JP2743359B2 - 画像出力装置の転写装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真複写機等において使用される転写
装置に関し、特に、転写の際の像の歪みを防止する転写
装置に関する。

〔従来の技術〕

たとえば、カラー電子写真複写機等のカラー画像出力
装置においては、同じ用紙に異なった色の画像を次々に
転写していくことによりカラー像を得ている。

従来、このような電子写真法を使用したカラー画像出
力装置の一つとして、転写ドラムを用いて用紙の搬送，
転写を行うものがある。

これは、一つの感光体の周囲に黄，マゼンタ，シアン
の３色或いはこれに黒を加えた４色の現像器を配置し、
感光体上に形成した潜像をそれぞれの現像器で順番に現
像する。そして、転写ドラム上には、用紙をグリッパで
挟むか或いはポリエチレンテレフタレート等の部材から
なるメッシュやフィルムに吸着させ、転写ドラムを回転
することにより用紙を感光体の位置まで搬送し、コロト
ロン等の転写器によって感光体上のトナー像を用紙に転
写する。この工程を各色毎に繰り返してカラーの像を用
紙の上に転写するという方法が一般的である。

しかしこの方法では、各色毎に現像，転写を繰り返す
ことになるので速度が遅くなるという問題がある。

この問題を解決するため、転写ドラムの周囲に複数の
感光体を配置し、各感光体において予め各色の現像を行
っておき、転写ドラムを１回転させる間に、各感光体の
各色トナー像を用紙に転写してフルカラーの複写を行う
タンデム型と呼ばれる方法が特開昭56−122067号公報等
で提案されている。

第10図はこのタンデム型のカラー画像出力装置の一例
を示している。

図において、１は感光体を示しており、この感光体１
の周囲には帯電器4,LED（発光ダイオード）を光源とし
たROS（ラスタアウトプットスキャナ）等の走査露光系
3,現像器5,クリーナ２等が配置され、像形成部が構成さ
れる。この像形成部は、合成する色の数に対応して転写
ドラム７の周囲に複数個配置される。第２図の例では、
２個の像形成部S₁,S₂が設けられている。この像形成部
自体は通常の単色のディジタル電子写真複写機と同様の
構成であり、走査露光系３に供給される画像信号に応じ
て、感光体１上にトナー像が形成される。

また、転写ドラム７の用紙供給側には、用紙の吸着姿
勢を規制するためのディフレクタ６が配設され、このデ
ィフレクタ６に対向して転写ドラム７の内側にスクリー
ンタックコロトロン８が配設される。また、転写ドラム
７の内部の各感光体１に対応する個所には、それぞれ転
写器10が配置され、更に、用紙排出側には、剥離コロト
ロン11が配設される。

前記転写ドラム７は、特開昭59−24869号公報に示さ
れるような、その表面の一部が切り欠かれてスクリーン
メッシュ，ポリエチレンテレフタレートフィルム等の可
撓性シートが取り付けられており、この可撓性シートを
介して帯電等が行われる。

そして、トレイ14内の用紙がフィードロール15により
転写ドラム７方向に搬送されると、ディフレクタ６及び
スクリーンタックコロトロン８により用紙が転写ドラム
７に吸着される。この用紙が像形成部S₁に至ると、転写
器10により感光体１上のトナー像が転写ドラム７上の用
紙に転写される。次に、用紙が像形成部S₂に至ると、同
様に転写器10により感光体１上のトナー像が像形成部S₁
で形成されたトナー像の上に重ねて転写される。転写後
の用紙は、剥離コロトロン11により転写ドラム７から剥
離され、搬送装置12により定着器13に送られトナー像が
用紙に定着される。このようにして、用紙上には、多色
が合成された画像が得られる。

このタンデム型のカラー画像出力装置によれば、転写
ドラム７の１回転で、カラー像が得られるので、複写速
度を速めることができるという効果がある。

〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、このタンデム型のカラー画像出力装置
においては、１個の転写ドラム７の周囲に複数の感光体
１を配置し、各色ごとに独立の感光体１を使用している
ために、感光体１上のトナー像を転写ドラム７上の用紙
の同一位置に正確に重ねて転写することが困難である。

複数の感光体を使用する場合、各感光体１の外形寸法
や偏心の大きさが異なる。また、複数の感光体１に対し
て共通の転写ドラム７を使用するので転写ドラム７の外
形寸法が大きくなり、このため変形し易くなり、転写ド
ラム７の形状が歪んだり、偏心が起きることは避けられ
ない。また、用紙は感光体に接触するので、感光体の径
差や偏心によって転写ドラムから感光体までの距離及び
メッシュと感光体の接触部の長さが変化して用紙の速度
が変化する。

感光体の径差や偏心が有る場合、像書き込みの際に像
の伸縮が生じ、このため、各感光体１から転写される像
の位置が正確に一致したものとはならず、色ずれが生じ
易いという欠点があった。また、転写ドラム７の寸法精
度が低い場合、転写ドラム７と感光体１との間のギャッ
プを正確に維持することができないため良好な転写が行
えず、また、転写ドラム７上の可撓性シート或いはメッ
シュと感光体１の接触幅すなわちニップ幅が充分確保で
きないため、転写時にトナーの飛散が生じて転写像の画
質が低下するという問題があった。

１個の転写ドラムの周囲に複数の感光体を配置した画
像出力装置において、レジストレーションを良好に保つ
ためには、以下の２つの条件を満たすことが必要であ
る。第１の条件は、紙の送り速度すなわち転写ドラムの
周速を一定に保つために、転写ドラムの中心から感光体
までの距離を常に一定に保つことである。そして、第２
の条件は、転写ドラムの可撓性シートが感光体に接触す
る位置のばらつきを抑えるために、可撓性シートと感光
体のニップ量を一定に保つことである。

しかしながら、これらの条件を直接満足するために
は、感光体，転写ドラムの精度及び可撓性シートの張架
精度を非常に高くしなければならず、製作コストが高く
なるという問題があった。

本発明は、上述の問題点を解決するために案出された
ものであって、複数の感光体を用いたときでも、部品の
寸法精度を高くすることなく、各色の互いの位置が正確
に一致したレジストレーションのよいカラー画像を得る
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の画像出力装置の転写装置は、前記目的を達成
するため、用紙を搬送する転写体に対して複数の感光体
を対向させ、転写体の１回転以内の間に、複数の感光体
の各色トナー像を用紙に転写して画像形成を行うタンデ
ム型の画像出力装置の転写装置において、前記転写体の
表面速度を前記複数の感光体のそれぞれの表面速度より
0.1から１％速くし、かつ、前記転写体の周面に、前記
複数の感光体のそれぞれに対して弾性的に圧接する可撓
性部材を取り付けたことを特徴とする。

〔作用〕

本発明においては、用紙を搬送する転写ドラム等の転
写体の可撓性部材を複数の感光体のそれぞれに弾性的に
押しつけて、転写ドラムと複数の感光体の位置関係を常
に接触した状態に維持する。これにより、転写体の１回
転以内の間に、複数の感光体が転写体に接触して、それ
ぞれの感光体上のトナー像が転写体の用紙に転写される
とき、可撓性部材とそれぞれの感光体との密着は確実な
ものとなる。

また、本発明においては、前記転写体の表面速度と前
記複数の感光体のそれぞれの表面速度との間に速度差を
設けており、感光体の寸法誤差に起因して書き込み時に
画像の歪みが発生するものの、感光体上の像が用紙に転
写されるときには、前記歪みは補正されて転写される。
例えば、感光体上に縮んで形成された画像は、感光体よ
り用紙に転写されるときに引き延ばされながら転写され
る。これにより、書き込み時に発生した画像の歪みの方
向とは逆方向に歪みを受けて、結果的に歪みが補正され
た転写像が得られる。

このとき、用紙と、それぞれの感光体とは十分に密着
しており、画像の歪みを補正するのに十分な幅のニップ
が形成されているので、転写の期間に画像の歪みが確実
に補正される。したがって、複数の感光体から共通の転
写体に多重転写する際の位置ずれがなくなる。

そして、転写体に対して複数の感光体を対向させた形
式のいわゆるタンデム型の画像出力装置においては、転
写体及び感光体間に作用する駆動力の関係の制御が特に
重要であるが、本発明においては、前記転写体の表面速
度を前記複数の感光体のそれぞれの表面速度より0.1か
ら１％速くしたので、感光体の像が用紙に転写されると
きに、複数の感光体から転写体に作用する駆動力の影響
を抑えて、安定した転写が可能となる。一方、ここで仮
に感光体と転写体のそれぞれの表面速度を等速にした場
合には、感光体の偏芯の影響により感光体の表面速度が
変動し、転写体との間で振動を生じ不安定な状態とな
り、また、感光体の表面速度を転写体の表面速度より速
くした場合は転写体が複数の感光体のそれぞれ駆動力を
受けて用紙の搬送速度が変動し易くなると共に、用紙が
感光体に引きずられてループを形成して、その反力によ
って用紙の搬送速度が変化して益々色ずれを生じるおそ
れがあるので好ましくない。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら実施例に基づいて本発明の
特徴を具体的に説明する。

第１図は本発明実施例の転写装置の概略断面図を示し
ている。なお、第10図に示す従来例の構成と対応する個
所には同一符号を付し説明は省略する。

転写ドラム７は、中空ロールとなっており、その外面
には切欠が形成されている。そして、この切欠部分に、
たとえば、ポリエステル等の可撓性及び弾性を有するメ
ッシュ16が貼られた構造となっている。このメッシュ16
は、グリッパ９部分を除いて全周に貼られている。

第１図から判るように、転写ドラム７と感光体１の位
置関係は、転写ドラム７のメッシュ16の表面を感光体１
に常に接触させるようにする。このときの干渉量は、メ
ッシュ16の剛性によっても異なるが、最大で300〜600μ
ｍ干渉するようにする。この干渉量は、接触圧力が7g/c
m程度となるように設定する。なお、ここでいう干渉量
とは、感光体１がメッシュ16に食い込む半径方向の距離
を意味する。

次に、本実施例の動作を説明する。なお、基本的な構
成は第10図に示す従来例と同様であるので同図を参照し
て説明する。

本実施例においても、第10図に示される従来例と同様
に、トレイ14からフィードロール15によって紙が送ら
れ、転写ドラム７のグリッパ９に把持される。転写ドラ
ム７の外周に形成されたメシュ16には、スクリーンタッ
クコロトロン８及びディフレクタ６によって電荷が与え
られ、用紙がメンシュ16に吸着される。そして、第１の
像形成部S₁で感光体１のトナー像の転写が行われ、次
に、同様の転写が第２の像形成部S₂で行われる。

このとき、転写ドラム７と感光体１の位置関係は、上
述したように、メッシュ16の表面が感光体１に最大で30
0〜600μｍ干渉するように配置されており、メッシュ16
は可撓性及び弾性を有しているので、メッシュ16は第１
図に示されるように内側に弾性変形した状態で感光体１
と圧接する。すなわち、メッシュ16は感光体１に弾性的
に接触することになる。

したがって、転写ドラム７自体の精度或いはメッシュ
16の取付精度に無関係に、転写ドラム７中心から感光体
１までの距離が常に一定に保たれると共に、充分なニッ
プ幅が確保される。

なお、転写ドラム７により紙を搬送するに際しては、
用紙17をメッシュ16に吸着させて搬送するが、特にメッ
シュ16の剛性が小さいときは、メッシュ16がプロセス方
向に歪んでしまわないように、紙の先端をグリッパ９で
把持させるようにする。このとき、グリッパ９は、感光
体１と干渉しないように、第１図に示すように転写ドラ
ム７の表面より少し低い位置に配置させる。

次に、本実施例における、転写ドラムと感光体の周速
の関係について説明する。

本実施例においては、転写ドラム７が用紙17を搬送す
る速度を、感光体１の表面速度より少し、たとえば、0.
1〜１％速くする。

このように速度差を持たせることにより、常に用紙17
と感光体１は滑っている状態で転写が行なわれる。この
とき、転写ドラム７が用紙17を搬送する速度を感光体１
の表面速度より速くしているので、グリッパ９により引
っ張られる用紙17は常に張力がかかった状態となってお
り、用紙17が撓んだり皺がよったりすることはない。こ
のように、転写ドラム７と感光体１のそれぞれの表面速
度に差を設けることにより、感光体１の露光時すなわち
像の書き込み時に、感光体１の偏心によって生じる像の
位置ずれを転写時に補正することができる。

なお、上述の速度差が0.1％未満では充分な張力が得
られず制御が不可能となり、また、１％より大きいと転
写時にトナーがプロセス方向に引きずられてスミアが大
きくなり、視感上の画質が悪化するという不都合があ
る。

ここで、走査露光系３から感光体１に画像が書き込ま
れるときに発生する像の位置ずれについて説明する。

感光体１のドラムが偏心していると、感光体１自体の
回転速度が一定であったとしても、軸芯から表面までの
距離によってその周速が変動する。このとき、感光体１
の中心から表面までの半径が短い部分では、像の位置は
合うが像の長さは用紙の搬送方向に対して短くなる。一
方、感光体１の中心から表面までの半径が長い部分で
も、像の位置は合うが像の長さは長くなる。そして、感
光体１の中心から表面までの半径が中間の部分では、像
の長さは正確となるが位置が前後にずれる。

したがって、この状態で感光体１の回転に同期して用
紙を密着回転させ、感光体１上の像を用紙に転写する
と、転写後の像も歪んだものとなる。各感光体の偏心の
状態はそれぞれ異なるので、多重転写された像は位置が
ずれたものとなる。特にカラー画像を形成する場合、色
ずれが生じて画質が大幅に劣化する。

しかしながら、本実施例においては、用紙17は感光体
１に同期して搬送されるのではなく、転写ドラム７に同
期して搬送されるので、転写中には、先の光学系と感光
体１の間で発生した現象と逆の現象が発生する。したが
って、像の位置は元に戻るように補正される。すなわ
ち、感光体１の径小部分では像が圧縮されて記録され、
径大部分では伸長されて記録されるが、径小部分の周速
は遅く、径大部分の周速は速いので、一定速度で移動す
る用紙に転写されるとき、径小部分の像は伸長され、径
大部分の像は圧縮されて転写されることになる。

次に、転写装置の他の例について第２図，第３図を参
照して説明する。この実施例においては、各感光体１に
対向する位置の転写ドラム７の内部に、弾性体ロール18
をそれぞれ配設している。この場合、メッシュ16は弾性
体よりなるロール18によって感光体１に押し付けられる
ので、感光体１とメッシュ16の接触がより確実となる。

このとき、メッシュ剛性によっても異なるが、接触圧
力が7g/cm程度となるように、メッシュ16を感光体に最
大300〜600μｍ程度接触させるのが良好である。

第３図は、第２図に示す弾性体ロール18を使用した２
色カラー画像出力装置を示している。なお、第10図の従
来例と対応する箇所には同一符号を付し、説明は省略す
る。

また、第２図に示すロール18に代えて、第４図に示す
橇状の弾性体ガイド19を設け、バネ等の弾性体押上材19
aの弾性力により転写ドラム７のメッシュ16（第２図参
照）を感光体１に押し付けるような構成でも同じ効果を
得ることができる。

なお、用紙17の先端を挟持しているグリッパ９が、転
写部分を通過するときには、グリッパ９はコロトロン８
（第10図参照）に接触しない方が望ましいが、弾性体ロ
ール18或いは弾性体ガイド19に接触しても特に問題は生
じない。また、弾性体ロール18或いは弾性体ガイド19が
感光体１を押圧する力の大きさは、7g/cm近辺の値が最
適であることが実験により確認されている。

第５図，第６図は本発明の更に他の実施例の断面図を
示しており、転写ドラム７の外周端部の表面に弾性を有
する剛性樹脂等からなるベルト状の弾性体押上材20a,20
bを積層し、その上にメッシュ16を取り付けたものであ
る。

第７図はリング状の弾性体押上材20cを使用した更に
他の実施例を示しており、転写ドラム７の外周にメッシ
ュ16が取り付けられると共に、転写ドラム７の軸方向内
側に径小部が形成され、この径小部とメッシュ16の間に
弾性体押上材20cが介装されている。

第５図〜第７図の実施例においては、メッシュ16の弾
性及び弾性体押上材20a,20b,20cの弾性によりメッシュ1
6が感光体１に押圧され、両者は常に接触することにな
る。

第８図は、転写ドラム７を感光体１に圧接するための
更に他の実施例を示している。第８図において、22は静
電転写ロールを示しており、この静電転写ロール22を支
持する摺動部材23が、スリーブ24内に進退可能に収納さ
れている。摺動部材23の基端とスリーブ24の底部との間
には弾性押上部材としてのコイルバネ25が配設されてい
る。そして、静電転写ロール22には電源26から転写に必
要な２〜5KV程度の高電圧が印加されている。第８図の
例においては、摺動部材23,スリーブ24,コイルバネ25等
により弾性押上機構27が構成される。

第９図は、第８図に示す弾性押上機構27を４色フルカ
ラーのカラー複写装置に適用した場合を示している。な
お、第10図の従来例と対応する箇所には同一符号を付
し、説明は省略する。

このカラー複写装置は、感光体1,帯電器4,走査露光系
3,現像器5,クリーナ２等からなる黄，マゼンタ，シア
ン，黒の各色電子写真画像形成装置が、転写ドラム１の
周囲に配置してあり、各色のトナー像が感光体１上に作
られる。

前記弾性押上機構27は、第９図に示すように、転写ド
ラム７の内部の各感光体１に対応する箇所に設けられて
おり、転写ドラム７を感光体１に圧接するようになって
いる。

更に詳細に説明すると、転写ドラム７は、大口径の中
空ロールに用紙吸着用のスクリーンメッシュ或いはポリ
エチレンテレフタレートフィルム等の可撓性シートを張
架した構造となっており、この可撓性シートが、弾性押
上機構27により押し上げられた静電転写ロール22により
感光体１に弾性的に圧接される。

ここで、第９図に示すカラー複写装置の動作を簡単に
説明する。

トレイ14に収納されている用紙は、レジストロール31
に先端を突き当てられ、転写ドラム７のグリッパ（第１
図参照）が回転して接近してきたとき、或るタイミング
でレジストロール31が開放され、ペーパーシュート32を
通ってシートグリッパ部に保持され、転写ドラム７と一
体となって回転する。

静電転写ロール22には、直流電源26から２〜5KV程度
の高電圧が印加されており、コイルバネ25等で構成され
る弾性押上機構27により感光体１に対して圧接されてい
る。

転写ドラム７によって用紙が感光体１の位置に搬送さ
れてくると、静電転写ロール22によって用紙が帯電し、
感光体１上のトナー像が用紙上に転写される。このと
き、前述のように転写ドラム１の可撓性シートは、感光
体１に圧着されるので、前記中空ロール及び可撓性シー
トの張架精度をそれほど高くしなくても良好な転写が行
われる。

この工程が像形成部S₁,S₂,S₃,S₄において各色毎に繰
り返された後、用紙が転写ドラム７から開放されリリー
スペーパシュート33を通って定着器13によって定着さ
れ、排紙トレイ34上にカラーコピーとして出される。

なお、上述の実施例では、中空ロールの切欠部分にメ
ッシュを貼った転写ドラムにより転写を行う場合につい
て説明したが、転写ドラムの代わりに、たとえば、特開
昭52−139431号公報に示されるようなポリエチレンテレ
フタレート等を使用した転写ベルトを用いても同様の効
果が得られることは勿論である。

また、転写ドラムにメッシュを貼ってコロトロンによ
り転写したり、転写ベルトを使用する代わりに、特開昭
61−269176号公報に示されるような、半導電性樹脂膜に
複数の電極を所定の間隔を持って配置し、これらの電極
に選択的に所定の電圧を印加することにより転写を行う
ようにした転写ドラム或いは転写ベルトの場合にも適用
できる。

更に、チェーントラクタにメッシュを貼った転写ベル
トにも適用できる。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、本発明によれば、転写ドラム或
いは転写ベルト等の転写体で搬送される用紙を複数の感
光体のそれぞれに圧着した状態で沿わせるようにしたの
で、転写体の歪み、偏心があってもそれに関係なく紙の
速度を一定にすることができる。したがって、転写部に
おいて歪みなく像を転写することができ、複数の像を多
重転写した場合でもレジストレーションが悪化すること
がない。

また、転写ドラムの周速を感光体の移動速度より少し
速くすることによって、タンデム型の画像形成装置にお
いて、感光体ドラムの径差や偏心によって生じた書き込
み時の像の伸び縮みや位置ずれが転写時に修正される際
に、複数の感光体から転写体に作用する駆動力の影響を
抑えて、安定した転写が可能となる。

更に、本考案によれば、レジストレーションを良くす
るためにシート搬送ドラム及びスクリーンメッシュの張
架精度を高くする必要がないので、製作コストを下げる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の転写装置の概略断面図、第２図
は弾性体ロールを使用した本発明実施例の転写装置の概
略断面図、第３図は同転写装置を使用したカラー画像出
力装置の概略断面図、第４図は弾性体ガイドを使用した
転写装置の概略断面図、第５図〜第７図は転写ドラムの
周縁に取り付けられた弾性体押上部材を使用した転写装
置の概略断面図、第８図は静電転写ロールを弾性体押上
部材として使用した転写装置の概略断面図、第９図は同
転写装置を使用した４色カラー画像出力装置の概略断面
図、第10図は従来のカラー画像出力装置の概略断面図で
ある。 1:感光体、2:クリーナ 3:走査露光系、4:帯電器 5:現像器、6:ディフレクタ 7:転写ドラム 8:スクリーンタックコロトロン 9:グリッパ、10:転写器 11:剥離コロトロン、12:搬送装置 13:定着器、14:トレイ 15:フィードロール、16:メッシュ 17:用紙、18:弾性体ロール 19:弾性体ガイド 19a,20a,20b,20c:弾性体押上材 22:静電転写ロール、23:摺動部材 24:スリーブ、25:コイルバネ 26:直流電源、27:弾性押上機構 31:レジストロール、32:ペーパシュート 33:リリースペーパシュート 34:排紙トレイ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】用紙を搬送する転写体に対して複数の感光
   体を対向させ、転写体の１回転以内の間に、複数の感光
   体の各色トナー像を用紙に転写して画像形成を行うタン
   デム型の画像出力装置の転写装置において、 前記転写体の表面速度を前記複数の感光体のそれぞれの
   表面速度より0.1から１％速くし、かつ、前記転写体の
   周面に、前記複数の感光体のそれぞれに対して弾性的に
   圧接する可撓性部材を取り付けたことを特徴とする画像
   出力装置の転写装置。