專(zhuān)利名稱(chēng)：用于在電攝影打印機(jī)中提供顯影劑可變流速的顯影系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及一種電攝影打印機(jī)，特別涉及一種如下的系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法通過(guò)使用以?xún)?yōu)選變速范圍運(yùn)轉(zhuǎn)的輸送輥控制顯影劑到顯影劑臺(tái)的磁刷的流速來(lái)提供穩(wěn)定的圖像質(zhì)量。
背景技術(shù)：
使用旋轉(zhuǎn)的磁刷將干的顆粒顯影劑施加到光電導(dǎo)體元件的電攝影打印機(jī) (electrographic printer)是本領(lǐng)域已知的。在這樣的電攝影打印機(jī)中，磁刷包括由可旋轉(zhuǎn)的、圓柱形調(diào)色殼圍繞的可旋轉(zhuǎn)的磁芯。該調(diào)色殼可相對(duì)于磁芯的旋轉(zhuǎn)軸線偏心地安裝。 調(diào)色殼的偏心安裝限定了該殼離磁芯最近的相對(duì)強(qiáng)的磁通量的區(qū)域以及該殼最遠(yuǎn)離該芯的相對(duì)弱的磁通量的區(qū)域。磁刷安裝在顯影劑池的上方，顯影劑池固定干的、兩種成分的顯影劑的貯存器，所述顯影劑包括能保持靜電荷的調(diào)色劑顆粒和鐵磁體傳輸顆粒的混合物。 可旋轉(zhuǎn)的輸送輥設(shè)置在位于該池中的顯影劑貯存器和調(diào)色殼之間。在操作中，可旋轉(zhuǎn)的輸送輥吸附顯影劑并將其從該池傳輸?shù)酱磐肯鄬?duì)弱的調(diào)色殼的區(qū)域。該旋轉(zhuǎn)的調(diào)色殼依次向光電導(dǎo)體元件傳輸顯影劑。在調(diào)色殼與光電導(dǎo)體元件之間的最接近的線處，由于調(diào)色劑顆粒和位于光電導(dǎo)體元件上的靜電場(chǎng)之間的靜電吸附導(dǎo)致顯影劑的顆粒調(diào)色劑成分被轉(zhuǎn)印到光電導(dǎo)體元件，從而在光電導(dǎo)體元件上顯影靜電潛像。該顯影圖像最終被轉(zhuǎn)印到基底， 例如紙張上，在基底上調(diào)色劑圖像經(jīng)由融合臺(tái)融合為永久圖像。磁刷、顯影劑池和輸送輥的組合在本申請(qǐng)中被稱(chēng)為顯影劑臺(tái)。為了盡可能快速地打印圖像，需要使輸送輥向調(diào)色殼快速傳送顯影劑。然而，同樣需要通過(guò)使來(lái)自于該池的顯影劑的傳送中的變化最小化，使調(diào)色殼在其橫向?qū)挾壬蠈⒑愣?、均勻流?dòng)的顯影劑材料傳送到光電導(dǎo)體元件。通常，“計(jì)量流動(dòng)"利用平行于調(diào)色殼的旋轉(zhuǎn)軸線從調(diào)色殼均勻間隔設(shè)置的計(jì)量薄片(metering skive)獲得。在調(diào)色殼上這種顯影劑的計(jì)量流動(dòng)確保適當(dāng)厚度的顯影劑材料的均勻的層或"膜(nap)“被傳送到與光電導(dǎo)體元件的壓印區(qū)。如果該膜不均勻，則合成的圖象會(huì)具有降低圖像質(zhì)量的條紋或其他不希望的現(xiàn)象。如果顯影劑膜太厚，則顯影劑材料會(huì)堵塞壓印區(qū)并從顯影輥排出，導(dǎo)致電子照相再現(xiàn)設(shè)備的其他區(qū)域污染。如果膜均勻但太薄，則不會(huì)具有足夠的調(diào)色劑以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的圖像。通過(guò)顯影劑的插入現(xiàn)象更復(fù)雜地形成可接受的圖像質(zhì)量。周期性地，由于載體特性的劣化而需要在大容量設(shè)備中改變顯影劑。在顯影劑中與該改變相關(guān)的已知問(wèn)題為對(duì)于新顯影劑存在插入期，在該插入期之后設(shè)備中的設(shè)定點(diǎn)必須為了最好的結(jié)果而再調(diào)整。如果開(kāi)始使用最終的設(shè)定點(diǎn)，則圖像顯示出大量的雜色。如果設(shè)定點(diǎn)被選擇為與新顯影劑一起工作，則當(dāng)顯影劑處于“插入”期時(shí)圖像逐漸失去密度。如前所述，過(guò)去在提供顯影劑材料的計(jì)量流動(dòng)的嘗試包括從輸送輥和調(diào)色殼之間的顯影劑傳送線路跨過(guò)調(diào)色殼下游的計(jì)量薄片的使用。該薄片縫隙和其與調(diào)色殼的關(guān)系必須緊密地控制，以既實(shí)現(xiàn)沿顯影輥的旋轉(zhuǎn)軸線的顯影劑膜的厚度均勻，又實(shí)現(xiàn)既不厚也不薄的期望的厚度。甚至計(jì)量薄片縫隙的非常小的誤差都可以導(dǎo)致顯影劑的膜均勻度或者厚度中的不可接受的大誤差。因此，當(dāng)使用計(jì)量薄片時(shí)，其被定位在距顯影輥的磁芯在磁場(chǎng)強(qiáng)度最小的位置。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這樣定位顯著地把顯影劑膜相對(duì)于計(jì)量薄片縫隙的高度的敏感度降低了 2到4倍。這使得計(jì)量薄片縫隙在制造中更易于調(diào)整，并且由此獲得的顯影劑膜厚度對(duì)沿著顯影輥長(zhǎng)度的薄片縫隙的差異產(chǎn)生更少的敏感。然而，申請(qǐng)人已經(jīng)察覺(jué)到與這樣的計(jì)量薄片相關(guān)的多種不利之處。第一，這種計(jì)量薄片限制了可以通過(guò)光電導(dǎo)體元件實(shí)現(xiàn)的打印速度，這是因?yàn)樗鼈儽仨殞?duì)調(diào)色殼可以傳送到光電導(dǎo)體元件的顯影劑的數(shù)量施加限制。第二，將薄片定位在距顯影輥的磁芯在磁場(chǎng)強(qiáng)度的最低的優(yōu)選位置要求，顯影劑遠(yuǎn)離最靠近調(diào)色殼和光電導(dǎo)體元件之間的線被施加將近 180度的相對(duì)大角的跨度(距離)。這樣的大角距離導(dǎo)致顯影劑在調(diào)色殼上的相對(duì)長(zhǎng)的停留時(shí)間。申請(qǐng)人已經(jīng)注意到，該相對(duì)長(zhǎng)的停留時(shí)間與刷的磁芯的快速旋轉(zhuǎn)結(jié)合以獲得高打印速度，這會(huì)不利地老化顯影劑，使顯影劑在光電導(dǎo)體元件上顯影靜電潛像的效果變?nèi)?。第三，由?jì)量薄片獲得的計(jì)量流動(dòng)對(duì)由輸送輥傳送的材料的均勻性敏感。第四，計(jì)量薄片間隔一般設(shè)定為固定間隔，而沒(méi)有考慮顯影劑插入或顯影劑劣化。

發(fā)明內(nèi)容
為解決這些和其它問(wèn)題，本發(fā)明的顯影系統(tǒng)包括自計(jì)量輸送輥(1)和驅(qū)動(dòng)組件 (2)的組合，自計(jì)量輸送輥具有磁芯和用于從所述池的貯存器到所述磁刷的所述調(diào)色殼輸送顯影劑的外殼，其中所述外殼的最大磁場(chǎng)強(qiáng)度小于1000高斯，優(yōu)選小于300高斯，并且所述外殼的磁極之間的最小磁場(chǎng)強(qiáng)度不小于所述最大磁場(chǎng)強(qiáng)度的大約30%，驅(qū)動(dòng)組件以從供給顯影劑的最小速度到使調(diào)色殼的容量飽和的速度使輸送輥旋轉(zhuǎn)，以使得恒定的、高流速的顯影劑被供應(yīng)到調(diào)色殼，不論所述輸送輥對(duì)來(lái)自池的顯影劑的吸附和傳輸?shù)淖兓绾巍?驅(qū)動(dòng)組件和輸送輥速度通過(guò)控制器控制以保持圖像質(zhì)量，并且特別地，在可接受的限制之內(nèi)保持圖像密度。


本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)說(shuō)明參考附圖在下面加以介紹，其中圖IA為適用于本發(fā)明顯影臺(tái)改進(jìn)的一般電攝影顯影臺(tái)的示意性側(cè)視圖；圖IB為本發(fā)明輸送輥的橫截面?zhèn)纫晥D，其示意性地示出輥磁芯中磁極的分布并且示意性地示出其中的磁力線；圖2為取決于顯影劑臺(tái)設(shè)定點(diǎn)的顯影劑流動(dòng)的示意圖；圖3為取決于顯影劑臺(tái)設(shè)定點(diǎn)的用于第一輸送輥的被測(cè)顯影劑流動(dòng)的曲線圖；圖4為取決于顯影劑臺(tái)設(shè)定點(diǎn)的用于第二輸送輥的被測(cè)顯影劑流動(dòng)的曲線圖；圖5為取決于顯影劑臺(tái)設(shè)定點(diǎn)的用于第一輸送輥的被測(cè)顯影劑流動(dòng)與顯影劑集中區(qū)域密度對(duì)比的曲線圖；圖6A為第一輸送輥的磁場(chǎng)的曲線圖；圖6B為第二輸送輥的磁場(chǎng)的曲線圖。
具體實(shí)施例方式圖IA示出適于本發(fā)明的顯影劑臺(tái)10。該顯影劑臺(tái)10包括殼體12。安裝在顯影臺(tái)殼體12內(nèi)部的顯影輥或磁刷14包括在旋轉(zhuǎn)的(在圖IA中順時(shí)針?lè)较?調(diào)色殼18內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)的(在圖IA中逆時(shí)針?lè)较?十四極磁芯16。當(dāng)然，磁芯16和殼可以具有任何其他適當(dāng)?shù)南鄬?duì)旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)的調(diào)色殼18將顯影劑施加到以虛線表示的鼓形光電導(dǎo)體元件20的外表面，以將記錄在鼓上的靜電潛像通過(guò)光寫(xiě)臺(tái)(未示出)顯影出來(lái)。具有由可旋轉(zhuǎn)的殼 24圍繞的固定芯22的磁性輸送輥21將顯影劑25從位于殼體12底部的顯影劑貯存器或池專(zhuān)送到調(diào)色殼18的背側(cè)。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，殼M的直徑大約為1.20英寸。調(diào)色劑補(bǔ)充管27將調(diào)色劑傳送到貯存器沈中的顯影劑25以維持顯影劑25中傳輸顆粒和調(diào)色劑的適當(dāng)?shù)谋壤?。具有適合的混合攪拌器(逆時(shí)針旋轉(zhuǎn))的供給螺旋鉆觀將來(lái)自于管 28的調(diào)色劑與貯存器沈中的顯影劑混合，同時(shí)返回螺旋鉆30混合由剝離薄片36從調(diào)色殼 18上除去的調(diào)色劑耗盡的顯影劑使其返回到顯影劑貯存器。輸送輥控制器和驅(qū)動(dòng)組件42 被可操作地連接到輸送輥的殼M并控制殼M的速度。雖然未詳細(xì)示出，但是輸送輥控制器和驅(qū)動(dòng)組件可包括電機(jī)、用于測(cè)量圖像密度和圖像質(zhì)量的顯像密度計(jì)、通過(guò)控制傳導(dǎo)到其的電流的量來(lái)控制電機(jī)速度的數(shù)字控制器以及齒輪傳動(dòng)鏈。現(xiàn)在參考圖1B，輸送輥21的固定芯22優(yōu)選包括至少兩個(gè)磁體，優(yōu)選包括圍繞所述芯22的圓周布置的位于如圖所示的6點(diǎn)鐘位置到大約10點(diǎn)或11點(diǎn)鐘位置之間的至少四個(gè)磁體23。盡管顯示了單獨(dú)的磁體，但是固定芯還可以包括被磁化形成相同磁場(chǎng)的單塊磁性材料。磁體23的磁極被進(jìn)一步布置以便它們從6點(diǎn)和10-11點(diǎn)位置以N-S-N-S的方式交替，雖然它們可以?xún)H以S-N-S-N的形式簡(jiǎn)單地交替。各場(chǎng)的磁極的徑向矢量40相對(duì)于圓柱芯22的中心軸線C被徑向?qū)?zhǔn)。如圖所示，切向場(chǎng)線41將磁體23的交替的磁極互連。 如以下更詳細(xì)描述的那樣，磁體23在旋轉(zhuǎn)殼M的外表面提供最大的徑向和切向的合成磁場(chǎng)強(qiáng)度，該強(qiáng)度優(yōu)選介于大約100到300高斯之間，并且更優(yōu)選介于150和250高斯之間， 并且最優(yōu)選介于大約200和250高斯之間。此外，圍繞旋轉(zhuǎn)殼M外表面的磁極23之間的最小切向磁場(chǎng)強(qiáng)度優(yōu)選不小于最大徑向場(chǎng)強(qiáng)的大約30%，并且更優(yōu)選不小于最大徑向場(chǎng)強(qiáng)的35%-50%。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，磁體23為由混有塑性材料的磁性顆粒的混合物形成的柔性條型磁體。這種具有所需場(chǎng)強(qiáng)的磁體是在市場(chǎng)上可買(mǎi)到的，并且容易切成制造輥21 所需的尺寸。在操作中，輸送輥21的殼M通過(guò)驅(qū)動(dòng)組件42在供給顯影劑所需的最小速度到至少使調(diào)色殼容量飽和的速度的速度范圍內(nèi)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，以接收顯影劑并將其傳送到光電導(dǎo)體元件20。芯22保持固定。設(shè)置在大約6點(diǎn)鐘位置的磁體23鄰近顯影劑貯存器沈，并當(dāng)殼M旋轉(zhuǎn)時(shí)將磁性顯影劑25吸附到殼M的外表面上，在殼M上形成顯影劑層32。當(dāng)殼 24向上旋轉(zhuǎn)時(shí)，由磁體23施加的場(chǎng)與殼M轉(zhuǎn)速相結(jié)合，提供均勻厚度的層32。殼M的外表面包括如圖所示的鏈輪齒狀樣式的脊和凹槽，以增強(qiáng)殼對(duì)施加到顯影劑層32的夾持。雖然殼M的平均直徑為1. 2英寸，但是脊和凹槽之間的直徑在1. 27到1. 15英寸的范圍內(nèi)變化。顯影劑層32被傳送到磁刷14的調(diào)色殼18的背部部分。計(jì)量薄片34(以虛線表示)可以在緊挨著輸送輥21將顯影劑傳送到調(diào)色殼18的線路的下游位置處設(shè)置。計(jì)量薄片34和調(diào)色殼18之間的縫隙被精細(xì)地校準(zhǔn)，以確保傳送到光電導(dǎo)體元件20的顯影劑層32具有適當(dāng)厚度的均勻的膜，以對(duì)于一般顯影劑生成可接受的圖像質(zhì)量。然而，有利的是，通過(guò)改變輸送輥的速度來(lái)調(diào)節(jié)新顯影劑的流動(dòng)或舊顯影劑的流動(dòng)，以保持可接受的圖像質(zhì)量并在可接受限度內(nèi)保持圖像密度。這可以在當(dāng)前的計(jì)量薄片或自計(jì)量輸送輥內(nèi)完成，所述自計(jì)量輸送輥不需要計(jì)量薄片在調(diào)色殼上生成均勻的層的顯影劑。對(duì)于使用傳統(tǒng)輸送輥和計(jì)量薄片34的顯影劑臺(tái)10而言，在打印速度分別為 70ppm、83. 3ppm和IOOppm情況下，磁刷芯和顯影殼的速度、輸送輥速度、螺旋鉆轉(zhuǎn)速、相對(duì)于調(diào)色殼的計(jì)量薄片和去除薄片縫隙的特定示例在下面給出表 權(quán)利要求
1.一種用于具有光電導(dǎo)體元件的電攝影打印機(jī)的顯影系統(tǒng)，包括磁芯，由調(diào)色殼圍繞，所述調(diào)色殼旋轉(zhuǎn)地將顯影劑層輸送到所述光電導(dǎo)體元件；池，包含顯影劑的貯存器；輸送輥，用于將顯影劑從貯存器輸送到具有至少兩個(gè)極性相反的磁極的所述磁刷的所述調(diào)色殼；驅(qū)動(dòng)組件，使輸送輥以可變的速度旋轉(zhuǎn)；輸送輥控制器，通過(guò)改變輸送輥的速度控制顯影劑流動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的顯影系統(tǒng)，其特征在于，輸送輥控制器能夠減小作為時(shí)間函數(shù)的輸送輥的速度。
3.如權(quán)利要求1所述的顯影系統(tǒng)，其特征在于，輸送輥外表面的最大磁場(chǎng)強(qiáng)度小于 1000高斯，并且所述外表面上的磁極之間的最小磁場(chǎng)強(qiáng)度不小于所述最大磁場(chǎng)強(qiáng)度的 30%。
4.如權(quán)利要求1所述的顯影系統(tǒng)，其特征在于，驅(qū)動(dòng)組件將輸送輥旋轉(zhuǎn)到使將顯影劑傳送到所述調(diào)色殼的輸送輥的容量飽和的飽和速度，以當(dāng)輸送輥速度增加超過(guò)飽和速度時(shí)且輸送輥與計(jì)量薄片接合，使得調(diào)色殼上的顯影劑的流動(dòng)大體恒定，其中，如果計(jì)量薄片被接合，則調(diào)色殼上的流速較小。
5.如權(quán)利要求1所述的顯影系統(tǒng)，其特征在于，控制輸送輥速度以保持圖像質(zhì)量。
6.如權(quán)利要求1所述的顯影系統(tǒng)，其特征在于，控制輸送輥速度以在可接受的限制內(nèi)保持圖像密度。
7.如權(quán)利要求1所述的顯影劑，其特征在于，計(jì)量薄片被設(shè)置以限制流速低于將阻塞薄片的最大值。
8.如權(quán)利要求1所述的顯影系統(tǒng)，其特征在于，輸送輥外表面的最大磁場(chǎng)強(qiáng)度在大約100和300高斯之間，并且所述外表面的最小磁場(chǎng)強(qiáng)度不小于所述最大磁場(chǎng)強(qiáng)度的大約 35%。
9.如權(quán)利要求1所述的顯影系統(tǒng)，其特征在于，所述輸送輥的所述磁芯包括圍繞所述輥的圓周的多個(gè)磁體，每個(gè)所述磁體的磁極相對(duì)于所述輥的中心軸線徑向?qū)R，并且在相鄰磁體之間交替。
10.如權(quán)利要求9所述的顯影系統(tǒng)，其特征在于，所述輸送輥包括圍繞所述磁芯可旋轉(zhuǎn)地安裝的柱形殼，并且其中，所述磁體圍繞磁芯的圓周在大約100°和160°之間延伸。
11.如權(quán)利要求9所述的顯影系統(tǒng)，其特征在于，所述磁體為柔性條形磁體。
12.如權(quán)利要求9所述的顯影系統(tǒng)，其特征在于，所述磁芯包括偶數(shù)個(gè)磁體。
13.如權(quán)利要求1所述的顯影系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括用于驅(qū)動(dòng)所述磁刷與至少 SOppm的打印速度一致的裝置。
14.如權(quán)利要求1所述的顯影系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括以將顯影劑以至少5.Og/ in. -sec.的流速傳送的速度旋轉(zhuǎn)所述輸送輥的裝置。
15.如權(quán)利要求14所述的顯影系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括以將顯影劑以至少 5. 35g/in. -sec.的流度傳送的速度旋轉(zhuǎn)所述輸送輥的裝置。
16.如權(quán)利要求15所述的顯影系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)裝置以至少75rpm的速度旋轉(zhuǎn)所述顯影輥。
17.—種控制到磁刷的調(diào)色殼的顯影劑流速的控制方法，所述調(diào)色殼在不需要計(jì)量薄片的情況下在光電導(dǎo)體元件上顯影靜電潛像，該方法包括以下步驟在顯影劑貯存器和所述調(diào)色殼之間提供輸送輥，其中，最大的磁場(chǎng)強(qiáng)度在所述輥的外表面上并且具有足以在調(diào)色殼上產(chǎn)生顯影劑流動(dòng)的至少兩個(gè)極性相反的磁極；以及以足以保持圖像質(zhì)量的被控制的可變速度旋轉(zhuǎn)輸送輥。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，該控制進(jìn)一步包括在顯影劑被替換之后改變輸送輥的速度。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括以將顯影劑以至少5.Og/ in. -sec.的流速傳送的速度旋轉(zhuǎn)所述輸送輥的步驟。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括與計(jì)量薄片接合的步驟。
全文摘要
提供一種用于電攝影打印機(jī)的顯影系統(tǒng)(10)和方法，其向打印機(jī)的光導(dǎo)鼓(20)提供可變的顯影劑流動(dòng)。該系統(tǒng)包括磁刷(14)，該磁刷(14)具有由調(diào)色殼(18)圍繞的磁芯(16)，所述調(diào)色殼(18)將顯影劑層可旋轉(zhuǎn)地輸送到光電導(dǎo)體元件；池(26)，包含顯影劑貯存器；以及可變速度的輸送輥(21)。
文檔編號(hào)G03G15/08GK102460312SQ201080026816
公開(kāi)日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月15日
發(fā)明者E·C·施特爾特 申請(qǐng)人:伊斯曼柯達(dá)公司