CN101187795A - 转印设备和成像装置 - Google Patents
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Abstract
一种成像装置,包括:中间转印带、光敏带、一次转印辊、二次转印相对辊、以及二次转印辊。光敏带与中间转印带的表面形成接触,以形成一次转印压合部。二次转印相对辊与中间转印辊的表面形成接触以形成二次转印压合部。光敏带的表面和一次转印辊的表面之间的最近距离大于中间转印带的厚度。在向二次转印辊施加转印偏压的同时,中间转印带上的调色图像在二次转印压合部被转印在记录纸上。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2006年11月21日在日本递交的日本优先权文件2006-314203的优先权,并且引入其全部内容作为参考。
技术领域
本发明涉及一种转印设备以及一种成像装置。
背景技术
已经公知级联鼓成像装置和单鼓成像装置。例如,日本专利申请特开第2004-142920号公开了级联鼓成像装置,其包括诸如光敏元件之类的多个图像载体。图像载体与环状中间转印带的表面形成接触,以形成多个一次转印压合部。在执行第一一次转印工艺的一个一次转印压合部中,图像载体上的调色图像被转印至其上尚未转印有任何图像的中间转印带的表面上。相反,在另一个一次转印压合部上,图像载体上的调色图像被一次转印在中间转印带上的已经转印的调色图像上,由此图像在中间转印带上叠加。通过这种叠加的一次转印工艺,叠加的调色图像形成在中间转印带上。叠加的调色图像全部二次转移在记录介质(例如,记录纸)上,所述记录介质夹持在形成为中间转印带和例如辊之间的接触部的二次转印压合部中。
另一方面,日本专利申请特开第2004-109575号公开了一种单鼓成像装置,其仅仅包括一个图像载体。图像载体与环状中间转印带形成接触以形成一次转印压合部。在中间转印带多次旋转的周期内,形成在图像载体上的调色图像转印在中间转印带上,以由此在中间转印带上彼此叠加。当在中间转印带上形成叠加的调色图像时,使得辊构件等与中间转印带形成接触或脱离接触的移动机构被致动,这样辊构件与中间转印带形成接触以形成二次转印压合部。中间转印带上的叠加的调色图像全部二次转印在夹持在二次转印压合部中的记录介质上。
在上述的传统的工艺中,以多层叠加的调色图像穿过一次转印工艺中的一次转印压合部。这样引起以下问题:即向多层调色图像上施加不合要求的过压,这将引起与叠加转印相关的缺陷,例如脱墨。
此外,记录介质的吸湿性也类似地引起有缺陷的二次转印。更具体的,由纤维等制成的记录介质在高温和高湿的环境下吸湿,结果越过记录介质的电阻较小。当这样减小了电阻的记录介质夹持在形成为中间转印带和被施加二次转印偏压的辊构件之间的接触部的二次转印压合部中时,转印电流不合要求地经由辊构件、记录介质、与记录介质接触的引导构件等流至地线。由此,由辊构件供至中间转印带的转印电流变成欠电流,从而导致有缺陷的二次转印。
发明内容
本发明的目的在于至少部分地解决传统技术中的问题。
一种转印设备,包括:中间转印构件,其环状循环地移动;图像载体,其与中间转印构件的第一表面形成接触,以形成第一转印压合部;第一接触构件,其被施加第一转印偏压并且与第一区域接触或靠近第一区域,以在第一转印压合部处将图像载体上的调色图像转印在中间转印构件上,或者以叠加的方式将已经转印的的调色图像转印在中间转印构件上,以获得叠加的调色图像,其中第一区域为中间转印构件的与第一转印压合部对应的第二表面的一部分;压合部形成构件,其与中间转印构件的第一表面形成接触,以形成第二转印压合部;以及第二接触构件,其被施加第二转印偏压并且与第二区域连接或靠近第二区域,以将中间转印构件上的叠加的调色图像转印在第二转印压合部的记录介质上,其中第二区域为中间转印构件的与第二转印压合部对应的第二表面的一部分。所述图像载体的表面和所述第一接触构件的表面之间的最近的距离大于中间转印构件的厚度。
一种成像装置包括转印设备,所述转印设备包括:中间转印构件,其环状循环地移动;图像载体,其承载调色图像,并且与中间转印构件的第一表面形成接触,以形成第一转印压合部;第一接触构件,其被施加第一转印偏压并且与第一区域接触或靠近第一区域,以在第一转印压合部处将图像载体上的调色图像转印在中间转印构件上,或者以叠加的方式将已经转印的调色图像转印在中间转印构件上,以获得叠加的调色图像,其中第一区域为中间转印构件的与第一转印压合部对应的第二表面的一部分;压合部形成构件,其与中间转印构件的第一表面形成接触,以形成第二转印压合部;以及第二接触构件,其被施加转印偏压并且与第二区域接触或靠近第二区域,以将中间转印构件上的叠加的调色图像转印在第二转印压合部的记录介质上,其中第二区域为中间转印构件的与第二转印压合部对应的第二表面的一部分。所述图像载体的表面和所述第一接触构件的表面之间的最近的距离大于中间转印构件的厚度。
本发明的上述和其它目的、特征、优点和技术以及工业重要性将通过结合附图阅读下文中的对本发明的现有优选实施方式的详细说明而变得更易于理解。
附图说明
图1为根据本发明的实施方式的成像装置的示意图;
图2为调色剂微粒的示意图,其用于解释形状因子SF-1;
图3为调色剂微粒的另一示意图,其用于解释形状因子SF-2;
图4为通过打印机执行的偏压控制工艺的流程图;以及
图5为根据实施方式的改型的成像装置的示意图。
具体实施方式
现参考附图对本发明的示例性实施方式进行详细的解释。
图1为作为根据本发明的实施方式的成像装置的电子照相打印机(在下文中称作,“打印机”)的示意图。打印机包括光敏带1、显影设备9、光写入单元30、转印单元50、送纸器80、送纸通道90、对齐辊对8、定影器95、以及纸张排出辊对98。打印机一个接一个地叠加黄色(Y)、品红(m)、青色(C)和黑色(K)的调色图像,从而形成全色的图像。
光敏带1包括环状的光敏带2、驱动辊3、张紧辊4、一次转印压合部支撑辊5、充电辊6、以及光敏构件清洁单元7。光敏带2围绕驱动辊3、张紧辊4、以及一次转印压合部支撑辊5延伸。驱动单元(未示出)使驱动辊3顺时针旋转,从而在图1中顺时针旋转光敏带2。
光敏带2由环状带制成,所述环状带的表面(正面)覆盖有光敏层。通过驱动单元(未示出)旋转的充电辊6与光敏带2的其与驱动辊3接触的一部分接触。从电源(未示出)向充电辊6施加充电偏压。这样使得在充电辊6和光敏带2的正面之间产生放电,从而在光敏带2和充电辊6之间的部分或在该部分附近对光敏带2中的光敏层均匀地充电,例如,充负电。
在图1中,光写入单元30设置在相对于光敏带1的左下位置处。光写入单元30通过基于个人计算机(未示出)等提供的图像数据从激光二极管发射出的激光束L,光学扫描光敏带2的已经被均匀地充电的光敏层。静电潜像由此形成在光敏层上。其它类型的光写入单元(例如,发光二极管(LED)阵列)也可以用于光扫描应用中。
转印单元50使环状中间转印带51以150mm/秒的线速度环状循环地移动,并且在图1中设置在光敏带1的右侧。中间转印带51的表面(正面)与光敏带2的一部分形成接触,在该部分,一次转印支撑辊5由光敏带2缠绕,以形成一次转印压合部。
光敏带2在轨道上以150mm/秒的线速度环状循环地移动,在图1中,沿所述轨道,光敏带2在光敏带2的左侧伸长面上近似竖直向上地移动。在图1中,包括竖直设置的显影单元8Y、8M、8C和8K的显影设备9设置在左侧伸长面的左侧。显影单元8Y、8M、8C和8K中的每一个通过相应的一个移动机构(未示出)单独地与光敏带2形成接触或脱离接触。
在打印机中,在光敏带旋转四次的周期中,在光敏带2上执行通过四种颜色:Y、M、C、和K的显影。更具体地,首先,光写入单元30光学扫描已经通过充电辊6被均匀地负充电至约500伏的光敏带2的表面,以形成其上为Y的静电潜像。在光敏带2仅仅通过与光敏带2形成接触的四个显影单元8Y、8M、8C和8K中的显影单元8Y环状循环地移动的同时,显影单元8Y将静电潜像显影成Y调色图像。向显影单元8Y的显影辊施加的负显影偏压约为300伏。随着光敏带2的旋转使得Y调色图像进入一次转印压合部,并且从光敏带2一次转印至中间转印带51。保留在穿过一次转印压合部的光敏带2的表面上的转印残留调色剂通过光敏构件清洁单元7中的清洁刮刀7a被刮除。
光敏带2的已经被清洁的表面再次通过充电辊6被均匀地负充电至500伏。光写入单元30光学扫描光敏带2的已经被均匀地负充电的表面,以形成其上为M的静电潜像。在光敏带2仅仅通过与光敏带2形成接触的四个显影单元8Y、8M、8C和8K中的显影单元8M环状循环地移动的同时,显影单元8M将静电潜像显影成M调色图像。光敏带2的环形移动致使M调色图像进入一次转印压合部。同时,中间转印带51的环形移动致使已经预先转印在中间转印带51上的Y调色图像进入一次转印压合部。光敏带2上的M调色图像叠加并一次转印在Y调色图像上。
此后,如M调色图像的情况,C调色图像和K调色图像相继形成在光敏带2上,并且叠加在中间转印带51上所叠加的Y调色图像和M调色图像上,并且在一次转印压合部中一次转印至所叠加的Y调色图像和M调色图像上。由此,四色叠加的调色图像最终形成在中间转印带51上。
除了中间转印带51,转印单元50还包括二次转印辊52、张紧辊53、一次转印辊54、接地辊55、带清洁器56、第一偏心凸轮57、由反射光传感器制成的标签传感器58、一次转印偏压电源59、一次转印偏压控制器60、二次转印偏压控制器61、二次转印偏压电源62、二次转印相对辊63、相对辊支架64、第二偏心凸轮65、以及安培计66。中间转印带51围绕二次转印辊52、张紧辊53、一次转印辊54、以及接地辊55延伸。在图1中,驱动单元(未示出)使二次转印辊52逆时针旋转,从而在图1中使中间转印带51逆时针环状循环地旋转。
中间转印带51为由通过在聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚乙烯-四氟乙烯(ETFE)、聚酰亚胺(PI)、聚碳酸酯(PC)等材料中分散诸如碳黑之类的导电材料获得的材料制成的环状带。环状带的表面(正面)可以通过由导电材料制成的表面层覆盖。
当这种由表面层覆盖的带被用作中间转印带51时,需要将显示出调色剂的释放特性胜过环状带的释放特性的材料用作表面层的材料。这种材料的实施例包括诸如ETFE、聚四氟乙烯(PTFE)、PVDF、全氟烷氧基氟树脂(PFA)、氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)、以及聚氟乙烯(PVF)。
用于中间转印带51的制造方法的实施例包括模型铸造和离心浇铸。通过这种制造方法制造的中间转印带51的表面可以根据需要抛光。
二次转印相对辊63与中间转印带51的前侧上的一部分形成接触,在该部分处,二次转印辊52通过中间转印带51缠绕,以形成二次转印压合部。同时,可旋转地支撑其自身的相对辊支架64通过形成有第二偏心凸轮、弹簧(未示出)等的移动机构移动,以由此与中间转印带51形成接触和脱离接触。在将各种颜色的调色图像叠加在中间转印带51上的一次转印工艺的过程中,二次转印相对辊63与中间转印带51分离。当叠加的一次转印工艺完成时,二次转印相对辊63与中间转印带51形成接触,以形成二次转印压合部。
送纸器80包括送纸盒81和送纸辊82。送纸盒81容纳在其中批量地堆叠的多张记录纸P。送纸辊82与纸批的最顶部的记录纸P接触。送纸辊82在预定的时间旋转,以将记录纸P送至送纸通道90。
送纸通道90由一对彼此面对且彼此之间具有预定的间隙的引导板、转印辊对92、记录辊对91等形成。送纸通道90将从送纸盒81中送出的记录纸P夹持在转印辊对92之间,并沿送纸通道90竖直地向上输送记录纸P。记录纸P随后被夹持在靠近送纸通道90的下游端部设置的记录辊对91之间。紧接着将记录纸P夹持在靠近引导端的部分之后,记录辊对91被止动以停止旋转。此后在记录纸P与中间转印带51上的四色叠加调色图像同步时,记录辊对91被致动以开始旋转,从而将记录纸P送至二次转印压合部。
在二次转印压合部中,中间转印带51上的四色叠加调色图像在二次转印压合部中被全部二次转印在送至二次转印压合部的记录纸P上。四色图像与记录纸P的白色结合,从而在记录纸P上形成全色图像。其上因此形成有全色图像的记录纸P从二次转印压合部送至定影器95。在该工艺之前,记录纸P已经在二次转印压合部中被充电。在从二次转印压合部输送至定影器95的过程中,记录纸P与固定至相对辊支架64的静电消除针67形成接触,以由此被取消带电。这样防止了以下不便的状况:在输送至定影器95的途中,承载尚未定影的调色图像的的记录纸P被过度充电,从而由过度的电荷损坏尚未定影的图像。
静电消除针67由0.2毫米厚的不锈钢板材(SUS 301)制成,所述不锈钢板材被处理成锯齿形,且齿距为3毫米。当记录纸P的引导段开始与预定静电消除针67形成接触时,高压电源(未示出)向预定静电消除针67施加预定静电消除偏压。在向静电消除针67施加静电消除偏压的位置处,静电消除针67可以接地。
在定影器95中,与诸如卤素灯之类的加热器结合的定影辊95a和压靠定影辊95a的加压辊95b彼此形成接触以形成定影压合部并且旋转。夹持在定影压合部中的记录纸P从二次转印压合部中释放出来,并且被输送。在输送的过程中,记录纸P受到加热、加压等以使全色图像定影在记录纸上。
定影有全色图像的记录纸P从定影器95中送出,并且此后通过纸排出辊对98排出至成像装置的外部。
二次转印残留调色剂粘附在移动穿过二次转印压合部的中间转印带51的表面上。二次转印残留调色剂通过接触一部分中间转印带51的带清洁器56从中间转印带51的表面上去除,在该部分,张紧辊53通过中间转印带51缠绕。应当注意到,如果带清洁器56构造为持续地与中间转印带51的接触,则带清洁器56不合要求地从中间转印带51去除在叠加一次转印工艺中叠加的调色图像,这样将导致中间这转印带51多次旋转。为了避免这种不便,当执行叠加的一次转印工艺时,形成有第一偏心凸轮57等的移动机构将带清洁器56与中间转印带51分离。当二次转印工艺开始时,带清洁器56与中间转印带51形成接触以去除二次转印残余调色剂。
在叠加的一次转印工艺中,一次转印偏压电源59向一次转印辊54施加700伏至1000伏的一次转印偏压。由此,在一次转印压合部中形成一次转印电场,以将负充电调色图像从光敏带2电转印至一次转印辊54上,并且执行叠加的一次转印工艺。更具体地,向一次转印辊54施加700伏的一次偏压,以执行Y调色图像的一次转印。考虑电荷在带中的积累,分别地,向一次转印辊54施加800伏、900伏和1000伏电压,以执行一次转印,并将M调色图像、C调色图像和K调色图像彼此叠加。
在转印单元50中的标签传感器58检测形成在中间转印带51上的参照调色图像,以测量成像性能等,以及粘附至中间转印带51上的每单位面积的参照调色图像的调色剂量。
根据本实施方式的打印机能够执行单色模式的印刷,以形成仅仅为四种颜色Y、M、C和K中的任一种颜色的单色图像;执行双色模式的印刷,以形成四种颜色中的任二种颜色的双色图像;执行三色模式的印刷,以形成四种颜色中的任三种颜色的三色图像;另外执行全色模式的印刷,以形成全色图像。基于从个人计算机等提供的图像数据根据要求执行多种模式之间的切换。
在单色模式中,未在一次转印压合部中执行叠加的一次转印工艺,然而在一次转印压合部中已经一次转印至中间转印带51上的单色调色图像在二次转印压合部中被二次转印至记录纸P上,而不返回至一次转印压合部。
在双色模式中,在一次转印压合部中已经一次转印并叠加在第一种颜色的调色图像上的第二种颜色的调色图像(带有第一种颜色的调色图像)在二次转印压合部中被二次转印至记录纸P上,而不返回至一次转印压合部。
在三色模式中,在一次转印压合部中已经一次转印并叠加在第一种颜色和第二种颜色的调色图像上的第三种颜色的调色图像(带有第一种颜色和第二种颜色的调色图像)在二次转印压合部中被二次转印至记录纸P上,而不返回至一次转印压合部。
显影单元8Y、8M、8C、和8K分别使用Y、M、C、和K调色剂,其形状因子SF-1(第一形状因子)落入到100至180的范围内,并且形状因子SF-2(第二形状因子)落入到100至180的范围内。图2为用于解释形状因子SF-1的调色剂微粒的示意图。图3为用于解释形状因子SF-2的调色剂微粒的另一个示意图。
形状因子SF-1表达为:SF-1={(MXLNG)2/AREA}×(100∏/4),其表示调色剂微粒的圆度。更具体地,形状因子SF-1通过投影调色剂微粒而获得,如图2中所示,调色剂微粒被投影在二维平面上,以获得最大长度(MXLNG)和投影形状的面积。最大长度的平方除以面积(AREA),并且随后乘以100∏/4。当调色剂微粒的形状因子SF-1的值为100时,调色剂微粒为真正的球形。SF-1的值越大,调色剂微粒的形状的圆度越小。
形状因子SF-2表达为:SF-2={(PERI)2/AREA}×(100∏/4),其表示调色剂微粒的不规则度。更具体地,形状因子SF-2通过用调色剂微粒在二维平面上的投影形状的周长的平方除以该形状的面积(AREA),并且乘以100∏/4而计算。当调色剂微粒的形状因子SF-2的值为100时,调色剂微粒的表面没有凸起和凹陷。SF-2的值越大,所形成的调色剂微粒的表面越不规则。
为了获得形状因子SF-1和SF-2,目标调色剂通过扫描电子显微镜(由Hitachi公司制造的S-800)照相,并且利用图像分析仪(由NIRECO公司制造的LUSEX 3)进行分析。当调色剂微粒的形状接近圆形时,调色剂微粒之间的接触或调色剂微粒和光敏构件之间的接触在一点形成,其弱化了调色剂微粒之间的粘附性,从而增加了调色剂的流动性。由于调色剂和光敏构件之间的粘附性也被弱化,因此转印效率增加。当形状因子SF-1和SF-2中的任一个的值超过180时,转印效率不利地下降。
就Y、M、C、和K调色剂中的每一种调色剂而言,采用平均体积微粒尺寸在4至10微米的范围内的调色剂。当利用平均体积微粒尺寸小于4微米的调色剂执行印刷时,在尚未印刷的区域可能出现污渍,或者白点可能因调色剂具有不良流动性而被显影以及可能在显影的过程中聚集。另一方面,利用平均体积微粒尺寸大于10微米的调色剂执行印刷可能导致调色剂散射或分辨率降级。平均体积微粒尺寸约为6.5微米的调色剂是最优的。
通过聚合生成的聚合调色剂可以满足形状因子和平均体积微粒尺寸的要求。利用粉化的调色剂或其它调色剂难以满足该要求;然而只要能够满足该要求,可以选择性地采用粉化的调色剂。
再返回参考图1,光敏带2(例如图像载体)与中间转印带51的正面形成接触以形成一次转印压合部。一次转印偏压电源59向一次转印辊54施加一次转印偏压,同时一次转印辊54使其表面与一次转印压合部的相对于中间转印带51的环形移动方向的后区域的附近区域形成接触,所述附近区域为中间转印带51的后面的整个区域的一部分。在一次转印压合部中或在一次转印压合部附近,光敏带2的正面和一次转印辊54的表面之间的最近距离大于中间转印带51的厚度。
如果光敏带2的正面和一次转印辊54的表面之间的最近距离被设定为等于中间转印带51的厚度,则一次转印辊54从一次转印压合部的后侧垂直压靠中间转印带51。在这种状态下,为了增加一次转印压合部的压力,需要使一次转印辊54以一定的力将中间转印带51压靠光敏带2。当一次压合部的压力由此增加时,Y、M、C和K调色剂的四层调色图像在施加相对较高的压力的一次转印压合部中被过度挤压。这样引起白点或其它有缺陷的叠加转印。
相反,根据本实施方式,光敏带2的正面和一次转印辊54的表面之间的最近距离被设定为大于中间转印带51的厚度,这样一次转印辊54不会从一次转印压合部的后侧垂直压靠中间转印带51。这与一次转印辊54从一次转印压合部的后侧垂直压靠光敏带2的情况相比,降低了一次转印压合部的压力,从而防止了有缺陷的叠加转印。更具体地,根据本实施方式,在从一次转印压合部的后区域相对于带的移动方向向下游10mm的位置处,一次转印辊54与中间转印带51的背面形成接触。防止一次转印辊54向一次转印压合部上施加挤压力,从而防止出现因通过一次转印辊54施加挤压力而产生的有缺陷的叠加转印。此外,由于因在一次转印压合部中施加压力而产生的调色剂聚集被抑制,因此抑制了调色图像和中间转印带51之间的粘附的增加。这样允许抑制二次转印中效率的降低(所述效率的降低也可以由粘附引起)。
从一次转印压合部的后区域至中间转印带51的背面和一次转印辊54之间的接触部的距离并非必须为10毫米。该距离可以为例如2毫米。应当注意到,该距离必须为以下这种值:通过该值,光敏带2和一次转印辊54之间的最近距离大于一次转印带51的厚度。
在一次转印压合部及其附近区域中,一次转印电流从被施加一次转印偏压的一次转印辊54沿周向流过中间转印带51的背面并到达一次转印压合部的后区域,并且随后沿厚度方向流过中间转印带51并到达光敏带2。此后,一次转印电流沿厚度方向流过光敏带2并到达一次转印支撑辊5,并且被最终接地。当在偏离一次转印压合部的后区域的位置处一次转印辊54与中间转印带51形成接触时,需要使一次转印电流离开一次转印辊54以沿带的周向朝向一次转印压合部流动。在一次转印压合部的后区域的相对于带的移动方向的下游的位置处(而不是上游的位置处),一次转印辊54与中间转印带51接触,以避免在一次转印压合部的夹持开始区域的邻近区域中增加电场强度,而否则在一次转印电流流入夹持开始区域的邻近区域中时会增加电场强度。这样抑制了由调色剂微粒形成的转印灰尘通过一次转印压合部的上游的电场从光敏带2中去除,以及朝向中间转印带51散射。当采用不太容易通过间隙散射的调色剂时,在一次转印压合部的后区域的相对于带的移动方向的上游的位置处,一次转印辊54可以与中间转印带51接触。
由于要求中间转印带51允许一次转印电流被沿带的周向传导通过带的背面,因此采用背面上的表面电阻率被调节为109ohm/square至1011ohm/square的带作为中间转印带51。这是由于当表面电阻率低于109ohm/square时,一次转印电流不合要求地从一次转印辊54经由在附近伸长中间转印带51的多个辊中的一个辊(例如,二次转印辊52)流至接地。结果,在一次转印压合部中,因不够充足的一次转印电流致使有缺陷的一次转印可能逐渐地增加。相反,当表面电阻率大于1011ohm/square时,由于一次转印电流不易沿周向流过中间转印带51,因此供至一次转印压合部的一次转印电流是不足的。在利用包括表面电阻率大于1011ohm/square的中间转印带51的打印机执行的试验中,即使当将1800伏的一次转印偏压供至一次转印辊54时,在一次转印压合部中测得的一次转印电流小至2微安培。在逐步减小一次转印辊54和一次转印压合部中压合部末端区域之间的距离的同时执行类似的试验,然而,即使当该距离减小至2毫米时,在一次转印压合部中的一次转印电流仍然是不足的。当在这种状态中一次转印偏压被进一步增加时,在一次转印辊54和中间转印带之间发生放电。这种放电致使中间转印带51上的调色图像被反向充电,并且产生局部转印脱墨。利用表面电阻率被调节为1011ohm/square的中间转印带51执行另一种类似的试验。当向一次转印辊54施加1800伏的一次转印偏压时,将足量的一次转印电流成功地施加至一次转印压合部。
体积电阻率和表面电阻率被如下测量。将HRS探针(内电极的直径:5.9毫米,环电极的内径:11毫米)连接至高电阻测量仪(由Mitsubishi Chemical公司制造的HIRESTA IP),并且将100伏(表面电阻:500伏)越过中间转印带51的前表面和后表面被施加至中间转印带51。在10秒钟后,获得体积电阻率值和表面电阻率值。
在二次转印压合部后侧的区域处二次转印辊52伸长中间转印带51,并且用作使其表面与二次转印压合部的后侧区域形成接触的二次接触构件,其为中间转印带51的相对于中间转印带51的移动方向的背面的整个区域的一部分。二次转印相对辊63与中间转印带51的正面上的一部分形成接触,此处中间转印带51通过二次转印辊52形成二次转印压合部。
当夹持在二次转印压合部中的记录纸P的电阻降低时,由于记录辊对91接地,因此二次转印电流不合要求地经由记录辊对91从记录纸P中泄漏。这样可以引起二次转印电流的潜流。为了获得有利的二次转印,理想的是,绝对值为约30微安培的二次转印电流被提供至二次转印压合部。
因此,根据本实施方式,二次转印偏压被施加至二次转印辊52,而不是被施加至二次转印相对辊63。由于要求负充电调色剂和二次转印辊52彼此排斥,因此二次转印偏压电源62提供与至二次转印辊52的调色剂相同的负极性偏压。当打印机被如上构造时,二次转印电流流至负充电二次转印辊52。更具体地,二次转印电流穿过两条电流通路:第一通路和第二通路。沿第一通路,二次转印电流从接地的二次转印相对辊63分别流过记录纸P以及沿厚度方向流过中间转印带51,并进入二次转印辊52。沿第二通路,二次转印电流从接地的记录辊对91沿纸平面流过记录纸P,并且随后沿其厚度方向流过中间转印带51,流入二次转印辊52。任一个通路在记录纸P和中间转印带51之间沿中间转印带的厚度方向引起二次转印电流。因此,甚至当记录纸P吸湿时增加了流过第二路径的电流量,供应给第二转印压合部的第二转印电流的总量保持不变。因此,即使当记录纸P吸湿时,也能将足量的二次转印电流供应为从记录纸P流至中间转印带51,从而抑制因记录纸P的吸湿导致在二次转印压合部中出现有缺陷的转印。
就二次转印辊52而言,采用通过导电弹性层覆盖不锈钢等的芯金属制成的辊。导电弹性层由通过将导电材料分散在诸如氨基甲酸乙酯之类的弹性材料中而获得的材料形成。二次转印辊52被调节为具有范围在106至1010欧姆的电阻。当采用电阻大于1010欧姆的辊作为二次转印辊时,获得所需二次转印电流所要求的二次转印偏压的值急剧增加,这样增加了电源的成本。此外,由于出现高压应用需求,因此在半调色图像上因穿过靠近二次转印压合部的间隙的放电而可能产生白点。另一方面,当采用电阻小于106的欧姆的辊作为二次转印辊时,对图像上的多色图像部分(例如,三种颜色叠加的图像)以及对同一图像上的单色图像部分难以获得有效的二次转印。其原因在下文中进行描述。由于二次转印辊52的电阻较低,因此可以通过相对较低的二次转印偏压确保用于单色图像部分的足量的二次转印电流。另一方面,多色图像部分要求比单色图像部分的最佳电压更高的电压。当二次转印电压被设定为以下这种值,该值获得有利的多色图像部分的二次转印,过量的二次转印电流被提供用于单色图像,这样降低了转印效率。
越过二次转印辊52的电阻被如下测量。二次转印辊52被设置在导电金属板上。当将4.9牛顿的载荷施加至二次转印辊52的金属芯的各侧时(总共为9.8牛顿),越过金属芯和金属板提供1000伏,并且在该时间测量电流值。基于电流值计算电阻值。
通过固定至金属芯的一端的齿轮(未示出)驱动的二次转印辊52被调节为以基本上与中间转印带51相等的圆周速度旋转。
对一次转印辊54而言,采用整个由诸如不锈钢之类的金属材料形成的金属辊。当一次转印辊54具有这种构造时,一次转印辊54的辊段的外径与由诸如聚氨酯泡沫或橡胶之类的弹性材料形成的外径相比更加不易变化。因此,可以防止对一次转印压合部的挤压力的波动,否则其可能会引起外径的波动。因此,一次转印压合部可以连续地、稳定地保持在低压力。当一次转印辊54设置在距离一次转印压合部相当远的距离处时,可以防止否则因一次转印压合部上的外径上压力的波动产生的影响。因此,可以选择性地采用覆盖有电阻相对较低的导电树脂的辊。
如上所述,在图1中当为辊构件之一的二次转印辊52通过驱动单元(未示出)逆时针旋转时,在图1中中间转印带51逆时针环状循环地移动。这样在二次转印压合部的后侧向中间转印带51给予驱动力,从而在二次转印压合部中使中间转印带51的圆周速度稳定。更具体地,当记录纸P进入二次转印压合部中时,施加至中间转印带51的载荷急剧增加。当使用在与二次转印压合部分开相对较大的距离的位置处与中间转印带51的背面接触的辊作为驱动辊时,急剧增加的载荷可能导致中间转印带51的张力的突然波动,从而在二次转印压合部中易于急剧降低中间转印带51的表面速度。相反,当二次转印压合部的后侧的二次转印辊52也被用作驱动辊时,通过二次转印辊52直接接受施加至中间转印带51的增加的载荷。这样抑制了在二次转印压合部中由中间转印带51的张力的波动引起的中间转印带51的表面速度的下降。
在打印机中,一次转印偏压的极性与调色剂的极性相反的一次转印辊54设置在偏离一次转印压合部的后区域的位置处。因此需要采用一种带,通过该带一次转印电流可以沿作为中间转印带51的带的周向流动。对二次转印工艺而言,与调色剂具有相同极性的二次转印偏压被施加至与中间转印带51的背面接触的二次转印辊52,以抑制由记录纸P的吸湿导致的有缺陷的二次转印。在这种构造的打印机中,具有相反极性的一次转印偏压和二次转印偏压可以彼此干涉并且施加相反的影响。更具体地,电流可以沿带的周向从正充电的一次转印辊54传导至负充电的二次转印辊52。这种电流从一次转印辊54至二次转印辊52的不合要求的流动不利地影响二次转印工艺。此外,由于严生从一次转移辊54流至二次转印辊52的电流,因此一次转印电流不合要求地下降。一次转印电流的下降可以通过考虑预先流至二次转印辊52的电流的量将一次转印偏压设定在较高的值而被抑制。然而,由于中间转印带51的电阻基于不同的产品而变化,因此流过中间转印带51的电流的量也基于不同的产品而变化。一次转印辊54和二次转印辊52之间的距离越大,电流增加的量的变化越大。这样使得难以预测预先流入二次转印辊52的电流的量。
为了解决该问题,在打印机中,在中间转印带51的背面和一次转印辊52之间的接触部和所述背面和二次转印辊52之间的接触部之间的位置处,导电接地辊55与中间转印带51形成接触。导电接地辊55接地。当打印机具有这种结构时,从一次转印辊54周向地流过中间转印带51的背面且到达二次转印辊52的电流经由接地辊55流入接地处。这样防止了电流从一次转印辊54周向通过中间转印带51流至二次转印辊52。因此可以防止否则将因电流从一次转印辊54流入二次转印辊52而导致的可能施加在二次转印工艺中的不利的影响。一次转印电流的一部分沿周向传导通过带以流入接地辊55,从而产生一次转印电流的损失。然而,由于一次转印辊54和接地辊55之间的距离短于一次接地辊54和二次转印辊52之间的距离,因此抑制了因中间转印带51的电阻的变化的电流损失量的变化。这样增加了预估一次转印电流的电流损失的量的容易度。
本发明人在以下条件下测量从接地辊55流入二次转印辊52的电流的量:对中间转印带51而言,将表面电阻率被调节至1011ohm/square的带安装在打印机上;并且二次转印偏压的值被设定至能够获得有利的二次转印的值。所测得的是,从接地辊55流至二次转印辊52的电流的量等于或小于流入二次转印辊52的二次转印电流(在本实施例中,-30微安培)的总量的5%。当电流的量为这样低的等级时,由于二次转印电流的量的下降而不会发生有缺陷的二次转印。利用表面电阻为109ohm/square的带作为中间转印带51来执行类似的试验。所测得的是,经由带从接地辊55流至二次转印辊52的电流的量等于或小于流入二次转印辊52的二次转印电流的总量的30%。当电流的量为这样低的等级时,可以确保二次转印效率为约90%,不产生严重的问题。然而,在利用表面电阻为108.7ohm/square的带作为中间转印带51来执行类似的试验中,所测得的是,经由带从接地辊55流至二次转印辊52的电流的量达到流入二次转印辊52的二次转印电流的总量的50%。在这种状态下,二次转印效率降至期望效率的80%以下,并且非常可能产生有缺陷的二次转印。通过以上的试验结果,理想地采用表面电阻率落入109ohm/square至1011ohm/square的范围内的带作为中间转印带51。
一次转印偏压控制器60连接至一次转印偏压电源59。一次转印偏压控制器60控制一次转印偏压电源59的电压输出,这样从一次转印偏压电源59输出的电流的值获得预定的值。二次转印偏压控制器61连接至二次转印偏压电源62。二次转印偏压控制器61控制二次转印偏压电源62的电压输出,这样从二次转印偏压电源62输出的电流的值获得预定的值。
同时,检测在中间转印带51和接地辊55之间流动的电流的量的安培计66连接在接地辊55和接地线之间。一次转印偏压控制器60和二次转印偏压控制器61中的每一个基于安培计66执行的检测的结果修正用于从相应的一个电源输出的电流的目标值。
更具体地,如图4中所示,当打印工作开始时,打印机的主控制器(未示出)致动中间转印带51(步骤S1)。此后,二次转印相对辊63与中间转印带51形成接触,以形成二次转印压合部(步骤S2)。随后,一次转印偏压控制器60使一次转印偏压电源59输出一次转印偏压,并且同时,控制一次转印偏压,这样从一次转印偏压电源59输出的电流基于主控制器提供的信号获得预定目标值(步骤S3)。主控制器确定连接至其上的安培计66是否已经检测到电流。当安培计66未检测到电流时(步骤S4的否),则工艺控制转移至步骤S6。当安培计66检测到电流时(步骤S4的是),则主控制器向一次转印偏压控制器60输出指示检测到的电流的值的信号。一次转印偏压控制器60基于该信号,通过将检测的电流值添加至目标值等,修正用于待从一次转印偏压电源59提供的一次转印偏压的目标值(步骤S5)。主控制器随后使一次转印偏压电源59停止施加一次转印偏压(步骤S6)。
随后,二次转印偏压控制器61使二次转印偏压电源62输出二次转印偏压,并且同时,控制二次转印偏压,这样,从二次转印偏压电源62输出的电流基于主控制器提供的信号获得预定目标值(步骤S6)。主控制器确定安培计66是否已经检测到电流(步骤S7)。当安培计66未检测到电流时(步骤S7的否),则工艺控制转移至步骤S9。当安培计66检测到电流时(步骤S7的是),则主控制器向二次转印偏压控制器61输出指示检测到的电流的值的信号。二次转印偏压控制器61基于该信号,通过将检测的电流值添加至目标值等,修正用于待从一次转印偏压电源62提供的二次转印偏压的目标值(步骤S8)。当主控制器开始形成图像时(步骤S9),一次转印偏压控制器60和二次转印偏压控制器61分别控制一次转印偏压和二次转印偏压至修正的目标值(步骤S10)。
如上所述,一次转印电流和二次转印电流的目标值被设定为包括因接地辊55和中间转印带51之间的电流泄漏的损失。这样允许分别向一次转印压合部和二次转印压合部提供电流的近似目标量。因此,可以抑制因接地辊55和中间转印带51之间的电流泄漏导致的一次转印电流和二次转印电流的损失产生有缺陷的一次转印和有缺陷的二次转印。
同时,当偏压受到恒定电压控制时,根据损失量对用于偏压的目标值的控制产生类似的效果。
向一次转印辊54提供一次转印偏压的一次转印偏压电源59和向二次转印辊54提供二次转印偏压的二次转印偏压电源62设置在由中间转印带51形成的环中。这样与电源设置在环的外侧的情况相比减小了成像装置的尺寸。当一次转印偏压电源59和二次转印偏压电源62以及转印单元50被构造为可以相对于成像装置的主体移动时,更换电源也是便利的。
在打印机中,辊54和52被分别用作第一接触构件和第二接触构件。各接触构件可以为诸如旋转刷之类的转子,除了旋转刷、也可以为不可旋转的刷、刮刀或板。
图5为根据实施方式的改型的打印机的示意图。根据实施方式的打印机仅仅设有形成在彼此连接的光敏带2和中间转印带51之间的单个的一次转印压合部。相反,改型的打印机设有形成在四个光敏构件10Y、10M、10C、和10K以及中间转印带51之间的四个一次转印压合部。否则,改型的打印机具有与根据上述实施方式基本上相同的构造从而以相同的方式操作。
在图5中,转印单元50使中间转印带51逆时针旋转,同时沿横向拉伸中间转印带51,使其沿水平方向比沿竖直方向更长。中间转印带51的下伸长面沿基本上水平的方向延伸。用于Y、M、C、和K调色剂的四个处理单元,即Y处理单元、M处理单元、C处理单元和K处理单元水平设置在下伸长面的下方。Y、M、C、和K处理单元中的每一个使光敏构件10Y、10M、10C和10K中的一个相应的构件与中间转印带51的正面形成接触,以形成用于相应的一个Y、M、C、和K调色剂的一次转印压合部。
除了所使用的调色剂的颜色不同之外,Y、M、C和K处理单元具有基本上类似的构造,并且由此其中一个处理单元,形成Y调色图像的Y处理单元被作为实施例进行描述。Y处理单元包括鼓形光敏构件10Y、显影单元8Y、光敏构件清洁器7Y、和充电辊6Y,它们保持在相同的保持器中,并且可拆卸地附连至打印机的主体。
施加有来自电源(未示出)的充电偏压的充电辊6Y通过驱动单元(未示出)旋转并且与光敏构件10Y形成接触。充电辊6Y在充电辊6Y和光敏构件10Y之间的接触部处或附近放电,从而均匀地负充电光敏构件10Y。作为充电辊6Y的替代,可以选择性地使充电刷与光敏构件10Y形成接触。进一步可选的是,可以采用能够均匀地给光敏构件10Y充电的诸如电晕(scorotron)充电器之类的充电器。
光敏构件10Y的表面由此被充电辊6Y均匀地充电,并且,随后通过从光写入单元30发射的激光束扫描和曝光,以承载其上的Y的静电潜像。静电潜像通过显影单元8Y显影成Y调色图像,并且此后,在形成在彼此连接的光敏构件10Y和中间转印带51之间的的用于Y的一次转印压合部中一次转印在中间转印带51上。
粘附至穿过用于Y的一次转印压合部的光敏构件10Y的表面上的转印残余调色剂通过光敏构件清洁器7Y去除。
在图5中,M处理单元设置在Y处理单元的右侧。M处理单元通过与前述用于Y处理单元的工艺相同的工艺在光敏构件10M上形成M调色图像。在形成在彼此连接的光敏构件10M和中间转印带51之间的用于M的一次转印压合部中,M调色图像被转印并叠加在中间转印带51上的Y调色图像上。
在图5中,C处理单元设置在用于M的处理单元的右侧。C处理单元通过相同的工艺在光敏构件10C上形成C调色图像。在形成在彼此连接的光敏构件10C和中间转印带51之间的用于C的一次转印压合部中,C调色图像被转印并叠加在中间转印带51上的Y调色图像和M调色图像上。
在图5中,K处理单元设置在C的处理单元的右侧。K处理单元通过相同的工艺在光敏构件10K上形成K调色图像。在形成在彼此连接的光敏构件10K和中间转印带51之间的的用于K的一次转印压合部中,K调色图像被转印并叠加在中间转印带51上的Y调色图像、M调色图像和C调色图像上。
在彼此连接的中间转印带51和二次转印相对辊63之间形成的二次转印压合部中,由此形成在中间转印带51上的四色叠加调色图像全部二次转印在记录纸P上。四色叠加调色图像与记录纸P的白色结合,由此在记录纸P上形成全色图像。
在用于Y、M、C、和K调色剂的一次转印压合部附近,用于Y、M、C、和K调色剂的四个一次转印辊54Y、54M、54C和54K分别设置在由中间转印带51形成的环中。在根据本实施方式的打印机的情况下,各一次转印辊54Y、54M、54C和54K均设置在沿带移动方向的上游距离相应的一个一次转印压合部的后区域仅仅约10mm的位置处,这样,一次转印辊54Y、54M、54C和54K和光敏构件10Y、10M、10C和10K之间的各最近距离大于中间转印带51的厚度。
在改型的打印机中,在根据本实施方式的打印机的情况下,与调色剂具有相同极性的二次转印偏压被施加至连接至中间转印带51上的二次转印压合部的后区域的二次转印辊52。
一次转印偏压分别从一次转印偏压电源独立地供至一次转印辊54Y、54M、54C和54K。然而,当因接地辊55的泄漏引起的一次转印电流的损失量的差值较小时,相同值的一次转印偏压可以被施加至一次转印辊54Y、54M、54C和54K。
根据本实施方式,采用金属辊作为一次转印辊54。因此,如上所述,辊段的外径与由诸如氨基甲酸乙酯泡沫或橡胶之类的弹性材料形成的辊段相比不易变化。因此,一次转印压合部可以稳定地、连续地保持为低压。
此外,采用辊构件作为二次转印辊52,并且设置驱动单元以旋转辊构件,从而使中间转印带51环状循环地移动。如上所述,这样在二次转印压合部的后侧向中间转印带51给予驱动力,从而使中间转印带51在第二转印压合部中的圆周速度稳定。
打印机包括接地辊55,其在中间转印带51和二次转印辊51之间的接触部和中间转印带51的背面和二次转印辊52之间的接触部之间的位置处与中间转印带51的背面形成接触。接地辊55接地。这样如上所述防止否则将因电流从一次转印辊54流入二次转印辊52而导致的可能施加在二次转印上的不利的影响。结果,可以方便地预估一次转印电流的电流损失的量。
打印机包括安培计66,其检测在中间转印带51的背面和接地辊55之间流动的电流的量。印刷机还包括一次转印偏压控制器60和二次转印偏压控制器61,它们基于通过安培计66执行的检测结果,分别控制施加至一次转印辊54的一次转印偏压和施加至二次转印辊52的二次转印偏压。通过这种构造,如上所述,用于一次转印电流和二次转印电流的目标值确定为包括因接地辊55和中间转印带51中间的电流泄漏的损失。这样,允许使近似目标值的电流流过一次转印压合部和二次转印压合部中的每一个,从而抑制了在一次转印电流和二次转印电流中的损失导致有缺陷的一次转印和有缺陷的二次转印。
提供待施加至一次转印辊54的一次转印偏压的一次转印偏压电源59和提供待施加至二次转印辊52的二次转印偏压的二次转印偏压电源62设置在由中间转印带51形成的环中。这样与电源设置在环的外侧的情况相比减小了成像装置的尺寸。
根据本发明的一个实施例,图像载体的表面和第一连接构件的表面之间的最近距离被设定为大于中间转印带的厚度,以避免第一接触构件不合要求地从第一转印压合部的后侧垂直地压靠图像载体这种情况。与第一接触构件从第一转印压合部的后侧垂直地压靠图像载体这种构造相比,本发明的构造允许降低施加至第一转印压合部的压力。因此,当在叠加转印工艺中向多层调色图像施加过压时,可以抑制有缺陷的叠加转印的发生。
同时,向与中间转印带的背面上的二次转印压合部的后区域及其附近形成接触的二次接触构件施加转印偏压,而不是向与中间转印带的正面形成接触以形成二次转印压合部的二次转印压合部形成构件施加转印偏压,这样流出二次接触构件的转印电流通过中间转印带和夹持在二次转印压合部中的记录介质流入二次转印压合部形成构件。根据这种构造,即使当流出记录介质的转印电流泄漏,这样因通过引导构件等发生吸湿而使电阻下降时,电流从中间转印带流至在第二转印压合部的记录介质,所述第二转印压合部位于记录介质和引导构件等之间的接触部的上游,而不会失败。由此,可以抑制因记录介质吸湿而在二次转印压合部中发生缺陷。
尽管为了完整和清楚地公开,本发明已经通过具体实施方式进行了描述,然而所附权利要求并不由此受限,而是应当将权利要求解释为实施本领域的技术人员施行的所有改型和可选构造完全落入在此阐述的基本教导中。
Claims (10)
1.一种转印设备,包括:
中间转印构件,其环状循环地移动;
图像载体,其承载调色图像,并且与所述中间转印构件的第一表面形成接触,以形成第一转印压合部;
第一接触构件,其被施加第一转印偏压并且与第一区域接触或靠近所述第一区域,以在所述第一转印压合部将所述图像载体上的调色图像转印在所述中间转印构件上或以叠加的方式将已经转印的调色图像转印在所述中间转印构件上,以获得叠加的调色图像,所述第一区域为所述中间转印构件的与所述第一转印压合部对应的第二表面的一部分;
压合部形成构件,其与所述中间转印构件的所述第一表面形成接触,以形成第二转印压合部;以及
第二接触构件,其被施加第二转印偏压并且与第二区域接触或靠近所述第二区域,以将所述中间转印构件上的叠加的调色图像转印在所述第二转印压合部的所述记录介质上,所述第二区域为所述中间转印构件的与所述第二转印压合部对应的所述第二表面的一部分,其中
所述图像载体的表面和所述第一接触构件的表面之间的最近的距离大于所述中间转印构件的厚度。
2.根据权利要求1所述的转印设备,其中,所述第一接触构件为金属辊。
3.根据权利要求1或2所述的转印设备,其中,所述第二接触构件为辊,所述转印设备进一步包括:
驱动单元,其旋转所述辊以使所述中间转印构件环状循环地移动。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的转印设备,进一步包括第三接触构件,其是导电的,并且在所述第一区域和所述第二区域之间位置与所述中间转印构件的所述第二表面形成接触,其中
所述第三接触构件接地。
5.根据权利要求4所述的转印设备,进一步包括:
检测单元,其检测在所述第二表面和所述第三接触构件之间流动的电流量;以及
控制单元,其基于所述检测单元的输出控制所述第一转印偏压和所述第二转印偏压中至少任意一个。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的转印设备,进一步包括:
第一电源,其提供所述第一转印偏压,并且设置在由所述中间转印构件形成的环中;以及
第二电源,其提供所述第二转印偏压,并且设置在所述环中。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的转印设备,其中
所述中间转印构件的体积电阻率的范围是从108Ω/cm至1012Ω/cm;以及
所述中间转印构件的所述第二表面的表面电阻率的范围是从109ohm/square至1011ohm/square。
8.一种成像装置,包括根据权利要求1至7中任一项所述的转印设备。
9.根据权利要求8所述的成像装置,其中,所述调色图像利用第一形状因子在100至180的范围内且第二形状因子在100至180的范围内的调色剂形成。
10.根据权利要求9所述的成像装置,其中,所述调色剂为通过聚合生成的聚合调色剂。
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C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20080528 |