(57)【要約】【課題】  ファーストプリントタイムが短くユーザの利便性に優れた画像形成装置を提供する。【解決手段】  ローラ７２、７４に掛け渡された中間転写ベルト７１のうち、下方のローラ７２に巻き掛けられた巻き掛け領域に、トナー像を中間転写ベルト７１からシートＳへ転写する二次転写領域ＴＲ2を設ける。一方、感光体２２から中間転写ベルト７１へトナー像を転写する一次転写領域ＴＲ1については、ローラ７２の直上で、中間転写ベルト７１の回転方向Ｄ2において二次転写領域ＴＲ2の上流側に設ける。一次転写領域ＴＲ1と二次転写領域ＴＲ2との間の距離を短くすることで、トナー像の搬送距離を短縮することができる。【選択図】  図４
2005070709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を担持可能に構成された潜像担持体と、
前記潜像担持体上の前記静電潜像をトナーにより顕像化してトナー像を形成する現像手段と、
少なくとも２つのローラに掛け渡されたベルト状に形成され、所定の一次転写位置において前記潜像担持体から一次転写された前記トナー像を一時的に担持しながら所定方向に周回移動することで、該トナー像を記録材への二次転写位置まで搬送する中間転写体と
を備え、
前記二次転写位置が、前記中間転写体が前記ローラのうちの１つに巻き掛けられた巻き掛け領域に設けられるとともに、前記一次転写位置が、前記二次転写位置の近傍かつ前記中間転写体の移動方向において前記二次転写位置よりも上流側に設けられたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記一次転写位置と前記二次転写位置との間の前記中間転写体の周上に沿った距離が、前記中間転写体の周長の１／２以下である請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記一次転写位置と前記二次転写位置との間の前記中間転写体の周上に沿った距離が、前記中間転写体の移動方向に沿った前記記録材の長さ以下である請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像手段が前記潜像担持体の斜め上方または略上方に配置されるとともに、前記中間転写体が前記現像手段および前記潜像担持体よりも装置前面側に配置され、
前記二次転写位置が前記一次転写位置の略下方に設けられている請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記中間転写体の略下方に設けられ、前記記録材を収容する記録材カセットと、
前記記録材カセットから取り出した前記記録材を、前記二次転写位置を経由して前記中間転写体よりも装置前面側を通り装置天面に至る搬送経路に沿って搬送する搬送手段と
をさらに備える請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記潜像担持体に前記静電潜像が形成されるのに先立って、所定の帯電位置で前記潜像担持体を所定の表面電位に帯電させる帯電手段をさらに備え、
前記帯電位置から前記一次転写位置までの前記潜像担持体表面に沿った距離と、前記一次転写位置から前記二次転写位置までの前記中間転写体の周上に沿った距離との合計距離が、前記搬送経路に沿った搬送を開始する時に前記記録材の先頭部が位置する先頭位置から前記二次転写位置までの前記搬送経路に沿った距離と同じまたはこれよりも短い請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記二次転写位置よりも上流側の前記搬送経路上に設けられ、前記記録材を所定のタイミングで前記二次転写位置に送り込むための送出手段をさらに備え、
前記記録材の前記先頭位置は、前記搬送経路上において前記送出手段が設けられた位置である請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記中間転写体の移動方向において前記二次転写位置よりも下流側の前記中間転写体表面に対し離当接自在に構成されて、前記中間転写体表面に当接した状態で前記中間転写体表面に残留付着したトナーを除去するクリーニング手段をさらに備える請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記中間転写体および前記クリーニング手段が一体的に、装置本体に対し着脱可能となっている請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記現像手段が、互いに異なる複数のトナー色それぞれで前記トナー像を形成可能となっており、
各色のトナー像を前記中間転写体上で互いに重ね合わせることでカラー画像を形成する請求項１ないし９のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、静電潜像を担持可能な潜像担持体と、該静電潜像をトナーにより顕像化する現像手段と、顕像化されたトナー像を一時的に担持する中間転写体とを備える画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機およびファクシミリ装置などの電子写真方式の画像形成装置は、静電潜像を担持可能な潜像担持体、トナーを貯留する現像器および静電潜像をトナーにより顕像化したトナー像を一時的に担持する中間転写体などをその基本的構成としており、他の方式の画像形成装置に比べ装置が大型になりがちである。特に、多色化や用紙の大判化を図るといきおい装置が大型化してしまう。これを解決するため、装置を小型化するための種々の技術が従来より提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の多色画像形成装置では、装置天面に設けた同一の開口部を通して、潜像担持体と中間転写体とを一体化したＩ／Ｏカートリッジおよび現像カートリッジの着脱を行うようにすることで、ユーザビリティを向上させるとともに機構を簡素化し、装置の小型化を図っている。このような効果を得るために、この装置では、概略次のような構成を採っている。
【０００４】
図７は従来技術の画像形成装置の概略構成を例示する模式図である。この画像形成装置１００では、図７に示すように、４個の現像カートリッジを装着した現像ロータリ１０１と、潜像担持体１０２と、２つのローラ１１１、１１２に掛け渡された中間転写ベルト１０３とが略水平方向に並べられている。潜像担持体１０２および中間転写ベルト１０３はそれぞれ図の矢印方向に周回移動するように構成されている。
【０００５】
この装置１００では、潜像担持体１０２上で顕像化されたトナー像は、一次転写位置Ｐ1において潜像担持体１０２から中間転写ベルト１０３に転写され、中間転写ベルト１０３の周回移動により図の矢印方向に搬送される。そして、二次転写位置Ｐ2において、給紙カセット１０５から取り出され搬送経路１０６に沿って搬送されてくる用紙にトナー像が二次転写される。こうしてトナー像を転写された用紙は装置上部に排出される。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２４４５３１号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、トナー像を一時的に担持する中間転写体を備える画像形成装置においては、顕像化されたトナー像をいったん中間転写体に転写し、さらにそのトナー像を用紙に二次転写するというプロセスを経るため、装置が画像形成要求を受けてから実際に画像を得られるまでの時間、すなわちファーストプリントタイムが長くなる。特に、各機能ユニットが図７のように配置された従来技術の画像形成装置においては、一次転写位置Ｐ1から二次転写位置Ｐ2に至るトナー像の移送距離が長くなっており、これに起因して、ファーストプリントタイムがさらに長くなりユーザの利便性を損ねるという問題があった。
【０００８】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、ファーストプリントタイムが短くユーザの利便性に優れた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するため、静電潜像を担持可能に構成された潜像担持体と、前記潜像担持体上の前記静電潜像をトナーにより顕像化してトナー像を形成する現像手段と、少なくとも２つのローラに掛け渡されたベルト状に形成され、所定の一次転写位置において前記潜像担持体から一次転写された前記トナー像を一時的に担持しながら所定方向に周回移動することで、該トナー像を記録材への二次転写位置まで搬送する中間転写体とを備え、前記二次転写位置が、前記中間転写体が前記ローラのうちの１つに巻き掛けられた巻き掛け領域に設けられるとともに、前記一次転写位置が、前記二次転写位置の近傍かつ前記中間転写体の移動方向において前記二次転写位置よりも上流側に設けられたことを特徴としている。
【００１０】
このように構成された発明では、一次転写位置と二次転写位置との間の距離を小さくすることができる。そのため、トナー像が中間転写体上に一次転写されてから記録材上に二次転写されるまでの時間遅れを少なくすることができ、ファーストプリントタイムを短くしてユーザの利便性を向上させることができる。
【００１１】
ここで、記録材１枚分のトナー像を担持させるためには、中間転写体の長さ（周長）を記録材の長さと同程度またはそれ以上とする必要がある。しかしながら、前記一次転写位置と前記二次転写位置との間の前記中間転写体の周上に沿った距離についてはこれに限定されず、この距離をできるだけ短くすることで、ファーストプリントタイムの短縮を図ることができる。より具体的には、両転写位置間の距離が、最大でも前記中間転写体の周長の１／２以下となるように、または、前記中間転写体の移動方向に沿った前記記録材の長さ以下となるようにするのが好ましい。
【００１２】
また、このような画像形成装置では、前記現像手段が前記潜像担持体の斜め上方または略上方に配置されるとともに、前記中間転写体が前記現像手段および前記潜像担持体よりも装置前面側に配置され、前記二次転写位置が前記一次転写位置の略下方に設けられることが好ましい。このように、両転写位置が略上下方向に配置されるようにすることによって、装置の底面積を小さくすることができ、装置の小型化を図ることができる。
【００１３】
また、このような配置を有する装置において、前記中間転写体の略下方に前記記録材を収容する記録材カセットを設けるとともに、前記記録材カセットから取り出した前記記録材を、前記二次転写位置を経由して前記中間転写体よりも装置前面側を通り装置天面に至る搬送経路に沿って搬送する搬送手段をさらに設けてもよい。こうすることで、記録材は装置下部から装置前面を通って上部に排出されることとなり、搬送経路が短くなって記録材の排出までの時間が短縮されるとともに、この搬送経路上でのジャム発生頻度を低く抑えることができる。さらに、万一ジャムが発生しても装置前面側からの処理作業によりジャムを解消することができるので、ユーザにとっての操作性が向上する。
【００１４】
この装置において、前記潜像担持体に前記静電潜像が形成されるのに先立って所定の帯電位置で前記潜像担持体を所定の表面電位に帯電させる帯電手段をさらに備え、前記帯電位置から前記一次転写位置までの前記潜像担持体表面に沿った距離と、前記一次転写位置から前記二次転写位置までの前記中間転写体の周上に沿った距離との合計距離が、前記搬送経路に沿った搬送を開始する時に前記記録材の先頭部が位置する先頭位置から前記二次転写位置までの前記搬送経路に沿った距離よりも短くするのが好ましい。
【００１５】
その理由は以下の通りである。上記のような構成を有する画像形成装置では、外部から画像形成要求が与えられると、現像手段等を駆動してその要求に応じたトナー像を形成するとともに、記録材カセットから取り出した記録材に対し、二次転写位置においてそのトナー像を転写する。したがって、トナー像および記録材のそれぞれが二次転写位置まで搬送されてくるまでの所要時間は、ファーストプリントタイムを左右する大きな要素である。ここで、トナー像が形成されてから二次転写位置まで搬送されるために、記録材が二次転写位置まで搬送されるのに要するよりも長い時間がかかる場合には、この時間がファーストプリントタイムを律速することになる。
【００１６】
したがって、ファーストプリントタイムを短縮するという効果を得るためには、トナー像が形成されて二次転写位置まで搬送される距離、具体的には、トナー像形成のための最初のプロセスである潜像担持体の帯電が行われる帯電位置から一次転写位置までの距離が、記録材の搬送開始時の先頭位置から二次転写位置までの距離と同じまたはこれより短いことが望ましい。これにより、トナー像の搬送プロセスがファーストプリントタイムを延伸させるという問題は生じなくなる。一方、記録材の搬送距離は、装置の構造や記録材のサイズによる制約を受け、これを短縮することは容易でないが、上記のようにすることで、その短縮は直ちにファーストプリントタイムの短縮という効果につながることとなる。
【００１７】
搬送開始時における記録材の先頭位置は、例えば次のように定義することができる。すなわち、画像形成要求を受けてから記録材を記録材カセットから取り出して搬送経路に乗せる場合には、記録材カセット内における記録材の端部のうち、搬送時に先頭側として搬送される端部のある位置を先頭位置とすることができる。
【００１８】
また、前記二次転写位置よりも上流側の前記搬送経路上に設けられ、前記記録材を所定のタイミングで前記二次転写位置に送り込むための送出手段をさらに備える装置においては、前記記録材の前記先頭位置は、例えば前記搬送経路上において前記送出手段が設けられた位置（以下、「送出開始位置」と称する）とすることができる。トナー像形成に先立って記録材を送出開始位置に待機させておき、形成されたトナー像が二次転写位置に到達するタイミングに合わせてその記録材を二次転写位置に送り込むことで、記録材上の所定位置に正しくトナー像を転写することができる。この場合、画像形成要求の有無とは関係なく予め記録材を送出開始位置まで移動させておくことで、この送出開始位置を実質的な記録材の先頭位置とみなすことができる。これにより、画像形成要求に応じて記録材が二次転写位置まで到達するのに要する時間を短くすることができ、さらに、この送出開始位置から二次転写位置までの距離よりも、トナー像搬送距離の方が短くなるようにすることで、ファーストプリントタイムの短縮が可能となる。
【００１９】
また、前記中間転写体の移動方向において前記二次転写位置よりも下流側の前記中間転写体表面に対し離当接自在に構成されて、前記中間転写体表面に当接した状態で前記中間転写体表面に残留付着したトナーを除去するクリーニング手段をさらに設けてもよい。これにより、中間転写体上に残留するトナーがその後に形成されたトナー像を汚染することによる画質の劣化を効果的に抑制することが可能となる。さらに、前記中間転写体および前記クリーニング手段を一体的に、装置本体に対し着脱可能とすれば、これらの交換作業がより簡単となる。
【００２０】
なお、本発明は、前記現像手段が互いに異なる複数のトナー色それぞれで前記トナー像を形成可能となっており、各色のトナー像を前記中間転写体上で互いに重ね合わせることでカラー画像を形成する画像形成装置に対して特に好適に適用することが可能である。この種のカラー画像形成装置では、中間転写体がトナー像の長さ以上の長さを必須的に有するため、装置が大型化し、これに伴って、トナー像および記録材の搬送経路が長くなりファーストプリントタイムも長くなりがちである。そこで、このような装置に上記構成のいずれかを採用することで、ファーストプリントタイムが短くユーザの利便性に優れた装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１はこの発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。また、図２はこの装置における転写ユニットを示す図である。この装置１は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー（現像剤）を重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する画像形成装置である。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号が与えられると、図示を省略するコントローラが装置各部各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、シートＳに画像信号に対応する画像を形成する。
【００２２】
この装置１では、装置筐体１０に以下の６つのユニット：ロータリー現像ユニット４；給紙カセット５；露光ユニット６；転写ユニット７；搬送ユニット８および定着ユニット９を設けている。このように構成された画像形成装置１に対し外部装置から画像信号が与えられると、露光ユニット６が、その画像信号に応じて、転写ユニット７に設けられて図１の矢印方向Ｄ1に回転する感光体２２に向け光ビームＬを照射する。感光体２２は、所定の帯電バイアスを印加された帯電ユニット２３により所定の表面電位に均一に帯電されており、その表面を光ビームＬで露光することにより、画像信号に対応する静電潜像が感光体２２表面に形成される。
【００２３】
こうして形成された静電潜像はロータリー現像ユニット４によってトナー現像される。この現像ユニット４は、図１紙面に直交する回転軸中心に回転自在に設けられており、該ユニット４に対して着脱自在のカートリッジとして構成されてそれぞれの色のトナーを内蔵するイエロー用の現像器４Ｙ、シアン用の現像器４Ｃ、マゼンタ用の現像器４Ｍ、およびブラック用の現像器４Ｋを備えている。そして、コントローラからの制御指令に基づいて、現像ユニット４が回転駆動されるとともにこれらの現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋが選択的に感光体２２と当接してまたは所定のギャップを隔てて対向する所定の現像位置に位置決めされると、当該現像器に設けられて選択された色のトナーを担持する現像ローラ４４が感光体２２に対し対向配置されるとともに所定の現像バイアスを印加されて、感光体２２の表面にトナーを付与する。これによって、感光体２２上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。
【００２４】
上記のようにして現像ユニット４で現像されたトナー像は、一次転写領域ＴＲ1で転写ユニット７の中間転写ベルト７１上に一次転写される。転写ユニット７は、図２に示すように、複数のローラ７２〜７４に掛け渡された中間転写ベルト７１と、ローラ７２を回転駆動することで中間転写ベルト７１を所定の回転方向Ｄ2に回転させる駆動部（図示省略）とを備えている。そして、カラー画像をシートＳに転写する場合には、感光体２２上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト７１上に重ね合わせてカラー画像を形成する。
【００２５】
また、転写ユニット７には、中間転写ベルト７１の周回に同期した垂直同期信号Ｖsyncを出力する垂直同期センサ７７が設けられている。この垂直同期センサ７７は、例えば中間転写ベルト７１を挟んで対向配置された発光素子および受光素子からなるフォトインタラプタによって構成することができる。そして、中間転写ベルト７１の外縁部の一部に小さな切り欠きまたは突出部を設けておき、中間転写ベルト７１の１周ごとにこの切り欠きまたは突出部がフォトインタラプタを通過するときの出力信号Ｖsyncの変化を検出することにより、中間転写ベルト７１の回転の有無、回転速度および位置の検出を行うことができる。各トナー色でのトナー像を正しく重ね合わせるとともに、シートＳ上の所定位置に正しく転写するために、画像形成動作における装置各部の動作タイミングは、この垂直同期信号Ｖsyncを基準として規定される。
【００２６】
また、転写ユニット７には、中間転写ベルト７１の表面に残留付着したトナーを除去するためのクリーナ７６が設けられている。このクリーナ７６は、その一端部に設けられた揺動軸７６３を中心として揺動自在に構成された廃トナーボトル７６２と、廃トナーボトル７６２の他端部に設けられたクリーナブレード７６１とを備えている。クリーナ７６の揺動により、クリーナブレード７６１はローラ７４に対して接近・離間移動可能となっている。そして、クリーナブレード７６１がローラ７４に最接近した状態で、該ブレード７６１が中間転写ベルト７１の表面に当接して、中間転写ベルト７１上に付着したトナーを掻き落とす。こうして掻き落としたトナーについては、廃トナーボトル７６２に回収する。これにより、中間転写ベルト７１上に残留付着するトナーを確実に除去することができ、残留トナーによる画像の汚れを防止して、画質の良好なトナー像形成が可能となる。一方、中間転写ベルト７１上のトナーを除去する必要がない場合には、クリーナブレード７６１はローラ７４から離間した状態に保持される。
【００２７】
さらに、転写ユニット７には感光体２２および帯電ユニット２３が取り付けられている。そして、後に詳述するように、上記のように構成された転写ユニット７は、装置本体に対し着脱可能に構成されている。また、転写ユニット７を現像ユニット４より前方に配置しているので、その着脱は装置前面から可能である。
【００２８】
図１に戻って、装置１の動作説明を続ける。上記のようにして中間転写ベルト７１上に形成されたモノクロまたはカラー画像については、中間転写ベルト７１の周回によって、中間転写ベルト７１の下方に設けられた二次転写領域ＴＲ2まで搬送する。そして、給紙カセット５から１枚ずつ取り出され、搬送ユニット８により搬送経路ＦＦに沿って二次転写領域ＴＲ2まで搬送されてくるシートＳ上にカラー画像を二次転写する。搬送ユニット８は、給紙カセット５から１枚ずつシートＳを取り出すピックアップローラ８０、所定のタイミングでシートＳを二次転写領域ＴＲ2へ送り込むゲートローラ８１、二次転写ローラ８２、排出ローラ８３、シートＳを搬送経路ＦＦに沿って移送するための複数のローラ８４、８５およびシートＳを後述する反転搬送経路ＦＲに沿って移送するローラ８６を備えている。
【００２９】
このように構成された搬送ユニット８が作動することにより、カラー画像が形成されたシートＳは装置前面（図１において左側）を通って上方に向けて搬送され、定着ユニット９、排出ローラ８３等を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部に排出される。一方、シートＳの両面に画像を形成する場合には、上記のようにして片面に画像を形成されたシートＳが定着ユニット９を通過し終えた時点でローラ８５の回転方向を反転させる。これにより、シートＳは反転搬送経路ＦＲに沿って装置下方に向け搬送される。そして、再び搬送経路ＦＦに乗せられ二次転写領域ＴＲ2に送り込まれるが、このとき、二次転写領域ＴＲ2において中間転写ベルト７１と当接し画像を転写されるシートＳの面は、先に画像が転写された面とは反対の面である。このようにして、シートＳの両面に画像を形成することができる。
【００３０】
図３はこの装置におけるユニット着脱方法を示す図である。この画像形成装置１では、消耗品交換のため、転写ユニット７および４個の現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋが装置本体に対し着脱自在となっている。すなわち、図３に示すように、この装置１では、装置筐体１０の前面（図３において左側）の一部が開閉自在のフロントカバー１１になっている。また、搬送ユニット８のうちのローラ８４および８５はフロントカバー１１に取り付けられている。このため、フロントカバー１１を開くことで、装置前面に開口部ＡＰ1が開口し、転写ユニット７の前方が大きく開くこととなる。そのため、ユーザは転写ユニット７をその長手方向に沿って開口部ＡＰ1を通して容易に引き出すことができる。また、これとは逆の動作により、新しいユニットを容易に装着することができる。このように、転写ユニット７の前方に配置された搬送ユニット８の一部をフロントカバー１１に取り付け、それらがカバーの開閉とともに移動するようにしたことで、この実施形態では、転写ユニット７の着脱作業を優れた作業性で行うことができる。
【００３１】
このとき、現像ユニット４については、各現像器に設けられた現像ローラが感光体２２から離間した状態で位置決め固定されていることが望ましい。これにより、ユニット着脱時の接触による現像ローラおよび感光体の損傷を避けられるからである。特に、図３に示すように、感光体２２と最近接位置にある現像ローラ４４が感光体２２よりも後方（図３の右側）に位置するようにすれば、着脱される感光体ユニット２が現像ローラ４４に接触するのを確実に回避することができる。また、図示を省略するが、転写ユニット７が誤った方向から抜き差しされて周囲部品と接触するのを防止するため、転写ユニット７の着脱方向を規制するガイドレールを装置筐体１０の両側面に設けることが好ましい。
【００３２】
また、このような構成とすることにより、フロントカバー１１を開くことでシート搬送経路ＦＦを形成する各部品が露出するので、その経路上でジャムが生じても、フロントカバー１１を開いて簡単に詰まったシートＳを取り除くことができる。
【００３３】
また、この画像形成装置１では、装置天面の一部に開閉自在のトップカバー１２を設けている。そして、このトップカバー１２を開いた状態で、装置天面に開口部ＡＰ2が開口し、この開口部ＡＰ2を通して、現像ユニット４から１つの現像器（図４の例では、イエロー現像器４Ｙ）を取り出し、または現像ユニット４に対し１つの現像器を装着することができる。開口部ＡＰ2は、現像器の着脱作業を行うに足る程度の寸法を有していればよい。そこで、この開口部ＡＰ2を必要以上に大きくしないことで、トップカバー１２の開閉または現像器の着脱の際に装置内部へ入射する外光による感光体２２の劣化を抑えることができるうえに、小さなカバーの開閉で現像器の交換を行うことができるため、ユーザの作業性の点でも優れている。
【００３４】
さらに、図３に示すように、給紙カセット５も、装置前面から引き出すことができるようになっており、これを引き出すことによってシートＳの補充を行うことができる。この給紙カセット５の引き出しは、フロントカバー１１の開閉状態によらず可能である。以上のように、この装置１では、そのメンテナンスに関するほとんどの作業を装置前面または天面から行うことができ、これらの作業におけるユーザの作業性は良好である。
【００３５】
次に、この画像形成装置における一次転写領域と二次転写領域との位置関係について説明する。この実施形態の装置１では、図１に示すように、中間転写ベルト７１を巻き掛けられた一方のローラ７２は装置中央下部に位置しており、他方のローラ７４は装置前方上部に位置している。したがって、中間転写ベルト７１は、装置前方上部から中央下部に向かって斜め方向に配設されている。
【００３６】
図４はこの装置における一次転写領域と二次転写領域との位置関係を示す図である。また、図５は一次転写領域から二次転写領域までを直線上に展開した図である。図４に示すように、この装置においては、上記のように設けられた中間転写ベルト７１の下方、すなわちローラ７２への巻き掛け領域に、中間転写ベルト７１からシートＳへトナー像を二次転写する二次転写領域ＴＲ2を設けている。一方、二次転写に先立って、現像領域ＤＲにおいて現像ローラ４４から付与されるトナーにより顕像化されたトナー像を感光体２２から中間転写ベルト７１へ一次転写するが、この一次転写領域ＴＲ1については、ローラ７２の直上、つまり中間転写ベルト７１の周回方向において二次転写領域ＴＲ2より上流側で、しかも二次転写領域ＴＲ2にできるだけ近接した位置に設けるようにしている。
【００３７】
つまり、この実施形態では、一次転写領域ＴＲ1からその下流側の二次転写領域ＴＲ2までの距離（図５に示す長さＬｔ）をできるだけ短くするようにしている。このようにすることで、この実施形態では、ファーストプリントタイムの短縮を図っている。この点について、図６を参照しながらさらに詳しく説明する。
【００３８】
図６は画像形成のタイミングを示すタイミングチャートである。より具体的には、図６は、画像形成動作中の各時刻において、現像領域ＤＲ、一次転写領域ＴＲ1および二次転写領域ＴＲ2をどのような画像が通過するかを示している。図６に示す時刻ｔ＝０において外部装置から画像信号が与えられると、この装置１では、コントローラからの制御指令により装置各部が所定の画像形成動作を実行する。すなわち、中間転写ベルト７１が所定の回転速度で回転駆動され、これにより一定間隔で垂直同期信号Ｖsyncの変化が現れる。
【００３９】
また、感光体２２には画像信号に対応した静電潜像が各トナー色毎に形成され、この静電潜像は現像領域ＤＲにおいて現像ユニット４により順次顕像化される。したがって、現像領域ＤＲでは、垂直同期信号Ｖsyncと同じ周期で、Ｙトナー色、Ｃトナー色、Ｍトナー色およびＫトナー色それぞれでの単色トナー像が順番に形成される。なお、この順番は、現像ユニット４における各現像器の配置および現像ユニット４の回転方向により決まるものであって、上記した順番に限定されるものではなく任意である。
【００４０】
こうして感光体２２上において顕像化されたトナー像は感光体２２の回転により下流側へ搬送されて一次転写領域ＴＲ1に到達し、中間転写ベルト７１に順次転写されてゆく。したがって、一次転写領域ＴＲ1においては、現像領域ＤＲに現れた単色トナー像が一定の時間遅れを伴って現れ、しかも、それらは順次重ね合わされてゆく。
【００４１】
このように中間転写ベルト７１に一次転写されたトナー像は、中間転写ベルト７１の周回移動によって二次転写領域ＴＲ2まで搬送されてくる。このときの時間遅れΔｔは、一次転写領域ＴＲ1と二次転写領域ＴＲ2との間の距離Ｌｔと、中間転写ベルト７１の移動速度Ｖとに依存する。すなわち、
Δｔ＝Ｌｔ／Ｖ
である。
【００４２】
上記した装置各部での時間遅れは、装置におけるファーストプリントタイムに影響する。したがって、この時間遅れをできるだけ小さくすることで、ファーストプリントタイムを短くすることができる。この実施形態では、図４および図５に示すように、一次転写領域ＴＲ1と二次転写領域ＴＲ2とをできるだけ近接配置することでその間の距離Ｌｔを小さくし、これによって上記時間遅れΔｔの短縮を図っている。
【００４３】
中間転写ベルト７１の周長は、重ね合わせ途中のトナー像を担持する必要から、シートＳの長さと同程度またはそれ以上としなければならない。また、中間転写ベルト７１上に複数枚の画像を形成する場合には、中間転写ベルト７１もこれに対応した長さとする必要がある。こうして中間転写ベルト７１が長尺になるのに伴って、トナー像の搬送距離も長くなりがちである。一方、両転写領域間の距離Ｌｔについては、中間転写ベルト７１の周長やシートサイズ、または画像サイズによる制約を受けることなく設定可能である。したがって、この距離Ｌｔを、例えば中間転写ベルト７１の周長の半分以下、あるいはシートＳの長さ以下とすることで、ファーストプリントタイムの短縮効果は顕著なものとなる。
【００４４】
特に、この実施形態のように、主に２つのローラ７２、７４により中間転写ベルト７１を保持している装置においては、二次転写領域ＴＲ2を設けられた一方のローラ７２への巻き掛け領域よりも上流側で、しかも他方ローラ７４への巻き掛け領域よりも下流側に一次転写領域ＴＲ1を配すれば、結果的に両転写領域間の距離Ｌｔは中間転写ベルト周長の半分以下となる。
【００４５】
なお、一次転写領域ＴＲ1および二次転写領域ＴＲ2を近接配置するといっても、一次転写領域ＴＲ1を二次転写領域ＴＲ2より下流側に配置したのでは、トナー像の搬送距離は中間転写ベルト周長の半分より多くなってしまい、ファーストプリントタイム短縮という効果を得られないことは言うまでもない。
【００４６】
また、図４に示すように、この実施形態では、シート搬送経路ＦＦ上で二次転写領域ＴＲ2よりも上流側に、所定のタイミング、より具体的には中間転写ベルト７１上のトナー像が二次転写位置ＴＲ2に到達するタイミングに同期させてシートＳを二次転写位置ＴＲ2に送り込むためのゲートローラ８１が設けられている。このゲートローラ８１が回転し始めてからシートＳが二次転写領域ＴＲ2に到達するまでの時間よりも、トナー像を形成して二次転写領域ＴＲ2まで搬送するのに要する時間の方が長くなったのでは、トナー像の形成・搬送に要する時間がファーストプリントタイムを律速することになってしまう。ジャムを発生させずシートＳを安定に搬送するためには、シートＳが二次転写領域ＴＲ2に到達するのにある程度時間をかけることはやむを得ないが、トナー像の搬送にそれ以上の時間がかかりファーストプリントタイムが延伸されるのは好ましくない。中間転写ベルト７１上での色重ねをしないモノクロ画像を形成する場合においては特にそうである。
【００４７】
そこで、ファーストプリントタイムを短縮するためには、画像が搬送される距離、より具体的には、感光体２２上に静電潜像が形成されて現像ユニット４によりトナー像として顕像化され、そのトナー像が中間転写ベルト７１に一次転写されて二次転写領域ＴＲ2に搬送されるまでの総距離が、ゲートローラ８１から二次転写領域ＴＲ2までシートＳが搬送される距離（図５に示す長さＬｆ）と少なくとも同じまたはこれより短いことが望ましい。こうすることにより、トナー像が二次転写領域ＴＲ2に到達するまでに要する時間がファーストプリントタイムを延伸することは回避される。
【００４８】
画像が搬送される距離は、例えば、静電潜像形成に先立って帯電ユニット２３が感光体２２表面を帯電させる帯電位置ＣＲ（図４）から一次転写領域ＴＲ1までの感光体２２の周上の長さと、一次転写領域ＴＲ1から二次転写領域ＴＲ2までの中間転写ベルト７１の周上の長さを合わせたもの、すなわち図５に示す長さＬｐとＬｔとの和として定義することができる。
【００４９】
なお、画像信号が入力されてからシートＳをカセット５から取り出すように構成された装置では、シートＳの搬送距離は、上記長さＬｆに代えて、カセット５内でのシートＳの先頭位置から二次転写領域ＴＲ2までの長さとして定義されることとなる。
【００５０】
また、図４に示すように、現像ユニット４を感光体２２の斜め上方に設けることにより、現像ユニット４および感光体２２を装置底面に投影したときその像の大部分が互いに重なり合うこととなる。このような配置としたことにより、これらを水平方向に配置した従来技術の装置（図７）と比較して、装置の底面積を大きく削減することができる。さらに、中間転写ベルト７１およびシート搬送経路を縦方向に設けることにより、さらなる装置の小型化を図っている。
【００５１】
なお、この装置１では、転写ユニット７を着脱する際の感光体２２と現像ユニット４との干渉を避けるために、中間転写ベルト７１に傾斜を持たせるとともに現像ユニット４を感光体２２の斜め上方に配置しているが、この干渉の問題がなければ、次のようにすることもできる。例えば、中間転写ベルト７１をほぼ垂直に配設することで、さらに装置の底面積を削減することができる。また、現像ユニット４を感光体２２の略上方に配置することで、装置の底面積低減を図ることができるほか、現像領域ＤＲと一次転写領域ＴＲ1との間の距離を小さくしてこの距離に伴う時間遅れを短縮し、さらなるファーストプリントタイムの短縮を図ることも可能である。
【００５２】
以上のように、この実施形態の画像形成装置では、感光体２２から中間転写ベルト７１にトナー像を転写する一次転写領域ＴＲ1を、中間転写ベルト７１からシートＳへトナー像を転写する二次転写領域ＴＲ2の近傍で、しかも中間転写ベルト７１の周回方向Ｄ2において二次転写領域ＴＲ2よりも上流側に配置している。そのため、一次転写領域ＴＲ1から二次転写領域ＴＲ2に至るトナー像の搬送距離が短くなり、その結果、この装置では、短いファーストプリントタイムで画像形成を行うことができる。
【００５３】
また、現像ユニット４、感光体２２および中間転写ベルト７１の配置を上記のようにしたことにより、装置を小型に構成することができる。また、シート搬送経路を装置前面側に設けたので、ジャム処理が容易である。さらに、搬送経路を形成する搬送ユニット８の一部を開閉自在のフロントカバー１１に取り付けているので、フロントカバー１１を開くことによりジャム処理作業を容易に行うことができるとともに、転写ユニット７の交換作業の作業性の面においても優れた効果を有している。
【００５４】
以上説明した実施形態においては、感光体２２が本発明の「潜像担持体」に、現像ユニット４が本発明の「現像手段」に、また中間転写ベルト７１が本発明の「中間転写体」にそれぞれ相当する。また、シートＳが本発明の「記録材」に相当し、給紙カセット５が本発明の「記録材カセット」として機能する。また、搬送ユニット８が本発明の「搬送手段」として機能する。また、帯電ユニット２３、ゲートローラ８１がそれぞれ本発明の「帯電手段」、「送出手段」として機能している。さらに、クリーナ７６が本発明の「クリーニング手段」として機能している。
【００５５】
また、上記説明においては、感光体２２から中間転写ベルト７１へのトナー像の一次転写および中間転写ベルト７１からシートＳへの二次転写がそれぞれ図１紙面の垂直方向に沿って所定の幅を有する領域において行われるため、その領域をそれぞれ一次転写領域ＴＲ1および二次転写領域ＴＲ2と称しているが、これら一次転写領域ＴＲ1および二次転写領域ＴＲ2がそれぞれ本発明の「一次転写位置」および「二次転写位置」に相当するものである。
【００５６】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態は、シートＳの両面に画像を形成する両面印刷機能を有する画像形成装置であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、シートＳの片面にのみ画像を形成する画像形成装置に対しても適用可能である。
【００５７】
また、上記実施形態では、中間転写ベルト７１の１周分に１枚の画像を形成、それを給紙カセット５から取り出された１枚のシートＳに転写するものとして説明したが、２枚またはそれ以上の画像を中間転写ベルト７１上に形成し、それらを複数のシートＳに順次転写するようにしてもよい。こうすることで、画像形成のスループットを向上させることができる。
【００５８】
また、上記実施形態では、中間転写ベルト７１に当接して残留トナーを確実に除去するためにクリーナ７６を設けているが、これに限定されるものではなく、このようなクリーナを設けない、いわゆるクリーナレス構造としてもよい。こうすることで、装置のさらなる小型化を図ることができる。なお、中間転写ベルト７１をクリーナレス構造とするための公知の技術としては、例えば、装置構成に応じた特性のトナーを選択することで中間転写ベルト７１からシートＳへのトナー転写効率を１００％近くまで向上させる技術や、中間転写ベルト７１上の残留トナーを感光体２２に移行させて回収する技術などがあり、これらを適用することが可能である。
【００５９】
また、上記実施形態は、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの４色のトナーを用いて画像を形成する装置に本発明を適用したものであるが、トナー色の種類および数については上記に限定されるものでなく任意である。なお、現像器を１つだけ装着してモノクロ画像を形成するモノクロ専用の画像形成装置や、各トナー色の現像器を一列に並べたいわゆるタンデム型の画像形成装置においては、色重ねのための長尺の中間転写ベルトを必ずしも必要とせず、したがって本発明は上記実施形態のようなロータリー現像方式の画像形成装置において特に有効である。ただし、モノクロ画像形成装置やタンデム型画像形成装置であっても、上記実施形態のようなベルト状中間転写体を備えた装置に対しては、本発明を好適に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】この発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。
【図２】この装置における転写ユニットを示す図である。
【図３】この装置におけるユニット着脱方法を示す図である。
【図４】一次転写領域と二次転写領域との位置関係を示す図である。
【図５】一次転写領域から二次転写領域までを直線上に展開した図である。
【図６】画像形成のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図７】従来技術の画像形成装置の概略構成を例示する模式図である。
【符号の説明】
【００６１】
４…現像ユニット（現像手段）、  ４Ｃ，４Ｋ，４Ｍ，４Ｙ…現像器、  ５…給紙カセット（記録材カセット）、  ７…転写ユニット、  ８…搬送ユニット（搬送手段）、  ２２…感光体（潜像担持体）、  ２３…帯電ユニット（帯電手段）、  ７１…中間転写ベルト（中間転写体）、  ７６…クリーナ（クリーニング手段）、  ８１…ゲートローラ（送出手段）、  ＦＦ…搬送経路、  ＦＲ…反転搬送経路、  Ｓ…シート（記録材）、  ＴＲ1…一次転写領域（一次転写位置）、  ＴＲ2…二次転写領域（二次転写位置）
【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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