(57)【要約】【課題】複写機本体の省スペース、ファーストコピー時間の短縮。【解決手段】３本以上のローラ間に掛けまわされた中間転写ベルトの構成。２本のロ−ラ外周を結ぶ平面よりも内側にブラックの画像形成部を配置する事でブラックコピー時のファーストコピーが短縮できる。さらにこの内側に給紙部であるピックアップローラ、リタードローラを配置する事により複写機本体の省スペースが実現できる。【選択図】        図１
2004151484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の像担持体上に形成されたトナー像を、無端ベルトからなる中間転写体を介して被記録材に転写して画像を形成する画像形成装置において、
前記無端ベルトからなる中間転写材は、少なくとも３本以上の内側に設けられた張架用ローラに張架され、そのうちの第一と第二の二本の張架用ローラの外周面を結ぶことで形勢される平面よりも内側において、中間転写体の外側の面と少なくとも一つの像担持対が当接する様に設けられると共に、該内側に被記録材を給紙する給紙手段もしくは給紙手段の一部を配置し、他の像担持対は、第一、第二の張架用ローラ以外の組み合わせからなる二本の張架用ローラに張架されて形成される中間転写材の平面に対して当接するように設けられたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
上記、平面よりも内側に上記給紙手段、上記被記録材を収納する収納手段、該給紙手段の一部、該収納手段の一部のいずれかが配置されている事を特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項３】
上記、収納手段は上記画像形成装置の操作方向に対して略直角方向から抜き差し可能である事を特徴とする請求項１、請求項２記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式などによって画像形成を行う複写機、プリンタ等の画像形成装置に係り、特にベルト状の中間転写体を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子写真方式の複数色又はフルカラーの画像形成装置として、各色毎に応じて感光ドラムを１列に複数配列し、各感光ドラム上に形成された各色のトナー像を中間転写体に順次重ね合わせてカラー画像を形成する、いわゆるインライン型の画像形成装置が実用化されている。
【０００３】
図３は従来の電子写真方式でインタイン型の中間転写体を有するフルカラー画像形成装置（図ではフルカラー複写機）の一例を示す概略構成図である。
【０００４】
この画像形成装置は、プリンタ部Ａとリーダー部Ｂからなり、プリンタ部Ａには、イエロー色の画像を形成する画像形成部１Ｙと、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１Ｍと、シアン色の画像を形成する画像形成部１Ｃと、ブラック色の画像を形成する画像形成部１Ｂｋの４つの画像形成部（画像形成ユニット）を備えており、これら４つの画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは一定の間隔において一列に配置される。
【０００５】
各画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋには、それぞれ像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムという）２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが設置されている。各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの周囲には、一次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、転写手段としての転写ブレード５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ、がそれぞれ配置されており、一次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ間の上方には露光装置７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄがそれぞれ設置されている。
【０００６】
各現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄには、それぞれイエロートナー、シアントナー、マゼンタトナー、ブラックトナーが収納されている。
【０００７】
各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、負帯電のＯＰＣ感光体でアルミニウム製のドラム基体上に光導電層を有しており、駆動装置（不図示）によって矢印方向（図における反時計回り方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。
【０００８】
一次帯電手段としての一次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、帯電バイアス電源（不図示）から印加される帯電バイアスによって各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ表面を負極性の所定電位に均一に帯電する。
【０００９】
現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、それぞれ各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ上に形成される各静電潜像に各色のトナーを付着させてトナー像として現像（可視像化）する。
【００１０】
転写手段としての転写ブレード５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは弾性部材で構成されており、各一次転写ニップ部にて無端ベルト状の中間転写体（以下、中間転写ベルトという）８を介して各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに当接している。中間転写ベルト８は、駆動ローラ９、二次転写対向ローラ１０、テンションローラ１１間に張架されており、駆動ローラ９の駆動によって矢印方向（図における時計回り方向）に回転（移動）される。中間転写ベルト８は、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、ポリフッ化ビニリデン樹脂フィルム等のような誘電体樹脂によって構成されている。
【００１１】
二次転写対向ローラ１０は、中間転写ベルト８を介して二次転写ローラ１２と当接して、二次転写部を形成している。二次転写ローラ１２は、中間転写ベルト８に接離自在に配置されている。中間転写ベルト８の外側でテンションローラ１１近傍には、中間転写ベルト８表面に残った転写残トナーを除去して回収するベルトクリーニング装置１３が設置されている。また、二次転写部の被転写材Ｐの搬送方向下流側には、定着ローラ１６ａと加圧ローラ１６ｂを有する定着装置１６が設置されている。
【００１２】
露光装置７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは、リーダー部Ｂからそれぞれ入力される画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応した発光を行うＬＥＤ等で構成され、各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに露光をすることによって、各一次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄで帯電された各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ表面に画像情報に応じた各色の静電潜像を形成する。
【００１３】
リーダー部Ｂには、原稿（不図示）の画像に光を照射して走査する走査部２２を有し、操作部２２からの走査光（原稿からの反射光）は光学レンズ系２３を介してＣＣＤ２４に入力され電気信号に変換され、色分解等の処理を施してプリンタ部Ａの各露光装置７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄに入力される。
【００１４】
次に、上記した画像形成装置による画像形成動作について説明する。
【００１５】
画像形成開始信号が発せられると、所定のプロセススピードで回転駆動される各画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、それぞれ一次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄによって一様に負極性に帯電される。そして、露光装置７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは、リーダー部Ｂから入力されるカラー色分解された画像信号をＬＥＤから照射し各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ状に各色の静電潜像を形成する。
【００１６】
そして、まず感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に、感光ドラム２ａの帯電極性（負極性）と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４ａによりイエローのトナーを付着させて、トナー像として可視像化する。このイエローのトナー像は、感光ドラム２ａと転写ブレード５ａ間の一次転写部にて一次転写バイアス（トナーと逆極性（正極性））が印加された転写ブレード５ａにより、回転（移動）している中間転写ベルト８上に一次転写される。
【００１７】
イエローのトナー像が転写された中間転写ベルト８は画像形成部１Ｍ側に回転（移動）する。そして、画像形成部１Ｍにおいても、前記同様にして感光ドラム２ｂに形成されたマゼンタのトナー像が、中間転写ベルト８上のイエローのトナー像上に重ね合わせて、一次転写部にて転写される。
【００１８】
以下、同様にして、中間転写ベルト８上に重畳転写されたイエロー、マゼンタのトナー像上に画像形成部１Ｃ，１Ｂｋの感光ドラム２ｃ，２ｄで形成されたシアン、ブラックのトナー像を各一次転写部にて順次重ね合わせて、フルカラーのトナー像Ｔを中間転写ベルト８上に形成する。
【００１９】
そして、中間転写ベルト８上のフルカラーのトナー像先端が二次転写対向ローラ１０と二次転写ローラ１２間の二次転写部に移動されるタイミングに合わせて、給紙カセット１７ａ、１７ｂ又は手差しカセット２０から選択されて搬送パス１８を通して給紙される被転写材（用紙）Ｐが、レジストローラ１９により二次転写部に搬送される。この際、二次転写ローラ１２は中間転写ベルト８を介して二次転写対向ローラ１０に当接させる。そして、二次転写部に搬送された被転写材Ｐに、二次転写バイアス（トナーと逆極性（正極性））が印加された二次転写ローラ１２によりフルカラーのトナー像が一括して二次転写される。
【００２０】
フルカラーのトナー像が形成された被転写材Ｐは、定着装置１６に搬送されて、定着ローラ１６ａと加圧ローラ１６ｂ間の定着ニップ部でフルカラーのトナー像を加熱、加圧して被転写材Ｐ表面に熱定着した後に排紙トレイ２１上に排出して、一連の画像形成動作を終了する。
【００２１】
中間転写ベルト８上に残った二次転写算トナーＴ”等は、ベルトクリーニング装置１３によって除され回収する。
【００２２】
【発明が解決しようとしている課題】
しかしながら、上述した図３の従来例の画像形成装置において、各感光ドラムを並列に配置するために、テンションローラ１１と駆動ローラ９に転写ベルト８を張架して形成される一次転写を行う転写域の幅が広くなると共に、中間転写ベルトを３本のローラに張架しているため、中間転写ベルトの内側に大きな空間が必要になり、結果として装置全体の小型化を図ることが難しかった。さらに、一次転写部と二次転写部の距離が離れているため、一枚目の記録に必要な時間（ファーストコピー時間）が長くなってしまっていた。フルカラー画像記録時は、４個のドラムによる一次転写部を通過しなければならないため、ある程度の時間がかかることは仕方が無いが、ブラックトナーだけによる白黒コピー時においても、フルカラー記録時に近いファーストコピー時間になってしまうことは白黒専用機との比較においても大きな問題であった。
【００２３】
本発明は、掛かる問題を解決するために、装置本体の小型化を図ると共に、白黒記録時のファーストコピー時間が短い高い生産性を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では以下の構成にて課題を解決している。
【００２５】
前記無端ベルトからなる中間転写材は、少なくとも３本以上の内側に設けられた張架用ローラに張架され、そのうちの第一と第二の二本の張架用ローラの外周面を結ぶことで形勢される平面よりも内側において、中間転写体の外側の面と少なくとも一つの像担持対が当接する様に設けられると共に、該内側に被記録材を給紙する給紙手段もしくは給紙手段の一部を配置し、他の像担持対は、第一、第二の張架用ローラ以外の組み合わせからなる二本の張架用ローラに張架されて形成される中間転写材の平面に対して当接するように設けている。
【００２６】
（作用）
上記構成によって、本発明は以下の作用を持つ。第一と第二の張架用ローラの間にブラックの画像形成部行う像担持対を配置し、記録材に転写を行う二次転写部との距離を短くする事で白黒コピー時のファーストコピー時間を短くする事ができる。
【００２７】
また、通常使用頻度の高いブラック画像を形成する画像形成を他の画像形成部と分離して配置するため、空間に対する自由度が上がり装置本体の小型化が実現できる。
【００２８】
また、通常無駄なスペースになる中間転写ベルトの内側の空間を狭めることにより全体の空間を有効に利用することが出来る。
【００２９】
また、給紙部もしくは給紙カセットをブラックの画像形成部によって中間転写体食い込まれた部分に配置する事でさらなる本体の小型化が実現できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１を用いて本発明の実施例を説明する。図１は、本発明の画像形成装置としての複写機の断面図である。
【００３１】
なお、上述した図３の従来例の画像形成装置と同一部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３２】
図１において、中間転写ベルト８は、内側に設けられた３本の張架用ローラである駆動ローラ９、二次転写対向ローラ１０、テンションローラ１１に張架されている。この様にそれぞれ役割の異なる３本のローラを内側に張架し、各ローラにそれぞれ必要な役割を与えることで、必要最小限のローラ数で、中間転写ベルトの高精度の搬送性が得られることで色ずれの少ない高画質な画像が得られ、省スペース化、及び低コスト化を図ることが出来る。
【００３３】
さらに、ブラックトナーの画像形成を行う画像形成部３１Ｂｋは、第一の張架用ローラである二次転写対向ローラ１０と、第二の張架用ローラである駆動ローラ９との外周面を結ぶことで形成される平面Ｘ（図１上における二点鎖線）よりも内側において、中間転写ベルト８外側面にブラックの画像形成部３１Ｂｋの像担持体である感光体ドラム３２ｄが当接する様に配置され、その他の像担持体である感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃを備える各画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃは、第二の張架用ローラである駆動ローラ９と第三の張架用ローラであるテンションローラ１１に張架された平面に対して当接する様に等間隔に設けられている。また、画像形成部３１Ｂｋの現像装置４ｄは、他の画像形成部が近接せずに独立して存在するため、他の現像装置４ａ，４ｂ，４ｃに比べ容量を大きくし、使用頻度の高いブラックのトナーを大量に保持することが可能になっている。
【００３４】
各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，３２ｄの外径と駆動ローラ９の外径は、同一外径に設定されるとともに、各画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃの一次転写部の間隔（５ａ〜５ｂ，５ｂ〜５ｃ）はそれぞれ、感光ドラム外周長の整数倍に設定され、画像形成部部１Ｃと画像形成部３１Ｂｋの一次転写部の中間転写ベルト８上での距離（５ｃ〜５ｄ）も、感光体ドラムの外周長の整数倍になるように、設けられている。
【００３５】
このような設定、配置をすることで、各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，３２ｄおよび駆動ローラ９の一周単位で発生する振れ等の影響による各トナーの重ね合わせのズレ（色ズレ）を防止することが出来る。
【００３６】
手差しカセット２０は複写機本体内部に深く入り込んだ構成にしている。但し、手差しカセットの取り出しを容易にするため少しだけ外部に出た構成にしている。
【００３７】
手差しカセット２０の上面に積載されたシートＰは押圧バネ４０によってピックアップローラ４１の方向に付勢されている。ピックアップローラ４１は常時シートＰの上面に接触し、給紙開始と同時に回転を開始する。またピックアップローラ４１をシートＰ上面に接離可能なように構成しても良い。
【００３８】
ピックアップローラ４１の搬送下流側にはフィードローラ４２とリタードローラ４３が設けられ、周知の技術により重送したシートＰを元の位置に戻している。
【００３９】
ピックアップローラ４１及びフィードローラ４２、リタードローラ４３の一部は平面Ｘの内側に位置している。このような構成をとる事によって中間転写ベルト８の掛けまわしによるデットスペースを有効に利用している。
【００４０】
画像形成の動作を以下に説明する。
【００４１】
カラー画像の形成の場合、画像形成開始信号が発せられると、所定のプロセス動作により各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、３２ｄ上にトナー像が可視像化される。
【００４２】
その後に、画像形成部部１Ｙにおける感光ドラム２ａ上のイエローのトナー像が中間転写ベルト８に一次転写され、順次、画像形成部部１Ｍ，１Ｃにおいて、マゼンタ、シアンのトナー像が一次転写され、イエロー、マゼンタ、シアンのトナーの重畳した３色のトナー像が中間転写ベルト８上に形成される。
【００４３】
３色のトナー像は駆動ローラ９部を通過した後、画像形成部３１Ｂｋに到達し、そこでブラックのトナー像を一次転写され、４色のトナーが重畳したフルカラーのトナー像が中間転写ベルト８上に形成される。
【００４４】
さらに、中間転写ベルト８が搬送され二次転写対向ローラ１０と二次転写ローラ１２間の二次転写部に到達し、給紙カセット１７ａから給紙・搬送されたシートＰがレジストローラ１９から適宜なタイミングで搬送され、被記録材であるシートＰ上に４色のフルカラー画像を転写し、定着器１６によって加熱加圧定着され被記録材上にフルカラー画像を形成する。
【００４５】
手差しカセット２０から給紙する場合はピックアップローラ４１で給紙されるピックアップ位置から二次転写ローラ１２までの位置が短いため、レジストローラ（不図示）は配置せずピックアップローラの駆動タイミングでレジストを行っている。本実施例では実施していないが、フィードローラ４２、リタードローラ４３と二次転写ローラ１２の間にレジストローラ（不図示）を配置しても良い。
【００４６】
モノクロ画像の形成の場合は、カラー画像の形成時のイエローからマゼンタ、シアンの３色の転写ベルト上への一次転写が必要ないため、ブラックの画像形成部３１Ｂｋにおいて感光ドラム３２ｄ上に可視像化されたトナー像を中間転写ベルト上に一次転写し、直後に位置する二次転写部においてシートＰに二次転写する。
【００４７】
このように、複数の画像形成部のうち、ブラックの画像形成部３１Ｂｋを、二次転写部の上流近傍に配置することで、イエローから順次搬送されて中間転写ベルト８上にトナー像が形成される場合に比べ、二次転写部に近く位置するブラックのトナー像を中間転写ベルト８上に転写するだけで、一次転写が終了する。このため、イエローからブラックまで中間転写ベルトが搬送されるのに必要な時間分、モノクロ画像時の一次転写開始から二次転写開始までの必要時間が短縮され、結果として、一枚目のコピーのスループットであるファーストコピー時間を大幅に短くすることが出来る。
【００４８】
また、中間転写ベルト８上に４つの画像形成部を並列に配置する場合に比べ、一つの画像形成部を他の画像形成部とは別の面に設けて一次転写するために、中間転写ベルト８を含めた画像形成手段全体の幅を狭くすることが可能になり、結果として装置全体の幅を短くすることが可能になるとともに、手差しカセット２０の配置も上述したように複写機本体内部に配置でき、通常無駄なスペースになる中間転写ベルトの内側の空間を使うことにより全体の空間を有効に利用することが出来る。
【００４９】
また、通常使用頻度の高いブラック画像を形成する画像形成部を他の画像形成部と分離して配置するため、空間に対する自由度が上がり、他の色と比較してトナー容量を増やすなどの個別の設定が可能になるというメリットもある。
【００５０】
（実施例２）
本発明の第二の実施例を、図２を用いて説明する。
【００５１】
図２は、本発明の第二実施例の給紙装置を備えた画像形成装置としての複写機の断面図である。本第二の実施例においても、図３・図１の従来例・実施例１と同一部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５２】
実施例２と実施例１の異なる所は実施例１が手差しカセット２０の給紙部を平面Ｘの内部に配置する事で給紙スペースを有効利用していたのに対して、実施例２では給紙カセット１７ａの給紙部であるピックアップローラ４１、フィードローラ４２、リタードローラ４３を図２に示す平面Ｘの内部に配置している事にある。
【００５３】
その為、給紙カセット１７ａは機内内部に深く入り込んでおり、図中左側より抜き差し可能になっている。
【００５４】
図２においてピックアップローラ４１によって給紙されたシートＰはフィードローラ４２、リタードローラ４３対によって分離・搬送され、レジストローラ４４によって所定のタイミングで二次転写ローラ１２される。その後は実施例１と同様に二次転写・定着がなされ機外へ搬送される。
【００５５】
プリンターでは複写機と違って給紙頻度が低いため、給紙カセットが１段でも充分である。また、デスクに置いて使う事がほとんどのため、給紙カセット１７ａをサイドに取り付け、本体内部へ入りこませ、スペースを有効に使う本実施例のような構成は大きなセールスポイントになりうる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、無端ベルトからなる中間転写材が、少なくとも３本以上の内側に設けられた張架用ローラに張架され、そのうちの第一と第二の二本の張架用ローラの外周面を結ぶことで形勢される平面よりも内側に配置し、中間転写体の外側の面と少なくとも一つの像担持対が当接する様に設けられると共に、他の像担持対は、第一、第二の張架用ローラ以外の組み合わせからなる二本の張架用ローラに張架されて形成される中間転写材の平面に対して当接するように設けることにより、小型化が図られた画像記録装置を提供することができる。特にプリンター市場においてはデスク等に置いて使う事が多いため、このメリットは大きい。
【００５７】
また、白黒の像担持対が、中間転写材から被記録材に画像を転写する二次転写部に対して上流近傍に設けられることにより、白黒記録時にファーストコピー時間の短い画像記録装置を提供することが出来る。
【００５８】
また、給紙位置から転写位置までの距離が短いために、白黒のみならずフルカラーのコピーにおいてもファーストコピー時間が短く、さらに生産性の高い複写機を提供する事ができる。また給紙〜搬送時で発生するジャムは搬送経路が短くなるために少なくなる事が期待できる。
【００５９】
また、給紙タイミングを画像形成時のレジストタイミングにする事ができるため、レジストローラおよび、レジストローラの駆動を制御する電気部品は必要なくなる。そのため、大幅なコストダウンが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の実施例を実施した画像形成装置としての複写機の断面図。
【図２】第二の実施例を実施した画像形成装置としての複写機の断面図。
【図３】従来の電子写真方式のフルカラー画像形成装置を示す概略構成図。
【符号の説明】
２ａ，２ｂ，２ｃ，３２ｄ  像担持体
８  中間転写体
９，１０，１１  張架用ローラ
９  第一張架用ローラ
１０  第二張架用ローラ
２０  収納手段
４１，４２，４３  給紙手段
Ｘ  平面
【図１】
2004151484.tif 000003
【図２】
2004151484.tif 000004
【図３】
2004151484.tif 000005