專利名稱：高壓發(fā)生器及感測滾筒阻抗的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像形成裝置，具體地說，本發(fā)明涉及一種通過共用滾筒阻抗感測電路單元簡化電路結(jié)構(gòu)和減少控制信號數(shù)量的圖像形成裝置的高壓發(fā)生器以及感測滾筒阻抗的方法。
背景技術(shù)：
彩色圖像形成裝置的高壓發(fā)生板輸出多個高壓。該高壓施加到諸如顯影滾筒(developing roller)、充電滾筒(chargmg roller)和用于打印操作的傳輸滾筒(transferring roller)的滾筒上。滾筒的阻抗值根據(jù)該滾筒的環(huán)境因素和預期壽命而變化。為了高質(zhì)量的打印，即使相同的電壓被施加到該滾筒上，由于根據(jù)滾筒阻抗值的變化具有不同量的電流流經(jīng)滾筒，所以必須感測被施加有高壓的滾筒的阻抗值。
圖1示出了傳統(tǒng)的具有高壓發(fā)生器200的圖像形成裝置100。參看圖1，圖像形成裝置100包括圖像處理控制器110、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)120、多路復用器130、模擬傳感器140和高壓發(fā)生器200。
高壓發(fā)生器200包括充電滾筒高壓發(fā)生器201、顯影滾筒高壓發(fā)生器202、色粉提供滾筒高壓發(fā)生器203、傳輸滾筒高壓發(fā)生器204和紙張吸收滾筒高壓發(fā)生器205。
高壓發(fā)生器200輸出高壓給諸如充電滾筒261、顯影滾筒262、色粉提供滾筒(toner-supplying roller)263、傳輸滾筒264和紙張吸收滾筒(paper-absorbing roller)265的多個滾筒。
高壓發(fā)生器200輸出控制信號給多路復用器130，以便感測充電滾筒261、顯影滾筒262、色粉提供滾筒263、傳輸滾筒264和紙張吸收滾筒265中每一個的阻抗。例如，高壓發(fā)生器200可以輸出用于充電滾筒261的一個控制信號、用于傳輸滾筒264的4個控制信號和用于紙張吸收滾筒265的一個控制信號給多路復用器130。
多路復用器130還從模擬傳感器140接收模擬信號并將該模擬信號輸出給ADC120。ADC120將該模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并將該數(shù)字信號輸出給圖像處理控制器110。
圖像處理控制器110使用從ADC120輸出的數(shù)字信號，計算充電滾筒261、顯影滾筒262、色粉提供滾筒263、傳輸滾筒264和紙張吸收滾筒265中每一個的阻抗值，并基于所計算的阻抗值將作為脈寬調(diào)制信號的高壓控制信號輸出給高壓發(fā)生器200。
圖2的曲線示出了高壓控制PWM信號的占空百分比(duty percent)和電壓電平。圖3A的曲線示出了流經(jīng)充電滾筒261的電流的感測特征。圖3B的曲線示出了流經(jīng)傳輸滾筒264的電流的感測特征。圖4的框圖示出了圖1所示的高壓發(fā)生器200。
參看圖4，高壓發(fā)生器200包括斬波電路(chopping circuit)單元210、高壓變壓器220、電壓泵電路單元230、高壓分壓電路單元240和滾筒阻抗感測電路單元250。
PWM信號被作為高壓控制信號傳輸給高壓發(fā)生器200，然后該高壓發(fā)生器200產(chǎn)生用于驅(qū)動滾筒260的高壓。參看圖2，當傳輸電壓PWM信號的占空百分比增加時，輸出傳輸電壓的電平比較高。
斬波電路單元210對從圖像處理控制器110輸出的用于高壓控制的PWM信號進行斬波，并發(fā)送經(jīng)過斬波的PWM信號給高壓變壓器220。高壓變壓器220將從高壓變壓器220輸出的經(jīng)過斬波的PWM信號變換成高壓并將該高壓發(fā)送給電壓泵電路單元230。電壓泵電路單元230泵激從高壓變壓器220的次級線圈輸出的高壓并將該高壓發(fā)送給滾筒260。
電壓泵電路單元230還將高壓發(fā)送給高壓分壓電路單元240，并且高壓分壓電路單元240分壓從電壓泵電路單元230輸出的高壓并將經(jīng)過分壓的高壓輸出給滾筒阻抗感測電路單元250。
圖3A的曲線示出了流經(jīng)充電滾筒261的電流的感測特征。由于負電壓被作為充電電壓施加到充電滾筒261上，所以，感測的電壓與流經(jīng)充電滾筒261的阻抗的電流的值成比例。
圖3B的曲線示出了流經(jīng)傳輸滾筒264的電流的感測特征。由于一正電壓被作為傳輸電壓施加到該傳輸滾筒264上，所以，感測的電壓與流經(jīng)傳輸滾筒264的阻抗的電流的值成反比。
如上所述，需要多個電壓泵電路單元230以便將高壓分別施加到充電滾筒261、顯影滾筒262、色粉提供滾筒263、傳輸滾筒264和紙張吸收滾筒265上。
另外，需要多個高壓分壓電路單元240和多個滾筒阻抗感測電路單元250以便感測充電滾筒261、顯影滾筒262、色粉提供滾筒263、傳輸滾筒264和紙張吸收滾筒265中每一個的阻抗。例如，通常需要3個和10個之間的高壓分壓電路單元240以及滾筒感測電路單元250，以便感測一個充電滾筒261、4個傳輸滾筒264、一個紙張吸收滾筒265和4個顯影滾筒262。
如果所有滾筒的阻抗都被感測，那么，可以保持最佳的顯影狀態(tài)。但是，如果滾筒阻抗感測電路單元250被包括在高壓發(fā)生器200中，圖像形成裝置100的制造成本將會增加。換言之，由于在3和6滾筒阻抗感測電路單元250之間容易感測和輸出電壓，所以，需要大量的感測電路。
作為參考的美國專利No.6,173,131，其全部內(nèi)容結(jié)合在這里披露了一種圖像形成裝置，用于基于加熱滾筒的溫度測量阻抗值，根據(jù)所測量的阻抗值分壓電源電壓和將分壓的電源電壓輸出給多路復用器。但是，經(jīng)過溫度測量來確定滾筒的阻抗與直接測量阻抗相比不夠精確。因此，需要一種裝置，用于在不增加成本和多個滾筒阻抗感測電路單元的復雜程度的情況下直接測量阻抗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例提供了一種圖像形成裝置的高壓發(fā)生器，其通過共用滾筒阻抗感測電路單元簡化了電路結(jié)構(gòu)并減少了控制信號的數(shù)量。
本發(fā)明的實施例還提供一種感測滾筒阻抗的方法，其中，通過共用滾筒阻抗感測電路單元，圖像形成裝置的高壓發(fā)生器簡化了電路結(jié)構(gòu)并減少了控制信號的數(shù)量。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種高壓發(fā)生器，用于將高壓施加到包括在圖像形成裝置中的多個滾筒上并感測所述滾筒的阻抗值。該高壓發(fā)生器包括多個電壓泵電路單元，用于將所述高壓輸出給所述滾筒。多個高壓分壓電路單元分壓從電壓泵電路單元輸出的高壓。多路復用器接收從高壓分壓電路單元輸出的多個分壓信號，并基于預定的選擇信號選擇和輸出與要被感測的滾筒的阻抗相對應(yīng)的分壓信號。滾筒阻抗感測電路單元重置從多路復用器輸出的被選擇的分壓信號以滿足模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入電壓范圍，輸出重置信號，并被共用去感測滾筒的阻抗值。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種方法，用于使用高壓發(fā)生器將高壓施加到包括在圖像形成裝置中的多個滾筒上并感測所述滾筒的阻抗值。該方法包括使用分別對應(yīng)于電壓泵電路單元的多個高壓分壓電路單元來分壓分別從多個電壓泵電路單元輸出的高壓，多路復用器接收從高壓分壓電路單元輸出的多個分壓信號，和基于預定的選擇信號選擇和輸出與要被感測的滾筒的阻抗對應(yīng)的分壓信號。使用滾筒阻抗感測電路單元重置從多路復用器輸出的被選擇分壓信號以滿足模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入電壓范圍并加以輸出。
當使用本發(fā)明的實施例時，在圖像形成裝置的高壓發(fā)生器中共用滾筒阻抗感測電路單元。結(jié)果是，電路可以被簡化，并且可以降低制造成本，和可以減小高壓發(fā)生板的印刷電路板的尺寸。


通過下面結(jié)合附圖對本發(fā)明范例性實施例的詳細描述，本發(fā)明的上述和其它特性和優(yōu)點將會變得更加明顯。其中圖1示出了包括高壓發(fā)生器的傳統(tǒng)的圖像形成裝置；圖2的曲線示出了高壓控制脈寬調(diào)制(PWM)信號的占空百分比和電壓電平；圖3A的曲線示出了流經(jīng)充電滾筒的電流的感測特征；圖3B的曲線示出了流經(jīng)傳輸滾筒的電流的感測特征；圖4的框圖示出了圖1所示的高壓發(fā)生器；圖5的框圖示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的高壓發(fā)生器；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的輸入給多路復用器的選擇信號；圖7的電路圖示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的充電電壓泵電路單元；圖8的電路圖示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的傳輸電壓泵電路單元；圖9的電路圖示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的高壓分壓電路單元；圖10的電路圖示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的滾筒阻抗感測電路單元；圖11的流程示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的感測滾筒阻抗的方法；在整個附圖中，相同的附圖標記將被理解為表示相同的元素、特性和結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式
下面將參照附圖詳細描述本發(fā)明的范例性實施例。但是，應(yīng)當理解，本發(fā)明可以多種不同形式實施和并不局限于這里所描述的范例性實施例。此外，由于提供了范例性實施例的描述，因此，本披露是徹底和完整的，并已經(jīng)向本領(lǐng)域的技術(shù)人員全部傳遞了本發(fā)明的概念。
圖5的框圖示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的高壓發(fā)生器1。圖6示出了輸入給多路復用器30的選擇信號；參看圖5，高壓發(fā)生器1包括電壓泵電路單元10、高壓分壓電路單元20、多路復用器30、滾筒阻抗感測電路單元40、圖像處理控制器50和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)52。
電壓泵電路單元10包括至少充電電壓泵電路單元11、顯影電壓泵電路單元12、傳輸黃色電壓泵電路單元13、傳輸品紅色電壓泵電路單元14、傳輸青色電壓泵電路單元15、傳輸黑色電壓泵電路單元16和紙張吸收滾筒電壓泵電路單元17。
充電電壓泵電路單元11、顯影電壓泵電路單元12、傳輸黃色電壓泵電路單元13、傳輸品紅色電壓泵電路單元14、傳輸青色電壓泵電路單元15、傳輸黑色電壓泵電路單元16和紙張吸收滾筒電壓泵電路單元17中的每一個向相應(yīng)的滾筒提供高壓。例如，充電電壓泵電路單元11向充電滾筒提供高壓。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的充電電壓泵電路單元11的電路圖。圖8示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的傳輸電壓泵電路單元的電路圖。
通過電壓泵電路單元10使用二極管將從具有比為1∶100的初級線圈和次級線圈的高壓變壓器的次級線圈輸出的高壓泵激到較高的電壓。該高壓被施加到包括在圖像形成裝置中的每個滾筒上。
從電壓泵電路單元10輸出的高壓被輸出給與該滾筒平行的高壓分壓電路單元20。高壓分壓電路單元20將該高壓分壓成近似3V的低壓并將該低壓施加到多路復用器30。
包括在高壓分壓電路單元20中的高壓分壓電路單元21到27中的每一個分壓從充電電壓泵電路單元11、顯影電壓泵電路單元12、傳輸黃色電壓泵電路單元13、傳輸品紅色電壓泵電路單元14、傳輸青色電壓泵電路單元15、傳輸黑色電壓泵電路單元16和紙張吸收滾筒電壓泵電路單元17中的每一個輸出的高壓。圖9示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的高壓分壓電路單元20的電路圖。
多路復用器30接收從高壓分壓電路單元21-27輸出的多個分壓信號，并響應(yīng)選擇信號S0、S1和S2選擇和輸出與要被感測的滾筒阻抗對應(yīng)的分壓信號。從滾筒輸出的所有高壓都被分壓并輸入多路復用器30。然后，多路復用器30響應(yīng)選擇信號S0、S1和S2選擇輸出信號并將該信號輸出給滾筒阻抗感測電路單元40。
圖6示出了輸入給多路復用器30的選擇信號的例子。參看圖6，可以使用3個選擇信號選擇和輸出7個輸入信號之一。范例性的實施例包括3個選擇信號，這些選擇信號能夠使多路復用器選擇高達8個輸入。但是，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員很明顯，選擇信號的數(shù)量是設(shè)計選擇的事情，通過減少或增加選擇信號的數(shù)量，多路復用器可以選擇更多或更少的輸入。
滾筒阻抗感測電路單元40重置從多路復用器30輸出的信號，以滿足ADC52的輸入電壓范圍并輸出該重置信號。最好包括運算放大器(OP AMP)的滾筒阻抗感測電路單元40消除來自信號的噪聲分量并可以被用做放大單元。圖10示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的滾筒阻抗感測電路單元40的電路的圖。
ADC52接收從滾筒阻抗感測電路單元40輸出的信號并將該信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。圖像處理控制器50使用從ADC52輸出的數(shù)字信號計算每個滾筒的阻抗值并基于所計算的阻抗值輸出脈寬調(diào)制(PWM)信號。換言之，圖像處理控制器50根據(jù)由環(huán)境變化或滾筒壽命所引起的滾筒阻抗值的變化適當?shù)卦黾踊驕p少高壓控制信號。
斬波電路單元(未示出)對高壓控制PWM信號進行斬波并將經(jīng)過斬波的高壓控制PWM信號發(fā)送給高壓變壓器(未示出)。高壓變壓器將從斬波電路單元輸出的經(jīng)過斬波的高壓控制PWM信號變換成高壓并將該高壓發(fā)送給電壓泵電路單元10。
圖11的流程圖示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的感測滾筒阻抗的方法。參看圖11，在將高壓施加到包括在圖像形成裝置中的滾筒上和計算在高壓發(fā)生器1中的滾筒的阻抗值的方法中，從分別輸出高壓給滾筒的電壓泵電路單元11-17輸出的高壓分別被高壓分壓電路單元21到27分壓(S10)。
從高壓分壓電路單元21到27輸出的分壓信號被輸入給多路復用器30，和響應(yīng)選擇信號S0、S1和S2，選擇與要被感測的滾筒阻抗對應(yīng)的分壓信號并加以輸出(S20)。
滾筒阻抗感測電路單元40重置從多路復用器30輸出的信號，以滿足ADC52的輸入電壓范圍，然后加以輸出(S30)。從滾筒阻抗感測電路單元40輸出的信號最好被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。圖像處理控制器50最好使用該數(shù)字信號計算每個滾筒的阻抗值，并基于所計算的阻抗值輸出高壓控制PWM信號。
最好通過斬波電路單元對從圖像處理控制器50輸出的高壓控制PWM信號進行斬波并發(fā)送給高壓變壓器。高壓變壓器最好將從斬波電路單元輸出的經(jīng)過斬波的信號變換成高壓并將該高壓發(fā)送給電壓泵電路單元10。
如上所述，當使用本發(fā)明的實施例時，在圖像形成裝置的高壓發(fā)生器中共用滾筒阻抗感測電路單元。結(jié)果是，可以簡化電路，可以降低制造成本并減小高壓發(fā)生板的印刷電路板的尺寸。
另外，由于不需要執(zhí)行附加的滾筒阻抗感測電路單元來附加地感測滾筒阻抗，所以，能夠感測更多的滾筒阻抗。
滾筒阻抗感測電路單元將一個控制信號發(fā)送給圖像處理控制器，從而，減少了控制信號的數(shù)量。
盡管參照范例性的實施例示出和描述了本發(fā)明的實施例，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當了解，在不脫離所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在形式和細節(jié)方面做出各種變化。
權(quán)利要求
1.一種高壓發(fā)生器，用于將高壓施加到包括在圖像形成裝置中的多個滾筒上并感測所述滾筒的阻抗值，所述高壓發(fā)生器包括多個電壓泵電路單元，用于向各滾筒提供高壓；多個高壓分壓電路單元，用于分壓從各電壓泵電路單元輸出的高壓；多路復用器，用于接收從高壓分壓電路單元輸出的多個分壓信號，并基于預定的選擇信號選擇和輸出與要被感測的滾筒阻抗相對應(yīng)的分壓信號；和滾筒阻抗感測電路單元，用于重置從多路復用器接收的所選擇的分壓信號以滿足模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入電壓范圍并輸出該重置信號，所述滾筒阻抗感測電路單元被共用去感測多個滾筒的阻抗值。
2.如權(quán)利要求1所述的高壓發(fā)生器，其中，所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器接收從滾筒阻抗感測電路單元輸出的重置信號并將該重置信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。
3.如權(quán)利要求2所述的高壓發(fā)生器，還包括圖象處理控制器，用于使用從模/數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號計算每個滾筒的阻抗值并基于所計算的阻抗值輸出高壓控制脈寬調(diào)制信號。
4.如權(quán)利要求3所述的高壓發(fā)生器，還包括斬波電路單元，用于斬波從圖像處理控制器輸出的高壓控制脈寬調(diào)制信號，并將經(jīng)過斬波的高壓控制脈寬調(diào)制信號發(fā)送給高壓變壓器。
5.如權(quán)利要求4所述的高壓發(fā)生器，還包括高壓變壓器，用于將從斬波電路單元輸出的經(jīng)過斬波的高壓控制脈寬調(diào)制信號變換為高壓，并將該高壓發(fā)送給相應(yīng)的電壓泵電路單元。
6.如權(quán)利要求1所述的高壓發(fā)生器，其中，所述滾筒包括充電滾筒、顯影滾筒、傳輸滾筒和紙張吸收滾筒中的至少一個。
7.一種使用高壓發(fā)生器將高壓施加到包括在圖像形成裝置中的多個滾筒上并感測滾筒阻抗的方法，該方法包括使用分別對應(yīng)于電壓泵電路單元的多個高壓分壓電路單元將分別從多個電壓泵電路單元輸出的高壓進行分壓；在多路復用器處接收從高壓分壓電路單元輸出的多個分壓信號，和基于預定的選擇信號選擇和輸出與要被感測的滾筒阻抗對應(yīng)的所述分壓信號之一；和重置從多路復用器輸出的所選擇的分壓信號，以滿足模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入電壓范圍并輸出該重置信號。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，還包括接收重置信號并將該重置信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括使用所述數(shù)字信號計算每個滾筒的阻抗值并基于所計算的阻抗值輸出高壓控制脈寬調(diào)制信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括對高壓控制脈寬調(diào)制信號斬波并將經(jīng)過斬波的高壓控制脈寬調(diào)制信號發(fā)送給高壓變壓器。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，還包括將經(jīng)過斬波的高壓控制脈寬調(diào)制信號變換為高壓并將該高壓發(fā)送給相應(yīng)的電壓泵電路單元。
12.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述滾筒包括充電滾筒、顯影滾筒、傳輸滾筒和紙張吸收滾筒中的至少一個。
全文摘要
提供了一種圖像形成裝置的高壓發(fā)生器，其通過共用滾筒(roller)阻抗感測電路單元簡化了電路結(jié)構(gòu)并減少了控制信號的數(shù)量，還提供了一種感測滾筒阻抗的方法。高壓發(fā)生器將高壓施加到包括在圖像形成裝置中的多個滾筒上并感測滾筒的阻抗值。高壓發(fā)生器包括將高壓提供給各滾筒的多個電壓泵電路單元。多個高壓分壓電路單元分壓從電壓泵電路單元輸出的高壓。多路復用器接收從高壓分壓電路單元輸出的多個分壓信號，并基于預定的選擇信號選擇和輸出與要被感測的滾筒阻抗對應(yīng)的分壓信號。滾筒阻抗感測電路單元重置從多路復用器輸出的所選擇的分壓信號，以滿足模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入電壓范圍，輸出重置信號，并被共用以感測滾筒的阻抗值。
文檔編號G03G15/20GK1801001SQ200510137550
公開日2006年7月12日 申請日期2005年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月5日
發(fā)明者嚴允燮 申請人:三星電子株式會社