JP6031365B2 - Piezoelectric transformer driving apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、圧電トランス駆動装置及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a piezoelectric transformer driving device and an image forming apparatus.
従来、この種の装置は特許文献1に開示されたものがある。この装置においては、高圧制御集積回路によりクロックを分周して複数チャンネルの圧電トランス駆動周波数を生成し、生成された圧電トランス駆動周波数の信号でそれぞれ対応する圧電トランスを駆動することにより、正負のバイアス電圧発生させている。
Conventionally, this type of apparatus is disclosed in
従来の技術では、高圧制御集積回路はプリンタエンジン制御部と通信を行い、複数チャンネルの駆動周波数信号を出力する構成となっている。圧電トランス駆動周波数は100kHz以上であるため、互いに隣接するピンで駆動周波数信号が出力される場合には、クロストークや相互干渉により影響が生じ、高電圧出力リップルの増大などを招きやすい。出力リップルが増大すると印刷画像にリップル周期の縞模様が生じてしまう場合がある。そのため、集積回路の駆動周波数出力ピンが互いに隣接しないように、隣接ピンをグラウンドとするなどのピンアサインを行う等の対策が取られてきた。しかしながら、この圧電トランス制御部の一部をプリンタエンジン制御部と同じ集積回路中に形成しようとした場合、プリンタエンジン制御部は多数の信号入出力を有するため、ピン数を増やすことが困難であるという問題がある。さらに、例えば、圧電トランス駆動信号をグラウンドで囲んでシールドするなどした場合にパッケージのピン数をさらに増大させる要因となってしまうという問題があった。 In the conventional technique, the high-voltage control integrated circuit is configured to communicate with the printer engine control unit and output drive frequency signals of a plurality of channels. Since the piezoelectric transformer drive frequency is 100 kHz or more, when drive frequency signals are output from pins adjacent to each other, there is an effect due to crosstalk or mutual interference, which tends to increase high voltage output ripple. When the output ripple increases, a stripe pattern with a ripple period may occur in the printed image. Therefore, measures have been taken such as pin assignment such as setting the adjacent pins to ground so that the drive frequency output pins of the integrated circuit are not adjacent to each other. However, when a part of the piezoelectric transformer control unit is formed in the same integrated circuit as the printer engine control unit, it is difficult to increase the number of pins because the printer engine control unit has a large number of signal inputs and outputs. There is a problem. Furthermore, for example, when the piezoelectric transformer drive signal is shielded by being surrounded by the ground, there is a problem that the number of pins of the package is further increased.
本発明の圧電トランス駆動装置は、
複数の圧電トランスと、
複数の圧電トランス駆動回路と、
複数の駆動周波数信号を生成する集積回路を有し、
前記集積回路の相連続するピンのうちの、偶数ピン及び奇数ピンのいずれか一方にのみ、前記の駆動周波数信号が割り当てられ、
前記駆動周波数信号を出力するためのピン相互間に位置するピンは、前記駆動周波数信号の出力、電源への接続、及び接地への接続以外の目的で用いられ、
前記駆動周波数信号を出力するためのピンの間に前記駆動周波数信号の周波数より低い周波数のパルス幅変調信号を出力するためのピンを配置し、
前記パルス幅変調信号が前記圧電トランスから出力される電圧の制御に用いられる
ことを特徴とする。
Pressure electric transformer driving apparatus of the present invention,
A plurality of piezoelectric transformers;
A plurality of piezoelectric transformer drive circuits;
An integrated circuit that generates a plurality of drive frequency signals;
The driving frequency signal is assigned to only one of the even-numbered pins and the odd-numbered pins among the consecutive pins of the integrated circuit,
Pin positioned between pins together for outputting said drive frequency signal, the output of the driving frequency signal, connected to the power source, and used for purposes other than connection to the ground,
A pin for outputting a pulse width modulation signal having a frequency lower than the frequency of the driving frequency signal is arranged between the pins for outputting the driving frequency signal,
It characterized in that the pulse width modulation device signals is used to control the voltage output from the piezoelectric transformer.
本発明によれば、圧電トランス制御集積回路をプリンタエンジン制御集積回路と一体化させた構成において、画像形成動作中に出力される駆動周波数信号の、隣接ピン間での干渉をなくし、出力リップルを減少させることができる。 According to the present invention, in the configuration in which the piezoelectric transformer control integrated circuit is integrated with the printer engine control integrated circuit, the interference between adjacent pins of the drive frequency signal output during the image forming operation is eliminated, and the output ripple is reduced. Can be reduced.
実施の形態1.
図1はカラー電子写真画像形成装置の構成例を示す。
図示のカラー電子写真画像形成装置101は、中間転写方式の4サイクルカラー画像形成装置であり、現像器102C、102M、102Y、102Kはトナー容器一体でロータリー現像器支持体111に着脱可能に実装される。
FIG. 1 shows a configuration example of a color electrophotographic image forming apparatus.
The illustrated color electrophotographic
感光体ドラム132は帯電ローラ136によって一様に帯電される。
帯電された感光体ドラム132には、LEDヘッド103の発光により潜像が形成され、ロータリー現像器支持体111が矢印DORの方向に回転することにより現像器102C、102M、102Y、102Kの順で感光体ドラム132に当接し、矢印DOQの方向に回転する感光体ドラム132にトナー像が形成される。
The
A latent image is formed on the charged
現像器102C、102M、102Y、102Kはそれぞれ内部にトナー容器を持ち、供給ローラ133C、133M、133Y、133Kによりトナーが現像ローラ134C、134M、134Y、134Kに供給し、現像ブレード135C、135M、135Y、135Kにより現像ローラ134C、134M、134Y、134Kの表面に一様なトナー層が形成され、この一様なトナー層を利用して、感光体ドラム132へのトナーの選択的転写によるトナー像の形成(現像)が行われる。
Each of the developing
クリーニングブレード137は1次転写後の残トナーをクリーニングし、廃トナーは廃トナー容器138に蓄積される。
The
1次転写ローラ105は矢印DOTの方向に搬送される中間転写ベルト108の裏面から転写ニップにバイアスを印加することができるように配置されている。
The
転写ベルト駆動ローラ106、転写ベルト従動ローラ107および2次転写バックアップローラ120は、中間転写ベルト108を張架し、2次転写ローラ130は中間転写ベルト108を間にして2次転写バックアップローラ120と対向しており、間を通過する印刷用紙115にトナーを転写することが可能となっている。用紙115が通過する前、即ち、3色の1次転写画像が通過する時には、中間転写ベルト108から離間する構成となっている。
The transfer
用紙カセット113は画像形成装置101に着脱可能に取り付けられ、用紙115が積載される。ホッピングローラ114は転写媒体である用紙115を用紙カセット113から1枚ずつ搬送する。1対のレジストローラ116及び117は用紙115を所定のタイミングで搬送する。
The
定着器118は用紙115上のトナー像を熱と加圧によって定着する。用紙ガイド119は用紙を排紙トレー121にフェースダウンで排出する。
用紙検出センサ140は、接触式のセンサもしくは非接触式の光学センサであり、用紙115の通過を検知する。
The fixing
The
現像バイアス発生部152は、現像ローラ134C、134M、134Y、134K及び供給ローラ133C、133M、133Y、133Kに負バイアスを供給する。
帯電バイアス発生部153は、帯電ローラ136へ負バイアスを供給する。
1次転写バイアス発生部151は、正バイアス及び負バイアスを供給することができるものであり、1次転写を行う時に正バイアスを、クリーニングを行う時に負バイアスを1次転写ローラ105に印加する。
2次転写バイアス発生部150も、正バイアス及び負バイアスを供給することができるものであり、2次転写を行う時に正バイアスを印加し、クリーニングを行う時に負バイアスを2次転写ローラ130に印加する。
The developing
The charging
The primary
The secondary
以上のように、各バイアス発生部は、高電圧生成回路であり、回転体であるローラ(136、134、133C、105、130)に高バイアス電圧を印加する。
また、1次転写ローラ105及び2次転写ローラ130には、画像形成中には、正のバイアス(第1極性の電圧)が印加され、クリーニング中には、負のバイアス(第2極性の電圧)が印加される。
As described above, each bias generation unit is a high voltage generation circuit, and applies a high bias voltage to the rollers (136, 134, 133C, 105, and 130) that are rotating bodies.
A positive bias (first polarity voltage) is applied to the
図2は図1の画像形成装置における制御系を示す。
ホストインターフェース部250は、コマンド/画像処理部251にPDL(ページ記述言語)等で記述された所定フォーマットの印刷データを送信する。
コマンド/画像処理部251はLEDヘッドインターフェース部252へビットマップ形式の画像データを出力する。
LEDヘッドインターフェース部252は、プリンタエンジン制御部253によって制御され、LEDヘッド駆動パルス等を出力することでLEDヘッド103のLEDを、ビットマップ形式の画像データに応じて選択的に発光させる。
FIG. 2 shows a control system in the image forming apparatus of FIG.
The
The command /
The LED
プリンタエンジン制御部253は、プリンタエンジン制御基板兼高圧基板301内に形成された1チップの集積回路であり、同じ基板301内に、帯電バイアス発生部153、現像バイアス発生部152、1次転写バイアス発生部151、及び2次転写バイアス発生部150が形成されている。プリンタエンジン制御部253は、画像形成装置制御集積回路或いはエンジン制御集積回路とも呼ばれる。
帯電バイアス発生部153、現像バイアス発生部152、1次転写バイアス発生部151、及び2次転写バイアス発生部150は、高電圧を生成し、バイアス電圧としてそれぞれの負荷に供給する回路である。
The printer
The charging
プリンタエンジン制御部253は1チップの集積回路により構成されるものであり、圧電トランス制御部262と不揮発性メモリ等により構成された記憶部267を含む。
The printer
帯電バイアス発生部153は負バイアスを発生して、感光体ドラム132への帯電を行う帯電ローラ136に印加するとともに、現像バイアス発生部152に供給する。
現像バイアス発生部152は帯電バイアス発生部153から供給された負バイアスを、絶対値がより小さい負の電圧にDC−DC変換して、現像バイアスとして、現像器支持体111の接点を介して現像器102K、102Y、102M、102Cに印加する。即ち、上記接点の作用により、現像器102K、102Y、102M、102Cへの負バイアスの印加は順次行われ、各時点では1つの現像器にのみ、負バイアスが印加される。
The charging
The developing
2次転写バイアス発生部150は、正負の2次転写バイアスを2次転写ローラ130に印加可能であり、1次転写バイアス発生部151は、正負の1次転写バイアスを1次転写ローラ105に印加可能である。
The secondary
用紙検出センサ140は、上記のように、用紙の通過を検知するものであり、2次転写バイアスの発生のタイミングを調整するために用いられる。
As described above, the
プリンタエンジン制御部253は、ホッピングローラ114を駆動するホッピングモータ254、レジストローラ116及び117を回転させるレジストモータ255、転写ベルト駆動ローラ106を回転させるベルト駆動モータ256、定着器118のローラを回転させる定着器モータ257、感光体ドラム132を回転させるドラムモータ258、現像器支持体111を回転させる回転現像器モータ259、2次転写ローラ130を動作させて、用紙115を中間転写ベルト108に当接させる2次転写ローラソレノイド260を所定のタイミングで矢印DOSに示す方向に動作させるように駆動する。
The printer
定着器ヒーター261はサーミスタ266の検出値に応じて温度制御される。温湿度センサ290は画像形成装置の動作環境温度と湿度を検出する。
The temperature of the fixing
図3はプリンタエンジン制御基板兼高圧基板301内に形成される回路の構成をより詳細に示し、図4〜図7は、図3の回路の各部の回路構成を示す。図3に示される回路のうち、出力負荷以外の部分により、圧電トランス駆動装置が構成されている。
3 shows in more detail the configuration of the circuit formed in the printer engine control board / high-
電源302及び303は、図示しない交流100〜230Vを直流電圧に変換する低圧電源より給電される。3.3Vの電源302は、プリンタエンジン制御部253、出力電圧検出手段320、322、及び324、並びに出力電圧変換手段319に接続され、24Vの電源303は、圧電トランス駆動回路304、305、306、307、及び308、並びに出力電圧変換手段319に接続されている。出力電圧変換手段319が現像バイアス発生部152を構成する。
The power supplies 302 and 303 are supplied with power from a low-voltage power supply that converts AC 100 to 230 V (not shown) into DC voltage. The 3.3
発振回路331は、例えば図4に示されるように、水晶振動子402、コンデンサ401、403、及び抵抗404、410を含み、水晶振動子402の第1及び第2の電極はコンデンサ401、403を介して接地され、第1及び第2の電極間には2つの抵抗410、404が直列接続され、上記第1の電極が端子331aに接続され、抵抗410と抵抗404の接続点が端子331bに接続されている。
For example, as illustrated in FIG. 4, the
発振回路331の端子331a、331bが、それぞれプリンタエンジン制御部253のポートOSC_IN、OSC_OUTに接続されており、プリンタエンジン制御部253内のインバータ411とともにクロック信号生成手段330を構成し、このクロック信号生成手段330によりクロック信号CLKが発生される。
発振周波数は、例えば、50MHzであるが、他の値例えば、100MHz、200MHzなどであっても良い。
The
The oscillation frequency is, for example, 50 MHz, but may be other values, for example, 100 MHz, 200 MHz, or the like.
クロック信号生成手段330により発生されるクロック信号CLKに同期してプリンタエンジン制御部253内の諸回路が動作する。
Various circuits in the printer
圧電トランス制御部262は、同期クロック回路(同期回路)で構成され、クロック信号生成手段330で生成された50MHzのクロックを分周することで得られた駆動周波数信号(駆動パルス信号)DFS1〜DFS5を生成し、出力ポートOUT1〜OUT5から出力する。
出力ポートOUT1〜OUT5の各々の出力電圧は、対応するバイアス発生部から高圧出力を発生しないとき(高圧出力オフ時)には、Hレベルとされる。
The piezoelectric
The output voltage of each of the output ports OUT1 to OUT5 is set to the H level when no high voltage output is generated from the corresponding bias generator (when the high voltage output is off).
例えば、帯電バイアス発生部153にバイアス電圧を発生させるときは、出力ポートOUT1から駆動周波数信号(クロックCLKを分周することで得られた周波数の駆動パルス)DFS1を出力し、帯電バイアス発生部153の出力(高圧出力)をオフとする場合、出力ポートOUT1の電圧がHレベルにされる。
同様に、1次転写バイアス発生部151に正バイアス電圧を発生させるときは、出力ポートOUT2から駆動周波数信号DFS2を出力し、1次転写バイアス発生部151の正バイアス出力をオフとするときは、出力ポートOUT2の電圧がHレベルにされる。
同様に、1次転写バイアス発生部151に負バイアス電圧を発生させるときは、出力ポートOUT3から駆動周波数信号DFS3を出力し、1次転写バイアス発生部151の負バイアス出力をオフとするときは、出力ポートOUT3の電圧がHレベルにされる。
同様に、2次転写バイアス発生部150に正バイアス電圧を発生させるときは、出力ポートOUT4から駆動周波数信号DFS4を出力し、2次転写バイアス発生部150の正バイアス出力をオフとするときは、出力ポートOUT4の電圧がHレベルにされる。
同様に、2次転写バイアス発生部150に負バイアス電圧を発生させるときは、出力ポートOUT5から駆動周波数信号DFS5を出力し、2次転写バイアス発生部150の負バイアス出力をオフとするときは、出力ポートOUT5の電圧がHレベルにされる。
For example, when the charging
Similarly, when generating a positive bias voltage in the primary
Similarly, when the negative bias voltage is generated in the primary
Similarly, when generating a positive bias voltage in the secondary
Similarly, when the negative bias voltage is generated in the secondary
図5は、帯電バイアス発生部153及び出力電圧変換手段319の具体的な回路構成を示す。図3及び図5に示すように、
帯電バイアス発生部153は、圧電トランス制御部262のポートOUT1から、駆動周波数信号DFS1を受け、これに基づいて帯電バイアスを発生して、負荷136としての帯電ローラに供給する。
帯電バイアス発生部153は、圧電トランス駆動回路304、圧電トランス309、負バイアス整流回路(負極性整流回路)314、及び出力電圧検出手段320を含む。
帯電バイアス発生部153の出力電圧検出手段320で検出された電圧VB1は、プリンタエンジン制御部253のポートADC1に帰還される。
FIG. 5 shows specific circuit configurations of the charging
The charging
The charging
The voltage VB1 detected by the
圧電トランス駆動回路304は、図5に示すように、ゲートドライブ回路408、NチャンネルパワーMOSFET424、インダクタ423、及びコンデンサ425を含む。ゲートドライブ回路408は、抵抗419、420、及び421、並びにNPNトランジスタ422を含む。
抵抗421の一端は24Vの電源に接続され、抵抗421の他端は、NPNトランジスタ422のコレクタ及びMOSFET424のゲートに接続され、インダクタ423の一端は24Vの電源に接続され、インダクタ423の他端はMOSFET424のドレインに接続されている。
インダクタ423、コンデンサ425、及びNチャンネルパワーMOSFET424で共振回路を構成し、圧電トランス309の1次側を駆動する。駆動のため、MOSFET424のドレイン及びソースが出力端子304b、304cを介して圧電トランス309の第1及び第2の電極309a、309bに接続されている。
圧電トランス309の2次側の電極309cは、負バイアス整流回路314に接続されている。
負バイアス整流回路314は、図5に示すように、アノードが出力電極309cに接続された高耐圧整流ダイオード426、カソードが出力電極309cに接続された高耐圧整流ダイオード427、及びダイオード427のアノードとダイオード426のカソードの間に接続された高耐圧コンデンサ428を含み、ダイオード427のアノードから負バイアスを出力する。
The piezoelectric
One end of the
The
The
As shown in FIG. 5, the negative
圧電トランス駆動回路304の入力端子304aは、圧電トランス制御部262の出力ポートOUT1に接続されている。高圧出力(負バイアス電圧の出力)をオフさせる時には、ポートOUT1からHレベルの信号が供給され、このためNPNトランジスタ422がONし、その結果、NチャンネルパワーMOSFET424のゲート電圧がLレベルとなり、圧電トランス駆動回路304はオフ状態となる。
The
高圧出力をオンさせる時には、ポートOUT1から駆動周波数信号が出力され、NPNトランジスタ422がスイッチングされ、駆動周波数信号のレベルが3.3Vレンジから24Vレンジに変換され、NチャンネルパワーMOSFET424がスイッチングされる。
インダクタ423とコンデンサ425と圧電トランス309により構成される共振回路により圧電トランス309の1次側に半波正弦波の電圧が印加される。
この結果、圧電トランス309の2次側には昇圧された交流の出力が生じる。
When the high voltage output is turned on, the drive frequency signal is output from the port OUT1, the
A half-wave sine wave voltage is applied to the primary side of the
As a result, a boosted AC output is generated on the secondary side of the
出力電圧検出手段320は、図5に示すように、一端が負バイアス整流回路314の出力に接続された抵抗429と、一端が3.3Vの電源に接続された抵抗430を含み、抵抗429と抵抗430の接続点がポートADC1に接続されており、負バイアス整流回路314の出力電圧が、抵抗429と抵抗430により分圧されて、検出電圧VB1として、ポートADC1に帰還される。例えば抵抗429が100MΩ、抵抗430が200kΩの場合、帯電バイアスが−1000Vであるときは、抵抗429、430による分圧の結果得られる検出電圧VB1は1.297Vになる。
As shown in FIG. 5, the output voltage detection means 320 includes a
出力電圧変換手段319は、図5に示すように、帯電バイアス発生部153の負バイアス整流回路314から出力される負バイアスを受け、さらに圧電トランス制御部262の出力ポートPWM0からパルス幅変調信号PWS0を受け、現像バイアスを生成して、負荷134としての現像ローラ(134C、134M、134Y、134Kのいずれか)及び負荷133としての供給ローラ(133C、133M、133Y、133Yのいずれか)に供給する。このパルス幅変調信号は、10〜20kHzと比較的、即ち駆動周波数信号DFS1〜DFS5に比べて、低い周波数のものである。
As shown in FIG. 5, the output voltage conversion means 319 receives a negative bias output from the negative
出力電圧変換手段319は、抵抗431、432、433、436、437、439、440、441、444と、オペアンプ(演算増幅器)434と、コンデンサ435と、PNPトランジスタ438、442とツェナーダイオード443を含む。
抵抗431及びコンデンサ432とで構成されるRCフィルタは、ポートPWM0から出力されるパルス幅変調信号を平滑化する。平滑化された信号は、オペアンプ434の非反転入力端子(+)に印加される。この印加電圧は、0〜3.3Vの範囲内のものである。
一方、負荷133に印加されている電圧が、抵抗433と抵抗439により分圧されてオペアンプ434の反転入力端子(−)に印加される。該反転入力端子(−)は、3.3Vの電源302に抵抗433を介して接続されている。
The output voltage conversion means 319 includes
The RC filter including the
On the other hand, the voltage applied to the
オペアンプ434とコンデンサ435は前記2つの入力の差分を積分する差分積分回路を構成し、上記の差分がゼロとなるように(2つの入力が互いに等しくなるように)、
PNPトランジスタ438のベース電流が流され、
それにより流れるPNPトランジスタ438のコレクタ電流によりNPNトランジスタ442のベース電流が制御され、結果NPNトランジスタ442のコレクタ電流が抵抗441に流れ、抵抗441に流れる電流の大きさにより負荷133に印加される電圧が制御される。
抵抗441、440、436、437およびPNPトランジスタ438、NPNトランジスタ442は降圧DC−DCコンバータ(降圧回路)を構成する。
The
The base current of the
As a result, the base current of the
The
ツェナーダイオード443と抵抗444は降圧DC−DCコンバータ(降圧回路)を構成する。
ツェナーダイオード443により、負荷133へのバイアス電圧に対して所定の電位差を有するバイアス電圧が負荷134に印加される。
A bias voltage having a predetermined potential difference with respect to the bias voltage to the
抵抗444は、ツェナーダイオード443のカソード側の電位を安定させるため、即ち、負荷によらず電位を一定とするために挿入されている。
The
図6は、1次転写バイアス発生部151の具体的な回路構成を示す。
図3及び図6に示すように、1次転写バイアス発生部151は、圧電トランス制御部262のポートOUT2及びOUT3から駆動周波数信号DFS2及びDFS3を受けて、これらに基づいて1次転写バイアスを生成して、負荷105としての1次転写ローラに供給する。
1次転写バイアス発生部151は、圧電トランス駆動回路305及び306、圧電トランス310及び311、正バイアス整流回路(正極性整流回路)315、負バイアス整流回路(負極性整流回路)316、正バイアスを検出する出力電圧検出手段321、並びに負バイアスを検出する出力電圧検出手段322を含む。
FIG. 6 shows a specific circuit configuration of the primary
As shown in FIGS. 3 and 6, the primary
The primary
図6に示すように、圧電トランス駆動回路305及び306の各々は、帯電バイアス発生部153の圧電トランス駆動回路304と同様に構成されており、同様に動作する。
同様に、整流回路315及び316の各々は、帯電バイアス発生部153の整流回路314と同様に構成され、正バイアス整流回路315は、圧電トランス310の2次側に接続され、負バイアス整流回路316は、圧電トランス311の2次側に接続されている。但し、整流回路315は正バイアスを発生するものであり、ダイオードの向きが逆である。また、整流回路315のダイオード452のアノードは、整流回路316の出力ノードA1に接続され、該ノードA1は抵抗456を介して整流回路315の出力ノードB1に接続されている。
As shown in FIG. 6, each of the piezoelectric
Similarly, each of the
正バイアス整流回路315と負バイアス整流回路316は互いに接続されている。即ち、正バイアス整流回路315の出力はノードB1を介して負荷105へ印加され、負バイアス整流回路316の出力は、抵抗456及びノードB1を介して負荷105へ印加される。
The positive
また、出力電圧検出手段321及び322の各々は、帯電バイアス発生部153の出力電圧検出手段320と同様に構成されており、出力電圧検出手段321及び322で検出された電圧VB2及びVB3は、プリンタエンジン制御部253の検出電圧入力ポートADC2、ADC3に帰還される。
但し、出力電圧検出手段321では、3.3Vではなく、グラウンドに接続されている。即ち、出力電圧検出手段321は、図6に示すように、一端が正バイアス整流回路315の出力に接続された抵抗457と、一端がグラウンドに接続された抵抗458を含み、抵抗457と抵抗458の接続点がポートADC2に接続されており、正バイアス整流回路315の出力電圧が、抵抗457と抵抗458により分圧されて、検出電圧VB2として、ポートADC2に帰還される。
Each of the output voltage detection means 321 and 322 is configured in the same manner as the output voltage detection means 320 of the charging
However, the output voltage detection means 321 is connected to the ground instead of 3.3V. That is, as shown in FIG. 6, the output voltage detecting means 321 includes a
一方、出力電圧検出手段322は、図6に示すように、一端が負バイアス整流回路316の出力に接続された抵抗469と、一端が3.3Vの電源に接続された抵抗470を含み、抵抗469と抵抗470の接続点がポートADC3に接続されており、負バイアス整流回路316の出力電圧が、抵抗469と抵抗470により分圧されて、検出電圧VB3として、ポートADC3に帰還される。
On the other hand, as shown in FIG. 6, the output voltage detection means 322 includes a
図6に示すように、正バイアス出力時はノードB1の電位が抵抗457と抵抗458により分圧されて、検出電圧VB2として、検出電圧入力ポートADC2に印加される。
As shown in FIG. 6, at the time of positive bias output, the potential of the node B1 is divided by the
正バイアス整流回路315の出力電流は3.3V電源302から抵抗470、抵抗469を介して供給される。よって正バイアス出力時には、ノードA1は負電圧となる。
負バイアス出力時には、ノードA1の電位が、抵抗469と抵抗470により分圧されて、検出電圧VB3として、検出電圧入力ポートADC3に印加される。
The output current of the positive
At the time of negative bias output, the potential of the node A1 is divided by the
図7は、2次転写バイアス発生部150の具体的な回路構成を示す。
図3及び図7に示すように、2次転写バイアス発生部150は、圧電トランス制御部262のポートOUT4及びOUT5から駆動周波数信号DFS4及びDFS5を受け、これらに基づいて2次転写バイアスを生成して、負荷130としての2次転写ローラに供給する。
2次転写バイアス発生部150は、圧電トランス駆動回路307及び308、圧電トランス312及び313、正バイアス整流回路(正極性整流回路)317、負バイアス整流回路(負極性整流回路)318、正バイアスを検出する出力電圧検出手段323、及び負バイアスを検出する出力電圧検出手段324を含む。
FIG. 7 shows a specific circuit configuration of the secondary
As shown in FIGS. 3 and 7, the secondary
The secondary
2次転写バイアス発生部150は1次転写バイアス発生部151と同様の構成を有し、同様に動作する。
即ち、図7に示すように、圧電トランス駆動回路307及び308の各々は、帯電バイアス発生部153の圧電トランス駆動回路304と同様に構成されており、同様に動作する。
同様に、整流回路317及び318の各々は、帯電バイアス発生部153の整流回路314と同様に構成され、正バイアス整流回路317は、圧電トランス312の2次側に接続され、負バイアス整流回路318は、圧電トランス313の2次側に接続されている。但し、整流回路317は正バイアスを発生するものであり、ダイオードの向きが逆である。また、整流回路317のダイオード478のアノードは、整流回路318の出力ノードA2に接続され、該ノードA2は抵抗482を介して整流回路317の出力ノードB2に接続されている。
The secondary
That is, as shown in FIG. 7, each of the piezoelectric
Similarly, each of the
正バイアス整流回路317と負バイアス整流回路318は互いに接続されている。即ち、正バイアス整流回路317の出力はノードB2を介して負荷130へ印加され、負バイアス整流回路318の出力は、抵抗482及びノードB2を介して負荷130へ印加される。
The positive
また、出力電圧検出手段323及び324の各々は、帯電バイアス発生部153の出力電圧検出手段320と同様に構成されており、出力電圧検出手段323及び324で検出された電圧VB4及びVB5は、プリンタエンジン制御部253の検出電圧入力ポートADC4及びADC5に帰還される。
但し、出力電圧検出手段323では、3.3Vではなく、グラウンドに接続されている。即ち、出力電圧検出手段323は、図7に示すように、一端が正バイアス整流回路317の出力に接続された抵抗482と、一端がグラウンドに接続された抵抗483を含み、抵抗482と抵抗483の接続点がポートADC4に接続されており、正バイアス整流回路317の出力電圧が、抵抗482と抵抗483により分圧されて、検出電圧VB4として、ポートADC4に帰還される。
Each of the output voltage detection means 323 and 324 is configured in the same manner as the output voltage detection means 320 of the charging
However, the output voltage detection means 323 is connected to the ground instead of 3.3V. That is, as shown in FIG. 7, the output voltage detection means 323 includes a
一方、出力電圧検出手段324は、図7に示すように、一端が負バイアス整流回路318の出力に接続された抵抗494と、一端が3.3Vの電源に接続された抵抗495を含み、抵抗494と抵抗495の接続点がポートADC5に接続されており、負バイアス整流回路318の出力電圧が、抵抗494と抵抗495により分圧されて、検出電圧VB5として、ポートADC5に帰還される。
On the other hand, as shown in FIG. 7, the output voltage detecting means 324 includes a
図7に示すように、正バイアス出力時はノードB2の電位が抵抗482と抵抗483により分圧されて、検出電圧VB4として、検出電圧入力ポートADC4に印加される。
As shown in FIG. 7, at the time of positive bias output, the potential of the node B2 is divided by the
正バイアス整流回路317の出力電流は3.3V電源302から抵抗495、抵抗494を介して供給される。よって正バイアス出力時には、ノードA2は負電圧となる。
負バイアス出力時には、ノードA2の電位が、抵抗495と抵抗494により分圧されて、検出電圧VB5として、検出電圧入力ポートADC5に印加される。
The output current of the positive
At the time of negative bias output, the potential of the node A2 is divided by the
以上のように、2次転写バイアス発生部150と1次転写バイアス発生部151とは同様に構成されているが、それぞれの出力電圧に応じて抵抗、インダクタなどの値は同じとは限らず、それぞれ適宜選択される。
As described above, the secondary transfer
図8は、プリンタエンジン制御基板兼高圧基板301上における主な回路部品の配置を示す。後述のように、画像形成中には、圧電トランス309、310、312は同時に動作することがある一方、圧電トランス311、313は動作しない。画像形成動作中に動作することがある圧電トランス309、310、312相互間に、画像形成動作中には動作しない圧電トランス311、313を配置することにより、隣り合う圧電トランスは同時には動作せず、隣り合う圧電トランスを含むバイアス発生部は、同時には高圧発生動作をしない。
FIG. 8 shows an arrangement of main circuit components on the printer engine control board / high-
プリンタエンジン制御部253を構成する集積回路は、複数の、図示の例では番号#1から#120までのピンを有する。そのうち、例えば図9に示すように、ピン#55乃至#60が出力ポートPWM0、OUT1、OUT3、OUT2、OUT5、OUT4のピンであり、それぞれこれらのポートから出力される信号PWS0、DFS1、DFS3、DFS2、DFS5、DFS4に割り当てられており、これらの信号の出力部を構成している。
The integrated circuit constituting the printer
このように、信号PWS0、DFS1〜DFS5を出力するためのピン#55〜#60は互いの近傍に、即ち相連続するように配置され、上記のように、信号DFS2を出力するためのピン#58と信号DFS3を出力するためのピン#57は互いに隣り合うように配置され、信号DFS4を出力するためのピン#60と信号DFS5を出力するためのピン#59は互いに隣り合うように配置されている。
In this way, the
これらの信号PWS0、DFS1〜DFS5のための配線WLP0、WLD1〜WLD5は一部が互いに並んで、配設されている。具体的には、範囲LR1では、信号PWS0、DFS1〜DFS5のための配線WLP0、WLP0、WLD1〜WLD5が、WLP0、WLD1、WLD3、WLD2、WLD5、WLD4の順に並んでおり、範囲LR2では、信号DFS1〜DFS5のための配線が、WLD1、WLD3、WLD2、WLD5、WLD4の順に並んでおり、範囲LR3では、信号DFS2〜DFS5のための配線が、WLD3、WLD2、WLD5、WLD4の順に並んでおり、範囲LR4では、信号DFS2、DFS4、DFS5のための配線が、WLD2、WLD5、WLD4の順に並んでおり、範囲LR5では、信号DFS4、DFS5のための配線がWLD5、WLD4の順に並んでいる。 The wirings WLP0, WLD1 to WLD5 for these signals PWS0 and DFS1 to DFS5 are partially arranged side by side. Specifically, in the range LR1, the wirings WLP0, WLP0, WLD1 to WLD5 for the signals PWS0, DFS1 to DFS5 are arranged in the order of WLP0, WLD1, WLD3, WLD2, WLD5, and WLD4. Wiring lines for DFS1 to DFS5 are arranged in the order of WLD1, WLD3, WLD2, WLD5, and WLD4. In the range LR3, wiring lines for signals DFS2 to DFS5 are arranged in the order of WLD3, WLD2, WLD5, and WLD4. In the range LR4, wirings for the signals DFS2, DFS4, and DFS5 are arranged in the order of WLD2, WLD5, and WLD4. In the range LR5, wirings for the signals DFS4 and DFS5 are arranged in the order of WLD5 and WLD4.
また、同時に動作する圧電トランスを駆動するための圧電トランス駆動回路への駆動周波数信号を伝える信号線(例えば、ポートOUT1、OUT2、OUT4からの信号線WLD1、WLD2、WLD4)は互いに隣接せず、間に他の信号線(OUT3、OUT5からの信号線WLD3、WLD5)が介在している。 Further, signal lines (for example, signal lines WLD1, WLD2, and WLD4 from the ports OUT1, OUT2, and OUT4) that transmit a driving frequency signal to the piezoelectric transformer driving circuit for driving the simultaneously operating piezoelectric transformer are not adjacent to each other, Other signal lines (signal lines WLD3 and WLD5 from OUT3 and OUT5) are interposed therebetween.
図8の例では、隣り合うピンで構成されるピンの対(組)のすべてにおいて、駆動周波数信号の出力のタイミングが異なるが、少なくとも1つの対で、駆動周波数信号の出力のタイミングが異なるようにすれば、当該1対のピン相互間では干渉を避けることができるので、例えば特に干渉が問題となる駆動周波数信号についてのみ、出力のタイミングが異なるようにする構成としても良い。 In the example of FIG. 8, the output timing of the drive frequency signal is different in all of the pair (set) of pins composed of adjacent pins, but the output timing of the drive frequency signal is different in at least one pair. If this is the case, interference can be avoided between the pair of pins. For example, the output timing may be different only for the drive frequency signal in which interference is a problem.
また、上記の「異なるタイミング」は、一方がオンとなる期間には他方がオンとならない場合のみならず、一方がオンとなる期間のうち最初の部分と最後の部分には、他方がオンとなる関係であっても良い。例えば、用紙115の先頭のマージン部(実際には印刷が行われない部分)や後端のマージン部が2次転写部を通過している期間中は、上記のようなオーバーラップを生じさせても良い。マージン部においては、印刷が行われないため、駆動周波数信号相互間の干渉があっても、問題が発生しないからである。
In addition, the above “different timing” is not only in the case where one is on, but the other is not on. In the period when one is on, the other part is on in the first part and the last part. The relationship may be For example, during the period when the leading margin portion (the portion where printing is not actually performed) or the trailing margin portion of the
図10は、プリンタエンジン制御部253内に形成された回路のうち、検出電圧VBi(iは1乃至5のいずれか)を入力とし、駆動周波数信号DFSiの生成のための部分を示す。
プリンタエンジン制御部253内には、それぞれ検出電圧VB1〜VB5を入力とし、駆動周波数信号DFS1〜DFS5を生成するための、図10に示すのと同様の5つの回路が設けられている。
図10に示される回路のうち、比較器501、タイマ504、フラクショナル−N分周器530、出力セレクタ509、インバータ512は、圧電トランス制御部262の一部を成す。
FIG. 10 shows a part for generating the drive frequency signal DFSi, with the detection voltage VBi (i is one of 1 to 5) as an input, among the circuits formed in the printer
In the printer
In the circuit shown in FIG. 10, the
フラクショナル−N分周器530は、19ビットレジスタ505、誤差保持レジスタ507、加算器506、及び分周器508を有する。
以下では、i=1の場合、即ち、図10の回路が、帯電バイアス発生部153に駆動周波数信号を供給する回路である場合について説明する。
The fractional-
Hereinafter, a case where i = 1, that is, a case where the circuit of FIG. 10 is a circuit that supplies a drive frequency signal to the charging
この場合、検出電圧VBiとして、帯電バイアス発生部153の出力電圧検出手段320から帰還された検出電圧VB1が入力される。
10bitのアナログデジタルコンバータ414は、0〜3.3Vの検出電圧VB1を0〜1023の10bitの検出電圧値(検出電圧値データ)dVB1に変換して、圧電トランス制御部262内の比較器501に供給する。
In this case, the detection voltage VB1 fed back from the output voltage detection means 320 of the charging
The 10-bit analog-to-
目標値指示手段510は画像形成条件に従って予め定められた高圧目標電圧に対応した10bitの目標値(目標値データ)tVB1を比較器501に供給する。
The target value instructing means 510 supplies a 10-bit target value (target value data) tVB1 corresponding to a predetermined high voltage target voltage according to the image forming conditions to the
目標値指示手段510に格納される目標値は、帯電バイアスが目標電圧に等しいときの検出電圧VB1をデジタル変換した値に設定される。 The target value stored in the target value indicating means 510 is set to a value obtained by digitally converting the detection voltage VB1 when the charging bias is equal to the target voltage.
比較器501は、電圧検出値dVB1が目標値tVB1よりも大きいとき(dVB1>tVB1のとき)は出力がLとなり、電圧検出値dVB1が目標値tVB1より小さいとき(dVB1<tVB1のとき)は出力がHとなる。
The
タイマ504は、予め定められた制御周期で、制御動作を開始させるための信号を19bitレジスタ505へ出力する。この制御周期は例えば数μ秒乃至数百μ秒である。タイマ504は例えばクロックCLKをカウントするプリセットカウンタで構成される。
なお、タイマ504による制御周期を、検出電圧値と目標値との差分に応じて変更可能としても良い。
19bitレジスタ505は分周比を表すデジタル値を保持するレジスタである。
The
The control cycle by the
A 19-
上限値レジスタ502は19bitレジスタ505へ設定される値の上限値を格納する。下限値レジスタ503は19bitレジスタ505へ設定される値の下限値を格納する。
The upper limit register 502 stores the upper limit value set in the 19-
19bitレジスタ505は、タイマ504からの信号の立ち上がりエッジを受けたときの、比較器501から入力される信号に応じて上記の下限値から上記の上限値までの範囲で19bitレジスタ値を1だけ増加させ、もしくは減少させる。ここで言う「1」は、分数値(小数部分)の最小単位である。例えば、19bit値が4B200hexの状態で1加算されると4B201hexとなり、1減算されると4B1FFhexとなる。
具体的には、比較器501の出力がHのとき(電圧検出値が目標値より小さいとき)は、1だけ増加させ、比較器501の出力がLのとき(電圧検出値が目標値より大きいとき)は、1だけ減少させる。
The 19-
Specifically, when the output of the
誤差保持レジスタ507は、19bitレジスタ505の下位10bitを入力とし、後述の分周器508からパルスが出力される毎に(パルスの立ち上がりエッジで)、入力値(レジスタ505の下位10bit)を、誤差保持レジスタ507の内部に保持している値に加算する。このような処理を繰り返すことで、誤差保持レジスタ507は、レジスタ505の下位10bitを積算する。
The
図11は誤差保持レジスタ507を説明するブロック図である。
誤差保持レジスタ507は19bitレジスタ505の下位10bit値とレジスタ507aの下位10bitを加算器507bで加算し、加算結果をレジスタ507aの下位11bit(bit0〜10)と置き換える。
FIG. 11 is a block diagram illustrating the
The
加算器507bにおける加算は分周器508から出力されるパルスの立ち上がりエッジをトリガとして行われ、加算と同時にbit10の値がbit11へシフトされる。bit10は、シフトされた後に0クリアされる。
The addition in the
誤差保持レジスタ507のレジスタ507aに保持されている値に、分数部の値(19bitレジスタ505の出力の下位10bit)が分周器508の出力パルスの立ち上がり毎に加算され、加算結果がレジスタ507aに保持される。レジスタ507aがオーバーフローするとHとなり、それ以外のときはLとなる信号D507を出力する。
The value of the fractional part (the lower 10 bits of the output of the 19-bit register 505) is added to the value held in the register 507a of the
加算器506は19bitレジスタ505の整数部である上位9bitに、1を加算し、又は加算せずに出力する。即ち、誤差保持レジスタ507から出力される信号D507がHの場合は1を加算し、Lの場合は0を加算する。加算結果は、分周比を表す値として分周器508に出力される。19ビットレジスタ505の整数部9bitの値をNとすると、信号D507がHのときは、加算器506の出力はN+1、信号D507がLのときは、加算器506の出力はNである。
The
分周器508は、加算器506から供給された9bit値(N又はN+1)と、クロックCLKの1周期の積を1周期として)でデューティ約35%のパルスを出力する。
The
約35%デューティの駆動周波数信号を得るには、駆動周波数信号の1周期の1/4と、1/16と、1/32とを加算することで得られる期間だけONとすればよく、駆動周波数信号の1周期(=分周比/クロック周波数)の2bitシフト値(1/4)と4bitシフト値(1/16)と、5bitシフト値(1/32)の和(=1/4+1/16+1/32=11/32≒0.343745≒0.35)で与えられる期間をON期間とすれば良い。 In order to obtain a drive frequency signal with a duty of about 35%, the drive frequency signal may be turned ON only during a period obtained by adding 1/4 of one cycle of the drive frequency signal, 1/16, and 1/32. The sum of the 2-bit shift value (1/4), 4-bit shift value (1/16), and 5-bit shift value (1/32) of one period (= division ratio / clock frequency) of the frequency signal (= 1/4 + 1 / 16 + 1/32 = 11 / 32≈0.343745≈0.35) may be set as the ON period.
19bitレジスタ505、誤差保持レジスタ507、加算器506及び分周器508でフラクショナル−N分周器530が構成されている。
The 19-
出力セレクタ509は、ON/OFF信号511の入力に応じて2つの入力のいずれかを選択して出力する。即ち、ON/OFF信号511がHの時は、分周器508の出力を選択し、ON/OFF信号511がLのときは、Lレベルの信号を選択する。
The
インバータ512は、出力を反転する。インバータ512の出力は出力ポートOUT1を介して駆動周波数信号として出力される。
The
分周器530の動作を、図12を参照して説明する。図12に示す例は、19bitレジスタ下位10bit値が12Chexの場合の動作を示す。(12Chexは300/1024=約0.3に相当する。)図12で「分周器出力周期」は分周器508から出力されるパルスのカウント値を示す。このカウント値は、分周器508からパルスが出力される度に1ずつカウントアップする。図12は、カウント値が15になると、次に0に戻る。カウント値が0から15までを繰り返す間の誤差保持レジスタ507、19bitレジスタの下位10bit、加算器506の出力の変化を示している。
誤差保持レジスタ12bitの値は初期状態では000hexである。
The operation of the
The value of the error holding register 12bit is 000 hex in the initial state.
誤差保持レジスタ値はパルス出力毎に図のように更新され、加算器506に対しては0(L)もしくは1(H)が出力される。誤差保持レジスタのbit11は説明のために設けたが省路しても良い。分数値は誤差加算され、繰り上がりを発生した場合に分周値整数部に加算される。それにより平均分周比が19bitレジスタで指示した値に収斂する。
The error holding register value is updated as shown in the figure for each pulse output, and 0 (L) or 1 (H) is output to the
上記のように、図12は19bitレジスタ下位10bit値が12Chexの場合の動作であり、分周器508からのパルスが16回出力される周期で、誤差保持レジスタ507の値及び加算器506の入力の値の変化が一巡する。19bitレジスタ下位10bit値が200hexの場合には、分周器508からパルスが2回出力される周期で上記の値の変化が一巡し、19bitレジスタ下位10bit値が001hexの場合には、分周器508からパルスが1024回出力される周期で上記の値の変化が一巡する。
As described above, FIG. 12 shows the operation when the low-order 10-bit value of the 19-bit register is 12 Chex. In the period in which the pulse from the
出力セレクタ509はON/OFF信号511がH(真)となると分周器508の出力を選択してインバータ512へ供給する。
When the ON / OFF signal 511 becomes H (true), the
短い時間で周期がN分周、N+1分周と切り替わるが、例えば分周比指示値が300.5で、19bitレジスタ505の設定値が300.5×1024=307712、従って4B200hexである場合、300分周、166.667kHzと301分周、166.113kHzのパルスが交互に出力され、圧電トランスはその平均の周波数である166.39kHzで振動する。
In a short time, the cycle is switched between N division and N + 1 division. For example, when the division ratio instruction value is 300.5 and the setting value of the 19-
本実施の形態では分数部10bit、クロック周波数50MHzとしたが、分数部のbit数は任意に取り得るし、クロック周波数も任意に選択することが可能である。また分数分周器はフラクショナル方式を記載したが、複数の分周比を短時間に切り替え可能なら閾値マトリクスを用いても良いし、乱数を用いるなどが可能である。 In this embodiment, the fractional part is 10 bits and the clock frequency is 50 MHz. However, the number of bits in the fractional part can be arbitrarily selected, and the clock frequency can also be arbitrarily selected. Although the fractional frequency divider is described as a fractional system, a threshold matrix may be used or a random number may be used if a plurality of frequency division ratios can be switched in a short time.
図1の画像形成装置101には、図示しない外部機器から図2のホストインターフェース部250を介して印刷データが入力される。入力されたデータはコマンド/画像処理部251によりビットマップデータに変換される。
Print data is input to the
画像形成装置101は定着器118の熱定着ローラをサーミスタ266の検知値に応じて定着器ヒーター261を制御することにより、所定の温度に到達させ、印刷動作を開始する。
The
図1の用紙カセット113にセットされた用紙115をホッピングローラ114で1枚ずつ給紙する。
The
用紙115は、後述の画像形成動作に合致したタイミングでレジストローラ116及び117によって搬送され、中間転写ベルト108上のトナー像と同期して2次転写ローラ130と2次転写バックアップローラ120により形成されるニップ部125に搬送される。
The
現像器102C、102M、102Y、102Kは現像器支持体111により順次回転当接され電子写真プロセスにより感光体ドラム132上に順次トナー像を形成する。この時、LEDヘッドインターフェース部252から供給されるビットマップデータに応じてLEDヘッド103のLEDが選択的に点灯され、感光体ドラム132上に静電潜像が形成される。
The developing
現像器102C、102M、102Y、102Kによって上記の静電潜像に対応したトナー像が感光体ドラム132上に形成される。形成されたトナー像は、1次転写ローラ105に1次転写バイアス発生部151により印加される正バイアスにより、順次中間転写ベルト108上に転写される。
4色目、即ちブラックのトナー像の中間転写ベルト108への転写の開始後、4色のトナー像が重ねられた画像が2次転写ニップ125に到達するタイミングに合わせて、用紙115が2次転写ニップ125に到達するように、用紙115の搬送が行われる。
A toner image corresponding to the electrostatic latent image is formed on the
After the transfer of the fourth color, that is, the black toner image to the
2次転写ローラ130は用紙115が2次転写ニップ125に到達する直前に中間転写ベルト108に当接され、トナー像を転写するタイミングで2次転写バイアス発生部150から正バイアスが印加され、この正バイアスにより4色分のトナー像が用紙115へ転写される。
The
用紙115は2次転写後、定着器118により定着され、排紙される。
After the secondary transfer, the
2次転写終了後、2次転写バイアス発生部150は2次転写ローラ130の回転のタイミングに合わせて、一回転ずつ正負のバイアスを交互に印加し、2次転写ローラ130に付着したトナーを転写ベルト108へ逆転写する。
さらに、1次転写バイアス発生部151は続いて負バイアスを1次転写ローラ105に印加して中間転写ベルト108に付着した上記の逆転写トナー及び用紙115に転写された残トナーを感光体ドラム132へ逆転写する。
感光体ドラム132に逆転写されたトナーは感光体ドラム132に当接されているクリーニングブレード137により掻き落とされる。
After the completion of the secondary transfer, the secondary
Further, the primary transfer
The toner reversely transferred to the
現像器102C、102M、102Y、102Kは着脱可能なカートリッジ状となっており、トナー容器一体となっている。
The developing
プリンタエンジン制御部253は予め定められたテーブル値に従ってそれぞれのバイアス電圧の目標電圧を設定し(目標電圧に対応する目標値を、それぞれのバイアス電圧発生のための駆動周波数信号を生成する回路部分内の目標値指示手段510に書き込み)、帯電バイアス発生部153、1次転写バイアス発生部151、及び2次転写バイアス発生部150へ、それぞれの目標電圧に対応した周波数の駆動周波数信号DFS1〜DF5を出力する。
The printer
帯電バイアス発生部153は、帯電ローラ136および現像バイアス発生部152へ負バイアスを供給する。
The charging
現像バイアス発生部152は、帯電バイアス発生部153から供給された帯電バイアスをDC−DC変換してより低い(絶対値がより小さい)負バイアスを発生し、負荷134としての現像ローラ(134C、134M、134Y、134Kのいずれか)および負荷133としての供給ローラ(133C、133M、133Y、133Kのいずれか)に供給する。
この負バイアスは、4個の現像器102C、102M、102Y、102Kのうち感光体ドラム132に接点を介して当接しているものだけに選択的に印加される。
The developing
This negative bias is selectively applied only to the four developing
上記のように、1次転写バイアス発生部151は1次転写ローラ105へバイアスを供給し、2次転写バイアス発生部150は2次転写ローラ130へバイアスを供給する。
As described above, the primary
次に帯電バイアス発生のための、プリンタエンジン制御部253の動作を図3、図5、及び図10を参照して説明する。
プリンタエンジン制御部253は圧電トランス制御部262を構成する同期クロック回路の内部レジスタを初期化する。
Next, the operation of the printer
The printer
続いて所定のタイミングで出力ポートOUT1から駆動周波数信号を出力する。この駆動周波数信号の周波数の初期値は予め定められている。出力された駆動周波数信号は圧電トランス駆動回路304の入力端子304aに印加され、圧電トランス駆動回路304の出力端子304b、304cから圧電トランス309の1次側に半波正弦波の駆動電圧が印加される。
Subsequently, a drive frequency signal is output from the output port OUT1 at a predetermined timing. The initial value of the frequency of this drive frequency signal is determined in advance. The output drive frequency signal is applied to the
圧電トランス309の2次側からは昇圧された交流出力が出力され、負バイアス整流回路314により整流され、負荷136としての帯電ローラに負バイアスが印加される。
A boosted AC output is output from the secondary side of the
負バイアス整流回路314から出力される負の高電圧は出力電圧検出手段320により正の0〜3.3Vの範囲の電圧VB1に変換され、プリンタエンジン制御部253の検出電圧入力ポートADC1に入力される。
The negative high voltage output from the negative
プリンタエンジン制御部253は、検出電圧入力ポートADC1に入力されたアナログ電圧VB1を、図10のAD変換器414で10bitのデジタル値dVB1に変換して圧電トランス制御部262へ出力する。
The printer
圧電トランス制御部262は、検出値dVB1が、目標値指示手段510から供給される、目標値tVB1に等しくなるように、駆動周波数信号DFS1の周波数(出力ポートOUT1から出力される信号の周波数)を制御する。
例えば、帯電バイアスの目標電圧が−1000Vであり、この目標電圧に対応する検出電圧(抵抗429、430による分圧値)が1.297Vであれば、
(1.297/3.3)×1023=402、
上記の式で得られる「402」を16進数に変換した192hexが帯電バイアスの目標電圧に対応する目標値tVB1として目標値指示手段510にセットされ、検出値dVB1が目標値tVB1に等しくなるように、駆動周波数信号の周波数が制御される。
The piezoelectric
For example, if the target voltage of the charging bias is −1000 V and the detection voltage corresponding to this target voltage (the voltage division value by the
(1.297 / 3.3) × 1023 = 402,
192 hex obtained by converting “402” obtained by the above formula into a hexadecimal number is set as a target value tVB1 corresponding to the target voltage of the charging bias in the target value indicating means 510 so that the detected value dVB1 becomes equal to the target value tVB1. The frequency of the drive frequency signal is controlled.
上記の値は一例であり、帯電バイアス発生部153から出力すべき電圧の値に応じた値が選択される。
The above value is an example, and a value corresponding to the value of the voltage to be output from the charging
圧電トランス309は、図13(a)に示されるように、駆動周波数に応じて出力電圧が変化する特性を有している。従って、圧電トランス309の出力を整流することで得られる負バイアス電圧は、駆動周波数に対して図13(b)に示す関係を有する。
As shown in FIG. 13A, the
図13(a)及び(b)に示すように、周波数fxで出力電圧の絶対値が最大となる。この最大値が符号HV2、HV2’で示されている。駆動周波数の初期値をfy(=fstart)とし、周波数fyで駆動を開始し(その時の出力電圧が符号HV1、HV1’で示されている)、矢印RIFで示すように、周波数を徐々に下げる制御を行い、出力電圧が目標電圧となるように制御を行う。図13(a)及び(b)には周波数の可変範囲の下限が符号fendで示されている。可変範囲の下限fendは、出力電圧の絶対値が最大となる周波数fxよりも若干高い周波数に設定されている。このように下限fendを設定するのは、圧電トランスの性質として、出力電圧の絶対値が最大となる周波数fxで長時間駆動すると故障する可能性が高いためである。 As shown in FIGS. 13A and 13B, the absolute value of the output voltage becomes maximum at the frequency fx. This maximum value is indicated by symbols HV2 and HV2 '. The initial value of the driving frequency is set to fy (= fstart), driving is started at the frequency fy (output voltages at that time are indicated by symbols HV1 and HV1 ′), and the frequency is gradually lowered as indicated by an arrow RIF. Control is performed so that the output voltage becomes the target voltage. In FIGS. 13A and 13B, the lower limit of the variable range of the frequency is indicated by the symbol fend. The lower limit fend of the variable range is set to a frequency slightly higher than the frequency fx at which the absolute value of the output voltage is maximum. The reason why the lower limit fend is set in this way is that, as a property of the piezoelectric transformer, there is a high possibility of failure if it is driven for a long time at the frequency fx where the absolute value of the output voltage is maximum.
一例として、本実施の形態ではfxが165kHz、fyが180kHzの特性の圧電トランスおよびその駆動回路を使用している。 As an example, in the present embodiment, a piezoelectric transformer having characteristics of fx of 165 kHz and fy of 180 kHz and its drive circuit are used.
圧電トランスの駆動周波数と出力電圧の関係は、負荷、圧電トランスの製造バラツキ、圧電トランスの温度などにより一意に決定されないので、駆動周波数を調整することにより本実施の形態では出力電圧を所望の値とするための制御を行っている。 Since the relationship between the drive frequency of the piezoelectric transformer and the output voltage is not uniquely determined by the load, the manufacturing variation of the piezoelectric transformer, the temperature of the piezoelectric transformer, etc., the output voltage is set to a desired value in this embodiment by adjusting the drive frequency. The control is done.
このようにして得られた帯電バイアスを帯電ローラに印加することで、感光体ドラムの帯電を行っている。 The photosensitive drum is charged by applying the charging bias thus obtained to the charging roller.
次に出力電圧変換手段319の動作について、図5を参照して説明する。
出力電圧変換手段319は、帯電バイアス発生部153から出力される負バイアスと、圧電トランス制御部262の出力ポートPWM0から出力されるパルス幅変調信号PWS0とを受け、上記負バイアスを、パルス幅変調信号PWS0のデューティに応じて降圧した電圧を発生する。パルス幅変調信号PWS0のデューティに応じて降圧した電圧は、パルス幅変調信号PWS0のデューティに比例した電圧である。この電圧は、負荷133としての供給ローラに印加される。
Next, the operation of the output voltage conversion means 319 will be described with reference to FIG.
The output voltage conversion means 319 receives the negative bias output from the charging
さらに上記「比例した電圧」を、図5に示されるツェナーダイオード443と抵抗444の直列回路で分圧することにより、「上記比例した電圧」から一定電圧(ツェナー電圧)を減算した値の電圧を出力する。このような処理の結果得られる降圧電圧は負荷134としての現像ローラに印加される。
Further, by dividing the “proportional voltage” by the series circuit of the
次に1次転写バイアスについて説明する。
LEDヘッド103による露光により感光体ドラム132に形成された潜像が現像によりトナー像となった後、感光体ドラム132と中間転写ベルト108が接する所で正の1次転写バイアスが印加され、トナー像が中間転写ベルト108に転写される。
Next, the primary transfer bias will be described.
After the latent image formed on the
上記正の1次転写バイアスの発生のため、出力ポートOUT2から駆動周波数信号が出力される。この駆動周波数信号により、圧電トランス駆動回路305が圧電トランス310を駆動し、2次側の交流出力が正バイアス整流回路315により整流され、負荷105としての1次転写ローラへ印加される。駆動周波数信号の周波数の初期値は所定の値に定められる。
In order to generate the positive primary transfer bias, a drive frequency signal is output from the output port OUT2. With this drive frequency signal, the piezoelectric
正バイアス整流回路315から出力される正の高電圧は、出力電圧検出手段321により0〜3.3Vの範囲の電圧VB2に変換され、プリンタエンジン制御部253の検出電圧入力ポートADC2に入力される。
以下、帯電バイアス発生部153の制御と同様にして、駆動周波数信号の周波数が制御される。但し、正バイアス整流回路315の出力電圧の、周波数に対する関係は図13(a)に示す如くである。
The positive high voltage output from the positive
Thereafter, the frequency of the drive frequency signal is controlled in the same manner as the control of the charging
出力ポートOUT3の出力、圧電トランス駆動回路306、圧電トランス311、負バイアス整流回路316、及び出力電圧検出手段322は、帯電バイアス発生部153に関して説明したのと同様であり、負バイアス整流回路316は、1次転写ローラ105へ負バイアスを出力する。
The output of the output port OUT3, the piezoelectric
負バイアス整流回路316からの負バイアスは、転写後の残トナーを中間転写ベルト108から感光体ドラム132へ逆転写するためのものである。
但し、帯電バイアス発生部153と異なり、負バイアス整流回路316からの負バイアスは、正バイアス整流回路315に付加された抵抗456を介して出力される。
The negative bias from the negative
However, unlike the charging
次に、2次転写バイアスについて説明する。
出力ポートOUT4の出力、圧電トランス駆動回路307、圧電トランス312、正バイアス整流回路317、出力電圧検出手段323は、1次転写バイアス発生部151の正バイアスを発生する部分について説明したのと同様であり、正バイアス整流回路317は、2次転写ローラ130へ正バイアスを出力する。
Next, the secondary transfer bias will be described.
The output of the output port OUT4, the piezoelectric
出力ポートOUT5の出力、圧電トランス駆動回路308、圧電トランス313、負バイアス整流回路318、及び出力電圧検出手段324は、1次転写バイアス発生部151の負バイアスを発生する部分について説明したのと同様であり、負バイアス整流回路318は、2次転写ローラ130へ負バイアスを出力する。
負バイアス整流回路318からの負バイアスは、正バイアス整流回路317に付加された抵抗481を介して出力される。
The output of the output port OUT5, the piezoelectric
The negative bias from the negative
以下では、2次転写バイアス発生部150から発生される正バイアス電圧の制御について図7のみならず、図10を参照して説明する。
なお上記の説明では、図10が駆動周波数信号DFS1を生成するための部分を示すものとしたが、上記のように、駆動周波数信号DFS4を生成するための部分も同様に構成されているために、図10を用いて説明する。
正バイアス電圧については、図7の抵抗482が100MΩ、抵抗483が100kΩの場合に目標電圧が+2000Vであると、分圧電圧(検出電圧VB4)は1.998V、
従って(1.998/3.3)×1023=619、
即ち、26Bhexを表す10bit値が日標値として目標値指示手段510にセットされる。
上限値レジスタ502には4571Chexを表す19bit値が設定される。
Hereinafter, control of the positive bias voltage generated from the secondary
In the above description, FIG. 10 shows the portion for generating the drive frequency signal DFS1, but as described above, the portion for generating the drive frequency signal DFS4 is also configured in the same manner. This will be described with reference to FIG.
As for the positive bias voltage, when the
Therefore (1.998 / 3.3) × 1023 = 619,
That is, a 10-bit value representing 26 Bhex is set in the target
In the upper
4571Chexを表す19bit値のうち上位9bitが整数部115hexであり、下位10bitが31Chexで分数部となる。
{(上位9bit)+(下位10bit/1023)}
が分周比値となる。
Of the 19-bit value representing 4571 Chex, the upper 9 bits are the
{(
Becomes the division ratio value.
115hex=277であり、
31Chex=796であるので、分周比は
277+796/1023=277.7781となり、
50MHzは1クロック周期が20nsであるので1000/(277.7781×0.02)=180となり初期周波数設定値は180kHzとなる。
115 hex = 277,
Since 31 Chex = 796, the division ratio is 277 + 796/1023 = 277.7781,
Since 50 MHz has a clock cycle of 20 ns, 1000 / (277.7781 × 0.02) = 180, and the initial frequency setting value is 180 kHz.
同様に下限値レジスタ503には、下限値として4B3A4hexがセットされ、下限周波数が166kHzに制限される。
Similarly, 4B3A4hex is set as the lower limit value in the
次に、プリンタエンジン制御部253のうちの、駆動周波数信号DFS2、DFS3を生成する部分、又は駆動周波数信号DFS4、DFS5を生成する部分における、分周比の制御を、正バイアス発生の場合と負バイアス発生の場合に分けて、図14および図15を参照して説明する。
なお、図14および図15はフローチャートで動作を示しているが、実際には、ハードウェア記述言語で同期クロック回路として構成されている。
Next, in the printer
14 and 15 show the operations in the flowcharts, but in actuality, they are configured as a synchronous clock circuit in the hardware description language.
図14に正バイアス出力の場合のフローを説明する。正バイアス出力の場合は本実施の形態においては高圧オフ時に検出電圧は000hexとなり、出力上昇に従って検出電圧値が上昇する。 FIG. 14 illustrates a flow in the case of positive bias output. In the case of a positive bias output, in the present embodiment, the detection voltage is 000 hex when the high voltage is off, and the detection voltage value increases as the output increases.
ステップS700で動作を開始する。
ステップS701で、下限値レジスタ503の値を19bitレジスタ505にセットする。
ステップS702で、ON/OFF信号511は真(Hレベル)か否かの判断をする。
真(Hレベル)であればステップS703へ進み、そうでなければステップS701に戻る。
Operation starts in step S700.
In step S701, the value of the
In step S702, it is determined whether the ON / OFF signal 511 is true (H level).
If true (H level), the process proceeds to step S703; otherwise, the process returns to step S701.
ステップS703では、タイマ504の出力信号の立ち上がりエッジを検出したか否かの判断を行い、検出したときはステップS704へ進み、そうでなければステップS703に戻る。
ステップS704では、検出電圧が目標値より小さいか否かを比較器501により判断し、小さければステップS705へ進み、そうでなければステップS706へ進む。
ステップS705では、19bitレジスタ505の値は上限値レジスタ502の値に等しくないか(上限値に達していないか)どうかの判断を行い、等しくなければステップS707へ進み、そうでなければステップS702へ進む。
In step S703, it is determined whether or not the rising edge of the output signal of the
In step S704, the
In step S705, it is determined whether or not the value of the 19-
ステップS706では、19bitレジスタ505の値は、下限値レジスタ503の値に等しくないかどうかの判断を行い、等しくなければステップS708へ進み、そうでなければステップS702へ進む。
ステップS707では、加算器506により19bitレジスタ505の値に1を加算する。
ステップS708では、加算器506により19bitレジスタ505の値から1を減算する。
ステップS707又はS708の後に、ステップS702に戻り、以下同様の処理を繰り返す。
In step S706, it is determined whether or not the value of the 19-
In step S707, the
In step S708, the
After step S707 or S708, the process returns to step S702, and thereafter the same processing is repeated.
図15に負バイアス出力の場合のフローを説明する。負バイアス出力の場合は本実施の形態においては高圧オフ時に検出電圧は3FFhex(10bit)となり、出力上昇に従って検出電圧が下降する。 FIG. 15 illustrates a flow in the case of a negative bias output. In the case of a negative bias output, in the present embodiment, the detection voltage is 3FF hex (10 bits) when the high voltage is off, and the detection voltage decreases as the output increases.
ステップS800で動作を開始する。
ステップS801で、下限値レジスタ503の値を19bitレジスタ505にセットする。
ステップS802で、ON/OFF信号511は真(Hレベル)か否かの判断をする。
真(Hレベル)であればステップS803へ進み、そうでなければステップS801に戻る。
Operation starts in step S800.
In step S801, the value of the
In step S802, it is determined whether the ON / OFF signal 511 is true (H level).
If true (H level), the process proceeds to step S803; otherwise, the process returns to step S801.
ステップS803では、タイマ504の出力信号の立ち上がりエッジを検出したか否かの判断を行い、検出したときは、ステップS804へ進み、そうでなければステップS803に戻る。
ステップS804では、検出電圧が目標値より大きいか否かを比較器501により判断し、大きければステップS805へ、そうでなければステップS806へ進む。
ステップS805では、19bitレジスタ505の値は上限値レジスタ502の値に等しくないか(上限値に達していないか)どうかの判断を行い、等しくなければステップS807へ進み、そうでなければステップS802へ進む。
In step S803, it is determined whether or not the rising edge of the output signal of the
In step S804, the
In step S805, it is determined whether or not the value of the 19-
ステップS806では、19bitレジスタ505の値は下限値レジスタ503の値に等しくないかどうかの判断を行い、等しくなければステップS808へ進み、そうでなければステップS802へ進む。
ステップS807では、加算器506により19bitレジスタ505の値に1を加算する。
ステップS808では、加算器506により19bitレジスタ505の値から1を減算する。
ステップS707又はS708の後に、ステップS702に戻り、以下同様の処理を繰り返す。
In step S806, it is determined whether the value of the 19-
In step S807, the
In step S808, 1 is subtracted from the value of the 19-
After step S707 or S708, the process returns to step S702, and thereafter the same processing is repeated.
なお、本実施の形態ではハードウェアで構成しているが、ソフトウエアにより、即ちプログラムにより実現することも可能である。プログラムにより実現する場合には、19bitレジスタ505などのレジスタとして専用レジスタの代わりに汎用レジスタが用いられ、検出電圧入力ポート、出力ポートとしても、専用のポートの代わりに、汎用のポートが用いられる。
Although the present embodiment is configured by hardware, it can also be realized by software, that is, by a program. When implemented by a program, general-purpose registers are used instead of dedicated registers as registers such as the 19-
図16(a)〜(g)は各高圧出力のタイミングを示す。
図16(a)は、出力ポートPWM0からの、パルス幅変調信号PWS0の出力のタイミングを示す。帯電バイアスがONの期間内に、パルス幅変調信号PWS0が出力されることで、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの順に現像が行われる。パルス幅変調信号PWS0を出力しない状態では、出力ポートPWM0はHレベルに保たれる。
FIGS. 16A to 16G show the timing of each high-voltage output.
FIG. 16A shows the output timing of the pulse width modulation signal PWS0 from the output port PWM0. Development is performed in the order of cyan, magenta, yellow, and black by outputting the pulse width modulation signal PWS0 within the period when the charging bias is ON. In the state where the pulse width modulation signal PWS0 is not output, the output port PWM0 is kept at the H level.
図16(b)〜(f)は、それぞれ、「帯電バイアス」、「1次転写負バイアス」、「1次転写正バイアス」、「2次転写負バイアス」、「2次転写正バイアス」の発生のタイミングを示す。これらのタイミングは、プリンタエンジン制御部253内の、それぞれのバイアス発生のための駆動周波数信号を生成する回路(図10)におけるON/OFF信号511がONとなるタイミングである。
FIGS. 16B to 16F show “charging bias”, “primary transfer negative bias”, “primary transfer positive bias”, “secondary transfer negative bias”, and “secondary transfer positive bias”, respectively. Indicates the timing of occurrence. These timings are timings when the ON /
図16(g)は、2次転写ローラソレノイド260が2次転写ローラ130を駆動して用紙115を中間転写ベルト108に当接させるタイミングを示している。
FIG. 16G shows the timing at which the secondary transfer roller solenoid 260 drives the
画像形成動作に先立って各モータの駆動と同時に帯電バイアス出力が開始される。そのため、出力ポートOUT1からの駆動周波数信号DFS1の出力が開始され、圧電トランス309が駆動される。
Prior to the image forming operation, charging bias output is started simultaneously with driving of each motor. Therefore, output of the drive frequency signal DFS1 from the output port OUT1 is started, and the
続いてパルス幅変調信号PWS0が初期状態のH出力から目標電圧に対応したデューティのパルス幅変調信号の出力が開始される。パルス幅変調信号PWS0のデューティは、現像を行うトナーの色毎に別個に制御される。 Subsequently, the pulse width modulation signal PWS0 starts to output a pulse width modulation signal having a duty corresponding to the target voltage from the H output in the initial state. The duty of the pulse width modulation signal PWS0 is controlled separately for each toner color to be developed.
1次転写バイアスは1次転写開始直前までは負バイアスが印加され、圧電トランス311が駆動される。
As the primary transfer bias, a negative bias is applied until immediately before the start of the primary transfer, and the
1色目のシアンの現像開始と同時に1次転写負バイアスがオフとされ、現像されたトナー像が1次転写ニップ125に到達すると同時に1次転写正バイアスがオンとされる。
1次転写正バイアスは4色のトナー像が形成される間、オンとされ続ける。
The primary transfer negative bias is turned off simultaneously with the start of development of the first color cyan, and the primary transfer positive bias is turned on simultaneously with the developed toner image reaching the primary transfer nip 125.
The primary transfer positive bias is kept on while the four color toner images are formed.
本実施の形態では1次転写正バイアスを一定の値に維持しているが、1次転写を行うトナーの色毎に1次転写正バイアスの値を変化させても良い。その場合には、目標値設定手段510に設定される目標値を、トナーの色の切り替わりに合わせて、切り替えれば良い。
その場合に出力はオン状態を維持する。
In this embodiment, the primary transfer positive bias is maintained at a constant value, but the value of the primary transfer positive bias may be changed for each color of toner to be subjected to primary transfer. In that case, the target value set in the target value setting means 510 may be switched in accordance with the switching of the toner color.
In that case, the output remains on.
4色重ねたトナー像が中間転写ベルト108上に形成され、2次転写ニップ125に到達する直前に2次転写ローラソレノイド260を駆動し、2次転写ローラ130により用紙115を中間転写ベルト108に当接させると同時に2次転写正バイアスが印加される(tsp)。
A four-color superimposed toner image is formed on the
2次転写終了後に2次転写負バイアスと2次転写正バイアスを2次転写ローラ130の1回転の周期毎に交互に印加する(Tpn)。この時、駆動周波数信号を、図16(h)に示すようにオンオフ時にオーバーラップさせても良い。即ち、一方の駆動周波数信号が発生される期間の最後の部分と、他方の駆動周波数信号が発生される期間の最初の部分が重なっても良い。 After the completion of the secondary transfer, a secondary transfer negative bias and a secondary transfer positive bias are alternately applied every cycle of the secondary transfer roller 130 (Tpn). At this time, the drive frequency signal may be overlapped at the time of on / off as shown in FIG. That is, the last part of the period in which one drive frequency signal is generated may overlap with the first part of the period in which the other drive frequency signal is generated.
オーバーラップさせても正バイアス整流回路317と負バイアス整流回路318を直列に接続しているので、2次転写ローラ130には、正負いずれかのバイアスが印加される。オーバーラップさせる効果は出力の立ち上がり、立下り時間の短縮である。
Since the positive
画像形成動作中(図16の期間Tif)は帯電バイアス発生部153の負バイアス出力のための圧電トランス309、1次転写バイアス発生部の正バイアス出力のための圧電トランス310、2次転写バイアス発生部150の正バイアス出力のための圧電トランス312のみが駆動され、1次転写バイアス発生部151の負バイアス出力のための圧電トランス311および2次転写バイアス発生部150の負バイアス出力のための圧電トランス313はオフとされている。
During the image forming operation (period Tif in FIG. 16), the
従って、プリンタエンジン制御部253の出力ポートPWM0、及び出力ポートOUT1〜OUT5を図9に示すように、PWM0、OUT1、OUT3、OUT2、OUT5、OUT4の順に配列し、電圧変換手段319を構成する回路部品、並びに帯電バイアス発生部153、1次転写バイアス発生部151、及び2次転写バイアス発生部150を構成する回路部品、特にNPNトランジスタ、及びMOSFETの配置を図8に示すように配置しておくことで、互いに隣り合う配線間の干渉を抑えることができる。
Therefore, the output port PWM0 and the output ports OUT1 to OUT5 of the printer
特に、画像形成動作中は、1次転写バイアス発生部151の負バイアス発生用の圧電トランスを駆動する圧電トランス駆動回路306のNPNトランジスタ462、2次転写バイアス発生部150の負バイアス発生用の圧電トランスを駆動するための圧電トンラス駆動回路308のNPNトランジスタ486への信号DFS3及びDFS5(ポートOUT3及びOUT5からの信号)はHレベルとなり、この時、圧電トランス309、310及び312を駆動するための圧電トランス駆動回路304、305及び307に供給される駆動信号DFS1、DFS2及びDFS4(ポートOUT1、OUT2及びOUT4からの信号)は、クロストークによる影響を受けることがない。
In particular, during the image forming operation, the
さらに図8に示されるように、同時に駆動される圧電トランスは、互いに隣接せず、間に他の(同時には駆動されない)圧電トランスが介在するように配置されているので、同時に駆動される圧電トランス相互の間隔を大きくすることができ、圧電トランス間の相互干渉による出力電圧の揺らぎを防止することができる。 Further, as shown in FIG. 8, the piezoelectric transformers that are driven at the same time are not adjacent to each other and are arranged so that another (not driven at the same time) intervenes between them. The distance between the transformers can be increased, and fluctuations in the output voltage due to mutual interference between the piezoelectric transformers can be prevented.
また、クリーニングバイアス出力時には画像出力と異なり、相互干渉やクロストークの影響が生じても支障なくクリーニングが行われる。また、2次転写ローラ130は、数回転分のクリーニング(図16(e)、(f))、及び1次転写ローラ105によるベルト数周分のクリーニング(図16(c))により確実にクリーニングが行われる。
Further, unlike the image output at the time of cleaning bias output, cleaning is performed without any trouble even if the influence of mutual interference or crosstalk occurs. The
さらに、電圧変換手段319に与えられるパルス幅変調信号は10〜20kHzと低い周波数であるので圧電トランス309の駆動に対しての影響はない。
Furthermore, since the pulse width modulation signal given to the voltage conversion means 319 has a low frequency of 10 to 20 kHz, there is no influence on the driving of the
図17は図8に示される配置の変形例を示す。信号の配線を図17に示すように、1次転写バイアス発生部151と2次転写バイアス発生部150を入れ替えても同様の効果が得られる。即ち、図17の構成では、プリンタエンジン制御部253の信号出力ピンを有するポートは、図18に示すように、PWM0、OUT1、OUT5、OUT4、OUT3、OUT2の順になっており、一方、圧電トランス駆動回路は、図8と同じく、304、306、305、308、307の順に配列されている。そして、ポートOUT4、OUT5に接続された配線WLD4、WLD5と、ポートOUT2、OUT3に接続された配線WLD2、WLD3が交差している。交差は例えば、ジャンパー抵抗(0Ωチップ抵抗)601〜604により一方の配線を跨がせることにより行われる。
FIG. 17 shows a modification of the arrangement shown in FIG. As shown in FIG. 17, the same effect can be obtained by replacing the primary
実施の形態2.
図19は、本発明の実施の形態2の画像形成装置を示す。
図19の画像形成装置は、図1の画像形成装置と概して同じであるが、1次転写負バイアスを無くし、代わりに1次転写クリーニングブレード650および廃トナー容器651を設けたことである。
FIG. 19 shows an image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention.
The image forming apparatus shown in FIG. 19 is generally the same as the image forming apparatus shown in FIG. 1 except that the primary transfer negative bias is eliminated and a primary
1次転写負バイアスを無くした代わりに図19で示すように矢印DOBのように移動可能な1次転写クリーニングブレード650および廃トナー容器651を設けた構成とした。
Instead of eliminating the primary transfer negative bias, as shown in FIG. 19, a primary
この場合、図20に示すように、1次転写負バイアスの発生のための回路は不要となる。そこで、図8において、1次転写負バイアス発生のための回路部品、特に圧電トランス311、インダクタ463、MOSFET464、NPNトランジスタ462が配置されていたスペースは空いたままとされ、圧電トランス309、310間に十分な間隔があけられている。
In this case, as shown in FIG. 20, a circuit for generating the primary transfer negative bias becomes unnecessary. Therefore, in FIG. 8, the space where the circuit components for generating the primary transfer negative bias, particularly the
以上説明したように、複数の駆動周波数信号を出力するためのピンを隣接させつつ、画像形成時に同時に駆動周波数信号が出力される信号線を互いに隣り合わないピンに割り当てる(例えばプリンタエンジン制御部253を構成する集積回路の偶数ピンに割り当てる)ことにより、集積回路のピンを有効に利用することができ、かつ干渉やクロストークによる影響をなくすことが可能となる。本実施の形態では偶数ピンに配置しているが奇数ピンに配置することも可能である。 As described above, while the pins for outputting a plurality of driving frequency signals are adjacent to each other, the signal lines for outputting the driving frequency signals at the same time when the image is formed are allocated to pins that are not adjacent to each other (for example, the printer engine control unit 253). Are assigned to even-numbered pins of the integrated circuit constituting the circuit), the pins of the integrated circuit can be used effectively, and the influence of interference and crosstalk can be eliminated. In this embodiment, the pins are arranged on even pins, but can be arranged on odd pins.
以上説明したように、画像形成動作中に出力される駆動周波数信号を、集積回路の出力ピンのうちの偶数ピン及び奇数ピンのいずれか一方のみから出力させるように構成したので、隣接ピン間の干渉をなくし、出力リップルを減少させて、均一な画像を得ることができる。 As described above, the drive frequency signal output during the image forming operation is output from only one of the even-numbered pins and the odd-numbered pins among the output pins of the integrated circuit. A uniform image can be obtained by eliminating interference and reducing output ripple.
また、従来圧電トランス制御集積回路(本実施の形態の圧電トランス制御部262に相当する部分)をプリンタエンジン制御集積回路と別としていたものを一体化させることが可能となった。
Further, it has become possible to integrate a conventional piezoelectric transformer control integrated circuit (part corresponding to the piezoelectric
さらに、集積回路での駆動周波数信号の間にグラウンド線を介在させる構成とする必要がなく、そのように構成することによる、出力ピンの増加を回避することができる。 Further, it is not necessary to have a configuration in which a ground line is interposed between driving frequency signals in the integrated circuit, and an increase in output pins due to such a configuration can be avoided.
以上のように、実施の形態1では、同時に駆動される圧電トランスを駆動するための駆動周波数信号を伝えるためのピン及び配線が互いに隣り合わないようにし、同時には駆動されない圧電トランスを駆動するための駆動周波数信号を伝えるためのピン及び配線が介在するようにしている。 As described above, in the first embodiment, pins and wires for transmitting drive frequency signals for driving simultaneously driven piezoelectric transformers are not adjacent to each other, and simultaneously driven piezoelectric transformers are driven. pins and wiring for transmitting the driving frequency signals that have to be interposed.
また、第1の圧電トランス(例えば、310)による出力を画像形成に用いないときの第2の出力部(OUT3)の出力波形の変化よりも、第1の圧電トランス(310)による出力を画像形成に用いるときの第2の出力部(例えば、OUT3)の出力波形の変化を少なくしている。 In addition, the output from the first piezoelectric transformer (310) is imaged more than the change in the output waveform of the second output unit (OUT3) when the output from the first piezoelectric transformer (for example, 310) is not used for image formation. Changes in the output waveform of the second output portion (for example, OUT3) when used for formation are reduced.
第1の出力部(OUT2)から第1の圧電トランス駆動回路に信号を供給する第1の配線(例えばWLD2)と、第2の出力部(OUT3)から第2の圧電トランス駆動回路に信号を供給する第2の配線(WLD3)のうち、第1の配線(WLD2)と第2の配線(WLD3)の少なくとも一部は並んで配線され、第1の圧電トランス(310)の出力を負荷に供給するときの第1の出力部(OUT2)の出力波形の変化よりも第1の圧電トランス(310)の出力を負荷に供給するときの第2の出力部(OUT3)の出力波形の変化を少なくし、第2の圧電トランス(311)の出力を負荷に供給するときの第2の出力部(OUT3)の出力波形の変化よりも、第2の圧電トランス(311)の出力を負荷に供給するときの第1の出力部(OUT2)の出力波形の変化を少なくしている。 A first wiring (for example, WLD2) that supplies a signal from the first output unit (OUT2) to the first piezoelectric transformer driving circuit, and a signal from the second output unit (OUT3) to the second piezoelectric transformer driving circuit. Of the second wiring (WLD3) to be supplied, at least part of the first wiring (WLD2) and the second wiring (WLD3) are wired side by side, and the output of the first piezoelectric transformer (310) is used as a load. The change in the output waveform of the second output unit (OUT3) when the output of the first piezoelectric transformer (310) is supplied to the load rather than the change of the output waveform of the first output unit (OUT2) when supplied. The output of the second piezoelectric transformer (311) is supplied to the load less than the change in the output waveform of the second output unit (OUT3) when the output of the second piezoelectric transformer (311) is supplied to the load. When the first output unit ( It is to reduce the change of the output waveform of the UT2).
集積回路(253)は、第1の圧電トランス(310)を用いて第1の極性の電圧の出力を負荷に供給するときの第2の出力部(OUT3)の出力波形を0Vの近傍にし、第2の圧電トランス(311)を用いて第2の極性の電圧の出力を負荷に供給するときの第1の出力部(OUT2)の出力波形を0Vの近傍にしている。 Integrated circuit (25 3) is to the second output section when the output of the first polarity of the voltage supplied to the load by using the first piezoelectric transformer (310) an output waveform of (OUT3) in the vicinity of 0V The output waveform of the first output section (OUT2) when the output of the voltage of the second polarity is supplied to the load using the second piezoelectric transformer (311) is set in the vicinity of 0V.
実施の形態3.
以下に本発明の実施の形態3を説明する。実施の形態1と同様の箇所には同じ符号が付してある。
図21は実施の形態3における制御系を示す。図21の制御系は、図2の制御系と概して同じであり、同様の箇所には同じ符号が付してある。図21の制御系は図2の制御系に対して、以下の点で異なる。 FIG. 21 shows a control system in the third embodiment. The control system of FIG. 21 is generally the same as the control system of FIG. 2, and the same reference numerals are given to the same parts. The control system of FIG. 21 differs from the control system of FIG. 2 in the following points.
まず、プリンタエンジン制御部253の代わりに、プリンタエンジン制御部1253が設けられている。プリンタエンジン制御部1253もプリンタエンジン制御部253と同様に単一チップの集積回路で構成されている。
圧電トランス制御部262の代わりに、圧電トランス制御部1262が設けられている。
圧電トランス制御部1262も、圧電トランス制御部262と同様に、同期クロック回路で構成されている。
帯電バイアス発生部153、1次転写バイアス発生部151及び2次転写バイアス発生部150の代わりに、帯電バイアス発生部1153、1次転写バイアス発生部1151及び2次転写バイアス発生部1150が設けられている。
First, a printer
Instead of the piezoelectric
Similarly to the piezoelectric
Instead of the charging
図22は実施の形態3で用いられる、プリンタエンジン制御基板兼高圧基板301内に形成される回路の構成をより詳細に示し、図23〜図25は、図22の回路の各部の回路構成を示す。図22に示される回路のうち、出力負荷以外の部分により、圧電トランス駆動装置が構成されている。
実施の形態1で説明した図3、図4〜図25と同様の簡所については、同符号を付し説明を省略する。
22 shows in more detail the configuration of the circuit formed in the printer engine control board and high-
The same places as in FIGS. 3 and 4 to 25 described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図22の発振回路331は、図4に示されるのと同様のものである。
図22のプリンタエンジン制御基板兼高圧基板301上には、図3に示される回路ブロックに加えて、電圧変換手段1350、1351、1352、1353、及び1354が設けられている。
The
In addition to the circuit block shown in FIG. 3, voltage conversion means 1350, 1351, 1352, 1353, and 1354 are provided on the printer engine control board / high-
図22に示される圧電トランス制御部1262は、図3の圧電トランス制御部262と同様に、駆動周波数信号DFS1〜DFS5を出力する出力ポートOUT1〜OUT5、及びパルス幅変調信号PWS0を出力する出力ポートPWM0のほかに、パルス幅変調信号PWS1〜PWM5を出力する出力ポートPWM1〜PWM5を有する。
一方、検出電圧ポートADC1〜ADC5は設けられていない。
The piezoelectric
On the other hand, the detection voltage ports ADC1 to ADC5 are not provided.
実施の形態1では検出電圧ADC1〜ADC5をAD変換することで得られたデジタル値が、目標値指示手段510で発生される目標値に一致するように、駆動周波数信号DFS1〜OUT5を制御しているが、実施の形態3では、目標値に対応したデューティのパルス幅変調信号PWM1〜PWM5を発生し、該パルス幅変調信号PWS1〜PWM5を平滑化することで得られるアナログ目標値に、検出電圧VB1〜VB5が一致するように、それぞれのバイアス電圧発生部内で制御を行う。 In the first embodiment, the drive frequency signals DFS1 to OUT5 are controlled so that the digital value obtained by AD converting the detection voltages ADC1 to ADC5 matches the target value generated by the target value indicating means 510. However, in the third embodiment, the pulse width modulation signals PWM1 to PWM5 having the duty corresponding to the target value are generated, and the detection voltage is applied to the analog target value obtained by smoothing the pulse width modulation signals PWS1 to PWM5. Control is performed in each bias voltage generator so that VB1 to VB5 coincide.
パルス幅変調信号PWS1〜PWM5は、それぞれのバイアス発生部の出力電圧の目標値に対応したデューティを有する。
駆動周波数信号DFS1〜OUT5は、互いに同じ周波数fdを有する。この周波数fdは、図26(a)に示されるように、圧電トランスの出力電圧が最大となる周波数よりもよりも幾分高い周波数、即ち周波数の減少に対して圧電トランスの出力電圧(絶対値)が大きくなる範囲の下限に近い値に設定される。周波数fdは例えば166kHzである。
Pulse width modulation signals PWS1 to PWM5 have a duty corresponding to the target value of the output voltage of each bias generator.
The drive frequency signals DFS1 to OUT5 have the same frequency fd. As shown in FIG. 26 (a), this frequency fd is a frequency somewhat higher than the frequency at which the output voltage of the piezoelectric transformer is maximum, that is, the output voltage (absolute value) of the piezoelectric transformer with respect to the decrease in frequency. ) Is set to a value close to the lower limit of the range. The frequency fd is, for example, 166 kHz.
図23は、帯電バイアス発生部1153及び出力電圧変換手段319の具体的な回路構成を示す。図22及び図23に示すように、帯電バイアス発生部1153は、圧電トランス制御部1262のポートOUT1から、駆動周波数信号DFS1を受けるとともに、ポートPWM1からパルス幅変調信号PWS1を受け、これらに基づいて、帯電バイアスを発生して、負荷136としての帯電ローラに供給する。
FIG. 23 shows specific circuit configurations of the charging
帯電バイアス発生部1153は、電圧変換手段1350、圧電トランス駆動回路1304、圧電トランス309、負バイアス整流回路(負極性整流回路)314、及び出力電圧検出手段320を含む。
The charging
図23に示すように、電圧変換手段1350は、オペアンプ1423、NPNトランジスタ1426、抵抗1420、1424、1427、1428、コンデンサ1421、1422、1425、及び電解コンデンサ1429を含む。
NPNトランジスタ1426のエミッタが電圧変換手段1351の出力となる。
As shown in FIG. 23, the voltage conversion means 1350 includes an
The emitter of the
抵抗1424は出力オフ時(バイアス発生部が高電圧を出力しないとき)にコンデンサ1425を放電させ、NPNトランジスタ1426のエミッタ電位が0Vとなるようするために挿入されている。抵抗1428は出力オフ時の電解コンデンサ1429の電荷を放電させるための抵抗である。
The
圧電トランス駆動回路1304は図5の圧電トランス駆動回路304と同様の構成であるが、インダクタ423の一端が24Vの電源303ではなく、電圧変換手段1350の出力(NPNトランジスタ1426のエミッタ)に接続されている。
整流回路314及び出力電圧検出手段320は図5に示されるものと同じである。
出力電圧変換手段319も図5に示されるものと同じである。
The piezoelectric
The
The output voltage conversion means 319 is the same as that shown in FIG.
出力電圧検出手段320で検出された検出電圧VB1は、実施の形態1ではプリンタエンジン制御部253の検出電圧入力ポートDAC1に入力されているが、実施の形態3では、電圧変換手段1350に入力される。
The detection voltage VB1 detected by the output
電圧変換手段1350は、ドロッパ回路(降圧回路)とも呼ばれるものであり、24V電源303の出力電圧をより低い値にして圧電トランス駆動回路1304に供給するものであり、この結果、圧電トランス駆動回路1304は圧電トランス309を0〜22Vの範囲の駆動電圧で駆動する。
The voltage conversion means 1350 is also called a dropper circuit (step-down circuit), and supplies the piezoelectric
オペアンプ1423の非反転入力端子(+)には出力電圧検出手段320の抵抗429、430による分圧で得られた検出電圧VB1が、コンデンサ1425により平滑されて、入力される。一方、オペアンプ1423の反転入力端子(−)には、パルス幅変調信号PWS1が抵抗1420とコンデンサ1421のRCフィルタにより平滑化されて入力される。
The detection voltage VB1 obtained by voltage division by the
オペアンプ1423を含む差分積分回路により、NPNトランジスタ1426のベース電流を制御することにより、エミッタ電位が制御され、非反転入力端子(+)の電位が反転入力端子(−)の電位に等しくなるように(検出電圧VB1を平滑化したものが、パルス幅変調信号PWS1を平滑化したものに等しくなるように)制御が行われる。
The emitter current is controlled by controlling the base current of the
この結果、圧電トランス309の出力電圧(絶対値)は、図26(a)の縦方向の矢印Vvaで示すように変化し、従って、圧電トランス309の出力電圧を整流することで得られる負バイアス電圧は、図26(b)に矢印Vadで示すように変化する。即ち、パルス幅変調信号のデューティで示される目標電圧に一致するように、負バイアス電圧が制御される。
As a result, the output voltage (absolute value) of the
即ち、実施の形態1では圧電トランスへの供給電圧を24Vで固定したまま、駆動周波数を変化させることで高圧出力電圧を変化させているが、実施の形態3では、駆動周波数は昇圧比の高い周波数(fd)に固定し、供給電圧を変化させることで、高圧出力電圧を変化させている。 That is, in the first embodiment, the high voltage output voltage is changed by changing the drive frequency while the supply voltage to the piezoelectric transformer is fixed at 24 V. However, in the third embodiment, the drive frequency has a high boost ratio. The high voltage output voltage is changed by fixing the frequency (fd) and changing the supply voltage.
図24は、1次転写バイアス発生部1151の具体的な回路構成を示す。
図22及び図24に示すように、1次転写バイアス発生部1151は、圧電トランス制御部1262のポートOUT2及びOUT3から、駆動周波数信号DFS2及びDFS3を受けるとともに、ポートPWM2及びPWM3からパルス幅変調信号PWS2及びPWS3を受け、これらに基づいて、正の1次転写バイアス及び負の1次転写バイアスを発生して、負荷105としての1次転写ローラに供給する。
FIG. 24 shows a specific circuit configuration of the primary
As shown in FIGS. 22 and 24, the primary transfer
1次転写バイアス発生部1151は、電圧変換手段1351、1352、圧電トランス駆動回路1305、1306、圧電トランス310、311、正バイアス整流回路(正極性バイアス整流回路)315、負バイアス整流回路(負極性整流回路)316、及び出力電圧検出手段321、322を含む。
The primary
図24に示すように、電圧変換手段1351は、オペアンプ1435、NPNトランジスタ1436、抵抗1430、1431、1437、1438、コンデンサ1432、1433、1434、及び電解コンデンサ1439を含む。
NPNトランジスタ1436のエミッタが電圧変換手段1350の出力となる。
As shown in FIG. 24, the
The emitter of the
圧電トランス駆動回路1305は図6の圧電トランス駆動回路305と同様の構成であるが、インダクタ449の一端が24Vの電源303ではなく、電圧変換手段1351の出力に接続されている。整流回路315、及び出力電圧検出手段321は図6に示されるものと同じである。
The piezoelectric
電圧変換手段1351のオペアンプ1435には、その非反転入力端子(+)にパルス幅変調信号PWS2を平滑化した信号が入力され、反転入力端子(−)に、検出電圧VB2を平滑化した信号が入力され、反転入力端子(−)の電位が非反転入力端子(+)の電位に等しくなるように(検出電圧VB2を平滑化したものが、パルス幅変調信号PWS2を平滑化したものに等しくなるように)制御が行われる。
The
図24に示すように、電圧変換手段1352は、オペアンプ1445、NPNトランジスタ1446、抵抗1440、1442、1447、1448、コンデンサ1441、1443、1444、及び電解コンデンサ1449を含む。
NPNトランジスタ1446のエミッタが電圧変換手段1352の出力となる。
As shown in FIG. 24, the
The emitter of the
圧電トランス駆動回路1306は図6の圧電トランス駆動回路306と同様の構成であるが、インダクタ463の一端が24Vの電源303ではなく、電圧変換手段1352の出力に接続されている。整流回路316、及び出力電圧検出手段322は図6に示されるものと同じである。
The piezoelectric
電圧変換手段1352のオペアンプ1445には、その反転入力端子(−)にパルス幅変調信号PWS3を平滑化した信号が入力され、非反転入力端子(+)に、検出電圧VB3を平滑化した信号が入力され、非反転入力端子(+)の電位が反転入力端子(−)の電位に等しくなるように(検出電圧VB3を平滑化したものが、パルス幅変調信号PWS3を平滑化したものに等しくなるように)制御が行われる。
The
図25は、2次転写バイアス発生部1150の具体的な回路構成を示す。
図22及び図24に示すように、2次転写バイアス発生部1150は、圧電トランス制御部1262のポートOUT4及びOUT5から、駆動周波数信号DFS4及びDFS5を受けるとともに、ポートPWM4及びPWM5からパルス幅変調信号PWS4及びPWS5を受け、これらに基づいて、正の2次転写バイアス及び負の2次転写バイアスを発生して、負荷130としての2次転写ローラに供給する。
FIG. 25 shows a specific circuit configuration of the secondary
As shown in FIGS. 22 and 24, the secondary
2次転写バイアス発生部1150は、電圧変換手段1353、1354、圧電トランス駆動回路1307、1308、圧電トランス312、313、正バイアス整流回路(正極性バイアス整流回路)317、負バイアス整流回路(負極性整流回路)318、及び出力電圧検出手段323、324を含む。
The secondary
図25に示すように、電圧変換手段1353は、オペアンプ1455、NPNトランジスタ1456、抵抗1450、1451、1457、1458、コンデンサ1452、1453、1454、及び電解コンデンサ1459を含む。NPNトランジスタ1465のエミッタが電圧変換手段1353の出力となる。
As shown in FIG. 25, the voltage conversion means 1353 includes an
圧電トランス駆動回路1307は図7の圧電トランス駆動回路307と同様の構成であるが、インダクタ475の一端が24Vの電源303ではなく、電圧変換手段1353の出力に接続されている。
整流回路317及び出力電圧検出手段323は図7に示されたものと同じである。
The piezoelectric
The
電圧変換手段1353のオペアンプ1455には、その非反転入力端子(+)にパルス幅変調信号PWS4を平滑化した信号が入力され、反転入力端子(−)に、検出電圧VB4を平滑化した信号が入力され、反転入力端子(−)の電位が非反転入力端子(+)の電位に等しくなるように(検出電圧VB4を平滑化したものが、パルス幅変調信号PWS4を平滑化したものに等しくなるように)制御が行われる。
The
図25に示すように、電圧変換手段1354は、オペアンプ1465、NPNトランジスタ1466、抵抗1460、1462、1467、1468、コンデンサ1461、1463、1464、及び電解コンデンサ1469を含む。
NPNトランジスタ1466のエミッタが電圧変換手段1354の出力となる。
As illustrated in FIG. 25, the
The emitter of the
圧電トランス駆動回路1308は図7の圧電トランス駆動回路308と同様の構成であるが、インダクタ488の一端が24Vの電源303ではなく、電圧変換手段1354の出力に接続されている。整流回路318、及び出力電圧検出手段324は図7に示されるものと同じである。
The piezoelectric
電圧変換手段1354のオペアンプ1465には、その反転入力端子(−)にパルス幅変調信号PWS5を平滑化した信号が入力され、非反転入力端子(+)に、検出電圧VB5を平滑化した信号が入力され、非反転入力端子(+)の電位が反転入力端子(−)の電位に等しくなるように(検出電圧VB5を平滑化したものが、パルス幅変調信号PWS5を平滑化したものに等しくなるように)制御が行われる。
The
図27は実施の形態3のプリンタエンジン制御基板兼高圧基板301上における、主な回路部品の配置を示す。
例えば、図28に示すように、パルス幅変調信号PWS0、PWS1、PWS2、PWS3、PWS4、PWS5に対して偶数ピン#50、#52、#54、#56、#58、#60が、駆動周波数信号DFS1、DFS2、DFS3、DFS4、DFS5に対して奇数ピン#51、#53、#55、#57、#59が割り当てられる。
即ち、集積回路で構成されるプリンタエンジン制御部1253のピンの割り当てに当たり、互いに隣り合うものがともに駆動周波数信号に割り当てられず、駆動周波数信号に割り当てられたピン相互間にはパルス幅変調信号に割り当てられたピンが位置するように割り当てが行われる。
FIG. 27 shows the arrangement of main circuit components on the printer engine control board / high-
For example, as shown in FIG. 28, even-numbered
That is, when assigning pins of the printer
画像形成動作時の高圧出力タイミングは、実施の形態1に関し図16(a)〜(h)で説明したものと同様となる。
画像形成動作時には帯電バイアス出力の圧電トランス309、1次転写正バイアス出力の圧電トランス310、2次転写バイアスの圧電トランス312が同時に駆動される。
各トランスの166kHzの駆動周波数信号は間に10kHzのパルス幅変調信号が挟まれるために、互いに影響を受けることが無い。圧電トランスも相互に間隔が開いているので出力相互干渉による影響を受けない。
The high voltage output timing during the image forming operation is the same as that described in connection with the first embodiment with reference to FIGS.
During the image forming operation, the
The drive frequency signal of 166 kHz of each transformer is not influenced by each other because the 10 kHz pulse width modulation signal is sandwiched between them. Since the piezoelectric transformers are also spaced apart from each other, they are not affected by the mutual output interference.
図29は、プリンタエンジン制御部1253内に形成された回路のうち、駆動周波数信号DFSi(iは1乃至5のいずれか)及びパルス幅変調信号PWSiを生成するための部分を示す。プリンタエンジン制御部1253内には、それぞれ駆動周波数信号DFS1〜DFS5及びパルス幅変調信号PWS1〜PWM5を生成するための、図29に示すのと同様の5つの回路が設けられている。
図29に示される回路のうち、パルス幅変調信号生成部1512、フラクショナル−N分周器530、出力セレクタ509、インバータ512は、圧電トランス制御部1262の一部を成す。
フラクショナル−N分周器530は、19ビットレジスタ505、誤差保持レジスタ507、加算器506、及び分周器508を有する。
FIG. 29 shows a part for generating the drive frequency signal DFSi (i is any one of 1 to 5) and the pulse width modulation signal PWSi in the circuit formed in the printer
In the circuit shown in FIG. 29, the pulse width modulation
The fractional-
図29に示される回路部分はさらに、設定値レジスタ1503、デューティ指示手段1510、及び周期指示手段1511を有する。
設定値レジスタ1503は、分周比の設定値を保持する。この分周比は、19bitで表されるものであり、整数部と分数部を含む。
The circuit portion shown in FIG. 29 further includes a set
A
周期指示手段1511は、パルス幅変調信号PWMiの周期を設定する。
パルス幅変調信号の周期としては、50MHzのクロックの周期数で表した値を用いる。例えばパルス幅変調信号PWMiの周波数が10kHzの場合には5000(50MHz/10kHz)に相当する16進数、1388hexが周期指示手段1511に設定される。設定された周期は、パルス幅変調信号生成部1512に供給される。
The
As the period of the pulse width modulation signal, a value represented by the number of periods of the 50 MHz clock is used. For example, when the frequency of the pulse width modulation signal PWMi is 10 kHz, a hexadecimal number 1388 hex corresponding to 5000 (50 MHz / 10 kHz) is set in the cycle instruction means 1511. The set period is supplied to the pulse width modulation
デューティ指示手段1510は、対応するバイアス電圧発生部が出力すべきバイアス電圧の目標値(目標電圧)に対応したデューティ値0〜5000をパルス幅変調信号生成部1512に出力する。
The duty instruction means 1510 outputs a
パルス幅変調信号生成部1512は、負バイアスの場合は初期状態でH、即ちデューティ100%の信号を出力しており、正バイアスの場合は初期状態でL、即ちデューティ0%の信号を出力している。一方、ON/OFF信号511が真となり、対応する動周波数信号DFSiの出力が開始された後(当該パルス幅変調信号PWSiが供給されるのと同じバイアス発生部に供給される駆動周波数信号DFSiの出力が開始された後)、目標電圧に対応したデューティのパルス幅変調信号の出力を開始する。
The pulse width modulation
設定値レジスタ1503には分周比が格納されており、設定値レジスタ1503の分周比が初期化時に19bitレジスタ505に分周比として設定される。分周比は例えば4B3A4hexである。
実施の形態3では、19bitレジスタ505の値は上記固定値を維持したまま動作する。
フラクショナル−N分周器530の動作については実施の形態1と同様である。
The division value is stored in the
In the third embodiment, the value of the 19-
The operation of the fractional-
図23に示すように、出力ポートOUT1(OUTiの一例)は166kHzの駆動周波数信号を出力する。この駆動周波数信号は、インバータ512で出力が反転されるのでポートOUT1の出力のHレベルデューティは約65%である。NチャンネルパワーMOSFET424はHレベルデューティが約35%の、166kHzのパルスでスイッチングされる。パルス幅変調信号ポートPWM1は目標値に対応したパルス幅変調信号PWS1を出力する。
As shown in FIG. 23, the output port OUT1 (an example of OUTi) outputs a drive frequency signal of 166 kHz. Since the output of this drive frequency signal is inverted by the
上記した電圧変換手段1350、圧電トランス駆動回路1304、圧電トランス309、整流回路314、及び出力電圧検出手段320の動作により、出力電圧検出手段320の検出電圧を平滑化した電圧が、パルス幅変調信号PWS1を平滑化した信号に一致するように、従って、整流回路314から出力されるバイアス電圧が、目標電圧に一致するように制御が行われる。
The voltage obtained by smoothing the detection voltage of the output voltage detection means 320 by the operation of the voltage conversion means 1350, the piezoelectric
他のバイアス発生部でも、帯電バイアス発生部と同様に、パルス幅変調信号のデューティに対応する値に制御されたバイアス電圧が出力される。 Similarly to the charging bias generator, the other bias generators output a bias voltage controlled to a value corresponding to the duty of the pulse width modulation signal.
以上説明したように、駆動周波数信号を出力するためのピンのうちの奇数ピンのみから出力させることにより隣接する圧電トランスの干渉をなくし、出力リップルを減少させて、均一な画像を得ることができる。 As described above, by outputting only from the odd-numbered pins for outputting the drive frequency signal, interference between adjacent piezoelectric transformers can be eliminated, output ripple can be reduced, and a uniform image can be obtained. .
さらに従来圧電トランス制御集積回路をプリンタエンジン制御集積回路と別としていたものを一体化させることが可能となった。 Furthermore, it has become possible to integrate a conventional piezoelectric transformer control integrated circuit which is separate from the printer engine control integrated circuit.
さらに100kHz以上の駆動周波数信号と出力制御の低い周波数のパルス幅変調信号を交互に配置することにより駆動周波数信号の干渉を抑えつつ同種の信号出力を並置することにより集積回路の効率化が図れるようになった。 Further, by alternately arranging a driving frequency signal of 100 kHz or more and a pulse width modulation signal having a low output control frequency, it is possible to improve the efficiency of the integrated circuit by arranging the same type of signal outputs while suppressing interference of the driving frequency signals. Became.
実施の形態3では、圧電トランスを駆動するための駆動周波数信号DFS1〜OUT5を伝えるためのピン及び配線が互いにとなり合わないようにし、圧電トランスの出力電圧レベルを制御するためのパルス幅変調信号を伝えるためのピン及び配線が介在するようにした。
言い換えると、出力波形の変化が多い駆動周波数信号を伝えるためのピン及び配線と、出力波形の変化が少ないパルス幅変調信号を伝えるためのピン及び配線が交互に配置され、出力波形の変化が多い駆動周波数信号を伝えるためのピン及び配線が互いにとなり合わないようにしている。
In the third embodiment, pins and wirings for transmitting drive frequency signals DFS1 to OUT5 for driving the piezoelectric transformer are prevented from being mutually connected, and a pulse width modulation signal for controlling the output voltage level of the piezoelectric transformer is provided. Pins and wiring for transmission were interposed.
In other words, pins and wiring for transmitting a drive frequency signal with a large change in output waveform and pins and wiring for transmitting a pulse width modulation signal with a small change in output waveform are alternately arranged, resulting in a large change in the output waveform. Pins and wirings for transmitting the drive frequency signal are prevented from being in contact with each other.
本発明においては、カラー4サイクル中間転写方式の画像形成装置として説明したが、モノクロの画像形成装置にも適用可能であるし、タンデム方式の画像形成装置にも適用可能である。 Although the present invention has been described as an image forming apparatus of a color four-cycle intermediate transfer system, it can be applied to a monochrome image forming apparatus or a tandem image forming apparatus.
150 2次転写バイアス発生部、 151 1次転写バイアス発生部、 152 現像バイアス発生部、 153 帯電バイアス発生部、 253 プリンタエンジン制御部、 262 圧電トランス制御部、 304〜308 圧電トランス駆動回路、 309〜313 圧電トランス、 314、316、318 負バイアス整流回路、 315、317 正バイアス整流回路、 320〜324 出力電圧検出手段、 1253 プリンタエンジン制御部、 1262 圧電トランス制御部、 1304〜1308 圧電トランス駆動回路、 1350〜1354 電圧変換手段、 OUT1〜OUT5 出力ポート、 PWM0〜PWM5 出力ポート、 WLD1〜WLD5 配線、 WLP0〜WLP5 配線、 #1〜#120 ピン。
150 Secondary transfer
Claims (4)
複数の圧電トランス駆動回路と、
複数の駆動周波数信号を生成する集積回路を有し、
前記集積回路の相連続するピンのうちの、偶数ピン及び奇数ピンのいずれか一方にのみ、前記の駆動周波数信号が割り当てられ、
前記駆動周波数信号を出力するためのピン相互間に位置するピンは、前記駆動周波数信号の出力、電源への接続、及び接地への接続以外の目的で用いられ、
前記駆動周波数信号を出力するためのピンの間に前記駆動周波数信号の周波数より低い周波数のパルス幅変調信号を出力するためのピンを配置し、
前記パルス幅変調信号が前記圧電トランスから出力される電圧の制御に用いられる
ことを特徴とする圧電トランス駆動装置。 A plurality of piezoelectric transformers;
A plurality of piezoelectric transformer drive circuits;
An integrated circuit that generates a plurality of drive frequency signals;
The driving frequency signal is assigned to only one of the even-numbered pins and the odd-numbered pins among the consecutive pins of the integrated circuit,
Pins located between pins for outputting the drive frequency signal are used for purposes other than the output of the drive frequency signal, connection to a power source, and connection to ground,
A pin for outputting a pulse width modulation signal having a frequency lower than the frequency of the driving frequency signal is arranged between the pins for outputting the driving frequency signal,
Pressure electric transformer driving apparatus you characterized in that the pulse width modulation signal is used to control the voltage output from the piezoelectric transformer.
前記駆動周波数信号と前記パルス幅変調信号は前記同期クロック信号を分周することで生成されたものである
ことを特徴とする請求項1に記載の圧電トランス駆動装置。 Applying a synchronous clock signal to the integrated circuit by a clock signal generating means;
The piezoelectric transformer driving device according to claim 1 , wherein the driving frequency signal and the pulse width modulation signal are generated by dividing the synchronous clock signal.
前記集積回路が、画像形成装置制御集積回路であり、
前記画像形成装置制御集積回路内に、
前記駆動周波数信号を生成する駆動周波数生成回路と、
前記パルス幅変調信号を生成するためのパルス幅変調信号生成部と
が形成されている
画像形成装置。 The piezoelectric transformer driving device according to claim 1 or 2 ,
Said integrated circuit, an image forming apparatus control integrated circuit,
In the image forming apparatus control integrated circuit,
A drive frequency generation circuit for generating the drive frequency signal;
An image forming apparatus comprising: a pulse width modulation signal generation unit configured to generate the pulse width modulation signal.
前記圧電トランス駆動装置は、
同一のプリント基板中に形成された
前記集積回路と、
前記圧電トランス駆動回路をその一部とする高電圧生成回路を有し、
前記集積回路がエンジン制御集積回路であり、
前記エンジン制御集積回路は、
前記圧電トランスを駆動するための駆動周波数信号を生成する駆動周波数信号生成回路と、
パルス幅変調信号を生成するパルス幅変調信号生成回路とを含み、
前記圧電トランスは、
正極性バイアスの出力のための圧電トランスと、
負極性バイアスの出力のための圧電トランスとを含み、
前記正極性バイアスの出力のための圧電トランスと前記負極性バイアスの出力のための圧電トランスが前記プリント基板上で交互に位置するように配置されている
ことを特徴とする画像形成装置。 The piezoelectric transformer driving device according to claim 1 or 2,
The piezoelectric transformer driving device includes:
Formed in the same printed circuit board
The integrated circuit;
A high voltage generation circuit including the piezoelectric transformer driving circuit as a part thereof;
The integrated circuit is an engine control integrated circuit;
The engine control integrated circuit includes:
A driving frequency signal generating circuit for generating a drive frequency signal to drive the piezoelectric transformer,
A pulse width modulation signal generation circuit for generating a pulse width modulation signal,
The piezoelectric transformer is
A piezoelectric transformer for output of positive polarity bias;
Including a piezoelectric transformer for output of negative polarity bias,
Images formed equipment piezoelectric transformer you characterized in that it is arranged to be positioned alternately on the printed circuit board for the piezoelectric transformer and the negative polarity bias output for the output of the positive polarity bias .
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