CN1153930A - 具有改善工作时间之转移装置的图像生成设备 - Google Patents

Abstract

一种图像生成设备，包括感光器1；给所述感光器1均匀充电到预定的电位的充电装置3；对已被均匀充电的感光器1表面部分曝光，以形成静电潜像的曝光装置4；使调色剂黏附于已曝光的感光器表面部分，从而将静电潜像显影成调色剂像的显影装置5和转移装置6，将预定转移电压加于其上，以将所述调色剂像转移到纸页上。在调色剂像前端到达对着转移装置6的位置之前，而纸页前端已到达对着转移装置6的位置之后，开始将预定的转移电压加给所述转移装置6。

Description

具有改善工作时间之转移装置的图像生成设备

本发明涉及一种电照相图像生成设备，如复印机、打印机、传真机等电照相类设备，具体地说，涉及一种被装配成使显影装置收集图像之后仍留在感光器上的调色剂的图像形成装置。

使用单组分调色剂作显影剂的电照相图像形成装置是众所周知的。在这样的装置中，显影辊一般被用于使感光鼓上所形成的静电潜像显影，并采用接触显影法，这种方法中，显影辊与感光鼓的表面相接触。另外，已显影的调色剂像被从感光鼓表面传到纸页上，但图像转移之后剩余的调色剂会粘在感光鼓上。在许多这类设备中都用清洁装置来收集这种剩余调色剂。然而，为了将整个设备做成紧凑的设计，一种被称为免清洁型的不与清洁装置相结合的设备也已为众所周知。

图3示出这种免清洁型设备的略图，它同时采用非磁性单组分调色剂作显影剂和使用显影辊的接触显影法。

使感光鼓30以恒定的速度沿箭号31所示的方向旋转。感光鼓30周围沿其转动方向31布置有电晕放电器32、曝光装置33、显影辊34、转移电晕放电器35和刷子36。当电晕放电器32静电放电时，对着它的感光鼓30的表面部分被荷电至预定电位。当感光鼓30沿着箭号31的方向旋转时，它的荷电的表面部分被曝光装置33与文件图样对应地曝光。从而在感光鼓30的表面部分上形成静电潜像。

当感光鼓30继续旋转时，其上的静电潜像与显影辊34接触，并被非磁性单组分调色剂显影。当如此形成的调色剂像被引至与转移电晕放电器35相对的位置时，将调色剂像转移到送过来的纸页上。

一般的说，在感光鼓30上的调色剂像已被转移之后，剩余的调色剂要黏附于它的表面上。另外，纸上的纸粉也会黏附到感光鼓30上。配置刷子36，以使黏附于感光鼓30表面上的调色剂分离，并收集这种纸粉末。“分离”一词的意思是削弱感光鼓30表面上的、调色剂与感光鼓表面上的静电荷之间的强静电耦合。为了增强调色剂的分离效果和改善所述纸粉末的收集效率，通常给刷子36加以预定的偏压。

在用刷子36分离剩余调色剂时，部分调色剂也黏附到刷子上。这些黏附难于被所述的纸粉末吸引。也就是调色剂不是必定被刷子36所吸引，而是由于刷子36与感光鼓30的表面接触，使调色剂自然地被黏附于鼓上。

在已通过刷子36的感光鼓30的表面部分上，调色剂与感光鼓表面上的静电荷之间的静电耦合被削弱，使得调色剂颗粒被松散地黏附于感光鼓30的表面部分。

当把鼓引入与电晕放电器32相对的位置时，为了下一个图像的形成，处于上述状态的感光鼓30的表面部分再次被荷电至预定的高电位。随后，感光鼓30的这个表面部分被曝光装置33与所述图样对应地曝光，并被移动至与显影辊34相对的位置。这时，感光鼓30上剩余调色剂的量就很少了，而且还被刷子36分离。当感光鼓30被电晕放电器32再次荷电并被曝光装置33曝光时，这就不会妨碍静电潜像的形成。

当感光鼓30上剩余的调色剂到达对着显影辊34的位置时，这些剩余调色剂随着被由于加给显影辊34的偏压与感光表面的电位间的电位差所产生的库仑力推向显影辊34而被收集。与此同时，显影辊34将静电潜像显影成调色剂像。

于是，通过安排由显影辊34收集剩余调色剂，在使用显影辊34的接触显影法中得到一种被称为免清洁结构。

如图4所示，在图3所示的布置中，感光鼓30的表面电位在与转移电晕放电器35相对的位置处发生改变。图4中的纵轴表示感光鼓30的表面电位，横轴表示时间。感光鼓30表面电位的变化是由电晕放电器32和转移电晕放电器35引起的。因此，图4也表示电晕放电器32和转移电晕放电器35二者的工作时间。图4还表示被送到与转移电晕放电器35相对位置的纸页的移动情况。

首先，当电晕放电器32被接通，开始放电时，与之相对的感光鼓30表面部分被静电荷电到一个高电位H。如果不曝光，伴随着无变化的表面电位，在一段预定的时间之后，感光鼓30的这部分表面被转到与转移电晕放电器35相对的位置。为简单计，现在假定所述鼓表面上的暗衰减等不予考虑。

另一方面，纸页被送来，使感光鼓30上形成的调色剂像的前端与纸页的前端对应。为将调色剂像可靠地转移到纸页上，要特别防止调色剂像的前部被不合格地转移，在所送的纸页到达与转移电晕放电器35相对的位置之前的一段预定时间，接通转移电晕放电器35。于是，转移电晕放电器35开始放出电荷，如负电荷，此电荷的极性与电晕放电器32放出的电荷极性相反。这时，转移电晕放电器35的放电低下，对应于电位L，感光鼓30的表面电位与之相反。此后，当纸页到达与转移电晕放电器35相对的位置时，由转移电晕放电器35放出的电荷导致纸页带负电。这减少了直接到达感光鼓30的电荷的比率。因此，感光鼓的表面电位从电位L升高到M。

表现出电位L的感光鼓表面部分成为一个窄带形低电位表面部分，  它沿着感光鼓30的轴向伸展。当表现出电位L的这部分对着刷子36时，黏附于刷子36上的剩余调色剂就被表现出电位L的这部分吸收。结果就在感光鼓30的表面上形成一个不希望有的带形调色剂像，而且该调色剂像还会出现在下一个图像上。具体地说，如图5所示，在将要被转送下一幅图像的纸页上产生有害的暗带37(用阴影线表示)。

随着黏附于刷子36上的调色剂量的增多，这种有害的现象随着使用而加多地出现。

本发明的第一目的在于提供一种图像生成设备，它能形成质量得到改善的图像。

本发明的第二目的在于提供一种图像生成设备，它被安排得用以避免上述不希望有的带形部分产生于所要形成的图像上，作为图像生成设备，其中使用非磁性单组分调色剂为显影剂，采用使用显影辊的接触显影法，实现所谓免清洁结构。

本发明的第三目的在于提供一种图像生成设备控制方法，能够形成质量得到改善的图像。

本发明的图像生成设备被布置成使感光器表面上所形成的图像由转移装置被移送到纸页上。在调色剂像的前端到达与转移装置相对的位置之前、而纸页的前端已到达与转移装置相对的位置之后，即开始给所述转移装置加上转移电压。从而，可使调色剂像确实地被转移到纸页上，而不会有损被转移的调色剂像的前部。

按照本发明的一个实施例，在纸页的后端到达与转移装置相对的位置之前，而调色剂像的后端已到达与转移装置相对的位置之后，停止将预定的转移电压加给转移装置。从而，可使调色剂像确实地被转移到纸页上，而不会有损被转移的调色剂像的后部。

本图像生成设备可包括一个给感光器均匀地充电到预定的电位的充电装置，一个对已被均匀充电的感光器表面部分曝光，从而形成静电潜像的曝光装置，和一个使调色剂黏附于已曝光的感光器表面部分，从而将静电潜像显影成调色剂像的显影装置。在这样的结构中，最好使曝光装置的曝光时间受到控制，使得形成一个图像区，此区的长度短于其上要形成图像的纸页。

本图像生成设备可包括一个刷子，用来在图像转移之后，分离留在感光器表面上的调色剂。例如，当转移装置放出负电荷时，纸页被插入转移装置与感光器之间。于是，该纸页就在某种程度上阻止转移装置放出的负电荷到达感光器的表面。从而，不会使感光器表面上的电荷被中和。这就降低了感光器由于转移装置放电的表面电位减小量。因此，即使有大量的剩余调色剂被黏附于刷子上，这些剩余的调色剂也不会被感光器表面静电吸收。所以，不会在纸页上形成诸如暗带等不希望有的图样。

所述显影装置最好具有收集感光器表面上的剩余调色剂的功能。

本发明图像生成设备的控制方法包括如下步骤：控制调色剂像形成装置，使所形成的图像区的长度短于其上要形成图像的纸页；在调色剂像的前端到达与转移装置相对的位置之前、而纸页的前端已到达与转移装置相对的位置之后，即开始给所述转移装置加上转移电压。本发明图像生成设备控制方法的一个实施例还包括在纸页的后端到达与转移装置相对的位置之前，而调色剂像的后端已到达与转移装置相对的位置之后，停止将预定的转移电压加给转移装置的步骤。

从以下结合附图所作的详细描述，将使本发明的这些以及其它特点、目的和优点愈为清晰。其中：

图1是表示本发明一种实施例的图像生成设备主要部分的结构方框图；

图2是表示由CPU所执行控制的时间特性图；

图3是表示现有技术免清洁型设备结构的示意剖面图；

图4表示在电晕放电器和转移电晕放电器被接通时感光器表面电位的变化；

图5表示纸页上所产生的暗带。

图1是表示本发明一种实施例的图像生成设备主要部分的结构方框图，具体地说，表示一种打印机的图像形成装置的结构。这种打印机有一可沿箭号2所示方向以恒定速率转动的感光鼓1。沿感光鼓1的旋转方向2围绕其周围布置有电晕放电器3、曝光装置4、显影装置5、转移电晕放电器6和纸粉收集刷7。电晕放电器3、曝光装置4、显影装置5构成调色剂像形成装置。

电晕放电器3通过充电开关12与高压电源13相连。当接通充电开关12，高压电源13将正高压加给电晕放电器3时，该电晕放电器3开始均匀地放出电荷，到达预定的电位A，感光鼓1的表面部分对着电晕放电器3。随着感光鼓1转动，其荷电的表面部分被引到对着曝光装置4的位置。曝光装置4根据所拟形成的图样的信息发光，造成感光鼓1的表面部分被曝光。已曝光部分的电荷脱离，使其电位变成比上述电位A低的电位B。于是，在感光鼓1的表面上产生一个显示高电位的区域和一个显示低电位的区域，致使形成所谓静电潜像。

此后，其上形成有所述静电潜像的感光鼓1表面部分被引至与显影装置5相对的位置。所述显影装置5包括显影辊8，它被安置得与感光鼓1的表面接触，还包括薄层刮板9、辅助辊10和搅动器11。搅动器11被安排用来搅动显影装置5中的调色剂，使显影辊8和辅助辊10均匀地接受调色剂。显影辊8和辅助辊10分别沿箭号24、25所示方向转动。这就使调色剂由于贴着显影辊8和辅助辊10摩擦起电而被荷电。所述调色剂是非磁性的单组分调色剂，并且因这种摩擦起电而带正电。被荷电的调色剂主要黏附于显影辊8的表面，同时辅助辊10的转动帮助了调色剂黏附于显影辊8的表面上。黏附于显影辊8表面的调色剂成薄层形式，其厚度被薄层刮板9限定在预定值。

另一方面，通过显影开关14使显影辊8和辅助辊10与电源15相连。当接通显影开关14时，就将正电压加给显影辊8和辅助辊10。将此正电压的大小设定成使显影辊8的电位C低于未曝光的感光鼓1所述部分的电位A，并高于被曝光而使其表面电位被降低的感光鼓1所述部分的电位B。

其上形成有调色剂层的显影辊8以比所述感光鼓1的圆周速率快的速率转动。这使得所述调色剂层与感光鼓1表面上形成的静电潜像接触。当静电潜像与调色剂层接触时，显影辊8上荷正电的调色剂被移到感光鼓1上电位较低的部分。具体地说，所述调色剂黏附于电位低于显影辊8的曝光部分，却不黏附在电位高于显影辊8的未曝光部分。从而使静电潜像被显影为调色剂像。

之后，使感光鼓1继续转动。在与调色剂像移动到对着转移电晕放电器6的位置同步的时间，被置于靠近感光鼓1的定位辊26以可转动方式受到驱动，以供送纸页P。许多纸页一页接一页被从送纸机构28送向定位辊26。

转移电晕放电器6通过转移开关16与高压电源17相连。当接通转移开关16时，就被加上负压。被加以负压的转移电晕放电器6放出负电荷，使被供送的纸页P带上负电。黏附到感光鼓1表面上的调色剂静电黏附于带负电的纸页P上。调色剂像以上述方式被黏附于纸页P上之后，被定影装置(未示出)定影于其上。

一部分调色剂未被转到纸页P上，而被留在所述调色剂像已被从其上转移走的感光鼓1的表面上。除这种未被转移的调色剂外，还有纸粉等黏附于感光鼓1的表面上。

感光鼓1继续转动，使得它的黏有剩余调色剂的部分与收集纸粉的刷子7接触。纸粉收集刷7搅动这些剩余的调色剂，使之被分离。纸粉收集刷7通过刷子开关18与电源19相连。当接通刷子开关18时，就有负压被加到纸粉收集刷7上。这使剩余调色剂被分离。同时，纸粉收集刷7还以物理方式和电方式收集黏附在感光鼓1表面上的纸粉。

当被削弱了对感光鼓表面之静电黏附力的剩余调色剂继续黏附于其上时，已将纸粉从那里移走的感光鼓1的表面部分再次被引至对着电晕放电器3的位置，并被均匀地荷电，以形成下一个图像。此后，感光鼓1被曝光装置4曝光。黏在感光鼓1表面上的剩余调色剂量很少，并且被分散。因此，剩余的调色剂不影响电晕放电器3使感光鼓1荷电，以及由曝光装置4使其曝光。

曝光之后，感光鼓1的被曝光部分被引至对着显影装置5的位置。在显影装置5那里如较早所述的那样，静电潜像被曝光成调色剂像，并在前面所形成的图像处收集未被转移给纸页P的剩余调色剂，它们被黏附于感光鼓1的这个表面部分。由于剩余的调色剂已被纸粉收集刷7分离，以削弱它对于感光鼓1的静电黏附力，随着被吸向表现出比感光鼓1表面电位A低的电位C的显影辊8，这种剩余的调色剂被收集。

此打印机还包括CPU20，它与具有ROM22和RAM23的存储器21相连。CPU20按照ROM22中所存的程序控制打印机各部件的动作。在后面所讨论的预定时刻，CPU20接通/断开充电开关12、显影开关14、转移开关16以及刷子开关18，它们各自控制加给电晕放电器3、显影辊8、转移电晕放电器6，以及纸粉收集刷7的电压。曝光装置4被连到CPU20，它控制该曝光装置4的光发射。

图2是表示由CPU20控制内容的时间特性图。参照图2，下面的叙述将讨论在用具有上述结构的打印机形成图像的一个周期内的工作时间。当图像形成工作开始，并且感光鼓1开始转动时，充电开关12被接通，使正电压加到电晕放电器3(t1)上。结果，感光鼓1此时开始从对着电晕放电器3的部分被带上正电荷。与此同时，显影开关14及刷子开关18也被接通，将偏压分别加给显影辊8和纸粉收集刷7(t1)。

于是，在预定的时刻t2，曝光装置4根据所要形成的图像发光，从而开始使感光鼓1的表面部分曝光。随着感光鼓1转动，它的被曝光部分的图像自前端始依次在显影装置5处被调色剂显影。也就是在感光鼓1的表面上形成调色剂像。

另一方面，纸页P实质上与调色剂像前端出现在转移电晕放电器6处同步地被送到转移电晕放电器6(t3)。具体地说，供送纸页P，使其比所述调色剂像前端到达转移电晕放电器6略早些到达转移电晕放电器6(t5)。另外，在调色剂像前端到达转移电晕放电器6之前，纸页P的前端已到达转移电晕放电器6之后，即接通转移开关16，将负电压加给转移电晕放电器6(t4)。于是，所述调色剂像被转移到纸页上，而不会使调色剂像受损地被转移。

在从曝光开始(t2)经过预定的时间之后，结束感光鼓表面被曝光装置4的曝光。控制从曝光开始起到曝光完成的时间(t2-t6)，使要把调色剂像转移到那里的纸页P的区域(图像区)比纸页P的长度短。自曝光装置4的曝光完成起的一段预定时间(t7)之后，调色剂像的后端到达转移电晕放电器6，从而结束调色剂像向纸页P的转移。在纸页P的后端到达转移电晕放电器6(t9)之前，而调色剂像的后端到达转移电晕放电器6之后，断开转移开关16，停止将电压加给转移电晕放电器6(t8)。这可避免调色剂像的后端被有损地转移。经过一段预定的时间(t10)之后，充电开关12、显影开关14和刷子开关18均被断开，结束图像形成操作。

正像前面所讨论的那样，控制曝光装置4对感光鼓表面曝光的时间周期，使该曝光装置形成的静电潜像短于纸页P的长度。另外，输送纸页P，使纸页P的前端略早于感光鼓1表面上所形成的调色剂像前端到达对着转移电晕放电器6的位置之前到达对着转移电晕放电器6的位置。因而，在纸页P上形成一个调色剂像要被转移到的图像区，还形成一个非图像区，此区位于纸页P的前端与后端近旁，没有图像可供转移。

在把调色剂像转移到纸页P时，于感光鼓1表面上形成之调色剂像的前端到达对着转移电晕放电器6的位置之前而纸页P的前端已到达对着转移电晕放电器6的位置之后，接通转移开关16。这就避免了调色剂像的前部被有损地转移。在纸页P的后端到达对着转移电晕放电器6的位置之前，调色剂像的后端已到达对着转移电晕放电器6的位置之后，断开转移开关16。这又可避免调色剂像的后部被有损地转移。

当转移电晕放电器6放出电荷时，纸页被插入转移电晕放电器6与感光鼓1之间。因而，在一定程度上纸页P可防止转移电晕放电器6放出的负电荷到达感光鼓1的表面。这样，感光鼓1表面上的电荷不会被中和。这削弱了感光鼓1因转移电晕放电器6放电的表面电位降低量。因此，即使剩余调色剂被纸粉收集刷7收集，所述剩余的调色剂也不会被静电地吸收到感光鼓1的表面上。因此，纸页P上就不会形成诸如暗带等不希望有的图样。

上面的叙述是以打印机为例进行的，不过，可将本发明扩展地应用于多种以静电方式形成图像的设备中。这种设备的例子包括复印机、传真机等。

因此，本发明的实施例已被详细地讨论过，但这个实施例仅仅是一个用来说明本发明技术内容的特定例子，而且并不认为要从限定的意义讲把本发明限制于这个特例。于是，本发明的精髓及范围只由所附各权利要求予以限定。

Claims (7)

1.一种用于在纸上形成图像的图像生成设备，它包括：

一个感光器；

一个给所述感光器均匀地充电到预定的电位的充电装置；

对已被均匀充电的感光器表面部分曝光，从而形成静电潜像的曝光装置；

使调色剂黏附于已曝光的感光器表面部分，从而将静电潜像显影成调色剂像的显影装置；

转移装置，将预定的转移电压加于其上，以将所述调色剂像转移到被移送的纸页上；还有

用来在所述调色剂像前端到达对着所述转移装置的位置之前，而所述纸页前端已到达对着所述转移装置的位置之后，开始将预定的转移电压加给所述转移装置的装置。

2.一种如权利要求1所述的图像生成设备，它还包括用来在所述纸页后端到达对着转移装置的位置之前，而所述调色剂像后端已到达对着转移装置的位置之后，停止把预定的转移电压加给所述转移装置的装置。

3.一种如权利要求1所述的图像生成设备，它还包括用来控制所述曝光装置曝光时间，使图像区短于纸页长度的装置，所要形成的图像即被提供于该纸页上。

4.一种如权利要求1所述的图像生成设备，它还包括一个刷子，用来分离在图像转移之后留在感光器表面部分上的剩余调色剂。

5.一种如权利要求1所述的图像生成设备，其特征在于所述显影装置还有收集所述感光器表面上剩余调色剂的功能。

6.一种控制图像生成设备的方法，所述设备中由调色剂像形成装置在感光器表面上形成的调色剂像被转移装置转移到纸页上，该方法包括以下步骤：

控制调色剂像形成装置，使图像区短于纸页长度，所要形成的图像即被提供于该纸页上；

在所述调色剂像前端到达对着所述转移装置的位置之前，而所述纸页前端已到达对着所述转移装置的位置之后，开始将预定的转移电压加给所述转移装置。

7.一种如权利要求6所述的方法，还包括在所述纸页后端到达对着所述转移装置的位置之前，而所述调色剂像后端已到达对着所述转移装置的位置之后，停止把预定的转移电压加给所述转移装置的步骤。

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