JP2876752B2 - 電子写真装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は単色のトナー像を複数重ね合わせることによ
り転写体にカラー画像を形成する電子写真装置に関す
る。

従来の技術 近年、電子写真装置は乾式トナーを使用する機器が主
流を占め、複写機，レーザプリンタ等として実用化され
目覚ましい発展をとげている。最近ではモノクロに加え
市場からカラー化の要望が高まりカラー複写機も市場に
出現している。

電子写真プロセス技術を応用したカラー画像を形成す
る電子写真装置は、感光層を有する感光体上へ各色に対
応した光線を選択的に照射して結像し、複数の所定のカ
ラー成分の中の特定の成分にそれぞれ対応する複数の静
電潜像をそれぞれの所定のトナーで現像し、それらの単
色のトナー像を重ね合わせることにより１枚の転写材に
カラー画像を形成する方法が採用されている。

例えば、米国特許第4,652,115号公報、特開昭63-2921
56号公報等には感光体と転写材搬送路との間に中間転写
材を設け、感光体上に個別に形成された異なる色のトナ
ー像を随時中間転写体上に重ねて転写して合成像を得、
その合成像を１枚の転写材に一括転写する方式が提案さ
れている。

以下第３図〜第７図を参照しながら、従来の電子写真
装置について説明する。

第３図は従来の電子写真装置の一部側断面図、第４図
は同感光体基準検知の動作説明図、第５図は同中間転写
体基準検知の動作説明図、第６図は同感光体の中間転写
体に対する位置調整後の状態を示す中間転写部の部分説
明図、第７図は感光体と中間転写体が所定の周回数を経
過した後の状態を示す中間転写部の部分説明図である。

第３図において、１は継ぎ目1aを有する閉ループ状の
合成樹脂材料などよりなるベルト基材の外周面上に、セ
レン（Se）あるいは有機光導電体（OPC）等の感光層が
薄膜状に塗布された感光体である。この感光体１は２本
の感光体搬送ローラ２および３によって垂直面内で感光
体搬送ローラ2,3間で形成するように支持され、駆動モ
ータ（図示せず）によって感光体搬送ローラ2,3に沿っ
て矢印Ａ方向に周回動する。ベルト状の感光体１の周面
には矢印Ａで示す感光体回転方向の順に帯電器4,露光光
学系5,ブラック（Ｂ），シアン（Ｃ），マゼンタ
（Ｍ），イエロー（Ｙ）の各色の現像器6B,6C,6M,6Y,中
間転写体ユニット7,感光体クリーニング装置8,除電器９
および感光体基準検知センサー10が設けられている。帯
電器４はタングステンワイヤ等からなる帯電線11と金属
板からなるシールド板12およびグリッド板13によって構
成されている。帯電線11へ高電圧を印加することによっ
て帯電線11がコロナ放電を起こしグリッド板13を介して
感光体１を一様に帯電する。14は露光光学系５から発射
される画像データの露光光線である。レーザプリンタと
した場合の例では、この露光光線14はホストコンピュー
タ（図示せず）からの信号により制御され感光体１上に
複数の所定のカラー成分の中の特定の成分にそれぞれ対
応する複数の静電潜像を形成する。第５図に示すよう
に、感光体基準検知センサー10は感光体１の継ぎ目1aの
位置を検出するものであり、感光体１の一端部で感光体
１の継ぎ目1aに近接した位置に配置されたスリット等の
感光体基準マーク1bを検知する。各色現像器はそれぞれ
各色に対応したトナーを収納している。トナーの色の選
択は、それぞれ各色に対応し回動自在に両端を機体本体
に軸支された離接カム15B,15C,15M,15Yがホストコンピ
ュータ（図示せず）の色選択信号に対応して回転し選択
された現像器例えば6Bを感光体１に当接させることによ
り行われる。選択されていない残りの現像器6C,6M,6Yは
感光体１から離間している。中間転写体ユニット７は導
電性の樹脂等からなる継ぎ目のないループベルト状また
はドラム状の中間転写体16と、中間転写体16を支持して
いる２本の中間転写体搬送ローラ17,18と、中間転写体1
6へ感光体１上のトナー像を転写するため中間転写体16
を間に挟んで感光体１に対向して配置される中間転写ロ
ーラ19とを有している。ここで感光体１の表面周長L1は
中間転写体16の表面周長L2と名目上等しいが、そのばら
つきの範囲において常にL1≦L2の関係が成り立つように
設定されている。次に第６図に示すように、20は中間転
写体16の基準位置を検出する中間転写体基準検知センサ
ーであり、中間転写体16の一端部に配置されたスリット
等の中間転写体基準マーク16aで基準位置を検知する。
第４図に示す21は感光体クラッチ機構であり、駆動源
（図示せず）からの動力をON-OFFして感光体の回動を制
御するものであり、感光体搬送ローラ３の駆動軸に設け
られている。第３図において、22は中間転写体16上の残
留トナーを掻き取るための中間転写体クリーニング装置
であり、中間転写体16上に合成像を形成している間は中
間転写体16から離間しており、クリーニングに供する時
のみ当接する。23は転写材24を収納している転写体カセ
ットである。転写材24は転写材カセット23から半月形を
した給紙ローラ25によって１枚ずつ用紙搬送路26へ送り
出される。27は転写材24と中間転写体16上に形成された
合成像の位置を一致させるため一次的に転写材24を停止
待機させるためのレジストローラであり、従動ローラ28
と圧接している。29は中間転写体16上に形成された合成
像を転写材24に転写するための転写ローラであり、合成
像を転写材24に転写する時のみ中間転写体16と接触回動
する。30は内部に熱源を有するヒートローラ31と加圧ロ
ーラ32とからなる定着器であり、転写材24上に転写され
た合成トナー像をヒートローラ31と加圧ローラ32の挟持
回転に伴い圧力と熱によって転写材24に定着させカラー
画像を形成する。

以上のように構成された電子写真装置について、以下
その動作について説明する。

感光体１と中間転写体16は、それぞれ駆動源（図示せ
ず）により駆動され、互いの周速が同一の一定速度にな
るように制御される。さらに中間転写体16は基準位置を
決定するための中間転写体基準マーク16aを検知する中
間転写体基準検知センサー20により予め画像形成領域を
設定してあり、この領域内において感光体１の継ぎ目1a
が中間転写ローラ19部で重ならないように位置調整を
し、同期をとられ駆動されている。

この状態で先ず高圧電源に接続された帯電器４内の帯
電線11に高圧を印加しコロナ放電を行なわせ、感光体１
の表面を一様に−700V〜−800V程度に帯電させる。次に
感光体１を矢印Ａ方向に回転させ一様に帯電された感光
体１の表面上に複数のカラー成分の中の所定の例えばブ
ラック（Ｂ）に相当するレーザビーム等の露光光線14を
照射すると、感光体１上の照射された部分は電荷が消え
静電潜像が形成される。この時、この静電潜像は中間転
写体16の基準位置を検出する中間転写体基準検知センサ
ー20からの信号により予め設定されている中間転写体16
上の画像領域内の位置に感光体１の継ぎ目1aを避けて形
成される。一方、現像に寄与するブラック（Ｂ）トナー
の収納されている現像器6Bはホストコンピュータ（図示
せず）からの色選択信号による離接カム15Bの回転によ
り矢印Ｂ方向に押され感光体１に当接する。この当接に
伴い感光体１上に形成された静電潜像部にトナーが付着
してトナー像を形成し現像が終了する。現像が終了した
現像器6Bは離接カム15Bの180度回転により、感光体１と
の当接位置から離間位置へ移動する。現像器6Bにより感
光体１上に形成されたトナー像は中間転写体16に各色毎
に、感光体１と接触配置された中間転写ローラ19に高圧
を印加することにより転写される。感光体１から中間転
写体16へ転写されなかった残留トナーは感光体クリーニ
ング装置８により除去され、さらに除電器９により残留
トナーが掻き取られた感光体１上の電荷は除去される。

次に例えばシアン（Ｃ）の色が選択されると、離接カ
ム15Cが回転し今度は現像器6Cを感光体１の方向へ押し
感光体１へ当接させシアン（Ｃ）の現像を開始する。４
色を使用する複写機あるいはプリンタの場合は上記現像
の動作を４回順次繰り返し行い中間転写体16上に４色B,
C,M,Yのトナー像を重ね合成像を形成する。このように
して形成された合成像は今まで離間していた転写ローラ
29が中間転写体16に接触し、転写ローラ29に高圧を印加
するとともに圧力によって転写材カセット23から用紙搬
送路26に沿って送られてきた転写材24に一括転写され
る。続いてトナー像が転写された転写材24は定着器30に
送られ、ここでヒートローラ31の熱と加圧ローラ32の挟
持圧によって定着されカラー画像として出力される。転
写ローラ29により転写材24上に完全に転写されなかった
中間転写体16上の残留トナーは中間転写体クリーニング
装置22により除去される。中間転写体クリーニング装置
22は一回の合成像が得られるまで、中間転写体16に対し
て離間の位置にあり、合成像が得られ合成像が転写ロー
ラ29により転写材24に転写された後接触状態になり、残
留トナーが除去される。

以上の動作にて１枚の画像の記録を完了する。ここ
で、感光体１の継ぎ目1aの中間転写体16に対する位置調
整の方法について説明する。

第６図において、中間転写体16上の周長ｃが画像が形
成されない非画像領域であり、この領域内で感光体１の
継ぎ目1aが接するように回動している。この状態で記録
動作を繰り返して２本のベルトの周回数を増して行く
と、ベルトの周長差により、中間転写体16に対する感光
体１の継ぎ目1aの接する位置が変化移動する。ここで感
光体１の周長L1と中間転写体16の周長L2の間にはL1≦L2
の関係が成り立つように設定されているため位置の変化
移動方向は特定される。感光体と中間転写体が所定の周
回数を経過した後の状態では、感光体１の継ぎ目1aが中
間転写体16の非画像領域の端のごく近傍まで達している
ため再度調整する必要がある。そこで感光体１の感光体
搬送ローラ３の駆動軸に設けた感光体クラッチ機構21に
より、その動力を所定の時間遮断して感光体１の回動の
み停止または減速させることにより第６図の状態を再現
し、再び感光体クラッチ機構21により駆動源（図示せ
ず）からの動力を接続し回動を再開させることにより調
整を行っていた。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような従来の構成においては、
クラッチ機構の応答時間よりも短い各色毎の微調整は不
可能であり、正確な各色毎の位置合わせができなかっ
た。また印字開始位置の印字毎のずれにより感光体の継
ぎ目位置が画像領域に入り込みそうな場合、印字動作を
停止してベルト位置合わせを行い、中間転写体の画像領
域を感光体の継ぎ目位置から避けるという継ぎ目位置調
整動作を行っていたため、印字の途中で一時印字動作を
停止して感光体と中間転写体との位置合わせを行う時間
が必要となり、印字速度が遅くなるという問題を有して
いた。また、クラッチ等の感光体と中間転写体の複雑な
位置調整機構が必要となり、大幅な製造コストアップに
なっていた。さらには位置調整に伴い感光体１と中間転
写体16との中間転写部での滑りを発生するため、この滑
りにより感光体１および中間転写体16の表面を損傷し、
ひいては画像劣化を生じるという問題も併せて生じてい
た。

本発明は上記課題を解決するもので、部品点数が少な
く微小な色合わせが可能で、感光体および中間転写体が
損傷しない長寿命，高信頼性の電子写真装置を提供する
ことを目的としている。

課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、感光体上に形成
した単色のトナー像を中間転写体上に重ね合わせ転写の
後、転写体にカラー画像を転写する電子写真装置におい
て、印字動作指令がなされていない機体本体の待機状態
時に感光体の一周期時間と中間転写体の一周期時間との
時間差を予め算出しておき、その後印字動作指令が発せ
られると感光体基準出力信号を基準に第１色目の記録を
開始し、第２色目以降各色毎一度前の色の感光体基準検
知から記録開始までの時間から、前記時間差を各回毎に
加算しながら減じていきながら各色の印字動作を行い、
一回の色重ね周期毎に前記時間補正を行った印字動作を
繰り返すように、画像記録開始のタイミングを制御する
制御手段を具備してなるものである。

作用 本発明は上記した構成により、感光体の中間転写体に
対する位置調整時間を不要とし、感光体クラッチ機構を
廃止することができ、さらには色合わせの微調整が可能
となるとともに感光体および中間転写体の寿命を延ばす
ことができる。

実施例 以下、本発明の一実施例における電子写真装置につい
て第１図，第２図および第３図を参照にしながら説明す
る。

電子写真装置の帯電，露光，カラー現像の各部分の構
成と動作について、第３図に示す従来例と同様なものに
ついては第３図の説明を転用して、同一部分については
同一番号を付し説明を省略する。

第１図は本発明の一実施例の電子写真装置の感光体と
中間転写体との像書き込み状態を示す図、第２図は同像
書き込みタイミングを示す図である。

感光体１上の継ぎ目1aを感光体上の画像領域から避け
て画像を形成するための制御方法について連続印字の場
合を例にとって次に説明する。第１図，第２図に示すよ
うに、印字に先立ち機体本体が待機状態にある時、感光
体基準検知センサー10により感光体１の一周期時間Ｘ
を、中間転写体基準検知センサー20により中間転写体16
の一周期時間Ｙを各々測定したその時間差Ｐ（＝Ｘ−
Ｙ）を算出しておく。その後第１枚目の色重ね画像形成
動作指令が発せられると、感光体１上に設けた感光体基
準マーク1bを感光体基準検知センサー10が検出してから
Ｚ時間後に４色の内のブラック（Ｂ）の画像データに相
当する露光光線14を感光体１上の画像領域内に照射書き
込み、すなわちカラー潜像記録を行い、感光体１上に形
成された静電潜像を現像器6Bのブラックトナーによって
顕画化しトナー像を形成する。続いて、感光体１上に形
成されたトナー像は中間転写体16上に設けられた中間転
写体基準マーク16aを中間転写体基準検知センサー20が
検出してからＱ時間後に中間転写体16上へ転写される。
次に、感光体１上に形成される例えばシアン（Ｃ）のト
ナー像を中間転写体基準マーク16aを中間転写体基準検
知センサー20が検知してからＱ時間後に中間転写体16上
へ転写させるためには、感光体基準マーク1bからのシア
ン（Ｃ）の画像書き込みを、ブラック（Ｂ）の画像書き
込みタイミング時間Ｚから予め測定しておいた感光体１
の一周期時間Ｘと中間転写体16の一周期時間Ｙとの差Ｐ
（＝Ｘ−Ｙ）を差し引いた値である［Ｚ−Ｐ］時間後に
始める。従って、感光体１上に形成されたシアン（Ｃ）
の画像は、中間転写体16上に設けられた中間転写体基準
マーク16aを中間転写体基準検知センサー20が検知して
からＱ時間後に正確に中間転写体16上へ転写されること
になる。以下同様の過程を通じて、マゼンタ（Ｍ）の画
像、イエロー（Ｙ）の画像の書き込みを感光体基準マー
ク1aを感光体基準検知センサー10が検知してからそれぞ
れ［Ｚ−2xP］時間、［Ｚ−3xP］時間後（すなわち、一
度前の色の感光体基準検知から印字開始までの時間から
予め測定算出しておいた時間差Ｐを加算した時間を減じ
た時間）経過後に行う。これにより第１図，第２図で示
すように、中間転写体基準マーク16aを中間転写体基準
検知センサー20が検知してからＱ時間後に中間転写体16
上へ各色画像を転写し、色ずれのない合成トナー像を得
ることができる。色重ねされた合成トナー像は、転写ロ
ーラ29により転写材24に一括転写され、定着器30で転写
材24に定着される。

引続き今度は、第２枚目の色重ね動作について説明す
る。先ず、第１枚目のカラー画像形成動作が完了と同時
に上記時間差Ｐ加算値をリセットする。そして第１枚目
のカラー画像形成動作と同様に感光体１上に設けた感光
体基準マーク1bを感光体基準検知センサー10が検出して
からＺ時間後に４色の内のブラック（Ｂ）の画像データ
に相当する露光光線14を感光体１上の画像領域内に照射
書き込み、感光体１上に形成された静電潜像を現像器6B
のブラックトナーによって顕画化しトナー像を形成す
る。感光体１上に形成されたトナー像は中間転写体16上
に設けられた中間転写体基準マーク16aを中間転写体基
準検知センサー20が検出してから今度はＲ時間後に中間
転写体16上へ転写される。次に、感光体１上に形成され
るシアン（Ｃ）の画像を中間転写体基準マーク16aを中
間転写体基準検知センサー20が検知してからＲ時間後に
中間転写体16上へ転写させるために、感光体基準マーク
1bからのシアン（Ｃ）の画像書き込みを、ブラック
（Ｂ）の画像書き込みタイミング時間Ｚから予め測定し
ておいた感光体１の一周期時間Ｘと中間転写体16の一周
期時間Ｙとの時間差Ｐ（＝Ｘ−Ｙ）を差し引いた値であ
る［Ｚ−Ｐ］時間後に開始する。従って、感光体１上に
形成されたシアン（Ｃ）の画像は、中間転写体16上に設
けられた中間転写体基準マーク16aを中間転写体基準検
知センサー20が検知してからＲ時間後に中間転写体16上
へ転写される。以下同様の過程を通じて、マゼンタ
（Ｍ）の画像、イエロー（Ｙ）の画像書き込みを感光体
基準マーク1aを感光体基準検知センサー10が検知してか
らそれぞれ［Ｚ−2xP］時間、［Ｚ−3xP］時間後に行う
ことにより第１図，第２図で示すように、中間転写体基
準マーク16aを中間転写体基準検知センサー20が検知し
てからＲ時間後に、各色のトナー像が中間転写体16上へ
転写され、色ずれのない合成トナー像を得ることができ
る。色重ねされた合成トナー像は、転写ローラ29により
転写材24に一括転写され、定着器30で転写材24に定着さ
れる。以上のようにして、中間転写体16から転写材24へ
一括転写される毎に、感光体１上への画像書き込みタイ
ミングを初期状態に戻すことによって画像領域内に感光
体１の継ぎ目が入り込むことなく連続印字を行うことが
できる。

発明の効果 以上の実施例から明らかなように、本発明によれば感
光体基準検知センサーと中間転写体基準検知センサーに
より予め印字動作指令がなされていない機体本体の待機
状態に感光体の一周期時間と中間転写体の一周期時間と
の時間差を算出しておき、その後印字動作指令が発せら
れると感光体基準マークを感光体基準検知センサーが検
出した時点を基準に第１色目の記録を開始し、第２色目
以降各色毎に一度前の色の感光体基準検知から記録開始
までの時間から、感光体の一周期時間と中間転写体の一
周期時間との時間差を順次加算した値を減じながら各色
の印字動作を行い、一回の色重ね周期毎に上記印字動作
を繰り返すように、画像記録開始のタイミングを制御す
るようにしたため、感光体の中間転写体に対する継ぎ目
位置を調整することなしに連続印字が可能となる。従っ
て、感光体の中間転写体に対する位置調整時間を不要に
するとともに、感光体クラッチ機構を廃止することがで
き、大幅なコストダウンを図ることができる。さらには
感光体と中間転写体との間の速度差を発生させる必要が
ないため、感光体および中間転写体の損傷を防止するこ
とができ、高寿命で信頼性の高い電子写真装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ），（ｂ）は本発明の一実施例における電子
写真装置の感光体と中間転写体との像書き込み状態を示
す図、第２図は同像書き込みタイミングを示す図、第３
図は従来および本発明の一実施例の電子写真装置の一部
側断面図、第４図は同感光体基準検知の動作説明図、第
５図は同中間転写体基準検知の動作説明図、第６図は同
感光体の中間転写体に対する位置調整後の状態を示す中
間転写部の部分説明図、第７図は感光体と中間転写体が
所定の周回数を経過した後の状態を示す中間転写部の部
分説明図である。 １……感光体、1a……継ぎ目、1b……感光体基準マー
ク、５……露光光学系、6B……ブラック（Ｂ）現像器、
6C……シアン（Ｃ）現像器、6M……マゼンタ（Ｍ）現像
器、6Y……イエロー（Ｙ）現像器、10……感光体基準検
知センサー、14……露光光線、15B,15C,15M,15Y……離
接カム、16……中間転写体、16a……中間転写基準マー
ク、20……中間転写体基準検知センサー、24……転写
材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 13/01 G03G 15/01 - 15/01 117 G03G 15/14 - 15/16 101 G03G 15/00 303 G03G 21/00 370 - 540

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体上にカラー潜像を記録し、感光体上
   でこの潜像を現像して形成したカラートナー像を継ぎ目
   のないループベルト状またはドラム状の中間転写体上に
   順次重ね合わせて転写し、得られた１枚のカラートナー
   画像を転写材に転写する方式の電子写真装置において、
   感光体基準マークを検出する感光体基準検知センサー
   と、中間転写体基準マークを検出する中間転写体基準検
   知センサーとを設け、感光体基準マーク検知時から感光
   体上にカラー潜像記録開始までの時間をＺとし、中間転
   写体と感光体の一周期の時間差をＰとするとき、印字動
   作指令が発せられていない機体本体の待機状態時に前記
   一周期の時間差Ｐを算出しておき、その後印字動作指令
   が発せられると感光体基準マークを感光体基準検知セン
   サーが検知した時点を基準に第１色目のカラー潜像の記
   録を開始し、第ｎ色目のカラー潜像の記録の際のＺはＺ
   −（ｎ−１）Ｐと補正して各回の色重ね印字動作をくり
   返すように画像記録開始のタイミングを制御する電子写
   真装置。