JP5737007B2 - 負荷駆動装置、画像形成装置、負荷駆動方法およびプログラム - Google Patents
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Description
画像形成装置の現像装置として、トナーをクラウド化して現像する方式の現像装置が知られている。例えば、現像ローラの表面に、現像ローラの回転方向と直交する方向に長く延びて所定の間隔で配設された複数の電極を有し、隣接する電極相互の間、または絶縁層を介して設けた下層の導体基材と電極との間に、逆位相のクラウドパルスを印加することでトナーをクラウド化し、現像ローラが回転移動することでトナーの搬送を行い、感光体にトナーを現像する現像装置が存在する。このような現像装置は、電極と電極との間に絶縁層を介するため容量性負荷を形成する。
周波数制御信号:クラウドパルスの周波数
Vpp制御信号:クラウドパルスの波高値
Vmin制御信号:クラウドパルスの最低値
(期間b)SW M1をオフにする。この期間はSW M1とSW3が同時にオンになるのを防ぐための期間であり、1μsほどの時間でよい。
(期間c)SW3をオンにする。負荷容量52とコイルL1、外部容量53との間でLC共振が発生し、電荷が端子2−Bから外部容量53に移動する。電荷が全て移動後、SW3をオフにする。
(期間d)SW3をオフにする。この期間はSW3とSW M2が同時にオンになるのを防ぐための期間であり、1μsほどの時間でよい。
(期間e)SW Y1をオフ、SW M2をオン、SW M4をオフにする。この期間はSW Y1とSW6が同時にオンになるのを防ぐための期間であり、1μsほどの時間でよい。
(期間f)SW6をオンにする。負荷容量51とコイルL3、負荷容量52との間でLC共振が発生し、電荷が端子1−Aから端子2−Aに移動する。電荷が全て移動後SW3をオフにする。
(期間g)SW6をオフにする。この期間はSW6とSW M3が同時にオンになるのを防ぐための期間であり、1μsほどの時間でよい。
(期間h)SW Y2をオン、SW Y4をオフ、SW M3をオンにする。この期間はSW Y4とSW2が同時にオンになるのを防ぐための期間であり、1μsほどの時間でよい。またSW M3をオンにすることで、充電経路中の電力ロスにより端子2−Aの電圧がVmin+Vppに達しない場合でも、Vmin+Vppとすることができる。
(期間i)SW2をオンにする。負荷容量51とコイルL1、外部容量53との間でLC共振が発生し、電荷が外部容量53から端子1−Bに移動する。電荷が全て移動後SW2をオフにする。
(期間j)SW2をオフにする。この期間はSW2とSW Y3が同時にオンになるのを防ぐための期間であり、1μsほどの時間でよい。
(期間k)SW Y3をオンにする。この期間は1−AがL、1−BがH、2−AがH、2−BがLとなっており、期間aと逆のパルス状態となる。
(期間l)SW M3をオフにする。この期間は1μsほどの時間でよい。
(期間m)SW4をオンにする。負荷容量52とコイルL1、外部容量53との間でLC共振が発生し、電荷が端子2−Aから外部容量53に移動する。電荷が全て移動後SW5をオフにする。
(期間n)SW4をオフにする。この期間はSW4とSW M4が同時にオンになるのを防ぐための期間であり、1μsほどの時間でよい。
(期間o)SW Y3をオフ、SW M2をオフ、SW M4をオンにする。この期間はSW Y3とSW5が同時にオンになるのを防ぐための期間であり、1μsほどの時間でよい。
(期間p)SW5をオンにする。負荷容量51とコイルL2、負荷容量52との間でLC共振が発生し、電荷が端子1−Bから端子2−Bに移動する。電荷が全て移動後SW5をオフにする。
(期間q)SW5をオフにする。この期間はSW5とSW M1が同時にオンになるのを防ぐための期間であり、1μsほどの時間でよい。
(期間r)SW Y2をオフ、SW Y4をオン、SW M1をオンにする。この期間はSW Y2とSW1が同時にオンになるのを防ぐための期間であり、1μsほどの時間でよい。
(期間s)SW1をオンにする。負荷容量51とコイルL1、外部容量53との間でLC共振が発生し、電荷が外部容量53から端子1−Aに移動する。電荷が全て移動後SW1をオフにする。
(期間t)SW1をオフにする。この期間はSW1とSW Y1が同時にオンになるのを防ぐための期間であり、1μsほどの時間でよい。
図7は、変形例1の負荷駆動装置3−2の構成例を示すブロック図である。負荷駆動装置3−2は、SW駆動部30−2と、ブリッジ回路50と、Vpp電源10と、Vmin電源20と、出力部40と、端子電圧検出回路60とを備えている。負荷駆動装置3−2は、端子電圧検出回路60を備えること、および、SW駆動部30−2の機能が、図3の負荷駆動装置3と異なっている。
図8は、変形例2の負荷駆動装置3−3の構成例を示すブロック図である。負荷駆動装置3−3は、SW駆動部30−3と、ブリッジ回路50と、Vpp電源10と、Vmin電源20と、出力部40と、充電電流検出回路70とを備えている。負荷駆動装置3−3は、充電電流検出回路70を備えること、および、SW駆動部30−3の機能が、図3の負荷駆動装置3と異なっている。
各スイッチのオンおよびオフは、SW駆動部30によって制御され、そのタイミングはSW駆動部30の定数によって決まる。回路定数にはバラツキが生じるため、スイッチのオンおよびオフのタイミングは狙いのタイミングからずれる可能性がある。
複数の現像ローラを用いる場合は、クラウド現像の性能を最適化するためには、各現像ローラに印加する電圧を個別に設定できることが望ましい。しかし、第1の実施形態では、2つの容量性負荷(負荷容量51および負荷容量52)の電圧パルス波高値は共通の値であるVppにしか設定できない。そこで、第2の実施形態では、ダイオードを用いることで、容量性負荷毎に個別の波高値の電圧パルスを印加可能とする。
(期間h)期間hでは、Vpp1<Vpp2の場合はSW M3をONすることで、端子2−Aの電位がVpp2になる。
(期間i)期間iでは、Vpp1>Vpp2の場合は端子1−Bの電位はVpp2になる。Vpp1<Vpp2の場合はダイオードDY2が導通し、端子1−Bの電位はVpp1に固定される。
(期間k)期間kでは、Vpp1>Vpp2の場合はSW Y3をONすることで、端子1−Bの電位がVpp1になる。
(期間p)期間pでは、Vpp1>Vpp2の場合はダイオードDM1が導通し、端子2−Bの電位はVpp2に固定される。Vpp1<Vpp2の場合は端子1−Bの電位はVpp1になる。
(期間r)期間rでは、Vpp1<Vpp2の場合はSW M1をONすることで、端子2−Bの電位がVpp2になる。
(期間s)期間sでは、Vpp1>Vpp2の場合は端子1−Aの電位はVpp2になる。Vpp1<Vpp2の場合はダイオードDY1が導通し、端子1−Aの電位はVpp1に固定される。
第2の実施形態では、Vpp1電源10−1およびVpp2電源10−2の電圧値の大小関係は任意に設定できる。一方、Vpp1電源10−1およびVpp2電源10−2の電圧値の大小関係が固定の場合、ダイオードは、電圧値が低い電源に接続される一方の負荷容量にのみ接続すればよい。例えばVpp1<Vpp2の時、ダイオードDY1およびダイオードDY2のみを備えればよい。図21は、このように構成した変形例4の負荷駆動装置の構成例を示す図である。図21に示すような構成により、部品削減およびコスト削減を実現できる。
変形例5では、変形例3と同様に、第2の実施形態の負荷駆動装置3−4(図14)が、FETへの逆電流を防止するダイオードをさらに備える構成とする。図22は、逆電流防止用ダイオードを有する変形例5の負荷駆動装置の構成例を示す図である。図22に示すように、変形例5の負荷駆動装置は、逆電流防止用のダイオード901〜906を備えている。このような構成により、変形例3と同様に、FETへの逆電流による破壊の防止等の効果が得られる。
2 制御基板
3 負荷駆動装置
4 現像装置
10 Vpp電源
20 Vmin電源
30 SW駆動部
40 出力部
50 ブリッジ回路
51、52 負荷容量
53 外部容量
L1、L2、L3 コイル
60 端子電圧検出回路
70 充電電流検出回路
Claims (13)
- 第1電極および第2電極で構成される第1容量性負荷と、第3電極および第4電極で構成される第2容量性負荷とにパルス電圧を印加する負荷駆動装置であって、
容量と、
第1コイルと、
第2コイルと、
第3コイルと、
前記第2容量性負荷と前記容量と前記第1コイルとを接続して前記第3電極から前記容量に電荷を放電し、前記容量への放電完了後に前記第1容量性負荷と前記第2容量性負荷と前記第3コイルとを接続して前記第1電極から前記第4電極に電荷を放電し、前記第4電極への放電完了後に前記第1容量性負荷と前記容量と前記第1コイルとを接続して前記容量から前記第2電極に電荷を放電し、前記第2容量性負荷と前記容量と前記第1コイルとを接続して前記第4電極から前記容量に電荷を放電し、前記容量への放電完了後に前記第1容量性負荷と前記第2容量性負荷と前記第2コイルとを接続して前記第2電極から前記第3電極に電荷を放電し、前記第3電極への放電完了後に前記第1容量性負荷と前記容量と前記第1コイルとを接続して前記容量から前記第1電極に電荷を放電することにより、逆位相の前記パルス電圧を印加する駆動部と、
を備えることを特徴とする負荷駆動装置。 - 前記第1容量性負荷に第1電圧値を出力する第1電源と、
前記第2容量性負荷に第2電圧値を出力する第2電源と、
前記第1電極側にアノードが接続され前記第1電源側にカソードが接続された第1ダイオードと、
前記第2電極側にアノードが接続され前記第1電源側にカソードが接続された第2ダイオードと、をさらに備えること、
を特徴とする請求項1に記載の負荷駆動装置。 - 前記第3電極側にアノードが接続され前記第2電源側にカソードが接続された第3ダイオードと、
前記第4電極側にアノードが接続され前記第2電源側にカソードが接続された第4ダイオードと、をさらに備えること、
を特徴とする請求項2に記載の負荷駆動装置。 - 前記第1容量性負荷、前記第2容量性負荷、および、前記容量の電圧を検出する電圧検出部をさらに備え、
前記駆動部は、検出された電圧が予め定められた規定電圧値に達したときに放電が完了したと判定すること、
を特徴とする請求項1に記載の負荷駆動装置。 - 前記第1コイル、前記第2コイル、および、前記第3コイルの電流を検出する電流検出部をさらに備え、
前記駆動部は、検出された電流が予め定められた規定電流値に達したときに放電が完了したと判定すること、
を特徴とする請求項1に記載の負荷駆動装置。 - 前記容量側にアノードが接続され前記第1容量性負荷側にカソードが接続されたダイオード、前記第2容量性負荷側にアノードが接続され前記容量側にカソードが接続されたダイオード、および、前記第1容量性負荷側にアノードが接続され前記第2容量性負荷側にカソードが接続されたダイオード、の少なくとも1つをさらに備えること、
を特徴とする請求項1に記載の負荷駆動装置。 - 請求項1〜6のいずれか1つに記載の負荷駆動装置と、
現像剤を担持する現像剤担持体である前記第1容量性負荷および前記第2容量性負荷と、
前記負荷駆動装置が前記現像剤担持体に印加したパルス電圧によってクラウド化された前記現像剤により、像担持体に形成された潜像を現像する現像装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 前記第1電極は、前記第1容量性負荷である前記現像剤担持体の表面に設けられ、
前記第2電極は、前記第1電極より下層に絶縁層を介して設けられ、
前記第3電極は、前記第2容量性負荷である前記現像剤担持体の表面に設けられ、
前記第4電極は、前記第3電極より下層に絶縁層を介して設けられること、
を特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。 - 前記第1電極および前記第2電極は、前記第1容量性負荷である前記現像剤担持体の表面に設けられ、
前記第3電極および前記第4電極は、前記第2容量性負荷である前記現像剤担持体の表面に設けられること、
を特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。 - 前記駆動部は、指定された最低値の前記パルス電圧を印加すること、
を特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。 - 前記駆動部は、指定された波高値の前記パルス電圧を印加すること、
を特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。 - 第1電極および第2電極で構成される第1容量性負荷と、第3電極および第4電極で構成される第2容量性負荷とにパルス電圧を印加し、容量と第1コイルと第2コイルと第3コイルとを備える負荷駆動装置で実行される負荷駆動方法であって、
前記第2容量性負荷と前記容量と前記第1コイルとを接続して前記第3電極から前記容量に電荷を放電する第1放電ステップと、
前記容量への放電完了後に前記第1容量性負荷と前記第2容量性負荷と前記第3コイルとを接続して前記第1電極から前記第4電極に電荷を放電する第2放電ステップと、
前記第4電極への放電完了後に前記第1容量性負荷と前記容量と前記第1コイルとを接続して前記容量から前記第2電極に電荷を放電する第3放電ステップと、
前記第2容量性負荷と前記容量と前記第1コイルとを接続して前記第4電極から前記容量に電荷を放電する第4放電ステップと、
前記容量への放電完了後に前記第1容量性負荷と前記第2容量性負荷と前記第2コイルとを接続して前記第2電極から前記第3電極に電荷を放電する第5放電ステップと、
前記第3電極への放電完了後に前記第1容量性負荷と前記容量と前記第1コイルとを接続して前記容量から前記第1電極に電荷を放電する第5放電ステップと、
を含むことを特徴とする負荷駆動方法。 - 第1電極および第2電極で構成される第1容量性負荷と、第3電極および第4電極で構成される第2容量性負荷とにパルス電圧を印加し、容量と第1コイルと第2コイルと第3コイルとを備える負荷駆動装置を、
前記第2容量性負荷と前記容量と前記第1コイルとを接続して前記第3電極から前記容量に電荷を放電し、前記容量への放電完了後に前記第1容量性負荷と前記第2容量性負荷と前記第3コイルとを接続して前記第1電極から前記第4電極に電荷を放電し、前記第4電極への放電完了後に前記第1容量性負荷と前記容量と前記第1コイルとを接続して前記容量から前記第2電極に電荷を放電し、前記第2容量性負荷と前記容量と前記第1コイルとを接続して前記第4電極から前記容量に電荷を放電し、前記容量への放電完了後に前記第1容量性負荷と前記第2容量性負荷と前記第2コイルとを接続して前記第2電極から前記第3電極に電荷を放電し、前記第3電極への放電完了後に前記第1容量性負荷と前記容量と前記第1コイルとを接続して前記容量から前記第1電極に電荷を放電することにより、逆位相の前記パルス電圧を印加する駆動部、
として機能させるためのプログラム。
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