CN1076491C - 具有改进显影过程的电照像成象设备 - Google Patents

Abstract

一种图象形成设备，其电子照像过程包括在感光鼓上执行均匀充电、曝光、显影和转印的步骤，驱动感光鼓便在记录媒体上形成图象。该设备包括放电单元，给感光鼓放电；放电控制单元，在感光鼓停止前，控制放电单元，以便从感光鼓放电的位置起，在预定宽度区域内，获得电位分布；停止控制单元，在显影位置进入电位分布区域时，执行停止感光鼓的操作；偏压控制单元，在显影位置进入电位分布区域时，在显影步骤中用来关闭显影偏压。

Description

具有改进显影过程的电照像成像设备

本发明通常涉及图像形成设备如印刷机和复印机等，按照电子照像方法形成图像的，特别是，用电子照像方法，形成图像的图像形成设备，它甚至在转印步骤之后，在感光物体上不必用清洁器消除残留的显影剂。

近年来，在用电子照像方法形成图像的图像形成设备(下文这样的设备称为电子照像设备)，为了减少生产成本和小型化，有一种类型，它在转印步骤之后，没有消除在感光鼓上残留的调色剂的清洁器单元(下文称作无清洁器类型)。这种无清洁器型的电子照像设备具有以下优点：

①不需要倾倒调色剂的机械装置。

②不需要存储倾倒调色剂的空间。

③所有调色剂都用于形成图像，节约了材料。

④没有调色剂被倾倒，这样无环境问题产生。

参照图1，充电单元2，光学单元3，显影单元4和转印单元5被安排在感光鼓1周围，这样就可以在感光鼓上执行电子照像处理过程。定影剂单元8被安排在图像形成后，馈送记录纸的通路上。在转印单元5和充电单元2之间提供了扩散滚9，以便与感光鼓1接触。

在具有上述结构的电子照像设备中，充电单元2给转动的感光鼓的表面均匀的充电。然后，光学单元3按照图像数据表现图象图样，对已被均匀充电的感光鼓1曝光。在感光鼓1上由光学单元3曝光的区域的电压值(绝对值)降低了，这样在感光鼓上形成了静电潜像。静电潜像由显影单元4显影。也就是说，当在旋转的感光鼓1上形成的静电潜像过程，显影单元4对着感光鼓1的显影位置时，显影单元4中的带有电荷的调色剂贴到静电潜像上去，这样，在感光鼓1上形成了对应于静电潜像的有色图像。纸张P被送到转印单元5对着感光鼓1的转换位置。转印单元5使纸P带上与调色剂相反的电荷，这样，有色图象就可以从感光鼓上，静电转换到纸P上了。当形成有色图像的纸P通过定影单元8时，通过定影单元8提供的热和压力，有色图象被固定在纸P上。

在有色图象被转印到纸P上后，在感光鼓上留有少量的调色剂(残余调色剂)。剩留的调色剂由扩散滚子9扩散，以便在感光鼓1上均匀分布。在这之后，这一状态使感光鼓1均匀充电的充电步骤和对已充电的感光鼓1曝光的曝光步骤继续进行。在收集剩余调色剂的同时，显影单元4对静电潜像显影。

现在，给出在电子照像过程中，显影步骤的详细描述。

充电单元2均匀地给感光鼓1涂上电荷，以便使感光鼓1的表面电位在-500伏到-1000伏之间。在曝光的步骤中，在带电的感光鼓1上的曝光区域的电位被减少到-50伏到到-100伏的范围，以便使静电潜像形成。在显影步骤中，在表面电位和曝光(在静电潜像)的区域之间建立显影偏压(例如-400伏)，被用在显影单元4的显影滚子上。贴着显影滚子的调色剂带上负电位电荷。由于显影偏压和静电潜像的电位之间的差形成的电场，带电的调色剂贴到静电潜像上，就在感光鼓1上形成有色图象。由于表面电位和显影偏压之间的差形成的电场，而显影静电潜像时，被扩散滚子9均匀地分布在感光鼓1上的剩余调色剂，由显影单元4收集(在使用磁性调色剂时，磁力作用在剩余的调色剂上)。

在曝光步骤中，分布的剩余调色剂使其不能起过滤器的作用。另外，由于把剩余调色剂分散开，单位面积的剩余调色剂量减少了，显影单元很容易收集剩余调色剂。

另外，扩散滚子还可具有对感光鼓1放电的功能。在这种情况下，扩散电压加到扩散滚子9上。由于扩散电压，在转印步骤中感光鼓1获得的电荷被丢掉了。这样，使剩余的调色剂可以被显影单元4更有效地收集。

在如上所述的小型化的无清洁型的电子照像设备(印刷机或复印机)，感光鼓1、显影单元4和扩散滚子9由一个单独的马达驱动。另外，一个均匀的充电电压Vd，转印电压Vt，显影偏压Vb和扩散电压Vc由高压单元产生。虽然，显影偏压Vb可以被独立地开或关，但是均匀的充电电压Vd，转印电压Vt和扩散电压Vc需同时开或关。

在这种情况下，在图象形成过程完成之后，以及电源打开，初始化操作完成之后，在感光鼓1上，形成的电压分布如图1所示。其中，在充电单元2均匀充电的位置P1和对着显影单元4的位置P3之间的区域A保持一个由充电单元2产生的预定电压，例如，-600伏，在位置P3和对着转印单元5的位置P4也具有与由充电单元2产生的表面电位相同的电位。在位置P4和扩散滚子9与感光鼓1相接触的位置P5之间的区域C具有转印单元5产生的一个正电位。在扩散滚子9具有为感光鼓1放电功能的情况下，位置P5和位置P1之间的区域D被放电到0伏。另一方面，在扩散滚子9不具备为感光鼓1放电功能的情况下，区域D是一个正电位。但是，当具有正电位的区域通过位置P1时，这个区域由充电单元2以负电压充电。

在上述的图像处理完成或者初始操作完成之后，显影偏压被立刻打开(例如：-400伏)的情况，因为区域A以预定的电位被均匀地充电(例如：-600伏)，调色剂不会从显影单元4转印到感光鼓1上。但是，在电子照象设备保持图象处理和初始操作完成后的状态的情况下，由电位的自然衰减引起的区域A的电位接近于0伏(例如：在0伏和几十伏范围之间)。在这种情况下，当显影偏压(例如：-400伏)被打开，开始形成图象时，由于在显影滚子和感光鼓1之间形成的静电区域，具有负电位调色剂贴着感光鼓1上。

在上述图象形成过程或初始操作完成之后，为防止调色剂在电子照象设备遗留的情况下，贴到感光鼓1上，从图象形成过程开始，显影偏压可能为预定时间保持一个关的状态(0伏)。但是，在这种情况下，如果显影单元4具有两种成份的系统显影剂(由调色剂和载体组成)，当在上述的图象处理过程或初始操作完成后，图象形成过程立刻开始，带以正电位的载体贴到感光鼓1(由在显影滚子和感光鼓1之间形成的静电区域引起的，表面电位是-600伏)。

如上所述，贴到感光鼓1上调色剂用扩散滚子9扩散，并用显影单元4收集。但是，如果贴到感光鼓1上的调色剂的量增加了，在纸P上形成的图象的质量就会变坏。另外，贴到感光鼓1的载体损坏了在纸P上形成的图象的质量。

这样，为了在上述的图象形成过程和初始操作完成后，防止调色剂和载体贴到感光鼓1上，已经申请了一种电子照象设备，它是日本公布的专利申请NO5-258703。

在这个电子照象设备中，在图象形成过程开始之前，光学单元3对区域A完全曝光，这样可以使区域A放电。在这之后，在这个区域已被均匀充电的感光鼓1上，当这个区域的主要边界到达对着显影单元4的位置P3，显影偏压被打开，操作次序如图2所示。

参照图2，在时刻①图象形成过程开始之前，马达开始驱动感光鼓1和显影单元4。在这时光学单元3被激活，对感光鼓完全曝光，这样，使感光鼓的表面电位降低。

在时刻②，马达处于稳定的状态，这个过程要求高电压：充电电压Vd，转换电压Vt和扩散电压Vc同时被打开。

在时刻③，用充电单元2以预定电压充电的感光鼓1的部分到达曝光位置(图1中的P2)。在这时，光学单元3完全停止对感光鼓1的彻底曝光。也就是说，在经过时刻②的时间T₂之后，光学单元3完全停止了对感光鼓1的曝光。

在经过时刻③的时间T₃之后，没有曝光的感光鼓区域的主要边界到达显影位置(图1的位置P₃)。在时刻④，用于显影滚子的显影偏压Vb被打开。

在时间段⑤，感光鼓1从时刻④按照预定的时间被驱动。光学单元3依据印刷数据对感光鼓1曝光，以便执行印刷操作。

在时刻⑥，在感光鼓1为完成图象形成处理停止之前，光学单元3开始对感光鼓1完全曝光。

在从时刻⑥开始的时间T₃之后，已被完全曝光的区域的主要边界到达显影位置(图1的位置P₃)。在这个时刻⑦，显影偏压被断开。

在时刻⑧，马达、充电电压Vd、转换电压Vt、和扩散电压Vc被断开。另外，光学单元3停止了对感光鼓1的完全曝光。

虽然上面的次序用于图象形成过程，但是，在电源开启，以及在排除了卡纸，重新开始图象形成过程之后，这个次序也可用于初始化操作。

根据上述操作次序，在充电单元2和显影单元5之间的区域A，电充电单元2充电的情况下，图象形成过程不会开始。当在已被均匀充电的感光鼓1的区域的上升沿对着显影单元4时，显影偏压被打开。这样，调色剂和载体防止贴到感光鼓1上。

如上所述，在显影偏压和光学单元3的完全曝光操作，依据上述次序控制的情况下，在显影偏压被关闭的时刻①和显影偏压被打开的时刻④，显影滚子表面电位对着感光鼓1的边界部分。如图3所示，在每个电位的边界部分，表面电位的分布突然从一个放电电位(例如：在-50伏到-100伏之间)变到充电电位(例如：-600伏)。电位的边界部分对应由光学单元3完全曝光的区域的上升沿和下降沿。在感光鼓旋转的方向上，显影滚子与感光鼓相接触的区域具有一个宽度。这个区域称作显影阻止区域。在表面电位分布突然改变的电位的边界部分处在显影阻止区域的情况下，具有充电电位的部分(没曝光部分)和具有放电电位部分(曝光部分)，在影阻止区域对着显影滚子。当显影偏压在这种状态下打开时，由显影偏压(-400伏)和放电电位(-50伏到-100伏)之间差值，形成的静电区域使调色剂贴到放电电位的曝光部分。另外，当显影偏压在上述的状态关闭时，由显影滚子的电位和充电电位(-600伏)间的差值形成的静电区域，使两种成份显影剂的载体贴到放电电位的非曝光部分。

结果如图4(A)所示，当感光鼓1起动和停止时，调色剂和载体贴到对应被完全曝光的感光鼓区域的上升沿对应时刻⑥和下降沿的电位边界部分。如果在带状的状态附着在感光鼓1上的调色剂和载体不能被显影单元4有效地收集，纸P就会被调色剂弄脏，这样在纸P上形成的图象质量就会被损坏(见图4(B))。如果大量的载体贴着感光鼓1上，不仅在纸上形成的图象质量被损坏了，而且载体也会扩散到外壳上，使外壳内和纸P都被载体弄脏。

另外，在与感光鼓1旋转方向垂直的方向上，完全曝光的区域宽度小于设备用纸的宽度的情况下，贴着感光鼓1边界部分的显影剂(主要是载体)使纸P的边界部分弄脏(见图4(A))。

发明的摘要：

因此，本发明的通常的目的是提供一个消除了前面提到的现有缺点的、新颖的、实用的图象形成设备。

本发明的一个更特别的目的是：提供了根据电子照象方法在纸上形成图象不被显影剂弄脏的图象形成设备。

本发明的上述目标是通过在驱动的感光体上，执行包括均匀的充电步骤，曝光步骤、显影步骤和转印步骤的电子照象方法，使记录媒体上形成图象的图象形成设备来实现的。图象形成设备包括：放电装置，用来给已均匀充电的感光体放电；放电控制部分，它在感光体停止之前控制放电装置，这样使从放电装置启动感光体放电的位置起，具有一个预定宽度的区域内，获得一个电位的分布，电位的分布在由给感光体充电得到的第一和第二个电位之间；停止控制装置，它在显影位置进入具有电位分布区域的情况下，关闭在显影步骤中用到的显影偏压。

本发明的上述目标也是通过在驱动的感光体上执行包括均匀的充电步骤、曝光步骤、显影步骤和转印步骤的电子照象方法，使记录媒体形成图象的图象形成设备来实现的。这个图象形成设备包括：放电装置，它给已均匀充电的感光体放电；放电控制装置，从驱动感光体启动控制放电部分，以获得第二个电位，作为在感光体上的放电电位，以及在给感光体放电结束时，具有预定宽度的区域内获得电位分布，电压分布在通过给感光体充电获得的第一个电位和第二电位之间；偏压控制装置，它在开始驱动感光体之后，显影位置进入具电位分布的区域的情况下，打开在显影步骤中使用的显影偏压，显影位置是在感光体上执行显影步骤的位置。

另外，本发明的上述目标是通过在驱动的感光体上执行包括均匀充电步骤、曝光步骤、显影步骤和转印步骤的电子照象方法，以便在记录媒体上形成图象的图象形成设备来实现的。这个图象形成设备包括：放电装置，它给已均匀充电的感光体放电；放电控制装置，在感光体停止以前激活放电装置，以便感光体在预定的电位上放电；停止控制装置，它在执行显影步骤的显影位置，进入包含由放电装置的一个放电部分和在均匀充电步骤中均匀充电部分的前沿之间的边界区域的情况下，执行停止驱动感光体的操作；偏压控制装置，在显影步骤中用作控制的显影偏压，以便在显影位置进入包括放电部分和均匀充电部分的前沿之间边界的区域状态时，显影偏压从预定电位改变到关闭电位，这个关闭电位是当显影偏压关闭时，获得的电位。

本发明的上述目标也是通过在驱动的感光体上执行包括均匀充电步骤、曝光步骤、显影步骤和转印步骤的电子照像方法，以便在记录媒体上形成图象的图象形成设备来实现的。这个图象形成设备包括：放电装置，它给已均匀充电的感光体放电；放电控制装置，从驱动感光体开始控制放电装置，以便获得一个预定的电位，作为在感光体上放电的电位，以及在预定的时间，使放电装置处于非激活状态；偏压控制装置，在显影步骤中用来控制显影偏压，在感光体开始被驱动之后，在执行显影步骤的显影位置，进入包括由放电装置和在均匀充电步骤中充电部分在被放电的下降沿之间的边界状态下，以便显影偏压从关闭电位升到预定电位。

根据本发明，在显影位置进入在感光体上放电区域和充电区域之间的边界部分的情况下，在显影偏压和在感光体上表面电位之间的差值不是突然改变的，这样，由于在显影偏压和在感光体上表面电位之间的差值，贴到边界部分的显影剂的量会减少。因此，在记录媒体上，可以形成高质量的图象。

图的简要描述：

本发明的其它目的，特征和优点，将从下面结合对附图详细描述中呈现出来。

图1说明了一种无清洁器的电子照像设备结构图。

图2是一个描述了传统的电子照像设备的操作次序的时间图表。

图3是描述了在传统的电子照像设备的感光鼓上形成电位边界部分的电位状态图。

图4是描述贴到感光鼓和纸上的调色剂和载体的状态图。

图5是根据本发明的实施例，说明的图象形成设备的结构图。

图6是根据本发明的第一个实施例，说明图象形成设备的控制系统的框图。

图7是根据本发明的第一个实施例，说明图象形成设备的操作次序的时间图表。

图8是对应于在图7所表示的操作次序，说明这个过程第一部分的流图。

图9是对应于在图7所表示的操作次序，说明这个过程的第二部分流图。

图10是说明感光鼓上在形成的电位边界部分中的电位状态图。

图11是根据本发明的第一个实施例，表示传统设备和在图象形成设备中的图象形成过程的实验结果的比较表。

图12是根据第一个实施例，说明在图象形成设备初始操作的前后，直接地操作次序的时间图表。

图13是根据第一个实施例，说明在对图象形成设备的修改中的控制系统的框图。

图14是根据本发明的第二个实施例，说明图象形成设备的控制系统的框图。

图15是说明图14所示的控制系统操作次序的时间图表。

图16是根据图15所示的操作次序，说明这个过程的第一部分的流图。

图17是根据图15所示的操作次序，说明这个过程的第二部分的流图。

图18是说明在操作方式和点阵图样之间的关系图。

图19是根据第二实施例，表示传统设备与在图象形成设备中的图象形成过程的试验结果的比较表。

图20A，20B，20C是说明点阵图样的其它例子的图。

图21是根据本发明的第三个实施例，说明图象形成设备的控制系统的框图。

图22是说明图21所示的控制系统的操作次序的时间图表。

图23是根据图22所示的操作次序，说明这个过程的第一部分的流图。

图24是根据图22所示的操作次序，说明这个过程的第二部分的流图。

标准实施例的描述：

参照图5，现在将根据本发明的一个实施例，给出图象形成设备结构的描述。图5所示的图象形成设备是一种无清洁器型的电子照像印刷机(一个电子照像设备)。这种印刷机只能使用A4尺寸的记录纸。这个印刷机可用的最大尺寸的记录纸宽度是216毫米。(一封信的尺寸)

参照图5，感光鼓20的结构是铅制鼓上有20μm厚的有机感光材料。感光鼓20的外壳是24毫米。感光鼓20以25mm/秒高速旋转。预先充电器单元21给感光鼓20的表面均匀充电。预先充电器单元21是一种无接触型的充电器，它为感光鼓的表面充电到大约-600伏。

根据图象数据，光学单元22为已经被均匀充电的感光鼓20曝光，使感光鼓20上形成静电潜象。在这个实施例中，为了它小型化的目的，一个LED阵列和一个SELFOC透镜阵列的LED光学系统用作光学单元22，从LED阵列的投射的光照射的区域宽度被置成216毫米，这是印刷机所能使用的记录纸的最大尺寸(信的尺寸)的宽度。由于光学单元22的曝光过程，静电潜象在-50伏到-100伏之间的区域有一个电位分布。

显影单元23使带电荷的调色剂贴到感光鼓20上形成的静电潜象，以便形成可见的图象。显影单元23有一个显影滚子24把显影剂馈送到感光鼓20。显影滚子24是一个磁体滚子，它具有许多磁极和旋转套筒罩着磁体滚子。在显影单元23中，显影滚子24的套筒是转动的，以便显影剂被馈送到感光鼓20。这里用了两种成份的系统显影剂。为了能方便地收集感光鼓20上的剩余显影剂，使用了有在30μm到50μm之间的小粒子组成的载体，磁性聚合物调色剂可以使用磁力收集。在显影单元23中，调色剂与载体搅拌，用负电位充电。显影单元23在这里有一个可与它分开的调色剂筒25。调色剂筒25充满了磁性聚合物调色剂。当调色剂筒25上的调色剂被用完了，调色剂筒25用一个新的取代。以便调色剂被重新用到显影单元23。

转印单元26包括一个电晕放电设备，转印单元26把感光鼓20上的调色剂图象静电地转印到记录纸P上。在3千伏到10千伏范围内的高压应用到电晕放电设备的电晕金属线上。由于从使用了高压的电晕金属线产生的电晕放电，记录纸P的背面被充电。结果，在感光鼓20上的调色剂图象被转印到记录纸上。恒定电流源以所需要方式，作为转印单元26的电源。

扩散滚子28由一个传导性的泡沫橡胶滚子组成。交充(AC)电压用到扩散滚子上。扩散滚子28，在转印过程之后，扩散保留在感光鼓上的调色剂(残余调色剂)，以便残余调色剂能很容易地被显影单元23收集。另外，由于扩散滚子28用了Ac电压，感光鼓被放电，这样，使静电潜象完全消除以及感光鼓20能被初始化。

固定器27由一个卤素灯作热源的热滚和一个压力滚子组成(一个支持滚)。固定器27以压力加热记录纸P，以便使调色剂图象固定在记录纸P上。

在印刷机里有装有记录纸P的纸盒29。纸盒29可以从印刷机的前表面(图5的右边)拆下来。在纸盒29中，可以装上具有信的尺寸的记录纸。加速滚子30，加速和馈送在纸盒29中位于记录纸P的顶部堆积的记录纸。阻挡滚子31暂时阻挡由加速滚子30加速和送出的记录纸P。在这之后，记录纸P由阻挡滚子31送向转印单元26。在记录纸P经过固定单元27之后，记录纸由排出滚子32送到堆放台33。堆放台33在印刷机的顶部，由排出滚子32排出的记录纸连续地被堆放在堆放台33上。

印刷机还提供了由控制电路形成的印刷电路极34，电源35和可选择板37。I/F连结器36连结到外部电缆和到印刷电路板34的连结器。可选择板37提供了一种仿真电路和一个字形存储器和其它电路。

具有上面结构的印刷机操作如下：

感光鼓20的表面，通过预充电单元21以-600伏均匀充电。LED光学系统22为已充电的感光鼓20曝光。结果在感光鼓20上形成了背景部分有-600伏电位，印刷部分有-50伏到-100伏之间电位的静电潜像。

显影单元23的显影滚子24的套筒上用到了显影偏压(-450伏)。在显影单元24中，载体和磁性聚合物调色剂相混合，使磁性聚合物的调色剂以负电位充电。利用以负电位充电的磁性聚合物，给静电潜像显影，使感光鼓20上形成有色图象。

用加速滚子30从纸盒29加速记录纸P，通过阻挡滚子31送到转印单元26。由于在由转印单元26充电的记录纸和调色剂图象之间产生的静电场，在感光鼓20上的调色剂图象被转换到记录纸P上。调色剂图象由固定单元27固定在记录纸上。固定有调色剂图象的记录纸P经过U—型路径，用排出滚子32排送到堆放器33上。

在调色剂图象被转印到记录纸P上后，在感光鼓上剩余调色剂用扩散滚子28扩散。被扩散的剩余调色剂通过一个预充电位置(对应预充电单元21)和曝光位置(对应LED光学系统22)，到达显影位置(对应显影单元23)。正在执行下一个显影过程的同时，剩余调色剂由显影滚子24收集。由显影滚子24收集的调色剂，在显影单元23中，被重新利用起来。

现在将给出印刷器的控制系统和在感光鼓20上执行的电子照像过程的操作次序的描述。

第一个实施例中，控制系统的组成如图6所示。参照图6，为了缩小印刷器起见，感光鼓20、显影单元23和扩散滚子28，由单一马达100驱动。用于预充电单元21的高压Vd，用于转印单元26的高压Vt，用于显影单元23的显影偏压Vb以及用于扩散滚28的扩散电压Vc，由高压源单元101产生。这个实施例中，显影偏压Vb可以被独立地开或关。预充电单元21和转换单元26被连结到有单个初级线圈的高压变压器的次级线圈，以便预充电单元21的高压Vd和转换单元26的高压Vt用一个单独的控制信号控制开或关。结果，高压源单元101就被小型化了。扩散滚子28是由一个有1300伏的峰—峰电压差的Ac电压的扩散电压提供。结果，扩散滚子28不仅具有扩散在感光鼓20上剩余调色剂的功能，而且还具有为感光鼓20放电的功能。为了控制LED光学系统，用到了印刷数据和对应LED照射时间的每个选通脉冲。在这个控制系统中，为了后面描述的完全曝光，存储了对应黑色完整的图象的完整的印刷数据。完整的印刷数据在预定的时间供给LED。基于控制器110的指令；每个选通脉冲的宽度由一个照射时间控制电路102控制。

现在，将给出印刷器单元操作次序的描述。

图7表示的是操作次序，图8和图9表示的是对应操作次序的一个处理过程。在这个实施例中，当由LED光学系统22执行的完全曝光(感光鼓22被完全曝光)开始和终止时，每个LED对应于一点的照射时间是被控制的，这样感光鼓20的表面电位是逐渐的变化。

参照图7和图8，当在时刻①(S₁₁)时，产生印刷操作开始的指令时，马达100被激活，来驱动感光鼓20和显影单元23(S₁₂)。马达是受控制的，以便能逐渐增加转动速度。这时，控制器110把完整的印刷数据供给LED光学单元22，使感光鼓20被完全地曝光(全部曝光)，以及降低感光鼓20的表面电位(S₁₂)。在这个S₁₂步中，对应LED对一个点的照射时间，选通脉冲的宽度被设置为90μsec(方式“A”)。

在时刻②当确定马达100的旋转速度达到预定速度时(S₁₃)，高压：充电电压Vd、转换电压Vt和扩散电压Vc被同时打开(S₁₄)。

在时刻③的前后，立刻执行LED光学单元22的调制控制。由于打开高压要消耗一个预定时间(T₂—T₅/2)(S₁₅)，在时间段T₅/4中相对于一点LED的照射时间，从方式“B”到方式“F”(S₁₆，S₁₇，S₁₈和S₁₉)被分阶段地减少。T₅是将感光鼓20的表面，移动一个对应显影夹断区域距离所需的时间。例如，在根据这个实施例的印刷器中，显影夹断区域(显影单元23的显影剂与感光鼓接触的部分)的宽度是3毫米，感光鼓20的最快速度是25mm/sec。在这种情况下，T₅设置为120毫秒。在时间T5期间，对每个点的照射时间从最大值(方式“A”：90μsec)分阶段减至最小值(方式“E”：3μsec)。最后，LED光学单元22被关闭(方式“F”)。如表1所示，在各个方式中，每个点的LED照射时间已被确定。

               表—1方式    照射时间            注释A      90μsec              在印刷和完

                        全曝光中B     30μsecC     20μsecD     5μsecE     3μsecF     0μsec                不曝光

在时刻④，如果判定方式“C”曝光部分和方式“D”曝光部分之间的分界到达了对着显影单元23的显影位置(S₂₁)，显影偏压Vb被打开(S₂₂)。由于时刻③对应着方式“C”和“D”曝光的部分之间的分界点，根据预定时间(T₃—T₅/2)是否已消逝掉，在步骤S₂₁中，执行这个确定。时间T₃是将感光鼓20的表面，从LED光学单元22的光照射位置移动到显影位置所需的时间。

根据上面LED光学单元22的控制，如图10所示，在显影偏压Vb立刻打开的前后，感光鼓20上显影夹断区域的表面电位分布溢出(溢出电位)。也就是说，在显影偏压立刻打开之前，在显影偏压Vb(0＝伏)和表面电位之间差值大的部分小于如图3所示的相应传统情况的部分。另外，在显影偏压Vb立刻打开之后，显影偏压Vb(＝-400伏)和表面电位之间的差值大的部分小于如图3所示的传统情况下的相应部分。这样，在显影夹断区域中，显影滚子24与感光鼓20间产生的静电势是很小的。结果，当显影偏压打开时，贴到感光鼓20的调色剂和载体的量减少了。

在如图7所示的时间段⑤中，当打开显影偏压Vb时，消逝了一个预定时间时，印刷数据被用到LED光学单元22。LED光学单元22根据印刷数据为感光鼓20曝光(S₂₃)。也就是说，印刷操作开始了。

在这种情况下，在印刷操作开始之前，感光鼓20的表面上每个点至少一次经过显影位置，以便使感光鼓20表面的剩余调色剂和载体被显影单元23收集。另外，在印刷操作终止之后，感光鼓20表面的每个点至少一次经过显影位置，以便剩余调色剂和载体被显影单元23收集。

参照图7和图9，现在将给出印刷单元操作次序进一步地描述。

参照图7和图9，当确实印刷操作终止时(S₃₁)，LED光学单元22被激活，以便在感光鼓20停止之前，对感光鼓20的表面完全曝光。在如图7所示；包括时间⑥的初始时期，用于LED光学单元22的选通脉冲被控制，以便分阶段增加感光鼓20的表面电位，宽度被分阶段增加。在这个控制下，LED光学单元22的操作方式从方式“F”，经过方式“E”、“D”“C”和“B”、变化到方式“A”，在印刷操作开始前的次序相反的次序情况(S₃₂，S₃₃，S₃₄，S₃₅，S₃₆)。

在时刻⑦，确定在方式“C”曝光部分与在方式“D”曝光部分之间的边界到达显影位置(S₃₇)。然后，显影偏压Vb被关上(S₃₈)。基于对应于方式“C”和“D”操作间的边界，判定时间(T₃—T₅/2)是否已从时间⑥中消逝。当显影偏压Vb被关闭时，充电电压Vd，转换电压Vt和扩散电压Vc被同时关闭(S₃₈)。

在这种情况下，在用和上述情况(包括时间③的时段中)相同的方法，感光鼓20的显影夹断区域的表面电位分布溢出的状态下，印刷操作开始以前，显影偏压Vb关闭。如上所述，在显影偏压关闭的前后，贴到感光鼓20的调色剂和载体量立刻减少。

在这之后，马达100的转速逐渐减少。然后，当判定马达100已经停止时(S₃₉)，LED光学单元22变成一种非激活状态，以便终止感光鼓20的完全曝光过程(S₄₀)。

根据对应第一个本发明实施例的印刷器(图象形成设备)，感光鼓20开始旋转后，被随即完全曝光的区域的下降沿部分的表面电位分布和在感光鼓20停止之前，完全曝光的区域的上升沿部分的表面电位的分布是否各自独立地溢出的。当上述区域和显影夹断区域重叠时，显影偏压Vb被转向开和关。这样，剩余调色剂和载体的量可以减少。

图11表示的是一个实验结果。参照图11，按照与如图2所示的操作次序，控制记录纸由传统图象形成设备形成图象，如图4(B)所示，被调色剂弄脏(传统情况)。但是，按照上述操作次序控制的印刷器形成图象的记录纸就不会被调色剂弄脏(第一个实施例)。

另外，LED光学单元22的LED阵列宽度与印刷器能使用的最大宽度相同(如：216mm)。在LED光学单元22的完全曝光操作中，在感光鼓20上为具有与最大宽度的记录纸相同的曝光宽度的区域放电。这样，在印刷操作中，即使印刷器使用了具有最大宽度的记录纸，记录纸两侧的边缘也不会被弄脏。

在第一个实施例中，在感光鼓20上，表面电位分布溢出区域具有与显影夹断区域相同宽度的区域。表面电位分布溢出区域的宽度依靠显影剂的静电和磁性，两种成份显影单元的磁极排列的变化和显影偏压电源电特性。这样，在被溢出的表面电位分布区域的宽度明确的基础上，在图象形成设备中有上面变化特性。希望能把表面电位分布溢出的区域宽度降到显影夹断区域宽度的一半到两倍之间。

另外，在第一个实施例中，当印刷操作开始和终止时，执行完全曝光操作。但是，完全的曝光操作可能是初始化操作的一部分。这个初始化操作可以是在系统电源打开之后，或者在设备重新启动后，例如，卡纸恢复之后，立即执行，在这种情况下，按照图12所示的操作次序，执行完全曝光操作。在图12所示的操作次序中，没有图7所示的操作次序中包括的印刷次序。

在上述的方法中，表明对每个点(每个LED)的照射时间的差异表(见表1)，在感光鼓20起动之后和感光鼓20停止以前，立刻用在整个曝光操作中。

现在，将描述本发明的第一个实施例的修改。

如上所述，在第一实施例中，为了获得溢出的表面电位分布需要控制选通脉冲的宽度，这样就控制了对应一个点的每个LED的照射时间。在这个修改中，每个LED的照射量是被控制的。在这种情况下，控制系统提供了如图13所示的LED电流控制电路103，代替图6所示的照射时间控制电路102。LED电路控制电路103，按照控制器110的指令，控制供给每个LED的电流，以便在每个由LED光学单元22完全曝光的区域的下降沿部分和上升沿部分的表面电位分布是有斜度的。结果，用与第一个实施例相同的方法，形成图象的记录纸上不会被调色剂和载体弄脏。

现在将给出按照本发明的第二个实施例的电子照像设备的描述。

在第二个实施例中，在感光鼓20起动之后，立即完全曝光的区域的下降沿部分和在感光鼓20停止之前，立即完全曝光区域的上升沿部分，按照预定的点区域调制图样曝光。结果，在实际有斜率下降沿和上升沿部分的表面电位分布区域完全曝光，用与第一个实施例相同的方法，按照第二实施例的电子照像设备，结构和图5所示。成形控制系统如图14所示。在图14中与图6相同的部分用了同样的参照号。并且，下面将省略对此部分的描述。

参照图14，控制系统提供了点区域调制图样表单元104和一个与电路105’，代替了图6所示的照射时间控制电路102。点区域调制图样单元104，按照控制器的指令输出点区域调制图样数据。对应印刷图像从控制器110输出印刷数据。从点区域调制图样表单元104供给数据和点区域调制图样数据到与电路105。印刷数据和点区域调制图样数据的逻辑与信号用于LED光学单元22，作为驱动信号。

图15表示的是操作次序，图16，17表示的是对应于操作次序的一个处理过程。现在，将给出按照操作次序的过程的描述。

在第二实施例的操作次序中，在时刻③前后和时刻⑥前后，立即操作与图7所示的第一个实施例的相应操作不同。

参照图15、图16，用与第一个实施例相同的方法，由LED光学单元22(方式“A”)起动马达100和完全曝光操作(S₁₁和S₁₂)。在马达稳定转动的状态下，充龟电压Vd、转换电压Vt和扩散电压Vc被同时打开(S₁₃和S₁₄)。

在时刻③前后，立即执行LED光学单元22的调制控制。当确定自从上次电压被打开(S₁₅)，已经消逝了一个预定时间(T₂－T₅/2)，LED光学单元22的操作方式从方式“A”经过方式“B”和“C”分阶段(S₁₆’、S₁₇’和S₁₈’)地变化到方式“D”。结果，对应显影夹断区域宽度的一半，LED照射的图样(点区域调制图样)以时间间隔变化，每个时间间隔是T₅/2。按照方式“A”、“B”、“C”和“D”的顺序，曝光的感光鼓20的点区域调制图样的区域被减少，这样，表面电位分布实际上是有斜度的。在图18中表示，用在各自独立方式“A”、“B”、“C”和“D”用的点区域调制图样。参照图18，在方式“A”中，感光鼓20被完全曝光；在方式“D”中，感光鼓20不曝光(点区域调制图样的区域是零)；在方式“B”和“C”，感光鼓20以预定的点一区域调制图样曝光。在方式“B”和“C”，用与第一个实施例相同的方法，在感光鼓20处在曝光中的时间T5被置为120msec，这个时间是使旋转的感光鼓20的表面移动一个显影夹断区域宽度的长度所需的时间。

当判定在方式“B”和“C”中，在曝光的部分之间的边界到达显影位置时(S₂₁)，显影偏压被打开(S₂₂)。也就是说，当感光鼓20表面电位分布实际上有斜度的部分与显影夹断区域重叠时，显影偏压Vb被打开了。如第一个实施例所描述的，在显影偏压Vb和表面电位之间具有斜率的表面电位分布部分，事实上被减少了。结果，防止调色剂和载体贴到感光鼓20上完全曝光区域的下降沿终止部分。

另外，按照图17所示的步骤执行这个处理。参照图15和图17，在确定印刷操作终止后(S₃₁)，控制LED光学单元22，这样，在感光鼓20停止以前，立即执行完全的曝光操作。在这个完全曝光操作中，图6表示的在时刻⑥前后，LED光学单元22的操作方式随即由方式“D”，经过方式“C”和“B”变化到方式“A”，感光鼓20被曝光，这样使曝光区域间隔增加(S₃₂’，S₃₃’和S₃₄’)。

当在时刻⑦时，判定方式“C”和“B”曝光部分到达显影位置之间边界时(S₃₇)，提供给显影单元23的显影偏压Vb被关上(S₃₈)。在这时候，充电电压Vd，转换电压Vt，扩散电压Vc和用于马达100的电压被同时关闭。当从时刻⑦T₁消逝(在时间⑧时，LED光学单元22被置为非激活状态。

在感光鼓20停止以前，立即执行的完全曝光操作，当感光鼓20上表面电位分布事实上有斜度的区域与显影夹断区域重叠时，显影偏压Vb被关闭。这样，在感光鼓起动之后，用立即执行完全曝光操作情况相同的方法，防止调色剂和载体贴到感光鼓20上。

图19表示的是实验结果，在这个实验中，按照第二个实施例描述的操作次序，控制的7个样品印刷器(#1到#7)以及按照图2表示的操作次序，控制的7个传统印刷器(#1到#7)。从这个实验结果看出，按照第二个实施例的样品印刷器，在感光鼓20起动之后，贴在立即完全曝光区域的下降沿部分的调色剂和载体数量，以及在感光鼓20停止以前，贴在立即完全曝光的上升沿部分的调色剂和载体数量减少了。结果，印刷图象的记录纸没有被调色剂和载体弄脏。

按照第二个实施例的操作次序，完全曝光操作中使用的点—区域调制图样与在感光鼓20停止前，立即执行的完全曝光操作使用的是不同的。另外，在第二个实施例中，使用了两类点—区域调制图样(B和C)。但是，也可以使用一类点—区域调制图样(例如，仅用图样B)或两类以上的点—区域调制图样。在使用单一类型的点—区域调制图样的情况下，可以在图20A，20B，20C表示的点—区域调制图样中选择一个点—区域调制图样。

现在，将给出本发明的第三个实施例的描述。

根据第三个实施例的电子照相设备具有图5所示的结构。在感光鼓20起动后，立即完全曝光区域的下降沿部分和在感光鼓停止前，立即完全曝光区域的上升沿部分，显影偏压的电位从开转换到关，上升坡度是有斜度的。

第三个实施例的控制系统的组成如图21所示。在图21中，与图6中所示相同的部分赋给相同的参考号。

参照图21，高压电源单元101与上述实施例中不同。第三个实施例的高压电源单元101包括一个显影偏压控制电路101b，。显影偏压控制电路101b的一个预定的时间，调制用于显影滚子24的显影偏压Vb，这些将在后面作详细描述。

根据第三个实施例的印刷器中，按照图22所示的操作次序执行一个过程。图23和24表示这个过程。

在图22所示的操作次序中，紧挨在时刻③前后、时刻④前后、时刻⑥前后和时刻⑦前后的立即操作，与上述实施例所示的相应操作不同。

参照图22和23，当发出印刷操作开始的指令时(S₁₁)在时刻①，开始驱动马达100和激活LED光学单元22，执行完全曝光操作(S₁₂)。在马达100稳定转动的状态下(S₁₃)，在时刻②，充电电压Vd，转换电压Dt和扩散电压Vc同时打开(S₁₄)。

在这之后，当T₂时间从时刻①消逝，来判定已经以预定电位(例如，—600伏)均匀充电的区域的上升沿到达曝光位置时(S₁₅)，LED光学单元进入非激活状态，使LED关闭(S₂₄)。

当确定在感光鼓上突然充电的充电电压部分到达显影位置时，也就是说，当确定从时刻③开始已消逝了一段时间(T₃—T₅/2)时，显影偏压Vb打开。显影单元23的操作方式从一个方式“A”(Vb关闭)经过方式“B”和“C”到达方式“D”(Vb处于印刷状态)，这样使其以一定间隔时间增长(S₂₆、S₂₇和S₂₈)。结果，使显影偏压Vb是有斜度的。如表—2所示，显影偏压Vb以各自独立的方式控制。

                  表—2方式              显影偏压Vb             注释A                 0伏          关B                —200伏C                —300伏D                —450伏    印刷(开)

根据显影夹断的区域宽度，方式“B”和“C”中，控制显影偏压Vb使其有斜度，所用的时间置为120msec。这样使在感光鼓20表面电位突然被充电的部分(见图3)，显影偏压Vb是有斜度的。

因为显影偏压Vb是有斜度的，与传统情况比较，在显影偏压Vb与突然充电的感光鼓20的表面电位之间的差值减少了。这样贴在表面电压突然充电部分的调色剂和载体的量减少了。

在这之后，在时间段⑤，执行印刷操作(S₂₉)。然后，过程进行到了如图24所示的步骤S₃₁。在确定印刷操作已终止后(S₃₁)，在时刻⑥，打开LED光学单元22，使完全曝光操作开始(S₄₁)。然后，当确定由完全曝光操作在感光鼓上突然充电的表面电压部分已经到达显影位置时，也就是说，当确定从时刻⑥已经消逝了一段时间(T₃－T₅/2)时(S₄₂)，用于显影单元23的显影偏压Vb被关闭。在关闭显影偏压Vb的过程中，显影单元23的操作方式从方式“D”经过方式“C”和“B”变到方式“A”，以便使显影偏压Vb以一定的间隔时间(T₅/2)减少(S₄₃，S₄₄，S₄₅)。在这之后，充电电压Vd，转换电压Vt，扩散电压Vc和马达100同时关闭(S₄₆)和S₃₈)。在时刻⑨，LED光学单元22被引到马达停止的非激活状态(S₃₈和S₄₀)。

在紧接着印刷操作后，执行的显影偏压控制的状态，在感光鼓20上表面电位突然充电的部分，显影偏压Vb是有斜度的。结果，防止调色剂和载体贴到表面电位突然充电的部分。

上述控制显影偏压Vb的过程可以用于初始化操作。

紧接着印刷操作前后，利用不同的显影偏压表(见表—2)，显影偏压Vb可以被控制。在第三个实施例中，为使显影偏压具有斜度，使用了两种类型的操作方式“B”和“C”。但是，也可以使用单个(例如，仅用方式“B”)和三个或更多类型的操作方式。显影偏压能以模拟方法连续变化。

根据第三个实施例，紧接着在感光鼓20起动之后，感光鼓20完全曝光的区域的下降沿边界部分和紧接着感光鼓20停止之前，感光鼓20曝光的区域的上升沿边界部分，显影偏压Vb被控制，使其具有斜度。这样，贴到区域的下降沿边界部分和上升沿边界部分的调色剂和载体的量可以减少。在记录纸上可以形成高质量的图象。

本发明不受前面所提到的实施例的限制，在不离开发明申请的范围内，可以做其它的变化和修改。

例如，可以做下面的修改

在初始操作和印刷操作的情况下，或在感光鼓20起动和停止的情况下，可以使用不同的调制方法(例如，表面电位调制和显影偏压调制)。

在初始操作和印刷操作中的一种情况下或在感光鼓起动和停止中的一种情况下，可以使用本发明。

本发明可以用于有清洁器单元的电子照像设备(不是无清洁剂型)。在这种情况下，因为剩余调色剂量减少，调色剂可以有效地用于印刷操作。另外，外壳的扩散调色剂数量也减少了，这在外壳和外壳内部的记录纸不被调色剂弄脏。

激光光学系统，固体晶体片光学系统，EL(电发光)光学系统或者与之类似的系统可能代替LED光学单元22。

Claims (9)

1.一种电子照像图象形成设备，包括感光记录元件(20)，它可受驱动进行旋转运动，在其周围设置有：

-充电装置(21)，用于对记录元件(20)全区域充电；

-曝光装置(22)，用于对已充电的记录元件(20)进行图象曝光以形成电荷图象；

-显影装置(23)，用于在对显影滚施加显影偏压时由色剂显影电荷图象；

-转印装置(26)，用于将显影的图象转印到纸上，以及

-放电装置(28)，用于由放电光源曝光对感光记录元件进行全区域放电；

其特征在于，在成象操作前，该设备的控制装置(34)

-驱动感光记录元件(20)转动及显影滚旋转；

-将用于对记录元件(20)全区域放电的放电光源设置为操作，放电光源形成各图象点，并且在记录元件(20)的运动开始时每个图象点的照射能设置为最大值，

-逐渐降低放电光源每个图象点的照射能并关闭该装置，使得记录元件(20)上放电区与充电区之间的电位差成梯度；

-当感光记录元件(20)上的逐渐降低照射能的区域通过显影装置时，接通显影滚上的显影偏压。

2.一种电子照像图象形成设备，包括感光记录元件(20)，它可受驱动进行旋转运动，在其周围设置有：

-充电装置(21)，用于对记录元件(20)全区域充电；

-曝光装置(22)，用于对已充电的记录元件(20)进行图象曝光以形成电荷图象；

-显影装置(23)，用于在对显影滚施加显影偏压时由色剂显影电荷图象；

-转印装置(26)，用于将显影的图象转印到纸上，以及

-放电装置(28)，用于由放电光源曝光对感光记录元件进行全区域放电；

其特征在于，在感光记录元件(20)转动时在成象操作完成后，该设备的控制装置(34)

-将对记录元件(20)的全区域放电的放电光源置为操作，使每个图像点的照射能逐渐增大到最大，放电光源形成各个图像点，

-当感光记录元件(20)上的逐渐增大照射能的区域通过显影装置时，关闭显影偏压；以及

-当感光记录元件(20)上的逐渐增大照射能的区域这显影装置时，停止感光记录元件(20)转动。

3.一种电子照像图象形成设备，包括感光记录元件(20)，它可受驱动进行旋转运动，在其周围设置有：

-充电装置(21)，用于对记录元件(20)全区域充电；

-曝光装置(22)，用于对已充电的记录元件(20)进行图象曝光以形成电荷图象；

-显影装置(23)，用于在对显影滚施加显影偏压时用调色剂显影电荷图象；

-对记录元件的全区域放电的放电光源；

其特征在于，在成象操作前，该设备的控制装置(34)

-驱动感光记录元件(20)转动及显影滚旋转；

-将对记录元件(20)的全区域放电的放电光源置为曝光操作，放电光源照射记录元件的全区域，产生各个图象点，

-将对记录元件(20)全区域充电的充电装置(21)置为操作；

-根据象点图案对放电光源以连续数个等级进行调制，使记录元件上放电区和充电区之间的电位差成梯度，然后关闭放电光源；

-当感光记录元件上对应调制象点图案的区域通过显影装置时，将显影滚的显影偏压打开。

4.一种电子照像图象形成设备，包括感光记录元件(20)，它可受驱动进行旋转运动，在其周围设置有：

-充电装置(21)，用于对记录元件(20)全区域充电；

-曝光装置(22)，用于对已充电的记录元件(20)进行图象曝光以形成电荷图象；

-显影装置(23)，用于在对显影滚施加显影偏压时由色剂显影电荷图象；

-转印装置(26)，用于将显影的图象转印到纸上，以及

-放电装置(28)，用于由放电光源曝光对感光记录元件进行全区域放电；

其特征在于，在感光记录元件(20)转动时在成象操作完成后，该设备的控制装置(34)，

-将对记录元件(20)的全区域放电的放电光源置为操作，所述装置根据图象点图案对放电光源以连续数个等级进行调制，然后完全打开所述光源，使记录元件(20)上放电区和充电区之间的电位差成梯度；

-当感光记录元件(20)上对应调制象点图案的区域朝向显影装置(23)时，关闭显影偏压；以及

-当感光记录元件(20)上对应调制象点图案的区域到达显影装置(23)时，停止感光记录元件(20)转动。

5.一种电子照像图象形成设备，包括感光记录元件(20)，它可受驱动进行旋转运动，在其周围设置有：

-充电装置(21)，用于对记录元件(20)全区域充电；

-曝光装置(22)，用于对已充电的记录元件(20)进行图象曝光以形成电荷图象；

-显影装置(23)，用于在对显影滚施加显影偏压时由色剂显影电荷图象；

-转印装置(26)，用于将显影的图象转印到纸上，以及

-对感光记录元件通过曝光全区域放电的放电光源；

其特征在于，在成象操作之前，该设备的控制装置(34)

-驱动感光记录元件(20)转动及显影滚旋转；

-将对记录元件(20)的全区域放电的放电来源置为曝光操作；

-将对记录元件(20)的全区域充电的充电装置置为操作；

-在预定时间后，再使充电操作中的全区域放电的放电光源停止操作；

-当感光记录元件上包括放电区和充电区之间边界的预定区域到达显影装置时，将显影滚的显影偏压打开并逐渐将所述偏压升至端值。

6.一种电子照像图象形成设备，包括感光记录元件(20)，它可受驱动进行旋转运动，在其周围设置有：

-充电装置(21)，用于对记录元件(20)全区域充电；

-曝光装置(22)，用于对已充电的记录元件(20)进行图象曝光以形成电荷图象；

-显影装置(23)，用于在对显影滚施加显影偏压时由色剂显影电荷图象；

-转印装置(26)，用于将显影的图象转印到纸上，以及

-对感光记录元件(20)通过曝光全区域放电的放电淘汰；

其特征在于，在感光记录元件(20)转动时在成象操作完成后，控制装置(34)

-将对记录元件(20)的全区域放电的放电光源置为操作，并从包括放电区和充电区之间边界的预定区域到达显影装置时刻起逐渐将所述显影偏压逐渐降到最小值；

以及

-当显影偏压到达最小值时，停止感光记录元件(20)转动。

7.根据权利要求1～6中任何一项所述的电子照像图象形成设备，其特征在于还包括用于分散转印之后留在感光记录元件(20)上残留色粉的装置。

8.根据权利要求1至6中任何一项所述的电子照像图象形成设备，其特征在于所述控制装置包括用于控制光源照射所述感光记录元件(20)的照射时间的装置。

9.根据权利要求1至6中任何一项所述的电子照像图象形成设备，其特征在于所述控制装置包括用于控制所述光源对应每个点的光量的装置。

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