JPH10198187A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一次転写部における中間転写体と像担持体の
外周速を一致でき、色の重ね合わせ精度の向上による画
質の向上を図る。 【解決手段】 中間転写体９は、その表層１１が弾性層
で揺動可能に支持されており、且つ像担持体１５への当
接が圧管理されている構成を有し、像担持体１５と中間
転写体９のニップでの周長変化分も含む像担持体１５と
中間転写体９の周長と、像担持体１５と中間転写体１５
の角速度とが、ω₁ ：像担持体の角速度、Ｌ₁ ：像担持
体の周長、ω₂ ：中間転写体の角速度、Ｌ₂ ：中間転写
体の周長であるとき、ω₂ Ｌ₂ ／ω₁ Ｌ₁ ＝０．９９８
〜１．００２の関係を有することにより、一次転写部に
おける中間転写体９と像担持体１５の外周速を一致させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばカラー複写
機やカラープリンターとされる電子写真方式あるいは静
電記録方式のカラー画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】先ず、図８に沿って従来のカラーレーザ
ープリンターの一例について説明する。

【０００３】電圧が印加された一次帯電器である帯電ロ
ーラー１０４ｂが像担持体１０４ａに圧接され、潜像形
成に先立って像担持体（感光ドラム）１０４ａの表面を
一様に帯電する。

【０００４】像担持体１０４ａへの露光はレーザーダイ
オードを有するスキャナー部１１０によって行なわれ
る。レーザーダイオードは画像信号に対応して発光しポ
リゴンミラー１１０ａへ照射する。ポリゴンミラー１１
０ａはスキャナーモーターによって高速回転しレーザー
光を反射し、反射した画像光を結像レンズ１１０ｂ及び
反射ミラー１１０ｃを介して、像担持体１０４ａ上に選
択的に照射、露光し、像担持体１０４ａ上に４色の静電
潜像を形成する。

【０００５】回転現像装置１０５は各色の現像器即ちマ
ゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのトナーを備えた
現像器１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｙ、１０５Ｂを有し
ている。これら４色の現像器は軸１０５ｅに対して回転
可能に配置され、各現像器の中心が公転するギヤの外周
に配置された自転するギヤに連動して回転し、その姿勢
が一定に維持されている。更には、これら４色の現像器
は軸１０５ｅに対してトルク配分が一定になるように内
包するトナー容量を一定し、各々Ａ４画像で約２０００
枚分のプリントが可能なトナーを容量としている。

【０００６】画像形成に際しては潜像に対応した色の現
像器、例えば図に示すようにマゼンタ現像器１０５Ｍが
像担持体１０４ａに対向した位置に静止し、更にそこで
現像スリーブ１０５ｂが像担持体１０４ａ表面と微小隙
間を介して対向するように位置決めされる。現像器１０
５Ｍが現像位置に回転移動されたときに、プリンター本
体の高圧電源と接続され現像スリーブ１０５ｂは現像バ
イアスが印加されると同時に駆動源からの駆動手段とも
結合し、所定の回転を行なう。現像時には現像スリーブ
１０５ｂがバイアスの印加と回転駆動とを受けることで
像担持体１０４ａ上の潜像を現像しトナー像を形成す
る。他の現像器の動作も同様である。

【０００７】給紙部１０１は転写ドラム１０３へ転写材
１０２を給送するためのものであり、装置本体の底部に
装填した転写材１０２を収納する給紙カセット１０１ａ
を有している。画像形成時には画像形成動作に応じて給
紙ローラー１０１ｂが回転し、カセット１０１ａ内から
転写材１０２を１枚ずつ分離して転写ドラム１０３へ給
送する。

【０００８】転写ドラム１０３は給紙部１０１から給送
された転写材１０２を巻き付け像担持体１０４ａ上の各
色のトナー像を転写部にて転写材１０２上に転写させる
ために、像担持体１０４ａの外周速度と同速度Ｖ＝７
５．４ｍｍ／秒（以下「プロセス速度」という）で回転
する。

【０００９】転写ドラム１０３は直径１８０ｍｍのアル
ミシリンダー１０３ａの外周にスポンジやゴム等で弾性
体層１０３ｂを形成し、その外周に抵抗層１０３ｃを形
成し、更に最外層には誘電体層１０３ｄを形成してなっ
ている。また転写ドラム１０３の外周上の所定位置に
は、給送した転写材１０２の先端を把持するグリッパ１
０３ｆが設けてある。更に転写ドラム１０３の外周に離
接可能に静電吸着ローラー１０３ｇが設けられ、吸着ロ
ーラー１０３ｇが転写材１０２を転写ドラム１０３との
間に挟み込むようにして転写ドラム１０３の外周に圧接
する。そして吸着ローラー１０３ｆと転写ドラム１０３
との間に電圧を印加することにより、誘電体である転写
材１０２と転写ドラム１０３の誘電体層１０３ｄに電荷
を誘起し、転写材１０２を転写ドラム１０３の外周に静
電吸着する。

【００１０】クリーナー１０４ｄは転写材１０２に転写
した後に像担持体１０４ａ上に残留したトナーをクリー
ニングするためのものであり、転写部下流の像担持体１
０４ａの外周に配備されている。

【００１１】定着部１０６は駆動される加圧ローラー１
０６ａと、これに圧接して転写材に熱と圧力とを加える
定着ローラー１０６ｂとを備えている。各色トナー像を
保持して転写ドラム１０３から剥離搬送されてくる転写
材１０２を通過させることにより、各色トナー像を転写
材１０２に定着するものである。

【００１２】画像形成動作としては、給紙カセット１０
１ａ内の転写材１０２が給紙ローラー１０１ｂにより転
写ドラム１０３へ給送される。転写ドラム１０３は給送
されてきた転写材１０２の先端をグリッパ１０３ｆで把
持すると共に、その周面に静電吸着する。

【００１３】一次帯電器１０４ｂで表面を均一に帯電さ
れた像担持体１０４ａはスキャナー部１１０からマゼン
タ画像の露光が行なわれ、その外周面にマゼンタ画像の
潜像を形成する。この潜像形成と同時にマゼンタ現像器
１０５Ｍを駆動し像担持体１０４ａ上に形成されたマゼ
ンタ潜像にマゼンタトナーが付着するように像担持体１
０４ａ上にマゼンタトナー像を得る。そして、転写ドラ
ム１０３にマゼンタトナーと逆極性の転写電圧を印加し
て、像担持体１０４ａ上のマゼンタトナー像を転写ドラ
ム１０３上の転写材１０２に転写する。

【００１４】マゼンタトナー像の転写が終了すると、次
のシアン現像器１０５Ｃが回転して像担持体１０４ａに
対向した現像位置に位置決めされ、同様のプロセスで、
シアン、イエロー、ブラックの潜像形成、現像、得られ
たトナー像の転写を順次行ない転写材１０２上にフルカ
ラー画像が形成される。

【００１５】転写材１０２をグリップして保持した転写
ドラム１０３が４回転することにより１枚の４色フルカ
ラー画像を得ることができるわけである。即ち、１８０
π×４／７５．４＝３０秒で１枚のフルカラーが出力さ
れる。

【００１６】４色のトナー像の転写が終了した転写材
は、転写ドラム１０３から分離して定着部１０６へ搬送
され、定着部１０６でトナー像の定着を行なった後、排
出ローラー対１０７によって排出トレイ１０８に排出さ
れる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例のカラー画
像形成装置は、転写材１０２が転写ドラム１０３に把持
される構成を有することから、厚手の転写材や薄手の転
写材などは使用できず使用できる転写材に制約を受ける
という短所があった。

【００１８】そこで、上記の短所を克服するため、転写
材を把持しない中間転写体を備えたカラー画像形成装置
が提案されている。

【００１９】このカラー画像形成装置において、中間転
写体は、その表層が弾性体であり、揺動可能に支持され
ており、その表層上に複数色のトナー画像を形成し、次
いでこれら複数色のトナー画像が転写手段によって転写
材に一括転写されることによりフルカラー画像が作成さ
れる。上記の転写手段は、電圧を印加する回動可能なロ
ーラーやベルトなどにより構成され、高精彩な画質を得
ることに寄与することができる。

【００２０】しかしながら、中間転写体が揺動可能に支
持されており、更に表層が弾性体である場合、中間転写
体の径と像担持体への当接圧の兼ね合いで中間転写体の
周長が変化することにより中間転写体の外周速が見かけ
上変化する。したがって、中間転写体の径と像担持体へ
の当接圧が理想値から少し外れると、１次転写部（像担
持体から中間転写体へトナーを転写する部分）での中間
転写体と像担持体の外周速が一致しないことになり、１
次転写に悪影響を及ぼし色の重ね合わせ精度が悪化して
しまう。

【００２１】又、像担持体へ静電潜像を書き込む際に、
各色毎に像担持体の任意の位置に書き込んでいると、転
写プロセスに関わるギヤや軸の精度などの影響で各色毎
に転写条件が異なってしまい、色の重ね合わせ精度が悪
化し画像を劣化させてしまう。

【００２２】更に、転写手段に用いられる転写ローラー
や転写ベルトの駆動ローラーの径が理想値から外れる
と、転写手段の外周速が中間転写体の周速と一致しない
ため、その周速差によって１次転写部の当接圧が変化す
ることになり、上述した１次転写部での中間転写体と像
担持体の外周速が一致しなくなる。よって、転写ローラ
ーや転写ベルトが中間転写体に当接して２次転写が行な
われているときに１次転写が行なわれてしまうと、色の
重ね合わせ精度が悪化し画像ムラを生じてしまう。加え
て、転写手段の外周速が中間転写体の周速と一致してい
ないと、２次転写時に画像が伸縮してしまう。

【００２３】従って、本発明の主な目的は、１次転写部
における中間転写体と像担持体の外周速を一致でき、色
の重ね合わせ精度の向上を図ることのできるカラー画像
形成装置を提供することである。

【００２４】本発明の他の目的は、像担持体や中間転写
体のギヤや軸の精度に依存せずに、各色毎の現像状態を
再現でき、色の重ね合わせ精度の向上を図ることのでき
るカラー画像形成装置を提供することである。

【００２５】更に、本発明の他の目的は、２次転写時の
周速差が１次転写部に与える影響を抑制することにより
色の重ね合わせ精度を向上させることができ、且つ２次
転写時の周速差による画像の伸縮を防ぐことのできるカ
ラー画像形成装置を提供することである。

【００２６】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
カラー画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発
明は、静電潜像が形成される像担持体と、前記静電潜像
を現像する複数の現像装置と、中間転写体とを有し、前
記中間転写体上に複数色のトナー画像を形成し、次いで
前記複数色のトナー画像を転写手段によって転写材に一
括転写することによってフルカラー画像を作成するカラ
ー画像形成装置において、前記中間転写体は、その表層
が弾性層で揺動可能に支持されており、且つ前記像担持
体への当接が圧管理されている構成を有し、前記像担持
体と前記中間転写体のニップでの周長変化分も含む前記
像担持体と前記中間転写体の周長と、前記像担持体と前
記中間転写体の角速度とが、ω₁ ：像担持体の角速度、
Ｌ₁ ：像担持体の周長、ω₂ ：中間転写体の角速度、Ｌ
₂ ：中間転写体のニップでの周長変化も含めた周長であ
るとき、０．９９８≦ω₂ Ｌ₂ ／ω₁ Ｌ₁ ≦１．００１
の関係を有することを特徴とするカラー画像形成装置で
ある。

【００２７】好ましくは、ω₁ ／ω₂ ＝ｎ（ｎは整数）
である。

【００２８】本発明による他の態様によれば、静電潜像
が形成される像担持体と、前記静電潜像を現像する複数
の現像装置と、中間転写体とを有し、前記中間転写体上
に複数色のトナー画像を形成し、次いで前記複数色のト
ナー画像を転写手段によって転写材に一括転写すること
によってフルカラー画像を作成するカラー画像形成装置
において、前記中間転写体は、その表層が弾性層で揺動
可能に支持されており、且つ前記像担持体への当接は圧
管理されている構成を有し、前記転写手段が電圧を印加
する回動可能なローラー及びベルトを含み、前記転写手
段の外周速は前記中間転写体の外周速よりも０〜２％速
めであることを特徴とするカラー画像形成装置が提供さ
れる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るカラー画像形
成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

【００３０】［画像形成装置の全体の説明］まず、カラ
ー画像形成装置の全体的構成について、図１を参照して
概略説明する。尚、図１に示すカラー画像形成装置は、
カラーレーザープリンターの一例である。

【００３１】本実施例にて、カラーレーザープリンター
は、一定速度で回転する像担持体１５と固定の黒現像器
２１Ｂと回転可能な３個のカラー現像器２０Ｙ、２０
Ｍ、２０Ｃとからなる画像形成部、及び画像形成部で現
像され多重転写されたカラー画像を保持する中間転写体
９、及び中間転写体９上のカラー画像を給送部から給送
された転写材２に更に転写する転写手段２００を有し、
カラー画像が転写された転写材２を定着部２５へ搬送し
てカラー画像を転写材２に定着し、排出ローラー３４、
３５、３６によって装置上面の排出部３７へ排出する。
なお、上記回転可能なカラー現像器２０Ｙ、２０Ｍ、２
０Ｃ及び固定の黒現像器２１Ｂはプリンター本体に対し
て個別に着脱可能に構成されている。

【００３２】次に上記画像形成装置の各部の構成につい
て順次詳細に説明する。

【００３３】［像担持体ユニット］像担持体ユニット１
３は、像担持体（感光ドラム）１５と像担持体１５のホ
ルダーを兼ねるクリーニング装置の容器１４とが一体的
に構成され、プリンター本体に対して着脱自在に支持さ
れ、像担持体１５の寿命に合わせて容易にユニット交換
が可能なように構成されている。

【００３４】本実施例に係る像担持体１５は、直径６０
ｍｍのアルミシリンダーの外側に有機光導電体層を塗布
して構成し、像担持体１５のホルダーを兼ねるクリーニ
ング装置の容器１４に回転自在に支持されている。

【００３５】像担持体１５の周上には、クリーナーブレ
ード１６、一次帯電手段１７が配置され、また像担持体
１５の図示後方の一方端に図示しない駆動モーターの駆
動力を伝達することにより、像担持体１５を画像形成動
作に応じて図中反時計回りに回転させるようにしてい
る。

【００３６】［帯電手段］一次帯電手段１７は接触帯電
方法を用いたものであり、導電性ローラーを像担持体１
５に当接させ、この導電性ローラーに電圧を印加するこ
とによって像担持体１５の表面を一様に帯電させるもの
である。

【００３７】［露光手段］像担持体１５への露光はスキ
ャナー部３０から行なわれる。即ち画像信号がレーザー
ダイオードに与えられると、このレーザーダイオードは
画像信号に対応する画像光をポリゴンミラー３１へ照射
する。

【００３８】ポリゴンミラー３１はスキャナーモーター
３１ａによって高速回転され、ポリゴンミラー３１で反
射した画像光が、結像レンズ３２及び反射ミラー３３を
介して一定速度で回転する像担持体１５の表面を選択的
に露光し、その結果、像担持体１５上に静電潜像が形成
される。

【００３９】［現像手段］現像手段は、像担持体１５上
に形成された潜像を可視像化するために、現像ロータリ
ー２３に搭載された３個のカラー現像器２０Ｙ、２０
Ｍ、２０Ｃを備えた回転現像手段と、１個の固定の黒現
像器２１Ｂからなる固定現像手段とから構成され、イエ
ロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色現像を可能と
する。又、カラー回転現像器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ及
び固定の黒現像器２１Ｂはプリンター本体に対して個別
に着脱可能とされる。

【００４０】黒現像器２１Ｂは固定現像器であり、像担
持体１５に対向した位置に現像スリーブ２１ＢＳが、像
担持体１５に対し微小間隔（３００μｍ程度）をもって
配置され、像担持体１５にブラックトナーによる可視像
を形成する。

【００４１】黒現像器２１Ｂは容器内のトナーを送り機
構によって送り込み、現像スリーブ２１ＢＳの外周に圧
接された塗布ブレード２１ＢＢによって、図中時計方向
に回転する現像スリーブ２１ＢＳの外周にトナーを薄層
塗布し、且つトナーへ電荷を付与（摩擦帯電）する。

【００４２】そして現像スリーブ２１ＢＳに現像バイア
スを印加することにより、像担持体１５の静電潜像に対
応してトナー現像を行なうものである。

【００４３】３個の回転現像器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ
は、軸２２を中心として回転する現像ロータリー２３に
夫々着脱可能に保持され、画像形成に際しては各現像器
が現像ロータリー２３に保持された状態で軸２２を中心
に回転移動し、所定の現像器が、像担持体１５に対向し
た位置に静止し、更に現像スリーブが像担持体１５に対
し微小間隔（３００μｍ程度）をもって対向するように
位置決めされた後、像担持体１５の静電潜像に対応して
可視像を形成する。

【００４４】カラー画像形成時には中間転写体９の１回
転毎に現像ロータリー２３が回転しイエロー現像器２０
Ｙ、マゼンタ現像器２０Ｍ、シアン現像器２０Ｃ、次い
で黒現像器２０Ｂの順で現像工程がなされる。

【００４５】図１ではイエローの回転現像器２０Ｙが現
像位置に位置決め静止している状態を示している。イエ
ロー現像器２０Ｙは、容器内のトナーを送り機構によっ
て塗布ローラー２０ＹＲへ送り込み、図中時計方向に回
転する塗布ローラー２０ＹＲ及び現像スリーブ２０ＹＳ
の外周に圧接されたブレード２０ＹＢが、図中時計方向
に回転する現像スリーブ２０ＹＳの外周にトナーを薄層
塗布し、且つトナーへ電荷を付与（摩擦帯電）する。

【００４６】潜像形成された像担持体１５と対向した現
像スリーブ２０ＹＳに、現像バイアスを印加することに
より、潜像に応じて像担持体１５上にトナー現像を行な
う。

【００４７】マゼンタ現像器２０Ｍ、シアン現像器２０
Ｃについても上記同様なメカニズムでトナー現像が行な
われる。

【００４８】また各回転現像器２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ
の各現像スリーブは、各現像器が現像位置に回転移動さ
れたとき、プリンター本体に設けられた各色現像用高圧
電源、および駆動源と接続され、各色現像毎に順次選択
的に電圧が印加され駆動が伝達される。

【００４９】［中間転写体］中間転写体９は、カラー画
像形成動作時には各現像器により可視化された像担持体
１５上のトナー画像を４回（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂの４色の各
画像）にわたり多重転写を受ける。また、多重転写を受
けた中間転写体９は、転写手段２００の転写ベルト２０
１によって転写材２を挟み込み搬送することにより、転
写材２に中間転写体９上の各色トナー像を同時に多重転
写する。

【００５０】本実施例に係る中間転写体９は、直径１８
０ｍｍのアルミシリンダー１２の外周を中抵抗スポンジ
や中抵抗ゴム等の弾性層１１で覆った構成をしている。
この中間転写体９は回転自在に支持され、一体的に固定
されたギヤ（図示せず）に駆動が伝達されることにより
回転する。尚、中間転写体９は、図２に模式的に示すよ
うに揺動軸９ａを中心Ｓ₀ として揺動可能に支持されて
おり、像担持体１５に当接圧力が管理された状態で圧接
される。

【００５１】更に、図３により説明すると、中間転写体
９はその長手方向両側に配設された中間転写体ホルダー
９ｂにより、前述のように揺動可能に支持されている。
ホルダー９ｂには加圧バネ９ｃが取付けられており、こ
の加圧バネ９ｃに対して本体側に設けられた加圧レバー
５０によって所定の圧力で加圧することにより中間転写
体９の像担持体１５に対する当接圧力を管理する。

【００５２】［クリーニング手段］クリーニング手段１
６は、現像手段によって像担持体１５に可視像化された
トナーが中間転写体９に転写された後、像担持体１５上
に残ったトナーをクリーニングするものであり、クリー
ニングされた廃トナーは、クリーナ容器１４に蓄えられ
る。クリーナ容器１４に蓄えられる廃トナーの量は、像
担持体１５の寿命より早く容器１４を満たすことはな
く、従って、クリーナ容器１４は像担持体１５の寿命交
換時に同時に一体で交換処理される。

【００５３】［給紙部］給紙部は、画像形成部へ転写材
２を給送するものであり、複数枚の転写材２を収納した
カセット１、給紙ローラー３、４、重送防止のリタード
ローラー５、給紙ガイド６、及びレジストローラー８か
ら主に構成される。

【００５４】画像形成時には、給紙ローラー３が画像形
成動作に応じて回転し、カセット１内の転写材２を１枚
ずつ分離給送すると共に、ガイド板６によってガイド
し、搬送ローラー７を経由してレジストローラー８に至
る。

【００５５】画像形成動作中にレジストローラー８は、
転写材２を静止待機させる非回転の動作と、転写材２を
中間転写体９に向けて搬送する回転の動作とを所定のシ
ーケンスで行ない、次工程である転写工程時の画像と転
写材２との位置合わせを行なう。尚、図中２１０は転写
材先端検知センサである。

【００５６】［転写部］転写部は、揺動可能な転写手段
２００からなる。転写手段２００は中抵抗の転写ベルト
２０１と、中抵抗弾性体からなり電圧を印加される転写
ローラー２０２と、駆動ローラー２０３と、テンション
ローラー２０４と、枠体２０５とからなる。

【００５７】（１）転写手段２００は転写ベルト２０１
を有し、転写ローラー２０２に電圧を印加することによ
り転写を行なうものであり、転写ベルト２０１による転
写材２に対するトナー像の転写、中間転写体９からの分
離、定着部２５への搬送の３工程を行なう。

【００５８】（２）転写ベルト２０１は転写ローラー２
０２により直接中間転写体９に圧接されているため、転
写工程に必要な電圧とは別に転写工程に必要な圧力を均
一に得ることができ、転写性能の安定化を図れるように
なっている。

【００５９】（３）転写手段２００は駆動ローラー２０
３を中心に揺動可能に支持されている。枠体２０５の下
方には半回転毎に制御されるカム２０６と加圧バネ２０
７が配置され、半回転毎のカム２０６の姿勢により転写
手段２００は上方又は下方に位置する。

【００６０】図１は転写手段２００がちょうど上方に位
置する状態を示している。このとき転写ベルト２０１は
転写ローラー２０２及び枠体２０５を介してバネ２０７
によって中間転写体９に向けて付勢され圧接されてい
る。実際には転写ベルト２０１と中間転写体９との間に
は転写材２が存在する。即ち図１のごとく転写手段２０
０が上方に位置するときは転写材２への転写工程を行な
っているときのみである。

【００６１】さらに、カム２０６が半回転して転写手段
２００が下方に位置した状態では、バネ２０７の付勢力
に抗して転写手段２００は中間転写体９と距離を有して
いる。

【００６２】通常画像形成時、例えば各現像器により可
視化された像担持体１５上のトナー画像を４回（Ｙ、
Ｍ、Ｃ、Ｂの４色の各画像）にわたり多重転写を受け中
間転写体９上にフルカラー画像を形成しているときなど
は画像を乱さないように転写手段２００はカム２０６及
びバネ２０７の作用によって下方に位置し中間転写体９
と距離を有している。即ち、転写手段２００が揺動可能
に構成されていることと中間転写体９と組合せることと
により、４色トナー像からなるフルカラー画像の形成と
転写材２への一括転写を可能としている。尚、図中２０
８は転写材分離帯電手段である。

【００６３】［定着部］定着部２５は、上記現像手段に
より形成されたトナー画像を中間転写体９を介して転写
材２上に形成したトナー画像を定着させるものであり、
図１に示すように、転写材２に熱を加えるための定着ロ
ーラー２６と転写材２を定着ローラー２６に圧接するた
めの加圧ローラー２７とからなり、各ローラー２６、２
７は中空ローラーで、その内部に夫々ヒーター２８、２
９を有し、回転駆動されて同時に転写材２を搬送する。

【００６４】即ちトナー像を保持した転写材２は定着ロ
ーラー２６と加圧ローラー２７とにより搬送されると共
に、熱及び圧力を加えられることによりトナーが転写材
２に定着される。

【００６５】［画像形成動作］次に、図１を参照して、
上記のように構成された装置によって画像形成を行なう
場合の動作について説明する。

【００６６】先ず、給紙ローラー３を回転して給紙カセ
ット１内の転写材２を１枚分離し、レジストローラー８
へと搬送する。

【００６７】また像担持体１５と中間転写体９とは図示
しない歯車で結合しているため、像担持体１５が３回転
すると中間転写体９が正確に１回転する。

【００６８】中間転写体９の外周の任意の点が図示Ｓ点
の位置に来たときに、帯電手段１７によって表面を均一
に帯電された像担持体１５はＥ点の位置でレーザー露光
を受け画像露光を行なう。像担持体１５の露光位置Ｅ点
から反時計回りに中間転写体９との接触部Ｔ₁ までの距
離ａと中間転写体９の図示Ｓ点からＴ₁ 迄の距離ｂは等
しく、従って時間経過後には画像の書き始めのＥ点と中
間転写体９上のＳ点はＴ₁ の位置で一致する。即ち、中
間転写体９に対しては画像はＳ点を先端に反時計回りに
形成される。

【００６９】（１）イエロー画像の形成 スキャナー部３０によりイエロー画像のレーザー照射を
行ない、像担持体１５上にイエロー潜像を形成する。こ
の潜像形成と同時にイエロー現像器２０Ｙを駆動し像担
持体１５上の潜像にイエロートナーが付着するように像
担持体１５の帯電極性と同極性で略同電位の電圧を印加
してイエロー現像を行なう。同時に現像部の少し下流の
１次転写位置Ｔ₁ で像担持体１５上のイエロートナー像
を中間転写体９の外周に１次転写する。この時、中間転
写体９には上記イエロートナーと逆極性の電圧を印加し
て１次転写を行なう。

【００７０】形成する画像がＡ３サイズの場合長さ４２
０ｍｍであり、中間転写体９の外周Ｓ点からＬ₁ 点まで
画像が形成される（図１の中間転写体９の外周太線部分
参照）。

【００７１】イエロートナーの中間転写体９への転写が
終了すると、即ち、Ｌ₁ 点が１次転写位置Ｔ₁ を過ぎる
と、現像ロータリー２３が時計方向に回転し次のマゼン
タ現像器２０Ｍが回転移動し、像担持体１５に対向した
位置に位置決めされる。

【００７２】（２）マゼンタ画像の形成 次いで、中間転写体９の外周の一点Ｓ（イエローの画像
の先端）が一周して図示Ｓ点の位置に来た時、同様にス
キャナー部３０によりマゼンタ画像のレーザー照射がス
タートされイエローと同様にして像担持体１５上の潜像
にマゼンタトナー像が現像され、像担持体１５上のマゼ
ンタトナー像を１次転写位置Ｔ₁ で同様に中間転写体９
上に転写する。マゼンタトナーの中間転写体９への転写
が終了すると、即ちＬ₁ 点が１次転写位置Ｔ₁ を過ぎる
と、現像ロータリー２３が時計方向に回転し次のシアン
現像器２０Ｃが回転移動し、像担持体１５に対向した位
置に位置決めされる。

【００７３】（３）シアン画像の形成 次いで、中間転写体９の外周の一点Ｓ（イエロー及びマ
ゼンタ画像の先端）が更に一周して図示Ｓ点の位置に来
たとき、同様にスキャナー部３０によりシアン画像のレ
ーザー照射がスタートされマゼンタと同様にして像担持
体１５上の潜像にシアントナー像が現像され、像担持体
１５上のシアントナー像を１次転写位置Ｔ₁ で中間転写
体９上にイエロー、マゼンタの各トナー像に転写する。
シアントナーの中間転写体９への転写が終了すると、即
ちＬ₁ 点が１次転写位置Ｔ₁ を過ぎると、現像ロータリ
ー２３が時計方向に６０度回転し、像担持体１５に対向
した位置にカラー現像器２０が存在しない状態となる。

【００７４】（４）ブラック画像の形成 次いで、中間転写体９の外周の一点Ｓ（イエロー、マゼ
ンタ、シアン画像の先端）が更に一周してＳ点の位置に
来たとき、同様にスキャナー部３０によりブラック画像
のレーザー照射がスタートされ次いで黒現像器２１Ｂに
よりブラックトナーが現像され、像担持体１５上のブラ
ックトナー像を１次転写位置Ｔ₁ で中間転写体９上に更
に重ねて転写する。

【００７５】以上、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラ
ックの順で潜像形成、現像及び中間転写体９へのトナー
転写を重ねて４回順次行ない、中間転写体９の表面にイ
エロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種のトナーか
らなるフルカラーの画像を形成する。

【００７６】ブラックトナーの中間転写体９への転写が
終了する前に、即ち４回目ブラックトナーの１次転写を
終え、フルカラー画像を形成した中間転写体９の画像先
端Ｓが２次転写部Ｔ₂ へ到達する前に、先述のレジスト
ローラー８で待機させておいた転写材２をタイミングを
合わせて搬送スタートさせる。

【００７７】上記４回の中間転写体９上への各色画像形
成時には下方に待機し中間転写体９とは非接触状態であ
った転写手段２００を同時に上方へカム２０６で移動さ
せ転写ベルト２０１を介して転写材２を中間転写体９の
２次転写部Ｔ₂ で圧接すると同時に転写ローラー２０２
にトナーと逆極性のバイアスを印加することで、中間転
写体９上のフルカラー画像を転写材２に一括で４色同時
に転写する。

【００７８】２次転写部Ｔ₂ を経た転写材２は転写ベル
ト２０１の静電吸着により中間転写体９から剥離され定
着部２５へ搬送されトナー定着を行なったあとに排出ロ
ーラー対３４、３５、３６を介して本体上部の排出トレ
イ３７上へ画像面を下にして排出され、画像形成動作を
終了する。

【００７９】次に本発明の特徴部分を図２を参照しなが
ら説明する。図２は、本発明に係る、図１における主な
構成要素を模式的に示したものである。

【００８０】同図において、像担持体１５は外周長Ｌ₁
を有し、また、中間転写体９は外周長Ｌ₂ を有し、表層
が弾性体であり、図中の揺動中心Ｓ₀ により揺動可能に
支持されていることで、像担持体１５に当接圧が管理さ
れた状態で１次転写部Ｔ₁ にて圧接されている。尚、像
担持体１５及び中間転写体９は同一の駆動源から、別個
の径路でそれぞれ角速度ω₁ 、ω₂ にて図中矢印の方向
に駆動されている。

【００８１】また、転写手段２００は上述した転写ベル
ト２０１、転写ローラー２０２及び駆動ローラー２０３
により構成されており、中間転写体９上に多重転写され
たカラー画像を転写する際に、図示するように２次転写
部Ｔ₂ において転写ローラー２０２が転写ベルト２０１
を中間転写体９との間に挟持した状態で中間転写体９に
当接する。

【００８２】ここで、中間転写体９への駆動の伝達を行
なわずに、像担持体１５との圧接による摩擦力のみによ
って中間転写体９を駆動した場合における色の重ね合わ
せ誤差を調べたところ、図４のグラフに示すようになっ
た。図４のグラフにおいて横軸は中間転写体の直径、縦
軸は中間転写体１回転での色の重ね合わせ誤差を示して
いる。また、プロットは１次転写部Ｔ₁ の当接圧の違い
を表している。

【００８３】中間転写体を像担持体に従動させて駆動し
ていることから、像担持体と中間転写体の角速度の逆数
の比が、像担持体と中間転写体の外周長の比に等しくな
いと、各色トナーの中間転写体への転写時に重ね合わせ
誤差が生じてしまう。即ち、像担持体１５の周長をＬ
₁ 、角速度をω₁ 、中間転写体９の周長をＬ₂ 、角速度
をω₂ としたとき、 Ｌ₁ ：Ｌ₂ ＝１／ω₁ ：１／ω₂ 、即ち、 ω₁ Ｌ₁ ＝ω₂ Ｌ₂ を満たす設定とすることにより、色の重ね合わせ誤差の
発生を防止できる。

【００８４】図５のグラフに、像担持体の直径が６２
［ｍｍ］、像担持体および中間転写体の角速度比がω₂
／ω₁ ＝１／３であるときに、中間転写体の直径と色の
重ね合わせ誤差の関係を示す。

【００８５】このグラフからも、中間転写体の直径によ
って色の重ね合わせ精度が変化することが分かる。同グ
ラフより、色の重ね合わせ誤差がおよそ１５０［μｍ］
以下となるような中間転写体の直径として、１８５．３
５〜１８５．８５［ｍｍ］と考えると、この時の中間転
写体の周長変化は、ニップが７［ｍｍ］だとすると、５
８３．４００〜５８７．９７４ｍｍとなる。このとき以
下のような関係式が導出される。

【００８６】 ０．９９８≦ω₂ Ｌ₂ ／ω₁ Ｌ₁ ≦１．００１ 図４のグラフを見ると、１次転写部Ｔ₁ の当接圧が高く
なることによって、中間転写体の直径が大きくなるのと
同様に影響がある、即ち重ね合わせ誤差が大きくなるこ
とがわかる。これは、当接圧が高くなることで弾性体で
ある中間転写体の表層が押し潰されて直径が小さくなり
周長が短くなると考えがちであるが、実際は、中間転写
体に比較して曲率の大きな像担持体が中間転写体の表層
に食い込むことによりニップ部において中間転写体の周
長が通常よりも伸びるためである。

【００８７】したがって、像担持体と中間転写体の角速
度の逆数の比（１／ω₁ ：１／ω₂）が、像担持体と中
間転写体の外周長の比（Ｌ₁ ：Ｌ₂ ）に等しくなるよう
にするには、中間転写体の径だけではなく、中間転写体
と像担持体の当接圧との兼ね合いで管理する必要があ
る。本来の構成である中間転写体に駆動をかけた状態で
は、外周長比が適切に保たれていないと１次転写部で外
周方向に無理な力が働くことになり、画像形成に悪影響
を及ぼすこととなる。

【００８８】さらに、像担持体と中間転写体の周長比
（Ｌ₁ ：Ｌ₂ ）が像担持体と中間転写体の角速度の逆数
比（１／ω₁ ：１／ω₂ ）と等しくなるように中間転写
体の径及び中間転写体と像担持体との当接圧を決定した
上で、像担持体と中間転写体の角速度比（ω₁ ：ω₂ ）
を整数比、即ちω₁ ／ω₂ ＝ｎ（ｎは整数）とすれば、
像担持体と中間転写体のギヤや軸の精度に依らず、各色
毎に現像状態を再現することができ、色の重ね合わせ精
度が向上し、画質の向上を図ることが可能となる。

【００８９】図６に、縦軸にピッチむら、横軸に副走査
距離を想定した場合のグラフを示す図６（ａ）は、ω₁
／ω₂ ≠ｎ（ｎは整数）の場合、図６（ｂ）は、ω₁ ／
ω₂＝ｎ（ｎは整数）の場合を示している。像担持体の
偏心や駆動ギアの精度などの影響でピッチむらを生じて
いるような場合にω₁ ／ω₂ ＝ｎとすることで、ピッチ
むらの波形の位相を合わせることができ、色の重ね合わ
せ誤差を抑制することができる。

【００９０】次に、転写ベルトの外周速と２次転写が画
像形成に及ぼす影響の度合の概念図を図７に示す。横軸
はプロセススピードに対する転写ベルトの外周速を示し
ており、縦軸は２次転写が画像形成（主に色の重ね合わ
せ精度）に及ぼす影響の度合を表している。図７に示す
ようにプロセススピードに対して転写ベルトの外周速が
遅くなったり、速くなったりすると、上述したように中
間転写体９が揺動可能に支持されていることから、転写
ベルト２０１が中間転写体９に当接して２次転写が行な
われると転写部での周速差によって、中間転写体９が揺
動させられてしまい、結果として１次転写部での当接圧
が変化し、先述したように像担持体１５と中間転写体９
の周長比が適切ではなくなってしまう。このような状況
下で１次転写を行なっていると、このとき現像した色が
他の色に比較して伸縮することとなる。又、実機にて検
討を行なったところ、転写ベルト２０１の外周速が遅い
場合よりも、速い場合の方が１次転写に与える影響が小
さいことがわかった。

【００９１】従って、周速の設計値をプロセススピード
に対して０％ではなく、１％を中心に設計したほうが、
部品の精度を考慮すると２次転写部での周速差が１次転
写に与える影響が小さくなるといえる。実際には、転写
ベルトの周速を０〜２％で設計することで良好な画像が
得られる。なお、長期間使用後の摩耗などを考慮すると
初期の設定としては、１〜２％の範囲で設計することが
望ましいといえる。

【００９２】尚、本実施例においては、転写手段として
転写ベルトを採用した場合について説明したが、転写ロ
ーラーを採用した場合に本発明を適用できることは勿論
である。

【００９３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
中間転写体は、その表層が弾性層で揺動可能に支持され
ており、且つ像担持体への当接が圧管理されている構成
を有し、像担持体と中間転写体のニップでの周長変化分
も含む像担持体と中間転写体の周長と、像担持体と中間
転写体の角速度とが、ω₁ ：像担持体の角速度、Ｌ₁ ：
像担持体の周長、ω₂ ：中間転写体の角速度、Ｌ₂ ：中
間転写体の周長であるとき、０．９９８≦ω₂ Ｌ₂ ／ω
₁ Ｌ₁ ≦１．００１の関係を有することにより、１次転
写部における中間転写体と像担持体の外周速を一致で
き、色の重ね合わせ精度の向上を図ることができ、よっ
て画質の向上を図ることができるとともに、１次転写部
での摩擦摩耗を低減し、中間転写体と像担持体の寿命を
延ばすことができる。

【００９４】また、像担持体と中間転写体の周長比を整
数比とすることで、像担持体や中間転写体のギヤや軸の
精度に依らずに各色毎に現像状態を再現することがで
き、色の重ね合わせ精度を向上し、更なる画質の向上を
図ることが可能となる。

【００９５】更に、ローラーやベルトなどの回動可能な
転写手段の外周速を中間転写体の外周速に対して０〜２
％の範囲で速く駆動することにより、２次転写時の周速
差が１次転写部に与える影響を低減し、色の重ね合わせ
精度、画質の向上を図ると同時に、２次転写時に転写部
の周速差により生ずる画像の伸縮も制御することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るカラー画像形成装置を示す構成図
である。

【図２】図１のカラー画像形成装置の主たる構成要素の
模式図である。

【図３】中間転写体の像担持体への当接圧を管理する手
段を示す模式図である。

【図４】中間転写体を像担持体に従動させた場合におい
て、中間転写体の直径、１次転写部での当接圧と色の重
ね合わせ誤差の関係を表すグラフである。

【図５】中間転写体の直径と色ずれの関係を示すグラフ
である。

【図６】角速度比がω₁ ／ω₂ ≠ｎ（ｎは整数）の場合
（ａ）と、角速度比がω₁ ／ω₂ ＝ｎ（ｎは整数）の場
合（ｂ）のピッチむらを示すグラフである。

【図７】２次転写時の周速差が色の重ね合わせ精度に及
ぼす影響を表すグラフである。

【図８】従来のカラーレーザープリンタの一例を示す構
成図である。

【符号の説明】 ３ 転写材 ９ 中間転写体 １１ 弾性層 １５ 像担持体（感光ドラム） ２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ カラー回転現像器 ２１Ｂ 黒固定現像器 ２００ 転写手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電潜像が形成される像担持体と、前記
   静電潜像を現像する複数の現像装置と、中間転写体とを
   有し、前記中間転写体上に複数色のトナー画像を形成
   し、次いで前記複数色のトナー画像を転写手段によって
   転写材に一括転写することによってフルカラー画像を作
   成するカラー画像形成装置において、 前記中間転写体は、その表層が弾性層で揺動可能に支持
   されており、且つ前記像担持体への当接が圧管理されて
   いる構成を有し、前記像担持体と前記中間転写体のニッ
   プでの周長変化分も含む前記像担持体と前記中間転写体
   の周長と、前記像担持体と前記中間転写体の角速度とが
   下記の関係を有することを特徴とするカラー画像形成装
   置。 ０．９９８≦ω₂ Ｌ₂ ／ω₁ Ｌ₁ ≦１．００１ 上式にて、ω₁ ：像担持体の角速度 ω₂ ：中間転写体の角速度 Ｌ₁ ：像担持体の周長 Ｌ₂ ：中間転写体のニップでの周長変化も含めた周長
2. 【請求項２】 ω₁ ／ω₂ ＝ｎ（ｎは整数）であること
   を特徴とする請求項１のカラー画像形成装置。
3. 【請求項３】 静電潜像が形成される像担持体と、前記
   静電潜像を現像する複数の現像装置と、中間転写体とを
   有し、前記中間転写体上に複数色のトナー画像を形成
   し、次いで前記複数色のトナー画像を転写手段によって
   転写材に一括転写することによってフルカラー画像を作
   成するカラー画像形成装置において、 前記中間転写体は、その表層が弾性層で揺動可能に支持
   されており、且つ前記像担持体への当接は圧管理されて
   いる構成を有し、前記転写手段が電圧を印加する回動可
   能なローラー及びベルトを含み、前記転写手段の外周速
   は前記中間転写体の外周速よりも０〜２％速めであるこ
   とを特徴とするカラー画像形成装置。