CN1119710C - 控制采用静电图象显影工艺的装置的充电电压的方法 - Google Patents

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Abstract

一种控制采用静电图象显影工艺的装置的充电电压的方法，包括以下步骤：向接触充电单元施加预定电平的充电电压，以便当装置的主电机旋转时，光电导体的外表面被均匀地充电到一个预定的极性；当清理接触充电单元时，施加电平低于预定电平的一个充电电压，造成接触充电单元和光电导体之间大的电势差；以及通过切断施加到接触充电单元上的充电电压，将附着在接触充电单元上带正电的色剂颗粒转移到光电导体上。

Description

控制采用静电图象显影工艺的装置的充电电压的方法
本发明涉及采用静电图象显影工艺的装置。更具体地说涉及控制采用静电图象显影工艺的装置的充电电压的方法，其目的在于清除附着在接触型充电辊的外表面上的非正常色剂。
静电图象显影工艺被广泛地用于打印机和传真机系统，以及复印机，其目的在于根据视频信号在印制媒体上产生图象。作为通用型打印机的激光打印机采用这种静电图象显影工艺。激光打印机通过一系列静电图象形成步骤如充电、曝光、显影、转移、定影和出纸，在打印纸上形成图象。现有技术的激光打印机利用Scotron技术，通过向细导线施加高电压进行充电操作，以便产生放电电荷，并将产生的电荷附着到光导体的外表面上。然而，在上述Scotron技术中，光导体的表面电势(-600V至-800V)低于施加到充电辊上的电压(大约-3KV至-4KV)。高压放电导致产生有害物质，如臭氧O3、氮的氧化物等。开发的接触充电技术旨在解决上述问题，对光导体的外表面施加大约-1.2KV至-1.5KV的电压，该电压低于Scotron技术采用的电压，因此外表面被充电，几乎不产生臭氧。接触充电技术比Scotron技术用得广泛。
图1表示采用静电图象显影工艺的激光打印机机构的示意图。参看图1，导电辊用作激光打印机的接触充电单元。
静电图象显影工艺的第一步是将激光打印机的光导体充电到一个预定的极性。这就是说，图1的导电辊10通过充电电压V1被充电到负极性，与导电辊10接触的光电导鼓12也被充电到负极性。
第二步是利用发光二极管14将对应于图象区的一部分光电导鼓12暴露在激光束中，因此在光电导鼓12上形成静电潜象。光电导鼓12的非曝光部分保持相同的电势，而曝光部分的电势改变了。曝光部分是人眼看不见的，成为“静电潜象”。
第三步是将形成在光电导鼓12的外表面上的静电潜象变为可见图象。通过显影电压V2将显影辊16的外表面充电到负极性。因此，包含在色剂盒中的色剂被磨擦带负电，并通过显影辊16移动到显影区。通过刀刃18控制每种色剂量和载体。移动到显影区的一部分色剂颗粒通过周围的电场被带到光电导鼓12的曝光部分，于是潜象被作为色剂图象看到。在显影辊16的表面存在一部分带正电的非正常色剂，它们是在显影辊16处由摩擦带电产生的，此外还有带负电的正常色剂。显影时非正常的色剂可以被移至光电导鼓12的非曝光区。这就是说，在带负电的色剂被移至一个曝光部分的同时，带正电的色剂被移至一个非曝光部分。这是由于光电导鼓12的非曝光部分被导电辊10保持在带负电的状态，而光电导鼓12的曝光部分被曝光带正电。
静电图象显影工艺的第四步是将形成在光电导鼓12上的色剂图象转移到打印纸上。由转移电压V3产生的正电荷通过转移辊20附着在打印纸S上。由于正电荷与带负电的色剂颗粒之间的相互吸引，光电导鼓12的色剂被移到打印纸S上。
经过第五步熔合步骤，打印纸S上的色剂熔合在打印纸S上。通过压力辊26和热辊28，打印纸S上的色剂被牢固地熔合在打印纸S上，因此色剂图象变成了半永久性图象。通过打印纸传送步骤，打印纸S被送至出纸盘。图1的传输辊22将打印纸S送至定位辊24。定位辊24将通过传输辊22传输的打印纸对齐。激光打印机具有监控打印机操作状态、打印纸传送状态等的传感器。
位于传输辊22和定位辊24之间的打印纸通路中的第一传感器S1监控向定位辊24移动的打印纸的状态，安装在固定辊26和28上的打印纸输出通路中的第二传感器S2监控输出至上出纸盘(未示出)的打印纸的状态。在转移步骤期间，附着在光电导鼓12上的色剂转移到打印纸S上，而未清除的少量的带正电的色剂可能依然留在光电导鼓12上，在导电辊10的外表面积累了带正电的色剂。结果，导电辊10的充电电压V1变得低于最初的充电电压。
下面将参照图2描述用于清除留在导电辊10上的色剂的充电电压的控制过程。
图2表示施加到导电辊10、显影辊16和转移辊20的电压的时序图。
第一期间T1表示光导电鼓12还未曝光的期间。在T1期间，充电电压CHV作为一个负电压V1被施加到导电辊10上(V1对应于CHV的电压值)，光导电鼓12的表面开始带电。当CHV恒定地施加到导电辊10上时，作为驱动系统的主电机旋转。当通过导电辊10带电的光导电鼓12的表面按图1中的11旋转，并到达与显影辊16的接触点时，显影电压DEV作为一个负电压V2被施加到显影辊16上(V2对应于DEV的电压值)。
第二期间T2表示打印期间。在T2期间，作为一个负电压V1施加到导电辊10上的CHV被充电，作为一个负电压V2施加到导电辊10上的DEV被升高，转移电压THV作为一个正电压V3由于施加到转移辊20上被转移(V3和V4对应于THV的电压值)。
第三期间T3和第四期间T4表示打印后的清理期间。在T3期间，CHV作为一个负电压V1被施加到导电辊10上。因此，光导电鼓12带负电压V1，在T4期间，CHV变为零伏。因此，粘附在导电辊10上的带正电的色剂被移至光导电鼓12。
第五期间T5表示CHV、DEV和THV分别施加到导电辊10、光导电鼓12、显影辊16和转移辊20的期间，如图5所示，这样，在完成了清理操作之后变为初始状态，为下一次打印做好准备。
在T2期间，THV达到+V3，在光电导鼓12上的色剂图象被转移到打印纸上。在T3和T5期间，CHV达到V1。在CHV是0伏的T4期间，附着在导电辊10的外表面上的带正电的色剂移动到光电导鼓12上。这是因为光电导鼓12的外表面带有电压为V1的负电。移至光导电鼓12的带正电的色剂被转移至施加了负电压V2(DEV)的带负电的显影辊16上，于是完成了清理操作。
将DEV施加到显影辊16上的间隔T6表示光电导鼓12如图1所示旋转11。在T1期间，来自显影辊16的用于在光电导鼓12上形成色剂图象的色剂量被最大程度地减小。在THV施加到传输辊20上的T1期间，-V4的电压施加到传输辊20上，以便使附着在转移辊20上的色剂返回到光电导鼓12上。打印期间T2以后，假如施加到导电辊10上的-V1降到零，带正电的色剂积累在导电辊10的外表面上。结果，导电辊10的电压V1变得低于初始电压，因此在光电导鼓12和导电辊10之间几乎没有电势差，并且移动到光电导鼓12上的带正电的色剂的量减小。然而，不可能完全清除附着在导电辊10上的带正电的色剂。
本发明的一个目的是提供一种控制静电图象形成装置的充电电压的方法，以便通过增加收集附着到接触充电单元上的带正电的色剂的数量，提高清理效率。
为了实现上述目的，本发明提供了一种控制采用静电图象显影工艺的装置的充电电压的方法，包括以下步骤：向接触充电单元施加预定电平的充电电压，以便当所述装置的主电机旋转时，光电导体的外表面被均匀地充电到一个预定的极性；当清理所述接触充电单元时，施加电平低于预定电平的一个充电电压，以便造成所述接触充电单元和所述光电导体之间大的电势差；以及通过切断施加到所述接触充电单元上的所述充电电压，将附着在所述接触充电单元上带正电的色剂颗粒转移到所述光电导体上。
通过参看以下结合附图所作的详细描述，本发明的全貌及许多优、将变得更易于理解，附图中相同的参考号表示相同或类似的部分，其中，
图1表示采用静电图象显影工艺的激光打印机的机构的示意图；
图2是在采用静电图象显影工艺的现有技术中，向充电辊、显影辊和转移辊施加的电压的时序图；
图3表示采用静电图象显影工艺的激光打印机的框图；
图4是根据本发明的控制充电电压的视频控制器34的流程图；以及
图5是根据本发明的施加的电压的时序图。
下面将参照附图中所示的本发明的实施例详细描述本发明。
图3表示采用静电图象显影工艺的激光打印机的框图，该激光打印机包括视频控制单元30，打印发动机单元40和操作面板(OPE)38。
视频控制单元30包括计算机接口32，视频控制器34，和发动机接口36。计算机接口32连接在主计算机和视频控制器34之间，传送输入/输出信号。视频控制器34具有只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)，ROM存储根据本发明的控制程序，而RAM暂时存储由主计算机和OPE 38产生的各种数据。视频控制器44将来自计算机接口32的输入数据转换成相应的图象数据，因此可以根据预定的程序由打印机发动机单元40进行处理，然后将转换的图象数据送至打印机发动机单元40。连接在视频控制器44和打印机发动机单元40之间的发动机接口36在视频控制器34的控制下与打印机发动机单元40交换输入/输出(I/O)信号。OPE 38装有一组键，如打印纸选择键，通过这些键将数据送入打印机，还装有显示器，用于显示打印操作期间输出的信息。
打印机发动机单元40包括视频接口42，发动机控制器44，输入/输出(I/O)接口46，检测电路58，设备驱动器50，和静电图象显影单元52，打印机发动机单元40与视频控制单元30相连。视频接口42将视频控制单元30与发动机控制器44联系起来。在视频控制器34的控制下，发动机控制器44控制设备驱动器50和静电图象显影单元52，并根据由视频控制单元30输出的图象数据打印出图象。
可以采用一个CPU作为视频控制器34和发动机控制器44。
发动机控制器44通过检测电路48检测在打印机发动机单元40的操作中是否存在故障(例如馈送打印纸、打印纸传输等)。检测电路48控制传感器，该传感器分别监控每部分的操作状态，打印纸传输状态，和色剂量，并将传感器的输出信号送至发动机控制器44。设备驱动器50使得能够启动激光打印机的各个操作部分，用于馈送打印纸、传输打印纸和打印操作。静电图象显影单元52在发动机控制器44的控制下，在打印纸上打印对应于图象信息的图象。
图4是视频控制器34的控制顺序的流程图，图5是根据本发明施加的电压的时序图。
下面将参照图1、4和5描述清除附着在导电辊10上的带正电的色剂的过程。这一清除处理可以在接通电源、对采用静电打印显影工艺的激光打印机预热时进行，或者可以按下清理键进行。此外，在打印操作已经完成以后打印机的主电机还未停止转动的任何时间也可以进行清理操作。
在本发明的最佳实施例中，对附着在导电辊10上的带正电的色剂进行清除的操作是根据用于清理的输入键进行的，下面将描述这一过程。
先看图4，检查处于待机状态的视频控制器34，在步骤60，判断是否从OPE 38按下了清理导电辊10的输入键。如果从主计算机输入了打印的命令而没有按下清理的输入键，那么在步骤62视频控制器34将CHV设置为正常的电压值，并进入步骤64。在步骤64视频控制器34打印对应于从主计算机输入的图象信息的图象，并返回步骤60。当从OPE 38按下了清理的输入键时，在步骤66视频控制器34将施加到导电辊10上的CHV设为清理电平。一旦从主计算机输入了打印的命令，在步骤68视频控制器34输出预置的CHV，同时进行打印和清理操作。
参看图5，一旦从主计算机输入了打印命令，视频CPU 34就控制静电打印显影单元52，分别向导电辊10、显影辊16和转移辊20施加CHV、DEV和THV。期间T1、T2、T4和T5以及电压值V1至V4与上述现有技术类似，不同之处是V1’，它是在T2之后施加到导电辊10上的。在T3期间施加到导电辊上的CHV的V1’具有低于V1的负值，由于造成T4期间光电导鼓12和导电辊10之间的大的电势差，所以与现有技术相比，增加了带正电的色剂从导电辊10移至光导电鼓12的量，在T4期间，施加到导电辊10上的CHV降为零。一旦通过上述控制过程完成了清理操作，视频CPU 34便在步骤70检验主电机是否停止转动。如果视频CPU 34确定主电机继续运转，那么打印和清理操作便重复进行。当主电机停止转动时，清理过程完成。
如上所示，本发明可以通过向接触电荷单元施加负电平的电压很容易地收集带正电的色剂，施加该电压可在打印操作期间、关闭充电电压之前、预热期间、主电机停止转动之前、或根据键输入进行。本发明可以用于任何采用静电打印显影工艺并具有接触充电单元的装置，如激光打印机。
应理解，本发明不限于此处公开的具体实施例。

Claims (4)

1.一种控制采用静电图象显影工艺的装置的充电电压的方法，包括以下步骤：
(a)向接触充电单元施加预定电平的充电电压，以便当所述装置的主电机旋转时，光电导体的外表面被均匀地充电到一个预定的极性；
(b)当清理所述接触充电单元时，施加电平低于预定电平的一个充电电压，以便造成所述接触充电单元和所述光电导体之间大的电势差；以及
(c)通过切断施加到所述接触充电单元上的所述充电电压，将附着在所述接触充电单元上带正电的色剂颗粒转移到所述光电导体上。
2.根据权利要求1的方法，其中所述步骤(a)至(c)是在对所述装置预热期间进行的。
3.根据权利要求1的方法，其中所述步骤(a)至(c)是在按下所述装置的操作面板上的用于清除带正电的色剂的输入键时进行的。
4.根据权利要求1的方法，其中所述步骤(a)至(c)是在完成打印操作之后所述主电机停止转动之前进行的。
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