JPS61288729A - 電源装置 - 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］ 本発明は電源装置に係り、さらに詳細にはコンバータト
ランスをスイッチング手段により励振してその２次側に
高圧出力を得る電源装置に関する。

［開示の概要］ 本明細書および図面は、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、この制御手段の制御入力に交流信号を
印加する手段と、前記コンバータトランスの２次側に設
けられた負荷に供給する交流と直流を重畳した信号のう
ち、交流分を分離して他の負荷に出力する手段を設けた
構成により、複数の負荷に対して異なった電力を供給し
、電源部を簡単安価かつ軽量小型に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
。

Ｅ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１本発明においては、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、この制御
手段の制御入力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次側に設けられた負荷に供給する交
流と直流を重畳した信号のうち、交流分を分離して他の
負荷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ＴＩの１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Ｒ５
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
ｌの発生する直流バイアスが重畳されて出力される。

［実施例１ 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ＴＩの１次巻線）ｌには、チョーク
コイルＬｌとコンデンサＣｔを介して低圧の電源電圧ｖ
ＣＣが供給され、さらに巻線の他端はトランジスタＴｒ
ｌにより断続されるようになっている。トランジスタＴ
ｒｉのコレクタ、エミッタ（接地）間にはダンパーダイ
オードＤ２および共振用のコンデンサ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から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１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Ｔ１の２次巻線ｔ２
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。

コンバータトランスＴ１の１次巻線、Ｉｌｌ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には巻線比に応じ
てＡ圧された交流が発生する。この電流はダイオードＤ
Ｉ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に印加される
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。

入力端子■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ＴＩ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、重畳交流会の振幅
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の出力する直流バイアスを重畳
される。直流バイアス発生回路ｌの端子■ｌ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図のように負荷電圧を安定化する
構成も考えられる。第３図の場合にはコンバータトラン
スＴ１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。

また、第４図のように自動式のコンバータによる電源に
おける実施例も考えられる。

第４図においてコンバータトランスＴ２の１次巻線Ｊｌ
側の構成は第１図と同様であるが、トランジスタＴｒｌ
のベースはベース巻線ノ３に接続されている。ベース巻
線１３の他端はコンデンサＣ７で接地されるとともに抵
抗Ｒ１３を介して誤差増幅器３の出力に接続されている
。その他の構成は定電流制御を行なう第１図とまったく
同様に構成しである。

第４図の回路において、自動式コンバータは次のように
発振する。トランジスタＴｒｉがオンになると、ベース
巻線１３からベース電流が供給される。トランジスタＴ
ｒｌのコレクタ電流は１次巻線ノｌのインダクタンスに
基づく傾斜曲線にしたがって漸次増加し、コンデンサＣ
７の充電電圧で決定される。ベース電流が限界まで達す
ると、コレクタ電流が飽和し、巻線１１の磁束の向きが
反転し、ベース巻線ノ３の電圧も反転してトランジスタ
Ｔｒｌを遮断する。

このとき２次側の高圧整流ダイオードが導通して負荷電
流が流れはじめる。トランジスタＴｒｌのオン期間中コ
ンバータトランスＴ２に蓄積されたエネルギーが負荷電
流として放出しつくすと磁束の向きが反転して再度トラ
ンジスタＴｒｉは導通する。以上の動作を繰り返して発
振が持続される。

前述のトランジスタＴｒｉのベース電流の供給限界値は
コンデンサＣ７の充電電圧、すなわち誤差増幅器３の出
力電圧により決定される。誤差増幅器３は第１図の場合
とまったく同様にして負荷電流を検出しており、この負
荷に応じた電圧と端子Ｉ２および発振器２から供給され
る信号を加算した和に応じて出力を変化させるので、第
１図の場合と同様な定電流制御を行なうことができる。

また、コンデンサＣ２を介して取り出された交流分は直
流バイアス発生回路ｌの発生する直流分と重畳されて端
子Ｏ１から現像ローラに印加される。

以上のような構成においても第１図の場合と同様な効果
を得ることができる。

さらに第５図のような実施例も考えられる。

上述の実施例では誤差増幅器３の基準電圧を発振器２の
出力により揺することにより交流分を重畳した高圧出力
を得ているが、第５図の場合にはコンバータトランスＴ
２の電源供給側を発振器２により制御している０発振器
２の出力はカップリングコンデンサＣ５、抵抗Ｒ６を介
してトランジスタＴｒ２のベースに接続されている。抵
抗Ｒ６、Ｒ８，Ｒ９は、トランジスタＴｒ２、Ｔｒ３と
により構成され、出力を巻線１１に接続されたエミッタ
フォロワ回路の増幅率を定めている。その他の構成は誤
差増幅器３に入力する検山信号をローパスフィルタ６を
介して直流化し、出力の直流分に応じて電流制御を行な
うようにしている以外は第３図の場合とまったく同様で
ある。

以上の構成によれば、発振器２の出力に応じてコンバー
タトランスＴ２の巻線ｆｆ１ｌに対する供給電圧が制御
されるので、これにより巻線Ｊ２の出力が変動し、前記
と同様の交流を重畳させた高圧出力を得ることができる
。

［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、この制御手段
の制御入力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次側に設けられた負荷に供給する交流と
直流を重畳した信号のうち、交流分を分離して他の負荷
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、採用される装置全体のコストダ
ウン、小型化に役立つ優れた電源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５図はそれぞれ電源装置の異なる実施例を示し
た回路図である。 １・・・直流バイアス発生回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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、この制
   御手段の制御入力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次側に設けられた負荷に供給する
   交流と直流を重畳した信号のうち交流分を分離して他の
   負荷に出力する手段を設けたことを特徴とする電源装置
   。