CN100365499C - 图像形成装置的充电电压控制器 - Google Patents

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Abstract

图像形成装置的充电电压控制器包括以预定的充电电压为感光鼓充电的充电滚筒、给充电滚筒(roller)充电电压的高压电源单元、检测流向充电滚筒的电流的电流检测单元、和控制单元，其中所述控制单元为充电滚筒提供不同电平的第一和第二测试电压，根据电流检测单元响应第一测试电压而输出的数据来确定施加到充电滚筒的第一参考电压，根据电流检测单元响应于第一和第二测试电压而检测的电流数据来计算斜率数据，并且确定施加到充电滚筒上的充电电压，作为第一参考电压和对应于所述斜率数据的预置偏移电压的总和。

Description

图像形成装置的充电电压控制器
技术领域
本发明涉及一种图像形成装置的充电电压控制器，尤其涉及一种能够补偿光电导介质上表面电位的变化的图像形成装置的充电电压控制器，这个变化是由于影响充电滚筒的各种因素导致的。
背景技术
通常，图像形成装置，例如复印机、打印机、传真机或用于执行各种功能的多功能综合机都具有打印功能。打印机以直观的形式输出由计算机处理的信息。
图1是传统的常规图像形成装置的充电电压控制器的示意性横截面视图。
参照图1，图像形成装置包括控制单元10、HVPS(高压电源)20、充电装置30、感光鼓40、激光扫描装置50、显影器60、和转印滚筒70。
借助电源，控制单元10输出控制信号，以便驱动图像形成装置的每一个部分，同时给图像形成装置的每一个相应的滚筒施加预置电压。
HVPS20分别向充电滚筒30a、显影滚筒60a和转印滚筒70供给与从控制单元10提供的控制信号相对应的电压。
随着充电滚筒30a被旋转并且同时被用从HVPS20供给的较高电压来充电，充电装置30均匀平坦地为感光鼓40的表面充电。激光扫描装置50在控制装置10控制下响应打印数据而用光扫描感光鼓40。
显影器60通过利用旋转的并且同时被用从HVPS20供给的较高电压来充电的显影滚筒60a并用带有电荷的显影剂来显影由激光扫描装置50形成在感光鼓40上的静电隐藏图像。
当用从HVPS20供给的转换电压为转印滚筒70充电时，由感光鼓40旋转转印滚筒70，同时转印滚筒70在供给单元(没有示出)提供的一张纸上打印显影于感光鼓40上的图像。所述图像形成装置通过定影(fusing)单元(没有示出)定影(fuse)转印滚筒70打印在纸上的图像并释放带有定影图像的纸张。
在具有前述结构的图像形成装置执行打印处理的情况中，如果感光鼓40的充电电位不均匀，那么就会在打印到纸张上的图像中出现密度偏差，打印图像的质量下降。
也就是说，感光鼓40的表面电位会由于图像形成装置使用场所环境的影响(例如温度和湿度)而发生改变。同样，感光鼓40的薄膜厚度由于长时间的使用会变得越来越薄，从而改变表面电位。表面电位的改变会损害图像质量。因此，保持感光鼓40的恒定表面电位及防止图像质量的损坏就非常必要了。
发明内容
本发明一个方面是解决至少一个上述和/或其他问题和缺点并提供至少一个下文描述的优点。
相应地，本发明的另一方面是通过提供图像形成装置的充电电压控制器来解决前述的和/或其他问题，该图像形成装置能够通过抑制由于影响充电电位的因素而产生的光电导介质的表面电位的变化从而获得均匀的图像质量。
本发明另外的方面和优点将在下面的描述中体现，并且将部分地在描述中很明显地看出或通过本发明的实践而学到。
前述和/或其他方面及优点通过根据本发明的图像形成装置的充电电压控制器来实现。图像形成装置的充电电压控制器包括：充电滚筒，用于以预定的充电电压为感光鼓充电；高压电源单元，用于给充电滚筒提供预定的充电电压；电流检测单元，用于检测流向充电滚筒的电流；和控制单元。所述控制单元给充电滚筒提供不同电平的第一和第二测试电压，根据电流检测单元响应第一测试电压输出的数据来确定环境值并确定与环境值相对应的第一参考电压，根据电流检测单元响应于第一和第二测试电压检测的电流数据来计算斜率数据，确定施加到充电滚筒上的充电电压，作为第一参考电压和对应于斜率数据的预置偏移电压的总和。
所述充电电压控制器还包括存储单元，用于存储第一查找表和第二查找表，其中第一查找表存储与电流检测单元响应第一和第二测试电压而输出的数据相对应的环境因素集合，和与环境因素相对应的第一参考电压集合，而第二查找表存储与斜率数据相对应的偏移电压数据集合。
所述控制器在提供第二测试电压给光电导介质之前，将第一测试电压提供给高压电源单元。
第一测试电压大于第二测试电压。
环境因素包含湿度、温度、厚度和光电导介质的表面条件的一种或几种的组合。
高压电源单元包括：变压器，其初级线圈耦合在电平和控制器之间，其次级线圈的第一端与充电滚筒耦合，第二端与电流检测单元耦合；以及对变压器次级线圈上设置的电压进行整流的整流单元。
充电电压控制器包括脉冲宽度调制单元，连接于控制器和初级线圈之间，以便根据控制器的控制信号输出具有占空比的信号；和开关单元，连接于脉冲宽度调制单元和高压电源单元的初级线圈之间并根据具有占空比的信号来给高压电源单元提供第一和第二测试电压及充电电压。
电流检测单元包括：第一电阻器，连接充电滚筒；第二电阻器，连接于第一电阻器和电平之间；及第三电阻器，连接于第二电平和第一与第二晶体管的节点之间。
如权利要求1所述的充电电压控制器，还包括：A/D转换单元，连接于控制器和充电滚筒之间。
根据本发明，具有充电滚筒的图像形成装置的充电电压控制器以充电电压为光电导介质充电的方法包括：提供不同电平的第一和第二测试电压给用于为光电导介质充电的充电滚筒；当第一和第二测试电压施加到充电滚筒上时，检测流向充电滚筒的第一和第二电流；基于第一电流确定环境值，并确定与环境值相对应的第一参考电压；根据第一和第二电流来计算斜率数据；及确定施加到充电滚筒的充电电压，作为第一参考电压和对应于斜率数据的预置偏移电压的总和。
为高压电源提供电压包括：在给光电导介质提供第二测试电压之前，将第一测试电压提供给高压电源。
所述第一测试电压大于第二测试电压。
基于环境因素和第一电流来计算所述第一参考电压。
环境因素包括：湿度、温度、厚度和光电导介质的表面条件的一种或几种的组合。
附图说明
本发明的这些和/或其他的方面以及优点将随着下面结合附图对优选实施例的描述变得明显并更容易理解了：
图1是传统的图像形成装置的充电电压控制器的示意性横截面图；
图2是根据本发明的实施例的图像形成装置的充电电压控制器的示意性横截面图；和
图3是解释图2所示的充电电压控制器中确定充电电压的过程的曲线图。
具体实施方式
现在具体参照本发明优选实施例，其示例将在随后的附图中加以说明，其中相同的附图标记将一直指示相同的元件。为了解释本发明，下面结合附图对实施例加以描述。
下面将参照附图详细地描述一个根据本发明实施例的图像形成装置中用于充电电压的控制器。
图2是根据本发明的一个实施例的图像形成装置的充电电压控制器的电路图。参照图2，充电电压控制器包括高压电源单元110、开关单元120、脉冲宽度调制单元130、电流检测单元150、A/D转换单元160、控制单元170、和存储单元180。
高压电源单元110根据控制单元170的控制给充电滚筒(没有示出)提供预定的充电电压，该控制单元170将在后面描述。
高压电源单元110包括变压器112和整流器114。变压器112包括接收来自于电源单元的电源电压VCC1的初级线圈112a，和电耦合于初级线圈112a的次级线圈112b。
整流器114整流在变压器112的次级线圈112b上感应的电压。开关单元120连接于初级线圈112a以开/关从电源供给单元到初级线圈112a的电源电压VCC1。开关单元120包括作为开关元件使用的晶体管TR。
脉冲宽度调制单元130根据控制单元170的控制信号来控制开关单元120的开/关时间。
电流检测单元150连接到整流器114，以检测流经具有变压器110的次级线圈112b上感应的电压的充电滚筒(没有示出)的有效电阻RCR的电流，并响应于该检测电流而输出信号。该电流检测单元150输出的信号随充电滚筒的有效电阻RCR而发生变化。
电流检测单元150包括第一和第二电阻元件R1和R2，它们串联连接整流器114的第一输出端，该整流器114第二输出端连接于充电滚筒，电压源在第一和第二电阻元件R1和R2的连接点处提供预定的电压VCC2。电流检测单元150输出第一电阻元件R1和整流器114之间的另一个连接点的降压信号给A/D转换单元160。
A/D转换单元160将与电流检测单元150检测的电流相对应的降压信号转换为数字信号。
存储单元180存储执行图像形成装置的功能的各种程序以及控制充电电压控制器的各种信息。
存储单元180存储第一和第二查找表。第一查找表存储与从A/D转换单元160输入的数字信号对应的至少一个预置环境因素并且同样还存储与预置环境因素对应的预置参考电压数据，而第二查找表存储从充电滚筒的电流数据计算得到的斜率数据和与斜率数据相对应的预置偏移电压数据，该电流数据是在充电滚筒上施加不同的测试电压之后检测出来的。下面的表1和表2分别示出了存储在存储单元180中的第一和第二查找表的例子。
表1
    环境因素     参考电压
    100或以下     -1.45KV
    100～150     -1.40KV
    150～200     -1.35KV
    200～255     -1.30KV
表2
    斜率数据     偏移电压
    0.19     0V
    0.21     15V
    0.23     30V
    0.25     50V
在第一查找表中存储的环境因素设置成对应于A/D转换单元160输入的数字信号，并且可以根据环境状况，例如温度和湿度，将其分为低温/湿度(L/L)、常温/湿度(N/N)、和高温/湿度(H/H)。例如，可以将100或100以下的环境因素分为低温/湿度(L/L)、100～200的环境因素分为常温/湿度(N/N)、200～255的环境因素分为高温/湿度(H/H)。
控制单元170确定将施加到充电滚筒上的充电电压，以便在与图像形成装置的打印环境、充电滚筒的有效电阻RCR和感光鼓表面的厚度(没有示出)无关的情况下，得到均匀的图像。
控制单元170在打印操作之前确定将施加到充电滚筒上的充电电压，然后以施加到充电滚筒上的确定的充电电压为感光鼓充电。施加到充电滚筒上的充电电压的确定操作被称为“充电电压确定模式”。
图3是解释图2所示充电电压控制器中确定充电电压的过程的曲线图。
参照图3，V2和V1分别表示第一测试电压和第二测试电压，而I2和I1分别表示响应于V2和V1而流经充电滚筒的电流。
在确定充电电压的过程中，控制单元170分别检测响应于施加到充电滚筒的测试电压V1和V2而流经充电滚筒的电流。然后，根据与响应于第一和第二测试电压V1和V2的电流I1和I2的变化相关的斜率数据，控制单元170估计电流为零点的放电启动电压Vth，并控制脉冲宽度调制单元130，以便可以在充电滚筒上施加大于放电启动电压Vth的另一个电压。
更准确地说，控制单元170控制脉冲宽度调制单元130使得提供给充电滚筒大于如图3所示的放电启动电压Vth的两个测试电压V1和V2。然后，控制单元170通过分别检测电流I1和I2来计算放电启动电压Vth，该电流I1和I2是响应于所施加的测试电压V1和V2而流经充电滚筒有效电阻RCR的电流。
控制单元170可以使用所计算的放电启动电压Vth来确定将施加到充电滚筒上的充电电压。也就是说，控制单元170可以确定大于放电启动电压Vth的另一个电压来作为充电电压。例如，控制单元170通过将放电启动电压Vth加上感光鼓(未图示)的表面电位VO来确定充电电压。
同时，根据本发明的另一实施例的确定充电电压的方法根据充电滚筒有效电阻RCR来确定充电电压。由于环境因素的改变可以导致有效电阻RCR的变化，那么就要考虑环境因素，例如温度和湿度。
控制单元170控制脉冲宽度调制单元130，使得通过次级线圈112b来感应预置第一测试电压V1，并且控制单元170还控制开关单元120开/关时间的占空比。同样，控制单元170根据A/D转换单元160响应于第一测试电压V1而提供的数字信号来确定将施加到充电滚筒上的第一参考电压。
当由A/D转换单元160输入与电流检测单元150检测的电流数据一致的数字信号时，参考表1所示的第一查找表得到对应于该输入数字信号的环境因素，并且控制单元170确定对应于获得的环境因素的电压数据，以此作为将施加到充电滚筒上的第一参考电压。
例如，如果A/D转换单元160响应于施加到充电滚筒的-1.5KV的第一测试电压V1而发送数字信号128，那么控制单元170选择用于数字信号128的环境因素集合。如果用于数字信号128的预置环境因素是180，那么控制单元170利用存储单元180中存储的第一查找表来选择用于环境因素180的的参考电压集合，并确定-1.35KV的电压来作为将施加到充电滚筒的第一参考电压。
同样，控制单元170控制脉冲宽度调制单元130，以便在次级线圈112b上可以感应不同于-1.5KV的第一测试电压V1的-1.2KV的第二测试电压V2。控制单元170利用电流变化来计算斜率数据，该电流变化基于-1.5KV的第一测试电压V1和-1.2KV的第二测试电压V2分别提供的电流值，并且控制单元170基于计算的斜率数据来选择预置偏移电压。也就是说，控制单元170参照表2所示的第二查找表来选择与计算的斜率数据相对应的预置偏移电压。
控制单元170从存储在存储单元180中的第一和第二查找表中选择第一参考电压和预置偏移电压。
控制单元170利用第一参考电压和预置偏移电压来确定将施加到充电滚筒上的充电电压。也就是说，控制单元170通过将预置偏移电压和第一参考电压相加来确定将施加到充电滚筒上的充电电压。
控制单元170控制脉冲宽度调制单元130，以便给充电滚筒施加确定了的充电电压。
根据本发明的图像形成装置的充电电压控制器能够抑制由于影响充电电位的因素的变化而导致的光电导介质表面电位的变化，例如包括温度和湿度的环境的变化或者是充电滚筒的阻抗的变化，从而可以始终保持光电导介质恒定的表面电位，获得均匀的图像质量。
参照本发明的某个优选实施例已经对本发明进行了说明及描述，对于本领域的普通技术人员来说，可以理解在不脱离由所附权利要求定义的本发明的精神和范围的情况下，其形式和细节上可以有各种变化。
前述实施例和优点仅仅是示范性的并不作为对本发明的限制。对本发明的描述是说明性的，而不是对权利要求范围的限定。尽管说明并描述了本发明的几个优选实施例，但本领域的技术人员可以理解，在不脱离本发明的原则和精神的前提下，在不脱离由权利要求定义的范围及其等效情况的前提下可以有很多变化。
本申请要求以下优先权：在韩国知识产权局中的韩国专利申请序列号2002-38469，申请日：2002年7月3日，引用其公开内容作为参考。

Claims (13)

1.一种图像形成装置的充电电压控制器包括：
充电滚筒，用于以预定的充电电压为感光鼓充电；
高压电源单元，用于给充电滚筒提供预定的充电电压；
电流检测单元，用于检测流向充电滚筒的电流；和
控制单元，给充电滚筒提供不同电平的第一和第二测试电压，根据电流检测单元响应第一测试电压输出的数据来确定环境值并确定与环境值相对应的第一参考电压，根据电流检测单元响应于第一和第二测试电压检测的电流数据来计算斜率数据，确定施加到充电滚筒上的充电电压，作为第一参考电压和对应于斜率数据的预置偏移电压的总和。
2.根据权利要求1的充电电压控制器，还包括：
存储单元，用于存储第一查找表和第二查找表，其中第一查找表存储与电流检测单元响应第一和第二测试电压而输出的数据相对应的环境因素集合，和与环境因素相对应的第一参考电压集合，而第二查找表存储与斜率数据相对应的偏移电压数据集合。
3.根据权利要求1的充电电压控制器，其中该控制器在提供第二测试电压给光电导介质之前，将第一测试电压提供给高压电源单元。
4.根据权利要求3的充电电压控制器，其中第一测试电压大于第二测试电压。
5.根据权利要求2的充电电压控制器，其中环境因素包括湿度、温度、厚度及光电导介质表面条件的一种或几种的组合。
6.根据权利要求1的充电电压控制器，其中高压电源单元包括：
变压器，具有耦合在电平和控制器之间的初级线圈；及第一端耦合充电滚筒和第二端耦合电流检测单元的次级线圈；和
整流单元，用于整流变压器的次级线圈上的电压。
7.根据权利要求1的充电电压控制器，还包括：
脉冲宽度调制单元，连接于控制器和初级线圈之间，以便根据控制器的控制信号输出具有占空比的信号；和
开关单元，连接于脉冲宽度调制单元和高压电源单元的初级线圈之间并根据具有占空比的信号来给高压电源单元提供第一和第二测试电压及充电电压。
8.根据权利要求1的充电电压控制器，其中电流检测单元包括：
第一电阻器，连接充电滚筒；
第二电阻器，连接于第一电阻器和电平之间；及
第三电阻器，连接于第二电平和第一与第二晶体管的节点之间。
9.根据权利要求1的充电电压控制器，还包括：
A/D转换单元，连接于控制器和充电滚筒之间。
10.一种具有充电滚筒的图像形成装置的充电电压控制器以充电电压给光电导介质充电的方法，包括：
提供不同电平的第一和第二测试电压给用于为光电导介质充电的充电滚筒；
当第一和第二测试电压施加到充电滚筒上时，检测流向充电滚筒的第一和第二电流；
基于第一电流确定环境值，并确定与环境值相对应的第一参考电压；
根据第一和第二电流来计算斜率数据；及
确定施加到充电滚筒的充电电压，作为第一参考电压和对应于斜率数据的预置偏移电压的总和。
11.根据权利要求10的方法，其中为高压电源提供电压的过程包括：
在给光电导介质提供第二测试电压之前，将第一测试电压提供给高压电源。
12.根据权利要求11的方法，其中第一测试电压大于第二测试电压。
13.根据权利要求10的方法，其中环境值包括：
湿度、温度、厚度、光电导介质表面条件的一种或几种的组合。
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