(57)【要約】【課題】小型、且つ、白黒モードで高速性能を有するカラー画像形成装置を提供する。【解決手段】有彩色画像形成部において形成された画像を中間転写体を介して記録材に転写し、黒画像形成部において形成された画像を直接記録材に転写する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有彩色像形成体、該有彩色像形成体上に有彩色画像を形成する有彩色画像形成手段及び一次転写手段をそれぞれが有する複数の有彩色画像形成ユニット、
複数の前記有彩色画像形成ユニットにおいて形成された有彩色画像が転写される中間転写体並びに、
前記中間転写体上に形成された有彩色画像を記録材に転写する二次転写手段を、
備える有彩色画像形成部を備えるとともに、
黒像形成体、該黒像形成体上に黒画像を形成する黒画像形成手段及び前記黒像形成体上の黒画像を記録材に転写する直接転写手段を有する黒画像形成部、
を備えることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
複数の前記有彩色画像形成ユニット及び前記黒画像形成部は、それぞれレーザ光源及び光偏向手段を有する露光手段を備え、前記光偏向手段は、前記複数の有彩色画像形成ユニットと前記黒画像形成部とに共通に使用される１個のポリゴンミラーを有することを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
【請求項３】
前記露光手段と前記中間転写体とが複数の前記有彩色画像形成ユニットを挟んで横方向に両側に配置され、前記黒画像形成部は、前記露光手段及び前記有彩色画像形成ユニットの下方に配置されたことを特徴とする請求項２に記載のカラー画像形成装置。
【請求項４】
複数の前記有彩色画像形成ユニットは縦に配置されるとともに、前記露光手段は、前記光偏向手段からほぼ水平方向に進行する水平光路及び該水平光路に続き、ほぼ垂直に下方に進行する垂直光路を備えることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のカラー画像形成装置。
【請求項５】
前記黒画像形成部に補給される黒トナーを貯留する黒トナー貯留部及び複数の前記有彩色画像形成ユニットに補給される有彩色トナーを貯留する有彩色トナー貯留部を有し、前記黒トナー貯留部は、前記水平光路と前記垂直光路とにより区画されるスペースに配置され、前記有彩色トナー貯留部は、前記中間転写体の横であって、前記有彩色画像形成ユニットと反対側に配置されたことを特徴とする請求項４に記載のカラー画像形成装置。
【請求項６】
前記有彩色画像形成部及び前記黒画像形成部の下方に、記録材収納部及び該記録材収納部から前記直接転写手段が配置された直接転写位置及び前記二次転写手段が配置された二次転写位置に記録材を搬送するほぼ水平な搬送路を備える搬送手段が配置されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のカラー画像形成装置。
【請求項７】
前記搬送路における前記二次転写位置の下流に定着装置が配置されたことを特徴とする請求項６に記載のカラー画像形成装置。
【請求項８】
前記搬送路は、前記直接転写位置から前記二次転写位置へと上方に向いていることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式のカラー画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式のカラー画像形成装置では、感光体等の像形成体及び該像形成体上に画像を形成する像形成手段を有する単色像形成部を複数設け、これら複数の像形成部において単色画像を形成し、形成した単色画像を中間転写体に転写し、中間転写体上で複数の単色画像を重ねて多色画像を形成するカラー画像形成装置が広く普及している。
【０００３】
このようなカラー画像形成装置は、複数の単色画像をほぼ同時に形成し、中間転写体に転写してカラー画像を形成するので、単色画像の１個、１個を順次形成してカラー画像を形成する型のカラー画像形成装置に比較して高速であることや、中間転写体上で単色画像の重ね合わせを行うので、単色画像間のレジストレーション精度を高くすることが可能なことから高画質のカラー画像が得られる等の利点を有する。
【０００４】
特許文献１では、複数の単色画像形成部を縦に配置するとともに、これに対向して中間転写体を縦長に設けたコンパクトなカラー画像形成装置が実現されている。
【特許文献１】特開２００２−６８４９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
カラー画像形成装置は、複数、即ち、イエロー（Ｙ）用、マゼンタ（Ｍ）用、シアン（Ｃ）用及び黒（Ｋ）用の４個の画像形成部を備えることから、装置が大型になるために、装置の小型化が望まれており、特許文献１のカラー画像形成装置は小型化されてはいるが、なお十分ではない。
【０００６】
また、従来のカラー画像形成装置では、例えば、特許文献１のもののように、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像形成部が縦一列に並べて配置され、カラー画像形成においては、これら４個の画像形成部それぞれにおいて画像形成を行って、カラー画像が形成されるが、白黒画像の形成においては、黒画像形成部のみによる画像画像形成が行われる。
【０００７】
しかるに、カラー画像形成装置の使われ方として、画像形成ジョブの大半が白黒画像形成であり、カラー画像形成が行われる頻度の割合は低いのが実情である。
【０００８】
このために、黒トナーの消費量が他の有彩色トナーの消費量に比較して多く、多くのカラー画像形成装置では、黒トナー容器を他のトナー容器に比較して大きくしている。
【０００９】
しかしながら、画像形成部に関しては、黒画像形成部も他の異画像形成部と同じ形態が取られており、このために、カラー画像形成装置を用いて白黒画像を形成する作業が白黒画像形成装置を用いて白黒画像を形成する作業に比較して作業効率が低い等の問題がある。
【００１０】
例えば、カラー画像形成装置として設計されているために、白黒画像形成の場合、白黒専用機に比較して速度が遅い、白黒画像形成時にも有彩色画像形成部や中間転写体に機械的な負荷がかかるためにこれらの寿命を低下させる等の問題がある。
【００１１】
本発明は電子写真方式のカラー画像形成装置における前記のような問題を解決した小型化され、高速化が可能であり、且つ、高耐久性のカラー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】
【００１２】
前記目的は下記の発明により達成される。
１．
有彩色像形成体、該有彩色像形成体上に有彩色画像を形成する有彩色画像形成手段及び一次転写手段をそれぞれが有する複数の有彩色画像形成ユニット、
複数の前記有彩色画像形成ユニットにおいて形成された有彩色画像が転写される中間転写体並びに、
前記中間転写体上に形成された有彩色画像を記録材に転写する二次転写手段を、
備える有彩色画像形成部を備えるとともに、
黒像形成体、該黒像形成体上に黒画像を形成する黒画像形成手段及び前記黒像形成体上の黒画像を記録材に転写する直接転写手段を有する黒画像形成部、
を備えることを特徴とするカラー画像形成装置。
２．
複数の前記有彩色画像形成ユニット及び前記黒画像形成部は、それぞれレーザ光源及び光偏向手段を有する露光手段を備え、前記光偏向手段は、前記複数の有彩色画像形成ユニットと前記黒画像形成部とに共通に使用される１個のポリゴンミラーを有することを特徴とする前記１に記載のカラー画像形成装置。
３．
前記露光手段と前記中間転写体とが複数の前記有彩色画像形成ユニットを挟んで横方向に両側に配置され、前記黒画像形成部は、前記露光手段及び前記有彩色画像形成ユニットの下方に配置されたことを特徴とする前記２に記載のカラー画像形成装置。
４．
複数の前記有彩色画像形成ユニットは縦に配置されるとともに、前記露光手段は、前記光偏向手段からほぼ水平方向に進行する水平光路及び該水平光路に続き、ほぼ垂直に下方に進行する垂直光路を備えることを特徴とする前記２又は前記３に記載のカラー画像形成装置。
５．
前記黒画像形成部に補給される黒トナーを貯留する黒トナー貯留部及び複数の前記有彩色画像形成ユニットに補給される有彩色トナーを貯留する有彩色トナー貯留部を有し、前記黒トナー貯留部は、前記水平光路と前記垂直光路とにより区画されるスペースに配置され、前記有彩色トナー貯留部は、前記中間転写体の横であって、前記有彩色画像形成ユニットと反対側に配置されたことを特徴とする前記４に記載のカラー画像形成装置。
６．
前記有彩色画像形成部及び前記黒画像形成部の下方に、記録材収納部及び該記録材収納部から前記直接転写手段が配置された直接転写位置及び前記二次転写手段が配置された二次転写位置に記録材を搬送するほぼ水平な搬送路を備える搬送手段が配置されたことを特徴とする前記１〜５のいずれか１項に記載のカラー画像形成装置。
７．
前記搬送路における前記二次転写位置の下流に定着装置が配置されたことを特徴とする前記６に記載のカラー画像形成装置。
８．
前記搬送路は、前記直接転写位置から前記二次転写位置へと上方に向いていることを特徴とする前記６又は前記７に記載のカラー画像形成装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、黒画像形成部において形成された黒画像を直接に記録材に転写し、有彩色画像を中間転写体を介して記録材に転写するので、高画質のカラー画像が得られるとともに、装置が小型化され、また、白黒画像形成装置と同等の高速化が可能であり、中間転写体等の劣化が少なく、その寿命が延長される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。
＜カラー画像形成装置の構成＞
図１は本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置の構成を示す図である。
【００１５】
図１に示すように、画像形成装置は、像形成体上に形成された画像を中間転写体上に重ね合わせて転写し、重ね合わせた画像を一括して転写するカラー画像形成装置であり、イエロー画像形成ユニット１０Ｙ、マゼンタ画像形成ユニット１０Ｍ、シアン画像形成ユニット１０Ｃが縦一列に配置され、これら有彩色画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃの列の左隣りに縦長の中間転写体７が配置される。
【００１６】
有彩色画像形成ユニット１０Ｙはドラム状の像形成体としての感光体１Ｙ、感光体１Ｙを帯電する帯電装置２Ｙ、感光体１Ｙ上に形成された静電潜像を現像して画像を形成する現像装置４Ｙ及びクリーニング装置６Ｙを有する。
【００１７】
有彩色画像形成ユニット１０Ｍはドラム状の像形成体としての感光体１Ｍ、感光体１Ｍを帯電する帯電装置２Ｍ、感光体１Ｍ上に形成された静電潜像を現像して画像を形成する現像装置４Ｍ及びクリーニング装置６Ｍを有する。
【００１８】
有彩色画像形成ユニット１０Ｃはドラム状の像形成体としての感光体１Ｃ、感光体１Ｃを帯電する帯電装置２Ｃ、感光体１Ｃ上に形成された静電潜像を現像して画像を形成する現像装置４Ｃ及びクリーニング装置６Ｃを有する。
【００１９】
感光体上に有彩色画像を形成する帯電装置、露光装置及び現像装置は有彩色画像形成手段を構成する。
【００２０】
黒画像形成部１０Ｋはドラム状の像形成体としての感光体１Ｋ、感光体１Ｋを帯電する帯電装置２Ｋ、感光体１Ｋ上に形成された静電潜像を現像して画像を形成する現像装置４Ｋ及びクリーニング装置６Ｋを有する。
【００２１】
感光体上に黒画像を形成する帯電装置、露光装置及び現像装置は黒画像形成手段を構成する。
【００２２】
黒画像形成部１０Ｋの感光体１Ｋは有彩色画像形成部Ａの感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃよりも図示のように、大きな直径を有する。これにより、感光体１Ｋは感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃよりも高い耐久性を有し、白黒画像形成に多く使用される装置においても、黒画像形成部１０Ｋが有彩色画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃよりも早期に交換を要するような事態が回避される。
【００２３】
有彩色画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃは更にそれぞれ一次転写手段としての転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃを有し、黒画像形成部１０Ｋは感光体１上の画像を記録材Ｐに転写する直接転写手段としての転写ローラ５Ｋを有する。
【００２４】
黒画像を形成する黒画像形成部１０Ｋは、有彩色画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃの右下方に配置される。
【００２５】
露光装置３の光学系３Ａは、有彩色画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び黒画像形成部１０Ｋに共通するスペースに形成されており。光学系３Ａは図示のように、有彩色画像形ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃの左方、黒画像形成部１０Ｋの上方に配置される。
【００２６】
光学系３Ａは、後に説明するが、図示のように、水平に光が進行する部分とほぼ垂直に進行する部分からなる逆Ｌ字型であり、この逆Ｌ字型光学系３Ａにより区画されたスペースには、黒トナーを貯留する黒トナー貯留部３０Ｋが配置される。
【００２７】
また、中間転写体７の左方には、イエロートナー貯留部１０Ｙ、マゼンタトナー貯留部１０Ｍ及びシアントナー貯留部１０Ｃが配置される。
【００２８】
各トナー貯留部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、それぞれ、円筒形のトナーボトルを有し、これらトナーボトルは装置の手前側から奥側に水平に設置される。図はトナーボトルの断面を示す。
【００２９】
図示のように、黒トナー貯留部３０Ｋの容量が他のトナー貯留部３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃよりも大きくなっている。これにより、白黒画像形成が多用される装置においても、黒用のトナーボトルのい交換を頻繁に行うような事態が避けられる。
【００３０】
図から明らかなように、有彩色画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃからなる有彩色画像形成部Ａに対して黒画像形成部１０Ｋが離れて配置され、有彩色画像形成部Ａと中間転写体７とがほぼ水平に配置され、黒画像形成部１０Ｋは有彩色画像形成部Ａの下方に配置される。
【００３１】
装置の下部、即ち、有彩色画像形成部Ａ、黒画像形成部１０Ｋ及び中間転写体７の下方には、記録材Ｐを収納する記録材収納部Ｂが配置され、記録材収納部Ｂは複数の給紙トレイ２０Ａ〜２０Ｄを備えている。
【００３２】
記録材収納部Ｂから記録材を搬送する搬送部は、収納されている記録材Ｐを１枚に分離して送り出す給紙ユニット２１Ａ〜２１Ｃ、中間搬送ローラ２２Ａ〜２２Ｃ、レジストローラ２３を有し、記録材Ｐをほぼ垂直上方に搬送する搬送路Ｃ１及び記録材Ｐをほぼ水平に搬送する搬送路Ｃ２を有する。水平搬送路Ｃ２は図示のように、左上がりである。
【００３３】
搬送路Ｃ２のレジストローラ２３の下流には、直接転写手段としての転写ローラ５Ｋ、二次転写手段としての転写ローラ５Ａ及び定着装置２４が配置される。
【００３４】
搬送路Ｃ２の定着装置２４下流には、搬送路を切り換える切換ゲート２７が配置される。
【００３５】
切換ゲート２７は、定着装置２４を通過した記録材Ｐを排紙部２５へ又は下方の再給紙路Ｃ３へと記録材の搬送を切り換える。
【００３６】
カラー画像形成装置の上部には、画像読取部Ｄが配置される。
【００３７】
画像形成においては、感光体１が矢印で示すように回転し、中間転写体７が矢印で示すように循環移動する。
【００３８】
次に、露光装置３について、図２、３を参照して説明する。図２は光学系を展開した図であり、図３は光学系の側面図である。
【００３９】
露光装置３では、図１、３に示すように共通のスペースにＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの光学系が配置される。半導体レーザからなるイエロー画像用のレーザ光源３１Ｙ、マゼンタ画像用のレーザ光源３１Ｍ、シアン画像用のレーザ光源３１Ｃ、白黒画像用のレーザ光源３１Ｋから出射した光ビームは、コリメータレンズ３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋにより平行光とされる。３３、３４、３５は合成用ミラーである。
【００４０】
合成用ミラー３３、３４、３５で合成された光ビームはシリンドリカルレンズ３６を経てポリゴンミラー３７に入射し、ポリゴンミラー３７により偏向され、ＬＡ、ＬＢの範囲で走査を行う。３８はｆθレンズ、３９Ｙ、３９Ｍ、３９Ｃ、３９Ｋは倒れ角補正用のシリンドリカルレンズである。
【００４１】
ポリゴンミラー３７及びｆθレンズ３８は光源３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋからの光に共通に使用され、また、ミラー４０は光源３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋからの光を反射して下方に指向させる。
【００４２】
光源３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋからの光は、図３に示すように、微少角度互いに異なる方向に進行し、ミラー４０で反射した光は、光源３１Ｙからの光、光源３１Ｍからの光、光源３１Ｃからの光、光源３１Ｋからの光がそれぞれ異なるミラーで反射し折り曲げられ、異なる光路を進行して、各画像形成ユニットの感光体に入射する。
【００４３】
即ち、光源３１Ｙからの光は、ミラー４１、４２、４３で折り曲げられてほぼ水平方向に進行し、イエロー画像形成ユニット１０Ｙの感光体１Ｙに入射する。シリンドリカルレンズ３９Ｙはミラー４２とミラー４３との間に配置される。
【００４４】
光源３１Ｍからの光は、ミラー４４、４５で折り曲げられてほぼ水平方向に進行し、マゼンタ画像形成ユニット１０Ｍの感光体１Ｍに入射する。シリンドリカルレンズ３９Ｍはミラー４４とミラー４５との間に配置される。
【００４５】
光源３１Ｃからの光は、ミラー４６で折り曲げられてほぼ水平方向に進行し、シアン画像形成ユニット１０Ｃの感光体１Ｃに入射する。シリンドリカルレンズ３９Ｃはミラー４０とミラー４６との間に配置される。
【００４６】
光源３１Ｋからの光は、ミラー４７、４８、４９、５０で折り曲げられて左下方向に進行し、黒画像形成ユニット１０Ｋの感光体１Ｋに入射する。シリンドリカルレンズ３９Ｋはミラー４８とミラー４９との間に配置される。
＜カラー画像形成＞
カラー画像形成においては、有彩色画像形成部Ａにおける感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃのそれぞれに、帯電、露光、現像により有彩色画像が形成され、形成された有彩色画像は、転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃにより中間転写体７に転写される。有彩色画像が重ね合わされて有彩色の多色画像が形成される。
【００４７】
また、黒画像形成部１０Ｋの感光体１Ｋ上には、同様に、帯電、露光、現像により黒画像が形成され、形成された黒画像は、レジストローラ２３から搬送された記録材Ｐに転写される。
【００４８】
黒画像を担持する記録材Ｐは、黒画像形成部１０Ｋの転写ローラ５Ｋにより搬送されて、転写ローラ５Ａに達するが、転写ローラ５Ａにより中間転写体７上の有彩色画像が記録材Ｐに転写される。
【００４９】
記録材Ｐ上では、有彩色画像と黒画像が重ね合わされてカラー画像が形成される。
【００５０】
カラー画像は記録材Ｐが定着装置２４を通過する際に、加熱・加圧されて定着される。
【００５１】
なお、イエロー画像、マゼンタ画像、シアン画像、黒画像は記録材Ｐ上で重なって一つのカラー画像を形成するように各単色画像はレジストレーション制御されて形成される。
【００５２】
片面画像形成においては、定着装置２４を通過した記録材Ｐは排紙部２５から装置外に排出される。
【００５３】
両面画像形成においては、片面にカラー画像が形成された記録材Ｐは、定着装置２４を通過後に、下方に進行し、再給紙路Ｃ３において表裏反転された後に、レジストローラ２３に再給紙され、黒画像形成部の転写ローラ５Ｋ及び転写ローラ５Ａにより、画像が転写され、カラー画像が形成さる。
【００５４】
カラー画像が形成された記録材Ｐは定着装置２４を通過して定着処理された後に、排紙部２５から装置外に排出される。
【００５５】
＜白黒画像形成＞
白黒画像形成においては、有彩色画像形成部Ａ及び中間転写体７は停止する。また、転写ローラ５Ａは退避位置に退避し、中間転写体７から離れる。
【００５６】
この状態で、黒画像形成部１０が作動し、搬送部Ｃ１、Ｃ２が作動して記録材搬送が行われる。
【００５７】
黒画像形成部１０Ｋの感光体１Ｋが回転し、帯電、露光、現像により感光体１Ｋ上に形成された黒画像が転写装置５Ｋにより記録材Ｐに転写される。
【００５８】
黒画像を担持する記録材Ｐは定着装置２４を通過して定着処理される。
【００５９】
定着処理された記録材Ｐは排紙部２５から装置外に排出される。
【００６０】
白黒画像形成においては、搬送部における搬送ローラの回転速度、レジストローラの回転速度及び感光体１Ｋの回転速度を上げることにより、
白黒専用機に匹敵する速度に画像形成速度を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】露光装置の光学系を展開した図である。
【図３】光学系の側面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ  感光体
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ  帯電装置
３  露光装置
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ  現像装置
５Ａ、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ  転写ローラ
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ  有彩色画像形成ユニット
１０Ｋ  黒画像形成部
Ａ  有彩色画像形成部
３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ  トナー貯留部
【図１】
2007279549.tif 000003
【図２】
2007279549.tif 000004
【図３】
2007279549.tif 000005