JP2544631B2

JP2544631B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2544631B2
Application number: JP62186673A
Authority: JP
Inventors: 和重田口
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1987-07-28
Filing date: 1987-07-28
Publication date: 1996-10-16
Anticipated expiration: 2011-10-16
Also published as: JPS6431173A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、重ね画像の位置ずれを防止するようにした
画像形成装置に関するものである。

従来技術転写ベルト駆動ローラを含む複数のローラ間に転写ベ
ルトを張設し、該転写ベルト上に、静電潜像が現像され
ることによって得られる顕像を形成する、複数の潜像担
持体を配設した上、前記転写ベルト駆動ローラにより転
写ベルトを回転駆動して、転写紙をベルト上において搬
送しつつ、該転写紙に、逐次、各潜像担持体の顕像を転
写する画像形成装置が知られている。このような装置に
おいて、転写ベルト駆動ローラや、同ローラを駆動する
ための駆動ギアなどが偏心したりしていると、転写ベル
トに速度変動を生じる。このような速度変動は一定の周
期性をもち、ローラ１回転毎に、その速度変動が繰り返
される。

このような速度変動を生じると、各潜像担持体の顕像
を同一の転写紙に転写する場合、画像に相互の位置ずれ
が生じるおそれがある。特に、カラー画像形成装置にお
いては、色ずれとなって表われる。

そこで、従来、このような課題に答えるべく、転写間
距離を、転写ベルト駆動ローラの周長の整数倍に設定し
た画像形成装置が提案されている。これによるものは、
駆動ローラに周期性の速度変動を生じても、転写間距離
が同ローラの周長の整数倍に設定されているため、前述
した画像の位置ずれ防止に、ある程度、対応することが
できる。

しかし乍ら、かような転写ベルト駆動装置では、転写
ベルトの厚さや材質特性等について考慮されないため、
画像の位置ずれ防止の一層の向上を図りにくい。この画
像の位置ずれの大きさは、転写ベルトの厚さを一定とし
た場合、駆動ローラ径を小型、軽量化の目的で小さくし
た場合に、特に無視できないものとなる。

転写ベルトは、本来的に所定の厚さを有するものであ
り、当然、駆動ローラの速度変動周期と、転写ベルトの
それとは異なるものとなり、転写ベルトの厚さを考慮し
ないと、画像の位置ずれの程度を小さくすることができ
ず、カラー画像形成装置の場合には色ずれを生じてしま
うこととなる。

目的本発明は、上記点に鑑みてなされたものであって、画
像の位置ずれを一層効果的に防止できる画像形成装置を
提供することを目的とする。

構成本発明は、上記目的を達成するため、転写ベルト駆動
ローラを含む複数のローラ間に転写ベルトを張設し、該
転写ベルト上に、静電潜像が現像させることによって得
られる顕像を形成する、複数の潜像担持体を配設した
上、前記転写ベルト駆動ローラにより転写ベルトを回転
駆動して、転写紙を転写ベルト上において搬送しつつ、
該転写紙に、逐次、各潜像担持体の顕像を転写する画像
形成装置において、ｎを整数とし、かつ各潜像担持体の
間の転写ベルト上における転写間距離をｘとしたとき、
当該転写間距離ｘを、｛駆動ローラ径＋（転写ベルトの厚さ）×２｝ ×π×ｎ≧ｘ＞駆動ローラ径×π×ｎに設定したことを特徴とする画像形成装置を提案する。

実施例以下、本発明を一実施例に基づき説明する。

第１図は本発明に係る画像形成装置の一例であるカラ
ー複写装置を示す。先ず、この複写装置によって行われ
る複写プロセスについて説明する。

原稿載置台１上の原稿（図示せず）を、照明ランプ
３、反射板４よりなる照明ユニットにより照明し、その
反射光が、第１ミラー11、第２キラー12、第３ミラー1
3、第４ミラー14、レンズ２、第５ミラー15を介して第
６ミラー16に導かれる。第６ミラー16は多層膜コーティ
ングされた反射鏡であって、白色光の中のブルー光，グ
リーン光，レッド光のいずれか１色の成分光を反射し、
他の２色の成分光は投下する様に設計されている。

転写ベルト54上には、潜像担持体の一例である３個の
感光体ベルト53,53′,53″が縦方向にそれぞれ配設され
ている。

今、第６ミラー16での反射光を、仮にブルー光とする
と、このブルー光は３個の感光体ベルトのうちの第３感
光体ベルト53に至り、ブルー光投影位置21に原稿画像を
結像する。一方、第６ミラー16を透過したグリーン光，
レッド光は、第７ミラー17に到り、今この反射光を、仮
にグリーン光とすると、このグリーン光は第２感光体ベ
ルト53′に到り、グリーン光投影位置22に原稿画像を結
像する。この第７ミラー17は、第６ミラー16と同様多層
膜コーテイングされた反射鏡であって、多層膜コーティ
ング層の性能によりグリーン光が反射されレッド光は投
下するようになっている。そして、ミラー17を投下して
きたレッド光は、ミラー18により第１感光体ベルト53″
に到り、レッド光投影位置23に原稿画像を結像する。

以上述べた色分解工程においては、第３感光体ベルト
53にはブルー光を、第２感光体ベルト53′にはグリーン
光を、第１感光体ベルト53″にはレッド光を露光すると
して説明した。以下も同様に取り扱うが、色分解の順序
は、光源の波長エネルギー分布、レンズの透過光特性、
感光体の感度特性、トナーの透過率などにより最適の方
式、順序が採られるべきである。

作像に際しては、第３〜第１感光体ベルト53〜53″
は、それぞれの駆動ローラ51〜51″の時計方向の回転に
より矢印方向に駆動される。まず、各感光体ベルトは、
各クエンチングランプ41〜41″により除電され、つぎに
各メインチャージャー43〜43″により全面帯電される。
今、43〜43″は、例えば、固体電極を有する帯電装置
（Solid State ChargerS.S.C）であって、小型化、高信
頼に寄与する。又、42〜42″は例えば、LEDアレーのイ
レーサであって作像領域外の電荷を選択的に消去する。

そして、それぞれの光投影位置21,22,23において、ブ
ルー光、グリーン光、レッド光に色分解された原稿画像
露光を同時に受ける。原稿の露光走査は、通常の複写光
学系の同様であるが、これらの相違するところは原稿走
査用ミラーが、通常は１枚であるのに対して本装置で
は、第１ミラー11、第２ミラー12と２枚のペアとなって
いる。これは、レンズの下流で寸法上、反射面数を増す
ことが不可能であるからである。原稿の露光走査は、第
１ミラー11,第２ミラー12及び照明系のブロックと、第
３ミラー13,第４ミラー14のブロックとが、2:1の速度比
でそれぞれ破線位置へ移動して完了する。これにより、
各感光体ベルト面上に、それぞれ色分解された静電像が
形成される。

次いで、現像工程に入るが、第３感光体ベルト53はブ
ルー露光をを受けているので、現像装置61ではこれと補
色の関係にあるイエローのトナーで顕像化される。同様
に、第２観光体ベルト53′はグリーン露光を受けている
ので、現像装置61′ではこれと補色の関係にあるマゼン
タのトナーで顕像化される。また、第１感光体ベルト5
3″はレッド露光を受けているので、現像装置61″では
これと補色の関係にあるシアンのトナーで顕像化され
る。

これらの顕像、即ちトナー像の形成された感光体面
は、それぞれ、転写前除電器64,64′,64″による除電作
用を受け、各々の転写21′,22′,23″へと進む。但し、
各々の転写位置へ、各々のトナー像が到達するタイミン
グは、各トナー像が転写紙上の同一位置に転写される様
に案配されているが、これについては、後述する。

一方、転写紙70は、給紙ローラ71により、レジストロ
ーラ対72,73まで送られ、ここで、第１感光体ベルト5
3″上のトナー像先端位置に合致する様に、タイミング
をとって、プレスローラ74で軽く加圧されながら、転写
ベルト54上へ供給される。

転写ベルト54は、転写ベルト駆動ローラ55,ローラ56
間に張設され、駆動ローラ55の反時計廻り回転により矢
印方向に駆動されている。この時、転写ベルト54は、各
々の転写位置21′,22′,23′で、各々の感光体ベルトに
確実に接触しており、転写が確実に行われる。なお、さ
らに密着させるために、転写ベルトの内側から押しつけ
るアシストローラ（図示せず）を設けてもよい。

転写ベルト54上へ供給された転写紙は、ベルト上を搬
送されて、第１感光体ベルト53″の転写位置23′に到り
転写チャージャー63″により、シアントナー像が転写さ
れ、逐次、転写位置22′では、第２感光体ベルト53′上
のマゼンタトナー像が、転写位置21′では、第３感光体
ベルト53上にイエロートナー像が、各々の転写チャージ
ャー63′,63によって、重ね転写されていく。これによ
って、転写位置21′を通過した転写紙上には、シアン、
マゼンタ、イエローの重ね画像が得られたことになる。

これらの３色のトナー像を色ずれしない様にするた
め、第３〜第１の各感光体ベルトの露光位置から、転写
位置までの周長と、各転写位置間の距離は、下記のよう
な条件にすることが必要である。すなわち、また、第１図に図示するように、第６〜第７ミラー間
距離をα、第７〜第８ミラー間距離をβ，第２転写〜第
３転写間距離をα′、第１転写〜第２転写間距離をβ′
とすると、 α＝α′ β＝β′ となるように構成すれば、各色トナー像が合致し、色ず
れのない合せ画像が得られる。なお、転写間距離という
のは、各感光体ベルトの間の転写ベルト上における距離
である。

転写位置21′を通過した転写紙は、駆動ローラ55のと
ころで、転写ベルト54より分離され、これに形成された
トナー像が定着装置75により定着されて排紙台76上へ排
出される。このようにしてフルカラーコピーが得られ
る。一方、各感光体ベルトは、転写後の残留トナーを各
クリーニング装置62〜62″でクリーニングされ、次のコ
ピー開始に備える。また、転写ベルト54は、例えば交流
ダブルコロナによる除電装置65により除電された後、ク
リーニング装置66でクリーニングされる。

上述のように、図示した画像形成装置は、転写ベルト
駆動ローラ55を含む複数のローラ55,56間に転写ベルト5
4を張設し、該転写ベルト54上に、静電潜像が現像され
ることによって得られる顕像を形成される。感光体ベル
ト53,53′,53″より成る複数の潜像担持体を配設した
上、転写ベルト駆動ローラ55により転写ベルト54を回転
駆動して、転写紙70を転写ベルト54上において搬送しつ
つ、該転写紙70に、逐次、各潜像担持体、すなわち各感
光体ベルト53,53′,53″の顕像を転写するように構成さ
れている。

ここで、第１図において、転写ベルト駆動ローラ55の
軸上には図示されないギアが設けられ、これには同じく
図示されない駆動ギアが噛み合うようになっている。そ
して、この駆動ギヤにより駆動ローラ55が回転駆動され
る。

このように駆動構成において、駆動ローラ55や駆動ギ
ヤが偏心したりしていると、転写ベルト54に速度変動を
生じる。この速度変動は、一定の周期性をもち、ローラ
１回転枚に速度の変動が規則的に繰り返される。

すなわち、第２図に示すように、駆動ローラの１回転
周期Ｔ毎に速度が正弦的に変動するのである。これに対
し、速度変動を生じないときは線ｌに沿うこととなる。

このような速度変動を生じると、例えば、複数の顕像
を同一の転写紙に転写する場合、相互の画像に位置ずれ
を生じるおそれがある。また、複数の顕像を重ね転写す
る場合、重ね画像に位置ずれを生じるおそれがある。特
に、カラー複写装置では色ずれとなって表われる。

そこで、従来、前述した転写間距離を、駆動ローラの
周長の整数倍に設定した画像形成装置が提案されている
が、かかる方式では転写ベルトの厚さや材質特性などに
ついて考慮されないため、上述の如き画像の位置ずれの
確実な防止を図りにくい。

ここで、第３図において、転写ベルトの速度について
考えるものとして、駆動ローラ55に接するベルトの内側
と、ベルトの接しない外側とでは速度が異なる。具体的
には内側よりも外側の方が速くなる。

本例の画像形成装置においては、上述の如き転写ベル
トの厚さを考慮して、ｎを整数とし、かつ各潜像担持体
の間の転写ベルト上における転写間距離をｘとしたと
き、当該転写間距離ｘ（第１図のα′，β′に相当）
を、｛駆動ローラ径＋（転写ベルトの厚さ）×２｝ ×π×ｎ≧ｘ＞駆動ローラ径×π×ｎ（１）に設定した。

上記（１）式は、駆動ローラ径と、転写ベルトの厚さ
と、転写間距離の一般的な関係を示しているが、転写ベ
ルトの材質特性が、例えば、その厚さ方向で弾性伸縮率
が同じであるような場合には、転写ベルトの速度Ｖは転
写ベルトの厚さの1/2のところ、すなわち、ｂのところ
の速度とみなされるので、このような場合には、内側ａ
と外側ｃとの速度が異なっても、ベルトの実際の速度Ｖ
はｂのところの速度としてみなされる。従って、この場
合には、ｂのところの速度変動周期分のベルト進行距離
に対して、転写間距離を、その距離の整数倍とすること
ができる。

今、駆動ローラ５の直径をD₀,この直径にベルトの厚
みｔを加えたものをD₁とそれぞれするとして、ｂのとこ
ろでのベルトの速度変動周期Ｔに対するベルトの進行距
離L₁は次の如くなる。

L₁＝D₁π＝（D₀＋ｔ）π このようにして得られるL₁に対して、転写間距離ｘ
を、そのL₁整数倍にすれば、転写ベルトの周期的な速度
変動が転写間距離鵜において規則正しく取り込まれるた
め、前述したような画像の位置ずれを生ぜず、カラー複
写装置の場合は色ずれの生じにくい画像を得ることがで
きる。また、画像を合成する複写機などでは、合成画像
に相互の位置ずれを生じにくくすることができる。

すなわち、転写ベルトの材質特性が厚さ方向で同じで
ある場合、転写間距離ｘを、（駆動ローラ径＋転写ベルトの厚さ）×π×ｎ（２）に設定するのである（ｎは整数）。

第４図において、実線はベルトの厚さなどを考慮しな
い、駆動ローラの１回転周期Ｔに対する速度変動曲線で
あり、この周期Ｔに対するベルト内側の移動量L₀はD₀π
となる。

転写間距離を、かような移動量L₀の整数倍とした場合
には、実際にはベルトの内側の速度がベルト自体の速度
とはならないので、色ずれなどを生じることとなる。す
なわち、この場合は駆動ローラ自体の速度変動周期にも
とづいて転写間距離を定めてしまうものである。

一方、同図において、破線はベルトの厚さを考慮し
た、ベルト自体の速度変動周期にもとづく速度変動曲線
であり、この周期に対するベルトの移動量L₁はD₁π、す
なわち（D₀＋ｔ）πとなる。

ところで、前述の（２）式は、転写ベルトとして、厚
さ方向で弾性伸縮率などが同じであるような材質のもの
を用いて場合であるが、それが厚さ方向で異なる場合は
転写間距離ｘは次のようにして定められる。

第３図において、かかる場合は、転写ベルトの速度Ｖ
はｂのところの速度とはならず、ａの側やｃの側へ寄っ
た速度となる。

例えば、転写ベルトの内側が外側よりも弾性的に伸び
やすい材質のものであれば、転写ベルトの速度Ｖはｃの
ところの速度に近づき、逆に、転写ベルトの外側が内側
よりも弾性的に伸びやすい材質のものであれば、転写ベ
ルトの速度Ｖはａのところの速度に近づく。

このような場合には、転写ベルトの材質特性に合せ
て、転写間距離ｘを、前述の（１）式の範囲内の、転写
ベルトの材質特性に応じた最適値に設定しておけば、速
度変動に起因する画像の位置ずれの発生を防止すること
ができる。

ここで、最適値というのは、ベルトの内側の方が伸び
すい傾向となっていてベルトの速度Ｖがｃがところの速
度に近づくような材質のものの場合に、転写間距離ｘを
（１）式中の｛駆動ローラ径＋（転写ベルトの厚さ）×
２｝×π×ｎの項の値に近づけ、ベルトの外側の方が伸
びやすい傾向となっていて、ベルトの速度Ｖがａのとこ
ろの速度に近づくような材質のものの場合には、転写間
距離ｘを（１）式中の（駆動ローラー径×π×ｎ）の項
の値に近づけるような値のことである。

以上述べて来た実施例の基本的なことは、転写ベルト
の速度変動の一周期分の長さに対して、転写間距離を、
その長さの整数倍とすることである。見方を逆にすれ
ば、転写ベルトの速度変動の一周期分の長さを、転写間
距離の整数分の一とすることである。

ここで、本発明者は、転写ベルトとして、厚さ方向に
おいて弾性伸縮率などが同じであるような材質特性のも
のを用い、転写間距離ｘを75mmとし、転写ベルトの厚さ
を1mmとするような条件のもとに、次に述べるような実
験結果を得た。

第５図は駆動ローラの周長を、転写間距離の整数分の
一として場合である。図（Ａ）は第１図及び第２感光体
ベルト53″,53′についての実験結果の場合であり、図
（Ｂ）は第１及び第３感光体ベルト53″,53′について
の実験結果の場合である。

さらに具体的に図（Ａ）の（１）は第１及び第２感光
体ベルトを用いた転写時における転写ベルトの速度変動
曲線を示すものである。また、図（Ａ）の（２）は速度
変動の、転写紙上に対応した積算値を示すものであり、
これが例えば重ね画像の色ずれ量となる。この実験結果
から、ベルトの厚み分だけ各感光体ベルトを毎の速度変
動曲線に位相差を生じ、色ずれなどが発生することがわ
かる。

第５図（Ｂ）の（１）は第１及び第３感光体ベルトを
用いた各転写時における転写ベルトの速度変動曲線を示
すものであり、この組み合せの場合の方が各感光体のベ
ルト毎の速度変動の曲線の位相差がさらに大きくなって
なっており、同図（Ｂ）の（２）に示すに如く、上記積
算値も、さらに大きくなっている。

ここで、駆動ローラの直接をD₀とするとして、転写間
距離ｘは75mmであるから、次のような式が成立する。

πD₀＝75×1/n ここで、整数ｎを例えば１とすると、 D₀＝75/π＝23.89mm 本実施例では駆動ローラの直径を、かような値にし
た。この場合、同ローラの周長と転写間距離とは相等し
くなる。

第６図は、転写ベルトの速度変動の一周期分の長さ
を、転写間距離の整数分の一とした場合の実験結果であ
る。図（Ａ）は第１及び第２感光体ベルトについての実
験結果であり、（Ｂ）は第１及び第３感光体ベルトつい
ての実験結果である。いずれの場合も、図（Ａ）の
（１）、図（Ｂ）の（１）にそれぞれ示すように、感光
体ベルト毎の速度変動曲線に位相差を生ぜず、それが合
致している。また、図（Ａ）の（２），図（Ｂ）の
（２）に示すように、上記積算値もゼロとなっており、
色ずれなどの画像の位置ずれが生じにくいことが証明さ
れる。このようなことから、転写間距離を、転写ベルト
の速度変動の一周期分の長さの整数倍とすることの効果
が大であることが理解されよう。

なお、後段の実験例（第６図）では、駆動ローラの直
径を次のようにして定めた。なおｔはベルトの厚みであ
る。

（D₀＋ｔ）π＝75×1/n ここで、整数ｎを例えば１とすると、（D₀＋ｔ）π＝75 ここで、ｔは1mmであるから、（D₀＋１）π＝75 本実験例では、駆動ローラの直径を、かような値にし
たものであり、このような直径にすれば、逆に転写間距
離を75mmとすることができるのである。

効果以上、本発明よれば、従前のものより、一層、画像に
相互の位置ずれを生じにくいようにした画像形成装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の適用されるカラー複写装置の
構成図、第２図は駆動ローラが偏心したときなどに生じ
る転写ベルトの速度の変化を示す図、第３図は転写ベル
トの厚さ方向で部分速度が異なることを説明するための
図、第４図は従来例の本発明例との場合の速度変動曲線
を比較して示した図、第５図は従来例の場合の速度変動
曲線等を示す図、第６図は本発明例の場合の速度変動曲
線等を示す図である。 54……転写ベルト、55……転写ベルト駆動ローラ 56……ローラ、70……転写紙

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】転写ベルト駆動ローラを含む複数のローラ
間に転写ベルトを張設し、該転写ベルト上に、静電潜像
が現像されることによって得られる顕像を形成する、複
数の潜像担持体を配設した上、前記転写ベルト駆動ロー
ラにより転写ベルトを回転駆動して、転写紙を転写ベル
ト上において搬送しつつ、該転写紙に、逐次、各潜像担
持体の顕像を転写する画像形成装置において、ｎを整数
とし、かつ各潜像担持体の間の転写ベルト上における転
写間距離をｘとしたとき、当該転写間距離ｘを、｛駆動ローラ径＋（転写ベルトの厚さ）×２｝ ×π×ｎ≧ｘ＞駆動ローラ×π×ｎに設定したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】転写ベルトの材質特性が厚さ方向で同じで
ある場合、転写間距離ｘを、（駆動ローラ径＋転写ベル
トの厚さ）×π×ｎに設定した特許請求の範囲第１項に記載の画像形成装
置。