專利名稱：一種調節顯影偏壓的裝置及方法
技術領域：
本發明屬于激光打印技術領域，并涉及一種顯影偏壓的控制方法。更具體地，本發明涉及一種調節顯影偏壓的裝置和方法，通過該方法和裝置調控顯影輥與感光鼓表現的電壓差，從而提高碳粉的利用率。
背景技術：
現有激光產品采用的是靜電顯影原理，利用的是帶電粒子在電場中的運動來完成整個顯影過程。該操作原理下碳粉的有效利用率一般在80-90%之間，其中跳動式顯影的碳粉利用率相對較低，接觸式顯影的碳粉利用率相對較高。但盡管如此，仍有10-20%的碳粉不能有效利用而成為廢粉。廢粉的產生會帶來以下問題:1、粉盒體積增大，需要加大廢粉倉和粉倉容量才可以滿足相同頁產量的需要；2、開發成本增加，相比同樣頁產量的粉盒需要增加灌粉量；3、對環境的污染增加，環保性降低。因此需針對上述問題提高碳粉在靜電顯影中的利用率。靜電顯影原理下，影響顯影過程、尤其碳粉利用率的關鍵因素包括碳粉帶電和電場力兩方面。在碳粉帶電量一定的情況下，電場力的大小決定可移動到感光鼓(OPC)表面的碳粉量；而電場力的大小取決于顯影輥表面的顯影偏壓Vl與感光鼓曝光后表面電壓V2的大小。換言之Λ V=Ivi 1-1V2 I決定電場力的大小。只有當Ivi 1-1 V2 I時碳粉才會從顯影輥移動到感光鼓表面。大多數OEM產品的顯影偏壓Vl是固定值，因此要改變Λ V的值只能調整感光鼓曝光后的表面電壓V2。但該表面電壓V2的調整存在一定難度，主要體現在(I)感光鼓的生產技術目前只掌握在感光鼓生產廠家手中，一般的硒鼓生產廠家并不能調整感光鼓；(2)表面電壓V2的改變對感光鼓性能有影響，控制不當容易出現底灰、色淺等打印缺陷。

發明內容
本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術中的上述缺陷，提供一種調節顯影偏壓的方法及裝置；通過對顯影偏壓的調節可調控顯影輥與感光鼓之間的電壓差，從而提高碳粉的利用率。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案得以實現:提供一種調節顯影偏壓的方法，包括:向顯影輥施加固定偏壓以在所述顯影輥與感光鼓之間形成電壓差；以及向顯影輥施加與所述固定偏壓反向的可調電壓，所述固定偏壓與所述可調電壓疊加以調節所述顯影輥上的顯影偏壓。在上述調節顯影偏壓的方法中，施加可調電壓的時間包括在接收到打印信號后，顯影棍上施加的固定偏壓相對于感光鼓上施加的驅動電壓的提前時間和滯后時間。在上述調節顯影偏壓的方法中，施加可調電壓的時間包括在接收到打印信號后，顯影輥上施加的固定偏壓與感光鼓上施加的驅動電壓的重疊時間。
在上述調節顯影偏壓的方法中，所述重疊時間包括打印單張介質的時間和打印兩張介質間的間隔時間。在上述調節顯影偏壓的方法中，通過外置電壓源向所述顯影輥施加可調電壓。根據本發明的另一方面，提供一種調節顯影偏壓的裝置，包括感光鼓、向感光鼓供電的充電輥以及將碳粉傳遞至感光鼓的顯影輥，所述顯影輥連接有向其施加固定偏壓的額定電源、以在所述顯影輥與感光鼓之間形成電壓差，所述裝置還包括與所述顯影輥連接的可調電壓源，所述可調電壓源用于向所述顯影輥施加與所述固定偏壓反向的可調電壓，所述固定偏壓與所述可調電壓疊加以調節所述顯影輥上的顯影偏壓。在上述調節顯影偏壓的裝置中，所述可調電壓源施加可調電壓的時間包括在接收到打印信號后，顯影輥上施加的固定偏壓相對于感光鼓上施加的驅動電壓的提前時間和滯后時間。在上述調節顯影偏壓的裝置中，所述可調電壓源施加可調電壓的時間包括在接收到打印信號后，顯影輥上施加的固定偏壓與感光鼓上施加的驅動電壓的重疊時間。在上述調節顯影偏壓的裝置中，所述重疊時間包括打印單張介質的時間和打印兩張介質間的間隔時間。在上述調節顯影偏壓的裝置中，所述可調電壓源為外置電壓源。實施本發明可以取得以下技術效果:顯影輥上施加的可調電壓是一變化量，因此當該可調電壓與固定偏壓疊加作用于顯影輥時，最終得到的顯影偏壓、也是變化量。顯影偏壓的改變可引起顯影輥與感光鼓之間電壓差的變化，由于該電壓差與碳粉移動有關，因此通過顯影偏壓的調控可控制碳粉的移動，從而控制打印時的碳粉利用率。另外，上述裝置和方法中的可調電壓通過外置電壓源實現，硒鼓制造商和打印機制造商均可根據自身產品的特點設置該外置電壓源并調控可調電壓，從而可根據產品特點提聞碳粉的利用率。


以下將結合附圖和具體實施例對本發明做詳細說明。附圖中:圖1是本發明的調節顯影偏壓的裝置的示意圖；圖2a是OEM產品中顯影輥上固定偏壓的輸出波形圖；圖2b是實例I中施加于顯影輥上的固定偏壓和可調電壓的輸出波形圖；圖2c是實例2中施加于顯影輥上的固定偏壓和可調電壓的輸出波形圖；圖2d是實例3中施加于顯影輥上的固定偏壓和可調電壓的輸出波形圖；圖3a是實例3中額定電源的輸出信號的波形圖；以及圖3b是實例3中顯影輥上的固定偏壓和可調電壓的輸出信號的波形圖。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和效果更清楚明白，以下將結合具體實施例對本發明做進一步詳細說明。應該理解的是，以下實施例僅用以解釋本發明，而不對本發明做任何限制。
如圖1所示，本發明提供了一種用于調節顯影輥的顯影偏壓的裝置。該裝置10包括感光鼓11、向感光鼓11供電的充電輥12以及將碳粉傳遞至感光鼓11的顯影輥13。顯影輥13連接有向其施加固定偏壓Vl的額定電源14，固定偏壓的輸出波形圖如圖2a所示；現有技術中，當感光鼓11曝光后，其與顯影輥13之間形成的電壓差則為該固定偏壓Vl與曝光后感光鼓11的表面電壓V2之差，即Λ V= I Vl 1-1V2 I。與現有技術中不同的是，本發明的上述裝置還包括與顯影輥13連接的可調電壓源15，可調電壓源15用于向顯影輥13施加與固定偏壓VI反向的可調電壓V3，固定偏壓VI與可調電壓V3疊加以調節顯影輥13上的最終得到的顯影偏壓。由于可調電壓V3為變量，因此顯影輥13上最終形成的顯影偏壓也是一變量，且顯影輥13與感光鼓11之間的電壓差AV' = I V1+V3 1-1 V2 I也是變量。換言之，本發明可通過調節該可調電壓V3來調節上述電壓差。由于電壓差是影響靜電顯影過程碳粉移動的關鍵因素，因此本發明可通過可調電壓V3控制碳粉移動的數量，并可提高碳粉利用率。上述裝置10中，可調電壓源15可采用外置電壓源實現，也即將顯影輥13與外置電壓源連接后采用外置電壓源對顯影輥13供電，從而將可調電壓V3與固定偏壓Vl疊加作用于顯影輥13。采用外置電壓源的優點在于，硒鼓制造商和打印機制造商均可根據自身產品的特點設置該外置電壓源并調控可調電壓，從而可根據產品特點提高碳粉的利用率。以下通過三個具體實例說明本發明中通過上述裝置調節顯影偏壓的不同方法。首先應該說明的是，OEM產品采用跳動顯影方式時，接收到打印信號后，顯影輥上的顯影偏壓與感光鼓上的驅動電壓存在不同步的現象。具體地，相對于感光鼓上的驅動電壓，顯影輥上的顯影偏壓存在提前時間Cl、滯后時間C2和重疊時間C5。提前時間Cl具體指感光鼓上施加有驅動電壓，但額定電源已停止向顯影輥施加固定偏壓；滯后時間C2具體指感光鼓上施加有驅動電壓，但額定電源因延遲還未向顯影輥施加固定偏壓。在提前時間Cl和滯后時間C2中，感光鼓上已施加驅動電壓而顯影輥上無顯影偏壓。該模式下將OEM跳動顯影改為接觸顯影后，在提前時間Cl和滯后時間C2中，碳粉在顯影輥與感光鼓的摩擦力作用下會移動到感光鼓表面，形成廢粉。實例1:如圖2b所示，該實例中調節顯影偏壓的方法包括:接收到打印信號后，在重疊時間C5內一方面向顯影棍施加固定偏壓VI,另一方面向顯影棍施加與固定偏壓Vl反向的可調電壓V3。可調電壓V3的絕對值應小于VI。此時顯影輥上的顯影偏壓為V1+V3，顯影輥與感光鼓之間的電壓差為Λ V = I V1+V3 1-1 V2 I。通過調節可調電壓V3控制上述電壓差，進而控制碳粉在靜電顯影中的移動，提高碳粉利用率。進一步如圖2b所示，該重疊時間C5由打印單張介質的時間A和打印兩張介質間的間隔時間B組成。該實例中在上述不同步的時間段內未施加可調電壓，此時仍會因為摩擦作用產生一定的廢粉。實例2:如圖2c所示，該實例中調節顯影偏壓的方法包括:接收到打印信號后，在重疊時間C5內向顯影輥施加固定偏壓Vl ;另一方面，在整個打印過程中均向顯影輥施加與固定偏壓Vl反向的可調電壓V3。這里所說的“整個打印過程”指圖2c所示的提前時間Cl、滯后時間C2和重疊時間C5 ;換言之，在感光鼓上存在驅動電壓的時間內均向顯影輥提供可調電壓V3。該實例中，在重疊時間C5內，顯影輥與感光鼓之間的電壓差為Ar = I V1+V3 1-1 V2 I，此時可通過調節可調電壓V3控制碳粉的利用率。在提前時間Cl和滯后時間C2內，顯影輥與感光鼓之間的電壓差為V, =V3-V2(可調電壓V3是與固定偏壓和表面電壓V2反相的電壓)，此時可使得顯影輥上的電勢高于感光鼓上的電勢，因此在沒有打印介質時可確保碳粉不會移動到感光鼓表面，進而避免形成過多的廢粉。實例2為本發明的優選實施例。實施例3:如圖2d所示，該實例中調節顯影偏壓的方法包括:接收到打印信號后，在重疊時間C5內向顯影棍施加固定偏壓Vl ;在提前時間Cl和滯后時間C2內向顯影棍施加與固定偏壓Vl反向的可調電壓V3。這種情況下，在顯影輥的顯影偏壓與感光鼓的驅動電壓不同步的時間內向顯影輥提供可調電壓V3。該實例中，在重疊時間C5內，顯影輥與感光鼓之間的電壓差為Λ V' = I Vl 1-1 V2 I。在提前時間Cl和滯后時間C2內，顯影輥與感光鼓之間的電壓差為=V3-V2(可調電壓V3是與固定偏壓和表面電壓V2反相的電壓)，此時可使得顯影輥上的電勢高于感光鼓上的電勢，因此在沒有打印介質時可確保碳粉不會移動到感光鼓表面，進而避免形成過多的廢粉。實例3對碳粉利用率的調節主要通過避免形成不必要的廢粉來實現。如圖2d所示，提前時間Cl和滯后時間C2進一步包括可調電壓源15的延遲響應時間C4和正常輸出時間C3。為便于降低廢粉量，延遲響應時間C4應盡可能短，該過程可通過電子器件的選擇進行調控。應該注意的是，C3+C4彡Cl或C3+C4彡C2。例如，可應用于本實例的額定電源的信號如圖3a所示，顯影輥的顯影偏壓的信號如圖3b所示。上述實例1 -3中，本發明的調節顯影偏壓的裝置可包括一控制模塊和檢測模塊，用于控制可調電壓源15向顯影輥13施加可調電壓V3的時間。例如，該檢測模塊用于在接收到打印信號后檢測額定電源是否向顯影輥施加固定偏壓。實例I中，檢測模塊在檢測到額定電源已向顯影輥施加固定偏壓后，由控制模塊啟動可調電壓源，向顯影輥施加可調電壓。實例2中，檢測模塊在接收到打印信號后，控制模塊則啟動可調電壓源向顯影輥施加可調電壓。實例3中，檢測模塊在接收到打印信號且檢測到額定電源未向顯影輥施加固定偏壓時，由控制模塊啟動可調電壓源向顯影輥施加可調電壓。上述實例1-3中，在另一實施方式下，由于顯影偏壓相對于驅動電壓的提前時間和滯后時間均為固定值，重疊時間根據打印單張介質和介質張數可直接確定，因此一次打印過程中的提前時間、重疊時間和滯后時間均可提前確定。此時無需設置檢測模塊，僅需替代性的在裝置的處理單元中設置可調電壓源的控制邏輯，在特定時間段內啟動可調電壓源即可。可調電壓源同樣存在一定的延遲響應時間；在該延遲響應確定后，可通過控制邏輯的調節預先啟動可調電壓源，當進入提前時間和滯后時間時可調電壓源可即時向顯影輥施加可調電壓，進一步降低廢粉的形成量。實施本發明的調節裝置和調節方法可提高碳粉利用率，在相同頁產量的同類產品中，灌粉量可以減少20%左右；由于廢粉量減少，粉盒體積小，相比同類產品更為小巧輕便；另外粉盒體積的控制進一步降低了開發成本。以上所述僅為本發明的優選實施例，其目的并不在于將本發明限制或約束于上述實現方式。凡在本發明的范圍內對本發明所做出的任何修改和替換均應包含在本發明權利要求所限定的范圍內。
權利要求
1.一種調節顯影偏壓的裝置，包括感光鼓、向感光鼓供電的充電輥以及將碳粉傳遞至感光鼓的顯影輥，所述顯影輥連接有向其施加固定偏壓的額定電源、以在所述顯影輥與感光鼓之間形成電壓差，其特征在于， 所述裝置還包括與所述顯影輥連接的可調電壓源，所述可調電壓源用于向所述顯影輥施加與所述固定偏壓反向的可調電壓，所述固定偏壓與所述可調電壓疊加以調節所述顯影輥上的顯影偏壓。
2.根據權利要求1所述的調節顯影偏壓的裝置，其特征在于，所述可調電壓源施加可調電壓的時間包括在接收到打印信號后，顯影輥上施加的固定偏壓相對于感光鼓上施加的驅動電壓的提前時間和滯后時間。
3.根據權利要求1或2所述的調節顯影偏壓的裝置，其特征在于，所述可調電壓源施加可調電壓的時間包括在接收到打印信號后，顯影輥上施加的固定偏壓與感光鼓上施加的驅動電壓的重疊時間。
4.根據權利要求3所述的調節顯影偏壓的裝置，其特征在于，所述重疊時間包括打印單張介質的時間和打印兩張介質間的間隔時間。
5.根據權利要求1所述的調節顯影偏壓的裝置，其特征在于，所述可調電壓源為外置電壓源。
6.一種調節顯影偏壓的方法，其特征在于，包括: 向顯影輥施加固定偏壓以在所述顯影輥與感光鼓之間形成電壓差；以及 向顯影輥施加與所述固定偏壓反向的可調電壓，所述固定偏壓與所述可調電壓疊加以調節所述顯影輥上的顯影偏壓。
7.根據權利要求6所述的調節顯影偏壓的方法，其特征在于，施加可調電壓的時間包括在接收到打印信號后，顯影輥上施加的固定偏壓相對于感光鼓上施加的驅動電壓的提前時間和滯后時間。
8.根據權利要求6或7所述的調節顯影偏壓的方法，其特征在于，施加可調電壓的時間包括在接收到打印信號后，顯影輥上施加的固定偏壓與感光鼓上施加的驅動電壓的重疊時間。
9.根據權利要求8所述的調節顯影偏壓的方法，其特征在于，所述重疊時間包括打印單張介質的時間和打印兩張介質間的間隔時間。
10.根據權利要求6所述的調節顯影偏壓的方法，其特征在于，通過外置電壓源向所述顯影輥施加可調電壓。
全文摘要
本發明公開了一種調節顯影偏壓的裝置，包括感光鼓、向感光鼓供電的充電輥以及將碳粉傳遞至感光鼓的顯影輥，顯影輥連接有向其施加固定偏壓的額定電源、以在顯影輥與感光鼓之間形成電壓差，該裝置還包括與顯影輥連接的可調電壓源，可調電壓源用于向顯影輥施加與固定偏壓反向的可調電壓，固定偏壓與可調電壓疊加以調節顯影輥上的顯影偏壓。顯影輥上施加的可調電壓是一變化量，因此當該可調電壓與固定偏壓疊加作用于顯影輥時，最終得到的顯影偏壓、也是變化量。顯影偏壓的改變可引起顯影輥與感光鼓之間電壓差的變化，由于該電壓差與碳粉移動有關，因此通過顯影偏壓的調控可控制碳粉的移動，從而控制打印時的碳粉利用率。
文檔編號G03G15/06GK103197524SQ201210585968
公開日2013年7月10日 申請日期2012年12月28日 優先權日2012年12月28日
發明者謝艷, 李爭光, 譚武剛, 戴均川 申請人:珠海天威飛馬打印耗材有限公司