JPH0594104A - Transfer roller of electrophotographic type printer and transfer method thereof - Google Patents

Transfer roller of electrophotographic type printer and transfer method thereof

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JPH0594104A
JPH0594104A JP7634092A JP7634092A JPH0594104A JP H0594104 A JPH0594104 A JP H0594104A JP 7634092 A JP7634092 A JP 7634092A JP 7634092 A JP7634092 A JP 7634092A JP H0594104 A JPH0594104 A JP H0594104A
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JP
Japan
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transfer roller
toner
net
transfer
nip width
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JP7634092A
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Japanese (ja)
Inventor
Cummins Thomas
トーマス・カミス
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HP Inc
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Hewlett Packard Co
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  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
  • Handling Of Cut Paper (AREA)
  • Wet Developing In Electrophotography (AREA)

Abstract

PURPOSE: To increase a nip width and to prevent the occurrence of null characters by reducing a pressure per unit area between a transfer roller and a printing medium. CONSTITUTION: The transfer roller 10 is provided with an internal core member 12 functioning as the rotary shaft of the transfer roller 10 and a deformable cylinder 14 constituted of a member surrounding the core member 12 in a tight contact state and made of a prescribed material having prescribed thickness, volume resistivity and deformation ratio. The deformable cylinder 4 is coated with a thin insulating material 16, When it is in operation, the thin insulating material 16 comes into contact with the printing medium 26. That is, when the cylinder 14 formed of the selected material having the selected thickness, volume resistivity and deformation ratio is compressed inward in a direction of the core member 12 for regulating the rotary shaft of the transfer roller 10 and begins deforming, the nip width and a contact zone are increased between the transfer roller 10 and the printing medium 26, and a total pressure applied between the transfer roller 10 and the printing medium 26 is reduced. According to the operational characteristics, the occurrence of the null characters is prevented.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は一般に画像を光導電体か
ら隣接する媒体へと転写するための電子写真式印書装置
に関し、特に転写される画像の印書品質を高めるため、
媒体と密接して動作する新規かつ改良された転写ローラ
に関する。
FIELD OF THE INVENTION This invention relates generally to electrophotographic printing apparatus for transferring an image from a photoconductor to an adjacent medium, and more particularly to improving the printing quality of the transferred image.
It relates to a new and improved transfer roller that works closely with the media.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子写真式印書の分野において、潜像を
有機光導電体から隣接する印書媒体へと転写するために
現在利用されている画像転写システムには二つの主要な
形式のものがある。これらのシステムの一つは光導電体
が媒体と直接的には接触せず、画像を光導電体から印書
媒体へと転写するために静電式に動作するコロナ放電シ
ステムである。コロナ・システムは転写効率に優れ、転
写された画質もかなり良好である。しかし、これらのコ
ロナ・システムは極めて高圧で動作させる必要があり、
それに対応してオゾンが生成されることを含む幾つかの
明確な欠点がある。更に、これらのコロナ・システム
は、ある種の高度な印書品質を要する用途として鮮明さ
が要求される転写文字の、縁部分の尖鋭さを作成するこ
とが出来なかった。
BACKGROUND OF THE INVENTION In the field of electrophotographic printing, there are two major types of image transfer systems currently used to transfer latent images from organic photoconductors to adjacent printing media. There is. One of these systems is a corona discharge system in which the photoconductor is not in direct contact with the media, but operates electrostatically to transfer the image from the photoconductor to the print media. The corona system has excellent transfer efficiency and the transferred image quality is quite good. However, these corona systems need to operate at very high pressures,
There are some distinct drawbacks, including the corresponding production of ozone. In addition, these corona systems have been unable to produce edge sharpness for transfer characters, where sharpness is required for certain high print quality applications.

【0003】電子写真式印書の分野の別の形式の画像転
写システムはいわゆるローラ・システムであり、光導電
体は隣接する媒体と密接し、転写効率も同程度に高く、
オゾンを発生せずに画像を作成する形式のものである。
これらのローラ・システムは二倍の直流動作電圧を必要
とするコロナ・システムと比較して1ないし3キロボル
トと、比較的低い直流バイアス・レベルを利用する。こ
れらのローラ・システムのコストは設計がそれほど複雑
ではなく、機械部品が少なくてすむのでコロナ・システ
ムのコストよりもかなり少ない。更に、ローラによって
隣接する媒体と密接する電荷面が得られるので、ローラ
転写された文字の縁部の尖鋭さはコロナ・システムより
も優れている。
Another type of image transfer system in the field of electrophotographic printing is the so-called roller system, in which the photoconductor is in close contact with the adjacent media and the transfer efficiency is as high.
It is a type that creates an image without generating ozone.
These roller systems utilize a relatively low DC bias level of 1 to 3 kilovolts as compared to corona systems which require double DC operating voltage. The cost of these roller systems is significantly less than the cost of corona systems due to its less complex design and fewer mechanical parts. Moreover, the sharpness of the edges of the roller-transferred characters is superior to the corona system because the rollers provide a charged surface that is in intimate contact with the adjacent media.

【0004】これらのローラ・システムの転写力は静電
力と機械力の双方を組合せたものであり、機械力は媒体
とトナーを補足的に適応させ、転写される文字の縁部の
画質を高めるために必要である。しかし、この形式の転
写ローラ・システムでは、空気のイオン化と、媒体の広
範な範囲にわたる許容量を越えたトナーの乱れを防止す
るために、ローラの材料と直流バイアス・レベルを厳密
に選択することが必要である。そのうち、トナーの乱れ
に関してはあらゆる環境条件の元で制御が困難であり、
更に、ローラ・システムは用紙が光導電体及びその上の
トナーと常に接触しているので、トナー及び隣接する用
紙の繊維の双方又は一方による不都合な汚染の問題にさ
らされる。
The transfer force of these roller systems is a combination of both electrostatic and mechanical forces, with the mechanical force complimentarily accommodating the media and toner to enhance the image quality at the edges of the characters to be transferred. Is necessary for. However, this type of transfer roller system requires rigorous roller material and DC bias level selection to prevent air ionization and unacceptable toner perturbation over a wide range of media. is necessary. Of these, toner disturbance is difficult to control under all environmental conditions,
In addition, the roller system is subject to undesired contamination problems by the toner and / or the fibers of adjacent paper, as the paper is in constant contact with the photoconductor and the toner on it.

【0005】光導電体と媒体との間の接触ゾーンの面積
もローラ・システムの性能にとって極めて重要である。
この接触ゾーン、すなわちいわゆる“ニップ幅”は静電
電界強度と、トナー層に加えられる機械力の双方に影響
を及ぼす。転写ローラのサイズ及びその硬さの変化の双
方又は一方もローラ・システムの性能に悪影響を及ぼ
す。
The area of the contact zone between the photoconductor and the medium is also very important to the performance of the roller system.
This contact zone, or so-called "nip width", affects both the electrostatic field strength and the mechanical force applied to the toner layer. Variations in the transfer roller size and / or its hardness also adversely affect the performance of the roller system.

【0006】ローラ・システムにおける印書品質の主な
問題点の一つは、例えば黒の文字及び数字の輪郭内の
“空白文字”すなわち文字の空白であった。トナー画像
に加わる機械力と電気的力の組合せは、その圧力が場合
によって相互接触の領域で過度に高くなるような性質の
ものである。このことは他方ではトナーが光導電体から
転写され、媒体上に沈着せずに、光導電体の表面に付着
してしまう原因になる場合があることを意味する。最も
基本的なレベルで、この現象は一方では光導電体とトナ
ーとの、又、他方ではトナーと媒体との“引っ張り合
い”と例えることができる。更に、小さく狭い文字は、
小さい行と文字に作用する圧力分布(面積単位当たりに
加わる力)の結果、より大きい印字面積の場合よりも空
白の文字が発生する密度が高いことも明らかになってい
る。狭い行または、文字にはより大きく、広いものより
も、より狭い帯域に渡ってより高いピーク圧が加わるの
である。
One of the major problems with print quality in roller systems has been the "blank character" or blank of letters, for example, in the outline of black letters and numbers. The combination of mechanical and electrical forces exerted on the toner image is such that the pressure is sometimes too high in the area of mutual contact. This, on the other hand, means that the toner may be transferred from the photoconductor and stick to the surface of the photoconductor instead of being deposited on the medium. At the most basic level, this phenomenon can be compared to a "pull" between the photoconductor and the toner on the one hand and the toner and the medium on the other hand. In addition, small and narrow letters are
It has also been shown that the density of blank characters is higher than in larger print areas as a result of the pressure distribution (force applied per unit of area) acting on smaller lines and characters. Narrow lines or characters are subject to higher peak pressures over a narrower band than larger, wider ones.

【0007】上記のような空白文字の発生を除去もしく
は最小限にするための従来の方法の一つには、文字を媒
体に転写する間、光導電体と媒体との間に加えられる圧
力、すなわち面積単位当たりの力を弱める方法が含まれ
ている。この方法の例は、米国特許明細書第4,79
6,047号に開示されている。この方法は複数の媒体
ローラを利用する媒体移送構造を採用したものであり、
媒体が転写ローラの通常よりも大きい表面領域を包み、
これと適合できるように動作可能である。この機構では
一方ではローラと媒体の接触ゾーンの面積、すなわちニ
ップ幅が増大し、ひいてはトナーが光導電体から媒体へ
と転写される領域内の圧力が減少する。しかし、上記の
技術における多重ローラの使用によって、転写用ローラ
・システムの機械的複雑さとコストが増大し、更に多重
ローラが互いに、又、光導電体及び媒体と精密に同期的
に移動するようにするために高度の制御が必要になる。
更に、このような多重ローラは接触ゾーン、すなわちロ
ーラ、媒体及び隣接する光導電ドラム間のニップ幅を精
確かつ一定に保持するため媒体と転写ローラの双方に対
して厳密に位置決めし、かつ精確な方位と位置に保持さ
れなければならない。
One conventional method for eliminating or minimizing the occurrence of such blank characters is the pressure applied between the photoconductor and the medium during transfer of the characters to the medium. That is, a method of weakening the force per unit of area is included. An example of this method is described in US Pat.
No. 6,047. This method employs a medium transport structure that utilizes multiple medium rollers,
The media wraps over a larger than normal surface area of the transfer roller,
It is operable to be compatible with this. This mechanism, on the one hand, increases the area of the roller / media contact zone, ie the nip width, and thus reduces the pressure in the area where toner is transferred from the photoconductor to the media. However, the use of multiple rollers in the above techniques adds to the mechanical complexity and cost of the transfer roller system, and also allows the multiple rollers to move precisely relative to each other and to the photoconductor and the media. In order to do so, a high degree of control is required.
Further, such multiple rollers are precisely positioned and precise to both the media and transfer rollers to maintain a precise and constant contact zone, that is, the nip width between the roller, media and adjacent photoconductive drums. Must be held in orientation and position.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明の基本的目的及
び課題は例えば上記の米国特許明細書第4,796,0
47号に開示されているような複雑でコストが高い機械
的駆動機構に依存することなく、転写ローラの表面、媒
体及び光導電体表面の間の接触ゾーン、すなわちニップ
幅を増大するための新規かつ改良された方法を提供する
ことである。
The basic objects and problems of the present invention are, for example, the above-mentioned US Pat.
Novel for increasing the contact zone, i.e. the nip width, between the surface of the transfer roller, the media and the photoconductor surface, without resorting to complex and costly mechanical drive mechanisms as disclosed in US Pat. And to provide an improved method.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この目的と課題を達成す
るため、本発明に従って、隣接する媒体を光導電体の隣
接表面に対して、かつそれを越えて駆動するようにされ
た変形可能な転写ローラが発見され、開発された。この
変形可能な転写ローラにはその他の部品と並んで、ロー
ラの回転軸を規定する内部コア部材と、この内部コア部
材を囲み、かつこれと密接する、特定の材料、厚さ、体
積抵抗率及び変形率の変形シリンダとが含まれている。
To this end, and in accordance with the present invention, a deformable deformable drive for driving an adjacent medium to, and beyond, an adjacent surface of a photoconductor. The transfer roller was discovered and developed. The deformable transfer roller, along with other components, defines an inner core member that defines the axis of rotation of the roller and a specific material, thickness, volume resistivity that surrounds and is in close contact with the inner core member. And a deformation cylinder with a deformation rate.

【0010】変形可能なシリンダには好適に薄い絶対材
料が被覆されており、動作時にはこの薄い絶縁材料が隣
接する印字媒体と直接接触する。選定された材料、厚
さ、体積抵抗率及び変形率のシリンダが、ローラの回転
軸を規定する内部コア部材の方向に内側に圧縮され、変
形し始めると、ニップ幅及び転写ローラと媒体との間の
接触ゾーンは増大し、ひいては転写ローラと印字媒体と
の間に加わる全体的な圧力が減少する。ひいてはこの動
作上の特性によって、従来型の転写ローラの場合に発生
した前述の空白文字が無くなる。
The deformable cylinder is preferably coated with a thin absolute material, which in operation is in direct contact with the adjacent print medium. When the cylinder of the selected material, thickness, volume resistivity and deformation rate is compressed inward in the direction of the inner core member that defines the rotation axis of the roller and begins to deform, the nip width and the transfer roller and medium The contact zone therebetween is increased, thus reducing the overall pressure applied between the transfer roller and the print medium. This operational characteristic in turn eliminates the previously mentioned blank characters that occur with conventional transfer rollers.

【0011】本発明の別の課題は製造コストが比較的経
済的で、前述の変形可能なシリンダ部材を製造する際に
複数の材料を利用できる前述の形式の新規かつ改良され
た転写ローラを提供することである。前記の材料は特定
の転写ローラ・システムの印字品質及び印字速度の必要
性に応じて、絶縁体、抵抗、損失性誘電体及び導体の群
から選択することができる。
Another object of the present invention is to provide a new and improved transfer roller of the aforesaid type which is relatively economical to manufacture and which can utilize a plurality of materials in making the aforementioned deformable cylinder member. It is to be. The above materials can be selected from the group of insulators, resistors, lossy dielectrics and conductors depending on the print quality and print speed needs of the particular transfer roller system.

【0012】本発明の別の課題は、広範なオフィス環境
に応じて、導通性が高い、すなわち湿潤用紙と、抵抗が
高い、すなわち乾燥用紙のそれぞれに対応して一般に約
106 オーム・センチメートルから1012オーム・セン
チメートルまで変化する体積抵抗率の広範な種類の媒体
を使用して、空白文字を無くするように動作する前記の
形式の新規かつ改良された転写ローラを提供することで
ある。
Another object of the present invention is generally about 10 6 ohm centimeters for high conductivity or wet paper and high resistance or dry paper, respectively, for a wide range of office environments. To provide a new and improved transfer roller of the above type which operates to eliminate blank characters using a wide variety of media with volume resistivities varying from 1 to 10 12 ohm centimeters. ..

【0013】本発明の新規の特徴は静電式印字中に空白
文字を最小限にし、もしくは無くし、同時に充分に高い
静電トナー転写圧を保持するための、以下の段階からな
る方法を提供することである。すなわち、(a)転写ロ
ーラの表面と光導電体との間に位置する媒体に近接して
転写ローラを設け、(b)転写ローラの接触面とこれと
隣接する媒体との表面接触領域、すなわちニップ幅を増
大するために転写ローラの表面領域を変形し、(c)P
e =[EA +σnet /2εO ]・σnet と等しいニップ
幅、すなわち接触領域と対応する制御された非線型の静
電圧力対ニップ幅のドウェル・タイム(dwell t
ime)特性を確立する各段階である。ここに、|Pe
|はトナーに作用する静電圧、EA は時間により左右さ
れるトナーの上の静電界、εO は自由空間の許容性、
又、σnet はトナー上の正味電荷である。有効なトナー
転写の理想的な条件はトナー上で最大負圧を生成するこ
とである。本発明の上記の目的と課題及びそれに関連す
る利点と新規の特徴は添付図面を参照した以下の説明に
よって更に明確になるであろう。
A novel feature of the present invention is to provide a method comprising the following steps for minimizing or eliminating blank characters during electrostatic printing while at the same time maintaining a sufficiently high electrostatic toner transfer pressure. That is. That is, (a) the transfer roller is provided close to the medium located between the surface of the transfer roller and the photoconductor, and (b) the surface contact area between the contact surface of the transfer roller and the medium adjacent thereto, that is, The surface area of the transfer roller is deformed to increase the nip width.
The nip width equal to e = [E A + σ net / 2 ε O ] · σ net , ie, the controlled non-linear electrostatic pressure corresponding to the contact area versus the dwell time (dwell t) of the nip width.
ime) Each stage of establishing characteristics. Where | P e
│ is the electrostatic voltage acting on the toner, E A is the electrostatic field on the toner that depends on time, ε O is the tolerance of free space,
Also, σ net is the net charge on the toner. The ideal condition for effective toner transfer is to create maximum negative pressure on the toner. The above-mentioned objects and problems of the present invention and the advantages and novel features related thereto will be further clarified by the following description with reference to the accompanying drawings.

【0014】[0014]

【実施例】さて図1Aを参照すると、シリンダ状の変形
可能な転写ローラ10は、その回転軸を構成する内部コ
ア部材12を備えている。内部コア部材12は所定の厚
さ、体積抵抗率及び変形率の変形可能シリンダ14によ
って囲まれている。変形可能シリンダ14は好ましい実
施例ではショアかたさが15デュロメータ、厚さが2セ
ンチメータのポリウレタンのような導電材料から成って
いる。変形可能なシリンダ14はコア部材12と密接
し、それ自体の外面は25〜50ミクロンのテフロン
(登録商標)のような選定された絶縁材料の、薄い外部
防護被覆材料16によって包囲されている。一般に、内
部コア部材12は図示のように導体18によって直流電
源20に接続され、そこから一般に約1〜3キロボルト
である所定の直流バイアス電圧を受けるようにされてい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Referring now to FIG. 1A, a cylindrical deformable transfer roller 10 comprises an internal core member 12 which constitutes its rotational axis. The inner core member 12 is surrounded by a deformable cylinder 14 having a predetermined thickness, volume resistivity and deformation rate. The deformable cylinder 14 is made of a conductive material such as polyurethane having a Shore hardness of 15 durometer and a thickness of 2 cm in the preferred embodiment. The deformable cylinder 14 is in intimate contact with the core member 12 and its outer surface is surrounded by a thin outer protective covering material 16 of a selected insulating material such as Teflon 25-50 microns. Generally, the inner core member 12 is connected by a conductor 18 to a DC power source 20 as shown, from which it is adapted to receive a predetermined DC bias voltage, typically about 1-3 kilovolts.

【0015】図1Aに示した代表的な寸法の転写ローラ
の場合、導電性である内部ローラ、すなわちコア部材1
2は直径が約8ミリメートルであり、一方、外部被覆1
6の全直径は約32ミリメートルである。それによって
ローラ12の縁と外部被覆16の外面との間には約12
ミリメートルの間隔が残される。動作時には、変形可能
な転写ローラ10は図示のようにトナー層24が上に形
成されるように公知の電子写真式プロセスを利用して処
理された、より大きい従動有機光導電シリンダ22に対
して回転するように配置されている。
In the case of the transfer roller of the typical size shown in FIG. 1A, the conductive inner roller, that is, the core member 1 is used.
2 has a diameter of about 8 mm, while the outer coating 1
The total diameter of 6 is about 32 millimeters. Thereby, between the edge of the roller 12 and the outer surface of the outer coating 16 approximately 12
Millimeter spacing is left. In operation, the deformable transfer roller 10 is directed to a larger driven organic photoconductive cylinder 22 that has been processed using known electrophotographic processes to form a toner layer 24 thereon as shown. It is arranged to rotate.

【0016】媒体26は図示のように転写ローラ10上
の薄い被覆材料16の外面と、有機光導電体22上の薄
いトナー層24との間に位置している。このように、特
定のトナー層領域、すなわち例えば被制御レーザ光線に
よって現像された層24内の領域には、内部コア部材1
2に印加された直流電圧20によって媒体26へと静電
式に引き込まれ、それによって印字媒体26上に書き込
まれた文字、数字その他の画像が得られる。
The medium 26 is located between the outer surface of the thin coating material 16 on the transfer roller 10 and the thin toner layer 24 on the organic photoconductor 22, as shown. Thus, in certain toner layer areas, i.e. areas within layer 24 developed, for example by controlled laser radiation, the inner core member 1 is
The DC voltage 20 applied to 2 electrostatically draws it into the medium 26, which results in the writing of letters, numbers and other images on the print medium 26.

【0017】本発明が成される以前の変形不能の転写ロ
ーラを使用していた時点では、転写ローラの機械圧対ニ
ップ幅のドウェル・タイム特性は比較的険しく、面積が
狭いベル形の曲線を描き、それは印刷される特定の文字
に不要に高い機械圧と、単位面積当たりの力が加わるこ
とを意味していた。ひいては、それによってトナーが光
導電体の表面から転写され、媒体上に沈着せずに、光導
電体の表面に付着する原因ともなった。ひいては、この
現象により“空白”の文字が作成され、光導電ドラムか
ら媒体に適正に転写されなかったトナーに対応する白
い、未印刷の領域が文字中に生じた。
Before using the non-deformable transfer roller before the present invention, the transfer roller had a relatively steep dwell time characteristic with respect to the nip width, and a bell-shaped curve having a small area was formed. It was drawn, which meant that undesirably high mechanical pressure and force per unit area were applied to the particular characters printed. In turn, this caused the toner to be transferred from the surface of the photoconductor and not to be deposited on the medium but to adhere to the surface of the photoconductor. This phenomenon, in turn, created "blank" characters, resulting in white, unprinted areas in the characters corresponding to toner that was not properly transferred from the photoconductive drum to the media.

【0018】しかし、本発明に従って、変形可能な転写
ローラ10には著しく増大したニップ幅、すなわち媒体
26と転写ローラ10の間の実際の接触領域を表す増大
した接触ゾーンが備えられている。転写ローラと隣接す
る媒体との間のこの増大した接触領域は、以下に説明す
る図2A及び2Bでは点線で表され、この接触領域の増
大はこの接触ゾーンへの圧力の減少、すなわち単位面積
当たりの力の減少を意味し、それによってトナーの光導
電体22から印字媒体への転写が促進される。ひいては
この特徴によって、以前にはこのニップ幅、すなわち従
来型の変形不能な転写ローラと、それに隣接する印字媒
体との間の接触ゾーンに加わる過度な機械力に起因した
前記の空白文字が無くなる。しかし、上記の図1Aの転
写ローラの所望の回転速度は、所望の媒体移送速度及び
光導電ドラム24の回転速度と共に考慮すれば最高の印
字品質が得られるように最適化できることが当業者には
理解されよう。
However, in accordance with the present invention, the deformable transfer roller 10 is provided with a significantly increased nip width, that is, an increased contact zone representing the actual contact area between the medium 26 and the transfer roller 10. This increased contact area between the transfer roller and the adjacent media is represented by the dotted line in FIGS. 2A and 2B, described below, where the increased contact area reduces the pressure on the contact zone, ie per unit area. Of the toner, which promotes the transfer of toner from the photoconductor 22 to the print medium. This feature, in turn, eliminates the aforementioned blank characters previously due to this nip width, i.e., excessive mechanical force on the contact zone between the conventional non-deformable transfer roller and the adjacent print media. However, those skilled in the art will appreciate that the desired rotational speed of the transfer roller of FIG. 1A above can be optimized for best print quality when considered in conjunction with the desired media transport speed and rotational speed of the photoconductive drum 24. Be understood.

【0019】図1A及び2(A)に示すように転写ロー
ラを変形可能にすることによってニップ幅、すなわち接
触ゾーンに加わる機械力及び圧力を単に軽減するだけで
は不十分である。更に、いまや軽減されたニップに加わ
る機械力と共に以下のパラメタを考慮した上で、トナー
に作用する静電力を最適化しなければならない。
It is not sufficient to simply reduce the nip width, ie the mechanical force and pressure applied to the contact zone, by making the transfer roller deformable as shown in FIGS. 1A and 2A. In addition, the electrostatic force acting on the toner must now be optimized, taking into account the following parameters along with the now reduced mechanical force on the nip.

【0020】先ず第一に、静電圧の絶対値|Pe |は以
下の方程式1に従って、トナー上の正味電荷σnet とト
ナー上の平均静電界EAVG の積に等しいことを考慮す
る。
First of all, consider that the absolute value of the electrostatic voltage | P e | is equal to the product of the net charge σ net on the toner and the average electrostatic field E AVG on the toner according to equation 1 below.

【0021】方程式1:Pe =σnet ・EAVG そこで、平均静電界EAVG はトナー上の電界EA と、ト
ナーの下の電界EB ÷2の和に等しいので、|Pe |は
次のように表すことができる。
Equation 1: P e = σ net · E AVG Then, since the average electrostatic field E AVG is equal to the sum of the electric field E A above the toner and the electric field E B ÷ 2 below the toner, | P e | It can be expressed as:

【0022】 方程式2:Pe =σnet ・[EA +EB/2] この静電圧の絶対値|Pe |を更に変換し、以下の式に
従って表すことができる。
Equation 2: P e = σ net · [E A + E B / 2] The absolute value of this electrostatic voltage | P e | can be further converted and expressed according to the following equation.

【0023】 方程式3:Pe =[EA +σnet /2εO ]・σnet ここにεo は自由空間の許容性である。Equation 3: P e = [E A + σ net / 2ε O ] · σ net where ε o is the admissibility of free space.

【0024】さて、静電圧の上記の式|Pe |を、湿潤
用紙のすなわち導通性が高い106 オーム・センチメー
トルから、乾燥用紙の、すなわち抵抗が高い1012オー
ム・センチメートルまでに渡る用紙の抵抗率の可能な変
化に鑑みて考慮しなければならない。図2(B)に示し
たような静電圧伝達特性は、湿潤の、すなわち導通性が
高い媒体の場合は極めて短時間でその最大値の98%に
達し、一方、乾燥した用紙の場合(もしくは最悪の想定
の場合)は最大値の僅か55ないし60%にしか達しな
いので、|Pe |の最大値がpsiとパスカルの双方で
多くのドウェル・タイムtnip について計算され、用紙
の抵抗率は1012オーム・センチメートル、導通性コア
14のローラ・コアの抵抗率は、104 ないし1012
範囲にあるものと想定された。
Now, the above equation for static voltage | P e | ranges from 10 6 ohm centimeters for wet paper, ie high conductivity, to 10 12 ohm centimeters for dry paper, ie high resistance. It must be considered in view of the possible changes in paper resistivity. The electrostatic voltage transfer characteristic as shown in FIG. 2B reaches 98% of the maximum value in a very short time in the case of a wet medium, that is, in the case of a medium having a high conductivity, while in the case of a dry paper (or Since the worst case case) only reaches 55% to 60% of the maximum value, the maximum value of | P e | is calculated for many dwell times t nip in both psi and Pascal, and the paper resistivity is Was assumed to be in the range of 10 4 to 10 12 and the roller core resistivity of the conductive core 14 was 10 12 ohm centimeters.

【0025】さて図2Cを参照すると、これらの計算の
結果は表に示され、そこでは|Pe |の最大値は0.1
00秒ないし0.500秒まで変化する対応するtnip
ドウェル・タイムに応じて約0.11ないし0.20p
siの範囲である。ここで、 紙抵抗率=1012OHM:CM、ローラコア 抵抗率=104 −108 OHM−CM、Pa =N/
2 、 EA =トナーの上の電界、σnet =トナー正味電荷、 Pe =(EA +σnet /2EO )・σnet まさに、これらの結果はニップ幅をニップ、すなわち図
示した接触ゾーンを通過する媒体26の回転速度で割る
ことによって測定された|Pe |絶対値対tnip ドウェ
ル・タイムの結果をもたらした。この同じ一連の測定に
おいて、抵抗率が高い、すなわち透明な用紙の場合の静
電圧|Pe |最大値はpsiの単位で約0.07psi
であり、一方、最も湿潤した、すなわち最も導通性の高
い用紙26の静電圧は約0.27psi、すなわち図2
Cに示した|Pe |の最大範囲の境界の僅かに外側にあ
ることが観察された。
Referring now to FIG. 2C, the results of these calculations are tabulated, where the maximum value of | P e | is 0.1.
Corresponding t nip varying from 00 seconds to 0.500 seconds
About 0.11 to 0.20p depending on dwell time
It is the range of si. Here, paper resistivity = 10 12 OHM: CM, roller core resistivity = 10 4 -10 8 OHM-CM, P a = N /
M 2, E A = electric field on the toner, sigma net Non = toner net charge, P e = (E A + σ net / 2E O) · σ net exactly these results nip the nip width, i.e. the contact zone illustrated Results in the | P e | absolute value vs. t nip dwell time measured by dividing by the rotational speed of the medium 26 passing through. In this same series of measurements, the static voltage | P e | maximum value for high resistivity, ie, transparent paper is about 0.07 psi in psi.
While the wetted or most conductive paper 26 has a static voltage of about 0.27 psi, FIG.
It was observed to be slightly outside the boundary of the maximum range of | P e | shown in C.

【0026】本発明の精神と範囲から離れることなく、
前述の実施例で、又、それに加えて多くの修正を行うこ
とができる。例えば、本発明は前述の図1A及び1Bに
示した特定の材料、及び図1Aに示した機械的位置決め
及びバイアスの構成に限定されるものではない。特に、
図1Aの変形可能な軟性のコア部材14はポリウレタン
のフォームの代わりに別の導通性のフォームで形成する
ことができ、又、ユーザーの特定の需要に応じて更に導
通性が高いとみなされる損失性の誘電体、及び更に抵抗
率が高い材料も好適に利用することができる。例えば、
導通性が高い場合は、より低い直流バイアス・レベルと
より速い加工速度でより厚いコア材料を使用することが
できる。損失性の誘電材料はコア材料として使用できる
厚さを限定し、必要な直流バイアス・レベルを高める。
Without departing from the spirit and scope of the present invention,
Many modifications can be made to the embodiment described above and in addition. For example, the invention is not limited to the particular materials shown in FIGS. 1A and 1B above, and the mechanical positioning and biasing configurations shown in FIG. 1A. In particular,
The deformable flexible core member 14 of FIG. 1A can be formed of another conductive foam instead of polyurethane foam, and loss that is considered more conductive depending on the particular needs of the user. Dielectrics, and materials with even higher resistivity can be suitably used. For example,
Higher conductivity allows the use of thicker core materials at lower DC bias levels and faster processing speeds. The lossy dielectric material limits the thickness that can be used as the core material and increases the required DC bias level.

【0027】コア材料の抵抗率の範囲の基準も重要であ
り、適宜の環境条件に応じて制御されなければならな
い。破裂空気のイオン化は転写ローラのニップの前の領
域で制御することができ、これらのニップ前の領域での
トナー転写電界は媒体の抵抗率の変化に対してニップ、
すなわち接触ゾーンよりも敏感ではない。一方、コア材
料の抵抗率が高まると、その厚さの可変性が制限され、
転写ローラを適宜に動作させるには大幅に高い直流バイ
アス・レベルが必要になる。しかし、このような抵抗率
が高いコア材料の場合は、一般に薄い防護被覆の必要が
なくなり、媒体の物理的及び電気的なパラメタの変化に
よる転写電界の変化が軽減される。
Criteria for the range of resistivity of the core material are also important and must be controlled according to appropriate environmental conditions. The ionization of the bursting air can be controlled in the areas in front of the nip of the transfer roller, and the toner transfer electric field in these areas in front of the nip is the nip for changes in the resistivity of the media
It is less sensitive than the contact zone. On the other hand, increasing the resistivity of the core material limits the variability of its thickness,
Significantly higher DC bias levels are required for proper operation of the transfer roller. However, such high resistivity core materials generally eliminate the need for a thin protective coating and reduce changes in the transfer field due to changes in the physical and electrical parameters of the medium.

【0028】外部の薄い被覆層16が必要な実施例で
は、これを形成するのにテフロン(登録商標)以外のこ
れと同様の絶縁材料を使用してもよい。更に、前述の新
規の転写ローラの方法と装置は多くの異なる形式の光導
電ドラム及びトナー層22及び24のそれぞれと共に利
用することができる。
In embodiments where a thin outer cover layer 16 is required, similar insulating materials other than Teflon may be used to form it. Further, the novel transfer roller method and apparatus described above can be utilized with many different types of photoconductive drum and toner layers 22 and 24, respectively.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上の如く本発明によれば、 1転写ローラと印字媒体間の単位面積あたりの圧力を減
少させて、トナーの光導電体への付着を防止し、ひいて
は空白文字の発生を防止する。 2製造コストを従来の型のものに比べて経済的にするこ
とができる。 3広範な種類の媒体を使用しても上述の空白文字を防止
できる。 等の効果を有する。
As described above, according to the present invention, the pressure per unit area between the transfer roller and the print medium is reduced to prevent the toner from adhering to the photoconductor, and thus the occurrence of blank characters. To prevent. 2. The manufacturing cost can be made more economical than the conventional type. 3 The white space can be prevented even if a wide variety of media are used. And so on.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1A】本発明の一実施例を示す概略側図面である。FIG. 1A is a schematic side view showing an embodiment of the present invention.

【図1B】図1のB−B線における断面図である。1B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.

【図2】転写ローラに加わる静電圧とその位置関係を示
す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a static voltage applied to a transfer roller and its positional relationship.

【図3】測定結果に基づく静電圧とニップ幅のドウェル
タイムとの関係を示す図表である。
FIG. 3 is a chart showing the relationship between the static voltage and the dwell time of the nip width based on the measurement results.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10:転写ローラ 12:内部コア部材 14:変形可能シリンダ 16:外部被覆 20:直流電源 22:光導電体 24:トナー層 26:印刷媒体 10: Transfer roller 12: Inner core member 14: Deformable cylinder 16: Outer coating 20: DC power supply 22: Photoconductor 24: Toner layer 26: Printing medium

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電子写真式プリンタの画像転写用転写ロー
ラにおいて、 (a)転写ローラの回転軸たる内部コア部材と、 (b)上記内部コア部材と密接し、この内部コア部材を
囲んで設けられ、所定の厚さ、容積抵抗率および変形率
の部材からなる変形可能なシリンダと、 からなり、上記シリンダの変形により、転写ローラとこ
れに隣接する印刷媒体との接触領域あるいはニップ幅を
拡大する、 ことを特徴とする転写ローラ。
1. A transfer roller for image transfer of an electrophotographic printer, comprising: (a) an inner core member, which is a rotation axis of the transfer roller, and (b) a close contact with the inner core member, surrounding the inner core member. And a deformable cylinder made of a member having a predetermined thickness, volume resistivity and deformation ratio. By the deformation of the cylinder, the contact area or the nip width between the transfer roller and the print medium adjacent to the transfer roller is expanded. A transfer roller characterized by the following.
【請求項2】(a)印刷媒体に接する転写ローラを備え
ることによって、転写ローラと光導電体との間に印刷媒
体を位置させるステップと、 (b)上記転写ローラの表面と該転写ローラに接する印
刷媒体の表面とによって形成される接触領域あるいはニ
ップ幅を増大するよう上記転写ローラの表面を変形させ
るステップと、 (c)トナーに作用する絶対静電圧を|Pe |、トナー
の上の静電界をEA 、自由空間の許容性をεO 、トナー
の上の正味電荷をσnet としたときに、 Pe =〔EA +σnet /2εO 〕・σnet の関係が成り立つように、所定の非線型静電圧とニップ
幅のドウェルタイム特性を設定するステップ、 とからなることを特徴とする電子写真式プリンタにおけ
る画像転写方法。
2. (a) Positioning the print medium between the transfer roller and the photoconductor by providing the transfer roller in contact with the print medium, and (b) the surface of the transfer roller and the transfer roller. Deforming the surface of the transfer roller to increase the contact area or nip width formed by the surface of the print medium in contact, (c) the absolute electrostatic voltage acting on the toner | P e |, above the toner electrostatic field and E a, the tolerance epsilon O of free space, the net charge on the toner when the sigma net, P e = [E a + σ net / 2ε O] · sigma as relationship net is established And a step of setting a dwell time characteristic of a predetermined non-linear static voltage and a nip width, and an image transfer method in an electrophotographic printer.
【請求項3】(a)光導電体ドラムと転写ローラとの間
に比較的大型の接触領域あるいはニップ幅を形成するス
テップと、 (b)トナーに作用する絶対静電圧を|Re |、トナー
の上の静電界をEA 、自由空間の許容性をεO 、トナー
の上の正味電荷をσnet としたときに、 Pe =〔EA +σnet /2εO 〕・σnet の関係が成り立つよう静電圧を可変させるステップと、 からなることを特徴とする電子写真式プリンタにおける
画像転写方法。
3. A step of (a) forming a relatively large contact area or a nip width between a photoconductor drum and a transfer roller, and (b) an absolute electrostatic voltage acting on the toner | R e |, Letting E A be the electrostatic field on the toner, ε O be the admissibility of the free space, and σ net be the net charge on the toner, the relationship of P e = [E A + σ net / 2 ε O ] ・ σ net An image transfer method in an electrophotographic printer, comprising the step of varying the static voltage so that
JP7634092A 1991-02-27 1992-02-27 Transfer roller of electrophotographic type printer and transfer method thereof Pending JPH0594104A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11579546B2 (en) 2019-09-03 2023-02-14 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Imaging system with transfer roller

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US11579546B2 (en) 2019-09-03 2023-02-14 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Imaging system with transfer roller

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