专利名称：图像转印单元及包括该单元的电子照相成像设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子照相成像设备。尤其是，本发明涉及用于改善被从感光介质转印到打印纸上的墨粉图像的质量的图像转印单元，以及包括该图像转印单元的电子照相成像设备。
背景技术：
通常，电子照相成像设备(例如激光打印机或数字复印机)通过扫描光线到被充电到预定电势的感光介质上以在感光介质的外围表面上形成静电潜像而打印图像。向静电潜像提供例如墨粉这样的显影剂而显影出可见墨粉图像。显影出的图像被转印到打印纸上并且转印的图像被熔合在纸上。
图1是传统图像转印单元的一部分的剖面图。参考图1，传统图像转印单元10包括感光介质11、在被多个辊(未示出)支撑情况下循环转动的转印带13，以及相对转印带13设置在感光介质11的对面的转印辊15。因静电感应而被充电的打印纸P附在转印带13的表面并向上移动。转印辊15将转印带13压向感光介质11而在转印带13和感光介质11之间形成转印夹挤区N。
在传统图像转印单元10中，连接感光介质11的轴和转印辊15的轴的假想线L垂直于打印纸P行进的方向。在这种结构中，转印夹挤区N的长度较短，因此转印的墨粉图像的质量下降。
因此，需要一种具有改进的用于转印图像的结构的图像转印单元，以及具有该图像转印单元的成像设备。
发明内容
本发明的一个方面是致力于至少解决上述问题及/或缺点并至少提供下述的优点。因此，本发明的一个方面是提供一种图像转印单元，以及具有其的电子照相成像设备，所述图像转印单元具有能防止图像反向转印的具有较宽转印夹挤区的改进结构。
根据本发明的一个方面，图像转印单元包括其上形成静电潜像的感光介质。通过向静电潜像上提供墨粉形成墨粉图像。转印带绕至少一对辊循环转动而与感光介质形成转印夹挤区。转印辊相对转印带设置在感光介质的对面并接触转印带。转印辊相对感光介质位于转印带的更上游处(与打印纸行进方向相反的方向)。
转印带可以通过使打印纸附到转印带的表面而转印打印纸。
从感光介质的轴垂直于转印带行进的方向延伸的第一假想线和从感光介质的轴延伸到转印辊的轴的第二假想线之间的角度“Φ”，可以在0°-16°之间。
转印带的面电阻可以大致在9.0-13.5Log[Ω/sq]。转印带的体电阻可以大致在9.0-12.3Log[Ω]。
可以设置其上形成不同颜色的墨粉图像的多个感光介质和与感光介质相同数量的转印辊。
根据本发明的另一方面，电子照相成像设备包括光学扫描器，其扫描对应于要打印的图像的光线。图像转印单元包括其上形成静电潜像的感光介质。通过向静电潜像提供墨粉而形成墨粉图像。转印带绕至少一对辊循环转动而与感光介质形成转印夹挤区。转印辊相对转印带设置在感光介质的对面并接触转印带。转印辊相对感光介质位于转印带的更上游处。
从下面结合附图的描述中，本发明一些示例性实施例的上述及其它目的、特征和优点将变得更加明显。在附图中图1示出传统图像转印单元的一部分的剖视图；图2示出根据本发明一示例性实施例的电子照相成像设备的剖视图；图3示出根据本发明一示例性实施例的图像转印单元的剖视图，其中转印辊设置在离感光介质预定距离的上游。
图4示出图像转印单元的剖视图，其中转印辊设置在离感光介质预定距离的下游。
图5和图6示出图3和图4中的图像转印单元的放大的剖视图，以解释图像转印单元在转印特性上的差异。
图7是用于说明，在检验由转印辊的位置造成的转印特性差异的测试中所用的图像转印单元的剖视面几何形状的图示。
图8示出使用光密度计测量的在反向转印中的差异的图示。
图9示出显示出较好的转印特性的转印带的区域的图示。
应理解，在所有附图中，相同的附图标记指代相同的元件、特征和结构。
具体实施例方式
在说明书中阐述的内容，例如具体的结构和元件，用于帮助全面理解本发明的示例性实施例。因此，本领域普通技术人员可以认识到可以不偏离本发明的范围和精神对此处描述的示例性实施例作出各种改变和修改。同时，为清楚及简洁起见，省略了对广为人知的功能和结构的说明。
参考图2，根据本发明一示例性实施例的电子照相成像设备100为直接转印型彩色成像设备，其中不同颜色的图像被依序转印到打印纸P以彼此重叠使得在打印纸P上直接形成彩色图像。电子照相成像设备100包括在壳体101中的四个显影单元110Y、110M、110C和110K、四个光学扫描器125Y、125M、125C和125K、包括转印带141的图像转印单元140、定影单元130、装纸的供纸盒127、从供纸盒127中一页一页拾取打印纸P的拾取辊128、用于转印拾取到的纸张的传送辊129，和用于将打印出的纸张排出的排纸辊132。
显影单元110是盒式单元从而当墨粉用光时，可以用新盒代替用过的盒。在图2示出的示例性实施例中，有四个显影单元110Y、110M、110C和110K，其包含不同颜色的墨粉，例如黄(Y)、品红(M)、青(C)、和黑(K)墨粉，以用于打印彩色图像。图像转印单元102在壳体101的表面与门102接合。当门102打开时，显影单元110Y、110M、110C和110K为水平设置以便其能被更换。
在本示例性实施例中，对应四个显影单元110Y、110M、110C和110K设置四个光学扫描器125Y、125M、125C和125K。光学扫描器125Y、125M、125C和125K分别将对应Y、M、C和K图像信息的光线扫描到感光介质114Y、114M、114C和114K(它们安装在显影单元外壳111Y、111M、111C和111K)上。可以采用使用以激光二极管作为光源的激光扫描单元(LSU)作为光学扫描器125Y、125M、125C和125K。
显影单元110Y、110M、110C和110K包括位于外壳111Y、111M、111C和111K中的感光介质114Y、114M、114C和114K和显影辊115Y、115M、115C和115K。在打印图像期间，面对转印带141的每个感光介质114Y、114M、114C和114K的外围表面暴露至每个外壳111Y、111M、111C和111K的外侧，以转印图像。
显影辊115Y、115M、115C和115K通过使墨粉附在显影辊115Y、115M、115C和115K的外围表面而向感光介质114Y、114M、114C和114K提供墨粉。向每个显影辊115Y、115M、115C和115K施加用于向感光介质114Y、114M、114C和114K提供墨粉的显影偏压。虽然未在图2中示出，还在外壳111Y、111M、111C和111K内设置了用于向显影辊115Y、115M、115C和115K提供墨粉的供应辊、用于限制附在显影辊115Y、115M、115C和115K上的墨粉的量的刮粉刀，和用于搅动包含在外壳111Y、111M、111C和111K内的墨粉以便其不会硬化及用于向供应辊传送墨粉的搅拌器。本示例性实施例中的显影单元110Y、110M、110C和110K包括开口112Y、112M、112C和112K，它们形成路径，通过该路径光学扫描器125Y、125M、125C和125K发出的光线被扫描到感光介质114Y、114M、114C和114K上。
图像转印单元140包括四个感光介质114Y、114M、114C和114K，及作为驱动辊的第一辊143，平行设置在第一辊143下面的作为从动辊的第二辊145，绕第一和第二辊143和145循环转动的转印带141，设置在第一辊143和第二辊145之间的四个转印辊150Y、150M、150C和150K，和用于支撑转印带141的辅助支撑辊147和148。四个转印辊150Y、150M、150C和150K设置在四个感光介质114Y、114M、114C和114K的对面，转印带141设置在两者之间。向每个转印辊150Y、150M、150C和150K施加转印偏压。
图像转印单元140还包括吸纸辊152，其设置在第二辊145的对面，转印带141设置在两者之间。吸纸辊152通过静电感应给从供纸盒127中拾取并向上传送的打印纸P充电，从而打印纸P附在转印带141的表面上。
在于电子照相成像设备100中形成彩色图像的过程中，感光介质114Y、114M、114C和114K通过施加到充电辊119Y、119M、119C和119K上的充电偏压充电至均匀电势。四个光学扫描器125Y、125M、125C和125K分别将对应Y、M、C和K图像信息的光束扫描到感光介质114Y、114M、114C和114K上。相应地，在每个感光介质114Y、114M、114C和114K的外围表面上形成静电潜像。向每个显影辊115Y、115M、115C和115K施加显影偏压。于是，墨粉被从显影辊115Y、115M、115C和115K移到感光介质114Y、114M、114C和114K的外围表面上。从而，在感光介质114Y、114M、114C和114K的外围表面上显影Y、M、C和K的可见墨粉图像。
打印纸P被拾取辊128从供纸盒127中拾取并被传送辊129向上传送。当向吸纸辊152施加预定电压时，打印纸P因静电感应而充电并附在转印带141的表面上。以和循环转动的转印带141线速度相同的速度传送打印纸P。在转印辊150Y和转印带141之间形成转印夹挤区N1_Y(参考图3)。在形成在位于最低位置的感光介质114Y的外围表面上的黄色可见图像的前端到达转印夹挤区N1_Y的大约同一时刻，打印纸P的前端到达转印夹挤区N1_Y。当转印偏压施加到转印辊150Y上时，形成在感光介质114Y上的墨粉图像被转印到打印纸P。在转印打印纸P时，分别形成在感光介质114M、114C和114K的外围表面上的M、C和K墨粉图像被依序转印到打印纸P上而彼此重叠，这样在打印纸P上形成彩色图像。定影单元130向形成在打印纸P上的彩色图像施加热量及压力，从而彩色图像被固定到打印纸P上。带着定影后的图像的打印纸P被排纸辊132排出壳体101。
参考图3，图像转印单元140的转印辊150Y、150M、150C和150K分别位于相应的感光介质114Y、114M、114C和114K的上游。换句话说，转印辊150Y、150M、150C和150K位于在与打印纸P行进方向相反的方向上离对应的感光介质114Y、114M、114C和114K预定距离处。具体的说，转印辊150Y、150M、150C和150K的轴151Y、151M、151C和151K位于感光介质114Y、114M、114C和114K的轴115Y、115M、115C和115K的下面。转印带141的厚度将每个感光介质114Y、114M、114C和114K的外围表面与转印辊150Y、150M、150C和150K的外围表面分开。结果是，转印带141被转印辊150Y、150M、150C和150K支撑并沿感光介质114Y、114M、114C和114K的外围表面的曲线接触感光介质114Y、114M、114C和114K。因而，转印夹挤区N1_Y、N1_M、N1_C和N1_K比传统成像设备的转印夹挤区要宽。图像转印单元140包括位于转印辊150Y、150M、150C和150K上方的放电单元153Y、153M、153C和153K。放电单元153Y、153M、153C和153K在墨粉图像被转印之后，使由转印偏压充电的转印带141放电。
图4示出图像转印单元的剖视图，其中转印辊设置在离感光介质预定距离的下游(即，打印纸行进的方向)。图5和图6示出图3和图4所示的图像转印单元的特定部分的放大的剖视图，以帮助解释为何两个单元的转印特性不同。
如果本发明的唯一目的是延长转印夹挤区，那么如图4所示，转印辊150Y’、150M’、150C’和150K’可安装在离感光介质114Y、114M、114C和114K预定距离的一下游位置。当如图4所示，转印辊150Y’、150M’、150C’和150K’的轴151Y’、151M’、151C’和151K’位于感光介质114Y、114M、114C和114K的轴115Y、115M、115C和115K上方时，可以得到比传统转印夹挤区(如图1所示)更宽的转印夹挤区N2_Y、N2_M、N2_C和N2_K(如图3所示)。然而，具有图4所示的结构(即，转印辊在感光介质下游的结构)的图像转印单元140’具有较差的反向转印特性，这将在下面进行详细解释。
参考图5，打印纸P向上行进而转印辊150K的轴151K位于感光介质114K的轴115K的下面。当在转印处理期间转印偏压施加到转印辊150K上时，在转印带141上形成电场。特别是，在从转印夹挤区N1_K的起始点前的预定点到转印夹挤区N1_K的末端点的第一转印电场区域E1处形成较强的电场。感光介质114K的外围表面上的墨粉T在转印夹挤区N1_K处的压力和在第一转印电场区域E1中的静电力作用下顺利地转印到打印纸P上。打印纸P和感光介质114K在转印夹挤区N1_K之后的点A1处彼此分开。
然而，由于打印纸P和感光介质114K彼此分开的点A1是位于第一转印电场区域E1之外，在点A处受到的转印电场的干扰并不明显而不会发生反向转印。反向转印指已经转印到打印纸P上的Y、M和C墨粉从打印纸P上转印回感光介质114K上。这与墨粉T被从感光介质114K转印到打印纸P上的正向转印相反。因此，在如图3所示的图像转印单元140中，能顺利地完成正向转印而不发生反向转印，从而改善了被转印的图像的质量。
参考图6，打印纸P向上行进而转印辊150K的轴151K位于感光介质114K的轴115K的上方。在转印处理期间，施加到转印辊150K的转印偏压在转印带141上形成较强的转印电场。该电场形成在从转印夹挤区N2_K的起始点到转印夹挤区N2_K的末端点之后的预定点的第二转印电场区域E2中。在转印夹挤区N2_K的压力和第二转印电场区域E2的静电力作用下顺利地完成墨粉T在感光介质114K的外围表面上的正向转印。打印纸P和感光介质114K在转印夹挤区N2_K后的点A2彼此分开。
然而，在图6中，由于打印纸P和感光介质114K彼此分开的点A2位于第二转印电场区域E2内，所以在点A2处受到的转印电场的干扰相当大而会发生严重的反向转印。因而，在图4所示的图像转印单元140中，正向转印是均匀的，当反向转印较严重，被转印的图像的质量会下降。
图7是用于说明本发明的发明人在检验由转印辊的位置造成的转印特性差异的测试中所用的图像转印单元的剖视面几何形状的图示。图8示出使用光密度计测量的反向转印差异的图示。图9示出显示出较好的转印特性的转印带的区域的图示。
如图7所示，感光介质114的半径是“o”，转印辊150的半径是“t”，转印带141的厚度是“b”，而打印纸P的厚度是“p”。在测试所用的图像转印单元中，“o”、“t”、“b”和“p”的值分别是12mm、7mm、120μm和80μm。转印辊150设置的位置根据中心位于感光介质114的轴115上的同心圆C而改变。圆C的半径等于从感光介质114的轴115到转印辊150的轴151的距离。转印辊150的垂直移位的量是“s”，“s”定义为从与感光介质114的轴115等水平的第一假想线L1到转印辊150的轴151的位置的垂直距离。转印辊150升高的方向为正(+)向。“Φ”标示转印辊150的角移位，并定义为第一假想线L1和将感光介质114的轴115与转印辊150的轴151相连的第二假想线L2之间的角度。转印辊150逆时针转动方向为正(+)向。
在图8的图表中，可以通过改变转印辊150的转印电压改变反向转印的量。反向转印的量可以通过测量光密度来确定。为了测量光密度，要强制终止墨粉图像转印过程。附在经过转印夹挤区后就与打印纸P分开的感光介质114的外围表面上的墨粉，被用粘性带从感光介质114上分离。接着，光线扫描到粘附有分离下来的墨粉的粘性带上，从而基于反射光线的水平测量光密度。
参考图8，通过设定“s”为-1.0mm(就“Φ”而言为+2.99°)并测量图7中的反向转印到感光介质114上的本用于K墨粉图像显影的K墨粉的光密度，而绘制线(1)。通过设定“s”为0.0mm(就“Φ”而言为0°)并测量光密度而绘制线(2)。通过设定“s”为1.0mm和1.5mm(就“Φ”而言分别为-2.99°和-4.48°)并测量光密度而绘制线(3)和线(4)。从图8中可以看到，只有通过将图7的转印辊150设置在离感光介质114的预定距离的上游位置而获得的线(1)在较大转印电压范围内保持在0.1-0.25之间的较好光密度。通过将转印辊150设置在离感光介质114的下游位置而获得的线(3)和线(4)在1000V或更大的转印单元范围中显示出0.35或更大的光密度，这示出反向转印的程度较严重。
在表1中示出了当在较宽范围内改变“s”时，测得的正向转印和反向转印的结果。
表1
在表1中，可以看到，当“Φ”是正(+)时，正向转印和反向转印两者都较好，从而改善了被转印的图像的质量。优选的，“Φ”在0°-16°之间。当“Φ”大于+16°时，图7的转印带141的曲线过于围绕转印夹挤区使得打印纸P的前端会与转印带141分开。然而，如果另外使用引导板或辊以在转印带141的弯曲部分处引导打印纸P的话，即使当“Φ”大于+16°时，也可以改善被转印的图像的质量而不必担心会卡纸。
图像转印单元的转印特性可根据图7的转印带141的特性而改变。特别是，转印特性可根据面电阻ρs和体电阻ρv而改变。图9示出关于面电阻ρs和体电阻ρv的测试结果并显示出面电阻ρs和体电阻ρv基本为成比例相关。在图9中，在方框i内的区域表示当“Φ”是正的(+)时能显示出较好转印特性的转印带141的面电阻ρs和体电阻ρv。在方框ii内的区域表示当“Φ”是负的(-)时能显示出较好转印特性的转印带141的面电阻ρs和体电阻ρv。当转印带141的面电阻ρs和体电阻ρv小于对应方框i和ii的左下边界的值时，对转印带141的充电变得困难，而转印特性变差。
图9示出因为当“Φ”是正的(+)时的转印带区域(方框i)大于当“Φ”是负的(-)时的转印带区域(方框ii)，所以转印带141的可用设计范围会增大。在该例中，可以看到可以选择具有面电阻ρs为9.0-13.5Log[Ω/sq]的转印带或者具有体电阻ρv为9.0-12.3Log[Ωcm]的转印带。
如上所述，在根据本发明的图像转印单元和具有其的电子照相成像设备中，正向转印和反向转印特性都较好。因而，改善了整体转印特性，提高了打印的图像的质量。并且，由于对转印带设计余地的增加，所以可以以更低的成本生产可靠的电子照相成像设备。
尽管已经参考特定的示例性实施例示出和描述了本发明，但是本领域技术人员应该理解，可以不偏离如所附权利要求限定的本发明的精神和范围作出各种形式及细节上的改变。例如，本发明的概念可应用到使用所谓中间转印方法的电子照相成像设备中，其中墨粉图像是被从感光介质转印到转印带上然后从转印带到打印纸上。
本申请要求享有2005年5月23日在韩国知识产权局提交的序号10-2005-0043217的韩国专利申请的优先权，其所公开的全部内容都作为参考在此引入。
权利要求
1.一种图像转印单元，其包括感光介质，其上形成静电潜像，向该静电潜像提供的墨粉形成墨粉图像；转印带，其绕至少一对辊循环转动以和所述感光介质形成转印夹挤区；及转印辊，其相对于所述转印带设置在感光介质的对面，该转印辊接触所述转印带，其中，所述转印辊相对所述感光介质位于所述转印带的更上游处。
2.如权利要求1所述的单元，其中，所述转印带通过使打印纸附到转印带的表面来传送打印纸。
3.如权利要求1所述的单元，其中，在从所述感光介质的轴垂直于所述转印带行进的方向延伸的第一假想线和从所述感光介质的轴延伸到所述转印辊的轴的第二假想线之间的角度“Φ”，在0°-16°之间。
4.如权利要求1所述的单元，其中，所述转印带的面电阻ρs大致在9.0-13.5Log[Ω/sq]。
5.如权利要求1所述的单元，其中，所述转印带的体电阻ρv大致在9.0-12.3Log[Ωcm]。
6.如权利要求1所述的单元，其中，还包括其上形成不同颜色的墨粉图像的多个感光介质，及；对应于该多个感光介质的多个转印辊。
7.一种电子照相成像设备，其包括光学扫描器，其扫描对应于要打印的图像的光线；及图像转印单元，其包括感光介质，所述光学扫描器扫描的光线在该感光介质上形成静电潜像，并且由向静电潜像提供的墨粉形成墨粉图像；转印带，其绕至少一对辊循环转动而与所述感光介质形成转印夹挤区；以及转印辊，其相对于所述转印带设置在感光介质的对面，该转印辊接触所述转印带，其中，所述转印辊相对所述感光介质位于所述转印带的更上游处。
8.如权利要求7所述的设备，其中，所述转印带通过使打印纸附到转印带的表面来传送打印纸。
9.如权利要求7所述的设备，其中，在从所述感光介质的轴垂直于所述转印带行进的方向延伸的第一假想线和从所述感光介质的轴延伸到所述转印辊的轴的第二假想线之间的角度“Φ”，在0°-16°之间。
10.如权利要求7所述的设备，其中，所述转印带的面电阻ρs大致在9.0-13.5Log[Ω/sq]。
11.如权利要求7所述的设备，其中，所述转印带的体电阻ρv大致在9.0-12.3log[Ωcm]。
12.如权利要求7所述的设备，其中，还包括其上形成不同颜色的墨粉图像的多个感光介质，及；对应于该多个感光介质的多个转印辊。
13.一种图像转印单元，其包括其上形成墨粉图像的多个感光介质；转印带，其绕至少一对辊循环转动以相对于所述感光介质形成多个转印夹挤区；及对应于所述多个感光介质的多个转印辊，该多个转印辊的每一个设置在所述多个感光介质中的一个的对面并接触所述转印带，每个转印辊相对所述感光介质位于所述转印带的更上游处。
14.如权利要求13所述的单元，其中，在从所述多个感光介质中的一个的轴垂直于所述转印带行进的方向延伸的第一假想线和从所述多个感光介质中的一个的轴延伸到对应的转印辊的轴的第二假想线之间的角度“Φ”，在0°-16°之间。
15.如权利要求13所述的单元，其中，所述转印带的面电阻ρs大致在9.0-13.5Log[Ω/sq]。
16.如权利要求13所述的单元，其中，所述转印带的体电阻ρv大致在9.0-12.3Log[Ωcm]。
17.如权利要求13所述的单元，其中，在所述多个感光介质上形成不同颜色的墨粉图像。
全文摘要
本发明提供了一种图像转印单元和具有该图像转印单元的电子照相成像设备。该图像转印单元包括感光介质，其上形成静电潜像，并由提供给静电潜像的墨粉形成墨粉图像。一转印带绕至少一对辊循环转动以与感光介质形成转印夹挤区。转印辊相对转印带设置在感光介质的对面并接触转印带。转印辊相对感光介质位于转印带行进方向上的更上游处。
文档编号G03G15/00GK1869837SQ20061008446
公开日2006年11月29日 申请日期2006年5月23日 优先权日2005年5月23日
发明者金廷桓, 庆明浩 申请人:三星电子株式会社