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JP2689902B2 - High voltage power supply - Google Patents
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JP2689902B2 - High voltage power supply - Google Patents

High voltage power supply

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JP2689902B2
JP2689902B2 JP6099795A JP9979594A JP2689902B2 JP 2689902 B2 JP2689902 B2 JP 2689902B2 JP 6099795 A JP6099795 A JP 6099795A JP 9979594 A JP9979594 A JP 9979594A JP 2689902 B2 JP2689902 B2 JP 2689902B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は電子写真方式のプリンタ
および複写機等に用いる高圧電源装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-voltage power supply device used in electrophotographic printers and copying machines.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年のレーザビームプリンタに代表され
るように、電子写真方式の印刷装置は、300dpiや
400dpiから、600dpi、1200dpi等へ
と高解像度化が要求されてきている。この種の電子写真
方式の印刷装置は、感光体への帯電とレーザ光による感
光体への画像の書き込み等により印刷画像が形成される
ため、感光体上の帯電は均一で、環境変化にも安定でな
ければならない。また、レーザ光による画像の書き込み
も、立ち上がり・立ち下がりが早く、短時間でのエネル
ギーが大きい、高速のパルス光が要求されてくるもので
ある。
2. Description of the Related Art As represented by a laser beam printer in recent years, electrophotographic printing apparatuses are required to have high resolution from 300 dpi or 400 dpi to 600 dpi or 1200 dpi. In this type of electrophotographic printing device, a printed image is formed by charging the photosensitive member and writing an image on the photosensitive member with a laser beam, so the charging on the photosensitive member is uniform, and even if the environment changes. Must be stable. Further, when writing an image with laser light, high-speed pulsed light, which has a fast rise and fall and has large energy in a short time, is required.

【0003】上記高解像度の性能を実現すべく、感光体
の帯電を均一にする1つの方法としては、箱型に囲んだ
金属体に、絶縁体で一定距離に保持したワイヤー電極を
持たせ、ワイヤー電極と感光体との間に5〜10kVの
高電圧を印加して得るコロナ放電器による非接触での帯
電があるが、コロナ放電器では、特有な臭いがあるオゾ
ンの発生等により、オゾン防止フィルターが必要になっ
たり、5〜10kVの高電圧を発生する高圧電源装置が
必要なことから、プリンタ装置を安く作れないという欠
点があった。
In order to realize the above high resolution performance, one method of uniformizing the charging of the photosensitive member is to provide a box-shaped metal member with a wire electrode held at a constant distance by an insulator, There is non-contact charging by a corona discharger obtained by applying a high voltage of 5 to 10 kV between the wire electrode and the photoconductor, but in the corona discharger, ozone is generated due to generation of ozone having a peculiar odor. Since a prevention filter is required and a high-voltage power supply device that generates a high voltage of 5 to 10 kV is required, there is a drawback in that the printer device cannot be manufactured inexpensively.

【0004】このため、近年の電子写真方式のプリンタ
では、104 〜106 Ωの中抵抗を持つ導電性材料で直
接感光体に高電圧を与える接触帯電が主流となってきて
おり、この直接帯電によって、高圧電源装置としては1
〜1.5kVの比較的低い電圧となってきている。この
ため高圧電源装置としては、電流も数μA〜数十μA程
度に抑えることができるため、パワーは小さくなり、低
価格化が可能となり、プリンタ装置全体の価格を低くす
ることができる最大要素となっている。
For this reason, in recent electrophotographic printers, contact charging which directly gives a high voltage to a photosensitive member by a conductive material having a medium resistance of 10 4 to 10 6 Ω has become the mainstream. 1 as a high voltage power supply due to charging
It has become a relatively low voltage of about 1.5 kV. For this reason, as the high-voltage power supply device, the current can be suppressed to about several μA to several tens of μA, so that the power becomes small, the cost can be reduced, and the price of the entire printer device can be reduced. Has become.

【0005】図5は、従来例の接触帯電の帯電ローラと
帯電ブラシの構造を示す断面図である。接触帯電に用い
る感光体との接触媒体としては、導電性媒質を含んだ図
5(a)に示すような金属シャフト501と導電性スポ
ンジ502によって104 〜106 Ω程度の導電性ロー
ラとして高電圧をかけるものや、図5(b)に示すよう
な金属支持体503に固定された導電性ブラシ504を
用いて高電圧をかけるものがある。しかし、単に直流の
高電圧を加えたのでは、帯電状態が帯電ローラを構成す
る導電性スポンジ502の材料の表面状態や導電性ブラ
シ504の単位面積当たりの毛の本数に大きく左右され
ることになり、印刷の解像度を高めれば高めるほど、感
光体の帯電ムラとして見えてきてしまうものであった。
FIG. 5 is a sectional view showing the structures of a conventional contact charging roller and charging brush. The contact medium between the photosensitive member used in the contact charging, including a conductive medium by the metal shaft 501 and the conductive sponge 502 as shown in FIG. 5 (a) high as a conductive roller of about 10 4 to 10 6 Omega Some apply a voltage, and some apply a high voltage using a conductive brush 504 fixed to a metal support 503 as shown in FIG. 5B. However, if a high DC voltage is simply applied, the charging state greatly depends on the surface state of the material of the conductive sponge 502 forming the charging roller and the number of bristles per unit area of the conductive brush 504. However, the higher the printing resolution is, the more it appears as uneven charging of the photoconductor.

【0006】図6は、従来例の接触帯電における帯電均
一化のための高圧出力波形図である。図6に示すよう
に、帯電電圧を、200〜500Hzの交流高電圧AC
P-P に−800V程度の直流バイアスVdcを持たせた
波形とすることで、帯電電位の変化と感光体表面の移動
との相関関係によって、帯電のムラを除去し、帯電状態
を均一にすることが行われるようになった。
FIG. 6 is a high voltage output waveform diagram for uniform charging in the conventional contact charging. As shown in FIG. 6, the charging voltage is 200 to 500 Hz AC high voltage AC.
By using a waveform in which PP has a DC bias Vdc of about -800 V, uneven charging can be eliminated and the charging state can be made uniform due to the correlation between the change in charging potential and the movement of the photosensitive member surface. It came to be done.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、直流の
高電圧を変調させる交流電圧ACP-P の周波数は、印刷
速度となる感光体表面の移動速度(回転速度)とも関係
するが、200〜500Hzの低い周波数となってしま
う。このため、装置本体の通常のスイッチング電源を構
成するスイッチング周波数20〜50kHzとは異な
り、高圧電源装置を構成する昇圧トランスの磁性材料
が、飽和磁束密度の関係からフェライトコアでは実現で
きず、炭素鋼板を積層した鉄心コアとなってしまう。ま
た、周波数を低くするために、トランスを形成するコイ
ルの巻き数も増加させなければならず、コイルの巻き数
の増大によってコアサイズの大きなものが必要となり、
大きく、重いトランスでしか構成できなかった。さら
に、トランスの一次側をドライブする回路は、簡単なス
イッチング回路では実現できない。図7は、従来例の帯
電均一化の回路構成ブロック図であるが、図7に示すよ
うに発振回路701の他にパワーオペアンプ702で昇
圧トランス703の一次側をドライブする回路で高圧電
源装置を構成しなければならないことから、電源として
の価格が安くならないとの欠点を持っていた。
However, the frequency of the AC voltage AC PP that modulates a DC high voltage is related to the moving speed (rotation speed) of the surface of the photoconductor, which is the printing speed, but it is as low as 200 to 500 Hz. It becomes frequency. Therefore, unlike the switching frequency of 20 to 50 kHz that constitutes the normal switching power supply of the device main body, the magnetic material of the step-up transformer that constitutes the high-voltage power supply device cannot be realized by the ferrite core due to the relationship of the saturation magnetic flux density, and the carbon steel sheet. It becomes the iron core which laminated. Also, in order to lower the frequency, the number of turns of the coil forming the transformer must be increased, and the increase in the number of turns of the coil requires a large core size.
It could only consist of a large and heavy transformer. Further, the circuit that drives the primary side of the transformer cannot be realized by a simple switching circuit. FIG. 7 is a block diagram of a circuit configuration for equalizing the charging in the conventional example. As shown in FIG. 7, in addition to the oscillation circuit 701, a power operational amplifier 702 drives a primary side of a step-up transformer 703 to form a high-voltage power supply device. Since it had to be configured, it had the drawback that the price as a power supply would not be cheap.

【0008】また、高圧電源装置全体のローコスト化と
して、通常は、帯電出力を分岐して、現像バイアスの電
圧や転写等の補助電位も生成する。しかし、昇圧トラン
ス703の出力は周波数が低いため、直流バイアス生成
回路704や現像等の、他の出力用の補助出力の整流平
滑回路705では、整流ダイオードの後に平滑用のコン
デンサとして大きな容量のコンデンサCが必要になり、
高耐圧を必要とすることことから小さな容量のコンデン
サを複数個並列に接続する等、部品点数が増えてしまう
という問題点があった。
Further, in order to reduce the cost of the entire high-voltage power supply device, normally, the charging output is branched to generate the voltage of the developing bias and the auxiliary potential for transfer or the like. However, since the output of the step-up transformer 703 has a low frequency, in the DC bias generating circuit 704 and the rectifying / smoothing circuit 705 of the auxiliary output for other outputs such as development, a large-capacity capacitor is used as a smoothing capacitor after the rectifying diode. C is needed,
Since high withstand voltage is required, there is a problem that the number of parts increases, such as connecting a plurality of capacitors having small capacitances in parallel.

【0009】さらに、コンデンサCの容量が大きくなる
と、開口部に高圧出力端子が出てしまうような装置で
は、平滑回路の容量が放電時間を左右させてしまい、安
全面における設計も難しくなるという問題点があった。
Further, in a device in which a high voltage output terminal appears in the opening when the capacitance of the capacitor C becomes large, the capacitance of the smoothing circuit influences the discharge time, which makes it difficult to design for safety. There was a point.

【0010】このような点に鑑み本発明は、従来装置と
同様の帯電特性を保持しながら、回路を簡単にした、低
価格の高圧電源装置を提供することを目的とする。
In view of the above points, an object of the present invention is to provide a low-cost high-voltage power supply device having a simplified circuit while maintaining the same charging characteristics as the conventional device.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の高圧電源装置
は、第1のスイッチング手段と第1の昇圧トランスと
1の整流手段とを備える第1の直流高電圧発生手段と、
第2のスイッチング手段と第2の昇圧トランスと第2の
整流手段とを備える第2の直流高電圧発生手段とを有
し、該第1の整流手段の出力部と該第2の整流手段の出
力部とが直列に接続されている高圧電源装置であり、
第1の直流高電圧発生手段および該第2の直流高電圧発
生手段の動作を制御する第3のスイッチング手段を有
し、該第3のスイッチング手段が、該第1の直流高電圧
発生手段または該第2の直流高電圧発生手段のうちの少
なくとも1つの動作を制御する制御手段を有し、該第1
の直流高電圧発生手段から出力される第1の直流高電圧
と該第2の直流高電圧発生手段から出力される第2の直
流高電圧との差分の電圧をオフセット電圧として備える
脈動電圧を生成する
A high-voltage power supply device of the present invention comprises a first switching means, a first step-up transformer and a first step-up transformer .
First direct current high voltage generating means including one rectifying means ;
The second switching means, the second step-up transformer and the second
Second direct current high voltage generating means including rectifying means
The output of the first rectifying means and the output of the second rectifying means.
A high voltage power source device in which the radical 19 are connected in series, the
First DC high voltage generating means and second DC high voltage generating means
Has a third switching means for controlling the operation of the live means.
The third switching means is configured to operate the first DC high voltage
Generating means or the second DC high voltage generating means
At least one control means for controlling one operation,
First DC high voltage output from the DC high voltage generator of
And a second direct current output from the second DC high voltage generating means.
Equipped with a voltage that is the difference from the high voltage as an offset voltage
Generate a pulsating voltage .

【0012】[0012]

【0013】[0013]

【0014】[0014]

【作用】[Action]

(1)第1の直流高電圧発生手段を第1のスイッチング
手段と第3のスイッチング手段とで制御するので、第1
の直流高電圧出力は、第3のスイッチング手段のスイッ
チング周波数によって変調のかかった矩形波となり、従
来のサイン波と等価な帯電特性が得られる。
(1) Since the first DC high voltage generating means is controlled by the first switching means and the third switching means,
The DC high voltage output is a rectangular wave modulated by the switching frequency of the third switching means, and a charging characteristic equivalent to that of a conventional sine wave is obtained.

【0015】(2)第2の直流高電圧発生手段を第2の
スイッチング手段で制御するので、第2の直流高電圧発
生手段は常に動作し、第2の直流高電圧出力は直流電圧
であり、補助出力回路を簡単にすることができる。
(2) Since the second DC high voltage generating means is controlled by the second switching means, the second DC high voltage generating means always operates, and the second DC high voltage output is the DC voltage. The auxiliary output circuit can be simplified.

【0016】(3)第1ないし第3のスイッチング手段
の少なくとも1つをマイクロコンピュータからの制御信
号を受ける手段で実現するので、第1ないし第3のスイ
ッチング手段の回路を簡単にすることができる。
(3) Since at least one of the first to third switching means is realized by means for receiving a control signal from the microcomputer, the circuits of the first to third switching means can be simplified. .

【0017】[0017]

【実施例】本発明の実施例について、図面を参照して詳
細に説明する。図1は、本発明の第1の実施例の高圧電
源装置の構成および動作を示す図である。図1(a)は
回路構成ブロック図であり、図1(b)は制御信号と高
圧出力電圧変化を示す動作電圧波形図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration and an operation of a high voltage power supply device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a circuit configuration block diagram, and FIG. 1B is an operating voltage waveform diagram showing a change in a control signal and a high voltage output voltage.

【0018】図1(a)の構成を説明する。正の高圧ブ
ロック101は正の高電圧出力+Vを生成する。負の高
圧ブロック102は負の高電圧出力−Vを生成する。帯
電出力全体を制御する制御信号CONT_INは、正の
高圧制御ゲート103および負の高圧制御ゲート104
に入力し、正の高電圧出力+Vおよび負の高電圧出力−
Vを一括でオン・オフする。制御信号発生部105はC
ONT+を出力し、CONT+は正の高圧制御ゲート1
03のみに入力し、正の高電圧出力+Vをオン・オフす
る。正の高圧制御ゲート103は、CONT_INおよ
びCONT+によって制御されたゲート出力111を出
力して、正の高圧ブロック101の動作を制御する。負
の高圧制御ゲート104は、CONT_INによって制
御されたゲート出力112を出力して、負の高圧ブロッ
ク102の動作を制御する。
The structure of FIG. 1A will be described. The positive high voltage block 101 produces a positive high voltage output + V. The negative high voltage block 102 produces a negative high voltage output -V. The control signal CONT_IN for controlling the entire charging output is a positive high voltage control gate 103 and a negative high voltage control gate 104.
The positive high voltage output + V and the negative high voltage output −
Turn V on and off at once. The control signal generator 105 is C
ONT + is output, and CONT + is positive high voltage control gate 1
Input to only 03 to turn on / off the positive high voltage output + V. The positive high voltage control gate 103 outputs the gate output 111 controlled by CONT_IN and CONT + to control the operation of the positive high voltage block 101. The negative high voltage control gate 104 outputs the gate output 112 controlled by CONT_IN to control the operation of the negative high voltage block 102.

【0019】第1の実施例ではCONT+を正の高圧制
御ゲート103に入力して、正の高圧ブロック101の
動作を制御しているが、CONT+を負の高圧制御ゲー
ト104に入力して、負の高圧ブロック102の動作を
制御しても良い。
In the first embodiment, CONT + is input to the positive high voltage control gate 103 to control the operation of the positive high voltage block 101. However, CONT + is input to the negative high voltage control gate 104 and the negative voltage is supplied to the negative high voltage control gate 104. The operation of the high pressure block 102 may be controlled.

【0020】正の高圧ブロック101の内部は、通常の
DC/DCコンバータとなっており、一次側電源電圧E
Vからの電流を正の昇圧トランスT1の一次側を通して
流すためのドライブトランジスタTR1と発振回路10
6とを有している。また、正の昇圧トランスT1の二次
側には、正の高電圧出力+Vを得る整流平滑回路108
を有している。負の高圧ブロック102の内部も、正の
高圧ブロック101と同様に通常のDC/DCコンバー
タとなっており、一次側電源電圧EVからの電流を負の
昇圧トランスT2の一次側を通して流すためのドライブ
トランジスタTR2と発振回路107とを有している。
また、昇圧トランスT2の二次側には、負の高電圧出力
−Vを得る整流平滑回路109を有している。これらの
高電圧出力+Vと−Vとが直列となるように接続され出
力端子110に出力されている。
The inside of the positive high voltage block 101 is a normal DC / DC converter, and the primary side power supply voltage E
A drive transistor TR1 and an oscillation circuit 10 for causing a current from V to flow through the primary side of the positive step-up transformer T1.
6. A rectifying / smoothing circuit 108 that obtains a positive high-voltage output + V is provided on the secondary side of the positive step-up transformer T1.
have. The inside of the negative high-voltage block 102 is also a normal DC / DC converter like the positive high-voltage block 101, and is a drive for flowing the current from the primary side power supply voltage EV through the primary side of the negative step-up transformer T2. It has a transistor TR2 and an oscillation circuit 107.
A rectifying / smoothing circuit 109 that obtains a negative high voltage output -V is provided on the secondary side of the step-up transformer T2. These high voltage outputs + V and −V are connected in series and output to the output terminal 110.

【0021】図1(a)の動作を説明する。正の高圧ブ
ロック101において、発振回路106は、制御信号用
のゲート出力111がローレベル(以下、Lレベルと記
述する)となったときに発振動作を行うようになってお
り、発振動作によって正の昇圧トランスT1の一次側に
スイッチング電流が流れ、正の高電圧出力+Vが出力さ
れる。ところが、正の発振回路106側には、正の高圧
制御ゲート103を介して、CONT_INとCONT
+とが印加されるため、図1(b)に示すように、正の
高電圧出力+Vは、間欠状態で出力されることになる。
The operation of FIG. 1A will be described. In the positive high voltage block 101, the oscillation circuit 106 is adapted to perform an oscillation operation when the gate output 111 for the control signal becomes a low level (hereinafter, referred to as an L level). A switching current flows through the primary side of the step-up transformer T1 and a positive high voltage output + V is output. However, on the positive oscillation circuit 106 side, CONT_IN and CONT are passed through the positive high-voltage control gate 103.
Since + and are applied, as shown in FIG. 1B, the positive high voltage output + V is output in the intermittent state.

【0022】図1(b)は、出力端子110の電圧の時
間変化を示したもので、正の高電圧出力+Vが負の高電
圧出力−Vより小さい電圧である場合を示している。ま
ず、CONT_INがLレベルの期間TAにおいては、
制御信号用の正の高圧制御ゲート103および負の高圧
制御ゲート104のゲート出力111および112がと
もにハイレベル(以下、Hレベルと記述する)となるた
め、発振回路106および107は動作せず、出力端子
110の電圧は0Vとなっている。
FIG. 1 (b) shows the time variation of the voltage of the output terminal 110, and shows the case where the positive high voltage output + V is smaller than the negative high voltage output -V. First, in the period TA where CONT_IN is at L level,
Since the gate outputs 111 and 112 of the positive high-voltage control gate 103 and the negative high-voltage control gate 104 for the control signal both become high level (hereinafter, referred to as H level), the oscillation circuits 106 and 107 do not operate, The voltage of the output terminal 110 is 0V.

【0023】次に、CONT_INがHレベルの期間T
Bにおいては、発振回路107が動作するため、負の高
電圧出力−Vが出力される。
Next, a period T when CONT_IN is at H level
In B, since the oscillation circuit 107 operates, a negative high voltage output −V is output.

【0024】このとき、CONT+がLレベルの期間T
Cにおいては、発振回路106が動作しないので正の高
電圧が発生せず、出力電圧は負の高電圧出力−Vのみと
なる。また、CONT+がHレベルの期間TDにおいて
は、発振回路106が動作するので正の高電圧出力+V
が発生し、出力電圧は負の高電圧出力−Vに正の出力電
圧出力+Vが加算され、合成電圧−V2(−V2=(−
V)+(+V))となる。
At this time, the period T when CONT + is at L level
In C, since the oscillation circuit 106 does not operate, a positive high voltage is not generated, and the output voltage is only the negative high voltage output −V. Further, during the period TD in which CONT + is at H level, the oscillation circuit 106 operates, so that the positive high voltage output + V
Occurs, the positive output voltage output + V is added to the negative high voltage output −V, and the combined voltage −V 2 (−V 2 = (−
V) + (+ V)).

【0025】このように、第1の実施例の高圧電源装置
においては、正の高電圧出力+Vを発生する正の高圧ブ
ロック101と負の高電圧出力−Vを発生する負の高圧
ブロック102を有し、かつ、これら高圧ブロック10
1および102は周波数が20〜50kHzのスイッチ
ング電源として構成できるため、昇圧トランスT1およ
びT2には、小型のフェライトコアを使用でき、トラン
ス部分が2ブロックとなっていても重量は鉄心コアを用
いた従来構造より格段に軽く、またコイルの巻き数も少
なくてすむため、実装面積も広く必要としない。さら
に、トランスの一次側をドライブさせる回路も単にスイ
ッチング回路となっておれば良く、1つのスイッチング
トランジスタと1つの発振回路とで構成されるRCC方
式のような、一般的なスイッチング電源の回路で実現で
き、従来のようにパワーオペアンプを用いる必要がなく
なる。
As described above, in the high voltage power supply device of the first embodiment, the positive high voltage block 101 for generating the positive high voltage output + V and the negative high voltage block 102 for generating the negative high voltage output −V are provided. Having and these high pressure blocks 10
Since 1 and 102 can be configured as a switching power supply with a frequency of 20 to 50 kHz, a small ferrite core can be used for the step-up transformers T1 and T2, and even if the transformer portion is 2 blocks, the weight is the iron core core. It is significantly lighter than the conventional structure and requires a small number of coil windings, so a large mounting area is not required. Further, the circuit that drives the primary side of the transformer may simply be a switching circuit, which is realized by a general switching power supply circuit such as the RCC method configured by one switching transistor and one oscillation circuit. Therefore, it is not necessary to use a power operational amplifier as in the conventional case.

【0026】上記の構成によって、出力端子110から
出力される電圧は、制御信号発生部105で発生される
周波数によって変調のかかった高電圧出力波形となり、
従来のACトランスによる出力電圧と等価な出力とな
る。出力波形はサイン波ではなく矩形波となるが、均一
な帯電は帯電電位の変化によってなされるので、帯電特
性としては従来のサイン波と等価になる。
With the above configuration, the voltage output from the output terminal 110 has a high voltage output waveform that is modulated by the frequency generated by the control signal generator 105,
The output is equivalent to the output voltage of the conventional AC transformer. The output waveform is not a sine wave but a rectangular wave, but since uniform charging is performed by a change in charging potential, the charging characteristic is equivalent to that of a conventional sine wave.

【0027】なお、第1の実施例では、トランスの一次
側のスイッチング回路をドライブトランジスタと発振回
路で構成しているが、トランスの巻き線に帰還用の補助
巻き線を加えることによって、ドライブトランジスタ自
体が発振回路となる一般的なRCC回路を容易に実現で
きる。
In the first embodiment, the switching circuit on the primary side of the transformer is composed of the drive transistor and the oscillation circuit. However, by adding an auxiliary winding for feedback to the winding of the transformer, the drive transistor A general RCC circuit that itself serves as an oscillation circuit can be easily realized.

【0028】図2は、本発明の第2の実施例の高圧電源
装置の回路構成ブロック図であり、正の高電圧出力+V
をオン・オフする制御信号をマイクロコンピュータで発
生するようにした場合を示す。正の高電圧出力+Vを発
生する正の高圧ブロック101と負の高電圧出力−Vを
発生する負の高圧ブロック102は、図1(a)と同様
の構成であり、正の高圧ブロックをオン・オフする制御
信号CONT+をマイクロコンピュータ201によって
与えている。これは、正の高電圧をオン・オフする周期
が2〜5msec(500〜200Hz)となるため、
マイクロコンピュータでも十分に発生可能な周期となる
からである。
FIG. 2 is a circuit configuration block diagram of a high-voltage power supply device according to a second embodiment of the present invention, which is a positive high voltage output + V.
The case where a control signal for turning on and off is generated by a microcomputer is shown. The positive high-voltage block 101 that generates the positive high-voltage output + V and the negative high-voltage block 102 that generates the negative high-voltage output −V have the same configuration as in FIG. 1A, and the positive high-voltage block is turned on. The control signal CONT + to turn off is given by the microcomputer 201. This is because the cycle of turning on / off the positive high voltage is 2 to 5 msec (500 to 200 Hz).
This is because the cycle can be sufficiently generated even by the microcomputer.

【0029】第2の実施例においては、正の高電圧出力
+Vをオン・オフさせる制御信号発生部105が不要と
なり、マイクロコンピュータ201が追加された構成と
なるが、マイクロコンピュータは、プリンタのエンジン
部を制御するマイクロコンピュータの一部に取り込める
ので、実際には制御信号発生部105がない分だけ回路
は簡単になる。
In the second embodiment, the control signal generator 105 for turning on / off the positive high voltage output + V is unnecessary, and the microcomputer 201 is added. However, the microcomputer is the engine of the printer. Since it can be incorporated in a part of a microcomputer that controls the unit, the circuit becomes simple because the control signal generator 105 is not provided.

【0030】図3は、本発明の第3の実施例の高圧電源
装置の回路構成ブロック図であり、スイッチング信号を
マイクロコンピュータで生成する場合を示す。図3に示
すように正の高電圧を発生するドライブトランジスタ3
01と負の高電圧を発生するドライブトランジスタ30
2に接続するスイッチング信号303および304をマ
イクロコンピュータ305内にあるPWM発生部306
および307からの信号で与え、正の高電圧を発生させ
る側のPWM1の動作をプログラムによって2〜5ms
ecの周期でコントロールしても、高圧電源装置として
の回路はより簡単になる。
FIG. 3 is a circuit configuration block diagram of a high-voltage power supply device according to a third embodiment of the present invention, showing a case where a switching signal is generated by a microcomputer. Drive transistor 3 for generating a positive high voltage as shown in FIG.
01 and a drive transistor 30 generating a negative high voltage
A PWM generator 306 in a microcomputer 305 for switching signals 303 and 304 connected to
And the signal from 307, the operation of PWM1 on the side that generates a positive high voltage is programmed for 2 to 5 ms.
Even if it is controlled by the cycle of ec, the circuit as a high voltage power supply device becomes simpler.

【0031】図4は、本発明の第4の実施例の高圧電源
装置の回路構成ブロック図であり、帯電出力を分岐して
現像バイアス等の補助電位を生成する場合の出力電圧取
り出し状態を示す。図4に示すように、平滑用コンデン
サは、スイッチング周波数が高いので、容量を小さくす
ることができる。また、帯電出力の他に補助出力端子4
01から現像バイアス等の補助電位出力を得る場合に
も、負の高圧ブロック102は常に動作しており、負の
高電圧出力−Vは直流であるため、補助出力端子401
の部分にはコンデンサCは不要となり、部品点数が増え
るようなこともなく、開口部による出力端子の電圧も急
速に放電してしまい、安全上の問題がない。
FIG. 4 is a circuit configuration block diagram of a high-voltage power supply device according to a fourth embodiment of the present invention, showing an output voltage extraction state when a charging output is branched to generate an auxiliary potential such as a developing bias. . As shown in FIG. 4, since the smoothing capacitor has a high switching frequency, the capacity can be reduced. In addition to charging output, auxiliary output terminal 4
Even when the auxiliary potential output such as the developing bias is obtained from 01, the negative high-voltage block 102 is always operating and the negative high-voltage output −V is direct current, so the auxiliary output terminal 401
The capacitor C is not required in the area of (2), the number of parts does not increase, and the voltage of the output terminal is rapidly discharged by the opening, so that there is no safety problem.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
高圧電源装置は以下に示す効果を有する。
As is apparent from the above description, the high voltage power supply device of the present invention has the following effects.

【0033】(1)第1の直流高電圧発生手段を第1の
スイッチング手段と第3のスイッチング手段とで制御す
ることによって、第1の直流高電圧出力は、第3のスイ
ッチング手段で発生されるスイッチング周波数によって
変調のかかった高電圧出力波形となり、従来のACトラ
ンスによる出力電圧と等価な出力となる。このときの出
力波形はサイン波ではなく矩形波となるが、均一な帯電
は帯電電位の変化によってなされるので、帯電特性は従
来のサイン波と等価になり、従来の高圧電源装置と同様
の帯電特性が得られるという効果を有する。
(1) By controlling the first DC high voltage generating means by the first switching means and the third switching means, the first DC high voltage output is generated by the third switching means. The high-voltage output waveform is modulated by the switching frequency, and the output is equivalent to the output voltage of the conventional AC transformer. The output waveform at this time is not a sine wave but a rectangular wave, but since uniform charging is performed by the change of the charging potential, the charging characteristics are equivalent to those of the conventional sine wave, and the charging characteristics similar to those of the conventional high voltage power supply device are used. It has the effect of obtaining characteristics.

【0034】第1の実施例に示すように、正の高電圧出
力を発生する正の高圧ブロックと負の高電圧出力を発生
する負の高圧ブロックとを有し、かつ、これら高圧ブロ
ックは、周波数が20〜50kHzのスイッチング電源
として構成することによって、2つの昇圧トランスには
小型のフェライトコアを使用でき、トランス部分が2ブ
ロックとなっていても重量は鉄心コアを用いた従来構造
より格段に軽く、コイルの巻き数も少なくてすむため、
実装面積も広く必要としない。また、トランスの一次側
をドライブさせる回路も単にスイッチング回路となって
おれば良く、1つのスイッチングトランジスタと1つの
発振回路とで構成されるRCC方式のような、一般的な
スイッチング電源の回路で実現でき、従来のようにパワ
ーオペアンプを用いる必要がなくなる。このため回路が
簡単になり、低価格の高圧電源装置を実現することがで
きるという効果を有する。
As shown in the first embodiment, it has a positive high voltage block for generating a positive high voltage output and a negative high voltage block for generating a negative high voltage output, and these high voltage blocks are: By configuring it as a switching power supply with a frequency of 20 to 50 kHz, a small ferrite core can be used for the two step-up transformers, and even if the transformer part consists of two blocks, the weight is significantly higher than the conventional structure using an iron core. It is light and requires a small number of coil turns,
It does not require a large mounting area. Also, the circuit that drives the primary side of the transformer may simply be a switching circuit, which is realized by a general switching power supply circuit such as the RCC method configured by one switching transistor and one oscillation circuit. Therefore, it is not necessary to use a power operational amplifier as in the conventional case. For this reason, the circuit is simplified, and an inexpensive high-voltage power supply device can be realized.

【0035】(2)第1ないし第3のスイッチング手段
の少なくとも1つをマイクロコンピュータからの制御信
号を受ける手段で実現することによって、第1ないし第
3のスイッチング手段の回路を簡単にすることができる
という効果を有する。
(2) By implementing at least one of the first to third switching means by means for receiving a control signal from the microcomputer, the circuits of the first to third switching means can be simplified. It has the effect of being able to.

【0036】第2の実施例に示すように、正の高電圧出
力をオン・オフさせる制御信号発生部が不要となり、マ
イクロコンピュータが追加された構成となるが、マイク
ロコンピュータは、プリンタのエンジン部を制御するマ
イクロコンピュータの一部に取り込めることによって、
実際には制御信号発生部がない分だけ回路は簡単にな
り、低価格の高圧電源装置を実現することができるとい
う効果を有する。
As shown in the second embodiment, the control signal generator for turning on / off the positive high voltage output is not required, and the microcomputer is added. However, the microcomputer is the engine part of the printer. By incorporating it in the part of the microcomputer that controls
In fact, the circuit is simplified by the absence of the control signal generator, and it is possible to realize a low-cost high-voltage power supply device.

【0037】また、第3の実施例に示すように、第1の
実施例の制御信号発生部から発振回路までに相当する部
分をマイクロコンピュータ内のPWM発生部で実現して
スイッチング信号を生成し、第1の実施例のCONT+
に相当する信号をマイクロコンピュータのプログラムで
実現することによっても、回路が簡単になり、第2の実
施例と同様、低価格の高圧電源装置を実現することがで
きるという効果を有する。
Further, as shown in the third embodiment, a part corresponding to the control signal generator from the first embodiment to the oscillation circuit is realized by the PWM generator in the microcomputer to generate the switching signal. , CONT + of the first embodiment
By realizing the signal corresponding to (1) by the program of the microcomputer, the circuit is simplified, and similarly to the second embodiment, the low-cost high-voltage power supply device can be realized.

【0038】(3)第2の直流高電圧発生手段を第2の
スイッチング手段で制御することによって、第2の直流
高電圧発生手段は常に動作し、第2の直流高電圧出力は
直流電圧であり、補助出力回路を簡単にすることができ
るという効果を有する。
(3) By controlling the second DC high voltage generating means by the second switching means, the second DC high voltage generating means always operates, and the second DC high voltage output is DC voltage. Therefore, there is an effect that the auxiliary output circuit can be simplified.

【0039】第4の実施例に示すように、正の高電圧出
力回路と負の高電圧出力回路の平滑用コンデンサは、ス
イッチング周波数が高いので、大きな容量は不要であ
る。また、帯電出力を分岐して補助出力端子から現像バ
イアス等の補助出力を得る場合でも、負の高圧ブロック
は常に動作しており、負の高電圧出力は直流であるた
め、補助出力回路にはコンデンサは不要となる。したが
って、補助出力回路のための実装スペースも小さくな
り、また開口部に高圧出力端子が出るような場合にも、
平滑回路のコンデンサの容量が小さいため、電圧は急速
に放電されてしまい、安全面の設計が容易になるという
効果を有する。
As shown in the fourth embodiment, since the smoothing capacitors of the positive high voltage output circuit and the negative high voltage output circuit have a high switching frequency, a large capacity is unnecessary. Even when the charging output is branched and the auxiliary output such as the developing bias is obtained from the auxiliary output terminal, the negative high-voltage block is always operating and the negative high-voltage output is direct current. No capacitors are needed. Therefore, the mounting space for the auxiliary output circuit is also small, and even when the high voltage output terminal appears in the opening,
Since the capacity of the capacitor of the smoothing circuit is small, the voltage is discharged rapidly, which has the effect of facilitating safety design.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例の高圧電源装置の構成お
よび動作を示す図
FIG. 1 is a diagram showing the configuration and operation of a high-voltage power supply device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例の高圧電源装置の回路構
成ブロック図
FIG. 2 is a circuit configuration block diagram of a high-voltage power supply device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施例の高圧電源装置の回路構
成ブロック図
FIG. 3 is a circuit configuration block diagram of a high-voltage power supply device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4の実施例の高圧電源装置の回路構
成ブロック図
FIG. 4 is a circuit configuration block diagram of a high-voltage power supply device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】従来例の接触帯電の帯電ローラと帯電ブラシの
構造を示す断面図
FIG. 5 is a cross-sectional view showing structures of a contact charging roller and a charging brush of a conventional example.

【図6】従来例の接触帯電における帯電均一化のための
高圧出力波形図
FIG. 6 is a high-voltage output waveform diagram for uniform charging in conventional contact charging.

【図7】従来例の帯電均一化の回路構成ブロック図FIG. 7 is a block diagram of a circuit configuration for uniform charging according to a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 正の高圧ブロック 102 負の高圧ブロック 103 正の高圧制御ゲート 104 負の高圧制御ゲート 105 制御信号発生部 106、107 発振回路 108、109 整流平滑回路 110 出力端子 111、112 ゲート出力 201 マイクロコンピュータ 301、302 ドライブトランジスタ 303、304 スイッチング信号 305 マイクロコンンピュータ 306、307 PWM発生部 401 補助出力端子 501 金属シャフト 502 導電性スポンジ 503 金属支持体 504 導電性ブラシ 701 発振回路 702 パワーオペアンプ 703 昇圧トランス 704 直流バイアス生成回路 705 補助出力の整流平滑回路 CONT+ 制御信号発生部105の出力信号 CONT_IN 帯電出力全体を制御する制御信号 EV 一次側電源電圧 T1 正の昇圧トランス T2 負の昇圧トランス TA CONT_INがLレベルの期間 TB CONT_INがHレベルの期間 TC CONT+がLレベルの期間 TD CONT+がHレベルの期間 TR1、TR2 ドライブトランジスタ +V 正の高電圧出力 −V 負の高電圧出力 −V2 −Vに+Vが加算されたときの出力
電圧
101 Positive High-Voltage Block 102 Negative High-Voltage Block 103 Positive High-Voltage Control Gate 104 Negative High-Voltage Control Gate 105 Control Signal Generation Units 106, 107 Oscillation Circuits 108, 109 Rectifier Smoothing Circuit 110 Output Terminals 111, 112 Gate Output 201 Microcomputer 301 , 302 Drive transistor 303, 304 Switching signal 305 Micro computer 306, 307 PWM generator 401 Auxiliary output terminal 501 Metal shaft 502 Conductive sponge 503 Metal support 504 Conductive brush 701 Oscillation circuit 702 Power operational amplifier 703 Step-up transformer 704 DC bias Generating circuit 705 Auxiliary output rectifying / smoothing circuit CONT + Output signal of control signal generator 105 CONT_IN Control signal for controlling overall charging output EV 1 Side power supply voltage T1 Positive step-up transformer T2 Negative step-up transformer TA CONT_IN is at L level TB CONT_IN is at H level TC CONT + is at L level TD CONT + is at H level TR1, TR2 Drive transistor + V High positive Voltage output −V Output voltage when + V is added to negative high voltage output −V 2 −V

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1のスイッチング手段と第1の昇圧ト
ランスと第1の整流手段とを備える第1の直流高電圧発
生手段と、第2のスイッチング手段と第2の昇圧トラン
スと第2の整流手段とを備える第2の直流高電圧発生手
段とを有し、該第1の整流手段の出力部と該第2の整流
手段の出力部とが直列に接続されている高圧電源装置に
おいて、該第1の直流高電圧発生手段および該第2の直流高電圧
発生手段の動作を制御する第3のスイッチング手段を有
し、 該第3のスイッチング手段が、該第1の直流高電圧発生
手段または該第2の直流高電圧発生手段のうちの少なく
とも1つの動作を制御する制御手段を有し、 該第1の直流高電圧発生手段から出力される第1の直流
高電圧と該第2の直流高電圧発生手段から出力される第
2の直流高電圧との差分の電圧をオフセット電圧として
備える脈動電圧を生成する ことを特徴とする、高圧電源
装置。
Claim: What is claimed is: 1. A first direct current high voltage generating means having a first switching means, a first step-up transformer and a first rectifying means , a second switching means and a second step- up transformer .
Second DC high-voltage generating means including a battery and a second rectifying means.
An output of the first rectifying means and the second rectifier,
A high-voltage power supply device in which the output of the means is connected in series , wherein the first direct-current high-voltage generating means and the second direct-current high-voltage
It has a third switching means for controlling the operation of the generating means.
And the third switching means generates the first DC high voltage.
Means or at least one of the second DC high voltage generating means
And a first direct current output from the first direct current high voltage generating means.
A high voltage and a first high voltage output from the second direct current high voltage generating means
As the offset voltage, the voltage difference from the DC high voltage of 2
A high-voltage power supply device characterized by generating a pulsating voltage .
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