JP2962361B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、転写方式の電子写真法・静電記録法・磁気
記録法等の従来公知の適宜の作像手法を採択した転写機
・プリンタ・マイクロフィルムリーダプリンタ・ディス
プレイ装置等の画像形成装置に関する。

更に詳しくは、移動可能な像担持体と、この像担持体
とニップ部を形成する転写部材であって、前記ニップ部
で前記像担持体から転写材へトナー像を転写する、移動
可能な転写部材と、前記ニップ部に転写材を搬送する搬
送手段と、を有し、転写材として普通紙とOHP用透明シ
ートとを使用可能な画像形成装置に関する。

（従来の技術） 第２図は上記のような画像形成装置の一例の概略構成
を示している。

本例の画像形成装置は転写式の電子写真法を採択した
レーザープリンタである。

１は第１の像担持体（画像担持体）としての回転ドラ
ム型の電子写真感光体である（以下、感光ドラムと記
す）。この感光ドラム１は矢示ａの時計方向に所定の周
速度（プロセススピード）をもって回転駆動（画移動）
される。

回転駆動された感光ドラム１は１次帯電器２によりそ
の外周面が一様に所定の極性に帯電処理される。

次いで、その帯電処理面にレーザービームスキャナ15
により、不図示の画像読取り装置・コンピュータ・ワー
ドプロセッサ等のホスト装置からの出力画像情報（時系
列電気デジタル画素信号）に対応する変調レーザービー
ム走査露光５を受け、レーザービームの照射を受けたド
ラム面部分の帯電電荷が減衰してドラム面に目的画像の
静電潜像が順次に形成（情報書き込み）されていく。

レーザービームスキャナ15において、３はレーザー、
４はポリゴンミラー、4aは反射ミラーを示している。ポ
リゴンミラー４は感光ドラム１の周速に応じた所定の回
転スピードで回転し、レーザー３は所定の周波数（以
後、画像クロックと称する）で点滅することにより、所
定の解像度を達成している。解像度の単位としては１イ
ンチ当りの単位画素数をdpi値［dots per inch］として
例えば300dpi等と表示することが多い。因に、これは30
0/25.4＝12［本/mm］の解像度と同義である。

その形成静電潜像は現像器６により現像剤粒子（以
下、トナーと記す）で顕像７されていく。

一方、カセット８内に収納した第２の画像担持体とし
ての転写紙10のスタックから最上位の転写紙が給紙ロー
ラ９により１次宛繰り出し給送され、レジストローラ対
11・12により感光ドラム１上の可転写像である顕像７と
所定に同期取り（感光ドラム１の回転角とタイミング合
せ）されて感光ドラム１と転写部材13との圧接部である
転写ニップ部ｎに送り込まれ、感光ドラム１面側の顕像
７が転写紙10の面に順次に転写7aされる。

像転写7aを受けた転写紙10は不図示の像定着器へ搬送
される。像転写後の感光ドラム１面はクリーナー14によ
り転写残りトナー等の除去を受けて清掃され、繰り返し
て画像形成に供される。

転写部材13は芯金13aの外周に導電性の弾性体層13bを
形成した回転ローラ型（以下、転写ローラと記す）が一
般的であり、感光ドラム１に不図示の付勢手段で所定の
圧力をもって押圧され、感光ドラム１の回転に順方向の
矢示ｂの反時計方向に回転する。また電源Ｅにより所定
のバイアス電圧が印加される。

而して、この転写ローラ13による転写紙10の感光ドラ
ム１に対する押圧力と、転写ローラ13に対して印加した
バイアス電圧によって転写ニップ部ｎにおいて感光ドラ
ム１面側の顕像７が転写紙10面側に順次に転写7aされて
いく。

（発明が解決しようとする問題点） 従来のこの種の画像形成装置においては感光ドラム１
側の顕像７を転写10に転写する際に転写ローラ13が顕像
トナーを感光ドラム１に押しつけるために、第３図
（ａ）を正常な転写画像7aとしたとき、同図（ｂ）の符
号7b部分のように画像の中央部分のトナーが転写されな
いか、転写率が悪い所謂「中抜け」の転写画像を生じる
ことがあった。

このような転写画像の「中抜け」は転写紙10として特
にオーバーヘッドプロジェクタ用のトランスペアレンシ
ー（透明シート、以下、OHP用紙と記す）を用いたとき
に顕著に発生する現象である。

この「中抜け」を防止する手段として、転写チップ部
ｎにおいて転写ローラ13を感光ドラム１の周速よりも大
きい周速で駆動してOHP用紙に感光ドラム１に対して速
いスリップ（転写ニップ型ｎにおいてOHP用紙の搬送速
度が感光ドラム１の周速度より速い状態）を生じさせれ
ばよいことが判明している。

これは転写紙10としてOHP用紙を用いた場合、該OHP用
紙の表面の摩擦係数が小さいために該OHP用紙10が感光
ドラム１に対して遅いスリップ（転写ニップ部ｎにおい
てOHP用紙の搬送速度が感光ドラム１の周速度より遅い
状態）が生じて実質的にOHP用紙10の転写ニップ部ｎ内
での搬送速度が感光ドラム１、つまりその上に担持され
ている顕像７の移動速度よりも遅くなり「中抜け」が生
じるのを、転写ローラ13を速く回すことにより速いスリ
ップとして遅いスリップが起きぬようにして「中抜け」
を防ぐものである。

ところがこの条件において転写紙10として普通紙を用
いると、該転写紙10の表面の摩擦係数はOHP用紙よりも
大きく、転写ニップ部ｎ内での搬送速度が速くなりすぎ
て、転写ニップ部ｎと転写ニップ部に転写紙10を搬送す
る搬送手段との間で転写紙10にバックテンションを生じ
て、却って「中抜け」を生じるという不具合がその後の
検討により判明した。

本発明は第２の像担持体としての使用転写紙10がOHP
用紙であっても普通紙であっても転写画像の「中抜け」
を生じさせないように改善したこの種の画像形成装置を
提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は以下の構成を特徴とする画像形成装置であ
る。

（１）移動可能な像担持体と、この像担持体とニップ部
を形成する転写ローラであって、前記ニップ部で前記像
担持体から転写材へトナー像を転写する、回転可能な転
写ローラと、前記ニップ部に転写材を搬送する搬送手段
と、を有し、転写材として普通紙と普通紙よりも摩擦係
数の小さいOHP用透明シートとを使用可能な画像形成装
置において、転写材として普通紙を使用するかOHP用透
明シートを使用するかにかかわらず、前記像担持体上よ
りも転写材上で前記トナー像が伸びるように前記転写ロ
ーラの周速度を前記像担持体の周速度よりも大きくする
とともに転写材の先端が前記ニップ部に入ってから後端
が前記搬送手段を外れるまでの間前記ニップ部と前記搬
送手段との間で転写材にループが形成されるように前記
搬送手段による転写材搬送速度を前記像担持体の周速度
よりも大きくすることを特徴とする画像形成装置。

（２）前記像担持体の周速度は、前記像担持体の移動方
向における前記像担持体上の前記トナー像の倍率が1.0
よりも小さくなるように設定されることを特徴とする
（１）の画像形成装置。

（３）前記転写ローラの周速度は、前記像担持体の周速
度の1.01〜1.10倍であることを特徴とする（１）又は
（２）の画像形成装置。

（４）前記搬送手段による転写材搬送速度は、前記像担
持体の周速度の1.01〜1.05倍であることを特徴とする
（１）乃至（３）のいずれかの画像形成装置。

（５）前記像担持体は、電子写真感光体であることを特
徴とする（１）乃至（４）のいずれかの画像形成装置。

（作 用） 第１図を用いて説明する。図において、１・10・13・
11・12は夫々前述第２図の画像形成装置における、第１
の像担持体としての感光ドラム、第２の像担持体として
の転写紙、転写部材としての転写ローラ、搬送手段とし
てのレジストローラ対である。本例の場合レジストロー
ラ対11・12が転写紙10を感光ドラム１に向けて搬送する
搬送系の搬送方向下流側の最終の搬送手段に当る。

Vpは感光ドラム１の周速、ＶTrは転写ローラ13の周
速、ＶRegはレジストローラ11の周速を示し、それぞれ
感光ドラム１の半径ＲD、転写ローラ13の半径ＲTr、レ
ジストローラ11の半径ＲRegと下記の関係にある。

Vp＝ＲD×ωＤ … ＶTr＝ＲTr×ωTr … ＶReg＝ＲReg×ωReg … ここでωＤは感光ドラム１の回転角速度、ωTrは転写
ローラ13の回転角速度、ωRegはレジストローラ11の回
転角速度である。

本発明の眼目は、Vp＜ＶTrとすることによりOHP用紙
に感光ドラム１に対して速いスリップを生じさせて、OH
P用紙のように表面の摩擦係数の小さな転写紙10を使用
したときの「中抜け」画像を防止すると同時に、Vp＜Ｖ
Regとすることにより転写ニップ部ｎに入る前に感光ド
ラム１の表面に転写紙10を接しさせ、転写ニップ部前に
転写紙ループを形成させることにより、普通紙など表面
の摩擦係数の大きな転写紙10がVp＜ＶTrと設定された転
写ローラ13により引っ張られても、レジストローラ11・
12と転写チップ部ｎの間で転写紙10がバックテンション
により引っ張った状態（第１図の破線示10′）になるこ
とを防いで「中抜け」画像の発生を防ぐものである。

さらに詳しく説明すると、感光ドラム１上のトナー像
を転写紙10に転写する際に感光ドラム１上のトナー像を
転写紙10で拭い去る、即ち感光ドラム速度よりも転写ニ
ップ部ｎの転写紙速度を大きくするために、感光ドラム
速度よりも転写ローラ速度を大きくすることが中抜け防
止の基本メカニズムである。

ここで転写紙10として低摩擦の表面をもったOHPシー
トを用いる場合は、普通紙を用いる場合に比べて転写ニ
ップ部ｎでの転写紙速度が遅くなるので、普通紙に求め
られる以上の速度に設定して中抜けを防止する。しかし
この条件で逆に普通紙を用いた場合転写ローラによる転
写ニップ部ｎにおける転写紙速度が速くなり過ぎて、転
写紙は転写ニップ部とレジストローラ11・12にまたがっ
ており、レジストローラ11・12と感光ドラム１が同じス
ピードだと、第１図の10′のように転写紙10にバックテ
ンションがかかる。それにより転写チップ部ｎでの転写
紙10の速度はダウンし、逆に中抜けを発生させやすくな
る。これを防ぐためにも感光ドラム１よりもレジストロ
ーラ11・12を速い速度として転写ニップ部ｎとレジスト
ローラ11・12との間で転写紙10にループをもたせ、バッ
クテンションを生じないようにすることが必要である。

ここで、転写ニップ部ｎでの転写紙10の速度と転写ロ
ーラ13の速度は一致せず、転写紙10と転写ローラ13との
間に少しスリップが生じている。つまり転写ニップ部ｎ
での転写紙10の速度は、転写紙10がレジストローラ11・
12からバックテンションを受けると、その影響が大いに
出やすく、バックテンションが出ないように、レジスト
ローラ11・12で転写チップ部ｎに転写紙10を押し込むよ
うにすることで転写ローラ13によって転写紙10を速く搬
送することを助ける意味がある。

表１に、感光ドラム１の周速Vpに対して転写ローラ13
の周速ＶTrとレジストローラ11の周速ＶRegをそれぞれ9
8〜104％の範囲で振って設定した場合の「中抜け」画像
の発生状態を示す。「×」はOHP用紙・普通紙ともに
「中抜け」画像の発生がある、「△」はいずれかの用紙
で「中抜け」画像の発生がある、「○」はOHP用紙・普
通紙ともに「中抜け」画像は生じないことを示す。

感光ドラム１・転写ローラ13、レジストローラ11の周
速は、各々の半径と角速度により決定されるので、その
値を適宜に選択して「中抜け」画像が生じない範囲に各
周速を設定すれば良い。

一般には感光ドラム１と転写ローラ13、レジストロー
ラ11は各々ギヤ結合されて同一の駆動源より駆動される
ことが多く、そのギヤ連結により決まる各々の角速度ω
Ｄ・ωTr・ωRegおよび感光ドラム１の半径ＲDが与えら
れた時、上記の関係に収まるように転写ローラ13の半径
ＲTr、レジストローラの半径ＲRegを決めれば良い。

尚、感光ドラム１、転写ローラ13、レジストローラ対
11・12をそれぞれ独立に駆動するようにして、それぞれ
の周速Vp・ＶTr・ＶRegをVp＜ＶTr、Vp＜ＶRegとなるよ
うに設定することも出来る。

転写ローラ13の周速ＶTrは、感光ドラム１の周速Vpよ
りもあまり速くなりすぎるとOHP用紙もまた速く送られ
すぎて「中抜け」画像の他に、転写ズレ等の問題が生じ
る。実験的にはＶTr/Vpの値は1.01〜1.10の範囲がポリ
エチレンテレフタレートより成るOHP用紙の場合に「中
抜け」画像を生じず転写ズレを起こさない範囲であるこ
とが確かめられた。

レジストローラ13の周速ＶRegは、感光ドラム１の周
速Vpよりも余り速くなりすぎると、転写紙10の後端がレ
ジストローラ対11・12から外れたときに生じるショック
が転写ニップ部ｎに伝わり、画像乱れを生じる。これ
は、転写ニップ部ｎとレジストローラ対11・12のニップ
の間の距離Ｌが大きい場合は発生しにくく、また転写チ
ップ部ｎよりもレジストローラ対11・12のニップが高い
位置にある場合には生じにくいが、第１図のように両者
がほぼ同じ高さにある場合、実験的にはＶReg/Vpの値は
1.01〜1.05の範囲であれば「中抜け」画像を生じず、画
像乱れも生じないことが確かめられた。

而して、転写ローラ13を感光ドラム１の周速より大き
な周速で駆動すると同時にレジストローラ対11・12によ
る転写紙10の搬送速度もまた感光ドラム１の周速より大
きく設定することにより、OHP用紙・普通紙ともに「中
抜け」画像の生じない画像形成装置が実現できる。

更に、その際に生じうる弊害である最終画像の伸びを
感光ドラム１上の顕像７の、感光ドラム１の周長方向に
見た倍率を0.1（等倍）より小さく設定することによ
り、補正して最終的に得られる転写紙10上の画像の進行
方向の倍率を実質的に1.0（等倍）とすることが出来
る。

（実施例） 〈実施例１〉 感光ドラム１としてアルミニウムシリンダ上に有機感
光体（OPC）を塗布して外径30.0mmとしたものを用い、
１回転/secで駆動し、周速94.2mm/secとした。１次帯電
器２により、暗部電位（ＶD）を−600Vとし、レーザー
３による露光５を付与して、明部電位（ＶL）が−100V
となるようにした。現像器６により、体積平均粒径６μ
ｍのトナーを明部に付着させる反転現像を行ない顕像７
を形成した。

転写ローラ13は感光ドラム１の軸よりギヤ結合して駆
動されており、そのギヤ比は、感光ドラム30歯：転写ロ
ーラ20歯であり、ＲTr＝10mmとしたときに ＶTr＝Vp＝94.2mm/sec を得る関係にある。

本実施例ではＲTr＝10.5mmとした、抵抗値10ΩのEPDM
ベースの中抵抗転写ローラを用いた。この転写ローラ13
の硬度は30度（アスカーＣ）で、転写ニップ部ｎの幅は
3.0mmであった。

レジストローラ11はステンレス製で、感光ドラム１の
軸よりもクラッチを介してギヤ結合して駆動されてお
り、そのギヤ比は 感光ドラム30歯：レジストローラ14歯 であり、ＲReg＝7.0mmとしたときに ＶReg＝Vp＝94.2mm/sec とする関係にある。

本実施例では、ＲReg＝7.1mmとした。

レジストローラ12は芯金上にアスカーＣ硬度60度のク
ロロプレンを形成したゴムローラで、レジストローラ11
と1:1のギヤ比で結合されている。

本実施例ではR12＝8.2mmとした。

尚、転写ニップ部ｎとレジストローラ対11・12の距離
Ｌは50mmで転写ニップ部ｎに対して、レジストローラ対
11・12のニップは略同じ高さに配した。

本実施例では、 ＶTr/Vp＝1.05、 ＶReg/Vp＝1.01 と設定し、転写紙10として厚さ100μｍのポリエチレン
テレフタレートベースのOHP用紙、及び坪量64gr/m²から
105gr/m²の普通紙を用いた。

上記の条件において片面プリント／両面プリントの転
写後の画像を低湿から高湿の環境下でチェックした処、
「中抜け」画像は認められなかった。

〈実施例２〉 以上述べたように、ＶReg＝Vp及びＶTr＝Vpを1.00よ
りも大きい範囲に設定することで、「中抜け」画像の発
生が防止できるが、転写紙10の剛性が大きい場合には転
写された画像の感光ドラム１の回転方向の倍率が1.00よ
りも大きくなる。つまり画像の伸びが生じることがあ
る。

これは転写紙10の抄目方向が進行方向に対して平行な
場合に目立つ。例えば、進行方向の長さが297mmのA4サ
イズ用紙を用いる場合、後端付近では伸び量が2mmにな
ることがある。

本実施例は、ＶReg/Vp及びＶTr/Vpを1.00より大きく
設定した場合に生じうる画像伸びの弊害を防止するもの
で、感光ドラム１上に形成される顕像７の周方向に見た
倍率を1.00よりも小さくし、転写後の転写紙10上の画像
の伸びを補正するものである。

これを実現するには、露光５のレーザー光走査ピッチ
を密にすれば良く、以下のような具体実施例が挙げられ
る。

（１）ポリゴンミラー４の回転数アップ ポリゴンミラー４の回転速度Ｒ（回／分）は、走査分
解能をＤ（dpi:1インチ当りのドット数）と、プロセス
スピード又は感光ドラム１の周速Vp（mm/sec）と、ポリ
ゴンミラー４の面数Ｎ（面）と、以下の式で関連付けら
れる。

Ｒ＝（60/25.4）×Vp×（D/N） … 式で与えられるＲを用いるとき感光ドラム１上の顕
像７の周方向倍率は1.00になる。そこでポリゴンミラー
４の回転数を0.993Rとすれば、顕像７の周方向倍率は0.
993となり、タテ送りのA4サイズ画像の場合、先端から
後端で 297×（１−0.993）＝２［mm」 縮んだ顕像７が得られる。このとき、感光ドラム１の長
手方向の倍率は 1/0.993＝1.007「倍」 となり伸びるので、１画素当りのレーザー３の点灯時間
を通常の設定の0.993倍にして（換言すれば画像クロッ
クを1.007倍にして）伸びを補正するのが良い。

（２）感光ドラム１の回転速度Vpのダウン 上記（１）で得られる顕像７の周方向倍率を1.00以下
とする効果は、感光ドラム速度Vpをポリゴン回転数Ｒに
対して相対的に低下させることで得られる。つまり、前
記の実施例１のVpに対して、0.993Vpのプロセススピー
ドとすることにより、式で得られるＲを用いて顕像７
の周方向倍率を0.993倍とすることが出来る。

感光ドラム１の回転速度Vpを小さくする方法として
は、前記の式により、 （Ａ）感光ドラム１の回転角速度ωＤを小さくするか、 （Ｂ）感光ドラム１の半径ＲDを小さくするか、 のいずれかの方法によれば良い。

このとき ＶTr/Vp＝（ＲTr/RD）×（ωTr/ωＤ） 及び ＶReg/Vp＝（ＲReg/RD）×（ωReg/ωＤ） の値は実施例１と同じく1.00以上の所定の範囲に収まる
ようにすることが必要であるが、感光ドラム１・転写ロ
ーラ13・レジストローラ11がそれぞれギヤ等で連結して
駆動されているときは、ωReg/ωＤはそれぞれ定数にな
るので、（Ａ）のないように感光ドラム１の回転角速度
ωＤを小さくする場合はωTr・ωRegも連動して小さく
なり、転写ローラ13の半径ＲTrやレジストローラ11の半
径ＲRegは実施例１と比べて変更はない。

一方、（Ｂ）のように感光ドラム１の半径ＲDを小さ
くしてVpを小さくする場合は感光ドラム１・転写ローラ
13・レジストローラ11がギヤ等で連結して駆動されてい
るときには、転写ローラ13の半径ＲTr、レジストローラ
11の半径ＲRegを、ＲDの減少に応じて各々小さくするこ
とができ、結果的に従来どおりの転写ローラ13の半径Ｒ
Tr、レジストローラ11の半径ＲRegを用いることが出来
る。

（Ａ）のように感光ドラム１の回転角速度ωＤを小さ
くする例としては、実施例１においてはωＤ＝２π［ra
d/sec］であるが、これを ωＤ＝２π×0.993＝1.986π［rad/sec］ とし、他はそのままとすれば良い。

（Ｂ）のように感光ドラム１の半径ＲDを小さくする
例としては、実施例１において、 感光ドラム１の半径ＲDを30.0×0.993＝29.8［mm］ 転写ローラ13の半径ＲTrを10.0［mm」 レジストローラ11の半径RRegを7.0［mm」 レジストローラ12の半径R12を8.0［mm」 とし、他は実施例１のままとすれば良い。

以上の方法に依るとき感光ドラム１の長手方向の倍率
はポリゴン回転数Ｒが式のとおりなので、1.00のまま
であり、画像クロックも通常どおりに設定すれば良い。

以上の説明では、転写紙10をほぼ水平方向に搬送する
例を示したけれども、本発明は上から下、又は下から上
へと転写紙10を垂直搬送する経路に転写ローラ13を配置
する場合にも適用できることは言うまでもない。

第１の像担持体も回転ドラム型に限らず、回動ベルト
型や走行ウエブ型等にすることもできる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の画像形成装置によれ
ば、転写材として普通紙を使用してもOHP用透明シート
を使用しても転写時の中抜けを防止できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の転写装置の作用説明図。 第２図は画像形成装置の一例の概略構成図。 第３図（ａ）・（ｂ）は正常な転写画像と、中抜けを生
じている転写画像の説明図。 １は第１の像担持体としての感光ドラム、３はレーザ
ー、４はポリゴンミラー、６は現像器、７は顕像、８は
転写紙カセット、10は第２の像担持体としての転写紙、
11・12はレジストローラ対、13は転写部材としての転写
ローラ。

フロントページの続き (72)発明者 弓納持 貴康 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 槌谷 美郎 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−202541（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−58387（ＪＰ，Ａ)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】移動可能な像担持体と、この像担持体とニ
   ップ部を形成する転写ローラであって、前記ニップ部で
   前記像担持体から転写材へトナー像を転写する、回転可
   能な転写ローラと、前記ニップ部に転写材を搬送する搬
   送手段と、を有し、転写材として普通紙と普通紙よりも
   摩擦係数の小さいOHP用透明シートとを使用可能な画像
   形成装置において、 転写材として普通紙を使用するかOHP用透明シートを使
   用するかにかかわらず、前記像担持体上よりも転写材上
   で前記トナー像が伸びるように前記転写ローラの周速度
   を前記像担持体の周速度よりも大きくするとともに転写
   材の先端が前記ニップ部に入ってから後端が前記搬送手
   段を外れるまでの間前記ニップ部と前記搬送手段との間
   で転写材にループが形成されるように前記搬送手段によ
   る転写材搬送速度を前記像担持体の周速度よりも大きく
   することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】前記像担持体の周速度は、前記像担持体の
   移動方向における前記像担持体上の前記トナー像の倍率
   が1.0よりも小さくなるように設定されることを特徴と
   する請求項１の画像形成装置。
3. 【請求項３】前記転写ローラの周速度は、前記像担持体
   の周速度の1.01〜1.10倍であることを特徴とする請求項
   １又は２の画像形成装置。
4. 【請求項４】前記搬送手段による転写材搬送速度は、前
   記像担持体の周速度の1.01〜1.05倍であることを特徴と
   する請求項１乃至３のいずれかの画像形成装置。
5. 【請求項５】前記像担持体は、電子写真感光体であるこ
   とを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの画像形成装
   置。