JPH0984335A - 高圧電源装置 - Google Patents
高圧電源装置Info
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- JPH0984335A JPH0984335A JP7259472A JP25947295A JPH0984335A JP H0984335 A JPH0984335 A JP H0984335A JP 7259472 A JP7259472 A JP 7259472A JP 25947295 A JP25947295 A JP 25947295A JP H0984335 A JPH0984335 A JP H0984335A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧電トランスの昇圧作用は非常にＱの高い機
械的共振を利用して行うため、負荷変動がある場合に
は、圧電トランスの機械的Ｑが大きく変わり、昇圧比も
変動する。このため、得られた高電圧は、負荷変動に対
して変動することとなり、複写機の高圧電源として使用
する場合は、周波数に対する制御を行わなければならな
い。 【解決手段】 圧電トランス１の駆動電圧と駆動電流の
位相を同期することにより、圧電トランス１の共振周波
数で駆動する。
械的共振を利用して行うため、負荷変動がある場合に
は、圧電トランスの機械的Ｑが大きく変わり、昇圧比も
変動する。このため、得られた高電圧は、負荷変動に対
して変動することとなり、複写機の高圧電源として使用
する場合は、周波数に対する制御を行わなければならな
い。 【解決手段】 圧電トランス１の駆動電圧と駆動電流の
位相を同期することにより、圧電トランス１の共振周波
数で駆動する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法を用い
た複写機或はプリンタ等の電子写真装置に用いられる高
圧電源装置に関する。
た複写機或はプリンタ等の電子写真装置に用いられる高
圧電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子写真装置の転写において、感
光体に転写部材を当接させて転写を行う直接転写法を用
いる場合、転写部材には導電体の軸を持つローラ状の導
電性ゴムを用い、感光体のプロセススピードに合わせて
回転駆動させる。転写部材に印加する出力は、直流バイ
アス電流を用いる。このとき直流バイアス電流の極性
は、通常のコロナ放電式の転写出力と同じ極性である
が、紙間時に、ローラに付着したトナーをクリーニング
する目的で、転写ローラに転写時とは逆極性の直流バイ
アス電流を印加してトナーをドラムに送り返す。このた
め、正負両極性の出力を生成する電源が必要となる。ま
た、転写ローラは、導電性のゴムであるため、印加電圧
及び生成時のばらつき、経時に伴なう劣化、環境変動等
により抵抗値は変化する。一般に生成時のばらつきによ
り１０倍程度抵抗値は変化し、劣化により１０0.5倍程
度抵抗値が低くなり、全体で１０9Ω〜１０7Ω程度まで
大きく変化する。このため、これらの抵抗値に対して常
に良好な転写を行うためにプログラムによる制御により
転写電圧を決定する。
光体に転写部材を当接させて転写を行う直接転写法を用
いる場合、転写部材には導電体の軸を持つローラ状の導
電性ゴムを用い、感光体のプロセススピードに合わせて
回転駆動させる。転写部材に印加する出力は、直流バイ
アス電流を用いる。このとき直流バイアス電流の極性
は、通常のコロナ放電式の転写出力と同じ極性である
が、紙間時に、ローラに付着したトナーをクリーニング
する目的で、転写ローラに転写時とは逆極性の直流バイ
アス電流を印加してトナーをドラムに送り返す。このた
め、正負両極性の出力を生成する電源が必要となる。ま
た、転写ローラは、導電性のゴムであるため、印加電圧
及び生成時のばらつき、経時に伴なう劣化、環境変動等
により抵抗値は変化する。一般に生成時のばらつきによ
り１０倍程度抵抗値は変化し、劣化により１０0.5倍程
度抵抗値が低くなり、全体で１０9Ω〜１０7Ω程度まで
大きく変化する。このため、これらの抵抗値に対して常
に良好な転写を行うためにプログラムによる制御により
転写電圧を決定する。
【０００３】転写時にローラへ印加する電圧が低すぎて
も高すぎても画像不良を起こすため、このときの制御方
式の一例を次に説明する。
も高すぎても画像不良を起こすため、このときの制御方
式の一例を次に説明する。
【０００４】前回転時に転写出力を通常数μＡ程度の定
電流制御を行う。このときの出力電圧を測定することに
より、ローラの抵抗値を検出することが可能になる。こ
の出力電圧をコントローラに入力し、予め定められたプ
ログラムにより演算を行い、ローラの抵抗値に合わせた
電圧値を算出し、転写時は、この算出された電圧により
定電圧制御を行う。このときの算出された出力は、数Ｋ
Ｖ程度となる。この方式により、それぞれのローラに適
切な電圧を印加することが可能となり、最適な転写を行
うことが可能となる。
電流制御を行う。このときの出力電圧を測定することに
より、ローラの抵抗値を検出することが可能になる。こ
の出力電圧をコントローラに入力し、予め定められたプ
ログラムにより演算を行い、ローラの抵抗値に合わせた
電圧値を算出し、転写時は、この算出された電圧により
定電圧制御を行う。このときの算出された出力は、数Ｋ
Ｖ程度となる。この方式により、それぞれのローラに適
切な電圧を印加することが可能となり、最適な転写を行
うことが可能となる。
【０００５】従来、複写機の画像形成に用いる高電圧を
生成するためには、巻線式のトランスを使用していた
が、この巻線式のトランスは、導線、ボビン及び磁芯で
構成されており、特にボビンには、有機物が使用されて
いるため、燃焼の危険性があり、また、上記の仕様に用
いる場合は、電流値が数μＡという微小な電流のため
に、各部において漏れ電流を最大限少なくしなければな
らないため、トランスの巻線を電気絶縁物によりモール
ドする必要があった。これらの欠点を補うため、圧電ト
ランスとして高圧発生用のトランスを用いることが考え
られる。セラミックを素材とした圧電トランスを用いる
ことにより、有機絶縁物を必要としないので、燃焼の危
険性がないこと、更に高圧発生装置が小型且つ軽量にな
る等、優れた特徴を持っている。
生成するためには、巻線式のトランスを使用していた
が、この巻線式のトランスは、導線、ボビン及び磁芯で
構成されており、特にボビンには、有機物が使用されて
いるため、燃焼の危険性があり、また、上記の仕様に用
いる場合は、電流値が数μＡという微小な電流のため
に、各部において漏れ電流を最大限少なくしなければな
らないため、トランスの巻線を電気絶縁物によりモール
ドする必要があった。これらの欠点を補うため、圧電ト
ランスとして高圧発生用のトランスを用いることが考え
られる。セラミックを素材とした圧電トランスを用いる
ことにより、有機絶縁物を必要としないので、燃焼の危
険性がないこと、更に高圧発生装置が小型且つ軽量にな
る等、優れた特徴を持っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来例にあっては、圧電トランスの昇圧作用は非常に
Ｑの高い機械的共振を利用して行うため、出力電圧は駆
動周波数に対する周波数特性を有する。そこで、圧電ト
ランスより安定に高電圧を取り出すためには、圧電トラ
ンスの共振周波数で駆動する必要があった。負荷変動が
ある場合には、圧電トランスの機械的Ｑが大きく変わ
り、昇圧比も変動する。このため、得られた高電圧は、
負荷変動に対して変動することとなり、複写機の高圧電
源として使用する場合は、周波数に対する制御を行わな
ければならないという問題点があった。
た従来例にあっては、圧電トランスの昇圧作用は非常に
Ｑの高い機械的共振を利用して行うため、出力電圧は駆
動周波数に対する周波数特性を有する。そこで、圧電ト
ランスより安定に高電圧を取り出すためには、圧電トラ
ンスの共振周波数で駆動する必要があった。負荷変動が
ある場合には、圧電トランスの機械的Ｑが大きく変わ
り、昇圧比も変動する。このため、得られた高電圧は、
負荷変動に対して変動することとなり、複写機の高圧電
源として使用する場合は、周波数に対する制御を行わな
ければならないという問題点があった。
【０００７】本発明は上述した従来の技術の有するこの
ような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的と
するところは、圧電トランスの共振周波数で駆動するこ
とが可能な高圧電源装置を提供しようとするものであ
る。
ような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的と
するところは、圧電トランスの共振周波数で駆動するこ
とが可能な高圧電源装置を提供しようとするものであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の高圧電源装置は、圧電トランスと、前
記圧電トランスの整流回路と、前記圧電トランスの入力
電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段の交
流出力のゼロクロスを検出する比較器と、前記比較器の
出力の低周波成分を取り出すフィルタ手段と、前記フィ
ルタ手段の出力電流を増幅し前記圧電トランスを駆動す
る増幅器とを具備し、前記フィルタ手段のカットオフ周
波数は、前記圧電トランスの共振周波数の２倍より低く
設定されていることを特徴とするものである。
に請求項１記載の高圧電源装置は、圧電トランスと、前
記圧電トランスの整流回路と、前記圧電トランスの入力
電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段の交
流出力のゼロクロスを検出する比較器と、前記比較器の
出力の低周波成分を取り出すフィルタ手段と、前記フィ
ルタ手段の出力電流を増幅し前記圧電トランスを駆動す
る増幅器とを具備し、前記フィルタ手段のカットオフ周
波数は、前記圧電トランスの共振周波数の２倍より低く
設定されていることを特徴とするものである。
【０００９】また、同じ目的を達成するために請求項２
記載の高圧電源装置は、圧電トランスと、前記圧電トラ
ンスの整流回路と、前記圧電トランスの入力電流を検出
する電流検出手段と、前記電流検出手段の交流出力のゼ
ロクロスを検出する比較器と、前記比較器の出力をトリ
ガーとして発振する発振器と、前記発振器の出力の低周
波成分を取り出すフィルタ手段と、前記フィルタ手段の
出力電流を増幅し前記圧電トランスを駆動する増幅器と
を具備し、前記発振器の発振周波数は、前記圧電トラン
スの共振周波数より低く且つ１／２以上に設定され、ま
た前記フィルタ手段のカットオフ周波数は、前記圧電ト
ランスの共振周波数の２倍より低く設定されていること
を特徴とするものである。
記載の高圧電源装置は、圧電トランスと、前記圧電トラ
ンスの整流回路と、前記圧電トランスの入力電流を検出
する電流検出手段と、前記電流検出手段の交流出力のゼ
ロクロスを検出する比較器と、前記比較器の出力をトリ
ガーとして発振する発振器と、前記発振器の出力の低周
波成分を取り出すフィルタ手段と、前記フィルタ手段の
出力電流を増幅し前記圧電トランスを駆動する増幅器と
を具備し、前記発振器の発振周波数は、前記圧電トラン
スの共振周波数より低く且つ１／２以上に設定され、ま
た前記フィルタ手段のカットオフ周波数は、前記圧電ト
ランスの共振周波数の２倍より低く設定されていること
を特徴とするものである。
【００１０】また、同じ目的を達成するために請求項３
記載の高圧電源装置は、圧電トランスと、前記圧電トラ
ンスの整流回路と、前記圧電トランスの入力電流を検出
する電流検出手段と、前記電流検出手段の交流出力の低
周波成分を取り出すフィルタ手段と、前記フィルタ手段
のゼロクロスを検出する比較器と、前記比較器の出力電
流を増幅し前記圧電トランスを駆動する増幅器とを具備
し、前記フィルタ手段のカットオフ周波数は、前記圧電
トランスの共振周波数の２倍より低く設定されているこ
とを特徴とするものである。
記載の高圧電源装置は、圧電トランスと、前記圧電トラ
ンスの整流回路と、前記圧電トランスの入力電流を検出
する電流検出手段と、前記電流検出手段の交流出力の低
周波成分を取り出すフィルタ手段と、前記フィルタ手段
のゼロクロスを検出する比較器と、前記比較器の出力電
流を増幅し前記圧電トランスを駆動する増幅器とを具備
し、前記フィルタ手段のカットオフ周波数は、前記圧電
トランスの共振周波数の２倍より低く設定されているこ
とを特徴とするものである。
【００１１】また、同じ目的を達成するために請求項４
記載の高圧電源装置は、圧電トランスと、前記圧電トラ
ンスの整流回路と、前記圧電トランスの入力電流を検出
する電流検出手段と、前記電流検出手段の交流出力の低
周波成分を取り出すフィルタ手段と、前記フィルタ手段
のゼロクロスを検出する比較器と、前記比較器の出力を
トリガーとして発振する発振器と、前記発振器の出力電
流を増幅し前記圧電トランスを駆動する増幅器とを具備
し、前記発振器の発振周波数は、前記圧電トランスの共
振周波数より低く且つ１／２以上に設定され、また前記
フィルタ手段のカットオフ周波数は、前記圧電トランス
の共振周波数の２倍より低く設定されていることを特徴
とするものである。
記載の高圧電源装置は、圧電トランスと、前記圧電トラ
ンスの整流回路と、前記圧電トランスの入力電流を検出
する電流検出手段と、前記電流検出手段の交流出力の低
周波成分を取り出すフィルタ手段と、前記フィルタ手段
のゼロクロスを検出する比較器と、前記比較器の出力を
トリガーとして発振する発振器と、前記発振器の出力電
流を増幅し前記圧電トランスを駆動する増幅器とを具備
し、前記発振器の発振周波数は、前記圧電トランスの共
振周波数より低く且つ１／２以上に設定され、また前記
フィルタ手段のカットオフ周波数は、前記圧電トランス
の共振周波数の２倍より低く設定されていることを特徴
とするものである。
【００１２】更に、同じ目的を達成するために請求項５
記載の高圧電源装置は、圧電トランスと、前記圧電トラ
ンスの整流回路と、前記圧電トランスの入力電流を検出
する第１の電流検出手段と、前記電流検出手段に直列に
接続される第２の電流検出手段と、前記第２の電流検出
手段に並列に接続され且つ前記第２の電流検出手段に発
生する交流成分を除去する平滑回路と、前記整流回路の
アース側の出力を前記圧電トランスと前記第２の電流検
出手段との間に接続し前記第２の電流検出手段の出力と
高圧の出力電流の目標値とを比較し前記圧電トランスに
入力される電圧を制御することにより出力電流を制御す
る制御手段とを具備したことを特徴とするものである。
記載の高圧電源装置は、圧電トランスと、前記圧電トラ
ンスの整流回路と、前記圧電トランスの入力電流を検出
する第１の電流検出手段と、前記電流検出手段に直列に
接続される第２の電流検出手段と、前記第２の電流検出
手段に並列に接続され且つ前記第２の電流検出手段に発
生する交流成分を除去する平滑回路と、前記整流回路の
アース側の出力を前記圧電トランスと前記第２の電流検
出手段との間に接続し前記第２の電流検出手段の出力と
高圧の出力電流の目標値とを比較し前記圧電トランスに
入力される電圧を制御することにより出力電流を制御す
る制御手段とを具備したことを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。
に基づき説明する。
【００１４】（第１の実施の形態）まず、本発明の第１
の実施の形態を図１及び図２に基づき説明する。図１
は、本発明の第１の実施の形態に係る高圧電源装置の構
成を示すブロック図であり、同図中、１は圧電トランス
で、その出力端子は整流回路２の入力端子に接続されて
いる。整流回路２は２つのダイオードＤ１，Ｄ２と、１
つのコンデンサＣ１とからなる。そして、圧電トランス
１の出力端子に発生する交流出力は、整流回路２により
整流されて直流出力となって、該整流回路２の出力端子
２ａから不図示の負荷に供給されるようになっている。
圧電トランス１とグランドとの間には電流検出抵抗Ｒ１
が接続され、この電流検出抵抗Ｒ１の出力端子はコンパ
レータ３の（＋）入力端子に接続されている。このコン
パレータ３の（−）入力端子はグランドに接続されてい
る。また、コンパレータ３の出力端子は、フィルタ４の
入力端子に接続され、このフィルタ４の出力端子は増幅
器５を介して圧電トランス１の入力端子に接続されてい
る。
の実施の形態を図１及び図２に基づき説明する。図１
は、本発明の第１の実施の形態に係る高圧電源装置の構
成を示すブロック図であり、同図中、１は圧電トランス
で、その出力端子は整流回路２の入力端子に接続されて
いる。整流回路２は２つのダイオードＤ１，Ｄ２と、１
つのコンデンサＣ１とからなる。そして、圧電トランス
１の出力端子に発生する交流出力は、整流回路２により
整流されて直流出力となって、該整流回路２の出力端子
２ａから不図示の負荷に供給されるようになっている。
圧電トランス１とグランドとの間には電流検出抵抗Ｒ１
が接続され、この電流検出抵抗Ｒ１の出力端子はコンパ
レータ３の（＋）入力端子に接続されている。このコン
パレータ３の（−）入力端子はグランドに接続されてい
る。また、コンパレータ３の出力端子は、フィルタ４の
入力端子に接続され、このフィルタ４の出力端子は増幅
器５を介して圧電トランス１の入力端子に接続されてい
る。
【００１５】次に、上記構成の第１の実施の形態に係る
高圧電源装置の動作を、図１と共に図２を用いて説明す
る。図２は、高圧電源装置の動作波形図であり、同図
中、（ａ）は電流検出抵抗Ｒ１により検出される検出電
流の波形、（ｂ）はコンパレータ２の出力電流の波形、
（ｃ）は圧電トランス１へ印加される駆動電圧の波形で
ある。
高圧電源装置の動作を、図１と共に図２を用いて説明す
る。図２は、高圧電源装置の動作波形図であり、同図
中、（ａ）は電流検出抵抗Ｒ１により検出される検出電
流の波形、（ｂ）はコンパレータ２の出力電流の波形、
（ｃ）は圧電トランス１へ印加される駆動電圧の波形で
ある。
【００１６】圧電トランス１へ印加される駆動電圧が正
弦波の場合、駆動電流の波形も正弦波となり、その波形
は図２の（ｃ）に示される波形となる。このため、電流
検出抵抗Ｒ１により検出される検出電流の波形は、図２
の（ａ）で示される波形となる。この検出電流波形とグ
ランド電位とをコンパレータ３により比較することによ
り、コンパレータ３の出力電流波形は矩形波となり、図
２の（ｂ）で示される波形となる。この矩形波からフィ
ルタ４により矩形波の基本周波数の正弦波を取り出し、
増幅器５により電流を増幅し圧電トランス１へ供給す
る。
弦波の場合、駆動電流の波形も正弦波となり、その波形
は図２の（ｃ）に示される波形となる。このため、電流
検出抵抗Ｒ１により検出される検出電流の波形は、図２
の（ａ）で示される波形となる。この検出電流波形とグ
ランド電位とをコンパレータ３により比較することによ
り、コンパレータ３の出力電流波形は矩形波となり、図
２の（ｂ）で示される波形となる。この矩形波からフィ
ルタ４により矩形波の基本周波数の正弦波を取り出し、
増幅器５により電流を増幅し圧電トランス１へ供給す
る。
【００１７】以上の構成でこの帰還制御を行うことによ
り、圧電トランス１へ供給する電圧と電流の位相を同期
させることができるため、共振周波数で圧電トランス１
を駆動することが可能となり、効率のよい電圧変換が可
能となる。また、増幅器５の周波数特性が高周波におい
て減衰することを利用して、フィルタ４と共有すること
も可能である。
り、圧電トランス１へ供給する電圧と電流の位相を同期
させることができるため、共振周波数で圧電トランス１
を駆動することが可能となり、効率のよい電圧変換が可
能となる。また、増幅器５の周波数特性が高周波におい
て減衰することを利用して、フィルタ４と共有すること
も可能である。
【００１８】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施の形態を図３及び図４に基づき説明する。図３は
本発明の第２の実施の形態に係る高圧電源装置の構成を
示すブロック図であり、同図において、上述した第１の
実施の形態における図１と同一部分には同一符号が付し
てある。図３において図１と異なる点は、図１の構成に
発振器６を付加したことである。この発振器６はコンパ
レータ３とフィルタ４との間に介装されている。発振器
６の発振周波数は圧電トランス１の共振周波数より低く
且つ１／２以上に設定されている。また、発振器６は圧
電トランス１に入力信号が入力された場合、その入力信
号に同期した発振を行う。
の実施の形態を図３及び図４に基づき説明する。図３は
本発明の第２の実施の形態に係る高圧電源装置の構成を
示すブロック図であり、同図において、上述した第１の
実施の形態における図１と同一部分には同一符号が付し
てある。図３において図１と異なる点は、図１の構成に
発振器６を付加したことである。この発振器６はコンパ
レータ３とフィルタ４との間に介装されている。発振器
６の発振周波数は圧電トランス１の共振周波数より低く
且つ１／２以上に設定されている。また、発振器６は圧
電トランス１に入力信号が入力された場合、その入力信
号に同期した発振を行う。
【００１９】この第２の実施の形態に係る高圧電源装置
におけるその他の構成は、図１と同一であるから、その
説明を省略する。
におけるその他の構成は、図１と同一であるから、その
説明を省略する。
【００２０】次に、上記構成の第２の実施の形態に係る
高圧電源装置の動作を、図３と共に図４を用いて説明す
る。図４は、高圧電源装置の動作波形図であり、同図
中、（ａ）は電流検出抵抗Ｒ１により検出される検出電
流の波形、（ｂ）はコンパレータ２の出力電流の波形、
（ｃ）は発振器６の出力波形、（ｄ）は圧電トランス１
へ印加される駆動電圧の波形である。
高圧電源装置の動作を、図３と共に図４を用いて説明す
る。図４は、高圧電源装置の動作波形図であり、同図
中、（ａ）は電流検出抵抗Ｒ１により検出される検出電
流の波形、（ｂ）はコンパレータ２の出力電流の波形、
（ｃ）は発振器６の出力波形、（ｄ）は圧電トランス１
へ印加される駆動電圧の波形である。
【００２１】圧電トランス１へ印加される駆動電圧の波
形は図４の（ｄ）で示される波形となり、また、電流検
出抵抗Ｒ１の検出波形は図４の（ａ）で示される波形と
なる。この電流検出抵抗Ｒ１の検出波形とグランド電位
とをコンパレータ３により比較することにより、コンパ
レータ３の出力は矩形波となり、図４の（ｂ）で示され
る波形となる。また、発振器６の出力波形は図４の
（ｃ）で示される波形となり、前記入力信号が入力され
ない場合は、点線で示されるような波形の周波数で駆動
する。また、前記入力信号が入力された場合は、実線で
示されるように入力信号の立ち上がりに同期して発振出
力もセットされる。この矩形波からフィルタ４により矩
形波の基本周波数の正弦波を取り出し、増幅器５により
電流を増幅し、圧電トランス１へ供給する。
形は図４の（ｄ）で示される波形となり、また、電流検
出抵抗Ｒ１の検出波形は図４の（ａ）で示される波形と
なる。この電流検出抵抗Ｒ１の検出波形とグランド電位
とをコンパレータ３により比較することにより、コンパ
レータ３の出力は矩形波となり、図４の（ｂ）で示され
る波形となる。また、発振器６の出力波形は図４の
（ｃ）で示される波形となり、前記入力信号が入力され
ない場合は、点線で示されるような波形の周波数で駆動
する。また、前記入力信号が入力された場合は、実線で
示されるように入力信号の立ち上がりに同期して発振出
力もセットされる。この矩形波からフィルタ４により矩
形波の基本周波数の正弦波を取り出し、増幅器５により
電流を増幅し、圧電トランス１へ供給する。
【００２２】上述した第１の実施の形態では、電源電圧
の立ち上がりの条件により発振が行われないという不具
合が生じる場合があるため、第２の実施の形態では、常
時発振を行うことにより、前記不具合の発生を防止した
ものである。
の立ち上がりの条件により発振が行われないという不具
合が生じる場合があるため、第２の実施の形態では、常
時発振を行うことにより、前記不具合の発生を防止した
ものである。
【００２３】（第３の実施の形態）次に、本発明の第３
の実施の形態を図５及び図６に基づき説明する。図５は
本発明の第３の実施の形態に係る高圧電源装置の構成を
示すブロック図であり、同図において、上述した第１の
実施の形態における図１と同一部分には同一符号が付し
てある。図３において図１と異なる点は、図１の構成か
らフィルタ４及び増幅器５を削除すると共に、図１の構
成にコンデンサＣ２、トランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３、
抵抗Ｒ２，Ｒ３を付加したことである。トランジスタＱ
１，Ｑ２，Ｑ３、抵抗Ｒ２，Ｒ３により増幅器５ａが構
成されている。
の実施の形態を図５及び図６に基づき説明する。図５は
本発明の第３の実施の形態に係る高圧電源装置の構成を
示すブロック図であり、同図において、上述した第１の
実施の形態における図１と同一部分には同一符号が付し
てある。図３において図１と異なる点は、図１の構成か
らフィルタ４及び増幅器５を削除すると共に、図１の構
成にコンデンサＣ２、トランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３、
抵抗Ｒ２，Ｒ３を付加したことである。トランジスタＱ
１，Ｑ２，Ｑ３、抵抗Ｒ２，Ｒ３により増幅器５ａが構
成されている。
【００２４】コンデンサＣ２は圧電トランス１とグラン
ドとの間に並列に接続されている。トランジスタＱ１の
コレクタ端子はＶｃｃ電源に、トランジスタＱ２のコレ
クタ端子はグランドにそれぞれ接続されている。トラン
ジスタＱ１，Ｑ２のエミッタ端子は圧電トランス１の入
力端子にそれぞれ接続されている。トランジスタＱ３の
ベース端子はコンパレータ３の出力端子に接続されてい
ると共に、抵抗Ｒ３を介してＶｃｃ電源に接続されてい
る。トランジスタＱ３のエミッタ端子はグランドに接続
され、コレクタ端子は抵抗Ｒ２を介してＶｃｃ電源に接
続されている。また、トランジスタＱ３のコレクタ端子
はそれぞれトランジスタＱ１，Ｑ２のベース端子に接続
されている。
ドとの間に並列に接続されている。トランジスタＱ１の
コレクタ端子はＶｃｃ電源に、トランジスタＱ２のコレ
クタ端子はグランドにそれぞれ接続されている。トラン
ジスタＱ１，Ｑ２のエミッタ端子は圧電トランス１の入
力端子にそれぞれ接続されている。トランジスタＱ３の
ベース端子はコンパレータ３の出力端子に接続されてい
ると共に、抵抗Ｒ３を介してＶｃｃ電源に接続されてい
る。トランジスタＱ３のエミッタ端子はグランドに接続
され、コレクタ端子は抵抗Ｒ２を介してＶｃｃ電源に接
続されている。また、トランジスタＱ３のコレクタ端子
はそれぞれトランジスタＱ１，Ｑ２のベース端子に接続
されている。
【００２５】この第３の実施の形態に係る高圧電源装置
におけるその他の構成は、図１と同一であるから、その
説明を省略する。
におけるその他の構成は、図１と同一であるから、その
説明を省略する。
【００２６】次に、上記構成の第３の実施の形態に係る
高圧電源装置の動作を、図５と共に図６を用いて説明す
る。図６は、高圧電源装置の動作波形図であり、同図
中、（ａ）は電流検出抵抗Ｒ１により検出される検出電
流の波形、（ｂ）はコンパレータ２の出力電流の波形、
（ｃ）は圧電トランス１へ印加される駆動電圧の波形で
ある。
高圧電源装置の動作を、図５と共に図６を用いて説明す
る。図６は、高圧電源装置の動作波形図であり、同図
中、（ａ）は電流検出抵抗Ｒ１により検出される検出電
流の波形、（ｂ）はコンパレータ２の出力電流の波形、
（ｃ）は圧電トランス１へ印加される駆動電圧の波形で
ある。
【００２７】圧電トランス１へ印加される駆動電圧の波
形は図６の（ｃ）で示される波形となる。圧電トランス
１へ印加される駆動電圧の波形が矩形波の場合、駆動電
流の波形は駆動周波数を基本波とする高調波を含む複雑
な波形となる。従って、高調波を減衰させるので、電流
検出抵抗Ｒ１にコンデンサＣ２が並列に接続されている
ため、電流検出抵抗Ｒ１により検出される検出電流の波
形は図６の（ａ）で示される波形となる。この検出波形
とグランド電位とをコンパレータ３により比較すること
により、コンパレータ３の出力波形は矩形波となり、図
６の（ｂ）で示される波形となる。この矩形波をトラン
ジスタＱ１〜Ｑ３、抵抗Ｒ２，Ｒ３により構成される増
幅器５ａにより増幅して電力を圧電トランス１へ供給す
る。
形は図６の（ｃ）で示される波形となる。圧電トランス
１へ印加される駆動電圧の波形が矩形波の場合、駆動電
流の波形は駆動周波数を基本波とする高調波を含む複雑
な波形となる。従って、高調波を減衰させるので、電流
検出抵抗Ｒ１にコンデンサＣ２が並列に接続されている
ため、電流検出抵抗Ｒ１により検出される検出電流の波
形は図６の（ａ）で示される波形となる。この検出波形
とグランド電位とをコンパレータ３により比較すること
により、コンパレータ３の出力波形は矩形波となり、図
６の（ｂ）で示される波形となる。この矩形波をトラン
ジスタＱ１〜Ｑ３、抵抗Ｒ２，Ｒ３により構成される増
幅器５ａにより増幅して電力を圧電トランス１へ供給す
る。
【００２８】圧電トランス１は、正弦波と矩形波とを比
較した場合、同一の周波数及び電圧振幅であれば、矩形
波の方が実効電圧が大きいため、出力電圧も高く供給す
ることが可能である。従って、上述した第１及び第２の
実施の形態に比較して、同一の電源電圧では、さらなる
効率の向上が図れる。
較した場合、同一の周波数及び電圧振幅であれば、矩形
波の方が実効電圧が大きいため、出力電圧も高く供給す
ることが可能である。従って、上述した第１及び第２の
実施の形態に比較して、同一の電源電圧では、さらなる
効率の向上が図れる。
【００２９】（第４の実施の形態）次に、本発明の第４
の実施の形態を図７に基づき説明する。図７は本発明の
第４の実施の形態に係る高圧電源装置の構成を示すブロ
ック図であり、同図において、上述した第１の実施の形
態における図１と同一部分には同一符号が付してある。
図７において図１と異なる点は、図１の構成からフィル
タ４を削除すると共に、図１の構成にコンデンサＣ２及
び発振器６を付加したことである。
の実施の形態を図７に基づき説明する。図７は本発明の
第４の実施の形態に係る高圧電源装置の構成を示すブロ
ック図であり、同図において、上述した第１の実施の形
態における図１と同一部分には同一符号が付してある。
図７において図１と異なる点は、図１の構成からフィル
タ４を削除すると共に、図１の構成にコンデンサＣ２及
び発振器６を付加したことである。
【００３０】コンデンサＣ２は圧電トランス１とグラン
ドとの間に並列に接続されている。発振器６はコンパレ
ータ３と増幅器５との間に介装されている。
ドとの間に並列に接続されている。発振器６はコンパレ
ータ３と増幅器５との間に介装されている。
【００３１】この第４の実施の形態に係る高圧電源装置
におけるその他の構成は、上述した第１の実施の形態に
おける図１と同一であるから、その説明を省略する。
におけるその他の構成は、上述した第１の実施の形態に
おける図１と同一であるから、その説明を省略する。
【００３２】次に、上記構成の第４の実施の形態に係る
高圧電源装置の動作を説明する。圧電トランス１に入力
される電流は電流検出抵抗Ｒ１により検出され、この検
出された電流の波形とグランド電位とがコンパレータ３
により比較され、コンパレータ３の出力は発振器６に入
力され、この発振器６の出力は増幅器５により増幅され
た後、圧電トランス１に入力され、この圧電トランス１
の出力は整流器２により整流された後、出力端子２ａか
ら不図示の負荷に供給される。
高圧電源装置の動作を説明する。圧電トランス１に入力
される電流は電流検出抵抗Ｒ１により検出され、この検
出された電流の波形とグランド電位とがコンパレータ３
により比較され、コンパレータ３の出力は発振器６に入
力され、この発振器６の出力は増幅器５により増幅され
た後、圧電トランス１に入力され、この圧電トランス１
の出力は整流器２により整流された後、出力端子２ａか
ら不図示の負荷に供給される。
【００３３】この第４の実施の形態に係る高圧電源装置
は、上述した第２の実施の形態における発振の安定化
と、第３の実施の形態における矩形波駆動による効率の
向上を図ることができるようにしたものである。
は、上述した第２の実施の形態における発振の安定化
と、第３の実施の形態における矩形波駆動による効率の
向上を図ることができるようにしたものである。
【００３４】（第５の実施の形態）次に、本発明の第５
の実施の形態を図８に基づき説明する。図８は本発明の
第５の実施の形態に係る高圧電源装置の構成を示すブロ
ック図であり、同図において、上述した第１の実施の形
態における図１と同一部分には同一符号が付してある。
図８において図１と異なる点は、図１の構成からフィル
タ４及び増幅器５を削除すると共に、図１の構成にコン
デンサＣ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５、トランジスタＱ１，Ｑ
２，Ｑ３，Ｑ４、抵抗Ｒ２，Ｒ３，第２の電流検出抵抗
Ｒ４、エラーアンプ７を付加したことである。トランジ
スタＱ１，Ｑ２，Ｑ３、抵抗Ｒ２，Ｒ３により増幅器５
ａが構成されている。
の実施の形態を図８に基づき説明する。図８は本発明の
第５の実施の形態に係る高圧電源装置の構成を示すブロ
ック図であり、同図において、上述した第１の実施の形
態における図１と同一部分には同一符号が付してある。
図８において図１と異なる点は、図１の構成からフィル
タ４及び増幅器５を削除すると共に、図１の構成にコン
デンサＣ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５、トランジスタＱ１，Ｑ
２，Ｑ３，Ｑ４、抵抗Ｒ２，Ｒ３，第２の電流検出抵抗
Ｒ４、エラーアンプ７を付加したことである。トランジ
スタＱ１，Ｑ２，Ｑ３、抵抗Ｒ２，Ｒ３により増幅器５
ａが構成されている。
【００３５】トランジスタＱ１のコレクタ端子はトラン
ジスタＱ４のエミッタ端子に、トランジスタＱ２のコレ
クタ端子はグランドにそれぞれ接続されている。トラン
ジスタＱ１，Ｑ２のエミッタ端子は圧電トランス１の入
力端子にそれぞれ接続されている。トランジスタＱ３の
ベース端子はコンパレータ３の出力端子に接続されてい
ると共に、抵抗Ｒ３を介してトランジスタＱ４のエミッ
タ端子に接続されている。トランジスタＱ３のエミッタ
端子はグランドに接続され、コレクタ端子は抵抗Ｒ２を
介してトランジスタＱ４のエミッタ端子に接続されてい
る。また、トランジスタＱ３のコレクタ端子はそれぞれ
トランジスタＱ１，Ｑ２のベース端子に接続されてい
る。
ジスタＱ４のエミッタ端子に、トランジスタＱ２のコレ
クタ端子はグランドにそれぞれ接続されている。トラン
ジスタＱ１，Ｑ２のエミッタ端子は圧電トランス１の入
力端子にそれぞれ接続されている。トランジスタＱ３の
ベース端子はコンパレータ３の出力端子に接続されてい
ると共に、抵抗Ｒ３を介してトランジスタＱ４のエミッ
タ端子に接続されている。トランジスタＱ３のエミッタ
端子はグランドに接続され、コレクタ端子は抵抗Ｒ２を
介してトランジスタＱ４のエミッタ端子に接続されてい
る。また、トランジスタＱ３のコレクタ端子はそれぞれ
トランジスタＱ１，Ｑ２のベース端子に接続されてい
る。
【００３６】コンデンサＣ２，Ｃ３は圧電トランス１と
グランドとの間に並列に接続されている。電流検出抵抗
Ｒ４は圧電トランス１とグランドとの間に直列に接続さ
れている。第１の電流検出抵抗Ｒ１の出力はコンパレー
タ３の（−）入力端子に入力される。整流回路２のアー
ス側端子が、第１の電流検出抵抗Ｒ１と第２の電流検出
抵抗Ｒ４との接続端に接続されている。コンパレータ３
の（＋）入力端子は第１の電流検出抵抗Ｒ１と第２の電
流検出抵抗Ｒ４との接続端に接続されている。コンパレ
ータ３の出力は、トランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３、抵抗
Ｒ２，Ｒ３により構成される増幅器５ａに入力される。
また、この増幅器５ａの出力は、圧電トランス１に入力
される。
グランドとの間に並列に接続されている。電流検出抵抗
Ｒ４は圧電トランス１とグランドとの間に直列に接続さ
れている。第１の電流検出抵抗Ｒ１の出力はコンパレー
タ３の（−）入力端子に入力される。整流回路２のアー
ス側端子が、第１の電流検出抵抗Ｒ１と第２の電流検出
抵抗Ｒ４との接続端に接続されている。コンパレータ３
の（＋）入力端子は第１の電流検出抵抗Ｒ１と第２の電
流検出抵抗Ｒ４との接続端に接続されている。コンパレ
ータ３の出力は、トランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３、抵抗
Ｒ２，Ｒ３により構成される増幅器５ａに入力される。
また、この増幅器５ａの出力は、圧電トランス１に入力
される。
【００３７】第２の電流検出抵抗Ｒ４の出力端子はエラ
ーアンプ７の（＋）入力端子に接続されている。エラー
アンプ７の（−）入力端子には図示しないコントローラ
から高圧出力の電流値の目標電圧が入力される。エラー
アンプ７の出力端子はトランジスタＱ４のベース端子に
接続されている。トランジスタＱ４のコレクタ端子はＶ
ｃｃ電源に接続され、エミッタ端子は増幅器５ａの電源
に接続されている。
ーアンプ７の（＋）入力端子に接続されている。エラー
アンプ７の（−）入力端子には図示しないコントローラ
から高圧出力の電流値の目標電圧が入力される。エラー
アンプ７の出力端子はトランジスタＱ４のベース端子に
接続されている。トランジスタＱ４のコレクタ端子はＶ
ｃｃ電源に接続され、エミッタ端子は増幅器５ａの電源
に接続されている。
【００３８】この第５の実施の形態に係る高圧電源装置
におけるその他の構成は、上述した第１の実施の形態に
おける図１と同一であるから、その説明を省略する。
におけるその他の構成は、上述した第１の実施の形態に
おける図１と同一であるから、その説明を省略する。
【００３９】次に、上記構成の第５の実施の形態に係る
高圧電源装置の動作を説明する。図８において、不図示
の負荷に流れる電流は直流であり、グランドを介して第
２の電流検出抵抗Ｒ４を流れることになる。また、圧電
トランス１の駆動電流は第２の電流検出抵抗Ｒ４及びコ
ンデンサＣ３を流れる。このとき、コンデンサＣ３の容
量が十分大きければ、圧電トランス１の駆動電流は交流
電流のため、ほとんどコンデンサＣ３に流れる。このた
め第２の電流検出抵抗Ｒ４で検出される電圧は負荷電流
に比例した信号となる。この信号により、増幅器５ａの
電源電圧をトランジスタＱ４により制御することによ
り、圧電トランス１の入力電力が制御され、出力電流の
制御を行うことが可能となる。
高圧電源装置の動作を説明する。図８において、不図示
の負荷に流れる電流は直流であり、グランドを介して第
２の電流検出抵抗Ｒ４を流れることになる。また、圧電
トランス１の駆動電流は第２の電流検出抵抗Ｒ４及びコ
ンデンサＣ３を流れる。このとき、コンデンサＣ３の容
量が十分大きければ、圧電トランス１の駆動電流は交流
電流のため、ほとんどコンデンサＣ３に流れる。このた
め第２の電流検出抵抗Ｒ４で検出される電圧は負荷電流
に比例した信号となる。この信号により、増幅器５ａの
電源電圧をトランジスタＱ４により制御することによ
り、圧電トランス１の入力電力が制御され、出力電流の
制御を行うことが可能となる。
【００４０】
【発明の効果】以上詳述したように本発明の高圧電源装
置によれば、圧電トランスの駆動電圧と駆動電流の位相
を同期することにより、圧電トランスの共振周波数で駆
動することが可能となるという効果を奏する。
置によれば、圧電トランスの駆動電圧と駆動電流の位相
を同期することにより、圧電トランスの共振周波数で駆
動することが可能となるという効果を奏する。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る高圧電源装置
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
【図２】同高圧電源装置の動作波形図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る高圧電源装置
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
【図４】同高圧電源装置の動作波形図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る高圧電源装置
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
【図６】同高圧電源装置の動作波形図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係る高圧電源装置
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態に係る高圧電源装置
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
１ 圧電トランス ２ 整流回路 ３ コンパレータ ４ フィルタ ５ 増幅器 ５ａ 増幅器 ６ 発振器 ７ エラーアンプ Ｃ１ コンデンサ Ｃ２ コンデンサ Ｃ３ コンデンサ Ｃ４ コンデンサ Ｃ５ コンデンサ Ｄ１ ダイオード Ｄ２ ダイオード Ｑ１ トランジスタ Ｑ２ トランジスタ Ｑ３ トランジスタ Ｑ４ トランジスタ Ｒ１ 電流検出抵抗 Ｒ２ 抵抗 Ｒ３ 抵抗 Ｒ４ 電流検出抵抗
Claims (5)
- 【請求項１】 圧電トランスと、前記圧電トランスの整
流回路と、前記圧電トランスの入力電流を検出する電流
検出手段と、前記電流検出手段の交流出力のゼロクロス
を検出する比較器と、前記比較器の出力の低周波成分を
取り出すフィルタ手段と、前記フィルタ手段の出力電流
を増幅し前記圧電トランスを駆動する増幅器とを具備
し、前記フィルタ手段のカットオフ周波数は、前記圧電
トランスの共振周波数の２倍より低く設定されているこ
とを特徴とする高圧電源装置。 - 【請求項２】 圧電トランスと、前記圧電トランスの整
流回路と、前記圧電トランスの入力電流を検出する電流
検出手段と、前記電流検出手段の交流出力のゼロクロス
を検出する比較器と、前記比較器の出力をトリガーとし
て発振する発振器と、前記発振器の出力の低周波成分を
取り出すフィルタ手段と、前記フィルタ手段の出力電流
を増幅し前記圧電トランスを駆動する増幅器とを具備
し、前記発振器の発振周波数は、前記圧電トランスの共
振周波数より低く且つ１／２以上に設定され、また前記
フィルタ手段のカットオフ周波数は、前記圧電トランス
の共振周波数の２倍より低く設定されていることを特徴
とする高圧電源装置。 - 【請求項３】 圧電トランスと、前記圧電トランスの整
流回路と、前記圧電トランスの入力電流を検出する電流
検出手段と、前記電流検出手段の交流出力の低周波成分
を取り出すフィルタ手段と、前記フィルタ手段のゼロク
ロスを検出する比較器と、前記比較器の出力電流を増幅
し前記圧電トランスを駆動する増幅器とを具備し、前記
フィルタ手段のカットオフ周波数は、前記圧電トランス
の共振周波数の２倍より低く設定されていることを特徴
とする高圧電源装置。 - 【請求項４】 圧電トランスと、前記圧電トランスの整
流回路と、前記圧電トランスの入力電流を検出する電流
検出手段と、前記電流検出手段の交流出力の低周波成分
を取り出すフィルタ手段と、前記フィルタ手段のゼロク
ロスを検出する比較器と、前記比較器の出力をトリガー
として発振する発振器と、前記発振器の出力電流を増幅
し前記圧電トランスを駆動する増幅器とを具備し、前記
発振器の発振周波数は、前記圧電トランスの共振周波数
より低く且つ１／２以上に設定され、また前記フィルタ
手段のカットオフ周波数は、前記圧電トランスの共振周
波数の２倍より低く設定されていることを特徴とする高
圧電源装置。 - 【請求項５】 圧電トランスと、前記圧電トランスの整
流回路と、前記圧電トランスの入力電流を検出する第１
の電流検出手段と、前記電流検出手段に直列に接続され
る第２の電流検出手段と、前記第２の電流検出手段に並
列に接続され且つ前記第２の電流検出手段に発生する交
流成分を除去する平滑回路と、前記整流回路のアース側
の出力を前記圧電トランスと前記第２の電流検出手段と
の間に接続し前記第２の電流検出手段の出力と高圧の出
力電流の目標値とを比較し前記圧電トランスに入力され
る電圧を制御することにより出力電流を制御する制御手
段とを具備したことを特徴とする高圧電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7259472A JPH0984335A (ja) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | 高圧電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7259472A JPH0984335A (ja) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | 高圧電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0984335A true JPH0984335A (ja) | 1997-03-28 |
Family
ID=17334558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7259472A Pending JPH0984335A (ja) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | 高圧電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0984335A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006309154A (ja) * | 2005-04-01 | 2006-11-09 | Canon Inc | 画像形成装置における電源ユニット |
| JP2007043804A (ja) * | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Tamura Seisakusho Co Ltd | 圧電トランス出力検出装置及びこれを用いた電源装置 |
| JP2011050239A (ja) * | 2009-08-28 | 2011-03-10 | General Electric Co <Ge> | 圧電変成器を有する電源及び電力変換の方法 |
| CN102255508A (zh) * | 2010-05-22 | 2011-11-23 | 新能微电子股份有限公司 | 电源转换器的隔离式反馈系统 |
| JP2012150500A (ja) * | 2005-04-01 | 2012-08-09 | Canon Inc | 電源、制御回路、画像形成装置の電源 |
-
1995
- 1995-09-13 JP JP7259472A patent/JPH0984335A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006309154A (ja) * | 2005-04-01 | 2006-11-09 | Canon Inc | 画像形成装置における電源ユニット |
| JP2012150500A (ja) * | 2005-04-01 | 2012-08-09 | Canon Inc | 電源、制御回路、画像形成装置の電源 |
| JP2007043804A (ja) * | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Tamura Seisakusho Co Ltd | 圧電トランス出力検出装置及びこれを用いた電源装置 |
| JP2011050239A (ja) * | 2009-08-28 | 2011-03-10 | General Electric Co <Ge> | 圧電変成器を有する電源及び電力変換の方法 |
| CN102255508A (zh) * | 2010-05-22 | 2011-11-23 | 新能微电子股份有限公司 | 电源转换器的隔离式反馈系统 |
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