(57)【要約】【課題】トランスデューサをオフにしたときにおけるトランスデューサの振動を迅速に減衰させる。【解決手段】プリント経路に沿ってプリント可能媒体を伝搬させるように構成された駆動ベルトと、トナーをプリント可能媒体に付着させるのをアシストする超音波振動を発するトランスデューサと、トランスデューサに駆動信号を提供するトランスデューサ駆動制御回路と、を備えており、トランスデューサ駆動制御回路が、駆動信号を選択的に反転してトランスデューサの振動を減衰させる反転駆動部を含む媒体出力装置。【選択図】図３
2008116945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント経路に沿ってプリント可能媒体を伝搬させるように構成された駆動ベルトと、
トナーを前記プリント可能媒体に付着させるのをアシストする超音波振動、を発するトランスデューサと、
前記トランスデューサに駆動信号を提供するトランスデューサ駆動制御回路と、
を備えており、
前記トランスデューサ駆動制御回路が、前記駆動信号を選択的に反転して前記トランスデューサの振動を減衰させる反転駆動部を含む、媒体出力装置。
【請求項２】
前記トランスデューサ駆動制御回路が、前記トランスデューサが実質的に振動を止めると前記トランスデューサ駆動制御回路をリセットする反転信号遮断回路チェーンをさらに含む、請求項１に記載の媒体出力装置。
【請求項３】
前記トランスデューサが、シャントキャパシタと、前記シャントキャパシタと並列の直列共振回路と、をさらに含む、請求項１に記載の媒体出力装置。
【請求項４】
前記トランスデューサが63.2kHz以下で61kHz以上の周波数で発振する、請求項１に記載の媒体出力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、リッチモンドらに対する米国特許第6,157,804号明細書に記述されているもののようなアコースティック転写システムを使用する装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
アコースティック転写アシスト（ＡＴＡ：Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ａｓｓｉｓｔ）装置は、トナーの紙への転写を超音波振動の使用を通して補助するために使用される。ＡＴＡは、粗い、エンボス加工された、あるいはその他の方法で平坦ではない紙にトナーを転写する際に、特に有用である。圧電トランスデューサが、その共振周波数で、適切な減衰と共に駆動される。トランスデューサは非常に高いＱ値を有する共振電気回路で、その共振周波数で駆動される。係数「Ｑ」は、振動システムがそのエネルギーを熱に消散する割合の測定値である。より高いＱ値は、より低い割合の熱消散を示す。トランスデューサ内の振動は、共振回路内の電流に電気的に相似であり、任意の非常に高いＱ値の回路における電流と同様に、電流は、駆動信号の印加又は除去に応答して比較的ゆっくりと上昇及び減少する。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６１５７８０４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
印刷プロセスのある時点では、印刷の質の欠陥を避けるためにトランスデューサが振動を停止することが望ましい。例えば、トランスデューサがある範囲で振動していると、トナーは望まれずにプリンタの機械要素に、その後に他のイメージに転写されることがあり、それらのイメージにおけるエラーを引き起こす。典型的には、トランスデューサをオフにするためには、駆動信号が単純にトランスデューサから遮断される。このオフ方法は、比較的遅い。トランスデューサは、駆動信号が遮断された後、約５ｍｓの間、振動を続ける。このタイプの減衰は、任意の振動する機械システムでは典型的である。振動の遮断とトランスデューサの駆動停止との間の現存する遅れは、現在のＡＴＡシステムに欠陥を作り出すことがある。この遅れのために、媒体のシートの間の空間は、トナーが存在すべきでないところに偶然に塗布されないように延長される必要があり、最終的には、プリント媒体の何枚のシートが任意の所与の時間期間に処理されることができるかに影響を与える。トランスデューサが減衰するためにかかる時間は、最終的にはプリンタの動作時間に影響を与える。高速ＡＴＡを可能にした機械に対しては、この減衰時間は、ジョブ処理時間における顕著な遅れを示すことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ある局面に従うと、媒体出力装置が開示される。この装置は、プリント経路に沿ってプリント可能媒体を伝搬させるように構成された駆動ベルトと、トナーを前記プリント可能媒体に付着させるのをアシストする超音波振動を発する圧電トランスデューサと、を含む。トランスデューサ駆動制御回路は、前記トランスデューサに駆動信号を提供する。前記トランスデューサ駆動制御回路が、前記駆動信号を選択的に反転して前記トランスデューサの振動を減衰させる反転駆動部を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１を参照すると、ＡＴＡシステムを使用する典型的な電子写真装置が描かれている。駆動回路１９’がトランスデューサ１０を、そのノーマルな共振周波数で、180°の位相シフトあり及びなしの両方で振動させる。このアプローチは効果的に、良好に振舞う二次の不足減衰システムに基づいた開ループシステムである。トランスデューサ１０は、媒体のシートがトランスデューサ１０を通過する際に、トナーがプリント媒体１２に付着することをアシストするために使用される。トランスデューサ１０は、駆動ベルト１４に垂直な方向に超音波振動を作り出す。トランスデューサ１０の振動は、61kHz以上63.2kHz以下の範囲、好ましくは約62kHzであるが、63.2kHzと同程度又はそれ以上、あるいは61kHzと同程度又はそれ以下であることができる。この周波数範囲はＡＴＡ装置で使用されるトランスデューサに対する典型的な共振周波数の範囲であるが、異なる共振周波数を有するトランスデューサが使用されるときには、他の周波数範囲が適切であることを理解されたい。モータ化ドラム１６が駆動ベルト１４を回転させ、これがトランスデューサ１０によってプリント媒体を動かす。制御回路１９’がトランスデューサ１０を駆動して、以下により詳細に記述される。プリント媒体１２の各シートの間には一片の空の空間があり、ここでは、最後の先行するシート１８のトレーニングエッジに引き続いたいくらかの遅れの後に、プロセス制御パッチが展開される。シートの立ち下がりエッジからプロセス制御パッチ１８までの遅れの長さは、一部は、トランスデューサ１０が駆動された後の減衰時間によって描かれている。トランスデューサ１０が駆動停止するために長くかかるほど、プロセス制御パッチ１８までの遅れは、トナーが引き続くプリント媒体１２のシートに誤って塗布されないように、長くなければならない。
【０００７】
図２を参照すると、圧電トランスデューサ駆動回路１９の通常動作を描いた回路図が示されている。電圧位相検出器２０が電圧信号及び電流信号を受け取り、それらの間の位相差を決定する。電圧信号は電圧比較器２２から来て、電流信号は電流比較器２４から来る。比較器２２、２４は振幅比較器であり、それらの出力は、入力信号（比較器２４に対しては電流で、比較器２２に対しては電圧）が０より大きいときには値が「１」で、入力信号が０より小さいときには「０」である。比較器２２及び２４はこれより、トランスデューサ１０から与えられた電圧及び電流をそれぞれデジタル化する。位相検出器２０からの出力はパルス幅変調された信号であり、そのＰＷＭデューティサイクルは２つの入力の位相差に比例する。パルス幅変調された信号を使用するために、それは最初にアナログ信号に変換される。フィルタ２６がパルス幅変調された信号を取り、その電圧が検出された位相に比例する位相依存信号を出力する。
【０００８】
フィルタ２６から、位相依存信号がスイッチ４６を通って電圧制御発振器２８に供給される。スイッチ４６は、以下でより詳細に議論される。電圧制御発振器２８の出力の周波数は、位相依存信号の入力電圧によって規定される。すなわち、入力電圧が大きいほど、出力周波数は高い。したがって最終的には、発振器２８から出力される信号の周波数は、位相検出器２０によって検出された位相差に依存する。
【０００９】
発振器２８からの信号は、それから乗算ブロック３０を通過する。この乗算ブロック３０は、発振器２８から出力される駆動信号に対する振幅制御を提供する。所望の制御電圧３２、又はトランスデューサ１０が駆動される制御電圧３２が既知となると、乗算ブロック３０は、電力増幅器３４と共に動作して、駆動信号の電圧を、当該駆動信号と所望の駆動（制御）電圧３２との比較に応じて、増加させまたは減少させる。増幅器３４からの出力信号は、標準バッファ、フィルタリング、及び整流フィードバックループ３６を介して乗算ブロック３０に与えられる。フィードバックループ３６は、それ自身の乗算器３６ａ、増幅器３６ｂ、及び整流器３６ｃを含む。乗算ブロック３０にフィードバックされるのに加えて、増幅器３４からの駆動信号はトランスデューサ１０にも出力されて、トランスデューサ１０の振動を駆動する。
【００１０】
好適なトランスデューサ１０は、シャントキャパシタ３８、及びシャントキャパシタ３８に並列の直列共振回路４０を含む。当業者はトランスデューサ１０の代替的な動作設計を認識するであろうことを理解されたい。シャントキャパシタ３８は、シャントキャパシタ３８に並列のチューニングインダクタ４２によってチューニングされる。
【００１１】
スイープジェネレータ４４が、入力信号の電圧を次第にスイープして、電流が測定可能になる点を見出す。電流が検出可能になると、位相が所望の位相に近付き、切替回路４６がスイープジェネレータ４４からの入力を切り替えて、回路の制御を位相検出器２０に渡す。言い換えると、スイープジェネレータ４４は、全ての可能な周波数を、トランスデューサ１０の共振周波数が位置する狭い周波数帯に狭める。回路はそれから、トナーがプリント媒体１２に塗布されているときにはトランスデューサ１０の共振周波数で駆動され、シートの間のように、すなわちプロセス制御パッチ１８においてのように、プリント媒体が存在しないときには、電流は回路を通って流れない。トランスデューサ１０が自然に減衰される前述の状況では、トランスデューサ１０は、駆動信号が遮断された後にトナーを媒体表面に定着する手助けをしない点まで動作停止するまでに、約５ｍｓを必要とする。反転駆動回路は、トランスデューサ１０が動作停止レベルまで減衰されるために必要な時間を低減する。
【００１２】
ここで図３を参照すると、反転駆動回路５０を示す回路１９’の例示的な実施形態が描かれている。回路１９’は、図３に描かれているように、反転駆動回路５０及びその反転駆動回路が機能することを可能にするサポート回路要素を追加することによる図２の回路の増強である。一般的に、トランスデューサ１０を動作停止することが望まれる時間には、反転駆動回路５０は、定常状態の駆動信号より180°位相がずれた信号を提供する。これは、トランスデューサ１０を、単純にそれを自然に減衰させるよりも顕著に高速に減衰させる。反転駆動回路５０は、反転増幅器５１、及び駆動スイッチ５３を含む。駆動スイッチ５３は、反転側５３ａ及び定常状態側５３ｂを含む。本発明の概念に従うと、ブランク信号５４が印加されて、反転駆動回路５０の反転駆動を開始する。
【００１３】
ブランク信号５４が回路１９’に印加されると、それは駆動スイッチ５３の反転側５３ａを動作させ、これが電流を反転増幅器５１を通って流す。反転増幅器５１は、定常状態の駆動信号より180°位相がずれた駆動信号を作り出す。この反転駆動信号はトランスデューサ１０に印加されて、トランスデューサの発振の高速減衰を実行する。トランスデューサ１０がひとたび発振を停止すると、反転駆動回路が遮断される。ブランク信号５４が存在しないときには、駆動スイッチ５３の定常状態側５３ｂがアクティブになり、電流は、通常のように電力増幅器３４に且つトランスデューサ１０に流れる。
【００１４】
電圧比較器２２と位相検出器２０との間に排他的ＯＲ（ＸＯＲ）ゲート５２を追加すると、回路１９’は、信号が実際に180°位相ずれしているときに、通常の動作信号を検出するようにトリックされることができる。ＸＯＲゲート５２の入力の一つは、電圧比較器２２の出力に取り付けられる。ＸＯＲゲート５２の他方の入力は、ブランク信号５４に取り付けられる。電圧比較器２２からの入力は、回路１９’が動作していくときには「オン」である。すなわち、回路１９’のトランスデューサ駆動部から来る信号が、それが反転されていてもいなくても、存在する。ブランク信号５４が印加されると、それはＸＯＲゲート５２の第２の入力をアクティブ化し、それがＸＯＲゲート５２の出力を反転する。結果として、反転駆動回路５０電圧位相比較器２２から生じてＸＯＲゲート５２の出力で終わる信号は二重に反転されて、位相比較器２０は、駆動信号が全期間に渡って位相が合っていると判断させられる。効果的なことには、回路１９’は、共振信号から180°位相ずれした信号がトランスデューサ１０に印加されているときに、動作を継続する。180°位相ずれした信号は、ブランク信号５４が付加的な入力信号として導入されると、トリガされる。
【００１５】
反転駆動信号が維持されることを許容されると、トランスデューサ電流（及びこれより振動）は、零に向かって且つ零を越えて進み続ける。本発明の目的はトランスデューサ電流のみの零への迅速な減衰を容易にすることであるので、反転信号は、それが零電流状態に近付いたらトランスデューサから遮断されなければならない。抵抗５６における計測で、測定可能な電流がトランスデューサ１０をもはや流れていないと、回路チェーン５８は零電流を検出して、反転電流をトランスデューサ１０に切り替えて、回路１９’を通常動作にリセットする。回路チェーン５８は、ツェナーダイオード５８ａ、増幅器５８ｂ、整流器５８ｃ、及びＡＮＤゲート５８ｄを含む。トランスデューサ１０からの信号は、回路チェーン５８及びＡＮＤゲート５８ｄに供給される。ＡＮＤゲートの他の入力は、位相検出器２０から来る。回路チェーン５８からの信号は、それからスイッチ４６に供給される。反転駆動回路５０及びサポート要素の追加で、トランスデューサ１０の減衰時間は約５ｍｓから約１ｍｓに低減される。
【００１６】
駆動回路１９’がトランスデューサ１０に電流を送らない期間がある。これは、例えば、出力装置が動作していないときに望まれる。しかし、より適切には、回路１９’は、プリント媒体１２が例えば媒体１２のシートの間に、プロセス制御パッチに存在しない、あるいは媒体シートが二重経路で現在反転されているとき、などの期間に、トランスデューサ１０に電流を供給しない。全体的な回路１９’の動作は、ＡＮＤゲート６０によって制御される。ＡＮＤゲート６０は、回路１９’を駆動するために、その入力の両方に信号を受けなければならない。ＡＮＤゲート６０の一つの入力は、イネーブル信号６２に取り付けられている。このイネーブル信号６２は、ジョブを開始するときに印加されて、ジョブが終わると取り除かれる。言い換えると、回路１９’は、印刷ジョブが処理されているときのみ、例えばコピージョブがプログラムされた後にユーザが開始ボタンを押したときに、アクティブになる。イネーブル信号６２の理由に関わらず、それは外部的に印加される。
【００１７】
しかし、ＡＮＤゲート６０は、回路１９’を駆動する前には他の信号を必要とする。この第２の信号は、回路１９’内部から、すなわちＯＲゲート６４から来る。ＯＲゲート６４は、ブランク信号５４が存在されないか（回路１９’の通常動作が望まれていることを示す）、または回路チェーン５８が測定可能なトランスデューサ１０電流が存在することを示す信号を供給するときにアクティブであり、ＡＮＤゲート６０を駆動するために必要な信号を提供する。測定可能なトランスデューサ１０電流があるとき、それは反転駆動が望まれている場合であり、すなわち、トランスデューサ１０の振動が減衰している間である。ブランク信号５４又は回路チェーン５８からの信号の何れかが存在し、且つイネーブル信号６２が存在すると、回路は動作状態になる。それらの条件の一方又は両方が存在しないと、信号はグラウンド６６に向かい、回路１９’は動作しない。
【００１８】
ここで図４を参照すると、回路１９’の概観が提供される。以前の図面では例示的な具現化が述べられたが、回路１９’がより一般的に述べられることができることを理解されたい。回路１９’は駆動回路７０を含み、これは、トランスデューサ駆動信号及び反転駆動信号を生成することができる。先に述べたように、反転駆動信号は、トランスデューサ１０の振動を能動的に減衰させるために、180°位相ずれした共振周波数でトランスデューサ１０に振動を生成する。
【００１９】
一般に、駆動回路７０に所望の動作を行わせることを可能にするために、回路１９’は二重フィードバックループ構造を有する。第1のフィードバックループは駆動信号フィードバックループ７２であり、これは、トランスデューサ１０に到達する前の駆動信号からのフィードバックを伴う。この駆動信号フィードバックループ７２は、駆動回路７０によって出力される信号に対するクオリティ制御のために機能し、駆動回路７０の出力信号が所望の範囲内に留まることを確実にする。第２のフィードバックループは、トランスデューサ動作検出フィードバックループ７４を含む。トランスデューサ動作検出フィードバックループ７４は、位相検出回路７６と回路１９’の外側から導入される反転イネーブル信号７８と共に協調して、駆動回路７０の駆動信号から反転駆動信号への切り替え、ならびに再度の逆転を可能にする。切替回路８０は、反転イネーブル信号７８と、位相検出回路７６及びトランスデューサ動作検出回路７４からの信号とを処理して、駆動回路２０を所望のように駆動及び動作停止するために使用される。
【００２０】
上述の並びにその他の特徴及び機能の様々な、またはそれらの代替が、多くの他の異なるシステム又はアプリケーションと望まれるように組み合わされ得ることが、認識されるであろう。また、それらにおけるその様々な現在は予測されない又は予期されない代替、改変、変化、又は改良が当業者によって引き続き行われ得て、それらもまた、以下の特許請求項によって包含されることが企図されている。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ＡＴＡシステムを使用する媒体出力装置のプロファイル図である。
【図２】典型的なＡＴＡ駆動回路の回路図である。
【図３】逆共振駆動要素を含むＡＴＡ駆動回路の回路図である。
【図４】図３の回路のブラックボックス図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０  トランスデューサ、２０  電圧位相検出器、２２  電圧比較器、２４  電流比較器、２６  フィルタ、２８  電圧制御発振器、３０  乗算ブロック、３２  制御電圧、３４  電力増幅器、３６  整流フィードバックループ、４２  チューニングインダクタ、４４  スイープジェネレータ、４６  スイッチ、５０  反転駆動回路、５１  反転増幅器、５２  ＸＯＲゲート、５３  駆動スイッチ、５４  ブランク信号、５６  抵抗、５８  回路チェーン、６０  ＡＮＤゲート、６２  イネーブル信号、６４  ＯＲゲート、６６  グラウンド。
【図１】
2008116945.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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