説明

電源装置、画像形成装置

【課題】共通のクロック信号に基づくデューティー制御による一次側の電圧生成回路構成を維持し、かつ変圧トランスの巻数比を変更したり、二次側の高圧電圧を分圧することなく、個別に出力電圧を調整する。
【解決手段】抵抗(Rn)336及び抵抗(Rm)340は、メインクロック信号に基づいて、FET338の駆動電圧を決定するためのパルス信号を生成するものであり、この分圧比によって、信号波形が変化する。当初(標準)設定時のFET338のゲートに入力されるパルス信号では、ほぼ方形の波形となり、設計どおりのタイミングでFET338がオン・オフ駆動する。一方、標準の方形波に対して、裾部分が拡がると、FET338の駆動しきい値レベルの信号のパルス幅が変化し、設計(標準)に対して若干ずれたタイミング(オン時間が増加したタイミング)でFET338がオン・オフ駆動することになる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電源装置、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、静電潜像を用いた画像形成装置等では、高電圧電源装置が備えられ、帯電部の帯電電圧、現像部の現像電圧、転写部の転写電圧等に用いられる。以下、帯電部、現像部、転写部等の処理部を総称して「デバイス」という場合がある。各デバイスの電圧値は異なっている。
【0003】
高電圧電源装置では、共通のクロック信号により複数の基準電圧を生成し、当該基準電圧のパルス幅変調(デューティー)制御によって目的とする複数の高電圧電源を生成する電源回路を備えている(特許文献1参照)。
【0004】
ここで、一部のデバイスにおいて、生成された高電圧電源に対して±10%程度の微調整の必要が生じた場合、変圧トランスの巻数比を変える、あるいは変圧トランスの二次側の出力電圧を分圧する、といった手段が考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】実開2005−160239号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、共通のクロック信号に基づくデューティー制御による一次側の電圧生成回路構成を維持し、かつ変圧トランスの巻数比を変更したり、二次側の高圧電圧を分圧することなく、個別に出力電圧を調整することができる電源回路、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】
【0007】
請求項1に記載の発明は、固定的な周期のクロック信号が入力源とされ、予め設定された電圧値を目標として基準信号を生成する基準信号生成手段と、前記基準信号生成手段で生成された基準信号に基づくデューティ制御によって、入力電圧値を生成する入力電圧生成手段と、前記入力電圧生成手段で生成された入力電圧を一次側として、予め定めた二次側の出力電圧値に変圧する変圧手段と、前記入力電圧生成手段に入力される前のクロック信号のデューティを変更することなく、前記基準信号の信号切り替わり応答時間を調整する調整手段と、を有している。
【0008】
請求項2に記載の発明は、前記請求項1に記載の発明において、前記入力電圧生成手段が、予め設定された電源電圧を、前記基準信号生成手段で生成された基準信号に基づく容量性スイッチング素子のデューティ制御することによって、前記一次側の入力電圧値を生成する。
【0009】
請求項3に記載の発明は、前記請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記調整手段が、前記分圧比を調整することで、前記容量性スイッチング素子のスイッチング動作の立上がり時間又は立下り時間を変更し、クロック信号のデューティを変更することなく、前記基準信号の信号切り替わり応答時間を調整する。
【0010】
請求項4に記載の発明は、帯電装置によって像保持体の表面を一様に帯電し、光走査装置からの光走査を受けて静電潜像を形成すると共に、現像装置によって当該静電潜像を現像剤によって現像し、現像された画像を転写装置により被転写部材へ転写する画像形成処理部と、固定的な周期のクロック信号が入力源とされ、少なくとも前記帯電装置の帯電電圧、前記現像装置の現像電圧、前記転写装置の転写電圧のそれぞれを目標として基準信号を生成する基準信号生成手段と、前記基準信号生成手段で生成された複数の基準信号に基づくデューティ制御によって、入力電圧値を生成する入力電圧生成手段と、前記入力電圧生成手段で生成された入力電圧を一次側として、予め定めた二次側の出力電圧値に変圧する変圧手段と、前記変圧手段で変圧された前記帯電電圧を前記帯電装置へ供給し、前記現像電圧を現像装置へ供給し、前記転写電圧を転写装置へ供給する供給手段と、前記入力電圧生成手段に入力される前のクロック信号のデューティを変更することなく、前記基準信号の信号切り替わり応答時間を調整する調整手段と、を有している。
【0011】
請求項5に記載の発明は、前記請求項4に記載の発明において、前記入力電圧生成手段が、予め設定された電源電圧を、前記基準信号生成手段で生成された基準信号に基づく容量性スイッチング素子のデューティ制御することによって、前記一次側の入力電圧値を生成する。
【0012】
請求項6に記載の発明は、前記請求項4又は請求項5に記載の発明において、前記調整手段が、前記分圧比を調整することで、前記容量性スイッチング素子のスイッチング動作の立上がり時間又は立下り時間を変更し、クロック信号のデューティを変更することなく、前記基準信号の信号切り替わり応答時間を調整する。
【発明の効果】
【0013】
請求項1、請求項4記載の発明によれば、共通のクロック信号に基づくデューティー制御による一次側の電圧生成回路構成を維持し、かつ変圧トランスの巻数比を変更したり、二次側の高圧電圧を分圧することなく、個別に出力電圧を調整することができる。
【0014】
請求項2、請求項5記載の発明によれば、基準信号の信号切り替えタイミングを利用して一次側の入力電圧値を生成することができる。
【0015】
請求項3、請求項6記載の発明によれば、基準信号の切り換わり応答時間に基づいて、二次側の出力電圧値を調整することができる。
【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を示す斜視図である。
【図2】図1に示す画像形成装置を示す断面図である。
【図3】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4】本実施の形態に係る高電圧電源部の概略構成図である。
【図5】高電圧電源部におけるクロック信号増幅部の回路図である。
【図6】高電圧電源部における変圧部の回路図である。
【図7】(A)は変圧部のメインクロック信号が入力されるFET及びその周辺回路の等価回路を示す回路図、(B)は標準時の抵抗Rn、Rmの抵抗値設定における出力電圧生成状態を示す概念図、(C)は微調整時の抵抗Rn、Rmの抵抗値設定における出力電圧生成状態を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
(画像形成装置全体構成)
図1及び図2には、本発明の形実施形態に係る画像形成装置10が示されている。
【0018】
図1及び図2に示されるように、画像形成装置10は、画像形成装置本体12を有し、画像形成装置本体12には、外装カバー14に対して開閉できるように前方側開閉部18と、主開閉部20とが装着されている。
【0019】
前方側開閉部18は、中心軸24を中心に回転するようにして画像形成装置本体12に対して開閉する。また、前方側開閉部18には、操作部34が取り付けられている。操作部34は、例えば、画像形成する記録媒体の枚数を入力するテンキーや、画像形成を開始する際に操作される開始ボタン等を有する。
【0020】
また、前方側開閉部18には、前方側開閉部18に対して開閉するように供給用開閉部30が取り付けられている。供給用開閉部30は、通常は図1及び図2に示すように前方側開閉部18に対して閉じられている。後述する記録媒体供給装置510に収納された記録媒体とは異なる記録媒体を用いる際に、供給用開閉部30は前方側開閉部18に対して開かれる。
【0021】
主開閉部20は、中心軸26を中心に回転するようにして画像形成装置本体12に対して開閉する。主開閉部20は、通常は画像形成装置本体12に対して閉じられており、当該画像形成装置本体12内に、画像形成ユニット200Y、200M、200C、200Kを着脱する際に開かれる。
【0022】
また、前方側開閉部18は、主開閉部20に装着され、支持ロール70、中間転写ベルト62等が前方側開閉部18と干渉することを防止するため、主開閉部20を開くことに先立ち開かれる。また、前方側開閉部18を画像形成装置本体12に対して閉じる際には、前方側開閉部18を閉じることに先立って、主開閉部20が画像形成装置本体12に対して閉じられる。
【0023】
また、主開閉部20には、主開閉部20に対して開閉するように副開閉部32が取り付けられている。副開閉部32は主開閉部20とは独立して開閉することができ、主開閉部20が画像形成装置本体12に対して閉じられた状態で、主開閉部20に対して開いた状態とすることができる。副開閉部32は、クリーニング装置96の全部又は一部を画像形成装置本体12内に着脱する際に開かれる。また、副開閉部32は、上側の面が、画像の形成された記録媒体が排出される排出部として用いられている。
【0024】
画像形成装置本体12内には、記録媒体に画像を形成する画像形成部40が設けられている。画像形成部40は、例えば4個の画像形成ユニット200Y、200M、200C、200Kを有する。
【0025】
画像形成ユニット200Y、200M、200C、200Kは、それぞれが像形成構造体として用いられていて、感光体ドラム210Y、210M、210C、210Kをそれぞれが有し、それぞれが画像形成装置本体12内に着脱することができる。画像形成ユニット200Y、200M、200C、200Kは、画像形成装置本体12の後側(図2における右側)から順に、画像形成ユニット200Y、200M、200C、200Kの順に並べられている。
【0026】
感光体ドラム210Y、210M、210C、210Kは、それぞれが像を保持する像保持体として用いられている。
【0027】
また、画像形成部40は、光走査装置41を有する。光走査装置41は、帯電装置45Y、45M、45C、45Kによって表面が一様に帯電された感光体ドラム210Y、210M、210C、210Kのそれぞれに対して光(露光光LY、LM、LC、LK/以下総称する場合、「露光光L」という場合がある。)を照射して、感光体ドラム210Y、210M、210C、210Kのぞれぞれの表面に潜像を形成する。
【0028】
また、画像形成部40は、現像装置46Y、46M、46C、46Kを有する。現像装置46Yは、収納するイエローのトナーを用いて感光体ドラム210Yに形成された潜像を現像する。現像装置46Mは、収納するマゼンタのトナーを用いて感光体ドラム210Mに形成された潜像を現像する。現像装置46Cは、収納するシアンのトナーを用いて感光体ドラム210Cに形成された潜像を現像する。現像装置46Kは、収納する黒のトナーを用いて感光体ドラム210Kに形成された潜像を現像する。
【0029】
また、画像形成部40は転写装置58を有し、転写装置58は、中間転写ベルトユニット60及び2次転写装置84を有し、中間転写ベルトユニット60は中間転写ベルト62を有する。
【0030】
中間転写ベルト62は、感光体ドラム210Y、210M、210C、210Kから転写された像(トナー像)及び感光体ドラム210Y、210M、210C、210Kから像が転写された記録媒体(用紙)の少なくとも一方を搬送する搬送部材として用いられている。また、中間転写ベルト62は、無端状であって、支持ロール64、66、68、70、72に、図2に矢印で示す方向に回転することができるように掛け渡されている。
【0031】
また、中間転写ベルトユニット60は、1次転写装置として用いられる1次転写ロール80Y、80M、80C、80Kを有する。1次転写ロール80Y、80M、80C、80Kは、感光体ドラム210Y、210M、210C、210Kの表面にそれぞれが形成されたイエロートナー像、マゼンタのトナー像、シアンのトナー像、黒のトナー像を、中間転写ベルト62に転写する。
【0032】
2次転写装置84は、2次転写ロール86を有する。2次転写ロール86は、中間転写ベルト62に転写されたイエローのトナー像、マゼンタのトナー像、シアンのトナー像、及び黒のトナー像を、記録媒体に対してさらに転写する。
【0033】
また、転写装置58は、クリーニング装置96を備え、クリーニング装置96は掻き落とし部材98を有する。掻き落とし部材98は、2次転写ロール86で記録媒体に対して各色のトナー像が転写された後に、中間転写ベルト62の表面に残留する各色のトナーを掻き落とす。クリーニング装置96の本体内には、掻き落とし部材98によって掻き落とされたトナーが回収される。クリーニング装置96は、副開閉部32を開くことによって形成される開口部を介して画像形成装置本体12内に着脱することができるようになっている。
【0034】
転写装置58を構成する部材のうち、中間転写ベルトユニット60と、クリーニング装置96とは主開閉部20側に装着されている。転写装置58のうち、2次転写ロール86は画像形成装置本体12側に装着されている。
【0035】
また、画像形成装置本体12内には、2次転写ロール86によって記録媒体に転写されたトナー像を記録媒体に定着する定着装置50が設けられている。
【0036】
また、画像形成装置本体12内には、回収容器260が設けられている。回収容器260には、現像装置46Y、46M、46C、46Kから排出された余剰現像剤が回収される。回収容器260は、例えば画像形成ユニット200Kと一体となっている。
【0037】
また、画像形成装置本体12内には、画像形成部40に記録媒体を供給する記録媒体供給装置510が装着されている。記録媒体供給装置510は、画像形成装置本体12の前側(図2における左側)に引き出すことができるようになっていて、記録媒体供給装置510を画像形成装置本体12から引き出した状態で記録媒体が補充される。
【0038】
記録媒体供給装置510は、例えば普通紙等の記録媒体を積層した状態で収納する記録媒体収納容器512を有する。また、記録媒体供給装置510は、記録媒体収納容器512に収納された最上位の記録媒体を抽出し、抽出した記録媒体を画像形成部40へ向けて搬送する搬送ロール514を有する。また、記録媒体供給装置510は、記録媒体を捌き、画像形成部40に複数枚の記録媒体が重なった状態で搬送されることを防止するために用いられるリタードロール516を有する。
【0039】
また、画像形成装置本体12内には、記録媒体の搬送に用いられる搬送路530が形成されている。搬送路530は、主搬送路532と、反転搬送路534と、副搬送路536とを有する。
【0040】
主搬送路532は、記録媒体供給装置510から供給された記録媒体を画像形成部40に搬送し、画像が形成された記録媒体を画像形成装置本体12外に排出するために用いられる。主搬送路532に沿って、記録媒体が搬送される方向における上流側から順に、先述の搬送ロール514及びリタードロール516と、レジストロール542と、2次転写ロール86と、定着装置50と、排出ロール544とが配置されている。
【0041】
レジストロール542は、記録媒体供給装置510側から搬送されてきた記録媒体の先端部を一時的に停止させ、中間転写ベルト62に各色のトナー像が転写されるタイミングと合致するように記録媒体を2次転写ロール86に向けて送り出す。
【0042】
排出ロール544は、定着装置50によって各色のトナーが定着された記録媒体を画像形成装置本体12外に排出する。
【0043】
反転搬送路534は、一方の面にトナー像が定着された記録媒体を反転させつつ再び画像形成部40に向けて供給するために用いられる搬送路である。反転搬送路534に沿って、例えば2つの反転搬送ロール548、548が配置されている。反転搬送路534には、記録媒体の後端部を挟みこんだ状態で排出ロール544が逆回転することで記録媒体が後端部側から供給され、供給された記録媒体が反転搬送ロール548、548によって、レジストロール542の上流の位置へと搬送される。
【0044】
副搬送路536は、記録媒体供給装置510に収納された記録媒体とは異なる記録媒体を画像形成部40に供給するための搬送路である。副搬送路536には、供給用開閉部30を開いた状態で画像形成装置本体12の前側から記録媒体が供給される。副搬送路536に沿って、搬送ロール552とリタードロール554とが設けられている。搬送ロール552は、副搬送路536に供給され記録媒体を画像形成部40に向けて搬送する。リタードロール554は、副搬送路536に供給された記録媒体を捌き、複数枚の記録媒体が重なった状態で記録媒体が画像形成部40に搬送されることを防止するために用いられる。
(制御ユニットのハード構成)
図3に示される如く、画像形成装置本体12内には、制御ユニット44が配置されている。制御ユニット44は、メインコントロール部170を含んでいる。メインコントロール部170は、CPU172、RAM174、ROM176、I/O(入出力部)178、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180を有している。
【0045】
I/O178には、前記画像形成装置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188が接続されている。印刷制御管理部188は、搬送、帯電、走査露光、現像、転写、定着の各デバイスの制御を管理している。
【0046】
印刷制御管理部188は、I/O178ではなく、直接バス180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188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170で実行する構成であってもよい。
【0047】
また、I/O178には、UI(ユーザ・インターフェイス)182が接続されている。UI182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/O178には、ハードディスク184が接続されている。また、I/O178は、I/F186を介して通信回線網190に接続されている。
【0048】
前記搬送、帯電、走査露光、現像、転写、定着の各デバイスは、それぞれ電源ユニット141から電源を受けている。電源ユニット141は、商用電源を入力源とし、大きく分類して、制御用電源部141A(3.3V)、低電圧電源部141B(LVPS/24V)、高電圧電源部141C(HVPS/例えば、−450V〜−3300V)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。
【0049】
制御用電源部141Aは、制御用電源ラインLAを介して、メインコントロール部170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141Bは低電圧電源ラインLBを介して、高電圧電源部141Cは高電圧電源ラインLCを介して、それぞれ、前記搬送、帯電、走査露光、現像、転写、定着の各デバイスへそれぞれの電源を供給する。
【0050】
図4は、高電圧電源部141Cの詳細構成図であり、大きく分けて、クロック信号増幅部300と、複数の変圧部(ここでは、帯電、現像、一次転写、二次転写に必要な電圧を生成する4個の変圧部を示す。)302とを備えている。変圧部302の構成は、全て基本的には、同一である(詳細後述)。
【0051】
クロック信号増幅部300には、低電圧電源部141Bから、24Vの電源電圧が入力されると共に、メインコントロール部170(図3参照)からパルス幅変調されたクロック信号(3.3V)が入力されるようになっている。クロック信号増幅部300では、前記クロック信号と同一周期のパルス幅変調された24Vのクロック信号を生成するようになっている。
【0052】
このメインクロック信号は、それぞれの変圧部302へ入力されるようになっている。
【0053】
この変圧部302には、上記メインクロック信号の他、低電圧電源部141Bから、後述する変圧トランス342(図6参照)の一次側への入力電圧の基となる電源電圧(24V)と、メインコントロール部170から、後述する変圧トランス342(図6参照)の二次側の電圧値を指示するアナログ信号が入力されるようになっている。
【0054】
変圧部302では、前記アナログ信号によって指示された電圧値となるように、前記メインクロック信号に基づくデューティ制御により、前記基となる電源電圧から、後述する変圧トランス342(図6参照)の一次側の入力電圧を生成すると共に、二次側から前記アナログ信号に応じた出力電圧値を出力するようになっている。
【0055】
(クロック信号増幅部300の回路構成)
以下に、クロック信号増幅部300の詳細回路図を示す。
【0056】
図5に示される如く、クロック信号増幅部300には、第1の入力端子300A、第2の入力端子300B、第1の出力端子300C、2個のアース端子300D、300Eが設けられている。アース端子300D、300Eはそれぞれ接地されている。
【0057】
第1の入力端子300Aには、電源電圧(ここでは、LVPS電圧(24V)が入力されている。なお、電源電圧としては、24Vに限定されるものではなく、商用電源(100V)等を用いてもよい。
【0058】
第2の入力端子300Bには、メインコトロール部170(図3参照)から、3.3Vクロック信号が入力されている。このクロック信号は、PWM(パルス幅変調)制御により、オン・オフを繰り返している。
【0059】
また、第1の入力端子300Aは、抵抗(R1)304の一端部、第1のトランジスタ(pnp)306のエミッタに接続されている。抵抗(R1)304の他端は、第1のトランジスタ(pnp)306のベースに接続されている。第1のトランジスタ(pnp)306のコレクタは第1の出力端子300Cに接続されている。
【0060】
また、前記抵抗(R)304と第1のトランジスタ(pnp)306のベースとの間には、抵抗(R2)308の一端部が接続されている。この抵抗(R2)308の他端は、第2のトランジスタ(npn)310のコレクタに接続されている。
【0061】
前記第2の入力端子300Bは、コンデンサ(C1)312の一端に接続され、コンデンサ(C1)312の他端は抵抗(R3)314の一端に接続されている。抵抗(R3)314の他端は、第2のトランジスタ(npn)310のベースに接続されている。また、この抵抗(R3)314と第2のトランジスタ(npn)310のベースとの間には、抵抗(R4)316の一端が接続されている。この抵抗(R4)316の他端、並びに第2のトランジスタ(npn)310のエミッタは、それぞれアース端子300D、300Eに接続されている。
【0062】
上記回路構成により、第1のトランジスタ(pnp)306のエミッタに入力された電源電圧が、クロック信号に同期して、オン・オフ制御されて、第1のトランジスタ(pnp)306のコレクタから出力される。従って、3.3vのクロック信号が、24vのクロック信号に増幅されて出力されることになる。
【0063】
(変圧部302の回路構成)
以下に、変圧部302の詳細回路図を示す。なお、図4では、4個の変圧部302を示しているが、この数は限定されるものではなく、HVPSの電源が必要な数だけ変圧部302を設ければよい。ここで、各変圧部302には、共通のクロック信号増幅部300から出力されるメインクロック信号を受けて動作するようになっている。
【0064】
図6に示される如く、変圧部302には、第1の入力端子302A、第2の入力端子302B、第3の入力端子302C、第4の入力端子302D、第1の出力端子302E、5個のアース端子302F、302G、302H、302I、302Jが設けられている。
【0065】
第1の入力端子302Aには、電源電圧(ここでは、LVPS電圧(24V)が入力されている。なお、電源電圧としては、24Vに限定されるものではなく、商用電源(100V)等を用いてもよい。
【0066】
第2の入力端子302Bには、メインコントロール部170(図3参照)から、出力電圧の電圧値を指示する信号(アナログ信号)が入力されるようになっている。例えば、必要な出力電圧を0〜3.3Vに換算して、メインコトロール部170から出力している。なお、0〜3.3Vを逆換算(3.3Vが最低出力電圧で、0Vが最高出力電圧)としてもよい。
【0067】
第3の入力端子302Cには、前記クロック増幅部300の出力信号であるメインクロック信号(24Vクロック信号)が入力されるようになっている。
【0068】
第1の入力端子302Aは、第3のトランジスタ(npn)320のコレクタに接続されている。
【0069】
第2の入力端子302Bは、抵抗(R5)322の一端部に接続されている。この抵抗(R5)322の他端部は、増幅器324のマイナス側入力端子に接続されている。
【0070】
増幅器324の出力端子は、抵抗(R6)326の一端に接続されている。また、増幅器324のマイナス側入力端子は、コンデンサ(C2)328、抵抗(R7)330を介して増幅器324の出力端子と抵抗(R6)326との間に接続されている。
【0071】
抵抗(R6)326の他端は、前記第3のトランジスタ(npn)320のベースに接続されている。第3のトランジスタ(npn)320のエミッタは、電解コンデンサ(C3)332を介してアース端子302Gに接続されている。
【0072】
また、第3のトランジスタ(npn)320のエミッタと電解コンデンサ(C3)332との間には、ダイオード(D1)334のアノード側が接続され、このダイオード(D1)334のカソードは前記抵抗(R6)326と第3のトランジスタ(npn)320のベースとの間に接続されている。
【0073】
第3の入力端子302Cは、抵抗(Rn)336の一端部に接続されている。抵抗(Rn)336の他端は、FET338(ここでは、MOS型FET/Nチャネル、シングルゲード)のゲートに接続されている。
【0074】
FET338のソースはアース端子302Fに接続されている。また、前記抵抗(Rn)336とFET338のゲートとの間には、抵抗(Rm)340の一端が接続されている。
【0075】
また、FET338のドレインは、変圧トランス342の一次側コイル342Aの一端に接続されている。変圧トランス342の一次側コイル342Aの他端は、ダイオード(D2)344のカソード側に接続され、このダイオード(D2)344のアノード側は、アース端子302Hに接続されている。また、変圧トランス342の一次側コイル342Aの中間点は、コンデンサ(C4)346及び抵抗(R8)348を介してFET338のドレインと接続されている。
【0076】
また、コンデンサ(C4)346と変圧トランス342の一次側コイル342Aの中間点との間は、前記第3のトランジスタ(npn)320のエミッタと電解コンデンサ(C3)332との間と接続されている。
【0077】
変圧トランス342の二次側コイル342Bの一端は、ダイオード(D3)350のカソード側に接続されている。このダイオード(D3)350のアノード側は、抵抗(R9)352を介して第1の出力端子302Eに接続されている。
【0078】
また、ダイオード(D3)350と抵抗(R9)352との間は、コンデンサ(C5)354を介して、アース端子302Iに接続されている。このコンデンサ(C5)354とアース端子302Iとの間は、変圧トランス342の二次側コイル342Bの他端に接続されている。
【0079】
前記抵抗(R9)352と第1の出力端子302Eとの間には、抵抗(R10)356の一端が接続され、他端は抵抗(R11)358の一端に接続されている。抵抗(R11)358の他端はアース端子302Jに接続されている。
【0080】
また、抵抗(R10)356と抵抗(R11)358との間には、抵抗(R12)360の一端が接続され、他端は第4の入力端子302Dに接続されている。第4の入力端子302Dからは、基準信号(出力電圧を分圧したフィードバック用の信号)が入力されるようになっている。
【0081】
前記抵抗(R10)356と抵抗(R11)358との間は、抵抗(R13)362を介して、前記増幅器324のプラス側入力端子に接続されている。このため、増幅器324のプラス側入力端子には、前記基準信号が入力されるようになっている。
【0082】
上記構成により、第2の入力端子302Bに入力されるアナログ信号に基づいて、メインクロック信号(24V)がFET338によって駆動電圧(一次側)を調整して、二次側に所望の出力電圧を生成する。
【0083】
例えば、図4に示される如く、各変圧部302では、1次側転写装置では最大+1500V、2次側転写装置では最大−3300V、帯電装置では最大−1300V、現像装置では最大−450Vの二次側の出力電圧が生成され、出力される。
【0084】
ところで、各変圧部302において、設定される出力電圧は、固定的に使用されたものであるが、例えば、設置環境によっては、微調整した方が、より画質向上につながる場合がある。しかし、その一方で、ほとんど同一の回路構成で生鮮される変圧部302に対して、環境等により個別に調整するには、作業効率が現状よりも低下し、生産性の面から好ましくない。
【0085】
そこで、本実施の形態では、FET338のゲートに入力されるメインクロック信号の波形の変形を利用して、FET338の駆動特性を変化さえることで、出力電圧の微調整を実現した。
【0086】
より詳しくは、図7(A)に示される如く、FET338は容量成分Qを持っており、抵抗(Rn)336、抵抗(Rm)340の設定により、メインクロック信号は、立ち上がり時間、立ち下がり時間を遅くして、所謂「なまる」ことを利用する。
【0087】
前記抵抗(Rn)336及び抵抗(Rm)340は、入力されるメインクロック信号(24V)に基づいて、FET338の駆動電圧(しきい値に基づくオン・オフ)を決定するためのパルス信号を生成するものであり、この分圧比によって、信号波形が変化する。(図7(B)、(C)参照)。
【0088】
図7(B)は、当初(標準)設定時のFET338のゲートに入力されるパルス信号であり、ほぼ方形の波形となっている。このため、設計どおりのタイミングで、FET338がオン・オフ駆動する。
【0089】
一方、図7(C)では、標準の方形波に対して、裾部分が拡がっている(立ち上がり時間、立ち下がり時間が遅く、なまっている)ことがわかる。このため、FET338の駆動しきい値レベルの信号のパルス幅が変化し、設計(標準)に対して若干ずれたタイミング(ここでは、オン時間が増加したタミング)でFET338がオン・オフ駆動することになる。
【0090】
以下に本実施の形態の作用を説明する。
【0091】
(画像形成手順)
画像データは、さらにイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色の色材階調データに変換され、光走査装置41に順次出力される。光走査装置41では、各色の色材階調データに応じて各露光光Lを出射して、各感光体ドラム210Y、210M、210C、210Kに走査露光を行い、潜像(静電潜像)が形成される。
【0092】
感光体ドラム210Y、210M、210C、210K上に形成された静電潜像は、現像部によって、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー像として顕在化される(現像)。そして、各画像形成ユニット200Y、200M、200C、200Kの感光体ドラム210Y、210M、210C、210K上に順次形成された各色のトナー像は、4つの一次転写ロール80Y、80M、80C、80Kによって中間転写ベルト62上に順次多重転写される。
【0093】
中間転写ベルト62上に多重転写された各色のトナー像は、二次転写ロール86によって、搬送されてきた記録用紙P上に二次転写される。そして、記録用紙P上の各色のトナー像が定着装置50で定着され、定着後の記録用紙Pは排出される。
【0094】
トナー像の転写工程が終了した後の感光体ドラム210Y、210M、210C、210Kの表面は、残留トナーや紙粉等が除去される。また、中間転写ベルト16上の残留トナーや紙粉等が、クリーニング装置96で除去される。
【0095】
(出力電圧微調整)
上記画像形成動作において、例えば、現像電圧を−450Vとしているが、環境によっては、若干変更(−450Vから−500Vへ、約10%増)した方が現像性が、標準時よりも向上する場合がある。
【0096】
このため、基本となるメインクロック信号は、各変圧部302で同一であるため、変圧部302の変圧トランス342のコイル巻数比を変更したり、二次側の出力電圧を分圧等により変更する、といった手段が考え得るが、変圧部302の主要構成部品の変更が強いられることになる。
【0097】
そこで、本実施の形態では、FET338の前段に設けた抵抗(Rn)336、抵抗(Rm)340の分圧比によりオン・オフ駆動時間を微調整するようにした。
【0098】
図7は、現像装置における現像電圧を標準の−450Vから−500Vに変更する手順を示している。
【0099】
FET338は容量成分を持っているため、抵抗(Rn)336、抵抗(Rm)340との間で、図7(A)に示されるような等価回路が形成される。
【0100】
図7(B)では、抵抗(Rn)336が10KΩ、抵抗(Rm)340が3.3KΩの場合を示しており、FET338のゲートに入力されるクロック信号は、ほぼ方形の波形となり、目標とするオン・オフタイミングでの制御が実現され、結果として−450Vの出力電圧が生成される。
【0101】
一方、変圧部302の主要構成部品を変更せず、また、アナログ信号を変更しないで、抵抗(Rn)336を20KΩ、抵抗(Rm)340を6.8KΩとすると、FET338のゲートに入力されるクロック信号は、その裾部分が拡がり、しきい値レベルでのオンのパルス幅が目標よりも広くなり、その分、オン時間が増加する。この広くなった割合は約10%であり、結果として、−500Vの出力電圧が生成される。
【0102】
なお、本実施の形態では、抵抗(Rn)336及び抵抗(Rm)340を取り替えることで、出力電圧の微調整を行う構成としたが、当然、固定値の抵抗(Rn)336及び抵抗(Rm)340に対して、直列または並列に別の抵抗を付加するようにしてもよい。また、抵抗(Rn)336及び抵抗(Rm)340を可変抵抗器としてもよい。
【0103】
また、本実施の形態では、現像装置の現像電圧を例とり説明したが、1次転写装置、2次転写装置、帯電装置に対応する変圧部302においても同様に、抵抗(Rn)336及び抵抗(Rm)340を変更することで、それぞれの出力電圧の微調整は可能である。
【符号の説明】
【0104】
10 画像形成装置
12 画像形成装置本体
40 画像形成部
41 光走査装置
44 制御ユニット
46Y、46M、46C、46K 現像装置
50 定着装置
58 転写装置
60 中間転写ベルトユニット
62 中間転写ベルト
80Y、80M、80C、80K 1次転写ロール
84 2次転写装置
86 2次転写ロール
141B 低電圧電源部
141C 高電圧電源部
170 メインコントロール部
200Y、200M、200C、200K 画像形成ユニット
210Y、210M、210C、210K 感光体ドラム
300 クロック信号増幅部
300A 第1の入力端子
300B 第2の入力端子
300C 第1の出力端子
300D、300E アース端子
302 変圧部
302A 第1の入力端子
302B 第2の入力端子
302C 第3の入力端子
302D 第4の入力端子
302E 第1の出力端子
302F、302G、302H、302I、302J アース端子
304 抵抗(R1)
306 第1のトランジスタ(pnp)
308 抵抗(R2)
310 第2のトランジスタ(npn)
312 コンデンサ(C1)
314 抵抗(R3)
316 抵抗(R4)
320 第3のトランジスタ(npn)
322 抵抗(R5)
324 増幅器
326 抵抗(R6)
328 コンデンサ(C2)
330 抵抗(R7)
332 電解コンデンサ(C3)
334 ダイオード(D1)
336 抵抗(Rn)
338 FET
340 抵抗(Rm)
342 変圧トランス
342A 一次側コイル
342B 二次側コイル
344 ダイオード(D2)
346 コンデンサ(C4)
348 抵抗(R8)
350 ダイオード(D3)
352 抵抗(R9)
354 コンデンサ(C5)
356 抵抗(R10)
358 抵抗(R11)
360 抵抗(R12)
362 抵抗(R13)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
固定的な周期のクロック信号が入力源とされ、予め設定された電圧値を目標として基準信号を生成する基準信号生成手段と、
前記基準信号生成手段で生成された基準信号に基づくデューティ制御によって、入力電圧値を生成する入力電圧生成手段と、
前記入力電圧生成手段で生成された入力電圧を一次側として、予め定めた二次側の出力電圧値に変圧する変圧手段と、
前記入力電圧生成手段に入力される前のクロック信号のデューティを変更することなく、前記基準信号の信号切り替わり応答時間を調整する調整手段と、
を有する電源装置。
【請求項2】
前記入力電圧生成手段が、
予め設定された電源電圧を、前記基準信号生成手段で生成された基準信号に基づく容量性スイッチング素子のデューティ制御することによって、前記一次側の入力電圧値を生成する請求項1記載の電源装置。
【請求項3】
前記調整手段が、
前記分圧比を調整することで、前記容量性スイッチング素子のスイッチング動作の立上がり時間又は立下り時間を変更し、クロック信号のデューティを変更することなく、前記基準信号の信号切り替わり応答時間を調整する請求項1又は請求項2記載の電源装置。
【請求項4】
帯電装置によって像保持体の表面を一様に帯電し、光走査装置からの光走査を受けて静電潜像を形成すると共に、現像装置によって当該静電潜像を現像剤によって現像し、現像された画像を転写装置により被転写部材へ転写する画像形成処理部と、
固定的な周期のクロック信号が入力源とされ、少なくとも前記帯電装置の帯電電圧、前記現像装置の現像電圧、前記転写装置の転写電圧のそれぞれを目標として基準信号を生成する基準信号生成手段と、
前記基準信号生成手段で生成された複数の基準信号に基づくデューティ制御によって、入力電圧値を生成する入力電圧生成手段と、
前記入力電圧生成手段で生成された入力電圧を一次側として、予め定めた二次側の出力電圧値に変圧する変圧手段と、
前記変圧手段で変圧された前記帯電電圧を前記帯電装置へ供給し、前記現像電圧を現像装置へ供給し、前記転写電圧を転写装置へ供給する供給手段と、
前記入力電圧生成手段に入力される前のクロック信号のデューティを変更することなく、前記基準信号の信号切り替わり応答時間を調整する調整手段と、
を有する画像形成装置。
【請求項5】
前記入力電圧生成手段が、
予め設定された電源電圧を、前記基準信号生成手段で生成された基準信号に基づく容量性スイッチング素子のデューティ制御することによって、前記一次側の入力電圧値を生成する請求項4記載の画像形成装置。
【請求項6】
前記調整手段が、
前記分圧比を調整することで、前記容量性スイッチング素子のスイッチング動作の立上がり時間又は立下り時間を変更し、クロック信号のデューティを変更することなく、前記基準信号の信号切り替わり応答時間を調整する請求項4又は請求項5記載の画像形成装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2012−23933(P2012−23933A)
【公開日】平成24年2月2日(2012.2.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−161948(P2010−161948)
【出願日】平成22年7月16日(2010.7.16)
【出願人】(000005496)富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Fターム(参考)】