CN1097753C - 图像成形设备 - Google Patents

Abstract

一种图像成形设备，它包括其表面可形成有色调剂图像的感光鼓；从转印纸的一侧按顺序叠置有电介质层，半导体层和导电体层的转印鼓；将规定电压外加到该导电体层上的电源部；以及通过转印纸与上述电介质层相接触的接地的接地辊。而且，在该图像成形设备中，上述半导体层采用具有弹性的发泡体，且在该半导体层中所存在的气泡球的直径调节到200～400μm的范围内，或是将半导体层和电介质层之间形成的微小间隙平均化而得到的平均微小间隙调节到20～50μm的范围内。

Description

图像成形设备

本发明涉及激光打印机、复印机、激光传真机等中用的图像成形设备，特别涉及下述的转印鼓等转印机构的结构，该转印机构用来在保持转印纸的同时，进行多次的色调剂转印。

在过去，已出现了下述的图像成形设备，该装置通过在感光鼓上形成的静电潜像上设置色调剂而使该潜像显影出来，之后将该色调剂图像转印到卷绕于转印鼓上的转印纸上。

如图11所示，在上述的图像成形设备中的具有电介质层101a的圆筒101的内部，分别设有吸附转印纸P用的电晕带电器102，以及将形成于感光鼓103表面上的色调剂图像转印到转印纸P上的电晕带电器104，通过相应的带电器102，104可分别进行转印纸P的吸附和转印操作。

另外过去还出现了一种下述的图像成形设备，如图12所示，这种设备包括由外层为半导体层201a，内层为基层201b形成的双层结构圆筒201，以及用来使传送中的转印纸P沿上述圆筒201保持住的夹持机构202。在该图像成形设备中，通过借助上述夹持机构202将上述传送中的转印纸P端部夹住的方式，将该转印纸P保持于圆筒201的表面上，之后通过使圆筒201的半导体外层201a带上电压，或借助设于圆筒201内部的带电器的放电，而使圆筒201表面充电，这样感光鼓103中的色调剂图像便可转印到转印纸P上。

但是，在图11所示的图像成形设备中，由于作为转印辊的圆筒101为仅仅由电介质层101a形成的单层结构，这样在其内部必须设置上述电晕带电器102，104。因此，圆筒101的尺寸受到限制，从而会产生不能使整个装置的体积小型化的问题。

而且，在图12所示的图像成形设备中，虽然作为转印辊的圆筒201为双层结构，用来在转印纸P上转印色调剂图像的圆筒201可以带有电，这样带电器的数量可较少，但是，由于设有上述夹持机构202，使图像成形设备的整个结构较为复杂，由此会产生整个装置的部件数量较多，该装置的制作成本增加的问题。

因此，为了解决上述各种问题，在日本的特开平5-173435号文献中公开了一种下述的图像成形设备，该设备包括，至少具有发泡体层和覆盖该发泡体层的电介质层的转印鼓，该设备将依次在感光鼓上形成的各种颜色的色调剂图像，按顺序重叠转印到吸附在上述转印鼓上的转印纸上，从而在转印纸上形成彩色图像。

在上述图像成形设备中，作为将转印纸保持于转印鼓上的方法，是采用作为电荷施加机构的吸附辊，将转印纸以静电方式吸附于转印鼓上。这样，在上述图像成形设备中，为了提高吸附能力，即转印纸的吸附性，在上述发泡体层和电介质层之间，还需设有10μm以上的间隙层。

但是，对于上述日本的特开平5-173435号文献中所描述的发泡体层和电介质层之间的间隙为10μm以上的规定显然是不清楚的，而且直到该间隙为几个mm时，仍能在实际领域应用。但是，一般来说，间隙量越大，用来使转印纸稳定地以静电方式吸附于电介质层上的电压，或用来在转印纸上转印色调剂图像的色调剂转印电压就越高。这样，上述日本的特开平5-173435号文献中所描述的图像成形设备不但会产生安全性的问题，而且还会增加成本。

而且，为了能稳定良好地将转印纸以静电方式吸附于转印鼓上，并且稳定良好地在转印纸上转印色调剂图像，一般必需至少设置两个电源，这样就会产生使整个装置体积增加，并使该装置的制造成本加大的问题。

本发明的目的在于提供一种图像成形设备，该装置通过使转印纸以静电方式稳定地吸附于转印鼓等转印机构表面上，从而使转印到转印纸上的色调剂图像不会产生转印不良的情况，而且可使在转印纸上所形成的图象保持良好，另外该装置造价也较低。

为了实现上述目的，本发明的图像成形设备包括：

其表面可形成有色调剂图像的感光鼓；

转印鼓，该转印鼓从与转印纸的接触面一侧按顺序叠置有电介质层，半导体层和导电体层，通过使该转印纸与上述感光鼓相接触的方式，将在该感光鼓上所形成的色调剂图像便转印到该转印纸上；

电源部，该电源部与上述导电体层连接，并将规定电压施加到该导电体层上；

接地辊，该接地辊设于相对上述电介质层表面的转印位置的转印纸的传送方向的上游侧，该接地辊通过转印纸与该电介质层表面相接触，从而在外加有电压的导电体层与转印纸之间形成电位差；

上述半导体层由具有弹性的发泡体形成，在该半导体层中所存在的气泡球的直径调节到规定范围内，从而在从上述转印鼓一侧朝向接地辊一侧帕邢放电之后，仍可从上述接地辊一侧朝向转印鼓一侧连续地供给电荷。

而且，在上述图像成形设备中，上述半导体层中所存在的气泡球的直径最好在200～400μm的范围内。

按照上述的结构，①用在导电体层上施加电压的方式，在半导体层上存储电荷。当转印纸在上述转印鼓和接地辊之间传送，使上述接地辊通过转印纸与电介质层相接触时，存储在半导体层上的电荷便转移到电介质层上，从而可产生帕邢放电现象，并随帕邢放电现象产生电荷注入。其结果是，在转印纸上产生电荷，由于该转印纸表面上的电荷，以及通过电源部施加的外加电压所产生的电荷之间的吸引力的作用，转印纸便以静电方式吸附于感光鼓的表面上。因此，仅仅在导电体层上施加电压，便可使转印纸以静电方式吸附于电介质层表面，即感光鼓的表面。而且，由于通过电源部而施加的外加电压所产生的电荷，和感光鼓表面上的色调剂图像的电荷之间的电位差的作用，色调剂图像便被转印到转印纸上。

按上述方式采用上述的结构，由于不是按照已有技术的方式通过空中放电进行电荷注入的方式进行转印纸的吸附，转印，而是通过在上述电介质层和接地辊之间的两辊之间的辊隙(微小间隙)中的局部的放电以及电荷注入进行转印纸的吸附，转印的，这样不仅转印电压较低，而且很容易对电压进行控制。因此，与按照已有技术的方式，通过空中放电在转印鼓表面产生电荷而使个转印鼓表面充电的场合相比，上述的图像成形设备可使转印鼓表面稳定地带电，并可稳定地进行转印纸的吸附和转印。而且，按照上述的结构，由于转印鼓等等上的电压不会产生波动，所以可提高转印的效率，提高图像的质量。此外，所产生的臭氧量也比较少。

还有，按照上述的结构，②可仅仅采用一个电源，便可获得施加用于使转印纸的以静电方式吸附于转印鼓表面上的电压，以及用于使在感光鼓上形成的色调剂图像转印到转印纸上的电压。因此，不但上述图像成形设备的成本较低，而且可减小该设备的体积。

而且，按照上述的结构，③由于上述半导体层由具有弹性的发泡体形成，且上述半导体层中的气泡球的直径可在200～400μm的范围内，这样可向转印纸上供给较多的电荷。此外，在进行转印时，转印纸不会沿转印鼓的逆向卷曲。因此，可使转印纸以静电方式稳定地吸附保持于转印鼓上。

再有，为了实现上述目的，本发明的另一种图像成形设备包括：

其表面可形成有色调剂图像的感光鼓；

转印鼓，该转印鼓从与转印纸的接触面一侧按顺序叠置有电介质层，半导体层和导电体层，通过使该转印纸与上述感光鼓相接触的方式，将在该感光鼓上所形成的色调剂图像便转印到该转印纸上；

电源部，该电源部与上述导电体层连接，并将规定电压施加到该导电体层上；

接地辊，该接地辊设于相对上述电介质层表面的转印位置的转印纸的传送方向的上游侧，该接地辊通过转印纸与该电介质层表面相接触，从而在外加有电压的导电体层与转印纸之间形成电位差；

而且将上述半导体层和电介质层之间的平均距离调节到规定范围内，从而在从上述转印鼓一侧朝向接地辊一侧帕邢放电之后，仍可从上述接地辊一侧朝向转印鼓一侧连续地供给电荷。

在上述图像成形设备中，为了实现上述的结构，半导体层可由具有弹性的发泡体形成，且该半导体层和电介质层之间的平均距离可设定在20～50μm的范围内。

按照上述结构，可实现与上述①和②相同的效果。而且按照上述的结构，④由于上述半导体层由具有弹性的发泡体形成，这样在半导体层上形成有由气泡产生的凹凸部，容易对上述半导体层和电介质层之间的平均距离进行调整。由于将通过对实际存在于电介质层和半导体层之间的全部的微小间隙进行平均化而得出的平均微小间隙的尺寸，即电介质层与半导体层之间的平均距离，调节到20～50μm的范围内，这样即使在帕邢放电之后仍可进行电荷注入，故可提高转印纸上的充电电位。由此可向转印纸上供给较多的电荷，并可使转印纸以静电方式稳定的吸附保持于转印鼓上。

还有，在上述结构中，还可以在上述电介质层中朝向半导体层的一侧表面上形成凹凸部。如果在上述电介质层中朝向半导体层的一侧表面上形成有凹凸部，⑤还可通过半导体层表面中的气泡所产生的凹凸部，以及在电介质层表面上形成的凹凸部，对上述半导体层和电介质层之间的平均距离进行调整。因此可更加自由地对电介质层表面上形成的凹凸部的尺寸，即用于形成半导体层的发泡体中的气泡球的直径进行设计，同时还可以很容易地对上述半导体层和电介质层之间的平均距离进行调节。

此外，在上述图像成形设备中，作为实现上述结构的另一种结构，还可以使上述半导体层为具有弹性的非发泡体，在上述半导体层和电介质层中相互对合的至少一个表面上形成有凹凸部，并且上述半导体层和电介质层之间的平均距离设定在20～50μm的范围内。

按照上述的结构，可实现与上述①和②相同的效果。而且按照上述结构，⑥由于上述半导体层和电介质层中相互对合的至少一个表面上形成有凹凸部，且上述半导体层和电介质层之间的平均距离在20～50μm的范围内，所以即使在上述半导体层采用具有弹性的非发泡体的场合，在帕邢放电之后仍可进行电荷注入，并且可提高转印纸上的充电电位。因此可向转印纸上供给较多的电荷，并可使转印纸以静电方式稳定的吸附保持于转印鼓上。

根据下面的描述，可以很容易地得出本发明的其它目的、特征及其优点。而且，根据参照附图给出的下面的描述，还可以容易获知本发明的效果。

图1(a)为实际存在于在本发明的一个实施例中的图像成形设备中设置的转印鼓中的半导体层和电介质层之间的微小间隙的示意图。

图1(b)为获得图1(a)所示的均匀了化的微小间隙的场合用的微小间隙的示意图。

图2为本发明的一个实施例的图像成形设备中所设置的转印鼓附近处的结构示意图。

图3为设有图2所示的转印鼓的图像成形设备的结构示意图。

图4为图2所示的转印鼓的充电状态说明图，该图还表示转印纸朝向转印鼓传送的初始状态。

图5为图2所示的转印鼓的充电状态说明图，该图还表示转印纸朝向转印鼓的转印位置传送的状态。

图6为表示图2所示的转印鼓、接地辊之间的紧靠部分中的帕邢放电的说明图。

图7为转印纸上的充电电位与辊隙交咬时间的关系图。

图8为在与图7不同的条件下的另一场合的转印纸上的充电电位与辊隙交咬时间的关系图。

图9为在与图7不同条件下的又一场合的转印纸上的充电电位与辊隙交咬时间的关系图。

图10为图2所示的转印鼓与接地辊之间的电荷注入机构的等效电路的电路图。

图11为已有的图像成形设备的结构示意图。

图12为另一种已有的图像成形设备的结构示意图。

下面根据图1～图10对本发明的实施例进行描述。

如图3所示，一实施例的图像成形设备包括，存放并提供作为可通过色调剂形成图象的记录纸的转印纸P(参照图2)的供纸部1，将色调剂图像转印到转印纸P上的转印部2，形成色调剂图像的显影部3，以及将转印到转印纸P上的色调剂图像融着、定影的定影部4。

上述供纸部1中设有供纸盒5，该供纸盒5以可拆卸的方式设置于成形装置主体底端，用于存放转印纸P并将其送给上述的转印部，设有手供纸部6，该手供纸部6设在主体正面侧，它可通过手动方式，按每次一张的方式从正面供给转印纸P，设有拾取辊7，该拾取辊7按每次一张的方式，由上述供纸盒5的最上侧拾取送出转印纸P，设有预传送辊(PF辊)8，该预传送辊8传送通过拾取辊7送出的转印纸P，设有手供纸辊9，该手供纸辊9传送由手供纸部6供给的转印纸P，还设有预卷曲辊(预卷曲机构)10，该预卷曲辊10使通过上述预传送辊8和手供纸辊9传送的转印纸P产生卷曲。

在上述供纸盒5中设有通过弹簧等部件可向上弹起的送出部件5a，在该送出部件5a上叠放有转印纸P。这样，供纸盒5中的转印纸P的顶面与上述的拾取辊7相接触，由于拾取辊7沿箭头方向旋转，使该转印纸P按每次一张的方式送向预传送辊8，并传送给预卷曲辊10。

在另一方面，由手供纸部6供给的转印纸P，通过手供纸辊9也送给至预卷曲辊10。

上述预卷曲辊10使按上述方式传送的转印纸P产生卷曲，在这儿，上述转印纸P的卷曲是为了容易使转印纸P吸附于转印部2上设置的圆筒形转印鼓11的表面。

在上述转印部2中，设有作为上述的转印机构的转印鼓11，在该转印鼓11外周设有作为接地的电极部件的接地辊(电位差形成机构)12，该接地辊12通过转印纸P与转印鼓11相接触，在上述转印部2中还设有导向件13，以及剥离爪14等部件，该导向件13对转印纸P进行导向，从而使该转印纸P相对转印鼓11掉落，该剥离爪14可强制地将吸附于转印鼓11上的转印纸P剥离下来。而且，上述剥离爪14还可以可自由分离、接触的方式设于转印鼓11的表面。

此外，在显影部3中设有压靠于上述转印鼓11上的作为图象保持体的感光鼓15，该感光鼓15由与地连接的导电性铝管15a构成，其表面涂敷有图中未示出的OPC膜。

而且，上述感光鼓15周围呈放射状的方式设置有分别接纳相应的黄色、品红色、青色、黑色的色调剂的显影装置16，17，18，19，同时上述感光鼓15还设有作为清洁机构的清洁刮板21，该清洁刮板21刮除感光鼓15表面上的剩余色调剂，上述每种色调剂可在感光鼓15上形成色调剂图像。也就是说，如果采用上述感光鼓15，可依次对每一种颜色重复进行充电，曝光，显影和转印的步骤。因此，在进行彩色转印时，相对于以静电方式吸附于转印鼓11上的转印纸P，每当转印鼓11旋转一圈，一种颜色的色调剂图像便转印到转印纸P上，这样最多旋转4圈便可形成一个彩色图像。

还有，从转印效率和图像质量来说，上述的感光鼓15和转印鼓11要在转印部位以8公斤的压力靠压在一起。

再有，在定影部4中设有定影辊23和定影导向件22，该定影辊23以规定的温度，压力使色调剂图像融着并定影于转印纸P上，在上述色调剂图像转印之后，上述定影导向件22将通过剥离爪14从转印鼓11上剥离下来的转印纸P导向到上述的定影辊23上。

在上述定影部4的沿转印纸P传送方向的下游侧设有排出辊24，从而使定影后的转印纸P可从图像成形设备主体排到排出盘25上。

下面对上述的转印鼓11的结构进行说明。

如图2所示，转印鼓11包括作为基本材料的圆筒形铝制导电体层26，在该导电体层26上设有由具有弹性的发泡体形成的半导体层27。而且，在上述半导体层27上设有电介质层28。形成上述半导体层27的发泡体可采用聚氨酯橡胶(发泡聚氨酯)等材料，上述的电介质层28可采用聚偏氟乙烯(PVDF)。

作为电压施加机构的电源部32与上述的导电体层26连接，它在导电体层26的整个周面保持稳定的电压。

在本发明中，由于上述的半导体层27和电介质层28之间必须保持有微小间隙，因为作为上述各层的固定方法，不能采用粘接剂等等对上述各层进行粘接，而需要采用可将上述各层压靠在一起进行固定的层压板等部件进行固定的方法。作为采用上述的层压板等部件的固定方法，可采用下述的方式，即分别在呈层片状的半导体层27和电介质层28的两端部形成贯通每个层的多个通孔，通过将设于层压板等部件上的凸起部嵌入这些通孔中的方式，而实现上述各层的固定。而且，也可以采用其它的固定方法，比如说在导电体层26上覆盖呈圆筒形的半导体层27，使位于其外层的呈圆筒形的电介质层28产生热收缩，而进行固定的方式。用于上述的各层的固定方法，只要是能够使上述的半导体层27和电介质层28不紧密贴合，并使这两层之间保持有规定的间距的方法，都可以采用，对它们并不必进行特别的限制。

下面参照图4～6对通过上述的转印鼓11的转印纸P的吸附，转印动作进行描述。而且，此时在转印鼓11的导电体层26上通过电源部32加有正电压。

首先对转印纸P的吸附过程进行说明。在本发明的图像成形设备中，采用了接地辊12的转印纸P的静电吸附用电荷产生机构，主要由帕邢放电和电荷注入形成。即将转印鼓11上所传送的转印纸P通过接地辊12压靠于电介质层28表面，使存储在半导体层27上的电荷转移到电介质层28上，这样在电介质层28与半导体层27相接触的表面会产生正电荷。因此，如图6所示，随着接地辊12和转印鼓11中的电介质层28之间的距离的减小，上述电介质层28和接地辊12之间的紧靠部分(辊隙交咬部分)附近的电场强度将增加，从而使空中绝缘破坏，在区域(I)中，会从转印鼓11一侧朝向接地辊12一侧放电，即出现帕邢放电现象。

由此，在转印鼓11表面(即，电介质层28与转印纸P相接触的表面)会产生负电荷，而在转印纸P的内侧(即，与电介质层28相接触的表面一侧)出现正电荷。

而且，在放电完毕后，在上述接地辊12和转印鼓11之间的辊隙交咬部分(即图6所示的区域(II))中，发生电荷注入，从而在转印纸P的外侧(即与接地辊12相接触的一侧)产生负电荷。

上述帕邢放电是指，随着接地辊12和转印鼓11中的电介质层28之间的距离的减小，上述电介质层28和接地辊12之间的辊隙交咬部分附近处的电场强度的增加，会使空中绝缘破坏，从而在图6所示的区域(I)中，会产生从转印鼓11一侧朝向接地辊12一侧的放电。

而且，上述的电荷注入是指，在放电完毕后，在上述接地辊12和转印鼓11之间的辊隙交咬部分，即区域(II)中，电荷从接地辊12一侧朝向转印鼓11一侧的注入。

按上述方式，由于帕邢放电和伴随该帕邢放电的电荷注入的作用，在转印纸P内侧会产生正电荷。而且，借助通过电源部32所施加的E电压产生的电荷与上述转印纸P外侧的负电荷之间的吸引力，可将转印纸P以静电方式吸附于转印鼓11上。此外，由于外加电压保持稳定而不产生波动，该吸附力可使转印纸P稳定地吸附于转印鼓11上。再有，由于接地辊12和转印鼓11的旋转，转印鼓11表面会均匀带电。

随着转印鼓11沿箭头方向旋转，吸附于转印鼓11上的转印纸P在其外侧带有负电荷的状态下，送向色调剂图像的转印位置X处。

下面对转印纸P的转印过程进行说明。如图5所示，感光鼓15在其表面上吸附有带有负电荷的色调剂。因此，如果其表面带有负电荷的转印纸P被送向转印位置X处，则可认为在转印纸P和感光鼓15上的色调剂之间会产生较强的排斥力，但是电源部32会产生与在转印纸P和感光鼓15上的色调剂之间产生排斥力相抵消的吸引力。其结果是，将色调剂图像转印到转印纸P上。

按上述方式，本发明不是按已有技术方式通过空中放电而进行转印纸P的吸附，转印，而是通过在转印鼓11中的电介质层28和接地辊12之间的辊隙交咬部分，进行局部的放电及电荷注入而进行该转印纸P的吸附，转印的，这样不仅可降低施加至导电体层26上的电压，而且还易于对电压进行控制。因此，与按已有技术的方式的通过空中放电使转印鼓表面产生电荷并带电的场合相比，上述的图像成形设备可使转印鼓11表面稳定地带电，并且可稳定地吸附住转印纸P，并进行稳定的转印。而且，按照上述结构，由于转印鼓11上的电压不会产生波动，所以可提高转印效率，并提高图像质量，而且所产生的臭氧量也比较少。

再有，本申请的发明人还依据各种分析的结果发现，通过规定上述电介质层28和半导体层27之间的微小间隙的尺寸的方式，可以提高对转印纸P的静电吸附力，而且可与外加电压或电介质层28的厚度无关。

下面根据图1，以及图7～10，对上述的电介质层28和半导体层27之间的微小间隙的尺寸，与转印纸P的带电电位和静电吸附力之间的关系进行描述。

图10为表示在帕邢放电完毕之后的电荷注入机构的等效电路。而且，在该等效电路中，电荷注入相当于由于流过电路的电流的作用，将电荷存储在电容器中。即标号E表示从电源部32施加于导电体层26上的外加电压，标号r1表示半导体层27的电阻，标号r2表示半导体层27和电介质层28之间的接触电阻，标号r3表示电介质层28的电阻，标号r4表示转印纸P的电阻，标号r5表示转印纸P和接地辊12之间的接触电阻。而且，标号C2表示半导体层27和电介质层28之间的静电容量，标号C3表示电介质层28的静电容量，标号C4表示转印纸P的静电容量，标号C5表示接地辊12和转印纸P之间的微小间隙的静电容量。

在这里，为了求出存储于上述C4中的电荷量(电位)，可以用由于帕邢放电而带上的电荷量(电位)作为初始电位，通过该等效电路计算出上述C4的电位差，进而可以求出帕邢放电及电荷注入两者的带电电位。按上述方式求出的转印纸P的最终的充电电位(V4)的计算公式为：

V4＝A×(b×e^Bt-c×e^Ct)

(上述公式中，A、B、C、b、c分别表示取决于电路的常数)

按上述方式，存储于转印纸P表面的电荷(电位)的极性与外加于导电体层26上的电压的极性相反。由此，在转印纸P和导电体层26之间作用有吸引力，从而使转印纸P以静电方式吸附于转印鼓11上。即可认为转印纸P的充电电位越高，将该转印纸P以静电方式吸附于转印鼓11上的能力越大。

因此，通过多次改变电介质层28和半导体层27之间的微小间隙的尺寸，即电介质层28和半导体层27之间的平均距离，以及外加电压，可用图得出在转印纸P的任意位置通过转印鼓11和接地辊12之间的辊隙交咬部分时所需要的辊隙交咬时间(t)，以及在各辊隙交咬时间中根据上述公式算出的电荷注入量的转印纸P的充电电位之间的关系。图7～9表示该关系图的一个实例。

图7为一幅曲线图，它示出了在电介质层28和半导体层27之间的微小间隙为40μm的场合，在导电体层26上分别外加有1500V，2000V，2500V，3000V的电压时的上述辊隙交咬时间与转印纸P的充电电位之间的关系。在该图中，横轴表示辊隙交咬时间，纵轴表示转印纸P上的充电电位，与纵轴的交点表示帕邢放电所产生的初始充电电位。而且，上述的辊隙交咬时间，比如说为0.03秒时的转印纸P上的充电电位为该图中虚线与纵轴的交点的相应值。

根据图7的结果，可认为在上述电介质层28和半导体层27之间的微小间隙为40μm的场合，与外加电压无关，在帕邢放电(t＝0)后，由于再次产生的电荷注入，上述的充电电位上升，所以转印纸P以静电方式朝向转印鼓11的吸附力增加。

类似的，图8表示上述电介质层28和半导体层27之间的微小间隙为70μm时的辊隙交咬时间与转印纸P上的充电电位之间的关系，图9表示上述微小间隙为10μm时的辊隙交咬时间与转印纸P上的充电电位之间的关系。

如图8所示，在上述电介质层28和半导体层27之间的微小间隙为70μm的场合，与外加电压无关，转印纸P上的充电电位在电荷注入初始阶段(t＝0.005～0.01秒左右)会暂时上升，但是之后该充电电位便开始衰减。

由此，由于外加电压的作用，在，比如说t＝0.03秒后的充电电位将小于初始的充电电位(t＝0)，所以在上述微小间隙为70μm的场合，使转印纸P以静电方式朝向转印纸P的吸附力较差。

如图9所示，在上述电介质层28和半导体层27之间的微小间隙为10μm的场合，不会发生电荷注入。由此，与外加电压无关，转印纸P上的充电电位是衰减的，并小于电荷注入初始时的充电电位(t＝0)。由此，在上述微小间隙为10μm的场合，使转印纸P以静电方式朝向转印纸P的吸附力较差。

在通过多次改变上述电介质层28和半导体层27之间的微小间隙的尺寸而调节辊隙交咬时间和转印纸P上的充电电位之间的关系后，可得出下述的观点。即在上述的微小间隙处于20～50μm的范围内的场合，可获得与图7所示的曲线走向相同的曲线走向。换句话说，在上述的微小间隙处于20～50μm的范围内的场合，在帕邢放电后，由于再次形成的电荷注入的作用，转印纸P上的充电电位上升，这样便使转印纸P以静电方式朝向转印纸P的吸附力增加。因此，将上述的放小间隙设定在20～50μm的范围内，便可向转印纸P上供给较多的电荷。这样，可使转印纸P稳定地以静电方式吸附于转印鼓11上。

而且，在上述的微小间隙大于50μm的场合，可得出与图8所示的曲线走向相同的曲线走向。即在上述的微小间隙大于50μm的场合，通过外加电压，充电电位在大于辊隙交咬时间时，将小于电荷注入初始时的充电电位。因此，设定上述的微小间隙大于50μm，对转印纸P以静电方式吸附于转印鼓11上是不利的。

在上述的微小间隙小于20μm的场合，可得出与图9所示的曲线走向相同的曲线走向。即在上述的微小间隙小于20μm的场合，不会产生电荷注入。因此，转印纸上的充电电位在大于辊隙交咬时间时，由电荷注入初始时的充电电位衰减。因此，设定上述的微小间隙小于20μm，对转印纸P以静电方式吸附于转印鼓11上是不利的。

由于上述原因，上述的半导体层27和电介质层28之间的平均距离，最好在即使在从上述的转印鼓11一侧朝向接地辊12一侧进行帕邢放电后，仍可继续地从接地辊12一侧朝向转印鼓11一侧进行电荷注入(电荷供给)的预定范围内进行调节。从理论上说，电介质层28和半导体层27之间的微小间隙最适合在20～50μm的范围内。

而且，可通过实验来确认上述的结论。即通过多次改变电介质层28和半导体层27之可的微小间隙的尺寸，对转印纸P朝向转印鼓11的静电吸附力进行评价。表1表示该实验的结果。其中，静电吸附力的效果，是通过在转印鼓11旋转4圈期间，转印纸P是否能稳定地以静电方式吸附于转印鼓11上来评价的。

                           表1

电介质层和半导体层之间的微小间隙	10以下	10	20	30	40	50	60	60以上
									静电吸附力	×	×	○	○	○	○	×	×

(○：效果好  ×：效果差)  单位：μm

表1中给出的结果明确表明，在转印鼓11旋转4圈期间，为了使转印纸P稳定地以静电方式吸附于转印鼓11上，上述的微小间隙必须在20～50μm的范围内。如果上述的微小间隙小于20μm，或大于50μm，则在转印鼓11旋转4圈期间，转印纸P会从转印鼓11上剥离下来，从而可判断出转印纸P不能稳定地以静电方式吸附于转印鼓11上。

因此，根据上述表1和图7～9所示的的曲线图等结果可知道，若电介质层28和半导体层27之间的微小间隙设定在20～50μm的范围内，便可以在转印鼓11旋转4圈期间，使转印纸P稳定地以静电方式吸附于转印鼓11上。

此外，上述的静电吸附力还会受到半导体层27中的气泡球直径的影响。在这里，表2表示上述的半导体层27中的气泡球直径与转印纸P的静电吸附力的关系。其中，上述静电吸附力的效果，是通过在在转印鼓11旋转4圈期间，转印纸P是否能稳定地以静电方式吸附于转印鼓11上来评价的。

                            表2

气泡球直径(μm)	100以下	100	200	300	400	500	600以上
								静电吸附力	×	×	○	○	○	○	×

(○：效果好  ×：效果差)

表2中给出的结果明确表明，半导体层27中的气泡球直径在200～400μm的范围内最适合。如果上述的气泡球的直径小于200μm，则形成在半导体层27上的由上述气泡所产生的凹凸部较小。由此，在上述电介质层28和半导体层27之间产生的微小间隙过小(小于20μm)，进而使转印纸P在转印鼓11上的静电吸附效果较差，这种情况是不好的。如果上述的气泡球的直径大于40μm，则由上述的气泡所产生的凹凸部相当大，随着该直径的加大，上述电介质层28和半导体层27之间所产生的微小间隙也变得相当大。但是，如果气泡球的直径过大，则半导体层27的硬度便会降到很小。由此，在转印纸P与接地辊12相接触期间，会产生反向的(不沿转印鼓11)卷曲，使转印纸P在转印鼓11上的静电吸附效果较差，这种情况也是不好的。而且，半导体层27的硬度最好在阿斯卡-C(Askar C)标准的25～50的范围内。

按上述方式，在上述半导体层27中所存在的气泡球的直径，最好在即使在从上述的转印鼓11一侧朝向接地辊12一侧进行帕邢放电后，仍可从接地辊12一侧朝向转印鼓11一侧继续地进行电荷注入的预定范围内进行调节。在这里，上述范围以200～400μm的范围为最佳，这样能够将更多的电荷供给至转印纸P。而且，转印纸P不会沿与转印鼓11相反的方向卷曲。由此，可使转印纸P稳定地以静电方式吸附保持于转印鼓11上。

再有，即使在在半导体层27中采用非发泡体的场合，如果使半导体层27中与电介质层28相接触的一侧的表面形成凹凸部，并将上述微小间隙调节到20～50μm的范围内，亦可获得与上述相同的效果。作为上述的非发泡体，只要具有弹性即可，并不必对其进行特别的限定，比如说可采用硅等材料。

再有，如果在电介质层28中与半导体层27相接触的一侧的表面形成凹凸部，也可获得相同的效果。即在上述的电介质层28和半导体层27中，只要在相对合的其中一个表面上形成凹凸部，均可以很容易地设定半导体层27与电介质层28之间的微小间隙。此时，将上述半导体层27与电介质层28之间的微小间隙的平均距离调节到20～50μm的范围内，便可在转印纸P上供给较多的电荷。由此，可使转印纸P以静电方式稳定地吸附保持于转印鼓11上。

而且，如果在上述半导体层27和电介质层28之间相对合的两个表面上形成凹凸部，则可通过电介质层28表面上形成的凹凸部，来调节上述半导体层27与电介质层28之间的微小间隙的平均距离，并且这一调节可与半导体层27表面上的上述气泡所产生的凹凸部的尺寸无关。由此，可更加自由地对在半导体层27表面上形成凹凸部的尺寸，即用于半导体层27的发泡体中的气泡球的直径进行设计，并且同时能够很容易地对上述微小间隙的平均距离进行调节。

上述凹凸部可通过在电介质层28或半导体层27上进行，比如说压花加工的方法很容易地形成。如果通过上述压花加工法来形成凹凸部，则不必采用复杂金属模或硬度处理技术，从而可以很容易地并且以较低的成本形成具有所需要的尺寸或称高度的凹凸部。上述凹凸部的形成方法并不限于此，比如说也可采用利用金属模的方法。

下面通过图1(a)和图1(b)，对上述半导体层27和电介质层28之间的上述微小间隙的计算方法进行说明。在这里，以半导体层27采用具有弹性的发泡体，并对电介质层28中的与半导体层27相接触的一侧进行压花加工的场合下的计算方法作为实例。

图1(a)为实际上存在于半导体层27和电介质层28之间的微小间隙的示意图(模型图)。如图1(a)所示，由于在半导体层27表面和电介质层28表面上形成有凹凸部，所以对于实际存在于半导体层27和电介质层28之间的微小间隙，其局部尺寸会产生偏差。因此，要通过平均的方式使如图1(b)所示的下述的间隙平均化，该间隙指包括半导体层27表面上的气泡所产生的凹凸部及电介质层28表面上所形成的凹凸部的微小空隙在内的，并且实际存在于半导体层27和电介质层28之间的全部微小间隙。接着，通过对按上述方式平均化而得出的平均的微小间隙的尺寸，即半导体层27和电介质层28之间的平均距离进行测定，计算出微小间隙。而且，即使半导体层27采用非发泡体，对该半导体层27中与电介质层28相接触的一侧形成凹凸部，而对电介质层28不进行压花加工的场合，同样也可以通过平均化的方式计算出微小间隙。即本实施例中所述的微小间隙的尺寸，是指上述平均微小间隙的尺寸。

而且，上述半导体层27的体积电阻率最好在10⁸～10¹¹Ω·cm的范围内。如果上述半导体层27的体积电阻率小于10⁸Ω·cm，则由于电阻值过低，这样，在色调剂转印时，会使流过感光鼓15和转印鼓11之间的电流过大。由此，在感光鼓15和转印鼓11之间流过的符合欧姆定律的电路接触的电流成份，优先于在感光鼓15上的色调剂朝向转印纸P一侧转移时所流动的电流成份。因此，如果上述半导体层27的体积电阻率小于10⁸Ω·cm，则色调剂不会朝向转印纸P转移，并会产生逆向转印，故该种情况是不好的。

如果半导体层27的体积电阻率大于10¹¹Ω·cm，则由于电阻值过高，而会使在感光鼓15和转印鼓11之间流过符合欧姆定律的电路的电流成份，以及在感光鼓15上的色调剂朝向转印纸P一侧转移时所流动的电流成份，均相当小。因此，如果半导体层27的体积电阻率大于10¹¹Ω·cm，则色调剂不会朝向转印纸P转移，这样会产生转印不良的情况，故这种情况也是不好的。

因此，如果使上述半导体层27的体积电阻率在上述的范围内，则不会发生逆向转印或转印不良的现象，从而可高效率地进行转印。而且，上述半导体层27的体积电阻率以在10⁹～10¹⁰Ω·cm的范围内为最佳。

再有，上述电介质层28的体积电阻率最好在10⁹～10¹⁵Ω·cm的范围内。如果上述电介质层28的体积电阻率小于10⁹Ω·cm，则由于电附率过低，在进行色调剂转印时，在感光鼓15和转印鼓11之间的电流会较大。由此，在感光鼓15和转印鼓11之间流过的符合欧姆定律的电路接触的电流成份，优先于在感光鼓15上的色调剂朝向转印纸P一侧转移时所流动的电流成份。因此，如果上述电介质层28的体积电阻率小于10⁹Ω·cm，则色调剂不会朝向转印纸P转移，并会产生逆向转印，故该种情况是不好的。

在另一方面，如果电介质层28的体积电阻率大于10¹⁵Ω·cm，则由于电阻值过高，在感光鼓15和转印鼓11之间流过的符合欧姆定律的电路接触的电流成份，以及在感光鼓15上的色调剂朝向转印纸P一侧转移时所流动的电流成份，均会相当小。因此，如果电介质层28的体积电阻率大于10¹⁵Ω·cm，则色调剂不会朝向转印纸P转移，这样会产生转印不良的情况，故这种情况也是不好的。

因此，如果使上述电介质层28的体积电阻率在上述的范围内，则不会发生逆向转印或转印不良的现象，从而可高效率地进行转印。而且，上述电介质层28的体积电阻率以在10¹¹～10¹³Ω·cm的范围内为最佳。

下面参照图3～图5，对具有上述结构的图像成形设备中的图像成形过程进行说明。

首先，如图3所示，在自动供纸的场合，通过设置于该装置主体最底端的供纸盒5，转印纸P(参照图4)从顶部依次送向拾取辊7，并按一次一张的方式送向预传送辊8。接着，通过预传送辊8的转印纸P通过预卷曲辊10，按转印鼓11的形状发生卷曲。

在另一方面，在用手供纸的场合，当转印纸P按一次一张的方式从设置于该装置正面的手供纸部6送出时，该转印纸P通过手供纸辊9送向预卷曲辊10。接着该转印纸P在通过预卷曲辊10后，按转印鼓11的形状发生卷曲。

之后，如图4所示，经过预卷曲辊10而发生卷曲的转印纸P，被送到转印鼓11和接地辊12之间。这时，从转印鼓11一侧朝向接地辊12一侧产生帕邢放电现象。接着在放电完毕后，在上述接地辊12和转印鼓11之间的辊隙交咬部分发生电荷注入，从而在转印纸P表面产生电荷。由此，转印纸P以静电方式吸附于转印鼓11的表面。

然后，如图5所示，吸附于转印鼓11上的转印纸P，被送到作为转印鼓11和感光鼓15之间的压靠部的转印点X处。这样，由于在感光鼓15上形成的色调剂电荷，以及由电源部32施加于导电体层26上的电压所产生的电荷之间的电位差的作用，上述色调剂图像便转印到转印纸P上。

此时，通过感光鼓15按每次一单色的方式，进行充电、曝光、显影、转印的操作。因此，转印纸P在处于吸附于转印鼓11上的状态下在转印鼓11上旋转，每旋转1圈进行一种单色图象的转印，最多旋转4圈，便可形成一幅全色图像。但是，在形成黑白或单色图像的场合，转印鼓11可以只旋转1圈。

接着，当全部的色调剂图像转印到转印纸P上时，以可分离的方式设置于转印鼓11的圆周上的剥离爪14将该转印纸P强制地从转印鼓11的表面上剥离下来，并将其送向定影导向件22。

之后，该定影导向件22将转印纸P送到定影辊23处，在这里，转印纸P上的色调剂图像通过定影辊23的温度和压力作用，在转印纸P上进行融着、定影。

最后，定影后的转印纸P通过排出辊24排到排出盘25上。

按上述方式，上述的转印鼓11从内侧开始由铝形成的导电体层26，聚氨酯橡胶等材料构成的具有弹性的发泡体形成的半导体层27，聚偏氟乙烯形成的电介质层28构成。由此通过对上述导电体层26施加电压的方式，便可从导电体层26顺利地产生电荷，该电荷存储于半导体层27上。当转印纸P传送到转印鼓11和接地辊12之间时，从转印鼓11一侧朝向接地辊12一侧会产生帕邢放电现象，在该放电完毕之后，从接地辊12一侧朝向转印鼓11一侧又会产生电荷注入。其结果是，在转印纸P内侧产生正电荷。通过电源部32施加的正电压所生产的电荷与上述转印纸P外侧的负电荷之间的电荷吸引力，转印纸P便以静电方式吸附于转印鼓11上。此时，由于半导体层27由具有弹性的半导体形成，所以不但转印鼓11和接地辊12之间可保持良好的接触性，而且可以很容易地对转印鼓11和接地辊12之间的辊隙交咬宽度进行调整，进而可对辊隙交咬时间进行调整。因此，本发明的图像成形设备可使转印纸P以静电方式稳定地吸附于转印鼓11上。

而且，本发明的图像成形设备不是按照已有技术的方式，通过空中放电进行转印纸P的吸附，转印，而是采用在上述电介质层28和接地辊12之间的辊隙交咬部分中进行局部放电和电荷注入的方式，对转印纸P进行吸附，转印，所以即使电压降低到比较低，仍不但可对电压进行简单的控制，而且驱动用的能量也较少。而且，施加的电压不会产生波动。因此，若采用本发明，由于转印鼓11上的电压不受温度，湿度等环境的影响而可保持恒定，故转印鼓11的表面电位不会产生波动，由于不会产生转印纸P吸附不良以及复印混乱等现象，所以可以提高转印的效率并可提高图像的质量。而且，若采用上述的结构，还可获得臭氧产生的量比较少的优点。

而且，与按照已有技术的方式通过空中放电在转印鼓11表面上产生电荷而使转印鼓11表面带电的场合相比，本发明的图像成形设备可使转印鼓11表面稳定地带电，从而可稳定地进行转印纸P的吸附和转印。

此外，在本发明的图像成形设备中，由于对转印鼓施加电压的地方仅仅为一个，所以不必按照已有技术的方式分别对每个带电器外加电压，从而不但可使整个装置得以简化，而且可使制造成本降低。

本发明的技术内容可以从本发明的具体描述部分中所述的具体的实施例或实施方式容易地加以理解，但本发明不应仅仅限于上述的具体的实例而进行狭义地解释，本发明的主题可在下述的权利要求请求保护的范围内，进行各种变换而实施。

Claims (9)

1.一种图像成形设备，其特征在于，它包括：

其表面可形成有色调剂图像的图像保持体；

转印机构，该机构从与转印纸的接触面一侧按顺序叠置有电介质层，半导体层和导电体层，通过使该转印纸与上述图像保持体相接触的方式，将在该图像保持体上所形成的色调剂图像转印到该转印纸上；

电压施加机构，该机构与上述导电体层连接，并将规定电压施加到该导电体层上；

电位差形成机构，该机构设于相对上述电介质层表面的转印位置的转印纸的传送方向的上游侧，该机构通过转印纸与该电介质层相接触，从而在外加有电压的导电体层与转印纸之间形成电位差；

而且上述半导体层由具有弹性的发泡体形成，在该半导体层中所存在的气泡球的直径在从上述转印机构一侧朝向电位差形成机构一侧帕邢放电之后，仍可从上述电位差形成机构一侧朝向转印机构一侧继续地供给电荷的规定范围内进行调节；

上述半导体层中所存在的气泡球的直径调节到200～400μm的范围内；

上述电位差形成机构为接地的电极部件；

上述半导体层的体积电阻率设定在10⁸Ω·cm～10¹¹Ω·cm的范围内；

上述电介质层的体积电阻率设定在10⁹Ω·cm～10¹⁵Ω·cm的范围内；

上述半导体层和电介质层之间的平均距离为20-50μm。

2.根据权利要求1所述的图像成形设备，其特征在于，上述半导体层由聚氨酯橡胶形成。

3.根据权利要求1所述的图像成形设备，其特征在于，上述电介质层由聚偏氟乙烯形成。

4.根据权利要求1所述的图像成形设备，其特征在于，还包括预卷曲机构，该机构用于使在上述转印机构和电位差形成机构之间供给的转印纸具有按转印机构形状的曲率。

5.根据权利要求1所述的1图像成形设备，其特征在于，还包括清洁机构，该机构用于去除上述图像保持体表面上剩余的色调剂。

6.一种图像成形设备，其特征在于，它包括：

其表面可形成有色调剂图像的图像保持体；

转印机构，该机构从与转印纸的接触面一侧按顺序叠置有电介质层，半导体层和导电体层，通过使该转印纸与上述图像保持体相接触的方式，将在该图像保持体上所形成的色调剂图像转印到该转印纸上；

电压施加机构，该机构与上述导电体层连接，并将规定电压施加到该导电体层上；

电位差形成机构，该机构设于相对上述电介质层表面的转印位置的转印纸的传送方向的上游侧，该机构通过转印纸与该电介质层相接触，从而在外加有电压的导电体层与转印纸之间形成电位差；

而且上述半导体层和电介质层之间的平均距离，在即使从上述转印机构一侧朝向电位差形成机构一侧帕邢实施放电之后，仍可从上述电位差形成机构一侧朝向转印机构一侧继续地供给电荷的预定范围内进行调节；

上述半导体层由具有弹性的发泡体形成，该半导体层和电介质层之间的平均距离设定在20～50μm的范围内；

上述电位差形成机构为接地的电极部件；

上述半导体层的体积电阻率设定在10⁸～10¹¹Ω·cm的范围内；

上述电介质层的体积电阻率设定在10⁹～10¹⁵Ω·cm的范围内。

7.根据权利要求6所述的图像成形设备，其特征在于，上述半导体层由聚氨酯橡胶形成。

8.根据权利要求6所述的图像成形设备，其特征在于，在上述电介质层中靠向半导体层一侧的表面形成有凹凸部。

9.根据权利要求8所述的图像成形设备，其特征在于，对上述电介质层中靠向半导体层一侧的表面进行压花加工。

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