JPH02273771A - 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、同プリンタなど、静電転写プ
ロセスを利用する画像形成装置、と（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） 像担持体表面に静電的に形成したトナー像を、紙を主と
するシート状の転写材に静電的に転写した後、トナー像
を担持するこの転写材に圧力と熱を加えて、トナー像を
転写材に定着固定するように構成した周知の画像形成装
置において、転写手段として、像担持体に導電性の弾性
転写ローラ、転写ベルトなどの転写手段を対向させ、両
者対向部分に、像担持体上のトナー像にタイミングを合
わせて、転写材を挿通するとともに、該転写手段に転写
バイアスを印加して、像担持体側のトナー像を転写材に
転写するようなものがすでに提案されている。

第１４図はこのような転写手段の構成を略示する要部側
面図であって、紙面に垂直方向に延びて、矢印Ａ方向に
回転する円筒状の像担持体１に、導電性ゴムなどからな
る弾性転写ローラ２を圧接し、両者の圧接ニップ部Ｎに
、搬送路３から転写材（不図示）を供給するとともに、
該ローラ２に電源４によってバイアス電圧を印加して、
形成される電界の作用で像担持体１側のトナー像を転写
材に転移させるものとする。

このような転写手段は、像担持体に近接して転写帯電器
を配設し１両者の間に転写材を通過させるとともに、転
写帯電器に転写バイアスを印加し、このとき発生するコ
ロナ放電によって転写を行なうような周知の転写手段に
比すると、転写材背面に過剰の電荷を与えるおそれが少
ないので、文字まわりへのトナーの飛び敗りがほとんど
なく、とくに反転現像の場合、像担持体表面の帯電極性
とトナーの帯電極性が同極性であるので、転写バイアス
が低圧ですみ、構成が簡単になってコスト的にも有利で
あり、さらに、転写部位において、転写材が像担持体と
転写ローラとによって強固に保持されながら進行するの
で、転写部位の前後に存在する転写材搬送手段、定着部
位などへの進入、排出時に受けるショックによって転写
ずれを生ずるおそれがす（な（、良質の画像を得られる
利点がある。

ところで、近来自動的に転写材の両面にプリントを実行
できるような画像形成装置が、転写材のコストダウンの
観点から次第に賞用されるようになってきており、この
ような高性能の装置には。

高画質のプリントの得られる、転写ローラを利用する装
置が好適である。

しかしながら、このような自動両面（または多重）プリ
ントを転写ローラ方式で行なうと、第１面目のプリント
は良好でも、第２面目に転写不良を発生することが多い
ことが確認された。

これは、転写材として最も多用されている紙の場合、そ
の抵抗が環境、とくに湿度によって大きく変化すること
に起因するものと考えられる。

これについて略述すると、第１５図に示すように、像担
持体１が、アルミニュームなどの導電性材料から成る基
体１ｂと、その表面に形成した感光層１ａとから成って
おり、これに転写ローラ１２が圧接していて、転写材１
１がこれら両者のニップ部を通過するものとする。

転写ローラ１２には、電源１３によってバイアス電圧が
印加されている。なお符号１９は転写電流を測定する電
流計である。

第１６図は上記転写構造の等価回路であって、図中、符
号１ａＲ，ｌｌＲ１１２Ｒはそれぞれ感光層１ａ、転写
材１１および転写ローラ１２の抵抗で、ｉは転写ローラ
から像担持体へ流れる電流である。

このような構成の場合、転写材たる紙が、１面目のプリ
ントを終了した段階では、これに至る定着工程において
、通常の定着作業におけるように、加熱されることによ
って乾燥高抵抗化すると、前記抵抗１１Ｒが大きくなっ
て転写電流ｉが少なくなり、２面目の転写のとき、転写
部位（前記ニップ部）における電界強度が不足して転写
不良を招来するものと考えられる。

本発明はこのような事態に対処すべ（成されたものであ
って、転写ローラなどの転写手段を利用して自動両面（
多重）プリントを実行する画像形成装置における前述の
ような欠点を解消し、常時安定して良好なプリントを得
られるような画像形成装置を提供することを目的とする
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）上記の目的ケ達
成するため、本発明にあっては、像担持体とこれに対向
する転写回転体とをそなえ、これら両者の対向転写部位
に転写材を複数回通過させるとともに、その都度転写回
転体によって転写バイアスを印加したのち、定着をおこ
なって両面ないしは多重コピーを形成する画像形成装置
において、前段の転写段階における転写条件と、後段の
転写条件とを異ならせる手段を備えたことを特徴とする
ものである。

このように構成することによって、転写材の転写能変化
に係わらず、常時安定した転写を遂行゛することが可能
となり、良質の画像を得ることができる。

（実施例の説明） 第１Ａ図は本発明を適用するに適した、両面ないし多重
プリント可能な画像形成装置の構成を示す概略側断面図
である。

カセット１７から、給紙ローラ１８によってとり出され
た転写材１１が搬送ガイド１０ｉを通り、レジストロー
ラ８によって、像担持体１表面に、下記のような仕方で
形成されたトナー像とタイミングを合わせて、ガイドｌ
ｏｂから、像担持体１と転写ローラ１２とのニップ部に
供給され、不図示の電源による転写バイアスの作用で前
記トナー像が転写材１１に転移する。

図示の装置においては、転写材１１が転写部位たる前記
ニップ部に到来するまでに、−広帯電器２によって像担
持体１表面が一様に帯電され、これに光像信号付与手段
３ａが投射されて静電潜像が形成され、さらに現像器４
によってこの潜像に帯電トナーが供給されてトナー像が
形成されているものとする。

また図示の装置では、現像は、−次帯電の極性と同極性
に帯電したトナーによる反転現像を行なうものとする。

ついでこの転写材は像担持体１から分離し、ガイド１０
ａを経て定着器９に至り、ここでトナー像が転写材に固
定されてプリントが完成する。

片面プリントの場合には、このときまでにフラッパ２３
が図示矢印Ｊの方向に回動しており、定着器９を出た転
写材はガイド１０ｃをとおり、排出ローラ２０を経て外
部に排出される。

両面または多重プリントの場合には、上述の工程を経て
片面のプリントを終了した転写材は、図示の位置にある
フラッパ２３によってガイド１０ｄに案内されて図示下
方に進行し、搬送ローラ対２１．ガイド１０ｅ、′ｍ送
ローラ対２１を通過し、両面プリントの場合には、さら
に図示の位置にあるフラッパ２４を通過して再給紙部３
１にいったん貯留され、ついで所定時期に至ると、給紙
ローラ２２によって再給紙部３１からとり出され、ガイ
ド１０ｈをとおってレジストローラ８の位置に至り、以
後第１面と同様に第２面のプリントが実行される。

多重プリントの場合には、第１面のプリントを終了した
転写材は、フラッパ２４によってそのままガイド１０ｈ
に案内されてレジストローラ８の位置に至るものとする
。

このような画像形成装置において、本発明においては、
両面ないしは多重プリントを行なう場合に、転写ローラ
１２に印加するバイアス電圧を以下に説明するように変
化させるものとする。

第１Ｂ図はこのバイアス電圧切り替え手段を示すもので
ある。

像担持体１に圧接する転写ローラ１２には、第１面プリ
ントの場合のバイアス電源１３ａと、第２面プリントの
場合の電源１３ｂとが、これら両型源を切り賛えるアナ
ログスイッチ２５を介して接続してあり、該スイッチ２
５がＣＰＬ１２７、Ｉ１０ボート２８を結ぶパスライン
２９に接続しである。

このような構成によって、プロセススピード、像担持体
の抵抗、転写ローラの材質、抵抗、ニッブ部Ｎのニップ
巾などによって予め設定したバイアス電圧を、スイッチ
２５に入力される信号によって、第１面、第２面プリン
トによって切り替え印加する。

具体的な実験例について説明すると、直径３０ｍｍの感
光体に、直径２０ｍｍの転写ローラを圧接させて、両者
の圧接ニップ部の巾を２ｍｍとし、感光体と転写ローラ
の間の抵抗を２．９×１０８Ωｃｍのものを、プロセス
スピード９０ｍｍ／ｓｅｃで作動させ、秤量６０ｇｒ／
ｒｎ”の転写紙を使用した場合の、転写ローラバイアス
と、転写電流との関係を第２図のグラフに、また、この
ときの転写ローラバイアスに対する転写効率の変化を第
３図のグラフに示す。

この場合、第１面で十分な転写が行なわれる転写ローラ
バイアスは＋４００Ｖであった。

第２図のグラフで、曲線Ｌ１は第１面の転写電流の変化
を示し、曲線Ｌ２は第２面（両面、多重を含む）のそれ
を示すものであって、これから判かるように、第１面の
転写時に好適な転写バイアス＋４００Ｖで得られる転写
電流は約２．２μＡであるが、これと同等の電流を得る
ためには、第２面では転写バイアスとして約５ｏｏｖを
必要とすることが判る。

また、このときの転写効率を第３図から見ると転写効率
が一定値に達する転写バイアスは、第１面の場合（曲線
ＬＬ）よりも第２面の場合（曲線Ｌ２）のほうが高く、
前者では約＋４００ｖ、後者では約＋８００ｖとなって
いる。

この場合、始から＋８００ｖを印加すれば、バイアス電
源が簡単になるとも考えられるが、このようにすると、
当初の転写電流が過大となって感光体の損傷を早めたり
、また、ニップ部とその近傍に発生する強電界のために
、画像部分外へトナーの付着が発生して、「飛び敗り」
現象による画質の劣化を招来する。

ここでは、画像の乱れを防止する趣旨から定電圧制御の
場合を示したが、転写電流を一定に維持する意味では定
電流制御が好都合であるが、この装置の場合、定電流制
御は以下に説明するように適当ではない。

まず、例えば第４図に示すように、転写材の巾が転写ロ
ーラの巾よりも小さい場合を考える。

同図で、ＳＬａが感光体中、Ｓ１２が転写ローラ巾、Ｓ
ｌｌｏが転写材の巾とし、この場合、Ｓｉ２＞Ｓｌｌｏ
　とする。

このとき定電流電源１３ａによって、転写ローラ１２に
バイアスを印加すると、転写ローラが感光体に直接当接
する部分ができ、転写ローラ１２のバイアスが大幅に減
少することになる。

この様子を第５図の等価回路で示す。

同図の符号は、前記第　図に示すものと対応する部分に
は同一の符号を付して示してあり、破線３８は、感光体
と転写ローラとが直接接触することによって転写材の抵
抗値がなくなった部分を示す。

これから直ちに判るように、転写材１１に流れる電流が
太き（減少して転写不良を生じやくなり、このような転
写材の巾の差異による電流の変化を補償しようとすれば
その構成が複雑化して側底実用に耐えない。

次に、第６図々示のように、画像の印字率の差異によっ
て、転写ローラ電流と転写ローラバイアス電圧との関係
が異なり、同図で、曲線Ｌ３は印字率の低い文字パター
ンの、曲線Ｌ４は印字率の大きいベタ無像の電流−電圧
特性を示すものである。

いっばんに、この種の画像形成装置に使用される現像剤
は高抵抗であるために、転写材上の印字率の差異によっ
てバイアス電圧値が大きく異なるので、転写電流値をベ
タ黒のパターンで設定すると、文字パターンのような低
印字率の場合には転写不良を発生し１反対にすると、ベ
タ黒パターンの場合にバイアス電圧値が過大となって、
飛び敗り現象が発生する。

以上にような理由によって、転写ローラへのバイアスの
制御は定電圧制御が好適である。

なお、上記のような転写方式を、従来周知の転写帯電器
、分離帯電器を利用するものに比べると、後者の場合で
は、第１面の転写後、加熱定着工程を経て、転写材が高
抵抗化して転写能が上がっているので、第２面の定着時
に転写帯電器に印加するバイアスは、第１面のときより
も低（するのが普通であって、上記本発明の実施例装置
とは逆になっている。分離帯電器に印加されるバイアス
も、同様の理由によって、第１面目よりも第２面目のほ
うを低くする。

さらに、転写後の転写材分離手段として、除電を利用す
るものが既に提案されているが、本発明によるローラ転
写の場合にも、とくに高抵抗の転写材を使用する場合に
は、これを利用するのが有利である。

第７図は除電手段として除電針を利用した場合の、転写
部位近傍部分を示す側面図であって、第１Ａ図の装置と
対応する部分には同一の符号を付して示しである。

除電針４０は転写ローラ１２の直後の位置に配接してあ
り、電源４２によって除電バイアスが印加されているも
のとする。

このように構成して、除電針４０に、転写バイアスとは
反対極性のバイアスを印加することにより転写材に付与
された電荷を図示矢印Ｘ方向に逃がして除電が行なわれ
るものとする。

画像の乱れは、転写ローラ１２と同じに帯電した部分が
ガイド１０ａなど近接部分との間に電界を形成して放電
を行なって発生するので、このように転写直後の位置で
除電を行ない得る除電針を利用することによって画質の
向上に寄与する。

第８図は本発明の他の実施例で、転写バイアスを印加す
る手段の部分を示すものである。

前記実施例においては、２つの電源を切り替えて転写バ
イアスを変化させているが（第１Ｂ図参照）、この装置
においては、転写ローラ１２とアナログスイッチ２５と
の間に２個の異なる抵抗Ｒ１、・Ｒ２を並列に接続して
、これらの抵抗をスイッチ２５によって選択するものと
する。

第９図は上記装置の簡単な等価回路図であって、かりに
Ｒ１＞Ｒ２（Ｒ２は０Ωを含む）とする。

第１面目の転写で、転写材の抵抗１１Ｒが大きくないと
きには、抵抗Ｒ１を使用し、転写電流を抑えて転写を行
ない、第２面目の転写で、転写材の抵抗があがったとき
には抵抗Ｒ２切り替えて転写電流の減少を阻止するもの
とする。

このように構成することによって、前記実施例装置と同
様の機能を得ながら、電源の構成を簡単にして省スペー
ス、コストダウンをはかることができる。

第１０図乃至第１３図は本発明の更に他の実施例を示す
ものである。

第１０図はこの実施例装置の、感光体１と転写ローラ１
２部分のみを示す斜面図であって、転写ローラ１２の両
側外側端にはコロ３２（同図にはその一方のみが示しで
ある）が付設してあり、該コロにはそれぞれカム３３が
当接配置してあり、これらのカムはモータ３５の軸３４
に連接されているので、該モータの駆動によって回動し
て、転写ローラ１２を感光体ｌに対して接離するように
変位してニップ巾を変化させるものとする。

図示のものは勾玉状のカムをそなえており、該カムの半
径が小さい部分に前記コロ３２が当接して、感光体ｌと
転写ローラの圧接部に、第１０Ａ図に符号Ｎ１で示すよ
うな小中ニップが形成される位置から、コロ３２がカム
３３の大径部分に当接して、第１０Ｂ図に示すような、
大巾のニップＮ２が形成される位置に回動する。

第１１図は転写ローラ制御手段を示す該略図であって、
Ｉ１０ボート２８、ＣＰＵ２７を接続するパスライン２
９に、モータ駆動電源３６を制御するためのＤ／Ａコン
バータ３７が配設してあり、これによって転写の都度上
述のようにカムを回動してニップ巾を変化させるものと
する。

第１２図は、前記第１０図に示すような装置の転写部位
の等価回路な略示するもので、破線枠Ｐの部分は、ニッ
プが増えることによって変化する部分を示すもので、ニ
ップ巾が増えることによって、感光体の抵抗１ａＲ１転
写材抵抗１１Ｒ１転写ローラの抵抗１２Ｒが、それぞれ
１ａＲ’　　　ＩＩＲ’　　　１２Ｒ’だけ増大する。

第１３図はニップ巾の変化に対する、転写ローラから感
光体へ流れる電流の変化を示すものである。

これから、２回目以上の通紙には、ニップ巾を大きくし
て転写電流を増大させることによって、良好な転写効率
を維持することが可能である。

以上のような構成とすることによって、高圧電源用のト
ランスなどを必要とすることな（、つねに安定して転写
を行なうことができる。

以上本発明の実施例を、転写手段として転写ローラを利
用した場合について説述したが、本発明が転写ローラに
限定されるものではなく、転写ベルトなど、無端状に走
行するその他の転写手段にも適用できるものであること
は勿論である。

（３）発明の詳細 な説明したように、本発明によるときは、像担持体に対
向する転写手段を使用し、両面ないしは多重コピーを行
なう画像形成装置において、第１面目の転写と第２面目
の転写によって、転写条件を変化させることによって、
常時安定的に良好な転写を維持でき、良質の画像を得る
のに資するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は本発明を適用するに適した画像形成装置の概
略側面図、 第１Ｂ図は同上転写バイアス切り替え手段を示す図、 第２図は同上転写ローラバイアスと転写電流との関係を
示すグラフ、 第３図は同上転写ローラバイアスと転写効率との関係を
示すグラフ、 第４図は転写ローラとこれよりも小中の転写材を使用す
る場合の各部材の関係を示す端面図、第５図は同上部分
の等価回路、 第６図は印字率の差異による転写ローラの電流−電圧特
性の差異を示すグラフ、 第７除電針の作動を示す説明図、 第８図は本発明による転写バイアス切り替λ手段の他の
実施態様を示す図、 第９図は同上手段の等価回路図、 第１０図は他の実施例を示す要部斜面図、第１０Ａ図、
第１０Ｂ図は同上におけるカムの作用を示す側面図、 第１１図は同上転写ローラ駆動手段を作動させるための
手段を示す説明図、 第１２図は同上の等価回路を示す図、 第１３図は同上ニップ巾と転写電流の関係を示すグラフ
、 第１４図は公知の、転写ローラを使用する装置の要部の
概略側面図、 第１５図は同上転写作用を示す説明図、第１６図は同上
の等価回路を示す図である。 ■・・・像担持体（感光体）、２・・・−広帯電器、４
・・・現像器、６・・・クリーナ、１２・・・転写ロー
ラ、１０ａ＝ｌＯＬ・・・転写材ガイド、１１−−−転
写材、１３．１３ａ、１３ｂ・・・転写バイアス用電源
、２３．２４・・・フラッパ。 ・スイッチ、 ３３　・ ・カ ム。 轍写ローつバイアス ［Ｖ］ 第 図 第 図 枢写ローラ電滝 ［Ｊ、ＩＡＩ 第 図 第 図 第 図 第」３ 図 −・ン／’ＴＩ 第 図 第１０Ａ図 第１０８図 第１５ 図 第１６ 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）像担持体とこれに対向する転写回転体とをそなえ
   、これら両者の間に転写材を複数回通過させるとともに
   、その都度転写回転体に転写バイアスを印加して転写を
   行なった後該転写像を定着して、転写材に両面ないしは
   多重画像を形成する画像形成装置において、 前段の転写段階における転写条件と、後段の転写条件と
   を異ならせる手段を備えたことを特徴とする画像形成装
   置。
2. （２）転写条件を異ならせる手段が転写回転体に印加す
   るバイアス電圧である特許請求の範囲第１項記載の画像
   形成装置。
3. （３）転写条件を異ならせる手段が、像担持体とこれに
   圧接する転写回転体のニップ巾である特許請求の範囲第
   １項記載の画像形成装置。