電源装置及び画像形成装置
【課題】電力が無駄に熱に変換されることが無く、消費電力を削減できる電源装置を提供するものである。
【解決手段】本発明の電源装置は、オン信号と帰還信号とが入力され駆動信号を生成するパルス幅変調制御回路１００と、パルス幅変調制御回路１００からの駆動信号が入力されスイッチング動作を行うスイッチング素子１０１と、このスイッチング素子１０１によるスイッチング動作に伴う電流が流される１次巻線１１１と、１次巻線１１１が巻回されるトランス磁心１１５と、トランス磁心１１５に巻回される２次巻線１１２と、トランス磁心１１５に巻回される３次巻線１１３と、２次巻線１１２に生じる電流を整流する整流素子Ｄ１とコンデンサＣ１とからなる整流回路と、３次巻線１１３に生じる電流を整流する整流素子Ｄ２とコンデンサＣ２とからなる整流回路と、コンデンサＣ１間の電位差と、コンデンサＣ２間の電位差とを加算して出力する吐出側端子と、を有することを特徴とする。
【解決手段】本発明の電源装置は、オン信号と帰還信号とが入力され駆動信号を生成するパルス幅変調制御回路１００と、パルス幅変調制御回路１００からの駆動信号が入力されスイッチング動作を行うスイッチング素子１０１と、このスイッチング素子１０１によるスイッチング動作に伴う電流が流される１次巻線１１１と、１次巻線１１１が巻回されるトランス磁心１１５と、トランス磁心１１５に巻回される２次巻線１１２と、トランス磁心１１５に巻回される３次巻線１１３と、２次巻線１１２に生じる電流を整流する整流素子Ｄ１とコンデンサＣ１とからなる整流回路と、３次巻線１１３に生じる電流を整流する整流素子Ｄ２とコンデンサＣ２とからなる整流回路と、コンデンサＣ１間の電位差と、コンデンサＣ２間の電位差とを加算して出力する吐出側端子と、を有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーニング装置におけるクリーニング部材や、このクリーニング部材からトナーを回収する回収ローラなどのローラ類に電圧を発生する電源装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置においては、トナーなどの現像剤をクリーニングするためのクリーニング装置が用いられる。このためのクリーニング部材や、このクリーニング部材からトナーを回収する回収ローラなどのローラ類には、所定の電圧を印加することによって、トナーを吸引することが行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１（特開２００４−１０１６５９号公報）にはクリーニング装置６の一例が開示されている。同公報図２に示されるように、像担持体（感光体）１上の転写残トナーＴを、感光体１上から清掃する為のブラシローラ８、トナー回収ローラ９、クリーニングブレード１０によって、クリーニング装置６が構成されている。そして、トナー回収ローラ９には、高圧電源１３によって直流電圧が印加される。これによってブラシローラ８にもトナー回収ローラ９を介して、トナー回収ローラ９よりも低い電圧が印加されている。
【特許文献１】特開２００４−１０１６５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
トナー回収ローラ９に対して、高圧電源１３で直流電圧を印加する特許文献１に記載の方式のものでは、像担持体（感光体）１が帯電してしまう、という問題を有するものである。そこで、これを回避するために、ブラシローラ（クリーニング部材）とトナー回収ローラの双方に積極的に電位を与える構成を出願人らは提案をしている。
【０００５】
ブラシローラ（クリーニング部材）とトナー回収ローラの双方に積極的に電位差を与える理由としては以下のようなものもある。画像形成装置の高画質化のために、トナーの円形度を高め、トナーの粒径を小さくする開発が積極的に進められている。そのため、転写残トナーをクリーニングするクリーニング装置のクリーニング性能を高めることも必要となっている。このような高性能なクリーニング装置では、転写残トナーＴを、像担持体１上から清掃するためのブラシローラ８と、トナー回収ローラ９との間に、積極的に電位差を与え、静電気力により、微細なトナーをクリーニングするようにする必要があるのである。
【０００６】
ところで、このようなクリーニング装置に高電圧を与える電源装置は、消費電力が大きい。また、回路構成が複雑で、特殊な電子部品を必要とし、形状が大きく、コストが高いという課題があった。
【０００７】
以下、電源装置の前記技術課題に対する背景を説明する。図８、図９に示す２つの回路図は、クリーニング装置に対する高電圧バイアス印加を説明する図である。図８、図９共、負荷Ａは、ブラシローラ８、トナー回収ローラ９間の電流経路を示す。図８、図９共、負荷Ｂは、ブラシローラ８、像担持体１間の電流経路を示す。
【０００８】
また、図８では、吐出側端子がトナー回収ローラ９に、吸込側端子がブラシローラ８に、それぞれ接続される。図９では、吐出側端子がブラシローラ８に、吸込側端子がトナー
回収ローラ９に、それぞれ接続される。
【０００９】
これは、転写残トナーＴの帯電電荷極性により、クリーニングバイアス極性の設定が反転するためである。また、画像形成装置の装置構成により、感光体の帯電極性が逆極性であり、図８、図９の電池記号の極性が反転するクリーニングバイアス設定もある。このような反転した極性の印加バイアスの回路図を示したものが図１０、１１である。
【００１０】
負荷Ｂは、感光体上の絶縁性の感光層への充電・放電電流、転写残トナーＴの移動に伴う電荷移動の電流が主体で、抵抗が大きく、流れる電流は少ない。負荷Ａは、抵抗性のブラシローラ８、トナー回収ローラ９のニップ部に流れるため、抵抗が小さく、流れる電流は多い。そのため、図８、図９の吸込側高圧電源は、図示した吸込電流を消費する能力を必要とする。一般的な高圧電源は、２次電池と異なり、エネルギーを吐出する能力のみ有し、エネルギーを吸収する（吸込電流を消費する）能力は、有しておらず、別途電流吸収回路を設ける必要がある。
【００１１】
例えば、負荷Ｂの印加電圧／電流を１ｋＶ／１００ｕＡ、負荷Ａの印加電圧／電流を２００Ｖ／１．１ｍＡとすると、図８において、吸込電流，（電力）は、１．１ｍＡ−１００ｕＡ＝１ｍＡ，（１ｍＡ×１ｋＶ＝１Ｗ）となる。２００Ｖ×１．１ｍＡ＝０．２２Ｗの電力を負荷Ａに供給するために、吸込電流回路は、１ｍＡ×１ｋＶ＝１Ｗの電力を消費し、電力効率が悪い。
【００１２】
以上より、高電圧が掛かった負荷から、高圧電源側に、吸込電流が流れ込む回路構成なので、吸込電流値、高電圧値の積である電力が、高圧電源側で無駄に熱に変換され、高圧電源及び画像形成装置の消費電力が大きい、という問題があった。高電圧を熱に変換する吸込電流消費回路が、高圧電源側に必要で、高耐圧トランジスタ等の特殊電子部品が必要となり、画像形成装置の高圧電源部を大型化し、コストが高い、という問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そのために、本発明に係る電源装置は、オン信号と帰還信号とが入力され駆動信号を生成する制御回路と、前記制御回路からの駆動信号が入力されスイッチング動作を行うスイッチング素子と、前記スイッチング素子によるスイッチング動作に伴う電流が流される１次巻線と、前記１次巻線が巻回されるトランス磁心と、前記トランス磁心に巻回される２次巻線と、前記トランス磁心に巻回される３次巻線と、前記２次巻線に生じる電流を整流する第１整流素子と第１コンデンサとからなる整流回路と、前記３次巻線に生じる電流を整流する第２整流素子と第２コンデンサとからなる整流回路と、前記第１コンデンサの端子間の電位差と、前記第２コンデンサの端子間の電位差とを加算して出力する端子と、を有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る電源装置は、オン信号と帰還信号とが入力され駆動信号を生成する制御回路と、前記制御回路からの駆動信号が入力されスイッチング動作を行うスイッチング素子と、前記スイッチング素子によるスイッチング動作に伴う電流が流される１次巻線と、前記１次巻線が巻回されるトランス磁心と、前記トランス磁心に巻回される２次巻線と、前記トランス磁心に巻回される３次巻線と、前記２次巻線に生じる電流を整流する第１整流素子と第１コンデンサとからなる整流回路と、前記３次巻線に生じる電流を整流する第２整流素子と第２コンデンサとからなる整流回路と、前記第１コンデンサの端子間の電位差と、前記第２コンデンサの端子間の電位差とを減算して出力する端子と、を有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る電源装置は、前記第１コンデンサ又は前記第２コンデンサの電位を分圧する抵抗と、当該抵抗によって分圧された電位を帰還信号として用いることを特徴と
する。
【００１６】
また、本発明に係る電源装置は、前記制御回路はパルス幅変調制御を行うことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る電源装置は、オン信号と帰還信号とが入力され駆動信号を生成する制御回路と、前記制御回路からの駆動信号が入力されスイッチング動作を行うスイッチング素子と、前記スイッチング素子によるスイッチング動作に伴う電流が流される１次巻線と、前記１次巻線が巻回されるトランス磁心と、前記トランス磁心に巻回される巻線と、前記巻線に生じる電流を整流する整流素子と、前記整流素子によって整流された電流を電荷として蓄電するコンデンサとからなる、３つ以上の昇圧ブロックと、前記３つ以上の昇圧ブロックに生じるそれぞれの電位差を、任意に加算及び／又は減算して出力する端子と、を有することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る画像形成装置は、前記のいずれかに記載の電源装置を用いたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る画像形成装置は、現像剤からなる像を担持する像担持体と、前記像担持体上の現像剤をクーリングするクリーニング部材と、前記クリーニング部材から現像剤を回収する回収ローラと、オン信号と帰還信号とが入力され駆動信号を生成する制御回路と、前記制御回路からの駆動信号が入力されスイッチング動作を行うスイッチング素子と、前記スイッチング素子によるスイッチング動作に伴う電流が流される１次巻線と、前記１次巻線が巻回されるトランス磁心と、前記トランス磁心に巻回される２次巻線と、前記トランス磁心に巻回される３次巻線と、前記２次巻線に生じる電流を整流する第１整流素子と第１コンデンサとからなる整流回路と、前記３次巻線に生じる電流を整流する第２整流素子と第２コンデンサとからなる整流回路と、を有し、前記第１コンデンサの電位と前記第２コンデンサの電位とを加算した電位を前記回収ローラまたは前記クリーニング部材のいずれか一方に印加し、前記第１コンデンサの電位を前記クリーニング部材または前記回収ローラのいずれか他方に印加することを特徴とする置。
【００２０】
また、本発明に係る画像形成装置は、現像剤からなる像を担持する像担持体と、前記像担持体上の現像剤をクーリングするクリーニング部材と、前記クリーニング部材から現像剤を回収する回収ローラと、オン信号と帰還信号とが入力され駆動信号を生成する制御回路と、前記制御回路からの駆動信号が入力されスイッチング動作を行うスイッチング素子と、前記スイッチング素子によるスイッチング動作に伴う電流が流される１次巻線と、前記１次巻線が巻回されるトランス磁心と、前記トランス磁心に巻回される２次巻線と、前記トランス磁心に巻回される３次巻線と、前記２次巻線に生じる電流を整流する第１整流素子と第１コンデンサとからなる整流回路と、前記３次巻線に生じる電流を整流する第２整流素子と第２コンデンサとからなる整流回路と、を有し、前記第１コンデンサの電位と前記第２コンデンサの電位とを減算した電位を前記回収ローラまたは前記クリーニング部材のいずれか一方に印加し、前記第１コンデンサの電位を前記クリーニング部材または前記回収ローラのいずれか他方に印加することを特徴とする。
【００２１】
本発明の電源装置及びそれを用いた画像形成装置によれば、高電圧が掛かった負荷から、高圧電源側に、吸込電流が流れ込まない回路構成なので、吸込電流値、高電圧値の積である電力が、高圧電源側で無駄に熱に変換されることが無く、高圧電源及び画像形成装置の消費電力を削減できる。
【００２２】
また、本発明の電源装置及びそれを用いた画像形成装置によれば、高電圧を熱に変換する吸込電流消費回路が、高圧電源側に不要なので、高耐圧トランジスタ等の特殊電子部品
が不要となり、画像形成装置の高圧電源部を小型化、低コスト化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の電源装置が用いられた画像形成装置の一部を示す図である。
トナーを画像形成用の現像剤として用いる画像形成装置の感光体周辺の構成についてのみ示したものである。用紙への転写や、用紙上のトナー定着などについては示していないが、これらはいずれも周知の技術を用いることができる。
【００２４】
感光体１０は、外周面に感光層が形成された円筒状の部材からなる感光体ドラムであり、図に示すように時計回りの方向に回転する。該感光体１０の表層の感光層は、例えばアモルファスシリコン感光体で構成される。帯電器１１は、感光体１０と現像ローラ２０とのニップ部より感光体１０の回転方向の上流側に配置され、図示しない電源装置から電圧が印加され、感光体１０を帯電させる。露光ユニット１２は、コロナ帯電器からなる帯電器１１より感光体１０の回転方向の下流側において、帯電器１１によって帯電された感光体１０上にレーザ光を照射し、感光体１０上に潜像を形成する。
【００２５】
中間転写ベルト４０は、エンドレスのベルトであり、不図示の駆動ローラとテンションローラに張架され駆動ローラにより回転駆動される。この中間転写ベルト４０は、一次転写部５０で感光体１０と当接し、感光体１０からトナー像が転写される。一次転写ローラ５１は、一次転写部５０におけるバックアップローラである。
【００２６】
なお、フルカラーの画像形成装置を構成する際には、イェロー用の感光体１０Ｙ、マゼンタ用の感光体１０Ｍ、シアン用の感光体１０Ｃ、ブラック用の感光体１０Ｋを準備しておき、現像された感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上の各色のトナー像を中間転写ベルト４０上に順次重ねて転写し、フルカラーのトナー像を形成する。
【００２７】
１次転写部５０において転写されなかった感光体１０上の残留トナーは、クリーニング装置４にてクリーニングされるようになっている。このためのクリーニング装置４は、回転可能に設けられたブラシローラ４ａ（特許請求の範囲におけるクリーニング部材に相当）を有している。このブラシローラ４ａは多数のブラシ毛４ｂを有しており、これらのブラシ毛４ｂが感光体１０の表面に当接して配設されている。ブラシローラ４ａは、感光体１０の回転と順回転（感光体１０とブラシ毛４ｂとの当接部で感光体１０の回転の接線方向の速度の向きとブラシ毛４ｂの回転の接線方向の速度の向きとが同じ向き）または感光体１０の回転と逆回転（感光体１０の前述の速度の向きとブラシ毛４ｂの前述の速度の向きとが逆向き）で回転するようにされている。
【００２８】
また、クリーニング装置４は、回転可能に設けられた回収ローラ４ｃを有している。この回収ローラ４ｃは、ブラシローラ４ａのブラシ毛４ｂに当接して配設されている。回収ローラ４ｃは、ブラシローラ４ａの回転と順回転（前述と同様の意味）で回転するようにされている。
【００２９】
さらに、クリーニング装置４は、回収ローラ４ｃに当接するクリーニングブレード４ｄを有している。このクリーニングブレード４ｄは、回収ローラ４ｃに付着したトナーを回収ローラ４ｃから掻き落として回収する。クリーニングブレード４ｄには、従来周知慣用のクリーニングブレードを用いることができる。
【００３０】
クリーニング装置４におけるブラシローラ４ａには、感光体１０からトナーを引き寄せるためのバイアス電圧Ｖ１が、また、回収ローラ４ｃには、ブラシローラ４ａからトナーを引き寄せるためのバイアス電圧Ｖ２が印加される。これらのバイアス電圧の間には、｜
Ｖ２｜＞｜Ｖ１｜の関係がある。
【００３１】
なお、本実施形態が例としている画像形成装置においては、負帯電トナーを用いて画像形成が行われる。もちろん、正帯電トナーを用いて画像形成を行うこともできる。以下の説明では、画像形成装置は負帯電トナーを用いるものとして説明するが、正帯電トナーを用いる場合には、以下の説明の各部材に印加する電位を逆極性とすればよい。
【００３２】
また、本実施形態では、クリーニング装置によるクリーニング対象としては、感光体１０を例にとり説明するが、クリーニング対象としてはこれに限らず、例えば、中間転写ベルト４０などの像担持体一般とすることができる。
【００３３】
次に、以上のようなクリーニング装置４に印加するバイアス電圧を発生する電源装置について説明する。図２は本発明の実施の形態に係る電源装置の回路図である。図２において、１００はパルス幅変調（ＰＷＭ）制御回路、１０１はスイッチング素子、１１０はトランス、１１１は１次巻線、１１２は２次巻線、１１３は３次巻線、１１５はトランス磁心、Ｄ１はダイオード（第１整流素子）、Ｄ２はダイオード（第２整流素子）、Ｃ１はコンダンサ（第１コンデンサ）、Ｃ２はコンダンサ（第２コンデンサ）、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は抵抗をそれぞれ示している。
【００３４】
本発明の実施形態に係る電源装置は、画像形成装置本体より例えば２４Ｖ電源を供給される。パルス幅変調（ＰＷＭ）制御回路１００は、ＯＮ信号が画像形成装置本体より与えられると、自励発振、或いは、他励発振により、駆動信号を発生する。また、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御回路１００は、帰還信号が入力され、目標値に対する帰還制御が行われる。
【００３５】
スイッチング素子１０１は例えばトランジスタＱ１などにより構成する。パルス幅変調（ＰＷＭ）制御回路１００が発生する駆動信号は、トランジスタＱ１のベースを駆動し、トランジスタＱ１のコレクタにより、トランス１１０の１次巻線１１１が励磁される。
【００３６】
なお、本実施形態においては、スイッチング素子１０１を駆動するために制御回路として、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御回路１００を用いる例について説明したが、スイッチング素子１０１を駆動するための制御はパルス幅変調（ＰＷＭ）制御以外の周知のものを用いることができる。トランス１１０は、一つのトランス磁心１１５に対して、１次巻線１１１、２次巻線１１２、３次巻線１１３が巻回される構成となっている。そして、トランス１１０の１次巻線１１１がスイッチング素子１０１によるスイッチング電流によって励磁されると、トランス１１０の２次巻線１１２に励起された脈流は、ダイオードＤ１によって整流され、整流された電流はコンデンサＣ１に電荷として蓄電される。このように、トランス１１０の２次巻線１１２に励起された電流は、ダイオードＤ１と、コンデンサＣ１とからなる整流回路で直流高電圧に変換される。同様に、トランス１１０の３次巻線１１３に励起された脈流は、ダイオードＤ２と、コンデンサＣ２とからなる整流回路で直流高電圧に変換される。
【００３７】
コンデンサＣ１に得られた直流高電圧は、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ３により分圧され、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御回路１００に帰還信号として帰還され、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御回路１００において、出力高電圧が一定となる様に定電圧制御が実施される。
【００３８】
また、抵抗Ｒ２は、コンデンサＣ２に蓄えられた電荷を放電する機能を有する。抵抗Ｒ２に出力される電圧は、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御回路１００に帰還されていないが、同一トランス内では、１次巻線、２次巻線、３次巻線の巻数比に比例した電圧が励起される性質により、概略の精度を得ることが出来る。
【００３９】
パルス幅変調（ＰＷＭ）制御回路１００への電圧帰還は、コンデンサＣ２に得られた直流高電圧に対して抵抗Ｒ２の他端に抵抗Ｒ１を接続変更して行うことも出来る。吸込側端子、吐出側端子の出力電圧精度をより高めたい直流高電圧側に抵抗Ｒ１を接続し、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御回路１００に電圧帰還するのがより好ましい実施形態である。
【００４０】
以上のような電源装置の回路構成によれば、吐出側端子には、コンデンサＣ１の端子間の電位差と、コンデンサＣ２の端子間の電位差と、が加算されて出力される。ブラシローラ４ａが接続される吸込側端子の電圧をＶ１、回収ローラ４ｃが接続される吐出側端子の電圧をＶ２とすると、吐出側端子のＶ２は、Ｖ１より高い電圧となる。なお、図２の回路図において、トナーの特性によっては、極性を反転させた回路構成とすることもできる。このような極性を反転させた回路構成の場合も含めると、｜Ｖ２｜＞｜Ｖ１｜の関係があるといえる。なお、トナーの帯電極性や感光体の帯電特性に応じて、吸込側端子に回収ローラ４ｃを接続して電圧Ｖ１を印加し、吐出側端子にブラシローラ４ａを接続して電圧Ｖ２を印加するようにしてもよい。
【００４１】
図２の回路図を、図８の回路図と対応するようにして表現しものが、図３に示す図である。従来技術と大きく異なる点は、接地電位に対し、フローティングした電位に設けられた電源の存在である。電池を複数本接続すれば、このような回路構成は可能であるが、電子写真装置に必要な高電圧を確保することは、容易では無い。そこで、図２に示すような回路図の電源装置を用いる。図３において、負荷Ａは、ブラシローラ４ａ、回収ローラ４ｃ間の電流経路を示す。また、負荷Ｂは、ブラシローラ４ａ、感光体１０間の電流経路を示す。
【００４２】
以上のような電源装置及びそれを用いた画像形成装置によれば、高電圧が掛かった負荷から、高圧電源側に、吸込電流が流れ込まない回路構成なので、吸込電流値、高電圧値の積である電力が、高圧電源側で無駄に熱に変換されることが無く、高圧電源及び画像形成装置の消費電力を削減できる。また、本発明の電源装置及びそれを用いた画像形成装置によれば、高電圧を熱に変換する吸込電流消費回路が、高圧電源側に不要なので、高耐圧トランジスタ等の特殊電子部品が不要となり、画像形成装置の高圧電源部を小型化、低コスト化できる。
【００４３】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図４は本発明の第２の実施形態に係る電源装置の回路図である。図３に示す実施形態と同様の回路記号、参照番号の構成は、先の実施形態と同様のものを示している。図２記載の回路と異なるのは結線であり、図４に示す他の実施形態に係る電源装置の回路構成によれば、吐出側端子には、コンデンサＣ１の端子間の電位差と、コンデンサＣ２の端子間の電位差と、が減算されて出力される。図４の回路図を、図９の回路図と対応するようにして表現したものが、図５に示す図である。このような他の実施形態によっても、先の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図６は本発明の第３の実施形態に係る電源装置の回路図である。図６に示す電源装置においては、トランス１１０のトランス磁心１１５には、さらに４次巻線１１４が設けられており、トランス１１０の４次巻線１１４に励起された脈流電圧は、ダイオードＤ３、コンデンサＣ３の整流回路で直流高電圧に変換される。
【００４５】
そして、吐出側端子には、コンデンサＣ１の端子間の電位差と、コンデンサＣ２の端子間の電位差と、コンデンサＣ３の端子間の電位差と、が加算されて出力される。吐出／吸込側端子には、コンデンサＣ１の端子間の電位差と、コンデンサＣ２の端子間の電位差と
、が加算されて出力される。
【００４６】
なお、本実施形態においては、それぞれの電位差を加算するものについて示しているが、本発明は、ぞれぞれの電位差の加算、減算を任意に行い得るものである。
【００４７】
以上のような電源装置は、高圧出力を３系統有するものであり、例えば、ブラシローラ４ａ、回収ローラ４ｃ、クリーニングブレード４ｄのそれぞれに電位差を有す高電圧を与えたい場合に好適な実施例である。
【００４８】
また、２次巻線１１２、３次巻線１１３、４次巻線１１４の極性及び、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３の極性を反転させることにより、任意の極性の組合せの複数の高電圧出力を得ることができる。前記した実施形態と回路図の同一記号部は、同様の機能を有す為に、説明を割愛する。
【００４９】
高圧トランスの４次巻線１１４に励起された脈流電圧は、ダイオードＤ３、コンデンサＣ３の整流回路で直流高電圧に変換される。抵抗Ｒ３は、コンデンサＣ３に蓄えられた電荷を放電する機能を有する。抵抗Ｒ３に出力される電圧は、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御回路１００に帰還されていないが、同一トランス１１０内では、１次巻線１１１、２次巻線１１２、３次巻線１１３、４次巻線１１４の巻数比に比例した電圧が励起される性質により、概略の精度を得る事が出来る。パルス幅変調（ＰＷＭ）制御回路１００への電圧帰還は、抵抗Ｒ３の両端の何れかに抵抗Ｒ１を接続変更して行う事も出来る。吸込側端子、吐出側端子の出力電圧精度をより高めたい側に抵抗Ｒ１を接続し、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御回路１００に電圧帰還するのがより好ましい実施形態である。
【００５０】
以上のような電源装置及びそれを用いた画像形成装置によれば、複数の高圧出力をあたかも複数の電池の任意接続により、得ているが如く高圧電源回路が構成できる。これにより、高電圧を熱に変換する吸込電流消費回路が、高圧電源側に不要となる。
【００５１】
次に本発明の第４の実施形態について説明する。図７は本発明の電源装置を画像形成装置の帯電器に用いた例を示す図である。図７において示す帯電器１１はスコロトロン帯電器であり、１１ａはワイヤ、１１ｂはグリッドを示している。そして、電源装置としては、図２の回路図に示すものが用いられており、ワイヤ１１ａには吐出側端子が、グリッド１１ｂには吸込側端子が接続されるものである。すなわち、ワイヤ１１ａはＶ２とされ、グリッド１１ｂはＶ１とされる。なお、電源装置としては、図３の回路図に示すものを用いてもよい。
【００５２】
帯電器１１としてスコロトロン帯電器を用いる場合、グリッド１１ｂの電位の管理がより重要であり、その意味においても、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ３により分圧された電位が、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御回路１００に帰還信号として帰還されることが望ましい。
【００５３】
本発明の電源装置は、帯電器の高圧電源として用いることができ、このような場合においても、吸込電流値、高電圧値の積である電力が、高圧電源側で無駄に熱に変換されることが無く、高圧電源及び画像形成装置の消費電力を削減できる。また、高電圧を熱に変換する吸込電流消費回路が、高圧電源側に不要なので、高耐圧トランジスタ等の特殊電子部品が不要となり、画像形成装置の高圧電源部を小型化、低コスト化できる。
【００５４】
以上において、種々の実施形態を示したが、本発明の電源装置を特開２００７−１７１３４２号公報や特開２００８−９６８７２号公報などの液体現像剤を用いた画像形成装置に用いることもできる。液体現像剤を用いた画像形成装置は、感光体上に形成した潜像を液体現像剤によって現像する現像ローラ及びこの現像ローラ上の液体現像剤中のトナー粒
子を現像ローラ表面に凝集させるトナー圧縮ローラを有しており、現像ローラには吸込側端子（Ｖ１）が、トナー圧縮ローラには吐出側端子（Ｖ２）が接続され、電源装置によってそれぞれのバイアス電圧Ｖ１、Ｖ２を印加しているものである。なお、電源装置としては、図３の回路図に示すものを用いてもよい。このような場合においても、吸込電流値、高電圧値の積である電力が、高圧電源側で無駄に熱に変換されることが無く、高圧電源及び画像形成装置の消費電力を削減できる。また、高電圧を熱に変換する吸込電流消費回路が、高圧電源側に不要なので、高耐圧トランジスタ等の特殊電子部品が不要となり、画像形成装置の高圧電源部を小型化、低コスト化できる。
【００５５】
以上において、種々の実施形態を示したが、それぞれの実施形態の構成要素を適宜組み合わせて構成した実施形態についても、本発明の範疇に含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わる電源装置が用いられた画像形成装置の一部を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る電源装置の回路図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る電源装置の回路を模式的に表現する図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る電源装置の回路図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る電源装置の回路を模式的に表現する図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る電源装置の回路図である。
【図７】本発明の電源装置を画像形成装置の帯電器に用いた例を示す図である。
【図８】クリーニング装置に対する高電圧バイアス印加を説明する回路図である。
【図９】クリーニング装置に対する高電圧バイアス印加を説明する回路図である。
【図１０】クリーニング装置に対する高電圧バイアス印加を説明する回路図である。
【図１１】クリーニング装置に対する高電圧バイアス印加を説明する回路図である。
【符号の説明】
【００５７】
４・・・クリーニング装置、４ａ・・・ブラシローラ、４ｂ・・・ブラシ毛、４ｃ・・・回収ローラ、４ｄ・・・クリーニングブレード、１０・・・感光体、１１・・・帯電器、１１ａ・・・ワイヤ、１１ｂ・・・グリッド、１２・・・露光ユニット、２０・・・現像ローラ、４０・・・中間転写ベルト、５０・・・１次転写部、５１・・・一次転写ローラ、１００・・・パルス幅変調（ＰＷＭ）制御回路、１０１・・・スイッチング素子、１１０・・・トランス、１１１・・・１次巻線、１１２・・・２次巻線、１１３・・・３次巻線、１１４・・・４次巻線、１１５・・・トランス磁心、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３・・・整流素子、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３・・・コンデンサ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４・・・抵抗
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーニング装置におけるクリーニング部材や、このクリーニング部材からトナーを回収する回収ローラなどのローラ類に電圧を発生する電源装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置においては、トナーなどの現像剤をクリーニングするためのクリーニング装置が用いられる。このためのクリーニング部材や、このクリーニング部材からトナーを回収する回収ローラなどのローラ類には、所定の電圧を印加することによって、トナーを吸引することが行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１（特開２００４−１０１６５９号公報）にはクリーニング装置６の一例が開示されている。同公報図２に示されるように、像担持体（感光体）１上の転写残トナーＴを、感光体１上から清掃する為のブラシローラ８、トナー回収ローラ９、クリーニングブレード１０によって、クリーニング装置６が構成されている。そして、トナー回収ローラ９には、高圧電源１３によって直流電圧が印加される。これによってブラシローラ８にもトナー回収ローラ９を介して、トナー回収ローラ９よりも低い電圧が印加されている。
【特許文献１】特開２００４−１０１６５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
トナー回収ローラ９に対して、高圧電源１３で直流電圧を印加する特許文献１に記載の方式のものでは、像担持体（感光体）１が帯電してしまう、という問題を有するものである。そこで、これを回避するために、ブラシローラ（クリーニング部材）とトナー回収ローラの双方に積極的に電位を与える構成を出願人らは提案をしている。
【０００５】
ブラシローラ（クリーニング部材）とトナー回収ローラの双方に積極的に電位差を与える理由としては以下のようなものもある。画像形成装置の高画質化のために、トナーの円形度を高め、トナーの粒径を小さくする開発が積極的に進められている。そのため、転写残トナーをクリーニングするクリーニング装置のクリーニング性能を高めることも必要となっている。このような高性能なクリーニング装置では、転写残トナーＴを、像担持体１上から清掃するためのブラシローラ８と、トナー回収ローラ９との間に、積極的に電位差を与え、静電気力により、微細なトナーをクリーニングするようにする必要があるのである。
【０００６】
ところで、このようなクリーニング装置に高電圧を与える電源装置は、消費電力が大きい。また、回路構成が複雑で、特殊な電子部品を必要とし、形状が大きく、コストが高いという課題があった。
【０００７】
以下、電源装置の前記技術課題に対する背景を説明する。図８、図９に示す２つの回路図は、クリーニング装置に対する高電圧バイアス印加を説明する図である。図８、図９共、負荷Ａは、ブラシローラ８、トナー回収ローラ９間の電流経路を示す。図８、図９共、負荷Ｂは、ブラシローラ８、像担持体１間の電流経路を示す。
【０００８】
また、図８では、吐出側端子がトナー回収ローラ９に、吸込側端子がブラシローラ８に、それぞれ接続される。図９では、吐出側端子がブラシローラ８に、吸込側端子がトナー
回収ローラ９に、それぞれ接続される。
【０００９】
これは、転写残トナーＴの帯電電荷極性により、クリーニングバイアス極性の設定が反転するためである。また、画像形成装置の装置構成により、感光体の帯電極性が逆極性であり、図８、図９の電池記号の極性が反転するクリーニングバイアス設定もある。このような反転した極性の印加バイアスの回路図を示したものが図１０、１１である。
【００１０】
負荷Ｂは、感光体上の絶縁性の感光層への充電・放電電流、転写残トナーＴの移動に伴う電荷移動の電流が主体で、抵抗が大きく、流れる電流は少ない。負荷Ａは、抵抗性のブラシローラ８、トナー回収ローラ９のニップ部に流れるため、抵抗が小さく、流れる電流は多い。そのため、図８、図９の吸込側高圧電源は、図示した吸込電流を消費する能力を必要とする。一般的な高圧電源は、２次電池と異なり、エネルギーを吐出する能力のみ有し、エネルギーを吸収する（吸込電流を消費する）能力は、有しておらず、別途電流吸収回路を設ける必要がある。
【００１１】
例えば、負荷Ｂの印加電圧／電流を１ｋＶ／１００ｕＡ、負荷Ａの印加電圧／電流を２００Ｖ／１．１ｍＡとすると、図８において、吸込電流，（電力）は、１．１ｍＡ−１００ｕＡ＝１ｍＡ，（１ｍＡ×１ｋＶ＝１Ｗ）となる。２００Ｖ×１．１ｍＡ＝０．２２Ｗの電力を負荷Ａに供給するために、吸込電流回路は、１ｍＡ×１ｋＶ＝１Ｗの電力を消費し、電力効率が悪い。
【００１２】
以上より、高電圧が掛かった負荷から、高圧電源側に、吸込電流が流れ込む回路構成なので、吸込電流値、高電圧値の積である電力が、高圧電源側で無駄に熱に変換され、高圧電源及び画像形成装置の消費電力が大きい、という問題があった。高電圧を熱に変換する吸込電流消費回路が、高圧電源側に必要で、高耐圧トランジスタ等の特殊電子部品が必要となり、画像形成装置の高圧電源部を大型化し、コストが高い、という問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そのために、本発明に係る電源装置は、オン信号と帰還信号とが入力され駆動信号を生成する制御回路と、前記制御回路からの駆動信号が入力されスイッチング動作を行うスイッチング素子と、前記スイッチング素子によるスイッチング動作に伴う電流が流される１次巻線と、前記１次巻線が巻回されるトランス磁心と、前記トランス磁心に巻回される２次巻線と、前記トランス磁心に巻回される３次巻線と、前記２次巻線に生じる電流を整流する第１整流素子と第１コンデンサとからなる整流回路と、前記３次巻線に生じる電流を整流する第２整流素子と第２コンデンサとからなる整流回路と、前記第１コンデンサの端子間の電位差と、前記第２コンデンサの端子間の電位差とを加算して出力する端子と、を有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る電源装置は、オン信号と帰還信号とが入力され駆動信号を生成する制御回路と、前記制御回路からの駆動信号が入力されスイッチング動作を行うスイッチング素子と、前記スイッチング素子によるスイッチング動作に伴う電流が流される１次巻線と、前記１次巻線が巻回されるトランス磁心と、前記トランス磁心に巻回される２次巻線と、前記トランス磁心に巻回される３次巻線と、前記２次巻線に生じる電流を整流する第１整流素子と第１コンデンサとからなる整流回路と、前記３次巻線に生じる電流を整流する第２整流素子と第２コンデンサとからなる整流回路と、前記第１コンデンサの端子間の電位差と、前記第２コンデンサの端子間の電位差とを減算して出力する端子と、を有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る電源装置は、前記第１コンデンサ又は前記第２コンデンサの電位を分圧する抵抗と、当該抵抗によって分圧された電位を帰還信号として用いることを特徴と
する。
【００１６】
また、本発明に係る電源装置は、前記制御回路はパルス幅変調制御を行うことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る電源装置は、オン信号と帰還信号とが入力され駆動信号を生成する制御回路と、前記制御回路からの駆動信号が入力されスイッチング動作を行うスイッチング素子と、前記スイッチング素子によるスイッチング動作に伴う電流が流される１次巻線と、前記１次巻線が巻回されるトランス磁心と、前記トランス磁心に巻回される巻線と、前記巻線に生じる電流を整流する整流素子と、前記整流素子によって整流された電流を電荷として蓄電するコンデンサとからなる、３つ以上の昇圧ブロックと、前記３つ以上の昇圧ブロックに生じるそれぞれの電位差を、任意に加算及び／又は減算して出力する端子と、を有することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る画像形成装置は、前記のいずれかに記載の電源装置を用いたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る画像形成装置は、現像剤からなる像を担持する像担持体と、前記像担持体上の現像剤をクーリングするクリーニング部材と、前記クリーニング部材から現像剤を回収する回収ローラと、オン信号と帰還信号とが入力され駆動信号を生成する制御回路と、前記制御回路からの駆動信号が入力されスイッチング動作を行うスイッチング素子と、前記スイッチング素子によるスイッチング動作に伴う電流が流される１次巻線と、前記１次巻線が巻回されるトランス磁心と、前記トランス磁心に巻回される２次巻線と、前記トランス磁心に巻回される３次巻線と、前記２次巻線に生じる電流を整流する第１整流素子と第１コンデンサとからなる整流回路と、前記３次巻線に生じる電流を整流する第２整流素子と第２コンデンサとからなる整流回路と、を有し、前記第１コンデンサの電位と前記第２コンデンサの電位とを加算した電位を前記回収ローラまたは前記クリーニング部材のいずれか一方に印加し、前記第１コンデンサの電位を前記クリーニング部材または前記回収ローラのいずれか他方に印加することを特徴とする置。
【００２０】
また、本発明に係る画像形成装置は、現像剤からなる像を担持する像担持体と、前記像担持体上の現像剤をクーリングするクリーニング部材と、前記クリーニング部材から現像剤を回収する回収ローラと、オン信号と帰還信号とが入力され駆動信号を生成する制御回路と、前記制御回路からの駆動信号が入力されスイッチング動作を行うスイッチング素子と、前記スイッチング素子によるスイッチング動作に伴う電流が流される１次巻線と、前記１次巻線が巻回されるトランス磁心と、前記トランス磁心に巻回される２次巻線と、前記トランス磁心に巻回される３次巻線と、前記２次巻線に生じる電流を整流する第１整流素子と第１コンデンサとからなる整流回路と、前記３次巻線に生じる電流を整流する第２整流素子と第２コンデンサとからなる整流回路と、を有し、前記第１コンデンサの電位と前記第２コンデンサの電位とを減算した電位を前記回収ローラまたは前記クリーニング部材のいずれか一方に印加し、前記第１コンデンサの電位を前記クリーニング部材または前記回収ローラのいずれか他方に印加することを特徴とする。
【００２１】
本発明の電源装置及びそれを用いた画像形成装置によれば、高電圧が掛かった負荷から、高圧電源側に、吸込電流が流れ込まない回路構成なので、吸込電流値、高電圧値の積である電力が、高圧電源側で無駄に熱に変換されることが無く、高圧電源及び画像形成装置の消費電力を削減できる。
【００２２】
また、本発明の電源装置及びそれを用いた画像形成装置によれば、高電圧を熱に変換する吸込電流消費回路が、高圧電源側に不要なので、高耐圧トランジスタ等の特殊電子部品
が不要となり、画像形成装置の高圧電源部を小型化、低コスト化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の電源装置が用いられた画像形成装置の一部を示す図である。
トナーを画像形成用の現像剤として用いる画像形成装置の感光体周辺の構成についてのみ示したものである。用紙への転写や、用紙上のトナー定着などについては示していないが、これらはいずれも周知の技術を用いることができる。
【００２４】
感光体１０は、外周面に感光層が形成された円筒状の部材からなる感光体ドラムであり、図に示すように時計回りの方向に回転する。該感光体１０の表層の感光層は、例えばアモルファスシリコン感光体で構成される。帯電器１１は、感光体１０と現像ローラ２０とのニップ部より感光体１０の回転方向の上流側に配置され、図示しない電源装置から電圧が印加され、感光体１０を帯電させる。露光ユニット１２は、コロナ帯電器からなる帯電器１１より感光体１０の回転方向の下流側において、帯電器１１によって帯電された感光体１０上にレーザ光を照射し、感光体１０上に潜像を形成する。
【００２５】
中間転写ベルト４０は、エンドレスのベルトであり、不図示の駆動ローラとテンションローラに張架され駆動ローラにより回転駆動される。この中間転写ベルト４０は、一次転写部５０で感光体１０と当接し、感光体１０からトナー像が転写される。一次転写ローラ５１は、一次転写部５０におけるバックアップローラである。
【００２６】
なお、フルカラーの画像形成装置を構成する際には、イェロー用の感光体１０Ｙ、マゼンタ用の感光体１０Ｍ、シアン用の感光体１０Ｃ、ブラック用の感光体１０Ｋを準備しておき、現像された感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上の各色のトナー像を中間転写ベルト４０上に順次重ねて転写し、フルカラーのトナー像を形成する。
【００２７】
１次転写部５０において転写されなかった感光体１０上の残留トナーは、クリーニング装置４にてクリーニングされるようになっている。このためのクリーニング装置４は、回転可能に設けられたブラシローラ４ａ（特許請求の範囲におけるクリーニング部材に相当）を有している。このブラシローラ４ａは多数のブラシ毛４ｂを有しており、これらのブラシ毛４ｂが感光体１０の表面に当接して配設されている。ブラシローラ４ａは、感光体１０の回転と順回転（感光体１０とブラシ毛４ｂとの当接部で感光体１０の回転の接線方向の速度の向きとブラシ毛４ｂの回転の接線方向の速度の向きとが同じ向き）または感光体１０の回転と逆回転（感光体１０の前述の速度の向きとブラシ毛４ｂの前述の速度の向きとが逆向き）で回転するようにされている。
【００２８】
また、クリーニング装置４は、回転可能に設けられた回収ローラ４ｃを有している。この回収ローラ４ｃは、ブラシローラ４ａのブラシ毛４ｂに当接して配設されている。回収ローラ４ｃは、ブラシローラ４ａの回転と順回転（前述と同様の意味）で回転するようにされている。
【００２９】
さらに、クリーニング装置４は、回収ローラ４ｃに当接するクリーニングブレード４ｄを有している。このクリーニングブレード４ｄは、回収ローラ４ｃに付着したトナーを回収ローラ４ｃから掻き落として回収する。クリーニングブレード４ｄには、従来周知慣用のクリーニングブレードを用いることができる。
【００３０】
クリーニング装置４におけるブラシローラ４ａには、感光体１０からトナーを引き寄せるためのバイアス電圧Ｖ１が、また、回収ローラ４ｃには、ブラシローラ４ａからトナーを引き寄せるためのバイアス電圧Ｖ２が印加される。これらのバイアス電圧の間には、｜
Ｖ２｜＞｜Ｖ１｜の関係がある。
【００３１】
なお、本実施形態が例としている画像形成装置においては、負帯電トナーを用いて画像形成が行われる。もちろん、正帯電トナーを用いて画像形成を行うこともできる。以下の説明では、画像形成装置は負帯電トナーを用いるものとして説明するが、正帯電トナーを用いる場合には、以下の説明の各部材に印加する電位を逆極性とすればよい。
【００３２】
また、本実施形態では、クリーニング装置によるクリーニング対象としては、感光体１０を例にとり説明するが、クリーニング対象としてはこれに限らず、例えば、中間転写ベルト４０などの像担持体一般とすることができる。
【００３３】
次に、以上のようなクリーニング装置４に印加するバイアス電圧を発生する電源装置について説明する。図２は本発明の実施の形態に係る電源装置の回路図である。図２において、１００はパルス幅変調（ＰＷＭ）制御回路、１０１はスイッチング素子、１１０はトランス、１１１は１次巻線、１１２は２次巻線、１１３は３次巻線、１１５はトランス磁心、Ｄ１はダイオード（第１整流素子）、Ｄ２はダイオード（第２整流素子）、Ｃ１はコンダンサ（第１コンデンサ）、Ｃ２はコンダンサ（第２コンデンサ）、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は抵抗をそれぞれ示している。
【００３４】
本発明の実施形態に係る電源装置は、画像形成装置本体より例えば２４Ｖ電源を供給される。パルス幅変調（ＰＷＭ）制御回路１００は、ＯＮ信号が画像形成装置本体より与えられると、自励発振、或いは、他励発振により、駆動信号を発生する。また、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御回路１００は、帰還信号が入力され、目標値に対する帰還制御が行われる。
【００３５】
スイッチング素子１０１は例えばトランジスタＱ１などにより構成する。パルス幅変調（ＰＷＭ）制御回路１００が発生する駆動信号は、トランジスタＱ１のベースを駆動し、トランジスタＱ１のコレクタにより、トランス１１０の１次巻線１１１が励磁される。
【００３６】
なお、本実施形態においては、スイッチング素子１０１を駆動するために制御回路として、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御回路１００を用いる例について説明したが、スイッチング素子１０１を駆動するための制御はパルス幅変調（ＰＷＭ）制御以外の周知のものを用いることができる。トランス１１０は、一つのトランス磁心１１５に対して、１次巻線１１１、２次巻線１１２、３次巻線１１３が巻回される構成となっている。そして、トランス１１０の１次巻線１１１がスイッチング素子１０１によるスイッチング電流によって励磁されると、トランス１１０の２次巻線１１２に励起された脈流は、ダイオードＤ１によって整流され、整流された電流はコンデンサＣ１に電荷として蓄電される。このように、トランス１１０の２次巻線１１２に励起された電流は、ダイオードＤ１と、コンデンサＣ１とからなる整流回路で直流高電圧に変換される。同様に、トランス１１０の３次巻線１１３に励起された脈流は、ダイオードＤ２と、コンデンサＣ２とからなる整流回路で直流高電圧に変換される。
【００３７】
コンデンサＣ１に得られた直流高電圧は、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ３により分圧され、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御回路１００に帰還信号として帰還され、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御回路１００において、出力高電圧が一定となる様に定電圧制御が実施される。
【００３８】
また、抵抗Ｒ２は、コンデンサＣ２に蓄えられた電荷を放電する機能を有する。抵抗Ｒ２に出力される電圧は、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御回路１００に帰還されていないが、同一トランス内では、１次巻線、２次巻線、３次巻線の巻数比に比例した電圧が励起される性質により、概略の精度を得ることが出来る。
【００３９】
パルス幅変調（ＰＷＭ）制御回路１００への電圧帰還は、コンデンサＣ２に得られた直流高電圧に対して抵抗Ｒ２の他端に抵抗Ｒ１を接続変更して行うことも出来る。吸込側端子、吐出側端子の出力電圧精度をより高めたい直流高電圧側に抵抗Ｒ１を接続し、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御回路１００に電圧帰還するのがより好ましい実施形態である。
【００４０】
以上のような電源装置の回路構成によれば、吐出側端子には、コンデンサＣ１の端子間の電位差と、コンデンサＣ２の端子間の電位差と、が加算されて出力される。ブラシローラ４ａが接続される吸込側端子の電圧をＶ１、回収ローラ４ｃが接続される吐出側端子の電圧をＶ２とすると、吐出側端子のＶ２は、Ｖ１より高い電圧となる。なお、図２の回路図において、トナーの特性によっては、極性を反転させた回路構成とすることもできる。このような極性を反転させた回路構成の場合も含めると、｜Ｖ２｜＞｜Ｖ１｜の関係があるといえる。なお、トナーの帯電極性や感光体の帯電特性に応じて、吸込側端子に回収ローラ４ｃを接続して電圧Ｖ１を印加し、吐出側端子にブラシローラ４ａを接続して電圧Ｖ２を印加するようにしてもよい。
【００４１】
図２の回路図を、図８の回路図と対応するようにして表現しものが、図３に示す図である。従来技術と大きく異なる点は、接地電位に対し、フローティングした電位に設けられた電源の存在である。電池を複数本接続すれば、このような回路構成は可能であるが、電子写真装置に必要な高電圧を確保することは、容易では無い。そこで、図２に示すような回路図の電源装置を用いる。図３において、負荷Ａは、ブラシローラ４ａ、回収ローラ４ｃ間の電流経路を示す。また、負荷Ｂは、ブラシローラ４ａ、感光体１０間の電流経路を示す。
【００４２】
以上のような電源装置及びそれを用いた画像形成装置によれば、高電圧が掛かった負荷から、高圧電源側に、吸込電流が流れ込まない回路構成なので、吸込電流値、高電圧値の積である電力が、高圧電源側で無駄に熱に変換されることが無く、高圧電源及び画像形成装置の消費電力を削減できる。また、本発明の電源装置及びそれを用いた画像形成装置によれば、高電圧を熱に変換する吸込電流消費回路が、高圧電源側に不要なので、高耐圧トランジスタ等の特殊電子部品が不要となり、画像形成装置の高圧電源部を小型化、低コスト化できる。
【００４３】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図４は本発明の第２の実施形態に係る電源装置の回路図である。図３に示す実施形態と同様の回路記号、参照番号の構成は、先の実施形態と同様のものを示している。図２記載の回路と異なるのは結線であり、図４に示す他の実施形態に係る電源装置の回路構成によれば、吐出側端子には、コンデンサＣ１の端子間の電位差と、コンデンサＣ２の端子間の電位差と、が減算されて出力される。図４の回路図を、図９の回路図と対応するようにして表現したものが、図５に示す図である。このような他の実施形態によっても、先の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図６は本発明の第３の実施形態に係る電源装置の回路図である。図６に示す電源装置においては、トランス１１０のトランス磁心１１５には、さらに４次巻線１１４が設けられており、トランス１１０の４次巻線１１４に励起された脈流電圧は、ダイオードＤ３、コンデンサＣ３の整流回路で直流高電圧に変換される。
【００４５】
そして、吐出側端子には、コンデンサＣ１の端子間の電位差と、コンデンサＣ２の端子間の電位差と、コンデンサＣ３の端子間の電位差と、が加算されて出力される。吐出／吸込側端子には、コンデンサＣ１の端子間の電位差と、コンデンサＣ２の端子間の電位差と
、が加算されて出力される。
【００４６】
なお、本実施形態においては、それぞれの電位差を加算するものについて示しているが、本発明は、ぞれぞれの電位差の加算、減算を任意に行い得るものである。
【００４７】
以上のような電源装置は、高圧出力を３系統有するものであり、例えば、ブラシローラ４ａ、回収ローラ４ｃ、クリーニングブレード４ｄのそれぞれに電位差を有す高電圧を与えたい場合に好適な実施例である。
【００４８】
また、２次巻線１１２、３次巻線１１３、４次巻線１１４の極性及び、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３の極性を反転させることにより、任意の極性の組合せの複数の高電圧出力を得ることができる。前記した実施形態と回路図の同一記号部は、同様の機能を有す為に、説明を割愛する。
【００４９】
高圧トランスの４次巻線１１４に励起された脈流電圧は、ダイオードＤ３、コンデンサＣ３の整流回路で直流高電圧に変換される。抵抗Ｒ３は、コンデンサＣ３に蓄えられた電荷を放電する機能を有する。抵抗Ｒ３に出力される電圧は、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御回路１００に帰還されていないが、同一トランス１１０内では、１次巻線１１１、２次巻線１１２、３次巻線１１３、４次巻線１１４の巻数比に比例した電圧が励起される性質により、概略の精度を得る事が出来る。パルス幅変調（ＰＷＭ）制御回路１００への電圧帰還は、抵抗Ｒ３の両端の何れかに抵抗Ｒ１を接続変更して行う事も出来る。吸込側端子、吐出側端子の出力電圧精度をより高めたい側に抵抗Ｒ１を接続し、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御回路１００に電圧帰還するのがより好ましい実施形態である。
【００５０】
以上のような電源装置及びそれを用いた画像形成装置によれば、複数の高圧出力をあたかも複数の電池の任意接続により、得ているが如く高圧電源回路が構成できる。これにより、高電圧を熱に変換する吸込電流消費回路が、高圧電源側に不要となる。
【００５１】
次に本発明の第４の実施形態について説明する。図７は本発明の電源装置を画像形成装置の帯電器に用いた例を示す図である。図７において示す帯電器１１はスコロトロン帯電器であり、１１ａはワイヤ、１１ｂはグリッドを示している。そして、電源装置としては、図２の回路図に示すものが用いられており、ワイヤ１１ａには吐出側端子が、グリッド１１ｂには吸込側端子が接続されるものである。すなわち、ワイヤ１１ａはＶ２とされ、グリッド１１ｂはＶ１とされる。なお、電源装置としては、図３の回路図に示すものを用いてもよい。
【００５２】
帯電器１１としてスコロトロン帯電器を用いる場合、グリッド１１ｂの電位の管理がより重要であり、その意味においても、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ３により分圧された電位が、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御回路１００に帰還信号として帰還されることが望ましい。
【００５３】
本発明の電源装置は、帯電器の高圧電源として用いることができ、このような場合においても、吸込電流値、高電圧値の積である電力が、高圧電源側で無駄に熱に変換されることが無く、高圧電源及び画像形成装置の消費電力を削減できる。また、高電圧を熱に変換する吸込電流消費回路が、高圧電源側に不要なので、高耐圧トランジスタ等の特殊電子部品が不要となり、画像形成装置の高圧電源部を小型化、低コスト化できる。
【００５４】
以上において、種々の実施形態を示したが、本発明の電源装置を特開２００７−１７１３４２号公報や特開２００８−９６８７２号公報などの液体現像剤を用いた画像形成装置に用いることもできる。液体現像剤を用いた画像形成装置は、感光体上に形成した潜像を液体現像剤によって現像する現像ローラ及びこの現像ローラ上の液体現像剤中のトナー粒
子を現像ローラ表面に凝集させるトナー圧縮ローラを有しており、現像ローラには吸込側端子（Ｖ１）が、トナー圧縮ローラには吐出側端子（Ｖ２）が接続され、電源装置によってそれぞれのバイアス電圧Ｖ１、Ｖ２を印加しているものである。なお、電源装置としては、図３の回路図に示すものを用いてもよい。このような場合においても、吸込電流値、高電圧値の積である電力が、高圧電源側で無駄に熱に変換されることが無く、高圧電源及び画像形成装置の消費電力を削減できる。また、高電圧を熱に変換する吸込電流消費回路が、高圧電源側に不要なので、高耐圧トランジスタ等の特殊電子部品が不要となり、画像形成装置の高圧電源部を小型化、低コスト化できる。
【００５５】
以上において、種々の実施形態を示したが、それぞれの実施形態の構成要素を適宜組み合わせて構成した実施形態についても、本発明の範疇に含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わる電源装置が用いられた画像形成装置の一部を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る電源装置の回路図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る電源装置の回路を模式的に表現する図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る電源装置の回路図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る電源装置の回路を模式的に表現する図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る電源装置の回路図である。
【図７】本発明の電源装置を画像形成装置の帯電器に用いた例を示す図である。
【図８】クリーニング装置に対する高電圧バイアス印加を説明する回路図である。
【図９】クリーニング装置に対する高電圧バイアス印加を説明する回路図である。
【図１０】クリーニング装置に対する高電圧バイアス印加を説明する回路図である。
【図１１】クリーニング装置に対する高電圧バイアス印加を説明する回路図である。
【符号の説明】
【００５７】
４・・・クリーニング装置、４ａ・・・ブラシローラ、４ｂ・・・ブラシ毛、４ｃ・・・回収ローラ、４ｄ・・・クリーニングブレード、１０・・・感光体、１１・・・帯電器、１１ａ・・・ワイヤ、１１ｂ・・・グリッド、１２・・・露光ユニット、２０・・・現像ローラ、４０・・・中間転写ベルト、５０・・・１次転写部、５１・・・一次転写ローラ、１００・・・パルス幅変調（ＰＷＭ）制御回路、１０１・・・スイッチング素子、１１０・・・トランス、１１１・・・１次巻線、１１２・・・２次巻線、１１３・・・３次巻線、１１４・・・４次巻線、１１５・・・トランス磁心、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３・・・整流素子、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３・・・コンデンサ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４・・・抵抗
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オン信号と帰還信号とが入力され駆動信号を生成する制御回路と、
前記制御回路からの駆動信号が入力されスイッチング動作を行うスイッチング素子と、
前記スイッチング素子によるスイッチング動作に伴う電流が流される１次巻線と、
前記１次巻線が巻回されるトランス磁心と、
前記トランス磁心に巻回される２次巻線と、
前記トランス磁心に巻回される３次巻線と、
前記２次巻線に生じる電流を整流する第１整流素子と第１コンデンサとからなる整流回路と、
前記３次巻線に生じる電流を整流する第２整流素子と第２コンデンサとからなる整流回路と、
前記第１コンデンサの端子間の電位差と、前記第２コンデンサの端子間の電位差とを加算して出力する端子と、を有することを特徴とする電源装置。
【請求項２】
オン信号と帰還信号とが入力され駆動信号を生成する制御回路と、
前記制御回路からの駆動信号が入力されスイッチング動作を行うスイッチング素子と、
前記スイッチング素子によるスイッチング動作に伴う電流が流される１次巻線と、
前記１次巻線が巻回されるトランス磁心と、
前記トランス磁心に巻回される２次巻線と、
前記トランス磁心に巻回される３次巻線と、
前記２次巻線に生じる電流を整流する第１整流素子と第１コンデンサとからなる整流回路と、
前記３次巻線に生じる電流を整流する第２整流素子と第２コンデンサとからなる整流回路と
前記第１コンデンサの端子間の電位差と、前記第２コンデンサの端子間の電位差とを減算して出力する端子と、を有することを特徴とする電源装置。
【請求項３】
前記第１コンデンサ又は前記第２コンデンサの電位を分圧する抵抗と、当該抵抗によって分圧された電位を帰還信号として用いることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記制御回路はパルス幅変調制御を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電源装置。
【請求項５】
オン信号と帰還信号とが入力され駆動信号を生成する制御回路と、
前記制御回路からの駆動信号が入力されスイッチング動作を行うスイッチング素子と、
前記スイッチング素子によるスイッチング動作に伴う電流が流される１次巻線と、
前記１次巻線が巻回されるトランス磁心と、
前記トランス磁心に巻回される巻線と、前記巻線に生じる電流を整流する整流素子と、前記整流素子によって整流された電流を電荷として蓄電するコンデンサとからなる、３つ以上の昇圧ブロックと、
前記３つ以上の昇圧ブロックに生じるそれぞれの電位差を、任意に加算及び／又は減算して出力する端子と、を有することを特徴とする電源装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の電源装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
現像剤からなる像を担持する像担持体と、
前記像担持体上の現像剤をクーリングするクリーニング部材と、
前記クリーニング部材から現像剤を回収する回収ローラと、
オン信号と帰還信号とが入力され駆動信号を生成する制御回路と、
前記制御回路からの駆動信号が入力されスイッチング動作を行うスイッチング素子と、
前記スイッチング素子によるスイッチング動作に伴う電流が流される１次巻線と、
前記１次巻線が巻回されるトランス磁心と、
前記トランス磁心に巻回される２次巻線と、
前記トランス磁心に巻回される３次巻線と、
前記２次巻線に生じる電流を整流する第１整流素子と第１コンデンサとからなる整流回路と、
前記３次巻線に生じる電流を整流する第２整流素子と第２コンデンサとからなる整流回路と、を有し、
前記第１コンデンサの電位と前記第２コンデンサの電位とを加算した電位を前記回収ローラまたは前記クリーニング部材のいずれか一方に印加し、前記第１コンデンサの電位を前記クリーニング部材または前記回収ローラのいずれか他方に印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
現像剤からなる像を担持する像担持体と、
前記像担持体上の現像剤をクーリングするクリーニング部材と、
前記クリーニング部材から現像剤を回収する回収ローラと、
オン信号と帰還信号とが入力され駆動信号を生成する制御回路と、
前記制御回路からの駆動信号が入力されスイッチング動作を行うスイッチング素子と、
前記スイッチング素子によるスイッチング動作に伴う電流が流される１次巻線と、
前記１次巻線が巻回されるトランス磁心と、
前記トランス磁心に巻回される２次巻線と、
前記トランス磁心に巻回される３次巻線と、
前記２次巻線に生じる電流を整流する第１整流素子と第１コンデンサとからなる整流回路と、
前記３次巻線に生じる電流を整流する第２整流素子と第２コンデンサとからなる整流回路と、を有し、
前記第１コンデンサの電位と前記第２コンデンサの電位とを減算した電位を前記回収ローラまたは前記クリーニング部材のいずれか一方に印加し、前記第１コンデンサの電位を前記クリーニング部材または前記回収ローラのいずれか他方に印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
オン信号と帰還信号とが入力され駆動信号を生成する制御回路と、
前記制御回路からの駆動信号が入力されスイッチング動作を行うスイッチング素子と、
前記スイッチング素子によるスイッチング動作に伴う電流が流される１次巻線と、
前記１次巻線が巻回されるトランス磁心と、
前記トランス磁心に巻回される２次巻線と、
前記トランス磁心に巻回される３次巻線と、
前記２次巻線に生じる電流を整流する第１整流素子と第１コンデンサとからなる整流回路と、
前記３次巻線に生じる電流を整流する第２整流素子と第２コンデンサとからなる整流回路と、
前記第１コンデンサの端子間の電位差と、前記第２コンデンサの端子間の電位差とを加算して出力する端子と、を有することを特徴とする電源装置。
【請求項２】
オン信号と帰還信号とが入力され駆動信号を生成する制御回路と、
前記制御回路からの駆動信号が入力されスイッチング動作を行うスイッチング素子と、
前記スイッチング素子によるスイッチング動作に伴う電流が流される１次巻線と、
前記１次巻線が巻回されるトランス磁心と、
前記トランス磁心に巻回される２次巻線と、
前記トランス磁心に巻回される３次巻線と、
前記２次巻線に生じる電流を整流する第１整流素子と第１コンデンサとからなる整流回路と、
前記３次巻線に生じる電流を整流する第２整流素子と第２コンデンサとからなる整流回路と
前記第１コンデンサの端子間の電位差と、前記第２コンデンサの端子間の電位差とを減算して出力する端子と、を有することを特徴とする電源装置。
【請求項３】
前記第１コンデンサ又は前記第２コンデンサの電位を分圧する抵抗と、当該抵抗によって分圧された電位を帰還信号として用いることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記制御回路はパルス幅変調制御を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電源装置。
【請求項５】
オン信号と帰還信号とが入力され駆動信号を生成する制御回路と、
前記制御回路からの駆動信号が入力されスイッチング動作を行うスイッチング素子と、
前記スイッチング素子によるスイッチング動作に伴う電流が流される１次巻線と、
前記１次巻線が巻回されるトランス磁心と、
前記トランス磁心に巻回される巻線と、前記巻線に生じる電流を整流する整流素子と、前記整流素子によって整流された電流を電荷として蓄電するコンデンサとからなる、３つ以上の昇圧ブロックと、
前記３つ以上の昇圧ブロックに生じるそれぞれの電位差を、任意に加算及び／又は減算して出力する端子と、を有することを特徴とする電源装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の電源装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
現像剤からなる像を担持する像担持体と、
前記像担持体上の現像剤をクーリングするクリーニング部材と、
前記クリーニング部材から現像剤を回収する回収ローラと、
オン信号と帰還信号とが入力され駆動信号を生成する制御回路と、
前記制御回路からの駆動信号が入力されスイッチング動作を行うスイッチング素子と、
前記スイッチング素子によるスイッチング動作に伴う電流が流される１次巻線と、
前記１次巻線が巻回されるトランス磁心と、
前記トランス磁心に巻回される２次巻線と、
前記トランス磁心に巻回される３次巻線と、
前記２次巻線に生じる電流を整流する第１整流素子と第１コンデンサとからなる整流回路と、
前記３次巻線に生じる電流を整流する第２整流素子と第２コンデンサとからなる整流回路と、を有し、
前記第１コンデンサの電位と前記第２コンデンサの電位とを加算した電位を前記回収ローラまたは前記クリーニング部材のいずれか一方に印加し、前記第１コンデンサの電位を前記クリーニング部材または前記回収ローラのいずれか他方に印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
現像剤からなる像を担持する像担持体と、
前記像担持体上の現像剤をクーリングするクリーニング部材と、
前記クリーニング部材から現像剤を回収する回収ローラと、
オン信号と帰還信号とが入力され駆動信号を生成する制御回路と、
前記制御回路からの駆動信号が入力されスイッチング動作を行うスイッチング素子と、
前記スイッチング素子によるスイッチング動作に伴う電流が流される１次巻線と、
前記１次巻線が巻回されるトランス磁心と、
前記トランス磁心に巻回される２次巻線と、
前記トランス磁心に巻回される３次巻線と、
前記２次巻線に生じる電流を整流する第１整流素子と第１コンデンサとからなる整流回路と、
前記３次巻線に生じる電流を整流する第２整流素子と第２コンデンサとからなる整流回路と、を有し、
前記第１コンデンサの電位と前記第２コンデンサの電位とを減算した電位を前記回収ローラまたは前記クリーニング部材のいずれか一方に印加し、前記第１コンデンサの電位を前記クリーニング部材または前記回収ローラのいずれか他方に印加す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１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−６３２１６（Ｐ２０１０−６３２１６Ａ）
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２４２６２（Ｐ２００８−２２４２６２）
【出願日】平成２０年９月２日（２００８．９．２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２日（２００８．９．２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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