中间转印带、图像形成装置、转印片材、标记形成方法及转印装置 【技术领域】
本发明涉及中间转印带、图像形成装置、转印片材(transfer sheet)、标记形成方法以及转印装置。特别地，本发明涉及这样一种中间转印带，其中形成在该中间转印带上的标记不会因带的纵向伸缩、或者因清洁器的摩擦而脱落或褪变，本发明还涉及一种设有该中间转印带的图像形成装置，以及一种适用于在该中间转印带上形成标记的转印片材、标记形成方法以及转印装置。
背景技术
日本专利申请特开平(JPA)No.11-160928和11-184203公开了一种方法，其用于防止在具有感光体和中间转印带的彩色图像形成装置中的中间转印带上叠印的多个调色剂图像(toner image)发生位置偏差。根据该方法，将标记形成在中间转印带上，并且根据检测到该标记的定时来控制感光鼓曝光的定时。
在上述种类的图像形成装置中，标记通常是通过将反光带粘贴到中间转印带上来形成的。然而，在这种图像形成装置中，已经采用了在纵向上几乎没有弹性的中间转印带，如树脂无端带(endless tape)，因此，标记几乎不会脱落或破裂。
然而，当采用具有纵向弹性的带作为中间转印带并且通过将反光带粘贴到该带上来在其上形成用于控制曝光定时的标记时，形成在该带上的标记可能会因带的纵向伸缩而脱落或破裂。
【发明内容】
本发明是鉴于上述情况来设计地，其提供了解决上述问题的中间转印带、图像形成装置、转印片材、标记形成方法以及转印装置。
本发明的中间转印带是具有纵向弹性的中间转印带，形成在图像形成装置的感光体上的调色剂图像被转印到该中间转印带上，其中在该中间转印带的一侧或全部两侧由反光颗粒形成了一标记，该标记具有与带表面的反光率不同的反光率，并用于检测中间转印带的基准位置。
由于标记是通过将反光颗粒固定至中间转印带的表面上来形成的，所以，该标记将随中间转印带的伸缩而伸缩。因此，该标记既不会因中间转印带的伸缩而脱落，也不会因之而破裂。
此外，中间转印带通常是由弹性材料(如不同种类的硫化橡胶或热塑性生合成橡胶)形成的，因此，其表面呈现范围在5至10μm内的不平整性。因此，当选择直径约为1/100μm或更小的反光颗粒时，大部分颗粒将位于中间转印带表面的不平整部(irregularity)之间的凹处。因此，即使当中间转印清洁部处的刮具刮擦中间转印带时，该标记也不会被擦掉。
本发明还涉及一种图像形成装置，其包括：感光体，在该感光体上形成调色剂图像；上述的中间转印带，调色剂图像被转印到该中间转印带上；基准位置检测装置，用于通过光学检测形成在中间转印带上的标记来检测基准位置；以及曝光控制装置，用于根据基准位置检测装置检测到的中间转印带的基准位置来控制对于感光体的曝光定时。
在该图像形成装置中，曝光控制装置根据基准位置检测装置检测到的中间转印带的基准位置来控制对于感光体的曝光定时。因此，虽然采用具有纵向弹性的带作为中间转印带，但是，当分别叠印黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)以及黑色(B)的调色剂图像以形成全彩调色剂图像时，在转印位置上没有差别。因此，可以形成清楚且鲜艳的全彩图像。
本发明还涉及一种转印片材，其包括：反光颗粒层，其由要转印到中间转印带上的反光颗粒形成；和粘附层，其叠置在反光颗粒层的一侧，并且是具有用于将反光颗粒固定到中间转印带上的粘接剂的层。
通过将该粘附层粘至中间转印带，然后通过向反光颗粒层施加压力并且在必要时施加热量，就可以薄且均匀地固定反光颗粒，因此，可以形成具有高反光率和高均匀度的标记。
此外，本发明涉及一种标记形成方法，其用于形成用于检测中间转印带的基准位置的标记，其中，将上述转印片材的粘附层粘接到中间转印带的表面，之后，向该转印片材施加热和/或压力，以将反光颗粒层转印至中间转印带以形成所述标记。
根据该标记形成方法，可以在具有纵向弹性的中间转印带上形成不会因伸缩而脱落的标记。
此外，本发明涉及一种转印装置，其用于通过将反光颗粒层从转印片材转印至中间转印带来形成标记，该转印装置包括：保持器，用于保持转印片材，使得粘附层面对中间转印带；往复装置(plunger)，用于将保持器推向中间转印带和使其离开中间转印带；以及冲程(stroke)止动装置，用于在转印片材被推入中间转印带中达预定深度时停止往复装置的推进。
使用该转印装置，使得能够在具有纵向弹性的中间转印带上形成不会因伸缩而脱落的标记。
【附图说明】
基于下面的附图详细描述本发明的优选实施例，其中：
图1是示出根据第一实施例的图像形成装置的总体结构的截面图；
图2是示出图1所示的图像形成装置的中间转印单元的结构的截面图；
图3A是示出形成在图1所示的图像形成装置的中间转印带上的位置检测斑块(patch)的部分立体图；
图3B是示出形成在图1所示的图像形成装置的中间转印带上的位置检测斑块的截面图；
图4是示出图1所示的图像形成装置的位置检测斑块与中间转印单元的组件单元的相对位置关系的示意图；
图5是示出图1所示的图像形成装置的位置检测斑块与中间转印体清洁器的相对位置关系的示意图；
图6是示出中间转印带上的不平整部的高度与形成位置检测斑块的反光颗粒的直径之间的对比的示意图；
图7A是示出用于在中间转印带的表面上形成位置检测斑块的转印片材的结构的示意截面图；
图7B和7C是示出用于在中间转印带的表面上形成位置检测斑块的热转印过程的过程图；
图8是示出用于在中间转印带的表面上形成位置检测斑块的热压印(stamp)机的结构的示意图。
【具体实施方式】
虽然对本发明的中间转印带中采用的反光颗粒的平均直径没有限制，但如果使这些颗粒远小于中间转印带的表面上的不平整度，则反光颗粒优选地具有从1/10μm至1/500μm的直径，特别优选的是，具有从5/100μm至5/1000μm的直径。
反光颗粒可以具有比中间转印带表面的反光率大或小的反光率。然而，中间转印带通常具有暗色，因此，优选的是使用反光率比中间转印带表面的反光率大的颗粒。
可以使用铝颗粒或者通过在塑料珠上淀积铝而形成的颗粒作为反光颗粒，其中塑料珠是通过乳液聚合(emulsion polymerization)而制成的。此外，优选地采用包括多个透明层的珠，其中该多个透明层具有不同的折射并且在各层之间反射光。
中间转印带的优选示例包括这样一种中间转印带，其中反光颗粒是金属颗粒，更具体而言，是铝颗粒，或者是通过在颗粒表面上淀积诸如铝的金属而形成的淀积有金属的颗粒。
金属颗粒或淀积有金属的颗粒具有金属表面，因此具有高反光率。因此，对于中间转印带上的由金属颗粒或淀积有金属的颗粒形成的标记，可以准确地进行光学检测。
淀积有铝的颗粒的最优选示例是在其表面上淀积有铝的塑料珠。由于塑料珠是通过乳液聚合而制成的，并因而具有非常高的球度和极光滑的表面，所以淀积有铝的塑料珠具有高反光率。
所述标记优选地是通过向本发明的中间转印带施加热和/或压力从而将反光颗粒转印到其上来形成的。
由于可以通过施加热和/或压力将反光颗粒薄且均匀地固定到中间转印带上，所以有效地防止了由于中间转印带的伸缩引起的反光颗粒的脱落。
本发明的转印片材优选地具有一释放(release)膜层，该释放膜层置于反光颗粒层的相对于粘附层的背侧，以支承反光颗粒并在反光颗粒被转印到中间转印带之后被剥离。
通过使用上述转印片材，由于可以通过在将粘附层粘接到中间转印带上之后向释放膜层施加压力并在必要时还向其施加热量，来转印反光颗粒层，所以可以更容易地形成所述标记。
本发明的标记形成方法优选地通过以下步骤来实施：向转印片材施加压力以转印反光颗粒层；以及当施加压力时，将转印片材压下一不大于中间转印带厚度的深度。
根据上述本发明的标记形成方法，可以防止中间转印带的其上形成有所述标记的区域的厚度小于包围该标记的区域的厚度，并且可以有效地防止在中间转印带上形成不平坦部。
在本发明的转印装置中，往复装置的移动量优选地是由冲程止动装置来确定的，以使得转印片材被压入中间转印带中达一不大于中间转印带厚度的深度。
使用上述转印装置有效地防止了中间转印带的其上形成有标记的区域被过量压下，并且防止了形成不平坦部或损坏中间转印带。
下面参照附图说明本发明的图像形成装置的示例。
如图1所示，图像形成装置10包括主体12、可开闭的盖子16，该盖子16被以绕轴14旋转的方式枢轴设置在主体12的上部。在主体12的下部设置有一个供纸单元18。
供纸单元18具有其中存储有记录纸的供纸盒22。靠近并略高于供纸盒22的内端部设有：用于从供纸盒22馈送记录纸的馈送辊24，和用于将所提供的记录纸分为单张的延迟辊(retard roller)26。
传送路径28是从馈送辊24延伸到排出口30的纸传送路径，并被设置得靠近主体12的后壁(图1的右手侧)。该传送路径28被从供纸单元18到下面将说明的定影装置90基本上垂直地形成。
在传送路径28上，二次转印辊80和二次转印支承辊(back-uproller)72置于定影装置90的上游，套准辊32置于二次转印辊80和二次转印支承辊72的上游。此外，排出辊34被设置得靠近排出口30。可以使用从动旋转同时接触下述中间转印带64的从动辊作为二次转印辊80。也可以使用被按与中间转印带64的转速相同的圆周速度驱动的主动辊作为二次转印辊80。当将主动辊用作二次转印辊80时，优选地利用一位于二次转印辊80与驱动电源之间的扭矩限制器将二次转印辊80连接到驱动电源，以防止在二次转印辊80与中间转印带64之间产生过量的扭矩。
旋转显影器38置于主体12的大体中央部分处，并且感光鼓50被设置得邻接旋转显影器38的右侧。感光鼓50绕旋转轴49旋转。感光鼓50对应于本发明的感光体。
旋转显影器38具有显影器主体40。分别形成色彩为Y、M、C以及B的调色剂图像的显影器42a至42d置于显影器主体40的内部。显影器主体40绕轴44逆时针旋转，如图1所示。每个显影器42a至42d都按以轴44为中心相隔90度的方式置于显影器主体40的周部处。显影器42a至42d分别设有显影辊46a至46d，并分别由弹性体48a至48d沿显影器主体40的径向压下，其中弹性体48a至48d可以是盘簧(coil spring)等。当没有接触到感光鼓50时，显影辊46a至46d的周部例如沿径向超出显影器主体40的周界2mm。此外，具有稍大直径的跟踪辊(图1中未示出)置于每个显影辊46a至46d的两端，以与它们一起绕相同轴旋转。每个显影辊46a至46d的跟踪辊都接触置于感光鼓50的两端的边缘(未示出)，使得在每个显影辊46a至46d与感光鼓50之间形成预定的间隙量。由此，利用Y调色剂、M调色剂、C调色剂以及B调色剂对感光鼓50上形成的潜像进行显影。
在感光鼓50的下方，设有充电辊52，其接触感光鼓50并给感光鼓50充电。在感光鼓50的旋转方向‘b’上，充电辊52置于图像承载体清洁器54的下游。
图像承载体清洁器54包括：清洁刮片56，用于刮除一次转印后残留在感光鼓50上的废调色剂；和调色剂回收瓶58，用于回收清洁刮片56已刮除的废调色剂。在调色剂回收瓶58的背面(图1的右手侧)形成有肋等。该肋具有使得记录纸被平顺传送的弯曲表面，并形成传送路径28的一部分。
在旋转显影器38的下方靠右的位置处，设有一曝光装置60，其通过利用激光等进行照射在由充电辊52充电的感光鼓50上形成潜像。此外，中间转印单元62置于旋转显影器38的上方。
如图1和2所示，中间转印单元62包括中间转印带64、一次转印辊66、绕入辊(wrap-in roller)68、绕出辊(wrap-out roller)70、二次转印支承辊72、刮具支承辊74、刷支承辊76以及感光鼓50。
中间转印带64在旋转显影器38上方由五个辊张成水平方向长的矩形形状，这五个辊是：绕入辊68、绕出辊70、二次转印支承辊72、刮具支承辊74，以及刷支承辊76。中间转印带64在绕入辊68与绕出辊70之间的下部较长边缘的一部分绕在感光鼓50上以形成一次转印部63。绕入辊68、绕出辊70、二次转印支承辊72、刮具支承辊74以及刷支承辊76按顺序置于中间转印带64的旋转方向‘a’上。
如图1和2所示，绕入辊68和绕出辊70通过中间转印带64在与充电辊52接触感光鼓50的一侧相对的一侧接触感光鼓50。
如图1和2中的箭头‘b’所示，感光鼓50顺时针旋转。中间转印带64在一次转印部63处接触感光鼓50并由感光鼓50驱动，并且如箭头‘a’所示，中间转印带64逆时针旋转。从而，感光鼓50上的调色剂图像由一次转印辊66转印到中间转印带64上。
此外，在中间转印带64的背侧(图1中的右手侧)，在绕出辊70与二次转印支承辊72之间形成有一平坦部分。该平坦部分形成与传送路径28会合的二次转印部65。
中间转印体清洁器82置于中间转印带64的对置端。中间转印体清洁器82包括：调色剂回收容器88，其形成中间转印体清洁器82的外壳；以及刷滚(brush roll)86，其被以枢轴方式支承在调色剂回收容器88的内部。调色剂回收容器88沿趋近或退离中间转印单元62的方向绕枢轴89旋转。
在调色剂回收容器88内，刮具84置于刷滚86上方，使得刮具84的边沿接触中间转印带64。调色剂回收容器88分成一次回收容器88A和二次回收容器88B，其中一次回收容器88A容纳由刮具84去除的调色剂，而二次回收容器88B容纳由刷滚86去除的调色剂。
中间转印带64是一种在其纵向具有弹性的无端带。中间转印带64的可能示例包括一种具有三层结构的无端带，该三层结构是通过在氯丁二烯橡胶或三元乙丙橡胶形成的中间层的两侧设置外部层来形成的。可以采用水性聚氨酯树脂、聚四氟乙烯树脂、碳黑以及红色铁氧化物的混合物来形成所述外部层。
在中间转印带64的外表面上，如图3A所示，朝向该带的侧边沿设有一与本发明的中间转印带上的标记相对应的矩形位置检测斑块100，其中所述外表面是调色剂图像被转印到其上的调色剂图像转印表面64A。
如图4和5所示，位置检测斑块100被设置成比中间转印带64的可用曝光区域更靠外，并且比由刷滚86清洁的区域更靠外。可用曝光区域是感光鼓50的由曝光装置60进行曝光以形成调色剂图像的区域。
如图4和5所示，在中间转印单元外壳62A的内侧表面上，靠近刷滚86设有用于清洁位置检测斑块100的斑块清洁刷87，其中中间转印单元外壳62A是用于中间转印单元62的外壳。
如图3B所示，位置检测斑块100是通过利用热和/或压力将带粘接剂的反光颗粒102固定至调色剂图像转印表面64A上的预定位置来形成的。可以使用通过乳液聚合而获得的、具有高球度并且在其表面上淀积有铝的一组塑料颗粒，作为反光颗粒102。此外，调色剂图像转印表面64A上的设有位置检测斑块100的部分被压低到比周围区域低的水平。此外，64B是中间转印带64的内表面。反光颗粒102具有例如1/100μm的直径，因此，如图6所示，该直径比调色剂图像转印表面64A上的不平整部的顶部与底部之间的平均距离5μm小得多。因此，如果利用热和/或压力来将反光颗粒102固定到调色剂图像转印表面，那么，即使在调色剂图像转印表面64A被刮具84刮磨后，至少位于不平整部的凹处中的反光颗粒102仍完好保持在调色剂图像转印表面64A上。
此外，在中间转印单元外壳62A的内表面处，沿中间转印带64的上部较长边缘设置有传感器78。该传感器78被固定到可开闭的盖子16的背面(内表面)，并且光学检测形成在中间转印带64上的调色剂斑块的位置，以检测出中间转印带64是否位于正确的路径上。传感器78还检测调色剂斑块的调色剂密度。此外，传感器78光学检测形成在中间转印带64上的位置检测斑块100，并通过CPU(图1至8中未示出)控制曝光装置60处的曝光定时。因此，传感器78和CPU分别对应于本发明的图像形成装置的基准位置检测装置和曝光控制装置。
如上所述，二次转印辊80面对中间转印单元62的二次转印支承辊72，在二次转印辊80与二次转印支承辊72之间是传送路径28，从而形成二次转印部65。二次转印辊80借助于二次转印支承辊72，将一次转印至中间转印带64的调色剂图像二次转印至二次转印部65处的记录纸。当中间转印带64先转过三次时，即，当转印了Y、M以及C调色剂图像时，二次转印辊80处于脱离中间转印带64的位置处。在将B调色剂图像转印到中间转印带64之后，二次转印辊80接触中间转印带64。通过例如向二次转印辊80施加高电压并将二次转印支承辊72接地，在二次转印辊80与二次转印支承辊72之间形成预定的电位差。
下面说明可用于形成中间转印带64上的位置检测斑块100的转印片材。
如图7A所示，热转印片材200由聚对苯二甲酸乙二醇酯膜形成，并包括：由压印机压制成的释放膜层206；反光颗粒层202，其由反光颗粒102形成并叠置在释放膜层206的与被压印机压制的一侧相背的一侧；以及粘附层204，形成在反光颗粒层202的与其上叠置有释放膜层206的一侧相背的一侧。优选的是，向粘附层204的表面施加释放纸，以防止热转印片材200在如下所述卷绕时粘到一起。此外，形成粘附层204的压敏粘接剂优选地渗入反光颗粒102之间，这是因为，反光颗粒102是由压敏粘接剂集成的，并且反光颗粒层202也可以与粘附层204集成一体。
通过使用热转印片材200，可以通过下面的过程在中间转印带64上形成位置检测斑块100。
首先，如图7B所示，从热转印片材200去除释放纸，然后将热转印片材200置于中间转印带64的预定区域上，其中使粘附层204所在侧面对中间转印带64。其次，利用具有矩形截面的压印机来将热转印片材200的释放膜206压至中间转印带64。接着，如图7C所示，将热转印片材200压迫为使中间转印带64被压到凹陷深度‘d’，并对热转印片材200进行加热。凹陷深度‘d’优选地不超过中间转印带64的厚度。在压迫热转印片材200达数秒到十秒或更久之后，将压印机向上抬起。然后，充分冷却热转印片材200和中间转印带64，并去除释放膜206。由此，将反光层202热转印至中间转印带64，并形成了位置检测斑块100。
下面对热压印机进行描述，该热压印机是本发明的转印装置的一个示例，并可用于在中间转印带64上形成位置检测斑块100。
如图8所示，热压印机300包括：解绕轮301A，用于解绕热转印片材200；卷绕轮301B，用于当在中间转印带64上形成位置检测斑块100之后卷绕热转印片材200；压印部305，具有热转印头306，该热转印头306用于向中间转印带64转印位置检测斑块100；压迫板310，被固定成面对热转印头306；一组引导杆(guide pin)302，用于从解绕轮301A将解绕的热转印片材200引向热转印头306；一组引导杆304，用于在反光颗粒层202被热转印头306热转印之后向卷绕轮301B引导热转印片材200。
热转印片材200卷绕在解绕轮301A和卷绕轮301B上，使得释放膜206面向内。
压印部305包括：头部加热部307，热转印头306固定在该头部加热部307处，并由该头部加热部307按预定温度进行加热；和驱动装置308，用于将头部加热部307和热转印头306移向或移离压迫板310。该驱动装置308被形成为，使得可以设定将头部加热部307和热转印头306推向中间转印带64的冲程。然而，该冲程不能被设置成使得凹陷深度超过中间转印带64的厚度，其中所述凹陷深度是热转印头306在中间转印带64上推下的凹陷的深度。引导杆302和引导杆304对应于本发明的转印装置的保持器。驱动装置308对应于转印装置的往复装置和冲程控制装置。
下面描述热压印装置300的操作。
从解绕轮301A解绕出的热转印片材200由引导杆302保持为使得粘附层204面向外，并且热转印片材200被向热转印头306传送。
由此，通过利用头部加热部307将热转印头306加热至预定温度，并且利用驱动装置308移动头部加热部307和热转印头306，利用热和压力以矩形形状将由热转印头306加热的反光层202热转印至中间转印带64，从而形成位置检测斑块100。
然后，热转印片材200由引导杆304向卷绕轮301B引导，并被卷绕到卷绕轮301B中。
下面描述第一实施例的图像形成装置10的功能。
当传感器78检测到位置检测斑块100时，CPU向曝光装置60输入图像信号，然后曝光装置60对感光鼓50(该感光鼓50由充电辊52进行负性充电)在预定定时处进行曝光，从而在感光鼓50的表面上形成潜像。然后，旋转显影器38旋转到一个位置，使得显影器42a至42d中的一个预定显影器面对感光鼓50，并且利用Y、M、C、B中的一种预定颜色的调色剂对感光鼓50上的潜像进行显影，从而形成调色剂图像。
然后，感光鼓50按箭头‘b’的方向旋转，并且调色剂图像在一次转印部63处被转印到中间转印带64。
通过图像支承体清洁器54刮除并回收在转印形成在感光鼓50上的调色剂图像之后残留在感光鼓50上的废调色剂和感光鼓50吸收的正性充电的调色剂。
对于Y、M、C以及B调色剂中的每一种，重复从对位置检测斑块100的检测至在感光鼓50上形成调色剂图像的相同过程。由此，将每种颜色的调色剂图像叠印在中间转印带64上以形成全彩调色剂图像。然而，在叠印C调色剂图像之前二次转印辊80都脱离中间转印带64，因此之前没有发生二次转印。
另一方面，包含在供纸盒22中的记录纸由馈送辊24传送，由延迟辊26分成单张，并被引入到传送路径28中。然后记录纸由套准辊32暂时止动。然后，当叠印C调色剂图像时，二次转印辊80与中间转印带64相接合，以形成二次转印部65。将记录纸与B调色剂图像的转印和叠印定时相一致地引入到二次转印部65中。
在二次转印部65处，将通过在中间转印带64上叠印Y、M、C以及B调色剂图像而形成的全彩调色剂图像转印到引入的记录纸上。
将调色剂图像被转印到其上的记录纸引入定影装置90中，并且通过加热辊92和加压辊94施加的热和压力对调色剂图像进行定影。
然后，通过排出辊34将其上定影有调色剂图像的记录纸从排出口30排出至排出部36中。
如图2所示，在将全彩调色剂图像二次转印至记录纸之后残留在中间转印带64上的废调色剂，由中间转印带64沿箭头‘a’的方向传送，并由中间转印体清洁器82去除。
在图像形成装置10中，检测位置检测斑块100的位置，并且根据所检测到的位置检测斑块100的位置控制以每种颜色Y、M、C以及B形成调色剂图像的定时。因此，可以最小化调色剂图像的转印位置的差别，由此可以形成鲜艳清楚的全彩图像。
此外，由于位置检测斑块100是通过使用粘接剂、热以及压力将反光颗粒102热转印到中间转印带64上而形成的，所以即使中间转印带64伸缩，反光颗粒102也不会从中间转印带64脱落。此外，该反光颗粒是包覆有淀积于其上的铝层的塑料球形颗粒，从而具有高反光率。因此，即使面积很小的位置检测斑块100也可以被准确地光学检测到。
此外，当将热转印片材200压入到中间转印带64上并热转印至中间转印带64上时，由于所施加的压力未达到可以引起中间转印带64形变的程度，所以位置检测斑块100的形成不会引起中间转印带64的松弛或变形。