专利名称：电子照相成像设备和显影图像的方法
技术领域：
本发明涉及一种成像设备以及显影电子照相图像的方法。更具体地，本发明涉及一种使用磁性载体(magnetic carrier)和非磁性调色剂的电子照相成像设备以及使用该设备显影图像的方法。
背景技术：
用于诸如复印机、打印机、传真机和多功能设备的电子照相成像设备的显影方法可以分为三种类型使用调色剂和载体的双组分显影方法、使用绝缘调色剂或导电调色剂的单组分显影方法、以及混合显影方法，在混合显影方法中，通过与磁性载体摩擦而使非磁性调色剂带电，仅带电的调色剂附着到显影辊上，并且调色剂形成静电潜像并显影该静电潜像。
双组分显影方法具有如下优点调色剂充电良好、调色剂的长耐久性、实现均匀的贝它图像等。另一方面，双组分显影方法具有如下缺点需要较大且较复杂的成像设备、调色剂的散落、载体附着到潜像、因载体耐久性变差导致图像质量下降等。
单组分显影方法具有提供紧凑显影设备和良好点再现(dot reproduction)的优点，但具有如下缺点因显影辊和充电辊变差导致的耐久性较低、调色剂用完时需要更换显影设备本身而致使费用昂贵、出现选择显影等。选择显影是指仅具有期望重量和电荷的调色剂离开显影辊以形成静电潜像。如果选择显影继续进行，则因为重量和电荷比所需重量和电荷更小的调色剂不能用于图像显影，所以可使用调色剂的比率会降低。
混合显影方法具有单组分显影方法和双组分显影方法的优点，还具有良好的点再现、长耐久性和高速成像的优点。
发明内容
本发明提供一种成像设备和显影图像的方法，其能够获得更高的调色剂显影比率，以及长时间获得稳定的图像质量。
根据本发明的一方面，一种电子照相成像设备包括图像接收器，静电潜像形成在该图像接收器上；磁性辊，用于利用磁力形成包括非磁性调色剂和磁性载体的磁性刷；供给辊，其面对图像接收器，并且通过从磁性辊接收非磁性调色剂而在该供给辊的外周上形成调色剂层；偏压施加装置，用于向供给辊施加显影偏压，以使调色剂层的调色剂显影成静电潜像；和电极，定位在供给辊与图像接收器之间最邻近位置的上游侧并且在供给辊与磁性辊之间最邻近位置的下游侧，向该电极施加一偏压，该偏压用于减小调色剂层到供给辊的附着力和调色剂相互之间的内聚力。
根据本发明的一方面，可以设置多个电极。
根据本发明的另一方面，电极与供给辊之间的间隙大于供给辊上调色剂层的厚度。
根据本发明的另一方面，显影偏压与施加给电极的偏压中至少一个由相互叠加的AC电压和DC电压形成。
根据本发明的另一方面，显影偏压与施加给电极的偏压具有相同的平均电压。
根据本发明的另一方面，一种用于显影图像的方法包括通过将调色剂从磁性辊供应到供给辊而在供给辊的外周上形成调色剂层，所述磁性辊利用磁力形成包括非磁性调色剂和磁性载体的磁性刷；在供给辊与其上形成有静电潜像的图像接收器之间施加显影偏压，以显影该静电潜像，该显影方法包括向定位在供给辊与图像接收器之间最邻近位置的上游侧并且在供给辊与磁性辊之间最邻近位置的下游侧的电极施加一偏压，以减弱调色剂层到供给辊的附着力和调色剂相互之间的内聚力。
这些和其它特点将从本发明的结合附图公开本发明的各种实施例的详细描述中变得明显。
通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，本发明的上述和其它特点和优点将变得更加明显，附图中图1是根据本发明实施例的电子照相成像设备的示意图；图2是示出磁性刷的示图；图3是示出调色剂去除装置的安装位置的示图；和图4是根据本发明另一实施例的电子照相成像设备的示意图。
具体实施例方式
下面，参照附图描述本发明的示例性实施例。本发明的示例性实施例不限于这些附图，而是可以在不偏离本发明的范围的条件下作形式上的改变。
图1是示出根据本发明实施例的电子照相成像设备的示意图。参照图1，显影设备是混合型显影设备，包括图像接收器10、供给辊(donor roller)1、磁性辊3和搅拌器4。在本实施例中，有机光电导体用作图像接收器10。或者，非晶硅光电导体可以用作图像接收器10。设置充电装置21和曝光装置22，以在图像接收器10上形成静电潜像。电晕充电装置或充电辊可以用作充电装置21。照射激光束的激光扫描单元(LSU)可以用作曝光装置22。在另一实施例中，静电鼓(未示出)可以用作图像接收器10。在这种情况下，可以使用静电记录头(未示出)来代替曝光装置22，以形成静电潜像。
非磁性调色剂和磁性载体容纳在显影装置6中。载体不受限制。在一个实施例中，使用磁粉型的。搅拌器4搅拌载体和非磁性调色剂，以摩擦地给调色剂充电。非磁性调色剂可以充成带正电或带负电。载体在磁性辊3的磁力的作用下附着到磁性辊3的外周，并且调色剂在静电力的作用下附着到载体。从而，如图2所示，包括载体和调色剂的磁性刷形成在磁性辊3的外周上。如图1所示的修整器5使磁性刷形成为预定的厚度。期望的是，修整器5与磁性辊3之间的间隙处于0.3mm与1.5mm之间。
供给辊1定位在图像接收器10与磁性辊3之间。供给辊1与图像接收器10之间的间隙(显影间隙G)在最接近的位置处于150μm与400μm之间，优选地处于200μm与300μm之间。间隙G确定为图像接收器10与磁性辊3之间的最接近点。小于150μm的显影间隙G产生底影(background fog)。另一方面，如果显影间隙G大于400μm，则不能得到足够的图像密度，这是因为较难使调色剂运动到图像接收器10，从而导致选择显影。由磁性辊3与供给辊1之间在最邻近位置的最接近点定义的间隙G1处于约0.2mm与约1.0mm之间，优选地处于0.3mm与0.4mm之间。供给辊1具有圆柱形状，并由具有106Ω·cm3或更小的体积电阻率的导电的铝或不锈钢制成。此外，供给辊1可具有圆柱形状，其外周涂覆有相同体积电阻率的导电树脂。
偏压施加装置30分别向供给辊1和磁性辊3施加显影偏压V1和供应偏压V2。对于用于在磁性辊3与供给辊1之间提供电场以使调色剂从磁性辊3运动到供给辊1的供应偏压V2，可以采用DC电压或叠加在AC电压上的DC电压。在供应偏压V2的作用下，调色剂层形成在供给辊1的外周上。显影偏压V1必须使调色剂与形成在供给辊1外周上的调色剂层分离，并使调色剂穿过显影间隙G运动到图像接收器10。DC电压或叠加在AC电压上的DC电压可以用作显影偏压V1。
因此，充电装置21将图像接收器10(光电导体)的表面充电至一均匀电势。曝光装置22允许对应于图像信息的光到达图像接收器10。从而，包括电势彼此不同的成像部分与非成像部分的静电潜像形成在图像接收器10的表面上。调色剂在施加到磁性辊3的供应偏压V2的作用下与磁性刷分离，然后供应到供给辊1。在供给辊1的外周上形成均匀的调色剂层。当形成在供给辊1上的调色剂层通过显影间隙G并面对静电潜像的成像部分时，调色剂与供给辊1的调色剂层分离，然后附着到成像部分，以将静电潜像显影成可见的调色剂图像。调色剂图像在由转印装置23提供的电场的作用下转印到记录介质P上。定影单元25通过利用热量和压力将调色剂图像定影在记录介质P上。清理刮板24移除残留在图像接收器10表面上的调色剂。
由于供给辊1与调色剂层之间的静电附着力以及调色剂颗粒之间的内聚力(cohesive force)，调色剂层残留在供给辊1的表面上。调色剂与供给辊1之间的象力(image force)和范德瓦尔斯力(Van der Waals′s force)作为附着力。调色剂颗粒之间的范德瓦尔斯力作为内聚力。附着力和内聚力使从供给辊1到图像接收器10的调色剂的显影比率降低，从而减小了图像密度。
根据本发明的显影图像的方法，在供给辊1上的调色剂层到达显影间隙G之前，使供给辊1与调色剂层之间的附着力和调色剂颗粒之间的内聚力减小。这样，本发明的成像设备包括如图1所示的电极2。用于使附着力和内聚力减小的偏压V3施加到电极2。偏压V3可以由偏压施加装置30提供。电极2定位在供给辊1与图像接收器10之间最接近点的上游侧并且在磁性辊3与供给辊1之间最接近点的下游侧。磁性辊3与供给辊1之间最邻近位置或最接近点的下游侧以及供给辊1与图像接收器10之间最邻近位置或最接近点的上游侧如图3所示。在磁性辊3与供给辊1之间最接近且最邻近位置处，调色剂在施加给磁性辊3的供应偏压V2的作用下从磁性辊3供应到供给辊1。施加给磁性辊3的供应偏压V2越强，调色剂层到供给辊1的附着力就越强且非磁性调色剂颗粒之间的内聚力就越强。在供给辊1与图像接收器10之间最接近且最邻近位置处，调色剂在施加给供给辊1的显影偏压V1的作用下显影到图像接收器10的静电潜像上。
能够在供给辊1上的调色剂层上产生电场的任何类型的电极，例如橡胶辊、铝辊、平板形电极和金属丝(wire)都可用作电极2。电极2可以与供给辊1上的调色剂层接触或不接触。在使用橡胶辊作为电极2的情况下，电极可以与调色剂层接触。当使用铝辊、平板形电极或金属丝时，期望的是，电极不与调色剂层接触。电极2在电极2与供给辊1之间的间隙大于供给辊1上的调色剂层的厚度时不与调色剂层接触。在本实施例中，简单且廉价的金属丝用作电极2。
在本发明的一方面中，调色剂被充成带负电。图像接收器10的非成像部分与成像部分的电势分别为-600V和-50V，施加给磁性辊3的供应偏压V2的电势为-600V。显影偏压V1具有方波形状，其峰-峰值为1.5KV，频率为3KHz，占空比为50％。-200V的平均电压V1施加到供给辊1。形成在图像接收器10上的潜像的成像部分与非成像部分分别是附着有调色剂的区域和不附着调色剂的本底区域。
在磁性辊3与供给辊1之间的电势差的作用下，带负电的调色剂在磁性辊与供给辊1之间最接近点或最邻近位置处供应到供给辊1。供给辊1上的调色剂层在附着力和内聚力的作用下保持在供给辊1上，然后运动到图像接收器10与供给辊1之间的最接近点或最邻近位置。-100V的偏压施加到电极2。由于偏压V3的绝对值小于施加给供给辊1的显影偏压V1的平均电压的绝对值，因此调色剂层的调色剂将向着电极2运动并附着到电极2。因此，调色剂层到供给辊1的附着力减小。由施加给供给辊1的方波型显影偏压V1和施加给电极2的偏压V3形成的电场使得调色剂层的调色剂颗粒在离开调色剂层的脱离力与保持调色剂层的保持力的作用下反复定位，从而使调色剂颗粒振动。因此，调色剂颗粒之间的内聚力和调色剂层到供给辊1的附着力得以减小。根据上述的实施例，期望的是，施加给供给辊1的显影偏压V1和施加给电极2的偏压V3中的任何一个具有DC电压与AC电压彼此叠加的方波形状。
当偏压V3的绝对值小于施加给供给辊1的平均显影偏压V1的绝对值时，供给辊1上调色剂层的一些调色剂可以附着到电极2。为了降低附着到电极2的调色剂的量，施加给电极2的偏压V3的绝对值等于施加给供给辊1的平均偏压V1的绝对值。即，在上述实施例中，偏压V3为-200V。因此，可以降低附着到电极2的调色剂的量。
此外，如图4所示，可以提供多个电极2。从而，可以进一步减小调色剂层到供给辊1的附着力，并减小调色剂颗粒之间的内聚力。
当调色剂层到达图像接收器10与供给辊1之间最接近点或最邻近位置时，已减小的附着力和内聚力使调色剂在图像接收器10的图像部分与供给辊1之间电势差的作用下显影成图像接收器10的图像部分。由于供给辊1上调色剂层的附着力和内聚力得以减小，因此更多的调色剂更容易地显影成图像接收器10的图像部分。从而，调色剂从供给辊1到图像接收器10的显影比率得以增加，以获得高分辨率的图像。此外，可以长时间获得稳定的图像质量。
在上述实施例中，公开了单色成像设备及其显影方法。在其它实施例中，成像设备及其显影方法也可以应用于具有串联构造的单次型(single-pass type)彩色成像设备和单一图像接收器反复显影而后顺序转印到中间转印装置的多次型(multi-pass type)彩色成像设备。
如上所述，根据本发明的电子照相成像设备及其显影方法，通过设置电极而后将偏压施加给电极来增加调色剂的显影比率，从而可以获得高密度的图像，并且可以长时间获得稳定的图像质量。
虽然已经参照本发明的示例性实施例具体示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解，在不偏离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的条件下，可以做各种形式和细节上的改变。
本申请要求于2005年7月4日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2005-0059717的优先权，这里将其全部公开内容引作参考。
权利要求
1.一种电子照相成像设备，包括图像接收器，静电潜像形成在该图像接收器上；磁性辊，用于利用磁力形成包括非磁性调色剂和磁性载体的磁性刷；供给辊，其面对所述图像接收器，并且通过从所述磁性辊接收所述非磁性调色剂而在该供给辊的外周上形成调色剂层；偏压施加装置，用于向所述供给辊施加显影偏压，以使所述调色剂层的调色剂显影成静电潜像；和电极，定位在所述供给辊与所述图像接收器之间最接近点的上游侧并且在所述供给辊与所述磁性辊之间最接近点的下游侧，向该电极施加一偏压，该偏压用于减小所述调色剂层到所述供给辊的附着力和调色剂相互之间的内聚力。
2.根据权利要求1的电子照相成像设备，其中，包括多个电极。
3.根据权利要求1的电子照相成像设备，其中，所述电极与所述供给辊之间的间隙大于所述供给辊上调色剂层的厚度。
4.根据权利要求3的电子照相成像设备，其中，所述显影偏压与施加给所述电极的所述偏压中至少一个由相互叠加的AC电压和DC电压形成。
5.根据权利要求4的电子照相成像设备，其中，所述显影偏压与施加给所述电极的所述偏压具有相同的平均电压。
6.根据权利要求1的电子照相成像设备，其中，所述电极是丝状电极。
7.一种用于形成电子照相图像的方法，包括通过将调色剂从磁性辊供应到供给辊而在所述供给辊的外周上形成调色剂层，所述磁性辊利用磁力形成包括非磁性调色剂和磁性载体的磁性刷；向定位在所述供给辊与图像接收器之间最接近点的上游侧并且在所述供给辊与所述磁性辊之间最接近点的下游侧的电极施加一偏压，以减小所述调色剂层到所述供给辊的附着力和调色剂颗粒相互之间的内聚力；和在所述供给辊与其上形成有静电潜像的所述图像接收器之间施加显影偏压，以显影该静电潜像。
8.根据权利要求7的方法，其中，多个电极定位在所述供给辊与图像接收器之间最接近点的上游侧并且在所述供给辊与所述磁性辊之间最接近点的下游侧。
9.根据权利要求7或8的方法，其中，所述电极与所述供给辊之间的间隙大于所述供给辊上调色剂层的厚度。
10.根据权利要求9的方法，其中，所述显影偏压与施加给所述电极的所述偏压中至少一个由相互叠加的AC电压和DC电压形成。
11.根据权利要求10的方法，其中，所述显影偏压与施加给所述电极的所述偏压具有相同的平均电压。
全文摘要
本发明公开了一种电子照相成像设备和显影图像的方法。电子照相成像设备的混合型显影设备包括图像接收器，静电潜像形成在该图像接收器上；磁性辊，用于利用磁力形成包括非磁性调色剂和磁性载体的磁性刷；供给辊，其面对图像接收器，并具有用于支撑通过从磁性辊接收调色剂而形成的调色剂层的外周；偏压施加装置，用于向供给辊施加显影偏压，以使调色剂层的调色剂显影成静电潜像；和电极，定位在供给辊与图像接收器之间最接近点和最邻近位置的上游侧并且在供给辊与磁性辊之间最接近点和最邻近位置的下游侧，向该电极施加一偏压，该偏压用于减弱调色剂层到供给辊的附着力和调色剂相互之间的内聚力。
文档编号G03G13/06GK1892488SQ20061010113
公开日2007年1月10日 申请日期2006年7月4日 优先权日2005年7月4日
发明者黑川尚德, 板谷正彦, 辛圭铁, 寺冈努, 佐佐木努, 安明国 申请人:三星电子株式会社