JPS63136958A - 画像形成装置用の電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はコンバータトランスから構成されるスイッチン
グ方式の電源装置に関するものである。

［従来の技術］ 電源装置として、例えば電子写真装置用の電源装置では
帯電器駆動用の高圧出力、現像バイアス用出力、シーケ
ンス制御用の低圧出力および原稿露光ランプ駆動用の出
力など、高圧あるいは低圧の複数種類の出力が必要であ
る。

従来の電子写真装置用の電源装置ではコンバータトラン
スの１次巻線に印加した直流を断続して２次巻線に出力
を得る、いわゆるスイッチング用方式のものが広く用い
られており、上記のような複数種類の出力を得るために
第３図に示すような構成が採用されている。

第３図で符号Ｔで示すものはコンバータトランスであり
、その１次巻線１には商用電源３の交流を整流・平滑回
路２で整流、平滑した直流が印加される。この直流は、
１次巻１５１１に接続されたスイッチングトランジスタ
ＱＯがＰＷＭ　（パルス幅変調）制御回路４の発生する
スイッチングパルスにより駆動されてオン、オフするこ
とにより断続される。なおトランジスタＱＯにはダンノ
ぐｍｍのダイオードＤ１と共振用のコンデンサＣｏが並
列にＰａ続される。直流の断続によりトランスＴの２次
巻線２１．２２のそれぞれに巻線比に応じて出力が得ら
れる。

従来では２次巻線２１．２２に低圧の出力が得られるよ
うにし、これを整流用のダイオードＤ２、Ｄ３および平
滑用のコンデンサｃｌ、ｃ２で整流、平滑して低圧の直
流出力を得ている。そして高圧の直流出力は低圧の直流
出力をＤＣ／ＤＣコンバータ５．６を介して昇圧して得
ている。このようにしているのは低圧出力側の変動に関
係なく安定した高圧出力を得るためである。

［発明が解決しようとする問題点］ ところがこのような構成によるとＤＣ／ＤＣコンバータ
５，６のそれぞれにもトランスが用いられるので、電源
装置全体として用いるトランスの数が多くなり、コスト
が高くつくとともに電源装置が大型化してしまうという
問題があった。これは電子写真装置用に限らず各種機器
に用いられる同方式の電源装置に共通するものである。

［問題点を解決するための手段］ このような問題点を解決するため本発明にょれば、コン
バータトランスから構成されるスイッチング方式の電源
装置において、１個のコンバータトランスから構成され
、該トランスの２次巻線として被給電部のそれぞれに対
応して電源出力を得る複数の２次巻線を設け、該２次巻
線の極性と２次ａ線に接続される整流器の極性ないし有
無を選択することにより、２次巻線をトランスの１次巻
線に断続して印加される直流のオン期間に電流が流れる
ものと、オフ期間に電流が流れるものと、オフ期間とオ
ン期間に電流が流れるものとに使い分けるようにした構
成を採用した。

［作　用］ このような構成によれば電源装置はただ１個のコンバー
タトランスから構成されるのでコストを低減でき、装置
の小型化が図れる。また上記２次巻線の使い分けにより
装置の消費電力の効率を向上できるとともに、オン期間
に電流が流れる２次巻線とオフ期間に電流が流れる２次
巻線ではお互いの電流変動に影ツされず安定した出力が
得られる。

［実施例］ 以下、第１図および第２図を参照して本発明の実施例の
詳細を説明する。

第１図は本発明の実施例として電子写真装置用の電源装
置の構成を示している。

同図に示すように本実施例装置は１個のコンバータトラ
ンス（以下トランスと略す）Ｔから構成されている。

トランスＴの１次巻線ｌ側の構成は従来と同様であり、
１次巻線１は整流・平滑回路２を介して商用電源３に接
続される。また１次巻線ｌにはＰＷＭ制御回路４に駆動
されるスイッチング用トランジスタＱＯがダンパー用ダ
イγ−ドＤｏ、共振用コンデンサＣＯとともに接続され
ている。

ＰＷＭ制御回路４は後述する電圧制御回路１２ないし制
御回路１３からトランジスタＱＩＯとフォトカプラ５を
介して完全な絶縁状態でフィードバックされる両回路１
２．１３の出力信号に応じてトランジスタＱｏを駆動す
るパルス幅を制御するようになっている。

一方トランジスタＴの２次側には電子写真装置の電源遮
断時のバックアップを除く被給電部のそれぞれに対応し
て電源出力を得る以下の２次巻線２１〜２６のそれぞれ
が設けられている。

２次巻線２１は原稿露光ランプ７の駆動用出力を取り出
すものであり、チョークコイル６を介して原稿露光ラン
プ７に接続される。原稿露光ランプ７にはフォトトラン
ジスタ８を介してランプ７の光量制御などを行なうラン
プ制御部９が接続されている。

また２次巻線２２は現像バイアス用の出力を取り出すも
ので整流用のダイオードＤ２と波形整形などを行なう現
像バイアス制御部１０を介し不図示の現像器に接続され
る。

２次巻線２３は除電針バイアス用の高圧出力を取り出す
もので、ダイオードＤ３を介して不図示の除電針に接続
される。

２次巻線２４．２５はそれぞれシーケンス制御用として
ダイオードＤ４．Ｄ５を介し７ｖと２４Ｖの低圧直流出
力を取り出すものであり、この内の７ｖの直流出力から
定電圧回路１　’１を介して５ｖの直流出力が得られ、
不図示の電子写真装置の制御回路などに印加されるよう
になっている。７Ｖと２４Ｖの電圧制御は定電圧制御回
路１２によりなされる。その詳細は後述する。

次に２次巻線２６は不図示の帯電器駆動用の高圧出力を
取り出すものであり、ダイオードＤ６を介し不図示の帯
電器に接続される。また巻線２６には過電流を検出し検
出信号をＰＷＭｅｌ！１回路４に出力して過電流防止な
どを行なう制御回路１３が接続されている。

以上の°２次巻線の内で巻線２２，２３，２５゜２６に
は１次巻線１に断続して印加される直流のオフ期間（ト
ランジスタＱＯのオフ期間）に電流が流れるように、す
なわちフライバック電流が流れるように、それぞれの極
性とダイオードＤ２、Ｄ：１１．Ｄ５、Ｄ６の極性が選
択されている。

−万巻線２４には１次巻線ｌの直流のオン期間（トラン
ジスタＱＯのオン期Ｂ）に電流が流れるように、すなわ
ちフォワード電流が流れるようにその極性とダイオード
Ｄ４の極性が選択されている。

なおａ＆ａ２１には整流がなされないので、上記のオフ
期間にもオン期間にも電流が流れるのは勿論である。

次に上記の７ｖと２４Ｖの電圧制御の詳細を説明する。

この制御は電圧制御部１２を介し。

ＰＷＭ制御回路４により行なわれ、電子写真装置のスタ
ンバイ時には７ｖの定電圧制御が行なわれて電子写真装
置の制御回路の電源である５ｖが確保される。原稿露光
ランプ７の予熱時には２４ラインの電圧が１２Ｖに制御
され、これにより予熱が行なわれる。また電子写真装置
の動作時（コピ一時）には２４Ｖの定電圧制御が行なわ
れ、これにより動作時の各部への給電がなされるように
なっている。

電圧制御回路１２はこのような電圧制御のためにスタン
バイ時か予熱時か動作時かによって７ｖラインと２４Ｖ
ラインの電圧のいずれか一方を選択し、かつ相異なる分
圧比で分圧して所定の基準電圧と比較し、前記分圧が基
準電圧より高いか低いかの検出信号をＰＷＭｆｔｊＪｉ
１回路４に出力し、この検出信号に応じて上記の制御が
行なわれるようになっている。

第２図は電圧制御回路１２の構成の詳細を示しており、
同図の構成において端子Ｐ１、Ｐ３のそれぞれには７Ｖ
ラインと２４Ｖラインが接続され、端子Ｐ２にはこの回
路の駆動電源として５■の直流が定電圧回路１１から印
加される。また端子Ｐ４は巻線２４．２５のアースとな
っており、端子Ｐ５はこの回路１２の出力端子となって
いる。さらに端子Ｐ６．Ｐ７はそれぞれ電子写真装置の
制御回路からの制御信号を入力する制御入力端子となっ
ている。

トランジスタＱ１．Ｑ２は比較器を構成しており、トラ
ンジスタＱ１のベースには５ｖを抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧
して得た所定の基準電圧が印加される。

電子写真装置のスタンバイ時には制御入力端子Ｐ６、Ｐ
７に入力される制御信号が共にハイレベルにされる。こ
れによりトランジスタＱ＝ｓ、Ｑ６がオフし、Ｑ４　、
Ｑ７　、Ｑｅがオンとなり、７Ｖラインの電圧が抵抗Ｒ
７，Ｒ６、Ｒ９を介し分圧されてトランジスタＱ２のベ
ースに印加される。

２４Ｖラインの電圧はトランシタＱ４を介し接地されＱ
２のベースには印加されない。

トランジスタＱ２のベース電圧がＱ！のベースの基準電
圧より高い場合にはＱ２がオフとなり、ＰＷＭ制御回路
４ヘフィードバックされる検出信号が消え、ＰＷＭ制御
回路４はこれに応じて出力電圧を下げるようにスイッチ
ングパルス幅を制御する。またトランジスタＱ２のベー
ス電圧が基準電圧より低い場合にはＱ２がオンとなり、
検出信号が出力され、出力電圧が上げられる。このよう
にして７ｖの定電圧制御がなされる。

電子写真装置の動作時には端子Ｐ６、Ｐ７に入力の制御
信号が共にローレベルにされる。これによりトランジス
タＱ４　、Ｑ７　、Ｑａがオフ、Ｑ！５、ＱＢがオンと
なり、２４ｖラインの電圧が抵抗Ｒａｔ、Ｒ９、Ｒ５お
よびＲ６を介し分圧されトランジスタＱ２のベースに印
加され、上記のように比較がなされ、２４ｖの定電圧制
御がなされる。

また原稿露光ランプ７の予熱時には端子Ｐ６の制御入力
信号がローレベル、端子Ｐ７の制御入力信号がハイレベ
ルとされる。トランジスタＱ４、ＱＢ、Ｑ７がオフ、Ｑ
５．ＱＢがオンとなり、２４Ｖラインの電圧が抵抗ＲＭ
）、Ｒ９、Ｒ６を介し上記と異なる分圧比で分圧されて
トランジスタＱ２のベースに印加され比較がなされ、今
度は２４Ｖラインの電圧を１２Ｖにする制御がなされる
。

なお２次巻線２４．２５に過電流が流れた場合、そのア
ースの端子Ｐ４に接続された抵抗Ｒ３の電圧降下が高く
なり、トランジスタＱ３がオンし、検出信号が消え、こ
れに応じて電源がカットされるようになっている。

次に第１図の全体の動作につき説明する。

まず商用電源３の交流を整流も平滑回路２で整流、平滑
した直流が１次巻線ｌに印加されるとともに、ＰＷＭ制
御回路４の発生するスイッチングパルスによってトラン
ジスタＱＯが駆動され、オン、オフし、上記直流を断続
することにより各２次巻線２１〜２６に巻線比に応じた
出力が得られ、巻線２１の場合には直接に他の場合はダ
イオードＤ２〜Ｄ６を介し整流がなされて各部に給電が
なされる。

そして先述のように電子写真装置が原稿露光ランプ７の
予熱時か、スタンバイ時か、または動作時かによって電
圧制御回路１２を介しＰＷＭ制御回路４によって７■と
２４Ｖの制御がなされる。

なお効率を良くするために１次巻線ｌの１次インダクタ
ンスと２次側の分布容量と共振用コンデンサＣｏの容量
から決定される共振周波数で１次巻線１で電圧共振がな
される。そして１次巻線ｌの直流の断続のオフ時間を上
記共振周波数に関連して、共振電圧がゼロ点をクロスす
る時点で直流がオンされるように所定時間に固定するも
のとする。

従って電圧制御回路１２を介しＰＷＭ制御回路４により
行なう電圧制御は１次巻線１の直流のオン時間（トラン
ジスタＱｏのオン時間）の制御により行なう。

なお全体の消費電力を低減するために、電子写真装置の
スタンバイ時には高圧出力および原稿露光ランプ７の駆
動用出力の電圧が電子写真装置の動作時の１／２〜１／
６程度になるように上記オン時間の制御による電圧制御
を行なうのがｈ−ｊましＩ／）。

以上のような本実施例装置によればただ１個のコンバー
タトランスＴから構成されるので大幅なコストの低減と
装はの小型化が図れる。また２次巻線２１〜２６をフラ
イバック電流を流すものと、フォワード電流を流すもの
と、両方を流すものとに使い分けることにより消費電力
の効率を一ヒげることができ、しかもフォワード電流が
流れる巻線とフライバック電流が流れる巻線では写いの
電流変動に＃ツされず安定した出力が得られる。

さらに先述した電圧共振とその共振周波数に関連した直
流のオン時間の固定により消費電力の効率を向上できる
。

なおこのような電源装置は電子写真装置に限らず各種電
気機器に用いることができるのは勿論である。

［発明の効果］ 以上の説明から明かなように本発明によれば、コンバー
タトランスから構成されるスイッチング方式の電源装置
において、１個のコンバータトランスから構成され、該
トランスの２次巻線として被給電部のそれぞれに対応し
て電源出力を得る複数の２次巻線を設け、該２次巻線の
極性と２次巻線に接続される整流器の極性ないし有無を
選択することにより、２次巻線をトランスの１次巻線に
断続して印加される直流のオン期間に電流が流れるもの
と、オフ期間に電流が流れるものと、オフ期間とオン期
間に電流が流れるものとに使い分けるようにした構成を
採用したので、大幅なコスト低減と装置の小型化が図れ
るとともに出力が安定して効率良く得られるという優れ
た効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による電源装置の構成を示す回
路図、第２図は第１図中の電圧制御回路の詳細な構成を
示す回路図、第３図は従来の電源装置の構成を示す回路
図である。 Ｔ・・・コンバータトランス ト・・１次巻線 ２・・・整流φ平滑回路　４・・・ＰＷＭ制御回路７・
・・原稿露光ランプ　１２・・・電圧制御回路２１〜２
６・・・２次巻線

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）コンバータトランスから構成されるスイッチング方
   式の電源装置において、１個のコンバータトランスから
   構成され、該トランスの２次巻線として被給電部のそれ
   ぞれに対応して電源出力を得る複数の２次巻線を設け、
   該２次巻線の極性と２次巻線に接続される整流器の極性
   ないし有無を選択することにより、２次巻線をトランス
   の１次巻線に断続して印加される直流のオン期間に電流
   が流れるものと、オフ期間に電流が流れるものと、オフ
   期間とオン期間に電流が流れるものとに使い分けるよう
   にしたことを特徴とする電源装置。 ２）前記複数の２次巻線から得られる複数種類の出力の
   内の少なくとも一部の複数種類の出力の内から任意の出
   力を選択し、該出力の電圧を相異なる分圧比で分圧して
   基準電圧と比較し、該比較結果に応じて１次巻線に断続
   して印加する直流のオン時間を制御するようにしたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の電源装置。 ３）前記コンバータトランスは１次巻線に断続して印加
   される直流のオフ時に主に１次インダクタンスと２次側
   の分布容量と１次巻線に接続の共振コンデンサの容量か
   ら決定される共振周波数で電圧共振を行なうことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載の電源
   装置。 ４）前記１次巻線に断続して印加される直流のオフ時間
   を前記共振周波数に関連して所定時間に固定し、前記直
   流のオン時間を制御することを特徴とする特許請求の範
   囲第３項に記載の電源装置。