CN108693747A - 成像设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及成像设备。作为用于张紧中间转印带的多个支撑辊中至少一个支撑辊的惰辊是在金属表面上形成有凹槽的金属辊，一次转印辊是具有金属表面的最大表面高度比惰辊的最大表面高度小的金属辊。

Description

成像设备

技术领域

本发明涉及成像设备，诸如复印机、打印机、传真机和具有这些设备多种功能的多功能外设。

背景技术

在成像设备的常规已知构造中，例如，调色剂图像从作为图像承载构件的感光鼓转印到中间转印带，随后从中间转印带转印到记录材料。中间转印带由多个支撑辊张紧。中间转印带的内周面接触转印辊，以便当电压施加到转印辊时将调色剂图像从感光鼓转印到中间转印带。

在已知构造中，金属辊用作此类转印辊。例如，日本专利申请公开2006-184547讨论了一种通过将转印辊表面的算术平均粗糙度和中间转印带内周面的算术平均粗糙度之和设定到1.2μm以下来防止发生高浓度点状缺陷的构造。

在一些情况下，金属辊可以用作用于张紧中间转印带的支撑辊。然而，当日本专利申请公开2006-184547中所讨论的金属辊用作支撑辊时，出现以下问题。

更具体地，灰尘或显影剂会进入中间转印带的内侧。如果灰尘进入支撑辊与带之间，则施加到带的压力将由于灰尘的高度而局部增加。因此，在带宽度方向上的一部分处沿周向会出现条纹状变形(拉痕)。如果出现拉痕，则调色剂图像转印会变得不均匀，从而可能导致条纹状图像的形成。

同时，如果转印辊在轴向上具有相对于带而言的大间隙部分和小间隙或无间隙部分，则会在轴向上产生不均匀电流，从而可能导致转印图像中的不均匀浓度。

发明内容

本发明旨在提供一种不仅防止发生拉痕而且防止发生转印图像不均匀浓度的构造。

根据本发明的一方面，成像设备包括：图像承载构件，配置用来承载形成在其上的潜像；环形的中间转印带，配置用来保持从图像承载构件转印的调色剂图像；多个支撑辊，配置用来张紧中间转印带，所述多个支撑辊包括具有金属外周面的第一金属辊和具有金属外周面的第二金属辊，第二金属辊配置用来接触中间转印带的内表面以形成转印部，并且当转印偏压施加到第二金属辊时将由图像承载构件承载的调色剂图像转印到中间转印带。第一金属辊设置有形成在90％以上成像区域中的凹部，凹部具有10μm以上的深度以及50μm以上且5mm以下的宽度。第二金属辊在成像区域中具有25μm以下的最大表面高度Ry。第一金属辊的最大表面高度Ry比第二金属辊的最大表面高度Ry大10μm以上。

通过以下参考附图对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得明显。

附图说明

图1示出根据示例性实施例的成像设备的总体构造。

图2示意性地示出根据示例性实施例的一次转印部的构造。

图3是示出在一次转印辊与中间转印带之间有间隙的情况以及无间隙的情况的电路图。

图4是示出一次转印辊的最大表面高度与图像质量之间关系的曲线图。

图5A是示出根据示例性实施例的惰辊的示意性平面图，并且图5B是示出惰辊表面部的放大剖视图。

图6是示出各个辊的材料和直径的表格。

在大凹槽间距的情况下，图7A是示出中间转印带表面部和惰辊表面部的放大剖视图，并且图7B是示出中间转印带和惰辊的透视图。

图8是示出包绕在惰辊上的中间转印带的杨氏模量、张力和形变量之间关系的曲线图。

具体实施方式

下面将参考图1至图8来描述示例性实施例。下面将参考图1来描述根据本示例性实施例的成像设备的总体构造。

[成像设备]

成像设备100是电子照相全彩色打印机，其具有分别提供用于四种不同颜色(黄色、品红色、青色和黑色)的四个成像单元Pa、Pb、Pc和Pd。根据本示例性实施例的成像设备100是直列式，其中，成像单元Pa、Pb、Pc和Pd沿中间转印带56(下面描述)的旋转方向布置。成像设备100根据来自主机(诸如连接到成像设备100主体的原稿读取装置(未示出)或可通信地连接到成像设备100主体的个人计算机)的图像信号在记录材料S上形成调色剂图像。记录材料包括片材，诸如纸、塑料膜和布。

下面将描述成像处理的概述。成像单元Pa、Pb、Pc和Pd分别在感光鼓50a、50b、50c和50d上形成不同颜色的调色剂图像。以这种方式形成的各颜色的调色剂图像分别从感光鼓50a、50b、50c和50d转印到中间转印带56上，随后从中间转印带56转印到记录材料S上。转印有调色剂图像的记录材料S被传送到定影装置(未示出)，通过定影装置把调色剂图像定影到记录材料S。下面将更详细地描述成像设备100。

包括在成像设备100中的四个成像单元Pa、Pb、Pc和Pd具有基本上相同的构造，除了显影颜色不同之外。因此，下面将代表性地描述成像单元Pa。对于其他成像单元的部件，分配给成像单元Pa的部件的附图标记中的下标“a”可被认为分别用“b”、“c”和“d”替换，并且将省略多余的描述。

成像单元Pa设置有圆筒形感光构件，即，作为图像承载构件的感光鼓50a。参考图1，感光鼓50a被驱动沿箭头所示方向旋转。充电辊51a(充电装置)、显影装置53a、一次转印辊54a和清洁装置55a设置在感光鼓50a的周围。曝光装置(激光扫描器)52a设置在感光鼓50a的下方。

中间转印带56设置成面对感光鼓50a、50b、50c和50d。中间转印带56由多个支撑辊张紧，并且通过兼作驱动辊的二次转印内辊62的驱动在箭头所示方向上周向地移动(旋转)。在跨中间转印带56面对二次转印内辊62的位置处，设置有作为二次转印构件的二次转印外辊64，以形成二次转印部T2，中间转印带56上的调色剂图像在二次转印部T2处转印到记录材料S上。定影装置在记录材料传送方向上设置于二次转印部T2的下游侧。

下面将描述由具有上述构造的成像设备100执行的成像处理。首先，当成像操作开始时，旋转着的感光鼓50a的表面由充电辊51a均匀地充电。随后，通过由曝光装置52a产生的与图像信号相对应的激光对感光鼓50a曝光。以这种方式，对应于图像信号的静电潜像形成在感光鼓50a上。通过储存在显影装置53a中的显影剂(调色剂)把感光鼓50a上的静电潜像显现变成可见图像。尽管在本示例性实施例中使用含有非磁性调色剂和磁性载体的双组分显影剂，但是也可使用含有磁性调色剂的单组分显影剂。

在跨中间转印带56设置的感光鼓50a与一次转印辊54a之间形成的一次转印部T1(参见图2)处，把形成在感光鼓50a上的调色剂图像一次转印到中间转印带56。通过清洁装置55a来去除在一次转印之后残留在感光鼓50a表面上的调色剂(转印残留调色剂)。

品红色、青色和黑色的成像单元依次执行类似的操作，以将四种不同颜色的调色剂图像叠加在中间转印带56上。随后，与调色剂图像形成操作的时刻同步地，储存在盒(未示出)中的记录材料S由对齐辊66传送到二次转印部T2。随后，中间转印带56上四种不同颜色的调色剂图像一起二次转印到记录材料S上。更具体地，根据本示例性实施例，设置了盒、拾取辊(未示出)、对齐辊66等。盒储存记录材料S。拾取辊在预定时刻取出并传送储存在盒中的记录材料S。对齐辊66把由拾取辊取出的记录材料S传送到二次转印部T2。

通过带清洁装置65来去除残留在中间转印带56上的调色剂，即在二次转印部T2处未转印的调色剂。更具体地，带清洁装置65在中间转印带56的旋转方向上设置于二次转印部T2的下游侧。带清洁装置65去除在二次转印之后中间转印带56上的残留调色剂和纸粉，以清洁中间转印带56的表面。

随后，记录材料S被传送到定影装置。当记录材料S由定影装置加热并加压时，记录材料S上的调色剂熔化、混合并作为全彩色图像定影到记录材料S上。随后，记录材料S被排出到成像设备100的外部。这完成了一系列成像处理。也可以通过仅使用所需的成像单元来形成所需颜色的单色图像或多种颜色的图像。

[中间转印带]

下面将描述中间转印带56。中间转印带56设置成使得其外周面接触感光鼓50a、50b、50c和50d，并且在箭头方向上旋转。如上所述，调色剂图像从感光鼓50a、50b、50c和50d一次转印到中间转印带56。

根据本示例性实施例，中间转印带56是由包含适量抗静电添加剂(诸如碳黑)的树脂(聚酰亚胺或聚酰胺)、树脂合金或特定类型橡胶制成的环形带。中间转印带56配置成薄膜形式，例如，表面电阻率为1E+9至1E+13Ω/sq，厚度约0.04至0.5mm。

中间转印带56由多个支撑辊张紧：支撑辊60和67、惰辊61、二次转印内辊62、和张力辊63。张力辊63配置用来将固定张力(例如，29.4至117.6N(3至12kgf))施加到中间转印带56。

通过经由驱动装置(未示出)驱动二次转印内辊62旋转，而以预定速度驱动中间转印带56循环(旋转)。二次转印内辊(驱动辊)62是表面上包绕有橡胶的金属辊。该橡胶增加了中间转印带56与二次转印内辊62之间的摩擦力，以使得不易发生打滑。

作为驱动前置辊的惰辊61在中间转印带56旋转方向上设置在二次转印内辊62上游侧的邻近位置处。由支撑辊67和惰辊61张紧的中间转印带56的张紧表面面对感光鼓50a、50b、50c和50d。因此，作为转印辊的一次转印辊54a、54b、54c和54d设置在支撑辊67与惰辊61之间，以便接触中间转印带56的内周面。

当对一次转印辊54a、54b、54c和54d施加极性与调色剂带电极性相反的电压时，调色剂图像从感光鼓50a、50b、50c和50d分别依次静电吸附(一次转印)到中间转印带56上。因此，各颜色的调色剂图像叠加到中间转印带56上。下面将详细描述一次转印部的构造。

作为驱动辊的二次转印内辊62布置成接触中间转印带56的内周面，以与作为二次转印构件的二次转印外辊64一起夹持中间转印带56。二次转印外辊64设置在中间转印带56的调色剂图像承载表面(外周面)侧，以便接触中间转印带56的外周面。当施加有电压时，二次转印外辊64将调色剂图像从中间转印带56转印到记录材料S。以这种方式配置的二次转印外辊64与电源80连接，并被施加极性与调色剂带电极性相反的电压。

更具体地，在成像操作期间，通过中间转印带56的运行来驱动二次转印外辊64旋转。在完成各种控制之后，把记录材料S传送到二次转印部T2。此时，为了将形成在中间转印带56上的调色剂图像二次转印到记录材料S，对二次转印外辊64施加极性与调色剂带电极性相反的二次转印偏压。根据本示例性实施例，调色剂具有负带电极性，并且二次转印偏压是正偏压。

二次转印内辊62是由金属芯和包绕金属芯表面的弹性层所形成的橡胶辊。弹性层由三元乙丙橡胶(EPDM)制成。例如，二次转印内辊62形成为具有16mm的辊直径和0.5mm的橡胶厚度。硬度例如设定到70度(Asker C硬度计)。此外，二次转印外辊64可以通过在金属芯上包绕1mm厚的硅橡胶来形成。同时，二次转印外辊64由金属芯和包绕金属芯的弹性层形成。弹性层由包含导电剂(诸如金属络合物和碳)的丁腈橡胶(NBR)或EPDM制成。例如，二次转印外辊64形成为具有24mm的辊直径和6mm的弹性层厚度。

[一次转印部]

下面将参考图2描述一次转印部T1的构造。图2示出根据本示例性实施例在成像单元Pa中感光鼓50a与一次转印辊54a之间的位置关系。该构造也适用于其他成像单元。

一次转印辊54a与电源82连接。电源82由偏压控制装置83控制以将一次转印偏压施加到一次转印辊54a，以用于将感光鼓50a上的调色剂图像一次转印到中间转印带56。一次转印偏压是类似于二次转印偏压的正偏压。

一次转印辊54a是由在表面上进行化学镀镍处理(KN镀)的硫和硫复合物易切削钢材料(SUM)、或不锈钢(SUS)制成的金属辊。根据本示例性实施例，一次转印辊54a是直形金属辊，沿轴向几乎恒定为8mm辊直径。

一次转印辊54a设置在这样的位置处，在该位置处，从中间转印带56厚度方向观察时一次转印辊54a与中间转印带56接触的区域不与感光鼓50a与中间转印带56接触的区域重叠。此外，一次转印辊54a在中间转印带56旋转方向上设置于感光鼓50a的下游侧。

更具体地，一次转印辊54a设置成使得在从感光鼓50a中心轴线到中间转印带56绘制的法线与从一次转印辊54a中心轴线到中间转印带56绘制的法线之间的距离B为5.5mm。此外，一次转印辊54a设置成压入中间转印带56中0.1至0.3mm。该构造减小了一次转印辊54a在中间转印带56上的接触压力。用于使一次转印辊54a与中间转印带56压接触的可用方法是通过使用弹簧来推压用于支撑一次转印辊54a的轴承。

[浓度不均匀]

下面将参考图3描述由于一次转印辊54a的轴向(纵向)不均匀电流而导致的不均匀图像浓度。如上所述，中间转印带56由多个支撑辊张紧以支撑在张力状态下。如果在纵向上在用于调色剂图像转印的一次转印辊54a与中间转印带56之间具有大间隙部分以及小间隙或无间隙部分，则可能在纵向上出现不均匀的图像浓度。

下面将描述施加有一次转印偏压的作为金属辊的一次转印辊54a。以下描述也适用于其他一次转印辊54b、54c和54d。根据本示例性实施例，二次转印内辊62是经由二次转印外辊64和中间转印带56而被施加二次转印偏压的橡胶辊。然而，当二次转印内辊62是金属辊时，优选地二次转印内辊62以与一次转印辊54a类似的方式配置，除了直径之外。

图3示意性地示出了在一次转印辊54a和中间转印带56彼此接触的纵向区域中有间隙部分和无间隙部分的电流电路。参考图3，当恒定电压施加到一次转印辊54a时，电流电路具有总电流量A。

在无间隙部分(图3所示右侧电路)处，构成系统阻抗的电阻包括一次转印辊54a与中间转印带56之间的接触电阻R1、中间转印带56的电阻R2以及感光鼓50a的电阻R3。无间隙部分的电路提供电流量A1。

另一方面，在有间隙部分(图3所示左侧电路)处，构成系统阻抗的电阻包括一次转印辊54a与中间转印带56之间的接触电阻R1以及一次转印辊54a与中间转印带56之间间隙的空气电阻Rair。类似于无间隙的情况，构成阻抗的电阻还包括中间转印带的电阻R2和感光鼓50a的电阻R3。有间隙部分的电路提供电流量A2。

当施加恒定电压时，相同的电压施加到在中间转印带56与一次转印辊54a之间的有间隙电路和无间隙电路。如上所述，系统阻抗根据在中间转印带56与一次转印辊54a之间是否有间隙而不同。这意味着不同的电流量A1和A2在相应的电路中流动。更具体地，在纵向上出现不均匀电流。如果在纵向上出现不均匀电流，则在待转印图像中出现纵向不均匀浓度。

[一次转印辊]

因此，根据本示例性实施例，与惰辊61(下面描述)不同，一次转印辊54a、54b、54c和54d是表面上不形成有凹槽的金属辊，其金属表面的最大表面高度Ry比惰辊61小。优选地，一次转印辊54a、54b、54c和54d具有25μm以下的最大表面高度Ry。这一点将在下面参考图4进行描述。本文中，最大表面高度Ry由日本工业标准B0031(1994)定义。具体地，最大表面高度Ry是通过在粗糙度曲线中线方向上从粗糙度曲线以基准长度提取粗糙度曲线的一部分并且在粗糙度曲线纵向放大方向上测量粗糙度曲线提取部分的峰线与谷线之间的距离而获得的以微米(μm)为单位的值。

图4示出在一次转印辊54a最大表面高度Ry变化的同时确认实际形成图像的图像质量的结果。作为研究的结果，确认了当一次转印辊54a的最大表面高度Ry大于25μm时在图像中出现不均匀浓度并且图像质量劣化。如上所述，一次转印辊54a的最大表面高度Ry优选为25μm以下，更优选为10μm以下，进一步更优选为7μm以下。

[惰辊]

在一次转印部T1处，调色剂图像转印到中间转印带56。在与中间转印带56的调色剂承载表面相反的表面(内周面)通过了一次转印部T1之后，相关的内周面首先接触作为支撑旋转构件的惰辊61，随后接触作为支撑旋转构件的二次转印内辊62(驱动辊)。更具体地，惰辊61用作驱动前置辊，在中间转印带56的旋转方向上邻近地设置在二次转印内辊62(驱动辊)的上游侧。如图5A所示，作为凹部的凹槽70形成在惰辊61的金属外周面上。

凹槽70形成在与惰辊61轴向交叉的方向上。更具体地，凹槽70成螺旋形地形成在惰辊61的外周面上，以便沿轴向覆盖外周面。惰辊61的形成有凹槽70的轴向范围至少覆盖惰辊61与中间转印带56接触的范围。根据本示例性实施例，惰辊61由辊部61a和设置在辊部61a两端处的轴61b组成。轴61b借助于轴承而由用于支撑中间转印带56内每个辊的框架以可旋转方式被支撑。凹槽70形成在辊部61a的整个轴向区域上。代替以螺旋形式连续形成，多个凹槽部可以形成在与轴向交叉的方向上(例如，与轴向交叉的周向上)。凹槽70也可以与辊部61a轴向平行形成。然而，优选地，凹槽70相对于轴向倾斜60度以上。凹槽70也可以至少形成在辊部61a的最大成像区域中。此外，根据本示例性实施例，凹槽70(凹部)形成在大致整个最大成像区域(大致整个区域)中。大致整个区域是指至少90％以上。

如上所述，作为用于张紧并支撑中间转印带56的多个支撑辊中最接近的一个支撑辊，惰辊61设置在一次转印部T1的下游侧。如图1所示，由惰辊61张紧的中间转印带56的外周面的区域的位置面对用于检测控制用调色剂图像(诸如基准浓度调色剂图像和位置信息调色剂图像)的光学传感器90。可以通过在由惰辊61张紧的中间转印带56上的区域中使用传感器90检测控制用调色剂图像来提高控制用调色剂图像的读取精度。

形成基准浓度调色剂图像，以实现预定浓度。通过调节供应到显影装置53a、53b、53c和53d的显影剂量并基于检测基准浓度调色剂图像的结果调节各个电压，来对调色剂图像执行浓度调节。位置信息调色剂图像用来检测中间转印带56上各颜色调色剂图像之间的位置偏差。例如，基于检测位置信息调色剂图像的结果来调节曝光装置52a、52b、52c和52d的曝光开始位置。

惰辊61是由作为导电材料的21mm外径的不锈钢制圆筒管所形成的金属辊。惰辊61连接到地电位，以使得惰辊61不带电。惰辊61接触在一次转印部T1处从一次转印辊54a、54b、54c和54d供应电荷的中间转印带56的调色剂承载表面相反侧的表面。因此，不将惰辊61连接到地电位会导致惰辊61带电。当惰辊61带电时，电流会泄漏到周围的部件，从而可能给成像设备100的电子电路带来电应力。

由于惰辊61邻近地设置在作为驱动辊的二次转印内辊62的上游侧，所以对中间转印带56的接触压力趋于增加。灰尘和载体会进入中间转印带56的内侧。在这种情况下，在以张力状态支撑中间转印带56的惰辊61与中间转印带56之间的接触部中，中间转印带56上的压力会因灰尘和载体的高度而局部显著增加。因此，在中间转印带56上出现拉痕(下面描述)。

因此，根据本示例性实施例，上述凹槽70形成在惰辊61的外周面上。该凹槽防止当灰尘和载体粘附到中间转印带56内周面时的压力集中，从而防止拉痕的出现。

[拉痕]

以下将描述上述拉痕。当驱动由多个支撑辊张紧并支撑的中间转印带56旋转时，沿中间转印带56的传送方向会在中间转印带56上出现条纹状凹凸部(拉痕)。拉痕类似于由施加到中间转印带56的不均匀张力而出现的褶皱。出现不均匀张力的原因包括进入中间转印带56背面(内周面)的异物，诸如灰尘和载体。如果灰尘和载体进入支撑辊与中间转印带56之间，则在支撑辊与中间转印带56之间接触部中存在灰尘和载体的部分处的压力会局部显著增加。一旦这种异物粘附到支撑辊，则支撑辊每旋转一次，对中间转印带56的接触压力都会局部增加。在这种情况下，出现不均匀张力，从而导致中间转印带56上的拉痕。具体地，小直径的支撑辊增大了对中间转印带56的接触压力。大接触压力容易导致局部压力升高并且相应地导致拉痕。因此，已知的是，拉痕在很大程度上是由支撑辊与带之间的压力所导致的。

随着反复驱动旋转，凹凸部大小或拉痕数量逐渐增加。如果在中间转印带56上出现拉痕，则中间转印带56的凹凸部或微小劣化导致在转印部T1处调色剂不均匀转印，从而导致条纹状图像输出。

另一方面，当使用具有软表面的辊(诸如金属芯涂覆橡胶的橡胶辊)时，由于支撑辊的表面受压变形，所以进入支撑辊与带之间接触部的灰尘和载体不会导致施加局部高压力。然而，由于成本高，所以难以将橡胶辊用作所有的支撑辊。因此，根据本示例性实施例，作为用于张紧中间转印带56的多个支撑辊中至少一个支撑辊的惰辊61是在金属表面上形成有凹槽70(凹部)的金属辊。

[关于各辊]

下面将描述设置在中间转印带56内的各辊。图6示出各辊的材料和直径。如图6所示，待被施加电压以在中间转印带56上转印调色剂图像的一次转印辊54a、54b、54c和54d是在表面上不形成凹槽的(无槽)金属辊。由于二次转印内辊62兼作驱动辊，所以表面包绕橡胶的橡胶辊用作二次转印内辊62，以避免中间转印带56与二次转印内辊62之间的打滑。除二次转印内辊62之外，用于张紧中间转印带56的多个支撑辊(即支撑辊60和67、张力辊63、和惰辊61)是金属辊。

具体地，如上所述，惰辊61具有小至12mm的直径，并且提供对中间转印带56的大接触压力。因此，惰辊61是表面上形成有凹槽70的(有槽)金属辊。支撑辊67具有小直径，并且提供对中间转印带56的大接触压力。因此，支撑辊67是类似于惰辊61的有槽金属辊。根据本示例性实施例，支撑辊67的外径比任何其他支撑辊小。尽管图6中未示出，但是根据本示例性实施例，支撑辊60是类似于惰辊61的有槽金属辊。支撑辊60和67可以是类似于一次转印辊54a的无槽金属辊。然而，当直径小并且对中间转印带56的接触压力大时，优选地支撑辊60和67是类似于本示例性实施例的有槽金属辊。这是因为，如上所述，支撑辊与带之间的大接触压力导致局部压力因灰尘而升高，从而可能导致拉痕。

另一方面，张力辊63是无槽金属辊。这是因为，当张力辊63是有槽金属辊时，粘附到中间转印带56的调色剂或纸粉不能完全由带清洁装置65去除。更具体地，带清洁装置65使接触构件(诸如刮刀)与中间转印带56在由张力辊63张紧区域中的外周面接触，以刮掉带上的调色剂。在这种情况下，如果张力辊63具有凹槽，则接触构件与带之间的接触压力会在有槽部与无槽部之间不同。当接触压力以这种方式变得不均匀时，调色剂和纸粉可能会在小接触压力的部分处通过。因此，根据本示例性实施例，张力辊63是无槽金属辊。更具体地，张力辊63的最大表面高度Ry小于任何其他有槽辊的最大表面高度Ry。优选地，张力辊63的最大表面高度Ry是25μm以下，并且张力辊63的十点平均粗糙度Rz是5μm以下。此外，通过使张力辊63的直径(根据本示例性实施例为21mm)大于任何其他有槽支撑辊的直径而使对中间转印带56的接触压力尽可能地小，从而防止出现拉痕。根据本示例性实施例，张力辊63的直径比任何其他支撑辊大。

[凹槽构造]

作为示例，下面将以惰辊61为例描述具有如上所述形成的凹槽的金属辊的凹槽构造。如上所述，惰辊61具有成螺旋形地形成的凹槽70。如图5B所示，根据本示例性实施例，当凹槽70具有轴向间距(凹槽形成宽度)L和凹槽高度D时，凹槽间距L设定到50μm以上且5mm以下。凹槽间距L优选为1 000μm以下，更优选为500μm以下，进一步更优选为300μm以上且400μm以下。根据本示例性实施例，凹槽高度D设定到10μm以上。凹槽高度D优选为120μm以下，更优选为10μm以上且40μm以下，进一步更优选为20μm以上且40μm以下。凹槽间距L和凹槽高度D可以沿惰辊61的纵向相同或不同。然而，即使当凹槽间距L和凹槽高度D在纵向上不同时，这些值优选地在上述范围内。

凹槽间距L是指在跨一峰部的两相邻谷部的轴向中心之间或最深点(顶点)之间的间隔。凹槽高度D是指相邻的峰部和谷部的轴向中心之间或相邻的峰部和谷部的顶点之间的径向间隔。根据本示例性实施例，如图5B所示，凹槽70成形为使得轴向截面形状包括具有三角形轮廓的轴向连续的峰部和谷部。因此，凹槽间距L是指轴向相邻的两谷部的顶点之间的间隔，并且凹槽高度D是指相邻的峰部和谷部的顶点之间的径向间隔。

如果凹槽间距L太小，则异物会卡在凹槽中。在这种情况下，无法充分防止由于卡住的灰尘或载体而导致的局部压力升高。因此，优选地，凹槽间距L比载体直径rc(个数平均粒径)大。更优选地，凹槽间距L与载体直径rc之比为2以上。如果凹槽间距L太大，则辊与带之间接触点的数量减少，从而导致对于凹槽每个顶点而言过大的接触压力。如果带的轮廓顺应凹凸，则无法充分防止由于卡住的灰尘或载体而导致的局部压力升高。

根据测量装置的操作手册，通过使用SALD-3000激光衍射粒度分析仪(岛津公司)来测量磁性载体的粒度分布。更具体地，在测量中，将0.1g磁性载体引入测量装置中，测量每个通道的样品数目以计算中值粒径d50，并将所得值识别为样品的个数平均粒径rc。

如果凹槽高度D太小，则无法充分防止由于卡住的灰尘或载体而导致的局部压力升高。因此，优选地，凹槽高度D与载体直径rc之比为2/3以上，更优选为1以上。如果凹槽高度D太大，则辊的强度将降低。因此，凹槽高度D与载体直径rc之比优选为4以下，更优选为2以下。

如果凹槽顶点的角度太小，则可能会损坏带。如果凹槽的顶点太平坦，则无法充分防止由于卡住的灰尘或载体而导致的局部压力升高。因此，凹槽间距L与凹槽高度D之比优选为3以上且10以下。

根据本示例性实施例，有槽支撑辊表面的最大表面高度Ry设定为比无槽转印辊表面的最大表面高度Ry大10μm以上。

除了三角形轮廓以外，凹槽70的轴向截面形状还可以为圆弧轮廓和梯形轮廓。然而，对于两谷部之间的峰部，优选的是存在短的平表面或者没有平表面。这是因为，当灰尘进入该平表面时，中间转印带56上的接触压力会局部增加。因此，优选地，凹槽70的轴向截面形状包括类似于本示例性实施例的连续三角形轮廓或类似于正弦波的连续圆弧轮廓。

最好是，凹槽70的两相邻脊线的间距小于使得在停止状态下与凹槽表面接触的中间转印带56不会永久变形的限制宽度，并且凹槽70的深度大于使得在停止状态下被支撑的中间转印带56与凹槽表面接触的限制深度。

当凹槽间距L小于300μm时，即使当灰尘和载体进入中间转印带56与惰辊61之间时灰尘和载体进入了凹槽，灰尘或载体从凹槽的突出量也会很大。因此，无法充分防止由于卡住的灰尘或载体而导致的局部压力升高。

另一方面，如图7A所示，当中间转印带56被惰辊61A(其上形成有凹槽70A，具有大于400μm的凹槽间距L)张紧时，挠曲的中间转印带56会显著压入凹槽70A的谷部。因此，如图7B所示，在惰辊61A张紧区域中的中间转印带56上会出现波纹。

L表示凹槽间距[mm]，d表示中间转印带56的厚度[mm]，b表示在惰辊61上的中间转印带56包绕量[mm]，P表示待施加到中间转印带56的每单位长度的张力[N/cm]，并且E表示中间转印带56的杨氏模量[GPa]。在此条件下，通过以下公式(1)将形变量h[mm]估算为两端旋转受约束的双端支撑梁的挠曲量。

h＝1/4*(L/(d*b))*(P/E)*106(1)

图8示出当惰轮61上中间转印带56的包绕量b为25mm并且凹槽70的凹槽间距L为400μm时，在中间转印带56的张力和杨氏模量变化的情况下通过使用公式(1)获得的中间转印带56的形变量h。参考图8，当中间转印带56具有3.5N/cm的张力和1.14GPa的杨氏模量时，最大形变量(即中间转印带56在凹槽70的谷部中的压入深度)估算为约3.5μm。

当实际驱动中间转印带56旋转时，带表面的杨氏模量发生变化并且纵向张力发生变化。因此，优选地，惰辊61的凹槽高度D相对于3.5μm具有余量，更具体地，凹槽高度D设定到10μm以上。

另一方面，当凹槽高度D大于40μm时，将上述张力施加到中间转印带56会在惰辊61的中心部处导致过大的挠曲量。这是因为，由于对作为由金属管形成的辊构件的惰辊61的表面进行周向凹槽加工，惰辊61在纵向的弯曲刚性降低并且挠曲量增加。因此，凹槽高度D优选为40μm以下。

如上所述，根据本示例性实施例，不仅可防止发生拉痕，而且可防止发生转印图像的不均匀浓度。更具体地，如上所述，待被施加用于将调色剂图像转印到中间转印带56的电压的一次转印辊54a、54b、54c和54d是最大表面高度Ry比惰辊61最大表面高度Ry小的无槽金属辊。因此，在轴向上不易出现不均匀电流，从而防止了转印图像不均匀浓度的发生。由于一次转印辊54a、54b、54c和54d以小压力与中间转印带56接触，所以即使当使用无槽金属辊时也不出现拉痕。

另一方面，如上所述，作为用于张紧中间转印带56的多个支撑辊中至少一个支撑辊的惰辊61是表面上形成有凹槽70的金属辊。因此，即使灰尘或载体进入中间转印带56与惰辊61之间的接触部，中间转印带56上的接触压力也不会因为灰尘和载体进入凹槽70而局部增加。因此，可以防止拉痕的出现。

具体地，根据本示例性实施例，凹槽70形成在作为驱动前置辊的在中间转印带56上接触压力易于增加的惰辊61上。因此，可以有效地防止拉痕的出现。此外，对中间转印带56的接触压力易于增加的支撑辊60和67也是表面上形成有凹槽的金属辊。因此，可以防止拉痕的出现。如上所述，有槽支撑辊不被施加用于调色剂图像转印的电压，因此不影响图像的不均匀浓度。

根据上述示例性实施例，优选地，一次转印辊54a、54b、54c和54d的最大表面高度为25μm以下。然而，除此以外，优选的是一次转印辊54a、54b、54c和54d的表面粗糙度(十点平均粗糙度Rz)为5μm以下。

当施加有高电压的作为金属辊的一次转印辊54a、54b、54c和54d具有大的表面粗糙度时，在一次转印辊与中间转印带56之间会产生间隙，并且在一次转印辊与中间转印带56之间可能会发生放电。如果发生放电，则由于应力造成的损坏会导致在中间转印带56一部分上产生绝缘击穿，从而可能导致局部转印不良。具体地，当具有低耐受电压的树脂(诸如聚酰胺)或由诸如碳黑的导电颗粒制成的低分散性材料用于中间转印带56时，易于发生该问题。

通过将一次转印辊54a、54b、54c和54d的表面的十点平均粗糙度Rz设定到5μm以下，可防止上述问题轻易发生。

尽管在上述示例性实施例中凹槽是形成在支撑辊(诸如惰辊61)上的凹部，但是凹槽可以是例如形成在支撑辊表面上的多个凸部。例如，平面图中具有圆形和多边形轮廓的小凹部可以形成在支撑辊的整个表面上。

在不被施加电压(转印偏压)的金属辊中，优选地，凹部形成在对中间转印带56接触压力大并具有小直径的辊上。因此，取决于成像设备的构造，凹部可以形成在除惰辊61之外的至少一个支撑辊上。例如，如果惰辊61具有大直径并且即使其上不形成凹部也不易牵涉到拉痕的发生，则凹部也可以形成在除惰辊61之外的支撑辊上。

在一些成像设备中未设置惰辊61。在这种情况下，凹部形成在未被施加电压(转印偏压)的用于张紧中间转印带的金属辊中至少一个的表面上。在这种情况下，优选地，凹部也形成在对中间转印带接触压力大并且具有小直径的辊上。

根据上述示例性实施例，一次转印辊54a、54b、54c和54d是无槽金属辊，并且二次转印内辊62是橡胶辊。然而，二次转印内辊62也可以是类似于一次转印辊54a的无槽金属辊。更具体地，作为用于张紧中间转印带56的多个支撑辊中至少一个支撑辊的第一辊(例如，惰辊61)是在金属表面上形成有凹部的金属辊。在这种情况下，作为至少一次转印辊54a、54b、54c和54d或二次转印内辊62的第二辊是金属表面的表面粗糙度的最大高度比第一辊小的金属辊。

尽管已经以打印机作为成像设备描述了上述示例性实施例，但是成像设备可以是复印机、传真机或多功能外设，而不是打印机。

根据本发明，不仅可防止拉痕的发生，而且可防止转印图像的不均匀浓度。

虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。以下权利要求的范围应赋予最宽泛的解释，以便涵盖所有变型以及等同的结构和功能。

Claims (21)

1.一种转印单元，可安装到成像设备上并从成像设备拆卸，转印单元包括：

环形的中间转印带，配置用来保持从图像承载构件转印的调色剂图像；

多个支撑辊，配置用来张紧中间转印带，所述多个支撑辊包括由金属制成的第一辊；以及

由金属制成的第二辊，配置用来接触中间转印带的内表面以形成转印部，并且当转印偏压施加到第二辊时第二辊把由图像承载构件承载的调色剂图像转印到中间转印带，

其中，第一辊设置有形成在90％以上成像区域中的凹部，凹部具有10μm以上的深度以及50μm以上且5mm以下的宽度，

其中，第二辊在成像区域中具有25μm以下的最大表面高度Ry，并且

其中，第一辊的最大表面高度Ry比第二辊的最大表面高度Ry大10μm以上。

2.根据权利要求1的转印单元，其中，第一辊充当驱动前置辊，在中间转印带旋转方向上邻近地设置在驱动辊的上游侧，驱动辊可旋转地驱动中间转印带。

3.根据权利要求1的转印单元，其中，在所述多个支撑辊中，第一辊具有最小直径。

4.根据权利要求1的转印单元，还包括：

二次转印辊，配置用来接触中间转印带的外周面以形成二次转印部，并且把形成在中间转印带上的调色剂图像转印到记录材料，

其中，第一辊在中间转印带旋转方向上设置于二次转印部的下游侧和在中间转印带旋转方向上设置于第二辊形成的转印部的上游侧。

5.根据权利要求1的转印单元，还包括：

刮刀，配置用来去除中间转印带上的转印残留调色剂，

其中，所述多个支撑辊包括由金属制成的第三辊，配置用来经由中间转印带接触刮刀，并且

其中，第三辊是在成像区域中不形成有凹部的辊，并且在所述多个支撑辊中第三辊具有最大直径。

6.根据权利要求1的转印单元，其中，凹部是在与形成有凹部的支撑辊的轴向交叉的方向上形成的凹槽。

7.根据权利要求1的转印单元，其中，凹部是沿第一辊的周向形成的螺旋槽。

8.根据权利要求1的转印单元，其中，凹部的宽度与深度之比是3以上且10以下。

9.根据权利要求1的转印单元，还包括显影装置，配置用来通过使用含有调色剂和载体颗粒的显影剂来使形成在图像承载构件上的潜像显影，其中，凹部宽度与载体颗粒直径之比是1以上。

10.根据权利要求1的转印单元，还包括显影装置，配置用来通过使用含有调色剂和载体颗粒的显影剂来使形成在图像承载构件上的潜像显影，其中，凹部宽度与载体颗粒直径之比是2以上。

11.根据权利要求1的转印单元，其中，凹部以沿第一辊轴向300μm以上且400μm以下的间距形成。

12.根据权利要求1的转印单元，其中，凹部的宽度是1000μm以下。

13.根据权利要求1的转印单元，其中，凹部的宽度是500μm以下。

14.根据权利要求1的转印单元，还包括显影装置，配置用来通过使用含有调色剂和载体颗粒的显影剂来使形成在图像承载构件上的潜像显影，其中，凹部深度与载体颗粒直径之比是2/3以上。

15.根据权利要求1的转印单元，其中，凹部的深度是120μm以下。

16.根据权利要求1的转印单元，其中，凹部的深度是10μm以上且40μm以下。

17.根据权利要求1的转印单元，其中，凹部的深度是20μm以上且40μm以下。

18.根据权利要求1的转印单元，其中，第二辊在成像区域中具有10μm以下的最大表面高度Ry。

19.根据权利要求5的转印单元，其中，第二辊在成像区域中具有0.4μm以上的最大表面高度Ry。

20.根据权利要求1的转印单元，其中，第二辊具有5μm以下的十点平均表面粗糙度Rz。

21.根据权利要求5的转印单元，其中，第三辊具有5μm以下的十点平均表面粗糙度Rz。