JPS62226167A - カラ−画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の産業上の利用分野） 本発明は複写機や記録装置等の転写型カラー画像形成装
置の感光体や絶縁体、磁性体等の像担持体と転写材支持
体の駆動機構に関するものである。

（従来の技術） 転写型のカラー電子写真画像形成装置を例にとると、ド
ラム又はベルト状の感光体等の像担持体と、グリッパ−
等を有したドラム又はベルト状転写材支持体を近接又は
接触させて同期回動し、像担持体上に形成された各色ト
ナー像を転写材支持体に支持された転写材上に順次重ね
転写し、次にその転写材上のトナー像を転写材に溶融定
着する。

上記像担持体と支持体の構成及び駆動機構としては、従
来第２図に示すように像担持体に一体的に取付けられた
ギアと転写材支持体に一体的に取付けられたギアとを噛
み合せ、うちどちらか一方をギアや歯付ベルト等を介し
てモータにより駆動するものがある。この場合、像担持
体と支持体とを機械的に連結し単一の駆動系で駆動する
ことで相互の同期をとっている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、上記駆動機構においては支持体に負荷変動を生
じることになる。即ち、例えば支持体に設けられた転写
材挟持用のグリッパをカムで開放するような場合、その
変動がギア等の駆動系を通して駆動モータに伝わり、こ
のモータの回転数の変化により回転むらを生ずる。この
回転むらは、従来のアナログ形式のカラー複写機では画
像ふれとして現われる。一方、デジタル形式の複写機、
プリンタの場合は、レーザスキャナや液晶シャッタ等の
スキャナにより像担持体の進行方向と直角にきわめて短
いピッチで走査するので、この回転むらが生ずると濃度
差として現われ非常に目立つ。

特にカラーの場合は三色又は四色色重ねすることになる
ので色相の変化をも生じてしまう。

本発明の目的は上記像担持体と転写材支持体とを従動駆
動することによる欠点を解決するものである。

他の目的は転写むらを生じさせない画像形成装置を提供
するものである。

更に他の目的はデジタル方式による走査装置を適用する
場合でも転写むらを生じさせない画像形成装置を提供す
るものである。

（問題を解決するための構成） 上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、無端移動
しカラートナー像が形成される像担持体と、無端移動し
上記像担持体上のカラートナー像を転写材に順次重ねて
転写するために、転写材を支持し、像担持体の転写位置
にこの転写材を搬送するための転写材支持体と、印加す
る転写バイアス印加手段と、像担持体を駆動するための
像担持体用の駆動モータと、転写材支持体を駆動するた
めに上記像担持体用駆動源とは別に設けられた支持体用
の駆動モータと、像担持体の表面の移動速度を検知する
手段と、上記像担持体つ移動速度の検知結果にもとづい
て転写材の転写位置における速度を像担持体の転写位置
における速度に合致させる駆動手段を有する。

以下、本発明を実施例に基いて詳説する。

第３図は本発明を適用するフルカラー記録装置の断面図
であり、図において、時計方向に回転する像担持体とし
ての感光ドラムｌの周囲には１次帯電器２、現像装置３
、転写材支持体としての転写ドラム４、クリーニング器
５が近接又は接触して配置されている。１次帯電器２と
現像器３の間にはレーザスキャナ６からのレーザ光が感
光ドラムｌに走査される部分、即ち露光部７がある。現
像装置３は回転体であり、円周等分割状にイエロー、マ
ゼンタ、シアン、ブラックの各現像器３ａ、　　３ｂ、
　　３ｃ、　　３ｄ器を支持している。そしてそれぞれ
の静電潜像に対応して現像位置に割り出され、各色に対
応した感光ドラム１上の潜像をトナーで顕画化する。

次に感光ドラムｌ上のトナーは、転写部８で転写ドラム
４上に支持された転写材に帯電器９のコロナ放電により
転写される。感光ドラムｌ上の未転写トナーはクリーニ
ング器５により清掃される。一方、転写材はカセットｌ
Ｏより送り出され、ローラ対１１を通過してレジスタロ
ーラ対１２のニップ部に突き当てられる。そして転写材
は転写ドラム４上のグリッパ１３に対応して、レジスタ
ローラ対１２により送り出され、グリップカム１４によ
り開放されたグリッパ１３にその先端を突き当てられ、
グリッパ１３がカム１４を通過して閉じるときにその先
端が挾持される。所要回の転写後、転写材は分離カム１
５により開放されたグリッパから分離爪１６により分離
され、搬送部１７、定着部１８を介して外部トレー１９
に排出される。

ここで感光ドラム１と転写ドラム４の駆動は、従来は第
２図に示すように感光ドラムｌと転写ドラム４のそれぞ
れに一体的に取り付けられたギア１０１゜４０１を噛み
合せ、うちどちらか一方をモータからのギア１０２に連
結することで行なっていた。この場合、前記のように転
写ドラム４上のグリッパ１３が開放するとカム１４．　
１５に乗り上げるために負荷が増大し、モータの回転数
即ち感光ドラム１の周速が変化する。一方、レーザスキ
ャナ６は一定周期で走査されるから、従って感光ドラム
ｌの周速変化は走査線のピッチむらとして現われる。

そこで本発明では第１．４図に示すように感光ドラム１
を本体前側板（図示せず）、後側板２０に支持し、これ
に対向する転写ドラム４はこの側板に固定された支持体
２１に軸２２を介して支持されている。支持体２１は前
後側板に対して移動可能であり、感光ドラム１と転写ド
ラム４の間隔を所定値に調整した後、ネジ２３で前後□
側板に固定される。感光ドラム駆動モータ２４は後側板
２０に固定されており、その出力軸２５にはギア２６が
設置されている。ギア２６感光ドラム１の回転軸に一体
的に取付けられた感光ドラムギア２７に噛み合っている
。ギア２６と感光ドラムギア２７は図のように直接噛み
合った方が良い。なぜならばその間に中継ギアがある場
合、それのピッチむらが感光ドラムの回転むらとなる場
合があるからである。

転写ドラム駆動モータ２８は支持体２１に固定されてお
り、その出力軸２９にはギア３０が設置されている。ギ
ア３０は転写ドラムに一体的に取付けられており、支持
軸２２の回りに回転可能な転写ドラムギア３１に噛み合
っている。ギア３０と転写ドラムギア３１が直接噛み合
っているのも上記と同様の理由による。ただ１段のギア
対では減速比がとれない場合はウオームギアなどにすれ
ば良い。

感光ドラム１と転写ドラム４は第４図に示すように非接
触であり、上記のように所定の間隔になっている。ここ
で転写ドラム４は円筒状のドラム体を両端とその連結部
を残して開放にしたものであり、その開放部にはスクリ
ーン状の転写紙支持部材が張設されており、上記間隔と
いうのは感光ドラム１の表面とスクリーン状支持部材の
表面の距離である。この間隔は転写紙の厚み以下であり
、転写が効率良く行なわれるようになっている。このた
めに感光ドラム１には転写ドラム４の負荷変動やその他
の振動が直接伝わらない。従って感光ドラム１の回転む
らはモータ２４とギア２６．２７のみによるものだけで
あるので小さく抑えることができる。

尚、感光ドラム１と転写ドラム４の同期を取るには、第
５図に示すように共通の水晶発振器を用い、位相同期ル
ープ（ＰＬＬ）によってそれぞれの駆動モータを制御す
ることができる。ただこのような別駆動の場合、上記し
たように感光ドラムｌ、転写ドラム４にそれぞれ回転む
らがあり、転写部での位置ずれ（色ずれ）は避けられな
いが、色ずれとしての許容限度と言われる０、０５〜０
．１ｍｍの範囲には押えることが可能である。

尚、カラー多重転写の場合は転写中の感光ドラムｌと転
写ドラム４の速度の一致は勿論のこと、感光ドラム１上
のトナー画像と転写材の先端位置合せ及び各トナー像間
の先端位置合せをする必要がある。それは下記のように
する。

第６図において、感光ドラム１面上露光位置７からその
回転方向に転写位置８までに至る距離をＬ１転写ドラム
４面上転写材Ｐの先端が検知される位置からその回転方
向に転写位置８までに至る距離をｌとした場合をＬ≦ｌ
とし、Ｌ＝４７の場合は検知素子３２がＯＮすると同時
に露光を開始し、一方、しくｌの場合は検知素子３２が
ＯＮＬ、てからｆ−Ｌの分遅延して露光を開始する。こ
の転写材Ｐの先端検知のための検知素子３２としては、
ホール素子やフォトインクラブタを用い、本体側板や支
持体２１に設置してあり、ギア３１の端面には転写材先
端に対応する位置にそれぞれホール素子のためのマグネ
ット３３やフォトインクラブタ用の遮光板が設けである
。

以上のようにすることによって感光ドラムｌと転写ドラ
ム４を別駆動する場合の位置合せをすることができる。

以上を画像入力信号種類によて考えてみると、印刷画像
などをラインセンサなどで読み取りながらリアルタイム
で露光する場合は、Ｌ＜Ａとし検知素子３２の信号でラ
インセンサ移動を開始させ、転写材の先端が支持体面上
転写位置８からＬの位置にきたときにこのセンサが印刷
画像の先端にくるように設定すれば良い。つまりｊ？　
−Ｌを上記センサの助走区間とする。この場合、助走時
間のばらつきが問題になる場合があるが、そのときは移
動を早めに開始して画像信号をある程度メモリーに蓄え
、転写材先端が支持体面上に転写位置８からＬの位置に
きた時点で露光するようにすれば良い。また、コンピュ
ータや通信機器からの信号の場合は、画像信号は必ずし
も上記゛のようなリアルタイム信号ではないのでＬ−ｌ
でも良い。

尚、これまでは理解しやす（するために感光ドラムｌと
転写ドラム４の直径は同じとして説明したが、この条件
以外の場合でも、感光ドラム、転写ドラムの移動径路上
の距離として考えれば応用可能である。

また以上は転写ドラムｌと感光ドラム４が非接触の場合
であったが、第７図い示すように転写ドラム４の両端局
面に設けたスペーサ４０３を介して感光ドラム１に接触
させ、別駆動しても良い。この場合スペーサ４０３の接
触面は摩擦係数の小さいもの、例えばＰＴＦＥ　（ポリ
テトラフルオエチレン）のテープ、ゴム又はコートした
部材であっても良い。なぜならば、感光ドラム１と転写
ドラム４とは接触はしているものの、感光ドラムｌの回
転に影響を与える転写ドラム４の回転むらは、スペーサ
４０３上で滑ることで吸収されるからである。

更に、第８図の場合は、転写ドラム４の回転軸２２を支
持する支持板２１２に感光ドラム１に当接し、且つ、回
転する位置決めコロ２１３を軸支したものである。これ
も上記の理由による効果を奏する。尚、第８図の転写ド
ラムは円筒の一部を開放したドラムではなく、単なる円
筒又は中実（ローラの如く中がつまった）ドラムを例示
した。

また、第７，８図に示した構成では支持板２１１゜２１
２は本体側板に対して固定でな（揺動可能になっている
。そして常時転写ドラム４を感光ドラムｌに圧接してい
る。

尚、以上はドラム状の像担持体、転写材支持体の場合を
例に説明したが、ドラム状像担持体とベルト状支持体、
ベルト状像担持体とドラム状支持体の場合又はその逆の
組合せにも応用が可能である。

なお、像担持体を現像する現像剤としては色トナーと磁
性キャリアを有する二成分系の他に、磁性トナーのみを
用いる一成分系色トナーでも有効である。

以上述べたように転写型カラー画像形成装置では、像担
持体と転写材支持体とを同期をとりながら別々の駆動モ
ータで移動させることで、像担持体又は転写材支持体へ
の転写材支持体又は像担持体の移動負荷変動の影響を無
くする又は減少させることができ、色むらのない高品質
のカラー画像を得ることができる。

上記例では像形成中に転写ドラムの周速度が一時的に変
動しても相互に影響し合わないための構成を例示した。

しかし、構造的に転写ドラムの周速が一時的又は周期的
に変動することに対して本発明の構成は対処し得るもの
であり、以下、具体的な問題点及びその解決のための本
発明の詳細な説明する。

感光ドラム１の本来の回転中心に対し、取付けた位置精
度が原因して上記本来の回転中心に対してｅの偏心を発
生し、角速度ω（ｒ　ａ　ｄ　／　ｓ　ｅ　ｃ　）でこ
のドラム１を回転させた場合、感光ドラムｌの周速は最
大ωｅの速度むらを生じることになる。

このドラム１に対向する転写ドラム４がその周速度にむ
らを生じていない場合、最大ωｅの速度差を感光ドラム
１との間で発生してしまう。ここで偏心量ｅが０．１ｍ
ｍであり、角速度が５ｒａｄ／ｓｅｃとすると、その速
度差は０．５ｍｍ／ｓｅｃとなる。この様な速度むらは
転写材上に伸縮された像を再生してしまうため、画像の
再現性を損うことになる。また、感光ドラムの周長が一
画像分の長さと対応していない場合、色ずれを発生する
ことになる。

上記問題を解決する具体例を第９図のブロック図により
以下説明する。

第９図は本発明による感光ドラムｌ上の速度変動検出手
段１１２である。図において１１３は半導体レーザー源
で、１１５は結像レンズ、１１４はハーフミラ−で、１
１６はレーザー光のディテクターである。一方、感光ド
ラム１上には精密な等間隔のピットパターン１１７が形
成されており、上記レーザー光がドラム表面のパターン
１１７の露光位置に垂直に入射するようになっている。

上記構成において光源である半導体レーザー１１３から
出力されたレーザー光は結像レンズ１１５によってスポ
ット径で絞られハーフミラ−１１４を通って感光ドラム
表面のピットパターンで結像する。ピットパターン１１
７でない部分に照射されたレーザー光はドラム１面で反
射して、ハーフミラ−１１４に向い反射して、ディテク
ター１１６に入光する。一方、ピットパターン１１７の
部分にレーザー光が当たると、レーザー光は散乱してハ
ーフミラ−１１４に向わずディテクター１１６には入光
しない。

つまり、ピットパターンの有無によりディテクター１１
６には高レベルと低レベルのパルス信号が感光ドラムｌ
の移動とともに発生し、このパルス列の周期を見ること
によて、感光ドラムの周速の速度変化を検出することが
できる。

第１０図は、本実施例に基づいた像担持体である感光ド
ラムｌ及び転写材を把持した転写ドラム５の駆動制御例
で示すブロック図である。

まず感光ドラム１は、第１モーター１０３により一定速
度で回転駆動される。この定速運転の制御は、第１モー
ター１０３の回転により一定時間当りにエンコーダー１
０４を回転し、このエンコーダー１０４から発生するパ
ルス数を、タイマー１０５とカウンター１０６によりカ
ウントし、その結果が予め定められたパルス数になる様
、Ｄ／Ａコンバータ１０１及びドライバー回路１０２を
モータの回転数を制御するＣＰＵ１００を用いてモータ
ー１０３の回転を制御することで行う。そして、実際の
感光ドラム表面の周速度は、第１３図で説明した速度検
出器１１２により測定される。

一方、転写位置での感光ドラム表面の速度を直接測定す
る場合には、速度検出器１１２を転写位置に設けておけ
ばよいが、他の方法としては速度検出器１１２の測定位
置を転写位置とは異なる位置に設けても良く、検出器１
１２による測定位置と転写位置とドラム１の回転中心と
がなす角度分のドラム１表面での位置のずれを後に補正
すれば、実質的に転写位置でのドラム１の周速度が求め
られる。そこでここでは、速度検出器１１２が転写位置
と一致しているものとして説明を続ける。

第１０図示例では転写ドラム５の直径は、感光ドラム１
の直径の２倍で、この感光ドラムｌは１回転あたり１０
０００個のパルスを発生する様、ドラム端部に上記第１
３図で述べた１００００本のピットパターンが刻まれて
いる。一方の転写ドラム５を駆動する第２モーター１１
０には、エンコーダー１１１が組み込まれ、転写ドラム
１回転当りエンコーダー１１１からは２００００個のパ
ルスが発生する。従って、上記速度検出器１１２から発
生するパルスの周期と、このエンコーダー１１１の周期
とを一致させれば、転写ドラム５の周速度を感光ドラム
ｌの周速度に合せて回転駆動することが可能と’＋Ｌる
。

ここで上記各パルス信号によ）各ドラムの速度制御の具
体例を第１１図により説明する。

上記の様に、駆動モータ１０３が感光ドラムｌを一定の
周速度で駆動しているとき、エンコーダー１０４から出
力されるパルス列は、第１１図の１０４Ａの様になり、
ｌパルスごとの周期Ｔａは常に一定に出力される。しか
し、感光ドラム上では、取付は機構に基因する偏心成分
が存在した場合、感光ドラム周面上で速度検出器１１２
より出力されるパルス列は、第１１図の１１２Ａの様に
１パルスごとの周期Ｔｂが変動する。この速度検出器よ
り発生するパルスは、上記の如く転写ドラム駆動用のモ
ーター制御用ＣＰＵに送られ、更に同時に入力される転
写ドラム用の駆動モーター１１０のエンコーダ１１１が
発生するパルスとを比較する。そして、両者の転写位置
に対応するｌパルスの周期を第１１図の１１１Ａの如く
両パルスの周期が一致する様にＤ／Ａコンバータ１０８
を介しドライバ回路１０９から第２モーター１１０に出
力される。

この第１１図では第２エンコーダー１１１の分解能を、
感光ドラムのピットパターンの分解能と等しいものとし
て説明しているが、必ずしもその必要はない。

以上のように、感光ドラムｌの回転中心の偏心成分によ
り、感光ドラム表面での周速度に変動が生じても、感光
ドラム周面での速度を検出して、転写位置において実際
の感光ドラム周速度にあわせて、転写材の搬送速度を一
致させることができる。

第１２図は上記実施例の変形例である。

ここでは、第９図で説明した速度検出器と同じものを感
光ドラム周面上と、転写ドラム周面上の各々に配設し、
両方の速度信号が等しくなる様に、第２モーター１１０
を駆動する。なお、この場合、両速度検出器１１２と１
２０の検出位置は任意の位置でも良いが、各ドラムの回
転中心と測定位置及び転写位置との成す角度分を補正し
た上で速度差を比較しなければならない。

（発明の効果） 以上の構成によれば、感光ドラム上の画像の周速にあわ
せて転写材を搬送できるため、転写時に両者間の位置ず
れがなく、画像の伸縮、こすれ等が防止でき、鮮鋭な画
像を得ることができる。

また、実際の画像形成面の速度を検出して制御するため
、感光ドラム等の像担持体を交換する場合においても、
常に上記の効果が得られる。また、上記説明では転写ド
ラムを有するカラー複写機を例にしているが、上記の構
成に限らずベルトやドラムの如く無端移動する像担持体
に画像を形成し、その画像を転写材に転写する方式の画
像形成装置の一般に適応することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の感光ドラム、転写ドラム及び駆動部の
斜視図、第２図は従来のドラム状像担持体（以下感光ド
ラムと称す）とドラム状転写材支持体（以下転写ドラム
と称す）の斜視図、第３図は転写型カラー電子写真画像
形成装置断面図、第４図は感光ドラム、転写ドラムの軸
方向断面図、第５図は感光ドラムと転写ドラムの駆動制
御のブロック図、第６図は感光ドラム、転写ドラムの断
面略図、第７図、第８図は感光ドラムと転写ドラムの間
隔維持のための別例の軸方向断面図、第９図は他の実施
例で用いるドラムの周速度を検出するための検出器の原
理説明図、第１Ｏ図は具体的な速度制御例を説明するブ
ロック図、第１１図は速度制御におけるパルス信号波形
図、第１２図は他の制御例を示すブロック図である。 図において、 １は感光ドラム、４は転写ドラム、２４・２８は駆動モ
ータ、１１７は感光ドラムの周速度を検知するためのピ
ットパターン、１００・１０７はモータ制御用ＣＰＵ、
１０１，１０８はＤ／Ａコンバータ、１０２゜１０９は
ドライバ、１０３・１１０は駆動モータ、１０４はエン
ゴーダ、１０５はタイマー、ｌＯ６はカウンタを示す。 第　７図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）無端移動しカラートナー像が形成される像担持体
   と、 無端移動し上記像担持体上の色トナー像を転写材に順次
   重ねて転写するために、転写材を支持し、像担持体の転
   写位置にこの転写材を搬送するための転写材支持体と、 像担持体を駆動するための像担持体用の駆動モータと、 転写材支持体を駆動するために上記像担持体用駆動源と
   は別に設けられた支持体用の駆動モータと、 像担持体の表面の移動速度を検知する手段と、上記像担
   持体の移動速度の検知結果にもとづいて転写材の転写位
   置における速度を像担持体の転写位置における速度に合
   致させる駆動制御手段、とを有するカラー画像形成装置
   。
2. （２）上記駆動制御手段は、転写材の移動速度検知手段
   からの検知結果をも考慮し、転写位置における像担持体
   と転写材の速度を合致させる特許請求の範囲第（１）項
   に記載のカラー画像形成装置。
3. （３）上記像担持体の速度検知は、像担持体の表面に設
   けた等間隔のピットパターンを光学的に読み取る特許請
   求の範囲第（１）項に記載のカラー画像形成装置。