专利名称：电子照相式成像装置及其显影方法
技术领域：
本发明总体涉及一种电子照相式成像装置及其显影方法。更具体地说，涉及通过采用收集显影过程中散布的调色剂的防调色剂散布元件最小化或防止调色剂散布的电子照相式成像装置及其显影方法。
背景技术：
电子照相式成像装置，例如复印机、打印机、传真机以及多功能打印机通过向图像载体上的静电潜像供应调色剂显影调色剂图像，该静电潜像形成自数字图像信号。
图1示出传统电子照相式成像装置，其包括图像载体1、显影辊2、充电单元5和曝光单元7。
充电单元5接触图像载体1的一侧，且显影辊2面向该图像载体1的另一侧。用曝光单元7发射的激光束照射光至显影辊2和充电单元5之间的图像载体1的外周表面。
该图像载体1的外周表面被充电单元5充电至均一电压，然后暴露至曝光单元7发射的对应数字图像信号的激光束，以形成静电潜像。当该图像载体1转动时，形成在图像载体1上的静电潜像朝向显影辊2移动。当该静电潜像移动到图像载体1和显影辊2之间最接近的位置时，形成在显影辊2上的调色剂层的一些调色剂由于静电力作用移至静电潜像上，从而该静电潜像被显影成调色剂图像。当图像载体1转动时，显影的调色剂图像被转印并打印至记录介质上。
由于打印速度变得更快，需要显影辊2转动得更快。这可能会在显影过程中由于显影辊2的转动的离心力或由于图像载体1或显影辊2的转动产生的空气流而散布调色剂。如果调色剂在图像载体1的曝光部分和显影部分之间散布，散布的调色剂可能污染包括显影辊2的显影单元和成像装置，或者可能污染图像载体1的无图像部分。特别是，由于高速打印，调色剂可能没有充足地充电，形成在显影辊2上的调色剂层中存在更多的反极性调色剂，且该反极性调色剂附着至图像载体1的无图像部分。结果，该反极性调色剂污染了该无图像部分，且在显影过程中保留下来，这会引发图像污损。
因此，需要一种改进的最小化调色剂散布的电子照相式成像装置。
发明内容
本发明的一方面为了至少解决以上问题和/或缺点，并提供至少下述优点。因此，本发明的一方面提供一种电子照相式成像装置及其显影方法，该装置可以最小化或有效防止调色剂散布从而通过循环利用该散布的调色剂降低散布的调色剂的污染，从而防止图像质量劣化。
根据本发明的一方面，一种电子照相式成像装置包括图像载体，静电潜像形成在其上；显影辊，其面向所述图像载体并将调色剂供应至形成在所述图像载体上的静电潜像上；以及防调色剂散布元件，其面向形成静电潜像的曝光部分和所述显影辊显影静电潜像的显影部分之间的所述图像载体的外周表面。收集偏压施加至所述防调色剂散布元件，用以收集从所述显影辊散布的调色剂。
根据本发明的另一方面，一种用于显影静电潜像的方法包括以下步骤在曝光部分中，将图像载体曝光以在所述图像载体上形成静电潜像；以及在显影部分中，将调色剂从具有调色剂层的显影辊供应至形成有静电潜像的所述图像载体上。通过向一电极施加偏压，散布在所述曝光部分和所述显影部分之间的正极性调色剂附着至所述图像载体，而散布至所述显影辊的反极性调色剂附着至所述电极，其中，所述电极面向所述曝光部分和所述显影部分之间的所述图像载体的外周表面。在显影部分中，利用施加至显影辊的显影偏压，附着至所述图像载体的无图像部分的所述正极性调色剂被收集至所述显影辊上。
根据本发明的另一方面，一种电子照相式成像装置包括图像载体；曝光单元，其照射光至所述图像载体上以形成所述图像载体的静电潜像，所述曝光单元定位在曝光部分中；显影辊，其用以向形成在所述图像载体上的静电潜像供应调色剂以显影所述静电潜像，所述显影辊定位在显影部分中；以及最小化调色剂散布的装置，其设置在所述曝光部分和所述显影部分之间。
本发明特定示范性实施例的上述和/或其它目的、特点和优点将通过下面结合附图的描述而显见。所述附图中图1为传统电子照相式成像装置的示意图；图2为根据本发明示范性实施例的电子照相式成像装置的示意图；图3示出在本发明的电子照相式成像装置中如何防止调色剂散布；以及图4示出用于供应收集偏压至防调色剂散布元件的电源的结构。
应该理解在全部附图中，相同标号指代相同元件、特征和结构。
具体实施例方式
说明书中定义的物体例如具体的结构和元件，用来辅助更全面地理解本发明示范性实施例，且仅为示例性的。因此，本领域的技术人员应该理解在不背离本发明的理论和精神的情况下，可对这里描述的实施例做出各种变化和修改。另外，为了简洁和清晰，省略对已知功能和结构的说明。
现在参考附图具体描述本发明的电子照相式成像装置和显影方法的示范性实施例。
图2为根据本发明示范性实施例的电子照相式成像装置的示意图。该电子照相式成像装置包括图像载体11和具有防调色剂散布元件25的显影单元20。
在本示范性实施例中，该图像载体11为有机感光鼓。然而，该图像载体11可为其它形式的感光体，例如非晶硅感光体。提供充电单元15和曝光单元17用以在图像载体11上形成静电潜像。该充电单元15可以是电晕放电器。该充电单元15接触图像载体11并向其充电。该曝光单元17可为发射激光束的激光扫描单元(LSU)。该图像载体11可为静电鼓(未示出)。这样，为了形成静电潜像，使用静电记录头(未示出)代替曝光单元17。
显影单元20包括显影辊21，防调色剂散布元件25，用于将充电的调色剂供应至显影辊21的搅拌器22，磁性辊23，修整器24和显影单元20的框架29，其中，该框架29容纳搅拌器22，磁性辊23和修整器24。
显影辊21定位在图像载体11和磁性辊23之间。该显影辊21与图像载体11彼此相隔一间隙。图像载体11和显影辊21之间的间隙一般为至少100～400μm，且优选为150～300μm。显影辊21为铝制或不锈钢套筒，其覆盖有体积电阻率小于1012Ω·cm的氧化层或在其外周表面上覆盖有相同体积电阻率的导电树脂。
防调色剂散布元件25朝向位于形成静电潜像的曝光部分S1和通过显影辊21不接触地显影该静电潜像的显影部分S2之间的图像载体11的外周表面。收集偏压施加至防调色剂散布元件25用以收集从显影辊21散布的调色剂。
如果防调色剂散布元件25距图像载体11太近，施加在防调色剂散布元件25上的收集偏压可能影响形成在图像载体11上的静电潜像。如果防调色剂散布元件25距图像载体11不够近，图像载体11和防调色剂散布元件25之间的收集部分S3中的电场可能降低而减弱收集调色剂的静电力。例如，如果调色剂充电至10～40μC/g，收集部分S3的电场可为大于100V/mm。如果图像载体11和防调色剂散布元件25之间的电压差为500V，该图像载体11和防调色剂散布元件25之间的距离G可小于5mm。
防调色剂散布元件25与图像载体11的外周表面相隔均一距离G，使得在图像载体11和防调色剂散布元件25之间可形成均匀电场。
防调色剂散布元件25为允许电流流过的导电电极，例如金属板，多根电线，或金属网。
现在描述成像装置的操作。
图像载体11沿图2中箭头A方向转动。
通过电源30(见图4)向充电单元15施加充电偏压。通过接触感光图像载体11，充电单元15向图像载体11的外周表面均匀充电。
当在控制单元(未示出)的控制下以恒定速率转动时，在被充电单元15充有均匀电压的图像载体11上由曝光单元17执行曝光过程。在曝光过程中，图像数据被曝光单元17转换为激光束，用以发射至图像载体11的外周表面。此时，图像载体11的外周表面暴露至激光束以在其上形成静电潜像。通过图像载体11的转动，形成在图像载体11上的静电潜像到达显影部分S2。
显影单元20储存非磁性调色剂和磁性载体。该载体可为任何适合的磁性载体。搅拌器22搅拌载体和调色剂以通过摩擦力使调色剂充电。调色剂可带负电或正电。带有适合用于显影过程的适当极性的调色剂被称为正极性调色剂，而带有相反极性的调色剂称为反极性调色剂。在充电过程中，大部分调色剂具有正极性，但一些调色剂可具有反极性。
载体由于磁性辊23的磁力附着至磁性辊23的外周表面，且调色剂由于静电力附着至载体，从而在磁性辊23的外周表面上形成具有载体和调色剂的磁刷。修整器24控制磁刷至均一厚度。
向磁性辊23和显影辊21施加供应偏压和显影偏压。供应偏压在磁性辊23和显影辊21之间形成电场，其使得调色剂从磁性辊23移动至显影辊21。供应偏压可具有直流电流组分和交流电流分量。调色剂层通过供应偏压形成在显影辊21的外周表面上。
显影辊21沿箭头B所示方向转动，该方向与图像载体11的转动方向A相同，从而显影辊21和图像载体11彼此面对的部分沿相反方向运动。例如，参考附图，当图像载体11顺时针转动时，显影辊21也顺时针转动。然而，本发明不限于这些方向。
当显影偏压施加至显影辊21时，通过图像载体11和显影辊21之间的电压差产生静电力。当附着在显影辊21上的调色剂由于显影辊21的转动靠近图像载体11时，调色剂由于静电力从显影辊21上的调色剂层分离并附着至图像载体11的图像部分以形成静电潜像。为了将该静电潜像显影成调色剂图像，可在显影偏压中结合直流电流和交流电流。这里，该图像部分指在图像载体11的外周表面上，在曝光过程中曝光于激光束以产生相对于充电偏压的电压的电压差，从而保持该调色剂以形成静电潜像的部分。图像载体11的外周表面上没有附着调色剂的区域称为无图像部分。该无图像部分在曝光过程中，不曝光至激光束，从而充电偏压的电压保持原样。
接下来，调色剂图像被转印至记录介质上。调色剂图像通过加热和加压被固定至记录介质上。清洁片19和充电移除单元13在转印过程执行后移除调色剂和任何滞留的电荷。
在显影过程中，调色剂从显影辊21分离且移向图像载体11。此时，一些调色剂由于显影辊21的快速转动产生的离心力或由于图像载体11或显影辊21的转动产生的空气电流而散布。
在本发明的显影方法中，当调色剂在显影过程中散布时，收集散布至图像载体11的曝光部分S1和显影部分S2之间的调色剂。如图2所示，为了达到这个目标，本发明的成像装置包括防调色剂散布元件25，其定位在图像载体11的曝光部分S1和显影部分S2之间相对于显影辊21的转动方向(方向B)的下游侧。由于从显影辊21散布的一些调色剂可能在图像载体11的曝光部分S1和显影部分S2之间移动，因此即使当显影辊21相对于图像载体11沿相反方向转动时(也就是说，当显影辊逆时针转动时)，也可使用该防调色剂散布元件25。
图3示出从显影辊21散布的调色剂如何被防调色剂散布元件25收集。
收集偏压施加至防调色剂散布元件25。散布的正极性调色剂受朝向图像载体11的静电力F1影响，而反极性调色剂受朝向防调色剂散布元件25的静电力F2影响。结果，从显影辊21散布并移动至图像载体11和防调色剂散布元件25之间的收集部分S3的调色剂中，正极性调色剂由于形成在收集部分S3的电压附着至图像载体11。反极性调色剂由于形成在收集部分S3的电压移向收集部分S3并附着至防调色剂散布元件25。
该收集偏压可由独立的电源提供。然而，如图4所示，电源结构可被简化以使得该收集偏压由用于提供充电偏压的电源30的分支电路供应。在这种情况下，收集偏压具有和充电偏压相同的电压。
现在详细描述收集偏压的实例。
用于显影中的正极性调色剂带负电。-1400V的充电偏压施加至充电单元15(见图2)，以使得图像载体11的外周表面具有约-700V的电压。激光束发射至图像载体11的外周表面上以形成具有几十伏负电压的图像部分。图像载体11的无图像部分保持-700V，而其图像部分保持几十伏的负电压，从而，静电潜像形成。施加显影偏压以将显影辊21的外周表面充电至约-400V。-1400V的收集偏压(由向充电单元15提供充电偏压的电源30的分支电流供应的)施加至防调色剂散布元件25。结果，该防调色剂散布元件25具有低于图像载体11的图像部分和无图像部分的电压。这样，如果从显影辊21散布的调色剂移动至图像载体11和防调色剂散布元件25之间的收集部分S3，正极性调色剂在静电力F1的影响下会附着至图像载体11的外周表面，而反极性调色剂在静电力F2的影响下会附着至防调色剂散布元件25。
当图像载体11转动时，附着至图像载体11的正极性调色剂进入显影部分S2。显影辊21的电压高于图像载体11的无图像部分，但低于图像载体11的图像部分。因此，在移动至显影部分S2的正极性调色剂中，附着至图像载体11的无图像部分的调色剂被静电力F3收集而朝向显影辊21运动，而附着至图像部分的调色剂保持原样。因此，本发明的防调色剂散布元件25通过使用散布的调色剂将调色剂附着至图像部分而支持静电潜像的形成过程。
同时，如果大于预定量的调色剂被收集，或者如果当成像装置的电源30关闭，图像载体11和防调色剂散布元件25之间的电场消失时，则附着至防调色剂散布元件25的反极性调色剂可由于重力从该防调色剂散布元件25分离。因此，防调色剂散布元件25可定为在图像载体11下面或图像载体11一侧，以防止附着至防调色剂散布元件25的反极性调色剂掉落至图像载体11上。
另外，由于收集的反极性调色剂附着并积聚在防调色剂散布元件25上，所以可去除该积聚的反极性调色剂，或更换该防调色剂散布元件25。例如，防调色剂散布元件25可定位在连接有显影辊21的显影单元20的框架29中，以便防调色剂散布元件25随显影单元20一起被更换。
另外，防调色剂散布元件25可为允许积聚的调色剂掉落入显影单元20内的倾斜平板电极，或具有多根电线或网的电极。当使用倾斜平板电极时，积聚的反极性调色剂滑下平板。当使用电线或网电极时，积聚的反极性调色剂穿过电线之间或网中的空隙掉落。掉落的调色剂可被收集在具有搅拌器22的调色剂储存器28中而用于循环。掉落的调色剂可朝向搅拌器22移动用以在收集入调色剂储存器28后重复利用。
上述电子照相式成像装置使用非接触式显影方法，其中，显影辊21和图像载体11彼此分离，但本发明不限于这个具体结构。由于调色剂可在曝光部分S1和显影部分S2之间散布，本发明的防调色剂散布元件25还可用于接触型显影方法。
另外，所述电子照相式成像装置使用混合显影方法，其中，双组分显影材料通过使用磁性载体对非磁性调色剂充电，通过仅将充电的调色剂附着至显影辊21以移至图像载体11而显影静电潜像，但这只是示范性实施例。本发明不限于这种显影方法，而可以使用任何使用显影辊21供应的调色剂在图像载体11上静电潜像的成像装置。例如，本发明还可用于使用单组分的显影方法的成像装置，其中，在没有载体的情况下使用绝缘调色剂或导电调色剂；以及双组分的显影方法，其中，使用调色剂和磁性载体的双组分显影材料，且通过仅将调色剂从附着有调色剂和磁性载体的显影辊21移动至图像载体11上而形成静电潜像，这是因为在显影过程中，调色剂会在曝光部分S1和显影部分S2之间散布。
因此，本发明示范性实施例的电子照相式成像装置及其显影方法具有以下优点。
第一，在显影过程中，正极性和反极性调色剂都被收集以防止由于散布的调色剂而造成的图像载体的污染或曝光单元曝光窗口的污染引起的图像劣化。
第二，散布的调色剂可被收集再次利用。例如，在收集部分中收集在图像载体中的正极性调色剂中附着至图像部分的调色剂可用于支持静电潜像的显影。
第三，通过从用于供应充电偏压的电源的分支电路供应电能，可简化供电结构，而不需要使用独立的电源用以供应收集偏压。
虽然已经参考示范性实施例详细示出和描述了本发明，本领域技术人员应当理解在不脱离由所附权利要求限定的本发明的理论和精神的情况下，可对形式和细节做出各种变化。
本申请要求2005年10月25日在韩国专利局提交的韩国专利申请No.10-2005-0100912的优先权，其整体说明在此引为参考。
权利要求
1.一种电子照相式成像装置，包括图像载体，静电潜像形成在其上；显影辊，其面向所述图像载体并将调色剂供应至形成在所述图像载体上的静电潜像上；以及防调色剂散布元件，其面向形成静电潜像的曝光部分和所述显影辊显影静电潜像的显影部分之间的所述图像载体的外周表面，且其中，收集偏压施加至所述防调色剂散布元件，用以收集从所述显影辊散布的调色剂。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述显影辊以非接触方式显影静电潜像。
3.如权利要求1所述的装置，其中，施加所述收集偏压使得从所述显影辊散布的正极性调色剂被收集在图像载体上，而从所述显影辊散布的反极性调色剂被收集在防调色剂散布元件中。
4.如权利要求3所述的装置，其中，所述正极性调色剂充负电，且所述收集偏压具有小于所述图像载体的无图像部分的电压的负电压。
5.如权利要求3所述的装置，其中，收集在所述防调色剂散布元件中的反极性调色剂收集在用于向显影辊供应调色剂的调色剂储存器中。
6.如权利要求3所述的装置，其中，还包括充电单元，其面向图像载体，且充电偏压施加于其上，从而对所述图像载体的外周表面均匀地充电；以及电源，其用于向所述充电单元供应所述充电偏压，其中，所述收集偏压由所述电源的分支电路供应。
7.如权利要求3所述的装置，其中，所述防调色剂散布元件定位于所述图像载体下方。
8.如权利要求3所述的装置，其中，所述防调色剂散布元件定位于所述图像载体的一侧。
9.如权利要求3所述的装置，其中，所述防调色剂散布元件沿所述图像载体的外周表面与所述图像载体相隔均匀距离。
10.如权利要求3所述的装置，其中，所述防调色剂散布元件为包括金属平板、多根电线或网之一的导电电极。
11.如权利要求1所述的装置，其中，还包括充电单元，其面向所述图像载体，且充电偏压施加至其上，用以对所述图像载体的外周表面均匀充电；以及电源，其用以向所述充电单元供应所述充电偏压，其中，所述收集偏压由所述电源的分支电路供应。
12.如权利要求1所述的装置，其中，所述防调色剂散布元件定位于所述图像载体下方。
13.如权利要求1所述的装置，其中，所述防调色剂散布元件定位于所述图像载体的一侧。
14.如权利要求1所述的装置，其中，所述防调色剂散布元件沿所述图像载体的外周表面与所述图像载体相隔均匀距离。
15.如权利要求1所述的装置，其中，所述防调色剂散布元件为包括金属平板、多根电线或网之一的导电电极。
16.一种用于显影静电潜像的方法，包括以下步骤在曝光部分中将图像载体曝光以在所述图像载体上形成静电潜像；以及在显影部分中，将调色剂从具有调色剂层的显影辊供应至形成有静电潜像的所述图像载体，其中通过向一电极施加偏压，散布在所述曝光部分和所述显影部分之间的正极性调色剂附着至所述图像载体，而散布至所述显影辊的反极性调色剂附着至所述电极，其中，所述电极面向所述曝光部分和所述显影部分之间的所述图像载体的外周表面，以及在显影部分中，利用施加至所述显影辊的显影偏压，附着至所述图像载体的无图像部分的所述正极性调色剂被收集至所述显影辊上。
17.如权利要求16所述的方法，其中，所述显影辊不接触所述图像载体。
18.如权利要求17所述的方法，其中，附着至所述电极的反极性调色剂被收集在储存供应给显影辊的调色剂的调色剂储存器中用以重复利用。
19.一种电子照相式成像装置，包括图像载体；曝光单元，其照射光至所述图像载体上以形成所述图像载体的静电潜像，所述曝光单元定位在曝光部分中；显影辊，其用以向形成在所述图像载体上的静电潜像供应调色剂以显影所述静电潜像，所述显影辊定位在显影部分中；以及最小化调色剂散布的装置，其设置在所述曝光部分和所述显影部分之间。
20.如权利要求19所述的装置，其中，收集偏压施加至所述最小化调色剂散布的装置，以使得散布在所述曝光部分和所述显影部分之间的正极性调色剂附着至所述图像载体，而散布至所述显影辊的反极性调色剂附着至所述最小化调色剂散布装置。
21.如权利要求20所述的装置，其中，所述最小化调色剂散布装置设置成与所述图像载体相隔大致均匀的距离。
全文摘要
本发明提供一种电子照相式成像装置及其显影方法。所述电子照相式成像装置包括图像载体，静电潜像形成在其上；显影辊，其面向所述图像载体并将调色剂供应至形成在所述图像载体上的静电潜像上；以及防调色剂散布元件，其面向形成静电潜像的曝光部分和所述显影辊显影静电潜像的显影部分之间的所述图像载体的外周表面。收集偏压施加至所述防调色剂散布元件，用以收集从所述显影辊散布的调色剂。
文档编号G03G13/08GK1955857SQ20061013171
公开日2007年5月2日 申请日期2006年9月29日 优先权日2005年10月25日
发明者辛圭铁, 佐佐木努, 板谷正彦 申请人:三星电子株式会社