专利名称：转印设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种转印设备，用于将由静电照相成像在图像载体上形成的墨粉图像经环带转印到比如记录纸张这样的记录介质。具体地说，本发明涉及一种转印设备，用于通过使用转印辊将这种来自图像载体的墨粉图像转印到环带或环带上的记录纸张。
背景技术：
全彩色成像装置使用对应于多个颜色的彩色墨粉执行成像，该多个颜色由彩色图像的颜色分离获得的各个图像数据项目指示。例如，这种成像包括通过三个加色(红色，绿色和蓝色)滤波器读取同一彩色图像；从这样读取的数据创建分别指示至少三个减色(青色，洋红和黄色)的图像数据项目；基于各个图像数据项目，使用分别对应于由各个图像数据项目指示的颜色的彩色墨粉来形成可视的图像；以及将各个颜色的可视的图像一个叠加在另一个上以形成全彩色图像。
迄今为止，提出了串联式全彩色成像装置，其包括可旋转的半导体环带和以环带的外围表面的移动方向排列的一行成像部分，配置该成像部分以独立形成彼此不同颜色的可视的图像，并且其在环带的至少一个旋转期间形成一个全彩色图像。
在日本未决专利申请No.H10-039651和No.H10-293437和日本专利No.2574804中描述了串联式的全彩色成像装置，其通过采用中间转印方法或转印送入方法，可以高速形成全彩色图像，其中中间转印方法包括在环带的外围表面上将在各个成像部分形成的各个颜色的可视化图像一个叠加在另一个上，并之后将产生的图像转印到记录纸张上，且转印送入方法包括将在各个成像部分形成的各个颜色的可视化图像顺序转印到记录介质的表面上，该记录介质在被吸引在环带的外围表面时被送入。
配置这种现有的串联式全彩色成像装置以基于在各个成像部分的颜色分离获得的图像信息项目，在各个图像载体上形成墨粉图像，并且之后经转印辊将墨粉图像从图像载体转印到环带或由环带送入的记录纸张上。如图1A和1B所示，转印辊201和图像载体203邻接，在其间插入环带202。转印辊201的转动轴201A平行于图像载体203的转动轴203A延伸，同时其位于通过在图像载体203的周界和环带201的移动方向之间的触点PC的点的正常LV上。转印辊201和环带202在正常LV上的触点PC处接触。
转印辊201的周界表面由比图像载体203的表面更软的材料形成。转印辊201沿着正常LV偏向图像载体203的转动轴203A并且因此跨过环带202压在图像载体203上。通过这种布置，转印辊201和图像载体203在其间定义了在环带202的移动方向具有预定宽度的转印辊隙区域N。将墨粉图像通过这个转印辊隙区域N从图像载体203转印到环带202或记录纸张。
因为这种现有的全彩色成像装置具有上述的布置，其中由将具有比图像载体更低的表面硬度的转印辊压在图像载体上来限定在环带的移动方向上具有预定宽度的转印辊隙区域，因为当通过转印辊隙区域的环带的速度变化时发生的在环带和图像载体之间的圆周速度比率的不稳定性，难以进行墨粉图像的精确转印。通过转印辊隙区域的环带的速度的改变容易因为在环带和图像载体之间的摩擦系数随环境改变或随时间的改变而发生。
该中间转印类型的全彩色成像装置需要具有在转印辊和图像载体之间的增加的辊隙宽度，以保证墨粉图像从图像载体到环带的可靠转印。随着辊隙宽度增加，环带和图像载体以更大的力彼此相压，使得墨粉聚集。这种聚集的墨粉容易保留在环带上而不转印到记录纸张。作为结果，在记录纸张上的图像出现空白(形成比如字符的图像内部部分的墨粉不被转印的现象)，并且因此，图像质量降低。另外，在环带和图像载体之间压力的增加容易引起在环带的上游侧存在的墨粉返回到下游侧的图像载体，因此因为彩色墨粉的不需要的混合引起图像颜色不和的问题。
本发明的特征在于提供一种用于用在成像装置中的转印设备，该成像装置在环带的移动方向上定义具有预定宽度的转印辊隙区域，而不将转印辊跨过环带压在图像载体上，由此防止通过转印辊隙区域的环带的速度的变化，图像质量因为墨粉聚集的恶化，墨粉不需要地进入另一成像部分的显影设备，以及墨粉消耗的增加。
发明内容
本发明提供了一种布置，包括环带，操作其移动，同时它的外表面和一个图像载体的周界或多个图像载体的多个周界接触；以及转印辊，其和每一图像载体相关联并且配置其以和环带的内表面接触，其中转印辊和环带在其间定义一接触范围，在环带的移动方向上该接触范围的中心位于和在与转印辊相关联的图像载体和环带之间定义的接触范围的中心不同的位置。
通过下面结合附图的本发明的详细描述可以更为清楚的理解本发明的前述和其它特征及附加优点。
图1A和1B是示出了其中放置现有成像装置的中间转印带，感光鼓和转印辊的布置的视图；图2是示出了包括具体实现本发明的转印设备的成像装置的结构的示意图；图3是示出了包括在如图2所示的成像装置中的中间带在全彩色成像期间的移动路径的视图；图4是示出了包括在如图2所示的成像装置中的中间带在单色成像期间的移动路径的视图；图5A到5C是示出了其中放置如图2所示的成像装置的中间转印带，感光鼓和转印辊的布置的视图。
具体实施例方式
将参考附图描述本发明。
参考图2，其示出了包括具体表现本发明的转印设备的成像装置100的结构，该成像装置100根据从外部发送的图像数据，在比如记录纸张这样的记录介质上形成多色或单色图像。为了这个目的，该成像装置100包括曝光单元E，感光鼓(每一个对应于由本发明定义的“图像载体”)101(101A到101D)，显影单元102(102A到102D)，充电辊103(103A到103D)，清除单元104(104A到104D)，中间转印带(对应于由本发明定义的“环带”)11，初级转印辊(每一对应于由本发明的定义的“转印辊”并在下文中作为转印辊提到)13(13A到13D)，次级转印辊14，定影设备15，纸张传送路径P1到P3，纸张送入盒16，手动送入盘17，弹出纸张盘18，等。
成像装置100使用对应于四个颜色的图像数据项目执行成像，该四个颜色除了三个减色，也就是，黄色(Y)、洋红(M)和青色(C)以外还包括黑色(K)，这些颜色由彩色图像的颜色分离获得。对应于四个颜色提供感光鼓101(101A到101D)、显影单元102(102A到102D)、充电辊103(103A到103D)、转印辊13(13A到13D)和清除单元104(104A到104D)的四个组合，以形成四个成像站SA到SD。成像站SA到SD沿着中间转印辊11的移动方向(次级扫描方向)以行对准。
每一充电辊103是接触类型的充电器，其适于静电地将相关联的感光鼓101的表面均匀地充电到预定的电势。可以使用采用充电刷的接触类型的充电器或采用静电充电器的非接触类型充电设备来代替充电辊103。曝光单元E包括没有示出的半导体激光器，多边镜4，反射镜8等，曝光单元E以根据对应于各个颜色，也就是，黑色、青色、洋红和黄色的图像数据项目调制的各个激光束照射感光鼓101A到101D，由此在各个感光鼓101A到101D上根据图像数据项目形成潜像。因此，基于分别对应于黑色、青色、洋红和黄色的图像数据项目，感光鼓101A到101D形成有各个潜像。
每一显影单元102提供显影剂到形成有各个潜像之一的相关联的感光鼓101的表面，以将潜像转换为可见的墨粉图像。显影单元102A到102D分别在其中存储黑色显影剂、青色显影剂、洋红显影剂和黄色显影剂，用于将在各个感光鼓101A到101D上形成的潜像显影为各个黑色墨粉图像、青色墨粉图像、洋红墨粉图像和黄色墨粉图像之一。每一清除单元104移去并收集在完成显影和转印过程之后留在相关联的感光鼓101的表面上的剩余墨粉。
将在感光鼓101上延伸的中间转印带11绕着驱动辊11A和驱动辊11B输送，以形成移动的环路路径。中间转印带11具有以101D、101C、101B和101A的顺序面对感光鼓的外围表面。转印辊13A到13D分别和感光鼓101A到101D跨中间转印带11相对。向转印辊13A到13D施加和静电充电的墨粉的极性相反的极性的转印偏置，以将在各个感光鼓101A到101D上携带的墨粉图像转印到中间转印带11。因此，将在各个感光鼓101(101A到101D)上形成的各个颜色的墨粉图像顺序转印到中间转印带11的外围表面，从而一个叠加在另一个上面，由此在中间转印带11的外围表面上形成全彩色墨粉图像。
如果输入仅对应于黄色、洋红、青色和黑色中某些颜色的图像数据项目，四个感光鼓101A到101D中仅有对应于输入的图像数据项目的颜色的那些感光鼓形成有各个潜像并之后形成墨粉图像。例如，在单色图像的形成中，仅对应于黑色的感光鼓101A形成有潜像并之后形成黑色墨粉图像，并之后仅将黑色墨粉图像转印到中间转印带11的外围表面。
通过中间转印带11的旋转，将这样形成在中间转印带11的外围表面的墨粉图像传送到和次级转印辊14相对的位置。在成像期间，次级转印辊14以预定的辊隙压力压在中间转印带11的外围表面，并压在中间转印带11的内围表面和驱动辊11A接触的位置。在从纸张送入盒16或手动送入盘17送入的记录纸张通过次级转印辊14和中间转印带11之间期间，向次级转印辊14施加和充电的墨粉的极性相反的极性的高电压。这个操作使得将墨粉图像从中间转印带11的外围表面转印到记录纸张的表面。
为了在次级转印辊14和中间转印带11之间的辊隙压力保持在预定值，次级转印辊14和驱动辊11A之一由硬材料形成(比如金属)，而另一个由软材料形成，比如弹性辊(例如，弹性橡胶辊或泡沫树脂辊)。
对于从感光鼓101附着到中间转印带11的墨粉，由清除单元12收集留在中间转印带11上而没有被转印到记录纸张上的剩余墨粉颗粒，以避免在接下来的过程中的颜色混合。
将携带被转印的墨粉图像的记录纸张引导到定影设备15，在那里记录纸张在通过加热辊15A和压力辊15B期间经受热量和压力。这个操作允许将墨粉图像牢固地定影到记录纸张表面。由弹出辊18A将携带这样定影在那里的墨粉图像的记录纸张弹出到弹出纸张盘18上。
成像装置100定义基本垂直的纸张传送路径P1，用于通过将记录纸张通过次级转印辊14和中间转印带11之间并通过定影装置15，而将保持在纸张送入盒16中的记录纸张传送到弹出纸张盘18。向该纸张传送路径P1提供拾取辊16A，其用于将纸张送入盒16的记录纸张一个一个地退进纸张传送路径P1，还向该纸张传送路径P1提供传送辊R，其用于将每一退出的记录纸张向上传送；定位辊19，其用于以预定时序将每一传送的记录纸张引导到次级转印辊14和中间转印带11之间，以及弹出辊18A，其用于将每一记录纸张弹出在弹出纸张盘18上。
而且，成像装置100内部定义纸张传送路径P2，其从手动送入盘17延伸到定位辊19并且具有拾取辊17A和传送辊R。另外，该成像装置100定义纸张传送路径P3，其从弹出辊18A延伸到在纸张传送路径P1中的定位辊19的上游侧。
弹出辊18A可向前和向后转动。该弹出辊18A向前转动以将记录纸张弹出在弹出纸张盘18上，要么以在记录纸张的一侧形成图像的一侧成像模式，要么在记录纸张的两侧上形成图像的双侧成像模式中的第二侧成像过程期间。另一方面，在双侧成像模式中的第一侧成像过程期间，弹出辊18A向前转动直到记录纸张的拖后边缘已经通过定影设备15且之后向后驱动，将记录纸张的拖后边缘夹在其间，以引导记录纸张进入纸张传送路径P3。这个操作使得在它的一侧上携带图像的记录纸张反转并且前侧向后被引导到纸张传送路径P1。
定位辊19与中间转印带11的旋转同步地将从纸张送入盒16或手动送入盘17或通过纸张传送路径P3送入的记录纸张引导到次级转印辊14和中间转印带11之间。为了这个目的，定位辊19在感光鼓101或中间转印带11的操作开始时停止转动，并且因此，在中间转印带11的旋转之前送入或传送的记录纸张停止在纸张传送路径P1上行进，且其前部或引导边缘邻接定位辊19。之后，定位辊19开始以这种时序转动，从而在次级转印辊14压在中间转印带11的位置，在中间转印带11上以墨粉图像的引导边缘定位该记录纸张的引导边缘。
图3和4是示出了包括在上述的成像装置中的中间转印带的移动路径的视图。具体地说，图3是示出了在全彩色成像期间中间转印带移动所沿的路径的视图，而且图4是示出了在单色图像形成期间中间转印带移动所沿的路径的视图。中间转印带11绕着驱动辊11A和驱动辊11B输送以定义包括基本水平的上部和下部范围的移动的环路路径。在中间转印带11之下放置各个成像站SA到SD的感光鼓101A到101D。沿着中间转印带11的移动路径的下部范围以行对准感光鼓101A到101D，使得中间转印带11的外围表面在移动路径的下部范围中面对感光鼓101A到101D。当驱动辊11A以由箭头A指示的方向转动时，中间转印带11以由箭头B指示的方向移动。
将包括在各个图像形成站SA到SD中的转印辊13A到13D放置在中间转印带11的移动的环路路径的内部。每一转印辊13A到13D转动地支撑在轴上，从而可在跨中间转印带11面向各个感光鼓101A到101D之一的位置在垂直方向(Y-Y方向)上移动。因此，转印辊13A到13D可向着各个感光鼓101A到101D移动或离开各个感光鼓101A到101D。每一转印辊13A到13D的转动轴在中间转印带11的移动方向上在感光鼓101A到101D中相关联的一个的转动轴下游，与其相隔距离C。
在全彩色成像中，转印辊13A到13D都位于各个感光鼓101A到101D附近而且和中间转印带11的内表面接触，如图2所示。中间转印带11变形以在移动路径的下部范围之中在它面对转印辊13A到13D的表面的部分向下突出，而且和各个感光鼓101A到101D的周界在它的外表面接触。将各个颜色，也就是，黄色、洋红、青色和黑色的墨粉图像以这个顺序从各个感光鼓101D、101C、101B和101A转印到在移动路径的下部范围中移动的中间转印带11的外部表面。
在单色成像中，转印辊13A到13D中仅转印辊13A位于感光鼓101A附近并且使其和中间转印带11的内表面接触，如图4所示。其它转印辊13B到13D分别和感光鼓101B到101D分开，并且不和中间转印带11的内表面接触。
中间转印带11变形以仅在移动路径的下部范围之中面对转印辊13A的位置向下突出，而且仅和感光鼓101A的周界在它的外表面接触。将黑色墨粉图像从感光鼓101A转印到在移动路径的下部范围中移动的中间转印带11的外表面。
在成像操作之前的待机期间，所有转印辊13A到13D和各个感光鼓101A到101D分开并且不和中间转印带11的内表面接触。
中间转印带11由难以扩展和压缩的材料形成。为了这个原因，在整个全彩色成像过程，单色成像过程和待机状态中，中间转印带11的移动路径的整个长度保持恒定。
图5A到5C是示出了放置成像装置的中间转印带、感光鼓和转印辊的布置的视图。感光鼓101具有前端和后端，其由在成像装置100上的各个转动轴111和112支撑。将驱动齿轮113固定到感光鼓101的后端以将转动能量经没有示出的传输齿轮提供到感光鼓101。该感光鼓101的周界具有分别形成有无图像区域114和115的轴向相对的端部。在感光鼓101的周界上除了无图像区域114和115以外的成像区域116经受基于成像的潜像成像和墨粉成像。
转印辊13包括小直径部分131和分别形成转印辊13的前端部和后端部的大直径部分132及133。通过在成像装置100上的各个转动轴134和135，在转印辊13的前端部和后端部处转动地支撑转印辊13。同轴对准小直径部分131和大直径部分132及133。如图5A和5B所示，各个大直径部分132及133的周界分别邻接感光鼓101的周界的无图像区域114及115，由此相对于感光鼓101放置转印辊13。
使得在小直径部分131和每一大直径部分132及133之间的半径的差值大于中间转印带11的厚度。使得该小直径部分131在轴向的宽度基本等于该感光鼓101的成像区域116在轴向的宽度，并且等于中间转印带11的宽度。大直径部分132及133的内表面限制中间转印带11在宽度方向(也就是，沿着感光鼓101的轴)的移动，由此防止中间转印带11弯曲。
大直径部分132及133由电绝缘材料形成，并且因此，防止施加到小直径部分131的转印电压通过大直径部分132及133作用在感光鼓101上。为了这个原因，转印电压不扰乱在感光鼓101的周界上的静电潜像或墨粉图像。通过给予每一大直径部分132及133的周界表面60度的硬度(Ascar C硬度级)，可以防止大直径部分132及133因为和感光鼓101的周界接触而变形。
例如，小直径部分131可以由圆柱形金属材料构造。为了这个原因，小直径部分131的周界不需要像现有转印辊那样由树脂材料形成，从而不引起成本增加且保证了高度的尺寸精确性。另外，小直径部分131几乎不随时间变形并因此寿命延长。
如图3和4所示，每一转印辊13的转动轴在中间转印带11的移动方向上处于感光鼓101中相关联的一个的转动轴的下游，与其相隔预定距离(图3中的距离C)。在全彩色成像期间，转印辊13A到13D邻接中间转印带11的内表面，然而在单色成像期间，转印辊13A和中间转印带11的内表面邻接。在那些情况中，在中间转印带11的移动方向上，每一转印辊13在相关联的感光鼓101的转动轴的下游位置邻接中间转印带11的内表面，由此中间转印带11的移动路径变形，如图5C所示。
移动路径的变形引起中间转印带11的外部表面在预定范围上延伸的转印辊隙区域N中接触感光鼓101的周界。在这时转印辊13的转动轴相对于感光鼓101的转动轴在中间转印带11的移动方向上偏移。因此，在中间转印带11的移动方向上，在转印辊13和中间转印带11的内表面之间定义的接触范围Q的中心M1与在感光鼓101和中间转印带11的外表面之间定义的接触范围(转印辊隙区域N)的中心M2分开。
在小直径部分131和每一大直径部分132及133之间的半径差大于中间转印带11的厚度。因此，不直接将中间转印带11保持在转印辊13和感光鼓101之间，并且因此，在转印辊隙区域N中，转印辊13不在中间转印带11上加任何压力。
为了这个原因，通过在移动方向上因为移动路径的变形在其上施加的张力，中间转印带11压在感光鼓101的周界上，由此定义转印墨粉图像需要的具有预定宽度的转印辊隙区域N。因此，不期望的大压力将不作用在中间转印带11和感光鼓101之间。因此，可以防止墨粉在中间转印带11上聚集，从而避免发生由聚集的墨粉引起的成像装置100的内部的污染和损坏等不便，从中间转印带11到记录纸张的错误转印，和因为通过中间转印带11的旋转将聚集的墨粉传送进另一成像站的显影单元102而产生的不期望的墨粉颜色的混合。
另外，因为转印辊13和中间转印带11的内表面接触的部分在中间转印带11的移动方向上位于在中间转印带11的外表面和感光鼓101之间定义的转印辊隙区域N的下游，由转印辊13产生的转印电场不能引起在感光鼓101的周界上的墨粉图像在到达转印辊隙区域N之前分散，从而保证了到中间转印带11的外表面的可靠的墨粉图像转印。
在配置转印辊13以允许大直径部分132、133和小直径部分131一起转动的情况中，每一大直径部分132及133的周界应该具有小于等于0.5的滑动阻力。因为大直径部分132、133和小直径部分131在直径上彼此不同，且以相同角速度转动，接触感光鼓101周界的大直径部分132、133转动的圆周速率和接触中间转印带11的小直径部分131的不同。为了这个原因，每一大直径部分132及133的周界需要在感光鼓101的周界上滑动。
或者，在配置转印辊13以允许大直径部分132、133和小直径部分131单独转动的情况中，每一大直径部分132及133的周界应该具有大于等于1.0的滑动阻力。这是因为，由于大直径部分132、133和小直径部分131不能在圆周速度上彼此约束，大直径部分132、133的圆周速度应该等于感光鼓101的圆周速度，以稳定转印辊13的转动。
前述实施例仅是示例性的并且不在任何方面限定本发明。本发明的范围仅由所附权利要求，而不由前述实施例限定。另外，本发明的范围意在包括权利要求的范围和在等效范围中的所有可能的修改和变更。
权利要求
1.一种转印设备，其包括环带，操作其移动，同时其外表面接触鼓状图像载体的周界；和转印辊，其能够和环带的内表面接触，其中所述转印辊和所述环带在其间定义一接触范围，在所述环带的移动方向上该接触范围的中心与在所述图像载体和所述环带之间定义的接触范围的中心位于不同的位置。
2.如权利要求1所述的转印设备，其中，在所述转印辊和所述环带之间定义的接触范围的中心在所述环带的移动方向上位于在所述图像载体和所述环带之间定义的接触范围的中心的下游。
3.如权利要求1所述的转印设备，其中所述图像载体包括用于分别对应于不同颜色的图像数据项目的多个图像载体，沿着所述环带的移动方向布置该多个图像载体；且所述转印辊包括和各个图像载体相关联的多个转印辊。
4.如权利要求1所述的转印设备，其中所述转印辊具有小直径部分和大直径部分，其中小直径部分具有用于接触所述环带的内表面的周界，并且大直径部分具有用于在所述小直径部分的相对端邻接所述图像载体的周界的各个周界，所述小直径部分和所述大直径部分可同轴转动。
5.如权利要求4所述的转印设备，其中，所述小直径部分由导电材料形成，而所述大直径部分由电绝缘材料形成。
6.如权利要求4所述的转印设备，其中，所述小直径部分和每一所述大直径部分之间的半径差大于所述环带的厚度。
7.如权利要求4所述的转印设备，其中，所述小直径部分和所述大直径部分被配置为一起转动。
8.如权利要求4所述的转印设备，其中，所述小直径部分和所述大直径部分被配置为单独转动。
9.如权利要求4所述的转印设备，其中，所述小直径部分由金属材料形成。
全文摘要
提供了一种转印设备，其包括中间转印带和与各个感光鼓相关联的转印辊。每一转印辊和中间转印带在其间定义一接触范围，在环带的移动方向上该接触范围的中心位于相关联的感光鼓和环带之间定义的接触范围(转印辊隙区域)的中心的下游。该转印辊通过接触中间转印带使中间转印带的移动路径变形，并且产生的变形引起中间转印带在预定范围上接触感光鼓的周界。
文档编号G03G15/01GK1609724SQ20041008821
公开日2005年4月27日 申请日期2004年10月21日 优先权日2003年10月21日
发明者村上进, 福永高弘, 岩仓良惠, 仲野久仁昭, 泉英志, 富依稔 申请人:夏普株式会社