CN1032034C - 图象形成设备 - Google Patents

Abstract

一种图象形成设备包括一个可动的载象构件、一个在载象构件上形成一个上色剂图象的图象形成装置、和在图象转印段将上色剂图象从载象构件转印到撑印材料上的图象转印装置，转印装置包括一个压靠或面朝载象装置的充电构件和一个将电压加到充电构件的装置，供电装置将一个电压加到充电构件使充电构件当载象构件上的一个图象区在转印段时受到恒压控制，而充电构件在图象区不在转印段的至少一段时间内受到恒流控制，在恒压控制期间所加的电压V2为恒流控制期间转印装置中所呈现的电压V1乘以一个大于1的系数R。

Description

图象形成设备

本发明与一种诸如电子照相复印机或静电印相机之类的图象形成设备有关，或者具体地说，与一种采用静电转印处理、带有可与载象构件接触的图象转印装置(如图象转印筒或图象转印带)的图象形成设备有关。

业已推出一种图象形成设备，这种设备具有一个载象构件和一个压靠在这载象构件上的图象转印构件，这二个构件之间形成一条可以通过承印材料的接合隙(nip)当转印构件上加有偏压时，转印构件就把上色剂图象从载象构件转印到承印材料上。

图9示出了一个这种图象形成设备的典型例子。圆柱形载象构件1(光敏构件)具有与图面相垂直的旋转轴，可以沿箭头X所示方向旋转。载象构件1的表面被由电源4供给电压的充电滚筒3均匀充电。此后，图象信息写入装置7将图象信息用激光束或通过狭缝投射到被充电的表面上，形成静电隐象。

显影装置9将静电隐象显影成上剂图象。

随着光敏构件1的转动，上色剂图象转到具有在光敏构件1和压靠在光敏构件1上的转印滚筒2(转印构件)之间所形成的接合隙的图象转印位置。承印材料P与上色剂图象同时到达转印位置。此时转印滚筒上加一个偏压，在承印材料背面提供极性与上色剂相反的电荷，于是上色剂图象就从光敏构件1转印到承印材料上。

在该图所示的设备中，光敏构件为OPC(有机光导体)光敏构件，而处理速度为23毫米/秒。充电装置是压靠在光敏构件1上随之转动的充电滚筒3。充电滚筒3上加有经直流偏置的交流电压，将光敏构件1充成负极性。转印装置是压靠在光敏构件1上随之转动的转印滚筒2。

光投射到光敏构件要接受上色剂的部分，而显影装置9利用电充到极性与光敏构件相同的上色剂进行反转显影。

图10示出了该设备的工作顺序。

这种接触式图象转印系统的图象形成设备由于不需要高压电源就成本上来说要比使用电晕放电器的常规设备优越。此外，由于不用电晕线电极，也就不会因电晕线引起污染或故障。再说也不会因高电压而产生臭氧或氮化物。因此，就能避免由于臭氧或氮化物造成光敏构件和图象质量变坏。然而，众所周知，加在转印滚筒2上的电压和流过的电流之间的关系(V-I特性)随环境条件变化非常显著。

具体些说，转印滚筒的电阻在低温度、低湿度的情况下(15℃和10％，这将称为“L/L情况”)要比在正常温度和正常湿度的情况下(23℃和64％，这将称为“N/N情况”)高几个数量级。在高温度和高湿度的情况下(32.5℃，85％，这将称为“H/H情况”)，转印滚筒的电阻要比在N/N情况下低1—2个数量级。

图11示出了V-I特性随环境条件变化的情况。

实线表示了当在转印位置没有承印纸时(例如：在第一幅图象形成的图象转印操作前光敏构件转动的印前转动期间，在图象转印后和在图象形成结束后光敏构件转动的印后转动期间，或当接连进行图象形成时相邻转印操作间的间歇期间)在L/L，N/N和H/H情况下的V-I特性。正通过转印位置的光敏构件已经被供有交流电压(峰-峰值为1400V)和叠加上-700V直流电压的充电滚筒3充电。

虚线表示了当A4号承印材料通过转印位置(其长边与承印材料运送方向平行)时在相同的温度和湿度的情况下转印滚筒2的V-I特性。

在这种设备中，经验已经证实在有承印纸期间(承印纸在转印位置)转印电流为0.5-4毫安图象转印较好。如果超过5毫安，则正电位的转印记忆将留在相当于在无承印纸期间具有充负电的OPC光敏构件的某个区域，结果使下面的图象背景模糊。

转印记忆是这样一种现象：当光敏构件(载象构件)在图象转印操作期间充电过量时，消电装置(如曝光前装置之类)就不能将电荷消除掉，因此充电过度部分的电位在下幅图象形成操作时就高，结果下幅图象背景模糊或图象密度不均匀。当光敏构件是OPC光敏构件时就会产生这种转印记忆情况。

因此，已经得出合适的转印偏压，它随环境条件而定，在H/H情况下近似为300—500V，在N/N情况下近似为400—750V，而在L/L条件下近似为1250—2000V。

如果对转印滚筒进行恒压控制，就会产生如下问题。

如果为了在N/N情况下得到合适的图象转印而将转印滚筒电压恒定地控制在500V，那未在H/H情况下或许还可能得到差不多的图象转印。然而在L/L情况下转印电流为零，图象转印就很差了。

如果将这电压选择成在L/L情况下图象转印有所改善，那未在N/N和H/H情况下流过与无承印纸部分相对应的OPC光敏构件部分的转印电流就太大，引起正向转印记忆。这样，得到的图象背景模糊。特别是在H/H的情况下，转印电流在有承印纸期间增大，因此电荷穿过承印材料，以致使光敏构件表面上充有负电的上色剂充成正极性，这样图象复印就不正常。

如果在转印滚筒上加以恒定电流控制来解决这个问题，那么就会产生下列问题。

通常这种型式的设备能够使用尺寸比最大可使用的尺寸小的承印材料。因此，在使用小尺寸的承印材料时，即使在有承印纸阶段也存在没有承印纸、光敏构件与转印滚筒直接接触部分。在上述这种设备中，如果将电流恒定地控制在1毫安，那么在转印筒直接与光敏构件接触的部分每单位面积的电流基本上等于在无承印纸期间(如印前转动期间、印后转动期间和承印纸间隔期间)提供1毫安时的单位面积的电流。因此，加在转印滚筒上的电压下降，以致与无承印纸的区域相比没有电流流过有承印纸的部分，因此图象转印不正常。

在上述情况下，通过一个沿转印滚筒轴向的长度为70毫米的信封与通过A4号承印纸情况相比，转印电压在H/H条件下减小大于200V、在N/N条件下减小小于200V、而在L/L条件下减小大致400V。流过承印材料的电流基本上为零，引起图象转印不正常。

如果希望即使对小号承印纸也能提供充分的图象转印，那么就要增大流过不存在承印纸的较为狭窄部分(如信那样尺寸的承印纸与A4号承印纸之间相差的那部分)的电流密度，然而由于转印记忆在光敏构件的表面会产生模糊的背景，污染了下一张信那样尺寸的承印纸的背面。

因此，用恒定电压控制或恒定电流控制很难便这种型式的设备在各种环境条件下对各种尺寸的承印材料都能得到良好的图象转印。

所以，本发明的一个主要目的是提供一种能在各种条件下得到稳定良好的图象的图象形成设备。

本发明的另一个目的是提供一种能在各种条件下无论承印材料的尺寸如何都能提供良好稳定的图象转印性能的图象形成设备。本发明的再一个目的是提供一种防止由于对在载象构件(如光敏构件)中图象转印记忆而引起的图象变坏的图象形成设备。

本发明的各个目的、特点和优点在下面结合附图对本发明的所推荐的具体装置进行说明以后就会更加清楚。

图1为适当采用本发明的一个图象形成设备的剖面图。

图2为说明图1设备工作顺序的时间图。

图3、11、15、16、18、19、20为转印装置在低温度和低湿度情况(L/L )、正常温度和正常湿度情况(N/N)、高温度和高湿度情况(H/H)下的V-I特性图。

图4、5、6、8、12、13、14、21为说明另外一些工作顺序的时间图。

图7示出了当载象构件上的电荷状况不同时转印装置的V-I特性图。

图9为常规的图象形成设备的剖面图。

图10为说明图9设备的工作顺序的时间图。

图17为加在转印滚筒上的电压与系数之间的关系图。

图22为在转印滚筒在恒流控制期间所检测的电压与最佳转印偏压之间的关系图。

参见图1，图中示出了一种便于应用本发明的图象形成设备。OPC光敏构件1以处理速度为23毫米/秒在箭头X方向转动。其直径为30毫米，上面充有负电荷。充电滚筒将构件1表面均匀充电到一个负电位(-700V)。这充了电的表面受由图象调制的激光光束L曝光，激光光束照射到的部分衰减到-100V，这样就形成了一个静电隐象。为了形成隐象的充电装置可以是电晕放电器不是充电滚筒3。

随着在隐象形成后光敏构件1的转动，隐象到达由-370V的显影置偏电压置偏的显影装置6。由于显影装置6的作用，充有负电的上色剂加到隐象上，这样上色剂就沉积在曝了光、电位衰减了的部分，结果通过反转显影形成了一个上色剂图象。

相对光敏构件1的表面的运动方向来说可转动的图象转印构件(导电的转印滚筒2)在显影装置6的后面，它压靠在光敏构件1上，在这二个构件之间形成了一个命名为图象转印段(转印位置)的接合隙(nip)。

当上色剂图象转到运转印段时，图象承印材料P通过传送通道7与上色剂图象同时加到转印段，由于从电源加到转印滚筒2上的正转印偏压的作用，上色剂图象就从光敏构件1的表面转印到承印材料P上。

在转印滚筒2和光敏构件1之间，可以有一个小于承印材料P的厚度的间隙。在这种情况下，转印滚筒2只有在承印材料P正通过间隙时隔着复印材料P压靠在光敏构件1上。图象转印以后，承印材料P脱离光敏构件1，传送到图象定影装置(未示出)，该装置将上色剂图象固定在承印材料上。另一方面，光敏构件1在图象转印以后由清洁装置10清洁，除去残留的上色剂，准备形成下面的图象。

转印滚筒2电气上与一个如在已授予本申请代理人的美国专利№428932中所述具有恒压控制和恒流控制(ATVC，快速复印电压控制)的电源4连接，因此，在预定时间转印滚筒2上加有一个预定电压。

当CPU(中央处理单元)8收到外部装置(如计算机)发来的印象信号时，CPU8向马达驱动电路(未示出)发出主马达驱动信号，以驱动光敏构件1，同时，还向电源4发出原始高压起动信号，使电源4向充电滚筒3加一个充电偏压，将光敏构件1的表面充到一个全黑电位VD＝-700V。在这个具体装置中，充电滚筒3上供有由上述充电形成的直流电压(-700)置偏的交流电压(峰-峰值为1400V)。

然后，CPU8启动图象信号写入装置—激光扫描器5，形成静电隐象。接着，用上色剂将隐象显影，情况如前所述。

CPU8向电源4发出图象复印起动信号，根据这个信号用电源4来执行恒压控制和恒流控制。

当电源4接到图象复印起动信号，亦即恒流转印控制(TCC)信号时，在无图象期间(此时在转印段处的光敏构件上无上色剂图象)的至少一部分时间内，也就是说在无承印纸期间(此时在转印段无承印材料)的至少一部分时间内，电源4对转印滚筒2进行恒流控制。这段时间是存在的，例如在加热定影装置的加热转印期间，在开始图象转印操作前的印前转动期间，以及在从一张承印纸通过转印段到下一张承印纸进入转印段的承印纸间隔期间。在所示设备中，流过2毫安的(正)恒定电流。在无承印纸期间内的某一时间由RAM9或电源4的电压保持电路将转印滚筒2上的电压V1存贮起来。在有图象时段(在该时段光敏构件在转印段有图象区)，亦即有承印纸时段(在该时段承印纸至少要在转印段)一开始，CPU8就向电源4发出恒压转印控制(TVC)信号，这样，转印滚筒2就受到电压为所存贮的电压V₁乘以一个系数R(R＞1)所得的恒定电压V₂的恒压控制。通过这个电压的作用，上色剂图象就从光敏构件1转印到承印纸(承印材料)上。在这种具体装置中，当存贮了电压V₁，就立刻可以进行电压为V₂的恒压控制。按照存贮动作的定时，电压V₁稍有变化，但差别并不明显。系数R(R＞1)由熟悉该技术的人按光敏筒1的转印记忆特性，转印滚筒电阻的均匀性及其它情况适当地确定。至于电压V₁，可以确定为在恒流控制期间几个采样得到的电压的平均值，也可以是一个一次采样得到的电压。

当处理速度高于前面提到的速度时，转印操作期间的转印偏压最好大一些，以获得良好的图象转印。在这种情况下，如果系数R等于或小于1，那么在恒流控制期间转印滚筒2两端出现的电压V₁就要大于在恒压控制期间的电压V₂，因此，在恒流控制期间流过转印滚筒2的电流的电平就大于必需的电平。

因此，通过将系数R限制为大干1，则在承印材料不处于转印段期间受恒流控制的流过转印滚筒2的电流就能减小，这样就减小了高压电源的负载。此外，甚至对于容易产生转印记忆的光敏构件或沿园周方向具有不均匀电阻的转印滚筒(由于不可避免的制造误差就会引起这种不均匀性)来说，也能减小在非转印(无承印纸阶段)期间流过的电流，从而防止了转印记忆。即使电阻在转印滚筒的园周方向有稍许变化，由于能够只在转印操作期间加上一个高的转印偏压，因此能为承印材料提供较大的范围。

在这种具体装置中，系数R为1.5。

图2为说明上述设备工作顺序的时间图。

参照图3，对这种具体装置的设备在各种条件下的情况给以说明。图3示出了与图11中的转印滚筒2相同的V-I特性。

在转印滚筒是用导电材料(钢)和加在上面的厚度为5毫米的EPDM制成、直径为16.6毫米的情况下，得到图3的V-I特性。转印滚筒的电阻在L/L情况下为10⁸—10⁹欧姆，在N/N情况下为10⁷—10⁸欧姆，在H/H情况下为10⁶—10⁷欧姆。如果转印滚筒的材料性质不同，V-I特性可能不一样。

在H/H的环境条件下，在无承印纸期间(在不进行图象转印操作时)电源4对转印滚筒2实行电流为2毫安的恒流控制。此时，加在转印滚筒上的电压为250伏。这个电压由电压保持电路作为电压V₁存贮起来。在有承印纸期间，转印滚筒受到电压为V₁乘上1.5所得到的电压V₂(＝375伏)的恒压控制。这样，就能对各种承印材料的尺寸提供1毫安的转印电流，如图3所示，因此图象转印操作令人满意。

在恒流控制期间(此时在转印段无承印材料)，只流过比5毫安小的2毫安电流，即使考虑到转印滚筒园周上电阻的变化，也不会产生由于纯粹的转印记记而引起的背景模糊。此外，由于充电而引起的光敏筒1的污染小，因此光敏筒的使用寿命就长。还有，对于大尺寸承印纸经过而小尺寸承印纸不经过的那部分光敏筒(亦即相应于大尺寸承印纸与小尺寸承印纸间相差的那部分)，通过合适地选择系数R就能防止电流密度超过5毫安，因此在光敏构件中不会剩余转印记忆。

对于其它环境条件(即N/N条件、L/L条件)情况与上相同。

在N/N环境条件下，在无承印纸期间转印滚筒2受到电流为2毫安的恒流控制。此时，加在转印滚筒2上的电压近似为400伏。这个电压存贮起来，在紧接着的有承印纸期间，转印滚筒2受到电压为600伏(＝1.5×400伏)的恒压控制。这样，在有承印纸期间，转印电流近似为1.3毫安，因此能够保证良好的图象转印。

在L/L条件下，如果在无承印纸期间实施与上述情况相同的恒流控制，则加在转印滚筒2上的电压为1300伏，因此在有承印纸期间对转印滚筒2施以电压为1950伏的恒压控制。此时，通过转印滚筒2的转印电流近似为1.8毫安，从而能完成良好的图象转印。如果在有承印纸期间以系数R＝1对转印滚筒实施1950伏的恒压控制，则在无承印纸期间的恒定电流一定不小于5毫安。因此，在这种情况下就会产生由于转印记忆而引起的背景模糊。

如上所述，按照本发明，无论环境条件和承印材料的尺寸如何总能保证良好的图象转印操作，如同上面提到的美国专利申请(ATVC控制)说明的发明一样。此外，在恒流控制期间(此时承印材料不在转印段)，电流明显小于由于转印记忆产生模糊背景的电流，因此即使诸如光敏构件或转印滚筒的电阻之类的电特性有所变化，也不会产生由于转印记忆而引起的背景模糊，这样就能保持图象的质量。再者，在恒流控制期间只有小电流流过，因此，由于光敏构件的充电而引起的污染很小，这就能增加光敏筒的使用寿命。

此外，通过正确选择系数R能扩展使用光敏构件和转印滚筒的范围，因此，甚至对于处理速度高的设备也能减小高压的负载。例如，甚至对于处理速度为上面提到的具体装置10倍达到230毫米/秒的高速设备，例如，如果系数R为1，则在有承印纸期间要求40毫安的转印电流的情况下在转承段无承印材料期间需要40毫安的恒定电流。然而，如果选择系数R为1.5，则在无承印材料期间对于上述具体装置能够使用远小于引起转印记忆的50毫安的20毫安恒定电流。

图4示出了在另一个具体装置中的工作顺序。

在这个具体装置中，当将要复印一页时，就实行在上述具体装置所说明的ATVC控制。然而，当接到一个图象起动信号而要将这些图象连接复印到几张承印材料上去的时候，对于这三张承印材料的每一张都要执行恒流控制，如图4所示，将电压V₁贮存起来。在不执行恒流控制的承印纸间隔期间，进行电压值为V₁的恒压控制。

已经确认在上述具体装置中在各种条件下都能提供良好的图象。

对于三张承印纸的每一张的恒流控制不限于本发明。

图5示出了另一种具体装置，其中按本发明的ATVC控制结合进一种图象形成设备。在这种设备中，按照与图象信息相应的图象信号在载像构件上形成隐象之类，如激光束打印机、LED打印机、LSC打印机等。

在这种具体装置中，如果在输入来自CPU8的复印信号后的一段时间(图中为X)内又复印信号进入，则维持由ATVC控制在前复印信号期间所保持的电压，这个恒压控制影响到以后复印的图象输出。在这种方式下，当输入复印信号时，这个发明的ATVC并不对这个新信号作出响应，而是继续对第一个信号作出响应进行恒压控制。

当在时间间期X内没有产生下一个复印信号时，在下一个信号输入时就执行本发明的ATVC控制。

采用这种结构能够提供与在前面所述相同的优点。当在一次作业期间环境条件不变，因此V-I特性也不变的时候，这种结构就特别优越。仅在印前转动期间(在载象构件上形成图象前载象构件转动阶段)ATVC控制才受到影响。

图6为又一种具体装置，其中这个发明的ATVC控制结合到一种复印机中。

在这种情况下，当设备在用压复印按钮输入图象形成起动信号后进行印前转动时，进行按这个发明的ATVC控制，此后在顺序复印操作期间进行恒压控制。该图示出了在进行了三次复印后的控制状态。

在上述的状态中，当转印滚筒2受到恒流控制时光敏构件的处于转印段的那个区域已经被加有交流和直流电压的充电滚筒3充电。然而，通过停止向充电滚筒3加上这个电压可以不给光敏构件的这类区域充电。

参照图7，来说明这种情况。

图7中的实践表示在通过停止向充电滚筒3加交流和直流电压使光敏构件的这个区域没有充电以及当光敏构件的这个未充电区正通过转印段时在转印段没有承印材料的情况下转印滚筒2的V-I特性。虚线和点划线表示在通过在充电滚筒3上加交流和直流电压成分使光敏构件上这个区域充电以及当该充电区域正通过转印段时在转印段分别有或没有承印材料的情况下转印滚筒2的V-I特性。

这里，转印滚筒2与在前面所述的具体装置中使用的转印滚筒相同。图7示出了在L/L条件下转印滚筒2的V-I特性。与前面所述的具体装置类似，充电滚筒和转印滚筒的充电特性是相反的。

由图7可见，如果所加的电压相同，在充电滚筒3上不加交流和直流电压成分的情况下的转印电流要小于在充电滚筒上加交流和直流电压成分的情况下的转印电流。其原因是转印电流取决于光敏构件表面与加有该电压的转印滚筒的芯金属之间的电位差。

在图7中，如果在承印纸的间隔期间实施与图2中相同的恒流控制，则当在充电滚筒3上加交流和直流电压时，电压V₁″为1300伏。电压V₂″为1950伏(1.5×1300)。当充电滚筒3上既不加交流电压又不加直流电压时，电压V₁为1650V，而电压V₂为1980伏(1.2×1650)，这与以上电压V₂″接近。因此，本发明具有与在前述具体装置中相似的有利效能。此外，可以将系数R减小。在这种具体装置中设备的工作顺序于图8。与前面的具体装置相比，在对光敏构件的非图象区不进行充电的状况下，不加显影偏压，使这类区域不显影。

在这种具体装置中，至少在转印段无承印材料一期间的一部分时间内可以实现对转印滚筒的恒流控制。

另一方面，当按图2中所示的定时情况，在承印材料的前边缘和后边缘切换转印滚筒的恒流控制和转印滚筒的恒压控制时会产生下列问题。

在大规模生产系统中生产出来的机器中，很难保证承印材料的前边缘(图2中的A)与从恒流控制转到恒压控制(V₂)的时间(S1，图2)一致、承印材料的后边缘(B、图2)与从恒压控制(V₂)到恒流控制的转换点(S2，图2)一致。

如果点S1是在点A的前面(图2中的左边)而点S2在点B的后面(图2中的右边)，则在有承印纸期间要加的电压V₂在无承印纸期间作为恒定电压加到承印材料上。因此，光敏构件不通过承印材料直接过量充电。光敏构件的过量充电造成电荷存贮在光敏构件上，而且这电荷还不容易放掉。当重复使用光敏构件时，在下面图象形成中有电荷存贮的区域处就会产生图象不均匀。当使用具有上述充电极性的OPC光敏构件、进行反转显影和加在转印滚筒上的置偏电压的极性与这充电极性相反时，这种现象特别明显。

另一方面，当点S1在点A的后面，或者当点S2是在点B的前面时，在有承印纸期间就进行恒流控制。因此，计划的结构遭到拢乱，造成电压V₁过高，从而电压V₂也过高，结果就不能实现正确的图象转印操作。

考虑到上述情况，用如下方式来进行对转印滚筒的恒流控制和恒压控制之间的转换。在下述说明中，与前述具体装置相同的部分不再说明。

与前面的具体装置类似，电源4在转印段无承印材料期间接收到来自CPU8的TCC控制信号，当承印材料送到转印段时转印滚筒2受到恒流控制(2毫安)，在第一张承印材料前边缘的前面5毫米点(无承印材料区)电源4收到第一恒压控制的TVC(1)信号，此时停止恒流控制，以在恒流控制期间所产生并存贮的电压V₁对转印滚筒进行恒压控制。

通过在转印段前的承印纸传送通道中安装一个检测承印材料的传感器11(如图1所示)和从传感器11向CPU8发送信号的方法能够得到这个定时。传感器11能够检测承印材料的前边缘和后边缘，并向CPU8提供检测到的信号。当第一张承印材料的前边缘通过转印段达5毫米时(有承印材料阶段)，电源4收到一个进行第二恒压控制的TVC(2)信号，以将所存贮的电压V₁乘以系数R(R＞1)所得到的电压V₂对转印滚筒2进行恒压控制。在这个具体装置中系数R为1.5。然后，当第一张承印材料离其后边缘还有5毫米的位置通过转印段时，电源4收到TVC(1)信号，又以所存贮的电压V₁进行恒压控制。当第一张承印材料后边缘后面5毫米的点通过转印段时(无承印材料阶段)，电源4再一次收到TCC信号，重新进行2毫安的恒流控制。此后，对第二张及以后各张承印纸都重复上述工作顺序。在这个具体装置中的工作顺序和加在转印滚筒上的偏压如图12所示。

在这个具体装置中，在承印材料的前、后边缘处于转印段的临界区域中始终进行电压值为V₁(在恒流控制时产生的电压值)的恒压控制，而在对承印材料真正进行图象转印操作的区域，也就是承印材料前边缘后面5毫米的那点到后边缘前面5毫米的那点之间的区域，进行电压为V₂(等于电压V₁乘以系数R(＝1.5))的恒压控制。在无承印材料期间，不会加上高于恒流控制期间的电压V₁的电压。

因此，在承印材料的整个区域中图象转印良好，并且在无承印材料期间光敏筒1不会直接过量充电，从而可以防止由于过量充电而引起的充电记忆或污染。对于批量生产来说用来控制加到转印滚筒上的偏压的顺序操作是比较容易的。这里，充电记忆是这样一种现象：当光敏筒(载象构件)过量充电时，这些电荷不能用曝光前进行一些处理来消除掉，结果造成过量充电部分的电位在下面图象形成时比较高，这样使下面的图象密度变得不均匀。

在上面的具体装置中，在紧接承印材料的前边缘或后边缘的临界区域中，恒压控制的电压为V₁，这是在恒流控制期间的电压，但是，这电压并不限于为V₁，也可以是一个低于电压V₁的电压。例如，选为0伏，也就是说不加偏压。在这情况下的工作顺序和加在转印滚筒的电压示于图13。

另一方面，在即使在临界区加在转印滚筒上的偏压高于在恒流控制期间的电压V₁、光敏筒上也不会产生由于图象转印而引起充电记忆的情况下，在临界区加在转印滚筒上的偏压可以是V₃，V₃等于V₁乘以1.2，而图象转印期间的偏压为V₂，V₂等于V₁乘以1.5 。这种情况也就是在无承印材料期间加上的偏压为V₂时会发生充电记忆，但偏压如果是V₃的话就不会发生充电记忆。在这种情况下的工作顺序和加在转印滚筒上的偏压示于图14。根据这个例子，在处理速度(光敏筒旋转速度)高的图象形成设备中，当电压从V₁上升到V₂的时间不可忽略时紧接承印材料前、后边缘的临界区就大大增长，通过将在临界区的电压V₃选择在电压V₁和V₂之间就可得到较好的电压切换响应。

在上面的例子中，临界区分别为前边缘前面5毫米和后边缘后面5毫米。长度并不限于这个数值。如果提高承印材料前、后边缘位置检测精度，这长度就可以缩短。

下面将说明本发明的又一个具体装置。为简单起见，略去了与前面的具体装置相同部分的说明。

在这个具体装置中，当在转印段无承印材料时(诸如当加热定象装置时，当复印操作起动前载象构件印前转动时，以及当在连续供出的承印材料之间无承印材料时)，电源4对转印滚筒2进行恒流控制。此时转印滚筒2上的电压存贮起来，并且停止恒流控制。在有承印材料期间，即当在转印段有承印材料时，将所存贮的电压乘以系数R(R＞1)所得到的电压恒定地加到转印滚筒2上(恒压控制)。在这个具体装置中，转印滚筒的电性质与上面的一些具体装置中转印滚筒的电性质不同。

图15示出了不同环境条件下加到转印滚筒上的电压与流过该滚筒的电流之间的关系(V-I特性)。首先将说明N/N的情况。在无承印材料期间，光敏构件的电位V_D为-600伏。在恒流控制期间的恒定电流为2毫安。加在滚筒2上的电压近似为1500伏。转印一个全黑图象所需的电流在电压近似为1500伏时大约为0.5毫安。然而，为了输出这个稳定的全黑图象就需要大约1毫安的转印电流。因此，将所存贮的电压(近似为1500伏)乘以1.2，而将这乘过以后的电压(1800伏)加到转印滚筒上，以便提供1毫安的全黑转印电流。通过用这种方式控制转印滚筒的电压和电流，转印滚筒上的电压在有承印纸期间被恒压控制到大约1800伏。此时，全黑转印电流按近1毫安，以此能完成良好的图象转印操作。

这是使用A4号承印材料的情况。即使承印材料的尺寸较小，由于进行了恒压控制，也能提供相同的有利效能。

现在讨论在不同的环境条件下(即在H/H、L/L条件下)的情况。

当转印滚筒是在上述情况(N/N条件)下所用的同一个滚筒时，在H/H条件下如果在无承印纸期间流过转印滚筒的电流为2毫安(恒流控制)，则加在转印滚筒上的电压大致为1250伏。该电压存贮起来，用将所存贮的电压乘以1.1所得到的大致为1375伏进行恒压控制。这样，对于全黑图象在有承印纸期间有1毫安的电流流过转印滚筒。

在L/L条件下，如果在无承印纸期间对转印滚筒进行电流为2毫安的恒流控制，则在有承印纸期间所加的电压近似为2300伏。通过进行电压为该电压乘以1.3(近似为3000伏)的恒压控制，在全黑图象转印期间电流为1毫安。

以这种方式，通过在无承印材料期间对转印滚筒进行恒流控制，通过得到转印滚筒上的电压，就能得到取决于环境条件的转印特性。这样，为了在有承印材料期间，在实际图象转印操作期间在转印滚筒上加上合适的转印偏压，将以上电压存贮起来，并且按照环境条件的不同将该电压乘以一个不同的系数(例如：在H/H条件下乘以1.1，在N/N条件下乘以1.2，而在L/L条件下则乘以1.3)。在图象转印操作期间将所得出的电压加到转印滚筒上，就得到足够的转印电流，不会产生不正确的图象转印。这对于在转印滚筒中补偿环境条件变化十分有效。

至少在转印段没有承印材料期间的一部分时间内要对转印滚筒进行恒流控制。

在这个具体装置中，在有承印纸期间恒压控制所给出的恒定电压是通过将所存贮的在无承印纸期间(即恒流控制期间)转印滚筒上的电压乘以一个系数来提供的。这个系数根据转印滚筒的V-I特性确定，不一定就是在H/H条件下为1.1、在N/N条件下为1.2、在L/L条件下为1.3。

图16示出了当转印滚筒的电阻低于前面具体装置中所使用的转印滚筒的电阻时的V-I特性。在这种情况下，合适的系数在H/H条件下为1.05、在N/N条件下为1.1、而在L/L条件下则为1.2。将会理解，转印滚筒的电阻不同，这些合适的系数也不同。

在前面的具体装置中，为了用某种方法检测环境条件，以便在有承印纸期间根据环境条件将一个合适的电压加到转印滚筒上，必须确定要乘的系数。因此，一种方法是利用电压检测。在无承印材料期间转印滚筒受到电源4的恒流控制，而电源4的电压被存贮起来。检测这个电压，并且用可变电阻之类对每个检测到的电压确定系数。根据图中所示的特性也就是存贮电压与预先准备的系数之间的关系来确定这些系数，如图17所示。主要由于湿度的影响使得转印滚筒的电阻随环境条件不同而有所变化。因此，能够提供一个合适的转印电压，以便根据所存贮的电压确定在各种湿度条件下的系数。

在这个例子中，在恒流控制(无承印纸)期间所存贮的电压与图17中各个系数相对应。另一种有效的方法是将所存贮的电压分成一定的组，对于一个所划分的区域内的各个电压选择相同的系数。例如，参照图18，在2毫安的恒流控制期间所存贮的电压大致为3000伏，而转印基本上占满承印材料表面的上色剂图象所需的转印电流近似为1毫安。在这种情况下，例如可以这样：如果所存贮的电压不小于预定电压(图18中为3000伏)则系数为1，否则系数为R(图18中系数R大于1)，这样，将上色剂转印到基本上是承印材料的整个表面上所需要的转印电流不会小于1毫安(小于1毫安转印不正常)。因此，在这种情况下，所存贮的电压分成二个区，即不小于3000伏和小于3000伏，在前一区域内系数为1，而在后一区内系数为R。

在所有上面列出的具体装置中，都是在转印段没有承印材料时对转印滚筒进行恒流控制，而且都是根据在恒流控制期间的电压来确定系数。然而，也可以在转印段无承印材料期间对转印滚筒进行恒压控制，根据在恒压控制期间所检测到的电流来确定系数。

下面将来说明一个这样的例子。

参照图11，在无承印材料期间转印滚筒受到1500伏的恒压控制。流过转印滚筒的电流在H/H条件下为2.8毫安、在N/N条件下为1.8毫安、在L/L条件下为0.8毫安。这些电流被检测出来，根据所检测的电流来确定要与1500伏相乘的系数。在图19的例子中，这系数在H/H条件下为0.9(1350伏)、在N/N条件下为1.2(1800伏)、在L/L条件下为2.0(3000伏)。在有承印材料期间对转印滚筒进行电压为乘以一个系数所得到的电压的恒压控制，当要转印全黑图象时转印电流近似为1毫安。与图18的情况类似，系数可以根据将检测电流划分成各个区域来确定。

在如图15和16中所示的具体装置中，加在转印滚筒上的电压与流过这滚筒的电流之间的关系，也就是转印滚筒的V-I特性，随着湿度和温度的增大变陡。因此，系数最好随着在无承印材料期间检测到的电压或电流的增大而增大。

在前面说明工作顺序的图中，没有示出光敏构件的运动时间。因此，即使激光曝光定时和转印滚筒加压定时相同，这也意味着当光敏构件上开始激光曝光的部分到达转印段时才开始对转印滚筒加电压。

现在来说明本发明的又一个具体装置。在这个具体装置中，光敏构件的处理速度为92毫米/秒。转印滚筒2由一根直径为8毫米的芯金属和含有其中漫布碳粉的EPDM的中等电阻物质组成，这种体电阻率为10⁷—10¹⁰欧姆·厘米、硬度为25—30度(Asker C硬度)的物质加到芯金属上，使得外周直径为20毫米。

这种转印滚筒易受环境湿度的影响。具体地说，当将长度为220毫米的转印滚筒压靠到一块导电金属平板上形成一条宽度为2毫米的接合隙(nip)，然后在平板与转印滚筒之间加上1KV的电压来测量电阻。电阻在L/L条件下近似为10⁹欧姆，在N/N条件下近似为4×10⁸欧姆，在H/H条件下近似为5×10⁷欧姆。这已经由实验证实。

在印前转动期间和连续复印时的承印材料之间的间隔期间，与充电筒3极性相同的电压加到转印滚筒2上，可以得到在这个时候流过转印滚筒的电流。从这个电流可以预计在这种条件下的转印滚筒的电阻。据此，在下一张承印纸通过期间加上合适的偏压。

图20示出了对于载象构件1和转印滚筒2的电流与电压之间的关系。在这张图中，A、B和C分别表示在L/L条件下、在N/N条件下和在H/H条件下图象转印良好的区域。

当转印滚筒上供有负压时电流小的原因是承印材料已经充到负极性(一般为-600伏)，并且光敏构件和转印滚筒都有轻微的整流特性。

在图21中，将偏压加到转印滚筒2上的偏压提供装置16包括正恒压源17、负恒流源18、确定恒流控制的电流电平和检测电源18电压、确定恒压源17电压的控制器19、以及电源转换开关20。

在这个具体装置中，在无承印纸期间，亦即在转印段没有承印材料时，转印滚筒受到电流为-10毫安的恒流控制。

从图20可以理解在这时候加在转印滚筒上的电压在-3.5千伏—-2千伏之间变化。在这种情况下，适宜图象转印的电压在图20中示为正电压区打阴影的区域，根据不同的环境条件在+3.7—+1.7千伏之间变动。

这在图22中用实线D示出。在这幅图中，横坐标表示直流电源18的输出电压V_T1(负电压)，而纵坐标表示最佳转印电压V_T2(从输出电压估计出来的正电压)。

虚线E与实线D近似。利用虚线E控制器19根据恒流源18的输出电压V_T1通过式V_T2＝-α×V_T1(α为大于1的常数)很容易确定由恒压源17供出的电压。

在无承印材料期间对转印滚筒进行电流为-10毫安的恒流控制的这段时间内检测电压V_T1。检测到此时的电压V_T1，就可以根据V_T1求得电压V_T2，而在下面实际的转印操作期间，亦即有承印材料期间加上这电压V_T2。

如由图20可见，最佳转印偏压电平主要随环境条件的变化而变化，但电流i_T却集中在20毫安附近。换句话说，用来确定最佳转印偏压的参量可以说是电流。

在这个具体装置中，与前面的具体装置相比，由于在无承印纸期间流过转印滚筒的是极性与充电器的充电极性相同的负电流，因此不会出现转印记忆情况。

特别在激光束印相机中，有用的是在承印纸间隔期间进行APC控制，以便提供恒定的激光曝光的曝光量。在这种情况下，光敏构件与一部分承印纸间隔相对应的部分对激光光束曝光，这样，电位就因此衰减到右部电位，即近似为-100伏。如果这部分被转印滚筒正向充电，则与在没有曝光的黑电位部分(近似为-600伏)相比较为容易产生转印记忆。因此，诸如背景模糊或在半色调区域图像过深之类的图象质量变坏就会产生。然而，按照这个具体装置这可以避免。

当然，甚至当不进行APC控制时提供防止转印记忆的效能。

通过将极性与在转印操作期间所加的极性相反(亦即与上色粉充电极性相同)的电压加到转印滚筒上，就会产生将上色剂从转印滚筒表面返回到光电构件的力。也就是说提供了清洁转印滚筒的效能。

这个具体装置可以与前面的一些具体装置结合起来。具体些说，这个具体装置的工作顺序构成如图2、4、5、6、8或12-14所示。

在以上的说明中，用来进行图象转印操作的可转构件呈现为滚筒形状，但也可以是带状的。显影操作也不限于反转显影操作，可以是正规显影：光敏构件的未曝光从而具有高电位的部分接受被充到极性与光敏构件充电极性相反的上色剂。在这个情况下可以提供相同的优点。

然而，在反转显影的情况下，由于光敏构件的充电极性和转印偏压极性互相相反，比较容易产生由于转印偏压而引起的充电记忆，因此本发明更为有效。

如前所述，按照本发明，图象形成设备有一个载象构件和一个图象转印装置，转印装置面朝载象构件或压靠在载象构件上。在这种设备中无论环境条件和承印材料的尺寸如何始终能稳定地进行良好的图象转印操作，因此可以提供高质量的图象。

参照在此揭示的结构已对本发明作了说明，然而本发明并不限于所列的这些内容。本申请就是要保护诸如属于改进或下列权利要求范围内的各种变动和修改的权益。

Claims (45)

1.一种图像形成设备，其特征在于包括：

一个可动的载象构件(1)；

在所述载象构件(1)上形成一个上色剂图象的图象形成装置(3、5、6)；

在图象转印段将上色剂图象从所述载象构件转印到一种承印材料(P)上的图象转印装置(2、4)，所述转印装置(2、4)包括一个压靠或面朝所述载象构件(1)的充电构件(2)和将一个电压施加到这充电构件的装置(4、16)，所述的电压施加装置(4、16)将一个电压施加到所述充电构件(2)，使得该充电构件(2)在所述载象构件(1)的一个图象区处于转印段时受到恒压控制，而在该图象区不处于转印段之前的至少一段时间内受到恒流控制，

其中在恒压控制期间施加到充电构件上的电压V2等于在恒流控制期间出现在所述充电构件上的电压V1乘以一个大于1的系数R。

2.根据权利要求1的设备，其特征在于，所述图象区为所述载象构件(1)上形成上色剂图象的那个区域。

3.根据权利要求1的设备，其特征在于，所述图象区为所述载象构件(1)的与承印材料接触的那个区域。

4.根据权利要求1的设备，其特征在于，所述图象形成装置(3、5、6)包括在所述载象构件(1)上形成一个隐象的隐象形成装置(3、5)和用上色剂将隐象显影的显影装置(6)。

5.根据权利要求1的设备，其特征在于，直到所述载象构件(1)上预定个数的图象区通过转印段为止一直进行电压为不变电压V2的恒压控制。

6.根据权利要求1的设备，其特征在于，当所述载象构件(1)上预定个数的紧接图象区后的无图象区通过转印段时进行电压为V1的恒压控制。

7.根据权利要求1的设备，其特征在于，所述充电构件(2)是能与所述载象构件(1)接触的。

8.根据权利要求1或7的设备，其特征在于，所述充电构件(2)是一个可转动构件。

9.根据权利要求8的设备，其特征在于，所述充电构件(2)具有滚筒形状。

10.根据权利要求1的设备，其特征在于，当承印材料(P)不在转印段时进行恒流控制。

11.根据权利要求4的设备，其特征在于，所述载象构件(1)是一个光敏构件，所述隐象形成装置(3、5)包括对该光敏构件充电的充电装置(3)和将由该充电装置(3)充了电的光敏构件根据图象信息进行曝光的曝光装置(5)。

12.根据权利要求11的设备，其特征在于，所述光敏构件是一个OPC光敏构件。

13.根据权利要求11或12的设备，其特征在于，由所述电压施加装置(4、16)在恒压控制期间所提供的电压具有与隐象的电荷极性相反的极性。

14.根据权利要求11或12的设备，其特征在于，由所述电压施加装置(4、16)在恒流控制期间所提供的电压具有与隐象的电荷极性相反的极性。

15.根据权利要求13的设备，其特征在于，由电压施加装置(4、16)在恒流控制期间所供出的电压具有与隐象的电荷极性相反的极性。

16.根据权利要求11的设备，其特征在于，所述曝光装置(5)将光敏构件用按照相应于图象信息的图象信号调制的激光光束进行曝光。

17.根据权利要求14的设备，其特征在于，当进行恒流控制时所述载象构件(1)在转印段的区域已经由所述充电装置(3)充好电。

18.根据权利要求1的设备，其特征在于，从产生一个图象形成开始信号起，以及从在第一次提到产生该图象形成开始信号后的一段预定的时间内产生另一个图象形成开始信号起对充电构件(2)执行电压为V₂的恒压控制，当所述载象构件(1)的图象区在转印段时对充电构件(2)进行电为V₂的恒压控制。

19.根据权利要求18的设备，其特征在于，当在所述那段预定时间过去后产生所述另一个图象形成信号时才进行恒流控制。

20.根据权利要求5的设备，其特征在于，当所述载象构件(1)上预定个数的图象区通过转印段时才进行恒流控制。

21.根据权利要求1的设备，其特征在于，每当所述载象构件(1)上图象区后的无图象区通过转印段时都要进行恒流控制。

22.根据权利要求1的设备，其特征在于，当在有承印材料区和无承印材料区之间的临界区通过转印段时，所述电压施加装置(4、6)提供电压，使得所述充电构件(2)受到电压低于电压V₂的恒压控制。

23.根据权利要求22的设备，其特征在于，对于临界区，所述电压施加装置(4、16)提供一个电压，以便进行电压不低于电压V₁而低于电压V₂的恒压控制。

24.根据权利要求1的设备，其特征在于，系数R根据电压V₁确定。

25.根据权利要求24的设备，其特征在于，所述系数随电压V₁曾大。

26.一种图象形成设备，其特征在于，该设备包括：

一个可动的载象构件(1)；

在所述载象构件(1)充电的充电装置(3)；

利用充电装置在所述载象构件(1)上形成一个上色剂图象的图象形成装置(3、5、6)；

将上色剂图象从所述载象构件(1)在转印段转印到一种承印材料上的转印装置(2、4)，所述转印装置(2、4)包括一个压靠或面朝所述载象构件(1)的充电构件(2)和将一个电压施加到所述充电构件的装置(4、16)，所述电压施加装置(4、16)当所述载象构件(1)上的一个图象区在转印段时恒压控制所述充电构件(2)，在图象区不在转印段之前的至少一段时间内，所述电压施加装置(4、16)将一个极性与所述充电装置(3)的充电极性相同的电压加到所述充电构件(2)上，恒压控制期间要施加的恒定电压的电平在所述电压施加装置(4、16)将极性与所述充电装置(3)的充电极性相同的电压加到所述充电构件(2)时确定。

27.根据权利要求26的设备，其特征在于，所述图象区为所述载象构件(1)上形成上色剂图象的那个区域。

28.根据权利要求27的设备，其特征在于，所述图象区为所述载象构件(1)的与承印材料接触的那个区域。

29.根据权利要求26的设备，其特征在于，所述图象形成装置(3、5、6)包括在载象构件(1)上形成一个隐象的隐象形成装置(3、5)和用上色剂将隐象显影的显影装置(6)。

30.根据权利要求26的设备，其特征在于，直到所述载象构件(1)上预定个数的图象区通过转印段为止一直进行电压为不变电压V₂的恒压控制。

31.根据权利要求26的设备，其特征在于，所述充电构件(2)是能与所述载象构件(1)接触的。

32.根据权利要求26或31的设备，其特征在于，所述充电构件(2)是一个可转动构件。

33.根据权利要求32的设备，其特征在于，所述充电构件(2)具有滚筒形状。

34.根据权利要求26的设备，其特征在于，由所述电压施加装置向充电构件施加与所述充电的充电极性相同的电压时承印材料不在转印段内。

35.根据权利要求26的设备，其特征在于，所述载象构件(1)是一个光敏构件，而所述设备还包括将由所述充电装置(3)充电的光每构件按照图象信处进行曝光的图象曝光装置(5)。

36.根据权利要求35的设备，其特征在于，所述光敏构件是一个OPC光敏构件。

37.根据权利要求35或36的设备，其特征在于，电压施加装置(4、16)在恒压控制期间所提供的电压具有与所述充电装置充电极性的电荷极性相反的极性。

38.根据权利要求35的设备，其特征在于，所述曝光装置(5)将该光敏构件用按照与图象信息相应的图象信号调制的激光光束曝光。

39.根据权利要求26的设备，其特征在于，恒压电平在恒压控制中保持与某一时刻产生一个图象形成开始信号时和在上述的某一时刻之后的一段预定时间内产生另一个图象形成信号时的电平相同。

40.根据权利要求39的设备，其特征在于，当在所述那段所预定时间过去后产生另一个图象形成信号时才确定恒压控制的电压。

41.根据权利要求30的设备，其特征在于，当所述载象构件(1)上预定个数的图象区通过转印段时才确定恒压控制的电压。

42.根据权利要求26的设备，其特征在于，每次所述载象构件(1)上紧接图象区的无图象区通过转印段时都要确定恒压控制的电压。

43.根据权利要求26的设备，其特征在于，当所述电压施加装置(4、16)将极性与所述充电装置(3)的充电极性相反的电压加到所述充电构件(2)时，所述电压施加装置(4、16)恒压控制所述充电构件(2)。

44.根据权利要求43的设备，其特征在于，恒定电压的电平根据一个在恒流控制期间所述充电构件(2)上的电压确定。

45.根据权利要求1或43所述的设备，其特征在于，所述的充电构件(2)受到上述电压施加装置(4、16)的恒流控制，一个预定的电流从上述充电构件(2)流到上述的载象构件(1)。

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