JPH0619341A - 転写装置 - Google Patents

転写装置

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JPH0619341A
JPH0619341A JP4178092A JP17809292A JPH0619341A JP H0619341 A JPH0619341 A JP H0619341A JP 4178092 A JP4178092 A JP 4178092A JP 17809292 A JP17809292 A JP 17809292A JP H0619341 A JPH0619341 A JP H0619341A
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roller
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 転写不良および再転写を防ぐ。 【構成】 感光体11と転写ローラ12との間に用紙Y
を供給する際、上ローラ31と下ローラ32とで用紙Y
を挟み込んでその厚さを測定し、同時に、用紙Yに電流
を流して用紙Yの表面の電気抵抗を測定し、透過型光結
合装置51で用紙の巾方向の長さを測定する。これらの
測定結果を加味して、転写ローラ12の圧力を調整し、
最適圧力にて用紙Yを感光体11に圧着する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、転写ローラにて用紙を
感光体に熱圧着し、感光体の表面に付着したトナーを用
紙に転写する転写装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の転写ローラ制御装置には、図9の
如く、用紙Yの厚さにかかわらず、転写ローラの用紙Y
に対する押圧力が一定であるもの(従来例1)と、図1
0の如く、用紙Yの厚さによって、再転写域Ar1と転
写不良域Ar2が変動することを考慮して、転写ローラ
の用紙Yに対する押圧力を変化させるもの(従来例2)
とがあった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来例1では、用紙Y
の厚さによって押圧力を調整しないため、転写の質が異
なってしまう。そうすると、ユーザの多種の用紙Yを使
用するといった要請に対応するには、画質の低下が問題
となっていた。
【0004】そこで、従来例2のように、用紙Yの厚み
を加味する方式が考えられたわけであるが、同じ厚さの
用紙Yでも、用紙Yの含水量、用紙Yの材質等によりそ
の表面の電気抵抗が変化することがある。そうすると、
図10の如く、再転写域Ar1や転写不良域Ar2が変
化する。すなわち、例えば、含水量が高い等の原因によ
り用紙Yの表面の電気抵抗が低くなると、用紙Y上に転
写ローラから与えられた電荷が容易に流れ、転写ローラ
から与えられた電荷と逆極性の電荷を持つトナー上に流
れつき、トナーの逆極性電荷を消し去る。その結果、ト
ナーは用紙Yにひきつけられなくなり、黒ベタ部が白く
ヌケる。すなわち、再転写が発生してしまう。
【0005】一方、電気抵抗の高い用紙Yを使用した場
合、逆に転写不良が発生する。
【0006】このため、図10のように再転写域Ar1
や転写不良域Ar2の変化に対応して転写圧力を変化さ
せる手段が望まれていた。
【0007】本発明は、上記課題に鑑み、転写不良およ
び再転写を防止し得る転写ローラ制御装置の提供を目的
とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明請求項1による課
題解決手段は、図1の如く、感光体11に用紙Yを押し
付けるよう可動とされた転写ローラ12と、該転写ロー
ラ12の最適圧力を演算する圧力演算手段16と、該圧
力演算手段16の演算結果に基づいて前記転写ローラ1
2の用紙Yに対する圧力を調整する圧力調整手段13と
を備えた転写装置において、用紙Yの厚さを測定する厚
さ測定手段14と、用紙Yの表面の電気抵抗を測定する
抵抗測定手段15とが設けられ、前記圧力演算手段16
は、前記厚さ測定手段14での厚さ測定結果および前記
抵抗測定手段15での抵抗測定結果に基づいて前記転写
ローラの最適圧力を演算するよう構成されたものであ
る。
【0009】本発明請求項2による課題解決手段は、請
求項1記載の転写装置において、用紙Yの巾方向の長さ
を測定する巾測定手段51が設けられ、請求項1記載の
圧力演算手段16は、請求項1記載の厚さ測定手段14
での厚さ測定結果と、請求項1記載の抵抗測定手段15
での抵抗測定結果と、前記巾測定手段51での巾測定結
果とから、請求項1記載の転写ローラ12の最適圧力を
演算するよう構成されたものである。
【0010】
【作用】上記請求項1による課題解決手段において、感
光体11と転写ローラ12との間に用紙Yを供給する
際、厚さ測定手段14で用紙Yの厚さを測定するととも
に、抵抗測定手段15で用紙Yの表面の電気抵抗を測定
しておく。この厚さ測定手段14での厚さ測定結果およ
び前記抵抗測定手段15での抵抗測定結果に基づいて、
圧力演算手段16は転写ローラ12の用紙Yに対する最
適圧力を演算する。そして、演算された最適圧力に基づ
いて、圧力調整手段13は転写ローラ12の圧力を調整
する。転写ローラ12は、最適圧力にて用紙Yを感光体
11に圧着する。
【0011】請求項2では、厚さ測定手段14での用紙
Yの厚さ測定や、抵抗測定手段15での用紙Yの表面の
電気抵抗測定と同時に、巾測定手段51にて、用紙Yの
巾方向の長さを測定しておく。そして、圧力演算手段1
6は、厚さ測定結果および抵抗測定結果のみならず、巾
測定手段51での巾測定結果を加味して、圧力調整手段
13の最適圧力を演算する。
【0012】
【実施例】 (第一実施例)図1は本発明の第一実施例を示す転写装
置の原理図、図2は厚さ測定手段を示す原理図、図3は
転写圧力、用紙厚さおよび用紙表面の電気抵抗による再
転写域と転写不良域を示す図、図4はローラ硬度と転写
圧力の関係を示す図である。
【0013】図示の如く、本実施例の転写装置は、例え
ばレーザープリンタ等の画像形成装置に用いられるもの
で、感光体11と、該感光体11に用紙Yを押し付ける
ための転写ローラ12と、該転写ローラ12の用紙Yに
対する圧力を調整する圧力調整手段13と、用紙Yの厚
さを測定する厚さ測定手段14と、用紙Yの表面の電気
抵抗を測定する抵抗測定手段15と、前記厚さ測定手段
14での厚さ測定結果および前記抵抗測定手段15での
抵抗測定結果に基づいて前記圧力調整手段13の最適圧
力を演算する圧力演算手段16とが設けられたものであ
る。
【0014】ここで、特に用紙Yの表面の電気抵抗にて
最適圧力を変えるのは、用紙Yの含水量、用紙Yの材質
等によりその表面の電気抵抗が変化すると、図10の如
く、再転写域Ar1や転写不良域Ar2が変化してしま
うため、再転写域Ar1や転写不良域Ar2の変化に対
応して転写圧力を変化させるためである。
【0015】前記感光体11は、図1の如く、ドラム表
面に光半導体が塗布されたもので、その表面がクリーナ
17にて清掃された後、帯電装置18にて帯電され、露
光装置19からのレーザー光線にて印字パターンやイメ
ージが走査照射されて静電潜像が作り出される。そし
て、帯電されたトナーが現像部21から供給されると、
これがドラム表面に付着される。このトナーを、搬送装
置22にて搬送されてきた用紙Yに熱圧着する。
【0016】前記転写ローラ12は、転写電源23にて
例えば3kVの転写電圧が印加され、トナーを用紙Yへ
熱圧着するために発熱する。該転写ローラ12は、前記
感光体11の下方に配されており、その回転軸24は、
感光体11に対して離接自在となるよう、転写装置本体
の案内レール(図示せず)等にて上下方向に摺動自在に
支持される。該転写ローラ12の表面は、望ましくは圧
力調整手段13にて押圧された際に無理な圧力がかかっ
て感光体11を傷つけないよう、弾性を有するゴム等で
覆われる。
【0017】前記圧力調整手段13は、前記転写ローラ
12の回転軸24を感光体11側(上方向)へ押圧する
圧押ばね25と、該圧押ばね25の押圧力を調整する偏
心カム26と、該偏心カム26を偏心軸27を中心に回
動させるモータ28とから構成されている。
【0018】前記圧押ばね25は、転写装置本体に上下
方向に遊嵌され、故に上下方向に伸縮自在とされる。該
圧押ばね25の押圧力は、例えば4kgf/cmとさ
れている。該圧押ばね25の上端部は、前記転写ローラ
12の回転軸24に固定される。該圧押ばね25の下端
部には、前記偏心カム26に当接する当接板29が取り
付けられている。
【0019】前記偏心カム26は、その偏心軸27が転
写装置本体に回動自在に支持された楕円板であり、圧押
ばね25の下端部の当接板29に当接し、これを上下動
させる。
【0020】前記モータ28は、偏心カム26の偏心軸
27に直接あるいは減速機構を介して取付られたステッ
ピングモータである。
【0021】前記厚さ測定手段14は、図1,2の如
く、用紙Yを感光体11へ搬送する前記搬送装置22と
しての上ローラ31と、該上ローラ31に離接自在とさ
れた下ローラ32と、該下ローラ32を上ローラ31側
へ付勢する付勢ばね33と、下ローラ32の上ローラ3
1に対する離接移動に伴って傾きが変化するシャフト3
4と、該シャフト34の一端部の位置を検知する位置セ
ンサー35とから構成されている。
【0022】前記上ローラ31は、転写装置本体の所定
位置に軸支された横軸36を中心に、モータおよび減速
機構にて回転される。
【0023】前記下ローラ32は、前記上ローラ31の
直下に配されており、その回転横軸37は、上ローラ3
1に対して離接自在となるよう、転写装置本体の案内レ
ール(図示せず)等にて上下方向に摺動自在に支持され
る。
【0024】前記付勢ばね33は、上端部が下ローラ3
2の回転横軸37に取り付られ、下端部が転写装置本体
の所定位置に固定される。該付勢ばね33の付勢力は、
例えば4kgf/cmとされている。
【0025】前記シャフト34は、その中央部のシャフ
ト軸38が転写装置本体の所定位置に軸支され、また、
他端部が前記下ローラ32の回転横軸37に取り付けら
れている。これにて、該シャフト34は、下ローラ32
の回転横軸37が上下動するのに伴ってシャフト軸38
を中心にシーソーのように回動し、その一端部は、他端
部、すなわち下ローラ32の回転横軸37の移動方向と
逆方向に移動する。該シャフト34の一端部には、位置
センサー35で位置検知を行うための磁石39が固定さ
れている。該磁石39の磁力は、例えば1wbmとされ
る。
【0026】前記位置センサー35は、シャフト34の
磁石39から発せられた磁力を読み取る磁力検出子(ガ
ウスメータ)であり、シャフト34の一端部の直下に配
置される。そして、磁力検出量が大のときはシャフト3
4の一端部が低い位置にあり、磁力検出量が小のときは
シャフト34の一端部が高い位置にあることを示すもの
である。
【0027】なお、図2の如く、該位置センサー35と
前記磁石39との距離をLgとすると、その磁界Hは
(1)式のようになる。
【0028】 H={1/(4πμ)}×(2M/Lg) …(1) ここで、μは透磁率、Mは磁石39の磁荷である。
【0029】このように、該磁界Hを位置センサー35
で測定することにより、Lgを求め得る。すなわち、下
ローラ32に用紙Yが通りかかったとき、シャフト34
が動き、Lgが変化し、これに伴って磁界Hが(1)式
に従って変化する。このHの変化を、後述の圧力演算手
段16で(1)式に従って逆算することで、用紙Yの厚
さを求め得る。
【0030】前記抵抗測定手段15は、前記上ローラ3
1に電圧Eを印加する電圧印加装置41と、該電圧印加
装置41での印加電圧Eにより用紙Yを伝わって下ロー
ラ32に流れた電流Iを測定する電流測定装置42とか
ら構成されている。ここで、前記電圧印加装置41の印
加電圧Eは、例えば200Vとされる。
【0031】前記圧力演算手段16は、CPU、RO
M、RAMを有するマイクロコンピュータチップ等が使
用され、前記電流測定装置42での測定電流Iと、電圧
印加装置41での印加電圧Eとから、用紙Yの表面の電
気抵抗Rを(2)式のように計算する。
【0032】R=E/I …(2) 具体例として、電気抵抗Rは500MΩ程度が計測され
る。そして、該圧力演算手段16は、測定した電気抵抗
Rと用紙Yの厚さから、図3の如く、前記圧力調整手段
13の圧力を再転写域Ar1、転写不良域Ar2でない
領域Ar3になるよう演算する。
【0033】なお、用紙Yとして、一般に知られたレタ
ー紙(長さ:22cm)を例に上げると、用紙Yの厚さ
およびレター紙の基準電気抵抗Rlと、良好な転写圧力
との関係は、下の表1のようになる。
【0034】
【表1】
【0035】ここで、表1のデータは、予めROM等に
記憶させておく。そして、20μmごとに区切られた用
紙厚さデータ範囲と、5MΩごとに区切られた基準電気
抵抗Rlの範囲のいずれに属するかで、良好な転写圧力
を表1中のデータ範囲の中央値に設定するよう演算す
る。
【0036】なお、表1のデータを図示すると、図3の
ようになる。
【0037】また、用紙Yのサイズがレター紙以外のサ
イズである場合、用紙長さをL、レーター紙の長さを
(=約22cm)とすると、表1に示したレター紙
の基準電気抵抗Rlと、実際の用紙Yの表面の電気抵抗
Rとの関係は、(3)式のようになる。
【0038】Rl=R×L/L …(3) したがって、圧力演算手段16での演算は、(3)式に
基づいて基準電気抵抗R1を表1に照らして演算するの
が望ましい。なお、用紙Yの長さは、A4,B5等のサ
イズ指定を選択ボタンにて行うことで入力すればよい。
あるいは、用紙サイズを検知するためのセンサー等を設
けてもよい。
【0039】さらに、転写圧力は、図4の如く、前記転
写ローラ12の硬度が高くなる程、同じ圧力でニップ巾
が減少するため、圧力を高くする必要がある。したがっ
て、圧力演算手段16での演算は、転写ローラ12の硬
度を考慮して、ニップ巾を同じにするよう演算するのが
望ましい。
【0040】上記構成において、用紙Yが用紙搬送用の
上ローラ31と下ローラ32の間を通過する時、下ロー
ラ32は用紙Yの厚さにしたがって上下動する。そし
て、シャフト34は下ローラ32の上下動にしたがって
シーソーのように回動する。その時、シャフト34の一
端部には磁石39がついており、位置センサー35で磁
力を測定し、シャフト34の位置を知る。そして、圧力
演算手段16にて、シャフト34の位置に基づいて用紙
Yの厚さを演算する。
【0041】また、この時、電圧印加装置41にて上ロ
ーラ31に電圧Eを印加しており、電流測定装置42に
て用紙Yを伝わって下ローラに流れた電流Iを測定す
る。
【0042】ここで、測定された電流Iは圧力演算手段
16内で、(2)式から電気抵抗Rを演算する。この
際、(3)式のように、用紙Yの長さを考慮に入れて演
算する。
【0043】圧力演算手段16は、演算した電気抵抗R
と用紙Yの厚さとから、圧力調整手段13の圧力を、表
1を用いて、図3の再転写域Ar1、転写不良域Ar2
でない領域Ar3に調整するように演算する。この際、
転写ローラ12の硬度を考慮に入れて演算する。そし
て、この演算結果に基づいて、圧力調整手段13のモー
タ28を動かし、偏心カム26を最適な位置にする。
【0044】その後、用紙Yは感光体11上に移る。こ
のとき、トナーと逆極に電圧印加された転写ローラ12
により、感光体11上のトナー像は用紙Y上に転写さ
れ、その後定着される。
【0045】このとき、用紙Yの厚さと表面の電気抵抗
Rの両方を加味することで、用紙Yの厚さのみを考慮す
るのに比べて、用紙Yに再転写、転写不良が起こりにく
くなり、画質の良い転写装置を供給できる。
【0046】(第二実施例)図5は用紙の巾によって電
気抵抗が変化する様子を示す図、図6は巾測定手段を示
す図、図7は転写圧力、用紙厚さおよび用紙の巾方向の
長さにより補正した電気抵抗による最転写域と転写不良
の領域を示す図である。
【0047】第一実施例では、用紙Yの進行方向に対す
る巾方向の長さが変化した場合、図5の如く、その表面
の電気抵抗が変化する。すなわち、用紙Yの単位面積当
たりの電気抵抗が同じであっても、用紙Yの大きさが変
わった場合、大きな紙では、総電気抵抗が小さくなって
転写不良が発生する。また、小さな紙では、総電気抵抗
が大きくなって再転写が発生する。したがって、用紙Y
の表面面積に対応して圧力調整手段13の圧力を調整す
るのが望ましい。
【0048】そこで、本実施例の転写装置は、用紙Yの
巾方向の長さを測定する巾測定手段51が設けられてい
る。
【0049】前記巾測定手段51は、図6の如く、複数
個の発光素子アレイ52と、複数個の受光素子アレイ5
3とを有する透過型光結合装置(フォトインタラプタ)
が使用されている。
【0050】前記発光素子アレイ52は、上側に配置さ
れた発光側取付板54の下面に発光素子(LED)が1
cm毎に並置されてなる。
【0051】前記受光素子アレイ53は、下側に配置さ
れた受光側取付板55の上面に受光素子56(フォトト
ランジスタ)が1cm毎に並置されてなる。
【0052】そして、両素子アレイ52,53の間を用
紙Yが通過するとき、用紙Yにより発光素子からの光が
遮られ、これに対応する受光素子が受光しなくなること
を利用し、受光していない受光素子の数をカウントする
ことで用紙Yの巾方向の長さを検知する。
【0053】そして、圧力演算手段16は、厚さ測定手
段14での厚さ測定結果と、抵抗測定手段15での抵抗
測定結果と、前記巾測定手段51での巾測定結果とを加
味して、圧力調整手段13の最適圧力を演算するよう構
成されている。すなわち、該圧力演算手段16は、表面
の電気抵抗をR、用紙Yの巾方向の長さをLhとした場
合、(4)式のように標準巾当たりの電気抵抗Rmを求
め、このRmを基準抵抗Rlとして表1に従い、最適圧
力を求めるよう、予めプログラミングされている。
【0054】なお、表1のデータを図示すると、図7の
ようになる。
【0055】Rm=R/Lh …(4) その他の構成は、第一実施例と同様である。
【0056】上記実施例において、用紙Yが用紙搬送用
の上ローラ31と下ローラ32の間を通過する時、下ロ
ーラ32についたシャフト34が用紙Yの厚さにより回
動する。そして、位置センサー35でシャフト34の磁
石39を測定し、シャフトの位置を知り、用紙Yの厚さ
を検出する。
【0057】このとき、上ローラ31に電圧Eを印加
し、用紙Yを伝わって下ローラ32に流れた電流Iを測
定する。そして、(2)式に基づいて、電気抵抗Rを圧
力演算手段16にて計算する。
【0058】ここで、電気抵抗Rを、用紙Yの巾方向の
長さLhにて補正し、(4)式にしたがって標準巾当た
りの電気抵抗Rmを求める。
【0059】このRmを基準電気抵抗Rlとして、用紙
Yの厚さから、転写ローラ12の圧力を図7の再転写域
Ar1、転写不良域Ar2でない領域Ar3に調整する
ように演算する。この際、前述の表1を用いて演算を行
う。そして、その演算結果に基づいてモータ28を動か
し、偏心カム26を最適な位置にする。
【0060】そうすると、複数の異なるサイズの用紙Y
に続けて転写しようとする場合、現実には図5のように
用紙Yの巾によって電気抵抗が変化するが、(4)式の
ように補正することで、図8のように用紙巾にかかわら
ず最適圧力を定型的に求め得る。すなわち、現実の用紙
巾に応じた電気抵抗を簡単に考慮でき、より精度良く圧
力調整でき、再転写や転写不良を防止しやすくなる。
【0061】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。
【0062】例えば、上記実施例では、厚さ測定手段1
4の位置センサー35として、シャフト34の先端に1
wbmの磁石39を取り付け、これを検出するガウスメ
ータを使用していたが、これに変えて、反射型光結合装
置当の一般的な距離センサー等を用いてもよい。
【0063】また、上記実施例では、転写ローラに定電
圧を印加していたが、バイアスが可変の転写ローラを使
用してもよい。
【0064】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明請
求項1によると、厚さ測定手段以外に、用紙の表面の電
気抵抗を測定する抵抗測定手段を設け、厚さ測定手段で
の厚さ測定結果と抵抗測定手段での抵抗測定結果とから
圧力調整手段の最適圧力を演算しているので、転写ロー
ラにて用紙を感光体に圧着する際、用紙の表面の電気抵
抗を加味して転写ローラの圧力を調整できる。
【0065】また、請求項2によると、用紙の巾方向の
長さを測定する巾測定手段を設けているので、用紙の厚
さや表面の電気抵抗以外に、用紙の巾方向の長さをも加
味して転写ローラの圧力を調整できる。
【0066】これらのことから、現実の状況に応じて転
写不良および再転写を精度よく防止でき、安定的で画質
の良いプリンターを供給できるといった優れた効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施例を示す転写装置の原理図
【図2】厚さ測定手段を示す原理図
【図3】転写圧力、用紙厚さおよび電気抵抗による再転
写域と転写不良域を示す図
【図4】ローラ硬度と転写圧力の関係を示す図
【図5】用紙の巾によって電気抵抗が変化する様子を示
す図
【図6】巾測定手段を示す図
【図7】転写圧力、用紙厚さおよび用紙の巾方向の長さ
により補正した用紙表面の電気抵抗による最転写域と転
写不良の領域を示す図
【図8】用紙巾で補正した電気抵抗による最転写域と転
写不良の領域を示す図
【図9】従来例1の用紙の厚さにかかわらず転写ローラ
の押圧力が一定である様子を示す図
【図10】従来例2の用紙の厚さによって、転写ローラ
の用紙に対する押圧力が変化する様子を示す図
【符号の説明】
11 感光体 12 転写ローラ 13 圧力調整手段 14 厚さ測定手段 15 抵抗測定手段 16 圧力演算手段 51 巾測定手段

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 感光体に用紙を押し付けるよう可動とさ
    れた転写ローラと、該転写ローラの最適圧力を演算する
    圧力演算手段と、該圧力演算手段の演算結果に基づいて
    前記転写ローラの用紙に対する圧力を調整する圧力調整
    手段とを備えた転写装置において、用紙の厚さを測定す
    る厚さ測定手段と、用紙の表面の電気抵抗を測定する抵
    抗測定手段とが設けられ、前記圧力演算手段は、前記厚
    さ測定手段での厚さ測定結果および前記抵抗測定手段で
    の抵抗測定結果に基づいて前記転写ローラの最適圧力を
    演算するよう構成されたことを特徴とする転写装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の転写装置において、用紙
    の巾方向の長さを測定する巾測定手段が設けられ、請求
    項1記載の圧力演算手段は、請求項1記載の厚さ測定手
    段での厚さ測定結果と、請求項1記載の抵抗測定手段で
    の抵抗測定結果と、前記巾測定手段での巾測定結果とか
    ら、請求項1記載の転写ローラの最適圧力を演算するよ
    う構成されたことを特徴とする転写装置。
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