專利名稱：高壓電源裝置和包括其的圖像形成設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用壓電變壓器輸出高電壓的電源裝置、以及一種包括所述電源
裝置的圖像形成設(shè)備。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，作為圖像形成設(shè)備的電子照相系統(tǒng)的彩色激光打印機(jī)或復(fù)印機(jī)包括多
個(gè)感光鼓，充當(dāng)圖像承載構(gòu)件；多個(gè)充電輥，用于對(duì)各個(gè)感光鼓進(jìn)行充電；以及曝光裝置，
用于對(duì)各個(gè)充電的感光鼓進(jìn)行曝光，并且使得潛像形成在所述多個(gè)感光鼓中的每一個(gè)上。
此外，彩色激光打印機(jī)和復(fù)印機(jī)包括顯影裝置，用于使用充當(dāng)顯影劑的調(diào)色劑對(duì)所形成的
潛像進(jìn)行顯影；以及轉(zhuǎn)印輥，用于對(duì)將感光鼓上顯影的圖像轉(zhuǎn)印到記錄紙張上。 用于對(duì)圖像承載構(gòu)件進(jìn)行充電的電壓(也稱為充電偏壓)被施加到上述充電輥，
用于對(duì)調(diào)色劑進(jìn)行顯影的電壓(也稱為顯影偏壓)被施加到顯影裝置，而用于將圖像轉(zhuǎn)印
在記錄紙張上的電壓(也稱為轉(zhuǎn)印偏壓)被施加到轉(zhuǎn)印輥。 作為用于這些圖像形成操作的各個(gè)電壓，使用高電壓。例如，為了實(shí)現(xiàn)良好轉(zhuǎn)印，所使用的轉(zhuǎn)印偏壓是最大約3kV。圖像形成設(shè)備包括用于高電壓輸出的多個(gè)電源裝置。
為了生成用于圖像形成操作的高電壓，作為用于這種高電壓輸出的電源裝置，傳統(tǒng)上使用繞線式電磁變壓器。電磁變壓器包括銅線、線軸以及磁芯，并且如果其用于圖像形成設(shè)備，則當(dāng)輸出高電壓時(shí)來(lái)自電磁變壓器的泄漏電流將被最小化。 為此，使用通過(guò)模子等對(duì)電磁變壓器的線圈進(jìn)行絕緣的配置。此外，由于線圈數(shù)量根據(jù)待提供的電功率(電壓)而增加，因此當(dāng)輸出較高電壓時(shí)電磁變壓器的尺寸變得較大。因此，不能容易地實(shí)現(xiàn)電源裝置的尺寸和重量方面的進(jìn)一步減少。 因此，為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電源裝置的尺寸和重量方面的減少，例如，在日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)No. 11-206113中，討論了使用薄的、重量輕的、高電壓輸出壓電元件(壓電變壓器)來(lái)生成高電壓的電源裝置。更具體地說(shuō)，通過(guò)使用以陶瓷作為原材料制成的薄的且重量輕的壓電元件構(gòu)建壓電變壓器，可以按比電磁變壓器更高的效率來(lái)生成高電壓。
由于可以通過(guò)使用壓電變壓器來(lái)保持電源裝置的初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)上的電極之間的距離，因此可以不用像電磁變壓器那樣執(zhí)行用于絕緣目的的特殊鑄模工作。因此，如果使用該壓電變壓器，則可以實(shí)現(xiàn)電源裝置的尺寸和重量的減少。使用壓電變壓器輸出高電壓的電源裝置可以應(yīng)用于使用高電壓的各種設(shè)備，而不受限于上述這種圖像形成設(shè)備。
將參照?qǐng)D17描述用于使用壓電變壓器的高電壓輸出的高壓電源裝置的電路(下文中也稱為壓電變壓器型高壓電源裝置)的示例。作為示例，圖17所示的電路示例是用于輸出負(fù)偏壓的充電偏壓輸出電路。 在圖17中，電路包括高壓電源的壓電變壓器101Y。壓電變壓器101Y的輸出通過(guò)二極管102Y、103Y和高壓電容器104Y被整流并平滑為負(fù)電壓，并且從輸出端子116Y被提供給充電輥(即負(fù)載，未示出)。輸出電壓通過(guò)電阻器105Y、106Y和107Y分壓，并且經(jīng)由保護(hù)電阻器108Y輸入到運(yùn)算放大器109Y的非反相輸入端子(+端子)。用于高壓電源的控制信號(hào)(Vcont信號(hào))是模擬信號(hào)，其經(jīng)由連接端子118Y和電阻器114Y從控制器(即控制單元，未示出)輸入到運(yùn)算放大器109Y的反相輸入端子(_端子)。 通過(guò)由運(yùn)算放大器109Y、電阻器114Y和電容器113Y組成積分電路，根據(jù)由電阻器和電容器的值所確定的積分時(shí)間常數(shù)而平滑的控制信號(hào)(Vcont信號(hào))被輸入到運(yùn)算放大器109Y。運(yùn)算放大器109Y的輸出端子連接到壓控振蕩器(VC0)110Y，并且輸出端子連接到場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)111Y，場(chǎng)效應(yīng)晶體管111Y連接到由電感器112Y和電容器115Y形成的電感器-電容器(LC)并聯(lián)諧振電路。 壓控振蕩器(VC0)110Y輸出用于使FET 111Y開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。FET 111Y根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)而被開(kāi)關(guān)。壓控振蕩器(VC0)110Y用于執(zhí)行操作，從而當(dāng)輸入電壓上升時(shí)提升輸出頻率，以及當(dāng)輸入電壓下降時(shí)減少輸出頻率。 因此，取決于其輸入電平的頻率從壓控振蕩器(VC0)110Y被輸出。壓控振蕩器(VC0)110Y的輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)電感器-電容器(LC)諧振電路，并且由此，最終，取決于控制信號(hào)(Vcont信號(hào))的電源被提供給壓電變壓器IOIY的初級(jí)側(cè)。 圖18示出輸出電壓相對(duì)于壓電變壓器101Y的驅(qū)動(dòng)頻率的特性。如圖18所示，壓電變壓器的特性是，輸出電壓通常在諧振頻率f0處達(dá)到峰值，并且可見(jiàn)，可以基于驅(qū)動(dòng)頻率控制輸出電壓。 設(shè)fx表示當(dāng)輸出目標(biāo)輸出電壓Edc時(shí)的驅(qū)動(dòng)頻率。壓控振蕩器(VCO) 110Y進(jìn)行操作，從而驅(qū)動(dòng)頻率根據(jù)控制信號(hào)(Vcont信號(hào))而變化。為了將輸出電壓Edc控制為較高的電壓，壓電變壓器以小于fx的驅(qū)動(dòng)頻率被驅(qū)動(dòng)。另一方面，為了將輸出電壓Edc控制為較低的電壓，壓電變壓器以遠(yuǎn)高于fx的驅(qū)動(dòng)頻率被驅(qū)動(dòng)。 換句話說(shuō)，圖17所示的高壓驅(qū)動(dòng)電路的示例是負(fù)反饋控制電路，其中，輸出電壓受控為恒定電壓，從而輸出電壓變?yōu)榈扔谳斎氲竭\(yùn)算放大器109Y的反相輸入端子(-端子)的控制信號(hào)(Vcont)的電壓所確定的電壓。 對(duì)于電路控制操作，從用于開(kāi)始驅(qū)動(dòng)壓電變壓器的特定高頻帶的初始頻率在較低頻率方向上朝向fx執(zhí)行掃描操作，直到輸出符合目標(biāo)電壓值(即反饋電路的Edc值)。作為掃描操作的結(jié)果，在收斂到頻率fx時(shí)，電路變?yōu)槠胶鉅顟B(tài)，并且輸出電壓Edc將被穩(wěn)定地輸出。 然而，在上述壓電變壓器型高壓電源裝置中，存在以下情況。在圖17所示的電路配置中，圖19所示的驅(qū)動(dòng)信號(hào)300被輸入到開(kāi)關(guān)元件111Y的柵極，以驅(qū)動(dòng)電感器-電容器(LC)諧振電路。結(jié)果，信號(hào)301所示的回掃波形中的信號(hào)被輸入到壓電元件。
已知的是，由于以不同于那種正弦波的方形波形對(duì)于壓電元件施加電振蕩而出現(xiàn)圖18中由fspl、 fsp2、 fsp3、 fsp4指示的不期望的諧振頻率(下文中稱為寄生頻率(spurious frequency))。寄生頻率取決于壓電變壓器的結(jié)構(gòu)(例如寬度和厚度)。
圖20示出以寄生頻率fspl附近的頻率執(zhí)行開(kāi)關(guān)操作時(shí)LC諧振電路所生成的壓電變壓器的輸入波形。與圖19相似，圖20包括開(kāi)關(guān)FET的柵極信號(hào)300、以及開(kāi)關(guān)FET的漏極電壓301(即壓電變壓器的輸入電壓波形)。此外，圖20包括開(kāi)關(guān)FET的漏極電流302。
如圖20中的漏極電壓301所示，通過(guò)以與由L和C的值所確定的諧振頻率分離的壓電變壓器的寄生頻率進(jìn)行諧振而在電壓波形中產(chǎn)生失真。結(jié)果，在開(kāi)關(guān)FET的漏極電壓不為"O"的定時(shí)，柵極開(kāi)啟(turn on)。由此，如波形302所示，過(guò)量漏極電流將最終流動(dòng)。
對(duì)于上述電路操作，從開(kāi)始驅(qū)動(dòng)壓電變壓器的初始頻率向較低頻率側(cè)執(zhí)行掃描操作，從而到達(dá)預(yù)定電壓值。因此，在開(kāi)始時(shí)，掃描操作使得頻率穿過(guò)寄生頻率。每次，在開(kāi)始時(shí)，過(guò)量電流在開(kāi)關(guān)FET中瞬時(shí)流動(dòng)，如圖20所示。 換句話說(shuō)，選擇可以經(jīng)受這種過(guò)量電流的元件作為開(kāi)關(guān)FET，并且因此用戶不能選擇更廉價(jià)的元件作為開(kāi)關(guān)FET。 為了不生成瞬時(shí)過(guò)量電流，可以設(shè)想將壓電變壓器的輸出電壓的控制范圍設(shè)置成不存在寄生頻率的影響的頻率范圍(在低于與圖18的電壓Edc'對(duì)應(yīng)的頻率的范圍中)。然而，由于這使得電壓控制范圍窄，因此它不是一個(gè)恰當(dāng)?shù)拇胧?。例如，?dāng)使用低得多的電壓時(shí)，輸出電壓將會(huì)受寄生頻率的影響。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種裝置包括壓電元件、被配置為驅(qū)動(dòng)所述壓電元件的開(kāi)關(guān)元件、以及被配置為向所述開(kāi)關(guān)元件輸出頻率信號(hào)的振蕩單元，所述裝置被配置為通過(guò)以基于所述頻率信號(hào)的頻率驅(qū)動(dòng)所述壓電元件來(lái)輸出高電壓。所述裝置還包括控制單元，被配置為輸出控制信號(hào)，用于控制所述振蕩單元輸出所述頻率信號(hào)；以及設(shè)置單元，被配置為設(shè)置由所述頻率信號(hào)驅(qū)動(dòng)的開(kāi)關(guān)元件的接通時(shí)間段，其中，所述設(shè)置單元被配置為在從開(kāi)始驅(qū)動(dòng)所述壓電元件的初始頻率到從所述壓電元件輸出目標(biāo)電壓的驅(qū)動(dòng)頻率的頻率范圍中，將在從所述初始頻率起包括生成寄生諧振頻率的間隔的頻率范圍中的接通時(shí)間段設(shè)置得比當(dāng)以所述驅(qū)動(dòng)頻率驅(qū)動(dòng)所述壓電元件時(shí)的接通時(shí)間段短。 參照附圖從以下示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的進(jìn)一步的特征和方面將變得清楚。


合并到說(shuō)明書中并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分的附圖示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例、特征和方面，并且連同描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。 圖1是示出圖像形成設(shè)備的截面圖。 圖2是示出根據(jù)第一示例性實(shí)施例的高壓電源和控制單元的電路配置圖。 圖3是示出根據(jù)第一示例性實(shí)施例的電路操作的電壓電流波形圖。 圖4示出壓電變壓器的頻率特性。 圖5A和圖5B示出根據(jù)第一示例性實(shí)施例的壓電變壓器的開(kāi)始操作。 圖6是示出根據(jù)第一示例性實(shí)施例的控制操作的流程圖。 圖7A至圖7C是當(dāng)根據(jù)第一示例性實(shí)施例執(zhí)行控制時(shí)電路操作的電壓電流波形圖。 圖8是根據(jù)第二示例性實(shí)施例的高壓電源和控制單元的電路配置圖。 圖9是示出根據(jù)第二示例性實(shí)施例的控制操作的流程圖。 圖10是根據(jù)第三示例性實(shí)施例的高壓電源和控制單元的電路配置圖。 圖11A和圖11B示出根據(jù)第三示例性實(shí)施例的壓電變壓器的開(kāi)始操作。 圖12是示出根據(jù)第三示例性實(shí)施例的控制操作的流程圖。
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圖13是根據(jù)第四示例性實(shí)施例的高壓電源和控制單元的電路配置圖。 圖14是示出根據(jù)第四示例性實(shí)施例的控制操作的流程圖。 圖15是根據(jù)第五示例性實(shí)施例的高壓電源和控制單元的電路配置圖。 圖16是示出根據(jù)第五示例性實(shí)施例的控制操作的流程圖。 圖17是傳統(tǒng)高壓電源電路圖。 圖18示出壓電變壓器的頻率特性。 圖19是當(dāng)傳統(tǒng)壓電變壓器被驅(qū)動(dòng)時(shí)的電壓電流波形圖。 圖20是當(dāng)壓電變壓器被驅(qū)動(dòng)時(shí)的電壓電流波形圖的示例。 圖21是當(dāng)壓電變壓器被驅(qū)動(dòng)時(shí)的電壓電流波形圖的示例。 圖22是當(dāng)壓電變壓器被驅(qū)動(dòng)時(shí)的電壓電流波形圖的示例。
具體實(shí)施例方式
以下將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的各個(gè)示例性實(shí)施例、特征和方面。應(yīng)注意，以下將描述的示例性實(shí)施例僅僅是示例，并不被理解為將本發(fā)明的技術(shù)范圍僅限制為這些實(shí)施例的布置。 以下，將描述第一示例性實(shí)施例。首先，將參照?qǐng)D1描述根據(jù)本發(fā)明的圖像形成設(shè)備的示例。圖l是彩色激光打印機(jī)的配置圖，其為使用電子照相處理的圖像形成設(shè)備的示例。將參照?qǐng)Dl描述圖像形成設(shè)備的配置。 圖像形成設(shè)備(彩色激光打印機(jī))配備有圖像形成單元，其通過(guò)疊加黃(Y)、品紅(M)、青(C)和黑(K)的四色調(diào)色劑來(lái)輸出全彩色圖像。作為用于各個(gè)顏色的圖像形成單元的配置，提供激光掃描儀(11Y、11M、11C、11K)以及處理盒(cartridge) (12Y、 12M、 12C、12K)。 處理盒(12Y、12M、12C、12K)包括感光構(gòu)件(13Y、 13M、 13C、 13K)，其作為圖像承載構(gòu)件而在圖1的箭頭方向上旋轉(zhuǎn)；充電輥(15Y、15M、15C、15K)，其對(duì)感光構(gòu)件進(jìn)行充電；顯影輥(16Y、16M、16C、16K)，其使用調(diào)色劑作為顯影劑而對(duì)在感光構(gòu)件上形成潛像進(jìn)行顯影；具有刀片的顯影裝置(17Y、17M、17C、17K);以及清潔器(14Y、 14M、 14C、 14K)，用于通過(guò)使得清潔器與感光構(gòu)件接觸而移除感光構(gòu)件上剩余的顯影劑。 比外，對(duì)于各個(gè)顏色設(shè)置中間轉(zhuǎn)印帶(中間轉(zhuǎn)印構(gòu)件)19，以與感光構(gòu)件(13Y、13M、13C、13K)接觸。于是，一次轉(zhuǎn)印輥(18Y、18M、18C、18K)被布置為相對(duì)于中間轉(zhuǎn)印帶19在其相對(duì)側(cè)而面對(duì)感光構(gòu)件(13Y、13M、13C、13K)。 此外，將帶清潔器20提供在中間轉(zhuǎn)印帶19上，并且還包括容器31，在容器31中，將存儲(chǔ)由帶清潔器20刮掉的調(diào)色劑。此外，將用于存儲(chǔ)片材21的盒子22包括在圖像形成設(shè)備中。盒子22包括引導(dǎo)件23，用于調(diào)節(jié)盒子22中放置的片材21的位置；以及片材存在/不存在傳感器24，用于檢測(cè)盒子22中片材21的存在/不存在。 在用于片材21的傳送路徑中，設(shè)置片材供給輥25、分離輥26a、26b和輥27，并且將傳感器28設(shè)置在輥27的片材傳送方向的下游側(cè)的傳送路徑附近。輥27具有臨時(shí)停止片材的傳送的功能，目的是對(duì)所傳送的片材與中間轉(zhuǎn)印帶19上的圖像進(jìn)行同步。二次轉(zhuǎn)印輥29布置為與中間轉(zhuǎn)印帶19接觸，以及定影裝置30沿著傳送路徑在二次轉(zhuǎn)印輥29的下游。
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此外，彩色激光打印機(jī)包括控制器40(即控制單元)，用于控制彩色激光打印機(jī)
的操作，并且控制器40包括微處理單元(MPU)41， MPU 41包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)41a、
只讀存儲(chǔ)器(R0M)41b、定時(shí)器41c、以及各種輸入和輸出控制電路(未示出)。 此外，高壓電源42包括用于充電電壓輸出的高壓電源(未示出)、與各個(gè)處理盒對(duì)
應(yīng)的用于顯影電壓輸出的高壓電源(未示出)、以及可以將高電壓輸出到受控于控制器40
的各個(gè)臨時(shí)轉(zhuǎn)印輥以及二次轉(zhuǎn)印輥的用于轉(zhuǎn)印電壓輸出的高壓電源(未示出)。 接下來(lái)，將簡(jiǎn)要描述圖像形成操作。處理盒(12Y、12M、12C、12K)的感光構(gòu)件(13Y、
13M、13C、13K)的表面由充電輥(15Y、15M、15C、15K)均勻地充電。接下來(lái)，激光掃描儀(IIY、
11M、11C、11K)將根據(jù)圖像數(shù)據(jù)而調(diào)制的激光束照射在感光構(gòu)件(13Y、13M、13C、13K)的表
面上，并且靜電潛像形成在感光構(gòu)件(13Y、13M、13C、13K)的表面上。 在顯影裝置中，由刀片(17Y、17M、17C、17K)將各層調(diào)色劑(即顯影劑)形成在顯影輥(16Y、16M、16C、16K)上。調(diào)色劑通過(guò)顯影偏壓而從顯影輥粘附到感光構(gòu)件上的靜電潛像，因此將各個(gè)顏色的調(diào)色劑圖像形成在感光構(gòu)件(13Y、13M、13C、13K)的表面上。
感光構(gòu)件的表面上形成的調(diào)色劑圖像通過(guò)轉(zhuǎn)印偏壓在感光構(gòu)件與中間轉(zhuǎn)印帶19之間形成的壓合部分處被附著到中間轉(zhuǎn)印帶19。此外，各個(gè)處理盒((12Y、12M、12C、12K)中的圖像形成定時(shí)以根據(jù)中間轉(zhuǎn)印帶19的傳送速度的定時(shí)被控制，并且各個(gè)調(diào)色劑圖像被依次轉(zhuǎn)印在中間轉(zhuǎn)印帶19上，由此最終將全彩色圖像形成在中間轉(zhuǎn)印帶19上。
另一方面，盒子22中的片材21由片材供給輥25傳送，并且由分離輥對(duì)26a、26b逐一分離。于是，片材21穿過(guò)配準(zhǔn)輥27，并且傳送到二次轉(zhuǎn)印輥29。 中間轉(zhuǎn)印帶19上的調(diào)色劑圖像在中間轉(zhuǎn)印帶19與位于輥27的下游的二次轉(zhuǎn)印輥29之間形成的壓合部分處轉(zhuǎn)印在片材21上。此后，片材21的調(diào)色劑圖像被加熱，并且由定影裝置30加壓以歷經(jīng)定影處理，并且排出到圖像形成設(shè)備外部。 接下來(lái)，將根據(jù)本示例性實(shí)施例參照?qǐng)D2和圖3描述使用壓電變壓器的用于高電壓輸出的電源裝置(下文中稱為高壓電源裝置)的操作。圖2所示的電路是用于輸出正電壓的電源裝置的示例電路，其例如可應(yīng)用為用于轉(zhuǎn)印電壓輸出的電源裝置。電源裝置不限于用于輸出正電壓的電路，而同樣可應(yīng)用于用于輸出負(fù)電壓的電路。 壓電變壓器101的輸出通過(guò)二極管102和103以及高壓電容器104整流并且平滑為正電壓，并且高電壓作為直流電壓輸出到輸出端子116。另一方面，輸出電壓被電阻器106和107分壓，以經(jīng)由保護(hù)電阻器108輸入到運(yùn)算放大器109的非反相輸入端子(+端子)。 另一方面，運(yùn)算放大器109的反相輸入端子(-端子)經(jīng)由電阻器114連接到控制器40中MPU 41的數(shù)模轉(zhuǎn)換端口 (下文中稱為D/A端口 ) 41e。 高壓電源的控制信號(hào)(Vcont)(模擬信號(hào))從D/A端口 41e輸出，以被輸入到積分電路。所述積分電路包括運(yùn)算放大器109和電阻器114及電容器113。通過(guò)電阻器和電容器的元件值所確定的積分時(shí)間常數(shù)而平滑的控制信號(hào)(Vcont)輸入到運(yùn)算放大器109。
運(yùn)算放大器109的輸出端子連接到壓控振蕩器(VCO) 110。壓控振蕩器(VCO) 110的輸出端子連接到FET 111， FET 111連接到電感器112和電容器115所形成的LC并聯(lián)諧振電路。壓控振蕩器(VC0)110根據(jù)來(lái)自運(yùn)算放大器109的輸入電壓執(zhí)行操作，從而當(dāng)輸入電壓上升時(shí)提升輸出頻率，并且當(dāng)輸入電壓下降時(shí)減少輸出頻率。
換句話說(shuō)，MPU 41運(yùn)行為控制信號(hào)輸出單元，用于從壓控振蕩器(VC0) 110輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。此外，壓控振蕩器(VC0)110連接到控制器40上MPU 41的輸出端口 41d，并且來(lái)自41d的輸出設(shè)置信號(hào)(下文中稱為Dcont信號(hào))是用于據(jù)此執(zhí)行輸出信號(hào)的占空比(duty)(下文中稱為占空比)的切換操作的信號(hào)。 更具體地說(shuō)，在Dcont =高電平的情況下，輸出30X占空比信號(hào)，而在Dcont =低電平的情況下，輸出50%占空比信號(hào)。在本示例性實(shí)施例中，描述兩種類型占空比輸出(即50%和30% )之間的切換的示例，但不限于此，可以在三種或更多類型的占空比輸出之間進(jìn)行切換。 占空比表示FET 111的柵極信號(hào)的ON信號(hào)的時(shí)間寬度，如以下將描述的那樣。如上所述，微計(jì)算機(jī)41充當(dāng)設(shè)置單元，用于設(shè)置來(lái)自壓控振蕩器(VC0)110的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比。 作為來(lái)自壓控振蕩器(VCO) 110的輸出信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)執(zhí)行開(kāi)關(guān)元件111 (下文中稱為FET 111)的開(kāi)關(guān)。結(jié)果，LC諧振電路被驅(qū)動(dòng)，并且電振蕩施加到壓電變壓器101的初級(jí)側(cè)。然后，具有高電壓的AC波形輸出到壓電變壓器lOl的次級(jí)側(cè)。結(jié)果，根據(jù)Vcont的電壓最終輸出到輸出端子116。 現(xiàn)在，將參照?qǐng)D3更詳細(xì)地描述壓電變壓器101的初級(jí)側(cè)驅(qū)動(dòng)單元的操作。圖3示出施加到FET 111的柵極的電壓波形300、 FET 111的漏極中出現(xiàn)的電壓波形301、電感器112中流動(dòng)的電流303、以及FET 111中流動(dòng)的漏極電流302。 當(dāng)FET 111導(dǎo)通時(shí)，電流在電感器112流動(dòng)，并且因此，能量被存儲(chǔ)在電感器112中。接下來(lái)，當(dāng)FET 111關(guān)斷時(shí)，在電感器112與電容器115之間生成諧振，如波形301所指示的那樣。通過(guò)驅(qū)動(dòng)FET lll，從而當(dāng)諧振電壓是OV時(shí)，F(xiàn)ET 111的導(dǎo)通時(shí)間段開(kāi)始，以
良好效率連續(xù)重復(fù)諧振。 另一方面，在諧振操作期間在電感器112中流動(dòng)的電流的波形由波形302來(lái)表示(與FET lll的漏極電流相似)。當(dāng)FET 111導(dǎo)通時(shí)，電流在FET 111中流動(dòng)通過(guò)電感器112。然后，在FET 111關(guān)斷之后，電流繼續(xù)流動(dòng)，從而通過(guò)電感器112的感應(yīng)動(dòng)作對(duì)電容器115進(jìn)行充電。 此外，于在電感器112中流動(dòng)的電流變?yōu)?V，并且FET 111的漏極處出現(xiàn)的電壓達(dá)到峰值之后，作為替代，電流再生操作開(kāi)始。結(jié)果，電流在FET 111中從電容器115并且從再生二極管(未示出)流動(dòng)到電源Vcc側(cè)。因此，通過(guò)上述諧振操作而充分提升的電壓被施加到壓電變壓器101，生成振蕩，并且在次級(jí)側(cè)生成高電壓。 接下來(lái)，將參照?qǐng)D4描述當(dāng)輸出預(yù)定電壓Edc時(shí)的電路操作。Vcont信號(hào)輸入到壓控振蕩器(VCO) 110，并且其被配置，從而當(dāng)Vcont信號(hào)的電壓值是OV時(shí)，壓控振蕩器(VCO) 110的頻率信號(hào)的輸出停止。 電壓Edc由電阻器106U07進(jìn)行電位分壓。MPU輸出相當(dāng)于分壓后的電壓的模擬電壓作為Vcont信號(hào)。當(dāng)Vcont信號(hào)從OV上升并且到達(dá)等于或大于預(yù)定電壓的電壓時(shí)，壓控振蕩器(VCO) 110開(kāi)始從初始頻率fa驅(qū)動(dòng)壓電變壓器。 VCO 110的驅(qū)動(dòng)頻率范圍預(yù)先設(shè)置為包括f0的頻率范圍，并且圖2描述的反饋電路從fa到與電壓Edc對(duì)應(yīng)的頻率fx執(zhí)行掃描操作。 如在傳統(tǒng)示例中描述的那樣，存在根據(jù)壓電元件的寬度和厚度而生成的不期望的
9諧振頻率(寄生頻率)fspl、 fsp2。例如，為了解決該情況，選擇可以經(jīng)受過(guò)量電流的開(kāi)關(guān)元件(FET)。然而，這種元件(FET)的成本較高。上述彩色激光打印機(jī)包括10個(gè)或更多用于高電壓輸出的電源電路。相應(yīng)地，將廉價(jià)元件應(yīng)用作為開(kāi)關(guān)元件將有助于進(jìn)一步減少裝置成本。 此外，作為對(duì)于寄生頻率的另一措施，驅(qū)動(dòng)頻率的占空比可以改變?yōu)樾≌伎毡?，?br> 圖21所示。在圖21中，波形300指示FET的柵極信號(hào)，波形301指示FET的漏極電壓，波
形302指示FET的漏極電流(與圖21相似)。當(dāng)使得占空比像圖21中的柵極信號(hào)那樣為
30%時(shí)，可以防止因寄生頻率而導(dǎo)致失真的波形而生成的過(guò)量漏極電流流動(dòng)。 然而，當(dāng)驅(qū)動(dòng)頻率變低時(shí)，而占空比仍為30%，次級(jí)諧振振蕩波形出現(xiàn)，如圖22所
示。如果簡(jiǎn)單地使得占空比變低，則當(dāng)輸出高電壓時(shí)，將相似地生成過(guò)量電流。為了解決該
情況，可以使用可以經(jīng)受與以上描述相似地生成的過(guò)量電流的FET。 然而，在上述彩色激光打印機(jī)中，由于如上所述安裝用于高電壓輸出的多個(gè)電源電路。因此，如果昂貴FET用于所有電路，則成本將增加。 在本示例性實(shí)施例中，使用FET作為廉價(jià)開(kāi)關(guān)元件使得可以減少因寄生頻率而導(dǎo)致的電壓波動(dòng)的影響。特性操作是用于使得驅(qū)動(dòng)頻率在從初始頻率到寄生頻率的高頻率范圍(高頻率區(qū)域)中具有低占空比并且使得驅(qū)動(dòng)頻率在比寄生頻率低的頻率范圍(低頻率區(qū)域)中具有高占空比的操作。 結(jié)果，變得可以防止傳統(tǒng)示例中所描述的在作為開(kāi)關(guān)元件的FET中生成過(guò)量漏極電流。換句話說(shuō)，本示例性實(shí)施例中的特性控制在于，通過(guò)對(duì)頻率進(jìn)行掃描，在高壓電源的開(kāi)始操作時(shí)，在從操作的開(kāi)始起過(guò)去預(yù)定時(shí)間之后切換占空比輸出。 下文中，將參照?qǐng)D5A和圖5B所示的上升波形以及圖6所示的流程圖來(lái)描述所述控制。與圖5B所示的輸出特性圖進(jìn)行比較，將描述圖5A所示的輸出電壓的開(kāi)始波形。
首先，當(dāng)壓電變壓器開(kāi)始以初始頻率fa被驅(qū)動(dòng)時(shí)，高電壓的輸出變?yōu)閂I。驅(qū)動(dòng)頻率通過(guò)反饋電路和壓控振蕩器(VC0)向較低頻率側(cè)移動(dòng)，并且寄生頻率fsp2和fspl以此順序被穿過(guò)。 穿過(guò)這些寄生頻率的定時(shí)分別是在5A中的Tsp2和Tspl，其產(chǎn)生受寄生電壓V2和V3影響的逐步上升波形。此外，電路繼續(xù)掃描頻率，以獲得輸出電壓Edc，并且最終在驅(qū)動(dòng)頻率fx，在tl秒之后獲得輸出電壓Edc。 根據(jù)電容器104的電容值、檢測(cè)電阻器106的電阻值以及連接到輸出端子的負(fù)載來(lái)確定驅(qū)動(dòng)頻率穿過(guò)寄生頻率的該上升時(shí)間tl和時(shí)間t2。例如，當(dāng)本示例性實(shí)施例應(yīng)用于作為上述圖像形成設(shè)備的彩色激光打印機(jī)時(shí)，其應(yīng)用于用于將高電壓分別提供給充電輥、顯影輥和轉(zhuǎn)印輥的電源電路。 這些構(gòu)件均具有不同負(fù)載，并且連同圖像形成設(shè)備的使用一起隨時(shí)間而改變(惡化)。因此，預(yù)先確定每一構(gòu)件的適當(dāng)上升時(shí)間。此外，由于存在的可能性是，上升時(shí)間可以根據(jù)環(huán)境條件(溫度、濕度)而波動(dòng)，因此預(yù)先考慮溫度和濕度的改變因素來(lái)進(jìn)行確定。
可以設(shè)置從壓電變壓器開(kāi)始由固件驅(qū)動(dòng)時(shí)的點(diǎn)計(jì)數(shù)的時(shí)間t2和時(shí)間tl，所述固件執(zhí)行下述程序。因此，在本示例性實(shí)施例中，執(zhí)行高電壓開(kāi)始控制，其中，當(dāng)壓電變壓器開(kāi)始被驅(qū)動(dòng)時(shí)，掃描操作以30X占空比開(kāi)始，并且然后從t2起切換到50%占空比。
將參照?qǐng)D6的流程圖描述本示例性實(shí)施例的控制。MPU 41根據(jù)ROM 41b中預(yù)先存
10儲(chǔ)的程序執(zhí)行圖6中流程圖所示的控制處理。 首先，在步驟S101中，固件接收對(duì)于輸出高電壓的請(qǐng)求。然后，在步驟S102中，固件確定電壓是否高于寄生電壓V3 (最高寄生電壓)。V3具有取決于壓電元件的變化的特定變化量。就控制而言，考慮元件的變化來(lái)確定V3。 在步驟S102中，如果固件確定待輸出的電壓不大于寄生電壓(步驟S102中"否")，則處理進(jìn)入步驟S108。在步驟S108中，控制器40將Dcont信號(hào)設(shè)置為高電平，以便將占空比固定在30%。在步驟S109中，控制器40輸出與目標(biāo)電壓對(duì)應(yīng)的D/A值到Vcont信號(hào)。 控制電路從在步驟S109中輸出D/A值的定時(shí)開(kāi)始掃描操作。當(dāng)在壓電變壓器控制電路中輸出低輸出電壓時(shí)，壓電變壓器將在高頻率區(qū)域被驅(qū)動(dòng)。此時(shí)，圖22所示的LC諧振頻率的次級(jí)波形將不出現(xiàn)。 另一方面，壓電變壓器被控制在寄生頻率附近的概率變高。結(jié)果，通過(guò)使得壓電變壓器以低占空比(30% )被驅(qū)動(dòng)，過(guò)量漏極電流不會(huì)在開(kāi)關(guān)FET中流動(dòng)，而無(wú)論驅(qū)動(dòng)頻率如何。考慮這些事實(shí)而執(zhí)行的步驟是步驟S108和S109。 另一方面，如果固件確定待輸出的電壓等于或大于寄生電壓(步驟S102中"是")，則在步驟S103和S104中，控制器40開(kāi)始以占空比30%驅(qū)動(dòng)壓電變壓器。此外，在步驟S105中，控制器40使得計(jì)數(shù)器開(kāi)始。然后，在步驟S106中，控制器40等待t2秒的過(guò)去。
如參照?qǐng)D5A和圖5B所描述的那樣，在當(dāng)過(guò)去t2秒時(shí)的階段的掃描操作的處理中穿過(guò)寄生頻率。隨后，在步驟S107中，VC0110切換到壓電變壓器的50X占空比驅(qū)動(dòng)。然后，在步驟SllO中，VCO IIO完成高電壓的輸出設(shè)置。 如圖7A至圖7C所示出的是當(dāng)根據(jù)上述流程圖執(zhí)行操作時(shí)各個(gè)頻率處的驅(qū)動(dòng)波形。圖7C示出圖7A所示的寄生頻率(fspl、fsp2)的附近的波形。圖7B示出在比寄生頻率低的低頻帶中的波形。圖7B和圖7C示出開(kāi)關(guān)FET的柵極信號(hào)300、開(kāi)關(guān)FET的漏極電壓301 (即壓電變壓器的輸入電壓波形)、以及開(kāi)關(guān)FET的漏極電流302。
壓電變壓器在寄生頻率(fspl、fsp2)附近以30%占空比被驅(qū)動(dòng)，并且被驅(qū)動(dòng)而不用關(guān)于失真的回掃波形進(jìn)行硬切換。此外，壓電變壓器在比寄生頻率低的頻段中以50%占空比被驅(qū)動(dòng)，從而LC的諧振頻率的次級(jí)諧振振蕩波形將不出現(xiàn)。因此，在電源開(kāi)始期間的瞬時(shí)狀態(tài)下，并且甚至當(dāng)高電壓被穩(wěn)定地輸出時(shí)，過(guò)量漏極電流將不在開(kāi)關(guān)FET中流動(dòng)。
關(guān)于穿過(guò)寄生頻率的時(shí)間t2，可以將時(shí)間t2設(shè)置為根據(jù)電路配置(例如電路的時(shí)間常數(shù))的值。具體地說(shuō)，作為圖像形成設(shè)備，對(duì)于用于高電壓輸出(例如用于充電的高電壓、用于顯影的高電壓、以及用于轉(zhuǎn)印的高電壓)的每一電源電路應(yīng)用優(yōu)化的時(shí)間。
如上所述，根據(jù)本示例性實(shí)施例，在具有從初始頻率到與輸出電壓對(duì)應(yīng)的頻率執(zhí)行掃描操作的配置的壓電變壓器驅(qū)動(dòng)電路中，VCO 110被控制，用于根據(jù)在高電壓開(kāi)始期間驅(qū)動(dòng)頻率穿過(guò)寄生頻率時(shí)的定時(shí)切換驅(qū)動(dòng)占空比。 更具體地說(shuō)，壓電變壓器通過(guò)使用具有低占空比的脈沖被驅(qū)動(dòng)，直到穿過(guò)寄生頻率，并且在穿過(guò)寄生頻率之后通過(guò)使用具有高占空比的脈沖被驅(qū)動(dòng)。結(jié)果，可以減少因壓電變壓器的寄生頻率的影響而導(dǎo)致的電壓波動(dòng)的影響，并且可以防止可能在寄生頻率附近生成的過(guò)量電流在開(kāi)關(guān)元件中流動(dòng)。 接下來(lái)，將參照?qǐng)D8和圖9描述第二示例性實(shí)施例。圖8示出高壓電源和控制器單元的電路圖，其將在本示例性實(shí)施例中被描述。圖8所示的配置與第一示例性實(shí)施例的配置的不同之處在于，使用運(yùn)算放大器109作為主要組件的積分器、壓控振蕩器(VC0)110和D/A轉(zhuǎn)換器單元131集成在集成電路(IC)130中。 此外，在IC 130中提供寄存器132，從而數(shù)據(jù)保存在根據(jù)來(lái)自MPU 41的通信信號(hào)的每一地址中。提供給D/A轉(zhuǎn)換器單元131的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)、以及用于設(shè)置VC0電路的輸出脈沖的占空比的數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在寄存器132中，并且數(shù)據(jù)可以從MPU 41經(jīng)由通信而被重寫。
不同于第一示例性實(shí)施例，來(lái)自控制單元41的對(duì)高壓電源的控制是經(jīng)由串行通信的控制，高電壓的輸出控制是開(kāi)環(huán)控制，其中，對(duì)于控制單元41不執(zhí)行反饋。
為此，可能輸入因通信線路等的噪聲而產(chǎn)生的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，并且在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的設(shè)置中可能發(fā)生設(shè)置錯(cuò)誤。為了避免錯(cuò)誤，在固件(程序的控制)中，執(zhí)行設(shè)置，從而以l毫秒的周期重復(fù)執(zhí)行通信(即，以lms的周期刷新通信數(shù)據(jù))。 圖9示出根據(jù)本示例性實(shí)施例的控制流程圖?？刂频幕九渲门c第一示例性實(shí)施例相同。在本示例性實(shí)施例中，固件每lms就刷新通信數(shù)據(jù)。 步驟S201和S202中的操作與第一示例性實(shí)施例相似。如果固件確定在步驟S202中輸出的電壓大于寄生電壓(步驟S202中"是")，則在步驟S203中，固件將30%占空比的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)和與預(yù)定電壓(目標(biāo)電壓)對(duì)應(yīng)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)送到D/A轉(zhuǎn)換器單元131，以執(zhí)行驅(qū)動(dòng)指令?？刂齐娐窂挠杉拇嫫?32中存儲(chǔ)的與預(yù)定電壓對(duì)應(yīng)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)指示與預(yù)定電壓對(duì)應(yīng)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)時(shí)的定時(shí)開(kāi)始掃描操作。在步驟S204中，以每隔lms重復(fù)發(fā)送通信數(shù)據(jù)。
在步驟S205中，30 %占空比驅(qū)動(dòng)的指令已經(jīng)重復(fù)執(zhí)行30次，S卩，從開(kāi)始過(guò)去30ms。此后，在步驟S206中，固件執(zhí)行50%占空比驅(qū)動(dòng)的指令，并且經(jīng)由通信將與電壓對(duì)應(yīng)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)送到D/A轉(zhuǎn)換器單元131。 在步驟S207中，甚至在已經(jīng)達(dá)到50X占空比驅(qū)動(dòng)之后，通信按每lms被重復(fù)。此
時(shí)，到D/A轉(zhuǎn)換器單元131的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的值仍然不變。僅占空比設(shè)置數(shù)據(jù)改變。如果確定
來(lái)自MPU41 (固件)的在步驟S202輸出的電壓大于寄生電壓(在步驟202中的否)，然后，
在步驟S209，MPU41向D/A轉(zhuǎn)換器單元131發(fā)送30%占空比驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)和與預(yù)定電壓(目標(biāo)
電壓)對(duì)應(yīng)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，以指示壓電變壓器的驅(qū)動(dòng)。然后，在步驟S210，以每lms的間隔重
復(fù)通信。另一方面，在S211，在步驟S207和S210的處理之后結(jié)束輸出設(shè)置。在本示例性實(shí)施例中，在假設(shè)過(guò)去30ms之后(但不限于此)，與第一示例性實(shí)施例
相似，可根據(jù)穿過(guò)寄生頻率的時(shí)間段合適地設(shè)置掃描操作中的該時(shí)間段。 如上所述，在本示例性實(shí)施例中，壓電變壓器的驅(qū)動(dòng)控制單元和圖像形成設(shè)備的
控制器單元經(jīng)由通信而被控制，并且以給定時(shí)間周期執(zhí)行通信。然后，在開(kāi)始高電壓時(shí)，在
考慮穿過(guò)寄生頻率的時(shí)間的通信次數(shù)過(guò)去之后，固件發(fā)送用于從具有低占空比的脈沖驅(qū)動(dòng)
切換到具有高占空比的脈沖驅(qū)動(dòng)的通信數(shù)據(jù)。結(jié)果，可以減少因壓電變壓器的寄生頻率的
影響而導(dǎo)致的電壓波動(dòng)，并且可以防止在寄生頻率附近生成的過(guò)量電流在開(kāi)關(guān)元件中流動(dòng)。 接下來(lái)，將參照?qǐng)D10至圖12描述第三示例性實(shí)施例。與第一示例性實(shí)施例的不同點(diǎn)是占空比切換信號(hào)Dcont的生成方法。在圖10中，由電阻器121和122生成的Vref電壓以及高電壓輸出的反饋電壓被輸入到比較器120。作為Dcont信號(hào)，比較器120的輸出被輸入到VC0 110。 根據(jù)該配置，當(dāng)輸出電壓低于與Vref對(duì)應(yīng)的預(yù)定輸出電壓時(shí)，Dcont信號(hào)變?yōu)楦唠娖剑⑶乙虼薞CO IIO輸出30%占空比信號(hào)。另一方面，當(dāng)輸出電壓高于預(yù)定電壓時(shí)，Dcont變?yōu)榈碗娖剑⑶乙虼薞CO 110輸出50%占空比信號(hào)。 以寄生頻率輸出的電壓的最大值V3(參照?qǐng)DIIA和圖11B)通過(guò)反饋電阻器106和107被電位分壓。Vref的值是分壓后的電壓。結(jié)果，壓電變壓器在寄生頻率的附近以低占空比被驅(qū)動(dòng)，并且在遠(yuǎn)離寄生頻率的低頻率區(qū)域中以高占空比被驅(qū)動(dòng)。相應(yīng)地，可以防止壓電變壓器的寄生頻率附近生成的過(guò)量電流在開(kāi)關(guān)元件中流動(dòng)。 將參照?qǐng)DIIA和圖IIB進(jìn)一步描述占空比切換。硬件從壓電變壓器開(kāi)始以低占空
比被驅(qū)動(dòng)的初始頻率fa朝向目標(biāo)電壓Edc執(zhí)行掃描操作。由于V3設(shè)置為等于或大于寄生
電壓的電壓，因此在穿過(guò)寄生頻率的時(shí)間點(diǎn)以低占空比驅(qū)動(dòng)壓電變壓器。在穿過(guò)寄生頻率
之后，輸出電壓再次變得等于或大于V3，并且同時(shí)，驅(qū)動(dòng)切換到高占空比驅(qū)動(dòng)。 在所述系列順序中，固件僅用于執(zhí)行Vcont信號(hào)的設(shè)置，并且無(wú)需順序的控制。在
此情況下，如圖12所示給出流程圖，其中，與第一示例性實(shí)施例以及第二示例性實(shí)施例相
比，控制可以更簡(jiǎn)單。 根據(jù)本示例性實(shí)施例中描述的圖10的電路配置，與第一示例性實(shí)施例以及第二示例性實(shí)施例的電路配置相比，其被配置為使得通過(guò)硬件自動(dòng)切換占空比，并且優(yōu)點(diǎn)是，節(jié)省了 MPU的1/0輸出端口，并且還有優(yōu)點(diǎn)是，固件的開(kāi)始控制被簡(jiǎn)化。 如上所述，根據(jù)本示例性實(shí)施例，當(dāng)固件從初始頻率執(zhí)行頻率的掃描操作時(shí)，本示例性實(shí)施例具有的功能是占空比根據(jù)輸出電壓而切換，即，壓電變壓器在等于或小于寄生電壓的電壓中以低占空比的脈沖被驅(qū)動(dòng)，而在比寄生電壓大的電壓中以高占空比被驅(qū)動(dòng)。因此，可以減少因壓電變壓器的寄生頻率而導(dǎo)致的電壓波動(dòng)的影響，并且可以防止在寄生頻率附近生成的過(guò)量電流在開(kāi)關(guān)元件中流動(dòng)。 接下來(lái)，將參照?qǐng)D13和圖14描述第四示例性實(shí)施例。圖13示出根據(jù)本示例性實(shí)施例的電路配置。本示例性實(shí)施例具有與第三示例性實(shí)施例相似地使用電壓作為閾值的切換占空比的相同配置，但與第三示例性實(shí)施例的不同點(diǎn)在于，Vref是從MPU 41由固件所設(shè)置的。 例如，在連接到高電壓的輸出單元的負(fù)載的電阻值等因隨時(shí)間改變而明顯改變的裝置配置的情況下，V3的值也隨時(shí)間改變，并且與第三示例性實(shí)施例相比，有可以由固件進(jìn)行切換的配置。 在此情況下，Vref和Vcont的輸出端口是D/A端口 ，但不限于此，例如，可以使用通過(guò)對(duì)脈寬調(diào)制(P麗)信號(hào)進(jìn)行積分而獲得的值。 圖14是根據(jù)本示例性實(shí)施例的流程圖。在步驟S402和S403中，負(fù)載的使用時(shí)間
被更新，并且預(yù)先被存儲(chǔ)在裝置的非易失性存儲(chǔ)器中，通過(guò)從所存儲(chǔ)的使用時(shí)間進(jìn)行確定
來(lái)改變Vref的設(shè)置值，這是與第三示例性實(shí)施例的不同點(diǎn)。在設(shè)置了 Vref之后高電壓上
升的順序十分簡(jiǎn)單(在步驟S404中僅Vcont的輸出)，與第三示例性實(shí)施例相似。 根據(jù)上述本示例性實(shí)施例，當(dāng)固件從初始頻率執(zhí)行頻率的掃描操作時(shí)，本示例性
實(shí)施例具有根據(jù)輸出電壓切換占空比的功能。更具體地說(shuō)，固件在等于或小于寄生電壓的
電壓中以低占空比的脈沖驅(qū)動(dòng)壓電變壓器，并且在大于寄生電壓的電壓中以高占空比驅(qū)動(dòng)壓電變壓器。通過(guò)將寄生電壓設(shè)置為從負(fù)載的取決于時(shí)間的改變而預(yù)測(cè)的電壓來(lái)可靠地避免寄生頻率附近的高占空比驅(qū)動(dòng)。 因此，可以減少因壓電變壓器的寄生頻率的影響而導(dǎo)致的電壓波動(dòng)，并且可以防止在寄生頻率附近生成的過(guò)量電流流入開(kāi)關(guān)元件。 接下來(lái)，將根據(jù)圖15和圖16描述第五示例性實(shí)施例。圖15示出根據(jù)本示例性實(shí)施例的電路配置。與根據(jù)第一示例性實(shí)施例的圖2所示的相比，本示例性實(shí)施例被配置成使得由MPU 41中的頻率檢測(cè)電路41g檢測(cè)VC0 IIO的輸出信號(hào)的頻率。VCO IIO基于檢測(cè)結(jié)果來(lái)改變從I/0端口41d輸出的輸出信號(hào)Dcont，由此在高占空比與低占空比之間進(jìn)行切換。 作為頻率檢測(cè)電路單元的配置，用于通過(guò)使用信號(hào)的下降沿作為觸發(fā)的中斷而使計(jì)數(shù)器開(kāi)始、使計(jì)數(shù)器在下一下降沿停止并且檢測(cè)周期的配置可以被設(shè)想為示例。
在本示例性實(shí)施例中，可以直接檢測(cè)頻率，以避免寄生頻率。在本配置的情況下，由于分辨率取決于驅(qū)動(dòng)MPU 41的時(shí)鐘頻率，因此可以采用以高速時(shí)鐘頻率操作的MPU 41。
圖16是根據(jù)本示例性實(shí)施例的流程圖。在步驟S501、 S502和S503中，高電壓上升以占空比30 %開(kāi)始。此后，在步驟S504中，如果確定頻率檢測(cè)單元所檢測(cè)的結(jié)果變?yōu)榈陀诩纳l率的頻率(步驟S504中"是")，則在步驟S505中，VCO 110切換到占空比50% 。在步驟S506中，完成高電壓上升序列。 如上所述，根據(jù)本示例性實(shí)施例，當(dāng)從初始頻率執(zhí)行頻率的掃描操作時(shí)，MPU 41具有用于檢測(cè)VCO IIO的驅(qū)動(dòng)頻率的功能，VCO IIO驅(qū)動(dòng)壓電變壓器，MPU 41開(kāi)始以低占空比的脈沖進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，在檢測(cè)出在掃描操作中達(dá)到低于寄生頻率的頻率之后切換到占空比50%，于是驅(qū)動(dòng)壓電變壓器。 與第一示例性實(shí)施例至第四示例性實(shí)施例相比，由于本示例性實(shí)施例可以直接檢
測(cè)頻率，以避免寄生頻率，因此可以更多地減少因壓電變壓器的寄生頻率的影響而導(dǎo)致的
電壓波動(dòng)，并且可以更多地防止寄生頻率附近生成的過(guò)量電流在開(kāi)關(guān)元件中流動(dòng)。 雖然已經(jīng)參照示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解，本發(fā)明不限于所公開(kāi)的示
例性實(shí)施例。所附權(quán)利要求的范圍與最寬泛的解釋一致，從而包括所有修改、等同結(jié)構(gòu)以及功能。
1權(quán)利要求
一種電源裝置，其包括壓電元件、被配置為驅(qū)動(dòng)所述壓電元件的開(kāi)關(guān)元件、以及被配置為向所述開(kāi)關(guān)元件輸出頻率信號(hào)的振蕩單元，所述電源裝置被配置為通過(guò)以基于所述頻率信號(hào)的頻率驅(qū)動(dòng)所述壓電元件來(lái)輸出高電壓，所述電源裝置包括控制單元，被配置為向所述振蕩單元輸出控制信號(hào)，用于控制所述振蕩單元輸出所述頻率信號(hào)；以及設(shè)置單元，被配置為設(shè)置由所述頻率信號(hào)驅(qū)動(dòng)的開(kāi)關(guān)元件的接通時(shí)間段，其中，所述設(shè)置單元被配置為在從開(kāi)始驅(qū)動(dòng)所述壓電元件的初始頻率到從所述壓電元件輸出目標(biāo)電壓的驅(qū)動(dòng)頻率的頻率范圍中，將在從所述初始頻率起包括生成寄生諧振頻率的間隔的頻率范圍中的接通時(shí)間段設(shè)置得比當(dāng)以所述驅(qū)動(dòng)頻率驅(qū)動(dòng)所述壓電元件時(shí)的接通時(shí)間段短。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的電源裝置，其中，包括生成不期望的諧振頻率的間隔的所述頻率范圍是指自從開(kāi)始驅(qū)動(dòng)所述壓電元件起直到過(guò)去第一時(shí)間的范圍。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的電源裝置，其中，所述設(shè)置單元被配置為將自從開(kāi)始驅(qū)動(dòng)所述壓電元件起直到過(guò)去第一時(shí)間的接通時(shí)間段設(shè)置成比過(guò)去所述第一時(shí)間之后的接通時(shí)間段短。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l的電源裝置，其中，所述設(shè)置單元被配置為基于從所述壓電元件輸出的電壓來(lái)設(shè)置所述接通時(shí)間段。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l的電源裝置，還包括檢測(cè)單元，被配置為檢測(cè)自從所述壓電元件開(kāi)始被驅(qū)動(dòng)起的頻率信號(hào)的頻率。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的電源裝置，其中，直到由所述檢測(cè)單元檢測(cè)的頻率達(dá)到預(yù)定頻率的接通時(shí)間段被設(shè)置得比在由所述檢測(cè)單元檢測(cè)的頻率達(dá)到所述預(yù)定頻率之后的接通時(shí)間段短。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的電源裝置，其中，所述設(shè)置單元和所述振蕩單元被配置為積分電路，并且所述控制信號(hào)以預(yù)定間隔從所述控制單元輸出到所述積分電路。
8. —種包括電源的圖像形成設(shè)備，所述電源包括壓電元件、被配置為驅(qū)動(dòng)所述壓電元件的開(kāi)關(guān)元件、以及被配置為向所述開(kāi)關(guān)元件輸出頻率信號(hào)的振蕩單元，所述電源被配置為通過(guò)以基于所述頻率信號(hào)的頻率驅(qū)動(dòng)所述壓電元件來(lái)輸出高電壓，所述圖像形成設(shè)備包括形成單元，被配置為形成圖像；控制單元，被配置為通過(guò)向所述振蕩單元輸出控制信號(hào)，控制所述形成單元的操作，以控制所述頻率信號(hào)；以及設(shè)置單元，被配置為設(shè)置由所述頻率信號(hào)驅(qū)動(dòng)的開(kāi)關(guān)元件的接通時(shí)間段，其中，所述設(shè)置單元被配置為在從開(kāi)始驅(qū)動(dòng)所述壓電元件的初始頻率到從所述壓電元件輸出目標(biāo)電壓的驅(qū)動(dòng)頻率的頻率范圍中，將在包括從所述初始頻率直到生成寄生諧振頻率的間隔的頻率范圍中的接通時(shí)間段設(shè)置得比當(dāng)以所述驅(qū)動(dòng)頻率驅(qū)動(dòng)所述壓電元件時(shí)的接通時(shí)間段短。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的圖像形成設(shè)備，其中，所述圖像形成單元包括充電單元，被配置為對(duì)圖像承載構(gòu)件進(jìn)行充電；顯影單元，被配置為對(duì)所述圖像承載構(gòu)件上形成的潛像進(jìn)行顯影；轉(zhuǎn)印單元，被配置為對(duì)所述顯影單元在所述圖像承載構(gòu)件上所顯影的圖像進(jìn)行轉(zhuǎn)印。
10. —種包括壓電元件、開(kāi)關(guān)元件和振蕩單元的裝置，所述開(kāi)關(guān)元件被配置為驅(qū)動(dòng)所述 壓電元件，所述振蕩單元被配置為向所述開(kāi)關(guān)元件輸出頻率信號(hào)，所述裝置被配置為通過(guò) 以基于所述頻率信號(hào)的頻率驅(qū)動(dòng)所述壓電元件來(lái)輸出高電壓，所述裝置包括控制單元，被配置為向所述振蕩單元輸出控制信號(hào)，用于控制所述振蕩單元輸出所述 頻率信號(hào)；以及設(shè)置單元，被配置為設(shè)置由所述頻率信號(hào)驅(qū)動(dòng)的開(kāi)關(guān)元件的接通時(shí)間段， 其中，所述設(shè)置單元被配置為將在從初始頻率起包括生成寄生諧振頻率的間隔的頻率 范圍中的接通時(shí)間段設(shè)置得比當(dāng)以驅(qū)動(dòng)頻率驅(qū)動(dòng)所述壓電元件時(shí)的接通時(shí)間段短。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的裝置，其中，所述設(shè)置單元在從開(kāi)始驅(qū)動(dòng)所述壓電元件的初始 頻率到從所述壓電元件輸出目標(biāo)電壓的驅(qū)動(dòng)頻率的頻率范圍中進(jìn)行設(shè)置。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll的裝置，其中，包括生成不期望的諧振頻率的間隔的所述頻率范 圍是指自從開(kāi)始驅(qū)動(dòng)所述壓電元件起直到過(guò)去第一時(shí)間的范圍。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，其中，所述設(shè)置單元被配置為將自從開(kāi)始驅(qū)動(dòng)所述壓電 元件起直到過(guò)去第一時(shí)間的接通時(shí)間段設(shè)置成比過(guò)去所述第一時(shí)間之后的接通時(shí)間段短。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11的裝置，其中，所述設(shè)置單元被配置為基于從所述壓電元件輸出 的電壓來(lái)設(shè)置所述接通時(shí)間段。
15. 根據(jù)權(quán)利要求ll的裝置，還包括檢測(cè)單元，被配置為檢測(cè)自從所述壓電元件開(kāi)始 被驅(qū)動(dòng)起的頻率信號(hào)的頻率。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15的裝置，其中，直到由所述檢測(cè)單元檢測(cè)的頻率達(dá)到預(yù)定頻率的 接通時(shí)間段被設(shè)置得比在由所述檢測(cè)單元檢測(cè)的頻率達(dá)到所述預(yù)定頻率之后的接通時(shí)間 段短。
17. 根據(jù)權(quán)利要求11的裝置，其中，所述設(shè)置單元和所述振蕩單元被配置為積分電路， 并且所述控制信號(hào)以預(yù)定間隔從所述控制單元輸出到所述積分電路。
18. —種方法，包括 由開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)壓電元件； 由振蕩單元向所述開(kāi)關(guān)元件輸出頻率信號(hào)；通過(guò)以基于所述頻率信號(hào)的頻率驅(qū)動(dòng)所述壓電元件來(lái)輸出高電壓； 向所述振蕩單元輸出控制信號(hào)，用于控制所述振蕩單元輸出所述頻率信號(hào)；以及 由設(shè)置單元設(shè)置由所述頻率信號(hào)驅(qū)動(dòng)的開(kāi)關(guān)元件的接通時(shí)間段，其中，所述設(shè)置單元被配置為將在從初始頻率起包括生成寄生諧振頻率的間隔的頻率 范圍中的接通時(shí)間段設(shè)置得比當(dāng)以驅(qū)動(dòng)頻率驅(qū)動(dòng)所述壓電元件時(shí)的接通時(shí)間段短。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中，所述設(shè)置單元在從開(kāi)始驅(qū)動(dòng)所述壓電元件的初始 頻率到從所述壓電元件輸出目標(biāo)電壓的驅(qū)動(dòng)頻率的頻率范圍中進(jìn)行設(shè)置。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中，包括生成不期望的諧振頻率的間隔的所述頻率范 圍是指自從開(kāi)始驅(qū)動(dòng)所述壓電元件起直到過(guò)去第一時(shí)間的范圍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高壓電源裝置和包括其的圖像形成設(shè)備。在通過(guò)驅(qū)動(dòng)壓電元件輸出高電壓的電源中，將所述壓電元件開(kāi)始被驅(qū)動(dòng)的初始頻率范圍中的開(kāi)關(guān)元件的接通時(shí)間段設(shè)置為較小的值。
文檔編號(hào)H02M3/335GK101771352SQ20091025362
公開(kāi)日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2009年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者山本哲也 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社