JPH01152517A - 高圧電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は高圧電源装置、特に帯電および転写に感光体当
接の帯電部材、転写部材を用いた中高圧電位プロセスを
用いた電子写真装置などに用いられる高圧電源装置に関
するものである。

［従来の技術］ 従来より、複写機、レーザービームプリンタなどの電子
写真方式の画像形成装置においては、帯電器、現像器な
どの電源として高圧電源が必要であった。

この種の電源装置としては、商用交流電源を変圧、整流
して得た数ｔＯＶ程度の主電源電圧をスイッチングし昇
圧する装置が用いられることが多い。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来では、上記のような高圧電源は通常１出力について
１個の昇圧トランスを用いている。例えば、直流重畳の
交流出力を得ようとすれば、２個のトランスが必要であ
った。

上記従来例では高圧１出力について昇圧トランスを１つ
用いるため、例えば直接帯電・直接転写方式の電子写真
方式の画像形成装置においては高圧交流２個、高圧直流
３個の計５個のトランスを必要とする。

［問題点を解決するための手段］ 以上の問題点を解決するために、本発明においては、所
定の低圧電源の出力を昇圧し高圧交流を得る昇圧回路と
、この昇圧回路の高圧出力を整流する手段と、この整流
手段の出力に並列に接続された抵抗と、この抵抗に接続
された可変内部抵抗の制御素子と、前記制御素子の内部
抵抗を所望に制御する制御手段とから構成され、給電条
件が同じ負荷に給電を行なう給電手段を複数設け、これ
らの給電手段から給電条件が異なる複数の負荷群にそれ
ぞれ給電する構成を採用した。

［作　用］ 以上の構成によれば、給電条件が同じ負荷からなる負荷
群に対して同一の給電手段から給電を行なえるため、電
源部の構成を簡略化できる。

［実施例］ 以下、図面に示す実施例に基づき、本発明の詳細な説明
する。

第１図は本発明の実施例として電子写真方式の画像形成
装置の電源まわりの構造を示している。

図において符号１は感光体ドラムであり、画像形成工程
の進行に従って不図示の駆動手段により回転駆動される
。

画像形成工程において、感光体ドラム１は、まずその表
面に当接した帯電ローラ２によって所定の電位に帯電さ
れる。

次に、帯電ローラ２と現像器３との間で、レーザ光（レ
ーザービームプリンタの場合）あるいは原稿からの反射
光（複写機などの場合）などの光情報（不図示）が感光
体ドラム１上に照射され、静電潜像が形成される。

さらに現像器３内のトナーが感光体ドラム１上の画像部
に付着して静電画像が顕像化される。次に転写ローラ４
によって、ドラム１上のトナー像は矢印の方向に搬送さ
れる紙に転写される。

帯電ローラ２、転写ローラ４および現像器３はそれぞれ
符号５〜７により示される端子から給電をうける。転写
ローラ４は高圧直流を、また現像器３および帯電ローラ
２は交直重畳の電源電圧を必要とする。

これらの電源出力は、従来ではそれぞれ異なるトランス
を用いる別系統の電源回路により形成されていたが、端
子５〜７に出力される電源電圧は本実施例では、昇圧ト
ランス８を１つのみ用いる以下に示すような電源回路に
より形成される。

昇圧トランス８は、１次巻線８１をトランス駆動回路９
で駆動され、２次巻線８２．８３．８４に所定の高圧交
流出力を発生させる。

２次巻線８４の出力は、３つの系統に出力される。

すなわち、ダイオード１３、コンデンサ１４、抵抗１５
（図の上部）、およびダイオード２４、コンデンサ２５
、抵抗２６（図の下部）により整流、平滑化され、それ
ぞれ正、負の高圧直流電圧ｖ２、ｖ３が形成される。

電圧ｖ２は抵抗１６および１７（図の上部）を介して定
電圧制御回路１０に供給され、所定の電圧ｖ４に安定化
されて端子５から転写ローラ４に供給される。

また電圧ｖ３は抵抗２７および２８．２９および３０を
介してそれぞれ定電圧制御回路１１および１２に供給さ
れ、所定の電圧ｖ５、ｖ６に安定化され、巻線８２およ
び８３で発生された交流出力と重畳されて端子７．６か
ら帯電ローラ２および現像器３に供給される。２次巻線
８２．８３と端子６．７の間には抵抗１８．２０，２１
．２３およびコンデンサ１９．２２からなる短絡保護回
路が挿入されている。

次に、定電圧制御回路１０．１１．１２の動作について
、説明する。これらの回路１０〜１２の構造は全く同じ
なので、ここでは定電圧制御回路１０のみを例として説
明する。

定電圧制御回路１０は、トランジスタ４ｏの内部抵抗を
出力電圧に応じて変化させることにより、トランジスタ
４０のコレクタに生じる出力電圧ｖ４を一定に制御する
。出力電圧はオペアンプ４２により検出される。

すなわち、オペアンプ４２の子端子には電圧ｖ４を抵抗
４４〜４６で分割した電圧が人力されている。一方、そ
の一端子には、出力端子の信号がコンデンサ４３を介し
て帰還されるとともに、端子３４から入力された目標値
に対応する電圧値が入力されている。

オペアンプ４２の出力は抵抗４１を介してトランジスタ
４０のベースに接続されている。トランジスタ４０のコ
レクタは、一端を接地されたコンデンサ３７とともに抵
抗１６の出力端に接続されている。またエミッタは低圧
の電源電圧Ｖｃｃの抵抗３８．３９の分圧点に接続され
ている。トランジスタ４０は高耐圧の品種であり、遮断
時のコレフタルエミッタの耐圧が１ｋＶ程度のものは近
年では広く市場に出回っている。

コンデンサ３７は平滑および交流分バイパス用であり、
高耐圧トランジスタ４０のエミッタは抵抗３８．３９で
゛決定され、ｖｃｃ−Ｒ３８／（Ｒ３９＋Ｒ３８）とな
る（添字は図中の抵抗を示す）。

トランジスタ４０のコレクタ電位Ｖ４はオペアンプ４２
の出力によって制御される。オペアンプ４２は誤差増幅
器として働き、十端子には■４・Ｒ４６／　（Ｒ４４＋
Ｒ４５＋Ｒ４６）の電圧が印加される。

一方、負人力（一端子）には外部より人力される制御電
圧ｖ３４（端子３４部に印加される電圧）が入力され、
両者が等しい時オペアンプ４２は安定するので、 Ｖ４＝Ｖ３４・ＣＲ４４＋　Ｒ４５＋　Ｒ４６）／Ｒ４
６との関係が成り立ち、転写ローラ４に対する高圧出力
電圧が決定される。ｖ４がオフ、すなわち転写ローラ４
に対する出力を停止する場合はＶ３４＝Ｏｖであればよ
いのは、言うまでもない。

次に高圧の出力仕様を考えてみると、帯電ローラ２、現
像器３、転写ローラ４に印加される直流電圧は通常数百
Ｖ程度であり、流れる電流はせいぜい２０μＡ程度であ
る。すなわち、Ｖ４＝５００Ｖ、ｉ　ｔ　＝２０μＡと
し、Ｖ２＝７００Ｖ、Ｒ１６＝Ｒ１７＝ＩＭｉＱとする
と、Ｒ１６、Ｒ１７での電力損失は ２０００にΩ であり、たとえ転写高圧オフ時、すなわちＶ４＝０■と
しても ００ｖ であり、通常の１／４Ｗ程度の抵抗で充分使用可能であ
る。また、この時他の帯電、現像用電源にはほとんど影
響を与えないですむ。

以上のように、定電圧回路１０により転写ローラ４に対
する高圧直流出力を他の系統と独立して制御することが
できる。また、まったく同じ構成を有する定電圧回路１
１．１２により帯電ローラ２および現像器３に印加する
高圧交流分を独立して制御することができる。その時、
目標値はそれぞれ端子３５．３６から入力される。

このため、従来独立していた帯電ローラ、転写ローラ、
現像器などに用いる昇圧回路、制御回路を一本化でき、
装置全体の小型軽量化あるいはコストダウンが可能とな
る。

第２図は本発明による他の実施例を示している。第２図
において第１図の実施例と同一ないし相当する部材には
同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

上記実施例では、各負荷に供給される高圧直流成分は同
一の２次巻線８４から出力されるが、第２図の例では帯
電ローラ２と転写ローラ４、および現像器３の直流成分
を別のトランスを用いて形成する。このような構成は帯
電用の交流周波数と、現像バイアス用の交流周波数を異
なる値に設定したい場合に有効である。

第２図ではそれぞれトランス駆動回路１０１．１０３に
より１次側を駆動される昇圧トランス１０２．１０４が
設けられている。

帯電ローラ２にはトランス１０２の２次巻線３９２の交
流出力がコンデンサ１４１、抵抗１４２．１４３からな
る短絡保護回路、端子６を介して印加されている。また
、同じ２次巻線３９２の出力はコンデンサ１４４、抵抗
１４５からなる交流バイパス回路を介してダイオード１
４６、コンデンサ１４７からなる整流、平滑回路に入力
され、抵抗１４８、端子５を介して転写ローラ４に給電
される。

さらに２次巻線３９２の出力はダイオード１４９、直列
接続のコンデンサ５０．５２からなる整流、平滑回路に
入力されている。コンデンサ５２の一端は接続され、コ
ンデンサ５０には並列に抵抗５１が接続され、整流出力
は抵抗６０およびトランジスタ５９のコレクタ、エミッ
タの直列接続回路と接続されている。

トランジスタ５９のベースは抵抗５８を介してオペアン
プ５７の出力端子に接続され、このオペアンプによりト
ランジスタ５９が制御される。

オペアンプ５７の十入力端子には低圧の電源電圧Ｖｃｃ
の抵抗５５．５６による分圧値が入力されている。一方
、コンデンサ５０．５２の接続点の電圧は抵抗５３を介
してオペアンプ５７の一入力端子に接続されている。オ
ペアンプ５７の一入力端子は抵抗５４を介して電源電圧
Ｖｃｃにプルアップされている。

一方、現像器３に対する給電は昇圧トランス１０４側か
ら行なわれる。昇圧トランス１０４の２次巻線３９３の
交流出力は抵抗６１．６３およびコンデンサ６２から構
成される短絡保護回路および端子７を介して現像器１０
３に出力される。

また、２次巻線３９３の出力はダイオード６４、コンデ
ンサ６５．６６からなる整流、平滑回路に接続される。

この回路の出力には上記と同様の制御回路が接続される
。この制御回路の構成部材は符号６７〜７４により示さ
れている。各構成部材は上記と同様なので、ここでは説
明を省略する。

本実施例ではｖｐｌすなわちコンデンサ５２の端子電圧
が例えば−７００ｖ程度になるような定電位制御を行な
う。以下にこの動作について説明する。

コンデンサ５０．５２の接続点の電圧Ｖｐは抵抗５３．
５４で分割して検出され、その関係はオペアンプ５７の
一入力端子電圧をｖｌとすると、Ｒ５３＋Ｒ５４ と示される。また、オペアンプ５７の十入力端子の基準
電位■２は Ｒ５５＋Ｒ５６ と示される。またオペアンプ５７は誤差増幅器として動
作するもので、Ｖ１＝Ｖ２で安定するように動作するか
ら上の２式より となる。ここでＲ’、Ｒ“は である。

巻線３９２で発生した高圧交流出力をダイオード４９、
コンデンサ５０、抵抗５１で整流・平滑し、この電圧ｖ
Ｏを抵抗５３と高耐圧トランジスタ５９のコレフタルエ
ミッタで分担して、トランジスタ５９の内部抵抗の制御
によりコレフタルエミッタ電圧を可変とすることによっ
て電圧Ｖｐを一定の所望値にＩＩＪ御できる。

この電圧Ｖｐは巻線３９２の共通端子側の接地電位（Ｏ
ｖ）から見たオフセット電圧に相当する。従って、第３
図に示すように電圧Ｖｐを制御することで端子すから帯
電ローラ２に印加される交流波形を上下に穆勤できる。

第２図下部のオペアンプ７１およびトランジスタ７３か
ら成る回路も上記と同様の動作により現像器３に対する
給電を制御する。

本実施例は、画像制御シーケンス上帯電と現像を分離し
て独立に制御したい場合や、帯電用の交流周波数と現像
バイアス用の交流周波数を別にしたい場合に有効である
。第１図の実施例では交流出力のオン、オフは低コスト
の手段では困難であるし、また双方の交流出力の周波数
を別の値に設定することができなかったが、本実施例で
はこれらの交流成分の制御および周波数設定が可能にな
る。

第２図の変形例として第４図のような構成も考えられる
。第２図では２つの昇圧トランス１０２．１０４を帯電
系、および現像系で使い分けているが、第４図の場合に
は交流系と直流系で使い分けている。

すなわち、昇圧トランス１０２の２つの２次巻線で帯電
ローラ２、現像器３に給電する交流成分を生成し、昇圧
トランス１０４の２次巻線の出力を３つの整流、平滑回
路１５１〜１５３で整流、平滑して帯電ローラ２、現像
器３に印加する直流成分を生成している。この場合整流
、平滑回路１５１と１５２．１５３にはそれぞれ別の２
次巻線タップから取り出された異なる電圧が入力されて
いる。

整流平滑回路１５１の出力は抵抗９２および端子５を介
して転写ローラ４に直接印加され、整流平滑回路１５３
．１５２の出力はそれぞれ抵抗９１．９０を介して昇圧
トランス１０２の２つの交流出力に重畳され、短絡保護
回路７９．８０、端子６．７を介して帯電ローラ２およ
び転写ローラ４に印加される。

整流、平滑回路１５１〜１５３の直流出力はそれぞれ第
１図と同様の定電圧制御回路１０〜１２により制御でき
る。

このような構成を採用することにより、低周波でかつ波
形の形状が重要となる交流出力用のトランスと、高周波
でスイッチングのできる波形を問わない直流出力用のト
ランスを交流系、直流系に応じて使い分けることによっ
てトランスを効率よく使用できる。

なお、上記の実施例では帯電ローラ、現像バイアス、転
写ローラの３つの負荷を対象としたが、除電用高圧や紙
分離用高圧など、他の負荷に対する給電も同様に独立し
て制御できることはいうまでもない。また、上記実施例
では定電圧制御回路を例示したが、定電流回路でも同様
の構成を用いることができるのはいうまでもない。

［発明の効果］ 以上から明らかなように、本・発明によれば、所定の低
圧電源の出力を昇圧し高圧交流を得る昇圧回路と、二〇
昇圧回路の高圧出力を整流する手段と、この整流手段の
出力に並列に接続された抵抗と、この抵抗に接続された
可変内部抵抗の制御素子と、前記制御素子の内部抵抗を
所望に制御する制御手段とから構成され、給電条件が同
じ負荷に給電を行なう給電手段を複数設け、これらの給
電手段から給電条件が異なる複数の負荷群にそれぞれ給
電する構成を採用しているので、給電条件が同じ負荷か
らなる負荷群に対して同一の給電手段から給電を行なえ
るため、電源部の構成を簡略化でき、採用される装置全
体の小型軽量化、コストダウンが可能であるという優れ
た効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による高圧電源装置の実施例を示す回路
図、第２図は第１図の回路の変形例を示した回路図、第
３図は第２図の回路の動作を示した波形図、第４図は第
２図の回路の変形例を示した回路図である。 １・・・感光体ドラム　　２・・・帯電ローラ３・・・
現像器　　　　　５〜７・・・端子８・・・昇圧トラン
ス　　９・・・トランス駆動回路１０〜１２・・・定電
圧制御回路 １３．２４・・・ダイオード １４．２５．３７・・・コンデンサ １５〜１７．２６〜３０．３８．３９．４５〜４６・・
・抵抗４０・・・トランジスタ　４２・・・オペアンプ
代理人　　弁理士　加　藷　卓　　、づ゛　−シ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　所定の低圧電源の出力を昇圧し高圧交流を得る昇圧回
   路と、この昇圧回路の高圧出力を整流する手段と、この
   整流手段の出力に並列に接続された抵抗と、この抵抗に
   接続された可変内部抵抗の制御素子と、前記制御素子の
   内部抵抗を所望に制御する制御手段とから構成され、給
   電条件が同じ負荷に給電を行なう給電手段を複数設け、
   これらの給電手段から給電条件が異なる複数の負荷群に
   それぞれ給電することを特徴とする高圧電源装置。