(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電圧が一端に印加される１次巻線と２次巻線とを有するトランスと、１次巻線の他端に直列に接続されたスイッチング回路とを備え、ＰＷＭ信号により当該スイッチング回路によるスイッチングにより２次巻線に出力電圧を得る電源装置において、
２次巻線の出力側に設けられ、ＰＷＭ信号のデューティ値と出力電圧値との関係が不安定になる領域を排除するため２次巻線からの出力電圧を低減させる減算回路を備えたことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電源装置において、
２次巻線に接続され、２次巻線に誘起される電圧を整流して平滑する整流平滑回路を備え、
減算回路は整流平滑回路に接続されるツェナーダイオードであり、整流平滑回路からの出力電圧を低減させることを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電源装置において、
減算回路は抵抗から構成されたことを特徴とする電源装置。
【請求項４】
請求項１に記載の電源装置において、
減算回路は定電圧電源から構成されたことを特徴とする電源装置。
【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プリンタや複写機等の画像形成装置における高圧電源装置などとして利用可能な電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば電子写真方式のプリンタや複写機等の高圧電源は感光体回りの負荷に対して規定電圧若しくは規定電流を与えるために用いられており、その負荷の機能としては概ね、帯電、現像、転写、剥離、清掃等の機能がある。
また、各負荷に出力を供給するタイミングや出力電位の情報は例えばプロセスコントロールを行う制御基板から高圧電源へ送られ、高圧電源は当該情報に従って出力を行う。
【０００３】
このため、制御基板から高圧電源へ送る出力電位情報を変化させることにより高圧電源の出力値を変更することが可能であり、これにより、高圧電源はプロセス要求に対して所望の出力を負荷へ供給する。また、今日では、高圧電源に要求される出力可変な範囲としては、カラーや画質等の高精度化及び高機能化を背景に広範囲となっており、例えば１０倍程度の出力可変領域を有している。なお、具体例としては、ドラム回りの負荷（帯電用や現像用や転写用）に与える出力値（直流や交流）を印刷濃度等に応じて変化させるような場合に、広範囲（例えば転写に関しては５００Ｖ〜４ｋＶなど）の出力可変が必要となる。
【０００４】
上記した高圧電源出力の制御方法としては、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等により演算制御されるデジタル制御と、演算増幅器（ＯＰ  Ａｍｐ）等により制御されるアナログ制御とに大別される。また、制御すべき出力値の演算方法としては、例えば高圧電源からの出力状態量を検出手段により検出した検出値と前記可変出力に対応した目標値とを比較した結果に基づいて、後述するスイッチング手段に与えるべきパルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）信号のデューティ（Ｄｕｔｙ）の値を制御する方法が用いられている。
【０００５】
具体的に、図１３（ａ）には、デジタル制御方式を用いた電源装置の構成例を示してある。この電源装置では、トランス（例えば昇圧トランス）８１の１次巻線の一端に直流電源８２が接続されており、当該１次巻線の他端に接続されたスイッチ素子（スイッチング手段）８３が主制御部８７からのＰＷＭ信号に従ってオンオフを繰り返すことにより、トランス８１の２次巻線に当該ＰＷＭ信号のデューティ値に応じた出力が発生する。
【０００６】
つまり、スイッチ素子８３は例えばトランジスタから構成されており、当該スイッチ素子８３がオン状態のときに直流電源８２からの電力がトランス８１に蓄えられて、当該スイッチ素子８３がオフ状態になったときに蓄えられた電力が２次巻線から出力される。そして、２次巻線からの出力の大きさは、上記したＰＷＭ信号のデューティ値に依存し、当該デューティ値が大きくなるに従って２次巻線からの出力が大きくなる。
【０００７】
なお、デューティ値は、例えばオン状態の周期（１つのオン状態の時間幅と１つのオフ状態の時間幅とを加えたもの）をＴとするとともに１周期（Ｔ）内におけるオン状態の時間幅をｔとすると、ｔ／Ｔで表される。また、デジタル制御が用いられる場合には、通常、デューティ値を変化させることが可能な最小量（前記オン状態の最小可変幅）が小さいほど制御の精度が向上する。
【０００８】
トランス８１の２次巻線からの出力は整流平滑回路８４により整流及び平滑された後に負荷９２へ供給される。
また、電圧検出回路（検出手段）８５では負荷９２に供給される電圧値に対応した電圧値（例えば１／１０００の値など）Ｖｍｏｎを検出して主制御部８７へ送り、同様に、電流検出回路（検出手段）８６では負荷９２に供給される電流値に対応した電流値Ｉｍｏｎを検出して主制御部８７へ送る。
【０００９】
主制御部８７では、Ａ／Ｄ変換器８８が上記した検出電圧値Ｖｍｏｎ及び検出電流値Ｉｍｏｎをデジタル化してＣＰＵ８９へ出力し、当該ＣＰＵ８９の演算器９０がこれらの検出値Ｖｍｏｎ、Ｉｍｏｎと所望の目標値とを比較して、これらの検出値Ｖｍｏｎ、Ｉｍｏｎが目標値に一致するように、パルス発振器９１からスイッチ素子８３へ発振するＰＷＭ信号のデューティの値を制御する。このようなフィードバック制御により、目標値に制御される電圧値や電流値が負荷９２に対して供給される。
【００１０】
また、図１３（ｂ）には、アナログ制御方式を用いた電源装置の構成例を示してある。この電源装置では、アナログ制御が行われるが、例えばトランス１０１や直流電源１０２やスイッチ素子１０３や整流平滑回路１０４や電圧検出回路１０５や電流検出回路１０６の動作については上記したデジタル制御の場合と同様である。この電源装置では、制御回路１０７がスイッチ素子１０３へＰＷＭ信号を出力しており、この制御回路１０７は例えばＤ／Ａ変換回路１０９やオン／オフ判定回路１１０を介して主制御部１０８から送られてくる指示に従ってＰＷＭ信号のデューティ値の変更等を行う。そして、デジタル制御の場合と同様に、目標値にフィードバック制御される電圧値や電流値が負荷１１１に対して供給される。
【００１１】
なお、負荷に供給する出力値を広範囲で可変することが可能な従来の電源装置の例を紹介しておく。
例えば特公平５−４６５４７号公報に記載された静電記録装置のコロナ放電装置では、ワイヤーより派生するグリッド電圧の制御を高圧トランジスタのベース電流を制御することにより実現している。このような構成を用いてトランスの２次巻線側を実現することが可能であるが、１次巻線側において広範囲のＭＡＸ電位で制御を行う必要がある。
【００１２】
図１４には、シャントレギュレータ（Ｓｈｕｎｔ  Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）方式を用いた電源装置の構成例を示してある。
この電源装置では、トランス１２１の１次巻線の一端に電圧Ｖｉｎが印加されるとともに他端にスイッチング素子１２２が接続されており、当該スイッチング素子１２２は接地されている。また、トランス１２１の２次巻線の一端にはダイオード１２９のアノード端子が接続されており、当該ダイオード１２９のカソード端子はコンデンサ１３０の一端及び抵抗１２８の一端及び抵抗１３１の一端と接続されている。また、トランス１２１の２次巻線の他端はコンデンサ１３０の他端と接続されて接地されており、抵抗１３１の他端は接地されている。
【００１３】
また、抵抗１２８の他端には検出器１２３の入力端及びトランジスタ１２６のコレクタ端子及び抵抗１２７の一端が接続されており、トランジスタ１２６のエミッタ端子は接地されている。また、検出器１２３の出力端及びリモートコントローラ１２４の出力端が制御器１２５の入力端と接続されており、当該制御器１２５の出力端がトランジスタ１２６のベース端子と接続されている。
【００１４】
この電源装置では、スイッチング素子１２２が接続されたトランス１２１の１次巻線に常に可変範囲の最大値に相当する電圧（例えば１ｋＶの電圧）Ｖｉｎを供給するとともに、トランジスタ１２６を流れる電流を制御して余分な電圧を捨てることにより、抵抗１２７を介して負荷へ供給される電圧値を目標値に制御する。
【００１５】
また、上記したトランジスタ１２６は、前記抵抗１２７の前段に接続された検出器１２３により検出される電圧値及びリモートコントローラ１２４からの指示に基づいて、制御器１２５によりフィードバック制御される。
しかしながら、このような電源装置では、例えば広範囲でリニアな出力特性が得られるものの、常に整流回路後での電圧が最大値に相当する電圧（ＭＡＸ電圧）以上に出力する必要があるため、効率が悪く、低出力時には特に大きな電力を無駄にしてしまうといった問題があった。また、大きな電圧に対する耐圧特性を有したトランジスタ１２６を用いる必要があり、当該トランジスタ１２６を複数のトランジスタを並べて構成する場合も生じるといった問題もあった。
【００１６】
なお、本明細書の図面中では、上記図１４中に“Ｋ１”で示した記号により抵抗を表し、“Ｋ２”で示した記号により接地を表し、“Ｋ３”で示した記号によりトランジスタを表し、“Ｋ４”で示した記号によりダイオードを表し、“Ｋ５”で示した記号によりコンデンサを表すこととし、同じ記号は同じ回路素子（但し、抵抗値等といった回路定数等は同じでなくともよい）を表すものとする。
【００１７】
また、図１５には、例えば特開平５−２６０７２７号公報に記載された高圧電源装置のように入力電圧制御方式を用いた電源装置の構成例を示してある。
この電源装置では、リモートコントローラ１４３の出力端が制御部１４４の入力端に接続されており、当該制御部１４４の出力端が可変電源１４５の制御端子と接続されている。また、トランス１４１の１次巻線の一端に可変電源１４５の一端が接続されており、当該可変電源１４５の他端は接地されている。また、トランス１４１の１次巻線の他端にはスイッチング素子１４２が接続されており、当該スイッチング素子１４２は接地されている。
【００１８】
また、トランス１４１の２次巻線の一端にはダイオード１４６のアノード端子が接続されており、当該ダイオード１４６のカソード端子はコンデンサ１４７の一端及び抵抗１４８の一端及び抵抗１４９の一端が接続されている。また、トランス１４１の２次巻線の他端はコンデンサ１４７の他端と接続されて接地されており、抵抗１４９の他端は接地されている。
この電源装置では、スイッチング素子１４２が接続されたトランス１４１の１次巻線へ供給する入力電圧Ｖｉｎを制御することにより、トランス１４１の２次巻線からの出力値を制御する。
【００１９】
また、上記した入力電圧Ｖｉｎの制御は出力電圧の可変レベルにより行われ、制御部１４４がリモートコントローラ１４３からの指示に従って可変電源１４５を制御することにより実現される。
しかしながら、このような電源装置では、例えば広範囲の出力において安定度が得られるものの、トランス１４１の１次巻線側の入力電圧Ｖｉｎ及び２次巻線側の出力電圧の両方を制御する必要があり、制御が複雑化し、広範囲でリニアな出力特性が精度よく得られないといった問題があった。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
上記図１３（ａ）、（ｂ）に示したような従来の電源装置では、例えば上記図１４や上記図１５に示したような電源装置と比べて、比較的電力効率がよく、且つ、比較的リニアリティのよい出力特性が広範囲で得られるといった利点があるが、上記したＰＷＭ信号のデューティ値が低いときに当該デューティ値に対する出力特性が不安定なものとなってしまうといった不具合があった。
【００２１】
以下で、上記の不具合を詳しく説明する。
図１６（ａ）には、例えば上記図１３（ａ）や同図（ｂ）に示したスイッチ素子８３、１０３を構成するトランジスタのベース−エミッタ間に印加されるＰＷＭ信号の電圧Ｖｂｅの波形として主にオン（Ｏｎ）信号の波形を示してあり、横軸は時刻を示し、縦軸は電圧値を示している。なお、上述したように、（オン信号の時間幅）／（オン信号の時間幅＋オフ信号の時間幅）＝デューティ値となる。
【００２２】
また、図１６（ｂ）には、上記したオン信号に応じて前記トランジスタのコレクタを流れる電流Ｉｃの波形として、実際の回路において流れる電流の波形を実線で示すとともに、理想的な電流の波形を破線で示してある。なお、横軸は時刻を示し、縦軸は電流値を示している。図示されるように、実際の回路では、トランス８１、１０１の１次インダクタンスと分布容量の関係から共振が起こってしまうことや、スイッチ素子８３、１０３の特性に起因してラッシュ電流が流れてしまうことにより、スイッチ素子８３、１０３がオンされた瞬間時において流れる電流Ｉｃが非常に大きくなってしまう。
【００２３】
このため、低出力を実現する低デューティ時（つまり、オン信号の時間幅が小さい時）には、１つのオン信号でトランス８１、１０１に蓄えられる電力に対して、上記図１６（ｂ）に示したように当該オン信号に発生する瞬間電流によってトランス８１、１０１に蓄えられる電力が占める割合が非常に大きくなってしまい、結果として、デューティ値と高圧電源出力との関係が当該瞬間電流によって乱されてしまう。
【００２４】
ここで、図１７には、デューティ値と出力値との関係の一例を示してあり、同図中の領域Ｐで示されるように、低デューティ時においてはデューティ値に対して出力値が増加する割合が高デューティ時（つまり、オン信号の時間幅が大きい時）と比べて急激な傾きを有するものとなってしまい、安定な高デューティ時に対して低デューティ時が不安定になってしまう。なお、同図中の横軸はデューティの値を示し、縦軸は出力の値を示している。
【００２５】
本発明は、このような従来の課題を鑑みてなされたもので、トランスの１次巻線に接続されたスイッチング回路によるスイッチングにより２次巻線に出力電圧を得るに際して、例えば上記のような不安定な出力領域をカット（削除）或いは小さくして安定な出力領域（好ましい態様としては、安定な出力領域のみ）を利用することを可能にする電源装置を提供することを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る電源装置では、入力電圧が一端に印加される１次巻線と２次巻線とを有するトランスと、１次巻線の他端に直列に接続されたスイッチング回路とを備え、ＰＷＭ信号により当該スイッチング回路によるスイッチングにより２次巻線に出力電圧を得るに際して、２次巻線の出力側に設けられた減算回路が、ＰＷＭ信号のデューティ値と出力電圧値との関係が不安定になる領域を排除するため、２次巻線からの出力電圧を低減させる。
【００２７】
従って、２次巻線からの出力電圧が低減させられて上記課題で示した不安定領域（低デューティ時）における出力電圧がゼロ或いは小さくさせられるため、当該不安定な出力領域をカット或いはその影響を小さくすることができるとともに、上記課題で示した安定領域（高デューティ時）における出力電圧が低減させられるため、例えば小さい出力電圧値から大きい出力電圧値までの広範な範囲で出力電圧を可変に制御することが可能となる。
【００２８】
なお、本発明に言う減算回路としては、例えば後述する実施例等で示すように、定電圧素子（例えばツェナーダイオード）や、抵抗（例えば固定抵抗であっても可変抵抗であってもよい）や、電圧発生回路（例えば電圧電源であって、定電圧電源であっても可変電圧電源であってもよい）等から構成することができる。
【００２９】
特に、トランスの２次巻線からの出力電圧を整流及び平滑して、これにより得られる直流電圧をツェナーダイオードにより低減させると、上記した不安定領域における出力電圧をゼロに低減するとともに、上記した安定領域における出力電圧を所定の大きさ低減させて出力することができてよい。
このため、本発明に係る電源装置では、トランスの２次巻線に接続された整流平滑回路が当該２次巻線に誘起される電圧を整流して平滑するとともに、当該整流平滑回路に接続されたツェナーダイオードから減算回路を構成して、当該ツェナーダイオードが整流平滑回路からの出力電圧を低減させるようにした。
【００３０】
なお、本発明に言う減算回路によりトランスの２次巻線からの出力電圧を低減させる量（出力電圧の低減量）としては、例えば上記従来例で示したＰＷＭ信号のデューティ値と出力電圧値との関係が不安定になってしまう領域（つまり、上記した不安定領域）における出力電圧が負荷に与えられないようにする或いは当該領域における出力電圧が負荷に与える影響を小さくすることや、例えば当該関係が安定な領域（つまり、上記した安定領域）における出力電圧の範囲（具体的には、上限値や下限値）が所望の範囲となるようにすることを考慮して設定されるが、装置の使用状況等に応じて種々な設定が行われても構わない。
【００３１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
なお、以下の実施例では、デジタル制御方式を用いた電源装置に本発明を適用した場合を例として示すが、本発明はアナログ制御方式を用いた電源装置に適用することも可能なものである。また、以下の実施例では、例えば数１００Ｖから数１０ｋＶといった高電圧を発生させる高圧電源装置に本発明を適用した場合を例として示すが、本発明は他の電源装置に適用することも可能なものである。
【００３２】
まず、本発明の第１実施例に係るデジタル制御方式を用いた高圧電源装置を説明する。
図１は本例に係る高圧電源装置のブロック図であり、本例の高圧電源装置は、トランス（例えば昇圧トランス）１１やスイッチング（Ｓｗ）回路（スイッチング手段）１２や整流平滑回路１３や減算回路（２次側減算回路）１４や検知回路（検出手段）１５を備えた高圧電源部１と、ＣＰＵ２１を備えたＭＣＵ（Machine Control Unit）２とから構成されており、ＭＣＵ２により目標値に制御される電圧を高圧電源部１から負荷（出力負荷）３へ供給する構成となっている。
【００３３】
ここで、トランス１１の１次巻線の一端には所定の電圧値（例えば２４Ｖ）の入力電圧が印加されているとともに、当該１次巻線の他端にはスイッチング回路１２が直列に接続されており、当該スイッチング回路１２によるスイッチングによりトランス１１の２次巻線に出力電圧（本例では、入力電圧を昇圧したもの）が得られる。
また、トランス１１の２次巻線には整流平滑回路１３が接続されており、当該整流平滑回路１３は当該２次巻線に誘起される電圧を整流して平滑することにより、トランス１１の２次巻線側で所望の出力波形を生成する。
【００３４】
整流平滑回路１３の出力側には減算回路１４が接続されており、整流電圧回路からの出力電圧（つまり、整流及び平滑により得られる直流電圧）を低減させる。
減算回路１４には出力負荷３及び検知回路１５が接続されており、負荷３へは電圧が供給され、検知回路１５では負荷３へ供給される電圧値に対応した電圧値（例えば１／１０００の値など）を出力状態量として検出して当該検出値をモニター値としてＭＣＵ２へ送る。
【００３５】
なお、本例では、ＣＰＵ２１による制御が行われるため、検知回路１５では当該ＣＰＵ２１により演算することが可能な電圧レベル（例えば０Ｖ〜５Ｖ）の範囲に収まるようにして検出電圧値をＭＣＵ２へ送る。
また、負荷３へ供給すべき電圧としては、例えば負荷の使用状況等に応じて、グラウンドに対して正の電圧である場合や負の電圧である場合があるが、本例や以下に示す他の実施例においては、正の電圧を負荷３へ供給する場合を例として説明を行う。
【００３６】
ＭＣＵ２では、ＣＰＵ２１が上記した検出値（出力状態量）と高圧電源が制御されるべき目標値とを比較して、当該比較結果に基づいて当該検出値が当該目標値になるようにＰＷＭ信号の最適なデューティ値を演算して制御することを実行し、このようにしてデューティ値が制御されるＰＷＭ信号をスイッチング回路１２へ出力する。スイッチング回路１２は当該ＰＷＭ信号のオンオフに応じてオンオフされることによりトランス１１の１次巻線側の印加電圧を周期的にスイッチングし、これにより、当該ＰＷＭ信号のデューティ値に応じた大きさの出力電圧がトランス１１の２次巻線から得られる。そして、上記と同様なＣＰＵ２１によるフィードバック制御が繰り返されることにより、出力電圧の値が目標値に制御される。
【００３７】
なお、本例では、例えばＣＰＵやＡＳＩＣ等から構成されるデジタル回路により高圧電源部からの出力がデジタル値を用いて演算制御される構成としたが、上述したように、例えば演算増幅器（ＯＰ  Ａｍｐ）等から構成されるアナログ回路によりアナログ値を用いて演算制御される構成とすることも可能である。
【００３８】
本例のように、トランス１１の２次巻線の出力側に出力電圧とは電圧の向きが逆特性である減算回路１４を設けて、当該減算回路１４により当該２次巻線からの出力電圧を所定の電圧だけ低減する構成とすると、例えば出力電圧の不安定領域を制御範囲からカットすること等ができ、出力電圧の制御範囲を当該出力電圧の安定領域だけから形成すること等ができる。このように、本例の高圧電源装置では、低出力時（つまり、低デューティ時）における出力の不安定さを改善することができ、これにより、例えば広範囲でリニアな出力特性を有して高精度な高圧電源を効率よく安価に供給することができる。
【００３９】
ここで、図２には、本例のようにトランス１１の２次巻線側に減算回路１４を備えた場合における、ＰＷＭ信号のデューティ値と出力負荷３へ供給される出力電圧の値との関係の一例を概念的に示してある。なお、同図中の横軸はデューティの値を示し、縦軸は出力電圧の値を示している。
【００４０】
同図に示されるように、本例の高圧電源装置では、デューティ値に対する出力電圧値の大きさを減算回路１４により減算してずらすことにより、高デューティ時における安定な出力範囲のみを用いて、例えば０Ｖ以上の出力電圧を可変に得て負荷３に与えることができる。つまり、本例では、低デューティ時における不安定な出力範囲は制御範囲から除外しており、高デューティ時における安定な出力範囲のみで例えば０Ｖから４ｋＶなどといった広い範囲で可変な出力電圧を得ることができ、これにより、可変範囲の広い要求のある高圧電源を安定して供給することができる。
【００４１】
次に、図３には、本例の高圧電源装置を構成する高圧電源部１及び出力負荷３の具体的な回路構成例を示してある。
ここで、トランス３１は上記したトランス１１に相当し、上記のように本例では、１次巻線及び２次巻線を有した昇圧トランスから構成されている。スイッチング回路３２は上記したスイッチング回路１２に相当し、本例では、抵抗やトランジスタから構成されている。整流平滑回路３３は上記した整流平滑回路１３に相当し、本例では、ダイオードやコンデンサや抵抗から構成されている。
【００４２】
減算回路３４は上記した減算回路１４に相当し、本例では、例えば定電圧素子から構成されており、当該定電圧素子として例えばツェナーダイオードが用いられている。検知回路３５は上記した検知回路１５に相当し、本例では、抵抗や演算増幅器（ＯＰ  Ａｍｐ）から構成されている。負荷３６は上記した負荷３に相当する。
【００４３】
なお、具体的な回路構成としては、スイッチング回路３２では、トランジスタＱ１のゲート端子に抵抗Ｑ２の一端及び抵抗Ｑ３の一端が接続されており、一方の抵抗Ｑ２の他端はＣＰＵ２１と接続されており、他方の抵抗Ｑ３の他端は接地されている。また、スイッチング回路３２では、トランジスタＱ１のエミッタ端子が接地されているとともにコレクタ端子がトランス３１の１次巻線の一端と接続されている。また、トランス３１の１次巻線の他端には入力電圧が印加される。そして、スイッチング回路３２ではＣＰＵ２１からのＰＷＭ信号によりトランジスタＱ１がスイッチングされ、これにより、トランス３１の２次巻線に出力電圧が得られる。
【００４４】
また、整流平滑回路３３では、トランス３１の２次巻線の一端にダイオードＱ４のアノード端子が接続されており、当該ダイオードＱ４のカソード端子にはコンデンサＱ５の一端及び抵抗Ｑ６の一端及び減算回路３４の一端が接続されている。また、整流平滑回路３３では、トランス３１の２次巻線の他端にコンデンサＱ５の他端が接続されて接地されており、抵抗Ｑ６の他端は接地されている。そして、整流平滑回路３３では、ダイオードＱ４やコンデンサＱ５によりトランス３１の２次巻線に誘起される電圧が整流されて平滑される。また、減算回路３４の他端は検知回路３５の抵抗Ｑ８の一端と接続されるとともに、当該他端は抵抗Ｑ７を介して負荷３６と接続されており、当該負荷３６は接地されている。
【００４５】
また、検知回路３５では、抵抗Ｑ８の他端が抵抗Ｑ９の一端及びフィードバックを用いた演算増幅器Ｑ１０の入力端と接続されており、抵抗Ｑ９の他端は接地されている。また、演算増幅器Ｑ１０の出力端は検知回路３５の出力端に相当しており、当該出力端は抵抗Ｑ１１を介してＣＰＵ２１と接続されている。そして、検知回路３５では、負荷３６へ供給される電圧値に対応した電圧値が演算増幅器Ｑ１０により検出されて、当該検出値がＣＰＵ２１へ送られる。
【００４６】
また、同図中の“Ａ”はトランス３１に入力される入力電圧の入力端を示し、“Ｂ”は負荷３６へ出力される出力電圧の出力端を示し、“Ｃ”は検知回路３５により検出される電圧値（出力状態検知電圧）を示し、“Ｄ”はＰＷＭ信号を示し、“Ｅ”は整流平滑回路３３の出力端における電圧（出力端電圧）を示している。
なお、本明細書の図面中では、上記図３中に“Ｋ６”で示した記号により演算増幅器を表し、同じ記号は演算増幅器（但し、性能等は同じでなくともよい）を表すものとする。
【００４７】
本例では、上記のように、トランス３１の２次巻線側に接続された整流平滑回路３３と負荷３６への出力端Ｂとの間に出力電圧を低減する向きで定電圧素子３４が出力ラインに挿入されて設けられている。ここで、本例の定電圧素子３４は所定の閾値以下の大きさの電圧が整流平滑回路３３から入力される場合には当該電圧をカットして出力端Ｂ側へ出力を出さない（つまり、出力電圧をゼロとする）一方、当該閾値を超える大きさの電圧が整流平滑回路３３から入力される場合には当該定電圧素子３４の性能に応じた分（本例の場合には、ツェナー電圧分）だけ当該電圧を低減させて出力端Ｂへ出力する機能を有している。つまり、本例の構成では、整流平滑回路３３の出力端Ｅと負荷３６への出力端Ｂとの電位差が定電圧素子３４により低減させられる。
【００４８】
そして、本例では、例えばＰＷＭ信号のデューティ値に対する出力電圧の不安定領域を制御範囲から除外するような閾値を有する定電圧素子３４を用いており、これにより、出力電圧の制御範囲を当該デューティ値に対する出力電圧の安定領域だけから形成している。具体的に、例えば上記図２に示したグラフを参照して説明すると、本例の構成では、低デューティ時における制御期間においては整流平滑回路３３の出力端Ｅの電圧値が前記閾値を超えるまでは定電圧素子３４によって負荷３６側へは出力電圧を発生させない一方、高デューティ時における出力電圧の安定領域に入ってから、整流平滑回路３３の出力端Ｅの電圧値が前記閾値を超える点を起点として、負荷３６側へ０Ｖから出力電圧を出力し始めることが実現されている。
【００４９】
なお、一例として、負荷３６に０Ｖから４ｋＶの範囲の電圧を可変に与える場合に、定電圧素子３４で５００Ｖの電圧が低減されるとすると、例えば整流平滑回路３３の出力端Ｅに４．５ｋＶ以下の範囲の電圧を可変に発生させることにより、安定領域を用いた出力電圧の制御を実現することができる。
【００５０】
また、図４には、本例のＣＰＵ２１によりＰＷＭ信号のデューティ値を制御する処理の手順の一例を示してある。
すなわち、制御が開始されると（ステップＳ１）、ＣＰＵ２１は、出力電圧の目標値を設定し（ステップＳ２）、検知回路３５からの検出電圧値（モニター値）を取り込み（ステップＳ３）、当該目標値と当該検出電圧値との比較結果に基づいてスイッチング回路３２に与えるべきＰＷＭ信号のデューティ値を演算し（ステップＳ４）、当該演算結果をデューティ値として設定して（ステップＳ５）、設定したデューティ値のＰＷＭ信号をスイッチング回路３２へ出力する（ステップＳ６）。
【００５１】
そして、ＣＰＵ２１は、ＰＷＭ信号の出力を継続するか否か（つまり、負荷３６に対して出力電圧を供給する必要があるか否か）を判定し（ステップＳ７）、継続する場合には上記した各処理（ステップＳ２〜ステップＳ６）を繰り返して実行する一方、継続しない場合にはＰＷＭ信号の出力を停止して（ステップＳ８）、制御を終了する（ステップＳ９）。
【００５２】
以上のように、本例の高圧電源装置では、トランス３１の２次巻線からの出力電圧が低減させられて上記課題で示した不安定領域（低デューティ時）における出力電圧がゼロにさせられるため、当該不安定な出力領域をカットすることができるとともに、上記課題で示した安定領域（高デューティ時）における出力電圧が低減させられるため、例えば当該安定な出力領域を用いて小さい出力電圧値から大きい出力電圧値までの広範な範囲で出力電圧を可変に制御することができる。
【００５３】
次に、本発明の第２実施例に係るデジタル制御方式を用いた高圧電源装置を説明する。
なお、本例の高圧電源装置の構成や動作は、例えば減算回路の接続位置が異なる点を除いては、上記第１実施例に係る高圧電源装置の構成や動作とほぼ同様であるため、本例では、上記第１実施例の場合と異なる構成や動作についてのみ以下で詳しく説明する。
【００５４】
図５には、本例の高圧電源装置を構成する高圧電源部及び出力負荷の具体的な回路構成例を示してある。なお、同図中の各符号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは上記図３の場合と同じものを示している。
具体的な回路構成としては、スイッチング回路４２では、トランジスタＱ２１のゲート端子に抵抗Ｑ２２の一端及び抵抗Ｑ２３の一端が接続されており、一方の抵抗Ｑ２２の他端はＣＰＵ２１と接続されており、他方の抵抗Ｑ２３の他端は接地されている。また、スイッチング回路３２では、トランジスタＱ２１のエミッタ端子が接地されているとともにコレクタ端子がトランス４１の１次巻線の一端と接続されている。また、トランス４１の１次巻線の他端には入力電圧が印加される。そして、スイッチング回路４２ではＣＰＵ２１からのＰＷＭ信号によりトランジスタＱ２１がスイッチングされ、これにより、トランス４１の２次巻線に出力電圧が得られる。
【００５５】
また、整流平滑回路４３では、トランス４１の２次巻線の一端にダイオードＱ２４のアノード端子が接続されており、当該ダイオードＱ２４のカソード端子にはコンデンサＱ２５の一端及び検知回路４５の抵抗Ｑ２７の一端及び減算回路４４の一端が接続されている。また、整流平滑回路４３では、トランス４１の２次巻線の他端にコンデンサＱ２５の他端が接続されて接地されている。そして、整流平滑回路４３では、ダイオードＱ２４やコンデンサＱ２５によりトランス４１の２次巻線に誘起される電圧が整流されて平滑される。また、減算回路４４の他端は抵抗Ｑ２６を介して負荷４６と接続されており、当該負荷４６は接地されている。
【００５６】
また、検知回路４５では、抵抗Ｑ２７の他端が抵抗Ｑ２８の一端及びフィードバックを用いた演算増幅器Ｑ２９の入力端と接続されており、抵抗Ｑ２８の他端は接地されている。また、演算増幅器Ｑ２９の出力端は検知回路４５の出力端に相当しており、当該出力端は抵抗Ｑ３０を介してＣＰＵ２１と接続されている。そして、検知回路４５では、負荷４６へ供給される電圧値に対応した電圧値が演算増幅器Ｑ２９により検出されて、当該検出値がＣＰＵ２１へ送られる。
ここで、トランス４１やスイッチング回路４２や負荷４６の構成や動作は、例えば上記第１実施例の図３に示したものと同様である。
【００５７】
また、減算回路（本例では、定電圧素子であり具体的にはツェナーダイオード）４４自体の構成及び動作や検知回路４５自体の構成及び動作は例えば上記第１実施例の図３に示したものと同様であるが、本例では、整流平滑回路４３の出力端Ｅに減算回路４４と検知回路４５とが並列に接続されており、当該減算回路４４の出力端に負荷４６が接続される構成となっている。
【００５８】
この構成では、整流平滑回路４３の出力端Ｅ（検知回路４５の状態検出端）と負荷４６への出力端Ｂとの間に減算回路４４が設けられることから、検知回路４５中の状態検出端側の抵抗Ｑ２７により整流平滑回路４３の出力端Ｅの電圧を保持することができ、このため、上記第１実施例の図３に示した整流平滑回路３３中に設けられていた抵抗Ｑ６を本例の整流平滑回路４３では省略することができて好ましい。すなわち、本例の整流平滑回路４３の構成は上記第１実施例の図３に示した整流平滑回路３３の構成から抵抗Ｑ６を省略したものとなっており、動作については上記第１実施例の場合と同様に交流電圧の整流及び平滑を行う。
【００５９】
以上のように、本例の高圧電源装置においても、例えば上記第１実施例で示した高圧電源装置の場合と同様に、不安定な出力領域をカットすることができるとともに、安定な出力領域を用いて広範な範囲で出力電圧を可変に制御することができる。
【００６０】
次に、本発明の第３実施例に係るデジタル制御方式を用いた高圧電源装置を説明する。
なお、本例の高圧電源装置の構成や動作は、例えば減算回路の構成や動作が異なる点を除いては、上記第１実施例に係る高圧電源装置の構成や動作と同様であるため、本例では、上記第１実施例の場合と異なる構成や動作についてのみ以下で詳しく説明する。
【００６１】
図６には、本例の高圧電源装置を構成する高圧電源部及び出力負荷の具体的な回路構成例を示してある。なお、同図中の各符号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは上記図３の場合と同じものを示している。また、トランス３１、スイッチング回路３２、整流平滑回路３３、検知回路３５、負荷３６の構成や動作は例えば上記第１実施例の図３に示したものと同様であるため、これらを上記第１実施例の場合と同じ符号を用いて示してある。また、本例の回路を構成する各回路素子Ｑ１〜Ｑ１１の構成や動作についても例えば上記第１実施例の図３に示したものと同様であるため、これらを上記第１実施例の場合と同じ符号を用いて示してある。
【００６２】
本例では、減算回路５１が例えば抵抗から構成されており、すなわち、整流平滑回路３３の出力端Ｅと負荷３６への出力端Ｂとの間に当該抵抗５１が出力ラインに挿入されて設けられている。この構成では、整流平滑回路３３からの出力電圧が負荷３６へ供給されるに際して、当該出力電圧が抵抗５１にかかる電圧（つまり、分圧）分だけ低減させられる。なお、抵抗５１にかかる電圧の値Ｖｒは、通常、当該抵抗５１を流れる電流の値Ｉｒと当該抵抗５１の抵抗値Ｒとを用いてＶｒ＝Ｒ・Ｉｒと表される。
【００６３】
具体的に、例えば上記図２に示したグラフを参照して説明すると、本例の構成では、低デューティ時における出力電圧の不安定領域及び高デューティ時における出力電圧の安定領域の両方において前記抵抗５１により負荷３６に与えられる出力電圧の大きさが低減させられ、これにより、当該不安定領域が出力電圧の制御範囲に寄与する量を小さくすることができる。つまり、本例の構成では、ＰＷＭ信号のデューティ値に対する出力電圧値の特性が前記抵抗５１による分だけ低減する方向に圧縮されることになる。
【００６４】
以上のように、本例の高圧電源装置では、トランス３１の２次巻線からの出力電圧が低減させられて上記課題で示した不安定領域（低デューティ時）における出力電圧が小さくさせられるため、当該不安定な出力領域の影響を小さくすることができるとともに、上記課題で示した安定領域（高デューティ時）における出力電圧が低減させられるため、例えば当該安定な出力領域を用いて小さい出力電圧値から大きい出力電圧値までの広範な範囲で出力電圧を可変に制御することができる。
【００６５】
次に、本発明の第４実施例に係るデジタル制御方式を用いた高圧電源装置を説明する。
なお、本例の高圧電源装置の構成や動作は、例えば減算回路の構成や動作が異なる点を除いては、上記第２実施例に係る高圧電源装置の構成や動作と同様であるため、本例では、上記第２実施例の場合と異なる構成や動作についてのみ以下で詳しく説明する。
【００６６】
図７には、本例の高圧電源装置を構成する高圧電源部及び出力負荷の具体的な回路構成例を示してある。なお、同図中の各符号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは上記図３の場合と同じものを示している。また、トランス４１、スイッチング回路４２、整流平滑回路４３、検知回路４５、負荷４６の構成や動作は例えば上記第２実施例の図５に示したものと同様であるため、これらを上記第２実施例の場合と同じ符号を用いて示してある。また、本例の回路を構成する各回路素子Ｑ２１〜Ｑ３０の構成や動作についても例えば上記第２実施例の図５に示したものと同様であるため、これらを上記第２実施例の場合と同じ符号を用いて示してある。
【００６７】
本例では、減算回路５２が例えば抵抗から構成されており、すなわち、整流平滑回路４３の出力端Ｅと負荷４６への出力端Ｂとの間に当該抵抗５２が出力ラインに挿入されて設けられている。この構成では、整流平滑回路４３からの出力電圧が負荷４６へ供給されるに際して、当該出力電圧が抵抗５２にかかる電圧（つまり、分圧）分だけ低減させられる。
【００６８】
以上のように、本例の高圧電源装置においても、例えば上記第３実施例で示した高圧電源装置の場合と同様に、不安定な出力領域の影響を小さくすることができるとともに、安定な出力領域を用いて広範な範囲で出力電圧を可変に制御することができる。
【００６９】
次に、本発明の第５実施例に係るデジタル制御方式を用いた高圧電源装置を説明する。
なお、本例の高圧電源装置の構成や動作は、例えば減算回路の構成や動作が異なる点を除いては、上記第１実施例に係る高圧電源装置の構成や動作と同様であるため、本例では、上記第１実施例の場合と異なる構成や動作についてのみ以下で詳しく説明する。
【００７０】
図８には、本例の高圧電源装置を構成する高圧電源部及び出力負荷の具体的な回路構成例を示してある。なお、同図中の各符号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは上記図３の場合と同じものを示している。また、トランス３１、スイッチング回路３２、整流平滑回路３３、検知回路３５、負荷３６の構成や動作は例えば上記第１実施例の図３に示したものと同様であるため、これらを上記第１実施例の場合と同じ符号を用いて示してある。また、本例の回路を構成する各回路素子Ｑ１〜Ｑ１１の構成や動作についても例えば上記第１実施例の図３に示したものと同様であるため、これらを上記第１実施例の場合と同じ符号を用いて示してある。
【００７１】
本例では、減算回路５３が例えば定電圧電源から構成されており、整流平滑回路３３の出力端Ｅと負荷３６への出力端Ｂとの間に出力電圧を低減させる向きで当該定電圧電源５３が出力ラインに挿入されて設けられている。この構成では、整流平滑回路３３からの出力電圧が負荷３６へ供給されるに際して、当該出力電圧が定電圧電源５３から出力される電圧分だけ低減させられる。
【００７２】
そして、本例では、例えばＰＷＭ信号のデューティ値に対する出力電圧の不安定領域を制御範囲から除外するような出力電圧値を有する定電圧電源５３を用いており、これにより、出力電圧の制御範囲を当該デューティ値に対する出力電圧の安定領域だけから形成している。
【００７３】
具体的に、例えば上記図２に示したグラフを参照して説明すると、本例の構成では、低デューティ時における出力電圧の不安定領域及び高デューティ時における出力電圧の安定領域の両方において、前記定電圧電源５３による所定の定電圧だけ負荷３６に与えられる出力電圧の大きさが低減させられる。これにより、低デューティ時における制御期間においては整流平滑回路３３の出力端Ｅの電圧値が前記定電圧を超えるまでは定電圧電源５３によって負荷３６側へは例えば正の出力電圧を発生させない一方、高デューティ時における出力電圧の安定領域に入ってから、整流平滑回路３３の出力端Ｅの電圧値が前記定電圧を超える点を起点として、負荷３６側へ０Ｖから出力電圧を出力し始めることが実現されている。
【００７４】
以上のように、本例の高圧電源装置では、トランス３１の２次巻線からの出力電圧が所定の電圧だけ低減させられて上記課題で示した不安定領域（低デューティ時）における出力電圧が例えば負になるようにされるため、当該不安定な出力領域を例えば当該負電圧の通過を防止して正電圧のみを通過させる回路によりカットすることが可能であるとともに、上記課題で示した安定領域（高デューティ時）における出力電圧が当該所定電圧だけ低減させられるため、例えば当該安定な出力領域を用いて小さい出力電圧値から大きい出力電圧値までの広範な範囲で出力電圧を可変に制御することができる。
【００７５】
なお、本例のように減算回路５３が電源電圧から構成されるような高圧電源装置では、例えばＣＰＵ２１により正の出力電圧を制御して負荷３６へ供給する一方、トランス３１の２次巻線から整流平滑回路３３を介して電圧が出力されないようなときには当該電源電圧によって負の電圧を負荷３６へ供給する構成とすることもでき、このような構成を利用して、例えば複写機等において印刷対象となる紙がある時に行われる転写と当該紙がないときに行われるクリーニングとを効率よく行うことも可能である。
【００７６】
具体的には、通常、例えばドラムと転写ローラとが接した状態で転写ローラにトナーと逆極性（例えば負電圧）が印加されるとドラムから転写ローラ側へトナーが移動し紙に転写される一方、当該転写ローラにトナーと同極性（例えば正電圧）が印加されると転写ローラからドラムへトナーが移動する（つまり、トナーが戻る）。これに対応して、上記のような構成を有した高圧電源装置では、例えば交互に行われる転写とクリーニングとに同期して負荷（ここでは、転写ローラ）３６へ供給される電圧の正負を変化させることにより、転写とクリーニングとを効率よく行うことができる。また、上記ではドラムと転写ローラとの間でトナーを移動させる例を示したが、例えばドラムと現像器との間でトナーを移動させることに適用することにより現像とクリーニングとを効率よく行うこともできる。
【００７７】
次に、本発明の第６実施例に係るデジタル制御方式を用いた高圧電源装置を説明する。
なお、本例の高圧電源装置の構成や動作は、例えば減算回路の構成や動作が異なる点を除いては、上記第２実施例に係る高圧電源装置の構成や動作と同様であるため、本例では、上記第２実施例の場合と異なる構成や動作についてのみ以下で詳しく説明する。
【００７８】
図９には、本例の高圧電源装置を構成する高圧電源部及び出力負荷の具体的な回路構成例を示してある。なお、同図中の各符号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは上記図３の場合と同じものを示している。また、トランス４１、スイッチング回路４２、整流平滑回路４３、検知回路４５、負荷４６の構成や動作は例えば上記第２実施例の図５に示したものと同様であるため、これらを上記第２実施例の場合と同じ符号を用いて示してある。また、本例の回路を構成する各回路素子Ｑ２１〜Ｑ３０の構成や動作についても例えば上記第２実施例の図５に示したものと同様であるため、これらを上記第２実施例の場合と同じ符号を用いて示してある。
【００７９】
本例では、減算回路５４が例えば定電圧電源から構成されており、整流平滑回路４３の出力端Ｅと負荷４６への出力端Ｂとの間に出力電圧を低減させる向きで当該定電圧電源５４が出力ラインに挿入されて設けられている。この構成では、整流平滑回路４３からの出力電圧が負荷４６へ供給されるに際して、当該出力電圧が定電圧電源５４から出力される電圧分だけ低減させられる。
【００８０】
そして、本例では、例えばＰＷＭ信号のデューティ値に対する出力電圧の不安定領域を制御範囲から除外するような出力電圧値を有する定電圧電源５４を用いており、これにより、出力電圧の制御範囲を当該デューティ値に対する出力電圧の安定領域だけから形成している。
【００８１】
以上のように、本例の高圧電源装置においても、例えば上記第５実施例で示した高圧電源装置の場合と同様に、不安定な出力領域をカットすることが可能であるとともに、安定な出力領域を用いて広範な範囲で出力電圧を可変に制御することができる。
なお、本例のような高圧電源装置においても、例えば上記第５実施例で述べたのと同様に、転写とクリーニングとを効率よく行うことができる構成とすることも可能である。
【００８２】
次に、本発明の第７実施例に係るデジタル制御方式を用いた高圧電源装置を説明する。
なお、本例の高圧電源装置の構成や動作は、例えば減算回路の構成や接続位置が異なるといった点を除いては、上記第２実施例に係る高圧電源装置の構成や動作と同様であるため、本例では、上記第２実施例の場合と異なる構成や動作についてのみ以下で詳しく説明する。
【００８３】
図１０には、本例の高圧電源装置を構成する高圧電源部及び出力負荷の具体的な回路構成例を示してある。なお、同図中の各符号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは上記図３の場合と同じものを示している。
具体的な回路構成としては、スイッチング回路６２では、トランジスタＱ３１のゲート端子に抵抗Ｑ３２の一端及び抵抗Ｑ３３の一端が接続されており、一方の抵抗Ｑ３２の他端はＣＰＵ２１と接続されており、他方の抵抗Ｑ３３の他端は接地されている。また、スイッチング回路６２では、トランジスタＱ３１のエミッタ端子が接地されているとともにコレクタ端子がトランス６１の１次巻線の一端と接続されている。また、トランス６１の１次巻線の他端には入力電圧が印加される。そして、スイッチング回路６２ではＣＰＵ２１からのＰＷＭ信号によりトランジスタＱ３１がスイッチングされ、これにより、トランス６１の２次巻線に出力電圧が得られる。
【００８４】
また、整流平滑回路６３では、トランス６１の２次巻線の一端にダイオードＱ３４のアノード端子が接続されており、当該ダイオードＱ３４のカソード端子にはコンデンサＱ３５の一端及び検知回路６５の抵抗Ｑ３７の一端及び抵抗Ｑ３６の一端が接続されている。また、抵抗Ｑ３６の他端は負荷６６と接続されており、当該負荷６６は接地されている。また、整流平滑回路６３では、トランス６１の２次巻線の他端にコンデンサＱ３５の他端が接続されており、当該２次巻線の他端及び当該コンデンサＱ３５の他端には減算回路６４の一端が接続されている。また、減算回路６４の他端は接地されている。そして、整流平滑回路６３では、ダイオードＱ３４やコンデンサＱ３５によりトランス６１の２次巻線に誘起される電圧が整流されて平滑される。
【００８５】
また、検知回路６５では、抵抗Ｑ３７の他端が抵抗Ｑ３８の一端及びフィードバックを用いた演算増幅器Ｑ３９の入力端と接続されており、抵抗Ｑ３８の他端は接地されている。また、演算増幅器Ｑ３９の出力端は検知回路６５の出力端に相当しており、当該出力端は抵抗Ｑ４０を介してＣＰＵ２１と接続されている。そして、検知回路６５では、負荷６６へ供給される電圧値に対応した電圧値が演算増幅器Ｑ３９により検出されて、当該検出値がＣＰＵ２１へ送られる。
ここで、トランス６１やスイッチング回路６２や整流平滑回路６３や検知回路６５や負荷６６の構成や動作は、例えば上記第２実施例の図５に示したものと同様である。
【００８６】
本例では、減算回路６４がトランス６１の２次巻線の一端（本例では、低電圧側）に接続されて設けられており、具体的には、上記図１０に示されるように、当該減算回路６４の一端がトランス６１の２次巻線の前記一端及び整流平滑回路６３中のコンデンサの一端と接続されているとともに、当該減算回路６４の他端がグラウンド（接地端）に接続されている。
また、本例では、減算回路６４は例えば抵抗から構成されている。
【００８７】
本例のようにトランス６１の出力側とグラウンドとの間に減算回路（本例では、抵抗）６４を設けた構成では、例えば負荷６６の接地端（高圧電源部の出力端Ｂとは反対側の端）と当該減算回路６４を構成する抵抗に接続される接地端とが電気的につながっていると考えられ、これにより、整流平滑回路６３からの出力電圧が負荷６６へ供給されるに際して、当該出力電圧が当該抵抗６４に流れる電流分（つまり、電圧降下分）だけ低減させられる。このように、本例の減算回路６４の接続位置を採用した場合においても、例えば上記第３実施例や上記第４実施例で示した高圧電源装置の場合と同様に、負荷６６に与える出力電圧の大きさを低減させることができる。
【００８８】
以上のように、本例の高圧電源装置においても、例えば上記第３実施例や上記第４実施例で示した高圧電源装置と同様に、不安定な出力領域の影響を小さくすることができるとともに、安定な出力領域を用いて広範な範囲で出力電圧を可変に制御することができる。
【００８９】
次に、本発明の第８実施例に係るデジタル制御方式を用いた高圧電源装置を説明する。
なお、本例の高圧電源装置の構成や動作は、例えば減算回路の構成や動作が異なる点を除いては、上記第７実施例に係る高圧電源装置の構成や動作と同様であるため、本例では、上記第７実施例の場合と異なる構成や動作についてのみ以下で詳しく説明する。
【００９０】
図１１には、本例の高圧電源装置を構成する高圧電源部及び出力負荷の具体的な回路構成例を示してある。なお、同図中の各符号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは上記図３の場合と同じものを示している。また、トランス６１、スイッチング回路６２、整流平滑回路６３、検知回路６５、負荷６６の構成や動作は例えば上記第７実施例の図１０に示したものと同様であるため、これらを上記第７実施例の場合と同じ符号を用いて示してある。また、本例の回路を構成する各回路素子Ｑ３１〜Ｑ４０の構成や動作についても例えば上記第７実施例の図１０に示したものと同様であるため、これらを上記第７実施例の場合と同じ符号を用いて示してある。
【００９１】
本例では、減算回路７１が例えば定電圧素子７１ａと抵抗７１ｂとを並列に設けた回路から構成されており、具体的には、当該定電圧素子７１ａの一端及び当該抵抗７１ｂの一端がトランス６１の２次巻線の一端（本例では、低電圧側）に接続されているとともに、当該定電圧素子７１ａの他端及び当該抵抗７１ｂの他端がグラウンド（接地端）に接続されている。
また、本例では、定電圧素子７１ａとしては、例えば上記第１実施例や上記第２実施例の場合と同様に、ツェナーダイオードが用いられており、負荷６６に与える出力電圧を低減する向きで設けられている。
【００９２】
この構成では、減算回路７１を構成する定電圧素子７１ａにおける降伏電圧により所定の閾値以下の大きさの出力電圧が負荷６６に与えられないようにする一方、当該閾値を超える大きさの出力電圧を低減させて負荷６６に与えることが実現されるとともに、減算回路７１を構成する抵抗７１ｂにおける電圧降下により負荷６６に与えられる出力電圧を低減させることができる。つまり、本例の減算回路７１では、例えば上記第１実施例や上記第２実施例で示した減算回路を構成する定電圧素子により得られる効果と同様な効果を得ることができるとともに、例えば上記第３実施例や上記第４実施例で示した減算回路を構成する抵抗により得られる効果と同様な効果を得ることができる。
【００９３】
以上のように、本例の高圧電源装置では、例えば不安定な出力領域をカットすることやその影響を小さくすることができるとともに、安定な出力領域（好ましい態様としては、安定な出力領域のみ）を用いて広範な範囲で出力電圧を可変に制御することができる。
【００９４】
次に、本発明の第９実施例に係るデジタル制御方式を用いた高圧電源装置を説明する。
なお、本例の高圧電源装置の構成や動作は、例えば減算回路の構成や動作が異なる点を除いては、上記第７実施例に係る高圧電源装置の構成や動作と同様であるため、本例では、上記第７実施例の場合と異なる構成や動作についてのみ以下で詳しく説明する。
【００９５】
図１２には、本例の高圧電源装置を構成する高圧電源部及び出力負荷の具体的な回路構成例を示してある。なお、同図中の各符号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは上記図３の場合と同じものを示している。また、トランス６１、スイッチング回路６２、整流平滑回路６３、検知回路６５、負荷６６の構成や動作は例えば上記第７実施例の図１０に示したものと同様であるため、これらを上記第７実施例の場合と同じ符号を用いて示してある。また、本例の回路を構成する各回路素子Ｑ３１〜Ｑ４０の構成や動作についても例えば上記第７実施例の図１０に示したものと同様であるため、これらを上記第７実施例の場合と同じ符号を用いて示してある。
【００９６】
本例では、減算回路７２が例えば定電圧電源から構成されており、具体的には、負荷６６に与える出力電圧を低減する向きで、当該定電圧電源７２の一端がトランス６１の２次巻線の一端（本例では、低電圧側）に接続されているとともに、当該定電圧電源７２の他端がグラウンド（接地端）に接続されている。
この構成では、減算回路７２を構成する定電圧電源により発生させられる電圧分だけ負荷６６に与えられる出力電圧を低減させることができる。つまり、本例の減算回路７２では、例えば上記第５実施例や上記第６実施例で示した減算回路を構成する定電圧電源により得られる効果と同様な効果を得ることができる。
【００９７】
以上のように、本例の高圧電源装置では、例えば上記第５実施例や上記第６実施例で示した高圧電源装置の場合と同様に、不安定な出力領域をカットすることが可能であるとともに、安定な出力領域を用いて広範な範囲で出力電圧を可変に制御することができる。
なお、本例のような高圧電源装置においても、例えば上記第５実施例や上記第６実施例で述べたのと同様に、転写とクリーニングとを効率よく行うことができる構成とすることも可能である。
【００９８】
ここで、本発明に係る電源装置の構成としては、必ずしも以上の実施例に示したものに限られることはなく、種々な構成が用いられてもよい。
例えば、以上の実施例では、好ましい態様として、トランスの２次巻線から出力される交流電圧を整流平滑回路により整流及び平滑して得られる直流電圧を減算回路により低減させる構成を示したが、交流電圧についても例えばその波形に同期させることで当該交流電圧の低減を実現することが可能である。
【００９９】
また、本発明に係る電源装置は、種々な分野の電源装置として適用可能なものであるが、例えば電子写真方式のプリンタや複写機等に備えられる電源装置のように高圧や高精度や広範囲での電圧可変が要求されるものに適用されて好適なものであり、例えばＣＲＴディスプレイの電源装置等に適用することも可能なものである。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る電源装置によると、入力電圧が一端に印加される１次巻線と２次巻線とを有するトランスと、１次巻線の他端に直列に接続されたスイッチング回路とを備え、当該スイッチング回路によるスイッチングにより２次巻線に出力電圧を得るに際して、２次巻線の出力側に設けられた減算回路が２次巻線からの出力電圧を低減させるようにしたため、例えば不安定な出力領域をカット或いはその影響を小さくすることができるとともに、例えば安定な出力領域を用いて広範な範囲で出力電圧を可変に制御することが可能となる。
【０１０１】
また、本発明に係る電源装置では、上記のような構成において、トランスの２次巻線に接続された整流平滑回路が当該２次巻線に誘起される電圧を整流して平滑するとともに、当該整流平滑回路に接続されたツェナーダイオードから減算回路を構成して、当該ツェナーダイオードが整流平滑回路からの出力電圧を低減させるようにしたため、例えば上記した不安定な出力領域における出力電圧をゼロに低減して当該不安定な出力領域をカットすることができるとともに、例えば上記した安定な出力領域における出力電圧を所定の大きさ低減させて出力することにより広範な範囲で出力電圧を可変に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実施例に係る高圧電源装置のブロック図である。
【図２】  ＰＷＭ信号のデューティ値と出力電圧値との関係の一例を示す図である。
【図３】  本発明の第１実施例に係る高圧電源装置の回路構成例を示す図である。
【図４】  ＰＷＭ信号のデューティ値を制御する処理のフローチャート図である。
【図５】  本発明の第２実施例に係る高圧電源装置の回路構成例を示す図である。
【図６】  本発明の第３実施例に係る高圧電源装置の回路構成例を示す図である。
【図７】  本発明の第４実施例に係る高圧電源装置の回路構成例を示す図である。
【図８】  本発明の第５実施例に係る高圧電源装置の回路構成例を示す図である。
【図９】  本発明の第６実施例に係る高圧電源装置の回路構成例を示す図である。
【図１０】  本発明の第７実施例に係る高圧電源装置の回路構成例を示す図である。
【図１１】  本発明の第８実施例に係る高圧電源装置の回路構成例を示す図である。
【図１２】  本発明の第９実施例に係る高圧電源装置の回路構成例を示す図である。
【図１３】  従来例に係る電源装置の構成例を示す図である。
【図１４】  シャントレギュレータ方式を用いた従来例に係る電源装置の構成例を示す図である。
【図１５】  入力電圧制御方式を用いた従来例に係る電源装置の構成例を示す図である。
【図１６】  スイッチ素子に印加されるオン信号と流れる電流の波形の一例を示す図である。
【図１７】  ＰＷＭ信号のデューティ値と高電圧出力値との関係の一例を示す図である。
【符号の説明】
１・・高圧電源部、  ２・・ＭＣＵ、  ３、３６、４６、６６・・負荷、
１１、３１、４１、６１・・トランス、
１２、３２、４２、６２・・スイッチング回路、
１３、３３、４３、６３・・整流平滑回路、
１４、３４、４４、５１〜５４、６４、７１、７２・・減算回路、
１５、３５、４５、６５・・検知回路、  ２１・・ＣＰＵ、  Ｋ２・・接地、
Ｋ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ６〜Ｑ９、Ｑ１１、Ｑ２２、Ｑ２３、Ｑ２６〜Ｑ２８、Ｑ３０、Ｑ３２、Ｑ３３、Ｑ３６〜Ｑ３８、Ｑ４０・・抵抗、
Ｋ３、Ｑ１、Ｑ２１、Ｑ３１・・トランジスタ、
Ｋ４、Ｑ４、Ｑ２４、Ｑ３４・・ダイオード、
Ｋ５、Ｑ５、Ｑ２５、Ｑ３５・・コンデンサ、
Ｋ６、Ｑ１０、Ｑ２９、Ｑ３９・・演算増幅器、
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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