CN1324414C - 电子照相图像形成装置及其充电电压控制方法 - Google Patents

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CN1324414C CNB2004100066274A CN200410006627A CN1324414C CN 1324414 C CN1324414 C CN 1324414C CN B2004100066274 A CNB2004100066274 A CN B2004100066274A CN 200410006627 A CN200410006627 A CN 200410006627A CN 1324414 C CN1324414 C CN 1324414C
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Abstract

一种电子照相图像形成装置及其充电电压控制方法。所述装置包括：充电辊，向光敏介质施加预定电压；显影辊，使用显影剂来显影通过激光扫描单元在光敏介质上形成的静电潜像；转印辊，向记录纸上转印由显影剂显影的图像；高压电源，向各个辊施加预定电压；充电辊电阻检测单元，检测充电辊的电阻值；转印辊电阻检测单元，检测转印辊的电阻值；控制单元，根据由充电辊电阻检测单元检测的充电辊的电阻值和由转印辊电阻检测单元检测的转印辊的电阻值，确定要施加到充电辊的充电电压。因此，本发明可以根据转印辊电阻值和充电辊电阻值的变化而自适应地选择要施加到充电辊的充电电压。

Description

电子照相图像形成装置及其充电电压控制方法
技术领域
本发明涉及一种电子照相(electrophotographic)图像形成装置及其充电电压控制方法。更具体而言，本发明涉及这样的一种电子照相图像形成装置及其充电电压控制方法，它们能够防止由于光敏介质的不均匀的表面电势而导致的打印质量恶化，所述光敏介质的不均匀的表面电势是由于电阻值的改变引起的，电阻值的改变是由于充电辊(charging roller)或转印辊(transfer roller)的老化和接触不良。
背景技术
一般，电子照相图像形成装置用于图像形成器件中，诸如激光束打印机、LED打印头(LPH)打印机、复印机和传真机。这样的电子照相图像形成装置通过充电、曝光、显影、转印和定影的处理来执行打印工作。
图1是示意性地示出了传统的电子照相图像形成装置的横截面图。参见图1，电子照相图像形成装置具有光敏鼓10、充电辊20、激光扫描单元(LSU)30、显影辊40、转印辊50、高压电源(HVPS)60和控制单元70。
在打印操作期间，HVPS 60按照控制单元70的控制向充电辊20、显影辊40和转印辊50施加预定的电压。充电辊20利用从HVPS 60提供的充电电压对光敏鼓10的表面均匀地充电。LSU 30与从控制单元70输入的图像数据对应地在光敏鼓10上扫描光。于是，在光敏鼓10的表面上形成静电潜像(latent image)。
其后，在光敏鼓10的表面上形成的静电潜像通过由显影辊40供给的色粉(toner)被转换为色粉图像。由从HVPS 60施加的转印电压驱动的转印辊50向一张记录纸上转印在光敏鼓10上形成的色粉图像。通过使用定影器件(未示出)施加高热和高压而将被转印到所述纸张上的色粉图像固定在打印纸上，并且沿着排纸方向向外部排出所述纸张，于是打印结束。
传统的电子照相图像形成装置将浓度偏差带到在记录纸上记录的图像上，当在光敏鼓10上形成的表面电势在执行打印工作时变得不均匀时，这导致差的打印图像。因此，施加不变的充电电压是有益的，以便保持光敏鼓10的均匀表面电势。但是，即使向充电辊20施加恒定的充电电压，光敏鼓10的充电电势可能改变，因为相应的辊的电阻值由于诸如温度和湿度改变的周围环境的改变而改变。因此，传统的电子照相图像形成装置考虑到由于环境改变而导致的这样的电阻值的改变而确定要施加到充电辊20的充电电压。
例如，传统的电子照相图像形成装置根据转印辊50的电阻值来确定要施加到充电辊20的充电电压。即，传统的电子照相图像形成装置按照环境温度和湿度的改变来检测转印辊50的电阻值，并且根据所检测的电阻值来改变要施加到充电辊20的充电电压，以便补偿打印质量。
但是，除了周围环境的改变之外，转印辊50的电阻值也可以由于诸如转印辊50的老化和接触不良的机械缺陷而改变。图2示出了在转印辊50的老化和电阻值之间的关系，其中转印辊50的电阻值随着转印辊50的老化而增加。当使用这样的转印辊时，转印辊50的电阻值提高，过高的电压被施加到充电辊20，这由于针孔的出现而引起打印图像模糊或图像质量恶化。
在另一个示例中，电子照相图像形成装置根据充电辊20的电阻值来确定要施加到充电辊20的充电电压。即，电子照相图像形成装置检测充电辊20的电阻值，根据所检测的电阻值来改变要施加到充电辊20的充电电压，并且按照打印环境来补偿光敏鼓10的表面电势的改变。即使在这种情况下，充电辊20的所测量的电阻值也会高于在实际环境中的电阻值，这是因为诸如充电辊20的接触不良的机械缺陷。如果充电辊20的电阻值提高，则降低了施加到静电潜像上的色粉量，引起打印图像恶化。
如上所述，在通过仅仅考虑转印辊50的电阻值和充电辊20的电阻值之一来确定被施加到充电辊20的充电电压的时候，过高的电压被施加到充电辊20，因为转印辊50或充电辊20的电阻值由于其诸如老化或接触不良的机械缺陷而提高。当像充电辊20施加过高的电压时，发生的问题是打印图像变模糊并且具有较低的图像浓度。
发明内容
本发明已经被设计来解决上述和/或其他问题，因此本发明的一个方面是提供一种电子照相图像形成装置和充电电压控制方法，它们能够通过根据转印辊的电阻值和充电辊的电阻值来确定要施加到充电辊的充电电压，来防止由于充电辊和转印辊的老化或接触不良而导致的打印质量恶化。
为了实现上述和/或其他方面，按照本发明的电子照相图像形成装置包括：充电辊，用于向光敏介质施加预定电压；显影辊，用于使用显影剂来显影通过激光扫描单元在光敏介质上形成的静电潜像；转印辊，用于向记录纸上转印由显影剂显影的图像；高压电源，用于向各个辊施加预定电压；充电辊电阻检测单元，用于检测充电辊的电阻值；转印辊电阻检测单元，用于检测转印辊的电阻值；控制单元，用于根据由充电辊电阻检测单元检测的充电辊的电阻值和由转印辊电阻检测单元检测的转印辊的电阻值，确定要施加到充电辊的充电电压。
本发明的其他方面和/或优点将部分地在随后的说明书中给出，并且部分地从说明书显而易见，或者可以通过本发明的实践来学习。
在本发明的一个方面，电子照相图像形成装置还包括存储单元，用于存储与转印辊电阻值和充电辊电阻值对应的预定充电电压值，其中控制单元根据转印辊电阻值和充电辊电阻值来选择存储在存储单元中的充电电压值，并且控制高压电源以向充电辊施加所选择的充电电压值。
在本发明的另一个方面，所述充电辊电阻检测单元包括：充电辊电阻检测器，用于检测在充电辊和光敏介质之间流动的电流，并且根据所检测的电流的值来计算充电辊电阻值；模数(A/D)转换器，用于将对应于从充电辊电阻检测器输出的充电辊电阻值的信号转换为数字信号，并且向控制单元输出所述数字信号。
在另一个方面，所述转印辊电阻检测单元包括：转印辊电阻检测器，用于检测在转印辊和光敏介质之间流动的电流，并且根据所检测的电流的值来计算转印辊电阻值；A/D转换器，用于将对应于从转印辊电阻检测器输出的转印辊电阻值的信号转换为数字信号，并且向控制单元输出所述数字信号。
在另一个方面，为了实现上述和/或其他目的，提供了一种用于电子照相图像形成装置的充电电压控制方法，所述电子照相图像形成装置包括：充电辊，用于向光敏介质施加预定电压；显影辊，用于使用显影剂来显影通过曝光单元在光敏介质上形成的静电潜像；转印辊，用于向记录纸上转印由显影剂显影的图像；充电辊电阻检测单元，用于检测充电辊的电阻值；转印辊电阻检测单元，用于检测转印辊的电阻值，所述方法包括步骤：计算在充电辊和光敏介质之间的充电辊电阻值；计算在转印辊和光敏介质之间的转印辊电阻值；根据所计算的转印辊电阻值和充电辊电阻值来确定要施加到充电辊的充电电压。
在本发明的一个方面，电压的充电的确定操作将预定的充电电压值确定为对应的要施加到充电辊的充电电压。
附图说明
通过下面参照附图说明实施例，本发明的这些和/或其他方面和优点将会变得更容易理解，其中：
图1是示意地示出传统的电子照相图像形成装置的横断面图；
图2是示出按照所打印的纸的数量的转印辊的电阻值变化的图；
图3是示意示出按照本发明实施例的电子照相图像形成装置的截面图；
图4是说明用于图3所示的电子照相图像形成装置的充电电压控制方法的流程图。
具体实施方式
现在详细说明本发明的实施例，其示例被图解在附图中，其中在所有附图中相同的附图标号指的是相同的元件。下面通过参照附图来说明实施例以解释本发明。
图3是示意地示出按照本发明的一个实施例的电子照相图像形成装置的方框图。参见图3，电子照相图像形成装置100具有光敏鼓105、充电辊110、激光扫描单元(LSU)115、显影辊120、转印辊130、定影单元140、高压电源(HVPS)150、充电辊电阻检测单元160、转印辊电阻检测单元170、存储单元180和控制单元190。
充电辊110使用从HVPS 150施加的预定充电电压对光敏鼓105充电。
LSU 115按照控制单元190的控制向光敏鼓105扫描对应于打印数据的光。因此，在光敏鼓105的表面上形成静电潜像。应当明白，可以代替激光束扫描单元115而使用LED条。
显影辊120使用诸如色粉的显影剂来显影通过LSU 115在光敏鼓105上形成的静电潜像。通过在供粉辊125和显影辊120之间出现的电势差，色粉从供粉辊125被转印到显影辊120，其中供粉辊125被以诸如-500V的预定供应电压充电，并且显影辊120被以诸如-300V的显影电压充电。因此，通过这个显影单元在光敏鼓105的静电潜像部分上形成色粉图像。
在与具有从HVPS 150供给的转印电压的光敏鼓105相互接触中，转印辊130向输入的记录纸上转印在光敏鼓105上被显影处理的图像。
定影单元140通过施加高热和高压而将被转印在诸如纸张或透明片的记录介质上的色粉图像定影到记录介质上。完成定影的记录介质沿着排出方向被向外排出，打印处理完成。
HVPS 150按照控制单元190的控制来向电子照相图像形成装置100的相应的辊110、120、125和130施加预定的电压。例如，HVPS 150分别向充电辊110、显影辊120、供粉辊125和转印辊130施加预定的充电电压-1.4KV、显影电压-300V、供粉电压-500V和转印电压+2.0KV。
充电辊电阻检测单元160具有充电辊电阻检测器162和A/D转换器164。充电辊电阻检测器162检测在充电辊110和光敏鼓105之间流动的电流，并且根据施加到充电辊110的充电电压和所检测的电流值来计算充电辊电阻值。所计算的充电辊电阻值被输出到A/D转换器164。
A/D转换器164将从充电辊电阻检测器162输出的充电辊电阻值转换为数字信号，并且向控制单元190输出所述数字信号。
转印辊电阻检测单元170具有转印辊电阻检测器172和A/D转换器174。转印辊电阻检测器172检测在转印辊130和光敏鼓105之间流动的电流，并且根据所检测的电流和施加到转印辊130的转印电压来计算转印辊电阻值。而且，所计算的转印辊电阻值被输出到A/D转换器174。
A/D转换器174将从转印辊电阻检测器172输出的转印辊电阻值转换为数字信号，并且向控制单元190输出所述数字信号。应当明白，转印辊电阻检测单元170和充电辊电阻检测单元160可以被组合为一个电阻检测单元，用于确定两个辊的电阻。
存储单元180存储实现图像形成装置100的功能所需要的各种控制程序和当开始控制程序时出现的数据。而且，如下表1所示，存储单元180以对应于转印辊电阻值和充电辊电阻值的查找表形式来存储预设的充电电压值。表1的行表示充电辊电阻值，并且表1的列表示转印辊电阻值。
  30MΩ   31MΩ～50MΩ   51MΩ～70MΩ   71MΩ～100MΩ   大于100MΩ
小于40MΩ   -1.35KV   -1.37KV   -1.37KV   -1.37KV   -1.37KV
41MΩ～60MΩ   -1.35KV   -1.37KV   -1.37KV   -1.37KV   -1.37KV
61MΩ～80MΩ   -1.35KV   -1.37KV   -1.40KV   -1.40KV   -1.40KV
81MΩ～120MΩ   -1.37KV   -1.40KV   -1.40KV   -1.40KV   -1.40KV
121MΩ～160MΩ   -1.37KV   -1.40KV   -1.40KV   -1.42KV   -1.42KV
161MΩ～250MΩ   -1.37KV   -1.40KV   -1.42KV   -1.42KV   -1.42KV
251MΩ～500MΩ   -1.42KV   -1.42KV   -1.42KV   -1.42KV   -1.45KV
大于500MΩ   -1.42KV   -1.42KV   -1.42KV   -1.45KV   -1.45KV
控制单元190按照存储在存储单元180中的控制程序来控制图像形成装置100的整体操作。在本发明中，控制单元190根据从充电辊电阻检测单元160和转印辊电阻检测单元170分别输出的充电辊电阻值和转印辊电阻值来确定要施加到充电辊110的充电电压。
即，如果从充电辊电阻检测单元160和转印辊电阻检测单元170输入充电辊电阻值和转印辊电阻值，则控制单元190从存储单元180读取对应于输入的充电辊电阻值和转印辊电阻值的预定充电电压。
用于参照表1来选择充电电压的实例过程的说明如下。即，当充电辊电阻值是130MΩ并且转印辊电阻值是200MΩ时，控制单元190将-1.42KV的充电电压确定为要施加到充电辊110的充电电压，因为在130MΩ的充电辊电阻值的行与200MΩ的转印辊电阻值的列相交之处存在-1.42KV的值。
即，控制单元190按照从充电辊电阻检测单元160和从转印辊电阻检测单元170输入的电阻值的变化来自适应地选择要施加到充电辊110的充电电压，以便防止光敏鼓105的表面电势依赖于打印环境而改变。在本发明的实例中，影响电阻改变的打印环境可以是诸如温度或湿度的环境条件或者诸如充电辊110和转印辊130的老化和接触不良的机械缺陷。
即使当由于上述的打印环境的影响而使得充电辊110的电阻值或转印辊130的电阻值被测量为大于实际值时，本发明根据两个电阻值来确定充电电压，并且防止打印图像由于施加到充电辊110的过高电压而导致恶化或防止诸如针孔的缺陷出现。例如，当由于充电辊110的缺陷而使得转印辊电阻值被测量为30MΩ并且充电辊电阻值被测量为120MΩ时，控制单元190将在30MΩ的充电辊电阻值与120MΩ的转印辊电阻值相交之处获得的充电电压值-1.37KV确定为要施加到充电辊110的充电电压。因此，本发明可以解决在现有技术中出现的恶化打印图像的问题，其中当充电辊电阻值被测量为120MΩ时，-1.45KV的过高电压被施加到充电辊110。
以下，将参照图3和4来说明按照本发明的实施例的用于电子照相图像形成装置的充电电压控制方法。
如果向图像形成装置100供电(S200)，则控制单元190控制HVPS 150来分别向辊110、120、125和130施加预定的电压。而且，如果过去了预定的加热时间，则控制单元190保持打印待机模式。
控制单元190确定是否在打印待机模式中从外部接收到打印命令(S210)。如果确定接收到打印命令，则控制单元190在存储单元180中存储所接收的打印数据。同时，如果确定在步骤S210未接收到打印命令，则控制单元190保持打印待机模式(S220)。
进一步，控制单元190在执行打印工作之前，控制转印辊电阻检测单元170和充电辊电阻检测单元160来测量转印辊130的电阻值和充电辊110的电阻值。充电辊电阻检测单元160和转印辊电阻检测单元170按照控制单元190的控制而分别测量充电辊110的电阻值和转印辊130的电阻值(S230)。
控制单元190根据所测量的充电辊电阻值和转印辊电阻值来选择存储在存储单元180中的充电电压值(S240)。控制单元190控制HVPS 150来向充电辊110施加所选择的充电电压值(S250)。HVPS 150按照控制单元190的控制来向充电辊110施加所选择的充电电压值。而且，控制单元190对于在存储单元180中存储的打印数据执行打印工作(S260)。
如上所述，本发明按照充电辊110的电阻值和转印辊130的电阻值来自适应地确定充电辊110的充电电压，以便防止由于光敏鼓105的不均匀的表面电势而导致的缺陷图像的出现，所述光敏鼓105的不均匀的表面电势的出现是由于充电辊110的电阻值和转印辊130的电阻值依赖于打印环境的条件的变化而引起的。
如上所述，按照本发明的电子照相图像形成装置和充电电压控制方法考虑到依赖于打印环境的条件的充电辊和转印辊的电阻值的变化、根据充电辊电阻值和转印辊电阻值来确定要施加到充电辊的充电电压，以便本发明可以通过保持光敏鼓的均匀表面电势来改善打印质量，其中所述打印环境的条件诸如转印辊的老化或转印辊或充电辊的接触不良。
虽然已经示出和说明了本发明的一些实施例，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情况下，可以在这个实施例中进行改变，本发明的范围被限定在权利要求及其等同物中。

Claims (16)

1.一种电子照相图像形成装置，具有光敏介质和激光扫描单元，包括：
充电辊，用于向光敏介质施加预定电压；
显影辊，用于使用显影剂来显影通过激光扫描单元在光敏介质上形成的静电潜像；
转印辊，用于向记录纸上转印由显影剂显影的图像；
高压电源，用于向各自的充电、显影和转印辊施加预定电压；
充电辊电阻检测单元，用于检测充电辊的电阻值；
转印辊电阻检测单元，用于检测转印辊的电阻值；和
控制单元，用于根据由充电辊电阻检测单元检测的充电辊的电阻值和由转印辊电阻检测单元检测的转印辊的电阻值，确定要施加到充电辊的充电电压。
2.按照权利要求1的电子照相图像形成装置，还包括存储单元，用于存储与转印辊电阻值和充电辊电阻值对应的预定充电电压值，其中控制单元根据转印辊电阻值和充电辊电阻值来选择存储在存储单元中的充电电压值，并且控制高压电源以向充电辊施加所选择的充电电压值。
3.按照权利要求1的电子照相图像形成装置，其中所述充电辊电阻检测单元包括：
充电辊电阻检测器，用于检测在充电辊和光敏介质之间流动的电流，并且根据所检测的电流的值来计算充电辊电阻值；和
模数转换器，用于将对应于从充电辊电阻检测器输出的充电辊电阻值的信号转换为数字信号，并且向控制单元输出所述数字信号。
4.按照权利要求1的电子照相图像形成装置，所述转印辊电阻检测单元包括：
转印辊电阻检测器，用于检测在转印辊和光敏介质之间流动的电流，并且根据所检测的电流的值来计算转印辊电阻值；和
模数转换器，用于将对应于从转印辊电阻检测器输出的转印辊电阻值的信号转换为数字信号，并且向控制单元输出所述数字信号。
5.一种充电电压控制方法，一电子照相图像形成装置具有：充电辊，用于向光敏介质施加预定电压；显影辊，用于使用显影剂来显影通过曝光单元在光敏介质上形成的静电潜像；转印辊，用于向记录纸上转印由显影剂显影的图像；充电辊电阻检测单元，用于检测充电辊的电阻值；转印辊电阻检测单元，用于检测转印辊的电阻值，所述方法包括：
计算在充电辊和光敏介质之间的充电辊电阻值；
计算在转印辊和光敏介质之间的转印辊电阻值；
根据所计算的转印辊电阻值和充电辊电阻值来确定要施加到充电辊的充电电压。
6.按照权利要求5的充电电压控制方法，其中充电电压确定步骤将预定的充电电压值确定为与转印辊电阻值和充电辊电阻值相对应的、要施加到充电辊的充电电压。
7.一种图像形成装置，包括：
图像承载鼓，具有光电导特性；
充电器件，用于向鼓的表面提供电势；
显影单元，用于将在鼓上形成的图像涂敷色粉，形成色粉图像；
转印器件，被配置来将色粉图像转印到记录介质，其中所述转印器件被布置在鼓下，并且记录介质被插入鼓和转印器件之间；
电阻检测单元，用于测量充电器件和转印器件的电阻；
控制单元，用于控制被施加到充电器件、显影器件和转印器件的电压电平，其中被施加到充电器件的电压与由充电器件电阻检测单元和转印器件电阻检测单元测量的电阻值相关；和
定影单元，用于将色粉图像固定到记录介质上。
8.按照权利要求7的图像形成装置，还包括存储单元，其中存储单元存储用于在鼓上形成图像的图像数据。
9.按照权利要求8的图像形成装置，其中存储单元包括表示基于所测量的充电器件和转印器件的电阻值的预定充电器件电压电平的数据。
10.按照权利要求9的图像形成装置，还包括高压电源，响应于来自控制单元的信号而被配置来向充电器件、显影器件和转印器件施加指定的电压电平。
11.按照权利要求7的图像形成装置，其中电阻检测单元包括：
第一检测单元，用于测量在充电器件和鼓之间流动的电流，并且从所测量的电流和施加的电压来计算充电器件的电阻值；
第二检测单元，用于测量在转印器件和鼓之间流动的电流，并且从所测量的电流和施加的电压来计算充电器件的电阻值。
12.按照权利要求11的图像形成装置，其中第一检测单元还包括模数转换器，用于向控制单元发送所计算的电阻值。
13.按照权利要求11的图像形成装置，其中第二检测单元还包括模数转换器，用于向控制单元发送所计算的电阻值。
14.按照权利要求7的图像形成装置，其中显影单元还包括：
显影辊；和
色粉供应部件，用于向显影辊供应色粉，其中在鼓上形成的图像被涂敷形成色粉图像的色粉。
15.一种形成图像的方法，包括：
确定在充电器件和光敏鼓之间的电阻值；
确定在转印器件和光敏鼓之间的电阻值；
将充电器件充电到预定的电压电平，以向光敏鼓提供电势，所述预定的电压电平与对充电器件和转印器件所确定的电阻值相关；
向光敏鼓转印图像；
将鼓上的图像涂敷色粉，形成色粉图像；
将色粉图像转印到记录介质上；及
将图像定影到记录介质上。
16.按照权利要求15的方法，其中从对应于对充电器件和转印器件所确定的电阻值的、在存储单元中存储的电压电平的表中选择预定的电压电平。
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