JPS6049906B2 - 複写機用高圧電源装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は１個の昇圧トランスと制御回路によつて多数の
複写プロセス用の帯電器に少なくとも転写用、分離用帯
電器に電力を供給し、かつ環境変動、電源電圧変動に対
して安定な帯電器のコロナ電流を得られるようにした複
写機用高圧電源装置に関するものである。

従来の複写機用高圧電源装置は第１図に示すように構成
されていた。

すなわち、電子複写機用感光ドラム１の周囲には帯電用
コロナ放電器２、転写用コロナ放電器３、分離用コロナ
放電器４、除電用コロナ放電器５が配置され、この４個
のコロナ放電器２〜５にはそれぞれ高圧電源ユニットが
接続されている。

この帯電用と転写用の高圧電源ユニットは交流電圧発生
回路６を一次側に接続した昇圧トランス７の二次側には
整流用ダイオード８、平滑用コンデンサ９、抵抗１０よ
りなる整流回路が接続され、この整流回路の出力側の一
端はコロナ放電器に接続され、他端には出力電流を検出
する電流検出回路１１が接続され、この電流検出回路１
１の検出出力は基準電圧電源１２の基準電圧と比較器１
３で比較され、その差電圧を増幅する誤差増幅器１４で
増幅し、その出力を交流電圧発生回路６に印加して交流
電圧発生回路６の出力をコントロールするよう構成され
ていた。なお、分離用と除電用の電源ユニットは上述の
構成され整流回路を除いた構成となつている。このよう
な構成においては個々のコロナ放電器２〜５に対して全
てに高圧電源ユニットが別々に必要となるため、きわめ
て多くの昇圧トランスや制御回路が必要となつてコスト
が著しく高くつくとともに、大型化するといつた欠点が
あつた。

Ｊ しかも、このように個々に独立した高圧電源ユニッ
トを用いているため環境変動や電源電圧変動に対してコ
ロナ電流が一定になりにくく安定した複写プロセスを得
ることができなくなつたり、相互干渉によるヒート妨害
が発生したりする性能面ｉでの欠点もあつた。本発明は
以上のような従来の欠点を除去するものである。

以下本発明の実施例を図面第２図〜第９図により説明す
る。

まず、第２図において、１５は複写機の感光ドラムであ
り、この感光ドラム１５の周囲には帯電用コロナ放電器
１６、現像ユニット１７、転写用コロナ放電器１８、分
離用コロナ放電器１９、感光紙２０、除電用コロナ放電
器２１が配置されている。

２２は昇圧トランスで、この昇圧トランス２２の一次巻
線Ｗ１には交流電圧発生回路２３が接続され、出力側に
は２つの高圧出力巻線Ｗ２，Ｗ３が設けられ、この一方
の高圧出力巻線Ｗ２には整流用ダイオード２牡平滑用コ
ンデンサ２５、抵抗２６よりなる整流回路が接続され、
この整流回路の出力の高圧側は転写用コロナ放電器１８
に接続され、低圧側は電流検出回路２７が接続され、こ
の電流検出回路２７の検出電圧は基準電圧電源２８の基
準電圧と比較器２９で比較され、その誤差増幅器３０て
増幅し、その出力で交流電圧発生回路２３を制御する。

また、他方の高圧出力巻線Ｗ３には２個の中間タップＴ
ｌ，Ｔ２が設けられ、巻始め側の中間タップＴ１には整
流用ダイオード３１、平滑用コンデンサ３２、抵抗３３
よりなる整流回路が接続され、この整流回路の出力の高
圧側には帯電用コロナ放電器１６に接続され、低圧側は
アースされている。さらに、中間タップＴ２はそのまま
除電用コロナ放電器２１に接続され、巻終り側は分離用
コロナ放電器１９に接続されている。一般にコロナ放電
器の電圧電流特性は環境変動、特に湿度によつて著しく
変化する。

つまり、インピーダンスが大きく変動することになる。
しかし、環境変動は帯電用、転写用、分離用、除電用コ
ロナ放電器に同時に影響するため、それぞれのコロナイ
ンピーダンスは同様の傾向で変化する。これはコロナ放
電の現象が空気の条件（環境条件）に左右され、かつ、
この空気の条件が位置的に離れていないそれぞれのコロ
ナ放電器ではほとんど同一条件であることに起因する。
又、多少のインピーダンス変化の不つりあいがある場合
においてもコロナ放電器の放電距離を考慮することによ
り環境変動に対して全てのコロナ放電器のインピーダン
スを同じ方向に同じ割合で平行移動させることができる
。第２図の回路で入力変動が起つた場合転写用コロナ電
流は電流検出回路２７により検出されて負帰還ループを
構成するので転写電流は一定となり、入力変動に対して
安定な転写特性を得ることができる。

この場合環境変動を問題にしていないので、転写インピ
ーダンスは一定となり、転写電圧は一定となる。その為
高圧出力巻線Ｗ２に発生する電圧は一定となり、同じ磁
気回路中に設けられた高圧出力巻線Ｗ３に発生する電圧
も一定となり、帯電、分離、除電のそれぞれのコロナ放
電器に印加される電圧は一定となる。やはりこの場合環
境変動を問題にしていないのて帯電、分離、除電のそれ
ぞれのコロナインピーダンスは一定であるので、それぞ
れのコロナ電流は一定となり入力変動に対しすべてのコ
ロナ電流は安定化され安定な複写プロセスを形成するこ
とができる。一方、環境変動に対しては、たとえば湿度
が上がつてコロナインピーダンスが高くなつた場合、前
述の様に負帰還ループを構成しているので転写用のコロ
ナ電流は一定となるように制御され、転写電圧はインピ
ーダンスが高くなつた分だけ上昇し、高圧出力巻線Ｗ２
に発生する電圧は上昇する。

そのため同じ磁気回路中に設けられた高圧出力巻線Ｗ３
の電圧も上昇し、帯電、分離、除電それぞれのコロナ放
電器に印加される電圧が上昇する。この場合、前述の様
に帯電、分離、除電のコロナインピーダンスは、転写の
コロナインピーダンスと同じ傾向で高くなるため、負帰
還ループを構成していない帯電、分離、除電出力それぞ
れのコロナ電流も、湿度が上昇する前の状態となる。ま
た、この逆の環境変動に対しても上述と逆の制御が行わ
れる。従つて、負帰還ループを構成していない帯電、分
離、除電の出力電圧をコロナ放電器のインピーダンスの
変化に追従させることにより、負帰ループを構成してい
ない帯電、分離、除電のコロナ電流を、負帰還ループを
構成している転写と同様、入力変動、環境変動に対し安
定化することができ、安定な複写プロセスを形成するこ
とができる。また、分離用のコロナ電流を定電流にした
場合も同じことがいえる。

第３図〜第７図は上記基本構成の実施例に代る他の実施
例であり、第３図は電流検出回路２７として電流検出抵
抗３４とノイズカット用フィルタコンデンサ３５の並列
回路を採用し、オペアンプ４４の出力をシリーズレギュ
レータ３６に印加し、スイッチング回路３７と発振器３
８によつてシリーズレギュレータ方式のインバータで交
流電圧発生回路２３を構成したものである。

また、第４図は交流電圧発生回路２３としてスイッチン
グ回路３７、発振器３８とパルス幅変調器３９によるパ
ルス幅変調方式のインバータを用いた例である。

第５図は交流電圧発生回路２３として、ブリッジダイオ
ード４０、フォトカプラー４１、シリーズレギュレータ
３６による商用電源入力のシリーズレギュレータ方式と
した例である。

第６図はシャントレギュレータ４２を用い、りーケージ
トランスを使用した商用電源入力のシャントレギュレー
タ方式の交流電圧発生回路２３としたものてある。

第７図は分離用のコロナ電流を検出し負帰還ループを構
成した実施例て、４３は帯電用と転写用のコロナ放電器
１６，１８に印加する電圧が必ずしも等しくないため、
オフセット分を補正するためのドロップ抵抗であり、こ
の構成にすれば整流回路が１個となり、回路構成がより
簡素化できる。

また、第８図は交流出力波形の一例を示したものである
。

以上は１個の昇圧トランス２２と制御回路によつて４個
の帯電器に電力を供給する実施例について述べたが、第
９図は転写用と分離用のコロナ放電器１８，１９の２個
に１個の昇圧トランス２２と制御回路によつて電圧を供
給しようとする実施例である。

普通、転写用と分離用のコロナ放電器１８，１９は位置
的に近い所に設置されるため、出力のＯＮ−ＯＦＦのシ
ーケンスは必ずといつてより程同一である。

回路構成としては第４図に示したパルス幅変調方式のイ
ンバータで交流電圧発生回路２３を構成したものと同一
で、昇圧トランス２２の高圧出力巻線Ｗ３に分離用交流
出力電圧の波形が正弦波に近くなるようにするための共
振コンデンサ４５を接続し、その高圧出力側は分離用コ
ロナ放電器１９に接続され、低圧側には分離用の交流出
力電圧に直流バイアスを与えるための可変直流電源４６
が接続されている。

この場合、転写用のコロナ電流が一定になるように制御
されているため、感光紙２０が転写用コロナ放電器１８
と感光ドラム１５の間に入つているときと入つていない
ときでは当然放電電圧は変化し、感光紙２０が入つて来
たとき、つまり転写の放電電圧が上昇したときに分離用
の放電電圧が最適になるように設定しておけば、感光紙
が入つてきていないときは分離用の放電電圧は通常より
低くなり、交流のコロナ放電で大きな問題となるオゾン
の発生量を少なくすることができる。

本発明において、各出力を独立に可変したい場合、第７
図のドロップ抵抗４３のように出力とコロナ放電器の間
の抵抗を変えることによつて可能であるが高耐圧の抵抗
器が必要となつてコスト面、信頼性の面で■夫を必要と
するが、交流出力の場合、第９図のように可変直流バイ
アスを追加することにより、交流電圧の絶対値の代りに
直流バイアスを可変することにより分離条件または除電
条件を可変することができるため、交流出力においては
等価的に独立可変と同じとすることができる。このよう
に本発明の複写機用高圧電源装置は、印加タイミングが
全て同一であるという条件さえ満足できれは、コロナ放
電器それぞれのコロナインピーダンスが環境変動に対し
て同じ傾向で変化するという複写機のコロナ負荷独特の
性質を利用して、一個の出力のコロナ電流を安定化する
ことにより、同一昇圧トランス、同一磁気回路に設け・
られた高圧巻線より得られる直接コロナ電流が安定化さ
れていない他の出力の出力電圧がコロナインピーダンス
の変化に追従して変化するため他の出力のコロナ電流が
等価的に安定化され、入力変動、環境変動に対し安定な
複写プロセスを得るこ・とができる。

又、全てのコロナ放電器のコロナ電流を安定化するには
、通常、従来例の様にそれぞれのコロナ放電器に一個ず
つの昇圧トランス、一個づつのコロナ電流安定化のため
の制御回路を必要とするのに対し、本実施例では多数の
コロナ放ノ電器、多数の出力を有するにもかかわらず一
個の昇圧トランスと一個の制御回路で済み、４個のコロ
ナ放電器を使用する場合では高圧電源装置の価格を約１
ノ４近くにすることができ、さらに小型化、軽量化の効
果も同時に得られる工業的価値大なる発明である。又、
印加タイミングが全て同一にならない場合でも、前述の
様に転写と分離は印加タイミングが同一になる場合がほ
とんどであり、通常であれば転写、分離用に二個の昇圧
トランスと二個の制御回路を必要とするが、本発明を採
用すれば一個の昇圧トランスと一個の制御回路で済むた
め高圧電源の価格を最低でも約１１２近くにすることが
できる。

尚当然のことであるが、昇圧トランスと制御回路が同様
に削減できるもので、著しい小型、軽量化ができるのは
言うまでもない。

さらに、１個の昇圧トランスで駆動しているため、たと
えば分離、除電用の出力電圧が同位相となるため、その
間の絶縁構造が簡単となり、また、インバータ方式の場
合、発振周波数が同一であるため、相互干渉によるヒー
ト妨害も全くなくなり、１個の昇圧トランスから全ての
出力を取出しているため負の直流出力を得た分だけ交流
出力の波形が第８図に示すように負のピーク値が抑えら
れてしまい、コロナ電流は負極性の方がインピーダンス
が低いため正負のバランスのとれたコロナ電流を得るこ
とができ、分離、除電機能に対して非常に良い結果を得
ることができるなどの数多くの利点をもつている。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の複写機用高圧電源装置を示す電気的回路
図、第２図は本発明の複写機用高圧電源装置の一実施例
を示す電気的回路図、第３図〜第７図は他の実施例を示
す要部の電気的回路図、第８図は同装置の交流出力波形
図、第９図はさらに他の実施例の要部の電気的回路図で
ある。 １５・・・・・・感光ドラム、１６・・・・・帯電用コ
ロナ放電器、１７・・・・・・現像ユニット、１８・・
・・・・転写用コロナ放電器、１９・・・・・分離用コ
ロナ放電器、２０・・・・感光紙、２１・・・・除電用
コロナ放電器、２２・・・・昇圧トランス、Ｗ１・・・
・・・一次巻線、Ｗ２，Ｗ３・・・・・・高圧出力巻線
、２３・・・・・・交流電圧発生回路、２４・・・・・
・整流用ダイオード、２５・・・・・・平滑用コンデン
サ、２６・・・・・抵抗、２７・・・・・出力電流検出
回路、２８・・・・・基準電圧電源、２９・・・・・・
比較器、３０・・・・・・誤差増幅器、３１・・・・・
・整流用ダイオード、３２・・・・・・平滑用コンデン
サ、３３・・・・・・抵抗、３４・・・・電流検出抵抗
、３５・ ・・フィルタコンデンサ、３６・・・・・・
シリーズレギュレータ、３７・・・・・・スイッチング
回路、３８・・・・・・発振器、３９・・・・・・パル
ス幅変調器、４０・・・・ブリッジダイオード、４１・
・・・フォトカプラー、４２・・・・シャントレギュレ
ータ、４３・・・・・・ドロップ抵抗、４４・・・・・
・オペアンプ、４５・・・・・・共振コンデンサ、４６
・・・・・・可変直流電源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 交流電圧発生回路を入力とする昇圧トランスを用い
   て、少なくとも転写用、分離用のコロナ放電器に高電圧
   を印加する複写機用高圧電源装置において、昇圧トラン
   スに高圧出力巻線を少なくとも２個設け、この一方の高
   圧出力巻線に整流回路を接続し、その出力の高圧側を転
   写用コロナ放電器に接続し、上記高圧出力巻線のいずれ
   か一方に電流検出回路を設け、この電流検出回路の検出
   信号を昇圧トランスの入力側に帰還させ、上記２個の高
   圧出力巻線の出力を他のコロナ放電器に印加するように
   構成したことを特徴とする複写機用高圧電源装置。