CN1021993C - 显影装置 - Google Patents

Abstract

一种复印装置，其中包括有一个活动影象形成器，一个带有磁性辊的影象形成工位向一个线性区供给导电的增色剂的装置，有许多电极，它们每一个都能被一个电压源激励，并且每一个都能在影象形成区中产生一个电场，其特征为，在磁性辊(40，84)的里面，在一个有尖锐端部的软铁刀片(47，88)放在两块有相同极性的磁铁(48，49；86，87)的极端之间，刀片(47，88)的尖端部分放在无磁性外套筒(51，92)的附近。

Description

本发明涉及一种用于复印机的显影装置，它包括有一个磁性辊，该磁性辊具有一个无磁性的导电外套筒和在该套筒内放置有磁铁。

这类显影装置在美国专利4，354，454号中有述及。在一个无磁性套筒中置有一磁铁，该磁铁分成多个部分，在各部分之间形成间隔。这些间隔充填有弱磁性材料，从而形成具有广泛显影区的多个单独的增色剂刷。磁铁之间的弱磁性材料实际上在磁铁的相反极之间形成短路，从而使单个增色剂刷分散开。这种已知的显影装置的一个缺点就是不能获得在某些显影系统所需的锐利的增色剂刷。

美国专利4，390，887公开了一种影象电记录装置。一个包括有多层记录针元件，各元件互相隔开的记录针组插在显影装置的影象成形区中。这个显影装置有一个核心结构，它在一个非磁性外套筒内限定多个交替的磁极。这种系统同样有一个相当不锐利的增色剂刷，因此只能获得相当低消散度的增色剂影象。

因此，本发明的目的在于克服上述缺点。

根据本发明的用于复印机的显影装置，它包括有一个磁性辊，该磁性辊有一个针磁性的导电外套筒和在该套筒内放置的磁铁，其改进之处在于，一个带有尖说端部的软铁刀片放置在磁性辊内的两块有相同极性的磁铁的极端之间，该刀片的尖端部分位于无磁性外套筒的附近。

本发明基于这样的概念，即影象点的尺寸可以比影象形成处的增色剂刷的宽度小很多，只要这个增色剂刷具有十分锐利的边界区。这一点 在下文中将有详细的叙述。

本发明的装置，参阅下面的叙述和相关的附图，便可清楚了解，附图内容介绍如下：

图1是静电复印装置原理的示意图，

图2是表示本发明所提出的复印装置中带显象刷的静电层的概略示意，

图3a_-3d表示所用方法的概略示意，

图4表示电极通路的感应激励法的概略示意，

图5是与图4相应的线路图，

图6是本发明所提出的装置的另一个实施方案的剖面图，

图7是图6片断的俯视图，

图1所示是静电复印装置的原理。旋转鼓筒10式的影象形成器有一个静电层，由若干可激励的电极形成，处于一个介电层的内部和下方。

影象形成工位11有磁性显影辊12，里面充满可用磁力吸引的导电增色剂，在旋转鼓筒10上的可激励的电极和显影辊12之间施加电压，便可在静电层上面形成一个增色剂影象。把这增色剂影象转移到橡胶复盖的加热了的辊14上。把一张纸用一个辊25通过导向道24和辊22及23，从纸叠26送到纸张预热工位19上去。纸张预热工位19有传动带21，围绕加热了的辊20传动。纸张和传动带21接触使纸张加热。把经过这样预热的纸张从辊15和辊14之间通过，于是在辊14上形成的增色剂影象便被完全转移到纸张上去了。纸张上的温度要求是使增色剂影象能够融接在纸张上。纸张通过输送辊17送到收集盘18中。组件30中有一个电子线路，把原稿的可见信息转换成电信号，电信号可以输入到可激励的电极里面。电子计算机或数据处理机发出的电信号，可以在组件30中转换成可以向可激励的电极输送的信号。

图2表示本发明的复印装置中有显影刷的静电层。静电层由一个绝 缘支承件43，若干导电电极通路42，和在它们上面的介电层41所组成。在静电层上面放置的是一个影象形成工位，把磁性导电增色剂颗粒，送到介电层41和显影辊40之间的影象形成区45里去。

支承件43用一种卡普通（Kapton）的柔性绝缘材料制造，其厚度约为200微米。这上面放一个紫铜层，厚度约为5微米，在这上面用已知的曝光蚀刻技术蚀刻宽度约为20微米的小槽，因而取得由槽组成的图形，图形由中间间隔为20微米宽的60微米宽的电极通路组成。电极也可以采用其他的宽度（从10微米到200微米），厚度及中间间隔（从5微米到100微米）。

每一个电极通路42通过一条导线44，连接一个控制器（图中未示），控制器通过开关元件向每一条电极通路42施加电压。

介电层41放在电极通路42之间和上方。这介电层用的是红点油漆凡立水公司（Red    Spot    Paint    And    Varnish    Corporation）出品的火炉瓷漆，型号为Red    Spot    SM952    R。把上述瓷漆在一种有机溶解剂中的溶液，涂在电极上，加热后形成一个硬层。

也可以用其他的材料形成一个介电层，诸如钛酸钡，氧化铝，二氧化钛，钛酸铅等等。

把静电层放在一个金属鼓筒（图中未示）上，用一个夹紧机构固定。遇到有损坏时，可以迅速装上一个新的静电层，鼓筒上设有一个槽形的开口，导线44通过这开口，在一个控制电路（未示出）和电极通路42之间连接。

在使用无尽头的循环电极通路时，电极通路42的长度至少必须等于印张的长度。为了取得复印装置的高印刷能力，必须使两次印刷之间的时间间隔尽可能缩短。要做到这点便需要将静电层固定在一个鼓筒上，鼓筒圆周仅稍微大于电极通路42的长度。电极通路最好每一条至少在鼓筒圆周长度的75%上伸展。

显影辊40上设有一个紫铜套管51，厚度约为50微米，向着箭头53所示的方向旋转。有若干磁铁50放在套管的内部，用于把通过图中未示的装置放到套筒51上的导电磁性增色剂颗粒，传递到影象形成区45上去。为了取得有一个鲜明边缘的影象形成区，套管51中在磁铁48和49之间放置了一个软铁刀片47，磁铁48和49用同性的极和刀片接触。静电层沿箭头52所指的方向，通过显影辊40。在一条电极通路42和套筒51之间供给一个电压，就把增色剂46在介电层41上电积。

关于怎样可以用一个相当宽的增色剂刷，形成一条相当狭窄的区域，现将参照图3a-3d予以叙述，在这几个图里，凡与图2中相似部件，都使用相同的标号。

向显影辊40供给导电磁性增色剂，增色剂在用虚线56和57表示的面积上和介电层41接触。有一个电极通路42放在这个介电层的下面，作为举例，可以通过导线44向这电极通路供给一个正电压，显影辊40的套筒51接地。

为了说明影象形成的过程，图3a-3d都示出了在显影辊处的介电层一个部分的俯视图45。俯视图45的宽度相当于一个电极通路的宽度。介电层被传送，在箭头59所示的方向上，通过显影辊40。

在图3a中，电极通路42有相对于套筒51的正电压，增色剂刷的电流在增色剂刷边界线56和57划定的区域55中，在导电增色剂中通过，结果在介电层的上面产生电荷。这样便在部分接触介电层41的增色剂颗粒中，感生一个极性相反的镜面电荷。这样，介电层41和增色剂颗粒之间的电力，将变为大于把增色剂固定在磁刷上的磁力，于是增色剂的颗粒就被由线条56和57划定的一个区域里的介电层41吸引了。结果产生区55，在介电层41的厚度为1微米的情况下，看来30伏左右便足以在区域55中取得良好的黑化效果。

然后在正电压仍然在电极通路42上存在的时候，把介电层向前输送 （见图3b）。显影过程继续正常进行，因而现在的显影区比磁刷边界线56和57划定的范围宽。

假如这时把电极通路42（图3c所示）和套筒51接通电路，介电层41上的电荷便将散失。在磁刷边界线56和57之间的区域里，磁刷电流不复存在，显影辊40里的磁铁赋予增色剂颗粒的磁力，现在大于电力，于是增色剂不再沉积。由于距离的缘故，颗粒上的磁力过低，已经沉积在磁刷边界线56和57范围外面（区域60）的增色剂不再被显影刷40吸引。当把介电层进一步向前输送时（图3d），便在一个窄于增色剂刷的宽度的小区域60上以此法供给增色剂。

为了取得这种窄线条，重要的是力求增色剂刷在增色剂边界线57处的狭窄度，和增色剂的导电性。

这个导电性必须大到当电极通路42和套筒51接通时，作用在电介质上的电荷应迅速消失。

假如在一个电极通路上连续施加电压，便显影出一条长线。由于宽度的增长，在宽度为60微米的电极通路的上面，必然大于电极通路的宽度，并且由于电极之间的中间间隔约是20微米，当若干相邻的电极被激励时，便可能显影成一个全黑的区域。

上述的实施方案非常适合产生尺寸有限制的印张（例如A4型）。电极通路必须肯定略为比印张长度大一点。当需要印制较长的印张时，可以选择较大直径的影象形成鼓筒，但是对这种做法存在着限制。

假如把围绕鼓筒介电层里的电极通路做成循环式的，便可以取得解决这问题的一个较好的办法。为了这个目的，在金属鼓筒上设置了一个绝缘层，在这绝缘层上，按已知的方式放了大量的互相绝缘的循环电极通路。在电极通路上，按照与上文参照图2所叙述的完全相似的方式，覆盖一个火炉瓷漆层。假如影象形成鼓筒有较大的直径，可以把电极通路和放在鼓筒里的一个控制器连接，也象上文参照图2所作的叙述一 样。但是，关于怎样把导线在电极上固定而不造成导线的间断，则是一个问题。

在图4中，一个电极42上覆盖了一个介电层41。在一个感应电极64上也覆盖了一个介电层65。介电层41可以和介电层65接触。有一个图中示出了一部分的显影辊40的旋转套筒51，在旋转套筒51中，放置了一个软铁刀片47，形成一个狭窄的磁场，套筒51接地。也可以把电极42通过一个“高”电阻68接地。

作为举例说，假如现在把感应电极64通过一个开关66同一个正电压67连接，在这感应电极64和电极42之间，便将形成一个电场。在电极64对面的电极42上，便将形成一个负电荷。而在与接地的套筒51相对的电极42里面，则形成一个正电荷。假如在这个套筒51上有一个导电增色剂层，这增色剂便在电极42上的正电荷所产生的增色剂镜面电荷的感应下，被吸引到介电层41上去。这样便形成了影象。

假如感应电极64通过开关66接地，那么电场便将消失，磁刷的磁力就会把增色剂保持在上述磁刷上面。

图5所表示的，是与图4中的复印装置相应的电路图。电容器70和电容器71互相串联，一侧和开关66连接，另一侧接地。电容器70相当于由感应电极64和电极42形成的电容量。电容器71相当于由电极42和显影刷的接地套筒51形成的电容量。

可以把“高”电阻68，连接在电容器70和电容器71之间的接点上。当把电容器70的上极板接通正电势67时，便会造成两个电容器上的分压。假使电容器70和71的大小相等，那么在两个电容器中间的接头上，便有一半的电势。两个电容器70和71中的电场都相等。对电容器70作变化，例如改变介电层41的厚度，那么便可能改变电容器71里的电场的强度，而相应地改变了电极42和套筒51之间，也就是影象形成区里的电场的强度。

关于在本发明所提出的装置上实现上述原理的一种实施例，现在下文中参照图6和图7予以阐述。

图6表示的是通过鼓筒76形式的一个影象形成器10的一个剖面，鼓筒76按箭头77所指的方向旋转，它有一个绝缘层43，上面放置了大量的互相毗邻的电极42，它们互相之间绝缘，在鼓筒运动的方向上，作循环式的排列，位于一个介电层41里面的下方。显影器84有一个接地的套筒92，按箭头89所指的方向，围绕一个增色剂传输磁铁85的组合件和一个软铁刀片88旋转，软铁刀片88由两个有相同极性的磁铁86和87围绕。导电磁性增色剂从浅盘91上，向影象形成区90供给，在影象形成区90中，有一个非常狭窄的增色剂刷形成。

软铁刀片88有一个尖锐的端部，离开套筒92约10微米。这套筒92的厚度约为50微米，在它的外表面上面设置了若干直线凹槽，平行于旋转轴线伸展。凹槽的深度约在5微米到10微米之间，宽度约为20微米到200微米之间，用于和一个配量刀片（图中未示）配合，在套筒92上，提供一个非常薄的增色剂层。

这样便可以避免在影象形成区90中形成的增色剂刷有积累和增大的宽度。

为了取得尽可能窄的增色剂刷，套筒92的厚度也是重要的。这个厚度最好在10微米和100微米之间。

把厚度规定为约50微米时，便可以获得磁场扩散和机械强度之间的最佳的折衷。

感应电极元件80，包括有大量的导电感应电极82，放在用-Melinex聚酯薄膜制造的一个柔性绝缘条83上，每一个感应电极82通过一个块体81和控制装置（图中未示）连接。介电层41和感应电极82之间的良好接触，可以利用块体81把绝缘条83旋转而取得。可以将一个薄介电材料层79，例如上面已经提到过的火炉瓷漆，放在感应电极82的上面和周围。 藉以提高感应电极元件80的耐磨损性。

图7示出影象形成元件10和感应电极元件80俯视图的一部分。感应电极82和影象形成元件10上的电极放置在相同的中心线上。元件80通过一个调节器（图中未示）调定位置，使电极82和42对正。一个感应电极82的宽度最好和一个电极42的宽度相等，或者比电极42稍微宽一些，以便取得二者之间的最大电容量。为了同样的原因介电层79的厚度很小，约在1微米到5微米之间。感应电极82的厚度约为5微米，宽度约在60到70微米之间。

对一个感应电极供给约50伏的电压，便有可能按照上面所述的方式，把影象形成区90中的足够的增色剂，沉积到介电层41上，使需要印刷的影象有良好的黑化。当感应电极82再度接地时，影象形成过程便中止。使用上面叙述的装置，便可能获得长度大于影象形成元件10圆周的印张。因此，可以使影象形成元件10有非常小的直径，例如5厘米，这样便可以做成一个紧凑的器具。

当然本发明并不局限于上面所叙述的实施方案。例如，可以首先在影象形成器上放一个均匀的增色剂磁性层，然后把影象形成器从影象形成工位上经过。假如向一个电极通路供给一个电压，便有一个磁刷电流通过，于是增色剂颗粒便固定在介电层上了。

当电极通路和套筒之间的电路接通，磁刷便将把增色剂颗粒从介电层上吸走，通过旋转套筒，放到影象形成区中去。有一个刮除器把放出的增色剂颗粒从套筒上刮下。

一个精于本专业的人可以对这些实施方案作出各种修改，而仍属于下面的权利要求书的范围以内。

Claims (5)

1、一种用于复印机的显影装置，它包括有一个磁性辊(12，40，84)，该磁性辊有一个无磁性的导电外套筒(51，92))和在该套筒(51，92)内放置的磁铁，其特征在于，一个带有尖锐端部的软铁刀片(47，88)放置在磁性辊(12，40，84)内的两块有相同极性的磁铁(48，49；86，87)的极端之间，该刀片(47，88)的尖端部分位于无磁性外套筒(51，92)的附近。

2、如权利要求1所述之显影装置，其特征在于，套筒（51，92）的厚度在10微米到100微米之间。

3、如权利要求2所述之显影装置，其特征在于，套筒（51，92）的厚度约为50微米。

4、如权利要求1所述之显影装置，其特征在于，在套筒（51，92）的外面布置有若干与旋转轴线平行的线形凹槽。

5、如权利要求4所述之显影装置，其特征在于，凹槽的深度在5微米到10微米之间，而其宽度则在20微米到200微米之间。

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