JPS61164466A - 複写機用高圧電源 - 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】 （技術分野） 本発明は複写機用高圧電源に関し、特に複写機用の複数
の負荷、例えばコロナ放電器に、環境変動に影響されな
い様一定電源を供給するいわゆる定電流電源装置に係る
ものである。

（従来技術） 従来の１トランス多出力高圧電源は、複数出力のうちの
単一出力の情報２基に定電流制御を行なっていた。言い
換え茗と従来の制御は主出力のみで他の出力は追従させ
ようという考え方であった。

しかしこの回路の欠点は制御ループ外の部品にばらつき
や異常があった場合、これに対処出来ないということで
ある。

これ号解決するために、第１１図に示す特開昭５７−１
４３６１９は副出力（フワーテイング出力）に過電流検
出部を新規に追加している。この技術は異常時には有効
であるが、定常時の出力制御は、やはり制御ループに限
られてしまう。

尚、制御ループ外の部品としては、トランス１のファー
のコイル１０．ダイオード７、コンデンサ９，２２、抵
抗１０．２０がある。

（目的） 本発明はこの様な背景に基づいてなされたものであり、
複数の高圧出力を必要とする複写機に用い、複写全体の
安定度を増Ｔことの出来る複写機用高圧電源を提供する
ことを目的とする。

（構成） そのために本発明は、各負荷の特性をも、みたすための
制御情報を得て、１トランス多出力の複数負荷の特性を
改良することを特徴とするものである。

即ち、複数の負荷電流を検出してこの出力により、高圧
トランスの１次巻線を駆動し、各負荷に一定電流号供給
しようとするものである。そしてさらにその特徴は複数
出力の中の情報から各々の出力を重みづけご行ない、こ
まやかな制御を行なうことにある。

以下、図面に基づき本発明の各実施例を説明する。

第１図は第１の実施例に係る電源回路である。

直流電源Ｅは制御駆動回路１００によって制御されるス
イッチングトランジスタＱ１　　により発！させられ、
高圧トランスＴＩ　　によって昇圧される。

複写機用高圧トランスＴｌ　　によって昇電圧されたエ
ネルギーは、２次巻線Ｗ２　　に現われ、整流回路Ｄ１
．Ｃ＋Ｆ経て負荷り、　　に供給される。この負荷は複
写機のコロナ放電用負荷で環境変動やコロナワイヤ汚れ
による変動を少なくするために一般に定電流回路の構成
にしている。２次巻線Ｗ２は、巻線に中間タップ２設は
整流回路Ｄ２　、　ａ、を経て負荷Ｌ２　　に接続され
ている。

これらの負荷り、　、　Ｌ２の給電回路の帰路は、電流
検出回路Ｒｓ　＊　Ｏｓを経て、巻線Ｗ２　　の他端に
つながれ、閉回路を構成している。

尚、抵抗Ｒ１，Ｒ２は高圧コンデンサＯｓ　−０２の放
電抵抗で高圧電源出力の必要のない時、電撃防止用とし
て設けている。抵抗Ｒ３＋　Ｒ４は高圧出力発生時、誤
って手で接触した時の電撃防止用である。さらに抵抗Ｒ
３、Ｒ４は負荷の動作抵抗を補正するための目的もある
。またこの抵抗Ｒｓ　＋　Ｒ４は負荷Ｌｓ　、　Ｌ２の
電流分配比を変化させることも出来る。例えば、抵抗凡
３　を増加させると負荷Ｌｌへの供給電流が低くなる。

これは抵抗Ｒ３を増加すると負荷Ｌ１　　と負荷Ｌ２の
分流比が変るからである。この時Ｌ１とＬ２　　の総電
流は一定であるので結果的にＬ２　　の電流は少なくな
る。電流検出用抵抗Ｒ５と並列につながっているコンデ
ンサＣ３は負荷の放電電流の高周波成分バイパス用であ
る。追記するとＲ３、Ｒ４はそれぞれ分布容量とローパ
スフィルターＰ構成し、不要輻射ノイズを低減する機能
を有Ｔる。

電流検出回路Ｒ５＋　０３によって得た情報は、制御駆
動回路１００に入力され、この制御、駆動回路１００に
よって、トランスＴ１　　の−次巻線Ｗｌを駆動する。

この制御駆動回路１ｏｏは、一般にパルス幅変調方式を
利用している。

第２図は第２実施例を示すものである。これは基本的に
は第１図と同じである。

相違点は２次巻線に中間タップを省略し、さらに整流回
路Ｄ２．０２　＋　Ｒ２をなくした点である。この実施
例はＬｌとＬ２の負荷放電特性が似ていると採用出来る
。ＬｌとＬ２の電流分配比は第１図と同様抵抗Ｒｓ　、
　Ｒ７によって決められる。さらにチャージャ（負荷Ｌ
ｌ、　Ｌ２　）　　のケーシング、対電極（あるいは感
光体、コピーペーパ）の距離等によって決める。この第
２図は第１図のように整流回路が分かれていないため、
各チャージャの負荷特性２合せる自由度が少なくなる。

しかし、高圧用部品（Ｄ２　＋　０２　、　Ｒ２、Ｔｌ
　（７）Ｗ２の中間タップ）がなくなるので、コストダ
ウン、小型化に寄与する。

第６図は第１図、第２図の変形実施例である。

第１．２図の電流検出は抵抗、コンデンサＲ５゜Ｃ３に
よっている。

この方法は、どのチャージャを優先して制御するかが選
択出来ないという欠点がある。Ｔなわち複写プロセスの
重要性に応じて、電流検出の重みづけが出来ない。

例えば帯電、転写の２出力のうち、帯電がより重要と考
えるならば帯電（７０％）転写（６０％）の電流情報に
よって制御したい。

この重みづけは、複写プロセス（感光体、複写スピード
）によって変化し、さらに組合せが変わる。

第３図に示す実施例は、これらの問題を解決するための
もので、電流検出ご複数設け、重みづけご行なう。重み
づけの機構は抵抗Ｒ８、Ｒ９の抵抗値を変化させてもよ
いし、各々の電流出力を重みづけ加算回路に加えるもの
であってもよい。これらは周知の技術である。

第４図は直流出力及び交流出力からなる複数出力の例で
ある。即ち、負荷Ｌｌ　　側には整流用のダイオードＤ
Ｉ　　を設けている。複写機のチャージャの応用例とし
て、分離、転写出力があり、前者は交流出力、後者は直
流出力である。

第５図は、複数出力として交流２出力の例である。複写
機の応用例として、分離と除電フロナ放電器がある。

第６図は、第５図分簡略化して、２次側巻線を単一にし
たもので必要に応じて中間タップを設けてもよい。

第７図は、第１〜６図の変形実施例で既存の複数出力に
更に出力回路号追加したものである。

代表的な例として第１図を変形して記す。

この出力は、複写機の現像バイアス電源を得るためのも
のである。これは一般に定電圧電源分要求されており６
００ｖで負荷電流として２０μＡすなわち６ｍＷの電力
で十分である。他の負荷例えばチャージ−？　ハ、７Ｋ
Ｖ３００μＡ　（２，１Ｗ）であるのに比して、小さい
負荷である。

第７図の第１図からの追加部品は、Ｄ、　、　Ｄ４゜０
ｓ　＋　Ｒｌｏ　、　Ｒ１１である。抵抗器Ｒｈｏ　、
　Ｒｔｔ　　は第１図の抵抗Ｒ１の役目の放電抵抗とし
て作用し、さらに分圧抵抗として機能を持つ。

現像バイアス電源は、Ｒｌｏ　＋　Ｒｔｔ　　の接続点
がら得る。しかし、現像バイアスの定電圧化を得るため
に、Ｄ４　　をつ゛なぎさらにチャージャＬ１　　の出
力が低下してもなおもある期間、現像バイアス電圧を保
持するためにコンデンサＣ３を接続しである。

ダイオードＤ３　は、抵抗Ｒ１，にょる放電ご避けるた
めである。

ところで複数出力のうち重要な出力は、制御情報を得て
、他の出力許容差の大きいものは制御情報を必要としな
い訳であるが、第８図はその実施例？示すものであり、
これも第１〜７図からの変形実施例がある。ここでは、
代表的な例として第１図からの変形実施例を記す。

第８図は、第１図の構成にＷ３　、　Ｄ５　、０４　、
　Ｒ１２。

Ｒ，、、負荷（チャージャ）　Ｌｓ　　を追加した。具
体的な負荷として、チャージャＬｌ　　は帯電、チャー
ジャＬ２　　は転写、チャージャＬ３　　はクリーニン
グ前チャージャが考えられる。

第９図は複数負荷として、交流負荷Ｌ２、　直流負荷Ｌ
ｌ　　の例である。この−例として複写機では分離、転
写の組合せと、転写前除電と転写の組合せがある。第１
〜９図の負荷電流検出回路は、負荷からの帰路電流のみ
ご検出しているが、この他に第１０図に示す如く、別の
機構の負荷電流検出回路も考えられる。この第１０図は
一例として第２図号変形したものである。

第１０図と第２図の違いは、電流検出部品０３１Ｒ５の
接続位置である。第１０図においては、負荷電流と平滑
コンデンサＣ１、放電抵抗Ｒ１を流れる電流をも検出し
てしまう。よって負荷の一定電流の制御にはよい電流検
出法ではない。しかしこの回路は、負荷の短絡検知には
有用である。何故ならば、一定電流の電源は、過電流保
護回路を設けないのが一般的だからである。

第２図の例では、閉回路のＤＩ　＊　Ｏｔ　、　Ｒｔ　
＋　Ｗ２及びこれごとりまく構造体（例えば高圧部分で
あることから絶縁体）に故障が生じた時、負荷電流検知
（第２図の０３＋几５）は全く役に立たない。

一方、第１０図の負荷電流検出回路は、一定電流検出と
同時に部品等による過電流の検知が出来る。よってこの
負荷電流は、高圧部品の破損等による過熱、発火防止に
有用である。この第１０図に示す回路による負荷電流情
報は、制御駆動回路１００で通常は、一定電流制御、異
常時には、過電流保護の制御として利用出来る。過電流
保護の制御は、通常時と同じ、一定電流制御でもよいし
、又、高圧出力を停止してもよい。

第１０図の電流検出法の欠点は、（！ｌ＋Ｒ１の電流を
も検出してしまうことであるが、実用的にはＯＸ、Ｒ１
’２負荷電流に対して無視出来る様、数値を選択したり
、Ｃ３との組合せＰ適切に選べば、あまり問題ない。例
えば０１　　を流れるリップル電流は、Ｃ３によってバ
イパスされるからである。

本発明は定電流制御の電源装置ご発明の前提としている
が、この装置は負荷な切断すると、一定電流を流そうと
動作し、そのため出力電圧が異常に上昇する。そのため
、チャージワイヤーの切れ、チャージワイヤーの汚れ等
が発生することになる。

これを防止するために、過電圧検知を行なう必要がある
。方法として、出力電圧をモニターと一定以上の電圧に
なった時、出力を制限したり、出力を停止すればよい。

一例を第２図を変形して説明する。

第１２図はその回路図で第２図のＲ１を２つに分割して
Ｒ１４，Ｒｌｓ　　とした。この様にすればＲ１５の両
端の電圧を過電圧制御の情報として利用出来る。

次に制御駆動回路について述べる。具体的にはテキサス
インスツルメント社製スイッチングレギュレータＩＯ「
ＴＬ４９４Ｊが用いられる。制御方式としては、パルス
幅変化方式（定周波でパルス幅が変化する＋ＰＷＭ方式
）を採用している。

またトランスは、フェライトコアーを使用し、周波数は
２０〜５０　ＫＨｚ　　を利用している。

尚、第４．５．６．９１１の発振周波数は、５００　Ｈ
ｚや１０ＫＨｚ　　を使用することが多い。特に、５０
０Ｈ２は分離用高圧電源としてよく利用されている。こ
のＩＣ！　ｒＴＬ４９４Ｊは多機能を含んだＩＣなので
電流検出、電圧検出が正確に出来れば容易に所望の高圧
出力を得ることが出来る。

ＩＹＩ、Ｓｌ　　は高圧出力のオン／オフスイッチで８
１を閉じると、高圧が発生する。

以上、電流検出、電圧検出について記述した。

この例は、高圧出力な正出力として応用したものである
が、この他に負出力の例がある。これは、部品の極性（
例えばダイオード、コンデンサ等の極性）を変えればよ
いので省略した。尚、負出力を利用した例としては、有
機半導体（）を使用した複写機がある。

さらに、高電圧の整流方式として倍電圧整流方式がある
が省略する。

最後に、交流、直流の２つの高圧出力を単巻線の２次巻
線から得る例について述べる。

第１３図はその回路構成を示す図である。

電流検出は、Ｒｌｓ　、　Ｏｓ　、　Ｒ１７によって構
成されている。Ｃ５とＲ１？　の合成インピーダンスは
、交流出力周波数にて、Ｒｓｓより小さくすれば、すな
わち、０５　　の容量を大きくシ、Ｒ１７の抵抗を小さ
くすれば、直流電流情報、交流電流情報が区分されて取
り出される。他にＡＣ，Ｄｏ情報の区分法があるが、複
雑なので省略する。

この回路は転写、分離チャージャ（Ｌｌ、Ｌｌ）用の高
圧電源である。

転写の直流出力は約３００μＡ１　分離の交流出力的７
００μＡ１　　分離の直流出力は１０μ〜３０μＡであ
る。

尚、分離の直流出力は、コロナ放電の＋、−の放電の不
平衡分である。さらに、分離条件分良くするために、作
為的に不平衡にするが、このために高圧電源の出力をＡ
Ｏ＋ＤＯにしている事が多い。例えば正負非対称ＡＣ出
力がその一例である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４図、第５図、第６図、第
７図、第８図、第９図、第１０図、第１２図、第１６図
はそれぞれ異なる本発明の各実施例に係る高圧電源回路
図、第１１図は従来例に係る高圧電源回路図である。 Ｆ・・・直流電源、Ｑｌ・・・スイッチング素子、Ｔ１
・・・高圧トランス、Ｌ、　、　Ｌｌ・・・負荷、０３
　、　Ｒ５・・・複数負荷電流検出部。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 Ｔ＋ 第８ｒＸＪ 第９図 第１０図 第１Ｉ　Ｉ！！Ｉ 第１２図 ｒ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流電源と、これをスイッチングするスイッチン
   グ素子と、スイッチング電圧を昇圧する高圧トランスと
   、この高圧トランスの２次側に設けた複数の出力部と、
   出力部に接続された負荷に一定電流を供給する制御駆動
   回路を有する定電流電源装置において、複数の負荷電流
   を検出し、この出力で制御駆動回路を作動し、高圧トラ
   ンスの１次巻線を駆動するようにしたことを特徴とする
   複写機用高圧電源。
2. （２）高圧トランスの２次巻線を単一巻線とし、この巻
   線出力を整流し、複数の負荷に分岐するようにしたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の複写機用
   高圧電源。
3. （３）高圧トランスの２次巻線を単一巻線とし、この巻
   線に中間タップを設け、各々の巻線出力をそれぞれ整流
   し、負荷に供給するようにしたことを特徴とする特許請
   求の範囲第（１）項記載の複写機用高圧電源。
4. （４）高圧トランスの２次巻線を複数巻線とし、各各の
   負荷回路からの帰路電流を検出し、それぞれの電流を重
   みづけ処理した情報で１次巻線を駆動し、負荷に電流を
   流すようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項記載の複写機用高圧電源。
5. （５）電流検出される複数の２次巻線の他に準安定巻線
   を高圧トランスの２次巻線の１つとして付加して、その
   出力を他の負荷とするようにしたことを特徴とする特許
   請求の範囲第（１）項記載の複写機用高圧電源。
6. （６）複数出力の電流検出情報を直流負荷の帰路電流と
   するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項記載の複写機用高圧電源。
7. （７）複数出力の電流検出情報を交流負荷の帰路電流と
   するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項記載の複写機用高圧電源。
8. （８）複数出力の電流情報を交流負荷、直流負荷の帰路
   電流とするようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
   第（１）項記載の複写機用高圧電源。
9. （９）電流検出情報を、高圧トランス２次巻線の一方の
   端部の負荷電流を直接検出することによって得るように
   したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
   複写機用高圧電源。