CN111007705B - 图像形成装置 - Google Patents

Abstract

在一种图像形成装置中，具有较大惯性矩的惯性辊布置在二次转印部分和一次转印区段之间，并且在二次转印区段的附近区域中。这种构造有效地减小当打印介质进入二次转印部分时产生的环形中间转印带的速度变化。因此抑制了图像缺陷。

Description

图像形成装置

技术领域

本公开涉及包含中间转印带的图像形成装置。

背景技术

在包含中间转印带的图像形成装置中，形成在图像形成单元中的调色剂图像在一次转印区段中转印至中间转印带上，并且随后调色剂图像在二次转印区段中转印至例如纸张的打印介质上。

当打印介质通过该二次转印区段时，中间转印带的速度可能产生变化。特别地，当较厚的纸张或高刚度的纸张用作打印介质时或当打印速度较高时，这样的速度变化比较大。这种速度变化影响已经被一次转印的中间转印带上的图像和感光鼓上的图像。结果，产生例如沿中间转印带的宽度方向延伸的条纹图像模糊(之后以“震荡”指代)或色差的图像缺陷。

用于解决这种不便的传统技术包含日本专利申请特开No.2007-264292，其讨论了一种包含与拉伸中间转印带的从动辊同轴地联接的旋转惯性控制单元的构造。旋转惯性控制单元的惯性防止了打印介质进入的冲击传递到一次转印区段。从而减小了中间转印带的速度变化，借此控制图像缺陷。

在日本专利申请特开No.2007-264292中，旋转惯性控制单元与拉伸中间转印带的从动辊联接，并且旋转惯性控制单元的惯性防止了速度变化的传递。然而，已经发现，根据与旋转惯性控制单元联接的从动辊的位置，速度变化的减小的效率下降。

发明内容

本公开涉及用于有效地减小当打印介质进入二次转印部分时产生的环形中间转印带的速度变化的图像形成装置。

本公开的图像形成装置包括：构造成形成图像的图像形成单元；环形中间转印带，其中形成在所述图像形成单元中的图像将在一次转印部分处一次转印至所述环形中间转印带上，并且所述图像将在二次转印部分处从所述环形中间转印带二次转印至记录材料上；转印辊，所述转印辊构造成与所述环形中间转印带的内侧接触并且在所述二次转印部分处拉伸所述环形中间转印带；第一辊，所述第一辊构造成与所述环形中间转印带的内侧接触并且沿所述环形中间转印带的移动方向在所述一次转印部分下游和所述二次转印部分上游的位置中拉伸所述环形中间转印带；以及第二辊，所述第二辊构造成与所述环形中间转印带的内侧接触并且沿所述环形中间转印带的移动方向在所述第一辊下游和所述二次转印部分上游的位置中拉伸所述环形中间转印带。沿所述环形中间转印带的移动方向在所述一次转印部分下游和所述二次转印部分上游的区域中，在拉伸所述环形中间转印带的多个辊当中，所述第一辊具有所述环形中间转印带的最大包裹角。L₁/L₂<1/2，其中L₁指代所述环形中间转印带的在所述二次转印内辊和所述第二辊之间被拉伸的部分的长度，L₂指代所述环形中间转印带的在所述转印辊和所述第一辊之间被拉伸的部分的长度。所述第二辊具有30kgmm²以上并且1500kgmm²以下的惯性矩。

本发明的进一步特征将通过参照附图对示例性实施例的以下描述而变得清楚。

附图说明

图1为图像形成装置的示意性构造视图。

图2为中间转印带的周围的示意性构造视图。

图3为示出当打印介质与中间转印带接触时产生的现象的示意性构造视图。

图4为第一示例性实施例的示意性构造视图。

图5为示出根据本公开的惯性辊的布置的示意性构造视图。

图6为代表惯性矩、惯性辊的速度变化和震荡之间关系的图形。

图7为代表惯性辊的布置和其速度变化的减小量之间关系的图形。

图8为第二示例性实施例的示意性构造视图。

图9为第三示例性实施例的示意性构造视图。

具体实施方式

下面基于附图描述根据本公开的示例性实施例。说明书上的以下描述，例如图像形成装置的组成元件的尺寸、材料、和之间的相对位置除非另外特别说明，否则不是旨在将本公开的范围限定至说明书。由附图中的相同附图标记指代的组成元件为相同组成元件或具有相同功能的元件。因此适当省略对其的描述。

【图像形成装置】

图1为以剖面视图示出的根据本示例性实施例的图像形成装置的示意性构造视图。

该图像形成装置100为采用串联式中间转印系统的图像形成装置，并且具有沿中间转印带31的水平部分的直线布置的图像形成单元1Y、1M、1C和1K。图像形成装置100基于从外部设备传输的图像信号通过电子照相在打印介质S上形成全彩图像。

图像形成单元1Y、1M、1C和1K分别在感光鼓11Y、11M、11C和11K上形成不同颜色的黄色、品红色、青色和黑色的调色剂图像，并且将这些调色剂图像一次转印在中间转印带31上的相同图像位置上。

在其上形成黄色调色剂图像的感光鼓11Y周围，布置有静电充电器12Y、曝光设备13Y、显影器14Y和清洁设备15Y。静电充电器12Y均匀、静电地给感光鼓11Y的表面充电。曝光设备13Y用光照射感光鼓11Y以在感光鼓表面上形成静电潜像。显影器14Y将调色剂转印至形成在感光鼓11Y上的静电潜像上以在其上显影出调色剂图像。在调色剂图像一次转印后，清洁设备15Y移除感光鼓11Y上的残留调色剂。用于形成品红色、青色和黑色的调色剂图像的构造可以通过用M、C、K相应地替换上述描述中的后缀Y来理解。

中间转印带31为由多个辊拉伸的环形带并且构造成通过驱动这些辊中的任意辊而旋转。用于进行一次转印的一次转印辊35Y、35M、35C和35K布置成在相对于感光鼓11Y、11M、11C和11K的相应位置中朝向中间转印带31的内圆周表面，并且形成一次转印区段。

存储在片材盒61、62或63中的打印介质S通过相应的片材进给辊71、72或73的旋转传送至进给传送路径81。一对对准辊74将打印介质S与中间转印带31上的调色剂图像的传输到达的定时同步地进给至二次转印区段中。二次转印区段通过二次转印构件41和二次转印内辊32的接触而形成。二次转印区段在打印介质S上形成调色剂图像。在二次转印之后，清洁设备36将残留在中间转印带31上的转印残余调色剂移除。

在其上转印有调色剂图像的打印介质S通过传送带42传输至热定影设备5。热定影设备5将热量和压力施加至打印介质S以将调色剂图像稳定地附着至打印介质S的表面，继而给全彩图像定影。之后，打印介质S通过排出传送路径82以传输至输出托盘64上。

【用于拉伸中间转印带的构造】

图2为中间转印带31的周围的示意性构造视图。

中间转印带31由多个拉伸辊拉伸。设置成拉伸辊之一并且作为上游拉伸辊的驱动辊33相对于中间转印带31的移动方向布置在一次转印区段上游和二次转印区段下游的区域中，并且拉伸中间转印带31。

设置成拉伸辊之一并且作为下游拉伸辊的张紧辊34相对于中间转印带31的移动方向布置在一次转印区段下游和二次转印区段上游的区域中。张紧辊34由弹簧朝向中间转印带31的内表面挤压并且施加张力至中间转印带31。二次转印内辊32拉伸中间转印带31并且形成二次转印区段。

图2示出了除了上述辊之外还布置的第一从动辊37、第二从动辊39和第三从动辊40。第一从动辊37布置在二次转印内辊32上游并且邻近二次转印内辊以与二次转印内辊32一起形成二次转印上游表面。第二从动辊39和第三从动辊40分别布置在一次转印区段下游和上游并且邻近一次转印区段以将一次转印区段中的带表面拉伸至平面状态。

这些辊主要是出于拉伸中间转印带31的目的。因此，例如铝制的三箭形管的相对较轻的辊通常用作这些辊。

从动辊的上述位置为示例。该示例不是旨在将从动辊限制至上述位置，也不是旨在限制这些辊的数量。

【当打印介质进入二次转印区段时产生的现象】

参照图3，描述了当打印介质S进入二次转印区段时中间转印带31进行的移动和这些移动是如何影响图像的。图3为当打印介质S已经进给至二次转印区段后打印介质S的前边缘与中间转印带31接触的时刻二次转印区段的示意性构造视图。

在这一时刻，中间转印带31朝向中间转印带31的内圆周侧被推入，并且第一从动辊37因为作用在第一从动辊37和中间转印带31之间的摩擦力通过接收沿其旋转方向的力而加速。作为第一从动辊37的加速的结果，在二次转印内辊32和第一从动辊37之间的被拉伸的带表面中产生弯曲。当打印介质S随后进一步向前运动时，这种弯曲消失。

这种带弯曲的产生和消失产生中间转印带31的速度变化。这种速度变化从二次转印区段传递至一次转印区段。结果，一次转印区段中和感光鼓上的图像模糊，导致产生图像缺陷。

特别地，当打印介质S具有更高的克重或更高的刚度时或当打印速度更快时，带弯曲更大并且因此速度变化更大，更可能产生图像缺陷。

在第一示例性实施例中，设置惯性辊38以使得可以防止当打印介质S如上所述进入二次转印区段时在中间转印带31中产生弯曲。具体地，布置惯性辊38的位置沿中间转印带31的传送方向设置在下游拉伸辊的下游和二次转印区段的上游。在该示例性实施例中，下游拉伸辊代表沿中间转印带31的移动方向在一次转印区段下游和二次转印驱动上游的区域中拉伸中间转印带31的多个辊中的具有中间转印带31的最大包裹角的辊。在该示例性实施例中，下游拉伸辊为张紧辊34。而且，惯性辊38布置在用作下游拉伸辊的张紧辊34和二次转印内辊32之间相对靠近二次转印区段的位置中。这种布置可以有效地防止中间转印带31中的上述弯曲的产生，借此可以有效地减小带的速度变化。

图4示意性示出本公开的第一示例性实施例。如上所述，在本申请中，布置圆柱形的惯性辊38代替第一从动辊37以使得当打印介质S进入二次转印区段时可以防止中间转印带31弯曲。

图5示出惯性辊38的布置。在该示例性实施例中，基于如上所述限定的下游拉伸辊确定惯性辊38的位置。即，中间转印带31的在惯性辊38和二次转印内辊32之间被拉伸的部分的长度由L₁指代。中间转印带31的在二次转印内辊32和用作下游拉伸辊的张紧辊34之间被拉伸的部分的长度由L₂指代。更具体地，长度L₁为沿中间转印带31的移动方向从二次转印区段的上游端部至惯性辊38与中间转印带31接触的区域的下游端部被拉伸的中间转印带31的部分的长度。长度L₂为沿中间转印带31的移动方向从二次转印区段的上游端部至张紧辊34和中间转印带31接触的区域的下游端部被拉伸的中间转印带31的部分的长度。如上所述，在该示例性实施例中，惯性辊38布置成使得满足L₁/L₂<1/2。

惯性辊38具有比其他从动辊更大的惯性矩。即，在所有从动辊中，除驱动辊33之外，惯性辊38具有最大的惯性矩。因此，即使当中间转印带31由打印介质S向内推动时在受到比由中间转印带31施加至惯性辊38的正常水平的力大的力的情况下，惯性辊38也不会加速。因此，中间转印带31可以持续稳定地旋转，借此可以提供用于防止产生图像缺陷的图像形成装置。

圆筒形旋转构件的惯性矩J由以下给出的公式(1)表达：

J＝πρL×(D⁴-d⁴)/32 (1)

在公式(1)中，ρ指代旋转构件的密度，L指代旋转构件的沿其轴向方向的长度，D指代圆筒体的外径，并且d指代圆筒体的内径。公式(1)示出，为了使惯性辊38的惯性矩更大，惯性矩38需要更重并且具有更大的外径。

尽管外径特别重要，本示例性实施例例如采用以下的构造以避免不必要的过重：

ρ＝7850kg/m³

L＝364mm

D＝30mm

D＝19.8mm。

换言之，惯性辊38包含基部构件38a，其是由钢制成的圆筒形空心管。惯性辊38构造成具有184kgmm²的惯性矩J。

而且，在惯性辊38的外表面上设置弹性层(高摩擦层)以防止惯性辊38在中间转印带31上滑脱。即，在惯性辊38的表面上设置具有大约30μm的厚度的聚氨酯涂层38b。在该示例性实施例中，惯性辊38的外表面构造成相对于中间转印带的内表面具有0.4以上的静摩擦系数。这种构造可以增强惯性辊38具有的减小中间转印带31的速度变化的效果。

惯性辊38的形式可以是实心的，并且可以使用例如绕着惯性辊38的外表面包裹三元乙丙橡胶(EPDM)的措施来提供高摩擦层。

图6示出了代表惯性辊38的惯性矩、当打印介质S(具有350gsm克重的高刚度纸张)进入二次转印区段时产生的惯性辊的速度变化、和在产品中观察到的震荡程度(图像缺陷程度)之间关系的图形，假设L₁＝0.26L₂。

使用从1分－10分的10分标度通过视觉观察评估震荡程度。更小的数字指代更大程度的图像缺陷，而10指代没有观察到图像缺陷。8分和更大的分数指代能够抑制图像缺陷的状态。

在图6中可以看出，更大的惯性矩导致速度变化的进一步减小并且因此进一步地抑制震荡。额外地，可以发现，30kgmm²以上的惯性矩起到抑制震荡的效果。

图7为代表惯性辊的布置(L₁/L₂)和其速度变化的减小量之间关系的图形。图7中的竖直轴线指代具有21kgmm²的惯性矩的惯性辊38的速度变化和具有100kgmm²的惯性矩的惯性辊38的速度变化之间的差异。即，竖直轴线指代当惯性矩从21kgmm²增加至100kgmm²时获得的速度变化的减小量。图7中的水平轴线指代L₁/L₂。L₂不变，中间转印带31的移动速度设定至174mm/s，并且打印介质S为具有350gsm的克重的高刚度纸张。在该情况中长度L₂为230mm。

图7表示当L₁/L₂较小时，由于惯性辊38的惯性矩的增加引起的速度变化的减小的效果更明显。这是由于惯性辊38用作抵抗中间转印带31的阻尼器。这种阻尼器提供了与速度成比率的阻力。因此可以认为，通过将惯性辊38布置在相对更靠近二次转印内辊32的位置、即L₁/L₂的值更小的位置(在该位置产生相对较大的速度变化)，速度变化可以进一步减小。因此，该示例性实施例采用了0<L₁<120mm的条件。0<L₁<100mm的条件更加有利。

当L₁/L₂<1/2时，可以观察到速度变化的减小，并且当满足L₁/L₂<2/5的条件时，可以观察到速度变化的减小的充分效果。特别地，当满足L₁/L₂<1/3的条件时，可以观察到速度变化的减小的很高效果。

图6和图7表示惯性辊38期望地具有30kgmm²以上并且1500kgmm²以下的惯性矩并且满足L₁/L₂<1/2的条件。更有利地，惯性辊38具有50kgmm²以上并且1000kgmm²以下的惯性矩。惯性辊38的位置有利地满足L₁/L₂<1/3的情况以使得能够有效抑制图像缺陷。在该示例性实施例中，惯性矩以这种方式增加，即，在没有附接飞轮的情况下，惯性辊38本身的惯性矩增加。因此更易于组装，并且装置可以更加简单。即，在该示例性实施例中，惯性辊38以这种方式构造，即，沿惯性辊38的旋转轴线方向惯性辊的定位在中间转印带31内部的部分具有30kgmm²以上并且1500kgmm²以下的惯性矩。在该示例性实施例中惯性辊38的沿其轴向方向的旋转构件的长度L为辊部分的沿其轴向方向的长度。辊部分为惯性辊38的具有与中间转印带31接触的圆柱形表面的部分。即，长度L排除了位于惯性辊38的相对两端处的轴部分。在该示例性实施例中，中间转印带的宽度为360mm以使得在该示例性实施例中，惯性辊38的辊部分的长度构造成比中间转印带31的宽度更短。

图8示意性示出本公开的第二示例性实施例。

第一示例性实施例和第二示例性实施例的区别在于，在第二示例性实施例中，第一从动辊37布置在第二转印内辊32和惯性辊38之间。所述第一从动辊37具有增大打印介质S和中间转印带31之间的接触区域的效果。

只要满足第一示例性实施例中说明的布置关系，就可以在二次转印内辊32和惯性辊38之间布置另一个辊，如第二示例性实施例中所述。

在第三示例性实施例中，惯性辊38具有与其在第一示例性实施例和第二示例性实施例中的构造不同的构造。除此之外，第三示例性实施例和第一示例性实施例、第二示例性实施例相同。在上述第一示例性实施例和第二示例性实施例的每个中，拉伸中间转印带31的辊之一自身构造成具有较大的惯性矩。在本示例性实施例中，拉伸中间转印带31的辊部分具有较小的惯性矩。替代地，如图9所示，惯性辊38构造成通过具有附接至惯性辊38的端部部分的飞轮38c提供较大的惯性矩。即，在本示例性实施例中，与惯性辊38同轴地设置飞轮38c。在这样的情况中，不特别地限制不包含飞轮38c的辊部分的惯性矩。例如，辊部分可以为例如铝制三箭形管的相对较轻的辊。

根据本公开的这些构造可以用来提供图像形成装置，用于当打印介质进入中间转印带的二次转印区段时有效地减小图像形成装置的中间转印带产生的速度变化。

尽管已经参照示例性实施例描述了本公开，应当理解，本公开不限于所公开的示例性实施例。以下权利要求的范围旨在给予最广的解释以包含所有这样的变型和等同的结构和功能。

Claims (11)

1.一种图像形成装置，包括：

构造成形成图像的图像形成单元；

环形中间转印带，其中形成在所述图像形成单元中的图像将在一次转印部分处一次转印至所述环形中间转印带上，并且所述图像将在二次转印部分处从所述环形中间转印带二次转印至记录材料上；

转印辊，所述转印辊构造成与所述环形中间转印带的内侧接触并且在所述二次转印部分处拉伸所述环形中间转印带；

第一辊，所述第一辊构造成与所述环形中间转印带的内侧接触并且沿所述环形中间转印带的移动方向在所述一次转印部分下游和所述二次转印部分上游的位置中拉伸所述环形中间转印带；以及

第二辊，所述第二辊构造成与所述环形中间转印带的内侧接触并且沿所述环形中间转印带的移动方向在所述第一辊下游和所述二次转印部分上游的位置中拉伸所述环形中间转印带，

其中沿所述环形中间转印带的移动方向在所述一次转印部分下游和所述二次转印部分上游的区域中，在拉伸所述环形中间转印带的多个辊当中，所述第一辊具有所述环形中间转印带的最大包裹角，

其中L₁/L₂<1/2，其中L₁指代所述环形中间转印带的在所述转印辊和所述第二辊之间被拉伸的部分的长度，L₂指代所述环形中间转印带的在所述转印辊和所述第一辊之间被拉伸的部分的长度，以及

其中所述第二辊具有30kgmm²以上并且1500kgmm²以下的惯性矩。

2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中第二辊具有50kgmm²以上并且1000kgmm²以下的惯性矩。

3.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中第二辊的表面相对于环形中间转印带的内表面具有0.4以上的静摩擦系数。

4.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中第二辊为在其表面上设置有弹性层的辊。

5.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中L₁/L₂<1/3。

6.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中0<L₁<120mm。

7.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中第二辊包含由钢制成的中空圆筒形基部构件。

8.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中第二辊在其沿所述第二辊的旋转轴线方向定位在环形中间转印带内部的部分中具有30kgmm²以上并且1500kgmm²以下的惯性矩。

9.一种图像形成装置，包括：

构造成形成图像的图像形成单元；

环形中间转印带，其中形成在所述图像形成单元中的图像将在一次转印部分处一次转印至所述环形中间转印带上并且所述图像将在二次转印部分处从所述环形中间转印带二次转印至记录材料上；

转印辊，所述转印辊构造成与所述环形中间转印带的内侧接触并且在所述二次转印部分处拉伸所述环形中间转印带；

第一辊，所述第一辊构造成与所述环形中间转印带的内侧接触并且沿所述环形中间转印带的移动方向在所述一次转印部分下游和所述二次转印部分上游的位置中拉伸所述环形中间转印带；

第二辊，所述第二辊构造成与所述环形中间转印带的内侧接触并且沿所述环形中间转印带的移动方向在所述第一辊下游和所述二次转印部分上游的位置中拉伸所述环形中间转印带；以及

附接至所述第二辊的飞轮，

其中沿所述环形中间转印带的移动方向在所述一次转印部分下游和所述二次转印部分上游的区域中，在拉伸所述环形中间转印带的多个辊当中，所述第一辊具有所述环形中间转印带的最大包裹角，

其中L₁/L₂<1/2，其中L₁指代所述环形中间转印带的在所述转印辊和所述第二辊之间被拉伸的部分的长度，L₂指代所述环形中间转印带的在所述转印辊和所述第一辊之间被拉伸的部分的长度，以及

其中附接有所述飞轮的所述第二辊具有30kgmm²以上并且1500kgmm²以下的惯性矩。

10.根据权利要求9所述的图像形成装置，其中L₁/L₂<1/3。

11.根据权利要求9所述的图像形成装置，其中0<L₁<120mm。

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