(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧の電流を出力する高圧出力手段と、
該高圧出力手段の出力電流に比例した電圧の信号を出力する電流検出手段と、
該電流検出手段の出力信号を第１時定数で充電して平滑する平滑手段と、
該電流検出手段の出力信号のせん頭値電圧をノイズ成分カット用の抵抗を介して前記第１時定数の１０倍より小さい第２時定数で充電してせん頭値を保持するピークホールド手段と、
前記平滑手段及び前記ピークホールド手段のそれぞれの出力信号の電圧と所定の基準電圧を比較する比較手段とを有し、
該比較手段による比較の結果、前記平滑手段又は前記ピークホールド手段の出力信号の電圧が前記基準電圧を越えたときに、前記高圧出力手段の出力を低下もしくは停止させるように構成したことを特徴とする高圧電源装置。
【請求項２】
前記ピークホールド手段には、ピーク検出値を低下させる手段が接続されることを特徴とする請求項１に記載の高圧電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電子写真方式の複写機、プリンタ等に用いられる高圧の電流を出力する高圧電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の複写機やプリンタ等では、その画像形成プロセスのために広く高圧電源装置が用いられている。この場合の高圧電源装置は、その負荷となる帯電器や感光体などのプロセス材料においてリーク（漏電）などの異常が発生した場合に、その異常電流を検出して高圧出力を低下もしくは停止する構成が採られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような従来の高圧電源装置においては、異常の検出方法がリーク等による瞬間的な出力電流の増大のみを対象としているため、プロセス材料の経時的な劣化などによる負荷電流の増大といった、平均的（あるいは、実効値的）な出力電流の増大に関しては感度がない。このため、平均的に出力電流の増大した状態が長期に亘り持続し、感光体などのプロセス材料を損傷し、複写画像あるいはプリント画像の品質を比較的早期に劣化させてしまう可能性があるといった問題があった。
【０００４】
そこで本発明の課題は、高圧電源装置において、負荷におけるリーク等による出力電流の瞬間的な増大と共に、負荷の経時的な劣化などによる出力電流の平均的な増大を確実に検知して、高圧出力の低下もしくは停止という保護動作を確実に行うことができる構成を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明によれば、高圧電源装置において、
高圧の電流を出力する高圧出力手段と、
該高圧出力手段の出力電流に比例した電圧の信号を出力する電流検出手段と、
該電流検出手段の出力信号を第１時定数で充電して平滑する平滑手段と、
該電流検出手段の出力信号のせん頭値電圧をノイズ成分カット用の抵抗を介して前記第１時定数の１０倍より小さい第２時定数で充電してせん頭値を保持するピークホールド手段と、
前記平滑手段及び前記ピークホールド手段のそれぞれの出力信号の電圧と所定の基準電圧を比較する比較手段とを有し、
該比較手段による比較の結果、前記平滑手段又は前記ピークホールド手段の出力信号の電圧が前記基準電圧を越えたときに、前記高圧出力手段の出力を低下もしくは停止させる構成を採用した。
【０００６】
このような構成によれば、リーク等により出力電流が瞬間的に増大するとピークホールド手段の出力信号の電圧が高くなる。また、負荷の経時的な劣化等により出力電流が平均的に増大すると平滑手段の出力信号の電圧が高くなる。そして平滑手段とピークホールド手段の出力信号の電圧が基準電圧を越えると、高圧出力手段の出力が低下もしくは停止される。すなわち、ピークホールド手段と平滑手段を介して、リーク等による出力電流の瞬間的な増大と共に負荷の経時的な劣化等による平均的な増大を確実に検知して、高圧出力の低下もしくは停止という保護動作を確実に行うことができる。
【０００７】
なお、上記の構成において、前記ピークホールド手段には、ピーク検出値を低下させる手段が接続されるものとしてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。ここでは電子写真方式の複写機ないしプリンタに用いられる高圧電源装置の実施形態を示す。
【００１４】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態を図１，２により説明する。まず、図１により本実施形態の高圧電源装置の概略構成と動作を説明する。
【００１５】
図１において、１は定電圧の高圧出力を発生する高圧出力手段、２は高圧出力手段１の出力電流を検出する、つまり前記出力電流に比例した電圧の信号を出力する電流検出手段、３は電流検出手段２の出力信号を平滑（平均化）する平滑手段、４は電流検出手段２の出力信号の電圧のせん頭値を保持する、つまり前記せん頭値の電圧に比例した電圧の信号を出力するピークホールド手段、Ｄ１，Ｄ２は平滑手段３とピークホールド手段４の出力をオア（ｏｒ）接続するためのダイオード、５はダイオードＤ１，Ｄ２によりオア接続された平滑手段３とピークホールド手段４のそれぞれの出力信号の内の電圧が高い方の出力信号の電圧と予め定められた基準電圧Ｖrefとを比較し、その比較結果を示す信号を高圧出力手段１に出力するコンパレータである。後述のように、コンパレータ５の出力信号に応じて、高圧出力手段１は出力を低下もしくは停止させる保護動作を行う。
【００１６】
また、６は高圧出力手段１の高圧出力が印加される帯電器、７は帯電器６に対向して配置された感光体であり、双方は、共にグランドを介して電流検出手段２に接続される。
【００１７】
以上の構成において、電子写真プロセスの過程で、高圧出力手段１は帯電器６に高圧出力を印加する。この高圧印加によって負荷電流は帯電器６のシールドに対して、更には、感光体７の帯電電流として感光体に対して流出し、グランドを介して電流検出手段２を通過する経路を辿る。この結果、電流検出手段２は、負荷となる帯電器６と感光体７とで構成されるインピーダンスに応じた電流を検出することとなる。
【００１８】
ここで、例えば帯電器６のインピーダンスが帯電器６の経時的な劣化あるいは汚れなどの影響により低下した場合、電流検出手段２の検出信号電圧は平均的に増大し、平滑手段３の出力信号の電圧は高くなる。この電圧が高くなった平滑手段３の出力信号は、ダイオードＤ１を介してコンパレータ５に入力され、この入力信号の電圧がコンパレータ５の他方の入力に印加されている基準電圧Ｖrefを越えたところでコンパレータの出力が反転する。この反転した信号は、高圧出力手段１に送信され、これに応じて高圧出力手段１はその高圧出力を停止または低下させる。
【００１９】
一方、例えば帯電器６に張られた帯電ワイヤが劣化などの原因で切れた場合、高圧出力手段１の出力は、切れたワイヤを介して例えば感光体７にリークする。この場合、電流検出手段２では、リークによる瞬間的ないし比較的短時間の大電流が検出される。この検出信号の電圧のせん頭値がピークホールド手段４によって保持され、そのせん頭値の信号がダイオードＤ２を介してコンパレータ５に入力される。この入力されたせん頭値の信号の電圧が前述の基準電圧Ｖrefを越えた場合、コンパレータ５の出力が反転する。その反転信号が高圧出力手段１に送信され、これに応じて高圧出力手段１はその高圧出力を低下もしくは停止する。
【００２０】
次に、図２により本実施形態の高圧電源装置の構成の詳細を説明する。ここでは、高圧出力手段１は定電圧の交流高圧を出力するものとする。
【００２１】
図２において、電流検出手段２は、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１からなる。抵抗Ｒ１は高圧出力手段１からの出力電流のすべてが通過する経路に配置されている。また、コンデンサＣ１は抵抗Ｒ１で電圧に変換されて検出される電流のノイズ成分をバイパスするように設けられている。
【００２２】
次に、平滑手段３は、ダイオードＤ３、抵抗Ｒ２，Ｒ３、及びコンデンサＣ２からなる平滑回路として構成される。ダイオードＤ３は、電流検出手段２からの検出信号（高圧出力手段１の出力が交流である場合、検出信号は交流波形）の半波分を整流する。抵抗Ｒ２はコンデンサＣ２との時定数によりダイオードＤ３を通過した電流検出信号の立ち上りを遅延させてコンデンサＣ２に充電する。また、抵抗Ｒ３はコンデンサＣ２に充電された電流検出手段２からの信号をコンデンサＣ２との時定数により放電する。このような充放電回路により、この場合の平滑手段３の出力は、交流出力電流の実効値に比例した電圧値となる。ここで、高圧出力手段１の出力をＤＣ（直流）とする場合は、ダイオードＤ３を除去して平滑手段３を電流検出手段２に接続すれば、平滑手段３は、高圧出力手段１の出力の微妙な振動に感知しない平均電流値に比例した電圧値を出力する。
【００２３】
続いて、ピークホールド手段４はダイオードＤ４、コンデンサＣ３、及び抵抗Ｒ４〜Ｒ６からなるピークホールド回路として構成される。ダイオードＤ４は、抵抗Ｒ６を介してコンデンサＣ３に電流検出手段２の出力信号のせん頭値電圧を充電する。ここで、抵抗Ｒ６は電流検出信号のノイズ成分をカットするための抵抗であり、ノイズ成分が存在しない場合は、廃止することもできる。また、このノイズ除去作用は、コンデンサＣ３との時定数によってその効果が決まるが、ピークホールド作用に影響しない程度に時定数を定める必要がある。その範囲は、例えば、
Ｒ６・Ｃ３＜１０・Ｒ２・Ｃ２      …（１）
程度に設定する。続いて、抵抗Ｒ４，Ｒ５はコンデンサＣ３に充電されたせん頭電圧を放電するための抵抗であり、かつ、ピーク検出値を適当な値に低下させるために分圧する構成をとっている。
【００２４】
以上の構成によれば、負荷インピーダンスの低下によって出力電流が平均的に増大した場合は、平滑手段３の出力信号、すなわち出力電流の実効値に対応する信号の電圧が高くなり、その電圧が基準電圧Ｖrefを越えるとコンパレータ５の出力が反転し、それに応じて高圧出力手段１が出力を低下もしくは停止する保護動作を行う。また、高圧出力のリークが発生し、出力電流が瞬間的に増大した場合には、ピークホールド手段４から出力されるせん頭値検出信号の電圧が高くなり、そのレベルが基準電圧Ｖrefを越えるとコンパレータ５の出力が反転し、それに応じて高圧出力手段１が出力を低下もしくは停止する保護動作を行う。
【００２５】
以上のような本実施形態の高圧電源装置によれば、感光体へのリーク等による瞬間的な出力電流の増大と共に、帯電器のインピーダンス低下等による出力電流の平均的な増大に対しても、それを確実に検知して高圧出力を低下ないし停止する保護動作を確実に行うことができる。従って、帯電器での漏れ電流の増大や感光体へのリークといったプロセス材へのダメージを最小限に抑える事が可能となり、これと合せて通常行われるメンテナンス作業によって、プロセス材の損傷を未然に防ぐ事が可能となり、電子写真プロセスによる良好な画像形成を長期に亘り持続することが可能となる。
【００２６】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態を図３，４により説明する。まず、図３により本実施形態の高圧電源装置の構成を説明する。図３中において第１の実施形態の図１，２中と共通ないし対応する部分には共通の符号が付してあり、共通部分の説明は省略する。以下、第１の実施形態と異なる点を説明する。
【００２７】
図３に示す本実施形態の高圧電源装置では、出力は直流の高圧に交流の高圧を重畳したものとする。その為に、直流の高圧を出力する直流高圧出力手段８とコンデンサＣ３０が設けられている。即ち、直流高圧出力手段８から出力される直流の高圧が高圧出力手段１に入力され、高圧出力手段１は入力された直流の高圧に交流を重畳して出力（定電圧出力）する。コンデンサＣ３０は、高圧出力手段１の出力の交流成分を電流検出手段２を介してグランドに接続するように、直流高圧出力手段８と高圧出力手段１間の接続点に接続されている。
【００２８】
また、電流検出手段２は、並列に接続された抵抗Ｒ３１とコンデンサＣ３１からなる第１の電流検出回路と、並列に接続された抵抗Ｒ３２とコンデンサＣ３２からなる第２の電流検出回路からなる。抵抗Ｒ３１，Ｒ３２は、それぞれ高圧出力手段１の出力電流の交流成分を電圧に変換して検出する。また、コンデンサＣ３１，Ｃ３２は抵抗Ｒ３１，Ｒ３２で検出される電流検出値のノイズ成分をカットし、かつ、抵抗Ｒ３１，Ｒ３２の電流検出の周波数感度を調整するために設けられている。詳しくは、コンデンサＣ３２は比較的周波数の高いリーク電流の変動に感度を持たせるように、また、コンデンサＣ３１は比較的周波数の低い高圧出力手段１の出力の交流成分の電流変動に感度を持たせるように設定されている。
【００２９】
次に、平滑手段３は、上記コンデンサＣ３１と抵抗Ｒ３１からなる第１の電流検出回路の出力信号を平滑するように接続されており、第１の実施形態と同様の回路の入力側にツェナダイオードＺＤ３１とダイオードＤ３１が追加して接続されている。これらは、直流高圧手段８のオン・オフによる上記第１の電流検出回路の出力信号（比較的周波数の低い電流検出信号）の電圧をツェナ電圧で制限する為のものであり、これによって、直流高圧のオン・オフの立ち上り、立ち下がりによる出力電流の増大を、リークや実効値の増大と誤検知する事を回避している。
【００３０】
また、ピークホールド手段４は、上記コンデンサＣ３２と抵抗Ｒ３２からなる第２の電流検出回路の出力信号のせん頭値を保持するように接続されており、上述と同じように直流高圧のオン・オフによる誤検知を避けるために、特にリークによるピーク電流に感度を持つように、第１の実施形態と同様の回路の入力側にコンデンサＣ３３，抵抗Ｒ３３からなる微分回路を接続している。
【００３１】
次に、図４により、平滑手段３の入力側に設けられたツェナダイオードＺＤ３１，ダイオードＤ３１の回路と、ピークホールド手段４の入力側に設けられた微分回路の作用効果について説明する。
【００３２】
図４において、ａはツェナダイオードＺＤ３１、ダイオードＤ３１を用いない場合の直流高圧手段８のオン・オフによる電流検出信号である。また、ｂは検出信号ａを平滑した場合の出力である。ここに示すように、平滑出力ｂは、コンパレータ５の比較の基準電圧Ｖrefを越えるため、電流実効値オーバーとして誤検知される。
【００３３】
一方、ｃはツェナダイオードＺＤ３１，ダイオードＤ３１の回路を追加した場合の同上の電流検出信号を示し、この場合の平滑出力をｄに示す。ここで示すように、この場合の平滑出力ｄは基準電圧Ｖrefに至らないために、電流実効値オーバーと誤検知されない。
【００３４】
更に、ツェナダイオードＺＤ３１，ダイオードＤ３１の回路を用いない場合の同上のピークホールド手段４内の微分回路の出力をｅに、ツェナダイオードＺＤ３１，ダイオードＤ３１の回路を接続した場合の同上のピークホールド手段４内の微分回路の出力をｆに示す。ここで示すように、ツェナダイオードＺＤ３１，ダイオードＤ３１の回路を用いた場合は、電流検出信号の立ち上りがツェナ効果によって抑えられるため、その微分出力は小さくなり、コンパレータ５の基準電圧Ｖrefに至らないため、リーク検知として誤検知されることはない。
【００３５】
以上のような構成を用いる事により、出力として交流高圧に直流高圧を重畳し、直流高圧のオン・オフを行った場合でも、負荷のインピーダンス低下による出力電流の平均的な増大、及びリークによる瞬間的な増大を誤検知することなく正確に検知でき、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３６】
なお、上述した第１と第２の実施形態において高圧出力手段１は定電圧出力を行うものとしたが、定電流出力を行うものとしてもよい。
【００３７】
また、ピークホールド手段、平滑手段、双方の信号を共通のコンパレータで基準電圧Ｖrefと比較する構成を示したが、各々の信号に対してそれぞれのコンパレータを用意し、それぞれに対して基準電圧を設定する構成としてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の高圧電源装置によれば、負荷におけるリーク等による出力電流の瞬間的な増大と共に負荷の経時的な劣化等による出力電流の平均的な増大を確実に検知して、高圧出力の低下もしくは停止という保護動作を確実に行うことができる。そして、例えば電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置の電源として用いた場合、感光体へのリーク等による出力電流の瞬間的な増大と共に、帯電器の劣化に伴うインピーダンスの低下等による出力電流の平均的な増大を確実に検知して、出力の低下もしくは停止を行うことにより、通常行われるメンテナンス作業と合わせて、感光体等のプロセス材の損傷を未然に防ぐ事が可能となり、電子写真プロセスによる良好な画像形成を長期に亘り持続することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による高圧電源装置の概略構成を示すブロック回路図である。
【図２】同高圧電源装置の構成をより詳細に示す回路図である。
【図３】第２の実施形態による高圧電源装置の構成を示す回路図である。
【図４】同電源装置における作用を説明する電流検出信号、平滑出力等の波形を示す波形図である。
【符号の説明】
１  高圧出力手段
２  電流検出手段
３  平滑手段
４  ピークホールド手段
５  コンパレータ
６  帯電器
７  感光体
８  直流高圧出力手段
【図１】
0003787443.tif 000002
【図２】
0003787443.tif 000003
【図３】
0003787443.tif 000004
【図４】
0003787443.tif 000005