JPH04279908A - Ac高圧発生装置 - Google Patents

Ac高圧発生装置

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JPH04279908A
JPH04279908A JP3041642A JP4164291A JPH04279908A JP H04279908 A JPH04279908 A JP H04279908A JP 3041642 A JP3041642 A JP 3041642A JP 4164291 A JP4164291 A JP 4164291A JP H04279908 A JPH04279908 A JP H04279908A
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Koji Suzuki
鈴木 孝二
Koji Doi
浩嗣 土井
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真式の複写機,
プリンタの分離・ポスト用のAC(交流)高圧発生装置
に適するAC高圧発生装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、複写機,プリンタにおいて、分離
帯電器の電圧−電流特性は図12のようになっており、
AC帯電ワイヤの直流電流を制御するために、DC−D
C(直流−直流)コンバータ回路をAC高圧トランスの
2次巻線の低圧側とグランドの間に挿入していた。この
場合、直流電流の制御範囲が、正,負にわたるように広
くなると、出力がそれぞれ正,負のDC−DCコンバー
タを挿入する必要があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図9はこの種の電源装
置の従来例の概念図である。静電分離に必要な直流電流
idcは、図9に示すようにDC−DCコンバータ22
の出力とは逆向きに流す必要がある。このため、DC−
DCコンバータ22は、図10に示す2次側整流回路の
ブリーダ抵抗R22の抵抗値を小さくする必要があり、
idcの制御幅が大きくなると著しい電力損失を招く。 また図10から明らかなように複雑な回路構成を必要と
する。
【0004】また、idcの制御範囲が広がって、図1
1の零近辺から正電流領域まで制御する必要が出てくる
と、可変出力型DC−DCコンバータ22の他に逆極性
の固定出力型のDC−DCコンバータを更に挿入する必
要が出てくる。この構成では、固定出力コンバータの出
力電圧分だけ、idcの負側の制御範囲が狭くなるので
、可変コンバータ22の出力制御範囲を更に広げる必要
が出てきて電力損失がますます増大するようになる。
【0005】本発明は、このような問題に鑑みてなさた
もので、DC−DCコンバータを必要としない、高効率
の、直流電流の制御範囲が正,負にわたるAC高圧発生
装置を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、出力電流をダイオードで正,負の成分に分
け、その一方をトランジスタで制御するものであり、具
体的にはAC高圧発生装置を次の(1)〜(7)の通り
に構成するものである。
【0007】(1)AC高圧トランスと、該AC高圧ト
ランスの2次巻線の一端に設けた出力端と、前記2次巻
線の他端とグランド間に並列接続したダイオードとトラ
ンジスタの直列回路,前記ダイオードとは逆向きのダイ
オード,所定値の抵抗からなる電流制御回路と、負荷電
流の直流分の検出回路と、該検出回路の出力に応じて前
記トランジスタを制御する制御部とを備えたAC高圧発
生装置。
【0008】(2)制御部は、差動増幅器と、該差動増
幅器の作動電流および出力電流が負荷電流の直流分の検
出回路に流れないようにフローチング状態とした該差動
増幅器の電源とを備えた前記(1)記載のAC高圧発生
装置。
【0009】(3)制御部は、エミッタフォロワ回路と
、該エミッタフォロワ回路の作動電流および出力電流が
負荷電流の直流分の検出回路に流れないようにフローチ
ング状態とした該エミッタフォロワ回路の電源とを備え
た前記(1)記載のAC高圧発生装置。
【0010】(4)負荷電流の交流成分の検出回路と、
該検出回路の出力が所定位置を越えた時AC高圧トラン
スの1次巻線の付勢を停止する回路とを備えた前記(1
)記載のAC高圧発生装置。
【0011】(5)フローチング状態とした電源は、A
C高圧トランスに3次巻線を設けその出力を整流,平滑
したものである前記(1)記載のAC高圧発生装置。
【0012】(6)フローチング状態とした電源は、発
振回路によって交流を得て、該交流を倍電圧整流したも
のである前記(1)記載のAC高圧発生装置。
【0013】(7)トランジスタは、電界効果トランジ
スタである前記(1)記記載のAC高圧発生装置。
【0014】
【作用】前記(1)〜(7)の構成により、出力電流の
正,負成分は電流制御回路の別々のダイオードを流れ、
その一方の成分をトランジスタにより制御する。前記(
2),(3),(5),(6)の構成では、フローチン
グ状態の電源により負荷電流が正確に検出でき、前記(
4)の構成では、負荷電流の交流成分が所定値を越える
とAC高圧トランスの付勢が停止する。前記(7)の構
成では、フローチング状態の電源を要することなく、負
荷電流が正確に検出できる。
【0015】
【実施例】以下本発明を実施例により詳しく説明する。 (第1実施例)図1は、本発明の第1実施例である“A
C高圧発生装置”の回路図である。図において、T1は
AC高圧トランス、Tr1,Tr2は1次側駆動用スイ
ッチングトランジスタ、1はプッシュプル出力の制御回
路である。AC高圧トランスT1の高圧2次巻線の出力
は、出力端子P1を介して負荷である不図示の分離帯電
器に接続される。AC高圧トランスT1の2次巻線の低
圧側P3は、高圧ダイオードD1のアノード,高圧ダイ
オードD2のカソード及び抵抗R12の一端に接続され
る。高圧ダイオードD1のカソードは高圧トランジスタ
Tr3のコレクタに、高圧ダイオードD2のアノードお
よび抵抗12の他端は高圧トランジスタTr3のエミッ
タに接続される。これらD1,Tr3,R12,D2は
電流制御回路6を構成している。高圧トランジスタTr
3のエミッタとグランド間に抵抗R1とコンデンサC1
のパラレル回路からなる負荷電流の直流分の検出回路3
が挿入される。抵抗R1,コンデンサC1は負荷電流の
平均値を取り出す。
【0016】検出回路3で検出された電圧は、制御部7
を構成する誤差増幅器2で端子P2に加えられた基準電
圧VR と比較される。誤差増幅器2の出力は、検出回
路3の検出出力が端子P2の基準電圧VR と等しくな
るように高圧トランジスタTr3のベース電流を制御す
る。
【0017】誤差増幅器2の電源は、フローチング状態
の電源Efによって供給される。即ち電源の一端は高圧
トランジスタTr3のエミッタに接続されるので、高圧
トランジスタTr3のベース電流が電流検出回路3に流
れることはない。
【0018】抵抗R12の値は、概略の次のように決定
される。図2の図1の第1実施例及び帯電器負荷の概略
の等価回路を、図3に帯電器の直流分(負荷電流の平均
値)の電圧−電流特性を示す。直流分の制御範囲を図3
に示すA点からB点まで要求されたものとする。高圧ト
ランジスタTr3は、A点で導通、B点で遮断状態にな
らなければならない。よって、高圧トランジスタTr3
遮断状態で、正の電流が負の電流よりI3 だけ大きく
なければならない。
【0019】       V1 /RLP−V1 (RLN+R12
)=I3               (式1)ただ
し、V1 :AC高圧出力振幅の1/2RLP:帯電器
負荷の正の疑似等価抵抗RLN:帯電器負荷の負の疑似
等価抵抗式1により次のようにR12を求めることがで
きる。
【0020】
【数1】
【0021】直流分の検出回路3の出力は、誤差増幅器
2の入力のダイナミックレンジの中に入るように抵抗R
3,R4でレベルシフトする。抵抗R3,R4を流れる
電流は直流分検出抵抗R1を流れるので、R3,R4の
値は検出精度に影響を与えないように十分大きくしなけ
ればならない。同様の理由から、該差動増幅器2は入力
インピーダンスの十分大きいものを選ばなければならな
い。
【0022】以上のようにして、DC−DCコンバータ
を用いずに、高効率の、直流電流の制御範囲が正,負に
わたるAC高圧発生装置が得られる。また誤差増幅器の
電源はフローチング状態(以下“フローチング電源”と
いう)となっているので、負荷電流の直流分は正確に検
出できる。
【0023】(第2実施例)図4は本発明の第2実施例
の回路図である。図示のように、差動増幅器2の電源は
、他との共通電源VCCを用い、誤差増幅器2の出力と
高圧トランジスタTr3のベースの間に、エミッタフェ
ロワ接続のトランジスタTr4を挿入している。エミッ
タフォロワTr4のコレクタにフローチング電源Efの
一端を接続し、Efの他端を高圧トランジスタTr3の
エミッタに接続している。
【0024】本実施例によれば、フローチング電源は高
圧トランジスタTr3のベース電流分を供給するだけで
よいので、電源が簡素にできる。
【0025】なお、AC高圧の正のサイクルの期間は、
高圧ダイオードD1は遮断するが、高圧トランジスタT
r3のベースは正にバイアスされているために、高圧ト
ランジスタTr3のベースからエミッタに大量の電流が
流れる。しかしフローチング電源を用いることによって
このベース電流の影響を完全になくすることができる。
【0026】(第3実施例)図5は、第1実施例に出力
短絡保護回路を設けた本発明の第3実施例の回路図であ
る。
【0027】端子P1に接続された負荷(帯電器)のリ
ーク等の短絡事故が起こると、AC高圧トランスT1の
出力電圧は高圧トランジスタTr3のコレクターエミッ
タ間に印加されるようになる。
【0028】図1の実施例のままでは、高圧トランジス
タTr3の破壊やAC高圧トランスT1の駆動トランジ
スタTr1,Tr2の破壊、高圧ダイオードD1,D2
や抵抗R12の燒損等を起こすおそれがある。
【0029】本実施例では、正成分のバイパス用高圧ダ
イオードD2のアノードと直流分検出回路3の間に、交
流電流検出用の抵抗R13を挿入し、抵抗R13による
検出出力は、コンパレータ4で所定値VR2と比較され
る。検出出力が、所定値を越えるとコンパレータ4の出
力は高レベルとなってAC高圧トランスT1の制御回路
に加えられ、トランジスタTr1,Tr2の駆動が共に
停止される。
【0030】本実施例によれば、帯電ワイヤの断線等に
よる負荷短絡事故に対して、回路が完全に保護されるだ
けでなく、火花リークによる発火,発煙等の事故を未然
に防ぐことができる。また負荷短絡保護のためのAC電
流検出が、新たに整流回路を設けることなく可能となる
。またAC電流検出が、負荷電流の直流成分の検出制度
に影響を与えることなく可能となる。
【0031】(第4実施例)図6は、フローチング電源
Efを、高圧ACトランスT1に3次巻線L3を設けて
、これを整流平滑することによって得る本発明の第4実
施例の回路図である。
【0032】(第5実施例)図7は、フローチング電源
Efを、発振回路5の出力でトランジスタTr5をスイ
ッチングし、該スイッチング出力を素子C5,C6,D
5,D6で倍電圧整流することによって構成した、第5
実施例を示す。
【0033】(第6実施例)図8は、高耐圧バイポーラ
トランジスタTr3の代わりに高耐圧のFET(電界効
果トランジスタ)を用いた第6実施例を示す。
【0034】本実施例では、FETの高入力インピーダ
ンスにより、FETのゲート回路からの電流の回りこみ
がまったくないので、フローチング電源を用いる必要が
なく回路が非常に簡素になる。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
DC−DCコンバータを必要としない、高効率の、直流
電流の制御範囲が正,負荷にわたるAC高圧発生装置が
提供できる。
【0036】また、フローチング電源を用いることによ
り負荷電流直流分を正確に検出できる。
【0037】また、負荷電流の交流分の過大を検出して
AC高圧トランスの付勢を停止することにより、装置自
体を保護すると共に、負荷の、火花リークによる発火,
発煙等の事故を未然に防ぐことができる。
【0038】また、電流制御回路に電界効果トランジス
タを用いることによりフローチング電源を用いる必要を
なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】  第1実施例の回路図
【図2】  第1実施例とその帯電器負荷の等価回路を
示す図
【図3】  第1実施例の説明図
【図4】  第2実施例の回路図
【図5】  第3実施例の回路図
【図6】  第4実施例の回路図
【図7】  第5実施例の回路図
【図8】  第6実施例の回路図
【図9】  従来例の概念図
【図10】  DC−DCコンバータの回路図
【図11
】  従来例の説明図
【図12】  分離帯電器の電圧−電流特性図
【符号の説明】
T1  AC高圧トランス D1,D2  高圧ダイオード Tr3  高圧トランジスタ 3  負荷電流の直流分の検出回路 6  電流制御回路 7  制御部

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  AC高圧トランスと、該AC高圧トラ
    ンスの2次巻線の一端に設けた出力端と、前記2次巻線
    の他端とグランド間に並列接続したダイオードとトラン
    ジスタの直列回路,前記ダイオードとは逆向きのダイオ
    ード,所定値の抵抗からなる電流制御回路と、負荷電流
    の直流分の検出回路と、該検出回路の出力に応じて前記
    トランジスタを制御する制御部とを備えたことを特徴と
    するAC高圧発生装置。
  2. 【請求項2】  制御部は、差動増幅器と、該差動増幅
    器の作動電流および出力電流が負荷電流の直流分の検出
    回路に流れないようにフローチング状態とした該差動増
    幅器の電源とを備えていることを特徴とする請求項1記
    載のAC発生装置。
  3. 【請求項3】  制御部は、エミッタフォロワ回路と、
    該エミッタフォロワ回路の作動電流および出力電流が負
    荷電流の直流分の検出回路に流れないようにフローチン
    グ状態とした該エミッタフォロワ回路の電源とを備えて
    いることを特徴とする請求項1記載のAC高圧発生装置
  4. 【請求項4】  負荷電流の交流成分の検出回路と、該
    検出回路の出力が所定値を越えた時AC高圧トランスの
    1次巻線の付勢を停止する回路とを備えていることを特
    徴とする請求項1記載のAC高圧発生装置。
  5. 【請求項5】  フローチング状態とした電源は、AC
    高圧トランスに3次巻線を設けその出力を整流,平滑し
    たものであることを特徴とする請求項2または請求項3
    記載のAC高圧発生装置。
  6. 【請求項6】  フローチング状態とした電源は、発振
    回路によって交流を得て、該交流を倍電圧整流したもの
    であることを特徴とする請求項2または請求項3記載の
    AC高圧発生装置。
  7. 【請求項7】  トランジスタは、電界効果トランジス
    タであることを特徴とする請求項1記載のAC高圧発生
    装置。
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