JPH06110343A

JPH06110343A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH06110343A
Application number: JP4280530A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Fujiwara; 茂藤原; Masashi Takahashi; 雅司高橋; Haruhiko Ishida; 晴彦石田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-09-24
Filing date: 1992-09-24
Publication date: 1994-04-22
Anticipated expiration: 2015-11-13
Also published as: JP3107664B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、環境変化に対して安定した一定の転
写効率で転写が行える転写装置を備えた画像形成装置を
提供することを目的とする。【構成】この発明の画像形成装置は、順次配設される複
数の像担持体にそれぞれ対応して設けられ、その各像担
持体上にそれぞれ画像を形成する複数の画像形成手段
と、半導電性転写材担持体を有すると共に、各像担持体
に対して順次転写材を搬送する搬送手段と、各像担持体
にそれぞれ対応して設けられ、電流を一定に維持する定
電流制御により、搬送手段で搬送される転写材に対して
各像担持体上に形成された画像をそれぞれ転写する複数
の転写手段とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば、いわゆるフ
ルカラー複写機やカラーレーザプリンタなどの電子写真
方式のカラー画像形成装置に係り、特に、転写効率が一
定に維持できる転写装置を備えた画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、フルカラー画像を用紙等の転写材
に形成する方法として、像担持体である感光体上へのト
ナー像の形成と、転写材への前記トナー像の転写とを所
定の色順に従って順次行うカラー画像形成装置が実用化
されている。

【０００３】この種のカラー画像形成装置における転写
装置は、ドラム状もしくはベルト状に形成したプラスチ
ック等の電荷保持可能な絶縁体（誘電体）シートからな
る転写材担持体に転写材を担持させて、同一もしくは複
数の感光体上の転写部に搬送し、感光体における転写部
において転写材担持体の裏面を非接触型の帯電器である
高圧電源が接続され５〜６ｋＶの高電圧が印加されたコ
ロナ帯電器で帯電させることによって静電界を形成し、
所定の極性に帯電した感光体上のトナー像を転写材に転
写することを所定の色に対応した回数行なうものであ
る。

【０００４】前記転写装置においては転写材担持体とし
て電荷保持可能な絶縁シートを用いているため、トナー
像が転写された転写材を分離した後の転写材担持体の表
面をコロナ除電器等で除電する除電手段が必要であると
ともに、コロナ帯電器を用いているためにコロナ帯電器
から人体に有害なオゾンが発生すると言う問題があっ
た。さらにまた、複数の感光体上のトナー像を順次転写
材に転写するカラー画像形成装置のカラー転写装置にお
いては感光体の数に対応した複数のコロナ帯電器が必要
で、さらに多量のオゾンが発生すると言う問題があっ
た。近年、人に優しいＯＡ機器が要求され、オゾン発生
をなくすことは急務となっている。

【０００５】そこで、オゾンが発生しない転写装置とし
て先に本発明者等は、転写材担持体として半導電性のシ
ートを用い、感光体上の転写部で転写材担持体の転写材
が担持されていない面をバイアス電圧印加部材によって
バイアス電圧を印加する転写装置を提案した。（特願平
３−２８７８６１号公報）この転写装置においては、転
写材担持体として半導電性シートを用いているので自己
除電でき、転写材担持体の除電手段は必要なく、また、
コロナ帯電器を用いないのでオゾンの発生が全くない。

【０００６】しかし、この転写装置においては、温度・
湿度の環境変化による転写材担持体及び転写材の電気抵
抗変化に起因する、転写バイアス電圧に対するトナー像
の転写効率の特性が変化する問題がある。この為に、転
写材上に所定の濃度の画像が得られないという問題があ
る。

【０００７】また、この転写装置をカラー画像形成装置
の転写装置に適応した場合には、環境によってトナー像
の転写効率は変動すると共に、多重転写における転写回
数の増加に伴って、転写効率が変化し一定の転写効率が
得られない。すなわち、多重転写の転写回数によって転
写バイアス電圧に対する転写効率の特性が変化してしま
うのである。よって、多重転写においては、転写回数の
増加に伴い帯電電位を順次高くする必要がある。しか
し、帯電電位が高くなると、転写前後に転写材とトナー
担持体との間で放電（微小ギャップ中での空気のイオン
化）が生じてしまい、十分な転写効率が得られない問題
がある。また、部分的な転写抜けによる転写むらも発生
するという問題がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、上
述の転写装置においては、環境によって転写効率が変化
するので画像濃度が変化し、更に、転写回数によっても
転写効率が変化するので色再現性が悪く、良好なカラー
画像形成ができないという問題がある。

【０００９】そこで、本発明は、環境変化に対して安定
した一定の転写効率で転写が行える転写装置を備えた画
像形成装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の画像形成装置
は、順次配設される複数の像担持体と、この各像担持体
にそれぞれ対応して設けられ、その各像担持体上にそれ
ぞれ画像を形成する複数の画像形成手段と、半導電性転
写材担持体を有すると共に、各像担持体に対して順次転
写材を搬送する搬送手段と、各像担持体にそれぞれ対応
して設けられ、電流を一定に維持する定電流制御によ
り、搬送手段で搬送される転写材に対して各像担持体上
に形成された画像をそれぞれ転写する複数の転写手段と
を備えている。

【００１１】また、画像形成装置は、順次配設される複
数の像担持体と、この各像担持体にそれぞれ対応して設
けられ、その各像担持体上にそれぞれ画像を形成する複
数の画像形成手段と、厚み方向の１ｍ²当たりの電気抵
抗が１０²乃至１０⁶Ωの範囲であると共に、厚み方向
の１ｍ²当たりの静電容量が２×１０^-8乃至４×１０^-7
Ｆの範囲である転写材担持体を有すると共に、前記各像
担持体に対して順次転写材を搬送する搬送手段と、各像
担持体にそれぞれ対応して設けられ、前記搬送手段で搬
送される転写材に対して前記各像担持体上に形成された
画像をそれぞれ転写する複数の転写手段とを備えてい
る。

【００１２】

【作用】この発明の画像形成装置では、転写画像におけ
る転写ムラ、転写抜けがない高転写効率の転写を行え
る。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例の転写
装置を説明する。

【００１４】図１には第１実施例の転写装置の転写部が
示されている。

【００１５】この転写部では、接地されたアルミニウム
（Ａｌ）ドラム１ａの表面上に感光体層１ｂを有した像
担持体である感光体ドラム１が設けられている。この感
光体ドラム１上には周知の画像形成プロセスによってマ
イナス極性に帯電したトナー像Ｔが形成され、矢印の方
向に回転駆動されるようになっている。また、一部が図
示されている環状ベルト状の転写材担持体２には、転写
材（用紙）Ｐが担持されており、感光体ドラム１の周速
と等しい速度で矢印方向に駆動されるようになってい
る。更に、転写材担持体２にバイアス電圧を印加するた
めのバイアス電圧印加手段を構成する給電ローラ３が転
写材担持体２の裏面に配置されている。

【００１６】転写材担持体２は、厚さが１４０μｍで、
イオン導電物質が混入されたポリ弗化ビニリデンにより
形成され、厚さ方向の１ｍ²当たりの電気抵抗が常温、
常湿下でおおよそ１０⁵Ωである。この転写材担持体２
は、感光体ドラム１に所定のニップ幅で接触している。

【００１７】この転写装置においては、転写材担持体２
の電気抵抗は重要であり、厚さ方向の１ｍ²当たりの電
気抵抗が１０¹Ω以下になると、転写材担持体２から転
写材Ｐへ電荷が付与され、更にこの電荷がトナーに付与
されてトナーの帯電極性が逆極性になってしまうために
転写効率は低下する。また、厚さ方向の１ｍ²当たりの
電気抵抗が１０⁷Ω以上になると、十分な転写電界を得
るために高い転写バイアス電圧が必要となり、転写後に
感光体ドラム１から転写材Ｐが離れる時に剥離放電が生
じて転写効率が低下する。

【００１８】給電ローラ３は適当な弾性を有し、感光体
ドラム１上のトナー像Ｔと転写材Ｐとが適度な圧力で接
触するように、転写材担持体２をその裏面から感光体ド
ラム１に当接しつつ矢印の方向に回転するようになって
いる。この給電ローラ３は、芯体３ａの外周に導電性発
泡ウレタンからなる弾性像３ｂを設けた構成で、芯体３
ａと弾性層３ｂの表面との間の１ｍ²当たりの電気抵抗
は１０¹Ωになっている。この芯金３ａにはバイアス電
源４が接続され、このバイアス電源４は出力電流を一定
に維持する定電流電源である。

【００１９】この給電ローラ３は、移動する転写材担持
体２を裏面から感光体ドラム１へ押圧しつつ、この転写
材担持体２にバイアス電圧を印加することによって転写
電界を形成する。これにより、感光体ドラム１上のマイ
ナス極性に帯電したトナー像Ｔは、転写部において転写
材Ｐに転写，保持される。

【００２０】本発明の転写装置において次のような実験
を行った。実験条件は以下の通りである。感光体ドラム
１においては、感光体層１ｂが有機感光体により形成さ
れ、７２mm／ｓｅｃの周速で回転される。また、感光体
ドラム１はマイナス極性に帯電され、感光体ドラム１上
に帯電と露光とにより形成される静電潜像は、反転現像
によってマイナス極性のトナーにより現像される。給電
ローラ３においては、軸方向の幅が２２cmである。転写
材ＰはＡ４の普通紙を用い、縦方向で給紙される。

【００２１】この実験の前に、環境を変えた場合の転写
材担持体２及び転写材Ｐの電気抵抗を測定した。この結
果、転写材担持体２の電気抵抗は、常温・常湿（２１
℃、５０％ＲＨ）下で１０¹¹Ω・cm、高温・多湿（３０
℃、８４％ＲＨ）下で１０⁹Ω・cm、低温・低湿（１０
℃、２０％ＲＨ）下で１０¹³Ω・cmであった。転写材Ｐ
は、常温・常湿下で１０¹⁰Ω・cm、高温・多湿下で１０
⁷Ω・cm、低温・低湿下で１０¹⁴Ω・cmであった。つま
り、転写材担持体２及び転写材Ｐ共に環境によって電気
抵抗が大きく変化することを示している。

【００２２】最初の実験では、定電圧のバイアス電源を
用い、給電ローラ３に一定電圧を供給して環境による転
写特性を調べた。その結果を図１３に示す。図１３は、
定電圧のバイアス電源を用いた場合の３環境における転
写特性を示すグラフで、横軸は給電ローラ３によって転
写材担持体に印加された転写バイアス電圧を、縦軸は転
写効率を示すものである。

【００２３】この図から明らかなように、高温・多湿の
場合では転写良好である転写バイアス電圧は低電圧側に
シフトし、低温・低湿の場合では高電圧側に大きくシフ
トした。この理由は、環境によって転写材担持体２及び
転写材Ｐの電気抵抗が変化するので、給電ローラ３によ
り転写材担持体２に転写電荷すなわち転写電流が与えら
れると、同じ転写バイアス電圧でも転写材担持体２に付
与される転写電荷が変化する。この為、転写電荷が過剰
になると転写電荷が転写材担持体２から転写材Ｐにまで
付与されて転写不良を引き起こす。

【００２４】次に、定電流のバイアス電源４を用い、給
電ローラ３に一定電流を供給して、環境による転写特性
を調べた。その結果を図２に示す。図２は、定電流のバ
イアス電源４を用いた場合の３環境における転写特性を
示すグラフで、横軸は給電ローラ３に給電する転写電流
を、縦軸は転写効率を示すものである。

【００２５】この図から明らかなように、定電流のバイ
アス電源４を用いることによって、転写材担持体２及び
転写材Ｐの電気抵抗が変化する３つの環境においても、
転写材担持体２に付与される転写電荷は、一定に維持で
きるので、ほぼ同じ転写特性が得られる。

【００２６】尚、転写材担持体２に与えられる転写電荷
量ｑｔ（Ｃ／cm²）は、転写電流をＩｔ（Ａ）、給電ロ
ーラ３の軸方向の幅をｌ（cm）、転写材担持体２の移動
速度（感光体ドラム１の周速に等しい）をＶｔ（cm／ｓ
ｅｃ）とすれば、ｑｔ＝Ｉ／ｌ・Ｖｔ（Ｃ／cm²）で求められる。

【００２７】本実施例における適度の電気抵抗に調整さ
れたシート状の転写材担持体２としては、前述のイオン
導電性物質が混入されたポリ弗化ビニリデンのほかに、
ポリカーボネイト，ポリエチレンテレフタレート，ポリ
イミド，ポリテトラフルオロエチレン（テフロン）等の
高抵抗の誘電体シートにカーボンなどの導電粒子を分散
させたもの、あるいは導電粒子を用いず、組成調整によ
って電気抵抗を調整した高分子フィルム、あるいは比較
的電気抵抗が低いシリコンゴム，ウレタンゴム等のゴム
材などが適している。

【００２８】バイアス電圧を印加する手段においては、
転写材担持体２に比べて低い電気抵抗で、シート状の転
写材担持体２及び転写材Ｐを柔らかく均一に感光体ドラ
ム１に押圧できる手段が適切である。よって、前記のロ
ーラ状の給電ローラ３の他に、例えば図３、図４、及び
図５に示されるような回転ブラシ５、固定プレート６、
及び固定ブラシ７でもよい。回転ブラシ５は、芯体５ａ
の表面に固定層５ａを有し、この固定層５ａにカーボン
を含有したレーヨンなどの糸からなる導電ブラシ５ｃが
設けられている。固定プレート６は、ホルダー６ａに固
定された導電性ゴム性の弾性板材６ｂから形成されてい
る。固定ブラシ７は、ホルダー７ａに固定された導電ブ
ラシ７ｂから構成されている。

【００２９】次に、第１実施例の転写装置が適用された
電子写真方式のカラー画像形成装置が図６に示されてい
る。

【００３０】このカラー画像形成装置においては、上述
した転写装置はベルト転写装置１７として用いられてい
る。環状ベルト状に形成されている転写材担持体２は、
一対の駆動ローラ２０，２１によって回転駆動される。
この転写材担持体２の上部平坦面には、４個のプロセス
ユニット１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄが順
次配置され、それぞれブラック、イエロー、マゼンタ、
シアンの各色のトナー像を形成する。４個のプロセスユ
ニット１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄはそれ
ぞれ同様の構成を有し、各々矢印の方向に回転する感光
体ドラム１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを具備し、こ
れらの回りには、ステンレスの帯電器である帯電ローラ
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄと、前記感光体ドラム
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄにレーザビーム１２
ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄをそれぞれ照射するレーザ
光学系１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄと、現像器１３
ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄと、ブレードを用いたクリ
ーナ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄと、除電ランプ１
５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄとがそれぞれ配置されて
いる。前記現像器１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄには
各々ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの現像剤が
収容されている。

【００３１】転写材担持体２の内側には、各プロセスユ
ニットに対応した４個の給電ローラ１９ａ、１９ｂ、１
９ｃ、１９ｄが転写材担持体２を介して４個の感光体ド
ラム１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに対向してそれぞ
れ設けられ、４個の給電ローラは感光体ドラムを押圧し
ている。各給電ローラ１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ
は、接触部分である転写部において、転写材担持体２に
転写バイアス電圧を印加する。各給電ローラ１９ａ、１
９ｂ、１９ｃ、１９ｄには、給電ローラ１９ａ、１９
ｂ、１９ｃ、１９ｄに各々一定電流を給電する図示しな
い定電流バイアス電源が接続されている。

【００３２】各プロセスユニット１００ａ、１００ｂ、
１００ｃ、１００ｄの上流側に設けられたカセット２４
には、転写材Ｐが貯えられ、給紙ローラ２３によってピ
ックアップされ、一対のレジストローラ２２によって適
切なタイミングにより転写材担持体２上に供給されるよ
うになっている。

【００３３】各色に対して設けられた４個のプロセスユ
ニット１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄは、帯
電、露光、現像をそれぞれ行い、各感光体ドラム１０
ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ上にトナー像を形成する。
形成されたトナー像は、転写材担持体１８により担持、
搬送される転写材Ｐに順次多重転写される。転写材担持
体２から分離された転写材Ｐは、ヒートローラ定着器２
５に搬送され、転写材Ｐ上のトナー像が定着され、トレ
イ２６に排出される。

【００３４】上述した構成の複数の転写部を有するカラ
ー画像形成装置においては、色毎に設けられたプロセス
ユニット１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄの各
感光体ドラム１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ上に順次
トナー像が形成され、該トナー像を１回の紙通しで、順
次多重転写するため、高速のカラー画像形成が行えると
いう利点を有している。

【００３５】このようなカラー画像形成装置にこの発明
の転写装置を適用することにより、各色の転写画像にお
ける転写ムラ、転写抜けがない高転写効率に転写を実現
できる。

【００３６】上述のカラー画像形成装置を用いて、ブラ
ック、イエロー、マゼンタ、シアンの順で４色の多重転
写を行った。各装置の仕様は以下の通りである。

【００３７】転写材担持体２は、イオン導電物質が混入
されたポリ弗化ビニリデンにより形成され、厚さが１４
０μｍ、厚み方向の１ｍ²当りの電気抵抗が常温・常湿
（２１℃、５０％ＲＨ）下でおおよそ１０⁵Ωである。
また、４個の給電ローラ１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９
ｄは、芯体外周に導電性発泡ウレタンを有し、芯体と表
面との間の１ｍ²当りの電気抵抗が約１０¹Ωである。

【００３８】この転写装置における転写電流に対する転
写効率、即ち、転写特性が図７に示される。

【００３９】図７に示されるように、転写回数により転
写電流を順次増加させることで、広い転写電流の範囲
で、各色とも極めて高い転写効率が得られることがわか
る。これは多重転写の場合、転写材Ｐに転写されるトナ
ー量が転写を繰り返す度に増加するため、これに応じて
転写電流を上げた方がより効率良く転写されることを示
している。また、各色とも前述した理由から、部分的な
転写不良、転写抜けがなく、環境変化に対して良好な一
定の転写特性が得られる。

【００４０】この発明の第２実施例の転写装置について
以下に説明する。

【００４１】この第２の実施例においては、転写装置の
構成は基本的に第１実施例と同様であり、第１実施例と
異なっているのは、転写装置の転写バイアスの印加の方
法、及び各装置の材料などの仕様である。よって、第１
実施例と同様な構成の説明は省略する。

【００４２】この第２実施例の構成は第１実施例と同様
に図１で示される。この第２実施例においては、第１実
施例と異なり、転写材担持体２は、カーボンが分散され
た厚さ１ｍｍのウレタンエラストマーにより形成され、
厚みの方向の１ｍ²あたりの電気抵抗が１０⁵Ωであ
り、厚みの方向の１ｍ²あたりの静電容量は５×１０^-8
Ｆとなっている。

【００４３】また、給電ローラ３に接続されるバイアス
電源４が第１実施例の出力電流を一定に維持する定電流
電源とは異なり、通常のマイナス極性に帯電させるバイ
アス電源である。

【００４４】図８は、この第２実施例に係る転写材担持
体２の厚み方向１ｍ²当りの電気抵抗を種々変えた場合
の転写特性を示すグラフで、横軸は転写バイアス電圧
を、縦軸は転写効率を示すものである。転写材担持体２
の電気抵抗は、ウレタンゴムに分散させるカーボンの量
によって調整し、電気抵抗の値が10¹、10²、10⁴、10
⁶、10⁷Ωｍ²の場合について実験した。

【００４５】この図から明らかなように、転写材担持体
２の電気抵抗が10¹Ωｍと低い場合には、転写材担持体
２から転写材Ｐへ電荷が付与されて、さらにこの電荷が
トナーに付与されてトナーの帯電極性を逆極にしてしま
うため、高い転写効率が得られない。また、転写材担持
体２の電気抵抗が10⁷Ωｍと高い場合は、十分な転写電
界を得るために高いバイアス電圧が必要で、放電が生じ
やすくなる。従って、転写材担持体２の厚み方向１ｍ²
の電気抵抗は10²〜10⁶Ωの範囲にあるのが好ましい。
尚、転写材担持体２の厚み方向の電気抵抗は、転写材担
持体２の厚さ、又は転写材担持体２の体積抵抗率、又は
その両方の変化により上述した値が得られる。

【００４６】また、本実施例では、ポリウレタンエラス
トマーの厚みを変えることにより転写材担持体２の静電
容量を調整して、７×１０^-7〜１０^-8Ｆ／ｍ²の範囲で
変化させることにより、微小エアーギャップ（転写材担
持体２に担持された転写材とトナー担持体が転写部近辺
で形成する空気層）中での放電の状態を調べた。最初に
理論計算により放電の可能性を調べ、次に実験により転
写画像から放電が生じているか否かを判断した。この場
合、転写材担持体２の電気抵抗値は10⁵Ωｍ²とし、比
誘電率は５であり、転写電圧は 700ｖ〜2500ｖまで変化
させた。

【００４７】図９、図１０には、微分方程式を解いた理
論計算の結果が示されている。図９は転写材担持体２の
静電容量が大きい場合であり、図１０は静電容量が小さ
い場合である。横軸は、転写部における、転写材Ｐの表
面と感光ドラム１の表面との間のエアーギャップの大き
さ（Ｇ１）を表し、このとき転写材Ｐは転写材担持体２
に担持されて、トナー像Ｔを担持した感光ドラム１と同
じ速度で移動されている状態である。このエアーギャッ
プの大きさ（Ｇ１）はミクロン単位で表される。縦軸
は、転写材Ｐの表面と感光ドラム１の表面との電位差
（Ｖ）である。

【００４８】図中の曲線Ａは、常温常圧の空気中でのパ
ッシェン放電曲線を表している。図９中の曲線Ｂ１、Ｂ
２（これらの曲線を電位降下曲線と呼ぶ）は、エアーギ
ャップＧ１による電位差の大きさの変化を示している。
図９の場合ギャップＧ１＝100 ミクロン程度のところで
曲線Ｂ１、Ｂ２は、曲線Ａに接触し放電の可能性を予測
している。Ｂ１は比抵抗が10¹⁵Ωcmの高抵抗転写材を使
った場合であり、Ｂ２は比抵抗が10⁸Ωcmの低抵抗転写
材を使った場合である。前者はＯＨＰ用紙、後者は多湿
環境の用紙の状態に対応している。また、実験によれ
ば、この転写材担持体２を使用した場合に全ベタ（転写
材上の全面に一様にトナーがのる）画像に放電のあとに
よるアバタ（濃度ムラ）が観測された。図１０におい
て、曲線Ｂ１′、Ｂ２′は同じく理論計算の結果であ
り、曲線Ｂ１′、Ｂ２′はパッシェン曲線Ａに接触せず
に、パッシェン曲線より低い電位である。曲線Ｂ１′、
Ｂ２′は上述した高抵抗転写材、低抵抗転写材にそれぞ
れ対応している。図１０における曲線Ｂ１′、Ｂ２′の
場合には、理論的には放電は生じないことが予測され、
実験においても放電による濃度ムラは観られなかった。

【００４９】以下に、その実験条件を示す。

【００５０】条件Ａ条件Ｂ転写材担持体２の厚さ： 100ミクロン１ミリ転写材担持体２の電気抵抗値： 10⁵Ωｍ² 10⁵Ωｍ² 転写材担持体２の静電容量： 7x10^-7Ｆ／ｍ² 2x10^-8Ｆ／ｍ² プロセススピード： 200mm/sec 200mm/sec 転写電圧： 1200ｖ 1500ｖ上記の２つの条件で大きく異なるのは静電容量である。
この場合、静電容量が小さい条件では、電位降下曲線の
傾きが大きい。この理由を以下に記述する。転写材Ｐが
転写材担持体２に担持され、感光ドラム１と同じ速度で
移動されているので、電位降下曲線は、エアーギャップ
とその電位差との関係であると共に、転写部の前からの
時間の経過と電位差との関係でもある。この時間の経過
と共に、動いている転写材担持体２の表面には転写部の
近辺で電荷が蓄積され、各時刻の電位は決定される。

【００５１】図１１にはこの転写のモデルが示されてい
る。Ｖｔは転写電圧、Ｖ１は転写材担持体２の電位差、
Ｖ２は転写材の電位差、Ｖ３はエアーギャップの電位
差、Ｖ４はトナー層の電位差、Ｖ５は感光体層の電位差
をそれぞれ示している。このエアーギャップは時間とと
もに変化され、転写材担持体２の静電容量が大きいほど
Ｖ１の時間による変化率は小さくなる。従って、エアー
ギャップの電位差が変化する割合も小さくなる。その結
果、電位降下曲線の傾きは小さくなる。

【００５２】以上のように、エアーギャップの電位降下
曲線の傾きは、転写電圧の大きさと共に、転写部近辺で
放電が生じるか否かを決定する要因となるが、この電位
降下曲線の傾きを決定する大きな要因として転写材担持
体２の静電容量がある。転写材担持体２の静電容量を変
化させた場合に、電位降下曲線の傾きがパッシェンの放
電曲線の傾きより大きくなる条件を検討した結果、４×
10^-7Ｆ／ｍ²以下であればよいことが理論計算によって
示されると共に、実験によっても確認された。また、転
写材担持体２の静電容量が小さすぎると転写電圧を上げ
なければならず、転写電圧２ｋＶ以下を維持するために
は、静電容量は２×10^-8Ｆ／ｍ²以上であれば十分な転
写が行なえることを実験により確認した。

【００５３】第２実施例における、電気抵抗値と静電容
量値とが適切に調整された転写材担持体２として用いら
れる材料は、カーボンが分散された前述のポリウレタン
エラストマーの他に、カーボン等の導電粒子を分散され
た、ポリカーボネイト、ポリイミド、ポリテトラフルオ
ロエチレン（テフロン）などの高抵抗の誘電体シート、
又は導電粒子が用いられない組成調整によって電気抵抗
値を調整した高分子フィルムでもよい。

【００５４】給電ローラ３のようなバイアス印加手段と
しては、第１実施例と同様に、転写材担持体２に較べて
低い電気抵抗値をもち、シート状の転写材担持体２及び
転写材Ｐを柔らかく均一に感光体ドラム１に押圧できる
手段であればよい。よって、例えば図３、図４、及び図
５に示されるような回転ブラシ５、固定プレート６、及
び固定ブラシ７でもよい。

【００５５】次に、第２実施例の転写装置が適用された
電子写真方式のカラー画像形成装置について説明する。

【００５６】この第２実施例のカラー画像形成装置につ
いても、構成は基本的に第１実施例のカラー画像形成装
置と同様であり、第１実施例と異なっているのは、転写
装置の転写バイアス電源の印加の方法、そして各装置の
材料などの仕様、そして、感光体ドラムを帯電させる帯
電器である。よって、第１実施例と同様な構成部分の説
明は省略する。更に、このカラー画像形成装置に設けら
れている第２実施例の転写装置の差異についても、上述
されているので省略する。

【００５７】この第２実施例のカラー画像形成装置の構
成は、第１実施例と同様に図６で示される。このカラー
画像形成装置において、転写装置以外の構成で第１実施
例と異なるのは、感光体ドラムを帯電させる帯電器であ
る帯電ローラ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに替えて
コロナ帯電器１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが配置さ
れているところである。これは、コロナ帯電器が帯電ロ
ーラに比較して、帯電状態が環境変化にあまり影響を受
けない為である。

【００５８】この第２実施例の転写装置が適用されたカ
ラー画像形成装置では、色ごとの各転写画像において、
転写ムラ、転写抜けがない高転写効率の転写を実現でき
る。このカラー画像形成装置の転写材担持体は、カーボ
ンが分散された厚さ１mmのポリウレタンエラストマーで
あり、厚み方向の電気抵抗が10⁵Ωｍ²、静電容量が２
×10^-8Ｆ／ｍ²である。また、４個の給電ローラは、芯
体外周に導電性発泡ウレタンを設けたもので、芯体と表
面との間の電気抵抗は１０⁴Ωになっている。この第２
実施例の転写バイアス電圧に対する転写効率が図１２に
示される。

【００５９】図１２に示されるように、転写回数により
転写バイアス電圧を少しづつ順次増加させることで、広
い転写バイアス範囲で、各色とも極めて高い転写効率が
得られる。これは多重転写の場合、転写を繰り返すと転
写材Ｐに転写されるトナー量が増加するため、これに応
じて転写バイアス電圧を上げたほうが効率よく転写され
ることを示している。また、各色とも前述した理由か
ら、部分的な転写不良、転写抜けがなく、環境変化に対
して良好な一定の転写特性が得られる。

【００６０】この第２実施例のカラー画像形成装置で
は、感光体ドラムを帯電させる帯電器としてコロナ帯電
器を用いているがこれに替えて第１実施例と同様に帯電
ローラでもよいことは明らかである。

【００６１】

【発明の効果】この発明の画像形成装置では、転写装置
の転写効率が環境の変化によっても安定であるので一定
の転写効率を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の転写装置の一部を示す平面
図。

【図２】この発明の第１実施例の転写装置における転写
電流及び転写効率の関係グラフを示した図。

【図３】この発明の転写装置の第１変形例を示す平面
図。

【図４】この発明の転写装置の第２変形例を示す平面
図。

【図５】この発明の転写装置の第３変形例を示す平面
図。

【図６】この発明の転写装置を適応したカラー画像形成
装置を概略的に示す平面図。

【図７】この発明の第１実施例のカラー画像形成装置の
転写装置の転写電流及び転写効率の関係グラフを示した
図。

【図８】この発明の第２実施例の転写装置の転写バイア
ス電圧及び転写効率の関係グラフを示した図。

【図９】放電による転写不良画像が現われ易い条件で
の、空気層の電位降下曲線とパッシェン放電曲線との関
係（理論計算による）のグラフを示す図。

【図１０】放電が生じない条件での空気層の電位降下曲
線とパッシェン放電曲線との関係（理論計算による）の
グラフを示す図。

【図１１】理論計算に使った転写モデルを示す図。

【図１２】第２実施例のカラー画像形成装置の転写バイ
アス電圧及び転写効率の関係のグラフを示す図。

【図１３】実験における比較例の転写装置の転写バイア
ス電圧及び転写効率の関係グラフを示す図。

【符号の説明】

１…感光体ドラム（像担持体）、２…転写材担持体、３
…給電ローラ、４…バイアス電源、１０ａ、１０ｂ、１
０ｃ、１０ｄ…感光体ドラム、１１ａ、１１ｂ、１１
ｃ、１１ｄ…帯電ローラ、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１
３ｄ…現像器、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ…クリ
ーナ、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ…除電ランプ、
１６ｃ、１６ｄ、１６ａ、１６ｂ…レーザ光学系、１７
…ベルト転写装置、１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ…
給電ローラ、２０、２１…駆動ローラ、２２…レジスト
ローラ、２３…給紙ローラ、２４…カセット、２５…ヒ
ートローラ定着器、２６…トレイ、１００ａ、１００
ｂ、１００ｃ、１００ｄ…プロセスユニット、Ｐ…転写
材。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】順次配設される複数の像担持体にそれぞ
れ対応して設けられ、その各像担持体上にそれぞれ画像
を形成する複数の画像形成手段と、半導電性転写材担持体を有すると共に、前記各像担持体
に対して順次転写材を搬送する搬送手段と、前記各像担持体にそれぞれ対応して設けられ、電流を一
定に維持する定電流制御により、前記搬送手段で搬送さ
れる転写材に対して前記各像担持体上に形成された画像
をそれぞれ転写する複数の転写手段と、を備えたことを
特徴とする画像形成装置。
【請求項２】順次配設される複数の像担持体にそれぞ
れ対応して設けられ、その各像担持体上にそれぞれ画像
を形成する複数の画像形成手段と、厚み方向の１ｍ²当たりの電気抵抗が１０²乃至１０⁶
Ωの範囲であると共に、厚み方向の１ｍ²当たりの静電
容量が２×１０^-8乃至４×１０^-7Ｆの範囲である転写材
担持体を有すると共に、前記各像担持体に対して順次転
写材を搬送する搬送手段と、前記各像担持体にそれぞれ対応して設けられ、前記搬送
手段で搬送される転写材に対して前記各像担持体上に形
成された画像をそれぞれ転写する複数の転写手段と、を
備えたことを特徴とする画像形成装置。