JP2015204675A - Power-supply unit, image forming apparatus, electrical equipment, and control method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve accuracy of an output voltage of a power-supply unit.SOLUTION: A control signal generation circuit 505 generates a control signal on the basis of a pulse signal that repeats a high level and a low level. An output control circuit 506 and a high voltage generation circuit 507 generate an output voltage Vout in accordance with the control signal. A detection circuit 508 detects the output voltage generated by the high voltage generation circuit 507 and outputs a detection signal. A buffer 201 converts a high level voltage among voltage levels of input pulse signals into a level of a reference voltage 3.3 Vref supplied to the detection circuit 508 and outputs the voltage of the converted level to the control signal generation circuit 505. Consequently, even when a reference voltage from a power source 3.3 Vd and the reference voltage from the power source 3.3 Vref are varied reversely, influences upon the output voltage Vout are reduced.

Description

本発明は、電源装置、画像形成装置、電気機器および制御方法に関する。   The present invention relates to a power supply device, an image forming apparatus, an electrical apparatus, and a control method.

電子写真方式の画像形成装置はプロセスユニットに高電圧を供給する高圧電源を備えている。特許文献1によれば二次転写ローラに高電圧を印加する高圧回路が記載されている。   The electrophotographic image forming apparatus includes a high-voltage power source that supplies a high voltage to the process unit. Patent Document 1 describes a high-voltage circuit that applies a high voltage to a secondary transfer roller.

特開2005−70083号公報JP-A-2005-70083

高電圧を出力する高圧電源は、帯電ローラに印加する帯電電圧を生成したり、現像スリーブに印加する現像電圧を生成したり、一次転写ローラに印加する一次転写電圧を生成したりする。これらの電圧を安定して生成できなければ、トナー画像の濃度にムラが発生したりする。とりわけ、高圧電源の内部に設けられている複数の基準電源が供給する基準電圧が相互にばらつくと、高圧電源から出力される出力電圧にもばらつきが発生する。よって、基準電圧のばらつきを出力電圧に影響しにくくする回路構成が必要となる。そこで、本発明は電源装置の出力電圧の精度を高めることを目的とする。   A high-voltage power supply that outputs a high voltage generates a charging voltage to be applied to the charging roller, generates a developing voltage to be applied to the developing sleeve, and generates a primary transfer voltage to be applied to the primary transfer roller. If these voltages cannot be generated stably, the density of the toner image may be uneven. In particular, when the reference voltages supplied from a plurality of reference power sources provided inside the high-voltage power supply vary from one another, the output voltage output from the high-voltage power supply also varies. Therefore, a circuit configuration that makes it difficult for variations in the reference voltage to affect the output voltage is required. Accordingly, an object of the present invention is to improve the accuracy of the output voltage of the power supply device.

本発明は、たとえば、
ハイレベルとローレベルとを繰り返すパルス信号に基づき制御信号を生成する信号生成回路と、
前記制御信号にしたがって出力電圧を生成する電圧生成回路と、
前記電圧生成回路が生成した出力電圧を検出して検出信号を出力する検出回路と、
入力されたパルス信号の電圧レベルのうちハイレベルを、前記検出回路に供給される基準電圧のレベルに変換し、前記信号生成回路に出力する電圧変換回路と
を有することを特徴とする電源装置を提供する。
The present invention is, for example,
A signal generation circuit that generates a control signal based on a pulse signal that repeats a high level and a low level;
A voltage generation circuit for generating an output voltage according to the control signal;
A detection circuit that detects an output voltage generated by the voltage generation circuit and outputs a detection signal;
A power supply apparatus comprising: a voltage conversion circuit that converts a high level of a voltage level of an input pulse signal to a reference voltage level supplied to the detection circuit and outputs the reference voltage to the signal generation circuit. provide.

本発明によれば、電源装置の出力電圧の精度を高めることが可能となる。   According to the present invention, it is possible to improve the accuracy of the output voltage of the power supply device.

本発明の第1の実施例に係る高圧電源及び画像形成装置の制御基板のブロック図1 is a block diagram of a control board of a high voltage power supply and an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention. 従来の高圧電源及び画像形成装置の制御基板のブロック図Block diagram of control board of conventional high voltage power supply and image forming apparatus 検出回路の構成図Configuration diagram of detection circuit 高圧出力目標値からのずれを示す図Diagram showing deviation from high voltage output target value 複写機の概略構成図Schematic configuration diagram of copier バッファ回路の一例を示す図The figure which shows an example of a buffer circuit

図1は実施例に係る高圧電源200と画像形成装置の制御基板500とを示している。図2は、比較例の高圧電源504と画像形成装置の制御基板500とを示している。ここでは共通する部分に同一の参照符号を付与することで説明の簡略化を図っている。図1と図2を比較すると分かるように、比較例では、信号変換回路505に入力されるPWMパルスはロジック電源3.3Vdに基づいて生成されている。出力電圧Voutを検出する検出回路508の基準電源3.3Vrefとロジック電源3.3Vdとは異なる電源である。一方で本実施例のPWMパルスは電圧変換回路を経由して信号変換回路505に入力される。電圧変換回路は、ロジック電源3.3Vdの基準電圧に基づいて生成されたPWMパルスのハイレベルを基準電源3.3Vrefの基準電圧に一致するように変換する回路である。この電圧変換回路の一例がバッファ201である。バッファ201は基準電源3.3Vrefから基準電圧を供給されて動作するバッファ回路である。また、検出回路508とバッファ201とが共通の基準電源3.3Vrefに接続されている。この電源の共通化によって、PWMパルスのハイレベルを基準電源3.3Vrefの基準電圧に一致させることが容易となり、高圧電源の出力電圧Voutの精度が向上する。   FIG. 1 shows a high-voltage power supply 200 and a control board 500 of the image forming apparatus according to the embodiment. FIG. 2 shows a high voltage power source 504 and a control board 500 of the image forming apparatus of a comparative example. Here, the same reference numerals are assigned to the common parts to simplify the description. As can be seen by comparing FIG. 1 and FIG. 2, in the comparative example, the PWM pulse input to the signal conversion circuit 505 is generated based on the logic power supply 3.3Vd. The reference power supply 3.3Vref and the logic power supply 3.3Vd of the detection circuit 508 that detects the output voltage Vout are different power supplies. On the other hand, the PWM pulse of this embodiment is input to the signal conversion circuit 505 via the voltage conversion circuit. The voltage conversion circuit is a circuit that converts the high level of the PWM pulse generated based on the reference voltage of the logic power supply 3.3Vd so as to match the reference voltage of the reference power supply 3.3Vref. An example of this voltage conversion circuit is a buffer 201. The buffer 201 is a buffer circuit that operates by being supplied with a reference voltage from a reference power supply 3.3 Vref. In addition, the detection circuit 508 and the buffer 201 are connected to a common reference power supply 3.3 Vref. This common power supply makes it easy to match the high level of the PWM pulse to the reference voltage of the reference power supply 3.3 Vref, and improves the accuracy of the output voltage Vout of the high-voltage power supply.

図1が示すように制御基板500は、PWMパルスを発生するパルス発生回路501と、画像形成装置を制御するCPU502とを備えている。高圧電源200は、バッファ201、PWMパルスを直流信号に変換する信号変換回路505、出力電圧Voutが目標値になるようにフィードバック制御する出力制御回路506、出力電圧Voutを生成する高圧生成回路507、出力電圧Voutを検出する検出回路508を有している。この例では、出力電圧Voutが感光体ドラム101を一様に帯電させる一次帯電ローラ102に印加される。しかしながら、高圧電源200は、現像電圧、一次転写電圧、二次転写電圧などを生成する電源装置として採用されてもよい。   As shown in FIG. 1, the control board 500 includes a pulse generation circuit 501 that generates PWM pulses and a CPU 502 that controls the image forming apparatus. The high-voltage power supply 200 includes a buffer 201, a signal conversion circuit 505 that converts a PWM pulse into a DC signal, an output control circuit 506 that performs feedback control so that the output voltage Vout becomes a target value, a high-voltage generation circuit 507 that generates the output voltage Vout, A detection circuit 508 that detects the output voltage Vout is included. In this example, the output voltage Vout is applied to the primary charging roller 102 that uniformly charges the photosensitive drum 101. However, the high-voltage power supply 200 may be employed as a power supply device that generates a development voltage, a primary transfer voltage, a secondary transfer voltage, and the like.

パルス発生回路501から出力されるPWMパルスは周波数(周期)が一定で、かつ、デューティが可変の矩形波信号である。PWMパルスのデューティはCPU502によって指定される出力電圧Voutの目標値に応じて変更される。CPU502は出力電圧Voutの目標値ごとに予め決められたPWMデューティの設定データをメモリに記憶している。CPU502は、環境温度や環境湿度に対応する設定データを読み出してパルス発生回路501に設定する。パルス発生回路501は受信した設定データに応じてPWMパルスのデューティを調整する。パルス発生回路501はトランスT51を駆動するためのパルス信号CLKも生成して高圧生成回路507に出力する。パルス信号CLKは周波数およびデューティが常に一定の矩形波信号である。   The PWM pulse output from the pulse generation circuit 501 is a rectangular wave signal having a constant frequency (period) and variable duty. The duty of the PWM pulse is changed according to the target value of the output voltage Vout specified by the CPU 502. The CPU 502 stores PWM duty setting data determined in advance for each target value of the output voltage Vout in a memory. The CPU 502 reads out setting data corresponding to the environmental temperature and environmental humidity and sets them in the pulse generation circuit 501. The pulse generation circuit 501 adjusts the duty of the PWM pulse according to the received setting data. The pulse generation circuit 501 also generates a pulse signal CLK for driving the transformer T51 and outputs the pulse signal CLK to the high voltage generation circuit 507. The pulse signal CLK is a rectangular wave signal with a constant frequency and duty.

パルス発生回路501は、電圧源であるロジック電源3.3Vdから供給された基準電圧に基づいてPWMパルスを発生する。たとえば、PWMパルスのハイレベルは3.3Vであり、ローレベルは0Vである。つまり、PWMパルスのハイレベルはロジック電源3.3Vdから供給された基準電圧に一致している。ロジック電源3.3Vdから供給された基準電圧がばらつけばPWMパルスのハイレベルもそれに連動してばらつくことになる。   The pulse generation circuit 501 generates a PWM pulse based on a reference voltage supplied from a logic power supply 3.3 Vd that is a voltage source. For example, the high level of the PWM pulse is 3.3V and the low level is 0V. That is, the high level of the PWM pulse matches the reference voltage supplied from the logic power supply 3.3Vd. If the reference voltage supplied from the logic power supply 3.3Vd varies, the high level of the PWM pulse also varies accordingly.

本実施例において、パルス発生回路501から出力されたPWMパルスはバッファ201に入力される。バッファ201は、電圧レベルを変換する回路であり、入力されたPWMパルスのハイレベルを、基準電源3.3Vrefから供給された基準電圧に比例した電圧レベルに変換して出力する。これにより、バッファ201から出力されるPWMパルスのハイレベルは、ロジック電源3.3Vdに依存せずに、基準電源3.3Vrefに依存した電圧レベルになる。バッファ201からの出力は信号変換回路505に入力される。信号変換回路505は、抵抗R51とキャパシタC51とにより構成されており、PWMパルスを直流の制御信号Vcontに変換する。制御信号Vcontは出力制御回路506のオペアンプOP51の−入力端子に入力される。   In this embodiment, the PWM pulse output from the pulse generation circuit 501 is input to the buffer 201. The buffer 201 is a circuit for converting the voltage level, and converts the high level of the input PWM pulse into a voltage level proportional to the reference voltage supplied from the reference power supply 3.3 Vref and outputs the voltage level. As a result, the high level of the PWM pulse output from the buffer 201 becomes a voltage level dependent on the reference power supply 3.3Vref without depending on the logic power supply 3.3Vd. The output from the buffer 201 is input to the signal conversion circuit 505. The signal conversion circuit 505 includes a resistor R51 and a capacitor C51, and converts the PWM pulse into a DC control signal Vcont. The control signal Vcont is input to the negative input terminal of the operational amplifier OP51 of the output control circuit 506.

バッファ201は基準電源3.3Vrefから供給された基準電圧により動作する。制御信号Vcontの信号レベルは次式により表現される。
Vcont = 3.3V(基準電源3.3Vrefの電圧値)×PWMデューティ
たとえば、PWMパルスのデューティが50%であれば、Vcontは1.65Vである。
The buffer 201 operates with the reference voltage supplied from the reference power supply 3.3Vref. The signal level of the control signal Vcont is expressed by the following equation.
Vcont = 3.3V (voltage value of the reference power supply 3.3Vref) × PWM duty For example, if the duty of the PWM pulse is 50%, Vcont is 1.65V.

オペアンプOP51の+入力端子には、検出回路508が生成する検出信号Vsnsが入力される。検出回路508は、出力電圧Voutを分圧して検出信号Vsnsを生成する。検出回路508は分圧抵抗R52、R53、R54と基準電源3.3Vrefとにより構成されている。電圧変換回路512は電源24Vにより生成された24Vの電圧を変換することで基準電源3.3Vrefを生成している。   The detection signal Vsns generated by the detection circuit 508 is input to the + input terminal of the operational amplifier OP51. The detection circuit 508 divides the output voltage Vout to generate a detection signal Vsns. The detection circuit 508 includes voltage dividing resistors R52, R53, and R54 and a reference power supply 3.3Vref. The voltage conversion circuit 512 generates the reference power supply 3.3Vref by converting the voltage of 24V generated by the power supply 24V.

オペアンプOP51の出力端子からは検出信号Vsnsと制御信号Vcontが同じレベルになるようなレベルの出力信号をトランジスタQ51のベースに伝送する。トランジスタQ51はオペアンプOP51の出力信号に応じた電圧を出力する。なお、オペアンプOP51の出力端子と+入力端子との間にはキャパシタC52が挿入されている。トランジスタQ51のコレクタは電源24Vに接続されている。トランジスタQ51のエミッタはキャパシタC53を介して接地されている。さらに、トランジスタQ51のエミッタは高圧生成回路507のトランスT51の一次側巻線の一端に接続されている。トランスT51の一次側巻線の他端はFET Q52のドレインに接続されている。また、FET Q52のドレインはキャパシタC55を介して接地されている。   From the output terminal of the operational amplifier OP51, an output signal at a level such that the detection signal Vsns and the control signal Vcont are at the same level is transmitted to the base of the transistor Q51. The transistor Q51 outputs a voltage corresponding to the output signal of the operational amplifier OP51. A capacitor C52 is inserted between the output terminal and the + input terminal of the operational amplifier OP51. The collector of the transistor Q51 is connected to the power supply 24V. The emitter of the transistor Q51 is grounded via the capacitor C53. Further, the emitter of the transistor Q51 is connected to one end of the primary side winding of the transformer T51 of the high voltage generation circuit 507. The other end of the primary side winding of the transformer T51 is connected to the drain of the FET Q52. The drain of the FET Q52 is grounded via the capacitor C55.

FET Q52のゲートにはパルス発生回路501から供給されたパルス信号CLKが入力される。FET Q52のソースは接地されている。FET Q52はパルス信号CLKによりスイッチング動作してトランジスタQ1を駆動することで、トランスT51の一次側で直流電圧を交流電圧に変換する。トランスT51は、一次巻線に印加された交流電圧を昇圧して二次側巻線に出力する。二次側巻線に出力された高電圧は整流ダイオードD51で整流され、平滑コンデンサC54で平滑される。これにより直流の出力電圧Voutが生成される。なお、二次側巻線の一端は整流ダイオードD51を介して高圧電源200の出力端子に接続されている。平滑コンデンサC54は二次側巻線の一端と他端との間に挿入されている。二次側巻線の他端は接地されている。このように高圧電源200は検出信号Vsnsと制御信号Vcontが同じレベルになるようにオペアンプOP51の出力信号レベルを制御することで、出力電圧Voutを一定に維持している。   The pulse signal CLK supplied from the pulse generation circuit 501 is input to the gate of the FET Q52. The source of the FET Q52 is grounded. The FET Q52 performs a switching operation by the pulse signal CLK to drive the transistor Q1, thereby converting a DC voltage into an AC voltage on the primary side of the transformer T51. The transformer T51 boosts the AC voltage applied to the primary winding and outputs it to the secondary winding. The high voltage output to the secondary winding is rectified by the rectifier diode D51 and smoothed by the smoothing capacitor C54. As a result, a DC output voltage Vout is generated. Note that one end of the secondary winding is connected to the output terminal of the high-voltage power supply 200 via a rectifier diode D51. The smoothing capacitor C54 is inserted between one end and the other end of the secondary winding. The other end of the secondary winding is grounded. Thus, the high voltage power supply 200 maintains the output voltage Vout constant by controlling the output signal level of the operational amplifier OP51 so that the detection signal Vsns and the control signal Vcont are at the same level.

<バッファ201による出力精度の向上>
次に、本実施例の高圧電源200の出力精度が比較例の高圧電源504と比べて向上していることについて説明する。図2が示すように比較例の制御信号生成回路503では、実施例の制御信号生成回路202からバッファ201が省略されている。
<Improvement of output accuracy by buffer 201>
Next, it will be described that the output accuracy of the high-voltage power supply 200 of this embodiment is improved as compared with the high-voltage power supply 504 of the comparative example. As shown in FIG. 2, in the control signal generation circuit 503 of the comparative example, the buffer 201 is omitted from the control signal generation circuit 202 of the embodiment.

図3を用いて検出回路508の詳細について説明する。ここでは抵抗R52の抵抗値を10MΩとする。抵抗R53の抵抗値を220kΩとする。抵抗R54の抵抗値を30kΩとする。この検出回路508において、出力電圧Voutは、抵抗R52、R53、R54および検出信号Vsnsを以下の式で表すことできる。
Vout = (Vsns*(30kΩ*220kΩ+10MΩ*220kΩ+10MΩ*30kΩ)−3.3Vref*10MΩ*220kΩ)/(30kΩ*220kΩ)・・・式1
検出信号Vsnsは制御信号Vcontと同じレベルになるため式1は以下のように表せる。
Vout = (Vcont*(30kΩ*220kΩ+10MΩ*220kΩ+10MΩ*30kΩ)−3.3Vref*10MΩ*220kΩ)/(30kΩ*220kΩ)・・・式2
高圧電源200では、パルス発生回路501と信号変換回路505との間にバッファ201が設けられている。さらに。バッファ201と検出回路508は共通の電源である基準電源3.3Vrefに接続されている。つまり、制御信号Vcontと検出電圧Vsnsを生成するために用いられる電源が同一となっている。
Details of the detection circuit 508 will be described with reference to FIG. Here, the resistance value of the resistor R52 is 10 MΩ. The resistance value of the resistor R53 is set to 220 kΩ. The resistance value of the resistor R54 is 30 kΩ. In this detection circuit 508, the output voltage Vout can represent the resistors R52, R53, R54 and the detection signal Vsns by the following expression.
Vout = (Vsns * (30 kΩ * 220 kΩ + 10 MΩ * 220 kΩ + 10 MΩ * 30 kΩ) −3.3 Vref * 10 MΩ * 220 kΩ) / (30 kΩ * 220 kΩ) Equation 1
Since the detection signal Vsns is at the same level as the control signal Vcont, Equation 1 can be expressed as follows.
Vout = (Vcont * (30 kΩ * 220 kΩ + 10 MΩ * 220 kΩ + 10 MΩ * 30 kΩ) −3.3 Vref * 10 MΩ * 220 kΩ) / (30 kΩ * 220 kΩ) Equation 2
In the high voltage power source 200, a buffer 201 is provided between the pulse generation circuit 501 and the signal conversion circuit 505. further. The buffer 201 and the detection circuit 508 are connected to a reference power supply 3.3 Vref which is a common power supply. That is, the power source used to generate the control signal Vcont and the detection voltage Vsns is the same.

図4において横軸は制御電圧Vcontを示し、縦軸は出力電圧Voutの目標値からのずれΔVを示している。図4において破線iは比較例の高圧電源504の出力精度を示している。ここでは目標値を−700Vに設定して出力精度を比較する。ロジック電源3.3Vdが3.3Vから+1%ずれ、基準電源3.3Vrefが3.3Vから−1%ずれている。その結果、比較例の高圧電源504の出力電圧Voutは約−685Vとなり、目標値から約+15Vずれている。破線iiは比較例の高圧電源504においてロジック電源3.3Vdが3.3Vから−1%ずれ、基準電源3.3Vrefが3.3Vから+1%ずれたときの出力精度を示している。出力電圧Voutは約−715Vとなり、目標値から約−15Vずれている。   In FIG. 4, the horizontal axis represents the control voltage Vcont, and the vertical axis represents the deviation ΔV of the output voltage Vout from the target value. In FIG. 4, the broken line i indicates the output accuracy of the high-voltage power supply 504 of the comparative example. Here, the target value is set to −700 V and the output accuracy is compared. The logic power supply 3.3Vd is shifted + 1% from 3.3V, and the reference power supply 3.3Vref is shifted −1% from 3.3V. As a result, the output voltage Vout of the high voltage power supply 504 of the comparative example is about −685V, which is deviated by about + 15V from the target value. The broken line ii shows the output accuracy when the logic power supply 3.3Vd is shifted by −1% from 3.3V and the reference power supply 3.3Vref is shifted by + 1% from 3.3V in the high voltage power supply 504 of the comparative example. The output voltage Vout is about −715V, which is shifted from the target value by about −15V.

実線iiiは本実施例の高圧電源200の出力精度を示している。ここでは、基準電源3.3Vrefが3.3Vから+1%ずれているものとする。出力電圧Voutは約−707Vとなり、目標値から約−7Vのずれとなる。実線ivは本実施例の高圧電源200において、基準電源3.3Vrefが3.3Vから−1%ずれたときの出力精度を示している。出力電圧Voutは約−693Vとなり、目標値から約+7Vのずれとなる。   A solid line iii indicates the output accuracy of the high-voltage power supply 200 of this embodiment. Here, it is assumed that the reference power supply 3.3Vref is shifted by + 1% from 3.3V. The output voltage Vout is about −707V, which is a deviation of about −7V from the target value. The solid line iv indicates the output accuracy when the reference power supply 3.3Vref is shifted by −1% from 3.3V in the high-voltage power supply 200 of the present embodiment. The output voltage Vout is about −693V, which is a deviation of about + 7V from the target value.

以上のように本実施例では、制御信号Vcontの基準電源と検出回路の基準電源が同じであるため、基準電源の出力電圧がばらついても、制御信号Vcontと検出電圧Vsnsが同じ方向にばらつく。このため、ワーストケース(基準電源が3.3V±1%ばらついた場合)であって、本実施例は比較例に対して出力精度が向上している。   As described above, in this embodiment, since the reference power supply of the control signal Vcont and the reference power supply of the detection circuit are the same, even if the output voltage of the reference power supply varies, the control signal Vcont and the detection voltage Vsns vary in the same direction. For this reason, it is the worst case (when the reference power supply varies by 3.3 V ± 1%), and the output accuracy of this embodiment is improved compared to the comparative example.

<画像形成装置の一例>
図5は、制御基板500と高圧電源200を採用可能な画像形成装置100の一例を示している。画像形成装置100は、たとえば、ファクシミリ装置や複写機、レーザービームプリンタとして製品化されうる。画像形成装置100は、4つの画像形成部を備え、多色画像を形成する。4つの画像形成部の構成は、トナーの色が異なる点を除き、共通している。感光体ドラム101は反時計回りに回転し、一次帯電ローラ102によって表面を均一に帯電される。一次帯電ローラ102は感光体を帯電させる帯電手段の一例である。レーザーユニット103は均一に帯電した感光体ドラム101の表面にレーザ光を照射し、静電潜像を形成する。レーザーユニット103は帯電した感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段の一例である。現像スリーブ104は、トナーによって静電潜像を現像し、トナー画像を形成する。現像スリーブ104は静電潜像をトナーにより現像してトナー画像を形成する現像手段の一例である。一次転写ローラ105は中間転写ベルト106と接し、トナー画像を感光体ドラム101から中間転写ベルト106の表面に一次転写する。一次転写ローラ105はトナー画像を中間転写体に転写する転写手段の一例である。イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像が順番に中間転写ベルト106の表面に一次転写され、多色画像となる。中間転写ベルト106に担持された多色画像が二次転写内ローラ107と二次転写外ローラ108を通過するときに、用紙カセット110から給紙された用紙113に二次転写される。二次転写内ローラ107と二次転写外ローラ108はトナー画像をシートに転写する転写手段の一例である。用紙113は定着器111に搬送されて加圧および加熱され、トナー画像が用紙113の表面に定着する。定着器111はトナー画像をシートに定着させる定着手段の一例である。
<Example of image forming apparatus>
FIG. 5 shows an example of the image forming apparatus 100 that can employ the control board 500 and the high-voltage power supply 200. The image forming apparatus 100 can be commercialized as, for example, a facsimile machine, a copying machine, or a laser beam printer. The image forming apparatus 100 includes four image forming units and forms a multicolor image. The configuration of the four image forming units is common except that the toner colors are different. The photosensitive drum 101 rotates counterclockwise, and the surface is uniformly charged by the primary charging roller 102. The primary charging roller 102 is an example of a charging unit that charges the photosensitive member. The laser unit 103 irradiates the uniformly charged surface of the photosensitive drum 101 with laser light to form an electrostatic latent image. The laser unit 103 is an example of an exposure unit that exposes a charged photoreceptor to form an electrostatic latent image. The developing sleeve 104 develops the electrostatic latent image with toner and forms a toner image. The developing sleeve 104 is an example of a developing unit that develops an electrostatic latent image with toner to form a toner image. The primary transfer roller 105 is in contact with the intermediate transfer belt 106 and primarily transfers the toner image from the photosensitive drum 101 to the surface of the intermediate transfer belt 106. The primary transfer roller 105 is an example of a transfer unit that transfers a toner image to an intermediate transfer member. The yellow, magenta, cyan, and black toner images are sequentially transferred onto the surface of the intermediate transfer belt 106 in order to form a multicolor image. When the multicolor image carried on the intermediate transfer belt 106 passes through the secondary transfer inner roller 107 and the secondary transfer outer roller 108, it is secondarily transferred to the paper 113 fed from the paper cassette 110. The secondary transfer inner roller 107 and the secondary transfer outer roller 108 are examples of a transfer unit that transfers a toner image to a sheet. The sheet 113 is conveyed to the fixing device 111 and is pressurized and heated to fix the toner image on the surface of the sheet 113. The fixing device 111 is an example of a fixing unit that fixes a toner image on a sheet.

商用電源114から供給された交流電圧はメインスイッチ115を介してAC/DC電源116に供給される。つまり、メインスイッチ115をON状態にするとより交流電圧がAC/DC電源116に供給される。AC/DC電源116は画像形成装置100を稼動させるための電源であり、商用電源114より供給された交流電圧を何種類かの直流電圧に変換する。AC/DC電源116は複数の高圧電源200を有している。複数の高圧電源200は、それぞれ一次帯電ローラ102、現像スリーブ104、一次転写ローラ105、二次転写外ローラ108に電圧を供給する。図1では一例として一次帯電ローラ102に帯電電圧を供給する高圧電源を示したに過ぎない。上述した高圧電源200を採用することで出力電圧Voutの出力精度が向上するため、トナー画像の濃度も安定することになる。たとえば、帯電電圧が目標値に精度よく制御されるため、トナー画像の濃度が目標濃度に維持されるようになろう。   The AC voltage supplied from the commercial power supply 114 is supplied to the AC / DC power supply 116 via the main switch 115. That is, when the main switch 115 is turned on, an alternating voltage is supplied to the AC / DC power supply 116. The AC / DC power supply 116 is a power supply for operating the image forming apparatus 100, and converts the AC voltage supplied from the commercial power supply 114 into several types of DC voltages. The AC / DC power supply 116 has a plurality of high-voltage power supplies 200. The plurality of high-voltage power supplies 200 supply voltages to the primary charging roller 102, the developing sleeve 104, the primary transfer roller 105, and the secondary transfer outer roller 108, respectively. FIG. 1 merely shows a high-voltage power supply that supplies a charging voltage to the primary charging roller 102 as an example. By adopting the above-described high-voltage power supply 200, the output accuracy of the output voltage Vout is improved, so that the density of the toner image is also stabilized. For example, since the charging voltage is accurately controlled to the target value, the density of the toner image will be maintained at the target density.

実施例では、主に帯電ローラに帯電電圧を供給する電源装置について説明した。しかし、本発明の技術思想は、現像器に現像電圧を供給する電源装置や転写ローラに転写電圧を供給する電源装置にも適用できる。さらに本発明は、画像形成装置だけでなく、電気機器や機械に高電圧を供給する電源装置に適用されてもよい。本実施例では、出力電圧を一定に制御する定電圧制御方式の電源装置について説明したが、出力電流を一定に制御する定電流制御方式の電源装置についても本発明は適用可能である。   In the embodiment, the power supply apparatus that mainly supplies the charging voltage to the charging roller has been described. However, the technical idea of the present invention can also be applied to a power supply device that supplies a developing voltage to a developing device and a power supply device that supplies a transfer voltage to a transfer roller. Furthermore, the present invention may be applied not only to an image forming apparatus but also to a power supply apparatus that supplies a high voltage to electrical equipment and machines. In the present embodiment, the constant voltage control type power supply apparatus that controls the output voltage to be constant has been described. However, the present invention can also be applied to a constant current control type power supply apparatus that controls the output current to be constant.

<バッファ回路の一例>
図6はバッファ201の一例を示す回路図である。バッファ201はCMOSロジック回路により構成されている。ただし、バッファ201の回路構成は一例にすぎず、入力されたPWMパルスのハイレベルを検出回路508の電源電圧レベルへ変換できるものであれば十分である。
<Example of buffer circuit>
FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of the buffer 201. The buffer 201 is composed of a CMOS logic circuit. However, the circuit configuration of the buffer 201 is only an example, and any circuit that can convert the high level of the input PWM pulse into the power supply voltage level of the detection circuit 508 is sufficient.

<まとめ>
以上の実施例では、ハイレベルとローレベルとを繰り返すパルス信号に基づき制御信号を生成する信号生成回路の一例として制御信号生成回路202を説明した。また、制御信号にしたがって出力電圧を生成する電圧生成回路の一例として出力制御回路506および高圧生成回路507について説明した。さらに、高圧生成回路507が生成した出力電圧を検出して検出信号を出力する検出回路の一例として検出回路508について説明した。とりわけ、本実施例では、入力されたパルス信号の電圧レベルのうちハイレベルを、検出回路に供給される基準電圧のレベルに変換し、信号生成回路に出力する電圧変換回路を用いている。そのため、電源3.3Vdからの基準電圧と電源3.3Vrefからの基準電圧とが逆方向にばらついたとしても、出力電圧への影響が小さくなる。
<Summary>
In the above embodiment, the control signal generation circuit 202 has been described as an example of a signal generation circuit that generates a control signal based on a pulse signal that repeats a high level and a low level. Further, the output control circuit 506 and the high voltage generation circuit 507 have been described as examples of the voltage generation circuit that generates the output voltage according to the control signal. Further, the detection circuit 508 has been described as an example of a detection circuit that detects the output voltage generated by the high voltage generation circuit 507 and outputs a detection signal. In particular, the present embodiment uses a voltage conversion circuit that converts the high level of the voltage level of the input pulse signal to the level of the reference voltage supplied to the detection circuit and outputs it to the signal generation circuit. Therefore, even if the reference voltage from the power supply 3.3Vd and the reference voltage from the power supply 3.3Vref vary in opposite directions, the influence on the output voltage is reduced.

このような働きをする電圧変換回路の一例としてバッファ201について説明した。図6を用いて説明したようにバッファ201は比較的に簡単な回路で構成できるため、製造コストの上昇を抑えつつ、出力電圧の精度を向上できる。   The buffer 201 has been described as an example of the voltage conversion circuit having such a function. As described with reference to FIG. 6, since the buffer 201 can be configured with a relatively simple circuit, it is possible to improve the accuracy of the output voltage while suppressing an increase in manufacturing cost.

実施例では、第一電源として電源3.3Vdを採用した。また、第一電源から独立し、基準電圧を供給する第二電源として電源3.3Vrefを採用した。第一電源から供給された基準電圧に基づき電圧変換回路に供給されるパルス信号を発生する発生回路としてパルス発生回路501について説明した。とりわけ、検出回路508とバッファ201は電源3.3Vrefから共通の基準電圧を供給されているため、入力されたパルス信号のハイレベルを、電源3.3Vrefから検出回路508に供給される基準電圧のレベルに一致させやすくなる。   In the example, a power supply of 3.3 Vd was adopted as the first power supply. In addition, a power supply 3.3 Vref is adopted as a second power supply that supplies a reference voltage independently of the first power supply. The pulse generation circuit 501 has been described as the generation circuit that generates the pulse signal supplied to the voltage conversion circuit based on the reference voltage supplied from the first power supply. In particular, since the detection circuit 508 and the buffer 201 are supplied with a common reference voltage from the power supply 3.3 Vref, the high level of the input pulse signal is set to the reference voltage supplied to the detection circuit 508 from the power supply 3.3 Vref. Easier to match the level.

検出回路508からの検出信号と目標値とを比較し、比較結果に応じて高圧生成回路507を制御することで出力電圧を目標電圧へ調整する制御回路の一例として出力制御回路506について説明した。ちなみに、この目標値はパルス信号のデューティに応じて生成された制御信号によって指定される。高圧生成回路507に電圧を供給する第三電源として24V電源について説明した。高圧生成回路507が数百ボルトの高電圧を発生する場合、変換前の電圧もより高いものが用いられる。バッファ201から入力されたパルス信号を直流レベルの制御信号に変換する信号変換回路の一例としては信号変換回路505があげられる。   The output control circuit 506 has been described as an example of a control circuit that compares the detection signal from the detection circuit 508 with the target value and controls the high voltage generation circuit 507 according to the comparison result to adjust the output voltage to the target voltage. Incidentally, this target value is specified by a control signal generated according to the duty of the pulse signal. A 24 V power supply has been described as the third power supply for supplying a voltage to the high voltage generation circuit 507. When the high voltage generation circuit 507 generates a high voltage of several hundred volts, a higher voltage before conversion is used. An example of a signal conversion circuit that converts a pulse signal input from the buffer 201 into a DC level control signal is a signal conversion circuit 505.

上述したように本発明の電源装置は画像形成装置などの電気機器に搭載されてもよい。画像形成装置では、供給された電圧が安定するため画像の濃度ムラを低減させることが可能となろう。また電気機器では電気機器を安定に動作させることが可能となろう。   As described above, the power supply device of the present invention may be mounted on an electrical device such as an image forming apparatus. In the image forming apparatus, since the supplied voltage is stabilized, it is possible to reduce density unevenness of the image. In addition, it will be possible to operate the electrical apparatus stably.

505・・・制御信号生成回路、506・・・出力制御回路、507・・・高圧生成回路、508・・・検出回路、201・・・バッファ 505 ... Control signal generation circuit, 506 ... Output control circuit, 507 ... High voltage generation circuit, 508 ... Detection circuit, 201 ... Buffer

Claims (9)

ハイレベルとローレベルとを繰り返すパルス信号に基づき制御信号を生成する信号生成回路と、
前記制御信号にしたがって出力電圧を生成する電圧生成回路と、
前記電圧生成回路が生成した出力電圧を検出して検出信号を出力する検出回路と、
入力されたパルス信号の電圧レベルのうちハイレベルを、前記検出回路に供給される基準電圧のレベルに変換し、前記信号生成回路に出力する電圧変換回路と
を有することを特徴とする電源装置。
A signal generation circuit that generates a control signal based on a pulse signal that repeats a high level and a low level;
A voltage generation circuit for generating an output voltage according to the control signal;
A detection circuit that detects an output voltage generated by the voltage generation circuit and outputs a detection signal;
A power supply device comprising: a voltage conversion circuit that converts a high level of a voltage level of an input pulse signal into a reference voltage level supplied to the detection circuit and outputs the reference voltage to the signal generation circuit.
前記電圧変換回路はバッファ回路で構成されることを特徴とする請求項1に記載の電源装置。   The power supply apparatus according to claim 1, wherein the voltage conversion circuit includes a buffer circuit. 第一電源と、
前記第一電源から供給された基準電圧に基づき前記電圧変換回路に供給されるパルス信号を発生する発生回路と、
前記第一電源から独立し、基準電圧を供給する第二電源と
をさらに有し、
前記検出回路と前記電圧変換回路は前記第二電源から共通の基準電圧を供給されることを特徴とする請求項1または2に記載の電源装置。
The first power supply,
A generation circuit for generating a pulse signal supplied to the voltage conversion circuit based on a reference voltage supplied from the first power source;
A second power source that is independent of the first power source and supplies a reference voltage;
The power supply apparatus according to claim 1, wherein the detection circuit and the voltage conversion circuit are supplied with a common reference voltage from the second power supply.
前記検出回路からの検出信号と目標値とを比較し、比較結果に応じて前記電圧生成回路を制御することで、前記出力電圧を目標電圧へ調整する制御回路をさらに有し、
前記目標値は前記パルス信号のデューティに応じて生成された前記制御信号によって指定されることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の電源装置。
A control circuit that adjusts the output voltage to the target voltage by comparing the detection signal from the detection circuit with the target value and controlling the voltage generation circuit according to the comparison result;
4. The power supply device according to claim 1, wherein the target value is specified by the control signal generated according to a duty of the pulse signal. 5.
前記電圧生成回路に電圧を供給する第三電源をさらに有することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の電源装置。   5. The power supply device according to claim 1, further comprising a third power supply that supplies a voltage to the voltage generation circuit. 6. 前記信号生成回路は、前記電圧変換回路から入力されたパルス信号を直流レベルの前記制御信号に変換する信号変換回路を含むことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の電源装置。   6. The power supply according to claim 1, wherein the signal generation circuit includes a signal conversion circuit that converts the pulse signal input from the voltage conversion circuit into the control signal having a DC level. apparatus. 感光体と、
前記感光体を帯電させる帯電手段と、
前記帯電した感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
前記静電潜像をトナーにより現像してトナー画像を形成する現像手段と、
前記トナー画像をシートまたは中間転写体に転写する転写手段と、
前記トナー画像をシートに定着させる定着手段と、
前記帯電手段、前記現像手段または前記転写手段のいずれかに電圧を供給する電源装置と
を有し、
前記電源装置は、
ハイレベルとローレベルとを繰り返すパルス信号に基づき制御信号を生成する信号生成回路と、
前記制御信号にしたがって出力電圧を生成する電圧生成回路と、
前記電圧生成回路が生成した出力電圧を検出して検出信号を出力する検出回路と、
入力されたパルス信号の電圧レベルのうちハイレベルを、前記検出回路に供給される基準電圧のレベルに変換し、前記信号生成回路に出力する電圧変換回路と
を有することを特徴とする画像形成装置。
A photoreceptor,
Charging means for charging the photoreceptor;
Exposure means for exposing the charged photoreceptor to form an electrostatic latent image;
Developing means for developing the electrostatic latent image with toner to form a toner image;
Transfer means for transferring the toner image to a sheet or an intermediate transfer member;
Fixing means for fixing the toner image to a sheet;
A power supply device for supplying a voltage to any one of the charging unit, the developing unit, and the transfer unit,
The power supply device
A signal generation circuit that generates a control signal based on a pulse signal that repeats a high level and a low level;
A voltage generation circuit for generating an output voltage according to the control signal;
A detection circuit that detects an output voltage generated by the voltage generation circuit and outputs a detection signal;
An image forming apparatus comprising: a voltage conversion circuit that converts a high level of a voltage level of an input pulse signal to a level of a reference voltage supplied to the detection circuit and outputs the reference voltage to the signal generation circuit .
ハイレベルとローレベルとを繰り返すパルス信号に基づき制御信号を生成する信号生成回路と、
前記制御信号にしたがって出力電圧を生成する電圧生成回路と、
前記電圧生成回路が生成した出力電圧を検出して検出信号を出力する検出回路と、
を有する電源装置の制御方法であって、
入力されたパルス信号の電圧レベルのうちハイレベルを、前記検出回路に供給される基準電圧のレベルに変換し、前記信号生成回路に出力する工程と、
前記信号生成回路において、前記電圧レベルを変換されたパルス信号に基づき前記制御信号を生成する工程と、
前記制御信号と前記検出回路からの検出信号とにしたがって前記電圧生成回路を制御する工程と
を有することを制御方法。
A signal generation circuit that generates a control signal based on a pulse signal that repeats a high level and a low level;
A voltage generation circuit for generating an output voltage according to the control signal;
A detection circuit that detects an output voltage generated by the voltage generation circuit and outputs a detection signal;
A method of controlling a power supply device comprising:
Converting the high level of the voltage level of the input pulse signal to the level of the reference voltage supplied to the detection circuit, and outputting the level to the signal generation circuit;
In the signal generation circuit, generating the control signal based on the pulse signal whose voltage level has been converted;
And a step of controlling the voltage generation circuit according to the control signal and a detection signal from the detection circuit.
請求項1ないし6のいずれか1項に記載の電源装置から電圧を供給されて動作することを特徴とする電気機器。   An electrical apparatus that operates by being supplied with a voltage from the power supply device according to any one of claims 1 to 6.
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