專利名稱：圖像形成裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及諸如復印機和激光束打印機之類的圖像形成裝置。
背景技術：
為了實現(xiàn)高速打印，已知電子照相式彩色圖像形成裝置包括用于各個顏色的獨立的圖像形成單元，將來自用于各個顏色的圖像形成單元的圖像順次地轉印到中間轉印帶上，并且將來自中間轉印帶的圖像共同地轉印到記錄介質(zhì)上。用于各個顏色的圖像形成單元中的每個包括作為圖像承載部件的感光鼓。每個圖像形成單元還包括用于對感光鼓進行充電的充電部件和用于在感光鼓上顯影調(diào)色劑圖像的顯影單元。每個圖像形成單元的充電部件以預定壓力接觸力與感光鼓接觸，以通過使用從專用于充電的電壓電源(未示出)施加的充電電壓來以預定極性和電位均勻地對感光鼓表面進行充電。每個圖像形成單元的顯影單元將調(diào)色劑施加到形成在感光鼓上的靜電潛像以顯影調(diào)色劑圖像(可見圖像)。在每個圖像形成單元中，經(jīng)由中間轉印帶朝向感光鼓的一次轉印輥(一次轉印部件)將來自感光鼓的顯影后的調(diào)色劑圖像一次轉印到中間轉印帶上。一次轉印輥連接到專用于一次轉印的電壓電源。二次轉印部件將來自中間轉印帶的一次轉印的調(diào)色劑圖像二次轉印到轉印材料上。二次轉印輥(二次轉印部件)連接到專用于二次轉印的電壓電源。日本專利申請?zhí)亻_第2003-35986號討論了其中四個一次轉印輥中的每個連接到專用于一次轉印的四個電壓電源中的每個的配置。日本專利申請?zhí)亻_第2001-125338號討論了如下的控制，該控制用于在圖像形成操作之前根據(jù)中間轉印帶和一次轉印輥的片材通過耐久性并根據(jù)因環(huán)境變化所致的電阻變化來改變要施加到每個一次轉印輥的轉印電壓。然而，使用中間轉印帶的傳統(tǒng)已知圖像形成裝置具有以下問題。就其中調(diào)色劑圖像被從布置在一行中的多個感光鼓反向轉印到中間轉印帶上的一次轉印配置而言，在中間轉印帶上的所轉印的調(diào)色劑圖像的極性可能因發(fā)生在一次轉印部處的放電而被反轉，該一次轉印部由中間轉印帶和感光鼓形成。在這種情況下，具有反轉的極性的調(diào)色劑可能從中間轉印帶移動到感光鼓。此現(xiàn)象稱作反向轉印。具體而言，在打印全色圖像期間，在中間轉印帶上轉印的第一顏色的調(diào)色劑圖像被靜電吸引到中間轉印帶。然而，當?shù)谝活伾恼{(diào)色劑圖像經(jīng)過中間轉印帶與第二顏色和后續(xù)顏色的感光鼓之間的間隙時，第一顏色的調(diào)色劑圖像可能部分地被反向轉印到感光鼓上。反向轉印將導致圖像不均勻、濃度減小、或其他問題。在一次轉印部處的電位差可通過減小施加到一次轉印部件的電壓來減小，從而防止反向轉印。然而，存在這樣的趨勢，即減小在一次轉印部處的電位差會降低一次轉印效率，從而使得難以設置能夠被設置為防止反向轉印的一次轉印電壓。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及能夠在減小用于向一次轉印部件施加電壓的電壓電源的數(shù)目的同時防止或減少反向轉印的圖像形成裝置。根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種圖像形成裝置包括:多個圖像承載部件，被配置為承載調(diào)色劑圖像；可轉動的環(huán)狀的中間轉印帶，被配置為將從多個圖像承載部件一次轉印的調(diào)色劑圖像二次轉印到轉印材料上；電流供給部件，被配置為與中間轉印帶接觸；以及電源，被配置為將電壓施加到電流供給部件，其中，中間轉印帶具有如下的導電性，即該導電性能夠使電流從電流供給部件的接觸位置經(jīng)由中間轉印帶在中間轉印帶的轉動方向上傳遞到多個圖像承載部件，并且其中，電源將電壓施加到電流供給部件，以便使電流從電流供給部件經(jīng)由中間轉印帶傳遞到多個圖像承載部件，以在中間轉印帶的轉動方向上的多個一次轉印部中的每個一次轉印部處的中間轉印帶和圖像承載部件之間的接觸位置的上游端部的上游側的位置處、在中間轉印帶和圖像承載部件之間產(chǎn)生放電，使得在接觸位置處的中間轉印帶與圖像承載部件之間的電位差小于帕邢(Paschen)放電閾值電壓值。根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，電流在中間轉印帶的周向(circumferential)方向上被從電流供給部件供給，以在中間轉印帶的轉動方向上的一次轉印部的上游側產(chǎn)生放電，從而減少反向轉印。通過參考附圖閱讀以下示例性實施例的詳細描述，本發(fā)明的更多特征和方面將變得清楚明了。


包含在說明書中且構成說明書一部分的附圖示出了本發(fā)明的示例性實施例、特征和方面，并且與描述一起用于說明本發(fā)明的原理。圖1是示意性示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的圖像形成裝置的截面圖。[圖2]圖2A和圖2B是示意性示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于測量中間轉印帶的周向電阻的方法的截面圖。[圖3]圖3A和圖3B是示出中間轉印帶的周向電阻測量結果的曲線圖。圖4是示意性示出在每個圖像形成單元中都具有用于一次轉印的轉印電源的圖像形成裝置的截面圖。圖5是示意性示出用于測量中間轉印帶的電位的方法的截面圖。[圖6]圖6A-6C是示出中間轉印帶的表面電位測量結果的曲線圖。[圖7]圖7A-7D示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的一次轉印。[圖8]圖8A-8C是示出中間轉印帶的電位測量結果與一次轉印可行區(qū)域之間關系的曲線圖。圖9是示意性示出在中間轉印帶的轉動方向上流動的電流的截面圖。[圖10]圖1OA和圖1OB是示意性示出其中齊納(Zener)二極管或變阻器(varistor)被連接到各支撐部件的狀態(tài)的截面圖。[圖11]圖1lA到IlC是示意性示出其中二次轉印輥被用作電流供給部件的狀態(tài)的截面圖。[圖12]圖12A是示出感光部件流入電流與轉印殘留和反向轉印的調(diào)色劑的量之間關系的曲線圖，圖12B是示出施加的電壓與轉印殘留和反向轉印的調(diào)色劑的量之間關系的曲線圖。[圖13]圖13A和圖13B是示出一次轉印部的放大截面圖。[圖14]圖14A和圖14B示出一次轉印部處的放電狀態(tài)。圖15是示意性示出根據(jù)本發(fā)明的另一圖像形成裝置的截面圖。
具體實施例方式以下將參考附圖詳細描述本發(fā)明的各個示例性實施例、特征和方面。圖1示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的并排型(in-line)彩色圖像形成裝置(具有四個鼓)的配置。圖像形成裝置包括四個圖像形成單元:用于形成黃色圖像的圖像形成單元la、用于形成洋紅色(magenta)圖像的圖像形成單元lb、用于形成青色(cyan)圖像的圖像形成單元lc、和用于形成黑色圖像的圖像形成單元Id。這四個圖像形成單元以固定間隔布置成一排。圖像形成單元la、lb、Ic和Id分別包括感光鼓2a、2b、2c和2d (圖像承載部件)。在本示例性實施例中，感光鼓2a、2b、2c和2d中的每個由諸如鋁之類的鼓基體(base)(未不出)和鼓基體上的作為帶負電的有機感光部件的感光層(未不出)構成。感光鼓2a、2b、2c和2d被驅動單元(未示出)以預定處理速度可轉動地驅動。充電輥3a、3b、3c和3d以及顯影單元4a、4b、4c和4d分別被布置在感光鼓2a、2b、2c和2d周圍。鼓清潔單元6a、6b、6c和6d分別被布置在感光鼓2a、2b、2c和2d周圍。曝光單元7a、7b、7c和7d分別布置在感光鼓2a、2b、2c和2d上方。黃色調(diào)色劑、洋紅色調(diào)色齊U、青色調(diào)色劑和黑色調(diào)色劑分別存儲在顯影單元4a、4b、4c和4d中。根據(jù)本示例性實施例的常規(guī)調(diào)色劑帶電極性是負極性。

中間轉印帶8 (可轉動的環(huán)狀中間轉印部件)被布置為朝向四個圖像形成單元。中間轉印帶8由驅動輥11、二次轉印對向輥12和張力輥13 (這三個輥總的稱作支撐輥或支撐部件)支撐，并且借助由馬達(未示出)驅動的驅動輥11的驅動力以箭頭指示的方向(逆時針方向)轉動(移動)。在下文中，中間轉印帶8的轉動方向稱作中間轉印帶8的周向方向。驅動輥11設有由高摩擦力橡膠制成的表面層以驅動中間轉印帶8。橡膠層提供體積電阻率為IO5Q cm以下的導電性。二次轉印對向棍12和二次轉印棍15經(jīng)由中間轉印帶8形成二次轉印部。二次轉印對向輥12設有由橡膠制成的表面層以提供體積電阻率為IO5Q -cm以下的導電性。張力輥13由金屬輥構成，該金屬輥將總壓力約為60N的張力給予中間轉印帶8以通過中間轉印帶8的轉動來驅動和轉動。驅動輥11、二次轉印對向輥12、張力輥13經(jīng)由具有預定電阻值的電阻器來接地。本示例性實施例使用具有三種不同電阻值IGQ、100MQ和IOMQ的電阻器。因為驅動輥11和二次轉印對向輥12的橡膠層的電阻值遠小于IGQ、100MQ和IOMQ，所以這些輥的電氣影響可被忽略。二次轉印輥15是體積電阻率為IO7到IO9 Q cm且橡膠硬度為30度(Asker C硬度計)的彈性輥。二次轉印輥15以約39.2N的總壓力經(jīng)由中間轉印帶8壓至二次轉印對向輥12上。二次轉印輥15借助中間轉印帶8的轉動被驅動并轉動。來自轉印電源19的-2.0到7.0kV的電壓可被施加到二次轉印輥15。
用于去除并收集留在中間轉印帶8的表面上的轉印殘留調(diào)色劑的帶清潔單元75被布置在中間轉印帶8的外表面上。在中間轉印帶8的轉動方向上，包括定影輥17a和加壓輥17b的定影單元17被布置在二次轉印部的下游側，在二次轉印部處，二次轉印對向輥12與二次轉印輥15接觸。以下將描述圖像形成操作。當控制器發(fā)出用于啟動圖像形成操作的啟動信號時，轉印材料(記錄介質(zhì))被從盒(未不出)中一個一個地送出并且然后被運送到對齊棍(未不出)。此時，對齊棍(未不出)是停止的并且轉印材料的前緣在緊挨在二次轉印部之前的位置處待命。當啟動信號被發(fā)出時，另一方面，在圖像形成單元l a、IbUc和Id中的感光鼓2a、2b、2c和2d分別以預定處理速度開始轉動。在本示例性實施例中，感光鼓2a、2b、2c和2d分別通過充電輥3a、3b、3c和3d被均勻充電為負極性。然后，曝光單元7a、7b、7c和7d分別用激光束照射感光鼓2a、2b、2c和2d以執(zhí)行掃描曝光，從而在其上形成靜電潛像。施加有極性與感光鼓2a的充電極性(負極性)相同的顯影電壓的顯影單元4a將黃色調(diào)色劑施加到在感光鼓2a上形成的靜電潛像以將其可視化為調(diào)色劑圖像。充電量和曝光量被調(diào)節(jié)以使得各感光鼓在被充電輥充電后具有-500V的電位并且在被曝光單元曝光后具有-100V的電位(圖像部分)。顯影偏壓是-300V。處理速度是250mm/sec。作為在垂直于運送方向(轉動方向)的方向上的長度的圖像形成寬度被設置為215_。調(diào)色劑充電量
被設置為_40μ C/g。每個感光鼓上用于實心(solid)圖像的調(diào)色劑的量被設置為0.4mg/
2
cm ο此黃色調(diào)色劑圖像被一次轉印到轉動的中間轉印帶8上。朝向各感光鼓的、在其處將調(diào)色劑圖像從各感光鼓轉印到中間轉印帶8上的部分稱作一次轉印部。與多個圖像承載部件對應的多個一次轉印部被設在中間轉印帶8上。本示例性實施例通過使用來自與中間轉印帶8的外表面接觸的電流供給部件的、在中間轉印帶8的轉動方向上流動的電流來執(zhí)行一次轉印。(電流供給部件將在隨后詳細描述。)如圖1所示，電流供給部件被布置在中間轉印帶8的轉動方向上的帶清潔單元75的下游側并且在中間轉印帶8的轉動方向上的圖像形成單元Ia的上游側。用于一次轉印的轉印電源33連接到一次轉印饋電輥31 (用于一次轉印的電流供給部件)。一次轉印饋電對向輥32被布置為經(jīng)由中間轉印帶8朝向一次轉印饋電輥31。參考圖1，對向部件5a、5b、5c和5d被布置為分別經(jīng)由中間轉印帶8朝向圖像形成單元la、lb、lc和Id。對向部件5a、5b、5c和5d經(jīng)由中間轉印帶8壓向相應的朝向的感光鼓2a、2b、2c和2d以形成能夠以這種方式保持寬且穩(wěn)定的壓合部(nip portion)。在本示例性實施例中，對向部件5a、5b、5c和5d是電絕緣的，即它們不用作連接到用于一次轉印的電壓電源的電壓施加部件。因為如圖4所示的電壓施加部件具有導電性以使得所希望的電流在其中流動，所以針對電壓施加部件進行電阻值調(diào)整，從而增大了成本。中間轉印帶8上的其上轉印有黃色調(diào)色劑圖像的區(qū)域借助中間轉印帶8的轉動被移動到圖像形成單元lb。然后，在圖像形成單元Ib中，形成在感光鼓2b上的洋紅色調(diào)色劑圖像被類似地轉印到中間轉印帶8上，使得洋紅色調(diào)色劑圖像被疊加到黃色調(diào)色劑圖像上。類似地，在圖像形成單元Ic和Id中，形成在感光鼓2c上的青色調(diào)色劑圖像以及隨后的形成在感光鼓2d上的黑色調(diào)色劑圖像分別被轉印到中間轉印帶8上，使得青色調(diào)色劑圖像被疊加到兩種顏色的(黃色和洋紅色)調(diào)色劑圖像上并且然后黑色調(diào)色劑圖像被疊加到三種顏色的(黃色、洋紅色和青色)調(diào)色劑圖像上，從而在中間轉印帶8上形成全色調(diào)色劑圖像。然后，與中間轉印帶8上的全色調(diào)色劑圖像的前緣移至二次轉印部時的定時同步地，轉印材料P被對齊輥(未示出)運送至二次轉印部。中間轉印帶8上的全色調(diào)色劑圖像通過施加有二次轉印電壓(具有調(diào)色劑極性的相反極性(正極性)的電壓)的二次轉印輥15被一次性地二次轉印到轉印材料P上。其上形成有全色調(diào)色劑圖像的轉印材料P被運送到定影單元17。由定影輥17a和加壓輥17b構成的定影壓合部將熱和壓力施加給全色調(diào)色劑圖像以將其定影到轉印材料P的表面上，并且然后將其排放到外部。本示例性實施例的特征在于:用于將調(diào)色劑圖像從感光鼓2a、2b、2c和2d轉印到中間轉印帶8上的一次轉印是在不對如圖4所示的一次轉印輥55a、55b、55c和55d施加電壓的情況下執(zhí)行的。為了描述本示例性實施例的特征，以下將描述中間轉印帶8的體積電阻率、表面電阻率以及周向電阻值。以下將描述周向電阻值的定義和用于測量周向電阻值的方法。以下將描述在本示例性實施例中使用的中間轉印帶8的體積電阻率和表面電阻率。在本示例性實施例中，中間轉印帶8具有基體層，該基體層由含有用于電阻值調(diào)節(jié)的分散的碳的ΙΟΟμπι厚的聚苯硫醚(PPS)樹脂制成。所使用的樹脂可以是聚酰亞胺(ΡΙ)、聚偏二氟乙烯(PVdF)、尼龍、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚碳酸酯、聚醚醚酮(PEEK)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等等。中間轉印帶8具有多層配置。具體而言，基體層設有由0.5μπι到3μπι厚的高電阻丙烯酸樹脂制成的外表面層。該高電阻表面層用于:通過減小在二次轉印部的縱向方向上的片材通過區(qū)域和非片材通過區(qū)域之間的電流差，來獲得提高小尺寸紙張的二次轉印性能的效果。以下將描述制造帶的方法。本示例性實施例采用基于吹脹(inflation)制造方法來制造帶的方法。PPS (基體材料)和諸如碳黑之類的混合成分(導電材料粉末)通過利用兩軸混砂機而被熔化并混合。所得到的混合物通過利用環(huán)形模子被擠壓成型，從而形成環(huán)狀的帶。紫外線硬化樹脂被噴涂到成型的環(huán)狀帶的表面上，并且在樹脂干燥后，紫外線被照射到帶表面上以使樹脂硬化，從而形成表面涂覆層。因為過厚的涂覆層容易破裂，所以涂覆樹脂的量被調(diào)節(jié)以使得涂覆層變?yōu)?.5 μ m到3 μ m厚。本示例性實施例將碳黑用作導電材料粉末。用于調(diào)節(jié)中間轉印帶8的電阻值的添加劑不受限制。用于電阻值調(diào)節(jié)的示例性導電填料包括碳黑以及許多其他導電的金屬氧化物。用于非填料的電阻值調(diào)節(jié)的制劑包括各種金屬鹽、具有低分子量的離子導電材料(諸如乙二醇)、在分子中包含醚鍵、羥基等的抗靜電樹脂、以及有機聚合物高分子化合物。雖然增大添加的碳的量使得中間轉印帶8的電阻值降低，但是添加的碳的過多的量使得帶的強度降低從而使其易于破裂。在本示例性實施例中，中間轉印帶8的電阻在帶強度可用于圖像形成裝置的可允許范圍內(nèi)被降低。在本示例性實施例中，中間轉印帶8的楊氏模量大約是3000MPa。通過使用厚度為100 μ m的待測材料根據(jù) JIS-K7127,“Plastics—Determination of tensile properties”來測量楊氏模量E。
權利要求
1.一種圖像形成裝置，包括: 多個圖像承載部件，被配置為承載調(diào)色劑圖像； 可轉動的環(huán)狀的中間轉印帶，被配置為將從多個圖像承載部件一次轉印的調(diào)色劑圖像二次轉印到轉印材料上； 電流供給部件，被配置為與中間轉印帶接觸；以及 電源，被配置為將電壓施加到電流供給部件， 其中，中間轉印帶具有如下的導電性，即所述導電性能夠使電流從電流供給部件的接觸位置經(jīng)由中間轉印帶在 中間轉印帶的轉動方向上傳遞到多個圖像承載部件，并且 其中，電源將電壓施加到電流供給部件，以便使電流從電流供給部件經(jīng)由中間轉印帶傳遞到多個圖像承載部件，以在中間轉印帶的轉動方向上的多個一次轉印部中的每個一次轉印部處的中間轉印帶和圖像承載部件之間的接觸位置的上游端部的上游側的位置處、在中間轉印帶和圖像承載部件之間產(chǎn)生放電，使得在接觸位置處的中間轉印帶與圖像承載部件之間的電位差小于帕邢放電閾值電壓值。
2.根據(jù)權利要求1所述的圖像形成裝置，其中，電源將電壓施加到電流供給部件，以便使電流從電流供給部件經(jīng)由中間轉印帶傳遞到多個圖像承載部件，以將調(diào)色劑圖像從多個圖像承載部件一次轉印到中間轉印帶上。
3.根據(jù)權利要求1所述的圖像形成裝置，還包括: 二次轉印部件，被配置為與中間轉印帶的外周表面接觸以與中間轉印帶一起形成二次轉印部；以及 二次轉印電源，被配置為將電壓施加到二次轉印部件。
4.根據(jù)權利要求3所述的圖像形成裝置，其中，電源在從多個圖像承載部件到中間轉印帶上的調(diào)色劑圖像的一次轉印被完成的定時處停止將電壓施加到電流供給部件，并且 其中，二次轉印電源在一次轉印被完成的定時之后開始將電壓施加到二次轉印部件。
5.根據(jù)權利要求3所述的圖像形成裝置，還包括: 多個支撐部件，被配置為支撐中間轉印帶， 其中，用于將中間轉印帶的表面電位維持為預定電位或更高的恒壓元件被連接到多個支撐部件。
6.根據(jù)權利要求5所述的圖像形成裝置，其中，恒壓元件是齊納二極管或者變阻器。
7.根據(jù)權利要求5所述的圖像形成裝置，其中，電源將電壓施加到電流供給部件，以將調(diào)色劑圖像從圖像承載部件一次轉印到中間轉印帶，并且二次轉印電源將電壓施加到二次轉印部件以將調(diào)色劑圖像從中間轉印帶二次轉印到轉印材料。
8.根據(jù)權利要求1所述的圖像形成裝置，其中，由測量電源施加有測量電壓的第一金屬輥與中間轉印帶接觸， 其中，與電流檢測單元連接的第二金屬輥在中間轉印帶的轉動方向上的與第一金屬輥分離的位置處與中間轉印帶接觸， 其中，通過將測量電壓除以由電流檢測單元檢測的電流值而獲得的值被定義為中間轉印帶的周向電阻，并且 其中中間轉印帶的周向電阻的值是大于等于IO4Q且小于等于IO8Q。
9.根據(jù)權利要求1所述的圖像形成裝置，其中，中間轉印帶具有多層配置，在所述多層配置中表面層具有比其它層更高的電阻。
10.根據(jù)權利要求1所述的圖像形成裝置，還包括: 在經(jīng)由中間轉印帶朝向多個圖像承載部件的各個位置處的多個對向部件， 其中，中間轉印帶經(jīng)由多個對向部件與多個圖像承載部件接觸。
11.根據(jù)權利要求10所述的圖像形成裝置，其中多個對向部件是電絕緣的。
12.根據(jù)權利要求1所述的圖像形成裝置，其中，電源使電流從電流供給部件經(jīng)由中間轉印帶傳遞到多個圖像承載部件，以將中間轉印帶的表面電位維持為在各個一次轉印部處相等的電位，在各個一次轉印部處調(diào)色劑圖像被從多個圖像承載部件反向轉印到中間轉印帶上。
13.根據(jù)權利要求1所述的圖像形成裝置，還包括: 清潔單元，被配置為收集粘附到中間轉印帶的調(diào)色劑， 其中，電流供給部件在中間轉印帶的轉動方向上的清潔單元的下游側且多個圖像承載部件的上游側的位置處與中間轉印帶的外表面接觸。
14.根據(jù)權利要求1所述的圖像形成裝置，其中，電流供給部件是被配置為與中間轉印帶接觸以形成二次轉印 部的二次轉印部件。
全文摘要
公開了一種圖像形成裝置，該圖像形成裝置順次將在多個感光鼓上形成的調(diào)色劑圖像轉印到中間轉印部件或轉印材料上以形成圖像。該圖像形成裝置包括具有導電性的中間轉印帶，以及電源，該電源用于將電壓施加到與中間轉印帶接觸的電流供給部件以經(jīng)由中間轉印帶將來自電流供給部件的電流傳遞到多個感光鼓，從而在一次轉印部中的每個的上游側產(chǎn)生放電。
文檔編號G03G15/16GK103140808SQ201180047108
公開日2013年6月5日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權日2010年10月4日
發(fā)明者堀口康裕, 伊藤善邦, 田中孝幸, 鶴谷聰 申請人:佳能株式會社