JPH06149084A - カラー電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 単色のトナー像を重ね合わせるように転写し
てカラートナー像を形成するカラー電子写真装置におい
て、画像濃度を低下させることなく高精細なトナー像を
正確に転写することができるようにする。 【構成】 感光ベルト４と中間転写ドラム２１の回動速
度に相対速度差をもたせて該両者間のトナー像の転写を
擦り付けるように行われせて中抜け現象の発生を抑制
し、中間転写ドラム２１の回動速度と記録紙２５の搬送
速度の相対速度差によって該両者間のトナー像の転写も
擦り付けるように行わせて中抜け現象の発生を抑制し、
しかも先の転写部と後の転写部における相対速度差によ
るトナー像の伸縮が該トナー像を目的の大きさに変形さ
せるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真技術を利用し
た複写機やレーザプリンタのようなカラー電子写真装置
に係り、特にトナー像の転写に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー電子写真装置は、特開平２−１９
８４７６号公報に記載されたように、感光ベルト表面に
複数の単色トナー像を別々に形成し、各色のトナー像を
中間転写媒体表面に重ねて転写することによりカラーの
トナー像を形成し、該カラートナー像を記録紙に転写す
るように構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようなカラー電子
写真装置において、複数の単色トナー像を重ね合わせて
カラーの文字を構成する場合、例えばイエロートナー像
とシアントナー像を重ね合わせて緑色の文字を構成する
ような場合、線の中央部分が転写されずに輪郭だけの白
抜き文字のようになる現象が発生する。このような中抜
け現象は、転写装置における転写ロールの押圧力が高い
ほど発生し易い。

【０００４】カラー電子写真装置では、感光体表面に形
成した複数の単色トナー像を重ね合わせてカラートナー
像を形成するために、トナー像を感光体表面から中間転
写媒体表面に転写する第１の転写と該中間転写媒体から
記録紙に転写する第２の転写が行われるので中抜け現象
発生の機会が多く、しかも、中間転写媒体表面のカラー
トナー像は複数層に重合された状態であるので、該カラ
ートナー像を記録紙に転写する転写装置における転写ロ
ールは高い押圧力に設定されており、中抜け現象が一層
発生し易い状態にある。

【０００５】トナー像の層厚を薄くすることにより中抜
け現象の発生を抑制することができるが、画像濃度が低
下する問題がある。中抜け現象発生防止対策として、ト
ナー像を保持している保持媒体と該トナー像を転写する
被転写媒体間に相対速度差を与えてトナー像を擦り付け
るように転写する方法が有効であることが知られてい
る。しかし、この方法は、トナー像の副走査方向（媒体
移動方向）の寸法が変化するので、高精細なトナー像を
正確に形成する場合の転写には不都合である。

【０００６】本発明の目的は、単色のトナー像を重ね合
わせるように転写してカラートナー像を形成するカラー
電子写真装置において、画像濃度を低下させることなく
高精細なトナー像を正確に転写することができるように
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、回動しながら
トナー像が形成される感光体と、該感光体に接触しなが
ら回動して該感光体表面のトナー像が転写される中間転
写媒体と、該中間転写媒体と接触するように記録紙を搬
送して該中間転写媒体表面のトナー像を該記録紙に転写
する記録紙搬送手段とを備えたカラー電子写真装置にお
いて、前記感光体の回動速度と中間転写媒体の回動速度
に相対速度差もたせると共に該中間転写媒体の回動速度
と記録紙搬送速度に前記と反対の相対速度差をもたせた
ことを特徴とし、あるいは、回動しながら一様に帯電さ
れる感光体と、該感光体表面を露光して静電潜像を形成
する露光手段と、前記静電潜像をトナー像に変換する現
像手段と、前記感光体に接触しながら回動して該感光体
表面のトナー像が転写される中間転写媒体と、該中間転
写媒体と接触するように記録紙を搬送して該中間転写媒
体表面のトナー像を該記録紙に転写する記録紙搬送手段
とを備えたカラー電子写真装置において、前記露光手段
による露光速度と記録紙搬送速度を目的の画像記録に整
合させ、前記感光体の回動速度と中間転写媒体の回動速
度と記録紙搬送速度に相対速度差をもたせたことを特徴
とする。

【０００８】

【作用】感光体と中間転写媒体の回動速度の相対速度差
によって該両者間のトナー像の転写は擦り付けるように
行われるので中抜け現象の発生が抑制され、中間転写媒
体の回動速度と記録紙搬送速度の相対速度差によって該
両者間のトナー像の転写も擦り付けるように行われるの
で中抜け現象の発生が抑制され、しかも前の転写部と後
の転写部における相対速度差によるトナー像の伸縮は該
トナー像を目的の大きさとなるように変形させる。

【０００９】媒体表面に形成される画像の長さは媒体の
移動速度と時間の積で決まる。この時の時間とはレーザ
ビームが露光している時間であり、媒体がある点（転写
点）を通過する時間である。

【００１０】例えば、レーザビームの走査（１秒当りの
走査回数×ドットピッチ）：感光体の速度：中間転写媒
体の速度：記録紙の速度を１：１．０２：１．０１：１
のように設定すると、感光体表面には２％（１×１．０
２＝１．０２）伸びた画像が形成される。この画像が中
間転写媒体表面に転写されると１％（１．０２÷１．０
２×１．０１＝１．０１）伸びた画像となり、最後に記
録紙に転写されると１：１の正しい大きさの画像とな
る。

【００１１】この関係は感光体と中間転写媒体の速度を
遅くしても同じである。また、感光体の速度を記録紙の
速度と等しくしても、中間転写媒体との相対速度差が得
られるので同様の作用が得られる。この場合は、感光体
表面にも正しい画像が形成される。

【００１２】

【実施例】以下、本発明になるカラーレーザプリンタを
図面を参照して説明する。図１は該レーザプリンタの縦
断側面図であって、プリンタ本体１内の中央部に感光体
カートリッジ２が配置される。該感光体カートリッジ２
のケース内には、感光ベルト４が回転ロール５，６，
７，８に張架されて回動自在に保持されている。ベルト
駆動用の回転ロール５は、感光ベルト４を６９．１１５
mm/sの回動速度で搬送するように回転する。回転ロール
５，６は感光体カートリッジ２の上側に露出して回動す
る前記感光ベルト４に平坦な現像領域を形成するように
配置され、回転ロール６，７は該感光体カートリッジ２
の内方端部に後述するトナー像転写領域を形成するよう
に配置され、回転ロール８は感光ベルト４に後述する走
査露光のための安定した露光面を形成するように配置さ
れる。

【００１３】前記感光体カートリッジ２の下側には、着
脱自在なコロナ放電型の帯電器１１と、レーザビーム走
査露光ユニット１２が配置される。上位の画像信号発生
装置から与えられるビデオ信号に制御されて該走査露光
ユニット１２から発生するレーザビーム１２ａは、回転
ロール８表面を回動する感光ベルト４表面を横切る方向
に１．２２５msの周期で繰返し偏向されて該感光ベルト
４表面を走査露光し、該感光ベルト４の回動方向に３０
０ｄｐｉの画素密度の静電潜像を形成する。

【００１４】感光体カートリッジ２の上側には、前記感
光ベルト４が平坦に回動する現像領域に対向させて現像
器１３，１４，１５，１６を着脱自在に配置し、各現像
ロール１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａ表面に形成した
現像剤磁気ブラシで該感光ベルト４表面を摺擦して前記
静電潜像を現像する。現像器１３にはイエロー（Ｙ）色
のトナーを含んだ現像剤を使用し、現像器１４にはマゼ
ンタ（Ｍ）色のトナーを含んだ現像剤を使用し、現像器
１５にはシアン（Ｃ）色のトナーを含んだ現像剤を使用
し、現像器１６にはブラック（Ｋ）色のトナーを含んだ
現像剤を使用する。そして、これらの現像器１３，１
４，１５，１６を前記静電潜像の対応色に合わせて選択
的に感光ベルト４に作用させることにより、各色の静電
潜像を対応する色のトナー像に現像する。

【００１５】中間転写ドラム２１は、プリンタ本体１内
に位置決めされた前記感光ベルト４と前記トナー像転写
領域で接触しながら回転するように配置され、該感光ベ
ルト４表面に形成されたトナー像が該トナー像転写領域
において転写される。該中間転写ドラム２１は６８．７
６９mm/sの速度で回転する。これは、感光ベルト４の回
動速度より０．５％低い速度である。中間転写ドラム２
１の周囲には、その外周表面に対向させて予備帯電器２
２と転写ロール２３とドラムクリーナ２４とが配置さ
れ、該外周表面に前記感光ベルト４から単色のトナー像
が重合するように順次に転写されてカラートナー像とな
る。

【００１６】中間転写ドラム２１を駆動するモータ（図
示せず）の回転に伴って発生するパルス信号をカウント
することによって該中間転写ドラム２１の１回転を検出
し、これを各色のトナー像が中間転写ドラム２１表面に
一致して転写されるように該トナー像を形成するための
色合わせ基準信号としている。

【００１７】予備帯電器２２はコロナ放電器であって、
中間転写ドラム２１表面に完成したカラートナー像の記
録紙２５への転写を支援する電荷を与えるために付勢さ
れてコロナ放電を発生する。ドラムクリーナ２４は中間
転写ドラム２１表面に対して離接移動可能であって、前
記感光ベルト４から該中間転写ドラム２１に複数の単色
トナー像を重ねて転写することによりカラートナー像を
形成する過程では該外周表面から離れるように操作さ
れ、外周表面に完成したカラートナー像を記録紙２５に
転写した後は該中間転写ドラム２１表面に残留するトナ
ーを除去するために該表面に接するように操作される。

【００１８】給紙機構は、前記走査露光ユニット１２の
下側の空間に構成する。手差し給紙系は、前記感光体カ
ートリッジ２の着脱口を開閉するように転回自在に設け
た手差し給紙トレー３１から送紙ロール３２，３３によ
って給紙ロール３４に記録紙を送り込むように構成し、
自動給紙系は、給紙カセット３５に収納した記録紙２５
を前記給紙ロール３４で抽出するように構成する。

【００１９】中間転写ドラム２１表面に形成したカラー
トナー像と該トナー像を転写する記録紙２５の搬送タイ
ミングを整合するレジストロール３６は、給紙ロール３
４と転写ロール２３の間に設けられ、給紙ロール３４か
ら送り込まれた記録紙２５の搬送タイミングを整えて転
写ロール２３に送り込む。該レジストロール３６は、記
録紙２５を６９．１１５mm/s（感光ベルト２と同一の速
度）で搬送するように回転する。

【００２０】転写ロール２３の下流には搬送ガイド４１
と定着器４２と排紙ロール４３を設け、該排紙ロール４
３から送り出された印刷物（トナー像が定着された記録
紙２５）を載置する排紙トレー４４を該プリンタ本体１
上面に形成する。

【００２１】プリンタ本体１内には該カラーレーザプリ
ンタの動作を制御する制御回路装置を設置するが、図示
は省略する。

【００２２】図２は前記制御回路装置を示している。該
制御回路装置はＣＰＵ５１を中心にして構成され、該Ｃ
ＰＵ５１による制御処理プログラムを格納するＲＯＭ５
２，処理データを格納するＲＡＭ５３，信号を入出力す
る入出力回路５４，感光ベルト２及び中間転写ドラム２
１を駆動する駆動モータ５５を制御するモータ制御回路
５６，帯電器１１を付勢する帯電電圧発生回路５７，上
位の画像信号発生装置と通信する通信回路５８，該通信
回路５８から与えられるビデオ信号に従って走査露光ユ
ニット１２内のレーザダイオードを駆動するレーザ駆動
回路５９，各現像器１３〜１６の稼働／停止を制御する
現像器制御回路６０〜６３，駆動モータ５５の回転に伴
って発生するパルス信号を計数して中間転写ドラム２１
の１回転を検出する１回転検出回路６４，ドラムクリー
ナ操作回路６５，給紙ロール制御回路６６，レジストロ
ール制御回路６７，転写ロール２３を付勢する転写電圧
発生回路６８，定着器制御回路６９等を備える。

【００２３】次に、カラー画像の印刷動作を説明する。
この印刷動作は前記制御回路装置による制御によって実
行される。カラー画像印刷を開始すると、上位の画像信
号発生装置からイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シア
ン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の順で各色毎に静電潜像を形
成するためのビデオ信号が送り込まれる。レーザビーム
走査露光ユニット１２はこのビデオ信号でオン・オフ制
御したレーザビーム１２ａを発生し、帯電器１１によっ
て一様に帯電した感光ベルト４表面を露光して該感光ベ
ルト４表面に各色に対応する静電潜像を形成する。

【００２４】最初に形成したイエロー色に対応する静電
潜像をイエロー色の現像剤を使用する現像器１３で現像
して感光ベルト４表面にイエローのトナー像を形成し、
該トナー像を一時的に中間転写ドラム２１表面に転写す
る。次いで形成したマゼンタ色に対応する静電潜像をマ
ゼンタ色の現像剤を使用する現像器１４で現像してマゼ
ンタ色のトナー像を形成し、該トナー像を前記転写ドラ
ム２１表面に転写されているイエロー色のトナー像上に
重ねて転写する。このようなトナー像の形成と転写をシ
アン色，ブラック色についても同様に繰り返すことによ
り、中間転写ドラム２１表面にフルカラーのトナー像を
完成する。中間転写ドラム２１表面に各色のトナー像を
重ね合わせる転写を行っている間は、ドラムクリーナ２
４は該中間転写ドラム２１から離れるように操作され
る。

【００２５】一方、該カラートナー像を転写する記録紙
２５は給紙カセット３５内から給紙ロール３８で抽出・
給紙され、レジストロール３６まで搬送される。該レジ
ストロール３６は中間転写ドラム２１表面のカラートナ
ー像と記録紙２５が転写位置で整合するように該記録紙
２５を搬送すべく回転を始め、該記録紙２５を転写ロー
ル２３に送り込む。転写ロール２３は記録紙２５が転写
位置に到来するタイミングで給電して帯電され、中間転
写ドラム２１表面のカラートナー像を記録紙２５に静電
転写する。そして、カラートナー像が転写された記録紙
２５を該中間転写ドラム２１から分離して定着器４２を
通過させることによって該カラートナー像を溶融して該
記録紙２５に定着し、排紙トレー４４上に排紙する。

【００２６】次に、感光ベルト４，中間転写ドラム２
１，記録紙２５の各要素表面に形成される画像の大きさ
について、縦，横方向に１２００画素で構成する四角形
の画像を描く場合を、図３を参照して説明する。

【００２７】感光ベルト４表面に形成されるトナー像
は、 １２００×１．２２５ms×６９．１１５mm/s＝１０１．６mm で、１０１．６mmの寸法（目的の大きさ）の四角形にな
る。

【００２８】このトナー像を中間転写ドラム２１に転写
すると、感光ベルト４と該中間転写ドラム２１の間に相
対速度差があるために、 １０１．６mm÷６９．１１５mm/s×６８．７６９mm/s＝１０１．０９mm で、１０１．０９mmの寸法となり、縦（回転）方向に縮
んだ四角形になる（横幅は速度と無関係であるので変化
しない）。

【００２９】このトナー像を、更に、中間転写ドラム２
１から記録紙２５に転写すと、該中間ドラム２１と記録
紙２５の間に相対速度差があるために、 １０１．０９mm÷６８．７６９mm/s×６９．１１５mm/s＝１０１．６mm の寸法となり、１２００画素の目的の大きさの四角形の
トナー像が正確に記録紙２５に形成されることになる。

【００３０】ところで、このような転写によれば、各転
写部においてトナー像保持媒体とトナー像被転写媒体の
間に相対的な速度差があるので、該転写部において両媒
体に挾まれたトナー像には前記相対速度差による剪断力
が作用して中抜け現象のない転写が実現される。なお、
この相対速度差は、実験によれば、０．５％から３％程
度が望ましい。

【００３１】各色のトナー像を一致させて転写して重ね
合わせるために、画像の書き始め位置を中間転写ドラム
２１の１回転の所要時間を基準に制御している。感光ベ
ルト４に対するレーザビーム１２ａによる露光位置は一
定であり、感光ベルト４の回動速度も一定であることか
ら、感光ベルト４表面のトナー像が転写位置まで移動し
てくるまでに要する時間は一定となり、従って、中間転
写ドラム２１の１回転を基準にして感光ベルト４表面に
各色のトナー像を形成すれば、常に中間転写ドラム２１
表面の同一位置に転写されることになる。

【００３２】このような相対速度差を利用する中抜け防
止の第２の実施例を、図４を参照して説明する。この実
施例では、各構成要素の速度が次のように設定される。 感光ベルト４の回動速度 ６８．４２４mm/s 中間転写ドラム２１の回転速度 ６８．７６９mm/s 記録紙２５の搬送速度 ６９．１１５mm/s このように設定されたカラーレーザプリンタで前述と同
様な四角形の画像を描く場合、各構成要素表面での画像
の大きさを求めると次のようになる。

【００３３】感光ベルト４表面に形成されるトナー像
は、 １２００×０．００１２２５×６８．４２４＝１００．５８mm 中間転写ドラム２１表面に転写されるトナー像は、 １００．５８÷６８．４２４×６８．７６９＝１０１．０９mm 記録紙２５に転写されたトナー像は、 １０１．０９÷６８．７６９×６９．１１５＝１０１．６mm となる。

【００３４】この実施例では、感光ベルト４と中間転写
ドラム２１の相対速度差を中間転写ドラム２１と記録紙
２５との相対速度差とは別に設定することができ、感光
ベルト４から中間転写ドラム２１への転写，該中間転写
ドラム２１から記録紙２５への転写に最適な相対速度差
を設定することができるという効果がある。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、感光体と
中間転写媒体の回動速度の相対速度差によって該両者間
のトナー像の転写は擦り付けるように行われるので中抜
け現象の発生が抑制され、中間転写媒体の回動速度と記
録紙搬送速度の相対速度差によって該両者間のトナー像
の転写も擦り付けるように行われるので中抜け現象の発
生が抑制され、しかも前の転写部と後の転写部における
相対速度差によるトナー像の伸縮は該トナー像を目的の
大きさとなるように変形させる。従って、単色のトナー
像を重ね合わせるように転写してカラートナー像を形成
するカラー電子写真装置において、画像濃度を低下させ
ることなく高精細なトナー像を正確に転写することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になるレーザプリンタの縦断側面図であ
る。

【図２】本発明になるレーザプリンタにおける制御回路
装置のブロック図である。

【図３】本発明になるレーザプリンタにおけるトナー像
形成過程での形状変化説明図である。

【図４】本発明になるレーザプリンタにおける他のトナ
ー像形成過程での形状変化説明図である。

【符号の説明】

４ 感光ベルト １２ 走査露光ユニット １３〜１６ 現像器 ２１ 中間転写ドラム ２３ 転写ロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 雅志 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回動しながらトナー像が形成される感光
   体と、該感光体に接触しながら回動して該感光体表面の
   トナー像が転写される中間転写媒体と、該中間転写媒体
   と接触するように記録紙を搬送して該中間転写媒体表面
   のトナー像を該記録紙に転写する記録紙搬送手段とを備
   えたカラー電子写真装置において、 前記感光体の回動速度と中間転写媒体の回動速度に速度
   差をもたせると共に該中間転写媒体の回動速度と記録紙
   搬送速度に前記と反対の相対速度差をもたせたことを特
   徴とするカラー電子写真装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記感光体の回動速
   度と記録紙の搬送速度を等しくし、これらの速度に対し
   て前記中間転写媒体の回動速度に相対的な速度差をもた
   せたことを特徴とするカラー電子写真装置。
3. 【請求項３】 回動しながら一様に帯電される感光体
   と、該感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手
   段と、前記静電潜像をトナー像に変換する現像手段と、
   前記感光体に接触しながら回動して該感光体表面のトナ
   ー像が転写される中間転写媒体と、該中間転写媒体と接
   触するように記録紙を搬送して該中間転写媒体表面のト
   ナー像を該記録紙に転写する記録紙搬送手段とを備えた
   カラー電子写真装置において、 前記露光手段による露光速度と記録紙搬送速度を目的の
   画像記録に整合させ、前記感光体の回動速度と中間転写
   媒体の回動速度と記録紙搬送速度に相対速度差をもたせ
   たことを特徴とするカラー電子写真装置。
4. 【請求項４】 回動しながら一様に帯電される感光体
   と、該感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手
   段と、前記静電潜像をトナー像に変換する現像手段と、
   前記感光体に接触しながら回動して該感光体表面のトナ
   ー像が重ねて転写されてカラートナー像が形成される中
   間転写媒体と、該中間転写媒体と接触するように記録紙
   を搬送して該中間転写媒体表面のカラートナー像を該記
   録紙に転写する記録紙搬送手段とを備えたカラー電子写
   真装置において、 前記露光手段による露光速度と記録紙搬送速度を目的の
   画像記録に整合させ、前記感光体の回動速度と中間転写
   媒体の回動速度と記録紙搬送速度に相対速度差をもたせ
   たことを特徴とするカラー電子写真装置。