JPH09160332A - カラー電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動力源からの動力伝達部における噛み合いに
起因する速度変動を低減し、速度変動による画像ムラ
（ジッター）を解消することで高品質な画像を得ること
のできるカラー電子写真装置を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 動力源から感光体および中間転写体の少
なくとも一方への動力伝達に歯筋角度をベルト進行方向
に対し９０°未満とした歯付きベルトを用いた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子複写機、レーザ
ビームプリンタ、ファクシミリ等のカラー電子写真装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年カラー電子写真装置は、色が異なる
複数の現像器によりベルト状の感光体をトナーにより順
次現像し、その感光体上に形成されたトナー像を中間転
写体に合成した後、用紙へ一括転写する方法がよく用い
られている。従来、この種のカラー電子写真装置はモー
ターで発生した動力をギヤ列や歯付きベルトを用いて感
光体及び中間転写体へ伝達する構成が一般的である。以
下図面を参照して、従来のカラー電子写真装置について
説明する。

【０００３】図２は従来のカラー電子写真装置の構成
図、図３（ａ），図３（ｂ）及び図４（ａ），図４
（ｂ）は従来のカラー電子写真装置のプロセス部の構成
図である。図２〜図４において１は有機光導電体（ＯＰ
Ｃ）等の感光性受容層が薄膜状に塗布された感光体ベル
トである。感光体ベルト１は３本の感光体ベルト支持搬
送ローラ２，３，４によって水平面を形成するように巻
回支持され、駆動モータ５０で発生した動力が図３に示
すギヤ列５１，５２、または図４に示す歯筋角度がベル
トの進行方向に対し９０°となっている歯付きベルト５
８を介し感光体ベルト支持搬送ローラ４に伝わることに
より、感光体ベルト支持搬送ローラ２，３，４に沿って
矢印Ａ方向に周回動する。感光体ベルト１の外周面に沿
って上部にはブラック（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、マゼン
タ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色の現像剤を収納する現像
器７Ｂ，７Ｙ，７Ｍ，７Ｃが設けられている。感光体ベ
ルト１の下部には感光体クリーニング装置９、除電器１
０、帯電器５があり、更にその下にレーザビーム発生器
６が設けられている。帯電器５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及
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を介して感光体ベルト１を一
様に帯電する。１４はレーザビーム発生器６から発射さ
れる画像データにより変調されたレーザ光線である。レ
ーザプリンタとした場合の例では、このレーザ光線１４
はホストコンピュータ（図示せず）からの信号により制
御され感光体ベルト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。各色の現像器７Ｂ，７Ｙ，７Ｍ，７Ｃは機体本体
に設けられた所定の収納部に水平方向へそれぞれ等間
隔、着脱自在に横一列に配置され、各々の現像器７Ｂ，
７Ｙ，７Ｍ，７Ｃの内部はトナーを除き同様の構成とな
っている。１５Ｂ，１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃは所定のカ
ラーの静電潜像を現像する際に、現像器７Ｂ，７Ｙ，７
Ｍ，７Ｃを感光体ベルト１へ当接させるための当接カム
であり、１６Ｂ，１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃは現像器７
Ｂ，７Ｙ，７Ｍ，７Ｃを待機位置へ離間させる離間バネ
である。この当接カム１５Ｂ，１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ
は装置本体上面の現像器着脱カバー１７に設けられてい
る。現像器着脱カバー１７は固定された現像器着脱カバ
ー軸１８に開閉自在に軸支されている。中間転写体ユニ
ット８は導電性の樹脂等からなるベルト状の中間転写体
ベルト１９と、この中間転写体ベルト１９を巻回支持し
ている３本の中間転写体ベルト支持搬送ローラ２０，２
１，２２とを有して、感光体ベルト支持搬送ローラ４に
設けられたギヤ５４からの動力が中間転写ベルト支持搬
送ローラ２０に設けられたギヤ５５に伝わり中間転写体
ベルト１９が周回動する。中間転写体ベルト１９を挟ん
で感光体ベルト１に対向して配置される２３は、中間転
写体ベルト１９上へ感光体ベルト１上のトナー像を転写
するための中間転写ローラである。ここで中間転写体ベ
ルト１９の表面周長は感光体ベルト１の表面周長と等し
くなるように設定されている。２４は中間転写体ベルト
１９の残留トナーを掻き取るための中間転写体ベルトク
リーニング装置であり、中間転写体ベルト１９上に合成
像を形成している間は中間転写体ベルト１９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。２５は
用紙２６を収納している用紙カセットであり、レーザビ
ーム発生器６の真下に設けられている。用紙２６は用紙
カセット２５から給紙ローラ２７、分離部３８によって
１枚づつ用紙搬送路２８へ送り出される。２９は用紙２
６と中間転写体ベルト１９上に形成された合成像の位置
を一致させるため、一時的に用紙２６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３０と圧接して
いる。３１は中間転写体ベルト１９上に形成された合成
像を用紙２６に転写するための用紙転写ローラであり、
合成像を用紙２６に転写する時のみ中間転写体ベルト１
９と接触回動する。３２は内部に熱源を有するヒートロ
ーラ３３と加圧ローラ３４とからなる定着器であり、用
紙２６に転写された合成像をヒートローラ３３と加圧ロ
ーラ３４の挟持回転に伴い圧力と熱によって用紙２６に
定着させカラー画像を形成する。３５，３６は定着器３
２の下流側に設けられた排紙ローラ対である。３７は機
体上部に設けられた排紙トレイであり、用紙２６を蓄積
する。以上のように構成された従来の電子写真装置につ
いて、以下その動作を説明する。

【０００４】図１において、先ず高圧電源に接続された
帯電器５内の帯電線１１に高圧を印加しコロナ放電を行
なわせ、感光体ベルト１の表面を一様に−５００ｖ〜−
６５０ｖ程度に帯電させる。次に、感光体ベルト１を駆
動装置（図示せず）によって矢印Ａ方向に回転させ、一
様に帯電された感光体ベルト１の表面上に複数のカラー
成分の中の所定の色、例えばブラック（Ｂ）の画像デー
タにより変調されたレーザ光線１４を照射すると、感光
体ベルト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。一方、現像に寄与するブラックの現像剤の
収納されている現像器７Ｂはホストコンピュータ（図示
せず）からの色選択信号によって当接カム１５Ｂが半回
転し、これにより感光体ベルト１に当接する。現像が終
了した現像器７Ｂは当接カム１５Ｂがさらに半回転し、
離間バネ１６Ｂのバネ力によって感光体ベルト１との当
接位置からの待機位置へ移動する。現像器７Ｂが現像中
は、それ以外の現像器７Ｙ，７Ｍ，７Ｃは感光体１から
離間している。次に例えばシアン（Ｃ）の色が選択され
ると、現像器７Ｃは感光体ベルト１へ当接されシアンの
現像を開始する。４色を使用する複写機あるいはプリン
タの場合は現像の動作を４回順次繰り返し行い中間転写
体ベルト１９上に４色のトナー像を重ね合成像を形成す
る。この様にして形成された合成像は用紙転写ローラ３
１にトナーと反対の極性の高圧を印加するとともに圧力
によって用紙カセット２５から用紙搬送路２８に沿って
送られてきた用紙２６に一括転写され、続いて定着器３
２に送られ、ここで熱とヒートローラ３３と加圧ローラ
３４の挟持力によって定着されカラー画像が形成され
る。定着器３２を通過した用紙２６は排紙ローラ対３
５，３６を通過し排紙トレイ３７へ排出とする。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、図３に示す駆動モータ５０の出力軸に設け
られたギヤ列５１とこのギヤ列５１からの動力を感光体
ベルト支持搬送ローラ４へ伝達するギヤ列５２との噛み
合い、あるいは図４に示す駆動モータ５０の出力軸に設
けられたピニオンプーリー５６とこのピニオンプーリー
５６からの動力を感光体ベルト支持搬送ローラ４へ伝達
する大プーリー５７と歯付きベルト５８との噛み合いに
起因する速度変動による画像ムラ（以下ジッターと称す
る）が発生するという問題点を有している。例えば、速
度変動により感光体ベルト１の回転速度が速い部分では
画像は薄く、感光体ベルト１の回転速度が遅い部分では
画像は濃くなり、これがムラとなって表れる。

【０００６】上記速度変動は、まずギヤ列５１，５２に
平歯車を用いた場合は、噛み合い時の接触期間における
荷重変動が大きいため滑らかな回転が得られず、回転ム
ラを生じる。

【０００７】また、ギヤ列５１，５２にハスバ歯車を用
いた場合は、駆動軸方向に対しある一定の角度を歯に与
えているため、噛み合い時の接触期間における荷重変動
が低減され回転ムラが小さくなる。ゆえに平歯車と比較
してジッターは低減される。しかし加工精度に限界があ
るため、噛み合い率、捻り角度において改善を加えても
回転ムラを生じてしまうためジッターを解消することは
困難である。

【０００８】次に、歯筋角度をベルト進行方向に対し９
０°にした従来の歯付きベルト５８では、ジッターの原
因として歯付きベルト５８の多角形化や歯の干渉が考え
られる。歯付きベルト５８の多角形化は、ピニオンプー
リー５６，大プーリー５７と歯付きベルト５８とが噛み
合う際に歯付きベルト５８が円滑を描かずにピニオンプ
ーリー５６，大プーリー５７の谷の部分で直線となり多
角形の軌跡を描いて駆動されるため、駆動半径が変動す
ることにより駆動ムラが発生するものである（図５参
照）。

【０００９】また歯付きベルト５８の歯の干渉について
図６（ａ）〜図６（ｂ）及び図７（ａ）〜図７（ｄ）を
用いて説明する。図６は歯付きベルト５８の歯と大プー
リー５７が滑らかに噛み合っている状態を示し、図７は
歯付きベルト５８の歯と大プーリー５７が干渉している
状態を示す。図６においては図６（ａ）→図６（ｂ）→
図６（ｃ）→図６（ｄ）と滑らかに噛み合っていくのに
対し、図７においては図７（ｂ），図７（ｃ）の状態に
おいて歯付きベルト５８の歯が大プーリー５７の山の部
分に干渉し、図７（ｄ）で一気に噛み合っており、この
ため回転変動が生じその結果画像ムラを生じる。

【００１０】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、電子写真方式における多色またはフルカラー印刷に
おけるジッターを解消し、高品質な画像を得ることがで
きるカラー電子写真装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のカラー電子写真装置は、静電潜像担持体およ
び転写体の少なくとも一方を回動する動力源からの動力
の伝達に歯付きベルトを用い、この歯付きベルトの歯筋
角度をベルト進行方向に対し９０°未満としたものであ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、表面に静電潜像が形成された静電潜像担持体を複数
の異なる色のトナーにより順次現像してトナー画像を形
成し、このトナー画像を転写体に重ね合わせてトナー合
成画像とし、さらに、前記転写体から用紙にトナー合成
画像を転写することにより、カラー画像をえるカラー電
子写真装置において、前記静電潜像担持体および前記転
写体の少なくとも一方を回動する動力源からの動力の伝
達に歯付きベルトを用い、この歯付きベルトの歯筋角度
をベルト進行方向に対し９０°未満としたもので、歯付
きベルトの歯がベルト進行方向に対し一定の角度を持っ
ているため歯付きベルトとこの歯付きベルトに噛み合う
プーリーとの噛み合いで最も問題となる歯付きベルトの
多角形化が低減され、また噛み合い率も増加し、さらに
噛み合い時の接触も線接触から点接触になり歯の干渉が
減少するため、回転変動を低減することができるという
作用を有する。

【００１３】請求項２に記載の発明は、表面に静電潜像
が形成された静電潜像担持体を複数の異なる色のトナー
により順次現像してトナー画像を形成し、このトナー画
像を転写体に重ね合わせてトナー合成画像とし、さら
に、前記転写体から用紙にトナー合成画像を転写するこ
とにより、カラー画像をえるカラー電子写真装置におい
て、減速機構を介して前記静電潜像担持体および前記転
写体の少なくとも一方を回動する動力源からの動力の前
記減速機構の出力軸からの伝達に歯付きベルトを用い、
この歯付きベルトの歯筋角度を該歯付きベルトの進行方
向に対し９０°未満としたもので、請求項１に記載の発
明と同様の作用を有する。

【００１４】請求項３に記載の発明は、請求項１又は請
求項２に記載の発明において、前記歯付きベルトの歯筋
角度を、該歯付きベルトの進行方向に対し６０°以上８
５°以下としたもので、歯付きベルトのベルト進行方向
に対する歯筋角度が８５°より大きい場合、歯付きベル
トの多角形化や噛み合い率、噛み合い時の歯の干渉など
においてあまり改善が見られないため好ましくなく、ま
た６０°未満になると歯のねじれによる推力（スラスト
荷重）が大きくなり歯付きベルトがこの歯付きベルトと
噛み合うプーリー上でスラスト荷重方向に偏るため、プ
ーリー側面と歯付きベルトとが接触したり、やがては歯
付きベルトが駆動源の出力軸に対して傾きプーリーと歯
付きベルトとが正常な噛み合いを行わなくなるばかり
か、プーリーから歯付きベルトが外れてしまう恐れがあ
るといったことを、歯筋角度を６０°〜８５°の範囲内
で設定することにより解決し、最も回転変動を低減する
ことができるという作用を有する。

【００１５】請求項４に記載の発明は、請求項１、請求
項２、又は請求項３に記載の発明において、前記歯付き
ベルトの歯の間隔を０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下としたも
ので、歯付きベルトの歯の間隔が２ｍｍより大きい場合
よりも噛み合い率が増加し、また歯形自体が小さくなる
ことで噛み合い時の歯の干渉が小さくなり、噛み合いが
よりなめらかになるため、ジッターによる画像劣化を防
止することができるとともに、０．５ｍｍ以上では不足
していた歯の強度を確保することができるという作用を
有する。

【００１６】請求項５に記載の発明は、請求項１、請求
項２、請求項３、又は請求項４に記載の発明において、
前記歯付きベルトの歯の部分のゴム硬度を硬度５０度以
上８０度以下としたもので、歯付きベルトの歯のピッチ
が小さくなるに従い歯が小さくなるために低下する歯の
強さを補い、歯の大きさに対して負荷がかかりすぎると
歯のたわみにより噛み合い時の歯の干渉が大きくなるこ
とを防止することができるという作用を有する。

【００１７】請求項６に記載の発明は、請求項１、請求
項２、請求項３、又は請求項４に記載の発明において、
前記歯付きベルトの歯の部分のゴム硬度を硬度５５度以
上７５度以下としたもので、請求項５に記載の発明と同
様の作用を有する。

【００１８】以下、本発明の実施の形態について説明す
る。図１は従来および本発明の一実施の形態によるカラ
ー電子写真装置に用いられる感光体ベルトを回動させる
歯付きベルトの拡大図であり、図１（ａ）は歯筋角度が
ベルトの進行方向に対し９０°である従来の歯付きベル
ト、図１（ｂ）は歯筋角度をベルトの進行方向に対し９
０°未満とした本発明の一実施の形態による歯付きベル
トで、Ｐｓ，Ｐｈは歯のピッチ、αは歯付きベルトの進
行方向に対する歯筋角度である。

【００１９】次に、歯付きベルトのベルト進行方向に対
する歯筋角度を変えた場合の速度変動及び画像に乱れに
ついて説明する。

【００２０】（表１）は歯付きベルトの歯筋角度をベル
ト進行方向に対しα＝８０°とした歯付きベルトを用い
た場合の速度変動とα＝９０°とした歯付きベルトを用
いた場合の速度変動、及びそれぞれの画像の乱れを評価
したものである。

【００２１】

【表１】

【００２２】（表１）から明らかなように、従来の歯付
きベルトではジッターが見られるのに対し、歯筋角度を
ベルト進行方向に対しα＝８０°とした本発明の歯付き
ベルトの場合はジッターによる画像の乱れがほとんど見
られなかった。

【００２３】このような結果が得られたのは、歯筋角度
αがα＝８５°より大きい場合は、歯付きベルトの多角
形化や噛み合い率がよくなく、噛み合い時の干渉などが
生じ速度変動が生じることが考えられ、一方、歯筋角度
αがα＝６０°未満の場合は歯のねじれによる推力が大
きくなり、歯付きベルトがこの歯付きベルトと噛み合う
プーリー上でスラスト荷重方向に偏るためプーリー側面
と歯付きベルトとが接触したり、やがては歯付きベルト
が駆動源の出力軸に対して傾きプーリーと歯付きベルト
とが正常な噛み合いを行わなくなるためと考えられる。

【００２４】次に、歯付きベルトのピッチＰｓを変えた
場合の速度変動及び画像の乱れについて説明する。（表
２）は従来の歯付きベルトでピッチＰｓ＝３ｍｍの歯付
きベルトを用いた場合の速度変動とピッチＰｓ＝１．５
ｍｍの歯付きベルトを用いた場合の速度変動、及びそれ
ぞれの画像の乱れを評価したものである。

【００２５】

【表２】

【００２６】（表２）から明らかなように、ピッチＰｓ
＝１．５ｍｍの歯付きベルトを用いた場合はジッターに
よる画像の乱れが低減された。

【００２７】このような結果が得られたのは、歯付きベ
ルトの歯のピッチＰｓがＰｓ＝２ｍｍより大きいと噛み
合い率が低下するとともに、噛み合い時の歯の干渉が大
きく噛み合いが悪くなり、一方、歯付きベルトの歯のピ
ッチＰｓがＰｓ＝０．５ｍｍ未満では歯の強度が不足す
るためと考えられる。

【００２８】なお、歯付きベルトの歯のピッチＰｓは従
来の歯付きベルトで変化させて、速度変動や、画像の乱
れを評価したが、歯筋角度α＝９０°未満の歯付きベル
トを用いても同様の結果が得られることは明らかであ
る。

【００２９】さらに、歯付きベルトのゴム硬度を硬度５
５度以上７５度以下とすることで、歯付きベルトの歯の
ピッチＰｈが小さくなるに従って低下する歯の強度を補
うことができ、歯のたわみによる噛み合い時の干渉を低
下させ、噛み合いに起因する速度変動によるジッターを
解消することができる。

【００３０】なお、本実施の形態では感光体ベルトの駆
動について説明したが中間転写体ベルトの駆動において
も同様のことがいえる。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、動力源か
らの動力伝達部における噛み合いに起因する速度変動を
低減することができ、高品質な画像を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来および本発明の一実施の形態によるカラー
電子写真装置に用いられる感光体ベルトを回動させる歯
付きベルトの拡大図

【図２】従来のカラー電子写真装置の構成図

【図３】従来のカラー電子写真装置のプロセス部の構成
図

【図４】従来のカラー電子写真装置のプロセス部の構成
図

【図５】従来のカラー電子写真装置の駆動ムラの説明図

【図６】従来のカラー電子写真装置の歯付きベルトの歯
と大プーリーが滑らかに噛み合っている状態を示す図

【図７】従来のカラー電子写真装置の歯付きベルトの歯
と大プーリーが干渉している状態を示す図

【符号の説明】

１ 感光体ベルト ２，３，４ 感光体ベルト支持搬送ローラ ５ 帯電器 ６ レーザビーム発生器 ７Ｂ，７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ 現像器 ８ 中間転写体ユニット ９ 感光体クリーニング装置 １０ 除電器 １４ レーザ光線 １９ 中間転写体ベルト ２０，２１，２２ 中間転写体ベルト支持搬送ローラ ２３ 中間転写ローラ ２４ 中間転写体ベルトクリーニング装置 ２５ 用紙カセット ２６ 用紙 ２７ 給紙ローラ ２８ 用紙搬送路 ２９ レジストローラ ３０ 従動ローラ ３１ 用紙転写ローラ ３２ 定着器 ３５，３６ 排紙ローラ対 ３７ 排紙トレイ ３８ 分離部 ５０ 駆動モータ ５１ ギヤ列 ５２ ギヤ列 ５４ ギヤ ５５ ギヤ ５６ ピニオンプーリー ５７ 大プーリー ５８ 歯付きベルト

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面に静電潜像が形成された静電潜像担持
   体を複数の異なる色のトナーにより順次現像してトナー
   画像を形成し、このトナー画像を転写体に重ね合わせて
   トナー合成画像とし、さらに、前記転写体から用紙にト
   ナー合成画像を転写することにより、カラー画像をえる
   カラー電子写真装置において、前記静電潜像担持体およ
   び前記転写体の少なくとも一方を回動する動力源からの
   動力の伝達に歯付きベルトを用い、この歯付きベルトの
   歯筋角度をベルト進行方向に対し９０°未満としたこと
   を特徴とするカラー電子写真装置。
2. 【請求項２】表面に静電潜像が形成された静電潜像担持
   体を複数の異なる色のトナーにより順次現像してトナー
   画像を形成し、このトナー画像を転写体に重ね合わせて
   トナー合成画像とし、さらに、前記転写体から用紙にト
   ナー合成画像を転写することにより、カラー画像をえる
   カラー電子写真装置において、減速機構を介して、前記
   静電潜像担持体および前記転写体の少なくとも一方を回
   動する動力源からの動力の前記減速機構の出力軸からの
   伝達に歯付きベルトを用い、この歯付きベルトの歯筋角
   度を該歯付きベルトの進行方向に対し９０°未満とした
   ことを特徴とするカラー電子写真装置。
3. 【請求項３】前記歯付きベルトの歯筋角度を、該歯付き
   ベルトの進行方向に対し６０°以上８５°以下としたこ
   とを特徴とする請求項１又は請求項２記載のカラー電子
   写真装置。
4. 【請求項４】前記歯付きベルトの歯の間隔を０．５ｍｍ
   以上２ｍｍ以下としたことを特徴とする請求項１、請求
   項２、又は請求項３記載のカラー電子写真装置。
5. 【請求項５】前記歯付きベルトの歯の部分のゴム硬度を
   硬度５０度以上８０度以下としたことを特徴とする請求
   項１、請求項２、請求項３、又は請求項４記載のカラー
   電子写真装置。
6. 【請求項６】前記歯付きベルトの歯の部分のゴム硬度を
   硬度５５度以上７５度以下としたことを特徴とする請求
   項１、請求項２、請求項３、又は請求項４記載のカラー
   電子写真装置。