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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bilderzeugungsvorrichtung,
die die Elektrophotographie verwendet.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Für Farbbilderzeugungsvorrichtungen
sind Techniken entwickelt worden, um Hohldefekte von Zeichen und
dünnen
Linien, die in einer primären Übertragungseinheit
verursacht werden, zu verringern. In einer in der
japanischen Offenlegungsschrift Nr. H10-10876 offenbarten
Technik wird ein Einlass-/Auslasswinkel eines Riemens einer primären Übertragungseinheit
auf einer Seite stromaufseitig und einer Seite stromabseitig in
Drehrichtung unterschieden. Wenn die Übertragungseinheit ein Corotron
ist, ist die Übertragungseinheit
so beschaffen, dass sie mit einem lichtempfindlichen Element nicht in
Kontakt gelangt, wobei der Riemen so beschaffen ist, dass er durch
das Anlegen einer Spannung einen Kontakt mit dem lichtempfindlichen
Element herstellt. Weil die Tonerübertragung durch die Übertragungseinheit
in einem kontaktlosen Zustand ausgeführt wird, ist die Druckkontaktkraft
des Riemens niedrig, vorbei eine Verschlechterung der Bildqualität, die z. B.
durch einen Hohldefekt dünner
Linien verursacht wird, verringert ist. Weil außerdem der Spannungswinkel
stromaufseitig und stromabseitig verschieden ist, ist die Tonerstreuung
vor dem Übertragungsspalt verringert.
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Bei
einer in der
japanischen Offenlegungsschrift
Nr. H11-38796 offenbarten Technik ist eine Übertragungswalze
stromabseitig eines lichtempfindlichen Elements angeordnet und ist
eine Hilfswalze stromabseitig der Übertragungswalze angeordnet, wobei
Papier, das angekommen ist, indem es auf dem Riemen transportiert
worden ist, zufriedenstellend getrennt werden kann, ohne dass es
sich um das lichtempfindliche Element wickelt. Deshalb kann ein
ausreichender Übertragungswirkungsgrad
erhalten werden.
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Bei
einer in der
japanischen
Offenlegungsschrift Nr. 2004-145187 offenbarten Technik
ist eine primäre Übertragungswalze
aus einer Position direkt unter einem lichtempfindlichen Element
verschoben angeordnet und wird eine Spannung von einer gleichen
Stromversorgung zugeführt,
wobei eine Ungleichmäßigkeit
der Geschwindigkeit eines Riemens verringert ist. Folglich wird
eine Verschlechterung der Bildqualität verhindert.
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Falls
jedoch das Corotron verwendet wird, ist die Menge der Ozonemissionen
groß,
was von einem Standpunkt des Umweltschutzes problematisch ist. Weil
es außerdem
große
Spannungswalzen vor und hinter einem Übertragungspunkt gibt, nehmen
die Größe und die
Kosten der Vorrichtung zu.
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Bei
der in der
japanischen Offenlegungsschrift
Nr. H11-38796 offenbarten Technik wird der Toner direkt
vom lichtempfindlichen Element auf das Papier übertragen, so dass dessen Trennung
effizient ausgeführt
wird. Sie liegt jedoch im hohen Maße abseits von einer Konstruktion
und einem Zweck der vorliegenden Erfindung. Selbst wenn eine Übertragungswalze
stromabseitig des lichtempfindlichen Elements angeordnet ist, um
die Übertragungsleistung
zu verbessern, ist es nachteilig, weil es eine Spannungswalze weiter
stromabseitig von der Übertragungswalze
gibt, wobei die Größe und die
Kosten der Vorrichtung zunehmen.
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Bei
der in der
japanischen Offenlegungsschrift
Nr. 2004-145187 offenbarten Technik ist eine Verbesserung
der Riementransportleistung vorgesehen, indem eine Spannung für eine primäre Übertragung
von einer gleichen Stromversorgung angelegt wird. Es gibt jedoch
keine Beschreibung einer Wirkung auf die Übertragungsleistung selbst.
Im Allgemeinen wird, je weiter stromabseitig eine Übertragung
ausgeführt
wird, eine um so höhere Übertragungsspannung
angelegt, so dass eine stabile Tonerübertragung ausgeführt wird.
Weil die Spannung nur durch die gleiche Stromversorgung bereitgestellt wird,
wird angenommen, dass die Übertragungsleistung
und der Übertragungswirkungsgrad
stromabseitig verringert sind.
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EP 1 351 100 A1 bezieht
sich auf eine Bilderzeugungsvorrichtung und ein Bilderzeugungsverfahren.
Die Bilderzeugungsvorrichtung oder das Bilderzeugungsverfahren verwendet
mehrere Bilderzeugungseinrichtungen, um sichtbare Bilder verschiedener
Farben zu erzeugen, indem verursacht wird, dass Entwickler mit verschiedenen
Farben auf Bildhaltern, wie z. B. lichtempfindlichen Trommeln, elektrostatisch
haften. Bei dieser Vorrichtung oder diesem Verfahren befinden sich
Zwischenübertragungs-Elektrodenelemente,
wie z. B. Zwischenübertragungsrollen, den
Bildhaltern der Bilderzeugungseinheiten gegenüber, wobei sich ein Riemenübertragungselement zwischen
ihnen befindet und eine Spannung angelegt ist, um die Bilder elektrostatisch
von den Bilderzeugungseinheiten zum Riemenübertragungselement der Reihe
nach in einer Weise zu übertragen, dass
sich die übertragenen
Bilder auf dem Riemen einander überlappen.
Jedes der Zwischenübertragungs-Elektrodenelemente
befindet sich auf der Riemenoberfläche entfernt von einem Punkt
(dem Übertragungsspalt),
an dem ein entsprechender Bildhalter mit dem Riemen in Kontakt gelangt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte
und nützliche Bilderzeugungsvorrichtung
zu schaffen, in der die obenerwähnten
Probleme eliminiert sind. Um die obenerwähnte Aufgabe zu lösen, wird
eine Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1 geschaffen. Vorteilhafte
Ausführungsformen
sind durch den abhängigen
Anspruch definiert.
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Die
weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
sind in der folgenden ausführlichen
Beschreibung der Erfindung spezifisch dargelegt oder werden aus
der folgenden ausführlichen
Beschreibung der Erfindung, wenn sie im Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung
gelesen wird, offensichtlich.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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1 ist
ein Schema einer Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Ausführungsform;
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2 ist
ein Schema zum Veranschaulichen einer primären Übertragung in der Bilderzeugungsvorrichtung;
und
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3 ist
eine graphische Darstellung der Werte der an eine Primärübertragungs-Tonerschicht angelegten
elektrischen Übertragungsfeder
gemäß der Ausführungsform.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Beispielhafte
Ausführungsformen
gemäß der vorliegenden
Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung
erklärt.
In der Erklärung
schränken,
obwohl ausführliche
Bezeichnungen der Elemente für
die Leichtigkeit des Verständnisses
der Erfindung verwendet werden, diese Bezeichnungen keineswegs den
Umfang der Anwendbarkeit der Erfindung ein.
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1 ist
ein Schema einer Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die eine Übertragungseinheit enthält. Die
Bilderzeugungsvorrichtung enthält
einen Bildträger 101 und
eine primäre Übertragungswalze 102,
die an einem Zwischenübertragungsriemen 113 angeordnet
ist, der in einem Endlosriemen ausgebildet ist. Der Bildträger 101 enthält vier
Bildträger 101a bis 101d,
während
die primäre Übertragungswalze 102 vier
metallische Walzen 102a bis 102d enthält. Die
primäre Übertragungswalze 102 enthält metallische
Walzen und ist konfiguriert, um ein Farbbild auf dem Zwischenübertragungsriemen
(Übertragungsriemen) 113 zu
erzeugen.
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Wie
in 1 gezeigt ist, ist der Zwischenübertragungsriemen 113 um
zwei Walzen, eine Antriebswalze 111 und eine Spannungswalze 112,
gewickelt, die gegenüberliegend
angeordnet sind. Der Zwischenübertragungsriemen
wird in einer Richtung (im Uhrzeigersinn) gedreht, die durch einen
in 1 gezeigten Pfeil angegeben ist. Die Antriebswalze 111 ist
gegenüber
einer sekundären Übertragungswalze 110 angeordnet,
wobei sie außerdem
eine Funktion als eine ge genüberliegende
Walze für
eine Reinigungsklinge 114 besitzt, die restlichen Toner
entfernt.
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Spezifischer
unterstützen
die Antriebswalze 111 und die Spannungswalze 112 den
Zwischenübertragungsriemen 113,
während
sie eine Spannung anlegen. Durch das Anlegen einer vorgegebenen Spannung
an die metallischen Walzen 102a bis 102d von einer
Seite stromauseitig in einer Bewegungsrichtung des Zwischenübertragungsriemens 113 werden
die jeweiligen Farben auf dem Zwischenübertragungsriemen 113 überlagert,
um ein Farbbild zu erzeugen.
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Außerdem wird
das erzeugte Farbbild auf das Papier P als ein Übertragungsmaterial übertragen,
indem eine vorgegebene Spannung an die sekundäre Übertragungswalze 110 angelegt
wird, wobei es ausgegeben wird, nachdem es fixiert worden ist (nicht
veranschaulicht). Der Toner, der nicht durch die sekundäre Übertragungswalze 110 übertragen werden
konnte und auf dem Zwischenübertragungsriemen 113 verbleibt,
wird durch die Reinigungsklinge 114 in einer (nicht veranschaulichten)
Reinigungseinheit gesammelt.
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Als
das Material des Zwischenübertragungsriemens 113 können polymere
Materialien, wie z. B. ein thermoplastisches Elastomer-Gemisch (TPE), Polycarbonat
(PC), Polyimid (PI), ein Polyamid-Gemisch (PAA) und Polyvinylidenfluorid
(PVDF), erwähnt
werden. Für
das Material der sekundären Übertragungswalzen 110 ist
eine elastische Walze geeignet, wobei als ihre Materialien eine
ionenleitende Walze (Urethan + Kohlenstoff-Dispersion, Acryl-Nitrilkautschuk
(NBR, Hydrin), eine elektronenleitende Walze (EPD) und dergleichen
vorherrschend sind.
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Die
primäre Übertragungswalze 102 ist stromabseitig
in Bezug auf eine senkrechte Linie, die vom Bildträger 101 senkrecht
auftrifft, und auf der Seite des Bildträgers 101 angeordnet,
um eine stabile Übertragungsspalt-Breite
zu erhalten. Weil die primäre Übertragungswalze 102 und
der Bildträger 101 so
angeordnet sind, dass ein Abstand zwischen den Mitten größer als
die Summe ihrer Radien ist, gelangt der äußere Umfang der primären Übertragungswalze 102 nicht
mit dem Bildträger 101 in Kontakt,
wenn der Zwischenübertragungsriemen 113 nicht
dazwischen angeordnet ist.
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Dadurch
ist der auf den Bildträger 101 während einer
primären Übertragung
ausgeübte
Druck nur die Spannung des Riemens, was die Verwirklichung eines
niedrigeren Drucks erlaubt. Weil außerdem ein elektrisches Feld
E des Luftspalts, das in der Nähe
des Einlasses eines Übertragungsspalts
zwischen der ersten Übertragungswalze 102 und
dem Bildträger 101 angelegt
ist, verringert werden kann, indem die primäre Übertragungswalze 102 stromabseitig
in Bezug auf den Bildträger 101 angeordnet wird,
wird es möglich,
eine elektrische Entladung vor der Übertragung zu verhindern, was
ein Streubild verhindert und die Verwirklichung einer höheren Bildqualität mit höherer Schärfe erlaubt.
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Mit
anderen Worten, als eine Positionsbeziehung zwischen der primären Übertragungswalze 102 und
dem Bildträger 101 ist,
wenn ein durch eine Tangente in einem Punkt, wo eine senkrechte
Linie, die vom Bildträger
senkrecht auftritt, den Bildträger 101 schneidet,
und von einem Übertragungsspalt-Bereich 115,
wo sich der Bildträger 101 und
der Zwischenübertragungsriemen 113 in
Kontakt befinden, und den Zwischenübertragungsriemen 113 an
einem stromaufseitigen Einlass des Übertragungsspalts erzeugter
Winkel als θ1
vorgesehen ist, und ein durch die Tangente und dem Zwischenübertragungsriemen 113 am
stromabseitigen Auslass des Übertragungsspalts
erzeugter Winkel als θ2
vorgesehen ist, die primäre Übertragungswalze 102 so
angeordnet, dass θ1 < θ2 gilt.
Dadurch kann die Konfiguration verwirklicht werden, wobei eine Bilderzeugungsvorrichtung, die
eine hohe Bildqualität
durch eine einfache und preiswerte Konfiguration verwirklichen kann,
geschaffen werden kann.
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Die
entsprechenden Winkel sind optimal 0° ≤ θ1 ≤ 10° und 20° ≤ θ2 ≤ 40°. Wenn θ1 kleiner als 0° ist, weil
die Windung um den Bildträger 101 in
der Nähe
des Übertragungsspalt-Einlasses
verringert ist, tritt in Abhängigkeit
von einer eingestellten primären Übertragungsspannung
eine elektrische Entladung vor der Übertragung auf, was zu einer
Verschlechterung der Bildqualität
führt.
Weil der Übertragungsspalt 115 in
einem Bereich, der bei der statischen Übertragung des Toners stromaufseitig
nicht beteiligt ist, vergrößert ist
und nur der Betrag der Windung um den Bildträger vergrößert ist, adsorbieren bei einem Winkel über 10° der Zwischenübertragungsriemen 113 und
der Bildträger 101 einander
elektrostatisch, wobei die Bewegungsleistung des Riemens instabil wird,
wobei es deshalb zu einer geringeren Bildqualität einschließlich der Verschiebung dünner Linien und
dergleichen führt.
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Wenn
andererseits θ2
kleiner als 20° ist, wird,
weil ein ausreichender Übertragungsspalt
nicht erhalten werden kann, der Kontakt zwischen den Zwischenübertragungsriemen 113 und
dem Bildträger 101 instabil,
was einen Bildfehler und einen Übertragungsausfall
verursacht. Wenn θ2
gleich oder größer als
40° ist,
wird der Betrag der Windung zwischen dem Zwischenübertragungsriemen 113 und
der primären Übertragungswalze 102 vergrößert, wobei eine
Krümmung
der Windung des Zwischenübertragungsriemens 113 auf
der primären Übertragungswalze 112 vergrößert ist,
was die Verkürzung
der Lebensdauer des Riemens beschleunigt, wie z. B. als ein Riss
am Ende des Riemens. Demgemäß sind 0° ≤ θ1 ≤ 10° und 20° ≤ θ2 ≤ 40° optimale
Werte.
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In 3 sind
schematisch graphisch dargestellte Werte der elektrischen Übertragungsfelder
von einer ersten Farbe bis zu einer vierten Farbe, die an das Innere
der Primärübertragungs-Tonerschicht
angelegt sind, wenn eine primäre Übertragung
bei einer völlig
gleichen Spannung ausgeführt
wird, gezeigt. Wenn eine Äquivalenzschaltung
einer primären Übertragungseinheit,
die eine Tonerschicht enthält, hinsichtlich
einer Übertragungsspalt-Durchgangszeit und
einem elektrischen Übertragungsfeld
in der Tonerschicht gelöst
wird, ergibt sich eine Exponentialfunktion, wobei ihre Eigenschaften
hinsichtlich der Zeit so sind, wie in 3 gezeigt
ist. Das Bezugszeichen A bezeichnet ein elektrisches Übertragungsfeld,
das notwendig ist, damit der Übertragungsriemen 113 einen
hohen Übertragungswirkungsgrad
erhält.
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Um
einen hohen Übertragungswirkungsgrad zu
erhalten, sind nämlich
eine optimale angelegte Spannung und ein stabiler Übertragungsspalt
(eine stabile Übertragungsspalt-Zeit)
erforderlich. Selbst bei einer völlig
gleichen Spannung kann ein für
die Übertragung
notwendiges elektrisches Übertragungsfeld
ausreichend erhalten werden, indem die Übertragungsspalt-Zeit gesteuert
wird. Weil die erste Farbe eine einzige Schicht als eine Tonerschicht
besitzt, ist ein Anstieg des elektrischen Übertragungsfeldes in der Tonerschicht
in der Nähe
des Übertragungsspalt-Einlasses
schnell, wobei es außerdem ein
Sättigungspotential
(elektrisches Sättigungsfeld) schnell
erreicht. Andererseits ist für
die vierte Farbe, weil die Toner der vorhergehenden Farben bereits auf
den Riemen übertragen
worden sind, Zeit erforderlich, um ein Sättigungspotential (elektrisches
Sättigungsfeld)
zu erreichen. Deshalb kann durch Vergrößerung der Spaltzeit ein stabiles
elektrisches Übertragungsfeld
ausreichend erhalten werden. Mit anderen Worten, wenn die Übertragung
bei einer völlig
gleichen Spannung ausgeführt
wird, können Übertragungseigenschaften,
die die gleichen wie die der ersten Farbe sind, erhalten werden,
indem die Übertragungsspalt-Zeit
stromabseitig vergrößert wird.
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Wenn
z. B. in 2 ein Zwischenübertragungsriemen 113 mit
einem Oberflächenwiderstand von
109 Ω/☐-1011 Ω/☐ (Mitsubishi
Hiresta 500 Volt (V), angelegt während
10 Sekunden) und einem Volumenwiderstand von 109 Ω/☐-1011 Ω/☐ (Mitsubishi
Hiresta 500 V, angelegt während
10 Sekunden), ein Bildträger 101 mit
einem Durchmesser φ24
und eine primäre Übertragungswalze 102 mit
einem Durchmesser φ8
verwendet werden, kann für
den primären Übertragungs-Spaltbetrag betrachtet
werden, den Spaltbetrag (die Spaltzeit) größer zu machen, als er weiter
stromabseitig ist, indem für
die erste Farbe: X = 7 Millimeter (mm), Y = 0,5 mm, für die zweite
Farbe: X = 7,5 mm, Y = 1 mm, für
die dritte Farbe: X = 8 mm, Y = 1 mm und für die vierte Farbe: X = 8,5
mm, Y = 2 mm vorgesehen wird. Ohne jedoch an den oben beschriebenen
numerischen Werten festzuhalten, verändert sich ein optimaler Wert
des Spaltbetrags (der Spaltzeit) in Abhängigkeit vom Widerstand des
Zwischenübertragungsriemens 113 und
der Durchmesser der jeweiligen Komponenten, wobei ein Verfahren
zum Variieren des Spaltbetrags nicht auf das oben beschriebene Verfahren
eingeschränkt
ist.
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Gemäß den oben
beschriebenen Ausführungsformen
ist es möglich,
einen Übertragungsspielraum
ausreichend zu erhalten, um einen hohen Übertragungs- Wirkungsgrad zu verwirklichen, und um
Hohldefekte von Zeichen und dünnen
Linien zu verringern und dadurch ein Bild in hoher Qualität zu produzieren.
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Gemäß den oben
beschriebenen Ausführungsformen
ist es außerdem
möglich,
die Tonerstreuung zu verringern und dadurch ein Bild mit einer hohen
Schärfe
ohne Verschlechterung der Auflösung zu
schaffen.
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Außerdem ist
es gemäß den oben
beschriebenen Ausführungsformen
möglich,
die Kosten zu verringern.
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Obwohl
die Erfindung in Bezug auf eine spezifische Ausführungsform für eine vollständige und klare
Offenbarung beschrieben worden ist, sind die beigefügten Ansprüche nicht
auf diese Weise einzuschränken,
sondern sie sind so auszulegen, dass sie alle Modifikationen und
alternative Konstruktionen umfassen, die in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallen.