JP3485902B2 - カラー画像記録装置 - 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クシミリ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】一般のカラー電子写真方法では、イエ
ロ、マゼンタ、シアン、黒の各色のトナー像を受像紙上
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、中間転写体に巻き付けた
受像紙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
く中間転写体方式と、複数の像形成部を並べて配置し、
ベルトで搬送される受像紙にそれぞれの像形成部を通過
させて順次各色のトナー像を転写し、カラー像を重ね合
わす連続重ね方式が一般的である。

【０００３】中間転写体に受像紙を巻き付ける方式を用
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１０はこの従来例の全体
構成の概要を示すもので、以下その構成と動作を簡単に
説明する。図１０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、中間転写体
１０４、クリーナ１０５が設けられている。現像部１０
３は、イエロ色のトナー像をつくるためのＹ現像器１０
６、マゼンタ色のＭ現像器１０７、シアン色のＣ現像器
１０８、黒色の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
向し現像可能の状態になる。中間転写体１１２と感光体
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】像形成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。その後感光体表面には、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。次に
この潜像は最初に感光体に対向しているＹ現像器１０６
により現像され、イエロのトナー像が形成される。感光
体上に形成されたイエロのトナー像が中間転写体１０４
に対向する位置に移動するまでに、すでに中間転写体１
０４の外周には給紙部１１１から送られた受像紙として
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
ている。

【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、次色の像形成が準備
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。中間転写体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中
間転写体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実行
される。この様にして４色のトナー像が中間転写体１０
４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。全ての色のトナー像が転写された後、用紙は
剥離爪１１４により中間転写体１０４から剥されて、搬
送部１１５を経て定着器１１６によりトナー像が定着さ
れ、装置外へ排出される。最後に、中間転写体１０４の
表面がトナーで汚れるために、クリーナ１１９で表面を
清掃する。

【０００７】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体上に一旦
重ねて、最後にこの中間転写体上のトナー像を一括して
受像紙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】中間転写体に受像紙を
巻き付ける方式では、異なる色のトナー像の位置を合わ
せて重ねるために中間転写体ドラムを用いる。この中間
転写体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
せる。

【０００９】しかしながら上記のような構成では、中間
転写体に用紙を巻き付ける必要があるため、中間転写体
の径が一定の大きさ以上必要であり、またその構造が非
常に複雑で高精度が要求されるため、装置が大がかりで
高価なものとなっていた。またこの中間転写体１０４は
クリーナ１１９と別構成になっているために、中間転写
体の交換時にはクリーナ１１９のメンテナンスを別途行
う必要があった。また中間転写体自体には寿命がある
が、その交換時期を自動に検出することは困難なため
に、定期的にサービスマンがユーザを訪問し交換が必要
か否かをチェックする必要があった。さらに、このよう
な構成では、中間転写体と感光体とが接触したままメン
テナンスする構成のために、中間転写体の交換時に感光
体１０１の表面を傷つけたり、外部からの光が感光体に
直接当たって感光体を劣化させる原因にもなっていた。

【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が良いカラ
ー画像記録装置を提供するものである。

【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、カラー各色のトナー像を形成するための複数の
像形成手段を円周方向に配置し、それらを一体的に回転
移動させて順次トナー像形成のための動作位置に配置さ
せる第一ユニットと、前記像形成手段によって形成され
るカラー各色のトナー像が順次転写される転写ベルトを
有し、装置本体に装着されて、前記転写ベルトを前記動
作位置に位置づける第二ユニットと、前記像形成手段及
び前記転写ベルトが共に前記動作位置にあるときに像形
成動作を実行する制御手段と、を具備し、前記第一ユニ
ットは、複数の前記像形成手段の１つが前記動作位置に
配置される像形成位置配置と、全ての像形成手段が前記
動作位置に位置しない退避位置、との２つの位置に移動
可能に制御され、前記第二ユニットは、前記第一ユニッ
トの全ての像形成手段が前記退避位置にあるときにの
み、前記第一ユニットの中心軸と垂直方向に装置前面の
開閉部から着脱自在に構成され、装置本体への装着時に
は記録紙走行経路上に位置する構成であり、更に、前記
動作位置に対向配置される第一転写ローラと、前記第一
転写ローラの対角に配置され、前記転写ベルトに転写さ
れた前記トナー像を前記記録紙走行経路の記録用紙に転
写する第二転写ローラとを有する、ようにした。これに
より、第一ユニット及び第二ユニットの双方の交換が容
易であり、装置を小型シンプルでメンテナンス性のよい
ものとすることができる。また、本発明のカラー画像記
録装置は、カラー各色のトナー像を形成するための複数
の像形成手段を、円周方向に配置し、それらを一体的に
回転移動させて順次トナー像形成のための動作位置に配
置させる第一ユニットと、前記像形成手段によって形成
されるカラー各色のトナー像が順次転写される転写ベル
トを有し、装置本体に装着されて、前記転写ベルトを前
記動作位置に位置づける第二ユニットと、前記像形成手
段及び前記転写ベルトが共に前記動作位置にあるときに
像形成動作を実行する制御手段と、を具備し、 前記第一
ユニットは、複数の前記像形成手段の１つが前記動作位
置に配置される像形成位置配置と、全ての像形成手段が
前記動作位置に位置しない退避位置、との２つの位置に
移動可能に制御され、前記第二ユニットは、前記第一ユ
ニットの全ての像形成手段が前記退避位置にあるときに
のみ、前記第一ユニットの中心軸と垂直方向に着脱自在
に構成され、装置本体への装着時には記録紙走行経路上
に位置する構成であり、更に、前記動作位置に対向配置
される第一転写ローラと、前記転写ベルトに転写された
前記トナー像を前記記録紙走行経路の記録用紙に転写す
る第二転写ローラとを有し、 前記第一ユニットは、前記
第二ユニットの着脱に際し、前記動作位置にある前記像
形成手段の一つが前記動作位置に直近の非動作位置に移
動した状態で、回転移動されて前記退避位置で停止す
る、ようにした。

【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、軸側が外周側よりも小さく形成された複数
の柱状個別ユニットを各々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体を
収容する中間転写ユニットと、この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、前記個別ユニットを着脱する際の前記回
転体の停止位置は、前記像形成手段の前記感光体上への
カラー画像の形成位置と異なる位置である、ようにし
た。本発明の第１の態様のカラー画像記録装置は、請求
項１記載のカラー画像記録装置において、柱状個別ユニ
ットは、回転体の回転軸と垂直方向に着脱可能に構成し
た。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、前記
複数の像形成ユニットを並べ配置した像形成ユニット群
と、単一の露光位置と単一の転写位置より構成され前記
像形成ユニットが像形成を行う像形成位置と、前記複数
の像形成ユニットを順番に前記像形成位置に配置するた
め前記像形成ユニット群全体を移動させる移動手段と、
前記感光体上にトナー像を形成した後前記トナー像を前
記像形成位置の転写位置で転写する中間転写体を含む中
間転写体ユニットと、を有するカラー画像記録装置であ
って、前記中間転写体ユニットをカラー画像記録装置か
ら取り外すときに前記像形成ユニットの全てが前記像形
成位置から退避する構成とする。また本発明の他の態様
の中間転写体ユニットは、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、前記複数の
像形成ユニットを並べ配置した像形成ユニット群と、単
一の露光位置と単一の転写位置より構成され前記像形成
ユニットが像形成を行う像形成位置と、前記複数の像形
成ユニットを順番に前記像形成位置に配置するため前記
像形成ユニット群全体を移動させる移動手段と、前記感
光体上にトナー像を形成した後前記トナー像を前記像形
成位置の転写位置で転写する中間転写体と前記中間転写
体上のトナーを集め収容する廃トナー溜めとを一体構成
にした中間転写体ユニットと、受像シート上のトナー像
を定着する定着手段と、を有するカラー画像記録装置に
用いる中間転写体ユニットであって、前記中間転写体ユ
ニットの廃トナー溜めが廃トナーで満杯になる廃トナー
溜めの寿命が前記中間転写体の寿命より短い構成とす
る。

【００１３】さらに本発明の他の態様の中間転写体ユニ
ットは、それぞれ色の異なるトナーを有する現像手段
と、単一の感光体と、前記感光体上にトナー像を形成し
た後前記トナー像を前記像形成位置の転写位置で転写す
る中間転写体と、前記中間転写体上のトナーを集め収容
する廃トナー溜めと、を有するカラー画像記録装置に用
いる中間転写体ユニットであって、前記中間転写体と、
前記廃トナー溜めと、前記廃トナー溜め内に貯まった廃
トナーの量を検出する前記廃トナー満杯検出器と、を一
体構成とする。

【００１４】さらにまた本発明の他の態様の中間転写体
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、前記複数の像形成ユニッ
トを並べ配置した像形成ユニット群と、単一の露光位置
と単一の転写位置より構成され前記像形成ユニットが像
形成を行う像形成位置と、前記複数の像形成ユニットを
順番に前記像形成位置に配置するため前記像形成ユニッ
ト群全体を移動させる移動手段と、前記感光体上にトナ
ー像を形成した後前記トナー像を前記像形成位置の転写
位置で転写する中間転写体と、前記中間転写体上のトナ
ーを集め収容する廃トナー溜めと、を有するカラー画像
記録装置に用いる中間転写体ユニットであって、前記中
間転写体と、前記廃トナー溜めと、前記廃トナー溜め内
に貯まった廃トナーの量を検出する廃トナー満杯検出器
と、を一体構成とする。

【００１５】さらにまた本発明の他の態様の中間転写体
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、前記複数の像形成ユニッ
トを並べ配置した像形成ユニット群と、単一の露光位置
と単一の転写位置より構成され前記像形成ユニットが像
形成を行う像形成位置と、前記複数の像形成ユニットを
順番に前記像形成位置に配置するため前記像形成ユニッ
ト群全体を移動させる移動手段と、前記感光体上にトナ
ー像を形成した後前記トナー像を前記像形成位置の転写
位置で転写する中間転写体と、前記中間転写体の位置を
検出する位置検出器と、前記中間転写体上のトナーを集
め収容する廃トナー溜めと、前記廃トナー溜め内に貯ま
った廃トナーの量を検出する廃トナー満杯検出器と、を
有するカラー画像記録装置に用いる中間転写体ユニット
であって、前記中間転写体と前記位置検出器と前記廃ト
ナー溜めと前記廃トナー満杯検出器とを一体構成とす
る。

【００１６】本発明の概要について、カラー電子写真装
置を例として、図１を用いて説明する。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
外装筐１に対して下辺側のヒンジ軸１Ｂを中心に倒し開
き操作、起こし閉じ操作自由である。この開いた状態で
の着脱動作は図２に示す。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
部を大きく解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、感光体の回転軸母線方
向に対し垂直方向になるように設計されている。

【００１７】中間転写ベルトユニット２の構成を図３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、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、転
写ベルトの張力を調整するテンションローラ６、転写ベ
ルト上に残ったトナー像をクリーニングするクリーナ
７、回収したトナーを溜めておく廃トナー溜め８ａおよ
び８ｂ、廃トナー溜め８ｂ内のトナー量が満杯になった
ことを検出する廃トナー満杯検出器９、転写ベルトの位
置を検出する位置検出器１０、を内包している。この中
間転写ベルトユニット２は、図２においてプリンタ前面
板１Ａを倒し開いて、矢印Ｘに示すようにプリンタ外装
筐１内の所定の収納部に対して着脱自在である。

【００１８】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１０⁷Ωcmの抵抗を有するよう
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と第２転写ローラ５およびテンションローラ
６に巻回し、矢印Ｙ方向に移動可能に構成される。ここ
で、転写ベルトの周長は、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
（６２ｍｍ）を足した３６０ｍｍに設定している。クリ
ーナ７は、中間転写ベルト３を清掃するベルトクリーナ
部のファーブラシである。これは、導電性のファーにト
ナーを静電的に吸引する電圧を印加する構成である。な
お、このクリーナ７はゴムブレードや電圧を印加したロ
ーラであってもよい。

【００１９】図４は中間転写ベルトユニット２の内部に
設けられたフォトインタラプタによる位置検出器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
検出孔１２があり、位置検出器１０はその検出孔１２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おこなう構成である。

【００２０】図２に示すように、中間転写ベルトユニッ
ト２がプリンタ本体に装着されたときには、第１転写ロ
ーラ４は、感光体１１（図１に図示）と接触しない位置
にあり、また、第２転写ローラ５は、プリンタ前面板１
Ａが閉じられたときには、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１
９に圧接される。この第３転写ローラ１９は中間転写ベ
ルト３に従動回転可能に構成している。

【００２１】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１３Ｂｋ、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃが像
形成ユニット群１４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のプリンタ左面
板１Ｃをヒンジ軸１Ｄを中心に開いて像形成ユニット群
１４の所定の位置に着脱自在である。像形成ユニット１
３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（図示せず）を介し
て結合して機械的・電気的に一体化する。

【００２２】円環状に配置されている像形成ユニット１
３Ｂｋ、１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ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１５に駆動され、固定されて回転しない円筒状の軸１
６の周りに回転移動可能に構成されている。像形成時に
は、各像形成ユニットは回転移動によって順次前述の中
間転写ベルト３を支持する第１転写ローラ４に対向した
像形成位置１７に位置することができる。像形成位置１
７は信号光１８による露光位置でもある。

【００２３】中間転写ベルトユニット２がプリンタ本体
に装着され、像形成動作が開始すると、第１転写ローラ
４は、中間転写ベルト３を介して感光体１１に約１．０
ｋｇの力で圧接され、また、第２転写ローラ５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１９に圧接される。

【００２４】図５に黒用像形成ユニット１３Ｂｋを詳細
に示す。各像形成ユニットは、中に入れた現像剤を除き
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１３Ｂｋについて説明し、他
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。この説明
では、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５において、
１１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、２０は感光体１１と同軸で固
定された回転しない磁石、２１は感光体をマイナスに帯
電する帯電ローラ、１８はレーザビーム信号光、２２は
レーザビームが像形成ユニットに進入する露光窓、２３
は現像剤ホッパである。現像剤ホッパ２３内には、表面
をシリコーン樹脂でコートした粒径５０μｍのフェライ
トキャリヤ２４Ｂｋとポリエステル樹脂に黒顔料を分散
した黒トナー２５Ｂｋを混合した２成分現像剤２６Ｂｋ
をいれ、磁石２０の磁力により感光体１１表面に付着さ
せる。２７はアルミニウム製の回転可能な回収電極ロー
ラ、２８はその内部に同軸で固定された回転しない磁
石、２９は回収電極ローラ上のトナーをかきおとす燐青
銅製のスクレーパ、３０は回収電極ローラに電圧を印加
する交流高圧電源である。３１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。感光体１１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２７は直径１６ｍｍで、同じく周速
６０mm／sで矢印方向に回転させた。

【００２５】再び図１に戻り説明する。３２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で
あり、半導体レーザ、スキャナモータ３２ａ、ポリゴン
ミラー３２ｂ、レンズ系３２ｃ等から構成されている。
該スキャナ部３２からの画像情報の時系列電気画素信号
に対応した画素レーザ信号光１８は図１の像形成ユニッ
ト１３Ｂｋと１３Ｃとの間に構成された光路窓口３３を
通って、軸１６の一部に開けられた窓３４を通して軸１
６内の固定されたミラー３５に入射し、反射されて像形
成位置１７にある像形成ユニット１３Ｂｋの露光窓２２
から像形成ユニット１３Ｂｋ内に進入し、像形成ユニッ
ト内に上下に配設されている現像剤溜め２３とクリーナ
３１との間の通路を通って感光体ドラム１１の左側面の
露光部に入射し母線方向に走査露光される。

【００２６】ここで光路窓口３３からミラー３５までの
光路は両隣の像形成ユニット１３Ｂｋと１３Ｃ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１
４には無駄になる空間がほとんど無い。また、ミラー３
５は像形成ユニット群１４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。

【００２７】１９はプリンタ前面板１Ａの内側で給送ロ
ーラ３６の上方に配設した第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１９との圧接されたニッ
プ部には、プリンタ前面板１Ａ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。

【００２８】３７ａ・３７ｂはプリンタの内側上部に設
けた定着ローラで、３７ａの内部にはハロゲンランプ３
８が設けられている。３７ａと３７ｂとの間にはポリイ
ミドフィルム３９が張架されている。このフィルム３９
はカラープリントの光沢を出す目的に用いられる。４０
は定着ローラ３７ａに対向し設けられたバックアップロ
ーラ、４１は紙出口側に配設した排紙トレイである。以
上が本発明の電子写真装置の主要構成の説明である。

【００２９】次に図２を用い、像形成ユニット１３およ
び中間転写ベルトユニット２の交換時の構成と作用を説
明する。図２の像形成ユニット群１４の位置は、図１の
像形成ユニット群１４の位置と異なる。この状態は、像
形成ユニット１３Ｂｋが図１の像形成位置１７ではな
く、非動作交換位置４２にある。ここに示す状態はマゼ
ンタ像形成ユニット１３Ｍを交換する状態を示してお
り、この非動作交換位置４２では像形成ユニット１３Ｂ
ｋの感光体１１は第１転写ローラ４に対向しない。この
非動作交換位置４２において、プリンタはプリント動作
を停止し、プリンタ左面板１Ｃを開くことによって各像
形成ユニット１３の交換が図２の矢印Ｚ方向に取り出し
可能となる。他の像形成ユニット１３を交換するとき
は、像形成ユニット群１４はこの状態から９０゜づつ回
転移動した状態で停止する。またプリンタ前面板１Ａを
開くことによって、中間転写ベルトユニット２は矢印Ｘ
方向に取り外し可能となる。この状態で中間転写ベルト
ユニット２を取り外すと、取り出し動作中に感光体１１
と中間転写ベルト３とが強く押し当てられ傷つけられる
ことがなく、また、中間転写ベルトユニット２を外部に
取り外したときにも、解放されたプリンタ前面板１Ａか
ら外部光が入射して、感光体１１を光劣化させることが
ない。

【００３０】中間転写ベルト３は、長期に使用するにと
もない次第に表面がトナーの固着などにより劣化する。
このベルトの劣化が著しくなると画像が部分的に欠けた
り画像に白筋や黒筋が発生する。このためこの中間転写
ベルトは劣化し画像に影響が出る前に交換することが望
ましい。ところが、この中間転写ベルトの劣化現象をプ
リンタ装置内で自動的に検出することは極めて困難であ
る。本願発明では、図３に示すように、中間転写ベルト
３を廃トナー溜め８とともに一体化してユニット化し、
中間転写ベルト３の交換時に廃トナーを同時に捨て去る
構成である。このような構成では、中間転写ベルトが寿
命になる前に廃トナー溜めが廃トナーで満杯になるよう
にその大きさを小さい目の容量に設計しておくとよい。
こうすると、中間転写ベルトが劣化して画像欠陥が発生
する前に廃トナー溜め内部に設置した廃トナー満杯検出
器９がトナーの満杯を検出し、ユーザに中間転写ベルト
ユニット２の交換を指示することができる。このような
構成は、直接トナー像を上に形成する中間転写ベルトだ
けに有効なものではなく、受像紙を周囲に巻き付ける構
成の中間転写体であっても同様に有効である。

【００３１】上記の構成によって、複雑な構成の中間転
写ベルトと廃トナー溜めとをユニット化したため、中間
転写ベルト３が劣化するまえに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や画像安定性が
優れたものとなる。

【００３２】また、中間転写体は未定着のトナー像を担
持する、あるいはトナー層を担持した受像紙を保持する
構成のために、中間転写体の回転位置を検出する位置検
出器の表面はトナーで汚染されやすい。そのため、位置
検出器の表面は定期的に清掃メンテナンスする必要があ
った。ところが本願発明では、中間転写体と位置検出器
とを一体構成にして中間転写体ユニットを構成し、中間
転写体ユニットを交換するときにそれら全てを新品と交
換する構成であるために、そのような清掃の手間が省け
メンテナンスのいらない装置にできる。

【００３３】さらに同様に、廃トナー溜め内の廃トナー
満杯検出器も正確な検出精度を保持しようとすると定期
的に清掃する必要がある。ところが本願発明では、中間
転写体と廃トナー満杯検出器とを一体構成にして、中間
転写体ユニットを交換するときにそれら全てを新品と交
換する構成であるので、そのような清掃の手間が省けメ
ンテナンスのいらない装置にできる。

【００３４】以下本発明の一実施例のカラー電子写真装
置の動作について、図１、２、５を参照しながら説明す
る。

【００３５】図１のプリンタは、像形成状態にある。像
形成ユニット１３Ｂｋの動作を図５を用いて説明する。
感光体１１を帯電ローラ２１で、−５００Ｖに帯電させ
た。この感光体１１にレーザビーム走査光１８を照射し
静電潜像を形成した。このとき感光体の露光電位は−１
００Ｖであった。この感光体１１表面上に、２成分現像
剤２６Ｂｋを現像剤ホッパ２３内で磁力により付着させ
た。次に感光体１１表面を回収電極ローラ２７の前を通
過させた。感光体１１の未帯電域の通過時には、電極ロ
ーラ２７には交流高圧電源３０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の矩型波）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１１表面の通過時には、電極ローラ２７
には交流高圧電源３０により、−３００Ｖの直流電圧を
重畳した７５０Ｖ0-p（ピーク・ツー・ピーク１．５ｋ
Ｖ）の交流電圧（周波数３ｋＨｚの矩型波）を印加し
た。すると、感光体１１上の現像剤と非画像部分に付着
したトナーは電極ローラ２７に回収され、感光体１１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電極ローラ２７に付着した現像剤と
トナーは、スクレーパ２９によってかきとり、再び現像
剤ホッパ２３内に戻し次の像形成に用いた。こうして感
光体１１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１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙについても同様の動
作を行う。

【００３６】次に再び図１に戻り、装置のカラー像形成
時の動作を説明する。像形成ユニット群１４は図１に示
す位置にあり、黒の像形成ユニット１３Ｂｋが図示のよ
うに像形成位置１７にある。このとき感光体１１は中間
転写ベルト３を介して第１転写ローラ４に対向接触して
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３２により黒の信号光が像形成ユニ
ット１３Ｂｋに入力され、黒トナーによる像形成が行わ
れる。この時像形成ユニット１３Ｂｋの像形成の速度
（感光体の周速に等しい６０ｍｍ／ｓ）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。このとき第１転写ロー
ラ４には＋１ｋＶの直流電圧を印加した。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１３Ｂ
ｋ、１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙは像形成ユニット群１４と
して全体が移動モータ１５に駆動されて図１の矢印Ｑ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１３Ｃが像形成位置１７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２３や
クリーナ３１の部分は感光体１１先端の点線で示す回転
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１３Ｃに接触することはない。

【００３７】像形成ユニット１３Ｃが像形成位置１７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３２が像形成ユニット１３Ｃ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。このときまでに中
間転写ベルト３は一回転し、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４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１９とクリーナ７とは中間転写ベルト３
から少し離れており、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。

【００３８】以上と同様の動作を、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から送られる用紙
（図示せず）に、第３転写ローラ１９の作用で一括転写
された。このとき第２転写ローラ５は接地し、第３転写
ローラ１９には＋１．５ｋＶの直流電圧を印加した。用
紙に転写されたトナー像は定着ローラ３７ａ・３７ｂに
より定着され、その後排紙トレイ４１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７の作用で清掃され中間転写ベルトユニット２内の排
トナー溜め８ｂ内に蓄えられた。

【００３９】このようなプリント動作を約３万枚繰り返
したところ、排トナー溜め８ｂが満杯となり、光センサ
で構成された廃トナー満杯検出器９が、満杯であるとい
う信号を出力した。このとき、中間転写ベルト３は、さ
らに１万枚程度のプリントに使用し得る状態であった
が、この満杯検出器９の信号に基づき中間転写ベルトユ
ニット２の交換をユーザに促した。

【００４０】次に、図２を用いこの装置の像形成ユニッ
ト１３や中間転写ベルトユニット２の交換時のメンテナ
ンスに関する説明をする。

【００４１】まず、移動モータ１５の作用により像形成
ユニット群１４を回転して、その色の像形成ユニット１
３（ここでは１３Ｍ）を左側の左面板１Ｃの位置に移動
する。この状態は、同時に像形成ユニット１３Ｂｋの感
光体１１が、中間転写ベルトユニット２の第１転写ロー
ラ４と対向しない非動作交換位置４２にある状態であ
る。そして装置本体左面に位置した左面板カバー１Ｃを
あけて、そこから注目の像形成ユニット１３Ｍ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
ット装着後はなんら調整する事なく像形成が開始でき
る。

【００４２】廃トナーで廃トナー溜め８ｂが満杯になっ
た状態の中間転写ベルトユニット２は次のように交換さ
れる。移動モータ１５の作用により像形成ユニット群１
４を回転して、像形成ユニット１３Ｂｋの感光体１１
が、中間転写ベルトユニット２の第１転写ローラ４と対
向しない非動作交換位置４２に移動する。ユーザが装置
本体前面部に位置する前面板１Ａをあけて、そこから中
間転写ベルトユニット２を矢印Ｘ方向に取り出す。次
に、あらかじめ用意した位置検出器や廃トナー満杯検出
器等が調整済みの新しい中間転写ベルトユニットを装着
する。したがってユニット装着後はなんら調整する事な
く像形成が開始できる。この新しい中間転写ベルトユニ
ットを本体に装着する際に、像形成ユニット１３Ｂｋの
感光体１１は非動作交換位置４２に位置するため、第１
転写ローラ４と衝突して傷つくこともなく、また、解放
された前面板１Ａからの外部光が直接感光体１１に当た
って感光体を劣化させることもない。

【００４３】以上が実施例の構成と動作の説明である。
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、他に従来法の現像法や帯電方法を
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。

【００４４】本発明の他の実施例のカラー電子写真装置
の動作について、図６と図７を参照しながら説明する。

【００４５】図６のプリンタは、像形成状態にある。像
形成ユニット群４３の構成は具体的実施例１とは異な
り、各像形成ユニット４４が左からＣ・Ｍ・Ｙ・Ｂｋの
順に４台が水平方向に直線状に並んでいる。４５は中間
転写ベルトユニットで、中間転写ベルト４６、クリーナ
４７、廃トナー溜め４８、廃トナー満杯検出器４９、位
置検出器５０とで構成されている。５１はレーザ光学
系、５２は像形成ユニット群４３を移動させる移動モー
タ、５３は紙に転写されたトナー像を定着する定着機、
５４は排紙トレイ、５５は給紙カセットである。

【００４６】図６の状態は黒の画像を形成する状態であ
り、黒の像形成ユニット４４Ｂｋが図示のように像形成
位置５６にある。このとき感光体５７は中間転写ベルト
４６を介して第１転写ローラ５８に対向接触している。

【００４７】この装置でプリント動作を約３万枚繰り返
したところ、排トナー溜め４８が満杯となり、光センサ
で構成されたトナー満杯検出器４９が、満杯であるとい
う信号を出力した。このとき、中間転写ベルト４６は、
まださらに１万枚程度のプリントには使用でき得る状態
であったが、この満杯検出器４９の信号に基づき、中間
転写ベルトユニット４５の交換をユーザに知らしめた。

【００４８】次に、図７を用いこの装置の像形成ユニッ
ト４４や中間転写ベルトユニット４５の交換時のメンテ
ナンスに関する説明をする。

【００４９】特定の色の現像剤が消費され像形成ユニッ
ト４４を交換する場合、或いは中間転写ベルトユニット
４５を交換する場合などのメンテナンスをする場合に
は、まず、移動モータ５２の作用により像形成ユニット
群４３を移動して、図７に示すような、それぞれの像形
成ユニットの感光体が中間転写ベルトユニット４５の第
１転写ローラ５８に接触しない非動作交換位置５９に移
動する。そして装置本体から図７の図面手前側に位置し
たカバー（図示せず）をあけて、そこから中間転写ベル
トユニット４５を装置外に取り出す。次に、あらかじめ
調整した新しい中間転写ベルトユニットを装着する。こ
れにより、中間転写ベルトユニット装着後はなんら調整
や清掃をする事なく像形成が開始できる。この新しい中
間転写ベルトユニットを本体に装着する際に、像形成ユ
ニットの感光体は非動作交換位置５９に位置するため、
第１転写ローラ５８と衝突して傷つくこともなく、ま
た、解放されたカバーからの外部光が直接感光体に当た
って感光体を劣化させることもなかった。

【００５０】本発明の他の実施例のカラー電子写真装置
の動作について、図８と図９を参照しながら説明する。

【００５１】図８のプリンタは、像形成状態にある。像
形成ユニット群６０の構成は実施例１と同様に、各像形
成ユニット６１が回転軸６２を中心にＣ・Ｍ・Ｙ・Ｂｋ
の順に４台が扇型に並んでいる。６３は中間転写体ユニ
ットで、中間転写体６４、クリーナ６５、廃トナー溜め
６６、廃トナー満杯検出器６７、位置検出器６８とで構
成されている。６９はレーザ光学系、７０は像形成ユニ
ット群６０を移動させる移動モータ、７１は紙に転写さ
れたトナー像を定着する定着機、７２は排紙トレイ、７
３は給紙部である。

【００５２】図８の状態は黒の画像を形成する状態であ
り、黒の像形成ユニット６１Ｂｋが図示のように像形成
位置７４にある。このとき感光体７５は紙（図示せず）
と中間転写体６４を介してコロナ転写器７６に対向接触
している。

【００５３】この装置でプリント動作を約１万枚繰り返
したところ、排トナー溜め６６が満杯となり、光センサ
で構成された廃トナー満杯検出器６７が、満杯であると
いう信号を出力した。このとき、中間転写体６４は、ま
ださらに千枚程度のプリントに使用でき得る状態であっ
たが、この満杯検出器６７の信号に基づき、中間転写体
ユニットの交換をユーザに促した。

【００５４】次に、図９を用いこの装置の像形成ユニッ
トや中間転写体ユニットの交換時のメンテナンスに関す
る説明をする。

【００５５】特定の色の現像剤が消費され像形成ユニッ
トを交換する場合、或いは中間転写体ユニットを交換す
る場合などのメンテナンスをする場合には、まず、移動
モータ７０の作用により像形成ユニット群６０を移動し
て、図９に示すような、それぞれの像形成ユニットの感
光体が中間転写体ユニット６３に接触しない非動作交換
位置７７に移動する。そして装置本体から図９の図面手
前側に位置したカバー（図示せず）をあけて、そこから
中間転写体ユニット６３を装置外に取り出す。次に、あ
らかじめ調整した新しい中間転写体ユニットを装着す
る。これにより、ユニット装着後はなんら調整や清掃を
する事なく像形成が開始できる。

【００５６】この新しい中間転写体ユニットを本体に装
着する際に、像形成ユニットの感光体は非動作交換位置
７７に位置するため、感光体と中間転写体６４とが衝突
して傷つくこともなく、また、解放されたカバーからの
外部光が直接感光体に当たって感光体を劣化させること
もなかった。

【００５７】なお、ここで用いる中間転写体ユニット
は、説明したような誘電体フィルムを円筒状にして表面
に紙を巻き付ける形状のものだけでなく、金属性のドラ
ム上に例えばカーボンを分散したゴムなどの導電性の弾
性層を設け、さらにその上に紙を静電的に吸着するため
の誘電層を設けた構成のバイアス転写ドラムなどであっ
ても良いことは言うまでもない。

【００５８】

【発明の効果】本発明は上記した構成によって、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カラ
ー画像記録装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の中間転写体ユニットを用いたカラー電
子写真装置の像形成時の位置関係を示す構成図

【図２】本発明の中間転写体ユニットを用いたカラー電
子写真装置の非動作交換位置を示す構成図

【図３】本発明の中間転写体ユニットの構成図

【図４】本発明の中間転写体ユニットの位置検出器の構
成を示す構成図

【図５】本発明の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を示す構成図

【図６】本発明の第２の実施例の中間転写体ユニットを
用いたカラー電子写真装置の像形成時の位置関係を示す
構成図

【図７】本発明の第２の実施例の中間転写体ユニットを
用いたカラー電子写真装置の非動作交換位置を示す構成
図

【図８】本発明の第３の実施例の中間転写体ユニットを
用いたカラー電子写真装置の像形成時の位置関係を示す
構成図

【図９】本発明の第３の実施例の中間転写体ユニットを
用いたカラー電子写真装置の非動作交換位置を示す構成
図

【図１０】従来のカラー電子写真装置の構成図

【符号の説明】

２、４５、６３ 中間転写体ユニット ３、４６、６４ 中間転写体 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、４７、６５ クリーナ ８、４８、６６ 廃トナー溜め ９、４９、６７ 廃トナー満杯検出器 １０、５０、６８ 位置検出器 １１、５７、７５ 感光体 １９ 第３転写ローラ １３、４４、６１ 像形成ユニット １４、４３、６０ 像形成ユニット群 １７、５６、７４ 像形成位置 ４２、５９、７７ 非動作交換位置 １８ レーザ信号光 ３２ レーザ露光装置 ３５ ミラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−199164（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−191368（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−174559（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−249795（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−72866（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−204281（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−287264（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−33570（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/01 - 15/01 117 G03G 15/16 G03G 15/00 550 G03G 21/16 - 21/18 G03G 15/08 - 15/095

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カラー各色のトナー像を形成するための
   複数の像形成手段を円周方向に配置し、それらを一体的
   に回転移動させて順次トナー像形成のための動作位置に
   配置させる第一ユニットと、前記像形成手段 によって形成されるカラー各色のトナー
   像が順次転写される転写ベルトを有し、装置本体に装着
   されて、前記転写ベルトを前記動作位置に位置づける第
   二ユニットと、前記像形成手段 及び前記転写ベルトが共に前記動作位置
   にあるときに像形成動作を実行する制御手段と、を具備
   し、 前記第一ユニットは、複数の前記像形成手段の１つが前
   記動作位置に配置される像形成位置配置と、全ての像形
   成手段が前記動作位置に位置しない退避位置、との２つ
   の位置に移動可能に制御され、 前記第二ユニットは、前記第一ユニットの全ての像形成
   手段が前記退避位置にあるときにのみ、前記第一ユニッ
   トの中心軸と垂直方向に装置前面の開閉部から着脱自在
   に構成され、装置本体への装着時には記録紙走行経路上
   に位置する構成であり、更に、前記動作位置に対向配置
   される第一転写ローラと、前記第一転写ローラの対角に
   配置され、前記転写ベルトに転写された前記トナー像を
   前記記録紙走行経路の記録用紙に転写する第二転写ロー
   ラとを有することを特徴とするカラー画像記録装置。
2. 【請求項２】 カラー各色のトナー像を形成するための
   複数の像形成手段を、円周方向に配置し、それらを一体
   的に回転移動させて順次トナー像形成のための動作位置
   に配置させる第一ユニットと、 前記像形成手段によって形成されるカラー各色のトナー
   像が順次転写される転写ベルトを有し、装置本体に装着
   されて、前記転写ベルトを前記動作位置に位置づける第
   二ユニットと、 前記像形成手段及び前記転写ベルトが共に前記動作位置
   にあるときに像形成動作を実行する制御手段と、を具備
   し、 前記第一ユニットは、複数の前記像形成手段の１つが前
   記動作位置に配置される像形成位置配置と、全ての像形
   成手段が前記動作位置に位置しない退避位置、 との２つ
   の位置に移動可能に制御され、 前記第二ユニットは、前記第一ユニットの全ての像形成
   手段が前記退避位置にあるときにのみ、前記第一ユニッ
   トの中心軸と垂直方向に着脱自在に構成され、装置本体
   への装着時には記録紙走行経路上に位置する構成であ
   り、更に、前記動作位置に対向配置される第一転写ロー
   ラと、前記転写ベルトに転写された前記トナー像を前記
   記録紙走行経路の記録用紙に転写する第二転写ローラと
   を有し、 前記第一ユニットは、前記第二ユニットの着脱に際し、
   前記動作位置にある前記像形成手段の一つが前記動作位
   置に直近の非動作位置に移動した状態で、回転移動され
   て前記退避位置で停止することを特徴とするカラー画像
   記録装置。