JP5093221B2 - 多出力電源装置および当該電源装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

多出力電源装置および当該電源装置を備えた画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は多出力電源装置および当該電源装置を備えた画像形成装置に関し、詳しくは、複数の負荷に異なる電圧を効率的に印加する電源技術に関する。
従来、複数の負荷に異なる電圧を効率的に印加する電源技術が、例えば、特許文献1に開示されている。そこでは、画像形成装置の帯電器に発生するグリッド電圧を利用して、複数の負荷であるクリーニングローラ(像担持体クリーナ)と、2次ローラ(紙粉クリーナ)に異なる高電圧をそれぞれ印加する技術が開示されている。
特開2003−295718号公報
上述した従来技術では、所望の電圧毎に専用の高圧生成回路を必要とせず効率的にクリーニングローラおよび2次ローラ等の負荷に高電圧を印加することができる。しかしながら、クリーニングローラおよび2次ローラに印加する電圧を生成するために、電圧発生回路、スイッチング回路、電圧降下回路等が必要となり、電源回路の構成が必ずしも簡易であるとは言えなかった。そのため、電圧毎に専用の高圧生成回路を必要とせず、かつ簡易な構成によって複数の負荷に所定の電圧を印加できる電源装置が所望されていた。
本発明は、簡易な回路構成によって複数の負荷に所望の電圧を印加できる多出力電源装置を提供するものである。
上記技術を提供するための手段として、多出力電源装置に係る第1の発明は、第1負荷に印加する第1電圧を生成する第1電圧発生回路と、前記第1電圧に応じた第2電圧を、第2負荷に出力する第1出力端子と、前記第1出力端子に接続される第1定電圧素子と、前記第1定電圧素子とグランドとの間に設けられる第2定電圧素子と、前記第1定電圧素子と前記第2定電圧素子との間に接続される第2出力端子であって、前記第2電圧と所定の電位差を有する第3電圧を、前記第2負荷と電気的に導通する状態に設けられた第3負荷に出力する第2出力端子とを備える。
本構成によれば、第1および第2定電圧素子の接続構成によれば、例えば、第1および第2定電圧素子として、ツェナーダイオードを使用することにより、第2電圧および第3電圧を、第1電圧から簡易な構成で生成し、第2,第3負荷に出力することができる。すなわち、専用の複雑な電圧発生回路を必要とせず、簡易な回路構成によって、第1負荷とは異なる他の負荷に所望の電圧を印加できる。また、第2,第3負荷による負荷電流を第2出力端子を介して第1および第2定電圧素子によって構成される第1電圧の分圧回路に返すことによって、第2,第3負荷の負荷電流の変動による第1電圧の変動を最小限に抑制することができる。なお、ここで第1電圧発生回路が第1電圧を生成する際、第1電圧発生回路のみによって第1電圧を生成する場合に限られない。
第2の発明は、第1の発明の多出力電源装置において、前記第1定電圧素子は第1ツェナーダイオードであり、前記第2定電圧素子は第2ツェナーダイオードであり、前記第1ツェナーダイオードのカソードが前記第1出力端子に接続され、前記第1ツェナーダイオードのアノードが、前記第2ツェナーダイオードのカソードに接続され、前記第2ツェナーダイオードのアノードのアノードが前記グランドに接続される。
本構成によれば、第1定電圧素子および第2定電圧素子がツェナーダイオードによって構成されるため、多出力電源装置が簡易な構成において好適に構成される。
第3の発明は、第1または第2の発明の多出力電源装置において、前記第1電圧を受け取る第3定電圧素子をさらに備え、前記第1出力端子は、前記第3定電圧素子と前記第1定電圧素子との間に接続される。
本構成によれば、第3定電圧素子の定電圧値に応じて、第1電圧と異なる値の第2電圧を生成することができる。
第4の発明は、第3の発明の多出力電源装置において、前記第3定電圧素子は第3ツェナーダイオードであり、前記第3ツェナーダイオードのカソードが、前記第1電圧発生回路に電気的に接続され、前記第3ツェナーダイオードのアノードが、前記第1ツェナーダイオードのカソードに接続される。
本構成によれば、第3定電圧素子を、簡易な構成において好適に構成できる。
第5の発明は、第1から第4のいずれか一つの発明の多出力電源装置において、前記第2出力端子に接続され、前記第2電圧および第3電圧と異なる電圧値を有する第4電圧を、前記第3電圧に応じて生成する第4電圧生成回路をさらに備える。
本構成によれば、第4電圧生成回路が回路電流の多い箇所に接続されるため、第4電圧生成回路の精度を向上させることができるとともに、第1電圧の変動を抑制できる。
第6の発明は、第5の発明の多出力電源装置において、前記第4電圧生成回路は、可変抵抗手段と抵抗とを含み、前記可変抵抗手段は前記抵抗と前記グランドとの間に設けられ、前記抵抗の一端が前記第2出力端子に接続され、前記抵抗の他端が前記可変抵抗手段に接続される。
本構成によれば、第4電圧を簡易な構成で生成できる。
第7の発明は、第1から第6のいずれか一つの発明の多出力電源装置において、前記多出力電源装置は、画像形成装置内に設けられ、前記第1,第2,および第3負荷は、前記画像形成装置内の負荷である。
本構成によれば、画像形成装置において、簡易な回路構成によって複数の負荷に所望の電圧を印加できる。そのため、画像形成装置を軽量化および省エネ化できる。
第8の発明は、第7の発明の多出力電源装置において、前記画像形成装置は、放電ワイヤとグリッドとを有する帯電器を含み、前記第1電圧発生回路は、前記放電ワイヤに印加する帯電電圧を生成する帯電電圧発生回路であり、前記第1電圧は、前記帯電電圧を前記放電ワイヤに印加することによって前記グリッドに生成されるグリッド電圧であり、前記多出力電源装置は、前記グリッド電圧を受け取るグリッド電圧端子をさらに備え、前記第1出力端子は、前記グリッド電圧に応じた第2電圧を、前記画像形成装置の第2負荷に出力する。
本構成によれば、例えば、第1および第2定電圧素子として、ツェナーダイオードを使用することにより、第1電圧および第2電圧を、グリッド電圧から簡易な構成で生成し、画像形成装置の2個の負荷に出力することができる。すなわち、専用の高圧発生回路を必要とせず、簡易な回路構成によって、画像形成装置内の負荷に所望の電圧を印加できる。また、負荷電流の変動によるグリッド電圧の変動を最小限に抑制することができる。
第9の発明は、第8の発明の多出力電源装置において、前記第2負荷は紙粉クリーナであり、前記第3負荷は像担持体クリーナであり、前記第2電圧は前記紙粉クリーナに印加される紙粉クリーナ電圧であり、前記第3電圧は前記像担持体クリーナに印加される像担持体クリーナ電圧である。
本構成によれば、紙粉クリーナ電圧および像担持体クリーナ電圧を、専用の専用の高圧発生回路を必要とせず、グリッド電圧から、簡易な構成で生成できる。
第10の発明は、第8または第9の発明の多出力電源装置において、前記帯電電圧の前記放電ワイヤへの印加に伴う帯電電流を検出し制御する帯電電流制御回路をさらに備える。
本構成によれば、グリッド電圧を検出する構成を有しない場合であっても、帯電電流を制御することによって、帯電器に所望の動作を行わせることができる。すなわち、画像形成装置の像担持体を所望の帯電状態とすることができる。
また、画像形成装置に係る第11の発明は、現像剤を担持する像担持体と、放電ワイヤとグリッドとを有し、前記像担持体を帯電する帯電器と、第1から第10のいずれか一つの発明の多出力電源装置と、前記第2電圧が印加される第2負荷と、前記第2負荷と対向して設けられ、前記第3電圧が印加される第3負荷とを備える。
本構成によれば、例えば、第2負荷としての紙粉クリーナに印加される紙粉クリーナ電圧(第2電圧)、および第3負荷としての像担持体クリーナに印加される像担持体クリーナ電圧(第3電圧)を、グリッド電圧から、簡易な構成で生成できる。その際、負荷電流の変動によるグリッド電圧の変動を最小限に抑制することができる。
本発明の多出力電源装置によれば、簡易な回路構成によって複数の負荷に所望の電圧を印加できる。
本発明の実施形態1に係るプリンタの内部構成を表す概略断面図 プリンタの高圧電源装置の概略的なブロック図 実施形態1における帯電電圧生成回路および紙粉除去電圧・ドラムクリーナ電圧生成回路の概略的なブロック図 実施形態1における各種電圧の関係を示すテーブル 実施形態1における、別の紙粉除去電圧・ドラムクリーナ電圧生成回路の概略的なブロック図 実施形態2における帯電電圧生成回路および紙粉除去電圧・ドラムクリーナ電圧生成回路の概略的なブロック図
<実施形態1>
本発明の実施形態1を、図1〜図5を参照しつつ説明する。
1.プリンタの全体構成
図1は、本実施形態のカラープリンタ1(本発明の「多出力電源装置を備えた画像形成装置」の一例)の内部構成を表す概略断面図である。以下の説明では、各構成要素について、色毎に区別する場合は各部の符号にY(イエロー),M(マゼンタ),C(シアン),K(ブラック)の添え字を付し、区別しない場合は添え字を省略する。なお、画像形成装置は、カラープリンタに限られず、例えば、FAXおよびコピー機能を有する複合機であってもよい。
カラープリンタ(以下、単に「プリンタ」という)1は、給紙部3、画像形成部5、搬送機構7、定着部9、ベルトクリーニングユニット20、および高圧電源装置50を含む。プリンタ1は、例えば外部から入力される画像データに応じた1または複数色(本実施形態ではイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色)のトナー(現像剤)からなるトナー像を、シート15(用紙、OHPシートなど)に形成する。
給紙部3は、プリンタ1の最下部に設けられており、シート15を収容するトレイ17と、ピックアップローラ19とを含む。トレイ17に収容されたシート15は、ピックアップローラ19により1枚ずつ取り出され、搬送ローラ11,レジストレーションローラ12を介して搬送機構7に送られる。
搬送機構7は、シート15を搬送するためのものであり、例えば、プリンタ1内に形成された所定の装着部(図示せず)に着脱自在に装着される。搬送機構7は、駆動ローラ31、従動ローラ32、およびベルト34を含み、ベルト34は、駆動ローラ31と従動ローラ32との間に架け渡されている。駆動ローラ31が回動すると、ベルト34は、感光ドラム42と対向する側の表面が、図1中の右方向から左方向へ移動する。これにより、レジストレーションローラ12から送られてきたシート15が、画像形成部5下へと搬送される。また、搬送機構7は、4つの転写ローラ33を含む。
画像形成部5は、4個のプロセスユニット40Y,40M,40C,40Kおよび4個の露光装置43を含む。各プロセスユニット40は、帯電器41、感光ドラム(「像担持体」の一例)42、ドラムクリーナローラ(「像担持体クリーナ」の一例)44、紙粉除去ローラ(「紙粉クリーナ」の一例)45、ユニットケース46、現像ローラ(「現像器」の一例)47、および供給ローラ48を含む。各プロセスユニット40Y,40M,40C,40Kは、プリンタ1内に形成された所定の装着部(図示せず)に着脱自在に装着される。
感光ドラム42は、例えば、アルミニウム製の基材上に、正帯電性の感光層が形成されたものであり、アルミニウム製の基材がプリンタ1のグランドラインに接地されている。帯電器41は、例えば、スコロトロン型の帯電器であり、放電ワイヤ41Aおよびグリッド41Bを有する。放電ワイヤ41Aに帯電電圧CHGが印加され、グリッド41Bのグリッド電圧GRIDは、感光ドラム42の表面がほぼ同電位(例えば、+800V)になるように制御される。
露光装置43は、例えば、感光ドラム42の回転軸方向に沿って一列状に並んだ複数の発光素子(例えばLED)を有し、複数の発光素子を、外部より入力される画像データに応じて発光制御することにより、感光ドラム42の表面に静電潜像を形成する。なお、露光装置43は、プリンタ1内に固定設置される。露光装置43はレーザを使用したものであってもよい。
ユニットケース46は、各色のトナー(本実施形態では、例えば正帯電性の非磁性1成分トナー)を収納するとともに、現像ローラ47および供給ローラ48を有する。現像ローラ47と供給ローラ48とは対向して設けられるとともに、各ローラは電気的に導通する状態に設けられている。トナーは、供給ローラ48の回転により現像ローラ47に供給され、供給ローラ48と現像ローラ47との間で正に摩擦帯電される。さらに、現像ローラ47が、トナーを均一な薄層として感光ドラム42上へ供給することによって静電潜像を現像して、感光ドラム42上にトナー像を形成する。
各転写ローラ33は、各感光ドラム42との間でベルト34を挟む位置に配置されている。各転写ローラ33は、感光ドラム42との間にトナーの帯電極性とは逆極性(ここでは、負極性)の転写電圧TRCCが印加されることで、感光ドラム42上に形成されたトナー像をシート15に転写する。その後、シート15は、搬送機構7により定着部9へと搬送され、定着部9にてトナー像が熱定着され、プリンタ1の上面に排出される。
ドラムクリーナローラ44および紙粉除去ローラ45によって構成されるドラムクリーニング機構は、感光ドラム42上の付着物(主に紙粉)を静電気力で吸引して除去する。ドラムクリーナローラ44と紙粉除去ローラ45とは対向して設けられるとともに、各ローラは電気的に導通する状態に設けられている。ドラムクリーニング機構は、印刷時(通紙時)あるいは印刷ジョブ終了後や所定枚数印刷後(非通紙時)において、主に負極性を有する紙粉を除去する。なお、紙粉除去ローラ45は、ここでは、例えば、プロセスユニット40Kのみに設けられる。紙粉は、感光ドラム42からドラムクリーナローラ44を介して紙粉除去ローラ45に吸引される。
また、ベルトクリーニングユニット20は、搬送機構7の下方に設けられ、例えば、所定の装着部(図示せず)に着脱自在に装着される。ベルトクリーニングユニット20は、ベルトクリーニングローラ21、付着物回収ローラ22、および回収ボックス23を含み、ベルト34上の付着物(主にベルト34に残存したトナー)を回収する。ベルトクリーニングローラ21と付着物回収ローラ22とは対向して設けられ、各ローラは電気的に導通する状態に設けられている。
2.高圧電源装置の構成
次に、図2を参照して、プリンタ1の本発明に関連する電気的構成を説明する。図2は、回路基板(図示せず)に実装される高圧電源装置50の概略的なブロック図および高圧電源装置50に関連する接続構成を示す。なお、高圧電源装置50は、各プロセスユニット40Y,40M,40C,40Kに対応する電圧生成回路を含むが、各プロセスユニットに対応する構成は、ほぼ同一であるため、図2には、プロセスユニット40Kに関連する電圧生成回路のみが示される。
高圧電源装置(「多出力電源装置」の一例)50は、CPU60、CPU60に接続された複数の電圧生成回路、ROM61、およびRAM62を含む。CPU60は、電圧生成回路の制御の他に、プリンタ全体の制御を司る。ROM61は、プリンタ全体の動作プログラム等を記憶し、RAM62は印刷処理に用いる画像データ等を記憶する。
複数の電圧生成回路は、例えば、図2に示されるように、帯電電圧生成回路51、紙粉除去電圧・ドラムクリーナ電圧生成回路52、転写電圧生成回路53、現像電圧生成回路54、供給ローラ電圧生成回路55、ベルトクリーナ電圧生成回路56、および付着物回収電圧生成回路57を含む。なお、複数の電圧生成回路の構成は、これに限られない。
帯電電圧生成回路(「第1電圧発生回路」の一例)51は、帯電器41(「第1負荷」の一例)の放電ワイヤ41Aに印加する帯電電圧CHGおよび帯電器41のグリッド41Bに印加するグリッド電圧(「第1電圧」の一例)GRIDを生成する。ここで、帯電電圧CHGは、例えば、5.5kV〜8kV(正極性)であり、グリッド電圧GRIDは、例えば、約800V(正極性)である。なお、グリッド電圧GRIDは、帯電電圧CHGの帯電器41への印加による、放電ワイヤ41Aとグリッド41Bとの間の放電時における放電抵抗を利用して生成される。
帯電電圧生成回路51は、例えば、CPU60のPWM1ポートからのPWM信号にしたがって帯電電圧CHGを生成し、帯電電圧CHGはA/D1ポートを介してフィードバック制御される。
紙粉除去電圧・ドラムクリーナ電圧生成回路52は、紙粉除去ローラ45に印加する紙粉除去電圧DCLNBおよびドラムクリーナローラ44に印加するドラムクリーナ電圧DCLNAを生成する。ここで、紙粉除去電圧DCLNBは、例えば、約700Vである。
また、ドラムクリーナ電圧DCLNAは、例えば、約500V(正極性)である。紙粉除去電圧・ドラムクリーナ電圧生成回路52は、グリッド電圧GRIDに基づいて紙粉除去電圧DCLNBおよびドラムクリーナ電圧DCLNAを生成する。なお、帯電電圧生成回路51および紙粉除去電圧・ドラムクリーナ電圧生成回路52の詳細は、後述される。
転写電圧生成回路53は、転写ローラ33に印加する転写電圧TRCCを生成する。ここで、転写電圧TRCCは、例えば、約−7kV(負極性)である。転写電圧生成回路53は、例えば、CPU60のPW2ポートからのPWM信号にしたがって転写電圧TRCCを生成し、転写電圧TRCCは、A/D2ポートを介してフィードバック制御される。
現像電圧生成回路54は、現像ローラ47に印加する現像電圧DEVを生成する。ここで、現像電圧DEVは、例えば、約300〜550V(正極性)である。現像電圧生成回路54は、例えば、CPU60のPWM3ポートからのPWM信号にしたがって現像電圧DEVを生成し、現像電圧DEVは、A/D3ポートを介してフィードバック制御される。
供給ローラ電圧生成回路55は、供給ローラ48に印加する供給ローラ電圧SRを生成する。ここで、供給ローラ電圧SRは、例えば、約400〜650V(正極性)である。供給ローラ電圧生成回路55は、例えば、CPU60のPWM4ポートからのPWM信号にしたがって供給ローラ電圧SRを生成し、供給ローラ電圧SRは、A/D4ポートを介してフィードバック制御される。
ベルトクリーナ電圧生成回路56は、ベルトクリーナローラ21に印加するベルトクリーナ電圧BCLNAを生成する。ここで、ベルトクリーナ電圧BCLNAは、例えば、約−1200V(負極性)である。ベルトクリーナ電圧生成回路56は、例えば、CPU60のPWM5ポートからのPWM信号にしたがってベルトクリーナ電圧BCLNAを生成し、ベルトクリーナ電圧BCLNAは、A/D5ポートを介してフィードバック制御される。
付着物回収電圧生成回路57は、付着物回収ローラ22に印加する付着物回収電圧BCLNBを生成する。ここで、付着物回収電圧BCLNBは、例えば、約−1600V(負極性)である。付着物回収電圧生成回路57は、例えば、CPU60のPWM6ポートからのPWM信号にしたがって付着物回収電圧BCLNBを生成し、付着物回収電圧BCLNBは、A/D6ポートを介してフィードバック制御される。
3.帯電電圧生成回路および紙粉除去電圧・ドラムクリーナ電圧生成回路の構成
次に、図3および図4を参照して、帯電電圧生成回路51および紙粉除去電圧・ドラムクリーナ電圧生成回路52を説明する。図3は、帯電電圧生成回路51および紙粉除去電圧・ドラムクリーナ電圧生成回路52の概略的なブロック図であり、図4は、各電圧の例を示すテーブルである。
帯電電圧生成回路51は、トランスT1、整流ダイオードD1、平滑コンデンサC1、トランス駆動回路63、および帯電電流検出回路64を含む。
トランスT1は、1次巻線L1と2次巻線L2とを含み、2次巻線L2に帯電電圧CHGを生成する。整流ダイオードD1は、2次巻線L2に生成される交流電圧を整流する。平滑コンデンサC1は、整流された交流電圧を平滑して直流高電圧である帯電電圧CHGを生成する。
トランス駆動回路63は、1次巻線L1に接続され、トランスT1を駆動する。トランス駆動回路63は、例えば、CPU60のPWM1ポートからのPWM信号によって制御され、1次巻線L1を駆動する。
帯電電流検出回路64は、検出抵抗R1を含み、帯電電圧CHGの放電ワイヤ41Aへの印加に伴う帯電電流Ichgによる電圧を検出する。検出電圧は、CPU60のA/D1ポートに供給される。CPU60は、帯電電流検出回路64の検出電圧に基づいて、帯電電流Ichgを検出し、帯電電流Ichgが所定値となるように、帯電電圧生成回路51を定電流制御する。帯電電流検出回路64およびCPU60が、本発明における帯電電流制御回路に相当する。
そのため、本実施形態のようにグリッド電圧GRIDを検出する構成を有しない場合であっても、帯電電流制御回路(60,64)による帯電電流Ichgの制御によって、帯電器41に所望の動作を行わせることができる。すなわち、感光ドラム42を所望の帯電状態とすることができる。
一方、紙粉除去電圧・ドラムクリーナ電圧生成回路52は、第1出力端子OUT1、第2出力端子OUT2、グリッド電圧端子GV、および第1〜第3ツェナーダイオードZD1,ZD2,ZD3を含む。
グリッド電圧端子GVは、帯電電圧CHGの放電ワイヤ41Aへの印加に伴って、グリッド41Bに生成されるグリッド電圧GRIDを受け取る。なお、本実施形態において、詳しくは、帯電電圧CHGを、放電ワイヤ41Aとグリッド41Bとの間の放電時における放電抵抗と、紙粉除去電圧・ドラムクリーナ電圧生成回路52とによって分圧することによって、グリッド電圧GRIDがグリッド41Bに生成される。すなわち、本実施形態において、グリッド電圧GRIDは、帯電電圧生成回路51と紙粉除去電圧・ドラムクリーナ電圧生成回路52とによって生成される。
第1出力端子OUT1は、グリッド電圧GRIDに応じた紙粉除去電圧(「第2電圧」の一例)DCLNBを、紙粉除去ローラ(「第2負荷」の一例)45に出力する。
第1ツェナーダイオード(「第1定電圧素子」の一例)ZD1のカソードは、第1出力端子OUT1に接続され、第1ツェナーダイオードZD1のアノードは、第2ツェナーダイオードZD2のカソードに接続されている。第2ツェナーダイオードZD2のアノードはグランドに接続されている。
第2出力端子OUT2は、第1ツェナーダイオードZD1と第2ツェナーダイオードZD2との間に接続されている。第2出力端子OUT2は、ドラムクリーナ電圧(「第3電圧」の一例)DCLNAを、紙粉除去ローラ45と電気的に導通する状態に設けられたドラムクリーナローラ(「第3負荷」の一例)44に出力する。ドラムクリーナ電圧DCLNAは、紙粉除去電圧DCLNBと所定の電位差(第1ツェナーダイオードZD1のツェナー電圧VZD1に相当)を有する。また、第2出力端子OUT2は、紙粉除去電圧DCLNBおよびドラムクリーナ電圧DCLNAの出力に応じて紙粉除去ローラ45およびドラムクリーナローラ44を介して流れる負荷電流Irを受け取る。
第3ツェナーダイオードZD3のカソードは、グリッド電圧端子GVおよび帯電器41を介して帯電電圧生成回路51に電気的に接続される。第3ツェナーダイオードZD3のカソードには、グリッド電圧GRIDを受け取る。言い換えれば、ツェナー電圧VZD1,VZD2,VZD3を用いて、第3ツェナーダイオードZD3のカソードに、グリッド電圧GRIDが生成される。第3ツェナーダイオードZD3のアノードは、第1ツェナーダイオードZD1のカソードに接続される。すなわち、第1出力端子OUT1は、第3ツェナーダイオードZD3と第1ツェナーダイオードZD1との間に接続される。すなわち、第1〜第3ツェナーダイオードZD1,ZD2,ZD3は縦列接続される。
なお、第2負荷および第3負荷は、紙粉除去ローラ45およびドラムクリーナローラ44に限られない。例えば、第2負荷および第3負荷は、供給ローラ48および現像ローラ47であってもよい。この場合、第2電圧および第3電圧は、それぞれ供給ローラ電圧SRおよび現像電圧DEVとなる。
また、図5の紙粉除去電圧・ドラムクリーナ電圧生成回路52Aに示されるように、第1〜第3ツェナーダイオードZD1,ZD2,ZD3に、さらに第4および第5ツェナーダイオードZD4,ZD5が縦列接続されるようにしてもよい。そして、この場合、グリッド電圧GRIDから、4個の負荷、例えば、紙粉除去ローラ45、ドラムクリーナローラ44、供給ローラ48、および現像ローラ47に印加する、紙粉除去電圧DCLNB(600V)、ドラムクリーナ電圧DCLNA(500V)、供給ローラ電圧SR(400V)、および現像電圧DEV(300V)を生成し、第1〜第4出力端子OUT1,OUT2,OUT3,OUT4からそれぞれの電圧を出力するようにしてもよい。
4.第1実施形態の作用・効果
第1〜第3ツェナーダイオードZD1,ZD2,ZD3の上記接続構成によれば、ツェナー電圧VZD1,VZD2,VZD3を適宜、選定することにより、紙粉除去電圧DCLNBおよびドラムクリーナ電圧DCLNAを、グリッド電圧GRID(第1電圧)から簡易な構成で生成し、紙粉除去ローラ45およびドラムクリーナローラ44に出力することができる。
すなわち、専用の高圧発生回路を必要とせず、簡易な回路構成によって、帯電器41(第1負荷)とは異なる紙粉除去ローラ45およびドラムクリーナローラ44(第2,第3負荷)に所望の電圧を印加できる。また、紙粉除去ローラ45およびドラムクリーナローラ44による負荷電流Irを第2ツェナーダイオードZD2に返すことによって、負荷電流Irの変動によるグリッド電圧GRIDの変動を最小限に抑制することができる。すなわち、第2ツェナーダイオードZD2に流れる電流が多くなるため、第2ツェナーダイオードZD2のツェナー電圧VZD2が安定し、グリッド電圧GRIDが安定することになる。
例えば、図4に示されるように、ツェナー電圧VZD1が200Vの第1ツェナーダイオードZD1と、ツェナー電圧VZD2が500Vの第2ツェナーダイオードZD2と、ツェナー電圧VZD3が100Vの第3ツェナーダイオードZD3を使用する。すると、図4に示されるように、ほぼ700Vの紙粉除去電圧DCLNBが得られ、ほぼ500Vのドラムクリーナ電圧DCLNAが得られる。
このとき、紙粉除去電圧DCLNBとドラムクリーナ電圧DCLNAとの電圧差は、第1ツェナーダイオードZD1のツェナー電圧VZD1に相当する200Vとなる。すなわち、紙粉除去電圧DCLNBはドラムクリーナ電圧DCLNAより200V高い。そのため、負極性の紙粉は、ドラムクリーナローラ44を介して紙粉除去ローラ45に好適に吸引される。
また、第3ツェナーダイオードZD3のツェナー電圧VZD3の値に応じて、グリッド電圧GRIDと異なる値の紙粉除去電圧DCLNBを生成することができる。
また、第1〜3定電圧素子が第1〜第3ツェナーダイオードZD1,ZD2,ZD3によって構成されるため、第1〜3定電圧素子が簡易な構成において好適に構成できる。
<実施形態2>
次に、本発明の実施形態2を、図6を参照しつつ説明する。図6は、実施形態2に係る帯電電圧生成回路51および紙粉除去電圧・ドラムクリーナ電圧生成回路52Bの概略的なブロック図である。
なお、実施形態1と実施形態2とは、紙粉除去電圧・ドラムクリーナ電圧生成回路の構成が一部、異なるだけである。詳細には、現像電圧DEVが紙粉除去電圧・ドラムクリーナ電圧生成回路52Bによって生成され、図2に示される現像電圧生成回路54が省略される。そのため、同一構成要素には同一の部材番号を付し、相違点のみを説明する。
紙粉除去電圧・ドラムクリーナ電圧生成回路52Bは、図6に示されるように、現像電圧生成回路(「第4電圧生成回路」の一例)65をさらに含む。現像電圧生成回路65は、第2出力端子OUT2に接続され、紙粉除去電圧DCLNBおよびドラムクリーナ電圧DCLNA(第2電圧および第3電圧)と異なる電圧値を有する現像電圧DEV(「第4電圧」の一例)を、ドラムクリーナ電圧DCLNA(第3電圧)に応じて生成する。
現像電圧生成回路65は、トランジスタ(「可変抵抗手段」の一例)TR1と抵抗R5とを含む。トランジスタTR1は抵抗R5とグランドとの間に設けられる。抵抗R5の一端が第2出力端子OUT2に接続され、抵抗R5の他端がトランジスタTR1に接続される。すなわち、現像電圧DEVは、単に、ドラムクリーナ電圧DCLNAを抵抗R5とトランジスタTR1のON抵抗とによって分圧されることによって生成される。
現像電圧生成回路65は、また、抵抗R5の他端とグランドとの間に設けられる現像電圧検出回路(R3,R4)を含む。現像電圧検知回路(R3,R4)は、例えば、分圧抵抗R3,R4から構成され、検出された電圧値はCPU60のA/D3Aポートに供給される。CPU60は、現像電圧DEVの検出値に基づいて、例えば、トランジスタTR1のON抵抗を制御するPWM信号を生成し、PWM3Aポートから現像電圧生成回路65に供給する。トランジスタTR1のON抵抗が制御されることによって、現像電圧DEVの値が制御される。
5.第2実施形態の効果
上記第2実施形態の構成によれば、現像電圧生成回路65(第4電圧生成回路)が、第2出力端子OUT2という回路電流の多い箇所に接続される。そのため、トランジスタTR1のON抵抗を制御するためにトランジスタTR1に必要な電流が確保される。その結果、現像電圧生成回路65の精度を向上させることができるとともに、グリッド電圧GRIDの変動を抑制できる。
例えば、図4に示される電圧構成である場合、500Vのドラムクリーナ電圧DCLNAを抵抗R5とトランジスタTR1のON抵抗とによって分圧することによって、例えば、400Vの現像電圧DEVを、簡易な構成によって生成することができる。
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記各実施形態においては、第2定電圧素子を1個の第2ツェナーダイオードZD2によって構成する例を示したが、これに限られない。第2定電圧素子を縦列接続された複数の第2ツェナーダイオードZD2によって構成するようにしてもよい。この場合、ドラムクリーナ電圧DCLNA(第3電圧)の設定自由度が増加し、例えば、より高い電圧に設定することができる。
(2)上記各実施形態においては、第1〜第3定電圧素子として、ツェナーダイオードを使用する例を示したが、これに限られない。定電圧素子として、例えば、バリスタを使用してもよいし、トランジスタのON抵抗を利用する構成を使用してもよい。
(3)上記各実施形態において、第3ツェナーダイオードZD3(第3定電圧素子)は省略されてもよい。その場合、紙粉除去電圧DCLNB(第2電圧)はグリッド電圧GRID(第1電圧)と等しくなる。
(4)上記各実施形態においては、第1電圧として正極性の電圧であるグリッド電圧GRIDとする例を示したが、これに限られない。例えば、第1電圧として負極性の電圧である付着物回収電圧BCLNBを利用して、負極性の紙粉除去電圧DCLNBおよびドラムクリーナ電圧DCLNAを生成するようにしてもよい。あるいは第1電圧として負極性の電圧である転写電圧TRCCを利用して、負極性のベルトクリーナ電圧BCLNAおよび付着物回収電圧BCLNBを生成するようにしてもよい。なお、第1電圧として負極性の電圧を利用し、各定電圧素子としてツェナーダイオードを使用する場合、ツェナーダイオードの接続方向を、上記各実施形態と逆にすればよい。
(5)本発明に係る多出力電源装置は、画像形成装置に限られず、複数の電圧出力を必要とするあらゆる装置に適用できる。
1…プリンタ
42…感光体ドラム
44…ドラムクリーナローラ
45…紙粉除去ローラ
50…高圧電源装置
51…帯電電圧生成回路
52,52A,52B…紙粉除去電圧・ドラムクリーナ電圧生成回路
60…CPU
64…帯電電流検出回路
65…現像電圧生成回路
GV…グリッド電圧端子
OUT1…第1出力端子
OUT2…第2出力端子
ZD1…第1ツェナーダイオード
ZD2…第2ツェナーダイオード
ZD3…第3ツェナーダイオード

Claims (10)

  1. 第1負荷に印加する第1電圧を生成する第1電圧発生回路と、
    前記第1電圧に応じた第2電圧を、第2負荷に出力する第1出力端子と、
    前記第1出力端子に接続される第1定電圧素子と、
    前記第1定電圧素子とグランドとの間に設けられる第2定電圧素子と、
    前記第1定電圧素子と前記第2定電圧素子との間に接続される第2出力端子であって、前記第2電圧と所定の電位差を有する第3電圧を、前記第2負荷と電気的に導通する状態に設けられた第3負荷に出力する第2出力端子と、
    前記第2出力端子に接続され、前記第2電圧および第3電圧と異なる電圧値を有する第4電圧を、前記第3電圧に応じて生成する第4電圧生成回路と、
    を備えた、多出力電源装置。
  2. 請求項1に記載の多出力電源装置において、
    前記第1定電圧素子は第1ツェナーダイオードであり、前記第2定電圧素子は第2ツェナーダイオードであり、
    前記第1ツェナーダイオードのカソードが前記第1出力端子に接続され、前記第1ツェナーダイオードのアノードが、前記第2ツェナーダイオードのカソードに接続され、
    前記第2ツェナーダイオードのアノードが前記グランドに接続される、多出力電源装置。
  3. 請求項1または請求項2に記載の多出力電源装置において、
    前記第1電圧を受け取る第3定電圧素子をさらに備え、
    前記第1出力端子は、前記第3定電圧素子と前記第1定電圧素子との間に接続される、多出力電源装置。
  4. 請求項3に記載の多出力電源装置において、
    前記第3定電圧素子は第3ツェナーダイオードであり、前記第3ツェナーダイオードのカソードが、前記第1電圧発生回路に電気的に接続され、前記第3ツェナーダイオードのアノードが、前記第1ツェナーダイオードのカソードに接続される、多出力電源装置。
  5. 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の多出力電源装置において、
    前記第4電圧生成回路は、可変抵抗手段と抵抗とを含み、
    前記可変抵抗手段は前記抵抗と前記グランドとの間に設けられ、
    前記抵抗の一端が前記第2出力端子に接続され、前記抵抗の他端が前記可変抵抗手段に接続される、多出力電源装置。
  6. 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の多出力電源装置において、
    前記多出力電源装置は、画像形成装置内に設けられ、
    前記第1,第2,および第3負荷は、前記画像形成装置内の負荷である、多出力電源装置。
  7. 請求項6に記載の多出力電源装置において、
    前記画像形成装置は、放電ワイヤとグリッドとを有する帯電器を含み、
    前記第1電圧発生回路は、前記放電ワイヤに印加する帯電電圧を生成する帯電電圧発生回路であり、
    前記第1電圧は、前記帯電電圧を前記放電ワイヤに印加することによって前記グリッドに生成されるグリッド電圧であり、
    前記多出力電源装置は、前記グリッド電圧を受け取るグリッド電圧端子をさらに備え、
    前記第1出力端子は、前記グリッド電圧に応じた第2電圧を、前記画像形成装置の第2負荷に出力する、多出力電源装置。
  8. 請求項7に記載の多出力電源装置において、
    前記第2負荷は紙粉クリーナであり、前記第3負荷は像担持体クリーナであり、
    前記第2電圧は前記紙粉クリーナに印加される紙粉クリーナ電圧であり、前記第3電圧は前記像担持体クリーナに印加される像担持体クリーナ電圧である、多出力電源装置。
  9. 請求項7または請求項8に記載の多出力電源装置において、
    前記帯電電圧の前記放電ワイヤへの印加に伴う帯電電流を検出し制御する帯電電流制御回路をさらに備える、多出力電源装置。
  10. 現像剤を担持する像担持体と、
    放電ワイヤとグリッドとを有し、前記像担持体を帯電する帯電器と、
    請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の多出力電源装置と、
    前記第2電圧が印加される第2負荷と、
    前記第2負荷と対向して設けられ、前記第3電圧が印加される第3負荷と、
    を備えた画像形成装置。
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