(57)【要約】【課題】２Ｄ＋ＩＴＢのカラープリントエンジンにおいて、ＦＣＯＴの向上と機体のコンパクト化を行う。【解決手段】最大用紙サイズ長以上の長さを有するＩＴＢ、少なくとも３面以上の面を有する多角柱形状にＩＴＢを保持する手段、ＩＴＢの２つの面にそれぞれ、第一と第二の感光体を配し、上流側感光体の一次転写位置から二次転写位置までのＩＴＢ周上の距離が、残りのＩＴＢ長より短くなるように、感光体を配置することを特徴とする画像形成装置。【選択図】        図１
2004233627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本の感光ドラム＋１本の中間転写ベルト（ＩＴＢ）を有するカラープリントエンジンにおいて、転写用紙の最大サイズ長以上に構成されたＩＴＢと、ＩＴＢを少なくとも３面以上の面を有する多角柱形状に保持するＩＴＢ保持手段を有し、ＩＴＢの２つの面に、それぞれ第１と第２の感光ドラムを配し、上流側感光ドラムの一次転写の転写位置から二次転写の転写位置までのＩＴＢ長が、残りのＩＴＢ長よりも短くなるように前記上流の感光ドラムを配置することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ＩＴＢを少なくとも３面以上の面を有する多角柱形状に保持するＩＴＢ保持手段が、ＩＴＢを、３面を有する三角柱状に保持することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記ＩＴＢを少なくとも３面以上の面を有する多角柱形状に保持するＩＴＢ保持手段が、ＩＴＢを、４面を有する四角柱状に保持することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
２本の感光ドラム＋１本の中間転写ベルト（ＩＴＢ）を有するカラープリントエンジンにおいて、転写用紙の最大サイズ長以上に構成されたＩＴＢと、ＩＴＢを少なくとも３面以上の面を有する多角柱形状に保持するＩＴＢ保持手段を有し、第１または第２の感光ドラムの少なくとも一方をＩＴＢ多角柱の角にあたる位置に配し、他方を該角とは異なる角または、面にあたる位置に配し、かつ、上流側感光ドラムの一次転写の転写位置から二次転写の転写位置までのＩＴＢ長が、残りのＩＴＢ長よりも短くなるように前記上流の感光ドラムを配置することを特徴とした画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタに関し、特に、複数の感光体と中間転写体とを備え、小型、低価格、高速ファーストプリント、高速連続プリントを実現する画像形成装置に関する物である。
【０００２】
【従来技術】
従来複数の感光体を用いた画像形成装置には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色毎に感光体、および、現像器を含めた画像形成部を有し、各画像形成部で形成されたトナー画像を重ねあわせてフルカラー画像を生成するタンデム型のカラー画像形成装置が主流となっている。
【０００３】
上述の画像形成装置は、単位時間あたりのプリント枚数を多く出来る一方で、画像形成部を複数持たなければならないことから、構成が複雑で、小型化、低価格化が困難であるといった問題を有している。
【０００４】
そこで、上述の問題を解決する構成として、２つの感光体と１つの中間転写ベルトを備え、２つの感光体で第一色、第二色に対応したトナー画像を形成し、中間転写ベルトに各トナー画像を重ねて転写した後に、更に、それぞれの感光体で第三色、第四色のトナー画像を形成して、前述の中間転写ベルト上のトナー画像に更に重ねて転写し、以上のようにして得られたトナー画像を転写紙に転写、定着することで、フルカラー画像を得る提案もなされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図６は上述の従来例の構成を示しており、図中１ａ、１ｂは感光体、２ａ〜２ｄは現像器、３は中間転写ベルト、４は定着装置、５，６は転写紙が格納される転写紙カセットである。
【０００６】
本方式の画像形成装置は、前述したタンデム型に比して比較的簡単な構成で、かつ、比較的低価格を実現できる構成でありながら、単位時間あたりのプリント枚数も１／２まで向上できるといった特徴を有している。
【０００７】
また更に、２つの感光体に１つの中間転写ドラムを設けて、それぞれの感光体に複数色の重ねあわせによるトナー画像を形成し、該それぞれの感光体に形成されたトナー画像を中間転写ドラム上に重ねて転写することで特許文献１と同様の効果を高画質、長寿命で享受する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
図７は上述における画像形成装置の構成図であり、図中７は上述の中間転写ドラムである。
【０００９】
また、２つの感光体と１つの中間転写体、更に、４つの現像ユニットを備えた１つのロータリー式現像装置を備え、前記現像ユニットの２つが２つの感光体のそれぞれに対向してトナー像を形成するように構成し、装置の小型化を図る提案もなされている（例えば、特許文献３参照）。
【００１０】
図８は上述における画像形成装置の構成図であり、図中８は上述のロータリー式現像装置である。
【００１１】
また、１つの中間転写体を挟むように２つの感光体を配置し、それぞれの感光体に現像する二つの黒色現像装置を備える事で、白黒画像のプリント生産性を向上する提案もなされている（例えば、特許文献４参照）。
【００１２】
図９に上述における構成図を示す。図中９は本提案において追加される現像装置であり、２ａ〜２ｄに示す現像装置のいずれかと同色のトナーでの画像形成を行う物である。
【００１３】
【特許文献１】
特開平４−２０４８７１号公報
【特許文献２】
特開平８−１２３１２３号公報
【特許文献３】
特開２０００−３５２８５４号公報
【特許文献４】
特開２０００−３３８７３９号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来の電子写真装置においては、以下のような問題を有していた。
【００１５】
１）図６に示した画像形成装置では、感光体を含む２つの画像形成部が、中間転写ベルトが形成する一つの面に並べられて配置される為、中間転写ベルトの前記面が長くなり、且つ、前記面が転写紙の搬送方向に対して平行に配されている為、転写紙の搬送経路の長くなり、結果、一枚目のプリント出力に時間がかかるといった問題がある。
【００１６】
２）図６に示す画像形成装置では、同上にして中間転写ベルト全体の長さも長くなる為、前記中間転写ベルトの一回転に要する時間も長くなり、単位時間あたりのプリント枚数が少なく制限される（連続プリント速度が低下する）といった問題がある。
【００１７】
３）図７に示した画像形成装置では、中間転写体が形成するトナー画像の最大サイズを確保する必要のある一方で、ドラム形状を構成している為、中間転写体が装置内で占める体積が大きくなり、小型化の障害となる。
【００１８】
４）図８に示した画像形成装置では、一つのロータリー現像装置を用いて、２つの感光体にトナー画像形成を行う構成となっている為、一方の感光体でのトナー画像の形成が終了しても、他方の感光体でのトナー画像の形成を待つ必要があり、これによって更に単位時間あたりのプリント枚数を低下させるといった問題がある。
【００１９】
５）更に、図８に示した画像形成装置では、２つの感光体とロータリー式現像装置、および、中間転写体とによって囲まれた狭いスペースに、トナー画像を形成する為の潜像形成手段を配置する必要があり、感光体への光の照射がＬＥＤ等の小型な手段に限定される為、レーザとポリゴンミラーを用いる高速な照射手段を利用することが不可能であり、単位時間あたりのプリント枚数を多く出来ないといった問題がある。
【００２０】
６）また更に、同上にして、感光体への光の照射手段を配置する為に、２つの感光体間距離を広くとろうとすると、中間転写ベルトが大型化し、該中間転写ベルトが１回転に要する時間が長くなり、単位時間あたりのプリント枚数を低下させるといった問題がある。
【００２１】
７）図９に示した画像形成装置では、直線状に張られた無端状の中間転写ベルトを挟むように２つの感光体が配置されている為、２つの感光体を結ぶ中間転写ベルトの長さが長くなり、その結果４色のトナー画像を重ねあわせるのに時間がかかり、一枚目のプリント出力に時間がかかるといった問題がある。
【００２２】
８）図６〜図９の画像形成装置においては、各感光体での画像形成は中間転写体上での画像位置が合うように各画像形成部の制御が行なわれる為、画像形成に用いられる高圧電源の制御もそれぞれのタイミングで行われ、これにより、画像形成に関わるソフト開発の負担が増大するばかりでなく、感光体の数に合わせて、必要になる高圧電源の数も増大し、小型化、低価格化の妨げになるといった問題がある。
【００２３】
９）更に、同上にして、画像形成のタイミングが異なることにより、前述の高圧電源を含む画像形成に絡む駆動系のタイミングも異なる為、それぞれの駆動に伴なう電源電圧の変動や、機械的振動により、形成中の画像に帯び状の斑が出来るなど画像品質の低下を招く危険がある。また、前述の画像品質の低下を防ぐ為に装置の開発負担が増大するといった問題がある。
【００２４】
本発明は、以上の点に着目して成されたもので、２Ｄ＋ＩＴＢのカラープリントエンジンにおいて、ＦＣＯＴの向上と機体のコンパクト化を行う画像形成装置を提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記課題を解決するために以下の手段を用いる。
【００２６】
本発明の２本の感光ドラム＋１本の中間転写ベルト（ＩＴＢ）方式のカラープリントエンジンは、第１の形態として、ＩＴＢが転写用紙の最大サイズ長以上に構成されると共に、ＩＴＢを少なくとも３面以上の面を有する多角柱形状に保持し、かつＩＴＢの２つの面に、それぞれ第１と第２の感光ドラムを配し、上流側感光ドラムの一次転写の転写位置から二次転写の転写位置までのＩＴＢ長が、残りのＩＴＢ長よりも短くなるように前記上流の感光ドラムを配置することを特徴とする。
【００２７】
また、第２の形態として、ＩＴＢが転写用紙の最大サイズ長以上に構成されると共に、ＩＴＢを少なくとも３面以上の面を有する多角柱形状に保持し、第１または第２の感光ドラムの少なくとも一方をＩＴＢ多角柱の角にあたる位置に配し、他方を該角とは異なる角または、面にあたる位置に配し、かつ、上流側感光ドラムの一次転写の転写位置から二次転写の転写位置までのＩＴＢ長が、残りのＩＴＢ長よりも短くなるように前記上流の感光ドラムを配置することを特徴とする。
【００２８】
更にこれを要約すれば、以下の構成に集約できる。
【００２９】
（１）２本の感光ドラム＋１本の中間転写ベルト（ＩＴＢ）を有するカラープリントエンジンにおいて、転写用紙の最大サイズ長以上に構成されたＩＴＢと、ＩＴＢを少なくとも３面以上の面を有する多角柱形状に保持するＩＴＢ保持手段を有し、ＩＴＢの２つの面に、それぞれ第１と第２の感光ドラムを配し、上流側感光ドラムの一次転写の転写位置から二次転写の転写位置までのＩＴＢ長が、残りのＩＴＢ長よりも短くなるように前記上流の感光ドラムを配置することを特徴とする画像形成装置。
【００３０】
（２）前記ＩＴＢを少なくとも３面以上の面を有する多角柱形状に保持するＩＴＢ保持手段が、ＩＴＢを、３面を有する三角柱状に保持することを特徴とする前記（１）記載の画像形成装置。
【００３１】
（３）前記ＩＴＢを少なくとも３面以上の面を有する多角柱形状に保持するＩＴＢ保持手段が、ＩＴＢを、４面を有する四角柱状に保持することを特徴とする前記（１）記載の画像形成装置。
【００３２】
（４）２本の感光ドラム＋１本の中間転写ベルト（ＩＴＢ）を有するカラープリントエンジンにおいて、転写用紙の最大サイズ長以上に構成されたＩＴＢと、ＩＴＢを少なくとも３面以上の面を有する多角柱形状に保持するＩＴＢ保持手段を有し、第１または第２の感光ドラムの少なくとも一方をＩＴＢ多角柱の角にあたる位置に配し、他方を該角とは異なる角または、面にあたる位置に配し、かつ、上流側感光ドラムの一次転写の転写位置から二次転写の転写位置までのＩＴＢ長が、残りのＩＴＢ長よりも短くなるように前記上流の感光ドラムを配置することを特徴とした画像形成装置。
【００３３】
【作用】
本発明によって、２Ｄ＋ＩＴＢ方式のカラープリントエンジンにおいて、エンジンサイズのコンパクト化とＦＣＯＴの向上が達成される。
【００３４】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００３５】
図１は本実施例の画像処理装置の構成を表す図である。１００１は中間転写体ベルト（ＩＴＢ）である。ＩＴＢは、画像処理装置がプリント出来る最大用紙サイズよりＩＴＢ回転方向に長いベルト長を有しており、これによってＩＴＢ上で、４色の各トナー画像を重畳して作像し、カラー画像を形成することが可能である。
【００３６】
図１において、ＩＴＢは、時計周りに回転する。１００２〜１００４はＩＴＢ保持ローラであり、図１の例では三角柱型にＩＴＢを保持している。１００６はレジストローラであり、用紙搬送と画像作像の同期を取っている。１００７はレジ前ローラ、１００８は給紙搬送部である。給紙搬送部から給紙された用紙は、レジ前ローラによって、停止中のレジストローラに突き当てられる。その後、レジストローラとレジ前ローラによって、作像中の画像と同期するように用紙は、１０２８の二次転写ローラへ搬送される。１０１１と１０２１は感光ドラムである。１０１２と１０２２は前露光部であり、感光ドラムの余分な電荷を除電する。１０１３と１０２３は一次帯電器であり、感光ドラムを一様に帯電する。１０１４と１０２４は露光装置である。露光装置はレーザまたはＬＥＤ等からなり、画像信号に応じて発光することにより、感光ドラム上に潜像を露光する。
【００３７】
１０１５と１０２５は、現像ロータリーであり、２色分の現像ユニットを内包している。１０１５１は、第一色で、例えばＭ（マゼンタ）現像器である、１０１５２は、第三色で、例えばＣ（シアン）現像器である。現像ロータリー１０１５は、まず第一色を現像する時に、第一色現像ユニット１０１５１を感光ドラムに相対させ、次に第三色を現像する時に半回転し、第三色現像ユニット１０１５２を感光ドラムに相対させる。
【００３８】
１０２５１は、第二色で、例えばＹ（イエロー）現像器である、１０２５２は、第四色で、例えばＢｋ（ブラック）現像器である。現像ロータリー１０２５は、まず第二色を現像する時に、第二色現像ユニット１０２５１を感光ドラムに相対させ、次に第四色を現像する時に半回転し、第四色現像ユニット１０２５２を感光ドラムに相対させる。
【００３９】
１０１６と１０２６は、一次転写ローラであり、感光ドラム上のトナー像をＩＴＢ上に一次転写する。１０１７と１０２７は、クリーナーであり、一次転写後に感光ドラム上に残った残留トナーを除去する。
【００４０】
１０１１〜１０１７と１０２１〜１０２７は、それぞれ１組の作像ユニットを構成する。１０１１〜１０１７で構成される作像ユニットを第１作像ユニット、１０２１〜１０２７で構成される作像ユニットを第２作像ユニットとする。
【００４１】
カラー画像の作像において、まず第１作像ユニットで第１色の画像がＩＴＢ上に作像される。次にＩＴＢの回転に応じて、第２作像ユニットで第２色の画像が、ＩＴＢ上の第１色の画像に重畳するように作像される。さらにＩＴＢが回転すると、第１作像ユニットにおいて、第３色の画像が、第１色第２色の画像の上にさらに重畳して作像される。さらにＩＴＢが回転すると第２作像ユニットにおいて、第４色の画像が、第１色第２色第３色の画像の上にさらに重畳して作像される。このようにしてＩＴＢ上に作成されたカラートナー画像が、二次転写ローラ１０２８によって用紙に転写される。二次転写後の用紙は、搬送ベルト１００９によって、定着器１０１０に搬送され、定着される。定着後の用紙は、排紙フラッパ１０２９によって、外排紙ローラ１０３０か、反転ローラ１０３１のどちらかに送られる。外排紙ローラ１０３０に送られた用紙は機外に排出され、プリント出力が得られる。反転ローラ１０３１へ送られた用紙は、そこで反転して表裏を逆転させて、両面搬送路１０３２へ送られる。両面搬送路１０３２へ送られた用紙は、給紙搬送部１００８に合流し、裏面へのプリントが実行される。
【００４２】
図２に、本実施例におけるＩＴＢと２つの作像ユニットの位置関係を示す。
【００４３】
２００１はＩＴＢである。２００２は、第１の作像ユニットであり、２００３は第２の作像ユニットである。２００４はＩＴＢから用紙にトナー画像が転写される二次転写位置を表している。２００５は第１の作像ユニットから、ＩＴＢにトナー画像が転写される第１の一次転写位置を表している。２００６は第２の作像ユニットから、ＩＴＢにトナー画像が転写される第２の一次転写位置を表している。ＩＴＢ回転方向に、第１の一次転写位置２００５から第２の一次転写位置２００６まで、ＩＴＢ周上を至る長さをＬ１とする。第２の一次転写位置２００６から二次転写位置２００４まで、ＩＴＢ周上を至る長さをＬ２とする。ＩＴＢ回転方向に、二次転写位置２００４から第１の一次転写位置２００５に、ＩＴＢ周上を至る長さをＬ３とする。今、Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３はＩＴＢの全周長である。ＩＴＢの全周長は、本発明の画像処理装置がプリントできる最大カラー画像サイズの長さ以上確保されている。ここで、本発明の画像処理装置は、（Ｌ１＋Ｌ２）＜Ｌ３となるようにＩＴＢを張り、２つの作像ユニットを配置することを特徴とする。
【００４４】
図３に本発明における画像処理装置の作像と転写のタイミングを示す。３００１、３００２、３００２、３００４は、各色画像の一次転写開始を表している。３００５はＩＴＢから用紙への二次転写開始を表している。２Ｄプリントエンジンで、４色カラー画像を作像するには、ＩＴＢを２回転させる必要がある。しかし、図３に示すように、ＩＴＢ２回転目の一次転写は、二次転写と並行して実行できるので、第１色の一次転写開始から二次転写開始までの時間は、ＩＴＢ１周＋（Ｌ１＋Ｌ２）となる。すなわち、Ｌ１＋Ｌ２が短ければ、短い程、二次転写の開始は早くなり、結果ＦＣＯＴを向上させることが可能となる。本実施の形態の画像処理装置は、ＩＴＢを三角柱上に張り、その最長辺を除く、２つの辺に対する位置に第１と第２の作像ユニットを、それぞれ配置することにより、２つの作像ユニットを効率良く配置するスペースを確保すると共に、（Ｌ１＋Ｌ２）＜Ｌ３として、Ｌ１＋Ｌ２を短くし、ＦＣＯＴの向上を達成している。
【００４５】
（実施例２）
以下、本発明の第２の実施例について、図を用いて説明する。第２の実施例において、第１の実施例と同様の形態をとる部分は、適時省略して説明する。第２の実施例における画像処理装置の全体構成図は、第１の実施例の全体構成図である図１と、ＩＴＢの張り方と作像ユニットの配置が図４のように異なるだけなので省略する。
【００４６】
図４において、４００１は、ＩＴＢである。４００２〜４００５は、ＩＴＢ保持ローラであり、ＩＴＢは四角柱状に保持されている。４００６は第１の作像ユニットであり、４００７は第２の作像ユニットである。４００８は、第１の一次転写位置である。４００９は第２の一次転写位置である。ＩＴＢ保持ローラ４００２は、二次転写位置でもある。図４に示すように、ＩＴＢを四角柱状に保持することによっても、Ｌ１＋Ｌ２＜Ｌ３として、ＦＣＯＴを向上させることが可能である。
【００４７】
（実施例３）
以下、本発明の第３の実施例について、図を用いて説明する。第３の実施例において、第１の実施例と同様の形態をとる部分は、適時省略して説明する。第３の実施例における画像処理装置の全体構成図は、第１の実施例の全体構成図である図１と、ＩＴＢの張り方と作像ユニットの配置が図５のように異なるだけなので省略する。
【００４８】
図５において、５００１は、ＩＴＢである。５００２〜５００４は、ＩＴＢ保持ローラであり、ＩＴＢは三角柱状に保持されている。５００５は第１の作像ユニットであり、５００６は第２の作像ユニットである。ＩＴＢ保持ローラ５００３は、第１の一次転写位置でもある。５００７は第２の一次転写位置である。ＩＴＢ保持ローラ５００２は二次転写位置でもある。図５に示すように、ＩＴＢを３つ以上の頂点を有する多角形状の断面を有するように張った場合に、ＩＴＢの多角形の辺ではなく、頂点にあたる位置に一次転写位置を配置しても、Ｌ１＋Ｌ２＜Ｌ３として、ＦＣＯＴを向上させることが可能である。第３の実施例のメリットは、ＩＴＢ保持ローラと一次転写の加圧ローラを同じものに出来るので、コスト削減効果があることである。
【００４９】
【発明の効果】
以上、説明してきたように、本発明によって、２Ｄ＋ＩＴＢ方式のカラープリントエンジンにおいて、エンジンサイズのコンパクト化とＦＣＯＴの向上が達成される。また、第３の実施例においては、ローラの数を減らして、コストの削減も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の全体構成図である。
【図２】第１の実施例におけるＩＴＢと２つの一次転写位置と二次転写位置の配置図である。
【図３】本発明における一次転写、二次転写のタイミングを表す図である。
【図４】第２の実施例におけるＩＴＢと２つの一次転写位置と二次転写位置の配置図である。
【図５】第３の実施例におけるＩＴＢと２つの一次転写位置と二次転写位置の配置図である。
【図６】従来の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図７】従来の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図８】従来の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図９】従来の画像形成装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ  感光体
２ａ〜２ｄ  現像器
３  中間転写体
４  定着器
５，６  転写紙カセット
７  中間転写ドラム
８  回転現像装置
９  追加現像器
１００１  中間転写体ベルト（ＩＴＢ）
１００２〜１００４  ＩＴＢ保持ローラ
１００６  レジストローラ
１００７  レジ前ローラ、
１００８  給紙搬送部
１０２８  二次転写ローラ
１０１１、１０２１  感光ドラム
１０１２、１０２２  前露光部
１０１３、１０２３  一次帯電器
１０１４、１０２４  露光装置
１０１５、１０２５  現像ロータリー
１０２５  現像ロータリー
１０１６、１０２６  一次転写ローラ
１０１７、１０２７  クリーナー
１０２８  二次転写ローラ
１００９  搬送ベルト
１０１０  定着器
１０３０  外排紙ローラ
１０３１  反転ローラ
１０３２  両面搬送路
１００８  給紙搬送部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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