CN1495570B

CN1495570B - 成像设备

Info

Publication number: CN1495570B
Application number: CN031575854A
Authority: CN
Inventors: 小林达也; 榎本直树; 涩谷卓史; 紫村大; 斋藤圣史
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-09-24
Filing date: 2003-09-24
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2023-09-24
Also published as: JP2004117509A; KR100616035B1; US20040126155A1; KR20040026620A; US6963716B2; CN1495570A

Abstract

一种成像设备，包括：第一图像承载件，用来承载一个调色剂图像；第二图像承载件，用来承载从第一图像承载件转印的该调色剂图像；一个转印件，与所述第一图像承载件相对，所述第二图像承载件在它们之间，其中一个电压施加到所述转印件上，以把调色剂图像从所述第一图像承载件转印到第二图像承载件上，其中所述转印件和所述第二图像承载件具有电子导电性，并且其中所述转印件的电阻Rt和所述第二图像承载件的电阻Rb满足Rt/Rb≥1.0。

Description

成像设备

技术领域

本发明涉及一种使用图像承载件，如激光束打印机、复印机、传真机等的电子照相型成像设备。

背景技术

各种类型的电子照相成像设备是已知的，其中静电潜像形成在诸如感光鼓之类的一个静电潜像承载件，并且借助于调色剂显影成调色剂图像，调色剂图像又定影到一种转印材料上。其中，有一种其中把调色剂图像从静电潜像承载件转印(初次转印)到一个中间转印件上，并且然后把它转印(二次转印)到一种转印材料上。这是有利的，其中设备对于各种类型的转印材料是可用的。已经提出各种类型的彩色成像设备，其中叠加不同的颜色图像。

首先参照图11，将描述一种常规成像设备。在该图中，是一个静电潜像承载件的一个感光鼓101的表面由一个辊式充电器102(充电器)电气和均匀地充电(初次充电)，并且此后，它由一个曝光装置103曝光于图像光，从而在其上形成静电潜像。静电潜像由多个可旋转显影装置104a-d显影成调色剂图像，这些调色剂图像顺序和叠加地转印(初次转印)到作为中间转印单元106的一个图像承载件的一个中间转印带161上。形成在中间转印带161上的彩色调色剂图像都一起由二次转印辊166转印到转印材料(纸张)上(二次转印)，并且由一个定影装置108熔化和定影。剩余在感光鼓101上和在中间转印带161上的调色剂由清理装置107、167分别除去。

然而，对于这样一种常规设备，由于在其中中间转印带161与感光鼓101表面分离的初次转印部分(感光鼓101与中间转印带161之间的接触部分)的局部电流集中，有一个异常放电出现的问题，结果产生对于图像的干扰。

发明内容

因而，本发明的一个主要目的在于提供一种成像设备，其中能除去由于在第一图像承载件与第二图像承载件之间的异常放电引起的图像干扰。

本发明的又一个目的在于提供一种成像设备，它包括：

第一图像承载件，用来承载调色剂图像；第二图像承载件，用来承载该调色剂图像；转印件，与所述第一图像承载件相对，所述第二图像承载件位于它们之间，其中将电压施加到所述转印件上，以把该调色剂图像从所述第一图像承载件转印到所述第二图像承载件上，并且所述转印件的电阻和所述第二图像承载件的电阻响应环境条件的变化以相同的趋势变化，并且所述转印件的电阻Rt和所述第二图像承载件的电阻Rb满足Rt/Rb≥1.0。

考虑到结合附图进行的本发明最佳实施例的如下描述，本发明的这些和其它目的、特征及优点变得更明白。

附图说明

图1表示根据本发明一个实施例的一种成像设备。

图2说明一个用来测量中间转印带的电阻值的装置。

图3说明一种用来测量一个一次转印辊的电阻值的设备。

图4表示对于中间转印带和一次转印辊的不同电阻值的异常放电的调查结果。

图5表示在不同环境条件下一次转印辊的电阻值。

图6表示在不同环境条件下中间转印带的电阻值。

图7表示在环境电阻性能与电阻比值Rt/Rb之间的关系。

图8表示在环境电阻性能与电阻比值Rt/Rb之间的关系。

图9说明根据本发明另一个实施例的一种成像设备。

图10表示对于中间转印带和一次转印辊的不同电阻值的异常放电的调查结果。

图11表示一种常规成像设备。

具体实施方式

对于根据本发明的第一实施例的一种成像设备进行描述。图1表示成像设备的一般布置。图2说明一个用来测量中间转印带的电阻值的装置。图3说明一种用来测量一个一次转印辊的电阻值的设备。图4表示对于中间转印带和一次转印辊的不同电阻值的异常放电的调查结果。

在图1中表示的成像设备是把中间转印带用作第二图像承载件的成像设备的一个例子。一个感光鼓1(静电潜像承载件)是包括一个铝筒和一个有机感光件(OPC)的光导体或涂敷在外表面上的A-Si、CdS、Se等的第一图像承载件。感光鼓1在箭头方向上由一个未表示的驱动装置驱动，并且由一个充电辊2均匀地充电到预定电位。按照与一个黄色图像图案相对应的信号调制的图像光由一个曝光装置3投射到感光鼓1上，从而在其上形成潜像。随着感光鼓1在箭头方向上转动，包含在一个支撑件5上支撑的显影装置4a-d中的黄色调色剂的一个显影装置4a通过支撑件5的转动面对着感光鼓1，并且如此选择的显影装置4a把潜像显影成可见图像。如此显影的调色剂图像转印到一个中间转印带61(图像承载件)上。

中间转印带61是一种导电材料的单层带，包括作为基材的热塑性树脂材料，如PC(聚碳酸酯树脂材料No.21)、PVDF(聚偏二氟乙烯树脂材料)、聚苯二甲酸烷二醇酯树脂材料、PC/PAT(聚对苯二甲酸烷二醇酯)的共混物、PTFE(乙烯/四氟乙烯共聚物树脂材料)/PC、ETFE/PAT、PC/PAT的共混物。把中间转印带61绕三个辊，即一个驱动辊62、一个相对辊63和一个张紧辊64拖动(train)并延伸。驱动辊62由在图中由箭头指示的方向上由一个未表示的电机转动，通过它在由另一个箭头指示的方向上转动转印带61。

一次转印辊65(第一转印件)在其轴上装有一个导电海绵层，并且被推向感光鼓1，有一个中间转印带61在它们之间。一次转印辊65从一个未表示的高压源供给有一个偏置电压，并且把在感光鼓1上的调色剂图像转印到中间转印带61上。中间转印带61、驱动辊62、相对辊63、张紧辊64、一次转印辊65等构成一个中间转印单元6。对于品红色、青色及黑色执行上述过程，不同颜色的调色剂图像形成在中间转印带61上。

当把四色调色剂图像转印到中间转印带61上时，纸张P形式的记录材料(转印材料)与中间转印带61同步地供给，并且把具有与一次转印辊65类似的结构的一个二次转印辊66(二次转印件)推向中间转印带61，有纸张P在它们之间。通过未表示的高压源的偏置电压的施加，把四色调色剂图像全部一起转印到纸张P上。现在具有转印的四色调色剂图像的纸张P由定影装置8压紧和加热，从而四色调色剂图像熔化并且定影成一个永久彩色图像。

剩余在感光鼓1上的未转印调色剂由一个清理装置7的刀片装置除去。在中间转印带61上的未转印调色剂也由一个清理装置67的毛刷、腹板等除去。

本发明者的调查已经揭示了由于异常放电的图像干扰的原因，异常放电由其中中间转印带161与感光鼓101表面分离的初次转印的位置(在感光鼓101与中间转印带161之间的接触部分)处的局部电流集中造成，结果产生对于图像的干扰。

就是说，图像图案是有影响的。与已经经受一个半色调点处理的一个半色调图像相对应的电位图案、横向线图像及垂直线图像具有与图像图案相同的分布，并且在分布中的电位差对于转印电流集中是有益的。对于其异常放电几乎不出现的图案是一种其中感光鼓的电位是均匀的固体图案。已经发现异常放电与比值Rt/Rb有关，其中Rt是一次转印辊的电阻，而Rb是中间转印带的电阻。

当中间转印带的电阻较大时，异常放电出现，与在低温度和低湿度环境下的图像图案无关。

异常放电与中间转印带的电阻Rb有关，并且通过不使用极高电阻值能避免该问题。与对于图像图案的依赖性无关，原因通常是在初次转印部分处在中间转印带与感光鼓分离时的局部转印电流集中。

对于一种测量中间转印带61的电阻Rb和转印辊65的电阻Rt的方法进行描述。作为用来测量片状件的电阻的方法，例如有一种使用在JIS方法K6911中描述的探针的方法。然而，在本发明中，使用在图2和3中表示的一种方法，因为能简单地测量片状中间转印带61和是一个辊的一次转印辊65的电阻而不用损坏物体。

图2表示用来测量中间转印带61的电阻的装置。中间转印带61在两个辊，即辊260与辊261之间延伸。通过辊261在由图中箭头指示的方向上转动，中间转印带61在由另一个箭头指示的方向上转动。导电辊263供有一个电压源264的偏置电压，而绕其拖动中间转印带61的辊261由压紧件压紧。辊261带有一个导电金属表面层或导电橡胶表面层以便稳定中间转印带61的填充，并且经一个安培计265接地。

在测量装置中，希望的是各种参数基本上与实际成像设备相同。更具体地说，中间转印带61的宽度、运动速度，导电辊263的宽度和一次转印辊65的宽度、来自电压源264的偏置电压供给值等等与在实际成像设备中的值相等。

图3表示测量一次转印辊65的电阻的装置。通过由一个压紧件360压紧在转印辊65的端部处提供的芯部金属贴着金属辊361压紧一次转印辊65。金属辊361通过一个未表示的驱动装置在由图中箭头指示的方向上转动，并且一次转印辊65通过金属辊361的转动而驱动。一次转印辊65供有来自电压源364的预定偏置电压。金属辊361经一个安培计365电气接地。

也在这种装置中，各种参数最好基本上与实际成像设备相同。更具体地说，一次转印辊65的转动速度、一次转印辊65的压力、从电压源364施加的偏置电压等最好基本上与在实际成像设备中的那些相同。

在这些装置中，通过划分从电压源264或364施加的偏置电压通过由安培计265或365测量的电流能得到电阻的值。

在另一个例子中，如图2中所示，借助于一次转印辊65代替导电辊263；和在中间转印带61拖动的情况下流经安培计265的电流，通过其得到中间转印带61和一次转印辊65的组合电阻；及在中间转印带61不拖动的情况下流经安培计265的电流，通过其单独得到一次转印辊65的电阻；及通过从中间转印带61和一次转印辊65的组合电阻减去一次转印辊65的电阻得到中间转印带61的电阻，进行使用。这种方法是有利的，因为两个元件的电阻能由一个装置测量。

图4表示当改变中间转印带61和一次转印辊65的电阻时异常放电的调查结果。使用结合图2、3描述的设备在23℃50％Rh环境下测量各电阻。中间转印带61的运动速度是100mm/sec，中间转印带61的宽度是250mm，一次转印辊65和导电辊263的宽度是220mm，通过一次转印辊65的压力是400gf，与实际成像设备的那些值相似。

使用的图像图案是单色固体图像、半色调图像(600dpi，基本象素3点×3点矩阵，200dpi半色调)、2点3空隙的横向线图像、及一个固体两色图像。

如图4中所示，当中间转印带61的电阻Rb不小于2×10⁹Ω时，在固体图像、半色调图像、2点3空隙图像中观察具有异常放电的图像，而与一次转印辊65的电阻Rt无关。当中间转印带61的电阻Rb在1×10⁶Ω与1×10⁹Ω之间时，异常放电图像的出现取决于一次转印辊65的电阻Rt。当Rt/Rb＜1.0时，在固体图像的情况下没有观察到异常图像，但在半色调图像和2点3空隙图像中观察到异常放电图像，如在图中由“X”指示的那样。当R t/Rb＝1.0时，在固体图像和半色调图像中没有产生异常图像，但在2点3空隙图像中轻微地观察到异常放电图像(不是问题级)，这在图中由三角形指示。当Rt/Rb＞1.0时，在任何类型的图像中没有观察到异常图像。

然而，当一次转印辊65的电阻Rt不小于1×10¹⁰Ω时，转印电流不足，从而不满意地转印叠加两色图像的固体图像，结果是密度不足(在图中由“-”指示)。

如在上文中描述的那样，通过满足Rt/Rb≥1.0，能有效地防止异常放电图像的产生。原因如下。

转印电流从一次转印辊65经中间转印带61流到感光鼓1。当电流局部集中时，电流往往通过经一次转印辊65和中间转印带61的的电阻的电压降的作用受到抑制。当R t/Rb＜1.0时，中间转印带61的电阻在电流抑制作用方面是主要的。然而，由于通过中间转印带61的电阻的抑制仅在由在感光鼓1与中间转印带61之间的电流局部集中引起的放电开始之后才开始，所以异常图像的产生本身是不可避免的。当Rt/Rb≥1.0时，一次转印辊65的电阻在电流抑制作用方面是主要的。由于通过一次转印辊65的电阻的抑制在一次转印辊65内实现，所以能防止由于在感光鼓1与中间转印带61之间的局部电流集中的放电本身，并因此能防止异常图像的产生。

如上所述，通过使在初次转印带电阻R t与中间转印带电阻Rb之间的比值满足Rt/Rb≥1.0，能防止归因于局部电流集中的异常图像。

对根据本发明第二实施例的成像设备进行描述。图5、6表示在不同环境条件下一次转印辊的电阻值。图7和8表示在环境电阻性能与电阻比值Rt/Rb之间的关系。与在实施例1中相同的标号分配给在这个实施例中具有对应功能的元件，并且为了简单起见省略其详细描述。

在第一实施例中已经描述，通过使在一次转印辊65的电阻Rt与中间转印带61的电阻Rb的比值满足Rt/Rb≥1.0，能防止异常放电。在第二实施例中，对于在其下操作成像设备的环境条件保持该关系，从而能防止异常图像的出现而与环境条件的变化无关。

图5、6表示在不同环境条件下一次转印辊65和中间转印带61的电阻值。横坐标表示包括低温/低湿度环境(15℃10％Rh)、正常温度/正常湿度环境(23℃50％Rh)和高温/高湿度环境(30℃80％Rh)的环境条件。纵坐标表示通过相对于第一实施例已经描述的方法测量的电阻。图5(a)、(b)表示一次转印辊65的电阻(A1、A2)，而图6(a)、(b)表示中间转印带61的电阻(B1、B2)。

一次转印辊A1、A2、和中间转印带B1、B2由如下材料制成。

一次转印辊A1：呈现离子导电性的NBR橡胶和表氯醇橡胶的混合物，并且其电阻能由混合比调节。

一次转印辊A2：其中碳黑和/或金属氧化物作为电阻调节材料分散的EPDM橡胶。这种材料呈现电子导电型导电性，并且通过改变分散的碳黑和/或金属氧化物的量能调节电阻。

中间转印带B1：添加有离子导电树脂材料的PVDF树脂材料。这种材料呈现离子型导电性，并且通过改变离子导电树脂材料的添加量能调节电阻。

中间转印带B2：其中分散碳黑或金属氧化物的材料。这种材料呈现电子导电型导电性，并且通过改变分散的碳黑和/或金属氧化物的量能调节电阻。

如从这些图理解的那样，在各种条件下取决于时间的电阻值的变量和趋势显著受中间转印带61和一次转印辊65的导电材料的影响。一般地，离子导电材料的电阻取决于环境中的水量，就是说，电阻在高温和高湿度条件下较低，而在低温和低湿度条件下较高(图5(a)；图6(a))。

电子导电型材料的电阻不受环境中的水量影响，但该电阻在高温条件下较高，而在低温条件下较低(图5(b)；图6(b))。这是因为在导电材料颗粒之间的距离随温度升高而增大。

对于一次转印辊65和中间转印带61及对于不希望的组合(比较例)进行描述。如下文描述的那样，如果其导电材料的材料不同，则取决于环境条件的一次转印辊65和中间转印带61的电阻变化趋势是不同的。鉴于这些，最好是使各趋势相同。

实施例1：一次转印辊A1和中间转印带B1

图7(a)表示电阻和电阻比值Rt/Rb的环境依赖性。它们具有离子导电性。如从图理解的那样，电阻在高温和高湿度条件下都较低，而在低温和低湿度条件下都较高。因而电阻的环境依赖性的趋势彼此相同，并且电阻比值Rt/Rb是1.3-8.0，就是说，它不小于1.0而与环境条件无关(Rt/Rb的值在曲线图每一个的右侧处指示)。

实施例2：一次转印辊A2和中间转印带B2

图7(b)表示电阻和电阻比值Rt/Rb的环境依赖性。它们具有电子导电性。如从该图理解的那样，电阻在高温条件下较高，而在低温条件下较低。因而电阻呈现相同的电阻环境依赖性趋势，并且电阻比值Rt/Rb是2.4-2.6，就是说，它不小于1.0而与环境条件无关。

比较例1：一次转印辊A1和中间转印带B2

图8(a)表示电阻和电阻比值Rt/Rb的环境依赖性。一次转印辊65呈现离子导电性，而中间转印带61呈现电子导电性。一次转印辊65的电阻在高温和高湿度条件下较低，而在低温和低湿度条件下较高。另一方面，中间转印带61的电阻在高温条件下较高，而在低温条件下较低。结果，电阻比值Rt/Rb在低温和低湿度环境条件下和在正常温度和正常湿度环境下分别是14.7和2.5，就是说，它们在这些条件下不小于1.0。然而，在高温和高湿度环境中，它们是0.4，这不大于1.0。

比较例2：一次转印辊A2和中间转印带B1

图8(b)表示电阻和电阻比值Rt/Rb的环境依赖性。一次转印辊呈现电子导电性，而中间转印带61呈现离子导电性。因此，一次转印辊65的电阻在高温条件下较高，而在低温条件下较低。另一方面，中间转印带61的电阻在高温和高湿度条件下较低，而在低温和低湿度条件下较高。结果，电阻比值Rt/Rb在高温和高湿度环境条件下和在正常温度和正常湿度环境条件下分别是44.0和2.5，它们不小于1.0。然而，在低温和低湿度环境中，它们是0.2，这不大于1.0。

检查由实施例和比较例的设备产生的生成图像。对于实施例的设备，在任何环境条件下没有观察到异常放电图像。对于比较例的设备，在其中电阻比值Rt/Rb≥1.0的条件下，没有产生异常放电图像，但在其中Rt/Rb＜1.0的条件下，异常放电图像出现。

一次转印辊65或中间转印带61的电阻的可调节范围由其材料的性质确定。另外，电阻不仅由环境条件而且也由分散导电材料的成分和在制造期间分散状态的变化而变化。因此，最好考虑这到这些因素制造转印辊65和中间转印带61。如果一次转印辊65和中间转印带61的电阻环境依赖性如对于包括的例子那样彼此不同，则要求材料的选择和产品的选择依赖于电阻值，结果是成本增大。另一方面，根据本发明的实施例，电阻的环境依赖性差别较小，并因此材料的可选择范围较宽，并且不要求制造后的电阻值的选择，并因此能避免成本增大。

另外，由于中间转印带和一次转印辊因对于中间转印带和一次转印辊都使用离子导电性材料而响应环境条件变化呈现相同的电阻变化趋势，所以能容易地设置最佳转印电流，从而能简化设备的结构。

参照图9，将描述根据一个第三实施例的一种成像设备。图9说明根据本发明第三实施例的成像设备的一般布置。图10表示对于中间转印带和一次转印辊的不同电阻值的异常放电的调查结果。与在实施例1中相同的标号在这个实施例中分配给具有对应功能的元件，并且为了简单起见省略其详细描述。

在图9中表示的成像设备是一种所谓级联型彩色成像设备，其中多个成像站沿转印带61布置。感光鼓1a-d由充电辊2a-d均匀地充电，并且此后，它通过与转印带61的运动同步的曝光装置3a-d曝光于图像图案，通过转印带61潜像形成在相应感光鼓1a-d上。如此形成的潜像由显影装置4a-d显影成可见调色剂图像，这些图像通过相应的一次转印辊65a-d叠加地转印到中间转印带61上。

转印到转印带61上的不同颜色的调色剂图像由一个二次转印辊66都一起转印到与转印带61同步进给的纸张P上。现在具有转印的四色调色剂图像的纸张P由定影装置8加热和压紧，从而四色调色剂图像熔化并且定影成一个彩色图像。

在感光鼓1a-d上的未转印调色剂由相应清理装置7a-d的刀片装置除去。在转印带61上的未转印调色剂由一个清理装置67除去。

在上述成像设备中，使一次转印辊65a-d的电阻Rt(Rta、Rib、etc、Rad)和中间转印带61的电阻Rb的比值Rta/Rb、Rib/Rb、etc/Rb、Rad/Rb不小于1.0，由此能避免在相应初次转印部分中的异常放电和因此异常图像的出现。

图10表示在图像与一次转印辊65a-d的电阻Rt、中间转印带61的电阻Rb及其之间的比值之间的关系。关于与在图4中的那些相同的结果，为了简单起见通过使用相同符号省略描述。这里不同的是，当中间转印带61的电阻不大于1×10⁶Ω时，中间转印带61的电阻是如此之低，所以初次转印电流经中间转印带61流到另一个初级转印部分，结果是不适当地施加初次转印偏压，并且转印缺陷出现(在图中的“星号”)。在这个实施例中中间转印带61的电阻Rb是2×10⁶Ω-1×10⁹Ω。

特别是，在如在这个实施例中那样其中使用多个一次转印辊的级联型彩色成像设备中，材料选择的较广范围和不必要通过电阻值来选择是更有利的。

如在上文中描述的那样，根据本发明成像设备的实施例，转印件的电阻Rt与图像承载件的电阻Rb的比值Rt/Rb满足Rt/Rb≥1.0，从而能防止异常放电图像而与图像图案无关。

另外，如此选择转印件和图像承载件的材料组合，从而依赖于环境条件变化的电阻Rt和电阻Rb的变化呈现相同趋势，并且在不同环境条件下保持Rt/Rb≥1.0的电阻比值关系，由此在更宽范围的环境条件下能避免异常放电图像。特别是，当转印件和图像承载件的电阻值的变化趋势相对于温度/湿度的变化相同时，材料的选择范围较宽，并且能避免产品中电阻的选择。

在其中多个成像站绕中间转印带布置的所谓级联型彩色成像设备中，通过满足比值Rt/Rb≥1.0的转印件的电阻Rt和图像承载件的电阻Rb能类似地避免异常放电图像而与图像图案无关，并且另外，鉴于在这样一种类型的设备中要求多个转印件的事实，优点特别显著。

尽管参照这里公开的结构已经描述了本发明，但它不限于叙述的细节，并且本申请打算覆盖可能落入改进目的或如下权利要求书的范围内的这种修改或变更。

Claims

1.一种成像设备，包括：

第一图像承载件，用来承载调色剂图像；

第二图像承载件，用来承载该调色剂图像；

转印件，与所述第一图像承载件相对，所述第二图像承载件位于它们之间，

其中将电压施加到所述转印件上，以把该调色剂图像从所述第一图像承载件转印到所述第二图像承载件上，并且

所述转印件的电阻和所述第二图像承载件的电阻响应环境条件的变化以相同的趋势变化，并且所述转印件的电阻Rt和所述第二图像承载件的电阻Rb满足Rt/Rb≥1.0。

2.根据权要求1所述的成像设备，其中所述转印件和所述第二图像承载件具有离子导电性。

3.根据权要求1所述的成像设备，其中所述转印件和所述第二图像承载件具有电子导电性。

4.根据权利要求1所述的成像设备，其中所述第一图像承载件是感光件，而所述第二图像承载件是中间转印件。

5.根据权利要求1所述的成像设备，其中所述第二图像承载件是带。