CN1115435A - 图象形成设备 - Google Patents

图象形成设备 Download PDF

Info

Publication number
CN1115435A
CN1115435A CN94117101.9A CN94117101A CN1115435A CN 1115435 A CN1115435 A CN 1115435A CN 94117101 A CN94117101 A CN 94117101A CN 1115435 A CN1115435 A CN 1115435A
Authority
CN
China
Prior art keywords
latent image
forming apparatus
toner
image forming
image carrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN94117101.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1050676C (zh
Inventor
长原明
佐佐木幸雄
古川充人
宇鹰臣将
山口淑夫
佐藤满
桑原延雄
渡边晴保
高桥健史
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Publication of CN1115435A publication Critical patent/CN1115435A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1050676C publication Critical patent/CN1050676C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G21/00—Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge
    • G03G21/0005—Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge for removing solid developer or debris from the electrographic recording medium
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G21/00—Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge
    • G03G21/0005—Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge for removing solid developer or debris from the electrographic recording medium
    • G03G21/0064—Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge for removing solid developer or debris from the electrographic recording medium using the developing unit, e.g. cleanerless or multi-cycle apparatus
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00—Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/06—Developing structures, details
    • G03G2215/0602—Developer
    • G03G2215/0604—Developer solid type
    • G03G2215/0607—Developer solid type two-component
    • G03G2215/0609—Developer solid type two-component magnetic brush
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2221/00—Processes not provided for by group G03G2215/00, e.g. cleaning or residual charge elimination
    • G03G2221/0005—Cleaning of residual toner
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2221/00—Processes not provided for by group G03G2215/00, e.g. cleaning or residual charge elimination
    • G03G2221/0026—Cleaning of foreign matter, e.g. paper powder, from imaging member
    • G03G2221/0031—Type of foreign matter
    • G03G2221/0042—Paper powder and other dry foreign matter
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2221/00—Processes not provided for by group G03G2215/00, e.g. cleaning or residual charge elimination
    • G03G2221/0026—Cleaning of foreign matter, e.g. paper powder, from imaging member
    • G03G2221/0047—Type of cleaning device
    • G03G2221/0063—Cleaning device for foreign matter separate from residual toner cleaning device
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2221/00—Processes not provided for by group G03G2215/00, e.g. cleaning or residual charge elimination
    • G03G2221/0026—Cleaning of foreign matter, e.g. paper powder, from imaging member
    • G03G2221/0068—Cleaning mechanism
    • G03G2221/0089—Mechanical

Abstract

一种在显影单元中收集潜象载体上残留调色剂的图象形成设备。这种图象形成设备包括：旋转式无端潜象载体；图象形成单元，用于在潜象载体上形成静电潜象；显影单元，用于以粉状显影剂对潜象载体上的静电潜象进行显影并同时收集潜象载体上的残留调色剂；转移单元，用于将潜象载体上的显影图象转印到纸上；扩散部件，用于当图象转移后与潜象载体接触时扩散潜象载体上的残留调色剂；电压提供单元，用于向扩散部件提供交流电压。

Description

图象形成设备
本发明涉及一种在显影单元中收集残留调色剂潜象载体的图象形成设备。
在图象记录设备(诸如复印机、打印机或传真机)中，由于通常的作法是将图象记录在普通的纸张上，所以采用了象电子照相设备之类的设备。这种图象形成设备在感光鼓或类似装置上形成一个静电潜象。然后在感光鼓上的静电潜象借助一种粉状显影剂而而显影，以提供可见的图象。在感光鼓显影的图象随后被转移到纸上，该纸随后与感光鼓相分离。然后，在纸上的显影图象被定影。
显影剂向纸上的转移效率并不是百分之百的，且某些调色剂(显影剂)将被剩余在感光鼓上。因此，需要将残留调色剂清除掉。因此提供了一种清除器以除去残留调色剂。这种残留调色剂除去过程需要一种用于存储残留调色剂的装置，从而不可避免地增大了设备的尺寸。由于被清除器收集的调色剂对打印作用没有贡献，这种方法是不经济的。进一步地，对调色剂的处置将造成环境问题。在此方面，所希望的是开发和使用一种不浪费或丢弃调色剂的图象形成方法。
图31是先有技术的说明图。
以下将描述作为一种电子照相打印机的图象形成设备。如图31所示，在预充电器91对感光鼓90的表面均匀充电之后，一个曝光单元92使感光鼓90对光图象曝光，以在其上形成一个静电潜象。提供了一个显影单元93以显影出在感光鼓90上的静电潜象。该显影单元93把粉状显影剂(例如一组分磁性调色剂或二组分显影剂)提供到感光鼓90上，以显影出静电潜象。
一个转印单元94将感光鼓90上的显影图象转印到图中未显示的纸盒供应的纸上。载有转印的图象的纸被送到一个定影单元96，在那里显影图象被定影在纸上。在图象转印之后残留在感光鼓90上的调色剂被一个扩散刷95扩散到感光鼓90上。
在这种记录方法中，在图象转印之后残留在感光鼓90上的调色剂由扩散(均匀)刷95扩散开。随后，其上粘有调色剂的感光鼓90的表面由电晕充电器91进行均匀充电，图象曝光则由曝光单元92进行，且在在显影单元93中进行图象显影的同时收集残留调色剂。
扩散刷95扩散局部集中的调色剂，以降低单位面积中的调色剂量，以使由显影单元93进行的调色剂收集变得更容易。另外，刷95抑制了调色剂引起的电晕充电器91的离子流的滤除效应，，并提供了均匀的充电电位。另外，调色剂在图象曝光过程中引起的图象滤除效应也将被抑制，以使感光鼓90被光图象适当地曝光。
这种记录方法的关键，是在进行显影的同时收集在感光鼓90上的调色剂。以下将通过结合其感光鼓90和调色剂均被充以负电的情况，对它进行进一步的描述。借助充电器91把感光鼓90的表面电位被设定在-500V至-1000V。在感光鼓90上其电位被图象曝光所降低的曝光部分，将具有0至负几十伏特的降低了的电位，从而形成一个静电潜象。在对该潜象进行显影时，一个几乎处在表面电位和潜象的电位中间的显影偏置电压(例如-300V)，被加在显影单元93的显影辊上。
在该显影过程中，粘在显影辊上的、带负电的调色剂，借助显影偏置电压和潜象的电位而产生的电场，附着在感光鼓90上的静电潜象上，从而形成调色剂图象。在无清除器处理中，在图象转印之后残留的、在均匀扩散处理中由扩散刷95扩散在感光鼓90上的调色剂，由显影辊借助表面电位和潜象电位产生的电场，从感光鼓90上加以收集。
在这种无清除器处理中，传统的扩散刷只是进行对感光鼓的机械清扫，以扩散残留调色剂，因此难于使局部集中的调色剂充分地扩散开。另外，需要单独的去电荷灯，以消除感光鼓的残留电荷。
因此，本发明的主要目的，是提供一种图象形成设备，它能充分地扩散残留调色剂，以便于对显影单元中的残留调色剂的收集。
本发明的另一个目的，是提供一种图象形成设备，它能扩散残留调色剂并除去残留的电荷。
为了实现上述和其他根据本发明的目的，根据本发明的一个方面，一种图象形成设备包括；一个旋转式无端潜象载体；一个图象形成单元，用于在潜象载体上形成静电潜象；一个显影单元，用于在该潜象载体上借助粉状显影剂显影静电潜象并同时收集潜象载体上的残留调色剂；一个转印单元，用于将潜象载体上的显影图象转印到纸上；一个扩散部件，用于当在图象转印之后在与潜象载体相接触时扩散潜象载体上的残留调色剂；以及，一个电压供给单元，用于将交流电压提供给扩散部件。
根据这个方面，通过给扩散部件施加交流电压，而使潜象载体上的残留调色剂前后移动。即，使难于单独借助用机械装置而移动的残留调色剂，被从潜象载体上分离并随后又回到其上，从而使这些调色剂适当地分布在潜象载体上。因而，能够防止残留调色剂的集中并便于在显影单元中的残留调色剂的收集。还能够借助施加的交流电压除去潜象载体上的残留电荷。
根据本发明的另一方面，一种图象形成设备包括；一个旋转式无端潜象载体；一个图象形成单元，用于在潜象载体上形成一个静电潜象；一个显影单元，用于借助粉状显影剂在潜象载体上显影静电潜象并同时收集在潜象载体上的残留调色剂；一个转印单元，用于将潜象载体上的显影图象转印到纸上；以及，一个扩散辊，用于当图象转印之后在与潜象载体接触时扩散潜象载体上的残留调色剂。
根据这个方面，扩散辊被用于增大与扩散刷相比拟的机械扩散能力。因此，使难于借助机械装置移动的残留调色剂，将被适当地扩散在潜象载体上。因而，能够防止残留调色剂的集中并便于在显影单元中收集残留调色剂。
从下面结合附图进行的描述，本发明的其他特征和优点将变得更为明显。
在构成本说明书的一部分的附图中，显示了本发明的最佳实施例，并且与上面给出的一般描述和下面给出的对最佳实施例的详细描述一起，对本发明的原理进行解释。
图1A和1B用于说明本发明的原理；
图2是本发明的一个实施例的结构图；
图3显示了图2的设备处于水平位置时的情况；
图4显示了图2的设备在竖直位置时的情况；
图5是图2中的显影单元的结构图；
图6是剖视图，显示了图5的显影单元的基本部分；
图7显示了图5的显影单元处于竖直位置时的情况；
图8A和8B用于说明根据本发明的显影单元的运行；
图9是本发明的图象形成操作的特性图；
图10是图2的设备的打印装置的基本部分的结构图；
图11是图10所示的扩散辊产生的交流电场的运行说明图；
图12是特性图，显示了图10的扩散辊的周边速度与感光鼓的周边速度之比；
图13是特性图，显示了图10的扩散辊的电荷去除效果；
图14是特性图，显示了由图10的扩散辊在正常温度产生的交流电场；
图15A是特性图，显示了由图10的扩散辊在低温度、低湿度下产生的交流电场；
图15B是特性图，显示了图10的扩散辊在高温度、高湿度下产生的交流电场；
图16是根据本发明的扩散部件的修改的说明图；
图17A和17B是显示图16的扩散刷的修改的说明图；
图18A和18B是显示图16的扩散刷的另一种修改的说明图；
图19A和19B是说明图，显示了适配于图16的扩散刷的一个附加扩散部件；
图20A和20B是说明图，显示了适配于图16的扩散刷的调色剂散布防止部件；
图21是图20A的调色剂散布防止部件的说明图；
图22A和22B是说明图，显示了用于纸—粉末除去刷的清除装置，它适配于图16的扩散刷；
图23是根据本发明的扩散部件的另一种修改的说明图；
图24是图23的橡胶刮片的特性图；
图25是根据本发明的一个实施例的控制部分的框图；
图26是图25的电压施加步骤的时序图；
图27是图25的另一种电压施加步骤的时序图；
图28是图25的堵塞恢复步骤的说明图；
图29是更换调色剂套件时的程序说明图；
图30是图29的调色剂套件更换程序的流程图；
图31是先有技术的说明图。
图1A和1B用于说明本发明的原理。
如图1A所示，在感光鼓20的周围，设置了一个预充电器21、一个曝光单元22、一个显影单元23和一个转印单元26。在转印单元26与预充电器21之间，设置了一个扩散辊28。该扩散辊28沿着与感光鼓20转动的方向相反的方向转动，以扩散鼓20上的残留调色剂。
一个交流电源29与扩散辊28相连。当交流电压从交流电源29加到扩散辊28上时，感光鼓20上的残留调色剂通过电力作用而前后移动。因此，调色剂借助电力和机械作用而得到扩散，从而改善了扩散部件28的调色剂扩散效果。另外，由施加的交流电压产生的交流电场除去了感光鼓20上的电荷。
图2是本发明的一个实施例的结构图，图3显示了图2的设备处于水平位置时的情况，图4显示了图2的设备处于竖直位置时的情况。这些图显示了一种电子照相打印机。
参见图2，感光鼓20是一个铝鼓，其上涂覆有约20微米厚的功能分离有机感光体。该感光鼓20具有24mm的外径并沿着箭头所示的逆时针方向以25mm/s的周边速度转动。预充电器21是由栅控式电晕器(Scolotron)构成的非接触型充电器。该预充电器21将感光鼓20的表面均匀充电至-650V。
一个光学单元22使感光鼓20对图象光曝光，以形成一个静电潜象。所用的该光学单元22是一个LED光学系统，它具有一个与自聚焦阵列相结合的LED阵列。该光学单元22根据一个图象图案而使感光鼓20对图象光曝光，以形成一个静电潜象。潜象部分的电势变为-50至-100V。
一个显影单元23将由磁性载体和磁性调色剂组成的显影剂供应给感光鼓20的静电潜象，以产生可见的调色剂图象。显影单元23将在后面结合图5及随后的附图进行讨论。显影辊24将显影剂供给感光鼓20。一个其中充满磁性调色剂的调色剂盒25可拆下地安装在显影单元23上。调色剂盒25在调色剂用尽时可进行更换，以给显影单元23补充磁性调色剂。
一个转印单元26由电晕放电器构成。转印单元26以静电的方式将感光鼓20上的调色剂图象转移到纸上。一个+3kV至+10kV的电压从一个电源被加到一条电晕导线上，以通过电晕放电来产生电荷。纸的背面被充以电荷，以将感光鼓20上的调色剂图象转印到纸P上。该电源最好是向纸提供恒定量的电荷的恒流源，以降低环境条件对转移效率的影响。
一个定影单元27将调色剂图象热定影在纸上。该定影单元27包括一个在其中具有作为热源的卤灯的加热辊和一些加热辊(支撑辊)，并对纸进行加热，以将调色剂图象定影在纸上。
一个均匀扩散刷28由导电部件制成。当与感光鼓20接触时，扩散刷28使感光鼓20上集中的残留调色剂扩散，以便于在显影单元23中收集调色剂。一个交流电源29向该均匀扩散刷28提供交流电压，以使残留调色剂与感光鼓20分离并使这些调色剂回到鼓20上。其结果，这些残留调色剂将被适当地扩散在感光鼓20上。这种方法还防止了调色剂成膜。另外，一个等于或大于放电所需的电压的电压，可被加到刷28上，以除去感光鼓20上的电荷，在此情况下由残留电荷形成的残留正象将被消除。
一个盛纸的纸盒10被可拆下地安装在打印机上。该纸盒10被装在打印机的下部，并能够从打印机的前侧(在图2中的左侧)装上或拆下。拾取辊11用于从纸盒10中拾取纸。阻挡辊12在将纸送进到转移单元26之前，在其与辊12相邻接时将拾取的纸的前沿对准。排放辊13在图象定影之后，将纸排放到堆积器14中。堆积器14被设置在打印机的顶部，以接收排放的纸。
印刷电路板15中安装有打印机控制器。一个电源16向打印机的各个部分提供电力。一个接口连接器17的一端与一条外部电缆相连，其另一端被插入打印机以与印刷电路板15的连接器相连。一个可选的电路板18上装有另一种类型的仿真电路、字根存储器等等。
下面将描述本实施例的运行。在借助栅控式电晕充电器(Scolotron)21使感光鼓20的表面被均匀充电到-650V之后，借助LED光学系统22进行图象曝光，以在感光鼓20上形成具有被充电到-650V的背景部分和被充电到-50至-100V的曝光或打印部分的静电潜象。
一个显影偏置电压(-300V)被加到显影单元23的显影辊24的套筒上。因此，在显影单元23中借助磁聚合调色剂产生出静电潜象，从而提供调色剂图象；该磁聚合调色剂已经预先与一种载体搅拌在一起，从而被充上了负电荷。
同时，借助拾取辊11从纸盒10取出一张纸，其前沿在被送到转移单元26之前借助阻挡辊12进行对准。借助转移单元26产生的静电力将感光鼓20上的调色剂图象转印到纸上。在纸上的调色剂图象由定影单元27进行定影，并被沿着一个U形送进路径送进，以便被排放辊13排放到堆积器14上。
在图象转印之后，扩散部件28对感光鼓20上的残留调色剂进行扩散，并除去残留的电荷。在鼓20上的残留调色剂通过栅控式电晕充电器21和LED光学系统22而到达显影单元23，并在下一个显影过程开始的同时被显影辊24所收集。收集的调色剂将在显影单元23中得到再次使用。
由于没有采用清除器以及其他的原因，这种打印机的设计非常紧凑；图2的打印机为350mm长(包括纸盒10的长度)、345mm宽和130mm高。这种打印机能够方便地放置在办公桌上，而被用作个人打印机。
另外，这种打印机能够方便地被放置在水平位置，其中纸盒10与放置表面平行地延伸，如图3所示。在该图中，在打印机的正面上设置了一个操作面板5，以表示打印机的操作。在堆积器14的末端设置了一个纸导向器30。该纸导向器30用于压紧并对准将要排放到堆积器14的纸的前沿。
在此实施例中，纸盒10可被安装到打印机的前侧并从其拆下，且操作面板5也能够从该前侧进行操作。另外，纸被排放到打印机的前侧。
如图4所示，在其中图2的打印机的接口连接器17被设置在放置表面上和纸盒10与放置表面垂直设置的的竖直位置时，也能够进行图象形成。这样就进一步减小了安放空间。此时，可在堆积器14上设置一个压纸器31，以把将要排放的纸压在堆积器上，从而使纸即使在打印机竖直放置的情况下也不会落下。如果如图所示地在打印机的放置表面侧设置一个支撑器32，则打印机即使在竖直位置也能够稳定地停留。
即使在无清除器处理情况下，由于预充电器21和转移单元26由不接触型放电器构成，感光鼓20上的调色剂也不会粘在这些单元上，从而能够稳定地实现均匀的充电和图象转印。
图5是图2的显影单元的结构图，图6是剖视图并显示了图5的显影单元的基本部分，图7显示了图的显影单元处于竖直位置时的情况，图8A和8B用于说明调色剂供应操作，且图9是本发明的图象形成操作的特性图。
在图5中，显影辊24由磁性辊构成，它具有金属套筒241和多个设置在套筒中的磁铁240。显影辊24借助套筒241的转动提供磁性显影剂(将在后面描述)，而磁铁240被固定在套筒中。显影辊24的直径为16mm，并以比感光鼓20的周边速度快三倍的速度(75mm/s)转动。
在显影辊24的周围，形成有显影室230。显影室230充有1.5组分显影剂，后者是磁性载体和磁性调色剂的混合物。显影室230由一个上分隔部件230—1和一个底部230—2限定，并具有恒定的容积。
当恒定量的磁性载体被提供到显影室230时，在显影室230中的磁性调色剂量也是恒定的。由于在显影室230中的显影剂量是恒定的，所以当用掉的磁性调色剂从一个调色剂贮存器231得到补充时，调色剂浓度成为恒定的。这样就能够不用对调色剂浓度进行控制。换言之，通过将此一定量(它相当于调色剂浓度的控制点)的磁性载体补充到显影室230中，调色剂浓度在预定的范围内得到了自动控制。
由于该显影室230中在显影辊24的周围总是有充足的显影剂，所以即使打印机被竖直放置，在显影室230中的显影剂也不会集中在某个部分，从而防止了对显影辊24的显影剂供应不充分。
显影剂40中的磁性载体是平均颗粒尺寸为40微米的磁铁石载体。磁性调色剂是平均颗粒尺寸为7微米的聚合调色剂。该聚合调色剂具有均匀的颗粒尺寸并具有集中的颗粒分布，因而在转印过程中纸与感光鼓20上的调色剂图象之间的附着是均匀的。因此，在转印部分中的电场变得均匀，从而比传统的粉研方法更有效地改善了转印效率。粉研调色剂的转印效率为60至90％，而聚合调色剂的转印效率为90％或更高。
虽然调色剂的合适调色剂浓度为5至60重量％，但在实施例中它被设定在30重量％。
一个刮片234被用于调节显影辊24的显影剂供应量，以防止过量或不足量的显影剂被提供给感光鼓20上的静电潜象。这种调节是利用刮片234的边缘与显影辊24的表面之间的间隙实现的；该间隙一般被调节为大约0.1至1.0mm。
调色剂贮存器231中只盛有磁性调色剂，且其中有一个供应辊232。供应辊232的转动使调色剂被提供到显影室230。
提供到显影室230的调色剂借助其中显影辊24的套筒的显影剂供应力、显影辊24的磁力和刮片234的显影剂调节性能，从而与载体一起得到搅拌并进行摩擦，该载体将被充电到给定极性的的预定电压。在此实施例中，调色剂被充以负电，以控制载体和调色剂的充电系统。
另外，分隔部件230—1与在刮片234上游的显影辊24之间的间隙，被设定得小于形成在显影辊24上的磁刷的毛的端部。在此例子中，该间隙被设定为2.0mm，如图6所示。因此，显影辊24的磁刷受到分隔部件230—1的限制并接收显影辊24的转动产生的力。这就增强了对显影室230中的显影剂的搅拌，保证了即使在高调色剂浓度范围内也达到稳定的调色剂充电作用。该间隙被均匀地设定在显影辊24的周围，所以不论打印机是处于竖直位置还是水平位置，都能够获得相同的充电效果。
一个由分隔部件230—1的末端和底部230—2限定的调色剂供应通道235被设置在调色剂贮存器231与显影室230之间。调色剂供应通道235的宽度b为1.5mm，如图6所示。调色剂贮存器231中的调色剂沿着调色剂供应通道235被提供到显影室230。
限定显影室230的底部230—2具有一个在调色剂供应通道235中从调色剂贮存器231伸出的突出部分230—3。底部230—2具有从感光鼓20的侧面向上延伸的倾斜面。突出部分230—3的末端与分隔部件230—1的末端之间的间隙c被设定为1.0至1.5mm，如图6所示。即，底部230—2按照该量而倾斜。另外，分隔部件230—1的末端与显影辊24之间的距离d被设定为4.5至6.0mm。
调色剂贮存器231和调色剂盒25两者的壁间的角度被设定为相对于重力方向大约45度，以保证调色剂流动的角度为45度。所以即使在打印机竖直设置的情况下，调色剂也将得到顺利的供应，如下面所描述的。
下面描述该显影单元的操作。图5显示了当图3所示的打印机被设置在水平位置时的情况，其中调色剂盒25与调色剂贮存器231的壁相对于重力方向的角度被设定为大约45度。因此，至调色剂贮存器231的底部的调色剂流被顺利地供应到供应辊232。
在此水平位置，调色剂由于重力作用而流向调色剂贮存器231的底部，从而使供应辊232刮去在调色剂贮存器231的底部的调色剂。此时，被供应辊232提起的调色剂暂时被底部230—2的突出部分230—3支撑在分隔部件230—1上，并随后进入调色剂供应通道235，如图8A所示。其结果，只有被调色剂供应辊232提供的调色剂进入调色剂供应通道235。分隔部件230—1的调色剂支撑部分被用作缓冲器，以使调色剂供应辊232的作用力不直接影响调色剂供应通道235。这防止了调色剂的过度供应，并使得数量正好的所需调色剂被提供到显影室230。
由于在此情况下底部230—2相对于显影辊24的转动方向有所倾斜，在显影辊20的磁刷通过感光鼓20之后，脱离开磁刷的载体将不会沿着通过底部230—2的调色剂供应通道235而泄漏到调色剂贮存器231中。因而，能够防止显影室230中的起始载体的减少并采用1.5组分显影剂实现稳定的图象显影。
在图7所示的、带有如图4所示的竖直打印机的显影单元的情况下，调色剂盒25和调色剂贮存器231的壁相对于重力方向的角度也被设定在大约45度。因此，即使在竖直位置，调色剂也能够被顺利地供应到调色剂供应辊231。
考虑到休止角(the angle of repose)，调色剂盒25和调色剂贮存器231的壁相对于重力方向的适当角度为大约45度＊＋10度，以借助自重而提供出调色剂，且此45度＊＋5度角将产生良好的效果。
此时，调色剂将停留在分隔部件230—1的调色剂贮存器侧并很容易从调色剂供应通道235下落到显影室230中，如图7所示。但是，底部230—2的突出部分230—3限制了调色剂从调色剂供应通道235的下落(如图8B所示)，因而使调色剂很难下落。换言之，调色剂的供应取决于调色剂供应辊232的转动力。
如图8B所示，被调色剂供应辊232压住的调色剂暂时被底部230—2的突出部分230—3支撑在分隔部件230—1上，并随后进入调色剂供应通道235。其结果，只有被调色剂供应辊232提供的调色剂进入了调色剂供应通道235。突出部分230—3的调色剂支撑部分被用作缓冲器，以使调色剂供应辊232的力不直接影响调色剂的供应。这防止了调色剂的过量供应，并使刚好为所需量的调色剂被提供到显影室230。
这意味着，不论打印机是被设定在水平位置还是竖直位置，将调色剂供应到显影室230的性能都不会改变。因此，不论打印机是被设置在水平位置还是竖直位置，显影室230中的调色剂浓度都不会改变，从而防止了图象浓度的变化。
当打印机被设置在竖直位置时，显影剂可能从显影室230落下。然而，由于采用了磁性二组分显影剂，磁力使显影剂粘在显影辊上，从而即使当打印机被竖直设置时显影剂也很难落下。
当具体采用磁性载体和磁性调色剂时，载体和调色剂均由显影辊24的磁性辊保持，从而进一步防止了显影剂的落下，并且即使在打印机处于竖直位置时也能够保证稳定的图象显影。
图9是特性图，显示了首先使用设置在水平位置的打印机打印并随后将其设置在竖直位置进行打印时的调色剂浓度Tc。
该打印机先被设置在水平位置，预定量的起始载体被放置在显影单元23的显影室230中，且随后启动显影单元23以进行打印。调色剂从调色剂贮存器231被逐渐供应到显影室230，从而随着打印量的增加，调色剂浓度增大。当显影室230充满了载体和调色剂时，调色剂浓度为30重量％。然后，即使打印量增大，调色剂浓度也不再改变。
在这种条件下，随后将打印机设置在竖直位置并进行打印。调色剂浓度保持在与打印机被设置在水平位置的前面情况相同的浓度。然而，当具有在日本待审查的专利公开文件第252686/1991号中所公布的结构的打印机被设置在竖直位置时，调色剂浓度坛大，如白圆圈所示。即调色剂浓度和图象浓度在水平位置和竖直位置是不同的。这验证了本发明的稳定的调色剂供应。不论打印机是被设置在水平位置还是竖直位置，都能在不改变图象浓度的情况下形成图象。因而本发明提供了一种图象形成设备，它不论是被设置在水平位置，还是被设置在竖直位置，都具有相同的图象质量。
图10是本发明的一个实施例的基本部分的结构图，图11是根据本发明的交流电场的运行说明图，图12是特性图其中显示了扩散辊的周边速度与感光鼓的周边速度的比值，图13是特性图其中显示了扩散辊的去除电荷效果，图14是特性图其中显示了在正常温度下的交流电场，图15A是特性图其中显示了在低温和低湿下的交流电场，且图15B是特性图其中显示了在高温和高湿下的交流电场。
如图10所示，扩散部件28由具有单独的海绵体部件的传导辊28—1构成。辊28—1具有106Ω的电阻和25°的硬度(AscarC硬度)。该辊28—1具有约100μm的海绵体直径并具有独立的海绵孔洞。
辊28—1与感光鼓20接触，且在该辊的两端有0.3mm的辊隙。在感光鼓20以25mm/秒的周边速度转动时，辊28—1以30mm/秒的周边速度转动，即为鼓20的速度的1.2倍。辊28—1的转动方向与感光鼓20的相反。
交流电源29将电压为±650V、频率为200Hz的正弦交流电压提供给辊28—1。因此，感光鼓20上的残留调色剂由于交流电场的作用而在辊28—1的孔洞280中前后移动，如图11所示。因而残留调色剂在感光鼓20上得到了适当的移动，从而降低了鼓20上单位面积中的调色剂量。这便于在显影单元23中收集残留调色剂。
同时，感光鼓20上的残留调色剂被辊28—1的孔洞280的边缘部分所刮除，从而使调色剂更容易移动。
另外，在辊28—1的孔洞280中，在辊28—1与感光鼓20之间产生微小的放电，从而鼓20上的残留调色剂的电荷变为零或负电荷。该防止了在感光鼓20上形成带正电的残留图象。
由于辊28—1是海绵体部件并具有一定的硬度，所以能够借助孔洞280而在辊28—1与感光鼓20之间保持小的间隙，如图11所示。这种小的间隙提供了所需的排放间隙，残留调色剂就在其中移动。希望孔洞280具有50至150μm的尺寸，而调色剂颗粒的直径为7μm。希望辊28—1的电阻为104至108Ω。如果它的AscarC硬度为30°或更小，就能够获得所需的辊隙，以借助孔洞280来保证所需的间隙。
由于，如图12所示，海绵体辊28—1的周边速度比感光鼓20的周边速度快，所以感光鼓20上的残留调色剂受到辊28—1的孔洞280的边缘的机械刮除。调色剂的这种机械扩散与调色剂的电扩散一起，将改善残留调色剂的扩散效果。
所希望的辊28—1的周边速度为感光鼓20的周边速度的大约1.1至1.5倍，如图12和13所示。当该周边速度比值小于1.1时，调色剂扩散效果小(如图12所示)且电荷去除效果小(如图13所示)。当该周边速度比值超过1.5时，出现了感光鼓20的背景噪声，如图12所示。这种噪声被认为是来源于粘在辊上的调色剂。该辊至感光鼓20的适当辊隙深度为0.2mm至0.4mm，如图12所示。
由于海绵体辊28—1以与感光鼓20的转动方向相反的方向(在图10中为向上)，所以即使调色剂被扩散开，它也不会下落到下面的纸上。
而且，海绵体辊28—1中的孔洞是彼此独立的，辊28—1将不会被纸的粉末所堵塞。因此，海绵体辊28—1的电阻增大，以防止交流电场使有效电压降低。它还可以防止海绵体辊28—1的硬度发生变化。
现在讨论交流电场的特性。如图14所示，在正常的温度和正常的湿度下，交流电压的峰值电压应该是-500V或更高，且适当的频率是200Hz±50Hz。在低温和低湿下(5℃，10％RH)，如图15A所示，交流电压的适当的峰值电压为约-550至-750V和适当的频率是200Hz±50Hz。在高温和高湿下(35℃，80％RH)，如图15B所示，交流电压的适当的峰值电压是约-550V至-700V且适当的频率为200Hz±50Hz。由上所述，适当的峰值电压为-650V±100V，且适当的频率是200Hz±50Hz。
由于交流电压的波形受到电流波形的面积的影响，希望正弦波形和和矩形波形。
由于海绵体辊28—1以与感光鼓20的转动方向相反的方向(在图10中是向上)转动，因而即使调色剂被扩散，它也不会下落到纸上，因而纸不会被弄脏。由于海绵体辊28—1的周边速度被设定为比感光鼓20的周边速度快1.1至1.5倍，所以该泡沫体将呈现出调色剂的机械扩散作用。
进一步地，由于将要施加到扩散部件28上的交流电场的频率被设定为150Hz或更高，因而能够使残留调色剂移动。另外，该交流电场的频率不超过250Hz，这是因为当处在此频率以上时，会由于频率太快从而不能使残留调色剂移动。
图16是根据本发明的扩散部件的一种修改的说明图。
在此修改方案中，扩散部件28采用了一种静止式刷28—2，如图16所示。刷28—2带有植入一个宽度为7mm的矩形基座28—3的导电刷毛。导电刷28—2与感光鼓20的间隙深度被设定为0.9至1.3mm。
上述的交流电源29被连接到导电刷28—2。因此，该导电刷28-2使残留调色剂实现上述往复运动并去除电荷。
在扩散刷28—2的上游，设置了一个纸粉末去除刷30，以除去感光鼓20上的纸粉末。该刷30由一个绝缘刷(例如，其商品名为“Vesron”)构成。
以下是设置该纸粉末去除刷30的理由。当纸粉末穿过扩散刷28—2时，刷28—2的电阻增大，从而降低了有效电压。其结果，是低了刷28—2的放电作用的电荷去除效果和所施加的交流电压的调色剂扩散效果。这造成了余象。
因此，在扩散刷28—2的上游设置了纸粉末去除刷30，以在扩散刷28—2的前一级消除纸粉末，从而防止纸粉末粘在刷28—2上。该纸粉末去除部件30如果适配于上述的扩散辊28—1，则它也是有效用的。
图17A和17B用于说明图16的扩散刷的修改。
如图17A所示，刷座28—3带有具有弯曲形状的托架，其上带有导电刷28—20和28—21。
以下是采用这种具体设计的理由。为了尽量增大扩散刷的效用，在该刷的整个宽度上应该具有一定范围的辊隙深度(nip depth)。如果该辊隙深度浅，导电刷的电荷去除效果就会降低，从而容易形成余象。如果该辊隙深度太深，则会降低对感光鼓20上的残留调色剂所起到的间歇震荡效果。这使一些调色剂逃脱了被刮除的作用被停留在刷上，从而降低了调色剂扩散效果。
如果采用小直径的感光鼓20以使图象形成设备紧凑，由于曲率半径小，在周边部分处的辊隙深度变浅且在中心部位的辊隙深度变深，以便保证充分的刷宽度。因而基本有效的刷宽度变窄。如果该辊隙深度被设定在一定的范围内，刷宽度变窄且不能获得所希望的去除电荷和调色剂扩散效果。
考虑到这些，设置了弯曲形状的基座28—3，并在刷28—3上设置了宽为2.5mm并具有不同的安装角度的两个导电刷28—20和28—21。各个导电刷28—20或28—21的中心处的辊隙深度，被设定为1.1mm。在此情况下，该辊隙深度在整个刷宽度上满足±0.2mm的允许误差。因而有效的总刷宽度变成5mm，这对所希望的性能是足够的了。
如图17A所示，在刷28—21的底部设置了一个下落防止部件31。该下落防止部件31将接收被刷刷28—20和28—21排斥而下落的调色剂，从而防止这些调色剂下落到纸上。
图17B显示了基座28—3的另一个例子。在此例子中，基座28—3具有弧形形状。该弧形基座28—3具有植入在5mm的弧形宽度上的导电刷28—20。在刷的整个长度上保证了1.1mm的辊隙深度，以实现足够的去除电荷和调色剂扩散效果。各刷将在弧的中心部分彼此重叠，在各刷之间将提供一个小的间隙。在此例中，设置了1mm的间隙。
由于导电刷的支撑部分得到了适当的设计以与潜象载体的形状相匹配，导电刷的辊隙深度可被制成均匀的。因此，在导电刷所接触的整个面积上，都能够实现稳定的交流电场的调色剂扩散和电荷去除效果。
图18A和18B用于显示扩散刷的另一种修改。
该修改是为以下目的设计的。扩散刷的效果由刷的宽度、密度、电阻和厚度来确定。如果考虑到在低温和低湿度时电阻的增大而将电阻设定得较低，则电阻在高温和湿度时会进一步降低。因而在高温和高湿度情况下，扩散效果将降低。如果刷的密度增大，电荷去除效果将得到改善，但刷的密度高将使得难于使调色剂受震动，从而降低了扩散效果。如果刷的的辊隙深度增大，电荷去除效果增大但扩散效果降低，而且还可能出现诸如调色剂在感光鼓上成膜这类的问题。
设置了多个扩散刷28—2，以实现不同的功能。在图18A的例子中，在基座28—3上植入了两种扩散刷28—20和28—21。其中，上游的扩散刷28—21具有0.5mm的辊隙深度和60000F/英寸2的刷密度。下游的扩散刷28—20具有1.5mm的辊隙深度和100000F/平方英寸的刷密度。
因此，在上游刷28—21呈现出小的电荷去除效果的同时，它将产生大的作用力来使调色剂移动，从而可以实现良好的扩散效果。下游刷28—20借助它的放电作用，因而具有从感光鼓20上消除残留电荷的良好效果。
在图18B的例子中，基座28—3上设置有三种类型的扩散刷28—20、28—22和28—23。位于最下游侧的扩散刷28—22具有1.5mm的辊隙深度、100000F/平方英寸的刷密度和105＊0的电阻(比其他的导电刷要低一个因数)。中间的扩散刷28—20具有0.5mm的辊隙深度和60000F/平方英寸的刷密度。位于最上游侧的扩散刷28—21具有1.5mm的辊隙深度和100000F/平方英寸的刷密度。
可以预期，最低的导电刷28—22将在低温和低湿度下将具有特别的电荷去除效果。因此，该刷28—22将去除前面的两个刷28—20和28—21所不能去除电荷的部分中的电荷。
在图18B光学系统采用三个刷的例子中，在最低的导电刷28—22上施加了具有200Hz的最低频率的-200V的偏移电压。这改善了扩散效果。在中间的扩散刷28—20上施加了频率为250Hz的0V的正常偏移电压。在最上的导电刷28—21上施加了频率为300Hz的0V的正常偏移电压。因此，可在下游侧防止在低温和低湿度时扩散效果的下降。对所有三个导电刷28—20至28—22，峰值电压都是550Vp—p。
由于设置了具有不同物理性质的多个导电刷，所以能够单独呈现出扩散效果和电荷去除效果。
由于在这些导电刷上施加了不同类型的交流电场，能够在低温和低湿度以及高温和高湿度下稳定地获得扩散效果和去除电荷。
图19A和19B用于说明一个附加备用扩散部件33。
在该例中，一个附加扩散部件33以其数值的大小不足以将调色剂刮下的压力与感光鼓20相接触，且该附加扩散部件33被设置在纸粉末去除刷30的上游。这种修改是为了以下的目的而设计的。当转印效率在一出现堵塞之后就下降时，在感光鼓20上的残留调色剂量迅速增加。此时，仅依靠扩散部件28—2将不能完全使残留调色剂扩散。在此情况下，显影单元23对调色剂的收集将不能跟上调色剂的增加，这些调色剂将成为余象，从而使图象质量降低。
为了防止这种不希望的现象，设置了附加扩散部件33，如图19A所示。如图19B所示，该备用扩散部件33与感光鼓20上的残留调色剂相接触，以减弱残留调色剂对感光鼓20的机械附着力。因此，该附加扩散部件33有效地协助扩散刷28—2对残留调色剂进行扩散。
即使在产生了大量的残留调色剂时，当调色剂通过附加扩散部件33时，这些调色剂的附着力被削弱了，因此提供了没有余象的图象。同时，即使一些残留调色剂在与扩散部件28接触时被扩散了，附加扩散部件33仍然防止调色剂下落到纸供给通道上。
希望的是，附加扩散部件33由足够柔软因而不会对感光鼓20造成损坏的橡胶材料制成。这种材料的一个例子是“Vancoran”(商品名)。使附加扩散部件33被适当地设计，从而当扩散部件33压在感光鼓20上时，其末端在一个后沿上咬住感光鼓20。
标号32是一个调色剂散布防止部件，它以不与感光鼓20接触的方式设置。该部件32密封住扩散部件28—2以防止被扩散部件28—2扩散的调色剂粘附到预充电器21上。
由于在上游侧设置了弹性部件33，能够实现辅助的扩散效果。因此，部件28—2的扩散效果能够更好地实现。即使残留调色剂被扩散部件28—2扩散时，调色剂散布防止部件32也能够防止残留调色剂粘附到预充电器21上。
图20A和208用于说明该调色剂散布防止部件。
如图20A所示，在扩散刷28—2的预充电器21侧(上游侧)设置了调色剂散布防止部件32—1。另外，在基座28—3上设置了一个磁性部件28—4。
这种修改是为了以下的目的而设计的。扩散刷28—2将残留调色剂扩散在感光鼓20上，且去除感光鼓20的电荷。因此，被交流电场移开的调色剂又返回到感光鼓20上。如果存在着弱充电的调色剂或未充电的调色剂，则这些调色剂将不会返回到感光鼓20上并将停留在刷28—2的毛之间或逃离刷28—2。其结果，这些调色剂被扩散到刷28—2的末端，从而降低扩散刷28—2的扩散效果和电荷去除效果。另外，散布的调色剂将污染预充电器21。
为了应付这种情况，首先在扩散刷28—2的下游设置了具有磁性的密封部件32—1。作为适用于这种密封部件32—1的材料，可以是由包含磁性颗粒的橡胶材料制成的膜。该密封部件32—1对朝向预充电器21扩散的磁性调色剂进行磁吸引，以防止该调色剂散布。
其次，基座28—3设有磁部件28—4。如图20B所示，该基座28—3产生的磁力对漂浮在刷28—2的毛之间的弱充电调色剂和未充电调色剂加以吸引。当末端部分与感光鼓20接触时，刷28—2的密度增大，而刷28—2的电阻增加不大，除非调色剂粘满在整个刷上。所以，即使调色剂停留在座28—3上，刷28—2的效用也不会受影响。
图21用于说明调色剂散布防止部件32的一种修改。
在这种修正中，在感光鼓20的内部设置了磁部件20—2，它与扩散部件28—2和纸粉末去除部件28—3相面对。这种设计使在其他情况下将散布开的弱充电调色剂和未充电调色剂借助磁力而返回到感光鼓20上。这实现了将调色剂举起并随后使它们返回到鼓上的相同的效果，就象交流电场产生的这种效果。因此，防止了弱充电调色剂和未充电调色剂的散布并借助显影单元23对这些调色剂进行了收集。
图22A和22B是说明图，显示了用于纸粉末去除刷的清除装置。
当在刷30上累积了多于一定量的纸粉末时，纸粉末去除刷30的纸粉末去除作用下降，如已经结合图16解释的那样。如果由该刷30除去的纸粉末被留下而未受到任何触及，该纸粉末将与水或空气中的臭氧发生反应，从而发生鼓的成膜。因而需要采用一种用于清除粘在纸粉末去除刷30上的纸粉末的装置。
在此修改方案中，纸粉末去除刷30被支撑在基座30—1上，如图22A所示。如图22A所示，该基座30—1带有一个把手30—2。该设备的框架41和42中的一个，例如框架42，带有一个设置在其一侧面上的屉。在该屉的与纸粉末去除刷30接触的侧面上，植入有毡料(清除部件)43。
当使用者握着把手30—2并把纸粉末去除刷30向图22B中的左边拉时，其上粘有纸粉末的纸粉末去除刷30与毡料43相摩擦，从而清除掉纸粉末。在这种清除之后，使用者将纸粉末去除刷30放置到原来的位置。
因而，借助简单的结构能够清除掉影响扩散刷的功能的纸粉末。
图23是扩散部件的另一种修改的说明图，且图24是图23的橡胶刮片的特性图。
在这种修改中采用了扩散部件28，后者可具有辊形或刷形的不同形状。如从图23可见，在该修改中采用了一个剖片28—5作为扩散部件28；刮片28—5被装在刮片支撑器28—3上。该刮片28—5由导电橡胶(例如导电的尿烷橡胶)制成。刮片28—5的脊线具有规定的精度，并加以适当地设置从而以一定的压力与感光鼓20接触，该压力使得调色剂能够在刮片28—5与鼓20之间通过。在这种条件下，借助交流电源29将一个交流电场加到刮片28上。
由于刮片28—5与感光鼓20在整个的鼓表面上接触，刮片28—5始终受力而将调色剂刮下。由于在此条件下施加了交流电场，调色剂能够容易地得到扩散。施加的交流电场的电荷去除效果与采用导电刷而产生的效果相同。
一般地说，刮片28—5比导电刷价廉。另外，刮片28—5的参效，诸如橡胶硬度、厚度、长度和与鼓20的接触角，比导电刷的材料因素和安装因素更容易加以控制；在此，导电刷的有关材料因素诸如电阻、密度、刷面长度和厚度；而导电刷的有关安装因素诸如接触(辊隙)深度和宽度。虽然导电刷具有因为纸粉末粘在刷上而引起的问题，橡胶刮片28—5则没有这种问题，因为纤维状的纸粉末能够容易地在刮片下通过。
由于在所述及的打印过程中主要是进行负压充电，纸粉末即使在达到显影单元23时也不会引起任何问题，因为纸粉末将会对其他部件或材料起着充负电的作用。
橡胶刮片28—5的接触压强随着支座28—3的安装位置而变。适当的接触压强应使调色剂能够从刮片下面通过。如从图24可见(该图显示了在不同的接触压强下调色剂是否能从尿烷橡胶刮片下面通过)，调色剂在6g/平方厘米或更低的接触压强下能够从刮片下面通过。当接触压强高于6g/平方厘米而低于24g/平方厘米时，感光鼓20上的调色剂被清除掉了。如果接触压强被设定在2g/平方厘米与6g/平方厘米之间，调色剂将如所预期的那样在刮片下面通过。根据这种修改，接触压强被设定在5g/平方厘米。
在该修改中设置了一个密封部件31，以防止调色剂由于刮片28—5的作用而落下到纸供给通道上。
图25是根据本发明的一个实施例的控制部分的框图，图26和27是电压施加顺序的说明图。
在图25中，一个控制器50由一个微处理器构成。该控制器50对该设备的各个部分进行顺序控制，以形成图象。一个充电/转印电源51产生预充电电压和转印电压。一个显影偏置电源52产生显影偏置电压。
一个第一开关SW1使来自交流电源29的电压能够响应来自控制器50的指令而被加到扩散辊28上。一个第二开关SW2使来自充电/转印电源51的预充电电压和转印电压能够响应来自控制器50的指令而被加到预充电器21和转印单元26上。一个第三开关SW3使来自显影偏置电源52的显影偏置电压能够响应来自控制器50的指令而被加到显影单元23上。
在此实施例中，用于预充电器21和转印单元26的电源由一个变压器构成，以降低所需的电源的成本。借助这种结构，预充电器21和转印单元26同时起作用，从而转印单元26的转印充电作用甚至能在各纸张之间实现。其结果，感光鼓20的表面电位在各纸张之间的位置上偏移向正值。然而，这将不会引起任何问题，因为感光鼓20由扩散辊28进行去除电荷。
在结束程序中，如果当感光鼓20的转动结束时所有的电源都被关闭，则在转印单元26和扩散辊28之间保留有正电荷，如图25所示。不能保证这些正电荷在下一次设备启动时能通过预充电操作而完全变成预先规定的电荷。因此，预充电和转印充电被截止且将交流电压加到扩散辊28上，直到感光鼓20上的带有正电荷的部分通过了扩散辊28。一当该正电荷部分通过扩散辊28之后，就立即停止施加交流电压并同时停住感光鼓20。以此方式，最低限度使感光鼓20上将不存在带有正电荷的部分。
如图26所示，控制器50启动感光鼓20的转动，并同时接通开关SW1和SW2，以将交流电压施加到预充电器21并将转印电压施加到转印单元26。在感光鼓20的充电部分到达显影单元23的时刻t1之后，控制器50接通开关SW3，以将显影偏置电压加到显影单元23上。其结果，在感光鼓20的未充电区面对着显影单元23时，不发生显影操作。这防止了调色剂不必要地粘在感光鼓20上。
在该结束程序中，首先，控制器50将开关SW2关断，以截止住预充电电压和转印电压的施加。然后，在时刻t2之后(该时刻t2即是感光鼓20被截止预充电前已通过预充电器21的那一部分到达显影单元23的时刻)，控制器50使开关SW关断，以截止显影偏置电压的施加。在时刻t3之后(该时刻t3即是感光鼓20刚好在转印电压截止前已通过转印单元26的那一部分到达扩散辊28的时刻)，控制器50使开关SW1关断，以取消交流电压的施加。同时，控制器50停止住转动感光鼓20。
图27是通过对预充电电压和转印电压进行分压来获得显影偏置电压的情况的操作程序。即，显影偏置电压只当启动了预充电电压和转印电压时得到启动。这有助于降低电源的成本。
该程序将结合图27进行解释。控制器50启动感光鼓20的转动，并同时使开关SW1和SW2接通以将交流电压施加到扩散辊28并将预充电电压施加到预充电器21，且将转印电压施加到转印单元26。在感光鼓20的充电部分到达显影单元23的时刻t1之后，控制器50使开关SW3接通，以将显影偏置电压施加到显影单元23。其结果，当感光鼓20的未充电区面对着显影单元23时，没有显影操作发生。这防止了调色剂粘不必要地粘附在感光鼓20上。
在该结束程序中，首先，控制器50使开关SW2和SW3关断，以截止预充电电压和转印电压以及显影偏置电压。当感光鼓20在取消转印电压前已通过转印单元26的部分到达扩散辊28的时刻t3之后，控制器50使开关SW1关断，以截止交流电压的施加。同时，控制器50停止住感光鼓20的转动。
由于在施加到转印单元26的转印偏置被截止之后的一段预定时间里交流电场被加到扩散部件28上，所以在打印程序结束之前，能够消除转印单元26产生的过量电荷。因此，下一个打印程序能够稳定地进行。
下面将描述堵塞恢复程序。图28是堵塞恢复程序的说明图。
在发生了堵塞之后，在感光鼓20中剩有大量的残留调色剂和残留的电荷。为了除去它们，借助显影单元23而进行的调色剂收集和借助扩散辊28而进行的去除电荷应该适当地进行。扩散辊28的去除电荷和显影单元23的调色剂收集操作至少应该进行五次。
如图28所示，当感光鼓20在开始转动之后连续转动五次时，开始进行曝光。以这种方式，消除了感光鼓20上的残留调色剂和残留的电荷的影响，并且，感光鼓20返回到起始状态。因而，在发生了堵塞时，将不进行通常的程序。相反，将进行最大限度地利用扩散辊28的电荷去除效果的堵塞恢复程序，从而即使在刚刚发生了堵塞之后也能够提供质量良好的图象。
现在描述用于更换调色剂盒(调色剂套件)的操作程序。图29是更换调色剂套件的程序时序图，且图30是调色剂套件更换程序的流程图。
在此设备中，当调色剂浓度低时，会出现载体移动(载体在感光鼓上的移动)，该载体处于强充电状态且感光鼓20与显影辊24之间的电位差很大。当出现了调色剂空信号且用户更换调色剂套件时，调色剂套件可能未得到适当的安装。当发生这种情况时，调色剂将不被供应到显影辊24。从而调色剂浓度减小，造成载体移动。
在此方面，当更换调色剂套件时，在证实供应辊232已经接触到空传感器的表面且该空传感器的输出电平等于或大于某一电平之后，诸如预充电电源的高压电源应该被接通。
换言之，直到调色剂确实得到了补充和调色剂浓度增大到了一定水平，上述的高电压(诸如预充电电压)才被施加。因此即使调色剂浓度降低也不会产生电场，所以不会发生载体移动。
如图29所示，在更换了调色剂套件之后，感光鼓20开始转动以将供应辊232转动一次。当供应辊232的转动多于一圈时，调色剂空传感器的输出得到读取。当从调色剂空传感器的输出发现调色剂量等于或大于一定的值时，高压电源被接通或者预充电电压和转印电压被启动。即使当调色剂套件被以另一个来更换时，在施加高压之前也会对设备的条件进行检查。这种故障预防程序改善了设备的可靠性。
本发明不限于上述的实施例，并能够以下面的各种方式进行修改。
首先，虽然在上述实施例中采用了具有磁性载体和磁性调色剂组合的1.5组分显影剂，但也可以只采用磁性调色剂作为显影剂。在此情况下，磁性调色剂在调色剂贮存器231中由调色剂供应辊232进行搅拌，以得到充电。因此，调色剂供应辊232成为一个搅拌器。其次，虽然只有显影辊24的套筒被转动，磁性辊也可以得到转动。第三，虽然LED光学系统被理解为图象曝光部分，但也可以采用激光光学系统、液晶快门光学系统、EL(电发光)光学系统等等。第四，虽然在本实施例的上述描述中图象形成装置被理解为电子照相装置，但也可以采用将调色剂图象转移到纸上的其他图象形成装置(象静电记录装置)，且记录介质并不限于纸，而是也可以采用其他的介质。另外，感光体不限于鼓式的，而是也可以是无端的带式。第五，虽然本发明被解释为打印设备，但它也可以是一种不同类型的图象形成设备，诸如复印机或传真机。
本发明不仅限于上述的实施例，而是可以在不脱离本发明的精神和范围的前题下以各种形式进行修改。因此，这里的例子和实施例应该被理解为说明性而非限定性的，且本发明不仅限于这里给出的细节，而是可以在所附权利要求书的范围之内进行变更。
总之，根据本发明，由于交流电压被施加到了扩散部件上，调色剂可以被受迫而移动并得到了更适当的扩散。因此能够在显影单元中扩散集中的残留调色剂并便于残留调色剂的收集。由于将交流电压加到扩散部件上，因而还能够在进行调色剂扩散的同时去除潜象载体上的残留电荷。

Claims (33)

1.一种用于在纸上形成图象的图象形成设备，其特征在于包括；
一个旋转式无端潜象载体；
图象形成装置，用于在所述潜象载体上形成静电潜象；
显影装置，用于以粉状显影剂显影所述潜象载体上的所述静电潜象并同时收集所述潜象载体上的残留调色剂；
转印装置，用于将所述潜象载体上的所述显影图象转印到纸上；
扩散部件，用于当图象转印之后在与所述潜象载体接触时扩散所述潜象载体上的残留调色剂；以及
电压提供装置，用于将交流电压提供给所述扩散部件。
2.根据权利要求1的图象形成设备，其特征在于，其中所述扩散部件是由海绵体部件制成的导电辊。
3.根据权利要求2的图象形成设备，其特征在于，其中所述辊具有独立的海绵体孔洞。
4.根据权利要求2的图象形成设备，其特征在于，其中所述辊沿着与所述潜象载体的转动方向相反的方向转动。
5.根据权利要求4的图象形成设备，其特征在于，其中所述辊以比所述潜象载体的周边速度快1.1至1.5倍的周边速度转动。
6.根据权利要求3的图象形成设备，其特征在于，其中所述辊沿着与所述潜象载体的转动方向相反的方向转动。
7.根据权利要求6的图象形成设备，其特征在于，其中所述辊以比所述潜象载体的周边速度快1.1至1.5倍的周边速度转动。
8.根据权利要求1的图象形成设备，其特征在于，其中所述电压提供装置将等于或高于启动放电所需的电压的电压提供到所述扩散部件。
9.根据权利要求8的图象形成设备，其特征在于，其中所述扩散部件是由海绵体部件制成的导电辊。
10.根据权利要求9的图象形成设备，其特征在于，其中所述辊具有独立的海绵体孔洞。
11.根据权利要求9的图象形成设备，其特征在于，其中所述辊沿着与所述潜象载体的转动方向相反的方向转动。
12.根据权利要求11的图象形成设备，其特征在于，其中所述辊以比所述潜象载体的周边速度快1.1至1.5倍的周边速度转动。
13.根据权利要求1的图象形成设备，其特征在于，其中所述电压提供装置将频率为150至250Hz的电压提供到所述扩散部件。
14.根据权利要求13的图象形成设备，其特征在于，其中所述电压提供装置将等于或高于启动放电所需的电压的电压提供到所述扩散部件。
15.根据权利要求13的图象形成设备，其特征在于，其中所述扩散部件是由泡沫体部件制成的导电辊。
16.根据权利要求15的图象形成设备，其特征在于，其中所述辊具有独立的海绵体孔洞。
17.根据权利要求15的图象形成设备，其特征在于，其中所述辊沿着与所述潜象载体的转动方向相反的方向转动。
18.根据权利要求17的图象形成设备，其特征在于，其中所述辊以比所述潜象载体的周边速度快1.1至1.5倍的周边速度转动。
19.根据权利要求1的图象形成设备，其特征在于，其中所述扩散部件是一个导电部件，该导电部件的末端与所述潜象载体接触。
20.根据权利要求19的图象形成设备，其特征在于，其中所述导电部件是一个导电刷；而且
所述设备进一步包括一个用于支撑所述导电刷的支撑部件，所述支撑部件在所述导电刷与所述潜象载体接触的位置上具有与所述潜象载体的形状相匹配的形状。
21.根据权利要求19的图象形成设备，其特征在于，其中所述导电部件带有具备不同物理性质的多个导电刷。
22.根据权利要求19的图象形成设备，其特征在于，其中所述导电部件带有多个导电刷，在这些导电刷上分别施加以具有不同特性的交流电压。
23.根据权利要求19的图象形成设备，其特征在于，其中所述电压提供装置将等于或高于启动放电所需的电压的电压提供给所述扩散部件。
24.根据权利要求19的图象形成设备，其特征在于，其中所述电压提供装置将频率为150至250Hz的电压提供给所述扩散部件。
25.根据权利要求1的图象形成设备，其特征在于，进一步包括一个纸粉末去除部件，该纸粉末去除部件被设置在所述扩散部件与所述转移装置之间并用于将纸粉末从所述潜象载体上除去。
26.根据权利要求1的图象形成设备，其特征在于，进一步包括一个弹性部件，该弹性部件被设置在所述扩散部件与所述转印装置之间，所述弹性部件与所述潜象载体相接触。
27.根据权利要求1的图象形成设备，其特征在于，进一步包括一个散布防止部件，该散布防止部件被设置在所述扩散部件与所述图象形成装置接近的一侧并用于防止所述残留调色剂的散布。
28.根据权利要求1的图象形成设备，其特征在于，进一步包括控制装置，该控制装置用于在停止向所述转印装置施加电场之后的一个预定时刻停止向所述扩散部件施加交流电压。
29.一种用于在纸上形成图象的图象形成设备，其特征在于，包括：
一个旋转式无端潜象载体；
图象形成装置，用于在所述潜象载体上形成静电潜象；
显影装置，用于以粉状显影剂显影所述潜象载体上的所述静电潜象并同时收集所述潜象载体上的残留调色剂；
转印装置，用于将所述潜象载体上的所述显影图象转印到纸上；以及
扩散辊，用于当图象转印之后在与所述潜象载体接触时扩散所述潜象载体上的残留调色剂。
30.根据权利要求29的图象形成设备，其特征在于，其中所述扩散辊是由海绵体部件制成的导电辊。
31.根据权利要求30的图象形成设备，其特征在于，其中所述辊具有独立的海绵体孔洞。
32.根据权利要求29的图象形成设备，其特征在于，其中所述辊沿着与所述潜象载体的转动方向相反的方向转动。
33.根据权利要求32的图象形成设备，其特征在于，其中所述辊以比所述潜象载体的周边速度快1.1至1.5倍的周边速度转动。
CN94117101.9A 1993-10-15 1994-10-14 图象形成设备 Expired - Fee Related CN1050676C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5281995A JPH07114311A (ja) 1993-10-15 1993-10-15 画像形成装置
JP281995/93 1993-10-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1115435A true CN1115435A (zh) 1996-01-24
CN1050676C CN1050676C (zh) 2000-03-22

Family

ID=17646766

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN94117101.9A Expired - Fee Related CN1050676C (zh) 1993-10-15 1994-10-14 图象形成设备

Country Status (6)

Country Link
US (2) US5678143A (zh)
EP (1) EP0649073B1 (zh)
JP (1) JPH07114311A (zh)
KR (1) KR0137091B1 (zh)
CN (1) CN1050676C (zh)
DE (1) DE69434877T2 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107885059A (zh) * 2016-09-30 2018-04-06 佳能株式会社 图像形成装置

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3126567B2 (ja) * 1993-10-19 2001-01-22 富士通株式会社 現像装置
JPH0980998A (ja) * 1995-09-13 1997-03-28 Tec Corp 画像形成装置
DE69638350D1 (de) * 1995-09-28 2011-05-19 Canon Kk Bilderzeugungsgerät
US5784673A (en) * 1995-11-29 1998-07-21 Mita Industrial Co., Ltd. Image forming apparatus having a toner brush equipped with a toughening member for materials of the brush
JP3634547B2 (ja) * 1996-04-04 2005-03-30 キヤノン株式会社 画像形成装置
US5822657A (en) * 1996-05-16 1998-10-13 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Image forming apparatus
KR100238688B1 (ko) * 1997-04-07 2000-01-15 윤종용 전자사진형성장치의 현상제 회수/공급장치
JP4960665B2 (ja) * 2006-08-11 2012-06-27 キヤノン株式会社 発光素子アレイ及び画像形成装置
US6975342B2 (en) * 2002-10-17 2005-12-13 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Print cartridge
JP4929684B2 (ja) * 2005-11-15 2012-05-09 富士ゼロックス株式会社 画像形成装置
JP2007147863A (ja) * 2005-11-25 2007-06-14 Fuji Xerox Co Ltd 画像形成装置
JP2007304222A (ja) 2006-05-10 2007-11-22 Konica Minolta Business Technologies Inc 画像形成装置
JP5335210B2 (ja) * 2007-08-10 2013-11-06 キヤノン株式会社 画像形成装置
US7941075B2 (en) * 2008-06-11 2011-05-10 Ricoh Company, Ltd. Image forming apparatus including a cleaner-less image carrier cleaning system
JP5602487B2 (ja) 2010-04-28 2014-10-08 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP5879290B2 (ja) * 2013-03-26 2016-03-08 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 中間転写ユニット及び画像形成装置

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3973845A (en) * 1975-01-15 1976-08-10 Xerox Corporation Method of reducing friction in blade cleaning of imaging surfaces
JPS53129642A (en) * 1977-04-19 1978-11-11 Ricoh Co Ltd Electrophotographic apparatus
JPS56138773A (en) * 1980-03-31 1981-10-29 Mita Ind Co Ltd Recovering method for developer
JPS5764279A (en) * 1980-10-08 1982-04-19 Canon Inc Cleaning device
CA1214502A (en) * 1982-11-01 1986-11-25 Lloyd F. Bean Cleaning method and apparatus for a xerographic reproducing apparatus
JPS61279881A (ja) * 1985-06-06 1986-12-10 Showa Denko Kk トナ−のクリ−ニング方法
US4769676A (en) * 1986-03-04 1988-09-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Image forming apparatus including means for removing residual toner
JPS6420586A (en) * 1987-07-16 1989-01-24 Fuji Xerox Co Ltd Device for cleaning elecrophotography
JPS6425183A (en) * 1987-07-22 1989-01-27 Toshiba Corp Image forming device
JP2996666B2 (ja) * 1989-02-13 2000-01-11 株式会社東芝 画像形成装置
JP2798951B2 (ja) * 1989-02-13 1998-09-17 株式会社東芝 画像形成装置
US5066982A (en) * 1989-03-31 1991-11-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Cleaner-less image forming apparatus
JP2633691B2 (ja) * 1989-07-31 1997-07-23 株式会社東芝 画像形成装置
JPH03252686A (ja) * 1990-03-02 1991-11-11 Hitachi Metals Ltd 現像装置
JP2633711B2 (ja) * 1990-05-15 1997-07-23 株式会社東芝 画像形成装置
JP2856506B2 (ja) * 1990-05-31 1999-02-10 株式会社東芝 記録装置
JPH0451073A (ja) * 1990-06-18 1992-02-19 Toei Sangyo Kk 電子写真装置
JP2714234B2 (ja) * 1990-07-31 1998-02-16 株式会社東芝 画像形成装置
JP2813455B2 (ja) * 1990-11-13 1998-10-22 村田機械株式会社 クリーナレス画像形成方法
US5200789A (en) * 1990-11-13 1993-04-06 Murata Kikai Kabushiki Kaisha Method and apparatus for cleanerless image forming
JP2600505B2 (ja) * 1991-02-22 1997-04-16 村田機械株式会社 クリーナレス画像形成装置
JPH04271381A (ja) * 1991-02-27 1992-09-28 Toshiba Corp 画像形成装置
JP2997555B2 (ja) * 1991-02-27 2000-01-11 株式会社東芝 画像形成装置
JP2665408B2 (ja) * 1991-04-10 1997-10-22 株式会社テック 接触帯電方法
JPH0750337B2 (ja) * 1991-06-25 1995-05-31 村田機械株式会社 クリーナレス画像形成方法
JP2619154B2 (ja) * 1991-06-28 1997-06-11 株式会社東芝 画像形成装置
JP2848547B2 (ja) * 1991-11-06 1999-01-20 富士通株式会社 画像形成装置用ローラ及びこれを用いた画像形成装置
JPH05181392A (ja) * 1991-12-27 1993-07-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子写真装置
JP3083907B2 (ja) * 1992-05-13 2000-09-04 沖電気工業株式会社 画像形成装置
JPH0854771A (ja) * 1994-08-11 1996-02-27 Fujitsu Ltd 画像形成装置
US5610697A (en) * 1994-08-31 1997-03-11 Kabushiki Kaisha Tec Electrophotographic apparatus capable of preventing image deterioration attributable to residual toner particles

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107885059A (zh) * 2016-09-30 2018-04-06 佳能株式会社 图像形成装置
CN107885059B (zh) * 2016-09-30 2021-03-23 佳能株式会社 图像形成装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE69434877D1 (de) 2006-12-14
EP0649073A2 (en) 1995-04-19
DE69434877T2 (de) 2007-03-15
JPH07114311A (ja) 1995-05-02
US5678143A (en) 1997-10-14
US5778285A (en) 1998-07-07
EP0649073B1 (en) 2006-11-02
CN1050676C (zh) 2000-03-22
KR0137091B1 (ko) 1998-06-01
EP0649073A3 (en) 1997-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1050676C (zh) 图象形成设备
CN1196036C (zh) 图像形成装置
CN1315010C (zh) 处理盒、显影盒和显影辊
CN1144100C (zh) 显影装置和成像设备
CN1497367A (zh) 采用无载像构件清洁器的系统的成像设备
CN1054216C (zh) 图像形成装置
CN1045339C (zh) 图像形成装置
US7805089B2 (en) Image forming apparatus
US6611668B2 (en) Image forming apparatus with residual developing charging feature
CN1637647A (zh) 图像形成装置
CN1064461C (zh) 显影设备
JP2011128363A (ja) フィルミング除去装置およびこれを有する画像形成装置
JP2004341311A (ja) 現像装置及びそれを備えた画像形成装置
JP4631318B2 (ja) 画像形成装置および像担持体ユニット
CN1188753C (zh) 显影器件,处理盒和电子照相成像设备
JP2005140945A (ja) 帯電ローラ、帯電ローラの製造方法及び画像形成装置
CN1221871C (zh) 显影装置
CN1058093C (zh) 图象形成设备
JPH04275569A (ja) 帯電装置
CN1610865A (zh) 充电装置、处理盒和成像设备
JP2019078830A (ja) 画像形成装置
JP2006154264A (ja) 画像形成装置
JP2006030333A (ja) 画像形成装置
JP2017009674A (ja) 画像形成装置
JPH1138847A (ja) 画像形成装置及びその装置に用いられる像担持体収納カートリッジ

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20000322

Termination date: 20091116