JP2020204719A - Power supply device and image forming apparatus - Google Patents

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慎介 芹澤
Shinsuke Serizawa
慎介 芹澤
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Abstract

To maintain the quality of an image without increasing the circuit scale of a power supply device.SOLUTION: A power supply device comprises: a high voltage power supply circuit for charging 202; a coupling capacitor 204 that is connected at one end to the high voltage power supply circuit for charging 202; a high voltage power supply circuit 203 for fixing; and a high voltage power supply circuit 201 for transfer. When a fixing film 109 and a transfer roller 103 are electrically connected, the coupling capacitor 204 blocks output of a DC voltage from the high voltage power supply circuit 201 for transfer to the high voltage power supply circuit 202 for charging.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、電源装置及び画像形成装置に関し、特に、電子写真複写機、電子写真プリンタなどの画像形成装置に関する。 The present invention relates to a power supply device and an image forming apparatus, and more particularly to an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine and an electrophotographic printer.

レーザビームプリンタ等の画像形成装置では、帯電装置、現像装置、転写装置、定着器によって構成されたものが主流となっている。帯電装置は、感光ドラム上に電荷を帯電させるための装置である。現像装置は、感光ドラム上にレーザ光等で形成された潜像をトナー像として現像するための装置である。転写装置は、現像されたトナー像を転写材に転写するための装置である。定着器は、転写された未定着のトナー像を転写材上に定着するために交流電源によって駆動されるヒータ等を備えた装置である。これらの帯電装置、現像装置、転写装置には数百〜数千Vの高電圧が印加されており、これら高電圧を出力するためにプリント基板上に高電圧電源回路が設けられた高電圧電源基板が備えられている。 Most image forming devices such as a laser beam printer are composed of a charging device, a developing device, a transfer device, and a fixing device. The charging device is a device for charging an electric charge on a photosensitive drum. The developing device is a device for developing a latent image formed by laser light or the like on a photosensitive drum as a toner image. The transfer device is a device for transferring the developed toner image to a transfer material. The fuser is a device provided with a heater or the like driven by an AC power source in order to fix the transferred unfixed toner image on the transfer material. A high voltage of several hundred to several thousand V is applied to these charging devices, developing devices, and transfer devices, and a high-voltage power supply having a high-voltage power supply circuit provided on a printed circuit board to output these high voltages. A board is provided.

帯電装置内にある帯電ローラには、高電圧電源基板により直流の負電圧に交流電圧を重畳した重畳電圧が帯電電圧として印加される。帯電ローラに印加される重畳電圧が放電開始電圧以上になると、帯電ローラから感光ドラムに放電が発生し感光ドラムが帯電され始める。最終的に感光ドラムの表面電位は直流電圧の電位に収束し、均一に帯電される。このとき、何らかの原因により感光ドラムを均一に帯電させることができなかった場合、画像不良が発生してしまうおそれがある。例えば特許文献1では、汚れにより感光ドラムが局所的に帯電不良の状態になると、ハーフトーン画像等において濃度が濃くなる等の画像不良が発生することが課題として示されており、その局所的な帯電不良を抑制する方法が開示されている。また、転写装置内にある転写ローラには、高電圧電源回路より直流の正電圧が転写電圧として印加される。これにより負極性のトナーは感光ドラム上から記録紙側に引き寄せられ、記録紙上に転写される。 A superposed voltage obtained by superimposing an AC voltage on a negative DC voltage is applied as a charging voltage to the charging roller in the charging device by a high voltage power supply board. When the superimposed voltage applied to the charging roller becomes equal to or higher than the discharge start voltage, the charging roller discharges the photosensitive drum and the photosensitive drum begins to be charged. Finally, the surface potential of the photosensitive drum converges to the potential of the DC voltage and is uniformly charged. At this time, if the photosensitive drum cannot be uniformly charged for some reason, image defects may occur. For example, Patent Document 1 shows that when the photosensitive drum is locally poorly charged due to dirt, image defects such as a high density in a halftone image or the like occur as a problem. A method for suppressing poor charging is disclosed. Further, a direct current positive voltage is applied as a transfer voltage to the transfer roller in the transfer device from the high voltage power supply circuit. As a result, the negative electrode toner is attracted from the photosensitive drum toward the recording paper and transferred onto the recording paper.

定着装置内にある定着フィルムには、直流の負電圧が定着電圧として印加されることで負極性のトナーが記録紙側へ引き寄せられる。この引き寄せる力は定着尾引き現象という画像不良に対して効果がある。定着尾引き現象とは、記録紙に含まれる水分が加熱され水蒸気に変わる際に未定着のトナー像が飛散することで発生する画像不良である。例えば特許文献2ではガラスコーティングされたヒータに交流電圧が印加されている構成下において、吸湿した記録材で印刷を行うと、定着尾引きによる画像不良と転写電圧の変動による画像不良とが発生することが示されている。例えば特許文献2には、定着尾引きによる画像不良と転写電圧の変動による画像不良とを改善する方法が開示されている。 A negative DC voltage is applied to the fixing film in the fixing device as a fixing voltage, so that the negative electrode toner is attracted to the recording paper side. This pulling force is effective against image defects called the fixing tail pulling phenomenon. The fixing tailing phenomenon is an image defect caused by scattering of unfixed toner images when the water content contained in the recording paper is heated and converted into water vapor. For example, in Patent Document 2, when printing is performed with a recording material that has absorbed moisture under a configuration in which an AC voltage is applied to a glass-coated heater, image defects due to fixing tail trailing and image defects due to fluctuations in transfer voltage occur. It is shown that. For example, Patent Document 2 discloses a method for improving image defects due to fixing and tailing and image defects due to fluctuations in transfer voltage.

更に、定着電圧を生成する高電圧出力手段として、帯電電圧や現像電圧等を生成している高電圧電源回路を共用することがある。例えば特許文献3では帯電電圧と定着電圧を抵抗によって分離する方法で帯電装置と定着装置の高電圧電源回路の共用化を行い、装置の小型化及びコストダウンを達成しつつ、定着尾引き現象などを改善する方法が開示されている。また例えば特許文献4では、高電圧電源回路に1つのトランスで直流電圧に交流電圧を重畳させた重畳電圧を生成する回路構成例が開示されている。この回路の中には出力電圧値の情報をトランスの2次側から1次側にフィードバックしない簡易な構成もある。これはトランスの2次側に構成された2つの抵抗の定数の比率と、1次側の制御回路部に入力されるPWM信号のデューティー比に基づき出力電圧が決定される仕組になっている。 Further, as a high voltage output means for generating a fixing voltage, a high voltage power supply circuit for generating a charging voltage, a developing voltage, or the like may be shared. For example, in Patent Document 3, the high-voltage power supply circuit of the charging device and the fixing device is shared by a method of separating the charging voltage and the fixing voltage by a resistor, and the fixing tailing phenomenon is achieved while reducing the size and cost of the device. Is disclosed how to improve. Further, for example, Patent Document 4 discloses a circuit configuration example in which a high-voltage power supply circuit is generated by superimposing an AC voltage on a DC voltage with a single transformer. In this circuit, there is also a simple configuration in which the information of the output voltage value is not fed back from the secondary side of the transformer to the primary side. This is a mechanism in which the output voltage is determined based on the ratio of the constants of the two resistors configured on the secondary side of the transformer and the duty ratio of the PWM signal input to the control circuit unit on the primary side.

特開2007−093922号公報JP-A-2007-093922 特開2006−195003号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-195003 特開2005−107237号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-107237 特開2004−040891号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-040891

印刷時に定着電圧が印加された定着フィルムと、転写電圧が印加された転写ローラとの両方に、1枚の記録紙が接触する状況がある。このとき、記録紙が持つ抵抗成分によって転写ローラと定着フィルムとが電気的に接続されてしまい、電流が流れる経路が発生する。帯電電圧等を出力する高電圧電源回路を、定着電圧を出力する高電圧電源回路として共用していた場合、従来の回路構成では転写ローラから記録紙を通じて、定着電圧と共用している帯電電圧等を出力する高電圧電源回路まで電流が流れてしまう。上述した出力電圧値の情報のフィードバックを行わない簡易な構成の高電圧電源回路では、この電流は高電圧電源回路にある出力電圧値を決定している抵抗に流れる。この抵抗に電流が流れることで帯電電圧の電圧値が変化してしまう。流れる電流量を決定する要素は、帯電電圧と定着電圧の電圧値だけでなく、記録紙が両電圧に接触する期間やタイミング、記録紙の素材、記録紙が含有する水分量等、記録紙が持つパラメータよっても左右される。このため、流れる電流量を一意の値に固定したり予測したりすることは難しい。電流量の変化により帯電電圧の電圧値が変化してしまうと、感光ドラムが均一に帯電できなくなるため、感光ドラムが帯電不良を起こすおそれがある。上述した通り帯電不良の状態になると、ハーフトーン画像等において濃度が濃くなる等の画像不良が発生するおそれがある。このような課題は、帯電電圧等の電圧生成回路にフィードバック回路を配置し、帯電電圧の電圧値を設計値に安定させることができれば解決できる。ただし、フィードバック回路を配置することにより回路規模が大きくなってしまい、本来の目的である装置の小型化が達成できなくなってしまうという課題がある。 There is a situation where one sheet of recording paper comes into contact with both the fixing film to which the fixing voltage is applied at the time of printing and the transfer roller to which the transfer voltage is applied. At this time, the transfer roller and the fixing film are electrically connected by the resistance component of the recording paper, and a path through which a current flows is generated. When the high voltage power supply circuit that outputs the charging voltage, etc. is shared as the high voltage power supply circuit that outputs the fixing voltage, in the conventional circuit configuration, the charging voltage, etc. shared with the fixing voltage, etc. from the transfer roller through the recording paper. The current flows to the high voltage power supply circuit that outputs. In the high-voltage power supply circuit having a simple configuration that does not feed back the information of the output voltage value described above, this current flows through the resistor in the high-voltage power supply circuit that determines the output voltage value. When a current flows through this resistor, the voltage value of the charging voltage changes. The factors that determine the amount of current that flows are not only the voltage values of the charging voltage and the fixing voltage, but also the period and timing at which the recording paper contacts both voltages, the material of the recording paper, the amount of water contained in the recording paper, etc. It also depends on the parameters you have. Therefore, it is difficult to fix or predict the amount of flowing current to a unique value. If the voltage value of the charging voltage changes due to a change in the amount of current, the photosensitive drum cannot be charged uniformly, so that the photosensitive drum may have a charging failure. As described above, in the state of poor charging, there is a possibility that image defects such as a high density may occur in a halftone image or the like. Such a problem can be solved if a feedback circuit is arranged in a voltage generation circuit such as a charging voltage and the voltage value of the charging voltage can be stabilized at a design value. However, there is a problem that the circuit scale becomes large by arranging the feedback circuit, and the original purpose of miniaturization of the device cannot be achieved.

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、電源装置の回路規模を増大させることなく、画像の品質を維持することを目的とする。 The present invention has been made under such circumstances, and an object of the present invention is to maintain image quality without increasing the circuit scale of the power supply device.

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。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention includes the following configurations.

(1)交流電圧を出力する交流電源と直流電圧を出力する直流電源とを有し、前記交流電圧と前記直流電圧とを重畳した第1の電圧を第1の負荷に出力する第1の電源と、一端が前記第1の電源に接続された第1のコンデンサと、前記第1のコンデンサの他端と接続され、前記第1のコンデンサの前記他端から出力される前記交流電圧を整流平滑した第2の電圧を第2の負荷に出力する第2の電源と、直流電圧を第3の負荷に出力する第3の電源と、を備え、前記第1のコンデンサは、前記第2の負荷と前記第3の負荷とが電気的に接続された際に、前記第3の電源の直流電圧が前記第1の電源に出力されることを遮断することを特徴とする電源装置。 (1) A first power supply that has an AC power supply that outputs an AC voltage and a DC power supply that outputs a DC voltage, and outputs a first voltage obtained by superimposing the AC voltage and the DC voltage to a first load. And, one end is connected to the first capacitor connected to the first power supply and the other end of the first capacitor, and the AC voltage output from the other end of the first capacitor is rectified and smoothed. A second power source that outputs the second voltage to the second load and a third power source that outputs the DC voltage to the third load are provided, and the first capacitor is the second load. A power supply device characterized in that when the third load and the third load are electrically connected, the DC voltage of the third power supply is cut off from being output to the first power supply.

(2)感光体と、前記感光体を帯電するための前記第1の負荷である帯電手段と、前記感光体を露光し静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像しトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を記録紙に転写するための前記第3の負荷である転写手段と、前記記録紙のトナー像を定着するための前記第2の負荷である定着手段と、前記(1)に記載の電源装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。 (2) The photoconductor, the charging means which is the first load for charging the photoconductor, the exposure means which exposes the photoconductor to form an electrostatic latent image, and the electrostatic latent image are developed. The developing means for forming the toner image, the transfer means which is the third load for transferring the toner image to the recording paper, and the second load for fixing the toner image of the recording paper. An image forming apparatus including the fixing means and the power supply device according to (1) above.

本発明によれば、電源装置の回路規模を増大させることなく、画像の品質を維持することができる。 According to the present invention, the image quality can be maintained without increasing the circuit scale of the power supply device.

実施例1〜3の画像形成装置を示す断面図、印刷時の用紙を示す要部概略断面図Cross-sectional view showing the image forming apparatus of Examples 1 to 3 and schematic cross-sectional view of a main part showing paper at the time of printing. 実施例1〜3の回路機能を示すブロック図Block diagram showing circuit functions of Examples 1 to 3 実施例1の電源装置の回路図Circuit diagram of the power supply device of the first embodiment 実施例2の電源装置の回路図Circuit diagram of the power supply device of the second embodiment 実施例2の他の電源装置の回路図Circuit diagram of another power supply device of the second embodiment 実施例3の電源装置の回路図Circuit diagram of the power supply device of the third embodiment

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[画像形成装置の概略構成例]
図1(a)は電子写真記録技術を用いた画像形成装置100の断面図である。給紙カセット118に積載された記録紙である用紙112は、ピックアップローラ113によって1枚だけ給紙カセット118から送出され、給紙ローラ114によってレジストレーションローラ(以下、レジストローラという)115に向けて搬送される。さらに用紙112は、レジストローラ115によって所定のタイミングでカートリッジ106へ搬送される。カートリッジ106は、帯電手段である帯電ローラ101、現像手段である現像ローラ102、クリーニング手段であるクリーナ105、及び電子写真感光体(感光体)である感光ドラム104で一体的に構成されている。公知である電子写真プロセスの一連の処理によって未定着トナー像が用紙112上に形成される。感光ドラム104は、帯電ローラ101によって表面を一様に帯電された後、露光手段であるスキャナユニット107により画像信号に基づいた像露光が行われる。スキャナユニット107から出射されるレーザ光108は、感光ドラム104に走査され、感光ドラム104の表面上に2次元の潜像(静電潜像)が形成される。感光ドラム104の潜像は現像ローラ102によってトナー像として可視化され、トナー像は転写手段である転写ローラ103によって、レジストローラ115から搬送されてきた用紙112上に転写される。
[Rough configuration example of image forming apparatus]
FIG. 1A is a cross-sectional view of an image forming apparatus 100 using an electrophotographic recording technique. Only one sheet of paper 112, which is the recording paper loaded on the paper feed cassette 118, is sent out from the paper feed cassette 118 by the pickup roller 113, and is directed toward the registration roller (hereinafter referred to as the registration roller) 115 by the paper feed roller 114. Be transported. Further, the paper 112 is conveyed to the cartridge 106 by the resist roller 115 at a predetermined timing. The cartridge 106 is integrally composed of a charging roller 101 which is a charging means, a developing roller 102 which is a developing means, a cleaner 105 which is a cleaning means, and a photosensitive drum 104 which is an electrophotographic photosensitive member (photoreceptor). An unfixed toner image is formed on the paper 112 by a series of known electrophotographic processes. The surface of the photosensitive drum 104 is uniformly charged by the charging roller 101, and then the image exposure based on the image signal is performed by the scanner unit 107, which is an exposure means. The laser beam 108 emitted from the scanner unit 107 is scanned by the photosensitive drum 104, and a two-dimensional latent image (electrostatic latent image) is formed on the surface of the photosensitive drum 104. The latent image of the photosensitive drum 104 is visualized as a toner image by the developing roller 102, and the toner image is transferred onto the paper 112 conveyed from the resist roller 115 by the transfer roller 103 which is a transfer means.

続いて、トナー像が転写された用紙112は、定着手段である定着装置111に搬送されると、加熱加圧処理され、用紙112上の未定着のトナー像が用紙112に定着される。定着装置111は、定着フィルム109と定着加圧ローラ110とを有している。用紙112はさらに中間排出ローラ116、排出ローラ117によって画像形成装置100の本体外に排出され、一連のプリント動作を終える。 Subsequently, when the paper 112 on which the toner image is transferred is conveyed to the fixing device 111 which is a fixing means, it is heat-pressurized and the unfixed toner image on the paper 112 is fixed to the paper 112. The fixing device 111 has a fixing film 109 and a fixing pressure roller 110. The paper 112 is further discharged to the outside of the main body of the image forming apparatus 100 by the intermediate discharge roller 116 and the discharge roller 117, and a series of printing operations is completed.

画像形成装置100は電力供給装置119を有し、電力供給装置119は画像形成装置100で用いられる電力を各部に供給する。交流電源等から供給される交流電圧は、電源ケーブル(不図示)を介して、電力供給装置119に接続されている。電力供給装置119は、交流電源等から得られた電力を高電圧電源基板や定着装置111等でそれぞれ使用する電圧値及び電圧波形に変換し供給する。高電圧電源基板は電力供給装置119から供給された電力をさらに変換し、数百Vから数キロVの高電圧を生成し、帯電ローラ101、現像ローラ102、転写ローラ103等に印加している。 The image forming apparatus 100 has a power supply device 119, and the electric power supply device 119 supplies electric power used in the image forming apparatus 100 to each part. The AC voltage supplied from the AC power supply or the like is connected to the power supply device 119 via a power cable (not shown). The power supply device 119 converts the power obtained from the AC power supply or the like into a voltage value and a voltage waveform used by the high voltage power supply board, the fixing device 111, or the like, and supplies the power. The high-voltage power supply board further converts the power supplied from the power supply device 119 to generate a high voltage of several hundred V to several kiloV, which is applied to the charging roller 101, the developing roller 102, the transfer roller 103, and the like. ..

[高電圧電源構成及び電圧の概略構成例]
図2は実施例1の回路機能を表すブロック図である。図2では、電源装置である高電圧電源基板200内に複数ある電圧の代表として転写・帯電・定着の3つを表記しているが、他にも現像やクリーニングブレード等の高電圧電源回路(不図示)が存在する。図2において高電圧電源基板200には電力供給装置119から例えば直流電圧24Vが供給されており、転写用高電圧電源回路201と帯電用高電圧電源回路202は、直流電圧24Vを昇圧することで、各電圧に適した電圧を生成する。帯電用高電圧電源回路202の出力には、帯電ローラ101と並列にカップリングコンデンサ204が接続されている。カップリングコンデンサ204のもう一つの端子は、定着用高電圧電源回路203の入力部に接続されている。このような接続構成で、帯電電圧用の高電圧を定着用高電圧電源回路203に供給し、定着電圧用の高電圧が生成される。
[High-voltage power supply configuration and schematic configuration example of voltage]
FIG. 2 is a block diagram showing the circuit function of the first embodiment. In FIG. 2, transfer, charging, and fixing are shown as representatives of a plurality of voltages existing in the high-voltage power supply board 200, which is a power supply device, but other high-voltage power supply circuits such as developing and cleaning blades ( (Not shown) exists. In FIG. 2, for example, a DC voltage of 24 V is supplied to the high voltage power supply board 200 from the power supply device 119, and the transfer high voltage power supply circuit 201 and the charging high voltage power supply circuit 202 boost the DC voltage 24 V. , Generate a voltage suitable for each voltage. A coupling capacitor 204 is connected in parallel with the charging roller 101 to the output of the charging high-voltage power supply circuit 202. The other terminal of the coupling capacitor 204 is connected to the input portion of the fixing high voltage power supply circuit 203. With such a connection configuration, a high voltage for the charging voltage is supplied to the fixing high voltage power supply circuit 203, and a high voltage for the fixing voltage is generated.

転写用高電圧電源回路201により生成された高電圧は高電圧電源基板200上に設けられた接点205を介して転写ローラ103に転写電圧として供給される。帯電用高電圧電源回路202により生成された高電圧は高電圧電源基板200上に設けられた接点206を介して帯電ローラ101に帯電電圧として供給される。定着用高電圧電源回路203により生成された高電圧は高電圧電源基板200上に設けられた接点207を介して定着フィルム109に定着電圧として供給される。 The high voltage generated by the high-voltage power supply circuit 201 for transfer is supplied as a transfer voltage to the transfer roller 103 via the contact 205 provided on the high-voltage power supply board 200. The high voltage generated by the high-voltage power supply circuit 202 for charging is supplied as a charging voltage to the charging roller 101 via the contact 206 provided on the high-voltage power supply board 200. The high voltage generated by the high-voltage power supply circuit 203 for fixing is supplied to the fixing film 109 as a fixing voltage via the contact 207 provided on the high-voltage power supply board 200.

また、抵抗208は用紙112が持つ抵抗成分を表しており、以下、用紙112の抵抗成分208という。図2の破線は、転写ローラ103と定着フィルム109とが用紙112の持つ抵抗成分208によって電気的に接続された状況を表している。すなわち図2は、用紙112の一端が転写ローラ103に接するとともに用紙112の他端が定着フィルム109に接しているときに、転写ローラ103と定着フィルム109とが電気的に接続されることを表している。 Further, the resistance 208 represents the resistance component of the paper 112, and will be hereinafter referred to as the resistance component 208 of the paper 112. The broken line in FIG. 2 represents a situation in which the transfer roller 103 and the fixing film 109 are electrically connected by the resistance component 208 of the paper 112. That is, FIG. 2 shows that the transfer roller 103 and the fixing film 109 are electrically connected when one end of the paper 112 is in contact with the transfer roller 103 and the other end of the paper 112 is in contact with the fixing film 109. ing.

次に図1(b)は画像形成装置100の構成の一部分を抜き出し、用紙112が搬送されている状況を表した印刷時の概略断面図である。図1(b)の帯電ローラ101、現像ローラ102、転写ローラ103、定着フィルム109、クリーナ105には、高電圧電源基板200上にあるそれぞれの高電圧電源回路から出力された高電圧が印加されている。図1(b)において用紙112は端部の片端(以下、一端という)が感光ドラム104と転写ローラ103とによって挟まれている。用紙112は端部のもう片端(以下、他端という)が定着フィルム109と定着加圧ローラ110とによって挟まれている。感光ドラム104と転写ローラ103とのニップ部を転写部、定着フィルム109と定着加圧ローラ110とのニップ部を定着部という。 Next, FIG. 1B is a schematic cross-sectional view at the time of printing showing a situation in which a part of the configuration of the image forming apparatus 100 is extracted and the paper 112 is being conveyed. High voltage output from each high voltage power supply circuit on the high voltage power supply board 200 is applied to the charging roller 101, the developing roller 102, the transfer roller 103, the fixing film 109, and the cleaner 105 of FIG. 1 (b). ing. In FIG. 1B, one end of the paper 112 (hereinafter referred to as one end) is sandwiched between the photosensitive drum 104 and the transfer roller 103. The other end (hereinafter referred to as the other end) of the end of the paper 112 is sandwiched between the fixing film 109 and the fixing pressure roller 110. The nip portion between the photosensitive drum 104 and the transfer roller 103 is referred to as a transfer portion, and the nip portion between the fixing film 109 and the fixing pressure roller 110 is referred to as a fixing portion.

[回路構成]
図3は実施例1の回路構成を表す回路図である。第1の電源である帯電用高電圧電源回路202は、交流電源401と直流電源400を有する。交流電源401は帯電用高電圧電源回路202の出力電圧の交流成分(以下、交流電圧という)を出力し、直流電源400は帯電用高電圧電源回路202の出力電圧の直流成分(以下、直流電圧という)を出力する。このように、帯電用高電圧電源回路202は、直流電圧と交流電圧とを重畳した波形の第1の電圧(以下、出力電圧という)を出力する回路構成になっている。帯電用高電圧電源回路202の出力電圧は、第1の負荷である帯電ローラ101と、第2の電源である定着用高電圧電源回路203に供給される。
[Circuit configuration]
FIG. 3 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the first embodiment. The charging high-voltage power supply circuit 202, which is the first power supply, has an AC power supply 401 and a DC power supply 400. The AC power supply 401 outputs an AC component (hereinafter referred to as AC voltage) of the output voltage of the charging high voltage power supply circuit 202, and the DC power supply 400 outputs a DC component of the output voltage of the charging high voltage power supply circuit 202 (hereinafter referred to as DC voltage). ) Is output. As described above, the charging high-voltage power supply circuit 202 has a circuit configuration for outputting a first voltage (hereinafter, referred to as an output voltage) having a waveform in which a DC voltage and an AC voltage are superimposed. The output voltage of the charging high-voltage power supply circuit 202 is supplied to the charging roller 101, which is the first load, and the fixing high-voltage power supply circuit 203, which is the second power supply.

定着用高電圧電源回路203に電圧が供給される経路上には、直列に第1のコンデンサであるカップリングコンデンサ204が配置されている。すなわち、帯電用高電圧電源回路202と定着用高電圧電源回路203との間にはカップリングコンデンサ204が接続されている。このため、帯電用高電圧電源回路202の出力電圧は、定着用高電圧電源回路203に伝達する際に容量性のカップリングが起きる。容量性のカップリングが起きることで、帯電用高電圧電源回路202の出力電圧の直流電圧は遮断され、交流電圧は通過する。これにより、帯電用高電圧電源回路202の出力電圧の交流成分である交流電圧のみが、カップリングコンデンサ204を介して定着用高電圧電源回路203に入力される。 A coupling capacitor 204, which is a first capacitor, is arranged in series on the path where the voltage is supplied to the fixing high-voltage power supply circuit 203. That is, the coupling capacitor 204 is connected between the charging high-voltage power supply circuit 202 and the fixing high-voltage power supply circuit 203. Therefore, when the output voltage of the charging high-voltage power supply circuit 202 is transmitted to the fixing high-voltage power supply circuit 203, capacitive coupling occurs. When the capacitive coupling occurs, the DC voltage of the output voltage of the high-voltage power supply circuit 202 for charging is cut off, and the AC voltage passes through. As a result, only the AC voltage, which is an AC component of the output voltage of the charging high-voltage power supply circuit 202, is input to the fixing high-voltage power supply circuit 203 via the coupling capacitor 204.

(定着用高電圧電源回路)
定着用高電圧電源回路203は、グランド(以下、GNDとする)側の整流用ダイオード402、整流用ダイオード403、保護抵抗404、平滑用のコンデンサ(以下、平滑用コンデンサという)405を有する。詳細には、第2のダイオードであるGND側の整流用ダイオード402は、アノード端子にカップリングコンデンサ204が接続され、カソード端子は接地されている。第1のダイオードである整流用ダイオード403は、カソード端子にカップリングコンデンサ204が接続され、アノード端子に第1の抵抗である抵抗404の一端が接続されている。抵抗404は、他端に第2のコンデンサである平滑用コンデンサ405の一端が接続されている。平滑用コンデンサ405は他端が接地されている。
(High voltage power supply circuit for fixing)
The fixing high-voltage power supply circuit 203 includes a rectifying diode 402 on the ground (hereinafter referred to as GND) side, a rectifying diode 403, a protection resistor 404, and a smoothing capacitor (hereinafter referred to as a smoothing capacitor) 405. Specifically, in the rectifying diode 402 on the GND side, which is the second diode, the coupling capacitor 204 is connected to the anode terminal, and the cathode terminal is grounded. In the rectifying diode 403, which is the first diode, the coupling capacitor 204 is connected to the cathode terminal, and one end of the resistor 404, which is the first resistor, is connected to the anode terminal. One end of a smoothing capacitor 405, which is a second capacitor, is connected to the other end of the resistor 404. The other end of the smoothing capacitor 405 is grounded.

定着用高電圧電源回路203は、帯電用高電圧電源回路202からカップリングコンデンサ204を介して入力された交流電圧を、整流用ダイオード403と平滑用コンデンサ405によって整流平滑して直流電圧に変換する。これにより定着用高電圧電源回路203は、カップリングコンデンサ204に遮断されることなく、第2の負荷である定着フィルム109に第2の電圧である直流電圧を供給することができる。 The fixing high-voltage power supply circuit 203 rectifies and smoothes the AC voltage input from the charging high-voltage power supply circuit 202 via the coupling capacitor 204 by the rectifying diode 403 and the smoothing capacitor 405, and converts it into a DC voltage. .. As a result, the fixing high-voltage power supply circuit 203 can supply a second voltage, a DC voltage, to the fixing film 109, which is a second load, without being interrupted by the coupling capacitor 204.

(転写用高電圧電源回路)
第3の電源である転写用高電圧電源回路201は直流電源406を有し、直流電源406は直流電圧を出力する。転写用高電圧電源回路201は、第3の負荷である転写ローラ103に直流電圧を供給する。上述したように、1枚の用紙112が転写部及び定着部で挟持されると(図1(b)参照)、図3に示すように用紙112の抵抗成分208を介して転写用高電圧電源回路201と定着用高電圧電源回路203とが接続される。このような場合でも、帯電用高電圧電源回路202の出力電圧の直流成分である直流電圧と同様に、転写用高電圧電源回路201の出力電圧の直流成分である直流電圧も、カップリングコンデンサ204によって遮断される。これにより、転写ローラ103と定着フィルム109とが用紙112で接続された状態でも、転写用高電圧電源回路201から帯電用高電圧電源回路202に電流は流れ込まない。帯電用高電圧電源回路202に電流が流れ込まないため、フィードバック手段を設けなくても、出力電圧の安定化を図ることができ、簡易な構成で帯電不良が発生することを防ぐことができる。
(High voltage power supply circuit for transfer)
The transfer high-voltage power supply circuit 201, which is a third power supply, has a DC power supply 406, and the DC power supply 406 outputs a DC voltage. The transfer high voltage power supply circuit 201 supplies a DC voltage to the transfer roller 103, which is a third load. As described above, when one sheet of paper 112 is sandwiched between the transfer portion and the fixing portion (see FIG. 1B), as shown in FIG. 3, a high-voltage power supply for transfer is provided via the resistance component 208 of the paper 112. The circuit 201 and the fixing high voltage power supply circuit 203 are connected. Even in such a case, the DC voltage which is the DC component of the output voltage of the transfer high voltage power supply circuit 201 is the same as the DC voltage which is the DC component of the output voltage of the charging high voltage power supply circuit 202. Is blocked by. As a result, even when the transfer roller 103 and the fixing film 109 are connected by the paper 112, no current flows from the transfer high voltage power supply circuit 201 to the charging high voltage power supply circuit 202. Since the current does not flow into the high-voltage power supply circuit 202 for charging, the output voltage can be stabilized without providing the feedback means, and it is possible to prevent the occurrence of charging failure with a simple configuration.

実施例1は、定着用高電圧電源回路203の交流成分を平滑化する部分に整流用ダイオード403とGND側の整流用ダイオード402と平滑用コンデンサ405を用いた構成である。本構成では整流用ダイオード402、403の向きを図3のように配置することで、通過する交流電圧の電圧振幅値分の負電圧が定着電圧として出力される、全波整流回路を形成している。定着電圧として出力される電圧は、通過する交流電圧の負側の電圧振幅値から保護抵抗404で消費される電圧値と整流用ダイオード402、403の順方向電圧とを減じた電圧が供給される。また、保護抵抗404は定着フィルム109に印加される外来ノイズの雷サージから整流用ダイオード402、403や平滑用コンデンサ405、帯電用高電圧電源回路202を保護するためのものである。 In the first embodiment, a rectifying diode 403, a rectifying diode 402 on the GND side, and a smoothing capacitor 405 are used in a portion of the fixing high voltage power supply circuit 203 for smoothing the AC component. In this configuration, by arranging the directions of the rectifying diodes 402 and 403 as shown in FIG. 3, a full-wave rectifying circuit is formed in which a negative voltage corresponding to the voltage amplitude value of the passing AC voltage is output as a fixing voltage. There is. The voltage output as the fixing voltage is the voltage obtained by subtracting the voltage value consumed by the protection resistor 404 and the forward voltage of the rectifying diodes 402 and 403 from the voltage amplitude value on the negative side of the passing AC voltage. .. Further, the protection resistor 404 is for protecting the rectifying diodes 402 and 403, the smoothing capacitor 405, and the charging high voltage power supply circuit 202 from the lightning surge of external noise applied to the fixing film 109.

以上説明したように、帯電電圧等を出力する高電圧電源回路を、定着電圧を出力する高電圧電源回路として共用する場合、転写ローラから記録紙を介して共通化されている高電圧電源回路に流れ込む電流量を抑制できる。これにより簡易な構成で帯電不良に起因する濃度むら等の画像不良の発生を抑制できる。 As described above, when the high-voltage power supply circuit that outputs the charging voltage or the like is shared as the high-voltage power supply circuit that outputs the fixing voltage, the high-voltage power supply circuit that is shared from the transfer roller via the recording paper is used. The amount of current flowing in can be suppressed. As a result, it is possible to suppress the occurrence of image defects such as density unevenness due to poor charging with a simple configuration.

以上、実施例1によれば、電源装置の回路規模を増大させることなく、画像の品質を維持することができる。 As described above, according to the first embodiment, the image quality can be maintained without increasing the circuit scale of the power supply device.

[回路構成]
実施例2の構成は実施例1の構成のGND側の整流用ダイオード402を整流用抵抗500に置き換えたものである。図4は実施例2の回路構成を表す回路図であり、実施例1の回路構成と同じ構成には同じ符号を付し説明を省略する。第2の抵抗である整流用抵抗500は、一端にカップリングコンデンサ204が接続され、他端が接地されている。GND側の整流用ダイオード402から整流用抵抗500に置き換わることで、定着用高電圧電源回路203が全波整流から半波整流の回路構成に変わる。これにより、定着電圧の絶対値は低下してしまうが、高価な高電圧ダイオードを減らすことができるため、回路に掛かるコストを下げる効果がある。
[Circuit configuration]
The configuration of the second embodiment is obtained by replacing the rectifying diode 402 on the GND side of the configuration of the first embodiment with a rectifying resistor 500. FIG. 4 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the second embodiment, and the same reference numerals are given to the same configurations as those of the first embodiment, and the description thereof will be omitted. A coupling capacitor 204 is connected to one end of the rectifying resistor 500, which is the second resistor, and the other end is grounded. By replacing the rectifying diode 402 on the GND side with the rectifying resistor 500, the fixing high-voltage power supply circuit 203 changes from full-wave rectification to half-wave rectification. As a result, the absolute value of the fixing voltage is lowered, but the expensive high-voltage diode can be reduced, which has the effect of reducing the cost of the circuit.

また、実施例1の構成ではカップリングコンデンサ204からGND側の整流用ダイオード402を経由して電流が流れるが、その経路のインピーダンスが低いため、GND側の整流用ダイオード402がオンする際に突入電流が流れる。突入電流のような電流の急激な変動は、放射性ノイズの増加や電流経路次第では画像不良を発生させるおそれがあるため、電流の急激な変動が発生しないようにすることが望ましい。実施例2の構成は、このような突入電流の経路のGND側の整流用ダイオード402が整流用抵抗500になっている。このため、実施例2の構成では、インピーダンスが高く、電流の急激な変動は発生しづらくなる。したがって、放射性ノイズの増加や画像不良も発生しづらくなる。 Further, in the configuration of the first embodiment, a current flows from the coupling capacitor 204 via the rectifying diode 402 on the GND side, but since the impedance of the path is low, it rushes when the rectifying diode 402 on the GND side is turned on. Current flows. Sudden fluctuations in current such as inrush current may cause an increase in radioactive noise and image defects depending on the current path. Therefore, it is desirable to prevent sudden fluctuations in current. In the configuration of the second embodiment, the rectifying diode 402 on the GND side of such an inrush current path has a rectifying resistor 500. Therefore, in the configuration of the second embodiment, the impedance is high and it is difficult for a sudden fluctuation of the current to occur. Therefore, the increase in radioactive noise and image defects are less likely to occur.

[変形例の回路構成]
実施例2の内容は抵抗に置き換えることに限定するものではなく、例えば実施例1の構成と組み合わせて使用しても良い。例えば、図5は実施例1の構成と実施例2の構成を組み合わせた回路構成を示す図であり、実施例1の回路構成と同じ構成には同じ符号を付し説明を省略する。図5に示すように、整流用抵抗500とGND側の整流用ダイオード402とを直列に接続してもよい。具体的には、GND側の整流用ダイオード402はアノード端子にカップリングコンデンサ204が接続され、カソード端子に整流用抵抗500の一端が接続される。整流用抵抗500は他端が接地される。このような構成とすることで、GND側の整流用ダイオード402がオン(導通)する際に流れる突入電流のピーク値を整流用抵抗500によって緩和させつつ、GND側の整流用ダイオード402によって整流を行うことができる。これにより必要な定着電圧を確保しながら、突入電流の発生を緩和することができる。
[Circuit configuration of modified example]
The content of the second embodiment is not limited to the replacement with a resistor, and may be used in combination with the configuration of the first embodiment, for example. For example, FIG. 5 is a diagram showing a circuit configuration in which the configuration of the first embodiment and the configuration of the second embodiment are combined, and the same reference numerals are given to the same configurations as the circuit configuration of the first embodiment, and the description thereof will be omitted. As shown in FIG. 5, the rectifying resistor 500 and the rectifying diode 402 on the GND side may be connected in series. Specifically, in the rectifying diode 402 on the GND side, a coupling capacitor 204 is connected to the anode terminal, and one end of the rectifying resistor 500 is connected to the cathode terminal. The other end of the rectifying resistor 500 is grounded. With such a configuration, the peak value of the inrush current that flows when the rectifying diode 402 on the GND side is turned on (conducting) is relaxed by the rectifying resistor 500, and the rectification is performed by the rectifying diode 402 on the GND side. It can be carried out. As a result, the generation of inrush current can be mitigated while securing the required fixing voltage.

以上、実施例2によれば、電源装置の回路規模を増大させることなく、画像の品質を維持することができる。 As described above, according to the second embodiment, the image quality can be maintained without increasing the circuit scale of the power supply device.

[回路構成]
実施例3は実施例1及び実施例2の構成から平滑用コンデンサ405の位置を変え、保護用のコンデンサ(以下、保護用コンデンサという)700を追加した構成である。図6は実施例3の回路図を示しており、実施例1の回路構成と同じ構成には同じ符号を付し説明を省略する。実施例3では、ダイオードのアノード側とGND電位との間に保護用コンデンサ700を配置することが特徴である。具体的には、平滑用コンデンサ405は、一端に整流用ダイオード403のアノード端子と保護抵抗404の一端との接続点が接続され、他端が接地される。第3のコンデンサである保護用コンデンサ700は、一端に保護抵抗404の他端が接続され、他端が接地される。
[Circuit configuration]
The third embodiment is a configuration in which the position of the smoothing capacitor 405 is changed from the configurations of the first and second embodiments, and a protective capacitor (hereinafter referred to as a protective capacitor) 700 is added. FIG. 6 shows a circuit diagram of the third embodiment, and the same reference numerals are given to the same configurations as those of the first embodiment, and the description thereof will be omitted. The third embodiment is characterized in that the protective capacitor 700 is arranged between the anode side of the diode and the GND potential. Specifically, the smoothing capacitor 405 has a connection point between the anode terminal of the rectifying diode 403 and one end of the protection resistor 404 connected to one end thereof, and the other end is grounded. In the protection capacitor 700, which is the third capacitor, the other end of the protection resistor 404 is connected to one end, and the other end is grounded.

上述したとおり、定着装置111にガラスコーティングのヒータが用いられている場合、定着電圧と同電位のラインに接続された保護用コンデンサ700は雷サージが印加されたときの保護素子の役割を担っている場合がある。保護用コンデンサ700が保護素子の役割を担っている場合、それにより容量値に制限が発生してしまうことがある。そのため、雷サージから保護することを優先すると、定着装置111の仕様や消費される電流量次第では、帯電等の交流出力に起因するリプル電圧を平滑化するには不十分な容量値となってしまう場合がある。定着電圧に過剰なリプル電圧が印加された場合、定着尾引きを抑制する効果が低下し、画像不良が発生するおそれがある。 As described above, when a glass-coated heater is used in the fixing device 111, the protective capacitor 700 connected to the line having the same potential as the fixing voltage plays the role of a protective element when a lightning surge is applied. There may be. When the protective capacitor 700 plays the role of a protective element, the capacitance value may be limited accordingly. Therefore, if priority is given to protection from lightning surges, the capacitance value may be insufficient to smooth the ripple voltage caused by AC output such as charging, depending on the specifications of the fixing device 111 and the amount of current consumed. It may end up. When an excessive ripple voltage is applied to the fixing voltage, the effect of suppressing the fixing tail trail is reduced, and image defects may occur.

そこで、定着電圧から保護抵抗404を介した位置に平滑用コンデンサ405を配置し、雷サージから定着装置111を保護する役割を、保護用コンデンサ700に担わせる。これにより、定着装置111の仕様によらず、平滑用コンデンサ405の容量値を設定することができるようになる。これにより、雷サージから保護する機能を有したまま、リプル電圧を平滑化し、画像不良等の発生を抑制することができる。なお、実施例3の平滑用コンデンサ405の配置及び保護用コンデンサ700の構成は、実施例2にも適用可能である。 Therefore, the smoothing capacitor 405 is arranged at a position from the fixing voltage via the protection resistor 404, and the protection capacitor 700 plays a role of protecting the fixing device 111 from lightning surge. As a result, the capacitance value of the smoothing capacitor 405 can be set regardless of the specifications of the fixing device 111. As a result, it is possible to smooth the ripple voltage and suppress the occurrence of image defects while having the function of protecting from lightning surges. The arrangement of the smoothing capacitor 405 and the configuration of the protective capacitor 700 of the third embodiment can also be applied to the second embodiment.

以上、実施例3によれば、電源装置の回路規模を増大させることなく、画像の品質を維持することができる。 As described above, according to the third embodiment, the image quality can be maintained without increasing the circuit scale of the power supply device.

201 転写用高電圧電源回路
202 帯電用高電圧電源回路
203 定着用高電圧電源回路
204 カップリングコンデンサ
201 High-voltage power supply circuit for transfer 202 High-voltage power supply circuit for charging 203 High-voltage power supply circuit for fixing 204 Coupling capacitor

Claims (8)

交流電圧を出力する交流電源と直流電圧を出力する直流電源とを有し、前記交流電圧と前記直流電圧とを重畳した第1の電圧を第1の負荷に出力する第1の電源と、
一端が前記第1の電源に接続された第1のコンデンサと、
前記第1のコンデンサの他端と接続され、前記第1のコンデンサの前記他端から出力される前記交流電圧を整流平滑した第2の電圧を第2の負荷に出力する第2の電源と、
直流電圧を第3の負荷に出力する第3の電源と、
を備え、
前記第1のコンデンサは、前記第2の負荷と前記第3の負荷とが電気的に接続された際に、前記第3の電源の直流電圧が前記第1の電源に出力されることを遮断することを特徴とする電源装置。
A first power supply that has an AC power supply that outputs an AC voltage and a DC power supply that outputs a DC voltage, and outputs a first voltage obtained by superimposing the AC voltage and the DC voltage to a first load.
A first capacitor whose one end is connected to the first power supply,
A second power supply connected to the other end of the first capacitor and outputting a second voltage obtained by rectifying and smoothing the AC voltage output from the other end of the first capacitor to a second load.
A third power supply that outputs DC voltage to a third load,
With
The first capacitor cuts off the DC voltage of the third power supply being output to the first power supply when the second load and the third load are electrically connected. A power supply that is characterized by
前記第2の電源は、
カソード端子に前記第1のコンデンサの一端が接続された整流用の第1のダイオードと、
アノード端子に前記第1のコンデンサの一端が接続され、カソード端子が接地された整流用の第2のダイオードと、
一端が前記第1のダイオードのアノード端子に接続された第1の抵抗と、
他端が接地された平滑用の第2のコンデンサと、
を有することを特徴とする請求項1に記載の電源装置。
The second power source is
A first diode for rectification in which one end of the first capacitor is connected to the cathode terminal,
A second diode for rectification, in which one end of the first capacitor is connected to the anode terminal and the cathode terminal is grounded,
A first resistor with one end connected to the anode terminal of the first diode,
A second capacitor for smoothing with the other end grounded,
The power supply device according to claim 1, wherein the power supply device comprises.
前記第2の電源は、
カソード端子に前記第1のコンデンサの一端が接続された整流用の第1のダイオードと、
一端に前記第1のコンデンサの一端が接続され、他端が接地された整流用の第2の抵抗と、
一端が前記第1のダイオードのアノード端子に接続された第1の抵抗と、
他端が接地された平滑用の第2のコンデンサと、
を有することを特徴とする請求項1に記載の電源装置。
The second power source is
A first diode for rectification in which one end of the first capacitor is connected to the cathode terminal,
A second resistor for rectification, in which one end of the first capacitor is connected to one end and the other end is grounded,
A first resistor with one end connected to the anode terminal of the first diode,
A second capacitor for smoothing with the other end grounded,
The power supply device according to claim 1, wherein the power supply device comprises.
前記第2の電源は、
カソード端子に前記第1のコンデンサの一端が接続された整流用の第1のダイオードと、
アノード端子に前記第1のコンデンサの一端が接続された整流用の第2のダイオードと、
一端が前記第1のダイオードのアノード端子に接続された第1の抵抗と、
一端に前記第2のダイオードのカソード端子が接続され、他端が接地された整流用の第2の抵抗と、
他端が接地された平滑用の第2のコンデンサと、
を有することを特徴とする請求項1に記載の電源装置。
The second power source is
A first diode for rectification in which one end of the first capacitor is connected to the cathode terminal,
A second diode for rectification, in which one end of the first capacitor is connected to the anode terminal,
A first resistor with one end connected to the anode terminal of the first diode,
A second resistor for rectification, in which the cathode terminal of the second diode is connected to one end and the other end is grounded,
A second capacitor for smoothing with the other end grounded,
The power supply device according to claim 1, wherein the power supply device comprises.
前記第2のコンデンサは、一端が前記第1の抵抗の他端に接続されていることを特徴とする請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の電源装置。 The power supply device according to any one of claims 2 to 4, wherein one end of the second capacitor is connected to the other end of the first resistor. 前記第2のコンデンサは、一端が前記第1のダイオードと前記第1の抵抗との接続点に接続され、
一端に前記第1の抵抗の他端が接続され、他端が接地された保護用の第3のコンデンサを有することを特徴とする請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の電源装置。
One end of the second capacitor is connected to the connection point between the first diode and the first resistor.
The power supply according to any one of claims 2 to 4, wherein the other end of the first resistor is connected to one end and the other end has a grounded protective third capacitor. apparatus.
感光体と、
前記感光体を帯電するための前記第1の負荷である帯電手段と、
前記感光体を露光し静電潜像を形成する露光手段と、
前記静電潜像を現像しトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録紙に転写するための前記第3の負荷である転写手段と、
前記記録紙のトナー像を定着するための前記第2の負荷である定着手段と、
請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の電源装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
Photoreceptor and
The charging means, which is the first load for charging the photoconductor,
An exposure means that exposes the photoconductor to form an electrostatic latent image,
A developing means for developing the electrostatic latent image to form a toner image,
The transfer means, which is the third load for transferring the toner image to the recording paper,
The fixing means, which is the second load for fixing the toner image of the recording paper,
The power supply device according to any one of claims 1 to 6.
An image forming apparatus comprising.
前記記録紙の一端が前記転写手段に接するとともに前記記録紙の他端が前記定着手段に接しているときに、前記転写手段と前記定着手段とが電気的に接続されることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。 A claim characterized in that the transfer means and the fixing means are electrically connected when one end of the recording paper is in contact with the transfer means and the other end of the recording paper is in contact with the fixing means. Item 7. The image forming apparatus according to item 7.
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