JPH10127051A - 圧電トランス直流電源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 給電電源の接地３と負荷の接地５を分離する
ことなく、簡素で電磁ノイズのない直流電源の提供。簡
易，高精度で負荷電流を検出。 【解決手段】 圧電トランス１０の１次側１１をスイッ
チ電圧回路５０〜６４で励振し、２次側１３に発生した
高圧交流を整流平滑回路２０〜２２で直流に変換する。
負荷電流を抵抗２３で電圧に変換し、この電圧に応じて
制御回路５０ｃが圧電トランスの１次側に与えるスイッ
チ電圧を操作して定電流制御する。電流検出抵抗２３の
電圧の、コンデンサ２４による時系列平滑化値が、整流
平滑回路に流れる充電々流と、該平滑回路より負荷に流
出する負荷電流と、圧電トランスの２次側に接続したダ
イオード２２に流れる逆方向電流の時系列加算値を示
し、これが負荷電流に対応する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、出力電流を制限ま
たは制御する、圧電トランスを用いた直流電源に関し、
例えば電子写真装置，空気清浄装置，殺菌装置等の高圧
直流電源に用いられる。

【０００２】

【従来の技術】従来、高圧電源には巻線トランスを用い
て１次電圧を昇圧し整流平滑する直流電源が使用されて
きた。しかし巻線トランスを用いた直流電源では、トラ
ンスから電磁ノイズを発生する，トランスが大型で重量
が大である，高コストである，又トランスの電力変換効
率が悪い、等の問題があるので、最近では巻線トランス
に変わり圧電トランスを使用する場合が多い。

【０００３】高圧電源に使用する圧電トランスでは、圧
電素子の厚み方向つまり１次側に振動電圧を与えると、
長さ方向に機械的振動を起こし、この機械的振動が電圧
振動に変換されて長さ方向、つまり２次側に取り出され
る。この時、長さ方向の寸法と厚み方向の寸法の比に相
当して、１次側電圧が昇圧される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この様な圧電トランス
を使用した直流電源は、小型，軽量，電磁ノイズ無し，
電力変換効率が良い，等の利点があるが、一般的用途に
使用される安価な圧電トランスでは、従来の巻線トラン
スと異なり、入力（１次側）と出力（２次側）が非絶縁
構造である。これに伴い直流電源の出力に接続される負
荷（一端接地）に流れる電流の大きさを直流電源の内部
で検出するのが難しいという問題がある。そこで、直流
電源の入力側に接続される電源を接地せず、負荷の接地
と分離する方法，あるいは圧電トランスの入力に絶縁ト
ランスを付加して、従来の巻線トランスと同一の方式で
出力電流を検出する回路を本発明者は開発した（特願平
８−１６４１６４号）。

【０００５】また、特公昭５９−３３９９１号公報に
は、絶縁トランスを付加せず、多倍圧整流回路のダイオ
ードとアース間に抵抗を入れ、これで出力の異常電流を
検出し、負荷短絡時の保護をする方法が示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、負荷の
接地と直流電源に入力される電源の接地を分離すると、
装置から発生する電磁ノイズが大きくなる、あるいは外
部からの電磁ノイズに弱くなるという問題が発生する。
そこで補助的な絶縁トランスを付加する方法を採用する
と、十分な小型化，軽量化，低コスト化ができないとい
う問題が生ずる。また、特公昭５９−３３９９１号公報
で示される多倍電圧整流回路では、圧電トランスの２次
側と出力端子間に第１ダイオードを接続し、圧電トラン
スの２次側と接地間に第２ダイオードを接続する整流回
路において、第２ダイオ−ドに流れる電流で負荷電流を
検出しているが、この場合は、負荷に流れる電流と検出
電流はほぼ比例するものの、誤差が大きいという問題が
ある。

【０００７】本発明は、直流電源に供給する電源の接地
と負荷の接地を分離することなく、簡素で電磁ノイズの
問題のない直流電源を提供することを第１の目的とし、
また、補助的な絶縁トランスを付加することなく、安
価，小型，軽量に出力電流を検出することを第２の目的
とし、更に、電流検出を高精度とすることを第３の目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

（１）本発明の圧電トランス直流電源は、１次側と２次
側が非絶縁である圧電トランス(10)；圧電トランスの１
次側(11,12)にスイッチ電圧を与えるスイッチ電圧発生
手段(50〜64)；圧電トランスの出力端(13)と直流電源出
力端(4)の間に出力電圧の極性となる方向に接続された
第１ダイオ−ド(20)，この第１ダイオ−ドの出力側端に
一端が接続された平滑コンデンサ(21)、および、圧電ト
ランスの出力端に第１ダイオ−ドと逆の極性に一端が接
続され他端(Cc)が平滑コンデンサの他端に接続された第
２ダイオ−ド(22)、を含み、圧電トランスの２次側に発
生したスイッチ電圧を直流に変換する整流平滑手段(20
〜22)；第２ダイオ−ドの前記他端(Cc)に一端が接続さ
れ他端が接地端(3,5)に接続された電流検出用の抵抗(2
3)を含む出力検出手段(23,24)；および、第２ダイオ−
ドの前記他端(Cc)の電圧に応じて圧電トランスの１次側
に与えるスイッチ電圧を制御する制御手段(50)；を備え
る。

【０００９】なお、理解を容易にするためカッコ内に
は、図面を参照して後述する実施例の対応要素又は対応
箇所に付した符号を、参考までに付記した。

【００１０】これによれば、スイッチ電圧発生手段(50
〜64)が発生したスイッチ電圧を圧電トランス(10)の１
次側(11,12)に印加することにより、圧電トランス(10)
の２次側(13,12)に高圧交流電圧が発生する。該高圧交
流電圧を整流平滑手段(20〜22)が整流して平滑化し、こ
れにより直流電源出力端(4)に高圧直流電圧が発生す
る。

【００１１】直流電源出力端(4)から負荷(CH/OPC)に供
給される負荷電流が電流検出用の抵抗(23)に流れ、これ
により負荷電流に比例する電圧(負荷電流検出電圧)が第
２ダイオ−ド(22)の前記他端(Cc)に現われる。制御手段
(50)が、この負荷電流検出電圧に応じて圧電トランスの
１次側(11,12)に与えるスイッチ電圧を制御する。例え
ば、負荷電流検出電圧が設定値に一致するように制御手
段(50)がスイッチ電圧を制御すると、負荷電流が設定値
に制御される。

【００１２】前記の、整流平滑手段(20〜22)と出力検出
手段(23,24)との組合せにより、圧電トランス(10)が発
生する交流電圧が、第１ダイオード(20)に対して順方向
の時に平滑コンデンサ(21)に流入する充電々流，平滑コ
ンデンサ(21)から負荷に流出する負荷電流，及び第２ダ
イオード(22)に流れる逆方向電流が、電流検出用の抵抗
(23)を通して接地端(3,5)に通流する。平滑コンデンサ
(21)に流入する充電々流と、第２ダイオード(22)を介し
て通流する逆方向電流の絶対値が略同一値で、方向が反
対であるために相殺し、平滑コンデンサ(21)から負荷に
流出する負荷電流のみが残るので、これにより出力量
（出力電流値）を求めることが出来る。例えば、電流検
出用の抵抗(23)にコンデンサ(24)を並列接続すると、こ
のコンデンサ(24)に現われる電圧が、平滑コンデンサ(2
1)から負荷に流出する負荷電流を表わす。

【００１３】本発明の圧電トランス直流電源は、１次側
と２次側が非絶縁構造の圧電トランス(10)を用いても、
負荷の接地(5)と直流電源に入力される電源の接地(3)を
分離する必要がなく、簡素な回路で出力電流を正確に検
出できるので、高精度の出力電流制御ができる。従って
使用する圧電トランス(10)は構造が簡素で安価なもので
もよく、また検出回路が簡素で安価であるので、高精度
に出力電流制御を実施できる、簡素，安価，小型，軽量
な直流電源を提供することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】

（２）制御手段(50)は、第２ダイオ−ド(22)の前記他端
(Cc)の負荷電流検出電圧が設定値になるように圧電トラ
ンス(10)に与えるスイッチ電圧を制御する。これによれ
ば、負荷電流が、設定値で定まる定電流となる。

【００１５】（３）平滑コンデンサ(21)に並列にダミ−
抵抗(25,26)を接続した。これによれば、無負荷駆動に
よる圧電トランス(10)の圧電特性の劣化がない。

【００１６】（４）制御手段(50)は、ダミ−抵抗の分圧
電圧に対応して圧電トランス(10)に与えるスイッチ電圧
を制御する。これによれば、無負荷駆動による圧電トラ
ンス(10)の圧電特性の劣化がないのに加えて、圧電トラ
ンス(10)の出力電圧を、所要範囲内に制限することがで
き、低負荷時の電圧が自動的に所要範囲内に抑制され
る。

【００１７】（５）第１ダイオ−ド(20)は、直流電源出
力端(4)から圧電トランス(10)の出力端(13)に向かう方
向に通電しその逆方向は遮断する負極性であり；制御手
段(50)は、第２ダイオ−ド(22)の前記他端(Cc)の電圧が
設定値(Rv)に一致するように圧電トランスのスイッチ電
圧を制御し、ダミ−抵抗(25,26)の分圧電圧が負極性で
あるのでこれを正極性に変換しこれを異常負荷参照電圧
(Rv)と比較して、ダミ−抵抗の分圧電圧の絶対値が大き
くなった時に圧電トランスのスイッチ電圧を制限する。
これによれば、接地に対して負電圧を負荷に与える態様
において、負荷異常等で出力電圧が異常負荷参照電圧(R
v)より上昇するとき、出力電圧の上昇が抑えられる。こ
の態様は、負極性の電圧を出力する定電流出力電源であ
り、かつ負荷が異常となった時にも出力電圧を所定の電
圧に制限するので、安全性の確保が出来る。

【００１８】（６）第１ダイオ−ド(20)は、圧電トラン
ス(10)の出力端から直流電源出力端(4)に向かう方向に
通電しその逆方向は遮断する正極性であり；制御手段(5
0)は、第２ダイオ−ド(22)の前記他端(Cc)の電圧を正極
性に変換した電圧が設定値に一致するように圧電トラン
スのスイッチ電圧を制御し、ダミ−抵抗(25,26)の分圧
電圧が異常負荷参照電圧(Rv)より大きくなった時に圧電
トランスのスイッチ電圧を制限する。これによれば、接
地に対して正電圧を負荷に与える態様において、負荷異
常等で出力電圧が異常負荷参照電圧(Rv)より上昇すると
き、出力電圧の上昇が抑えられる。この態様は、正極性
の電圧を出力する定電流出力電源であり、かつ負荷が異
常となった時にも出力電圧を所定の電圧に制限するの
で、安全性の確保が出来る。

【００１９】本発明の他の目的および特徴は、図面を参
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。

【００２０】

【実施例】

−第１実施例− 図１に、本発明の第１実施例の圧電トランス直流高圧電
源ＨＶＵを、電子写真装置に接続した態様を示す。直流
高圧電源ＨＶＵの電源端子（１），（２）には、給電電
源ＰＳＵを接続し直流２４Ｖを供給する。直流高圧電源
ＨＶＵは、給電電源ＰＳＵの直流電圧（直流２４Ｖ）を
高圧直流電圧（直流４ＫＶ〜８ＫＶ）に昇圧するもので
あり、圧電トランス１０の１次側（１１）には、振動電
圧を与えるためのスイッチ電圧発生回路（５０ｃ，６
３，６４）が接続され、圧電トランス１０の２次側１３
には整流平滑回路（２０〜２２）及び電流検出回路（２
３，２４）が接続されている。

【００２１】スイッチ電圧発生回路（５０ｃ，６３，６
４）は、制御回路５０ｃ，圧電トランス１０の１次側
（１１）を励振駆動するためのトランジスタ６３及びチ
ョ−クコイル６４で構成される。制御回路５０ｃの構成
は、図２に示すものと同じく、制御回路５０ｃ内の制御
用ＩＣ５０（図２）は、パルス発振器及びその制御回路
を内蔵し、トランジスタ６３をオン／オフ駆動する。従
ってチョ−クコイル６４を介して圧電トランス１０の１
次側（１１）に供給される給電電源ＰＳＵからの直流２
４Ｖは、該トランジスタ６３でオン／オフされ、圧電ト
ランス１０の１次側（１１）に印加される。これが振動
電圧である。

【００２２】直流高圧電源ＨＶＵに使用する圧電トラン
ス１０の厚み方向、つまり１次側（端子１１，１２）に
振動電圧（１次電圧）が加わると、圧電トランス１０が
長さ方向の機械的振動を起こし、この機械的振動が高圧
の振動電圧（２次電圧）を生じ、この高圧の振動電圧が
長さ方向、つまり２次側（端子１３，１２）から電気的
な出力として取り出される。この時、長さ方向の寸法と
厚み方向の寸法の比に相当して、電圧が昇圧される。ま
た１次側に与える振動電圧のパルス幅に比例して出力
（２次電圧）のレベルが変わる。

【００２３】直流高圧電源ＨＶＵの出力端子４には、電
子写真装置ＥＣＵの感光体ＯＰＣを荷電するための荷電
器ＣＨが接続されている。荷電器ＣＨに直流高圧電源Ｈ
ＶＵの発生する高圧直流電圧をかけると、コロナ放電を
起こし、感光体ＯＰＣの表面を帯電する。図示の荷電器
ＣＨはワイヤーを張った構成であるが、導電性ローラー
による接触型の荷電器でも感光体ＯＰＣの表面を同様に
帯電することが出来る。

【００２４】電子写真装置ＥＣＵの感光体ＯＰＣは、電
子写真装置ＥＣＵの骨組みとなる金属性構造体に固定さ
れており、直流高圧電源ＨＶＵ及び給電電源ＰＳＵも該
金属性構造体に固定されているので、これらは電気的に
共通に接地（ＧＮＤ）されている。従って直流高圧電源
ＨＶＵの出力端子（４）からの出力電流は、荷電器Ｃ
Ｈ，感光体ＯＰＣ及び金属性構造体を経由して、直流高
圧電源ＨＶＵの接地端子（５）に帰還される。この接地
端子（５）は、給電電源ＰＳＵの接地端子（３）と同電
位である。

【００２５】帯電した感光体（感光体ドラム）ＯＰＣの
表面に画像光７１が投影され、これによりＯＰＣの表面
に静電潜像が作成される。これを現像器の現像ロ−ラ７
２が現像する。この時現像ロ−ラ７２には、最適濃度の
トナ−画像を得るために現像バイアス電源回路７３から
供給される直流電圧が印加される。現像されたトナ−画
像は、転写紙を感光体ＯＰＣに密着させて、その後方か
ら転写高圧電源回路７４の出力に接続された転写帯電器
７５で電位を与えることにより、感光体ＯＰＣ上のトナ
−現像を転写紙上に転写する。転写紙は図示しない定着
器に送られ、ここでトナ−像が加熱，加圧されて転写紙
に固着する。転写を終えた感光体ＯＰＣ表面は、除電器
７６で除電され、次の行程に進む。

【００２６】電子写真装置ＥＣＵにおいては、荷電器Ｃ
Ｈを介して感光体ＯＰＣに流れる帯電電流の安定性が画
像の品質に作用する。このため電流供給源である直流高
圧電源ＨＶＵの出力電流を一定に制御する必要がある。

【００２７】そこで、所定の出力と成るように、直流高
圧電源ＨＶＵでは、いわゆるパルス幅制御を行う。パル
ス幅制御は汎用のＩＣで簡単に構成できる。本実施例
の、制御回路５０内の制御ＩＣ５０（図２）は、電流検
出抵抗２３が発生する電圧（抵抗２３に流れる電流値に
比例）すなわち、接続点Ｃｃの電圧と設定電圧Ｒｖの差
に応じて、トランジスタ６３の駆動パルスの幅を変え、
出力電流が一定に成るように制御する。

【００２８】圧電トランス１０の出力端子（１３）から
得られた高圧交流電圧の負半波を第１ダイオード２０及
び平滑コンデンサ２１で整流し平滑化し、高圧直流を得
る。圧電トランス１０の出力端子（１３）に接続した第
２ダイオ−ド２２は、圧電トランス１０が発生する高圧
交流電圧の正半波を電流検出抵抗２３に流す。

【００２９】図４に、電流検出抵抗２３の端子間電圧波
形ＶＲ２３，圧電トランス１０の１次側電圧波形Ｖ１１
及び圧電トランスの２次側電圧波形Ｖ１３の関係を示
す。横軸は時間（目盛間隔は２μsec）、縦軸は電圧値
（目盛間隔は１００Ｖ又は１ＫＶ）である。図４に示す
点ａから点ｂの間は、圧電トランスの１次側に電圧Ｖ１
１が印加されたことにより圧電トランスの２次側に電圧
Ｖ１３が発生し、この電圧により電流検出抵抗２３，平
滑コンデンサ２１および第１ダイオード２０の回路に電
流が流れ、平滑コンデンサ２１を充電する。この間、電
流検出抵抗２３にはＶＲ２３に示す負の電圧が発生す
る。

【００３０】次に、点ｂから点ｃまでの間は、平滑コン
デンサ２１の充電された電流が、電流検出抵抗２３及び
負荷（ＣＨ／ＯＰＣ）を通って放電し、この間、電流検
出抵抗２３にはＶＲ２３に示す正の電圧が発生する。

【００３１】次に、点ｃから点ｄの間は圧電トランスの
出力が逆極性になろうとして、第２整流ダイオ−ド２
２，電流検出抵抗２３の回路で電流が流れ、電流検出抵
抗２３にはＶＲ２３に示すように大きな正の電圧が発生
する。ここで、電流検出抵抗２３に発生するａｂ間の電
圧とｃｄ間の電圧は大きさが略同じで極性が逆になるの
で相殺し、ｂｃ間の電圧が負荷電流に比較した電圧とし
て残る。つまり電流検出抵抗２３の端子間電圧ＶＲ２３
をコンデンサ２４で平均値化（平滑化）した電圧、が負
荷に流れる電流に比例する。すなわち電流検出抵抗２３
及びコンデンサ２４の端子間電圧（接続点Ｃｃの電位）
が、出力量（負荷電流）を表わす電圧であり、これを制
御回路５０ｃにフィ−ドバックして出力電流（感光体Ｏ
ＰＣに流れる帯電電流）が一定に成るように制御する。

【００３２】第１実施例（図１）の制御回路５０ｃの構
成は、図２（第２実施例）と同様であり、制御回路５０
ｃの出力電流のフィ−ドバック制御（定電流制御）は、
第２実施例と同様であるので、第１実施例の制御回路５
０ｃの構成と機能に関するここでの詳細説明は省略し、
次の、第２実施例（図２）において詳述する。

【００３３】−第２実施例− 図２に、第２実施例の直流高圧電源ＨＶＵの構成を示
す。第２実施例の直流高圧電源ＨＶＵは、定電流制御機
能に加えて、出力電圧を制限する機能も有する。制御回
路５０ｃは、制御ＩＣ５０と周辺回路からなる。本実施
例では、ＴＩ社（テキサスインスツルメント社）製の汎
用ＩＣのＴＬ４９４また同等品を使用した。制御ＩＣ５
０は、２個の演算増幅器，パルス発振器，増幅器，定電
圧回路等を内蔵している。

【００３４】制御ＩＣ５０の電源は、トランジスタ３２
を介して給電電源端子１に接続された給電電源ＰＳＵよ
り供給される。トランジスタ３２は、トリガ端子（２）
の信号を高レベルＨ／低レベルＬにすることによってオ
ン／オフされる。トランジスタ３２のベ−スには、バイ
アス用の抵抗３０，３１が接続されている。トリガ端子
（２）の信号をＨにすると、トランジスタ３２がオフ
（非導通）となり制御ＩＣ５０への電源供給が無くなる
ので、圧電トランス１０の出力は停止し、トリガ端子
（２）の信号をＬにすると、トランジスタ３２がオン
（導通）となり制御ＩＣ５０へ電源が供給されるので、
圧電トランス１０が動作し高圧を発生する。本実施例で
は、電子写真装置ＥＣＵの図示しないコントロ−ラから
トリガ信号がトリガ端子（２）に供給される。

【００３５】制御ＩＣ５０内蔵のパルス発振器が発生し
たパルスは、外部のスイッチング用トランジスタ６３の
ゲートに接続される。抵抗６１，６２はトランジスタ６
３のゲート及びバイアス用抵抗である。

【００３６】圧電トランス１０の１次側端子（１１）
は、チョーク６４を介して給電電源端子（１）及びトラ
ンジスタ６３のソ−スに接続され、他の一次側端子（１
２）は接地端子（３），（５）に接続されている。従っ
て圧電トランス１０の１次側には、トランジスター６３
のオン／オフによって作られるパルス電圧が印加され
る。

【００３７】この結果、圧電トランス１０の２次側端子
（１３）から交流高電圧が得られるので、これを第１ダ
イオード２０，第２ダイオード２２及び平滑コンデンサ
２１で形成する整流平滑回路で高圧直流電圧とする。

【００３８】圧電トランス１０の２次側端子（１３）に
一端が接続した第２ダイオ−ド２２は、圧電トランス１
０に流入する電流を流す働きをする。すなわち、圧電ト
ランス１０が２次側に発生する交流の負半波はコンデン
サ２１を充電するが、正半波は第２ダイオ−ド２２を通
して電流検出抵抗２３に加わる（抵抗２３を通して放電
する）。

【００３９】第２ダイオ−ド２２の他端と平滑コンデン
サ２１の接続点（Ｃｃ）と接地（５）間に電流検出抵抗
２３を接続しており、この抵抗２３に並列に交流分除去
（平滑化）とノイズ吸収用のコンデンサ２４を接続して
いる。

【００４０】整流平滑回路の平滑コンデンサ２１の両端
には、制御の安定化と無負荷時の安全性を確保するため
に、ダミ−抵抗２５及びダミ−抵抗２６を直列に接続し
ている。そしてダミ−抵抗の１つ２６を出力電圧検出用
として使用しており、抵抗２６にはコンデンサ２７を並
列に接続している。ダミ−抵抗２５，２６の直列回路に
流れる電流は、平滑コンデンサ２１との間のみに流れる
ので、電流検出抵抗２３を通過することなく、出力電流
の検出誤差が出ない。

【００４１】直流高圧電源ＨＶＵの出力電圧（負極性）
をダミ−抵抗２５，２６で分圧した電圧すなわち抵抗２
６の電圧（Ｖｃ）が、出力電圧制限制御のために、制御
ＩＣ５０にフィ−ドバックされる。抵抗２６に並列に接
続されたコンデンサ２７は、ノイズ吸収用である。接地
（ＧＮＤ）から見たこの点の電圧（電位）は、電流検出
抵抗２３の電位によって変化する。しかし出力が定電流
制御されている場合には、電流検出抵抗２３の発生する
電流検出電圧は一定であり、従って出力電圧と、電圧検
出電圧の関係は固定であり、抵抗２６の電圧（Ｖｃ）か
ら、出力電圧が一意的に求まる。

【００４２】制御ＩＣ５０に内蔵の定電圧回路の５Ｖ出
力電圧を抵抗４２と抵抗４３で分圧して、分圧した電圧
Ｒｖ（以下基準電圧Ｒｖと記す）を、定電流制御を実施
する際の電流基準電圧（設定値）とする。同時にこの電
圧を、最大出力電圧を制限するための電圧基準電圧（異
常負荷参照電圧）としても使用する。

【００４３】出力電流の制御用に使う制御ＩＣ５０の、
第１演算増幅器の反転入力端子には抵抗４４を介して基
準電圧Ｒｖを印加し、非反転入力端子には電流検出抵抗
２３の電流検出電圧を印加する。コンデンサ４６は、第
１演算増幅器の入出力間に接続され制御を安定化する。
ダミ−抵抗でもある出力電圧検出用の抵抗２６の電圧Ｖ
ｃは負極性であるので、抵抗４０と抵抗４５を介して制
御ＩＣ５０に内蔵の５Ｖ電源と加算することにより、正
極性に変換している。制御ＩＣ５０の、電圧制御用に使
う第２演算増幅器の反転入力端子にこの極性変換した電
圧を印加し、非反転入力端子には、抵抗４１を介して基
準電圧Ｒｖを印加する。

【００４４】制御ＩＣ５０内蔵のパルス発振器のスイッ
チング周波数は、コンデンサ４８と抵抗４９で決められ
る。この制御ＩＣ５０は、出力するパルス幅の最大値を
外部から与えた電圧で決める端子を備えているので、前
記基準電圧Ｒｖはこのためにも用いられ、抵抗４７を介
してこの端子に印加する。

【００４５】制御ＩＣ５０の第１演算増幅器は、基準電
圧Ｒｖと電流検出抵抗２３の電流検出電圧を比較し、そ
れらの差に応じて制御ＩＣ５０内蔵のパルス発振器のパ
ルス幅を変更し、また第２演算増幅器は、基準電圧Ｒｖ
と抵抗２６の電圧Ｖｃを正極性に変換した電圧とを比較
して、正極性に変換した電圧が基準電圧Ｒｖより低くな
る（抵抗２６の電圧Ｖｃの絶対値が大きくなる）とそれ
らの差に応じて制御ＩＣ５０内蔵のパルス発振器のパル
ス幅を狭く変更する。該パルスで制御ＩＣ５０が内蔵す
る増幅器のトランジスタを駆動する。このトランジスタ
のコレクタは抵抗６０を介して給電電源端子（１）に接
続され、そのエミッタは抵抗６１を介して外部のスイッ
チング用トランジスタ６３のゲートに接続されている。

【００４６】ところで負荷に異常が発生し、出力電圧が
高くなると、それを所定の出力電圧以下に抑制するよう
に制御回路５０ｃが働く。出力が無負荷の場合（負荷が
正常オフの場合，負荷が断線異常の場合）は、出力電流
が流れないので、電流検出電圧（抵抗２３の電圧）は０
である。従って、ダミ−抵抗２５と２６の接続点の電位
（抵抗２６の電圧）は、電流検出電圧の影響（電位バイ
アス）を受けない。すなわち、抵抗２６の電圧が、出力
電圧を、抵抗２５と２６で分圧した値を直接に表わす。
この状態で、制御ＩＣ５０の電圧制限制御により、抵抗
２６の電圧が基準電圧Ｒｖ対応値となる出力電圧（最大
許容電圧）に制限される。特に、出力電流を広い範囲に
渡り可変して使う場合には、この無負荷電圧の制限が有
効である。

【００４７】−第３実施例− 図３に、図２で示した直流高圧電源ＨＶＵを、正極性出
力とした、第３実施例を示す。図２では直流高電圧電源
ＨＶＵの出力が負極性の場合を示したが、図３では出力
を正極性としている。このため第３実施例では、第１お
よび第２ダイオ−ド２０，２２の極性が、第１および第
２実施例とは逆になっている。また、抵抗２３の電圧す
なわち電流検出電圧が負極性となるので、抵抗４０と抵
抗４５を介して制御ＩＣ５０内蔵の５Ｖ電源と加算する
ことにより正極性に変換して第１演算増幅器の反転入力
端子に印加し、非反転入力端子には、抵抗４１を介して
基準電圧Ｒｖを印加する。また、出力電圧検出用のダミ
−抵抗２６の電圧が正極性となるので、これは極性変換
をせずに、第２演算増幅器の非反転入力端子に印加し、
反転入力端子に、抵抗４４を介して基準電圧Ｒｖを印加
する。他の構成および機能は上述の第２実施例と同じで
あり、制御ＩＣ５０は、第２実施例と同様に定電流制御
および出力電圧制御を行なう。

【００４８】上述の第１〜第３実施例はいずれも、直流
電源の制御回路５０ｃは他励発振式パルス幅制御のもの
であるが、パルス周波数制御方式、あるいは自励発振式
制御のものを採用してもよい。また、本発明の直流高圧
電源ＨＶＵは、高電圧を用いる空気清浄装置，殺菌装置
等の高圧電源にも全く同様の構成で使用することが出来
る。さらには、その他の用途の装置の直流電源にも使用
しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例の高圧直流電源ＨＶＵの
構成を示すブロック図である。

【図２】 本発明の第２実施例の高圧直流電源ＨＶＵの
構成を示す電気回路図である。

【図３】 本発明の第３実施例の高圧直流ＨＶＵの構成
を示す電気回路図である。

【図４】 図１，図２および図３に示す圧電トランス１
０の１次側，２次側及び電流検出抵抗２３の電圧波形を
示すグラフである。

【符号の説明】

１：給電電源端子 ２：制御端子 ３，５：接地端子（ＧＮＤ） ４：出力端子 １０：圧電トランス １１：圧電トラ
ンス１次端子（入力端子）１２：圧電トランス接地端子
１３：圧電トランス２次端子（出力端子）２
０：第１ダイオ−ド ２１：平滑コンデ
ンサ ２２：第２ダイオ−ド ２３：電流検出
抵抗 ２４：バイパスコンデンサ ２５：ダミ−抵
抗 ２６：ダミ−抵抗（電圧検出抵抗） ２７：バイパス
コンデンサ ３０，３１：抵抗 ３２：トランジ
スタ ４０〜４５，４７，４９：抵抗 ４６，４８：コ
ンデンサ ５０：制御ＩＣ ６０〜６２：抵
抗 ６３：トランジスタ ６４：チョ−ク
コイル ７１：画像光 ７２：現像器 ７３：現像バイアス電源回路 ７４：転写電源
回路 ７５：転写帯電器 ７６：除電器 Ｃｃ：接続点 ＣＨ：荷電器 ＥＣＵ：電子写真装置 ＨＶＵ：直流高
圧電源 ＯＰＣ：感光体 ＰＳＵ：給電電
源 Ｒｖ：基準電圧 Ｖｃ：抵抗２６
の電圧

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１次側と２次側が非絶縁である圧電トラン
   ス；圧電トランスの１次側にスイッチ電圧を与えるスイ
   ッチ電圧発生手段；圧電トランスの出力端と直流電源出
   力端の間に出力電圧の極性となる方向に接続された第１
   ダイオ−ド，この第１ダイオ−ドの出力側端に一端が接
   続された平滑コンデンサ、および、圧電トランスの出力
   端に第１ダイオ−ドと逆の極性に一端が接続され他端が
   平滑コンデンサの他端に接続された第２ダイオ−ド、を
   含み、圧電トランスの２次側に発生したスイッチ電圧を
   直流に変換する整流平滑手段；第２ダイオ−ドの前記他
   端に一端が接続され他端が接地端に接続された電流検出
   用の抵抗を含む出力検出手段；および、 第２ダイオ−ドの前記他端の電圧に応じて圧電トランス
   の１次側に与えるスイッチ電圧を制御する制御手段；を
   備える圧電トランス直流電源。
2. 【請求項２】 制御手段は、第２ダイオ−ドの前記他端
   の電圧が設定値になるように圧電トランスに与えるスイ
   ッチ電圧を制御する、請求項１記載の圧電トランス直流
   電源。
3. 【請求項３】 平滑コンデンサに並列にダミ−抵抗を接
   続した、請求項１記載の圧電トランス直流電源。
4. 【請求項４】 制御手段は、ダミ−抵抗の分圧電圧に対
   応して圧電トランスに与えるスイッチ電圧を制御する、
   請求項３記載の圧電トランス直流電源。
5. 【請求項５】 第１ダイオ−ドは、直流電源出力端から
   圧電トランスの出力端に向かう方向に通電しその逆方向
   は遮断する負極性であり；制御手段は、第２ダイオ−ド
   の前記他端の電圧が設定値に一致するように圧電トラン
   スのスイッチ電圧を制御し、ダミ−抵抗の分圧電圧を正
   極性に変換しこれを異常負荷参照電圧と比較して、ダミ
   −抵抗の分圧電圧の絶対値が大きくなった時に圧電トラ
   ンスのスイッチ電圧を制限する；請求項４記載の圧電ト
   ランス直流電源。
6. 【請求項６】 第１ダイオ−ドは、圧電トランスの出力
   端から直流電源出力端に向かう方向に通電しその逆方向
   は遮断する正極性であり；制御手段は、第２ダイオ−ド
   の前記他端の電圧を正極性に変換した電圧が設定値に一
   致するように圧電トランスのスイッチ電圧を制御し、ダ
   ミ−抵抗の分圧電圧が異常負荷参照電圧より大きくなっ
   た時に圧電トランスのスイッチ電圧を制限する；請求項
   ４記載の圧電トランス直流電源。