JP2000032779A - 電源装置、その制御方法、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動回路の損失を最小限に抑え、しかも部品
点数の削減も可能にした高電圧電源装置を提供する。 【解決手段】 負荷に対して高電圧出力を行うトランス
１２１と、トランス１２１を駆動するために交互にスイ
ッチング動作を行うドライブトランジスタ１０７，１１
７とを備える。ドライブトランジスタ１０７，１１７の
ベース電流を急峻に流出、引き込むためのコンデンサ１
０５，１１５の充放電電位を利用して、ドライブトラン
ジスタ１０７，１１７の前段のトランジスタ１０２，１
１２のエミッタ電位にバイアスを印加することで、ドラ
イブトランジスタ１０７，１１７の同時オンを回避する
為の基準電圧ＶＨ，ＶＬを設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばコンデンサ
容量成分の大きな負荷を駆動する電源装置、その制御方
法、及び電子写真プロセスを用いたレーザビームプリン
タ、複写機、ファクシミリ等の、前記電源装置で駆動さ
れる画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザビームプリンタ、複写機及びファ
クシミリ装置等の電子写真プロセスを用いた画像形成装
置は、メインコントローラユニット、光学ユニット、感
光ドラムユニット、現像ユニット、転写ユニット、定着
ユニット、カセット部、搬送ユニット、低圧電源ユニッ
ト、高電圧電源装置、並びにエンジンコントローラユニ
ット等に代表されるユニット及び装置により構成されて
いる。

【０００３】メインコントローラユニットは、ホストコ
ンピュータから送信された特定の制御コードに従い画像
データの編集を行い、光学ユニットはメインコントロー
ラからの画像データを光信号に変換する。感光ドラムユ
ニットは光学ユニットからの光信号により静電潜像を形
成し、現像ユニットは、感光ドラムユニット上の静電潜
像にトナーを付着させる。

【０００４】また、転写ユニットは、感光ドラム上の静
電潜像に従い付着したトナーを被印刷物（主に紙、ＯＨ
Ｐ用紙）に転写し、定着ユニットは、被印刷物上に転写
されたトナーを加圧、溶融して定着させる。カセット部
は被印刷物を格納しておくもので、搬送ユニットは被印
刷物を搬送する。さらに、低圧電源ユニットは、商用電
源から直流電圧を生成し、高電圧電源装置は、プロセス
系へ印加する高電圧を発生する。エンジンコントローラ
ユニットは、これらエンジン部の制御を掌る。

【０００５】高電圧電源装置は、帯電高電圧電源ユニッ
ト、現像高電圧電源ユニット、転写高電圧電源ユニット
及び定着バイアス電源ユニット等の制御や高電圧出力回
路の目的からモジュール化されたユニットで構成され、
交流出力、直流出力またはこれを重畳した出力が、それ
ぞれの出力端子から出力される。高電圧出力は、機器の
設置される環境がいかなる場合においても最適な状態を
再現することが望ましい。

【０００６】近年、電子写真プロセス技術の発達により
高電圧出力の低電圧化が進んでいるが、カラー化や高速
化に伴い、駆動しなければならない負荷条件は、種々様
々なものとなっている。

【０００７】その中でも、ユーザの利便性を向上させる
為にユーザ交換を行うユニットを最小限に抑える様に機
器が設計されており、この為に電子写真プロセスの為の
高電圧電源ユニットにおいても、従来とは異なる種類の
負荷（高容量性負荷、低抵抗負荷、これらの複合型）を
高速でドライブ（駆動）する必要が生じてきた。

【０００８】図４は、従来の高電圧電源装置（矩形波出
力高電圧電源装置）の一構成例を示す回路図である。

【０００９】この高電圧電源装置は、重容量性負荷に対
して高電圧出力を高速に出力する為に、高電圧交流出力
（矩形波出力）を制御発生する回路である。

【００１０】本従来例では、負荷を高速に駆動しかつ駆
動トランジスタの損失を抑える為に、直列接続されたド
ライブトランジスタ４１９，４２３を交互にスイッチン
グ動作させる。また、意図的に同時不動作領域を設ける
ことにより、トランジスタ４１９，４２３の同時オンを
積極的に回避するとともに、トランジスタの熱損失によ
る発熱も回避している。

【００１１】同図中のＣＬＫ信号は、交流出力の基本と
なる周波数で動作しているクロック信号であり、電源電
圧Ｖｄｄと接地電圧ＧＮＤとの間で振幅を繰り返してい
る信号である。このクロック信号は、“Ｈ”区間（電源
Ｖｄｄ電位レベル）と“Ｌ”区間（ＧＮＤ電位レベル）
との比率は、“Ｈ”：“Ｌ”＝０：１０，１０：０以外
の任意の値に設定される。

【００１２】図中の４２６は、高電圧出力を行うための
高電圧トランスであり、この高電圧トランス４２６は、
アルミ電解コンデンサやセラミックコンデンサ等に代表
されるコンデンサ４２５により、高電圧トランス駆動用
トランジスタ４１９及びトランジスタ４２３と交流的に
結合されている。

【００１３】トランジスタ４１９の前段には、トランジ
スタ４１９のベース電流引き込み用トランジスタ４０５
が配置され、このトランジスタ４０５のベース端子に
は、駆動用クロック信号であるＣＬＫ信号が印加されて
いる。トランジスタ４０５のエミッタ端子には、ダイオ
ード４０６のアノードが接続され、ダイオード４０６の
カソードには固定抵抗４０７とコンデンサ４０８が接続
され、コンデンサ４０８には固定抵抗４０９が接続され
ている。

【００１４】固定抵抗４０７，４０９は、トランジスタ
４１０のエミッタに接続され、トランジスタ４１０のコ
レクタは接地され、トランジスタ４１０ベース端子電位
は、電源Ｖｄｄに対する抵抗４０１，４０２，４０３の
定数設定により決定される任意の電圧ＶＨに固定されて
いる。

【００１５】一方、ＮＰＮトランジスタ４２３に関して
は、前段にトランジスタ４１６が接続され、トランジス
タ４１６のベース端子にはＣＬＫ信号が印加され、エミ
ッタ端子にはダイオード４１３のカソード端子が接続さ
れている。ダイオード４１３のアノード端子には抵抗４
１５，４１２が接続され、抵抗４１５の逆端にはコンデ
ンサ４１４が接続されている。

【００１６】コンデンサ４１４及び抵抗４１２は、トラ
ンジスタ４１１のエミッタ端子に接続されている。トラ
ンジスタ４１１のコレクタ端子は電源電圧Ｖｄｄに接続
され、そのベース端子は、電源電圧Ｖｄｄに対する抵抗
４０１，４０２，４０３の定数設定により決定される任
意の電圧ＶＬに固定されている。

【００１７】次に、図５を参照しつつ本従来例の動作を
説明する。

【００１８】先ず、ＣＬＫ信号がＧＮＤレベルから電源
電圧Ｖｄｄに向かい上昇していった場合について説明す
る。

【００１９】ＣＬＫ信号電位が上昇して、抵抗４０１，
４０２，４０３で規定される電位ＶＨを超えた時点にて
（実際には、ＶＨに、トランジスタ４１０のベースエミ
ッタ間電圧ＶＢＥとダイオード４０６の順方向電圧Ｖｆ
を加えた電位となるが、本説明では動作上大きな影響が
無いためこの値を無視することとする）、トランジスタ
４１０がオンしてトランジスタ４０５のエミッタ電位が
ＶＨ電位まで下げられる。

【００２０】この時、トランジスタ４０５のベースには
前記ＣＬＫ電位が印加されている為にトランジスタ４１
０のオンとほぼ同時刻にトランジスタ４０５もオン状態
に推移する。トランジスタ４０５がオンすることによ
り、トランジスタ４１９のベース電流が流れる様に働
き、トランジスタ４１９もオン状態に推移する。

【００２１】一方、トランジスタ４２３の状態は、ＣＬ
Ｋ電位がＶＬレベルから上昇した時点にてオフしている
為、ＣＬＫ信号がＶＬレベルからＶＨレベルまで変化す
る為に要した時間Ｔ１の期間については、トランジスタ
４１９及びトランジスタ４２３共にオフ状態を保持する
様に回路が動作する。この為、ＣＬＫ信号上昇時には、
確実にトランジスタ４１９及びトランジスタ４２３の同
時オフ期間を抵抗４０１，４０２，４０３の定数だけで
任意に規定可能となる。

【００２２】また、ＣＬＫ信号が電源電圧Ｖｄｄ電位か
らＧＮＤレベルへ下降する場合には、トランジスタ４１
０がオン状態にある為、トランジスタ４０５のエミッタ
電位はトランジスタ４１０によってＶＨレベルに固定さ
れている。そのため、ＣＬＫ電位がＶＨレベルにまで下
降するまで、トランジスタ４０５はオン状態を維持し、
ＣＬＫがＶＨレベルから下がった時点にてオフ状態に遷
移し、トランジスタ４１９をオフする。

【００２３】さらに、ＣＬＫ電位レベルが下がり、ＶＬ
レベルを下回った時点において、トランジスタトランジ
スタ４１１がオン状態に移行し、トランジスタ４１６に
関してもトランジスタ４１１のオンと同時刻にオン状態
となり、トランジスタ４２３をオンさせるように動作し
て、トランジスタ４２３はオンする。トランジスタ４２
３のオン状態は、ＣＬＫ電位が再びＶＬレベルに上昇す
るまで維持する。

【００２４】この様に、ＣＬＫ信号下降時には、抵抗４
０１，４０２，４０３の値により決定されるＶＨ電位か
らＶＬ電位までの変化時間分Ｔ２だけトランジスタ４１
９，４２３のオフ時間を規定できる。

【００２５】前述の通り、ドライブトランジスタ４１
９，４２３の強制オフ時間を設定できる為、ＣＬＫ周期
は短くなった場合、及びトランジスタを大電力対応にし
てスイッチング速度が遅くなった場合においても対応可
能となる。

【００２６】次に、本従来例のもう一つの動作に関して
説明を行う。これは、前記回路中のドライブトランジス
タ４１９，４２３を活性領域ではなく飽和領域で駆動す
る為に、スイッチング過渡期の応答特性を更に改善する
為の従来技術の一例である。即ち、活性領域での動作時
間を極力抑えるように働く回路例である。

【００２７】ＣＬＫ電位がＶＨ電位を超えた時点にて、
トランジスタ４０５及びトランジスタ４１０がオン状態
に遷移する。トランジスタ４０５のエミッタ端子にはコ
ンデンサ４０８が接続されているため、トランジスタ４
０５のオン直後にトランジスタ４０５のコレクタ電流は
コンデンサ４０８を充電する為に急激に流れる結果、ド
ライブトランジスタ４１９のベース電流を強制的に引き
込むことになる。トランジスタ４１９のベース電流が急
激に流れる為、トランジスタ４１９は急速にオン状態へ
遷移することになり、トランジスタ４１９のスイッチン
グ速度も改善される。

【００２８】ＣＬＫ電位がＶＨ電位を下回り、トランジ
スタ４０５，４１０がオフ状態となった場合には、コン
デンサ４０８に充電されていた電荷は固定抵抗４０７，
４０９を介して放電される。ここで、コンデンサ４０８
の充電電流の制限は、電源電圧Ｖｄｄに接続されている
固定抵抗４０４により決定され、放電電流は固定抵抗４
０７，４０９により決定される。

【００２９】図５には記述していないが、他方のドライ
ブトランジスタ４２３についても同様にコンデンサ４１
４の働きにより急激なトランジスタ４２３のベース電流
注入を行い、スイッチング速度向上を果たしている。

【００３０】この様に、ドライブトランジスタのベース
電流を駆動するトランジスタにコンデンサを追加して、
コンデンサ充放電電流によりドライブトランジスタのス
イッチング速度を急峻にし、矩形波出力等の単位時間内
電圧変化の大きい信号生成の為のドライブ回路を、一般
的な部品の組み合わせで実現している。

【００３１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては、ドライブトランジスタ４１９，４２３
の同時オンを回避する為に、固定抵抗器４０１〜４０３
にて基準電圧ＶＨ，ＶＬを設定し、この基準電圧によっ
てオン／オフするトランジスタ４１０，４１１を前段に
使用していた。このような構造にすることにより、同時
オンを積極的に回避することは可能となったが、前段に
設けられたトランジスタ４１０，４１１の損失が大き
く、駆動回路としての効率を一層向上させることが困難
であった。

【００３２】トランジスタ４１１を例にとって具体的に
説明する。トランジスタ４１１のコレクタ電位は電源電
圧Ｖｄｄに固定され、そのベース電位は抵抗器４０１〜
４０３で決定される値ＶＬをとる。一般的にＶＬは、同
時オン回避期間を大きく設定したいが為に、電源電圧Ｖ
ｄｄに比べ非常に低い電位に設定される。その結果、ト
ランジスタ４１１のオン時には、このトランジスタ４１
１のコレクタ−エミッタ間電圧ＶＣＥが、ＶｄｄからＶ
Ｌを差し引いた値と同じ電圧となる。また、トランジス
タ４１１のコレクタ電流ＩＣ＿４１１は、ドライブトラ
ンジスタ４２３のベース電流とほぼ等しいため、 （Ｖｄｄ−ＶＬ）＊ＩＣ＿４１１ で表される大きな損失がトランジスタ４１１で生ずるこ
とになる。

【００３３】また、このトランジスタ４１１での損失
（発熱）を抑えようとすると、ＶＬ電位を上昇させなけ
ればならず、この場合には、トランジスタ同時オフ期間
の余裕を保てなくなるので、ＶＬはある制限を受けてし
まう。

【００３４】このように、上記従来例では、トランス４
２６のドライブトランジスタ４１９，４２３の効率を向
上させるために、回路の致命的状況を回避するような設
計がなされているが、そのために前段のトランジスタの
効率が犠牲になる、といった問題があった。

【００３５】本発明は上記従来の問題点に鑑み、駆動回
路の損失を最小限に抑え、しかも部品点数の削減も可能
にした電源装置、その制御方法、及び前記電源装置を搭
載した画像形成装置を提供することを目的とする。

【００３６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明に係る電源装置では、負荷に対
して電圧出力を行うトランスと、前記トランスを駆動す
るために交互にスイッチング動作を行う第１及び第２の
トランジスタと、第１の基準電圧を発生し、該第１の基
準電圧に基づいて第１のコンデンサを充放電して前記第
１のトランジスタを駆動する第１の駆動回路と、第２の
基準電圧を発生し、該第２の基準電圧に基づいて第２の
コンデンサを充放電して前記第２のトランジスタを駆動
する第２の駆動回路とを備えた電源装置において、前記
第１の駆動回路は、前記第１のトランジスタを高速スイ
ッチングすると共に前記第１の基準電圧を発生するため
の前記第１のコンデンサを有する第１の充放電回路を備
え、前記第２の駆動回路は、前記第２のトランジスタを
高速スイッチングすると共に前記第２の基準電圧を発生
するための前記第２のコンデンサを有する第２の充放電
回路を備えたことを特徴とする。

【００３７】請求項２記載の発明に係る電源装置では、
上記請求項１に係る発明において、前記第１の充放電回
路は、前記第１のトランジスタのオフ時に、該第１のト
ランジスタのオンタイミングを設定するための前記第１
の基準電圧を設定し、前記第２の充放電回路は、前記第
２のトランジスタのオフ時に、該第２のトランジスタの
オンタイミングを設定するための前記第２の基準電圧を
設定する構成にしたことを特徴とする。

【００３８】請求項３記載の発明に係る電源装置では、
上記請求項１または請求項２に係る発明において、前記
第１の充放電回路は前記第１のコンデンサと第１の抵抗
で構成すると共に、前記第２の充放電回路は前記第２の
コンデンサと第２の抵抗で構成し、前記第１及び第２の
コンデンサの値と第１及び第２の抵抗の値とを可変に構
成したことを特徴とする。

【００３９】請求項４記載の発明に係る電源装置の制御
方法では、負荷に対して電圧出力を行うトランスを駆動
するために、第１及び第２の基準電位に基づいて交互に
スイッチング動作を行う第１及び第２のトランジスタを
備えた電源装置に対し、第１のコンデンサの充放電電位
を用いて前記第１のトランジスタを高速スイッチングす
ると共に前記第１の基準電圧を発生し、第２のコンデン
サの充放電電位を用いて前記第２のトランジスタを高速
スイッチングすると共に前記第２の基準電圧を発生する
ことを特徴とする。

【００４０】請求項５記載の発明に係る電源装置の制御
方法では、上記請求項４に係る発明において、前記第１
のトランジスタのオフ時に、該第１のトランジスタのオ
ンタイミングを設定するための前記第１の基準電圧を設
定し、前記第２のトランジスタのオフ時に、該第２のト
ランジスタのオンタイミングを設定するための前記第２
の基準電圧を設定することを特徴とする。

【００４１】請求項６記載の発明に係る電源装置の制御
方法では、上記請求項４または請求項５に係る発明にお
いて、前記第１及び第２のコンデンサの充放電電位を可
変にしたことを特徴とする。

【００４２】請求項７記載の発明に係る画像形成装置で
は、上記請求項１乃至請求項３に係る発明の電源装置
と、該電源装置によって生成された高電圧出力で画像形
成動作を行う画像形成部とを備えたことを特徴とする。

【００４３】請求項８記載の発明に係る画像形成装置で
は、上記請求項７に係る発明において、前記画像形成部
の画像形成動作は、電子写真プロセスを用いたものであ
ることを特徴とする。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。

【００４５】図１は、本発明の実施形態に係る電源装置
の構成を示す回路図である。

【００４６】同図中の１２１は、高電圧出力を行う為の
高圧トランスである。この高圧トランス１２１は、アル
ミ電解コンデンサやセラミックコンデンサ等で代表され
るコンデンサ１２０により、高圧トランス駆動用のドラ
イブトランジスタ１０７，１１７と交流的に結合されて
いる。これは、高圧トランス１２１の出力端子にＤＣ電
圧源１２２からの直流高圧電圧が入力され、出力端１２
３にこの入力された直流電圧と交流電圧が重畳されて出
力される構造となっているためである。なお、直流高圧
電圧が印加されない場合には、交流的結合は必ずしも必
要はない。

【００４７】高圧トランス駆動用のトランジスタ１０７
のベース端子には、抵抗１０１及びトランジスタ１０２
のコレクタ端子が接続されている。トランジスタ１０２
のベース端子には、交流出力周波数及びデューティの基
準となるクロック信号ＣＬＫが入力されている。このク
ロック信号ＣＬＫは、電源電圧Ｖｄｄと、接地電圧ＧＮ
Ｄとの間で振幅を繰り返す信号である。

【００４８】トランジスタ１０２のエミッタは、ショッ
トキーバリアダイオード１０３のアノードに接続されて
いる。ショットキーバリアダイオード１０３のカソード
にはコンデンサ１０５及び抵抗１０４が接続され、コン
デンサ１０５にはさらに抵抗１０６が接続され、そして
抵抗１０４，１０６の片端はＧＮＤに接地されている。

【００４９】トランジスタ１０７には、保護用ダイオー
ド１０８がコレクタ、エミッタ間に接続されている。抵
抗１０９，１１９に関しては、ドライブトランジスタ１
０７，１１７の異常時（短絡時）の保護用抵抗である。
これらの抵抗１０９，１１９は、電源電圧Ｖｄｄ自体に
短絡保護機能を有する場合には０Ωとしても構わない。

【００５０】接地側に接続されたドライブトランジスタ
１１７のベースには、抵抗１１１とトランジスタ１１２
のコレクタが接続され、トランジスタ１１２のエミッタ
にはショットキーバリアダイオード１１３のカソードが
接続され、ショットキーバリアダイオード１１３のアノ
ードにはコンデンサ１１５及び抵抗１１４が接続され、
コンデンサ１１５の片端には抵抗１１６が接続されてい
る。抵抗１１６，１１４は各々電源電圧Ｖｄｄに接続さ
れている。

【００５１】トランジスタ１１２のベースは、クロック
信号ＣＬＫに接続されている。ドライブトランジスタ１
１７には保護用ダイオード１１８がコレクタ−エミッタ
間に接続されている。

【００５２】次に、図２の波形図を参照して本実施形態
の動作を説明する。

【００５３】ＧＮＤレベルから電源電圧Ｖｄｄレベルの
間にて振幅する信号であるＣＬＫが、トランジスタ１０
２のベースに接続されているために、トランジスタ１０
２のベース電位はＣＬＫと等しくなる。トランジスタ１
０２のエミッタは、ダイオード１０３を介してコンデン
サ１０５に接続されている。なお、本実施形態において
は、ダイオード１０３の順方向電圧に関しては無いもの
とする。この順方向電圧を無視しても本実施形態の効果
には差異がない。

【００５４】ＣＬＫ電位がＧＮＤレベルより上昇し、Ｖ
Ｈレベルを超えた時点において、トランジスタ１０２は
オン状態となり、トランジスタ１０２のコレクタ電流
が、抵抗１０４、コンデンサ１０５及び抵抗１０６に流
れ込む。コンデンサ１０５は、トランジスタ１０２のオ
ン状態が継続する限り（ＣＬＫ電位がＶＨレベルを超え
Ｖｄｄ電位になり下降始めるまで）、トランジスタ１０
２のコレクタ電流により充電される。

【００５５】次に、ＣＬＫレベルが下降を続けてＧＮＤ
レベルに到達し更にＶＨレベルにまで上昇するまで、ト
ランジスタ１０２はオフ状態となるために、コンデンサ
１０５に充電された電荷は、抵抗１０４を通じて放電さ
れる。ダイオード１０３のカソード電位は、トランジス
タ１０２のオフ直後の電位を上限として、コンデンサ１
０５の容量及び抵抗１０４の抵抗値により決定される時
定数により減衰する。

【００５６】このダイオード１０３のカソード電位の減
衰は、ＣＬＫ信号が再び上昇しトランジスタ１０２のオ
ンレベルに到達するまで継続される。この為、次の周期
でのトランジスタ１０２のオンレベルを決定しているＶ
Ｈ電位に関しては、コンデンサ１０５の静電容量と、抵
抗１０４の抵抗値と、ＣＬＫ周期（特に“Ｌ”レベルデ
ューティ：時間）とにより決定される。

【００５７】この様に、従来例において固定抵抗とトラ
ンジスタの組み合わせにて設定していた基準電圧が、本
実施形態ではコンデンサ１０５及び抵抗１０４の充放電
にて設定可能となる（コンデンサ１０５と抵抗１０４の
時定数で決定される）。

【００５８】通常時の動作として、トランジスタ１０２
のオン直後は、コンデンサ１０５を充電するための充電
電流を流し込む必要がある為、ドライブトランジスタ１
０７のベース電流を急峻に引き込むことになり、従来例
と変わらない高速動作を行う。また、コンデンサ１０５
に電荷蓄積が終了した時点からは、抵抗１０４にて制限
される電流がトランジスタ１０２のコレクタ電流とな
る。

【００５９】つまり、コンデンサ１０５は、本来の目的
であるドライブトランジスタ１０７のベース電流の急峻
な吸い込みを行うと共に、ドライブトランジスタ１０７
の動作していない期間においては、ドライブトランジス
タ１０７のオンタイミングを設定する為の基準電位であ
るＶＨを設定するセルフバイアス回路としての動作を行
うことになる。即ち、ＣＬＫの時期によりその動作の目
的を交互に移しながら、目的とする動作を行うことが可
能となる。

【００６０】図２中のＩで示す区間に関しては、コンデ
ンサ１０５は充電状態を示すと共に、ドライブトランジ
スタ１０７のベース電流を急峻に引き込む動作を行い、
ＩＩの区間に関しては、次のＣＬＫ電位上昇時のトラン
ジスタ１０２のオンタイミングを設定するＶＨレベルを
確定する為の放電期間である。

【００６１】一方、ドライブトランジスタ１１７に関し
て説明をすると、クロック信号ＣＬＫが“Ｈ”レベルの
間は、トランジスタ１１２はオフ状態を続け、ＣＬＫ電
位が下降し始めＶＬレベルを下回った時点にて、トラン
ジスタ１１２はオン状態となる。トランジスタ１１２が
オン状態となると、コンデンサ１１５に充電されていた
電荷がトランジスタ１１２を通じてドライブトランジス
タ１１７のベースに急峻に流れ込む。

【００６２】トランジスタ１１２のオン状態は、ＣＬＫ
の“Ｌ”レベル時において保持され、さらにＣＬＫが上
昇し始め、トランジスタ１１２のエミッタ電位を上回る
まで継続する。この時、コンデンサ１１５の電荷は放電
される。

【００６３】トランジスタ１１２のオン直後には、コン
デンサ１１５に充電された電荷を急速に放電する為に、
ドライブトランジスタ１１７のベース電流は、一時的に
急激に流入してドライブトランジスタ１１７のオンを高
速に実行する。

【００６４】ＣＬＫ電位がトランジスタ１１２のエミッ
タ電位を上回ると、トランジスタ１１２はオフとなり、
コンデンサ１１５は充電される。コンデンサ１１５の充
電電圧は、コンデンサ１１５の静電容量と、抵抗１１６
と、ＣＬＫ周期とにより決定されるＶＬレベルとなる。
このＶＬレベルは、次にＣＬＫレベルが下降しトランジ
スタ１１２をオンさせる為の基準電圧となる。

【００６５】この様にドライブトランジスタ１１７側に
おいても、従来例の様に抵抗及びトランジスタにより設
定していた基準電圧ＶＬを、コンデンサ１１６にて代用
してトランジスタ１１２をセルフバイアスする形を形成
している。

【００６６】ここで、図２中のＩＩＩの区間はコンデン
サ充電期間であり、ＩＶ区間は放電期間となる。ＩＩＩ
期間にて充電動作を行いＶＬレベルを設定する様動作す
る。

【００６７】上記動作をクロックＣＬＫの繰り返しに準
じて連続的に行うことにより、部品点数を減らした場合
においても、従来例と同様の動作を実行でき、かつ発熱
等の損失の少ない駆動回路を実現している。すなわち、
本実施形態では、駆動回路系の効率を低下させている従
来の基準電圧設定部及びトランジスタ部分について、従
来から設けられている部品であるドライブトランジスタ
のベース電流供給用コンデンサの充放電電圧を利用し
て、ドライブトランジスタ駆動用のトランジスタ回路に
自己バイアス電圧を持たせる構成とし、これによって基
準電圧設定機能の代用を行うようにした。

【００６８】より詳しく述べると、本来、ドライブトラ
ンジスタ１０７，１１７のベース電流を急峻に流出、引
き込むためのコンデンサ１０５，１１５の充放電電位を
利用して、ドライブトランジスタ１０７，１１７の前段
のトランジスタ１０２，１１２のエミッタ電位にバイア
スを印加することで、ドライブトランジスタ１０７，１
１７の同時オンを回避する為の基準電圧ＶＨ，ＶＬを設
定可能している。これにより、従来例の抵抗４０１，４
０２，４０３による基準電圧設定部を削除することがで
き、さらに従来例のトランジスタ４１０，４１１も削除
可能となるため、回路の効率が一層向上し、加えて部品
点数も削減される。

【００６９】なお、各基準電圧ＶＨ，ＶＬの設定は、そ
れぞれ抵抗１０６，１１６と、コンデンサ１０５，１１
５の静電容量を可変することにより可能となる。また、
ＣＬＫ周波数やデューティが変更された場合または変動
した場合においても、これらの容量を可変することで対
応が可能となる。

【００７０】さらに、上記実施形態では、クロック信号
ＣＬＫが固定周波数でかつ固定デューティの場合におい
て説明したが、クロック信号の周波数及びデューティを
複数有し同一機器にて可変する場合には、コンデンサ容
量の異なるものを複数個接続し、アナログスイッチ及び
選択信号を利用することにより、コンデンサ容量、抵抗
値を選択使用して充放電電圧を適宜可変して、複数周波
数及びデューティへ対応することも可能である。

【００７１】また、本実施形態では、ダイオード１０
３，１１３をショットキーバリアダイオードとしたが、
通常の小信号ダイオードを使用しても、回路動作上問題
は生じないため、ショットキーバリアダイオードの使用
を限定するものではない。

【００７２】次に、上記高電圧電源装置を搭載した画像
形成装置について説明する。

【００７３】図３は、上記実施形態の高電圧電源装置を
搭載した画像形成装置（複写機）の一構成例を示す断面
図である。

【００７４】この画像形成装置は、電子写真プロセスに
よって画像形成を行うもので、上記実施形態で実現され
る高電圧電源装置２００は、このプロセス系（例えば、
感光体３０２、現像器３０３、転写部３０６及び定着部
３０７）へ印加する高電圧を発生する。

【００７５】原稿給送装置２０１上に積載された原稿
は、１枚ずつ順次原稿台ガラス面２０２上に搬送され
る。原稿ガラス面２０２の所定位置へ搬送されると、ス
キャナ部のランプ２０３が点灯し、かつスキャナ・ユニ
ット２０４が移動して原稿を照射する。原稿の反射光
は、ミラー２０５，２０６，２０７及びレンズ２０８を
介してＣＣＤイメージ・センサ（以下、単にＣＣＤとい
う）２０９に入力される。

【００７６】ＣＣＤ２０９に照射された原稿の反射光
は、このＣＣＤ２０９で光電変換される。その変換され
た電気信号は、画像処理部２１０において、各種の画像
処理が施されてメモリに格納される。メモリに格納され
た電気信号は、露光制御部３０１にて変調された光信号
に変換されて感光体３０２を照射する。この照射光によ
って感光体３０２上に作られた潜像は、現像器３０３に
よって現像される。

【００７７】上記現像された像の先端とタイミングを合
わせて転写紙カセット３０４もしくは３０５より転写紙
が転送され、転写部３０６においてこの転写紙に上記現
像された像が転写される。転写された像は定着部３０７
にて転写紙に定着された後、排紙部３０８より装置外部
に排出される。

【００７８】排紙部３０８から出力された転写紙は、出
力用紙処理装置（ソータ）３１１でソート機能が働いて
いる場合には各ビンに、またはソート機能が働いていな
い場合にはソータの最上位のビンに排出される。

【００７９】このように、上記実施形態で実現される高
電圧電源装置により画像形成動作を行うので、画像形成
装置全体の高速化と低消費電力化に寄与することができ
る。

【００８０】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１乃至請求
項３に係る発明である電源装置、及び請求項４乃至請求
項６に係る発明である電源装置の制御方法によれば、発
熱等による損失を解消することができ、しかも部品点数
の削減も可能となる。これにより、回路構成が単純でか
つ信頼性の高い、安価な電源装置が実現可能になる。

【００８１】請求項７及び請求項８記載の発明に係る画
像形成装置では、請求項１乃至請求項３記載の電源装置
からの高電圧出力により画像形成動作を行うので、画像
形成装置全体の高速化と低消費電力化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る電源装置の構成を示す
回路図である。

【図２】実施形態の動作を示すタイミング図である。

【図３】実施形態の高電圧電源装置を搭載した画像形成
装置（複写機）の一構成例を示す断面図である。

【図４】従来の高電圧電源装置（矩形波出力高電圧電源
装置）の一構成例を示す回路図である。

【図５】図４に示した高電圧電源装置の動作を示すタイ
ミング図である。

【符号の説明】

１０７，１１７ 第１及び第２のトランジスタ（ドライ
ブトランジスタ） １０２，１１２ ドライブトランジスタ駆動用のトラン
ジスタ １０５，１１５ 第１及び第２のコンデンサ １０４，１１４ 第１及び第２の抵抗 １２０ トランス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H027 ZA01 5H007 CA01 CB17 CC32 DB03 5J055 AX02 AX11 AX12 AX44 BX16 CX12 CX19 DX04 DX05 DX56 DX72 DX84 EX02 EX06 EY01 EY07 EY10 EY12 EY17 EZ00 EZ51 GX01 GX04 GX09

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 負荷に対して電圧出力を行うトランス
   と、前記トランスを駆動するために交互にスイッチング
   動作を行う第１及び第２のトランジスタと、第１の基準
   電圧を発生し、該第１の基準電圧に基づいて第１のコン
   デンサを充放電して前記第１のトランジスタを駆動する
   第１の駆動回路と、第２の基準電圧を発生し、該第２の
   基準電圧に基づいて第２のコンデンサを充放電して前記
   第２のトランジスタを駆動する第２の駆動回路とを備え
   た電源装置において、 前記第１の駆動回路は、前記第１のトランジスタを高速
   スイッチングすると共に前記第１の基準電圧を発生する
   ための前記第１のコンデンサを有する第１の充放電回路
   を備え、 前記第２の駆動回路は、前記第２のトランジスタを高速
   スイッチングすると共に前記第２の基準電圧を発生する
   ための前記第２のコンデンサを有する第２の充放電回路
   を備えたことを特徴とする電源装置。
2. 【請求項２】 前記第１の充放電回路は、前記第１のト
   ランジスタのオフ時に、該第１のトランジスタのオンタ
   イミングを設定するための前記第１の基準電圧を設定
   し、前記第２の充放電回路は、前記第２のトランジスタ
   のオフ時に、該第２のトランジスタのオンタイミングを
   設定するための前記第２の基準電圧を設定する構成にし
   たことを特徴とする請求項１記載の電源装置。
3. 【請求項３】 前記第１の充放電回路は前記第１のコン
   デンサと第１の抵抗で構成すると共に、前記第２の充放
   電回路は前記第２のコンデンサと第２の抵抗で構成し、
   前記第１及び第２のコンデンサの値と第１及び第２の抵
   抗の値とを可変に構成したことを特徴とする請求項１ま
   たは請求項２記載の電源装置。
4. 【請求項４】 負荷に対して電圧出力を行うトランスを
   駆動するために、第１及び第２の基準電位に基づいて交
   互にスイッチング動作を行う第１及び第２のトランジス
   タを備えた電源装置に対し、 第１のコンデンサの充放電電位を用いて前記第１のトラ
   ンジスタを高速スイッチングすると共に前記第１の基準
   電圧を発生し、第２のコンデンサの充放電電位を用いて
   前記第２のトランジスタを高速スイッチングすると共に
   前記第２の基準電圧を発生することを特徴とする電源装
   置の制御方法。
5. 【請求項５】 前記第１のトランジスタのオフ時に、該
   第１のトランジスタのオンタイミングを設定するための
   前記第１の基準電圧を設定し、前記第２のトランジスタ
   のオフ時に、該第２のトランジスタのオンタイミングを
   設定するための前記第２の基準電圧を設定することを特
   徴とする請求項４記載の電源装置の制御方法。
6. 【請求項６】 前記第１及び第２のコンデンサの充放電
   電位を可変にしたことを特徴とする請求項４または請求
   項５記載の電源装置の制御方法。
7. 【請求項７】 請求項１乃至請求項３記載の電源装置
   と、該電源装置によって生成された高電圧出力で画像形
   成動作を行う画像形成部とを備えたことを特徴とする画
   像形成装置。
8. 【請求項８】 前記画像形成部の画像形成動作は、電子
   写真プロセスを用いたものであることを特徴とする請求
   項７記載の画像形成装置。