(57)【要約】【課題】転写定着装置を備えた従来の画像形成装置に比べ、さらに装置本体の小型化を図ることができる画像形成装置を提供することである。【解決手段】感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂｋへの作像を行う作像ユニット２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂｋと、感光体ドラム１０上の画像を中間転写ベルト３上に転写する中間転写ユニット４と、中間転写ベルト３上の画像を用紙上へ転写すると同時に定着させる転写定着ユニット５と、中間転写ユニット５の下方に配置され、転写定着ユニット５へ供給する用紙を収容する給紙カセット６とを備え、中間転写ベルト３は、作像ユニット２に対向するベルト走行面が水平方向に対して傾斜するように配設され、転写定着ユニット５は、中間転写ベルト３を張架して作像ユニット２に対向するベルト走行面を形成するローラ１３、１４のうち位置が高い方のローラ１４側に配設される。【選択図】図１
2008185623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体への作像を行う複数の作像ユニットと、
該像担持体上の画像を中間転写ベルト上に転写する中間転写ユニットと、
該中間転写ユニット上の画像を記録媒体上へ転写すると同時に定着させる転写定着ユニットと、
該中間転写ユニットの下方に配設され、該転写定着ユニットへ供給する記録媒体を収容する記録媒体収容ユニットとを備える画像形成装置において、
上記中間転写ベルトは、上記作像ユニットに対向するベルト走行面が水平方向に対して傾斜するように配設され、
上記転写定着ユニットは、該中間転写ベルトを張架して該作像ユニットに対向するベルト走行面を形成するローラのうち位置が高い方のローラ側に配設されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
黒色画像の作像を行う黒色用作像ユニットと、複数色の画像をひとつの像担持体に重ねて作像する複数色用作像ユニットとを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２の画像形成装置において、
上記複数色用作像ユニットは、像担持体１周で複数色を重ねて作像することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２又は３の画像形成装置において、
上記黒色用作像ユニットは２成分接触現像方式の現像手段を備え、複数色用作像ユニットは１成分非接触現像方式の現像手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかの画像形成装置において、
上記転写定着ユニットは、少なくとも上記中間転写ベルト上の画像が転写される無端ベルト状の転写定着体と、該転写定着体を電磁誘導を利用した熱により加熱する誘導加熱手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかの画像形成装置において、
上記中間転写ユニットは、上記中間転写ベルト上に残留するトナーをクリーニングするクリーニング手段と、該中間転写ベルトを冷却する冷却手段とを備え、該冷却手段は、上記転写定着ユニットよりも中間転写ベルト移動方向下流側であって該クリーニング手段より中間転写ベルト移動方向上流側にある中間転写ベルトを外周面から押し当てて屈曲させていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６の画像形成装置において、
上記誘導加熱手段は、上記中間転写ベルトが上記冷却手段によって屈曲させられて形成される空間を利用して配設されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れかの画像形成装置において、
上記作像ユニットは、上記中間転写ベルトの移動方向最下流側に黒色画像の作像を行う黒色用作像ユニットを備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式の画像形成装置においてはカラープリンタやカラー複写機等のようなフルカラーの装置が要望され、その要望に答えるように多くのフルカラーの装置が出回っている。フルカラーの画像形成装置は、モノクロの装置と比べてその構造上、装置が大型化され、さらに画像形成速度も低速になることが避けられないものであった。しかし、フルカラーの画像形成装置においてもモノクロのプリンタの如くテーブルの上に載せて使用できる程度に小型化されたもので、かつ画像形成速度の高速のものが望まれている。
【０００３】
フルカラーの画像形成装置において、採用されているカラー記録方式を大別すると、１ドラム型とタンデム型の各方式に分けられる。１ドラム型は、１つの感光体の回りに複数色の現像装置を備え、それらの現像装置で１つの感光体上にトナー像を形成し、そのトナー像を順次転写して用紙に合成カラー画像を記録する方式のものである。他方、タンデム型は、並設される複数の感光体にそれぞれ単色のトナー画像を形成し、それらの単色トナー像を順次転写して用紙に合成カラー画像を記録する方式のものである。１ドラム型とタンデム型の画像形成装置を比較すると、１ドラム型は感光体が１つであるから、タンデム型と比べて画像形成部を小型化することができ、低コストであるという利点がある。しかし、１ドラム型は、１つの感光体を用いて複数回（通常４回）画像形成を繰り返してフルカラー画像を形成するものであるから画像形成の高速化に難がある。これに対し、後者のタンデム型は、小型化、コストの面で上記１ドラム型より劣るものの、画像形成の高速化が容易である利点がある。そこで、フルカラーの画像形成装置では画像形成速度の点からモノクロ並みのスピードが得られるタンデム型が要望され近年非常に注目されている。
【０００４】
また、タンデム型の画像形成装置においては、採用されている転写方式を大別すると、直接転写方式と間接転写方式に分けられる。図４は、直接転写方式を採用した画像形成装置の内部構成を示す概略構成図である。図５は、間接転写方式を採用した画像形成装置の内部構成を示す概略構成図である。直接転写方式の画像形成装置は、図４に示すように、並設される複数の感光体１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｂｋ上に形成された画像を転写装置１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｂｋにより用紙搬送ベルト１０２によって搬送される用紙に順次転写する。一方、間接転写方式の画像形成装置は、図５に示すように、並設される複数の感光体１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｂｋ上に形成された画像を１次転写装置１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｂｋによりいったん中間転写ベルト１０５に順次転写する。その後、その中間転写ベルト１０５上の画像を２次転写装置１０６により用紙に一括転写する。直接転写方式と間接転写方式の画像形成装置を比較すると、図４に示す直接転写方式は、用紙搬送ベルト１０２の用紙搬送方向上流側に給紙装置１０３を、下流側に定着装置１０４を配置しなければならず、用紙搬送方向に大型化する欠点がある。これに対し、図５に示す間接転写方式は、２次転写装置１０６を比較的自由な位置に配設することができるので、給紙装置から定着装置１０４までの用紙搬送経路を短くすることが可能で、小型化が可能となる利点がある。以上の説明からフルカラー画像形成装置は、画像形成速度の高速化を考慮すると、記録方式はタンデム型が、小型化を考慮すると転写方式は間接転写方式が好ましいと言える。
【０００５】
このタンデム型間接転写方式のフルカラー画像形成装置においては、給紙装置から定着装置までの用紙搬送経路が最短になるように、給紙装置から定着装置までの用紙搬送方向が縦に延びるいわゆる縦搬送パスを採用するとよい。縦搬送パスを採用する画像形成装置は、用紙の搬送距離が短い分高速化でき、しかもジャム等も起こりにくい利点がある。図６及び図７は、縦搬送パスを採用した画像形成装置の内部構成を示す概略構成図である。図６に示す画像形成装置では、イエロー、シアン、マゼンダ、ブラックのトナー画像をそれぞれ作像する４つの作像ユニット１１０Ｙ、１１０Ｃ、１１０Ｍ、１１０Ｂｋが中間転写ベルト１１１の上側ベルト走行面に配置される。このとき、縦搬送パスを採用した画像形成装置では、図６に示すように、２次転写位置１１２が中間転写ベルト１１１の端部（図中右端）になることが必然である。このように配置された装置では、中間転写ベルト１１１上の重ね画像は、最終のブラック画像が転写された後約半周回ってから２次転写装置１１２を通過するため、その分ファーストコピーの時間が長くなることが避けられない。よって、縦搬送パスを採用した場合には、図７に示すように、４つの作像ユニット１２０Ｙ、１２０Ｃ、１２０Ｍ、１２０Ｂｋを中間転写ベルト１２１の下側ベルト走行面に配置することが有利である。このように配置された装置では、用紙搬送経路もほぼ最短で、しかも中間転写ベルト１２１上の重ね画像は最終のブラック画像が転写された直後に２次転写部１２２に到来するため、ファーストコピーの時間が短縮化される。上述したように、フルカラーの画像形成装置でテーブル上に載置して使用できる程度に小型化にでき、しかも高速の画像形成を実現するには、現在の技術から記録方式がタンデム型で転写方式が間接転写方式で、かつ縦搬送パスを採用したものが最も好ましいと言える。
【０００６】
ところで、電子写真方式の画像形成装置においては、用紙上に転写されて担持されている未定着画像を加熱定着することにより複写物や記録物を得ることができる。定着に際しては、未定着画像を担持している用紙を挟持搬送しながら未定着画像を加熱することにより未定着画像中に含まれる現像剤、特にトナーの溶融軟化及びシートへの浸透を行って用紙上にトナーを定着させている。転写位置から定着位置までの距離は、使用する用紙サイズ等から定まり、ある程度の長さが必要である。以下、図８を用いてその理由を簡単に説明する。図８において、２次転写部１２２の線速をａ、定着部１２３での線速ｂとすると、両者の線速はａ＝ｂが理想である。しかし、現実問題として両者の線速をａ＝ｂに設定しても公差からａ＝ｂになることは不可能である。もし転写部１２２よりも定着部１２３での線速が速くなると（ａ＜ｂ）、転写部１２２と定着部１２３とに跨って用紙が搬送されるとき、転写中の用紙が定着部１２３によって引っ張られて転写ズレを発生させる。そこで、予め転写部１２２での線速が定着部１２３での線速よりも速くなるように設定され（ａ＞ｂ）、上述した転写ズレを防止している。しかし、転写部１２２の線速を定着部１２３での線速よりも速く設定すると（ａ＞ｂ）、転写部１２２と定着部１２３とに跨って搬送される用紙に大きく側方へずれるたるみが生じ、このたるみによって未定着トナー像が装置の筐体の一部に触れて画像を乱すという問題が発生する。したがって、転写部１２２から定着部１２３までの距離ｈは大きく側方へずれるたるみを緩和させるためにも、使用する用紙のサイズに応じたある程度の長さが必要となっていた。
【０００７】
このような従来の定着装置に替わり、用紙への画像転写と定着を同時に行ういわゆる転写定着装置が提案されている（例えば、特許文献１）。図９は、転写定着装置を備えた画像形成装置の構成の一例を示す構成図である。図９に示すように、この画像形成装置では、イエロー、シアン、マゼンダ、ブラックのトナー画像をそれぞれ作像する４つの作像ユニット１３０Ｙ、１３０Ｃ、１３０Ｍ、１３０Ｂｋが中間転写ベルト１３１の上側ベルト走行面に配置される。そして、この中間転写ベルト１３１の図中右端に配設された転写定着装置１３２は、中間転写ベルト１３１上の未定着トナー像が転写される転写定着ローラ１３３と、該転写定着ローラ１３３とニップを形成する加圧ローラ１３４とを備えている。転写定着ローラ１３３は、アルミニウム等の金属によりパイプ状に形成され、転写定着ローラ１３３上に転写された画像を加熱するハロゲンヒータ１３５が内蔵されている。イエロー、シアン、マゼンダ、ブラックのトナー画像をそれぞれ作像する４つの作像ユニット１３０Ｙ、１３０Ｃ、１３０Ｍ、１３０Ｂｋから中間転写ベルト１３１上に１次転写されたトナー像は、図示しないバイアス印加手段により駆動ローラ１３６に印加されるバイアスによって転写定着ローラ１３３に静電気力で２次的に転写される。そして、転写定着ローラ１３３上のトナー像は、ハロゲンヒータ１３５の熱で溶融軟化して転写定着ローラ１３３と加圧ローラ１３４との間のニップに搬送されてきた用紙に転写定着される。
【０００８】
このように、用紙への画像転写と定着を同時に行う転写定着装置１３２を備えた画像形成装置では、転写部から定着部までの距離を設ける必要がないので、装置高さを小さく抑えることができる。また、この転写定着装置１３２では、用紙との接点が１カ所のみであるため、図８で示したような要件が必要なく用紙搬送性が安定している。さらに、この転写定着装置１３２では、転写定着ローラ１３３上に転写されたトナー像がニップで用紙に転写されるまで単独で加熱されるため、トナーと用紙を同時に加熱する従来方式に比べ低温定着が可能でウォームアップ時間を短くでき、省エネルギー性に優れる。また、転写定着ローラ１３３に内蔵されるハロゲンヒータ１３５では、用紙を考慮せずにトナーが十分な光沢を得るための温度を独立に設定できるので、高画質化、熱効率の観点からも良好である利点を有している。
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−１４５２６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、図９に示すように、縦搬送パスを採用した画像形成装置では、中間転写ベルト１３１の端部に転写定着装置１３２を設けることになるため、装置幅が大きくなり、装置の大型化につながる。また、用紙の搬送信頼性を確保するためには、給紙カセット１３７から転写定着装置１３４まで距離をある程度とって、用紙の搬送経路の曲率半径を大きくしなければならない。そのために、中間転写ベルト１３１と給紙カセット１３７との間に無駄なスペースができてしまい、スペース効率が悪く装置の大型化につながる。なお、図９に示す転写定着装置では、転写定着部材として、ハロゲンヒータ１３５を内蔵する転写定着ローラ１３３を用いているため、転写定着部材に転写定着ベルトを用いる転写定着ベルト方式よりも小型化が望める。しかし、装置本体の小型化への寄与は小さい。
【００１１】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、上述した転写定着装置を備えた従来の画像形成装置に比べ、さらに装置本体の小型化を図ることができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項１の画像形成装置は、像担持体への作像を行う複数の作像ユニットと、該像担持体上の画像を中間転写ベルト上に転写する中間転写ユニットと、該中間転写ユニット上の画像を記録媒体上へ転写すると同時に定着させる転写定着ユニットと、該中間転写ユニットの下方に配設され、該転写定着ユニットへ供給する記録媒体を収容する記録媒体収容ユニットとを備える画像形成装置において、上記中間転写ベルトは、上記作像ユニットに対向するベルト走行面が水平方向に対して傾斜するように配設され、上記転写定着ユニットは、該中間転写ベルトを張架して該作像ユニットに対向するベルト走行面を形成するローラのうち位置が高い方のローラ側に配設されることを特徴とするものである。
請求項２の画像形成装置は、請求項１の画像形成装置において、黒色画像の作像を行う黒色用作像ユニットと、複数色の画像をひとつの像担持体に重ねて作像する複数色用作像ユニットとを備えることを特徴とするものである。
請求項３の画像形成装置は、請求項２の画像形成装置において、上記複数色用作像ユニットは、像担持体１周で複数色を重ねて作像することを特徴とするものである。
請求項４の画像形成装置は、請求項２又は３の画像形成装置において、上記黒色用作像ユニットは２成分接触現像方式の現像手段を備え、複数色用作像ユニットは１成分非接触現像方式の現像手段を備えることを特徴とするものである。
請求項５の画像形成装置は、請求項１乃至４の何れかの画像形成装置において、上記転写定着ユニットは、少なくとも上記中間転写ベルト上の画像が転写される無端ベルト状の転写定着体と、該転写定着体を電磁誘導を利用した熱により加熱する誘導加熱手段とを備えることを特徴とするものである。
請求項６の画像形成装置は、請求項１乃至５の何れかの画像形成装置において、上記中間転写ユニットは、上記中間転写ベルト上に残留するトナーをクリーニングするクリーニング手段と、該中間転写ベルトを冷却する冷却手段とを備え、該冷却手段は、上記転写定着ユニットよりも中間転写ベルト移動方向下流側であって該クリーニング手段より中間転写ベルト移動方向上流側にある中間転写ベルトを外周面から押し当てて屈曲させていることを特徴とするものである。
請求項７の画像形成装置は、請求項６の画像形成装置において、上記誘導加熱手段は、上記中間転写ベルトが上記冷却手段によって屈曲させられて形成される空間を利用して配設されることを特徴とするものである。
請求項８の画像形成装置は、請求項１乃至７の何れかの画像形成装置において、上記作像ユニットは、上記中間転写ベルトの移動方向最下流側に黒色画像の作像を行う黒色用作像ユニットを備えることを特徴とするものである。
本発明の画像形成装置は、中間転写ベルトの作像ユニットに対向するベルト走行面が傾斜しているので、ベルト走行面が水平方向となる場合に比べ装置本体の幅を小さくすることができる。また、転写定着ユニットが傾斜した中間転写ベルトを張架するローラのうち高い方のローラ側に設けられている。そのため、装置本体の高さを高くすることなく、記録媒体ユニットと転写定着ユニットとの間に、記録媒体の搬送信頼性が得られるだけ距離を確保することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、転写定着装置を備えた従来の画像形成装置に比べ、さらに装置本体の小型化を図ることができる画像形成装置を提供できるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を画像形成装置であるフルカラーレーザプリンタ（以下、プリンタという）に適用した場合の第１の実施形態について説明する。まず、このプリンタの構成について説明する。図１は、このプリンタの内部構成を示す概略構成図である。このプリンタは、装置本体１の中央部に位置する作像ユニット２と、作像ユニット２の下方に位置する中間転写ベルト３を備えた中間転写ユニット４と、中間転写ユニット４の右方に位置する転写定着ユニット５を備えている。また、このプリンタは、装置本体１の下部に記録媒体収容ユニットである給紙カセット６を備えている。
【００１５】
上記作像ユニット２は、像担持体である感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂｋへイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色の画像の作像をそれぞれ行う４つの作像ユニット２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂｋが中間転写ベルト３の上側ベルト走行面に沿って所定のピッチで並置されて構成されている。各作像ユニット２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂｋは、感光体ドラム１０の周りに感光体ドラム１０を一様に帯電させる帯電装置１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｂｋ、感光体ドラム１０上の潜像を現像する現像装置１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋ、感光体ドラム１０表面をクリーニングするクリーニング装置１３Ｙ、１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｂｋをそれぞれ備えている。各作像ユニット２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂｋは、各現像装置１２に収容されている現像剤（トナー）が異なる以外は、同一構造で構成されている。図中、各符号に付記しているアルファベットは、トナーの色別に対応している。また、作像ユニット２の上方には、光変調されたレーザー光Ｌを各帯電装置１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｋと各現像装置１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋの間から各感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂｋ表面に走査露光して、感光体ドラム１０に静電潜像を形成する光書き込みユニット７が配置される。このとき、各感光体ドラム１０に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。この光書き込みユニット７は、各作像ユニット２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂｋに個別に設けてもよいが、本例のような共通の光書き込みユニット７を用いればコストの点で有利である。
【００１６】
上記中間転写ユニット４の中間転写ベルト３は、複数のローラ１３、１４、１５に張架され、図示しない駆動装置によって複数のローラ１３、１４、１５のうちひとつのローラが所定のタイミングで時計方向に回転駆動することにより図中矢印Ａ方向に回転駆動され、他のローラは従動回転する。そして、中間転写ユニット４は、中間転写ベルト３を挟んで各感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂｋに対向する位置に、感光体ドラム１０上の画像を中間転写ベルト３上に１次転写する転写装置１６Ｙ、１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｂｋをそれぞれ備えている。また、中間転写ユニット４は、ローラ１５に対向する位置にベルト表面をクリーニングするクリーニング手段であるベルトクリーニング装置１７を備えている。さらに、中間転写ユニット３は、後述する転写定着ユニット５よりも中間転写ベルト移動方向下流側であってベルトクリーニング装置１７よりも同方向上流側にある中間転写ベルト３を外周面から押し当てて屈曲させるようにして、中間転写ベルト３を冷却するための冷却手段である冷却ローラ１８が配設されている。
【００１７】
上記転写定着ユニット５は、転写定着体である転写定着ベルト２０が、ローラ１４に対向する２次転写ローラ２１、加熱ローラ２２、定着ローラ２３により掛け回され、加圧ローラ２４が転写定着ベルト２０を介して定着ローラ２３に加圧されている。そして、転写定着ベルト２０は、図示しない駆動装置によって反時計方向に回転駆動される。また、転写定着ベルト２０を挟んで定着ローラ２３に対向する位置には、転写定着ベルト２０をクリーニングするクリーニング装置２５が配設されている。加熱ローラ２２の中間転写ベルト２０が巻き付いている外周には、誘導加熱手段である誘導加熱コイル２６が配設され、この誘導加熱コイル２６により加熱ローラ２２が加熱する。転写定着ベルト２０上のトナー像は加熱ローラ２２からの熱で溶融軟化する。加熱手段として誘導加熱コイル２６を用いる転写定着ユニット５は、加熱手段としてハロゲンヒータ等を用いるに比べ、省エネルギーで転写定着ベルト２６を所定温度まで昇温させる昇温時間を短縮でき、立ち上がりを速くすることができる。
【００１８】
次に、上記構成のプリンタにおいて、カラー画像を得る画像形成動作について説明する。まず、作像ユニット２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂｋにおいて、感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂｋが帯電ローラ１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｂｋによって一様に帯電される。その後、光書き込みユニット７により、画像情報に基づきレーザー光Ｌが走査露光されて感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂｋ表面に静電潜像が形成される。感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂｋ上の静電潜像は、現像装置１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋの現像剤によって現像されトナー像として可視像化される。感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂｋ上のトナー像は、各一次転写ローラ１６Ｙ、１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｂｋの作用によって矢印Ａ方向に回転駆動される中間転写ベルト３上に順次重ねて転写される。このときの各色の作像動作は、各色のトナー像が中間転写ベルト３上の同じ位置に重ねて転写されるように、中間転写ベルト３の移動方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。一次転写終了後の感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂｋは、クリーニング装置１３Ｙ、１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｂｋによってその表面がクリーニングされ、次いでその表面が図示しない除電装置によって除電作用を受けて表面電位が初期化され、次の画像形成に備えられる。
【００１９】
一方、上記給紙カセット６内の紙又は樹脂シート等からなる記録媒体である用紙は、給紙カセット６の近傍に配設された給紙ローラ２７によって、装置本体１内に送り込まれる。装置本体１内に送り込まれた用紙は、レジストローラ対２８によって所定のタイミングで転写定着ユニット５に送り込まれる。転写定着ユニット５では、中間転写ベルト３上のトナー像が２次転写部において２次転写ローラ２１の作用によって転写定着ベルト２０に転写される。そして、転写定着ベルト２０上のトナー像は、加熱ローラ２２の熱で溶融軟化された状態で、定着ローラ２３と加圧ローラ２４との間の転写定着部へ送り込まれた用紙に加圧ローラ２４の加圧によって転写定着される。トナー像が転写定着された用紙は、排出ローラ２９によって排紙トレイ３０に排出される。感光体１０と同様に、トナー像を用紙に転写定着後、転写定着ベルト２０上に残った転写残トナーは、転写定着ベルト２０に接触するベルトクリーニング装置２５によってクリーニングされる。また、中間転写ベルト３上に残った転写残のトナーは、中間転写ベルト３に接触するベルトクリーニング装置１７によってクリーニングされる。
【００２０】
このように構成されたカラープリンタは、４個の作像ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋで作像されたトナー像を中間転写ベルト７に順次重ね転写する、いわゆるタンデム型を採用しているため、感光体ドラムが１つで４色の現像装置により作像を繰り返す、いわゆる１ドラム型ものと比べて作像時間を大幅に短縮することができる。なお、上述した説明は、用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、作像ユニット２のいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２色又は３色の画像を形成したりすることもできる。また、このように構成されるプリンタは、作像ユニット２が中間転写ベルト３の上側ベルト走行面に対向するように配設したことで、最終画像（Ｂｋ）が転写された直後に重ね画像が転写定着ユニット５に到来するため、ファーストコピー時間が短縮化される。
【００２１】
ところで、本実施形態におけるプリンタは、中間転写ベルト３を張架して作像ユニット２に対向する上側ベルト走行面を形成するローラ１３、１４のうち、ローラ１４がローラ１３より高い位置に配置され、中間転写ベルト３は上側ベルト走行面が水平方向に対して傾斜した状態（図１中右上がり）となっている。中間転写ベルト３と給紙カセット６と用紙搬送経路との間には、断面形状で三角形の空間が形成される。中間転写ベルト３のベルト走行面の傾斜方向は、中間転写ベルト３の移動方向に対し下流側に配置した作像ユニット２ほど高さレベルが上方となる方向である。そして、高い位置にある方のローラ１４に対向する位置には、上述した転写定着ユニット５が配設されている。
【００２２】
このように構成されるプリンタは、中間転写ベルト３のベルト走行面を水平方向に配設する場合に比べ、装置本体１の幅を小さくすることができる。また転写定着ユニット５が、高い方の位置にあるローラ１４側に配設されているため、装置本体１の高さを高くすることなく、給紙ローラ２７から転写定着ユニット５との間に、用紙の搬送信頼性が得られるだけの距離を取ることができる。さらには、転写定着ユニット５の下方に形成される空間には、上記誘導加熱コイル２６等を配設することができ、空間を有効に利用することができる。ここで、図１に示すプリンタは、図９に示すプリンタとほぼ同一の構成部品を使用しているものの、中間転写ベルト３が傾斜して配設されているので、図９に示すプリンタに比べ水平方向の幅が短く、高さが低く形成されている。装置高さを低くすれば、給紙ローラ２７から排出ローラ２９までの用紙搬送経路も短くなる。しかし、上述したように中間転写ベルト３を傾斜させることで、用紙搬送経路が短くなっても給紙ローラ２７から転写定着ユニット５との間には用紙搬送信頼性が得られるだけの距離を確保することができる。
【００２３】
また、上記構成のプリンタでは、転写定着ユニット５において転写定着ベルト２０の熱が中間転写ベルト３に伝搬するため、中間転写ベルト３、さらには感光体ドラム１０が昇温して特性変化、フィルミングなど画像劣化を引き起こす可能性が高くなる。そのために、中間転写ベルト３を冷却するための冷却ローラ１８が、転写定着ユニット５（２次転写部）よりも中間転写ベルト移動方向下流側であって、ベルトクリーニング装置１７よりも同方向上流側にある中間転写ベルト３を外周面から押し当てて屈曲させて状態で配設されている。冷却ローラ１８によって中間転写ベルト３を屈曲させることにより、中間転写ベルト３と冷却ローラ１８との接触面積が増えて冷却効果が高まる。また、こうすることにより、新たな構成部品を設けることなく２次転写部下方の空間をさらに大きくすることができる。一般に、誘導加熱を用いた転写定着ユニット５を設ける場合、誘導加熱コイル２６が大きなスペースを占める。しかし、中間転写ベルト３を冷却ローラ１８によって屈曲させてできた空間も利用して誘導加熱コイル２６を配置することで、該空間のスペース効率を高めることができる。また、光書き込みユニット６の上方に形成される三角形空間には、作像ユニット２の現像装置１２に補給されるとトナーを収容するトナーボトルを配設することができ、スペース効率を高めることができる。
【００２４】
次に、第２の実施形態に係るプリンタの構成について説明する。図２は、第２の実施形態に係るプリンタの内部構成を示す概略構成図である。なお、図２中、図１に示す部材と同一部材には、同一符号を付し説明を省略する。図２に示すように、このプリンタは、作像ユニット４０として、黒の作像ユニット４１と、イエロー、シアン、マゼンタの３色からなるカラー作像ユニット４２との２つから構成されている。黒の作像ユニット４１は第１の実施形態と同様の構成で感光体ドラム４３の周りに帯電装置４４、現像装置４５、クリーニング装置４６が配設されている。カラー作像ユニット４２は１つの感光体ドラム４７の周りに、帯電装置４８、１色目の現像装置４９Ｙ、２色目の現像装置４９Ｍ、３色目の現像装置４９Ｃと、クリーニング装置５０がこの順で配設されている。この２つの作像ユニット４１、４２が第１の実施形態と同様の構成で中間転写ベルト５１の上側ベルト走行面に対向して設けられている。そして、２つの感光体ドラム４３、４７が中間転写ベルト５１に接する位置の中間転写ベルト５１内側に２つの１次転写装置５２、５３が設けられている。また作像ユニット４０の上方には、光書き込みユニット５４が配設され、レーザー光Ｌが黒の作像ユニット４１には帯電装置４４と現像装置４５の間で、カラー作像ユニット４２には帯電装置４８と１色目の現像装置４９Ｙの間でそれぞれの感光体ドラム４３、４７に照射される。光書き込みユニット５４は各作像ユニット毎に設けても良いが、共通の書き込みユニットを用いればコストの点で有利である。
【００２５】
ここで、黒の作像ユニット４１の現像装置４５には、所謂２成分現像方式を採用し、黒単色の高速プリントに対応できるようになっている。２成分現像方式を採用した現像装置４５は、２本のスクリュ５５、５６によりキャリアとトナーからなる現像剤を攪拌し、マグネットとスリーブで構成された現像ローラ５７に供給されて、現像ローラ５７から感光体ドラム４３表面の静電潜像にトナーが現像される。一方、カラー作像ユニット４２の現像装置４９には、非接触現像が可能な１成分現像方式を採用した。この１成分現像方式を採用した現像装置４９は、現像ケース５８、供給ローラ５９、現像ローラ６０、ドクタブレード６１から構成される。この現像装置４９では、現像ケース５８に補給されたトナーを供給ローラ５９で現像ローラ６０へ供給し、供給されたトナーはドクタブレード６１によって薄層化され、現像ローラ６０へ印加されるバイアスで感光体ドラム４７表面の静電潜像へ非接触で現像される。なお、現像方式は、非接触であれば、この現像方式に限定されるもではなく、トナーをクラウド状にして非接触現像できる方式であればいずれでも良い。また、接触現像でも接離機構を設けた現像装置であればよい。
【００２６】
次に、上記構成のプリンタにおいての画像形成動作について説明する。画像形成動作は単色画像、２色、３色、フルカラーの画像を形成する場合があるが、主には黒単色画像の場合とフルカラー画像の場合がある。黒の画像形成は第１の実施形態で説明した１色の場合と同様の動作なので説明を省略する。フルカラー画像形成は、まずカラー作像ユニット４２の反時計回りに回転駆動している感光体ドラム４７表面が帯電装置４８によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された感光体ドラム４７表面には、１色目（Ｙ）の画像情報に基づき、光書き込みユニット５４からのレーザー光Ｌが走査露光されて静電潜像が形成される。この静電潜像は最初の現像装置４９Ｙを通るときに現像されてトナー像となる。このとき２色目、３色目の現像装置４９Ｍ、４９Ｃ、中間転写ベルト５１及びクリーニング装置５０は感光体ドラム４７と非接触で配置されており、１色目のトナー像は乱されることなく通過する。そして、再度帯電装置４８で感光体ドラム４７表面が帯電され、２色目（Ｍ）の画像情報に基づき光書き込みユニット５４からレーザー光Ｌが走査露光され、２色目の静電潜像が形成される。この静電潜像は感光体ドラム４７に非接触で配置されている１色目の現像装置４９Ｙを通過して２色目の現像装置４９Ｍで現像され、２色目のトナー像が１色目のトナー像に重ね現像される。その後、１、２色目のトナー像は、３色目の現像装置４９Ｃ、中間転写ベルト５１及びクリーニング装置５０を通過する。そして、再度帯電装置４８で感光体ドラム４７表面が帯電され、３色目（Ｃ）の画像情報に基づき光書き込みユニット５４からレーザー光Ｌが走査露光され、３色目の静電潜像が形成される。この静電潜像は感光体ドラム４７に非接触で配置されている１、２色目の現像装置４９Ｙ、４９Ｍを通過して３色目の現像装置４９Ｃで現像され、３色目のトナー像が１、２色目のトナー像に重ね現像される。３色のトナー像が重ね現像されると、中間転写ベルト５１が感光体ドラム４７に接触して、１次転写装置５３によって３色の重ね画像が中間転写ベルト５１上に転写される。この転写画像にタイミングを合わせて、黒の作像ユニット４１で現像されたトナー像は、黒の１次転写装置５２によって３色の重ね画像上に転写される。その後の用紙への転写定着、用紙搬送経路は第１の実施形態と同じである。
【００２７】
上述した第２の実施形態に係るプリンタにおいては、作像ユニット４０に対向する中間転写ベルト５１のベルト走行面を傾斜させ、作像ユニット４０をふたつの作像ユニット４１、４２で構成することで、第１の実施形態に比べ、さらに水平方向、高さ方向ともに小さくなり、より装置の小型化が可能となる。しかし、カラー作像ユニット４２の感光体ドラム４７を３回転させる必要があり、第１の実施形態よりもプリント速度が低下する欠点を持ち合わせている。
【００２８】
次に、第３の実施形態に係るプリンタの構成について説明する。図３は、第３の実施形態に係るプリンタの内部構成を示す概略構成図である。なお、図３中、図１及び図２に示す部材と同一部材には、同一符号を付し説明を省略する。図３に示すように、このプリンタは、図２で示すプリンタと同様に、作像ユニット７０が黒の作像ユニット４１とカラー作像ユニット７１の２つの作像ユニットからなる。しかし、このプリンタのカラー作像ユニット７１では感光体ドラム７２の１回転で３色のトナー像が重ね現像される。黒の作像ユニット４１は第２の実施形態と同様の構成で感光体ドラム４３の周りに帯電装置４４、現像装置４５、クリーニング装置４６が配設されている。カラー作像ユニット７１は、１つの感光体ドラム７２の周りに、１色目の帯電装置４８Ｙ、現像装置４８Ｙ、２色目の帯電装置４８Ｍ、現像装置４９Ｍ、３色目の帯電装置４８Ｃ、現像装置４９Ｃ、及びクリーニング装置５０がこの順で配設されている。この２つの作像ユニット４１、７１が第２の実施形態と同様の構成で中間転写ベルト５１の上側ベルト走行面に対向して設けられている。そして、２つの感光体ドラム４３、７３が中間転写ベルト５１に接する位置の中間転写ベルト内側に２つの１次転写装置５２、５３が設けられている。また作像ユニット７０の上方には光書き込みユニット７３が配設され、レーザー光Ｌが黒の作像ユニット４１には帯電装置４４と現像装置４５の間で、カラー作像ユニット７０には１色目、２色目、３色目のそれぞれの帯電装置４８と現像装置４９の間で感光体ドラム７２に照射される。光書き込みユニット７３は各作像ユニット毎に設けても良いが、共通の光書き込みユニットを用いればコストの点で有利である。
【００２９】
ここで、黒の作像ユニット４１の現像装置には、第２の実施形態と同様に所謂２成分現像方式を採用し、黒単色の高速プリントに対応できるようになっている。また、カラー作像ユニットに７１には、第２の実施形態と同様に非接触現像が可能な１成分現像方式を採用した。しかし、現像方式は、非接触であれば、この現像方式に限定されるもではなく、トナーをクラウド状にして非接触現像できる方式であればいずれでも良い。また、接触現像でも接離機構を設けた現像装置であればよい。
【００３０】
次に、上記構成のプリンタにおいての画像形成動作について説明する。画像形成動作は単色画像、２色、３色、フルカラーの画像を形成する場合があるが、主には黒単色画像の場合とフルカラー画像の場合がある。黒の画像形成は第１の実施形態で説明した１色の場合と同様の動作なので説明を省略する。フルカラー画像形成は、カラー作像ユニット７１の反時計回りに回転駆動している感光体ドラム７２表面が１色目の帯電装置４８Ｙの帯電作用によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された感光体７２表面には、１色目（Ｙ）の画像情報に基づき、光書き込みユニット７３からのレーザー光Ｌが走査露光されて静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置４９Ｙにより、トナーを非接触の状態で反転現像され感光体ドラムの回転に応じ１色目のトナー像が形成される。次いで感光体ドラム７２は１色目のトナー像の上に更に帯電装置４８Ｍの帯電作用により電位を付与される。帯電された感光体ドラム７２表面には、２色目（Ｍ）の画像情報に基づき、光書き込みユニット７３からのレーザー光が走査露光されて静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置４９Ｍにより、トナーを非接触の状態で反転現像され、感光体ドラム７２の回転に応じ１色目のトナー像の上に２色目のトナー像が順次重ね合わされて形成される。同様のプロセスにより帯電装置４８Ｃ、光書き込み装置７３、及び現像装置４９Ｃによって、感光体ドラム７２上の１、２色目のトナー像の上に、更に３色目のトナー像が順次重ね合わせて形成され、感光体ドラム７２の一回転以内にその周面上にカラートナー像が形成される。この重ね合わせられたトナー像は１次転写装置５３で中間転写ベルト５１に転写され、黒の１次転写部へと送られる。この転写画像にタイミングを合わせて、黒の作像ユニット４１で現像されたトナー像が、黒の１次転写装置５２によって３色の重ね画像上に転写される。その後の用紙への転写定着、用紙搬送経路は図１と同じである。
【００３１】
上述した第３の実施形態に係るプリンタにおいては、作像ユニット７０に対向する中間転写ベルト５１のベルト走行面を傾斜させ、作像ユニット７０をふたつの作像ユニット４１、７１で構成することで、第１の実施形態に比べ、さらに水平方向、高さ方向ともに小さくなり、より装置の小型化が可能となる。また、このプリンタにおいては、感光体ドラム７２の１回転で３色の重ね現像工程を完了するため、第２の実施形態に係るプリンタの欠点である速度の低下を解消し、高速プリントが可能となる。
【００３２】
以上、第１の実施形態に係るプリンタは、作像ユニット２に対向する中間転写ベルト３のベルト走行面が傾斜している。よって、中間転写ベルト３のベルト走行面が水平方向となる場合に比べ、装置本体１の幅を短くすることができ、装置本体１の小型化を図ることができる。また、転写定着ユニット５が中間転写ベルト３を張架するローラ１３、１４のうち高い方のローラ１４側に設けられている。そのため、装置本体１の高さを高くすることなく、給紙カセット６と転写定着ユニット５との間に、用紙搬送信頼性が得られるだけ距離を確保することができる。
また、第２の実施形態に係るプリンタは、黒用の作像ユニット４１とカラー作像ユニット４２の二つを備えている。よって、このプリンタは、作像ユニットを４つ備えた第１の実施形態に係るプリンタに比べ、さらに装置本体の小型化を図ることができる。
また、第３の実施形態に係るプリンタのカラー作像ユニット７１は、複数色の重ね現像工程が像担持体である感光体ドラム７２の１回転で完了する。よって、このプリンタは、１色の作像毎に感光体ドラム４７が１回転する第２の実施形態に係るプリンタに比べ、高速プリントが可能となる。
また、第２及び第３の実施形態に係るプリンタは、黒用作像ユニット４１の現像手段として、２成分接触現像方式の現像装置４５を採用しているので、黒色画像のプリントを高速化できる。また、これらのプリンタは、カラー用作像ユニット４２、７１の現像手段として、１成分非接触現像方式の現像装置４９を採用しているので、作像ユニットを小型化できる。
また、第１、２及び３の実施形態に係るプリンタの転写定着ユニット５は、転写定着体である転写定着ベルト２０、誘導加熱手段である誘導加熱コイル２６を備えている。誘導加熱コイル２６は、ハロゲンヒータ等に比べ転写定着ベルト２０を所定温度まで昇温させる昇温時間を短縮化できる。また、誘導加熱コイル２６のスペースを設ける必要があるが、中間転写ベルト３、５１を傾斜させて転写定着ユニット５の下方にできた空間に誘導加熱コイル２６を設置することにより、スペースを有効に使える。よって、装置の小型化を維持しつつ、省エネルギーで画像形成の高速化を図ることが可能となる。
また、第１、２及び３の実施形態に係るプリンタにおいては、中間転写ベルト３、５１を冷却する冷却手段である冷却ローラ１８が中間転写ベルト３、５１を外周面から押し当てて屈曲させて接触している。よって、中間転写ベルト３、５１を屈曲させない場合に比べ、中間転写ベルト３、５１と冷却ローラ１８との接触面積が大きくなり冷却効率が上がる。また、中間転写ベルト３、５１を傾斜させてできた空間を新たな構成部品を設けることなくさらに広くすることができる。
また、第１、２及び３の実施形態に係るプリンタにおいては、大きなスペースを必要とする誘導加熱コイル２６を冷却ローラ１８によってさらに広げられた空間に配設することができ、該空間のスペース効率を高めることができる。
また、第１、２及び３の実施形態に係るプリンタにおいては、複数の作像ユニット２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂｋ、４１、４２、７１のうち、中間転写ベルト３、５１の移動方向最下流側に黒色用作像ユニット２Ｂｋ、４１を備えている。よって、黒単色で画像出力を行う場合には、ファーストプリント速度が速くなる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１の実施形態に係るプリンタの内部構成を示す概略構成図。
【図２】第２の実施形態に係るプリンタの内部構成を示す概略構成図。
【図３】第３の実施形態に係るプリンタの内部構成を示す概略構成図。
【図４】直接転写方式を採用した画像形成装置の内部構成を示す概略構成図。
【図５】間接転写方式を採用した画像形成装置の内部構成を示す概略構成図。
【図６】縦搬送パスを採用した画像形成装置の内部構成を示す概略構成図。
【図７】縦搬送パスを採用した画像形成装置の内部構成を示す概略構成図。
【図８】２次転写部と定着部との位置関係を説明する模式図。
【図９】転写定着装置を備えた従来の画像形成装置の構成の一例を示す構成図。
【符号の説明】
【００３４】
１  装置本体
２  作像ユニット
３、５１  中間転写ベルト
４  中間転写ユニット
５  転写定着ユニット
６  給紙カセット
７、５４、７３  光書き込みユニット
１０、４３、４７、７２    感光体ドラム
１１、４８  帯電装置
１２、４９  現像装置
１７  ベルトクリーニング装置
１８  冷却ローラ
２０  転写定着ベルト
２１  ２次転写ローラ
２２  加熱ローラ
２３  定着ローラ
２４  加圧ローラ
２５  クリーニング装置
２６  誘導加熱コイル
【図１】
2008185623.tif 000003
【図２】
2008185623.tif 000004
【図３】
2008185623.tif 000005
【図４】
2008185623.tif 000006
【図５】
2008185623.tif 000007
【図６】
2008185623.tif 000008
【図７】
2008185623.tif 000009
【図８】
2008185623.tif 000010
【図９】
2008185623.tif 000011