JPS61164466A - 複写機用高圧電源 - Google Patents

複写機用高圧電源

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JPS61164466A
JPS61164466A JP395585A JP395585A JPS61164466A JP S61164466 A JPS61164466 A JP S61164466A JP 395585 A JP395585 A JP 395585A JP 395585 A JP395585 A JP 395585A JP S61164466 A JPS61164466 A JP S61164466A
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JP
Japan
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power supply
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winding
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JP395585A
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English (en)
Inventor
Tadahiro Eda
江田 忠弘
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

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。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006109695A (ja) * 2004-10-08 2006-04-20 Linear Technol Corp モノリシックスイッチングレギュレーターにおけるフレキシブルな電流分割のための回路および方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006109695A (ja) * 2004-10-08 2006-04-20 Linear Technol Corp モノリシックスイッチングレギュレーターにおけるフレキシブルな電流分割のための回路および方法
JP4660339B2 (ja) * 2004-10-08 2011-03-30 リニアー テクノロジー コーポレイション モノリシックスイッチングレギュレーターにおけるフレキシブルな電流分割のための回路および方法

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