TWI363936B - An apparatus for forming an image and the method for forming the same - Google Patents

Description

1363936 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種影像形成之裝置與方法，且特別 是有關於一種控制佈電電壓以及顯影電壓之影像形成裝置 與方法。 【先前技術】 影像形成裝置例如影印機（photocopier)，雷射印表機 (laser printer)，以及傳真機（facsimile machine)通常會使用 光電成像（Electrophotographic)顯影系統。光電成像顯影系 統應用顯影靜電潛像（electrostatic latent image)於一個感光 元件之上，以使用顯影劑（如碳粉）形成可見的影像，以及將 可見的影像轉印（transfer)於一影印元件，例如紙張。 在此，靜電影像形成裝置通常包括一個感光元件，此 感光元件可以是一個感光鼓或是一個感光帶。潛像即根據 影像資料形成於感光元件之上。顯影裝置即使用碳粉將潛 像顯影而產生對應的碳粉影像。 當在感光元件上的潛像因電場作用而吸附碳粉於其上 而使得潛像成為一碳粉影像時，被施予在顯影裝置的一顯 影電壓（developing bias voltage )，將決定投射至感光元件 上的碳粉量。舉例而言，參照第1圖，感光元件102可以 被佈電至-750V。感光元件102在經過曝光過程後，感光元 件102的潛像區域104的電壓Vexp可為-60V。而施予一顯 影裝置106的顯影電壓通常會介於感光元件102原佈電電 6 1363936 壓以及潛像區域104的電壓之間（-75GV和-6GV之間），例如 -45〇V，或者是等同感光元件102的佈電電壓（_75〇V)。 藉由電壓差，潛像區域1〇4可以吸引顯影裝置1〇6上 的碳粉1〇8，亦即藉由力Η使得碳粉108投射至潛像區域 10心F1的形成是由顯影裝置1〇6以及潛像區蜮之間的 電壓差所產生。要成功的完成顯影，F1應有足夠的能量使 碳粉108移動一個間距G(顯影裝置1〇6及感光元件1〇2之 間的間距）。當顯影過程於上述的條件進行時，由顯影裝置 106及感光元件部102之間的電壓差所形成的電場，可帶動 碳粉108進行投射至潛像區域1〇4。 當顯影裝置106上的電壓等於或小於感光元件1〇2表 面上的電壓時，則有一斥力F2，例如感光元件1〇2表面上 的表面電壓，會阻止碳粉108從顯影裝置1〇6上投射至感 光元件102的背景區域110 (非潛像區域）上。箭頭ιΐ2 指出對應於潛像區域104邊緣地帶114的碳粉1〇8的投射 路徑。斥力F2的力量分佈會影響潛像區域1〇4邊緣地帶ιΐ4 碳粉108的投射路徑，使碳粉無法完全涵蓋潛像區域1〇4 的邊緣地帶114 ’而造成線條過細，粒點不飽滿。 另外’於上述的條件進行顯影時’電場可被顯影間距 G的大小所控制。碳粉佈電分佈可被摩擦靜電製程所控 制。顯影間距的大小以及碳粉佈電分佈影響到列印品質。 若不控制顯影間距的大小或碳粉佈電分佈，列印影像則常 會發生粒點不良，以及影像内細線過多的現象。 由此可見，目前需要一個改良後的裝置及方法，用以 7 控制顯影電壓而解決列印品質下降的問題。此方法可改善 影像内所形成的影像粒點以及線條。 【發明内容】 本發明的一目的是在提供一種影像形成裝置。此裝置 包括一個佈電件、一個曝光元件、一個顯影裝置、以及 一個控制元件。佈電元件是用以將一電壓佈於一個感光元 件。曝光元件是用以於感光元件的佈電表面上形成潛像。 顯影裝置是用以承載碳粉。控制元件則是用以控制感光元 件以及顯影裝置的顯像電壓，使顯影裝置的顯像電壓的絕 對值大於感光元件感光元件的佈電電壓的絕對值（丨^丨 >丨 Vil)。其中VD是顯影裝置的顯像電壓，而Vi是感光元件的 佈電電壓。更佳的，該顯影裝置的顯像電壓與感光元件的 佈電電壓間滿足0 V £ (|Vd| -丨Vi[) $ 250 V。 上述之影像形成裝置，其中的顯影裝置將碳粉佈置於 感光元件的潛像上之方法是，藉由感光元件以及顯影裝置 的佈電電壓壓差，使得碳粉往佈電電壓的絕對值較低的表 面移動。因此當顯.影裝置的佈電電壓的絕對值大於感光元 件的佈電電壓的絕對值時，顯影裝置上的碳粉將會轉移至 感光元件部，而形成碳粉影像。 由於感光元件上的潛像區域以及背景區域之佈電電壓 的絕對值皆小於顯影裝置的佈電電壓，因此背景區域將不 會產生阻抗力’而導致更多碳粉可被吸引至潛像區域的邊 緣地帶’使得感光元件的潛像區域具有更飽和的碳粉影像。 本發明的又-目的是在提供一種影像形戍的方法。該 法包括首先’轉動一感光元件。將感光元件之表面佈電 至一佈電電壓，以於感光元件上形成—佈電表面。曝光該 佈電表面，以形成潛像於該感光元件之該佈電表面。接著， 轉動一顯影裝置並施加一顯影電壓於該顯影裴置，以將碳 粉投射至感光元件之潛像上以形成—碳粉影像。並將顯影 裝置之顯影電壓的絕對值以及感光元件之佈電電壓的絕對 值分別設定至-職電壓值，其巾顯影電壓的絕對值大於 佈電電壓的絕對值。 【實施方式】 本發明的實施例利用碳粉的附著臨界點，而使感光元 件上的顯影區域得到更充足的碳粉量。以控制電場的方法 達到完整的形成影像，但不形成多餘的背景影像。為防止 多餘的背景影像形成，顯影電壓的絕對值可被設為大於感 光元件表面的佈電電墨，但不可大於一個會形成可見背景 的電壓值。最大的電壓值將決定於碳粉的附箸臨界點。 請參照第2圖，其繪示依照本發明一實施例的一種影 像形成裝置的示意圖。本發明之實施例的影像形成裝置包 括一佈電元件202、一曝光元件204、一顯影裝置206、以 及一控制裝置208。控制裝置208提供電力於佈電元件 202，用以施加佈電電壓於一感光元件21〇，以對感光元件 210進行佈電。感光元件210可以是一可轉動的感光鼓或感 光帶。當曝光元件204對感光元件210進行曝光時，一潛 像即形成於感光元件210之佈電表面上。在曝光之後，顯 影裝置206(例如一顯影滚輪）則被施加一顯影電壓，使感光 元件210與顯影裝置206之間產生一電壓差。顯影電壓是 直流電壓。此電壓差所產生的電場則將顯影裝置2〇6所承 載的碳粉212投射至感光元件210的潛像區域214上，以 形成一碳粉影像。顯影裝置206所投射的碳粉具有與該佈 電電壓相同極性。 舉例而言’當感光元件210被曝光處理後，被曝光的 區域’也就是潛像區域214’則被佈電至一潛像電壓Vexp (例如-60V)。而未被曝光的區域，也就彖背景區域216，於 佈電步驟時被佈電至一佈電電壓Vi(例如-650)。因此，當 顯影裝置206上的顯影電壓V〇等於或大於佈電電壓時（例 如VD=-750) ’潛像區域214與顯影裝置206因彼此的電壓 差’而產生的助力F1則會使碳粉212從顯影裝置206被吸 引至潛像區域214。同樣的，當背景區域216上的佈電電壓 Vi與顯影裝置206因彼此之間的壓差，形成另一助力F3， 會使得碳粉212投射至背景區域216,而使成像品質不佳。 本實施例因為佈電電壓Vi與顯影電壓VD之間的電壓差並 不大（例如本實施例中|VDHVi丨=100V)，所以電壓差所形成 的F3即較弱，因此力量不足以使碳粉212由顯影裝置206 投射至背景區域216，也就不會污染了背景區域216 » 更詳細的來說，碳粉212若要從顯影裝置206投射至 感光元件210,顯影裝置206與感光元件210之間的電壓差 必須大於一臨界電壓值（Threshold Voltage)。此臨界電壓 1363936 值是由顯影裝置206與感光元件210之間的一間距G大小 所決定。舉例而言，當顯影電壓VD至少等☆ 500V，但不 大於1000V，而G的大小是介於約100-500 u：m之間時，臨 界電壓值則約在250V以下。但若要防止碳粉212落入背景 區域216 ’則需維持以下的關係： 〇^^(I^dI-|^/I)^250F » 其中’ lvD|-|Vi丨的範圍可被進一步限縮為 2〇F^(|FD|-R|)^i〇〇r，以確保碳粉212不會落入背景區域 216。 當背景區域216上的佈電電壓Vi的絕對偟小於顯影電 壓vD的絕對值時，顯影裝置_206之電場所產生的助力F3 將有助於更多碳粉被投射至潛像區域214的邊緣地帶 218。潛像區域214的邊緣地帶218則可附有更多的碳粉， 而呈現出更飽滿的線條，以及更清楚的粒點。 因此’本發明的實施例所包括的控制裝置2〇8則是用 以控制施加於感光元件210之該佈電電壓，以及施加於顯 影裝置206之顯影電壓’並分別提高該佈電電壓及該顯影 電壓之絕對值至一預設電壓值。舉例而言，控制裝置2〇8 可將|VD|設為750V，|Vi|可被設為650V，而|Vexp丨則可被設為 60V。因|VD|與|Vi|的電壓差所產生的助力F3雖然不至於使 碳粉212投射至背景區域216的範圍内，但部份顯影裝置 206上的碳粉212’其位置對應於潛像區域214的邊緣地帶 218，會因為F3是助力而非斥力’而更容易投射至潛像區 域214的邊緣地帶218。由此可見，箭頭220指出對應於潛 11 1363936 像區域214邊緣地帶218的碳粉212的投射路徑可使碳粉 212更完全的覆蓋於潛像區域214的邊緣地帶。 本發明之另一實施例是一種形成影像之方法。首先， 轉動一感光元件。將感光元件之表面佈電至一佈電電壓， 以於感光元件形成佈電表面。曝光該感光元件之佈電表面 以形成潛像於感光元件表面。接著，轉動一顯影裝置並施 加一顯影電壓於顯影裝置上，使碳粉投射至感光元件之潛 像上以形成一碳粉影像。並將顯影裝置之顯影電壓的絕對 值以及感光元件之佈電電壓的絕對值分別設定至一預設電 麼值’其中顯影電壓的絕對值大於佈電電壓的絕對值。因 此’當顯影電壓的絕對值大於佈電電壓的絕對值時，則可 產生上述之助力F3，以達到碳粉212更完全的覆蓋於潛像 區域214的邊緣地帶218的效果》 請參照第3圖，其繪示本發明之實施例所產生的電場 模擬圖。第3圖是模擬一個二像素所形成的線條，而碳粉 的附著臨界點在此約為1.7 V/um。曲線302是代表合 丨Vi|=750V，以及丨VD|=750V時，顯影裝置206上的電場分 佈與所形成的線條寬度的關係。曲線3〇4則是代表當 丨Vi|=650V，以及丨VD|=750V時，顯影承載部2〇6上的電場 分佈與所形成的線條寬度的關係《由此可見，從曲線3〇4 可比較出曲線304所形成的線條寬度3〇6較寬於曲線3〇2 所形成的線條寬度308 » 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用 以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精 12 1363936 神和範圍内，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保 護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例 能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下： 第1圖一種習知影像形成裝置的示意圖。 第2圖依照本發明一實施例的一種影像形成裝置的示 意圖。 第3圖係本發明之實施例所產生的電場模擬圖。 【主要元件符號說明】 10 2 ·感光元件 104:潛像區域 i〇6:顯影裝置 108:碳粉 背景區域 112:箭頭 114 ·邊緣地帶 202:佈電元件 204 ·曝光元件 206:顯影裝置 208:控制裝置 210 :感光元件 212 ·碳粉 214 :潛像區域 216:背景區域 218 :邊緣地帶 220=箭頭 302:曲線 3 04’·曲線 308:線條寬度 306:線條寬度 13

Claims (1)

1. K(年）月P日修正本10丨年〇1月2〇曰修正 十、申請專利範圍： 一種影像形成裝置，包含： 一佈電元件，該佈電元件施加一佈電電壓於一感光元 件’以對該感光元件進行佈電，以形成一佈電表面； 一曝光元件，對該感光元件之佈電表面進行曝光，用 以形成一潛像於該感光元件之佈電表面上； 一顯影裝置，用以承載碳粉，當一顯影電壓施加於該 顯影裝置時’該顯影裝置之碳粉投射至該潛像，以於該感 光元件上形成一碳粉影像；以及 控制裝置，用以控制施加於感光元件之該佈電電 壓，以及施加於該顯影裝置之該顯影電壓，並分別提高該 佈電電壓及該顯影電壓之絕對值至一預設電壓值； 其中該顯影電壓以及該佈電電壓之關係如下： 20FS(|FJ-|F;|)5100F’ 其中|VD| 大於 750V 且|Vi|大於 650V， 其中vDR表施加於該顯影裝置之該顯影電壓，而％ 代表施加於該感光元件之該佈電電壓。 % 2.如申請專利範圍第丨項所述之影像形成裝置其中 s玄奴粉影像之線條寬度大於或等於2〇〇 um。 1 ·如申凊專利範圍第1項所述之影像形成裝置，其中 5玄潛像具有一潛像區域與一非潛像區域。 101年03月20日修正 4·如申請專利範圍第1項所述之影像形成裝置，其中 |VD丨大於750V，但不大於1〇〇〇v。 5. 如申請專利範圍第丨項所述之影像形成裝置，更包括 一間距’其位於該顯影裝置與該感光元件最接近彼此之點 端之間。 6. 如申請專利範圍第5項所述之影像形成裝置，其中 該間距之寬度約為1〇〇·5〇〇ι1ηι。 7. —種形成一影像之方法，包含： 轉動一感光元件； 佈電该感光元件之一表面至一佈電電壓，以於該感光 元件上形成一佈電表面； 曝光該佈電表面以形成一潛像於該感光元件之該佈電 表面； 轉動一顯影裝置； 施加一顯影電壓於該顯影裝置； 投射碳粉至該感光元件之潛像上以形成一碳粉影像； 以及 分別設定該顯影裝置之該顯影電壓之絕對值以及該感 光元件之該佈電電壓之絕對值至—預設電壓值，其中該顯 影電壓之絕對值大於該佈電電壓之絕對值，該顯影電壓之 絕對值與該佈電電壓之絕對值之間的差值介於2〇·1〇() ν， 1363936 101年03月20曰修正 該顯影電壓之絕對值大於750V，且該佈電電壓之絕對值大 於 650V。 8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該碳粉影 像之線條寬度大於或等於200 um。 9. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該潛像具 有一潛像區域與一非潛像區域。