(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に交流高電圧を供給する電源装置であって、一次巻き線と二次巻き線とからなり、前記一次巻き線に電源から電力が供給されるセンタタップを有したコンバータトランスを有し、該コンバータトランスの両端と接地点との間にそれぞれ第一及び第二のスイッチ素子を介装するとともに、前記センタタップと前記電源との間に第三のスイッチ素子を介装し、前記第一から第三のスイッチ素子それぞれオンまたはオフさせるための駆動信号を生成する駆動回路を有し、該駆動回路により前記第三のスイッチ素子をオンさせて、前記第一及び第二のスイッチ素子を同一の周波数で交互にスイッチングさせることにより前記コンバータトランスの二次巻き線側に交流高電圧を生成させ、該交流高電圧の生成を停止させるときに前記駆動回路により前記第三のスイッチ素子をオフさせて、前記第一及び第二のスイッチ素子をオンさせるように制御することを特徴とする電源装置。
【請求項２】
負荷に交流高電圧を供給する電源装置であって、一次巻き線と二次巻き線とからなり、前記一次巻き線に電源から電力が供給されるセンタタップを有したコンバータトランスを有し、該コンバータトランスの両端と接地点との間にそれぞれ第一及び第二のスイッチ素子を介装するとともに、前記センタタップと前記電源との間に電圧制御素子を介装し、前記第一及び第二のスイッチ素子及び前記電圧制御素子それぞれの駆動信号を生成する駆動回路を有し、該駆動回路により所定の電圧を前記センタタップに供給するように前記電圧制御素子を駆動させて、前記第一及び第二のスイッチ素子を同一の周波数で交互にスイッチングさせることにより前記コンバータトランスの二次巻き線側に交流高電圧を生成させ、該交流高電圧の生成を停止させるときに前記駆動回路により前記センタタップへの電圧供給を停止するように前記電圧制御素子を駆動させて、前記第一及び第二のスイッチ素子をオンさせるように制御することを特徴とする電源装置。
【請求項３】
負荷に交流高電圧を供給する電源装置の制御方法であって、一次巻き線と二次巻き線とからなり、前記一次巻き線に電源から電力が供給されるセンタタップを有したコンバータトランスの両端と接地点との間にそれぞれ第一及び第二のスイッチ素子を介装するとともに、前記センタタップと前記電源との間に第三のスイッチ素子を介装しておき、前記第一から第三のスイッチ素子それぞれオンまたはオフさせるための駆動信号を生成する駆動回路により前記第三のスイッチ素子をオンさせて、前記第一及び第二のスイッチ素子を同一の周波数で交互にスイッチングさせることにより前記コンバータトランスの二次巻き線側に交流高電圧を生成させ、該交流高電圧の生成を停止させるときに前記駆動回路により前記第三のスイッチ素子をオフさせて、前記第一及び第二のスイッチ素子をオンさせるように制御することを特徴とする電源装置の制御方法。
【請求項４】
負荷に交流高電圧を供給する電源装置の制御方法であって、一次巻き線と二次巻き線とからなり、前記一次巻き線に電源から電力が供給されるセンタタップを有したコンバータトランスの両端と接地点との間にそれぞれ第一及び第二のスイッチ素子を介装するとともに、前記センタタップと前記電源との間に電圧制御素子を介装しておき、前記第一及び第二のスイッチ素子及び前記電圧制御素子それぞれの駆動信号を生成する駆動回路を有し、該駆動回路により所定の電圧を前記センタタップに供給するように前記電圧制御素子を駆動させて、前記第一及び第二のスイッチ素子を同一の周波数で交互にスイッチングさせることにより前記コンバータトランスの二次巻き線側に交流高電圧を生成させ、該交流高電圧の生成を停止させるときに前記駆動回路により前記センタタップへの電圧供給を停止するように前記電圧制御素子を駆動させて、前記第一及び第二のスイッチ素子をオンさせるように制御することを特徴とする電源装置の制御方法。
【請求項５】
一次巻き線と二次巻き線とからなり、前記一次巻き線に電源から電力が供給されるセンタタップを有したコンバータトランスを有し、負荷に交流高電圧を供給する電源装置を有した画像形成装置であって、前記コンバータトランスの両端と接地点との間にそれぞれ第一及び第二のスイッチ素子を介装するとともに、前記センタタップと前記電源との間に第三のスイッチ素子を介装し、前記第一から第三のスイッチ素子それぞれオンまたはオフさせるための駆動信号を生成する駆動回路を有し、該駆動回路により前記第三のスイッチ素子をオンさせて、前記第一及び第二のスイッチ素子を同一の周波数で交互にスイッチングさせることにより前記コンバータトランスの二次巻き線側に交流高電圧を生成させ、該交流高電圧の生成を停止させるときに前記駆動回路により前記第三のスイッチ素子をオフさせて、前記第一及び第二のスイッチ素子をオンさせるように制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
一次巻き線と二次巻き線とからなり、前記一次巻き線に電源から電力が供給されるセンタタップを有したコンバータトランスを有し、負荷に交流高電圧を供給する電源装置を備えた画像形成装置であって、前記コンバータトランスの両端と接地点との間にそれぞれ第一及び第二のスイッチ素子を介装するとともに、前記センタタップと前記電源との間に電圧制御素子を介装し、前記第一及び第二のスイッチ素子及び前記電圧制御素子それぞれの駆動信号を生成する駆動回路を有し、該駆動回路により所定の電圧を前記センタタップに供給するように前記電圧制御素子を駆動させて、前記第一及び第二のスイッチ素子を同一の周波数で交互にスイッチングさせることにより前記コンバータトランスの二次巻き線側に交流高電圧を生成させ、該交流高電圧の生成を停止させるときに前記駆動回路により前記センタタップへの電圧供給を停止するように前記電圧制御素子を駆動させて、前記第一及び第二のスイッチ素子をオンさせるように制御することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法を用いて画像形成を行う複写機やプリンタ等に用いられる高圧交流を出力する電源装置及びその制御方法、この電源装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子写真法を用いて画像形成を行う複写機等の画像形成装置では高圧交流が用いられる場合がある。
【０００３】
図５は従来の画像形成装置に用いられる電源装置（高圧出力装置）の構成を示す回路図であり、上記高圧交流を生成するために図５に示すような一次巻き線３０２ａにセンタタップを有するセンタタップ方式のコンバータトランスを用いる場合がある。
【０００４】
図５中、３０１はコンバータトランス駆動回路、３０２はセンタタップ方式のコンバータトランス（以下、単にトランスという）、３０３は出力端子であり、不図示の画像形成に用いる負荷に接続される。Ｔｒ１〜Ｔｒ２はＮチャネル型であるＮ−ＭＯＳの電界効果型トランジスタである。
【０００５】
トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２は、トランス３０２に接続されている。トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２をＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、トランス３０２の２次側に発生した電力は、出力端子３０３より各負荷に供給される。
【０００６】
トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のゲートにそれぞれ図６に示す制御信号（発振信号）ＩＮ１，ＩＮ２が入力されると、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２は、それぞれ上記制御信号ＩＮ１，ＩＮ２波形に示すＯＮ／ＯＦＦタイミングでスイッチングを行う。トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２が交互にスイッチングを行うことによりトランス３０２は励磁され、巻数比に応じた高圧交流電圧が２次巻き線３０２ｂ側に生成し、出力端子３０３より（図６中、ＯＵＴ（出力）の波形）高圧交流を出力し負荷へ供給する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来のセンタタップ方式のコンバータトランスによる電源装置（高圧交流出力装置）においては、制御信号ＩＮ１，ＩＮ２がＯＦＦ／ＯＦＦの場合に出力発振停止を行っているため、図６のｃに示すように駆動状態から停止状態へ動作状態が変わる瞬間に出力電圧にオーバーシュートや共振電圧が発生する場合があり、この電圧は負荷や浮遊容量により変動して不安定な出力電圧が発生する。
【０００８】
この出力が、画像形成に影響を与え、画質の劣化を招く場合があり、画質の安定度が低下するという問題点があった。
【０００９】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、出力発振停止時に発生する不安定な出力電圧を防いだ電源装置及びその制御方法、この電源装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の電源装置及びその制御方法、画像形成装置は次のように構成したものである。
【００１１】
（１）負荷に交流高電圧を供給する電源装置において、一次巻き線と二次巻き線とからなり、前記一次巻き線に電源から電力が供給されるセンタタップを有したコンバータトランスを有し、該コンバータトランスの両端と接地点との間にそれぞれ第一及び第二のスイッチ素子を介装するとともに、前記センタタップと前記電源との間に第三のスイッチ素子を介装し、前記第一から第三のスイッチ素子それぞれオンまたはオフさせるための駆動信号を生成する駆動回路を有し、該駆動回路により前記第三のスイッチ素子をオンさせて、前記第一及び第二のスイッチ素子を同一の周波数で交互にスイッチングさせることにより前記コンバータトランスの二次巻き線側に交流高電圧を生成させ、該交流高電圧の生成を停止させるときに前記駆動回路により前記第三のスイッチ素子をオフさせて、前記第一及び第二のスイッチ素子をオンさせるように制御するようにした。
【００１２】
（２）負荷に交流高電圧を供給する電源装置において、一次巻き線と二次巻き線とからなり、前記一次巻き線に電源から電力が供給されるセンタタップを有したコンバータトランスを有し、該コンバータトランスの両端と接地点との間にそれぞれ第一及び第二のスイッチ素子を介装するとともに、前記センタタップと前記電源との間に電圧制御素子を介装し、前記第一及び第二のスイッチ素子及び前記電圧制御素子それぞれの駆動信号を生成する駆動回路を有し、該駆動回路により所定の電圧を前記センタタップに供給するように前記電圧制御素子を駆動させて、前記第一及び第二のスイッチ素子を同一の周波数で交互にスイッチングさせることにより前記コンバータトランスの二次巻き線側に交流高電圧を生成させ、該交流高電圧の生成を停止させるときに前記駆動回路により前記センタタップへの電圧供給を停止するように前記電圧制御素子を駆動させて、前記第一及び第二のスイッチ素子をオンさせるように制御するようにした。
【００１３】
（３）負荷に交流高電圧を供給する電源装置の制御方法において、一次巻き線と二次巻き線とからなり、前記一次巻き線に電源から電力が供給されるセンタタップを有したコンバータトランスの両端と接地点との間にそれぞれ第一及び第二のスイッチ素子を介装するとともに、前記センタタップと前記電源との間に第三のスイッチ素子を介装しておき、前記第一から第三のスイッチ素子それぞれオンまたはオフさせるための駆動信号を生成する駆動回路により前記第三のスイッチ素子をオンさせて、前記第一及び第二のスイッチ素子を同一の周波数で交互にスイッチングさせることにより前記コンバータトランスの二次巻き線側に交流高電圧を生成させ、該交流高電圧の生成を停止させるときに前記駆動回路により前記第三のスイッチ素子をオフさせて、前記第一及び第二のスイッチ素子をオンさせるように制御するようにした。
【００１４】
（４）負荷に交流高電圧を供給する電源装置の制御方法において、一次巻き線と二次巻き線とからなり、前記一次巻き線に電源から電力が供給されるセンタタップを有したコンバータトランスの両端と接地点との間にそれぞれ第一及び第二のスイッチ素子を介装するとともに、前記センタタップと前記電源との間に電圧制御素子を介装しておき、前記第一及び第二のスイッチ素子及び前記電圧制御素子それぞれの駆動信号を生成する駆動回路を有し、該駆動回路により所定の電圧を前記センタタップに供給するように前記電圧制御素子を駆動させて、前記第一及び第二のスイッチ素子を同一の周波数で交互にスイッチングさせることにより前記コンバータトランスの二次巻き線側に交流高電圧を生成させ、該交流高電圧の生成を停止させるときに前記駆動回路により前記センタタップへの電圧供給を停止するように前記電圧制御素子を駆動させて、前記第一及び第二のスイッチ素子をオンさせるように制御するようにした。
【００１５】
（５）一次巻き線と二次巻き線とからなり、前記一次巻き線に電源から電力が供給されるセンタタップを有したコンバータトランスを有し、負荷に交流高電圧を供給する電源装置を備えた画像形成装置において、前記コンバータトランスの両端と接地点との間にそれぞれ第一及び第二のスイッチ素子を介装するとともに、前記センタタップと前記電源との間に第三のスイッチ素子を介装し、前記第一から第三のスイッチ素子それぞれオンまたはオフさせるための駆動信号を生成する駆動回路を有し、該駆動回路により前記第三のスイッチ素子をオンさせて、前記第一及び第二のスイッチ素子を同一の周波数で交互にスイッチングさせることにより前記コンバータトランスの二次巻き線側に交流高電圧を生成させ、該交流高電圧の生成を停止させるときに前記駆動回路により前記第三のスイッチ素子をオフさせて、前記第一及び第二のスイッチ素子をオンさせるように制御するようにした。
【００１６】
（６）一次巻き線と二次巻き線とからなり、前記一次巻き線に電源から電力が供給されるセンタタップを有したコンバータトランスを有し、負荷に交流高電圧を供給する電源装置を備えた画像形成装置において、前記コンバータトランスの両端と接地点との間にそれぞれ第一及び第二のスイッチ素子を介装するとともに、前記センタタップと前記電源との間に電圧制御素子を介装し、前記第一及び第二のスイッチ素子及び前記電圧制御素子それぞれの駆動信号を生成する駆動回路を有し、該駆動回路により所定の電圧を前記センタタップに供給するように前記電圧制御素子を駆動させて、前記第一及び第二のスイッチ素子を同一の周波数で交互にスイッチングさせることにより前記コンバータトランスの二次巻き線側に交流高電圧を生成させ、該交流高電圧の生成を停止させるときに前記駆動回路により前記センタタップへの電圧供給を停止するように前記電圧制御素子を駆動させて、前記第一及び第二のスイッチ素子をオンさせるように制御するようにした。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本実施例を説明する。
【００１８】
（第１の実施例）
図１は第１の実施例の電源装置（高圧交流出力装置）の構成を示す回路図であり、同図中、１０１はコンバータトランス駆動回路、１０２はセンタタップ方式のコンバータトランス（以下、単にトランスという）、１０３は出力端子であり、不図示の画像形成に用いる負荷に接続される。Ｔｒ１〜Ｔｒ３は電界効果型トランジスタであり、Ｔｒ１，Ｔｒ２（第一，第二のスイッチ素子）はＮチャネル型のＮ−ＭＯＳ、Ｔｒ３（第三のスイッチ素子）はＰチャネル型のＰ−ＭＯＳである。
【００１９】
トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２は、それぞれソース端子はＧＮＤに接地されている。ドレイン端子はトランス１０２の一次巻き線１０２ａの両端にそれぞれ接続されている。ゲート端子は制御信号（駆動信号）ＩＮ１，ＩＮ２がそれぞれ入力される。
【００２０】
トランジスタＴｒ３は、電源電圧Ｖｃｃとトランス１０２のセンタタップ間に接続され、ドレイン端子はトランス１０２のセンタタップに、ソース端子は電源電圧Ｖｃｃに接続される。また、ゲート端子は制御信号（駆動信号）ＩＮＡが入力される。
【００２１】
図２は上記回路構成による各制御信号波形と出力端子１０３の出力波形を示す図であり、同図において、ＩＮ１はトランジスタＴｒ１のゲート、ＩＮ２はトランジスタＴｒ２のゲート、ＩＮＡはトランジスタＴｒ３のゲート端子に入力される制御信号の波形、ＯＵＴは出力端子１０３の出力波形である。
【００２２】
トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のゲート端子にそれぞれ制御信号（発振信号）が入力されると、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２は制御信号ＩＮ１，ＩＮ２の波形に示すようなＯＮ／ＯＦＦタイミングでスイッチングを行う。このときのトランジスタＴｒ３のゲート端子には制御信号ＩＮＡが入力されているため、トランジスタＴｒ３はＯＮする。これによりトランス１０２には電源電圧が印加され、さらにトランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２が同一の周波数で交互にスイッチングを行うことによりトランス１０２は励磁され、巻数比に応じた高圧交流電圧が２次巻き線１０２ｂに生成し、出力端子１０３より（図２中、ＯＵＴ（出力）の波形）高圧交流を出力し負荷へ供給する。
【００２３】
また出力停止時は制御信号ＩＮＡによりトランジスタＴｒ３はＯＦＦしトランス１０２への電源電圧の供給を停止する。また、このときトランジスタＴｒ１，トランジスタＴｒ２がＯＮとなるように、制御信号ＩＮ１，ＩＮ２がそれぞれのトランジスタのゲート端子に入力される。
【００２４】
この動作によりトランスの一次巻き線１０２ａの両端は短絡され、トランス１０２に励磁されている磁界もキャンセルされるため、図２のａに示すように特に動作状態から停止状態への過渡時の不安定な出力電圧を無くすことが可能となるため、画像形成への悪影響を無くし、安定して良好な画像形成を行うことが可能となる。
【００２５】
（第２の実施例）
次に第２の実施例を図３，図４に沿って説明する。
【００２６】
図３は第２の実施例の電源装置（高圧出力装置）の構成を示す回路図である。なお、第１の実施例と同様の機能を果すものについては同一符号を付している。
【００２７】
図３において、２０１はコンバータトランス駆動回路、１０２はセンタタップ方式のコンバータトランス（以下、単にトランスという）、１０３は出力端子であり、不図示の画像形成に用いる負荷に接続される。Ｔｒ１〜Ｔｒ２は電界効果型トランジスタであり、Ｔｒ１，Ｔｒ２（第一，第二のスイッチ素子）はＮチャネル型のＮ−ＭＯＳ、Ｔｒ４は電圧制御素子であるバイポーラトランジスタである。
【００２８】
トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２は、それぞれソース端子はＧＮＤに接地されている。ドレイン端子はトランス１０２の一次巻き線１０２ａの両端にそれぞれ接続されている。ゲート端子は制御信号（駆動信号）ＩＮ１，ＩＮ２がそれぞれ入力される。
【００２９】
トランジスタＴｒ４は、電源電圧Ｖｃｃとトランス１０２のセンタタップ間に接続され、エミッタ端子はトランス１０２のセンタタップに、コレクタ端子は電源電圧に接続される。また、ベース端子は制御信号ＩＮＢが入力される。
【００３０】
図４は上記回路構成による各制御信号波形と出力端子１０３の出力波形を示す図であり、同図において、ＩＮ１はトランジスタＴｒ１のゲート、制御信号ＩＮ２はトランジスタＴｒ２のゲート、ＩＮＢはトランジスタＴｒ４のベース端子に入力される制御信号の波形、ＯＵＴは出力端子１０３の出力波形である。
【００３１】
トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のゲート端子にそれぞれ制御信号（発振信号）ＩＮ１，ＩＮ２が入力されると、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２は制御信号ＩＮ１，ＩＮ２の波形に示すようなＯＮ／ＯＦＦタイミングでスイッチングを行う。このときのトランジスタＴｒ４のベース端子には制御信号ＩＮＢが入力されているため、トランジスタＴｒ４はベース・エミッタ間に発生する順方向電圧分だけ下がった電圧をトランス１０２に印加する。さらにトランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２が同一の周波数で交互にスイッチングを行うことによりトランス１０２は励磁され、巻数比に応じた高圧交流電圧が２次巻き線１０２ｂに生成し、出力端子１０３より（図４中、ＯＵＴ（出力）の波形）高圧交流を出力し負荷へ供給する。
【００３２】
また出力停止時は、制御信号ＩＮＢによりトランジスタＴｒ４はＯＦＦしトランス１０２への電圧供給を停止する。また、このときトランジスタＴｒ１，トランジスタＴｒ２がＯＮとなるように、制御信号ＩＮ１，ＩＮ２がそれぞれのトランジスタのゲート端子に入力される。
【００３３】
このように、トランジスタＴｒ４でセンタタップへの供給電圧を制御することにより、出力交流電圧の振幅電圧の制御を行うことが可能となる。
【００３４】
これにより、図４のｂに示すように特に動作状態から停止状態への過渡時の不安定な出力電圧を無くすことが可能となり、又出力交流電圧の振幅電圧の制御をも行えるため、さらなる安定した出力を得ることが可能となるため、安定して良好な画像形成を行うことが可能となる。
【００３５】
このように上記第１，第２の実施例では、高圧出力を生成するセンタタップ方式のトランスを備える電源装置において、出力停止時にセンタタップへの電源の供給を停止し、かつ、トランスの一次巻き線の両端を短絡させることによりトランスへの励磁をキャンセルさせ、これにより出力停止時の出力インピーダンスを低下させることができ、特に出力停止の過渡時の出力電圧の安定化を図ることが可能となる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、出力発振停止時に発生する不安定な出力電圧を防ぐことができ、このため、前記不安定な出力電圧による画質の安定度の低下を防ぐことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１の実施例の電源装置の構成を示す回路図
【図２】  第１の実施例の各制御信号波形と出力波形を示す図
【図３】  第２の実施例の電源装置の構成を示す回路図
【図４】  第２の実施例の各制御信号波形と出力波形を示す図
【図５】  従来例の電源装置の構成を示す回路図
【図６】  従来例の各制御信号波形と出力波形を示す図
【符号の説明】
１０１  コンバータトランス駆動回路
１０２  コンバータトランス
１０２ａ  一次巻き線
１０２ｂ  二次巻き線
１０３  出力端子
２０１  コンバータトランス駆動回路
Ｔｒ１，Ｔｒ２  電解効果型トランジスタ（ＮーＭＯＳ）（第一，第二のスイッチ素子）
Ｔｒ３  電界効果型トランジスタ（ＰーＭＯＳ）（第三のスイッチ素子）
Ｔｒ４  バイポーラトランジスタ（電圧制御素子）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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