JPH07287502A

JPH07287502A - カラー電子写真装置

Info

Publication number: JPH07287502A
Application number: JP6078325A
Authority: JP
Inventors: Hajime Yamamoto; 肇山本; Hiroshi Terada; 浩寺田; Masahiko Nakamura; 政彦中村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-04-18
Filing date: 1994-04-18
Publication date: 1995-10-31

Abstract

(57)【要約】【目的】像形成動作中にクリーニング不良が発生しに
くく、また、カラー画像上にトナーがこぼれ落ちること
の無い構成のカラー電子写真装置を提供する。【構成】感光体と色の異なるトナーを有する現像手段
よりなる複数個の像形成ユニット１５を用いる。像形成
ユニット群１６全体が回転移動しカラー像を合成する。
像形成ユニットが、感光体２１の軸芯より重力方向上側
に現像手段２５を、また重力方向下側にクリーナ手段３
３を配置した状態で像形成動作を行う構成。また、像形
成ユニットの像形成状態が、トナー像の転写位置が感光
体２１の軸芯より重力方向上側にある状態であるカラー
電子写真装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】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電
子写真装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のカラー電子写真装置例として、特
開昭６２−２８７２６４号公報を用いてその構成を説明
する。図６はその従来例のカラー電子写真装置の全体構
成図である。

【０００３】図中の１０１は、シアン、マゼンタ、イエ
ロ、黒の４台の像形成ユニット１０２ａ、１０２ｂ、１
０２ｃ、１０２ｄを回動可能に支持するための回転枠で
あり、支持軸１０３で保持され現像のタイミングに合わ
せて回転する。

【０００４】４色のトナーを入れた各像形成ユニットの
構成は同じであり、トナーだけが異なる。この像形成ユ
ニットの構造、及び作像プロセスを図６において作像位
置に停止している像形成ユニット１０２ａについて詳し
く述べる。

【０００５】像形成ユニット１０２ａは増感された有機
光導電体の感光体１０８と一次帯電器１１０、クリーナ
１１１を有している。一方、像形成ユニット１０２ａの
外部には、半導体レーザ装置（図示せず）があり、この
レーザから出た光はモーターによって一定速度で回転し
ているポリゴンによって感光体１０８上を軸方向に露光
走査する。途中レーザ光はレンズ系（図示せず）で感光
体上に焦点を結び、かつｆ−θ特性を持たせる。図中１
０４はレーザ光の進向きを変える折り返しミラーであ
る。

【０００６】画像信号によって半導体レーザを変調し、
この信号に従って感光体１０８の上に露光し、この静電
潜像を現像器１０９で現像する。一方転写材は給紙ロー
ラで給紙させて、転写ドラム１１２の表面に一様に巻き
付ける。この巻き付けられた転写材の上に背後からトナ
ーと逆極性のコロナを転写帯電器１１３で与え、感光体
１０８上のトナーを転写材に転写する。

【０００７】転写で残ったトナーはクリーナユニット１
１１で回収され、クリーナユニット１１１の中に収納さ
れる。ドラム表面を清掃された感光体１０８は前露光照
明手段１０５でドラム上に光を受けて感光体１０８に蓄
積された種々のメモリーを減少させ感光体１０８は回転
を停止する。次いで回転枠は９０゜回転して各像形成ユ
ニットを９０゜づつ回転させることにより一番下の作像
位置には１０２ｂの像形成ユニットが移動してきて停止
し、固定される。

【０００８】次いで、１０２ｂの像形成ユニットを用い
て像を作成する。これには像形成ユニット１０２ｂのト
ナーの色に対応した画像信号に従って半導体レーザを変
調し、像形成ユニット１０２ｂに潜像を形成した後現像
を行い、転写ドラム１１２に巻き付けられた転写材上の
前のトナーの上に転写される。以下のプロセスは像形成
ユニット１０２ａの場合と同じである。

【０００９】このように４つの像形成ユニット毎に作像
プロセスが施され、転写ドラム１１２上の転写材に４色
のトナーが積層されていく。４色のトナーが転写された
転写材は転写ドラム１１２より分離し、定着器で定着さ
れる。

【００１０】これが、特開昭６２−２８７２６４号公報
に述べられている構成である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このような従来例の像
形成ユニット回転部分の構成を用いカラー電子写真装置
を構成し、黒、シアン、マゼンタ、イエロの順番でフル
カラー像形成を行った。２０００枚ほどカラープリント
を続けると、イエロの像形成ユニット１０２のクリーナ
１１１からトナーがあふれ出しクリーニング不良が発生
した。このとき、このイエロの像形成ユニットのクリー
ナ１１１を調べると、クリーナ１１１の廃トナー収容容
積は十分あるにも関わらず、クリーニング不良を起こし
ていた。このとき、図７に示すように、廃トナー１１４
がクリーニングブレード１１５の下に凝集して固まって
おり、クリーニングブレード１１５の感光体からのトナ
ーの掻き落とし力を低下させていることがわかった。さ
らに、この廃トナー１１４を調べると、イエロの像形成
ユニットのなかに、その他の色の黒、シアン、マゼンタ
のトナーも多く含まれていた。これらの４色が混合され
たトナーはイエロトナー単独よりも、流動性が著しく劣
っていることがわかった。

【００１２】本発明の目的は上記問題点に鑑み、各色の
像形成ユニットもクリーニング不良が発生しにくく、安
定した像形成が行えるカラー電子写真装置を提供するも
のである。

【００１３】また、カラー画像上にトナーがこぼれ落ち
ることの無い構成のカラー電子写真装置を提供するもの
である。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、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クリーナ手段
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円環状に並べ配置し回転移動可能
な像形成ユニット群と、前記感光体上に形成したトナー
像を受容する中間転写体と、単一露光位置と単一転写位
置より構成され前記像形成ユニットと前記中間転写体と
が接触して像形成を行う構成のカラー電子写真装置であ
って、前記像形成ユニットが前記感光体の軸芯よりを重
力方向上側に前記現像手段を配置し重力方向下側にクリ
ーナ手段を配置した状態で像形成動作を行う構成である
カラー電子写真装置である。

【００１５】また、本発明は、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
とクリーナ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円環状に並べ配置
し回転移動可能な像形成ユニット群と、前記感光体上に
形成したトナー像を受容する中間転写体と、単一露光位
置と単一転写位置より構成され前記像形成ユニットと前
記中間転写体とが接触して像形成を行う構成のカラー電
子写真装置であって、前記像形成ユニットが前記像形成
ユニット群の軸芯より重力方向上側に配置された状態で
像形成動作を行う構成であるカラー電子写真装置であ
る。

【００１６】

【作用】本発明の中間転写体として中間転写ベルトユニ
ットを用いたカラー電子写真装置の構成と作用について
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。前面板１Ａを倒し開いた状態を１
点鎖線で示す。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メン
テナンス等は、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、すなわちプリンタ前面板１Ａの方向にな
るように設計されている。中間転写ベルトユニット２
は、転写ベルト３、第１転写ローラ４、第２転写ローラ
５、クリーナローラ６、スクレーパ７、廃トナー溜め
８、廃トナー満杯検出器９、バックアップローラ１０、
位置検出器１１、テンションローラ１２、前カバー１
３、後ろカバー１４よりなる。詳細は後述する。

【００１７】プリンタ左側中央には黒、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
１５Ｂｋ、１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃが像形成ユニット群
１６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１６の所定の位
置に着脱自在である。像形成ユニット１５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。

【００１８】円環状に配置されている像形成ユニット１
５Ｂｋ、１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙは支持体（図示せず）
に支持されており、像形成ユニット群１６全体として移
動手段である移動モータ１７に駆動され、固定されて回
転しない円筒状の軸１８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１９に位置することが
できる。像形成位置１９は信号光２０による露光位置で
もある。

【００１９】図２に黒用像形成ユニット１５Ｂｋ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１５Ｂｋ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、発明者らが特開平４−４３７５９号公報に出願した
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。例えば、磁気ブラシ現像法、弾性ゴムローラ現像
法、ジャンピング現像法、インプレッション現像法など
を用いることができる。図２において、２１はフタロシ
アニンを感光材料に用いポリカーボネート系バインダ樹
脂を主体に構成した有機感光体、２２は感光体２１と同
軸で固定された回転しない磁石、２３は感光体をマイナ
スに帯電する導電性ゴムを用いた帯電ローラ、２０はレ
ーザビーム信号光、２４はレーザビームが像形成ユニッ
トに進入する像形成ユニットの開口部である露光窓、２
５は現像剤ホッパである。現像剤ホッパ２５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２６Ｂｋとポリエステル樹脂に黒顔料を分
散したマイナス帯電性の黒トナー２７Ｂｋを１０％混合
した２成分現像剤２８Ｂｋをいれ、磁石２２の磁力によ
り感光体２１表面に直接付着させる。２９は回転可能な
アルミニウム製の回収電極ローラ、３０はその内部に同
軸で固定された回転しない磁石、３１は回収電極ローラ
上に回収されたトナーをかきおとす燐青銅製のスクレー
パ、３２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。３３は転写後の感光体２１表面に残ったトナ
ーを清掃するクリーナである。感光体２１の直径は３０
ｍｍで、周速６０mm/sで矢印方向に回転させ、回収電極
ローラ２９は直径１６ｍｍで、同じく周速６０mm／sで
矢印方向に回転させた。

【００２０】次に図３を用い中間転写ベルトユニット２
の構成を説明する。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、アルミローラより
なる第１転写ローラ４、導電性弾性ゴムローラよりなる
第２転写ローラ５、転写ベルト上に残ったトナー像をク
リーニングするアルミ製のクリーナローラ６、回収した
トナーを掻き取るスクレーパ７、掻き取ったトナーを溜
おく廃トナー溜め８、廃トナー溜め８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、クリ
ーナローラ６に対向する導電性ゴム製のバックアップロ
ーラ１０、転写ベルトの転写開始位置を検出する位置検
出器１１、転写ベルトの張力を調整し蛇行を防止するテ
ンションローラ１２、を内包している。この中間転写ベ
ルトユニット２は、図１においてプリンタ前面板１Ａを
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。

【００２１】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、中間転写
ベルト３が感光体２１と接触しない図３の退避位置４ｂ
にある。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、転写位置４ａに移動し、転写ベルト３は約１．０ｋ
ｇの力で感光体２１に圧接される。

【００２２】中間転写ベルトユニット２が、プリンタの
所定の収納部に位置して像形成に用いられるときには、
前カバー１３と後ろカバー１４とは図３の位置に移動す
る。中間転写ベルトユニット２がプリンタの外に取り出
されたときには、前カバー１３と後ろカバー１４とは点
線で示す１３ａと１４ａの位置に移動し、中間転写ベル
ト３の表面を保護する。

【００２３】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（中抵抗）のウレタンを基
材とし、表面層はＰＦＡ・ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂を用
い全体で１００〜５００μｍの厚さとしたフィルムより
なる。中間転写ベルト３は、第１転写ローラ４、第２転
写ローラ５、バックアップローラ１０およびテンション
ローラ１２に巻回し、矢印Ｙ方向に移動可能に構成され
る。

【００２４】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、感光体ドラム２１（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。このとき、第２転写ローラ５と第３転写ロー
ラ３４の当接部からクリーナローラ６バックアップロー
ラ１０の当接部までの中間転写ベルト３の周長は、この
６２ｍｍの距離より短く、５５ｍｍになるように設定さ
れている。

【００２５】中間転写ベルト３の移動速度は、トナー像
の中抜け転写を防ぐために像形成ユニット１５の像形成
の速度（感光体２１の周速に等しい６０ｍｍ／ｓ）より
１．５％速くなるように設定されている。

【００２６】第２転写ローラ５とバックアップローラ１
０はともに導電性ゴムで構成されており、カラートナー
像の転写時の飛び散りを防ぐためにそれぞれ２０ＭΩの
抵抗３５、３６を介して接地されている。

【００２７】この第２転写ローラ５とバックアップロー
ラ１０の中抵抗の弾性体層は、シリコンゴム・テフロン
ゴム・クロロプレンゴム・ウレタンゴム・ＥＰＤＭ等の
弾性材料にカーボンや金属酸化物を配合分散して電気抵
抗値（体積抵抗率）を１０⁵〜１０¹⁷Ωcmの中抵抗を有
するように処理をしたソリッド或いは発泡肉質の層より
なる。

【００２８】第１転写ローラ４は転写位置４ａと退避位
置４ｂとの間を移動可能となっており、電気信号により
制御される駆動源（図示せず）により、転写位置４ａに
位置すると転写ベルト３は感光体２１に接触し形成され
たトナー像を転写することができ、また転写位置４ｂに
位置すると転写ベルト３は感光体２１から非接触の位置
に離れる。

【００２９】感光体２１上のトナー像を転写する際に
は、第１転写ローラ４とテンションローラ１２とには高
圧電源３７により約＋２．５ｋＶ（１００μＡ）の電圧
が印加されている。このとき、第１転写ローラ４を直接
感光体２１に接触させトナー像を中間転写ベルト３に転
写しようとすると、中間転写ベルト３が感光体２１に接
触する前にいわゆる「前飛び」現象を起こし像が乱れた
り、また第１転写ローラ４と感光体２１との接触圧力を
均一に調整することが困難になる。しかし、本発明のよ
うに第１転写ローラ４を移動させ、２本のローラ間に架
張された中間転写ベルト３を感光体ドラム２１に接触さ
せると、これら問題は発生しない。

【００３０】アルミニウム製の第３転写ローラ３４は、
中間転写ベルト３を介して第２転写ローラ５と圧接され
ている。中間転写ベルト３上ににカラー像を形成途中で
は、ベルト上のトナー像を乱さないようにするために、
高圧電源３８ａにより−１ｋＶの電圧が印加される。ま
たカラートナー像を受像紙３９に転写する際には高圧電
源３８ｂにより＋３ｋＶの電圧が印加される。第３転写
ローラ３４の構成は、第２転写ローラ５のような導電性
の弾性ローラであっても良いが、表面が平滑な金属ロー
ラを用いた方が中間転写ベルト３上でカラー画像を合成
する際にトナー像表面を乱すことがないためより望まし
い。

【００３１】４０は紙３９が中間転写ベルト３から分離
するときにトナー像が乱れないようにするための除電針
である。この第３転写ローラ３４は、トナー像を転写す
る際の中抜け現象を防ぐために中間転写ベルト３より
１．５％遅く回転可能に構成している。

【００３２】クリーナローラ６は、中間転写ベルト３を
清掃する。このクリーナローラ６には中間転写ベルト３
上にカラー像を形成中は、中間転写ベルト３からトナー
が移らないようにするため、高圧電源４１ａよりトナー
と同極性の電圧、ここではマイナスの電圧が印加されて
いる。中間転写ベルト３に残留したトナーをクリーニン
グする際には、高圧電源４１ｂによりトナーを静電的に
吸い寄せるプラスの電圧が印加される。

【００３３】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１１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４２があり、位置検出器１１はその検出孔４２の
通過を光学的に検出することによってトナー像の先端位
置を決定し、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。

【００３４】再び図１に戻り説明する。４３はプリンタ
外装筐１内の上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４３ａ、ポリゴン
ミラー４３ｂ、レンズ系４３ｃ等から構成されている。
該スキャナ部４３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２０は図１の像形成ユニッ
ト１５Ｂｋと１５Ｃとの間に構成された光路窓口４４を
通って、軸１８の一部に開けられた窓４５を通して軸１
８内に固定されたミラー４６に入射し、反射されて像形
成位置１９にある像形成ユニット１５Ｂｋの露光窓２４
から像形成ユニット１５Ｂｋ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２５とクリーナ
３３との間の通路を通って感光体ドラム２１の左側面の
露光部に入射し母線方向に走査露光される。

【００３５】ここで光路窓口４４からミラー４６までの
光路は両隣の像形成ユニット１５Ｂｋと１５Ｃとのユニ
ット間の壁面の隙間を利用しているため、像形成ユニッ
ト群１６には無駄になる空間がほとんど無い。また、ミ
ラー４６は像形成ユニット群１６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。

【００３６】３４はプリンタ前面板１Ａの内側で給送ロ
ーラ４７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３４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４７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。

【００３７】４８ａ・４８ｂはプリンタの内側上部に設
けた定着ローラで、４８ａの内部にはハロゲンランプ４
９が設けられている。４８ａと４９ｂとの間にはポリイ
ミドフィルム５０が張架されている。このフィルム５０
はカラープリントの光沢を出す目的に用いられる。５１
は定着ローラ４８ａに対向し設けられたバックアップロ
ーラ、５２は紙出口側に配設した排紙ローラ対である。
以上が本発明の電子写真装置の主要構成の説明である。

【００３８】次に、像形成ユニット１５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
１の状態は像形成を行っている状態である。これは、感
光体２１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト３に
転写するために第１転写ローラ４が図３の４ａの位置に
移動した状態である。像形成ユニット群１６が回転移動
するとき、あるいはプリンタ装置の停止状態では第１転
写ローラ４は４ｂの位置に退避する。この状態では、感
光体２１は転写ベルト３と接触しない。この退避状態に
おいて、プリンタはプリント動作を停止し、プリンタ前
面板１Ａを開くことによって中間転写体ユニット２の交
換が取り出し可能となる。この状態で中間転写ベルトユ
ニット２の出し入れ動作を行っても、動作中に感光体２
１と中間転写ベルト３とが強く押し当たって双方に傷を
つけることはない。また同時に、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１５の交換が取り出
し可能となる。他の像形成ユニット１５を交換するとき
は、像形成ユニット群１６はこの状態から９０゜づつ回
転移動した状態で停止する。

【００３９】中間転写ベルト３は、長期の使用にともな
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３が
寿命になる前に廃トナー溜め８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。

【００４０】上記の構成によって、像形成ユニット群が
回転移動動作中には、像形成ユニットの感光体と中間転
写ベルトとは接触しないため感光体が傷つくことがな
い。また、中間転写体ユニットの交換時に中間転写体が
感光体と直接接触することがないのでメンテナンス時に
感光体を傷つけることもない。

【００４１】さらに、この方法は、中間転写ベルト３の
位置を固定して像形成時に像形成ユニット１５を転写位
置へと移動させ中間転写ベルトと接触させる構成に比べ
て、感光体上での露光位置が安定し、カラー画像合成時
の色位置合わせ精度もよくなるという効果がある。

【００４２】このような構成のカラー電子写真装置にお
いて従来技術で発生したクリーニング不良は、以下述べ
る原因によって発生する。

【００４３】まず、イエロの像形成ユニットの内部に他
の色のトナーが混入する現象から説明する。粉体トナー
を用いたカラー電子写真装置では、各々の単色カラー像
を受像紙上或いは中間転写体上で重ね合わせフルカラー
像を形成する。このとき、途中段階のカラー像は未定着
のままの粉体トナー像である。そのため、感光体から受
像紙上あるいは中間転写体上へトナー像を重ね転写する
際に、感光体側上に先に転写された他色のトナー像が一
部逆転写されてしまい、他のカラー像形成ユニットのク
リーナ部に紛れ込む。最後に用いるイエロの像形成ユニ
ットには前に用いた黒、シアン、マゼンタのトナーまで
もがクリーナに紛れ込む。

【００４４】各色のカラートナーは全て同一の極性、こ
こではマイナスに帯電するトナーを用いているが、それ
ぞれ異なる顔料を用いているためにその帯電のしやすさ
や電荷量が異なる。それらのトナーがクリーナ内部で相
互に混ざり合うと、摩擦帯電を引き起こし静電的に凝集
する。このような状態のトナーは非常に流動性が悪く、
装置内部で滞留し易い。

【００４５】この状態を図５を用いてさらに詳細に説明
する。図５（Ａ）の状態は像形成ユニット１５が像形成
ユニット群１６の軸芯１８の重力方向下側に位置する状
態である。この状態が、図６に示した従来例での像形成
位置である。図５（Ａ）の感光体２１の下側位置におい
て各色トナー像は中間転写体（図示せず）に転写され
る。この位置で、黒、シアン、マゼンタ、イエロの順番
で像形成ユニットを入れ換えフルカラー像形成を行う
と、最後のイエロの像形成ユニットが最初にクリーニン
グ不良を発生した。これは、クリーナ部３３にイエロの
トナーだけでなく、先に転写した中間転写体上の黒、シ
アン、マゼンタのトナーが貯まるからである。この４種
類のトナーが混ざった廃トナー５４は相互に摩擦帯電を
起こし凝集し、図に示すようにクリーナ部３３の下方に
滞留する。この廃トナー５４は次第にクリーニングブレ
ード５５を背後から圧迫する。このクリーニングブレー
ド５５はウレタンゴムなどの弾性体で構成されるため
に、余分な圧力が背後からかかると、感光体２１に均一
に当接しなくなり、クリーニング不良を引き起こす。

【００４６】このような、クリーナ３３内部での廃トナ
ー５４の圧迫によるクリーニング不良現象の発生は、像
形成ユニットをどのような像形成位置で用いるかによっ
て、その発生頻度が大きく異なることがわかった。

【００４７】次ぎに像形成ユニット群１６を９０゜回転
させ、図５（Ｂ）の位置での像形成ユニット１５の像形
成状態を想定する。この状態は感光体２１の上方にクリ
ーナ３３が位置し、下方に現像剤ホッパ２５が位置する
構成である。この状態で像形成すると、クリーナ３３内
部の廃トナー５４が直接クリーニングブレード５５を重
力方向に圧迫し、最もクリーニング不良が発生し易い、
悪い位置である。しかも現像剤ホッパ２５内部の現像剤
２８の現像部への供給も困難となり好ましくない。

【００４８】次ぎにさらに像形成ユニット群１６を９０
゜回転させた図５（Ｃ）の状態は、像形成ユニット１５
を像形成ユニット群１６の軸芯１８の重力方向上側に位
置させて像形成を行う構成である。この状態はクリーナ
部３３内部で廃トナー５４がクリーニングブレード５５
の先端に滞留せず、ほとんどクリーニング性能に影響を
与えないため、クリーニング不良の心配はほとんど無
い。この構成は、現像剤２８の現像部への供給がやや困
難であるが、この現像剤の供給を工夫すれば本願発明の
光かが得られる。

【００４９】最後の図５（Ｄ）の状態も、クリーナ部３
３内部で廃トナー５４が直接クリーニングブレード５５
を圧迫することがない構成である。しかも、現像剤ホッ
パ２５が重力方向上方にあるため現像剤２８の現像部へ
の供給が容易である。

【００５０】さらに本願発明の（Ｃ）及び（Ｄ）の像形
成位置は、感光体２１から中間転写体にトナーを転写す
る際に、たとえ像形成ユニットからトナーが重力方向下
方にこぼれても、直接画像上には落下しない。そのた
め、画像汚れの心配が少ないという利点もある。

【００５１】

【実施例】

（具体的実施例１）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、図面を参照しながら説明す
る。

【００５２】図１のプリンタは、像形成状態にある。像
形成ユニット１５Ｂｋの動作を図２を用いて説明する。
感光体２１を帯電ローラ２３で、−４５０Ｖに帯電させ
た。この感光体２１にレーザビーム走査光２０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−５
０Ｖであった。この感光体２１表面上に、２成分現像剤
２８Ｂｋを現像剤ホッパ２５内で磁力により付着させ
た。次に感光体２１表面を回収電極ローラ２９の前を通
過させた。感光体２１の未帯電域の通過時には、電極ロ
ーラ２９には交流高圧電源３２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２ｋＨｚの矩型波）を
印加した。その後、−４５０Ｖに帯電し静電潜像が書き
込まれた感光体２１表面の通過時には、電極ローラ２９
には交流高圧電源３２により、−２５０Ｖ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２ｋＨｚの矩型波）を印加し
た。すると、感光体２１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２９に回収され、感光体２１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２９に付着した現像剤と
トナーは、スクレーパ３１によってかきとり、再び現像
剤ホッパ２５内に戻し次の像形成に用いた。こうして感
光体２１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１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙについても同様の動
作を行う。

【００５３】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１６は図１に示
す位置にあり、黒の像形成ユニット１５Ｂｋが図示のよ
うに像形成位置１９にある。このとき感光体２１は中間
転写ベルト３に接触している。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４３により黒
の信号光が像形成ユニット１５Ｂｋに入力され、黒トナ
ーによる像形成が行われる。この時と中間転写ベルト３
の移動速度は、トナー像の中抜け転写を防ぐために感光
体２１の速度に比べ１．５％速く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とテンションロ
ーラ１２に印加された電圧の作用で、黒トナー像が中間
転写ベルト３上に転写される。このとき第１転写ローラ
４とテンションローラ１２には前述のように＋２．５ｋ
Ｖの直流電圧を印加した。

【００５４】黒のトナー像がすべて転写し終わった直後
に、第１転写ローラ４は図３に示す４ａの位置から４ｂ
の位置へと移動し、中間転写ベルト３は像形成ユニット
１５Ｂｋに接触しない位置に戻る。次に、像形成ユニッ
ト群１６として全体が移動モータ１７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゜回転して像
形成ユニット１５Ｃが像形成位置１９に達した位置で止
まる。像形成ユニットの感光体以外の現像剤ホッパ２５
やクリーナ３３の部分は、感光体２１先端の点線で示す
回転円弧より内側に位置している。また、第１転写ロー
ラ４の退避位置４ｂはこの点線円弧の外側に位置する。
そのため、像形成ユニット群の回転移動中に中間転写ベ
ルト３が像形成ユニットに接触することはない。

【００５５】像形成ユニット群１６の回転が終了し像形
成ユニット１５Ｃが像形成位置１９に到達すると、前と
同様に今度はシアンの信号でレーザ露光装置４３が像形
成ユニット１５Ｃ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１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１１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３４は中間転写ベルト３と接触しているが、前述の
ように第３転写ローラの表面は平滑であり、かつトナー
の付着を防止するような−１ｋＶの電圧が印加されてい
るため、転写ベルト上のトナー像を乱さない。また、ク
リーナローラ６も中間転写ベルト３と接触しているが、
クリーナローラ６の表面も平滑であり、かつトナーの付
着を防止するような−１ｋＶの電圧が印加されているた
め、転写ベルト上のトナー像を乱さない。

【００５６】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３４に＋３ｋＶの電圧
を印加して一括転写した。用紙に転写されたトナー像は
定着ローラ４８ａ・４８ｂにより定着され、その後排出
された。

【００５７】このようなカラー像形成を約４０００枚連
続して行ったが、イエロの像形成ユニット１５Ｙがクリ
ーニング不良を発生することはなく、クリーナ３３から
トナーが溢れ出ることもなかった。

【００５８】その後、第３転写ローラ３４に再び−１ｋ
Ｖの電圧を印加して第３転写ローラ表面に直接付着して
いたトナーを中間転写ベルト３に移した。このトナーと
中間転写ベルト３上に残った転写残りのトナーとを、ク
リーナローラ６に＋３ｋＶの電圧を印加することによっ
て清掃回収し、中間転写ベルトユニット２内の排トナー
溜め８内に蓄えた。

【００５９】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。

【００６０】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。像形成ユニット群１６は図１に示す状態にある
が、第１転写ローラ４は図３に示す４ｂの位置に退避し
ている。従って、像形成ユニット１５Ｂｋの感光体２１
は、中間転写ベルトユニット２の中間転写ベルト３と接
触しない退避位置に移動して装置は停止している。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１５Ｂｋの感光体
２１は、中間転写ベルト３や第１転写ローラ４と衝突し
て傷つくことはない。

【００６１】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。またこのような構成
は、直接トナー像を上に形成する中間転写ベルトを用い
た装置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こ
とはいうまでもない。

【００６２】

【発明の効果】本発明は、像形成ユニットが感光体の軸
芯よりを重力方向上側に現像手段を配置し重力方向下側
にクリーナ手段を配置した状態で像形成動作を行う構成
のために、クリーナ部に貯まった廃トナーがクリーニン
グブレードを背後から圧迫してクリーニング不良を引き
起こすことがない。

【００６３】さらにまた、像形成ユニットからトナーが
こぼれても、中間転写体上に落下することがないため、
常に画像の美しい良いカラー電子写真装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の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】本発明の像形成ユニットの各々の回転位置での
クリーナと現像剤ホッパの状態を説明する説明図

【図６】従来のカラー電子写真装置の構成図

【図７】従来のカラー電子写真装置の問題点を説明する
説明図

【符号の説明】

２中間転写体ユニット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クリーニングローラ１０バックアップローラ１２テンションローラ１５像形成ユニット１６像形成ユニット群１９像形成位置２０レーザ信号光２１感光体２５現像剤ホッパ３３クリーナ３４第３転写ローラ４３レーザ露光装置５５クリーニングブレード

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 21/10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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クリーナ手段と
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円環状に並べ配置し回転移
動可能な像形成ユニット群と、前記感光体上に形成したトナー像を受容する中間転写体
と、単一露光位置と単一転写位置より構成され前記像形成ユ
ニットと前記中間転写体とが接触して像形成を行う構成
のカラー電子写真装置であって、前記像形成ユニットが前記感光体の軸芯よりを重力方向
上側に前記現像手段を配置し重力方向下側にクリーナ手
段を配置した状態で像形成動作を行う構成であるカラー
電子写真装置。
【請求項２】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クリーナ手段と
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円環状に並べ配置し回転移
動可能な像形成ユニット群と、前記感光体上に形成したトナー像を受容する中間転写体
と、単一露光位置と単一転写位置より構成され前記像形成ユ
ニットと前記中間転写体とが接触して像形成を行う構成
のカラー電子写真装置であって、前記像形成ユニットが前記像形成ユニット群の軸芯より
重力方向上側に配置された状態で像形成動作を行う構成
であるカラー電子写真装置。