JPH01304514A - 電源装置 - Google Patents

電源装置

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JPH01304514A
JPH01304514A JP63134302A JP13430288A JPH01304514A JP H01304514 A JPH01304514 A JP H01304514A JP 63134302 A JP63134302 A JP 63134302A JP 13430288 A JP13430288 A JP 13430288A JP H01304514 A JPH01304514 A JP H01304514A
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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】 [産業上の利用分野コ 本発明は電源装置、特に変圧器の2次側から得られる交
流出力を用いて複数の負荷に対して直流重畳の交流、お
よび直流を給電し、しかも負荷に供給される直流成分の
電位ないし給電タイミングを負荷ごとに独立制御する手
段を有する電源装置に関するものである。
[従来の技術] 従来より、直接帯電、直接転写方式複写機において、画
像形成条件を所望に制御するために、帯電用高圧出力と
して直流重畳の交流出力を生成し、直流成分を定電圧、
交流成分を定電流に制御する技術が知られている。この
ような方式では、普通、1つの交直重畳出力に対してス
イッチング電源を構成する1つのトランスおよび駆動回
路を用いるのが普通であった。
[発明が解決しようとする課題] 以上の従来構造では、次のような問題があった。
1)多出力をそれぞれ定電流、定電圧制御するために回
路が大規模化、複雑化し、高圧電源のコストアップ、大
型化という問題があった。
2)同一トランスから多出力を引き出す技術も提案され
ているが、帯電器などの負荷は共通の筐体電位に接続さ
れているため、複数の負荷に流れる電流のうち、1つの
負荷に流れる交流分だけを検出することは不可能であっ
た。
3)!電の直流電位と現像バイアス直流電位を連動して
制御するため、2連の独立制御可能な可変抵抗器や2つ
の制御出力生成回路が必要であり、コストアップの要因
となっていた。
本発明の課題は以上の問題を解決し、多種の電源を必要
とする電子装置に利用できる簡単安価で小型軽量な電源
装置を提供することである。
[課題を解決するための手段] 以上の課題を解決するために、本発明においては、変圧
器の2次側から得られる交流出力を用いて複数の負荷に
対して直流重畳の交流、および直流を給電し、しかも負
荷に供給される直流成分の電位ないし給電タイミングを
負荷ごとに独立制御する手段を有する電源装置において
、交流負荷に対して給電される交流負荷電流のみを検出
する手段と、この検出手段の出力に応じて前記変圧器の
1次側の駆動状態を制御する手段を設け、交流負荷に対
する交流成分の給電を安定化する構成を採用した。
[作 用] 以上の構成によれば、複数の負荷に独立した給電タイミ
ングあるいは電位を有する直流成分、あるいは直流重畳
の交流を給電でき、しかも交流負荷の交流成分のみを検
出しこれに応じて交流負荷へ給電される成分を安定化す
ることができる。
[実施例] 以下、図面に示す実施例に基づき、本発明の詳細な説明
する。
第1図は本発明を採用した電源装置を用いた電子写真方
式の画像形成装置の構造を示している。
第1図において符号1は、感光ドラムで図の矢印方向に
回転駆動され、帯電器2、現像器3および転写器4によ
る画像形成工程を通過する。f電器2で一様に帯電され
た後、帯電器2と現像器3の間でレーザ光や原稿の反射
光の照射を受け、感光体1上に静電潜像が形成される。
次に、現像器3によりこの潜像が顕像化され、しかる後
に転写器4により紙などの媒体に転写される。
帯電器2、現像器3、転写器4はこの種の装置において
必要とされる典型的な高圧負荷である。
これらの高圧負荷には、トランス6およびトランス49
を用いたスイッチング電源から給電が行われる。
トランス駆動回路5はトランス6の1次巻線を駆動する
ための回路で、従来同様にPWM (パルス幅変調)回
路、スイッチング回路などから構成される。トランス駆
動回路5のトランス6に対する駆動効率は交流電流検出
回路2oを介して閉ループ制御できるようになっている
。交流電流検出回路20の構成、動作については後述す
る。
トランス6の出力交流は、電流制限抵抗などの保護回路
7を介して直接帯電器2に出力される。
ただし、図示のように、トランス6の出力巻線は直接接
地されておらず、ダイオード9.10、コンデンサ8.
9からなる倍電圧整流回路の出力を抵抗R12、R13
を介して高耐圧トランジスタ23により接地することに
より直流レベルシフトさせ、重畳直流分を生成している
。抵抗13は、コンデンサ11に充電された電荷が急激
にトランジスタ23に流入するのを防止する電流制限抵
抗である。
トランジスタ23の導通度はトランジスタ23のベース
に接続された誤差増幅器21を介して制御される。誤差
増幅器21は基準電圧V1と、抵抗16.18を介して
検出した直流シフトレベルに対応する電圧V2を比較し
、その電位差に応じたバイアスをトランジスタ23に与
える。
ここで簡単にこの回路の動作を説明しておく。
符号8〜14の素子からなる平滑整流回路の出力は、高
耐圧Tr23、抵抗18.16を介して流れる。ここで
トランジスタ23は誤差増幅器21によって制御されて
おり、V1=V2で安定となる。従って、トランス6の
出力巻線の直流シフト電位VOは各抵抗nの値をRnで
示すとすると、 Vo−(R/R17−R’  )Vcc  −RVI/
R17ここでR−(R15+R18)(818+ R1
7)/R18−1118R’−(R18+ R16) 
/R18となる。
また、■1は、電源電圧(低圧)Vccを分圧する抵抗
44〜46および可変抵抗器47によって R45//R46R45 −Vcc  〜            −VccR4
5//R46+R44R45+R44/R46まで可変
となる。
従って、帯電部材2に印加される波形は第2図のように
、接地電位から■0だけ負側にシフトされた(直流電位
−■0を重畳された)波形となる(正弦波駆動の場合)
。なお、抵抗14は整流回路により、交流出力のピーク
が削られるのを防止するためのものである。
同様に、トランス6の出力はコンデンサ24.28、ダ
イオード25、抵抗27〜29、およびコンデンサ30
.35、ダイオード31.33、抵抗32.34.36
.37およびバリスタ39から構成される2系統の整流
、平滑回路に人力され、それらの重畳出力が転写器4に
供給される。
2つの整流、平滑回路の出力は直列に接続され、下側の
整流、平滑回路の出力端には抵抗40、およびトランジ
スタ41が接続されており、このトランジスタの導通度
を制御することにより転写器4に印加する直流レベルを
制御できる。
ここで、コンデンサ38はバイパス用コンデンサ、また
抵抗37.40は、トランジスタ41をオンにし下側の
整流回路の出力電位を低下させた際にトランジスタ41
を保護するための素子である。抵抗27、R32、R3
4は前述の抵抗14と同じ目的で挿入されている。符号
39はバリスタであり、転写部材4へ印加される電位を
固定するためのものである。
転写器4への給電回路の動作はつぎのようになる。
ここでトランジスタ41がオフの時は十VT。
オンの時は−VTが転写器4へ印加されることになる。
ここで転写電圧生成回路24〜39に流れ込む電流のう
ち、負荷である転写器4へ流れ込む直流成分以外はバイ
パスコンデンサ15を介してトランス6へ帰還するため
、直流出力電圧検出のための抵抗19へは流れ込まない
ここでトランジスタ41がオンの時の電流は感光体1の
非画像部が通過するタイミングでしか発生しないので、
問題にはならない。
また、帯電器2に流入する電流ipは交流分のipと直
流分のipからなり、転写器4へ流れ込む電流は直流の
itである。これらの電流は、ipは抵抗19、コンデ
ンサ15を介し、またip、itは抵抗18、R16を
介してトランスへ帰還する。従って、帯電器2に流れ込
む交流電流のみが抵抗19によって一義的に検出される
現像器3に対する給電は帯電器2への給電回路とほぼ同
様である。
すなわち、トランス49と、このトランス49の2次側
に接続されたレベルシフト回路から構成されている。
トランス49の出力端の1つは、現像器3に接続される
とともに、ダイオード50、抵抗51.52、コンデン
サ53からなる整流、平滑回路に入力されている。この
整流、平滑回路の出力は抵抗54、トランジスタ56を
介して接地電位と接続されている。このトランジスタ5
6の導通度は誤差増幅器62により制御される。誤差増
幅器62の基準電圧は前記同様V1であり、また、検出
電圧は直流レベルシフト電圧Vdcの抵抗58.59の
分圧値である。
ここで直流分Vdcは次の式により決定される。
Vdc−(−−ROo) Vcc−VIRO/R57こ
こでRO−(R58+ R59) (R59+ R57
)/ R59−R59Ro’=(R59+ R58)/
 R59従って、抵抗16〜R18およびR57〜R5
9を選定することによって、同一の制御人力V1に対し
て″!IF電器2、現像器3に給電する任意の直流成分
出力VOおよびVdcを得ることができる。なお、符号
55は現像器3を保護するための保護回路で、前記の保
護回路7と同様に構成される。
第3図は電流検出回路20の内部回路と過箪圧防止回路
の構成を示している。
抵抗19は第1図のようにコンデンサ15とともにトラ
ンス6の出力巻線の一端および接地間に挿入されており
、交流成分の電流に応じた電圧がその両端に発生する。
この交流は、交流電流検出回路20のダイオード72.
73、コンデンサ71.74、抵抗75.77からなる
整流、平滑回路により直流化される。
ここで、抵抗76.77は実効値をコンデンサ74に充
電される直流出力を実効値として扱うためのものであり
、これらを省略するとピーク値が検出される。
このようにして、トランス6の2次側に流れる交流成分
の電流がトランス駆動回路5にフィードバックされ、ト
ランス駆動回路5はこれを安定化するようにトランス6
の駆動を制御する。
また、第1図には図示していないが、第3図において符
号78〜88で示すようなA電圧保護回路を併設するこ
ともできる。符号78はトランス6に設けられた電圧検
出巻線で、この出力はダイオード79、コンデンサ80
.抵抗81で整流平滑され、この直流レベルがエミッタ
をツェナーダイオードで接地されたトランジスタ83の
ベースに電流制御抵抗82を介して人力される。トラン
ジスタ83とツェナーダイオード85の接続点は抵抗8
4を介して電源電圧Vccにプルアップされている。
トランジスタ83のコレクタ電位はもう1つのトランジ
スタ88のベースを抵抗86.87からなるバイアス回
路を介して制御するようになっている。トランジスタ(
PNP)88のエミッタは電源電圧Vccに、コレクタ
は交流電流検出回路20の出力点と結合されている。
以上の構成において、抵抗81の両端に発生する巻線7
8の整流出力がツェナーダイオード85のツェナー電圧
VZとトランジスタ83のベース−エミッタ間電圧VB
Eの和より大きくなると、トランジスタ83、トランジ
スタ88がともにオンとなって抵抗75へ電流が流れ込
み、これ以上トランス6の出力が上昇しないように制御
する。
以上の実施例によれば、同一の昇圧トランス6から、複
数の直流、あるいは交直重畳の高圧出力を取り出すこと
ができ電源部の小型軽量化、あるいはコストダウンが可
能となる。また、複数の出力系統を交流的に分離してい
るため、負荷電流検出を精度よく行なうことができる。
第4図に他の実施例を示す。第1図の実施例との相違は
、分離出力生成回路65〜70、および分離用除電針7
1が追加され、分離用除電針71にトランス6の出力巻
線の交流を直流的に回路を遮断するコンデンサ65を介
して取り出し、ダイオード66、コンデンサ68、抵抗
67.69で整流、平滑した直流を供給するようにした
点で、その他の構成は第1図と同じである。ここでも、
転写出力生成回路と同様に交流出力が抵抗19を流れな
いように、分離用除電針71の給電回路の共通電位側が
抵抗19の端子に接続されている。
このような構成により、電源回路の主要部(トランスな
ど)を増加させることなくより多くの負荷に給電できる
第5図は、電流検出回路をいわゆるドラムグランドDG
とシグナルグランドSGの間に設けた実施例である。通
常、ドラムグランドDGは高圧電源内でシグナルグラン
ドSGと短絡されるが、第5図の場合には、感光体1の
グランド側端子と、接地電位の間にドラム電流を測定す
る抵抗93が接続され、この電圧を第2図と同様に構成
された交流電流検出回路20を介してトランス駆動回路
5にフィードバックしている。その他の構成は第4図と
同じである。
このような構成では、感光体1の接地側電位DGが抵抗
83の端子電圧(数ボルト)分SGより浮くが、画像品
位などに大きな影営を与えない。
−d題−jl針章#;子弟5図のような構成にょれば、
第1図に比べてプリント板のパターン引き回しが楽にな
るというメリットがある。
第6図は帯電、現像、転写工程に必要な出力を同一のト
ランス6から得た実施例である。すなわち、第4図のト
ランス6の2次巻線を1つ追加し、これに第4図と同じ
現像器3のための給電回路を接続した構成である。
第6図の場合、第1図に比べて現像器3の現像バイアス
の交流成分が帯電器2の交流成分と同一周波数で、しか
も同一タイミングの出力になるという制約が生じるが、
低コスト、小型化の点で非常に有利である。
また、現像器3がジャンピング現像器ではなく、ブラシ
現像器であり、直流成分のみの給電でよい場合には、第
7図のようにより簡略な構成を用いることができる。
第7図は第6図の構成において追加されたトランス6の
2次巻線の出力交流成分ではなく、整流回路出力をその
まま現像器3に給電するようにしている。出力直流レベ
ルは誤差増幅器62、トランジスタ56により制御され
る。
このような構成によって、電源回路をより簡略化するこ
とができる。
[発明の効果] 以上から明らかなように、本発明によれば、変圧器の2
次側から得られる交流出力を用いて複数の負荷に対して
直流重畳の交流、および直流を給電し、しかも負荷に供
給される直流成分の電位ないし給電タイミングを負荷ご
とに独立制御する手段を有する電源装置において、交流
負荷に対して給電される交流負荷電流のみを検出する手
段と、この検出手段の出力に応じて前記変圧器の1次側
の駆動状態を制御する手段を設け、交流負荷に対する交
流成分の給電を安定化する構成を採用しているので、同
一の変圧器を用いて複数の負荷に独立した給電タイミン
グあるいは電位を有する直流成分、あるいは直流重畳の
交流を給電できるから、電源部の構成を小型、軽量化し
コストダウンが可能となるとともに、交流負荷の交流成
分のみを検出しこれに応じて交流負荷へ給電される成分
を安定化することができるため、高精度な給電制御が可
能であるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による電源装置を用いた画像形成装置の
構造を示した回路図、第2図は第1図の回路の動作を示
した波形図、第3図は第1図の交流電流検出回路の構成
を示した回路図、第4図から第7図はそれぞれ異なる電
源装置の実施例を示した回路図である。 1・・・感光体  2・・・帯電器 3・・・現像器  4・・・転写器 5・・・トランス駆動回路 6・・・トランス 7・・・保護回路 20・・・交流電流検出回路 21.62・・・誤差増幅器 23.41.56.83.88・・・トランジスタ71
・・・分離用除電針

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)変圧器の2次側から得られる交流出力を用いて複数
    の負荷に対して直流重畳の交流、および直流を給電し、
    しかも負荷に供給される直流成分の電位ないし給電タイ
    ミングを負荷ごとに独立制御する手段を有する電源装置
    において、交流負荷に対して給電される交流負荷電流の
    みを検出する手段と、この検出手段の出力に応じて前記
    変圧器の1次側の駆動状態を制御する手段を設け、交流
    負荷に対する交流成分の給電を安定化することを特徴と
    する電源装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007080762A1 (ja) * 2006-01-12 2007-07-19 Murata Manufacturing Co., Ltd. 電子放出型ディスプレイ用高圧電源回路
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