专利名称：检测显影间隙的显影装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种显影装置，这种显影装置用于例如激光打印机、传真机、数字复印机等采用静电复制技术的办公设备的成像设备中，其作用是将有机光电导鼓上的静电潜像显影成为色粉图像。更具体地说，本发明涉及一种能够准确经济地检测显影剂输送体例如显影辊与光电导鼓之间距离的显影装置。
背景技术：
图1是普通显影装置的示意图。
如图1所示的显影装置1包括有机光电导鼓4，该有机光电导鼓4上有通过LSU(激光扫描器)(图中未示出)利用其表面的电势形成的静电潜像；充电辊2，该充电辊2在与有机光电导鼓4保持接触的情况下转动，从而使有机光电导鼓4的表面带电；以及显影剂输送体5(以下称为“显影辊”)，该显影辊5与有机光敏辊4转动方向相反，将由某种颜色的色粉形成的显影剂添加到有机光电导鼓4上的静电潜像上，形成可见的图像。
显影装置还包括向显影辊5补给显影剂的显影剂供给辊6；控制显影辊5上显影剂板的显影剂量控制元件7；清理刮板10，清理刮板10用来在有机光电导鼓4转动一圈后，去除留在有机光电导鼓4表面上的残余显影剂；以及供电单元20，供电单元20向有机光电导鼓4、显影辊5以及显影剂量控制元件7提供电力。
下面对具有上述显影装置1的成像设备的运行过程进行说明。
起电辊2使有机光电导鼓4的表面均匀地出现一定的电势。然后，LSU通过激光器二极管将由计算机或扫描仪输入的数字信号转换成激光束形式的光信号。接着，LSU将光信号发射到有机光电导鼓4上，从而在有机光电导鼓4上形成静电潜像。
显影辊5被转动时，补给到显影辊5的显影剂输送到有机光电导鼓4与显影辊5之间的显影间隙G。这里，设置在显影辊5上方的显影剂量控制元件7使显影辊5表面上显影剂的色粉层保持预定厚度。
当有机光电导鼓4被转动时，由于静电潜像与显影辊5表面之间出现电势差，显影剂8迅速转移到有机光电导鼓4上形成的静电潜像上，这样，就将有机光电导鼓4上形成的静电潜像显影成可见的色粉图像。
与此同时，当进纸进入色粉图像形成于其上的有机光电导鼓4与设置在有机光电导鼓4下部的转印辊(图中未示)之间时，转印辊将有机光电导鼓4上的色粉图像转印到纸上。
当有机光电导鼓4被继续转动，清理刮板10将有机光电导鼓4表面的残余显影剂去除，从而可以在有机光电导鼓4上形成下一个静电潜像。色粉图像通过热压在纸上定着下来，然后纸从显影装置1中释放出来，这样一系列的成像过程就完成了。
对于上述的成像设备，重要的是保持有机光电导鼓4与显影辊5之间的显影间隙G为恒定值，因为恒定的显影间隙G能保证在使用显影剂8将有机光电导鼓4上的静电潜像显影成为色粉图像的过程中具有均衡稳定的显影质量。
图2是常规成像设备的显影装置1的前视图。如图2所示，显影装置具有定位架5a，该定位架包括两个设置在显影辊5的轴5b两端的定位滚筒，定位滚筒在转动中与有机光电导鼓4的表面保持接触。定位架5a用来保持有机光电导鼓4与显影辊5之间的预定显影间隙G。
由于定位架5a外径大于显影辊5的外径，有机光电导鼓4与显影辊5彼此相对，分别由有机光电导鼓齿轮4a和显影辊齿轮5c驱动，按照预定线速度转动，保持彼此间的预定显影间隙G。当显影间隙G用显影辊5的外径D1、定位架5a的外径D2、轴5b的外径D3以及定位架5a的内径D4表示时，显影间隙G可以通过公式(D2-D1)/2-(D4-D3)/2来确定。
然而，由于上述有关部件的尺寸精度问题，显影间隙G仍会发生变化。显影间隙G的变化导致图像质量不佳。就是说，由于显影间隙G变大，显影电场变弱，造成图像密度下降。而如果显影间隙G变窄，显影电场变强，图像密度随之增大，更糟糕的情况是甚至会造成放电，随之而来的是图象噪声。因此，为了解决这些问题，显影装置必须检测预定的显影间隙，根据检测到的显影间隙适当改变显影电场。
由此，提出了一种检测图像密度的技术，该技术基于在有机光电导鼓或传送带上预先形成的参考图像，使用光学传感器进行检测。然而，由于光学传感器的成本问题，造成生产成本过高。
美国专利5521683公开了一种通过提供恒定电压和恒定电流检测显影间隙的技术，由于显影间隙的变化造成电压和电流的经常改变，降低了这一技术的精确度。
发明内容
本发明一方面提出一种能够既精确又经济地检测显影辊与有机光电导鼓之间显影间隙的显影装置。
本发明的其它方面以及优点，一部分将在下面的说明中提到，其它部分将可以通过下面的说明明显地体会出来，或是通过对本发明的实施了解到。
本发明的上述和/或其它方面这样实现的，即提供一种具有显影间隙检测功能的显影装置，它包括用来形成静电潜像的有机光电导体，显影剂传送体，该传送体与有机光电导体的转动方向相反，并将显影剂添加到有机光电导体上形成的静电潜像上来形成可见图像。显影装置还包括具有能够向有机光电导体和显影剂传送体分别提供直流电压和交流电压的供电单元，以及用来检测当电压从供电单元按照预定间隔逐渐增加输出时，显影剂传送体和有机光电导体之间出现的放电起始电压的放电起始电压检测部。显影装置包括基于放电起始电压检测部检测到的放电起始电、获得有机光电导体与显影剂传送体之间的显影间隙的控制器。
根据本发明，供电单元可以仅输出直流电压。
根据本发明，供电单元也可以输出叠加的交直流电压。
根据本发明的另一方面，控制器基于所得到的显影间隙进行控制，得到适合显影剂传送体的显影电压，并向显影剂传送体提供显影电压。
根据本发明的另一方面，显影装置还包括用来检测交流供电单元输出的交流电压的电压检测部，以及用来将检测到的交流电压反馈回交流供电单元，从而当静电潜像显影时，保持交流电压为目标电压值的恒定电压控制电路。控制器控制恒定电压控制电路，提供适合显影剂传送体的显影电压。
根据本发明，基于得到的显影电压，控制器控制成像条件，成像条件至少包括使光电导鼓带电的充电电压，从曝光装置发出的光强度以及工作时间测量值(on-time measurement)。
本发明的上述各方面以及优点将在下面结合附图通过对最佳实施例的说明中变得更加清楚和更容易理解。
图1是普通显影装置的示意图；图2是图1中显影装置的前视图；图3是图2中显影装置的侧剖视图；图4表示本发明中图像质量与显影间隙之间关系的曲线图；图5表示本发明中放电起始电压与显影间隙之间关系的曲线图；图6表示本发明一个实施例的显影装置的框图。
具体实施例方式
对本发明的最佳实施例中进行详细的说明，附图中示出了实施例的具体示例，相同的附图标记始终表示相同的部件。
图4表示本发明中图像质量与显影间隙之间关系的曲线图。如图4所示，由于显影间隙增加，图像密度减小，进而造成图像质量变差。因此，为了获得相同的图像质量，必须根据每个显影间隙所适合的显影电场条件提供电压。也可以根据显影间隙的不同和变化，通过调节成像条件，抑制图像密度和线深度的变化，并防止图像噪声。
图5表示本发明中放电起始电压与显影间隙之间关系的曲线图。为了解释放电起始电压与显影间隙的关系，显影辊与光电导鼓之间出现的放电起始电压通过向显影辊提供从0V到1500V逐步增加的电压(直流电压和直流、交流叠加电压)进行测量。
结果，放电起始电压在显影间隙为150μm-300μm时几乎是线性变化。因此，有可能通过检测放电起始电压，精确地检测在成像设备中使用的显影装置的显影间隙。
图6是表示本发明一个实施例的框图，表示具有显影间隙检测功能的显影装置的供电单元。如图6所示，供电单元包括可变电压的交流电源101，可变电压的直流电源102，电压检测电路103，放电起始电压检测部104，恒定电压控制电路105，A/D转换器106，D/A转换器107以及CPU108。
在预定区域的静电潜像在有机光电导鼓1上形成后，预定电压提供给显影辊5。这里，可以通过可变直流电压电源102仅提供直流电压，也可以通过可变交流电压电源101和可变直流电压电源102提供叠加的交直流电压。
可变直流电压电源102提供从0V到1500V逐步增加的电压。此外，交流电源101采用Vpp为1.0KV到3.0KV和频率为1.5到3.0KHz的方波。
恒定电压控制电路105通过电压检测电路103接收可变交流电压电源101输出的交流电压。接着，恒定电压控制电路105将输出交流电压反馈到可变交流电压电源101，从而当静电潜像显影时，保持使用的目标电压。
当从0V到1500V逐步增加的电压从可变直流电压电源102输出时，放电起始电压检测部104检测显影辊5和光电导鼓1之间出现的放电起始电压。由于放电起始电压相对于显影间隙几乎为线性变化，因此可以通过放电起始电压的检测，精确地获得显影间隙。
检测到的放电起始电压通过A/C转换器106提供给CPU108。CPU108基于检测到的放电起始电压获得显影间隙，并查询适合所获得的显影间隙的电压条件，向显影辊5提供电压。更具体地说，CPU108借助预定函数(例如，Vo＝f(v)，其中v表示放电起始电压)计算显影电压Vo，或者利用事先建立的表，通过表对照的方法得到显影电压Vo。
当图像打印输出时，CPU108提供前面得到的显影电压Vo，其作为交直流电压的叠加电压。因此，当静电潜像显影时，通过恒定电压控制的直流电压得到的周期性的偏压施加在显影筒上。
CPU108也可以通过一系列过程调整成像条件，例如图像密度和线深度。成像条件的调整可以通过调整交流电源101的交流供电元件的峰-峰电压、平均功率和最大功率之比(duty ratio)、频率、直流叠加值、使光电导鼓1带电的充电电压、曝光装置的光强以及工作时间测量值实现。
鉴于根据显影电压改变成像条件属于公知技术，在此省略有关的描述。
根据本发明，即使不使用昂贵的光学传感器测量图像密度，当提供可变直流电压或交直流叠加电压时，具有显影间隙检测功能的显影装置也能够通过识别出现的放电电压，从而精确地检测出显影间隙。此外，通过改变图像密度条件，也可以很容易地提高图像质量。
虽然已经表示和描述了本发明的一些最佳实施例，但本领域的普通技术人员显然可以在不背离本发明原理和精神的情况下对这些实施例进行改变，本发明的范围由权利要求及可作为其等同替换的技术方案来确定。
权利要求
1.一种具有显影间隙检测功能的显影装置，包括用来形成静电潜像的有机光电导体；与有机光电导体转动方向相反，并将显影剂添加到有机光电导体上形成的静电潜像上，形成可见图像的显影剂传送体；向有机光电导体和显影剂传送体提供电压的供电单元；用来检测当供电单元供应的电压按照预定间隔逐渐增大时，显影剂传送体和有机光电导体之间出现的放电起始电压的放电起始电压检测部；以及基于放电起始电压检测部检测到的放电起始电压，获得有机光电导体与显影剂传送体之间的显影间隙的控制器。
2.如权利要求1所述的显影装置，其特征在于，供电单元还包括向有机光电导体和显影剂传送体提供直流电压和交流电压的直流电源和交流电源。
3.如权利要求2所述的显影装置，其特征在于，供电单元提供叠加的交直流电压。
4.如权利要求1所述的显影装置，其特征在于，控制器基于所得到的显影间隙，获得适合显影剂传送体的显影电压，并向显影剂传送体提供显影电压。
5.如权利要求2所述的显影装置，还包括用来检测交流电源输出的交流电压的电压检测部；以及，用来将检测到的交流电压反馈回交流电源，从而当静电潜像显影时，保持交流电压为目标电压值的恒定电压控制电路，其特征在于，控制器控制恒定电压控制电路，提供适合显影剂传送体的显影电压。
6.如权利要求1所述的显影装置，其特征在于，基于得到的显影电压，控制器控制成像条件，成像条件至少包括使光电导鼓带电的充电电压、曝光装置发出光的光强以及工作时间测量值之一。
7.一种利用显影装置的显影间隙检测功能检测显影间隙的方法，所述显影装置包括，用来形成静电潜像的有机光电导体，以及与有机光电导体转动方向相反、并将显影剂添加到有机光电导体上形成的静电潜像上，从而形成可见图像的显影剂传送体，该方法包括为有机光电导体和显影剂传送体提供电压；当提供的电压按照预定间隔增大时，检测显影剂传送体和有机光电导体之间出现的放电起始电压；基于检测到的放电起始电压，得到有机光电导体与显影剂传送体之间的显影间隙；以及，基于得到的显影间隙得到适合显影剂传送体的显影电压，并将显影电压提供给显影传送体，从而使可见的图像从显影装置输出。
全文摘要
本发明公开了一种具有显影间隙检测功能的显影装置。该显影装置还包括有机光电导体，显影传送体，直流供电单元，交流供电单元，放电起始电压检测部以及控制器。放电起始电压检测部检测当供电单元输出的电压按照预定间隔逐渐增大时，显影剂传送体和有机光电导体之间出现的放电起始电压。控制器基于放电起始电压检测部检测到的放电起始电压，获得有机光电导体与显影剂传送体之间的显影间隙，并输出与得到的显影间隙适合的显影电压。因此，该具有显影检测功能的显影装置可以简单而经济地通过识别放电起始电压检测出显影间隙，并通过调整成像条件提高图像质量。
文档编号G03G15/06GK1477462SQ03132900
公开日2004年2月25日 申请日期2003年7月25日 优先权日2002年7月26日
发明者李铉哲 申请人:三星电子株式会社