定影装置和图像形成设备的制作方法

专利名称：定影装置和图像形成设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于清洁图像形成设备中的中间转印带的技术，所述转印带将已 经被从图像载体转印到该中间转引带的调色剂图像(tonerimage)转印到记录薄片上。
背景技术：
在电子照相图像形成设备中，存在所谓的中间转印型设备，其通过首先将形成在 感光鼓表面上的调色剂图像转印到中间转印带上，然后将调色剂图像转印到记录薄片上而 形成图像。在这种中间转印型图像形成设备中，没有被从中间转印带转印到记录薄片上的 调色剂保留在中间转印带上(在下文，这样保留的调色剂被称为"残留调色剂")，这将对之 后进行的图像形成造成负面影响。为了避免这种情况，中间转印型图像形成设备通常包括 用于去除在调色剂图像被转印到记录薄片上之后保留在中间转印带上的调色剂的清洁机 构。 如图7所示，常规的清洁机构包括例如调色剂收集器1090和正常极性充电器 (normal polarity charger) 1080。调色剂收集器1090设置在隔着中间转印带1011与从 动辊1013相对的位置，而正常极性充电器1080比调色剂收集器1090设置在带的转动方向 (箭头A所示)的更上游。 通过向导电刷1081施加具有与期望对调色剂充电的极性(负极性)相同极性的 电压，正常极性充电器1080将带有相反电荷的调色剂1030充电为正常极性(负极性)，带 有相反电荷的调色剂1030是中间转印带1011上的残留调色剂中包括的带正电荷的调色 剂。这使得每个残留调色剂颗粒具有其原始电荷极性(负极性)，使得调色剂收集器1090 清洁残留调色剂的效率提高。 调色剂收集器1090包括经由金属刮刀1095电连接到电源1096的正极端子的导 电毛刷1091，并在毛刷1091和接地的从动辊1013之间产生电场。 电场的效应(即库仑力)使得中间转印带1011上的带负电的残留调色剂粘附到
毛刷1091，并进一步被刮刀1095吸引和刮除，从而被从中间转印带1011上去除。 这里，由于具有成本效益，通常通过使用挤压法形成中间转印带1011。然而，该方
法使得带的反面具有凹陷部分。 因此，如图7下方的主要部分的放大图所示，在中间转印带1011与从动辊1013的
圆周表面接触的反面的凹陷部分中存在间隙1011b。由于该间隙，每个间隙中的电场弱于中
间转印带1011与从动辊1013的圆周表面紧贴的其它部分中的电场。结果，如图7的空心
箭头示意示出的，毛刷1091和从动辊1013之间的电场强度变得不均匀。 当电场强度不均匀时，对残留调色剂的吸引也变得不均匀，导致残留调色剂中的
一些由于不被毛刷1091良好地吸引而保留在中间转印带1011的表面上。

发明内容
本发明是考虑了上述问题而提出的。本发明的目的是提供一种即便在中间转印带 的反面具有凹陷部分的情况下仍高效地去除中间转印带上的残留调色剂的图像形成设备。
上述目的是利用一种图像形成设备实现的，该图像形成设备用于通过将已经从图 像载体转印到带的第一表面上的调色剂图像转印到记录薄片上来形成图像，该图像形成设 备包括清洁部件，具有导电性并且可以通过与带的第一表面接触来去除该第一表面上的 残留调色剂；相对部件，在与该清洁部件相对的位置面向带的第二表面，该第二表面是第一 表面的反面；电压施加器，可以向清洁部件和相对部件施加电压，使得将残留调色剂电吸引 到清洁部件，其中相对部件包括弹性层，并且该弹性层的表面与带的第二表面相接触。
用上述结构，即使带的第二表面(调色剂图像所要转印到的第一表面的反面)具 有凹陷部分，弹性层沿着具有凹陷部分的带的表面变形。这样，带被紧附到相对部件，弹性 层和具有凹陷部分的表面之间基本不存在间隙。由于用高聚合物材料形成的弹性层的电导 率(介电常数)至少比空气的电导率大，清洁部件和相对部件之间的电场的强度不太可能 改变。这意味着带的第一表面的残留调色剂能够被均匀地吸引，使得残留调色剂被有效地 去除。 此外，优选地，该带是头尾相连的环，并且被设置为至少围绕驱动辊和从动辊，且 相对部件优选地是从动辊。 用上述结构，带的拉紧使得带的反面被向弹性层按压并由此变形。这使得带更容 易地紧附到相对部件。 此外，优选地，弹性层的硬度低到这样的程度当被用预定压力向第二表面按压 时，该弹性层沿着具有凹陷部分的第二表面变形并紧附到第二表面，该弹性层和第二表面 之间基本不存在间隙。更具体地，优选地，弹性层具有15度到80度的包括端点的范围内的 Asker-C硬度。 用上述结构，更易于将带更有把握地紧附到相对部件。 此夕卜，优选地，带的电阻率是在1.00X 109Q 'cm到1.00X1013Q cm的包括端点 的范围内。此外，优选地，第二表面的每个凹陷部分的深度在5 ii m到100 ii m的包括端点的 范围内。此外，清洁部件优选地是被驱动以沿第一表面的运动方向的相反方向转动的毛刷。 此外，毛刷优选地具有由单位长度的电阻率在1.00X 109Q cm到1.00X1013Q cm的包
括端点的范围内的树脂制成的刷毛。


根据随后的描述，结合示出本发明具体实施例的附图，本发明的这些和其它目的、
优点和特征将变得明显。
在附图中 图1是示出根据本发明实施例的打印机的结构的示意截面图；
图2是示出根据本发明实施例的带清洁机构的示意图；
图3是示出根据本发明实施例的变型的带清洁机构的示意图；
图4是示出根据本发明实施例的变型的带清洁机构的示意图；
图5是示出根据本发明实施例的变型的带清洁机构的示意4
图6是示出根据本发明实施例的变型的带清洁机构的示意图；以及
图7是示出常规的带清洁机构的示意图。
具体实施例方式
下面描述根据本发明的图像形成设备的实施例，作为示例，该图像形成设备具体
为串列(tandem)数字彩色打印机(下文中简称为"打印机")。 图1是示出根据本实施例的打印机1的整体结构的示意截面图。 如图l所示，打印机l由图像处理器3、给送器4、定影器5、控制器6、带清洁机构
等组成，并且被连接到网络(例如LAN)。当从外部终端设备(未示出)接收执行打印任务
的指令时，打印机1基于该指令形成由黄色、品红色、青色和黑色组成的彩色图像。 下文中，分别用Y、 M、 C和K表示黄色、品红色、青色和黑色再现颜色，并且将字母
Y、M、C和K附加到涉及再现颜色的附图标记。 图像处理器3包括分别对应于颜色Y、M、C和K的图像形成器3Y、3M、3C和3K ;光 学单元10 ;中间转印带11 ;带清洁机构80等。 图像形成器3Y包括感光鼓31Y ;充电器32Y ;显影器33Y ;主转印辊34Y ;用于清 洁感光鼓31Y的清洁器35Y等。充电器32Y、显影器33Y、主转印辊34Y、以及清洁器35Y全 部被设置在感光鼓31Y周围。图像形成器3Y在感光鼓31Y上形成颜色Y调色剂图像。由 于其它的图像形成器3M到3K具有与图像形成器3Y相似的结构，图1中省略了图像形成器 3M到3K的部件的附图标记。 光学单元IO包括发光元件如激光二极管和多角镜，并且发射用于在相应的图像 形成器3Y到3K的感光鼓31上扫描光束的激光束L。 中间转印带11是例如头尾相连的带，通过向树脂如聚碳酸酯添加导电碳颗粒，将 该带的电阻率调节至1.00X 109[Q *Cm]到1.00X10,Q cm]的包括端点的范围内。将 中间转印带11设置为围绕驱动辊12和从动辊13，并被驱动以沿箭头B的方向转动。
由于具有成本效益，通常通过使用挤压法来形成中间转印带11。然而，该方法使得 带的反面具有凹陷部分。 这些凹陷部分是由于在形成中间转印带11的工序中将产品从模具挤出时产品和 模具之间的摩擦而产生的。同时，将用于转印调色剂的带的前表面处理为镜面。
更具体地，凹陷部分是具有约5iim到100iim深度的凹槽，其沿着挤压方向(与中 间转印带11的纵方向垂直的方向)形成。 给送器4包括给纸盒41，其容纳作为记录薄片的薄片S ;拾取辊42，其拾取给纸 盒41的薄片S，并每次一张薄片地将薄片S引导到传送路径43上；定时辊对44，其用于调 节向第二转印位置46传送所拾取的薄片S的定时；第二转印辊45等。
控制器6将从外部终端设备发送的图像信号转换为针对颜色Y到K的数字信号， 由此产生用于驱动光学单元10的发光元件的驱动信号。 光学单元10使用来自控制器6的驱动信号以发射用于颜色Y到K的图像形成的 激光束L，在相应的图像形成器3Y到3K的感光鼓31上扫描光束。 该曝光扫描在相应的图像形成器3Y到3K的感光鼓31上形成静电潜像，由充电器 32对感光鼓31均匀充电。
利用由显影器33充负电的调色剂将静电潜像显影，并且在感光鼓31上形成颜色 Y到K的调色剂图像。 通过在主转印辊34上的静电力作用，各颜色的调色剂图像被顺序地转印到中间 转印带11上。这时，在不同定时进行每个颜色的图像形成操作，使得调色剂图像被叠加到 中间转印带ll上的相同位置上。 通过中间转印带11沿箭头B的方向(下文中称为"带转动方向")的转动，将各颜 色的叠加在中间转印带11上的调色剂图像传送到第二转印位置46。 其间，在将具有已经叠加的各颜色的调色剂图像传送到第二转印位置46的定时， 经由定时辊对44从给送器4给送薄片S。通过将薄片S夹在转动驱动的中间转印带11和 第二转印辊45之间来传送薄片S。通过在中间转印带11和第二转印辊45之间的静电作 用，将中间转印带11上的调色剂图像全部地二次转印到薄片S上。 将通过了第二转印位置46的薄片S传送到定影器5。在通过由定影器5加热和加 压将薄片S上的调色剂图像(未定影图像)定影到薄片S之后，将薄片S经由排出辊对71 排出到盘72上。 带清洁机构80将未在二次转印位置46中被二次转印的保留在中间转印带11上 的残留调色剂30去除，由此防止残留调色剂30在之后进行的打印任务中附着到薄片S。
图2是示出带清洁机构80的示意图。 如图2所示，带清洁机构80包括正常极性充电器81和在带转动方向上比正常极 性充电器81设置在更下游的调色剂收集器90。带清洁机构80通过从中间转印带11去除 残留调色剂30来清洁中间转印带11。 由于该清洁是与从动辊13共同进行的，下面还提供了对从动辊13的结构的描述。
(从动辊13的结构) 从动辊13包括具有圆柱形状的弹性部件13b、紧密插入弹性部件13b的辊轴13a等。 辊轴13a是例如以高导电材料比如铝形成的可转动的圆柱形部件。辊轴13a经由 设置在圆柱形部件的每个末端的轴心(未示出)接地，且电势被保持为0。
弹性部件13b是以柔性材料形成的圆柱形部件。弹性部件13b的电阻率大于或等 于1. 00 X 106 [ Q cm]，其厚度大于或等于500 y m。 具体地，通过例如向作为基材的三元乙丙橡胶(EPDM) 、丁腈橡胶(NBR)或硅橡胶 中添加适量的导电碳颗粒来获得这种材料，使得该材料具有上述的电阻率。该材料优选地 具有15度到80度包括端点的范围内的Asker-C硬度。 当从动辊13与中间转印带11接触时，弹性部件13b的上述厚度允许弹性部件13b 充分地配合到中间转印带11的反面上存在的凹槽中，其防止在从动辊13和中间转印带11 之间形成间隙。(带清洁机构80的结构) 正常极性充电器81用于将中间转印带11上的残留调色剂30中少量包括的带相 反电荷的调色剂充电为正常极性(负极性)。正常极性充电器81包括电源83，其正极端 子接地；连接到电源83的负极端子的导电刷82等。 这使得能够从导电刷82向中间转印带11上的带相反电荷的调色剂提供电子，使得带相反电荷的调色剂被充电到正常极性(带负电)。 将带相反电荷的调色剂充电到正常极性以防止这样的不利情况由于残留调色剂 30中包括的带相反电荷的调色剂，不能通过库仑力将残留调色剂30全部吸引，导致残留调 色剂30的收集效率降低。 调色剂收集器90使用库仑力以吸引被正常充电(负极性)的残留调色剂30，并使 得残留调色剂30粘附到其上。 更具体地，由电连接到清洁部件91的圆周的反向电压施加器93形成调色剂收集 器90。 反向电压施加器93电连接到电源96的正极端子，并且包括与毛刷91的圆周接触 的金属刮刀95。 清洁部件91是与中间转印带11的圆周表面接触的毛刷，其由马达(未示出) 驱动以沿与带的转动方向相反的方向转动。通过在织物上植入由树脂制成的、具有约 1.00X 104[Q .cm]到1.00X1(T[Q cm]的包括端点的范围内的电阻率(每单位长度) 的刚毛，并将该织物用导电粘合剂粘贴到芯棒(core bar)91a的圆周表面来形成清洁部件 91。 刮刀95是被设置为与清洁部件91的圆周接触的金属板。 电源96的负极端子接地而正极端子连接到刮刀95。因此，弱电流从刮刀95流到 经由中间转印带11接地的从动辊13。此外，沿从清洁部件91到中间转印带11的方向产生 电场(下文中称为"清洁电场")。 如上所述，残留调色剂30的极性被统一充电到负极性。因此，沿与清洁电场的方 向相反的方向产生静电吸引残留调色剂30的库仑力。 此时，如图2的底部的主要部分的放大图所示，中间转印带11的与清洁部件91相 反的反面被紧密地附着到具有柔性的弹性部件13b。换句话说，在中间转印带11和弹性部 件13b之间没有间隙或几乎没有间隙。因此，电阻不太可能发生局部变化。结果，如图2中 的空心箭头示意地示出的，清洁电场的强度变为均等的。 这使得中间转印带11上的残留调色剂30均匀地粘附到清洁部件91。然后，由刮 刀95将残留调色剂30从清洁部件91吸引并刮除，并收集到收集容器(未示出)中。
如上所述，在本实施例的打印机1中，从动辊13的圆周表面被弹性部件13b覆盖。 因此，中间转印带11的与清洁部件91相反的反面紧密地附着到从动辊13的弹性部件13b， 在中间转印带11的反面和弹性部件13b之间基本没有任何间隙。这使得清洁电场的强度 均等，使得静电吸引残留调色剂30的库仑力均匀地作用。结果，当带清洁机构80电吸引并 去除中间转印带11上的残留调色剂30时，残留调色剂30均匀地粘附到清洁部件91，由此 高效地去除残留调色剂30。 应注意尽管在上述实施例中使用了带有负电荷的调色剂，但是也能够使用带有正 电荷的调色剂。 在这种情况下，可以根据期望的目的适当地设置由正常极性充电器81产生的电
场的方向、清洁电场的方向等。
〈变型> 本发明不限于上述实施例。例如，也容许进行以下的变型。
(1)在上面的实施例中，带清洁机构80包括正常极性充电器81。然而，正常极性
充电器81不总是必要的。可以形成没有正常极性充电器81的带清洁机构80。 这是因为以下原因。即，残留调色剂30被主要充电为正常极性(负极性)，而只有
少量残留调色剂30被充电为相反极性。因此，省略正常极性充电器81不一定使图像质量
造成很大程度的劣化。 (2)此外，即便在带清洁机构80包括正常极性充电器81的情况下，本发明的结构 不限于上述实施例中描述的结构。 例如，在上述实施例中，导电刷82电连接到电源83的负极端子，电源83的正极端 子接地。然而，如日本专利申请公开2006-126449号中所描述的，导电刷82可以在与地之 间没有电源83的情况下直接接地。 此外，如图3所示，可以提供被驱动以转动的毛刷181代替导电刷82。 可选择地，如图4所示，可以提供已知的充电器281代替导电刷82。充电器281连
接到高压电源283，并使用电晕放电将残留调色剂30充电到正常极性(负极性)。 (3)此外，在上述实施例中，调色剂收集器90包括清洁部件91、刮刀95以及电源
96。然而，本发明不限于此。例如，如图5所示，可以在清洁部件91和刮刀95之间设置收
集辊92。 (4)此外，在上述实施例中，从动辊13具有将辊轴13a紧密插入圆柱形弹性部件 13b的结构。然而，本发明不限于此。例如，可以以柔性材料涂覆辊轴13a的圆周表面。简 而言之，只要在辊轴13a的圆周表面上设置了弹性层即可。 (5)另外，在上述实施例中，从动辊13具有包括辊轴13a和弹性部件13b的两件式
结构。然而，从动辊13可以具有单体结构。例如，可以用高聚合物材料比如三元乙丙橡胶
(EPDM)、丁腈橡胶(NBR)或硅橡胶形成具有与辊轴13a相同形状的部件。然后，可以将成型
剂等添加到部件的圆周表面，使得圆周表面变得比该部件的其它部分软。 (6)此外，在上述实施例中，接地的从动辊13与带清洁机构80协作以去除中间转
印带11上的残留调色剂30。然而，本发明不限于此。例如，其可以具有如图6所示的结构。
在该结构中，接地的金属板420的表面被柔性弹性层421覆盖，由此形成垫410。然后，将压
垫410压向中间转印带11的反面，以使垫410具有与从动辊13相同的电学功能。 这使得垫410能够与被驱动转动的中间转印带11接触，之间基本没有任何间隙。 在这种情况下，需要将清洁部件91设置在隔着中间转印带11与垫410相对的位置。 根据清洁部件91的位置，可以将收集粘附到清洁部件91的残留调色剂30的收集 容器491设置在接近于清洁部件91的位置。此外，需要将导电刷82在带转动方向上设置 在清洁部件91的更上游。 在垫410和中间转印带11之间的滑动阻力太大时，可以用特氟隆(Teflon)涂覆 弹性层421的表面，以提高垫410和中间转印带11之间的滑动特性。
(7)此外，本发明可以是上述实施例和变型的任意组合。 尽管通过示例参考附图描述了本发明，应注意，对于本领域技术人员而言，各种修 改和变型将是明显的。 因此，除非这种修改和变型背离本发明的范围，否则它们应被认为是包括在本发明中。
权利要求
一种图像形成设备，用于通过将已经从图像载体转印到带的第一表面上的调色剂图像转印到记录薄片上来形成图像，所述图像形成设备包括清洁部件，其具有电传导性并且能够通过与所述第一表面接触来去除所述带的所述第一表面上的残留调色剂；相对部件，其在与所述清洁部件相对的位置面对所述带的第二表面，所述第二表面是所述第一表面的反面；电压施加器，其可以向所述清洁部件和所述相对部件施加电压，使得将所述残留调色剂被电吸引到所述清洁部件，其中所述相对部件包括弹性层，且所述弹性层的表面与所述带的所述第二表面相接触。
2. 根据权利要求l所述的图像形成设备，其中所述带是头尾相连的环，并且设置为至少围绕驱动辊和从动辊，以及 所述相对部件是所述从动辊。
3. 根据权利要求1或2所述的图像形成设备，其中所述弹性层的硬度低到这样的程度当被用预定压力向所述第二表面按压时，所述弹 性层沿着具有凹陷部分的所述第二表面变形，并紧附到所述第二表面，在所述弹性层和所 述第二表面之间基本不存在间隙。
4. 根据权利要求1到3中任一项所述的图像形成设备，其中，所述弹性层具有15度到 80度的包括端点的范围内的Asker-C硬度。
5. 根据权利要求l到4中任一项所述的图像形成设备，其中，所述带的电阻率是在 1.00X 109Q cm至lj 1.00X1013Q cm的包括端点的范围内。
6. 根据权利要求3所述的图像形成设备，其中，所述第二表面的每个凹陷部分的深度 在5 ii m到100 ii m的包括端点的范围内。
7. 根据权利要求1到6中任一项所述的图像形成设备，其中，所述清洁部件是被驱动以 沿与所述第一表面的运动方向相反的方向转动的毛刷。
8. 根据权利要求7所述的图像形成设备，其中，所述毛刷具有由单位长度的电阻率在 1.00X 109Q cm到1.00X1013Q cm的包括端点的范围内的树脂制成的刚毛。
全文摘要
一种定影装置和图像形成设备。所公开的图像形成设备用于通过将已经从图像载体转印到中间转印带11上的调色剂图像转印到记录薄片上来形成图像，该图像形成设备包括清洁部件91，具有导电性并且被设置在带11的转动路径的外侧，并且可以通过与带11的圆周表面接触来去除带11上的残留调色剂；从动辊13，设置在所述转动路径的内侧，在与清洁部件91的相对位置面向带11的内圆周表面；电源96，可以向清洁部件91和从动辊13施加电压，使得残留调色剂被电吸引到清洁部件91，其中，从动辊13包括表面与带11接触的弹性部件13b。
文档编号G03G15/00GK101727036SQ200910173869
公开日2010年6月9日 申请日期2009年9月18日 优先权日2008年10月21日
发明者原和义, 涩谷晓, 野口英俊 申请人:柯尼卡美能达商用科技株式会社