JP3103542B2 - カラー画像記録装置とそれに用いる中間転写ベルトユニット - Google Patents

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
画像記録装置とそれに用いる中間転写ベルトユニットに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に電子写真で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とそれに用いる中間転写ベルトユ
ニット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、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、前記感光体から順次
各色のカラー画像を転写する中間転写ベルトと、前記中
間転写ベルトをこの中間転写ベルトに張力を与えた状態
で支持する複数のローラとを収容し、装置本体と着脱自
在に設けられた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にカラ
ー画像を定着する定着手段と、前記中間転写ベルトユニ
ットを、転写位置に固定するとともに前記感光体の回転
軸と垂直方向に引出可能に収容する中間転写ベルトユニ
ット収容部と、を具備し、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
着脱可能に構成する一方、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ユニ
ットのローラは、前記中間転写ベルトユニットを装置外
に取り出した状態においても、前記中間転写ベルトをこ
の中間転写ベルトに張 力を与えた状態で支持する、よう
にした。これにより、ユニットの交換が容易、且つ、小
型シンプルでメンテナンス性の良い中間転写ユニットを
有するカラー画像記録装置を得ることができる。

【００１２】

【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、感光体上にカラー画像を形成する像形成手
段と、前記感光体から順次各色のカラー画像を転写する
中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトをこの中間転写
ベルトに張力を与えた状態で支持する複数のローラとを
収容し、装置本体と着脱自在に設けられた中間転写ベル
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にカラー画像を定着する定着手段
と、前記中間転写ベルトユニットを、転写位置に固定す
るとともに前記感光体の回転軸と垂直方向に引出可能に
収容する中間転写ベルトユニット収容部と、を具備する
構成とした。本発明第２の態様のカラー画像記録装置
は、感光体上にカラー画像を形成する像形成手段と、前
記感光体と対向して配置され且つ装置本体と着脱可能に
構成され、前記感光体から順次各色のカラー画像を転写
する中間転写ベルトを収容し、且つ、装置本体に設けら
れた収容部に前記感光体回転軸と垂直方向に着脱可能に
装着された中間転写ベルトユニットと、前記感光体から
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にカラー画像
を定着する定着手段と、を具備し、前記中間転写ベルト
ユニットは、前記感光体から前記中間転写ベルトへの画
像転写位置で前記感光体に対し前記中間転写ベルトを介
して対向配置する第１ローラと、前記中間転写ベルトか
ら前記記録用紙への画像転写位置で前記中間転写ベルト
を介して前記転写手段に対向配置された第２ローラと、
第３ローラとを有し、少なくとも、前記第１ローラ、第
２ローラ、第３ローラを含む複数のローラにより前記中
間転写ベルトを支持するようにした。本発明第３の態様
のカラー画像記録装置は、第１の態様又は第２の態様に
おいて、前記中間転写ベルトユニットは、第１ローラと
第２ローラと第３ローラとにより張力を与えた状態で中
間転写ベルトを支持するようにした。本発明第４の態様
のカラー画像記録装置は、第１の態様乃至第３の態様の
いずれかにおいて、転写手段は、装置本体に設けられ、
且つ、感光体から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、記録用紙及び前記中間転写ベルトを
介して前記第２ローラと圧接して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、転写ローラとし
た。本発明第５の態様の中間転写ベルトユニットは、第
１の態様乃至第４の態様のカラー画像記録装置に使用す
る。また、以下のような構成としてもよい。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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】また、導電性の第１転写ローラ４は10⁷Ωc
m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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】上記本発明の記録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。

【００２５】以下、本発明の一実施例カラー電子写真装
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18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・オ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。

【００２６】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
部ェは感光体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。用紙ノ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。

【００２７】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
してチ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。

【００２８】

【発明の効果】本発明は上記した構成によって、複雑な
転写ドラムが不要で、像露光系の位置合わせのための複
雑な構成も不要な、小型でシンプルな構成で色同士の位
置合わせが正確に行え、なおかつ感光体や現像器を含む
トナー像形成部の構成がユニット化され、また中間転写
ベルト部もユニット化されたので、簡単で小型化できか
つメンテナンス性の良い、優れたカラー画像記録装置と
それに用いる中間転写ベルトユニットが得られるという
効果を有する。さらに本構成では、中間転写ベルトユニ
ットを感光体の回転軸と垂直方向に引き出す構成にした
ため、着脱動作時に感光体と転写ベルトとがこすり合わ
されて傷つけることがない。さらにまた本構成では、中
間転写ベルトと廃トナー溜めとを一体構成にしたため、
メンテナンス時にユーザの手を汚すことなく交換できる
という効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるカラー電子写真装置
の構成図

【図２】本発明の一実施例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】本発明の一実施例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
す構成図

【図４】本発明の一実施例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】従来のカラー電子写真装置の構成図

【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 ８a 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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−191368（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−110871（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−177165（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−163071（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−259282（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−287264（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−72866（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−241420（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 13/01 G03G 15/01 - 15/01 117 G03G 15/08 - 15/095 G03G 15/16 G03G 15/00 550 G03G 21/16 - 21/18

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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、 前記感光体から順次各色のカラー画像を転写する中間転
   写ベルトと、前記中間転写ベルトをこの中間転写ベルト
   に張力を与えた状態で支持する複数のローラとを収容
   し、装置本体と着脱自在に設けられた中間転写ベルトユ
   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にカラー画像を定着する定着
   手段と、 前記中間転写ベルトユニットを、転写位置に固定すると
   ともに前記感光体の回転軸と垂直方向に引出可能に収容
   する中間転写ベルトユニット収容部と、を具備し、 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する一方、 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ユニットのローラは、前記中間転写
   ベルトユニットを装置外に取り出した状態においても、
   前記中間転写ベルトをこの中間転写ベルトに張力を与え
   た状態で支持する、 ことを特徴とするカラー画像記録装置。
2. 【請求項２】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、 前記感光体と対向して配置され且つ装置本体と着脱可能
   に構成され、前記感光体から順次各色のカラー画像を転
   写する中間転写ベルトを収容し、且つ、装置本体に設け
   られた収容部に前記感光体回転軸と垂直方向に着脱可能
   に装着された中間転写ベルトユニットと、 前記感光体から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にカラー画像を定着する定着
   手段と、を具備し、 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する一方、 前記中間転写ベルトユニットは、前記感光体から前記中
   間転写ベルトへの画像転写位置で前記感光体に対し前記
   中間転写ベルトを介して対向配置する第１ローラと、前
   記中間転写ベルトから前記記録用紙への画像転写位置で
   前記中間転写ベルトを介して前記転写手段に対向配置さ
   れた第２ローラと、第３ローラとを有し、少なくとも、
   前記第１ローラ、第２ローラ、第３ローラを含む複数の
   ローラにより、前記中間転写ベルトユニットを装置外に
   取り出した状態においても前記中間転写ベルトに張力を
   与えた状態で前記中間転写ベルトを支持するとともに、 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、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
   に構成された、 ことを特徴とするカラー画像記録装置。
3. 【請求項３】前記中間転写ベルトユニットは、第１ロー
   ラと第２ローラと第３ローラとにより張力を与えた状態
   で中間転写ベルトを支持する、ことを特徴とする請求項
   １又は請求項２記載のカラー画像記録装置。
4. 【請求項４】転写手段は、装置本体に設けられ、且つ、
   感光体から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、記録用紙及び前記中間転写ベルトを介して
   前記第２ローラと圧接して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、転写ローラであることを
   特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のカ
   ラー画像記録装置。
5. 【請求項５】カラートナーの収容部を有する複数の個別
   ユニットを、各々回転軸と垂直方向に着脱可能な状態で
   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、 前記感光体から順次各色のカラー画像を転写する中間転
   写ベルトと、前記中間転写ベルトをこの中間転写ベルト
   に張力を与えた状態で支持する複数のローラとを収容
   し、装置本体と着脱自在に設けられた中間転写ベルトユ
   ニットと、 前記感光体から前記中間転写ベルトにカラー画像を転写
   した後に、前記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にカラー画像を定着する定着
   手段と、 前記中間転写ベルトユニットを、転写位置に配置すると
   ともに前記感光体の回転軸と垂直方向に引出可能に収容
   する中間転写ベルトユニット収容部と、を具備し、 前記個別ユニットは、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開口部を有し、像形成位
   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状態で、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、 前記中間転写ユニットは、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、前記装置前面の開閉部から
   着脱可能に構成され、 前記中間転写ベルトユニットのローラは、前記中間転写
   ベルトユニットを装置外に取り出した状態においても、
   前記中間転写ベルトをこの中間転写ベルトに張力を与え
   た状態で支持する、 ことを特徴とするカラー画像記録装置。
6. 【請求項６】カラートナーの収容部を有する複数の個別
   ユニットを、各々回転軸と垂直方向に着脱可能な状態で
   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、 前記感光体と対向して配置され且つ装置本体と着脱可能
   に構成され、前記感光体から順次各色のカラー画像を転
   写する中間転写ベルトを収容し、且つ、装置本体に設け
   られた収容部に前記感光体回転軸と垂直方向に着脱可能
   に装着された中間転写ベルトユニットと、 前記感光体から中間転写ベルトにカラー画像を転写した
   後に、前記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にカラー画像を定着する定着
   手段と、を具備し、 前記柱状個別ユニットは、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開口部を有し、像形
   成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状態で、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、前記感光体から前記中
   間転写ベルトへの画像転写位置で前記感光体に対し前記
   中間転写ベルトを介して対向配置する第１ローラと、前
   記中間転写ベルトから前記記録用紙への画像転写位置で
   前記中間転写ベルトを介して前記転写手段に対向配置さ
   れた第２ローラと、第３ローラとを有し 、少なくとも、
   前記第１ローラ、第２ローラ、第３ローラを含む複数の
   ローラにより、前記中間転写ベルトユニットを装置外に
   取り出した状態においても前記中間転写ベルトに張力を
   与えた状態で前記中間転写ベルトを支持するとともに、 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、前記装置前面の開閉部から着脱可能に構成された、 ことを特徴とするカラー画像記録装置。
7. 【請求項７】前記中間転写ベルトユニットは、第１ロー
   ラと第２ローラと第３ローラとにより張力を与えた状態
   で中間転写ベルトを支持する、ことを特徴とする請求項
   ５又は請求項６記載のカラー画像記録装置。
8. 【請求項８】転写手段は、装置本体に設けられ、且つ、
   感光体から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、記録用紙及び前記中間転写ベルトを介して
   前記第２ローラと圧接して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、転写ローラであることを
   特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれかに記載のカ
   ラー画像記録装置。
9. 【請求項９】内部に収容されたカラートナーをユニット
   外部に供給する開口部を有する複数の個別ユニットを各
   々回転軸と垂直方向に着脱可能な状態で略円柱状に集合
   配置して構成され、且つ、像形成位置において前記開口
   部が側方に位置する状態で停止する一方、交換位置にお
   いて前記開口部が上方に位置する状態で停止するととも
   に、前記個別ユニットを、前記開口部を上方に向けた状
   態で、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した回転体と、 前記カラートナーにより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に転写し、更
   に、記録用紙に転写した後に定着する手段と、 前記中間転写ベルトユニットを、転写位置に配置すると
   ともに前記感光体の回転軸と垂直方向に引出可能に収容
   する中間転写ベルトユニット収容部と、を具備し、 前記中間転写ユニットは、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、前記装置前面の開閉部から
   着脱可能に構成され、 前記中間転写ベルトユニットのローラは、前記中間転写
   ベルトユニットを装置外に取り出した状態においても、
   前記中間転写ベルトをこの中間転写ベルトに張力を与え
   た状態で支持する、 ことを特徴とするカラー画像記録装置。