JP3744323B2

JP3744323B2 - Power supply

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Publication number: JP3744323B2
Application number: JP2000253927A
Authority: JP
Inventors: 光史芳賀; 智幸山田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2000-08-24
Filing date: 2000-08-24
Publication date: 2006-02-08
Anticipated expiration: 2020-08-24
Also published as: JP2002078329A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、複写機等の電源装置に関する。さらに詳細には、プリンタ、複写機等の帯電装置、転写装置、ヒューザー装置、現像装置等に適用可能な電源装置であり、帯電、除電時の極性の異なる出力の高速切り換えを可能とした構成を持つ電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ、複写機等の画像形成装置は、感光体ドラムに静電潜像を接触帯電装置（以下帯電装置）で形成し、トナー像を現像装置で形成し、接触転写装置（以下転写装置）で、トナー像を用紙に転写する。さらに、用紙への転写後、剥離（デタック）装置で用紙を感光体または、中間転写装置、または転写ベルト装置等から剥離し、ヒューザー装置において用紙にトナーを定着して、画像を出力する。
【０００３】
図１６は、画像形成装置の２つの構成例（ケース１およびケース２）を示す概略構成図である。ケース１において、感光体ドラム３１０１は、図示しないモータにより駆動されて矢印方向に回転する。この感光体ドラム３１０１の周囲には、帯電ロールを備えた接触帯電装置３１０２が備えられ、接触帯電装置３１０２により感光体３１０１が一様に帯電された後、ラスター出力スキャン（ＲＯＳ）において像を出力する。ＲＯＳが実行する機能は、一連の変調されたスキャン・ラインをもって感光体表面を連続的にスキャンすることにより、感光性の表面上に出力イメージ・コピーを露光することである。感光体ドラム３１０１上に形成された静電潜像は、現像装置３１０３により現像され、感光体ドラム３１０１上に形成されたトナー像は、転写装置３１０４により用紙（ペーパー）３１０５上に転写される。用紙への転写後、剥離（デタック）装置３１０６で用紙を感光体から剥離し、ヒューザー装置３１０７において用紙（ペーパ）３１０５にトナーを定着して、画像を出力する。
【０００４】
ケース２は、画像形成装置の他の例を示す概略構成図である。感光体ドラム３１１１は、図示しないモータにより駆動されて矢印方向に回転する。この感光体ドラム３１１１の周囲には、帯電装置３１１２が備えられ、帯電装置３１１２により感光体３１１１が一様に帯電された後、ラスター出力スキャン（ＲＯＳ）において像を出力する。感光体ドラム３１１１上に形成された静電潜像は、現像装置３１１３により現像され、感光体ドラム３１１１上に形成されたトナー像は、1次転写装置３１１４により、転写ベルト３１１５に転写され、さらに、２次転写装置３１１６を介して用紙（ペーパー）３１１７上に転写される。用紙への転写後、剥離（デタック）装置３１１８で用紙を感光体から剥離し、ヒューザー装置３１１９において用紙（ペーパ）３１１７にトナーを定着して、画像を出力する。
【０００５】
上記構成において、ケース１の帯電装置は感光体ドラムに接触しており、帯電電源により帯電用バイアスが印加され、感光体ドラムを一様に帯電する。また、現像装置を構成する現像ロールは、感光体ドラムに近接して配置され、帯電したトナーをその表面に担持して回転し、そのトナーを感光体に向き合う現像位置に運ぶ。また、その現像ロールには、現像電源から、現像バイアスが印加される。この現像バイアスの印加により現像ロールの表面に担持されたトナーが感光体ドラム側に飛翔し、感光体ドラム上にトナー像が形成される。
【０００６】
また、転写装置は、感光体ドラムに接触した状態に配置されて回転し、転写電源により転写バイアスが印加され、感光体ドラムと転写ロールとの間に挿入された用紙上にトナー像を転写させる。これら、帯電装置電源、現像装置電源、および転写装置電源は、制御回路により、バイアス印加のタイミング等が制御される。
【０００７】
帯電装置は、感光体をマイナス電荷に帯電させるためにマイナス高圧出力（バイアス出力を含む）を供給する。また、帯電ロールヘのトナー付着および感光体の除電時には、プラス電荷に帯電させるために、逆極性のプラス高圧出力（バイアス出力を含む）を帯電ロールに供給することが必要となる。
【０００８】
現像装置は、矩形波のバイアス出力を供給する必要があるため、マイナスバイアス出力と、プラスバイアス出力を高速に切り替え、各出力の出力時間を制御して供給することが必要となる。
【０００９】
転写装置は、図１６に示すケース１の構成の場合、転写時にはプラス高圧出力（バイアス出力を含む）を供給し、クリーニング時に逆極性のマイナス高圧出力（バイアス出力を含む）を供給する。また、ケース２の構成では、転写時に1次転写ロールにプラス高圧出力（バイアス出力を含む）を供給し、クリーニング時に、逆極性のマイナス高圧出力（バイアス出力を含む）を1次転写ロールに供給し、転写装置をクリーニングする。また、２次転写ロールには、転写時にはマイナス高圧出力（バイアス出力を含む）を供給し、２次転写ロールの付着トナーのクリーニング時には、逆極性のプラス高圧出力（バイアス出力を含む）を供給する。
【００１０】
また、ヒューザー装置は、用紙上のトナーを吸着させている電荷の低下等により、用紙上のトナー飛び散り発生のおそれがあるため、プレッシャーロールへのプラスバイアス出力を用紙通過時に印加する。用紙通過時以外は、プレッシャーロールへの残留電荷によるトナーのプレッシャーロールへの付着による汚れと、用紙排出時のプレッシャーロールへの用紙巻き付きのおそれがあるため、ヒートロールに逆極性のマイナスバイアス出力を供給する必要がある。
【００１１】
このように、プリンタ、複写機等の画像形成装置では、様々な部分において、異なる極性の電圧印加を実行する印加電圧制御が必要となる。このような、異極性の電圧を印加する電源供給システムには、正負コンバータをシリーズ（直列）に接続する回路方式と、正負コンバータを並列にスイッチを介して接続する回路方式がある。
【００１２】
正負コンバータをシリーズ（直列）に接続する回路方式には、例えば特公平２−１６６５９号後方に記載の構成がある。これは、低圧入力電圧を昇圧した高圧出力を負荷に供給する電源装置において、高圧側に設けられた第1および第2の高圧出力部を選択的に作動（片側ＯＦＦ）させる出力切り替え装置と、第1および第2の高圧出力部の各出力巻き線にそれぞれ並列に設けられ、かつ、相互に接続された第1および第2の抵抗とを具備し、出力切り替え装置により正負の高圧出力を切り替えて負荷に供給する構成としたものである。
【００１３】
また、正負コンバータを並列にスイッチを介して接続する回路方式としては、特開平５−２２４５４１や、特開平１−２９２３８５がある。
【００１４】
特開平５−２２４５４１には、転写材の画像形成領域に応じた転写バイアス電圧と、転写材の画像形成領域以外の画像非形成領域に応じて転写バイアス電圧と異極性の分離バイアス電圧とを転写手段に切換印加するバイアス電圧印加手段を有する構成であり、画像非形成領域を転写材の先端部または後端部に画定する構成とし、また、転写手段を転写ローラ、コロナ転写帯電器とした構成を正負コンバータを並列にスイッチを介して接続する回路方式として開示している。
【００１５】
また、特開平１−２９２３８５には、接触帯電手段に印加する少なくとも直流成分と、転写用回転体に印加する電圧を変化させて非転写時に転写用回転体からトナーを像担持体に転位する方向の電荷を形成する手段を正負コンバータを並列にスイッチを介して接続する回路方式として示している。
【００１６】
特に、出力を可変する機能または出力の安定供給を要する帯電装置、現像装置、転写装置、ヒューザー装置に電源を供給する電源装置は、図１７（ａ）に示すように、２つの異なる極性の電源３２０１，３２０２を有し、昇圧回路を用い、1次側入力をスイッチング制御するためのスイッチング素子３２０３と、昇圧回路によって高圧化またはバイアス化された2次側の出力状態を出力状態検出回路３２０４を有する。出力状態検出回路３２０４または出力状態の代替特性により出力を検出する機能により出力を検出し、検出した出力状態と基準値とを比較して、スイッチング素子に与えるべきＰＷＭ信号のデューティ（Ｄｕｔｙ）値を制御することで、出力値を調整する構成である。
【００１７】
また、出力を固定、または出力の継続安定供給が不要な帯電装置、現像装置、転写装置、ヒューザー装置に電源を供給する電源装置としては、図１７（ｂ）に示すように、２つの異なる極性の電源３２１１，３２１２を有し、昇圧回路を用い、1次側入力をスイッチング制御するためのスイッチング素子３２１３と、高圧化またはバイアス化する昇圧回路と、所望の出力状態を想定したスイッチング素子に与えるＰＷＭ信号のデューティ（Ｄｕｔｙ）値を供給する回路とを備えた構成がある。
【００１８】
また、正負コンバータを並列にスイッチを介して接続する回路方式としては、図１７（ｃ）に示すように、２つの異なる極性の電源３２２１，３２２２を有し、それぞれリレー手段３２２３，３２２４を介して負荷に接続し、リレー手段３２２３，３２２４をスイッチング制御するためのスイッチング素子３２２５を設けた構成、また、図１７（ｄ）に示すように、２つの異なる極性の電源３２３１，３２３２を有し、それぞれに異なる入力電圧手段３２３３，３２３４からの電圧を入力する構成とし、入力電圧手段３２３３，３２３４をスイッチング制御するためのスイッチング素子３２３５を設けた構成がある。
【００１９】
出力を可変する機能または出力の安定供給を要する帯電装置、現像装置、転写装置、ヒューザー装置に電源を供給する電源装置は、各装置の環境（例えば機外温度変化）等による各装置のインピーダンス、キャパシタンスの変化や、各部位の汚れ、摩耗による変化がある。また、転写装置、ヒューザー装置においては、用紙のインピーダンス変化の影響もあり、高い画質を維持することが困難となる場合がある。従って、これらの環境変化による帯電装置、現像装置、転写装置、ヒューザー装置に対する影響を低減するためには、各装置の各装置のインピーダンス、キャパシタンスの変化を適時観測し、各装置への電源出力を一定にすることが必要となる。
【００２０】
この制御の一般的手法としては、各装置の通常動作以前に、各装置のインピーダンス、キャパシタンスを観測し、事前に準備された各装置のインピーダンス、キャパシタンスに対する出力電圧、出力電流のテーブルから各機能のパラメータを決定する手法がある。あるいは、適性な出力電圧、出力電流を各装置のインピーダンス、キャパシタンスから演算によって求めて各機能のパラメータを決定する手法がある。このようにして求めたパラメータによって1次側入力電圧、入力電流をスイッチング制御するか、あるいは入力電圧、入力電流の直接制御を行ない、各装置に供給する電源出力を一定にすることが行われる。
【００２１】
さらに、正負出力を供給する電源システムでは、正負出力の切り替えが行なわれるため、負荷（装置）の容量や、電源装置と負荷を接続する部材とフレーム間の分布容量、負荷装置トフレーム間の分布容量があるため、正負出力切り替え時に各容量や分布容量に正負交互に充放電が繰り返されるため、ラッシュ電流が流れ、放射ノイズが発生するという欠点がある。これを防止する一般的な手段には、電源装置と負荷との間にラッシュ電流抑制素子を設ける構成がある。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、正負コンバータをシリーズ（直列）に接続する回路方式は、正負切り替え時のノイズ低減に有効な技術である反面、2次側の出力電流が比較的低い数百マイクロアンペア以下であっても、バイパス抵抗へ発生する電圧が、高くなるため、バイパス抵抗が印加電圧の耐圧確保のため大型化したり、周辺との機能上の絶縁を確保するため、エポキシ材等による絶縁材での充填構成が必要となるため電源装置の小型化に限界がある。また、バイパス抵抗のパワーロスが電流、電圧値の2乗で増加するため、回路の使用範囲も限定されるという欠点がある。
【００２３】
また、正負コンバータを並列にスイッチを介して接続する回路方式では、電源装置の高効率化、出力電圧の高圧化、ハイパワー化に対して有効である反面、出力切り替え時にノイズが発生し、装置および周辺装置への対策が必要となり、そのためのコストがかかり、さらに、切り替え装置とノイズ対策のために装置が大型化する。さらに、切り替えスピードが限定されるため、用途が限られるという欠点がある。
【００２４】
また、上述のように切り替え回路および比較回路等を備える構成では、切り替え回路の切り替え時間と比較回路での演算時間がかかるため、出力として切り替え後の出力安定までに時間がかかり、ハイスピードのプリンタや複写機、あるいは切り替え要求の厳しい条件である場合には、各装置の機能が十分に機能できずに画質に悪影響を及ぼす可能性があるていう欠点がある。
【００２５】
図１８に正負コンバータをシリーズ（直列）に接続する回路構成例と、各信号の出力波形例を示す。図１８（ａ）は、図１７（ａ）に相当する回路構成例であり、出力を可変する機能または出力の安定供給を要する帯電装置、現像装置、転写装置、ヒューザー装置に電源を供給する電源装置の構成例であり、出力電圧検出部の検出値に応じた制御を行なう回路例である。また、図１８（ｂ）は、図１７（ｂ）に相当する回路構成例であり、出力を固定、または出力の継続安定供給が不要な帯電装置、現像装置、転写装置、ヒューザー装置に電源を供給する電源装置の例である。図１８（ｃ）は、図１８（ａ），（ｂ）の回路構成における選択信号（ＳＥＬｓｉｇｎａｌ）、ＯＮ／ＯＦＦ信号、Ｖｏｕｔ＋、Ｖｏｕｔ−、Ｖｏｕｔ各信号の入力および出力波形を示す。
【００２６】
図１８（ｃ）の出力波形Ｖｏｕｔ＋、Ｖｏｕｔ−、Ｖｏｕｔに示すように、選択信号の切り替え時には、切り替え回路起動時間、平滑コンデンサの充電時間、平滑コンデンサの放電時間に起因して、電位安定までの遅延が発生する。これらの遅延は、ハイスピードのプリンタや複写機、あるいは切り替え要求の厳しい条件である場合には、画質に悪影響を及ぼす可能性がある。
【００２７】
また、従来の電源システムにおいては、正負出力を供給する装置（負荷）が容量成分を含むため、正負出力切り替え時において、正負出力と負荷間の接続部、あるいは負荷と正負出力リターン間の接続部から放射ノイズが発生するという欠点があった。
【００２８】
本発明は、このような従来技術の欠点に鑑みてなされたものであり、装置の小型化、低ノイズ化、高効率化を実現する電源装置を提供することを第1の目的とする。
【００２９】
さらに、本発明は、正負切り替えのスピード高速化を可能とし、様々な装置、システムにおいて利用可能性のある電源装置を提供することを第２の目的とする。
【００３０】
さらに、本発明は、正負出力切り替え時において、ノイズを低減し、プリンタ、複写機の制御コントロールの安定動作を実現する電源装置を提供することを第３の目的とする。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の側面は、極性の異なる電圧を供給し、並列接続された第１の電源回路および第２の電源回路と、前記第１の電源回路および第２の電源回路の出力側において、前記第１の電源回路と第２の電源回路とを接続するインピーダンス可変素子と、前記インピーダンス可変素子のインピーダンスを選択信号に応じて切り替える切り替え手段と、を有し、前記第１の電源回路と第２の電源回路双方が出力している状態で、前記選択信号に応じたインピーダンス可変素子のインピーダンス変化に基づいて、前記第１の電源回路と第２の電源回路によって供給される異極電圧間において、正、負の電圧を選択的に発生させる構成としたことを特徴とする電源装置にある。本構成によれば、負荷に対して過剰な電圧が供給されることなく、また、正負切り替え時のノイズ低減、高速切り替えが実現される。
【００３２】
さらに、本発明の電源装置の一実施態様において、前記第１の電源回路と、前記第２の電源回路とは、トランスおよび整流回路を有し、前記インピーダンス可変素子は、前記第１の電源回路と、前記第２の電源回路に対応して構成された整流回路間を接続する構成を有することを特徴とする。このように２つの電源回路間を抵抗体等のインピーダンス素子で接続する構成としたので、出力側には、２つの電源のより高い出力が発生せず、装置の小型化が実現される。
【００３３】
さらに、本発明の電源装置の一実施態様において、前記インピーダンス可変素子は抵抗体を有し、前記切り替え手段は、フォトＭＯＳリレー等の半導体リレーにより構成され、該フォトＭＯＳリレー等の半導体リレーに入力される選択信号に応じて前記インピーダンス可変素子の抵抗体接続構成を変更することにインピーダンスを変更する構成としたことを特徴とする。本構成により、インピーダンスの任意タイミングでの変更処理が可能となる。
【００３４】
さらに、本発明の電源装置の一実施態様において、前記第１の電源回路と、前記第２の電源回路とは、トランスおよび整流回路構成を有し、前記第１の電源回路と前記第２の電源回路のトランスは共有トランスとして構成したことを特徴とする。本構成により、電源装置の装置構成の小型化が実現される。
【００３５】
さらに、本発明の電源装置の一実施態様において、出力電圧を検出する出力電圧検出部を有し、前記出力電圧検出部により検出された検出値に基づくフィードバック制御構成を有することを特徴とする。本構成により、高度な出力制御が可能となる。
【００３６】
さらに、本発明の電源装置の一実施態様において、前記インピーダンス可変素子および切り替え手段構成は、前記第１の電源回路の電源帰還側と第２の電源回路の電源帰還側のそれぞれに独立して構成され、それぞれの切り替え手段において、対応するインピーダンス可変素子のインピーダンスを独立に変化させる構成としたことを特徴とする。本構成により、出力の多段階制御等、様々な態様での制御が可能となる。
【００３７】
さらに、本発明の電源装置の一実施態様において、前記インピーダンス可変素子および切り替え手段構成は、前記第１の電源回路の電源帰還側と第２の電源回路のいずれかの電源帰還側に少なくとも１以上構成し、構成したそれぞれの切り替え手段において、対応するインピーダンス可変素子のインピーダンスを独立に変化させる構成としたことを特徴とする。本構成により、出力の多段階制御等、様々な態様での制御が可能となる。
【００３８】
さらに、本発明の電源装置の一実施態様において、前記インピーダンス可変素子のインピーダンスを選択信号に応じて切り替える切り替え手段に入力する信号は、数キロ〜数十キロヘルツのパルス信号であり、前記インピーダンス可変素子のインピーダンスは、該パルス信号に応じて変更する構成であることを特徴とする。本構成により、例えばプリンタ、複写機等の現像装置バイアス出力が可能となる。
【００３９】
さらに、本発明の電源装置の一実施態様において、前記電源装置と負荷との間にラッシュ抑制素子としての抵抗体を有することを特徴とする。本構成により、正負切り替え時等のノイズが低減される。
【００４０】
さらに、本発明の電源装置の一実施態様において、前記電源装置による電源供給対象である負荷における接地経路にノイズ抑制素子としての抵抗体を有することを特徴とする。本構成により、正負切り替え時等のノイズが低減される。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電源装置、電源供給システムの詳細について図面を参照しながら説明する。
【００４２】
【実施例】
本発明に係る電源装置、電源供給システムの実施例について説明する。実施例は、プリンタ、複写機等の画像形成装置の帯電装置、現像装置、転写装置、ヒューザー装置に電源を供給する電源装置、電源供給システムを例にして説明する。
【００４３】
［帯電装置］
まず帯電装置の電圧制御を行なう電源装置の構成例について説明する。帯電装置に電源を供給する電源装置は、図１に示すように、1次側入力を昇圧して、マイナス出力を発生させる第1のトランス１０１および半波整流回路１０３、1次側入力を昇圧してプラス出力を発生させる第2のトランス１０２および半波整流回路１０４を備えている。
【００４４】
第1のトランス１０１の1次側（電源供給側）において1次側入力を定電圧制御し、第1のトランス１０１において昇圧し、半波整流回路１０３により直流変換を行ない、電源帰還側である２次側出力を所定のマイナスの電圧（帯電パラメータに相当する値）に制御する。また、第２のトランス１０２の1次側において1次側入力を定電圧制御し、第２のトランス１０２により昇圧して、半波整流回路１０４により直流変化を行ない、2次側出力を所定の逆バイアスのプラス電圧（除電パラメータ、または帯電装置に付着するトナーをクリーニングする値に相当する値）に制御する。
【００４５】
第1のトランス１０１の2次側の半波整流回路１０３は、第2のトランス１０２の2次側の半波整流回路１０４と複数の抵抗１１１，１１２で並列に接続されている。帯電用のマイナス電圧と、除電、クリーニング用の逆バイアスのプラス電圧への正負出力切り替え回路部１０５は、フォトＭＯＳリレー構成を有し、第1のトランス１０１の2次側の半波整流回路１０３と第２のトランス１０２の２次側の半波整流回路１０４間の特定のバイパス抵抗部としての抵抗１１１に並列に接続された構成を持つ。
【００４６】
第1のトランス１０１の1次側、第２のトランス１０２の1次側には、スイッチングトランジスタ１０６，１０７と、スイッチングトランジスタ制御回路１０８，１０９が接続され、それぞれのスイッチングトランジスタ制御回路にＯＮ／ＯＦＦ信号を入力してスイッチングトランジスタ１０６，１０７の動作制御を行なう。
【００４７】
本構成の動作について説明する。まず、帯電装置の帯電時の動作について説明する。帯電時には、帯電指示コマンド（帯電信号）がスイッチング・トランジスタ制御回路１０８，１０９に入力される。帯電信号はまず、ＯＮ／ＯＦＦ回路（図示せず）に入力され、所定の出力に相当する駆動信号を第1のトランス１０１の1次側の制御回路部を駆動させる。これにより、1次側入力が定電圧制御され、第1のトランス１０１および半波整流回路１０３を介してマイナス出力が発生する。第2のトランスの1次側の制御回路部も帯電信号により駆動される。これにより、1次側入力が定電圧制御され、第2のトランス１０２および半波整流回路１０４を介してプラス出力が発生する。
【００４８】
負荷を接続した出力端には、第1のトランス１０１から発生したマイナス出力と、第2のトランス１０２から発生したプラス出力に基づいて、第1のトランス１０１の２次側の半波整流回路１０３と第2のトランス１０２の半波整流回路１０４間の複数の抵抗による出力制御がなされ、第1のトランス１０１から発生したマイナス出力と、第２のトランス１０２から発生したプラス出力の間の出力（Ｖｏｕｔ）が得られることになる。
【００４９】
第1のトランス１０１側に接続する抵抗１１１の抵抗値に対して、第2のトランス１０２側に接続する抵抗１１２の抵抗値を低く設定、例えば抵抗値を１：１０程度以上の差に設定することにより、帯電信号がスイッチング・トランジスタ制御回路１０８，１０９に入力された場合にプラス出力が発生する。また、第1のトランス１０１側に接続されている抵抗１１１に並行に接続された正負出力切り替え回路部１０５に切り替え信号が入力すると、第1のトランス１０１側に接続されている抵抗１１１を介さない導通路が形成され、インピーダンスが低下し、第2のトランス１０２側に接続されている抵抗値より低下することになり、マイナス出力が発生する。
【００５０】
正負出力切り替え回路部１０５に対する切り替え信号は、帯電と除電（クリーニング時）タイミング切り替えに応じて入力され、帯電時と、除電時（クリーニング時）にそれぞれマイナス出力と、プラス出力が交互に発生することになる。
【００５１】
図２に出力電圧検出回路によるフィードバック制御構成を設けた回路構成例を示す。図２の構成においては、帯電信号と、切り替え信号を入力し、負荷を接続した出力側に帯電時のマイナス出力を発生させ、その際の帯電出力を出力電圧検出部１２０において検出し、検出値を第1のトランス１０１側のスイッチング・トランジスタ制御回路１０８へフィードバックして、検出値に応じた制御を行なうことで、第1のトランス１０１側の1次側入力の定電圧制御精度を向上させることを可能とした構成である。本構成は、出力を可変する機能または出力の安定供給を要する場合に好適な構成である。
【００５２】
図３に帯電装置に上述したフィードバック制御構成を持つ電源装置から帯電装置に対して電源供給を行なう構成についての電源装置ブロック図および出力波形を説明する図を示す。図３に示すように、電源装置は、前述の第1のトランス、半波整流回路により構成され、2次側出力を所定のマイナスの電圧（帯電パラメータに相当する値）に制御するマイナス電位供給源３１１、第２のトランス、半波整流回路により構成され、2次側出力を所定のプラスの電圧（除電パラメータ、クリーニング・パラメータに相当する値）に制御するプラス電位供給源３１２、前述の抵抗１１１と正負出力切り替え回路部１０５によって構成されるインピーダンス可変素子３１３、前述の抵抗１１２に相当するインピーダンス素子３１４、前述の出力電圧検出部１２０に相当する出力電圧検出部３１６を有し、出力選択信号３１５によってインピーダンス可変素子３１３のインピーダンスが切り替えられ、切り替えに応じた出力が帯電装置３００に出力される。
【００５３】
出力電圧は、図３に上部に示すように帯電パラメータに相当する値としてのマイナス電圧と、除電パラメータ、クリーニング・パラメータに相当する値としてのプラス電圧が交互に出現する波形となる。出力選択信号の選択信号切り替えに応じて、プラス電圧とマイナス電圧が交互に出現する。
【００５４】
図４に本発明の構成を持つ電源装置の各部の出力波形の詳細を示す。上段から順に、正負出力切り替え回路部に出力される選択信号、スイッチ・トランジスタ制御回路に出力されるＯＮ／ＯＦＦ信号、第２のトランスと整流回路の2次側出力としてのＶｏｕｔ＋、第１のトランスと整流回路の2次側出力としてのＶｏｕｔ−、最下段が、負荷接続部の出力値としてのＶｏｕｔである。
【００５５】
本出力波形と、図１８（ｃ）で説明した従来構成の出力波形を比較すると、Ｖｏｕｔ＋とＶｏｕｔ−の波形が異なっているのが分かる。従来は、切り替え信号（ＳＥＬ）に応じて、Ｖｏｕｔ＋，Ｖｏｕｔ−の出力が発生、停止を繰り替えしていたため、それぞれの出力の安定化に至るまで、コンデンサ充放電に起因する遅延が発生し、最終的な出力値としてのＶｏｕｔに対する出力安定化の遅延を招いていた。これに対して、図４に示す本発明の構成における出力波形は、ＯＮ／ＯＦＦ信号がスイッチングトランジスタ制御回路に入力され、ＯＮとなった以後は、Ｖｏｕｔ＋，Ｖｏｕｔ−は選択信号による出力発生、停止を行なわない。従って、選択信号の切り替え時のコンデンサ充放電に起因する各出力の安定化までの遅延が発生しない。その結果、最終的出力Ｖｏｕｔにおいても、選択信号の切り替え時の出力安定化の遅延が改善（図に示す改善箇所）される。
【００５６】
このように、本発明の電源装置においては、例えば帯電装置に適用した場合、帯電時のマイナス電圧と、除電・クリーニング時のプラス電圧が高速に切り替えられ、高速プリントが可能となる。また、正負出力切り替えが、インピーダンス変化により実行される構成であるので、従来のトランスおよび整流回路の切り替え処理が不要となり、回路の切り替えに起因するノイズの発生が抑制される。すなわち、正負出力を供給構成の容量成分、正負出力と負荷間の接続部、あるいは負荷と正負出力リターン間の接続部からの放射ノイズの発生が抑制される。
【００５７】
なお、図２を用いて説明した出力電圧検出回路によるフィードバック制御構成では、出力電圧検出回路による検出値をスイッチング・トランジスタ制御回路１０８へフィードバックして出力制御を行なう構成を示したが、検出値のフィードバックによる出力制御構成は、図２に示す構成に限らず、例えば図５に示す構成のように、出力電圧検出部１２０による検出値を正負出力切り替え回路部１０５に対する入力値を制御することにより、インピーダンスをリニアまたは段階的に変化させる構成とすることで出力電圧制御を行なう構成としてもよい。図５の構成は、正負出力切り替え回路部１０５に対する入力部に可変抵抗５０１を接続し、出力電圧検出部１２０の検出値に応じて入力電圧を変化させて出力制御を行なう構成としたものである。
【００５８】
また、図６（ａ）に示すように、出力電圧検出部１２０の検出値に応じてトランスの一次側の入力電圧Ｖｉｎ自体を変化させて、出力制御を行なう構成としてもよい。図６（ａ）は、トランス側の入力電圧Ｖｉｎを制御する電位制御部６０１を設けた構成である。
【００５９】
また、図６（ｂ）は、正負出力切り替え回路部１０５に対する入力値を制御することにより、インピーダンスをリニアまたは段階的に変化させる構成としたものである。制御は、電位制御部６０２の電圧を検出値に応じて変更する処理によって実行される。なお、これらのフィードバック制御構成は、上述した様々なフィードバック制御に限定されるものではなく、例えば上述の各構成を組み合わせた構成としてもよい。
【００６０】
［共有コンバータ方式］
上述の実施例では、供給電圧に応じて独立にトランスを設けた独立コンバータ方式としたが、１つのトランスのみの構成とした共有コンバータ方式とすることも可能である。共有コンバータの構成例を図７に示す。
【００６１】
図７（ａ）の構成について説明する。1次側入力を昇圧して、マイナス出力およびプラス出力を発生させるトランス７０１および半波整流回路７０２、７０３が設けられ、トランス７０１の1次側において1次側入力を定電圧制御し、トランス７０１において昇圧し、半波整流回路７０２，７０３により直流変換を行ない、2次側出力を所定のマイナス電圧（帯電パラメータに相当する値）、および所定の逆バイアスのプラス電圧（除電パラメータ、または帯電装置に付着するトナーをクリーニングする値に相当する値）に制御する。
【００６２】
トランス７０１の2次側の抵抗、および正負出力切り替え回路部７０５の構成は、前述の独立コンバータ方式の構成とほぼ同様であり、正負出力切り替え回路部７０５は、トランス７０１の2次側の半波整流回路７０２，７０３間の特定の抵抗に並列に接続された構成を持つ。
【００６３】
トランス７０１の1次側には、スイッチングトランジスタ７０６と、スイッチングトランジスタ制御回路７０７が接続され、それぞれのスイッチングトランジスタ制御回路にＯＮ／ＯＦＦ信号を入力してスイッチングトランジスタ７０７の動作制御を行なう。
【００６４】
本構成の動作について説明する。まず、帯電装置の帯電時の動作について説明する。帯電時には、帯電指示コマンド（帯電信号）がスイッチング・トランジスタ制御回路７０７に入力される。帯電信号はまず、ＯＮ／ＯＦＦ回路（図示せず）に入力され、所定の出力に相当する駆動信号をトランス７０１の1次側の制御回路部を駆動させる。これにより、1次側入力が定電圧制御され、トランス７０１および半波整流回路７０２を介してマイナス出力が発生し、また、トランス７０１および半波整流回路７０３を介してプラス出力が発生する。
【００６５】
負荷を接続した出力端には、トランス７０１から発生したマイナス出力とプラス出力に基づいて、発生したマイナス出力とプラス出力の間の出力（Ｖｏｕｔ）が得られることになる。
【００６６】
トランス７０１に接続する抵抗７１１の抵抗値と、抵抗７１２の抵抗値との関係を前述の独立コンバータ方式と同様の構成、例えば抵抗値を１：１０程度以上の差に設定し、正負出力切り替え回路部７０５に対する切り替え信号の入力に応じて、抵抗７１１の接続、非接続状態が切り替える構成とする。本構成により、正負出力切り替え回路部７０５においてインピーダンスが変化し、負荷側の出力をプラス出力とマイナス出力を選択的に出力することが可能となる。正負出力切り替え回路部７０５に対する切り替え信号の入力は、帯電装置の場合には、帯電時と、徐電時（クリーニング時）に応じて入力され、帯電時と、徐電時（クリーニング時）にそれぞれマイナス出力と、プラス出力が交互に発生することになる。
【００６７】
図７（ｂ）の構成は、前述の独立コンバータ方式における図２の構成に対応するフィードバック制御構成を共有コンバータ方式の構成例である。図７（ｂ）の構成においては、負荷を接続した出力側に帯電時のマイナス出力を発生させ、その際の帯電出力を出力電圧検出部７２０において検出し、検出値をトランス７０１側のスイッチング・トランジスタ制御回路７０７へフィードバックして、検出値に応じた制御を行なうことで、トランス７０１側の1次側入力の定電圧制御精度を向上させることを可能とした構成である。本構成は、出力を可変する機能または出力の安定供給を要する場合に好適な構成である。
【００６８】
図７（ｃ）は、出力電圧検出部７２０による検出値を正負出力切り替え回路部７０５に対する入力値を制御することにより、インピーダンスをリニアまたは段階的に変化させる構成とすることで出力電圧制御を行なう構成である。図７（ｃ）の構成は、正負出力切り替え回路部７０５に対する入力部に可変抵抗７２１を接続し、出力電圧検出部７２０の検出値に応じて入力電圧を変化させて出力制御を行なう構成としたものである。
【００６９】
図７に示すように、トランスを１つとした共有コンバータ方式とすることにより、さらに装置の小型化、低コスト化が可能になる。
【００７０】
上述したように、本発明の電源装置は、極性の異なる電圧を供給する第１の電源回路と第２の電源回路とを有し、第１の電源回路と第２の電源回路の２次側である出力側にインピーダンス素子を接続し、インピーダンスを選択信号に応じて切り替えることにより、正、負の電圧を選択的に発生させる構成とした。インピーダンス素子は、抵抗体、半導体により構成され、第１の電源回路と第２の電源回路は、並列にこれら抵抗体、半導体により接続されているため、出力電圧は第１の電源回路と第２の電源回路の供給電圧より高い出力が出力電圧として発生せず印加電圧の耐圧確保のため大型化の必要がなくなり、従来のスイッチによる電源切り替え構成において必要となるノイズ除去構成が不要となるため、の装置の小型化が実現する。
【００７１】
また、第１の電源回路と、第２の電源回路を並列にして抵抗、半導体で接続した構成とし、抵抗、半導体のインピーダンスを変更して正負切り替えを行なう構成としたので、従来の直列接続形の電源における正負切り替え時の出力平滑コンデンサの充放電による遅延が解消される。
【００７２】
［その他の構成例］
上述した本発明の電源装置構成についてのその他の構成例について説明する。図８（ａ）は、第1のトランス１０１の２次側のインピーダンス可変素子として接続された抵抗に、さらに固定抵抗８０１を直列接続した構成である。本構成における固定抵抗８０１は、出力電圧Ｖｏｕｔのバランス調整、ラッシュ抑制によるノイズ低減効果をもたらす。
【００７３】
図８（ｂ）は、正負出力切り替え回路部として構成されるのインピーダンス可変素子をシリーズ接続した構成である。それぞれの正負出力切り替え回路部８０２，８０３には、独立の選択信号が入力可能な構成であり、いずれか一方、あるいは両者の抵抗接続態様を選択的に変更し、インピーダンスを多段階に変更することが可能となり、出力値を多段階に変更する制御が可能となる。
【００７４】
図９は、第1のトランス１０１の２次側に選択信号を入力する正負出力切り替え回路部１０５を設けるのみならず、第２のトランス１０２の２次側にも独自の選択信号を入力する正負出力切り替え回路部９０１を設けた構成である。本構成によれば、第1のトランス１０１の２次側のインピーダンスと、第２のトランス１０２の2次側のインピーダンスとが、各々独自の選択信号（ＳＥＬ）の入力に基づいて個別に変更することが可能となり、出力値の多段階制御が可能となる。
【００７５】
以上、説明した本発明の電源装置構成においては、第1のトランスの２次側の半波整流回路と第2のトランスの２次側の半波整流回路に複数の抵抗を設けた構成であるので、帯電装置側での帯電器への異物付着や、ピンホールのような部分的な帯電器の損傷等に起因する過剰なエネルギーの供給を抑制でき、そのための新たな構成を追加する必要がない。これら抵抗の存在により、帯電器のダメージが低減され、帯電装置の寿命が延長され、過度の画質に対するダメージが抑制される。また、抵抗の存在により、急激な画質劣化が発生せず、画質劣化が発生する場合においても、その進行がゆるやかになり、その進行状況に応じて帯電装置の交換が可能となり、パーツ交換サイクルを適切に設定することが可能となり、経済的なメンテナンスが可能となる。
【００７６】
さらに、本発明の電源装置に構成される正負切り替え回路部は、第1のトランスの２次側の半波整流回路と第2のトランスの２次側の半波整流回路にある抵抗と並列に接続された構成であるため、帯電から、除電、クリーニングヘの正負出力切り替え時のノイズ発生が抑制される。また、正負切り替え回路部のインピーダンス可変用の抵抗が、第1のトランスの２次側の半波整流回路と第2のトランスの２次側の半波整流回路に少なくとも１つ以上存在するため、正負切り替え時の第1と第2の半波整流回路内のコンデンサヘの急峻な充放電の発生、および、帯電器のキャパシタンスへの急峻な充放電の発生が抑制され、ノイズ発生を極めて低い状態とすることが可能となり、画像信号に対するノイズによる画像欠陥の発生を激減させることが可能となる。
【００７７】
また、本発明の電源装置によれば、一方の極性の出力を他方の逆極性の出力により抑えることができる構成であり、帯電装置に本構成を適用した場合、帯電時の帯電信号と正負切り替え信号の入力により、第1のトランスの２次側の半波整流回路と出力端の抵抗のインピーダンスが低下するので、出力エネルギーが得られ、感光体上の帯電均一性を向上させるに十分なエネルギーが得られる。
【００７８】
また、除電、クリーニング時には、第2のトランスの2次側の半波整流回路と出力端の抵抗のインピーダンスは高いままであり、出力エネルギーが帯電時に比較すると、数分の一から数十分の一以下に減少する。除電、クリーニング時は、感光体上での電荷の減衰があり、出力エネルギーは、帯電時に比較して低レベルでよく、本構成では最適なエネルギー配分が、特別な追加構成を設けることなく実現される。
【００７９】
また、本構成において、電源供給装置として出力可能な範囲は、第1のトランスの２次側の半波整流回路からのマイナス出力と、第2のトランスの２次側の半波整流回路からのプラス出力の間に設定可能となるため、第1と第2のトランスと2次側の半波整流回路に必要な絶縁構造を設けるのみでよく、正負切り替えのための絶縁構成が不要となる。従って、電源装置構成の小型化が実現可能となる。また、帯電負荷装置への過電圧供給による帯電器または感光体、そして電源供給装置から帯電器に供給するケーブルや導電性プレート等の絶縁破壊が防止され、過電圧保護のための機能追加や、高耐圧構造の採用、高耐圧品の採用の必要がなく、小型かつ低コストの電源供給システムを実現することが可能となる。
【００８０】
［転写装置］
次に、転写装置に対する電源供給システムとして本発明の電源装置を適用した場合の構成例について説明する。
【００８１】
従来例の欄で説明した図１６に示すように、感光体ドラムに形成された像をペーパーに対して転写する構成としては、図１６（ケース１）に示すように1回の転写処理のみを実行する構成と、図１６（ケース２）に示すように、1次転写と2次転写により、ペーパーに像を転写する構成とがある。
【００８２】
いずれの場合においても、それぞれの転写装置には、転写時と除電時（クリーニング時）には逆極性の電圧が印加される構成となる。
【００８３】
図１６のケース１に示す転写構成に本発明の電源装置を接続した例を図１０に示す。図１０に示す電源装置の具体的回路構成としては、前述の帯電装置に対する電源装置と同様の構成、例えば図１，図２、図５〜９の構成と同様の構成が適用可能である。ただし、装置に応じた極性を設定した構成とする。図１０に示す電源装置は、先に説明した図１の回路構成に対応する電源装置構成をブロック図として示した図である。
【００８４】
図１０に示す装置構成について説明する。第1のトランス、半波整流回路により構成され、2次側出力を所定のプラスの電圧（転写パラメータに相当する値）に制御するプラス電位供給源１０１１、第２のトランス、半波整流回路により構成され、2次側出力を所定のマイナスの電圧（除電パラメータ、転写装置に対する付着トナーをクリーニングするパラメータに相当する値）に制御するマイナス電位供給源１０１２、図１に示す抵抗１１１と正負出力切り替え回路部１０５に相当する構成であるインピーダンス可変素子１０１３、前述の抵抗１１２に相当するインピーダンス素子１０１４を有し、出力選択信号１０１５によってインピーダンス可変素子１０１３のインピーダンスが切り替えられ、切り替えに応じた出力が転写装置１０００に出力される。
【００８５】
出力電圧は、図１０上部に示すように転写パラメータに相当する値としてのプラス電圧と、除電パラメータ、クリーニング・パラメータに相当する値としてのマイナス電圧が交互に出現する波形となる。出力選択信号の選択信号切り替えに応じて、プラス電圧とマイナス電圧が交互に出現する。
【００８６】
次に、図１６のケース２の構成とした場合の１次転写装置および２次転写装置の構成に本発明の電源装置を適用した構成例について説明する。
【００８７】
図１１（ａ）に１次転写装置に本発明の電源装置を接続した例を示す。図１１（ａ）に示す電源装置の具体的回路構成は、前述の帯電装置に対する電源装置と同様の構成、例えば図１，図２、図５〜９の構成と同様の構成が適用可能である。但し、装置に応じた極性を設定した構成とする。図１１（ａ）に示す電源装置は、先に説明した図２のフィードバック制御構成を持つ回路構成に対応する電源装置構成をブロック図として示した図である。
【００８８】
図１１（ａ）に示す装置構成について説明する。第1のトランス、半波整流回路により構成され、2次側出力を所定のプラスの電圧（転写パラメータに相当する値）に制御するプラス電位供給源１１１１、第２のトランス、半波整流回路により構成され、2次側出力を所定のマイナスの電圧（除電パラメータ、転写装置に対する付着トナーをクリーニングするパラメータに相当する値）に制御するマイナス電位供給源１１１２、図２に示す抵抗１１１と正負出力切り替え回路部１０５に相当する構成であるインピーダンス可変素子１１１３、図２に示す抵抗１１２に相当するインピーダンス素子１１１４、図２に示す出力電圧検出部１２０に相当する出力電圧検出部１１１６を有し、出力選択信号１１１５によってインピーダンス可変素子１１１３のインピーダンスが切り替えられ、切り替えに応じた出力が転写装置１１００に出力される。
【００８９】
出力電圧は、図１１（ａ）上部に示すように転写パラメータに相当する値としてのプラス電圧と、除電パラメータ、クリーニング・パラメータに相当する値としてのマイナス電圧が交互に出現する波形となる。出力選択信号の選択信号切り替えに応じて、プラス電圧とマイナス電圧が交互に出現する。
【００９０】
図１１（ｂ）に２次転写装置に本発明の電源装置を接続した例を示す。図１１（ｂ）に示す電源装置の具体的回路構成は、前述の帯電装置に対する電源装置と同様の構成、例えば図１，図２、図５〜９の構成と同様の構成が適用可能である。図１１（ｂ）に示す電源装置は、先に説明した図２のフィードバック制御構成を持つ回路構成に対応する電源装置構成をブロック図として示した図である。
【００９１】
図１１（ｂ）に示す装置構成について説明する。第1のトランス、半波整流回路により構成され、2次側出力を所定のマイナスの電圧（転写パラメータに相当する値）に制御するマイナス電位供給源１１２１、第２のトランス、半波整流回路により構成され、2次側出力を所定のプラスの電圧（除電パラメータ、転写装置に対する付着トナーをクリーニングするパラメータに相当する値）に制御するプラス電位供給源１１２２、図２に示す抵抗１１１と正負出力切り替え回路部１０５に相当する構成であるインピーダンス可変素子１１２３、図２に示す抵抗１１２に相当するインピーダンス素子１１２４、図２に示す出力電圧検出部１２０に相当する出力電圧検出部１１２６を有し、出力選択信号１１２５によってインピーダンス可変素子１１２３のインピーダンスが切り替えられ、切り替えに応じた出力が転写装置１１２０に出力される。
【００９２】
出力電圧は、図１１（ｂ）上部に示すように転写パラメータに相当する値としてのマイナス電圧と、除電パラメータ、クリーニング・パラメータに相当する値としてのプラス電圧が交互に出現する波形となる。出力選択信号の選択信号切り替えに応じて、プラス電圧とマイナス電圧が交互に出現する。
【００９３】
以上、説明した転写装置に本発明の電源装置を適用した構成においては、第1のトランスの２次側の半波整流回路と第2のトランスの２次側の半波整流回路に複数の抵抗を設けた構成であるので、転写装置側での異物付着や、キズのような部分的な転写装置の損傷等に起因する過剰なエネルギーの供給を抑制でき、そのための新たな構成を追加する必要がない。これら抵抗の存在により、転写装置へのダメージを最小限にとどめることができ、転写装置の寿命が延長され、部分的な転写不良等の画質に対するダメージが軽減され、画質劣化によるプリンタや複写機のトラブルが減少する。さらに、画質劣化が発生する場合においても、その進行がゆるやかになり、その進行状況に応じて転写装置の交換が可能となり、パーツ交換サイクルを適切に設定することが可能となり、経済的なメンテナンスが可能となる。
【００９４】
さらに、本発明の電源装置に構成される正負切り替え回路部は、第1のトランスの２次側の半波整流回路と第2のトランスの２次側の半波整流回路にある抵抗と並列に接続された構成であるため、転写から、除電、クリーニングヘの正負出力切り替え時のノイズ発生が抑制される。また、正負切り替え回路部のインピーダンス可変用の抵抗が、第1のトランスの２次側の半波整流回路と第2のトランスの２次側の半波整流回路に少なくとも１つ以上存在するため、正負切り替え時の第1と第2の半波整流回路内のコンデンサヘの急峻な充放電の発生、および、転写装置のキャパシタンスへの急峻な充放電の発生が抑制され、ノイズ発生を極めて低い状態とすることが可能となり、画像信号に対するノイズによる画像欠陥の発生を激減させることが可能となる。
【００９５】
また、本発明の電源装置によれば、一方の極性の出力を他方の逆極性の出力により抑えることができる構成であり、転写装置に本構成を適用した場合、転写時の転写信号と正負切り替え信号の入力により、第1のトランスの２次側の半波整流回路と出力端の抵抗のインピーダンスが低下するので、高出力エネルギーが得られ、転写処理に必要な十分なエネルギーが得られる。
【００９６】
また、除電、クリーニング時には、第2のトランスの2次側の半波整流回路と出力端の抵抗のインピーダンスは高いままであり、出力エネルギーが転写時に比較すると、数分の一から数十分の一以下に減少する。除電、クリーニング時は、用紙が転写装置に接触して存在しないため、出力エネルギーは転写時に比較して低レベルでよく、本構成では最適なエネルギー配分が、特別な追加構成を設けることなく実現される。
【００９７】
また、本構成において、電源供給装置として出力可能な範囲は、第1のトランスの２次側の半波整流回路からのマイナス出力と、第2のトランスの２次側の半波整流回路からのプラス出力の間に設定可能となるため、第1と第2のトランスと2次側の半波整流回路に必要な絶縁構造を設けるのみでよく、正負切り替えのための絶縁構成が不要となる。従って、電源装置構成の小型化が実現可能となる。また、転写装置への過電圧供給による転写装置、中間転写体、そして電源供給装置から転写装置に供給するケーブルや導電性プレート等の絶縁破壊が防止され、過電圧保護のための機能追加や、高耐圧構造の採用、高耐圧品の採用の必要がなく、小型かつ低コストの電源供給システムを実現することが可能となる。
【００９８】
［ヒューザー装置］
次に、ヒューザー装置に対する電源供給システムとして本発明の電源装置を適用した場合の構成例について説明する。
【００９９】
図１６のケース１に示すヒューザー装置構成に本発明の電源装置を接続した例を図１２（ａ）、図１６のケース２に示すヒューザー装置構成に本発明の電源装置を接続した例を図１２（ｂ）に示す。図１２（ａ），（ｂ）に示す電源装置の具体的回路構成としては、前述の帯電装置に対する電源装置と同様の構成、例えば図１，図２、図５〜９の構成と同様の構成が適用可能である。ただし、装置に応じた極性を設定した構成とする。図１２に示す電源装置は、先に説明した図１の回路構成に対応する電源装置構成をブロック図として示した図である。
【０１００】
図１２の（ａ），（ｂ）に示す装置構成について説明する。第1のトランス、半波整流回路により構成され、2次側出力を所定のプラスの電圧（プレッシャーロール上で用紙上のトナーを吸着する電荷を維持するパラメータに相当する値）に制御するプラス電位供給源１２１１、第２のトランス、半波整流回路により構成され、2次側出力を所定のマイナスの電圧（プレッシャーロールの除電パラメータ、プレッシャーロールに対する付着トナーをクリーニングするパラメータに相当する値）に制御するマイナス電位供給源１２１２、図１に示す抵抗１１１と正負出力切り替え回路部１０５に相当する構成であるインピーダンス可変素子１２１３、前述の抵抗１１２に相当するインピーダンス素子１２１４を有し、出力選択信号１２１５によってインピーダンス可変素子１２１３のインピーダンスが切り替えられ、切り替えに応じた出力がヒューザー装置１２１０，１２２０に出力される。
【０１０１】
出力電圧は、図１２（ａ），（ｂ）の上部に示すようにプレッシャーロール上で用紙上のトナーを吸着する電荷を維持するパラメータに相当する値としてのプラス電圧と、除電パラメータ、クリーニング・パラメータに相当する値としてのマイナス電圧が交互に出現する波形となる。出力選択信号の選択信号切り替えに応じて、プラス電圧とマイナス電圧が交互に出現する。
【０１０２】
以上、説明したヒューザー装置に本発明の電源装置を適用した構成においては、第1のトランスの２次側の半波整流回路と第2のトランスの２次側の半波整流回路に複数の抵抗を設けた構成であるので、ヒューザー装置側でのプレッシャーロールまたはヒートロールの異物付着、ピンホールやキズのような部分的なプレッシャーロールまたはヒートロールの損傷等に起因する過剰なエネルギーの供給を抑制でき、そのための新たな構成を追加する必要がない。これら抵抗の存在により、各ロールへのダメージを最小限にとどめることができ、各ロールの寿命が延長され、ヒューザーニップ部における用紙上のトナー像のトナー飛散等の画質に対するダメージが軽減され、画質劣化によるプリンタや複写機のトラブルが減少する。さらに、トナー飛散等、画質劣化が発生する場合においても、その進行がゆるやかになり、その進行状況に応じてプレッシャーロールまたはヒートロールの交換が可能となり、パーツ交換サイクルを適切に設定することが可能となり、経済的なメンテナンスが可能となる。
【０１０３】
さらに、本発明の電源装置に構成される正負切り替え回路部は、第1のトランスの２次側の半波整流回路と第2のトランスの２次側の半波整流回路にある抵抗と並列に接続された構成であるため、用紙が介在するときのプレッシャーロールヘの電源供給時から、プレッシャーロールの除電、クリーニングヘの正負出力切り替え時のノイズ発生が抑制される。また、正負切り替え回路部のインピーダンス可変用の抵抗が、第1のトランスの２次側の半波整流回路と第2のトランスの２次側の半波整流回路に少なくとも１つ以上存在するため、正負切り替え時の第1と第2の半波整流回路内のコンデンサヘの急峻な充放電の発生、および、プレッシャーロールまたはヒートロールと間接的に結合するキャパシタンスへの急峻な充放電の発生が抑制され、ノイズ発生を極めて低い状態とすることが可能となり、画像信号に対するノイズによる画像欠陥の発生を激減させることが可能となる。
【０１０４】
また、本発明の電源装置によれば、一方の極性の出力を他方の逆極性の出力により抑えることができる構成であり、ヒューザー装置において、用紙が介在し定着する時のプレッシャーロールへの電源供給時にヒューザー信号と正負切り替え信号が入力されたときは、第1のトランスの２次側の半波整流回路と出力端の抵抗のインピーダンスが低下するので、出力エネルギーが得られ、プレッシャーロールの表面に安定した電位を維持するに必要な十分なエネルギーが得られる。
【０１０５】
また、除電、クリーニング時には、第2のトランスの2次側の半波整流回路と出力端の抵抗のインピーダンスは高いままであり、出力エネルギーが定着時に比較すると、数分の一から数十分の一以下に減少する。除電、クリーニング時は、プレッシャーロールとヒートロール間に用紙が介在していないため、出力エネルギーは低レベルでよく、本構成では最適なエネルギー配分が、特別な追加構成を設けることなく実現される。
【０１０６】
また、本構成において、電源供給装置として出力可能な範囲は、第1のトランスの２次側の半波整流回路からのマイナス出力と、第2のトランスの２次側の半波整流回路からのプラス出力の間に設定可能となるため、第1と第2のトランスと2次側の半波整流回路に必要な絶縁構造を設けるのみでよく、正負切り替えのための絶縁構成が不要となる。従って、電源装置構成の小型化が実現可能となる。また、ヒューザー装置への過電圧供給によるヒューザー装置、そして電源供給装置からヒューザー装置に供給するケーブルや導電性プレート等の絶縁破壊が防止され、過電圧保護のための機能追加や、高耐圧構造の採用、高耐圧品の採用の必要がなく、小型かつ低コストの電源供給システムを実現することが可能となる。
【０１０７】
［現像装置］
次に、現像装置に対する電源供給システムとして本発明の電源装置を適用した場合の構成例について説明する。
【０１０８】
図１６のケース１に示す現像装置構成に本発明の電源装置を接続した例を図１３（ａ）、図１６のケース２に示す現像装置構成に本発明の電源装置を接続した例を図１３（ｂ）に示す。図１３（ａ），（ｂ）に示す電源装置の具体的回路構成としては、前述の帯電装置に対する電源装置と同様の構成、例えば図１，図２、図５〜９の構成と同様の構成が適用可能である。ただし、装置に応じた極性を設定した構成とする。また、現像装置においては、数キロヘルツから数十キロヘルツの矩形波出力のために、選択信号として数キロヘルツから数十キロヘルツの現像バイアスを入力する。
【０１０９】
図１３（ａ）の構成から説明する。図１３（ａ）の構成は、先に説明した図１の回路構成に対応する電源装置構成をブロック図として示した図である。第1のトランス、半波整流回路により構成され、2次側出力を所定のマイナスの電圧に制御するマイナス電位供給源１３１１、第２のトランス、半波整流回路により構成され、2次側出力を所定のプラスの電圧に制御するプラス電位供給源１３１２、図１に示す抵抗１１１と正負出力切り替え回路部１０５に相当する構成であるインピーダンス可変素子１３１３、前述の抵抗１１２に相当するインピーダンス素子１３１４を有し、出力選択信号１３１５によってインピーダンス可変素子１３１３のインピーダンスが切り替えられ、切り替えに応じた出力が現像装置１３１０に出力される。選択信号（図１の信号（ＳＥＬ））には、現像パラメータに合う矩形波を得るため、数キロヘルツから数十キロヘルツのパルスが入力されて、インピーダンス可変素子１３１３のインピーダンスが切り替えられ、切り替えに応じた、数キロヘルツから数十キロヘルツの矩形波出力が現像装置１３１０に出力される。各正負動作モードのサイクルは、プラス側よりマイナス側を増加させた態様で行なう。すなわち、出力を矩形波として平均値をマイナスとした出力とする。
【０１１０】
また、図１３（ｂ）の構成は、先に説明した図９の回路構成、すなわち、第1のトランスの２次側に選択信号を入力する正負出力切り替え回路部を設けるのみならず、第２のトランスの２次側にも独自の選択信号を入力する正負出力切り替え回路部を設け、さらに図２で説明したフィードバック構成を設けた構成を現像装置の電源装置として適用した構成例を示すものである。
【０１１１】
第1のトランス、半波整流回路により構成され、2次側出力を所定のマイナスの電圧に制御するマイナス電位供給源１３２１、第２のトランス、半波整流回路により構成され、2次側出力を所定のプラスの電圧に制御するプラス電位供給源１３２２、図９に示す抵抗１１１と正負出力切り替え回路部１０５に相当する構成であるインピーダンス可変素子１３２３、図９に示す抵抗１１２と正負出力切り替え回路部９０１に相当する構成であるインピーダンス可変素子１３２４、さらに、図２に示す出力電圧検出部１２０に相当する出力電圧検出部１３２７を有し、出力選択信号１３２５，１３２６によってインピーダンス可変素子１３２３，１３２４のインピーダンスが切り替えられ、切り替えに応じた出力が現像装置１３２０に出力される。選択信号（図１の信号（ＳＥＬ））には、現像パラメータに合う矩形波を得るため、数キロヘルツから数十キロヘルツのパルスが入力されて、インピーダンス可変素子１３２３，１３２４のインピーダンスが切り替えられ、切り替えに応じた、数キロヘルツから数十キロヘルツの矩形波出力が現像装置１３２０に出力される。
【０１１２】
以上、説明した現像装置に本発明の電源装置を適用した構成においては、第1のトランスの２次側の半波整流回路と第2のトランスの２次側の半波整流回路に複数の抵抗を設けた構成であるので、現像装置への異物付着や、現像器と感光体間の異物付着等に起因する過剰なエネルギーの供給を抑制でき、そのための新たな構成を追加する必要がない。これら抵抗の存在により、現像装置へのダメージを最小限にとどめることができ、現像装置や感光体の寿命が延長され、画質に対するダメージが軽減され、画質劣化によるプリンタや複写機のトラブルが減少する。
【０１１３】
さらに、本発明の電源装置に構成される正負切り替え回路部は、第1のトランスの２次側の半波整流回路と第2のトランスの２次側の半波整流回路にある抵抗と並列に接続された構成であるため、現像装置に電源を供給する際のノイズ発生が抑制される。また、正負切り替え回路部のインピーダンス可変用の抵抗が、第1のトランスの２次側の半波整流回路と第2のトランスの２次側の半波整流回路に少なくとも１つ以上存在するため、正負切り替え時の第1と第2の半波整流回路内のコンデンサヘの急峻な充放電の発生、および、現像装置のキャパシタンスへの急峻な充放電の発生が抑制され、ノイズ発生を極めて低い状態とすることが可能となり、画像信号に対するノイズ混入による画像欠陥の発生を激減させることが可能となる。さらに、磁歪によるトランスのうなり音が低下し、騒音の抑制にも効果的となる。
【０１１４】
また、本構成では、矩形波で、平均値でマイナス電圧となるようにするため、マイナス側電圧を供給する際は、第１のトランスの２次側の半波整流回路と出力端の抵抗のインピーダンスが低下するので、十分な出力エネルギーが得られる。また、プラス側電圧を供給する際は、第2のトランスの2次側の半波整流回路と出力端の抵抗のインピーダンスは高いままであり、出力エネルギーが数分の一から数十分の一以下に減少する。そのため、平均値をマイナスとする矩形波を得るために効率的な構成が実現される。
【０１１５】
また、本構成において、電源供給装置として出力可能な範囲は、第1のトランスの２次側の半波整流回路からのマイナス出力と、第2のトランスの２次側の半波整流回路からのプラス出力の間に設定可能となるため、第1と第2のトランスと2次側の半波整流回路に必要な絶縁構造を設けるのみでよく、正負切り替えのための絶縁構成が不要となる。従って、電源装置構成の小型化が実現可能となる。また、現像装置への過電圧供給による現像装置、そして電源供給装置から現像装置に供給するケーブルや導電性プレート等の絶縁破壊が防止され、過電圧保護のための機能追加や、高耐圧構造の採用、高耐圧品の採用の必要がなく、小型かつ低コストの電源供給システムを実現することが可能となる。
【０１１６】
［ノイズ抑制構成］
次に、プリンタ、複写装置の各構成部である帯電装置、現像装置、転写装置、ヒューザー装置等に対する電源供給時の正負切り替え時に発生するノイズを抑制する構成について説明する。
【０１１７】
プリンタ、複写装置の各構成部である帯電装置、現像装置、転写装置、ヒューザー装置は、電源装置から見た場合、すべて容量性の負荷である。そのため、正負両極性を供給する方式においては、負荷である各装置、さらに負荷である各装置を接続する部材とフレーム間の分布容量、負荷装置と、フレーム間の分布容量があるため、各容量や分布容量に正負交互に充放電が繰り返されるため、ラッシュ電流が流れ、放射ノイズが発生する。そのため、放射ノイズレベルが高くなり、周辺機器への誤動作を有発する危険性がある。このノイズを抑制する構成を以下に説明する。
【０１１８】
本発明の構成について、ヒューザー装置を例として説明する。図１４にノイズ対策を講じた構成を示す。図１４（ａ）は図１６に示したケース１の構成に適用した例、図１４（ａ）は図１６に示したケース２の構成に適用した例である。
【０１１９】
図１４（ａ），（ｂ）のいずれの構成も、電源装置およびノイズ抑制構成については共通であるので、両図を参照しながら共通に説明する。
【０１２０】
電源装置は、先に説明した図１２の構成と同様であり、第1のトランス、半波整流回路により構成され、2次側出力を所定のプラスの電圧（プレッシャーロール上で用紙上のトナーを吸着する電荷を維持するパラメータに相当する値）に制御するプラス電位供給源１４１１、第２のトランス、半波整流回路により構成され、2次側出力を所定のマイナスの電圧（プレッシャーロールの除電パラメータ、プレッシャーロールに対する付着トナーをクリーニングするパラメータに相当する値）に制御するマイナス電位供給源１４１２、インピーダンス可変素子１４１３、インピーダンス素子１４１４を有し、出力選択信号１４１５によってインピーダンス可変素子１４１３のインピーダンスが切り替えられ、切り替えに応じた出力がヒューザー装置１４１０，１４２０に出力される。出力電圧Ｖｏｕｔは、プレッシャーロール上で用紙上のトナーを吸着する電荷を維持するパラメータに相当する値としてのプラス電圧と、除電パラメータ、クリーニング・パラメータに相当する値としてのマイナス電圧が交互に出現する波形となる。出力選択信号の選択信号切り替えに応じて、プラス電圧とマイナス電圧が交互に出現する。この切り替え時にノイズが発生する。
【０１２１】
このノイズ対策として、ラッシュ電流抑制素子１４１６、およびノイズ抑制素子１４１７を設けた。図１４において、ラッシュ電流抑制素子１４１６は、電源の出力側と、負荷としての装置の間に設けられる。また、ノイズ抑制素子１４１７は、電荷の流れる経路上に設けられる。図１４の構成においては、ノイズ抑制素子１４１７は、ヒューザーハウジングおよびヒートロールが接地する中継箇所に設けた構成である。ラッシュ抑制素子、ノイズ抑制素子は、例えば抵抗体から成る。
【０１２２】
このように、正負切り替えの発生する電源装置からヒューザー装置に対して電源を供給する構成において、図１４に示すようなラッシュ電流抑制素子、およびノイズ抑制素子を設けた構成と、設けない構成におけるヒューザー装置から発生するノイズの測定結果を図１５に示す。図１５の点線が、ノイズ対策を行なっていない装置構成におけるノイズ測定結果であり、実線が、図１４に示すようなラッシュ電流抑制素子、およびノイズ抑制素子を設けた構成におけるノイズ測定結果である。このように、ラッシュ電流抑制素子、およびノイズ抑制素子により発生ノイズが抑制される。
【０１２３】
図１４では、ヒューザー装置に対して電源を供給する装置構成にラッシュ電流抑制素子、およびノイズ抑制素子を設けた構成について説明したが、プリンタ、複写装置の他の構成部である帯電装置、現像装置、転写装置においても、前述したように正負切り替えの発生する電源装置から電源が供給され、同様にノイズが発生する。これらの各構成部においても、図１４に示すと同様のラッシュ電流抑制素子、およびノイズ抑制素子を設ける構成により、発生ノイズの抑制が可能となる。
【０１２４】
以上、特定の実施例を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施例の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、限定的に解釈されるべきではない。本発明の要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。
【０１２５】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の電源装置においては、装置の小型化、低ノイズ化、高効率化を実現する電源装置が実現され、正負切り替えのスピードの高速化が可能となり、例えば高速プリンタ等、様々な装置、システムにおいて利用可能性のある電源装置が実現される。
【０１２６】
本発明の電源装置においては、帯電装置、転写装置、ヒューザー装置、現像装置の異物付着や損傷等に起因する過剰なエネルギーの供給を抑制でき、各装置のダメージが低減され、装置の寿命が延長される。また、画質劣化が発生する場合においても、その進行がゆるやかになり、その進行状況に応じて装置の交換が可能となり、パーツ交換サイクルを適切に設定することが可能となり、経済的なメンテナンスが可能となる。
【０１２７】
さらに、本発明の電源装置に構成される正負切り替え回路部は、第1のトランスの２次側の半波整流回路と第2のトランスの２次側の半波整流回路にある抵抗と並列に接続された構成であるため、正負出力切り替え時のノイズ発生が抑制され、正負切り替え時の第1と第2の半波整流回路内のコンデンサヘの急峻な充放電の発生、および、帯電器のキャパシタンスへの急峻な充放電の発生が抑制され、ノイズ発生を極めて低い状態とすることが可能となり、画像信号に対するノイズによる画像欠陥の発生を激減させることが可能となる。
【０１２８】
また、本発明の電源装置によれば、一方の極性の出力を他方の逆極性の出力により抑えることができる構成であり、帯電、転写等に必要な十分な出力エネルギーと、その出力の数分の一から数十分の一以下の低レベルの出力とを効率的に切り替えて出力する構成が特別な追加構成を設けることなく実現される。
【０１２９】
また、本発明の電源装置は出力可能な範囲は、第1のトランスの２次側の半波整流回路からの出力と、第2のトランスの２次側の半波整流回路からの出力の間に設定可能となるため、第1と第2のトランスと2次側の半波整流回路に必要な絶縁構造を設けるのみでよく、正負切り替えのための絶縁構成が不要となる。従って、電源装置構成の小型化が実現可能となる。また、装置への過電圧供給による装置、そして電源供給装置から各装置に供給するケーブルや導電性プレート等の絶縁破壊が防止され、過電圧保護のための機能追加や、高耐圧構造の採用、高耐圧品の採用の必要がなく、小型かつ低コストの電源装置を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電源装置の回路構成例を示す図である。
【図２】本発明の電源装置の回路において、出力電圧検出部を設けた構成例を示す図である。
【図３】本発明の電源装置を帯電装置に適用した構成例を示す図である。
【図４】本発明の電源装置における各信号、出力波形を示す図である。
【図５】本発明の電源装置の回路構成例を示す図である。
【図６】本発明の電源装置の回路構成例を示す図である。
【図７】本発明の電源装置の回路構成例を示す図である。
【図８】本発明の電源装置の回路構成例を示す図である。
【図９】本発明の電源装置の回路構成例を示す図である。
【図１０】本発明の電源装置を転写装置に適用した構成例を示す図である。
【図１１】本発明の電源装置を転写装置に適用した構成例を示す図である。
【図１２】本発明の電源装置をヒューザー装置に適用した構成例を示す図である。
【図１３】本発明の電源装置を現像装置に適用した構成例を示す図である。
【図１４】本発明の電源装置のノイズ対策構成例を示す図である。
【図１５】本発明の電源装置のノイズ対策による効果を説明する図である。
【図１６】プリンタ、複写装置の構成を説明する図である。
【図１７】従来の電源装置の構成例を示す図である。
【図１８】従来の電源装置の回路例、信号、出力波形を示す図である。
【符号の説明】
１０１第1のトランス、１０２第２のトランス
１０３，１０４半波整流回路、１０５正負出力切り替え回路部
１０６．１０７スイッチングトランジスタ
１０８，１０９スイッチングトランジスタ制御回路
１１１，１１２抵抗、１２０出力電圧検出部
３００帯電装置、３１１マイナス電位供給源
３１２プラス電位供給源、３１３インピーダンス可変素子
３１４インピーダンス素子、３１６出力電圧検出部
５０１可変抵抗、６０１，６０２電位制御部
７０１トランス、７０２，７０３半波整流回路
７０５正負出力切り替え回路部、７０６スイッチングトランジスタ
７０７スイッチングトランジスタ制御回路
７２０出力電圧検出部、８０１抵抗
８０２正負出力切り替え回路部、９０１正負出力切り替え回路部
１０００転写装置、１０１１プラス電位供給源
１０１２マイナス電位供給源、１０１３インピーダンス可変素子
１０１４インピーダンス素子、１１００１次転写装置
１１１１プラス電位供給源、１１１２マイナス電位供給源
１１１３インピーダンス可変素子、１１１４インピーダンス素子
１１１６出力電圧検出部、１１２０２次転写装置
１１２１マイナス電位供給源、１１２２プラス電位供給源
１１２３インピーダンス可変素子、１１２４インピーダンス素子
１１２６出力電圧検出部
１２１０，１２２０ヒューザー装置、１２１１プラス電位供給源
１２１２マイナス電位供給源、１２１３インピーダンス可変素子
１２１４インピーダンス素子、１２１１６出力電圧検出部
１３００現像装置、１３１１マイナス電位供給源
１３１２プラス電位供給源、１３１３インピーダンス可変素子
１３１４インピーダンス素子、１３２０現像装置
１３２１マイナス電位供給源、１３２２プラス電位供給源
１３２３，１３２４インピーダンス可変素子、１３２７出力電圧検出部
１４１１プラス電位供給源、１４１２マイナス電位供給源
１４１３インピーダンス可変素子、１４１４インピーダンス素子
１４１６ラッシュ抑制素子、１４１７ノイズ抑制素子
３１０１感光体ドラム、３１０２接触帯電装置
３１０３現像装置３１０３、３１０４転写装置
３１０５用紙（ペーパー）、３１０６剥離（デタック）装置
３１０７ヒューザー装置、３１１１感光体ドラム
３１１２帯電装置、３１１３現像装置
３１１４ 1次転写装置、３１１５転写ベルト
３１１６２次転写装置、３１１７用紙（ペーパー）
３１１８剥離（デタック）装置、３１１９ヒューザー装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power supply device such as a printer and a copying machine. More specifically, it is a power supply device applicable to charging devices such as printers and copiers, transfer devices, fuser devices, developing devices, etc., and has a configuration that enables high-speed switching of outputs with different polarities during charging and discharging. It relates to a power supply device.
[0002]
[Prior art]
An image forming apparatus such as a printer or a copying machine forms an electrostatic latent image on a photosensitive drum with a contact charging device (hereinafter referred to as a charging device), forms a toner image with a developing device, and uses a contact transfer device (hereinafter referred to as a transfer device). The toner image is transferred to a sheet. Further, after the transfer to the paper, the paper is peeled off from the photosensitive member, the intermediate transfer device, or the transfer belt device by a peeling (detack) device, and the toner is fixed on the paper in the fuser device to output an image.
[0003]
FIG. 16 is a schematic configuration diagram illustrating two configuration examples (case 1 and case 2) of the image forming apparatus. In case 1, the photosensitive drum 3101 is driven by a motor (not shown) and rotates in the direction of the arrow. A contact charging device 3102 provided with a charging roll is provided around the photosensitive drum 3101. After the photoreceptor 3101 is uniformly charged by the contact charging device 3102, an image is output in a raster output scan (ROS). To do. The function performed by the ROS is to expose the output image copy on the photosensitive surface by continuously scanning the photoreceptor surface with a series of modulated scan lines. The electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 3101 is developed by the developing device 3103, and the toner image formed on the photosensitive drum 3101 is transferred onto the paper (paper) 3105 by the transfer device 3104. After the transfer to the paper, the paper is peeled from the photosensitive member by a peeling (detacking) device 3106, and the toner is fixed on the paper (paper) 3105 by the fuser device 3107, and an image is output.
[0004]
Case 2 is a schematic configuration diagram illustrating another example of the image forming apparatus. The photosensitive drum 3111 is driven by a motor (not shown) and rotates in the direction of the arrow. A charging device 3112 is provided around the photosensitive drum 3111. After the photosensitive device 3111 is uniformly charged by the charging device 3112, an image is output in a raster output scan (ROS). The electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 3111 is developed by the developing device 3113, and the toner image formed on the photosensitive drum 3111 is transferred to the transfer belt 3115 by the primary transfer device 3114. The image is transferred onto paper (paper) 3117 via the secondary transfer device 3116. After the transfer onto the paper, the paper is peeled off from the photosensitive member by a peeling (detack) device 3118, and the toner is fixed on the paper (paper) 3117 by the fuser device 3119, and an image is output.
[0005]
In the above configuration, the charging device of the case 1 is in contact with the photosensitive drum, and a charging bias is applied from the charging power source to uniformly charge the photosensitive drum. Further, the developing roll constituting the developing device is arranged in the vicinity of the photosensitive drum, rotates with the charged toner carried on the surface thereof, and carries the toner to a developing position facing the photosensitive member. A developing bias is applied to the developing roll from a developing power source. By applying this developing bias, the toner carried on the surface of the developing roll flies to the photosensitive drum side, and a toner image is formed on the photosensitive drum.
[0006]
The transfer device is disposed in contact with the photosensitive drum and rotates, and a transfer bias is applied by a transfer power source to transfer the toner image onto a sheet inserted between the photosensitive drum and the transfer roll. . The charging device power source, the developing device power source, and the transfer device power source are controlled by a control circuit in terms of bias application timing.
[0007]
The charging device supplies a minus high voltage output (including a bias output) to charge the photosensitive member to a minus charge. Further, when the toner adheres to the charging roll and the charge of the photosensitive member is eliminated, it is necessary to supply a plus high voltage output (including a bias output) having a reverse polarity to the charging roll in order to charge the positive charge.
[0008]
Since it is necessary for the developing device to supply a bias output of a rectangular wave, it is necessary to switch between a negative bias output and a positive bias output at high speed and to control and supply the output time of each output.
[0009]
In the case of the configuration of case 1 shown in FIG. 16, the transfer device supplies a plus high voltage output (including a bias output) at the time of transfer, and supplies a minus high voltage output (including a bias output) of reverse polarity at the time of cleaning. In the case 2 configuration, a positive high voltage output (including bias output) is supplied to the primary transfer roll during transfer, and a negative high voltage output (including bias output) of reverse polarity is supplied to the primary transfer roll during cleaning. Then, the transfer device is cleaned. Further, a minus high voltage output (including a bias output) is supplied to the secondary transfer roll at the time of transfer, and a plus high voltage output (including a bias output) having a reverse polarity is supplied at the time of cleaning the toner adhered to the secondary transfer roll. .
[0010]
In addition, the fuser device applies a plus bias output to the pressure roll when passing through the paper because there is a risk of toner scattering on the paper due to a decrease in the charge adsorbing the toner on the paper. Except when the paper is passing, there is a risk of contamination due to toner adhering to the pressure roll due to residual charge on the pressure roll, and there is a risk of paper wrapping around the pressure roll when paper is discharged. It is necessary to supply.
[0011]
As described above, in an image forming apparatus such as a printer or a copying machine, application voltage control for executing voltage application with different polarities is required in various portions. Such power supply systems for applying voltages of different polarity include a circuit system in which positive and negative converters are connected in series (series) and a circuit system in which positive and negative converters are connected in parallel via a switch.
[0012]
As a circuit system for connecting positive and negative converters in series (series), for example, there is a configuration described in Japanese Patent Publication No. 2-16659. This is a power supply device that supplies a high-voltage output boosted with a low-voltage input voltage to a load, and an output switching device that selectively operates (one-side OFF) the first and second high-voltage output units provided on the high-voltage side, Provided in parallel with each output winding of the first and second high-voltage output sections and connected to each other, the first and second resistors are connected, and the output switching device switches between positive and negative high-voltage outputs To supply the load.
[0013]
Further, as a circuit system for connecting positive and negative converters in parallel via a switch, there are JP-A-5-224541 and JP-A-1-292385.
[0014]
In JP-A-5-224541, a transfer bias voltage corresponding to an image forming area of a transfer material and a transfer bias voltage and a separation bias voltage having different polarities are transferred depending on an image non-forming area other than the image forming area of the transfer material. A bias voltage applying means for switching application to the means, a structure in which an image non-formation region is defined at a leading end portion or a trailing end portion of a transfer material, and a transfer roller and a corona transfer charger. Is disclosed as a circuit system in which positive and negative converters are connected in parallel via a switch.
[0015]
Japanese Patent Laid-Open No. 1-292385 discloses a direction in which at least a direct current component applied to the contact charging means and a voltage applied to the transfer rotator are changed to transfer toner from the transfer rotator to the image carrier during non-transfer. The means for forming the electric charge is shown as a circuit system in which positive and negative converters are connected in parallel via a switch.
[0016]
In particular, a power supply device that supplies power to a charging device, a developing device, a transfer device, or a fuser device that requires a function of changing output or a stable supply of output is illustrated in FIG. 3201 and 3202, a booster circuit is used for switching control of the primary-side input, and a secondary-side output state whose voltage is increased or biased by the booster circuit is output to the output state detection circuit 3204. Have. The output is detected by the output state detection circuit 3204 or the function of detecting the output by the substitute characteristic of the output state, the detected output state is compared with the reference value, and the duty value of the PWM signal to be given to the switching element is determined. It is the structure which adjusts an output value by controlling.
[0017]
As a power supply device that supplies power to a charging device, a developing device, a transfer device, or a fuser device that does not require a fixed output or continuous stable supply of output, as shown in FIG. Power supply 3211, 3212, and using a booster circuit, a switching element 3213 for switching control of the primary side input, a booster circuit for increasing or biasing the voltage, and a switching element assuming a desired output state There is a configuration including a circuit for supplying a duty value of the PWM signal.
[0018]
Further, as a circuit system for connecting positive and negative converters in parallel via a switch, as shown in FIG. 17C, there are two power sources 3221 and 3222 having different polarities, and via relay means 3223 and 3224, respectively. A configuration provided with a switching element 3225 for connecting to a load and controlling the switching of the relay means 3223 and 3224, and also having power sources 3231 and 3232 having two different polarities as shown in FIG. There is a configuration in which a voltage from different input voltage means 3233 and 3234 is input, and a switching element 3235 for switching control of the input voltage means 3233 and 3234 is provided.
[0019]
A power supply device that supplies power to a charging device, a developing device, a transfer device, or a fuser device that requires a stable output supply function or a function that varies the output is the impedance of each device depending on the environment of each device (for example, temperature change outside the device), There are changes due to changes in capacitance, dirt on each part, and wear. In addition, in the transfer device and the fuser device, it may be difficult to maintain high image quality due to the influence of the impedance change of the paper. Therefore, in order to reduce the influence on the charging device, developing device, transfer device, and fuser device due to these environmental changes, the impedance and capacitance changes of each device of each device are observed in a timely manner, and the power output to each device is It is necessary to make it constant.
[0020]
As a general method of this control, the impedance and capacitance of each device are observed before the normal operation of each device, and each function is determined from a table of impedance, output voltage and output current for each device prepared in advance. There are techniques for determining parameters. Alternatively, there is a method of determining parameters of each function by obtaining appropriate output voltage and output current from the impedance and capacitance of each device by calculation. Switching of the primary side input voltage and input current is controlled according to the parameters thus obtained, or direct control of the input voltage and input current is performed to make the power output supplied to each device constant.
[0021]
Furthermore, in a power supply system that supplies positive and negative outputs, switching between positive and negative outputs is performed, so that the capacity of a load (device), the distributed capacity between a member connecting the power supply device and the load and the frame, and the distribution between the load device and the frame. Since there is a capacity, charging and discharging are alternately repeated on each capacity and distributed capacity at the time of switching between positive and negative outputs, so there is a drawback that rush current flows and radiation noise is generated. As a general means for preventing this, there is a configuration in which a rush current suppressing element is provided between the power supply device and the load.
[0022]
[Problems to be solved by the invention]
However, the circuit system that connects the positive and negative converters in series (series) is a technology that is effective in reducing noise when switching between positive and negative, while the output current on the secondary side is relatively low, such as several hundred microamperes or less. Since the voltage generated in the bypass resistor is high, the bypass resistor is enlarged to ensure the withstand voltage of the applied voltage, or in order to ensure functional insulation from the surroundings, a filling configuration with an insulating material such as an epoxy material is required. Therefore, there is a limit to downsizing the power supply device. In addition, since the power loss of the bypass resistor increases with the square of the current and voltage values, there is a disadvantage that the range of use of the circuit is limited.
[0023]
In addition, the circuit system in which positive and negative converters are connected in parallel via a switch is effective for improving the efficiency of the power supply, increasing the output voltage, and increasing the power, but on the other hand, noise is generated when switching the output. In addition, it is necessary to take measures for the peripheral devices and the peripheral devices, and the cost is increased. Further, the size of the device is increased for the switching device and noise countermeasures. Furthermore, since the switching speed is limited, there is a disadvantage that the application is limited.
[0024]
Further, in the configuration including the switching circuit and the comparison circuit as described above, it takes time for the switching circuit to be switched and the calculation time in the comparison circuit. Therefore, it takes time for the output to be stabilized after switching, and the high-speed printer. And copying machines, or when there are severe switching requirements, there is a drawback that the functions of each device may not function sufficiently and may adversely affect image quality.
[0025]
FIG. 18 shows a circuit configuration example in which positive and negative converters are connected in series (series), and output waveform examples of each signal. FIG. 18A is a circuit configuration example corresponding to FIG. 17A, and a power source that supplies power to a charging device, a developing device, a transfer device, and a fuser device that require a function of changing output or a stable supply of output. It is a structural example of an apparatus, and is a circuit example which performs control according to the detected value of an output voltage detection part. FIG. 18B is a circuit configuration example corresponding to FIG. 17B, in which a power source is supplied to a charging device, a developing device, a transfer device, and a fuser device that do not require a fixed output or a continuous stable supply of output. It is an example of the power supply device to supply. FIG. 18C shows the input and output waveforms of the selection signal (SEL signal), ON / OFF signal, Vout +, Vout−, and Vout signals in the circuit configurations of FIGS. 18A and 18B.
[0026]
As shown in the output waveforms Vout +, Vout−, and Vout in FIG. 18C, when the selection signal is switched, due to the switching circuit starting time, the smoothing capacitor charging time, and the smoothing capacitor discharging time, There is a delay. These delays can adversely affect image quality in high speed printers and copiers, or in severe switching requirements.
[0027]
In addition, in a conventional power supply system, since a device (load) that supplies positive and negative outputs includes a capacitance component, when switching between positive and negative outputs, a connection between positive and negative outputs or a connection between a load and positive and negative output returns There was a drawback that radiation noise was generated.
[0028]
The present invention has been made in view of the drawbacks of the prior art, and a first object of the invention is to provide a power supply device that achieves downsizing, low noise, and high efficiency of the device.
[0029]
Furthermore, a second object of the present invention is to provide a power supply apparatus that can increase the speed of switching between positive and negative and can be used in various apparatuses and systems.
[0030]
It is a third object of the present invention to provide a power supply device that reduces noise and realizes stable control operations of printers and copiers when switching between positive and negative outputs.
[0031]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, voltages having different polarities are supplied, and the first power supply circuit and the second power supply circuit connected in parallel are connected to each other on the output side of the first power supply circuit and the second power supply circuit. An impedance variable element that connects the first power supply circuit and the second power supply circuit, and switching means for switching the impedance of the impedance variable element according to a selection signal, In a state where both the first power supply circuit and the second power supply circuit are outputting, A configuration in which positive and negative voltages are selectively generated between different polar voltages supplied by the first power supply circuit and the second power supply circuit based on an impedance change of the impedance variable element according to the selection signal. The power supply device is characterized by the above. According to this configuration, an excessive voltage is not supplied to the load, and noise reduction and high-speed switching at the time of switching between positive and negative are realized.
[0032]
Furthermore, in an embodiment of the power supply device of the present invention, the first power supply circuit and the second power supply circuit include a transformer and a rectifier circuit, and the impedance variable element is the first power supply circuit. And a rectifier circuit configured to correspond to the second power supply circuit. As described above, since the two power supply circuits are connected by the impedance element such as a resistor, a higher output of the two power supplies is not generated on the output side, and the apparatus can be downsized.
[0033]
Furthermore, in one embodiment of the power supply device of the present invention, the impedance variable element has a resistor, and the switching means is constituted by a semiconductor relay such as a photo MOS relay, and is input to the semiconductor relay such as the photo MOS relay. The impedance is changed by changing the resistor connection configuration of the impedance variable element according to the selection signal. With this configuration, it is possible to change the impedance at an arbitrary timing.
[0034]
Furthermore, in an embodiment of the power supply device of the present invention, the first power supply circuit and the second power supply circuit have a transformer and a rectifier circuit configuration, and the first power supply circuit and the second power supply circuit The transformer of the power supply circuit is configured as a shared transformer. With this configuration, the size of the power supply device can be reduced.
[0035]
Furthermore, in one embodiment of the power supply device of the present invention, the power supply device includes an output voltage detection unit that detects an output voltage, and has a feedback control configuration based on a detection value detected by the output voltage detection unit. With this configuration, advanced output control is possible.
[0036]
Furthermore, in one embodiment of the power supply device of the present invention, the variable impedance element and the switching means are configured independently on each of the power supply feedback side of the first power supply circuit and the power supply feedback side of the second power supply circuit. In each of the switching means, the impedance of the corresponding variable impedance element is independently changed. With this configuration, control in various modes such as multi-stage control of output is possible.
[0037]
Furthermore, in one embodiment of the power supply device of the present invention, at least one or more impedance variable elements and switching means are provided on the power supply feedback side of the first power supply circuit and the power supply feedback side of either of the second power supply circuits. Each of the switching means configured is configured to independently change the impedance of the corresponding impedance variable element. With this configuration, control in various modes such as multi-stage control of output is possible.
[0038]
Furthermore, in one embodiment of the power supply device of the present invention, the signal input to the switching means for switching the impedance of the variable impedance element according to a selection signal is a pulse signal of several kilos to several tens of kilohertz, and the variable impedance element The impedance is changed according to the pulse signal. With this configuration, for example, a bias output of a developing device such as a printer or a copying machine can be output.
[0039]
Furthermore, in one embodiment of the power supply device of the present invention, a resistor as a lash suppressing element is provided between the power supply device and a load. With this configuration, noise during switching between positive and negative is reduced.
[0040]
Furthermore, in one embodiment of the power supply device of the present invention, the power supply device has a resistor as a noise suppression element in a ground path in a load to be supplied with power. With this configuration, noise during switching between positive and negative is reduced.
[0041]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, details of the power supply device and the power supply system of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0042]
【Example】
Embodiments of a power supply device and a power supply system according to the present invention will be described. In the embodiment, a charging device, a developing device, a transfer device, a power supply device that supplies power to a fuser device, and a power supply system will be described as an example.
[0043]
[Charging device]
First, a configuration example of a power supply device that performs voltage control of the charging device will be described. As shown in FIG. 1, the power supply device that supplies power to the charging device boosts the primary side input, boosts the first transformer 101 and the half-wave rectifier circuit 103 that generate a negative output, and boosts the primary side input. Thus, a second transformer 102 and a half-wave rectifier circuit 104 that generate a positive output are provided.
[0044]
On the primary side (power supply side) of the first transformer 101, the primary side input is controlled at a constant voltage, boosted in the first transformer 101, DC converted by the half-wave rectifier circuit 103, and on the power feedback side The secondary output is controlled to a predetermined negative voltage (a value corresponding to the charging parameter). Further, the primary side input of the second transformer 102 is controlled at a constant voltage, boosted by the second transformer 102, DC is changed by the half-wave rectifier circuit 104, and the secondary side output is set to a predetermined value. The voltage is controlled to a positive voltage of reverse bias (a value corresponding to a static elimination parameter or a value for cleaning toner adhering to the charging device).
[0045]
The secondary half-wave rectifier circuit 103 of the first transformer 101 is connected in parallel with the secondary half-wave rectifier circuit 104 of the second transformer 102 by a plurality of resistors 111 and 112. The positive / negative output switching circuit unit 105 to the negative voltage for charging and the positive voltage of the reverse bias for static elimination and cleaning has a photo MOS relay configuration, and the half-wave rectifier circuit 103 on the secondary side of the first transformer 101. And a secondary side half-wave rectifier circuit 104 of the second transformer 102 is connected in parallel to a resistor 111 as a specific bypass resistor unit.
[0046]
Switching transistors 106 and 107 and switching transistor control circuits 108 and 109 are connected to the primary side of the first transformer 101 and the primary side of the second transformer 102, and each switching transistor control circuit is turned ON / OFF. The operation of the switching transistors 106 and 107 is controlled by inputting a signal.
[0047]
The operation of this configuration will be described. First, the operation of the charging device during charging will be described. At the time of charging, a charging instruction command (charging signal) is input to the switching transistor control circuits 108 and 109. The charging signal is first input to an ON / OFF circuit (not shown), and a drive signal corresponding to a predetermined output is driven to the control circuit unit on the primary side of the first transformer 101. As a result, the primary side input is controlled at a constant voltage, and a negative output is generated via the first transformer 101 and the half-wave rectifier circuit 103. The control circuit portion on the primary side of the second transformer is also driven by the charging signal. As a result, the primary side input is controlled at a constant voltage, and a positive output is generated via the second transformer 102 and the half-wave rectifier circuit 104.
[0048]
The output terminal to which the load is connected has a half-wave rectifier circuit 103 on the secondary side of the first transformer 101 based on the minus output generated from the first transformer 101 and the plus output generated from the second transformer 102. And the half-wave rectifier circuit 104 of the second transformer 102 is controlled by a plurality of resistors, and an output between a negative output generated from the first transformer 101 and a positive output generated from the second transformer 102 ( Vout) is obtained.
[0049]
The resistance value of the resistor 112 connected to the second transformer 102 side is set lower than the resistance value of the resistor 111 connected to the first transformer 101 side. For example, the resistance value is set to a difference of about 1:10 or more. As a result, a positive output is generated when the charging signal is input to the switching transistor control circuits 108 and 109. In addition, when a switching signal is input to the positive / negative output switching circuit unit 105 connected in parallel to the resistor 111 connected to the first transformer 101 side, the resistor 111 connected to the first transformer 101 side is not passed. A conduction path is formed, the impedance is lowered, and the resistance value is lower than the resistance value connected to the second transformer 102 side, and a negative output is generated.
[0050]
The switching signal for the positive / negative output switching circuit unit 105 is input in accordance with the switching timing of charging and discharging (during cleaning), and a negative output and a positive output are alternately generated during charging and discharging (during cleaning), respectively. become.
[0051]
FIG. 2 shows a circuit configuration example provided with a feedback control configuration using an output voltage detection circuit. In the configuration of FIG. 2, a charging signal and a switching signal are input, a negative output at the time of charging is generated on the output side to which a load is connected, the charging output at that time is detected by the output voltage detection unit 120, and the detected value Is fed back to the switching transistor control circuit 108 on the first transformer 101 side, and the control according to the detected value is performed, thereby improving the constant voltage control accuracy of the primary side input on the first transformer 101 side. It is a configuration that enables. This configuration is suitable when a function for changing the output or a stable supply of the output is required.
[0052]
FIG. 3 shows a block diagram of a power supply device and a diagram for explaining an output waveform regarding a configuration in which the charging device supplies power to the charging device from the power supply device having the feedback control configuration described above. As shown in FIG. 3, the power supply device includes the first transformer and the half-wave rectifier circuit described above, and supplies a negative potential for controlling the secondary output to a predetermined negative voltage (a value corresponding to a charging parameter). A source 311, a second transformer, and a half-wave rectifier circuit, and a positive potential supply source 312 for controlling the secondary output to a predetermined positive voltage (a value corresponding to a static elimination parameter and a cleaning parameter); 111, an impedance variable element 313 configured by the positive / negative output switching circuit unit 105, an impedance element 314 corresponding to the above-described resistor 112, and an output voltage detecting unit 316 corresponding to the above-described output voltage detecting unit 120, and an output selection signal The impedance of the variable impedance element 313 is switched by 315, and the output corresponding to the switching is the charging device 3. 0 is output to.
[0053]
As shown in the upper part of FIG. 3, the output voltage has a waveform in which a negative voltage as a value corresponding to a charging parameter and a positive voltage as a value corresponding to a static elimination parameter and a cleaning parameter appear alternately. A positive voltage and a negative voltage appear alternately according to the selection signal switching of the output selection signal.
[0054]
FIG. 4 shows details of output waveforms of each part of the power supply apparatus having the configuration of the present invention. In order from the top, the selection signal output to the positive / negative output switching circuit, the ON / OFF signal output to the switch / transistor control circuit, Vout + as the secondary output of the second transformer and the rectifier circuit, the first transformer And Vout− as the secondary side output of the rectifier circuit, and the lowest stage is Vout as the output value of the load connection section.
[0055]
Comparing this output waveform with the output waveform of the conventional configuration described in FIG. 18C, it can be seen that the waveforms of Vout + and Vout− are different. Conventionally, the output of Vout + and Vout− is repeatedly generated and stopped according to the switching signal (SEL). Therefore, a delay due to charging / discharging of the capacitor occurs until the stabilization of each output. Delay in stabilizing the output with respect to Vout as a typical output value. On the other hand, in the output waveform in the configuration of the present invention shown in FIG. 4, after the ON / OFF signal is input to the switching transistor control circuit and turned ON, Vout + and Vout− are generated and stopped by the selection signal. Do not do. Accordingly, there is no delay until the stabilization of each output due to charging / discharging of the capacitor when the selection signal is switched. As a result, also in the final output Vout, the delay of the output stabilization at the time of switching the selection signal is improved (the improvement portion shown in the figure).
[0056]
As described above, in the power supply device of the present invention, when applied to, for example, a charging device, the negative voltage during charging and the positive voltage during static elimination / cleaning are switched at high speed, thereby enabling high-speed printing. Further, since the positive / negative output switching is performed by impedance change, the conventional switching process of the transformer and rectifier circuit becomes unnecessary, and the generation of noise due to the circuit switching is suppressed. That is, the generation of radiation noise from the capacitive component of the supply configuration for supplying positive and negative outputs, the connection between the positive and negative outputs and the load, or the connection between the load and the positive and negative output returns is suppressed.
[0057]
In the feedback control configuration using the output voltage detection circuit described with reference to FIG. 2, the configuration in which the detection value by the output voltage detection circuit is fed back to the switching transistor control circuit 108 to perform output control is shown. The output control configuration based on feedback is not limited to the configuration shown in FIG. 2, and for example, as in the configuration shown in FIG. 5, the detection value by the output voltage detection unit 120 is controlled by the input value to the positive / negative output switching circuit unit 105. The output voltage may be controlled by changing the impedance linearly or stepwise. The configuration of FIG. 5 is a configuration in which a variable resistor 501 is connected to the input unit for the positive / negative output switching circuit unit 105 and output control is performed by changing the input voltage in accordance with the detection value of the output voltage detection unit 120. .
[0058]
Further, as shown in FIG. 6A, the output control may be performed by changing the input voltage Vin on the primary side of the transformer according to the detection value of the output voltage detection unit 120. FIG. 6A shows a configuration in which a potential control unit 601 for controlling the input voltage Vin on the transformer side is provided.
[0059]
FIG. 6B shows a configuration in which the impedance is changed linearly or stepwise by controlling the input value to the positive / negative output switching circuit unit 105. The control is executed by a process of changing the voltage of the potential control unit 602 according to the detected value. Note that these feedback control configurations are not limited to the various feedback controls described above, and may be configured, for example, by combining the above-described configurations.
[0060]
[Shared converter method]
In the above-described embodiment, an independent converter system in which a transformer is independently provided according to a supply voltage is used. However, a shared converter system having only one transformer may be used. A configuration example of the shared converter is shown in FIG.
[0061]
The configuration of FIG. 7A will be described. A transformer 701 and half-wave rectifier circuits 702 and 703 for boosting the primary side input to generate a negative output and a positive output are provided. The primary side input of the transformer 701 is subjected to constant voltage control, and the transformer 701 And the DC voltage is converted by the half-wave rectifier circuits 702 and 703, the secondary output is set to a predetermined negative voltage (a value corresponding to the charging parameter), and a predetermined reverse bias positive voltage (static elimination parameter or charging device). To a value corresponding to a value for cleaning the toner adhering to the toner.
[0062]
The secondary-side resistance of the transformer 701 and the configuration of the positive / negative output switching circuit unit 705 are substantially the same as the configuration of the above-described independent converter system, and the positive / negative output switching circuit unit 705 is a half-wave on the secondary side of the transformer 701. It has a configuration in which a specific resistor between the rectifier circuits 702 and 703 is connected in parallel.
[0063]
A switching transistor 706 and a switching transistor control circuit 707 are connected to the primary side of the transformer 701. An ON / OFF signal is input to each switching transistor control circuit to control the operation of the switching transistor 707.
[0064]
The operation of this configuration will be described. First, the operation of the charging device during charging will be described. At the time of charging, a charging instruction command (charging signal) is input to the switching transistor control circuit 707. The charging signal is first input to an ON / OFF circuit (not shown), and a drive signal corresponding to a predetermined output is driven to the control circuit unit on the primary side of the transformer 701. As a result, the primary side input is controlled at a constant voltage, a negative output is generated via the transformer 701 and the half-wave rectifier circuit 702, and a positive output is generated via the transformer 701 and the half-wave rectifier circuit 703.
[0065]
An output (Vout) between the generated negative output and the positive output is obtained at the output terminal connected to the load based on the negative output and the positive output generated from the transformer 701.
[0066]
The relationship between the resistance value of the resistor 711 connected to the transformer 701 and the resistance value of the resistor 712 is the same as that of the above-mentioned independent converter system, for example, the resistance value is set to a difference of about 1:10 or more, and a positive / negative output switching circuit The connection and disconnection states of the resistor 711 are switched according to the input of a switching signal to the unit 705. With this configuration, the impedance changes in the positive / negative output switching circuit unit 705, and the load side output can be selectively output as a plus output and a minus output. In the case of a charging device, the input of a switching signal to the positive / negative output switching circuit unit 705 is input according to charging and slow power (cleaning), and when charging and slow power (cleaning), respectively. Negative output and positive output are generated alternately.
[0067]
The configuration of FIG. 7B is a configuration example of a shared converter system that is a feedback control configuration corresponding to the configuration of FIG. 2 in the above-described independent converter system. In the configuration of FIG. 7B, a negative output at the time of charging is generated on the output side to which a load is connected, the charging output at that time is detected by the output voltage detection unit 720, and the detected value is switched to the switching / switching on the transformer 701 side. The configuration is such that the constant voltage control accuracy of the primary side input on the transformer 701 side can be improved by feeding back to the transistor control circuit 707 and performing control according to the detected value. This configuration is suitable when a function for changing the output or a stable supply of the output is required.
[0068]
In FIG. 7C, the output voltage control is performed by changing the impedance linearly or stepwise by controlling the input value to the positive / negative output switching circuit unit 705 for the detection value by the output voltage detection unit 720. It is a configuration. The configuration of FIG. 7C is a configuration in which a variable resistor 721 is connected to the input unit for the positive / negative output switching circuit unit 705, and output control is performed by changing the input voltage according to the detection value of the output voltage detection unit 720. Is.
[0069]
As shown in FIG. 7, the shared converter system with one transformer can further reduce the size and cost of the apparatus.
[0070]
As described above, the power supply device of the present invention includes the first power supply circuit and the second power supply circuit that supply voltages having different polarities, and the secondary side of the first power supply circuit and the second power supply circuit. In this configuration, an impedance element is connected to the output side, and the impedance is switched according to a selection signal to selectively generate positive and negative voltages. The impedance element includes a resistor and a semiconductor, and the first power supply circuit and the second power supply circuit are connected in parallel by the resistor and the semiconductor, so that the output voltage is the same as that of the first power supply circuit and the second power supply circuit. Since no output higher than the supply voltage of the power supply circuit is generated as an output voltage, it is not necessary to increase the size to ensure the withstand voltage of the applied voltage, and the noise removal configuration required in the power supply switching configuration with the conventional switch is unnecessary, The device can be downsized.
[0071]
In addition, since the first power supply circuit and the second power supply circuit are connected in parallel by a resistor and a semiconductor, and the impedance is switched by changing the impedance of the resistor and the semiconductor, the conventional series connection type is used. The delay due to charging / discharging of the output smoothing capacitor at the time of switching between positive and negative in the power source is eliminated.
[0072]
[Other configuration examples]
The other structural example about the power supply device structure of this invention mentioned above is demonstrated. FIG. 8A shows a configuration in which a fixed resistor 801 is further connected in series to a resistor connected as a variable impedance element on the secondary side of the first transformer 101. The fixed resistor 801 in this configuration provides a noise reduction effect by adjusting the balance of the output voltage Vout and suppressing rush.
[0073]
FIG. 8B shows a configuration in which impedance variable elements configured as a positive / negative output switching circuit unit are connected in series. Each of the positive and negative output switching circuit units 802 and 803 is configured to be able to input an independent selection signal, and either one or both resistance connection modes are selectively changed to change the impedance in multiple stages. Thus, it is possible to control the output value to be changed in multiple stages.
[0074]
9 not only provides a positive / negative output switching circuit unit 105 for inputting a selection signal to the secondary side of the first transformer 101, but also provides a positive / negative signal for inputting a unique selection signal to the secondary side of the second transformer 102. An output switching circuit unit 901 is provided. According to this configuration, the impedance on the secondary side of the first transformer 101 and the impedance on the secondary side of the second transformer 102 are individually changed based on the input of a unique selection signal (SEL). Therefore, multi-stage control of the output value becomes possible.
[0075]
In the power supply device configuration of the present invention described above, a plurality of resistors are provided in the secondary half-wave rectifier circuit of the first transformer and the secondary half-wave rectifier circuit of the second transformer. Therefore, it is possible to suppress the supply of excess energy due to foreign matter adhering to the charger on the charging device side or partial charger damage such as pinholes, and it is necessary to add a new configuration for that purpose. Absent. Due to the presence of these resistors, damage to the charger is reduced, the life of the charging device is extended, and damage to excessive image quality is suppressed. Also, due to the presence of resistance, sudden image quality degradation does not occur, and even when image quality degradation occurs, the progress is slow, and the charging device can be replaced according to the progress status, and the part replacement cycle It becomes possible to set appropriately and economical maintenance becomes possible.
[0076]
Further, the positive / negative switching circuit portion configured in the power supply device of the present invention is in parallel with the resistance in the secondary half-wave rectifier circuit of the first transformer and the secondary half-wave rectifier circuit of the second transformer. Because of the connected configuration, noise generation at the time of switching the positive / negative output from charging to static elimination and cleaning is suppressed. In addition, since there are at least one resistance variable resistor of the positive / negative switching circuit section in the secondary half-wave rectifier circuit of the first transformer and the secondary half-wave rectifier circuit of the second transformer, Suppressing the occurrence of steep charge / discharge to the capacitors in the first and second half-wave rectifier circuits during positive / negative switching, and steep charge / discharge to the capacitance of the charger are suppressed, resulting in extremely low noise generation Therefore, the occurrence of image defects due to noise on the image signal can be drastically reduced.
[0077]
In addition, according to the power supply device of the present invention, the output of one polarity can be suppressed by the output of the opposite polarity of the other. When this configuration is applied to the charging device, the charging signal and the positive / negative switching at the time of charging are switched. The input of the signal reduces the impedance of the secondary half-wave rectifier circuit of the first transformer and the resistance of the output end, so that output energy is obtained and sufficient energy to improve the charging uniformity on the photoreceptor. Is obtained.
[0078]
Also, during static elimination and cleaning, the impedance of the secondary-side half-wave rectifier circuit and the resistance of the output end of the second transformer remains high. Decrease to less than one. During static elimination and cleaning, the charge on the photoconductor is attenuated, and the output energy may be lower than that during charging. In this configuration, optimal energy distribution can be achieved without any special additional configuration. The
[0079]
Further, in this configuration, the range that can be output as the power supply device includes the negative output from the secondary-side half-wave rectifier circuit of the first transformer and the secondary-side half-wave rectifier circuit of the second transformer. Since it can be set during the plus output, it is only necessary to provide the insulation structure necessary for the first and second transformers and the secondary half-wave rectifier circuit, and an insulation structure for switching between positive and negative becomes unnecessary. Accordingly, it is possible to reduce the size of the power supply device. In addition, the breakdown of the charger or photoconductor due to the overvoltage supply to the charging load device, and the cable or conductive plate supplied from the power supply device to the charger is prevented, adding functions for overvoltage protection and high withstand voltage. There is no need to adopt a structure or a high-voltage product, and it is possible to realize a small and low-cost power supply system.
[0080]
[Transfer device]
Next, a configuration example when the power supply device of the present invention is applied as a power supply system for the transfer device will be described.
[0081]
As shown in FIG. 16 described in the section of the conventional example, an image formed on the photosensitive drum is transferred to the paper. As shown in FIG. 16 (case 1), only one transfer process is performed. As shown in FIG. 16 (Case 2), there are a configuration to execute and a configuration to transfer an image to paper by primary transfer and secondary transfer.
[0082]
In either case, each transfer device is configured to be applied with a reverse polarity voltage during transfer and during charge removal (during cleaning).
[0083]
FIG. 10 shows an example in which the power supply device of the present invention is connected to the transfer configuration shown in case 1 of FIG. As a specific circuit configuration of the power supply device shown in FIG. 10, the same configuration as the power supply device for the above-described charging device, for example, the same configuration as the configurations of FIGS. 1, 2, and 5 to 9 can be applied. However, the polarity is set according to the device. The power supply device shown in FIG. 10 is a block diagram of a power supply device configuration corresponding to the circuit configuration of FIG. 1 described above.
[0084]
The apparatus configuration shown in FIG. 10 will be described. The first transformer is composed of a half-wave rectifier circuit, and a positive potential supply source 1011 for controlling the secondary output to a predetermined positive voltage (a value corresponding to a transfer parameter), a second transformer, and a half-wave rectifier circuit. 1. A negative potential supply source 1012 configured to control a secondary output to a predetermined negative voltage (a charge elimination parameter, a value corresponding to a parameter for cleaning toner adhering to a transfer device), a resistor 111 and a positive / negative output switching shown in FIG. An impedance variable element 1013 having a configuration corresponding to the circuit unit 105 and an impedance element 1014 corresponding to the resistor 112 described above are included, and the impedance of the impedance variable element 1013 is switched by an output selection signal 1015, and an output corresponding to the switching is transferred. Is output to the apparatus 1000.
[0085]
As shown in the upper part of FIG. 10, the output voltage has a waveform in which a positive voltage as a value corresponding to the transfer parameter and a negative voltage as a value corresponding to the static elimination parameter and the cleaning parameter alternately appear. A positive voltage and a negative voltage appear alternately according to the selection signal switching of the output selection signal.
[0086]
Next, a configuration example in which the power supply device of the present invention is applied to the configuration of the primary transfer device and the secondary transfer device in the case of the configuration of case 2 in FIG. 16 will be described.
[0087]
FIG. 11A shows an example in which the power supply device of the present invention is connected to the primary transfer device. The specific circuit configuration of the power supply device shown in FIG. 11A is applicable to the same configuration as the power supply device for the above-described charging device, for example, the same configuration as the configuration of FIGS. . However, the polarity is set according to the device. The power supply device shown in FIG. 11A is a block diagram of a power supply device configuration corresponding to the circuit configuration having the feedback control configuration of FIG. 2 described above.
[0088]
The apparatus configuration shown in FIG. 11A will be described. A first transformer, a half-wave rectifier circuit, and a positive potential supply source 1111 for controlling the secondary output to a predetermined positive voltage (a value corresponding to a transfer parameter), a second transformer, and a half-wave rectifier circuit A negative potential supply source 1112 configured to control the secondary side output to a predetermined negative voltage (a value corresponding to a static elimination parameter, a parameter for cleaning toner adhered to the transfer device), and switching between the resistor 111 and the positive / negative output shown in FIG. An impedance variable element 1113 having a configuration corresponding to the circuit unit 105, an impedance element 1114 corresponding to the resistor 112 shown in FIG. 2, and an output voltage detecting unit 1116 corresponding to the output voltage detecting unit 120 shown in FIG. The impedance of the variable impedance element 1113 is switched by the signal 1115 and is switched. Flip output is output to the transfer device 1100.
[0089]
As shown in the upper part of FIG. 11A, the output voltage has a waveform in which a positive voltage as a value corresponding to a transfer parameter and a negative voltage as a value corresponding to a static elimination parameter and a cleaning parameter appear alternately. A positive voltage and a negative voltage appear alternately according to the selection signal switching of the output selection signal.
[0090]
FIG. 11B shows an example in which the power supply device of the present invention is connected to the secondary transfer device. The specific circuit configuration of the power supply device shown in FIG. 11B can be the same configuration as the power supply device for the above-described charging device, for example, the same configuration as the configuration of FIGS. . The power supply device shown in FIG. 11B is a block diagram of a power supply device configuration corresponding to the circuit configuration having the feedback control configuration of FIG. 2 described above.
[0091]
The apparatus configuration shown in FIG. 11B will be described. A first transformer and a half-wave rectifier circuit, and a negative potential supply source 1121 that controls the secondary output to a predetermined negative voltage (a value corresponding to a transfer parameter), a second transformer, and a half-wave rectifier circuit A positive potential supply source 1122 configured to control the secondary side output to a predetermined positive voltage (a value corresponding to a static elimination parameter, a parameter for cleaning toner adhering to the transfer device), a resistor 111 and a positive / negative output switching shown in FIG. An impedance variable element 1123 having a configuration corresponding to the circuit unit 105, an impedance element 1124 corresponding to the resistor 112 shown in FIG. 2, and an output voltage detection unit 1126 corresponding to the output voltage detection unit 120 shown in FIG. The impedance of the variable impedance element 1123 is switched by the signal 1125, and switching is performed. Flip output is output to the transfer device 1120.
[0092]
As shown in the upper part of FIG. 11B, the output voltage has a waveform in which a negative voltage as a value corresponding to a transfer parameter and a positive voltage as a value corresponding to a static elimination parameter and a cleaning parameter appear alternately. A positive voltage and a negative voltage appear alternately according to the selection signal switching of the output selection signal.
[0093]
In the configuration in which the power supply device of the present invention is applied to the transfer device described above, a plurality of resistors are included in the secondary half-wave rectifier circuit of the first transformer and the secondary half-wave rectifier circuit of the second transformer. Therefore, it is necessary to add a new configuration for suppressing the excessive supply of energy due to foreign matter adhesion on the transfer device side, partial damage to the transfer device such as scratches, etc. There is no. Due to the presence of these resistors, damage to the transfer device can be minimized, the life of the transfer device can be extended, damage to image quality such as partial transfer failure can be reduced, and printers and copiers caused by image quality deterioration can be reduced. Trouble is reduced. Furthermore, even when image quality degradation occurs, the progress is slow, the transfer device can be replaced according to the progress, the parts replacement cycle can be set appropriately, and economical maintenance is possible. It becomes possible.
[0094]
Further, the positive / negative switching circuit portion configured in the power supply device of the present invention is in parallel with the resistance in the secondary half-wave rectifier circuit of the first transformer and the secondary half-wave rectifier circuit of the second transformer. Due to the connected configuration, generation of noise at the time of switching between positive and negative outputs from transfer to charge removal and cleaning is suppressed. In addition, since there are at least one resistance variable resistor of the positive / negative switching circuit section in the secondary half-wave rectifier circuit of the first transformer and the secondary half-wave rectifier circuit of the second transformer, Suppressing the occurrence of steep charge / discharge to the capacitors in the first and second half-wave rectifier circuits during positive / negative switching, and steep charge / discharge to the capacitance of the transfer device are suppressed, resulting in extremely low noise generation Therefore, the occurrence of image defects due to noise on the image signal can be drastically reduced.
[0095]
In addition, according to the power supply device of the present invention, the output of one polarity can be suppressed by the output of the opposite polarity of the other, and when this configuration is applied to the transfer device, the transfer signal during transfer and positive / negative switching By inputting a signal, the impedance of the secondary-side half-wave rectifier circuit of the first transformer and the resistance of the output terminal is reduced, so that high output energy is obtained and sufficient energy necessary for the transfer process is obtained.
[0096]
In addition, during static elimination and cleaning, the impedance of the secondary-side half-wave rectifier circuit and the resistance of the output end of the second transformer remains high. Decrease to less than one. During static elimination and cleaning, the paper does not exist in contact with the transfer device, so the output energy may be lower than at the time of transfer, and in this configuration, optimal energy distribution can be achieved without any special additional configuration. The
[0097]
Further, in this configuration, the range that can be output as the power supply device includes the negative output from the secondary-side half-wave rectifier circuit of the first transformer and the secondary-side half-wave rectifier circuit of the second transformer. Since it can be set during the plus output, it is only necessary to provide the insulation structure necessary for the first and second transformers and the secondary half-wave rectifier circuit, and an insulation structure for switching between positive and negative becomes unnecessary. Accordingly, it is possible to reduce the size of the power supply device. Also, dielectric breakdown of the transfer device, intermediate transfer body, and cables and conductive plates supplied from the power supply device to the transfer device by overvoltage supply to the transfer device is prevented, adding functions for overvoltage protection and high withstand voltage There is no need to adopt a structure or a high-voltage product, and it is possible to realize a small and low-cost power supply system.
[0098]
[Fuser device]
Next, a configuration example when the power supply device of the present invention is applied as a power supply system for the fuser device will be described.
[0099]
FIG. 12 (a) shows an example in which the power supply device of the present invention is connected to the fuser device configuration shown in case 1 of FIG. 16, and FIG. 12 shows an example in which the power supply device of the present invention is connected to the fuser device configuration shown in case 2 of FIG. Shown in (b). The specific circuit configuration of the power supply device shown in FIGS. 12A and 12B is the same as the configuration of the power supply device for the above-described charging device, for example, the same configuration as the configuration of FIGS. Is applicable. However, the polarity is set according to the device. The power supply device shown in FIG. 12 is a block diagram of a power supply device configuration corresponding to the circuit configuration of FIG. 1 described above.
[0100]
The apparatus configuration shown in FIGS. 12A and 12B will be described. A positive potential, which is composed of a first transformer and a half-wave rectifier circuit, and controls the secondary output to a predetermined positive voltage (a value corresponding to a parameter that maintains the charge for adsorbing toner on the paper on the pressure roll). Consists of a supply source 1211, a second transformer, and a half-wave rectifier circuit, and the secondary output is controlled to a predetermined negative voltage (a value corresponding to a pressure elimination parameter for the pressure roll and a parameter for cleaning toner adhering to the pressure roll). A negative potential supply source 1212, an impedance variable element 1213 having a configuration corresponding to the resistor 111 and the positive / negative output switching circuit unit 105 shown in FIG. 1, and an impedance element 1214 corresponding to the resistor 112 described above. The impedance of the variable impedance element 1213 is switched. Is output in response to the switching is outputted to the fuser unit 1210 and 1220.
[0101]
As shown in the upper part of FIGS. 12A and 12B, the output voltage includes a positive voltage as a value corresponding to a parameter for maintaining the charge for adsorbing toner on the paper on the pressure roll, a static elimination parameter, a cleaning parameter, A waveform in which a negative voltage as a value corresponding to the parameter appears alternately. A positive voltage and a negative voltage appear alternately according to the selection signal switching of the output selection signal.
[0102]
In the configuration in which the power supply device of the present invention is applied to the fuser device described above, a plurality of resistors are included in the secondary half-wave rectifier circuit of the first transformer and the secondary half-wave rectifier circuit of the second transformer. Because of this configuration, excessive energy supply caused by pressure roller or heat roll foreign matter adhering to the fuser device, partial pressure roll or heat roll damage such as pinholes or scratches, etc., is suppressed. And there is no need to add a new configuration for that purpose. The presence of these resistors can minimize damage to each roll, extend the life of each roll, reduce damage to the image quality such as toner scattering on the paper at the fuser nip, and reduce image quality. Troubles in printers and copiers due to deterioration are reduced. Furthermore, even when image quality degradation such as toner scattering occurs, the progress is slow, and the pressure roll or heat roll can be replaced according to the progress, and the parts replacement cycle can be set appropriately Thus, economical maintenance becomes possible.
[0103]
Further, the positive / negative switching circuit portion configured in the power supply device of the present invention is in parallel with the resistance in the secondary half-wave rectifier circuit of the first transformer and the secondary half-wave rectifier circuit of the second transformer. Due to the connected configuration, noise generation at the time of discharging the pressure roll and switching the positive / negative output to the cleaning from when the power is supplied to the pressure roll when paper is present is suppressed. In addition, since there are at least one resistance variable resistor of the positive / negative switching circuit section in the secondary half-wave rectifier circuit of the first transformer and the secondary half-wave rectifier circuit of the second transformer, Suppresses the occurrence of steep charge / discharge to the capacitors in the first and second half-wave rectifier circuits during positive / negative switching and the steep charge / discharge to the capacitance indirectly coupled to the pressure roll or heat roll. As a result, it is possible to make noise generation extremely low, and it is possible to drastically reduce the occurrence of image defects due to noise on the image signal.
[0104]
Further, according to the power supply device of the present invention, the output of one polarity can be suppressed by the output of the opposite polarity of the other, and in the fuser device, power is supplied to the pressure roll when the sheet is interposed and fixed. Sometimes when a fuser signal and a positive / negative switching signal are input, the impedance of the secondary half-wave rectifier circuit of the first transformer and the resistance at the output end is lowered, so that output energy is obtained and applied to the surface of the pressure roll. Sufficient energy required to maintain a stable potential can be obtained.
[0105]
Also, during static elimination and cleaning, the impedance of the secondary-side half-wave rectifier circuit and the resistance of the output end of the second transformer remains high. Decrease to less than one. At the time of static elimination and cleaning, since no paper is interposed between the pressure roll and the heat roll, the output energy may be low, and in this configuration, optimal energy distribution can be realized without providing a special additional configuration.
[0106]
Further, in this configuration, the range that can be output as the power supply device includes the negative output from the secondary-side half-wave rectifier circuit of the first transformer and the secondary-side half-wave rectifier circuit of the second transformer. Since it can be set during the plus output, it is only necessary to provide the insulation structure necessary for the first and second transformers and the secondary half-wave rectifier circuit, and an insulation structure for switching between positive and negative becomes unnecessary. Accordingly, it is possible to reduce the size of the power supply device. In addition, the fuser device by overvoltage supply to the fuser device, and the insulation breakdown of cables and conductive plates etc. that are supplied from the power supply device to the fuser device are prevented, adding functions for overvoltage protection, adopting a high voltage structure, There is no need to use a high-voltage product, and a compact and low-cost power supply system can be realized.
[0107]
[Developer]
Next, a configuration example when the power supply device of the present invention is applied as a power supply system for the developing device will be described.
[0108]
FIG. 13A shows an example in which the power supply device of the present invention is connected to the developing device configuration shown in case 1 in FIG. 16, and FIG. 13 shows an example in which the power supply device of the present invention is connected to the developing device configuration shown in case 2 in FIG. Shown in (b). The specific circuit configuration of the power supply device shown in FIGS. 13A and 13B is the same as the configuration of the power supply device for the above-described charging device, for example, the same configuration as that shown in FIGS. Is applicable. However, the polarity is set according to the device. In the developing device, a developing bias of several kilohertz to several tens of kilohertz is input as a selection signal for outputting a rectangular wave of several kilohertz to several tens of kilohertz.
[0109]
The configuration shown in FIG. The configuration of FIG. 13A is a block diagram showing the configuration of the power supply apparatus corresponding to the circuit configuration of FIG. 1 described above. The first transformer is composed of a half-wave rectifier circuit, and is composed of a negative potential supply source 1311 that controls the secondary output to a predetermined negative voltage, the second transformer, and a half-wave rectifier circuit, and outputs the secondary-side output. A positive potential supply source 1312 for controlling to a predetermined positive voltage, an impedance variable element 1313 having a configuration corresponding to the resistor 111 and the positive / negative output switching circuit unit 105 shown in FIG. 1, and an impedance element 1314 corresponding to the resistor 112 are provided. Then, the impedance of the variable impedance element 1313 is switched by the output selection signal 1315, and an output corresponding to the switching is output to the developing device 1310. The selection signal (signal (SEL) in FIG. 1) is input with a pulse of several kilohertz to several tens of kilohertz in order to obtain a rectangular wave that matches the development parameter, and the impedance of the impedance variable element 1313 is switched. In addition, a rectangular wave output of several kilohertz to several tens of kilohertz is output to the developing device 1310. The cycle of each positive / negative operation mode is performed in such a manner that the negative side is increased from the positive side. That is, the output is a rectangular wave and the average value is negative.
[0110]
The configuration of FIG. 13B is not limited to the circuit configuration of FIG. 9 described above, that is, not only the positive / negative output switching circuit unit for inputting the selection signal to the secondary side of the first transformer but also the second configuration. 2 shows a configuration example in which a positive / negative output switching circuit section for inputting a unique selection signal is also provided on the secondary side of the transformer, and the configuration provided with the feedback configuration described in FIG. 2 is applied as the power supply device of the developing device. is there.
[0111]
The first transformer is composed of a half-wave rectifier circuit, and is composed of a negative potential supply source 1321 that controls the secondary side output to a predetermined negative voltage, the second transformer, and a half-wave rectifier circuit, and outputs the secondary side output. A positive potential supply source 1322 that controls to a predetermined positive voltage, an impedance variable element 1323 having a configuration corresponding to the resistor 111 and the positive / negative output switching circuit unit 105 shown in FIG. 9, and the resistor 112 and the positive / negative output switching circuit unit shown in FIG. An impedance variable element 1324 having a configuration corresponding to 901 and an output voltage detection unit 1327 corresponding to the output voltage detection unit 120 shown in FIG. 2 are provided, and the impedance of the impedance variable elements 1323 and 1324 is determined by output selection signals 1325 and 1326. And an output corresponding to the switching is output to the developing device 1320. The selection signal (signal (SEL) in FIG. 1) receives a pulse of several kilohertz to several tens of kilohertz in order to obtain a rectangular wave that matches the development parameters, and the impedance of the variable impedance elements 1323 and 1324 is switched. A rectangular wave output of several kilohertz to several tens of kilohertz is output to the developing device 1320 according to the above.
[0112]
In the configuration in which the power supply device of the present invention is applied to the developing device described above, a plurality of resistors are provided in the secondary half-wave rectifier circuit of the first transformer and the secondary half-wave rectifier circuit of the second transformer. Therefore, it is possible to suppress the supply of excessive energy due to the adhesion of foreign matter to the developing device and the adhesion of foreign matter between the developing device and the photosensitive member, and there is no need to add a new configuration for that purpose. Due to the presence of these resistors, damage to the developing device can be minimized, the life of the developing device and the photoconductor is extended, damage to the image quality is reduced, and troubles in the printer and copier due to image quality deterioration are reduced. .
[0113]
Further, the positive / negative switching circuit portion configured in the power supply device of the present invention is in parallel with the resistance in the secondary half-wave rectifier circuit of the first transformer and the secondary half-wave rectifier circuit of the second transformer. Due to the connected configuration, generation of noise when supplying power to the developing device is suppressed. In addition, since there are at least one resistance variable resistor of the positive / negative switching circuit section in the secondary half-wave rectifier circuit of the first transformer and the secondary half-wave rectifier circuit of the second transformer, Suppressing the occurrence of steep charge / discharge to the capacitors in the first and second half-wave rectifier circuits during positive / negative switching, and steep charge / discharge to the capacitance of the developing device are suppressed, resulting in extremely low noise generation Thus, the occurrence of image defects due to noise mixing in the image signal can be drastically reduced. Furthermore, the beat sound of the transformer due to magnetostriction is reduced, which is effective in suppressing noise.
[0114]
Further, in this configuration, since the average voltage is a negative voltage with a rectangular wave, when the negative voltage is supplied, the secondary half-wave rectifier circuit of the first transformer and the resistance of the output terminal Since the impedance is lowered, sufficient output energy can be obtained. In addition, when supplying a positive voltage, the impedance of the secondary half-wave rectifier circuit of the second transformer and the resistance of the output end remains high, and the output energy is a fraction of a fraction to a fraction of tenths. Decreases to: Therefore, an efficient configuration is obtained to obtain a rectangular wave whose average value is negative.
[0115]
Further, in this configuration, the range that can be output as the power supply device includes the negative output from the secondary-side half-wave rectifier circuit of the first transformer and the secondary-side half-wave rectifier circuit of the second transformer. Since it can be set during the plus output, it is only necessary to provide the insulation structure necessary for the first and second transformers and the secondary half-wave rectifier circuit, and an insulation structure for switching between positive and negative becomes unnecessary. Accordingly, it is possible to reduce the size of the power supply device. In addition, the breakdown of the development device by overvoltage supply to the development device, and the cables and conductive plates supplied from the power supply device to the development device is prevented, adding functions for overvoltage protection and adopting a high withstand voltage structure, There is no need to use a high-voltage product, and a compact and low-cost power supply system can be realized.
[0116]
[Noise suppression configuration]
Next, a configuration for suppressing noise generated at the time of switching between positive and negative at the time of power supply to a charging device, a developing device, a transfer device, a fuser device, and the like, which are components of the printer and the copying apparatus will be described.
[0117]
The charging device, the developing device, the transfer device, and the fuser device, which are components of the printer and the copying apparatus, are all capacitive loads when viewed from the power supply device. For this reason, in the method of supplying both positive and negative polarities, there is a distributed capacity between each device as a load, a member connecting each device as a load and the frame, and a distributed capacity between the load device and the frame. Since charging and discharging are repeated alternately and positively and negatively on the distributed capacity, a rush current flows and radiation noise is generated. Therefore, the radiation noise level becomes high, and there is a risk of causing malfunctions to peripheral devices. A configuration for suppressing this noise will be described below.
[0118]
The configuration of the present invention will be described using a fuser device as an example. FIG. 14 shows a configuration in which noise countermeasures are taken. FIG. 14A shows an example applied to the configuration of case 1 shown in FIG. 16, and FIG. 14A shows an example applied to the configuration of case 2 shown in FIG.
[0119]
Both the configurations of FIGS. 14A and 14B are common to the power supply device and the noise suppression configuration, and thus will be described in common with reference to both drawings.
[0120]
The power supply apparatus has the same configuration as that of FIG. 12 described above, and includes a first transformer and a half-wave rectifier circuit. The secondary output outputs a predetermined positive voltage (the toner on the paper on the pressure roll). It is composed of a positive potential supply source 1411 that is controlled to a value corresponding to a parameter that maintains the adsorbed charge, a second transformer, and a half-wave rectifier circuit, and the secondary side output is a predetermined negative voltage (pressure elimination parameter of the pressure roll) , A value corresponding to a parameter for cleaning toner adhered to the pressure roll), a negative potential supply source 1412, an impedance variable element 1413, and an impedance element 1414. The impedance of the impedance variable element 1413 is switched by an output selection signal 1415. The output corresponding to the switching is the fuser device 1 Is output to 10,1420. As the output voltage Vout, a positive voltage as a value corresponding to a parameter for maintaining a charge for adsorbing toner on a sheet on a pressure roll, and a negative voltage as a value corresponding to a charge removal parameter and a cleaning parameter alternately appear. It becomes a waveform. A positive voltage and a negative voltage appear alternately according to the selection signal switching of the output selection signal. Noise is generated during this switching.
[0121]
As a countermeasure against noise, a rush current suppression element 1416 and a noise suppression element 1417 are provided. In FIG. 14, the rush current suppression element 1416 is provided between the output side of the power source and the device as a load. The noise suppression element 1417 is provided on a path through which charges flow. In the configuration of FIG. 14, the noise suppression element 1417 is provided at a relay point where the fuser housing and the heat roll are grounded. The lash suppression element and the noise suppression element are made of a resistor, for example.
[0122]
As described above, in the configuration in which power is supplied to the fuser device from the power supply device in which the positive / negative switching occurs, the configuration in which the rush current suppression element and the noise suppression element as shown in FIG. The measurement result of the noise generated from the apparatus is shown in FIG. The dotted line in FIG. 15 is the noise measurement result in the device configuration in which noise countermeasures are not taken, and the solid line is the noise measurement result in the configuration in which the rush current suppression element and the noise suppression element as shown in FIG. 14 are provided. Thus, generated noise is suppressed by the rush current suppression element and the noise suppression element.
[0123]
In FIG. 14, the configuration in which the rush current suppression element and the noise suppression element are provided in the configuration for supplying power to the fuser apparatus has been described. However, the charging device and the development device are other components of the printer and the copying apparatus. Also in the transfer device, as described above, power is supplied from the power supply device in which the positive / negative switching occurs, and noise is similarly generated. Also in each of these components, generated noise can be suppressed by providing the same rush current suppression element and noise suppression element as shown in FIG.
[0124]
The present invention has been described in detail above with reference to specific embodiments. However, it is obvious that those skilled in the art can make modifications and substitutions of the embodiments without departing from the gist of the present invention. In other words, the present invention has been disclosed in the form of exemplification, and should not be interpreted in a limited manner. In order to determine the gist of the present invention, the claims section described at the beginning should be considered.
[0125]
【The invention's effect】
As described above, in the power supply device of the present invention, a power supply device that realizes downsizing, low noise, and high efficiency of the device is realized, and the speed of switching between positive and negative can be increased, for example, a high-speed printer or the like A power supply device that can be used in various devices and systems is realized.
[0126]
In the power supply device of the present invention, it is possible to suppress excessive energy supply caused by foreign matter adhesion or damage of the charging device, the transfer device, the fuser device, or the developing device, thereby reducing the damage of each device and extending the life of the device. Is done. In addition, even when image quality degradation occurs, the progress is slow, the equipment can be replaced according to the progress, the parts replacement cycle can be set appropriately, and economical maintenance is possible It becomes.
[0127]
Further, the positive / negative switching circuit portion configured in the power supply device of the present invention is in parallel with the resistance in the secondary half-wave rectifier circuit of the first transformer and the secondary half-wave rectifier circuit of the second transformer. Because of the connected configuration, the occurrence of noise when switching between positive and negative outputs is suppressed, the occurrence of steep charge and discharge to the capacitors in the first and second half-wave rectifier circuits when switching between positive and negative, and the charger The generation of steep charge / discharge to the capacitance is suppressed, the noise generation can be made extremely low, and the occurrence of image defects due to noise on the image signal can be drastically reduced.
[0128]
In addition, according to the power supply device of the present invention, the output of one polarity can be suppressed by the output of the opposite polarity of the other, sufficient output energy required for charging, transfer, etc., and the number of outputs Thus, a configuration for efficiently switching and outputting a low level output of 1 to several tenths or less is realized without providing a special additional configuration.
[0129]
In addition, the power supply device of the present invention can output within the range between the output from the secondary half-wave rectifier circuit of the first transformer and the output from the secondary half-wave rectifier circuit of the second transformer. Therefore, it is only necessary to provide an insulating structure necessary for the first and second transformers and the half-wave rectifier circuit on the secondary side, and an insulating structure for switching between positive and negative becomes unnecessary. Accordingly, it is possible to reduce the size of the power supply device. In addition, insulation breakdown of the device by overvoltage supply to the device, and cables and conductive plates supplied from the power supply device to each device is prevented, function addition for overvoltage protection, adoption of high voltage structure, high voltage resistance Therefore, it is possible to realize a small-sized and low-cost power supply device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration example of a power supply device of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example in which an output voltage detection unit is provided in the circuit of the power supply device of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example in which the power supply device of the present invention is applied to a charging device.
FIG. 4 is a diagram showing each signal and output waveform in the power supply device of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a circuit configuration example of a power supply device of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration example of a power supply device of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a circuit configuration example of a power supply device according to the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a circuit configuration example of a power supply device of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a circuit configuration example of a power supply device of the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example in which the power supply device of the present invention is applied to a transfer device.
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example in which the power supply device of the present invention is applied to a transfer device.
FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example in which the power supply device of the present invention is applied to a fuser device.
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example in which the power supply device of the present invention is applied to a developing device.
FIG. 14 is a diagram showing a noise countermeasure configuration example of the power supply device of the present invention.
FIG. 15 is a diagram for explaining the effect of noise countermeasures of the power supply device of the present invention.
FIG. 16 illustrates a configuration of a printer and a copying apparatus.
FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional power supply device.
FIG. 18 is a diagram illustrating a circuit example, a signal, and an output waveform of a conventional power supply device.
[Explanation of symbols]
101 first transformer, 102 second transformer
103, 104 half-wave rectifier circuit, 105 positive / negative output switching circuit section
106.107 Switching transistor
108,109 switching transistor control circuit
111, 112 resistors, 120 output voltage detector
300 Charging Device, 311 Negative Potential Supply Source
312 plus potential supply source, 313 impedance variable element
314 impedance element, 316 output voltage detector
501 Variable resistance, 601 and 602 Potential control unit
701 Transformer, 702, 703 Half-wave rectifier circuit
705 Positive / negative output switching circuit section, 706 switching transistor
707 Switching transistor control circuit
720 output voltage detector, 801 resistor
802 Positive / negative output switching circuit unit, 901 Positive / negative output switching circuit unit
1000 transfer device, 1011 plus potential supply source
1012 Negative potential supply source, 1013 Impedance variable element
1014 impedance element, 1100 primary transfer device
1111 Positive potential supply source, 1112 Negative potential supply source
1113 Variable impedance element, 1114 Impedance element
1116 Output voltage detection unit, 1120 secondary transfer device
1121 Negative potential supply source, 1122 Positive potential supply source
1123 Variable impedance element, 1124 Impedance element
1126 Output voltage detector
1210, 1220 fuser device, 1211 plus potential supply source
1212 Negative potential supply source, 1213 Impedance variable element
1214 impedance element, 12116 output voltage detector
1300 Developing device, 1311 Negative potential supply source
1312 plus potential supply source, 1313 variable impedance element
1314 Impedance element, 1320 Developing device
1321 Negative potential supply source, 1322 Positive potential supply source
1323, 1324 Impedance variable element, 1327 output voltage detector
1411 positive potential supply source, 1412 negative potential supply source
1413 impedance variable element, 1414 impedance element
1416 Rush suppression element, 1417 Noise suppression element
3101 Photosensitive drum, 3102 Contact charging device
3103 Developing device 3103, 3104 Transfer device
3105 Paper (paper), 3106 Peeling (detack) device
3107 fuser device, 3111 photosensitive drum
3112 Charging device, 3113 developing device
3114 Primary transfer device, 3115 transfer belt
3116 Secondary transfer device, 3117 Paper
3118 peeling (detack) device, 3119 fuser device

Claims

A first power supply circuit and a second power supply circuit that supply voltages of different polarities and are connected in parallel;
On the output side of the first power supply circuit and the second power supply circuit, an impedance variable element that connects the first power supply circuit and the second power supply circuit, and an impedance of the impedance variable element according to a selection signal Switching means for switching,
In a state where both the first power supply circuit and the second power supply circuit are outputting , the first power supply circuit and the second power supply circuit are based on the impedance change of the impedance variable element according to the selection signal. A power supply device characterized in that positive and negative voltages are selectively generated between supplied different-polarity voltages.

The first power supply circuit and the second power supply circuit have a transformer and a rectifier circuit,
2. The power supply device according to claim 1, wherein the variable impedance element has a configuration for connecting between the first power supply circuit and a rectifier circuit configured to correspond to the second power supply circuit.

The impedance variable element includes a resistor, and the switching unit is configured by a semiconductor relay, and the impedance is changed by changing a resistor connection configuration of the impedance variable element according to a selection signal input to the semiconductor relay. The power supply device according to claim 1, wherein the power supply device is configured to be changed.

The first power supply circuit and the second power supply circuit have a transformer and rectifier circuit configuration, and the transformer of the first power supply circuit and the second power supply circuit is configured as a shared transformer. The power supply device according to claim 1.

In the power supply apparatus, further,
It has an output voltage detector that detects the output voltage,
The power supply apparatus according to claim 1, further comprising a feedback control configuration based on a detection value detected by the output voltage detection unit.

The impedance variable element and the switching means configuration are:
The output side of the first power supply circuit and the output side of the second power supply circuit are configured independently, and the impedance of the corresponding variable impedance element is changed independently in each switching means. The power supply device according to claim 1, wherein:

The impedance variable element and the switching means configuration are:
At least one or more on the output side of the first power supply circuit and the output side of the second power supply circuit, and in each of the configured switching means, the impedance of the corresponding impedance variable element is changed independently; The power supply device according to claim 1, wherein

The signal input to the switching means for switching the impedance of the variable impedance element according to the selection signal is a pulse signal of several kilos to several tens of kilohertz, and the impedance of the variable impedance element is changed according to the pulse signal The power supply device according to claim 1, wherein:

The power supply device further includes:
The power supply device according to claim 1, further comprising a resistor as a lash suppressing element between the power supply device and a load.

The power supply device further includes:
The power supply apparatus according to claim 1, further comprising a resistor as a noise suppression element in a ground path in a load to be supplied with power by the power supply apparatus.