カラー画像形成装置
【課題】カラー画像形成装置でハガキや厚紙も転写紙として使えるようなぺーパーフリー性を達成し、小型化、転写紙の処理操作性の向上等も図る。
【解決手段】感光体ベルト１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト１０に繰り返し転写して複数のトナー像を重ね合わせて合成トナー像を形成し、これを中間転写ベルト１０上から転写紙に一括転写してカラー画像を形成する装置である。中間転写ベルト１０は回動ローラ１１、１２の間に架設して傾斜させて配置し、傾斜ベルト面の下方で感光体ベルト１のトナー像を転写させる。装置本体の下方側に給紙カセット１７、上方側にスタック部を配置し、搬送ローラ１９、レジストローラ５０、転写ローラ１４、定着装置４９までの搬送経路を中間転写ベルト１０とほぼ平行に傾斜させる。この転写紙搬送経路に対して手差し給紙ユニット５１から給紙可能に連結する。
【解決手段】感光体ベルト１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト１０に繰り返し転写して複数のトナー像を重ね合わせて合成トナー像を形成し、これを中間転写ベルト１０上から転写紙に一括転写してカラー画像を形成する装置である。中間転写ベルト１０は回動ローラ１１、１２の間に架設して傾斜させて配置し、傾斜ベルト面の下方で感光体ベルト１のトナー像を転写させる。装置本体の下方側に給紙カセット１７、上方側にスタック部を配置し、搬送ローラ１９、レジストローラ５０、転写ローラ１４、定着装置４９までの搬送経路を中間転写ベルト１０とほぼ平行に傾斜させる。この転写紙搬送経路に対して手差し給紙ユニット５１から給紙可能に連結する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体重ねを行うか、中間転写体を有するカラー複写機、カラープリンター、カラーファクシミリなどのカラー画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のカラー画像形成装置の代表的なものとしては、潜像を形成する感光体ドラムと転写紙を保持し感光体上のトナー像を転写する転写ドラムを用いた方式のものや、感光体ドラム上に複数のトナーを重ね合わせて転写紙に転写する方式や、感光体ドラム上に形成される各色のトナー像を順次に重ね、例えば中間転写ベルトの同一位置に転写し、この転写像を転写紙に転写する方式が実用化されている。転写ドラムを用いた方式では、静電気的や機械的に転写ドラムに転写紙を保持しなければならないので、ハガキのような小サイズの紙や、厚紙などは転写紙として使用することが困難であり、いわゆるペーパーフリーではない。また機械的に転写紙の先端を保持する方式では、転写紙全面に画像を転写することができない。さらに、転写ドラムとしてＡ４サイズの転写紙を使用可能な装置で約φ１００ｍｍ以上のドラム径、Ａ３サイズの転写紙を使用可能な装置で約φ１５０ｍｍ以上のドラム径が必要となるので、装置本体の大型化を招いていた。
【０００３】
これに対し、感光体ベルト重ね方式や中間転写ベルト方式では、転写方式としてはハガキや厚紙も転写紙として使えるようなぺーパーフリー性を兼ね備えており、転写ベルトの構成次第では装置本体を小型化することも可能である。しかしながら、搬送システム全体としては、厚紙対応やジャム処理性を考慮している小型化のカラー装置は、本発明者らの知るところでは今までなかった。特に厚紙対応に関しては、近年カラー装置の転写紙への厚紙要求がポスターやクリスマスカードなどの使用でかなりの厚さまでに及んでおり、通常のモノクロレーザープリンタは坪量１５７ｇ／ｍ２が限度であるのに対し、坪量２５０ｇ／ｍ２まで要求されるので対応が難しかった。
【０００４】
特許文献１に開示の技術では、中間転写ベルトを使用して転写紙搬送経路を上搬送タイプにして小型化を図っているが、搬送経路としては給紙カセット部や排紙スタック部が飛び出しているので、必ずしも装置本体全体としては小型化を達成できていない。また特許文献２に開示の技術では、感光体上カラー色重ね方式で、プロセスカートリッジをクラムシェルタイプの上部本体に保持、転写紙搬送経路を開放可能として一側面より操作可能としているが、搬送経路に厚紙対応のための工夫がなされていない。
【特許文献１】特開平２−２９４６７３号公報
【特許文献２】特開平３−２７１７５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記従来の問題点に鑑み、装置本体の搬送品質全体にてハガキや厚紙も転写紙として使えるようなぺーパーフリー性を達成するとともに、装置本体の小型化を図り、転写紙の処理操作性の向上と高画像品質を保った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】
【０００６】
本発明のカラー画像形成装置のうち請求項１に係るものは、カラー画像形成装置における装置本体の小型化、厚紙搬送品質の安定化を図るために、静電潜像を形成する担持体を介するか直接複数のトナー像の重ね合わせを行って合成トナー像を形成し、該合成トナー像を転写紙に一括転写するトナー像担持体を有するカラー画像形成装置において、少なくとも２本のローラで架設したベルト状のトナー像担持体の一のベルト面を傾斜させて配置し、装置本体の下方側に第一の給紙部を、上方側に排紙部を配置し、上記傾斜ベルト面の上方に該傾斜ベルト面とほぼ平行な転写紙搬送経路を設け、該傾斜した転写紙搬送経路に対して連結して搬送する第二の給紙部を備えることを特徴とする。
【０００７】
同請求項２に係るものは、フリクションパッド給紙における搬送品質の安定化を図るために、上記第二の給紙部をフリクションパッド給紙方式のものとし、転写紙進入方向とパッド分離後からレジストローラまでの搬送路の方向を約２０〜４０度の角度をなすように設定したことを特徴とする。
【０００８】
同請求項３に係るものは、給紙以降の搬送品質安定化を図るために、上記第二の給紙部から上記レジストローラ、転写ローラ、定着装置までの搬送路の方向をほぼ一直線をなすように配置したことを特徴とする。
【０００９】
同請求項４に係るものは、ジャム処理の操作性向上を図るために、上記装置本体が不動部筐体に対して下側を中心に転写紙搬送経路が開放可能な前部筐体を有することを特徴とする。
【００１０】
同請求項５に係るものは、第二の給紙部の収納性向上を図るために、上記前部筐体に第二の給紙部の転写紙ガイド及び受け部材を、折り畳み収納あるいは着脱可能としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係るカラー画像形成装置は、少なくとも２本のローラで架設されたベルト状のトナー像担持体の１ベルト面を傾斜配置し、装置本体の下方側に第一の給紙部を、上方側に排紙部を配置し、傾斜した転写紙搬送経路に対して連結して搬送する第二の給紙部を備えるようにしたので、縦横丁度よいバランスの装置の大きさにでき、また第二の給紙部からの傾斜搬送路にかけての分岐角度が鈍角になるので、厚紙搬送時の紙の腰の強さの影響が少なくて済み、第二の給紙部による厚紙搬送品質の安定化が図れるという効果がある。
【００１２】
請求項２に係るカラー画像形成装置は、第二の給紙部をフリクションパッド給紙とし、転写紙進入方向とパッド分離後からレジストローラまでの搬送路の方向を約２０〜４０度傾けて構成したので、上記共通の効果に加え、第二の給紙部の転写紙をほぼ水平にセットしても、第二の給紙部からの転写紙進入方向とパッド分離後からレジストローラまでの搬送路の方向を約２０〜４０度をなすように設定でき、搬送品質安定化が図れるという効果がある。
【００１３】
請求項３に係るカラー画像形成装置は、給紙直後の転写紙搬送路をほぼ一直線上に配置しているので、上記共通の効果に加え、厚紙なども安定して送れ、また用紙先端のローラ突入時や後端抜けによる振動画像ブレが現れることもないという効果がある。
【００１４】
請求項４に係るカラー画像形成装置は、ジャム処理のための転写紙搬送経路の開放部位が装置本体の前面部に有り、開放支点を同下側としたので、上記共通の効果に加え、ジャム処理操作が分かりやすく、開放された前カバーの落下などを心配せず安心して操作でき、また、作像系のユニットを動作させずにジャム処理のみが可能となるので、トナー落ちなどの不具合もないという効果がある。
【００１５】
請求項５に係るカラー画像形成装置は、第二の絵紙部を傾斜搬送部に折り畳み、収納可能に設けたので、上記共通の効果に加え、スペースを有効利用でき、装置本体の前面出っ張りも押さえられるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に係るカラー画像形成装置の実施の形態を図面を参照して説明する。図１に本発明のカラー画像形成装置の一実施形態を示す。図１において、１はベルト状像担持体たる可撓性のベルト状感光体で（以下感光体あるいは感光体ベルトという）、この感光体ベルト１は回動ローラ２、３の間に架設されており、回動ローラ２、３の駆動により図中時計方向に回転、搬送される。４は帯電手段たる帯電チャージャー、５は像露光手段たるレーザー書き込み系ユニット、６はイエロー、マゼンタ、シアンのカラー現像剤を収容した３個の現像手段、すなわち回転型カラー現像器で、７はカラー現像器６とは別に設けてある黒色の現像剤を収容した現像手段である黒現像器である。
【００１７】
レーザー書き込み系ユニット５は、図示せぬ半導体レーザーで発生させたレーザービームが駆動モータ５Ａにより回転されるポリゴンミラー５Ｂにより回転走査され、ｆθレンズ５Ｃを経てミラーにより光路を曲げられて、予め帯電手段たる帯電チャージャー４によって一様に帯電された感光体ベルト１の円周上に露光され、静電潜像を形成する。このためレーザー書き込み系ユニット５は、上面にスリット状の露光用開口部を設けた保持筐体に収めて装置本体に組み込まれている。給紙カセット１７上部でレーザー書き込み系ユニット５の下部には図示せぬ底板が設けてあり、そこにレーザー書き込み系ユニット５を組み込み、各ユニットを支持するために装置本体の側板をローラ軸方向の左右に設け、底板に組み付けてある。レーザー書き込み系ユニット５には図示したものの他に、発光部と収束性光伝送体を一体とした光学系等も使用されている。また帯電チャージャー４、レーザー書き込み光５Ｄ、感光体用クリーニングブレード１５Ａは感光体ベルト１を架設している回動ローラ２側に設けられている。
【００１８】
カラー現像器６および黒現像器７は、各々所定の位置で上記感光体ベルト１と近接あるいは接触する現像ローラを各々備え、感光体ベルト１上の潜像を非接触現像あるいは接触現像法により顕像化する機能を有する。１０は中間転写体たる中間転写ベルトであり、この中間転写ベルト１０は回動ローラ１１、１２の間に架設して傾斜させて配置し、回動ローラ１１、１２の駆動により図中反時計回りに回転、搬送される。中間転写ベルト１０の下側の傾斜ベルト面は、感光体ベルト１と中間転写ベルト１０は回動ローラ３の部位で接触しており、感光体ベルト１上の第一回目の顕像が、中間転写ベルト内に設けられたバイアスブラシ１３により中間転写べルト１０上に転写され（１次転写位置）、そして同じプロセスを反復することにより、第二回目の顕像、第三回目の顕像、第四回目の顕像が中間転写ベルト１０上にそれぞれ重ねられて位置ズレを生じないように転写される。中間転写ベルト１０の回動ローラ１１上部には、中間転写ベルト１０に接離するように二次転写部材たる転写ローラ１４が設けられている。この１次転写位置から２次転写位置までの中間転写ベルト１０上の距離は、最大画像出力長さ以上に設定してある。
【００１９】
図中１５は感光体ベルト１のクリーニングブレード１５Ａを含む廃棄トナー回収容器、１６は中間転写ベルト１０のクリーニング装置で、中間転写ベルト用クリーニング装置１６のブレード１６Ａは画像形成中には中間転写ベルト１０の表面より離間した位置に保たれ、画像二次転写後のクリーニング時のみ図示のように中間転写ベルト１０の表面に圧接される。
【００２０】
図２はカラー及び黒現像器６、７の内部構成を示し、図３はカラー現像器６の斜視図である。この回転型カラー現像器６には回転体であるケーシング２１が回転中心Ｏを中心に回転自在に設けられており、ケーシング２１は図示せぬ駆動機構の駆動により図中時計方向に回転できるようになっている。また、ケーシング２１はイエロー、マゼンタ、シアンのカラー現像ユニット２２（−Ｙ、Ｍ、Ｃ）を一体に保持している。各色のカラー現像ユニット２２（−Ｙ、Ｍ、Ｃ）は同一形態及び同一動作を取る。
【００２１】
回動ローラ２、３の間に架設された感光体ベルト１は、両回動ローラ２、３間の２つの展張部のうちの一方を外側に押し出すようにバックアップローラ３５を設け、上部のベルト面を垂直に、下部のベルト面を若干斜めに傾くようにして、黒現像器７を上部、カラー現像器６を下部に配置してある。即ち、中間転写ベルト１０を傾斜させ、感光体ベルト１はほぼ垂直としてあるので、廃棄トナー回収容器１５はある一定容量のスペースが確保できている。
【００２２】
カラー現像器６における現像位置では、現像ローラ２３が感光体ベルト１と所定の線速比をもって感光体ベルト１の移動方向と同方向に回転するように、感光体ベルト１に対向して配設される。また現像ローラ２３下方には、発泡ポリウレタン等の弾性体からなる供給ローラ２５が摺擦部において現像ローラ２３と摺擦し、且つ現像ローラ２３と同方向に所定の線速比をもって回転するように設けられている。供給ローラ２５の回転方向下流側にステンレス等のバネ性を有する薄板からなる現像ブレード２６が、その一端が現像ローラ２３に接するように設けられている。
【００２３】
図３に示すように、カラー現像器６の手前側にはトナー収容部２９が設けられており、スクリュー状の第一トナー搬送部材２７は、トナー収容部２９からカラー現像器６の後方のカラー現像ユニット２２側板に至るまで現像ローラ２３及び供給ローラ２５と並行して配設され、図の手前から後側に向けてトナーを搬送するようになっている。そして現像ローラ２３及び供給ローラ２５と連動するとともに、それらと所定の線速比をもって回転する。仕切板２４は、その一部が供給ローラ２５に接するように配設されており、現像ローラ２３、供給ローラ２５等により、第一トナー搬送部材２７を取り巻くトナー搬送スペースが形成される。供給ローラ２５上に供給されたトナーは供給ローラ２５により現像ローラ２３表面に供給されて帯電し、現像ローラ２３表面に担持される。現像ローラ２３表面に担持されたトナーは現像ブレード２６により薄層化され、感光体ベルト１表面に形成された静電潜像を現像する。
【００２４】
ところで、上記現像工程で使用されなかったトナーは、第一トナー搬送部材２７によりトナー収容部２９対向する側のカラー現像器６の後端部に搬送され、現像ローラ２３及び供給ローラ２５の軸方向有効径部外側に設けられたトナー循環部に到達し、トナーは重力によりカラー現像ユニット２２下部に落下する。カラー現像ユニット２２下部には、やはりスクリュー状の第二トナー搬送部材２８が現像ローラ２３、供給ローラ２５および第一トナー搬送部材２７と並行して配設され、第一トナー搬送部材２７とは逆方向にトナーを搬送するように回転して、前記現像工程で使用されなかったトナーをトナー収容部２９に搬送する。第一トナー搬送部２７および第二トナー搬送部材２８のトナー搬送量を適切に設定することで、カラー現像ユニット２２内のトナー量検知や複雑なトナー供給量制御を行うことなく供給ローラ２５上にトナーを供給でき、レイアウト自由度が大きく、感光体ベルト１に対する断面占有率の小さな小型カラー現像器６となっている。なお図３のカラートナーカートリッジ３０はトナー収容部２９に対して着脱自在になっていて、トナー補給時にカラートナーカートリッジ３０を交換するようになっている。
【００２５】
黒現像器７は現像容器４１内に黒のトナーを内包したタイプの現像器で、トナーエンド時が現像器の寿命交換とする、いわゆる現像カートリッジとして一体的に形成された現像器である。カラー現像器６のカラー現像ユニット２２と同様に現像ローラ２３が感光体ベルト１と所定の線速比をもって感光体ベルト１の移動方向と同方向に回転するように、感光体ベルト１に対向して配設される。また現像ローラ２３上方には、発泡ポリウレタン等の弾性体からなる供給ローラ２５が摺擦部において現像ローラ２３と摺擦し、且つ現像ローラ２３と同方向に、所定の線速比をもって回転するように設けられ、さらにステンレス等のバネ性を有する薄板からなる現像ブレード２６がその一端が現像ローラ２３に接するように設けられている。現像容器４１内には、供給ローラ２５及び現像ローラ２３側にトナーを搬送、撹拌する第一アジテータ４２と第二アジテータ４３が設けられている。ここではトナーを内包したタイプの現像カートリッジとしたが、当然、カラー現像器のようにトナーカートリッジを交換、補給するタイプの現像器でもよい。また、黒現像器７は感光体ベルト１に対して水平方向に揺動可能で、非現像時には感光体ベルト１より離れ、現像時には感光体ベルト１に接近又は、接触する動作を行う。
【００２６】
プロセスカートリッジ３１としては、感光体ベルト１、帯電チャージャー４、中間転写ベルト１０、中間転写ベルト用クリーニング装置１６、レジストローラ５０Ｂ、搬送ローラ２０Ｂを一体の構成とし、廃棄トナー回収容器１５は、プロセスカートリッジ３１に対して交換可能に組み込まれている。プロセスカートリッジ３１のケース外装部分のレジストローラ５０Ｂの面は搬送ガイドとしての機能も備えている。
【００２７】
ここで、中間転写ベルト１０上よりクリーニングブレード１６Ａにて掻き取られた廃棄トナーは、中間転写ベルト用クリーニング装置１６内に設けられたオーガ１６Ｂによって断面手前方向に搬送され、さらにプロセスカートリッジ３１手前側面に設けられた図示せぬ搬送部材により廃棄トナー回収容器１５へ搬送され、取りまとめられる。これにより、プロセスカートリッジ３１を交換せずに廃棄トナーは回収可能となるので、プロセスカートリッジの長寿命化が図れる。
【００２８】
また搬送ローラ２０Ａ、Ｂ、レジストローラ５０Ａ、Ｂ、転写ローラ１４、定着装置４９の定着ローラ４９Ａ、Ｂまでの搬送経路は、ほぼ中間転写ベルト１０の傾斜ベルト面と平行に配置して装置本体の小型化を図ってある。
【００２９】
上述したカラー画像形成装置による画像形成のプロセスは次のように行われる。まず多色像の形成は、以下に述べる像形成システムに従って遂行される。即ち、オリジナル画像を撮像素子が走査するカラー画像データ入力部で得られたデータを画像データ処理部で演算処理して画像データを作成し、これは一旦画像メモリー格納される。次いで該画像メモリーは、記録時とりだされて記録部である例えば図１の装置で示したカラー画像形成装置へと入力される。即ち上記プリンタとは別体の画像読み取り装置から出力される色信号が上記レーザー書き込み系ユニット５に入力されると、レーザー書き込み系ユニット５においては半導体レーザー（図示せず）で発生されたレーザービームは駆動モータ５Ａにより回転されるポリゴンミラー５Ｂにより回転走査され、ｆθレンズ５Ｃを経てミラーにより光路を曲げられて、予め帯電手段たる帯電チャージャー４によって一様に帯電された感光体ベルト１の円周上に露光され、静電潜像が形成される。
【００３０】
ここで、露光する画像パターンは所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン、黒に色分解したときの単色の画像パターンである。形成されたカラー３色の静電潜像は回転型カラー現像器６の回転動作によりイエロー、マゼンタ、シアンの現像ユニットを逐次感光体ベルト１に対向し現像され、顕色化され単色化されて単色画像が形成され（この時、黒現像器７は感光体ベルト１に対して非現像位置まで待避している。）、黒の静電潜像は黒現像器７で現像され、顕色化され単色化されて単色画像が形成される。感光体ベルト１上に形成された単色画像は、感光体ベルト１に接触しながら図中反時計回りに回転する中間転写ベルト１０上に順次重ね合わせて転写される。中間転写ベルト１０上に重ね合わされたイエロー、マゼンタ、シアン、黒の画像は、給紙カセット１７から給紙ローラ１８、搬送ローラ１９Ａ、Ｂ、レジストローラ５０Ａ、５０Ｂを経て転写部へ搬送され、転写ローラ１４が中間転写ベルト１０の回動ローラ１１部に転写紙を介して接触し、転写される。この時、転写ローラ１４が接触した時点では前述したように中間転写ベルト上の画像後端１次転写部を抜けている。転写終了後、転写紙は定着装置４９により定着されてフルカラー画像が完成する。
【００３１】
次に装置本体の構成について図１、４に基づいて説明する。装置本体構造としては、不動部筐体たる本体フレーム９部と転写紙搬送経路が開放可能な前部筐体たる前フレーム８によって構成され、本体フレーム９の下部には給紙カセット１７を配置し、中央部に各現像器、プロセスカートリッジ３１を交換可能に配置し、さらにその上方に定着装置４９を配置し、排紙スタック部が形成されている。
【００３２】
前フレーム８は、回転支点となる本体フレーム９に設けられた回転支持軸９Ａを中心に回動可能となるように支持されており、画像形成出力時は図１に示すように本体フレーム９に保持されている。ジャム処理時は保持を解除することで、時計回り方向へ開放可能となり、テンションスプリングなどの動力で開放状態を維持することができる。前フレーム８には搬送路の一部となるレジストローラ５０Ａ、転写ローラ１４等が保持されている。これにより前フレーム８の開放時には、図４に示すように搬送経路が開放され、用紙ジャム処理が行われる。この時作像系のユニットを動作させずに、ジャム処理のみが可能となるので、トナー落ちなどの不具合もない。
【００３３】
さらに本体フレーム９には、プロセスカートリッジ３１を後述する構成で保持し、回転支点となる本体フレーム９に設けられた回転支持軸９Ｂを中心に回動可能となるように支持された中間フレーム４０が図５に示すように左右に設けられている。中間フレーム４０は、通常時（プロセスカートリッジ、各現像器の交換時以外）は本体フレーム９に保持されていて、保持を解除することで、図中時計回り方向へ開放可能となる。
【００３４】
図６はプロセスカートリッジ３１の着脱位置、図７はプロセスカートリッジ３１の着脱状態を示す。プロセスカートリッジ３１の両側面には着脱操作方向と平行となるためのレール突起３２が設けられ、これに対応して中間フレーム４０には同様に着脱操作方向と平行となるためのレール状の溝４０Ａが設けられている。このため、装着時は中間フレーム４０にプロセスカートリッジ３１が保持される。また、中間フレーム４０を図６の位置で支持固定した状態で、プロセスカートリッジ３１を矢印方向に操作すれば、プロセスカートリッジ３１は中間フレーム４０より容易に着脱可能となる。特にプロセスカートリッジ３１の先方に取っ手３３を設けてあるとさらに操作性が増す。また溝４０Ａの形状は、プロセスカートリッジ３１挿入側をラッパ状に開放してあれば、多少のズレは問題なく装着できる。
【００３５】
ここでプロセスカートリッジ３１の操作方向は、中間転写ベルト１０の２本のローラに張架された方向で、且つ感光体ベルト１の張架されたベルト面が中間転写ベルト面に対してほぼ平行となるよう配置してあるので、現像から転写間のスペースを狭くでき、装置本体の断面をも小さくできる。
【００３６】
中間フレーム４０はプロセスカートリッジ３１の着脱位置に対してさらに開放可能であり、図８に示すように前フレームの開放位置と同じ位置まで達する。この位置でプロセスカートリッジを装着したまま中間フレーム４０を支持固定させることで、プロセスカートリッジを一旦装置本体外に退かせることなく、プロセスカートリッジの奥側に配置された各現像器６、７部が大きく開放されるので、各現像器６、７の着脱操作性は良好なものとなる。
【００３７】
ここで、中間フレーム４０を２段階に支持固定する機構の一例として図７に示すように、中間フレーム４０の回転支点下側には溝が２箇所設けてあり、板バネ３４が図中の矢印方向に一定のバネ力で揺動するよう本体フレームに組み込まれている。板バネ３４の揺動先端部３４Ａは、中間フレーム４０が回転されて溝４０Ｂ、Ｃに対応し、入り込むことで、中間フレーム４０を２段階にラッチ、支持固定する。このとき、プロセスカートリッジ３１の着脱回転方向の位置をプロセスカートリッジの重心位置Ｇが中間フレーム４０の回転中心位置のほぼ鉛直線上になるような位置で支持固定し、着脱移動方向をほぼ鉛直線上にさせるよう取っ手３３の位置を合わせることで、プロセスカートリッジを支持固定させるための板バネ３４のバネ力が微小ですみ、中間フレーム４０の回動操作時の安定感がでて、かつプロセスカートリッジが重力的に不安定な状態に陥ることなく操作できる。また、中間フレーム４０の第二の支持固定位置では前フレームの一部利用して回転止めのストッパー部材として使用するならば、中間フレーム４０の溝４０Ｃはなくすこともできる。
【００３８】
第二の給紙部たる手差し給紙ユニット５１を図９、１０を参照して説明する。手差し給紙ユニット５１は、使用されないときは図１に示すように前フレーム８に搬送路とほぼ平行になるように折り畳み、装置の前面や高さ方向に飛び出さないように収納する。手差し給紙ユニット５１は、使用時には図中時計方向に開いてセットする（図９）もので、給紙方式はフリクションパッド方式で構成されている。図中５２は転写紙底板で、回転軸５２Ａを中心に回動可能で、スプリング５２Ｂにより手差しローラ５３側へ加圧されている。また図中５４は転写紙両サイドを揃えるサイドガイドで、底板５２に対して横方向に摺動可能となっている。手差しローラ５３にはさらに、パッド台５５に組み込まれたフリクションパッド５５Ａがスプリング５５Ｂによって手差しローラ５３側へ加圧されており、手差し給紙ユニット５１にセットされた転写紙の１枚目だけが手差しローラ５３の回転によって搬送される構成となっている。
【００３９】
即ち本実施形態装置は、通常頻繁に使用される普通紙は装置本体の内部に配置されている給紙カセットから搬送させ、たまに厚紙などの特殊紙を通紙するときには、手差し給紙ユニット５１から搬送させるように使い分けるものである。
【００４０】
ここで転写紙の進入方向に対しフリクションパッド５５Ａの表面は、適宜角度だけ傾斜させる（図１１中の角度θ）ことが分離性能上必要とされている。即ち、多数枚送り可能なフリクションパッド給紙は、摩擦分離方式の中で最も簡単な構成で、分離可能な紙質の範囲が広く取れるが、転写紙進入方向とパッド面の角度は２０〜４０度、好ましくは２０〜３５度に設定することが望ましい。また、手差しローラ５３の次のローラの搬送方向によっては、フリクションパッド５５Ａの分離性能に影響する。図１１において転写紙Ｐを図中矢印Ｈ方向に搬送すると、フリクションパッド５５Ａを転写紙Ｐが押し下げてしまい、分離圧が低下して重送を引き起こすので、図中矢印Ｆ方向（パッド面に対し数度上向き）に次のローラの搬送方向を合わせなくてはならない。そこで図１２に示すように、転写紙Ｐの進入方向とパッド分離後からレジストローラ５０までの搬送路の方向を約２０〜４０度の角度をなすように設定し、また手差しローラ５３からレジストローラ５０、転写ローラ１４、定着装置４９までの搬送路の方向をほぼ一直線上になるように配置してある。なお、転写ローラ１４から定着装置４９のローラ４９Ａ、４９Ｂ間は、腰の弱い転写紙にも対応する場合は、突入位置が多少下方向にずれるので、定着ローラ４９Ａ、４９Ｂ位置は直線上より多少下方向になることもある。
【００４１】
なお以上説明してきた実施形態は、中間転写体ベルト方式のものであるが、図１３に示す本発明の第２の実施形態装置のように感光体ベルト１'上で４色重ねを行う方式でも、搬送部に関しては同形状、同構成が取れる。この場合は、帯電チャージャー４を廃棄トナー回収容器１５の下方に配置し、その下にレーザー書き込みが来るようにレーザー書き込み系ユニット５を配置し、さらにその下にカラー及び黒現像器６、７を配置させる。これは、トナー像担持体として中間転写体ベルトを用いるか感光体ベルトを用いるかの違いによるのみの差異である。感光体ベルト方式では図のようにさらに小型化が可能であるが、この方式では予め転写されたトナー像の上から再度感光体上を帯電露光して潜像を形成し、現像を行うというプロセスを複数回行うため、帯電の均一性を良好に保つことが困難であり、画質は中間転写体ベルト方式に比べ劣る。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明のカラー画像形成装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１のカラー画像形成装置のカラー及び黒現像器の内部構成を示す断面図である。
【図３】図１のカラー画像形成装置のカラー現像器の斜視図である。
【図４】図１のカラー画像形成装置の前フレームをあけた状態の断面図である。
【図５】プロセスカートリッジと、その支持用の中間フレームの斜視図である。
【図６】プロセスカートリッジの着脱位置を示す断面図である。
【図７】プロセスカートリッジの着脱状態を示す側面図である。
【図８】中間フレームの開放状態の断面図である。
【図９】図１のカラー画像形成装置の第二の給紙部たる手差し給紙ユニットをあけて使用する状態の断面図である。
【図１０】図９の状態の転写紙搬送状態を示す要部の断面図である。
【図１１】図９の状態における転写紙の搬送方向と分離性能を説明するための断面図である。
【図１２】図９の状態の転写紙搬送状態を示す概念図である。
【図１３】本発明のカラー画像形成装置の他の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ 感光体ベルト
２、３ 回動ローラ
４ 帯電チャージャー
５ レーザ−書き込み系ユニット
６ カラー現像器
７ 黒現像器
８ 前フレーム
９ 本体フレーム
１０ 中間転写ベルト
１１、１２ 回動ローラ
１３ バイアスブラシ
１４ 転写ローラ
１５ 廃棄トナー回収容器
１６ 中間転写ベルト用クリーニング装置
１７ 給紙カセット
１８ 給紙ローラ
１９Ａ、１９Ｂ、２０Ａ、２０Ｂ 搬送ローラ
２１ ケーシング
２２ カラー現像ユニット
２３ 現像ローラ
２４ 仕切板
２５ 供給ローラ
２６ 現像ブレード
２７ 第一トナー搬送部材
２８ 第二トナー搬送部材
２９ トナー収容部
３０ カラートナーカートリッジ
３１ プロセスカートリッジ
３２ レール突起
３３ 取っ手
３４ 板バネ
３５ バックアップローラ
４０ 中間フレーム
４１ 現像容器
４２ 第一アジテータ
４３ 第二アジテータ
４９ 定着装置
４９Ａ、４９Ｂ 定着ローラ
５０Ａ、５０Ｂ レジストローラ
５１ 手差し給紙ユニット
５２ 底板
５３ 手差しローラ
５４ サイドガイド
５５ パッド台
５５Ａ フリクションパッド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体重ねを行うか、中間転写体を有するカラー複写機、カラープリンター、カラーファクシミリなどのカラー画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のカラー画像形成装置の代表的なものとしては、潜像を形成する感光体ドラムと転写紙を保持し感光体上のトナー像を転写する転写ドラムを用いた方式のものや、感光体ドラム上に複数のトナーを重ね合わせて転写紙に転写する方式や、感光体ドラム上に形成される各色のトナー像を順次に重ね、例えば中間転写ベルトの同一位置に転写し、この転写像を転写紙に転写する方式が実用化されている。転写ドラムを用いた方式では、静電気的や機械的に転写ドラムに転写紙を保持しなければならないので、ハガキのような小サイズの紙や、厚紙などは転写紙として使用することが困難であり、いわゆるペーパーフリーではない。また機械的に転写紙の先端を保持する方式では、転写紙全面に画像を転写することができない。さらに、転写ドラムとしてＡ４サイズの転写紙を使用可能な装置で約φ１００ｍｍ以上のドラム径、Ａ３サイズの転写紙を使用可能な装置で約φ１５０ｍｍ以上のドラム径が必要となるので、装置本体の大型化を招いていた。
【０００３】
これに対し、感光体ベルト重ね方式や中間転写ベルト方式では、転写方式としてはハガキや厚紙も転写紙として使えるようなぺーパーフリー性を兼ね備えており、転写ベルトの構成次第では装置本体を小型化することも可能である。しかしながら、搬送システム全体としては、厚紙対応やジャム処理性を考慮している小型化のカラー装置は、本発明者らの知るところでは今までなかった。特に厚紙対応に関しては、近年カラー装置の転写紙への厚紙要求がポスターやクリスマスカードなどの使用でかなりの厚さまでに及んでおり、通常のモノクロレーザープリンタは坪量１５７ｇ／ｍ２が限度であるのに対し、坪量２５０ｇ／ｍ２まで要求されるので対応が難しかった。
【０００４】
特許文献１に開示の技術では、中間転写ベルトを使用して転写紙搬送経路を上搬送タイプにして小型化を図っているが、搬送経路としては給紙カセット部や排紙スタック部が飛び出しているので、必ずしも装置本体全体としては小型化を達成できていない。また特許文献２に開示の技術では、感光体上カラー色重ね方式で、プロセスカートリッジをクラムシェルタイプの上部本体に保持、転写紙搬送経路を開放可能として一側面より操作可能としているが、搬送経路に厚紙対応のための工夫がなされていない。
【特許文献１】特開平２−２９４６７３号公報
【特許文献２】特開平３−２７１７５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記従来の問題点に鑑み、装置本体の搬送品質全体にてハガキや厚紙も転写紙として使えるようなぺーパーフリー性を達成するとともに、装置本体の小型化を図り、転写紙の処理操作性の向上と高画像品質を保った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】
【０００６】
本発明のカラー画像形成装置のうち請求項１に係るものは、カラー画像形成装置における装置本体の小型化、厚紙搬送品質の安定化を図るために、静電潜像を形成する担持体を介するか直接複数のトナー像の重ね合わせを行って合成トナー像を形成し、該合成トナー像を転写紙に一括転写するトナー像担持体を有するカラー画像形成装置において、少なくとも２本のローラで架設したベルト状のトナー像担持体の一のベルト面を傾斜させて配置し、装置本体の下方側に第一の給紙部を、上方側に排紙部を配置し、上記傾斜ベルト面の上方に該傾斜ベルト面とほぼ平行な転写紙搬送経路を設け、該傾斜した転写紙搬送経路に対して連結して搬送する第二の給紙部を備えることを特徴とする。
【０００７】
同請求項２に係るものは、フリクションパッド給紙における搬送品質の安定化を図るために、上記第二の給紙部をフリクションパッド給紙方式のものとし、転写紙進入方向とパッド分離後からレジストローラまでの搬送路の方向を約２０〜４０度の角度をなすように設定したことを特徴とする。
【０００８】
同請求項３に係るものは、給紙以降の搬送品質安定化を図るために、上記第二の給紙部から上記レジストローラ、転写ローラ、定着装置までの搬送路の方向をほぼ一直線をなすように配置したことを特徴とする。
【０００９】
同請求項４に係るものは、ジャム処理の操作性向上を図るために、上記装置本体が不動部筐体に対して下側を中心に転写紙搬送経路が開放可能な前部筐体を有することを特徴とする。
【００１０】
同請求項５に係るものは、第二の給紙部の収納性向上を図るために、上記前部筐体に第二の給紙部の転写紙ガイド及び受け部材を、折り畳み収納あるいは着脱可能としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係るカラー画像形成装置は、少なくとも２本のローラで架設されたベルト状のトナー像担持体の１ベルト面を傾斜配置し、装置本体の下方側に第一の給紙部を、上方側に排紙部を配置し、傾斜した転写紙搬送経路に対して連結して搬送する第二の給紙部を備えるようにしたので、縦横丁度よいバランスの装置の大きさにでき、また第二の給紙部からの傾斜搬送路にかけての分岐角度が鈍角になるので、厚紙搬送時の紙の腰の強さの影響が少なくて済み、第二の給紙部による厚紙搬送品質の安定化が図れるという効果がある。
【００１２】
請求項２に係るカラー画像形成装置は、第二の給紙部をフリクションパッド給紙とし、転写紙進入方向とパッド分離後からレジストローラまでの搬送路の方向を約２０〜４０度傾けて構成したので、上記共通の効果に加え、第二の給紙部の転写紙をほぼ水平にセットしても、第二の給紙部からの転写紙進入方向とパッド分離後からレジストローラまでの搬送路の方向を約２０〜４０度をなすように設定でき、搬送品質安定化が図れるという効果がある。
【００１３】
請求項３に係るカラー画像形成装置は、給紙直後の転写紙搬送路をほぼ一直線上に配置しているので、上記共通の効果に加え、厚紙なども安定して送れ、また用紙先端のローラ突入時や後端抜けによる振動画像ブレが現れることもないという効果がある。
【００１４】
請求項４に係るカラー画像形成装置は、ジャム処理のための転写紙搬送経路の開放部位が装置本体の前面部に有り、開放支点を同下側としたので、上記共通の効果に加え、ジャム処理操作が分かりやすく、開放された前カバーの落下などを心配せず安心して操作でき、また、作像系のユニットを動作させずにジャム処理のみが可能となるので、トナー落ちなどの不具合もないという効果がある。
【００１５】
請求項５に係るカラー画像形成装置は、第二の絵紙部を傾斜搬送部に折り畳み、収納可能に設けたので、上記共通の効果に加え、スペースを有効利用でき、装置本体の前面出っ張りも押さえられるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に係るカラー画像形成装置の実施の形態を図面を参照して説明する。図１に本発明のカラー画像形成装置の一実施形態を示す。図１において、１はベルト状像担持体たる可撓性のベルト状感光体で（以下感光体あるいは感光体ベルトという）、この感光体ベルト１は回動ローラ２、３の間に架設されており、回動ローラ２、３の駆動により図中時計方向に回転、搬送される。４は帯電手段たる帯電チャージャー、５は像露光手段たるレーザー書き込み系ユニット、６はイエロー、マゼンタ、シアンのカラー現像剤を収容した３個の現像手段、すなわち回転型カラー現像器で、７はカラー現像器６とは別に設けてある黒色の現像剤を収容した現像手段である黒現像器である。
【００１７】
レーザー書き込み系ユニット５は、図示せぬ半導体レーザーで発生させたレーザービームが駆動モータ５Ａにより回転されるポリゴンミラー５Ｂにより回転走査され、ｆθレンズ５Ｃを経てミラーにより光路を曲げられて、予め帯電手段たる帯電チャージャー４によって一様に帯電された感光体ベルト１の円周上に露光され、静電潜像を形成する。このためレーザー書き込み系ユニット５は、上面にスリット状の露光用開口部を設けた保持筐体に収めて装置本体に組み込まれている。給紙カセット１７上部でレーザー書き込み系ユニット５の下部には図示せぬ底板が設けてあり、そこにレーザー書き込み系ユニット５を組み込み、各ユニットを支持するために装置本体の側板をローラ軸方向の左右に設け、底板に組み付けてある。レーザー書き込み系ユニット５には図示したものの他に、発光部と収束性光伝送体を一体とした光学系等も使用されている。また帯電チャージャー４、レーザー書き込み光５Ｄ、感光体用クリーニングブレード１５Ａは感光体ベルト１を架設している回動ローラ２側に設けられている。
【００１８】
カラー現像器６および黒現像器７は、各々所定の位置で上記感光体ベルト１と近接あるいは接触する現像ローラを各々備え、感光体ベルト１上の潜像を非接触現像あるいは接触現像法により顕像化する機能を有する。１０は中間転写体たる中間転写ベルトであり、この中間転写ベルト１０は回動ローラ１１、１２の間に架設して傾斜させて配置し、回動ローラ１１、１２の駆動により図中反時計回りに回転、搬送される。中間転写ベルト１０の下側の傾斜ベルト面は、感光体ベルト１と中間転写ベルト１０は回動ローラ３の部位で接触しており、感光体ベルト１上の第一回目の顕像が、中間転写ベルト内に設けられたバイアスブラシ１３により中間転写べルト１０上に転写され（１次転写位置）、そして同じプロセスを反復することにより、第二回目の顕像、第三回目の顕像、第四回目の顕像が中間転写ベルト１０上にそれぞれ重ねられて位置ズレを生じないように転写される。中間転写ベルト１０の回動ローラ１１上部には、中間転写ベルト１０に接離するように二次転写部材たる転写ローラ１４が設けられている。この１次転写位置から２次転写位置までの中間転写ベルト１０上の距離は、最大画像出力長さ以上に設定してある。
【００１９】
図中１５は感光体ベルト１のクリーニングブレード１５Ａを含む廃棄トナー回収容器、１６は中間転写ベルト１０のクリーニング装置で、中間転写ベルト用クリーニング装置１６のブレード１６Ａは画像形成中には中間転写ベルト１０の表面より離間した位置に保たれ、画像二次転写後のクリーニング時のみ図示のように中間転写ベルト１０の表面に圧接される。
【００２０】
図２はカラー及び黒現像器６、７の内部構成を示し、図３はカラー現像器６の斜視図である。この回転型カラー現像器６には回転体であるケーシング２１が回転中心Ｏを中心に回転自在に設けられており、ケーシング２１は図示せぬ駆動機構の駆動により図中時計方向に回転できるようになっている。また、ケーシング２１はイエロー、マゼンタ、シアンのカラー現像ユニット２２（−Ｙ、Ｍ、Ｃ）を一体に保持している。各色のカラー現像ユニット２２（−Ｙ、Ｍ、Ｃ）は同一形態及び同一動作を取る。
【００２１】
回動ローラ２、３の間に架設された感光体ベルト１は、両回動ローラ２、３間の２つの展張部のうちの一方を外側に押し出すようにバックアップローラ３５を設け、上部のベルト面を垂直に、下部のベルト面を若干斜めに傾くようにして、黒現像器７を上部、カラー現像器６を下部に配置してある。即ち、中間転写ベルト１０を傾斜させ、感光体ベルト１はほぼ垂直としてあるので、廃棄トナー回収容器１５はある一定容量のスペースが確保できている。
【００２２】
カラー現像器６における現像位置では、現像ローラ２３が感光体ベルト１と所定の線速比をもって感光体ベルト１の移動方向と同方向に回転するように、感光体ベルト１に対向して配設される。また現像ローラ２３下方には、発泡ポリウレタン等の弾性体からなる供給ローラ２５が摺擦部において現像ローラ２３と摺擦し、且つ現像ローラ２３と同方向に所定の線速比をもって回転するように設けられている。供給ローラ２５の回転方向下流側にステンレス等のバネ性を有する薄板からなる現像ブレード２６が、その一端が現像ローラ２３に接するように設けられている。
【００２３】
図３に示すように、カラー現像器６の手前側にはトナー収容部２９が設けられており、スクリュー状の第一トナー搬送部材２７は、トナー収容部２９からカラー現像器６の後方のカラー現像ユニット２２側板に至るまで現像ローラ２３及び供給ローラ２５と並行して配設され、図の手前から後側に向けてトナーを搬送するようになっている。そして現像ローラ２３及び供給ローラ２５と連動するとともに、それらと所定の線速比をもって回転する。仕切板２４は、その一部が供給ローラ２５に接するように配設されており、現像ローラ２３、供給ローラ２５等により、第一トナー搬送部材２７を取り巻くトナー搬送スペースが形成される。供給ローラ２５上に供給されたトナーは供給ローラ２５により現像ローラ２３表面に供給されて帯電し、現像ローラ２３表面に担持される。現像ローラ２３表面に担持されたトナーは現像ブレード２６により薄層化され、感光体ベルト１表面に形成された静電潜像を現像する。
【００２４】
ところで、上記現像工程で使用されなかったトナーは、第一トナー搬送部材２７によりトナー収容部２９対向する側のカラー現像器６の後端部に搬送され、現像ローラ２３及び供給ローラ２５の軸方向有効径部外側に設けられたトナー循環部に到達し、トナーは重力によりカラー現像ユニット２２下部に落下する。カラー現像ユニット２２下部には、やはりスクリュー状の第二トナー搬送部材２８が現像ローラ２３、供給ローラ２５および第一トナー搬送部材２７と並行して配設され、第一トナー搬送部材２７とは逆方向にトナーを搬送するように回転して、前記現像工程で使用されなかったトナーをトナー収容部２９に搬送する。第一トナー搬送部２７および第二トナー搬送部材２８のトナー搬送量を適切に設定することで、カラー現像ユニット２２内のトナー量検知や複雑なトナー供給量制御を行うことなく供給ローラ２５上にトナーを供給でき、レイアウト自由度が大きく、感光体ベルト１に対する断面占有率の小さな小型カラー現像器６となっている。なお図３のカラートナーカートリッジ３０はトナー収容部２９に対して着脱自在になっていて、トナー補給時にカラートナーカートリッジ３０を交換するようになっている。
【００２５】
黒現像器７は現像容器４１内に黒のトナーを内包したタイプの現像器で、トナーエンド時が現像器の寿命交換とする、いわゆる現像カートリッジとして一体的に形成された現像器である。カラー現像器６のカラー現像ユニット２２と同様に現像ローラ２３が感光体ベルト１と所定の線速比をもって感光体ベルト１の移動方向と同方向に回転するように、感光体ベルト１に対向して配設される。また現像ローラ２３上方には、発泡ポリウレタン等の弾性体からなる供給ローラ２５が摺擦部において現像ローラ２３と摺擦し、且つ現像ローラ２３と同方向に、所定の線速比をもって回転するように設けられ、さらにステンレス等のバネ性を有する薄板からなる現像ブレード２６がその一端が現像ローラ２３に接するように設けられている。現像容器４１内には、供給ローラ２５及び現像ローラ２３側にトナーを搬送、撹拌する第一アジテータ４２と第二アジテータ４３が設けられている。ここではトナーを内包したタイプの現像カートリッジとしたが、当然、カラー現像器のようにトナーカートリッジを交換、補給するタイプの現像器でもよい。また、黒現像器７は感光体ベルト１に対して水平方向に揺動可能で、非現像時には感光体ベルト１より離れ、現像時には感光体ベルト１に接近又は、接触する動作を行う。
【００２６】
プロセスカートリッジ３１としては、感光体ベルト１、帯電チャージャー４、中間転写ベルト１０、中間転写ベルト用クリーニング装置１６、レジストローラ５０Ｂ、搬送ローラ２０Ｂを一体の構成とし、廃棄トナー回収容器１５は、プロセスカートリッジ３１に対して交換可能に組み込まれている。プロセスカートリッジ３１のケース外装部分のレジストローラ５０Ｂの面は搬送ガイドとしての機能も備えている。
【００２７】
ここで、中間転写ベルト１０上よりクリーニングブレード１６Ａにて掻き取られた廃棄トナーは、中間転写ベルト用クリーニング装置１６内に設けられたオーガ１６Ｂによって断面手前方向に搬送され、さらにプロセスカートリッジ３１手前側面に設けられた図示せぬ搬送部材により廃棄トナー回収容器１５へ搬送され、取りまとめられる。これにより、プロセスカートリッジ３１を交換せずに廃棄トナーは回収可能となるので、プロセスカートリッジの長寿命化が図れる。
【００２８】
また搬送ローラ２０Ａ、Ｂ、レジストローラ５０Ａ、Ｂ、転写ローラ１４、定着装置４９の定着ローラ４９Ａ、Ｂまでの搬送経路は、ほぼ中間転写ベルト１０の傾斜ベルト面と平行に配置して装置本体の小型化を図ってある。
【００２９】
上述したカラー画像形成装置による画像形成のプロセスは次のように行われる。まず多色像の形成は、以下に述べる像形成システムに従って遂行される。即ち、オリジナル画像を撮像素子が走査するカラー画像データ入力部で得られたデータを画像データ処理部で演算処理して画像データを作成し、これは一旦画像メモリー格納される。次いで該画像メモリーは、記録時とりだされて記録部である例えば図１の装置で示したカラー画像形成装置へと入力される。即ち上記プリンタとは別体の画像読み取り装置から出力される色信号が上記レーザー書き込み系ユニット５に入力されると、レーザー書き込み系ユニット５においては半導体レーザー（図示せず）で発生されたレーザービームは駆動モータ５Ａにより回転されるポリゴンミラー５Ｂにより回転走査され、ｆθレンズ５Ｃを経てミラーにより光路を曲げられて、予め帯電手段たる帯電チャージャー４によって一様に帯電された感光体ベルト１の円周上に露光され、静電潜像が形成される。
【００３０】
ここで、露光する画像パターンは所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン、黒に色分解したときの単色の画像パターンである。形成されたカラー３色の静電潜像は回転型カラー現像器６の回転動作によりイエロー、マゼンタ、シアンの現像ユニットを逐次感光体ベルト１に対向し現像され、顕色化され単色化されて単色画像が形成され（この時、黒現像器７は感光体ベルト１に対して非現像位置まで待避している。）、黒の静電潜像は黒現像器７で現像され、顕色化され単色化されて単色画像が形成される。感光体ベルト１上に形成された単色画像は、感光体ベルト１に接触しながら図中反時計回りに回転する中間転写ベルト１０上に順次重ね合わせて転写される。中間転写ベルト１０上に重ね合わされたイエロー、マゼンタ、シアン、黒の画像は、給紙カセット１７から給紙ローラ１８、搬送ローラ１９Ａ、Ｂ、レジストローラ５０Ａ、５０Ｂを経て転写部へ搬送され、転写ローラ１４が中間転写ベルト１０の回動ローラ１１部に転写紙を介して接触し、転写される。この時、転写ローラ１４が接触した時点では前述したように中間転写ベルト上の画像後端１次転写部を抜けている。転写終了後、転写紙は定着装置４９により定着されてフルカラー画像が完成する。
【００３１】
次に装置本体の構成について図１、４に基づいて説明する。装置本体構造としては、不動部筐体たる本体フレーム９部と転写紙搬送経路が開放可能な前部筐体たる前フレーム８によって構成され、本体フレーム９の下部には給紙カセット１７を配置し、中央部に各現像器、プロセスカートリッジ３１を交換可能に配置し、さらにその上方に定着装置４９を配置し、排紙スタック部が形成されている。
【００３２】
前フレーム８は、回転支点となる本体フレーム９に設けられた回転支持軸９Ａを中心に回動可能となるように支持されており、画像形成出力時は図１に示すように本体フレーム９に保持されている。ジャム処理時は保持を解除することで、時計回り方向へ開放可能となり、テンションスプリングなどの動力で開放状態を維持することができる。前フレーム８には搬送路の一部となるレジストローラ５０Ａ、転写ローラ１４等が保持されている。これにより前フレーム８の開放時には、図４に示すように搬送経路が開放され、用紙ジャム処理が行われる。この時作像系のユニットを動作させずに、ジャム処理のみが可能となるので、トナー落ちなどの不具合もない。
【００３３】
さらに本体フレーム９には、プロセスカートリッジ３１を後述する構成で保持し、回転支点となる本体フレーム９に設けられた回転支持軸９Ｂを中心に回動可能となるように支持された中間フレーム４０が図５に示すように左右に設けられている。中間フレーム４０は、通常時（プロセスカートリッジ、各現像器の交換時以外）は本体フレーム９に保持されていて、保持を解除することで、図中時計回り方向へ開放可能となる。
【００３４】
図６はプロセスカートリッジ３１の着脱位置、図７はプロセスカートリッジ３１の着脱状態を示す。プロセスカートリッジ３１の両側面には着脱操作方向と平行となるためのレール突起３２が設けられ、これに対応して中間フレーム４０には同様に着脱操作方向と平行となるためのレール状の溝４０Ａが設けられている。このため、装着時は中間フレーム４０にプロセスカートリッジ３１が保持される。また、中間フレーム４０を図６の位置で支持固定した状態で、プロセスカートリッジ３１を矢印方向に操作すれば、プロセスカートリッジ３１は中間フレーム４０より容易に着脱可能となる。特にプロセスカートリッジ３１の先方に取っ手３３を設けてあるとさらに操作性が増す。また溝４０Ａの形状は、プロセスカートリッジ３１挿入側をラッパ状に開放してあれば、多少のズレは問題なく装着できる。
【００３５】
ここでプロセスカートリッジ３１の操作方向は、中間転写ベルト１０の２本のローラに張架された方向で、且つ感光体ベルト１の張架されたベルト面が中間転写ベルト面に対してほぼ平行となるよう配置してあるので、現像から転写間のスペースを狭くでき、装置本体の断面をも小さくできる。
【００３６】
中間フレーム４０はプロセスカートリッジ３１の着脱位置に対してさらに開放可能であり、図８に示すように前フレームの開放位置と同じ位置まで達する。この位置でプロセスカートリッジを装着したまま中間フレーム４０を支持固定させることで、プロセスカートリッジを一旦装置本体外に退かせることなく、プロセスカートリッジの奥側に配置された各現像器６、７部が大きく開放されるので、各現像器６、７の着脱操作性は良好なものとなる。
【００３７】
ここで、中間フレーム４０を２段階に支持固定する機構の一例として図７に示すように、中間フレーム４０の回転支点下側には溝が２箇所設けてあり、板バネ３４が図中の矢印方向に一定のバネ力で揺動するよう本体フレームに組み込まれている。板バネ３４の揺動先端部３４Ａは、中間フレーム４０が回転されて溝４０Ｂ、Ｃに対応し、入り込むことで、中間フレーム４０を２段階にラッチ、支持固定する。このとき、プロセスカートリッジ３１の着脱回転方向の位置をプロセスカートリッジの重心位置Ｇが中間フレーム４０の回転中心位置のほぼ鉛直線上になるような位置で支持固定し、着脱移動方向をほぼ鉛直線上にさせるよう取っ手３３の位置を合わせることで、プロセスカートリッジを支持固定させるための板バネ３４のバネ力が微小ですみ、中間フレーム４０の回動操作時の安定感がでて、かつプロセスカートリッジが重力的に不安定な状態に陥ることなく操作できる。また、中間フレーム４０の第二の支持固定位置では前フレームの一部利用して回転止めのストッパー部材として使用するならば、中間フレーム４０の溝４０Ｃはなくすこともできる。
【００３８】
第二の給紙部たる手差し給紙ユニット５１を図９、１０を参照して説明する。手差し給紙ユニット５１は、使用されないときは図１に示すように前フレーム８に搬送路とほぼ平行になるように折り畳み、装置の前面や高さ方向に飛び出さないように収納する。手差し給紙ユニット５１は、使用時には図中時計方向に開いてセットする（図９）もので、給紙方式はフリクションパッド方式で構成されている。図中５２は転写紙底板で、回転軸５２Ａを中心に回動可能で、スプリング５２Ｂにより手差しローラ５３側へ加圧されている。また図中５４は転写紙両サイドを揃えるサイドガイドで、底板５２に対して横方向に摺動可能となっている。手差しローラ５３にはさらに、パッド台５５に組み込まれたフリクションパッド５５Ａがスプリング５５Ｂによって手差しローラ５３側へ加圧されており、手差し給紙ユニット５１にセットされた転写紙の１枚目だけが手差しローラ５３の回転によって搬送される構成となっている。
【００３９】
即ち本実施形態装置は、通常頻繁に使用される普通紙は装置本体の内部に配置されている給紙カセットから搬送させ、たまに厚紙などの特殊紙を通紙するときには、手差し給紙ユニット５１から搬送させるように使い分けるものである。
【００４０】
ここで転写紙の進入方向に対しフリクションパッド５５Ａの表面は、適宜角度だけ傾斜させる（図１１中の角度θ）ことが分離性能上必要とされている。即ち、多数枚送り可能なフリクションパッド給紙は、摩擦分離方式の中で最も簡単な構成で、分離可能な紙質の範囲が広く取れるが、転写紙進入方向とパッド面の角度は２０〜４０度、好ましくは２０〜３５度に設定することが望ましい。また、手差しローラ５３の次のローラの搬送方向によっては、フリクションパッド５５Ａの分離性能に影響する。図１１において転写紙Ｐを図中矢印Ｈ方向に搬送すると、フリクションパッド５５Ａを転写紙Ｐが押し下げてしまい、分離圧が低下して重送を引き起こすので、図中矢印Ｆ方向（パッド面に対し数度上向き）に次のローラの搬送方向を合わせなくてはならない。そこで図１２に示すように、転写紙Ｐの進入方向とパッド分離後からレジストローラ５０までの搬送路の方向を約２０〜４０度の角度をなすように設定し、また手差しローラ５３からレジストローラ５０、転写ローラ１４、定着装置４９までの搬送路の方向をほぼ一直線上になるように配置してある。なお、転写ローラ１４から定着装置４９のローラ４９Ａ、４９Ｂ間は、腰の弱い転写紙にも対応する場合は、突入位置が多少下方向にずれるので、定着ローラ４９Ａ、４９Ｂ位置は直線上より多少下方向になることもある。
【００４１】
なお以上説明してきた実施形態は、中間転写体ベルト方式のものであるが、図１３に示す本発明の第２の実施形態装置のように感光体ベルト１'上で４色重ねを行う方式でも、搬送部に関しては同形状、同構成が取れる。この場合は、帯電チャージャー４を廃棄トナー回収容器１５の下方に配置し、その下にレーザー書き込みが来るようにレーザー書き込み系ユニット５を配置し、さらにその下にカラー及び黒現像器６、７を配置させる。これは、トナー像担持体として中間転写体ベルトを用いるか感光体ベルトを用いるかの違いによるのみの差異である。感光体ベルト方式では図のようにさらに小型化が可能であるが、この方式では予め転写されたトナー像の上から再度感光体上を帯電露光して潜像を形成し、現像を行うというプロセスを複数回行うため、帯電の均一性を良好に保つことが困難であり、画質は中間転写体ベルト方式に比べ劣る。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明のカラー画像形成装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１のカラー画像形成装置のカラー及び黒現像器の内部構成を示す断面図である。
【図３】図１のカラー画像形成装置のカラー現像器の斜視図である。
【図４】図１のカラー画像形成装置の前フレームをあけた状態の断面図である。
【図５】プロセスカートリッジと、その支持用の中間フレームの斜視図である。
【図６】プロセスカートリッジの着脱位置を示す断面図である。
【図７】プロセスカートリッジの着脱状態を示す側面図である。
【図８】中間フレームの開放状態の断面図である。
【図９】図１のカラー画像形成装置の第二の給紙部たる手差し給紙ユニットをあけて使用する状態の断面図である。
【図１０】図９の状態の転写紙搬送状態を示す要部の断面図である。
【図１１】図９の状態における転写紙の搬送方向と分離性能を説明するための断面図である。
【図１２】図９の状態の転写紙搬送状態を示す概念図である。
【図１３】本発明のカラー画像形成装置の他の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ 感光体ベルト
２、３ 回動ローラ
４ 帯電チャージャー
５ レーザ−書き込み系ユニット
６ カラー現像器
７ 黒現像器
８ 前フレーム
９ 本体フレーム
１０ 中間転写ベルト
１１、１２ 回動ローラ
１３ バイアスブラシ
１４ 転写ローラ
１５ 廃棄トナー回収容器
１６ 中間転写ベルト用クリーニング装置
１７ 給紙カセット
１８ 給紙ローラ
１９Ａ、１９Ｂ、２０Ａ、２０Ｂ 搬送ローラ
２１ ケーシング
２２ カラー現像ユニット
２３ 現像ローラ
２４ 仕切板
２５ 供給ローラ
２６ 現像ブレード
２７ 第一トナー搬送部材
２８ 第二トナー搬送部材
２９ トナー収容部
３０ カラートナーカートリッジ
３１ プロセスカートリッジ
３２ レール突起
３３ 取っ手
３４ 板バネ
３５ バックアップローラ
４０ 中間フレーム
４１ 現像容器
４２ 第一アジテータ
４３ 第二アジテータ
４９ 定着装置
４９Ａ、４９Ｂ 定着ローラ
５０Ａ、５０Ｂ レジストローラ
５１ 手差し給紙ユニット
５２ 底板
５３ 手差しローラ
５４ サイドガイド
５５ パッド台
５５Ａ フリクションパッド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を形成する担持体を介するか直接複数のトナー像の重ね合わせを行って合成トナー像を形成し、該合成トナー像を転写紙に一括転写するトナー像担持体を有するカラー画像形成装置において、少なくとも２本のローラで架設したベルト状のトナー像担持体の一のベルト面を傾斜させて配置し、装置本体の下方側に第一の給紙部を、上方側に排紙部を配置し、上記傾斜ベルト面の上方に該傾斜ベルト面とほぼ平行な転写紙搬送経路を設け、該傾斜した転写紙搬送経路に対して連結して搬送する第二の給紙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】
上記第二の給紙部をフリクションパッド給紙方式のものとし、転写紙進入方向とパッド分離後からレジストローラまでの搬送路の方向を約２０〜４０度の角度をなすように設定したことを特徴とする請求項１のカラー画像形成装置。
【請求項３】
上記第二の給紙部から上記レジストローラ、転写ローラ、定着装置までの搬送路の方向をほぼ一直線をなすように配置したことを特徴とする請求項１または２のカラー画像形成装置。
【請求項４】
上記装置本体が不動部筐体に対して下側を中心に転写紙搬送経路が開放可能な前部筐体を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかのカラー画像形成装置。
【請求項５】
上記前部筐体に第二の給紙部の転写紙ガイド及び受け部材を、折り畳み収納あるいは着脱可能としたことを特徴とする請求項４のカラー画像形成装置。
【請求項１】
静電潜像を形成する担持体を介するか直接複数のトナー像の重ね合わせを行って合成トナー像を形成し、該合成トナー像を転写紙に一括転写するトナー像担持体を有するカラー画像形成装置において、少なくとも２本のローラで架設したベルト状のトナー像担持体の一のベルト面を傾斜させて配置し、装置本体の下方側に第一の給紙部を、上方側に排紙部を配置し、上記傾斜ベルト面の上方に該傾斜ベルト面とほぼ平行な転写紙搬送経路を設け、該傾斜した転写紙搬送経路に対して連結して搬送する第二の給紙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】
上記第二の給紙部をフリクションパッド給紙方式のものとし、転写紙進入方向とパッド分離後からレジストローラまでの搬送路の方向を約２０〜４０度の角度をなすように設定したことを特徴とする請求項１のカラー画像形成装置。
【請求項３】
上記第二の給紙部から上記レジストローラ、転写ローラ、定着装置までの搬送路の方向をほぼ一直線をなすように配置したことを特徴とする請求項１または２のカラー画像形成装置。
【請求項４】
上記装置本体が不動部筐体に対して下側を中心に転写紙搬送経路が開放可能な前部筐体を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかのカラー画像形成装置。
【請求項５】
上記前部筐体に第二の給紙部の転写紙ガイド及び受け部材を、折り畳み収納あるいは着脱可能としたことを特徴とする請求項４のカラー画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−２０１８０８（Ｐ２００６−２０１８０８Ａ）
【公開日】平成１８年８月３日（２００６．８．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１０２８８２（Ｐ２００６−１０２８８２）
【出願日】平成１８年４月４日（２００６．４．４）
【分割の表示】特願２００４−２１７６９２（Ｐ２００４−２１７６９２）の分割
【原出願日】平成８年４月２５日（１９９６．４．２５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月３日（２００６．８．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月４日（２００６．４．４）
【分割の表示】特願２００４−２１７６９２（Ｐ２００４−２１７６９２）の分割
【原出願日】平成８年４月２５日（１９９６．４．２５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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