CN1318924C

CN1318924C - 成像装置

Info

Publication number: CN1318924C
Application number: CNB2004100039578A
Authority: CN
Inventors: 真柴环; 平井政志; 绵世茂
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-01-28
Filing date: 2004-01-23
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2024-01-23
Also published as: JP2004233430A; US20040202488A1; US7139498B2; JP4280079B2; CN1517815A

Abstract

一种串联型成像装置，通过连续地供应各个图像站显影的纸页图像，在由循环的转印/传输带传输的纸页上形成多色图像。这个装置包括：转印辊，每个转印辊通过转印/传输带与每个成像站中提供的图像载体接触；以及电压施加装置，用于当转印过程不执行时，只施加非转印偏压到与图像载体接触的转印辊上，此非转印偏压具有与转印偏压相同的极性且比转印偏压低。

Description

成像装置

技术领域

本发明涉及一种包括有多个成像站的电子照相成像装置。

背景技术

电子照相成像过程包括转印(transfer)过程，其中在图像载体的表面上用显影剂形成的显影图像(下文中称为显影图像)转印到在图像载体附近输送的纸页材料上。

在转印过程中，转印偏压通常施加到与纸页材料表面接触的转印电极上，这个表面为纸页的反面，没有图像形成在上面。转印电极的典型的例子是转印辊和转印/传输带。转印偏压通常从大约+1.5kV到+4kV，极性与显影剂相反。

转印偏压通常与图像载体的电位极性相反。因此图像载体的表面有可能通过与施加有转印偏压的转印电极接触而被不规则充电。当转印电极和图像载体之间没有纸页材料从而转印电极直接与图像载体接触时，图像载体的不规则充电更可能发生。

这就是为什么有些传统的成像装置利用了一种控制方法：当纸页材料在图像载体和转印电极之间传输时，在转印电极上及时地施加转印偏压。

然而，很难在纸页材料传输的准确定时将转印偏压施加到转印电极上。施加转印偏压稍微的延迟，导致显影剂图像不能转印到纸页材料的前部。如果不能及时施加转印偏压，图像载体就被不规则充电，导致图像质量下降。

此外，在上述方法中，当图像载体和转印电极之间没有纸页材料时，不施加转印偏压到转印电极上。由此，在带有负电荷的图像载体影响下，转印电极可被充负电。这就导致这样的问题：即使施加转印偏压，转印电极不能被恰当地充电。

因此，在一些传统技术方法中，当图像载体和转印电极之间没有纸页材料时，与转印偏压相同极性的电压施加到转印电极，比起转印偏压，这个电压很低。传统的技术认为在转印过程没有执行时这样可以防止转印电极被充负电，因而允许转印过程中的转印偏压的适当施加。传统的技术还认为，甚至在它们彼此直接接触时，这可以防止转印电极和图像载体的不规则充电。

例如，上述控制转印偏压的方法在日本专利JP HO2-39181 A(见第3页右上栏第11行到第4页左上栏第8行以及附图3)、JP HO5-150577 A(见段【0021】到【0023】以及图1和2)以及JP H10-142893(段【0044】到【0047】以及图1)中公开。例如，如上所述控制转印偏压的电源部件(power unit)在日本专利JP HO7-181814 A和JP HO7-20727 A中公开。

然而，在配备有多个成像站的串联型成像装置中，上述用于控制转印偏压的方法有时不适用。作为串联型成像装置典型的例子，让我们在此考虑一种成像装置，通过连续地在纸页材料上转印在各个图像站中形成的显影剂图像，从而在由以循环形式提供的转印电极传输的纸页材料上形成多色图像。

在这种串联型成像装置中，如果上述控制转印偏压的方法应用在成像站，当转印过程没有执行时，电压连续施加到转印电极上。因此，转印电极的电位增加到比需要高的电平。这导致过量显影剂转印到转印电极上，导致如图像质量下降和显影剂浪费的问题。这也导致与转印电极接触的图像载体的不规则充电。

发明内容

本发明的目的是提供一种容纳有转印电极的串联型成像装置，不需要用复杂的调节过程，能够使转印电极和图像载体处于恰当的充电状态。

为实现上述目的，本发明的成像装置包括：

多个成像站，沿着纸页传输路径设置，每个成像站有一图像载体；

转印/传输带，用于支撑纸页并将所述纸页沿着纸页传输方向传输到下游，由所述成像站在所述纸页上形成图像；

多个转印电极，通过所述转印/传输带与所述成像站中提供的所述图像载体接触；以及

电压施加装置，用于给所述转印电极施加电压，

其中，当转印过程不执行时，所述电压施加装置仅施加非转印偏压给与所述图像载体接触的转印电极，此非转印偏压具有与转印偏压相同的极性且比转印偏压低。

非转印偏压具有与转印偏压相同的极性，比转印偏压低大约90％到98％。当转印过程不执行时，非转印偏压不施加到不与图像载体接触的转印电极上。

电压施加装置比给其它的转印电极施加更高的非转印偏压到位于纸页传输方向上游位置的第一转印电极。

更具体说，当多个转印电极与图像载体接触而转印过程没有执行时，比起施加到位于纸页传输方向上游位置的第一转印电极的非转印偏压，不施加更高的非转印偏压到其它的转印电极上。

这防止了转印/传输带的过量充电，从而防止了图像质量下降和显影剂的浪费。

此外，在本发明中，非转印偏压可以根据图像载体的电荷、转印/传输带周围的温度和湿度以及图像载体的旋转速度来调节。

附图说明

图1为依照本发明的实施例的成像装置的配置图；

图2为转印带周围的配置图解；

图3为成像装置配置示意框图；

图4为充电的感光鼓的图解；

图5A到图5C为转印辊的电位改变图解；

图6A到图6E为图像载体和转印辊的电位图解；

图7所示为成像装置的旋转速度和电位以及非转印偏压之间的关系表；

图8所示为温度、湿度以及非转印偏压之间的关系表。

具体实施方式

作为本发明实施例，参照附图的串联型数字多色成像装置(在下文中称为成像装置)描述如下。

图1所示为成像装置100的配置示意图。成像装置100根据外部提供的图像数据将多色或单色图像形成在纸页上(包括非纸的薄片材料和纸)。

成像装置100配备有纸页传输路径S，从储存纸页的送纸盘10到排出纸页的排纸辊26。纸页传输路径S位于成像装置100的中心。穿过纸页传输路径S，四个成像站20(20a到20d)和转印/传输带单元8彼此面对设置。四个成像站20分别提供用于执行关于黑色(K)、青色(C)、洋红(M)和黄色(Y)的色元素的成像过程。提供转印/传输带单元8用于支撑纸页和沿着纸页传输路径S将纸页传输到下游，在纸页上执行成像过程。另外，定影装置30设置在纸页传输路径S中成像站20的下游。

在成像站20(20a到20d)中，感光鼓3(3a到3d)作为图像载体以与纸页传输路径S相接触的方式设置。感光鼓3周围配备有曝光单元1(1a到1d)、显影装置2(2a到2d)、充电装置5以及清洁部件4(4a到4d)。

提供充电装置5用于在感光鼓3的表面上均匀施加静电电荷。虽然在本实施例中的充电装置5是充电器类型的装置，辊型或是刷子型的接触型充电装置也可以用作为充电装置5。曝光单元1用于依照提供的图像数据在感光鼓3的表面曝光而形成静电潜像(latent image)。用作曝光单元1的是激光扫描部件(LSU)，包括激光发射部分和反射镜。可替代地，也可以用具有光发射元件阵列的写入头，如EL或LED阵列，作为曝光单元1。

显影装置2用于用黑色(K)、青色(C)、洋红(M)和黄色(Y)的色元素的调色剂将形成在感光鼓3上的静电潜像显影成可视图像。清洁单元4用于清除和收集转印过程后残留在感光鼓3表面的调色剂。

转印/传输带单元8穿过纸页传输路径S、面对各个成像站20(20a到20d)的感光鼓3(3a到3d)设置。转印/传输带单元8包括转印/传输带7、转印带驱动辊71、转印带张力辊72、转印带驱动辊73、转印带支撑辊74、转印辊6(6a到6d)以及转印带清洁部件9。

在图1中，在正常的操作下，转印带驱动辊71、转印带张力辊72、转印辊6、转印带驱动辊73和转印带支撑辊74被反时针驱动，导致安装在这些辊上的转印/传输带7沿箭头B的方向旋转。转印辊6可旋转地安装在转印/传输带单元8的内框架(未示出)，用于把在感光鼓3上形成的调色剂图像转印到转印/传输带7上的纸页上。

转印/传输带7以与各个成像站20(20a到20d)的感光鼓3接触的方式设置。转印/传输带7是用厚度大概为100μm到150μm的膜做成环状。转印/传输带7的体积电阻率是大约10¹⁰到10¹²Ω/cm。

转印辊6b、6c和6d分别设置成能移近或移开感光鼓3b、3c和3d。在多色成像过程中，转印辊6b、6c和6d与感光鼓3b、3c和3d接触，如图2中虚线所示。在单色成像过程中，转印辊6b、6c和6d离开感光鼓3b、3c和3d，如实线所示。当转印辊6b、6c和6d移动时，转印带驱动辊71和转印带支撑辊74也移动。

在转印/传输带7的下面提供图像质量传感器21。提供图像质量传感器21是用于测量形成在转印/传输带7上的测试图案的图像密度，以便用于图像调整。图像质量传感器21的测量结果用于调节成像装置100的成像过程的条件。例如，成像过程的条件为感光鼓3的表面电位、显影偏压、转印偏压、激光二级管光源功率等等。

从感光鼓3到纸页上的调色剂图像转印是通过转印辊6与转印/传输带7的反面接触来进行。转印偏压施加到转印辊6上以用于转印调色剂图像。在本实施例中，因为调色剂充负电，转印偏压为正，与调色剂的电荷相反。每个转印辊6在其中心都有金属(例如不锈钢)轴，直径为大约8到大约10mm，轴的表面涂有如EPDM或氨基甲酸乙脂(urethane)泡沫的导电弹性材料。导电弹性材料允许均匀施加高电压到纸页上。

因为粘附在转印/传输带7上的调色剂与感光鼓3相接触，可能污染纸页的反面，所以调色剂被转印带清洁单元9清除和收集。转印带清洁单元9配备清洁叶片，它设置为与转印/传输带7接触。转印带支撑辊74穿过转印/传输带7与清洁叶片面对设置。

供纸盘10设置在成像装置100的成像站的下面，用于存储要对其执行成像过程的纸页。纸页排出盘15，设置在成像装置100的顶部，用于面朝下地放置打印好的纸页。另外，纸页排出盘42设置在成像装置100的侧面部分，用于面朝上地放置形成有图像的纸页。

如图1所示，沿着以字母S的形状形成的纸页传输路径S，拾取辊16、定位辊(registration roller)14、定影装置30和传输方向切换门41按照纸页传输流向从上游到下游设置。同样，多个传输辊25设置在沿着纸页传输路径S的几个点上。

传输辊25是促进和辅助纸页传输的小辊。拾取辊16设置在供纸盘10的末端部分，仅仅用于拾取储存在供纸盘10中位于顶部的一张纸页，然后，将纸页放到纸页传输路径S上。

传输方向切换门41，可旋转地安装在成像装置100的侧盖43上，根据需要在实线和虚线图示的两种状态之间移动。如图2所示在虚线位置的状态下，传输方向切换门41使纸页从纸页传输路径S离开排入到纸页排出盘42中。在图2实线所示的状态下，传输方向切换门41使纸页通过被定影装置30、侧盖43和传输方向门41围绕的纸页传输部分S′，结果纸页被排入到位于成像装置100顶部的纸页排出盘15内。

定位辊14具有临时夹住要在纸页传输路径S上传输的纸页的功能，以调整在纸页传输路经S中的纸页传输定时。定位辊14依照从检测开关(未示出)来的输出信号决定纸页传输定时。

转印/传输带单元8附近设置有温度/湿度传感器22，用于检测成像装置100的内部环境条件。温度/湿度传感器22检测成像装置100的内部温度和湿度，传感器22的检测结果用于通过成像站20调节成像过程的条件。

现在，在下面详细描述转印偏压的调节。图2所示是转印/传输带7周围的配置。转印电源部件24设置在转印/传输带单元8的附近。转印电源部件24(电压施加装置)包括转印电源A、B、C和D。转印电源分别与转印辊6a、6b、6c和6d相连接，用于施加包括转印偏压和非转印偏压的电压到转印辊6a、6b、6c和6d。

图3为成像装置100的示意配置框图。成像装置100配备有控制部分200，包括CPU、ROM和RAM。

控制部分200连接到图像数据输入部分201、纸页传感器23、温度/湿度传感器22、图像处理部分202、存储器203、曝光单元1、充电装置5、显影装置2、转印/传输带单元8、定影装置30、传输机构211和移动机构212。

移动机构212将转印/传输带7移近或移开感光鼓3b到3d。转印/传输带单元8包括转印/传输带7、转印辊6a-6d以及转印电源部件24。

在本实施例中，转印偏压和非转印偏压有选择地从转印电源部件24施加到转印辊6a-6d。当形成在感光鼓3a-3d上的显影剂图像转印到纸页上时，施加转印偏压。相反，当转印/传输带7和感光鼓3a-3d之间没有纸页时，施加非转印偏压用于稳定转印偏压。

每个转印电源A、B、C和D包括高电压变压器、初级驱动电路和PWM振荡器。要从转印电源A、B、C和D供给转印辊6a到6d的电压值由PWM振荡器调节。在本实施例中，初级电压由成像装置100的主电源即24V DC电源供给。高电压变压器将初级电压转换到从大约0V到大约4V范围的次级电压。次级电压供给转印辊6。

转印电源A、B、C和D分别连接到转印辊6a、6b、6c和6d，使施加到转印辊6a-6d的电压能够独立调节。

依据成像装置100的内部温度和湿度、感光鼓3和显影剂的损耗率、使用的纸页类型，转印偏压(TC)设定成最佳值。虽然转印偏压(TC)设定为从大约+1.5kV到大约+4kV，转印偏压(TC)也依赖感光鼓3被充电的电平。

图4为感光鼓3之一被充电的示意图。用于给感光鼓3表面充电而提供的每个充电装置5连接到与之相应的充电电源。在成像过程中，充电装置5给感光鼓3的表面施加负充电偏压，使感光鼓3的表面被负充电。显影装置2中的显影辊和显影剂也被负充电。

这导致转印辊6容易被充成负电，因为当感光鼓3和转印/传输带7之间没有纸页时，转印辊6就直接与被充成负电的感光鼓3接触。

现在参照图5A、5B和5C描述上面提到的问题。图5A、5B和图5C为转印辊6之一的电位变化的图解。图5A表示感光鼓3之一的电位。图5B表示没有给它施加电压的转印辊6之一的电位。图5C表示给它施加转印偏压的同一转印辊6的电位。如图5A-5C所示，当充电偏压施加到感光鼓3，感光鼓3充有负电部分与转印辊6接触t秒。如图4所示，这里的时间t为感光鼓3旋转角度a使用的时间。

转印辊必须在充电偏压施加后的t秒内，充电到具有点划线所示的电位(从大约+1.5kV到大约+4kV)。然而，充为负电的感光鼓3导致转印辊6上的电位为双点划线所示。这是因为在充负电的感光鼓3影响下，即使在转印辊6上施加转印偏压，转印辊6不能被恰当地充电，使转印辊6上电位的升高延迟时间d。这个延迟导致显影剂图像不能恰当地转印到纸页的前部。

为了解决诸如电位延迟升高和不足的问题，在本实施例中当转印过程不执行时，施加非转印偏压到转印辊6上。具有与转印偏压相同的极性的非转印偏压，比转印偏压要低得多。非转印偏压在大约+50V到大约+300V的范围里调整。非转印偏压依据下面表格来决定，这个表格存储基于如感光鼓3的感光性的条件和成像装置100的内部环境来确定电位的规则。

图6A为感光鼓3之一的电位示意图，而图6B到图6E分别为转印辊6a到6d的电位示意图。感光鼓3的表面电位的范围从大约-500V到大约-700V，而大约+300V的非转印偏压施加到转印辊6a上，用于转印黑色(K)显影剂图像。可能在大约+200V到大约+300V的范围内恰当改变非转印偏压。

在转印显影剂图像到第一纸页上时，大约+1.5kV到大约+4kV的转印偏压施加到转印辊6a上。在第一纸页和第二纸页的间隔期间，非转印偏压随后施加到转印辊6a上。类似地，在转印显影剂图像到第二纸页时，转印偏压又施加到转印辊6a上，在第二纸页通过后，非转印偏压又施加到转印辊6a上。

对转印辊6b转印青色(C)显影剂图像时，转印和非转印偏压也执行类似的调整。施加到转印辊6b上的非转印偏压大约为+100V，比施加到转印辊6a上的更低。可能在大约+50V到大约+200V的范围内调整要施加到转印辊6b的非转印偏压。从对转印辊6a施加转印偏压到对转印辊6b施加转印偏压延迟时间D。

对于转印辊6b-6d分别转印洋红(M)和黄色(Y)显影剂图像时，转印和非转印偏压执行与转印辊6b中相同的调整。虽然在本实施例中描述了在两张连续的纸页上执行成像过程的情形，本发明也适用于将成像过程用于超过三张连续纸页，以及单张纸页。

在本实施例中，如上面所述，施加到位于纸页传输方向下游的转印辊6b、6c和6d的非转印偏压调整到比施加到转印辊6a上的更低。这种调整防止了逐步增加转印/传输带7的电位。另外，本实施例不需要复杂的转印偏压的调整，也不需要复杂的配置。

由此，本发明实施例容许在成像站20稳定地施加转印偏压，因此防止了纸页前部的图像质量下降。此外，转印偏压稳定的施加防止了显影剂的浪费并且能够延长用于清除和收集显影剂的转印带清洁部件9的寿命。另外，在本实施例中，防止了图像载体表面的不规则充电。此外，本实施例的第二优点是减少了由于感光鼓3与转印辊6接触导致的损坏并因此防止了感光鼓3的退化。

图7所示为(a)感光鼓3的旋转速度和电位以及(b)非转印偏压之间的关系表图示。在本实施例中，要施加到转印辊6上的非转印偏压是依照感光鼓3的旋转速度和电位来调整的。

更具体地说，在感光鼓3的旋转速度高(117mm/s)的情形，施加到转印辊6a上的非转印偏压被设定为+300V，独立于感光鼓3的表面电位。当旋转速度低(39mm/s)时，非转印偏压被设定为+225V。

对于转印辊6b、6c以及6d，依照感光鼓3的表面电位，施加其上的非转印偏压在几个阶段在+50V到+200V的范围内调整，独立于感光鼓3的旋转速度。

感光鼓3的旋转速度越高，感光鼓3上的表面电位对转印辊6的电位影响越大。由此，在施加转印偏压之后，转印辊6的电位需要迅速升高。在本实施例中，鉴于以上情况，感光鼓3的旋转速度越高，要施加到转印辊6a上的非转印偏压变得越大。

非转印偏压也可以根据被温度/湿度传感器22检测到的温度和相对湿度进行调整。

图8所示为温度、湿度和非转印偏压之间的关系表。根据此表，非转印偏压的调整允许在成像装置100的内部环境条件下设定最佳非转印偏压。

特别是，如果相对湿度低，非转印偏压可以为大约+200V。如果温度和相对湿度高，因为纸页电阻增加，非转印偏压需要设置得更高。这里，非转印偏压设置成约+300V。湿度在中间的水平时，非转印偏压设置成大约为+250V作为中间值。

虽然本发明如此描述，但是显然本发明会变化为许多方式。这些变化不视为偏离本发明的精神和范围，并且诸如对所属领域的技术人员来说是显而易见的所有这样的修饰，确定为包括在权利要求的范围中。

Claims

1.一种成像装置，包括：

电压施加装置，用于给所述转印电极施加电压，

其中，当转印过程不执行时，所述电压施加装置仅施加非转印偏压给与所述图像载体接触的转印电极，此非转印偏压具有与转印偏压相同的极性且比转印偏压低，

并且其中，所述电压施加装置施加给位于纸页传输方向上游的第一转印电极的非转印偏压比施加给其它转印电极的偏压高。

2.根据权利要求1所述的成像装置，

其中，位于纸页传输方向上游的第一转印电极以外的其它转印电极的所述非转印偏压随着所述图像载体的电位增加而增加。

3.根据权利要求1所述的成像装置，进一步包括传感器，用于检测所述转印/传输带周围的温度和湿度，

其中，所述电压施加装置依据所述传感器的检测结果来调节所述非转印偏压。

4.根据权利要求1所述的成像装置，

其中，随着所述图像载体的旋转速度增加，所述电压施加装置施加给所述位于纸页传输方向上游的第一转印电极的所述非转印偏压增加。