JP4652561B2

JP4652561B2 - 高圧供給装置

Info

Publication number: JP4652561B2
Application number: JP2000395911A
Authority: JP
Inventors: 潤司石川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2020-12-26
Also published as: JP2002196829A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧供給装置に関し、特に、高電圧を供給される帯電器におけるリーク異常時にその帯電器の保護を図る高圧供給装置に関する。
【０００２】
上記の負荷装置としては、例えば電子写真方式の画像形成装置内に設けられる帯電器がある。
【０００３】
【従来の技術】
複写機等における電子写真方式では、一般に、一次帯電器によって感光体ドラム上に一様に帯電を行ない、レーザー等で感光体ドラムを露光することによって潜像を形成し、現像器によって現像し、転写帯電器によって記録媒体に転写し、分離帯電器によって感光体ドラムから記録媒体を分離し、定着器によって画像を記録媒体に定着させることが行われている。
【０００４】
上述したように電子写真方式においては、記録媒体への画像形成の過程で複数の帯電器が用いられている。
【０００５】
帯電器には高圧電源によって高電圧が印加され、通常コロナ放電が行なわれている。しかし、経時変化による劣化、紙粉やトナーによる汚れ、環境等の条件次第で発生する電界バランスの崩れ等が原因となって、帯電器にリークが発生して過度な電流が流れる可能性がある。
【０００６】
帯電器に高圧を印加している高圧電源は通常、安全性の観点から、リーク状態が継続しないように様々な負荷保護装置を備えている。
【０００７】
図６は、従来の負荷保護装置の構成の一例を示すブロック図である。
【０００８】
図中１０１は高電圧を発生する主回路であり、負荷保護装置は、電圧検出部１０２、電流検出部１０３、異常検知部１０４及び保護部１０５から構成される。主回路１０１は、出力コントロール信号ＣＴＬに従って出力電力量を設定する。電圧検出部１０２は、主回路１０１の出力電圧を検出して検出値Ｖｂを異常検知部１０４へ送り、また、電流検出部１０３は、主回路１０１の出力電流を検出して検出値Ｖａを異常検知部１０４へ送る。異常検知部１０４は、出力電流検出値Ｖａ及び出力電圧検出値Ｖｂを基に、後述のようにしてリークまたは過電圧を検知する。リークまたは過電圧が検知されると、保護部１０５が主回路１０１に対して、高電圧の出力を一時的に停止させ、一定時間後に高電圧の出力を再開させる。リークまたは過電圧が継続的に検知される間は、こうした停止、再開といった動作を繰り返す（間欠保護方式）。
【０００９】
または、リークまたは過電圧が検知されると、保護部１０５が主回路１０１に対して、高電圧の出力を停止させたまま復帰させないようにする（ラッチ保護方式）。
【００１０】
図７は、異常検知部１０４の内部構成を示す回路図である。
【００１１】
この異常検知部１０４の内部構成を説明する前に、リークまたは過電圧が発生したときの主回路１０１における出力電圧及び出力電流の変化を先ず説明する。
【００１２】
ここで主回路１０１が定電流制御されているとする。負荷側にリークが発生すると、主回路１０１が出力（負荷）変動に応答するまでの間、出力電流が急激に増加する。また、負荷側がオープン状態になったり、主回路１０１と負荷との間の接続が不良になると、出力電圧が高くなる。
【００１３】
異常検知部１０４は、こうした出力電圧及び出力電流の変化に着目して、リーク検知及び過電圧検知を行なう。
【００１４】
すなわち、出力電流検出値Ｖａが所定のリーク検知レベルＶｒより高くなった場合に、コンパレータＱ１の出力が高レベルになり、これによってリーク検知が可能となる。また、出力電圧検出値Ｖｂが所定の過電圧検知レベルＶｏより高くなった場合に、コンパレータＱ２の出力が高レベルになり、これによって過電圧検知が可能となる。
【００１５】
図８は、従来の負荷保護装置における出力コントロール信号ＣＴＬの示すレベルと、リーク検知レベルＶｒ及び出力電流検出値Ｖａとの関係を示す図である。また、図９は、従来の負荷保護装置における出力コントロール信号ＣＴＬの示すレベルと、過電圧検知レベルＶｏ及び出力電圧検出値Ｖｂとの関係を示す図である。
【００１６】
これらの図では、横軸が出力コントロール信号ＣＴＬの示すレベル、縦軸がリーク検知レベルＶｒ及び出力電流検出値Ｖａである。これらの図が示すように、リーク検知レベルＶｒ及び過電圧検知レベルＶｏは出力コントロール信号ＣＴＬの示すレベルの変化とは関係なく一定である。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、定電流制御を行っている主回路１０１に対して設けられた上記の従来の負荷保護装置において、主回路１０１を定常状態で正常に動作させるためには、リーク検知レベルＶｒを使用最大電流量よりも大きな値に設定しなければならない。
【００１８】
しかしながら、主回路１０１において電流可変幅が狭い場合または使用最大電流量が小さい場合は、特に問題とはならないが、電流可変幅が広い場合や、使用最大電流が大きい場合には、使用電流量（出力コントロール信号ＣＴＬの示すレベルに応じて決まる）が小電流に設定されているときにリークが発生しても、そのリークを検知することができない可能性がある。
【００１９】
例えば、電流可変幅が０〜２ｍＡであり、リーク検知レベルＶｒを最大電流量の１割増しの２．２ｍＡとし、使用電流量を０．５ｍＡに設定した場合に、リークが発生して１．５ｍＡのリーク電流が流れたとしても、リーク検知レベルＶｒ＝２．２ｍＡには達しないので、設定使用電流の３倍のリーク電流が流れているにも拘らず、それを検知することができない。
【００２０】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、直流定電流制御が行われる高圧電源回路から高電圧を供給される帯電器における異常を高精度に検知し、早期に保護手段を動作させることを可能とする高圧供給装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明によれば、制御信号に従い定電流制御が行なわれ、負荷装置に高圧直流を供給する供給手段と、前記負荷装置の動作状態を監視し、状態信号を出力する監視手段と、前記制御信号に応じて検知レベルを決定する決定手段と、前記監視手段が出力する状態信号の示す状態レベルと前記決定手段が決定した検知レベルとを比較する比較手段と、前記比較手段による比較の結果、前記状態レベルが前記検知レベルよりも大きいとき、前記供給手段に対して前記負荷装置への高圧直流の供給を停止させる停止手段とを有することを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は、本発明に係る負荷保護装置の第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【００２６】
図において１は、高電圧を発生する高圧電源の主回路であり、負荷保護装置は、電流検出部２、異常検知部３、保護部４から構成される。電流検出部２は、主回路１の出力電流を検出して検出値Ｖａを異常検知部３へ送る。異常検知部３は、出力コントロール信号ＣＴＬと電流検出部２からの出力電流検出値Ｖａとを基に、負荷装置に発生するリークを検知する。出力コントロール信号ＣＴＬは主回路１から出力されるべき電力量を設定する信号である。保護手段４は、異常検知部３がリークを検知した場合に、主回路１の高電圧出力を停止させる。Ｃは、主回路１から高電圧を供給される帯電器である。
【００２７】
図２は異常検知部３の内部構成を示す回路図である。
【００２８】
同図において、３ａはリーク検知レベル生成部であり、Ｑ１はコンパレータ、Ｑ２はオペアンプ、Ｒ１，Ｒ２は抵抗、Ｄ１はダイオード、Ｖｒはリーク検知レベル、ＣＴＬは出力コントロール信号である。
【００２９】
リーク検知レベル生成部３ａでは、オペアンプＱ２と複数の抵抗Ｒ１，Ｒ２とによって、出力コントロール信号ＣＴＬの示す電圧レベルＶｃに応じたリーク検知レベルＶｒを生成している。リーク検知レベルＶｒは下記式で示す値となる。
【００３０】
Ｖｒ＝Ｖｃ×（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ１
これによって、主回路１の出力設定値（出力コントロール信号ＣＴＬのレベルに応じて決まる）に適合したリーク検知レベルＶｒを設定することができる。
【００３１】
こうして設定されたリーク検知レベルＶｒと出力電流検出値ＶａとがコンパレータＱ１で比較され、Ｖａ＞Ｖｒである場合、コンパレータＱ１の出力は高レベルとなり、保護部４が主回路１の高電圧出力を停止させる。
【００３２】
図３は、第１の実施の形態における出力コントロール信号ＣＴＬのレベルと、出力電流検出値Ｖａ及びリーク検知レベルＶｒとの関係を示す図である。
【００３３】
同図において、出力検出値Ｖａは通常実線で示した直線を描くが、リークが発生すると、出力検出値Ｖａが正常時よりも高くなる。そしてＶａ＞Ｖｒとなった場合に異常と判断される。図３から分かるように、リーク検知レベルＶｒを出力コントロール信号ＣＴＬのレベルに応じて変化させたことにより、異常を検知しないエリアＡが狭くなっている。これにより、使用設定電流（出力コントロール信号ＣＴＬのレベルに応じて決まる）のどんな値においても、より高精度に異常状態を検知することが可能となる。
【００３４】
（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態を説明する。
【００３５】
第２の実施の形態の構成は、基本的に第１の実施の形態の構成と同じであるので、第２の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態の構成を流用し、異なる構成部分だけを説明する。
【００３６】
図４は、第２の実施形態における異常検知部３の内部構成を示す回路図である。
【００３７】
同図において、３ｂはリーク検知レベル生成部であり、Ｑ１はコンパレータ、Ｑ２はオペアンプ、Ｖｒはリーク検知レベル、Ｖｓは基準電圧、ＣＴＬは出力コントロール信号である。
【００３８】
リーク検知レベル生成部３ｂでは、オペアンプＱ２と基準電圧Ｖｓと複数の抵抗とによって、出力コントロール信号ＣＴＬの示す電圧レベルＶｃに応じたリーク検知レベルＶｒを生成している。リーク検知レベルＶｒは下記式で示す値となる。
【００３９】
Ｖｒ＝Ｖｃ＋Ｖｓ
これによって、主回路１の出力設定値に適合したリーク検知レベルＶｒを設定することができる。
【００４０】
こうして設定されたリーク検知レベルＶｒと出力電流検出値ＶａとがコンパレータＱ１で比較され、Ｖａ＞Ｖｒである場合、コンパレータＱ１の出力は高レベルとなり、保護部４が主回路１の高電圧出力を停止させる。
【００４１】
図５は、第２の実施の形態における出力コントロール信号ＣＴＬのレベルと、出力電流検出値Ｖａ及びリーク検知レベルＶｒとの関係を示す図である。
【００４２】
同図において、出力電流検出値Ｖａは通常実線で示した曲線を描くが、リークが発生すると、出力電流検出値Ｖａが正常時よりも高くなる。そしてＶａ＞Ｖｒとなった場合に異常と判断される。図５から分かるように、リーク検知レベルＶｒを出力コントロール信号ＣＴＬのレベルに応じて変化させることにより、異常を検知しないエリアＡが狭くなっている。これにより、より高精度に異常状態を検知することが可能となる。
【００４３】
なお、上記の各実施の形態で示すように、出力コントロール信号ＣＴＬのレベルに応じてリーク検知レベルＶｒを設定する手段は複数存在し、各系に適した手段を選択すればよい。
【００４４】
なおまた、上記各実施の形態では、ハードウェア構成の負荷保護装置を提示しているが、これらに代わって、プロセッサ構成の情報処理制御装置を備えて、ソフトウェアによって同様な機能を実現するようにしてもよい。
【００４５】
この場合、前述した各実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても、本発明が達成されることは言うまでもない。
【００４６】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が、前述の各実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体が本発明を構成することになる。
【００４７】
プログラムコードを供給するための記憶媒体として、例えば、フロッピィディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。
【００４８】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した各実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施の形態の機能が実現される場合も、本発明に含まれることは言うまでもない。
【００４９】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施の形態の機能が実現される場合も、本発明に含まれることは言うまでもない。
【００５０】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、帯電器に高圧定電流を供給するための供給手段に入力される制御信号に応じて検知レベルを決定し、前記帯電器の動作状態を表す状態信号の示す状態レベルと前記決定された検知レベルとを比較し、前記状態レベルが前記検知レベルよりも大きいとき、前記供給手段に対して前記帯電器への高圧直流の供給を停止させる。
【００５１】
これにより、前記供給手段から高電圧を供給される帯電器における異常を高精度に検知することができ、早期に前記供給手段による高圧直流の供給を停止させることができる。したがって、帯電器の安全を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る負荷保護装置の第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】異常検知部の内部構成を示す回路図である。
【図３】第１の実施の形態における出力コントロール信号ＣＴＬのレベルと、出力電流検出値Ｖａ及びリーク検知レベルＶｒとの関係を示す図である。
【図４】第２の実施形態における異常検知部の内部構成を示す回路図である。
【図５】第２の実施の形態における出力コントロール信号ＣＴＬのレベルと、出力電流検出値Ｖａ及びリーク検知レベルＶｒとの関係を示す図である。
【図６】従来の負荷保護装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図７】異常検知部の内部構成を示す回路図である。
【図８】従来の負荷保護装置における出力コントロール信号ＣＴＬの示すレベルと、リーク検知レベルＶｒ及び出力電流検出値Ｖａとの関係を示す図である。
【図９】従来の負荷保護装置における出力コントロール信号ＣＴＬの示すレベルと、過電圧検知レベルＶｏ及び出力電圧検出値Ｖｂとの関係を示す図である。
【符号の説明】
１主回路（供給手段）
２電流検出部（監視手段）
３異常検知部
３ａリーク検知レベル生成部（決定手段）
４保護部（停止手段）
Ｃ帯電器（負荷装置）
ＣＴＬ出力コントロール信号（制御信号）
Ｄ１ダイオード
Ｑ１コンパレータ（比較手段）
Ｑ２オペアンプ
Ｒ１，Ｒ２抵抗
Ｖａ出力電流検出値（状態信号、状態レベル）
Ｖｒリーク検知レベル（検知レベル）

Claims

出力すべき電力量を設定するための制御信号を入力し、該制御信号に従い定電流制御を行なって帯電器に高圧直流を供給する供給手段と、
前記帯電器に供給される供給電流を検出し、検出した供給電流に対応する電圧を出力する電流検出手段と、
前記電流検出手段から出力される電圧と前記帯電器におけるリーク検出のための比較用の電圧とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較の結果、前記電流検出手段から出力される電圧が前記比較用の電圧よりも大きいとき、前記供給手段に対して前記帯電器への高圧直流の供給を停止させる停止手段と、を有し、
前記比較手段は、前記制御信号に対応する電圧に比例した電圧を前記比較用の電圧として設定することを特徴とする高圧供給装置。
出力すべき電力量を設定するための制御信号を入力し、該制御信号に従い定電流制御を行なって帯電器に高圧直流を供給する供給手段と、
前記帯電器に供給される供給電流を検出し、検出した供給電流に対応する電圧を出力する電流検出手段と、
前記電流検出手段から出力される電圧と前記帯電器におけるリーク検出のための比較用の電圧とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較の結果、前記電流検出手段から出力される電圧が前記比較用の電圧よりも大きいとき、前記供給手段に対して前記帯電器への高圧直流の供給を停止させる停止手段と、を有し、
前記比較手段は、前記制御信号に対応する電圧に所定値を加算して得られる電圧を前記比較用の電圧として設定することを特徴とする高圧供給装置。