JPH0385576A - 画像形成装置 - Google Patents

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】 （１）発明の目的 （産業上の利用分野） この発明は静電複写機、同プリンタ等静電転写プロセス
を利用する画像形成装置、とくにその転写装置に関する
ものである。

（従来技術と解決すべき課題） 走行する像担持体表面に形成した可転写トナー像を、前
記像担持体に当接配置した転写ローラなと接触型の転写
手段をそなえた転写部位に搬送すると同時に、該部位に
紙などの転写材を供給し、これととともに、該転写手段
に転写バイアスを印加して、トナー像を転写材に転移さ
せるように構成した画像形成装置は従来から周知である
。

このような画像形成装置において転写手段として使用さ
れる、たとえば、転写ローラでは、その体積抵抗値が約
１０’Ωｃ１１１程度の低抵抗の導電性部材、あるいは
体積抵抗が１０’〜１０”Ωａｍ程度の中体積抵抗の導
電性部材を、定電圧制御または定電流制御する様に構成
されている。

第４図は上述のような周知の画像形成装置の典型的な構
成を略示する側面図であって、紙面に垂直方向に軸線を
有する回転円筒状の像担持体１の表面のＯＰＣ感光層が
、−成帯電用の帯電ローラ２によって、−様に、例えば
−７５０Ｖに負帯電され、該帯電面に、画像変調された
レーザビームが投射されて当該部分の電位が減衰して静
電潜像が形成される。

この潜像が現像器４を配設した現像部位に到来すると、
該現像器４から負帯電トナーが供給され、反転現像によ
ってトナー像が形成される。

ついで、このトナー像が、像担持体１とこれに圧接する
転写ローラ７からなる転写部位に達すると、これにタイ
ミングを合わせて、搬送路６から転写材Ｐが該転写部位
に案内され、これとともに転写ローラ７には電源９によ
って、トナーとは逆極性の転写バイアスが印加され、よ
って形成される電界の作用によって像担持体側のトナー
像は転写材に転移する。

トナー像を担持した転写材Ｐは転写部位から離れて不図
示の定着部位に搬送されるとともに、転写材に転移せず
、像担持体ｌに残る残留トナーはクリーナ１０の位置で
除去され、像担持体ｌは次の画像形成工程に入り得る状
態となる。

上記の装置においては、転写ローラとしては、直径５ｍ
＋−の芯金のまわりに厚み５．５ｍｓ＋のスポンジ層を
形成し、ローラ硬度が約３０°　（アスカ−Ｃ）、外径
１６ｏ＋ｍ、軸方向長さ２４３ｍｍに構成してあり、芯
金両端に配設したばね８によって夫々５５０　ｇｒ、総
圧１１００ｇｒで像担持体１に圧接して、ニップ巾４Ｉ
ＩＩ■として用いた。

帯電ローラ２によって像担持体表面を一７５０■（暗電
位Ｖ、）に帯電したのち、レーザビームを照射して当該
部分の電位を約−１００Ｖ（明電位ｖＬ）に減衰させて
静電潜像を形成し、これに負帯電トナーを付着させて、
反転現像によってトナー像を形成した。

また、この場合、プロセススピードは２４−■／ｓｅｅ
とした。

このような装置によって、転写ローラ７を、体積抵抗が
１０’Ωｃ１１程度の低抵抗材料のものを使用すると以
下のような問題が生ずる。

これについて説明する。

第５図は、前記のような装置に、ＯＨＰ用紙、１２８ｇ
ｒ／ｍ”の転写紙のような厚紙、低温低湿環境下に放置
された普通紙などのような、表面抵抗が体積抵抗に比し
′て高くなっている転写材を通紙した場合における、転
写ローラ７に印加した電圧とこれに流れる電流の関係（
Ｖ−Ｉ特性という）を示すグラフである。

転写ローラの抵抗値は、像担持体１と同形状のＡＩ２ド
ラムに該ローラを当接させてローラの芯金に＋５００Ｖ
を印加したときに１０’Ωを示した。

同図で、×印は非道紙部、即ち像担持体表面が暗電位ｖ
Ｉ）となっている前回転時、紙間などにおける、○印は
ベタ自画像出力時、・印はベタ黒画像出力時の夫々Ｖ−
Ｉ特性を示す。

良好な転写性を得るためには、ある量以上のベタ黒電流
を流す事が必要であり、前述の装置の場合には、０．５
μ八以上の転写電流が必要であることが実験の結果判明
している。即ち、前記の転写ローラを使用した場合、約
ｔｏｏｏｖ以上の転写バイアスが必要であることが第５
図のグラフから明らかである。

反面、像担持体に一定量以上の転写電流が流れると該表
面に転写メモリーとして電荷が残り、このために、次の
画像形成工程において、帯電手段による帯電では暗電位
の絶対値が低下した状態になって充分な暗電位が得られ
ず、地力ブリを発生し、この現象はとくに低温低湿環境
下において顕著である。

前述の装置の場合、像担持体に５μＡ以上の転写電流が
流れると、確実に地力ブリを発生することが実験的に確
認されている。

これを要するに、第５図から判るように、低温低湿環境
下では転写に適正な条件が存在しないことになる。

前述のような、低抵抗の転写材の場合に好適な転写電流
が得られないことについて以下に略述する。

低温低湿環境に放置した転写紙、その表面抵抗が１０”
Ωｃｍ程度に高くなっており、通常の環境下における値
、１０”〜１ＱｌｌΩＣＩＩに比して２桁上昇している
。前述のように、転写ローラの抵抗値は１０１ΩＣ■で
、転写紙の表面抵抗、これよりも１桁程度低い体積抵抗
よりも、さらに数桁低いので、転写電流は、事実上転写
紙の抵抗値によって決まってしまうことになる。

印加バイアスを上げれば転写電流は上昇するが前述のよ
うに地力ブリの問題があって、事実上不可能であり、結
局、低温低湿環境下では、低抵抗の転写ローラですべて
の転写材に好適な転写電流を得ることは困難である。

また、転写材の表面抵抗が高い場合、裏面に、画像部と
非画像部とに対応する電位差が生じ、これを前記の装置
によって具体的に云うと、暗電位Ｖ０を一７５０Ｖ、明
電位ｖＬを−１ＯＯＶ、トナー像部電位−１８０■、転
写バイアスを＋５００ｖとすると、画像部では表裏で約
１２５０Ｖ、非画像部では約６８０Ｖの電位差が生じ、
これに相当する分だけ裏面に電荷が溜ることになる。

この電位差は１表面抵抗が高いためにそのまます維持さ
れ、画像部の転写電流が不足ぎみで転写材へのトナー保
持力が小さいため、トナー像を形成するトナーが非画像
部へ飛散して画質の劣化を招来することになる。

このような観点から云っても、転写ローラのような接触
転写方式の場合には低抵抗の転写手段を使用するのは好
ましくない。

そこで、次に体積抵抗がｌＯ６〜ＩＱＩｓΩＣ■程度の
中抵抗転写ローラが使用される理由について説明する。

通常環境下ないしは低温低湿環境下で、＋２０００ｖ印
加時に約１０’Ωｃｍを示す転写ローラを前述の装置に
適用した場合、このローラは紙の抵抗値による転写電流
への影響が小さく、また転写ローラ自体が抵抗を有して
いるので、前回転時、紙間などにおいても、電流が流れ
すぎることはない。

前記装置において、地力ブリのない良質の画像を得るた
めには、転写バイアスを２ＫＶとしたとき、約５ｘ　１
０”　〜２．　５Ｘ　１０”　ＱｃｔａＯ）転写ローラ
を用いればよいことが実験により、また後述の第７図々
示のグラフから明らかである。

また、第６図からも明らかなように、画像部と非画像部
との紙裏にかかる電位差も、２７５０Ｖと２１８０Ｖと
、前述の低抵抗ローラの場合に比して小さく、トナーの
飛び敗りも少ない。

第７図は、暗電位■。＝−７５０Ｖ、像担持体上のトナ
ー像の電位を一１ｓｏｖ、転写ニップ部における転写紙
の抵抗を２ＸＩＯ”Ω、プロセススピード２４ＩＩＩｌ
／ＳｅＣとしたとき、低温低湿環境下に放置した転写紙
を、低温低湿環境下で通紙して、ベタ黒画像を出力した
場合を示し、転写電流が０．５μＡとなる位置を・印（
Ｉｓ＝０．５μＡ）のカーブで示し、前回転１紙間など
で転写電流が５μＡとなる位置を○印（１，＝５μＡ）
のカーブで示しである。

前記前者カーブの下側で転写電流が０．５μＡ以上とな
り、後者カーブの上側で転写電流が５μ八以下となり１
図示斜線部分が転写ローラの抵抗値の許容範囲となる。

同図から判るように、転写バイアスを＋２ＫＶとした場
合の転写ローラの抵抗値のラチチュードは約５×１０′
′〜約２．５ＸＩＯ”Ωとなるが、この領域は生産上非
常に不安定であり、０．７５桁のラチチュードでこのよ
うな転写ローラを大量生産することは事実上不可能であ
る。

たとえば、ポリオールとイソシアネートを重合して抵抗
を調整したエラストマーポリウレタンや適宜のイオン性
添加剤を添加して抵抗を調整したエラストマーポリウレ
タンは、印加バイアスに対して第７図にΔ印で示すよう
な抵抗値変化を示すが、０．７５桁のラチチュード内で
抵抗を調整して量産するの困難である。

本発明は以上罎々説明した実情に鑑みてなされたもので
あって、像担持体に圧接する転写手段を備え、両者の圧
接ニップ部を転写部位として転写材を通過させ、転写部
位が非画像領域にあるときには転写手段を定電流制御、
または予め設定された値で定電圧制御し、このときの電
圧ないしは電流を検知して、画像領域の場合には、前記
検知した電圧ないしは電流に対する電圧で転写手段を定
電圧制御する画像形成装置において、転写手段に所定の
バイアスを印加したときに体積抵抗値が所期の値の範囲
内にあるような部材で構成することによって、転写手段
の適正抵抗値のラチチュードを大巾に拡大して、転写手
段の量産を可能にし、良質の画像を得られる接触型の転
写手段を備えた画像形成装置を容易に得られることを目
途とするものである。

（２）発明の構成 （課題を解決する技術手段、その作用）上記の目的を達
成するべく、本発明は、像担持体と、これに圧接する転
写手段とをそなえて両者が当接する転写部位を形成して
おり、該転写部°位転写材が存在しない非通紙時には、
転写手段を定電流制御し、通紙時には、前記定電流制御
時の電圧を基準として転写手段を定電圧制御する画像形
成装置の転写装置において、前記転写手段が、これに印
加した電圧の絶対値が、１０００Ｖから、転写バイアス
用電源の最大出力電圧値の範囲にあるときに、その体積
抵抗値が１０６０ｃｍからＩＱＩＩΩｃ１１の範囲にあ
る弾性抵抗部材で構成されていることを特徴とするもの
である。

このように構成することによって、転写ローラなどの転
写手段の製作を容易成らしめて、低コストで量産を可能
とし、この種の画像形成装置の供給を大量かつ安定して
行なうことを可能成らしめる。

（実施例の説明） 第１図は本発明を適用するに適した画像形成装置の構成
を略式する概略側面図であって、前述の公知装置と対応
する部分には同一の符合を付して示してあり、それらに
ついての説明は省略する。

この装置は、感光体１と転写ローラ７が当接する転写部
位に転写材が存在しない非通紙時には、転写ローラを定
電流制御、または所定電圧で定電圧制御し、転写材が存
在する通紙時には、定電流制御時の電圧で転写手段を定
電圧制御する、ＡＴ■Ｃ制御手段１３を具備しており、
該ＡＴＶＣ電源の最大出力は４０００Ｖとした。

転写ローラ７はＥＰＤＭ発泡ゴムに複酸化物を分散させ
て抵抗値を調整したものを用い、その抵抗値は印加バイ
アスによって第２図にΔ印の点線で示すように変化する
ものとする。

図示の歯装置の作動について述べると、感光体ｌが帯電
ローラ２によって一様に％−７５０Ｖに帯電され、該帯
電面が画像変調されたレーザビーム１２によって走査さ
れて、当該部分の電位が一１００Ｖ程度に減衰して静１
１潜像が形成されるものとする。

トナー像は第３図に示すシーケンスに従うＡＴｖＣ制御
された転写ローラ７によって転写材Ｐに転写される。

ＡＴＶＣ制御は、前回転時、紙間では５．０μＡで定電
流制御を行ない、このときの電圧をホールドして、通事
時には該電圧値で定電圧制御するものとする。

抵抗２０００Ｖを印加したときに２．２Ｘ　１０　”Ω
となる転写ローラを用いた場合、第２から、ＡＴＶＣ電
源１３は最大出力の４０００Ｖをホールドして、通紙時
には４０００Ｖで定電圧制御を行なう。

このとき、低温低湿環境に放置した転写紙でベタ黒画像
を出力した場合、０．５μＡの転写電流が得られ、転写
性は良好である。

このときの抵抗は＋４０００Ｖ印加時でも、約６．５Ｘ
１０”Ωとなり、第２図に斜線で示すラチチュードには
いる。

抵抗２０００Ｖ印加時に１．３Ｘ１０”Ωを示す転写ロ
ーラを用いいると、ホールド電圧は１０００ｖとなり、
低温低湿環境に放置した転写紙でベタ黒画像を出力した
場合、０．５μＡの転写電流が得られ、良好な転写性が
得られる。

この時の転写ロー二の抵抗値は＋１０００Ｖ印加で約３
．５ＸＩＯ’Ωである。

すなわち、本発明の場合第２図に示したラチチュード範
囲全域を使用することができ、転写ローラへ＋２０００
Ｖ印加時のラチチュードは、１．３ＸＩＯ’Ωから２．
２Ｘ１０”Ωまでとなり、前述の公知の場合の０．７５
桁に比して２．１桁と３倍近くまで許容範囲が拡大され
るので、転写ローラの量産に極めて好都合である。

第２図から明らかなように、転写ローラへの印加バイア
スがｔｏｏｏｖ以下では、紙の抵抗の影響を受けて転写
電流が流れなくなり、１ＯＯＯＶ以上、ＡＴＶＣ電源の
最大出力値（この場合４０００Ｖコ以下で、約２Ｘ１０
”Ωから５Ｘ１０１０Ωの範囲内の体積抵抗を有する転
写ローラを使用するのがよい。

転写ローラへの印加バイアスに対する抵抗値の特性をよ
り急峻になるように変化させさらに、プロセススピード
を変化させる場合を考慮すると、体積抵抗値としては１
０’ΩＣＩＩ＋から１０”ΩＣａｌのものが実用に耐え
得るといえる。

体積抵抗値が１０”００ｍをこえると、印加バイアスが
１０００ＯＶを越えてしまうので実用的でない。また、
１０’ΩＣ１１以下では、紙の抵抗による影響が大きく
、ＯＨＰ用紙などでは、とくにＬ／Ｌに放置したもので
は転写不良となる。

以上説明したように、本発明によるときは、転写ローラ
の抵抗値のラチチュードを従来に比して約３倍に拡大で
き、該ローラの量産が容易になり、転写ローラなどの接
触型の転写手段を用いた方式の実用化を可能ならしめる
ことになる。

なお、以上、印加電圧によって抵抗値が変化する転写ロ
ーラの場合について述べたが、印加電圧に対して抵抗値
がほぼ一定になる、例えばウレタンエラストマーのよう
な公知の転写ローラについて、ＡＴＶＣ制御した場合に
も、従来よりも抵抗値のラチチュードを拡大出来ること
は明らかである。

（３）発明の詳細 な説明したように、本発明によるときは、像担持体に当
接する店主手段を使用する画像形成装置において、転写
手段の抵抗値のラチチュードを大巾に広げることが可能
であり、これによって、実質的に均質な、転写ローラな
どの転写部材の量産が可能となるので、低コストで接触
型の転写手段をそなえた画像形成装置を提供することが
出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用するに適した画像形成装置の要部
の概略側面図、 第２図は本発明による転写ローラの使用可能範囲を示す
グラフ、 第３図は同上装置のシーケンスを示す図、第４公知の画
像形成装置の作動を説明するための概略測面図、 第５図は低体積抵抗（ｔｏ’ΩＣ１１以下）の転写ロー
ラのＶ−Ｉ特性を示すグラフ、 第６図は中体積抵抗（１０６〜ＩＱＩＩΩＣ１１）の転
写ローラのＶ−Ｉ特性を示すグラフ、 第７図は公知の画像形成装置の転写部材の使用可能範囲
を示すグラフである。 １・・・感光体、２帯電ローラ、４・・・現像器、７・
・・転写ローラ、１０・・・クリーナ。 図面の浄書（内容に変更なし） 第 図 第４ 図 第 図 転写丘切通バイアス 第６ 図 転写印加バイアス 第 図 転写印加電圧 手続ネ南正書（方式） ％式％ １、事件の表示 特願平１−２２１７６７号 ２、発明の名称 画像形成装置の転写装置 ３、補正をする者 事件との関係　　出願人 住所 名称　　　キャノン株式会社 ４゜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 像担持体と、これに圧接する転写手段とをそなえて両者
   が当接する転写部位を形成しており、該転写部位転写材
   が存在しない非通紙時には、転写手段を定電流制御し、
   通紙時には、前記定電流制御時の電圧を基準として転写
   手段を定電圧制御する画像形成装置において、 前記転写手段が、これに印加した電圧の絶対値が、１０
   ００Ｖから、転写バイアス用電源の最大出力電圧値の範
   囲にあるときに、その体積抵抗値が１０＾６Ωｃｍから
   １０＾１＾３Ωｃｍの範囲にある弾性抵抗部材で構成さ
   れていることを特徴とする転写装置。