高电压发生设备和成像设备制造技术

本发明专利技术涉及高电压发生设备和成像设备。在从开始输出电压到电压达到目标值为止经过的过渡状态期间，高电压发生设备按对应于目标值的变化量，升高输出电压，而不进行反馈控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。
技术介绍
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)的表面均勻带电，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。如上所述，存在增大转印偏压的控制速度，从而减小过冲或下冲的装置。最近，作为提高成像设备的生产率的措施之一，要求进一步缩短自从诸如个人计算机(PC)之类的计算机发出打印指令(发送打印命令)到完成在第一记录材料上的打印为止过去的时间 (下面称为第一打印输出时间(FPOT))。当进一步缩短FPOT时，用户能够获得在发出打印指令之后立即完成打印的好处。当FPOT被进一步缩短时，要求进一步缩短执行上述ATVC 控制所需的时间。在日本专利申请公开No. 2004-88965中讨论的用软件控制电压收敛于目标电压的控制方法也产生一定程度的时间缩短效果。不过，每隔预定时间要执行利用软件的设定更新，以致控制周期被延长。此外，需要与更新的累积次数对应的收敛时间。于是，对输出电压更短时间地收敛于目标电压来说，利用软件的控制存在局限。在日本专利申请公开No. 2004-88965中讨论的控制方法中，通过改变用于开关升压变压器的PWM信号的占用宽度，利用开环控制使输出电压收敛于目标电压。在硬件被起动(到达稳定区)之前，不检测输出值，以更新以后的设定值。更具体地说，如果占用宽度和输出电压(无反馈控制情况下，稳定区中的达到电压)具有线性关系，那么能够增大控制方法的速度。不过，具有线性特性的电路不易构成，并且线性特性不易保持，因为它受电路的时间常数和每个元件的变化影响。如果线性特性得不到保持，那么即使它具有相同的时间宽度，输出电压的变化量也会变化，以致输出电压的控制的稳定性和精度降低。提高线性的尝试会相反地增大出现另一种不利影响，比如响应性降低的可能性。在日本专利申请公开No. 9-93920中，在执行维持目标电压的控制的维持充电区中，通过稍微增大或减小输出PWM信号的脉冲的电路的输入电压，执行稍微增大或减小输出电压以把输出电压维持在目标电压的控制。不过，在从慢速充电区转变到维持充电区时，输入电压仅仅稍微降低。于是，不易降低过冲电压。为了降低过冲电压，可以使慢速充电区中的起动更加缓慢。不过，如果使起动过于缓慢，那么起动时间被延长。在输出PWM信号的脉冲的电路的输入侧，使用积分电路。如果使用积分电路，那么需要把PWM信号的占用宽度从0增大到最大占用宽度的起动时间(积分时间)。
技术实现思路
本专利技术的目的在于显著缩短高电压发生设备的起动时间，并且即使在宽范围中设定目标电压，也能够使输出电压在短时间内达到目标电压，而不产生过冲或下冲。按照本专利技术的一个方面，高电压发生设备包括变压器，配置成驱动变压器的切换单元，配置成产生用于驱动切换单元的驱动信号的信号生成单元，配置成对变压器的输出电压整流，从而输出直流电压的整流单元，配置成检测直流电压的电压检测单元，配置成设定直流电压的目标电压的设定单元，配置成本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种高电压发生设备，包括：变压器；切换单元，所述切换单元被配置成驱动所述变压器；信号生成单元，所述信号生成单元被配置成产生用于驱动所述切换单元的驱动信号；整流单元，所述整流单元被配置成对所述变压器的输出电压进行整流，从而输出直流电压；电压检测单元，所述电压检测单元被配置成检测直流电压；设定单元，所述设定单元被配置成设定直流电压的目标电压；反馈控制单元，所述反馈控制单元被配置成按照所述电压检测单元检测到的直流电压和所述设定单元设定的目标电压，进行驱动信号的反馈控制；以及输出控制单元，所述输出控制单元被配置成进行控制，以在从开始输出直流电压到直流电压达到目标电压为止经过的过渡状态期间，在不执行所述反馈控制单元的反馈控制的情况下，把直流电压升高与目标电压对应的变化量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：向原卓也，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP