JPS61285464A - 画像形成装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は画像形成装置に係り、さらに詳細には高圧直流
で駆動される帯電器と、直流シフトされた交流により駆
動される現像器に対して給電する電源装置を有する画像
形成装置に関するものである。

［開示の概要］ 本明細書および図面は、高圧直流で駆動される帯電器と
、直流シフトされた交流により駆動される現像器に対し
て給電する電源装置を有する画像形成装置において、シ
リーズレギュレータをａｒ＆するコンバータトランスの
１次側に接続したスイッチング手段と、このスイッチン
グ手段を制御する手段と、前記コンバータトランスの１
次側に交流信号を印加する手段と、前記コンバータトラ
ンスの２次側に設けられた前記帯電器に供給する交流と
直流を重畳した信号のうち交流分を分離して前記現像器
に出力する手段を設けた構成により、単一のコンバータ
トランスにより帯電器および現像器に対して安定して効
率良く給電できる簡単安価かつ軽量小型な電源部を有し
た画像形成装置を構成する技術を開示するものである。

［従来の技術］ 複写機、レーザビームプリンタなどの画像形成装置では
、感光体を帯電させる帯電器用の電源として高圧電源を
、また現像器の現像条件を所望に制御するために交流に
直流を重畳させた現像バイアスを得るための電源を必要
とする。

［発明が解決しよ′うとする問題点］ この種の装置では、一般に商用電源を２４Ｖ程度の低圧
に変換、安定化した後、改めて高圧電源を通して昇圧、
整流する構成が取られている。

しかも従来装置では、前記の帯電器用の高圧直流電源と
、現像バイアス用の交流に直流を重畳させた出力を得る
電源は別個の独立したユニットとして構成され、ともに
低圧の電源を昇圧することによって所望の電圧を得てい
た。特に現像器用の交流および直流の電源は独立したコ
ンバータを用いて別個に発生していたので、電源部の構
成が複雑化しやすく、小型軽量化が非常に困難であった
。

［問題点を解決するための手段］ 以上の問題点を解決するために、本発明においては、高
圧直流で駆動される帯電器と、直流シフトされた交流に
より駆動される現像器に対して給電する電源装置を有す
る画像形成装置において、コンバータトランスの１次側
に接続したスイッチング手段と、このスイッチング手段
を制御する手段と、前記コンバータトランスの１次側に
交流信号を印加する手段と、前記コンバータトランスの
２次側に設けられた前記帯電器に供給する交流と直流を
重畳した信号のうち交流分を分離して前記現像器に出力
する手段を設けた構成を採用した。

［作　用］ 第１図に示すように、コンバータトランスＴｌの１１次
巻線はトランジスタＴｒｉにより励振される。２次側に
発生した電力はダイオードＤＩ、コンデンサＣ３により
整流、平滑されて負荷に給電される。負荷電流は抵抗Ｒ
５を介して電圧として検出されており、この検出信号に
応じて誤差増幅器３がＰＷＭ　（パルス幅変調器）が発
生するスイッチング信号のデユーティ比を変化させるこ
とにより出力電流が安定化される。

誤差増幅器３の基準電圧は抵抗Ｒ７を介して入力される
が、この電圧には抵抗Ｒ６を介して発振器２の出力する
比較的低周波の交流信号が加算される。したがって、出
力電圧レベルは発振器２の周波数で変動する。この交流
分をカップリングコンデンサＣ２を介して取り出すこと
により端子０２から他の負荷に対して給電する。第１図
の場合には取り出された交流分に直流バイアス発生回路
１の発生する直流バイアスが重畳されて出力される。

以上のようにして、単一のトランスによるコンバータか
ら、従来独立した電源により駆動されていた帯電器およ
び現像器を駆動することができ、電源部の構成を簡単、
安価かつ軽量小型にすることができる。

さらに第４図、第５図に示すように、トランジスタＴｒ
２、Ｔｒ３によりコンバータトランスＴＩの１次側を、
発振器２の交流信号を入力に重畳させた出力制御用の誤
差増幅器３の出力、または発振器２の交流信号に応じて
制御するシリーズレギュレータ構成とする構成が考えら
れる。この場合にはコンバータトランスの駆動周波数に
より出力制御のループ応答速度が制限されることがない
ので、トランスを高速で駆動することができ、。

変換効率を向上させることができる。第５図の場合には
現像バイアスの交流分の重畳信号が、負荷電流を一定に
するための自動制御のループ応答に与える影響を小さく
できるので、現像バイアスの交流分の周波数を所望の高
周波数に選択することが可能になる。

［実施例］ 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。

第１図は画像形成装置の帯電器と現像器に対して単一の
トランスを用いて電源を供給する電源回路の実施例を示
した回路図である。

コンバータトランスＴ１の１次巻線ｊ２１には。

チョークコイルＬ１とコンデンサＣ１を介して低圧の電
源電圧Ｖｃｃが供給され、さらに巻線の他端はトランジ
スタＴｒｉにより断続されるようになっている。トラン
ジスタＴｒｉのコレクタ、工ミッタ（接地）間にはダン
パーダイオードＤ２および共捩用のコンデンサＣ４が接
続されている。

トランジスタＴｒｉのスイッチングはＰＷＭ５により制
御される。ＰＷＭ５は発振器４の発生する矩形波のデユ
ーティ比を誤差増幅器３の出力に応じて調節し、トラン
スの出力を制御する。コンバータトランスＴ１の２次巻
線１２の高圧出力はダイオードＤＩおよびコンデンサＣ
３により整流、平滑され火花防止用の抵抗Ｒ３を介して
端子０２かも帯電器に供給される。抵抗Ｒ４には負荷電
流に応じた電流が流れ、この電流は負荷電流に対応した
電圧として抵抗Ｒ５を介して検出される。

検出した負荷電流に対応した電圧は誤差増幅器３の一方
の入力端子に入力される。誤差増幅器３の他方の入力に
は抵抗Ｒ７を介して所定の負荷電流に応じた基準電圧が
入力される。また、同端子には矩形波を発生する発振器
２の出力がコンデンサＣ５および抵抗Ｒ６を介して入力
される。一方、巻線１２の整流、平滑出力はカップリン
グコンデンサＣ２を介して取り出され、これに入力端子
Ｉ２の制御により直流バイアス発生回路ｌが発生した直
流電圧が結合抵抗Ｒ１を介して重畳さ゛れ、保護抵抗Ｒ
２を介して端子０２から現像ローラのバイアスとして出
力される。

次に以上の構成における動作につき第２図の波形図を参
照して説明する。第２図は上段から発振器２の出力、発
振器４の出力、コンバータトランスＴＩの２次巻線ノ２
の整流、平滑出力、および端子０２の現像バイアス出力
をそれぞれ示している。

＝ンバータトランスＴＩの１次巻線ｆｆ１ｌに電源電圧
Ｖｃｃを与え、発振器４を第２図の２段目に示すような
２０ないし１００ＫＨｚ程度の波形で発振させトランス
の励振を開始させると、２次巻線１２には＠線化に応じ
て昇圧された交流が発生する。この電流はダイオードＤ
１およびコンデンサＣ３により整流、平滑され、抵抗Ｒ
３を介して負荷の帯電器に供給される。この負荷電流は
抵抗Ｒ５を介して検出され、誤差増幅器３に印）０され
るので、誤差増幅器３は他方の入力値に応じてＰＷＭ５
を制御し、出力電流を制御する。

入力端チェ２には所定の負荷電流に応じた電圧が入力さ
れるとともに、抵抗Ｒ６，Ｒ７により発振器２の出力が
加算されている。発振器２は、第２図上段のように同図
２段目の発振器４の出力よりも低い１〜２ＫＨｚの周波
数を出力しているので、これに応じてＰＷＭ５によりコ
ンバータトランスＴｌの通電比が制御され、その結果コ
ンバータトランスＴ１の２次側の整流出力は第２図３段
目に示すように直流レベル約５ＫＶ、重畏交流分の振幅
１．２ＫＶＰ−Ｐの出力を得られる。この高圧出力は帯
電器に供給される。

一方、この出力はコンデンサＣ２を介して取り出され、
直流バイアス発生回路ｌの出力子る直流バイアスを重畳
される。直流バイアス発生回路ｌの端チェ１からの制御
入力は、端子０２からの出力が第２図最下段のように２
００ｖを中心としての振幅となるように調整される。

以上のようにして、帯電器用の高圧直流と、交流に直流
を重畳させた現像バイアスの両方を単一のコンバータト
ランスを用いた回路により出力できる。したがって、従
来装置において３個の独立したトランスを用いる交流、
直流の電源回路を共通化でき、電源部の構成を簡単安価
にし、装置全体を小型軽量化できる利点がある。

上記実施例では帯電器に対する負荷電流を安定化する構
成を例示したが、第３図は帯電器９負荷電圧を安定化す
る構成を示している。

第３図の場合にはコンバータトランスＴｌの整流、平滑
出力を抵抗Ｒ４、Ｒ５により分圧して誤差増幅器３の入
力に戻している。他の構成は発振器２の下記の出力制御
回路を除いて第１図の場合とまったく同様である。この
ような構成によれば、出力端子０２から負荷の帯電器に
印加される電圧に応じた値を抵抗Ｒ５の端子電圧として
取り出し、この値に基づいてＰＷＭ５が発振を制御する
ので、帯電器に対する定電圧給電を行なうことができる
。

さらに第４図、第５図はコンバータトランスをシリーズ
レギュレータにより駆動する実施例を示している・ 第４図の例ではトランジスタＴｒｉを発振器４の出力す
る固定周波数で駆動し、誤差増幅器３の出力を電流増幅
するトランジスタＴｒ２、Ｔｒ３で構成し起工ミッタフ
ォロワに入力して、この出力によりコンバータトランス
Ｔｌの１次側入力を制御している。この構成ではＰＷＭ
５が省略できる。

第４図の実施例によれば、コンバータトランスのスイッ
チングをフィードバックループと関係ない固定周波数で
行なうので、コンバータの駆動周波数により出力制御の
ループ応答速度が制限されることがない。したがって、
高速でトランスをスイッチングさせ、電圧変換の効率を
向上させることができる。

また、第５図の実施例ではトランジスタＴｒ２、Ｔｒ３
のエミッタフォロワの駆動信号を発振器２の固定周波数
とし、ＰＷＭ５を制御する誤差増幅器３の入力を帯電器
の負荷電流に対応した基準電圧のみとしている。また誤
差増幅器３のフィードバック入力には抵抗Ｒ５を介して
取り出した負荷電流に対応した電圧を、ローパスフィキ
ルタ６を介して印加している。これはフィードバック量
から交流重畳分を除去するためである。

第５図の実施例によれば、発振器２が出力制御のループ
と関係のない位置に設定しである。したがって、発振器
２の出力に対応した現像バイアスの交流分の重畳信号が
、負荷電流を一定にするための自動制御のループ応答に
与える影響を小さくできるので、現像バイアスの交流分
の周波数を所望の、高周波数に選択することが可能にな
る。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、高圧
直流で駆動される帯電器と、直流シフトされた交流によ
り駆動される現像器に対して給電する電源装置を有する
画像形成装置において、コンバータトランスの１次側に
接続したスイッチング手段と、このスイッチング手段を
制御する手段と、前記コンバータトランスの１次側に交
流信号を印加する手段と、前記コンバータトランスの２
次側に設けられた前記帯電器に供給する交流と直流を重
畳した信号のうち交流分を分離して前記現像器に出力す
る手段を設けた構成を採用しているため、従来独立して
いた交流、直流の各種の電源を１つのコンバータトラン
スを用いて共通化することができ、電源部を簡単安価、
小型軽量にし、コストダウン、小型化が可能で、しかも
現像バイアスの交流分の周波数の自由度が高く、また効
率のよい電圧変換が可能な優れた画像形成装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による画像形成装置の電源装置の構成を
示した回路図、第２図は第１図の回路の各部の電圧を示
した波形図、第３図〜第弓図は電源装置の異なる実施例
を示した回路図である。 ｌ・・・直流バイアス発生回路 ２．４・・・発振器　　　５・・・ＰＷＭＴｌ、Ｔ２・
・・コンバータトランス Ｔｒｉ〜Ｔｒ３・・・トランジスタ ＯＶ−−−−−−−−−−−−−−−−一−−−−−−
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−一−−Ｉｒ軒
／Ｉ豐９（番１遵忙チ田 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高圧直流で駆動される帯電器と、直流シフトされた交流
   により駆動される現像器に対して給電する電源装置を有
   する画像形成装置において、コンバータトランスの１次
   側に接続したスイッチング手段と、このスイッチング手
   段を制御する手段と、前記コンバータトランスの１次側
   に交流信号を印加する手段と、前記コンバータトランス
   の２次側に設けられた前記帯電器に供給する交流と直流
   を重畳した信号のうち交流分を分離して前記現像器に出
   力する手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。