图像形成设备的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种图像形成设备。该图像形成设备包括具有静电潜像的图像载体，所述静电潜像形成在所述图像载体上并被显影成可视的色调剂图像；中间转印带，所述图像载体上的所述色调剂图像被转印至该中间转印带；以及二次转印带，该二次转印带经由二次转印部将所述中间转印带上的所述色调剂图像转印至转印构件。所述中间转印带及所述二次转印带由热塑性树脂制成。所述二次转印带的硬度被设定为等于或大于所述中间转印带的硬度。所述二次转印带的表面上的纯水滴接触角被设定为大于所述中间转印带的表面上的纯水滴接触角。
【专利说明】图像形成设备
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种图像形成设备。
【背景技术】
[0002]通常，诸如电子照相设备之类的图像形成设备利用带电的色调剂(显影剂)使形成在感光鼓上的静电潜像显影成可视图像，将所述可视色调剂图像静电转印至转印构件(例如片材)，最后通过将所述色调剂图像加热并且向所述色调剂图像施加压力使所述色调剂图像熔化并定影，从而将图像定影至所述片材。
[0003]这种图像形成设备将感光鼓上的色调剂图像一次转移至中间转印带，将所述色调剂图像二次转印至已被传送至二次转印部(所述中间转印带与二次转印带在该二次转印部相汇合)的转印构件，并将转印至所述转印构件的所述色调剂图像传送至定影单元(例如参见日本特开平9-269627号公报)。
[0004]然而，在现有技术的图像形成设备中，当具有短周长的二次转印带在二次转印部中接触具有长周长的中间转印带时，在每单位面积的短二次转印带上转印至该短二次转印带的色调剂的量大，因此可能在所述二次转印带上发生成膜现象(filming phenomenon)。
【发明内容】
[0005]因此，鉴于现有技术中的上述问题而做出本发明，本发明的目的是提供一种能够便于抑制在二次转印带上出现薄膜的图像形成设备。
[0006]根据本发明的一方面，提供一种图像形成设备，其包括:具有静电潜像的图像载体，所述静电潜像形成在所述图像载体上并被显影成可视的色调剂图像；中间转印带，所述图像载体上的所述色调剂图像被转印至该中间转印带；以及二次转印带，该二次转印带经由二次转印部将所述中间转印带上的所述色调剂图像转印至转印构件。所述中间转印带及所述二次转印带由热塑性树脂制成。所述二次转印带的硬度被设定为等于或大于所述中间转印带的硬度。所述二次转印带的表面上的纯水滴接触角被设定为大于所述中间转印带的表面上的纯水滴接触角。
[0007]根据本发明，在所述中间转印带与所述二次转印带由具有柔性的热塑性树脂制成的情况下，所述二次转印带的硬度被设定为大于所述中间转印带的硬度。因此，可减小由在所述二次转印部中彼此接触的所述中间转印带与所述二次转印带产生的压力。在此情况下，因为所述二次转印带的表面上的纯水滴接触角大于所述中间转印带的表面上的纯水滴接触角，所以与所述中间转印带相比，所述二次转印带可使得纯水滴更容易与其分离。因此，随着由所述中间转印带与所述二次转印带产生的接触压力的减小，可容易地抑制所述二次转印带上发生成膜现象。
[0008]在根据本发明的图像形成设备中，氟碳树脂被添加至所述二次转印带。
[0009]根据本发明，由于氟碳树脂被添加至由热塑性树脂制成的所述二次转印带，所以可提高所述二次转印带排斥纯水滴的能力，从而可提高抑制薄膜出现的效果。[0010]在根据本发明的图像形成设备中，氟碳树脂被添加至所述中间转印带，添加至所述二次转印带的氟碳树脂的量比添加至所述中间转印带的氟碳树脂的量大。
[0011]根据本发明，因为也向所述中间转印带添加氟碳树脂，所以可提高所述中间转印带排斥纯水滴的能力。添加至所述二次转印带的氟碳树脂的量被设定为大于添加至所述中间转印带的氟碳树脂的量。因此，可使所述二次转印带排斥纯水滴的能力保持高于所述中间转印带排斥纯水滴的能力，从而可进一步提高所述二次转印带抑制薄膜出现的效果。
[0012]在根据本发明的图像形成设备中，所述氟碳树脂是聚四氟乙烯。
[0013]根据本发明，因为所述氟碳树脂是聚四氟乙烯(PTFE)，所述中间转印带与所述二次转印带可使用通用的廉价材料来实现排斥纯水滴的能力，因此可降低所述图像形成设备的制造成本。
[0014]在根据本发明的图像形成设备中，制成所述中间转印带与所述二次转印带的所述热塑性树脂是聚酰亚胺或聚酰胺酰亚胺。
[0015]根据本发明，在所述中间转印带与所述二次转印带由具有柔性的所述热塑性树脂制成的情况下，所述二次转印带的硬度被设定为大于所述中间转印带的硬度。因此，可减小由在所述二次转印部中彼此接触的所述中间转印带与所述二次转印带产生的压力。在此情况下，因为所述二次转印带的表面上的纯水滴接触角大于所述中间转印带的表面上的纯水滴接触角，所以与所述中间转印带相比，所述二次转印带可使得纯水滴更容易与其分离。因此，随着由所述中间转印带与所述二次转印带产生的接触压力的减小，可容易地抑制所述二次转印带上出现薄膜。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]将基于以下附图详细描述本发明的示例性实施方式，在附图中:
[0017]图1是根据本发明示例性实施方式的图像形成设备的整体结构的示意图；
[0018]图2是根据本发明示例性实施方式的图像形成设备的主要部分的放大示意图；以及
[0019]图3A至图3C是循序示出二次转印带上成膜现象发生机理的说明图。
【具体实施方式】
[0020]以下将参照附图详细描述根据本发明的示例性实施方式。
[0021]图1中示出了采用中间转印系统的所谓串联式图像形成设备的图像形成设备I。图像形成设备I包括:图像形成单元10 (10Y、10M、10C、10K)，在该图像形成单元中，通过电子照相系统形成各自具有不同颜色成分的色调剂图像；中间转印带15，图像形成单元10中形成的不同颜色成分的色调剂图像顺序地转印(一次转印)至所述中间转印带，并且所述色调剂图像由该中间转印带保持；二次转印部20，该二次转印部将已经形成在中间转印带15上的叠加的色调剂图像统一转印(二次转印)至作为转印构件的片材P ;及定影单元60，该定影单元使已经二次转印在片材P上的图像定影在片材P上。图像形成设备I的一系列操作由控制部40控制。
[0022]在图像形成单元10 (10Y、10M、10C、10K)中，包括充电器12、曝光单元13、显影装
置14、第一转印辊16及鼓清洁器17的用于电子照相的装置顺序地布置在感光鼓11周围，该感光鼓行使图像载体的功能并沿图1的箭头A的方向旋转。
[0023]充电器12为感光鼓11充电，曝光单兀13在感光鼓11上写入静电潜像。曝光光束由图1中的附图标记Bm表示。每个显影装置14包含具有不同颜色成分的色调剂，并借助所述色调剂将相应的感光鼓11上的静电潜像转换成可视图像。第一转印辊16将形成在感光鼓11上的不同颜色成分的色调剂图像转印至中间转印带15，鼓清洁器17移除感光鼓
11上的残余色调剂。图像形成单元IOY (黄色)、图像形成单元IOM (品红色)、图像形成单元IOC (青色)以及图像形成单元IOK (黑色)从中间转印带15的上游侧依此顺序串联地布置。
[0024]各种辊使中间转印带15以预定速度沿图1中所示的箭头B的方向循环移动。所述各种辊包括驱动辊31、支撑辊32、张力辊33、支承辊25及清洁支承辊34。驱动辊31由具有良好恒速特性的马达(未示出)驱动，以便使中间转印带15循环移动。支撑辊32支撑沿感光鼓11的布置方向大致线性延伸的中间转印带15。张力辊33在中间转印带15上施加一定的张力，防止中间转印带15以蛇形方式移动。支承辊25设置在二次转印部20中，并限定了支承辊25与以下将描述的二次转印辊22之间的咬合部。清洁支承辊34设置在要刮除中间转印带15上的残余色调剂的清洁部中。
[0025]向布置在大致线性延伸的中间转印带15的内侧并与图像形成单元10 (10Y、10M、10CU0K)的感光鼓11对置的一次转印辊16供应与色调剂的电荷极性相反的电压。因此，感光鼓11上的色调剂图像顺序地被静电吸引至中间转印带15，因此在中间转印带15上形成叠加的色调剂图像。支承辊25布置在中间转印带15的内侧并用作面向二次转印带21的电极，并且金属供电辊26布置成与支承辊25接触，用于稳定地将二次转印偏压应用至支承辊25。
[0026]二次转印带21是连续的环形带,该环形带由二次转印棍22及惰棍23a至23d拉伸。二次转印辊22使二次转印带21以预定速度循环移动，惰辊23a至23d在二次转印带21上施加预定的张力。惰辊23a至23d是四个惰辊，并布置成与二次转印辊22 —起形成五角形的顶点，二次转印带21绕二次转印辊22及惰辊23a至23d延伸。
[0027]二次转印辊22布置成压接触支承辊25，二次转印带21与中间转印带15夹在二者之间。二次转印辊22用作用于在待在二次转印带21上传送的片材P上执行二次转印操作的二次转印辊。
[0028]二次转印部20包括中间转印带15、布置在中间转印带15的承载有色调剂图像的表面侧的二次转印带21、以及二次转印辊22和支承辊25，二次转印辊22和支承辊25夹持这样的部分，中间转印带15与二次转印带21从该部分的两侧彼此接触。清洁刮板27由橡胶板构件形成，用于刮除残留在二次转印带21的表面上的色调剂，该清洁刮板在二次转印部20的下游侧布置成与二次转印带21接触。
[0029]带清洁器35设置在中间转印带15的位于二次转印部20下游侧的部分上，以便能根据需要与中间转印带15接触或者从中间转印带15移开。带清洁器35移除二次转印操作后中间转印带15上的残余色调剂及纸粉而清洁中间转印带15。基准传感器42布置在黄色图像形成单元IOY的上游侧，该基准传感器产生基准信号，该基准信号用作在图像形成单元10 (10Y、10M、10C、10K)中控制图像形成正时的基准。基准传感器42在其识别出中间转印带15上的预定标记时产生基准信号，图像形成单元10 (10Y、10M、10C、10K)响应于基于所述识别基准信号的识别而来自控制部40的指令开始图像形成。用于调节图像质量的图像浓度传感器43安置在黑色图像形成单元IOK的下游侧。
[0030]图像形成设备I作为片材传送系统还包括:容纳片材的片材托盘50 ;片材馈送辊51,该片材馈送棍在预定时刻拉出并传送堆叠在片材托盘50中的一页片材P ;传送棍52,该传送棍传送已由片材馈送棍51发送的片材P ;传送槽53,该传送槽将由传送棍52传送的片材P发送至二次转印部20 ；以及传送带55，在通过二次转印带21在片材P上执行了二次转印操作之后，传送带55将待传送的片材P传送至定影单元60。
[0031]接着，将描述根据示例性实施方式的图像形成设备I的操作。在图1中，在图像形成单元10 (10Y、10M、10C、10K)中，感光鼓11沿图1的箭头A的方向旋转，并且由充电器12对感光鼓11的表面进行均匀充电。通过曝光单元13在已带电的对应感光鼓11上形成颜色成分与其中一个感光鼓11对应的静电潜像。颜色成分与所述静电潜像对应的其中一个显影装置14借助色调剂使静电潜像各自显影，因此在感光鼓11上形成可视的色调剂图像。
[0032]所述色调剂图像借助感光鼓11的旋转到达布置有一次转印辊16的一次转印部。在一次转印辊16与感光鼓11之间形成的极性与所述色调剂图像的极性相反的电场作用在所述色调剂图像上，从而所述色调剂图像以静电方式一次转印到沿图1的箭头B的方向移动的中间转印带15上。图像形成单元10中形成的不同颜色成分的色调剂图像基于基准传感器42的信号在预定位置顺序地叠加在中间转印带15上，由此形成叠加的色调剂图像。
[0033]此后，已经形成在中间转印带15上的叠加的色调剂图像通过中间转印带15的循环移动而到达二次转印部20的咬合部。片材P在预定时刻从传送槽53馈送至二次转印部20的其中中间转印带15与二次转印带21彼此接触的部分。在片材P穿过二次转印辊22与支承辊25之间限定的咬合部的同时，中间转印带15上的叠加的色调剂图像统一转印(二次转印)至已经馈送至所述部分的片材P。
[0034]然后，转印有叠加的色调剂图像的片材P在与中间转印带15分离后通过传送带55传送至定影单元60。片材P在定影单元60中经受加压加热处理，片材P上的色调剂图像被固定并定影至片材P，成为永久图像。
[0035]中间转印带15的已完成将叠加的色调剂图像转印至片材P的操作的部分到达布置在二次转印部20的下游侧的带清洁器35，中间转印带15上粘附的色调剂及纸粉被移除。另一方面，从中间转印带15转印后残留在二次转印带21上的残余色调剂由清洁刮板27刮除。
[0036]如图2中所示，在根据示例性实施方式的图像形成设备I中，二次转印带21布置在用于将由中间转印带15承载的色调剂图像转印至片材P的二次转印部20中。因为中间转印带15在串联地布置的图像形成单元10 (10Y、10M、10C、10K)的感光鼓11与一次转印辊16之间穿过，所以中间转印带15的周长长于二次转印带21的周长。在本示例性实施方式中，中间转印带15具有360mm的宽度及2，910mm的周长，二次转印带21具有360mm的宽度及410mm的周长。
[0037]图像形成设备I被应用至例如由印刷公司使用的生产设备，要求图像形成设备I能够传送厚纸及薄纸。具体地说，当传送薄纸时为了确保薄纸的可剥离性，呈环形带形式的二次转印带21在本示例性实施方式中用于二次转印操作。尽管现有技术的二次转印带一般由弹性材料制成，但是就机械耐久性而言，存在诸如由于经时使用而发生裂纹之类的问题。
[0038]可通过由热塑性树脂材料制成中间转印带15与二次转印带21来提高机械耐久性。然而，当使用硬的热塑性树脂材料制作中间转印带15与二次转印带21时，在由这些彼此接触的带限定的咬合部处的接触压力大。在此情况下，如图3A至图3C所示，从中间转印带15转印后残留在二次转印带21上的残余色调剂及雾状色调剂固着至施有高压的咬合部。如果此现象重复发生，则色调剂累积并固着至咬合部，这会导致成膜现象。
[0039]具体地说，在周长比中间转印带15的周长短的二次转印带21的每单位面积上转印至该二次转印带21的色调剂量大于在中间转印带15的每单位面积上转印至该中间转印带15的色调剂量，从而在二次转印带21上出现显著的薄膜。如果二次转印带21上出现薄膜，那么在已经出现薄膜的部位会发生转印故障或者图像不均匀，并且也会发生二次转印带21的清洁故障。
[0040]换言之，如图3A所示，在薄膜产生机理中，中间转印带15与二次转印带21在二次转印部20中在彼此接触的同时相互摩擦，这样，中间转印带15上的色调剂T被转印至二次转印带21，从而成为粘附色调剂T’。接着，如图3B所示，当二次转印带21循环移动并且二次转印带21的粘附有粘附色调剂T’的部分到达二次转印部20时，在二次转印辊22与支承辊25施加的压力作用下粘附色调剂T’被强力挤压而固着在二次转印带21上，这导致薄膜出现。如图3C中所示，当中间转印带15与二次转印带21在彼此接触的同时反复相互摩擦时，已经固着至二次转印带21的粘附色调剂T’以像雪球滚下雪山时那样的增长方式增长(例如20iim以上)，这会产生坚硬的薄膜。
[0041]在本示例性实施方式中，可通过提高二次转印带21排斥色调剂T的能力来抑制由于色调剂T固着至周长短的二次转印带21而出现的薄膜。当中间转印带15与二次转印带21由热塑性树脂制成时，在将二次转印带21的硬度设定为大于中间转印带15的硬度的情况下，与中间转印带15和二次转印带21具有相同硬度的情况相比，可减小通过在二次转印部20中带15及带21之间的接触而产生的压力。显然，可使用具有期望柔性的材料作为热塑性树脂，在本示例性实施方式中，可使用具有高机械耐久性的聚酰亚胺作为热塑性树脂材料。
[0042]在本示例性实施方式中，在使用聚酰亚胺作为热塑性树脂材料的情况下，将氟碳树脂添加至聚酰亚胺，使得可提高二次转印带21排斥色调剂T的能力。请注意，热塑性树脂材料不限于聚酰亚胺，可使用诸如聚酰胺酰亚胺之类的具有热塑性的其它合成树脂。尽管以上描述了将二次转印带21的硬度设定为大于中间转印带15的硬度的情况，但是二次转印带21与中间转印带15的硬度也可相同。
[0043]已被广泛使用的聚四氟乙烯(在下文中称作PTFE)用作上述待添加的氟碳树脂。在本示例性实施方式中，可将粒径为6 y m的PTFE添加至二次转印带21，或者可将其添加至二次转印带21及中间转印带15 二者。在PTFE添加至二次转印带21及中间转印带15 二者的情况下，将添加至二次转印带21的PTFE的量设定为大于添加至中间转印带15的量。因此，二次转印带21可比中间转印带15更容易排斥色调剂T。添加至带的PTFE的适当的量在lwt%至20wt%的范围，并且具体地说，将10wt%PTFE添加至二次转印带21，从而使得能够容易地排斥色调剂T。
[0044]将PTFE添加至由聚酰亚胺制成的二次转印带21，从而由于被中间转印带15、清洁刮板27、片材P等摩擦而使得显露在二次转印带21的表面上的PTFE铺开，结果二次转印带21被PTFE覆盖。
[0045]在以与上述方式相同的方式将PTFE添加至中间转印带15的情况下，由于二次转印带21、带清洁器35等的摩擦，PTFE铺开，结果中间转印带15被PTFE覆盖。因此，二次转印带21与中间转印带15被PTFE覆盖，从而带可更容易排斥色调剂T。因为添加至二次转印带21的PTFE的量设定为大于添加至中间转印带15的量，二次转印带21可比中间转印带15更容易排斥色调剂T。
[0046]尽管二次转印带21及中间转印带15由于经时使用而损耗，但是如上所述覆盖每条带的表面的PTFE用作覆膜，从而可减小带的损耗程度。尽管以上描述了使用PTFE作为氟碳树脂的情况，但是氟碳树脂不限于PTFE，也可使用其它诸如聚全氟烷氧基(PFA)树脂、聚氟乙烯(PVF)、聚偏氟乙烯(PVDF)等之类的氟碳树脂。
[0047]液滴接触角是测量固体表面斥水性的方法。如公知，液滴接触角是用于评估固体与液体之间的界面特性的重要因素，并且已被广泛用作例如将斥水性转换为数值的方法。在此方法中，将一定量的液体滴在固体样品上，计算出立在固体上的液滴的表面与固体表面之间形成的接触角。在此，将省略对计算方法的描述。
[0048]在本示例性实施方式中，如上所述，因为二次转印带21的表面被PTFE覆盖，所以二次转印带21的表面上的液滴接触角大。在本示例性实施方式中，使用纯水滴作为所述液滴。在将PTFE添加至中间转印带15的情况下，因为添加至二次转印带21的PTFE的量大于添加至中间转印带15的量，所以二次转印带21的表面上的纯水滴接触角比中间转印带15的表面上的纯水滴接触角大。换言之,随纯水滴接触角的增大,带的斥水性，即，带排斥纯水滴的能力增强。因此，当二次转印带21上的纯水滴接触角比中间转印带15上的纯水滴接触角大时，二次转印带21可比中间转印带15更容易排斥纯水滴。
`[0049]在此，通过在400，000页A3片材上进行打印，在具有上述构造的图像形成设备I上进行耐久性测试。在此情况下，使用由富士施乐公司制造的ColorlOOO打印机作为图像形成设备I。在PTFE添加至由热塑性树脂(聚酰亚胺)制成的二次转印带21的情况下以及PTFE未添加至二次转印带21的情况下进行此测试。PTFE未添加至中间转印带15。
[0050]该测试的结果是，在PTFE添加至二次转印带21的情况下，在二次转印带21上未观察到薄膜出现。另一方面，在PTFE未添加至二次转印带21的情况下，在二次转印带21上观察到薄膜出现。在此，在未观察到薄膜出现的情况下，通过如上所述的纯水滴接触角确定中间转印带15与二次转印带21的表面排斥纯水滴的能力，表1中示出了这些结果。
[0051]表1
[0052]
|l/B価I中央|0/B侧
20mm80mm180mm20mm80mm
(非A3纸经过 (A3纸经过 (A3纸经过 (A3纸经过 (A3纸经过
__SD____||D__U)___
中间转印 74767977Tl
常
-次转印8591949386
W______[0053]表I中所示的纯水滴接触角的确认位置包括:离开中间转印带15与二次转印带21的内侧(I/B)端20mm的位置(非A3纸经过部)；离开I/B端80mm的位置(A3纸经过部)；离开带的外侧(0/B)端20mm的位置(非A3纸经过部)；离开0/B端80mm的位置(A3纸经过部)；以及离开在带的宽度方向上作为带中央的侧端180mm的位置(A3纸经过部)。
[0054]作为测试结果，中间转印带15上的纯水滴接触角在71度至79度的范围内，另一方面，二次转印带21上的纯水滴接触角在作为较高值的85度至94度的范围内。因此，与未将PTFE添加至二次转印带21的情况相比，添加有PTFE的二次转印带21更容易排斥纯水滴，因而添加有PTFE的二次转印带21具有抑制薄膜出现的作用。具体地说，借助排斥纯水滴的能力相对较高的二次转印带21，实现了抑制薄膜出现的显著效果。
[0055]尽管以上详细描述了本发明的示例性实施方式，但是本发明不限于本示例性实施方式，在本发明的主旨内可做出多种变型。应用于本发明的图像形成设备的实施例包括工业所需的印刷设备和复印机以及家用打印机。
[0056]为说明和描述之目的提供了对于本发明的示例性实施方式的以上描述。并不旨在穷举本发明或者将本发明限制于确切的公开内容。显然，多个变型和变更对本领域技术人员来说是显而易见的。所选择和描述的实施方式是为了更好地解释本发明的原理和其实际应用，因此使得本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施方式及各种适用于所构想的具体用途的修改。本发明的保护范围理应由所附权利要求及其等同物来限定。
【权利要求】
1.一种图像形成设备，所述图像形成设备包括: 具有静电潜像的图像载体，所述静电潜像形成在所述图像载体上并被显影成可视的色调剂图像； 中间转印带，所述图像载体上的所述色调剂图像被转印至该中间转印带；以及 二次转印带，该二次转印带经由二次转印部将所述中间转印带上的所述色调剂图像转印至转印构件， 其中，所述中间转印带及所述二次转印带由热塑性树脂制成， 所述二次转印带的硬度被设定为等于或大于所述中间转印带的硬度，并且 所述二次转印带的表面上的纯水滴接触角被设定为大于所述中间转印带的表面上的纯水滴接触角。
2.根据权利要求1所述的图像形成设备，其中，氟碳树脂被添加至所述二次转印带。
3.根据权利要求2所述的图像形成设备，其中，氟碳树脂被添加至所述中间转印带，并且添加至所述二次转印带的氟碳树脂的量大于添加至所述中间转印带的氟碳树脂的量。
4.根据权利要求2或3所述的图像形成设备，其中，所述氟碳树脂是聚四氟乙烯。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的图像形成设备，其中，制成所述中间转印带及所述二次转印带的所述热塑性树脂是聚酰亚胺或聚酰胺酰亚胺。
6.根据权利要求4所述的图像形成设备，其中，制成所述中间转印带及所述二次转印带的所述热塑性树脂是聚酰亚胺或聚酰胺酰亚胺。
【文档编号】G03G15/16GK103777501SQ201310276578
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年7月3日 优先权日:2012年10月24日
【发明者】片平昌宏 申请人:富士施乐株式会社