JPH06197542A

JPH06197542A - 交流バイアス電源装置

Info

Publication number: JPH06197542A
Application number: JP3137074A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Ando; 利明安藤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1991-05-14
Filing date: 1991-05-14
Publication date: 1994-07-15
Anticipated expiration: 2016-11-12
Also published as: JP3228298B2

Abstract

(57)【要約】【目的】電力損失を軽減することにより高効率化が可
能な交流バイアス電源装置を提供することを目的とす
る。【構成】容量性の負荷に直列に接続され、当該容量性
の負荷とともにＬＣ直列共振回路を構成するインダクタ
ンスと、前記ＬＣ直列共振回路を正方向に付勢する付勢
時間制御可能な第１のスイッチング回路と、前記第１の
スイッチング回路による付勢終了後の直列共振エネルギ
を回生する第１のダイオードとを設けた第１の付勢回路
と、前記ＬＣ直列共振回路を負方向に付勢する付勢時間
制御可能な第２のスイッチング回路と、前記第２のスイ
ッチング回路による付勢終了後の直列共振エネルギを回
生する第２のダイオードとを設けた第２の付勢回路とを
具備し、前記第１及び第２の付勢回路の付勢時間を制御
することにより出力電圧を制御するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子写真複写機やプ
リンタ等の電子写真応用装置に使用される現像器などに
交流バイアスを印加するための交流バイアス電源装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、上記電子写真複写機等には、高画
質化に加えてカラー化・高速化・小型化が強く要求され
てきているとともに、記録用紙として普通紙以外にもＯ
ＨＰシート（オーバーヘッドプロジェクタ用の透明な合
成樹脂製シート）等に複写可能な機種が求められてい
る。これらの要求に答え得るカラー電子写真複写機とし
ては、感光体ドラムの近傍に転写ドラムを配設し、感光
体ドラム上に形成されたトナー像を、転写ドラムの周囲
に保持された記録用紙上に順次転写して、記録用紙上に
４色のトナー像を重ねた後、これらのトナー像を記録用
紙上に定着することによってカラー画像の複写を行うよ
うに構成したものがある。

【０００３】このカラー電子写真複写機は、感光体ドラ
ムの一側にロータリー式の４色の現像器を配設し、これ
らの現像器を回転させることによって、感光体ドラム上
に順次形成される静電潜像をシアン・マゼンタ・イエロ
ー・ブラック等の４色のトナー像により順次現像する。
また、上記転写ドラムは、その外周面を合成樹脂製のフ
ィルムによって形成することにより、この転写ドラムの
外周面に記録用紙を静電的に保持するようになってい
る。さらに、上記転写ドラムの内部には、感光体ドラム
上に形成されたトナー像を、転写ドラムの周囲に保持さ
れた記録用紙上に静電的に転写するための転写コロトロ
ンを配設するように構成されている。

【０００４】従来、この種のカラー電子写真複写機等に
使用される現像器などに交流のバイアス電圧を印加する
ための交流バイアス電源装置としては、図７に示すよう
なものがある。これは、昇圧トランスＴの一次側巻線Ｎ
１に印加される直流電圧Ｖｉをオンオフ制御することに
よって、昇圧トランスＴの二次側巻線Ｎ２に所定の交流
電圧を誘起し、この交流電圧をバイアスとして負荷であ
る現像器などに出力するように構成されている。ここ
で、負荷としての現像器は、既知のように、金属製の円
筒からなる現像スリーブの外周にトナーを保持するとと
もに、現像スリーブに直流電圧を畳重させた交流バイア
ス電圧を印加して、感光体ドラム上の静電潜像を現像す
るものである。このように、現像器は、感光体ドラム等
の導体と対向配置される金属製円筒からなる現像スリー
ブを備えているため、負荷としては、コンデンサと同様
に作用する容量性の負荷となっている。

【０００５】また、上記交流バイアス電源装置として
は、特開昭５７−１２４７５７号公報に示すようなもの
も既に提案されている。この装置は、記録体上に形成さ
れた静電潜像を現像器にバイアス電圧を印加してトナー
現像し静電記録を行う静電記録装置の現像バイアス装置
において、正弦波発振回路から得られる正弦波電圧を増
幅回路で増幅し、この増幅された電圧を昇圧トランスで
昇圧した交流電圧を前記バイアス電圧とし、昇圧トラン
スの出力を検出して前記増幅回路の利得を調整する自動
利得調整回路により増幅回路の出力を一定にするように
構成したものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
の場合には、次のような問題点を有している。すなわ
ち、上記図７に示す交流バイアス電源装置及び提案に係
る装置の場合には、入力電圧Ｖｉを昇圧トランスで昇圧
した後、この昇圧された交流電圧を交流バイアス電圧と
して負荷としての現像器等に出力するように構成されて
いる。そのため、上記装置の場合には、現像器等の負荷
が容量性の負荷であり、この容量性の負荷を充放電する
ためのエネルギーロスが熱という形で発生し、効率が悪
いという問題点があった。特に、容量性負荷としての現
像器の静電容量が大きく、しかも交流バイアス電圧の周
波数が高い場合には、負荷のインピーダンスが小さくな
るため、エネルギーロスの問題が顕著となる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
記従来技術の問題点を解決するためになされたもので、
その目的とするところは、電力損失を軽減することによ
り高効率化が可能な交流バイアス電源装置を提供するこ
とにある。

【０００８】すなわち、請求項第１項に記載の発明は、
容量性の負荷に交流のバイアス電圧を供給する交流バイ
アス電源装置において、前記容量性の負荷に直列に接続
され、当該容量性の負荷とともにＬＣ直列共振回路を構
成するインダクタンスと、前記ＬＣ直列共振回路を正方
向に付勢する付勢時間制御可能な第１のスイッチング回
路と、前記第１のスイッチング回路による付勢終了後の
直列共振エネルギを回生する第１のダイオードとを設け
た第１の付勢回路と、前記ＬＣ直列共振回路を負方向に
付勢する付勢時間制御可能な第２のスイッチング回路
と、前記第２のスイッチング回路による付勢終了後の直
列共振エネルギを回生する第２のダイオードとを設けた
第２の付勢回路とを具備し、前記第１及び第２の付勢回
路の付勢時間を制御することにより出力電圧を制御する
ように構成されている。

【０００９】前記容量性の負荷と第１及び第２の付勢回
路との間には、例えば、昇圧トランスを配置することが
できる。

【００１０】また、前記インダクタンスとしては、例え
ば、昇圧トランスの漏れインダクタンスからなるものを
用いることができる。

【００１１】さらに、請求項第４項に記載の発明は、交
流高圧出力側に一端を接続され、他端を電流整流回路に
接続されたコンデンサを有し、このコンデンサを流れる
電流を前記整流回路で整流し、この整流出力で交流高圧
電源の出力電圧を制御するように構成されている。

【００１２】上記第１及び第２のスイッチング素子ＳＷ
１，ＳＷ２としては、例えば、トランジスタやＦＥＴ等
のスイッチング素子を用いることができる。

【００１３】また、上記第１のダイオード及び第２のダ
イオードとしては、例えば、ＦＥＴに内蔵された寄生ダ
イオードを用いることができるが、これらの第１のダイ
オード及び第２のダイオードとしては、通常のダイオー
ド素子そのものを用いても良いことは勿論である。

【００１４】

【作用】この発明においては、請求項第１項乃至第３項
に記載の発明は同様に、容量性の負荷とともに直列ＬＣ
共振回路を構成するインダクタを設けるように構成され
ている。そのため、容量性の負荷をも含めてＬＣ直列共
振回路を構成するようになっているため、従来は、電源
から供給される電圧を昇圧トランスによって昇圧して負
荷に供給する際、負荷への電荷の蓄積及び放出を繰り返
す間に、負荷への電荷の移動により電力が消費されてい
たのに対し、容量性の負荷自体がＬＣ直列共振回路の一
部を構成するため、消費される電力は、ＬＣ直列共振回
路の抵抗成分のみとなり、負荷の静電容量には理論的に
依存しなくなるため、電力損失を軽減することにより高
効率化が可能となる。

【００１５】

【実施例】以下にこの発明を図示の実施例に基づいて説
明する。

【００１６】図３はこの発明に係る交流バイアス電源装
置を適用し得るカラー電子写真複写機を示すものであ
る。

【００１７】図において、１は感光体ドラムであり、こ
の感光体ドラム１の周囲には、感光体ドラム１の表面を
所定の電位に一様に帯電する一次帯電器２と、この一様
に帯電された感光体ドラム１の表面に画像を露光して静
電潜像を形成するための画像露光３と、感光体ドラム１
の表面に形成された静電潜像を現像するためのシアン・
マゼンタ・イエロー・ブラック等の４色のトナー像によ
り現像するロータリー方式の現像器４と、感光体ドラム
１の表面に形成されたトナー像の電位及び感光体ドラム
の表面電位を調整する転写前コロトロン５と、感光体ド
ラム１表面の残留トナー等を清掃するクリーナー６と、
トナー像が転写された後の感光体ドラム１の残留電荷を
消去する除電用コロトロン７等が配設されている。

【００１８】また、上記感光体ドラム１の近傍には、転
写ドラム８が配設されており、感光体ドラム１上に形成
されたトナー像を、転写ドラム８の周囲に保持された記
録用紙９上に順次転写するようになっている。上記転写
ドラム８は、その外周面が透明な合成樹脂製のフィルム
によって形成されており、この転写ドラム８の外周面に
記録用紙９を静電的に保持するようになっている。さら
に、上記転写ドラム８の内部には、感光体ドラム１上に
形成されたトナー像を、転写ドラム８の周囲に保持され
た記録用紙９上に静電的に転写するための転写コロトロ
ン１０が配設されている。

【００１９】ところで、上記カラー電子写真複写機の現
像器等の容量性負荷に交流のバイアス電圧を供給する交
流バイアス電源装置は、前記容量性の負荷に直列に接続
され、当該容量性の負荷とともにＬＣ直列共振回路を構
成するインダクタンスと、前記ＬＣ直列共振回路を正方
向に付勢する付勢時間制御可能な第１のスイッチング回
路と、前記第１のスイッチング回路による付勢終了後の
直列共振エネルギを回生する第１のダイオードとを設け
た第１の付勢回路と、前記ＬＣ直列共振回路を負方向に
付勢する付勢時間制御可能な第２のスイッチング回路
と、前記第２のスイッチング回路による付勢終了後の直
列共振エネルギを回生する第２のダイオードとを設けた
第２の付勢回路とを具備し、前記第１及び第２の付勢回
路の付勢時間を制御することにより出力電圧を制御する
ように構成されている。

【００２０】図１はこの発明に係る交流バイアス電源装
置の一実施例を示すものである。

【００２１】図において、Ｔは昇圧トランスを示すもの
であり、この昇圧トランスＴの一次側巻線Ｎ１には、所
定電圧の直流電源Ｖｃｃが印加されるようになってい
る。また、上記昇圧トランスＴの一次側巻線Ｎ１には、
第１のスイッチング素子ＳＷ１が直列に接続されている
とともに、当該第１のスイッチング素子ＳＷ１よりも負
荷側には、第２のスイッチング素子ＳＷ２が並列に接続
されている。また、上記第１のスイッチング素子ＳＷ１
及び第２のスイッチング素子ＳＷ２には、逆向きの第１
のダイオードＤ１及び第２のダイオードＤ２がそれぞれ
並列に接続されている。さらに、上記第２のスイッチン
グ素子ＳＷ２よりも負荷側には、容量性の負荷とともに
直列ＬＣ共振回路を構成するインダクタが、一次側巻線
Ｎ１の正極側に直列に接続されている。また、上記直流
電源Ｖｃｃの正極には、大容量の第１のコンデンサＣ１
が一次側巻線Ｎ１の負極端子と間に接続されているとと
もに、当該一次側巻線Ｎ１の負極端子には、大容量の第
２のコンデンサＣ２が並列に接続されている。

【００２２】また、上記昇圧トランスＴの二次側巻線Ｎ
２には、負荷としての現像器が接続されており、この負
荷としての現像器は、前述したように、感光体ドラム１
等の導体と対向配置される金属製円筒からなる現像スリ
ーブを備えているため、負荷としては、コンデンサと同
様に作用する容量性の負荷となっている。

【００２３】さらに、上記昇圧トランスＴの二次側巻線
Ｎ２には、現像器に直流バイアス電圧を印加するための
直流バイアス電源と、交流バイパスコンデンサが並列に
接続されている。

【００２４】また、上記第１のスイッチング素子ＳＷ１
及び第２のスイッチング素子ＳＷ２は、制御回路によっ
て所定のタイミングでオンオフ制御されるように構成さ
れている。

【００２５】なお、上記第１及び第２のスイッチング素
子ＳＷ１，ＳＷ２としては、トランジスタやＦＥＴ等の
スイッチング素子を用いることができる。

【００２６】図２はこの実施例に係る交流バイアス電源
装置の１次の等価回路を示すものである。

【００２７】図において、Ｌ１は昇圧トランスＴの一次
側巻線Ｎ１に接続されたインダクタＬ１のインダクタン
スを、Ｌ０は昇圧トランスＴの励磁インダクタンスを、
Ｌｓは一次側巻線Ｎ１及び二次側巻線Ｎ２の漏れインダ
クタンス、Ｃｌｏａｄは負荷である現像器の静電容量を
それぞれ示している。

【００２８】なお、この１次の等価回路が成立する条件
としては、Ｃ３＞Ｃｌｏａｄ、Ｃ２＞Ｃｌｏａｄ×（Ｎ
２／Ｎ１）²、Ｌ０＞Ｌ１，Ｌｓを満たすことが必要で
ある。ここで、Ｌ１＋Ｌｓ＝Ｌとなっている。

【００２９】以上の構成において、この実施例に係る交
流バイアス電源装置では、次のようにして交流バイアス
電圧を出力するようになっている。すなわち、上記交流
バイアス電源装置では、図４に示すように、第１及び第
２のスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２が共にオフ状態で
ある”モード０”において、ダイオードＤ１，Ｄ２は逆
阻止状態であるため、インダクタＬ１を流れる電流ｉＬ
は、０の状態を維持するとともに、負荷であるコンデン
サＣｌｏａｄの電圧Ｖｃは、所定の値Ｖｃ（０）とな
る。そのため、Ｐ点の電圧は、負荷であるコンデンサＣ
ｌｏａｄの電圧Ｖｃに、第２のコンデンサＣ２の電圧１
／２Ｖｃｃを加えた値、すなわち１／２Ｖｃｃ＋Ｖｃ
（０）となる。

【００３０】モード１次に、第２のスイッチング素子ＳＷ２を所定時間だけオ
ン状態とする”モード１”においては、図４（ｆ）に示
すように、第２のスイッチング素子ＳＷ２を介して第２
のコンデンサＣ２に蓄積された電荷が電流ｉＬとして流
れ、第２のコンデンサＣ２、負荷容量Ｃｌｏａｄ、昇圧
トランスＴの漏れインダクタンスＬｓ、インダクタＬ１
及び第２のスイッチング素子ＳＷ２からなる直列共振回
路の直列共振動作が開始され、下式のように状態は変化
する。ここで、ω＝１／ＬＣ、γ＝〔Ｖ（０）／（１
／２Ｖｃｃ）〕とする。

【００３１】すると、第２のスイッチング素子ＳＷ２を
流れる電流ｉｓｗ２（ｔ）は、インダクタＬを流れる電
流ｉＬ（ｔ）を図２の実線に示す方向にとると、ｉｓｗ２（ｔ）＝−ｉＬ（ｔ）＝（１／２Ｖｃｃ＋Ｖ（０））・Ｃ／Ｌ・ｓｉｎωｔと表すことができる（図４（ｂ））。一方、負荷に印加
される交流電圧Ｖｃ（ｔ）は、Ｖｃ（ｔ）＝（１／２Ｖｃｃ＋Ｖ（０））ｃｏｓωｔ−１／２Ｖｃｃ＝〔（１＋γ）ｃｏｓωｔ−１〕×１／２Ｖｃｃとなる。

【００３２】もし、第２のスイッチング素子ＳＷ２をそ
のままオン状態とすると、図４（ａ）の破線Ａにように
状態は変化し、各部の損失を無視すればＬＣの直列共振
回路による自由振動が続く。しかし、この実施例では、
第２のスイッチング素子ＳＷ２をＶｃ（ｔ）＝０、即ち
Ｐ点の電圧が１／２Ｖｃｃとなった時点でオフさせる。
すなわち、この第２のスイッチング素子ＳＷ２をオフさ
せる時間ｔは、Ｖｃ（ｔ）＝〔（１＋γ）ｃｏｓωｔ−１〕×１／２Ｖｃｃ＝０であるから、時間ｔが、ｔ＝１／ωｃｏｓ^-1｛１／（１＋γ）｝となった時点で第２のスイッチング素子ＳＷ２をオフさ
せるように設定されている。

【００３３】モード２この第２のスイッチング素子ＳＷ２をオフさせる”モー
ド２”では、”モード１”の終了時のＶｃ（ｔ）及び第
２のスイッチング素子ＳＷ２を流れていた電流ｉｓｗ２
の値、即ち”モード２”の初期値は、上記より、Ｖｃ（ｔ）＝０ −ｉＬ（ｔ）＝ｉｓｗ２（ｔ）＝（１／２Ｖｃｃ＋Ｖ（０））・Ｃ／Ｌ・ｓｉｎ｛ωｃｏｓ^-1〔１／（１＋γ）〕｝となる。

【００３４】また、各部の状態は、下式で表される。す
なわち、第２のスイッチング素子ＳＷ２をオフさせる
と、インダクタＬ１及び漏れインダクタンスＬｓに蓄積
された励磁エネルギが、ダイオードＤ１を介して電源Ｖ
ｃｃ側に帰還される。そのため、第１のダイオードＤ１
を流れる電流ｉＤ１（ｔ）及び負荷の電圧Ｖｃ（ｔ）
は、ｉＤ１（ｔ）＝−（１／２Ｖｃｃ＋Ｖ（０））・Ｃ／Ｌ・ｓｉｎ｛ω（ｔ−ｃｏｓ^-1〔１／（１＋γ）〕｝Ｖｃ（ｔ）＝｛１−（１＋γ）ｃｏｓ〔ω（ｔ−ｃｏｓ^-1｛１／（１＋γ）〕｝×１／２Ｖｃｃと表すことができる。

【００３５】この”モード２”は、図４（ｃ）に示すよ
うに、第１のダイオードＤ１を流れる電流ｉＤ１が０に
なるまで続く。即ち、ｔ＝ｃｏｓ^-1｛１／（１＋
γ）〕｝まで続き、この時間ｔだけ経過して第１のダイ
オードＤ１を流れる電流ｉＤ１が０となると、負荷の電
圧Ｖｃ（ｔ）は、”モード１”とは逆極性に帯電される
ため、Ｖｃ（ｔ）＝−Ｖ（０）となる。したがって、Ｐ
点の電圧は、図４（ａ）に示すように、１／２Ｖｃｃ−
Ｖ（０）となる。

【００３６】モード３次に、”モード２”の終了後、第１及び第２のスイッチ
ング素子ＳＷ１，ＳＷ２を共にオフとすると、”モード
２”の終了時点のＶｃ（ｔ）＝−Ｖ（０）の状態すなわ
ちＰ点の電圧が、図４（ａ）に示すように、１／２Ｖｃ
ｃ−Ｖ（０）の状態が維持される。

【００３７】モード４その後、第１のスイッチング素子ＳＷ１を所定時間だけ
オン状態とする”モード４”においては、基本的に第２
のスイッチング素子ＳＷ２を所定時間だけオン状態とす
る”モード１”と同様に動作するが、直流電源Ｖｃｃか
ら第１のスイッチング素子ＳＷ１を介して流れる電流
が、図２に実線で示す方向に流れるため、インダクタン
スを流れる電流ｉＬの値及び出力電圧Ｖｃ（ｔ）は、”
モード１”の場合に対して極性が反転する。すなわち、
インダクタンスを流れる電流ｉＬの値は、図４（ｆ）に
示すように、ｉｓｗ１（ｔ）＝ｉＬ（ｔ）＝−（１／２Ｖｃｃ＋Ｖ（０））・Ｃ／Ｌ・ｓｉｎωｔとなる。一方、負荷に印加される交流電圧Ｖｃ（ｔ）
は、Ｖｃ（ｔ）＝−（１／２Ｖｃｃ＋Ｖ（０））ｃｏｓωｔ−１／２Ｖｃｃ＝−〔（１＋γ）ｃｏｓωｔ−１〕×１／２Ｖｃｃとなる。

【００３８】もし、第１のスイッチング素子ＳＷ１をそ
のままオン状態とすると、図４（ａ）のＢの破線のよう
に状態は変化し、各部の損失を無視すればＬＣの直列共
振回路による自由振動が続く。しかし、この実施例で
は、第１のスイッチング素子ＳＷ１をＶｃ（ｔ）＝０、
即ちＰ点の電圧が１／２Ｖｃｃとなった時点でオフさせ
る。すなわち、この第１のスイッチング素子ＳＷ１をオ
フさせる時間ｔは、”モード１”と同様、ｔ＝１／ωｃｏｓ^-1｛１／（１＋γ）｝に設定されている。

【００３９】モード５この”モード５”は、基本的に”モード２”と同様に動
作するが、出力電圧Ｖｃ（ｔ）及びインダクタンスを流
れる電流ｉＬの値は、”モード２”の場合に対して極性
が反転する。

【００４０】すなわち、上記第１のスイッチング素子Ｓ
Ｗ１をオフさせる”モード５”では、”モード４”の終
了時のＶｃ（ｔ）及び第１のスイッチング素子ＳＷ１を
流れていた電流ｉｓｗ１の値、即ち”モード５”の初期
値は、上記より、Ｖｃ（ｔ）＝０ −ｉＬ（ｔ）＝ｉｓｗ２（ｔ）＝（１／２Ｖｃｃ＋Ｖ（０））・Ｃ／Ｌ・ｓｉｎ｛ωｃｏｓ^-1〔１／（１＋γ）〕｝となる。その他、第２のダイオードＤ２を流れる電流ｉ
Ｄ２（ｔ）及び負荷の電圧Ｖｃ（ｔ）は、”モード２”
の場合に対して反転する。

【００４１】この”モード５”は、図４（ｅ）に示すよ
うに、第２のダイオードＤ２を流れる電流ｉＤ２が０に
なるまで続く。即ち、ｔ＝ｃｏｓ^-1｛１／（１＋
γ）〕｝まで続き、この時間ｔだけ経過して第２のダイ
オードＤ２を流れる電流ｉＤ２が０となると、負荷の電
圧Ｖｃ（ｔ）は、Ｖｃ（ｔ）＝Ｖ（０）となる。したが
って、Ｐ点の電圧は、図４（ａ）に示すように、１／２
Ｖｃｃ＋Ｖ（０）となる。

【００４２】モード６また、この”モード６”は、基本的に”モード０”と同
様に動作するが、出力電圧Ｖｃ（ｔ）の値が”モード
０”の場合に対して反転した＋Ｖｃ（０）となる。

【００４３】その後、”モード１”から”モード６”ま
でを順次繰り返すことになる。

【００４４】このように、上記実施例に係る交流バイア
ス電源装置は、上記のように動作するので、”モード
１”の第２のスイッチング素子ＳＷ２のオン時間と”モ
ード４”の第１のスイッチング素子ＳＷ１のオン時間
を、上記の如く、Ｔｏｎ＝（１／ω）ｃｏｓ^-1｛１／（１＋γ）〕｝となるように設定することによって、負荷容量Ｃｌｏａ
ｄに印加される交流電圧のピーク間電圧Ｖｃｐｐは、図
４（ａ）から明らかなように、Ｖｃｐｐ＝２Ｖ（０）＝２γ・（１／２）Ｖｃｃ＝γ・Ｖｃｃによって与えられることになる。即ち、制御パラメータ
をγとすることにより、第１のスイッチング素子ＳＷ１
及び第２のスイッチング素子ＳＷ２のオン時間Ｔｏｎ＝
（１／ω）ｃｏｓ^-1｛１／（１＋γ）〕｝としたとき、
出力電圧のピーク間電圧Ｖｃｐｐは、等価回路の１次等
価量としてＶｃｐｐ＝γ・Ｖｃｃで制御されることになる。

【００４５】図５はこの実施例に係る交流バイアス電源
装置の一実施例によって発生された交流電圧を示すオシ
ロスコープのグラフである。

【００４６】この実施例では、容量性の負荷をも含めて
直列ＬＣ共振回路を構成するようになっているため、従
来は、負荷への電荷の蓄積及び放出を繰り返す間に、負
荷への電荷の移動により電力が消費されていたのに対
し、容量性の負荷自体が直列ＬＣ共振回路の一部を構成
するため、消費される電力は、直列ＬＣ共振回路の抵抗
成分のみとなり、負荷の静電容量には理論的に依存しな
くなるため、電力損失を軽減することにより高効率化が
可能となる。

【００４７】図８乃至図１０はこの実施例の変形例を示
すものである。

【００４８】図８の変形例では、昇圧トランスＴの一次
側巻線Ｎ１にコンデンサＣ１、Ｃ２が設けられておら
ず、その代わりに直流電源Ｖｃｃ，Ｖｃｃが２つ設けら
れている。また、図９の変形例では、昇圧トランスＴの
一次側巻線Ｎ１にコンデンサＣ１の代わりに、第一の付
勢回路の付勢電圧を発生させるための分圧抵抗Ｒ１，Ｒ
２が直流電源Ｖｃｃに並列に接続されている。さらに、
図１０の変形例では、昇圧トランスＴの一次側巻線Ｎ１
が２つに分割されており、当該一次側巻線Ｎ１の中間端
子に直流電源Ｖｃｃのプラス側が接続されているととも
に、当該一次側巻線Ｎ１の両端子には、直流電源Ｖｃｃ
のマイナス側が並列接続の第１及び第２のスイッチング
素子ＳＷ１、ＳＷ２としての第１及び第２のトランジス
タと第１及び第２のダイオードを介して接続されてい
る。

【００４９】第二実施例図６はこの発明の第二実施例を示すものであり、前記実
施例と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、
この実施例では、出力電圧の安定化が可能となってい
る。

【００５０】すなわち、上記交流バイアス電源装置の出
力電圧を安定化させるためには、昇圧トランスの一次側
巻線Ｎ１に印加される電源電圧Ｖｃｃを安定化すること
により、出力電圧を間接的に安定化する方法、昇圧トラ
ンスに出力電圧を検出するための検出巻線を設け、この
検出巻線の出力が安定化するように、昇圧トランスの一
次側巻線Ｎ１に印加される電源電圧Ｖｃｃを制御する方
法等が用いられる。

【００５１】しかし、上記前者及び後者の場合には、共
にトランスの結合やトランス巻線のインピーダンスの影
響があるため、負荷の変動やバラツキに対して出力電圧
を安定化することができないという問題点を有してい
る。また、上記前者及び後者の場合には、共に交流バイ
アス電圧に直流バイアス電圧を畳重させるため、直流バ
イアス電圧に交流成分をバイパスさせる交流バイパスコ
ンデンサを並列に接続すると、交流バイパスコンデンサ
の静電容量のバラツキや温度変動等の影響によって出力
に現れる交流成分のバラツキが変動し、これを抑えるた
めには、交流バイパスコンデンサの静電容量を大きなも
のとすることが必要であるという問題点があった。

【００５２】そこで、この実施例では、負荷の変動やバ
ラツキに対して出力電圧を安定化することができるとと
もに、交流バイパスコンデンサの静電容量のバラツキや
温度変動等の影響によって出力に現れる交流成分のバラ
ツキを防止可能な交流バイアス電源装置を提供すること
を目的とする。

【００５３】そのため、この実施例では、交流高圧出力
側に一端を接続され、他端を電流整流回路に接続された
コンデンサを有し、このコンデンサを流れる電流を前記
整流回路で整流し、この整流出力で交流高圧電源の出力
電圧を制御するように構成されている。

【００５４】すなわち、この実施例では、図６に示すよ
うに、昇圧トランスの二次側巻線Ｎ２に直列接続のコン
デンサＣ５及びダイオードＤ５が、並列に接続されてい
る。また、これらのコンデンサＣ５とダイオードＤ５と
の接続点には、ダイオードＤ６を介して検出された出力
電圧が出力されるようになっているとともに、ダイオー
ドＤ６の検出出力側には、抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ６
が並列に接続されている。

【００５５】そのため、出力電圧検出電圧Ｖｄｅｐは、
Ｖｄｅｐ≪Ｖｐｐであれば、Ｖｄｅｐ＝ｆｒｅｑ・Ｃ１・Ｖｐｐ・Ｒ１で与えられ、出力電圧の周波数ｆｒｅｑの精度が良けれ
ば、トランスＴの結合やトランス巻線のインピーダンス
の影響，あるいは、昇圧トランスＴの二次側巻線Ｎ２に
接続されるバイパスコンデンサの静電容量のバラツキの
影響なしに出力電圧を検出できる。

【００５６】このように、この実施例では、出力電圧の
周波数ｆｒｅｑの精度が良ければ、トランスＴの結合や
トランス巻線のインピーダンスの影響，あるいは、昇圧
トランスＴの二次側巻線Ｎ２に接続されるバイパスコン
デンサの静電容量のバラツキの影響なしに直接出力電圧
を検出できるので、この検出された出力電圧に基づいて
前記制御回路２０によって前記第１及び第２のスイッチ
ング素子ＳＷ１、ＳＷ２をオンオフするタイミングを制
御することにより、出力電圧を精度良く定圧制御するこ
とができる。

【００５７】その他の構成及び作用は前記第一の実施例
と同様であるので、その説明を省略する。

【００５８】

【発明の効果】この発明は、以上の構成及び作用よりな
るもので、電力損失を軽減することにより高効率化が可
能な交流バイアス電源装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明に係る交流バイアス電源装置
の一実施例を示す回路図である。

【図２】図２は図１に示す回路の等価回路図である。

【図３】図３はこの発明に係る交流バイアス電源装置
を適用し得るカラー電子写真複写機を示す構成図であ
る。

【図４】図４（ａ）〜（ｆ）は図１の交流バイアス電
源装置の動作をそれぞれ示すグラフである。

【図５】図５は図１に示す回路の出力波形を示す波形
図である。

【図６】図６はこの発明の他の実施例を示す回路図で
ある。

【図７】図７は従来の交流バイアス電源装置を示す回
路図である。

【図８】図８はこの発明に係る交流バイアス電源装置
の他の変形例を示す回路図である。

【図９】図９はこの発明に係る交流バイアス電源装置
の他の変形例を示す回路図である。

【図１０】図１０はこの発明に係る交流バイアス電源
装置の他の変形例を示す回路図である。

【符号の説明】

Ｔ昇圧トランス、ＳＷ１第１のスイッチング素子、
ＳＷ２第２のスイッチング素子、Ｄ１第１のダイオ
ード、Ｄ２第２のダイオード、Ｌ１インダクタンス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】容量性の負荷に交流のバイアス電圧を供
給する交流バイアス電源装置において、前記容量性の負
荷に直列に接続され、当該容量性の負荷とともにＬＣ直
列共振回路を構成するインダクタンスと、前記ＬＣ直列
共振回路を正方向に付勢する付勢時間制御可能な第１の
スイッチング回路と、前記第１のスイッチング回路によ
る付勢終了後の直列共振エネルギを回生する第１のダイ
オードとを設けた第１の付勢回路と、前記ＬＣ直列共振
回路を負方向に付勢する付勢時間制御可能な第２のスイ
ッチング回路と、前記第２のスイッチング回路による付
勢終了後の直列共振エネルギを回生する第２のダイオー
ドとを設けた第２の付勢回路とを具備し、前記第１及び
第２の付勢回路の付勢時間を制御することにより出力電
圧を制御するようにしたことを特徴とする交流バイアス
電源装置。
【請求項２】前記容量性の負荷と第１及び第２の付勢
回路との間に、昇圧トランスを配置したことを特徴とす
る請求項第１項記載の交流バイアス電源装置。
【請求項３】前記インダクタンスが昇圧トランスの漏
れインダクタンスからなることを特徴とする請求項第２
項記載の交流バイアス電源装置。
【請求項４】交流高圧出力側に一端を接続され、他端
を電流整流回路に接続されたコンデンサを有し、このコ
ンデンサを流れる電流を前記整流回路で整流し、この整
流出力で交流高圧電源の出力電圧を制御するように構成
したことを特徴とする交流バイアス電源装置。