专利名称：图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种图像形成装置，例如数字复印机，传真机，页式打印机等等，特别是涉及到这样一种图像形成装置，它通过使显影粒子转移到记录介质上，从而形成图像。
在用于将作为可视图像的图像数据输出到记录介质(比如记录纸等)上的各种图像形成装置中有这样一类装置，它靠将着色剂也就是显影剂转移到记录介质上，在记录介质上直接形成着色剂图像，例如日本专利申请公开平6-155798号中所述的装置。如
图1所示，这种图像形成装置包括一个具有着色剂供应部分152和印刷部分153的图像形成单元151。在这种装置中，使着色剂171从着色剂供应部分152转移并且粘合到作为记录介质的纸张155的平面上。在这一过程中，着色剂171的转移是按照图像数据来控制的。
着色剂供应部分152包括一个着色剂储存器170，用于存放作为带负电荷的显影粒子的着色剂171，以及一个着色剂支持体172，它借助磁力使着色剂171保持在其周边表面上，同时朝箭头E的方向转动。印刷部分153包括一个圆柱形的对置电极175和处于对置电极175与着色剂支持体172之间的一个控制电极176。对置电极175朝箭头F的方向转动，以便在对置电极175和控制电极176之间朝着箭头G的方向输送纸张155。
如图2所示，控制电极176的内部具有许多出口179，围绕着每个出口179的边沿设有一个环形电极177。如果按照图像数据从图1中所示的控制电源181有选择地向这些环形电极177施加电压，就可以使被支持在着色剂支持体172周边表面上的着色剂171向对置电极175转移，并且通过选定的出口179，从而使着色剂粘合到位于对置电极175和控制电极176之间的纸张155上。
按以上方式构成的图像形成装置可以在纸张一类的记录介质表面上直接形成图像。因而就不必象传统的图像形成装置那样使用受光体一类的显影介质。另外，可以省略从显影介质上把图像转移到纸张上的步骤，这样就能消除由于这种操作所造成的图像劣化。此外，装置的结构也可以简化到较少的部件，这样就能降低装置的尺寸和成本。
在上述通过着色剂的转移直接形成图像的图像形成装置中，由于是通过对控制电极的电压进行控制而使着色剂有选择地转移从而形成图像的，控制电极电压的可控性能对图像形成的状态具有决定性的影响。带静电荷的着色剂的粘结就是造成控制电极电压可控性能变坏的典型原因之一。更具体地说，由于由粘结在控制电极上的着色剂所带的静电荷所形成的相对于控制电极的电位，控制电极在支持在着色剂支持体上的着色剂的基础上的电位会变得与施加到控制电极上用于图像形成的电位不同。例如，如果在控制电极上施加一个允许着色剂通过的电压，由于粘结在控制电极上的着色剂所带的静电荷，实际的电压可能会变成或是接近阻止着色剂通过的电位，因此，将没有或是仅有数量不足的着色剂从着色剂支持体转移到纸上。其结果会使所形成的图像严重劣化，产生图像缺陷，印刷失败，对比度降低，并且产生半色调图像的复制失败。
着色剂被粘结到控制电极上出现在控制电极的表面上以及出口的内部，这是由于电引力的作用，这种电引力典型地是‘图像作用力’，这也是由于着色剂表面与控制电极表面之间的摩擦超过了控制电极和对置电极之间形成的电场或是控制电极和着色剂支持体之间形成的电场作用在着色剂粒子上的电作用力而造成的。因此，为了除去粘结在控制电极上的着色剂，必须采用某种物理方法产生一个更强的电场或推动力。
为了产生一个比控制电极和对置电极之间形成的电场更强的电场，必须向对置电极施加一个更高的电压，或是使对置电极更靠近控制电极。然而，若要在控制电极和对置电极之间产生较强的电场需要高压电源及其控制电路等等附加的部件。另一方面，使对置电极更靠近控制电极的布置方式需要有一个使对置电极向控制电极移动的装置。无论哪种情况，由于增加了部件的数量，都会不可避免地大大增加装置的尺寸和成本。
由于上述原因，日本专利中请公开平6-218981号中公开了这样一种结构，在一个棒的一端设有对置电极，棒的中间部分可以转动，在棒的另一端具有一个靠在控制电极表面上的刷轮或是刮板。除此之外还公开了其他的结构，例如具有一个与控制电极表面选择接触的粘结带，并且具有一个空气气流发生装置，用于将空气气流吹到控制电极的表面上，以及用于使控制电极振动的振动装置。
然而，日本专利申请公开平6-218981号中公布的任何结构都不能避免由于部件的增加而增加装置的尺寸和成本的问题。另外，如果通过向控制电极表面上吹气或使控制电极振动来从控制电极上除去粘结的着色剂，在装置内部除控制电极之外的一个广泛的区域就会被着色剂沾污。
因此，本发明的目的是提供一种图像形成装置，它可以有效地避免所形成的图像的状态出现劣化，利用简单的结构有效地除去粘结在控制电极上的着色剂，而不会明显地增加装置的尺寸和成本。
本发明就是为了实现上述目的而设计的，其结构如下按照本发明的第一方面，一个图像形成装置包括用于支持带电显影剂的支持介质；一个对置电极，它与支持介质相距一个预定的距离，并且面对支持介质；以及一个控制电极，它设在支持介质与对置电极之间，并且具有许多形成显影粒子通道的出口，这种图像形成装置在对置电极与控制电极之间输送的记录介质上形成可视图像，同时改变施加到控制电极上的电位，从而有选择地控制通过出口输送的显影粒子，其特征在于，对置电极被制成一个旋转体，其转动轴线垂直于记录介质的输送方向，在非图像形成模式期间可以转动，并且在对置电极的圆周面上形成在非转动模式期间面对控制电极的一个对置部分，以及在转动期间靠近控制电极的一个清扫部分。
按照本发明的第二方面，具有第一特征的图像形成装置是这样构成的，使得在非图像形成模式期间改变在对置电极和控制电极之间所产生的电场方向或强度。
按照本发明的第三方面，具有第一特征的图像形成装置是这样构成的，即对置电极具有许多沿着圆周方向交替地布置在旋转体周边表面上的对置部分和清扫部分。
按照本发明的第四方面，具有第二特征的图像形成装置是这样构成的，即对置电极具有许多沿着圆周方向交替地布置在旋转体周边表面上的对置部分和清扫部分。
按照本发明的上述第一特征，作为旋转体的第一电极在非图像形成模式下转动，从而使设在旋转体周边表面上的清扫部分能够靠近控制电极。粘结在控制电极上的着色剂被转移到靠近的清扫部分上，从而从控制电极上被清除。
按照本发明的上述第二特征，即使是带有与预定极性具有相反极性的静电荷的着色剂粘结在控制电极上，仍可以有效地除去粘结在控制电极上的着色剂。
按照本发明的上述第三和第四特征，可以缩小旋转体在非图像形成模式下的旋转角度，从而缩短记录介质之间的间隔。
图1是用于表示传统的图像形成装置基本部件结构的示意图；图2是一个示意图，表示传统的图像形成装置中的着色剂支持体上没有着色剂的区域的形成状态；图3是表示采用本发明的图像形成装置的基本部件结构的示意图；图4是一个平面图，示出设在图像形成装置内部的控制电极的基本部件；图5是一个流程图，示出图像形成装置内部的图像形成操作的程序流程；图6是一个时序图，示出在图像形成装置中用于对置电极的控制信号；图7是一个示意图，用于解释在图像形成装置中清扫控制电极的操作方式；图8是按照本发明第二实施例的一个时序图，示出在图像形成装置中用于对置电极的控制信号；图9是按照本发明第三实施例的一个时序图，示出在图像形成装置中用于对置电极的控制信号；图10A-10C是一些示意图，用于解释在图像形成装置中控制电极的清扫状态；图11示出按照本发明另一实施例的图像形成装置中的对置电极的截面图；图12是一个时序图，示出在这一图像形成装置中用于对置电极的控制信号；
图13A和13B都是截面图，示出按照本发明其他实施例的图像形成装置中的对置电极；图14是一个平面图，示出设在采用本发明的另一种图像形成装置中的控制电极的基本部件；以及图15是一个示意图，示出采用本发明的一种彩色图像记录装置的基本部件结构。
图3是示出本发明典型实施例的图像形成装置的结构的图。这种图像形成装置具有图像形成单元1，它是由着色剂供应部分2和印刷部分3构成的。图像形成单元1以着色剂作为显影剂按照图像信号在作为记录介质的纸面上产生可视图像。在这种图像形成装置中，使着色剂转移和粘结到纸上，而着色剂的转移是根据图像形成信号来控制的，这样就能直接在纸上形成图像。在图像形成装置1上输入纸的一侧设有一个送纸装置10，它包括一个纸盒4，用于储存作为记录介质的纸张5，一个拾取轮6用于输送从纸盒4中提供的纸张5，以及一个纸张导板7用于向外引导纸张5。拾取轮6从一个未示出的驱动器接收转动作用力。
在图像形成装置1的输出侧设有一个定影单元11，用于对利用图像形成单元1在纸张5上形成的着色剂图像加热以及加压，使其在纸张5上定影。定影单元11包括加热轮12，加热器13，加压轮14，温度传感器15，以及一个温度控制电路16。加热轮12可以用大约2mm厚的铝管制成。加热器13可以是一个装在加热轮12内部的卤素灯。加压轮14可以用硅酮树脂制成。在一个未示出的弹性体的恒定压力下将加热轮12和加压轮14彼此压在一起。用温度传感器15测量加热轮12的表面温度。由一个未示出的主控制器集中控制的温度控制电路16根据温度传感器15的测量结果来控制加热器13的运行，使加热轮12的表面温度维持在例如150℃，此温度可以使着色剂熔化。定影单元11具有一个未示出的纸张排出传感器，用于检测排出的纸张5。这种定影单元11的结构可以通过单独的加热或是加压把着色剂图像定影在纸张5上。
图像形成装置1中的着色剂供应部分2包括一个着色剂储存器20，用于储存作为显影剂的着色剂21，一个圆筒形支持体22利用磁力来支持着色剂21，一个刮片23向着色剂21传递电荷，并且用于调节着色剂支持体22的周边表面上携带的着色剂层的厚度。刮片23相对于着色剂支持体22周边表面的旋转方向被布置在着色剂支持体22的上游一侧，与着色剂支持体22周边表面的间隔距离大约是60μm。着色剂21例如是一种平均直径为6μm的磁性物质，并且通过刮片23使其带有-4μc/g到-5μc/g的静电荷。
着色剂支持体22从驱动控制器33获得转动作用力，使其以例如120mm/sec的恒定圆周速度朝箭头A指示的方向旋转。着色剂支持体22被接地，并且在其内部面对刮片23的位置和面对控制电极26(参见下文)的位置上设有未示出的固定磁体。这种结构可以使着色剂支持体22用磁力将着色剂21支持在其周边表面上，而使支持在着色剂支持体22周边表面上的着色剂21在对应磁体位置的区域内的“尖峰”中向上站立起来。着色剂支持体22的结构使其可以利用电作用力或是电作用力与磁作用力的合力来支持着色剂21。
印刷部分3包括面对着色剂支持体22周边表面的对置电极25；用来向对置电极25提供高电压的一个高压电源30；设在着色剂支持体22和对置电极25之间的一个控制电极26；设在对置电极25附近，并且由一个支撑部分38来支撑的第二清扫装置37；以及一个吸气装置92。
对置电极25具有一个平面部分25a，它被作为面对着色剂支持体22周边表面的对置部分，还具有由连接到平面部分25a的两端一个部分圆周表面构成的一个刷子部分25b。这一刷子部分25b就是本发明的清扫部分。作为对置电极25的对置部分的平面部分25a的位置与着色剂支持体22的周边表面相距例如为1.1mm。平面部分25a的表面是用PVDF的基片和涂覆在上面的一个介电层25c制成的，介电层的体电阻为1010Ω·cm，厚度为75μm。
位于构成刷子部分25b的局部圆周中心的一个转动轴25d在轴向上支撑着对置电极25，借助由未示出的一个驱动器提供的转动力使其朝着图中箭头B所指的方向转动。在对置电极25转动时，对置电极的刷子部分25b接触到控制电极26的下表面。对置电极25从高压电源30获得例如2kV的高电压。按照这种几何形状，在对置电极25和着色剂支持体22之间就能产生所需要的电场，使着色剂支持体22周边表面上携带的着色剂21朝着对置电极25转移。
为了代替刷子部分25b，在对置电极25上也可以连接一个叶片，它在对置电极转动的过程中将靠在控制电极26的下表面上。
第二清扫装置37可以由一个圆筒形的刷子构成，并且可以被一个支撑部分38支撑着转动。第二清扫装置37可以接触到对置电极的平面部分25a和刷子部分25b。在图像形成操作期间从高压电源30提供给对置电极25的同一电压也被提供给第二清扫装置37。第二清扫装置37可以由一个叶片构成，叶片靠在对置电极25的平面部分25a和刷子部分25b上。
吸气装置92包括一个用于容纳对置电极25的容器93a和一个风扇93，通过风扇的转动来吸气，使空气越过对置电极25通过设在对置电极25周围的许多吸气孔94，将送纸装置10送来的纸张5推向对置电极25一侧，使其不会碰到控制电极26。
值得注意的是，这种图像形成装置包括作为控制电路的一个主控制器，用于控制整个图像形成装置；一个图像处理器，用于将从图像提取装置获得的图像数据转换成一种可以通过它来实现图像印刷的图像数据格式；一个图像存储器，用于存储转换后的图像数据；以及一个图像形成控制单元，用于将从图像处理器获得的图像数据转换成准备提供给控制电极26的图像数据。
图4是一个平面图，示出了设在上述图像形成装置中的控制电极。控制电极26被一个未示出的支撑件支撑着，与对置电极25的平面部分25a平行，它与着色剂支持体22周边表面的距离被设定为例如100μm。控制电极26是由聚酰亚胺树脂或类似物制成的绝缘板26a构成的，厚度大约有25μm，在其上设有许多彼此独立的环形电极27。环形电极27可以用30μm厚的铜箔制成，其外径为220μm，内径是200μm。每个环形电极27的孔构成了一个允许着色剂21通过的出口，使着色剂从着色剂支持体22的周边表面向对置电极25转移。各个环形电极27通过馈线28和一个未示出的高电压驱动器连接到一个控制电源31上。在控制电极26中，例如可以在2560个点上形成出口29和环形电极27。这一数目对应着横跨A4纸宽度或是在垂直于纸的输送方向的方向上的300 DPI的分辨率。环形电极27的表面和馈线28的表面被30μm厚的绝缘层覆盖，以便确保环形电极27之间的绝缘，馈线28之间的绝缘，以及环形电极27与馈线28之间的绝缘，使它们彼此无关。
根据图像信号从控制电源31向控制电极26的各个环形电极27提供电压。实际上，如果用控制电源31来控制提供给环形电极27的电压，着色剂支持体22与对置电极25之间的电场强度就会发生变化，以此来控制着色剂21从着色剂支持体22向对置电极25的转移。具体地说，也就是按照图像信号有选择地由控制电源31向环形电极27施加电压。如果需要将支持在着色剂支持体22上的着色剂向对置电极25转移，控制电源31就向环形电极27提供例如150V的电压，反之，在不需要转移着色剂时就提供另一种-200V的电压。按照这种方式，在按照图像数据来控制提供给控制电极26的电位的同时，沿着对置电极25在面对着色剂支持体22的那一侧面上输送纸张5。这样就能按照图像数据在纸张5的表面上形成着色剂图像。这一控制电源31是由一个未示出的图像形成控制单元发出的控制电极控制信号来控制的。
图5是一个流程图，示出了图像形成装置的图像形成操作流程。把原件放在图像提取部上，然后操作开始复印键，就可以执行图像读出操作。图像提取部可以读出原始的图像，而由此提取的图像数据就是在图像处理部中经过处理后将存入图像存储器的图像(s1-s3)。这种图像数据按照预定的定时被传送到图像形成控制单元(s4)，从而图像形成控制单元将输入的图像数据转换成准备提供给控制电极26的控制电极控制信号(s5)。当图像形成控制单元已经产生了预定数量的控制电极控制信号时，它就使着色剂支持体22转动(s6，s7)，同时向控制电极26提供-200V的电压(s8)。同时，高电压被提供给对置电极25，并且起动吸气装置92的风扇93(s9)。
然后，起动一个未示出的驱动器，使拾取轮6开始转动(s10)。转动的拾取轮6从纸盒4中取出一页纸，将其送往图像形成单元1。在确定了送纸是否正常之后(s11)，就将纸传送到印刷部3中面对着色剂支持体22的位置。接着，图像形成控制单元向控制电源31提供所产生的控制电极控制信号，再由控制电源31向控制电极26的环形电极27提供高电压(s12)。利用一个阻挡轮95的转动使提供的控制电极控制信号与向印刷部3输送纸张5的动作同步。控制电源31根据控制电极控制信号来控制向环形电极27提供高电压。通过这种控制方式可以从控制电源31向各个环形电极27提供150V或-200V的电压，这样就能控制控制电极26附近的电场强度。
也就是说，在控制电极26的各个出口29处，根据图像数据来禁止或是允许着色剂21从着色剂支持体22向对置电极25的转移，从而在纸张5的表面上形成与图像信号相符的着色剂图像，纸张5是随着阻挡轮95的转动按照30mm/sec的速度向纸张输出侧移动的。上面具有着色剂图像的纸张5被输送到定影单元11，使着色剂图像在纸张5上定影。带有定影的着色剂图像的纸张5由一个未示出的排放轮排放到纸张输出托架上。当一个未示出的纸张排放传感器检测到正常排放的纸张5时(s13)，对置电极就被转动一圈(s14)。然后要判断是否有下一页的图像数据。如果有，程序就返回到s1，如果没有，就结束图像形成的操作(s15)。
在这种图像形成装置的上述作业中，图像是在纸张5上直接形成的，无需使用任何用于显影的受光体或是介电鼓等。因此就不会使形成的图像出现劣化。另外，装置的结构可以简化，需要的部件比较少，因此能缩减装置的尺寸和成本。
图6是一个时序图，详细示出了上述图像形成装置中的对置电极的转动控制方式。在印刷的过程中，由于执行了图5中所示的s9，提供给对置电极25的高电压是连续的。另一方面，在纸张5的间隔期间，提供给控制电极26的环形电极27的图像信号被中断了。在图像信号中断的时间t内，在一个比中断时间t短的周期T内提供一个旋转驱动信号，用于提供使对置电极转动一圈的转动力。
如图7所示，随着对置电极25的转动，对置电极的圆周刷子部分25b接触到控制电极26的下表面。在刷子部分25b与控制电极26的下表面相接触的同时，向对置电极25连续地提供高电压。因此，在形成一页图像的操作期间，刷子部分25b可以对粘结在控制电极26上的着色剂施加很强的电场。这样，就能用刷子部分25b有效地清除粘结在控制电极26上的着色剂。
在采用刷子部分25b清扫粘结的着色剂的操作期间，如图像形成操作期间一样向对置电极25连续提供相同的高电压，但是对置电极25的刷子部分25b在此时接触或是靠近控制电极26。因此，与图像形成期间由对置电极25施加的电场相比，粘结在控制电极26上的着色剂承受到来自刷子部分25b的较强的电场。这样，在清扫模式下，在图像形成期间没有从控制电极26转移到对置电极25上、并且仍然粘结在控制电极上的着色剂可以被刷子部分25b从控制电极26上有效地清除。
在上述结构中，在清扫模式期间提供给对置电极25的电压与图像形成模式期间提供给对置电极25的电压相同，因此，在图像形成模式期间和清扫模式期间可以使用同一个电压源。这样就能避免由于增加了部件的数量而增加装置的尺寸和成本，因为不需要额外的高压电源及其控制电路。另外，由于可以用刷子从控制电极26上清除粘结在控制电极26上的着色剂，还可以使刷子的前端插入控制电极26的出口29的内部，从而除去粘结在出口29内部的着色剂。
图8是一个时序图，示出在本发明另一实施例的图像形成装置中的图像信号与提供给对置电极的信号之间的关系。如图8所示，在清扫模式期间提供给对置电极25的电压可以与图像形成模式期间提供给对置电极25的电压极性相反。在这种情况下，就需要提供另一个高压电源及其控制电路，或是也可以通过电阻分压方式提供不同的电压。如果向对置电极25提供同极性的电压，而向第二清扫装置37提供反极性的电压，就可以在包括作为对置部分的平面部分25a和刷子部分25b的对置电极25与第二清扫装置37之间形成一个电场，这样就能利用第二清扫装置从对置电极25上除去从控制电极26转移到对置电极25上的着色剂。
另外，在图像形成模式期间有可能发生带有与预定极性相反极性的、静电荷的着色剂粘结在电极上的情况。在这种情况下，可以在清扫模式期间向对置电极25提供与图像形成模式期间提供给对置电极25的电压极性相反的电压。用这种方法可以从控制电极26上有效地清除具有相反极性静电荷的着色剂。
此外，如果粘结在控制电极26上的着色剂已经放置了很长时间，施加给着色剂的电压就被抵销了，这样就会改变着色剂携带的静电荷量，甚至有可能出现相反的极性。在由于卡纸等故障使图像形成操作中断时，着色剂的状态是不可预测的，着色剂的静电位可能改变成相反的极性。即使在这种情况下，如果在清扫模式期间向对置电极25提供与图像形成模式期间提供给对置电极25的电压相反极性的电压，仍可以从控制电极26上清除具有极性相反的静电荷的着色剂。
因此，在完成了多次图像形成操作之后，在开始图像形成操作之前，或是在完成图像形成操作之后，或是在图像形成操作由于卡纸等故障而中断时，最好是对提供给对置电极25的电压进行切换。应该注意的是，如果有大量具有相反极性静电荷的着色剂粘结在控制电极26上，可以在每次送纸的间隔中切换提供给对置电极25的电压极性。
为了改善对置电极25的刷子部分25b和第二清扫装置37的清扫效果，还可以在清扫模式期间向对置电极25的刷子部分25b和第二清扫装置37提供具有交流分量的电压。在这种情况下，清扫电源30b采用一种可以提供包含交流分量的电压的电源。即使是使用了具有高粘结性的着色剂，或者是由于环境条件的变化使着色剂粒子之间的粘合力或是着色剂粒子的分子附着力增大时，利用这种结构仍可以彻底地清扫控制电极26。实际上，如果向具有刷子部分25b的对置电极25施加振荡的电场，在出口29附近的等电位面图形就会改变，并且形成的电场方向是交变的。这样就能使粘结在控制电极26上的着色剂振动，从而减弱着色剂与控制电极26的粘结。
图9示出在本发明另一实施例的图像形成装置中用于对置电极的控制信号的时序图。对置电极25在时间T内转动一圈，这一时间比送纸的间隔或是时间t要短，图像形成操作在此期间不会输出图像信号。在这一时间T中，在时间T的前半段期间向对置电极25提供2kV的电压，这一电压与图像形成模式期间提供给对置电极25的电压相同，然后在时间T的下半段期间向对置电极25提供反向的-500V电压。提供给对置电极25的电压的切换是由设在清扫电源30b中的一个切换装置30c完成的。
图10A-10C示出按照上述控制方案来清扫控制电极的状态示意图。如图10A所示，在使用带负电荷的着色剂的图像形成装置中，带负电荷的着色剂粒子的集合体21b有可能整体粘结在控制电极26上，而不是单个地带负电荷的着色剂粒子21a。尽管作为整体的着色剂集合体21b所带的电压可以利用具有2kV的对置电极25的刷子部分25b从控制电极26上除去，但是着色剂集合体有可能包含带有正极性静电荷的着色剂粒子21a和带有反极性静电荷的着色剂粒子21a′。
如果刷子部分25b接触到包含反极性着色剂粒子21a′的这种着色剂集合体21b，着色剂集合体21b就会破裂成单个的着色剂粒子21a，21a′或是较小的着色剂集合体21b′，21b″，如图10B所示。使用与这些粒子具有相同极性电压的刷子部分25b显然不能从控制电极26上除去着色剂集合体21b中包含的这种具有反电荷特性的着色剂粒子21a′或是着色剂集合体21b″，因此，它们就会停留在控制电极26上，如图10C所示。
针对这一问题，在清扫操作期间需要对提供给对置电极25的电压进行控制，如图9所示。具体地说，利用提供给对置电极25的2kV电压可以从控制电极26上除去带负电荷的着色剂21a，然后把提供给对置电极25的电压切换到-500V，以便从控制电极26上除去带正电荷的着色剂21a′和21b″。采用这种方式就可以使粘结在控制电极26上的着色剂移到对置电极25一侧。
在这种情况下，如果有大量具有与预定极性相反的极性的着色剂逐渐粘结在控制电极26上，就可以在清扫操作期间首先提供-500V的电压，然后再提供2kV的电压。
在上述控制操作中，作为对置电极25的对置部分的平面部分25a在图像形成操作期间一直保持与控制电极26平行的状态。在不形成图像的清扫模式期间，对置电极25转动一圈，使刷子部分25b接触到控制电极26。在这一清扫操作期间，对置电极25一直朝同一方向转动。因此，即使提供给对置电极25的电压极性被切换到相反的极性，已经从控制电极26转移到刷子部分25b的着色剂也不会再次移向控制电极26，被刷子部分25b俘获的着色剂不会返回并且粘结到控制电极26上。
并不需要在每次清扫操作中执行图9所示的向对置电极提供电压的控制程序；如果粘结在控制电极26上的着色剂比较少，在预定次数的清扫操作中可以执行一次这种控制程序。作为这种情况的一个例子，如果使用具有图11所示截面形状的对置电极325，就可以交替地执行两次时间为T的短时清扫操作和一次时间为T′的长时清扫操作。也就是说，在对置电极325的刷子部分325b面对控制电极26时执行一次短时清扫操作，而在对置电极325的刷子部分325c面对控制电极26时执行一次长时清扫操作。然而，在这种情况下必须改变送纸的定时，或是将送纸的间隔从时间t变成较长的时间t′。
如上所述，在清扫期间，对置电极25的刷子部分25b和第二清扫装置37的刷子在提供高电压的状态下接触到控制电极26。因此，在对置电极25的刷子部分25b的表面上和第二清扫装置37的表面上有可能产生电荷。如果这种电荷逐渐积累，对置电极25的刷子部分25b和第二清扫装置37的电位就会发生变化，使得不能充分地清扫控制电极26。在本发明的图像形成装置中，由于对置电极25的刷子部分25b和第二清扫装置37采用了具有大约100kΩ·cm电阻的导电纤维，由于与控制电极26的接触而产生的电荷可以被立即消除，不会影响对控制电极26的清扫操作。按照高压电源的容量，对置电极25的刷子部分25b和第二清扫装置37的刷子的电阻最好被设定在103到1012kΩ·cm。
尽管在上述实施例中所述的图像形成装置是采用着色剂即作为显影剂，本发明也可以用于采用墨水作为显影剂的图像形成装置。另外，尽管在上述实施例中以举例方式示出的图像形成装置具有一个带有环形电极37的控制电极，本发明也可以应用于这样一种图像形成装置，它的控制电极靠设有多个成矩阵状态或是彼此以直角交叉的条状电极，并且控制提供给每个条状电极的电压，控制着色剂从着色剂支持体到对置电极的转移。
图13A和13B是在本发明的另一实施例的图像形成装置中使用的对置电极的结构示意图。图13A所示的对置电极125具有多角形的截面，其中作为对置部分的平面边沿分25a和刷子部分125b是交替设置的。在这种情况下，如果对置电极125具有规则的八角形截面，用面对着色剂支持体22的平面部分125a可以形成一页图像，然后在输送下一页之前的送纸间隔期间使对置电极125转动四分之一圈。对置电极125的这一转动可以使刷子部分125b在下一页的图像形成操作之前清扫控制电极26。
因此，采用这种结构可以缩小对置电极125的转动角度，以便缩短送纸间隔，但是不会改变对置电极125的转速，这样就能缩短图像形成作业所需的时间。具体地说，当对置电极具有n个边的多角形截面时，如果使对置电极以恒定转速转动，清扫控制电极26所需的时间就可以缩短到2/n。另外，如果送纸速度保持不变，为了清扫控制电极26，从对置电极和控制电极之间通过的一页接一页纸的距离就可以缩短到2/n。
图13B所示的对置电极225是由一个铝制的圆筒构成的，并且具有多个作为对置部分的平面部分225a，它们按均匀的角度设置在圆周上，而刷子部分225b被设在平面部分225a之间的圆周面或是弯曲面上。除了能获得具有图13A所示结构的对置电极125的效果之外，这种结构的对置电极225还可以在转动对置电极225的过程中使刷子部分225b一直维持靠在控制电极26下表面上的状态。另外，对置电极225的制作比对置电极125容易，这样就能降低成本。
还可以改变装置的结构，使利用转动的对置电极清扫控制电极的工作在图像形成操作开始之前进行，以便在清扫控制电极之后开始执行图像形成操作。也可以在由于卡纸等故障中断了图像形成操作之后的恢复时间内通过对置电极的转动来执行对控制电极的清扫工作。
在上述实施例中，尽管使用的显影剂是着色剂，也可以使用墨水。另外，作为具有环形电极27的控制电极26的替代品，也可以如图14所示靠在基片的两侧按矩阵方式设置许多条状的电极51和52，并靠对准备提供给彼此以直角或是一定角度交叉的条状电极的电压进行控制，来控制着色剂由着色剂支持体的转移。
另外，本发明还可以按同样的方式应用于图15所示的彩色图像形成装置，该装置具有多个图像形成单元1a-1d，各单元是由着色剂供应部和控制电极构成的，着色剂供应部中装满黄、红、蓝、黑等各色着色剂。如果在这种结构的图像形成装置上采用本发明，就可以保证用所要求的数量的着色剂获得适当的网点大小和网点密度，从而在彩色复制时形成优良的彩色图像。
本发明还能以相同的方式应用于具有离子流一类的着色剂供应部的图像形成装置，在这种装置中使用一个离子源，例如一种电晕充电器。
按照本发明的第一种结构，一个对置电极作为在其圆周表面上具有清扫部分的旋转体，在非图像形成模式期间使该对置电极靠近控制电极，这样就能利用极其简单的结构来清扫粘结在控制电极上的着色剂。这样就能在不增加装置尺寸和成本的条件下有效地防止形成的图像发生劣化。
按照本发明的第二种结构，即使是带有与预定极性相反极性的静电荷的着色剂粘结在控制电极上，仍然能可靠地除去粘结在控制电极上的着色剂。
按照本发明的第三种结构，可以缩小旋转体在非图像形成模式期间的转动角度，这样就能缩短记录介质之间的输送间隔，从而可以缩短图像形成作业所需的时间。
权利要求
1.一种图像形成装置，包括用于支持带电显影剂的支持介质；一个对置电极，它与支持介质相距一个预定的距离，并且面对支持介质设置；以及一个控制电极，它设在支持介质与对置电极之间，并且具有许多供显影粒子通过的出口，上述图像形成装置在从对置电极和控制电极之间输送的记录介质上形成可视图像，同时改变施加到控制电极上的电位，从而有选择地控制通过出口输送的显影粒子，其特征在于，对置电极被制成一个旋转体，其转动轴线垂直于记录介质的输送方向，在非图像形成模式期间可以转动，并且在对置电极的圆周面上具有在非转动模式期间面对控制电极的对置部分，以及在转动期间靠近控制电极的清扫部分。
2.按照权利要求1的图像形成装置，其特征是在非图像形成模式期间改变在对置电极和控制电极之间所产生的电场方向或强度。
3.按照权利要求1的图像形成装置，其特征是对置电极具有许多沿着圆周方向交替地布置在旋转体周边表面上的对置部分和清扫部分。
4.按照权利要求2的图像形成装置，其特征是对置电极具有许多沿着圆周方向交替地布置在旋转体周边表面上的对置部分和清扫部分。
全文摘要
本发明的对置电极具有一个面对着色剂支持体周边表面的对置部分以及由延续到对置部分的两端的局部圆周面形成的一个刷子部分。对置电极绕着位于构成刷子部分的局部圆周面的圆心处的旋转轴转动。当对置电极被转动时,刷子部分与控制电极的下表面相接触。从一个高压电源向对置电极提供例如2kV的高电压,这样刷子部分可以除去粘结在控制电极上的着色剂。
文档编号B41J2/385GK1176181SQ97117569
公开日1998年3月18日 申请日期1997年9月3日 优先权日1996年9月3日
发明者若原史郎, 松本良孝 申请人:夏普公司