JP3416633B2 - 高圧矩形波発生回路 - Google Patents

高圧矩形波発生回路

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、静電写真プロセス
を用いた画像形成装置の高圧矩形波発生回路に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】静電写真装置等の画像形成装置において
は、直流電圧,交流電圧または交流電圧に直流電圧を重
畳した電圧など、種々の高圧バイアスが用いられてい
る。例えば、現像器に印加する現像バイアスには、交流
電圧に直流電圧を重畳した電圧が用いられており、その
直流電圧を変化させることで現像濃度を制御するように
なっている。この交流電圧に直流電圧を重畳させる方法
としては、交流昇圧用のトランスと直流昇圧用のトラン
スの二つのトランスを用いて重畳させる方法と、交流昇
圧用のトランスの出力を整流した直流電圧をそのトラン
スの交流電圧に重畳させる方法の二通りがある。
【0003】また交流高圧バイアスは、印字濃度等の面
で画像品質を大きく左右するため、その周波数やピーク
−ピーク振幅(peak-to-peak amplitude)を精度良く制御
する必要がある。この交流高圧バイアスのピーク−ピー
ク振幅を精度良く制御するためには、そのピーク−ピー
ク振幅を検出してフィードバック制御により一定となる
ようにしたり、昇圧前の振幅の精度を高めるために供給
電源の精度を上げる必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の高圧電源装置にあっては、交流電圧に直流
電圧を重畳させる場合、直流昇圧用と交流昇圧用の二つ
のトランスを使用すると高価なものとなってしまい、交
流昇圧用のトランスの交流出力を整流した直流電圧を用
いた時にはトランス1次側の駆動回路側から見たトラン
ス2次側の正負のインピーダンスが不平衡となり、この
ため、出力交流波形に歪が生じ、負荷に適正な交流電圧
を印加することができないという問題点があった。
【0005】また、ピーク−ピーク振幅を一定にするに
は、複雑なフィードバック制御を行ったり、供給する電
源の精度を上げる必要があるので、同様に高価なものと
なってしまうという問題点があった。
【0006】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、安価かつ簡単な構成で、精度の良い出
力制御ができ、負荷に適正な交流電圧を印加することが
できる高圧矩形波発生回路を得ることを目的としてい
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、高圧矩形波発生回路をつぎの(1)な
いし(4)のとおりに構成する。
【0008】(1)静電写真装置である画像形成装置の
高圧矩形波発生回路において、TTLレベルもしくはC
−MOSレベルの矩形波交流信号が与えられる第1のト
ランジスタを有し、抵抗を介して電源電圧ラインに接続
される前記第1のトラ ンジスタのコレクタの出力を、レ
ベル変換した交流として出力するレベル変換回路と、前
記レベル変換回路によってレベル変換された交流に基づ
いて相補的に動作する第2,第3のトランジスタを有
し、前記電源電圧ラインとグランドとの間に直列に接続
される前記第2,第3のトランジスタの共通接続点の出
力を電流増幅した交流として出力する電流増幅回路と、
前記第2,第3のトランジスタのうちの一方をオンさせ
るときに前記電流増幅回路に与える電圧レベルを一定に
するために前記電流増幅回路の入力部に接続される定電
圧制御素子と、1次巻線と2次巻線の巻数比が1:nの
トランスであって、前記電流増幅回路の交流出力を昇圧
するトランスとを有し、前記トランスの2次巻線の出力
が高圧負荷に印加される構成を有する高圧矩形波発生回
路。
【0009】(2)前記定電圧制御素子はツェナーダイ
オードである前記(1)に記載の高圧矩形波発生回路。
【0010】(3)静電写真装置である画像形成装置の
高圧矩形波発生回路において、TTLレベルもしくはC
−MOSレベルの矩形波交流信号が与えられる第1のト
ランジスタを有し、前記第1のトランジスタのコレクタ
出力をレベル変換した交流として出力するレベル変換回
路と、前記電源電圧ラインからの電源電圧をレギュレー
トするレギュレータICであって、レギュレートした出
力を抵抗を介して前記第1のトランジスタのコレクタに
与えるレギュレータICと、前記レベル変換回路によっ
てレベル変換された交流に基づいて相補的に動作する第
2,第3のトランジスタを有し、前記電源電圧ラインと
グランドとの間に直列に接続される前記第2,第3のト
ランジスタの共通接続点の出力を電流増幅した交流とし
て出力する電流増幅回路と、1次巻線と2次巻線の巻数
比が1:nのトランスであって、前記電流増幅回路 の交
流出力を昇圧するトランスとを有し、前記トランスの2
次巻線の出力が高圧負荷に印加される構成を有する高圧
矩形波発生回路。
【0011】(4)前記高圧負荷は、電子写真記録装置
の現像スリーブと感光体ドラム間のインピーダンス負荷
である前記(1)ないし(3)のいずれかに記載の高圧
矩形波発生回路。
【0012】
【実施例】(第1実施例) 図1は本発明の第1実施例の構成を示す回路図であり、
静電写真装置である画像形成装置の高圧矩形波発生回路
として構成した例を示している。同図において、11は
入力された矩形波交流(Vin)のレベル変換を行うレ
ベル変換回路で、NPN形のトランジスタQ11とその
ベース電流制限用の抵抗R21,R22及び電源電圧
(Vcc)ラインと接続された抵抗R23により構成さ
れている。12はレベル変換された抵抗R24からの交
流を電流増幅する電流増幅回路で、NPN形のトランジ
スタQ12,PNP形のトランジスタQ13及び抵抗R
25〜R28により構成されている。
【0013】C11は上記増幅回路12の出力、つまり
トランジスタQ12,Q13のエミッタ出力の直流電圧
成分をカットして交流バイアス成分のみを伝達する交流
結合素子であるコンデンサ、T11はこのコンデンサC
11からの交流を昇圧(V11→V12)するトランス
で、1次巻線と2次巻線の巻数比は1:n(n>1)と
なっている。
【0014】13は負荷電流を制限する出力インピーダ
ンス回路で、抵抗R29と抵抗R30,コンデンサC1
2の並列回路により構成されている。14は出力端子J
1,J2からの交流出力(Vout)が供給される負荷
であり、この負荷14は例えば、電子写真記録装置の現
像スリーブと感光体ドラム間のインピーダンス負荷とな
っている。
【0015】ZD1は増幅回路12の入力部に接続され
た定電圧制御素子であるツェナーダイオードで、増幅回
路12に入力される交流を一定電圧にクランプするクラ
ンプ回路として設けられている。
【0016】上記のように構成された回路において、レ
ベル変換回路11でレベル変換された矩形波交流は増幅
回路12に入力されて電流増幅されるが、この時、抵抗
R23〜R26によりトランジスタQ12,Q13のベ
ース電流が定められ、また抵抗R27,R28によりト
ランジスタQ12,Q13のクロスカレントが防止され
る。そして、電流増幅された交流はトランスT1で昇圧
され、出力端子J1,J2を通して負荷14に供給され
る。
【0017】次に上記の回路で、電源電圧Vccの精度
が±10%の比較的ラフな電源を用いた場合について説
明する。
【0018】入力VinにTTLレベルもしくはC−M
OSレベルの矩形波信号が入力されると、トランジスタ
Q11のコレクタ波形は約0V〜Vccの振幅の矩形波
となる。今ここで、増幅回路12にツェナーダイオード
ZD1が接続されていないと、電源電圧Vccが±10
%の精度であるため、最終的にトランスT11の入力電
圧V11も電源電圧の変動によって約±10%変動す
る。その結果、トランスT11の出力V2も±10%変
動する。そして、出力インピーダンス及び負荷インピー
ダンスが変わらないと仮定すれば、負荷14に印加され
る電圧の振幅も約±10%変動する。
【0019】しかし、本実施例のように、ツェナーダイ
オードZD1が挿入されていると(通常ツェナーダイオ
ードはツェナー電圧の±2%の精度を有している)、増
幅回路12のトランジスタQ12のGNDから見たベー
ス電位はほぼそのツェナー電圧のバラツキの範囲内に収
まる。このため、トランスT11の入力電圧及び出力電
圧も±2%の変動範囲となり、同様に負荷14に印加さ
れる電圧の増幅も約±2%の変動となる。
【0020】このように、複雑なフィードバック制御を
行ったり、供給する電源の精度を上げることなく、ツェ
ナーダイオードZD1を用いた安価かつ簡単な構成で、
ピーク−ピーク振幅を一定にすることができ、負荷14
に適正な交流電圧を印加することができる。
【0021】なお、上記回路では、ツェナーダイオード
ZD1を比較的電流値の少ない電流増幅回路12の前に
挿入しているので、低電力で安価なツェナーダイオード
を選択することが可能となる。また、ツェナーダイオー
ドZD1のツェナー電圧は、電源電圧Vccの最低値
(変動の負側の最大値)よりも小さい値に設定すること
が必要である。
【0022】(第2実施例) 図2は本発明の第2実施例の構成を示す回路図であり、
図1と同一符号は同一構成部分を示している。図中、Q
14は上述のクランプ回路として設けられたレギュレー
タICで、抵抗R31を介して電源電圧(Vcc)ライ
ンと接続されており、抵抗R23から抵抗R24を通し
て電流増幅回路12に入力する交流電圧を発生する。ま
た、このレギュレータICQ14は、出力電圧の精度が
約±2%となっている。
【0023】このように、電流増幅回路12の前段にレ
ギュレータICQ14を介装することで、図1の回路と
同様の電源電圧Vccが仮に±10%変動してもトラン
ジスタQ12のベース電位を約±2%の変動範囲内に抑
えることができ、トランスT11の入力電圧及び出力電
圧を±2%の変動に抑えることができる。したがって、
負荷14に印加される電圧の振幅も約±2%内の変動に
抑えることができ、上記実施例と同様の作用効果を得る
ことができる。
【0024】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、安価か
つ簡単な構成で、ピーク−ピーク振幅を精度良く制御で
き、負荷に適正な交流電圧を印加することができるとい
う効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例の構成を示す回路図
【図2】 本発明の第2実施例の構成を示す回路図
【符号の説明】
12 電流増幅回路 T11 トランス XD1 ツェナーダイオード(クランプ回路) Q14 レギュレータIC(クランプ回路)
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−104497(JP,A) 特開 平4−263(JP,A) 特開 平3−162010(JP,A) 特開 昭59−200066(JP,A) 特開 昭55−157976(JP,A) 特開 平4−96652(JP,A) 実開 平4−76191(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 3/28 G03G 21/00 H02M 7/48

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 静電写真装置である画像形成装置の高圧
    矩形波発生回路において、 TTLレベルもしくはC−MOSレベルの矩形波交流信
    号が与えられる第1のトランジスタを有し、抵抗を介し
    て電源電圧ラインに接続される前記第1のトランジスタ
    のコレクタの出力を、レベル変換した交流として出力す
    るレベル変換回路と、 前記レベル変換回路によってレベル変換された交流に基
    づいて相補的に動作する第2,第3のトランジスタを有
    し、前記電源電圧ラインとグランドとの間に直列に接続
    される前記第2,第3のトランジスタの共通接続点の出
    力を電流増幅した交流として出力する 電流増幅回路と、前記第2,第3のトランジスタのうちの一方をオンさせ
    るときに前記電流増幅回路に与える電圧レベルを一定に
    するために前記電流増幅回路の入力部に接続される定電
    圧制御素子と、 1次巻線と2次巻線の巻数比が1:nのトランスであっ
    て、前記電流増幅回路の交流出力を昇圧する トランスと
    を有し、 前記トランスの2次巻線の出力が高圧負荷に印加される
    構成を有することを特徴とする高圧矩形波発生回路。
  2. 【請求項2】 前記定電圧制御素子はツェナーダイオー
    ドであることを特徴とする請求項1に記載の高圧矩形波
    発生回路。
  3. 【請求項3】 静電写真装置である画像形成装置の高圧
    矩形波発生回路において、 TTLレベルもしくはC−MOSレベルの矩形波交流信
    号が与えられる第1のトランジスタを有し、前記第1の
    トランジスタのコレクタ出力をレベル変換した交流とし
    て出力するレベル変換回路と、 前記電源電圧ラインからの電源電圧をレギュレートする
    レギュレータICであって、レギュレートした出力を抵
    抗を介して前記第1のトランジスタのコレクタ に与える
    レギュレータICと、 前記レベル変換回路によってレベル変換された交流に基
    づいて相補的に動作する第2,第3のトランジスタを有
    し、前記電源電圧ラインとグランドとの間に直列に接続
    される前記第2,第3のトランジスタの共通接続点の出
    力を電流増幅した交流として出力する電流増幅回路と、 1次巻線と2次巻線の巻数比が1:nのトランスであっ
    て、前記電流増幅回路の交流出力を昇圧するトランスと
    を有し、 前記トランスの2次巻線の出力が高圧負荷に印加される
    構成を有することを特徴とする高圧矩形波発生回路。
  4. 【請求項4】 前記高圧負荷は、電子写真記録装置の現
    像スリーブと感光体ドラム間のインピーダンス負荷であ
    ることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載
    の高圧矩形波発生回路。
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