JPH01280783A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JPH01280783A
JPH01280783A JP11067088A JP11067088A JPH01280783A JP H01280783 A JPH01280783 A JP H01280783A JP 11067088 A JP11067088 A JP 11067088A JP 11067088 A JP11067088 A JP 11067088A JP H01280783 A JPH01280783 A JP H01280783A
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Hiroto Hasegawa
浩人 長谷川
Yasumasa Otsuka
康正 大塚
Takayasu Yunamochi
貴康 弓納持
Akihiko Takeuchi
昭彦 竹内
Koichi Tanigawa
谷川 耕一
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は画像形成装置に関する。
更に詳しくは、画像担持体面に所定の押圧力をもって押
しイ」けられて画像担持体面の面移動方向に順方向に回
転し、且つ電圧が印加された若しくは接地された転写ロ
ーラと画像担持体との間に形成されるニップ部に画像担
持体の面移動状態においてシート状転η′材を導入して
通過させることにより画像担持体面に形成担持されてい
る可転写画像をシート状転写材面側へ順次に転写させる
方式の画像形成装置に関する。
(従来の技術) 上記のような方式の画像形成装置の具体例としては、転
写方式の電子写真法や静電記録法を利用した複写機・プ
リンタ・マイクロフィルムリータプリンタ・デイスプレ
ー装置等が挙げられる。
一般的には、画像担持体としての電子写真感光体や静電
記録誘電体を所定の周速度で回転駆動又は回動駆動され
るドラムやヘルドの形態にし、その回転又は回動駆動さ
れている画像担持体としてのドラムやベルトの面をコロ
ナ放電器・接触4F ’It器、その他の帯電手段によ
り正又は負に均一帯電し、その帯電電荷をスリン1〜露
光・レーザビーム走査露光・発光素須アレイ・除電素子
アレイ等て選択的に除電もしくは更には逆極性帯電させ
て目的の画像情報に対応した静電潜像を形成させ、その
潜像を現像手段で現像剤により顕像化し、その顕像(可
転写画像)を転写材(第2の画像担持体、一般には紙を
主とするシート状転写材、転写用紙)の面に転写手段で
転写し、画像転写を受けた転写材は定着手段で像定着さ
せて画像形成物として装置外へ排出させ、画像転写後の
画像担持体たるトラム面やベルト面はクリーニンク手段
て清浄面化して繰り返して作像に供する構成になってい
る。
画像担持体面に電子写真法・静電記録法、その他の適宜
の作像下、法にて形成相持させた可転写画像を転V月面
側へ転写する画像軸η′手段としては転−ゲ帯電器(コ
ロナ放電器)が一般に使用されている。
第7図はその例を示している。図において8は画像担持
体てあり、本例では回転ドラム型の電子写真感光体(以
下ドラムと略記する)とする。aは1〜ラム8の回転方
向を示している。18はこのドラム面に形成されたプラ
ス電荷潜像、17はその潜像を顕画化(正規現像)して
いる現像剤粒子(トナー)であり、マイナス帯電してい
てプラス電荷潜像との電気的な引き合いでIくラム8面
の潜像部に14着している。
13は1へラム8面に接近対向させて設けた転写・;(
シミ器である。この転写帯電器13とトラム8との間に
不図示の給紙部から1枚宛給送された転写材19かレタ
ス1ヘローラ12てドラム8の回転角と同期とりされて
トラム8の回転周速と同じ移動速度で搬送される。
この搬送転写材19の背面に転写帯電器13によりプラ
ス極性(現像剤粒子17の帯電電荷極性とは逆極性)の
電荷20がイ」与されることによってドラム8面側のマ
イナス極性の現像剤粒子17をドラム8面から引き剥す
力か生し、トラム8而側の現像剤粒子17即ち顕画像(
可転写画像)が搬送転写材19の面に順次に転写17a
されていく。
転写域(トラム8と転写帯電器13との間 )を通過し
て画像転写17aを受けた転写材部分はドラム8面が分
離されて不図示の画像定着器へ案内される。
転η:材19はレジスターローラ12により搬送される
が、転写域においては背面電荷20の作用てトラム8に
吸着されることで搬送力を得、転写側19の後端がレジ
スターローラ12をgれた後はこの吸着力のみで搬送さ
れる。
ドラム8面側から転写材19而俳1への画像転写は、ド
ラム上のプラス電荷潜像18とマイナス極性の現像剤粒
子17の引力なfl、転写帯電器13により転写材19
の背面に付与されたプラス極性の電荷20とマイナス極
性の現像剤粒子17の引力なf2とすれば、f、<f2
である必要があり、これを満たすべく十分な電荷量が転
写側19には付与されねばならない。これを各種の環境
条件や転写材に対応できるようにするために、−般的に
転写側19の背面にイ・]与される電荷量は、通常の使
用条件において必要な最小限値よりも過剰な値に設定さ
れている。
しかしながら上記のような転写帯電器を画像転写手段と
する画像形成においては、特に近年市場需要の多い複写
機や小型プリンタにおいては、以下のような欠点・不具
合が指摘されている。
(1)転写材19がトラム8と接する以前に転写材19
に背面電荷20か付t5−されると、一般にその電荷量
は必要最小限の値よりは大きいこともあり、現像剤粒子
17が転写紙19にドラム8の間隙を飛んで転写紙19
上に引き寄せられ文字囲りにとびちった画像か生じる。
これを防ぐためには転写帯電器13の開「1を絞れば良
いか、プリンタの小型化に応じてドラム8か小径化する
に従い開口も狭くせねばならす、とびちりを無くすと却
フて電荷量が不足してしまい転写不良を生ずるという二
律背反現象がある。
(2)転写材19の後端がレジスターローラ12を離れ
た後の搬送力はドラム8への転写材19Q)背面電荷2
0による吸着力であるか、ドラム8が小径化するに従い
トラム8の曲率は大きくなり転写材19とトラム8の吸
着域は狭くなり、従って吸着力も下る。
その結果、転写材19のN−量が大きい場合などにドラ
ム8と転写材19が十分同期して搬送できなくなり、転
写材後端域の転写ズレが顕著になる。
(3)コロナ放電による転写帯電器13を用いる場合、
コロナワイヤへの印加電圧は放電の安定化を図り、更に
背面電荷20を十分に与えるためには3〜5キロボルト
の高圧とする必要がある。これは電源のコストを高くし
、小型プリンタの場合にはコスト圧迫要因として無視で
きない要素となる。
一方、上記のような問題点を有する転写帯電器に代わる
有効な他の画像転写手段としてバイアス転写ローラ式が
開発されている。
即ち、画像担持体面に所定の押圧力をもって押し付けら
れて画像担持体面の面移動方向に順方向に回転し、目つ
電圧(画像担持体側の可転写画像の電荷極性とは反対極
性の電圧、或は交流(交互)電圧)が印加された若しく
は接地された転写ローラと画像担持体との間に形成され
るニップ部に画像担持体の面移動状態においてシート状
転写材を導入して通過させることにより画像担持体面に
形成担持されている可転写画像をシート状転写材面側へ
順次に転写させるものである。
第4図はその例を示している。18aは画像担持体とし
ての回転ドラム型の電子写真感光体くドラム)8の面に
形成されたマイナス電荷潜像であり、本例の場合はこの
潜像面をマイナス帯電の現像剤粒子17で反転現像して
顕画化している(例えばレーザビームプリンタにおいて
、感光体面をマイナス極性に−・様帯電し、その帯電面
をレーザビーム走査露光して画像の文字部(黒部)に相
当する部分の電荷を減衰させ、反転現像によりその電荷
減衰部分に現像剤を付着させたもの)。
22は弾性体で、比抵抗が105〜1010Ωcmの範
囲の材質からなる転写ローラ、23はその芯金である。
この転写ローラ22は画像担持体たるドラム8に対して
略平行にしてドラム8面に所定の押圧力をもって押し付
けてあり、ドラム8の回転に伴ない回転する。又このロ
ーラ22には芯金23を介してバイアス電源24により
+500〜+ 100OVの電圧が印加されている。A
はトラム8と転写ローラ22とのニップ部(転写域)で
ある。
このニップ部Aに不図示の給紙部から1枚宛給送された
転写材19がレジストローラ12でドラム8の回転角と
同期とりされてドラム8の回転周速と同じ移動速度で導
入される。転η′材19はトラム8と転写ローラ22と
のニップ部Aを通過していく過程でドラム8面に対して
押し付けられ、又その背面に転写ローラのバイアス電圧
を受けることによりドラム8而側の現像剤粒子17即ち
顕画像が転写材190而(ドラムとの対向面)に順次に
転写17aされていく。20は転写ローラ22のバイア
ス電圧により乗った転写材背面電荷である。
このバイアス転写ローラ式は転写帯電器式との対比にお
いて次のような有利点がある。
■低電圧の転写・・・従来のコロナ放電による転写にお
いては、前述のように4〜5KVの電圧が放電ワイヤに
印加されねばならず、転写材19の背面電荷20は一般
に過剰となるため、転写の前工程でドラム8上の顕画像
を作っている現像剤粒子エフが転写材19に引寄せられ
る文字回りのとひちりのみならず、転写の後工程で転写
用材19かドラム8から離れた後に、背面電荷20か近
接導体等に放電して文字が乱れ、現象としてはやはり文
字回りのとびちりが発生することかあり、これを防ぐた
めに転写帯電器13の開[1を狭くしたり、転写後工程
で背面電荷20を除電するなどの手段を要した。しかし
バイアス転写ローラ式の場合、本例においては、転写ロ
ーラ22への中力[冒往圧は+500〜+100OVと
低くて済み、転写制御9の背面電荷20も必要最小限に
抑えられるため、文字回りのとびちりは生じない。これ
は反転現像のため現像剤17と反対極性の電荷がドラム
8上に存在しないので第7図に示したようなマイナスの
現像剤17とドラム8上のプラス電荷の吸引作用かない
ために、転写帯電器式の場合の正規現像の場合よりも低
い電界で転写が可能なためである。
結果的に転写帯電器式よりも出力電圧が115〜1/1
0で済ませられるために、バイアス電源24やその出力
を転写ローラ22に伝えるコードのコストは低くなると
いう効果を生じる。
■転写材のバックアップ・・・転写域においては転写材
19はドラム8と転写ローラ22の形成する、転写材1
9の厚さより広くはない隘路に導入される。従)てドラ
ム8が小径となっても転写帯電器式のように転写材19
かトラム8への吸着力を失って転写ズレが生じることは
ない。
上記のように有利点のあるバイアス転写ローラ式にも改
善すべき次のような問題点がある。
即ち、トラム8の回転周速■と転写ローラ22の見掛け
の外径から定まる周速Vか等しくなるように設7;1シ
て1〜ラム8と転写ローラ22か作るニップ部Aに転写
材19を導くことにより、転写を行フたところ、紙シワ
、画像スレが発生した。
上記の原因を推察したところ、ドラム8に比べて転写ロ
ーラ22の硬度が小さいためにトラム8と転写ローラ2
2のつくるニップ部Aか第5図に示すようにトラム8が
転写ローラ22を押しつぶすように形成されており、ニ
ップ部Aでの転写ローラ径が見掛は上の外径よりも小さ
くなるためにニップ部Aの中央における転写ローラ22
の速度がドラム8の周速よりも遅くなり、転写材19の
搬送性が不安定となるために発生すると考えられる。
転写材19として特に秤量約100 g/m2以−トの
厚紙や封筒を用いた場合には、紙が所謂あばれることに
より画像ズレか発生しやすく、秤量約40gem2程度
の薄紙においては紙シワか発生しやすいことも判った。
上記のような紙シワ、画像ズレの発生についていま少し
詳しく考察する。
まず、ドラム8の半径をr、[mm]、転写ローラ22
の半径なr2[mm]、ニップ部Aの巾をn[mm]と
したきのニップ部中央点jでの転写ローラ22の半径R
[mm]を求めてみる。
即ち、第6図の模型図において、ドラム8と転写ローラ
22のつくる弦の長さをl [mm]、ドラム中心0お
よび転写ローラ中心0′から弦までの距離をそれぞれx
[mm]とy [mm] 、ニップ部Aの人1]点jと
中央点jかドラム中心0となす角をθ、(0)とすると
、 x=rlcos θ1 式(]) 、 (2)式より よってR=x+y−rl ・・・・・・・・・・・・(4) となる。
而して、1〜ラム8の周速なVとすると、ニップ部Aの
中心点jにおける転写ローラ速度V′はy′=−Xv・
・・・・・・・・・・奉(5)となる。
実際にドラム径を30[mm]、転写ローラ径を16 
[mm] 、 ニーツブ部Aの巾を4 [mm]、ドラ
ム周速を30π=94.25  [mm/sec]の画
像形成装置については、 R=  7.78 [mm] 7′=  91.37 [mm/sec]となりニップ
部Aの中央点jにおける転写ローラ22の速度V′がド
ラム周速に比べて3.05%もスピードが遅くなってい
る。
また第5図に示したように転写ローラ22はトラム8に
押しつぶされニップ部Aの幅方向両端から転写ローラ2
2がはみ出すように変形している。そのためローラ径も
一様ではなく、ニップ部への中央が最も小さく(R)、
ニップ部からはみ出している部分Bが最も太きく (R
′)となっており、転写ローラの周速もニップ部Aの中
央点jが最も遅く、ニップ部からはみ出している部分B
が最も速くなっている。即ちニップ部A内て速度分布が
あることにより、紙シワ、画像ズレか発生しており、転
写ローラ22の見掛けの外径から求まる周速■をトラム
8の周速Vと等しくなるように設計を行っても安定した
紙搬送性は得られないと考察される。
本発明はバイアス転写ローラ式におけるE記のような、
転写側の紙シワや画像ズレの問題点を解消することを目
的とするものである。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、画像担持体面に所定の押圧力をもって押しイ
」けられて画像担持体面の面移動方向に順方向に回転し
、且つ電圧が印加された若しくは接地された転写ローラ
と画像担持体との間に形成されるニップ部に画像担持体
の面移動状態に−おいてシート状転写材を導入して通過
させることにより画像担持体面に形成担持されている可
転写画像をシート状転写材面側へ順次に転写させる方式
の画像形成装置において、転写ローラと画像担持体との
ニップ部にシート状転写材が導かれて画像転写か実行さ
れているとき該ニップ部の中央部における転写ローラと
画像担持体との面移動速度が等しくなるように、転写ロ
ーラの見掛けの外径から定まる転写ローラ周速を画像担
持体の面移動速度よりも大きく設定した、ことを特徴と
する画像形成装置である。
又本発明は上記の発明装置において、更に使用するシー
ト状転写材の秤量に応じて転写ローラの周速を変更可能
である、ことを特徴とする画像形成装置である。
(作用) 即ち、転写ローラの見掛けの外径から求まる周速を画像
担持体の面移動速度と等しくなるように設定するのでは
なく、上記のように転写ローラと画像担持体とのニップ
部の中央部における転写ローラと画像担持体との面移動
速度が等しくなるように、転写ローラの見掛けの外径か
ら定まる転写ローラ周速を画像担持体の面移動速度より
も大きく設定することにより、ニップ部に導入した転写
材の搬送性が安定化し、該導入転写材面に対して画像担
持体面側の可転写画像の転写が終始安定して良好に実行
され、実際上、後述の実施例・実験例に示すように転写
ローラと画像担持体のニラブ部における両者間の面移動
速度ずれて生じる転写材搬送性変化による紙シワや画像
ズレをみないことを知見して本発明を完成したものであ
る。
又使用するシート状転写材の秤量に応じて転写ローラの
周速を変更可能にすることにより、転写旧の秤量の違い
により生じる転写ローラと画像担持体のニップ部におけ
る転写材搬送性変化を適切に補正・修正する処置ができ
、種々の秤量の何れの転写材についても紙シワや画像ズ
レなくニップ部を安定に通過させて画像転写を安定に良
好に実行させることが可能となる。
(実施例) 実施例 1(第1・2図) 第1図は本発明に従う画像形成装置の一例の概略図であ
り、本例の画像形成装置は電子写真方式のレーザビーム
プリンタ(LBP)である。
8は中心軸8aを中心に矢示a方向に所定の周速度Vて
回転駆動される画像担持体としてのドラムべJ電子写真
感光体(以下トラムと略記)である。
回転ドラム8は帯電手段としてのコロナ帯電器7により
その外周面に均一に所定極性の−様な帯電(−次帯電)
を受ける。
次いでその帯電処理面にレーザビームスキャナ25によ
り、不図示のホストコンピュータ・ワードプロセッサ等
からの出力画像情報(時系列電気画素信号)に対応する
変調レーザビーム走査露光りを受けることによりレーザ
ビームの照射を受けたドラム面部分の帯電電荷が減衰し
てドラム8而に目的画像の静電潜像が順次に形成(情報
書き込み)されていく。
その静電潜像は現像器9により反転現像されて現像剤(
トナー)により顕画化されていく。
一方、給紙機構の転写材収容部(例えばベーパーカセッ
ト)から転写材19が給紙ローラ10により1枚宛縁り
出し給送され、レジストローラ12によりドラム8の回
転角と所定に同期とり(タイミング合せ)されてドラム
8と転写ローラ22とのニップ部Aに導入され、ドラム
8面側の顕画像たる現像剤像が前述第4図で説明したよ
うに転写材19面に順次に転写されていく。
ドラム8と転写ローラ22とニップ部Aを通過して像転
写を受けた転写材19はドラム8面から分離されて定着
器14へ導入され、像定着を受けて画像形成物(プリン
ト)として機外へ出力される。
像転写後のドラム8而はクリーニング装置15て転写残
り現像剤の回収除去を受けて清浄面化され、又前露光器
(LEDアレイ等)16により一様露光を受けて各部均
一に除電されて電気的メモリの消去を受け、繰り返して
像形成に供される。
レーザビームスキャナ25は、インターフェイスコント
ローラ1、レーザ駆動回路2、レーザダイオード3、コ
リメータレンズ31、ポリゴンミラー4、f−θレンズ
5、反射ミラー6等からなる。ホストコンピュータやワ
ードプロセッサなどから出力されてくる時系列電気画素
信号(電気信号化された文字やその他の画像情報)はイ
ンターフェイスコントローラ1に人力して信号処理され
、その出力に対応してレーザ駆動回路2でレーザダイオ
ード3が制御され該レーザタイオート3から変調レーザ
光が出力される。出力レーザ光はコリメータレンズ31
により集光され、回転するポリゴンミラー4に投射され
、f−θレンズ5やポリゴンミラー4の面倒れを補正す
る光学系(不図示)、及び反射ミラー6を経てドラム8
面に至り、トラム8の回転方向とは直角な方向(ドラム
母線方向)に偏向される。これによりドラム8の帯電処
理面がレーザビームして主走査され、ドラム8の回転に
伴なう面移動(副走査)でドラム8面に、レーザタイオ
ード3から出力される目的画像情報に対応した変調レー
ザ光に応じた静電潜像か形成されていく。
転写ローラ22については本発明に従って、第2図に示
すようにニップ部Aの中央における転写ローラ22の速
度V′がドラム8の周速■と等しくなるように転写ロー
ラ22の見掛けの外径から定まる周速■を調節してやる
。即ち、前述(5)式よりv=v ’ −(R/r2 
)Vであり、転写ローラ22の周速Vは ■   −−■ ・・・・・・・・・・・・(6) を満たせばよい。
〈実験1〉 トラム径30 [nun] 、転写ローラ径16[mm
]、ニップrl]4[mm]、ドラム周速■=30π[
mm/5eclの画像形成装置において、転写ローラ2
2の見掛けの外径から定まる速度■を■   −−■ としてニップ部Aの中央における転写ローラ速度V′を
ドラム8の周速Vに等しくしたところ紙シワ、画像ズレ
のない画像が得られた。
以上のようにニップ部中央における転写ローラ22の速
度V′をトラム8の周速■に等しくすることにより、紙
搬送性が向上し・、画像ズレ、紙シワの生しない画を提
供できる。
実施例 2(第3図) 実施例1では転写材の秤量によらずドラム8の周速■と
ニップ部中央における転写ローラ22Q〕速度V′が等
しくなるように転写ローラ22の周速Vを可変してやっ
た。しかし転写材19として用いる紙の秤量の違いによ
り必すしもドラム8の周速Vと転写ローラ22のニップ
部中央における速度V′が一致している場合において、
最適な紙搬送性を示すとは限らない。転写材19として
例えば秤N100g/cm2以上の厚紙などを用いた場
合、トラム8と転写ローラ22のつくるニップ部Aか通
紙時において非通紙時に比べて大きくなるため、ニップ
部Aての転写ローラ22の速度V′かドラム周速Vより
小さくなってしまう。そこで紙種に応じて転写ローラ2
2の周速■を切換える実施例を第3図に刀にす。
即ち実施例1の画像形成装置(第1・2図)において、
転写材19として秤量が100g以上のJq紙、封筒な
とを使用する場合には転写ローラ22の周速■を実施例
1に比べて2%はと速く回転させることによりニップ部
Aでの転写ローラ22の厚紙通紙時における見掛は上の
周速v′をトラム8の周速Vと等しくすることかてきる
尚、転写ローラ周速を切換えることは、2種類の異なる
歯数のキヤを転写ローラ22の駆動に使用し、スイッチ
のON、OFFでキヤを切換えることにより可能である
〈実験2〉 実験1て使用した画像形成装置を用いて転写月19とし
て秤量135 g/m2の厚紙、および封筒を使用した
実験1と同し転写ローラ周速V = 97.11  [
mm/sec]ては厚紙・封筒とも紙搬送性が不安定と
なり、画像ズレか発生した。
次に転写ローラ周速Vを表1に示すようにV−97,1
1[mm/sec]に対して1%アップ(UP)、2%
アップ、3%アップしたところ2%アップの場合におい
て、厚紙、封筒とも画像ズレのない良好な画像を得るこ
とができた。
表  1 × ゛ズレ大であり実用不可 △  ズレは中程度 O:ズレは軽微であり実用上問題なし ◎  ズレは発生せず 以上によりn量の大きな厚紙、封筒を用いる場合にはド
ラム8に比べて5%はど転写ローラ22を速く回転させ
ることにより、紙搬送性をさらに安定させて画像ズレを
防止できることが判ったが、実施例1と合わせて種々に
応じて転写ローラ周速を切換えることにより、常に安定
した紙搬送性を示すことができる。
(発明の効果) 以上のように本発明によれば、バイアス転写ローラ式の
画像形成装置について転写ローラと画像担持体のニップ
部における両者間の面移動速度ずれて生しる転写材搬送
不安定による紙シワや画像ズレの発生を防止して常に安
定に良好な画像形成物を出力させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の−・実施例の画像形成装置(電子写真
方式LBP)の概略構成図、第2図は感光体ドラムと転
写ローラの周速説明図、第3図は第2の実施例装置にお
ける感光体ドラムと転写ローラの周速説明図、第4図は
バイアス転写ローラ式の画像転写原理図、第5図・第6
図は感光体ドラムと転写ローラの周速説明図、第7図は
転写帯電器の画像転写原理図である。 8は画像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体
、22は転写ローラ、24はバイアス電源、19は転写
材。 特許出願人  キャノン株式会社 て 区 C’J 娘 α1さ 、11 〉 O 味 ぐ 穀

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)画像担持体面に所定の押圧力をもって押し付けら
    れて画像担持体面の面移動方向に順方向に回転し、且つ
    電圧が印加された若しくは接地された転写ローラと画像
    担持体との間に形成されるニップ部に画像担持体の面移
    動状態においてシート状転写材を導入して通過させるこ
    とにより画像担持体面に形成担持されている可転写画像
    をシート状転写材面側へ順次に転写させる方式の画像形
    成装置において、 転写ローラと画像担持体とのニップ部にシート状転写材
    が導かれて画像転写が実行されているとき該ニップ部の
    中央部における転写ローラと画像担持体との面移動速度
    が等しくなるように、転写ローラの見掛けの外径から定
    まる転写ローラ周速を画像担持体の面移動速度よりも大
    きく設定した、ことを特徴とする画像形成装置。
  2. (2)使用するシート状転写材の秤量に応じて転写ロー
    ラの周速が変更可能である、ことを特徴とする請求項1
    記載の画像形成装置。
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