JPH05241424A - 電子写真プロセス用の高圧電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 帯電チャージャと転写チャージャという特性
の異なる負荷に対する電源を支障なく共用し得るように
構成すること。 【構成】 感光体１周りに配設された帯電チャージャ２
に対する負荷電流を検出する電流検出手段１８を設け、
この電流検出手段１８による検出信号が出力制御信号と
してフィードバックされて帯電チャージャ２に対する負
荷電流を一定化させる定電流源部１９と感光体１周りに
配設された転写チャージャ５に対する出力電圧が電流検
出手段１８の検出信号に基づき決定される定電圧源部２
０とを有する帯電・転写共用高圧電源１７を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミ
リ、レーザプリンタ等の画像形成用ＯＡ機器等で使用さ
れる電子写真プロセス用の高圧電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真プロセスによる画像形
成装置では、図４に示すようにドラム状（又はベルト
状）の感光体１周りに、帯電チャージャ２、露光光学系
３、現像スリーブ４、転写チャージャ５等のプロセス部
材を順に配設させて構成されている。

【０００３】これにより、例えば帯電チャージャ２によ
り感光体１表面を一様に＋帯電させた後、露光光学系３
により必要な画像に応じた露光を行い感光体１表面を部
分的に導電性にして帯電電荷を消去することにより潜像
を形成する。その後、現像スリーブ４により−極性に帯
電されたトナーを用いて潜像は現像されて可視像とな
る。この可視像は感光体１表面から転写チャージャ５に
より＋帯電された転写紙（図示せず）上に転写され、定
着工程等を経て排紙される。一方、感光体１上の残留ト
ナー、残留電荷はクリーニングユニット、除電チャージ
ャにより除去される。

【０００４】これらの帯電チャージャ２、転写チャージ
ャ５、現像スリーブ４に電圧印加するためには高圧電源
を必要とする。ここに、従来は、帯電チャージャ用高圧
電源６、転写チャージャ用高圧電源７、現像バイアス用
高圧電源８を各々個別に設けて対応する負荷に電圧を供
給するようにしている。交流又は脈流が必要なこれらの
電源６，７，８は、一般に、ブロッキング発振回路によ
る高圧トランスにより構成されている。この結果、形状
が大きく、コスト的にも不利となり、小型・安価な電子
写真プロセス機器を提供する支障の一因となっている。

【０００５】この点、静電写真プロセスにおいて、帯電
チャージャ２による帯電極性と転写チャージャ５による
帯電極性とが同一になる場合がある点に着目し、帯電チ
ャージャ２と転写チャージャ５とに対して単出力で同時
に電圧印加するようにした帯電・転写共用高圧電源を設
け、電源の小型化を図るようにしたものもある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
帯電・転写共用高圧電源を設けたものにあっては、帯電
チャージャ２と転写チャージャ５とで特性が異なる負荷
である点が十分には考慮されていないものである。即
ち、帯電チャージャ２による帯電プロセスは画像のＳ／
Ｎを決定する重要な部位であるので環境条件に応じて感
光体１の表面帯電電位を変化させる必要があり、これに
対応した電源のフィードバック制御が必要となる。反
面、転写チャージャ５による転写プロセスでは転写紙が
感光体１と転写チヤージャ５との間に介在するため、負
荷変動量が大きく、帯電チャージャ２側に対するような
電源のフィードバック制御では出力変化が大きすぎて転
写に必要な電位を確保できないことがある。

【０００７】一方、さらに特性の異なる現像スリーブ４
に対する現像バイアスは、一般に、トナーに帯電し周波
数に合わせてトナーを振動させ、画像のＳ／Ｎを上げる
ために使用される。このような現像バイアスとして交流
又は脈流電圧を発生させるため、現像バイアス用高圧電
源８としては図５に示すような３通りの構成が一般的と
されている。即ち、制御系９によりオン・オフ制御され
る主スイッチング素子１０と高圧トランス１１とにより
構成されたブロッキング発振回路１２において、出力を
取出す２次巻線１３に対して、同図(ａ)に示すように単
に抵抗１４を接続して交流電圧として取出すようにした
ものと、同図(ｂ)に示すようにダイオード１５を付加し
て整流された半波脈流電圧として取出すようにしたもの
と、同図(ｃ)に示すようにバイアス直流電源１６を接続
して交流電圧に直流電圧を重畳させた脈流として取出す
ようにしたものとの３種類である。

【０００８】ここに、このような現像バイアス出力の荷
電能力は一定電圧以上の実効値が特性に大きく影響を与
えるため、現像バイアス（交流又は脈流）は波形的には
矩形波であることが望ましい。しかし、図示例のような
一般的な電源構成によると、何れも高圧トランス１１に
より昇圧した電圧によるため丸みを持つ波形となってし
まい、トナーに対する荷電効率が低下してしまう。この
ような点も一因となり、現像バイアス用高圧電源８とし
ては高圧電源６，７（又は、それらの共用高圧電源）と
は別に安定化回路を含む制御系９と高圧トランス１１が
必要となり、他電源との共用化は図られていない現状に
ある。

【０００９】結局、従来方式によると、特性の異なる複
数の負荷に対する電源の共用化の点で、不十分なもので
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、感光体周りに配設された帯電チャージャに対する負
荷電流を検出する電流検出手段を設け、この電流検出手
段による検出信号が出力制御信号としてフィードバック
されて前記帯電チャージャに対する負荷電流を一定化さ
せる定電流源部と前記感光体周りに配設された転写チャ
ージャに対する出力電圧が前記検出信号に基づき決定さ
れる定電圧源部とを有する帯電・転写共用高圧電源を設
けた。

【００１１】請求項２記載の発明では、ブロッキング発
振回路による高圧トランスの２次巻線から前記ブロッキ
ング発振回路中の主スイッチング素子のオン期間のタイ
ミングで取出した電圧を感光体周りに配設された帯電チ
ャージャ、転写チャージャの少なくとも一方に対して印
加する高圧電源を設け、前記２次巻線から取出した電圧
を整流する整流手段と整流された電圧を所定の周期でオ
ン・オフするオン・オフ手段とを有して前記感光体周り
に配設された現像バイアス器に対してバイアス電圧を出
力するバイアス電源部を前記高圧電源中に設けた。

【００１２】

【作用】請求項１記載の発明によれば、電流検出手段に
より帯電チャージャに対する負荷電流の変動を検出し、
出力制御信号としてフィードバックさせ定電流源部より
帯電チャージャに対する負荷電流を一定化させるため、
感光体表面電位が疑似的に一定化し、Ｓ／Ｎのよい画像
形成が可能となる。一方、転写チャージャ側に関しては
自己の負荷変動をフィードバックさせず、帯電プロセス
での負荷状態により出力電圧が決定される定電圧源部と
して動作させるため、高周波トランスの２次巻線に沿っ
て動作し、多少ラフではあるが転写プロセスに必要な電
圧が確保される。よって、特性の異なる帯電チャージ
ャ、転写チャージャに対する電源の共用化が支障なく達
成される。

【００１３】請求項２記載の発明によれば、ブロッキン
グ発振回路の主スイッチング素子のオン期間に２次巻線
から出力電圧を取出すので、フォワード出力となり入力
電圧が変動しても一定の出力電圧が得られるものとな
り、特別な安定化回路を要しないものとなる。また、こ
のように２次巻線から取出された電圧について整流手段
で整流した後、オン・オフ手段により所定周期でオン・
オフさせてバイアス電圧とするので、バイアス電圧とし
て矩形波に近い脈流電圧又は交流電圧が得られ、トナー
に対する良好なる荷電効率が確保される。よって、特性
の異なる帯電チャージャ又は転写チャージャと現像バイ
アス器とに対する電源の共用化が支障なく達成される。

【００１４】

【実施例】請求項１記載の発明の一実施例を図１に基づ
いて説明する。図４及び図５で示した部分と同一部分は
同一符号を用いて示す（つぎの実施例でも同様とす
る）。まず、本実施例では帯電チャージャ２と転写チャ
ージャ５とに対して共通な帯電・転写共用高圧電源１７
が設けられている。この帯電・転写共用高圧電源１７は
基本的には帯電チャージャ２と転写チャージャ５とに対
して単出力にて同時に電圧を印加するものである。ま
た、前記帯電チャージャ２に対してはその負荷電流の変
動を検出する電流検出手段１８が接続されている。この
電流検出手段１８による検出信号は出力制御信号として
前記帯電・転写共用高圧電源１７にフィードバック接続
されている。

【００１５】ここに、前記帯電・転写共用高圧電源１７
は定電流源部１９と定電圧源部２０とを有するものであ
る。定電流源部１９は帯電チャージャ２用であり、前記
電流検出手段１８による検出信号に基づき負荷電流を一
定化させるように動作する。定電圧源部２０は転写チャ
ージャ５用であり、前記電流検出手段１８による検出信
号に基づき転写チャージャ５に印加するための出力電圧
が決定されるものである。

【００１６】このような構成において、帯電プロセスに
おける負荷電流は電流検出手段１８により検出される。
この負荷電流が変動した場合、フィードバックされた検
出信号に基づき定電流源部１９はこの負荷電流が一定と
なるようにして帯電チャージャ２を駆動させる。よっ
て、環境変動等に伴う帯電チャージャ２の負荷変動があ
っても、疑似的に感光体１表面の帯電電位が一定化さ
れ、形成される画像のＳ／Ｎを向上させることができ
る。一方、転写プロセスに関しては、転写チャージャ５
側の負荷状態についてはフィードバックさせておらず、
帯電プロセス側で電流検出手段１８により検出された検
出信号（即ち、帯電ブロセス側の負荷状態）に基づき定
電圧源部２０にて出力電圧が決定固定されるので、転写
プロセスでの大きな負荷変動があっても転写チャージャ
５に対する出力電圧は変動しないものとなる。よって、
感光体１と転写チャージャ５との間に転写紙が介在し得
るような負荷変動要素を考慮しても、定電圧駆動となる
ため、常に転写に必要な電位を確保できるものとなる。
つまり、転写プロセスに関しては、出力電圧が多少ラフ
でも定電圧化しているほうが望ましいからである。

【００１７】このように、帯電チャージャ２に対しては
定電流源として動作し、転写チャージャ５に対しては定
電圧源として動作する帯電・転写共用高圧電源１７を有
することにより、特性の異なる負荷（帯電チャージャ
２、転写チャージャ５）に対する電源を支障なく共用化
し得るものとなる。よって、電源装置を小型・安価なも
のとし得る。

【００１８】つづいて、請求項２記載の発明の一実施例
を図２及び図３により説明する。本実施例では、例えば
ブロッキング発振回路１２により構成されている高圧ト
ランス１１の２次巻線１３からダイオード２１、抵抗１
４を介して主スイッチング素子１０のオン期間のタイミ
ングでのみ帯電用の電圧を取出す帯電用の高圧電源２２
が設けられている。このような高圧電源２２の２次巻線
１３側にはバイアス電源部２３が付加されている。この
バイアス電源部２３は、前記２次巻線１３の出力電圧を
整流する整流手段としてのダイオード２４と、このダイ
オード２４の出力電圧を所定周期のパルス信号に基づき
オン・オフさせるオン・オフ手段としてのトランジスタ
２５とにより構成され、このトランジスタ２５のベース
からバイアス電圧が取出されている。

【００１９】このような構成において、２次巻線１３か
らは主スイッチング素子１０のオン期間、即ち、フォワ
ード期間のみ出力がダイオード２４を介して整流されて
取出される。即ち、２次巻線１３の出力波形を示す図３
において、部分Ａは主スイッチング素子１０のオン期間
であり、その電圧値はブロッキング発振回路１２に対す
る入力電圧の変動に拘らず一定なものとなる。よって、
このような主スイッチング素子１０のオン期間の出力エ
ネルギーを利用することにより、出力電圧を安定化させ
るための回路は特に設けなくてよいものとなる。また、
このように安定化された出力電圧がトランジスタ２５に
より所定周期でオン・オフされることにより丸みの少な
い矩形状の脈流となってバイアス電圧が得られる。この
ようにして、帯電用電源から容易に矩形状のバイアス出
力を得ることができ、電源の共用化を図れる。

【００２０】なお、バイアス電圧として脈流でなく、交
流が必要な場合には、図２中に破線で示すように、トラ
ンジスタ２５の出力側にカップリング用コンデンサ２６
を介在させればよい。これにより、括弧内に示すような
矩形状の交流電圧が得られる。

【００２１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、感光体周
りに配設された帯電チャージャに対する負荷電流を検出
する電流検出手段を設け、この電流検出手段による検出
信号が出力制御信号としてフィードバックされて前記帯
電チャージャに対する負荷電流を一定化させる定電流源
部と前記感光体周りに配設された転写チャージャに対す
る出力電圧が前記検出信号に基づき決定される定電圧源
部とを有する帯電・転写共用高圧電源を設け、電流検出
手段により帯電チャージャに対する負荷電流の変動を検
出し、出力制御信号としてフィードバックさせ定電流源
部より帯電チャージャに対する負荷電流を一定化させる
ようにしたので、感光体表面電位を疑似的に一定化させ
て、Ｓ／Ｎのよい画像形成を可能とすることができると
ともに、転写チャージャ側に関しては自己の負荷変動を
フィードバックさせず、帯電プロセスでの負荷状態によ
り出力電圧が決定される定電圧源部として動作させるた
め、高周波トランスの２次巻線に沿って動作し、多少ラ
フではあるが転写プロセスに必要な電圧を確保でき、よ
って、特性の異なる帯電チャージャ、転写チャージャに
対する電源の共用化を支障なく達成できる。

【００２２】また、請求項２記載の発明によれば、ブロ
ッキング発振回路による高圧トランスの２次巻線から前
記ブロッキング発振回路中の主スイッチング素子のオン
期間のタイミングで取出した電圧を感光体周りに配設さ
れた帯電チャージャ、転写チャージャの少なくとも一方
に対して印加する高圧電源を設け、前記２次巻線から取
出した電圧を整流する整流手段と整流された電圧を所定
の周期でオン・オフするオン・オフ手段とを有して前記
感光体周りに配設された現像バイアス器に対してバイア
ス電圧を出力するバイアス電源部を前記高圧電源中に設
け、ブロッキング発振回路の主スイッチング素子のオン
期間に２次巻線から出力電圧を取出すようにしたので、
フォワード出力となり入力電圧が変動しても一定の出力
電圧を得ることができ、特別な安定化回路を要しないも
のとなり、同時に、このように２次巻線から取出された
電圧について整流手段で整流した後、オン・オフ手段に
より所定周期でオン・オフさせてバイアス電圧とするよ
うにしたので、バイアス電圧として矩形波に近い脈流電
圧又は交流電圧を得ることができ、トナーに対する良好
なる荷電効率を確保でき、よって、特性の異なる帯電チ
ャージャ又は転写チャージャと現像バイアス器とに対す
る電源の共用化を支障なく達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明の一実施例を示す概略構成
図である。

【図２】請求項２記載の発明の一実施例を示す回路図で
ある。

【図３】その動作波形図である。

【図４】従来例を示す概略構成図である。

【図５】バイアス電源構成例を示す回路図である。

【符号の説明】

１ 感光体 ２ 帯電チャージャ ４ 現像バイアス器 ５ 転写チャージャ １０ 主スイッチング素子 １１ 高圧トランス １２ ブロッキング発振回路 １３ ２次巻線 １７ 帯電・転写共用高圧電源 １８ 電流検出手段 １９ 定電流源部 ２０ 定電圧源部 ２２ 高圧電源 ２３ バイアス電源部 ２４ 整流手段 ２５ オン・オフ手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体周りに配設された帯電チャージャ
   に対する負荷電流を検出する電流検出手段を設け、この
   電流検出手段による検出信号が出力制御信号としてフィ
   ードバックされて前記帯電チャージャに対する負荷電流
   を一定化させる定電流源部と前記感光体周りに配設され
   た転写チャージャに対する出力電圧が前記検出信号に基
   づき決定される定電圧源部とを有する帯電・転写共用高
   圧電源を設けたことを特徴とする電子写真プロセス用の
   高圧電源装置。
2. 【請求項２】 ブロッキング発振回路による高圧トラン
   スの２次巻線から前記ブロッキング発振回路中の主スイ
   ッチング素子のオン期間のタイミングで取出した電圧を
   感光体周りに配設された帯電チャージャ、転写チャージ
   ャの少なくとも一方に対して印加する高圧電源を設け、
   前記２次巻線から取出した電圧を整流する整流手段と整
   流された電圧を所定の周期でオン・オフするオン・オフ
   手段とを有して前記感光体周りに配設された現像バイア
   ス器に対してバイアス電圧を出力するバイアス電源部を
   前記高圧電源中に設けたことを特徴とする電子写真プロ
   セス用の高圧電源装置。