专利名称：在电子照相印刷机中防止污染纸张背面的方法
技术领域：
本发明涉及控制电子照相印刷机的方法，特别涉及在电子照相印刷机中防止污染纸张背面的方法。为了在光敏鼓表面上形成最小的电位差，在电子照相印刷机中让其光扫描单元(LSU)在主电机旋转时预热，并且为了阻止附着在光敏鼓上的调色剂在纸张到达转印辊之前附着到转印辊上，让转印辊处于零电位或负电位，借此防止纸张背面受调色剂污染。
电子照相处理设备利用按照光敏鼓上的电位差形成的静电潜象吸附调色剂形成可视图象，然后再通过熔融该可视图象被固定在纸张上。这种电子照相工艺包括充电技术，用于为光敏鼓充电；曝光技术，在带电的光敏鼓表面上曝光形成静电潜象；显象技术，利用显影剂将光敏鼓上的静电潜象变成可视图象；转移技术，将光敏鼓上的图象转移到纸张上去。
作为电子照相工艺的一个实例，下面介绍激光打印机。激光打印机的曝光技术包括发光二极管(LED)应用技术和激光扫描单元(LSU)的应用技术。本发明用于采用LSU的电子照相处理设备。
图1是常规激光打印机的打印过程。参照图1，打印过程包括三个步骤第一步(A1)将存放在纸盒1中的纸张300通过取纸辊提供给打印机；第二步(A2)利用充电、曝光、显象和转移工艺将光敏鼓2上形成的静电潜象转移到纸张200上去；第三步(A3)利用热压辊加热并加压使调色剂在纸张上熔融固着；然后让纸张100送出打印机，完成打印。
图2表示常规的电子照相处理设备上的图象转印部分。图象转印部分包括在其上形成图象的光敏鼓1；充电装置2，用于给光敏鼓1充电；扫描单元3，利用光敏鼓1的带电表面转移静电潜象；显象辊5，利用调色剂化合物4从静电潜象变成调色剂图象；搅拌器8，用于将调色剂料斗中的调色剂混合均匀；刮板9，它使调色剂均匀地涂在显象辊5上；清洁器10，从光敏鼓1上除去多余的调色剂；纸盒11，用于存放待印的纸张；取纸辊12，在收到预定信号时它将纸张从纸盒中取出然后送出；输纸传感器14，用于感受来自取纸辊12或人工送纸托架13的纸张；输送辊15，传送取纸辊12提供的纸张；定位调节辊16，用于调整输送辊15送过来的纸张前缘。充电装置2和转印装置7不与光敏鼓1接触。
电子照相处理设备的图象转印过程说明如下。充电装置2利用高电压使光敏鼓1表面均匀带电(电晕充电)。扫描单元3将来自计算机的数值信号转变成光束，借助扫描单元3在光敏鼓1表面形成静电潜象。显象辊5与光敏鼓1的表面靠得很近，静电潜象与显象辊5上均匀分布的调色剂薄层接触，形成可视图象。这个可视图象借助于转印装置7的高压转印到纸张6上。纸张上的图象在固着装置的加热辊和挤压辊之间通过，由于加热和挤压作用图象融合在纸张6上。然后通过出口辊(图中未表示)从打印机上送出。
在人工送纸时，纸张6从人工送纸托架13送入，传感器14感受到纸张之后，处理设备主电机运转，直至输送辊15捕捉到纸张后主电机停止运转。收到计算机开始打印的数据时，纸张在定位调节辊16处排好并等待到光敏鼓能够打印图象为止，然后定位调节辊16在中断器(未表示)控制下运行，借此在纸张上打印图象。
当纸张从纸盒11中用取纸辊12取出送往光敏鼓1时，光敏鼓1至少旋转两次才能够达到打印状态，定位调节辊16除了排列纸张之外不作其他事情。但是，采用人工送纸时，因为纸张行进的距离短，光敏鼓没有足够的时间达到打印状态。因此，为了使光敏鼓在最短的时间内达到打印状态，定位调节辊与中断器连接，在延迟的时间内输送纸张。
图3表示另一种图象转印装置，它利用与上述装置不同的充电、转印和输送纸张的机理。这种装置没有清洁器和定位传感器，充电和转印过程在光敏鼓与导电的充电辊21和转印辊22接触时完成。
在这种没有定位传感器的系统中，没有办法中断纸张传送以满足光敏鼓进入打印状态所需要的时间。参照图3，开始打印时，纸张经取纸辊12输送到输送辊15上。输送传感器14探测纸张的位置，以便光敏鼓1的参数在预定的时序上起作用。也就是说，装置在传感器感受到纸张的前缘时开始运行，与图2所示系统不同，该系统是在定位调节辊的中断器开始运行时才开始运行。采用这个系统时，纸张从纸盒11中被送出时，光敏鼓旋转并在纸张到达之前达到打印状态。因此，能够正常地打印且不中断。
但是，人工送纸时输送传感器14感受到纸张放在人工送纸托架上，主电机开始运转，直至输送辊15捕捉到纸张主电机停止运转。在收到来自计算机的数据之后开始打印时，主电机启动，同时传送纸张，以便再次接触输送传感器14。接下来是光敏鼓的参数对完成打印发挥作用。由于主电机运行与纸张传送同时发生，所以没有时间让光敏鼓进入打印状态。因此，调色剂在LSU预热期间附着在光敏鼓上，污染纸张。
图4简要地表示LSU的通用结构。LSU包括激光发射源41，例如气体激光器或半导体激光器；旋转的多棱反射镜42，它以每分钟2000至5000转的速度旋转并且反射激光器41发出的光束；射束探测器43S和43E，探测多棱反射镜42反射的光束；以及光敏鼓1，在光敏鼓上，在多棱反射镜反射光束下曝光区域的表面电位不同于未曝光区域的表面电位。随着多棱反射镜42旋转，激光发射源41发射的激光束使光敏鼓1表面曝光，根据期望的图像使光敏鼓不同区域的表面电位不同。利用多棱反射镜42激光束扫描光敏鼓1，射束探测器43S和43E位于射束的起始点和终点，并且探测射束的开始与终结。在LSU预热期间，多棱反射镜42开始旋转向射束探测器43S和43E传送光束，直至反射镜以正常的速度旋转，打印开始正常运行。与此同时光敏鼓曝光。这次曝光持续60毫秒，这是LSU完成预热的最短时间。要求这个预热时间证实多棱反射镜和射束探测器达到正常速度，该时间是用激光发射源的预热予以判别的。打印期间光敏鼓上一条线曝光时间为0．9毫秒。因此，打印需要的曝光量与预热所需相比要超出60倍。
因此，即使在打印作业之后经过了相当长的时间，光敏鼓表面上仍然留下一些电荷。在预热完成并且正常的运行状态得到证实时，主电机开始使光敏鼓旋转，此时即使显象辊5未加偏压，由于边界效应也会有少量的调色剂附着到鼓面的曝光部分。当这部分调色剂与转印辊接触时，由于为了清除残留在光敏鼓上的调色剂而施加的电压的作用残留的调色剂将转移到转印辊上。当纸张在光敏鼓和转印辊之间通过时，调色剂附着在纸张的背面，污染纸张。如果有让光敏鼓旋转几次的时间，清除附着于转印辊上的调色剂是可能的。但是在人工送纸时没有足够的时间让光敏鼓旋转。
本发明的目的是提供一种方法防止电子照相印刷机中的纸张污染，在该方法中扫描单元预热时主电机同时在运转，以便降低印刷机光敏鼓的局部光学耗损，并且控制给其转印辊施加电压的时机，借此防止纸张背面污染。
为了完成本发明的这一目的，提供了在使用转印辊的电子照相印刷机中防止纸张背面受污染的方法，这种方法包括下述步骤在扫描单元预热时启动主电机，以使光敏鼓表面建立的电位差最小化，并且在光敏鼓的曝光区(调色剂附着其上)与转印辊接触前后让转印辊处于零电位或负电位，时间为△T+2α，其中△T是光敏鼓曝光需要的时间，α是预定的附加时间，因此阻止光敏鼓上的调色剂向转印辊转移。
为了进一步理解本发明，将一些附图包括进来并作为本发明的一部分并入本发明。这些
本发明的某些实施方案，并且与文字叙述一起说明本发明的原理。
附图包括图1是常规的图象转移过程的工作状态图；图2说明具有纸张排列功能的激光打印机的结构；图3说明没有纸张排列功能的激光打印机的结构；图4简略地说明LSU的结构；图5是一张时序图，说明常规的激光打印机光敏鼓上的电位差；图6说明由图5所示电位差建立的光敏鼓的表面状态；图7是一张时序图，说明按照本发明在激光打印机的光敏鼓上建立的电位差；图8说明与图7对应的光敏鼓的表面状态；图9是常规激光打印机的时序图；图10是按照本发明的激光打印机的时序图；图11说明光敏鼓对时间的工作状态。
下面参照附图对本发明的优选的实施方案进行解释说明。图5说明在常规激光打印机的光敏鼓上形成的电位差。LSU一预热，由多棱反射镜反射的激光束就集中地扫描光敏鼓上某个特殊部分，而光敏鼓充电电压达-800V。因此，在△T1这段时间内光敏鼓的电位是-15V，(△T1是从多棱反射镜开始旋转的时刻(t1)到获得正常转速的时刻(t2)之间的这段时间)，并且在光敏鼓的表面形成电位差△V。由于这个电位差，在光敏鼓表面形成扫描线，如图6所示。
由于这个原因，光敏鼓耗损要严重得多，并且污染在纸张背面发生。在图5中，t1指出LSU预热期间光敏鼓开始曝光的时刻，t2是指在LSU预热期间光敏鼓完成曝光、主电机开始运转的时刻，△T1表示LSU的预热时间(T2-T1)，(A)表示在LSU预热期间光敏鼓曝光时在鼓面上的电位，(B)表示在光敏鼓上的保持的电位。
但是，如果LSU预热时主电机也在运转，光敏鼓在T1到T2期间也在旋转(如图7所示)，这样光敏鼓上的电位差降低(△V2)。此外，由于激光束在正在旋转的光敏鼓的表面扫描，所以被扫到的是光敏鼓的部分区域，因此光敏鼓的光学耗损也被减小。光敏鼓上的扫描图案如图8所示。与常规的运行相比，当光敏鼓旋转时，扫描线不再象图6所示的那样重复地施加在同一狭窄区域，而是覆盖一个较宽的区域。因此光敏鼓的曝光区域上的电位差下降。这降低了曝光部分的光学耗损和附着于鼓面的调色剂的数量，因此大大减小了纸张背面的污染。
换言之，由于光敏鼓的表面的狭小区域不总在曝光，因此降低了光敏鼓上的耗损、减少了转移到光敏鼓上的调色剂的数量、从而降低了对转印辊的污染，这种污染是由附着在光敏鼓上的调色剂造成的。在采用人工送纸时，纸张背面没有污染。
即使只有少量的调色剂附着在光敏鼓上，如果在转印辊上施加正电压，调色剂也会转移到转印辊上去。为了解决这个问题，在转印辊上施加零电压或负电压，阻止调色剂向转印辊上转移。
图9是一张常规结构打印机各零部件的运行时序图。参照图9，主电机在LSU预热(大约五秒)完成之后启动。在预热完成之后为转印辊充电。图10是按照本发明制作的打印机的零部件运行时序图。参照图10，当LSU预热时，主电机运转，以便在光敏鼓表面上有一个较大的区域曝光，并且在曝光部分接近转印辊时，将零电压或负电压施加给转印辊。这就是说，错过一段时间△T2之后给转印辊施加电压，在这段时间里光敏鼓经过充电，显象，然后到达转印辊。
图11表示光敏鼓的工作状态随时间(出数)的变化。这张图说明充电(C)、显象(D)、以及转印(T)过程所需的时间△T2。如图10所示，主电机和LSU同时运行，并且在经过时间△T2之后内给转印辊施加零电压或负电压，该电压持续时间是△T+2α(其中△T是光敏鼓的曝光时间)，时间△T2是光敏鼓从曝光区转到转印辊所用的时间，借此阻止少量的调色剂附着到光敏鼓的曝光部分，污染转印辊。利用本发明防止纸张前面受污染的方法需要两个步骤。第一步，让主电机在LSU预热期间旋转，以使光敏鼓表面上有较宽的区域被曝光，从而使附着在光敏鼓上的调色剂最少。在第二步，在附着了调色剂的光敏鼓曝光区与转印辊接触前后在转印辊上施加零电压或负电压，持续时间为△T+2α。如此，则来自光敏鼓的调色剂就不转移到转印辊上。
当LSU被用作电子照相印刷机的光学系统而且没有独立的纸张中断装置控制纸张时，利用本发明，能够在人工送纸期间防止纸张背面遭受污染。此外，当光敏鼓停止旋转时，在LSU预热期间光敏鼓上的耗损能够被降低到最低限度。
所以，应当理解本发明并不限于在这里揭示的具体的实施方案，它仅仅作为实施本发明时完成的最佳模式，而应理解为本发明除了在所附权利要求书中定义的权项之外不受在这份详细说明中叙述的具体的实施方案的限制。
权利要求
1．一种在利用转印辊的电子照相印刷机中防止纸张污染的方法，该方法由下述步骤组成在扫描单元预热时让主电机旋转起来，以使光敏鼓表面上形成的电位差最小；并且在光敏鼓的曝光区(调色剂附着其上)与转印辊接触前和后，立即让转印辊处于零电位或负电位，时间为△T+2α，其中△T是光敏鼓曝光需要的时间，(α)是预定的附加时间，借此防止光敏鼓上的调色剂向转印辊转移。
2．根据权利要求1的方法，其中电子照相印刷机不使用定位调节辊控制纸张输送。
3．根据权利要求1的方法，其中曝光不集中在光敏鼓的一个狭小的区域上重复进行，以降低其光学耗损。
4．根据权利要求1的方法，其中电子照相印刷机采用人工送纸。
全文摘要
揭示了一种在电子照相印刷机中防止污染纸张背面的方法,在该方法中为了在光敏鼓表面上获得最小的电位差,在光束扫描单元预热期间主电机同时旋转,并且为了防止附着在光敏鼓上的调色剂在纸张到达转印辊之前附着到转印辊上将零电压或负电压施加到转印辊上,借此防止纸张背面受调色剂污染。
文档编号G03G15/05GK1206128SQ9711502
公开日1999年1月27日 申请日期1997年7月22日 优先权日1997年7月22日
发明者刘容柏, 李文植, 田极泉 申请人:三星电子株式会社