カラー画像形成装置
【課題】画像形成時間の短縮化でき、しかも２次転写から定着までの必要な距離を確保しつつも装置本体の高さを抑えた小型化を図ることができるカラー画像形成装置を提供する。
【解決手段】作像部の作像手段８が中間転写ベルト７の下部側走行辺に沿って並列に所定の間隔で配置され、その中間転写ベルト７の下部側の走行辺が、走行方向下流側へ向う程、作像手段８高さレベルが下方となる方向に傾斜されている。
【解決手段】作像部の作像手段８が中間転写ベルト７の下部側走行辺に沿って並列に所定の間隔で配置され、その中間転写ベルト７の下部側の走行辺が、走行方向下流側へ向う程、作像手段８高さレベルが下方となる方向に傾斜されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラープリンタ、カラー複写機、カラーファクシミリ等のカラー画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式の画像形成装置はカラープリンタやカラー複写機等のようなフルカラーの装置が要望され、その要望に答えるように多くのフルカラーの機器が出回っている。このフルカラーの画像形成装置は、モノクロの装置と比べてその構造上、装置が大型化され、さらに画像形成速度も低速になることが避けられないものであった。しかし、フルカラーの画像形成装置においてもモノクロのプリンタの如くテーブルの上に載せて使用できる程度に小型化されたもので、かつ、画像形成速度の高速のものが望まれている。
【０００３】
フルカラー画像形成装置において、採用されているカラー記録方式を大別すると、１ドラム型とタンデム型の各方式に分けられる。１ドラム型は、１つの感光体の回りに複数色の現像装置を備え、それらの現像装置でトナーを付着させて感光体上に合成トナー像を形成し、そのトナー像を転写して用紙にカラー画像を記録する方式のものである。他方、タンデム型は並べて備える複数の感光体にそれぞれ単色のトナー画像を形成し、それらの単色トナー像を順次転写して用紙に合成カラー画像を記録する方式のものである。
【０００４】
１ドラム型とタンデム型の画像形成装置を比較すると、１ドラム型は感光体が１つであるから、タンデム型と比べて画像形成部を小型化することができ、低コストであるという利点があるものの、１つの感光体を用いて複数回（通常４回）画像形成を繰り返してフルカラー画像を形成するものであるから画像形成の高速化に難がある。これに対し、後者のタンデム型は小型化、コストの面で上記１ドラム型より劣るものの、画像形成の高速化が容易である利点がある。
【０００５】
よって、フルカラー画像形成装置では画像形成速度の点からモノクロ並みのスピードが得られるタンデム型が要望され近年非常に注目されている。
タンデム型の画像形成装置には、図３に示すように、各感光体５１上の画像を転写装置５２により、用紙搬送ベルト５３で搬送する用紙に順次転写する直接転写方式のものと、図４に示すように、各感光体５１上の画像を１次転写装置５２によりいったん中間転写ベルト５４に順次転写して後、その中間転写ベルト５４上の画像を２次転写装置５５により用紙に一括転写する間接転写方式のものとがある。
【０００６】
直接転写方式のものと、間接転写方式のものとを比較すると、前者は、感光体５１を並べたタンデム型画像形成装置Ｔの上流側に給紙装置６０を、下流側に定着装置６１を配置しなければならず、用紙搬送方向に大型化する欠点がある。これに対し、後者は２次転写位置５５を比較的自由に設定することができるので、用紙の搬送パスを短くすることが可能で、小型化が可能となる利点がある。
【０００７】
上記の説明からフルカラー画像形成装置は、画像形成速度の高速化を考慮すると、記録方式がタンデム型で、そして小型化を考慮して間接転写方式が好ましいいと言える。
次に、記録方式がタンデム型で間接転写方式のフルカラー画像形成装置について考察すると、用紙を給紙口から定着までの搬送パスが最短になるように縦搬送を採用すると、用紙の搬送距離が短い分高速化でき、しかもジャム等も起こりにくい利点がある。そして、縦搬送パスを採用した装置では、図５に示すように、２次転写位置５５が中間転写ベルト５４の右端になることは必然である。このとき、一般的な中間転写ベルト５４の上部走行辺に４つの作像手段としての作像ユニット５０を配置すると、最終のＢＫ画像が転写されてから約半周回ってから２次転写装置５５を通過するため、その分ファーストコピーの時間が長くなることが避けられない。
【０００８】
そこで、記録方式がタンデム型で間接転写方式のフルカラー画像形成装置において縦搬送パスを採用した場合、図６に示すように、中間転写ベルト５４の下側走行辺に４つの作像ユニット５０を配置することが有利である。すなわち、このように配置された装置では、用紙の搬送パスもほぼ最短で、しかも最終画像を転写された直後に重ね画像が２次転写位置に到来するため、ファーストコピーの時間が短縮化される。
【０００９】
上記したように、フルカラーの画像形成装置でテーブル上に載置して使用できる程の小型化にでき、しかも高速の画像形成を実現するには、現在の技術から記録方式がタンデム型で間接転写方式のフルカラー画像形成装置において縦搬送パスを採用したものが最も好ましいと言える。
【００１０】
ところで、電子写真方式の画像形成装置において、転写位置から定着位置までの距離は使用する用紙サイズ等から定まるある程度の長さが必要であり、図８を用いてその理由を簡単に説明する。
【００１１】
図８において、２次転写部５５の線速をｂ，定着部６１での線速ａとすると、両者の線速はａ＝ｂが理想である。しかし、現実問題としてａ＝ｂに設定しても公差からａ＝ｂになることは不可能であり、もし転写よりも定着が速いａ＞ｂになってしまうと、転写部と定着部とに跨って用紙が搬送されるとき、転写中の用紙が定着によって引っ張られて転写ズレを発生させる。そこで、転写部と定着部の関係は予めａ＜ｂとして上記した転写ズレを防止するように設定している。しかし、定着部よりも転写部の線速が速いａ＜ｂに設定すると、転写部と定着部とに跨って搬送される用紙に大きく側方へずれるたるみが生じ、このたるみにいよって未定着トナー像が筐体の一部に触れて画像を乱すという問題が発生する。したがって、転写部から定着部までの距離ｈは大きく側方へずれるたるみを緩和させるためにも、使用する用紙のサイズに応じたある程度の長さが必要となっていた。このとき、転写点から定着点までの高さｈ・sinβは、転写擦れが生じないようにするため、
【００１２】
ａ：定着ローラの線速
ｂ：転写ローラの線速
ｃ：用紙の副走査方向の長さ
ｌ：ループ量
ｌ’：転写コスレを発生しない最大許容ループ量としたとき、
１）ａ≦ｂ
２）（ｂ−ａ）×ｃ／ｂ＝ｌ
３）ＭＡＸ１≦１’
を満足すればよい。
【００１３】
そこで、記録方式がタンデム型で間接転写方式のフルカラー画像形成装置において縦搬送パスを採用したものについて考察すると、転写部から定着部までの距離Ｌを確保し、しかも画像形成装置全体の高さを低くすることは非常に困難になる。しかし、テーブルの上に載せて使用可能なフルカラーの画像形成装置では、占有面積となる装置本体の幅や奥行もある程度小さくしたいが、それ以上に装置の高さが高いと、用紙の受け取り、ジャム処理、トナー収納容器の交換等の操作性に大きな影響を及ぼすため、高さを低く抑えたいという要求がある。しかしながら、転写部から定着部までの距離ｈを確保しつつ装置本体の高さを低く抑えるということは上記したように相反関係にあるため、上記した縦搬送の画像形成装置では上記距離ｈの確保をしつつ、装置本体の高さを低く抑えることはきわめて困難であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記した事情に鑑み、画像形成時間の短縮化でき、しかも２次転写から定着までの必要な距離を確保しつつも装置本体の高さを抑えた小型化を図ることができるカラー画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の目的を達成するため、本発明は、感光体を具備する複数の作像手段を備えた作像部、該作像部の感光体に光書き込みを行う光書き込み部、前記作像部で形成された画像が転写される中間転写ベルト、用紙に担持された未定着トナー像を定着する定着部、画像形成を終えた用紙を機外に排出する排出部、前記作像部の各作像手段に補給するトナーを収納したトナー収納部、及び複数の電装ユニットを備える電装部が設けられている画像形成部と、該画像形成部へ送り込む用紙を給紙する給紙部とを有するカラー画像形成装置において、前記作像部の作像手段が前記中間転写ベルトの下部側走行辺に沿って並列配置され、該中間転写ベルトの下部側の走行辺が、走行方向下流側へ向う程、前記作像手段の高さレベルが下方となる方向に傾斜されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の構成によれば、作像手段が配置される下部側のベルト走行辺が傾斜されているので、複数の作像手段を用いる形式の画像形成装置であっても、その縦横の両方のサイズをコンパクト化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係るカラー画像形成装置の一例であるカラーレーザプリンタを示す概略図である。このカラーレーザプリンタは、装置本体１の下部に給紙部２が配置され、その上方に画像形成部３を配置した構成となっている。画像形成部３には、複数のローラ４、５、６に巻き掛けられた可撓性を有する無端ベルトにより構成された像担持体としての中間転写ベルト７が設けられている。この中間転写ベルト７のローラ４とローラ５間は、該ベルトの下部側ベルト走行辺に相当しており、該下側走行辺に対向して作像部が設けられ、該作像部に作像手段としての４個の作像ユニット８Ｙ，８Ｃ，８Ｍ，８ＢＫが配設されている。
【００１９】
４個の作像ユニット８は、中間転写ベルト７に接する潜像担持体としての感光体ドラム１０を具備している。この感光体ドラム１０の周りには、帯電装置１１、現像装置１２、クリーニング装置１３が配置され、さらに感光体ドラム１０が中間転写ベルト７に接する位置における中間転写ベルト７の内側には１次転写である転写装置１４が設けられている。本実施形態の場合、４個の作像ユニット８Ｙ，８Ｃ，８Ｍ，８ＢＫは同一構造に構成されているが、現像装置１２の現像剤の色がイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色に分けられている。また、作像ユニット８の下方には光変調されたレーザ光Ｌを各感光体ドラム表面に照射する光書き込み手段としての光書き込みユニット１５が配置され、このレーザ光Ｌは帯電装置１１と現像装置の間で感光体ドラム１０に照射する。光書き込みユニット１５は、各作像ユニット８が個別に設けてもよいが、本例のような共通の光書き込みユニット１５を用いればコストの点で有利である。
【００２０】
画像形成動作が開始されると、上記作像ユニット８の感光体ドラム１０が図示していない駆動装置によって時計方向に回転駆動され、その感光体ドラム１０の表面が帯電装置１１によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された感光体表面には、光書き込みユニット１５からのレーザ光Ｌが照射され、これによって感光体ドラム１０表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体ドラム１０に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように形成された静電潜像は、現像装置１２を通るとき、各現像装置１２の現像剤によってトナー像として可視像化される。
【００２１】
また、中間転写ベルト７上記複数のローラ４，５，６のうち１つのローラが図示していない駆動装置によって反時計方向に回転駆動され、これにより中間転写ベルト７が矢印で示す方向に走行駆動され、他のローラが従動回転する。このように走行する中間転写ベルト７には、イエロー現像装置１２を具備するイエロー作像ユニット８Ｙで形成されたイエロートナー像が転写装置１４によって転写される。その転写されたイエロートナー像には、作像ユニット８Ｃ、８Ｍ及び８ＢＫで形成されたシアントナー像、さらにマゼンタトナー像及びブラックトナー像が転写装置１４によって順次重ね転写され、かくして中間転写ベルト７はその表面にフルカラーのトナー像を担持する。なお，中間転写ベルト７にはローラ６に対向して２次転写装置２０が配設され，ローラ４に対向してベルト表面を清掃するベルトクリーニング装置２１が配設されている。
【００２２】
また、トナー像が転写された後の感光体ドラム表面に付着する残留トナーは、クリーニング装置１３によって感光体ドラム表面から除去され、次いでその表面が図示していない除電装置によって除電作用を受け、その表面電位が初期化されて次の画像形成に備えられる。
【００２３】
一方、給紙部２から紙または樹脂シート等からなる用紙が給送され、給紙口２ａから画像形成部３に送り込まれる。画像形成部３に送り込まれた用紙は、レジストローラ２１を介してローラ６と対向する２次転写装置２０との間に給送される。そして、このとき２次転写装置２０には中間転写ベルト表面のトナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加され、これによって中間転写ベルト表面のトナー像が用紙上に一括して転写される。トナー像を転写された用紙は、定着装置２２を通るとき、その熱及び圧によってトナー像が用紙に熔融して定着される。定着された用紙は、矢印で示すように、画像形成装置本体１の上部により構成された排紙部２３に排出される。また、トナー像を用紙に転写後の中間転写ベルト１２は、該ベルトに残留したトナーがクリーニング装置２１より除去される。
【００２４】
以上の説明は、用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、作像ユニット８のいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２色又は３色の画像を形成したりすることもできる。
【００２５】
このように構成されたカラープリンタは、４個の作像ユニット８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ及び８ＢＫを中間転写ベルト７に対向して設け、中間転写ベルト７に順次各色のトナー像を重ね転写するため、作像手段が１つ４色の現像装置を持ち、中間転写体上にトナー像を重ね転写し、その後用紙に転写する形式のものと比べて作像時間を大幅に短縮することができる。さらに、タンデム方式の画像形成装置であっても図５に示すような中間転写ベルトの上部走行辺に作像手段を配置したものと比べてファースプリントが速いという利点が得られる。
【００２６】
本実施形態におけるカラープリンタは、中間転写ベルト７におけるローラ４とローラ５間の下側走行辺を傾斜させ、その傾斜した下側走行辺に対向させて各作像ユニット８を並列配置させている。この中間転写ベルト７の下側走行辺の傾斜方向は、中間転写ベルト７の走行方向に対し、下流側に配置した作像ユニット８ほど高さレベルが下方となる方向であり、図１では右下がりとなっている。
【００２７】
図１に本実施形態のカラープリンタは、図６に示すプリンタとほぼ同一の構成部品を使用しているものの、装置本体の高さが低く形成されている。したがって、縦搬送パスである給紙部２から定着装置２０までの距離も短くなっているが、上記したように中間転写ベルト７を傾斜して配置することで、パスが短くなっても２次転写装置２０から定着装置２０までの必要とする距離ｈを十分に確保し、全体の高さを低く抑えている。
【００２８】
また、中間転写ベルト７の走行辺が図６のように水平であると、ベルト全体を同高さレベルに位置させることになるが、図１に示す本実施形態のプリンタでは中間転写ベルトの左側が上方に位置するため、そのプリンタ本体には左下に顕著な断面ほぼ三角形の空間が形成される。この空間は、図９に斜線で示すように、光書き込みユニット１５の幅をＡとすると、一辺の高さがＡ・ｓｉｎθ，一辺の幅がＡ・ｃｏｓθの直角三角形の形状をとなる。そして、その空間に電装ユニットを配置すればプリンタは高さだけでなく幅方向においても小型化が可能となる。なお、図１の例では中間転写ベルト７の下部に４個の作像ユニット８、その下方に光書き込みユニット１５、そして光書き込みユニット１５の下には各作像プロセスに必要な高圧電源を供給する高圧電源ユニット３０と、ホストコンピュータからの画像信号を内部の制御信号に変換するコントロールユニット３１及び装置全体の制御を行うエンジンコントロール３２を配置している。
【００２９】
このようにプリンタに必要とされる電装ユニットを光書き込みユニット１５の下に配置したことにより、プリンタの小型化が実現でき、本プリンタでは電源ユニット３３だけを装置後方に直立して配置している。
【００３０】
また、図１に示す本プリンタの画像形成部３のレイアウトは、数式によって規定することができる。この場合、画像形成部３の最奥側の給紙部の用紙を分離する点と同じ高さの点を原点としたときのレイアウト関係式における各ポイントの定義は、図１０、図１２、図１３、図１５及び図１６に示すように、
【００３１】
１）排出点：ＨＳ（ｘ，ｙ）
２）定着ニップ中心点：ＴＴ（ｘ，ｙ）
３）転写点：ＴＳ（ｘ，ｙ）
４）レジスト点：ＲＥ（ｘ，ｙ）
５）給送分離点：ＢＲ（ｘ，ｙ）
６）複数のトナー収納部の高さを規定する点：
【００３２】
複数のトナー収納部を側面から見て最も高い位置に存在するトナー収納部の最上位の点：Ｔ１（ｘ，ｙ）
そのトナー収納部の最下位の点：Ｔ２（ｘ，ｙ）、
【００３３】
複数のトナー収納部を側面から見て最も低い位置に存在するトナー収納部の最上位の点：Ｔ３（ｘ，ｙ）、
そのトナー収納部の最下位の点：Ｔ４（ｘ，ｙ）
【００３４】
定着ニップ中心点とトナー収納部の最短距離を形成するトナー収納部の点：Ｔ５（ｘ，ｙ）
である。
【００３５】
また、レイアウト関係式における各角度の定義は図１０及び図１１に示すように、
１）中間転写ベルト下部走行辺と水平面が形成する角度：θ
２）中間転写ローラ５の転写点と作像部の端部が延長し中間転写ベルトと接する点をむすぶ線と水平面が形成する角度：φ
３）転写点と給送分離点をむすぶ線と水平面が形成する角度：γ
４）定着点と転写点をむすぶ線と水平面が形成する角度：β
【００３６】
さらに、レイアウト関係式における各距離の定義は図１０に示すように、
１）中間転写ベルト下部走行辺から作像手段を挟んだ光書込み手段の下辺部までの幅：ｄ１
２）給送分離点から光書込み手段までのｙ方向の距離：ｄ２
３）給送分離点から転写点までのｙ方向の距離：Ｄ
４）トナー固着防止距離：ＨＩ
５）トナー固着防止距離（ｘ方向）：ＨＩｘ
６）トナー固着防止距離（ｙ方向）：ＨＩｙ
７）転写点と定着点の距離：ｈ
８）奥側円筒状トナー収納部の中心点と手前側円筒状トナー収納部の中心点の距離：Ｎ
９）円筒状トナー収納部の半径：Ｒ１
１０）円筒状トナー収納部の半径（他と異なる半経の場合）：Ｒ２
である。
【００３７】
本プリンタにおいて、最上位にトナー収納部があり、その最上位点の高さ方向（ｙ方向）の大きさをＴ１（ｙ）とすると、
Ｔ１（ｙ）＝Ｒ１＋（Ｎ＋Ｒ１）sinθ＋ＨＩｙ＋ｈ・sinβ＋Ｄ
【００３８】
で表すことができる。
この場合、Ｒ１＋（Ｎ＋Ｒ１）sinθ＋ＨＩｙは定着点からトナー収納部の最上位部までの高さ、ｈ・sinβは転写点から定着点までの高さ、そしてＤは給送分離点から転写点までのｙ方向の距離である。
【００３９】
さらに、Ｄは
Ｄ＝ｄ２＋ｄ１・cosθ＋ｄ３ sinφ
で表すことができる。
【００４０】
また、本プリンタの最大幅の点のｘ方向の大きさＴＴ（ｘ）は、
ＴＴ（ｘ）＝ＢＲ（ｘ）＋Ｄ／ｔａｎγ＋ｈ・cosβで表すことができる。
以上の関係式から，画像形成部３のレイアウトは、画像形成部３の最奥側で最下部を原点として複数のトナー収納部を側面から見て最も高い位置に存在するトナー収納部の最上位の点の高さＴ１（ｙ）と定着ニップ中心点の幅ＴＴ（ｘ）においてＴ１（ｙ）≦ＴＴ（ｘ）の関係を満足することである。
【００４１】
さらに、複数のトナー収納部を側面から見て最も低い位置に存在するトナー収納部の最上位の点の高さＴ３（ｙ）と定着ニップ中心点の高さＴＴ（ｙ）においてＴＴ（ｙ）≦Ｔ３（ｙ）の関係を満足し、より好ましくは複数のトナー収納部を側面から見て最も低い位置に存在するトナー収納部の最上位の点の高さＴ３（ｙ）及びそのトナー収納部の最下位の点の高さＴ４（ｙ）と定着ニップ中心点の高さＴＴ（ｙ）とにおいてＴ４（ｙ）≦ＴＴ（ｙ）≦Ｔ３（ｙ）の関係を満足することである。
【００４２】
さらにまた、複数のトナー収納部を側面から見て最も高い位置に存在するトナー収納部の最上位の点の高さＴ１（ｙ）と排出点をＨＳ（ｙ）とにおいてＨＳ（ｙ）≦Ｔ１（ｙ）の関係を満足することであり、より好ましくは複数のトナー収納部を側面から見て最も高い位置に存在するトナー収納部の最上位の点の高さＴ１（ｙ）及びそのトナー収納部の最下位の点の高さＴ２（ｙ）と排出点の高さＨＳ（ｙ）とにおいてＴ２（ｙ）≦ＨＳ（ｙ）≦Ｔ１（ｙ）の関係を満足することである。
【００４３】
また、中間転写ベルト７の下部側走行辺と水平線とでなす角度をθは
ｓｉｎθ＝（Ｔ１（ｙ）−ＨＩｙ−ｈ・ｓｉｎβ−Ｄ−Ｒ１）／（Ｎ＋Ｒ１）で表すことができる。該角度θが５度から２５度の範囲であることがより好ましい。
【００４４】
ここで、図１に本プリンタと図６のプリンタとを比較する。なお、図２は図１のプリンタの平面説明図で、図７は図６のプリンタの平面説明図である。また、両者は各構成部材がほぼ同一のものを使用している。
【００４５】
図１及び図２と図６及び図７から明らかなように、上記したレイアウト関係式によって規定された本プリンタは図１の右端側が正面としたとき、両者は奥行きこそ５７０ｍｍと同サイズであったものの、幅において４２０ｍｍと４７５ｍｍと５５ｍｍ小型化され、高さにおいて４６８ｍｍと４７５ｍｍと７ｍｍ小型化となり、本プリンタの方が小サイズにすることができた。この差は、ミリ単位のものであるが、現時点での小型化の技術がほぼ網羅されており、そのような画像形成装置において数ミリでも小型化になることは極めて有益である。
【００４６】
さて、本発明の如き電子写真方式を採用したプリンタにおいてトナーは消耗品であり、トナーはその消費した量に応じてトナー収納手段としてのトナーカートリッジ３６から補給される。本実施形態においても、すべて同一サイズからなるトナーカートリッジ３６と各作像ユニット８の現像装置１２とが図示していないトナー補給装置によって連結されている。このトナー補給装置は、オーガによってトナーを搬送するものであるが、そのオーガの駆動はメインモータ（図示せず）から受けている。かかる構成において、本実施形態では図１に示すように、各色のトナーカートリッジ３６からそのトナーを補給する現像装置１２までのトナー搬送経路の長さ、角度をすべて同一にさせている。すなわち、各トナーカートリッジ３６は中間転写ベルト７の上方で、そのベルトの下側走行辺の傾斜と同角度に傾斜させるとともに、各作像ユニット８の配置間隔と同間隔を持って並列配置させている。
【００４７】
このように構成することにより、各トナーカートリッジ３６から各作像ユニット８の現像装置１２までの搬送条件がほぼ同一となり、同一駆動源でトナー搬送を行う場合の設定・制御を容易に行うことができる。また、トナーカートリッジ３６はトナーエンドとなれば新品と交換しなければならない。本実施形態のプリンタでは、排紙部２３として使用している上部カバー３７を図１２の矢印で示すように手前から奥側方向へ開放することでトナーカートリッジ３６の交換が可能となる。このとき、トナーカートリッジ３６は奥側のものほど上位位置に位置するので取り扱いやすく、すべてのトナーカートリッジ３６を水平に配置した場合と比べて交換作業性、視認性が大幅に向上する。
【００４８】
また、本実施形態のプリンタは給紙から排紙までの搬送パスをほぼ最小の長さに済み，しかも搬送パスは図１のようにレジストローラ２４から定着装置２２までをほぼストレートにすることが容易であり、ストレートな搬送パスは、ジャムがしにくく有利である。さらに、プリンタ１の正面板を開閉可能とすることで、ジャム処理のための搬送パスの開放も容易になる。
【００４９】
さらにまた、本発明はトナー収納部において、図１４に示すように少なくとも一つのトナーカートリッジ３６を他のトナーカートリッジ３６より収納量を多くすることができ、例えば、最も消費量が多い黒トナーの収納量を他のカラートナーより多くすれば交換頻度を抑えられ有利である。なお、トナーカートリッジ３６は図１６に示すように円筒状でなく、角筒状であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明のカラー画像形成装置の全体構成を示す概略説明図である。
【図２】図１のカラー画像形成装置の平面説明図である。
【図３】直接転写のタンデム型カラー画像形成装置を示す説明図である。
【図４】間接転写のタンデム型カラー画像形成装置を示す説明図である。
【図５】間接転写のタンデム型カラー画像形成装置の他の従来例を示す説明図である。
【図６】図５の装置の問題を軽減できるタンデム型カラー画像形成装置の従来例を示す説明図である。
【図７】図６のカラー画像形成装置の平面説明図である。
【図８】２次転写と定着間の用紙搬送に存在する問題点を説明する図である。
【図９】本発明のカラー画像形成装置に形成される電装部を配置可能なスペースを示す説明図である。
【図１０】本発明のカラー画像形成装置のレイアウト関係式に定義される各ポイントを示す説明図である。
【図１１】本発明のカラー画像形成装置のレイアウト関係式に定義される各角度を示す説明図である。
【図１２】本発明のカラー画像形成装置のレイアウト関係式に定義される各ポイントを補足する説明図である。
【図１３】本発明のカラー画像形成装置のレイアウト関係式に定義される各ポイントを補足する説明図である。
【図１４】１つだけ容量の大きいトナー収納部とした一例を示す説明図である。
【図１５】図１４におけるカラー画像形成装置のレイアウト関係式に定義される各ポイントを示す説明図である。
【図１６】各トナー収納部を四角形にした一例を示す説明図である。
【図１７】本発明のカラー画像形成装置の外観斜視図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ 装置本体
７ 中間転写ベルト
８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８ＢＫ 作像ユニット
１０ 感光体ドラム
１２ 現像装置
２０ ２次転写装置
２２ 定着装置
３０〜３３ 電装ユニット
３６ トナーカートリッジ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラープリンタ、カラー複写機、カラーファクシミリ等のカラー画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式の画像形成装置はカラープリンタやカラー複写機等のようなフルカラーの装置が要望され、その要望に答えるように多くのフルカラーの機器が出回っている。このフルカラーの画像形成装置は、モノクロの装置と比べてその構造上、装置が大型化され、さらに画像形成速度も低速になることが避けられないものであった。しかし、フルカラーの画像形成装置においてもモノクロのプリンタの如くテーブルの上に載せて使用できる程度に小型化されたもので、かつ、画像形成速度の高速のものが望まれている。
【０００３】
フルカラー画像形成装置において、採用されているカラー記録方式を大別すると、１ドラム型とタンデム型の各方式に分けられる。１ドラム型は、１つの感光体の回りに複数色の現像装置を備え、それらの現像装置でトナーを付着させて感光体上に合成トナー像を形成し、そのトナー像を転写して用紙にカラー画像を記録する方式のものである。他方、タンデム型は並べて備える複数の感光体にそれぞれ単色のトナー画像を形成し、それらの単色トナー像を順次転写して用紙に合成カラー画像を記録する方式のものである。
【０００４】
１ドラム型とタンデム型の画像形成装置を比較すると、１ドラム型は感光体が１つであるから、タンデム型と比べて画像形成部を小型化することができ、低コストであるという利点があるものの、１つの感光体を用いて複数回（通常４回）画像形成を繰り返してフルカラー画像を形成するものであるから画像形成の高速化に難がある。これに対し、後者のタンデム型は小型化、コストの面で上記１ドラム型より劣るものの、画像形成の高速化が容易である利点がある。
【０００５】
よって、フルカラー画像形成装置では画像形成速度の点からモノクロ並みのスピードが得られるタンデム型が要望され近年非常に注目されている。
タンデム型の画像形成装置には、図３に示すように、各感光体５１上の画像を転写装置５２により、用紙搬送ベルト５３で搬送する用紙に順次転写する直接転写方式のものと、図４に示すように、各感光体５１上の画像を１次転写装置５２によりいったん中間転写ベルト５４に順次転写して後、その中間転写ベルト５４上の画像を２次転写装置５５により用紙に一括転写する間接転写方式のものとがある。
【０００６】
直接転写方式のものと、間接転写方式のものとを比較すると、前者は、感光体５１を並べたタンデム型画像形成装置Ｔの上流側に給紙装置６０を、下流側に定着装置６１を配置しなければならず、用紙搬送方向に大型化する欠点がある。これに対し、後者は２次転写位置５５を比較的自由に設定することができるので、用紙の搬送パスを短くすることが可能で、小型化が可能となる利点がある。
【０００７】
上記の説明からフルカラー画像形成装置は、画像形成速度の高速化を考慮すると、記録方式がタンデム型で、そして小型化を考慮して間接転写方式が好ましいいと言える。
次に、記録方式がタンデム型で間接転写方式のフルカラー画像形成装置について考察すると、用紙を給紙口から定着までの搬送パスが最短になるように縦搬送を採用すると、用紙の搬送距離が短い分高速化でき、しかもジャム等も起こりにくい利点がある。そして、縦搬送パスを採用した装置では、図５に示すように、２次転写位置５５が中間転写ベルト５４の右端になることは必然である。このとき、一般的な中間転写ベルト５４の上部走行辺に４つの作像手段としての作像ユニット５０を配置すると、最終のＢＫ画像が転写されてから約半周回ってから２次転写装置５５を通過するため、その分ファーストコピーの時間が長くなることが避けられない。
【０００８】
そこで、記録方式がタンデム型で間接転写方式のフルカラー画像形成装置において縦搬送パスを採用した場合、図６に示すように、中間転写ベルト５４の下側走行辺に４つの作像ユニット５０を配置することが有利である。すなわち、このように配置された装置では、用紙の搬送パスもほぼ最短で、しかも最終画像を転写された直後に重ね画像が２次転写位置に到来するため、ファーストコピーの時間が短縮化される。
【０００９】
上記したように、フルカラーの画像形成装置でテーブル上に載置して使用できる程の小型化にでき、しかも高速の画像形成を実現するには、現在の技術から記録方式がタンデム型で間接転写方式のフルカラー画像形成装置において縦搬送パスを採用したものが最も好ましいと言える。
【００１０】
ところで、電子写真方式の画像形成装置において、転写位置から定着位置までの距離は使用する用紙サイズ等から定まるある程度の長さが必要であり、図８を用いてその理由を簡単に説明する。
【００１１】
図８において、２次転写部５５の線速をｂ，定着部６１での線速ａとすると、両者の線速はａ＝ｂが理想である。しかし、現実問題としてａ＝ｂに設定しても公差からａ＝ｂになることは不可能であり、もし転写よりも定着が速いａ＞ｂになってしまうと、転写部と定着部とに跨って用紙が搬送されるとき、転写中の用紙が定着によって引っ張られて転写ズレを発生させる。そこで、転写部と定着部の関係は予めａ＜ｂとして上記した転写ズレを防止するように設定している。しかし、定着部よりも転写部の線速が速いａ＜ｂに設定すると、転写部と定着部とに跨って搬送される用紙に大きく側方へずれるたるみが生じ、このたるみにいよって未定着トナー像が筐体の一部に触れて画像を乱すという問題が発生する。したがって、転写部から定着部までの距離ｈは大きく側方へずれるたるみを緩和させるためにも、使用する用紙のサイズに応じたある程度の長さが必要となっていた。このとき、転写点から定着点までの高さｈ・sinβは、転写擦れが生じないようにするため、
【００１２】
ａ：定着ローラの線速
ｂ：転写ローラの線速
ｃ：用紙の副走査方向の長さ
ｌ：ループ量
ｌ’：転写コスレを発生しない最大許容ループ量としたとき、
１）ａ≦ｂ
２）（ｂ−ａ）×ｃ／ｂ＝ｌ
３）ＭＡＸ１≦１’
を満足すればよい。
【００１３】
そこで、記録方式がタンデム型で間接転写方式のフルカラー画像形成装置において縦搬送パスを採用したものについて考察すると、転写部から定着部までの距離Ｌを確保し、しかも画像形成装置全体の高さを低くすることは非常に困難になる。しかし、テーブルの上に載せて使用可能なフルカラーの画像形成装置では、占有面積となる装置本体の幅や奥行もある程度小さくしたいが、それ以上に装置の高さが高いと、用紙の受け取り、ジャム処理、トナー収納容器の交換等の操作性に大きな影響を及ぼすため、高さを低く抑えたいという要求がある。しかしながら、転写部から定着部までの距離ｈを確保しつつ装置本体の高さを低く抑えるということは上記したように相反関係にあるため、上記した縦搬送の画像形成装置では上記距離ｈの確保をしつつ、装置本体の高さを低く抑えることはきわめて困難であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記した事情に鑑み、画像形成時間の短縮化でき、しかも２次転写から定着までの必要な距離を確保しつつも装置本体の高さを抑えた小型化を図ることができるカラー画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の目的を達成するため、本発明は、感光体を具備する複数の作像手段を備えた作像部、該作像部の感光体に光書き込みを行う光書き込み部、前記作像部で形成された画像が転写される中間転写ベルト、用紙に担持された未定着トナー像を定着する定着部、画像形成を終えた用紙を機外に排出する排出部、前記作像部の各作像手段に補給するトナーを収納したトナー収納部、及び複数の電装ユニットを備える電装部が設けられている画像形成部と、該画像形成部へ送り込む用紙を給紙する給紙部とを有するカラー画像形成装置において、前記作像部の作像手段が前記中間転写ベルトの下部側走行辺に沿って並列配置され、該中間転写ベルトの下部側の走行辺が、走行方向下流側へ向う程、前記作像手段の高さレベルが下方となる方向に傾斜されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の構成によれば、作像手段が配置される下部側のベルト走行辺が傾斜されているので、複数の作像手段を用いる形式の画像形成装置であっても、その縦横の両方のサイズをコンパクト化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係るカラー画像形成装置の一例であるカラーレーザプリンタを示す概略図である。このカラーレーザプリンタは、装置本体１の下部に給紙部２が配置され、その上方に画像形成部３を配置した構成となっている。画像形成部３には、複数のローラ４、５、６に巻き掛けられた可撓性を有する無端ベルトにより構成された像担持体としての中間転写ベルト７が設けられている。この中間転写ベルト７のローラ４とローラ５間は、該ベルトの下部側ベルト走行辺に相当しており、該下側走行辺に対向して作像部が設けられ、該作像部に作像手段としての４個の作像ユニット８Ｙ，８Ｃ，８Ｍ，８ＢＫが配設されている。
【００１９】
４個の作像ユニット８は、中間転写ベルト７に接する潜像担持体としての感光体ドラム１０を具備している。この感光体ドラム１０の周りには、帯電装置１１、現像装置１２、クリーニング装置１３が配置され、さらに感光体ドラム１０が中間転写ベルト７に接する位置における中間転写ベルト７の内側には１次転写である転写装置１４が設けられている。本実施形態の場合、４個の作像ユニット８Ｙ，８Ｃ，８Ｍ，８ＢＫは同一構造に構成されているが、現像装置１２の現像剤の色がイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色に分けられている。また、作像ユニット８の下方には光変調されたレーザ光Ｌを各感光体ドラム表面に照射する光書き込み手段としての光書き込みユニット１５が配置され、このレーザ光Ｌは帯電装置１１と現像装置の間で感光体ドラム１０に照射する。光書き込みユニット１５は、各作像ユニット８が個別に設けてもよいが、本例のような共通の光書き込みユニット１５を用いればコストの点で有利である。
【００２０】
画像形成動作が開始されると、上記作像ユニット８の感光体ドラム１０が図示していない駆動装置によって時計方向に回転駆動され、その感光体ドラム１０の表面が帯電装置１１によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された感光体表面には、光書き込みユニット１５からのレーザ光Ｌが照射され、これによって感光体ドラム１０表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体ドラム１０に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように形成された静電潜像は、現像装置１２を通るとき、各現像装置１２の現像剤によってトナー像として可視像化される。
【００２１】
また、中間転写ベルト７上記複数のローラ４，５，６のうち１つのローラが図示していない駆動装置によって反時計方向に回転駆動され、これにより中間転写ベルト７が矢印で示す方向に走行駆動され、他のローラが従動回転する。このように走行する中間転写ベルト７には、イエロー現像装置１２を具備するイエロー作像ユニット８Ｙで形成されたイエロートナー像が転写装置１４によって転写される。その転写されたイエロートナー像には、作像ユニット８Ｃ、８Ｍ及び８ＢＫで形成されたシアントナー像、さらにマゼンタトナー像及びブラックトナー像が転写装置１４によって順次重ね転写され、かくして中間転写ベルト７はその表面にフルカラーのトナー像を担持する。なお，中間転写ベルト７にはローラ６に対向して２次転写装置２０が配設され，ローラ４に対向してベルト表面を清掃するベルトクリーニング装置２１が配設されている。
【００２２】
また、トナー像が転写された後の感光体ドラム表面に付着する残留トナーは、クリーニング装置１３によって感光体ドラム表面から除去され、次いでその表面が図示していない除電装置によって除電作用を受け、その表面電位が初期化されて次の画像形成に備えられる。
【００２３】
一方、給紙部２から紙または樹脂シート等からなる用紙が給送され、給紙口２ａから画像形成部３に送り込まれる。画像形成部３に送り込まれた用紙は、レジストローラ２１を介してローラ６と対向する２次転写装置２０との間に給送される。そして、このとき２次転写装置２０には中間転写ベルト表面のトナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加され、これによって中間転写ベルト表面のトナー像が用紙上に一括して転写される。トナー像を転写された用紙は、定着装置２２を通るとき、その熱及び圧によってトナー像が用紙に熔融して定着される。定着された用紙は、矢印で示すように、画像形成装置本体１の上部により構成された排紙部２３に排出される。また、トナー像を用紙に転写後の中間転写ベルト１２は、該ベルトに残留したトナーがクリーニング装置２１より除去される。
【００２４】
以上の説明は、用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、作像ユニット８のいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２色又は３色の画像を形成したりすることもできる。
【００２５】
このように構成されたカラープリンタは、４個の作像ユニット８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ及び８ＢＫを中間転写ベルト７に対向して設け、中間転写ベルト７に順次各色のトナー像を重ね転写するため、作像手段が１つ４色の現像装置を持ち、中間転写体上にトナー像を重ね転写し、その後用紙に転写する形式のものと比べて作像時間を大幅に短縮することができる。さらに、タンデム方式の画像形成装置であっても図５に示すような中間転写ベルトの上部走行辺に作像手段を配置したものと比べてファースプリントが速いという利点が得られる。
【００２６】
本実施形態におけるカラープリンタは、中間転写ベルト７におけるローラ４とローラ５間の下側走行辺を傾斜させ、その傾斜した下側走行辺に対向させて各作像ユニット８を並列配置させている。この中間転写ベルト７の下側走行辺の傾斜方向は、中間転写ベルト７の走行方向に対し、下流側に配置した作像ユニット８ほど高さレベルが下方となる方向であり、図１では右下がりとなっている。
【００２７】
図１に本実施形態のカラープリンタは、図６に示すプリンタとほぼ同一の構成部品を使用しているものの、装置本体の高さが低く形成されている。したがって、縦搬送パスである給紙部２から定着装置２０までの距離も短くなっているが、上記したように中間転写ベルト７を傾斜して配置することで、パスが短くなっても２次転写装置２０から定着装置２０までの必要とする距離ｈを十分に確保し、全体の高さを低く抑えている。
【００２８】
また、中間転写ベルト７の走行辺が図６のように水平であると、ベルト全体を同高さレベルに位置させることになるが、図１に示す本実施形態のプリンタでは中間転写ベルトの左側が上方に位置するため、そのプリンタ本体には左下に顕著な断面ほぼ三角形の空間が形成される。この空間は、図９に斜線で示すように、光書き込みユニット１５の幅をＡとすると、一辺の高さがＡ・ｓｉｎθ，一辺の幅がＡ・ｃｏｓθの直角三角形の形状をとなる。そして、その空間に電装ユニットを配置すればプリンタは高さだけでなく幅方向においても小型化が可能となる。なお、図１の例では中間転写ベルト７の下部に４個の作像ユニット８、その下方に光書き込みユニット１５、そして光書き込みユニット１５の下には各作像プロセスに必要な高圧電源を供給する高圧電源ユニット３０と、ホストコンピュータからの画像信号を内部の制御信号に変換するコントロールユニット３１及び装置全体の制御を行うエンジンコントロール３２を配置している。
【００２９】
このようにプリンタに必要とされる電装ユニットを光書き込みユニット１５の下に配置したことにより、プリンタの小型化が実現でき、本プリンタでは電源ユニット３３だけを装置後方に直立して配置している。
【００３０】
また、図１に示す本プリンタの画像形成部３のレイアウトは、数式によって規定することができる。この場合、画像形成部３の最奥側の給紙部の用紙を分離する点と同じ高さの点を原点としたときのレイアウト関係式における各ポイントの定義は、図１０、図１２、図１３、図１５及び図１６に示すように、
【００３１】
１）排出点：ＨＳ（ｘ，ｙ）
２）定着ニップ中心点：ＴＴ（ｘ，ｙ）
３）転写点：ＴＳ（ｘ，ｙ）
４）レジスト点：ＲＥ（ｘ，ｙ）
５）給送分離点：ＢＲ（ｘ，ｙ）
６）複数のトナー収納部の高さを規定する点：
【００３２】
複数のトナー収納部を側面から見て最も高い位置に存在するトナー収納部の最上位の点：Ｔ１（ｘ，ｙ）
そのトナー収納部の最下位の点：Ｔ２（ｘ，ｙ）、
【００３３】
複数のトナー収納部を側面から見て最も低い位置に存在するトナー収納部の最上位の点：Ｔ３（ｘ，ｙ）、
そのトナー収納部の最下位の点：Ｔ４（ｘ，ｙ）
【００３４】
定着ニップ中心点とトナー収納部の最短距離を形成するトナー収納部の点：Ｔ５（ｘ，ｙ）
である。
【００３５】
また、レイアウト関係式における各角度の定義は図１０及び図１１に示すように、
１）中間転写ベルト下部走行辺と水平面が形成する角度：θ
２）中間転写ローラ５の転写点と作像部の端部が延長し中間転写ベルトと接する点をむすぶ線と水平面が形成する角度：φ
３）転写点と給送分離点をむすぶ線と水平面が形成する角度：γ
４）定着点と転写点をむすぶ線と水平面が形成する角度：β
【００３６】
さらに、レイアウト関係式における各距離の定義は図１０に示すように、
１）中間転写ベルト下部走行辺から作像手段を挟んだ光書込み手段の下辺部までの幅：ｄ１
２）給送分離点から光書込み手段までのｙ方向の距離：ｄ２
３）給送分離点から転写点までのｙ方向の距離：Ｄ
４）トナー固着防止距離：ＨＩ
５）トナー固着防止距離（ｘ方向）：ＨＩｘ
６）トナー固着防止距離（ｙ方向）：ＨＩｙ
７）転写点と定着点の距離：ｈ
８）奥側円筒状トナー収納部の中心点と手前側円筒状トナー収納部の中心点の距離：Ｎ
９）円筒状トナー収納部の半径：Ｒ１
１０）円筒状トナー収納部の半径（他と異なる半経の場合）：Ｒ２
である。
【００３７】
本プリンタにおいて、最上位にトナー収納部があり、その最上位点の高さ方向（ｙ方向）の大きさをＴ１（ｙ）とすると、
Ｔ１（ｙ）＝Ｒ１＋（Ｎ＋Ｒ１）sinθ＋ＨＩｙ＋ｈ・sinβ＋Ｄ
【００３８】
で表すことができる。
この場合、Ｒ１＋（Ｎ＋Ｒ１）sinθ＋ＨＩｙは定着点からトナー収納部の最上位部までの高さ、ｈ・sinβは転写点から定着点までの高さ、そしてＤは給送分離点から転写点までのｙ方向の距離である。
【００３９】
さらに、Ｄは
Ｄ＝ｄ２＋ｄ１・cosθ＋ｄ３ sinφ
で表すことができる。
【００４０】
また、本プリンタの最大幅の点のｘ方向の大きさＴＴ（ｘ）は、
ＴＴ（ｘ）＝ＢＲ（ｘ）＋Ｄ／ｔａｎγ＋ｈ・cosβで表すことができる。
以上の関係式から，画像形成部３のレイアウトは、画像形成部３の最奥側で最下部を原点として複数のトナー収納部を側面から見て最も高い位置に存在するトナー収納部の最上位の点の高さＴ１（ｙ）と定着ニップ中心点の幅ＴＴ（ｘ）においてＴ１（ｙ）≦ＴＴ（ｘ）の関係を満足することである。
【００４１】
さらに、複数のトナー収納部を側面から見て最も低い位置に存在するトナー収納部の最上位の点の高さＴ３（ｙ）と定着ニップ中心点の高さＴＴ（ｙ）においてＴＴ（ｙ）≦Ｔ３（ｙ）の関係を満足し、より好ましくは複数のトナー収納部を側面から見て最も低い位置に存在するトナー収納部の最上位の点の高さＴ３（ｙ）及びそのトナー収納部の最下位の点の高さＴ４（ｙ）と定着ニップ中心点の高さＴＴ（ｙ）とにおいてＴ４（ｙ）≦ＴＴ（ｙ）≦Ｔ３（ｙ）の関係を満足することである。
【００４２】
さらにまた、複数のトナー収納部を側面から見て最も高い位置に存在するトナー収納部の最上位の点の高さＴ１（ｙ）と排出点をＨＳ（ｙ）とにおいてＨＳ（ｙ）≦Ｔ１（ｙ）の関係を満足することであり、より好ましくは複数のトナー収納部を側面から見て最も高い位置に存在するトナー収納部の最上位の点の高さＴ１（ｙ）及びそのトナー収納部の最下位の点の高さＴ２（ｙ）と排出点の高さＨＳ（ｙ）とにおいてＴ２（ｙ）≦ＨＳ（ｙ）≦Ｔ１（ｙ）の関係を満足することである。
【００４３】
また、中間転写ベルト７の下部側走行辺と水平線とでなす角度をθは
ｓｉｎθ＝（Ｔ１（ｙ）−ＨＩｙ−ｈ・ｓｉｎβ−Ｄ−Ｒ１）／（Ｎ＋Ｒ１）で表すことができる。該角度θが５度から２５度の範囲であることがより好ましい。
【００４４】
ここで、図１に本プリンタと図６のプリンタとを比較する。なお、図２は図１のプリンタの平面説明図で、図７は図６のプリンタの平面説明図である。また、両者は各構成部材がほぼ同一のものを使用している。
【００４５】
図１及び図２と図６及び図７から明らかなように、上記したレイアウト関係式によって規定された本プリンタは図１の右端側が正面としたとき、両者は奥行きこそ５７０ｍｍと同サイズであったものの、幅において４２０ｍｍと４７５ｍｍと５５ｍｍ小型化され、高さにおいて４６８ｍｍと４７５ｍｍと７ｍｍ小型化となり、本プリンタの方が小サイズにすることができた。この差は、ミリ単位のものであるが、現時点での小型化の技術がほぼ網羅されており、そのような画像形成装置において数ミリでも小型化になることは極めて有益である。
【００４６】
さて、本発明の如き電子写真方式を採用したプリンタにおいてトナーは消耗品であり、トナーはその消費した量に応じてトナー収納手段としてのトナーカートリッジ３６から補給される。本実施形態においても、すべて同一サイズからなるトナーカートリッジ３６と各作像ユニット８の現像装置１２とが図示していないトナー補給装置によって連結されている。このトナー補給装置は、オーガによってトナーを搬送するものであるが、そのオーガの駆動はメインモータ（図示せず）から受けている。かかる構成において、本実施形態では図１に示すように、各色のトナーカートリッジ３６からそのトナーを補給する現像装置１２までのトナー搬送経路の長さ、角度をすべて同一にさせている。すなわち、各トナーカートリッジ３６は中間転写ベルト７の上方で、そのベルトの下側走行辺の傾斜と同角度に傾斜させるとともに、各作像ユニット８の配置間隔と同間隔を持って並列配置させている。
【００４７】
このように構成することにより、各トナーカートリッジ３６から各作像ユニット８の現像装置１２までの搬送条件がほぼ同一となり、同一駆動源でトナー搬送を行う場合の設定・制御を容易に行うことができる。また、トナーカートリッジ３６はトナーエンドとなれば新品と交換しなければならない。本実施形態のプリンタでは、排紙部２３として使用している上部カバー３７を図１２の矢印で示すように手前から奥側方向へ開放することでトナーカートリッジ３６の交換が可能となる。このとき、トナーカートリッジ３６は奥側のものほど上位位置に位置するので取り扱いやすく、すべてのトナーカートリッジ３６を水平に配置した場合と比べて交換作業性、視認性が大幅に向上する。
【００４８】
また、本実施形態のプリンタは給紙から排紙までの搬送パスをほぼ最小の長さに済み，しかも搬送パスは図１のようにレジストローラ２４から定着装置２２までをほぼストレートにすることが容易であり、ストレートな搬送パスは、ジャムがしにくく有利である。さらに、プリンタ１の正面板を開閉可能とすることで、ジャム処理のための搬送パスの開放も容易になる。
【００４９】
さらにまた、本発明はトナー収納部において、図１４に示すように少なくとも一つのトナーカートリッジ３６を他のトナーカートリッジ３６より収納量を多くすることができ、例えば、最も消費量が多い黒トナーの収納量を他のカラートナーより多くすれば交換頻度を抑えられ有利である。なお、トナーカートリッジ３６は図１６に示すように円筒状でなく、角筒状であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明のカラー画像形成装置の全体構成を示す概略説明図である。
【図２】図１のカラー画像形成装置の平面説明図である。
【図３】直接転写のタンデム型カラー画像形成装置を示す説明図である。
【図４】間接転写のタンデム型カラー画像形成装置を示す説明図である。
【図５】間接転写のタンデム型カラー画像形成装置の他の従来例を示す説明図である。
【図６】図５の装置の問題を軽減できるタンデム型カラー画像形成装置の従来例を示す説明図である。
【図７】図６のカラー画像形成装置の平面説明図である。
【図８】２次転写と定着間の用紙搬送に存在する問題点を説明する図である。
【図９】本発明のカラー画像形成装置に形成される電装部を配置可能なスペースを示す説明図である。
【図１０】本発明のカラー画像形成装置のレイアウト関係式に定義される各ポイントを示す説明図である。
【図１１】本発明のカラー画像形成装置のレイアウト関係式に定義される各角度を示す説明図である。
【図１２】本発明のカラー画像形成装置のレイアウト関係式に定義される各ポイントを補足する説明図である。
【図１３】本発明のカラー画像形成装置のレイアウト関係式に定義される各ポイントを補足する説明図である。
【図１４】１つだけ容量の大きいトナー収納部とした一例を示す説明図である。
【図１５】図１４におけるカラー画像形成装置のレイアウト関係式に定義される各ポイントを示す説明図である。
【図１６】各トナー収納部を四角形にした一例を示す説明図である。
【図１７】本発明のカラー画像形成装置の外観斜視図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ 装置本体
７ 中間転写ベルト
８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８ＢＫ 作像ユニット
１０ 感光体ドラム
１２ 現像装置
２０ ２次転写装置
２２ 定着装置
３０〜３３ 電装ユニット
３６ トナーカートリッジ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体を具備する複数の作像手段を備えた作像部、該作像部の感光体に光書き込みを行う光書き込み部、前記作像部で形成された画像が転写される中間転写ベルト、用紙に担持された未定着トナー像を定着する定着部、画像形成を終えた用紙を機外に排出する排出部、前記作像部の各作像手段に補給するトナーを収納したトナー収納部、及び複数の電装ユニットを備える電装部が設けられている画像形成部と、該画像形成部へ送り込む用紙を給紙する給紙部とを有するカラー画像形成装置において、
前記作像部の作像手段が前記中間転写ベルトの下部側走行辺に沿って並列配置され、該中間転写ベルトの下部側の走行辺が、走行方向下流側へ向う程、前記作像手段の高さレベルが下方となる方向に傾斜されていることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項１】
感光体を具備する複数の作像手段を備えた作像部、該作像部の感光体に光書き込みを行う光書き込み部、前記作像部で形成された画像が転写される中間転写ベルト、用紙に担持された未定着トナー像を定着する定着部、画像形成を終えた用紙を機外に排出する排出部、前記作像部の各作像手段に補給するトナーを収納したトナー収納部、及び複数の電装ユニットを備える電装部が設けられている画像形成部と、該画像形成部へ送り込む用紙を給紙する給紙部とを有するカラー画像形成装置において、
前記作像部の作像手段が前記中間転写ベルトの下部側走行辺に沿って並列配置され、該中間転写ベルトの下部側の走行辺が、走行方向下流側へ向う程、前記作像手段の高さレベルが下方となる方向に傾斜されていることを特徴とする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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００７−１３３４２１（Ｐ２００７−１３３４２１Ａ）
【公開日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３５４５３１（Ｐ２００６−３５４５３１）
【出願日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【分割の表示】特願２００５−２９３６３７（Ｐ２００５−２９３６３７）の分割
【原出願日】平成１４年９月１２日（２００２．９．１２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【分割の表示】特願２００５−２９３６３７（Ｐ２００５−２９３６３７）の分割
【原出願日】平成１４年９月１２日（２００２．９．１２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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