(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極および第２電極で構成され、１〜Ｎ番目（Ｎは３以上の整数）まで順番に接続された容量性負荷を備え、
前記容量性負荷それぞれの前記第１電極、及び前記第２電極は、他の容量性負荷の第１電極、又は前記第２電極とコイルを介して接続され、
１番目の容量性負荷から放電される電荷を、１番目の前記容量性負荷と２番目の前記容量性負荷と前記コイルとを接続して２番目の前記容量性負荷へと放電し、
次いで、Ｎ番目の容量性負荷から放電される電荷を、１番目の前記容量性負荷とＮ番目の前記容量性負荷と前記コイルとを接続して１番目の前記容量性負荷へと充電し、
次いで、Ｍ−１番目（Ｍは、２＜Ｍ≦Ｎを満たす整数）の容量性負荷から放電される電荷を、Ｍ−１番目の前記容量性負荷とＭ番目の前記容量性負荷と前記コイルとを接続してＭ番目の前記容量性負荷へと充電することをＭ＝ＮからＭ＝３まで順次実行し、
次いで、１番目の容量性負荷から放電される電荷を、１番目の前記容量性負荷と２番目の前記容量性負荷と前記コイルとを接続して２番目の前記容量性負荷へと放電し、
次いで、Ｎ番目の容量性負荷から放電される電荷を、１番目の前記容量性負荷とＮ番目の前記容量性負荷と前記コイルとを接続して１番目の前記容量性負荷へと充電する
ことにより逆位相のパルス電圧を印加する駆動部を、さらに備えることを特徴とする負荷駆動装置。
【請求項２】
前記容量性負荷それぞれ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。
【請求項３】
前記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。
【請求項４】
前記容量性負荷のうち、放電する側にアノードが接続され、充電する側にカソードが接続されたダイオードを少なくとも１つさらに備えること、
を特徴とする請求項１に記載の負荷駆動装置。
【請求項５】
前記駆動部は、前記容量性負荷が放電をした後にその容量性負荷に対してＶｍｉｎ電源を接続するとともに、前記容量性負荷が充電をした後にその容量性負荷に対してＶｐｐ電源を接続する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の負荷駆動装置。
【請求項６】
請求項１〜５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。
【請求項７】
前記第１電極は、前記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る
ことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記第１電極および前記第２電極は、前記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。
【請求項９】
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６に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
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６に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
第１電極および第２電極で構成され、１〜Ｎ番目（Ｎは３以上の整数）まで順番に接続された容量性負荷にパルス電圧を印加する負荷駆動装置で実行される負荷駆動方法であって、
１番目の容量性負荷の前記第１電極から放電される電荷を、１番目の前記容量性負荷と２番目の前記容量性負荷と前記コイルとを接続して２番目の前記容量性負荷の前記第１電極へと放電する第１放電ステップと、
Ｎ番目の容量性負荷の前記第２電極から放電される電荷を、１番目の前記容量性負荷とＮ番目の前記容量性負荷と前記コイルとを接続して１番目の前記容量性負荷の前記第２電極へと充電する第２放電ステップと、
Ｍ−１（Ｍは、２＜Ｍ≦Ｎを満たす整数）番目の容量性負荷の前記第１電極から放電される電荷を、Ｍ−１番目の前記容量性負荷とＭ番目の前記容量性負荷と前記コイルとを接続してＭ番目の前記容量性負荷へと充電することをＭ＝ＮからＭ＝３まで順次実行する第３〜第Ｎ−１放電ステップと、
１番目の容量性負荷の前記第２電極から放電される電荷を、１番目の前記容量性負荷と２番目の前記容量性負荷と前記コイルとを接続して２番目の前記容量性負荷の前記第２電極へと放電する第Ｎ放電ステップと、
次いで、Ｎ番目の容量性負荷の前記第１電極から放電される電荷を、１番目の前記容量性負荷とＮ番目の前記容量性負荷と前記コイルとを接続して１番目の前記容量性負荷の前記第１電極へと充電する第Ｎ＋１放電ステップと、
を含むことを特徴とする負荷駆動方法。
【請求項１２】
第１電極および第２電極で構成され、１〜Ｎ番目（Ｎは３以上の整数）まで順番に接続された容量性負荷にパルス電圧を印加し、コイルを備える負荷駆動装置を、
１番目の容量性負荷の前記第１電極から放電される電荷を、１番目の前記容量性負荷と２番目の前記容量性負荷と前記コイルとを接続して２番目の前記容量性負荷の前記第１電極へと放電し、
次いで、Ｎ番目の容量性負荷の前記第２電極から放電される電荷を、１番目の前記容量性負荷とＮ番目の前記容量性負荷と前記コイルとを接続して１番目の前記容量性負荷の前記第２電極へと充電し、
次いで、Ｍ−１（Ｍは、２＜Ｍ≦Ｎを満たす整数）番目の容量性負荷の前記第１電極から放電される電荷を、Ｍ−１番目の前記容量性負荷とＭ番目の前記容量性負荷と前記コイルとを接続してＭ番目の前記容量性負荷へと充電することをＭ＝ＮからＭ＝３まで順次実行し、
次いで、１番目の容量性負荷の前記第２電極から放電される電荷を、１番目の前記容量性負荷と２番目の前記容量性負荷と前記コイルとを接続して２番目の前記容量性負荷の前記第２電極へと放電し、
次いで、Ｎ番目の容量性負荷の前記第１電極から放電される電荷を、１番目の前記容量性負荷とＮ番目の前記容量性負荷と前記コイルとを接続して１番目の前記容量性負荷の前記第１電極へと充電する駆動部
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷駆動装置、画像形成装置、負荷駆動方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置でトナーをクラウド化させて現像する方式として、現像ローラの芯金と表面電極に逆位相のパルスを印加する方式が存在する。この方式では、現像ローラの芯金と表面電極は容量性負荷を形成する。
【０００３】
このような容量性負荷の両端へのパルスの印加は、プラズマディスプレイなどの分野でも実施されている。容量性負荷を充放電する負荷駆動装置では、消費電力が大きいことが問題となっており、消費電力低減のためにＬＣ共振でエネルギーを遷移させる技術が既に知られている。例えば、特許文献１では、消費電力を低減する目的で、容量性負荷（プラズマディスプレイ表示セル）の両端子に交互に電圧パルスを印加する駆動方式で、容量性負荷を２つのブロックに分割し各ブロックの電圧位相をずらすことで、共振を利用して各ブロックの容量性負荷間で電荷を充放電する技術が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の方法では、一方の容量性負荷に電圧が印加されている間、他方の容量性負荷の両端子が等電位である。すなわち、容量性負荷の両端に逆位相の電圧パルスを印加できない。一方、クラウド現像は、容量性負荷の両端に逆位相の電圧パルスを印加することでトナーをクラウド化させるので、特許文献１などの従来の方法を適用できない。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、共振を利用し、かつ、容量性負荷の両端に逆位相の電圧パルスを印加可能とすることにより、消費電力を低減できる負荷駆動装置、画像形成装置、負荷駆動方法およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、第１電極および第２電極で構成され、１〜Ｎ番目（Ｎは３以上の整数）まで順番に接続された容量性負荷を備え、前記容量性負荷それぞれの前記第１電極、及び前記第２電極は、他の容量性負荷の第１電極、又は前記第２電極とコイルを介して接続され、１番目の容量性負荷から放電される電荷を、１番目の前記容量性負荷と２番目の前記容量性負荷と前記コイルとを接続して２番目の前記容量性負荷へと放電し、次いで、Ｎ番目の容量性負荷から放電される電荷を、１番目の前記容量性負荷とＮ番目の前記容量性負荷と前記コイルとを接続して１番目の前記容量性負荷へと充電し、次いで、Ｍ−１（Ｍは、２＜Ｍ≦Ｎを満たす整数）番目の容量性負荷から放電される電荷を、Ｍ−１番目の前記容量性負荷とＭ番目の前記容量性負荷と前記コイルとを接続してＭ番目の前記容量性負荷へと充電することをＭ＝ＮからＭ＝３まで順次実行し、次いで、１番目の容量性負荷から放電される電荷を、１番目の前記容量性負荷と２番目の前記容量性負荷と前記コイルとを接続して２番目の前記容量性負荷へと放電し、次いで、Ｎ番目の容量性負荷から放電される電荷を、１番目の前記容量性負荷とＮ番目の前記容量性負荷と前記コイルとを接続して１番目の前記容量性負荷へと充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を、さらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、共振を利用し、かつ、容量性負荷の両端に逆位相の電圧パルスを印加可能とすることにより、消費電力を低減できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、クラウド現像を行う現像装置を含む画像形成装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図２は、クラウドパルスについて説明する図である。
【図３】図３は、負荷駆動装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】図４は、ブリッジ回路を説明するための図である。
【図５】図５は、ブリッジ回路の全体を含む、負荷駆動装置の詳細な構成例を示す図である。
【図６】図６は、４つの容量性負荷を駆動する場合の負荷駆動装置の動作例を示すタイムチャートである。
【図７】図７は、変形例１の負荷駆動装置の構成例を示すブロック図である。
【図８】図８は、変形例２の負荷駆動装置の構成例を示すブロック図である。
【図９】図９は、逆電流防止用ダイオードを有する変形例３の負荷駆動装置の構成例を示す図である。
【図１０】図１０は、現像装置の構成例について説明するための図である。
【図１１】図１１は、トナー担持体の構成例について説明する図である。
【図１２】図１２は、トナー担持体の他の構成例について説明する図である。
【図１３】図１３は、カラー画像を形成する画像形成装置のトナー担持体の構成例について説明する図である。
【図１４】図１４は、画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる負荷駆動装置、画像形成装置、負荷駆動方法およびプログラムの一実施形態を詳細に説明する。
【００１０】
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。
【００１１】
図１は、このような現像装置を含む画像形成装置の構成例を示すブロック図である。画像形成装置は、制御基板２と、負荷駆動装置３と、クラウド現像を行う現像装置４とを備えている。
【００１２】
制御基板２は、画像形成装置の全体を制御し、ＣＰＵ１を備えている。ＣＰＵ１は、図示しないＲＯＭ（Read  Only  Memory）などのメモリに記憶されたプログラムを読み出して負荷駆動装置３を制御する。
【００１３】
現像装置４にクラウドパルスを印加する高圧電源である負荷駆動装置３は、制御基板２から発信される周波数制御信号、Ｖｐｐ制御信号、およびＶｍｉｎ制御信号によりクラウドパルスを発生する。各信号の制御対象は以下の通りである。
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
【００１４】
図２は、クラウドパルスについて説明する図である。図２に示すように、クラウドパルスは、波高値がＶｐｐであり、最低値がＶｍｉｎである。クラウドパルスの周波数、Ｖｐｐ、およびＶｍｉｎは、温湿度環境や画像濃度に応じて最適なクラウドパルスとなるように制御される。以降、説明の簡略化のためクラウドパルスの状態を、波高値をＨとし、最低値をＬとして説明する。
【００１５】
図３は、負荷駆動装置３の構成例を示すブロック図である。負荷駆動装置３は、ＳＷ駆動部３０と、ブリッジ回路５０と、Ｖｐｐ電源１０と、Ｖｍｉｎ電源２０と、出力部４０とを備えている。
【００１６】
Ｖｐｐ電源１０は、図２に示すＶｐｐの電圧値を出力する電源である。Ｖｍｉｎ電源２０は、図２に示すＶｍｉｎの電圧値を出力する電源である。パルスの下限値または上限値が接地電位でよい場合、Ｖｍｉｎ電源２０は不要である。
【００１７】
ＳＷ駆動部３０は、ブリッジ回路５０に含まれる各スイッチ（後述）を制御する。これにより、最低値がＶｍｉｎであり、波高値がＶｐｐであるクラウドパルスが、ブリッジ回路５０から出力部４０を介して現像装置４に出力される。スイッチとしては、例えば高耐圧ＦＥＴ（Field  Effect  Transistor）を用いる。ＳＷ駆動部３０は、各ＦＥＴを所定のタイミングでオンおよびオフにする。
【００１８】
図４は、ブリッジ回路５０を説明するための図である。なお、図４は、説明のためにブリッジ回路５０の一部のみを記載している。ブリッジ回路５０の全体構成については図５で後述する。
【００１９】
ブリッジ回路５０は、スイッチとしてＳＷ  Ｙ１〜ＳＷ  Ｙ４と、を含んでいる。なお、負荷容量５１は、容量性負荷を形成する図１の現像装置４に相当する。ＳＷ  Ｙ１〜ＳＷ  Ｙ４は、図３のＳＷ駆動部３０により所定のタイミングでオンおよびオフされる。ＳＷ  Ｙ１、ＳＷ  Ｙ４がオン、ＳＷ  Ｙ３、ＳＷ  Ｙ２がオフのとき、負荷容量５１の左側の端子がＨとなり、右側の端子がＬになる。ＳＷ  Ｙ１、ＳＷ  Ｙ４がオフ、ＳＷ  Ｙ３、ＳＷ  Ｙ２がオンのとき、負荷容量５１の左側の端子がＬとなり、右側の端子がＨになる。
【００２０】
例えば図１で説明したクラウド現像を行う現像装置４の場合、画像形成装置のステーション数分の容量性負荷（現像装置４）にクラウドパルスを印加する必要がある。画像形成装置のステーションがカラーの４色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）に対応する４つの場合、容量性負荷（現像装置４）の数は４つとなる。以下では、４つの容量性負荷（現像装置４）を備える場合を例に説明する。
【００２１】
図５は、ブリッジ回路５０の全体を含む、負荷駆動装置３の詳細な構成例を示す図である。図５に示すように、負荷駆動装置３は、図３に示すＶｐｐ電源１０、Ｖｍｉｎ電源２０のほかに、コイル（インダクタ）Ｌ１〜Ｌ８を備えている。なお、負荷容量５１〜５４は、４つの容量性負荷（現像装置４）に相当する。
【００２２】
負荷容量５１は、スイッチ（ＳＷ  １１、ＳＷ  Ｙ１３）を介してＶｐｐ電源１０に接続され、スイッチ（ＳＷ  １２、ＳＷ  １４）を介してＶｍｉｎ電源２０に接続される。負荷容量５２は、スイッチ（ＳＷ  ２１、ＳＷ  ２３）を介してＶｐｐ電源１０に接続され、スイッチ（ＳＷ  ２２、ＳＷ  ２４）を介してＶｍｉｎ電源２０に接続される。負荷容量５３は、スイッチ（ＳＷ  ３１、ＳＷ  ３３）を介してＶｐｐ電源１０に接続され、スイッチ（ＳＷ  ３２、ＳＷ  ３４）を介してＶｍｉｎ電源２０に接続される。負荷容量５４は、スイッチ（ＳＷ  ４１、ＳＷ  ４３）を介してＶｐｐ電源１０に接続され、スイッチ（ＳＷ  ４２、ＳＷ  ４４）を介してＶｍｉｎ電源２０に接続される。
【００２３】
負荷容量５１の端子１−Ａは、端子２−Ａとスイッチ（ＳＷ１）とコイルＬ１を介して接続される。また、端子１−Ａは、端子４−Ａとスイッチ（ＳＷ８）とコイルＬ８を介して接続される。端子１−Ｂは、端子２−Ｂとスイッチ（ＳＷ５）とコイルＬ５を介して接続される。端子１−Ｂは、端子４−Ｂとスイッチ（ＳＷ４）とコイルＬ４を介して接続される。
【００２４】
負荷容量５２の端子２−Ａは、端子３−Ｂとスイッチ（ＳＷ２）とコイルＬ２を介して接続される。また、端子２−Ｂは、端子３−Ａとスイッチ（ＳＷ６）とコイルＬ６を介して接続される。
【００２５】
負荷容量５３の端子３−Ａは、端子４−Ａとスイッチ（ＳＷ７）とコイルＬ７を介して接続される。また、端子３−Ｂは、端子４−Ｂとスイッチ（ＳＷ３）とコイルＬ３を介して接続される。
【００２６】
図５の各スイッチ（ＳＷ１〜ＳＷ８、ＳＷ  １１〜ＳＷ  ４４）は、ＳＷ駆動部３０でオンおよびオフが制御される。
【００２７】
図６は、４つの容量性負荷を駆動する場合の負荷駆動装置３の動作例を示すタイムチャートである。図６の「１−Ａ」、「１−Ｂ」、「２−Ａ」、「２−Ｂ」、「３−Ａ」、「３−Ｂ」、「４−Ａ」、および「４−Ｂ」は、それぞれ端子１−Ａ、端子１−Ｂ、端子２−Ａ、端子２−Ｂ，端子３−Ａ、端子３−Ｂ、端子４−Ａ、および端子４−Ｂの電位を表す。Ｈのときの電位が図２のＶｍｉｎ＋Ｖｐｐであり、Ｌのときの電位がＶｍｉｎである。ＳＷ  １１〜ＳＷ  ４４、およびＳＷ１〜ＳＷ８は、Ｈがスイッチオンを表し、Ｌがスイッチオフを表す。
【００２８】
以下、図５の構成の負荷駆動装置３の動作を、図６のタイムチャートに従って説明する。
【００２９】
期間ａ）ＳＷ  １１、ＳＷ  １４、ＳＷ  ２２、ＳＷ  ２４、ＳＷ  ３１、ＳＷ３４、ＳＷ４２、ＳＷ４３がオンの状態で、１−ＡがＨ、１−ＢがＬ、２−ＡがＬ、２−ＢがＬ、３−ＡがＨ、３−ＢがＬ、４−ＡがＬ、４−ＢがＨである。電源をＯＮした際にはすべての電極はＬになっているが、各スイッチを操作することによってこの初期状態へと移行させる。
【００３０】
期間ｂ）ＳＷ  １をオンにする。また、ＳＷ  １１、及びＳＷ  ２２はオフにする。このとき、負荷容量５１と負荷容量５２とコイルＬ１との間においてＬＣ共振が発生する。その結果、１−Ａの電荷が２−Ａに移り、１−ＡがＬに、２−ＡがＨになる。電荷がすべて移動後、ＳＷ  １をオフする。
【００３１】
期間ｃ）ＳＷ  １２、及びＳＷ  ２１をオンにする。この２つのスイッチをオンにすることで、１−ＡにはＶｍｉｎ電源２０から、２−ＡにはＶｐｐ電源１０からそれぞれ電力が供給される。
【００３２】
期間ｄ）ＳＷ  ４をオンにする。また、ＳＷ  １４、及びＳＷ  ４３はオフにする。このとき、負荷容量５４と負荷容量５１とコイルＬ４との間においてＬＣ共振が発生する。その結果、４−Ｂの電荷が１−Ｂに移り、１−ＢがＨに、４−ＢがＬになる。電荷がすべて移動後、ＳＷ  ４をオフにする。
【００３３】
期間ｅ）ＳＷ  １３、及びＳＷ  ４４をオンにする。この２つのスイッチをオンにすることで、４−ＢにはＶｍｉｎ電源２０から、１−ＢにはＶｐｐ電源１０からそれぞれ電力が供給される。
【００３４】
期間ｆ）ＳＷ  ７をオンにする。また、ＳＷ  ３１、およびＳＷ  ４２はオフにする。このとき、負荷容量５３と負荷容量５４とコイルＬ７との間においてＬＣ共振が発生する。その結果、３−Ａの電荷が４−Ａに移り、３−ＡがＬに、４−ＡがＨになる。電荷がすべて移動後、ＳＷ７をオフする。
【００３５】
期間ｇ）ＳＷ  ３２、及びＳＷ  ４１をオンにする。この２つのスイッチをオンにすることで、３−ＡにはＶｍｉｎ電源２０から、４−ＡにはＶｐｐ電源１０からそれぞれ電力が供給される。
【００３６】
期間ｈ）ＳＷ  ２をオンにする。また、ＳＷ  ２１、及びＳＷ  ３４をオフにする。このとき、負荷容量５２と負荷容量５３とコイルＬ２との間においてＬＣ共振が発生する。その結果、２−Ａの電荷が３−Ｂに移り、２−ＡがＬに、３−ＢがＨになる。電荷がすべて移動後、ＳＷ  ２をオフする。
【００３７】
期間ｉ）ＳＷ  ２２、及びＳＷ  ３３をオンにする。この２つのスイッチをオンにすることで、２−ＡにはＶｍｉｎ電源２０から、３−ＢにはＶｐｐ電源１０からそれぞれ電力が供給される。
【００３８】
期間ｊ）ＳＷ  ５をオンにする。また、ＳＷ  １３、及びＳＷ  ２４をオフにする。このとき、負荷容量５１と負荷容量５２とコイルＬ５との間においてＬＣ共振が発生する。その結果、１−Ｂの電荷が２−Ｂに移り、１−ＢがＬに、２−ＢがＨになる。電荷がすべて移動後、ＳＷ  ５をオフする。
【００３９】
期間ｋ）ＳＷ  １４、及びＳＷ  ２３をオンにする。この２つのスイッチをオンにすることで、１−ＢにはＶｍｉｎ電源２０から、２−ＢにはＶｐｐ電源１０からそれぞれ電力が供給される。
【００４０】
期間ｌ）ＳＷ  ８をオンにする。また、ＳＷ  １２、及びＳＷ  ４１をオフにする。このとき、負荷容量５１と負荷容量５４とコイルＬ８との間においてＬＣ共振が発生する。その結果、４−Ａの電荷が１−Ａに移り、４−ＡがＬに、１−ＡがＨになる。電荷がすべて移動後、ＳＷ  ８をオフする。
【００４１】
期間ｍ）ＳＷ  １１、及びＳＷ  ４２をオンにする。この２つのスイッチをオンにすることで、４−ＡにはＶｍｉｎ電源２０から、１−ＡにはＶｐｐ電源１０からそれぞれ電力が供給される。
【００４２】
期間ｎ）ＳＷ  ３をオンにする。また、ＳＷ  ３３、及びＳＷ  ４４をオフにする。このとき、負荷容量５３と負荷容量５４とコイルＬ３との間においてＬＣ共振が発生する。その結果、３−Ｂの電荷が４−Ｂに移り、３−ＢがＬに、４−ＢがＨになる。電荷がすべて移動後、ＳＷ  ３をオフする。
【００４３】
期間ｏ）ＳＷ  ３４、及びＳＷ  ４３をオンにする。この２つのスイッチをオンにすることで、３−ＢにはＶｍｉｎ電源２０から、４−ＢにはＶｐｐ電源１０からそれぞれ電力が供給される。
【００４４】
期間ｐ）ＳＷ  ６をオンにする。また、ＳＷ  ２３、及びＳＷ  ３２をオフにする。このとき、負荷容量５２と負荷容量５３とコイルＬ６との間においてＬＣ共振が発生する。その結果、２−Ｂの電荷が３−Ａに移り、２−ＢがＬに、３−ＡがＨになる。電荷がすべて移動後、ＳＷ  ６をオフする。
【００４５】
期間ｑ）ＳＷ  ２４、及びＳＷ  ３１をオンにする。この２つのスイッチをオンにすることで、２−ＢにはＶｍｉｎ電源２０から、３−ＡにはＶｐｐ電源１０からそれぞれ電力が供給される。
【００４６】
そして、電荷移動後、期間ａの状態に戻る。そして、期間ａ〜期間ｑを繰り返すことで、負荷容量５１〜負荷容量５４のそれぞれの両端子に逆位相のパルス波形を印加することができる。したがって、共振を利用し、かつ、容量性負荷の両端に逆位相の電圧パルスを印加可能とすることにより、外部容量を設けることなく消費電力を低減することができる。また、外部容量を必要としないため、部品点数を削減することができる。さらには、放電完了後の負荷容量５１〜５４をＶｍｉｎ電源２０と接続するとともに、充電完了後の負荷容量５１〜５４をＶｐｐ電源１０と接続することとしたため、放電後の端子の電位をＶｍｉｎに、充電後の端子の電位をＶｍｉｎ＋Ｖｐｐにすることができるようになる。これにより、各スイッチ素子の電流制限用にスイッチ素子と端子間にトランジスタが設けられる場合においても、このトランジスタやスイッチ素子がもつ電気抵抗から電力が消費されることによる電位の低下を抑制することができる。
【００４７】
なお、Ｖｍｉｎ電源２０はパルスの下限値もしくは上限値が接地電位でよい場合、これを省略することができる。また、期間ｃ）、期間ｅ）、期間ｇ）、期間ｉ）、期間ｋ）、期間ｍ）、期間ｏ）、期間ｑ）におけるスイッチの駆動は上述のような電力の補填が必要ない場合には省略することも出来る。
【００４８】
また、負荷容量の数は上記の実施形態では４つとしたが、３以上の所望の数の負荷容量に変更することができる。その場合のスイッチや、コイルの数は回路構成に合わせて変更する。
【００４９】
（変形例１）
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。
【００５０】
端子電圧検出回路６０は、負荷容量５１〜負荷容量５４の端子電圧を検出する回路である。
【００５１】
充放電用のスイッチＳＷ１〜ＳＷ８は、充放電が完全に終了した瞬間にオフにするのが最も電力効率がよい。そこで、変形例１の負荷駆動装置３−２は、各負荷容量の端子の電圧を検知する端子電圧検出回路６０をさらに備え、端子電圧が所定の電圧になったときに、端子電圧検出回路６０からＳＷ駆動部３０−２に充放電終了信号を発信する。所定の電圧とは例えばＶｍｉｎ＋Ｖｐｐ、またはＶｍｉｎである。
【００５２】
ＳＷ駆動部３０−２は、充放電終了信号を受信したときに、スイッチＳＷ１〜ＳＷ８をオフにする。これにより、電力効率を向上させることができる。
【００５３】
（変形例２）
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。
【００５４】
充電電流検出回路７０は、充放電用コイル（コイルＬ１〜Ｌ８）へ流れる電流を検出する回路である。
【００５５】
充放電用コイルへ流れる電流は時間に対して正弦波となり、電流が略０となる時が充放電終了である。そのため充放電用コイルへ流れる電流を検知する充電電流検出回路７０をさらに備え、電流が０になるときに、充電電流検出回路７０からＳＷ駆動部３０−３に充放電終了信号を発信する。
【００５６】
ＳＷ駆動部３０−３は、充放電終了信号を受信したときに、スイッチＳＷ１〜ＳＷ８をオフにする。これにより、電力効率を向上させることができる。
【００５７】
（変形例３）
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。
【００５８】
例えば期間ｂにＳＷ１をオンして１−Ａから２−Ａに放電する場合、ＳＷ１をオフにするタイミングが遅れ、放電終了後もＳＷ１がオンしたままの状態とすると、共振により放電とは逆方向、すなわち、２−Ａから１−Ａに電流が流れる。スイッチには主にＦＥＴが用いられるため、逆方向に電流を流すと破壊等の不具合が発生する。またＳＷ１をオフにするタイミングが早くなり、放電終了前にＳＷ１をオフにするとコイルＬ１に逆起電圧が発生し、ＦＥＴが破壊される。
【００５９】
そこで、変形例３では、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９は、逆電流防止用ダイオードを有する変形例３の負荷駆動装置の構成例を示す図である。図９に示すように、変形例３の負荷駆動装置は、放電する側にアノードが接続され、充電する側にカソードが接続された逆電流防止用のダイオード９０１〜９０８を備えている。
【００６０】
このような構成により、ＦＥＴへの逆電流による破壊を防ぐことができる。また、逆電流が発生しないので、充放電に必要な時間より十分に長い時間、ＳＷ１〜ＳＷ８をオンにすることができ、放電終了前にスイッチをオフにすることによる逆起電圧の発生、および、ＦＥＴの破壊を防止することができる。
【００６１】
次に、画像形成装置の現像装置４の構成例について説明する。図１０は、現像装置４の構成例について説明するための図である。図１０に示すように、現像装置４は、現像剤であるトナーを担持するトナー担持体１０１と、例えば有機感光体（ＯＰＣ）などの感光体１０２とを備えている。
【００６２】
負荷駆動装置３がクラウドパルスをトナー担持体１０１に印加することで、トナーをクラウド状態にし、感光体１０２にトナーを現像させることができる。
【００６３】
図１１は、トナー担持体１０１の構成例について説明する図である。トナー担持体１０１は、その表面に、トナーの搬送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１１０１を有する。絶縁層１１０３を介して設けた下層の電極である導体基材１１０２と電極１１０１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することができる。下層の導体基材１１０２と電極１１０１とが容量性負荷を形成する。
【００６４】
図１２は、トナー担持体１０１の他の構成例について説明する図である。なお、図１２（ａ）はトナー担持体１０１を展開した状態で示す模式的平面説明図、図１２（ｂ）は同じく模式的断面説明図である。
【００６５】
この例は、トナー担持体１０１表面に複数の電極を設け、１本おきの２組を共通にした２相用電極を備え、１８０［°］位相の異なる２相パルス（図２参照）を印加して、隣接電極同士で吸引と反発を繰り返す２相電界を形成するトナー担持体１０１の例である。
【００６６】
このトナー担持体１０１は、絶縁性基材１０１Ａの表面上に複数の電極１１１としてＡ相用電極１１１Ａと、Ｂ相用電極１１１Ｂとを設け、その上に表面保護層１０１Ｂを設けたものである。櫛歯状の電極１１１Ａ、１１１Ｂは、トナーの搬送方向と直交する方向に微細なピッチに並行に設け、両サイドには共通のバスライン１１１Ａａ、１１１Ｂａで２相パルス発生回路である負荷駆動装置３にそれぞれ接続されている。
【００６７】
電極１１１Ａ、１１１Ｂに印加するパルス電圧は、周波数が０．５［ｋＨｚ］〜７［ｋＨｚ］、ＤＣ電圧をバイアスに含むパルス電圧であるが、その波高値は±６０〜±３００［Ｖ］等、電極幅、電極間隔に応じたパルス電圧を印加する。この２相電界の場合は、隣接同士の電界方向の切り替わりに応じてトナーの反発飛翔と吸引飛翔を繰り返し、トナーは相互の電極間を往復移動する。そして、トナー担持体１０１全体は、トナーを搬送する方向に回転移動するものである。
【００６８】
このように、トナー担持体１０１表面のトナーを飛翔させてクラウド化する手段が、トナー担持体１０１表面にトナーの搬送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、各電極に印加する電圧は隣接電極相互の間でトナーを吸引する方向と反発する方向を交互に繰り返す関係の電圧を印加し、トナー担持体１０１が回転移動することでトナーの搬送とクラウド化を行う構成とする。これにより、トナー担持体１０１表面のトナーの搬送に関して、トナーの帯電品質に左右されない安定なトナーの搬送が可能となり、装置全体としても信頼性の高い画像形成装置を実現できる。
【００６９】
図１３は、カラー画像を形成する画像形成装置のトナー担持体の構成例について説明する図である。
【００７０】
カラー画像を形成する画像形成装置で、複数の現像装置を有する場合、２つの現像装置に対して１つの負荷駆動装置３を有する構成にすると、電力や基板配置スペース、コストの観点で最も効率が良い。図１３では、カラー画像の４色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）のうち、ＹおよびＭにそれぞれ対応する現像装置４Ｙおよび４Ｍが負荷駆動装置３ａで駆動され、ＣおよびＫにそれぞれ対応する現像装置４Ｃおよび４Ｋが負荷駆動装置３ｂで駆動される例が示されている。
【００７１】
なお、クラウド現像では、図２のＶｍｉｎが画像濃度に影響し、Ｖｐｐがトナーのクラウド性能に影響する。したがってＶｍｉｎとＶｐｐとを独立に制御するように構成してもよい。これにより、クラウド性能に影響なく画像濃度の調整が可能となる。また、画像濃度に影響なくクラウド量を調整することが可能となる。なお、ＶｍｉｎとＶｐｐの独立の制御は、例えば、制御基板２が、Ｖｐｐ制御信号およびＶｍｉｎ制御信号を独立に出力可能とすることにより実現できる。
【００７２】
図１４は、画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。本図に示すように、この画像形成装置は、コントローラ２１０とエンジン部（Ｅｎｇｉｎｅ）２６０とをＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）バスで接続した構成となる。コントローラ２１０は、画像形成装置全体の制御と描画、通信、図示しない操作部からの入力を制御するコントローラであり、例えば制御基板２に相当する。エンジン部２６０は、ＰＣＩバスに接続可能なプリンタエンジンなどであり、たとえば白黒プロッタ、１ドラムカラープロッタ、４ドラムカラープロッタ、スキャナまたはファックスユニットなどである。なお、このエンジン部２６０には、プロッタなどのいわゆるエンジン部分に加えて、誤差拡散やガンマ変換などの画像処理部分が含まれる。
【００７３】
コントローラ２１０は、ＣＰＵ２１１と、ノースブリッジ（ＮＢ）２１３と、システムメモリ（ＭＥＭ−Ｐ）２１２と、サウスブリッジ（ＳＢ）２１４と、ローカルメモリ（ＭＥＭ−Ｃ）２１７と、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）２１６と、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）２１８とを有し、ノースブリッジ（ＮＢ）２１３とＡＳＩＣ２１６との間をＡＧＰ（Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｏｒｔ）バス２１５で接続した構成となる。また、ＭＥＭ−Ｐ２１２は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）２１２ａと、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２１２ｂと、をさらに有する。
【００７４】
ＣＰＵ２１１は、画像形成装置の全体制御をおこなうものであり、ＮＢ２１３、ＭＥＭ−Ｐ２１２およびＳＢ２１４からなるチップセットを有し、このチップセットを介して他の機器と接続される。
【００７５】
ＮＢ２１３は、ＣＰＵ２１１とＭＥＭ−Ｐ２１２、ＳＢ２１４、ＡＧＰバス２１５とを接続するためのブリッジであり、ＭＥＭ−Ｐ２１２に対する読み書きなどを制御するメモリコントローラと、ＰＣＩマスタおよびＡＧＰターゲットとを有する。
【００７６】
ＭＥＭ−Ｐ２１２は、プログラムやデータの格納用メモリ、プログラムやデータの展開用メモリ、プリンタの描画用メモリなどとして用いるシステムメモリであり、ＲＯＭ２１２ａとＲＡＭ２１２ｂとからなる。ＲＯＭ２１２ａは、プログラムやデータの格納用メモリとして用いる読み出し専用のメモリであり、ＲＡＭ２１２ｂは、プログラムやデータの展開用メモリ、プリンタの描画用メモリなどとして用いる書き込みおよび読み出し可能なメモリである。
【００７７】
ＳＢ２１４は、ＮＢ２１３とＰＣＩデバイス、周辺デバイスとを接続するためのブリッジである。このＳＢ２１４は、ＰＣＩバスを介してＮＢ２１３と接続されており、このＰＣＩバスには、ネットワークインターフェース（Ｉ／Ｆ）部なども接続される。
【００７８】
ＡＳＩＣ２１６は、画像処理用のハードウェア要素を有する画像処理用途向けのＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）であり、ＡＧＰバス２１５、ＰＣＩバス、ＨＤＤ２１８およびＭＥＭ−Ｃ２１７をそれぞれ接続するブリッジの役割を有する。このＡＳＩＣ２１６は、ＰＣＩターゲットおよびＡＧＰマスタと、ＡＳＩＣ２１６の中核をなすアービタ（ＡＲＢ）と、ＭＥＭ−Ｃ２１７を制御するメモリコントローラと、ハードウェアロジックなどにより画像データの回転などをおこなう複数のＤＭＡＣ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｍｅｍｏｒｙ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）と、エンジン部２６０との間でＰＣＩバスを介したデータ転送をおこなうＰＣＩユニットとからなる。このＡＳＩＣ２１６には、ＰＣＩバスを介してＦＣＵ（Ｆａｃｓｉｍｉｌｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）２３０、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）２４０、ＩＥＥＥ１３９４（ｔｈｅ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ  １３９４）インターフェース２５０が接続される。操作表示部２２０はＡＳＩＣ２１６に直接接続されている。
【００７９】
ＭＥＭ−Ｃ２１７は、コピー用画像バッファ、符号バッファとして用いるローカルメモリであり、ＨＤＤ２１８は、画像データの蓄積、プログラムの蓄積、フォントデータの蓄積、フォームの蓄積を行うためのストレージである。
【００８０】
ＡＧＰバス２１５は、グラフィック処理を高速化するために提案されたグラフィックスアクセラレーターカード用のバスインターフェースであり、ＭＥＭ−Ｐ２１２に高スループットで直接アクセスすることにより、グラフィックスアクセラレーターカードを高速にするものである。
【００８１】
なお、負荷駆動装置で実行されるプログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれて提供される。
【００８２】
負荷駆動装置で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録してコンピュータ・プログラム・プロダクトとして提供するように構成してもよい。
【００８３】
さらに、負荷駆動装置で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、第１の実施形態の負荷駆動装置で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
【００８４】
負荷駆動装置で実行されるプログラムは、上述した各部（ＳＷ駆動部）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（プロセッサ）が上記ＲＯＭからプログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ上記各部が主記憶装置上に生成されるようになっている。
【００８５】
なお、画像形成装置としては、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能のうち少なくとも２つの機能を有する複合機のほかに、複写機、プリンタ、スキャナ装置、ファクシミリ装置等の画像形成装置であればいずれにも適用することができる。
【符号の説明】
【００８６】
１  ＣＰＵ
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、５３、５４  負荷容量
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ８  コイル
６０  端子電圧検出回路
７０  充電電流検出回路
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８７】
【特許文献１】特開平１１−３３８４１８号公報
【図１】
0005782987.tif 000002
【図２】
0005782987.tif 000003
【図３】
0005782987.tif 000004
【図４】
0005782987.tif 000005
【図５】
0005782987.tif 000006
【図６】
0005782987.tif 000007
【図７】
0005782987.tif 000008
【図８】
0005782987.tif 000009
【図９】
0005782987.tif 000010
【図１０】
0005782987.tif 000011
【図１１】
0005782987.tif 000012
【図１２】
0005782987.tif 000013
【図１３】
0005782987.tif 000014
【図１４】
0005782987.tif 000015