图象形成设备的制作方法

专利名称：图象形成设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及静电复制图象形成设备，诸如激光打印机。
背景技术：
众所周知，静电复制图象形成设备，诸如激光打印机，典型地包括光敏鼓、充电器、激光扫描器、显影轮、和传送轮。在光敏鼓的表面被充电器均匀地充电后，用激光扫描器发射的激光束照射光敏鼓的表面，以及根据预定的图象数据形成静电潜象。
在显影轮上载送的调色剂(toner)被提供到在光敏鼓表面上形成的静电潜象上。沉积在光敏鼓的表面上的调色剂被传送到在光敏鼓与传送轮之间通过的纸张上。
传送偏压被加到传送轮上，以便把调色剂传送到纸张。采用恒压控制或恒流控制，来控制传送偏置。在恒定电压与恒定电流之间很难作出折衷，因为任一种方法都具有优点和缺点。

发明内容
本发明提供这样一种图象形成设备和方法，其中将传送偏压施加到传送轮，当传送轮和纸张的电阻随纸张温度、湿度、和尺寸改变而改变时，不会引起调色剂向纸张传送的故障。
附图简述参照以下的附图详细地描述本发明的优选实施例，其中

图1是按照本发明的一个实施例的激光打印机的主要部件的侧向截面图；图2是激光打印机的处理单元的主要部件的侧向截面图；图3是激光打印机的传送偏压施加电路的电路图；图4是显示由图3的传送偏压施加电路施加的传送偏压的电压-电流关系的图；图5是不同于图3的传送偏压施加电路的电路图；图6是显示由图5的传送偏压施加电路施加的传送偏压的电压-电流关系的图；以及图7是显示用于测量传送轮的阻力的结构的图。
具体实施例方式
图1是激光打印机1的主要部件的侧向截面图。
纸张馈送盘6被可拆卸地固定到机箱2的底部。加压器板7被提供在纸张馈送盘6上，以便支撑和向上挤压堆叠在纸张馈送盘6上的纸张3。摘取轮8和分隔板9被设置在纸张馈送盘6的一端，以及对齐轮12a，12b被设置在相对于纸张输送方向的摘取轮8下游位置。
加压器板7允许纸张3堆叠在它上面。加压器板7在它远离纸张馈送轮8的一端被以枢轴方式支撑，使得加压器板7在它靠近纸张馈送轮8的一端可垂直地移动。加压器板7被弹簧(未示出)从它的反面向上推动。当纸张3的堆积在数量上增加时，加压器板7对抗弹簧的推动力绕着加压器板7远离纸张馈送轮8的那一端向下旋转。纸张馈送轮8和纸张馈送板9互相面对地放置。纸张馈送板9由放置在纸张馈送板9的反面的弹簧13向着纸张馈送轮8的方向被推动。
在加压器板7上堆栈中最上面的纸张3被安装在加压器板7的反面的弹簧压到纸张馈送轮8上，以及当纸张馈送轮8旋转时，最上面的纸张3被挤压在纸张馈送轮8与纸张馈送板9之间。因此，打印纸从顶部被逐张地馈送。
在纸屑由纸屑去除轮10从纸张3上去除后，纸张3被输送轮11输送到对齐轮12a，12b。对齐轮12a，12b由两个轮组成，即，被安装在机箱2上的驱动轮12a和被安装在处理单元17上的被驱动轮12b，这将在后面描述。驱动轮12a和被驱动轮12b构成互相面对面的接触。被输送轮11输送的纸张3在驱动轮12a与被驱动轮12b之间被挤压的同时还向下游输送。
驱动轮12a在纸张3与驱动轮12a接触之前是不被驱动的。在纸张3与驱动轮12a接触和驱动轮12a校正纸张3的取向之后，驱动轮12a旋转并把纸张向下游输送。
一个可从其上手工地馈送纸张3的手工馈送盘14和一个可馈送堆叠在手工馈送盘14中的纸张3的手工馈送轮15被设置在机箱2的前面。分隔板25被放置成面向手工馈送轮15。分隔板25由被设置在分隔板9的反面上的弹簧25a推动向手工馈送轮15。当手工馈送轮15旋转时，被堆叠在手工馈送盘14上的纸张3在手工馈送轮15与分隔板25之间被挤压的同时被逐张地馈送。
机箱2还包括扫描器单元16、处理单元17和固定单元18。
扫描器单元16被提供在机箱2的上部，以及具有激光发射部分(未示出)，可旋转的多角形镜子19，透镜20，21，和反射镜22，23，24。从激光发射部分发射的激光束按照预定的图象数据被调制。激光束连续地传送通过各光元件或从光元件反射，这些光学元件是按图1的虚线表示的次序的多角形镜19、透镜20、反射镜22、23、透镜21、和反射镜24。因此激光束被引导到光敏鼓27的表面上并在其上高速扫描，这将在后面描述。
图2是处理单元17的放大的截面图。如图2所示，处理单元17被设置在扫描器单元16的下面，以及具有可拆卸地固定到机箱2的鼓卡盘26和可拆卸地固定到鼓卡盘26上的显影卡盘28。
鼓卡盘26包括光敏鼓27、电晕(scorotron)充电器29、传送轮30、和导电刷51。
显影卡盘28包括显影轮31、刀片32、供给轮33、和调色剂盒34。
调色剂盒34包含作为显影剂的以正电荷充电的非磁性单成分调色剂。在本实施例中使用的调色剂是通过基于苯乙烯的单体(诸如苯乙烯)和基于丙烯的单体(诸如丙烯酸、烷基(C1-C4)丙烯酸盐、烷基(C1-C4)异丁烯酸)的共聚，使用已知的聚合(诸如悬浮聚合)方法而得到的聚合调色剂。这样的聚合调色剂的粒子形状是球形，因此，聚合调色剂具有优良的流动性。
着色剂(诸如碳黑)和石蜡被添加到聚合调色剂中。一种外部添加物(诸如硅)也被加到聚合调色剂，以便改进流动性。聚合调色剂的粒子尺寸约为6-10微米。
调色剂盒34中的调色剂由被安装在调色剂盒34的中央部分的旋转轴35支持的搅拌器36搅动，以及从在调色剂盒34的一端打开的调色剂供给端口37放电。调色剂检测窗38被安装在调色剂盒34的侧壁上。调色剂检测窗38由旋转轴35支持的清除器39擦洗干净。
供给轮33可旋转地安置在靠近调色剂供给端口37处。显影轮31可旋转地设置成面向供给轮33。
供给轮33通过将导电泡沫材料包在金属轮轴上而构成。显影轮31通过用导电橡胶材料包在金属轮轴上而构成。更具体地，供给轮33用包含细碳粒的导电尿烷或硅橡胶包在金属轮轴上，以及用含氟的尿烷或硅橡胶作为外涂层。供给轮33和显影轮31被设置成互相接触，以使得它们互相按压变形到适当的程度。预定的显影偏压被施加到相关于光敏鼓27的显影轮31上。
层厚度调整刀片32被设置在显影轮31附近，以便调整被形成在显影轮31的表面上的调色剂层的厚度。层厚度调整刀片32具有金属平板弹簧和加压器部分40，后者被安置在平板弹簧的末端以及由电绝缘的硅橡胶形成截面为半圆形的形状。平板弹簧在它的末端的相反的一端处由显像卡盘28进行支撑，以便封闭显影轮31。加压器部分40通过平板弹簧的弹力压到显影轮31上。
当供给轮33旋转时，由搅拌器36从调色剂供给端口37进行放电的调色剂被供给显影轮31。调色剂在供给轮33与显影轮31之间由于摩擦而被带上正电。调色剂在加压器部分40与显影轮31之间传送通过后，调色剂在显影轮31上被形成为有预定厚度的薄层。
光敏鼓27可旋转地靠近鼓卡盘26安置，以便与显影轮31接触。光敏鼓27是通过在接地的圆柱铝鼓上涂复由聚碳酸酯制成的带正电的光敏层而被形成的。
充电器29以预定的间隔设置在光敏鼓27的上方。充电器29是一个电晕充电器，它从钨丝产生电晕放电和使光敏鼓27表面均匀地充以正电。充电器29被设计成把光敏鼓27的表面充电到约900V的电压。
传送轮30被安置在光敏鼓27的下面，以及由鼓卡盘26旋转地支撑，以便面向光敏鼓27。传送轮30是离子传导型，以及是通过用含有离子材料(诸如高氯酸锂)的弹性部件复盖在金属轮轴52上而形成的。传送轮30的电阻在22℃和50％RH时大约是107-108.5Ω。
现在参照图7，将描述测量传送轮30的电阻的方法。传送轮被安置在金属板71上，以及将4.9N的压力加到轮轴52的两端。这个状态基本上等效于传送轮30被光敏鼓27加压的状态。通过从直流电源73在轮轴52与板71之间施加1kV的电压和通过测量由安培表检测的电流，可以得到传送轮30的电阻。
传送偏压施加电路53将预定的负传送轮偏压施加到传送轮30的轮轴52上，该电路将在后面描述。在光敏鼓27与传送轮30之间传送通过的纸张3被所述预定的传送偏压充电。当纸张3通过其间传送通过时，在光敏鼓27的表面上载送的调色剂通过由于在光敏鼓27的电压与纸张3的电压之间的电压差产生的库仑力而被传送到纸张3上。
导电刷51被安置在相对于光敏鼓27的旋转方向来说的传送轮30的下游和电晕充电器29的上游，以便造成与光敏鼓27的表面的接触。导电刷51去除在调色剂传送到纸张3后沉积在光敏鼓27上的纸屑。
如图1所示，固定单元18被安置在处理单元17的下游，并且它具有加热轮41、压在加热轮41上的压力轮42、和被设置在加热轮41和压力轮42的下游的一对输送轮43。加热轮42由涂复了硅橡胶的铝管和被安置在该管内的卤素灯组成。从卤素灯产生的热通过铝管被传送到纸张3。压力轮42由硅橡胶组成，它允许纸张3容易从热轮41和压力轮42上取下。
在纸张3在加热轮42与压力轮41之间传送通过时，由于加热，通过处理单元17而被传送到纸张3的调色剂便会熔化并且被固定在纸张3上。在完成装配后，纸张3被输送轮43向下游输送。排出路径44被形成在输送轮43的下游，以便把纸张输送方向反向，以及把纸张3引导到设置在激光打印机的顶部表面上的输出盘46。一对排出轮45被设置在排出路径44的上端，以便把纸张3排出到输出盘46。
激光打印机1配备有反向输送单元47，它允许图象形成在纸张3的两侧。反向输送单元47包括排出轮45、反向输送路径48、活瓣49，和多对反向输送轮50。
一对排出轮45可以在正向和反向旋转之间切换。排出轮45正向旋转可把纸张3排出到输出盘6，以及反向旋转时可以颠倒纸张输送方向。
反向输送路径48被垂直地提供以便把纸张3从排出轮45引导到被安置在纸张馈送盘6上面的反向输送轮50上。反向输送路径48的上游端位于排出轮45附近，以及反向输送路径48的下游端位于反向排出轮45附近。
活瓣49可摆动地被提供在靠近一个分支到排出路径44与反向输送路径48的分支点。活瓣49可以在由实线表示的第一位置与由虚线表示的第二位置之间移位。活瓣49是通过切换一个螺线管(未示出)的激励状态而被移位的。
当活瓣1处在第一位置时，沿着排出路径44被引导的纸张3被排出轮45排出到输出盘46。当活瓣1处在第二位置时，纸张3被反向旋转的排出轮45输送到反向输送路径48。
多对反向输送轮50在水平方向被设置在纸张馈送盘6上面。在最上游端的一对反向输送轮50位于反向输送路径48的较低端附近。处在最上游侧的一对反向输送轮50被设置在对齐轮12a、12b的下面。
当图象在纸张3的两个侧面形成时反向输送单元47的工作过程将在下面描述。
在一个侧面上带有印制的图象的纸张3被输送轮43沿着排出路径44朝向排出轮45输送。在这时，活瓣49位处在第一位置。排出轮45一边旋转并同时一边挤压着纸张3，从而将其暂时地朝向输出盘4输送。当纸张3几乎被排出到输出盘46以及纸张的尾部边缘被排出轮45挤压时，排出轮45停止向前旋转。
在这种状态下，活瓣49被移到第二位置，以及排出轮反向旋转。纸张3沿着反向输送路径48被反向输送。在整个纸张3被输送到反向输送路径48后，活瓣49被移位到第一位置。
此后，纸张3被输送到反向输送轮50，以及被反向输送轮50向上输送到对齐轮12a，12b。纸张3然后输送到处理单元17，此时它的印制面朝下。结果，图象被印制在纸张3的两侧。
现在将描述图象形成运行。光敏鼓27的表面被充电器29非均匀地充以正电。光敏鼓27的表面电压大约是900V。当光敏鼓27的表面用从扫描器单元16发射的激光束照射时，电荷从被暴露在激光束的部分去除掉，以及暴露部分的表面电压成为接近于200V。这样，光敏鼓27的表面被划分成高压部分(未暴光部分)和低压部分(暴光部分)，由此形成静电潜象。
当在显影轮31上的充了正电荷的调色剂面对光敏鼓27时，调色剂被加到光敏鼓27的低压暴光部分。结果，在光敏鼓27上形成的电潜象是可看见的。
显影轮31回收在光敏鼓27的表面上剩余的调色剂。剩余的调色剂是被提供到光敏鼓27但没有从光敏鼓27传送到纸张3的调色剂。剩余的调色剂被由于在光敏鼓27与显影轮31之间的电压差产生的库仑力粘接到显影轮31上，以及被回收到显像卡盘28中。通过这个方法，不需要从光敏鼓27上刮除剩余的调色剂的刮除器和用于所刮除的调色剂的贮存器。因此，激光打印机在结构上可被简化和可被做得很紧凑，以及其制造成本可被减小。
当纸张3在光敏鼓27与传送轮30之间传送通过时，用传送偏压对纸张3充电。在光敏鼓27上形成的可看见的图象的调色剂借助于库仑力的作用而被转移到纸张3。
传送偏压施加电路53被连接到传送轮30的轮轴52。传送偏压施加电路53被设置在机箱2内，如图3所示，它包括输出电流检测电路54、恒定电流控制电路55、恒定电压源56、升压器驱动电路57、具有初级绕组65和次级绕组66的升压器电路(变压器)58、电阻59、60、和二极管61、62。
恒定电流控制电路55、二极管61、升压器驱动电路57和升压器电路58按次序地被连接到输出电流检测电路54的下游端。用于稳定升压器电路58的输出电压的电阻50被并联连接到升压器电路58的下游(输出)端。轮轴52通过电阻60也被连接到升压器电路58的下游端。另外，输出电流检测电路54被连接到电阻59。输送轮30的表面与光敏鼓27的光敏层相接触。如上所述，具有光敏层的圆柱铝鼓在它的表面上被接地。
恒定电压源56通过二极管62被连接到升压器驱动电路57的上游端。恒定电压源56被接地。
现在将描述传送偏压施加电路53。在以上的说明中，电流值和电压的增加或减小是指电流值的绝对值和电压的绝对值的增加或减小。当大于一定尺寸的纸张在室温下被使用于激光打印机1时，传送轮30和纸张3的电阻是高的数值。这时，如果施加到传送轮30的传送偏置的电压的绝对值是低的数值，则传送电流量减小和纸张3没有被足够地充上电荷。结果，调色剂没有从光敏鼓27传送到纸张3。所以，为了改进调色剂传送到纸张3的效率，应当施加足够量的传送偏置电流到传送轮30。
施加到传送轮30上的传送偏置的电流值(传送电流)由输出电流检测电路54检测。恒流控制电路55根据检测的电流值控制升压器驱动电路57，以使得从升压器电路58的输出端输出的电流被保持为恒定值。这样的恒定电流值应当是一个适合于充电纸张3和把调色剂从光敏鼓27传送到纸张3的电流值。
来自升压器电路58的输出可以通过控制施加到升压器驱动电路57的输入而被改变。升压器电路58提升在初级与次级绕组65、66之间的升压器电路58的输入，以及产生这样一个输出，以使得由输出电流检测电路54检测的电流值成为预定的数值。因此，被保持为恒定电流值的传送偏置总是被加到传送轮30的轮轴52上。
即使当激光打印机1被使用于炎热和潮湿环境时或当纸张3的类型改变或纸张3的尺寸减小时传送轮30与纸张3的电阻减小，纸张3可通过恒流控制而被充分地充电。然而，如果传送轮30的电阻低于纸张3的电阻，则电流直接从传送轮30流到光敏鼓27，而不经过纸张3。这样，传送通过纸张3的电流量减小，以及纸张3没有被足够地充电。结果，调色剂不能从光敏鼓27传送到纸张3。
如果轮轴52的电压(传送电压)的绝对值降低到低于一定的数值，则来自恒压源56的输出电压超过来自恒流控制电路55的输出电压。恒流控制电路55的输出端和恒压源56的输出端被连接到升压器驱动电路57的输入端，而二极管61被连接到恒流控制电路55的输出端以及二极管62被连接到恒压源56的输出端。因此，来自恒流控制电路55的输出电压和来自恒压源56的输出电压之中较高的那一个，将被输入到升压器驱动电路57。
所以，当来自恒压源56的输出电压超过来自恒流控制电路55的输出电压时，升压器驱动电路57根据来自恒压源56的输出电压控制升压器电路58。升压器电路58的输出被加到轮轴52，而不受恒定电流控制。当传送轮30和纸张3的电阻减小时，传送偏置的电压的绝对值减小以及传送偏置的电流的绝对值增加。传送偏置的电流值的改变速率已在先前由电阻59、60设置。
图4显示传送偏置的电压-电流关系。传送偏置的电压(图4的传送电压)表示轮轴52的电压，以及在恒流控制期间随传送轮30和纸张3的电阻而改变。-12μA的电流(图4的传送电流)被恒定地提供到轮轴52上。利用这个电流值，在纸张3与光敏鼓27之间可以得到大到足以将调色剂传送到纸张3的电压差。因为电流值是恒定的，如果传送轮30和纸张的电阻是高的，则轮轴52的电压的绝对值增加。
如果即使在传送轮30和纸张3的电阻减小后仍执行将恒流控制到-12μA，则轮轴52的电压的绝对值继续逐渐减小。当轮轴52的电压的绝对值减小到800V以下时，传送轮30的电阻低于纸张3的电阻。在这种情形下，流过纸张的电流量降低，从而纸张3没有被足够地充电。结果，调色剂传送效率降低，造成图象质量恶化。
来自恒压源56的输出电压被设置为可以使得当升压器驱动电路57根据来自恒压源56的输出电压被控制时，轮轴52的电压(传送电压)变成为约-800V。当传送电压的绝对值降低到800V以下时，来自恒压源56的输出电压超过来自恒流控制电路55的输出电压。因此，来自恒压源56的输出电压被输入到升压器驱动电路57。
当传送轮30和纸张3的电阻进一步降低时，传送偏置的电压的绝对值降低和传送偏置的电流值的绝对值按一条曲线增加。这条曲线的特性可以根据电阻59、60的电阻值而改变。
当环境温度是室温和纸张3的尺寸基本上等于传送轮30的宽度时，传送轮30和纸张3的电阻是高的，因此大多数传送电流通过纸张3，只有少量电流泄漏。在这样的条件下，如上所述，恒流控制是通过恒流控制电路55执行的，以便保持被施加到传送轮30的传送偏置电流为针对良好的调色剂传送所需要的数值。因此，即使传送轮30和纸张3的电阻随温度和湿度在一定的范围内改变和随纸张3的类型和尺寸在一定的范围内改变而改变时，恒定的传送电流总是被加到纸张3上，以便给纸张3充分地充电。在光敏鼓27的表面上的调色剂可以通过库仑力的作用被传送到纸张3上。
特别是，因为传送轮30的电阻是随温度和湿度的改变而变化，所以上述的恒流控制确保纸张3的充分的充电，以及良好的调色剂传送。
传送轮30和纸张3的电阻在高的温度和高的湿度条件下减小。如果在这种状态下执行恒流控制，如上所述，则传送偏置的电压的绝对值减小。
当纸张3的尺寸减小时，纸张3的电阻降低，以及其中光敏鼓27与传送轮30直接接触的面积增加。如果在这种状态下执行恒流控制，则流过与纸张3不接触的传送轮30的那部分的电流量相对增加，而流过纸张3的电流量相对降低。当流过纸张3的电流量降低时，纸张3没有被足够地充电，以及作用在调色剂上的库仑力被减小。结果，传送效率降低，造成图象质量恶化。
如果在包括传送轮30的电阻和纸张3的电阻在内的总的电阻是低的数值时执行恒流控制，则轮轴52的电压(传送电压)的绝对值减小。按照本实施例，当绝对值降低到800V以下时，从恒压源56输出的恒定电压被输入到升压器驱动电路57。在这种状态下，如果传送轮30和纸张3的电阻进一步减小，则施加到传送轮30的传送偏置的电压的绝对值减小，以及传送电流的绝对值按一个曲线增加。
因为传送通过纸张3的电流量增加，传送电流足够地被提供来给纸张3充电，以及在光敏鼓27上的调色剂可被有效地传送到纸张3。
因为传送电流量随传送电压的绝对值减小而逐渐增加的速率是根据电阻59、60的电阻值被设置的，可能在从恒流控制突然切换到恒压控制时出现的传送电流量的剧烈增加并不会出现。因此，有效地阻止光敏鼓27的表面电压的起伏和对光敏层的损害。
而且，适当的传送偏压可被施加到传送轮30，而不用检测环境温度和湿度以及根据检测的环境温度和湿度控制传送偏压。因此，激光打印机1在结构上可被简化，以及其制造成本可被减小。
当调色剂被传送到窄的纸张3上时，其中光敏鼓27直接接触传送轮30的面积增加，以及会出现向纸张3的传送电流的短缺的趋势。然而，在本实施例中，调色剂可被适当地传送到窄的纸张3。
如图5所示，作为使用恒压源56的替代，可以提供输出电压检测电路63和恒压控制电路64。
更具体地，在图5所示的传送偏压施加电路53A中，恒压控制电路64被提供来替代恒压源56，以及输出电压检测电路63被连接到恒压控制电路64的输入端。检测连线67被设置在升压器电路58中以用于检测第二连线66的输出电压，以及被连接到输出电压检测电路63。除了上述内容以外，传送偏压施加电路53A具有与图3所示的电路53相同的结构。恒压控制电路64控制加到升压器电路57的输入电压，以使得由输出电压检测电路63检测的电压变成为恒定的。由输出电压检测电路63检测的电压正比于从升压器电路58输出的电压，因此从升压器电路58输出的电压也变成为恒定的。
当在室温下在激光打印机1中使用大于一定的尺寸的纸张时，传送轮30和纸张3的电阻是高的数值。在这种情形下，传送偏压施加电路53A以与传送偏压施加电路53相同的方式运行。
在这时，如果被施加到传送轮30的传送偏置的电压的绝对值是低的数值，则传送电流量降低，以及纸张3没有足够地充上电荷。结果，调色剂没有从光敏鼓27传送到纸张3。所以，为了改进调色剂传送到纸张3的效率，应当施加足够量的传送偏置电流到传送轮30。
被施加到传送轮30的传送偏置的电流值(传送电流)被输出电流检测电路54所检测。恒流控制电路55根据检测的电流值控制升压器驱动电路57，以使得从升压器电路58的输出端输出的电流被保持为恒定的数值。这样的恒定电流值应当是一个适合于给纸张3充电和把调色剂从光敏鼓27传送到纸张3的电流值。
来自升压器电路58的输出可以通过控制加到升压器驱动电路57的输入而被改变。升压器电路58提升加到在初级和次级绕组65、66之间的升压器电路58的输入，以及产生一个输出，以使得恒定电流检测电路54检测的恒定电流变成为预定的数值。因此，被保持为恒定的电流数值的传送偏置总是被施加到传送轮30的轮轴52。
即使在激光打印机1被使用于炎热和潮湿环境时或当纸张3的类型改变或纸张3的尺寸减小时因而使传送轮30与纸张3的电阻减小时，纸张3可通过恒流控制而被充分地充电。然而，如果传送轮30的电阻低于纸张3的电阻，则电流直接从传送轮30流到光敏鼓27，而不传送通过纸张3。这样，传送通过纸张3的电流量减小，以及纸张3没有足够地充上电荷。结果，调色剂不能从光敏鼓27传送到纸张3。
如果轮轴52的电压(传送电压)的绝对值降低到低于一定的数值，则来自恒压控制电路64的输出电压超过来自恒流控制电路55的输出电压。恒流控制电路55的输出端和恒压控制电路64的输出端被连接到升压器驱动电路57的输入端，而二极管61被连接到恒流控制电路55的输出端以及二极管62被连接到恒压控制电路64的输出端。因此，来自恒流控制电路55的输出电压或来自恒压控制电路64的输出电压这二者之中较高的那一个，将被输入到升压器驱动电路57。
所以，当来自恒压控制电路64的输出电压超过来自恒流控制电路55的输出电压时，升压器驱动电路57根据来自恒压控制电路64的输出电压而去控制升压器电路58。因为来自升压器电压电路58的输出电压被保持为不变，所以在被施加到轮轴52的电压和传送电流之间的关系可被表示成为一个线性函数，其斜率是电阻60的电阻值。当传送轮30和纸张3的电阻减小时，传送偏置的电流值的绝对值减小，以及传送偏置的电压(轮轴52的电压)的绝对值减小。
图6显示传送偏置的电压-电流关系。传送偏置的电压(图6的传送电压)表示轮轴52的电压，以及在恒流控制期间随传送轮30和纸张3的电阻而改变。-12μA的电流(图6的传送电流)被恒定地提供到轮轴52上。利用这个电流值，在纸张3与光敏鼓27之间可得到大到足以把调色剂传送到纸张3的电压差。因为电流值是恒定的，如果传送轮30和纸张的电阻是高的，则轮轴52的电压的绝对值增加。
如果即使在传送轮30和纸张3的电阻减小后仍执行恒流控制到-12μA，则轮轴52的电压的绝对值继续逐渐减小。当轮轴52的电压的绝对值减小到约800V以下时，传送轮30的电阻低于纸张3的电阻。在这种情形下，传送通过纸张的电流量降低，从而纸张3没有被足够地充电。结果，调色剂传送效率降低，造成图象质量恶化。
来自恒压控制电路64的输出电压被设置为可以使得当升压器驱动电路57根据来自恒压控制电路64的输出电压被控制时，轮轴52的电压(传送电压)变成为约-800V以及传送电流变成为-12μA。当传送电压的绝对值降低到800V以下时，来自恒压控制电路64的输出电压超过来自恒流控制电路55的输出电压。因此，来自恒压控制电路64的输出电压被输入到升压器驱动电路57。
恒压控制电路64根据由输出电压检测电路63经过检测连线67检测的电压来控制升压器驱动电路57，以使得从升压器电路58输出(到电阻60)的电压保持为不变。
从升压器电路58输出的恒定的电压经过电阻60被施加到轮轴52。当传送轮和纸张3的电阻降低时，传送电流的绝对值增加，以及轮轴52的电压(传送电压)的绝对值按某个斜率线性地减小。
在图5所示的传送偏压施加电路53A中，当环境温度是室温和纸张3的尺寸基本上等于传送轮30的宽度时，传送轮30和纸张3的电阻是高的，因此大多数电流传送通过纸张3，只有少量电流泄漏。在这样的条件下，如上所述，恒流控制是通过恒流控制电路55执行的，以便保持被施加到传送轮30的传送偏置电流为对于良好的调色剂传送所需要的数值。在本实施例中，传送偏置电流保持为-12μA。因此，即使传送轮30和纸张3的电阻随温度和湿度在一定的范围内改变以及随纸张3的类型和尺寸在一定的范围内改变而改变时，恒定的传送电流总是被加到纸张3上，以便给纸张3充分地充电。在光敏鼓27的表面上的调色剂可以通过库仑力的作用被传送到纸张3上。
特别是，因为传送轮30的电阻是随温度和湿度的改变而变化，所以上述的恒流控制确保纸张3的充分的充电以及良好的调色剂传送。
传送轮30和纸张3的电阻在高的温度和高的湿度条件下减小。如果在这种状态下执行恒流控制，如上所述，则传送偏置的电压的绝对值减小。
当纸张3的尺寸减小时，纸张3的电阻降低，以及光敏鼓27与传送轮30直接接触的面积增加。如果在这种状态下执行恒流控制，如上所述，则流过与纸张3不接触的传送轮30的那部分的电流量相对增加，而流过纸张3的电流量相对降低。当流过纸张3的电流量降低时，纸张3没有被足够地充电，以及作用在调色剂上的库仑力被减小。结果，传送效率降低，造成图象质量恶化。
如果在包括传送轮30的电阻和纸张3的电阻在内的总的电阻是低的数值时执行恒流控制，则轮轴52的电压(传送电压)的绝对值减小。按照本实施例，当绝对值降低到800V以下时，从恒压控制电路64输出的恒定电压被输入到升压器驱动电路57。在这种状态下，如果传送轮30和纸张3的电阻进一步减小，则传送电流的绝对值线性地增加。因为来自升压器电路58的输出电压的绝对值是常数，当传送电流的绝对值增加时，轮轴52的电压(传送电压)的绝对值在电阻60的电压降的影响下降低。
因此，传送通过纸张3的电流的绝对值增加。结果，传送电流足够地被提供来给纸张3充电，以及在光敏鼓27上的调色剂可被有效地传送到纸张3。
在图5所示的传送偏压施加电路53A中，传送偏置的电流值的绝对值被表示为线性函数并且线性地增加。因此，所需要的电流可以在简单地构筑的电路中得到，以及用于良好的调色剂传送所需要的传送偏置可被施加到传送轮30。
在按照实施例的激光打印机1中，当代表电流值的曲线或直线(如图4和6所示)相对于垂直轴被移位到绝对值较高的水平时，在传送轮30与光敏鼓27之间可能出现电荷放电。相反，当它们被移位到绝对值较低的水平时，沉积在光敏鼓27上的调色剂可保持在那里，造成重影现象。在本实施例中，电阻59、60的电阻值被设置为可使得所得到的、代表电流值的曲线或直线将不造成电荷放电或重影现象。
在图3所示的传送偏压施加电路53中，当传送轮30和纸张3的电阻随纸张3的尺寸改变和温度与湿度的改变而减小，以及传送轮30的轮轴52的电压的绝对值降低到预定的电压以下时，由恒流控制电路55执行的控制被自动切换到由恒压源56执行的控制。另外，二极管61、62阻止电流从恒流控制电路55流到恒压源56和阻止电流从恒压源56流到恒流控制电路55。
在图5所示的传送偏压施加电路53A中，当传送轮30和纸张3的电阻随纸张3的尺寸改变和温度与湿度的改变而减小，以及传送轮30的轮轴52的电压的绝对值降低到预定的电压以下时，由恒流控制电路55执行的控制被自动切换到由恒压控制电路64执行的控制。另外，二极管61、68阻止电流从恒流控制电路55流到恒压控制电路64和阻止电流从恒压控制电路64流到恒流控制电路55。
因此，传送偏压可被简单地构筑的电路可靠地控制，这导致成本降低。
在按照实施例的激光打印机1中，使用离子传导型传送轮。离子传导型传送轮30的优点在于，它的电阻是均匀的以及只略微变动，它的缺点在于，它的电阻随诸如温度和湿度的环境因素而很大地改变。通常也使用通过用包含导电粒子或填充剂的弹性元件涂复轮轴而形成的电子传导型传送轮。电子传导型传送轮的缺点在于，它的电阻变化很大，但它的优点在于，它的电阻对诸如温度和湿度的环境因素是不敏感的。
当考虑诸如温度和湿度的环境因素的影响时，最好使用电子传导型传送轮。然而，传送电流在电子传导型传送轮上随不同位置会很大地改变。另一方面，当使用离子传导型传送轮时，它的电阻在高的温度和高的湿度条件下会显著地减小，以及往往会出现用来充电纸张3的传送电流的短缺。
在按照实施例的激光打印机1中，即使当离子传导型传送轮30的电阻减小时，传送电流将被增加以便充分地给纸张3充电。因此，调色剂被均匀地传送到纸张3，以及可以得到高质量的图象。
在恒流控制期间，传送偏压施加电路53施加传送偏压到传送轮30的轮轴52，以使得传送电流被保持为恒定电流值。传送偏压施加电路53可被构建成使得在恒流控制期间输出的电流值可以按需要改变。更具体地，电流值可以通过设置来自恒流控制电路55的输出值而被改变，这样，当调色剂传送到具有相对于传送轮30更小的接触面积的纸张3(诸如信封和明信片)时恒定电流值的绝对值变成为更高的值，以及当调色剂传送到具有相对于传送轮30更大的接触面积的纸张3(诸如B5尺寸或更大的纸张)时恒定电流值的绝对值变成为更低的值。
当图象被形成在窄的纸张3上时，即使在恒流控制下，相对较大的量的电流直接从传送轮30流到光敏鼓27，从而可能出现用来充电纸张3的传送电流的短缺。在这种情形下，可以通过把传送偏置的恒定电流值的数值设置得更高而得到足够量的传送电流。
现在将描述改变在恒流控制期间施加的传送偏置的电流值的方法。
在一个方法中，传送偏置的电流值是通过被连接到激光打印机1的个人计算机的打印机驱动器根据纸张尺寸的选择而被改变的。当用户通过操作打印机驱动器来选择纸张尺寸时，传送偏置的电流值被自动地改变。
在另一个方法中，纸张尺寸传感器被提供在纸张输送路径上，用以检测纸张的尺寸，以及在恒流控制期间施加的传送偏置的电流值根据纸张3的检测的尺寸被自动地改变。在这种情形下，规定纸张尺寸与电流值之间的关系的表应该被存储在激光打印机1所提供的存储器中。
当传送偏置只通过恒压控制而被控制时，当传送轮和纸张的电阻随诸如温度与湿度的环境因素的改变和随纸张的类型和尺寸的改变而改变时，电流随之改变。例如，当电阻增加时，出现传送电流的短缺，这导致传送故障。
另一方面，当传送偏置只通过恒流控制而被控制时，即使当传送轮和纸张的电阻随诸如温度与湿度的环境因素的改变和随纸张的类型和尺寸的改变而改变时，总是可以提供恒定的传送电流。所以，最好是在恒流控制下，把传送偏置施加到传送轮上。
如果只在恒流控制下施加传送偏置时纸张基本上与传送轮一样宽，则即使在传送轮和纸张的电阻改变时，总是提供恒定的传送偏置。因此，纸张可被均匀地充电。
然而，如果纸张比传送轮窄，则传送轮在它的两端造成与其中不带有纸张的光敏鼓27的直接接触。从传送轮直接流到光敏鼓的传送电流量相对地增加，以及出现传送电流的短缺，这导致传送故障。
如果当传送轮和纸张的电阻减小时从恒流控制切换到恒压控制，则可以防止传送故障。然而，从恒流控制到恒压控制的突然切换会造成传送电流量的剧烈增加。在这种情形下，光敏鼓的表面电压变成为不稳定的，以及图象质量恶化。如果过量的传送电流量流过光敏鼓的表面，则光敏层可能被损坏。
近年来，用于降低在调色剂传送后光敏鼓的表面电压的放电灯已从许多激光打印机中被省略，以便简化打印机的结构和减少它们的制造成本。在这种情形下，光敏鼓的表面电压变成为更不稳定的。
替换地，传送偏置可以根据激光打印机内的传感器检测的温度和湿度而进行改变。然而，在这种情形下，激光打印机变成为结构上很复杂的，以及它们的制造成本增加。
按照本发明，图象形成设备具有上一个传送单元，它把使得图象在光敏部件上能看见的调色剂传送到记录媒体上；以及一个传送偏压施加设备，它把传送偏压施加到传送单元上。在传送偏压施加设备的控制下，传送偏压以恒定的电流值被输出，以便得到用于把调色剂传送到记录媒体所需要的传送电流。在这种情形下，当传送通过记录媒体的传送电流减小时，输出的传送偏置的恒定的电流值被设置为更高，以便增加传送通过记录媒体的电流。
通常，在被设置在恒定电流值的传送偏置被施加到传送单元的情形下，传送偏压施加设备执行恒流控制。因此，即使传送单元和记录媒体的电阻随温度和湿度在一定的范围内改变和随记录媒体的类型和尺寸在一定的范围内改变而改变时，恒定的传送电流总是被提供到记录媒体上，以便给记录媒体充分地充电。
当记录媒体的尺寸小于传送单元的宽度时，相对较大的电流量从传送单元直接流到光敏部件以及相对较小的电流量流过记录媒体。当传送单元和记录媒体的电阻减小时，特别是当传送单元的电阻低于记录媒体的电阻时，流过记录媒体的电流量趋向于减小。在这种情形下，记录媒体没有被充分地充电，结果，调色剂没有从光敏部件传送到记录媒体。
在这种状态下，传送偏置施加设备增加从传送偏压施加设备输出的传送偏置的电流值，以便增加流过记录媒体的电流量。
当增加流过记录媒体的电流量减小时，传送偏压施加设备逐渐增加电流值，而不执行恒流控制。当控制方法被改变时，传送电流不会很大地增加。因此，有效地阻止光敏部件的表面电压的起伏和对光敏层的损害。另外，因为上述的控制不用温度/湿度传感器就可执行，所以，图象形成设备在结构上可被简化，以及其制造成本可被减小。
当传送偏压施加设备逐渐增加电流值时，来自传送偏压施加设备的输出电压被保持为不变，以及传送电流量作为线性函数随记录媒体和传送单元的电阻的减小而增加。
在上述的控制下，电流量可以容易地被调节，以及传送偏压可以可靠地施加到记录媒体上。
传送偏压施加设备包括一个恒流控制电路，它保持被施加到传送单元的传送偏置的电流值为常数；一个可变电流控制电路，它根据记录媒体和传送单元的电阻的改变而改变施加到传送单元的传送偏置的电流值；以及一个传送偏压输出电路，它输出传送偏压。传送偏压输出电路是受恒流控制电路或可变电流控制电路控制的，以及在被控制时输出传送偏压。
恒流控制电路提供一个施加到传送偏压输出电路的预定的输入。该预定的输入根据传送单元和记录媒体的电阻而被改变，以及总是被使用来从传送偏压输出电路输出恒定电流值。
相反，可变电流控制电路提供一个恒定的输入给传送偏压输出电路。传送偏压输出电路根据来自可变电流控制电路的输入而输出传送偏压。传送偏置的电流值不是恒定的，它根据包括传送单元的电阻和记录媒体的电阻在内的总的电阻而变化。
在把传送偏压施加到传送单元后和在传送电流流过传送单元后，在传送单元中根据传送电流值和包括传送单元的电阻和记录媒体的电阻在内的总的电阻而生成一个电压。这个电压被定义为传送电压。在恒流控制期间，传送电压响应于电阻的改变而改变。当传送电压的绝对值随着电阻的减小而降低到预定的电平以下时，由恒流控制电路的控制被切换到由可变电流控制电路的控制。该预定的电平在设备设计阶段期间先前被确定，以及被反映在从可变电流控制电路到传送偏压输出电路的输入上。采用哪种控制来控制传送电流，是通过在从恒流控制电路到传送偏压输出电路的输入与从可变电流控制电路到传送偏压输出电路的输入之间的比较而被确定的。
上述这些输入都是电压。当从恒流控制电路到传送偏压输出电路的输入电压更高时，从传送偏压输出电路输出的传送偏压受到恒流控制。当从可变电流控制电路到传送偏压输出电路的输入电压更高时，从传送偏压输出电路输出的传送偏压的电流值被改变。传送偏置电流控制方法根据施加到传送偏置控制电路的输入的高低关系而被切换。因此，传送偏压可以用非常简单的结构和以减小的成本被可靠地控制。
另外，一个二极管被连接在恒流控制电路与传送偏压施加电路之间，以及另一个二极管被连接在可变电流控制电路与传送偏压施加电路之间。因此，当来自恒流控制电路的输出电压变成为高于来自可变电流控制电路的输出电压时，没有电流从恒流控制电路流到可变电流控制电路。当来自可变电流控制电路的输出电压变成为高于来自恒流控制电路的输出电压时，没有电流从可变电流控制电路流到恒流控制电路。
作为传送单元，优选地使用传送轮，更优选地使用离子传导型传送轮。
调色剂是通过使记录媒体与传送轮接触和通过把与调色剂的极性相反极性的电压施加到传送轮而被传送到记录媒体的。因为传送轮造成与记录媒体的接触，因而记录媒体本身被充电到较低的程度以及容易从传送轮上被去除。
离子传导型传送轮的优点在于，它的电阻是均匀的以及只略微变动，它的缺点在于，它的电阻随诸如温度和湿度的环境因素而很大地改变。按照本发明，即使当传送轮的电阻变化时，也可以可靠地得到对于传送调色剂所需要的电流。
传送偏置的恒定电流值被恒流控制电路控制以及从传送偏置输出电路被输出，它可被做成根据记录媒体的尺寸而进行选择。这样可防止由尺寸的变化造成的传送电流的短缺，以及确保充分提供传送电流给任何尺寸的记录媒体。
当记录媒体在尺寸上较小时，从传送单元直接流到光敏部件的电流量增加，以及流过记录媒体的电流量减小。为此，当记录媒体较小时，从传送偏置输出电路输出的传送偏置的电流值被控制成更高的值。由此，记录媒体可被充分地充电，以及调色剂可被可靠地传送到记录媒体上。
特别地，如果图象形成设备被构造成可以检测记录媒体的尺寸和通过改变被检测的尺寸来改变电流值，则图象形成设备的适用性被改进。
权利要求
1.图象形成设备，包括光敏部件，在其上形成调色剂图象；传送单元，它面对着光敏部件和接收一个偏压；馈送机构，它在光敏部件与传送单元之间馈送记录媒体；偏压装置，它把偏压施加到传送单元；第一控制装置，它控制偏压装置以使得由偏压装置施加的偏置的电流值保持为恒定值；以及第二控制装置，它控制偏压装置以使得由偏压装置施加的偏置的电流值被改变，其中偏压装置是通过根据记录媒体和传送单元的电阻在第一控制装置与第二控制装置之间进行切换而被控制的。
2.按照权利要求1的图象形成设备，其中偏压装置被连接到第一控制装置和第二控制装置，以及根据来自第一控制装置的输出电压或来自第二控制装置的输出电压来输出偏压值。
3.按照权利要求2的图象形成设备，还包括被连接在偏压装置与第一控制装置之间的第一二极管，和被连接在偏压装置与第二控制装置之间的第二二极管。
4.按照权利要求2的图象形成设备，其中偏压装置根据来自第一控制装置的输出电压和来自第二控制装置的输出电压中较高的一个而输出偏压值。
5.按照权利要求2的图象形成设备，其中第二控制装置是输出恒定电压的恒压源。
6.按照权利要求2的图象形成设备，其中第二控制装置控制来自第二控制装置的输出电压，以使得从偏压装置输出的电压保持为不变。
7.按照权利要求1的图象形成设备，其中传送单元是离子传导型传送轮。
8.按照权利要求1的图象形成设备，还包括第三控制装置，它控制第一控制装置以便改变从偏压装置输出的偏置的恒定的电流值。
9.按照权利要求8的图象形成设备，其中第三控制装置控制第一控制装置，以便根据被馈送机构馈送的记录媒体的尺寸来改变恒定的电流值。
10.用于在记录媒体上形成图象的方法，包括以下步骤通过使用在光敏部件上的调色剂来形成图象；在光敏部件与传送单元之间馈送记录媒体；把偏压施加到传送单元；利用受偏压驱动流过记录媒体的电流来对记录媒体充电；以及通过记录媒体与光敏单元之间的电压差的作用把调色剂传送到记录媒体上，其中偏置的电流值是通过在保持电流值恒定与改变电流值之间进行切换而被控制的。
11.按照权利要求10的方法，其中恒定电流值根据所馈送的记录媒体的尺寸而被改变。
12.按照权利要求11的方法，其中该恒流值的绝对值随着该记录媒体尺寸的加大而提高。
13.按照权利要求9的设备，其中所述第三控制装置这样来控制所述第一控制装置，使得该恒流值的绝对值随着记录媒体尺寸的加大而提高。
全文摘要
当传送轮和纸张的电阻是高的数值时,被施加到传送轮上的偏压受到恒流控制。由此,足够的电流量被加到纸张上,以及在光敏鼓上的调色剂被可靠地传送到纸张。如果在传送轮与纸张的电阻减小后恒流控制被连续地执行,则流过纸张的电流量就减小以及光敏鼓上的调色剂不被传送到纸张上。通过控制被施加到传送轮的偏压以使得当传送单元和纸张的电阻是低的数值时传送电流增加,则流过纸张的电流量增加到足以允许调色剂从光敏鼓传送到纸张上。通过根据传送轮和纸张的电阻是高的数值还是低的数值切换用来控制被施加到传送轮的偏置的电流方法,在光敏鼓上的调色剂总是能被可靠地传送到纸张。
文档编号G03G21/00GK1362647SQ01144038
公开日2002年8月7日 申请日期2001年12月27日 优先权日2000年12月28日
发明者犬饲胜己, 出口英明 申请人:兄弟工业株式会社