CN1755548A

CN1755548A - 成像装置和转印方法

Info

Publication number: CN1755548A
Application number: CN200510107012.5A
Authority: CN
Inventors: 岩仓良惠; 仲野久仁昭
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2006-04-05
Anticipated expiration: 2025-09-30
Also published as: JP2006099021A; CN100419588C; US20060067720A1; JP4041483B2; US7280788B2

Abstract

一种本发明的成像装置设置多个图像载体、中间转印构件、多个第一转印装置、第二转印装置和充电量调节部分。图像载体载有各自颜色的图像。中间转印构件可转动布置在与图像载体相对的位置上。第一转印装置通过将形成在图像载体上的彩色色剂图像转印到中间转印构件上而在中间转印构件上形成全彩色色剂图像。第二转印装置将形成在中间转印构件上的全彩色色剂图像转印到记录片材上。充电量调节部分调节构成全彩色色剂图像的色剂颗粒的充电量以便减小每单位面积的中间转印构件上的全彩色色剂图像的色剂颗粒的充电量中的不均匀性。

Description

成像装置和转印方法

技术领域

本发明涉及一种用于在中间转印系统中形成彩色图像的电子照像成像装置以及一种适用于该成像装置的转印方法。

背景技术

在电子照像成像装置中形成彩色图像的方法是中间转印系统。中间转印系统是其中黄色色剂图像、紫色色剂图像、青色色剂图像以及黑色色剂图像转印到中间转印构件上(第一转印)并接着这些依附到中间转印构件表面上的色剂图像一次全部转印到记录片材上(第二转印)的系统。

但是，在中间转印系统中，在第二转印期间难以设置电场强度。这是由于在第二转印中电场强度的适当范围按照每单位面积依附到中间转印构件上的色剂颗粒的充电量来变化。另外，每单位面积的色剂颗粒的充电量受到形成在中间转印构件上的色剂图像厚度的影响，并且因此即使在相同的色剂图像中，第二转印中的电场强度的适当范围有时随着位置而不同。

当在电场强度的适当范围之外进行第二转印时，在第二转印中转印到记录片材上的色剂颗粒更容易保持在中间转印构件的侧面上。当色剂保持在中间转印构件上时，在单色图像中不能获得所需密度。另外，在彩色图像的情况下，彩色色剂图像进行混合的比例变化，并且因此降低了所复制的全彩色色剂图像的彩色平衡。

为了解决这种问题，JPH08-292661A披露一种构造，其中感光鼓用作第二转印装置，以便在中间转印系统中形成彩色图像时令人满意地进行第二转印。在此构造中，当色剂图像从中间转印构件一次全部转印到纸张上时，基于图像数据的潜像形成在作为第二转印装置的感光鼓的圆周表面上。其中描述到该构造使得在第二转印过程中各自具有适当强度的多种电场针对色剂图像的部分进行设置，并且因此可以令人满意地进行第二转印，而不考虑每单位面积依附到中间转印构件上的色剂颗粒的充电量。

但是，当感光鼓不用作第二第二转印装置时，不能使用与JPH08-292661A相关的发明，并且因此适用于该发明的成像装置的类型受到限制。

本发明的目的在于提供一种成像装置和转印方法，通过该方法，中间转印系统中彩色成像过程中的第二转印强度可以通过简单的构造进行设置。

发明内容

按照本发明的成像装置设置多个图像载体、中间转印构件、多个第一转印装置和第二转印装置和充电量调节部分。图像载体承载具有相互不同的颜色的图像。中间转印构件可转动地布置在与图像载体相对的位置上。第一转印装置通过将形成在图像载体上的彩色色剂图像转印到中间转印构件上而在中间转印构件上形成全彩色色剂图像。第二转印装置将形成在中间转印构件上的全彩色色剂图像转印到记录片材上。充电量调节部分调节构成全彩色色剂图像的色剂颗粒的充电量，以便减小每单位面积的中间转印构件上的全彩色色剂图像的色剂颗粒的充电量。

形成在图像载体上的彩色色剂图像经由中间转印构件转印到记录纸张上。此时，通过将彩色色剂图像逐一叠置在中间转印构件上，将全彩色色剂图像形成在中间转印构件上。在形成在中间转印构件上的全彩色色剂图像中，每单位面积的色剂颗粒的充电量在厚部分中很大，并且每单位面积的色剂颗粒的充电量在薄部分中很小。

充电量调节部分缩小每单位面积的全彩色色剂图像的色剂颗粒的充电量中不均匀性的范围。这是由于当全彩色色剂图像从中间转印构件转印到记录片材时，构成中间转印构件上的全彩色色剂图像的色剂颗粒的充电量影响第二转印中电场强度的适当范围。当每单位面积的全彩色色剂图像的色剂颗粒的充电量中的不均匀性的范围通过电路调节部分缩小时，在第二转印中适用于全彩色色剂图像的整个范围的电场强度范围变宽。因此，在中间转印系统中可以方便地设置成像过程中的第二转印电压值和第二转印电流值。

作为充电量调节部分的代表性实例，可以考虑具有与构成全彩色色剂图像的色剂颗粒的极性相同的极性并且为中间转印构件上的全彩色色剂图像充电的充电器。另外，通过调节显影剂的搅动速度或显影装置内的显影偏压，可以调节依附到图像载体上的彩色色剂量，或者可以调节构成彩色色剂图像的色剂颗粒的充电量。

附图说明

图1是表示本发明的成像装置的结构概况的视图；

图2是表示本发明的成像装置的结构概况的方框图；

图3是表示第二转印期间色剂的充电量和电场强度的适当值之间关系的图表；

图4是表示第二转印中色剂的充电量和电场强度的适当值之间关系的图表；

图5是表示第二转印电流值和剩余色剂密度之间关系的图表；

图6是表示第二转印电流值和剩余色剂密度之间关系的图表；

图7是表示第二转印电流值和剩余色剂密度之间关系的图表；

图8是表示充电量差别和设置第二转印电流的便利性之间关系的图表。

具体实施方式

图1所示的成像装置100根据输入图像数据在纸张上形成多色或单色图像。成像装置100设置成像部分10A-10D、曝光单元20、中间转印带11、第一转印辊13A-13D、第二转印辊14、定影装置15、纸张输送路径81-83、纸张供应盒16、手动纸张供应托盘17和纸张接收托盘18。

成像部分10A-10D根据分别与黑色(K)、青色(C)、紫色(M)和黄色(Y)相对应的图像数据形成图像。成像部分10A-10B沿着其中由箭头Z表示的中间转印带11转动的方向布置。成像部分10A设置感光鼓101A、充电辊103A、显影单元102A、转印辊13A和清理单元104A。成像部分10B设置感光鼓101B、充电辊103B、显影单元102B、转印辊13B和清理单元104B。成像部分10C设置感光鼓101C、充电辊103C、显影单元102C、转印辊13C和清理单元104C。成像部分10D设置感光鼓101D、充电辊103D、显影单元102D、转印辊13D和清理单元104D。其中，成像部分10A-10D具有相同的基本构造，并且因此主要描述成像部分10A的构造，并且省略成像部分10B-10D的说明。

充电辊103A是将感光鼓101A的圆周表面均匀充电到预定电位的接触充电器。还可以使用采用刷子的接触充电装置或者采用充电辊103A之外的充电器的非接触充电装置。

曝光单元20设置多边镜4、反射镜以及半导体激光器(未示出)，并且将根据黑色(K)、青色(C)、紫色(M)和黄色(Y)的彩色图像数据调制的多个激光束分别发射到感光鼓101A-101D上。因此，具有黑色(K)、青色(C)、紫色(M)和黄色(Y)的静电潜像分别形成在感光鼓101A-101D上。

显影单元102A将色剂颗粒供应到其上形成潜像的感光鼓101A上，以便在感光鼓101A上形成色剂图像。显影单元102A存储黑色色剂颗粒，并且在感光鼓101A上形成黑色色剂图像。另外，显影单元102B-102D存储青色、紫色和黄色色剂颗粒。在显影和图像转印之后，清理单元104A去除并回收保留在感光鼓101A的圆周表面上的色剂。

中间转印带11布置在感光鼓101A-101D之上。中间转印带11围绕主动辊11A和从动辊11B拉伸，并且在箭头Z方向上转动。中间转印带11的外周表面与感光鼓101A-101D的圆周表面相对。

第一转印辊13A-13D布置在与其中具有中间转印带11的感光鼓101A-101D相对的位置上。第一转印带13A-13D具有其中由金属制成并且具有8-10毫米直径的轴的圆周表面涂覆传导弹性材料的构造。在此实施例中，不锈钢用作第一转印辊13A-13D的轴，并且乙丙橡胶(EPDM)用作圆周表面上的弹性材料。但是，可以使用尿烷泡沫代替EPDM来作为圆周表面上的弹性材料。

当具有与色剂的极性相反极性的第一转印偏压施加到第一转印辊13A-13D上，感光鼓101A-101D上载有的色剂图像转印到中间转印带11上。在此实施例中，第一转印期间的电场强度通过恒定电压控制器控制。当彩色色剂图像从感光鼓101A-101D转印到中间转印带11上时，全彩色色剂图像形成在中间转印带11的圆周表面上。通常理解到全彩色图像包括所有的黑色色剂图像、青色色剂图像、紫色色剂图像和黄色色剂图像，但是在本发明中，任何色剂图像可作为全彩色色剂图像，只要它包括至少一种黑色色剂图像、青色色剂图像、紫色色剂图像和黄色色剂图像即可。在其中只根据黑色(K)、青色(C)、紫色(M)和黄色(Y)的子集进行的成像过程的情况下，色剂图像只形成在四个感光鼓101A-101D中的与输入图像数据相对应的感光鼓的子集上。例如，在单色图像形成期间，色剂图像只形成在感光鼓101A上，并且只有黑色色剂图像转印到中间转印带11的外周表面上。

第二转印辊14以预定挤压压力压靠中间转印带11的外周表面。转印到中间转印带11的外周表面上的全彩色色剂图像通过中间转印带11的转动来输送到第二转印辊14的位置上。在从纸张供应盒16和手动纸张供应托盘17供应的纸张通过第二转印辊14和中间转印带11之间的位置时，具有与色剂极性相反的极性的第二转印偏压施加到第二转印辊14上。

充电器30和清理单元12围绕中间转印带11布置。充电器30布置成，使其在第二转印辊14和第一转印辊13A之间的位置处与中间转印带11相对。清理单元12回收保留在中间转印带11上的色剂颗粒。

定影装置15设置加热辊15A和加压辊15B，并且通过热量和压力，将转印到纸张上的色剂图像定影在纸张上。纸张接收托盘18保持通过纸张排出辊18A从成像装置100排出的纸张。

纸张输送路径81经由第二转印辊14和中间转印带11之间的位置从纸张供应盒16延伸到纸张排出辊18A。用于将纸张供应盒16内的纸张逐一供应到纸张输送路径81的拾取辊16A、用于向上输送供应纸张的输送辊91以及用于在预定时刻将输送纸张引导到第二转印辊14和中间转印带11之间位置上的对准辊19沿着纸张输送路径81布置。

纸张输送路径82从手动纸张供应托盘17延伸到与纸张输送路径81的结合部。拾取辊17A布置在纸张输送路径82的最上游部分内。纸张输送路径83将已经通过定影装置15的纸张再次引导到对准辊19的位置上。

纸张排出辊18A在向前和相反方向上自由转动。纸张排出辊18A在向前方向上驱动，以便在其中图像形成在纸张一侧上的单纯图像形成过程中以及在其中图像形成在纸张两侧的双重图像形成的第二侧图像形成过程中将纸张排出到纸张接收托盘18中。另一方面，在双重图像形成的第一侧图像形成过程中，纸张排出辊18A在向前方向上驱动，直到纸张的后边缘通过定影纸张15为止，并且接着在纸张的后边缘通过纸张排出辊18A保持的状态下在相反方向上驱动，以便将纸张引导到纸张输送路径83上。

在成像装置100中，第一转印辊13B-13D与中间转印带11分开，并且在单色图像形成过程中只有第一转印辊13A接触中间转印带11。另一方面，在不进行单色图像形成时，所有的第一转印辊13A-13D接触中间转印带11。

图2是表示成像装置100的结构概况的方框图。成像装置100设置CPU50。界面部分53、成像部分10A-10D、电源电路60、纸张供应和输送控制部分70、RAM51、ROM52、充电器30、第一转印辊13A-13D、第二转印辊14、传感器组40以及曝光单元20连接到CPU50上。界面部分53连接网络上，并经由网络接收图像数据输入。电源电路60将电力供应到成像装置100的部分上。例如，电源电路60根据来自CPU50的指令将设置电力供应到第一转印辊13A-13D和第二转印辊14上。纸张供应和输送控制部分70根据来自CPU50的指令控制成像装置100中的纸张供应操作和纸张输送操作。RAM51是用于临时存储例如图像数据的易失性存储器。ROM52存储成像装置100操作所需的程序。

充电器30是具有与色剂极性相同极性的scorotron销阵列充电器。充电器30具有控制通过其中的充电颗粒的网格。网格连接到充电器30的开口表面上，并且用来使得充电电位集中到预定值。在此实施例中，充电器30上的网格电位设置成大约-150V。

传感器组40检测控制成像装置100所需的信息。在此实施例中，使用传感器组40来检测中间转印带11上的全彩色图像厚度。

图3是表示第二转印期间色剂的充电量和电场强度的适当值之间关系的图表。在图3中，在第二转印中对于单层部分、双层部分和三层部分来说最佳的电场强度各自通过α、β和γ表示。另外，按照单层部分、双层部分和三层部分之间等级变化，层厚所改变的量通过A1、A2和A3表示，并且在单层部分、双层部分和三层部分的第二转印中的电场强度的适当范围通过矩形形式来表示。这里，单层部分指的是其中在全彩色色剂图像中具有单一颜色的色剂颗粒成层的部分，双层部分指的是其中在全彩色色剂图像中具有两种颜色的色剂颗粒成层的部分，并且三层部分指的是其中在全彩色色剂图像中具有三种或多种颜色的色剂颗粒成层的部分。

考虑其中在第二转印中电场强度设置成α的情况。在这种情况下，在第二转印中所设置的电场强度α比双层部分的第二转印期间的最佳电场强度β小X1，并且比三层部分的第二转印期间的最佳电场强度γ小X2。因此，会出现其中在双层部分或三层部分的第二转印期间全彩色色剂图像色剂的一部分保留在中间转印带11上的问题。

另一方面，考虑其中在第二转印中电场强度设置成γ的情况。在这种情况下，在第二转印中所设置的电场强度γ比单层部分的第二转印期间的最佳电场强度α大Y1，并且比双层部分的第二转印期间的最佳电场强度β大Y2。因此，会出现其中在单层部分或双层部分的第二转印期间色剂颗粒分散的问题。

由于中间转印带11上的全彩色色剂图像的厚度不均匀，出现了这些问题。每单位面积的全彩色色剂图像中的色剂颗粒的充电量通常与此位置处的全彩色色剂图像厚度成比例地增加。因此，每单位面积的色剂颗粒的充电量即使在一个全彩色色剂图像中也变得不均匀，并且第二转印期间的电场强度的适当值即使在一个全彩色色剂图像中也随着位置而不同。

在此实施例中，在中间转印带11上构成全彩色色剂图像的色剂颗粒通过充电器30充电。因此，每单位面积的一个全彩色色剂图像中色剂颗粒的充电量中的不均匀性减小，使得其中单层部分、双层部分和三层部分的第二转印中的电场强度的适当范围相互重叠的范围如图4所示变得更宽。因此，可以方便地设置第二转印中适用于所有的单层部分、双层部分和三层部分的电场强度。

图5表示不使用充电器30时第二转印电流和与单层部分相关的剩余色剂密度之间的关系。图5表示其中具有-0.010μC/cm²的充电量的单层部分的最佳转印电流是18μA-26μA的实例。

图6表示不使用充电器30时第二转印电流和与三层部分相关的剩余色剂密度之间的关系。图6表示其中具有-0.036μC/cm²的充电量的三层部分的最佳转印电流是28μA-35μA的实例。在图5和6的实例中，单层部分和三层部分的充电量之间的差别是0.026μC/cm²，并且没有适用于单层部分和三层部分两者的转印电流值。

图7表示使用充电器30时第二转印电流和与单层部分和三层部分相关的剩余色剂密度之间的关系。图7表示其中对于具有-0.008μC/cm²的充电量的单层部分和具有-0.016μC/cm²的充电量的三层部分来说最佳转印电流是16μA-28μA的实例。在图7所示的实例中，单层部分和三层部分的充电量之间的差别是0.016μC/cm²，适用于单层部分和三层部分两者的转印电流的范围比图5和6的情况更宽。

由图5-7所示的结果，清楚的是当每单位面积中间转印带11上的充电量中的不均匀性的范围变得更小时，设置用于第二转印辊14的第二转印电流变得更加简单。另外，充电量差别和设置第二转印电流便利性之间的调查结果表示在图8中。

申请人已经调查了使得转印满意进行的第二转印电流范围的尺寸在其中每单位面积的中间转印带1 1上的色剂充电量的不均匀性等于或小于0.030μC/cm²的范围内。因此，发现到当每单位面积中间转印带11上的色剂充电量中的不均匀性范围小于0.025μC/cm²时，使得转印令人满意进行的第二转印电流变宽到可以令人满意地进行第二转印的程度。

在此实施例中，在采用第二转印辊14进行第二转印之前，使用具有与色剂相同极性的充电器30对色剂充电。例如，当单层部分的表观充电电位是-50V，并且多层部分的表观充电电位是-150V时，充电器30可以启动，使得中间转印带11上的全彩色色剂图像的所有色剂颗粒充电到多层色剂图像的电位。

在此实施例中，当CPU50根据通过传感器组40检测色剂图像厚度的结果检测出每单位面积的中间转印带11上的全彩色色剂图像的充电量中的不均匀性的范围是0.025μC/cm²或更多时，CPU50启动充电器30。另外，当使用其中形成在感光鼓101A-101D上的色剂充电量之间的充电量差别是0.003μC/cm²或更多时，CPU50启动充电器30。

按照所述的实施例，适用于第二转印期间所有单层部分、双层部分和三层部分的电场强度范围变宽，并且因此即使在纸张类型或使用环境变化到某种程度的情况下，也可减小第二转印期间出现的缺陷。因此，即使在采用串联成像装置100高速形成彩色图像的情况下，全彩色色剂图像的彩色平衡也不可能紊乱。

另外，在所述实施例中，充电器30用来将每单位面积的全彩色色剂图像的充电量中的不均匀性的范围设置成小于0.025μC/cm²，但是以下的方法也可用来将每单位面积的全彩色色剂图像的充电量中的不均匀性的范围设置成小于0.025μC/cm²，而不使用充电器30。

作为用来将每单位面积的全彩色色剂图像的充电量中的不均匀性的范围设置成小于0.025μC/cm²的另一方法，可以考虑其中调节显影条件的方法。例如，显影条件设置成使得供应到感光鼓101A-101D的色剂量小于0.4mg/cm²以及此时色剂颗粒的充电量小于-20μC/g，使得每单位面积的感光鼓101A-101D上的色剂颗粒的充电量的绝对值变得小于0.008μC/cm²。从试验上得知当每单位面积的感光鼓101A-101D上的色剂颗粒的充电量的绝对值变得小于0.008μC/cm²时，每单位面积的全彩色色剂图像的充电量中的不均匀性的范围小于0.025μC/cm²。显影条件调节的实例包括显影偏压的调节、色剂搅动速度的调节以及显影辊和刮刀之间接触压力的调节。

另外，当成像装置10中第一转印压力(即感光鼓101A-101D和转印辊13A-13D之间的接触压力)设置在1g/mm²-5g/mm²的范围内时，可防止色剂颗粒在第二转印之前分散。在成像装置100中，其中感光鼓101A-101D和中间转印带11相互接触的区域通过相对于感光鼓101A-101D的轴水平移动转印辊13A-13D的轴来变宽，以便减小感光鼓101A-101D和中间转印带11之间的接触压力。

应该注意到当感光鼓101A-101D和转印辊13A-13D之间的接触压力小于适当压力时，所转印的色剂颗粒在中间转印带11上分散成层。因此，当具有另一颜色的色剂颗粒转印到中间转印带11上时，已经形成在中间转印带11上的色剂图像会被扰乱。另一方面，当感光鼓101A-101D和转印辊13A-13D之间的接触压力大于适当压力时，成层的色剂颗粒牢固地混合，并且因此色剂颗粒趋于在第二转印期间保留在中间转印带11上。

在所述实施例中还可以使用非接触辊来代替充电器30。但是，重要的是使得非接触辊足够靠近中间转印带11并使得非接触辊的圆周表面镜面抛光，以便通过非接触辊减小每单位面积的全彩色色剂图像的充电量中的不均匀性的范围。

最后，在所有方面认为所述实施例是示例性的，而没有限制含义。本发明的范围通过所附权利要求而不是以上实施例来限定。另外，认为权利要求的等同含义和范围内出现的所有变化包含在本发明的范围内。

Claims

1.一种成像装置，包括：

用于载有各自颜色的图像的多个图像载体；

可转动布置以便面向图像载体的中间转印构件；

用于通过将形成在图像载体上的彩色色剂图像转印到中间转印构件上而在中间转印构件上形成全彩色色剂图像的多个第一转印装置；

用于将形成在中间转印构件上的全彩色色剂图像转印到记录片材上的第二转印装置；以及

用于调节构成全彩色色剂图像的色剂颗粒的充电量以便减小每单位面积的中间转印构件上的全彩色色剂图像的色剂颗粒的充电量中的不均匀性的充电量调节部分。

2.如权利要求1所述的成像装置，其特征在于：

充电量调节部分将每单位面积的中间转印构件上的全彩色色剂图像的色剂颗粒的充电量中的不均匀性减小到小于0.025μC/cm²。

3.如权利要求2所述的成像装置，其特征在于：

充电量调节部分是具有与色剂颗粒的极性相同极性的充电器，充电器布置成在第一转印装置和第二转印装置之间的位置处面向中间转印构件。

4.如权利要求3所述的成像装置，其特征在于：

图像载体和第一转印装置之间的接触压力在1g/mm²-5g/mm²的范围内。

5.一种转印方法，包括：

采用第一转印装置将具有各自颜色的色剂图像从多个图像载体转印到中间转印构件上以便在中间转印构件上形成全彩色色剂图像的第一转印步骤；

采用充电量调节部分调节构成全彩色色剂图像的色剂颗粒的充电量使得每单位面积的中间转印构件上的全彩色色剂图像的色剂颗粒的充电量中的不均匀性的范围小于0.025μC/cm²的电量调节步骤；以及

在电量调节步骤之后采用第二转印装置将全彩色色剂图像从中间转印构件转印到记录纸张上的第二转印步骤。

6.如权利要求5所述的转印方法，其特征在于：

在电量调节步骤中使用具有与色剂颗粒的极性相同极性的充电器调节色剂颗粒的充电量。