DE19625852A1

DE19625852A1 - Farbbilderzeugende Vorrichtung

Info

Publication number: DE19625852A1
Application number: DE19625852A
Authority: DE
Inventors: Akira Kubota
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1995-06-27
Filing date: 1996-06-27
Publication date: 1997-01-02
Also published as: GB9613567D0; GB2302671A; FR2736170B1; US5671464A; FR2736170A1; US5907746A; GB2302671B; JPH0973240A

Description

Die Erfindung betrifft eine farbbilderzeugende Vorrichtung.

Eine farbbilderzeugende Vorrichtung, wie sie im folgenden beschrieben wird, ist bislang wie in US-A-3 838 919 offenbart bekannt. Die farbbilderzeugende Vorrichtung umfaßt: ein erstes Übertragungsmittel, welches nacheinander Tonerbilder, die auf einem bildtragenden Körper entwickelt wurden, zu einem Zwischenübertragungskörper überträgt; ein zweites Übertragungsmittel, welches die Tonerbilder, die auf einem Zwischenübertragungskörper übereinander abgelegt sind, gemeinsam auf ein Aufzeichnungsmedium überträgt; und ein Reinigungsmittel, wie zum Beispiel eine Reinigungsklinge, welches den Toner entfernt, der am Zwischenübertragungskörper verblieben ist. Desweiteren ist bekannt, daß als Zwischenübertragungskörper entweder ein bandähnliches Element verwendet werden kann, welches einen vorherbestimmten elektrischen Widerstand aufweist und welches durch eine Gruppe von Walzen einschließlich einer Antriebswalze von innen gedehnt wird, oder eine harte Walze, welche eine elektrische Widerstandsschicht über der Oberfläche eines Metallsockels aufweist.

Nach der gemeinsamen Übertragung der Tonerbilder auf das Aufzeichnungsmedium vom Zwischenübertragungskörper durch das zweite Übertragungsmittel (im folgenden als "Sekundärübertragungsprozeß" bezeichnet) kommt in einer derartigen Bilderzeugungsvorrichtung die Reinigungsklinge in Kontakt mit dem Zwischenübertragungskörper, und vor der Bildung des erstfärbigen Tonerbildes eines nächsten Druck bildes bewegt sich die Reinigungsklinge vom Zwischenüber tragungskörper weg. Um danach die Tonerbilder nacheinander durch das erste Übertragungsmittel vom bildtragenden Körper zum Zwischenübertragungskörper zu übertragen (im folgenden als "Primärübertragungsprozeß" bezeichnet), wird eine Technik angewandt, die in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 7-77880 offenbart wird. Diese Technik beruht darauf, die Reinigungsklinge in Kontakt mit dem Zwischenübertragungskörper zu bringen, nachdem alle übereinanderzulegenden Farbtonerbilder auf diesen übertragen worden sind.

Im oben beschriebenen herkömmlichen Beispiel, in welchem die Reinigungsklinge nach Beendigung des Sekundärüber tragungsprozesses nicht nur mit dem Zwischenübertragungs körper in Kontakt gebracht wird, sondern auch vom Zwischen übertragungskörper wegbewegt wird, bevor das erstfärbige Tonerbild eines nächsten Druckbildes erzeugt wird, sowie in jenem herkömmlichen Beispiel, welches in der ungeprüften Japanischen Patentanmeldung Hei 7-77880 offenbart wird, darf jedoch der Primärübertragungsprozeß nicht ausgeführt werden, während die Reinigungsklinge in Kontakt mit dem Zwischenübertragungskörper steht. Das heißt, es ist notwendig, den Primärübertragungsprozeß des erstfärbigen Tonerbilders eines nächsten Druckbildes um mindestens den zweifachen oder einen größeren Abstand der umfänglichen Länge eines maximalen Druckbildes ab dem Start des Primärübertragungsprozesses eines derartigen letztfarbigen Tonerbildes des vorhergegangenen Druckbildes in einem mit gleichförmiger Geschwindigkeit kontinuierlich ablaufenden Druckvorgang aufzuschieben, während sich das letztfarbige Tonerbild am Zwischenübertragungskörper entlang bewegt. Dies hat zu dem Problem geführt, daß dadurch die Druckgeschwindigkeit verringert wird. Ebenfalls bekannt ist eine Technik, bei der die Verarbeitungsgeschwindigkeit umgeschaltet wird, während weder der Primär- noch der Sekundärübertragungsprozeß ausgeführt wird, um die Druckge schwindigkeit zu verbessern. Diese Technik führt jedoch dazu, daß die Bauweise der Vorrichtung vergrößert und die Herstellungskosten erhöht werden. Desweiteren treten selbst dann, wenn eine Hochgeschwindigkeitsverarbeitung eingeführt wird, Bilddefekte aufgrund von Schwankungen in den Lasten auf, welche auf das Zwischenübertragungsband einwirken, wie zum Beispiel Verschiebungen, welche verursacht werden, wenn ein Farbtonerbild während des Primärübertragungsprozesses über ein anderes gelegt wird.

Die Erfindung wurde in Anbetracht der zuvor erwähnten Probleme herkömmlicher Geräte gemacht. Die Aufgabe der Erfin dung ist es daher, eine farbbilderzeugende Vorrichtung zu schaffen, welche ein qualitativ hochwertiges Bild erzeugen kann, während gleichzeitig die Druckgeschwindigkeit verbes sert und die Bauweise der Vorrichtung verkleinert wird. Diese Aufgabe wird durch die Bereitstellung einer farbbilderzeugenden Vorrichtung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale, Aspekte und Details der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.

Allgemein betrifft die Erfindung eine elektrophotographische farbbilderzeugende Vorrichtung zur Verwendung in Farbkopiergeräten, Druckern, Faxgeräten und anderen Vorrichtungen.

Um die obengenannte Aufgabe zu erreichen, wird in einem ersten Aspekt die Erfindung auf eine farbbilderzeugende Vorrichtung angewandt, welche umfaßt: ein erstes Übertragungsmittel zur aufeinanderfolgenden Übertragung einer Mehrzahl an Tonerbildern, welche auf einem latenten bildtragenden Körper entwickelt werden, auf ein Zwischen übertragungsband, das von einer Gruppe von Haltewalzen einschließlich einer Antriebswalze gedehnt wird; ein zweites Übertragungsmittel zur gemeinsamen Übertragung der auf dem Zwischenübertragungsband übereinandergelegten Tonerbilder auf ein Aufzeichnungsmedium; und ein Reinigungsmittel zum Entfernen von am Zwischenübertragungsband verbliebenen Toner. In einer derartigen farbbilderzeugenden Vorrichtung wird, wenn davon ausgegangen wird, daß:
die gesamte umfängliche Länge des Zwischenübertragungsbandes bei Dehnung gleich l (m) ist;
ein Elastizitätsmodul und eine Dicke des Zwischenüber tragungsbandes gleich E (kg/m²) bzw. t (m) sind;
ein Reibungskoeffizient zwischen dem Reinigungsmittel und dem Zwischenübertragungsband gleich µ ist;
ein linearer Druck einer Kontaktlast verursacht durch das mit dem Zwischenübertragungsband in Kontakt kommende Reini gungsmittel gleich n (kg/m) ist;
eine umfängliche Länge des Aufzeichnungsmediums gleich L0 (m) ist; und
ein Abstand zwischen Punkten, die auf dem latenten bild tragenden Körper entwickelt werden, gleich ld (m) ist;
ein Verhältnis (la/l) einer Länge la (m) zur gesamten umfänglichen Länge des Zwischenübertragungsbandes wie folgt ausgedrückt, wobei sich die Länge la von einer zentralen Position eines Winkels erstreckt, bei der das Zwischenüber tragungsband um die Antriebswalze zu einer Kontaktposition gewickelt ist, an der das Reinigungsmittel mit dem Zwischenübertragungsband in einer Zwischenübertragungsband drehrichtung in Kontakt steht:

la/l < ld · E · t/(L0 · µ · n).

In einem zweiten Aspekt wird die Erfindung auf eine farbbilderzeugende Vorrichtung gemäß der ersten Ausfüh rungsform der Erfindung angewandt, wobei eine derartige farbbilderzeugende Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Zugkraft s0 (kg/m) pro Längeneinheit des Zwischen übertragungsbandes, welche von der Gruppe der Haltewalzen einschließlich der Antriebswalze ausgeübt wird, während das Reinigungsmittel vom Zwischenübertragungsband beabstandet ist, wie folgt ausgedrückt wird:

s0 < µ · n - ld · E · t/L0.

In einem dritten Aspekt wird die Erfindung auf eine farbbilderzeugende Vorrichtung gemäß der ersten Ausfüh rungsform der Erfindung angewandt, wobei eine derartige farbbilderzeugende Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß ein erstfärbiges Tonerbild auf das Zwischenüber tragungsband übertragen wird, während sich die Reinigungsmittel in Kontakt mit dem Zwischenübertragungsband befindet, und sich vom Zwischenübertragungsband wegbewegt, bevor ein zweitfärbiges Tonerbild übertragen wird.

In einem vierten Aspekt wird die Erfindung auf eine farbbilderzeugende Vorrichtung gemäß der ersten Ausfüh rungsform der Erfindung angewandt, wobei eine derartige farbbilderzeugende Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß ein letztfärbiges Tonerbild auf das Zwischenüber tragungsband übertragen wird, während das Reinigungsmittel in Kontakt mit dem Zwischenübertragungsband steht.

Elastische Verformungen im Zwischenübertragungsband, welche durch Lastschwankungen des Zwischenübertragungsbandes verursacht werden, wenn das Reinigungsmittel mit dem Band in Kontakt kommt oder sich von diesem wegbewegt, werden verringert, so daß Verschiebungen zwischen den Tonerbildern innerhalb eines einzigen bildaufzeichnenden Punktes kontrolliert werden können, wenn ein Farbtonerbild im Primärübertragungsprozeß auf ein anderes gelegt wird.

Desweiteren rutscht das Band nicht durch, wenn das Reinigungsmittel mit diesem in Kontakt kommt oder sich von diesem wegbewegt, so daß Verschiebungen zwischen den Toner bildern innerhalb des Bereiches eines einzigen bildaufzeichnenden Punktes gehalten werden können, wenn ein Farbtonerbild im Primärübertragungsprozeß über ein anderes gelegt wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden klarer werden anhand der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen darstellt:

Fig. 1 ist eine schematische Querschnittsdarstellung einer farbbilderzeugenden Vorrichtung, welche eine Ausführung der Erfindung ist.

Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht, welche die Umgebung eines Zwischenübertragungsbandes in Fig. 1 zeigt.

Fig. 3 ist eine Zeittabelle, welche einen Druckvorgang während eines kontinuierlichen Druckens zeigt.

Zuerst wird der Betrieb der Vorrichtung beschrieben. Eine Aufladewalze 102 lädt einen Photorezeptor 101 gleichmäßig auf ein bestimmtes Potential auf. Ein Laserstrahl wird durch einen reflektierenden Spiegel 104 mit Hilfe eines Belichtungsmittels 103, bei der es sich um ein optisches Laserscansystem handelt, auf den Photorezeptor 101 gerichtet, so daß ein latentes elektrostatisches Bild auf dem Photorezeptor 101 gebildet wird. Danach werden zurück schiebbare Kontaktentwicklungseinheiten 105 mit Monokompo nententoner auf folgende Weise betätigt. Eine gelbe Ent wicklungseinheit 105Y wird in Kontakt mit dem Photorezeptor 101 gebracht, wobei andere Entwicklungseinheiten von diesem wegbewegt werden, und ein statisch negativ aufladbarer gelber Toner wird durch die Aktivität eines elektrischen Feldes, welches von einer nicht dargestellten Spannungsversorgung erzeugt wird, auf umgekehrte Weise verarbeitet. Das solcherart auf umgekehrte Weise verarbeitete Bild wird am Photorezeptor 101 in ein wirkliches Bild umgewandelt. Der gelbe Toner, der in ein wirkliches Bild umgewandelt wurde, wird danach auf ein Zwischenübertragungsband 106 mit einer Vorspannung übertragen, deren Polarität jener des Toners entgegengesetzt ist, der auf eine Primärübertragungswalze 107 von einer Primärübertragungsspannungsversorgung 108 und weiters durch die Aktivität eines elektrischen Feldes aufgetragen wird, welches durch eine derartige Anwendung der Vorspannung erzeugt wird. Das Zwischenübertragungsband 106 wird zum Beispiel durch das feine Verteilen von Kohlenstoff in ein Binderpolymer gebildet. Der Toner, der nach Beendigung des Übertragungsvorganges am Photorezeptor 101 verbleibt, wird von einem Photorezeptorreiniger 109 wiedergewonnen, welcher ein Elastomerpolymer in Kontakt mit dem restlichen Toner bringt, und das Potential des Photorezeptors wird dann durch eine Antistatiklampe 110 zurückgesetzt. Derselbe Vorgang wird mit einer magentaroten Entwicklungseinheit 105M, einer zyanblauen Entwicklungseinheit 105C und einer schwarzen Entwicklungseinheit 105K wiederholt, um eine Synchronisierung mit vorherbestimmten Positionen des Zwi schenübertragungsbandes 106 und Belichtungszeiten des Belichtungsmittels 103 zu ermöglichen. Als Ergebnis werden die einzelnen Farbtonerbilder auf dem Zwischenübertragungs band 106 übereinandergelegt, um ein vollfärbiges Bild zu erzeugen. Auf der anderen Seite wird ein Aufzeichnungsmedium 113 von einer Blattzufuhrkassette 112 zu einem Paar Widerstandswalzen 114 durch eine Blattzufuhrvorrichtung 111 zugeführt und danach zu einem Sekundärübertragungsabschnitt synchron mit dem vollfärbigen Bild auf dem Zwischenübertragungsband 106 vorgeschoben. Der Sekundärübertragungsabschnitt wird gebildet aus einer Sekundärübertragungswalze 116, welche in die durch die Pfeile a2 in Fig. 1 dargestellten Richtungen zurückgeschoben werden kann. Am Sekundärübertragungsabschnitt bildet nicht nur die Sekundärübertragungswalze 116 einen Quetschbereich, indem sie synchron mit dem Aufzeichnungsmedium 113 in Kontakt mit dem Zwischenübertragungsband 106 kommt, sondern es wird auch ein vollfärbiges Tonerbild am Aufzeichnungsmedium 113 mit einer Vorspannung erzeugt, deren Polarität jener des Toners entgegengesetzt ist, der von einer Sekundärübertragungsspannungsversorgung 117 und weiters durch die Aktivität eines durch derartiges Anlegen der Vorspannung erzeugten elektrischen Feldes aufgetragen wird. Das Aufzeichnungsmedium 113 wird danach durch eine Fixiervorrichtung 120 fixiert und dann aus dem Gerät ausgeworfen. Der Toner, der nach Beendigung des Sekundärübertragungsprozesses noch am Band verbleibt, wird durch einen Zwischenübertragungskörperreiniger 119 wieder gewonnen, der in die durch die Pfeile al in Fig. 1 darge stellten Richtungen zurückziehbar ist. Die Sekundärübertra gungswalze 116 und der Zwischenübertragungskörperreiniger 119 müssen vom Zwischenübertragungsband 106 zurückgezogen werden, so daß die auf das Zwischenübertragungsband 106 weitergeleiteten Tonerbilder während einer Zeitdauer nicht gestört werden, in welcher die vier Farbtonerbilder im Primärübertragungsprozeß übereinandergelegt werden.

Die Bedingungen, die verschiedene Teile der farbbilderzeu genden Vorrichtung erfüllen müssen, um ein schnelles und qualitativ hochwertiges Drucken zu ermöglichen, werden nun beschrieben, indem die zuvor erwähnte Konstruktion als Beispiel herangezogen wird.

Die Erfindung, welche ein bandähnliches Element als Zwi schenübertragungskörper verwendet, versucht, einen zufrie denstellenden Parameterbereich bezüglich der Bauweise und der Komponenten zur Steuerung der Übertragungsverschiebungen zwischen den einzelnen Farbtonerbildern (im folgenden, wo zutreffend, als "Übertragungsverschiebung" bezeichnet) zu finden, wobei die Übertragungsverschiebungen durch die Dehnung des Elementes verursacht werden, was bei der Aus führung eines schnellen Druckvorganges berücksichtigt werden muß.

Fig. 2 zeigt eine Zwischenübertragungseinheit mit dem Zwischenübertragungsband 106 und einer Antriebswalze 115 aus Fig. 1 in vergrößerter Form. Das Zwischenübertragungsband 106 wird durch eine Gruppe von Walzen einschließlich der Antriebswalze 115 mit einer vorherbestimmten Zugspannung gedehnt. Das Zwischenübertragungsband 106 wird ebenso angetrieben, um sich durch eine Reibungskraft der Antriebs walze 115 zu drehen. Die Gruppe anderer Walzen, welche das Zwischenübertragungsband 106 an seiner rückseitigen Ober fläche stützen, sowie der Photorezeptor 101, der mit dem Band an seiner bildtragenden Oberfläche in Kontakt kommt, die Sekundärübertragungswalze 116, oder das Aufzeichnungsmedium 113, welches auf die Sekundärübertragungswalze 116 vorgespannt ist, und eine Reinigungsklinge 1191 legen der Drehung des Zwischenübertragungsbandes 106 eine Last auf. Die Reinigungsklinge 1191 ist ein Reinigungsmittel, welches im Zwischenübertragungskörperreiniger 119 enthalten ist. Als Ergebnis dieser Last wird das Zwischenübertragungsband 106 verformt, aber da außer der Reinigungsklinge 1191 alle anderen Elemente leer durch das Zwischenübertragungsband 106 angetrieben werden, ist der Grad der Last vernachlässigbar gering im Vergleich zu einer Last, welche auf das Band 106 durch die Reinigungsklinge 1191 angelegt wird, die mit dem Band in Kontakt kommt.

Somit ist es notwendig, einen Bilddefekt wie zum Beispiel eine Übertragungsverschiebung zu berücksichtigen, welcher auf die elastische Verformung des Zwischenübertragungsbandes 106 zurückzuführen ist, die dann verursacht wird, wenn die Reinigungsklinge 1191 mit dem Band 106 in Kontakt kommt. Da sich die Reinigungsklinge 1191 vom Zwischenübertragungsband 106 wegbewegt oder mit diesem in Kontakt kommt, ist die Spannung des Zwischenübertragungsbandes 106 nicht immer konstant, was auch bedeutet, daß der Grad der elastischen Verformung des Zwischenübertragungsbandes 106 ebenfalls nicht konstant ist. Die Auswirkungen der Verformung des Zwischenübertragungsbandes 106 auf das gedruckte Bild werden unten besprochen.

In Fig. 2 soll davon ausgegangen werden, daß die Länge des Zwischenübertragungsbandes 106 gleich l (m) ist; daß die Dicke desselben gleich t (m) ist; und daß der Elastizitäts modul gleich E (kg/m²) ist. Die Position A ist jene Position, bei der die Reinigungsklinge 1191 in Kontakt mit dem Zwischenübertragungsband 106 kommt, und die Position B ist der Mittelpunkt eines Abschnittes des Zwischenübertragungs bandes 106, der in Kontakt mit der Antriebswalze 115 steht. Weiters wird angenommen, daß die Länge des Bandes von der Position A bis zur Position B in einer Drehrichtung des Zwischenübertragungsbandes 106, welche durch den Pfeil a3 in Fig. 2 dargestellt wird (im folgenden als die "straffe Seite" bezeichnet), gleich lb (m) ist; und daß die Länge des Bandes von der Position B zur Position A (im folgenden als die "lockere Seite" bezeichnet) gleich la (m) ist. Da, wie unten beschrieben, die Schwankung der Spannung an der Primärübertragungsposition berücksichtigt wird, ist es nicht notwendig, die kontinuierliche Verschiebung der Spannung innerhalb des Zwischenbandabschnittes, der mit der Antriebswalze in Kontakt steht, zu betrachten. So sollen daher σ1 (kg/m) und σ2 (kg/m) als Annäherungswerte gesehen werden, die ausreichen, um das Ausmaß der elastischen Verformung des Zwischenübertragungsbandes 106 an der Pri märübertragungsposition unter der Annahme zu berechnen, daß die Spannung pro Längeneinheit in axialer Richtung über die gesamte Länge einschließlich der straffen Seite und der lockeren Seite konstant ist, während die Reinigungsklinge 1191 mit dem Zwischenübertragungsband 106 in Kontakt steht. Desweiteren soll σ0 (kg/m) als Annäherungswert unter der Annahme gesetzt werden, daß die Spannung pro Längeneinheit in der axialen Länge über die Gesamtlänge konstant ist, während die Reinigungsklinge 1191 vom Zwischenübertragungsband 106 beabstandet ist. Desweiteren wird angenommen, daß der Reibungskoeffizient zwischen der Reinigungsklinge 1191 und dem Zwischenübertragungsband 106 gleich µ ist; und daß die Kontaktlast pro Längeneinheit in axialer Richtung gleich n (kg/m) ist.

Da jede andere Last als die, welche durch die Reinigungs klinge 1191 angelegt wird, vernachlässigbar ist, wie dies oben bereits beschrieben wurde, können die zuvor erwähnten Parameter wie folgt in Beziehung gebracht werden.

σ1 - σ2 = µ · n Gl. (1)

Desweiteren können σ0, σ1 und σ2 ungefähr wie folgt in Beziehung zueinander gebracht werden.

σ0 = (lb · σ1 + la · σ2)/l Gl. (2)

Aus den Gleichungen (1) und (2) werden σ1 und σ2 wie folgt ausgedrückt.

σ1 = (l · σ0 + la · µ · n)/l Gl. (3)

σ2 = (l · σ0 - lb · µ · n)/l Gl. (4)

Als Ergebnis dessen werden die Zunahmen in der elastischen Verformung in der umfänglichen Richtung des Zwischenüber tragungsbandes 106 zwischen dem Zustand, in welchem die Reinigungsklinge 1191 vom Zwischenübertragungsband 106 beabstandet ist, und den Zustand, in welchem die Reini gungsklinge 1191 in Kontakt mit dem Zwischenübertragungsband 106 steht, wie folgt erhalten.

ε1 = la · µ · n/(E · t · l) Gl. (5)

ε2 = -lb · µ · n/(E · t · l) Gl. (6)

wobei ε1 die Zunahme der elastischen Verformung auf der straffen Seite und ε2 die Zunahme der elastischen Verformung auf der lockeren Seite ist. In jenem Fall, in dem sich eine Spannung und die durch eine derartige Spannung verursachte Menge der elastischen Verformung von einem Teil zum anderen über das Zwischenübertragungsband 106 unterscheiden, kommt es zu Geschwindigkeitsunterschieden. Es wird angenommen, daß die Bandbewegungsgeschwindigkeit gleich V (m/s) ist, während die Reinigungsklinge 1191 vom Zwischenübertragungsband 106 beabstandet ist; daher werden die Bandbewegungsgeschwindigkeiten V1 (m/s) und V2 (m/s) sowohl an der straffen Seite als auch an der lockeren Seite für die Zeit, während der die Reinigungsklinge 1191 in Kontakt mit dem Zwischenübertragungsband 106 steht, wie folgt ausgedrückt.

V1 = V Gl. (7)

V2 = V · (l - ε2)/(l + ε1) Gl. (8)

Gleichung (7) weist darauf hin, daß es zu keinem Rutschen zwischen der Antriebswalze 115 und dem Zwischenübertra gungsband 106 kommt.

Um die Druckgeschwindigkeit für kontinuierliches Drucken zu verbessern, soll ein Fall angenommen werden, wo sich die Reinigungsklinge in Kontakt mit dem Zwischenübertragungsband 106 befindet, wenn Tonerbilder in einem Primärübertra gungsprozeß der Reihe nach übereinandergelegt werden. Insbesondere kann es hier zu zwei Fällen kommen: ein Fall, wo sich die Reinigungsklinge in Kontakt mit dem Zwischen übertragungsband befindet, während das daraufzulegende letztfärbige Tonerbild (eines Druckbildes) einem Pri märübertragungsprozeß ausgesetzt ist; und ein Fall, wo die Reinigungsklinge in Kontakt mit dem Zwischenübertragungsband gebracht wird, nachdem der Primärübertragungsprozeß des letztfärbigen Tonerbildes abgeschlossen wurde und ein Primärübertragungsprozeß für das erstfärbige Tonerbild (eines nächsten Druckbildes) begonnen wird, wobei die Reinigungsklinge in Kontakt mit dem Zwischenübertragungsband bleibt. In diesen Fällen werden solche elastischen Verformungen, wie sie in den Gleichungen (5) und (6) ausge drückt werden, aufgrund der Last verursacht, die angelegt wird, wenn die Reinigungsklinge in Kontakt mit dem Zwi schenübertragungsband kommt. Als Ergebnis dieser elastischen Verformungen kommt es zu einer Verschiebung zwischen einem Tonerbild, das dem Primärübertragungsprozeß ausgesetzt ist, während sich die Reinigungsklinge in Kontakt mit dem Zwischenübertragungsband befindet, und einem Tonerbild, das dem Primärübertragungsprozeß ausgesetzt ist, während die Reinigungsklinge vom Zwischenübertragungsband beabstandet ist. Verschiebungen zwischen den Tonerbildern während der Primärübertragungsprozesse werden in den folgenden vier Fällen (I) bis (IV) bestimmt.

Es ist anzumerken, daß die Primärübertragungsprozesse auf der straffen Seite durchgeführt werden, da bei der in Fig. 2 dargestellten Zwischenübertragungseinheit die Primärüber tragungsposition (d. h. die zentrale Banddehnposition B an der Antriebswalze 115) und die Kontaktposition A der Reini gungsklinge 1191 in dieser Reihenfolge in der Drehrichtung des Zwischenübertragungsbandes 106 angeordnet sind. Es gibt jedoch eine weitere Anordnung, bei der die Primärübertra gungsposition, die Kontaktposition der Reinigungsklinge und die zentrale Banddehnposition an der Antriebswalze in dieser Reihenfolge in der Drehrichtung des Zwischenübertra gungsbandes angeordnet werden können. In diesem Fall befindet sich die Primärübertragungsposition auf der lockeren Seite. Somit muß das Problem der Verschiebung zwischen den Tonerbildern in den Primärübertragungsprozessen für insgesamt vier Fälle berücksichtigt werden. Diese vier Fälle umfassen alle Kombinationen derartiger Faktoren, ob sich nun die Primärübertragungsposition auf der straffen Seite oder der lockeren Seite befindet, und ob das einem Pri märübertragungsprozeß auszusetzende Tonerbild während des Kontaktes des Reinigungsmittels mit dem Zwischenüber tragungsband für das Darüberlegen eines erstfärbigen Toner bildes oder für das Darüberlegen eines letztfärbigen Toner bildes bestimmt ist.

Fall (I) ist jener Fall, wo der Primärübertragungsprozeß für ein erstfärbiges Tonerbild ausgeführt wird, während sich die Reinigungsklinge in Kontakt mit dem Zwischenübertragungsband befindet, und wo sich die Primärübertragungsposition auf der lockeren Seite befindet.

In diesem Fall ist die Größe des erstfärbigen Tonerbildes an der Primärübertragungsposition das ((1 - ε2)/(1 + ε1))-fache eines aufgrund einer Änderung der Zwischenüber tragungsbandgeschwindigkeit aus Gl. (8) auf einem Photo rezeptor erzeugten Bildes. Die Größe des erstfärbigen Tonerbildes wird mit (1/(1 - ε2)) multipliziert in bezug darauf, daß sich das Bild auf der lockeren Seite befindet, während sich die Reinigungsklinge in Kontakt mit dem Zwi schenübertragungsband befindet, da sich die Spannung ändert, wenn sich die Reinigungsklinge vom Zwischenübertragungsband entfernt hat. Als Ergebnis wird, wenn ein derartiges vergrößertes erstfärbiges Tonerbild am Primärübertra gungsabschnitt über zweit-, . . . und letztfärbige Tonerbilder gelegt werden soll (wobei die Reinigungsklinge vom Zwischenübertragungsband beabstandet ist, während die zweit-, . . . und letztfärbigen Tonerbilder übereinandergelegt werden), die Größe des erstfärbigen Tonerbildes multipliziert mit (1 + ε1)^-1 = (1 - ε1) in bezug auf jene des erstfärbigen Tonerbildes, das am Photorezeptor 101 gebildet wird. Daher kann, wenn davon ausgegangen wird, daß die Größe des am Photorezeptor gebildeten Bildes in der umfänglichen Richtung gleich L1 (m) ist, verstanden werden, daß das erstfärbige Tonerbild um eine Länge (L1 · ε1) (m) in bezug auf jene der jeweiligen zweit-, . . . und letztfärbigen Tonerbilder während des Übereinanderlegens im Primärübertragungsprozeß verringert wird.

Fall (II) ist jener Fall, wo der Primärübertragungsprozeß für ein erstfärbiges Tonerbild durchgeführt wird, während die Reinigungsklinge mit dem Zwischenübertragungsband in Kontakt steht und wo sich die Primärübertragungsposition auf der straffen Seite befindet.

In diesem Fall wird das erstfärbige Tonerbild vom Tonerbild auf dem Photorezeptor in gleicher Größe übertragen. Da die Länge der straffen Seite verringert wird, wenn sich die Reinigungsklinge vom Zwischenübertragungsband wegbewegt hat, wird die Größe des erstfärbigen Tonerbildes mit (1/(1 + ε1)) in bezug auf jene desjenigen Bildes multipliziert, welches sich auf der straffen Seite befindet, während die Reinigungsklinge mit dem Zwischenübertragungsband in Kontakt steht. Daher wird, wenn die Größe des am Photorezeptor gebildeten Bildes in umfänglicher Richtung als gleich L1 angenommen wird, das erstfärbige Tonerbild um eine Länge von (L1 · ε1) (m) in bezug auf jene der jeweiligen zweit-, . . . und letztfärbigen Tonerbilder während des Übereinanderlegens im Primärübertragungsprozeß verringert.

Fall (III) ist jener Fall, wo der Primärübertragungsprozeß für ein letztfärbiges Tonerbild ausgeführt wird, während die Reinigungsklinge in Kontakt mit dem Zwischenübertragungsband steht und wo sich die Primärübertragungsposition auf der lockeren Seite befindet.

In diesem Fall wird die Größe der Bilder, welche am Zwi schenübertragungsband übereinandergelegt werden, mit (1 - ε2) auf der lockeren Seite multipliziert, wenn die Reini gungsklinge mit dem Zwischenübertragungsband in Kontakt kommt. Die Geschwindigkeit, mit der solche Bilder durch den Primärübertragungsabschnitt hindurchgehen, wird das ((1 - ε2) /(1 + ε1)-fache der Gleichung (8). Daher wird die Größe der bereits auf dem Zwischenübertragungsband an der Pri märübertragungsposition übereinandergelegten Bilder mit (1 + ε 1) in bezug auf jene des am Photorezeptor erzeugten Bildes multipliziert. Daher wird, wenn die Größe des am Photorezeptor gebildeten Bildes in umfänglicher Richtung als L1 angenommen wird, die Größe des letztfärbigen Tonerbildes um (L1 · ε1) in bezug auf jene der anderen Farbtonerbilder während des Übereinanderlegens im Primärübertragungsprozeß verringert.

Fall (IV) ist jener Fall, wo der Primärübertragungsprozeß für ein letztfärbiges Tonerbild ausgeführt wird, während die Reinigungsklinge mit dem Zwischenübertragungsband in Kontakt steht und wo sich die Primärübertragungsposition an der straffen Seite befindet.

In diesem Fall wird die Größe der Bilder, welche am Zwi schenübertragungsband übereinandergelegt werden, mit (1 + ε1) am Primärübertragungsabschnitt multipliziert. Desweiteren bleibt die Geschwindigkeit, mit der das letztfärbige Tonerbild durch den Primärübertragungsabschnitt durchtritt, unverändert, nachdem die Reinigungsklinge in Kontakt mit dem Zwischenübertragungsband aus Gleichung (7) gekommen ist. Daher wird, wenn die Größe des am Photorezeptor erzeugten Bildes in der umfänglichen Richtung als L1 wie oben beschrieben angenommen wird, die Größe des letztfärbigen Tonerbildes um eine Länge (L1 · ε1) in bezug auf jene der anderen Farbtonerbilder während des Übereinanderlegens im Primärübertragungsprozeß verringert.

Wie aus dem obigen ersichtlich ist, stehen die Verschiebun gen, welche durch den Kontakt der Reinigungsklinge mit dem Zwischenübertragungsband während des Übereinanderlegens der Tonerbilder für den Primärübertragungsprozeß erzeugt werden, in einem Verhältnis zur elastischen Verformung ε1 auf der straffen Seite des Zwischenübertragungsbandes. Um daher die durch das Übereinanderlegen der Farbtonerbilder verursachten Verschiebungen innerhalb eines vorgeschriebenen Bereiches zu halten, ist es notwendig, die elastische Verformung ε1 einzustellen.

Eine Verschiebung, die größer ist als ein einzelner bild aufzeichnender Punkt während des Vorganges des Übereinan derlegens eines Farbtonerbildes auf ein anderes Farbtoner bild, beeinträchtigt die Qualität eines erzeugten Bildes enorm. Wenn davon ausgegangen wird, daß die Länge eines Übertragungsmediums in umfänglicher Richtung gleich L0 (m) ist und daß die Breite eines einzelnen bildaufzeichnenden Punktes in der umfänglichen Richtung gleich ld (m) ist, dann muß die folgende Bedingung erfüllt sein, damit keine Verschiebung, die gleich groß oder größer ist als ein einzelner bildaufzeichnender Punkt, während des Übereinan derlegens eines Farbtonerbildes auf ein anderes verursacht wird.

L0 · ε1 < ld Gl. (9)

Die zuvor erwähnte Bedingung kann durch ein Verhältnis zwischen der Länge la auf der lockeren Seite des Zwischen übertragungsbandes und der umfänglichen Länge des Zwischen übertragungsbandes wie folgt ausgedrückt werden.

la/l < ld · E · t/(L0 · µ · n) Gl. (10)

Wenn die Zwischenübertragungsbandposition auf diese Weise in eine Beziehung zur Antriebsrollenposition und der Reini gungsklingenposition gestellt wird, kann ein Ausgabebild erzielt werden, welches nahezu frei von Übertragungsver schiebungen ist. Das zuvor Erwähnte beschreibt das Verfahren des Verhinderns von Übertragungsverschiebungen, welches der erste Aspekt der Erfindung ist.

Im übrigen darf die Spannung (pro Längeneinheit in axialer Richtung) auf der lockeren Seite, welche in der Gleichung (4) ausgedrückt ist, keinen negativen Wert annehmen. Wenn die Spannung einen negativen Wert annimmt, lockert sich das Zwischenübertragungsband an der lockeren Seite, welches wiederum die Antriebskraft über die Antriebswalze nicht gut überträgt, wodurch ein Rutschen zwischen der Antriebswalze und dem Zwischenübertragungsband verursacht wird. Als Ergebnis dessen schwankt die Geschwindigkeit des Zwischen übertragungsbandes sowohl am Primärübertragungsabschnitt als auch am Sekundärübertragungsabschnitt so stark, daß ein Ausgabebild verzerrt wird. Um dieses Problem zu beseitigen, wird eine zu erfüllende Bedingung durch die Länge la an der lockeren Seite aus der Gleichung (4) erhalten.

la/l < (µ · n - σ0)/(µ · n) Gl. (11)

Aus der durch die Gleichung (11) ausgedrückten Bedingung und der durch die Gleichung (10) ausgedrückten Bedingung zur Verhinderung einer Übertragungsverschiebung muß die Spannung (pro Längeneinheit in axialer Richtung) a0, welche auf das Zwischenübertragungsband anzulegen ist, während die Reinigungsklinge vom Zwischenübertragungsband beabstandet ist, die folgende Bedingung erfüllen.

σ0 < µ · n - ld · E · t/L0 Gl. (12)

Wenn daher eine Mindestspannung auf das zwischenübertra gungsband angelegt wird, welche sich in dem von der Gleichung (12) definierten Bereich befindet, während die Reini gungsklinge vom Zwischenübertragungsband beabstandet ist, und wenn die Positionsbeziehung zwischen der Antriebswalze und der Reinigungsklinge so eingestellt ist, daß die Gleichung (10) erfüllt wird, können einzelne Farbtonerbilder mit hoher Präzision übereinandergelegt werden, ohne daß ein Rutschen zwischen dem Zwischenübertragungsband und der Antriebswalze verursacht wird.

Das oben Erwähnte weist auf die Bedingungen hin, die durch die Bauweise und die Komponenten erfüllt sein müssen, um Bilddefekte, welche durch Übertragungsverschiebungen zwischen einem Farbtonerbild und einem anderen Farbtonerbild während des Primärübertragungsprozesses verursacht werden, zu kontrollieren. Ein spezifisches Beispiel für ein Druckverfah ren, welches ein Drucken mit hoher Geschwindigkeit ermög licht, wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 2 und 3 gegeben.

Zuerst werden die Parameterwerte in Tabelle 1 dargestellt. Das Zwischenübertragungsband 106 wird vorbereitet, indem Kohlenstoff in ETFE (Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymerisat) dispergiert wird. Die Auflösung der Bildaufzeichnung beträgt 600 dpi. Der Reibungskoeffizient µ zwischen der Reinigungsklinge 1191 und dem Zwischenübertragungsband 106 und der Kontaktdruck "n" pro Längeneinheit in axialer Richtung werden als eine Last (µ · n), welche ein Produkt ist, auf das Zwischenübertragungsband 106 gemessen. Das Verhältnis zwischen der Länge auf der lockeren Seite und der gesamten umfänglichen Länge sollte 0,48 oder weniger betragen, um die Gleichung (10) zu erfüllen. Unsere Bauweise erfüllt die zuvor erwähnten Bedingungen, wie sie in Tabelle 1 dargestellt sind.

[Tabelle 1]

Elastizitätsmodul des Zwischenübertragungsbandes E 1,6 · 10⁸ kg/m²
Dicke des Zwischenübertragungsbandes t 1,5 · 10^-4 m
Umfängliche Länge des Übertragungsmediums L0 4,2 · 10^-1 m
Umfängliche Länge pro bildaufzeichnendem Punkt ld 4,2 · 10^-5 m
Reinigungsklingenkontaktlast µ · n 5,0 kg/m
Verhältnis der Länge auf der lockeren Seite la/l 0,4 (einheitenlos).

Die Zeitpunkte des Primärübertragungsprozesses und des Reinigungsprozesses während des kontinuierlichen Druckens eines Farbbildes werden unter Bezugnahme auf die in Fig. 3 dargestellte Zeittabelle in chronologischer Abfolge be schrieben. Nachdem Y-, M- und C-Tonerbilder übereinander auf das Zwischenübertragungsband 106 am Primärübertragungs abschnitt abgelegt worden sind, um ein erstes Farbbild zu erzeugen, wird ein K-Tonerbild dem Primärübertragungsprozeß unterworfen. Der Primärübertragungsprozeß des K-Tonerbildes schließt den Primärübertragungsprozeß für das erste Farbbild zum Zeitpunkt "a" ab. Zum Zeitpunkt "b" nach dem Zeitpunkt "a" kommen sowohl die Sekundärübertragungswalze 116 als auch die Reinigungsklinge 1191 mit dem Zwischenübertragungsband 106 in Kontakt.

Danach, zum Zeitpunkt "c", erreicht das erste Farbbild, welches auf das Zwischenübertragungsband 106 abgelegt wurde, die Sekundärübertragungsposition und wird ebendort auf das Aufzeichnungsmedium 113 übertragen. Der Primärüber tragungsprozeß eines Y-Tonerbildes wird zum Zeitpunkt "d" begonnen, um ein zweites Farbbild zu erzeugen. Dieser Primärübertragungsprozeß wird so ausgeführt, daß das Kopfende des Y-Tonerbildes im wesentlichen jener Position entspricht, an der sich das Kopfende des K-Tonerbildes befand.

Der Sekundärübertragungsprozeß für das erste Farbbild wird zum Zeitpunkt "e" abgeschlossen, und die Sekundärübertra gungswalze 116 und die Reinigungsklinge 1191 bewegen sich vom Zwischenübertragungsband 106 zum Zeitpunkt "g" bzw. zum Zeitpunkt "h" weg. Die Primärübertragung des Y-Tonerbildes wurde zum Zeitpunkt "f" abgeschlossen, welcher vor dem Zeitpunkt "g" liegt. Desweiteren wird ein Primärübertra gungsprozeß eines M-Tonerbildes zum Zeitpunkt "i" begonnen, und die C- und K-Tonerbilder werden auf ähnliche Weise einem Primärübertragungsprozeß unterworfen, um das zweite Farbbild zu erzeugen.

Da die Konstruktion der Vorrichtung wie oben beschrieben die Gleichung (10) erfüllt, wird das Aufeinanderlegen eines Farbtonerbildes auf ein anderes während des Primärübertra gungsprozesses mit hoher Genauigkeit ausgeführt. Insbesondere wird das Y-Tonerbild, welches dem Primärübertragungsprozeß unterworfen wird, während die Reinigungsklinge 1191 mit dem Zwischenübertragungsband 106 in Kontakt steht, mit einem vorherbestimmten Grad an hoher Genauigkeit auf die Tonerbilder anderer Farben gelegt.

Der Primärübertragungsprozeß des Y-Tonerbildes des zweiten Farbbildes wird begonnen, nachdem eine vorherbestimmte Zeit ab der Primärübertragungsstartzeit des K-Tonerbildes des ersten Farbbildes bei der Ausgabe von zwei Farbbildern in dieser Ausführung verstrichen ist, wobei die vorherbestimmte Zeit notwendig ist, damit das Zwischenübertragungsband 106 eine ganze Runde ausführen kann. Somit können unnötige Drehungen des Zwischenübertragungsbandes 106, wie sie im Beispiel der herkömmlichen Art auftreten, vermieden werden, was wiederum dazu führt, daß ein kontinuierliches Drucken bei hoher Geschwindigkeit implementiert werden kann.

Obgleich der Fall, wo das Zwischenübertragungsband aus einem vorherbestimmten Material hergestellt ist und eine vorherbestimmte Dicke aufweist, in der vorhergehenden Ausführung beschrieben wurde, ist die Erfindung dennoch nicht darauf beschränkt. So kann zum Beispiel auch ein Zwischenübertragungsband verwendet werden, welches aus einem Material hergestellt ist, das Nylon, PVDF, Polycarbonat und ähnliches als Binderpolymer enthält. Die umfängliche Länge des Aufzeichnungsmediums kann von Postkartengröße bis zur A3 Größe reichen. Wenn der Reibungskoeffizient zwischen der Reinigungsklinge und dem Zwischenübertragungsband zwischen 0,5 und 1,2 liegt und die Kontaktlast (µ · n) zwischen 3,0 und 8,0 kg/m liegt, und wenn ein Zwischenübertragungsband, dessen Elastizitätsmodul zwischen 0,8 · 10⁸ und 4,0 · 10⁸ kg/m² liegt und dessen Dicke zwischen 50 und 200 µm liegt, wird keine Verschiebung zwischen einem Tonerbild und einem anderen Tonerbild verursacht, solange die Vorrichtung so konstruiert ist, daß die Gleichung (10) erfüllt wird. Somit kann eine farbbilderzeugende Vorrichtung geschaffen werden, welche ein qualitativ hochwertiges Bild mit hoher Geschwindigkeit ausgeben kann.

Wie oben beschrieben ist die farbbilderzeugende Vorrichtung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß eine Verringerung in der Genauigkeit beim Übereinanderlegen eines Tonerbildes auf ein anderes aufgrund von Lastschwankungen im Zwischen übertragungsband kontrolliert wird, welche dadurch auftreten, daß die Reinigungsklinge mit dem Zwischenübertragungsband in Kontakt kommt und sich von diesem wegbewegt. Daher ist die Erfindung in der Lage, eine farbbilderzeugende Vorrichtung zu schaffen, welche ein qualitativ hochwertiges Bild mit hoher Geschwindigkeit ausgeben kann.

Darüber hinaus ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß eine Verringerung in der Genauigkeit beim Übereinanderlegen eines Tonerbildes auf ein anderes kontrolliert wird, während nicht nur eine hohe Druckgeschwindigkeit verwendet wird, sondern während auch ein Rutschen des Bandes vermieden wird, wenn die Reinigungsklinge mit dem Band in Kontakt kommt und sich von diesem wegbewegt. Daher ist die Erfindung in der Lage, eine farbbilderzeugende Vorrichtung zu schaffen, welche ein qualitativ hochwertiges Bild mit hoher Geschwindigkeit ausgeben kann.

Claims

1. Farbbilderzeugende Vorrichtung, umfassend: ein erstes Übertragungsmittel (107, 108) zur aufeinanderfolgenden Übertragung einer Mehrzahl von Tonerbildern, welche auf einem latenten bildtragenden Körper (101) entwickelt werden, auf ein Zwischenübertragungsband (106), das von einer Gruppe von Haltewalzen (107, 115, 118) einschließlich einer Antriebswalze gedehnt wird; ein zweites Übertragungsmittel (116, 117) zur gemeinsamen Übertragung der auf dem Zwischenübertragungsband (106) überlagerten Tonerbilder auf ein Aufzeichnungsmedium (113); und ein Reinigungsmittel (119, 1191) zum Entfernen von am Zwischenübertragungsband (106) verbliebenen Toner,
wobei
eine umfängliche Gesamtlänge des Zwischenübertragungs bandes (106) in gedehntem Zustand gleich l (m) ist;
ein Elastizitätsmodul und eine Dicke des Zwischen übertragungsbandes (106) gleich E (kg/m²) bzw. t (m) sind;
ein Reibungskoeffizient zwischen dem Reinigungsmittel (119, 1191) und dem Zwischenübertragungsband (106) gleich µ ist;
ein Leitungsdruck einer Kontaktlast verursacht durch das mit dem Zwischenübertragungsband (106) in Kontakt kommenden Reinigungsmittel (119, 1191) gleich n (kg/m) ist;
eine umfängliche Länge des Aufzeichnungsmediums (113) gleich L0 (m) ist;
ein Abstand zwischen Punkten, die auf dem latenten bildtragenden Körper (101) entwickelt werden, gleich ld (m) ist;
und
ein Verhältnis (la/l) einer Länge la (m) zur gesamten umfänglichen Länge des Zwischenübertragungsbandes (106) wie folgt ausgedrückt wird, wobei sich die Länge la von einer zentralen Position eines Abschnittes des Zwischen übertragungsbandes (106), der in Kontakt mit der Antriebswalze (115) steht, bis zu einer Kontaktposition erstreckt, bei der das Reinigungsmittel (119, 1191) mit dem Zwischenübertragungsband (106) in einer Zwi schenübertragungsbanddrehrichtung in Kontakt steht: la/l < ld · E · t/(L0 · µ · n).2. Farbbilderzeugende Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1, wobei die Gruppe von Haltewalzen (107, 115, 118) einschließlich der Antriebswalze (115) eine Zugkraft s0 (kg/m) pro Längeneinheit auf das Zwischenübertragungsband (106) ausübt, während das Reinigungsmittel (119, 1191) vom Zwischen übertragungsband (106) beabstandet ist, welche wie folgt ausgedrückt wird:
s0 < µ · n - ld · E · t/L0.3. Farbbilderzeugende Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 oder 2, wobei ein erstfärbiges Tonerbild auf das Zwischenübertragungsband (106) übertragen wird, während das Reinigungsmittel (119, 1191) in Kontakt mit dem Zwischenübertragungsband (106) steht.

4. Farbbilderzeugende Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Patentansprüche, wobei das Reinigungsmittel (119, 1191) zu einer Zeit mit dem Zwischenübertragungsband (106) in Kontakt kommt, nachdem das letztfärbige Tonerbild übertragen wurde und bevor die Übertragung eines erstfärbigen Tonerbildes des näch sten Ausdrucks beginnt, und sich das Reinigungsmittel (119, 1191) vom Zwischenübertragungsband (106) wegbewegt, nachdem das erste Farbtonerbild übertragen ist und bevor die Übertragung des darauffolgenden zweit färbigen Tonerbildes beginnt.

5. Farbbilderzeugende Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Patentansprüche, wobei ein letztfärbiges Tonerbild auf das Zwischenübertragungsband (106) übertragen wird, während das Reinigungsmittel (119, 1191) in Kontakt mit dem Zwischenübertragungsband (106) steht.