JPH0667517A

JPH0667517A - 直流高圧電源装置

Info

Publication number: JPH0667517A
Application number: JP13707591A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Ando; 利明安藤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1991-05-14
Filing date: 1991-05-14
Publication date: 1994-03-11

Abstract

(57)【要約】【目的】動作電流を高速かつリアルタイムで制御する
ことができ、停止状態あるいは定電圧制御動作モードか
ら動作電流の制御モードに高速で移行することができ、
記録用紙の先端部に生じる画像欠け量等を最小限に抑え
ることができ、高画質の転写等を可能とする直流高圧電
源装置を提供することを目的とする。【構成】直流高圧電源装置によって直流の高電圧が印
加される放電器に、外乱を与える交流高圧電源をすべて
同期させ、前記出力電流検出回路が、当該直流高圧電源
装置によって直流の高電圧が印加される放電器から被帯
電部材に流れる動作電流を、放電器のシールドから当該
電源装置に帰還するシールド電流と別に、アースを介し
て当該電源装置に帰還する電流によって検出するととも
に、この出力電流検出回路が、交流高圧電源と同期した
周期で積分する積分器と、この積分器によって積分され
た値をサンプルホールドするサンプルホールド回路とを
具備するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子写真複写機やプ
リンタ等の電子写真応用装置に使用される放電器などに
直流の高電圧を印加するための直流高圧電源装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、上記電子写真複写機等には、高画
質化に加えてカラー化・高速化・小型化が強く要求され
てきているとともに、記録用紙として普通紙以外にもＯ
ＨＰシート（オーバーヘッドプロジェクタ用の透明な合
成樹脂製シート）等に複写可能な機種が求められてい
る。これらの要求に答え得るカラー電子写真複写機とし
ては、感光体ドラムの近傍に転写ドラムを配設し、感光
体ドラム上に形成されたトナー像を、転写ドラムの周囲
に保持された記録用紙上に順次転写して、記録用紙上に
４色のトナー像を重ねた後、これらのトナー像を記録用
紙上に定着することによってカラー画像の複写を行うよ
うに構成したものがある。

【０００３】このカラー電子写真複写機は、感光体ドラ
ムの一側にロータリー式の４色の現像器を配設し、これ
らの現像器を回転させることによって、感光体ドラム上
に順次形成される静電潜像をシアン・マゼンタ・イエロ
ー・ブラック等の４色のトナー像により順次現像する。
また、上記転写ドラムは、その外周面が合成樹脂製のフ
ィルムによって形成されており、この転写ドラムの外周
面に記録用紙を静電的に保持するようになっている。さ
らに、上記転写ドラムの内部には、転写コロトロンが配
設されており、この転写コロトロンによって感光体ドラ
ム上に形成されたトナー像を、転写ドラムの周囲に保持
された記録用紙上に静電的に転写するように構成されて
いる。

【０００４】従来、この種のカラー電子写真複写機等に
使用される転写コロトロンなどに直流の高電圧を印加す
るための直流高圧電源装置としては、図６に示すような
ものがある。この直流高圧電源装置は、昇圧トランスＴ
の一次側巻線Ｎ１に印加される電圧Ｅを、主スイッチン
グ素子Ｑによってオンオフすることにより、昇圧トラン
スＴの二次側巻線Ｎ２に高電圧を発生させるとともに、
この昇圧トランスＴの二次側巻線Ｎ２に発生した高電圧
を、整流回路ＲＥＣＴによって整流して直流の高電圧を
出力するように構成されたＤＣ−ＤＣコンバータ型の電
源装置である。また、負荷である転写コロトロンなどに
出力される総電流Ｉｔｏｔを電流検出回路１００によっ
て検出し、この電流検出値Ｉｔｏｔに基づいて主スイッ
チング素子Ｑのオンオフを制御回路１０１によって制御
することにより、転写コロトロンなどに出力される総電
流Ｉｔｏｔを定電流制御するように構成されている。

【０００５】しかし、上記直流高圧電源装置の場合に
は、次のような問題点を有している。すなわち、前記カ
ラー電子写真複写機等において、転写ドラム上に保持さ
れた記録用紙上へのトナー像の転写性を支配しているの
は、転写ドラムの外周面を構成するフィルムに帯電させ
る電荷量であることがわかっており、この電荷量を制御
するためには、転写コロトロンの放電ワイヤーから転写
ドラムへ向かう動作電流Ｉｄｙを検出し、これを最適値
に制御するのが望ましい。

【０００６】しかし、上記従来の直流高圧電源装置の場
合には、動作電流Ｉｄｙを直接検出してこれを制御する
のではなく、転写コロトロンのシールドに向かう電流Ｉ
ｓや総電流Ｉｔｏｔ（＝Ｉｓ＋Ｉｄｙ）を制御するか、
あるいは転写コロトロンへの印加電圧を制御するように
構成されていた。そのため、下記の種々のバラツキや変
動要因によって転写ドラムの外周面を構成するフィルム
に帯電させる電荷量が変化してしまい、良好な転写性を
維持するのが困難であるという問題点があった。

【０００７】まず、第１に、転写コロトロンのシールド
に向かうシールド電流Ｉｓｈｉや総電流Ｉｔｏｔ（＝Ｉ
ｓ＋Ｉｄｙ）を検出して、これが一定になるように制御
した場合には、記録用紙の含水率によって動作電流Ｉｄ
ｙとシールド電流Ｉｓｈｉとの相関が変化してしまうた
め、シールド電流Ｉｓｈｉや総電流Ｉｔｏｔを一定に制
御しても動作Ｉｄｙを一定に制御することができない。
そのため、転写コロトロンによる転写不良等が発生し、
カラー画像の画質の低下を引き起こしたり発色性を低下
させるという問題点が生じる。

【０００８】この問題点を解決するためには、記録用紙
の含水率をリアルタイムで検出し、検出された含水率に
応じて例えば総電流Ｉｔｏｔの目標値を変更する等のプ
ロセスコントロールを行うことも考えられる。しかし、
こうした場合には、制御回路が複雑になるとともに、記
録用紙の含水率は湿度や温度等の種々の要因によって微
妙に変化するため、これをリアルタイムで検出して総電
流Ｉｔｏｔの目標値を変更する制御を行うのは、実際上
不可能であるという問題点を有している。

【０００９】また、動作電流Ｉｄｙとシールド電流Ｉｓ
ｈｉとの相関は、記録用紙の含水率以外にも記録用紙の
種類によっても変化するため、記録用紙の種類を識別し
て総電流Ｉｔｏｔなどの目標値を制御することは、実際
問題として不可能であるという問題点を有している。

【００１０】第２に、動作電流Ｉｄｙと総電流Ｉｔｏｔ
との相関は、転写ドラムを構成するフィルムの厚さによ
っても変化する。すなわち、上記転写ドラムの外周面を
構成するフィルムの厚さを全周にわたって均一にするこ
とは困難であり、転写ドラムを構成するフィルムの厚み
のバラツキによっても動作電流Ｉｄｙと総電流Ｉｔｏｔ
の相関が変化する。そのため、シールド電流Ｉｓｈｉや
総電流Ｉｔｏｔを検出してこれが一定になるように制御
しても、動作電流Ｉｄｙを一定に制御することはできな
いという問題点を有している。

【００１１】第３に、動作電流Ｉｄｙと総電流Ｉｔｏｔ
の相関は、転写ドラムを構成するフィルムの誘電率εｓ
によっても変化する。すなわち、上記転写ドラムの外周
面を構成するフィルムの誘電率εｓを全周にわたって均
一にすることは困難であり、しかも転写ドラムの経時的
な変質や磨耗の影響等によっても動作電流Ｉｄｙと総電
流Ｉｔｏｔの相関が変化する。そのため、シールド電流
Ｉｓｈｉや総電流Ｉｔｏｔを検出してこれが一定になる
ように制御しても、動作電流Ｉｄｙを一定に制御するこ
とはできないという問題点を有している。

【００１２】第４に、転写ドラムには、偏心等が必然的
に存在するため、転写ドラムを構成するフィルムと転写
コロトロン間の距離にバラツキが存在し、この距離のバ
ラツキによっても動作電流Ｉｄｙと総電流Ｉｔｏｔの相
関は変化する。

【００１３】第５に、転写コロトロンのシールド汚れな
どによる放電特性の変化によっても、動作電流Ｉｄｙと
総電流Ｉｔｏｔの相関は変化する。

【００１４】第６に、転写ドラムを構成するフィルムの
転写コロトロンへの突入電位が、複数枚コピーなどで長
時間運転をしていると変動してくるため、動作電流Ｉｄ
ｙと総電流Ｉｔｏｔの相関は変化する。

【００１５】このように、種々の要因によって、動作電
流Ｉｄｙと総電流Ｉｔｏｔの相関が変化するため、総電
流Ｉｔｏｔを検知してこれが一定になるように制御して
も、転写ドラム内面の帯電電荷量を一定に制御すること
はできず、転写コロトロンによる転写不良等が発生し、
カラー画像の画質の低下を引き起こしたり発色性を低下
させるという問題点があった。

【００１６】そこで、かかる問題点を解決するものとし
ては、特開昭５７−１８２７６１号公報に示すようなも
のが既に提案されている。このコロナ放電装置は、コロ
ナ放電器と、前記のコロナ放電器に対して動作用電流を
供給する高圧電源とを含んで構成されているコロナ放電
装置であって、コロナ放電器に対して高圧電源から供給
されている総電流値を検出する第１の検出手段と、コロ
ナ放電器における放電電極を囲むケースに流れる電流値
を検出する第２の検出手段と、前記第１の検出手段によ
る検出値から前記第２の検出手段による検出値を差引く
演算手段と、前記の演算手段による演算結果を前記した
高圧電源に負帰還する手段とを備えるように構成したも
のである。

【００１７】この提案に係るコロナ放電装置によれば、
コロナ放電器に対して高圧電源から供給されている総電
流値からコロナ放電器における放電電極を囲むケースに
流れる電流値を差引いて、静電潜像の担持体に流れる動
作電流Ｉｄｙを検出し、この検出値Ｉｄｙが一定となる
ように定電流制御を行うことができるため、画質の向上
が可能となる。

【００１８】さらに、特開昭５８−１８１０６８号公報
に示すようなものも既に提案されている。この放電装置
は、所定の放電電圧を生ずる電源と、前記電源の出力の
一端と接続された第１の電極と、前記電源の出力のもう
一端と接続され、第１の電極の一部を覆う第２の電極
と、第２の電極の近傍に配置された第３の電極と、第２
の電極に生ずる電位と実質的に同じ電位を第３の電極に
与える手段と、第１の電極と対向する被放電電極に流れ
る電流を検出する電流検出手段と、電流検出手段からの
信号に応じて前記電源の電圧を制御する手段を備えるよ
うに構成されている。

【００１９】この提案に係る放電装置によっても、感光
体ドラムを流れる動作電流Ｉｄｙのみを検出して放電の
制御を行うことができる。

【００２０】また、特開昭５８−１１４０５１号公報に
示すようなものも既に提案されている。この複写機の感
光体電流制御装置は、交流高圧発生装置と該交流高圧発
生装置から出力された交流高圧により駆動されるコロナ
放電器を有する複写機において、前記交流高圧発生装置
と接地間に接続された電流−電圧変換器、前記交流のピ
ーク値を検出するピークデイテクタ、前記電流ー電圧変
換器の出力を前記ピークデイテクタの出力信号でサンプ
リングするサンプルホールド回路および該サンプルホー
ルド回路のホールド値によって前記交流高圧発生装置の
発生電圧を制御する制御回路を具備するように構成され
ている。

【００２１】この提案に係る放電装置は、交流電圧によ
って放電するものであるが、上記提案に係る装置と同様
に、漏洩電流を含まない感光体電流のみによって交流電
圧発生装置を制御することができるので、正確な感光体
電流の制御を行うことができる。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
の場合には、次のようないくつかの問題点を有してい
る。まず第１に、上記カラー電子写真複写機において
は、転写ドラムの外周面が合成樹脂製のフィルムによっ
て形成されており、この転写ドラム１０５には、図７に
示すように、その外周面に巻付けられた記録用紙１０６
を剥離するため、転写ドラム１０５の外部に設けられた
剥離爪１０７の先端を記録用紙１０６の先端部裏側に潜
り込ませるための凹部１０８を備えたアジャストプレー
トと呼ばれる中継部１０９が、転写ドラム１０５の外周
面に巻付けられる記録用紙１０６の先端部に対応した位
置に設けられる。そして、このアジャストプレートと呼
ばれる中継部１０９は、その構成上必然的に転写ドラム
１０５の内側に突出した状態で配設される。

【００２３】そのため、上記アジャストプレート１０９
が転写コロトロン１１０のイオン照射部を通過するとき
には、転写コロトロン１１０から転写ドラム１０５に対
して正常な放電が行われないため、動作電流Ｉｄｙと総
電流Ｉｔｏｔの相関が大きくずれてしまい、動作電流Ｉ
ｄｙを一定制御すると、転写コロトロン１１０の放電ワ
イヤーに印加される電圧Ｖｗｉｒｅが非常に大きくな
り、転写コロトロン１１０が異常放電をするに至るとい
う問題点が生じる。

【００２４】第２に、転写コロトロン１１０の放電シー
ルドには、図８に示すように、放電領域を制御するため
のマイラーフィルム等からなる放電制御板１１１が設け
られるため、アジャストプレート１０９が転写コロトロ
ン１１０のイオン照射部を通過するときに、アジャスト
プレート１０９が放電制御板１１１と接触してこれを折
り曲げてしまい、この放電制御板１１１が転写コロトロ
ン１１０の開口部を塞いでしまう。そのため、動作電流
Ｉｄｙの制御そのものが不可能となり、電源装置が可能
な最大出力電圧まで放電ワイヤーの電圧Ｖｗｉｒｅが上
昇し、異常放電に至るという問題点も生じる。

【００２５】従って、これらの異常放電を防止するため
には、アジャストプレート１０９が転写コロトロン１１
０の位置を通過するときにのみ、転写コロトロン１１０
に印加する電圧を安全な電圧レベルまで下げる電圧制御
動作へ移行させるか、あるいは転写コロトロン１１０へ
の出力を停止し、アジャストプレート１０９が転写コロ
トロン１１０の位置を通過した後に電源装置を再起動
し、動作電流Ｉｄｙの制御動作に移行する等の処置が必
要となる。そのため、電源装置は、アジャストプレート
通過時に出力停止あるいは電圧制御モードで駆動し、ア
ジャストプレート通過後に動作電流Ｉｄｙ制御での出力
立ち上げ、あるいは電圧制御モードから動作電流Ｉｄｙ
制御モードへの移行を行う必要がある。

【００２６】第３に、アジャストプレート１０９には、
図７に示すように、剥離爪１０７が潜り込むための凹部
１０８が設けられ、この凹部１０８を覆うように記録用
紙１０６を転写ドラム１０５の周囲に保持し、転写動作
終了後に剥離爪１０７で記録用紙１０６を剥離するよう
に構成されているため、記録用紙１０６の先端部には、
転写用の電荷を照射することができず、記録用紙１０６
の先端部には、画像欠け部分が必然的に生ずることにな
る。

【００２７】この記録用紙１０６の先端部に生じる画像
欠け部を最小限に抑え、記録用紙１０６の先端部近傍か
ら良好な画像転写を行うためには、アジャストプレート
１０９が転写コロトロン１１０を通過した後、上述した
ように停止状態あるいは定電圧制御動作モードから動作
電流Ｉｄｙの制御モードに直ちに移行し、所望の動作電
流Ｉｄｙ制御を行う必要が生ずる。

【００２８】これらの理由により、転写コロトロンへの
供給電圧の制御等は、高速でしかも転写ドラムの回転動
作に応じたリアルタイムで行う必要がある。

【００２９】ところが、上記従来の直流高圧電源装置に
おいて、動作電流Ｉｄｙを高速かつリアルタイムで制御
しようとした場合には、次のような問題点が生じる。

【００３０】すなわち、転写ドラムの近傍には、転写コ
ロトロン以外にも転写前コロトロンや除電用コロトロン
等のようにＡＣ放電を行うコロトロンが配置されている
ため、これらのＡＣ系コロトロンへ交流の高電圧を供給
するための高圧給電ケーブルが、転写コロトロンの近傍
に配置されている。

【００３１】そのため、これらのＡＣ系コロトロンのシ
ールド及びＡＣ系コロトロンへの高圧給電ケーブルは、
転写コロトロンへの給電ケーブルおよび転写コロトロン
のシールドと静電的に結合し、転写コロトロンへの給電
ケーブルおよび転写コロトロンのシールドに対して、Ａ
Ｃ系コロトロンの交流高電圧が外乱として影響を与えて
変位電流を生ずるという問題点がある。

【００３２】この変位電流は、図９に示すように、動作
電流Ｉｄｙの検出部に大きなＡＣ成分の電流として流れ
込み、本来検出すべき動作電流Ｉｄｙの電流値に対して
非常に大きな外乱となる。この変位電流によるＡＣ成分
の外乱は、例えば、１０μＡ程度の動作電流Ｉｄｙに対
して５０〜６０μＡ程度にも達する場合もある。また、
ＡＣ系コロトロンに供給される交流高電圧の周波数は、
数１００Ｈｚ近傍に通常設定されているため、検出すべ
き動作電流Ｉｄｙに対しては、数１００Ｈｚでしかも数
１０μＡの外乱成分が畳重されることになる。

【００３３】そこで、動作電流Ｉｄｙの制御を安定して
行うためには、この動作電流Ｉｄｙの検出量中に畳重さ
れる外乱成分を除去する必要がある。この外乱成分の除
去には、通常ローパスフィルタを用いたり、転写コロト
ロンへの給電ケーブルとして外乱の影響を除去可能なシ
ールド高圧ケーブルを用いることも考えられる。

【００３４】しかし、この場合には、転写コロトロンへ
の給電ケーブルとしてシールド高圧ケーブルを用いて
も、完全に外乱の影響を除去することができないととも
に、コストが大幅にアップするという問題点があった。

【００３５】一方、ローパスフィルタを用いた場合に
は、外乱の周波数が数１００Ｈｚと低く、しかも外乱成
分の電流値が検出値である動作電流Ｉｄｙに対してかな
り大きいため、ローパスフィルタによって外乱成分の除
去を行うと、フィルタ部での位相遅れが非常に低い周波
数でも発生する。そのため、高い周波数域まで高速に応
答する電源システムを提供することはできず、停止状態
あるいは定電圧制御動作モードから動作電流Ｉｄｙの制
御モードに高速で移行することができず、記録用紙の先
端部に生じる画像欠け量を犠牲にするか、あるいは先端
部の画質を犠牲にする等の不具合が発生することになる
という問題点があった。

【００３６】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
記従来技術の問題点を解決するためになされたもので、
その目的とするところは、動作電流を高速かつリアルタ
イムで制御することができ、停止状態あるいは定電圧制
御動作モードから動作電流の制御モードに高速で移行す
ることができ、記録用紙の先端部に生じる画像欠け量等
を最小限に抑えることができ、高画質の転写等を可能と
する直流高圧電源装置を提供することにある。

【００３７】すなわち、この発明は、昇圧トランスと、
前記昇圧トランスの低圧巻線側に直列に接続されたスイ
ッチング素子と、前記昇圧トランスの高圧巻線側に接続
された整流回路と、前記スイッチング素子の動作を制御
する制御回路と、前記昇圧トランスの高圧巻線側から負
荷である帯電器に出力される電流を検出する出力電流検
出回路とを備えた直流高圧電源装置において、当該直流
高圧電源装置によって直流の高電圧が印加される放電器
に、外乱を与える交流高圧電源をすべて同期させ、前記
出力電流検出回路が、当該直流高圧電源装置によって直
流の高電圧が印加される放電器から被帯電部材に流れる
動作電流を、放電器のシールドから当該電源装置に帰還
するシールド電流と別に、アースを介して当該電源装置
に帰還する電流によって検出するとともに、この出力電
流検出回路が、交流高圧電源と同期した周期で積分する
積分器と、この積分器によって積分された値をサンプル
ホールドするサンプルホールド回路とを具備するように
構成されている。

【００３８】上記スイッチング素子をオンオフさせる手
段としては、例えば、ＰＷＭ制御回路が用いられるが、
これ以外にも周波数変調回路や自励コンバータ等を用い
ても良いことは勿論である。

【００３９】なお、上記昇圧トランスの高圧巻線への出
力制御は、例えば、主スイッチング素子のオン時間制御
を主とし、動作周期においては、上記再オン動作への移
行時間が回路の動作状態で変化するような自励または自
他励動作によって行なうことができる。

【００４０】

【作用】この発明においては、当該直流高圧電源装置に
よって直流の高電圧が印加される放電器に、外乱を与え
る交流高圧電源をすべて同期させ、前記出力電流検出回
路が、当該直流高圧電源装置によって直流の高電圧が印
加される放電器から被帯電部材に流れる動作電流を、放
電器のシールドから当該電源装置に帰還するシールド電
流と別に、アースを介して当該電源装置に帰還する電流
によって検出するとともに、この出力電流検出回路が、
交流高圧電源と同期した周期で積分する積分器と、この
積分器によって積分された値をサンプルホールドするサ
ンプルホールド回路とを具備するように構成されている
ので、電流検出回路によって直流高圧電源装置により直
流の高電圧が印加される放電器から被帯電部材に流れる
動作電流を検出することができるのは勿論のこと、この
出力電流検出回路は、交流高圧電源と同期した周期で積
分する積分器を備えているので、この積分器によって上
記検出すべき動作電流を積分することにより、動作電流
に外乱として畳重された交流成分を除去することがで
き、動作電流のみを精度良く検出して出力を高速に定電
流制御することができる。

【００４１】

【実施例】以下にこの発明を図示の実施例に基づいて説
明する。

【００４２】図２はこの発明に係る直流高圧電源装置を
適用し得るカラー電子写真複写機を示すものである。

【００４３】図において、１は感光体ドラムであり、こ
の感光体ドラム１の周囲には、感光体ドラム１の表面を
所定の電位に一様に帯電する一次帯電器２と、この一様
に帯電された感光体ドラム１の表面に画像を露光して静
電潜像を形成するための画像露光３と、感光体ドラム１
の表面に形成された静電潜像を現像するためのシアン・
マゼンタ・イエロー・ブラック等の４色のトナー像によ
り現像するロータリー方式の現像器４と、感光体ドラム
１の表面に形成されたトナー像の電位及び感光体ドラム
の表面電位を調整する転写前コロトロン５と、感光体ド
ラム１表面の残留トナー等を清掃するクリーナー６と、
トナー像が転写された後の感光体ドラム１の残留電荷を
消去する除電用コロトロン７等が配設されている。

【００４４】また、上記感光体ドラム１の近傍には、転
写ドラム８が配設されており、感光体ドラム１上に形成
されたトナー像を、転写ドラム８の周囲に保持された記
録用紙９上に順次転写するようになっている。上記転写
ドラム８は、その外周面が透明な合成樹脂製のフィルム
によって形成されており、この転写ドラム８の外周面に
記録用紙９を静電的に保持するようになっている。さら
に、上記転写ドラム８の内部には、感光体ドラム１上に
形成されたトナー像を、転写ドラム８の周囲に保持され
た記録用紙９上に静電的に転写するための転写コロトロ
ン１０が配設されている。

【００４５】さらに、上記転写ドラム８には、図３に示
すように、その外周面に巻付けられた記録用紙９を剥離
するため、転写ドラム８の外部に設けられた剥離爪１１
の先端を記録用紙９の先端部裏側に潜り込ませるための
凹部１２を備えたアジャストプレートと呼ばれる中継部
１３が、転写ドラム８の外周面に巻付けられる記録用紙
９の先端部に対応した位置に設けられている。そして、
このアジャストプレートと呼ばれる中継部１３は、その
構成上必然的に転写ドラム８の内側に突出した状態で配
設される。また、上記転写コロトロン１０の放電シール
ド１４には、図４に示すように、放電領域を制御するた
めのマイラーフィルム等からなる放電制御板１５が設け
られている。

【００４６】ところで、上記カラー電子写真複写機の場
合には、転写ドラム８の周囲に直流電圧が印加される転
写コロトロン１０以外にも、交流高圧電源装置１６、１
７によって数１００ＨＺかつ数ＫＶの交流の高電圧が印
加される転写前コロトロン５や除電用コロトロン７が配
設されている。

【００４７】図１はこの発明に係る直流高圧電源装置の
一実施例を示すものである。

【００４８】図において、Ｔは昇圧トランスを示すもの
であり、この昇圧トランスＴの一次側巻線Ｎ１には、所
定の直流電圧Ｖｃｃが印加されている。また、上記昇圧
トランスＴの一次側巻線Ｎ１には、当該一次側巻線Ｎ１
に印加される直流電圧Ｅをオンオフするため、主スイッ
チング素子としての主トランジスタＱが接続されている
とともに、この主トランジスタＱのベースには、当該主
トランジスタＱをオンオフ動作させるためのＰＷＭ制御
回路１が接続されている。なお、上記主スイッチング素
子としては、トランジスタ以外にＦＥＴ等のスイッチン
グ素子を用いても良いことは勿論である。

【００４９】そして、上記直流高圧電源装置は、昇圧ト
ランスＴの一次側巻線Ｎ１に印加される電圧Ｖｃｃを、
主トランジスタＱによってオンオフすることにより、昇
圧トランスＴの二次側巻線Ｎ２に高電圧を発生させると
ともに、この昇圧トランスＴの二次側巻線Ｎ２に発生し
た高電圧を、多倍圧整流回路ＲＥＣＴによって整流して
直流高電圧を出力するように構成されたＤＣ−ＤＣコン
バータ型の直流高圧電源装置を構成している。

【００５０】また、上記昇圧トランスＴの二次側巻線Ｎ
２に接続される多倍圧整流回路ＲＥＣＴは、ダイオード
及びコンデンサからなり、この多倍圧整流回路ＲＥＣＴ
には、出力端子２が設けられている。この出力端子２に
は、カラー電子写真複写機の転写コロトロン１０の放電
ワイヤー１０ａが接続されている。また、上記転写コロ
トロン１０のシールド１０ｂは、多倍圧整流回路ＲＥＣ
Ｔの（−）側の出力端子３に接続されている。

【００５１】さらに、上記出力端子２には、出力電圧を
検出するための出力電圧検出回路３が接続されていると
ともに、この出力電圧検出回路３は、コンデンサＣ２を
介してアースに接続されている。上記出力電圧検出回路
３は、多倍圧整流回路ＲＥＣＴの出力端子２、３間に並
列に接続された抵抗Ｒ１、Ｒ２及びＩＣ３とから構成さ
れており、コンデンサＣ２と抵抗Ｒ３の接続点電圧の後
述する動作電流Ｉｄｙ制御量による変動に対し、抵抗Ｒ
１、Ｒ２の分圧でＩＣ３の正相入力に現れる電圧検出値
を大きく選択することで、前記変動による電圧検出誤差
を小さくできるようになっている。また、抵抗Ｒ１、Ｒ
２の分圧出力をＩＣ３のボルテージフォロアで受けてい
るので、ＩＣ３から抵抗Ｒ１、Ｒ２に流れる電流は、Ｉ
Ｃ３入力のバイアス電流のみであり、数１００ｎＡ以下
にすることは容易であり、これに対し、動作電流Ｉｄｙ
の制御量が十分大きければ、Ｉｄｙ制御ループ動作での
誤差の発生は無視できる。

【００５２】また、上記出力電圧検出回路３による検出
電圧は、ＰＷＭ制御回路１に入力されている。このＰＷ
Ｍ制御回路１は、出力電圧検出回路３から出力される検
出電圧と、内部あるいは外部の基準電圧とを比較し、多
倍圧整流回路ＲＥＣＴの出力電圧の上限を規制するよう
に構成されている。これは、出力電流の動作電流Ｉｄｙ
制御ループでの制御では、例えば、出力無負荷時に出力
電圧が異常に上昇し、本装置の破損を防止するためのも
のである。

【００５３】さらに、上記ＰＷＭ制御回路１は、出力例
えば、動作電流Ｉｄｙ制御ループでの動作モード以外の
出力電圧制御動作モードでの動作を可能とするためのも
のでもあり、次のようなアプリケーションに使用するこ
とができる。すなわち、上記出力電圧検出回路３から出
力される検出電圧が、転写ドラム８の内側に配設された
転写コロトロン１０用のものであり、転写ドラム８を構
成している合成樹脂製フィルムの接続部が、転写コロト
ロン１０の上部を通過するとき、放電制御板１５が閉じ
て動作電流Ｉｄｙが流れない状態になると、Ｉｄｙ制御
ループの動作により出力は異常に上昇し、例えばコロト
ロン内異常放電あるいはフィルム接続部へのアーク放電
等が発生するが、上記の如く出力電圧制御ループを設け
ることにより、これを防止することができる。

【００５４】また、これらの不都合をより確実に防止す
るためには、フィルム接続部が通過するタイミング時
に、本装置外部からの信号で出力電圧制御動作の基準電
圧を変更するように構成してもよい。

【００５５】一方、上記出力電圧検出回路３とコンデン
サＣ２との接続点には、抵抗Ｒ６及びコンデンサＣ１
と、抵抗Ｒ３と、可変抵抗ＶＲ１とが直列に接続されて
いるとともに、抵抗Ｒ３と可変抵抗ＶＲ１には、基準電
圧Ｖｒｅｆが並列に接続されている。そして、基準電圧
Ｖｒｅｆを抵抗Ｒ３と可変抵抗ＶＲ１で分圧した電圧
が、Ｉｄｙ基準電圧としてＰＷＭ制御回路１に入力さ
れ、このＩｄｙ基準電圧に対してＩｄｙ検出出力が正方
向に大のときは、高圧出力を増大し、Ｉｄｙ検出出力が
低いときには、高圧出力を減少するように、ＰＷＭ制御
回路１が動作するように構成されている。従って、この
ＰＷＭ制御回路１は、Ｉｄｙ基準電圧とＩｄｙ検出出力
とが一致するように動作する。

【００５６】ところで、この実施例では、高圧出力総電
流Ｉｔｏｔは、上述したように、負荷である転写コロト
ロン１０のシールド１０ｂを介して、シールド電流Ｉｓ
ｈｉが多倍圧整流回路ＲＥＣＴの低電圧側に帰還され、
動作電流Ｉｄｙは、感光体ドラム１あるいは転写ドラム
８等に流れ、接地ルートを介して接地ルートに接続され
た本装置のアースＧＮＤを通って、図１のトランジスタ
Ｑ１、コンデンサＣ１及び抵抗Ｒ１を経由して、多倍圧
整流回路ＲＥＣＴに帰還する。

【００５７】また、上記ＰＷＭ制御回路１には、電源起
動時に主トランジスタＱのオン時間を徐々に長くするこ
とにより、主トランジスタＱのピーク電流を抑えながら
定常動作に移行するためのソフトスタート回路が内蔵さ
れている。このソフトスタート回路は、起動信号が入力
することによって主トランジスタＱのオン時間を徐々に
長くするように、主トランジスタＱを起動させる。

【００５８】ところで、この実施例では、出力電流検出
回路が、転写コロトロン１０の動作電流Ｉｄｙに外乱を
与える交流高圧電源と同期した周期で積分する積分器
と、この積分器によって積分された値をサンプルホール
ドするサンプルホールド回路とを具備するように構成さ
れている。

【００５９】すなわち、上記出力電流検出回路４は、図
１に示すように、検出すべき動作電流Ｉｄｙによって充
電されるコンデンサＣ１と、このコンデンサＣ１による
電圧降下を増幅するＩＣ１とを備えた積分回路３０を備
えており、コンデンサＣ１には、トランジスタＱ１が並
列に接続されている。また、上記積分回路３０は、スイ
ッチング素子Ｑ２と、ＩＣ２とを備えたサンプルホール
ド回路３１に接続されている。そして、このサンプルホ
ールド回路３１から出力される動作電流Ｉｄｙの検出値
は、前記ＰＷＭ制御回路１に入力されている。

【００６０】また、上記スイッチング素子Ｑ２は、単安
定マルチバイブレータ３２の出力Ｑ１（反転信号）によ
ってオンオフ制御されるようになっている。この単安定
マルチバイブレータ３２には、転写コロトロン１０の動
作電流Ｉｄｙに外乱を与える交流高圧電源と同期したパ
ルス信号（図５（ａ））３３が入力されており、単安定
マルチバイブレータ３２からは、図５（ｂ）に示すよう
な短いパルス信号３４が出力されるようになっている。

【００６１】さらに、上記積分器のトランジスタＱ１
は、単安定マルチバイブレータ３５の出力Ｑ２（反転信
号）によってオンオフ制御されるようになっている。こ
の単安定マルチバイブレータ３５には、上記単安定マル
チバイブレータ３２の出力Ｑ１（反転信号）がトリガ端
子（ＴＲＩＧ２）に入力されており、単安定マルチバイ
ブレータ３５からは、図５（ｃ）に示すような短いパル
ス信号３６が出力されるようになっている。

【００６２】また、この実施例では、カラー電子写真複
写機の転写ドラム８の周囲に、直流電圧が印加される転
写コロトロン１０以外にも、数１００ＨＺかつ数ＫＶの
交流高電圧が印加される転写前コロトロン５や除電用コ
ロトロン７が配設されており、これらの転写前コロトロ
ン５や除電用コロトロン７に交流の高電圧を供給する交
流高圧電源装置１６，１７は、全て同一周波数でかつ同
期した交流の高電圧を供給するように設定されている。

【００６３】以上の構成において、この実施例に係る直
流交流高圧電源装置では、次のようにして転写コロトロ
ンに直流の高電圧が給電されるようになっている。すな
わち、上記直流高圧電源装置においては、図１に示すよ
うに、電源起動時にＰＷＭ制御回路１に内蔵されたソフ
トスタート回路に起動信号が入力されると、ソフトスタ
ート回路は、ＰＷＭ制御回路１に信号を送り、主トラン
ジスタＱのオン時間を徐々に長くすることによりソフト
スタートを行う。こうすることによって、主トランジス
タＱのピーク電流を抑えながら定常動作に移行すること
ができる。

【００６４】次に、定常動作に移行した状態において
は、昇圧トランスＴの二次側巻線Ｎ２に接続された多倍
圧整流回路ＲＥＣＴから直流高電圧が出力されるように
なっている。

【００６５】ところで、上記直流高圧電源装置から直流
の高電圧が供給される転写コロトロン１０は、図１に示
すように、放電ワイヤー１０ａからコロナ放電を発生
し、このコロナ放電によって生じる電荷により転写ドラ
ム８の内周面を帯電させ、感光体ドラム１上に形成され
たトナー像を転写ドラム８の周囲に保持された記録用紙
９に転写する。

【００６６】その際、上記転写コロトロン１０の放電ワ
イヤー１０ａから転写ドラム８等へ向けて流れる動作電
流Ｉｄｙは、出力電流検出用のコンデンサＣ１両端の電
圧降下として検出される。この出力電流検出用のコンデ
ンサＣ１によって検出された動作電流Ｉｄｙに対応した
電圧は、出力電流検出回路４の積分回路３０に出力され
る。この積分回路３０は、図５に示すように、転写コロ
トロン１０以外の転写前コロトロン５や除電用コロトロ
ン７に供給される交流の高電圧と同期した短いパルス信
号３６によって、トランジスタＱ１がオンオフ制御され
る。

【００６７】したがって、上記積分回路３０は、図５に
示すように、単安定マルチバイブレータ３５の出力Ｑ２
（反転信号）３６がＬｏｗの区間は、トランジスタＱ１
がオンし、コンデンサＣ１の電荷を放電し、これが同期
信号３３の１周期Ｔ毎に繰り返される。また、単安定マ
ルチバイブレータ３５の出力Ｑ２（反転信号）３６がＨ
ｉｇｈの区間は、トランジスタＱ１がオフしており、単
安定マルチバイブレータ３５の出力Ｑ２（反転信号）３
６がＬｏｗの区間Δｔ１を同期信号３３の１周期Ｔより
大幅に短く設定することによって、コンデンサＣ１の両
端電圧ｖｃ１は、ｖｃ１＝（１／Ｃ）∫Ｉｄｙｄｔとなる。なお、上記積分は、ｔ＝０〜ｔ＝Ｔまでにわた
って行なう（以下、全て同様である。）。この動作電流
Ｉｄｙは、実際に検出すべきＩｄｙ（ＤＣ）と、ＤＣ成
分を含まないＡＣ外乱ｉａｃ（ｔ）を合成したものであ
り、Ｉｄｙ＝Ｉｄｙ（ＤＣ）＋ｉａｃ（ｔ）と表すことができる。従って、ｖｃ１＝（１／Ｃ）∫〔Ｉｄｙ（ＤＣ）＋ｉａｃ（ｔ）〕ｄｔ＝（１／Ｃ）∫Ｉｄｙ（ＤＣ）ｄｔ＋（１／Ｃ）∫ｉａｃ（ｔ）ｄｔとなる。

【００６８】よって、前式において、定積分の積分区間
ｔ＝０〜Ｔが外乱ｉａｃ（ｔ）の基本周期に一致してお
れば、外乱量ｉａｃ（ｔ）の大小に依らず、 ∫ｉａｃ（ｔ）ｄｔ＝０であるから、ｖｃ１＝（１／Ｃ）∫Ｉｄｙ（ＤＣ）ｄｔ＝Ｔ・Ｉｄｙ（ＤＣ）／Ｃとなって外乱の成分ｉａｃ（ｔ）を全く含まないＩｄｙ
（ＤＣ）に比例した電圧を、積分回路３０のトランジス
タＱ１がオンとなる直前の値として得ることができる。
積分回路３０は、勿論上記の条件をすべて満たすように
動作するように設定されている。

【００６９】一方、サンプルホールド回路３１は、上記
積分回路３０のリセット直前の値を、単安定マルチバイ
ブレータ３２の出力Ｑ２（反転信号）３４がＬｏｗの区
間Δｔ２でホールドし、同期信号３３の周期Ｔ毎にこの
動作を繰り返す。すなわち、上記積分回路３０の出力端
に並列に接続されたコンデンサＣ３の両端間電圧として
現れる積分回路出力を、単安定マルチバイブレータ３２
の出力Ｑ２（反転信号）３４がＬｏｗの区間Δｔ２の
間、アナログスイッチ等からなるスイッチング素子Ｑ２
をオンさせて、サンプルホールド回路３１のコンデンサ
Ｃ４に伝達し、Δｔ２の期間経過後にスイッチング素子
Ｑ２をオフさせる。上記コンデンサＣ４の容量値は、Ｉ
Ｃ２の入力バイアス電流及び抵抗Ｒ８に流れる電流で区
間Ｔの間に生ずるコンデンサＣ４の電圧変動が無視でき
る程度に選択され、従ってΔｔ２でサンプルホールドし
た値は、次のサイクルのΔｔ２まで保存される。

【００７０】以上のようにして、図５（ｃ）の動作波形
図に示すように、動作電流Ｉｄｙの検出出力は、外乱の
影響を受けずに検出される。この実施例では、Ｉｄｙの
検出値は、図５（ｃ）の動作波形図に示すように、基準
電圧Ｖｒｅｆに対する負の差電圧として出力される。

【００７１】そして、このＩｄｙの検出出力と基準電圧
Ｖｒｅｆを、図１に示すように、抵抗Ｒ３と可変抵抗Ｖ
Ｒ１で分圧したＩｄｙ基準電圧を用いて、前述したよう
に、ＰＷＭ制御回路１によるＰＷＭ制御動作が行われ
る。

【００７２】このように、本実施例では、外乱の量によ
らず、外乱の基本周期Ｔに同期した動作電流Ｉｄｙの積
分及びサンプルホールドを行なうことで、動作電流Ｉｄ
ｙを検出することが可能であるとともに、その検出動作
に伴う遅れは、外乱の基本周期Ｔのみであり、高い外乱
成分を含む状況下においても、外乱成分を抑圧した動作
電流Ｉｄｙの高速検出が可能となり、従って、動作電流
Ｉｄｙの高速制御が可能となる。

【００７３】そのため、本実施例に係る直流高圧電源装
置によって直流の高電圧を印加する転写コロトロン１０
の転写ドラム８への動作電流Ｉｄｙを高速で制御するこ
とができるので、転写ドラム８を構成するフィルムの接
続部等における転写不良を最小限あるいは現実的に問題
とならない程度に抑えることができ、高画質の転写等が
可能となる。

【００７４】

【発明の効果】この発明は、以上の構成及び作用よりな
るもので、動作電流を高速かつリアルタイムで制御する
ことができ、停止状態あるいは定電圧制御動作モードか
ら動作電流の制御モードに高速で移行することができ、
記録用紙の先端部に生じる画像欠け量等を最小限に抑え
ることができ、高画質の転写等が可能な直流高圧電源装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明に係る直流高電圧電源装置の
一実施例を示す回路図である。

【図２】図２はこの発明に係る直流高電圧電源装置を
適用し得るカラー電子写真複写機を示す構成図である。

【図３】図３は転写ドラムの要部を示す断面図であ
る。

【図４】図４は転写ドラムの要部を示す断面図であ
る。

【図５】図５（ａ）〜（ｃ）はこの発明の一実施例に
係る直流高電圧電源装置の動作をそれぞれ示す信号波形
図である。

【図６】図６は従来の直流高電圧電源装置を示す回路
図である。

【図７】図７は転写ドラムの要部を示す断面図であ
る。

【図８】図８は転写ドラムの要部を示す断面図であ
る。

【図９】図９は従来の直流高電圧電源装置における検
出電流を示すグラフである。

【符号の説明】

Ｔ昇圧トランス、Ｑ１スイッチング素子、４出力
電流検出回路、３０積分器、３１サンプルホールド回
路、Ｉｄｙ動作電流

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】昇圧トランスと、前記昇圧トランスの低
圧巻線側に直列に接続されたスイッチング素子と、前記
昇圧トランスの高圧巻線側に接続された整流回路と、前
記スイッチング素子の動作を制御する制御回路と、前記
昇圧トランスの高圧巻線側から負荷である帯電器に出力
される電流を検出する出力電流検出回路とを備えた直流
高圧電源装置において、当該直流高圧電源装置によって
直流の高電圧が印加される放電器に、外乱を与える交流
高圧電源をすべて同期させ、前記出力電流検出回路が、
当該直流高圧電源装置によって直流の高電圧が印加され
る放電器から被帯電部材に流れる動作電流を、放電器の
シールドから当該電源装置に帰還するシールド電流と別
に、アースを介して当該電源装置に帰還する電流によっ
て検出するとともに、この出力電流検出回路が、前記交
流高圧電源と同期した周期で積分する積分器と、この積
分器によって積分された値をサンプルホールドするサン
プルホールド回路とを具備することを特徴とする直流高
圧電源装置。