JPH04242756A - 画像形成装置の高圧交流電源回路 - Google Patents

画像形成装置の高圧交流電源回路

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JPH04242756A
JPH04242756A JP3000620A JP62091A JPH04242756A JP H04242756 A JPH04242756 A JP H04242756A JP 3000620 A JP3000620 A JP 3000620A JP 62091 A JP62091 A JP 62091A JP H04242756 A JPH04242756 A JP H04242756A
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high voltage
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Koji Suzuki
鈴木 孝二
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンター等
画像形成装置の高圧交流電源回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の画像形成装置の高圧交流電源回路
では、負荷である分離帯電器のAC帯電ワイヤーに流れ
る直流電流を制御するために、DC−DCコンバータ回
路をAC高圧トランスの二次巻線の低圧側とグランドの
間に挿入していた。特に、直流電流の制御範囲が正負に
渡るように広くなると、出力が正のDC−DCコンバー
タおよび出力が負のDC−DCコンバータを挿入する必
要があった。
【0003】図4は、上記の従来例の基本構成を示す説
明図であり、21はAC高圧トランスを備えたAC高圧
電源、22はDC−DCコンバータ、P1は出力端子、
23は負荷である分離帯電器、idcは静電分離に必要
な直流電流を示す。なお、この直流電流idcはDC−
DCコンバータ22の出力とは逆向きに流す必要がある
【0004】図5は、上記のDC−DCコンバータ22
の回路図であり、トランスT31の一次側直流入力は出
力制御回路31により制御されたスイッチングトランジ
スタTR31によってオンオフされ、発生した二次側出
力はダイオードD31およびコンデンサC31によって
整流平滑する構成となっている。R31は二次側整流回
路のブリーダ抵抗である。
【0005】図6は上記DC−DCコンバータ22の電
圧電流特性を示す特性図であり、縦軸に直流電圧vdc
を横軸に直流電流idcを示す。図7はこの高圧交流電
源回路の出力が給電される分離帯電器23の電圧電流特
性を示す特性図であり、縦軸に電流iを横軸に電圧vを
示す。図7に示すように分離帯電器23は正負で顕著な
非対象性、即ち負側の電流が流れやすい特性を有してい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記構成と特性であり
、直流電流idcを−400μAに近付けようとすると
、ブリーダR31の抵抗値を限りなく小さくする必要が
ある。このため、DC−DCコンバータ22は大電力タ
イプが必要になり、発熱とコストの上昇を招いていた。
【0007】直流電流idcの範囲が広がって、図6に
示すゼロ近辺から正電流領域まで制御する必要がでてく
ると、図8に示すように可変出力型DC−DCコンバー
タ22とは逆極性の固定出力型のDC−DCコンバータ
25を更に直列に挿入する必要がでてくる。そして、固
定出力DC−DCコンバータ25の出力電圧分だけ、直
流電流idcの負荷側の制御範囲が狭くなるので、可変
型DC−DCコンバータ22の出力制御範囲を更に広げ
る必要が出てきて電力損失がますま増大するようになる
【0008】前記説明のように、DC−DCコンバータ
22は、図5に示すブリーダ抵抗R31の抵抗値を小さ
くする必要があり、静電分離に必要な直流電流idcの
制御幅が大きくなると著しく電力損失を招く。また複雑
な回路構成を必要とする。
【0009】本発明は、上記従来技術の問題点を解消す
るために成されたもので、簡単な構成で電力損失が少な
く、帯電器の負荷電流の直流成分を正極性から負極性ま
で広範囲に変化が可能な画像形成装置の高圧交流電源回
路を提供することを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、AC高圧トラ
ンス二次側巻線の低圧側に、トランジスタおよびダイオ
ードからなる直流定電流回路と、該直流定電流回路と極
性逆向きに接続した定電圧回路と、負荷電流の直流分を
検出する負荷電流検出回路を備え、該負荷電流検出回路
の出力によって前記定電圧回路の出力および直流定電流
回路の出力を制御することを特徴とする構成によって、
前記の目的を達成しようとするものである。
【0011】更に前記構成において、定電圧回路はDC
−DCコンバータを備えた構成であることを特徴とし、
或は定電圧回路はAC高圧トランス二次側に設けた3次
巻線と整流回路を備えたシャントレギュレータとを備え
た構成であることを特徴とし、更に定電圧回路の応答速
度と直流定電流回路の応答速度とは所定の差を有する構
成であることを特徴とする構成によって、前記の目的を
達成しようとするものである。
【0012】
【作用】以上の構成により、定電圧回路の出力と直流定
電流回路の出力の両方を負荷電流検出回路の出力によっ
て制御でき、負荷の帯電器の負荷電流直流成分を正極性
から負極性まで広範囲に変化できる。
【0013】
【実施例】図1は、本発明の第1実施例の電子写真複写
機の静電分離用AC高電圧出力回路図である。T1はA
C高圧トランス、TR1、TR2は一次側駆動用のスイ
ッチングトランジスタであり、制御回路1によって駆動
されプッシュプル出力が制御される。AC高圧トランス
T1の二次側高圧巻線L2の出力は、出力端子P1を介
して負荷の分離帯電器に接続される。
【0014】T2は定電圧回路用のコンバータトランス
で、二次側の整流正極性出力はAC高圧トランスT1の
二次側巻線の低電圧側に接続されている。コンバータト
ランスT2の一次側はトランジスタTR11により駆動
され、そしてトランジスタTR11のベースに接続され
たパルス幅変調回路(以下PWM回路という)11によ
ってトランジスタTR11のコレクタ電流の時比率を変
えることによってコンバータトランスT2の出力は制御
される。そして二次側出力はダイオードD11およびコ
ンデンサC11によって整流平滑される。なおコンデン
サC11にはブリーダ抵抗R11が並列に接続されてお
り、以上の構成により定電圧回路2を形成している。
【0015】定電圧回路のコンバータトランスT2の二
次巻線低電圧側は、高圧ダイオードD1のアノード、高
圧ダイオードD2のカソードに接続されている。高圧ダ
イオードD1のカソードは高圧トランジスタTR3のコ
レクタ、高圧ダイオードD2のアノードは高圧トランジ
スタTR3のエミッタにそれぞれ接続されている。なお
ダイオードバリスタD61が高圧ダイオードD2に並列
に接続されて回路の保護をしている。
【0016】高圧トランジスタTR3のエミッタとグラ
ンド間に抵抗R1とコンデンサC1の並列回路からなり
負荷電流の直流分を検出する負荷電流検出回路4が挿入
されている。負荷電流検出回路4で検出された電圧と端
子P2に加えられた基準電圧とが差動増幅器OP1およ
び同OP2により比較される。
【0017】差動増幅器OP1の出力は高圧トランジス
タTR3のベースに入力され、負荷電流検出回路4の検
出出力が端子P2の基準電圧と等しくなるように高圧ト
ランジスタTR3のベース電流を制御する。即ち、上記
構成の高圧ダイオードD1および高圧トランジスタTR
3は負荷電流検出回路4の検出出力により制御される直
流定電流回路3を形成している。
【0018】差動増幅器OP2の出力はPWM回路11
に入力され、負荷電流検出回路4の検出出力と端子P2
の基準電圧とが等しくなるようにコンバータトランスT
2の二次側整流出力の大きさを制御する。即ち、負荷電
流検出回路4の検出出力によって前記定電圧回路2の出
力を制御する構成となっている。
【0019】高圧トランジスタTR3のコレクタ電流を
増加させようとしているときは、差動増幅器OP1の出
力は正方向に、差動増幅器OP2の出力は負方向に向う
ので、コンバータトランスT2の整流出力は減少し、負
荷電流の負方向のダイナミックレンジを狭くすることが
ない。
【0020】高圧トランジストTR3のコレクタ電流を
減少させようとしているときは、差動増幅器OP1の出
力は負方向に、差動増幅器OP2の出力は正方向に向う
ので、コンバータトランスT2の整流出力は増加し、負
荷電流の正方向のダイナミックレンジを狭くすることが
ない。
【0021】上記の構成により、従来例に比較して高効
率で熱損失が少なく電力素子やヒートシンクを必要とせ
ず、帯電器の負荷電流の直流成分を正極性から負極性ま
で広範囲に変化させることが可能である。また帯電ワイ
ヤーの断線等による負荷短絡事故等に対して、回路が保
護され、火花リークによる発火、発煙等の事故を防止す
ることができる。更に、直列接続された直流定電流回路
と定電圧回路を、それぞれ別系統で制御するのではなく
、負荷電流検出回路3で検出した電圧で同時に制御でき
るので負荷電流の制御が非常に容易である。
【0022】図2および図3は他の実施例の構成を示す
回路図である。前記実施例と同一または相当部分は同一
符号で示し重複説明を省略する。
【0023】図2に示す第2実施例は、差動増幅器OP
2とPWM11との間に抵抗R12およびコンデンサC
12よりなる積分回路5が挿入してある。この積分回路
5の挿入によりコンバータトランスT2を含む定電圧回
路2の応答速度を、高圧トランジスタTR3を含む直流
定電流回路3の応答速度より遅くして、回路動作の安定
性を増すことができる。なお応答速度の差は、抵抗R1
2およびコンデンサC12の選択により所望値に設定で
きる。
【0024】図3に示す第3実施例は、定電圧回路の構
成を図1に示す実施例のDC−DCコンバータ構成に代
えて、AC高圧トランスT1の二次側に高圧巻線L2の
他に3次巻線L3を有し、AC高圧トランスT1の高圧
巻線L2の低電圧側とトランジスタTR3およびダイオ
ードD1よりなる直流定電流回路3との間に3次巻線L
3に発生する電圧を電源として定電圧回路を構成するシ
ャントレギュレータ81を設けた構成となっている。な
おシャントレギュレータ81にはダイオードD23およ
びコンデンサC23よりなる整流回路を備えている。
【0025】差動増幅器OP2の出力はシャントレギュ
レータ81のトランジスタTR21のベ−スに接続され
ており、トランジスタTR21のコレクタ電流を差動増
幅器OP2の出力、即ち負荷電流検出回路4で検出され
た電圧により制御することによって、シャントレギュレ
ータ81の出力電圧すなわちコンデンサC23、抵抗R
23の両端電圧を変えることができ、この出力は前記実
施例と同様にAC高圧トランスT1の高圧巻線の低電圧
側に接続されている。
【0026】端子P2の入力信号が高くなると差動増幅
器OP1の出力は上昇して直流定電流回路3のトランジ
スタTR3のコレクタ電流を増やし、負荷電流を負方向
に増加させる。このとき、差動増幅器OP2の出力も上
昇し、シャントレギュレータ81のトランジスタTR2
1のコレクタ電流を増加させる。高圧トランスT1の3
次巻線L3の出力は抵抗R21、コンデンサC21の直
列インピーダンスでの電位降下によって、トランジスタ
TR21とコンデンサC21の接続点では電位が低下し
、その倍電圧出力であるシャントレギュレータ81の出
力は低下する。端子P2の入力信号が低くなると、上記
と逆にシャントレギュレータ81の出力は上昇する。
【0027】また前記実施例と同様に、差動増幅器OP
1の出力は直流定電流回路3の高圧トランジスタTR3
のベースに入力され、負荷電流検出回路4の検出出力に
より直流定電流回路3を制御する構成となっている。
【0028】上記構成と動作により、DC−DCコンバ
ータを必要とせずに前記図1に示す実施例と同様な効果
を有することができる。
【0029】なお、この発明は分離用AC高圧出力回路
に限らず現像バイアス等、他の用途のAC高圧出力回路
装置にも適用可能である。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、簡単な構成で電力損失が少なく発熱がないので電力素
子やヒートシンクを必要としない。また直列接続された
直流定電流回路と定電圧回路をそれぞれ別系統で制御す
るのではなく、負荷電流検出回路の出力によって同時に
制御するので負荷電流の制御が非常に容易であり、帯電
器の負荷電流の直流成分を正極性から負極性まで広範囲
に変化させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の回路図である。
【図2】第2実施例の構成を示す回路図である。
【図3】第3実施例の構成を示す回路図である。
【図4】従来例の基本構成を示す説明図である。
【図5】上記従来例のDC−DCコンバータの回路図で
ある。
【図6】上記従来例のDC−DCコンバータの電圧電流
特性図である。
【図7】高圧交流電源回路の負荷である分離帯電器の電
圧電流特性図である。
【図8】固定DC−DCコンバータを付加した説明図で
ある。
【符号の説明】
T1  AC高圧トランス T2  コンバータトランス L2  二次側巻線 L3  3次巻線 OP1,OP2  差動増幅器 2    定電圧回路 3    直流定電流回路 4    負荷電流検出回路 5    積分回路 81  シャントレギュレータ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】AC高圧トランス二次側巻線の低圧側に、
    トランジスタおよびダイオードからなる直流定電流回路
    と、該直流定電流回路と極性逆向きに接続した定電圧回
    路と、負荷電流の直流分を検出する負荷電流検出回路を
    備え、該負荷電流検出回路の出力によって前記定電圧回
    路の出力および直流定電流回路の出力を制御することを
    特徴とする画像形成装置の高圧交流電源回路。
  2. 【請求項2】定電圧回路はDC−DCコンバータを備え
    た構成であることを特徴とする請求項1記載の画像形成
    装置の高圧交流電源回路。
  3. 【請求項3】定電圧回路はAC高圧トランス二次側に設
    けた3次巻線と整流回路を備えたシャントレギュレータ
    とを備えた構成であることを特徴とする請求項1記載の
    画像形成装置の高圧交流電源回路。
  4. 【請求項4】定電圧回路の応答速度と直流定電流回路の
    応答速度とは所定の差を有する構成であることを特徴と
    する請求項1記載の画像形成装置の高圧交流電源回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013046495A (ja) * 2011-08-24 2013-03-04 Sanken Electric Co Ltd Dc−dcコンバータ

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