JPH0425885A - 転写装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は転写式画像形成装置の転写装置に関する。

より詳しくは電子写真・静電記録等の作像プロセスによ
り第１の像担持体としての感光体・誘電体等に目的の画
像情報に対応した可転写像（トナー像）を形成担持させ
、その第１の像担持体面の可転写像を該像担持体面に第
２の像担持体としての転写材をバイアスを印加した転写
部材で当接させることで該転写材面側へ転写させる方式
の転写装置に関する。

（従来の技術） 第６図に上記のような転写手段を利用している画像形成
装置の一例の概略構成を示した。

本例の画像形成装置は電子写真プロセス利用のレーザー
ビームプリンタ（ＬＢＰ）である。

１は第１の像担持体としての回転ドラム型の電子写真感
光体（以下、ドラムと記す）である。

該トラム１は矢印の時計方向に所定の周速度（プロセス
スピード）をもって回転駆動され、その回転過程で一次
帯電器２によりマイナスの所定の暗電位ＶＤに一様に帯
電処理される。

３はレーザーど−ムスキャナであり、不図示の画像読取
装置・ワードプロセッサ・コンピュータ等のホスト装置
から入力される目的画像情報の時系列電気デジタル画素
信号に対応して変調されたレーザービームを出力し、前
記のように一次帯電器２でマイナスに一様帯電されたド
ラム１面が該レーザービームで走査露光されることで露
光部分は電位絶対値が小さくなって明電位ｖＬとなり回
転ドラム１面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形
成されていく。

次いでその潜像は現像器４によりマイナスのトナーで反
転現像（レーザー露光部Ｖ　、にトナーが付着）されて
顕像化される。

現像器４は回転駆動される現像スリーブ４ａを有し、そ
のスリーブ外周面にマイナスの電荷をもったｌ・ナーの
薄層がコートされてドラム１面と対向し、スリーブ４ａ
にはその絶対値がドラム１の暗電位Ｖ。よりも小さく、
明電位ＶＬよりも大きな現像バイアス電圧Ｖ。Ｃが印加
されていることで、スリーブ４ａ上のトナーがドラム１
の明電位ｖＬの部分にのみ転移して潜像が顕像化（反転
現像）される。　一方、給紙トレイ１４上に積載セット
されている第２の像担持体としての転写材１５か給紙ロ
ーラ１３の駆動により１枚宛繰り出し給送され、搬送ガ
イド１２ａ、レジストローラ対１０・１１、転写ガイド
８・９を経由して、ドラノ・、１とこれに当接させた転
写部材としての転写ローラ５とのニップ部（転写部）へ
ドラム１の回転と同期とりされた適切なタイミングをも
って給送されて該給送転写材１５の面にドラム１面側の
トナー像か順次に転写されていく。

転写部を通った転写＄、Ｊ’　１５はドラム１面から分
離され、搬送カイト１２ｂで定着器７へ導入されて転写
トナー像の定着を受け、画像形成物（プリント）として
排紙トレイ１６へ出力される。

転写材分離後のドラム１面はクリーニンク装置６で転写
残りトナー等のドラム面残留物の除去を受けて清浄面化
されて縁り返して作像に供される。

転写部材としての転写ローラ５の抵抗値は１０８−９Ω
ｃｍ程度のものか適当である。

転写ローラ５を、Φ２０ｍｍ、芯金Φ８ｍｍ、ローラ長
２２ｃｒｎ、ローラ硬度３０°　とし、Φ３０ｍｍのド
ラム１への加圧を１．４Ｋｇとすると転写ローラ５とド
ラムｌで形成するニップ幅は２．５ｍｍ程度となる。こ
のとき転写ローラ芯金と転写ローラとドラムで形成する
ニップ間の抵抗は、転写ローラとして２．５ｘ　１０８
Ωｃｍ（２Ｋ、　Ｖ印加）のゴム材を使用した場合には
２×１０８Ωとなる。

ゴム材はその抵抗をゴム材中にカーボンや金属酸化物を
添加分散することにより調整している。

このようなゴム材は、製造時に若干抵抗値が振れたり、
環境により抵抗値が変動する。

このような抵抗値変動が生しても安定して転写を実行さ
せるために、非転写時に像担持体面の暗電位部に当接し
ている転写部材に定電流のバイアスを印加し、その時発
生する電圧をもとに転写時に転写部材に印加する電圧を
決定する転写電圧制御構成・方法が提案されている（特
願昭６３−２７６１０６号）。

具体的にこの制御構成を説明する。上述例の画像形成装
置について、プロセススピード９０ｍ　ｍ　／　ｓ　ｅ
　ｃ　、　　ドラムφ３０ｍｍ、転写ローラφ２０ｍｍ
、ドラムの暗電位ＶＤ＝−７００Ｖ、明電位ＶＬ＝−１
５０Ｖ、反転現像、現像バイアスＶｏｃ＝　５００Ｖ、
転写ローラ５の加圧力１．４Ｋｇ、転写材は７０ｇ／ｍ
２の普通紙、の条件の場合を示す。

第６図において、１８は転写ローラのバイアス電源であ
り、定電流電源としても、定電圧電源としても使えるよ
うに構成されている。１９は転写ローラバイアスの電圧
検出手段、２１はＣＰＵ、２２はＩ１０ポート、２３は
メモリ、２０はアースである。

画像形成装置の各プロセス機器はＣＰＵ２１によりシー
ケンス等の所定の制御を受けて作像プロセス動作が実行
されるが、ここでは転写バイアスの制ｍについてのみ述
べる。

■まず、非通紙時（非転写時；ドラム１及び転写ローラ
５は回転しており、−成帯電器２によるドラム１周面の
所定の一次帯電（暗電位ＶＯ）が実行され、露光・現像
は実行されていない状態時）に転写ローラ５にはバイア
ス電源１８からトラム１上の暗電位Ｖ。を下げない最大
電流ＩＤ＝２０μＡの定電流のバイアスが印加される（
転写ローラ５の定電流制御）。

このときの電圧が電圧検出手段１９て検知される。その
検知電圧をｖＴとする。

■次に通紙時（転写時；露光・現像か実行され、転写部
へ転写材１５が給送された状態時）には上記の検知電圧
ｖＴを係数倍した電圧ａ−Ｖア　（ここでは係数ａは１
とする）をバイアス電源１８を定電圧電源として転写ロ
ーラ５に印加する（転写ローラ５の定電圧制御）。

このときの転写ローラ５の抵抗値が異なる場合の転写ロ
ーラ５への印加電圧と、転写ローラに流れる通紙時（転
写時）・非通紙時（非転写時）の電流の関係を第７図に
示す。ここでの転写ローラはカーボン・酸化亜鉛を導電
性付与剤として発泡ＥＰＤＭ中に添加して抵抗値を調整
したものである。

第７図は転写ローラ５が適性抵抗値のときの転写電圧Ｖ
Ｔと、ドラム１のＶＤ電位部へ流れる電流■。と、通紙
時の電１？Ｅ　Ｉ　Ｔの関係を示しており、通紙時の電
流ＩＴは転写材１５としての紙が最も高抵抗の場合であ
る。一方、転写を充分性なうために通紙時の転写型：ａ
ＩＴは最低７μ八以上は必要である。このときの転写電
圧なＶＰとする。第７図かられかるように転写ローラ５
の抵抗値が適性の場合には転写電圧Ｖアは最低転写に必
要な電圧ｖＰに比べ若干大きな値を示す。

このようにｖ７はＶＰよりも大きな値でなければいけな
いが、あまり大きすぎると感光体たるドラム１−Ｆの電
位を下げてしまったり、ドラム１の絶縁耐圧を越えてリ
ークを発生するので、大きすぎてもいけない。この電圧
なＶ、とすると、本構成ではその■３は３．２ＫＶ程度
てあった。ＶＰ−ＶＫの電圧範囲を転写可能電圧範囲と
呼ぶことにする。

〜（発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、上記従来例のような転写バイアス制御構
成では、転写部材としての転写ローラ５の抵抗が高い場
合や環境変動で転写ローラ５の抵抗が高くなった場合、
転写に最低必要な電圧ＶＰよりも転写電圧ｖＴが高くな
り過ぎ、逆に、転写ローラ５の抵抗が低い場合や環境変
動により転写ローラ５の抵抗が低くなった場合には、転
写電圧ＶＴが低くなり過ぎてラチュード（ＶＰ　　ＶＫ
の電圧範囲）が狭くなってしまうという問題があった。

第８図は転写ローラ５の抵抗値が使用可能な抵抗値範囲
の上限（高抵抗）にある場合における印加電圧−転写ロ
ーラ電流の関係グラフであり、第７図の適性抵抗値であ
る場合との対比において転写に最低必要な電圧ＶＰより
も転写電圧■７が高くなり通きた状態となる。つまり、
ＶＴが４．５に、Ｖであるか、ｖＰは２．９にＶ程度で
ある。このように最低必要な電圧ｖＰよりもかなり大き
な電圧ＶＴを転写ローラ５に印加していることになる。

このような場合は高圧電源１８の負荷か大きくなり、装
置構成上沿面距離を大きく取らなければならない等の不
都合が生じる。また転写ローラ５に印加する電圧ｖＴが
大きくなると、使用する用紙によっては画質も低下する
。例えば転写ニップ前でドラム１からトナーが紙に転移
して起こる飛び散り、転写電圧ＶＴが紙の絶縁耐圧を越
えるために発生するリーク跡が画像欠陥として現れてし
まう。

第９図は、逆に、転写ローラ５の抵抗値が低くて使用可
能な抵抗値範囲の下限にある場合における同関係グラフ
であり、転写電圧ＶＴ＝２ＫＶに対して、最低転写に必
要な電圧ｖＰが２ＫＶとほぼ一致してしまい、転写電源
の公差などを考えると、転写性に対するラヂュードが狭
くなってしまう。

第１０図に転写ローラ抵抗の電圧依存特性のグラフを示
す。

Ｒ７・Ｒ８・Ｒ９は夫々前述第７図・第８図・第９図で
の各転写ローラ、即ち適性抵抗値ローラ、高抵抗値ロー
ラ、低抵抗値ローラの抵抗の電圧特性を示すものである
。で示した範囲は使用可能な電圧範囲であり、○印は前
述した方法により得られる転写電圧■７を示す。

このように転写部材としての転写ローラ５の抵抗が低い
場合（Ｒ９）には、転写電圧ｖＴは使用可能な電圧範囲
の下限とほぼ等しくなり、抵抗が高い場合（Ｒ８）には
、使用可能な電圧範囲の上限とほぼ等しくなり、電源の
公差が大きい場合などに画像上の弊害を生じることがあ
る。

本発明は上記に鑑みて提案されたもので、この種の転写
装置について、転写部材の抵抗値が製造条件や環境によ
って変化した場合でも、その転写部材の使用可能電圧範
囲内の最適電圧で常に適正に転写を行なえるようにした
転写装置な提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、 可転写像を形成担持させた像担持体面に転写材をバイア
スを印加した転写部材て当接させて像担持体面側の可転
写像を転写材面側へ転写させる転写装置であり、 転写時に転写部材に印加される電圧が下記の転写電圧算
定式で算出される電圧ＶＴ／に制御される、ことを特徴
とする転写装置 である。

（Ｖア　−ｖ１　） Ｖア／＝　　　　　　　　十Ｖ　。

Ｖア：非転写時に像担持体面の暗電位部に当接している
転写部材に定電流バイアスを印加し、その時発生する電
圧。

ａ　：定数。

ｖｌ　ニ一定値であり、使用可能な転写部材の代表抵抗
値に対応する代表電圧。

（作　用） 即ち、前述したように非転写時（非通紙時）の像担持体
面の暗電位部に当接している転写部材に定電流バイアス
を印加し、その時発生する電圧を係数倍した電圧をもっ
て転写部材を転写時（通紙時）に定電圧制御する従来方
式では転写部材の抵抗値が大きい場合には制御転写電圧
が大きくなり過ぎ、抵抗値が小さい場合には転写可能電
圧範囲の最低値と同じくらいに低くなり、前述のような
問題点を生じるのであるが、上記の転写電圧算定式で算
出される電圧値ＶＴ／をもって転写部材を転写時に定電
圧制御すると、その算定電圧値ｖ、／はとの抵抗値の転
写部材でも転写可能電圧範囲のほぼ中央の値となり転写
性に対するマージンが広くとれるようになる。さらには
抵抗値の高い転写部材を使った場合の最大電圧を抑える
ことができるので、高圧電源の負荷を小さくすることか
できる。抵抗値の低い転写部材を使用した場合には、非
通紙時の帯電メモリー（紙跡）か画像上に出やすくなる
か、転写部を転写材が通過するときたけ転写バイアスを
印加すればよいので特に問題とはならない。

かくして転写部材の抵抗値が製造条件や環境によって変
化した場合でも、その転写部材の使用可能電圧範囲内で
常に適正に転写を実行させることができる。

また、転写材が普通紙の場合には、転写電圧を転写可能
電圧範囲の中央付近に設定することができることで、普
通紙の転写のラチュードを広げることができる。

さらに転写材の抵抗値が高い場合や絶縁耐圧が高い場合
には転写バイアスを適宜任意に高くして転写性を向上す
ることができる。

また転写材の抵抗値が低い場合や絶縁耐圧の低い転写材
の場合には転写バイアスを転写可能電圧範囲の下限に設
定して高圧電源の負荷を小さくすることもできる。

ｌ は最適抵抗値の転写ローラを使用した場合（実　施　例
） 〈実施例１〉（第１・２図） 第１図の画像形成装置においてプロセス機器・作像プロ
セス自体は前述第６図例のものと同様であるから再度の
説明を省略する。

ドラム１の一次帯電ＶＩ）は−７００■、現像剤の帯電
はマイナス、現像スリーブ４ａに印加される現像バイア
ス■Ｄｃは一５００■である。使用転写材１５は７０　
ｇ　／　ｍ　２の普通紙である。

転写ローラ５のバイアス制御は非通紙時（非転写時）は
トラム１の電位に紙跡の発生しない最大電流Ｉ。（本例
では２０μＡ）を印加しての定電流制御がなされる。そ
して電圧検出手段１９によりそのときの電圧ＶＴが検知
される。

通紙時（転写時）はその電圧ＶＴをもとにして下式で演
算される転写電圧ＶＴ／をもって定電圧制御される。

（高抵抗ローラ） Ｒ９は下限抵抗値の場合 の適正転写バイアスの代表値である（前述第１０図の最
適抵抗値ローラＲ７のＯや、後述する第２図の同ローラ
Ｒ７の・に相当する）。

例えば最適転写ローラ抵抗２Ｘ１０５Ω（２ＫＶ印加時
）のときＶ、は２．８ＫＶとなる。

定数ａは実験により求めればよく、本発明者等の行った
検討によれば１．１〜３程度であればよいとわかった。

本実施例ではａ＝１．６の場合を示す。

従フて転写電圧ｖＴ′は、 とすることができる。

このようにＶＴ′を演算決定した場合の各抵抗値のロー
ラの抵抗値の電圧依存特性と、転写電圧ＶＴ／の関係を
第２図に示した。

Ｒ７は最適抵抗値のローラの場合、Ｒ８は抵抗値が使用
可能範囲の上限抵抗値のローラの場合（低抵抗ローラ）
を示している。

印は転写可能電圧範囲を、○印は■１の値を、・はＶＴ
／の値を示している。

第２図かられかるようにＶアはローラ抵抗値か大きい場
合（Ｒ８）には大きくなり、抵抗値か小さい場合（Ｒ９
）には転写可能電圧範囲の最低値と同しくらい低くなる
が、転写電圧■ア／はどの抵抗値のローラＲ７・Ｒ８・
Ｒ９でも転写可能電圧範囲のほぼ中央の偵とすることが
出来、転写性に対するマージンが広くとれるようになる
。

さらには抵抗値の高い転写ローラ（Ｒ８）を使った場合
最大電圧を抑えることができるので、高圧電源１８の負
荷を小さくすることができる。

抵抗値の低いローラ（Ｒ９）を使用した場合には、非通
紙時の帯電メノリー（紙跡）が画像上に出力しやすくな
るので、転写部を紙が通過するときたけ転写バイアスを
印加すればよいので特に問題とはならない。

〈実施例２〉（第３・４図） 前述の実施例１では使用転写材１５が７０ｇ／ｍ２の普
通紙である場合を示したが、本実施例は使用転写材１５
が１００ｇ／ｍ２以上の厚紙やＯＨＰ用紙等の絶縁耐圧
の大きなものまたは抵抗値の大きなものである場合を示
す。

このような転写材の場合には転写電圧を上げても飛ひ散
りゃ、リーク跡といった画質的な問題は発生しにくい。

そこでできるだけ高い電圧で転写を行うことが転写性の
面から望ましい。

そこで先に示した転写電圧を求める式 ７式％） に於てＶｌの値を最大抵抗値のローラ（Ｒ８）を使用し
た場合のｖ７、ここでは４．５ＫＶ、ａはやはり実験に
より任意に求めれば良（ａ＝１．２とする。

このＶ、・ａの切り換えは例えば第３図に示すような紙
種の切り換えスイッチ２５を切り換えることによりＣＰ
Ｕ２１による電圧制御時の定数Ｖ１　・ａを切り換えら
れるようにしておけば良い。

またプリンタとして使用するＬＢＰの場合にはホスト装
置側から紙種指定をし、ｖｌ　・ａを自動切り換えさせ
ても良い。

よってこの場合、通紙時転写ローラ印加する転写電圧Ｖ
Ｔ／は となる。

以上のように厚紙またはＯＨＰのときに定数Ｖ１及びａ
を変更することにより第４図に示すようなローラ抵抗値
と転写電圧の関係を得ることができる。この場合、どの
抵抗値のローラ（Ｒ７・Ｒ８・Ｒ９）でも転写ローラに
印加する電圧を転写可能な電圧範囲の上限とすることが
でき、厚紙やＯＨＰの転写性を向上することができる。

なお、前述実施例１の第１図において、２５はこの実施
例２と同じ目的において装置外装部１７の適所に設けた
紙種の切り換えスイッチを示している。

〈実施例３〉（第５図） 本実施例では使用転写材１５が抵抗の低い紙の場合や薄
紙のように転写材の絶縁耐圧が低い場合を示す。

抵抗の低い紙や５０ｇ／ｍ２程度の薄紙などの場合には
普通紙（７０ｇ　／　ｍ　２程度）に比べあまり大きな
転写電圧は必要としない。このような転写材を使用する
場合、転写電圧Ｖア／は転写可能な電圧範囲の下限で充
分である。そこで先に示した転写電圧ｖ丁′を求める式 に於てＶ、を最低抵抗値のローラ（Ｒ９）を使用した場
合のＶア、ここでは２ＫＶとし、ａは実験により任意に
求めた値、ここではａ＝２を代入しとすることにより第
５図に示すようなローラ抵抗値と転写電圧ｖ、′の関係
を得ることかできる。

以上のような構成にすることにより、抵抗の低い紙や薄
紙の場合に必要な電圧を上げることなく、良好な転写を
行うことかできる。

転写部材は上述したようなローラ体に限るものではなく
、回動ベルト体等であってもよい。

（発明の効果） 以上のように本発明は、可転写像を形成担持させた像担
持体面に転写材をバイアスを印加した転写部材で当接さ
せて像担持体面側の可転写像を転写材面側へ転写させる
転写装置について、転写部材の抵抗値が製造条件や環境
によって変化した場合でも、その転写部材の使用可能電
圧範囲内の最適電圧で常に適正に転写を行なえるもので
、所期の目的がよく達成される。

〜／− ４、図面簡単な説明 第１図は本発明に従う転写装置を適用した第１の実施例
としての画像形成装置の概略構成図。

第２図は転写ローラの電圧−抵抗特性を示す図。

第３図は第２の実施例としての画像形成装置の概略構成
図。

第４図は転写ローラの電圧−抵抗特性を示す図。

第５図は第３の実施例における転写ローラの電圧−抵抗
値特性を示す図。

第６図は従来の転写制御方式に従う転写装置を適用した
画像形成装置例の概略構成図。

第７図乃至第９図は各種抵抗値の転写ローラの電圧−電
流特性を示す図。

第１０図は転写ローラの電圧−抵抗特性を示す図。

は像担持体としての電子写真感光体ドラム、は転写部材
としての転写ローラ、 は転写材、 はバイアス印加電源、 は電圧検出手段、 はＣＰＵ、 は紙種の切り換えスイッチ。

第 図 第 図 印加電圧（ｋ） 糸 印加電圧（ｋｖ） 第 図 印加電圧（ｋｖ） 印加電圧（ｋ切 印加電圧（ｋＶ） ↑ 第７ニ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）可転写像を形成担持させた像担持体面に転写材を
   バイアスを印加した転写部材で当接させて像担持体面側
   の可転写像を転写材面側へ転写させる転写装置であり、 転写時に転写部材に印加される電圧が下記の転写電圧算
   定式で算出される電圧Ｖ＿Ｔ′に制御される、ことを特
   徴とする転写装置。 Ｖ＿Ｔ′＝（Ｖ＿Ｔ−Ｖ＿１）／ａ＋Ｖ＿１Ｖ＿Ｔ：非
   転写時に像担持体面の暗電位部に当接している転写部材
   に定電流バイアスを印加 し、その時発生する電圧。 ａ：定数。 Ｖ＿１：一定値であり、使用可能な転写部材の代表抵抗
   値に対応する代表電圧。
2. （２）転写電圧算定式が使用される転写材の種類に応じ
   て切換えられることを特徴とする請求項１記載の転写装
   置。