JP2004029924A - 高圧電源システム、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の高圧電源装置で共有している一定電圧の高圧を、各高圧出力の制御タイミングに関係なく安定化することのできる高圧電源装置、高圧電源システムおよびこの高圧電源システムを用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】図示の高圧電源装置は、他の同様の構成の高圧電源装置と高圧入力、ＤＣ−１ｋｖを共有している。この高圧電源装置は、制御信号にもとづいて所要の高圧出力が得られるようにフィードバック制御されている。そして、前記制御信号による高圧電源装置の立ち上げの際、制御信号は、遅延手段２により変化が遅らされる。このため、高圧電源装置の立ち上げによる前記高圧入力の変動が小さくなり、他の動作中の高圧電源装置への影響が少なくなる。よって、画像形成装置に用いた場合、画像のすじ，ピッチむらが改善できる。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機，プリンタなどの画像形成装置における高圧負荷装置に対して高電圧を供給するのに好適な高圧電源システムに関し、特に出力の安定化に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機やプリンタなどの画像形成装置は、複数の高圧電源装置（高圧発生装置ともいう）を備えている。画像形成時に所定の高電圧を出力するための制御は、出力がある目標値になるようにフィードバック制御を行う構成が採られている。しかし、複数の独立した高圧電源装置であるがゆえに、装置の小型化が難しくなっている。
【０００３】
そこで、所定の範囲で出力する高圧電源装置を何ユニットか分別・選択して、複数の高圧電源装置の入力部に同一の高圧を共有する構成が採られてきている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
高圧電源装置の入力部に入力する高圧を独自に持っている場合には、他の高圧電源装置の制御タイミングは問題ではなかった。しかしながら、高圧電源装置の入力部に同一の高圧を共有しているために、第１の高圧出力中に、第２の高圧をＯＮし、出力を制御しようとした瞬間に、前述の入力している高圧が、数１０Ｖ振れ、第１の高圧出力値に変動が起こり、画像形成中の画像に所定位置にすじ（むら）が発生するという問題が起きた。
【０００５】
所定電圧に制御している高圧出力は、図５に示すようなΔ５Ｖ以上の電圧差に対しては敏感に反応するので、Δ５Ｖ未満とするように精度高く制御が行わなければならない。
【０００６】
以上から、同一の高圧を入力部に入力する高圧電源装置が多いほど、いずれかの電源装置の高圧出力値を変化させるタイミングで他の高圧出力に対してリップルが重畳し、コピー画像を悪化させてしまうという問題が発生する。しかしながら、従来のように各高圧電源装置の入力部それぞれに高圧を持ち、これで別々に、高圧出力を制御する構成は、高圧の発生回路が高圧電源装置の分必要になるので、大幅なコストアップが避けられない。
【０００７】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、複数の高圧電源装置で共有している一定電圧の高圧を、各高圧出力の制御タイミングに関係なく安定化することのできる高圧電源システムおよびこの高圧電源システムを用いた画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では、高圧電源システムを次の（１）ないし、（２）のとおりに構成し、画像形成装置を次の（３）のとおりに構成する。
【０００９】
（１）共通の一定電圧の高圧を入力する高圧電源装置を複数個備え、前記複数の高圧電源装置はそれぞれ独立したタイミングで高圧を出力するように、各高圧電源装置の制御信号が制御される高圧電源システムにおいて、
高圧出力に比例した低電圧に高圧出力を分圧する分圧手段と、外部から入力した高圧出力の制御信号により当該高圧電源装置を立ち上げる際に、前記制御信号の変化を遅らす遅延手段と、前記遅延手段の出力電圧値と前記分圧手段の出力電圧値とを比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果を交流に変換する変換手段と、前記変換手段の出力側である低圧側と当該高圧電源装置の高圧側を分離する分離手段と、前記分離手段からの交流信号を整流・平滑する整流・平滑手段と、前記整流・平滑手段からの電圧に基づいて、供給された一定電圧の高圧をオン／オフすることにより、所要の高圧出力を得るための高圧スイッチング手段と、を複数の高圧電源装置それぞれに備えた高圧電源システム。
【００１０】
（２）前記（１）記載の高圧電源システムにおいて、
前記遅延手段は、抵抗とトランジスタで構成した高圧電源システム。
【００１１】
（３）前記（２）記載の高圧電源システムの各高圧電源装置により各種高圧負荷に高電圧を供給する画像形成装置。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を高圧電源システムの実施例により詳しく説明する。
【００１３】
【実施例】
図１は、実施例である“高圧電源システム”の概略構成を示すブロック図である。本実施例システムは、図示のように、ＤＣ−１ｋＶを複数の高圧電源装置で共有するシステムである。この共有する高圧（−１ｋＶ）を制御信号１で制御する高圧電源装置Ａ、制御信号２で制御する電源装置Ｂ、制御信号３で制御する電源装置Ｃに接続している。図１では、３個の高圧電源装置としたが、本発明では２個以上を対象としている。また、共有する高圧電圧値例を負電圧（−１ｋＶ）としたが、正電圧（例えば＋１ｋＶ）の場合も同様の構成で効果が得られる。制御信号は、０Ｖから１２ＶのＤＣ電圧で、これら複数の高圧電源装置の外部から入力し、制御する構成が採られている。また、各高圧電源装置Ａ，Ｂ，Ｃは、図示に示すように、使用するクロックＣＬＫ（周波数１ｋＨｚ・ｄｕｔｙ５０％の矩形波）も、共通の信号を使用することで、高圧電源システム全体をできるかぎり小型化させている。
【００１４】
次に図２により、各高圧電源装置の内部について説明する。なお、図１に示した高圧電源装置Ａ，Ｂ，Ｃは同一の回路で構成されている。
【００１５】
図２の高圧電源装置は、共有するＤＣ−１ｋＶから、制御信号（ＤＣ０〜１２Ｖ）に応じた高圧出力（ＤＣ０〜−１０００Ｖ）とするために、フィードバック制御が行われている。
【００１６】
高圧出力を、抵抗Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８で構成される、高圧出力に比例して低電圧に分圧する分圧手段１に接続することで、０〜１２Ｖの範囲の電圧に変換し、ＯＰ　ＡＭＰの＋入力部に入力される。所定の高圧出力に制御するための制御信号は抵抗Ｒ１０とトランジスタＴＲ３で構成される遅延手段２を介して、ＯＰ　ＡＭＰの−入力部に接続される。このＯＰ　ＡＭＰは立ち上がり／立ち下がりの応答性を決定するコンデンサＣ３と電源を安定化させるためのコンデンサＣ４と接続され、比較手段３を構成している。
【００１７】
高圧出力のフィードバックされた電圧が制御信号の電圧値より高い場合には、高圧出力を軽減するように、ＯＰ　ＡＭＰの出力値は電圧が低下する。逆に高圧出力のフィードバックされた電圧が制御信号の電圧値より低い場合には、高圧出力を増大するようにＯＰ　ＡＭＰの出力値の電圧が上がる。このＯＰ　ＡＭＰの出力値を抵抗Ｒ４，Ｒ５とトランジスタＴＲ２で構成されるスイッチ手段４で１ｋＨｚの交流電圧に変換し、スイッチ手段４がある低圧側を後述のスイッチング手段７がある高圧側と分離している分離手段５のコンデンサＣ２を介して、高圧側に接続する。
【００１８】
分離手段５から出力された交流電圧をダイオードＤ２，Ｄ３，コンデンサＣ１，抵抗Ｒ１，Ｒ２から構成される整流・平滑手段６によりＤＣ化して、高圧スイッチング手段７のトランジスタＴＲ１をオン・オフさせる。なお、ダイオードＤ１はトランジスタＴＲ１を保護する保護手段８である。
【００１９】
以上説明した構成で、高圧出力が所要の値に制御されている。
【００２０】
次に、高圧ＯＮ時と高圧ＯＦＦ時の制御信号と高圧出力の関係を図３，図４を参照して説明する。
【００２１】
図３は高圧出力ＯＮ時（制御電圧が１１Ｖから減少する）の制御信号と高圧出力の変化を示したものである。ここでいう制御信号は、図２のＯＰ　ＡＭＰ入力部、抵抗Ｒ９の電圧を示す。図６に示す従来例の場合、ＯＰ　ＡＭＰの入力部に制御信号を遅延する遅延手段２を有していないので、約１５ｍｓから２０ｍｓ程度で目標の制御電圧まで変化し、それに伴い高圧出力も目標の電圧値に達している。本実施例の構成の場合、ＯＰ　ＡＭＰの入力部に制御信号をソフトスタート動作させる遅延手段２を有しているので、約４０ｍｓで所要の制御電圧，高圧出力値に到達する。なお、遅延手段２で遅延させる時間は、共有している入力高圧の変動がΔ５Ｖ未満となるように時間を設定する。この遅延手段２により、図５に示すように、従来例より出力変動の波形が改善され、高圧ＯＮ時のリップルが大幅に軽減された。
【００２２】
図４は、高圧ＯＦＦ時の制御信号と高圧出力の変化を示したものである。高圧ＯＦＦの時（制御電圧が０Ｖから増加する）には、遅延手段２によりソフトスタート動作にはならないので、従来例，本実施例の制御信号、高圧出力の変化に差は殆どない。したがって、高圧ＯＮ時のみ、高圧出力変動が抑えられることになる。
【００２３】
以上説明したように、本実施例によれば、各高圧電源装置の高圧出力を制御する制御信号を遅延しソフトスタートさせることで、複数の高圧電源装置で共有している一定電圧の高圧を、各高圧出力の制御タイミングに関係なく安定化することができる。これにより、各高圧出力も制御電圧通りに安定に制御され、画像形成装置の画像のすじ，ピッチむらを改善し、画像品質の向上を実現できる。
【００２４】
なお、制御信号自体をソフトスタート制御する手法も考えられるが、高圧電源装置が多いほど制御信号の制御が複雑になり、回路規模が増大する。それと比較すると本実施例は非常に簡易的に実現できる手法である。前記制御信号を遅延（積分ともいえる）させる遅延手段の特徴は、高圧ＯＮ時の瞬間的な変動は抑制できるが、高圧オフ時の高圧制御には殆ど影響しないので、高圧出力の早い立ち下げを実現できる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の高圧電源装置で共有している一定電圧の高圧を、各高圧出力の制御タイミングに関係なく安定化することができる。これにより、各高圧出力も制御電圧通りに安定に制御され、たとえば、画像形成装置の場合、画像のすじ，ピッチむらを改善し、画像品質の向上を実現できる。また、本発明は大幅なコストアップせずに実現でき、かつ各高圧電源装置ごとに遅延時間を設定するのも簡単に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の概略構成を示すブロック図
【図２】各高圧電源装置の回路構成を示す図
【図３】高圧出力ＯＮ時の制御信号と高圧出力の変化を示す図
【図４】高圧出力ＯＦＦ時の制御信号と高圧出力の変化を示す図
【図５】複数の高圧出力を制御するシステムで発生する高圧出力変動を示す図
【図６】従来の高圧電源装置の回路構成を示す図
【符号の説明】
１　高圧出力に比例して低電圧に分圧する分圧手段
２　遅延手段
３　比較手段
４　スイッチ手段
７　高圧スイッチング手段

Claims (3)

1. 共通の一定電圧の高圧を入力する高圧電源装置を複数個備え、前記複数の高圧電源装置はそれぞれ独立したタイミングで高圧を出力するように、各高圧電源装置の制御信号で制御される高圧電源システムにおいて、
   高圧出力に比例した低電圧に高圧出力を分圧する分圧手段と、外部から入力した高圧出力の制御信号により当該高圧電源装置を立ち上げる際に、前記制御信号の変化を遅らす遅延手段と、前記遅延手段の出力電圧値と前記分圧手段の出力電圧値とを比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果を交流に変換する変換手段と、前記変換手段の出力側である低圧側と当該高圧電源装置の高圧側を分離する分離手段と、前記分離手段からの交流信号を整流・平滑する整流・平滑手段と、前記整流・平滑手段からの電圧に基づいて、供給された一定電圧の高圧をオン／オフすることにより、所要の高圧出力を得るための高圧スイッチング手段と、を複数の高圧電源装置それぞれに備えたことを特徴とする高圧電源システム。
2. 請求項１記載の高圧電源システムにおいて、
   前記遅延手段は、抵抗とトランジスタで構成したことを特徴とする高圧電源システム。
3. 請求項２記載の高圧電源システムの各高圧電源装置により各種高圧負荷に高電圧を供給することを特徴とする画像形成装置。

Images