電源装置、画像形成装置、及び制御装置
【課題】簡易な構成かつ低コストで正確に負荷の静電容量を判別し、負荷となる機構のプロセス条件を的確に調整できるようにする。
【解決手段】バイアス用交流電源の交流電圧を昇圧すると共に、負荷と接続されて直列共振回路を構成するＡＣトランス１０２４と、ＡＣトランス１０２４の共振周波数を検出する周波数制御部１０１１と、周波数制御部１０１１によって検出された共振周波数から、負荷となる現像装置５０の静電容量を判別する静電容量判別部１０１３と、静電容量判別部１０１３によって判別された静電容量に基づいて、現像装置５０の現像バイアスを変更制御する制御部１０１とを備える。
【解決手段】バイアス用交流電源の交流電圧を昇圧すると共に、負荷と接続されて直列共振回路を構成するＡＣトランス１０２４と、ＡＣトランス１０２４の共振周波数を検出する周波数制御部１０１１と、周波数制御部１０１１によって検出された共振周波数から、負荷となる現像装置５０の静電容量を判別する静電容量判別部１０１３と、静電容量判別部１０１３によって判別された静電容量に基づいて、現像装置５０の現像バイアスを変更制御する制御部１０１とを備える。
【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、及び制御装置に関し、特に、経時変化等に対応させて現像バイアス等の条件を適切な値に設定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式による画像形成装置では、感光体ドラム表面の静電潜像に対して現像装置からトナーを供給してトナー像を形成し、このトナー像を転写ローラで記録紙に転写させ、定着装置でトナー像が記録紙に定着される。この現像装置による現像プロセスでは、現像装置の経時変化や、周囲環境の変化に応じて、現像バイアス電圧等を適切な値に変更して設定する必要がある。この、現像バイアス電圧等を適切な値に設定する技術としては、例えば、電源装置の負荷となる機構の静電容量の変化に着目し、この静電容量を測定して現像装置のプロセス条件を制御する技術がある。例えば、トナーのトリボ量を測定して現像バイアス電圧を制御する画像形成装置や（下記特許文献１参照）、静電容量を自励発振回路の発振周波数から測定する画像形成装置（下記特許文献２参照）が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−１０２１８１号公報
【特許文献２】特開２００１−２９０３４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記各特許文献に示される画像形成装置の場合、何れも静電容量を測定するための構成が複雑になり、コスト高という問題がある。また、交流電圧昇圧用トランスの負荷電流を測定して静電容量を測定する技術も従来から存在するが、この場合、負荷が容量成分のみであれば誤差は少ないが、実際には抵抗成分があるので誤差が発生する。
【０００４】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、簡易な構成かつ低コストで正確に負荷の静電容量を判別し、負荷となる機構のプロセス条件を的確に調整できるようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に記載の発明は、バイアス用交流電源の交流電圧を昇圧すると共に、負荷と接続されて直列共振回路を構成するトランスと、
前記トランスの共振周波数を検出する共振周波数検出手段と、
前記共振周波数検出手段によって検出された共振周波数から、前記負荷の静電容量を判別する静電容量判別手段と、
前記静電容量判別手段によって判別された静電容量に基づいて、前記負荷となる機構のプロセス条件を変更制御する制御手段と
を備えた電源装置である。
【０００６】
また、請求項５に記載の発明は、バイアス用交流電源の交流電圧を昇圧すると共に、負荷と接続されて直列共振回路を構成するトランスの共振周波数を検出する共振周波数検出手段と、
前記共振周波数検出手段によって検出された共振周波数から、前記負荷の静電容量を判別する静電容量判別手段と、
前記静電容量判別手段によって判別された静電容量に基づいて、前記負荷となる機構のプロセス条件を変更制御する制御手段と
を備えた制御装置である。
【０００７】
これらの構成では、負荷と直列共振回路を構成するトランスの共振周波数を共振周波数検出手段が検出し、この検出された共振周波数から、静電容量判別手段が、上記負荷の静電容量を判別して、制御手段が、当該静電容量に基づいて、負荷となる機構のプロセス条件を変更制御する。ここでは、共振周波数を検出して、共振周波数から静電容量を求める構成を採用するため、簡易な構成かつ低コストで、静電容量を判別することが可能となる。また、上記負荷は、静電容量と抵抗器の並列接続に等価できるが、静電容量が支配的であるため、上記検出した共振周波数から正確に静電容量を判別することが可能である。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の電源装置であって、前記共振周波数検出手段は、前記交流電圧の周波数を掃引し、前記トランスの一次側電流が最も低い値となる周波数を前記共振周波数として検出するものである。
【０００９】
この構成では、トランスが共振すると、無効電力が減少するために効率が向上し、トランスの一次電流が減少することに基づいて、共振周波数検出手段が、上記交流電圧の周波数掃引にトランスの一次側電流が最も低い値となった周波数を共振周波数として検出することで、正確に共振周波数を検出できる。しかも、複雑な構成を要さず簡単な構成で共振周波数を検出することができる。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の電源装置であって、前記静電容量判別手段は、複数の共振周波数に対応する各静電容量を記憶する静電容量記憶部と、前記共振周波数検出手段によって検出された共振周波数に対応する静電容量を当該静電容量記憶部から読み出すことで、前記負荷の静電容量を特定する静電容量特定部とを有するものである。
【００１１】
この構成によれば、静電容量特定部が、静電容量記憶部から、共振周波数検出手段によって検出された共振周波数に対応する静電容量を読み出すことで、負荷の静電容量を特定するので、検出された共振周波数に基づく負荷の静電容量の判別を、簡単な構成で実現することができる。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電源装置と、
静電潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体に現像剤を付着させる現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加する現像バイアス印加手段とを備え、前記トランスの負荷となる現像手段と、
前記制御手段は、前記静電容量測定手段によって判別された静電容量に基づいて、前記現像バイアス印加手段が前記現像剤担持体に印加する現像バイアス電圧を設定する画像形成装置である。
【００１３】
この構成によれば、負荷と直列共振回路を構成するトランスの共振周波数を共振周波数検出手段が検出して、この検出した共振周波数から、静電容量判別手段が、上記現像バイアス印加手段の静電容量を判別し、制御手段が、現像バイアス印加手段の現像バイアス電圧を変更制御する。これにより、簡易な構成かつ低コストで、現像バイアス印加手段の静電容量を正確に判別することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１及び請求項５に記載の発明によれば、簡易な構成かつ低コストで、負荷の静電容量を正確に判別することが可能である。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、複雑な構成を要さず簡単な構成で、共振周波数を正確に検出することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、検出された共振周波数に基づく負荷の静電容量の判別を簡単な構成で実現することができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、簡易な構成かつ低コストで、現像バイアス印加手段の静電容量を正確に判別することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態に係る電源装置、画像形成装置、及び制御装置について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電源装置及び制御装置が適用されたプリンタの概略構成を示す図である。プリンタ（画像形成装置の一例）１０は、印刷処理に供する用紙Ｐを貯留する用紙貯留部１２と、この用紙貯留部１２に貯留された用紙束Ｐ１から繰り出された１枚ずつの用紙（被転写材）Ｐに対して画像の転写処理を施す画像形成部１３と、この画像形成部１３で転写処理の施された用紙Ｐに対して定着処理を施す定着部１４とが装置本体１１に内装されると共に、定着部１４で定着処理の施された用紙Ｐが排紙される排紙部１５が装置本体１１の頂部に設けられている。
【００１９】
用紙貯留部１２には、所定数（本実施形態では１つ）の用紙カセット１２１が装置本体１１に対して挿脱自在に設けられている。用紙カセット１２１の上流端（図１の右方）には、用紙束Ｐ１から１枚ずつの用紙Ｐを繰り出させるピックアップローラ１２２が設けられている。このピックアップローラ１２２の駆動によって用紙カセット１２１から繰り出された用紙Ｐは、給紙搬送路１２３およびこの給紙搬送路１２３の下流端に設けられたレジストローラ対１２４を介して画像形成部１３に給紙される。
【００２０】
画像形成部１３は、コンピュータ等から電送されてくる画像情報に基づき用紙Ｐに転写処理を施すものであり、感光体ドラム（像担持体）２０の周面に沿うように、帯電ローラ３０、露光装置４０、現像装置５０、転写ローラ６０及びドラムクリーニング装置７０が配設されている。
【００２１】
感光体ドラム２０は、周面に静電潜像及びこの静電潜像に沿ったトナー像（可視像）を形成させるためのものであり、周面には例えばアモルファスシリコン層が積層されている。
【００２２】
帯電ローラ３０は、感光体ドラム２０の周面に一様な電荷を形成させるものであり、周面が感光体ドラム２０の周面と当接しながら従動回転しつつ当該感光体ドラム２０へ電荷を付与する。本発明に係る帯電バイアス用電源装置は、この帯電ローラ３０に帯電用のバイアス電圧を供給するために、プリンタ１０に備えられている。
【００２３】
露光装置４０は、コンピュータ等の外部の機器から電送されてきた画像データに基づき、強弱の付与されたレーザ光を、回転している感光体ドラム２０の周面に照射し、感光体ドラム２０周面におけるレーザ光照射部分の電荷を消去することによって、当該感光体ドラム２０の周面に静電潜像を形成させる。
【００２４】
現像装置（現像手段）５０は、感光体ドラム２０の周面にトナーを供給することによって周面の静電潜像が形成された部分にトナーを付着させ、これによって感光体ドラム２０の周面にトナー像を形成させる。現像装置５０は、感光体ドラム２０に現像剤を付着させるマグローラ５０１（現像剤担持体）と、マグローラ５０１に現像バイアス電圧を印加する現像バイアス印加部（現像バイアス印加手段）５０２とを備える。この現像装置５０（現像バイアス印加部５０２）に、本発明の一実施形態に係る電源装置（詳細は後述）からの交流電圧が印加される。
【００２５】
転写ローラ６０は、感光体ドラム２０の直下位置に送り込まれた用紙Ｐに対して当該感光体ドラム２０の周面に形成されているプラスに帯電したトナー像を用紙Ｐに転写させるものであり、トナー像の電荷と逆極性であるマイナスの電荷を用紙Ｐに付与する。
【００２６】
従って、感光体ドラム２０の直下位置に到達した用紙Ｐは、転写ローラ６０と感光体ドラム２０とによって押圧挟持されつつ、プラスに帯電した感光体ドラム２０周面のトナー像がマイナスに帯電した用紙Ｐの表面に向けて引き剥がされ、これによって用紙Ｐに対し転写処理が施される。
【００２７】
定着部１４は、画像形成部１３によって転写処理の施された用紙Ｐのトナー像に加熱に
よる定着処理を施すものであり、内部に通電発熱体が装着されたヒートローラ１４１と、このヒートローラ１４１の下部で周面同士が対向配置された加圧ローラ１４２とを備えて構成されている。そして、転写処理後の用紙Ｐは、ローラ心回りに時計方向に向けて駆動回転しているヒートローラ１４１と、ローラ心回りに反時計方向に向けて従動回転している加圧ローラ１４２との間のニップ部を通過することによって、ヒートローラ１４１からの熱を得て定着処理が施される。定着処理の施された用紙Ｐは、排紙搬送路１４３を通って排紙部１５へ排出される。
【００２８】
排紙部１５は、装置本体１１の頂部が凹没されることによって形成され、この凹没した凹部の底部に排紙された用紙Ｐを受ける排紙トレイ１５１が形成されている。
【００２９】
次に、本発明の一実施形態に係る電源装置１００の構成を説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る電源装置を示す回路図である。本発明の一実施形態に係る電源装置１００は、バイアス用交流電源の交流電圧を昇圧し、現像バイアスとして現像装置５０に供給するものである。なお、電源装置１００の負荷である現像装置５０は、コンデンサと抵抗とを並列接続とした等価回路で示す。また、現像装置５０は、後述するＡＣトランス１０２４と直列に接続して直列共振回路を構成する。
【００３０】
電源装置１００は、制御部１０１、ＡＣ（交流）電圧発生回路１０２、ＤＣ（直流）電圧発生回路１０３、及び電圧検出回路１０４を備える。
【００３１】
制御部１０１は、現像バイアスの生成及び補正に必要な制御を行うものである。制御部１０１は、周波数制御部１０１１と、電圧検出部１０１２と、静電容量判別部１０１３とを備える。
【００３２】
周波数制御部（共振周波数検出手段）１０１１は、現像バイアス電圧の交流成分の周波数を定めるクロック信号（HVCLK）を生成して出力する。周波数制御部１０１１は、直列に接続されるＡＣトランス１０２４と現像装置５０とでなる直列共振回路の共振周波数を検出する際に、現像バイアス電圧の交流成分の周波数を掃引する制御を行う。さらに、周波数制御部１０１１が備える共振周波数検出部１０１５は、上記現像バイアス電圧の交流成分の周波数の掃引時に、電圧検出部１０１２が共振を示す最低値となる電圧を検出したときの周波数を、共振周波数として記憶し、当該共振周波数の値を静電容量記憶部１０１６に送出する。
【００３３】
電圧検出部（周波数検出手段）１０１２は、上記共振周波数検出時における周波数制御部１０１１の周波数掃引時に、各周波数での電圧値を電圧検出回路１０４から逐次取得する。電圧検出部１０１２は、取得する電圧値が最低値となったときに、共振周波数検出部１０１５に指示信号を送り、共振周波数検出部１０１５に、最低電圧値の時点における周波数を共振周波数として検出させる。
【００３４】
静電容量判別部（静電容量判別手段）１０１３は、共振周波数検出部１０１５によって検出された共振周波数に基づいて、現像装置５０の静電容量を判別する。静電容量判別部１０１３は、静電容量記憶部１０１６と静電容量特定部１０１７とを備える。静電容量記憶部１０１６は、複数の共振周波数に対応する各静電容量との関係を示すテーブルを記憶している。静電容量特定部１０１７は、共振周波数検出部１０１５によって検出された共振周波数に対応する静電容量を静電容量記憶部１０１６から読み出すことで、現像装置５０の静電容量を特定する。
【００３５】
なお、ＡＣトランス１０２４の負荷となる現像装置５０は、そのマグローラが感光体ドラムと接触、或いは非接触状態で結合している。この負荷となる現像装置５０は、コンデンサ（静電容量）と抵抗器（抵抗）の並列接続に等価できるが、静電容量が支配的である。この静電容量は、感光体ドラムの膜厚、トナーの誘電率、トリボ量、ローラと感光体とのギャップ等で変動するため、当該静電容量を正確に把握できれば、バイアス電圧等の設定値を最適値に補正することが可能になる。
【００３６】
このように特定された静電容量に基づいて、制御部（制御手段）１０１は、ＡＣ振幅制御回路１０２１に出力するＡＣ電圧制御信号を変更することで、バイアス用交流電源の交流電圧の振幅を変更し、これにより、現像バイアスを、上記特定された静電容量に応じた値に制御する。
【００３７】
ＡＣ（交流）電圧発生回路１０２は、ＡＣ振幅制御回路１０２１、周波数制御回路１０２２、ＡＣトランス駆動回路１０２３、ＡＣトランス（トランス）１０２４とを有する。ＡＣ振幅制御回路１０２１は、バイアス用交流電源の交流電圧の振幅を制御する回路であり、制御部１０１からのＡＣ電圧制御信号に基づいて上記振幅を制御する。周波数制御回路１０２２は、ＡＣ振幅制御回路１０２１からのＡＣ電圧制御信号を、周波数制御部１０１１から出力される上述のクロック信号で矩形波とするものである。ＡＣトランス駆動回路１０２３は、上記矩形波とされた信号を増幅回路Ｕ１で増幅し、交流電圧昇圧用のＡＣトランス１０２４に出力する。このようにＡＣトランス１０２４を駆動すれば、OUTPUT端に例えば約1.6KVp-pの交流電圧が発生するようになっている。この交流電圧は現像装置５０のマグローラ或いはスリーブローラに印加される。
【００３８】
ＤＣ電圧発生回路１０３は、ＤＣ電圧制御回路１０３１と、ＤＣ電圧供給部１０３２とを備える。ＤＣ電圧制御回路１０３１は、制御部１０１から出力されるアナログのＤＣ電圧制御信号に基づいて、ＤＣ電圧供給部１０３２による直流電圧の出力をオン・オフさせる。ＤＣ電圧供給部１０３２は、交流成分を発生させるＡＣトランス１０２４の二次側に接続されている。
【００３９】
電圧検出回路（周波数検出手段）１０４は、ＡＣトランス１０２４を駆動するＡＣトランス駆動回路１０２３の増幅回路の電圧を検出する回路である。ＡＣトランス１０２４が現像装置５０を負荷として共振すると、無効電力が減少するために効率が向上し、ＡＣトランス１０２４の一次電流（駆動電流）が減少する。従って、周波数制御部１０１１の周波数掃引時に、駆動電流が最も減少する周波数が共振周波数となる。これに基づいて、電圧検出回路１０４は、ＡＣトランス１０２４の駆動電流を、ＡＣトランス１０２４の電圧の変動に基づいて検出するために設けられている。
【００４０】
電圧検出回路１０４が検出した電圧値は、演算増幅器Ｕ２を通して、制御部１０１の電圧検出部１０１２に出力される。上述したように、上記共振周波数を検出する際に、周波数制御部１０１１が現像バイアス電圧の交流成分の周波数を掃引すると、この掃引時におけるＡＣトランス駆動回路１０２３の増幅回路Ｕ１の電圧が、電圧検出回路１０４によって逐次検出される。電圧検出部１０１２は、最低電圧値を検出すると、共振周波数検出部１０１５に対して、最低電圧値を検出した時点における周波数を共振周波数として検出させる指示信号を出力する。
【００４１】
すなわち、電源装置１００が駆動される場合、最初に制御部１０１からのＤＣ電圧制御信号でＱ３がオンとされ、出力端子ＯＵＴＰＵＴに発生する現像バイアスＤＣ電圧が0とされる。次にＡＣ電圧制御信号で、バイアス用交流電源の交流電圧の振幅が設定される。そして、制御部１０１からのトランス駆動用交流信号信号HVCLKがQ2のベースに入り、上記交流電圧が矩形波とされて増幅回路Ｕ１で増幅される。この増幅された交流電圧によるＡＣトランス１０２４の駆動で、OUTPUT端に例えば約1.6KVp-pの交流電圧が発生するようになっている。この交流電圧は現像装置５０のマグローラ或いはスリーブローラに印加される。
【００４２】
一方、前記マグローラ或いはスリーブローラに印加された交流電圧で負荷電流が流れると、交流電圧昇圧用のＡＣトランス１０２４の一次側の駆動電流も変動する。従って、増幅回路Ｕ１に内蔵されているトランジスタの電流を測定すれば、ＡＣトランス１０２４の駆動電流を検出することが可能である。
【００４３】
図２に示した電圧検出回路１０４のR1は、上記ＡＣトランス１０２４の駆動電流を検出する抵抗器である。R1の両端に発生する電圧は当該駆動電流に比例するので、R1両端に発生する電圧降下分を演算増幅器Ｕ２で増幅して、制御部１０１でＡ／Ｄ変換すれば、上記駆動電流の増減をデジタル値として読みとることが可能になる。
【００４４】
なお、本発明に係る制御装置は、電圧検出回路１０４と、電圧検出部１０１２と、周波数制御部１０１１と、静電容量判別部１０１３と、制御部１０１とから構成される。
【００４５】
次に、上記図２と、更に図３乃至図５を参照して、電源装置１００による現像バイアス変更制御を説明する。図３は電源装置１００による現像バイアス変更制御を示すフローチャート、図４は掃引周波数と検知電圧との関係をグラフで示す図、図５は共振周波数と静電容量の関係をグラフで示す図である。
【００４６】
まず、制御部１０１は、操作者による設定で現像バイアス変更モード（静電容量測定モード）とされているか否かを判断する（Ｓ１）。ここで、現像バイアス変更モードとされている場合（Ｓ１でＹＥＳ）、Ｓ２以降の現像バイアス変更制御に入る。現像バイアス変更モードとされていない場合は（Ｓ１でＮＯ）、通常の画像形成時に現像装置５０を駆動場合における電源装置１００の駆動制御を行う（Ｓ８）。なお、ここでは、制御部１０１が、現像バイアス変更モードとされているか否かに応じて、現像バイアス変更制御に入るか否かを判断しているが、プリンタ１０の電源投入時には、現像バイアス変更モードとされているか否かに拘わらず、現像バイアス変更制御に入ることが好ましい。電源投入時における現像装置５０の状態及び周囲環境に応じて、最適な現像バイアスでの現像処理を可能にするためである。
【００４７】
現像バイアス変更制御に入った場合、現像装置５０を負荷とするＡＣトランス１０２４の共振周波数を検出するために、周波数制御部１０１１は、現像バイアス電圧の交流成分の周波数を掃引する（Ｓ２）。この周波数掃引時、電圧検出回路１０４は、ＡＣトランス１０２４を駆動するＡＣトランス駆動回路１０２３の増幅回路の電圧を逐次検出し、電圧検出部１０１２に出力する。電圧検出部１０１２は、電圧検出回路１０４から送られてくる、ＡＣトランス駆動回路１０２３の増幅回路の電圧が、最低電圧値になったか否かを検出する（Ｓ３）。ここで、電圧検出部１０１２は、検出する電圧を、絶対値ではなく、最も低くなるポイントとして捉える。すなわち、検出する電圧値が予め定められた値に達したかを判断するのではなく、周波数掃引時に得られた各電圧値の中で最も低い値の電圧値を検出する。
【００４８】
電圧検出部１０１２は、ＡＣトランス駆動回路１０２３の増幅回路の電圧が最低電圧値になったことを検出すると（Ｓ３でＹＥＳ）、共振周波数検出部１０１５に共振周波数を取得させるための指示信号を送る（Ｓ４）。この電圧検出部１０１２からの指示信号を受けて、共振周波数検出部１０１５が、電圧検出部１０１２によって最低電圧値が検出された時点における周波数を共振周波数として検出する（Ｓ５）。
【００４９】
現像バイアス電圧の交流成分の周波数を掃引すると、例えば、図４に示すように、ＡＣトランス駆動回路１０２３の増幅回路Ｕ１の電圧は、周波数に応じて変化する。上述したように、ＡＣトランス１０２４が現像装置５０を負荷として共振すると、無効電力が減少して効率が向上し、ＡＣトランス１０２４の一次電流が減少するためである。従って、図４で最低電圧値となった時の周波数が、共振周波数となる。
【００５０】
静電容量判別部１０１３は、共振周波数検出部１０１５によって検出された上記共振周波数に対応する静電容量を静電容量記憶部１０１６から読み出す（Ｓ６）。静電容量は、例えば、図５に示すように、共振周波数に応じて変化するため、静電容量記憶部１０１６には、複数の共振周波数と、それぞれの共振周波数に対応する各静電容量とが関係付けられてなるテーブルが記憶されている。
【００５１】
このように特定された静電容量に基づいて、制御部１０１は、ＡＣ振幅制御回路１０２１に出力するＡＣ電圧制御信号を変更することで、バイアス用交流電源の交流電圧の振幅を変更し、現像装置５０の現像バイアスを、当該受け取った静電容量に適した値に設定する（Ｓ７）。
【００５２】
このような現像バイアスの変更制御を行うことで、簡易な構成かつ低コストで、正確に静電容量を判別することが可能となる。
【００５３】
なお、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、図２には、本発明の一実施形態に係る電源装置１００を現像バイアス用の電源装置として示したが、本発明の一実施形態に係る電源装置１００を、他の用途、例えば、帯電バイアス用の電源装置として適用し、上記静電容量に応じて帯電バイアスを適切な値に変更制御することも可能である。
【００５４】
さらに、電源装置１００によって検出される静電容量の変動に基づいて、現像装置５０内のトナー有無やトナー残量等を検出することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る電源装置及び制御装置が適用されたプリンタの概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電源装置を示す回路図である。
【図３】電源装置による現像バイアス変更制御を示すフローチャートである。
【図４】掃引周波数と検知電圧との関係をグラフで示す図である。
【図５】共振周波数と静電容量の関係をグラフで示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０ プリンタ
１００ 電源装置
２０ 感光体ドラム
３０ 帯電ローラ
４０ 露光装置
５０ 現像装置
５０１ マグローラ
５０２ 現像バイアス印加部
１０１ 制御部
１０１１ 周波数制御部
１０１２ 電圧検出部
１０１３ 静電容量判別部
１０１５ 共振周波数検出部
１０１６ 静電容量記憶部
１０１７ 静電容量特定部
１０２ ＡＣ電圧発生回路
１０２１ 振幅制御回路
１０２２ 周波数制御回路
１０２３ トランス駆動回路
１０２４ ＡＣトランス
１０３ ＤＣ電圧発生回路
１０３１ ＤＣ電圧制御回路
１０３２ ＤＣ電圧供給部
１０４ 電圧検出回路
Ｕ１ 増幅回路
Ｕ２ 演算増幅器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置、画像形成装置、及び制御装置に関し、特に、経時変化等に対応させて現像バイアス等の条件を適切な値に設定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式による画像形成装置では、感光体ドラム表面の静電潜像に対して現像装置からトナーを供給してトナー像を形成し、このトナー像を転写ローラで記録紙に転写させ、定着装置でトナー像が記録紙に定着される。この現像装置による現像プロセスでは、現像装置の経時変化や、周囲環境の変化に応じて、現像バイアス電圧等を適切な値に変更して設定する必要がある。この、現像バイアス電圧等を適切な値に設定する技術としては、例えば、電源装置の負荷となる機構の静電容量の変化に着目し、この静電容量を測定して現像装置のプロセス条件を制御する技術がある。例えば、トナーのトリボ量を測定して現像バイアス電圧を制御する画像形成装置や（下記特許文献１参照）、静電容量を自励発振回路の発振周波数から測定する画像形成装置（下記特許文献２参照）が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−１０２１８１号公報
【特許文献２】特開２００１−２９０３４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記各特許文献に示される画像形成装置の場合、何れも静電容量を測定するための構成が複雑になり、コスト高という問題がある。また、交流電圧昇圧用トランスの負荷電流を測定して静電容量を測定する技術も従来から存在するが、この場合、負荷が容量成分のみであれば誤差は少ないが、実際には抵抗成分があるので誤差が発生する。
【０００４】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、簡易な構成かつ低コストで正確に負荷の静電容量を判別し、負荷となる機構のプロセス条件を的確に調整できるようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に記載の発明は、バイアス用交流電源の交流電圧を昇圧すると共に、負荷と接続されて直列共振回路を構成するトランスと、
前記トランスの共振周波数を検出する共振周波数検出手段と、
前記共振周波数検出手段によって検出された共振周波数から、前記負荷の静電容量を判別する静電容量判別手段と、
前記静電容量判別手段によって判別された静電容量に基づいて、前記負荷となる機構のプロセス条件を変更制御する制御手段と
を備えた電源装置である。
【０００６】
また、請求項５に記載の発明は、バイアス用交流電源の交流電圧を昇圧すると共に、負荷と接続されて直列共振回路を構成するトランスの共振周波数を検出する共振周波数検出手段と、
前記共振周波数検出手段によって検出された共振周波数から、前記負荷の静電容量を判別する静電容量判別手段と、
前記静電容量判別手段によって判別された静電容量に基づいて、前記負荷となる機構のプロセス条件を変更制御する制御手段と
を備えた制御装置である。
【０００７】
これらの構成では、負荷と直列共振回路を構成するトランスの共振周波数を共振周波数検出手段が検出し、この検出された共振周波数から、静電容量判別手段が、上記負荷の静電容量を判別して、制御手段が、当該静電容量に基づいて、負荷となる機構のプロセス条件を変更制御する。ここでは、共振周波数を検出して、共振周波数から静電容量を求める構成を採用するため、簡易な構成かつ低コストで、静電容量を判別することが可能となる。また、上記負荷は、静電容量と抵抗器の並列接続に等価できるが、静電容量が支配的であるため、上記検出した共振周波数から正確に静電容量を判別することが可能である。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の電源装置であって、前記共振周波数検出手段は、前記交流電圧の周波数を掃引し、前記トランスの一次側電流が最も低い値となる周波数を前記共振周波数として検出するものである。
【０００９】
この構成では、トランスが共振すると、無効電力が減少するために効率が向上し、トランスの一次電流が減少することに基づいて、共振周波数検出手段が、上記交流電圧の周波数掃引にトランスの一次側電流が最も低い値となった周波数を共振周波数として検出することで、正確に共振周波数を検出できる。しかも、複雑な構成を要さず簡単な構成で共振周波数を検出することができる。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の電源装置であって、前記静電容量判別手段は、複数の共振周波数に対応する各静電容量を記憶する静電容量記憶部と、前記共振周波数検出手段によって検出された共振周波数に対応する静電容量を当該静電容量記憶部から読み出すことで、前記負荷の静電容量を特定する静電容量特定部とを有するものである。
【００１１】
この構成によれば、静電容量特定部が、静電容量記憶部から、共振周波数検出手段によって検出された共振周波数に対応する静電容量を読み出すことで、負荷の静電容量を特定するので、検出された共振周波数に基づく負荷の静電容量の判別を、簡単な構成で実現することができる。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電源装置と、
静電潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体に現像剤を付着させる現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加する現像バイアス印加手段とを備え、前記トランスの負荷となる現像手段と、
前記制御手段は、前記静電容量測定手段によって判別された静電容量に基づいて、前記現像バイアス印加手段が前記現像剤担持体に印加する現像バイアス電圧を設定する画像形成装置である。
【００１３】
この構成によれば、負荷と直列共振回路を構成するトランスの共振周波数を共振周波数検出手段が検出して、この検出した共振周波数から、静電容量判別手段が、上記現像バイアス印加手段の静電容量を判別し、制御手段が、現像バイアス印加手段の現像バイアス電圧を変更制御する。これにより、簡易な構成かつ低コストで、現像バイアス印加手段の静電容量を正確に判別することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１及び請求項５に記載の発明によれば、簡易な構成かつ低コストで、負荷の静電容量を正確に判別することが可能である。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、複雑な構成を要さず簡単な構成で、共振周波数を正確に検出することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、検出された共振周波数に基づく負荷の静電容量の判別を簡単な構成で実現することができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、簡易な構成かつ低コストで、現像バイアス印加手段の静電容量を正確に判別することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態に係る電源装置、画像形成装置、及び制御装置について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電源装置及び制御装置が適用されたプリンタの概略構成を示す図である。プリンタ（画像形成装置の一例）１０は、印刷処理に供する用紙Ｐを貯留する用紙貯留部１２と、この用紙貯留部１２に貯留された用紙束Ｐ１から繰り出された１枚ずつの用紙（被転写材）Ｐに対して画像の転写処理を施す画像形成部１３と、この画像形成部１３で転写処理の施された用紙Ｐに対して定着処理を施す定着部１４とが装置本体１１に内装されると共に、定着部１４で定着処理の施された用紙Ｐが排紙される排紙部１５が装置本体１１の頂部に設けられている。
【００１９】
用紙貯留部１２には、所定数（本実施形態では１つ）の用紙カセット１２１が装置本体１１に対して挿脱自在に設けられている。用紙カセット１２１の上流端（図１の右方）には、用紙束Ｐ１から１枚ずつの用紙Ｐを繰り出させるピックアップローラ１２２が設けられている。このピックアップローラ１２２の駆動によって用紙カセット１２１から繰り出された用紙Ｐは、給紙搬送路１２３およびこの給紙搬送路１２３の下流端に設けられたレジストローラ対１２４を介して画像形成部１３に給紙される。
【００２０】
画像形成部１３は、コンピュータ等から電送されてくる画像情報に基づき用紙Ｐに転写処理を施すものであり、感光体ドラム（像担持体）２０の周面に沿うように、帯電ローラ３０、露光装置４０、現像装置５０、転写ローラ６０及びドラムクリーニング装置７０が配設されている。
【００２１】
感光体ドラム２０は、周面に静電潜像及びこの静電潜像に沿ったトナー像（可視像）を形成させるためのものであり、周面には例えばアモルファスシリコン層が積層されている。
【００２２】
帯電ローラ３０は、感光体ドラム２０の周面に一様な電荷を形成させるものであり、周面が感光体ドラム２０の周面と当接しながら従動回転しつつ当該感光体ドラム２０へ電荷を付与する。本発明に係る帯電バイアス用電源装置は、この帯電ローラ３０に帯電用のバイアス電圧を供給するために、プリンタ１０に備えられている。
【００２３】
露光装置４０は、コンピュータ等の外部の機器から電送されてきた画像データに基づき、強弱の付与されたレーザ光を、回転している感光体ドラム２０の周面に照射し、感光体ドラム２０周面におけるレーザ光照射部分の電荷を消去することによって、当該感光体ドラム２０の周面に静電潜像を形成させる。
【００２４】
現像装置（現像手段）５０は、感光体ドラム２０の周面にトナーを供給することによって周面の静電潜像が形成された部分にトナーを付着させ、これによって感光体ドラム２０の周面にトナー像を形成させる。現像装置５０は、感光体ドラム２０に現像剤を付着させるマグローラ５０１（現像剤担持体）と、マグローラ５０１に現像バイアス電圧を印加する現像バイアス印加部（現像バイアス印加手段）５０２とを備える。この現像装置５０（現像バイアス印加部５０２）に、本発明の一実施形態に係る電源装置（詳細は後述）からの交流電圧が印加される。
【００２５】
転写ローラ６０は、感光体ドラム２０の直下位置に送り込まれた用紙Ｐに対して当該感光体ドラム２０の周面に形成されているプラスに帯電したトナー像を用紙Ｐに転写させるものであり、トナー像の電荷と逆極性であるマイナスの電荷を用紙Ｐに付与する。
【００２６】
従って、感光体ドラム２０の直下位置に到達した用紙Ｐは、転写ローラ６０と感光体ドラム２０とによって押圧挟持されつつ、プラスに帯電した感光体ドラム２０周面のトナー像がマイナスに帯電した用紙Ｐの表面に向けて引き剥がされ、これによって用紙Ｐに対し転写処理が施される。
【００２７】
定着部１４は、画像形成部１３によって転写処理の施された用紙Ｐのトナー像に加熱に
よる定着処理を施すものであり、内部に通電発熱体が装着されたヒートローラ１４１と、このヒートローラ１４１の下部で周面同士が対向配置された加圧ローラ１４２とを備えて構成されている。そして、転写処理後の用紙Ｐは、ローラ心回りに時計方向に向けて駆動回転しているヒートローラ１４１と、ローラ心回りに反時計方向に向けて従動回転している加圧ローラ１４２との間のニップ部を通過することによって、ヒートローラ１４１からの熱を得て定着処理が施される。定着処理の施された用紙Ｐは、排紙搬送路１４３を通って排紙部１５へ排出される。
【００２８】
排紙部１５は、装置本体１１の頂部が凹没されることによって形成され、この凹没した凹部の底部に排紙された用紙Ｐを受ける排紙トレイ１５１が形成されている。
【００２９】
次に、本発明の一実施形態に係る電源装置１００の構成を説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る電源装置を示す回路図である。本発明の一実施形態に係る電源装置１００は、バイアス用交流電源の交流電圧を昇圧し、現像バイアスとして現像装置５０に供給するものである。なお、電源装置１００の負荷である現像装置５０は、コンデンサと抵抗とを並列接続とした等価回路で示す。また、現像装置５０は、後述するＡＣトランス１０２４と直列に接続して直列共振回路を構成する。
【００３０】
電源装置１００は、制御部１０１、ＡＣ（交流）電圧発生回路１０２、ＤＣ（直流）電圧発生回路１０３、及び電圧検出回路１０４を備える。
【００３１】
制御部１０１は、現像バイアスの生成及び補正に必要な制御を行うものである。制御部１０１は、周波数制御部１０１１と、電圧検出部１０１２と、静電容量判別部１０１３とを備える。
【００３２】
周波数制御部（共振周波数検出手段）１０１１は、現像バイアス電圧の交流成分の周波数を定めるクロック信号（HVCLK）を生成して出力する。周波数制御部１０１１は、直列に接続されるＡＣトランス１０２４と現像装置５０とでなる直列共振回路の共振周波数を検出する際に、現像バイアス電圧の交流成分の周波数を掃引する制御を行う。さらに、周波数制御部１０１１が備える共振周波数検出部１０１５は、上記現像バイアス電圧の交流成分の周波数の掃引時に、電圧検出部１０１２が共振を示す最低値となる電圧を検出したときの周波数を、共振周波数として記憶し、当該共振周波数の値を静電容量記憶部１０１６に送出する。
【００３３】
電圧検出部（周波数検出手段）１０１２は、上記共振周波数検出時における周波数制御部１０１１の周波数掃引時に、各周波数での電圧値を電圧検出回路１０４から逐次取得する。電圧検出部１０１２は、取得する電圧値が最低値となったときに、共振周波数検出部１０１５に指示信号を送り、共振周波数検出部１０１５に、最低電圧値の時点における周波数を共振周波数として検出させる。
【００３４】
静電容量判別部（静電容量判別手段）１０１３は、共振周波数検出部１０１５によって検出された共振周波数に基づいて、現像装置５０の静電容量を判別する。静電容量判別部１０１３は、静電容量記憶部１０１６と静電容量特定部１０１７とを備える。静電容量記憶部１０１６は、複数の共振周波数に対応する各静電容量との関係を示すテーブルを記憶している。静電容量特定部１０１７は、共振周波数検出部１０１５によって検出された共振周波数に対応する静電容量を静電容量記憶部１０１６から読み出すことで、現像装置５０の静電容量を特定する。
【００３５】
なお、ＡＣトランス１０２４の負荷となる現像装置５０は、そのマグローラが感光体ドラムと接触、或いは非接触状態で結合している。この負荷となる現像装置５０は、コンデンサ（静電容量）と抵抗器（抵抗）の並列接続に等価できるが、静電容量が支配的である。この静電容量は、感光体ドラムの膜厚、トナーの誘電率、トリボ量、ローラと感光体とのギャップ等で変動するため、当該静電容量を正確に把握できれば、バイアス電圧等の設定値を最適値に補正することが可能になる。
【００３６】
このように特定された静電容量に基づいて、制御部（制御手段）１０１は、ＡＣ振幅制御回路１０２１に出力するＡＣ電圧制御信号を変更することで、バイアス用交流電源の交流電圧の振幅を変更し、これにより、現像バイアスを、上記特定された静電容量に応じた値に制御する。
【００３７】
ＡＣ（交流）電圧発生回路１０２は、ＡＣ振幅制御回路１０２１、周波数制御回路１０２２、ＡＣトランス駆動回路１０２３、ＡＣトランス（トランス）１０２４とを有する。ＡＣ振幅制御回路１０２１は、バイアス用交流電源の交流電圧の振幅を制御する回路であり、制御部１０１からのＡＣ電圧制御信号に基づいて上記振幅を制御する。周波数制御回路１０２２は、ＡＣ振幅制御回路１０２１からのＡＣ電圧制御信号を、周波数制御部１０１１から出力される上述のクロック信号で矩形波とするものである。ＡＣトランス駆動回路１０２３は、上記矩形波とされた信号を増幅回路Ｕ１で増幅し、交流電圧昇圧用のＡＣトランス１０２４に出力する。このようにＡＣトランス１０２４を駆動すれば、OUTPUT端に例えば約1.6KVp-pの交流電圧が発生するようになっている。この交流電圧は現像装置５０のマグローラ或いはスリーブローラに印加される。
【００３８】
ＤＣ電圧発生回路１０３は、ＤＣ電圧制御回路１０３１と、ＤＣ電圧供給部１０３２とを備える。ＤＣ電圧制御回路１０３１は、制御部１０１から出力されるアナログのＤＣ電圧制御信号に基づいて、ＤＣ電圧供給部１０３２による直流電圧の出力をオン・オフさせる。ＤＣ電圧供給部１０３２は、交流成分を発生させるＡＣトランス１０２４の二次側に接続されている。
【００３９】
電圧検出回路（周波数検出手段）１０４は、ＡＣトランス１０２４を駆動するＡＣトランス駆動回路１０２３の増幅回路の電圧を検出する回路である。ＡＣトランス１０２４が現像装置５０を負荷として共振すると、無効電力が減少するために効率が向上し、ＡＣトランス１０２４の一次電流（駆動電流）が減少する。従って、周波数制御部１０１１の周波数掃引時に、駆動電流が最も減少する周波数が共振周波数となる。これに基づいて、電圧検出回路１０４は、ＡＣトランス１０２４の駆動電流を、ＡＣトランス１０２４の電圧の変動に基づいて検出するために設けられている。
【００４０】
電圧検出回路１０４が検出した電圧値は、演算増幅器Ｕ２を通して、制御部１０１の電圧検出部１０１２に出力される。上述したように、上記共振周波数を検出する際に、周波数制御部１０１１が現像バイアス電圧の交流成分の周波数を掃引すると、この掃引時におけるＡＣトランス駆動回路１０２３の増幅回路Ｕ１の電圧が、電圧検出回路１０４によって逐次検出される。電圧検出部１０１２は、最低電圧値を検出すると、共振周波数検出部１０１５に対して、最低電圧値を検出した時点における周波数を共振周波数として検出させる指示信号を出力する。
【００４１】
すなわち、電源装置１００が駆動される場合、最初に制御部１０１からのＤＣ電圧制御信号でＱ３がオンとされ、出力端子ＯＵＴＰＵＴに発生する現像バイアスＤＣ電圧が0とされる。次にＡＣ電圧制御信号で、バイアス用交流電源の交流電圧の振幅が設定される。そして、制御部１０１からのトランス駆動用交流信号信号HVCLKがQ2のベースに入り、上記交流電圧が矩形波とされて増幅回路Ｕ１で増幅される。この増幅された交流電圧によるＡＣトランス１０２４の駆動で、OUTPUT端に例えば約1.6KVp-pの交流電圧が発生するようになっている。この交流電圧は現像装置５０のマグローラ或いはスリーブローラに印加される。
【００４２】
一方、前記マグローラ或いはスリーブローラに印加された交流電圧で負荷電流が流れると、交流電圧昇圧用のＡＣトランス１０２４の一次側の駆動電流も変動する。従って、増幅回路Ｕ１に内蔵されているトランジスタの電流を測定すれば、ＡＣトランス１０２４の駆動電流を検出することが可能である。
【００４３】
図２に示した電圧検出回路１０４のR1は、上記ＡＣトランス１０２４の駆動電流を検出する抵抗器である。R1の両端に発生する電圧は当該駆動電流に比例するので、R1両端に発生する電圧降下分を演算増幅器Ｕ２で増幅して、制御部１０１でＡ／Ｄ変換すれば、上記駆動電流の増減をデジタル値として読みとることが可能になる。
【００４４】
なお、本発明に係る制御装置は、電圧検出回路１０４と、電圧検出部１０１２と、周波数制御部１０１１と、静電容量判別部１０１３と、制御部１０１とから構成される。
【００４５】
次に、上記図２と、更に図３乃至図５を参照して、電源装置１００による現像バイアス変更制御を説明する。図３は電源装置１００による現像バイアス変更制御を示すフローチャート、図４は掃引周波数と検知電圧との関係をグラフで示す図、図５は共振周波数と静電容量の関係をグラフで示す図である。
【００４６】
まず、制御部１０１は、操作者による設定で現像バイアス変更モード（静電容量測定モード）とされているか否かを判断する（Ｓ１）。ここで、現像バイアス変更モードとされている場合（Ｓ１でＹＥＳ）、Ｓ２以降の現像バイアス変更制御に入る。現像バイアス変更モードとされていない場合は（Ｓ１でＮＯ）、通常の画像形成時に現像装置５０を駆動場合における電源装置１００の駆動制御を行う（Ｓ８）。なお、ここでは、制御部１０１が、現像バイアス変更モードとされているか否かに応じて、現像バイアス変更制御に入るか否かを判断しているが、プリンタ１０の電源投入時には、現像バイアス変更モードとされているか否かに拘わらず、現像バイアス変更制御に入ることが好ましい。電源投入時における現像装置５０の状態及び周囲環境に応じて、最適な現像バイアスでの現像処理を可能にするためである。
【００４７】
現像バイアス変更制御に入った場合、現像装置５０を負荷とするＡＣトランス１０２４の共振周波数を検出するために、周波数制御部１０１１は、現像バイアス電圧の交流成分の周波数を掃引する（Ｓ２）。この周波数掃引時、電圧検出回路１０４は、ＡＣトランス１０２４を駆動するＡＣトランス駆動回路１０２３の増幅回路の電圧を逐次検出し、電圧検出部１０１２に出力する。電圧検出部１０１２は、電圧検出回路１０４から送られてくる、ＡＣトランス駆動回路１０２３の増幅回路の電圧が、最低電圧値になったか否かを検出する（Ｓ３）。ここで、電圧検出部１０１２は、検出する電圧を、絶対値ではなく、最も低くなるポイントとして捉える。すなわち、検出する電圧値が予め定められた値に達したかを判断するのではなく、周波数掃引時に得られた各電圧値の中で最も低い値の電圧値を検出する。
【００４８】
電圧検出部１０１２は、ＡＣトランス駆動回路１０２３の増幅回路の電圧が最低電圧値になったことを検出すると（Ｓ３でＹＥＳ）、共振周波数検出部１０１５に共振周波数を取得させるための指示信号を送る（Ｓ４）。この電圧検出部１０１２からの指示信号を受けて、共振周波数検出部１０１５が、電圧検出部１０１２によって最低電圧値が検出された時点における周波数を共振周波数として検出する（Ｓ５）。
【００４９】
現像バイアス電圧の交流成分の周波数を掃引すると、例えば、図４に示すように、ＡＣトランス駆動回路１０２３の増幅回路Ｕ１の電圧は、周波数に応じて変化する。上述したように、ＡＣトランス１０２４が現像装置５０を負荷として共振すると、無効電力が減少して効率が向上し、ＡＣトランス１０２４の一次電流が減少するためである。従って、図４で最低電圧値となった時の周波数が、共振周波数となる。
【００５０】
静電容量判別部１０１３は、共振周波数検出部１０１５によって検出された上記共振周波数に対応する静電容量を静電容量記憶部１０１６から読み出す（Ｓ６）。静電容量は、例えば、図５に示すように、共振周波数に応じて変化するため、静電容量記憶部１０１６には、複数の共振周波数と、それぞれの共振周波数に対応する各静電容量とが関係付けられてなるテーブルが記憶されている。
【００５１】
このように特定された静電容量に基づいて、制御部１０１は、ＡＣ振幅制御回路１０２１に出力するＡＣ電圧制御信号を変更することで、バイアス用交流電源の交流電圧の振幅を変更し、現像装置５０の現像バイアスを、当該受け取った静電容量に適した値に設定する（Ｓ７）。
【００５２】
このような現像バイアスの変更制御を行うことで、簡易な構成かつ低コストで、正確に静電容量を判別することが可能となる。
【００５３】
なお、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、図２には、本発明の一実施形態に係る電源装置１００を現像バイアス用の電源装置として示したが、本発明の一実施形態に係る電源装置１００を、他の用途、例えば、帯電バイアス用の電源装置として適用し、上記静電容量に応じて帯電バイアスを適切な値に変更制御することも可能である。
【００５４】
さらに、電源装置１００によって検出される静電容量の変動に基づいて、現像装置５０内のトナー有無やトナー残量等を検出することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る電源装置及び制御装置が適用されたプリンタの概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電源装置を示す回路図である。
【図３】電源装置による現像バイアス変更制御を示すフローチャートである。
【図４】掃引周波数と検知電圧との関係をグラフで示す図である。
【図５】共振周波数と静電容量の関係をグラフで示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０ プリンタ
１００ 電源装置
２０ 感光体ドラム
３０ 帯電ローラ
４０ 露光装置
５０ 現像装置
５０１ マグローラ
５０２ 現像バイアス印加部
１０１ 制御部
１０１１ 周波数制御部
１０１２ 電圧検出部
１０１３ 静電容量判別部
１０１５ 共振周波数検出部
１０１６ 静電容量記憶部
１０１７ 静電容量特定部
１０２ ＡＣ電圧発生回路
１０２１ 振幅制御回路
１０２２ 周波数制御回路
１０２３ トランス駆動回路
１０２４ ＡＣトランス
１０３ ＤＣ電圧発生回路
１０３１ ＤＣ電圧制御回路
１０３２ ＤＣ電圧供給部
１０４ 電圧検出回路
Ｕ１ 増幅回路
Ｕ２ 演算増幅器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイアス用交流電源の交流電圧を昇圧すると共に、負荷と接続されて直列共振回路を構成するトランスと、
前記トランスの共振周波数を検出する共振周波数検出手段と、
前記共振周波数検出手段によって検出された共振周波数から、前記負荷の静電容量を判別する静電容量判別手段と、
前記静電容量判別手段によって判別された静電容量に基づいて、前記負荷となる機構のプロセス条件を変更制御する制御手段と
を備えた電源装置。
【請求項２】
前記共振周波数検出手段は、前記交流電圧の周波数を掃引し、前記トランスの一次側電流が最も低い値となる周波数を前記共振周波数として検出する請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記静電容量判別手段は、複数の共振周波数に対応する各静電容量を記憶する静電容量記憶部と、前記共振周波数検出手段によって検出された共振周波数に対応する静電容量を当該静電容量記憶部から読み出すことで、前記負荷の静電容量を特定する静電容量特定部とを有する請求項１又は請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電源装置と、
静電潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体に現像剤を付着させる現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加する現像バイアス印加手段とを備え、前記トランスの負荷となる現像手段と、
前記制御手段は、前記静電容量測定手段によって判別された静電容量に基づいて、前記現像バイアス印加手段が前記現像剤担持体に印加する現像バイアス電圧を設定する画像形成装置。
【請求項５】
バイアス用交流電源の交流電圧を昇圧すると共に、負荷と接続されて直列共振回路を構成するトランスの共振周波数を検出する共振周波数検出手段と、
前記共振周波数検出手段によって検出された共振周波数から、前記負荷の静電容量を判別する静電容量判別手段と、
前記静電容量判別手段によって判別された静電容量に基づいて、前記負荷となる機構のプロセス条件を変更制御する制御手段と
を備えた制御装置。
【請求項１】
バイアス用交流電源の交流電圧を昇圧すると共に、負荷と接続されて直列共振回路を構成するトランスと、
前記トランスの共振周波数を検出する共振周波数検出手段と、
前記共振周波数検出手段によって検出された共振周波数から、前記負荷の静電容量を判別する静電容量判別手段と、
前記静電容量判別手段によって判別された静電容量に基づいて、前記負荷となる機構のプロセス条件を変更制御する制御手段と
を備えた電源装置。
【請求項２】
前記共振周波数検出手段は、前記交流電圧の周波数を掃引し、前記トランスの一次側電流が最も低い値となる周波数を前記共振周波数として検出する請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記静電容量判別手段は、複数の共振周波数に対応する各静電容量を記憶する静電容量記憶部と、前記共振周波数検出手段によって検出された共振周波数に対応する静電容量を当該静電容量記憶部から読み出すことで、前記負荷の静電容量を特定する静電容量特定部とを有する請求項１又は請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電源装置と、
静電潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体に現像剤を付着させる現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加する現像バイアス印加手段とを備え、前記トランスの負荷となる現像手段と、
前記制御手段は、前記静電容量測定手段によって判別された静電容量に基づいて、前記現像バイアス印加手段が前記現像剤担持体に印加する現像バイアス電圧を設定する画像形成装置。
【請求項５】
バイアス用交流電源の交流電圧を昇圧すると共に、負荷と接続されて直列共振回路を構成するトランスの共振周波数を検出する共振周波数検出手段と、
前記共振周波数検出手段によって検出された共振周波数から、前記負荷の静電容量を判別する静電容量判別手段と、
前記静電容量判別手段によって判別された静電容量に基づいて、前記負荷となる機構のプロセス条件を変更制御する制御手段と
を備えた制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−３２２７２７（Ｐ２００７−３２２７２７Ａ）
【公開日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１５２５７４（Ｐ２００６−１５２５７４）
【出願日】平成１８年５月３１日（２００６．５．３１）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月３１日（２００６．５．３１）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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