JP2920006B2 - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP2920006B2
JP2920006B2 JP3219329A JP21932991A JP2920006B2 JP 2920006 B2 JP2920006 B2 JP 2920006B2 JP 3219329 A JP3219329 A JP 3219329A JP 21932991 A JP21932991 A JP 21932991A JP 2920006 B2 JP2920006 B2 JP 2920006B2
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    • G03G2215/0174Apparatus for electrophotographic processes for producing multicoloured copies single electrographic recording member plural rotations of recording member to produce multicoloured copy
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  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、トナー像を像担持体上
に形成し、このトナー像を、転写装置にて搬送される転
写材に転写することにより画像を得る画像形成装置に関
するものであり、特に電子写真式或は静電記録式のカラ
ー電子写真装置などに好適に具現化し得るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、カラー電子写真装置は種々提案さ
れ、又実際に市販されているが、図2にその一例を示せ
ば、カラー電子写真装置は、像担持体である電子写真感
光ドラム1が回転自在に担持され、その回りに画像形成
手段が配置されトナー像が形成される。
【0003】つまり、回転駆動を加えられた感光ドラム
1に、一次帯電器2により均一な帯電を行い、例えばレ
ーザービーム書き込み手段などから成る露光手段にて画
像情報に応じた光像3を照射し、感光ドラム1上に静電
潜像が形成される。該静電潜像は例えば移動式現像装置
4にて感光ドラム1上にトナー像として可視化される。
【0004】移動式現像装置4は、マゼンタ色現像剤、
シアン色現像剤、イエロー色現像剤、ブラック色現像剤
の4色の現像剤を各別に収納する4個の現像器4M、4
C、4Y、4Bと、これら4個の現像器を保持し且つ水
平方向に移動し得るガイド(図示せず)とから成ってい
る。移動式現像装置4は、所望の現像器を前記感光ドラ
ム1の外周面と対向する現像位置に搬送し、感光ドラム
1上の静電潜像の現像を行なう。
【0005】感光ドラム1上の可視画像、即ちトナー像
は、後で詳しく説明する転写装置30によって担持され
そして該転写装置30にて図中矢印方向に搬送され、次
いで感光ドラム1に当接せられる転写材Pに転写され
る。転写材Pはレジストローラ6aにより画像と同期し
転写材担持体である転写装置30へと供給される。
【0006】感光ドラム1は、表面の残留トナーをクリ
ーニング装置20で清掃された後再度カラー画像プロセ
スに供せられる。
【0007】このように、カラー電子写真装置にて複数
色の画像を形成するに際しては、転写装置30として
は、ドラム形の枠体に高抵抗フィルム(転写シート)を
巻装した転写ドラムを使用した多重転写方式を用いてい
る。
【0008】転写ドラム30の回転駆動は次のようにし
て行なわれている。即ち、図12に示すように、感光ド
ラム1は回転軸131により担持され、この回転軸13
1を駆動モータ130により駆動することにより回転さ
れる。感光ドラム1はその側端部に歯車をもつフランジ
132を備え、転写ドラム30に一体に設けられた歯車
142に噛合している。従って、感光ドラム1が回転駆
動されると転写ドラム30に回転駆動が伝達される。
【0009】このような駆動系を用いた場合には、多重
転写時に、所謂「色ずれ」を防止するため、感光ドラム
1の径と転写ドラム30の径を整数倍にすることが、例
えば特開昭49−113635号公報、特開昭61−8
3557号公報に開示されている。又、感光ドラム1と
転写ドラム30を独立の駆動モータで駆動することも提
案されている。
【0010】回転駆動を与えられた転写ドラム30は、
転写ドラム周面の一部に配備された複数個のグリッパー
141で給紙された転写材を把持する。この種のグリッ
パー付き転写ドラムについては、例えば特開昭61−1
50354号公報に開示されている。
【0011】又、グリッパー141を用いず、図2に示
すように、転写ドラム周面に設けられた転写シート34
と転写材に電荷を付与する手段、即ち、吸着帯電器51
及び導電ローラ52を設け静電的に転写材を転写シート
34に吸着させて搬送する方法も又提案されている。
【0012】この場合には、吸着帯電器51は、転写シ
ート34の内側に電荷を付与し、導電ローラ52を用い
て転写材に吸着帯電器51とは反対極性の電荷を与え
る。導電ローラ52は接地されており吸着帯電器51の
対向電極としても機能する。転写材は転写シート34に
静電吸着され、転写領域へと搬送された後、感光ドラム
1上のトナー像が転写される。
【0013】カラー画像を得るためには、上述したよう
に、転写工程を繰り返す、所謂多重転写が行なわれ、そ
の後、転写材を転写シートから分離するに先立って、対
向する除電器16によりAC除電を行ない電荷を中和さ
せて、静電吸着力を弱める。次いで、押し上げ部材53
が作動し、分離爪42を転写材と転写シート34との間
に入れることにより、転写材を転写ドラムより分離し、
分離された転写材は、定着器18に搬送され、定着後排
紙され複写が終了する。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のカラー電子写真装置では、感光ドラム1のフランジ
歯車132から転写ドラム30へと駆動を伝達する場
合、感光ドラム径と転写ドラム径を整数倍にするという
制約をうけるか、フランジ歯車132のピッチ面の真円
度、同軸度に高精度が要求される。
【0015】例えば、フランジ歯車132のピッチ円が
aだけずれた場合には、転写ドラム30の周上の「ずれ
量」は次の通りである。 ずれ量≒(a2/4r)sin( ωt-φ) cos(ωt-φ) +a・sin(ωt-φ)-(a2/4r)sinωt・ cosωt - a・sin ωt ここで、rは感光ドラム半径であり(r>>a)、φは
転写ドラムと感光ドラムの径の違いによる転写ドラム1
回転のときの感光ドラムの位相差である。
【0016】ずれ量が最大になるのは位相差φ=π、即
ち、例えば転写ドラム径:感光ドラム径=3:2に相当
し、ずれ量最大値は2aとなる。従って、同軸度による
色ずれを50μm以内にするには、同軸度は25μm以
内という高精度が要求されてしまう。
【0017】また、感光ドラム1と転写ドラム30の駆
動を別駆動にすると駆動モーターが2個必要となりコス
トアップとなる。
【0018】従って、本発明の目的は、例えば、感光ド
ラムのような像担持体及び転写ドラムのような転写材担
持体を使用した場合に、転写ドラム径と感光ドラム径が
例え非整数倍であって、且つ一つの駆動源にて駆動され
る構成とされた場合であっても、色ずれのない高品質の
画像を得ることのできる画像形成装置を提供することで
ある。
【0019】
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
複数色のトナー像を担持可能であり、回転可能な像担持
体と、転写材を担持する回転可能な転写材担持体と、前
記像担持体と前記転写材担持体とを回転駆動する単一の
駆動源と、を有し、前記像担持体上の前記複数色のトナ
ー像は前記転写材担持体に担持された転写材に順次重ね
て転写される画像形成装置において、前記像担持体の回
転軸と前記転写材担持体の回転軸との間に掛け渡され、
前記単一の駆動源による回転駆動力を伝達するベルトを
有し、前記像担持体の直径は前記転写材担持体の直径
非整数倍であって、且つ前記転写材担持体の直径は前記
像担持体の直径の非整数倍であり、前記像担持体と前記
転写材担持体はそれぞれ等角速度運動をすることを特徴
とする画像形成装置である。
【0020】
【実施例】以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則
して更に詳しく説明する。
【0021】実施例1 本実施例では、本発明は、先に説明した図2に示すカラ
ー電子写真装置に具現化されるものとして説明する。従
って、カラー電子写真装置の全体構成についての説明は
省略する。
【0022】図1は、特に、図2の装置における像担持
体としての感光ドラム1と転写材担持体としての転写ド
ラム30とを示すもので、感光ドラム1はドラム軸13
1に支持され、ドラム駆動用モータ130にて矢印方向
に等角速度にて回転駆動される。一方、転写ドラム30
は転写ドラム軸140に支持され、ベルト104により
ドラム軸131の回転が伝達され、それによって転写ド
ラム30は矢印方向に等角速度運動をする。
【0023】又、転写ドラム30の両側端部には突き当
てコロ105が配置され、この突き当てコロ105が感
光ドラム1に突き当てられ、それによって、転写ドラム
30の転写シート34と感光ドラム1との間には一定間
隔、例えば0.1mmが保持される。
【0024】更に説明すると、突き当てコロ105は転
写ドラム軸140に回転自在に軸支されており、従って
転写ドラム30と感光ドラム1の真円度、同軸度のずれ
により最近接点での線速度は異なっても角速度は同じで
ある。なお、突き当てコロ105は感光ドラム軸131
に軸支するように構成することもできる。
【0025】次に、図3〜図6を参照して、本実施例の
カラー電子写真装置にて使用される転写装置30の一実
施例をより具体的に説明する。
【0026】本実施例にて、転写材担持体、即ち転写ド
ラム30は、両端に設けられた円柱形のリング31,3
2と、該リング31、32を連結する連結部33とを有
する。これら円柱形リング31、32及び連結部33は
誘電体フィルムから成る転写シート34を巻装するため
のドラム枠体を構成する。
【0027】転写ドラム30に隣接して分離手段40が
配置される。分離手段40は、転写ドラム30の軸線方
向に沿って設けられた分離爪支持体41と、該支持体4
1に固着された複数個の剥離部材、本実施例では3個の
分離爪42とを有し、該分離爪42の先端には後で説明
する目的のために分離用外側押当てコロ42aが一体的
に設けられている。又、支持体41の両端には、図3及
び図5から理解されるように、適当な支持板43、44
を介して突当てコロ45、46が設けられる。該突当て
コロ45、46は、分離爪動作クラッチ(図示せず)が
作動すると、転写ドラム30の円柱形リング31、32
に当接し、且つ該リング31、32に形成された案内溝
35、36により案内され、分離爪42の先端を下方へ
と、つまり転写ドラム30の法線方向に回動せしめる。
【0028】連結部33には、分離爪42が転写シート
34と、該転写シート34に吸着担持された転写材Pと
の間に入れ易くするために、切欠き37が形成され、
又、転写シート34の先端は、図3及び図6に図示され
るように、連結部33の切欠き37に沿って転写材非画
像領域まで切れ目34aが入っており、転写シート34
(図6にて斜線部)の曲率が局所的に大きくなるように
して連結部33に固定されている。
【0029】更に、転写ドラム30について説明する
と、本実施例にて転写ドラム30は、転写ドラム30へ
と送給された転写材Pを転写シート34に吸着保持せし
めるための転写材吸着手段50を有する。本実施例にて
転写材Pは転写ドラム周面に2枚同時に吸着保持するこ
とができる。該転写材吸着手段50は、図2に図示され
るように、転写ドラム30の内部に設けられそして感光
ドラム1上のトナー画像とは逆極性の電荷を転写シート
34の背面に与える吸着用コロナ帯電器51と、転写ド
ラム30の外側に設けられた導電ローラ52とを有す
る。この導電ローラ52は、接地されることにより、吸
着用コロナ帯電器51の対向電極になると共に転写材に
吸着用コロナ帯電器に印加する電圧とは逆極性の電荷を
付与し、転写シート34に転写材Pを静電吸着させる作
用をなす。
【0030】転写ドラム30にて吸着された転写材P
は、転写帯電器15が配置された転写領域へと搬送さ
れ、感光ドラム1上にある第1色目の現像剤、例えばマ
ゼンタトナーを1枚目の転写材Pに転写するため、転写
シート34の背面にトナーと反対極性の電荷を転写用コ
ロナ帯電器15を用いて与える。転写材が2度目に導電
ローラ52の位置にくるまでに、導電ローラ52は解除
され、該転写材Pに転写されたトナー像を乱さない位
置、例えば転写シート34から2mm以上外方へと離さ
れる。
【0031】次いで、第1色目のトナー像が転写された
転写材に同期をとって作像された感光ドラム1上の第2
色目のトナー像が転写用コロナ帯電器15を用いて1枚
目の転写材P上に転写され、第1色目のトナー像が転写
された2枚目の転写材にも第2色目のトナー像が転写さ
れる。以下同様にして2枚の転写材Pにはそれぞれ4色
のトナー画像が転写される。
【0032】ここで、図7は、例えば感光ドラム1の中
心0′と、感光ドラム1の回転軸131の中心0とが距
離aだけずれた場合の、1色目と2色目の転写像のず
れ、即ち、「色ずれ」についての説明図である。又、こ
の実施例で、感光ドラム径は120mm、転写ドラム径
は180mmとする。すなわち、転写ドラム径が感光ド
ラム径の1.5倍(非整数倍)の大きさであるとする。
【0033】今、感光ドラム1の周方向にxだけ離れた
画像を複写するとする。
【0034】図7(A)は、第1色目の潜像形成時に感
光ドラム線速が最低速になるときの図である。感光ドラ
ム1の半径をr、ドラム回転軸131の角速度をωとす
ると、感光ドラム上では(r−a)x/rだけ離れた潜
像となる。転写ドラムの半径をRとすると、転写ドラム
の角速度はrω/Rである。
【0035】図7(B)は、図7(A)の像が転写ドラ
ム上で転写されるときの図である。(r−a)x/rだ
け離れたトナー像を転写するのに必要な時間tは、(r
−a)x/r=(r−a)ωよりt=x/(rω)とな
る。転写ドラムの線速度Vtは、Vt =R・rω/R=
rωとなるので、転写像の距離x1 Tは、x1 T=VT ・t
=xとなる。
【0036】図7(C)は、第2色目の潜像形成時の場
合で、この実施例で感光ドラムは直径が120mm、転
写ドラムは180mmとされるために、感光ドラムの線
速が最高速になる。即ち、(r+a)ωとなる。感光ド
ラム上では(r+a)x/rだけ離れた潜像となる。
【0037】図7(D)は、図7(C)の像が転写ドラ
ム上で転写されるときの図である。(r+a)x/rだ
け離れたトナー像を転写するのに必要な時間tは、(r
+a)x/r=(r+a)ωtよりt=x/rωとな
る。図7(B)と同様に転写像の距離x2 Tは、x2 T=x
となる。
【0038】以上より、第1色目と第2色目の転写像
は、x1 T=x2 T=xとなり色ずれが発生しない。感光ド
ラム1の真円度がずれる場合も上述と同じに色ずれは発
生しない。転写ドラムの真円度は色ずれには無関係であ
る。第3色目、第4色目も同様の作像工程を経て色ずれ
せずに多重転写が行なわれる。
【0039】転写ドラム30には、転写工程終了後の転
写材の転写シート34への吸着力を弱めるために、転写
シート34を挟んで対向して一対のACコロナ放電器1
6が設けられ、転写材P及び転写シート34が除電され
る。
【0040】1枚目の転写材Pを転写シート34から分
離するため、図3〜図6にて理解されるように、分離手
段40の突当てコロ45、46が分離爪動作クラッチ
(図示せず)により作動され、転写ドラム30の円柱形
リング31、32に当接し、且つ該リング31、32に
形成された案内溝35、36により案内される。これに
より、分離爪42の先端は下方へと、つまり転写ドラム
30の法線方向に転写シート34方向へと回動される。
更に、分離用押当てコロ42aは連結部33の切欠き3
7に沿って移動し、転写シート34の曲率が局所的に変
化されている所で転写材の先端と転写シート34との間
に分離爪42が入り、転写材Pが転写シート34から分
離される。尚、転写材Pの分離時には転写材Pと転写シ
ート34が分離する際に起こる剥離放電による画像乱れ
を防止するため、コロナ放電器54を用いてACコロナ
放電を行なうことが好ましい。転写、分離工程終了後、
転写材Pは定着器18に搬送され、熱を加えられること
により、トナーが混色・定着され、排紙されて像形成は
終了する。
【0041】実施例2 本実施例では、図8に示すように、本発明の画像形成装
置は実施例1と同様の構成のカラー電子写真装置とされ
るが、感光ドラム1と転写ドラム30とは、図12に示
すように、感光ドラム周面と転写ドラム周面とに歯車1
32、142を設け、駆動モータ130にて感光ドラム
1を駆動することによって転写ドラム30に駆動が伝達
される。この実施例においても、感光ドラム径を120
mm、転写ドラム径を180mmとした。
【0042】又、本実施例では、感光ドラム表面の同軸
度のずれ及び真円度のずれを検知し、ずれ量を電圧変換
するずれ検知手段81が設けられる。
【0043】図9は、例えば複写動作にさきがけて、感
光ドラム1を回転させ、感光ドラム表面の同軸度のずれ
及び真円度のずれを検知手段81にて検知した電圧波形
例を示す。本実施例にて、回転中心点から60mmの位
置に感光ドラム1の表面がある時が、同軸度のずれ及び
真円度のずれがないときであって、図9にて電圧値V0
で示され、VO より大きいときは感光ドラム表面が、回
転中心点から離れていることを示す。
【0044】検知手段81の設置位置は感光ドラム1の
円周に沿った任意の位置でよいが、本実施例では、図8
に示すように、露光位置より上流にθだけ移動した場所
とした。
【0045】第1色目の露光時の画像の伸縮は、図10
の実線で示したように、電圧波形をθだけずらして積分
した波形になる。正方向が伸びる方向である。破線は第
2色目露光時の画像の伸縮を示している。実線と破線と
の距離が色ずれ量である。図11は差分を示している。
露光手段3としてレーザー等を使用する場合には、画像
を伸ばす時には感光ドラム周方向に同じ情報を書き込む
ことにより行ない、縮める場合は情報を間引くことによ
り行なうことができる。
【0046】又、色ずれを補正する場合には部分的に伸
縮を行なえば良い。すなわち、2色目の書き込み時、1
色目との差分が1/2画素以上になる時刻、若しくは、
書き込み始めからのライン数を予め求めておき、2色目
が伸びる方向であれば、そのライン情報を間引き、縮む
方向であれば再度同じ情報を書き込む。
【0047】図11で差分がl(エル)/2+n・l
(エル)(n:整数)となる時刻tnで、そのときの波
形の微分値の極性が正であれば、2色目のライン情報を
繰り返して書き込み、負であればライン情報を間引く。
第1色目と第2色目の転写像の色ずれは最大l(エル)
/2となる。
【0048】以下3色目、4色目は本実施例では感光ド
ラムと転写ドラムとの位相が180°であるため、3色
目は1色目と同じ書き込み順、4色目は2色目と同じ書
き込み順でよい。
【0049】以下、第1の実施例と同様の工程を経てカ
ラー画像形成が行なわれる。
【0050】この第2の実施例において、例えばクリー
ニング装置20が、弾性体を感光ドラム1の一定位置で
押し当てる、所謂ブレードクリーニングを採用した場
合、感光ドラム表面の同軸度のずれ及び真円度のずれに
より感光ドラム回転に与える負荷が変動する。従って、
図12に図示するように、この負荷変化を駆動モーター
130に流れる電流値若しくは電圧値を検知手段120
で検知し、検知信号をCPU121に送るように構成す
ることもできる。
【0051】CPU121はこの検知信号を処理し、上
述と同様にレーザー露光手段を制御し、色ずれを防止す
る。
【0052】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る画像
形成装置は、複数色のトナー像を担持可能であり、回転
可能な像担持体と、転写材を担持する回転可能な転写材
担持体と、像担持体と転写材担持体とを回転駆動する単
一の駆動源と、を有し、像担持体上の複数色のトナー像
は転写材担持体に担持された転写材に順次重ねて転写さ
れる画像形成装置において、像担持体の回転軸と転写材
担持体の回転軸との間に掛け渡され、単一の駆動源によ
る回転駆動力を伝達するベルトを有し、像担持体の直径
は転写材担持体の直径の非整数倍であって、且つ転写材
担持体の直径は像担持体の直径の非整数倍であり、像担
持体と転写材担持体はそれぞれ等角速度運動をする構成
とされるので、像担持体と転写材担持体は、像担持体の
直径を転写材担持体の直径の整数倍(又は、転写材担持
体の直径を像担持体の直径の整数倍)とする必要がな
く、装置の設計の自由度を広げることができ、色ずれの
ない高品質の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像形成装置の感光ドラム及び転
写ドラムのみを示す斜視図である。
【図2】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構
成図である。
【図3】転写ドラムの一実施例の斜視図である。
【図4】転写ドラム枠体の斜視図である。
【図5】転写ドラムの断面図である。
【図6】転写ドラムの連結部に形成された転写紙分離用
切欠部の斜視図である。
【図7】画像のずれを説明する図である。
【図8】本発明に係る画像形成装置の他の実施例の概略
構成図である。
【図9】ずれ量検知手段による検知信号を示すグラフで
ある。
【図10】検知信号と処理方法を説明するグラフであ
る。
【図11】検知信号と処理方法を説明するグラフであ
る。
【図12】感光ドラム及び転写ドラムの駆動系を説明す
る斜視図である。
【符号の説明】
1 像担持体(感光ドラム) 30 転写材担持体(転写ドラム) 81、120 ずれ量検知手段 130 駆動モータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03G 15/16 G03G 15/01 114

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数色のトナー像を担持可能であり、回
    転可能な像担持体と、転写材を担持する回転可能な転写
    材担持体と、前記像担持体と前記転写材担持体とを回転
    駆動する単一の駆動源と、を有し、前記像担持体上の前
    記複数色のトナー像は前記転写材担持体に担持された転
    写材に順次重ねて転写される画像形成装置において、 前記像担持体の回転軸と前記転写材担持体の回転軸との
    間に掛け渡され、前記単一の駆動源による回転駆動力を
    伝達するベルトを有し、 前記像担持体の直径は前記転写材担持体の直径の非整数
    倍であって、且つ前記転写材担持体の直径は前記像担持
    体の直径の非整数倍であり、 前記像担持体と前記転写材担持体はそれぞれ等角速度運
    動をすることを特徴とする画像形成装置。
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