形成图像的设备和方法
【专利摘要】本发明提供一种形成图像的设备和方法。该设备包括：感光构件；充电构件，被构造为将感光构件的表面充电到预定电势；曝光构件，被构造为在感光构件的充电的表面上形成静电潜像；和显影构件，被构造为在感光构件的形成静电潜像的表面上使调色剂图像显影。显影构件使用超声振荡将位于感光构件附近的调色剂转换成云状态，并且由于在显影构件和感光构件之间施加的偏置电压而使云状态的调色剂附着到静电潜像。
【专利说明】形成图像的设备和方法
[0001]本申请要求于2012年7月11日提交到韩国知识产权局的第10-2012-0075748号韩国专利申请的优先权利益，其全部公开通过引用包含于此。
【技术领域】
[0002]本发明总体构思涉及一种形成图像的设备和方法，更具体地讲，涉及一种可改进被构造为使调色剂图像显影的显影构件的形成图像的设备和方法。
【背景技术】
[0003]被构造为在记录介质上形成图像的成像设备可包括打印机、影印机、传真机以及集成了它们的功能的多功能复印机/打印机。成像设备(特别地，电子照相成像设备)可在感光构件上形成静电潜像，并使用显影剂(诸如，调色剂)使静电潜像显影以形成图像。
[0004]近年来，已对使用简单构造形成高质量图像的非接触式显影技术进行了研究。传统的非接触式显影技术包括:通过由于施加到线电极的电能而引起放电，将调色剂转换成云状态(cloud state),所述线电极与被构造为传送调色剂的供应棍分开地布置。
[0005]然而，当调色剂使用线电极被转换成云状态时，云的密度可能由于使用具有小直径的电极线而不均匀，由此引起图像瑕疵，诸如图像条带和模糊。此外，当使用供应辊时，调色剂的一部分可在显影过程之后残留在供应辊上，由此引起图像瑕疵，诸如重影现象。另夕卜，由于电极线的固有频率在2kHz或更小的声频范围内，所以可能发生噪声。此外，由于电极线的高张力的长期施加，导致成像设备的耐用性可能变差。例如，电极线可能被截断。
【发明内容】
[0006]在下面的描述中将会部分地阐述另外的方面和/或优点，并且这些方面和/或优点部分地将会通过描述而变得清楚，或者通过实施本发明可了解这些方面和/或优点。
[0007]本发明总体构思提供一种使用新技术形成图像的设备和方法，所述设备和方法可使用被构造为将电能转换成机械能并将调色剂转换成云状态的元件使图像显影。
[0008]根据本发明总体构思的一方面，提供一种成像设备，该成像设备包括:感光构件；充电构件，被构造为将感光构件的表面充电到预定电势；曝光构件，被构造为在感光构件的充电的表面上形成静电潜像；和显影构件，被构造为在感光构件的形成静电潜像的表面上使调色剂图像显影，其中，显影构件使用超声振荡将位于感光构件附近的调色剂转换成云状态，并且由于在显影构件和感光构件之间施加的偏置电压而使云状态的调色剂附着到静电潜像。
[0009]显影构件可包括:板，被布置为与感光构件相对，在板上装载调色剂；和换能元件，连接到板，被构造为将电能转换成机械能，并使在板上装载的调色剂振荡以将调色剂转换成云状态。
[0010]换能元件可以是具有大约15kHz到大约60kHz的振荡频率的超声换能器。
[0011]换能元件可以是Langevin类型超声换能器。[0012]板和换能元件可通过螺栓连接技术和粘合剂连接技术中的至少一种而被固定地连接。
[0013]在板的连接到换能元件的区域的顶表面中可形成V形凹槽。
[0014]板可沿传送调色剂的方向向下倾斜。板可相对于垂直于重力方向的方向按照大约50°或更小的角度倾斜。
[0015]板的顶表面可具有10 μ m或更小的粗糙度。
[0016]板可包含从包括以下材料的组选择的至少一种材料:硬铝、钛(Ti)、铝(Al)、黄铜、不锈钢(SUS)和碳(C)钢。
[0017]多个换能元件可沿垂直于传送调色剂的方向的方向彼此分开地布置。所述多个换能元件可相对于板的中心线对称地布置。
[0018]成像设备可还包括:控制器，连接到所述多个换能元件。
[0019]根据本发明总体构思的另一方面，提供一种形成图像的方法，该方法包括:将感光构件的表面充电到预定电势；在感光构件的所述表面上形成静电潜像；使用由显影构件施加的超声振荡将位于感光构件附近的调色剂转换成云状态；以及由于在显影构件和感光构件之间施加的偏置电压而使云状态的调色剂附着到静电潜像。
[0020]将位于感光构件附近的调色剂转换成云状态的步骤可包括:在与感光构件相对地布置的板上装载调色剂；以及使用连接到板的换能元件将电能转换成机械能，以使在板上装载的调色剂振荡并将调色剂转换成云状态。
[0021]依照根据本发明总体构 思的形成图像的设备和方法，在板上装载的大量调色剂能够使用超声振荡而被转换成云状态。因此，不仅能够提高成像速度，还能够改进图像质量。此外，由于使用超声振荡，所以成像设备的耐用性能够增加，并且能够防止噪声的产生。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]通过参照附图详细描述本发明总体构思的示例性实施例，本发明总体构思的以上和其它特点及优点将会变得更加清楚，其中:
[0023]图1是根据本发明总体构思的实施例的成像设备的示意性构造示图；
[0024]图2是根据本发明总体构思的实施例的图1的成像设备的显影构件的放大视图；
[0025]图3A是图2的显影构件的换能元件的示意性分解透视图；
[0026]图3B是图2的显影构件的换能元件的示意性剖视图；
[0027]图4A和4B是根据本实施例的成像设备的换能元件的其它示例的剖视图；
[0028]图5示出根据本实施例的成像设备的板；和
[0029]图6示出根据本实施例的成像设备的多个换能元件的布置。
【具体实施方式】
[0030]现在将参照附图更全面地描述根据本发明总体构思的形成图像的设备和方法，在附图中示出了本发明总体构思的示例性实施例。如这里所使用，当诸如“……中的至少一个”的表述位于元件的列表之后时，该表述修饰整个列表的元件，而非修饰列表中的单个元件。
[0031]图1是根据本发明总体构思的实施例的成像设备的示意性构造示图。参照图1，成像设备可包括感光构件10、充电构件20、曝光构件30和显影构件100。
[0032]在描述本发明总体构思的特定特征之前，将简要地解释在记录介质上形成图像的过程。
[0033]为了在记录介质P上形成期望的图像，成像设备在感光构件10的表面IOA上形成与期望的图像对应的静电潜像，并使云状态的调色剂T’(以下，称为“调色剂云”)附着到静电潜像，以形成与静电潜像对应的调色剂图像。
[0034]为了形成静电潜像，感光构件10的表面IOA可被充电构件20充电到预定电势。例如大约-700V到大约-800V的预定充电偏置电压可被施加于充电构件20。充电辊或电晕充电器可被用作充电构件20。在这种情况下，与施加于表面IOA的电压不同的电压(例如，OV的接地电压GND)可被施加于感光构件10。
[0035]与图像信息对应的调制的光L可由曝光构件30照射到感光构件10的充电的表面IOA0被照射了光L的感光构件10的表面IOA的区域可具有不同的表面电势。例如，当感光构件10的表面IOA被充电到大约-700V到-800V的电势时，利用光L照射的区域的表面电势可降低到大约-50V到大约-100V。通过改变利用光L照射的区域的表面电势，可形成静电潜像。在这种情况下，曝光构件30可以是能够选择性地允许沿主扫描方向布置的多个发光二极管(LED)发射光的LED类型曝光单元。可选择地，曝光构件30可以是激光扫描单兀(LSU),该激光扫描单兀能够使用光偏转器沿主扫描方向使由激光二极管(LD)照射的光偏转并将偏转的光扫描到感光构件10的表面10A。
[0036]显影构件100可将调色剂云T’提供给形成有静电潜像的感光构件10的表面10A，并使与图像信息对应的调色剂图像显影。
[0037]本实施例涉及非接触式技术，在该非接触式技术中，由传送单元160传送的调色剂T被转换成云状态，并且调色剂云T’被提供给感光构件10的表面IOA以形成高度均匀的图像。
[0038]这里，通过在显影构件100和感光构件10之间施加偏置电压，调色剂云T’可移动到感光构件10的表面10A。在这种情况下，虽然未示出，但是调色剂T可保持以基本上与感光构件10的表面IOA相同的极性(例如，负(_)极性)被充电。类似地，通过将调色剂T转换成云状态获得的调色剂云T’可保持以基本上与感光构件10的表面IOA相同的极性被充电。因此，调色剂云T’可附着到静电潜像以形成调色剂图像，静电潜像是具有与感光构件10的表面IOA不同的表面电势的区域。
[0039]调色剂图像可附着到在感光构件10和转印构件40之间提供的记录介质P的一个表面。在这种情况下，具有与调色剂图像相反的极性的预定偏置电压可被施加于转印构件40。虽然图1涉及感光构件10与记录介质P直接接触的示例，但本发明总体构思不限于此，并且中间转印带(ITB)可布置在感光构件10和转印构件40之间。
[0040]虽然未示出，但是成像设备可包括:供纸单元(未示出)，被构造为提供记录介质P ;定影单元(未示出)，被构造为使附着到记录介质P的调色剂图像定影；和纸排放单元(未示出)，被构造为排放定影的记录介质P。
[0041]图2是根据本发明总体构思的实施例的图1的成像设备的显影构件100的放大视图。
[0042]参照图1和2，根据本实施例的显影构件100可使用超声振荡将调色剂T转换成云状态。具体地讲，使用超声振荡将调色剂T转换成云状态的技术可包括:使用通过将电能转换成机械能引起的振荡将调色剂T转换成云状态。由于这种技术完全不同于使用放电将调色剂转换成云状态的传统技术并且不需要供应辊，所以可防止由于使用供应辊引起的图像瑕疵(例如，重影)。此外，由于使用属于超声区域的振荡频率，所以可消除噪声。
[0043]为了应用超声振荡，显影构件100可包括:壳体101 ;换能元件130，被构造为将电能转换成机械能；和板110，连接到换能元件130并且能够装载调色剂T。
[0044]换能元件130可接收来自外部电源的交流(AC)电，并引起振荡，振荡是机械运动(即，压缩和膨胀)的重复。振荡可被传递到与换能元件130连接的板110。由于随换能元件130 —起振荡的板110，板110上装载的调色剂T可被转换成云状态。
[0045]用作超声振荡器的换能元件130可具有大约15kHz到大约60kHz的振荡频率。由于换能元件130的振动频率的大部分不在声频范围内，所以与使用放电将调色剂转换成云状态的传统情况相比，可减少噪声的产生。
[0046]图3A是图2的显影构件的换能元件130的示意性分解透视图，并且图3B是图2的显影构件的换能元件的示意性剖视图。
[0047]Langevin (朗之万)类型超声换能器可被用作换能元件130。Langevin类型超声换能器可保护易受拉力损坏的压电元件131和132，并获得更稳定的输出。
[0048]如图3A和3B中所示，换能元件130可包括:压电元件131和132 ;电极133、134和135，连接到压电元件131和132 ;和振荡块136和137，布置在压电元件131的底端和压电元件132的顶端。压电元件131和132、电极133、134和135以及振荡块136和137可由螺栓136A固定。压电元件131和132、电极133、134和135以及振荡块136和137可分别具有与螺栓136A的形状对应的孔131B-136B。然而，振荡块137可仅在其一个侧部具有孔以利用螺栓136A被固定。这里，虽然图3A和3B示出了螺栓136A与振荡块136 —体地形成的示例，但螺栓136A可以是与振荡块136分开的构件。
[0049]连接到电极133、134和135的压电元件131和132可将电信号转换成振荡。通过用于沿厚度方向压缩压电元件131和132的力，压电元件131和132的谐振频率可线性地增加。此外，当施加于压电元件131和132的电压增加时，压电元件131和132的振幅可线性地增加。
[0050]可设置多个压电元件131和132。当所述多个压电元件131和132被连接时，可布置每对压电元件131和132，以使其极化方向彼此面对。当每对压电元件131和132的极化方向彼此面对时，如图3B中所示，同一电极134可连接到布置在上方的压电元件132的底表面以及布置在下方的压电元件131的顶表面。因此，可使用相对简单的结构防止所述多个压电元件131和132的振荡彼此抵消。这里，电极133、134和135可由磷青铜或铍(Be)形成。
[0051]振荡块136和137可包括:第一振荡块137，布置在压电元件132的顶端；和第二振荡块136，布置在压电元件131的底端。
[0052]第一振荡块137可用于放大由压电元件131和132沿厚度方向引起的振荡的振幅。第二振荡块136可用于反射压电元件131和132的沿向上和向下方向引起的振荡的向下波长，并将反射的波长与向上波长相加。为此，第二振荡块136可具有比压电兀件131和132低的声阻抗。此外，第二振荡块136可用于吸收并冷却由换能元件130产生的热量。[0053]换能元件130的长度可被设置为换能元件130的振荡波长的大约一半，或者大约等于其振荡波长。因此，在将振幅设置为大的值的同时，可防止换能元件130的断裂。
[0054]通过采用Langevin类型超声换能器作为换能元件130，可实现比压电元件131和132的固有振荡频率高的固有振荡频率。
[0055]图4A是根据本实施例的成像设备的换能元件130的另一示例的剖视图。参照图4A，换能元件130可还包括角状物(horn) 138以放大沿厚度方向的压电元件131和132的振荡。角状物138可放大压电元件131和132的振荡以满足大约几百ym到几mm的振幅，而不会影响换能元件130的振荡频率。
[0056]角状物138可连接到第一振荡块137。连接到第一振荡块137的角状物138可使通过第一振荡块137接收的振荡集中于角状物138的具有小面积的端部，并放大压电元件131和132的振荡。
[0057]考虑到布置空间或振荡功率的调整，可按照各种形状形成角状物138。例如，角状物138可以是指数形角状物，其截面形状如图4A中所示以指数方式变化。由于指数形角状物的顶端的振荡速度与其底端的振荡速度之比等于指数形角状物的顶端的直径与其底端的直径之比，所以通过控制直径比可实现期望的振荡速度。在另一示例中，角状物138可由如图4B中所示的阶梯形角状物138’或混合角状物替换。
[0058]返回参照图2，板110可布置为与感光构件10相对，并且调色剂T可被装载在板110上。板110可连接到前述的换能元件130，例如，连接到换能元件130的顶端部分。因此，连接到换能元件130的板110可由于由换能元件130接收的振荡而将布置在板110上的位于感光构件10附近的调色剂T转换成云状态。
[0059]通过将板110与换能元件130固定地连接，换能元件130的振荡可被稳定地传递到板110，并且可防止由板110与换能元件130的碰撞引起的噪声。使用螺栓连接技术和粘合剂连接技术中的至少一种，可固定地连接板110和换能元件130。在粘合剂连接技术的示例中，可采用使用环氧树脂的粘合方法。
[0060]为了确保充足量的调色剂云T’，在板110的顶部形成V形凹槽111，V形凹槽111连接到换能元件130,如图5中所示。因此,可使用Neumann (诺伊曼)效应。Neumann效应指的是沿一个方向聚集由换能元件130接收的振荡以使振荡最大化。
[0061]板110可将调色剂T转换成云状态，并使除调色剂云T’之外的剩余的调色剂T返回到排出单元170。排出单元170可形成在板110中，或者可形成在板110和被构造为支撑板110的支撑单元180之间。为了使除调色剂云T’之外的剩余的调色剂T返回到排出单元170，板110可沿传送调色剂T的方向向下倾斜。例如，可布置板110，以使传送调色剂T的方向的上游侧高于其下游侧。通过使板110向下倾斜，重力可作用于在板110上装载的调色剂T，从而能够容易地收回调色剂T。例如，板110可相对于垂直于重力方向的水平方向按照大约50°或更小的角度倾斜。
[0062]另外，为了减小在板110上装载的调色剂T的传送期间由调色剂T和板110之间的关系引起的调色剂T的负荷，板110的表面可包括镜面。在示例中，板110可具有大约10 μ m或更小的表面粗糙度。
[0063]板110的宽度可大于用于成像设备的记录介质P的最大宽度。例如，当记录介质P具有大约A3 (297mm)的最大宽度时，板110的宽度可超过大约297mm。[0064]板110可由从包括以下材料的组选择的至少一种材料形成:硬铝、钛(Ti)、铝(Al)、黄铜、不锈钢(SUS)和碳(C)钢。
[0065]另外，板110可被充电到预定电势。例如，板110可被充电到大约-200V到大约-400V。在这种情况下，当OV的接地电压被施加于感光构件10时，在板110和感光构件10之间可形成偏置电压，并促使调色剂云T’移动到感光构件10的表面10A。此外，由于板110具有与在板110上装载的调色剂T相同的极性，所以可防止调色剂T粘附于板110的表面。
[0066]同时，固定地连接到板110的换能元件130的数量可根据板110的形状和尺寸而不同。在示例中，多个换能元件130可固定地连接到板110。固定地连接到板110的所述多个换能元件130可将在板110上装载的调色剂T转换成具有均匀密度的调色剂云T’。
[0067]图6是根据本实施例的成像设备的多个换能元件的布置的透视图，该透视图是板110的底视图。如图6中所示，多个换能元件130、130’和130”可沿垂直于传送调色剂T的方向(X方向)的方向(Y方向)彼此分开地布置。所述多个换能元件130、130’和130”可相对于板110的中心线C对称地布置。这里，中心线C指的是连接沿垂直于传送调色剂T的方向(X方向)的方向(Y方向)测量的板110的长度的中心的线。
[0068]所述多个换能元件130、130’和130”可由至少一个控制器控制。作为非限制性示例，当单个控制器用于控制所述多个换能元件130、130’和130”时，由于所述多个换能元件130、130’和130”的振荡相位可被所述单个控制器同步，所以可防止所述多个换能元件130、130’和130”的振荡彼此抵消。
[0069]尽管已参照本发明总体构思的示例性实施例具体地示出和描述了本发明总体构思，但本领域普通技术人员将会理解，在不脱离由权利要求限定的本发明总体构思的精神和范围的情况下，可对其做出各种形式和细节上的修改。例如，上述实施例涉及使用单色调色剂的成像设备，但本发明总体构思不限于此。本发明总体构思还可应用于使用彩色调色剂(诸如，青色(C)调色剂、品红(M)调色剂、黄色⑴调色剂和黑色⑷调色剂)形成彩色图像的成像设备。
【权利要求】
1.一种成像设备，包括: 感光构件； 充电构件，被构造为将感光构件的表面充电到预定电势； 曝光构件，被构造为在感光构件的充电的表面上形成静电潜像；和 显影构件，被构造为在感光构件的形成静电潜像的表面上使调色剂图像显影， 其中，显影构件使用超声振荡将位于感光构件附近的调色剂转换成云状态，并且由于在显影构件和感光构件之间施加的偏置电压而使云状态的调色剂附着到静电潜像。
2.如权利要求1所述的设备，其中，所述显影构件包括: 板，被布置为与感光构件相对，在板上装载调色剂；和 换能元件，连接到板，被构造为将电能转换成机械能，并使在板上装载的调色剂振荡以将调色剂转换成云状态。
3.如权利要求2所述的设备，其中，所述换能元件是具有大约15kHz到大约60kHz的振荡频率的超声换能器。
4.如权利要求3所述的设备,其中,所述换能元件是Langevin类型超声换能器。
5.如权利要求2所述的设备，其中，所述板和换能元件通过螺栓连接技术和粘合剂连接技术中的至少一种而被固定地连接。
6.如权利要求2所述的 设 备，其中，在板的连接到换能元件的区域的顶表面中形成V形凹槽。
7.如权利要求2所述的设备，其中，所述板沿传送调色剂的方向向下倾斜。
8.如权利要求7所述的设备，其中，所述板相对于垂直于重力方向的方向按照大约50°或更小的角度倾斜。
9.如权利要求2所述的设备，其中，所述板的顶表面具有IOym或更小的粗糙度。
10.如权利要求2所述的设备，其中，所述板包含从包括以下材料的组选择的至少一种材料:硬铝、钛、铝、黄铜、不锈钢和碳钢。
11.如权利要求2所述的设备，其中，多个换能元件沿垂直于传送调色剂的方向的方向彼此分开地布置。
12.如权利要求11所述的设备，其中，所述多个换能元件相对于板的中心线对称地布置。
13.如权利要求11所述的设备，还包括:控制器，连接到所述多个换能元件。
14.一种形成图像的方法，包括: 将感光构件的表面充电到预定电势； 在感光构件的所述表面上形成静电潜像； 使用由显影构件施加的超声振荡将位于感光构件附近的调色剂转换成云状态；以及 由于在显影构件和感光构件之间施加的偏置电压而使云状态的调色剂附着到静电潜像。
15.如权利要求14所述的方法，其中，将位于感光构件附近的调色剂转换成云状态的步骤包括: 在与感光构件相对地布置的板上装载调色剂；以及 使用连接到板的换能元件将电能转换成机械能，以使在板上装载的调色剂振荡并将调色剂转换 成云状态。
【文档编号】G03G21/00GK103543625SQ201310238256
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年6月17日 优先权日:2012年7月11日
【发明者】金京焕, 康盛旭, 尤里·捷列金 申请人:三星电子株式会社