写部１７の対向ローラー１７ａに接続され，蓄電器５４の負極５４ｂはＧＮＤに接続されている。従って，２次転写電流Ｉｃによって正極５４ａに正電荷が溜まる。また，負極５４ｂから２次転写電流Ｉｃと同じ電流値の電流がＧＮＤへ流れて，負極５４ｂに負電荷が溜まる。つまり，第１充電状態では，正の余剰電流である２次転写電流Ｉｃによって，蓄電器５４が充電される。
【００４４】
第２充電状態は，図５に示すように，第１スイッチ５１と第２スイッチ５２とは揃って第２状態とされ，第３スイッチ５３はＯＦＦとされた状態である。この状態では，蓄電器５４の正極５４ａはＧＮＤに接続され，蓄電器５４の負極５４ｂは帯電部２２の安定板２２ａに接続される。そして，安定板電流Ｉｂによって負極５４ｂに負電荷が溜まる。また，ＧＮＤから安定板電流Ｉｂと同じ電流値の電流が正極５４ａへ流れて，正極５４ａに正電荷が溜まる。つまり，第２充電状態では，負の余剰電流である安定板電流Ｉｂによって，蓄電器５４が充電される。
【００４５】
なお，第１充電状態においても，第２充電状態においても，蓄電器５４の充電電圧は，第１ツェナーダイオード５６によって最大３．３Ｖまでとされている。つまり，第１ツェナーダイオード５６が上限電圧規制素子として機能する。
【００４６】
放電状態は，図６に示すように，第１スイッチ５１と第２スイッチ５２とは揃って第１状態とされ，第３スイッチ５３はＯＮとされた状態である。従って，蓄電器５４の正極５４ａは２次転写部１７の対向ローラー１７ａ（ポイントＸでもある）に接続される。さらに，２次転写部１７の対向ローラー１７ａは，電力の使用箇所Ｖ＋に接続される。従って，蓄電器５４の正極５４ａが電力の使用箇所Ｖ＋に，負極５４ｂがＧＮＤに接続された状態である。これにより，蓄電器５４に充電されている電力を，補助電流経路５５を介して使用箇所Ｖ＋に供給することができる。
【００４７】
本形態では，第１スイッチ５１と第２スイッチ５２とを揃って第２状態とすると，ポイントＸは，蓄電器５４の正極５４ａとも負極５４ｂとも接続されない。また，第３スイッチ５３をＯＦＦとすると，ポイントＸは，電力の使用箇所Ｖ＋に接続されない。このため，これらの状態では，蓄電器５４に充電されている電力を電力の使用箇所Ｖ＋に供給することはできない。なお，電力の使用箇所Ｖ＋とＧＮＤとの間には，図６に示すように，第２ツェナーダイオード５７が接続されているので，過電圧は防止されている。
【００４８】
なお本形態では，２次転写電流Ｉｃの電流値に比較して，安定板電流Ｉｂの電流値の方がかなり大きい。そのため，２次転写電流Ｉｃと安定板電流Ｉｂとのいずれもが発生するタイミングでは，安定板電流Ｉｂを優先的に使用する。つまり，画像形成処理中には通常，帯電部２２は帯電処理を連続して行っており，安定板電流Ｉｂが発生し続けている。そこで，画像形成時には，制御部３５は，各スイッチ５１，５２，５３を第２充電状態にする。
【００４９】
そして本形態で，２次転写部１７からの充電を行う第１充電状態とするのは，帯電部２２が動作しておらず，２次転写部１７が動作しているタイミングである。そのようなタイミングとしては例えば，２次転写部１７のクリーニングシーケンス時等が挙げられる。このクリーニングシーケンスは，本形態のカラープリンター１が印刷指示を受けて印刷動作が開始されると，指示を受けた画像を形成する前にまず最初に行われるものである。２次転写部１７のクリーニングシーケンスは，２次転写部１７が中間転写ベルト１１上に残った残留トナーで汚れて転写性能が低下することを防止するために行うものである。
【００５０】
そのために，クリーニングシーケンスでは，２次転写部１７に画像形成時の印加バイアスと同極性の印加バイアスと逆極性の印加バイアスとを，反復して印加する。画像形成時の印加バイアスはトナーの帯電型と逆極性のものである。例えば本形態の２次転写部１７のクリーニングシーケンスは，具体的には，２次転写ローラーに対し，＋２０００Ｖを１秒間と，続いて−１０００Ｖを１秒間とのセットを，１０回程度繰り返して印加するシーケンスである。
【００５１】
本形態の制御部３５は，このクリーニングシーケンスのうち，画像形成時の印加バイアスと同極性の＋２０００Ｖが印加されている期間だけ第１充電状態として，蓄電器５４の充電を行う。画像形成時の印加バイアスと逆極性の−１０００Ｖが印加されている期間は第１充電状態としない。クリーニングシーケンスに限らず，帯電部２２からは余剰電流が発生せず，２次転写部１７から余剰電流が発生しているタイミングがあれば，その期間には第１充電状態とすればよい。
【００５２】
次に，本形態の蓄電器５４の充電に係る動作のタイミングチャートを図７に示す。上段から順に，２次転写部１７，帯電部２２，第１スイッチ５１と第２スイッチ５２，第３スイッチ５３の動作タイミングを示している。第１スイッチ５１と第２スイッチ５２とは，同じ動作なので，まとめて１つのチャートで示している。図中で左側に示したのが，クリーニングシーケンス時であり，右側が画像形成処理時である。
【００５３】
クリーニングシーケンスでは，カラープリンター１は，２次転写部１７へ印加する電圧を切り替えるタイミングと合わせて，第１スイッチ５１，第２スイッチ５２を第１状態と第２状態との間で切り替える。つまり，制御部３５は，２次転写部１７のクリーニングシーケンス時の＋２０００Ｖが印加されている期間中，各スイッチを第１充電状態とする。制御部３５は，同じく−１０００Ｖが印加されている期間中は，各スイッチを第２充電状態とする。
【００５４】
なお，この期間の「第２充電状態」というのは，単にスイッチの状態を表しているのみであり，このタイミングで充電しているわけではない。このように第１スイッチ５１，第２スイッチ５２を切り替えることにより，このクリーニングシーケンス中の第１充電状態の期間中に，２次転写部１７によって蓄電器５４の充電が行われる。
【００５５】
２次転写部１７のクリーニングシーケンスが終了した後は，画像形成処理が終了するまで，第２充電状態とする。あるいは，画像形成のための帯電処理が始まるまでの間に時間的余裕がある場合には，この間に放電状態として，蓄電器５４の電力を使用することもできる。そして，帯電処理が開始されると，カラープリンター１は，帯電部２２の帯電ＣＨへ高電圧を印加するとともに，各スイッチ５１，５２を第２充電状態とする。これにより，帯電部２２によって蓄電器５４が充電される。画像形成処理が終了したら，カラープリンター１は，必要に応じて適切なタイミングで放電状態とし，蓄電器５４の電力を使用することができる。
【００５６】
この実施の形態のカラープリンターで，蓄電器５４に蓄電可能な電力量は，以下のように算出することができる。例えば，帯電ＣＨの安定板電流Ｉｂ＝１７００μＡとし，帯電部２２が合計で１時間の帯電処理を行うとすると，４色分の帯電ＣＨによって蓄電できる蓄電量Ｑ１は，以下の式によって求められる。
Ｑ１ ＝ Ｉｂ（Ａ） × 時間（秒） × ４
＝ １７００×１０-6 × ３６００ × ４
＝ ２４．４８クーロン
【００５７】
また，２次転写部１７のクリーニングシーケンスで２次転写電流Ｉｃ＝２００μＡとし，１秒×１０回の印加を行うとすると，１回のシーケンスにより蓄電できる蓄電量Ｑ２は，以下の式によって求められる。
Ｑ２ ＝ Ｉｃ（Ａ） × 時間（秒）
＝ ２００×１０-6 × １０
＝ ０．００２クーロン
【００５８】
合計１時間の帯電処理が行われる間に，上記のクリーニングシーケンスが１０回行われるとして，これらの合計の蓄電量を負荷１０ｍＡの部材で消費するとすれば，その供給可能時間ｔは以下のように求められる。
ｔ ＝ （Ｑ１ ＋ Ｑ２×１０） ／ １０×１０-3
＝ ２４．５ ／ １０×１０-3
＝ ２４５０秒
≒ ４０．８分
つまりこの例では，合計で４０分以上の電力の供給を行うことができる。
【００５９】
さらに，上記の合計の蓄電量を全て溜められる大きさの蓄電器５４を備えるとすると，蓄電器５４の容量Ｃは，以下のように求められる。なお，Ｖ２＝３．３Ｖ，Ｖ１＝０Ｖである。
Ｃ ＝ （Ｑ１ ＋ Ｑ２×１０） ／ （Ｖ２ − Ｖ１）
≒ ２４．５ ／ ３．３
≒ ７．４Ｆ
【００６０】
次に，本形態のカラープリンター１の動作を図８と図９のフローチャート図を参照して説明する。図８に示したのは，カラープリンター１のメイン電源３６がＯＮとなっている期間中，常時実行される処理である。つまり，メイン電源３６がＯＮされると，この動作は実行開始される。なお，これらのフローチャートでは，カラープリンター１の動作のうち蓄電器５４の蓄電に係る処理のみを示している。
【００６１】
この処理を開始すると，本形態のカラープリンター１は，印刷要求を受けたかどうかを判断する（Ｓ１０１）。印刷要求を受けていなければ（Ｓ１０１：ＮＯ），印刷要求を受けるまで待機する。
【００６２】
印刷要求を受けると（Ｓ１０１：ＹＥＳ），カラープリンター１は，感光体２１と中間転写ベルト１１と現像部２４の現像ローラとのそれぞれの回転を開始する（Ｓ１０２）。続いて，カラープリンター１は，２次転写クリーニングシーケンスを実行する（Ｓ１０３）。２次転写クリーニングシーケンスは，図９に示したフローチャートに基づく処理であり，詳細は後述する。
【００６３】
２次転写クリーニングシーケンスが終了したら，カラープリンター１は，画像形成シーケンスを開始する（Ｓ１０４）。そして，カラープリンター１は，帯電部２２の帯電ＣＨをＯＮするとともに，第１スイッチ５１，第２スイッチ５２が第２状態であることを確認する。第１スイッチ５１，第２スイッチ５２が第２状態でなかったら，第２状態とする。これにより，蓄電器５４は第２充電状態となり，負極性の電荷が蓄電される。
【００６４】
Ｓ１０４の状態で，カラープリンター１は，要求された印刷を行う。要求された印刷が終了したら（Ｓ１０５：ＹＥＳ），次の印刷要求を受けるまで待機する。また，画像形成部の各部は，状況に応じて適切にＯＦＦされる。第１スイッチ５１，第２スイッチ５２は第２状態のままでよい。これで，この処理の説明を終了する。
【００６５】
次に，図８のＳ１０３で実行される２次転写クリーニングシーケンスについて，図９を参照して説明する。この処理が開始されるとまず，カラープリンター１は，カウンタｎを初期化する（Ｓ２０１）。
【００６６】
続いて，カラープリンター１は，第１スイッチ５１，第２スイッチ５２を第１状態とする。これにより，蓄電器５４は，帯電部２２からは切り離されるとともに，２次転写部１７と接続される。さらに，カラープリンター１は，２次転写部１７に２次転写電圧＋２０００Ｖを印加する。これにより，蓄電器５４は第１充電状態となり，正極性の電荷が蓄電される（Ｓ２０２）。
【００６７】
Ｓ２０２の状態で１秒間経過したら（Ｓ２０３：ＹＥＳ），カラープリンター１は，第１スイッチ５１，第２スイッチ５２を第２状態とする。これにより，２次転写部１７による蓄電は停止される。また，カラープリンター１は，２次転写部１７の２次転写電圧を−１０００Ｖに設定する（Ｓ２０４）。
【００６８】
Ｓ２０４の状態で１秒間経過したら（Ｓ２０５：ＹＥＳ），カウンタｎに１を加える（Ｓ２０６）。さらに，カウンタｎが１１以上となっていれば（Ｓ２０７：ＹＥＳ），１０回の繰り返しが終了したので，カラープリンター１は，２次転写部１７の２次転写電圧を０Ｖに設定して（Ｓ２０８），図８の処理に戻る。カウンタｎが１１に達していなければ（Ｓ２０７：ＮＯ），カラープリンター１は，Ｓ２０２〜Ｓ２０６の処理をさらに繰り返す。これで本処理の説明を終了する。
【００６９】
以上詳細に説明したように本形態のカラープリンター１によれば，帯電実行時には，第１スイッチ５１，第２スイッチ５２は第２状態とされる。この状態では，帯電部２２の安定板２２ａが蓄電器５４に接続され，負極性の電荷が蓄電器５４の負極５４ｂに蓄電される。また，２次転写クリーニングシーケンス実行時中の画像形成時と同じ極性のバイアスが印加されている期間中には，第１スイッチ５１，第２スイッチ５２は第１状態とされる。従って，２次転写部１７が蓄電器５４に接続され，正極性の電荷が蓄電器５４の正極５４ａに蓄電される。蓄電器５４に蓄電された電力を使用するときには，第３スイッチ５３がＯＮとされ，補助電流経路５５を介して電力が供給される。従って，正極性の電荷も負極性の電荷も蓄電することができ，様々な箇所において発生する余剰電流を有効に活用することのできるものとなっている。
【００７０】
なお，本形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
例えば，本形態では，ポイントＸは，２次転写部１７にあるものとしたが，これに限るものではない。例えば，補助電流経路および第３スイッチを，帯電部２２の安定板２２ａに設けることもできる。その場合には，電力の使用箇所への電力供給時には，第１スイッチ５１および第２スイッチ５２は揃って第２状態とされることになる。さらに，安定板２２ａと蓄電器５４の負極５４ｂとが接続されている状態で，第３スイッチをオンすることにより，蓄電器５４の電力を画像形成部に供給することができる。
【００７１】
また，帯電型が正極性のトナーを使用する画像形成装置では，本形態中の正負を全て逆にしたものとすればよい。その場合には例えば，帯電部が正画像形成デバイスとなり，転写部が負画像形成デバイスとなる。従って，蓄電器の正極と負極の配置は，本形態のものと逆になる。またあるいは，帯電部や２次転写部以外の画像形成のための構成や配置はいずれも一例であり，各種の既知の構成によって置き換えることができることは当然である。例えば，帯電部の帯電ワイヤーに代えて，針電極を用いたものとしてもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１ カラープリンター
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ 画像形成部
１７ ２次転写部
２１ 感光体
２２ 帯電部
５１ 第１スイッチ
５２ 第２スイッチ
５３ 第３スイッチ
５４ 蓄電器
５４ａ 正極
５４ｂ 負極
５５ 補助電流経路
５６，５７ ツェナーダイオード
【技術分野】
【０００１】
本発明は，プリンター，ＦＡＸ等の画像形成装置に関する。さらに詳細には，蓄電器を備えた電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より，電子写真方式の画像形成装置では，余剰電流が発生してしまう箇所がある。例えば，帯電器として帯電チャージャーを用いるものでは，安定板電流を流すことにより帯電電位を安定させている。また例えば，転写器の転写性を安定させるために，転写電流の一部が，対向ローラーを介してＧＮＤへ流されている。
【０００３】
一方，従来より，蓄電部材を備えて，補助的な電力供給装置として使用している画像形成装置がある（例えば，特許文献１参照）。この文献の装置は，定着ヒーターの立ち上がり時間を短縮するために，ＡＣヒーターに加えて，蓄電部材の電力で加熱する補助ヒーターを備えている。この文献では，蓄電部材の充電は，ＣＰＵの指示に基づいて，商用電源からの電力を用いて行うとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−５８５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで，上記の余剰電流を，蓄電部材の充電電力として有効活用したいという要望があった。しかしながら，余剰電流は，その発生箇所により，正の電流も負の電流もあるうえ，その流れるタイミングも様々である。さらには，例えば安定板電流は帯電電位を安定させるためのものであり，この電流を蓄えようとして帯電電位が不安定となったのでは，本末転倒である。つまり，画像形成の機能に悪影響を与えない範囲で，余剰電流を有効活用することが，課題であった。
【０００６】
本発明は，前記した従来の画像形成装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，様々な箇所で発生する余剰電流を有効活用することのできる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の画像形成装置は，画像形成部と，画像形成部へ電力を供給する電源部とを有する画像形成装置であって，画像形成部に設けられ，電源部からの電力供給による動作時に正の余剰電流を発生する正画像形成デバイスと，画像形成部に設けられ，電源部からの電力供給による動作時に負の余剰電流を発生する負画像形成デバイスと，正極と負極とを有し，画像形成部への補助電源として機能する蓄電器と，正画像形成デバイスの余剰電流ポイントと接地ポイントと正極との間に設けられ，正極を正画像形成デバイスの余剰電流ポイントに接続し接地ポイントに接続しない第１状態と，正極を接地ポイントに接続し正画像形成デバイスの余剰電流ポイントに接続しない第２状態とのいずれかをとる第１スイッチと，接地ポイントと負画像形成デバイスの余剰電流ポイントと負極との間に設けられ，負極を接地ポイントに接続し負画像形成デバイスの余剰電流ポイントに接続しない第１状態と，負極を負画像形成デバイスの余剰電流ポイントに接続し接地ポイントに接続しない第２状態とのいずれかをとる第２スイッチと，正画像形成デバイスと負画像形成デバイスとのうちいずれか一方の余剰電流ポイント（以下，「ポイントＸ」という）と，画像形成部との間に設けられ，蓄電器から画像形成部への補助電力の供給経路となる補助電流経路と，蓄電器から画像形成部への補助電流経路を経由しての電力供給をオンオフする第３スイッチとを有し，第１スイッチと第２スイッチとは，揃って第１状態となり，または揃って第２状態となるものである。
【０００８】
この画像形成装置では，正画像形成デバイスから正の余剰電流が発生するとともに，負画像形成デバイスから負の余剰電流が発生する。本発明の装置は，第１スイッチと第２スイッチとを有しているので，これらにより蓄電器の正極と負極とに接続されるポイントを切り替えることができる。第１スイッチと第２スイッチとを揃って第１状態とすれば，蓄電器の正極は正画像形成デバイスの余剰電流ポイントに接続され，蓄電器の負極は接地ポイントに接続される。従って，蓄電器の正極に正電荷が蓄電される。また，第１スイッチと第２スイッチとを揃って第２状態とすれば，蓄電器の正極は接地ポイントに接続され，蓄電器の負極は負画像形成デバイスの余剰電流ポイントに接続される。従って，蓄電器の負極に負電荷が蓄電される。さらに，第３スイッチによって，補助電流経路を経由しての電力供給がオンオフされるので，適切なタイミングで蓄電器の電力を活用することができる。すなわち本発明によれば，正の余剰電流も負の余剰電流も蓄電器に溜めることができるので，様々な箇所で発生する余剰電流を有効活用することのできる画像形成装置となっている。
【０００９】
さらに本発明では，蓄電器の正極と負極との間に接続され，蓄電電圧を制限する上限電圧規制素子を有することが望ましい。
このようになっていれば，蓄電器をその蓄電可能電圧の範囲内で使用することができる。
【００１０】
さらに本発明では，第１スイッチと第２スイッチと第３スイッチとを制御するスイッチ制御部を有し，スイッチ制御部は，正の余剰電流により蓄電器を充電する際には，第１スイッチおよび第２スイッチを揃って第１状態とするとともに第３スイッチをオフ状態とし，負の余剰電流により蓄電器を充電する際には，第１スイッチおよび第２スイッチを揃って第２状態とするとともに第３スイッチをオフ状態とし，蓄電器から画像形成部へ電力供給する際には，第１スイッチおよび第２スイッチを揃って，第１状態と第２状態とのうち一方の状態であって，ポイントＸと蓄電器のいずれか一方の極とが繋がる方の状態とするとともに，第３スイッチをオン状態とするものであることが望ましい。
このようにすれば，正の余剰電流により蓄電池を充電する際には，正画像形成デバイスの余剰電流ポイントに接続され，負画像形成デバイスの余剰電流ポイントや電力供給先には接続されない。負の余剰電流により蓄電池を充電する際には，負画像形成デバイスの余剰電流ポイントに接続され，正画像形成デバイスの余剰電流ポイントや電力供給先には接続されない。従って，正画像形成デバイスと負画像形成デバイスとが互いに干渉し合うおそれはない。
【００１１】
さらに本発明では，画像形成部は，表面にトナー像が形成される感光体と，トナー像を被転写体上に転写する転写部と，感光体の表面をトナーの帯電型と同極性側に帯電させる帯電部とを有し，転写部が，トナーの帯電型と逆極性の余剰電流を発生する画像形成デバイスであり，帯電部が，トナーの帯電型と同極性の余剰電流を発生する画像形成デバイスであることが望ましい。
転写部は，トナーの帯電型と逆極性の転写電流を発生する。帯電部は，スコロトロン方式のものであれば，トナーの帯電型と同極性の安定板電流を発生する。従って，このようにすればこれらの余剰電流を活用することができる。
【００１２】
さらに本発明では，スイッチ制御部は，転写部と帯電部とがともに余剰電流を発生するときには，第１スイッチおよび第２スイッチを，帯電部の余剰電流により蓄電器を充電する状態とするものであることが好ましい。
帯電部の安定板電流は，転写部の転写電流に比較して，大きい電流値の電流である。そこで，これらがともに発生するときには，帯電部の安定板電流によって蓄電器を充電すれば，より効率よく余剰電流を活用できる。
【００１３】
さらに本発明では，転写部は，画像形成時以外のタイミングにて，画像形成時の印加バイアスと同極性のバイアスと逆極性のバイアスとを反復して印加されるクリーニングシーケンスを行うものであり，スイッチ制御部は，転写部がクリーニングシーケンスを行う際には，同極性のバイアスが印加される期間にて，第１スイッチおよび第２スイッチを，転写部の余剰電流により蓄電器を充電する状態とし，逆極性のバイアスが印加される期間にて，第１スイッチおよび第２スイッチを，帯電部の余剰電流により蓄電器を充電する状態とするものであることが望ましい。
画像形成時以外の帯電部が動作していない期間に，転写部のクリーニングシーケンスが行われる。クリーニングシーケンスでは転写部に，両極性のバイアスが交互に繰り返して印加される。そこで，画像形成時の印加バイアスと同極性のバイアスが印加される期間に限り，第１スイッチと第２スイッチとを転写部の余剰電流により蓄電器を充電する状態とすれば，転写部の余剰電流を充電することができる。このようにすれば，帯電部が余剰電流を発生せず，転写部が余剰電流を発生するときに転写部の余剰電流によって蓄電器を充電するので，無駄なく余剰電流を活用することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の画像形成装置によれば，様々な箇所で発生する余剰電流を有効活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本形態に係るカラープリンターの概略構成図である。
【図２】カラープリンターの制御ブロック図である。
【図３】蓄電器周辺の回路構成を示す説明図である。
【図４】第１充電状態における蓄電器周辺の回路構成を示す説明図である。
【図５】第２充電状態における蓄電器周辺の回路構成を示す説明図である。
【図６】放電状態における蓄電器周辺の回路構成を示す説明図である。
【図７】蓄電器周辺の動作シーケンス図である。
【図８】カラープリンターの処理を示すフローチャート図である。
【図９】２次転写クリーニングシーケンスを示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下，本発明を具体化した最良の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，電子写真方式の画像形成装置であり，タンデム方式の画像形成装置に本発明を適用したものである。
【００１７】
本形態のカラープリンター１の概略構成を図１に示す。本形態のカラープリンター１は，図１に示すように，カラー画像の形成が可能ないわゆるタンデム方式のＭＦＰ（多機能複合プリンター）である。図中中段には，４色の画像形成部が，図中左から右へ，イエロー１０Ｙ，マゼンタ１０Ｍ，シアン１０Ｃ，ブラック１０Ｋの順に中間転写ベルト１１に沿って配置されている。
【００１８】
また，カラープリンター１の図１中下部には，着脱可能な給紙カセット１３が装着されている。さらに，図中右側には，下から上向きに用紙を搬送する用紙搬送路１４が設けられている。用紙搬送路１４に沿って，下から順に，給紙ローラー１５，タイミングローラー１６，２次転写部１７，定着部１８が設けられている。
【００１９】
各色の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは，それぞれの感光体２１を中心に図１中で時計回りに，帯電部２２，露光部２３，現像部２４，１次転写部２５を有している。図ではイエローの画像形成部１０Ｙのみに符号を付したが，各色とも同様の構成であり，記号は共通のものである。また，中間転写ベルト１１の移動方向について画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋより下流側で２次転写部１７より上流側の位置に，トナー濃度検出センサー２７が設けられている。
【００２０】
また，カラープリンター１の上面には，操作パネル部３１，スキャナーユニット３２，ＡＤＦ（自動原稿読み取り装置）３３が設けられている。さらに，カラープリンター１の内部には，全体の制御を司る制御部３５と，各部へ電力の供給を行うメイン電源３６とが設けられている。なお，本形態のカラープリンター１におけるトナーの帯電型は，負極性である。
【００２１】
各色の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋに含まれる各機器や，２次転写部１７，定着部１８等が，画像形成デバイスに相当する。そして，これらのうちには，正の余剰電流を発生する正画像形成デバイス，負の余剰電流を発生する負画像形成デバイス，いずれの余剰電流をも発生しない画像形成デバイスの３種類のものが含まれている。例えば後述するように，２次転写部１７は，トナーの帯電型と逆極性の余剰電流を発生する画像形成デバイスであり，帯電部２２は，トナーの帯電型と同極性の余剰電流を発生する画像形成デバイスである。本形態のカラープリンター１では，２次転写部１７が，正の余剰電流を発生する正画像形成デバイスであり，帯電部２２が，負の余剰電流を発生する負画像形成デバイスである。
【００２２】
次に，このカラープリンター１によってカラー画像が形成される際の，各部の動作を簡単に説明する。画像形成時には，感光体２１は，帯電部２２によってトナーの帯電型と同極性（本形態では負極性）に帯電され，続いて露光部２３によって露光される。これにより，感光体２１の表面には，画像データに基づいた静電潜像が形成される。次に，現像部２４によって，静電潜像にトナーが供給され，感光体２１上にトナー像が形成される。各色のトナー像は，１次転写部２５によって中間転写ベルト１１上に転写され，重ね合わされる。
【００２３】
一方，給紙カセット１３に収容されている用紙は，給紙ローラー１５によって１枚ずつ引き出される。そして，中間転写ベルト１１上に重ね合わされたトナー像と引き出された用紙とがタイミングローラー１６によって位置合わせされ，２次転写部１７においてトナー像が用紙へ転写される。さらにその用紙を定着部１８において，加熱および加圧することにより，トナーが用紙に定着される。画像形成された用紙は排紙トレイ１９に排出される。
【００２４】
次に，本形態のカラープリンター１の制御ブロック図を図２に示す。カラープリンター１の制御部３５には，ＣＰＵ４１，画像制御部４２，メモリー４３が設けられている。また，カラープリンター１は，画像コントローラー４４を有している。画像コントローラー４４は，操作パネル部３１，スキャナーユニット３２，ＡＤＦ３３等との通信や，画像制御部４２への画像データの送信等を行うものである。
【００２５】
メイン電源３６は，制御部３５によって制御される。メイン電源３６によって出力されるＤＣ＋５Ｖ，ＤＣ＋２４Ｖ等は，ＣＰＵ４１の制御に基づいて各部へ供給されている。この図２には，電力の供給先として，２次転写用高圧電源４６，帯電用高圧電源４７，１次転写用高圧電源４８，現像用高圧電源４９を示した。２次転写用高圧電源４６は，２次転写部１７の２次転写ローラーへ高電圧を供給するものである。帯電用高圧電源４７は，各色の帯電部２２の帯電チャージャー（帯電ＣＨ）へ高電圧を供給するものである。１次転写用高圧電源４８は，各色の１次転写部２５の１次転写ローラーへ高電圧を供給するものである。現像用高圧電源４９は，各色の現像部２４の現像ローラーへ高電圧を供給するものである。
【００２６】
さらに，本形態のカラープリンター１は，図２中の下部に示すように，第１スイッチ５１，第２スイッチ５２，第３スイッチ５３の３つのスイッチを有している。これらのスイッチ５１，５２，５３は，制御部３５のＣＰＵ４１の制御によって切り替えられるスイッチである。ただし，第１スイッチ５１と第２スイッチ５２とは電路の接続状態を切り替える切り替えスイッチであり，後述するように，揃って切り替えられるように制御される。第３スイッチ５３は，電路を開閉するスイッチである。制御部３５が，スイッチ制御部に相当する
【００２７】
本形態の蓄電器５４と，その充放電に関わる箇所の回路構成の例を図３に示す。本形態の蓄電器５４は，例えば帯電部２２や２次転写部１７で発生する余剰電流の一部を蓄え，画像形成部中の適切な使用箇所（図中では「Ｖ＋」と表記した）へ，その蓄えた電力を供給するためのものである。そのために，蓄電器５４に接続される電路には，前述の３つのスイッチ５１，５２，５３が設けられ，制御部３５の制御により電路が変更されるようになっている。なお，第１スイッチ５１と第２スイッチ５２とは，制御部３５によって揃って切り替えられるものであり，図３では点線で囲って示している。
【００２８】
本形態の蓄電器５４は，例えば，電気２重層キャパシタを用いた蓄電デバイスである。蓄電器５４は，正極５４ａと負極５４ｂとを有するものであり，図３では，正極５４ａを上側に示している。本形態の蓄電器５４は，例えば，３．３Ｖ程度まで蓄電可能なものである。このような蓄電器５４を採用した場合，この蓄電した電力の使用箇所としては，例えば制御部３５が適している。
【００２９】
次に，帯電部２２の構成について，図３を参照して説明する。本形態の帯電部２２は，スコロトロン方式のものであり，安定板２２ａ，グリッド２２ｂ，帯電ワイヤー２２ｃを有している。帯電部２２は，帯電ワイヤー２２ｃとグリッド２２ｂとの間の放電によって，感光体２１の表面を−５００Ｖ程度に帯電させるものである。そのために，帯電実行時には帯電用高圧電源４７は，帯電ワイヤー２２ｃにマイナスの高電圧（例えば，−５ｋＶ〜−７ｋＶ）を印加するとともに，グリッド２２ｂにグリッド電圧（例えば，約−５００Ｖ）を印加する。また，帯電部２２の安定板２２ａは，帯電ワイヤー２２ｃからの放電を安定させるためのものである。
【００３０】
帯電実行時には，帯電ワイヤー２２ｃを介して定電流（帯電電流Ｉａ：例えば２０００μＡ程度）が，図３中で矢印Ｉａに示すように流れる。そして従来の装置では，その約８５％（例えば１７００μＡ程度）に相当する電流が，安定板電流Ｉｂとなり，安定板２２ａに流されていた。安定板２２ａはＧＮＤに対して負であるため，この安定板電流Ｉｂの向きは，図３中に矢印Ｉｂで示すように，ＧＮＤから安定板２２ａへ流れ込む向きである。
【００３１】
この安定板電流Ｉｂが，帯電部２２において発生する負の余剰電流である。従って，この帯電部２２は，帯電用高圧電源４７（電源部の一部に相当する）からの電力供給による動作時に，負の余剰電流を発生する負画像形成デバイスに相当する。そして，安定板２２ａが，負画像形成デバイスの余剰電流ポイントに相当する。なお，帯電電流の設定値は，印字スピードや印字幅等の，カラープリンター１の仕様に主に依存して決定されている。
【００３２】
次に，２次転写部１７について説明する。２次転写部１７は，中間転写ベルト１１上に形成されたトナー像を用紙へ転写させるためのものである。２次転写部１７は，その動作時に２次転写用高圧電源４６によってプラス電圧（例えば，２０００Ｖ程度）が印加される。そして，２次転写ローラーから用紙を通じて対向ローラー１７ａへ向けて，図３中で矢印Ｉｃに示すように電流が流れる。従来の装置では，対向ローラー１７ａがＧＮＤに接続され，この２次転写電流ＩｃがＧＮＤへ流されていた。
【００３３】
この２次転写電流Ｉｃが，２次転写部１７において発生する正の余剰電流である。従って，２次転写部１７は，電源部からの電力供給による動作時に正の余剰電流を発生する正画像形成デバイスに相当する。そして，対向ローラー１７ａが，正画像形成デバイスの余剰電流ポイントに相当する。
【００３４】
本形態では，図３に示すように，蓄電器５４の正極５４ａは，第１スイッチ５１に接続されている。蓄電器５４の負極５４ｂは，第２スイッチ５２に接続されている。そして，第１スイッチ５１と第２スイッチ５２とは，それぞれ２つの状態の間で切り替えられるものである。
【００３５】
第１スイッチ５１は，図３に示すように，蓄電器５４の正極５４ａを，図中で上側に示す第１接点５１ａに接続する第１状態と図中で下側に示す第２接点５１ｂに接続する第２状態とのいずれかをとるものである。第１スイッチ５１の第１接点５１ａは，２次転写部１７の対向ローラー１７ａおよび第３スイッチ５３に接続されており，ＧＮＤ（接地ポイント）には接続されていない。第１スイッチ５１の第２接点５１ｂは，ＧＮＤに接続されており，２次転写部１７の対向ローラー１７ａには接続されていない。
【００３６】
第２スイッチ５２は，図３に示すように，蓄電器５４の負極５４ｂを，図中で上側に示す第１接点５２ａに接続する第１状態と図中で下側に示す第２接点５２ｂに接続する第２状態とのいずれかをとるものである。第２スイッチ５２の第１接点５２ａは，ＧＮＤに接続されており，帯電部２２の安定板２２ａには接続されていない。第２スイッチ５２の第２接点５２ｂは，帯電部２２の安定板２２ａに接続されており，ＧＮＤには接続されていない。
【００３７】
そして，第１スイッチ５１と第２スイッチ５２とは，揃って第１状態となるか，または，揃って第２状態となるように，制御部３５によって制御されるものである。本形態のカラープリンター１では，第１スイッチ５１と第２スイッチ５２とが揃って第１状態をとると，蓄電器５４の正極５４ａは，２次転写部１７の対向ローラー１７ａに接続され，ＧＮＤに接続されない。第１状態では，蓄電器５４の負極５４ｂは，ＧＮＤに接続され，帯電部２２の安定板２２ａに接続されない。また，第１スイッチ５１と第２スイッチ５２とが揃って第２状態をとると，蓄電器５４の正極５４ａは，ＧＮＤに接続され，２次転写部１７の対向ローラー１７ａに接続されない。第２状態では，蓄電器５４の負極５４ｂは，帯電部２２の安定板２２ａに接続され，ＧＮＤに接続されない。
【００３８】
従って，これらのスイッチ５１，５２の接続状態を選択することにより，１つの蓄電器５４において，正極５４ａが正画像形成デバイスの余剰電流ポイント（ここでは，対向ローラー１７ａ）に接続されている状態と，負極５４ｂが負画像形成デバイスの余剰電流ポイント（ここでは，安定板２２ａ）に接続されている状態とのいずれかをとることができる。
【００３９】
さらに本形態では，図３に示すように，蓄電器５４から画像形成部中の電力の使用箇所（Ｖ＋）へ電力を供給する際の経路となる補助電流経路５５が形成されている。そして，補助電流経路５５中に，その経路をオンオフする第３スイッチ５３が設けられている。本形態では，補助電流経路５５は，２次転写部１７の対向ローラー１７ａと電力の使用箇所との間に設けられている。つまり，本形態におけるポイントＸは，２次転写部１７の対向ローラー１７ａである。この第３スイッチ５３は，第１スイッチ５１や第２スイッチ５２の状態とは独立に，制御部３５によってオンオフ制御されるものである。
【００４０】
第３スイッチ５３は，第１スイッチ５１の第１接点５１ａと電力の使用箇所との接続をオンオフするスイッチである。第１スイッチ５１が第１状態となっているときは，蓄電器５４の正極５４ａと第１接点５１ａとが接続されているので，蓄電器５４と電力の使用箇所との接続をオンオフすることとなる。つまり，第３スイッチ５３をオンすることにより，電力の使用箇所へ電力を供給する補助電源として，蓄電器５４の電力を使用することができる。
【００４１】
さらに本形態のカラープリンター１は，２つのツェナーダイオード５６，５７を有している。第１ツェナーダイオード５６は，正極５４ａと負極５４ｂとの間に，負極５４ｂから正極５４ａへ向かう電流を許容する向きに接続されている。第２ツェナーダイオード５７は，第１スイッチ５１の第１接点５１ａと第２スイッチ５２の第１接点５２ａとの間に，第２スイッチ５２の第１接点５２ａから第１スイッチ５１の第１接点５１ａへ向かう電流を許容する向きに接続されている。本形態のツェナーダイオード５６，５７はいずれも，ツェナー電圧が３．３Ｖのものである。
【００４２】
次に，本形態のカラープリンター１における，蓄電器５４の充放電のための制御について説明する。本形態のカラープリンター１では，制御部３５によって，第１スイッチ５１，第２スイッチ５２，第３スイッチ５３が切り替えられる。そして，蓄電器５４は，２次転写部１７から発生される正の余剰電流によって充電される第１充電状態と，帯電部２２から発生される負の余剰電流によって充電される第２充電状態とをとることができる。あるいは，電力の使用箇所に電力を供給する放電状態をとることができる。
【００４３】
第１充電状態は，図４に示すように，第１スイッチ５１と第２スイッチ５２とは揃って第１状態とされ，第３スイッチ５３はＯＦＦとされた状態である。この状態では，帯電部２２は，蓄電器５４と切り離されている。この状態では，蓄電器５４の正極５４ａは２次転写部１７の対向ローラー１７ａに接続され，蓄電器５４の負極５４ｂはＧＮＤに接続されている。従って，２次転写電流Ｉｃによって正極５４ａに正電荷が溜まる。また，負極５４ｂから２次転写電流Ｉｃと同じ電流値の電流がＧＮＤへ流れて，負極５４ｂに負電荷が溜まる。つまり，第１充電状態では，正の余剰電流である２次転写電流Ｉｃによって，蓄電器５４が充電される。
【００４４】
第２充電状態は，図５に示すように，第１スイッチ５１と第２スイッチ５２とは揃って第２状態とされ，第３スイッチ５３はＯＦＦとされた状態である。この状態では，蓄電器５４の正極５４ａはＧＮＤに接続され，蓄電器５４の負極５４ｂは帯電部２２の安定板２２ａに接続される。そして，安定板電流Ｉｂによって負極５４ｂに負電荷が溜まる。また，ＧＮＤから安定板電流Ｉｂと同じ電流値の電流が正極５４ａへ流れて，正極５４ａに正電荷が溜まる。つまり，第２充電状態では，負の余剰電流である安定板電流Ｉｂによって，蓄電器５４が充電される。
【００４５】
なお，第１充電状態においても，第２充電状態においても，蓄電器５４の充電電圧は，第１ツェナーダイオード５６によって最大３．３Ｖまでとされている。つまり，第１ツェナーダイオード５６が上限電圧規制素子として機能する。
【００４６】
放電状態は，図６に示すように，第１スイッチ５１と第２スイッチ５２とは揃って第１状態とされ，第３スイッチ５３はＯＮとされた状態である。従って，蓄電器５４の正極５４ａは２次転写部１７の対向ローラー１７ａ（ポイントＸでもある）に接続される。さらに，２次転写部１７の対向ローラー１７ａは，電力の使用箇所Ｖ＋に接続される。従って，蓄電器５４の正極５４ａが電力の使用箇所Ｖ＋に，負極５４ｂがＧＮＤに接続された状態である。これにより，蓄電器５４に充電されている電力を，補助電流経路５５を介して使用箇所Ｖ＋に供給することができる。
【００４７】
本形態では，第１スイッチ５１と第２スイッチ５２とを揃って第２状態とすると，ポイントＸは，蓄電器５４の正極５４ａとも負極５４ｂとも接続されない。また，第３スイッチ５３をＯＦＦとすると，ポイントＸは，電力の使用箇所Ｖ＋に接続されない。このため，これらの状態では，蓄電器５４に充電されている電力を電力の使用箇所Ｖ＋に供給することはできない。なお，電力の使用箇所Ｖ＋とＧＮＤとの間には，図６に示すように，第２ツェナーダイオード５７が接続されているので，過電圧は防止されている。
【００４８】
なお本形態では，２次転写電流Ｉｃの電流値に比較して，安定板電流Ｉｂの電流値の方がかなり大きい。そのため，２次転写電流Ｉｃと安定板電流Ｉｂとのいずれもが発生するタイミングでは，安定板電流Ｉｂを優先的に使用する。つまり，画像形成処理中には通常，帯電部２２は帯電処理を連続して行っており，安定板電流Ｉｂが発生し続けている。そこで，画像形成時には，制御部３５は，各スイッチ５１，５２，５３を第２充電状態にする。
【００４９】
そして本形態で，２次転写部１７からの充電を行う第１充電状態とするのは，帯電部２２が動作しておらず，２次転写部１７が動作しているタイミングである。そのようなタイミングとしては例えば，２次転写部１７のクリーニングシーケンス時等が挙げられる。このクリーニングシーケンスは，本形態のカラープリンター１が印刷指示を受けて印刷動作が開始されると，指示を受けた画像を形成する前にまず最初に行われるものである。２次転写部１７のクリーニングシーケンスは，２次転写部１７が中間転写ベルト１１上に残った残留トナーで汚れて転写性能が低下することを防止するために行うものである。
【００５０】
そのために，クリーニングシーケンスでは，２次転写部１７に画像形成時の印加バイアスと同極性の印加バイアスと逆極性の印加バイアスとを，反復して印加する。画像形成時の印加バイアスはトナーの帯電型と逆極性のものである。例えば本形態の２次転写部１７のクリーニングシーケンスは，具体的には，２次転写ローラーに対し，＋２０００Ｖを１秒間と，続いて−１０００Ｖを１秒間とのセットを，１０回程度繰り返して印加するシーケンスである。
【００５１】
本形態の制御部３５は，このクリーニングシーケンスのうち，画像形成時の印加バイアスと同極性の＋２０００Ｖが印加されている期間だけ第１充電状態として，蓄電器５４の充電を行う。画像形成時の印加バイアスと逆極性の−１０００Ｖが印加されている期間は第１充電状態としない。クリーニングシーケンスに限らず，帯電部２２からは余剰電流が発生せず，２次転写部１７から余剰電流が発生しているタイミングがあれば，その期間には第１充電状態とすればよい。
【００５２】
次に，本形態の蓄電器５４の充電に係る動作のタイミングチャートを図７に示す。上段から順に，２次転写部１７，帯電部２２，第１スイッチ５１と第２スイッチ５２，第３スイッチ５３の動作タイミングを示している。第１スイッチ５１と第２スイッチ５２とは，同じ動作なので，まとめて１つのチャートで示している。図中で左側に示したのが，クリーニングシーケンス時であり，右側が画像形成処理時である。
【００５３】
クリーニングシーケンスでは，カラープリンター１は，２次転写部１７へ印加する電圧を切り替えるタイミングと合わせて，第１スイッチ５１，第２スイッチ５２を第１状態と第２状態との間で切り替える。つまり，制御部３５は，２次転写部１７のクリーニングシーケンス時の＋２０００Ｖが印加されている期間中，各スイッチを第１充電状態とする。制御部３５は，同じく−１０００Ｖが印加されている期間中は，各スイッチを第２充電状態とする。
【００５４】
なお，この期間の「第２充電状態」というのは，単にスイッチの状態を表しているのみであり，このタイミングで充電しているわけではない。このように第１スイッチ５１，第２スイッチ５２を切り替えることにより，このクリーニングシーケンス中の第１充電状態の期間中に，２次転写部１７によって蓄電器５４の充電が行われる。
【００５５】
２次転写部１７のクリーニングシーケンスが終了した後は，画像形成処理が終了するまで，第２充電状態とする。あるいは，画像形成のための帯電処理が始まるまでの間に時間的余裕がある場合には，この間に放電状態として，蓄電器５４の電力を使用することもできる。そして，帯電処理が開始されると，カラープリンター１は，帯電部２２の帯電ＣＨへ高電圧を印加するとともに，各スイッチ５１，５２を第２充電状態とする。これにより，帯電部２２によって蓄電器５４が充電される。画像形成処理が終了したら，カラープリンター１は，必要に応じて適切なタイミングで放電状態とし，蓄電器５４の電力を使用することができる。
【００５６】
この実施の形態のカラープリンターで，蓄電器５４に蓄電可能な電力量は，以下のように算出することができる。例えば，帯電ＣＨの安定板電流Ｉｂ＝１７００μＡとし，帯電部２２が合計で１時間の帯電処理を行うとすると，４色分の帯電ＣＨによって蓄電できる蓄電量Ｑ１は，以下の式によって求められる。
Ｑ１ ＝ Ｉｂ（Ａ） × 時間（秒） × ４
＝ １７００×１０-6 × ３６００ × ４
＝ ２４．４８クーロン
【００５７】
また，２次転写部１７のクリーニングシーケンスで２次転写電流Ｉｃ＝２００μＡとし，１秒×１０回の印加を行うとすると，１回のシーケンスにより蓄電できる蓄電量Ｑ２は，以下の式によって求められる。
Ｑ２ ＝ Ｉｃ（Ａ） × 時間（秒）
＝ ２００×１０-6 × １０
＝ ０．００２クーロン
【００５８】
合計１時間の帯電処理が行われる間に，上記のクリーニングシーケンスが１０回行われるとして，これらの合計の蓄電量を負荷１０ｍＡの部材で消費するとすれば，その供給可能時間ｔは以下のように求められる。
ｔ ＝ （Ｑ１ ＋ Ｑ２×１０） ／ １０×１０-3
＝ ２４．５ ／ １０×１０-3
＝ ２４５０秒
≒ ４０．８分
つまりこの例では，合計で４０分以上の電力の供給を行うことができる。
【００５９】
さらに，上記の合計の蓄電量を全て溜められる大きさの蓄電器５４を備えるとすると，蓄電器５４の容量Ｃは，以下のように求められる。なお，Ｖ２＝３．３Ｖ，Ｖ１＝０Ｖである。
Ｃ ＝ （Ｑ１ ＋ Ｑ２×１０） ／ （Ｖ２ − Ｖ１）
≒ ２４．５ ／ ３．３
≒ ７．４Ｆ
【００６０】
次に，本形態のカラープリンター１の動作を図８と図９のフローチャート図を参照して説明する。図８に示したのは，カラープリンター１のメイン電源３６がＯＮとなっている期間中，常時実行される処理である。つまり，メイン電源３６がＯＮされると，この動作は実行開始される。なお，これらのフローチャートでは，カラープリンター１の動作のうち蓄電器５４の蓄電に係る処理のみを示している。
【００６１】
この処理を開始すると，本形態のカラープリンター１は，印刷要求を受けたかどうかを判断する（Ｓ１０１）。印刷要求を受けていなければ（Ｓ１０１：ＮＯ），印刷要求を受けるまで待機する。
【００６２】
印刷要求を受けると（Ｓ１０１：ＹＥＳ），カラープリンター１は，感光体２１と中間転写ベルト１１と現像部２４の現像ローラとのそれぞれの回転を開始する（Ｓ１０２）。続いて，カラープリンター１は，２次転写クリーニングシーケンスを実行する（Ｓ１０３）。２次転写クリーニングシーケンスは，図９に示したフローチャートに基づく処理であり，詳細は後述する。
【００６３】
２次転写クリーニングシーケンスが終了したら，カラープリンター１は，画像形成シーケンスを開始する（Ｓ１０４）。そして，カラープリンター１は，帯電部２２の帯電ＣＨをＯＮするとともに，第１スイッチ５１，第２スイッチ５２が第２状態であることを確認する。第１スイッチ５１，第２スイッチ５２が第２状態でなかったら，第２状態とする。これにより，蓄電器５４は第２充電状態となり，負極性の電荷が蓄電される。
【００６４】
Ｓ１０４の状態で，カラープリンター１は，要求された印刷を行う。要求された印刷が終了したら（Ｓ１０５：ＹＥＳ），次の印刷要求を受けるまで待機する。また，画像形成部の各部は，状況に応じて適切にＯＦＦされる。第１スイッチ５１，第２スイッチ５２は第２状態のままでよい。これで，この処理の説明を終了する。
【００６５】
次に，図８のＳ１０３で実行される２次転写クリーニングシーケンスについて，図９を参照して説明する。この処理が開始されるとまず，カラープリンター１は，カウンタｎを初期化する（Ｓ２０１）。
【００６６】
続いて，カラープリンター１は，第１スイッチ５１，第２スイッチ５２を第１状態とする。これにより，蓄電器５４は，帯電部２２からは切り離されるとともに，２次転写部１７と接続される。さらに，カラープリンター１は，２次転写部１７に２次転写電圧＋２０００Ｖを印加する。これにより，蓄電器５４は第１充電状態となり，正極性の電荷が蓄電される（Ｓ２０２）。
【００６７】
Ｓ２０２の状態で１秒間経過したら（Ｓ２０３：ＹＥＳ），カラープリンター１は，第１スイッチ５１，第２スイッチ５２を第２状態とする。これにより，２次転写部１７による蓄電は停止される。また，カラープリンター１は，２次転写部１７の２次転写電圧を−１０００Ｖに設定する（Ｓ２０４）。
【００６８】
Ｓ２０４の状態で１秒間経過したら（Ｓ２０５：ＹＥＳ），カウンタｎに１を加える（Ｓ２０６）。さらに，カウンタｎが１１以上となっていれば（Ｓ２０７：ＹＥＳ），１０回の繰り返しが終了したので，カラープリンター１は，２次転写部１７の２次転写電圧を０Ｖに設定して（Ｓ２０８），図８の処理に戻る。カウンタｎが１１に達していなければ（Ｓ２０７：ＮＯ），カラープリンター１は，Ｓ２０２〜Ｓ２０６の処理をさらに繰り返す。これで本処理の説明を終了する。
【００６９】
以上詳細に説明したように本形態のカラープリンター１によれば，帯電実行時には，第１スイッチ５１，第２スイッチ５２は第２状態とされる。この状態では，帯電部２２の安定板２２ａが蓄電器５４に接続され，負極性の電荷が蓄電器５４の負極５４ｂに蓄電される。また，２次転写クリーニングシーケンス実行時中の画像形成時と同じ極性のバイアスが印加されている期間中には，第１スイッチ５１，第２スイッチ５２は第１状態とされる。従って，２次転写部１７が蓄電器５４に接続され，正極性の電荷が蓄電器５４の正極５４ａに蓄電される。蓄電器５４に蓄電された電力を使用するときには，第３スイッチ５３がＯＮとされ，補助電流経路５５を介して電力が供給される。従って，正極性の電荷も負極性の電荷も蓄電することができ，様々な箇所において発生する余剰電流を有効に活用することのできるものとなっている。
【００７０】
なお，本形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
例えば，本形態では，ポイントＸは，２次転写部１７にあるものとしたが，これに限るものではない。例えば，補助電流経路および第３スイッチを，帯電部２２の安定板２２ａに設けることもできる。その場合には，電力の使用箇所への電力供給時には，第１スイッチ５１および第２スイッチ５２は揃って第２状態とされることになる。さらに，安定板２２ａと蓄電器５４の負極５４ｂとが接続されている状態で，第３スイッチをオンすることにより，蓄電器５４の電力を画像形成部に供給することができる。
【００７１】
また，帯電型が正極性のトナーを使用する画像形成装置では，本形態中の正負を全て逆にしたものとすればよい。その場合には例えば，帯電部が正画像形成デバイスとなり，転写部が負画像形成デバイスとなる。従って，蓄電器の正極と負極の配置は，本形態のものと逆になる。またあるいは，帯電部や２次転写部以外の画像形成のための構成や配置はいずれも一例であり，各種の既知の構成によって置き換えることができることは当然である。例えば，帯電部の帯電ワイヤーに代えて，針電極を用いたものとしてもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１ カラープリンター
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ 画像形成部
１７ ２次転写部
２１ 感光体
２２ 帯電部
５１ 第１スイッチ
５２ 第２スイッチ
５３ 第３スイッチ
５４ 蓄電器
５４ａ 正極
５４ｂ 負極
５５ 補助電流経路
５６，５７ ツェナーダイオード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成部と，前記画像形成部へ電力を供給する電源部とを有する画像形成装置において，
前記画像形成部に設けられ，前記電源部からの電力供給による動作時に正の余剰電流を発生する正画像形成デバイスと，
前記画像形成部に設けられ，前記電源部からの電力供給による動作時に負の余剰電流を発生する負画像形成デバイスと，
正極と負極とを有し，前記画像形成部への補助電源として機能する蓄電器と，
前記正画像形成デバイスの余剰電流ポイントと接地ポイントと前記正極との間に設けられ，前記正極を前記正画像形成デバイスの余剰電流ポイントに接続し前記接地ポイントに接続しない第１状態と，前記正極を前記接地ポイントに接続し前記正画像形成デバイスの余剰電流ポイントに接続しない第２状態とのいずれかをとる第１スイッチと，
前記接地ポイントと前記負画像形成デバイスの余剰電流ポイントと前記負極との間に設けられ，前記負極を前記接地ポイントに接続し前記負画像形成デバイスの余剰電流ポイントに接続しない第１状態と，前記負極を前記負画像形成デバイスの余剰電流ポイントに接続し前記接地ポイントに接続しない第２状態とのいずれかをとる第２スイッチと，
前記正画像形成デバイスと前記負画像形成デバイスとのうちいずれか一方の余剰電流ポイント（以下，「ポイントＸ」という）と，前記画像形成部との間に設けられ，前記蓄電器から前記画像形成部への補助電力の供給経路となる補助電流経路と，
前記蓄電器から前記画像形成部への前記補助電流経路を経由しての電力供給をオンオフする第３スイッチとを有し，
前記第１スイッチと前記第２スイッチとは，揃って第１状態となり，または揃って第２状態となるものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において，
前記蓄電器の前記正極と前記負極との間に接続され，蓄電電圧を制限する上限電圧規制素子を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の画像形成装置において，
前記第１スイッチと前記第２スイッチと前記第３スイッチとを制御するスイッチ制御部を有し，
前記スイッチ制御部は，
前記正の余剰電流により前記蓄電器を充電する際には，前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを揃って前記第１状態とするとともに前記第３スイッチをオフ状態とし，
前記負の余剰電流により前記蓄電器を充電する際には，前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを揃って前記第２状態とするとともに前記第３スイッチをオフ状態とし，
前記蓄電器から前記画像形成部へ電力供給する際には，前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを揃って，前記第１状態と前記第２状態とのうち一方の状態であって，前記ポイントＸと前記蓄電器のいずれか一方の極とが繋がる方の状態とするとともに，前記第３スイッチをオン状態とするものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載の画像形成装置において，
前記画像形成部は，
表面にトナー像が形成される感光体と，
前記トナー像を被転写体上に転写する転写部と，
前記感光体の表面をトナーの帯電型と同極性側に帯電させる帯電部とを有し，
前記転写部が，トナーの帯電型と逆極性の余剰電流を発生する画像形成デバイスであり，
前記帯電部が，トナーの帯電型と同極性の余剰電流を発生する画像形成デバイスであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４に記載の画像形成装置のうち請求項３の発明特定事項を有するものにおいて，
前記スイッチ制御部は，前記転写部と前記帯電部とがともに余剰電流を発生するときには，前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを，前記帯電部の余剰電流により前記蓄電器を充電する状態とするものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項４に記載の画像形成装置のうち請求項３の発明特定事項を有するもの，または，請求項５に記載の画像形成装置において，
前記転写部は，画像形成時以外のタイミングにて，画像形成時の印加バイアスと同極性のバイアスと逆極性のバイアスとを反復して印加されるクリーニングシーケンスを行うものであり，
前記スイッチ制御部は，前記転写部が前記クリーニングシーケンスを行う際には，
前記同極性のバイアスが印加される期間にて，前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを，前記転写部の余剰電流により前記蓄電器を充電する状態とし，
前記逆極性のバイアスが印加される期間にて，前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを，前記帯電部の余剰電流により前記蓄電器を充電する状態とするものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
画像形成部と，前記画像形成部へ電力を供給する電源部とを有する画像形成装置において，
前記画像形成部に設けられ，前記電源部からの電力供給による動作時に正の余剰電流を発生する正画像形成デバイスと，
前記画像形成部に設けられ，前記電源部からの電力供給による動作時に負の余剰電流を発生する負画像形成デバイスと，
正極と負極とを有し，前記画像形成部への補助電源として機能する蓄電器と，
前記正画像形成デバイスの余剰電流ポイントと接地ポイントと前記正極との間に設けられ，前記正極を前記正画像形成デバイスの余剰電流ポイントに接続し前記接地ポイントに接続しない第１状態と，前記正極を前記接地ポイントに接続し前記正画像形成デバイスの余剰電流ポイントに接続しない第２状態とのいずれかをとる第１スイッチと，
前記接地ポイントと前記負画像形成デバイスの余剰電流ポイントと前記負極との間に設けられ，前記負極を前記接地ポイントに接続し前記負画像形成デバイスの余剰電流ポイントに接続しない第１状態と，前記負極を前記負画像形成デバイスの余剰電流ポイントに接続し前記接地ポイントに接続しない第２状態とのいずれかをとる第２スイッチと，
前記正画像形成デバイスと前記負画像形成デバイスとのうちいずれか一方の余剰電流ポイント（以下，「ポイントＸ」という）と，前記画像形成部との間に設けられ，前記蓄電器から前記画像形成部への補助電力の供給経路となる補助電流経路と，
前記蓄電器から前記画像形成部への前記補助電流経路を経由しての電力供給をオンオフする第３スイッチとを有し，
前記第１スイッチと前記第２スイッチとは，揃って第１状態となり，または揃って第２状態となるものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において，
前記蓄電器の前記正極と前記負極との間に接続され，蓄電電圧を制限する上限電圧規制素子を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の画像形成装置において，
前記第１スイッチと前記第２スイッチと前記第３スイッチとを制御するスイッチ制御部を有し，
前記スイッチ制御部は，
前記正の余剰電流により前記蓄電器を充電する際には，前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを揃って前記第１状態とするとともに前記第３スイッチをオフ状態とし，
前記負の余剰電流により前記蓄電器を充電する際には，前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを揃って前記第２状態とするとともに前記第３スイッチをオフ状態とし，
前記蓄電器から前記画像形成部へ電力供給する際には，前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを揃って，前記第１状態と前記第２状態とのうち一方の状態であって，前記ポイントＸと前記蓄電器のいずれか一方の極とが繋がる方の状態とするとともに，前記第３スイッチをオン状態とするものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載の画像形成装置において，
前記画像形成部は，
表面にトナー像が形成される感光体と，
前記トナー像を被転写体上に転写する転写部と，
前記感光体の表面をトナーの帯電型と同極性側に帯電させる帯電部とを有し，
前記転写部が，トナーの帯電型と逆極性の余剰電流を発生する画像形成デバイスであり，
前記帯電部が，トナーの帯電型と同極性の余剰電流を発生する画像形成デバイスであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４に記載の画像形成装置のうち請求項３の発明特定事項を有するものにおいて，
前記スイッチ制御部は，前記転写部と前記帯電部とがともに余剰電流を発生するときには，前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを，前記帯電部の余剰電流により前記蓄電器を充電する状態とするものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項４に記載の画像形成装置のうち請求項３の発明特定事項を有するもの，または，請求項５に記載の画像形成装置において，
前記転写部は，画像形成時以外のタイミングにて，画像形成時の印加バイアスと同極性のバイアスと逆極性のバイアスとを反復して印加されるクリーニングシーケンスを行うものであり，
前記スイッチ制御部は，前記転写部が前記クリーニングシーケンスを行う際には，
前記同極性のバイアスが印加される期間にて，前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを，前記転写部の余剰電流により前記蓄電器を充電する状態とし，
前記逆極性のバイアスが印加される期間にて，前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを，前記帯電部の余剰電流により前記蓄電器を充電する状態とするものであることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２５２２８６（Ｐ２０１２−２５２２８６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２６８６６（Ｐ２０１１−１２６８６６）
【出願日】平成２３年６月７日（２０１１．６．７）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月７日（２０１１．６．７）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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