JP3130700B2 - 電子写真記録装置 - Google Patents

電子写真記録装置

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JP3130700B2
JP3130700B2 JP05089966A JP8996693A JP3130700B2 JP 3130700 B2 JP3130700 B2 JP 3130700B2 JP 05089966 A JP05089966 A JP 05089966A JP 8996693 A JP8996693 A JP 8996693A JP 3130700 B2 JP3130700 B2 JP 3130700B2
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  • Color Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は複写機やレーザプリンタ
等の電子写真記録装置に係り、特にカラー画像印刷に好
適な電子写真記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】複写機やレーザプリンタ等の電子写真記
録装置は、感光ドラム等の1次記録媒体の表面に静電潜
像を形成し、これをトナー単体またはトナーとキャリア
を混合した現像剤を用いて現像してトナー像に変換し、
このトナー像を紙またはOHPシート等の2次記録媒体
に転写して定着するという電子写真プロセスによって印
刷物を得ている。
【0003】原稿を色分解して得た電気信号または色画
像を形成するために既にその画像の色の構成成分情報に
分解してある電気信号等に基づいて形成した静電潜像を
現像して得られる各色のトナー像を合成(重合)して2
色や多色画像またはフルカラー画像を得るカラー電子写
真記録装置には、1次記録媒体として感光ドラムや感光
ベルト等の感光体を用いた装置では、この感光体の表面
に各色のトナー像を重ねて形成するもの、1つの感光体
に次々に形成される各色のトナー像を転写ドラムに巻き
付けた2次記録媒体に次々に重ねて転写して合成するも
の、1つの感光体に次々に形成される各色のトナー像を
中間転写体に重ねて転写して合成した後に2次記録媒体
に転写するもの、色分解数に相当する数の感光体や現像
器等のトナー像形成プロセス手段を設けて各感光体に形
成した各色のトナー像を2次記録媒体に重ねて次々に転
写して合成するもの等がある。
【0004】この中で、感光体に形成された各色のトナ
ー像を中間転写体に重ねて転写してカラーのトナー像を
得た後に、更に、紙またはOHPシート等の2次記録媒
体に転写するものは、各色のトナー像を高精度に重ねて
転写するための手段を比較的簡単に構成することがで
き、装置をコンパクトに構成できる利点を有する。
【0005】このような電子写真装置は、公表特許公報
平1−502062号公報や公開特許公報昭59−50
474号公報,昭59−125765号公報,昭62−
206567号公報,昭64−82074号公報,平1
−288870号公報,平2−212870号公報等に
開示されている。
【0006】例えば、公表特許公報平1−502062
号公報に開示されたカラー複写機は、感光ベルトの表面
に次々に形成される複数の異色のトナー像を中間転写ド
ラムの表面に重ねて転写してカラートナー像を完成した
後に記録紙に転写して定着する装置であり、公開特許公
報昭59−50474号公報に開示された装置は、感光
ドラムに形成したトナー像を粘着性の中間転写体に静電
転写した後に更に記録紙に圧着して加熱転写・定着する
記録装置である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このようなカラー電子
写真記録装置は、複数のトナー像を中間転写体の表面で
重ね合わせるため、像担持体である感光体の周速度と中
間転写体の周速度を等しくして、重ね合わせの位置ずれ
による色ずれを少なくする工夫が必要である。
【0008】そこで従来は、公開特許公報昭62−20
6567号公報,昭64−82074号公報に開示され
たように、感光体を駆動する駆動源からギヤを介して中
間転写体を駆動したり、速度制御可能なモータを用いて
中間転写体を駆動して、感光体の周速度と中間転写体の
周速度が極力等しくなるように構成している。しかしな
がら、これら装置では書き出し位置のずれ等については
少なくすることができるが、感光体と中間転写体の両者
を駆動しているために、両者の周速度が全周にわたって
完全に一致するように駆動することは困難であり、部分
的な色ずれが発生する問題があった。
【0009】従って本発明は、このような問題に対処す
べくなされたもので、色ずれの発生を防止し、かつ信頼
性の高い良好な転写を行ない得て、高品質のカラー画像
印刷を実現できる電子写真記録装置を提供することを目
的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、導電体層の表
面に光導電体層が形成された像担持体と、該像担持体の
表面に異なる色のための複数種類の静電潜像を順次形成
する潜像形成手段と、前記各種静電潜像に対応する色の
帯電トナーを付着させて複数の異色のトナー像を形成す
る現像手段と、前記像担持体と接触しながら回転し、前
記複数のトナー像が重ねて転写されてカラートナー像を
完成する中間転写体と、該中間転写体の表面に形成され
たカラートナー像を2次記録媒体に転写する転写手段と
を備えた電子写真記録装置において、前記像担持体と前
記中間転写体の間にバイアス電圧を印加するために、前
記像担持体の前記導電体層に接続されたバイアス電圧印
加手段を備えると共に前記中間転写体を接地電位に接続
し、該バイアス電圧を印加して両者間に静電吸着力を発
生させた状態で前記像担持体と前記中間転写体の一方を
駆動源により駆動し、他方を前記静電吸着力で従動させ
るようにしたことを特徴とし、前記中間転写体は、導電
性基体の表面に形成された誘電体層を備えたことを特徴
し、さらに、前記誘電体層の抵抗値が106〜1012Ωc
mであることを特徴とする。
【0011】
【作用】像担持体と中間転写体の間にバイアス電圧を印
加した状態で像担持体または中間転写体の一方を駆動し
て他方を従動させるため、単に接触による摩擦力だけで
なくバイアス電圧により発生する強力な静電気吸着力に
より他方を従動回転させることができるので、滑りがな
く両者の周速度を完全に一致させて色ずれを防止するこ
とができる。また、像担持体と中間転写体の間にバイア
ス電圧を印加するために、像担持体の導電体層にバイア
ス電圧印加手段を接続すると共に中間転写体を接地電位
に接続して、2次記録媒体と直接接触する中間転写体の
電位を2次記録媒体の表面上の電位とほぼ等しく、2次
記録媒体と接触しない像担持体にバイアス電圧を印加す
るので、2次記録媒体にトナー像を転写する際、すなわ
ち、中間転写体に2次記録媒体が接触するとき、2次記
録媒体に高い電圧が急に印加されることがなく、トナー
像と2次記録媒体の電位関係が安定して信頼性の高い良
好な転写を行なうことができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。
【0013】実施例1 図1は、本発明になるカラーレーザプリンタの縦断側面
図である。該カラーレーザプリンタは、電子写真プロセ
スによってトナー像を形成する像担持体として感光ベル
ト11を使用している。該感光ベルト11は、ポリエス
テル樹脂等の基体の表面にアルミニウム等の金属を塗布
または蒸着して得た導電性基体の外周面に有機光導電体
層を形成したものである。該感光ベルト11は、三角形
の頂点位置に配置されて駆動モータ51によって駆動さ
れるベルト駆動ローラ12と2個の従動ローラ13a,
13bの周りに架張され、前記ベルト駆動ローラ12に
よって駆動されて矢印X方向に回動する。該感光ベルト
11の外周面に沿って、その上部には、第1現像器14
a,第2現像器14b,第3現像器14c,第4現像器
14dが設けられる。第1現像器14aはイエロー色の
トナーを用いた現像剤を使用して現像ロールに磁気ブラ
シを形成し、第2現像器14bはマゼンタ色のトナーを
用いた現像剤を使用して現像ロールに磁気ブラシを形成
し、第3現像器14cはシアン色のトナーを用いた現像
剤を使用して現像ロールに磁気ブラシを形成し、第4現
像器14dは黒色のトナーを用いた現像剤を使用して現
像ロールに磁気ブラシを形成するものであり、各現像器
14a,14b,14c,14dは、その1つを選択的
に稼働状態に制御することができる。
【0014】回動状態にある感光ベルト11は、帯電器
15により一様に帯電された後に偏向走査形のレーザビ
ーム露光器16から発生するレーザビームによって露光
されて静電潜像が形成される。レーザビーム露光器16
から発生するレーザビームは、記録画像信号に従って点
滅制御される。イエロー色のトナー像を形成するための
記録画像信号に従って点滅制御されたレーザビームによ
り露光して形成した静電潜像は、第1現像器14aによ
って現像してイエロー色のトナー像に変換する。マゼン
タ色のトナー像を形成するための記録画像信号に従って
点滅制御されたレーザビームにより露光して形成した静
電潜像は、第2現像器14bによって現像してマゼンタ
色のトナー像に変換する。シアン色のトナー像を形成す
るための記録画像信号に従って点滅制御されたレーザビ
ームにより露光して形成した静電潜像は、第3現像器1
4cによって現像してマゼンタ色のトナー像に変換す
る。黒色のトナー像を形成するための記録画像信号に従
って点滅制御されたレーザビームにより露光して形成し
た静電潜像は、第4現像器14dによって現像して黒色
のトナー像に変換する。
【0015】中間転写ドラム17は、従動ローラ13a
と従動ローラ13bの間において前記感光ベルト11と
接触しながら矢印Y方向に従動回転する。該中間転写ド
ラム17は導電性基体の外周面に誘電体層として抵抗体
層を形成したもので、該接触部において前記感光ベルト
11からトナー像を転写する第1の転写部を構成する。
該第1の転写部で、トナー像の転写を高効率で安定に維
持し、かつ中間転写ドラム17を安定に従動回転させる
ためには、該接触部における回動方向の接触幅は5mm
以上を確保することが必要であり、10mm以上にすれ
ば高転写効率と高駆動力を一層安定に維持できる。
【0016】第1転写部を通過した感光ベルト11は、
イレーズ装置18により除電され、ベルトクリーニング
装置19により残留トナーが除去されて初期化され、帯
電器15により、再度、一様に帯電されて次の色のトナ
ー像を形成する電子写真プロセスに使用される。
【0017】後続して形成される異色のトナー像は、既
に中間転写ドラム17に転写されているトナー像に重ね
て転写するために、形成位置が調整される。この位置調
整は、静電潜像形成タイミングを制御することによって
行なわれる。
【0018】フルカラー画像印刷では、イエロー色のト
ナー像形成,イエロートナー像の転写,マゼンタ色のト
ナー像形成,マゼンタトナー像の転写,シアン色のトナ
ー像形成,シアントナー像の転写,黒色のトナー像形
成,黒トナー像の転写が行なわれる。
【0019】中間転写ドラム17の表面に多色のトナー
像が形成された後(最後に重畳する色のトナー像は、感
光ベルト11に形成中或いは該感光ベルト11から中間
転写ドラム17に転写中)に、給紙カセット20に収容
した記録紙またはOHPシート等の2次記録媒体21を
給紙ローラ22と分離部23により抽出・分離して用紙
搬送路24を通してレジストローラ25まで搬送する。
レジストローラ25は、中間転写ドラム17表面上のト
ナー像と2次記録媒体21が第2転写部で整合するよう
に該2次記録媒体21の搬送タイミングを調整する。
【0020】第2転写部は、コロナ放電器を利用した転
写器26と除電器27を備え、中間転写ドラム17表面
上のトナー像を2次記録媒体21に静電的に転写する。
転写器26は、2次記録媒体21が中間転写ドラム17
と接触するときにトナー像転写用静電力を発生する直流
コロナ電荷を該2次記録媒体21の背面に与える。除電
器27は、トナー像が転写された2次記録媒体21を中
間転写ドラム17から剥離するときに前記電荷による静
電吸着力を減ずるために、該2次記録媒体21上の電荷
を中和して除電するACコロナ放電を発生する。分離爪
28は、2次記録媒体21を中間転写ドラム17から確
実に剥離するために設置される。
【0021】定着器29はトナー像を2次記録媒体21
に定着し、排紙ローラ30はトナー像が定着された2次
記録媒体21を排紙トレー31に排出する。
【0022】中間転写ドラム17を清掃するドラムクリ
ーニング装置32は、該中間転写ドラム17に対して離
接可能に設置される。そして、該ドラムクリーニング装
置32は、中間転写ドラム17に各色のトナー像を転写
してカラーのトナー像を形成する過程では中間転写ドラ
ム17から離れた状態に操作され、転写工程終了後は中
間転写ドラム17に接触して該中間転写ドラム17表面
上に残留するトナーを除去するように操作される。
【0023】中間転写ドラム17は、図2及び図3に示
すように、アルミニウム製の導電性ドラム基体17aの
表面に誘電体層として所定の抵抗値に調整された抵抗体
層17bを形成して構成され、感光ベルト11へバイア
ス電圧を給電する部分と接触する部分に位置する該中間
転写ドラム17の両端部または一方の端部には絶縁体層
17cが設けられる。該中間転写ドラム17は、ドラム
基体17aが接地電位に接続される。また、抵抗体層1
7bは、例えばカーボンブラックまたはアルミニウム等
の導電性金属粉末を分散させることにより抵抗値を調整
したウレタンまたはフッ素樹脂などで形成される。この
抵抗体層17bの抵抗値は、106〜1012Ωcm程度
が好ましい。抵抗値が高いと、中間転写ドラム17の表
面がチャージアップしてしまい、感光ベルト11に印加
したバイアス電圧による静電気吸着力を利用した従動駆
動力が低下する。このチャージアップを防止するには、
発明者等の実験よれば、抵抗体層17bの抵抗値は10
12Ωcm以下にしなければならなかった。しかし、該抵
抗体層17bの抵抗値が低過ぎると、中間転写ドラム1
7に形成したカラートナー像を2次記録媒体21に転写
するときに十分な転写電界が得られず、転写効率が低下
する。その下限は約106Ωcmであった。従って、抵
抗体層17bの抵抗値としては106〜1012Ωcmが
好ましい。
【0024】感光ベルト11は、図4に示すように、ポ
リエステル等の樹脂をベルト基体11aとし、その表面
にアルミニウム等の金属を塗布または蒸着して導電体層
11bを形成し、その上に有機光導電体層11cを形成
したもので、両端部または一方の端部には導電体層11
bにバイアス電圧を供給するための給電部11dが設け
られる。そして、該感光ベルト11は、図5に示すよう
に周囲から絶縁した状態で張架し、バイアス電源52に
接続されたブラシ53を給電部11dに摺動接触させて
該感光ベルト11の電位が接地電位に対して負の電位に
なるようなバイアス電圧を印加する。1kg・f以上の
駆動力と80%以上のトナー像転写効率を確保するため
には、感光ベルト11に印加するバイアス電圧は−20
0〜−1400Vの範囲内に設定することが必要であ
り、−400〜−800Vが好適である。
【0025】感光ベルト11と中間転写ドラム17が接
触状態で回動する第1転写部において、感光ベルト11
はバイアス電源によって例えば−600Vにバイアスさ
れているため、接地電位に接続された中間転写ドラム1
7との間に静電気的な吸着力が生じる。バイアス電圧が
印加されない場合、従動ローラ13a,13bで押接さ
れる感光ベルト11によって中間転写ドラム17を駆動
する力は100〜200g・fであり両者間に滑りが発
生するが、バイアス電圧を印加することによって両者間
に静電気吸着力が作用するとその駆動力は1kg・f以
上になり、感光ベルト11と中間転写ドラム17の間に
滑りを発生することなく等速度で駆動することができ
る。また、バイアス電圧により発生する電界は、負極性
のトナー像が感光ベルト11から中間転写ドラム17に
転写するのを支援する。中間転写ドラム17が繰返し回
動する間に、感光ベルト11に形成した各色のトナー像
を重ねるように繰返し転写して合成することによりカラ
ーのトナー像を完成する。
【0026】このカラーレーザプリンタでカラー画像印
刷を行った結果、カラートナー像の色ずれが少なく、か
つ良好なトナー像転写を行うことができ、高品質のカラ
ー画像が得られた。
【0027】実施例2 図6は、本発明の他の実施例であるカラーレーザプリン
タの縦断側面図である。このカラーレーザプリンタは、
前述した実施例1のカラーレーザプリンタに対して感光
ベルト11の架張,駆動方法及び第2転写部にローラ転
写器を使用した点が異なっており、その他の構成は実施
例1のカラーレーザプリンタと同一である。同一構成部
品については、同一参照符号を付して詳細な説明を省略
する。
【0028】感光ベルト11は、ベルト駆動ローラ12
と3個の従動ローラ13a,13b,13cの周りに架
張され、ベルト駆動ローラ12によって駆動されて矢印
X方向に回動する。また、第2転写部は、2次記録媒体
21を中間転写ドラム17に押接しながら該2次記録媒
体21の背面に転写用電位を与えるローラ転写器37を
備える。該ローラ転写器37は、転写ローラ37aと該
転写ローラ37aを進退させるソレノイド37bと該転
写ローラ37aに転写電圧を印加する転写電源37cを
有する。前記転写ローラ37aは、図7に示すように、
導電性の金属軸40と所定の抵抗値を持つ弾性体層41
で構成される。
【0029】転写ローラ37aは、中間転写ドラム17
に押接されて従動駆動される構成であり、感光ベルト1
1による中間転写ドラム17の従動駆動速度を乱すこと
がないように、従動回転の負荷を少なくし、かつ安定に
回転する必要がある。そのために、本実施例では、転写
ローラ37aの弾性体層41には高分子樹脂を用いたゴ
ムの場合はアスカーゴム硬度Aで35°以下、スポンジ
を用いる場合はアスカーゴム硬度Fで80°以下のもの
を用い、押し圧は200g〜1kgの間に設定するのが
好適であった。
【0030】また、転写ローラ37aの弾性体層41の
抵抗値は、その表面と軸間で測定して104〜109Ωの
範囲内のものが好適であり、本実施例では107Ωのも
のを用いた。材質としては、導電性粉末を混入したウレ
タン等の高分子樹脂を用いたゴムやスポンジが適してい
る。
【0031】転写ローラ37aは、各色のトナー像を感
光ベルト11から中間転写ドラム17に転写してカラー
トナー像を形成する工程では後退して休止の状態にさ
れ、完成したカラートナー像を中間転写ドラム17から
2次記録媒体21に転写する工程で該2次記録媒体21
の到来に同期して前進して該2次記録媒体21を中間転
写ドラム17に押接し、該2次記録媒体21と共に従動
する。この動作と同期して転写ローラ37aには中間転
写ドラム17表面上のトナー像を2次記録媒体21に転
写するための所定の転写電圧が与えられる。該転写電圧
は、転写電源37cにより金属軸40と接地電位の間に
印加される。該転写電源37cは、転写ローラ37aを
トナー像の帯電極性と逆極性で接地電位との電位差が約
600〜2000Vになるような電圧を発生する。
【0032】このカラーレーザプリンタでカラー画像印
刷を行った結果、前述の実施例と同様に、トナー像の色
ずれが少なく、かつ良好なトナー像転写を行うことがで
き、高品質のカラー画像が得られた。
【0033】実施例3 図8は、本発明の更に他の実施例であるカラーレーザプ
リンタの縦断側面図である。このカラーレーザプリンタ
は、前述した実施例1のカラーレーザプリンタに対して
駆動源が中間転写ドラムを駆動するように設けられて感
光ベルトが従動回転すること及び第2転写部にローラ転
写器を使用した点が異なっており、その他の構成は実施
例1のカラーレーザプリンタと同一である。同一構成部
品については、同一参照符号を付して詳細な説明を省略
する。
【0034】感光ベルト11は、3個の従動ローラ13
a,13b,13cの周りに架張され、中間転写ドラム
17に押接される。駆動モータ54は中間転写ドラム1
7を回転駆動するように設けられる。中間転写ドラム1
7が矢印Y方向に回転駆動されると感光ベルト11は矢
印X方向に従動して回動する。感光ベルト11と中間転
写ドラム17が滑りなく等速度で回動するようにするた
めに両者間に静電気吸着力を発生させるバイアス電圧
は、実施例1と同様な方法で与える構成とする。
【0035】また、第2転写部は、実施例2と同様に2
次記録媒体21を中間転写ドラム17に押接しながら該
2次記録媒体21の背面に転写用電位を与えるローラ転
写器37を備え、転写ローラ37aの材質及び構造も実
施例2と同様に構成する。
【0036】このカラーレーザプリンタでカラー画像印
刷を行った結果、前述の実施例と同様に、トナー像の色
ずれが少なく、かつ良好なトナー像転写を行うことがで
き、高品質のカラー画像が得られた。
【0037】
【発明の効果】本発明は、感光ベルトなどの像担持体と
中間転写ドラムなどの中間転写体の間にバイアス電圧を
印加した状態で像担持体または中間転写体のどちらか一
方を駆動し他方を従動させるようにしたので、単に接触
による摩擦力だけでなくバイアス電圧により発生する強
力な静電気吸着力により他方を従動駆動することがで
き、滑りがなく両者の周速度を完全に一致せさて色ずれ
を防止することができる。また、像担持体と中間転写体
の間にバイアス電圧を印加するために、像担持体の導電
体層にバイアス電圧印加手段を接続すると共に中間転写
体を接地電位に接続して、2次記録媒体と直接接触する
中間転写体の電位を2次記録媒体の表面上の電位とほぼ
等しく、2次記録媒体と接触しない像担持体にバイアス
電圧を印加するので、2次記録媒体にトナー像を転写す
る際、すなわち、中間転写体に2次記録媒体が接触する
とき、2次記録媒体に高い電圧が急に印加されることが
なく、トナー像と2次記録媒体の電位関係が安定して信
頼性の高い良好な転写を行なうことができる。その結
果、高品質のカラー画像印刷を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1のカラーレーザプリンタの縦
断側面図である。
【図2】実施例1のカラーレーザプリンタに用いる中間
転写ドラムの斜視図である。
【図3】図2に示した中間転写ドラムの断面構成図であ
【図4】実施例1のカラーレーザプリンタに用いる感光
ベルトの断面構成図である。
【図5】実施例1のカラーレーザプリンタにおける感光
ベルトの張架,駆動状態を示す斜視図である。
【図6】本発明の実施例2のカラーレーザプリンタの縦
断側面図である。
【図7】実施例2のカラーレーザプリンタに用いる転写
ロールの縦断側面図である。
【図8】本発明の実施例3のカラーレーザプリンタの縦
断側面図である。
【符号の説明】
11 感光ベルト 12 ベルト駆動ローラ 14a〜14d 現像器 16 レーザビーム露光器 17 中間転写ドラム 26,37 転写器 51,54 駆動モータ 52 バイアス電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−182766(JP,A) 特開 平4−287069(JP,A) 特開 平4−233557(JP,A) 特開 平1−235968(JP,A) 特開 平4−318875(JP,A) 実開 平2−109371(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 13/01 G03G 15/01 - 15/01 117 G03G 15/16 G03G 15/00 550 G03G 21/00 350

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導電体層の表面に光導電体層が形成され
    た像担持体と、該像担持体の表面に異なる色のための複
    数種類の静電潜像を順次形成する潜像形成手段と、前記
    各種静電潜像に対応する色の帯電トナーを付着させて複
    数の異色のトナー像を形成する現像手段と、前記像担持
    体と接触しながら回転し、前記複数のトナー像が重ねて
    転写されてカラートナー像を完成する中間転写体と、該
    中間転写体の表面に形成されたカラートナー像を2次記
    録媒体に転写する転写手段とを備えた電子写真記録装置
    において、 前記像担持体と前記中間転写体の間にバイアス電圧を印
    加するために、前記像担持体の前記導電体層に接続され
    バイアス電圧印加手段を備えると共に前記中間転写体
    を接地電位に接続し、該バイアス電圧を印加して両者間
    に静電気吸着力を発生させた状態で前記像担持体と前記
    中間転写体の一方を駆動源により駆動し、他方を前記静
    電吸着力で従動させるようにしたことを特徴とする電子
    写真記録装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記中間転写体は、
    導電性基体の表面に形成された誘電体層を備えたことを
    特徴とする電子写真記録装置。
  3. 【請求項3】 請求項2において、前記誘電体層の抵抗
    値が106〜1012Ωcmであることを特徴とする電子写
    真記録装置。
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