形成圖像的設備和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種形成圖像的設備和方法。該設備包括：感光構件；充電構件，被構造為將感光構件的表面充電到預定電勢；曝光構件，被構造為在感光構件的充電的表面上形成靜電潛像；和顯影構件，被構造為在感光構件的形成靜電潛像的表面上使調色劑圖像顯影。顯影構件使用超聲振蕩將位于感光構件附近的調色劑轉換成云狀態(tài)，并且由于在顯影構件和感光構件之間施加的偏置電壓而使云狀態(tài)的調色劑附著到靜電潛像。
【專利說明】形成圖像的設備和方法
[0001]本申請要求于2012年7月11日提交到韓國知識產權局的第10-2012-0075748號韓國專利申請的優(yōu)先權利益，其全部公開通過引用包含于此。
【技術領域】
[0002]本發(fā)明總體構思涉及一種形成圖像的設備和方法，更具體地講，涉及一種可改進被構造為使調色劑圖像顯影的顯影構件的形成圖像的設備和方法。
【背景技術】
[0003]被構造為在記錄介質上形成圖像的成像設備可包括打印機、影印機、傳真機以及集成了它們的功能的多功能復印機/打印機。成像設備(特別地，電子照相成像設備)可在感光構件上形成靜電潛像，并使用顯影劑(諸如，調色劑)使靜電潛像顯影以形成圖像。
[0004]近年來，已對使用簡單構造形成高質量圖像的非接觸式顯影技術進行了研究。傳統(tǒng)的非接觸式顯影技術包括:通過由于施加到線電極的電能而引起放電，將調色劑轉換成云狀態(tài)(cloud state),所述線電極與被構造為傳送調色劑的供應棍分開地布置。
[0005]然而，當調色劑使用線電極被轉換成云狀態(tài)時，云的密度可能由于使用具有小直徑的電極線而不均勻，由此引起圖像瑕疵，諸如圖像條帶和模糊。此外，當使用供應輥時，調色劑的一部分可在顯影過程之后殘留在供應輥上，由此引起圖像瑕疵，諸如重影現(xiàn)象。另夕卜，由于電極線的固有頻率在2kHz或更小的聲頻范圍內，所以可能發(fā)生噪聲。此外，由于電極線的高張力的長期施加，導致成像設備的耐用性可能變差。例如，電極線可能被截斷。

【發(fā)明內容】

[0006]在下面的描述中將會部分地闡述另外的方面和/或優(yōu)點，并且這些方面和/或優(yōu)點部分地將會通過描述而變得清楚，或者通過實施本發(fā)明可了解這些方面和/或優(yōu)點。
[0007]本發(fā)明總體構思提供一種使用新技術形成圖像的設備和方法，所述設備和方法可使用被構造為將電能轉換成機械能并將調色劑轉換成云狀態(tài)的元件使圖像顯影。
[0008]根據本發(fā)明總體構思的一方面，提供一種成像設備，該成像設備包括:感光構件；充電構件，被構造為將感光構件的表面充電到預定電勢；曝光構件，被構造為在感光構件的充電的表面上形成靜電潛像；和顯影構件，被構造為在感光構件的形成靜電潛像的表面上使調色劑圖像顯影，其中，顯影構件使用超聲振蕩將位于感光構件附近的調色劑轉換成云狀態(tài)，并且由于在顯影構件和感光構件之間施加的偏置電壓而使云狀態(tài)的調色劑附著到靜電潛像。
[0009]顯影構件可包括:板，被布置為與感光構件相對，在板上裝載調色劑；和換能元件，連接到板，被構造為將電能轉換成機械能，并使在板上裝載的調色劑振蕩以將調色劑轉換成云狀態(tài)。
[0010]換能元件可以是具有大約15kHz到大約60kHz的振蕩頻率的超聲換能器。
[0011]換能元件可以是Langevin類型超聲換能器。[0012]板和換能元件可通過螺栓連接技術和粘合劑連接技術中的至少一種而被固定地連接。
[0013]在板的連接到換能元件的區(qū)域的頂表面中可形成V形凹槽。
[0014]板可沿傳送調色劑的方向向下傾斜。板可相對于垂直于重力方向的方向按照大約50°或更小的角度傾斜。
[0015]板的頂表面可具有10 μ m或更小的粗糙度。
[0016]板可包含從包括以下材料的組選擇的至少一種材料:硬鋁、鈦(Ti)、鋁(Al)、黃銅、不銹鋼(SUS)和碳(C)鋼。
[0017]多個換能元件可沿垂直于傳送調色劑的方向的方向彼此分開地布置。所述多個換能元件可相對于板的中心線對稱地布置。
[0018]成像設備可還包括:控制器，連接到所述多個換能元件。
[0019]根據本發(fā)明總體構思的另一方面，提供一種形成圖像的方法，該方法包括:將感光構件的表面充電到預定電勢；在感光構件的所述表面上形成靜電潛像；使用由顯影構件施加的超聲振蕩將位于感光構件附近的調色劑轉換成云狀態(tài)；以及由于在顯影構件和感光構件之間施加的偏置電壓而使云狀態(tài)的調色劑附著到靜電潛像。
[0020]將位于感光構件附近的調色劑轉換成云狀態(tài)的步驟可包括:在與感光構件相對地布置的板上裝載調色劑；以及使用連接到板的換能元件將電能轉換成機械能，以使在板上裝載的調色劑振蕩并將調色劑轉換成云狀態(tài)。
[0021]依照根據本發(fā)明總體構 思的形成圖像的設備和方法，在板上裝載的大量調色劑能夠使用超聲振蕩而被轉換成云狀態(tài)。因此，不僅能夠提高成像速度，還能夠改進圖像質量。此外，由于使用超聲振蕩，所以成像設備的耐用性能夠增加，并且能夠防止噪聲的產生。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]通過參照附圖詳細描述本發(fā)明總體構思的示例性實施例，本發(fā)明總體構思的以上和其它特點及優(yōu)點將會變得更加清楚，其中:
[0023]圖1是根據本發(fā)明總體構思的實施例的成像設備的示意性構造示圖；
[0024]圖2是根據本發(fā)明總體構思的實施例的圖1的成像設備的顯影構件的放大視圖；
[0025]圖3A是圖2的顯影構件的換能元件的示意性分解透視圖；
[0026]圖3B是圖2的顯影構件的換能元件的示意性剖視圖；
[0027]圖4A和4B是根據本實施例的成像設備的換能元件的其它示例的剖視圖；
[0028]圖5示出根據本實施例的成像設備的板；和
[0029]圖6示出根據本實施例的成像設備的多個換能元件的布置。
【具體實施方式】
[0030]現(xiàn)在將參照附圖更全面地描述根據本發(fā)明總體構思的形成圖像的設備和方法，在附圖中示出了本發(fā)明總體構思的示例性實施例。如這里所使用，當諸如“……中的至少一個”的表述位于元件的列表之后時，該表述修飾整個列表的元件，而非修飾列表中的單個元件。
[0031]圖1是根據本發(fā)明總體構思的實施例的成像設備的示意性構造示圖。參照圖1，成像設備可包括感光構件10、充電構件20、曝光構件30和顯影構件100。
[0032]在描述本發(fā)明總體構思的特定特征之前，將簡要地解釋在記錄介質上形成圖像的過程。
[0033]為了在記錄介質P上形成期望的圖像，成像設備在感光構件10的表面IOA上形成與期望的圖像對應的靜電潛像，并使云狀態(tài)的調色劑T’(以下，稱為“調色劑云”)附著到靜電潛像，以形成與靜電潛像對應的調色劑圖像。
[0034]為了形成靜電潛像，感光構件10的表面IOA可被充電構件20充電到預定電勢。例如大約-700V到大約-800V的預定充電偏置電壓可被施加于充電構件20。充電輥或電暈充電器可被用作充電構件20。在這種情況下，與施加于表面IOA的電壓不同的電壓(例如，OV的接地電壓GND)可被施加于感光構件10。
[0035]與圖像信息對應的調制的光L可由曝光構件30照射到感光構件10的充電的表面IOA0被照射了光L的感光構件10的表面IOA的區(qū)域可具有不同的表面電勢。例如，當感光構件10的表面IOA被充電到大約-700V到-800V的電勢時，利用光L照射的區(qū)域的表面電勢可降低到大約-50V到大約-100V。通過改變利用光L照射的區(qū)域的表面電勢，可形成靜電潛像。在這種情況下，曝光構件30可以是能夠選擇性地允許沿主掃描方向布置的多個發(fā)光二極管(LED)發(fā)射光的LED類型曝光單元?？蛇x擇地，曝光構件30可以是激光掃描單兀(LSU),該激光掃描單兀能夠使用光偏轉器沿主掃描方向使由激光二極管(LD)照射的光偏轉并將偏轉的光掃描到感光構件10的表面10A。
[0036]顯影構件100可將調色劑云T’提供給形成有靜電潛像的感光構件10的表面10A，并使與圖像信息對應的調色劑圖像顯影。
[0037]本實施例涉及非接觸式技術，在該非接觸式技術中，由傳送單元160傳送的調色劑T被轉換成云狀態(tài)，并且調色劑云T’被提供給感光構件10的表面IOA以形成高度均勻的圖像。
[0038]這里，通過在顯影構件100和感光構件10之間施加偏置電壓，調色劑云T’可移動到感光構件10的表面10A。在這種情況下，雖然未示出，但是調色劑T可保持以基本上與感光構件10的表面IOA相同的極性(例如，負(_)極性)被充電。類似地，通過將調色劑T轉換成云狀態(tài)獲得的調色劑云T’可保持以基本上與感光構件10的表面IOA相同的極性被充電。因此，調色劑云T’可附著到靜電潛像以形成調色劑圖像，靜電潛像是具有與感光構件10的表面IOA不同的表面電勢的區(qū)域。
[0039]調色劑圖像可附著到在感光構件10和轉印構件40之間提供的記錄介質P的一個表面。在這種情況下，具有與調色劑圖像相反的極性的預定偏置電壓可被施加于轉印構件40。雖然圖1涉及感光構件10與記錄介質P直接接觸的示例，但本發(fā)明總體構思不限于此，并且中間轉印帶(ITB)可布置在感光構件10和轉印構件40之間。
[0040]雖然未示出，但是成像設備可包括:供紙單元(未示出)，被構造為提供記錄介質P ;定影單元(未示出)，被構造為使附著到記錄介質P的調色劑圖像定影；和紙排放單元(未示出)，被構造為排放定影的記錄介質P。
[0041]圖2是根據本發(fā)明總體構思的實施例的圖1的成像設備的顯影構件100的放大視圖。
[0042]參照圖1和2，根據本實施例的顯影構件100可使用超聲振蕩將調色劑T轉換成云狀態(tài)。具體地講，使用超聲振蕩將調色劑T轉換成云狀態(tài)的技術可包括:使用通過將電能轉換成機械能引起的振蕩將調色劑T轉換成云狀態(tài)。由于這種技術完全不同于使用放電將調色劑轉換成云狀態(tài)的傳統(tǒng)技術并且不需要供應輥，所以可防止由于使用供應輥引起的圖像瑕疵(例如，重影)。此外，由于使用屬于超聲區(qū)域的振蕩頻率，所以可消除噪聲。
[0043]為了應用超聲振蕩，顯影構件100可包括:殼體101 ;換能元件130，被構造為將電能轉換成機械能；和板110，連接到換能元件130并且能夠裝載調色劑T。
[0044]換能元件130可接收來自外部電源的交流(AC)電，并引起振蕩，振蕩是機械運動(即，壓縮和膨脹)的重復。振蕩可被傳遞到與換能元件130連接的板110。由于隨換能元件130 —起振蕩的板110，板110上裝載的調色劑T可被轉換成云狀態(tài)。
[0045]用作超聲振蕩器的換能元件130可具有大約15kHz到大約60kHz的振蕩頻率。由于換能元件130的振動頻率的大部分不在聲頻范圍內，所以與使用放電將調色劑轉換成云狀態(tài)的傳統(tǒng)情況相比，可減少噪聲的產生。
[0046]圖3A是圖2的顯影構件的換能元件130的示意性分解透視圖，并且圖3B是圖2的顯影構件的換能元件的示意性剖視圖。
[0047]Langevin (朗之萬)類型超聲換能器可被用作換能元件130。Langevin類型超聲換能器可保護易受拉力損壞的壓電元件131和132，并獲得更穩(wěn)定的輸出。
[0048]如圖3A和3B中所示，換能元件130可包括:壓電元件131和132 ;電極133、134和135，連接到壓電元件131和132 ;和振蕩塊136和137，布置在壓電元件131的底端和壓電元件132的頂端。壓電元件131和132、電極133、134和135以及振蕩塊136和137可由螺栓136A固定。壓電元件131和132、電極133、134和135以及振蕩塊136和137可分別具有與螺栓136A的形狀對應的孔131B-136B。然而，振蕩塊137可僅在其一個側部具有孔以利用螺栓136A被固定。這里，雖然圖3A和3B示出了螺栓136A與振蕩塊136 —體地形成的示例，但螺栓136A可以是與振蕩塊136分開的構件。
[0049]連接到電極133、134和135的壓電元件131和132可將電信號轉換成振蕩。通過用于沿厚度方向壓縮壓電元件131和132的力，壓電元件131和132的諧振頻率可線性地增加。此外，當施加于壓電元件131和132的電壓增加時，壓電元件131和132的振幅可線性地增加。
[0050]可設置多個壓電元件131和132。當所述多個壓電元件131和132被連接時，可布置每對壓電元件131和132，以使其極化方向彼此面對。當每對壓電元件131和132的極化方向彼此面對時，如圖3B中所示，同一電極134可連接到布置在上方的壓電元件132的底表面以及布置在下方的壓電元件131的頂表面。因此，可使用相對簡單的結構防止所述多個壓電元件131和132的振蕩彼此抵消。這里，電極133、134和135可由磷青銅或鈹(Be)形成。
[0051]振蕩塊136和137可包括:第一振蕩塊137，布置在壓電元件132的頂端；和第二振蕩塊136，布置在壓電元件131的底端。
[0052]第一振蕩塊137可用于放大由壓電元件131和132沿厚度方向引起的振蕩的振幅。第二振蕩塊136可用于反射壓電元件131和132的沿向上和向下方向引起的振蕩的向下波長，并將反射的波長與向上波長相加。為此，第二振蕩塊136可具有比壓電兀件131和132低的聲阻抗。此外，第二振蕩塊136可用于吸收并冷卻由換能元件130產生的熱量。[0053]換能元件130的長度可被設置為換能元件130的振蕩波長的大約一半，或者大約等于其振蕩波長。因此，在將振幅設置為大的值的同時，可防止換能元件130的斷裂。
[0054]通過采用Langevin類型超聲換能器作為換能元件130，可實現(xiàn)比壓電元件131和132的固有振蕩頻率高的固有振蕩頻率。
[0055]圖4A是根據本實施例的成像設備的換能元件130的另一示例的剖視圖。參照圖4A，換能元件130可還包括角狀物(horn) 138以放大沿厚度方向的壓電元件131和132的振蕩。角狀物138可放大壓電元件131和132的振蕩以滿足大約幾百ym到幾mm的振幅，而不會影響換能元件130的振蕩頻率。
[0056]角狀物138可連接到第一振蕩塊137。連接到第一振蕩塊137的角狀物138可使通過第一振蕩塊137接收的振蕩集中于角狀物138的具有小面積的端部，并放大壓電元件131和132的振蕩。
[0057]考慮到布置空間或振蕩功率的調整，可按照各種形狀形成角狀物138。例如，角狀物138可以是指數(shù)形角狀物，其截面形狀如圖4A中所示以指數(shù)方式變化。由于指數(shù)形角狀物的頂端的振蕩速度與其底端的振蕩速度之比等于指數(shù)形角狀物的頂端的直徑與其底端的直徑之比，所以通過控制直徑比可實現(xiàn)期望的振蕩速度。在另一示例中，角狀物138可由如圖4B中所示的階梯形角狀物138’或混合角狀物替換。
[0058]返回參照圖2，板110可布置為與感光構件10相對，并且調色劑T可被裝載在板110上。板110可連接到前述的換能元件130，例如，連接到換能元件130的頂端部分。因此，連接到換能元件130的板110可由于由換能元件130接收的振蕩而將布置在板110上的位于感光構件10附近的調色劑T轉換成云狀態(tài)。
[0059]通過將板110與換能元件130固定地連接，換能元件130的振蕩可被穩(wěn)定地傳遞到板110，并且可防止由板110與換能元件130的碰撞引起的噪聲。使用螺栓連接技術和粘合劑連接技術中的至少一種，可固定地連接板110和換能元件130。在粘合劑連接技術的示例中，可采用使用環(huán)氧樹脂的粘合方法。
[0060]為了確保充足量的調色劑云T’，在板110的頂部形成V形凹槽111，V形凹槽111連接到換能元件130,如圖5中所示。因此,可使用Neumann (諾伊曼)效應。Neumann效應指的是沿一個方向聚集由換能元件130接收的振蕩以使振蕩最大化。
[0061]板110可將調色劑T轉換成云狀態(tài)，并使除調色劑云T’之外的剩余的調色劑T返回到排出單元170。排出單元170可形成在板110中，或者可形成在板110和被構造為支撐板110的支撐單元180之間。為了使除調色劑云T’之外的剩余的調色劑T返回到排出單元170，板110可沿傳送調色劑T的方向向下傾斜。例如，可布置板110，以使傳送調色劑T的方向的上游側高于其下游側。通過使板110向下傾斜，重力可作用于在板110上裝載的調色劑T，從而能夠容易地收回調色劑T。例如，板110可相對于垂直于重力方向的水平方向按照大約50°或更小的角度傾斜。
[0062]另外，為了減小在板110上裝載的調色劑T的傳送期間由調色劑T和板110之間的關系引起的調色劑T的負荷，板110的表面可包括鏡面。在示例中，板110可具有大約10 μ m或更小的表面粗糙度。
[0063]板110的寬度可大于用于成像設備的記錄介質P的最大寬度。例如，當記錄介質P具有大約A3 (297mm)的最大寬度時，板110的寬度可超過大約297mm。[0064]板110可由從包括以下材料的組選擇的至少一種材料形成:硬鋁、鈦(Ti)、鋁(Al)、黃銅、不銹鋼(SUS)和碳(C)鋼。
[0065]另外，板110可被充電到預定電勢。例如，板110可被充電到大約-200V到大約-400V。在這種情況下，當OV的接地電壓被施加于感光構件10時，在板110和感光構件10之間可形成偏置電壓，并促使調色劑云T’移動到感光構件10的表面10A。此外，由于板110具有與在板110上裝載的調色劑T相同的極性，所以可防止調色劑T粘附于板110的表面。
[0066]同時，固定地連接到板110的換能元件130的數(shù)量可根據板110的形狀和尺寸而不同。在示例中，多個換能元件130可固定地連接到板110。固定地連接到板110的所述多個換能元件130可將在板110上裝載的調色劑T轉換成具有均勻密度的調色劑云T’。
[0067]圖6是根據本實施例的成像設備的多個換能元件的布置的透視圖，該透視圖是板110的底視圖。如圖6中所示，多個換能元件130、130’和130”可沿垂直于傳送調色劑T的方向(X方向)的方向(Y方向)彼此分開地布置。所述多個換能元件130、130’和130”可相對于板110的中心線C對稱地布置。這里，中心線C指的是連接沿垂直于傳送調色劑T的方向(X方向)的方向(Y方向)測量的板110的長度的中心的線。
[0068]所述多個換能元件130、130’和130”可由至少一個控制器控制。作為非限制性示例，當單個控制器用于控制所述多個換能元件130、130’和130”時，由于所述多個換能元件130、130’和130”的振蕩相位可被所述單個控制器同步，所以可防止所述多個換能元件130、130’和130”的振蕩彼此抵消。
[0069]盡管已參照本發(fā)明總體構思的示例性實施例具體地示出和描述了本發(fā)明總體構思，但本領域普通技術人員將會理解，在不脫離由權利要求限定的本發(fā)明總體構思的精神和范圍的情況下，可對其做出各種形式和細節(jié)上的修改。例如，上述實施例涉及使用單色調色劑的成像設備，但本發(fā)明總體構思不限于此。本發(fā)明總體構思還可應用于使用彩色調色劑(諸如，青色(C)調色劑、品紅(M)調色劑、黃色⑴調色劑和黑色⑷調色劑)形成彩色圖像的成像設備。
【權利要求】
1.一種成像設備，包括: 感光構件； 充電構件，被構造為將感光構件的表面充電到預定電勢； 曝光構件，被構造為在感光構件的充電的表面上形成靜電潛像；和 顯影構件，被構造為在感光構件的形成靜電潛像的表面上使調色劑圖像顯影， 其中，顯影構件使用超聲振蕩將位于感光構件附近的調色劑轉換成云狀態(tài)，并且由于在顯影構件和感光構件之間施加的偏置電壓而使云狀態(tài)的調色劑附著到靜電潛像。
2.如權利要求1所述的設備，其中，所述顯影構件包括: 板，被布置為與感光構件相對，在板上裝載調色劑；和 換能元件，連接到板，被構造為將電能轉換成機械能，并使在板上裝載的調色劑振蕩以將調色劑轉換成云狀態(tài)。
3.如權利要求2所述的設備，其中，所述換能元件是具有大約15kHz到大約60kHz的振蕩頻率的超聲換能器。
4.如權利要求3所述的設備,其中,所述換能元件是Langevin類型超聲換能器。
5.如權利要求2所述的設備，其中，所述板和換能元件通過螺栓連接技術和粘合劑連接技術中的至少一種而被固定地連接。
6.如權利要求2所述的 設 備，其中，在板的連接到換能元件的區(qū)域的頂表面中形成V形凹槽。
7.如權利要求2所述的設備，其中，所述板沿傳送調色劑的方向向下傾斜。
8.如權利要求7所述的設備，其中，所述板相對于垂直于重力方向的方向按照大約50°或更小的角度傾斜。
9.如權利要求2所述的設備，其中，所述板的頂表面具有IOym或更小的粗糙度。
10.如權利要求2所述的設備，其中，所述板包含從包括以下材料的組選擇的至少一種材料:硬鋁、鈦、鋁、黃銅、不銹鋼和碳鋼。
11.如權利要求2所述的設備，其中，多個換能元件沿垂直于傳送調色劑的方向的方向彼此分開地布置。
12.如權利要求11所述的設備，其中，所述多個換能元件相對于板的中心線對稱地布置。
13.如權利要求11所述的設備，還包括:控制器，連接到所述多個換能元件。
14.一種形成圖像的方法，包括: 將感光構件的表面充電到預定電勢； 在感光構件的所述表面上形成靜電潛像； 使用由顯影構件施加的超聲振蕩將位于感光構件附近的調色劑轉換成云狀態(tài)；以及 由于在顯影構件和感光構件之間施加的偏置電壓而使云狀態(tài)的調色劑附著到靜電潛像。
15.如權利要求14所述的方法，其中，將位于感光構件附近的調色劑轉換成云狀態(tài)的步驟包括: 在與感光構件相對地布置的板上裝載調色劑；以及 使用連接到板的換能元件將電能轉換成機械能，以使在板上裝載的調色劑振蕩并將調色劑轉換 成云狀態(tài)。
【文檔編號】G03G21/00GK103543625SQ201310238256
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年6月17日 優(yōu)先權日:2012年7月11日
【發(fā)明者】金京煥, 康盛旭, 尤里·捷列金 申請人:三星電子株式會社