JP3076975U - トナー方式印刷装置の高圧発生回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】トランジスタの発熱増加を抑制することによっ
て、温度上昇によるトナー方式印刷部の性能劣化を防止
する。 【解決手段】電圧制御信号１４を変化させ、発振用トラ
ンジスタＱ１の発振振幅を制御することでもって二次側
出力１３の電圧を安定化する電圧制御回路１を備えた構
成において、二次コイルＬ２の負荷インピーダンスの下
限値を制限することによって、二次側出力１３の短絡時
の発振用トランジスタＱ１の発振停止を防止する負荷抑
制回路５と、負荷の短絡を検出したときには、電圧制御
信号１４の電圧を低下させて発振を停止させると共に、
発振を停止させた後には電圧制御信号１４の電圧を上昇
させて発振を再開させることを繰り返す間欠制御回路２
とを備えている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、レーザ方式のプリンタや複写機などのように、トナーを用いて印刷 を行うトナー方式印刷装置に係り、より詳細には、トナー方式印刷に要求される 高圧を発生するための高圧発生回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

スイッチング電源において、出力に短絡が生じたとき、スイッチング動作を間 欠動作とすることによって、発振素子、等の破壊を防止する従来技術に、特開昭 ６３−８７１７３号として開示された技術がある。すなわち、この技術では、ス イッチングトランジスタのエミッタの電流経路に、電流を検出するための抵抗を 挿入している。そして、エミッタの電圧が所定電圧を超えたときには、スイッチ ングトランジスタの電流が定電流となるように制御している。また、負荷に短絡 が生じたことを検出するコンパレータを設け、短絡が生じたときには、前記コン パレータによってスイッチングトランジスタのスイッチング動作を停止させてい る。また、スイッチング動作が停止して後、ソフトスタート用のコンデンサの充 電期間が経過したときには、スイッチングを再開させている。つまり、負荷に短 絡が生じたときには、スイッチングトランジスタが間欠発振を行うので、負荷短 絡時のスイッチングトランジスタの破壊が防止されることになる（第１の従来技 術とする）。

【０００３】 また、特開平９−９６１６号として開示された技術がある。すなわち、この技 術においては、出力の短絡を検出したときには、コンデンサの定電流充電を開始 させている。そして、コンデンサの端子電圧が第１の電圧を超えたときには、内 部バイアス源をオフすることによって、スイッチングトランジスタの駆動を停止 させている。そして後、コンデンサの端子電圧が、第１の電圧より高い電圧であ る第２の電圧まで上昇したときには、コンデンサを初期電圧まで放電することに より、スイッチングトランジスタの駆動を再開させている。つまり、負荷に短絡 が生じたときには、スイッチングトランジスタが間欠駆動されるので、負荷短絡 時のスイッチングトランジスタの破壊が防止されることになる（第２の従来技術 とする）。

【０００４】 上記した技術におけるスイッチング方式などのように、スイッチング素子がオ ンとなるときには、スイッチング素子が飽和状態となるようにする方式は、出力 電力が大きい場合に、効率のよい変換を行うことができる。しかし、トナー方式 印刷装置の高圧発生回路などのように、出力電力が微少でよい場合には、変換効 率の悪化や動作の不安定を招く。このため、トナー方式印刷装置の高圧発生回路 においては、一次コイルに接続された発振用トランジスタを、常に非飽和領域に おいて自励発振させると共に、発振の振幅を制御することによって、出力電圧を 安定化する構成が採用されている。つまり、第１の従来技術や第２の従来技術と は異なる方法によって、出力電圧を安定化する構成が採用されている。

【０００５】 図７は、上記した構成、すなわち、発振用トランジスタの発振の振幅を制御す ることによって、出力電圧を安定化する高圧発生回路の従来技術を示している。 すなわち、発振用トランジスタＱ１（以下では、単にトランジスタＱ１と称する ）のコレクタは一次コイルＬ１に接続され、ベースは補助コイルＬ３の一方の端 子に接続されている。また、補助コイルＬ３の他方の端子には、二次側の出力電 圧に基づいた電圧制御信号を生成するＯＰアンプ３の出力が導かれている。この ため、トランジスタＱ１は、ＯＰアンプ３から送出される電圧制御信号の電圧が 高くなるときには、発振の振幅を大きくし、電圧制御信号の電圧が低くなるとき には、発振の振幅を小さくする。一方、ＯＰアンプ３は、二次側出力の電圧が設 定された値より高くなるときには電圧制御信号の電圧を低くし、二次側出力の電 圧が設定された値より低くなるときには電圧制御信号の電圧を高くする。このた め、二次側出力の電圧は、電圧設定信号２２によって設定される電圧に安定化さ れる（２１は、ＯＰアンプ３の動作点を設定するための基準電圧を与える経路と なっている）。

【０００６】 上記した構成、すなわち、発振の振幅を制御することによって、二次側出力の 電圧を安定化する構成においては、出力に短絡が生じると、負荷が重くなり過ぎ る関係から、外部から発振を停止させなくても、トランジスタＱ１は発振を停止 する。一方、トランジスタＱ１の発振が停止した場合、ＯＰアンプ３の出力（電 圧制御信号）の電圧が高くなり、トランジスタＱ１のベース電流が増加するので 、コレクタ電流が増加する。つまり、トランジスタＱ１は、発振の停止状態とな るときには、発振状態にあるときより発熱量が多くなって、素子破壊を招き易く なる。このため、出力が短絡したときの保護の方法に、第１や第２の従来技術の 場合（オン時にはスイッチング素子が飽和状態に移行する構成の場合）のような 方法を用いることができず、異なる方法を用いてトランジスタＱ１の保護を行っ ている。

【０００７】 すなわち、出力に短絡が生じた場合、ＯＰアンプ３から送出される電圧制御信 号の電圧が上昇する。このため、ＯＰアンプ３の出力端子と補助コイルＬ３の他 方の端子との間に、抵抗Ｒ２１を挿入すると共に、抵抗Ｒ２１と補助コイルＬ３ との間に、ダイオードＤ５，Ｄ６からなるクランプ回路を接続した構成を採用し ている。従って、補助コイルＬ３の他方の端子の電圧は、ＯＰアンプ３の出力電 圧が上昇するときにも、約１．３Ｖ程度に抑制される。その結果、トランジスタ Ｑ１のベース電流の増加が制限され、コレクタ電流の増加が抑制されるので、ト ランジスタＱ１は破壊から保護されることになる（第３の従来技術とする）。

【０００８】 また、図８は、トランジスタＱ１を保護するために、第３の従来技術とは異な る方法を採用した場合の構成を示している。すなわち、図７における抵抗Ｒ２１ とダイオードＤ５，Ｄ６とからなる部分が、抵抗Ｒ２２とツェナーダイオードＤ ７とに置き換えられている（その他の部分については、図７に示す構成と同一と なっている）。従って、この構成の場合では、補助コイルＬ３の他方の端子の電 圧は、ＯＰアンプ３の出力電圧に対し、ツェナーダイオードＤ７のツェナー電圧 分だけ低い側にシフトされる。従って、補助コイルＬ３の他方の端子の電圧は、 ＯＰアンプ３の出力電圧が上昇するときにも、低い電圧に抑制される。その結果 、トランジスタＱ１のベース電流の増加が制限され、コレクタ電流の増加が制限 される。このため、トランジスタＱ１は破壊から保護されることになる（第４の 従来技術とする）。

【０００９】 また、二次側出力については、図９（Ａ）に示すように、二次側出力の電流の 経路に抵抗Ｒ３１を挿入した構成が提案されている。あるいは、同図（Ｂ）に示 すように、接地レベル側に抵抗Ｒ３２を挿入することによって、二次側出力の電 流値を検出する構成が提案されている。また、同図（Ｃ）に示すように、抵抗Ｒ ３３と抵抗Ｒ３４との双方を挿入した構成が提案されている。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、図９に示す抵抗Ｒ３１，Ｒ３３は、二次側出力に短絡が生じた とき、コンデンサＣ４の放電電流の最大値を抑制することによって、コンデンサ Ｃ４の劣化を防止するための素子となっている。また、抵抗Ｒ３２，Ｒ３４は、 二次側出力の電流を検出するための素子となっている。従って、抵抗Ｒ３１〜Ｒ ３４の値は、比較的小さな値に設定される。その結果、二次側出力に短絡が生じ たときには、二次コイルＬ２の負荷が重くなり過ぎるので、トランジスタＱ１の 発振が停止する。そして、発振が停止したときには、第３の従来技術や第４の従 来技術を用いるときにも、トランジスタＱ１のコレクタ電流が増加する。また、 このときのコレクタの電流の増加を微少とすることは困難となっている。このた め、出力に短絡が生じたときには、トランジスタＱ１の発熱量の増加を招く。従 って、出力短絡時のトランジスタＱ１の熱破壊を防止するには、トランジスタＱ １に放熱器を取り付けたり、トランジスタＱ１を、許容熱損失の大きい大型の素 子とする必要があるので、部品原価の上昇を招く。

【００１１】 さらには、トランジスタＱ１に放熱器を取り付けたり、トランジスタＱ１を、 許容熱損失の大きい大型の素子とする場合であっても、以下に示す問題を生じる 。すなわち、高圧発生回路から送出される高圧の経路を長くすることは危険であ るため、高圧発生回路は、感光体ドラム等を有するトナー方式印刷部の近傍に設 けられる。従って、二次側出力に短絡が生じ、高圧発生回路の発熱量が増加した ときには、トナー方式印刷部の環境温度が上昇する。このため、感光体ドラム等 の、ローラ類の温度上昇を招き、ローラ類の性能を劣化させる。その結果、ロー ラ類の表面を一様に帯電させることが困難となり、印刷性能が低下するという事 態を招く。

【００１２】 本考案は上記課題を解決するため創案されたものであって、その目的は、二次 コイルの負荷インピーダンスの下限値を制限することによって、二次側出力の短 絡時の発振用トランジスタの発振停止を防止すると共に、間欠発振とすることに より、出力短絡時の発振用トランジスタの発熱の増加を抑制することでもって、 温度上昇によるトナー方式印刷部の性能の劣化を防止することのできるトナー方 式印刷装置の高圧発生回路を提供することにある。

【００１３】 また、上記目的に加え、負荷インピーダンスの下限値を制限する回路を、出力 の短絡の検出回路と兼用とすることにより、間欠発振を行わせるときにも、素子 数の増加を抑制することのできるトナー方式印刷装置の高圧発生回路を提供する ことにある。

【００１４】 また、上記目的に加え、ＰＷＭ信号を直流化するためのコンデンサを、間欠発 振時の発振の再開を遅らせるコンデンサと兼用とすることにより、間欠発振を行 わせるときにも、素子数の増加を抑制することのできるトナー方式印刷装置の高 圧発生回路を提供することにある。

【００１５】 また、上記目的に加え、ＰＷＭ信号を直流化する回路の時定数の増加を招くこ となく、間欠発振時の発振が再開されるまでの期間を、任意の期間分だけ遅らせ ることのできるトナー方式印刷装置の高圧発生回路を提供することにある。

【００１６】 また、上記目的に加え、素子数の増加を招くことなく、間欠発振時の発振の立 ち上がりを急峻なものとすることのできるトナー方式印刷装置の高圧発生回路を 提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するため本考案に係るトナー方式印刷装置の高圧発生回路は、 少なくとも一次コイルと二次コイルと補助コイルとが巻回されたトランスと、コ レクタが一次コイルに接続され、ベースが補助コイルの第１の端子に接続され、 自励発振を行う発振用トランジスタと、二次側出力の電圧を示す電圧検出信号に 基づいて生成した電圧制御信号を補助コイルの第２の端子に送出する電圧制御回 路とを備え、電圧制御回路は、電圧制御信号によって発振用トランジスタの発振 振幅を制御することでもって二次側出力の電圧を安定化し、二次側出力がトナー 方式印刷部の高圧印加部に導かれたトナー方式印刷装置の高圧発生回路に適用し 、二次コイルの電流経路に挿入され、二次コイルの負荷インピーダンスの下限値 を制限することによって、二次側出力の短絡時の発振用トランジスタの発振停止 を防止する負荷抑制回路と、負荷の短絡を検出したときには、電圧制御信号の電 圧を低下させることによって発振用トランジスタの発振を停止させると共に、発 振用トランジスタの発振を停止させた後には電圧制御信号の電圧を上昇させるこ とによって発振用トランジスタの発振を再開させることを繰り返す間欠制御回路 とを備えている。

【００１８】 すなわち、負荷抑制回路は、二次側出力に短絡が生じるときにも、発振用トラ ンジスタが発振を停止することを防止する。従って、二次側出力に短絡が生じた ときにも、間欠制御回路が電圧制御信号の電圧を上昇させるときには、発振用ト ランジスタは発振を行う。また、間欠制御回路が電圧制御信号の電圧を低下させ るときには、発振用トランジスタは発振を停止する。このため、二次側出力の短 絡時においても、発振用トランジスタは間欠発振を行うので、発振用トランジス タの発熱が抑制される。

【００１９】 また、上記構成に加え、前記負荷抑制回路を、前記二次コイルの出力を整流平 滑することによってマイナス電圧の前記二次側出力を生成する整流平滑回路の接 地レベル側経路と接地レベルとの間に挿入された分圧回路とし、前記間欠制御回 路は、前記分圧回路から送出される分圧電圧に基づいて、二次側出力の短絡を検 出している。

【００２０】 すなわち、負荷抑制回路は、二次側出力の短絡を検出するための回路を兼ねる ことになるので、二次側出力の短絡を検出するための回路を、別途に設けること が不要になる。

【００２１】 また、上記構成に加え、ＰＷＭ信号の信号源に一方の端子が接続されたフィル タ用抵抗と、フィルタ用抵抗の他方の端子と接地レベルとの間に接続されたフィ ルタ用コンデンサとを備えることによって、前記ＰＷＭ信号を直流化するフィル タ回路を備え、前記電圧制御回路は、フィルタ回路の出力である電圧設定信号と 前記電圧検出信号とに基づいて前記電圧制御信号のレベルを変化させることによ り、前記二次側出力の電圧を電圧設定信号に対応した電圧に安定化するトナー方 式印刷装置の高圧発生回路に適用し、前記間欠制御回路を、二次側出力の短絡を 検出したときには、フィルタ回路の出力と接地レベルとの間の接続を閉じるスイ ッチ回路とし、前記スイッチ回路の接続が開かれたときのフィルタ回路の出力の 電圧上昇を、前記フィルタ用コンデンサによって遅延することにより、前記間欠 発振における発振の再開を遅らせている。

【００２２】 すなわち、フィルタ用コンデンサは、間欠発振における間欠の再開を遅らせる ための素子と、ＰＷＭ信号を直流化するときのフィルタとしての素子とを兼ねる ことになる。

【００２３】 また、上記構成に加え、前記間欠制御回路は、アノードが前記フィルタ回路の 出力に接続され、カソードがスイッチ回路に接続されたダイオードと、前記ダイ オードのカソードに接続された遅延用コンデンサとを備え、前記スイッチ回路の 接続が閉じられたときには遅延用コンデンサを放電させている。

【００２４】 すなわち、スイッチ回路の接続が、閉じられた状態から開かれた状態に移行し たときには、放電状態にある遅延用コンデンサが、ダイオードを介して、フィル タ回路の出力に並列に接続されることになる。また、遅延用コンデンサが放電状 態ではない場合、遅延用コンデンサは、ダイオードによってフィルタ回路の出力 から切り離される。

【００２５】 また、上記構成に加え、前記遅延用コンデンサは、前記分圧回路の分圧電圧の 出力点と前記ダイオードのカソードとの間に接続されている。

【００２６】 すなわち、遅延用コンデンサの端子間電圧が上昇したため、発振が再開され、 分圧電圧が上昇したときには、遅延用コンデンサにおけるダイオード側の端子の 電圧が上昇する。従って、遅延用コンデンサは、ダイオードによって、フィルタ 回路から切り離される。このため、フィルタ回路の出力電圧の上昇は、フィルタ 用コンデンサによってのみ遅延されるに過ぎなくなるので、発振が再開されたと きには、フィルタ回路の出力電圧は、急激に上昇することになる。

【００２７】

【考案の実施の形態】

以下に本考案の実施例の形態を、図面を参照しつつ説明する。 図１は、本考案に係るトナー方式印刷装置の高圧発生回路の第１の実施形態の 電気的接続を示す回路図であり、例えば、−１１００Ｖ近傍の電圧において、出 力電圧を変化させることが可能な構成を示している。なお、図７に示す構成と同 一となる素子については、図７における符号と同一符号を付与している。

【００２８】 図において、基準電圧源７は、例えば、１０Ｖに精密に安定化された電圧を出 力するブロックとなっている。また、電圧設定部８は、二次側出力１３の電圧を 設定するためのブロックとなっており、出力するＰＷＭ信号のデューティ比でも って、二次側出力１３の電圧を設定する。なお、電圧設定部８の出力は、オープ ンドレイン出力となっている。

【００２９】 電圧制御回路１は、二次側出力１３の電圧を示す電圧検出信号１８に基づいて 生成した直流の電圧制御信号１４を、補助コイルＬ３の他方の端子に送出するブ ロックとなっている。そして、電圧制御信号１４の電圧を変化させ、トランジス タＱ１の発振振幅を制御することでもって、二次側出力１３の電圧を、電圧設定 部８により設定された電圧に安定化する。

【００３０】 電圧制御回路１の出力（ＯＰアンプ３の出力端子）は、トランジスタＱ１のベ ース電流を制限するための抵抗Ｒ８と、補助コイルＬ３の負荷インピーダンスの 最小値を制限する抵抗Ｒ９とを介して、補助コイルＬ３の第２の端子に導かれて いる。また、抵抗Ｒ８と抵抗Ｒ９との接続点は、コンデンサＣ３を介して接地さ れている。

【００３１】 トランス４は、一次コイルＬ１、二次コイルＬ２、および、補助コイルＬ３が 巻回されたトランスとなっており、一次コイルＬ１の一方の端子は、例えば、２ ０Ｖのプラス電源Ｐに接続されている。また、コレクタが一次コイルＬ１の他方 の端子に接続され、ベースが補助コイルＬ３の第１の端子に接続され、エミッタ が接地された発振用トランジスタＱ１（以下では単にトランジスタＱ１と称する ）は、一次コイルＬ１と補助コイルＬ３との間に形成された磁気結合を帰還経路 として、自励発振を行う素子となっている。なお、このとき、トランジスタＱ１ は、非飽和領域において動作する。

【００３２】 ダイオードＤ１とコンデンサＣ４とは、二次コイルＬ２に発生する高圧を整流 平滑する整流平滑回路６となっており、整流平滑出力であるマイナスレベルの二 次側出力１３は、トナー方式印刷部の高圧印加部に導かれている（後に詳述する ）。なお、整流平滑回路６の出力と二次側出力１３との間に接続された抵抗Ｒ１ １は、二次側出力１３が短絡したとき、コンデンサＣ４の放電電流の最大値を抑 制するための素子となっている。

【００３３】 負荷抑制回路５は、二次コイルＬ２の負荷インピーダンスの下限値を制限する ことによって、二次側出力１３の短絡時のトランジスタＱ１の発振停止を防止す るブロックとなっている。このため、負荷抑制回路５は、整流平滑回路６の接地 レベル側経路と接地レベルとの間（二次コイルＬ２の電流経路）に挿入されてい る。

【００３４】 間欠制御回路２は、分圧電圧１９に基づいて二次側出力１３の短絡を検出した ときには、電圧制御信号１４の電圧を低下させることによってトランジスタＱ１ の発振を停止させると共に、トランジスタＱ１の発振を停止させた後には、電圧 制御信号１４の電圧を上昇させることによってトランジスタＱ１の発振を再開さ せることを繰り返すブロックとなっている。

【００３５】 図３は、トナー方式印刷部の概略を示す説明図である。 トナー方式印刷部は、トナー用ローラ５１、現像ローラ５２、帯電用ローラ５ ３、感光体ドラム５４、転写用ローラ５５、ドクターブレード５６、クリーナブ レード５７によって構成されている。また、第１の実施形態は、高圧印加部（上 記したトナー方式印刷部のローラ５１〜５３，５５やブレード５６，５７、ある いは、感光体ドラム５４）に、高圧を印加するための装置となっている。このた め、実機においては、複数種の電圧を発生する構成となっているが、図１におい ては、二次側出力１３とは異なる電圧の二次側出力を発生するための構成の図示 が省略されている（５８はレーザ光、５９は印刷用紙を示している）。

【００３６】 以下に、電圧制御回路１、間欠制御回路２、および、負荷抑制回路５の詳細な 構成について説明する。

【００３７】 電圧制御回路１における抵抗Ｒ３の一方の端子は、基準電圧源７の出力に接続 されており、抵抗Ｒ３の他方の端子は、電圧設定部８の出力に接続されている。 すなわち、抵抗Ｒ３は、電圧設定部８の出力がオフとなるとき、電圧設定部８の 出力８１を、基準電圧源７の電圧にプルアップする素子となっている。

【００３８】 抵抗Ｒ４の一方の端子は基準電圧源７に接続されている。また、フィルタ用抵 抗Ｒ５（以下では、単に抵抗Ｒ５と称する）の一方の端子は電圧設定部８の出力 に接続されている。そして、抵抗Ｒ４の他方の端子と抵抗Ｒ５の他方の端子とは 、互いに接続されると共に、ＯＰアンプ３の非反転入力に接続されている。また 、抵抗Ｒ５の他方の端子と接地レベルとの間には、抵抗Ｒ５の他方の端子に現れ る信号を直流化するため、フィルタ用コンデンサＣ２（以下では、単にコンデン サＣ２と称する）が接続されている。

【００３９】 以上のことから、抵抗Ｒ４を無視する場合では、電圧設定部８から送出される ＰＷＭ信号８１のデューティ比が、０％から１００％までの範囲で変化するとき 、抵抗Ｒ５の他方の端子の電圧は、０Ｖから１０Ｖまでの範囲で変化する。一方 、抵抗Ｒ４の値は、抵抗Ｒ５の値の約１．５倍に設定されている。このため、抵 抗Ｒ５の他方の端子の出力（１２により示す）の電圧は、抵抗Ｒ７が無いとする と、ＰＷＭ信号８１のデューティ比が、０％から１００％までの範囲で変化する とき、約４Ｖから１０Ｖまでの範囲で変化する。

【００４０】 すなわち、抵抗Ｒ３〜Ｒ５、および、コンデンサＣ２からなるブロック９は、 電圧設定部８から送出されるＰＷＭ信号を直流化するフィルタ回路を構成してい る。

【００４１】 抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とは、基準電圧源７の電圧を１／２に分圧し、分圧電圧を ＯＰアンプ３の反転入力に送出する素子となっている。また、コンデンサＣ１と 抵抗Ｒ６とからなり、ＯＰアンプ３の反転入力と出力端子との間に接続された直 列回路は、ＯＰアンプ３の寄生発振を防止するためのものとなっている。また、 二次側出力１３と非反転入力との間に接続された抵抗Ｒ７は、二次側出力１３の 電圧を、極めて高い比率でもって分圧し、分圧された出力を、電圧検出信号１８ として、非反転入力に与える素子となっている。

【００４２】 また、ＯＰアンプ３は、単一電源によって動作するようになっている。このた め、プラス電源端子には、２０Ｖのプラス電源Ｐが接続され、マイナス電源端子 は接地されている。

【００４３】 負荷抑制回路５は、詳細には、直列に接続された２つの抵抗Ｒ１２，Ｒ１３に よって構成されている。このため、負荷抑制回路５は、二次側出力１３の電流検 出回路をも兼ねるように作用し、整流平滑回路６の接地レベル側経路と接地レベ ルとの間に発生した電圧を分圧すると共に、分圧電圧１９を間欠制御回路２に送 出する。

【００４４】 間欠制御回路２におけるツェナーダイオードＤ２のカソードは、負荷抑制回路 ５の分圧電圧の出力点に接続され、アノードは、トランジスタＱ２のベースに接 続されている。また、トランジスタＱ２のコレクタは、ＯＰアンプ３の非反転入 力に接続され、エミッタは接地されている。また、トランジスタＱ２のベースと 接地レベルとの間には、抵抗Ｒ１４が接続されている。

【００４５】 また、ツェナーダイオードＤ２のツェナー電圧は、二次側出力１３の電流値が 規定内の値であるときの分圧電圧１９より高い電圧となっている。従って、通常 動作時では、トランジスタＱ２は常にオフ状態にある。一方、二次側出力１３に 短絡が生じたため、分圧電圧１９が上昇し、ツェナーダイオードＤ２に電流が流 れるときには、トランジスタＱ２がオンとなって、フィルタ回路９の出力１２と 接地レベルとの間の接続を閉じる。

【００４６】 第１の実施形態は上記した構成となっている。従って、二次側出力１３に短絡 が生じない場合では、トランジスタＱ１は、非飽和領域において自励発振を行う 。このため、コレクタの電圧波形は、図４の１５に示すように、正弦波としての 変化を示す。また、補助コイルＬ３の第１の端子に発生する電圧も、１６に示す ように、正弦波に近似した変化を示す。そして、抵抗Ｒ８と抵抗Ｒ９との接続点 のレベルは、補助コイルＬ３の第１の端子が、トランジスタＱ１のベース・エミ ッタ間のダイオードを介して接地される関係から、１７に示すように、マイナス レベルとなる。また、ＯＰアンプ３の出力１４のレベルが変化するときには、ト ランジスタＱ１のコレクタの振幅（発振振幅）６１が変化するので、二次側出力 １３の電圧が変化する。

【００４７】 以上のことから、二次側出力１３の電圧が低下するときには、電圧検出信号１ ８のレベルが０Ｖの側に変位し、非反転入力のレベルが上昇するので、ＯＰアン プ３の出力レベルが上昇する。ＯＰアンプ３の出力レベルが上昇したときには、 トランジスタＱ１の発振振幅が増大するので、二次側出力１３の電圧が高くなる （マイナス方向に増大する）。このため、ＯＰアンプ３の非反転入力のレベルが 下降し、ＯＰアンプ３の出力レベルの上昇が停止する。その結果、二次側出力１ ３の電圧は、電圧設定部８から送出されるＰＷＭ信号８１のデューティ比（出力 １２の電圧）により指示された電圧に安定化される。

【００４８】 図５は、間欠発振時の主要信号の波形を示す説明図である。必要に応じて同図 を参照しつつ、間欠動作について説明する。

【００４９】 二次側出力１３の短絡状態において、トランジスタＱ１の発振振幅（１５によ り示す）が増大し、分圧電圧１９が所定電圧に達したとき（時刻Ｔ１）には、ツ ェナーダイオードＤ２に電流が流れ、トランジスタＱ２がオン状態に移行する。 その結果、ＯＰアンプ３の非反転入力の電圧（１２の電圧）が急激に低下する（ 時刻Ｔ２）。従って、ＯＰアンプ３の出力である電圧制御信号１４の電圧が急激 に低下する。その結果、トランジスタＱ１のベース電流が０となり、トランジス タＱ１の発振が停止する。

【００５０】 トランジスタＱ１の発振が停止すると、分圧電圧１９が、コンデンサＣ５の作 用により、少し遅れて低下を始める。分圧電圧１９が低下を始めると、ツェナー ダイオードＤ２に電流が流れなくなるので、時刻Ｔ２以後、僅かの時間が経過し たとき（時刻Ｔ３）、トランジスタＱ２は、オフ状態に移行する。従って、時刻 Ｔ３以後では、フィルタ回路９の抵抗Ｒ３〜Ｒ５の値と、コンデンサＣ２の容量 とにより定まる時定数でもって、出力１２の電圧が上昇を始める。その結果、出 力１２の電圧が、ＯＰアンプ３の反転入力の電圧に等しいレベルＶ１まで上昇し たとき（時刻Ｔ４）には、電圧制御信号１４の電圧が上昇を開始する。このため 、トランジスタＱ１にベース電流が流れ、トランジスタＱ１は発振を開始する。 また、この発振は、時刻Ｔ４から時間が経過するほど、振幅が増大する。

【００５１】 トランジスタＱ１の発振振幅が増大するに従い、分圧電圧１９が上昇する。そ して、時刻Ｔ５となったときには、ツェナーダイオードＤ２に電流が流れる。そ の結果、時刻Ｔ２における動作と同一の動作が再開される。以後、二次側出力１ ３の短絡が続く場合には、同様の動作が繰り返される。このため、トランジスタ Ｑ１は間欠発振を行うので、トランジスタＱ１の発熱の増加が抑制される。

【００５２】 図２は、第２の実施形態の電気的接続を示す回路図である。なお、第１の実施 形態と第２の実施形態との差異は、間欠制御回路の構成のみとなっている。この ため、同図においては、間欠制御回路に関連した部分のみを図示している（図示 が省略された部分は、図１に示す構成と同一となっている）。

【００５３】 間欠制御回路１０は、第１の実施形態における間欠制御回路２と比較するとき には、ダイオードＤ３と遅延用コンデンサＣ７（以下では、単にコンデンサＣ７ と称する）とが追加された構成となっている。すなわち、トランジスタＱ２のコ レクタにはダイオードＤ３のカソードが接続され、ダイオードＤ３のアノードは 、フィルタ回路９の出力１２（ＯＰアンプ３の非反転入力）に接続されている。 また、コンデンサＣ７は、一方の端子がダイオードＤ３のカソードに接続され、 他方の端子が、分圧電圧１９に接続されている。

【００５４】 第２の実施形態は、上記した構成となっている。このため、二次側出力１３に 短絡が発生しないときには、トランジスタＱ２がオフ状態となる。従って、この ときの動作は、第１の実施形態と同一となるので、詳細な説明を省略する。

【００５５】 図６は、間欠発振時の主要信号の波形を示す説明図である。必要に応じて同図 を参照しつつ、二次側出力１３に短絡が生じたときの動作を説明する。

【００５６】 二次側出力１３の短絡状態において、トランジスタＱ１の発振振幅（１５によ り示す）が増大し、分圧電圧１９が所定電圧に達したとき（時刻Ｔ１１）には、 ツェナーダイオードＤ２に電流が流れ、トランジスタＱ２がオン状態に移行しよ うとする。一方、トランジスタＱ２がオン状態に移行したため、トランジスタＱ ２のコレクタ電圧が下降すると、この下降に対応してコンデンサＣ７に電流が流 れ、経路１９の電圧を低下させる。

【００５７】 つまり、トランジスタＱ２のコレクタと経路１９との間に接続されたコンデン サＣ７は、オフ状態にあるトランジスタＱ２が、オン状態に移行しようとする速 度を遅らせるように作用する。その結果、ＯＰアンプ３の非反転入力の電圧は、 図６の１２に示したように、時刻Ｔ１１以後において、緩やかに下降する変化を 示す。従って、ＯＰアンプ３の電圧制御信号１４の電圧は、経路１２の電圧が所 定レベルまで低下したとき（時刻Ｔ１２）、下降を開始する（１４の波形により 示す）。その結果、トランジスタＱ１の発振振幅は、時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１２ の期間において、ほぼ一定の振幅に保たれ、以後、徐々に振幅を減少させる。そ して、時刻Ｔ１３となったときには、トランジスタＱ１のベース電流が０となり 、トランジスタＱ１は発振を停止する。

【００５８】 トランジスタＱ１の発振が停止すると、分圧電圧１９が少し遅れて低下を始め る。分圧電圧１９が低下を始めると、ツェナーダイオードＤ２に電流が流れなく なるので、トランジスタＱ２はオフ状態に移行する（時刻Ｔ１４）。従って、時 刻Ｔ１４以後では、フィルタ回路９の抵抗Ｒ３〜Ｒ５によるコンデンサＣ２の充 電が開始される。しかし、時刻Ｔ１４においてコンデンサＣ７が放電されている ため、コンデンサＣ２の充電が行われるときには、コンデンサＣ７の充電も、併 せて行われることになる。

【００５９】 従って、時刻Ｔ１４以後では、フィルタ回路９の抵抗Ｒ３〜Ｒ５の値と、コン デンサＣ２とコンデンサＣ７との並列容量とにより定まる時定数でもって、経路 １２の電圧が上昇を始める。このため、経路１２の電圧の上昇は、緩やかな上昇 となる。そして、経路１２の電圧が、ＯＰアンプ３の反転入力の電圧に等しいレ ベルまで上昇したとき（時刻Ｔ１５）には、電圧制御信号１４の電圧が上昇を開 始する。このため、トランジスタＱ１にベース電流が流れ、トランジスタＱ１は 発振を開始する。その結果、分圧電圧１９も上昇を始める。

【００６０】 分圧電圧１９が上昇すると、一方の端子に分圧電圧１９が印加されたコンデン サＣ７は、他方の端子の電圧を直ちに上昇させる。従って、時刻Ｔ１５において 、コンデンサＣ７は、経路１２から切り離された状態と等価となる。このため、 時刻Ｔ１５以後では、経路１２の電圧上昇は、フィルタ回路９の抵抗Ｒ３〜Ｒ５ の値と、コンデンサＣ２のみとの時定数、すなわち、値の小さい時定数に従った 上昇を始める。このため、経路１２の電圧は急激に上昇することになる。

【００６１】 経路１２の電圧の急激な上昇は、電圧制御信号１４の急激な上昇を生じさせる ので、トランジスタＱ１の発振振幅は急激に増大することになる。このため、時 刻Ｔ１５から僅かの期間が経過した時刻Ｔ１６となったときには、上昇した分圧 電圧１９によって、ツェナーダイオードＤ２に電流が流れる。その結果、時刻Ｔ １６以後においては、時刻Ｔ１１における動作と同一の動作が再開される。そし て後、二次側出力１３の短絡が続く場合には、同様の動作が繰り返される。すな わち、トランジスタＱ１は間欠発振を行う。また、この間欠発振は、発振の停止 する期間が長い間欠発振となるので、トランジスタＱ１の発熱の増加は、より抑 制されることになる。

【００６２】 以上説明したように、コンデンサＣ７は、トランジスタＱ２がオン状態からオ フ状態に移行したとき、コンデンサＣ２に、等価的に、並列に接続される素子と なっている。従って、コンデンサＣ７の容量を変えることにより、発振の停止期 間を任意の期間に設定することができる。

【００６３】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案に係るトナー方式印刷装置の高圧発生回路は、補 助コイルに送出する電圧制御信号によって発振用トランジスタの発振振幅を制御 することでもって二次側出力の電圧を安定化する電圧制御回路を備え、二次側出 力がトナー方式印刷部の高圧印加部に導かれた構成において、二次コイルの電流 経路に挿入され、二次コイルの負荷インピーダンスの下限値を制限することによ って、二次側出力の短絡時の発振用トランジスタの発振停止を防止する負荷抑制 回路と、負荷の短絡を検出したときには、電圧制御信号の電圧を低下させること によって発振用トランジスタの発振を停止させると共に、発振用トランジスタの 発振を停止させた後には電圧制御信号の電圧を上昇させることによって発振用ト ランジスタの発振を再開させることを繰り返す間欠制御回路とを備えている。従 って、二次側出力に短絡が生じたときにも、間欠制御回路が電圧制御信号の電圧 を上昇させるときには、発振用トランジスタは発振を行う。また、間欠制御回路 が電圧制御信号の電圧を低下させるときには、発振用トランジスタは発振を停止 する。このため、二次側出力の短絡時においては、発振用トランジスタは間欠発 振を行うので、出力短絡時の発振用トランジスタの発熱の増加が抑制されるため 、温度上昇によるトナー方式印刷部の性能の劣化を防止することができる。

【００６４】 また、さらに、前記負荷抑制回路を、前記二次コイルの出力を整流平滑するこ とによってマイナス電圧の前記二次側出力を生成する整流平滑回路の接地レベル 側経路と接地レベルとの間に挿入された分圧回路とし、前記間欠制御回路は、前 記分圧回路から送出される分圧電圧に基づいて、二次側出力の短絡を検出してい る。従って、負荷抑制回路は、二次側出力の短絡を検出するための回路を兼ねる ことになるので、間欠発振を行わせるときにも、素子数の増加を抑制することが できる。

【００６５】 また、さらに、フィルタ用抵抗とフィルタ用コンデンサとを備えることによっ て、前記ＰＷＭ信号を直流化するフィルタ回路を備え、前記電圧制御回路は、フ ィルタ回路の出力である電圧設定信号と前記電圧検出信号とに基づいて前記電圧 制御信号のレベルを変化させることにより、前記二次側出力の電圧を電圧設定信 号に対応した電圧に安定化する構成において、前記間欠制御回路を、二次側出力 の短絡を検出したときには、フィルタ回路の出力と接地レベルとの間の接続を閉 じるスイッチ回路とし、前記スイッチ回路の接続が開かれたときのフィルタ回路 の出力の電圧上昇を、前記フィルタ用コンデンサによって遅延することにより、 前記間欠発振における発振の再開を遅らせている。従って、フィルタ用コンデン サは、間欠発振における間欠の再開を遅らせるための素子と、ＰＷＭ信号を直流 化するときのフィルタとしての素子とを兼ねるので、間欠発振を行わせるときに も、素子数の増加を抑制することができる。

【００６６】 また、さらに、前記間欠制御回路は、アノードが前記フィルタ回路の出力に接 続され、カソードがスイッチ回路に接続されたダイオードと、前記ダイオードの カソードに接続された遅延用コンデンサとを備え、前記スイッチ回路の接続が閉 じられたときには遅延用コンデンサを放電させている。従って、スイッチ回路の 接続が、閉じられた状態から開かれた状態に移行したときには、放電状態にある 遅延用コンデンサが、ダイオードを介して、フィルタ回路の出力に並列に接続さ れる。また、遅延用コンデンサが放電状態ではない場合、遅延用コンデンサは、 ダイオードによってフィルタ回路の出力から切り離されるので、ＰＷＭ信号を直 流化する回路の時定数の増加を招くことなく、間欠発振時の発振が再開されるま での期間を、任意の期間分だけ遅らせることができる。

【００６７】 また、さらに、前記遅延用コンデンサは、前記分圧回路の分圧電圧の出力点と 前記ダイオードのカソードとの間に接続されている。従って、発振が再開され、 分圧電圧が上昇したときには、遅延用コンデンサの端子間電圧が同一であるとき にも、遅延用コンデンサへの充電が停止される。このため、フィルタ回路の出力 電圧の上昇は、フィルタ用コンデンサによってのみ遅延されるに過ぎなくなるの で、素子数の増加を招くことなく、間欠発振時の発振の立ち上がりを急峻なもの とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るトナー方式印刷装置の高圧発生回
路の第１の実施形態の電気的接続を示す回路図である。

【図２】第２の実施形態の電気的接続を示す回路図であ
る。

【図３】トナー方式印刷部の概略を示す説明図である。

【図４】二次側出力の非短絡時の主要点の信号波形を示
す説明図である。

【図５】第１の実施形態における出力短絡時の主要信号
の波形を示す説明図である。

【図６】第２の実施形態における出力短絡時の主要信号
の波形を示す説明図である。

【図７】従来技術の電気的接続を示す回路図である。

【図８】従来技術の電気的接続を示す回路図である。

【図９】従来技術の電気的接続を示す回路図である。

【符号の説明】

１ 電圧制御回路 ２ 間欠制御回路 ４ トランス ５ 負荷抑制回路 ６ 整流平滑回路 ９ フィルタ回路 １０ 間欠制御回路 １２ 電圧設定信号 １３ 二次側出力 １４ 電圧制御信号 １８ 電圧検出信号 １９ 分圧電圧 ８１ ＰＷＭ信号 Ｃ２ フィルタ用コンデンサ Ｃ７ 遅延用コンデンサ Ｄ３ ダイオード Ｌ１ 一次コイル Ｌ２ 二次コイル Ｌ３ 補助コイル Ｑ１ 発振用トランジスタ Ｒ５ フィルタ用抵抗

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一次コイルと二次コイルと補
   助コイルとが巻回されたトランスと、 コレクタが一次コイルに接続され、ベースが補助コイル
   の第１の端子に接続され、自励発振を行う発振用トラン
   ジスタと、 二次側出力の電圧を示す電圧検出信号に基づいて生成し
   た電圧制御信号を補助コイルの第２の端子に送出する電
   圧制御回路とを備え、 電圧制御回路は、電圧制御信号によって発振用トランジ
   スタの発振振幅を制御することでもって二次側出力の電
   圧を安定化し、 二次側出力がトナー方式印刷部の高圧印加部に導かれた
   トナー方式印刷装置の高圧発生回路において、 二次コイルの電流経路に挿入され、二次コイルの負荷イ
   ンピーダンスの下限値を制限することによって、二次側
   出力の短絡時の発振用トランジスタの発振停止を防止す
   る負荷抑制回路と、 負荷の短絡を検出したときには、電圧制御信号の電圧を
   低下させることによって発振用トランジスタの発振を停
   止させると共に、発振用トランジスタの発振を停止させ
   た後には電圧制御信号の電圧を上昇させることによって
   発振用トランジスタの発振を再開させることを繰り返す
   間欠制御回路とを備えたことを特徴とするトナー方式印
   刷装置の高圧発生回路。
2. 【請求項２】 前記負荷抑制回路を、前記二次コイルの
   出力を整流平滑することによってマイナス電圧の前記二
   次側出力を生成する整流平滑回路の接地レベル側経路と
   接地レベルとの間に挿入された分圧回路とし、 前記間欠制御回路は、前記分圧回路から送出される分圧
   電圧に基づいて、二次側出力の短絡を検出することを特
   徴とする請求項１記載のトナー方式印刷装置の高圧発生
   回路。
3. 【請求項３】 ＰＷＭ信号の信号源に一方の端子が接続
   されたフィルタ用抵抗と、フィルタ用抵抗の他方の端子
   と接地レベルとの間に接続されたフィルタ用コンデンサ
   とを備えることによって、前記ＰＷＭ信号を直流化する
   フィルタ回路を備え、 前記電圧制御回路は、フィルタ回路の出力である電圧設
   定信号と前記電圧検出信号とに基づいて前記電圧制御信
   号のレベルを変化させることにより、前記二次側出力の
   電圧を電圧設定信号に対応した電圧に安定化するトナー
   方式印刷装置の高圧発生回路において、 前記間欠制御回路を、二次側出力の短絡を検出したとき
   には、フィルタ回路の出力と接地レベルとの間の接続を
   閉じるスイッチ回路とし、 前記スイッチ回路の接続が開かれたときのフィルタ回路
   の出力の電圧上昇を、前記フィルタ用コンデンサによっ
   て遅延することにより、前記間欠発振における発振の再
   開を遅らせることを特徴とする請求項１または請求項２
   記載のトナー方式印刷装置の高圧発生回路。
4. 【請求項４】 前記間欠制御回路は、 アノードが前記フィルタ回路の出力に接続され、カソー
   ドがスイッチ回路に接続されたダイオードと、 前記ダイオードのカソードに接続された遅延用コンデン
   サとを備え、 前記スイッチ回路の接続が閉じられたときには遅延用コ
   ンデンサを放電させることを特徴とする請求項３記載の
   トナー方式印刷装置の高圧発生回路。
5. 【請求項５】 前記遅延用コンデンサは、前記分圧回路
   の分圧電圧の出力点と前記ダイオードのカソードとの間
   に接続されていることを特徴とする請求項４記載のトナ
   ー方式印刷装置の高圧発生回路。