专利名称：控制图像形成装置中的转印带的角度波动的装置和方法
技术领域：
本发明总体涉及图像形成装置，更具体而言，涉及用于控制图像形成装置中的转印带的角度波动的系统和方法。
背景技术：
彩色使能图像形成装置(color-capable image forming apparatus)包括多个能够再生各种颜色的图像形成单元。具体而言，为了产生各种颜色，该图像形成装置通常包括青色、品红色、黄色、和黑色图像形成单元。来自这四个图像形成单元的颜色被以不同的比率混合，不但能够形成不同的颜色，而且能够形成不同等级的颜色，例如，亮红与暗红对比。
每个图像形成单元均能生成被转印到图像接收介质(诸如纸张)上的调色剂图像。每种调色剂图像均能被连续地(也就是一次一种地)转印到纸张。例如，该图像形成单元可以被旋转，且在每次旋转后，纸张可以由每个图像形成单元传送。图像形成单元的这种旋转通过滚筒式机构提供，该滚筒式机构用于保持每个图像形成单元，并使每个图像形成单元在特定时间旋转至图像形成位置。还可以通过将每个图像形成单元放在独立位置处，并由每个图像形成单元传送纸张，来执行连续转印。
可选地，多个调色剂图像可同时被转印到纸张上。为了将多个调色剂图像同时转印到纸张上，每个图像形成单元的调色剂图像都可以被转印到包括转印带和多个辊的中间转印单元上。每个图像形成单元均形成在沿着转印带的特定位置处，并将调色剂图像转印到转印带上，使得所转印的调色剂图像被叠加在任何先前转印的调色剂图像(诸如来自另一种颜色)的顶部上。每个图像形成单元通常大致排列在相同平面。换言之，转印带通常在平面中移动，以接收每个调色剂图像，其简化了用于将调色剂图像从图像形成单元转印到转印带的时间选择。
在每个调色剂图像已经被转印到转印带之后，从供纸器朝着转印带的方向排出纸张。纸张与转印带接触，并使其在与转印带正在移动的方向对应的图像转印方向偏转。纸张随后在一对转印辊之间通过，从而使转印带上的调色剂图像被转印到纸张上。
中间转印单元中的多个辊被设置用于转印带的移动。多个辊中的至少一个是驱动辊，驱动辊是被驱动以旋转并因此使得转印带移动的辊。为了便于调色剂图像从图像形成单元到转印带的转印，辊与每个图像转印单元相对设置，以保证图像形成单元和转印带之间的适当接触。更具体而言，辊被放置为使得转印带与图像转印单元中的鼓接触。鼓是图像转印单元中的可旋转件，调色剂图像形成在鼓上。特别地，潜像被形成在光电鼓上，当潜像接收来自图像形成单元中的调色剂供应器的调色剂时，潜像被转变成调色剂图像。除了靠近图像形成单元的辊之外，用于移动转印带的多个辊中的一个对应于用来帮助将调色剂图像从转印带转印到纸张上的转印辊对中的一个。
中间转印单元还可以包括张紧装置，用于保证转印带的适当张力。张紧装置的位置可被改变以调节转印带的张紧量。例如，可以基于中间转印单元中的其他辊的位置和诸如湿度和温度的操作条件，改变张紧装置的位置。
在操作中，当从供纸器输送纸张时，纸张以特定带角与转印带接触。带角由转印带和与图像形成单元的鼓的转轴相交限定的平面形成的角度限定。在具有中间转印单元的传统图像形成装置中，带角显著地受到张紧装置的位置的任何变化的影响。带角的变化会对调色剂图像到纸张的转印产生不利影响，并且增加了卡纸的可能性。因此，希望有一种用于以减少变化对带角的影响的方式调节张紧装置位置的设计。
发明内容
根据本发明的一个方面，图像形成装置包括多个图像形成单元；转印带，用于从多个图像形成单元接收调色剂图像；以及多个转印辊，用于使转印带在图像形成方向上旋转。图像形成装置还包括张紧装置，其具有第一端和第二端、以及连接至第一端的张紧辊。张紧辊与转印带的表面接触。张紧装置在远离转印带的表面设置的第二端处可旋转。
结合附图，根据以下对优选实施例的详细描述，本发明的进一步的特性、方面、和优点将变得明显。
图1是根据本发明的图像形成装置中的图像生成系统的示意图。
图2是图1的张紧装置附近的图像生成系统的更详细的示意图。
具体实施例方式
图1是根据本发明的图像形成装置中的图像生成系统的示意图。如图1中所示，图像生成系统包括转印带20，环绕驱动辊10、固定辊30和32、图像形成单元辊22、24、26和28、转印辊34、和张紧辊40设置。图像形成单元辊22、24、26和28中的每个都分别与鼓12、14、16、和18中相应的一个相对设置。转印带20位于图像形成单元辊22、24、26和28与鼓12、14、16、和18之间。张紧辊40通过臂38连接至张紧装置控制器36。可将张紧辊40、臂38、和张紧装置控制器36的组合称为张紧装置。
鼓12、14、16、和18优选是相应的图像形成单元(未示出)的部分。每个图像形成单元都对应于不同颜色。例如，图像形成单元可以分别是黑色(K)、青色(C)、品红色(M)、或黄色(Y)之一。在操作中，图像形成单元在鼓12、14、16、和18上形成潜像。鼓12、14、16、和18优选是光电鼓，且可以通过在鼓12、14、16、和18旋转时有选择地将激光施加到它们的表面，形成潜像。图像形成单元还包括多个调色剂供应器，这些调色剂供应器用于供应合适颜色的调色剂给潜像，以形成调色剂图像。在形成调色剂图像后，鼓12、14、16、和18继续旋转，并将调色剂图像转印到转印带20上。调色剂图像从鼓12、14、16、和18转印到转印带20优选被时间安排为使得调色剂图像覆盖在彼此上，以形成单个合成调色剂图像，该单个合成调色剂图像将被转印到例如纸张等图像接收介质上。
如图1中所示，从供纸器(未示出)提供纸张或其它图像接收介质。纸张设置在张紧辊40所处的转印带20一侧上。纸张朝着转印辊34向上移动，其移动方向与转印带20的移动方向(即，图像形成方向)相同。当纸张到达转印辊34时，用另一转印辊(未示出)将它压在转印带20和转印辊34上。换句话说，纸张位于转印带20和另一转印辊之间。当纸张和合成图像在转印辊34和另一转印辊之间移动时，呈现在转印带20上的合成图像被转印到纸张上。
包括张紧辊40、臂38、和张紧装置控制器36的张紧装置被控制，以调节张紧辊40的位置，该张紧辊用于改变转印带20的张紧量。更具体地，张紧装置控制器36控制张紧辊40相对于转印带20的位置。张紧装置控制器36优选配置为绕轴可旋转，且可以响应控制信号，例如来自图像形成装置的处理器或CPU的控制信号。控制信号设置张紧装置控制器36的移动的量和方向。响应于控制信号，张紧装置控制器36在指示的方向上旋转，使得臂38在指示的方向上移动，从而改变张紧辊40相对于转印带20的位置。改变张紧辊40的位置使得转印带20的张力改变。张紧辊40的位置可以被改变，以调节转印带20的张力，从而举例来说补偿例如湿度和温度等条件的变化、或例如图像再生期间或没有图像再生时操作的改变。张紧辊40的位置可被改变，以根据转印带20的长度的容限保持转印带20的张力。
张紧辊40相对于转印带20的位置不仅影响转印带20的张力，而且影响转印带20相对于从供纸器供给的纸张的带角。带角通过由转印带和在图1情形下的水平面形成的角限定。也可以将形成该带角的平面限定为与鼓12、14、16、和18的转轴相交的平面。如前所述，带角受到张紧辊40位置变化的影响。但是，根据本发明的实施例，可以使用如图1中所示的张紧装置并控制张紧辊40相对于张紧装置控制器36的位置，减少变化对带角的影响。
图2是图1中所示张紧装置附近的图像生成系统的更详细的图示。如图2所示，张紧装置控制器36的中心坐标位于坐标(XT，YT)处，张紧辊40的中心坐标位于坐标(X2，Y2)处，且转印辊34的中心坐标位于坐标(X1，Y1)处。一般而言，张紧装置控制器36、张紧辊40、和转印辊34的中心坐标与每个元件的转轴重合。此外，R1是转印辊34的半径，R2是张紧辊40的半径。
如图2所示，角α对应于由转印带20(转印辊34和张紧辊40之间)和平面P1形成的带角。在本发明的一方面，平面P1可以被限定为与鼓12、14、16、和18的转轴相交的平面(或与之平行的平面)。如果鼓12、14、16、和18水平设置在图像形成装置中，则平面P1是水平的，如图2所示。然而，鼓12、14、16、和18也可以垂直设置在图像形成装置中，或与水平面以一角度稍微倾斜，在这种情况下，平面P1是垂直的，或是平行于倾斜角(与水平面以一角度稍微倾斜)。
可根据以下式子确定带角α(1)α＝arctan(L1/T(R1-R2)-arctan((X1-X2)/(Y1-Y2))在式子(1)中，L1T是转印辊34和张紧辊40的切线之间的带的长度。长度L1T等效地对应于与转印带20平行的、从张紧辊40的中心坐标到通过转印辊34的中心坐标并与转印带20垂直的线的线的长度。
除了带角α外，还可以确定带角α相对于张紧装置角θ的波动的敏感度。张紧装置角θ是张紧装置相对于平面P2形成的角度。平面P2与张紧装置控制器36的中心坐标相交，且平行于平面P1。波动敏感度可通过以下式子测量(2)---dαdθ=A·B,]]>其中A＝1/((1+arctan(X1-Xt-Rcosθ)/(Y1-YT-Rsinθ)))2，以及B＝Rsinθ((Y1-YT-Rsinθ)+(X1-Xt-Rcosθ)·Rcosθ)/(X1-XT-Rcosθ)2根据本发明的一个实施例，张紧装置的设计能够降低带角α相对于张紧装置角θ的敏感度。换句话说，张紧装置的设计减小了由张紧装置角θ的改变而造成的带角α的改变量。有两个因素有助于这种减小。首先，张紧装置在(以)张紧装置控制器36处旋转，该张紧装置控制器36远离转印带20的表面设置。张紧装置控制器36的位置邻近但远离供纸的转印带20的表面或侧面(即，供纸面)。它也远离鼓12、14、16、和18所处的转印带20的表面(即，鼓面)，并远离与鼓面相对的表面。如图2所示，张紧装置控制器36优选设置在对应于鼓面的平面和相对面之间的中间位置(midway)附近，或设置在比相对面更靠近鼓面的位置。
其次，张紧装置角θ优选保持在0和90度之间。如果张紧装置角为0度，则张紧装置与平面P2一致(in line with，重合，在该平面上)。如果张紧装置角θ大于0度，则与张紧辊40的旋转中心相交且平行于平面P1和P2的平面P3相对于转印带20的图像形成方向位于平面P2前面。换句话说，当合成调色剂图像在图像形成方向上沿转印带20移动时，合成调色剂图像在与平面P2相交之前，与平面P3相交。如图2中所示，当转印带20在逆时针方向上移动，且鼓12、14、16、和18水平放置时，如果张紧装置角θ大于0度，则平面P3在平面P2之下。描述当张紧装置角θ大于0度时平面P3的相对位置的另一种方式是平面P3在转印辊34和张紧辊40正切于转印带20的点之间与转印带20相交。
根据本实施例，可以提供这样一种张紧装置通过改变转印辊40的位置，同时限制由转印辊40的改变位置导致的带角α的改变量，来调节转印带20的张力。更具体地，转印辊40优选和与张紧装置控制器36的转轴相交的水平面一致或位于此水平面之下。
出于说明和描述目的，已经描述了本发明的优选实施例。并不用于穷尽或将本发明限制为所披露的精确形式，参考上述教导可以进行各种更改和变化，或者可以通过对本发明的实践获得上述更改和变化。为了解释本发明的原理，选择并描述了多个实施例(可以单独采用或组合采用)，但对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以以各种实施方式来实施本发明，并为所想到的特定应用进行各种更改。本发明的范围由所附的权利要求及其等同物所限定。
权利要求
1.一种图像形成装置，包括多个图像形成单元；转印带，用于从所述多个图像形成单元接收调色剂图像；多个转印辊，用于使所述转印带在图像形成方向上旋转；以及张紧装置，其具有第一端和第二端、以及连接至所述第一端的张紧辊，所述张紧辊与所述转印带的表面接触，所述张紧装置可以在远离所述转印带的表面设置的第二端处旋转。
2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中，所述张紧装置进一步包括在所述第一端和所述第二端之间延伸的臂，所述张紧辊连接至所述臂的第一端，并且所述臂的第二端可旋转。
3.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中，第一平面被限定为在所述张紧装置的所述臂的所述第二端处与旋转中心相交；其中，第二平面被限定为与所述张紧辊的旋转中心相交，并与所述第一平面平行；以及其中，所述第二平面与所述第一平面重合或者相对于所述图像形成方向位于所述第一平面之前。
4.根据权利要求3所述的图像形成装置，其中，所述图像形成单元具有多个鼓，所述第一平面平行于与所述图像形成单元的所述多个鼓中的每个鼓的旋转中心相交的平面。
5.根据权利要求3所述的图像形成装置，其中，所述第一平面相对于上面设置有所述图像形成装置的表面是水平或垂直的。
6.根据权利要求3所述的图像形成装置，其中，所述第一平面和从所述张紧装置的所述臂的所述第二端处的旋转中心向所述张紧辊的旋转中心延伸线之间形成的角在0度和90度之间。
7.根据权利要求2所述的图像形成装置，其中，所述张紧辊相对于所述转印带的位置通过在所述张紧装置的所述臂的所述第二端处的旋转改变。
8.根据权利要求7所述的图像形成装置，其中，响应于所述张紧辊的位置改变来调节所述转印带的张力。
9.根据权利要求8所述的图像形成装置，其中，响应于温度或湿度至少之一的改变来控制所述转印辊的所述位置以调节所述转印带的所述张力。
10.根据权利要求8所述的图像形成装置，其中，响应于所述图像形成装置的工作状态的改变来控制所述转印辊的位置以调节所述转印带的所述张力。
11.根据权利要求2所述的图像形成装置，其中，所述多个转印辊中之一是图像转印辊，所述图像转印辊位于在所述转印带上形成的调色剂图像被转印到图像接收介质上的位置。
12.根据权利要求11所述的图像形成装置，其中，所述多个图像形成单元中的每个均具有可旋转的鼓；其中，第一平面被限定为在所述张紧装置的所述臂的所述第二端处与旋转中心相交，所述第一平面平行于与所述鼓的转中心相交的第二平面；以及其中，所述第一平面在所述图像转印辊和所述张紧辊分别与所述转印带相切的点之间与所述转印带相交。
13.根据权利要求11所述的图像形成装置，进一步包括供纸器，用于在图像形成过程中供应纸张；其中，在图像形成过程中供应的纸张在所述图像转印辊和所述张紧辊分别与所述转印带相切的点之间的位置处与所述转印带接触。
全文摘要
本发明提供了一种图像形成装置，包括多个图像形成单元；转印带，用于从多个图像形成单元接收调色剂图像；以及多个转印辊，用于使转印带在图像形成方向上旋转。该图像形成装置还包括张紧装置，其具有第一端和第二端、以及连接至第一端的张紧辊。张紧辊与转印带的表面接触。张紧装置可在远离转印带的表面设置的第二端处旋转。
文档编号G03G15/00GK1841234SQ200510102608
公开日2006年10月4日 申请日期2005年9月6日 优先权日2005年3月29日
发明者海宝敏 申请人:株式会社东芝, 东芝泰格有限公司