JP5864845B2 - 高圧電源装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
圧電トランスと、
前記圧電トランスを駆動する駆動部と、
前記圧電トランスの出力側に接続された整流部と、
前記駆動部へ供給するパルス信号を生成する信号生成部と、
前記圧電トランスまたは前記整流部の出力電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部により検出された出力電圧が目標電圧になるように、第1時定数に対応した切り替え周期で、前記信号生成部に第1の周波数f1のパルス信号P1と前記第1の周波数f1とは異なる第2の周波数f2のパルス信号P2とを交互に切り替えながら生成させる制御部と、を備え、
前記第1時定数は、前記圧電トランスおよび前記整流部を含む制御対象から出力される出力電圧の立ち上がり時間としての第2時定数よりも小さく、かつ、前記電圧検出部の時定数である第3時定数は、前記第2時定数よりも小さいことを特徴とする。
まず、図1を参照して、プリンタの概要について説明する。プリンタ100は、本発明の電源装置を適用可能な電子写真方式の画像形成装置の一例である。本発明の電源装置は、画像形成方式に依存することはない。そのため、本発明は、電子写真方式のみならずインクジェット方式など各種の画像形成方式を採用した画像形成装置に適用できる。プリンタ100は、イエローY、マゼンタM、シアンC、ブラックBのトナーごとに画像形成ユニットとして機能する画像形成部101a、101b、101c、101dを備える。画像形成部101a、101b、101c、101dは高圧電源装置から供給された電力を用いて画像を形成する。つまり、高圧電源装置は、帯電器、現像器および転写部の少なくとも1つへ高電圧を印加する。各画像形成部101a〜101dは基本的に同一の構成である。なお、各画像形成部に共通する事項を説明する際には、参照符号に付与した添え字のa〜dを省略して表記する。帯電ローラ104は、感光ドラム103を一様に帯電する。このように、像担持体としての感光ドラム103は帯電器によって表面(画像形成面)を一様に帯電される。一様に帯電された感光ドラム103には、形成する画像信号に基づいた露光器102からの露光によって静電潜像が形成される。現像器105は、担当するトナー色の現像剤を備え、当該現像剤によって感光ドラム103に形成された静電潜像を現像して現像剤像を形成する。転写部として機能する転写ローラ106は、感光ドラム103に形成された現像剤像を記録材に転写させる。具体的に、転写ローラ106と感光ドラム103とが搬送されてきた記録材を狭持搬送することにより、感光ドラム103上に形成された現像剤像が記録材に転写される。転写ベルト107は、駆動ローラ及び従属ローラに張架されており、駆動ローラの駆動力により記録材の搬送を制御する。記録材カセット108は、記録材を積載し、印刷ジョブに応じて記録材を画像形成部101へ供給する。定着装置109は、画像形成部101aから出力される記録材に形成された現像剤像を加圧、加熱することにより当該記録材に定着させる。定着装置109から出力された記録材は、プリンタ100の機外へ排出される。
T1=1/fx=n/f1
となる。このように、第1時定数T1は、切り替え周期(1/fx)と一致している。
すなわち、周波数差分Δf=500Hzに対して出力電圧差分ΔV=250Vの出力リプルが発生することになる。図7(B)の定電圧出力時の電圧波形が示すように、出力リプルの周波数は約16kHzである。すなわち、第1時定数T1は、切換え周波数fx=16kHz)の逆数(切り替え周期)に一致するため、低減すべき出力リプルの周波数frの逆数とも一致する。出力リプル(振幅は250V)を十分に減衰させるためには、圧電トランス201と整流回路220を含む制御対象の第2時定数T2を調整すればよい。
第2時定数 T2≧6.25msec
第3時定数 T3>6.25usec, T3<6.25msec
すなわち、
T1 < T2 かつ T3 < T2
の関係が成立することとなる。
実施例2では、整流部に対して電圧の出力側(後段)に接続され、整流部から出力された出力電圧に含まれているリプルを低減するフィルタ部を設けることを特徴とする。すなわち、図5にオプションとして示したように、フィルタ回路222を制御対象と出力端子217との間に設ける。第1時定数T1(切換え周波数16kHz)における出力電圧リプル(250V)を十分に減衰させることができるよう、フィルタ回路222の時定数である第4時定数T4を調整する。具体的には、第1時定数T1が第4時定数T4よりも小さくなるように制御部およびフィルタ部を設計すればよい。
第2時定数 T2>T3
第3時定数 T3>6.25usec
第4時定数 T4≧6.25msec
すなわち、
T1 < T4 かつ T3 < T2
の関係が成立することとなる。
Claims (6)
- 圧電トランスと、
前記圧電トランスを駆動する駆動部と、
前記圧電トランスの出力側に接続された整流部と、
前記駆動部へ供給するパルス信号を生成する信号生成部と、
前記圧電トランスまたは前記整流部の出力電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部により検出された出力電圧が目標電圧になるように、第1時定数に対応した切り替え周期で、前記信号生成部に第1の周波数f1のパルス信号P1と前記第1の周波数f1とは異なる第2の周波数f2のパルス信号P2とを交互に切り替えながら生成させる制御部と、を備え、
前記第1時定数は、前記圧電トランスおよび前記整流部を含む制御対象から出力される出力電圧の立ち上がり時間としての第2時定数よりも小さく、かつ、前記電圧検出部の時定数である第3時定数は、前記第2時定数よりも小さいことを特徴とする高圧電源装置。 - 前記整流部の出力側に接続され、該整流部から出力された出力電圧のリプルを低減するフィルタ部をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の高圧電源装置。
- 前記第1時定数は、前記フィルタ部の時定数である第4時定数よりも小さいことを特徴とする請求項2に記載の高圧電源装置。
- 前記信号生成部および前記制御部をデジタル回路により構成したことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の高圧電源装置。
- 画像形成装置であって、
高圧電源装置と、
前記高圧電源装置から供給された電力を用いて画像を形成する画像形成部と
を備え、
前記高圧電源装置は、
圧電トランスと、
前記圧電トランスを駆動する駆動部と、
前記圧電トランスの出力側に接続された整流部と、
前記駆動部へ供給するパルス信号を生成する信号生成部と、
前記圧電トランスまたは前記整流部の出力電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部により検出された出力電圧が目標電圧になるように、第1時定数に対応した切り替え周期で、前記信号生成部に第1の周波数f1のパルス信号P1と前記第1の周波数f1とは異なる第2の周波数f2のパルス信号P2とを交互に切り替えながら生成させる制御部と、を備え、
前記第1時定数は、前記圧電トランスおよび前記整流部を含む制御対象から出力される出力電圧の立ち上がり時間としての時定数である第2時定数よりも小さく、かつ、前記電圧検出部の時定数である第3時定数は、前記第2時定数よりも小さいことを特徴とする画像形成装置。 - 前記画像形成部は、
像担持体と、
前記像担持体を一様に帯電させる帯電器と、
前記帯電器により一様に帯電した像担持体の表面を露光して潜像を形成する露光器と、
前記潜像を現像して現像剤像を形成する現像器と、
前記現像剤像を記録材へ転写する転写部と、
前記記録材に転写された現像剤を定着させる定着装置と、を備え、
前記高圧電源装置は、前記帯電器、前記現像器および前記転写部の少なくとも1つへ高電圧を印加することを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
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