JPH0527855A - 高圧電源制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 転写用高圧トランスからの高電圧出力を使用
地の高度の上昇に伴い下げる方向に切換えるようにし
て、転写電流の増加を抑制し転写不良の発生を防止す
る。 【構成】 キーボード２９から高高度が指定されると、
マイクロプロセッサ２７は転写用ＰＷＭ制御部２４に設
定される転写基準値を下げる方向に切り換える。これに
より、スイッチングトランジスタ２１のスイッチング動
作により高圧トランス２２から発生される高電圧出力を
低めた状態で定電圧制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば複写機やレーザ
プリンタ等において感光体を有する電子写真機構部に使
用される高圧電源制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機やレーザプリンタ等に使用される
電子写真機構部は、例えば感光体ドラムを備え、この感
光体ドラムの感光体を帯電部で帯電させた後露光部で露
光して感光体上に靜電潜像を形成し、その靜電潜像に対
して現像部にてトナーを付着させ、そのトナー像を転写
部にて転写用紙に転写させるようになっている。

【０００３】このような電子写真機構部においては、帯
電部における帯電チャージャや現像部における現像スリ
ーブや転写部における転写チャージャにそれぞれ高電圧
を印加させるため高圧電源制御装置が設けられている。

【０００４】従来、このような高圧電源制御装置として
は、第７図に示すものが知られている。これはスイッチ
ングトランジスタ１のスイッチング動作により帯電用高
圧トランス２に高電圧を発生させその高電圧を帯電チャ
ージャ３に印加させ、またスイッチングトランジスタ４
のスイッチング動作により転写用高圧トランス５に高電
圧を発生させその高電圧を転写チャージャ６に印加さ
せ、さらにスイッチングトランジスタ７のスイッチング
動作によりバイアス用高圧トランス８に高電圧を発生さ
せその高電圧を現像スリーブ９に印加させるようにして
いる。

【０００５】前記各スイッチングトランジスタ１，４，
７はそれぞれ帯電用ＰＷＭ（パルス幅変調）制御部１
０、転写用ＰＷＭ制御部１１、バイアス用ＰＷＭ制御部
１２からのパルス信号によってスイッチング制御される
ようになっている。

【０００６】また前記各高圧トランス２，５，８に発生
する高電圧変化をそれぞれモニタ電圧検出回路１３，１
４，１５でモニタし、そのモニタ出力をそれぞれ帯電用
Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器１６、転写用Ａ／
Ｄ変換器１７、バイアス用Ａ／Ｄ変換器１８でＡ／Ｄ変
換した後前記帯電用ＰＷＭ制御部１０、転写用ＰＷＭ制
御部１１、バイアス用ＰＷＭ制御部１２に供給するよう
になっている。

【０００７】前記帯電用ＰＷＭ制御部１０、転写用ＰＷ
Ｍ制御部１１、バイアス用ＰＷＭ制御部１２にはまたマ
イクロプロセッサ１９から帯電ＯＮ信号と帯電基準値、
転写ＯＮ信号と転写基準値、バイアスＯＮ信号とバイア
ス基準値がそれぞれ入力されるようになっている。

【０００８】しかして、前記帯電用ＰＷＭ制御部１０、
転写用ＰＷＭ制御部１１、バイアス用ＰＷＭ制御部１２
は、それぞれ前記Ａ／Ｄ変換器１６〜１８から入力され
るモニタ電圧のデジタル値と、前記マイクロプロセッサ
１９により設定されるモニタ電圧基準値（帯電基準値、
転写基準値、バイアス基準値）とを比較演算し、その演
算出力に基づいて各スイッチングトランジスタ１，４，
７をスイッチング動作させるデューティ比を制御して、
前記各高圧トランス２，５，８からの高電圧出力を定電
圧制御するものとなっている。

【０００９】このような高圧電源制御装置において、転
写チャージャ６に対する高電圧出力系の具体的回路を図
８に示す構成として正の定電圧制御を行った場合、高度
と転写電流との間には図１に示す関係があり、高度と転
写抵抗との間には図２に示す関係がある。ここで、図１
及び図２においてそれぞれ二点鎖線Ａで示す特性は高電
圧出力を定電圧５．２ｋＶに制御した場合であり、一点
鎖線Ｂで示す特性は定電圧４．９ｋＶに制御した場合で
あり、実線Ｂで示す特性は定電圧４．６ｋＶに制御した
場合である。

【００１０】図１，図２から明らかなように、高電圧出
力の定電圧制御を行うと、高度の上昇に伴い転写電流は
多くなり、逆に転写抵抗は小さくなる。これは、高度が
上昇するに従って気圧が低下し、コロナ放電開始電圧が
低下するためである。

【００１１】従って、上記高圧電源制御装置を用いた電
子写真装置を高地で使用するときには平地で使用すると
きに比べて転写チャージャへ流れる電流が多くなり転写
用紙へ流れる電流も増加する。その結果、転写用紙を介
して感光体ドラムへ流入する電流量が増加し、感光体ド
ラム上のトナーが正に帯電されて転写効率の低下を引き
起こし、予め固定されたモニタ電圧基準値によって決ま
る高電圧出力の定電圧制御値によっては印字かすれ等の
転写不良を生じる場合があった。この転写不良は特に画
像の黒ベタ部やグレースケール部にて顕著に表れてい
た。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このように従来のこの
種の高圧電源制御装置においては、予めモニタ電圧基準
値を固定して高圧トランスから発生させ負荷に印加する
高電圧を定電圧制御していたため、高地で使用する場合
に転写電流が大きく増加して転写不良が発生し、印字か
すれ等の品質低下を生じることがあった。

【００１３】そこで本発明は、高圧トランスからの高電
圧出力を使用地の高度の上昇に伴い低めた状態で定電圧
制御でき、高度の上昇に伴う転写電流の増加を抑制し
得、使用地の高度にかかわらず良好な印字品質を保障で
きる高圧電源制御装置を提供しようとするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、高圧トランス
を設け、スイッチング手段のスイッチング動作により高
圧トランスに高電圧を発生させ負荷に印加するととも
に、高圧トランスに発生する高電圧をモニタし、このモ
ニタ電圧と基準値とを比較演算しその演算出力に基づい
てスイッチング手段のスイッチング動作を制御して高圧
トランスからの高電圧出力を定電圧制御する高圧電源制
御装置において、高度を指定する手段または高度を検出
する手段と、指定高度または検出高度の上昇に伴いモニ
タ電圧の基準値を下げる方向に切換える基準値切換え手
段とを備えたものである。

【００１５】

【作用】このような構成の本発明であれば、高度指定手
段によって指定された高度または高度検出手段によって
検出された高度が上昇すると、基準値切換え手段によっ
てモニタ電圧の基準値が下げられ、高圧トランスからの
高電圧出力が低められた状態で定電圧制御される。その
結果、転写電流が増加するのを抑制でき、転写不良の発
生が防止される。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を電子写真機構部の転写チャー
ジャに対する高圧発生制御に適用した一実施例につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００１７】第３図に示すように、スイッチングトラン
ジスタ２１のスイッチング動作により転写用高圧トラン
ス２２に高電圧を発生させその高電圧を転写チャージャ
２３に印加させるようにしている。前記スイッチングト
ランジスタ２１は、ＰＷＭ（パルス幅変調）制御部２４
からのパルス信号によってスイッチング制御されるよう
になっている。

【００１８】また、前記高圧トランス２２に発生する高
電圧変化をモニタ電圧検出回路２５でモニタし、そのモ
ニタ出力を転写用Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器
２６でＡ／Ｄ変換した後、そのデジタル値を前記転写用
ＰＷＭ制御部２４に供給するようになっている。

【００１９】前記ＰＷＭ制御部２４にはまた、マイクロ
プロセッサ２７から転写ＯＮ信号が入力されるとともに
転写基準値が書き込みデータとして入力されるようにな
っている。

【００２０】前記マイクロプロセッサ２７には、キーボ
ードコントローラ２８を介してキーボード２９が接続さ
れている。このキーボード２９には、当該電子写真機構
部を使用する土地の高度を入力指定するためのキー等が
配設されている。（高度指定手段）

【００２１】そして、前記マイクロプロセッサ２７は、
上記キーボード２９によって指定される高度の上昇に伴
い、前記ＰＷＭ制御部２４に対する転写基準値を下げる
方向に切換えるように構成されている。（基準値切換え
手段）

【００２２】前記ＰＷＭ制御部２４は、第４図に示すよ
うに演算部３１、モニタ電圧基準値設定部３２、周波数
基準値設定部３３、基準クロック発生器３４、この基準
クロック発生器３４からの基準クロックをカウントする
基準カウンタ３５、ラッチ回路３６、第１，第２のコン
パレータ３７，３８、フリップフロップ（Ｆ／Ｆ）３９
及びタイミングコントローラ４０を設け、演算部３１に
前記Ａ／Ｄ変換器２６からのモニタ電圧のデジタル値を
入力するとともにモニタ電圧基準値設定部３２のモニタ
電圧基準値を入力している。なお、モニタ電圧基準値設
定部３２に対するモニタ電圧基準値（転写基準値）の設
定は前記マイクロプロセッサ２７により行われるように
なっている。

【００２３】前記演算部３１は、入力されるデジタル値
とモニタ電圧基準値とを比較演算しその差分の加減算さ
れた演算出力値をラッチ回路３６に供給する。ラッチ回
路３７は、ラッチした演算出力値を第２のコンパレータ
３８に供給するとともにフィードバック値として前記演
算部３１に供給するようになっている。

【００２４】第１のコンパレータ３７は周波数基準値設
定部３３からの周波数基準値と基準カウンタ３５のカウ
ント値を比較し、カウント値が周波数基準値に一致する
とその出力をアクティブにする。上記コンパレータ３７
の出力は、フリップフロップ３９のＯＮ端子に供給され
るとともに、前記基準カウンタ３５のＣＬ端子に供給さ
れる。

【００２５】第２のコンパレータ３８はラッチ回路３６
にラッチされている演算部３１からの演算出力値と前記
基準カウンタ３５のカウント値を比較し、カウント値が
演算出力値に一致するとその出力をアクティブにする。
上記コンパレータ３８の出力はフリップフロップ３９の
ＯＦＦ端子に供給される。

【００２６】フリップフロップ３９は、マイクロプロセ
ッサ３９からのＯＮ信号によりクリアされ、その後、第
１のコンパレータ３７の出力によりＯＮ端子がアクティ
ブされるとハイレベル信号を出力し、第２のコンパレー
タ３８の出力によりＯＦＦ端子がアクティブされるとロ
ーレベル信号に切換える。

【００２７】タイミング・コントローラ４０はマイクロ
プロセッサ２７からのＯＮ信号を入力し、Ａ／Ｄ変換器
２６の動作タイミング及び演算部３１の動作タイミング
を決めている。

【００２８】前記演算部３１は、第５図に示すように反
転回路４１、第１、第２の加算器４２，４３、「０１
Ｈ」及び「ＦＥＨ」のデータ発生回路４４、コンパレー
タ４５及びセレクタ４６で構成され、前記Ａ／Ｄ変換器
２６からのデジタル値を前記反転回路４１を介して前記
第１の加算器４２に供給している。前記第１の加算器４
２にはまた前記モニタ電圧基準値設定部３２からの基準
値が入力されるようになっている。

【００２９】前記第１の加算器４２からは８ビットのデ
ータが出力され、その内の７ビットをアンドゲート４７
に供給し、残りの１ビットをオアゲート４８に供給して
いる。

【００３０】前記「０１Ｈ」及び「ＦＥＨ」のデータ発
生回路４４は前記タイミング・コントローラ４０によっ
て制御され、Ａ／Ｄ変換器２６からのデジタル値が前記
モニタ電圧基準値設定部３２からの基準値と一致するま
では「０１Ｈ」データを出力し、デジタル値が基準値を
越えると「ＦＥＨ」データを出力し、そのデータを前記
アンドゲート４７及びオアゲート４８に供給するように
なっている。

【００３１】そして、このアンドゲート４７及びオアゲ
ート４８の出力を前記第２の加算器４３に供給してい
る。前記第２の加算器４３にはまた前記ラッチ回路３６
からのフィードバック値が入力されるようになってい
る。

【００３２】前記第２の加算器４３はフィードバック値
と前記アンドゲート４７及びオアゲート４８からのデー
タとを加算し、その加算値を前記セレクタ４６及びコン
パレータ４５に供給している。

【００３３】前記セレクタ４６及びコンパレータ４５に
はまた前記周波数基準値設定部３３からの周波数基準値
が入力されている。そして、前記コンパレータ４５は加
算値と周波数基準値を比較し、加算値が周波数基準値に
なるまでは前記セレクタ４６に加算値を選択させる信号
を出力し、また加算値が周波数基準値以上になると前記
セレクタ４６に周波数基準値を選択させる信号を出力す
るようになっている。

【００３４】前記各加算器４２，４３は、加算結果が負
になるとキャリー端子CAからの信号をローレベルにし、
前記セレクタ４６のイネーブル状態を解除するようにな
っている。これにより、前記セレクタ４６は演算出力値
をゼロにするようになっている。

【００３５】次に、上記の如く構成された本実施例の作
用について説明する。電源が投入されると、マイクロプ
ロセッサ２７は先ず転写用基準値をＰＷＭ制御部２４の
モニタ電圧基準値設定部３２に設定する。

【００３６】この状態で、マイクロプロセッサ２７から
転写ＯＮ信号がタイミングコントローラ４０に入力され
るとタイミングコントローラ４０が動作を開始し、Ａ／
Ｄ変換器２６に変換要求を行う。

【００３７】Ａ／Ｄ変換器２６からのデジタル値は演算
部３１に供給される。出力ＯＮ後はモニタ電圧の出力は
ゼロなのでＡ／Ｄ変換されたデジタル値もゼロとなる。
そこで出力ＯＮ直後は「０１Ｈ」及び「ＦＥＨ」のデー
タ発生回路４４からは「０１Ｈ」データが出力され、第
２の加算器４３に供給される。この第２の加算器４３に
入力されるフィードバック値も当初はゼロなので、この
加算器出力は「０１Ｈ」となる。

【００３８】このデータ値「０１Ｈ」は周波数基準値よ
り小さいので、セレクタ４６は加算器出力を選択する。
こうして、セレクタ４６によって加算器出力が演算部出
力として選択され、ラッチ回路３６に供給される。

【００３９】一方、第１のコンパレータ３７により周波
数基準値設定部３３からの周波数基準値と基準カウンタ
３５のカウント値が比較され、一致するとコンパレータ
３７の出力がアクティブとなってフリップフロップ３９
がオンするとともに基準カウンタ３５がクリアされる。
これにより、フリップフロップ３９の出力、すなわちＰ
ＷＭ制御部２４の出力がハイレベルとなる。

【００４０】また、第２のコンパレータ３８によってラ
ッチ回路３６によりラッチされた演算部３１の出力値と
前記基準カウンタ３５のカウント値が比較され、一致す
るとコンパレータ３８の出力がアクティブとなってフリ
ップフロップ３９がオフする。これにより、フリップフ
ロップ３９の出力、すなわちＰＷＭ制御部２４の出力が
ローレベルとなる。

【００４１】スイッチングトランジスタ２１は、上記Ｐ
ＷＭ制御部２４の出力がハイレベルのときＯＮ動作し、
ローレベルのときＯＦＦ動作する。すなわち、ＰＷＭ制
御部２４の出力がローレベルになるタイミングでスイッ
チングトランジスタ２１のデューティ比が制御される。

【００４２】そして、このスイッチングトランジスタ２
１のスイッチング動作により転写用高圧トランス２２か
ら高電圧が発生され、転写チャージャ２３に印加され
る。また、上記高圧トランス２２に発生する高電圧がモ
ニタ電圧検出回路２５によりモニタされ、そのモニタ出
力が転写用Ａ／Ｄ変換器２６でデジタル変換された後、
ＰＷＭ制御部２４の演算部３１に供給される。そして、
反転回路４１にて反転された後、第１の加算器４２にて
基準値設定部３２の基準値と加算される。すなわち、こ
の第１の加算器４２によって基準値とモニタ電圧との差
が演算されることになる。

【００４３】出力当初においてはラッチした値はゼロな
のでデューティ比は基準クロック発生器３４からの基準
クロックの１クロック分となる。そして、その後デュー
ティ比は基準クロックの１クロック分ずつ徐々に増加
し、やがてＡ／Ｄ変換されたデジタル値が基準値設定部
３２からの基準値以上になると、データ発生回路４４か
らの出力が「ＦＥＨ」データに切り替わる。

【００４４】これにより第２の加算器４３には第１の加
算器４２からの出力が入力されるようになる。すなわ
ち、基準値とモニタ電圧との差が第２の加算器４３に入
力され、フィードバック値に加算される。

【００４５】ここで、基準値がモニタ電圧よりも大きい
場合には、その差分フィードバック値が増加した値が新
しいデューティ比となって出力が増加し、また基準値が
モニタ電圧よりも小さい場合には、その差分フィードバ
ック値が減少した値が新しいデューティ比になって出力
が減少する。また、コンパレータ４５において第２の加
算器４３の出力値が周波数基準値以上になると、セレク
タ４６は周波数基準値を選択するように動作する。

【００４６】こうして、演算部３１の出力に従いＰＷＭ
制御部２４のオン、オフが制御され、このＰＷＭ制御部
２４の出力によりスイッチングトランジスタ２１のスイ
ッチング動作が制御されて、高圧トランス２２から発生
される高電圧が基準値設定部３２に設定された転写基準
値と等しくなるように定電圧制御される。

【００４７】ところで、本実施例においてはキーボード
２９によって使用地の高度を入力指定すると、マイクロ
プロセッサ２７によりその高度に応じた転写基準値が選
定され、基準値設定部３２に書込まれるようになってい
る。

【００４８】そこで、例えば図１，図２に示すようにキ
ーボード２９によって指定される高度が１０００ｍまで
は転写基準値５．２ｋＶ（特性曲線Ａ）を選定し、１０
００ｍ乃至２０００ｍまでは転写基準値４．９ｋＶ（特
性曲線Ｂ）を選定し、２０００ｍ以上は転写基準値４．
６ｋＶ（特性曲線Ｃ）を選定するようにマイクロプロセ
ッサ２７を構成する。

【００４９】こうすることにより、高度０ｍ乃至３００
０ｍの範囲内で使用する場合には転写電流が約１８０μ
Ａ乃至３４０μＡの範囲内で変動する。よって、たとえ
本実施例の高圧電源制御装置を用いた電子写真機構部を
備えたレーザプリンタ等を高度３０００ｎの高地で使用
する場合においても、キーボード２９から現在の高度を
指定入力するだけで転写電流を３４０μＡ程度に低く抑
制できる。その結果、転写不良による印字かすれ等が発
生せず、良好な印字品質を確保できる。また、転写電流
を低く抑制できるので、高圧トランス２２として小容量
のものを使用でき、コストを低減できる。

【００５０】なお、前記実施例ではキーボード２９によ
って高度をマニュアルで指定することにより、その指定
された高度に応じて基準値を切換える例を示したが、例
えば市販されている高度計を使用し、この高度計によっ
て自動的に検出される高度に応じて転写基準値を切換え
設定するようにしてもよい。

【００５１】また、高度の上昇に伴い転写電流が増加す
るとスイッチングトランジスタ２１をスイッチング動作
させる信号のデューティ比が増加するので、これを利用
して高度を自動的に検出し、その検出高度に応じて基準
値を切換えることも可能である。

【００５２】すなわち、図６に示すように演算部３１に
おけるコンパレータ４５の出力をタイミングコントロー
ラ４０を介してマイクロプロセッサ２７に供給する。コ
ンパレータ４５においてはスイッチングトランジスタ２
１をスイッチング動作させる信号のデューティ比が増加
すると、やがて第２の加算器４３の出力値が周波数基準
値以上になり（例えばデューティ比５０％）、コンパレ
ータ４５の出力信号が変化する。そこで、この出力信号
の変化を前記マイクロプロセッサ２７が検知して、転写
基準値を下げる方向に切換設定するように構成する。な
おこの場合、電源オン直後は転写基準値を最大値に設定
しておく必要がある。このほか、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。

【００５３】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、高
圧トランスからの高電圧出力を使用地の高度の上昇に伴
い低めた状態で定電圧制御でき、高度の上昇に伴う転写
電流の増加を抑制し得、使用地の高度にかかわらず良好
な印字品質を保障できる高圧電源制御装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の高圧電源制御装置により転写電圧を定
電圧制御したときのの高度に対する転写電流の変化特性
を示す図。

【図２】 従来の高圧電源制御装置により転写電圧を定
電圧制御したときのの高度に対する転写抵抗の変化特性
を示す図。

【図３】 本発明の一実施例における全体ブロック図。

【図４】 図３におけるＰＷＭ制御部の構成を示すブロ
ック図。

【図５】 図４における演算部の構成を示すブロック
図。

【図６】 本発明の他の実施例における演算部の構成を
示すブロック図。

【図７】 従来例の全体ブロック図。

【図８】 従来例の具体的回路図。

【符号の説明】

２１…スイッチングトランジスタ、２２…転写用高圧ト
ランス、２３…転写チャージャ、２４…転写用ＰＷＭ制
御部、２５…モニタ電圧検出回路、２６…転写用Ａ／Ｄ
変換器、２７…マイクロプロセッサ、２８…キーボード
コントローラ、２９…キーボード。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 高圧トランスを設け、スイッチング手段
   のスイッチング動作により前記高圧トランスに高電圧を
   発生させ負荷に印加するとともに、前記高圧トランスに
   発生する高電圧をモニタし、このモニタ電圧と基準値と
   を比較演算しその演算出力に基づいて前記スイッチング
   手段のスイッチング動作を制御して前記高圧トランスか
   らの高電圧出力を定電圧制御する高圧電源制御装置にお
   いて、高度を指定する手段または高度を検出する手段
   と、前記指定手段により指定される高度または前記検出
   手段により検出される高度の上昇に伴い前記モニタ電圧
   の基準値を下げる方向に切換える基準値切換え手段とを
   具備したことを特徴とする高圧電源制御装置。