JPH03250311A - 正負電圧出力切換回路 - 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〕 この発明は正負電圧出力切換回路に関し、特にたとえば
電子写真式複写機やレーザビームプリンタ等における現
像器に所定の直流電圧（中圧電圧）を供給する場合等に
用いられる、正負電圧出力切換回路に関する。

〔従来技術〕

この種の従来技術としては、たとえば昭和６３年６月１
３日付で出願された特願昭６３−１４５３２２号や、平
成１年５月１０日付で出願された特願平１−１１８１６
７号等がある。

特願昭６３−１４５３２２号の正負電圧出力切換回路は
第２図に示すように構成される。フォトカプラＰＣに含
まれるフォトトランジスタＰＴがオフした状態では、ト
ランジスタＱ１〜Ｑ３がオンして電圧Ｖａがほぼ（−）
電位まで低下し、電圧ｖｂ（抵抗Ｒ１＋抵抗Ｒ２／可変
抵抗ＶＲＩで分圧される）も（−）となる。したがって
、ダイオードＤ２およびＤ３がオンし、ダイオ・−ドＤ
１のアノード電位は（−）となりオフする。そのため、
この状態では、出力電圧Ｖｃは（−）となり、その可変
範囲が可変抵抗ＶＲＩで決定される。

逆に、フォトカプラＰＣのフォトトランジスタＰＴがオ
ンした状態では、トランジスタＱ１〜Ｑ３がいずれもオ
フし、電圧Ｖａおよびｖｂが（＋）となり、ダイオード
Ｄ２およびＤ３がオフとなる。他方、（＋）電位が可変
抵抗ＶＲ２と抵抗Ｒ３およびＲ４とで分圧され、さらに
抵抗Ｒ５〜Ｒ７の直列回路を通してダイオードＤ１のア
ノードに印加されるため、ダイオードＤ１はオンする。

したがって、この状態では、出力電圧Ｖｃは（＋）とな
り、その可変範囲は可変抵抗ＶＲ２で決定される。

また、特願平１−１１８１６７号の多出力電源回路は第
３図に示すように構成される。スイッチング制御回路１
がスイッチングトランジスタＱ４すなわちトランスの一
次巻線Ｎ１を断続し、トランスの二次巻線Ｎ２に生じた
誘起電圧は、ダイオードＤ４およびＤ５ならびにコンデ
ンサＣ１およびＣ２によって整流され、平滑されて高圧
端子０ＵＴＩに所定の（＋）ｌｉ圧として取り出される
。

これによって、帯電器２およびツェナダイオードＺＤ１
を介して負荷電流ＩＬＩが流れ、Ａ点は（−）の定電圧
（ＺＤＩのツェナ電圧）となる。また、抵抗Ｒ８を通し
てツェナダイオードＺＤ２にツェナ電流ＩＺ２が流れ、
Ｂ点は（＋）の定電圧（ＺＤ２のツェナ電圧）となる。

したがって、中圧端子０ＵＴ２にはＡ点−Ｂ点間の電位
差の可変抵抗ＶＲ３による分圧値に相当する電圧が生じ
、現像器３に負荷電流ＩＬ２が流れる。Ａ点の電圧は（
−）、Ｂ点の電圧は（＋）であるため、可変抵抗ＶＲ３
の調整により現像器３の現像バイアスすなわち中圧出力
電圧を（−）から（±）の範囲で変化できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

第２図図示の従来回路においては、ダイオードＤ１〜Ｄ
３に高耐圧ダイオードを用いる必要があり、また、可変
抵抗ＶＲＩおよびＶＲ２として高耐圧用ポリウムを用い
る必要があった。しかも、部品点数が多いため、信軌性
の向上が望めず、また全体として高価であった。

また、第３図図示の従来回路では、ツェナダイオードＺ
ＤＩおよびＺＤ２によって中圧端子０ＵＴ２に出力され
る中圧電圧可変領域が設定されるが、その可変領域を広
範囲に設定するには大容量のツェナダイオードＺＤ１お
よびＺＤ２が必要となる。このような第３図図示の従来
回路においても、第２図図示の従来回路同様、部品点数
が多いため、信転性の向上が望めず、また全体として高
価なものであった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、部品点数が少な
く、信鯨性が高くしかも安価な、正負電圧出力切換回路
を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、正負出力端を有する直流電源、直流電源の
負出力端と接地との間にそのカソードが接地されるよう
に接続される第１のツェナダイオード、直流電源の正出
力端と第１のツェナダイオードのアノードとの間に接続
されるかつ抵抗、レギュレータ回路および第１のツェナ
ダイオードより大きいツェナ電圧を有する第２のツェナ
ダイオードの直列回路、第２のツェナダイオードのアノ
ードとレギュレータ回路との接続点から引き出される出
力端子、および第１および第２のツェナダイオードのそ
れぞれのカソード間に接続されるバイアス抵抗を備える
、正負電圧出力切換回路である。

〔作用〕

第２のツェナダイオードのツェナ電圧は第１のツェナダ
イオードのツェナ電圧より大きく設定しているので、レ
ギュレータ回路のスイッチング状態に拘わらず、第２の
ツェナダイオードのカソード電位は第１のツェナダイオ
ードのカソード電位より常に高くなる。したがって、直
流電源からの電流はバイアス抵抗を通って常時筒１のツ
ェナダイオードに流れ込み、第１のツェナダイオードの
アノードはそのツェナ電圧の大きさによって決定される
負の一定電位に保たれる。

そして、レギュレータ回路をオンすると、出力端子から
は第１のツェナダイオードのアノード電位にほぼ等しい
負の一定電圧が出力される。

レギュレータ回路がオフすると、出力端子に出力される
電圧は、第１のツェナダイオードのアノード電圧にレギ
ュレータ回路での電圧砕工を加えた値となる。したがっ
て、レギュレータ回路での電圧降下が第１のツェナダイ
オードのツェナ電圧より大きければ、出力端子には正の
電圧が出力され、小さければ負の電圧が出力される。

〔発明の効果〕

この発明によれば、レギュレータ回路の電圧降下の大き
さを適当に調節してレギュレータ回路をオン／オフ制御
するだけで、出力端子の電圧の正負切換およびその電圧
可変領域を設定できる。したがって、広い電圧可変領域
を設定しても、従来のように高価な素子を用いなくても
よく、低コスト化が図れる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかとなろう。

［実施例］ 第１図を参照して、この実施例の正負電圧出力切換回路
１０はたとえば電子写真式複写機に用いられる多出力電
源として構成され、トランス１２を含む、トランス１２
の一次巻線Ｎ１の一方端には、−次巻線Ｎ１に流れる電
流を断続するスイッチングトランジスタＱｌｌのコレク
タが接続され、そのエミッタは接地されている。そして
、スイッチングトランジスタＱｌｌのベースにはスイッ
チング制御回路１４からの制御信号が与えられ、スイッ
チングトランジスタＱｌｌをオン／オフ制御する。トラ
ンス１２の二次巻線Ｎ２には、ダイオードＤｌｌおよび
ＤＩ２とコンデンサＣ１ｌおよびＣ１２とからなる整流
平滑回路１６が接続されている。

整流平滑回路１６の（＋）側端１６ａからは高圧端子０
ＵＴＩが引き出され、（＋）側端１６ａと高圧端子０Ｕ
ＴＩとの間にはアーク放電を防止するための電流制限抵
抗Ｒ１１が介挿される。そして、高圧端子０ＵＴＩと接
地との間には帯電器１８が接続される。この帯電器１８
は感光体（図示せず）に対して（＋）　！荷を帯電させ
る。

整流平滑回路１６の（−）側端１６ｂと接地との間には
、カソードが接地されるようにツェナダイオードＺＤ１
１が接続される。また、高圧端子０ＵＴＩとツェナダイ
オードＺＤＩＩのアノードとの間には、コンデンサＣ１
ｌおよびＣ１２のための放電抵抗Ｒ１２，ツェナダイオ
ードＺＤ１２およびレギュレータ回路２０からなる直列
回路が接続される。このとき、ツェナダイオードＺＤＩ
２のカソードは放電抵抗Ｒ１２に、またアノードはレギ
ュレータ回路２０に接続される。そのツェナダイオード
ＺＤ１２のツェナ電圧Ｖ１２はツェナダイオードＺＤＩ
Ｉのツェナ電圧Ｖｌｌより大きく設定される。

レギュレータ回路２０は、この実施例では、ツェナダイ
オードＺＤＩＩおよびＺＤ１２のそれぞれのアノード間
に直列接続されるトランジスタＱ１２およびＱ１３なら
びにツェナダイオードＺＤ１３を含む。また、トランジ
スタＱ１２のベース−コレクタ間にはバイアス抵抗Ｒ１
３が接続され、トランジスタＱ１２およびＱ１３のそれ
ぞれのベース間にはバイアス抵抗Ｒ１４が接続される。

さらに、トランジスタＱ１３のベースとツェナダイオー
ドＺＤ１３のアノードとの間には、抵抗Ｒ１５、可変抵
抗ＶＲＩＩおよびスイッチング素子すなわちフォトカプ
ラＰＣＩからなる直列回路が接続される。さらに、この
直列回路と並列に、抵抗Ｒｌ　６．可変抵抗ＶＲ１２お
よびフォトカプラＰＣ２からなる直列回路が接続される
。

このレギュレータ回路２０のトランジスタＱ１２のコレ
クタからは、中圧端子０ＵＴ２が引き出され、中圧端子
０ＵＴ２には現像器２２が接続される。

また、ツェナダイオードＺＤＩＩおよびＺＤＩ２のそれ
ぞれのカソード間にはバイアス抵抗Ｒ１７が並列接続さ
れる。

動作において、スイッチング制御回路１４がスイッチン
グトランジスタＱｌｌをオン／オフ制御することにより
、トランス１２の一次巻線Ｎ１に流れる電流を断続し、
トランス１２の二次巻線Ｎ２に誘起電圧を発生させる。

ダイオードＤｌｌおよびＤ１２ならびにコンデンサＣ１
ｌおよびＣ１２はその誘起電圧を整流平滑し、高圧端子
０ＵＴ１には所定の（＋）高電圧が取り出される。これ
によって、帯電器１８が放電し、負荷電流ＩＬがツェナ
ダイオードＺＤ１１に流れ込む。

また、整流平滑回路１６からの電流は電流制限抵抗Ｒ１
１を通って放電抵抗Ｒ１２にも流れる。

ここで、ツェナダイオードＺＤ１２のツェナ電圧Ｖ１２
をツェナダイオードＺＤＩＩのツェナ電圧Ｖｌｌより大
きく設定しているので、レギュレータ回路２０のスイッ
チング（オン／オフ）状態に拘わらず、ツェナダイオー
ドＺＤ１２のカソード電位はツェナダイオードＺＤＩＩ
のカソード電位より常に高くなる。したがって、バイア
ス抵抗Ｒ１７を経て電流ＩＡがツェナダイオードＺＤＩ
Ｉに常時流れ込み、ツェナダイオードＺＤ１１のアノー
ドが（−）の一定電圧（ツェナダイオードＺＤｌｌのツ
ェナ電圧■１１）に保たれ、基準電位となる。

そして、フォトカブラＰＣＩおよびＰＣ２をともにオフ
すると、トランジスタＱ１２およびＱ１３がオンし、中
圧端子０ＵＴ２の電圧は、ツェナダイオードＺＤ１３お
よびトランジスタＱＩ２ならびにＱ１３の電圧降下はあ
るものの、ツェナダイオードＺＤ１１のアノード電位と
ほぼ等しくなる。上述のように、ツェナダイオードＺＤ
ＩＩのアノードは（−）の一定電圧であるから、中圧端
子０ＵＴ２からは（−）の中圧電圧が出力されるフォト
カプラＰＣＩまたはＰＣ２のいずれか一方がオンすると
、トランジスタＱ１２およびＱ１３はいずれもオフする
。このとき、中圧端子０ＵＴ２の電圧は、（ツェナダイ
オードＺＤＩＩのアノード電圧Ｖ１．１）＋（レギュレ
ータ回路２０での電圧降下Ｖｃ）で決定される。すなわ
ち、電圧降下Ｖｃ＜ツェナ電圧Ｖｌｌであれば、中圧端
子０ＵＴ２には（−）の中圧電圧が出力される。また、
Ｖｃ＞Ｖｌ、１であれば（＋）の中圧電圧が出力される
。このように１つのレギュレータ回路２０によって、中
圧端子０ＵＴ２に出力される電圧の正負切換え制御が行
える。

なお、レギュレータ回路２０での電圧降下Ｖｃは、以下
の式で求められる。

ミッタ間電圧 したがって、合成抵抗Ｒｆすなわち可変抵抗■Ｒ１１あ
るいはＶＲ１２を調節して分圧条件を変えることによっ
て、電圧降下Ｖｃを変化させ、中圧端子０ＵＴ２に出力
される電圧領域を任意に設定することができる。

また、帯電器１８のコロナ放電が停止して無負荷状態に
なり、負荷電流ＩＬが流れない場合でも、ツェナダイオ
ードＺＤＩＩにはバイアス抵抗Ｒエフから常時電流ＩＡ
が流れるため、ツェナダイオードＺＤＩＩのアノード電
位は一定値に保たれる。すなわち、帯電器１８のオン／
オフ状態に関係なく、ツェナダイオードＺＤ１１のアノ
ード電位を基準電位として、中圧端子０ＵＴ２に安定的
に出力を得ることができる。

なお、この実施例におけるレギュレータ回路２０におい
ては、簡易的にトランジスタＱ１２およびＱ１３の電圧
比較回路を用いたが、これをダーリントン接続回路また
は差動増幅器等で構成してより精度を高めるようにして
もよいことはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す回路図である。 第２図および第３図はそれぞれ異なる従来技術を示す回
路図である。 図において、１０は正負電圧出力切換回路、１２はトラ
ンス、１６は整流平滑回路、１８は帯電器、２０はレギ
ュレータ回路、２２は現像器、Ｒ１１は電流制限抵抗、
Ｒ１２は放電抵抗、Ｒ１３〜Ｒ１７はバイアス抵抗、Ｚ
ＤＩＩ、ＺＤ１２゜ＺＤ１３はツェナダイオード、ＶＲ
ｌ、１．ＶＲｌ２は可変抵抗、０ＵＴＩは高圧端子、０
ＵＴ２は中圧端子を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 正負出力端を有する直流電源、 前記直流電源の負出力端と接地との間にそのカソードが
   接地されるように接続される第１のツェナダイオード、 前記直流電源の正出力端と前記第１のツェナダイオード
   のアノードとの間に接続されるかつ抵抗レギュレータ回
   路および前記第１のツェナダイオードより大きいツェナ
   電圧を有する第２のツェナダイオードの直列回路、 前記第２のツェナダイオードのアノードと前記レギュレ
   ータ回路との接続点から引き出される出力端子、および 前記第１および第２のツェナダイオードのそれぞれのカ
   ソード間に接続されるバイアス抵抗を備える、正負電圧
   出力切換回路。