图像形成设备和电源电路的制作方法

专利名称：图像形成设备和电源电路的制作方法
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，在将该传统技术应用于具有输出矩形波的脉冲时间段和停止输出矩形波的消隐时间段的所谓的消隐脉冲波形时，发生问题。图8举例说明了将传统技术应用于消隐脉冲波形时的波形。当始终使用恒定的断开时间段时，如该传统技术一样，LC谐振波形出现在从消隐时间段到脉冲时间段的上升沿和从脉冲时间段到消隐时间段的下降沿处。

发明内容
本发明的特征在于通过抑制消隐脉冲波形的形状变形，在降低对阻尼电阻器的依赖性的同时实现稳定显影。本发明提供一种图像形成设备，包括显影单元，用于利用显影剂对感光构件上所形成的潜像进行显影；提供单元，用于向所述显影单元提供具有如下波形的显影交流偏置电压，其中，所述波形具有输出矩形波的脉冲时间段和没有输出矩形波的消隐时间段；以及输入信号生成单元，用于生成通过在从所述脉冲时间段转变成所述消隐时间段的时刻添加宽度小于所述脉冲时间段的矩形波的宽度的附加脉冲所获得的输入信号，作为要提供给用于形成所述显影交流偏置电压的变压单元的初级侧的输入信号。本发明提供一种电源电路，包括交流电压生成单元，用于输出具有输出矩形波的脉冲时间段和没有输出矩形波的消隐时间段的消隐脉冲波形，所述交流电压生成单元包括全桥电路，所述全桥电路包括第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元，其中所述第一开关单元的一端与电压源连接，所述第二开关单元的一端与所述第一开关单元的另一端连接且所述第二开关单元的另一端接地，所述第三开关单元的一端与所述电压源连接，以及所述第四开关单元的一端与所述第三开关单元的另一端连接且所述第四开关单元的另一端接地；变压单元，用于接收由所述交流电压生成单元所生成的消隐脉冲波形，所述变压单元具有初级侧第一端子和初级侧第二端子，所述初级侧第一端子与所述第一开关单元的所述另一端和所述第二开关单元的所述一端连接，所述初级侧第二端子与所述第三开关单元的所述另一端和所述第四开关单元的所述一端连接；以及驱动信号生成单元，用于向所述第一开关单元和所述第四开关单元的驱动端子输出第一驱动信号以使所述交流电压生成单元输出所述消隐脉冲波形中的第一个半周期的矩形波，并且向所述第二开关单元和所述第三开关单元的驱动端子输出第二驱动信号以使所述交流电压生成单元输出所述消隐脉冲波形中的第二个半周期的矩形波，其中，所述第一驱动信号具有接通所述第一开关单元和所述第四开关单元这两者的第一接通时间段、断开所述第一开关单元和所述第四开关单元这两者的断开时间段以及接通所述第一开关单元和所述第四开关单元这两者的第二接通时间段，所述第二驱动信号具有接通所述第二开关单元和所述第三开关单元这两者的第一接通时间段、断开所述第二开关单元和所述第三开关单元这两者的断开时间段以及接通所述第二开关单元和所述第三开关单元这两者的第二接通时间段，以及所述第一驱动信号的第一接通时间段的长度和所述第二驱动信号的第一接通时间段的长度彼此不同，所述第一驱动信号的断开时间段的长度和所述第二驱动信号的断开时间段的长度彼此不同，所述第一驱动信号的第二接通时间段的长度和所述第二驱动信号的第二接通时间段的长度彼此不同，以及所述第二驱动信号的第一接通时间段的长度大于所述第一驱动信号的第一接通时间段的长度。本发明提供一种电源电路，包括交流电压生成单元，用于输出具有输出矩形波的脉冲时间段和没有输出矩形波的消隐时间段的消隐脉冲波形，所述交流电压生成单元包括全桥电路，所述全桥电路包括第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元，其中所述第一开关单元的一端与电压源连接，所述第二开关单元的一端与所述第一开关单元的另一端连接且所述第二开关单元的另一端接地，所述第三开关单元的一端与所述电压源连接，以及所述第四开关单元的一端与所述第三开关单元的另一端连接且所述第四开关单元的另一端接地；变压单元，用于接收由所述交流电压生成单元所生成的消隐脉冲波形，所述变压单元具有初级侧第一端子和初级侧第二端子，所述初级侧第一端子与所述第一开关单元的所述另一端和所述第二开关单元的所述一端连接，所述初级侧第二端子与所述第三开关单元的所述另一端和所述第四开关单元的所述一端连接；以及驱动信号生成单元，用于向所述第一开关单元和所述第四开关单元的驱动端子输出第一驱动信号以使所述交流电压生成单元输出所述消隐脉冲波形中的第一个半周期的矩形波，向所述第二开关单元和所述第三开关单元的驱动端子输出第二驱动信号以使所述交流电压生成单元输出所述消隐脉冲波形中的第二个半周期的矩形波，以及向所述第二开关单元和所述第三开关单元的驱动端子输出第三驱动信号以将所述消隐脉冲波形从所述脉冲时间段转变成所述消隐时间段，其中，所述第一驱动信号具有接通所述第一开关单元和所述第四开关单元这两者的第一接通时间段以及断开所述第一开关单元和所述第四开关单元这两者的断开时间段，所述第二驱动信号具有接通所述第二开关单元和所述第三开关单元这两者的第一接通时间段以及断开所述第二开关单元和所述第三开关单元这两者的断开时间段，所述第三驱动信号具有断开所述第二开关单元和所述第三开关单元这两者的断开时间段以及接通所述第二开关单元和所述第三开关单元这两者的接通时间段，以及所述第一驱动信号的第一接通时间段的长度、所述第二驱动信号的第一接通时间段的长度和所述第三驱动信号的断开时间段的长度彼此不同，并且所述第一驱动信号的断开时间段的长度、所述第二驱动信号的断开时间段的长度和所述第三驱动信号的接通时间段的长度彼此不同。本发明提供一种图像形成设备，包括电源电路；显影构件，其中，向所述显影构件施加从所述电源电路所提供的消隐脉冲波形；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，所述电源电路包括交流电压生成单元，用于输出具有输出矩形波的脉冲时间段和没有输出矩形波的消隐时间段的消隐脉冲波形，所述交流电压生成单元包括全桥电路，所述全桥电路包括第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元，其中所述第一开关单元的一端与电压源连接，所述第二开关单元的一端与所述第一开关单元的另一端连接且所述第二开关单元的另一端接地，所述第三开关单元的一端与所述电压源连接，以及所述第四开关单元的一端与所述第三开关单元的另一端连接且所述第四开关单元的另一端接地；变压单元，用于接收由所述交流电压生成单元所生成的消隐脉冲波形，所述变压单元具有初级侧第一端子和初级侧第二端子，所述初级侧第一端子与所述第一开关单元的所述另一端和所述第二开关单元的所述一端连接，所述初级侧第二端子与所述第三开关单元的所述另一端和所述第四开关单元的所述一端连接； 以及驱动信号生成单元，用于向所述第一开关单元和所述第四开关单元的驱动端子输出第一驱动信号以使所述交流电压生成单元输出所述消隐脉冲波形中的第一个半周期的矩形波，并且向所述第二开关单元和所述第三开关单元的驱动端子输出第二驱动信号以使所述交流电压生成单元输出所述消隐脉冲波形中的第二个半周期的矩形波，其中，所述第一驱动信号具有接通所述第一开关单元和所述第四开关单元这两者的第一接通时间段、断开所述第一开关单元和所述第四开关单元这两者的断开时间段以及接通所述第一开关单元和所述第四开关单元这两者的第二接通时间段，所述第二驱动信号具有接通所述第二开关单元和所述第三开关单元这两者的第一接通时间段、断开所述第二开关单元和所述第三开关单元这两者的断开时间段以及接通所述第二开关单元和所述第三开关单元这两者的第二接通时间段，以及所述第一驱动信号的第一接通时间段的长度和所述第二驱动信号的第一接通时间段的长度彼此不同，所述第一驱动信号的断开时间段的长度和所述第二驱动信号的断开时间段的长度彼此不同，所述第一驱动信号的第二接通时间段的长度和所述第二驱动信号的第二接通时间段的长度彼此不同，以及所述第二驱动信号的第一接通时间段的长度大于所述第一驱动信号的第一接通时间段的长度。本发明提供一种图像形成设备，包括电源电路；显影构件，其中，向所述显影构件施加从所述电源电路所提供的消隐脉冲波形；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，所述电源电路包括交流电压生成单元，用于输出具有输出矩形波的脉冲时间段和没有输出矩形波的消隐时间段的消隐脉冲波形，所述交流电压生成单元包括全桥电路，所述全桥电路包括第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元，其中所述第一开关单元的一端与电压源连接，所述第二开关单元的一端与所述第一开关单元的另一端连接且所述第二开关单元的另一端接地，所述第三开关单元的一端与所述电压源连接，以及所述第四开关单元的一端与所述第三开关单元的另一端连接且所述第四开关单元的另一端接地；变压单元，用于接收由所述交流电压生成单元所生成的消隐脉冲波形，所述变压单元具有初级侧第一端子和初级侧第二端子，所述初级侧第一端子与所述第一开关单元的所述另一端和所述第二开关单元的所述一端连接，所述初级侧第二端子与所述第三开关单元的所述另一端和所述第四开关单元的所述一端连接； 以及驱动信号生成单元，用于向所述第一开关单元和所述第四开关单元的驱动端子输出第一驱动信号以使所述交流电压生成单元输出所述消隐脉冲波形中的第一个半周期的矩形波，向所述第二开关单元和所述第三开关单元的驱动端子输出第二驱动信号以使所述交流电压生成单元输出所述消隐脉冲波形中的第二个半周期的矩形波，以及向所述第二开关单元和所述第三开关单元的驱动端子输出第三驱动信号以将所述消隐脉冲波形从所述脉冲时间段转变成所述消隐时间段，其中，所述第一驱动信号具有接通所述第一开关单元和所述第四开关单元这两者的第一接通时间段以及断开所述第一开关单元和所述第四开关单元这两者的断开时间段，所述第二驱动信号具有接通所述第二开关单元和所述第三开关单元这两者的第一接通时间段以及断开所述第二开关单元和所述第三开关单元这两者的断开时间段，所述第三驱动信号具有断开所述第二开关单元和所述第三开关单元这两者的断开时间段以及接通所述第二开关单元和所述第三开关单元这两者的接通时间段，以及所述第一驱动信号的第一接通时间段的长度、所述第二驱动信号的第一接通时间段的长度和所述第三驱动信号的断开时间段的长度彼此不同，并且所述第一驱动信号的断开时间段的长度、所述第二驱动信号的断开时间段的长度和所述第三驱动信号的接通时间段的长度彼此不同。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是示出根据第一实施例的电源装置的电路图；图3是示出生成根据第一实施例的消隐脉冲波形时的输入到半导体开关元件Q1、 Q2、Q3和Q4的门信号以及输出电压波形的波形图；图4是示出从应用第一实施例的电源装置200所输出的电压的测量波形的波形图；图5是示出根据第二实施例的电源装置、显影单元4和感光构件1的示意图；图6是示出生成根据第二实施例的消隐脉冲波形时的输入到半导体开关元件Q1、 Q2、Q3和Q4的门信号以及输出电压波形的波形图；图7是示出从应用第二实施例的电源装置200所输出的电压的测量波形的波形图；以及图8是用于说明消隐脉冲波形中所生成的失真的波形图。
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(图2中未示出)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和用于生成DC电压的DC电压源211。阻尼电阻器Rl通常以串联方式插入到变压器Tl和显影套筒之间，但是在本发明中基本上可以省略该阻尼电阻器R1。电容Cl是在显影套筒41和感光构件1之间的间隙处形成的电容。DC电压源211将DC电压叠加在AC电压生成电路201的要输出给变压器Tl的次级侧的AC电压上。将通过叠加AC电压和DC电压所形成的矩形波的显影偏压施加至显影套筒41。注意， 电容器C2与DC电压源211并联连接。AC电压生成电路201用作输出消隐脉冲波形的AC电压生成单元，其中，该消隐脉冲波形具有输出矩形波的脉冲时间段和不输出矩形波的空闲时间段(消隐时间段)。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)。AC电压生成电路201包括由四个半导体开关元件Q1、Q2、Q3和Q4组成的全桥电路。半导体开关元件Q1、Q2、Q3和Q4分别对应于第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元。半导体开关元件Ql的一端与+24V电压源连接，并且另一端与变压器Tl的初级侧(初级绕组侧)第一端子Ta以及半导体开关元件Q2的一端连接。半导体开关元件Q2的另一端与地连接(即，接地)。半导体开关元件Q3的一端与+24V电压源连接，并且另一端与变压器Tl的初级侧第二端子Tb以及半导体开关元件Q4的一端连接。半导体开关元件Q4的另一端接地。变压器Tl是变压单元的例子，其中，该变压单元具有与第一开关单元的另一端和第二开关单元的一端连接的初级侧第一端子Ta以及与第三开关单元的另一端和第四开关单元的一端连接的初级侧第二端子Tb，并且接收由AC电压生成单元所生成的消隐脉冲波形。驱动信号生成电路202向各个半导体开关元件的栅极(驱动端子)输出门信号， 以接通(0N)Q1、断开Q2、断开Q3和接通Q4。结果，施加电压，以使得变压器绕组的第一端子Ta处的电位变得高于Tb处的电位，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，在Ta和Tb之间施加电压，以使得变压器绕组的第二端子Tb处的电位变得高于Ta处的电位，从而在次级绕组中生成具有负振幅的电压。图3示出生成消隐脉冲波形时的输入到半导体开关元件Ql、Q2、Q3和Q4的门信号、输入到变压器Tl的初级侧的信号、以及输出电压波形。消隐脉冲波形在脉冲时间段具有两个脉冲(矩形波)，并且在消隐时间段具有两个消隐。在从主机CPU接收到用于开始图像形成的消隐脉冲输出指示时，驱动信号生成电路202输出驱动信号(门信号)以驱动半导体开关元件Ql、Q2、Q3和Q4。由具有第一接通时间段、断开时间段和第二接通时间段的驱动模式构成门信号的半周期。适当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，以降低开始输出消隐脉冲波形时的失真和结束输出时的失真。特别地，可以通过调整断开时间段的长度来降低谐振波形。参考图3，将在时间段Tl T3中输出给Ql和Q4的栅极的门信号称为第一驱动信号。将在时间段T4 T6中输出给Q2和Q3的栅极的门信号称为第二驱动信号。此外，将在时间段T7和T8中输出给Q2和Q3的栅极的门信号称为第三驱动信号。更具体地，第一驱动信号具有接通Ql和Q4这两者的第一接通时间段Tl、断开Ql和Q4这两者的断开时间段T2、以及接通Ql和Q4这两者的第二接通时间段T3。第二驱动信号具有接通Q2和Q3这两者的第一接通时间段T4、断开Q2和Q3这两者的断开时间段T5、以及接通Q2和Q3这两者的第二接通时间段T6。第三驱动信号具有断开Q2和Q3这两者的断开时间段T7和接通 Q2和Q3两者的接通时间段T8。参考图3，驱动信号生成电路202在用作第一接通时间段的时间段Tl中使输入至 Ql和Q4的门信号有效(enable)。然后，变压器Tl开始输出正输出电压。在用作断开时间段的时间段T2中，驱动信号生成电路202使输入至Ql和Q4的门信号无效(disable)，以抑制谐振波形。在用作第二接通时间段的时间段T3中，驱动信号生成电路202使输入至Ql和 Q4的门信号有效。这样，输出电压变成在时间段Tl T3中从OV向正目标值Vtar+上升的矩形波。注意，时间段Tl T3的总和对应于该矩形波的半周期。将该半周期称为Th+。 驱动信号生成电路202用作驱动信号生成单元，其中该驱动信号生成单元向这四个开关单元中的第一开关单元和第四开关单元输出第一驱动信号，以使AC电压生成单元输出消隐脉冲波形中的第一个半周期的矩形波。在用作第一接通时间段的时间段T4中，驱动信号生成电路202使输入至Q2和Q3 的门信号有效。然后，变压器Tl开始输出负输出电压。在用作断开时间段的时间段T5中， 驱动信号生成电路202使输入至Q2和Q3的门信号无效，以抑制谐振波形。在用作第二接通时间段的时间段T6中，驱动信号生成电路202使输入至Q2和Q3的门信号有效。因此， 输出电压变成在时间段T4 T6中从Vtar+向负目标值Vtar-下降的矩形波。注意，时间段T4 T6的总和也对应于该矩形波的半周期。将该半周期称为Th-。在第一实施例中，由于矩形波中的正目标值Vtar+的绝对值和负目标值Vtar-的绝对值的比率为1:1，因而时间段Th+和Th-彼此相等。更具体地，驱动信号生成电路202输出第一驱动信号和第二驱动信号，从而使得第一驱动信号的持续时间Th+和第二驱动信号的持续时间Th-的比率变为与对应于第二驱动信号而输出的半波的最大振幅Vtar-和对应于第一驱动信号而输出的半波的最大振幅Vtar+的比率相等。各半波(半周期)的第一接通时间段、断开时间段和第二接通时间段始终满足 Tl ^ T4、T2 ^ T5和T3 ^ T6、以及Tl < T4。也就是说，第一驱动信号的第一接通时间段 Tl的长度不同于第二驱动信号的第一接通时间段T4的长度。第一驱动信号的断开时间段 T2的长度不同于第二驱动信号的断开时间段T5的长度。第一驱动信号的第二接通时间段 T3的长度不同于第二驱动信号的第二接通时间段T6的长度。此外，第二驱动信号的第一接通时间段T4长于第一驱动信号的第一接通时间段Tl。这些条件旨在降低开始输出消隐脉冲波形时的失真。这样，驱动信号生成电路202用作驱动信号生成单元，其中该驱动信号生成单元向这四个开关单元中的第二开关单元和第三开关单元输出第二驱动信号，以使AC 电压生成单元输出消隐脉冲波形中的第二个半周期的矩形波。在用作第一接通时间段的时间段T4'，驱动信号生成电路202使输入至Ql和Q4 的门信号有效。然后，变压器Tl开始输出正输出电压。在用作断开时间段的时间段Τ5'， 驱动信号生成电路202使输入至Ql和Q4的门信号无效，以抑制谐振波形。在用作第二接通时间段的时间段Τ6'，驱动信号生成电路202接通Ql和Q4。结果，获得在时间段Τ4' Τ6'中从负目标电压Vtar-改变成正目标值Vtar+的矩形波。在这种情况下，Τ4 = Τ4'、 Τ5 = Τ5'和Τ6 = T6'就可以了。这部分地因为初始值(0)和负目标值Vtar-之间的电位差以及初始值和目标值Vtar+之间的电位差具有峰-峰对称性。另外，在AC电压生成电路201的Ql和Q4处于接通的情况和Q2和Q3处于接通的情况之间，施加在变压器Tl的次级侧两端的电压也具有峰-峰对称性。在时间段Τ4"，驱动信号生成电路202使输入至Q2和Q3的门信号有效。然后， 变压器Tl开始输出负输出电压。在时间段Τ5"，驱动信号生成电路202使输入至Q2和Q3 的门信号无效，以抑制谐振波形。在时间段Τ6"，驱动信号生成电路202使输入至Q2和 Q3的门信号有效。然后，获得在时间段Τ4" Τ6"中从正目标值Vtar+改变成负目标值 Vtar-的矩形波。该时间段的初始值为Vtar+，其与该时间段的目标值Vtar-仅在符号上不同。因此，T4 = T4〃、T5 = Τ5〃 并且 Τ6 = Τ6〃。在时间段Τ7，驱动信号生成电路202使要提供给Q1、Q2、Q3和Q4的所有门信号无效，以从脉冲时间段转变成消隐时间段。在时间段T8，驱动信号生成电路202使要提供给 Q2和Q3的门信号有效，以抑制谐振波形。此后，驱动信号生成电路202使输入至Q2的门信号无效。通过这样控制门信号，输出电压在时间段T7和T8中从Vtar-转变成目标控制值 0V。因此，驱动信号生成电路202用作驱动信号生成单元，其中该驱动信号生成单元向第二开关单元和第三开关单元输出第三驱动信号，以使消隐脉冲波形从脉冲时间段转变成消隐时间段。注意，使要提供给Q1、Q2、Q3和Q4的所有门信号无效的时间段T7中的操作与向变压器Tl的初级端子施加电压的时间段Tl和T4中的操作不同。这是因为前一操作是用于转变成消隐时间段的操作，而后一操作是用于生成矩形波的操作。因此，T7 ^ Tl ^ T4，并且T8兴T2兴T5。也就是说，第一驱动信号的第一接通时间段Tl的长度、第二驱动信号的第一接通时间段T4的长度和第三驱动信号的断开时间段T7的长度彼此不同。此外，第一驱动信号的断开时间段T2的长度、第二驱动信号的断开时间段T5的长度和第三驱动信号的接通时间段T8的长度彼此不同。这些条件旨在降低在从脉冲时间段转变成消隐时间段时可能发生的失真。使用上述驱动序列可以提供抑制了谐振失真的两个脉冲的矩形波。此后，驱动信号生成电路202确保接通Ql和Q3以及断开Q2和Q4的期望长度的时间段。该长度大到足以实现在图像形成设备的设计阶段所确定出的消隐时间段(包括时间段T7和T8)。以时间段Tl的开始和消隐时间段的结束定义一个周期的波形用作两个脉冲和两个消隐的消隐脉冲波形。根据第一实施例，各自用作第一接通时间段的时间段Tl和时间段T4(T4'和 Τ4")具有不同的长度，并且各自用作断开时间段的时间段Τ2和时间段Τ5(Τ5'和Τ5") 具有不同的长度。另外，向门信号驱动模式添加了结束矩形波的输出的时间段Τ7和Τ8。通过图3可知，向变压器Tl的初级侧输入信号中以虚线包围的部分添加附加脉冲。可以在不依赖于阻尼电阻器的情况下输出期望的消隐脉冲波形。通过从降低了消隐脉冲波形的失真的电源装置200向显影套筒41提供显影偏压，可以实现稳定的显影。图4是示出从应用第一实施例的电源装置200所输出的电压的测量波形的波形图。目标值Vtar+为875V，并且DC电压为-500V。图4从上面开始顺次示出输出给Q4的栅极的门信号、输出给Q2的栅极的门信号和施加至显影套筒41的输出电压波形。通过图4可知，脉冲时间段中首先输出的半波门信号的第一接通时间段、断开时间段和第二接通时间段的比率不同于随后输出的门信号的第一接通时间段、断开时间段和第二接通时间段的比率。另外，参考图4，当从脉冲时间段转变成消隐时间段时，采用用于抑制谐振波形的时间段Τ7和Τ8。通过图4和8之间的比较，显示出良好地抑制了脉冲时间段开始和消隐时间段开始时的失真。如上所述，本实施例基本上可以省略阻尼电阻器R1。然而，由于其它原因，例如，为了调整消隐脉冲波形的响应速度，可以采用阻尼电阻器R1。在仅通过调整各时间段的长度不能完全抑制谐振波形的情况下，也可以使用阻尼电阻器Rl。即使在这种情况下，可以使用小的电阻器作为阻尼电阻器R1，这也优于传统技术。在图4中，说明了两个脉冲和两个消隐的波形。对于三个以上的脉冲，使时间段 Τ4、Τ5、Τ6、Τ4'、Τ5'和Τ6'重复脉冲数量就可以了。这是因为本实施例的特征在于时间段Tl Τ3的比率不同于时间段Τ4、Τ5和Τ6的比率，并且添加了时间段Τ7和Τ8。第二实施例
图5是示出根据第二实施例的电源装置、显影单元4和感光构件1的示意图。在图2中，向Ql和Q3这两者提供单个电压MV。在图5中，向Ql的漏极提供电压18V，向Q3 的漏极提供电压12V，并且电容器C3与变压器Tl串联连接。第二实施例中的其余结构与第一实施例中的相同。为了抑制由半导体开关元件Ql、Q2、Q3和Q4的开关操作所引起的电容器C3两端的电压变化，根据18V和12V这两个电源电压之间的电位差6V将所添加的电容器C3的电容值设置成足够大的值，以使得电容器C3两端的电压不会改变。图6是示出根据第二实施例的从驱动信号生成电路202输出的门信号的模式和输出电压波形的波形图。根据第二实施例的输出电压波形中的正振幅Vtar+和负振幅 Vtar-的比率为2 3。用作正振幅时间段的半周期Th+和用作负振幅时间段的半周期 Th-的比率为3 2。驱动信号生成电路202输出第一驱动信号和第二驱动信号，以使得第一驱动信号的持续时间Th+和第二驱动信号的持续时间Th-的比率变得与对应于第二驱动信号而输出的半波的最大振幅Vtar-和对应于第一驱动信号而输出的半波的最大振幅 Vtar+的比率相等。可以采用正振幅和负振幅不对称的消隐脉冲波形，以提高图像形成设备使用两种成分的显影剂的显影性能。特别地，负振幅大于正振幅。这强烈地促使带负电荷的调色剂从显影套筒41向感光构件1移动，并且限制正电荷承载体向感光构件1移动。在图6所示的用作第一接通时间段的时间段T11，驱动信号生成电路202使输入至Ql和Q4的门信号有效。然后，开始输出具有正振幅的输出电压。在用作断开时间段的时间段T12，驱动信号生成电路202使输入至Ql和Q4的门信号无效，以抑制谐振波形。在用作第二接通时间段的时间段T13，驱动信号生成电路202再次使输入至Ql和Q4的门信号有效。结果，在启动电源装置200之后用于生成最初的矩形波的时间段Tll T13中，获得具有正目标值Vtar+的矩形波。在时间段T14，驱动信号生成电路202使输入至Q2和Q3的门信号有效。然后，开始输出具有负振幅的输出电压。在时间段T15，驱动信号生成电路202使输入至Q2和Q3的门信号无效，以抑制谐振波形。在时间段T16，驱动信号生成电路202再次使输入至Q2和Q3 的门信号有效。在时间段T14 T16，输出电压的振幅从Vtar+改变成Vtar-。如上所述， Th+ Th- = 3 2。各个半波的第一接通时间段、断开时间段和第二接通时间段具有如下关系Τ11 Φ Τ14、Τ12 Φ Τ15和Τ13 Φ Τ16。这是因为在各个半波之间，振幅的初始值和目标值之间的电位差不同。也就是说，时间段Tll Τ16具有与各个电位差相对应的长度。在时间段Τ17，驱动信号生成电路202使输入至Ql和Q4的门信号有效。响应于此，输出具有正振幅的输出电压。在时间段Τ18，驱动信号生成电路202使输入至Ql和Q4 的门信号无效，以抑制谐振波形。在时间段Τ19，驱动信号生成电路202使输入至Ql和Q4 的门信号有效。在时间段Τ17 Τ19，获得振幅从Vtar-改变成Vtar+的矩形波。除符号以外，时间段Τ14 Τ16中从振幅的初始值到目标值的电位差与时间段Τ17 Τ19中从振幅的初始值到目标值的电位差相等。然而，施加在变压器Tl的初级侧两端的电压在Ql和 Q4处于接通的情况和Q2和Q3处于接通的情况之间有所不同。更具体地，从初始值Vtar+ 到目标值Vtar-的转变中变压器Tl两端的电压是-18V，而从初始值Vtar-到目标值Vtar+ 的转变中变压器Tl两端的电压是12V。据此，第一接通时间段、断开时间段和第二接通时间段应满足的条件为Τ14 Φ Τ17、Τ15 Φ Τ18和Τ16 Φ Τ19。
在时间段T14'，驱动信号生成电路202使输入至Q2和Q3的门信号有效。然后， 开始输出具有负振幅的输出电压。在时间段T15'，驱动信号生成电路202使输入至Q2和 Q3的门信号无效，以抑制谐振波形。在时间段T16'，驱动信号生成电路202再次使输入至 Q2和Q3的门信号有效。在时间段T14' T16'中，获得振幅从Vtar+改变成Vtar-的矩形波。在时间段T14' T16'中，关于初始值Vtar+和目标值Vtar-的条件与时间段T14 T16 中的条件相同。因此，T14 = T14'、Τ15 = Τ15'和 Τ16 = Τ16'。在时间段Τ20，驱动信号生成电路202使输入至Ql、Q2、Q3和Q4的所有门信号无效，以转变成消隐时间段。在时间段Τ21，驱动信号生成电路202使输入至Q2和Q3的门信号有效，以抑制谐振波形。使输入至Ql、Q2、Q3和Q4的所有门信号无效的时间段Τ20中的操作与向变压器Tl施加电压的时间段Tll和Τ14中的操作不同。因此，Τ20兴Tll ^ Τ14 和 Τ21 Φ Τ12 Φ Τ15 成立。最后，驱动信号生成电路202使输入至Ql和Q3的门信号有效，并且使输入至Q2 和Q4的门信号无效。然后，输出电压的振幅从Vtar-改变成0V。通过上述驱动序列，可以获得几乎没有谐振失真的两个脉冲的矩形波。此后，驱动信号生成电路202通过使输入至Ql和Q3的门信号有效并使输入至Q2和Q4的门信号无效来确保消隐时间段。时间段Τ20和Τ21也是消隐时间段的一部分。图7是示出从应用第二实施例的电源装置200所输出的电压的测量波形的波形图。图7从上面开始顺次示出输出给Q4的栅极的门信号、输出给Q2的栅极的门信号和施加至显影套筒41的输出电压波形。如图7所示，即使在形成消隐脉冲波形的矩形波中，正振幅和负振幅的大小彼此不同时，第二实施例也可以通过适当地调整各个时间段的长度， 来获得与第一实施例的效果相同的效果。说明了施加于第一实施例和第二实施例中的各个时间段的条件。各个时间段的实际长度依赖于显影偏压所需的条件。通过试验或模拟来确定各个时间段的长度以满足上述条件就可以了。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
1.一种图像形成设备，包括显影单元，用于利用显影剂对感光构件上所形成的潜像进行显影； 提供单元，用于向所述显影单元提供具有如下波形的显影交流偏置电压，其中，所述波形具有输出矩形波的脉冲时间段和没有输出矩形波的消隐时间段；以及输入信号生成单元，用于生成通过在从所述脉冲时间段转变成所述消隐时间段的时刻添加宽度小于所述脉冲时间段的矩形波的宽度的附加脉冲所获得的输入信号，作为要提供给用于形成所述显影交流偏置电压的变压单元的初级侧的输入信号。
2.根据权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于，所述输入信号生成单元在与所述输入信号的所述脉冲时间段相对应的各矩形波的开头附近，设置预定宽度的断开时间段。
3.根据权利要求2所述的图像形成设备，其特征在于，在从所述脉冲时间段转变成所述消隐时间段的时刻所添加的附加脉冲的宽度小于所述脉冲时间段的多个矩形波中最后一个矩形波的断开时间段的预定宽度。
4.一种电源电路，包括交流电压生成单元，用于输出具有输出矩形波的脉冲时间段和没有输出矩形波的消隐时间段的消隐脉冲波形，所述交流电压生成单元包括全桥电路，所述全桥电路包括第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元，其中所述第一开关单元的一端与电压源连接，所述第二开关单元的一端与所述第一开关单元的另一端连接且所述第二开关单元的另一端接地，所述第三开关单元的一端与所述电压源连接，以及所述第四开关单元的一端与所述第三开关单元的另一端连接且所述第四开关单元的另一端接地；变压单元，用于接收由所述交流电压生成单元所生成的消隐脉冲波形，所述变压单元具有初级侧第一端子和初级侧第二端子，所述初级侧第一端子与所述第一开关单元的所述另一端和所述第二开关单元的所述一端连接，所述初级侧第二端子与所述第三开关单元的所述另一端和所述第四开关单元的所述一端连接；以及驱动信号生成单元，用于向所述第一开关单元和所述第四开关单元的驱动端子输出第一驱动信号以使所述交流电压生成单元输出所述消隐脉冲波形中的第一个半周期的矩形波，并且向所述第二开关单元和所述第三开关单元的驱动端子输出第二驱动信号以使所述交流电压生成单元输出所述消隐脉冲波形中的第二个半周期的矩形波，其中，所述第一驱动信号具有接通所述第一开关单元和所述第四开关单元这两者的第一接通时间段、断开所述第一开关单元和所述第四开关单元这两者的断开时间段以及接通所述第一开关单元和所述第四开关单元这两者的第二接通时间段，所述第二驱动信号具有接通所述第二开关单元和所述第三开关单元这两者的第一接通时间段、断开所述第二开关单元和所述第三开关单元这两者的断开时间段以及接通所述第二开关单元和所述第三开关单元这两者的第二接通时间段，以及所述第一驱动信号的第一接通时间段的长度和所述第二驱动信号的第一接通时间段的长度彼此不同，所述第一驱动信号的断开时间段的长度和所述第二驱动信号的断开时间段的长度彼此不同，所述第一驱动信号的第二接通时间段的长度和所述第二驱动信号的第二接通时间段的长度彼此不同，以及所述第二驱动信号的第一接通时间段的长度大于所述第一驱动信号的第一接通时间段的长度。
5.根据权利要求4所述的电源电路，其特征在于，所述驱动信号生成单元向所述第二开关单元和所述第三开关单元输出第三驱动信号以将所述消隐脉冲波形从所述脉冲时间段转变成所述消隐时间段，所述第三驱动信号具有断开所述第二开关单元和所述第三开关单元这两者的断开时间段以及接通所述第二开关单元和所述第三开关单元这两者的接通时间段，以及所述第一驱动信号的第一接通时间段的长度、所述第二驱动信号的第一接通时间段的长度和所述第三驱动信号的断开时间段的长度彼此不同，并且所述第一驱动信号的断开时间段的长度、所述第二驱动信号的断开时间段的长度和所述第三驱动信号的接通时间段的长度彼此不同。
6.根据权利要求4所述的电源电路，其特征在于，所述驱动信号生成单元输出所述第一驱动信号和所述第二驱动信号，以使所述第一驱动信号的持续时间与所述第二驱动信号的持续时间的比率等于对应于所述第二驱动信号所输出的半波的最大振幅与对应于所述第一驱动信号所输出的半波的最大振幅的比率。
7.一种电源电路，包括交流电压生成单元，用于输出具有输出矩形波的脉冲时间段和没有输出矩形波的消隐时间段的消隐脉冲波形，所述交流电压生成单元包括全桥电路，所述全桥电路包括第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元，其中所述第一开关单元的一端与电压源连接，所述第二开关单元的一端与所述第一开关单元的另一端连接且所述第二开关单元的另一端接地，所述第三开关单元的一端与所述电压源连接，以及所述第四开关单元的一端与所述第三开关单元的另一端连接且所述第四开关单元的另一端接地；变压单元，用于接收由所述交流电压生成单元所生成的消隐脉冲波形，所述变压单元具有初级侧第一端子和初级侧第二端子，所述初级侧第一端子与所述第一开关单元的所述另一端和所述第二开关单元的所述一端连接，所述初级侧第二端子与所述第三开关单元的所述另一端和所述第四开关单元的所述一端连接；以及驱动信号生成单元，用于向所述第一开关单元和所述第四开关单元的驱动端子输出第一驱动信号以使所述交流电压生成单元输出所述消隐脉冲波形中的第一个半周期的矩形波，向所述第二开关单元和所述第三开关单元的驱动端子输出第二驱动信号以使所述交流电压生成单元输出所述消隐脉冲波形中的第二个半周期的矩形波，以及向所述第二开关单元和所述第三开关单元的驱动端子输出第三驱动信号以将所述消隐脉冲波形从所述脉冲时间段转变成所述消隐时间段，其中，所述第一驱动信号具有接通所述第一开关单元和所述第四开关单元这两者的第一接通时间段以及断开所述第一开关单元和所述第四开关单元这两者的断开时间段，所述第二驱动信号具有接通所述第二开关单元和所述第三开关单元这两者的第一接通时间段以及断开所述第二开关单元和所述第三开关单元这两者的断开时间段，所述第三驱动信号具有断开所述第二开关单元和所述第三开关单元这两者的断开时间段以及接通所述第二开关单元和所述第三开关单元这两者的接通时间段，以及所述第一驱动信号的第一接通时间段的长度、所述第二驱动信号的第一接通时间段的长度和所述第三驱动信号的断开时间段的长度彼此不同，并且所述第一驱动信号的断开时间段的长度、所述第二驱动信号的断开时间段的长度和所述第三驱动信号的接通时间段的长度彼此不同。
8.根据权利要求7所述的电源电路，其特征在于，所述驱动信号生成单元输出所述第一驱动信号和所述第二驱动信号，以使所述第一驱动信号的持续时间与所述第二驱动信号的持续时间的比率等于对应于所述第二驱动信号所输出的半波的最大振幅与对应于所述第一驱动信号所输出的半波的最大振幅的比率。
9.根据权利要求4或7所述的电源电路，其特征在于，所述变压单元的所述初级侧第一端子经由电容器与所述第一开关单元的所述另一端和所述第二开关单元的所述一端连接。
10.一种图像形成设备，包括 电源电路；显影构件，其中，向所述显影构件施加从所述电源电路所提供的消隐脉冲波形； 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， 所述电源电路包括交流电压生成单元，用于输出具有输出矩形波的脉冲时间段和没有输出矩形波的消隐时间段的消隐脉冲波形，所述交流电压生成单元包括全桥电路，所述全桥电路包括第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元，其中所述第一开关单元的一端与电压源连接，所述第二开关单元的一端与所述第一开关单元的另一端连接且所述第二开关单元的另一端接地，所述第三开关单元的一端与所述电压源连接，以及所述第四开关单元的一端与所述第三开关单元的另一端连接且所述第四开关单元的另一端接地；变压单元，用于接收由所述交流电压生成单元所生成的消隐脉冲波形，所述变压单元具有初级侧第一端子和初级侧第二端子，所述初级侧第一端子与所述第一开关单元的所述另一端和所述第二开关单元的所述一端连接，所述初级侧第二端子与所述第三开关单元的所述另一端和所述第四开关单元的所述一端连接；以及驱动信号生成单元，用于向所述第一开关单元和所述第四开关单元的驱动端子输出第一驱动信号以使所述交流电压生成单元输出所述消隐脉冲波形中的第一个半周期的矩形波，并且向所述第二开关单元和所述第三开关单元的驱动端子输出第二驱动信号以使所述交流电压生成单元输出所述消隐脉冲波形中的第二个半周期的矩形波，其中，所述第一驱动信号具有接通所述第一开关单元和所述第四开关单元这两者的第一接通时间段、断开所述第一开关单元和所述第四开关单元这两者的断开时间段以及接通所述第一开关单元和所述第四开关单元这两者的第二接通时间段，所述第二驱动信号具有接通所述第二开关单元和所述第三开关单元这两者的第一接通时间段、断开所述第二开关单元和所述第三开关单元这两者的断开时间段以及接通所述第二开关单元和所述第三开关单元这两者的第二接通时间段，以及所述第一驱动信号的第一接通时间段的长度和所述第二驱动信号的第一接通时间段的长度彼此不同，所述第一驱动信号的断开时间段的长度和所述第二驱动信号的断开时间段的长度彼此不同，所述第一驱动信号的第二接通时间段的长度和所述第二驱动信号的第二接通时间段的长度彼此不同，以及所述第二驱动信号的第一接通时间段的长度大于所述第一驱动信号的第一接通时间段的长度。
11.一种图像形成设备，包括 电源电路；显影构件，其中，向所述显影构件施加从所述电源电路所提供的消隐脉冲波形； 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， 所述电源电路包括交流电压生成单元，用于输出具有输出矩形波的脉冲时间段和没有输出矩形波的消隐时间段的消隐脉冲波形，所述交流电压生成单元包括全桥电路，所述全桥电路包括第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元，其中所述第一开关单元的一端与电压源连接，所述第二开关单元的一端与所述第一开关单元的另一端连接且所述第二开关单元的另一端接地，所述第三开关单元的一端与所述电压源连接，以及所述第四开关单元的一端与所述第三开关单元的另一端连接且所述第四开关单元的另一端接地；变压单元，用于接收由所述交流电压生成单元所生成的消隐脉冲波形，所述变压单元具有初级侧第一端子和初级侧第二端子，所述初级侧第一端子与所述第一开关单元的所述另一端和所述第二开关单元的所述一端连接，所述初级侧第二端子与所述第三开关单元的所述另一端和所述第四开关单元的所述一端连接；以及驱动信号生成单元，用于向所述第一开关单元和所述第四开关单元的驱动端子输出第一驱动信号以使所述交流电压生成单元输出所述消隐脉冲波形中的第一个半周期的矩形波，向所述第二开关单元和所述第三开关单元的驱动端子输出第二驱动信号以使所述交流电压生成单元输出所述消隐脉冲波形中的第二个半周期的矩形波，以及向所述第二开关单元和所述第三开关单元的驱动端子输出第三驱动信号以将所述消隐脉冲波形从所述脉冲时间段转变成所述消隐时间段，其中，所述第一驱动信号具有接通所述第一开关单元和所述第四开关单元这两者的第一接通时间段以及断开所述第一开关单元和所述第四开关单元这两者的断开时间段，所述第二驱动信号具有接通所述第二开关单元和所述第三开关单元这两者的第一接通时间段以及断开所述第二开关单元和所述第三开关单元这两者的断开时间段，所述第三驱动信号具有断开所述第二开关单元和所述第三开关单元这两者的断开时间段以及接通所述第二开关单元和所述第三开关单元这两者的接通时间段，以及所述第一驱动信号的第一接通时间段的长度、所述第二驱动信号的第一接通时间段的长度和所述第三驱动信号的断开时间段的长度彼此不同，并且所述第一驱动信号的断开时间段的长度、所述第二驱动信号的断开时间段的长度和所述第三驱动信号的接通时间段的长度彼此不同。
12.根据权利要求10或11所述的图像形成设备，其特征在于，所述变压单元的所述初级侧第一端子经由电容器与所述第一开关单元的所述另一端和所述第二开关单元的所述一端连接。
全文摘要
本发明涉及一种图像形成设备和电源电路。显影单元利用显影剂对潜像进行显影。提供单元向所述显影单元提供具有如下波形的显影交流偏置电压，其中，所述波形具有输出矩形波的脉冲时间段和没有输出矩形波的消隐时间段。输入信号生成单元生成通过在从所述脉冲时间段转变成所述消隐时间段的时刻添加宽度小于所述脉冲时间段的矩形波的宽度的附加脉冲所获得的输入信号，作为要提供给用于形成所述显影交流偏置电压的变压单元的初级侧的输入信号。
文档编号G03G15/06GK102411281SQ201110288560
公开日2012年4月11日 申请日期2011年9月22日 优先权日2010年9月22日
发明者奥村泰彦 申请人:佳能株式会社