CN1466019A - 静电打印机的成像系统以及应用此系统的成像方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种静电打印机的成像系统,该系统包括其上形成静电潜像的感光体;通过具有预定颜色的显影剂显影静电潜像的显影单元;其上转印被显影的图像的转印体;第一图像充电单元,其给图像充电以增加被转印到转印体上的图像的电附着力;第二图像充电单元,其将图像充电以减小转印到第一图像充电单元后的转印体上的图像的电附着力;以及将穿过第一和第二图像充电单元的图像转印到纸张上的转印单元。当图像转印到传送体上时,第一图像充电单元增大图像的电附着力并防止图像扩散,而第二图像充电单元恰好在图像转印到纸张上之前减小附着力以适于转印,从而可以保持清晰的图像并提高转印效率。

Description

静电打印机的成像系统 以及应用此系统的成像方法
技术领域
本发明涉及一种静电打印机(electrophotographic printer)的成像系统以及应用此系统的成像方法。
背景技术
一般来说,如图1所示,静电打印机如彩色激光打印机等的的成像系统包括对应于四个颜色黄色,品红,青色,黑色的四个感光鼓Dy、Dm、Dc、Dk;为感光鼓Dy、Dm、Dc、Dk充电的充电器11;将光线照射到每个感光鼓Dy、Dm、Dc、Dk上并形成所需的静电潜像的的曝光单元12;通过用于四种颜色中每种颜色的显影剂将静电潜像显影的显影单元13;其上依次套印在四个感光鼓Dy、Dm、Dc、Dk上显影的具有四个颜色的图像并形成完整的彩色图像的转印带14;用于将转印带14上套印的具有四种颜色的图像转印到纸P上的转印单元16。这样,为了打印所需的彩色图像,对于四种颜色中每一种颜色的图像都要在四个感光鼓Dy、Dm、Dc、Dk上显影,并且每个图像都依次在转印带14套印,由此形成最终的彩色图像,然后由转印单元1 6将图像转印到纸P上。
这里,转印单元16包括一个送纸辊16a和一个送纸支撑辊16b,以用于使纸张紧密贴附在转印带14上,还包括一个用于向送纸支撑辊16b施加电压并施加电动力的电势施加单元16c,以便转印带14上形成的图像完好地转印到纸张P上。这里,示出了作为用于形成图像的显影剂主要成分的墨粉充以正电的情况。电势施加单元16c将正电压施加到送纸支撑辊16b上,以便图像可以通过电斥力而完好地转印到纸张P上。即,当感光鼓Dy、Dm、Dc、Dk上显影的图像转印到转印带14上时,负电压施加到每一个感光鼓Dy、Dm、Dc、Dk的相应的送纸支撑辊15上,以便充以正电的墨粉图像通过电斥力完好地转印到转印带14上。当图像转印到纸张P上时,正电压施加到送纸支撑辊16b上,以便通过排斥力将墨粉图像从转印带14完好地转印到纸张P上。
优选地是,在转印带14上形成的整个图像转印到纸张P上。然而,在上述结构中,形成在转印带14上的图像通过施加到送纸支撑辊16b上的电压所造成的电动力而转印到纸张P上,并因此在转印完成后未转印到转印带14上的显影剂保留下来。当然,作用为将纸张P紧密贴附在转印带14上的压力由送纸辊16a和送纸支撑辊16b产生,然而,这个压力只是小于3kgf,并且仅作用为将纸张P紧密贴附在转印带14上。
同时,为了改善图像转印的效果,已经提出了用于增大贴附压力的方法。这种情况下,即使转印效果稍有提高,但是留在转印带上的墨粉过于牢固地粘附到转印带上,以至于如现有技术中那样,墨粉不能很好地被清理,因而降低了转印带的寿命。如果降低显影剂的浓度来减少形成在转印带14上的图像的墨粉量,在转印过程中,当图像在感光鼓Dy、Dm、Dc、Dk与支撑辊15之间以及在送纸辊16a与送纸支撑辊16b之间压印时,图像中包含的液态载体被挤压并流出,并因此图像可能扩散。
同样,在彩色图像的情况下,具有四种颜色,如黄色、品红、蓝色、和黑色的墨粉通过用于每种颜色的转印单元中产生的电动力依次套印在转印带14上,而形成彩色图像。因此,在这个步骤中,作用为将墨粉吸附至转印带14上的电动力逐渐累积并不断增大,从而导致彩色图像不能完好地转印到纸张P上。
从而,需要一种解决上述问题并更加稳定地执行从感光鼓Dy、Dm、Dc、Dk通过转印带14到纸张P上的转印步骤的系统。
发明内容
为解决上述问题,本发明的目的是提供一种具有改善结构的成像系统,其中,在感光介质上显影的图像通过中间转印体稳定地转印到纸张上,并提供了利用该系统成像的方法。
于是,为实现上述目的,按照本发明的一个方面,提供了一种静电打印机成像系统,本系统包括:一个感光体,在其上形成一个静电潜像;一个显影单元,其通过具有预定颜色的显影剂显影静电潜像;一个转印体,被显影的图像转印于其上;一个第一图像充电单元,其为图像充电以便增大转印到转印体上的图像的电附着力;第二图像充电单元,其为图像充电以便降低转印到在第一图像充电单元之后的转印体上的图像的电附着力;以及一个转印单元,该单元将穿过第一和第二图像充电单元的图像转印到纸张上。
为实现上述目的,根据本发明的另一方面,提供了一种静电打印机的成像方法,本方法包括:通过具有预定颜色的显影剂显影形成在感光体上的静电潜像;第一次转印被显影的图像到转印体上;第一次给被显影的图像充电以便增大对转印体的电附着力;第二次给被显影的图像充电以便减小对转印体的电附着力;以及在第一次和第二次图像充电后,第二次转印被充电的图像到纸张上。
附图说明
通过参照附图对本发明优选实施例的详细描述,本发明的上述目的和优点将变得清晰,图中:
图1示出了传统静电打印机的成像系统;以及
图2示出根据本发明的静电打印机的成像系统。
具体实施方式
图2示出了根据本发明的静电打印机的成像系统。如图2所示,静电打印机的成像系统包括四个作为感光体的感光鼓Dy、Dm、Dc、Dk;一个用于给感光鼓Dy、Dm、Dc、Dk充电的充电单元21;作为曝光单元的激光扫描系统(LSU)22,用于将光线照射到每个已充电的感光鼓Dy、Dm、Dc、Dk上并形成所需的静电潜像;一个显影单元23,用于通过针对四种颜色中每一种的显影剂显影静电潜像;一个转印带24,在该转印带上感光鼓Dy、Dm、Dc、Dk上显影的具有四种颜色的图像进行第一次转印;以及一个转印单元26,用于将转印到转印带24上具有四种颜色的图像第二次转印到纸张P上。
本实施例给出了用于实现彩色图像的成像系统的示例。为此目的,在显影单元23中,设置了具有四种颜色,如青色(C)、品红(M)、黄色(Y)、和黑色(B)的显影单元。从而,在感光鼓Dy、Dm、Dc、Dk上显影的对应于四种颜色中每一种的图像套印在转印带24上,并由此形成一个彩色图像。附图标记25标示用于每个显影单元的支撑辊,并且如图2所示在支撑辊上施加负(-)电压。这是因为作为显影剂主要成份的墨粉颗粒被充以正电,并且在支撑辊25上形成电位差,使得墨粉颗粒可以很好地转印到转印带24上。如果墨粉颗粒充以负电,就要在支撑辊25上施加正(+)电压。优选地是,低硬度的辊用作支撑辊25,以便在将图像转印到转印带24上时压力不会增加过大,如果压力增加非常大,图像中包含的液体会被挤压并流出。
转印单元26包括一个送纸辊26a和一个送纸支撑辊26b,它们彼此紧密贴附并且在相反方向上转动,且转印带24安装在送纸辊26a和送纸支撑辊26b之间,还包括一个用于给送纸支撑辊26b施加电压的电势施加单元26c,电势施加单元26c向送纸支撑辊26b施加与显影剂相同极性的正电压,以便充正电的图像良好地转印到纸张P上。即,当图像第一次转印到转印带24上时,转印是通过施加到支撑辊25上的负电压产生的吸引力而导致的,而当图像第二次转印到纸张上时,转印是通过施加到送纸支撑辊26b上的正电压产生的排斥力而造成的。
同时,第一图像充电单元30安装在显影单元23的各四色显影单元之间。第一图像充电单元30作用为在下一种颜色的图像转印到转印带24上之前提高转印到转印带24上的每一种颜色的图像的电势。第一图像充电单元包括电晕放电器31和电晕支撑辊32,该放电器31包括一个对具有与显影剂相同极性的正电压放电的钨丝31a和用于将放电方向聚焦到未被照射的图像上的栅极31b,该电晕支撑辊32在与电晕放电器相反方向上支撑转印带24。这使得在下一种颜色的图像转印到转印带24上之前,图像不会扩散或者消散,即使在通过进一步增大作用为将图像贴附到转印带24上的电动力而进一步产生感光鼓所造成的压力的情况下。
另外,第二图像充电单元40安装在显影单元23和转印单元24之间。第二图像充电单元40作用为减小显影单元23中的各四色显影单元上显影的每一种颜色的图像的电势,并在图像转印到纸张P上之前将图像转印到转印带24上。第二图像充电单元40包括电晕放电器41和电晕支撑辊42,该电晕放电器包括用于对具有与显影剂相反极性的负电压进行放电的钨丝41a和用于将放电方向聚焦到未被照射的图像上的栅极41b,该电晕支撑辊42在与电晕放电器41相反的方向上支撑转印带24。这使得由第一图像充电单元极大地增加的附着力得以减小,从而可以通过实现降低要转印到纸张P上的图像的电势使图像完好地转印到纸张P上。即,穿过显影单元23的转印带24上的图像由安装于各四色显影单元之间的第一图像充电单元30重复充电,并因此对转印带24的附着力极大地增加。从而,如果进行向纸张上转印的步骤,转印可能不会很好地完成,并且大部分图像会遗留在转印带24上。第二图像充电单元40通过以同显影剂相反的极性给图像充电并适当地降低附着力而防止了上述问题。为了这个目的,如果-6kV和-5kV之间的直流电压施加到电晕发生器41上以对图像充电,则降低了正电位图像对转印带24的附着力,且随后在转印单元26上的转印工作会非常顺利。同时,以这种方法,取代直流电压具有相反极性的交流电压可以施加到电晕充电单元41上。如果DC电压施加到电晕放电器41上,图像被直接充以相反极性且附着力会大幅度降低。然而,如果AC电压施加到电晕充电器41上,图像的电位差会随着附着力的降低而减小。事实上,当1kHz和3kVrms的交流电压施加到电晕充电器41上时,在穿过第二图像充电单元40之前的300-400V的电压差会均衡到小于100V。这就是说,形成在转印带24上单色图像的电势与形成在转印带24上的多色套印图像的电势之间存在较宽的差异。例如,如果图像仅由青色构成,图像仅由位于青色显影单元及品红显影单元之间的第一图像充电单元30充电,并因此电势的增加不是很大。然而,如果图像是由四种颜色构成,图像由位于每个显影单元中的第一充电单元30充电三次,并因此在穿过显影部分23后图像的电位大幅度增加。同样的如果电位差,即附着力的差异根据图像而增大,则在转印单元26中难于设定正确的转印电压。从而,如果AC电压施加到第二图像充电单元40的电晕放电器41上,即使附着力的减小小于当具有相反极性的直流电压施加到电晕放电器41时的情况,但可以降低取决于图像的电势差。因此,如果在转印单元26上适当地设定转印电压,转印工作会顺利的进行。
如果在上述结构中进行成像工作,在充电、曝光和显影步骤之后,显影单元23中的每个显影单元的感光鼓Dc、Dm、Dy和Dk上显影的图像首先转印到转印带24上并然后在转印带24上套准。在这种情况下,负电压施加到支撑辊25上并且导致由充以正电的显影剂显影的图像轻易地转印到转印带24上。另外,图像的电势由第一图像充电单元30在每种颜色图像转印到转印带24上时增大。即,当图像穿过电晕放电器31和电晕支撑辊32之间时,电晕放电器31放电,且充以正电的图像的电位增加很多。为此目的,正电压施加到放电钨丝31a上,并且类似地正电压施加到栅极31b上以使被放电的电荷不辐射而聚焦于图像上。结果,转印带24上形成的图像具有较高的附着力,且即使图像被下一种颜色的显影单元中的感光鼓挤压也不会扩散。
转印带24上形成的图像在到达转印单元26之前穿过第二图像充电单元40。在此,图像的电位受其上施加与显影剂极性相反的负电压的电晕放电器41影响,从而图像的电势降低。结果,形成在图像转印带24上的图像的附着力减小并可以轻易地通过转印单元26转印到纸张上。类似地,即使AC电压施加到电晕放电器上,图像的电势均衡到较低电势,并且图像可以容易地转印到纸张P上。
具有适于转印而加以控制的电位的图像通过转印单元26第二次转印到纸张P上。即,电势施加单元26c将正电压施加到送纸支撑辊26B上,充以正电的图像通过排斥力转印到纸张P上。在此情况下,图像的电势被降低以适于通过第二图像充电单元40转印,并因此可以轻易地进行从转印带24到纸张P的转印步骤,而且在转印步骤后图像不会遗留在转印带24上。
这样,当转印到转印带24上的图像被转印到纸张P上时,图像被第一和第二图像充电单元30充电,并且图像的电势控制成保持一个清晰的图像并提高转印效率。
如上所述,根据本发明的静电打印机的成像系统具有以下优点:
首先,刚好在每种颜色的图像被显影并且转印到转印体上之后,图像的电势通过第一图像充电单元增大,并且增大对转印体的电附着力,从而当下一种颜色的图像套印并转印时图像不会扩散;
第二,在转印到转印体上的图像转印到纸张P上之前,图像的被增大的电势通过第二图像充电单元降低,从而图像可以轻易地转印到纸张上;
第三,尤其是在交流电压用于第二图像充电单元中时,取决于颜色的图像的电势差减小,因此可减小转印效率基于颜色的变化幅度(difference)。

Claims (7)

1.一种静电打印机的成像系统,包括:
其上形成静电潜像的感光体;
通过具有预定颜色的显影剂显影静电潜像的显影单元;
其上转印被显影的图像的转印体;
第一图像充电单元,该充电单元给图像充电以增加转印到转印体上的图像的电附着力;
第二图像充电单元,该充电单元给图像充电以减小转印到在第一图像充电单元之后的转印体上的图像的电附着力;
将穿过第一和第二图像充电单元的图像转印到纸张上的转印单元。
2.如权利要求1所述的系统,其特征在于,显影单元包括多个使用不同颜色显影剂的显影单元,并且第一图像充电单元位于多个显影单元的各显影单元之间,而第二图像充电单元位于多个显影单元的各显影单元与转印单元之间。
3.如权利要求1所述的系统,其特征在于,第一图像充电单元包括:
电晕放电器,其包括向与显影剂相同的极性放电的放电丝,以及用于将放电方向聚焦到为辐射的图像上的栅极,以及
电晕支撑辊,其在电晕放电器相反的位置上支撑转印体。
4.如权利要求1所述的系统,其特征在于,第二图像充电单元包括:
电晕放电器,其包括向与显影剂相反的极性放电的放电丝,以及用于将放电方向聚焦到为辐射的图像上的栅极,以及
电晕支撑辊,其在电晕放电器相反的位置上支撑转印带。
5.如权利要求1所述的系统,其特征在于,第二图像充电单元包括:
通过交流电压放电的电晕放电器;以及
在与电晕放电器相反的位置出支撑转印体的电晕支撑辊
6.如权利要求1所述的系统,其特征在于,转印单元包括:
送纸辊和送纸支撑辊,它们彼此紧密贴附并在相反方向旋转,且转印体安装在送纸辊和送纸支撑辊之间;以及
电势施加单元,其将与显影剂相同极性的电压施加到送纸支撑辊上,并施加电动力,以便形成在转印带上的图像可以良好地转印到穿过送纸辊和转印带之间的纸张上。
7.一种静电打印机成像的方法,包括:
通过具有预定色彩的显影剂显影感光体上形成的静电潜像;
第一次将显影的图像转印到转印体上;
第一次给显影的图像充电以增加对转印体的电附着力;
第二次给显影的图像充电以减少对转印体的电附着力;以及
在第一次和第二次图像充电后将充电的图像第二次转印到纸张上。
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