JPH11174863A - カラー画像形成装置 - Google Patents

カラー画像形成装置

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JPH11174863A
JPH11174863A JP9340360A JP34036097A JPH11174863A JP H11174863 A JPH11174863 A JP H11174863A JP 9340360 A JP9340360 A JP 9340360A JP 34036097 A JP34036097 A JP 34036097A JP H11174863 A JPH11174863 A JP H11174863A
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roller
intermediate transfer
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belt
image forming
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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
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  • Electrophotography Configuration And Component (AREA)
  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
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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 20 2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 (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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
  4. 【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。
  5. 【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。
  6. 【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。
  7. 【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。
  8. 【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。
  9. 【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。
  10. 【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。
  11. 【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。
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