[发明专利]高电压发生设备和成像设备

说明书

技术领域

本发明涉及输出高电压的高电压发生设备，更具体地说，涉及能够快速把高电压升高到目标电压的高电压发生设备，和包括所述高电压发生设备的成像设备。

背景技术

在常规的电子照相成像设备中，充电装置使电子照相感光部件(下面称为感光鼓)的表面均匀带电，曝光装置使感光鼓的带电表面曝光，从而形成静电潜像。显影装置用显影剂(下面称为调色剂)显影静电潜像，从而形成调色剂图像，转印装置把显影的调色剂图像转印到记录材料上。定影装置把调色剂图像定影到记录材料上，从而输出定影的调色剂图像。转印装置包括与感光鼓形成夹持部分，并输送记录材料的转印辊。施加极性与调色剂相反的高电压(下面称为转印偏压)，以致调色剂图像被转印到记录材料上。

施加转印偏压的控制将在下面说明。对其施加转印偏压的转印辊的电阻易于随环境温度和湿度变化。当施加的电流值低于期望的转印电流值时，会出现有缺陷的转印。当施加的电流值高于期望的转印电流值时，过度的电流流入记录材料的页边部分(未形成调色剂图像的区域)，在记录材料绕感光鼓一周后，过度电流的影响仍然残留，以致记录材料的痕迹出现在感光鼓上。当小尺寸的记录材料通过转印辊时，大部分的过度转印电流在未被记录材料覆盖的转印辊和感光鼓之间流动，以致会出现称为重影的图像缺陷。为了优化将施加于转印辊的转印偏压，以致不施加过度的转印电流，要测量转印辊的电阻值，然后按照测量结果，恰当地控制转印偏压。这种控制是称为主动转印电压控制(ATVC)的公知控制方法。

在ATVC控制中，在打印指令之后的成像处理之前，在使感光鼓旋转预定时间的时候，对转印辊施加转印偏压，测量此时的施加电流值，然后把测量值反馈给控制器。控制器调整转印偏压，以致施加的电流值变成预定值。在成像处理中的转印期间，对转印辊施加调整后的转印偏压。按照这种ATVC控制，即使转印辊的阻抗随着环境的改变而变化，也能够施加以致施加的电流值成为适当值的转印偏压。

最近，一种用控制器中的软件执行ATVC控制，而不是用硬件执行ATVC控制的方法已成为主流。这是一种简化和稳定电路结构和控制的有效方法。更具体地说，用软件执行以预定电压的形式，对转印辊施加转印偏压，利用控制器监测此时用硬件检测的施加电流值，并根据监测的电流值和目标电流值，得出要施加的转印偏压(电压值)的处理。不过，如果转印偏压的输出范围和负载变化的范围较宽，那么当执行上述利用软件的控制方法时，会出现下述问题。

当起动时施加的偏压的特性随负载条件(例如，负载变动)而大不一样时，在偏压收敛于目标电压之前过去的起动时间会变化，从而会发生过冲(overshoot)或下冲(undershoot)。这会导致图像质量降低，或者感光鼓的退化。

日本专利申请公开No.2004-88965讨论了一种成像设备，其中控制器对于每个预定周期(例如，每10ms)，比较通过模-数(A/D)转换而获得的输出值和目标电压，并按照比较结果，控制驱动升压变压器的脉宽调制(PWM)信号，以减小起动时间的变化，从而减小过冲或下冲。

日本专利申请公开No.2004-88965讨论了一种根据通过从记录材料的前沿开始多次执行A/D转换而获得的输出值，以及反馈的输出电压，计算阻抗的平均值，并根据两个条件，即，计算的平均值的范围(第一条件)和当前的输出值与目标电压之间的差的范围(第二条件)，计算PWM信号的值(即，PWM信号的高电平和低电平脉冲之中的高电平脉冲的时间宽度，下面称为占用(on-duty)或占用宽度)的方法。按照日本专利申请公开No.2004-88965，利用软件的控制使输出电压收敛于期望的转印偏压所需的时间能够被缩短，从而使过冲或下冲能够被减小。

作为快速把高电压升高到目标电压的另一个例子，日本专利申请公开No.9-93920讨论了一种比较电压检测电路的检测电压和稍低于基准电压的第二基准电压，当电压检测电路的检测电压超过第二基准电压时，执行减缓对充当负载的电容器的充电速率的控制的方法。在日本专利申请公开No.9-93920中，从起动时开始顺序设置快速充电区、慢速充电区和维持充电区。在起动开始之后，通过把PWM信号的占用宽度设定成最大占用宽度，输出电压被快速升高。当输出电压变成第二基准电压(例如约90％)时，快速充电区被切换成慢速充电区。在生成PWM信号的脉冲的电路的输入侧，设置积分电路。电容器在起动时的初期被所述积分电路快速充电，而在慢速充电区和维持充电区中，只是被稍微充电和放电，以致抑制过冲或下冲。