JPH11174863A

JPH11174863A - カラー画像形成装置

Info

Publication number: JPH11174863A
Application number: JP9340360A
Authority: JP
Inventors: Kenji Asakura; 建治朝倉; Masanori Yoshikawa; 正紀吉川; Noboru Katakabe; 昇片伯部; Yasutaka Tamai; 靖高玉井; Hiromichi Miyoshi; 博導三好
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-12-10
Filing date: 1997-12-10
Publication date: 1999-07-02
Anticipated expiration: 2017-12-10
Also published as: JP3398317B2

Abstract

(57)【要約】【課題】中間転写ベルト上の位置合わせ精度の向上、
装置の小型化、高品位な画像の形成、スループットの向
上、メンテナンスの容易さの全てを同時に実現すること
を目的とする。【解決手段】駆動ローラ３とテンションローラ４に懸
架された部分で一次転写される中間転写ベルト２と、対
向ローラ５とその下流側の駆動ローラ３に懸架された部
分で中間転写ベルト２に離接するクリーナローラ２１と
が、ベルトユニット１として、対向ローラ５を手前に向
けて本体に着脱可能になされている。２次転写位置での
対向ローラ５の接線がほぼ鉛直方向であり、クリーナロ
ーラ２１は、テンションローラ４と対向ローラ５の外周
の共通接線に平行な駆動ローラ３の接線と、対向ローラ
５の２次転写側の鉛直接線と、中間転写ベルト２に囲ま
れた範囲に設けられている。

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適用できるカラ
ー画像形成装置、特に複数の色のトナー像を重ね合わせ
る中間転写ベルトを備えたカラー画像形成装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のカラー画像形成装置としては特開
平８−２８６４５５号公報に記載されたものが知られて
いる。図７は前記従来例のカラー電子写真装置のプリン
タの側断面図である。

【０００３】図において、このプリンタに着脱可能に構
成されているベルトユニット２０１は、転写ベルト２０
２、第一転写ローラ２０３、第２転写ローラ２０４、バ
ックアップローラ２０５、ガイドローラ２０６などを有
し、ベルト２０２上に各色のトナー像を重ね合わせる。
プリンタの左側には、黒、シアン、マゼンタ、イエロー
の４個のそれぞれ扇型をした像形成ユニット２０７Ｂ
ｋ、２０７Ｃ、２０７Ｍ、２０７Ｙが円環状に配置され
ている。レーザ露光装置２１２がプリンタの右上部に設
けられている。

【０００４】像形成ユニット２０７Ｂｋ〜２０７Ｙはプ
リンタに着脱可能であり、プリンタ内に装着されたと
き、プリンタ側の機械的駆動系統及び電気回路系統に相
互カップリング部材（図示省略）を介して結合し、プリ
ンタと機械的・電気的に一体化する。円環状に配置され
ている像形成ユニット２０７Ｂｋ、２０７Ｃ、２０７
Ｍ、２０７Ｙは、全体が移動モータにより駆動され、回
転しないミラー２１３の周りを回転する。像形成時に
は、各像形成ユニット２０７Ｂｋ〜２０７Ｙは回転移動
によって順次前記の中間転写ベルト２０２を支持する第
１転写ローラ２０３に対向する像形成位置２１０（１次
転写部）に位置する。像形成位置２１０はレーザ光２１
１による露光位置でもある。

【０００５】レーザ光２１１は像形成ユニット２０７Ｂ
ｋと２０７Ｃとの間をから入射し、ミラー２１３で反射
されて像形成位置２１０にある像形成ユニット２０７Ｂ
ｋの感光体ドラム２１８の左側面の露光部に入射する。
レーザ光２１１は図７の紙面に垂直な方向である母線方
向に走査され感光体ドラム２１８に潜像を形成する。潜
像は現像器２１８Ａにより現像される。現像器２１８Ａ
により顕像化して形成されたトナー像は転写ベルト２０
２に１次転写される。次に、像形成ユニット２０７Ｂｋ
〜２０７Ｙは矢印方向に９０゜回転移動し、イエローの
像形成ユニット２０７Ｙが像形成位置２１０に来る。そ
して、先の黒色の工程と同じ動作を行い、中間転写ベル
ト２０２上のすでに形成された黒トナー像の上にイエロ
ートナー像を重ね合わせる。同様の動作をさらにマゼン
タ、シアンについてもそれぞれの像形成ユニット２０７
Ｍ、２０７Ｃを用いて行うことにより、中間転写ベルト
２０２上にフルカラーのトナー像が完成する。次に、給
紙部（図示省略）から一枚の記録用紙を取り出し、レジ
ストローラ２１４でタイミングを合わせて２次転写ロー
ラ２１５と中間転写ベルト２０２との接触部であるニッ
プ（２次転写部）に搬送して、トナー像を記録用紙上に
２次転写する。記録紙上のトナー像は定着器２１６で定
着される。定着後の記録紙は装置の前方（図の右側面）
に排出される。中間転写ベルト２０２上に残留したトナ
ーは、トナーの帯電の極性とは逆のプラス電圧を印加し
たクリーナローラ２１７により除去される。トナー像の
記録中はクリーナローラ２１７を常時中間転写ベルト２
０２に圧接し、トナーの帯電極性と同じマイナス電圧を
印加してトナーが除去されないようにしている。

【０００６】その他の従来例では、中間転写ベルトのク
リーニング方式として、ウレタン等のゴムブレードを中
間転写ベルトに圧接するクリーニングブレード方式も実
用化されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来例では、ベ
ルトユニット２０１が扁平な図の左右方向に長い構成を
有しているために、１次転写部と２次転写部の間の直線
距離が長く、装置本体の左右方向の長さが長くなってい
る。また、中間転写ベルト２０２の外部に設けたクリー
ナローラ２１７の部分が図の右方向に突出する。さら
に、中間転写ベルト２０１を右斜め上方からプリンタに
着脱するために、着脱時に中間転写ベルト２０１が通過
する開口を大きく確保する必要がある。このため、開口
部を開閉する前扉２２７が定着器２１６をも含む構成と
なってそのサイズが大きく、かつ重くなる。

【０００８】また、レジストローラ２１４などの給紙機
構の左方に隣接するベルトユニット２０１の下部に空間
があるなど、装置内部の空間が有効利用されていないた
めに、装置が大型化している。さらに、定着後の記録紙
が図の右方（装置の前方）に排出されるので、右方に排
紙トレー（図示省略）が突出し、専有床面積が大きくな
る。

【０００９】ベルトユニットの駆動方法の従来の構成で
は、中間転写ベルトを回転させる駆動ローラと本体側の
駆動系が駆動ローラの軸方向に噛み合う。この場合に
は、ベルトユニットを装着した後、例えば駆動カップリ
ング装置を抜き差しする必要があり、そのための機構が
必要となる。また、駆動ローラに駆動ギアを固定して、
ベルトユニットの後方に設置する構成では、装着時に本
体のギアとの干渉を避けるための逃げをベルトユニット
に設ける必要がある。このためベルトユニットの占有体
積を有効利用できずベルトユニットが大型化すると同時
に装置本体も大きくなる。

【００１０】さらに、ベルトユニットの位置決め手段の
従来の構成では、ベルトユニットの後ろ側に位置決め手
段を設ける。その場合装着方向の前側のベルトユニット
の姿勢が不安定になり、装着時に正規の位置へ挿入しに
くい。また、位置決め手段と駆動ギアが離れている場合
には本体側のギアとベルトユニットの駆動ギアの位置精
度が確保しにくい。

【００１１】また、２次転写部のニップでの圧力が高す
ぎる場合には、画像のエッジ部の内側のトナーが記録紙
に転写されない、いわゆる中抜けが生じる。これを防止
するために２次転写ローラを一定の押圧力で中間転写ベ
ルトに押圧する構成が一般に用いられている。

【００１２】上記の従来例の構成では、２次転写位置で
記録紙の走行経路が曲がり、２次転写ローラ２１５側に
おける記録紙の角度は１８０度よりも小さくなる。この
ため、一定の押圧力で２次転写ローラ２１５を中間転写
ベルト２０２に押圧すると、記録紙の張力変化により２
次転写部のニップの圧力が変化して転写ムラが生じる。

【００１３】さらに、２次転写位置で記録紙の走行方向
が鉛直方向でない場合には、紙の走行経路が複雑となり
紙ガイドなどの構成部材が多くなる。このため、つまっ
た紙の除去など紙処理時に開放する前扉２２７が重くな
り、装置が大型化してしまう。

【００１４】また、上記の従来例では、クリーナローラ
２１７は常に中間転写ベルトに圧接され、電位の切り替
えによってトナーの除去／不除去を切り替えている。し
かしながら、トナーの帯電極性と同極性の電圧を印加し
て中間転写ベルト２０２上のトナーが除去されないよう
しても、摩擦力など非電気的な力でトナーが除去されて
しまうことがあり、摺動や摩擦によりトナー像の乱れを
もたらす。

【００１５】この問題に対処するため、クリーナローラ
を中間転写ベルトに対して離接する構成が実用化されて
いる。中間転写ベルト上に４色のトナー像を重ね合わせ
て、カラー画像の形成を完了した後にクリーナローラを
離接する場合には、１次転写部からクリーナローラまで
のベルト長を画像範囲長さよりも長く設定しなければな
らない。このため、ベルト周長が長くなり、ベルトユニ
ット及び装置本体が大型になると同時に、ベルトの１回
転に要する時間が長くなるのでスループットが低下す
る。

【００１６】カラー画像形成装置においては、中間転写
ベルト上で各色の画像の位置を合わせて重ね合わせるの
で高い位置合わせ精度が要求されている。各色の画像間
の位置のずれを以下「位置ズレ」と称する。

【００１７】中間転写ベルト２０２を懸架する各ローラ
の精度は、この位置合わせ精度に大きな影響を及ぼす。
上記の従来例では中間転写ベルト２０２を懸架するバッ
クプローラ２０５にもかなりの剛性が要求される。この
バックアップローラ２０５にクリーナローラ２１７を離
接すると大きな負荷変動が生じる。クリーナローラ２１
７の離接により中間転写ベルト２０２にかかる負荷が変
動するので、クリーナローラ２１７の離間時と圧接時で
僅かながら中間転写ベルト２０２の走行速度が変化し、
位置ズレを生じる。負荷変動による中間転写ベルト２０
２の走行速度の変化量は、負荷の変動量とともに駆動ロ
ーラと中間転写ベルトの摩擦力にも影響を受ける。この
ため、駆動ローラへの中間転写ベルトの巻き付け角が小
さいほど前記の摩擦力が小さく、クリーナローラ２７の
離接による速度差が大きくなって位置ズレが顕著にな
る。

【００１８】また、クリーナローラ２１７の離接による
負荷変動は中間転写ベルト２０２の駆動ローラの変形を
引き起こし、クリーナローラ２１７の離間時に形成した
画像と圧接時に形成した画像との間で位置ズレを生じさ
せる。

【００１９】また、テンションローラを用いるもので
は、テンションローラへの巻き付け角が大きいほど、テ
ンションローラに付与する付勢力が大きくなる。この押
圧力が大きいとテンションローラの移動部の摩擦力が大
きくなり、スムーズな移動を妨げて中間転写ベルトの安
定した走行を阻害することとなる。

【００２０】また、感光体ドラム２１８や中間転写ベル
ト２０２の周速度の変動による位置ズレを防止するため
には、感光体ドラム２１８と中間転写ベルト２０２の回
転を同期させる必要がある。このためには、中間転写ベ
ルト２０２と駆動ローラの回転比を整数にして同期さ
せ、感光体ドラムとベルト駆動軸を一連の駆動系で回転
させる構成が用いられる。上記の従来例では駆動ローラ
は特定されていないが、駆動ローラが１次転写する感光
体から離れて位置する場合には、感光体ドラムとベルト
駆動軸の駆動を一連の駆動系として構成しにくい。

【００２１】クリーニング手段としてクリーニングブレ
ードを用いる他の従来例の構成では、中間転写ベルト２
のクリーニング面が垂直よりも僅かでも上向きである
と、クリーニングブレードの離間時に、ブレードの先端
に堆積したトナーが中間転写ベルト２の上に落下し中間
転写ベルト２および装置内部を汚染すると言う問題が生
じる。このため、クリーニングブレードを用いると、ク
リーニングする面を上向き面に設置することができな
い。

【００２２】本発明は、中間転写ベルト上の位置合わせ
精度の向上、装置の小型化、画像の質の向上、スループ
ットの向上及びメンテナンスを容易にすることの全てを
同時に実現することを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる第１の構
成のカラー画像形成装置は、中間転写ベルトと、中間転
写ベルトを懸架する第１支持軸、第２支持軸及び第３支
持軸と、第１支持軸と第３支持軸に懸架された部分で中
間転写ベルトに離接し、圧接時にトナーを除去するクリ
ーナローラとを備えている。第１支持軸と第２支持軸に
懸架された中間転写ベルトの部分が１次転写位置であ
り、１次転写が行われる。中間転写ベルトと第１ないし
第３の支持軸とクリーナローラとが一体のベルトユニッ
トとしてカラー画像形成装置内に着脱可能になされてい
る。クリーナローラはその中心位置が、第２支持軸と第
３支持軸の外周の共通接線に平行な第１支持軸の接線
と、第１支持軸と第２支持軸の外周の共通接線に平行な
第３支持軸の接線と、中間転写ベルトで囲まれた範囲に
入るように設けられている。

【００２４】このカラー画像形成装置の第１の構成によ
れば、ベルトユニットは略平行四辺形となり極端な凹凸
が無くなるので、装置内部での占有容積が小さくなる。
従って、ベルトユニットの着脱に必要な開口部を最小限
の大きさに設定できて装置本体を小型化できる。

【００２５】また、本発明にかかる第２の構成のカラー
画像形成装置は、中間転写ベルトと、中間転写ベルトを
懸架する３本のベルト支持軸と、中間転写ベルトに離接
し、圧接時にトナーを除去するクリーナローラとを備え
ている。３本のベルト支持軸とは、中間転写ベルトの張
力を一定に保持するテンションローラと、２次転写のた
めの対向ローラと、中間転写ベルトを回転駆動する駆動
ローラである。駆動ローラとテンションローラに懸架さ
れた部分で１次転写が行われ、対向ローラとその下流側
に隣接する支持軸に懸架された部分でクリーニングされ
る。中間転写ベルトとベルト支持軸とクリーナローラと
が一体のベルトユニットとして、対向ローラを手前に向
けた状態で本体に着脱可能になされている。２次転写が
行われる位置での対向ローラの接線がほぼ鉛直方向であ
り、クリーナローラは、テンションローラと対向ローラ
の外側の共通接線に平行な駆動ローラの接線と、対向ロ
ーラの２次転写位置での接線と、中間転写ベルトに囲ま
れた範囲に設けられるという構成を備えたものである。

【００２６】このカラー画像形成装置の第２の構成によ
れば、ベルトユニットは台形の形状となって極端な凹凸
が無くなるので、装置内部での占有容積が小さくなる。
同時に着脱に必要な開口部を最小限の大きさに設定でき
て装置本体を小型化できる。また、２次転写位置では記
録紙の経路が鉛直方向となるので構成が簡単になり、装
置内の記録紙の経路より手前の構成部材が少なくなる。
この結果、装置本体および紙ジャム処理の時に開放する
部分を軽量かつ小型に構成できる。さらに、装置本体の
駆動軸と感光体が近接するので、駆動系の構成が簡単に
なる。

【００２７】また、本発明の第１および第２の構成にお
いては、クリーナローラが圧接する中間転写ベルトの転
写面が上向きであることが好ましい。この好ましい例に
よれば、２次転写位置で記録紙が上方へ走行し、装置下
部から上部への最短距離の記録紙の経路が構成できるの
で、紙ジャムの確率も低減できる。同時にクリーニング
位置を、２次転写位置の下流側、かつ１次転写位置の上
流側にできるので、中間転写ベルトの回転方向とプロセ
スの各工程の配置順序が一致して、スループットの低下
を防止することができる。さらに、給紙部を装置の底部
に収納でき、画像を記録した記録紙は装置の上面に裏向
きにストックできる。この結果、装置本体を小型化でき
る。

【００２８】また、本発明にかかる第３の構成のカラー
画像形成装置は、中間転写ベルトと、中間転写ベルト上
の残留トナーを除去するクリーニング手段と、中間転写
ベルトを懸架する３本のベルト支持軸を備えている。３
本のベルト支持軸とは、中間転写ベルトの張力を一定に
保持するテンションローラと、２次転写のための対向ロ
ーラと、中間転写ベルトを回転駆動する駆動ローラであ
る。中間転写ベルトとベルト支持軸とクリーニング手段
とが一体のベルトユニットとして対向ローラを手前に向
けた状態で着脱可能になされている。駆動ローラとテン
ションローラに懸架された部分で１次転写され、対向ロ
ーラとその下流側に隣接する支持軸に懸架された部分で
クリーニングされる。クリーニング位置での中間転写ベ
ルトの面が垂直よりも上向きであり、クリーニング手段
が中間転写ベルトに離接し、圧接時にトナーを除去する
クリーナローラであるという構成を備えたものである。

【００２９】また、本発明の第１から第３の構成におい
ては、クリーニング手段によりクリーニングされたトナ
ーを、懸架された中間転写ベルトの内側に搬送する搬送
手段と、中間転写ベルトの内側に、クリーニングにより
トナーを貯蔵する廃トナー溜を備えることが好ましい。
この好ましい例によれば、ベルトユニットに極端な凹凸
が無くなるので、着脱に必要な開口部の大きさを最小限
に設定できて装置本体を小型化できる。また、中間転写
ベルトの内側に廃トナーケースを設けると、比較的小型
のベルトユニット内に大量の廃トナーを貯蔵可能にな
る。さらに、ベルト交換時に廃トナーも装置外部に取り
出すことができるので、廃トナーで装置の内部を汚染す
ることが無く簡単にメンテナンスを行うことができる。

【００３０】さらに、ベルトユニットの着脱方向が対向
ローラとその上流側に隣接する支持軸の共通接線に平行
であることが好ましい。この好ましい構成によれば、ベ
ルトユニットの平行な２面に沿った方向に着脱すること
になるので、着脱に必要な開口部の大きさを最小限に設
定できて装置本体を小型化できる。

【００３１】さらに、対向ローラとその上流側に隣接す
る支持軸の外周の共通接線が略水平であることが好まし
い。この好ましい例によれば、ベルトユニットを装置の
前面から水平に着脱することができる。このため、ベル
トユニットの上方に位置する定着器の位置を低くするこ
とができるとともに、定着器を移動させることなくベル
トユニットを着脱できる。その結果、装置の高さを低く
できるとともに、着脱時には、重い定着器は固定した状
態のまま、軽量な開閉部を開閉するだけでよい。また、
定着器が装置の前方に配置できるので、記録紙の長さと
同じ寸法が必要な排紙トレー５２の前方の長さが短くで
き、装置本体を前後方向に小型化できる。

【００３２】さらに、中間転写ベルトの駆動ローラへの
巻き付け角がテンションローラへの巻き付け角よりも大
きいことが好ましい。この好ましい例によれば、中間転
写ベルトへ駆動力を与えるための摩擦力が大きくなるの
で、クリーニング手段の離接による負荷変動がもたらす
速度変動が小さくなり画像の位置ズレを抑制できる。ま
た、中間転写ベルトのテンションローラへの巻き付き角
を小さくすることにより、テンションローラが中間転写
ベルトに与える付勢力を小さくできる。そのためテンシ
ョンローラの移動を円滑に行うことができる。

【００３３】さらに、駆動ローラは、装置本体の駆動部
と噛み合って駆動ローラの円周方向に回転駆動力を受け
る駆動部材を備えている。ベルトユニットの装着時に駆
動ローラが装置内でクリーナローラよりも前方に位置す
ることが好ましい。この好ましい例によれば、ベルトユ
ニット装着のための移動時に本体側駆動部材との干渉を
避けるための逃げをベルトユニットに設ける必要が無
い。このため、ベルトユニットに凹凸がなくなり、ベル
トユニットの占有容積を小さくできる。さらに、ベルト
ユニットの装置本体に対する位置決めのために駆動ロー
ラと同軸の位置決め部材を設けることが好ましい。この
好ましい例によれば、駆動ローラが位置決め部材を備え
ているので、着脱時に本体ガイド部材へ挿入しやすいと
同時に、本体側とベルトユニットの駆動部材との取付の
位置精度を確保しやすい。

【００３４】本発明にかかる第４の構成のカラー画像形
成装置は、装置の下方に位置する給紙手段と、それぞれ
異なる色のトナーを内蔵する現像器と感光体を有する複
数のプロセスユニットと、感光体を露光走査する露光手
段と、記録紙上のトナー像を定着する定着手段を備えて
いる。プロセスユニットは装置の上面から着脱可能であ
る。露光手段はベルトユニットの下方に位置し、定着手
段がベルトユニットの上方に位置し、１次転写位置に対
して２次転写位置が装置本体の前方に位置し、記録紙の
走行経路より前方の２次転写位置に設けた構成部材を含
む前扉部を開閉することにより、ベルトユニットが着脱
可能となることが好ましい。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図１ないし図６を用いて説明する。

【００３６】《実施例１》図１の（ａ）は実施例１のカ
ラー画像形成装置を示す側断面図である。図１の（ａ）
及び（ｂ）において、ベルトユニット１は、中間転写ベ
ルト２と、これを懸架する駆動ローラ３、テンションロ
ーラ４及び２次転写のための対向ローラ５の合計３本の
支持ローラと、クリーナ６と、廃トナーを収容する廃ト
ナーケース７と、を一体に構成したものである。

【００３７】前記中間転写ベルト２はエンドレスベルト
状に構成され、厚さ約１５０μｍの半導電性のポリカー
ボネートのフィルムよりなる。中間転写ベルト２には、
画像の始点位置を合わせるための位置検知マークが複数
個設けられている。中間転写ベルト２の周長はＡ４版の
記録紙の長手方向の長さ（２９７ｍｍ）に、露光位置か
ら１次転写位置までの周長より若干長い長さを加えた値
の３７７ｍｍに設定している。中間転写ベルト２の幅は
約２５０ｍｍである。

【００３８】図２に、中間転写ベルト２を懸架する支持
ローラのうち、中間転写ベルト２を駆動する駆動ローラ
３の本体に装着した状態での端部の断面を示す。駆動ロ
ーラ３の端部のフランジ８に駆動ローラの回転軸９が設
けられ、回転軸９の端部に駆動ギア１０が取付られてい
る。駆動ギア１０は本体側のギア１１と噛み合って駆動
ローラに駆動力を伝達する。回転軸９の先端に設けられ
た位置決め部材１２は本体側のガイド部材１３に係合し
てベルトユニット１の姿勢と位置を決める。図１に示す
クリーナローラ２１に駆動力を伝達するための駆動プー
リ１４は駆動ローラ３と同軸に設けられ、図示を省略し
たベルトでクリーナローラ２１に連結されている。ベル
トユニット側板１５は支持軸を保持するためのものであ
り、ユニットケース１６はベルトユニット１の外装をな
す。

【００３９】図１の（ａ）において、対向ローラ５は、
中間転写ベルト２上のトナー像を記録用紙に転写するた
めの２次転写ローラ２０に対向し、その軸と同軸に設け
られた、駆動ローラ３と同様な位置決め部材を備えてい
る。テンションローラ４は中間転写ベルト２にテンショ
ンを与える。。このテンションローラ４により中間転写
ベルト２には２〜３ｋｇｆの張力が付与されている。中
間転写ベルト２は駆動ローラ３の回転によって矢印の方
向に回転駆動されるよう構成されている。中間転写ベル
ト２の駆動ローラ３に対する巻き付け角はテンションロ
ーラ４に対する巻き付け角よりも大きく設定している。
これらの支持ローラはアルミパイプで構成されている。
３本の支持ローラは全て直径３０ｍｍとし、中間転写ベ
ルト２の１回転でそれぞれ４回転する様に構成してい
る。中間転写ベルト２の両端には図２に示すように蛇行
防止リブ１７を設け、３本の支持ローラの端部には蛇行
防止リブ１７が係合する蛇行防止溝１８が形成されてい
る。

【００４０】クリーナローラ２１は、中間転写ベルト２
に残留したトナーを清掃除去するためのもので、金属製
の芯金に半導電性のレーヨン製のブラシ繊維を巻き付け
てファーブラシを構成している。クリーナローラ２１は
対向ローラ５と、対向ローラ５の下流側で隣接する駆動
ローラ３との間で中間転写ベルト２に離接するように配
置されている。クリーナーローラ２１に接して回転する
金属製の回収ローラ２２はクリーナローラ２１で除去し
たトナーを回収する。またスクレーパ２３は回収ローラ
２２によって回収されたトナーを掻き取るためのもので
厚さ３０μｍのステンレス板で形成したものを回収ロー
ラ２２に圧接している。トナー受け２４は掻き取ったト
ナーを受ける。スクリュー２５はトナー受２４けに堆積
したトナーを中間転写ベルト２の内側に設けた廃トナー
ケース７に搬送する。クリーナローラ２１、回収ローラ
２２、スクレーパ２３、トナー受２４、スクリュー２５
を含むクリーナ６はスクリュー２５の軸を中心に矢印６
Ａに示す方向に回動して、中間転写ベルト２にクリーナ
ローラ２１を離接する。クリーナ６は、テンションロー
ラ４と対向ローラ５の外周の共通接線に平行な駆動ロー
ラ３の接線３Ａと、駆動ローラ３とテンションローラ４
の外周の共通接線に平行な対向ローラ５の接線５Ａと、
中間転写ベルト２とで囲まれた範囲に設けている。

【００４１】スクリュー２５は同軸に固定したスクリュ
ープーリ（図示せず）を有し、スクリュープーリと駆動
ローラ３に設けた駆動プーリ１４との間に懸架したタイ
ミングベルト（図示せず）により駆動される。さらに、
スクリュー２５の軸に設けたギア（図示せず）を介し
て、クリーナローラ２１と回収ローラ２２はそれぞれの
矢印で示す方向に駆動される。

【００４２】図１の（ａ）において、像形成ユニット２
９はイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色毎に設けら
れた感光体３０の周りに他のプロセス要素を配設して一
体化したものであり、それぞれ以下の機能を有する部品
で構成される。像形成ユニット２９は、図７に示す従来
例のカラー画像形成装置に含まれるものと実質的に同じ
構成と機能を有する。

【００４３】コロナ帯電器３１はそれぞれの感光体３０
Ｙ、３０Ｂｋ、３０Ｃ、３０Ｍをマイナスに一様に帯電
する。現像ローラ３３を含む現像器３４内には、ポリエ
ステル樹脂に顔料を分散したマイナス帯電性のトナーが
入っている。このトナーは現像ローラ３３の表面に担持
され感光体３０上の潜像を現像する。クリーナ３５は転
写後の感光体３０表面に残ったトナーを清掃するもの
で、ゴム製のクリーニングブレード３６を備える。感光
体３０の直径は３０ｍｍ、現像ローラ３３は直径約１８
ｍｍで、それぞれ像形成ユニット３の側壁に回転可能に
支持されている。

【００４４】図１の（ａ）において右側端面が装置の前
面であり、前面に前扉４２及び上面に上面扉４３が設け
られている。図の左側の装置本体４０の後部に像形成ユ
ニット２９を組み込んだキャッリッジ４１が設けられて
いる。

【００４５】キャリッジ４１には４色の像形成ユニット
２９Ｙ，２９Ｂｋ，２９Ｃ，２９Ｍが収容され、キャリ
ッジ４１の回転により、各色の像形成ユニット２９Ｙ、
２９Ｂｋ、２９Ｃ、２９Ｍを像形成位置４４とその他の
待避位置との間を移動させる。

【００４６】上面扉４３を開くことにより、像形成ユニ
ット２９Ｙ〜２９Ｍを装置本体４０内のキャリッジ４１
に着脱することができる。像形成ユニット２９Ｙ〜２９
Ｍの交換が必要な場合には、キャリッジ４１を回転させ
て交換したい色の像形成ユニット２９Ｙ〜２０Ｍを上面
扉１７に近い上方に位置させ、上面扉４３を開いて交換
する。

【００４７】各像形成ユニット２９Ｙ〜２９Ｍのキャリ
ッジ４１内での動作位置は、それぞれの感光体３０にレ
ーザー光８が照射されベルトユニット１に接触する像形
成位置４４である。この位置で像形成ユニット２９Ｙ〜
２９Ｍのいずれか１つが装置本体４０の駆動源や電源と
結合され像形成動作を実行する。その他の位置は待避位
置であり動作はしない。

【００４８】除電針４５は、記録用紙が中間転写ベルト
２から分離する時にトナー像が乱れないようにするため
のものである。給紙ユニット４６を装置本体４０の前方
へ引き出して記録紙を補給できる。ピックアップローラ
４７、レジストローラ４８、排紙ローラ４９、紙ガイド
５０ａ、５０ｂにより記録紙が送られる。定着器５１
で、画像が定着された記録紙は排紙トレー５２に排出さ
れる。

【００４９】前扉４２は装置本体４０にヒンジ５３で取
り付けられており、前方へ倒して開くことが可能であ
る。前扉４２には２次転写ローラ２０、除電針４５、紙
ガイド５０ａ、ｂ、ｃが取り付けており、前扉４２を前
方に倒すとこれらの構成物も同時に倒れてくる。その結
果、装置本体４０の前面が解放され、この部分から対向
ローラ５を手前にした姿勢でベルトユニット１の着脱が
できる。着脱方向は対向ローラ５とテンションローラ４
の外周の共通接線に平行な方向としている。また、紙詰
まり時には前扉４２の開放により用紙の除去が容易にで
きる。

【００５０】ベルトユニット１を装置本体４０に装着す
る時には、図３に示すように駆動ローラ３と対向ローラ
５のぞれぞれの軸端に設けた位置決め部材１２が装置本
体４０に設けたガイド部材１３に係合して所定の位置に
確実に位置決めされる。中間転写ベルト２の駆動ローラ
３とテンションローラ４に懸架された部分が感光体３０
に接触する。ベルトユニット１は図示を省略した結合手
段により装置本体４０と電気的に結合されるとともに、
駆動ローラ３の駆動ギア１０が装置本体４０のギア１１
と係合し中間転写ベルト２は回転可能となる。

【００５１】図４にベルトユニット１の詳細な構成を示
す。ベルトユニット１の駆動ギア１０と感光体３０Ｙ〜
３０Ｍを駆動する感光体ギア６０とは、モータギア６１
を有する１個のモータ（図示省略）と複数のギアを介し
て駆動される一体の駆動系を構成している。このとき、
モータギア６１から感光体駆動ギア６０とベルトギア１
０までのギア６１、６２、６３は中間転写ベルト２の１
回転でそれぞれ整数回回転する構成としている。

【００５２】図１の（ａ）において、ベルトユニット１
は、装着時に感光体３０Ｙに接する１次転写位置からク
リーニング位置までの周長が画像記録長さよりも短く設
定されている。また、対向ローラ５に巻き付く中間転写
ベルト２と、ほぼ鉛直方向の接線との接点部分に２次転
写位置を設定して、記録紙の通過経路である紙パス５４
の方向を鉛直方向としている。また、クリーナローラ２
１を含むクリーナ６は対向ローラ５の鉛直接線より内側
に設けているので、記録紙の走行を妨げない。２次転写
位置での紙パス５４は、対向ローラ５側に１８０度より
も僅かに小さい角度で曲がるように設定している。ま
た、クリーナ６が離接する中間転写ベルト２の転写面は
上向きであり、トナー受け２４から廃トナーケース７へ
の搬送路２６はほぼ水平となるよう構成している。

【００５３】露光装置６５はベルトユニット１の下方に
配設されている。露光装置６５からのレーザ光６６は像
形成ユニット２９Ｙとマゼンタの像形成ユニット２９Ｍ
との間を通って、装置本体４０に固定されたミラー６７
に入射する。ミラー６７で反射されたレーザ光は像形成
位置４４にある像形成ユニット２９Ｙの感光体３０Ｙの
左側面の露光部に入射し、図の紙面に垂直な方向である
母線方向に走査し露光する。レーザ光６６の露光装置６
５からの出射角度は水平に対して上向きに約２０度であ
り、感光体３０Ｙへの入射角度は上向きに約１０度であ
る。

【００５４】次にカラー画像形成時の動作を説明する。
図１の（ａ）において、まず、イエローの感光体３０Ｙ
を像形成位置４４に位置決めする。次に、図示を省略し
た感光体３０Ｙのベルト駆動用のモータが回転を開始
し、感光体３０Ｙと中間転写ベルト２を回転させる駆動
ローラ３が駆動されて摩擦力で中間転写ベルト２を矢印
方向に回動させる。このとき感光体３０Ｙの周速度と中
間転写ベルト２の走行速度はほぼ等しくなるように設定
してある。また２次転写ローラ２０とクリーナローラ２
１は中間転写ベルト２から離間している。前記のモータ
の起動と同時に図示を省略した他のモータが起動し像形
成位置４４の現像ローラ３３等を駆動する。

【００５５】これらのモータの回転開始後、中間転写ベ
ルト２の位置検知マークが検出されると、露光装置６５
から画像信号に合わせたレーザー光６６が感光体３０Ｙ
に照射される。一様に帯電された感光体３０Ｙ上にレー
ザ光６６が照射されると画像信号に応じた静電潜像が形
成される。この静電潜像は現像器３４で順次顕像化され
てトナー像が形成される。感光体３０Ｙ上に形成された
トナー像は中間転写ベルト２に接触する１次転写部であ
る像形成位置４４に移動し、ここで中間転写ベルト２に
順次写し取られ１次転写が行われる。

【００５６】像形成時には、帯電器３１が感光体３０Ｙ
を−４５０Ｖに帯電する。感光体３０Ｙの露光後の電位
は−５０Ｖである。また感光体３０Ｙの未帯電域が現像
ローラ３３の表面を通過する時には、現像ローラ３３に
は＋１００Ｖの直流電圧を印加し、静電潜像が書き込ま
れた領域が現像ローラ３３の表面を通過する時には−２
００Ｖの直流電圧を印加している。中間転写ベルト２の
駆動ローラ３とテンションローラ４には、＋１．０ｋＶ
の直流電圧を印加し、対向ローラ５はＧＮＤ電位として
いる。

【００５７】イエローの像形成動作はトナー像の後端が
中間転写ベルト２に転写された後に終了し、感光体３０
Ｙと中間転写ベルト２は初期位置に停止する。この時、
中間転写ベルト２は１回転し、感光体３０Ｙと３本の支
持ローラは４回転して初期位置にもどる。

【００５８】１色目のイエローの記録が完了すると、感
光体３０Ｙ、中間転写ベルト２、現像器３４の全ての動
作が停止する。次に、キャリッジ４１を矢印方向に９０
度回転させ、マゼンタの像形成ユニット２９Ｍを像形成
位置４４に移動し、停止させる。

【００５９】なお、キャリッジ４１を移動して像形成ユ
ニット２９Ｙ〜２９Ｍの切替を行うときには、感光体３
０Ｙは中間転写ベルト２の表面を擦りながら移動する。
中間転写ベルト２は１色の記録で１回転する。色切替時
には、中間転写ベルト２に形成される画像の先端と後端
の間の画像が形成されない余白部が感光体３０Ｙに対向
しており、色切替により画像が乱されることはない。

【００６０】次にイエローの場合と同様にして、マゼン
タの画像形成動作を行う。その結果中間転写ベルト２上
にはイエローとマゼンタのトナー像が重なって形成され
る。上記の切り替え動作と画像形成動作をシアン及び黒
と順次繰り返して中間転写ベルト２上に４色のトナー像
を形成する。

【００６１】最後の黒画像の中間転写ベルト２への転写
開始後、画像の先端が２次転写位置６９に来るまでに、
２次転写ローラ２０を中間転写ベルト２に接触させる。
そして、給紙ユニット４６から記録用紙を１枚取り出
し、レジストローラ４８でタイミングを合わせて２次転
写ローラ２０と中間転写ベルト２の接触部のニップに搬
送して、４色のトナー像を記録用紙上に２次転写をす
る。このとき２次転写ローラ２０には＋１ｋＶの電圧を
印加している。トナー像の転写された記録用紙は定着器
５１を通過するとき定着され排紙ローラ４９から排紙ト
レー５２に排出される。

【００６２】２次転写後に中間転写ベルト２上に残留し
たトナーは、画像位置の先端がクリーニング位置（クリ
ーナローラ２１の位置）に来るまでに中間転写ベルト２
に接触するクリーナローラ２１により除去される。１次
転写位置からクリーニング位置までのベルト周長が画像
記録長さよりも短いため、黒画像の１次転写の終了前に
クリーナローラ２１を中間転写ベルト２に圧接すること
となる。

【００６３】この時、クリーナローラ２１、回収ローラ
２２は図の矢印方向に回転し、両者の表面は互いに逆向
きに摺動する。回収ローラ２２には＋７５０Ｖの電圧が
印加されており、この回収ローラ２２からクリーナロー
ラ２１と中間転写ベルト２を経てＧＮＤ電位の対向ロー
ラ５へ電流が流れる。回収ローラ２２による電圧降下の
ため、クリーナローラ２１の電位は約＋４００Ｖとなっ
ている。回収ローラ２２とクリーナローラ２１との間の
電位差により、マイナス帯電したトナーは中間転写ベル
ト２からクリーナローラ２１へ移行し、さらに回収ロー
ラ２２へと移行する。そしてスクレーパ２３で掻き取ら
れてトナー受け２４に堆積し、スクリュー２５により廃
トナーケース７へと搬送される。長時間の使用により廃
トナーケース７が一杯になったときには、図１の（ｂ）
に示す中間転写ベルト２、駆動ローラ３、テンションロ
ーラ４、対向ローラ５及び廃トナーケース７を一体とし
て交換する。

【００６４】１枚目の画像形成が終了すると、中間転写
ベルト２等の回転を継続し、１枚目の画像の最終色の像
形成ユニット２９ＢＫで次の画像の１色目のトナー像を
中間転写ベルト２上に形成する。この時、最初の画像の
後端が２次転写位置６９及びクリーニング位置を通過し
た後の、次の画像の１色目の画像の先端が２次転写位置
及びクリーニング位置に達する前に、２次転写ローラ２
０及びクリーナローラ２１を中間転写ベルト２から離間
する。

【００６５】そして、１色目の画像が中間転写ベルト２
上に転写された後、キャリッジ４１を９０度回転して、
イエローの像形成ユニット２９Ｙを像形成位置４４に対
向させ次の色のイエローのトナー像を形成させる。その
後は前記と同様の動作を繰り返し、４色のトナー像を重
ねて２枚目のカラー画像を得る。このように複数のカラ
ー画像を連続して形成する場合には、次画像と先の画像
とで色を重ねる順番が１色づつずれながらカラー画像が
形成される。

【００６６】以上のように第１実施例によれば、クリー
ナローラ２１を含むクリーナ６をテンションローラ４と
対向ローラ５の外周の共通接線に平行な駆動ローラ３の
接線３Ａと、駆動ローラ３とテンションローラ４の外周
の共通接線に平行な対向ローラ５の接線５Ａと、中間転
写ベルト２に囲まれた範囲に設けることにより、ベルト
ユニット１は略平行四辺形状となり極端な凹凸が無くな
る。この結果、装置本体４０内部でのベルトユニット１
の占有容積が小さくなる。さらにベルトユニット１を対
向ローラ５とテンションローラ４の共通接線の方向で着
脱することにより、着脱時に必要な開口部の大きさを最
小限に設定できて装置本体４０を小型化できる。クリー
ナ６の構成部材の全てを上記の範囲に設けることが望ま
しいが、少なくともクリーナローラ２１の中心位置２１
Ａをこの範囲に設けることにより同等の効果が得られ
る。

【００６７】さらに、対向ローラ５とテンションローラ
４の外周の共通接線がほぼ水平であるので、ベルトユニ
ット１を装置本体４０の前面から水平方向で着脱するこ
とこととなる。このため、ベルトユニット１の斜め上方
にある定着器５１の位置を低くし、かつ固定式にした場
合でもベルトユニット１を着脱できる。従って、装置本
体４０の高さを低くできると同時に、重い定着器５１は
装置本体４０に固定したまま、軽量な前扉４２を開閉す
るだけでベルトユニット１を着脱できる。また、定着器
５１が装置本体４０の前方の位置するので、記録紙の長
さだけ必要な排紙トレー５２の前方の長さが短くなり、
装置本体４０の前後方向の寸法を小さくできる。さら
に、クリーナ６が中間転写ベルト２の内側に設けられた
廃トナーケース７よりも上方に位置することになるの
で、トナー受け２４から廃トナーケース７へトナーを略
水平に搬送する場合でも、廃トナーケース７内のトナー
が堆積する有効部分の体積が大きく確保できる。スクリ
ュー２５でトナーを搬送する場合には、水平よりも上方
に搬送することは困難である。このため、クリーナ６は
可能な限り上方に設けることが望ましい。

【００６８】対向ローラ５をテンションローラ４よりも
低い位置に設けると、クリーナ６の位置が下へ移るので
クリーナ６からベルト内部の廃トナーケース７へトナー
を略水平に搬送した場合に、低い位置からトナーを廃ト
ナーケース７へ搬送するので、廃トナーケース７内でト
ナーが堆積できる有効部分の容積が小さくなる。また、
対向ローラ５がテンションローラ４よりも下方に位置す
ると、ベルトユニット１を装置本体４０の前方から着脱
するときに、前方の開口部を大きく確保する必要がある
ので、前扉４１及び装置本体４０が大きくなってしま
う。

【００６９】中間転写ベルト２の支持ローラの駆動ロー
ラ３、テンションローラ４及び対向ローラ５には高い精
度が要求されるので高価である。従って、支持ローラの
数は少ない程よい。しかしながら支持ローラが２本で
は、ベルトユニット１が扁平な形状となり、前後あるい
は上下に長くなり、装置本体４０の前後あるいは高さ方
向の寸法が大きくなってしまう。３本の支持ローラを有
する上記の実施例では、ベルトユニット１の前後方向及
び高さ方向の投影面積が小さくなり、装置本体４０が小
型化できる。ベルトユニット１の長さと高さの比は３：
１以下が望ましいが、２：１以下であればさらに望まし
い。

【００７０】また、葉書（縦の長さ約１４８ｍｍ）の用
紙を搬送するためには、２次転写ローラ２０と定着器５
１の間隔は、１４８ｍｍよりも短く設定する必要があ
る。このため、ベルトユニット１の高さは１４８ｍｍよ
りも低いことがことが望ましい。

【００７１】また、ベルトユニット１の操作性を考慮す
ると、軽量化のために支持ローラはパイプ形状であるの
が望ましい。支持ローラの径が大きくなる場合には、最
低限の３本の支持ローラを３角形に配置することによ
り、中間転写ベルト２の内側の空間を大きく確保するこ
とができ、その空間に設ける廃トナーケース７の容量と
して十分大きな値を確保することができる。

【００７２】中間転写ベルト２の内側に廃トナーケース
７を設け、廃トナーケース７をベルトユニット１と一体
で交換することにより、中間転写ベルト２の交換時に廃
トナーも装置本体４０の外部に取り出すことができる。
従って廃トナーで装置本体４０の内部を汚染すること無
く簡単にメンテナンスを行うことができる。また、中間
転写ベルト２の内側に廃トナーケース７を設けると、廃
トナーケース７の容積を大きくすることができる。従っ
て比較的小型のベルトユニット１内に大量の廃トナーを
貯蔵することができるのでベルトユニット１の使用期間
が長くなり、コピーコストを低減できる。ベルトユニッ
ト１には極端な凹凸が無いので、着脱に必要な開口部の
大きさを最小限に設定できて装置本体を小型化できる。

【００７３】また、中間転写ベルト２と、駆動ローラ
３、テンションローラ４及び対向ローラ５と、クリーナ
６と、廃トナーケース７とを一体のベルトユニット１と
して構成することにより、ベルトユニット１の交換によ
って廃トナーが装置本体４０の外部に排出されるととも
に、劣化した中間転写ベルト２も新品に交換される。

【００７４】また、記録紙の状態は一定ではないので、
紙搬送時に紙パス５４で紙づまりが生じることがある。
もし２次転写ローラ２０を装置の後部（図１において左
側の部分）に設けると、紙づまり時につまった紙を除去
することが困難である。本実施例ではベルトユニット１
を対向ローラ５が手前になるようにして着脱するので、
２次転写位置６９が装置の前面（図において右側の部
分）に位置し、紙パス５４が前扉４２に近いのでつまっ
た紙の除去が容易である。

【００７５】特に、クリーナローラ２１を含むクリーナ
６を対向ローラ５の鉛直接線より内側に設けることによ
り、２次転写位置６９での紙パス５４が鉛直方向にな
り、紙パス５４よりも前方（図の右方）に設けられる構
成部材が少なくなる。このため、装置本体を小型化で
き、特につまった紙を取り除くための紙ジャム処理時に
開放する前扉４２を小型軽量に構成できる。クリーナ６
の構成部材の全てを上記の範囲に設けることが望ましい
が、少なくともクリーナローラ２１の中心位置をこの範
囲に設けることにより同等の効果が得られる。

【００７６】さらに、クリーナ６を上記の範囲に設ける
ことにより、２次転写位置６９の前後における紙パス５
４の対向ローラ５側への曲がりの角度を１８０度よりも
若干小さくできる。従って記録紙の張力が変化しても２
次転写ローラ２０の２次転写位置６９でのニップの押圧
力が変化せず、転写ムラのない高品位な画像が得られ
る。

【００７７】さらに、前扉４２を開放することにより、
紙ジャム処理とベルトユニット１の出し入れを行うこと
ができるので、本体の構成が簡単になり小型化できる。

【００７８】本実施例では、クリーナローラ２１を用い
てトナーを電気力で吸着しているので、クリーナローラ
２１が中間転写ベルトから離れても中間転写ベルト２の
上にトナーが落下しない。従ってクリーニング面を上向
きに設定することができる。これにより、２次転写位置
６９で記録紙が略鉛直方向へ走行するので、装置下部の
給紙ユニット４６から上部の定着器５１への紙パス５４
が直線に近い最短距離となり、紙ジャムの確率も低減で
きる。２次転写位置６９の下流側、かつ１次転写の像形
成位置４４の上流側にクリーナ６を設置するので、中間
転写ベルト２の回転方向と各要素の配置順序が一致す
る。従って中間転写ベルト２の回転に無駄が無く、スル
ープットの低下を防止することができる。さらに、記録
紙の給紙ユニット４６は装置本体４０の底部に収納して
いるので、給紙トレーが突出することなく装置本体４０
が小型化できる。また、画像を記録した記録紙は装置の
上部に裏向きにストックされるので、堆積したときペー
ジ順に重なる。また排紙トレーが突出しないので装置本
体４０が小型化できる。

【００７９】仮に、中間転写ベルト２の転写面が下向き
のところにクリーナ６を配置すると、２次転写後の中間
転写ベルト２の転写面は１次転写をする像形成位置４４
（１次転写位置）を通過した後にクリーニングされるこ
とになる。そして再び２次転写位置６９を通過した後に
像形成位置４４へ来ることとなる。すなわち中間転写ベ
ルト２を余分に一回転することとなり、画像のスループ
ットが低下する。この場合に、中間転写ベルト２の回転
方向を逆にして２次転写位置６９で記録紙が下方へ走行
するようにすると、装置本体４０の下部に排紙カセット
を設ける必要があり、排紙の状況が確認しにくくなる。
そのため排紙トレーを装置から突出させる必要があり設
置面積が大きくなる。

【００８０】また、像形成位置４４からクリーナ６の位
置までの距離を画像記録長よりも短くし、中間転写ベル
ト２上へのトナー像の転写の終了前にクリーナ６を圧接
させることにより、中間転写ベルト２上の画像を転写し
ない部分の長さをクリーナ６と像形成位置４４の間隔よ
り短くできる。このため、中間転写ベルト２の周長を短
くでき、ベルトユニット１及び装置本体が小型化でき
る。同時に中間転写ベルト２の１回転に要する時間が短
くなるので、４回転必要なカラー画像のスループットを
向上させることができる。

【００８１】さらに、連続して画像を生成する場合に、
前の画像の４色目のトナー像の後端がクリーニング位置
を通過した後に、次の画像の一色目の先端がクリーニン
グ位置に達する前にクリーナ６を中間転写ベルト２から
離間する。これにより、中間転写ベルト２の空転時間と
像形成ユニット２９Ｙ〜Ｍの切り替え時間を節約できる
ので、画像のスループットを向上させることができる。

【００８２】また、クリーナローラ２１を、支持ローラ
により懸架された部分で中間転写ベルト２に離接するこ
とにより、クリーナローラ２１の圧接時の反力を減らし
て摩擦力を小さくでき、中間転写ベルト２に与える負荷
変動を抑制できる。その結果負荷変動がもたらす駆動ロ
ーラ３と中間転写ベルト２の間のすべりや駆動系の撓み
などによる位置ズレを防止することができる。また、ク
リーニング位置をトナー像が通過する時にクリーナ６を
離間することにより、クリーナ６が中間転写ベルト２上
のトナー像を乱すことを防止できる。

【００８３】さらに、駆動ローラ３とテンションローラ
４に懸架された部分で１次転写をすることにより、駆動
ローラ３と感光体３０を近接して配置できるので、感光
体３０とベルトで結合した駆動ローラ３の駆動部を一体
の駆動系として構成することが容易である。

【００８４】また、張力によって中間転写ベルト２を懸
架する支持ローラに撓みが生じると、中間転写ベルト２
の幅方向の中央部の張力が低下して、軸間に懸架されて
いる箇所で緩みが生じる。この緩みが１次転写位置及び
クリーニング位置で感光体３０及びクリーナローラ２１
と中間転写ベルト２の間に隙間を生じさせる。このため
１次転写不良やクリーニング不良を生じる。従って中間
転写ベルト２の支持ローラはかなりの剛性が必要とされ
る。上記の実施例では直径３０ｍｍのアルミローラを用
いているので、十分な剛性が得られ、１次転写不良やク
リーニング不良は生じない。また、中間転写ベルト２の
走行経路も安定するので、位置ズレの発生も防止でき
る。

【００８５】また、クリーナ６が離接する部分と像形成
位置４４の間に駆動ローラ３があるので、クリーナ６が
離接しても像形成位置４４のニップにおける中間転写ベ
ルト２の走行状態は変化せず、良好な１次転写条件を保
ち中央部の転写不良を防止することができる。さらに、
像形成ユニット２９Ｙ〜２９Ｍの切り替え時に感光体３
０Ｙ〜３０Ｍが摺動する中間転写ベルト２の面が懸架部
なので、切り替え時に感光体３０Ｙ〜３０Ｍが中間転写
ベルト２を摺動しながら移動しても、感光体３０Ｙ〜３
０Ｍ及び中間転写ベルト２を傷つけることはない。

【００８６】仮に、中間転写ベルト２の像形成位置４４
とクリーナ６の離接部が同一面であるとすると、クリー
ナ６の離接により１次転写ニップの圧力が変化し、１次
転写不良を引き起こすこととなる。また、仮に支持ロー
ラに中間転写ベルト２が巻き付いた部分を１次転写位置
とし、これを、剛体である感光体３０Ｙ〜３０Ｍに圧接
する構成とすると、１次転写部４４に過大な力が働くた
め、着脱時に感光体３０Ｙ〜３０Ｍを傷つける。同時に
１次転写部のニップでの圧力が高くなるので、中央部の
転写不良が発生する。

【００８７】ベルトユニット１と装置本体４０の駆動力
伝達の結合部材とし円周方向に噛み合う駆動ギア１０と
本体側ギア１１を用いているので、ベルトユニット１を
装着するだけで、装置本体４０側とベルトユニット１の
駆動系を結合することができる。また、クリーナ６の駆
動力は駆動ローラ３から供給するので、ベルトユニット
１と装置本体４０側の駆動力の結合は駆動ローラ３の駆
動ギア１０を噛み合わせるだけで良く、ベルトユニット
１を容易に着脱できる。

【００８８】さらに、駆動ローラ３がクリーナ６の前方
に位置するのでベルトユニット１に装着移動時に本体ギ
ア１１との干渉を避けるための逃げをベルトユニット１
に設ける必要が無い。このため、ベルトユニット１に凹
凸を設ける必要が無く、ベルトユニット１の占有容積を
減らし空間を有効利用できる。また、ベルトユニット１
の前方の駆動ローラ３が位置決め部材１２を備えている
ので、着脱時のガイド部材１３への挿入がしやすいと同
時に、本体側ギア１１と駆動ギア１０の位置精度を確保
しやすい。

【００８９】本実施例では、ベルトユニット１の下部に
露光手段６５を設けることにより、記録紙のピックアッ
プローラ４７及びレジストローラ４８と露光手段６５を
前後に並べて配置でき、装置内部に高密度に部材を配置
している。従って装置本体４０の高さを抑制して小型化
することができる。同様にベルトユニット１の上方に定
着器５１を設けることにより、排紙トレー５２と定着器
５１を前後に並べることができるので、装置の高さを抑
制することができる。

【００９０】以上のように、本実施例の構成によればプ
ロセスユニット２９の交換、紙づまりの除去、記録紙の
補給、中間転写ベルト２の交換の全ての操作を装置の前
面（図１の右側面）から行えるのでメンテナンスが容易
で、位置合わせ精度が高く、画像の品位が高くかつスル
ープットが高い小型のカラー画像形成装置を構成するこ
とができる。なお、１枚の画像の４色目の黒画像の２次
転写とクリーニングが終了した後に、中間転写ベルト２
と像形成ユニット２９等の全ての動作を停止し、キャリ
ッジ４１を９０度回転して再びイエローの像形成ユニッ
ト２９Ｙを像形成位置４４として、次のカラー画像形成
動作を行う構成も実現可能である。また、クリーナロー
ラ２１は半導電のファーブラシを用いたが、半導電のス
ポンジローラや表面にアルマイトなどの高抵抗層を有す
る金属ローラでも同様に構成することができる。

【００９１】さらに、一組の感光体と帯電器と感光体ク
リーナを固定して用い、４色の現像器のみを切り替えて
感光体上に形成したトナー像を中間転写ベルト２上に順
次転写して、カラー画像を形成する構成も同様に実現可
能である。さらに、回収ローラ２２に電圧を印加し、ク
リーナローラ２１と中間転写ベルト２を通ってＧＮＤ電
位へ電流が流れる電圧降下により、回収ローラ２２とク
リーナローラ２１、クリーナローラ２１と中間転写ベル
ト２に電位差を設けたが、クリーナローラ２１に電極を
設けて、直接電圧を印加する構成も実現可能である。

【００９２】《実施例２》図５は実施例２のカラー画像
形成装置を示す側断面図である。図６はクリーナローラ
２１と中間転写ベルト２との接触部を示す。図５におい
て、図１の構成と異なる点について以下に列挙する。駆
動ローラ３をテンションローラ４の左下の方向に配置し
て、像形成位置４４における中間転写ベルト２の転写面
を左上方を向けている。クリーナローラ２１を含むクリ
ーナ６の構成部材を、対向ローラ５の鉛直接線５Ａと、
対向ローラ５と駆動ローラ３の共通接線に平行なテンシ
ョンローラ４の接線４Ａと、中間転写ベルト２とによっ
て囲まれる範囲に設けている。

【００９３】回収ローラ２２をクリーナローラ２１の上
方に配置して、スクレーパ２３とトナー受け２４を回収
ローラ２２の左方に配列している。露光装置６５からの
レーザ光６６の出射角度を水平に対して左上方向きの約
４５度とし、ミラー６７で反射されたレーザ光６６の感
光体３０への入射角度を右下向きの約１０度にした。定
着器５１とベルトユニット１の装着位置を低くした。ク
リーナローラ２１が中間転写ベルト２の転写面に圧接す
る位置の中間転写ベルト２の裏面にクリーナバックアッ
プ部材７２を設けている。

【００９４】レーザ光６６の前記入射角度に対応して、
像形成ユニット２９Ｙ〜２９ＢＫを像形成位置４４に位
置決めするキャリッジ４１の停止姿勢を図１のものに対
して変更している。また、駆動ローラ３の位置の変更に
対応して、ベルトユニット１を駆動する本体側ギア１１
の位置も下方に変更している。

【００９５】図６において、対向電極シート７１は中間
転写ベルト２の裏面に設けられ、ＧＮＤ電位に保持され
ている。柔軟性を備えるスポンジ状のクリーナバックア
ップ部材７２が対向電極シート７１に押し当てられてい
る。クリーナバックアップ部材７２はクリーニング時に
中間転写ベルト２を介してクリーナローラ２１に押し当
てられる。クリーナローラ２１が中間転写ベルト２から
離間しているときには、クリーナバックアップ部材７２
は中間転写ベルト２から離れ、中間転写ベルト２の走行
にほとんど干渉しない。本実施例では、クリーナローラ
２１の電位は、回収ローラ２２からクリーナローラ２１
と中間転写ベルト２を通って対向電極シート７１へ流れ
る電流路における回収ローラ２２の電圧降下によって決
定される。その他の構成及び動作は実施例１と同様であ
る。

【００９６】実施例２では、クリーナローラ２１を含む
クリーナ６の構成部材を、２次転写位置での対向ローラ
５の鉛直接線５Ａと、対向ローラ５と駆動ローラ３の共
通接線に平行なテンションローラ４の接線４Ａと、中間
転写ベルト２とによって囲まれた範囲に設けた。これに
より、ベルトユニット１は台形の形状となって極端な凹
凸が無くなるので、装置本体４０の内部での占有容積が
小さくなる。さらに、ベルトユニット１を駆動ローラ３
と対向ローラ５の共通接線の方向に着脱することによ
り、着脱に必要な前扉４２の開口部の大きさを最小限に
設定でき、装置本体４０を小型化できる。また、２次転
写位置６９での紙パス５４が垂直方向となるので構成が
簡単になり、紙パス５４よりも前方の構成部材が少なく
なる。このため、装置本体４０を小型化できる。特に紙
処理時に開放する前扉４４部を小型軽量に構成できる。
クリーナ６の構成部材の全てを上記の範囲に設けること
が望ましいが、少なくともクリーナローラ２１の中心位
置をこの範囲に設けることにより同等の効果が得られ
る。

【００９７】また、駆動ローラ３をテンションローラ４
よりも下方の位置に設け、像形成位置４４における中間
転写ベルト２の転写面を上向きとすることにより、像形
成位置における感光体３０の装置本体４０内での位置が
低くなる。これに応じてベルトユニット１の装着位置が
低くなるので、定着器５１の位置を低くすることができ
る。これにより、装置本体４０の全高が低くなるととも
に、前扉４２を小型・軽量化することができる。

【００９８】また、回収ローラ２２をクリーナローラ２
１の上方に配置し、その近くにスクレーパ２３とトナー
受け２４を配列することにより、トナー受け２４を廃ト
ナーケース７よりも上方に設置できる。従ってスクリュ
ー２５による搬送路２６が下向きになり、トナーを円滑
に廃トナーケース７に搬送することができる。さらに、
中間転写ベルト２の走行に影響しない対向電極シート７
１を、柔軟性に富むクリーナバックアップ部材７２を用
いてクリーナローラ２１に接する中間転写ベルト２に離
接することにより、負荷変動を増大させることなくクリ
ーニング性能を向上させることができる。

【００９９】なお、駆動ローラ３とテンションローラ４
については、感光体３０の作像位置と対向ローラ５の位
置を基準に駆動ローラ３とテンションローラ４の配置を
決定し、対向ローラ５以外の、駆動ローラ３またはテン
ションローラ４のうち中間転写ベルト２の巻き付け角の
大きい方を駆動ローラとすれば良好な結果が得られる。
駆動ローラ３への中間転写ベルト２の巻き付け角を大き
く設定することにより、摩擦力が大きくなるので、中間
転写ベルト２の駆動力が大きくなる。その結果クリーナ
ローラ２１の離接による中間転写ベルト２の速度差が小
さくなり各色の画像相互間の位置ズレを抑制できる。ま
た、テンションローラ４への巻き付き角を小さくするこ
とにより、テンションローラ４の付勢力が小さくでるの
で、テンションローラ４の移動を円滑に行うことができ
る。

【０１００】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ベルトユ
ニットの交換、紙づまりを起こしたときの紙の除去、記
録紙の補給、中間転写ベルトの交換等の全ての操作を装
置の前面（図１及び図５の右方の面）から行えるのでメ
ンテナンスが容易である。また各トナー画像の位置合わ
せ精度が高く、高品位な画像が得られるとともにスルー
プットの高い小型のカラー画像形成装置を実現すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の実施例１によるカラー画像形
成装置の側断面図。（ｂ）はベルトユニットの側断面
図。

【図２】本発明の実施例１における駆動ローラ端部の断
面図。

【図３】本発明の実施例１における位置決め部材の構成
を示す側面図。

【図４】本発明の実施例１における感光体及びベルト駆
動系の構成を示す側面図。

【図５】本発明の実施例２によるカラー画像形成装置の
側断面図。

【図６】本発明の実施例２におけるクリーナローラの圧
接部の構成を示す側面図。

【図７】従来のカラー画像形成装置の側断面図。

【符号の説明】

１ベルトユニット２中間転写ベルト３駆動ローラ４テンションローラ５対向ローラ６クリーナ７廃トナーケース１０駆動ギア１１本体側ギア２０２次転写ローラ２１クリーナローラ２９プロセスユニット３０感光体３４現像器４２前扉６５露光手段

フロントページの続き (72)発明者玉井靖高大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者三好博導大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に色の異なる複数トナー像が順次１
次転写されて多層に形成されたカラー画像を更に記録紙
に２次転写するための中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトを懸架する第１支持軸、第２支持軸
及び、第３支持軸と、前記中間転写ベルトの第１支持軸と前記第３支持軸に懸
架された部分で前記中間転写ベルトに接離する、トナー
を除去するためのクリーナローラと、を備えたベルトユ
ニットが、前記中間転写ベルトの前記第１支持軸と前記
第２支持軸に懸架された部分を一次転写位置として、カ
ラー画像形成装置内に着脱可能であって、前記クリーナローラの中心位置が、前記第２支持軸と前
記第３支持軸の外周の共通接線に平行な前記第１支持軸
の接線と、前記第１支持軸と前記第２支持軸の外周の共
通接線に平行な前記第３支持軸の接線と、前記中間転写
ベルトと、に囲まれた範囲に設けられたことを特徴とす
るカラー画像形成装置。
【請求項２】表面に色の異なる複数のトナー像が順次
１次転写されて多層に形成されたカラー画像を更に記録
紙に２次転写するための中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトを懸架する３本のベルト支持軸と、前記中間転写ベルトに接離する、トナーを除去するため
のクリーナローラと、を一体的に備えるベルトユニット
を具備し、前記３本のベルト支持軸が、前記中間転写ベルトの張力
を一定に保持するテンションローラと、２次転写のため
の対向ローラと、前記中間転写ベルトを回転駆動する駆
動ローラであり、前記駆動ローラと前記テンションロー
ラに懸架された部分で１次転写され、前記対向ローラと
その下流側に隣接する支持軸に懸架された部分でクリー
ニングされ、ベルトユニットが対向ローラを手前に向け
てカラー画像形成装置内に着脱可能であり、２次転写を行なう位置は、前記対向ローラに巻き付く中
間転写ベルトの外周面と鉛直方向の接線の接点付近であ
り、前記クリーナローラが、前記テンションローラと前
記対向ローラの外周の共通接線に平行な前記駆動ローラ
の接線と、前記対向ローラの２次転写側の鉛直接線と、
前記中間転写ベルトとに囲まれた範囲に設けられたこと
を特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項３】クリーナローラが圧接する部分の中間転
写ベルトの転写面が上向きになされたことを特徴とする
請求項１又は２記載のカラー画像形成装置
【請求項４】表面に色の異なる複数のトナー像が順次
１次転写されて多層に形成されたカラー画像を更に記録
紙に２次転写する中間転写ベルトと、前記中間転写ベルト上の残留トナーを除去するクリーニ
ング手段と、前記中間転写ベルトを懸架する３本のベルト支持軸と、
を一体的に備えるベルトユニットを具備し、前記３本のベルト支持軸が前記中間転写ベルトの張力を
一定に保持するテンションローラと、２次転写のための
対向ローラと、前記中間転写ベルトとを回転駆動する駆
動ローラであり、ベルトユニットが対向ローラを手前に向けてカラー画像
形成装置内に着脱可能であり、前記中間転写ベルトの、前記駆動ローラと前記テンショ
ンローラに懸架された部分で１次転写され、前記対向ローラとその下流側に隣接する支持軸に懸架さ
れた部分でクリーニングされ、クリーニング位置での前記中間転写ベルトの転写面は上
向きであり、前記クリーニング手段が前記中間転写ベルトに接離して
トナーを除去するクリーナローラである、ことを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項５】前記中間転写ベルトの内側に設けられた
トナーを貯蔵するための廃トナー溜と、クリーニングさ
れたトナーを前記廃トナー溜へ搬送する搬送手段と、を
備えたことを特徴とする請求項１、２又は４記載のカラ
ー画像形成装置。
【請求項６】ベルトユニットの着脱方向が、対向ロー
ラと、前記中間転写ベルトの回転方向の上流側で前記対
向ローラに隣接する支持軸との共通接線に平行であるこ
とを特徴とする請求項１、２又は４記載のカラー画像形
成装置。
【請求項７】対向ローラと、上流側で対向ローラに隣
接する支持軸との外周の共通接線が略水平になされてい
ることを特徴とする請求項６記載のカラー画像形成装
置。
【請求項８】中間転写ベルトの、駆動ローラへの巻き
付け角がテンションローラへの巻き付け角よりも大きい
ことを特徴とする請求項１、２又は４記載のカラー画像
形成装置。
【請求項９】駆動ローラは装置本体の駆動部材と噛み
合って前記駆動ローラの円周方向に回転駆動力を受ける
駆動部材を備え、ベルトユニットの装置本体への装着時
に前記駆動ローラがクリーナローラよりも前方に位置す
ることを特徴とする請求項１、２又は４記載のカラー画
像形成装置。
【請求項１０】ベルトユニットは、駆動ローラと同軸
に構成された装置本体に対する位置決め部材を有するこ
とを特徴とする請求項９記載のカラー画像形成装置。
【請求項１１】カラー画像形成装置の下部に位置する
記録紙の給紙手段と、色の異なる複数のトナーを内蔵する現像器とトナー像を
形成する感光体とを有する複数のプロセスユニットと、前記感光体を露光しつつ走査する露光手段と、記録紙上のトナー像を定着する定着手段とを備え、前記プロセスユニットはカラー画像形成装置の上面から
着脱可能であり、前記露光手段はベルトユニットの下方
に位置し、前記定着手段はベルトユニットの上方に位置
し、２次転写位置が１次転写位置よりも装置本体の前方
に位置し、記録紙の走行経路よりも前方の構成部材を含
む前扉部を開くことにより前記ベルトユニットが着脱可
能となることを特徴とする請求項１、２又は４記載のカ
ラー画像形成装置。