专利名称：电源电路和图像形成设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于向电子装置提供电力的电源电路和图像形成设备。
背景技术：
电子照相或静电打印图像形成设备中的显影装置通过向显影套筒施加叠加有 DC(直流)电压和AC(交流)电压的电压，利用调色剂有效显影静电潜像。特别地，具有矩形波形的AC电压提高了调色剂相对于潜像的充电效率(调色剂电荷与潜像电荷耦合的比率)。施加于显影套筒的电压需要具有目标值。这是因为如果所施加的电压极大地超过目标电压由此产生过冲(overshoot)，则产生各种问题。例如，电流经由绝缘体的表面或空气层流过非期望的导电体。另外，在混入显影剂的导电杂质中发生气中放电(aerial discharge)，从而破坏潜像。作为用于缓解这些问题的一个解决方案，采用具有足够大的阻抗值的阻尼电阻器。然而，阻尼电阻器的使用同样具有缺点。例如，上升响应和下降响应变得比理想矩形波的上升响应和下降响应慢，由此导致钝的矩形波。与理想矩形波相比，钝的矩形波在充电效率方面较差。阻尼电阻器两端的功率损耗使得向AC电压生成电路的输入功率减半，从而增大了允许能量损耗的空间并且增加了组件成本。在日本特开2002-3M831号公报中，AC电压生成电路由包括四个开关元件的全桥电路构成。在各开关元件接通的时间段的一部分中设置预定断开(OFF)时间段。该结构在不依赖于阻尼电阻器的情况下缓解了过冲。日本特开2002-3M831号公报所公开的发明可以针对特定条件下的显影单元、感光构件、显影高压电源和显影剂，来良好地校正因LC谐振而产生的输出波形失真。然而，与 AC电压生成电路连接的变压器因个体差异而在漏电感上有所变化。由显影套筒和感光构件之间的间隙所形成的电容的大小也根据显影套筒和感光构件的安装(间隙公差)而变化。 谐振波形根据漏电感和负载电容而改变。在上述发明中，需要对于各个图像形成设备设置开关元件的第一接通(ON)时间段、断开时间段和第二接通时间段。近来，为了更高的充电效率，显影套筒和感光构件之间的间隙趋于更小。如下给出该间隙的电容Cl。Cl = ε S/dε 介电常数S 有助于显影的部分处的显影套筒和感光构件之间的相对面积d 显影套筒和感光构件之间的相对距离只要变化公差Ad不改变，即使间隙距离d减小，Ad也大于d。由于电容Cl与距离d成反比，因而电容Cl对Ad的变化灵敏度增大。除图像形成设备的个体差异以外，出厂后也可能产生新的变化。例如，感光构件和显影单元是消耗品，并且有时被更换。另外， 调整显影套筒和感光构件之间的间隙距离d的抵接构件被磨损。此外，构件可能因为温度和湿度而变形。从显影高压电源电路到显影套筒和感光构件的路径的阻抗可能改变。在该情况下，即使在出厂时调整开关元件的接通时间段和断开时间段以使得不会产生失真，谐振波形也会随时间而改变。特别地，省略了阻尼电阻器或减少了阻尼电阻器数量的图像形成设备的波形与通过阻尼电阻器充分钝化后的波形相比，在对电容Cl的变化的灵敏度方面更高。因此，波形变得不同于理想矩形波，从而影响稳定显影。
发明内容
本发明的特征是即使电感或电容的大小动态地改变，也通过维持矩形波的形状， 在降低对阻尼电阻器的依赖性的同时实现稳定显影。本发明提供一种电源电路，包括交流电压生成单元，用于生成具有矩形波形状的交流电压；电压转换单元，用于将由所述交流电压生成单元所生成的交流电压转换成预定的输出电压；以及调整单元，用于监视所述输出电压，并且根据所述输出电压的矩形波中所生成的波形失真来调整用于驱动所述交流电压生成单元的驱动模式，其中，所述驱动模式是如下模式在所述交流电压的矩形波的半周期中，具有向所述电压转换单元施加所述交流电压的第一接通时间段、未向所述电压转换单元施加所述交流电压的断开时间段、以及向所述电压转换单元施加所述交流电压的第二接通时间段，以及所述调整单元调整所述第一接通时间段、所述断开时间段和所述第二接通时间段的比率，从而减小所述波形失真。本发明还提供一种图像形成设备，包括电源电路；显影构件，其中，将从所述电源电路所提供的电压施加给所述显影构件；图像承载体，用于承载静电潜像，其中，利用从所述显影构件所提供的显影剂对所述静电潜像进行显影；以及转印构件，用于将显影剂图像从所述图像承载体转印至打印介质上，其中，所述电源电路包括交流电压生成单元，用于生成具有矩形波形状的交流电压；电压转换单元，用于将由所述交流电压生成单元所生成的交流电压转换成预定的输出电压；以及调整单元，用于监视所述输出电压，并且根据所述输出电压的矩形波中所生成的波形失真来调整用于驱动所述交流电压生成单元的驱动模式，其中，所述驱动模式是如下模式在所述交流电压的矩形波的半周期中，具有向所述电压转换单元施加所述交流电压的第一接通时间段、未向所述电压转换单元施加所述交流电压的断开时间段、以及向所述电压转换单元施加所述交流电压的第二接通时间段，以及所述调整单元调整所述第一接通时间段、所述断开时间段和所述第二接通时间段的比率， 从而减小所述波形失真。通过以下(参考附图)对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。
图1是示出图像形成设备的示意性断面图；图2是示出电源装置的电路图；图3是示出基本操作的流程图；图4是示出驱动模式和变压器的输出电压的波形图；图5A和5B是各自示例性说明需要调整驱动模式的输出电压的波形的波形图；图6是示出调整模式的流程图；图7A和7B是示例性说明调整期间各个波形的波形图；图8A和8B是示例性说明调整期间各个波形的波形图9是示出电源装置的电路图；以及图10是示出用于判断是否触发调整模式的处理的流程图。
具体实施例方式第一实施例图1所示的图像形成设备100是包括根据本发明的电源电路的电子照相式多色图像形成设备。注意，本发明也可应用于单色图像形成设备。图像形成设备100包括利用黄色、品红色、青色和黑色这四个不同颜色的显影剂(调色剂)形成图像的四个图像形成站Y、 M、C和K。这些图像形成站具有大致相同的结构，并且作为代表将说明黄色图像形成站。当控制整个图像形成设备100的主机控制器210(图2、接收到用于在打印介质P 上形成图像的指示时，感光构件1、中间转印带51、充电辊2、显影套筒41、一次转印辊53、 二次转印辊对56和定影单元7开始转动。从高压电源(未示出)向充电辊2施加DC电压或通过在DC电压上叠加正弦电压所获得的高电压。将与充电辊2接触的感光构件1的表面充电至与从高压电源均勻施加的DC电压相同的电位。然后，感光构件1的表面转动以移动至来自曝光装置3的激光照射的位置。曝光装置3发出与图像信号相对应的光L，从而形成静电潜像。图2所示的电源装置200向显影单元4的显影套筒41施加通过在DC电压上叠加AC电压(矩形波的电压)所获得的高电压(显影偏压)。显影偏压在调色剂中生成负电荷。调色剂对来自显影套筒41的正电位潜像进行显影，从而形成调色剂图像。显影套筒41是从电源装置所提供的电压所施加至的显影构件的例子。感光构件1是用于承载利用从显影构件所提供的显影剂进行显影的静电潜像的图像承载体的例子。随着感光构件 1的转动，感光构件1表面上的调色剂图像移动到一次转印辊53。然后，将调色剂图像转印至中间转印带51。注意，对Y、M、C和K调色剂图像进行定位并且将其转印至中间转印带51 上。最后，将多个颜色的调色剂图像叠加并形成在中间转印带51上。中间转印带51是图像承载体的另一例子。随着中间转印带51的转动，中间转印带51表面上的多个颜色的调色剂图像移动到二次转印辊对56。二次转印辊对56将多个颜色的调色剂转印至打印介质 P上。二次转印辊对56是用于将来自图像承载体的显影剂图像转印至打印介质上的转印构件的例子。定影单元7利用压力和温度将被转印至打印介质P上的调色剂图像定影至打印介质P。图2示出用于生成显影偏压的电源装置200、显影单元4和感光构件1。电源装置 200包括AC电压生成电路201、变压器Tl、用于生成DC电压的DC电压源211、电压检测电路209和控制电路220。AC电压生成电路201用作生成具有矩形波形状的AC电压的AC电压生成单元。AC 电压生成电路201包括四个半导体开关元件Ql、Q2、Q3和Q4、以及驱动信号生成电路202。 这四个半导体开关元件Q1、Q2、Q3和Q4构成针对变压器Tl的全桥电路。变压器Tl用作将由AC电压生成单元所生成的AC电压转换成预定输出电压的电压转换器。AC电压生成电路 201和变压器Tl生成并输出要叠加在DC电压上的AC电压(矩形波)。根据来自CPU203 的输出指示，驱动信号生成电路202输出门信号以接通Q1、断开Q2、断开Q3和接通Q4。结果，施加电压，以使得变压器绕组端Ta的电位变得高于Tb的电位，从而在次级绕组中生成具有正振幅的电压。类似地，根据输出指示，驱动信号生成电路202输出门信号以断开Q1、接通Q2、接通Q3和断开Q4。然后，施加电压，以使得变压器绕组端Tb的电位变得高于Ta 的电位，从而在次级绕组中生成具有负振幅的电压。电压检测电路209包括由电阻器R2和R3构成的分压电路以及与分压电路连接的电容器C3。电压检测电路209检测从变压器Tl输出的AC电压(输出电压)。电压检测电路209将检测到的输出电压输出给控制电路220。在控制电路220中，比较器205使用考虑到相对于目标振幅值的允许误差所确定出的上限输出值Vol作为阈值。比较器206使用考虑到相对于目标振幅值的允许误差所确定出的下限输出值Vul作为阈值。峰值检测电路208求出检测到的输出电压Vsns的峰值电压Vp。比较器207将峰值电压Vp与阈值Vo2和Vu2进行比较。CPU 203是基于从比较器205、206和207所输出的比较结果来确定驱动模式的运算单元。也就是说，CPU 203用作如下的调整单元监视输出电压，并根据输出电压的矩形波中所生成的波形失真来调整用于驱动AC电压生成单元的驱动模式。驱动模式是如下模式在AC电压的矩形波的半周期中，具有向电压转换器施加AC电压的第一接通时间段、未向电压转换器施加AC电压的断开时间段以及向电压转换器施加AC电压的第二接通时间段(例如，图4)。CPU 203通过调整第一接通时间段、断开时间段和第二接通时间段的比率来调整驱动模式，以减小波形失真。 存储器204存储由CPU 203所确定出的驱动模式。基本操作将参考图3说明电源装置200的基本操作。在接受到来自用户的图像形成指示时， 主机控制器210向CPU 203发送指示以输出具有矩形波形状的AC电压。在步骤Si，在接收到来自主机控制器210的输出指示时，CPU 203读出存储在存储器204中的驱动模式，并且将该驱动模式输出给驱动信号生成电路202。驱动信号生成电路202向各半导体开关元件输出与该驱动模式相对应的门信号。响应于此，变压器Tl向次级侧输出AC电压。将AC电压叠加在从DC电压源211输出的DC电压上，从而生成矩形波的高电压，并且将该高电压提供给显影套筒41。该驱动模式通过CPU 203进行调整，存储在存储器204中。图4示例性说明驱动模式。图4从上面开始顺次示出半导体开关元件Ql和Q4的驱动模式、半导体开关元件Q2和Q3的驱动模式、输出电压Vsns以及表示是否变换成调整模式的标志值。关注于半导体开关元件Ql和Q4的驱动模式以及半导体开关元件Q2和Q3的驱动模式，这些驱动模式在矩形波的每半个周期Thalf中重复接通时间段和断开时间段。特别地，在本实施例中，由第一接通时间段Tonl、断开时间段Toff和第二接通时间段Ton2构成接通时间段。根据波形中所生成的失真来调整这些时间段的比率。在步骤S2，基于在半导体开关元件Ql和Q4的断开时间段Toff期间从比较器205 所输出的比较结果，CPU 203判断输出电压Vsns是否超过了第一阈值Vol。也就是说，CPU 203用作判断断开时间段内来自电压转换器的输出电压Vsns是否超过了第一阈值Vol的第二判断单元。比较器205输出对输出电压Vsns和第一阈值Vol进行比较的结果。如果输出电压Vsns超过了第一阈值Vol，则波形失真超出允许而变得格外大。在这种情况下，处理进入步骤S3。在步骤S3，CPU 203在表示是否变化成调整模式的标志中设置“1”。注意，“1”表示变换成调整模式，并且“0”表示不变换成调整模式。如果输出电压Vsns没有超过第一阈值Vol，则处理不必变换成调整模式，并且进入步骤S4。在步骤S4，基于在半导体开关元件Ql和Q4的第二接通时间段期间从比较器206 所输出的比较结果，CPU 203判断输出电压Vsns是否低于第二阈值Vul。CPU 203用作判断第二接通时间段内来自电压转换器的输出电压是否低于第二阈值Vul的第三判断单元， 其中，第二阈值Vul小于第一阈值。比较器206输出对输出电压Vsns和第二阈值Vul进行比较的结果。如果输出电压Vsns低于阈值Vul，则失真超出允许而变得格外大。由于需要校正驱动模式，因而处理进入步骤S5。在步骤S5，CPU 203在表示是否变换成调整模式的标志中设置“1”。如果输出电压Vsns等于或高于第二阈值Vul，则处理无需变换成调整模式，并且进入步骤S6。注意，在步骤S3或S5设置复位指示“1”之前，该标志一直保持锁定。CPU 203也将该标志值通知给主机控制器210。在步骤S6，CPU 203判断是否接收到来自主机控制器210的矩形波输出停止指示。 如果CPU 203没有接收到输出停止指示，则处理返回到步骤Si，以继续输出矩形波。如果 CPU 203已接收到输出停止指示，则处理进入步骤S7。在步骤S7，CPU 203停止矩形波的输出。在步骤S8，CPU 203判断是否接收到来自主机控制器210的用于变换成调整模式的指示。主机控制器210预先判断从CPU203所通知的标志是否为“1”(是否变换成调整模式)。如果该标志为“1”，则主机控制器210向CPU 203发送指示以变换成调整模式。在接收到调整模式变换指示时，CPU 203进入步骤S9。在步骤S9，CPU 203变换成用于调整驱动模式的调整模式。这样，当断开时间段内来自电压转换器的输出电压超过了第一阈值或者第二接通时间段内来自变压器Tl的输出电压低于第二阈值时，CPU 203调整驱动模式。如果该标志为“0”，则处理进入步骤S10，并且主机控制器210向CPU 203发送指示以变换成待机模式。在接收到待机模式变换指示时，CPU 203进入步骤S10。在步骤S10， CPU 203变换成待机模式，以等待来自主机控制器210的输出指示。将参考图5A和5B说明需要调整驱动模式的情况。图5A和5B从上面也顺次示出了半导体开关元件Ql和Q4的驱动模式、半导体开关元件Q2和Q3的驱动模式、输出电压 Vsns以及表示是否变换成调整模式的标志值。图5A中的箭头表示在断开时间段Toff中输出电压Vsns超过了第一阈值Vol的情况。当矩形波的波形失真大到足以生成这种向上过冲时，需要调整驱动模式。图5B中的箭头表示在第二接通时间段Ton2中输出电压Vsns变得低于第二阈值 Vul的情况。当矩形波的波形失真大到足以生成这种向下过冲时，需要调整驱动模式。调整模式将参考图6说明调整模式。在步骤Sll，CPU 203将断开时间段Toff的值复位成初始值。通过考虑变压器Tl的次级侧上的LC谐振的变化范围来确定断开时间段Toff的初始值。例如该初始值是CPU 203可设置的断开时间段的最大值。在本实施例中，首先改变断开时间段Toff和第一接通时间段Tonl，但是矩形波的半周期Thalff保持恒定。在调整了第一接通时间段和半波断开时间段Toff的长度之后，调整第二接通时间段Ton2以维持第一接通时间段Tonl、断开时间段Toff和第二接通时间段的总和等于半周期Thalf。
在步骤S12，CPU 203向驱动信号生成电路202输出通过调整第一接通时间段 Tonl、断开时间段Toff和第二接通时间段Ton2所生成的新的驱动模式。在步骤S13，CPU 203判断在输出电压中是否生成了波形失真。例如，CPU 203判断断开时间段Toff中获取到的输出电压Vsns是否等于或低于第三阈值Vo2并且等于或高于第四阈值Vu2。此时，峰值检测电路208获取每一周期的断开时间段Toff中的输出电压 Vsns,并且保持具有最大值的峰值电压Vp。当断开时间段结束并且变换成第二接通时间段时，比较器207将输出电压Vp和第三阈值Vo2进行比较，并且还将输出电压Vp和第四阈值 Vu2进行比较。CPU 203接收来自比较器207的比较结果。如果输出电压Vsns高于第三阈值Vo2或者低于第四阈值Vu2，则处理进入步骤S14。这样，CPU 203用作检测来自电压转换器的输出电压中所生成的波形失真的失真检测单元。电压检测电路209和峰值检测电路 208用作检测断开时间段内来自电压转换器的输出电压的峰值电压Vp的第一电压检测单元。比较器207和CPU 203用作判断峰值电压是否超过了第三阈值Vo2的第四判断单元。注意，步骤S13中的判断处理包括判断作为对第一接通时间段中的功率输入的应答的峰值电压Vp的大小是否落在目标电压范围内。也就是说，CPU 203用作判断电压转换器的输出电压是否落在上限为第三阈值Vo2且下限为第四阈值Vu2的范围内的第六判断单元。另外，CPU 203用作具有如下功能的失真检测单元当电压转换器的输出电压落在该范围内时，判断为没有生成失真，并且当电压转换器的输出电压落在该范围之外时，判断为生成了失真。注意，第三阈值Vo2满足条件Vtar < Vo2 < Vol，并且第四阈值Vu2满足条件 Vtar > Vu2 > Vul。如果满足 Vu2 < Vp < Vo2,则满足 Vul < Vp < Vol。在步骤S14，CPU 203判断输出电压Vp是否超过了第三阈值Vo2。当第一接通时间段Tonl过长时，输出电压Vp超过第三阈值Vo2。在这种情况下，处理进入步骤S15。在步骤S15，CPU 203通过从当前驱动模式中所设置的第一接通时间段Tonl减去预定调整时间At来调整第一接通时间段Tonl。相反，当第一接通时间段Tonl过短时，输出电压Vp变得低于第四阈值Vu2。在这种情况下，处理进入步骤S16。在步骤S16，CPU 203通过向当前驱动模式中所设置的第一接通时间段Tonl相加预定调整时间At来调整第一接通时间段Tonl。这样，CPU 203用作具有如下功能的调整单元当峰值电压超过了第三阈值时，缩短第一接通时间段，并且当峰值电压没有超过第三阈值时，延长第一接通时间段。然后，处理返回到步骤S12。在步骤S13，如果断开时间段Toff中获取到的输出电压Vsns落在第三阈值Vo2到第四阈值Vu2的范围内，则无需调整驱动模式。也就是说，在调整步骤S15或S16，满意地调整了驱动模式。在这种情况下，处理进入步骤S17。在步骤S17，CPU 203向驱动信号生成电路202输出调整后的驱动模式。在特定周期的峰值电压Vp落在预定范围内之后，CPU 203从下一周期开始，使用电压检测电路209监视和检测第二接通时间段中的输出电压Vsns。电压检测电路209用作检测第二接通时间段内来自电压转换器的输出电压Vsns的第二电压检测单元。在步骤S18，CPU 203使用比较器206判断第二接通时间段中的输出电压Vsns是否低于第四阈值Vu2。也就是说，CPU 203用作判断由第二电压检测单元所检测到的输出电压Vsns是否低于第四阈值Vu2的第五判断单元。CPU 203将比较器206用的阈值预先从第二阈值Vul改变成第四阈值Vu2。如上所述，在调整模式开始时，将断开时间段Toff设置成最大值(初始值)。因此，断开时间段从不会变得太短，并且仅考虑断开时间段太长的情况就足够了。因此，将输出电压Vsns与用作下限阈值的第四阈值Vu2进行比较就足够了。如果比较器206的比较结果表示检测到了低于第四阈值Vu2的输出电压Vsns，则处理进入步骤 S19。在步骤S19，CPU 203通过从断开时间段Toff减去预定调整时间Δ t来调整断开时间段Toff。也就是说，CPU 203用作具有如下功能的调整单元当由第二电压检测单元所检测到的输出电压Vsns低于第四阈值时，缩短断开时间段。此后，处理返回到步骤S17。 在下一周期的驱动模式中反映该调整结果。如果比较器206的比较结果表示没有检测到低于第四阈值Vu2的输出电压Vsns， 则表示波形失真变得十分的小。在这种情况下，处理进入步骤S20。在步骤S20，CPU 203停止驱动模式的输出。CPU 203用作具有如下功能的调整单元如果由第二电压检测单元所检测到的输出电压Vsns等于或高于第四阈值，则不调整断开时间段。在步骤S21，CPU 203将调整后的驱动模式，即第一接通时间段Tonl、断开时间段 Toff和第二接通时间段Ton2的参数存储在存储器204中。最后，在步骤S22，CPU 203将标志复位成“0”，从而结束调整模式。从下一图像形成开始，将存储在存储器204中的驱动模式输出给驱动信号生成电路202。图7A、7B、8A和8B示出调整期间的测量波形。图7A、7B、8A和8B从上面开始顺次示出半导体开关元件Ql和Q4的驱动模式、半导体开关元件Q2和Q3的驱动模式以及输出电压Vsns0图7A示出在步骤S13中峰值电压Vp高于第三阈值Vo2时的各个波形。箭头Al 表示断开时间段的峰值电压Vp ( > Vo2)。图7B示出在步骤S13中峰值电压Vp低于第四阈值Vu2时的各个波形。箭头A2 表示断开时间段的峰值电压Vp ( < Vu2)。图8A示出在步骤S15或S16中调整了第一接通时间段Tonl时的各个波形。箭头 A3表示在断开时间段中等于或高于Vu2且等于或低于Vo2的Vp。箭头A4表示在第二接通时间段中Vsns < Vu2的状态。图8B示出在结束断开时间段的调整时的各个波形。通过图7A—图8A—图8B或者图7B —图8A —图8B的处理，获得了整形后的矩形波。为了说明方便，已经通过使可视性优先示例性说明了具有大的谐振振幅的波形。 实际上，将第一阈值Vol和第二阈值Vul设置到误差不会影响显影的范围内。将第三阈值 Vo2、第四阈值Vu2和预定调整时间Δ t设置成可控的分辨率。可以通过模拟电路或者通过利用CPU 203计算经由A/D转换器所获取到的数据来实现上述比较器205、206和207、以及峰值检测电路208。为了说明方便，将阈值Vol、VuU Vo2和Vu2、断开时间段Toff、第二接通时间段 Ton2和峰值电压Vp设置成正振幅，但是也可以将其设置成负振幅。可以独立地设置它们的符号。
假定第二接通时间段Ton2的结束时刻与半波的切换时刻一致。然而，第二接通时间段Τοη2的结束时刻可以先于该切换时刻，只要第二接通时间段Τοη2长于根据谐振频率的假定的变化所求出的一个谐振周期即可。在根据本实施例的基本操作的步骤S2，比较器205将断开时间段Toff中的输出电压Vsns和第一阈值Vol进行比较。代替地，峰值检测电路208可以将峰值电压Vp和第一阈值Vol进行比较，并且基于比较结果，CPU 203可以判断是否将标志设置成“1”。在上述说明中，一旦满足阈值条件，则将表示是否变换成调整模式的标志设置成 “ 1 ”。然而，为避免故障，主机控制器210可以包括计数器，并且当使阈值条件满足了 N次时 (N为1以上的自然数)，可以将该标志设置成“1”。可选地，主机控制器210可以包括计时器，并且当使阈值条件保持满足预定时间时，可以将该标志设置成“1”。根据第一实施例，CPU 203调整第一接通时间段、断开时间段和第二接通时间段的比率，以减小波形失真。即使电感或电容的大小动态地改变，也可以维持矩形波的形状。结果，在降低对阻尼电阻器的依赖性的同时，可以实现稳定的显影。在第一实施例中，基于输出电压是否落在设计图像形成设备时所确定出的目标电压范围内，来判断是否进行调整模式。例如，当在断开时间段中测量出的输出电压超过了第一阈值vol时，进行调整模式。另外，当在第二接通时间段中测量出的输出电压低于第二阈值Vul时，进行调整模式。可以对要提供给图像形成设备的电压进行控制，以落在按照设计所假设的范围内。在第一实施例中，如果在断开时间段中测量出的峰值电压超过了第三阈值Vo2，则缩短第一接通时间段，并且如果该峰值电压没有超过第三阈值，则延长第一接通时间段。通过延长或缩短第一接通时间段，断开时间段中的峰值电压可以落在按照设计所假设的范围内。如果输出电压低于第四阈值Vu2，则缩短断开时间段，从而使输出电压落在按照设计所假设的范围内。第二实施例在第一实施例中，基于来自变压器Tl的输出电压Vsns的值来判断是否进行调整。 在第二实施例中，主机控制器210基于图像形成的次数来判断是否进行调整。还可以组合第一上述例和第二实施例，并且根据第一实施例或第二实施例，在标志被设置成“1”时进行调整。将不再重复说明与第一实施例共同的事项。除没有配置比较器205并向容纳感光构件1的处理盒添加了标记存储器(memory tag) 901外，图9所示的根据第二实施例的电源装置200与图2所示的电源装置200基本相同。标记存储器901是存储图像形成次数的非易失性存储装置。通常，由于感光构件1执行很多次图像形成处理，因而感光构件1的表面上的感光层被磨损，由此使图像承载体功能降低。感光构件1的使用寿命短于图像形成设备100的使用寿命。也就是说，感光构件1是定期或根据需要来更换的消耗部件。当更换感光构件 1时，感光构件1和显影套筒41之间的距离d可能因为感光构件1的变化或安装公差等而改变。当间隙距离d改变时，由该间隙所形成的电容Cl的值也改变。由于该原因，当检测到更换感光构件1时，主机控制器210需要调整驱动模式。可以根据存储在标记存储器901 中的图像形成次数来检测感光构件1的更换。如果图像形成次数小于预定数量，则认为近来更换了感光构件1。
将参考图10所示的流程图来说明是否变换成调整模式的判断处理。感光构件1 通常在图像形成设备100的电源装置200处于OFF时更换。在步骤S31，当接通图像形成设备100的电源时，主机控制器210检查各颜色的感光构件1的状态。感光构件1的处理盒包括记录图像形成计数的标记存储器901。在每一图像形成操作中，主机控制器210都将所累计的图像形成计数写入标记存储器901中。主机控制器210管理各颜色的感光构件1 的图像形成计数。主机控制器210用作对图像形成次数进行计数的计数单元。主机控制器 210从标记存储器901读出表示图像形成计数的信息。在步骤S32，主机控制器210判断各颜色的感光构件1是否需要调整驱动模式。例如，主机控制器210判断所读出的图像形成计数是否等于或小于预定薄片计数。这样，主机控制器210用作判断由计数单元计数出的图像形成次数是否等于或小于预定次数的第一判断单元。如果不存在图像形成计数等于或小于预定薄片计数的感光构件1，则处理进入步骤 S34。在步骤S34，主机控制器210变换成待机模式，以等待图像形成。除非图像形成次数等于或小于预定数量，否则用作调整单元的CPU 203不调整驱动模式。如果存在图像形成计数等于或小于预定薄片计数(例如，100张)的感光构件1， 则处理进入步骤S33。在步骤S33，主机控制器210在该颜色的标志中设置“ 1”。在步骤S35，主机控制器210指示CPU 203变换成调整模式。第一实施例中已经说明了该调整模式。如果图像形成次数等于或小于预定数量，则CPU 203调整驱动模式。在第二实施例中，如果即使更换了多个颜色中一个颜色的感光构件1，也调整驱动模式。然而，不管颜色的数量如何，用于进行调整模式所需的时间几乎不变。因此，在即使更换了一个颜色的感光构件1时，也可以针对所有颜色的图像形成站来执行调整模式。作为极端情况，预定薄片计数可以是100张或0张。在安装感光构件1之后直到使操作稳定期间，为了在每次电源接通事件时进行调整，将薄片的预定数量设置成100就可以了。第二实施例关注于用于确定间隙处所生成的电容C 1的大小的感光构件1的更换。然而，可以在各种预先设置的时刻，例如，当进行调色剂补充时、当更换显影单元4时、 当将图像形成执行了预定次数时或者当接通图像形成设备的电源时，操作变换成调整模式。可以通过主机控制器210或者诸如CPU 203等的其它控制电路来判断是否满足了这些条件。根据第二实施例，调整第一接通时间段、断开时间段和第二接通时间段的比率，以减小波形失真。即使电压转换器的次级侧上的电感或电容的大小动态地改变，也可以维持矩形波的形状。然后，在降低对阻尼电阻器的依赖性的同时，可以实现稳定显影。在第一实施例和第二实施例中，图像形成设备中的电源电路向显影套筒施加矩形波。然而，本发明的技术思想可应用于其它电子装置。在使用诸如变压器等的电压转换器输出脉冲或梯状波形的电路中要降低具有漏电感或者负载电容或寄生电容的谐振波形的情况下，本发明也是有效的。并且，如本领域技术人员所知的，可以将第一实施例和第二实施例组合使用。尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不局限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功能。
权利要求
1.一种电源电路，包括交流电压生成单元，用于生成具有矩形波形状的交流电压；电压转换单元，用于将由所述交流电压生成单元所生成的交流电压转换成预定的输出电压；以及调整单元，用于监视所述输出电压，并且根据所述输出电压的矩形波中所生成的波形失真来调整用于驱动所述交流电压生成单元的驱动模式，其中，所述驱动模式是如下模式在所述交流电压的矩形波的半周期中，具有向所述电压转换单元施加所述交流电压的第一接通时间段、未向所述电压转换单元施加所述交流电压的断开时间段、以及向所述电压转换单元施加所述交流电压的第二接通时间段，以及所述调整单元调整所述第一接通时间段、所述断开时间段和所述第二接通时间段的比率，从而减小所述波形失真。
2.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述调整单元调整所述第一接通时间段的长度，以使得所述输出电压在所述第一接通时间段中的峰值落在预定范围内，以及调整所述断开时间段的长度，以使得所述断开时间段中的所述输出电压不低于所述预定范围的下限。
3.根据权利要求2所述的电源电路，其特征在于，还包括 计数单元，用于对图像形成次数进行计数；以及第一判断单元，用于判断由所述计数单元计数出的图像形成次数是否大于预定次数， 其中，当所述图像形成次数不大于所述预定次数时，所述调整单元进行所述驱动模式的调整，以及当所述图像形成次数大于所述预定次数时，所述调整单元不进行所述驱动模式的调整。
4.根据权利要求2所述的电源电路，其特征在于，还包括第二判断单元，用于判断所述断开时间段中来自所述电压转换单元的输出电压是否超过第一阈值(Vol)；以及第三判断单元，用于判断所述第二接通时间段中来自所述电压转换单元的输出电压是否低于比所述第一阈值小的第二阈值，其中，当所述断开时间段中来自所述电压转换单元的输出电压超过所述第一阈值或者所述第二接通时间段中来自所述电压转换单元的输出电压低于所述第二阈值时，所述调整单元进行所述驱动模式的调整。
5.根据权利要求4所述的电源电路，其特征在于，还包括失真检测单元，所述失真检测单元用于检测来自所述电压转换单元的输出电压中所生成的波形失真，所述失真检测单元包括第一电压检测单元，用于检测来自所述电压转换单元的输出电压在所述断开时间段中的峰值电压；以及第四判断单元，用于判断所述峰值电压是否超过第三阈值，其中，当所述峰值电压超过了所述第三阈值时，所述调整单元缩短所述第一接通时间段，以及当所述峰值电压没有超过所述第三阈值时，所述调整单元延长所述第一接通时间段。
6.根据权利要求5所述的电源电路，其特征在于，所述失真检测单元还包括第二电压检测单元，用于检测所述第二接通时间段中来自所述电压转换单元的输出电压；以及第五判断单元，用于判断由所述第二电压检测单元所检测到的输出电压是否低于第四阈值，以及当由所述第二电压检测单元所检测到的输出电压低于所述第四阈值时，所述调整单元缩短所述断开时间段，以及当由所述第二电压检测单元所检测到的输出电压不低于所述第四阈值时，所述调整单元不调整所述断开时间段。
7.根据权利要求6所述的电源电路，其特征在于，所述第一阈值大于所述第三阈值，并且所述第二阈值小于所述第四阈值。
8.根据权利要求6所述的电源电路，其特征在于，所述调整单元先调整所述第一接通时间段，然后调整所述断开时间段。
9.根据权利要求6所述的电源电路，其特征在于，所述失真检测单元还包括第六判断单元，所述第六判断单元用于判断所述电压转换单元的输出电压是否落在上限为所述第三阈值且下限为所述第四阈值的范围内，以及当所述电压转换单元的输出电压落在所述范围内时，所述失真检测单元判断为没有生成失真，以及当所述电压转换单元的输出电压落在所述范围以外时，所述失真检测单元判断为生成了失真。
10.一种图像形成设备，包括 电源电路；显影构件，其中，将从所述电源电路所提供的电压施加给所述显影构件； 图像承载体，用于承载静电潜像，其中，利用从所述显影构件所提供的显影剂对所述静电潜像进行显影；以及转印构件，用于将显影剂图像从所述图像承载体转印至打印介质上， 其中，所述电源电路包括交流电压生成单元，用于生成具有矩形波形状的交流电压；电压转换单元，用于将由所述交流电压生成单元所生成的交流电压转换成预定的输出电压；以及调整单元，用于监视所述输出电压，并且根据所述输出电压的矩形波中所生成的波形失真来调整用于驱动所述交流电压生成单元的驱动模式，其中，所述驱动模式是如下模式在所述交流电压的矩形波的半周期中，具有向所述电压转换单元施加所述交流电压的第一接通时间段、未向所述电压转换单元施加所述交流电压的断开时间段、以及向所述电压转换单元施加所述交流电压的第二接通时间段，以及所述调整单元调整所述第一接通时间段、所述断开时间段和所述第二接通时间段的比率，从而减小所述波形失真。
全文摘要
本发明涉及一种电源电路和图像形成设备。电压转换单元将由交流电压生成单元所生成的交流电压转换成预定输出电压。调整单元监视所述输出电压，并且根据所述输出电压的矩形波中所生成的波形失真来调整用于驱动所述交流电压生成单元的驱动模式。所述驱动模式是下面的模式在所述交流电压的矩形波的半周期中，具有向所述电压转换单元施加所述交流电压的第一接通时间段、未向所述电压转换单元施加所述交流电压的断开时间段、以及向所述电压转换单元施加所述交流电压的第二接通时间段。调整单元调整所述第一接通时间段、所述断开时间段和所述第二接通时间段的比率。
文档编号G03G15/06GK102412750SQ201110281859
公开日2012年4月11日 申请日期2011年9月19日 优先权日2010年9月17日
发明者奥村泰彦 申请人:佳能株式会社