专利名称：一种调节显影偏压的装置及方法
技术领域：
本发明属于激光打印技术领域，并涉及一种显影偏压的控制方法。更具体地，本发明涉及一种调节显影偏压的装置和方法，通过该方法和装置调控显影辊与感光鼓表现的电压差，从而提高碳粉的利用率。
背景技术：
现有激光产品采用的是静电显影原理，利用的是带电粒子在电场中的运动来完成整个显影过程。该操作原理下碳粉的有效利用率一般在80-90%之间，其中跳动式显影的碳粉利用率相对较低，接触式显影的碳粉利用率相对较高。但尽管如此，仍有10-20%的碳粉不能有效利用而成为废粉。废粉的产生会带来以下问题:1、粉盒体积增大，需要加大废粉仓和粉仓容量才可以满足相同页产量的需要；2、开发成本增加，相比同样页产量的粉盒需要增加灌粉量；3、对环境的污染增加，环保性降低。因此需针对上述问题提高碳粉在静电显影中的利用率。静电显影原理下，影响显影过程、尤其碳粉利用率的关键因素包括碳粉带电和电场力两方面。在碳粉带电量一定的情况下，电场力的大小决定可移动到感光鼓(OPC)表面的碳粉量；而电场力的大小取决于显影辊表面的显影偏压Vl与感光鼓曝光后表面电压V2的大小。换言之Λ V=Ivi 1-1V2 I决定电场力的大小。只有当Ivi 1-1 V2 I时碳粉才会从显影辊移动到感光鼓表面。大多数OEM产品的显影偏压Vl是固定值，因此要改变Λ V的值只能调整感光鼓曝光后的表面电压V2。但该表面电压V2的调整存在一定难度，主要体现在(I)感光鼓的生产技术目前只掌握在感光鼓生产厂家手中，一般的硒鼓生产厂家并不能调整感光鼓；(2)表面电压V2的改变对感光鼓性能有影响，控制不当容易出现底灰、色浅等打印缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的上述缺陷，提供一种调节显影偏压的方法及装置；通过对显影偏压的调节可调控显影辊与感光鼓之间的电压差，从而提高碳粉的利用率。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案得以实现:提供一种调节显影偏压的方法，包括:向显影辊施加固定偏压以在所述显影辊与感光鼓之间形成电压差；以及向显影辊施加与所述固定偏压反向的可调电压，所述固定偏压与所述可调电压叠加以调节所述显影辊上的显影偏压。在上述调节显影偏压的方法中，施加可调电压的时间包括在接收到打印信号后，显影棍上施加的固定偏压相对于感光鼓上施加的驱动电压的提前时间和滞后时间。在上述调节显影偏压的方法中，施加可调电压的时间包括在接收到打印信号后，显影辊上施加的固定偏压与感光鼓上施加的驱动电压的重叠时间。
在上述调节显影偏压的方法中，所述重叠时间包括打印单张介质的时间和打印两张介质间的间隔时间。在上述调节显影偏压的方法中，通过外置电压源向所述显影辊施加可调电压。根据本发明的另一方面，提供一种调节显影偏压的装置，包括感光鼓、向感光鼓供电的充电辊以及将碳粉传递至感光鼓的显影辊，所述显影辊连接有向其施加固定偏压的额定电源、以在所述显影辊与感光鼓之间形成电压差，所述装置还包括与所述显影辊连接的可调电压源，所述可调电压源用于向所述显影辊施加与所述固定偏压反向的可调电压，所述固定偏压与所述可调电压叠加以调节所述显影辊上的显影偏压。在上述调节显影偏压的装置中，所述可调电压源施加可调电压的时间包括在接收到打印信号后，显影辊上施加的固定偏压相对于感光鼓上施加的驱动电压的提前时间和滞后时间。在上述调节显影偏压的装置中，所述可调电压源施加可调电压的时间包括在接收到打印信号后，显影辊上施加的固定偏压与感光鼓上施加的驱动电压的重叠时间。在上述调节显影偏压的装置中，所述重叠时间包括打印单张介质的时间和打印两张介质间的间隔时间。在上述调节显影偏压的装置中，所述可调电压源为外置电压源。实施本发明可以取得以下技术效果:显影辊上施加的可调电压是一变化量，因此当该可调电压与固定偏压叠加作用于显影辊时，最终得到的显影偏压、也是变化量。显影偏压的改变可引起显影辊与感光鼓之间电压差的变化，由于该电压差与碳粉移动有关，因此通过显影偏压的调控可控制碳粉的移动，从而控制打印时的碳粉利用率。另外，上述装置和方法中的可调电压通过外置电压源实现，硒鼓制造商和打印机制造商均可根据自身产品的特点设置该外置电压源并调控可调电压，从而可根据产品特点提闻碳粉的利用率。
以下将结合附图和具体实施例对本发明做详细说明。附图中:图1是本发明的调节显影偏压的装置的示意图；图2a是OEM产品中显影辊上固定偏压的输出波形图；图2b是实例I中施加于显影辊上的固定偏压和可调电压的输出波形图；图2c是实例2中施加于显影辊上的固定偏压和可调电压的输出波形图；图2d是实例3中施加于显影辊上的固定偏压和可调电压的输出波形图；图3a是实例3中额定电源的输出信号的波形图；以及图3b是实例3中显影辊上的固定偏压和可调电压的输出信号的波形图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和效果更清楚明白，以下将结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。应该理解的是，以下实施例仅用以解释本发明，而不对本发明做任何限制。
如图1所示，本发明提供了一种用于调节显影辊的显影偏压的装置。该装置10包括感光鼓11、向感光鼓11供电的充电辊12以及将碳粉传递至感光鼓11的显影辊13。显影辊13连接有向其施加固定偏压Vl的额定电源14，固定偏压的输出波形图如图2a所示；现有技术中，当感光鼓11曝光后，其与显影辊13之间形成的电压差则为该固定偏压Vl与曝光后感光鼓11的表面电压V2之差，即Λ V= I Vl 1-1V2 I。与现有技术中不同的是，本发明的上述装置还包括与显影辊13连接的可调电压源15，可调电压源15用于向显影辊13施加与固定偏压VI反向的可调电压V3，固定偏压VI与可调电压V3叠加以调节显影辊13上的最终得到的显影偏压。由于可调电压V3为变量，因此显影辊13上最终形成的显影偏压也是一变量，且显影辊13与感光鼓11之间的电压差AV' = I V1+V3 1-1 V2 I也是变量。换言之，本发明可通过调节该可调电压V3来调节上述电压差。由于电压差是影响静电显影过程碳粉移动的关键因素，因此本发明可通过可调电压V3控制碳粉移动的数量，并可提高碳粉利用率。上述装置10中，可调电压源15可采用外置电压源实现，也即将显影辊13与外置电压源连接后采用外置电压源对显影辊13供电，从而将可调电压V3与固定偏压Vl叠加作用于显影辊13。采用外置电压源的优点在于，硒鼓制造商和打印机制造商均可根据自身产品的特点设置该外置电压源并调控可调电压，从而可根据产品特点提高碳粉的利用率。以下通过三个具体实例说明本发明中通过上述装置调节显影偏压的不同方法。首先应该说明的是，OEM产品采用跳动显影方式时，接收到打印信号后，显影辊上的显影偏压与感光鼓上的驱动电压存在不同步的现象。具体地，相对于感光鼓上的驱动电压，显影辊上的显影偏压存在提前时间Cl、滞后时间C2和重叠时间C5。提前时间Cl具体指感光鼓上施加有驱动电压，但额定电源已停止向显影辊施加固定偏压；滞后时间C2具体指感光鼓上施加有驱动电压，但额定电源因延迟还未向显影辊施加固定偏压。在提前时间Cl和滞后时间C2中，感光鼓上已施加驱动电压而显影辊上无显影偏压。该模式下将OEM跳动显影改为接触显影后，在提前时间Cl和滞后时间C2中，碳粉在显影辊与感光鼓的摩擦力作用下会移动到感光鼓表面，形成废粉。实例1:如图2b所示，该实例中调节显影偏压的方法包括:接收到打印信号后，在重叠时间C5内一方面向显影棍施加固定偏压VI,另一方面向显影棍施加与固定偏压Vl反向的可调电压V3。可调电压V3的绝对值应小于VI。此时显影辊上的显影偏压为V1+V3，显影辊与感光鼓之间的电压差为Λ V = I V1+V3 1-1 V2 I。通过调节可调电压V3控制上述电压差，进而控制碳粉在静电显影中的移动，提高碳粉利用率。进一步如图2b所示，该重叠时间C5由打印单张介质的时间A和打印两张介质间的间隔时间B组成。该实例中在上述不同步的时间段内未施加可调电压，此时仍会因为摩擦作用产生一定的废粉。实例2:如图2c所示，该实例中调节显影偏压的方法包括:接收到打印信号后，在重叠时间C5内向显影辊施加固定偏压Vl ;另一方面，在整个打印过程中均向显影辊施加与固定偏压Vl反向的可调电压V3。这里所说的“整个打印过程”指图2c所示的提前时间Cl、滞后时间C2和重叠时间C5 ;换言之，在感光鼓上存在驱动电压的时间内均向显影辊提供可调电压V3。该实例中，在重叠时间C5内，显影辊与感光鼓之间的电压差为Ar = I V1+V3 1-1 V2 I，此时可通过调节可调电压V3控制碳粉的利用率。在提前时间Cl和滞后时间C2内，显影辊与感光鼓之间的电压差为V, =V3-V2(可调电压V3是与固定偏压和表面电压V2反相的电压)，此时可使得显影辊上的电势高于感光鼓上的电势，因此在没有打印介质时可确保碳粉不会移动到感光鼓表面，进而避免形成过多的废粉。实例2为本发明的优选实施例。实施例3:如图2d所示，该实例中调节显影偏压的方法包括:接收到打印信号后，在重叠时间C5内向显影棍施加固定偏压Vl ;在提前时间Cl和滞后时间C2内向显影棍施加与固定偏压Vl反向的可调电压V3。这种情况下，在显影辊的显影偏压与感光鼓的驱动电压不同步的时间内向显影辊提供可调电压V3。该实例中，在重叠时间C5内，显影辊与感光鼓之间的电压差为Λ V' = I Vl 1-1 V2 I。在提前时间Cl和滞后时间C2内，显影辊与感光鼓之间的电压差为=V3-V2(可调电压V3是与固定偏压和表面电压V2反相的电压)，此时可使得显影辊上的电势高于感光鼓上的电势，因此在没有打印介质时可确保碳粉不会移动到感光鼓表面，进而避免形成过多的废粉。实例3对碳粉利用率的调节主要通过避免形成不必要的废粉来实现。如图2d所示，提前时间Cl和滞后时间C2进一步包括可调电压源15的延迟响应时间C4和正常输出时间C3。为便于降低废粉量，延迟响应时间C4应尽可能短，该过程可通过电子器件的选择进行调控。应该注意的是，C3+C4彡Cl或C3+C4彡C2。例如，可应用于本实例的额定电源的信号如图3a所示，显影辊的显影偏压的信号如图3b所示。上述实例1 -3中，本发明的调节显影偏压的装置可包括一控制模块和检测模块，用于控制可调电压源15向显影辊13施加可调电压V3的时间。例如，该检测模块用于在接收到打印信号后检测额定电源是否向显影辊施加固定偏压。实例I中，检测模块在检测到额定电源已向显影辊施加固定偏压后，由控制模块启动可调电压源，向显影辊施加可调电压。实例2中，检测模块在接收到打印信号后，控制模块则启动可调电压源向显影辊施加可调电压。实例3中，检测模块在接收到打印信号且检测到额定电源未向显影辊施加固定偏压时，由控制模块启动可调电压源向显影辊施加可调电压。上述实例1-3中，在另一实施方式下，由于显影偏压相对于驱动电压的提前时间和滞后时间均为固定值，重叠时间根据打印单张介质和介质张数可直接确定，因此一次打印过程中的提前时间、重叠时间和滞后时间均可提前确定。此时无需设置检测模块，仅需替代性的在装置的处理单元中设置可调电压源的控制逻辑，在特定时间段内启动可调电压源即可。可调电压源同样存在一定的延迟响应时间；在该延迟响应确定后，可通过控制逻辑的调节预先启动可调电压源，当进入提前时间和滞后时间时可调电压源可即时向显影辊施加可调电压，进一步降低废粉的形成量。实施本发明的调节装置和调节方法可提高碳粉利用率，在相同页产量的同类产品中，灌粉量可以减少20%左右；由于废粉量减少，粉盒体积小，相比同类产品更为小巧轻便；另外粉盒体积的控制进一步降低了开发成本。以上所述仅为本发明的优选实施例，其目的并不在于将本发明限制或约束于上述实现方式。凡在本发明的范围内对本发明所做出的任何修改和替换均应包含在本发明权利要求所限定的范围内。
权利要求
1.一种调节显影偏压的装置，包括感光鼓、向感光鼓供电的充电辊以及将碳粉传递至感光鼓的显影辊，所述显影辊连接有向其施加固定偏压的额定电源、以在所述显影辊与感光鼓之间形成电压差，其特征在于， 所述装置还包括与所述显影辊连接的可调电压源，所述可调电压源用于向所述显影辊施加与所述固定偏压反向的可调电压，所述固定偏压与所述可调电压叠加以调节所述显影辊上的显影偏压。
2.根据权利要求1所述的调节显影偏压的装置，其特征在于，所述可调电压源施加可调电压的时间包括在接收到打印信号后，显影辊上施加的固定偏压相对于感光鼓上施加的驱动电压的提前时间和滞后时间。
3.根据权利要求1或2所述的调节显影偏压的装置，其特征在于，所述可调电压源施加可调电压的时间包括在接收到打印信号后，显影辊上施加的固定偏压与感光鼓上施加的驱动电压的重叠时间。
4.根据权利要求3所述的调节显影偏压的装置，其特征在于，所述重叠时间包括打印单张介质的时间和打印两张介质间的间隔时间。
5.根据权利要求1所述的调节显影偏压的装置，其特征在于，所述可调电压源为外置电压源。
6.一种调节显影偏压的方法，其特征在于，包括: 向显影辊施加固定偏压以在所述显影辊与感光鼓之间形成电压差；以及 向显影辊施加与所述固定偏压反向的可调电压，所述固定偏压与所述可调电压叠加以调节所述显影辊上的显影偏压。
7.根据权利要求6所述的调节显影偏压的方法，其特征在于，施加可调电压的时间包括在接收到打印信号后，显影辊上施加的固定偏压相对于感光鼓上施加的驱动电压的提前时间和滞后时间。
8.根据权利要求6或7所述的调节显影偏压的方法，其特征在于，施加可调电压的时间包括在接收到打印信号后，显影辊上施加的固定偏压与感光鼓上施加的驱动电压的重叠时间。
9.根据权利要求8所述的调节显影偏压的方法，其特征在于，所述重叠时间包括打印单张介质的时间和打印两张介质间的间隔时间。
10.根据权利要求6所述的调节显影偏压的方法，其特征在于，通过外置电压源向所述显影辊施加可调电压。
全文摘要
本发明公开了一种调节显影偏压的装置，包括感光鼓、向感光鼓供电的充电辊以及将碳粉传递至感光鼓的显影辊，显影辊连接有向其施加固定偏压的额定电源、以在显影辊与感光鼓之间形成电压差，该装置还包括与显影辊连接的可调电压源，可调电压源用于向显影辊施加与固定偏压反向的可调电压，固定偏压与可调电压叠加以调节显影辊上的显影偏压。显影辊上施加的可调电压是一变化量，因此当该可调电压与固定偏压叠加作用于显影辊时，最终得到的显影偏压、也是变化量。显影偏压的改变可引起显影辊与感光鼓之间电压差的变化，由于该电压差与碳粉移动有关，因此通过显影偏压的调控可控制碳粉的移动，从而控制打印时的碳粉利用率。
文档编号G03G15/06GK103197524SQ201210585968
公开日2013年7月10日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者谢艳, 李争光, 谭武刚, 戴均川 申请人:珠海天威飞马打印耗材有限公司