CN100440677C

CN100440677C - 成像装置及其高压电源

Info

Publication number: CN100440677C
Application number: CNB2005101167690A
Authority: CN
Inventors: 内山刚宏; 川村武志; 中森知宏
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-10-29
Filing date: 2005-10-28
Publication date: 2008-12-03
Anticipated expiration: 2025-10-28
Also published as: JP2006126630A; US20060091916A1; US7483644B2; CN1770583A; JP4508829B2

Abstract

本发明提供一种成像装置及其高压电源。该成像装置具有高压电源装置，其包括AC高压电源和DC高压电源，并在输出端输出串联叠加到DC高压电源的输出电压上的AC高压电源的输出电压的电压，该高压电源装置包括正峰值检测电路和负峰值检测电路，用于根据正峰值检测电路和负峰值检测电路的检测结果来控制AC高压电源和DC高压电源的输出电压。

Description

成像装置及其高压电源

技术领域

本发明涉及一种在成像装置中使用的高压电源装置和具有该高压电源装置的成像装置，尤其涉及一种在使用电子照相系统的成像装置中使用的高压电源装置和具有该高压电源装置并且使用电子照相系统的成像装置。

背景技术

作为在使用电子照相系统的传统成像装置中的高压电源装置的例子，将依次说明成像装置的结构、在成像装置中使用的高压电源装置的结构、和形成高压电源的电路结构。

图7示出传统类型的成像装置和四鼓系统的彩色成像装置的结构。

首先，由定位传感器112在记录介质110的顶部检测由搓纸辊(pickup roller)111进给的记录介质110，然后通过输送辊对113、114和输送带105进行输送。扫描器单元100a～100d根据定位传感器112的检测定时，将激光束连续照射在感光鼓101a～101d上。这时，由静电充电辊104a～104d进行充电的感光鼓101a～101d具有通过激光束照射在其上形成的静电潜像，并且还具有通过显影装置102a～102d和显影套筒103a～103d在其上形成的调色剂图像。然后，通过转印辊106a～106d将调色剂图像转印到在输送带105上输送的记录介质110上。然后，记录介质110被输送到定影装置107，并在图像被定影之后进行输出。这里，每个附图标记中的英语字母“a”表示青色的结构和单元，“b”表示品红色的结构和单元，“c”表示黄色的结构和单元，“d”表示黑色的结构和单元。

接着，使用图8来说明图7所示的成像装置中的高压电源装置的结构。

该成像装置包括四种高压电源装置，包括：静电充电偏压高压电源装置30a～30d，用于产生静电充电偏压；显影偏压高压电源装置31a～31d，用于产生显影偏压；转印偏压高压电源装置32a～32d，用于产生转印偏压；以及转印反偏压高压电源装置33a～33d，用于产生转印反偏压。静电充电偏压高压电源装置30a～30d通过将静电充电偏压施加到静电充电辊104a～104d，在感光鼓101a～101d的表面形成背景电位(background potential)，从而将感光鼓的表面设定为可以通过激光束的照射形成静电潜像的状态。显影偏压高压电源装置31a～31d通过将AC电压施加到显影套筒103a～103d上，使调色剂在显影套筒103a～103d和分别与显影套筒103a～103d分开的感光鼓101a～101d之间往复运动，从而在静电潜像上形成调色剂图像。转印偏压高压电源装置32a～32d通过将转印偏压施加到转印辊106a～106d，向记录介质110转印调色剂图像。而且，转印反偏压高压电源装置33a～33d通过在输送带105的清洁操作时将转印反偏压施加到转印辊106a～106d，从而将输送带105上的废调色剂返回到感光鼓101a～101d。这里，通过清洁刮板115a～115d来刮掉返回到感光鼓101a～101d的废调色剂，以将其存储在废调色剂容器116a～116d中。

接着，使用图9来说明图8所示的高压电源装置中的显影偏压高压电源装置31a的电路结构的例子。

如在日本特开平10-28328号公报中所公开的，在DC高压电源10中，由DC驱动电路12产生的AC电压被变压器13升高到振幅为该AC电压的振幅的数十倍的电压，然后由整流电路14进行平滑处理，从而在输出20和21之间输出DC电压。检测电路15检测输出20和21之间的电压。DC控制电路16基于检测电路15的检测结果来执行控制，以使输出20和21之间的电压变成由DC控制信号28确定的预定值。另一方面，在AC高压电源11中，AC脉冲信号29由AC驱动电路17进行放大，然后由变压器18升高到振幅为放大后的AC脉冲信号29的振幅的数十倍的电压，从而在输出22和23之间输出AC电压。这里，输出20、21和输出22、23是串联的，以便将由叠加到AC高压电源11的输出电压上的DC高压电源10的输出电压构成的电压输出到输出端25。

而且，通过DC控制信号28改变DC高压电源10的输出电压，来执行打印浓度的调整。这时，AC高压电源11的输出电压的振幅保持恒定。

然而，由于没有检测和控制输出电压，并且由于使用了所谓的开放式控制(opening control)，因此上述传统的电路结构存在当负载波动时AC高压电源11的输出电压容易波动的问题，并且由于输出端的输出电压精度是由DC高压电源的精度和AC高压电源的精度的组合决定的，因而难以在输出端获得高的输出电压精度。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而做出的。

本发明的一个目的在于提供一种能够执行输出电压的准确控制、并且几乎不受负载波动影响的高压电源装置，并且提供一种具有该高压电源装置的成像装置。

本发明的又一目的在于提供一种高压电源装置，包括AC高压电源和DC高压电源，在其输出端输出由串联叠加到DC高压电源的输出电压上的AC高压电源的输出电压构成的电压，该高压电源装置包括：正峰值检测器，用于检测输出端处的电压的正峰值电压；以及负峰值检测器，用于检测输出端处的电压的负峰值电压，其中，所述AC高压电源包括AC控制电路，用于根据正峰值检测器的检测结果来控制所述AC高压电源的输出电压，使得正峰值电压变成正峰值电压的目标电压，并且所述DC高压电源包括DC控制电路，用于根据负峰值检测器的检测结果来控制所述DC高压电源的输出电压，使得负峰值电压变成负峰值电压的目标电压。

本发明的又一目的在于提供一种成像装置，其包括高压电源装置，所述高压电源装置包括：AC高压电源和DC高压电源，其中，所述高压电源装置用于通过叠加所述AC高压电源的输出和所述DC高压电源的输出在输出端输出输出电压，所述高压电源装置包括检测输出端处的电压的正峰值电压的正峰值检测器、以及检测输出端处的电压的负峰值电压的负峰值检测器，其中，所述AC高压电源包括AC控制电路，用于根据正峰值检测器的检测结果来控制所述AC高压电源的输出电压，使得正峰值电压变成正峰值电压的目标电压，并且所述DC高压电源包括DC控制电路，用于根据负峰值检测器的检测结果来控制所述DC高压电源的输出电压，使得负峰值电压变成负峰值电压的目标电压。

通过以下参考附图对优选实施例的说明，本发明的其它目的是显而易见的。

附图说明

图1是示出根据本发明的高压电源装置的实施例1的结构的图；

图2是示出实施例1的高压电源装置的操作波形的图；

图3是示出根据本发明的高压电源装置的实施例2的结构的图；

图4是示出根据本发明的高压电源装置的实施例3的结构的图；

图5A是示出在占空比为50％的情况下实施例3的高压电源装置的操作波形的图；

图5B是示出在占空比为70％的情况下实施例3的高压电源装置的操作波形的图；

图5C是示出在占空比为30％的情况下实施例3的高压电源装置的操作波形的图；

图6A是示出当将Vdc控制在控制范围的中心位置时传统高压电源装置的操作波形的图；

图6B是示出当将Vdc控制在控制范围的最大值时传统高压电源装置的操作波形的图；

图6C是示出当将Vdc控制在控制范围的最小值时传统高压电源装置的操作波形的图；

图7是示出传统成像装置的结构的图；

图8是示出传统成像装置中的高压电源装置的结构的图；以及

图9是示出传统高压电源装置中的显影偏压电路的结构的图。

具体实施方式

下面参考附图来说明根据本发明的优选实施例。

实施例1

图1是示出根据本发明的实施例1的高压电源装置的结构的图，其中，将本发明用于显影偏压高压电源装置31a。图2是示出图1所示的电路中的输出端25的操作波形的图。在这些图中，与图7所示的传统结构相同的部分用相同的附图标记来表示，并省略对这些部分的说明。根据本发明的实施例1的高压电源装置的结构与图7所示的传统结构的不同之处在于：提供有分别检测输出端25的正、负峰值电压的正峰值检测电路60和负峰值检测电路61；以及设置有根据这些检测结果来进行控制的DC高压电源10和AC高压电源62。

正峰值检测电路60和负峰值检测电路61这样来构成，以便正、负峰值电压分别由二极管70、71和电容器72、73来保持。基于负峰值检测电路61的检测结果，用于DC高压电源10的DC控制电路16对输出20和21之间的DC电压进行控制，以使输出端25的负峰值电压为由负峰值控制信号26所确定的预定值。另一方面，基于正峰值检测电路60的检测结果，用于AC高压电源62的AC控制电路19对输出22和23之间的AC电压的振幅进行控制，以使输出端25的正峰值电压为由正峰值控制信号27所确定的预定值。与传统结构相同，将由叠加到AC高压电源62的输出电压上的DC高压电源10的输出电压构成的电压在输出端25进行输出。

也就是说，参考图2所示的电压波形，DC高压电源10检测输出端25处的负峰值电压III，并且对输出20和21之间的DC电压即在输出端25输出的平均电压II进行控制，以使负峰值电压III为与负峰值控制信号26相对应的电压。而且，AC高压电源62检测输出端25处的正峰值电压I，并且对输出22和23之间的AC电压的振幅即在输出端25的I和III之间的电压振幅进行控制，以使正峰值电压I为与正峰值控制信号27相对应的电压。

当输出端25上的电压到达峰值电压时，从输出端25看用作DC负载的正峰值检测电路60的衰减电阻器51和负峰值检测电路61的衰减电阻器52允许反向电流54、55进行流动。这里，当沿箭头55方向的电流大于沿箭头54方向的电流、并因此电流沿箭头55的方向流动时，可以临时改变用于整流电路14的电容器56的电荷量，但是通常通过二极管53来进行补偿，以消除电流的影响。

然而，当沿箭头54方向的电流大于沿箭头55方向的电流、并因此电流沿箭头54的方向流动时，在DC高压电源10中，不能补偿电容器56的电荷改变量，并且输出端25上的电压变为不小于控制电压，从而导致不可控状态。另一方面，当在输出20和21之间提供负载电阻器等时，可以补偿电容器56的电荷改变量。然而，在这种情况下，负载电阻器用作DC高压电源10的负载，因此可能增加成本和发热量等。因此，这样来构成本实施例，以便将具有相同阻值的电阻器用于衰减电阻器51和衰减电阻器52，以使沿箭头54方向的电流与沿箭头55方向的电流基本相等，从而基本上防止电流沿箭头54和箭头55中的任一方向流动。然而，衰减电阻器51和衰减电阻器52无需彼此相同。通过使衰减电阻器51具有大于衰减电阻器52的电阻，也能稳定DC高压电源10的输出电压，以使电流基本上沿箭头55的方向流动。

而且，当DC高压电源10改变输出以控制输出端25上的负峰值电压时，也改变正峰值电压。相反，当AC高压电源62改变输出以控制输出端25上的正峰值电压时，也改变负峰值电压。因此，在DC高压电源10的响应速度与AC高压电源62的响应速度相差不大的情况下，这两个电源的控制电路同时对输出端25上的输出电压进行控制，这导致耗费很多时间来稳定输出电压。优选地，关于正峰值检测器和负峰值检测器的检测结果，由AC高压电源和DC高压电源执行的控制的响应速度被设置为彼此相差一倍或更多。因此，在本实施例中，基于负峰值检测电路61的检测结果来执行输出电压控制的DC高压电源10的响应速度被设定为比基于正峰值检测电路60的检测结果来执行输出电压控制的AC高压电源62的响应速度慢约20倍。

另外，当启动本实施例的电路时，负峰值控制信号26随AC脉冲信号29和正峰值控制信号27的上升稍有延迟地上升。因此，稳定了输出电压的特性，并可防止波形的过冲(overshoot)。

根据本实施例，由于直接检测输出端25处的正、负峰值电压以进行控制，因此可构成如下高压电源装置，当启动该电源装置时，该高压电源装置能对AD输出电压进行准确的控制、降低负载波动的影响、在短时间内稳定输出电压、并抑制过冲。

实施例2

图3是示出根据本发明的高压电源装置的实施例2的结构的图，并示出将本发明用于四鼓系统的彩色成像装置的输出端25a～25d中的显影偏压高压电源装置31a～31d的电路的例子。在图3中，与图1所示的实施例1相同的部分使用相同的附图标记来表示，并省略对这些部分的说明。本实施例的特征在于，为每个电路单独提供输入端上的负峰值控制信号26a～26d和正峰值控制信号27a～27d，以及使输入端的AC脉冲信号29与该四个电路共用。

在本实施例中，AC脉冲信号29通常被设置为操作状态，并且通过设置负峰值控制信号26a～26d和正峰值控制信号27a～27d来控制每个高压输出。这里，通过使负峰值控制信号26a～26d的值与正峰值控制信号27a～27d的值一起增大和减小，可以准确地改变每个高压输出的DC电压，同时象在传统电路结构中那样，将每个高压输出的峰-峰电压保持为常数。而且，象在传统电路结构中那样，在打印单色图像时，可以只操作黑色工作台(station)的显影偏压高压电源装置31d。

根据本实施例，在具有多个显影偏压电路的成像装置中，即使在AC脉冲信号29对各显影偏压电路共用的结构中，也可以实现与传统电路相同的操作。而且，根据本实施例，可以构成能对各电路的输出电压独立进行足够准确的控制的高压电源电路。

实施例3

图4是示出根据本发明的高压电源装置的实施例3的结构的图，并象在实施例2中那样，示出将本发明应用到输出端25a～25d中的显影偏压高压电源装置31a～31d的电路的例子。在图4中，与图3所示的实施例2相同的部分使用相同的附图标记来表示，并且省略对这些部分的说明。本实施例与实施例2的不同之处在于：为各电路单独提供输入端上的AC脉冲信号29a～29d；使输入端的正峰值控制信号27对四个电路共用；以及将负峰值控制信号26abc共用地输入到三个颜色电路，而将负峰值控制信号26d独立地只输入到黑色电路。

根据本实施例，独立地提供AC脉冲信号29a～29d，以便能独立地控制AC高压电源62的输出的占空比。而且，只为黑色电路提供负峰值控制信号26d使得在打印单色图像时能够通过AC脉冲信号29a～29c和负峰值控制信号26abc来停止彩色显影偏压的生成，并且只使黑色显影偏压高压电源装置31d的输出端25d能够输出。然而，本实施例不局限于独立地提供黑色负峰值控制信号的结构。

下面通过比较根据本实施例的显影偏压和使用传统高压电路的显影偏压来说明本实施例的效果。

通常，在使用相同显影偏压的情况下，输出图像浓度根据显影装置的成像操作时间和使用环境而改变。因此，在传统的结构中，为了在显影装置的使用寿命结束前获得稳定的输出图像浓度，通过DC控制信号28来改变图9所示的传统高压电源装置的DC高压电源10的输出电压，以便改变输出电压的平均值(Vdc)，同时维持AC高压电源11的输出电压的振幅恒定。因此，通过改变平均值(Vdc)来调整输出图像浓度。

这里，图5A～图5C示出在本实施例中显影时的偏压波形。图6A～图6C示出现有技术的显影偏压波形。图5A是示出在以占空比为50％进行控制的情况下显影时的高压电源装置的偏压波形的图。图5B是示出在以占空比为70％进行控制的情况下显影时的高压电源装置的偏压波形的图。图5C是示出在以占空比为30％进行控制的情况下显影时的高压电源装置的偏压波形的图。图6A是示出当Vdc位于控制范围的大约中心位置时高压电源装置的偏压波形的图。图6B是示出在Vdc的控制范围的最大值进行控制的情况下高压电源装置的偏压波形的图。图6C是示出在Vdc的控制范围的最小值进行控制的情况下高压电源装置的偏压波形的图。图中的电位差A、B分别示出感光鼓的暗电位(VD)和显影套筒的电位之间、以及感光鼓的亮电位(VL)和显影套筒的电位之间的放电(泄漏)电位。在这些图中，朝下方向的电位为正。

在使用图9所示的传统电路的显影偏压中，如图6A～6C所示，最大电压(Vmax)和最小电压(Vmin)随直接控制Vdc的浓度调整而变化。这时，VD和显影套筒的电位之间的电位差、或者VL和显影套筒的电位之间的电位差可能超出泄漏电位A、B。因此，即使当在浓度调整范围内尽可能多地改变Vdc时，也需要使用防止Vmax和Vmin超出泄漏电位的AC振幅。

另一方面，在本实施例中，作为AC电压振幅均值的Vdc可通过改变显影偏压的占空比来间接改变，同时维持Vmax和Vmin恒定，如图5A～5C所示，从而可以使用具有不超出上述泄漏电位的最大AC电压振幅的显影偏压。

即，可以使根据本实施例的显影偏压的AC电压振幅大于使用传统高压电路的显影偏压的AC电压振幅。因此，能获得对字符图像具有非常好的点再现性(dot reproducibility)和图像均匀性的输出图像。

Claims

1.一种成像装置，其包括高压电源装置，所述高压电源装置包括：

AC高压电源和DC高压电源，

其中，所述高压电源装置用于通过串联叠加所述AC高压电源的输出和所述DC高压电源的输出在输出端输出输出电压，所述高压电源装置包括检测输出端处的电压的正峰值电压的正峰值检测器、以及检测输出端处的电压的负峰值电压的负峰值检测器，

其中，所述AC高压电源包括AC控制电路，用于根据正峰值检测器的检测结果来控制所述AC高压电源的输出电压，使得正峰值电压变成正峰值电压的目标电压，并且

所述DC高压电源包括DC控制电路，用于根据负峰值检测器的检测结果来控制所述DC高压电源的输出电压，使得负峰值电压变成负峰值电压的目标电压。

2.根据权利要求1所述的成像装置，其特征在于，还包括正峰值控制信号输入部分和负峰值控制信号输入部分，其中，根据从所述正峰值控制信号输入部分和所述负峰值控制信号输入部分输入的正峰值控制信号和负峰值控制信号来可变地控制输出端的输出电压的正峰值电压和负峰值电压。

3.根据权利要求1所述的成像装置，其特征在于，所述正峰值检测器和所述负峰值检测器分别包括电阻器，其中，所述DC高压电源输出负极性的电压，并且所述正峰值检测器的电阻器具有不小于所述负峰值检测器的电阻器的电阻值。

4.根据权利要求1所述的成像装置，其特征在于，由所述AC高压电源和所述DC高压电源执行的控制的响应速度彼此相差一倍或更多倍，所述响应速度是响应所述正峰值检测器和所述负峰值检测器的检测结果的速度。

5.根据权利要求2所述的成像装置，其特征在于，在所述输出电压的正峰值和负峰值改变的情况下，所述正峰值控制信号的改变定时和所述负峰值控制信号的改变定时不同。

6.根据权利要求2所述的成像装置，其特征在于，所述AC高压电源的输出占空比是可变的。

7.根据权利要求2所述的成像装置，其特征在于，还包括显影装置，其中，所述高压电源装置生成显影偏压。

8.根据权利要求7所述的成像装置，其特征在于，所述成像装置是包括多个分别与多个颜色分量相对应的显影偏压高压电源装置的彩色成像装置。

9.根据权利要求8所述的成像装置，其特征在于，使所述多个高压电源装置的所述正峰值控制信号和所述负峰值控制信号中的至少一个对至少两个或更多个显影偏压高压电源装置是共用的。

10.一种高压电源装置，具有AC高压电源和DC高压电源，其中高压电源装置在输出端输出将所述AC高压电源的输出电压串联叠加到所述DC高压电源的输出电压上的电压，该高压电源装置包括：

正峰值检测器，用于检测输出端处的电压的正峰值电压；以及

负峰值检测器，用于检测输出端处的电压的负峰值电压，

11.根据权利要求10所述的高压电源装置，其特征在于，还包括正峰值控制信号输入部分和负峰值控制信号输入部分，其中，根据从正峰值控制信号输入部分和负峰值控制信号输入部分输入的正峰值控制信号和负峰值控制信号来可变地控制所述输出端的输出电压的正峰值电压和负峰值电压。

12.根据权利要求10所述的高压电源装置，其特征在于，

所述正峰值检测器和所述负峰值检测器分别包括电阻器，其中，所述D C高压电源输出负极性的电压，并且所述正峰值检测器的电阻器具有不小于所述负峰值检测器的电阻器的电阻值。

13.根据权利要求10所述的高压电源装置，其特征在于，

由所述AC高压电源和所述DC高压电源执行的控制的响应速度彼此相差一倍或更多倍，所述响应速度是响应所述正峰值检测器和所述负峰值检测器的检测结果的速度。

14.根据权利要求11所述的高压电源装置，其特征在于，当所述输出电压的正峰值和负峰值改变时，所述正峰值控制信号的改变定时不同于所述负峰值控制信号的改变定时。

15.根据权利要求10所述的高压电源装置，其特征在于，所述AC高压电源的输出占空比是可变的。

16.根据权利要求10所述的高压电源装置，其特征在于，所述高压电源装置用于包括显影装置的成像装置，并且所述高压电源装置生成显影偏压。