(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電ロールに対して交流電力と直流電力とを重畳して供給し、前記帯電ロールを感光体に接触させて帯電させる画像形成装置であって、
前記交流電力について定電流制御を行う制御回路の所定箇所の温度に応じて抵抗値が変化するサーミスタと、前記サーミスタの抵抗値が所定値に達した場合に前記制御回路の出力制御を停止させる温度検出回路とを具備し、前記制御回路内の過電流による発煙を防止するとともに、静電気ノイズによる前記制御回路が行う前記定電流制御の誤動作を防止する無煙化回路を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
帯電ロールに対して交流電力と直流電力とを重畳して供給し、前記帯電ロールを感光体に接触させて帯電させる画像形成装置であって、
第１のスイッチング素子と、前記第１のスイッチング素子の後段に設けられ、前記第１のスイッチング素子に流れる電流が所定値に達した場合にオン状態となり、出力制御を停止させる第２のスイッチング素子と、を備え、前記交流電力について定電流制御を行う制御回路内の前記第２のスイッチング素子の誤動作による出力異常を吸収するフィルタ回路を具備し、前記制御回路内の過電流による発煙を防止するとともに、静電気ノイズによる前記第２のスイッチング素子の誤動作を防止する無煙化回路を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電ロールに対して交流電力と直流電力とを重畳して供給し、前記帯電ロールを感光体に接触させて帯電させる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コピー機、プリンタ、あるいはこれらの機能を併せ持ついわゆるデジタル複合機等の画像形成装置では、電源装置により感光体周辺の部品である帯電ローラに対して交流電力と直流電力とを重畳したものが供給され、当該帯電ローラによる感光体への帯電等が行われる。
【０００３】
このような電源装置では、構成部品に過電流が流れることによる発煙、発火を防止すべく、様々な対策が図られている（例えば、特許文献１参照）。図１は、従来の電源装置内の制御回路の構成を示す図である。図１に示す制御回路５００は、カラー印刷を行う画像形成装置において、所定の色に対応ものであり、その所定の色に対応する感光体６１０を帯電させる帯電ローラ６２０に対して、定電流制御により、交流電力とＤＣ出力回路５７０からの直流電力とを重畳して供給する制御を行う。
【０００４】
この制御回路５００は、ヒューズ抵抗５０２、過電流保護素子５０４、コンデンサ５０６、スイッチングトランジスタ５０８、ＯＰアンプ５１０、コンデンサ５１２、スイッチングトランジスタ５１４、コンデンサ５１６、トランス５１８、コンデンサ５２０、無煙化回路５２２、過電流保護素子５３０、直流電源５３２、ＯＰアンプ５３４、抵抗５３６、抵抗５３８、コンデンサ５４０、抵抗５４２、抵抗５４６、トランジスタ５４８、コンデンサ５５０、コンデンサ５５２により構成される。これらのうち、無煙化回路５２２は、トランジスタ５２４、抵抗５２６、コンデンサ５２８により構成される。なお、図１の制御回路５００は、説明のためのものであり、実際には無煙化回路５２２と過電流保護素子５３０は、いずれか一方が設けられている。
【０００５】
制御回路５００において、２４Ｖの直流電圧の入力段には、ヒューズ抵抗５０２及び過電流保護素子５０４が設けられている。制御回路５００内の部品に何らかの異常が生じ、過電流保護素子５０４に所定値以上の電流が流れた場合には、当該過電流保護素子５０４の切断により入力段のラインが切断されるとことにより、制御回路５００の出力制御が停止され、異常が生じた部品が発熱して発煙や発火が生じることを防止している。
【０００６】
また、制御回路５００において、スイッチングトランジスタ５１４の後段には、無煙化回路５２２が設けられている。この無煙化回路５２２は、安全基準の見直しに伴い、近年、帯電ロールへの印加電圧が上昇する傾向にあり、これに伴って過電流保護素子５０４の定格値が大きくなっていることにより、当該過電流保護素子５０４のみでは必ずしも発煙を防止することができないことから設けられている。無煙化回路５２２は、スイッチングトランジスタ５１４を流れるスイッチング電流を検出し、当該スイッチング電流が所定値以上になった場合には、無煙化回路５２２内のトランジスタ５２４がオン状態となることによって制御回路５００の出力制御が停止され、発煙が防止される。
【０００７】
あるいは、制御回路５００において、スイッチングトランジスタ５１４の後段には、過電流保護素子５３０が設けられている。この過電流保護素子５３０は、無煙化回路として機能するものであり、スイッチングトランジスタ５１４を流れるスイッチング電流が所定値以上になった場合に切断される。これにより、スイッチング電流が流れなくなり、制御回路５００の出力制御が停止され、発煙が防止される。
【特許文献１】特開平９−３２２３９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、無煙化回路５２２内のトランジスタ５２４は、静電気ノイズによって誤動作する場合があり、その結果、不必要な制御回路５００の出力制御の停止が生じ、画像の欠損等、印刷画質に悪影響を及ぼすことが起こり得る。
【０００９】
一方、過電流保護素子５３０が設けられる場合には、静電気ノイズによる誤動作は生じないものの、スイッチングトランジスタ５１４の後段に設けられているため、過電流保護素子５３０を流れる電流のピーク値が大きくなる。このため、電流のピーク値が当該過電流保護素子５３０の定格値を超える場合には、異常が発生していないにもかかわらず過電流保護素子５３０が切断されて、制御回路５００の出力制御が停止してしまうことが起こり得る。
【００１０】
本発明は、前述したような従来の問題を解決するためになされたもので、動作の安定化を図った画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、帯電ロールに対して交流電力と直流電力とを重畳して供給し、前記帯電ロールを感光体に接触させて帯電させる画像形成装置であって、前記交流電力について定電流制御を行う制御回路の所定箇所の温度に応じて抵抗値が変化するサーミスタと、前記サーミスタの抵抗値が所定値に達した場合に前記制御回路の出力制御を停止させる温度検出回路とを具備し、前記制御回路内の過電流による発煙を防止するとともに、静電気ノイズによる前記制御回路が行う前記定電流制御の誤動作を防止する無煙化回路を有する。
【００１２】
この構成により、制御回路の出力制御が停止されるようになっており、発煙が防止される。また、サーミスタによる温度上昇に伴う抵抗値の変化に応じて、制御回路の出力制御がなされているため、出力制御が静電気ノイズの影響を受けることがなく、誤動作が防止される。
【００２０】
本発明は、帯電ロールに対して交流電力と直流電力とを重畳して供給し、前記帯電ロールを感光体に接触させて帯電させる画像形成装置であって、第１のスイッチング素子と、前記第１のスイッチング素子の後段に設けられ、前記第１のスイッチング素子に流れる電流が所定値に達した場合にオン状態となり、出力制御を停止させる第２のスイッチング素子と、を備え、前記交流電力について定電流制御を行う制御回路内の前記第２のスイッチング素子の誤動作による出力異常を吸収するフィルタ回路を具備し、前記制御回路内の過電流による発煙を防止するとともに、静電気ノイズによる前記第２のスイッチング素子の誤動作を防止する無煙化回路を有する。
【００２１】
この構成により、制御回路の出力制御が停止されるようになっており、発煙が防止される。静電気ノイズによって第２のスイッチング素子が誤動作しても、後段への出力異常が吸収され、静電気ノイズによる誤動作の防止が図られる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、発煙を防止とともに、静電気ノイズによる誤動作の防止が図られ、動作を安定化させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態の画像形成装置内に構成される電源装置について、図面を用いて説明する。図２は、電源装置内の制御回路の第１の構成を示す図である。図２に示す制御回路１００ａは、カラー印刷を行う画像形成装置において、所定の色に対応するものであり、その所定の色に対応する感光体３１０を帯電させる帯電ローラ３２０に対して、定電流制御により、交流電力とＤＣ出力回路１７０からの直流電力とを重畳して供給する制御を行う。
【００２６】
この制御回路１００ａは、ヒューズ抵抗１０２、過電流保護素子１０４、コンデンサ１０６、ＰＮＰ型のスイッチングトランジスタ１０８、ＯＰアンプ１１０、コンデンサ１１２、ＮＰＮ型のスイッチングトランジスタ１１４、コンデンサ１１６、トランス１１８、コンデンサ１２０、直流電源１３２、ＯＰアンプ１３４、抵抗１３６、抵抗１３８、コンデンサ１４０、抵抗１４２、抵抗１４６、ＰＮＰ型のトランジスタ１４８、コンデンサ１５０、コンデンサ１５２により構成される。
【００２７】
制御回路１００ａにおいて、２４Ｖの直流電圧の入力段には、ヒューズ抵抗１０２及び過電流保護素子１０４が直列に設けられている。また、過電流保護素子１０４におけるヒューズ抵抗１０２が接続されている端部とは反対側の端部には、制御回路１００ａ以外の他の色に対応する制御回路１６０、一端が接地されたコンデンサ１０６、及び、過電流保護素子２０２の一端が接続され、当該過電流保護素子２０２の他端には、ＰＮＰ型のスイッチングトランジスタ１０８のエミッタが接続されている。
【００２８】
また、スイッチングトランジスタ１０８のベースとＮＰＮ型のスイッチングトランジスタ１１４のベースとが接続され、スイッチングトランジスタ１０８のコレクタとスイッチングトランジスタ１１４のコレクタとが接続されている。スイッチングトランジスタ１１４のエミッタは接地されている。また、スイッチングトランジスタ１０８及び１１４のベースには、一端が接地されたコンデンサ１１２、ＯＰアンプ１１０の出力端子が接続され、スイッチングトランジスタ１０８及び１１４のコレクタには、過電圧を検知するためのＯＰアンプ１３４の一方の入力端子、及び、コンデンサ１１８の一端が接続されている。
【００２９】
ＯＰアンプ１１０の一方の入力端子にクロックが入力され、他方の入力端子に交流制御用のＯＰアンプ１４４の出力端子が接続されている。また、ＯＰアンプ１３４の他方の入力端子には、マイナス端子が接地された直流電源１３２のプラス端子が接続されている。一方、コンデンサ１１８の他端は、トランス１１８の一次側巻線の一端に接続されている。また、トランス１１８の一次側巻線の他端は接地され、トランス１１８の二次側巻線にはコンデンサ１２０が並列に接続されている。更に、トランス１１８の二次側巻線の一端には、電力供給先である帯電ローラ３２０が接続され、他端には、ＤＣ出力回路１７０と、コンデンサ１５０の一端とが接続されている。
【００３０】
コンデンサ１５０の他端には、一端が接地されたコンデンサ１５２の他端と、抵抗１３６の一端が接続されている。抵抗１３６の他端には、一端が接地された抵抗１３８の他端、一端が接地されたコンデンサ１４０の他端、及び、抵抗１４２の一端が接続されている。抵抗１４２の他端には、ＯＰアンプ１３４の出力端子と、ＯＰアンプ１４４の一方の入力端子が接続されている。更に、ＯＰアンプ１４４の他方の入力端子には、一端が基準電位（ＶＲＥＦ）に維持された抵抗１４６の他端と、ＰＮＰ型のトランジスタ１４８のエミッタとが接続され、当該トランジスタ１４８のベースには、交流制御のためのＰＷＭ信号が入力され、コレクタが接地されている。
【００３１】
交流電力は、スイッチングトランジスタ１０８及び１１４のスイッチング動作に応じてトランス１１８に供給され、更に、このトランス１１８によって電圧が昇圧される。そして、昇圧後の交流電力とＤＣ出力回路１７０からの直流電力とが重畳されて帯電ローラ３２０に供給される。
【００３２】
制御回路１００ａにおいて、過電流保護素子２０２は、スイッチングトランジスタ１０８の前段に設けられている。このため、正常時や静電気ノイズ発生時においては過電流保護素子２０２を流れる電流のピーク値は小さくなり、当該過電流保護素子２０２の定格値を超えて誤動作が生じることが防止される。一方、一方、過電流保護素子２０２に定格値を超えるような過電流が流れる場合には、過電流保護素子２０２が切断されるため、制御回路１００ａの出力制御を停止させ、発煙を防止することが可能となる。
【００３３】
図３は、電源装置内の制御回路の第２の構成を示す図である。図２に示す制御回路１００ｂは、図１に示す制御回路１００ａと比較すると、過電流保護素子２０２が設けられていない一方、温度検出回路２１０が設けられている。この温度検出回路２１０は、サーミスタ２１２、抵抗２１４、ＮＰＮ型のトランジスタ２１６を有する。
【００３４】
サーミスタ２１２は、一端が基準電位（ＶＲＥＦ）に維持され、他端が抵抗２１４の一端、及び、トランジスタ２１６のベースに接続されている。また、抵抗２１４の他端と、トランジスタ２１６のエミッタは、それぞれ接地されている。
【００３５】
サーミスタ２１２は、トランス１１８の温度に応じて抵抗値が変化するものである。スイッチングトランジスタ１０８及び１１４に過電流が流れると、トランス１１８の温度が上昇し、これに伴ってサーミスタ２１２の抵抗値が低下する。この際、サーミスタ２１２の一端が基準電位（ＶＲＥＦ）に維持され、抵抗２１４の他端が接地されているため、サーミスタ２１２と抵抗２１４の分圧比が変化し、これらサーミスタ２１２と抵抗２１４との接続部分であるトランジスタ２１６のベース電圧が上昇する。このベース電圧が動作電圧を上回るとトランジスタ２１６がオン状態となる。そして、トランジスタ２１６がオン状態になることによって、制御回路１００ｂの出力制御が停止されるようになっており、発煙が防止される。また、サーミスタ２１２による温度上昇に伴う抵抗値の変化に応じて、制御回路１００ｂの出力制御がなされているため、当該出力制御が静電気ノイズの影響を受けず、誤動作が防止される。
【００３６】
図４は、電源装置内の制御回路の第３の構成を示す図である。図４に示す制御回路１００ｃは、図１に示す制御回路１００ａと比較すると、過電流保護素子２０２が設けられていない一方、温度検出回路２２０が設けられている。この温度検出回路２２０は、図３の温度検出回路２１０よりも更に静電気ノイズに対する耐性を向上させたものであり、サーミスタ２２１、抵抗２２２、ＰＮＰ型のトランジスタ２２３、抵抗２２４、ツェナーダイオード２２５、抵抗２２６を有する。
【００３７】
サーミスタ２２１は、一端が抵抗２２２の一端、及び、ツェナーダイオード２２５のカソードに接続され、他端が接地されている。また、抵抗２２２の他端は、基準電位（ＶＲＥＦ）に維持されている。ツェナーダイオード２２５のアノードは、抵抗２２６の一端に接続され、当該抵抗２２６の他端は、トランジスタ２２３のベースに接続される。更に、トランジスタ２２４のコレクタは接地されている。また、抵抗２２４の一端は、抵抗２２６の他端、及び、トランジスタ２２３のベースに接続され、他端は接地されている。
【００３８】
サーミスタ２２１は、トランス１１８の温度に応じて抵抗値が変化するものである。スイッチングトランジスタ１０８及び１１４に過電流が流れると、トランス１１８の温度が上昇し、これに伴ってサーミスタ２２２の抵抗値が低下する。この際、抵抗２２２の他端が基準電位（ＶＲＥＦ）に維持され、サーミスタ２２１の他端が接地されているため、抵抗２２２とサーミスタ２２１との分圧比が変化し、これら抵抗２２２とサーミスタ２２１との接続部分であるツェナーダイオード２２５のカソード電圧が下降する。このカソード電圧が動作電圧を下回るとトランジスタ２２３がオン状態となる。そして、トランジスタ２２３がオン状態になることによって、制御回路１００ｃの出力制御が停止されるようになっており、発煙が防止される。また、サーミスタ２２１による温度上昇に伴う抵抗値の変化に応じて、制御回路１００ｂの出力制御がなされているため、当該出力制御が静電気ノイズの影響を受けることがなく、誤動作が防止される。
【００３９】
図５は、電源装置内の制御回路の第４の構成を示す図である。図５に示す制御回路１００ｄは、図１に示す制御回路１００ａと比較すると、過電流保護素子２０２が設けられていない一方、無煙化回路１２２及びフィルタ回路２３０が設けられている。無煙化回路１２２は、ＮＰＮ型のスイッチングトランジスタ１２４、抵抗１２６、コンデンサ１２８を有し、フィルタ回路２３０は、抵抗２３２、コンデンサ２３４を有する。
【００４０】
無煙化回路１２２において、スイッチングトランジスタ１２４は、エミッタが接地され、ベースがスイッチングトランジスタ１１４のエミッタ、並列に接続された抵抗１２６及びコンデンサ１２８の一端に接続されている。また、これら並列に接続された抵抗１２６及びコンデンサ１２８の他端は接地されている。一方、フィルタ回路２３０において、抵抗２３２の一端と、コンデンサ２３４の一端は、スイッチングトランジスタ１２４のコレクタに接続されている。また、抵抗２３２の他端は、ＯＰアンプ１４４の他方の入力端子、及び、トランジスタ１４８のコレクタに接続され、コンデンサ２３４の他端は、接地されている。
【００４１】
スイッチングトランジスタ１２４が静電気ノイズによって誤動作を起こし、短時間（例えば約１０ｍｓ）オン状態になった場合を考える。この場合、フィルタ回路２３０内の抵抗の抵抗値を１００ｋΩ、コンデンサ２３４の容量を０．１μＦとすることによって、スイッチングトランジスタ１２４がオン状態になっても後段への影響（例えば、ＯＰアンプ１４４の他方の入力端子の電圧変動）が生じることがなく、制御回路１００ｄの安定した出力制御が可能となる。一方、スイッチングトランジスタ１２４に過電流が流れる場合には、当該スイッチングトランジスタ１２４は、静電気ノイズによるオン状態の時間よりも長い時間（例えば１０ｍｓ以上）オン状態になるため、フィルタ回路２３０の後段でも電位が低下し、制御回路１００ｄの出力制御が停止されるため、発煙が防止される。
【００４２】
図６は、電源装置内の制御回路の第５の構成を示す図である。図６に示す制御回路１００ｅは、図１に示す制御回路１００ａと比較すると、過電流保護素子２０２が設けられていない一方、過電流検出回路２４０が設けられている。この過電流検出回路２４０は、カレントトランス２４１、抵抗２４２、ダイオードブリッジ２４３、コンデンサ２４４、抵抗２４５、ツェナーダイオード２４６、抵抗２４７、ＮＰＮ型のトランジスタ２４８を有する。
【００４３】
過電流検出回路２４０において、カレントトランス２４１は、１次側巻線がトランス１１８の１次側巻線とグランドとの間に設けられている。また、カレントトランス２４１の２次側巻線に並列に抵抗２４２及びダイオードブリッジ２４３が設けられている。このダイオードブリッジ２４３のアノードは接地され、カソードは、並列に接続された抵抗２４４及びコンデンサ２４５の一端と、ツェナーダイオード２４６のカソードとに接続されている。更に、ツェナーダイオード２４６のアノードは抵抗２４７の一端に接続されている。トランジスタ２４８のベースは、抵抗２４７の他端に接続され、エミッタは接地されている。
【００４４】
トランス１１８の１次側巻線に過電流が流れる場合、この過電流によってカレントトランス２４１の磁束エネルギーが上昇する。この際、カレントトランス２４１の２次側巻線には、１次側巻線との巻線比に応じたエネルギーが発生し、このエネルギーは、電圧に変換され、更に、ダイオードブリッジ２４３によって整流される。更に、その整流後の電圧値がツェナーダイオード２４６の動作電圧を上回ることによって、トランジスタ２４８がオン状態となる。そして、トランジスタ２４８がオン状態になることによって、制御回路１００ｅの出力制御が停止されるようになっており、発煙が防止される。また、電流を磁束エネルギーに変換して制御回路１００ｅの出力制御がなされているため、当該出力制御が静電気ノイズの影響を受けることがなく、誤動作が防止される。
【００４５】
図７は、電源装置内の制御回路の第６の構成を示す図である。図７に示す制御回路１００ｆは、図１に示す制御回路１００ａと比較すると、過電流保護素子２０２が設けられていない一方、過電流検出回路２５０が設けられている。この過電流検出回路２５０は、図６の過電流検出回路２４０よりも静電気ノイズに対する耐性を向上させたものであり、カレントトランス２５１、抵抗２５２、ダイオードブリッジ２５３、コンデンサ２５４、抵抗２５５、ツェナーダイオード２５６、抵抗２５７、ＰＮＰ型のトランジスタ２５８、ダイオード２５９、抵抗２６０を有する。
【００４６】
過電流検出回路２５０において、カレントトランス２５１、抵抗２５２、ダイオードブリッジ２５３、コンデンサ２５４、抵抗２５５、ツェナーダイオード２５６、抵抗２５７の接続状態は、図６の過電流検出回路２４０におけるカレントトランス２４１、抵抗２４２、ダイオードブリッジ２４３、コンデンサ２４４、抵抗２４５、ツェナーダイオード２４６、抵抗２４７の接続状態と同様である。
【００４７】
トランジスタ２５８のエミッタには、抵抗２５７の他端、ダイオード２５９のカソード、及び、一端が設置された抵抗２６０の他端が接続されている。また、トランジスタ２５８のコレクタは接地され、ベースは、抵抗２６１の一端及び抵抗２６２の一端に接続されている。更に、抵抗２６１の他端は基準電位（ＶＲＥＦ）に維持され、抵抗２６２の他端は接地されている。
【００４８】
トランス１１８の１次側巻線に過電流が流れる場合、この過電流によってカレントトランス２５１の磁束エネルギーが上昇する。この際、カレントトランス２５１の２次側巻線には、１次側巻線との巻線比に応じたエネルギーが発生し、このエネルギーは、電圧に変換され、更に、ダイオードブリッジ２５３によって整流される。更に、その整流後の電圧値がツェナーダイオード２５６の動作電圧を上回ることによって、トランジスタ２５８がオン状態となる。そして、トランジスタ２５８がオン状態になることによって、制御回路１００ｅの出力制御が停止されるようになっている。トランジスタ２５８は、静電気ノイズによってベース電圧が上昇するだけではオン状態とはならず、静電気ノイズに対する耐性が高くなっている。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上、説明したように、本発明に係る画像形成装置は、動作の安定化が可能であり、電源装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】従来の画像形成装置を構成する電源装置内の制御回路の構成を示す図である。
【図２】本発明の画像形成装置を構成する電源装置内の制御回路の第１の構成を示す図である。
【図３】本発明の画像形成装置を構成する電源装置内の制御回路の第２の構成を示す図である。
【図４】本発明の画像形成装置を構成する電源装置内の制御回路の第３の構成を示す図である。
【図５】本発明の画像形成装置を構成する電源装置内の制御回路の第４の構成を示す図である。
【図６】本発明の画像形成装置を構成する電源装置内の制御回路の第５の構成を示す図である。
【図７】本発明の画像形成装置を構成する電源装置内の制御回路の第６の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅ、１００ｆ  制御回路
１０２  ヒューズ抵抗
１０４  過電流保護素子
１０８、１１４、１２４  スイッチングトランジスタ
１１８  トランス
１２２  無煙化回路
２１０、２２０  温度検出回路
２１２、２２１  サーミスタ
２１６、２２３、２４８、２５８  トランジスタ
２３０  フィルタ回路
２４０、２５０  過電流検出回路
２４１、２５１  カレントトランス
【図１】
0004692119.tif 000002
【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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【図７】
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