特許 7566845 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-04

(45)【発行日】2024-10-15

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/16 20060101AFI20241007BHJP

   G03G 21/00 20060101ALI20241007BHJP

   G03G 15/00 20060101ALI20241007BHJP

【ＦＩ】

G03G15/16

G03G21/00 398

G03G15/00 303

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2022177089

(22)【出願日】2022-11-04

(65)【公開番号】P2024067203

(43)【公開日】2024-05-17

【審査請求日】2023-09-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100123559

【弁理士】

【氏名又は名称】梶 俊和

(74)【代理人】

【識別番号】100177437

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 英子

(72)【発明者】

【氏名】榛葉 武士

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 慎理

【審査官】河内 悠

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－０７８２５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１８４３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１００９１９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｇ １５／１６

Ｇ０３Ｇ ２１／００

Ｇ０３Ｇ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１極性の電圧を生成する第１電圧生成手段と、
前記第１極性とは逆の第２極性の電圧を生成する第２電圧生成手段と、
前記第１電圧生成手段により生成された電圧、及び、前記第２電圧生成手段により生成された電圧が供給される第１部材と、
前記第２電圧生成手段により生成された電圧が供給される第２部材と、
前記第１電圧生成手段により生成された出力を検知する第１検知手段と、
前記第２電圧生成手段により生成された出力を検知する第２検知手段と、
前記第１検知手段の検知結果に基づいて前記第１電圧生成手段の定電圧制御を行う第１制御手段と、
前記第２検知手段の検知結果に基づいて前記第２電圧生成手段の定電圧制御を行う第２制御手段と、
前記第１制御手段及び前記第２制御手段を制御する第３制御手段と、
を備え、
前記第１制御手段は、前記第１電圧生成手段及び前記第２電圧生成手段から前記第１部材に電圧が供給される第１状態では前記第１電圧生成手段を第１駆動周波数で駆動し、前記第２電圧生成手段から前記第１部材への電圧の供給が停止される第２状態では前記第１電圧生成手段を前記第１駆動周波数とは異なる第２駆動周波数で駆動し、
前記第３制御手段は、前記第１状態から前記第２状態に移行する際に、前記第２制御手段による前記第２電圧生成手段の駆動を停止させるとともに、前記第１制御手段による前記第１電圧生成手段の駆動を停止させ、前記第３制御手段が前記第１電圧生成手段を前記第２駆動周波数で駆動することを特徴とする画像形成装置。

【請求項2】

前記第３制御手段は、前記第２電圧生成手段の出力が０Ｖになると、前記第１制御手段による前記第１電圧生成手段の駆動を再開させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項3】

トナー像が形成される感光体と、
前記感光体上の前記トナー像が転写される中間転写体と、
前記中間転写体上の前記トナー像を記録材に転写する転写手段と、
前記転写手段により前記記録材へ前記トナー像が転写された後に前記中間転写体上に残ったトナーを回収する清掃部材と、
を備え、
前記清掃部材は、前記第１部材であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。

【請求項4】

トナー像が形成される感光体と、
前記感光体上の前記トナー像が転写される中間転写体と、
前記中間転写体上の前記トナー像を記録材に転写する転写手段と、
前記記録材の搬送方向において前記転写手段よりも下流に配置され、前記記録材を前記転写手段から分離させる除電針と、
を備え、
前記除電針は、前記第２部材であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像形成装置に関し、例えば、電子写真方式を用いた画像形成装置等に用いられる高電圧電源装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電子写真方式を用いた画像形成装置の高電圧電源装置において、装置の小型化及びコストダウンを目的として、１つの高電圧電源の出力を複数の負荷に対して印加する構成がある。例えば、特許文献１では、負極性を出力する１つの高電圧電源から、２つの負荷に対して電圧を供給する構成が提案されている。ここで、２つの負荷は、中間転写ベルトクリーニング部材（以下、「ＩＣＬブラシ」という。）と、２次転写ローラである。また、１つの負荷に対して負極性の高電圧電源、及び、正極性の高電圧電源を接続する構成も提案されている。この構成においては、画像形成中は、ＩＣＬブラシに対して正極性を印加することで、中間転写ベルトから記録材へ転写されずに残ったトナーをＩＣＬブラシに回収する。画像形成終了後は、ＩＣＬブラシに対し負極性を印加することで、ＩＣＬブラシに回収したトナーを中間転写ベルトに吐き出し、廃トナー容器へトナーの回収を行う。

【0003】

また、例えば特許文献２では、負極性を出力する１つの高電圧電源から、３つの負荷に対して電圧を供給する構成が提案されている。３つの負荷は、ＩＣＬブラシ、２次転写ローラ、記録材を中間転写ベルトから分離するための除電針である。ここで、除電針に関しては、記録材の搬送方向の下流側にコロナ放電器を用いた除電手段を配置し、転写部から排出された直後の記録材に、コロナ放電で発生させた荷電粒子を照射することが開示されている。これにより、記録材を中間転写ベルトから分離している。このような構成の画像形成装置では、画像形成中にＩＣＬブラシに正極性の電圧を印加しトナーを回収しつつ、除電針に対しては負極性の電圧を印加し、記録材を中間転写ベルトから分離する制御を行う。ここで、負極性の電源は、除電針とＩＣＬブラシに接続されているため、ＩＣＬブラシには正極性の電圧と負極性の電圧とが印加されることとなる。以下、「正負重畳出力」という。このとき、ＩＣＬブラシに正極性の電圧を印加するために、負極性の電源から印加される電圧の分だけ、正極性の電圧の出力を大きくすることで、ＩＣＬブラシに所望の正極性の電圧を印加する制御が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１３－０７８２５２号公報

【文献】特開２０１５－１８４３４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、画像形成中のＩＣＬブラシに対する正負重畳出力の制御において、正負重畳出力した状態から、負極性の電圧の印加を停止し、正負重畳出力を停止する際に、正極性の電源の制御が追従せずに、出力電圧にリップルが発生するといった課題がある。

【0006】

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、正極性の電圧と負極性の電圧とを重畳して出力した状態から負極性の電圧の出力を停止する際に発生する出力電圧のリップルを低減することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。
（１）第１極性の電圧を生成する第１電圧生成手段と、前記第１極性とは逆の第２極性の電圧を生成する第２電圧生成手段と、前記第１電圧生成手段により生成された電圧、及び、前記第２電圧生成手段により生成された電圧が供給される第１部材と、前記第２電圧生成手段により生成された電圧が供給される第２部材と、前記第１電圧生成手段により生成された出力を検知する第１検知手段と、前記第２電圧生成手段により生成された出力を検知する第２検知手段と、前記第１検知手段の検知結果に基づいて前記第１電圧生成手段の定電圧制御を行う第１制御手段と、前記第２検知手段の検知結果に基づいて前記第２電圧生成手段の定電圧制御を行う第２制御手段と、前記第１制御手段及び前記第２制御手段を制御する第３制御手段と、を備え、前記第１制御手段は、前記第１電圧生成手段及び前記第２電圧生成手段から前記第１部材に電圧が供給される第１状態では前記第１電圧生成手段を第１駆動周波数で駆動し、前記第２電圧生成手段から前記第１部材への電圧の供給が停止される第２状態では前記第１電圧生成手段を前記第１駆動周波数とは異なる第２駆動周波数で駆動し、前記第３制御手段は、前記第１状態から前記第２状態に移行する際に、前記第２制御手段による前記第２電圧生成手段の駆動を停止させるとともに、前記第１制御手段による前記第１電圧生成手段の駆動を停止させ、前記第３制御手段が前記第１電圧生成手段を前記第２駆動周波数で駆動することを特徴とする画像形成装置。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、正極性の電圧と負極性の電圧とを重畳して出力した状態から負極性の電圧の出力を停止する際に発生する出力電圧のリップルを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施例１～３のカラー画像形成装置の断面の概略を示す構成図

【図2】実施例１～３の２次転写電源、ブラシ電源、除電針電源を示す図

【図3】実施例１～３の画像形成装置のエンジン制御部の機能ブロック図

【図4】実施例１の正負重畳出力を停止する場合のタイミングチャート

【図5】実施例１の圧電トランスの周波数と電圧との関係を示す図

【図6】実施例１の正負重畳出力を停止する場合のフローチャート

【図7】実施例２の圧電トランスの周波数と電圧との関係を示す図

【図8】実施例２の正負重畳出力を停止する場合のフローチャート

【図9】実施例３の正負重畳出力を停止する場合のフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明を実施するための形態を、実施例により図面を参照しながら詳しく説明する。

【実施例1】

【0011】

［画像形成装置］
図１は画像形成装置の断面の要部の概略を示す図である。図１を用いて実施例１の画像形成装置の構成及び動作を説明する。画像形成装置は、第１～第４の画像形成ステーション６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄより構成される。なお、符号末尾のａ、ｂ、ｃ、ｄは各色に対応している。また、第１はイエロー（以下、Ｙと称する）、第２はマゼンタ（以下、Ｍと称する）、第３はシアン（以下、Ｃと称する）、第４はブラック（以下、Ｂｋと称する）のそれぞれの色に対応する。各ステーションは画像形成装置本体に対して交換可能になっている。なお、各ステーションには少なくとも感光ドラムが含まれていればよく、どの部材までを画像形成ステーションに含め交換可能とするかについては特に限定されるものでない。

【0012】

以下においては各ステーションの代表として第１の画像形成ステーション６０ａ（Ｙ）の動作を例に説明を行う。第１の画像形成ステーション６０ａは、感光体である感光ドラム１ａを備え、感光ドラム１ａの寿命に係る情報として、例えば使用開始からの感光ドラム１ａの積算の回転数（以下、積算回転数という。）を記憶する記憶部材（例えばメモリタグ）を備えている。感光ドラム１ａは、図１中の矢印の方向（反時計回り方向）に所定の周速度（プロセススピードともいう。）で回転駆動される。

【0013】

感光ドラム１ａは、この回転過程で、帯電ローラ２ａにより所定の極性の電位（以下、帯電電位という。）に一様に帯電される。次いで外部から供給される画像データ（画像信号）に基づく露光手段である露光装置３ａのレーザー光６ａの走査によって、画像部に相当する感光ドラム１ａの表面を露光して電荷を除電し、感光ドラム１ａの表面に電位（以下、露光電位という。）Ｖｌを形成する。次いで、画像部である露光電位Ｖｌ部には、現像手段であるイエロー現像器４ａに印加される電圧（以下、現像電圧という。）Ｖｄｃと露光電位Ｖｌとの電位差によりトナーが現像され、可視化される。なお、実施例１の画像形成装置は、露光装置３ａにより露光を行い、露光部に現像する反転現像方式の画像形成装置である。

【0014】

中間転写ベルト１０は、張架部材１１、１２、１３により張架され、感光ドラム１ａと当接している。この中間転写ベルト１０は、当接位置において、感光ドラム１ａと同方向かつ略同一の周速度で回転駆動する。感光ドラム１ａ上（感光体上）に形成されたイエロー色のトナー像は、感光ドラム１ａと中間転写ベルト１０との当接部（以下、１次転写ニップ部という。）を通過する。その過程で、１次転写電源１５ａより１次転写ローラ１４ａに印加した電圧（以下、１次転写電圧という。）によって、中間転写ベルト１０の上に転写される（１次転写）。感光ドラム１ａ表面に残留したトナーは、クリーニング手段であるクリーニング装置５ａにより清掃、除去された後、上述した帯電以降の画像形成プロセスが繰り返し行われる。以下、同様にして第２色のマゼンタ色のトナー像（Ｍ）、第３色のシアン色のトナー像（Ｃ）、第４色のブラック色のトナー像（Ｂｋ）が形成され、中間転写ベルト１０上（中間転写体上）に順次重ねて転写されて、４色の合成カラー画像が得られる。

【0015】

中間転写ベルト１０上の４色のトナー像は、中間転写ベルト１０と転写手段である２次転写ローラ２０との当接部（以下、２次転写ニップ部という。）を通過する。この過程で、中間転写ベルト１０上のトナー像は、２次転写電源２１が２次転写ローラ２０に印加した電圧（以下、２次転写電圧という。）によって、給紙手段である給紙ローラ５０により給紙された記録材Ｐの表面に一括転写される（２次転写）。

【0016】

第２部材である除電針１８は、２次転写ニップ部の記録材Ｐの排出側、すなわち、記録材Ｐの搬送方向において２次転写ローラ２０の下流側に配設されている。除電針１８は、除電針電源１９によって印加される除電のための電圧（以下、除電電圧という。）により、２次転写ニップ部を通過した記録材Ｐの電荷を除電する。以下、単に、記録材Ｐを除電する、という。除電針１８に印加される除電電圧は、２次転写ローラ２０に印加する転写電圧と逆極性の電位とする。この除電針１８によって、中間転写ベルト１０に静電吸着している記録材Ｐの分離を促進させている。

【0017】

その後、未定着の４色のトナー像を担持した記録材Ｐは定着器３０に導入され、そこで加熱及び加圧されることで４色のトナーが溶融混色して記録材Ｐに固定される。以上の動作により、フルカラーのトナー画像が記録材Ｐ上（記録媒体上）に形成される。また、中間転写ベルト１０の表面に残留したトナーは、ブラシ電源１７が第１部材であるブラシ１６に印加した電圧（以下、ブラシ電圧という。）によって、ブラシ１６に一時的に回収される。ブラシ１６は中間転写ベルト１０の清掃部材として機能する。

【0018】

その後、画像形成が終了すると、中間転写ベルト１０上に残留したトナーを一時回収したときの電圧とは逆極性の電圧を、ブラシ１６に印加することで、ブラシ１６に一時回収したトナーを中間転写ベルト１０上に移動させる（以下、吐き出す、ともいう。）。その後、中間転写ベルト１０上に吐き出されたトナーは、中間転写ベルト１０上から感光ドラム１ａに転写され（すなわち、逆転写され）、クリーニング装置５ａにより清掃、除去される。以降、特定の色の部材についての説明を行う場合を除き、色を表すａ、ｂ、ｃ、ｄを省略する。

【0019】

［電源］
図２は、実施例１の画像形成装置の２次転写電源２１、ブラシ電源１７及び除電針電源１９の構成を示す概略図である。図２は、高電圧制御部２０１、正電圧電源部２００ｅ、正電圧電源部２００ｆ、負電圧電源部２００ｇ、負電圧電源部２００ｈで構成される。図１に記載した各電源との関係を以下に示す。
２次転写電源２１ → 正電圧電源部２００ｅ＋負電圧電源部２００ｈ
ブラシ電源１７ → 正電圧電源部２００ｆ＋負電圧電源部２００ｇ
除電針電源１９ → 負電圧電源部２００ｇ
すなわち、負電圧電源部２００ｇは、負電圧を除電針電源１９及びブラシ電源１７に出力している。

【0020】

高電圧制御部２０１は、図示しないＲＯＭ、ＲＡＭ内蔵のマイクロコンピュータによって制御され、２次転写ローラ２０、ブラシ１６及び除電針１８に流れる電流及び電圧を検知し、２次転写ローラ２０、ブラシ１６及び除電針１８に印加する電圧を制御する。

【0021】

（正電圧電源部２００ｅ）
正電圧電源部２００ｅは、トランス駆動部２５１、フライバックトランスを有するトランス部２０２を有している。トランス部２０２は、コンデンサ２５４、フリーダ抵抗２０６を有している。２次転写電源２１の正電圧電源部２００ｅは、トランス部２０２で電圧を印加する構成である。トランス駆動部２５１は、トランス部２０２を駆動する駆動部であり、高電圧制御部２０１のＤ／Ａポートから入力されるアナログ信号２８０（例えば、ＰＷＭ信号）（「Ｄ／Ａ入力」と図示）に従って、所定の周波数で駆動される。このトランス駆動部２５１には、トランスに入力する電圧を制御するための制御信号（ＰＷＭ信号）と、周波数を指示するクロック信号２８１が入力される（「ＣＬＫ入力」と図示）。トランス部２０２は、内部にコンデンサ２５４とブリーダ抵抗２０６とを有し、トランス駆動部２５１の制御によりオン状態となり、２次転写ローラ２０に正電圧を印加する。ここでは、正電圧電源部２００ｅとして、フライバックトランスを用いた回路構成について説明しているが、他の高電圧を生成する回路構成であってもよい。

【0022】

（正電圧電源部２００ｆ）
第１極性の電圧である正電圧を生成する第１電圧生成手段である正電圧電源部２００ｆは、トランス駆動部２４２、圧電トランス２１０、ダイオード２６１、２６２、コンデンサ２６３、抵抗２０５を有している。ブラシ電源１７の正電圧電源部２００ｆは、正電源の圧電トランス２１０で電圧を印加する構成である。トランス駆動部２５２は、圧電トランス２１０を駆動する駆動部であり、高電圧制御部２０１のＤ／Ａポートから入力される制御信号２８２（周波数設定信号）に基づく周波数で、圧電トランス２１０を駆動して所定の電圧を出力させる。圧電トランス２１０は、トランス駆動部２５２の制御によりオン状態となり、ブラシ１６へ正電圧を印加する。ダイオード２６１、２６２、コンデンサ２６３は、圧電トランス２１０の出力を整流平滑する整流平滑回路を構成する。抵抗２０５は、ブリーダ抵抗である。

【0023】

（負電圧電源部２００ｇ、負電圧電源部２００ｈ）
ブラシ１６及び除電針１８の負電圧電源部２００ｇ及び２次転写ローラ２０の負電圧電源部２００ｈは、１つの負電源の圧電トランス２０４で電圧を印加する構成である。すなわち、負電圧電源部２００ｇ及び負電圧電源部２００ｈは、トランス駆動部２５３、圧電トランス２０４を共有している。第１極性とは逆の第２極性の電圧である負電圧を生成する第２電圧生成手段である負電圧電源部２００ｇは、さらに、整流平滑回路２７１を有し、整流平滑回路２７１はダイオード２７３、２７４、コンデンサ２７５を有している。負電圧電源部２００ｈは、さらに、整流平滑回路２７２を有し、整流平滑回路２７２はダイオード２７６、２７７、コンデンサ２７８を有している。

【0024】

トランス駆動部２５３は、負電源用の圧電トランス２０４を駆動する駆動部であり、高電圧制御部２０１のＤ／Ａポートから入力される制御信号２８３（周波数設定信号）に基づく周波数で、圧電トランス２０４を駆動して所定の電圧を出力させる。圧電トランス２０４の出力は、並列に接続された２つの整流平滑回路２７１、２７２を介することにより、２次転写ローラ２０への電流経路とブラシ１６及び除電針１８への電流経路とを分離している。この構成により、電流検知回路２３７、２０７の接地されていない側の基準電圧Ｖｒｅｆ１と基準電圧Ｖｒｅｆ２の分離も行っている。

【0025】

圧電トランス２０４は、トランス駆動部２５３の制御によりオン状態となり、整流平滑回路２７１を介してブラシ１６と除電針１８へ負電圧を印加し、整流平滑回路２７２を介して２次転写ローラ２０へ負電圧を印加する。整流平滑回路２７１は、ダイオード２７３、２７４、コンデンサ２７５から構成され、整流平滑回路２７２は、ダイオード２７６、２７７、コンデンサ２７８から構成され、それぞれ圧電トランス２０４からの出力を整流平滑する。抵抗２３４、２３５はブリーダ抵抗である。

【0026】

［２次転写電源、ブラシ電源、除電針電源の電流経路、電圧検知・電流検知］
２次転写電源２１からの正電流（以下、２次転写正電流という。）は、次のように流れる。すなわち、トランス部２０２内のコンデンサ２５４のチャージポンプにより２次転写ローラ２０、中間転写ベルト１０、感光ドラム１ａを経由して、感光ドラム１ａのグランド（以下、ＧＮＤとする。）に流れ込む。そして、感光ドラム１ａのＧＮＤに流れ込んだ２次転写正電流は、電流検知回路２０７（「ｉ２」と図示）のＧＮＤから電流検知回路２０７、ブリーダ抵抗２３５を通り、トランス部２０２内のコンデンサ２５４に戻る。

【0027】

ブラシ電源１７からの正電流（以下、ブラシ正電流という。）は、コンデンサ２６３のチャージポンプにより、ブラシ１６、中間転写ベルト１０、感光ドラム１ａを経由して、感光ドラム１ａのＧＮＤに流れ込む。そして、感光ドラム１ａのＧＮＤに流れ込んだブラシ正電流は、電流検知回路２３７（「ｉ１」と図示）のＧＮＤから、電流検知回路２３７、ブリーダ抵抗２３４を通り、コンデンサ２６３に戻る。

【0028】

２次転写電源２１からの負電流（以下、２次転写負電流という。）は、コンデンサ２７８のチャージポンプにより電流検知回路２０７、電流検知回路２０７のＧＮＤに流れ込む。そして、電流検知回路２０７のＧＮＤに流れ込んだ２次転写負電流は、感光ドラム１ａのＧＮＤから、感光ドラム１ａ、中間転写ベルト１０、２次転写ローラ２０、トランス部２０２内のブリーダ抵抗２０６を経由して、コンデンサ２７８に戻る。

【0029】

ブラシ電源１７からの負電流（以下、ブラシ負電流という。）は、コンデンサ２７５のチャージポンプにより、電流検知回路２３７、電流検知回路２３７のＧＮＤに流れ込む。そして、電流検知回路２３７のＧＮＤに流れ込んだブラシ負電流は、感光ドラム１ａのＧＮＤから、感光ドラム１ａ、中間転写ベルト１０、ブラシ１６、ブリーダ抵抗２０５を経由して、コンデンサ２７５に戻る。

【0030】

同様に、除電針電源１９からの負電流（以下、除電針負電流という。）は、コンデンサ２７５のチャージポンプにより、電流検知回路２３７、電流検知回路２３７のＧＮＤに流れ込む。そして、電流検知回路２３７のＧＮＤに流れ込んだ除電針負電流は、感光ドラム１ａのＧＮＤから、感光ドラム１ａ、中間転写ベルト１０、記録材Ｐ、除電針１８を経由して、コンデンサ２７５に戻る。

【0031】

電圧検知回路２０８（「Ｖ２」と図示）は、２次転写ローラ２０への正電圧を抵抗分圧して、高電圧制御部２０１にフィードバックする（不図示）。第１検知手段である電圧検知回路２３８（「Ｖ１」と図示）は、ブラシ１６への正電圧を抵抗分圧して、高電圧制御部２０１にフィードバックする（不図示）。高電圧制御部２０１は、電圧検知回路２０８、２３８の検知結果に基づいて正電源の定電圧制御を行う。第２検知手段である電圧検知回路２５８（「Ｖ３」と図示）は、負電圧を抵抗分圧し、高電圧制御部２０１にフィードバックする（不図示）。高電圧制御部２０１は、電圧検知回路２５８の検知結果に基づいて負電源の定電圧制御を行う。電流検知回路２０７、２３７は、それぞれ２次転写ローラ２０、ブラシ１６及び除電針１８に流れる負荷電流を検知し、検知された負荷電流の電流値は、高電圧制御部２０１にフィードバックされる（不図示）。

【0032】

実施例１の構成では、ブラシ１６の正電圧電源部２００ｆと負電圧電源部２００ｇは、互いに接続されている。そのため、正電圧電源部２００ｆとともに負電圧電源部２００ｇをオン状態にして出力電圧を重畳させる場合、正電圧電源部２００ｆの基準電位は、負電圧電源部２００ｇによって出力される負電圧の絶対値分だけ電位が下がる。

【0033】

すなわち、２次転写後に中間転写ベルト１０上に残ったトナーを回収するために、ブラシ１６に正極性の電圧を出力する場合、正電圧電源部２００ｆは、負電圧電源部２００ｇが出力する負電圧の絶対値分だけ大きな正電圧を出力する。具体的な例を挙げると、ブラシ電圧＋１０００Ｖと除電電圧－１０００Ｖとを重畳して出力させたい場合には、正電圧電源部２００ｆが＋２０００Ｖ（＝１０００Ｖ＋｜－１０００Ｖ｜）を出力するように制御する必要がある。

【0034】

［エンジン制御部］
図３は、画像形成装置としてのレーザプリンタのエンジン制御部に係る機能ブロック図である。コントローラ部３０２は、ホストコンピュータ３０１、エンジン制御部３０３と相互に通信が可能となっている。コントローラ部３０２は、ホストコンピュータ３０１から印刷データを受け取る（入力される）と、印刷データを展開し、画像を形成するための画像データへ変換する。そして、その画像データに基づいて露光するための４色分の露光用のビデオ信号を生成する。コントローラ部３０２は、ビデオ信号の生成が完了すると、エンジン制御部３０３のビデオインターフェイス部３０４に対し、印刷開始を指示する。

【0035】

エンジン制御部３０３は、図示しないＲＯＭ、ＲＡＭ内蔵のマイクロコンピュータを有し、コントローラ部３０２とシリアル通信によって情報を授受し、コントローラ部３０２から授受した情報に基づいて、以下に説明する制御を行う。ビデオインターフェイス部３０４は、コントローラ部３０２から印刷開始指示を受信すると、制御部３０５に印刷開始指示を送信する。制御部３０５は、受信した印刷開始指示に基づいて、アクチュエータ駆動部３０６により、各種アクチュエータを起動し、画像形成の準備を開始する。制御部３０５は、画像形成の準備が整うと、ビデオインターフェイス部３０４を介して画像形成準備完了をコントローラ部３０２に通知する。コントローラ部３０２は、画像形成準備完了を受信すると、エンジン制御部３０３から出力される垂直同期信号（以下、／ＴＯＰ信号と称する）を基準に、ビデオインターフェイス部３０４にビデオ信号の送信を開始する。制御部３０５は、画像形成制御部３０７によりビデオインターフェイス部３０４で受信したビデオ信号に基づいて画像形成を行う。

【0036】

エンジン制御部３０３は、画像形成制御部３０７と、高電圧制御部２０１により、感光ドラム１上に現像したトナー像を、中間転写ベルト１０を経由して、記録材Ｐへ転写する。このとき、高電圧制御部２０１は、記録材Ｐの位置に合わせて、正電圧電源部２００ｅ、正電圧電源部２００ｆ、負電圧電源部２００ｇ、負電圧電源部２００ｈを含む高電圧ユニット３０８を制御するタイミングを決定する。これにより、高電圧制御部２０１は、２次転写ローラ２０、ブラシ１６、除電針１８に印加する、正電圧と負電圧とを重畳した電圧（以下、正負重畳電圧という。）を制御する。

【0037】

具体的には、高電圧制御部２０１は、トナー像を記録材Ｐへ転写するために、記録材Ｐの到達タイミングに合わせて２次転写ローラ２０に正電圧を印加する。高電圧制御部２０１は、正電圧電源部２００ｅに対し、ＣＬＫ制御部３２３で周波数を指示するクロック信号２８１と、ＰＷＭ制御部３２１でトランス部２０２に供給する電源電圧を制御するための制御信号２８０（ＰＷＭ信号）を出力する。高電圧制御部２０１は、正電圧電源部２００ｅの電圧検知結果をＡ／Ｄコンバータ３２２で変換し、ＰＩＤ制御部３２０で、ターゲット電圧と検知結果の電圧との差分をフィードバックすることで、定電圧制御を行う。ここで、ＰＩＤ制御部３２０は、フィードバック制御の１つであるＰＩＤ制御（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ（比例）－Ｉｎｔｅｇｒａｌ（積分）－Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ（微分）制御）を行う。ＰＩＤ制御は公知の制御であり詳細な説明を省略する。なお、フィードバック制御は、ＰＩＤ制御に限定されず、Ｐ制御、ＰＩ制御、ＰＤ制御や、他のフィードバック制御であってもよい。ＰＩＤ制御部３３０、ＰＩＤ制御部３４０についても同様である。

【0038】

また、高電圧制御部２０１は、中間転写ベルト１０から記録材Ｐへ転写しきれなかったトナーをブラシ１６に回収するために、トナーの到達タイミングに合わせてブラシ１６に正電圧を印加する。高電圧制御部２０１は、正電圧電源部２００ｆに対し、ＰＷＭ制御部３３１で電圧を制御するための制御信号２８２（周波数設定信号）を出力する。制御信号２８２により、圧電トランス２１０の駆動周波数が制御される。高電圧制御部２０１は、正電圧電源部２００ｆの電圧検知結果をＡ／Ｄコンバータ３３２で変換し、ＰＩＤ制御部３３０で、ターゲット電圧と検知結果の電圧との差分をフィードバックすることで、定電圧制御を行う。ＰＩＤ制御部３３０は、第１制御手段として機能する。

【0039】

さらに、高電圧制御部２０１は、中間転写ベルト１０に静電吸着している記録材Ｐの分離を促進するために、記録材Ｐの到達タイミングに合わせて、除電針１８に負電圧を印加する。高電圧制御部２０１は、負電圧電源部２００ｇに対し、ＰＷＭ制御部３４１で電圧を制御するための制御信号２８３（周波数設定信号）を出力する。制御信号２８３により、圧電トランス２０４の駆動周波数が制御される。高電圧制御部２０１は、負電圧電源部２００ｇの電圧検知結果をＡ／Ｄコンバータ３４２で変換し、ＰＩＤ制御部３４０で、ターゲット電圧と検知結果の電圧との差分をフィードバックすることで、定電圧制御を行う。ＰＩＤ制御部３４０は、第２制御手段として機能する。

【0040】

この際、負電圧電源部２００ｇは、ブラシ１６にも接続されており（３４３）、負電圧を印加するため、ブラシ１６に印加される正電圧は、負電圧分下がることとなる。正電圧電源部２００ｆは、負電圧分下がった電圧を電圧検知結果として検知し、高電圧制御部２０１は、正電圧電源部２００ｆの電圧検知結果をＡ／Ｄコンバータ３３２で変換し、ＰＩＤ制御部３３０にフィードバックする。これにより、電圧が低下した分、正電圧電源部２００ｆからの出力を大きくする。これにより、正電圧電源部２００ｆは、第１状態である正負重畳出力中にもブラシ１６に所望の正電圧を印加する。

【0041】

その後、高電圧制御部２０１は、記録材Ｐが除電針１８を通過すると、除電針１８に印加する負電圧電源部２００ｇを停止し、負電圧印加を停止する。この際、負電圧電源部２００ｇは、ブラシ１６にも接続されており（３４３）、負電圧を印加しているため、高電圧制御部２０１は、ブラシ１６の電圧制御を正負重畳出力から、正電圧出力に切り替えることとなる。この際、ＰＩＤ制御部３３０によるＰＩＤ制御が収束するまでの間、出力電圧がリップルした状態となる。

【0042】

［正負重畳出力の停止］
図４は、高電圧制御部２０１で、ブラシ１６に対し、正負重畳出力状態から正負重畳出力を停止した状態（第２状態）（以下、正負重畳出力停止状態ともいう。）に移行する場合のタイミングチャートである。図４では、ブラシ１６に対し、印加する正電圧ターゲットが複数ある場合について、出力電圧のリップルを軽減する制御方法について説明する。なお、複数の正電圧ターゲットは、Ｖ１、Ｖ２とする。図４（ａ）は、横軸に時間（ｔ）、縦軸にブラシ１６に印加される正電圧（電圧Ｖ）（以下、ブラシ正電圧という。）を示す。図４（ｂ）は、横軸に時間（ｔ）、縦軸にブラシ１６に印加される負電圧（電圧Ｖ）（以下、ブラシ負電圧という。）を示す。

【0043】

ＰＩＤ制御部３３０は、第１電圧である正電圧ターゲットＶ１を生成するように正電圧電源部２００ｆを駆動することが可能である。このときＰＩＤ制御部３３０は、正負重畳出力状態で駆動周波数を第１値である周波数ｆ１’とし、正負重畳出力停止状態で駆動周波数を第１値とは異なる第２値である周波数ｆ１とする。また、ＰＩＤ制御部３３０は、第１電圧とは異なる第２電圧である正電圧ターゲットＶ２を生成するように正電圧電源部２００ｆを駆動することが可能である。このときＰＩＤ制御部３３０は、正負重畳出力状態で駆動周波数を第３値である周波数ｆ２’とし、正負重畳出力停止状態で駆動周波数を第３値とは異なる第４値である周波数ｆ２とする。

【0044】

（正電圧ターゲットＶ１のとき）
まず、正電圧ターゲットＶ１の場合について説明する。高電圧制御部２０１は、時刻ｔ０で正電圧の立ち上げを開始し、ＰＩＤ制御部３３０は、ターゲット電圧Ｖ１となるように、ＰＷＭ制御部３３１の制御信号２８２（周波数設定信号）を周波数ｆ１となるように制御する。次に、高電圧制御部２０１は、記録材Ｐが除電針１８に到達する時刻ｔ２のタイミングに合わせて、時刻ｔ１で、負電圧の立ち上げを開始する。ＰＩＤ制御部３４０は、ターゲット電圧Ｖ３となるように、ＰＷＭ制御部３４１の制御信号（周波数設定信号）を周波数ｆ３となるように制御する。この際、ブラシ１６にも負電圧が印加されるため、ＰＩＤ制御部３３０は、ＰＷＭ制御部３３１の制御信号２８２（周波数設定信号）を周波数ｆ１から周波数ｆ１’となるように制御することで、ブラシ１６に印加される正電圧をＶ１に保つ。

【0045】

その後、高電圧制御部２０１は、記録材Ｐが除電針１８を通過したタイミング時刻ｔ３で負電圧印加を停止する。このときＰＩＤ制御部３３０は、負電圧の立ち下げカーブ４３３に連動して、ＰＷＭ制御部３３１の制御信号２８２（周波数設定信号）を第１駆動周波数である周波数ｆ１’から、第１駆動周波数とは異なる第２駆動周波数である周波数ｆ１に戻すように制御する。しかし、負電圧の応答速度を示す立ち下げカーブ４３３よりも、ＰＩＤ制御部３３０の応答速度が遅いため、正電圧にはリップル４１３が発生してしまう。そこで、実施例１では、負電圧のターゲット電圧Ｖ３の印加を停止する際に、周波数ｆ１’におけるＰＩＤ制御部３３０の応答速度を考慮して、次のように制御する。すなわち、時刻ｔ４で負電圧が０Ｖになるように、立ち下げカーブ４３３よりも緩やかな立ち下げカーブ４３４（破線）となるように制御する。これにより、正電圧のリップル発生を、破線で示す４１４のように軽減する。

【0046】

（正電圧ターゲットＶ２のとき）
次に、正電圧ターゲットＶ２の場合について説明する。ターゲット電圧Ｖ２は、ターゲット電圧Ｖ１よりも低い電圧である（Ｖ２＜Ｖ１）。ここで、ターゲット電圧Ｖ２となる周波数について、正負重畳出力開始前は、周波数ｆ２（第２駆動周波数、第４値）であり、正負重畳出力時は、周波数ｆ２’ （第１駆動周波数、第３値）である。一方、処理の流れ（立ち上げ開始から正負重畳出力を開始し、その後正負重畳出力を停止するまで）は同じであるため説明を省略する。

【0047】

ターゲット電圧がＶ２の場合、周波数ｆ２’におけるＰＩＤ制御部３３０の応答速度は、周波数ｆ１’のときよりも遅い場合を示している。この場合、高電圧制御部２０１は、時刻ｔ５で負電圧ターゲットＶ３が０Ｖになるように、立ち下げカーブ４３４よりも緩やかな立ち下げカーブ（点線４３５）で制御する。これにより、正電圧のリップル発生（４２３）を軽減する（４２５）。

【0048】

［圧電トランスの周波数と電圧の関係］
図５（ａ）、（ｂ）は、圧電トランスの周波数と電圧との関係を示した図であり、横軸に周波数ｆ、縦軸に電圧Ｖを示している。なお、圧電トランスの周波数とは、圧電トランスを駆動する際の周波数であり、駆動周波数、制御周波数ともいう。図５（ａ）は、ブラシ１６の正電圧電源部２００ｆの制御周波数と電圧との関係を示し、図５（ｂ）は、ブラシ１６の負電圧電源部２００ｇの制御周波数と電圧の関係を示す。以下では、圧電トランスの周波数と電圧との関係から、周波数ｆ１’、周波数ｆ２’におけるＰＩＤ制御部３３０の応答速度の算出方法について説明する。

【0049】

まず、図５（ａ）、（ｂ）は、制御に使用する圧電トランスの電圧出力領域５５０、５５１を示している。電圧出力領域５５０、５５１においては、周波数ｆの値が大きくなるに従って出力電圧の絶対値は小さくなり、周波数ｆの値が小さくなるに従って出力電圧の絶対値は大きくなる。具体的には、制御に使用する圧電トランスの電圧出力領域５５０では、以下の式（１）、式（２）の関係が成り立つ。
電圧Ｖ１＞電圧Ｖ２ 式（１）
周波数ｆ１＜周波数ｆ２ 式（２）

【0050】

ここで、ブラシ１６に印加される正電圧ターゲットＶ１と、正負重畳出力停止時のブラシ１６の正電圧電源部２００ｆの周波数と電圧は、以下の式（３）の関係が成り立つ。ここで、関数Ｆ正２＿ｆ＿ｖ（周波数ｆ）は、正電圧電源部２００ｆの周波数と電圧の特性を示す関数である。
正負重畳出力停止時の正電圧ターゲットＶ１
＝正電圧電源部２００ｆの正負重畳出力停止時の正電圧ターゲットＶ１
＝Ｆ正２＿ｆ＿ｖ（周波数ｆ１） 式（３）

【0051】

また、ブラシ１６に印加される正電圧ターゲットＶ１と、正負重畳出力時のブラシ１６の正電圧電源部２００ｆの周波数と電圧、及び、負電圧電源部２００ｇの周波数と電圧は、次のような関係が成り立つ。すなわち、正電圧電源部２００ｆの周波数と電圧の特性を示す関数Ｆ正２＿ｆ＿ｖ（周波数ｆ）と、負電圧電源部２００ｇの周波数と電圧の特性を示す関数Ｆ負１＿ｆ＿ｖ（周波数ｆ）を使用すると、以下の式（４）の関係が成り立つ。
正負重畳出力時の正電圧ターゲットＶ１
＝正電圧電源部２００ｆの正負重畳出力時の正電圧ターゲットＶ１
＋Ｖ３＋負電圧電源部２００ｇの正負重畳出力時の負電圧ターゲットＶ３
＝Ｆ正２＿ｆ＿ｖ（周波数ｆ１’）＋Ｆ負１＿ｆ＿ｖ（周波数ｆ３） 式（４）

【0052】

上記式（４）から、正負重畳出力状態から正負重畳出力停止状態に切り替える場合、高電圧制御部２０１は、次のように制御する。すなわち、高電圧制御部２０１は、周波数ｆ１と周波数ｆ１’との差分Δｆ１を正電圧電源部２００ｆ用のＰＩＤ制御部３３０の応答速度のパラメータとし、負電圧の立ち下げ時の負電圧電源部２００ｇの周波数を制御する。

【0053】

具体的には、高電圧制御部２０１は、負電圧電源部２００ｇ用のＰＩＤ制御部３４０のパラメータを差分Δｆ１に基づいて変更し、負電圧のターゲット電圧を０Ｖにする。これにより、高電圧制御部２０１は、ＰＷＭ制御部３４１の制御信号２８３（周波数設定信号）を緩やかな立ち下げカーブ４３４となるように周波数ｆ３から周波数を制御する。

【0054】

ここで、ブラシ１６に印加される正電圧ターゲットＶ２の場合も同様に、正負重畳出力状態から正負重畳出力停止状態に切り替える場合、次のように制御される。すなわち、高電圧制御部２０１は、周波数ｆ２と周波数ｆ２’との差分Δｆ２に基づいて、負電圧電源部２００ｇ用のＰＩＤ制御部３４０のパラメータを変更し、緩やかな立ち下げカーブ４３５となるように周波数を制御する。

【0055】

上記により、ブラシ１６に印加される正電圧ターゲットが異なり、正負重畳出力時と正負重畳出力停止時の制御周波数の差分Δｆ１と差分Δｆ２が異なる場合においても、出力電圧のリップルを軽減することができる。

【0056】

［電圧制御］
図６は、正負重畳出力状態から正負重畳出力を停止する場合の電圧制御を示すフローチャートである。具体的に、ステップ（以下、Ｓとする。）６０１～Ｓ６１１は、印刷シーケンス（正負重畳出力開始と停止のタイミング）を示し、Ｓ６２１、Ｓ６２２は、正負重畳出力開始時の詳細制御を示し、Ｓ６３１～Ｓ６３６は、正負重畳出力停止時の詳細制御を示す。なお、エンジン制御部３０３は、タイマー（不図示）を有しており、タイマーを参照することにより各タイミングを制御しているものとする。

【0057】

（印刷シーケンス）
Ｓ６０１でエンジン制御部３０３は、制御部３０５に印刷開始を指示するか否かを判断する。なお、エンジン制御部３０３は、コントローラ部３０２から印刷開始指示を受信すると印刷開始を指示する。Ｓ６０１でエンジン制御部３０３は、印刷開始を指示しないと判断した場合、処理をＳ６０１に戻し、印刷開始を指示すると判断した場合、処理をＳ６０２に進める。

【0058】

Ｓ６０２でエンジン制御部３０３は、受信した印刷開始指示に基づいて、制御部３０５によりアクチュエータを起動し、画像形成の準備を開始する。Ｓ６０３でエンジン制御部３０３は、制御部３０５による画像形成の準備が完了したか否かを判断する。Ｓ６０３でエンジン制御部３０３は、画像形成の準備が完了していないと判断した場合、処理をＳ６０３に戻し、完了したと判断した場合、処理をＳ６０４に進める。

【0059】

Ｓ６０４でエンジン制御部３０３は、画像形成準備完了をコントローラ部３０２に通知し、画像形成を開始する。Ｓ６０５でエンジン制御部３０３は、画像形成開始に合わせて、高電圧制御部２０１に高電圧制御開始を指示する。高電圧制御部２０１は、高電圧制御開始指示に基づいて、ブラシ１６と２次転写ローラ２０に正電圧の印加を開始する。

【0060】

Ｓ６０６でエンジン制御部３０３は、記録材Ｐの先端が２次転写ローラ２０に到達したか否かを判断する。Ｓ６０６でエンジン制御部３０３は、記録材Ｐの先端が２次転写ローラ２０に到達していないと判断した場合、処理をＳ６０６に戻し、到達したと判断した場合、処理をＳ６０７に進める。

【0061】

Ｓ６０７でエンジン制御部３０３は、記録材Ｐの先端が２次転写ローラ２０に到達したタイミング（Ｓ６０６ Ｙ）を基準に、高電圧制御部２０１によって除電針１８に負電圧の印加を開始する。このとき、除電針１８に負電圧を印加する負電圧電源部２００ｇは、ブラシ１６にも接続されているため、高電圧制御部２０１は、正電圧電源部２００ｆと負電圧電源部２００ｇの両方を出力した正負重畳出力状態で印加電圧を制御することとなる。

【0062】

Ｓ６０８でエンジン制御部３０３は、記録材Ｐの後端が２次転写ローラ２０を通過した（到達した）か否かを判断する。Ｓ６０８でエンジン制御部３０３は、記録材Ｐの後端が２次転写ローラ２０を通過していないと判断した場合、処理をＳ６０８に戻し、通過したと判断した場合、処理をＳ６０９に進める。

【0063】

Ｓ６０９でエンジン制御部３０３は、記録材Ｐの後端が２次転写ローラ２０を通過したタイミング（Ｓ６０８ Ｙ）を基準に、高電圧制御部２０１によって除電針１８に印加している負電圧を停止する。このとき、ブラシ１６に対する電圧の制御は、正負重畳出力状態から正負重畳出力を停止する状態に移行することとなる。Ｓ６１０でエンジン制御部３０３は、１枚の印刷制御を終了し、次のページの印刷があるか否かを判断し、次のページの印刷があると判断した場合、処理をＳ６１１に進める。Ｓ６１０でエンジン制御部３０３は、次のページの印刷がないと判断した場合、処理を終了する。

【0064】

Ｓ６１１でエンジン制御部３０３は、次のページの印刷を開始し、処理をＳ６０４に戻す。以降、エンジン制御部３０３は、次のページの印刷がなくなるまで、上述したフローチャートの処理Ｓ６０４～Ｓ６０９を繰り返し、次のページの印刷指示がなくなると、印刷動作を終了する。

【0065】

（正負重畳出力開始時の詳細制御）
次に、Ｓ６０７の負電圧印加開始（正負重畳出力開始）の詳細制御をＳ６２１、Ｓ６２２に示す。Ｓ６２１で高電圧制御部２０１は、正負重畳出力開始前に、ブラシ１６に対する正電圧電源部２００ｆの制御周波数ｆ１の値をＲＡＭ等の記憶部（不図示）に記憶する。Ｓ６２２で高電圧制御部２０１は、負電圧の立ち上げを開始し、負電圧電源部２００ｇの制御周波数をｆ３に近づけて、負電圧の出力をターゲット電圧Ｖ３に近づける。また、高電圧制御部２０１は、負電圧の出力に連動して、正電圧電源部２００ｆの制御周波数をｆ１からｆ１’に近づけることで、正電圧の出力をターゲット電圧Ｖ１に保つ。

【0066】

（正負重畳出力停止時の詳細制御）
次に、Ｓ６０９の負電圧印加停止（正負重畳出力停止）の詳細制御をＳ６３１～Ｓ６３６に示す。Ｓ６３１で高電圧制御部２０１は、正負重畳出力停止前に、ブラシ１６に対する正電圧電源部２００ｆの制御周波数ｆ１’の値をＲＡＭ等の記憶部（不図示）に記憶する。Ｓ６３２で高電圧制御部２０１は、正負重畳出力開始時のＳ６２１の処理で記憶した周波数ｆ１とＳ６３１の処理で記憶した周波数ｆ１’との差分Δｆ１を計算する。Ｓ６３３で高電圧制御部２０１は、負電圧電源部２００ｇ用のＰＩＤ制御部３４０のパラメータを、Ｓ６３２で計算した差分Δｆ１に基づいて変更する（負電圧用ＰＩＤパラメータ変更）。Ｓ６３４で高電圧制御部２０１は、負電圧のターゲット電圧を０Ｖにする。これにより高電圧制御部２０１は、緩やかな立ち下げカーブ４３４となるように周波数ｆ３から周波数を制御する。

【0067】

Ｓ６３５で高電圧制御部２０１は、負電圧の絶対値が、周波数出力を停止する電圧の値よりも小さくなったか否かを判断する。高電圧制御部２０１は、負電圧の絶対値が周波数出力を停止する電圧の値よりも小さくなっていないと判断した場合、処理をＳ６５３に戻し、小さくなったと判断した場合、処理をＳ６３６に進める。Ｓ６３６で高電圧制御部２０１は、負電圧用の周波数出力を停止し、負電圧印加（正負重畳出力）を終了する。これにより、ブラシ１６に印加される正電圧のリップルを軽減した状態で、正負重畳出力を停止する。なお、上述したフローチャートでは、正電圧のターゲット電圧をＶ１として説明したが、正電圧のターゲット電圧がＶ２の場合には、上述の周波数ｆ１、ｆ１’、差分Δｆ１を、周波数ｆ２、ｆ２’、差分Δｆ２と読み替えればよい。

【0068】

以上のように、ＰＩＤ制御部３４０は、正電圧電源部２００ｆ及び負電圧電源部２００ｇからブラシ１６に電圧が供給される第１状態から、負電圧電源部２００ｇからブラシ１６への電圧の供給が停止される第２状態に移行する際に、次の制御を行う。すなわち、ＰＩＤ制御部３４０は、第１状態から第２状態に移行する際のＰＩＤ制御部３３０による定電圧制御の応答速度に基づいて、負電圧電源部２００ｇを制御する。

【0069】

以上述べたことにより、従来制御では、正負重畳出力状態から正負重畳出力を停止する際に、リップルが発生していた場合においても、これを解決することが可能となる。実施例１では、正電圧電源部２００ｆのＰＩＤ制御部３３０の応答速度を負電圧制御のＰＩＤ制御部３４０のパラメータにフィードバックすることで、リップルを軽減する方法について説明した。なお、上述の実施例１は、ＰＩＤ制御を使用した場合について説明したが、他のフィードバック制御やフィードフォワード制御においても、これらの発明の範囲から排除するものではない。なお、実施例１は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施例１で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。

【0070】

以上、実施例１によれば、正極性の電圧と負極性の電圧とを重畳して出力した状態から負極性の電圧の出力を停止する際に発生する出力電圧のリップルを低減することができる。

【実施例2】

【0071】

実施例１では、正負重畳出力状態から正負重畳出力を停止する際に、正電圧電源部２００ｆのＰＩＤ制御部３３０の応答速度を負電圧制御のＰＩＤ制御部３４０のパラメータにフィードバックすることで、出力電圧のリップルを軽減する方法について説明した。ここで、正電圧のリップルは、ターゲット電圧によらず軽減されるが、負電圧の立ち下げカーブは、正電圧のターゲット電圧毎にばらつく（図５（ｂ）４３４、４３５）。そのため、記録材Ｐの狙った位置で負電圧印加の停止ができない可能性がある。そこで、この状況を鑑みて、実施例２では、リップルを軽減しつつ、負電圧の立ち下げカーブのばらつきを抑える方法について説明する。

【0072】

［圧電トランスの周波数と電圧の関係］
図７は、図５（ａ）の圧電トランスの周波数と電圧との関係について、電力出力領域５５０（図５参照）における、正電圧の電圧Ｖ１から電圧Ｖ１＋Ｖ３、電圧Ｖ２から電圧Ｖ２＋Ｖ３の部分を拡大したものである。まずは、負電圧の立ち下げカーブのばらつきについて説明する。

【0073】

高電圧制御部２０１は、負電圧電源部２００ｇ用のＰＩＤ制御部３４０のパラメータを、差分Δｆ１に基づき決定する。ここで、図７に示すように、Δｆ１とΔｆ２は、圧電トランスの周波数ｆと電圧Ｖの特性に依存しており、以下の式（５）の関係が成り立つ。
Δｆ１＜Δｆ２ 式（５）
上記、式（５）に示すように、Δｆ１とΔｆ２とは異なる値であるため（Δｆ１≠Δｆ２）、負電圧の立ち下げカーブは、図４に示す立ち下げカーブ４３４と立ち下げカーブ４３５のようにばらつく。

【0074】

次に、実施例１の負電圧電源部２００ｇ用のＰＩＤ制御部３４０のパラメータへのフィードバックに加え、上述したばらつき要因を考慮し、正電圧電源部２００ｆ用のＰＩＤ制御部３３０のパラメータへのフィードバックも行う。これにより、負電圧の立ち下げカーブのばらつきを抑える方法を説明する。

【0075】

まず、図７において、正負重畳出力停止時のターゲット電圧Ｖ１と正負重畳出力時の電圧Ｖ１＋Ｖ３との電圧差Ｖ３と、制御周波数の差Δｆ１について、比率（＝応答ゲインａ１）を用いると、以下の式（６）の関係が成り立つ。
応答ゲインａ１＝電圧差Ｖ３／Δｆ１ 式（６）

【0076】

また、正負重畳出力停止時のターゲット電圧Ｖ２と正負重畳出力時の電圧Ｖ２＋Ｖ３の電圧差Ｖ３と、制御周波数の差Δｆ２について、比率（＝応答ゲインａ２）を用いると以下の式（７）の関係が成り立つ。
応答ゲインａ２＝電圧差Ｖ３／Δｆ２（５２１） 式（７）

【0077】

上記、式（６）、式（７）において、電圧差Ｖ３は、同じ値であるため、以下の式（８）の関係が成り立つ。
応答ゲインａ１×Δｆ１＝応答ゲインａ２×Δｆ２ 式（８）
上記、式（８）から、Δｆ２を求めると以下の式（９）になる。
Δｆ２＝（応答ゲインａ１／応答ゲインａ２）×Δｆ１
＝応答ゲイン比率ａ１＿２×Δｆ１ 式（９）
上記、式（９）から、差分Δｆ２は、差分Δｆ１に応答ゲイン比率ａ１＿２（＝ａ１／ａ２）を掛けたものとなる。そこで、ターゲット電圧Ｖ２の場合は、負電圧電源部２００ｇ用のＰＩＤ制御部３４０のパラメータへのフィードバックを、次のようにする。すなわち、差分Δｆ２からΔｆ１に置き換えて、応答ゲイン比率ａ１＿２を、正電圧電源部２００ｆ用のＰＩＤ制御部３３０のパラメータへフィードバックする。これにより、負電圧の立ち下げカーブのばらつきを抑えることが可能となる。

【0078】

［電圧制御］
図８は、実施例２における、正電圧のターゲット電圧がＶ２の場合の、正負重畳出力状態から正負重畳出力を停止する場合のフローチャートである。ここで、印刷シーケンス（正負重畳出力開始と停止のタイミング）は、実施例１の図６のＳ６０１～Ｓ６１１と同じであるため省略する。Ｓ８２１、Ｓ８２２は、正負重畳出力開始時の詳細制御を示し、Ｓ８３１～Ｓ８３９は、正負重畳出力停止時の詳細制御を示す。

【0079】

（正負重畳出力開始時の詳細制御）
以下では、まず、図６のＳ６０７の負電圧印加開始（正負重畳出力開始）の詳細制御を説明する。Ｓ８２１で高電圧制御部２０１は、正負重畳出力開始前に、ブラシ１６に対する正電圧電源部２００ｆの制御周波数ｆ２の値を記憶する。Ｓ８２２で高電圧制御部２０１は、負電圧の立ち上げ（印加）を開始する。高電圧制御部２０１は、負電圧電源部２００ｇの制御周波数をｆ３に近づけて、負電圧の出力をターゲット電圧Ｖ３に近づける。また、高電圧制御部２０１は、負電圧の出力に連動して、正電圧電源部２００ｆの制御周波数をｆ２からｆ２’に近づけることで、正電圧の出力をターゲット電圧Ｖ２に保つ。

【0080】

（正負重畳出力停止時の詳細制御）
次に、図６のＳ６０９の負電圧印加停止（正負重畳出力停止）の詳細制御を説明する。Ｓ８３１で高電圧制御部２０１は、正負重畳出力停止前に、ブラシ１６に対する正電圧電源部２００ｆの制御周波数ｆ２’の値を記憶する。Ｓ８３２で高電圧制御部２０１は、正負重畳出力開始時のＳ８２１の処理で記憶した周波数ｆ２とＳ８３１の処理で記憶した周波数ｆ２’との差分Δｆ２を計算する。Ｓ８３３で高電圧制御部２０１は、応答ゲイン比率ａ１＿２（＝応答ゲインａ１／応答ゲインａ２）を計算する。なお、応答ゲインａ１を求める際には、ターゲット電圧Ｖ１の制御の際に予め記憶しておいた周波数ｆ１、ｆ１’を用いるものとする。

【0081】

Ｓ８３４で高電圧制御部２０１は、負電圧電源部２００ｇ用のＰＩＤ制御部３４０のパラメータを、Ｓ８３２で計算した差分Δｆ２の代わりに、予め求めた差分Δｆ１に基づいて変更する。Ｓ８３５で高電圧制御部２０１は、正電圧電源部２００ｆ用のＰＩＤ制御部３３０のパラメータを、Ｓ８３３で計算した応答ゲイン比率ａ１＿２の分、変更する。Ｓ８３６で高電圧制御部２０１は、負電圧のターゲット電圧を０Ｖにする。これにより高電圧制御部２０１は、ターゲット電圧がＶ２であっても、図４に示した緩やかな立ち下げカーブ４３４となるように周波数ｆ３から周波数を制御する。

【0082】

Ｓ８３７で高電圧制御部２０１は、負電圧の絶対値が、周波数出力を停止する電圧の値よりも小さくなったか否かを判断する。Ｓ８３７で高電圧制御部２０１は、負電圧の絶対値が、周波数出力を停止する電圧の値よりも小さくなっていないと判断した場合、処理をＳ８３７に戻し、小さくなったと判断した場合、処理をＳ８３８に進める。Ｓ８３８で高電圧制御部２０１は、負電圧用の周波数出力を停止する。Ｓ８３９で高電圧制御部２０１は、正電圧電源部２００ｆ用のＰＩＤ制御部３３０のパラメータを、Ｓ８３５で変更した応答ゲイン比率ａ１＿２の分、もとに戻し、負電圧印加（正負重畳出力）を終了する。これにより、ブラシ１６に印加される正電圧のリップルを軽減しつつ、負電圧の立ち下げカーブを、正電圧の出力ターゲット電圧Ｖ２に依存させずに、正負重畳出力を停止する。

【0083】

以上、ＰＩＤ制御部３４０は、正電圧電源部２００ｆがターゲット電圧Ｖ２を生成している状態で、正負重畳出力状態から正負重畳出力停止状態に移行する際に、ｆ１’（第１値）とｆ１（第２値）との差分（Δｆ１）に基づき負電圧電源部２００ｇを制御する。ＰＩＤ制御部３３０は、正電圧電源部２００ｆがターゲット電圧Ｖ２を生成している状態で、正負重畳出力状態から正負重畳出力停止状態に移行する際に、次のように制御する。すなわち、差分（Δｆ１）及び差分（Δｆ２）、具体的には応答ゲイン比率ａ１＿２に基づき負電圧電源部２００ｇを制御する。ここで、差分（Δｆ１）はｆ１’（第１値）とｆ１（第２値）と差分であり、差分（Δｆ２）はｆ２’（第３値）とｆ２（第４値）との差分である。

【0084】

以上述べたことにより、実施例１では、正負重畳出力停止時に、負電圧の立ち下げカーブが正電圧のターゲット電圧毎にばらついていたことに対し（図４、４３４、４３５）、実施例２では、次のような制御を行うことでばらつきを抑えることができる。すなわち、実施例２では、正電圧電源部２００ｆのＰＩＤ制御部３３０に、負電圧の立ち下げカーブのばらつきをフィードバックすることで、ばらつきを抑える方法について説明した。なお、実施例２は、ＰＩＤ制御を使用した場合について説明したが、他のフィードバック制御やフィードフォワード制御においても、これらの発明の範囲から排除するものではない。また、応答ゲインを一次式で近似した場合について説明したが、２次式で近似する等、他の近似をした場合においても、これらの発明の範囲から排除するものではない。なお、実施例２は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施例２で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。

【0085】

以上、実施例２によれば、正極性の電圧と負極性の電圧とを重畳して出力した状態から負極性の電圧の出力を停止する際に発生する出力電圧のリップルを低減することができる。

【実施例3】

【0086】

実施例１、２では、正負重畳出力状態から正負重畳出力を停止する際に、正電圧電源部２００ｆのＰＩＤ制御部３３０の応答速度を負電圧電源部２００ｇ用のＰＩＤ制御部３４０のパラメータにフィードバックした。これにより、リップルを軽減する方法について説明した。実施例１、２では、正電圧のリップルを小さくするため、負電圧の立ち下げカーブを緩やかにする必要があり、負電圧が停止するまでに要する時間（以下、負電圧停止時間という。）が掛かってしまう。そこで、実施例３では、リップルを軽減しつつ、負電圧停止時間を短くする方法について説明する。

【0087】

実施例１、２で負電圧の立ち下げカーブが緩やかになるように制御したのは、次のような理由による。すなわち、正負重畳出力停止時に、ＰＩＤ制御部３３０が、正電圧電源部２００ｆ用の制御周波数を、正負重畳出力時の周波数ｆ１’から正負重畳出力停止時の周波数ｆ１に切り替える際の応答速度が律速となっているからである。そこで、実施例３では、正負重畳出力停止時に、高電圧制御部２０１は、ＰＩＤ制御部３３０を介さずに、予め記憶しておいた、正負重畳出力停止時の周波数ｆ１を出力し、正電圧を制御することで、ＰＩＤ制御部３３０の応答速度分、負電圧停止時間を短くする。

【0088】

［電圧制御］
図９は、実施例３における、正負重畳出力状態から正負重畳出力を停止する場合のフローチャートである。ここで、図６で説明した印刷シーケンス（正負重畳出力開始と停止のタイミング）（Ｓ６０１～Ｓ６１１）と正負重畳出力開始時の詳細制御（Ｓ６２１、Ｓ６２２）は、実施例１と同じであるため省略する。以下では、実施例１と異なる部分（負電圧印加停止（正負重畳出力停止）（図６のＳ６０９）の詳細制御について説明する。

【0089】

（正負重畳出力停止時の詳細制御）
Ｓ９３１で第３制御手段である高電圧制御部２０１は、負電圧電源部２００ｇ用の周波数の出力を停止する。Ｓ９３２で高電圧制御部２０１は、正電圧電源部２００ｆ用のＰＩＤ制御部３３０を停止する。Ｓ９３３で高電圧制御部２０１は、正負重畳出力開始前の図６のＳ６２１で記憶した正電圧電源部２００ｆ用の周波数ｆ１を、ＰＩＤ制御部３３０を介さず、ＰＷＭ制御部３３１の制御信号２８２（周波数設定信号）として出力する。

【0090】

Ｓ９３４で高電圧制御部２０１は、周波数制御の切り替えのための所定時間が経過したか否かを判断する。Ｓ９３４で高電圧制御部２０１は、所定時間が経過していないと判断した場合、処理をＳ９３４に戻し、所定時間が経過したと判断した場合、処理をＳ９３５に進める。ここで、所定時間は、例えば、Ｓ９３１のタイミングを基準として負電圧電源部２００ｇから出力される電圧が０Ｖとなるまでの時間にすればよい。

【0091】

Ｓ９３５で、高電圧制御部２０１は、負電圧が０Ｖになった以降で、正電圧電源部２００ｆ用の制御をＰＩＤ制御部３３０のＰＩＤ制御に戻し、すなわち、ＰＩＤ制御部３３０による駆動を再開させて、処理を終了する。このように、高電圧制御部２０１は、正負重畳出力状態から正負重畳出力停止状態に移行する際に、ＰＩＤ制御部３３０による正電圧電源部２００ｆの駆動を停止させ、高電圧制御部２０１が正電圧電源部２００ｆを第２駆動周波数で駆動する。そして、高電圧制御部２０１は、負電圧電源部２００ｇの出力が停止されると、ＰＩＤ制御部３３０による正電圧電源部２００ｆの駆動を再開させる。なお、ターゲット電圧Ｖ２の場合も同様である。

【0092】

以上述べたことにより、実施例１、２では、正負重畳出力停止時に、負電圧の立ち下げカーブを緩やかにする必要があり、負電圧停止までに時間が掛かっていた。実施例３では、ＰＩＤ制御部３３０を介さずに正電圧を制御することで、負電圧停止時間を短くする方法について説明した。なお、実施例３は、制御周波数の出力停止時の負電圧の立ち下げカーブと、制御周波数の切替時の正電圧の切替カーブとが、近いことを前提としている。ここで、負電圧の立ち下げカーブと制御周波数の切替時の正電圧の切替カーブは、圧電トランスの個体ばらつきや、回路部品（抵抗、コンデンサなど）のばらつきの影響を受ける。このため、負電圧用の周波数の出力を停止するタイミング（Ｓ９３１）と、正電圧電源部２００ｆ用の周波数ｆ１の出力を切り替えるタイミング（Ｓ９３３）を調整する場合も、これらの発明の範囲から排除するものではない。なお、実施例３は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施例３で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。

【0093】

以上、実施例３によれば、正極性の電圧と負極性の電圧とを重畳して出力した状態から負極性の電圧の出力を停止する際に発生する出力電圧のリップルを低減することができる。

【符号の説明】

【0094】

１６ ブラシ
１８ 除電針
２００ｆ 正電圧電源部
２００ｇ 負電圧電源部
３２８、２５８ 電圧検知回路
３３０、３４０ ＰＩＤ制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】