JP2009128529A - Power supply device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源装置及び画像形成装置に関し、例えば画像形成装置の現像装置や帯電装置に印加する電圧を生成して出力する技術に関する。 The present invention relates to a power supply device and an image forming apparatus, for example, to a technique for generating and outputting a voltage to be applied to a developing device or a charging device of the image forming apparatus.
従来から、コピー機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置では、現像装置や帯電装置に駆動電圧を印加する電源装置として、交流電圧を整流して得た直流電圧と、昇圧により生成した交流電圧とを重畳した電圧を供給する電源装置が用いられている。このような電源装置として、例えば、特許文献1に示されるように、複数の負荷、例えば現像装置等に上記重畳した電圧を供給するために、単一電源から供給される直流電圧(交流電圧を整流して得た直流電圧)を複数の直流電圧に変換し、上記複数の負荷のそれぞれに対して設けられた各制御回路において交流電圧と重畳し、当該重畳後の電圧を各負荷に対して供給する電源装置が提案されている。
しかしながら、上記特許文献1に示される電源装置は、画像形成用電圧として負荷に供給する上記重畳後の電圧レベルを所要レベルに保つ制御を行う場合、負荷が重くなると、交流電圧を昇圧するトランスの一次側に流れる駆動電流が増大するので駆動素子の損失が熱として発散し、この熱で周囲温度が上昇して部品の信頼性を著しく低下させるおそれがある。また、複数の負荷に直流電圧を供給する場合の問題としては、単一の直流電源から各負荷用の直流電圧供給を可能とするために、直流電源に用いるトランスの容量を大きくする必要が生じるという問題がある。
However, in the power supply device disclosed in
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、画像形成用電圧として負荷に供給する上記重畳後の電圧レベルを所要レベルに保つ制御を行う場合に、負荷が変動しても、交流電圧を昇圧するトランスの一次側に流れる駆動電流を増大させず、駆動素子の損失による温度上昇を要因とした部品の信頼性低下を生じさせないことを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and when performing control for maintaining the voltage level after superimposition supplied to the load as an image forming voltage at a required level, even if the load fluctuates, It is an object of the present invention to not increase the drive current flowing on the primary side of the transformer that boosts the AC voltage, and to prevent the reliability of the component from being lowered due to the temperature rise caused by the loss of the drive element.
本発明の請求項1に記載の発明は、負荷に対応させて設けられ、交流入力信号を昇圧して交流電圧を生成する昇圧トランスと、
前記昇圧トランスに対して設けられ、前記交流電圧を整流して直流電圧を生成し、当該直流電圧を前記昇圧トランスの2次側に生じる交流電圧に重畳する直流電圧生成回路と、
前記直流電圧生成回路に対して設けられ、前記直流電圧生成回路によって生成される直流電圧のレベルを制御する直流電圧制御回路と、
直流電圧を出力する電源からなり、前記直流電圧制御回路による制御の下で前記直流電圧生成回路によって生成される直流電圧を補填する補助電源回路と、
前記補填のために前記補助電源回路に出力させる直流電圧レベルを、前記直流電圧制御回路が前記直流電圧生成回路に生成させる直流電圧レベルに応じて変更させ、前記昇圧トランスの2次側の交流電圧に重畳される直流電圧を所要電圧に保つ制御を行う制御部と
を備える電源装置である。
The invention according to
A DC voltage generating circuit provided for the step-up transformer, rectifying the AC voltage to generate a DC voltage, and superimposing the DC voltage on an AC voltage generated on the secondary side of the step-up transformer;
A direct-current voltage control circuit that is provided for the direct-current voltage generation circuit and controls the level of the direct-current voltage generated by the direct-current voltage generation circuit;
An auxiliary power supply circuit comprising a power supply that outputs a DC voltage, and supplementing the DC voltage generated by the DC voltage generation circuit under the control of the DC voltage control circuit;
The DC voltage level output to the auxiliary power supply circuit for the compensation is changed according to the DC voltage level generated by the DC voltage control circuit in the DC voltage generation circuit, and the secondary side AC voltage of the step-up transformer is changed. It is a power supply device provided with the control part which performs control which maintains the direct current voltage superimposed on a required voltage.
この発明では、直流電圧生成回路によって生成される直流電圧を補填する補助電源回路が設けられ、制御部は、補助電源回路に当該補填を行わせる場合、直流電圧制御回路が直流電圧生成回路に生成させる直流電圧レベルに応じて、補助電源回路に出力させる直流電圧レベルを変更させることで、昇圧トランスの2次側の交流電圧に重畳される直流電圧を所要電圧に保つ。これにより、本発明は、負荷が重くなっても(負荷抵抗が小さくなっても)、昇圧トランスの1次側に流れる駆動電流を増大させることなく、負荷に供給する重畳電圧を必要なレベルに保つことができるため、トランスへの負担を軽減でき、また、駆動素子の損失が生じないために損失が熱として発散することもなく、周囲温度の上昇による部品の信頼性低下が生じない。 In the present invention, an auxiliary power supply circuit that compensates the DC voltage generated by the DC voltage generation circuit is provided, and when the control unit causes the auxiliary power supply circuit to perform the compensation, the DC voltage control circuit generates the DC voltage generation circuit. The DC voltage superimposed on the secondary side AC voltage of the step-up transformer is maintained at the required voltage by changing the DC voltage level output to the auxiliary power circuit according to the DC voltage level to be generated. As a result, the present invention allows the superimposed voltage supplied to the load to be at a required level without increasing the drive current flowing to the primary side of the step-up transformer even when the load becomes heavy (the load resistance becomes small). Therefore, the load on the transformer can be reduced, and the loss of the driving element does not occur. Therefore, the loss does not dissipate as heat, and the reliability of the component does not decrease due to an increase in the ambient temperature.
また、請求項2に記載の発明は、複数の負荷に対応させてそれぞれに設けられ、交流入力信号を昇圧して交流電圧を生成する複数の昇圧トランスと、
前記それぞれの昇圧トランスに対して設けられ、前記交流電圧を整流して直流電圧を生成し、当該直流電圧を前記昇圧トランスの2次側に生じる交流電圧に重畳する複数の直流電圧生成回路と、
前記それぞれの直流電圧生成回路に対して設けられ、対応する前記直流電圧生成回路によって生成される直流電圧のレベルを制御する複数の直流電圧制御回路と、
直流電圧を出力する単一の電源からなり、前記直流電圧制御回路による制御の下で前記直流電圧生成回路によって生成される直流電圧を補填する補助電源回路と、
前記補填のために前記補助電源回路に出力させる直流電圧レベルを、前記各直流電圧制御回路が、前記対応する直流電圧生成回路に生成させる直流電圧レベルに応じて変更させ、前記昇圧トランスの2次側の交流電圧に重畳される直流電圧を所要電圧に保つ制御を行う制御部と
を備える電源装置である。
The invention according to
A plurality of DC voltage generation circuits provided for each of the step-up transformers, generating a DC voltage by rectifying the AC voltage, and superimposing the DC voltage on an AC voltage generated on the secondary side of the step-up transformer;
A plurality of DC voltage control circuits which are provided for each of the DC voltage generation circuits and control the level of the DC voltage generated by the corresponding DC voltage generation circuit;
An auxiliary power supply circuit comprising a single power supply that outputs a DC voltage, and supplementing the DC voltage generated by the DC voltage generation circuit under the control of the DC voltage control circuit;
The DC voltage level output to the auxiliary power supply circuit for the compensation is changed according to the DC voltage level generated by the corresponding DC voltage generation circuit by the corresponding DC voltage generation circuit, and the secondary voltage of the step-up transformer is changed. It is a power supply device provided with the control part which performs control which maintains the direct current voltage superimposed on the alternating voltage of the side at a required voltage.
この発明では、直流電圧生成回路によって生成される直流電圧を補填する補助電源回路が設けられ、制御部は、補助電源回路に当該補填を行わせる場合、直流電圧制御回路が直流電圧生成回路に生成させる直流電圧レベルに応じて、補助電源回路に出力させる直流電圧レベルを変更させることで、昇圧トランスの2次側の交流電圧に重畳される直流電圧を所要電圧に保つ。これにより、本発明は、負荷が重くなっても(負荷の抵抗が小さくなっても)、昇圧トランスの1次側に流れる駆動電流を増大させることなく、負荷に供給する重畳電圧を必要なレベルに保つことができるため、トランスへの負担を軽減でき、また、駆動素子の損失が生じないために損失が熱として発散することもなく、周囲温度の上昇による部品の信頼性低下が生じない。 In the present invention, an auxiliary power supply circuit that compensates the DC voltage generated by the DC voltage generation circuit is provided, and when the control unit causes the auxiliary power supply circuit to perform the compensation, the DC voltage control circuit generates the DC voltage generation circuit. The DC voltage superimposed on the secondary side AC voltage of the step-up transformer is maintained at the required voltage by changing the DC voltage level output to the auxiliary power circuit according to the DC voltage level to be generated. As a result, the present invention provides the necessary level of the superimposed voltage supplied to the load without increasing the drive current flowing to the primary side of the step-up transformer even if the load becomes heavy (the load resistance becomes small). Therefore, the load on the transformer can be reduced, and the loss of the drive element does not occur, so that the loss does not radiate as heat, and the reliability of the components does not decrease due to the increase in the ambient temperature.
また、請求項3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、前記制御部は、前記負荷の変動に応じて前記交流電圧の波高値を低くする制御を行う場合、当該波高値の低下に応じた前記直流電圧生成回路が生成する直流電圧レベルの低下分だけ、前記補填のために前記補助電源回路に出力させる直流電圧レベルを高くするものである。
The invention according to claim 3 is the power supply device according to
この発明によれば、制御部は、負荷の変動に応じて交流電圧の波高値を低くする制御を行う場合、当該波高値低下を要因として低下する直流電圧生成回路が生成する直流電圧レベル分だけ、補助電源回路に出力させる直流電圧レベルを高くして、直流電圧生成回路が生成する直流電圧を補填するので、昇圧トランスの1次側に流れる駆動電流を増大させることなく、負荷に供給する重畳電圧を必要なレベルに保つことができる。 According to the present invention, when the control unit performs control to reduce the peak value of the AC voltage in accordance with the change of the load, the control unit is equivalent to the DC voltage level generated by the DC voltage generation circuit that decreases due to the decrease in the peak value. Since the DC voltage level to be output to the auxiliary power supply circuit is increased to compensate for the DC voltage generated by the DC voltage generation circuit, the superposition supplied to the load without increasing the drive current flowing on the primary side of the step-up transformer The voltage can be kept at the required level.
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であって、前記制御部は、前記直流電圧生成回路が生成する直流電圧のレベルが前記直流電圧制御回路によって低く設定された場合には、当該直流電圧のレベル低下に応じた分だけ、前記補填のために前記補助電源回路に出力させる直流電圧レベルを低くするものである。
Further, the invention according to
この発明によれば、制御部は、直流電圧生成回路が生成する直流電圧のレベルが直流電圧制御回路によって低く設定された場合、すなわち、補助電源回路が補填のために出力する直流電圧レベルが低くて足りる場合は、当該直流電圧のレベル低下分だけ、補助電源回路に出力させる直流電圧レベルを低くするので、補助電源回路からの過剰な補填による損失の発生を防止することが可能になる。 According to the present invention, the control unit is configured such that the DC voltage level generated by the auxiliary power supply circuit is low when the level of the DC voltage generated by the DC voltage generating circuit is set low by the DC voltage control circuit. If this is sufficient, the level of the DC voltage output to the auxiliary power supply circuit is lowered by the level drop of the DC voltage, so that it is possible to prevent loss due to excessive compensation from the auxiliary power supply circuit.
また、請求項5に記載の発明は、請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の電源装置を備え、
前記電源装置を現像装置への現像バイアス又は帯電装置への帯電バイアスを発生させる電源として用いる画像形成装置である。
The invention according to
The image forming apparatus uses the power supply device as a power supply for generating a developing bias for the developing device or a charging bias for the charging device.
この発明によれば、請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の発明と同様の作用を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain the same operation as that of any one of the first to fourth aspects.
本願発明に係る電源装置によれば、昇圧トランスの2次側の交流電圧に重畳される直流電圧を所要電圧に保つ制御を行う場合に、負荷が変動しても、交流電圧を昇圧するトランスの一次側に流れる駆動電流を増大させず、駆動素子の損失による温度上昇を要因とする部品の信頼性低下を生じさせないようにすることができる。 According to the power supply device according to the present invention, when control is performed to maintain the DC voltage superimposed on the AC voltage on the secondary side of the step-up transformer at the required voltage, even if the load fluctuates, The drive current flowing on the primary side is not increased, and the reliability of the component can be prevented from being lowered due to the temperature rise due to the loss of the drive element.
以下、本発明の一実施形態に係る電源装置及び画像形成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が適用されたプリンタの概略構成を示す図である。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。また、本発明に係る画像形成装置は、複写機、プリンタ及びファクシミリ装置、これらを兼ね備えた複合機等の電子写真方式の画像形成装置であればよいが、本実施形態では、カラープリンタを例にして説明する。 Hereinafter, a power supply device and an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a printer to which a power supply device according to an embodiment of the present invention is applied. In addition, the structure which attached | subjected the same code | symbol in each figure shows that it is the same structure, The description is abbreviate | omitted. The image forming apparatus according to the present invention may be an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, and a multifunction machine having both of them. In this embodiment, a color printer is taken as an example. I will explain.
図1において、カラープリンタ1(以下、単にプリンタ1という)は、給紙カセット13と、画像形成部20と、定着部30と、排紙部40と、用紙搬送路50と、制御部101とを備え、給紙カセット13、画像形成部20、定着部30、用紙搬送路50及び制御部101は、略箱形の装置本体2に内装され、排紙部40は、装置本体2の頂部に設けられている。
In FIG. 1, a color printer 1 (hereinafter simply referred to as printer 1) includes a
給紙カセット13は、印刷処理に供する転写材の一例としての記録紙Pを貯留し、制御部101の制御の下で記録紙Pを給紙するものである。給紙カセット13は、所定数(本実施形態では1つ)が装置本体2に対して挿脱自在に設けられている。給紙カセット13の上流端(図1に示す例では給紙カセット13の左上方)には、用紙束から記録紙Pを1枚ずつ繰り出させるピックアップローラ15が設けられている。このピックアップローラ15の駆動によって給紙カセット13から繰り出された記録紙Pは、用紙搬送路50に給紙されるようになっている。
The
画像形成部20は、制御部101の制御によって、コンピュータ等から図略のインタフェース回路で受信した画像データに基づき、給紙カセット13に貯留された用紙束から繰り出された記録紙Pに画像の転写処理を施すものである。インタフェース回路は、コンピュータ等の外部機器にLAN(Local Area Network)等を介して接続され、外部機器との間で種々の信号を送受信するものであり、例えば、ネットワークインタフェース(10/100Base−TX)等が用いられる。画像形成部20は、トナー像を形成する各色ユニット21Y、21M、21C、21Kと、この画像形成ユニット21で形成されたトナー像を記録紙Pに転写する転写装置27とを備えて構成されている。
Under the control of the
画像形成ユニット21は、上流側(図1の紙面の右側)から下流側へ向けて順次に略水平方向に配設されたマゼンダ用ユニット21M、シアン用ユニット21C、イエロー用ユニット21Y及びブラック用ユニット21Kと、これら各ユニットの下部位置に配設された露光ユニット24とを備える。これら各ユニット21M、21C、21Y、21Kは、同様の構成であり、装置本体2内における各機器に対して所定の相対的な位置関係で位置決めされて装着されている。
The image forming unit 21 includes a
これら各ユニット21M、21C、21Y、21Kは、それぞれ、感光体ドラム(像担持体)22と、帯電装置23と、現像装置25と、クリーニング装置26とを備え、感光体ドラム22は、前後方向(図1の紙面と直交する方向)に延びるドラム軸回りに回転可能に設けられ、当該感光体ドラム22の周面に沿うように当該感光体ドラム22の直下位置から、当該感光体ドラム22の回転方向である反時計回り方向に向けて、帯電装置23、現像装置25及びクリーニング装置26が配設されている。
Each of these
感光体ドラム22は、周面に静電潜像及びこの静電潜像に従ったトナー像(可視像)を形成させるためのものである。帯電装置23は、ドラム軸回り反時計回り方向に回転している感光体ドラム22の周面に一様な電荷を形成させるものであり、例えば、周面が感光体ドラム22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22へ電荷を付与する帯電ローラを備えて構成されている。
The
現像装置25は、感光体ドラム22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22の周面にトナー像を形成するものである。本実施形態では、カラーに対応するために、イエロー用ユニット21Yの現像装置25Yには、イエロー(Y)のトナーが収容され、マゼンダ用ユニット21Mの現像装置25Mには、マゼンダ(M)のトナーが収容され、シアン用ユニット21Cの現像装置25Cには、シアン(C)のトナーが収容され、そして、ブラック用ユニット21Kブラックの現像装置25Kには、ブラック(K)のトナーが収容されている。本発明の一実施形態に係る電源装置10は、現像装置25M,25C,25Y,25Kに現像用のバイアス電圧を供給するためにプリンタ1に設けられている。
The developing
クリーニング装置26は、転写処理後の感光体ドラム22の周面に残留しているトナーを取り除いてクリーニングするためのものである。このクリーニング装置26によってクリーニングされた感光体ドラム22の周面は、次の画像形成処理のために再び帯電装置23へ向かうことになる。
The
露光ユニット24は、画像データに応じて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22の周面に帯電装置23と現像装置25との間において照射し、当該感光体ドラム22の周面に静電潜像を形成するものである。露光ユニット24は、カラーに対応するために、イエロー、マゼンダ、シアン及びブラックの各色にそれぞれ対応した各レーザ光を各ユニット21M、21C、21Y、21Kにおける各感光ドラム22M、22C、22Y、22Kに照射するように構成されている。帯電した感光体ドラム22の周面にレーザ光を照射すると、その照射された部分の電荷がレーザ光の強度に応じて消去し、これによって当該感光体ドラム22の周面に静電潜像が形成される。画像データは、図略のインタフェース回路で受信されたコンピュータ等の外部機器からの画像信号に公知の色補正処理等の処理を施すことによって制御部101が生成した現像色のイエロー、マゼンダ、シアン及びブラックの各画像データである。
The
転写装置27は、各ユニット21M、21C、21Y、21Kのそれぞれの感光体ドラム22の周面に形成されたトナー像を記録紙Pに転写するための装置であって、中間転写ベルト271、一次転写ローラ272、駆動ローラ273、従動ローラ274及び二次転写ローラ275を備えている。中間転写ベルト271は、無端回転可能とされ、一次転写ローラ272、駆動ローラ273及び従動ローラ274によって各ユニット21M、21C、21Y、21Kの直上位置に張架されており、駆動ローラ273の回転駆動力によって時計回り方向に回転可能となっている。一次転写ローラ272は、各ユニット21M、21C、21Y、21Kの各感光ドラム22M、22C、22Y、22Kに対応するようにそれぞれ設けられ、中間転写ベルト271を押さえ感光体ドラム22から中間転写ベルト271が浮き上がるのを防止するように配置されている。二次転写ローラ275は、中間転写ベルト271の外周面において駆動ローラ273に対向する位置に配置されている。
The
一次転写ローラ272は、画像領域におけるトナー像が感光体ドラム22から中間転写ベルト271へ一次転写される間、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が一次転写バイアスとして印加される。また、二次転写ローラ275は、中間転写ベルト271上のトナー像が記録紙Pへ二次転写される間、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が二次転写バイアスとして印加される。このようにプリンタ1は、中間転写ベルト271上に重ねて転写された各色のトナー像からなるカラートナー像が、二次転写ローラ275によって、中間転写ベルト271から記録紙Pに転写される二次転写方式である。
While the toner image in the image area is primarily transferred from the
従動ローラ274の図1における右側には、中間転写ベルト用クリーニング装置276が設けられており、記録紙Pへトナー像を転写処理した後における中間転写ベルト271の表面に残留しているトナーがこの中間転写ベルト用クリーニング装置276によって取り除かれ、これによって清浄化した中間転写ベルト271が感光体ドラム22へ向かうようになっている。
An intermediate transfer
定着部30は、制御部101の制御により、画像形成部20によって転写処理の施された記録紙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熱ローラ31と、この熱ローラ31と対向して周面同士が対向配置された加圧ローラ32とを備えている。そして、転写処理後の記録紙Pは、ローラ軸回りに時計回り方向に向けて駆動回転している熱ローラ31と、ローラ軸回りに反時計回り方向に向けて従動回転している加圧ローラ32との間のニップ部を通過することによって、熱ローラ31からの熱を得て定着処理が施される。定着処理後の記録紙Pは、用紙搬送路50によって排紙部40へ排出される。
The fixing
排紙部40は、定着部30で定着処理の施された記録紙Pが排紙され、この排紙された記録紙Pを貯留するものである。排紙部40は、装置本体2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記録紙Pを受ける排紙トレイ41が形成されている。
The
用紙搬送路50は、制御部101の制御により、給紙カセット13から給紙された記録紙Pを装置本体2及び定着部30を介して排紙部40まで搬送するものである。
The
制御部101は、給紙カセット13、装置本体2、定着部30、用紙搬送路50、及び本発明の一実施形態に係る電源装置等に接続され、これらの動作を制御することにより、プリンタ1の各部の制御を司るものであり、例えば、CPU(Central Processing Unit)、CPUによって実行される種々のプログラムやその実行に必要なデータ等を予め記憶するROM(Read Only Memory)、CPUのいわゆるワーキングメモリとなるRAM(Random Access Memory)及びその周辺回路等を備えたマイクロコンピュータによって構成される。
The
次に、本発明の一実施形態に係る電源装置について説明する。図2は本発明の一実施形態に係る電源装置の概略構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態に係る電源装置10は、上述した現像装置25M,25C,25Y,25Kに現像用のバイアス電圧を供給するためにプリンタ1に設けられている。電源装置10は、直流電圧と交流電圧とを重畳し、当該重畳後の電圧のレベルを所要レベルに保つ制御を行い、当該重畳後の電圧を駆動電圧として負荷に供給するものである。また、電源装置10は、昇圧トランスの2次側の交流電圧に重畳される直流電圧を所要電圧に保つための制御を行うものである。
Next, a power supply device according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a power supply device according to an embodiment of the present invention. A
電源装置10は、カラー画像形成用の各色毎の現像装置25M,25C,25Y,25Kに設けられている電源装置10M,10C,10Y,10Kを備えている。さらに、電源装置10は、制御部101と、補助電源回路102とを備えている。なお、電源装置10M,10C,10Y,10Kは同様の構成であるため、電源装置10C,10Y,10Kの細部の図示を省略すると共に、以下には、電源装置10Mを例にして説明する。
The
電源装置10Mは、交流電圧生成部11と、直流電圧生成部12とを備えている。交流電圧生成部11は、制御部101から入力される交流入力信号に基づいて交流電圧を生成する。交流電圧生成部11は、昇圧トランス111と、交流入力制御回路112と、昇圧トランス駆動回路113とを備えている。
The
制御部101は、内蔵するD/A変換コンバータを用いて交流入力信号(HVCLK)の振幅を変更制御し、当該制御後の交流入力信号(HVCLK)を交流入力制御回路112に対して出力する。交流入力制御回路112は、昇圧トランス駆動回路113に、当該交流入力信号(HVCLK)を、昇圧トランス111の一次側コイルの駆動に適したレベルに増幅させる。昇圧トランス駆動回路113は、当該増幅した交流入力信号(HVCLK)を用いて昇圧トランス111の一次側巻き線を駆動する。昇圧トランス111は、一次側と二次側の巻き線数比が予め定められた値に設定されており、上記増幅後の交流入力信号(HVCLK)により一次側巻き線が駆動されると、予め定められた分だけ昇圧された交流電圧を二次側に発生させる。
The
直流電圧生成部12は、直流電圧生成回路121と、直流電圧制御回路122とを備える。直流電圧制御回路122は、制御部101からの指示信号である直流電圧制御信号VBM(アナログ出力信号)に基づいて、直流電圧生成回路121によって生成される直流電圧の値(レベル)を制御する。直流電圧生成回路121は、上記昇圧トランス111による昇圧後の交流電圧を整流して、直流電圧制御回路122によって制御される値からなる直流電圧を生成する。直流電圧生成回路121は、昇圧トランス111の二次側に接続されており、生成した直流電圧を昇圧トランス111の2次側に生じる上記昇圧後の交流電圧に重畳する。
The DC
すなわち、昇圧トランス111の二次側とグランド間に接続されたダイオードD2を、図2に実線で示す方向に直流電流が流れると、直流電圧制御回路122内で上記値に制御された直流電圧がコンデンサC5の両端に印加される。この直流電圧の印加時、昇圧トランス111の2次側に生じる上記昇圧後の交流電圧は、その電圧レベルが、コンデンサC5の両端に印加された当該直流電圧によってシフトされた状態になる。このとき、電流は、図2に破線で示すように、負荷である現像装置25MとコンデンサC5の間を行き来する。これにより、昇圧トランス111の2次側に生じる昇圧後の交流電圧と、コンデンサC5両端の直流電圧とが重畳され、当該重畳された電圧が現像装置25Mに印加される。なお、上記昇圧トランス111の2次側に生じる昇圧後の交流電圧に重畳する上記直流電圧は、100V〜1KV程度に設定されている。
That is, when a DC current flows through the diode D2 connected between the secondary side of the step-up
制御部101は、画像形成用電圧として負荷に供給する上記重畳後の電圧のレベルを所要レベルに保つ制御を行う場合、負荷の変動(例えば、環境変動(温度、湿度)の影響に伴うトナー帯電量、すなわち濃度の変動等)に応じて交流電圧の波高値を変更する制御を行う。例えば、濃度が高くなったことに応じて、制御部101が、交流入力信号(HVCLK)の振幅を変更し、昇圧トランス111による昇圧後の交流電圧の波高値を低下させる場合、当該振幅変更によりダイオードD2を流れる直流電流が減少すると、整流によって充分な直流電圧が得られない。このため、制御部101は、補助電源回路102から直流電圧制御回路122に電流を流れ込ませて、必要とする直流電圧を確保する。
When the
また、制御部101は、直流電圧制御回路122に、直流電圧生成回路121によって生成される直流電圧の値を低く設定させる場合、この直流電圧のレベル低下に応じた分だけ、補助電源回路102から出力する電圧のレベルを低くする。すなわち、直流電圧生成回路121によって生成する直流電圧のレベルが低くて足りる場合、制御部101による補助電源回路102に出力させる直流電圧レベルの低下制御により、補助電源回路102からの過剰な補填による損失の発生が防止される。
In addition, when the
補助電源回路102は、直流電圧を出力する単一の電源からなり、制御部101から指示されたレベルの直流電圧を、直流電圧生成回路121によって生成される直流電圧の補填のために、直流電圧制御回路122に出力する。すなわち、直流電圧制御回路122による制御の下で直流電圧生成回路121が生成する直流電圧を補助電源回路102が補填する。
The auxiliary
図3は電源装置10の回路図である。図3を参照して、電源装置10を更に説明する。
FIG. 3 is a circuit diagram of the
直流電圧生成回路121において、ダイオードD2に直列接続されている抵抗R8は、昇圧トランス111による昇圧後の交流電圧が偏磁で歪まない程度に直流電流を流すための電流制限用抵抗である。当該直流電流は、抵抗R8,ダイオードD2から昇圧トランス111に流れて抵抗R31,R32に流れる。直流電圧制御回路122は、抵抗R32の両端に発生した電圧が、制御部101からの直流電圧制御信号VBMと等しくなる方向に、トランジスタQ5のコレクタ電流を制御する。
In the DC
交流入力信号(HVCLK)の振幅が、制御部101からの交流電圧制御信号ACCONTで低く設定されている場合、ダイオードD2から流れ込む直流電流が減少して、直列抵抗R31,R32に発生する電圧は低くなるので、抵抗R32の両端に発生する比較電圧も低くなる。制御部101が、直流電圧制御回路122に対して直流電圧制御信号VBMを出力すると、直流電圧制御回路122は、上記比較電圧が直流電圧制御信号VBMの示す電圧に達するまで、補助電源回路102から抵抗R30に電流を流し込む事で一定の直流電圧を保つ。
When the amplitude of the AC input signal (HVCLK) is set low by the AC voltage control signal ACCONT from the
逆に、制御部101からの直流電圧制御信号VBMによって、直流電圧制御回路122での直流電圧が低く設定されると、トランジスタQ5のコレクタには、補助電源回路102から抵抗R30を経由して電流が流れ込む。直流電圧制御信号VBC,VBY,VBKが共に低く設定されれば、補助電源回路102から抵抗R30,R24,R18,R12に流れる電流によって補助電源の損失が増大する。これを防ぐために、補助直流電源電圧制御信号DCCONTで設定される補助直流電圧(最大補助直流電圧)を、直流電圧制御回路122の最大制御直流電圧に対しては、当該最大制御直流電圧よりも100V程度高い電圧までに設定する。直流電圧制御回路122によって制御される制御直流電圧の値に対して設定される補助直流電圧は、制御直流電圧の値の減少に応じて減少させた値とし、直流電圧制御回路122の最小制御直流電圧に対しては、最小補助直流電圧は0Vに設定されている(後述の図4参照)。
Conversely, when the DC voltage in the DC
図4に示すグラフは、制御直流電圧(直流電圧制御回路122が直流電圧生成回路121に生成させる直流電圧)と、補助電源回路102の補助直流電圧(直流電圧生成回路121によって生成される直流電圧の補填のために、補助電源回路102が直流電圧制御回路122に出力する直流電圧)との関係を示す図である。
The graph shown in FIG. 4 shows a control DC voltage (a DC voltage that the DC
補助電源回路102から出力される補助直流電圧は、直流電圧制御回路122によって制御される制御直流電圧よりも高く設定され、かつ、負荷電流の増加と共に低くする設定とされている。なお、補助電源回路102からの最大補助直流電圧は、上述したように、直流電圧制御回路122の最大制御直流電圧よりも100V程度高い設定とされている。図3に示す例では、直流電圧制御回路122の最大制御直流電圧が500Vに設定され、仮に500Vで直流電圧が飽和したとすると、補助電源回路102から補助直流電圧600Vが直流電圧制御回路122に流れ込み、制御直流電圧は600Vに保たれるようになっている。
The auxiliary DC voltage output from the auxiliary
以上のように、電源装置10によれば、単一の補助電源回路102で生成されて出力される補助直流電圧と、直流電圧制御回路122の制御直流電圧とを加算することで、交流電圧の波高値や周波数が可変できる仕様とした場合であっても、安定した直流電圧の生成が可能になる。従って、複数の交流電圧に重畳する複数の直流電圧を生成するために、複数の直流電源を必要としない。また、単一の直流電源から複数の直流電圧を引き出す従来技術によれば、負荷電流の増大に伴う損失の増大に対応する必要があるので(トランスの容量を増大させる等)、コストアップを招くが、当該電源装置10によれば、安定した画像形成用の高圧電源を、効率よく安価に提供できる。
As described above, according to the
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、電源装置10は、現像装置25M,25C,25Y,25Kに現像用のバイアス電圧を供給するためにプリンタ1に設けられるものとされているが、これに限定されず、他の装置に電源を供給するために設けられてもよい。例えば、電源装置10は、帯電装置23に帯電用のバイアス電圧を供給するために適用されるものであってもよい。
The present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and various modifications can be made. For example, in the above-described embodiment, the
また、上記実施形態において図1乃至図4に示した電源装置10及びプリンタ1の構成及び設定は単なる一例に過ぎず、本発明を当該実施形態に限定する趣旨ではない。
In the above embodiment, the configurations and settings of the
1 カラープリンタ
10 電源装置
10M,10C,10Y,10K 電源装置
101 制御部
102 補助電源回路
11 交流電圧生成部
111 昇圧トランス
112 交流入力制御回路
113 昇圧トランス駆動回路
12 直流電圧生成部
121 直流電圧生成回路
122 直流電圧制御回路
23 帯電装置
25 現像装置
25M,25C,25Y,25K 現像装置
C5 コンデンサ
D2 ダイオード
DCCONT 補助直流電源電圧制御信号
Q5 トランジスタ
R8,R30,R31,R32 抵抗
VBM 直流電圧制御信号
DESCRIPTION OF
C5 capacitor
D2 diode
DCCONT Auxiliary DC power supply voltage control signal
Q5 transistor
R8, R30, R31, R32 resistors
VBM DC voltage control signal
Claims (5)
前記昇圧トランスに対して設けられ、前記交流電圧を整流して直流電圧を生成し、当該直流電圧を前記昇圧トランスの2次側に生じる交流電圧に重畳する直流電圧生成回路と、
前記直流電圧生成回路に対して設けられ、前記直流電圧生成回路によって生成される直流電圧のレベルを制御する直流電圧制御回路と、
直流電圧を出力する電源からなり、前記直流電圧制御回路による制御の下で前記直流電圧生成回路によって生成される直流電圧を補填する補助電源回路と、
前記補填のために前記補助電源回路に出力させる直流電圧レベルを、前記直流電圧制御回路が前記直流電圧生成回路に生成させる直流電圧レベルに応じて変更させ、前記昇圧トランスの2次側の交流電圧に重畳される直流電圧を所要電圧に保つ制御を行う制御部と
を備える電源装置。 A step-up transformer that is provided corresponding to a load and boosts an AC input signal to generate an AC voltage;
A DC voltage generating circuit provided for the step-up transformer, rectifying the AC voltage to generate a DC voltage, and superimposing the DC voltage on an AC voltage generated on the secondary side of the step-up transformer;
A direct-current voltage control circuit that is provided for the direct-current voltage generation circuit and controls the level of the direct-current voltage generated by the direct-current voltage generation circuit;
An auxiliary power supply circuit comprising a power supply that outputs a DC voltage, and supplementing the DC voltage generated by the DC voltage generation circuit under the control of the DC voltage control circuit;
The DC voltage level output to the auxiliary power supply circuit for the compensation is changed according to the DC voltage level generated by the DC voltage control circuit in the DC voltage generation circuit, and the secondary side AC voltage of the step-up transformer is changed. And a control unit that performs control to maintain a DC voltage superimposed on the required voltage.
前記それぞれの昇圧トランスに対して設けられ、前記交流電圧を整流して直流電圧を生成し、当該直流電圧を前記昇圧トランスの2次側に生じる交流電圧に重畳する複数の直流電圧生成回路と、
前記それぞれの直流電圧生成回路に対して設けられ、対応する前記直流電圧生成回路によって生成される直流電圧のレベルを制御する複数の直流電圧制御回路と、
直流電圧を出力する単一の電源からなり、前記直流電圧制御回路による制御の下で前記直流電圧生成回路によって生成される直流電圧を補填する補助電源回路と、
前記補填のために前記補助電源回路に出力させる直流電圧レベルを、前記各直流電圧制御回路が、前記対応する直流電圧生成回路に生成させる直流電圧レベルに応じて変更させ、前記昇圧トランスの2次側の交流電圧に重畳される直流電圧を所要電圧に保つ制御を行う制御部と
を備える電源装置。 A plurality of step-up transformers that are provided for each of a plurality of loads and that generate an AC voltage by boosting an AC input signal;
A plurality of DC voltage generation circuits provided for each of the step-up transformers, generating a DC voltage by rectifying the AC voltage, and superimposing the DC voltage on an AC voltage generated on the secondary side of the step-up transformer;
A plurality of DC voltage control circuits which are provided for each of the DC voltage generation circuits and control the level of the DC voltage generated by the corresponding DC voltage generation circuit;
An auxiliary power supply circuit comprising a single power supply that outputs a DC voltage, and supplementing the DC voltage generated by the DC voltage generation circuit under the control of the DC voltage control circuit;
The DC voltage level output to the auxiliary power supply circuit for the compensation is changed according to the DC voltage level generated by the corresponding DC voltage generation circuit by the corresponding DC voltage generation circuit, and the secondary voltage of the step-up transformer is changed. And a control unit that performs control to maintain the DC voltage superimposed on the AC voltage on the side at the required voltage.
前記電源装置を現像装置への現像バイアス又は帯電装置への帯電バイアスを発生させる電源として用いる画像形成装置。 A power supply device according to any one of claims 1 to 4, comprising:
An image forming apparatus using the power supply device as a power supply for generating a developing bias for a developing device or a charging bias for a charging device.
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