JP2001249520A - カラー画像記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成が小型シンプルでメンテナンス性の
良い優れたカラー画像記録装置を提供する。 【解決手段】 トナー収容部と感光体と現像ローラを有
する複数の個別ユニットを着脱可能に構成した回転体を
有し、像形成位置で前記感光体上に形成された画像を、
中間転写ユニットに収容された中間転写体を介して、記
録紙に転写するカラー画像記録装置において、前記中間
転写体の周長を、最大用紙サイズの紙送り方向の長さ
に、前記感光体の周長の半分の長さ、を加えた長さより
長くするとともに、各色工程毎に、各色カラー像の前記
感光体から前記中間転写体への転写完了後、個別ユニッ
トを切り換え、その切り換え後に次色の画像形成工程の
露光を開始するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラープリンタ，
カラー複写機やカラーファックス等に応用できるカラー
画像記録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、カラー画像を形成するために
は、イエロ，マゼンタ，シアン，黒の各色のトナー像を
転写材上で重ね合わせてカラー像を形成する方法がとら
れている。このカラー像の形成方法としては、単一の感
光体上に順次各色のトナー像を形成し、転写ドラムに巻
き付けた転写材を回転させて繰り返しこの感光体に対向
させ、そこで順次形成される各色のトナー像を重ねて転
写していく転写ドラム方式と、複数の像形成部を並べて
配置しベルトなどで搬送される転写材にそれぞれの像形
成部の位置を通過させて順次各色のトナー像を転写して
重ねていく連続重ね方式が一般的である。

【０００３】前者の転写ドラム方式を用いたものに、特
開平１−252982号公報に示されるカラー画像形成装置が
ある。図５は上記転写ドラム方式の従来例の全体構成の
概要を示すものであり、以下その構成と動作を簡単に説
明する。図５において、101は感光体で、これに対向し
て帯電器102と現像部103と転写ドラム104とクリーナ105
が設けられている。現像部103は、イエロ色のトナー像
をつくるためのＹ現像器106とマゼンタ色のためのＭ現
像器107とシアン色のためのＣ現像器108と黒色のための
Ｂk現像器109とで構成され、現像器群全体が回転して各
々の現像器が順次感光体101に対向して現像可能の状態
になる。転写ドラム104と感光体101は、動作中は対向し
ながらそれぞれ矢印方向に一定速度で回転している。

【０００４】まず、動作が開始すると感光体101が矢印
方向に回転するとともに、その表面が帯電器102によっ
て一様に帯電される。その後、感光体101表面は、１色
目のイエロの像を形成するための信号で変調されたレー
ザビーム110を照射されて、潜像が形成される。さらに
この潜像は最初に感光体に対向しているイエロのＹ現像
器106に現像されて、イエロのトナー像が形成される。
形成されたイエロのトナー像が転写ドラム104に対向す
る位置にくるときまでに、すでに転写ドラム104の外周
には給紙部111から送られた転写材としての１枚の用紙
が先端を爪部112でつかまれて巻き付けられており、そ
の用紙の所定の位置に感光体上のイエロのトナー像が対
向して出会うようにタイミングがとられてトナー像は形
成される。

【０００５】感光体上のイエロのトナー像が転写帯電器
113の作用により用紙に転写された後、感光体表面はク
リーナ105により清掃されて、次の色の像形成の準備が
なされる。続いてマゼンタ，シアン，黒のトナー像も同
様に形成されるが、そのとき現像部103は色に応じて用
いる各現像器を感光体に対向させて現像可能の状態にす
る。転写ドラムの径は最長の用紙が巻き付けられ、かつ
各色の像間で現像器の交換が間に合うように充分の大き
さを持っている。

【０００６】各色の像形成のためのレーザビーム110の
照射は、回転につれて感光体上の各色のトナー像と転写
ドラム上の用紙に既に転写されたトナー像とが位置的に
合致されて対向するようにタイミングがとられて行われ
る。このようにして４色のトナー像が転写ドラム104上
で用紙に重ねて転写されて、用紙上にカラー像が形成さ
れる。すべての色のトナー像が転写された後、用紙は剥
離爪114により転写ドラム104から剥されて、搬送部115
を経て定着器116により上のトナー像が定着され、装置
外へ排出される。以上が従来例の構成と動作の簡単な説
明である。

【０００７】一方、連続転写方式を用いたカラー画像形
成装置の例としては特開平１−250970号公報がある。こ
の例では４色の像形成のためにそれぞれが感光体，光走
査手段などを含んだ４つの像形成ステーションが並び、
ベルトに搬送された用紙がそれぞれの感光体の下部を通
過してトナー像が重ね合わされる。さらにまた、転写材
上に異なる色のトナー像を重ねてカラー像を形成する他
の方法として、感光体上に順次形成される各色トナー像
を中間転写材上に一旦重ねて、これを最後に一括して転
写材に移す方法が特開平２−212867号公報で開示されて
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来例の
うち転写ドラム方式では、異なる色のトナー像の位置を
合わせて重ねるために転写ドラムを用いている。この転
写ドラムを感光体に対して同速度で回転させ、さらに像
の先端のタイミングを合わせることによって、カラー像
を形成する場合の各色トナー像の相互位置を合致させて
いる。しかしながら上記のような構成においては、転写
ドラムに用紙を巻き付ける必要があるため、転写ドラム
の径が一定の大きさ以上必要であり、またその構造が非
常に複雑なため、装置が大がかりなものとなっていた。
また葉書や厚紙など腰の強い用紙は、転写ドラムに巻き
付けることができないため使用不可能であった。

【０００９】一方、連続転写方式は、色数に対応した像
形成位置を有しており、そこに用紙を次々と通過させれ
ばよいため転写ドラムが不要であるが、この場合には感
光体上に潜像を形成するためのレーザ光学系などの潜像
形成手段が色の数に対応して複数個必要であり、構造が
非常に複雑で高価になった。さらにまた、像形成位置が
複数箇所あるため、各色の像形成部の相対的な位置関係
が色ズレに大きく影響した。特に潜像形成手段による潜
像の各色間の位置合わせを正確に行う必要があり、特開
平１−250970号公報にも示されているように、潜像形成
手段である像露光系に相当の工夫と複雑な構成が必要で
あるという問題点があった。

【００１０】本発明の目的は上記問題点に鑑み、中間転
写部の構成が小型シンプルでメンテナンス性の良い優れ
たカラー画像記録装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明のカラー画像記録
装置は、トナー収容部と感光体と現像ローラを有する複
数の個別ユニットを着脱可能に構成した回転体を有し、
像形成位置で前記感光体上に形成された画像を、中間転
写ユニットに収容された中間転写体を介して、記録紙に
転写するカラー画像記録装置において、前記中間転写体
の周長を、最大用紙サイズの紙送り方向の長さに、前記
感光体の周長の半分の長さ、を加えた長さより長くする
とともに、各色工程毎に、各色カラー像の前記感光体か
ら前記中間転写体への転写完了後、個別ユニットを切り
換え、その切り換え後に次色の画像形成工程の露光を開
始する、構成を採る。

【００１２】この構成によれば、小型シンプルでメンテ
ナンス性のよい個別ユニットを有するカラー画像記録装
置を得ることができる。また、中間転写体の周長を、最
大用紙サイズの紙送り方向の長さに、感光体の周長の半
分の長さを加えた長さ以上とすることにより、中間転写
体の周長と、用紙の長さと感光体の周長の半分の長さと
を加えた長さとの差が、画像形成の遊びとなるため、そ
の分だけ露光開始タイミングを遅延させることができ
る。本発明のカラー画像記録装置の中間転写ユニット
は、トナー収容部と感光体と現像ローラを有する複数の
個別ユニットを着脱可能に構成した回転体を有し、像形
成位置で前記感光体上に形成された画像を、中間転写ユ
ニットに収容された中間転写体を介して、記録紙に転写
するカラー画像記録装置であって、各色工程毎に各色カ
ラー像の前記感光体から前記中間転写体への転写完了
後、個別ユニットを切り換え、その切り換え後に次色の
画像形成工程の露光を開始するようにした、カラー画像
記録装置、にのみ使用するカラー画像記録装置の中間転
写ユニットであって、前記中間転写体の周長を、最大用
紙サイズの紙送り方向の長さに、前記感光体の周長の半
分の長さ、を加えた長さより長くした、ことを特徴とす
る。この構成によれば、中間転写体に画像形成の遊びを
設けているので、その分だけ個別ユニット切り換え期間
を考慮した露光開始タイミングの遅延が可能となり、ジ
ッタ等の画像の乱れの生じない一定品質の画像を得るこ
とができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の第１の態様のカラー画像
記録装置は、軸側が外周側よりも小さく形成され且つ一
部にカラートナーの収容部を有する同一形状の複数の柱
状個別ユニットを、各々回転軸と垂直方向にのみ着脱可
能な状態で略円柱状に集合配置した回転体と、感光体上
にカラー画像を形成する像形成手段と、前記感光体と対
向配置され前記感光体から順次各色の画像を転写する中
間転写ベルトとこの中間転写ベルトを支持する複数のロ
ーラと前記中間転写ベルトが所定位置に位置したことを
検出する位置検出センサとを有する中間転写ベルトユニ
ットと、前記感光体から前記中間転写ベルトに全ての色
のカラー画像を転写した後に、前記中間転写ベルトから
記録用紙にカラー画像を転写する転写手段と、前記転写
終了後の記録用紙上のカラー画像を定着する定着手段
と、を具備し、この位置検出センサの検出結果に基づい
て、前記像形成手段による感光体上への画像形成タイミ
ングを制御するカラー画像記録装置において、前記柱状
個別ユニットは、予めユニット内部に収容したカラート
ナーをユニット外部に供給する単一の開口部を有し、現
像位置において前記開口部が側方に位置する状態で、交
換位置において前記開口部が上方に位置する状態で、そ
れぞれ停止するとともに、前記柱状個別ユニットの交換
に際して、前記開口部を上方に向けた前記交換位置にお
ける停止状態でのみ、前記回転体の軸と垂直方向に装置
上面の開閉部から着脱可能に構成される一方、前記中間
転写ベルトユニットは、他の像形成手段を像形成位置か
ら移動させることなく、装置前面の開閉部から、装置外
に取出し可能且つ転写待機位置に装着可能であるととも
に、前記中間転写ベルトユニットの交換に際して、前記
感光体表面を傷つけないよう前記感光体回転軸と垂直方
向に前記感光体から離間して、装置前方に引き出すこと
により、前記装置前面の開閉部から取出可能に構成さ
れ、且つ、前記中間転写ベルトの周長を、最大用紙サイ
ズの紙送り方向の長さに、前記感光体の周長の半分の長
さを加えた長さより長くし、前記感光体から前記中間転
写ベルトへの前色の画像転写完了後に、前記位置検出セ
ンサにより記中間転写ベルトが所定位置に位置したこと
を検出し、その後前記感光体への次色の露光を開始する
構成を採る。本発明の第２の態様のカラー画像記録装置
は、軸側が外周側よりも小さく形成され且つ一部にカラ
ートナーの収容部を有する同一形状の複数の柱状個別ユ
ニットを、各々回転軸と垂直方向にのみ着脱可能な状態
で略円柱状に集合配置した回転体と、感光体上にカラー
画像を形成する像形成手段と、前記感光体と対向配置さ
れ前記感光体から順次各色の画像を転写する中間転写ベ
ルトとこの中間転写ベルトを支持する複数のローラとを
有する中間転写ベルトユニットと、前記中間転写ベルト
が所定位置に位置したことを検出する位置検出センサと
前記感光体から前記中間転写ベルトに全ての色の画像を
転写した後に、前記中間転写ベルトから記録用紙にカラ
ー画像を転写する転写手段と、前記転写終了後の記録用
紙上のカラー画像を定着する定着手段と、を具備し、こ
の位置検出センサの検出結果に基づいて、前記像形成手
段による感光体上への画像形成タイミングを制御するカ
ラー画像記録装置において、前記柱状個別ユニットは、
予めユニット内部に収容したカラートナーをユニット外
部に供給する単一の開口部を有し、現像位置において前
記開口部が側方に位置する状態で、交換位置において前
記開口部が上方に位置する状態で、それぞれ停止すると
ともに、前記柱状個別ユニットの交換に際して、前記開
口部を上方に向けた前記交換位置における停止状態での
み、前記回転体の軸と垂直方向に装置上面の開閉部から
着脱可能に構成される一方、前記中間転写ベルトユニッ
トは、他の像形成手段を像形成位置から移動させること
なく、装置前面の開閉部から、装置外に取出し可能且つ
転写待機位置に装着可能であるとともに、前記中間転写
ベルトユニットの交換に際して、前記感光体表面を傷つ
けないよう前記感光体回転軸と垂直方向に前記感光体か
ら離間して、装置前方に引き出すことにより、前記装置
前面の開閉部から取出可能に構成され、且つ、前記感光
体から前記中間転写ベルトへの前色の画像転写を完了し
た後、現像色を切替えて次色の画像転写を開始するまで
の間に、前記位置検出センサにより記中間転写ベルトが
所定位置に位置したことを検出し、前記感光体への次色
の露光を開始するよう、前記中間転写ベルトの周長を、
最大用紙サイズの紙送り方向の長さに、前記感光体の周
長の半分の長さを加えた長さより長くした構成を採る。
本発明の第３の態様のカラー画像記録装置は、軸側が外
周側よりも小さく形成され且つ一部にカラートナーの収
容部を有する同一形状の複数の柱状個別ユニットを、各
々回転軸と垂直方向にのみ着脱可能な状態で略円柱状に
集合配置した回転体と、感光体上にカラー画像を形成す
る像形成手段と、前記感光体と対向配置され前記感光体
から順次各色の画像を転写する中間転写ベルトとこの中
間転写ベルトを支持する複数のローラとを有する中間転
写ベルトユニットと、前記中間転写ベルトが所定位置に
位置したことを検出する位置検出センサと、前記感光体
から前記中間転写ベルトに全ての色の画像を転写した後
に、前記中間転写ベルトから記録用紙にカラー画像を転
写する転写手段と、前記転写終了後の記録用紙上のカラ
ー画像を定着する定着手段と、を具備し、この位置検出
センサの検出結果に基づいて、前記像形成手段による感
光体上への画像形成タイミングを制御するカラー画像記
録装置において、前記柱状個別ユニットは、予めユニッ
ト内部に収容したカラートナーをユニット外部に供給す
る単一の開口部を有し、現像位置において前記開口部が
側方に位置する状態で、交換位置において前記開口部が
上方に位置する状態で、それぞれ停止するとともに、前
記柱状個別ユニットの交換に際して、前記開口部を上方
に向けた前記交換位置における停止状態でのみ、前記回
転体の軸と垂直方向に装置上面の開閉部から着脱可能に
構成される一方、前記中間転写ベルトユニットは、他の
像形成手段を像形成位置から移動させることなく、装置
前面の開閉部から、装置外に取出し可能且つ転写待機位
置に装着可能であるとともに、前記中間転写ベルトユニ
ットの交換に際して、前記感光体表面を傷つけないよう
前記感光体回転軸と垂直方向に前記感光体から離間し
て、装置前方に引き出すことにより、前記装置前面の開
閉部から取出可能に構成され、前記中間転写ベルトの周
長を、最大用紙サイズの紙送り方向の長さに、前記感光
体の周長の半分の長さを加えた長さ、より長くするとと
もに、前記像形成手段の装置内での配置が完了された後
に、前記露光手段により露光を開始する構成を採る。本
発明の第４の態様のカラー画像記録装置は、上記構成に
おいて中間転写ベルトの周長が、４回転でカラー像形成
が完結する記録用紙の最大長さに前記感光体の周長の半
分の長さを加えた長さ以上である構成を採る。本発明の
第５の態様の中間転写ユニットは、感光体上にカラー画
像を形成する像形成手段と、前記感光体と対向配置され
前記感光体から順次各色の画像を転写する中間転写体と
前記中間転写体が所定位置に位置したことを検出する位
置検出センサとを有する中間転写ユニットと、前記感光
体から前記中間転写体に全ての色のカラー画像を転写し
た後に、前記中間転写体から記録用紙にカラー画像を転
写する転写手段と、前記転写終了後の記録用紙上のカラ
ー画像を定着する定着手段と、を具備し、前記像形成手
段による感光体上への画像形成タイミングを、前記感光
体から前記中間転写体への前色の画像転写完了後に、前
記位置検出センサにより記中間転写体が所定位置に位置
したことを検出し、その後前記感光体への次色の露光を
開始するよう制御するカラー画像記録装置に使用する中
間転写ユニットにおいて、前記中間転写体の周長を、最
大用紙サイズの紙送り方向の長さに、前記感光体の周長
の半分の長さを加えた長さより長くした構成を採る。ま
た、本発明は、以下のような構成であってもよい。本発
明の他の態様のカラー画像記録装置は、各々が少なくと
も回動する感光体とそれぞれ色の異なるトナーを有する
現像手段とを備え、前記感光体上にそれぞれ異なった色
のトナー像を形成する複数の移動可能な像形成ユニット
と、単一の露光位置と単一の転写位置より構成される像
形成位置と、前記複数の像形成ユニットを円環状に配置
した像形成ユニット群と、前記複数の像形成ユニットの
それぞれを、前記単一の像形成位置に順次位置せしめる
ため前記像形成ユニット群全体を回転移動させる移動手
段と、信号光を発生する露光手段と、前記像形成ユニッ
ト群の回転移動のほぼ回転中心部に配置され、前記露光
手段の信号光を前記単一の露光位置に導くミラーと、前
記像形成位置に位置する像形成ユニットの感光体に前記
信号光を露光し、トナーにより現像した後、前記トナー
像を前記単一の転写位置で転写し、カラートナー像を重
ね合わせて形成する中間転写ベルトと、前記中間転写体
上のカラートナー像を、受像シート上に転写する第２転
写手段と、前記受像シート上に転写したトナー像を定着
する定着手段とを有すカラー画像記録装置であって、前
記中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトのトナーをク
リーニングするクリーナとが中間転写ベルトユニットを
構成し、前記中間転写ベルトユニットのカラー画像記録
装置筐体からの着脱方向が前記像形成ユニットの前記感
光体の回転軸垂直方向である構成とする。本発明の他の
態様の中間転写ベルトユニットは、各々が少なくとも回
動する感光体とそれぞれ色の異なるトナーを有する現像
手段とを備え、前記感光体上にそれぞれ異なった色のト
ナー像を形成する複数の移動可能な像形成ユニットと、
単一の露光位置と単一の転写位置より構成される像形成
位置と、前記複数の像形成ユニットを円環状に配置した
像形成ユニット群と、前記複数の像形成ユニットのそれ
ぞれを、前記単一の像形成位置に順次位置せしめるため
前記像形成ユニット群全体を回転移動させる移動手段
と、信号光を発生する露光手段と、前記像形成ユニット
群の回転移動のほぼ回転中心部に配置され、前記露光手
段の信号光を前記単一の露光位置に導くミラーと、前記
像形成位置に位置する像形成ユニットの感光体に前記信
号光を露光し、トナーにより現像した後、前記トナー像
を前記単一の転写位置で転写し、カラートナー像を重ね
合わせて形成する中間転写ベルトと、前記中間転写ベル
トをクリーニングするベルトクリーナと、前記中間転写
ベルトをクリーニングし回収された廃トナーを溜めおく
廃トナー溜めと、前記中間転写体上のカラートナー像を
受像シート上に転写する第２転写手段と、前記受像シー
ト上に転写したトナー像を定着する定着手段とを有する
カラー画像記録装置に用いる装置であって、前記中間転
写ベルトと、前記中間転写ベルトのトナーをクリーニン
グするベルトクリーナと、前記廃トナー溜めとがユニッ
トを構成し、カラー画像記録装置筐体から前記像形成ユ
ニットの前記感光体に対し回転軸垂直方向に着脱可能な
構成とする。

【００１４】上記カラー画像記録装置の構成について、
カラー電子写真装置を例として、図１を用いて説明す
る。図１において、１はカラー電子写真プリンタの外装
筐であり、図面右端面側が前面である。１Ａはプリンタ
前面板であり、該前面板はプリンタの外装筐１に対して
下辺側のヒンジ１Ｂを中心に二点鎖線表示のように倒し
開き操作および実線表示のように起こし閉じ操作自由で
ある。プリンタ内に対する中間転写ベルトユニット２の
着脱操作や紙詰まり時などのプリンタ内部点検保守等は
前面板１Ａを倒し開いてプリンタ内部を大きく開放する
ことにより行われる。この中間転写ベルトユニット２の
着脱動作は、感光体の回転軸に対し垂直方向になるよう
に設計されている。

【００１５】中間転写ベルトユニット２の構成を図２に
示す。中間転写ベルトユニット２はユニットハウジング
２aに、中間転写ベルト３，導電性弾性体よりなる第１
転写ローラ４，アルミローラよりなる第２転写ローラ
５，中間転写ベルト３の張力を調整するテンションロー
ラ６，中間転写ベルト３上に残ったトナー像をクリーニ
ングするクリーニングローラ７，クリーニングローラ７
上に回収したトナーを掻き落すスクレーパ８，回収した
トナーを溜めておく廃トナー溜め９aおよび９b，転写ベ
ルトの位置を検出する位置検出器10を内包させてなるも
ので、図１においてプリンタ前面板１Ａを二点鎖線のよ
うに倒し開いてプリンタ外装筐１内の所定の収納部に対
して着脱自在である。

【００１６】中間転写ベルト３は、厚さ100μmのエンド
レスベルト状の半導電性のウレタンを基材としたフィル
ムよりなり、周囲に低抵抗処理をしたウレタンフォーム
を成形した第１転写ローラ４および第２転写ローラ５に
巻回し、矢印方向に移動可能になっている。ここで、中
間転写ベルト３の周長は、最大用紙サイズであるＡ４用
紙の長手方向の長さ(298mm)に、後述する感光体ドラム
(直径30mm)の周長の半分より若干長い長さ(52mm)を足し
た350mmに設定している。

【００１７】また、導電性の第１転写ローラ４は１０⁷
Ωcmの抵抗をもち、プリンタ本体に装着されたときに
は、中間転写ベルト３を介して感光体に1.0kgの力で圧
接される。第２転写ローラ５には、中間転写ベルト３を
介して上記の第１転写ローラ４と同様の構成の第３転写
ローラ35(図１に図示)が、従動回転可能に軽く圧接して
いる。さらに、クリーニングローラ７は、中間転写ベル
ト３を清掃するベルトクリーナ部のローラである。これ
は、金属性のローラにトナーを静電的に吸引する交流電
圧を印加する構成である。

【００１８】図３は中間転写ベルトユニット２の内部に
設けられた位置検出器10の構成を示す斜視図である。中
間転写ベルト３の端部には位置検出孔11があり、位置検
出器10はその位置検出孔11の通過を光学的に検出するこ
とによって、中間転写ベルト３上でのカラー像の位置合
わせを行う構成である。

【００１９】再び、図１に戻る。プリンタ中央には黒，
シアン，マゼンタ，イエロの各色用の４組の扇型をした
像形成ユニット12Ｂk、12Ｙ、12Ｍ、12Ｃが像形成ユニ
ット群13を構成し、図のように円環状に配置されてい
る。各像形成ユニットは、図１のプリンタ上面板１Ｃを
ヒンジ１Ｄを中心に開いて像形成ユニット群13の所定の
位置に着脱自在である。像形成ユニット12はプリンタ内
に正規に装着されることにより像形成ユニット側とプリ
ンタ側の両者側の機械的駆動系統，電気回路系統が相互
カップリング部材(不図示)を介して結合して機械的，電
気的に一体化する。

【００２０】円環状に配置されている像形成ユニット12
Ｂk，12Ｃ，12Ｍ，12Ｙは支持体(図示せず)に支持され
ており、全体として移動手段である移動モータ14に駆動
され、固定されて回転しない円筒状の軸15の周りに回転
移動可能になっている。各像形成ユニットは、順次、前
述の中間転写ベルト３を支持する第２転写ローラ４に対
向した像形成位置16に位置することができる。像形成位
置16はレーザ信号光17による露光位置でもある。

【００２１】各像形成ユニットは、中に入れる現像剤を
除きそれぞれ同じ構成部材よりなるので、説明を簡略化
するため黒用の像形成ユニット12Ｂkについて説明し、
他の色については省略する。なお、各色用について、同
じ部分には同じ符号を付し、各色の構成の区別をつける
必要がある場合は、符号に各色を示す文字を付す。図４
に黒用像形成ユニット12Ｂkを詳細に示す。ここでは、
発明者らが特願平４−5０２７４号に開示した現像法を
用いているが、通常の電子写真法に用いる現像法であれ
ばいかなるものでもよいことは言うまでもない。図４に
おいて、18はフタロシアニンをポリカーボネート系バイ
ンダ樹脂に分散した有機感光体、19は感光体18と同軸で
固定された回転しない磁石、20は感光体18をマイナスに
帯電する帯電ローラ、17はレーザビーム走査光(レーザ
信号光)、21はレーザビームが像形成ユニットに進入す
る露光窓、22は現像剤ホッパーである。現像剤ホッパー
22には、表面をシリコン樹脂でコートした粒径50μmの
フェライトキャリヤ23Ｂkとポリエステル樹脂に黒顔料
を分散したトナー24Ｂkを混合した２成分現像剤25Ｂkを
入れ、磁石19の磁力により感光体18表面に付着させる。
26はアルミニウム製の回転可能な回収電極ローラ、27は
その内部に同軸で固定された回転しない磁石、28は回収
電極ローラ26に電圧を印加する交流高圧電源、29は回収
電極ローラ26上のトナーを掻き落すポリフェニレンサル
ファイド製のスクレーパである。感光体18の直径は30mm
で、周速60mm/sで矢印方向に回転させ、回収電極ローラ
26は直径16mmで、周速60mm／sで矢印方向に回転させ
た。30は転写後の感光体表面に残ったトナーを清掃する
クリーナである。

【００２２】再び図１に戻り説明する。31はプリンタ外
装筐１内の下側に配設したレーザビームスキャナ部(レ
ーザ露光装置)であり、半導体レーザ，スキャナモータ3
1a，ポリゴンミラー31b，レンズ系31c等から構成されて
いる。該スキャナ部31からの画像情報の時系列電気画素
信号に対応したレーザ信号光17は図１の像形成ユニット
12Ｂkと12Ｙの間に構成された光路窓口32を通って、軸1
5の一部に開けられた窓33を通して軸15内の固定された
ミラー34に入射し、反射されて像形成位置16にある像形
成ユニット12Ｂkの露光窓21から像形成ユニット12Ｂk内
にほぼ水平に進入し、像形成ユニット内に上下に配設さ
れている現像剤ホッパー22とクリーナ30との間の通路を
通って感光体18の左側面の露光部に入射し、感光体18面
が母線方向に走査露光される。

【００２３】ここで光路窓口32からミラー34までの光路
は両隣の像形成ユニット12Ｂkと12Ｙとのユニット間の
隙間を利用しているため、像形成ユニット群13には無駄
になる空間をほとんどなくすことができる。また、ミラ
ー34は像形成ユニット群13の中央部に設けられているた
め、固定された単一のミラーで構成することができ、シ
ンプルでかつ位置合わせ等が容易な構成である。

【００２４】35はプリンタ前面板１Ａの内側に配設した
第３転写ローラであり、中間転写ベルト３と第３転写ロ
ーラ35との圧接されたニップ部には、プリンタ前面板１
Ａの下部に設けた紙給送ローラ36により用紙が送られて
くるように用紙搬送路が形成されている。37はプリンタ
前面板１Ａの下辺側に外方に突出させて設けた給紙カセ
ットであり、複数の紙Ｓを同時にセットできる。38aと3
8bは紙搬送タイミングローラ、39a，39bはプリンタの内
側上部に設けた定着ローラ対、40は第３転写ローラ35と
定着ローラ対39a，39b間に設けた紙ガイド板、41a，41b
は定着ローラ対39a，39bの紙出口側に配設した紙排出ロ
ーラ対、42は定着ローラ39aに供給するシリコンオイル4
3を溜める定着オイル溜め、44はシリコンオイル43を定
着ローラ39aに塗布するオイル供給ローラである。

【００２５】上記本発明の電子写真装置の構成によっ
て、複雑な構成の中間転写ベルト部をユニット化できた
ため、中間転写ベルトが劣化したときにはユーザがユニ
ットごと交換することが可能になりメンテナンス性も優
れたものとなる。さらに、ベルトクリーナを本体側に装
着し中間転写ベルトだけを交換する構成にすると、ベル
トクリーナと中間転写ベルトとの位置がずれやすく、ク
リーニング不良の原因になりやすかったが、本発明では
中間転写ベルトとクリーナとを一体にして交換する構成
のため、クリーナと中間転写ベルトとの位置を固定で
き、クリーニング不良の発生を防止できる。また、中間
転写ベルト部と中間転写ベルトを清掃したときに出る廃
トナーの廃トナー溜めとをユニット化したため、廃トナ
ーの処理をユニットごと交換することによって捨てるこ
とが可能になりメンテナンス時にユーザの手を汚すこと
がない。さらにまた、中間転写ベルトユニットを感光体
の回転軸と水平方向(図１の紙面手前側)に引き出す構成
にすると、ユニットの着脱時に転写ベルト３と感光体18
とがこすり合わされるため、感光体に傷がつきやすかっ
た、本発明では、中間転写ベルトユニットを感光体回転
軸と垂直方向(図１の図面斜め右上方向)に引き出す構成
にしたことにより、中間転写ベルトと感光体とがこすり
合わされることなく、感光体を傷つけることがない。な
お、本発明のように中間転写ベルトユニットをプリンタ
前面側から引き出す構成にすると、中間転写ベルトユニ
ットの着脱構成と、プリンタの紙ジャム時の紙を取り去
るための構成とを同一構成にでき、装置がシンプルにな
る。

【００２６】以下、本発明の一実施の形態のカラー電子
写真装置の動作について、図１と図４とを参照しながら
説明する。まず、図４を用いて像形成ユニットの動作を
説明する。感光体18を帯電ローラ20で、−500Ｖに帯電
させた。この感光体18にレーザビーム走査光(レーザ信
号光)17を照射し静電潜像を形成した。このとき感光体1
8の露光電位は−100Ｖであった。この感光体18表面上
に、２成分現像剤25Ｂkを現像剤ホッパー22内で磁力に
より付着させた。次に感光体18表面を回収電極ローラ26
の前を通過させた。感光体18の未帯電域の通過時には、
回収電極ローラ26には交流高圧電源28により、＋100Ｖ
の直流電圧を重畳した750Ｖ0-p(ピーク・ツー・ピーク
1.5kV)の交流電圧(周波数３kHzの矩形波)を印加した。
その後、−500Ｖに帯電し静電潜像が書き込まれた感光
体18表面の通過時には、回収電極ローラ26には交流高圧
電源28により、−300Ｖの直流電圧を重畳した750Ｖ0-p
(ピーク・ツー・ピーク 1.5kV)の交流電圧(周波数３kHz
の矩形波)を印加した。すると、感光体18上の現像剤と
非画像部分に付着したトナーは回収電極ローラ26に回収
され、感光体18上には画像部にのみネガポジ反転したト
ナー像が残った。矢印方向に回転する回収電極ローラ26
に付着した現像剤とトナーは、スクレーパ29によって掻
き取り、再び現像剤ホッパー22内に戻し次の像形成に用
いた。こうして感光体18上には黒色のトナー像が得られ
た。黒色以外の他の現像器12Ｃ，12Ｍ，12Ｙについても
同様の動作を行った。

【００２７】次に図１の装置のカラー像形成時の動作を
説明する。最初、像形成ユニット群13は図１に示す位置
にあり、黒の像形成ユニット12Ｂkが図示のように像形
成位置16にある。このとき感光体18は中間転写ベルト３
を介して第１転写ローラ４に対向している。先に説明し
た像形成ユニットの像形成工程により、レーザ露光装置
(レーザビームスキャナ部)31により黒の信号光が像形成
ユニット12Ｂkに入力され、黒トナーによる像形成が行
われる。このとき像形成ユニット12Ｂkの像形成の速度
(感光体の周速に等しい)と中間転写ベルト３の移動速度
は同一になるように設定されており、像形成と同時に第
１転写ローラ４の作用で、黒トナー像が中間転写ベルト
３に転写される。黒のトナー像がすべて転写し終わった
直後に、像形成ユニット群12Ｂk，12Ｃ，12Ｍ，12Ｙは
像形成ユニット群13全体が移動モータ14に駆動されて一
体的に図１の矢印方向に回転移動し、ちょうど90度回転
して像形成ユニット12Ｃが像形成位置16に達した位置で
止まる。この間、像形成ユニットの感光体以外のトナー
ホッパー(現像剤ホッパー)22やクリーナ30(図４参照)の
部分は感光体18先端の回転円弧より内側に位置している
ので、中間転写ベルト３が像形成ユニットに接触するこ
とはない。像形成ユニット12Ｃが像形成位置16に到着
後、前と同様に今度はシアンの信号でレーザ露光装置31
が像形成ユニット12Ｃに信号光を入力し、シアンのトナ
ー像の形成と転写が行われる。このとき、中間転写ベル
ト３が１回転してきて、前に転写された黒のトナー像に
次のシアンのトナー像が位置的に合致するように、図２
に示す位置検出器10からの信号に基づいてシアンの信号
光の書き込みタイミングが制御される。この間、第３転
写ローラ35とクリーニングローラ７(図２)は中間転写ベ
ルト３から少し離されており、転写ベルト上のトナー像
を乱さないように構成されている。上記と同様の動作を
マゼンタ，イエロについても行い、中間転写ベルト３上
には４色のトナー像が位置的に合致して重ね合わされカ
ラー像が形成された。最後のイエロトナー像の転写後、
４色のトナー像はタイミングを合わせて給紙カセット37
から送られる用紙に、第３転写ローラ35の作用で一括転
写された。用紙に転写されたトナー像は定着ローラ対39
a，39bにより定着された。用紙はその後排出ローラ対41
a，41bを経て装置外に排出された。中間転写ベルト３上
に残った転写残りのトナーは、クリーナローラ７の作用
で清掃され次の像形成に備えた。次に単色モード時の動
作を説明する。単色モード時は、まず所定の色の像形成
ユニットが像形成位置に移動される。次に前と同様に所
定の色の像形成と中間転写ベルト３への転写を行い、今
度は転写後そのまま続けて、次の第３転写ローラ35によ
り給紙カセット37から送られてくる用紙に転写をし、そ
のまま定着する。

【００２８】次に、この装置のメンテナンスに関する説
明をする。特定の色の現像剤が消費され、メンテナンス
をする場合を想定する。まず、移動モータ14の作用によ
り像形成ユニット群13を回転して、注目の色の像形成ユ
ニットを上部位置(図１の像形成ユニット12Ｃの位置)に
移動する。そして装置本体上部に位置したカバー(プリ
ンタ上面板１Ｃ)をあけて、そこから注目の像形成ユニ
ットを装置外に取り出す。次に、あらかじめ画像濃度を
調整した新しい像形成ユニットを装着する。これによ
り、像形成ユニット装着後は何ら調整することなく像形
成が開始できる。中間転写ベルト３はおおよそ３万ペー
ジで寿命になる。このときまでに溜った廃トナーは廃ト
ナー溜め９a，９bに溜められる。ユーザは装置本体前面
部に位置するカバー(前面板１Ａ)をあけて、そこから中
間転写ベルトユニット２を装置外に取り出す。次に、あ
らかじめ中間転写ベルトユニットとしてクリーナ等が調
整済みの新しいユニットを装着する。したがって、ユニ
ット装着後は何ら調整することなく像形成が開始でき
る。なお、以上の実施例では、像形成ユニットの構造と
して特定のものを用いたが、他にコンベンショナルな現
像法を用いた構造の像形成ユニットの場合でも、本発明
の本質と作用効果は変わることがない。

【００２９】

【発明の効果】本発明は上記した構成によって、小型シ
ンプルでメンテナンス性のよい個別ユニットを有するカ
ラー画像記録装置を得ることができる。また、中間転写
体の周長を、最大用紙サイズの紙送り方向の長さに、感
光体の周長の半分の長さを加えた長さ以上とすることに
より、中間転写体の周長と、用紙の長さと感光体の周長
の半分の長さとを加えた長さとの差が、画像形成の遊び
となるため、その分だけ露光開始タイミングを遅延させ
ることができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態におけるカラー電子写真
装置の構成図

【図２】本発明の一実施の形態のカラー電子写真装置に
用いられる中間転写ベルトユニットの構成図

【図３】本発明の一実施の形態のカラー電子写真装置に
用いられる中間転写ベルトユニットの位置検出器の構成
を示す斜視図

【図４】本発明の一実施の形態のカラー電子写真装置に
用いられる像形成ユニットの構成を示す構成図

【図５】従来のカラー画像形成装置の構成図

【符号の説明】

１ 外装筐 １Ａ 前面板 １Ｂ、１Ｄ ヒンジ １Ｃ プリンタ上面板 ２ 中間転写ベルトユニット ２a ユニットハウジング ３ 中間転写ベルト ４ 第１転写ローラ ５ 第２転写ローラ ６ テンションローラ ７ クリーニングローラ ８ スクレーパ ９a、９b 廃トナー溜め 10 位置検出器 11 位置検出孔 12Ｂk、12Ｃ、12Ｍ、12Ｙ 像形成ユニット 13 像形成ユニット群 14 移動モータ 15 軸 16 像形成位置 17 レーザ信号光 18、101 感光体 19、27 磁石 20 帯電ローラ 21 露光窓 22 現像剤ホッパー 23 フェライトキャリア 24 トナー 25 ２成分現像剤 26 回収電極ローラ 28 交流高圧電源 29 スクレーパ 30、105 クリーナ 31 レーザ露光装置(レーザビームスキャナ部) 31a スキャナモータ 31b ポリゴンミラー 31c レンズ系 32 光路窓口 33 窓 34 ミラー 35 第３転写ローラ 36 紙給送ローラ 37 給紙カセット 38a、38b 紙搬送タイミングローラ 39(39a、39b) 定着ローラ対 40 紙ガイド板 41(41a、41b) 紙排出ローラ対 42 定着オイル溜め 43 シリコンオイル 44 オイル供給ローラ 102 帯電器 103 現像部 104 転写ドラム 106 Ｙ現像器 107 Ｍ現像器 108 Ｃ現像器 109 Ｂk現像器 110 レーザビーム 111 給紙部 112 爪部 113 転写帯電器 114 剥離爪 115 搬送部 116 定着器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナー収容部と感光体と現像ローラを有
   する複数の個別ユニットを着脱可能に構成した回転体を
   有し、像形成位置で前記感光体上に形成された画像を、
   中間転写ユニットに収容された中間転写体を介して、記
   録紙に転写するカラー画像記録装置において、 前記中間転写体の周長を、最大用紙サイズの紙送り方向
   の長さに、前記感光体の周長の半分の長さ、を加えた長
   さより長くするとともに、 各色工程毎に、各色カラー像の前記感光体から前記中間
   転写体への転写完了後、個別ユニットを切り換え、その
   切り換え後に次色の画像形成工程の露光を開始する、 ことを特徴とするカラー画像記録装置。
2. 【請求項２】 トナー収容部と感光体と現像ローラを有
   する複数の個別ユニットを着脱可能に構成した回転体を
   有し、像形成位置で前記感光体上に形成された画像を、
   中間転写ユニットに収容された中間転写体を介して、記
   録紙に転写するカラー画像記録装置であって、各色工程
   毎に各色カラー像の前記感光体から前記中間転写体への
   転写完了後、個別ユニットを切り換え、その切り換え後
   に次色の画像形成工程の露光を開始するようにした、カ
   ラー画像記録装置、にのみ使用するカラー画像記録装置
   の中間転写ユニットであって、 前記中間転写体の周長を、最大用紙サイズの紙送り方向
   の長さに、前記感光体の周長の半分の長さ、を加えた長
   さより長くした、 ことを特徴とするカラー画像記録装置の中間転写ユニッ
   ト。