KR100603656B1

KR100603656B1 - 컬러 화상 형성 장치

Info

Publication number: KR100603656B1
Application number: KR1020050022395A
Authority: KR
Inventors: 유우스케 노구치; 히로미치 에마; 히로시 이시이; 유타카 후쿠치; 카즈오사 쿠마; 카즈키 스즈키; 마코토 키쿠라; 마스미 사토
Original assignee: 가부시키가이샤 리코
Priority date: 2002-09-12
Filing date: 2005-03-17
Publication date: 2006-07-24
Also published as: EP1431836A3; EP2003511B1; DE60333318D1; EP1548516A1; EP1431836A2; US7406283B2; US7263309B2; DE60310588D1; US20080240799A1; US20050169653A1; US20070127946A1; KR20050044872A; CN1991614B; CN100557520C; CN1493931A; CN1991614A; CN1664712A; US7606521B2; EP1548516B1; EP2003511A1

Abstract

본 발명은 화상 형성 시간을 단축할 수 있고 또한 2차 전사로부터 정착까지에 필요한 거리를 확보하면서도 장치 본체의 높이를 억제할 수 있는 소형화를 도모한 컬러 화상 형성 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

화상 형성부의 화상 형성 수단(8)이 중간 전사체의 1차 전사 위치 부분을 따라 병렬 배치되고, 그 중간 전사체의 1차 전사 위치 부분이 주행 방향 하류측을 향할 수록 화상 형성 수단(8)의 높이 레벨이 하부로 되는 방향으로 경사진다.

중간 전사 벨트,　화상 형성 유닛, 감광체 드럼, 현상 장치, 2차 전사 장치

Description

컬러 화상 형성 장치 {COLOR IMAGE FORMING APPARATUS}

도 1은　직접 전사의 탠덤형 컬러 화상 형성 장치의 종래예를 나타내는 설명도.

도 2는　간접 전사의 탠덤형 컬러 화상 형성 장치의 종래예를 나타내는 설명도.

도 3은　간접 전사의 탠덤형 컬러 화상 형성 장치의 다른 종래예를 나타내는 설명도.

도 4는　도 3의 장치의 문제점을 경감할 수 있는 탠덤형 컬러 화상 형성 장치의 종래예를 나타내는 설명도.

도 5는　도 4의 컬러 화상 형성 장치의 평면 설명도.

도 6은　2차 전사와 정착 사이의 용지 이송에 존재하는 종래예의 문제점을 설명하는 도면.

도 7은　본 발명에 따른 컬러 화상 형성 장치의 전체 구성을 나타내는 개략 설명도.

도 8은　본 발명의 컬러 화상 형성 장치에 형성되는 전기 장비부를 배치 가능한 공간을 나타내는 설명도.

도 9는　도 7의 컬러 화상 형성 장치의 평면 설명도.

도 10은　본 발명의 컬러 화상 형성 장치의 레이아웃 관계식에 정의되는 각 포인트를 나타내는 설명도.

도 11은　본 발명의 컬러 화상 형성 장치의 레이아웃 관계식에 정의되는 각 각도를 나타내는 설명도.

도 12는　본 발명의 컬러 화상 형성 장치의 레이아웃 관계식에 정의되는 각 포인트를 보충하는 설명도.

도 13은　본 발명의 컬러 화상 형성 장치의 레이아웃 관계식에 정의되는 각 포인트를 보충하는 설명도.

도 14는　본 발명의 컬러 화상 형성 장치의 외관 사시도.

도 15는　대용량 토너 수납부를 한 개만으로 한 일례를 나타내는 설명도.

도 16은　도 15의 컬러 화상 형성 장치의 레이아웃 관계식에 정의되는 각 포인트를 나타내는 설명도.

도 17은　각 토너 수납부를 사각형으로 한 일례를 나타내는 설명도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

삭제

　1 장치 본체

　7 중간 전사 벨트

　8Y, 8M, 8C, 8BK 화상 형성 유닛

　10 감광체 드럼

　12 현상 장치

　20 2차 전사 장치

　22 정착 장치

　30 고압전원 유닛
31 제어 유닛
32 엔진 제어기
33 전원 유닛

36a,36b,36c,36d,36e 토너 카트리지

본 발명은 컬러 프린터, 컬러 복사기, 컬러 팩시밀리 등 컬러 화상 형성 장치에 관한 것이다.

근래, 전자 사진 방식의 화상 형성 장치는 컬러 프린터나 컬러 복사기 등과 같은 풀 컬러 장치가 요망되고 있고, 그 요망에 응답하기 위하여 많은 풀 컬러 기기가 시판되고 있다. 이 풀 컬러의 화상 형성 장치는 흑백 장치와 비교하여 그 구조상에 있어 장치가 대형화되어 있고 또한 화상 형성 속도도 저속인 것이 피할 수 없는 문제로 되어 있었다. 그러나, 풀 컬러 화상 형성 장치에 있어서도 흑백 프린터와 같이 테이블 위에 놓고 사용할 수 있을 정도로 소형화되고 또한 화상 형성 속도도 고속으로 될 것이 요망되고 있다.

풀 컬러 화상 형성 장치에서 채용되고 있는 컬러 기록 방식을 크게 나누면, 1 드럼형과 탠덤형의 각 방식으로 나눌 수 있다. 1 드럼형은 하나의 감광체 주위에 복수색의 현상 장치를 구비하고, 이들 현상 장치로 토너를 부착시켜 감광체상에 합성 토너 화상을 형성하며, 그 토너 화상을 전사하여 용지에 컬러 화상을 기록하는 방식의 것이다. 한편, 탠덤형은 나란히 마련된 복수개의 감광체에 각각 단색의 토너 화상을 형성하고, 이들 단색 토너 화상을 순차적으로 전사하여 용지에 합성 컬러 화상을 기록하는 방식의 것이다.

1 드럼형과 탠덤형의 화상 형성 장치를 비교하면, 1 드럼형은 감광체가 하나이기 때문에 탠덤형에 비하여 화상 형성부를 소형화할 수 있고 비용을 절감할 수 있다는 이점이 있지만, 1개의 감광체를 이용하여 복수회(통상 4회) 화상 형성을 반복하여 풀 컬러 화상을 형성하기 때문에 화상 형성의 고속화에 문제가 있다. 이것에 대하여, 후자의 탠덤형은 소형화, 비용 면에서는 상기 1 드럼형보다 못하지만 화상 형성의 고속화가 용이하다는 이점이 있다.

따라서, 풀 컬러 화상 형성 장치에서는 화상 형성 속도에 있어 흑백과 같은 수준의 속도를 얻을 수 있는 탠덤형이 요망되고 있고 또 근래에 매우 주목받고 있다.

탠덤형의 화상 형성 장치에는 도 1에 나타낸 바와 같이, 각 감광체(51)상의 화상을 전사 장치(52)에 의해 용지 이송 벨트(53)로 이송되는 용지에 순차적으로 전사하는 직접 전사 방식의 것과 도 2에 나타낸 바와 같이, 각 감광체(51)상의 화상을 1차 전사 장치(52)에 의해 일단 중간 전사 벨트(54)에 순차적으로 전사한 후, 그 중간 전사 벨트(54)상의 화상을 2차 전사 장치(55)에 의해 용지에 일괄적으로 전사하는 간접 전사 방식의 것이 있다.

직접 전사 방식의 것과 간접 전사 방식의 것을 비교하면, 전자는 감광체(51)를 나란히 배치한 탠덤형 화상 형성 장치의 상류 측에 용지 공급 장치(60)를, 하류 측에 정착 장치(61)를 배치하지 않으면 안되어 용지 이송 방향으로 대형화된다는 결점이 있다. 이것에 대하여, 후자는 2차 전사 위치(55)를 비교적 자유롭게 설정할 수 있으므로, 용지의 이송 경로를 짧게 할 수 있고 또한 소형화할 수 있다는 이점이 있다.

상기 설명으로부터 풀 컬러 화상 형성 장치는 화상 형성 속도의 고속화를 고려할 때, 기록 방식이 탠덤형이면서 또한 소형화로 되려면 간접 전사 방식이 바람직하다고 할 수 있다.

다음에, 탠덤형 기록 방식이면서 간접 전사 방식인 풀 컬러 화상 형성 장치에 대하여 고찰하면, 용지 공급구로부터 정착까지의 용지의 이송 경로가 가장 짧게 되도록 세로 이송을 채용할 때, 용지의 이송 거리가 짧은 만큼 고속화되고 또 용지 걸림 등도 쉽게 발생하지 않는다는 이점이 있다. 그리고, 세로 이송 경로를 채용한 장치에서는 도 3에 나타낸 바와 같이, 2차 전사 위치(55)가 중간 전사 벨트(54)의 오른쪽 끝에 위치하게 되는 것은 필연적이다. 이 때, 일반적인 중간 전사 벨트(54)의 상부 주행변에 4개의 화상 형성 수단으로서의 화상 형성 유닛(50)을 배치하면, 최종의 블랙(BK) 화상이 전사된 후 대략 반 원주 정도 회전한 다음 전사 장치(55)를 통과하기 때문에, 그 만큼 최초 복사 시간이 길어지는 것은 피할 수 없다.

그래서, 탠덤형 기록 방식이면서 간접 전사 방식인 풀 컬러 화상 형성 장치에 있어서 세로 이송 경로를 채용한 경우, 도 4에 나타낸 바와 같이, 중간 전사 벨트(54)의 아래쪽 주행변에 4개의 화상 형성 유닛(50)을 배치하는 것이 유리하다. 즉, 이와 같이 배치된 장치에서는 용지의 이송 경로가 거의 최단으로 되고, 또한 최종 화상이 전사된 후 바로 중첩 화상이 2차 전사 위치에 오기 때문에 최초 복사 시간도 단축된다.

상기한 바와 같이, 풀 컬러 화상 형성 장치를 테이블위에 놓고 사용할 수 있을 정도로 소형화하고 또한 고속 화상 형성을 실현하려면 현재의 기술로부터 탠덤형 기록 방식이면서 간접 전사 방식의 풀 컬러 화상 형성 장치에 있어 세로 이송 경로를 채용하는 것이 가장 바람직하다고 할 수 있다.

그런데, 전자 사진 방식의 화상 형성 장치에 있어서, 전사 위치로부터 정착 위치까지의 거리는 사용하는 용지 크기 등에 의해 어느 정도의 길이가 필요한 바, 도 6을 이용하여 그 이유를 간단하게 설명한다.

도 6에 있어서, 2차 전사장치(55)의 선속을 a, 정착장치(61)에서의 선속을 b로 하면, 양자의 선속은 a = b가 이상적이다. 그러나, 현실 문제로서는 a = b로 설정하여도 공차로부터 a = b가 되는 것은 불가능하고, 만약 전사보다 정착이 빠른 a＜b가 되면, 전사부와 정착부에 걸쳐 용지가 이송될 때, 전사 중의 용지가 정착부에 의하여 끌어 당겨져 전사 편향을 발생시킨다. 그래서, 전사부와 정착부의 관계는 미리 a＞b로 하여 상기한 전사 편향을 방지하도록 설정되어 있다. 그러나, 정착부보다 전사부의 선속이 빠른 a＞b로 설정하면, 전사부와 정착부에 걸쳐 이송되는 용지가 크게 옆으로 위치가 어긋나면서 느슨함이 발생되고, 이 느슨함에 의해 미정착 토너 화상이 케이스의 일부에 접촉하여 화상이 어지러워진다는 문제가 발생한다. 따라서, 전사부로부터 정착부까지의 거리(h)는 용지의 느슨함을 완화시키기 위해서도 사용하는 용지 크기에 따른 어느 정도의 길이가 필요하게 된다. 이 때, 전사점으로부터 정착점까지의 높이 h·sinβ(도 7 참조)는 용지에 전사된 화상이 주위에 의해 스쳐지지 않도록 하기 위하여, 예컨대

　a: 정착 롤러의 선속

　b: 전사 롤러의 선속

　c: 용지의 부주사 방향의 길이

　l: 용지 느슨함 양

　l＇:전사 스침이 발생하지 않는 최대 허용 느슨함 양

으로 했을 때,

　1) a ≤ b

　2) (b－a) × c/b = l

　3) MAXl ≤ l＇

　을 만족시키면 좋다.

이에 탠덤형 기록 방식이면서 간접 전사 방식인 풀 컬러 화상 형성 장치에서 세로 이송 경로를 채용한 경우에 대하여 고찰하면, 전사부로부터 정착부까지의 거리(h)를 확보하고 또한 화상 형성 장치 전체의 높이를 낮게 하는 것은 매우 곤란하게 된다. 그러나, 테이블 위에 올려놓고 사용할 수 있는 풀 컬러 화상 형성 장치에서는 점유 면적이 되는 장치 본체의 폭이나 안길이도 어느 정도 작게 하고자 하여도 그 이상으로 장치 높이가 높아지면 용지 접수, 용지 걸림 처리, 토너 수납 용기 의 교환 등 조작성에 큰 영향을 미치기 때문에 높이를 낮게 억제하고자 하는 요구가 있다. 그러나, 전사부로부터 정착부까지의 거리(h)를 확보하면서 장치 본체의 높이를 낮게 억제한다는 것은 상기한 바와 같이 상반 관계에 있기 때문에, 상기한 세로 이송의 화상 형성 장치에서는 상기 거리(h)를 확보하면서 장치 본체의 높이를 낮게 억제한다는 것은 아주 곤란했다.

본 발명은 상기한 사정에 감안하여 이루어진 것으로서, 화상 형성 시간을 단축할 수 있고 또한 2차 전사로부터 정착까지에 필요한 거리를 확보하면서도 장치 본체의 높이를 억제할 수 있는 소형화를 도모한 컬러 화상 형성 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 복수개의 상 담지체와,

상기 복수개의 상 담지체 상에 서로 상이한 색의 화상을 형성하는 화상 형성부와,

상기 복수개의 상 담지체를 따라 배치되고, 상기 복수개의 상 담지체에 대향하는 1차 전사 위치부분을 이룰 수 있도록 적어도 두 개의 지지 부재에 씌워지어 구성되며, 그 위에 상기 각 화상이 전사되는 엔드리스형의 중간 전사체와,

상기 1차 전사 위치에 배치되어 상기 복수개의 상 담지체로부터 순차적으로 컬러 화상을 상기 중간 전사체에 전사하는 1차 전사부와,

2차 전사 위치에 배치되어 상기 중간 전사체로부터 컬러 화상을 기록 매체에 전사하는 2차 전사부와,

상기 2차 전사 위치보다 더욱 기록 매체 이송 하류측에 마련되는 정착 위치에서 기록 매체 상의 컬러 화상을 정착하는 정착부와,

상기 2차 전사 위치와 정착 위치를 통과할 수 있도록 기록 매체를 이송하는 용지 이송부와,

상기 기록 매체를 배출하기 위한 용지 배출구와, 상기 중간 전사체 위쪽에 배치되고 상기 용지 배출구측의 단부가 타단부보다 더 낮도록 적어도 일부가 경사지는 용지 적재면을 구비하는 용지 배출부와,

상기 중간 전사체와 상기 용지 적재면 사이에 대략 상기 용지 적재면의 소정 경사 각도에 따라 배치된, 상기 서로 다른 색의 토너를 각각 수납하는 복수개의 토너 수납부를 구비하고,

상기 중간 전사체의 1차 전사 위치 부분은 화상 형성 장치 본체의 지지 평면으로부터 대략 5도 내지 25도 경사지게 구성되면 효과적이다.

또한, 본 발명은 상기 용지 적재면의 소정 경사 각도와 상기 중간 전사체의 1차 전사 위치 부분의 소정 각도가 대략 동일하면 효과적이다.

실시예

이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면에 따라 설명한다.

도 7은 본 발명에 따른 컬러 화상 형성 장치의 일례인 컬러 레이저 프린터(100)를 나타내는 개략도이다. 이 컬러 레이저 프린터(100)는 장치 본체(1)의 하부에 용지 공급부(2)가 배치되고, 그 상방에 화상 형성부(3)를 배치한 구성으로 되어 있다. 화상 형성부(3)에는 지지 부재를 이루는 복수개의 롤러(4, 5, 6)에 씌워진 가요성을 구비한 엔드리스 벨트에 의하여 구성된 화상 담지체로서의 중간 전사 벨트(7)가 설치되어 있다. 이 중간 전사 벨트(7)의 롤러(4)와 롤러(5) 사이는 이 벨트의 1차 전사 위치 부분에 상당하고, 그 아래쪽에 대향하여 화상 형성부가 마련되며 이 화상 형성부에 화상 형성 수단으로서의 4개의 화상 형성 유닛(8Y, 8C, 8M, 8BK)이 배치되어 있다.

4개의 화상 형성 유닛(8Y, 8C, 8M, 8BK)은 중간 전사 벨트(7)에 접하는 부분에서 1차 전사 위치 부분을 이룰 수 있도록 잠상 담지체로서의 감광체 드럼(10)을 구비하고 있다. 이 감광체 드럼(10)의 주위에는 대전 장치(11), 현상 장치(12), 클리닝 장치(13)가 배치되고, 나아가 감광체 드럼(10)이 중간 전사체인 중간 전사 벨트(7)에 접하는 위치에서의 중간 전사 벨트(7) 내측에는 1차 전사부의 전사 장치(14)가 설치되어 있다. 본 실시예의 경우, 4개의 화상 형성 유닛(8Y, 8C, 8M, 8BK)은 동일 구조로 구성되어 있지만, 현상 장치(12) 내의 현상제 색은 옐로우(Y), 시안(C), 마젠타(M), 블랙(BK)의 4색으로 나뉘어진다. 또, 화상 형성 유닛(8Y, 8C, 8M, 8BK)의 하부에는 광 변조된 레이저광(L)을 각 감광체 드럼 표면에 조사하는 광 기록 수단으로서의 광 기록 유닛(15)이 배치되는데, 이 레이저광(L)은 대전 장치(11)와 현상 장치(12) 사이로 감광체 드럼(10)에 조사된다. 광 기록 유닛(15)은 각 화상 형성 유닛(8Y, 8C, 8M, 8BK)이 각각 마련하여도 좋지만, 본 예와 같이 공통의 광 기록 유닛(15)을 이용하면 비용 면에서 유리하다.

화상 형성 동작이 개시되기 전에, 상기 각 화상 형성 유닛(8Y, 8C, 8M, 8BK)의 감광체 드럼(10)이 도시하지 않는 구동 장치에 의해 시계 방향으로 회전 구동되 고, 그 감광체 드럼(10)의 표면이 대전 장치(11)에 의해 소정의 극성으로 균일하게 대전된다. 대전된 감광체 표면에는 광 기록 유닛(15)으로부터의 레이저광(L)이 조사되고 이것에 의해 감광체 드럼(10) 표면에 정전 잠상이 형성된다. 이 때, 각 감광체 드럼(10)에 노광되는 화상 정보는 소망하는 풀 컬러 화상을 옐로우, 시안, 마젠타 및 블랙의 색 정보로 분해한 단색의 화상 정보이다. 이와 같이 형성된 정전 잠상은 현상 장치(12)를 통과할 때, 각 현상 장치(12)의 현상제에 의해 토너 화상으로 가시상화된다.

또, 중간 전사 벨트(7)는 상기 복수개의 롤러(4, 5, 6)중 1개의 롤러가 도시하지 않는 구동 장치에 의해 역시계방향으로 회전 구동되고, 이것에 의해 중간 전사 벨트(7)가 화살표로 나타낸 방향으로 주행 구동되며 다른 롤러가 종동 회전한다. 이와 같이 주행하는 중간 전사 벨트(7)에는 옐로우 현상 장치(12)를 구비하는 옐로우 화상 형성 유닛(8Y)으로 형성된 옐로우 토너 화상이 전사 장치(14)에 의해 전사된다. 그 전사된 옐로우 토너 화상에는 화상 형성 유닛(8C, 8M, 8BK)으로 형성된 시안 토너 화상, 마젠타 토너 화상 및 블랙 토너 화상이 전사 장치(14)에 의해 순차적으로 중첩 전사되고, 최종적으로는 중간 전사 벨트(7)의 표면에 풀 컬러 토너 화상이 담지된다. 나아가, 중간 전사 벨트(7)에는 롤러(6)에 대향하여 2차 전사부를 이루는 2차 전사 장치(20)가 배치되고, 롤러(4)에 대향하여 벨트 표면을 청소하는 벨트 클리닝 장치(21)가 배치되어 있다.

또, 토너 화상이 전사된 후의 감광체 드럼 표면에 부착하는 잔류 토너는 클 리닝 장치(13)에 의해 감광체 드럼 표면으로부터 제거되고 계속하여 그 표면이 도시하지 않는 방전 장치에 의해 방전 작용을 받음으로써 그 표면 전위가 초기화되어 다음의 화상 형성에 대비할 수 있다.

한편, 용지 공급부(2)로부터 종이 또는 수지 시이트 등으로 이루어지고 기록 매체를 이루는 용지가 용지 공급구(2a)를 통하여 화상 형성부(3)로 공급된다. 화상 형성부(3)로 이송된 용지는 레지스트레이션 롤러(24)를 통하여 롤러(6)와 대향하는 2차 전사 장치(20)의 2차 전사 위치 사이로 공급된다. 그리고, 이때 2차 전사 장치(20)에는 중간 전사 벨트 표면의 토너 화상의 토너 대전 극성과 역극성의 전사 전압이 가해지고, 이것에 의해 중간 전사 벨트 표면의 토너 화상이 용지상에 일괄적으로 전사된다. 토너 화상이 전사된 용지는 정착부를 이루는 정착 장치(22)를 통과할 때, 정착 장치(22)의 열 및 압력에 의해 토너 화상이 용지에 용융되어 정착된다. 정착된 용지는 점선으로 나타낸 바와 같이 용지 배출 롤러(23a)를 통하여 화상 형성 장치 본체(1)의 상부로 구성된 용지 배출부(23)로 배출된다. 또, 토너 화상을 용지에 전사한 후의 중간 전사 벨트(7)는 이 벨트에 잔류한 토너가 클리닝 장치(21)에 의해 제거된다.

이상의 설명은 용지상에 풀 컬러 화상을 형성할 때의 화상 형성 동작이지만, 화상 형성 유닛(8Y, 8C, 8M, 8BK) 중의 어느 하나를 사용하여 단색 화상을 형성하거나 2색 또는 3색의 화상을 형성할 수도 있다.

이와 같이 구성된 컬러 프린터는 4개의 화상 형성 유닛(8Y, 8M, 8C 및 8BK)을 중간 전사 벨트(7)에 대향하여 마련하고 중간 전사 벨트(7)에 순차적으로 각 색 의 토너 화상을 중첩 전사하기 때문에, 화상 형성 수단 하나가 4색의 현상 장치를 구비하여 중간 전사체상에 토너 화상을 중첩 전사한 후 용지에 전사하는 형식의 것과 비교하여 화상 형성 시간을 대폭 단축시킬 수 있다. 나아가, 탠덤 방식의 화상 형성 장치에서도 도 3에 나타낸 바와 같은 중간 전사 벨트의 상부 주행변에 화상 형성 수단을 배치한 것과 비교하여 최초 인쇄가 빠르게 된다는 이점을 얻을 수 있다.

본 실시예의 컬러 프린터는 상기 중간 전사체의 1차 전사 위치 부분이 경사져서 각 화상 형성 유닛(8Y, 8C, 8M, 8BK)을 병렬 배치시키고 있다. 이 상기 중간 전사체의 1차 전사 위치 부분의 경사 방향은 중간 전사 벨트(7)의 주행 방향에 있어서 하류측에 배치한 화상 형성 유닛(8Y, 8C, 8M, 8BK)일수록 높이 레벨이 하부로 되는 방향이며, 도 7에서는 오른쪽이 하향으로 되어 있다.

도 7에 나타낸 본 실시예의 컬러 프린터는 도 4에 나타내는 프린터와 대략 동일한 구성 부품을 사용하고 있지만 장치 본체의 높이는 낮게 형성되어 있다. 따라서, 세로 이송 경로인 용지 공급부(2)로부터 정착 장치(22)까지의 거리도 짧게 되어 있지만 상기한 바와 같이 중간 전사 벨트(7)를 경사지게 배치함으로써 경로가 짧아져도 2차 전사 장치(20)로부터 정착 장치(22)까지에 필요한 거리(h)를 충분히 확보하여 전체의 높이를 낮게 억제하고 있다.

또, 상기 중간 전사체의 1차 전사 위치 부분이 도 4와 같이 수평이면, 벨트 전체를 동일 높이 레벨에 위치시키게 되지만, 도 7에 나타내는 본 실시예의 프린터에서는 중간 전사 벨트의 좌측이 위쪽에 위치하기 때문에, 그 프린터 본체에는 좌 측 아래에 현저한 단면이 대략 삼각형인 공간이 형성된다. 이 공간은 도 8에 사선으로 나타낸 바와 같이, 광 기록 유닛(15)의 폭을 A로 하면, 한 변의 높이가 A·sinθ, 다른 한 변의 길이가 A·cosθ인 직각 삼각형의 형상으로 된다. 그리고, 그 공간에 전기 장비 유닛을 배치하면 프린터는 높이뿐만이 아니라 폭방향에 있어서도 소형화가 가능해진다. 나아가, 도 7의 예에서는 중간 전사 벨트(7)의 하부에 4개의 화상 형성 유닛(8Y, 8C, 8M, 8BK), 그 하부에 광 기록 유닛(15), 그리고 광 기록 유닛(15) 아래에는 각 화상 형성 프로세스에 필요한 고압 전원을 공급하는 고압 전원 유닛(30)과 호스트 컴퓨터로부터의 화상 신호를 내부의 제어 신호로 변환하는 제어 유닛(31) 및 장치 전체의 제어를 수행하는 엔진 제어기(32)를 배치하고 있다.

이와 같이 프린터에 필요되는 전기 장비 유닛을 광 기록 유닛(15) 아래에 배치함으로써 프린터의 소형화를 실현할 수 있다. 또한, 본 프린터에서는 전원 유닛(33)만을 장치 후방에 직립하여 배치하고 있다.

또, 도 7에 나타내는 본 프린터의 화상 형성부(3)의 레이아웃은 수학식에 의해 규정할 수 있다. 이 경우, 화상 형성부(3)의 가장 안쪽에 있는 용지 공급부의 용지를 분리하는 점과 같은 높이의 점을 원점으로 했을 때의 레이아웃 관계식에 있어 각 포인트의 정의는 도 10, 도 11, 도 12 및 도 13에 나타낸 바와 같이,

　1) 배출점:HS(x, y)

　2) 정착 닙부 중심점:TT(x, y)

　3) 전사점:TS(x, y)

　4) 레지스트레이션점:RE(x, y)

　5) 공급 분리점:BR(x, y)

　6) 복수개의 토너 수납부의 높이를 규정하는 점:

복수개의 토너 수납부를 측면으로부터 바라볼 때 가장 높은 위치에 존재하는 토너 수납부의 최상위 점:T1(x, y)

그 토너 수납부의 최하위 점:T2(x, y),

복수개의 토너 수납부를 측면으로부터 바라볼 때 가장 낮은 위치에 존재하는 토너 수납부의 최상위 점:T3(x, y),

그 토너 수납부의 최하위 점:T4(x, y)

정착 닙부 중심점과 토너 수납부의 최단 거리를 형성하는 토너 수납부의 점:T5(x, y)이다.

또, 레이아웃 관계식에 있어서의 각 각도의 정의는 도 10 및 도 11에 나타낸 바와 같이,

1) 상기 중간 전사체의 1차 전사 위치 부분과 화상 형성장치 본체의 지지 평면을 이루는 수평면(HL)이 형성하는 각도: θ

2) 중간 전사 롤러(5)의 전사점(TS)과 화상 형성 부(3)의 단부가 연장하여 중간 전사 벨트와 접하는 점을 연결하는 선과 수평면이 형성하는 각도: φ

3) 전사점(TS)과 공급 분리점(BR)을 연결하는 선과 수평면이 형성하는 각도: γ

4) 정착점과 전사점을 연결하는 선과 수평면이 형성하는 각도: β

나아가, 레이아웃 관계식에 있어서의 각 거리의 정의는 도 10,11,12에 나타 낸 바와 같이,

1) 상기 중간 전사체의 1차 전사 위치 부분에서 화상 형성 수단을 사이에 두고 광 기록 수단의 하변부까지의 폭: d1

2) 공급 분리점(BR)으로부터 광기록 유닛(15)까지의 y방향의 거리: d2

3) 중간 전사 벨트(7)의 1차 전사 위치 부분에서 전사점(TS)까지의 거리: d3

4) 공급 분리점(BR)으로부터 전사점(TS)까지의 y방향의 거리: D

5) 토너 고착 방지 거리: HI

6) 토너 고착 방지 거리(x방향): HIx

7) 토너 고착 방지 거리(y방향): HIy

8) 전사점과 정착점의 거리: h

9) 안쪽 원통형 토너 수납부(36d)의 중심점과 앞측 원통형 토너 수납부의 중심점과의 거리: N

10) 원통형 토너 수납부의 반경: R1

11) 원통형 토너 수납부의 반경(다른 것과 상이한 반경의 경우): R2

이다.

본 프린터에 있어서, 도 12에 나타낸 바와 같이, 최상위 토너 수납부의 최상위점의 높이 방향(y방향)의 크기를 T1(y)로 하면,

[수학식 1]

T1(y) = R1＋(N ＋ R1) sinθ ＋ HIy ＋ h·sinβ ＋ D

로 나타낼 수 있다.

이 경우, R1 ＋ (N ＋ R1) sinθ ＋HIy는 정착점(TT)으로부터 토너 수납부의 최상위부까지의 높이, h·sinβ 는 전사점(TS)으로부터 정착점(TT)까지의 높이, 그리고 D는 공급 분리점(BR)으로부터 전사점(TS)까지의 y방향의 거리이다.

또한, D는

D = d2 ＋ d1·cosθ ＋ d3 sinφ

로 나타낼 수 있다.

또, 도 13에 나타낸 바와 같이, 본 프린터의 최대폭 점의 x방향의 크기 TT(x)는

[수학식 2]

로 나타낼 수 있다.

이상의 관계식으로부터, 화상 형성부(3)의 레이아웃은 화상 형성부(3)의 가장 안쪽 최하부를 원점으로서 복수개의 토너 수납부를 측면으로부터 바라볼 때 가장 높은 위치에 존재하는 토너 수납부의 최상위 점의 높이 T1(y)와 정착 닙부 중심점의 폭TT(x)에 있어서 T1(y) ≤ TT(x)의 관계를 만족시키는 것이다.

또한, 복수개의 토너 수납부를 측면으로부터 바라볼 때 가장 낮은 위치에 존재하는 토너 수납부의 최상위 점의 높이 T3(y)와 정착 닙부 중심점의 높이 TT(y)에 있어서, TT(y) ≤ T3(y)의 관계를 만족시키고, 보다 바람직하게는 복수개의 토너 수납부를 측면으로부터 바라볼 때 가장 낮은 위치에 존재하는 토너 수납부의 최상위 점의 높이 T3(y) 및 그 토너 수납부의 최하위 점의 높이 T4(y)와 정착 닙부 중심점의 높이 TT(y)에 있어서, T4(y) ≤ TT(y) ≤ T3(y)의 관계를 만족시키는 것이다.

또한, 복수개의 토너 수납부를 측면으로부터 바라볼 때 가장 높은 위치에 존재하는 토너 수납부의 최상위 점의 높이 T1(y)와 배출점 HS(y)에 있어서, HS(y) ≤ T1(y)의 관계를 만족시키고, 보다 바람직하게는 복수개의 토너 수납부를 측면으로부터 바라볼 때 가장 높은 위치에 존재하는 토너 수납부의 최상위 점의 높이 T1(y) 및 그 토너 수납부의 최하위 점의 높이 T2(y)와 배출점의 높이 HS(y)에 있어서, T2(y) ≤ HS(y) ≤ T1(y)의 관계를 만족시키는 것이다.

또, 상기 중간 전사체의 1차 전사 위치 부분과 본체의 지지 평면을 이루는 수평선이 이루는 각도 θ를

sinθ =(T1(y) - HIy - h·sinβ - D - R1)/(N＋R1)

로 나타낼 수 있다. 이 각도 θ가 5도 ∼ 25도의 범위이면 보다 바람직하다.

여기서, 도 7의 본 프린터와 도 4의 프린터를 비교해 본다. 또한, 도 9는 도 7의 프린터의 평면 설명도이고, 도 5는 도 4의 프린터의 평면 설명도이다. 또, 양자는 각 구성 부재가 대략 동일한 것을 사용하고 있다.

도 7 및 도 9와 도 4 및 도 5로부터 분명하듯이, 상기한 레이아웃 관계식에 의해 규정된 본 프린터는 도 7의 우측 단부쪽을 정면으로 했을 때, 양자의 깊이는 570 mm로 동일 사이즈이지만, 폭에 있어서 420 mm와 475 mm로 55 mm만큼 소형화되 고, 높이에 있어서 468 mm와 475 mm로 7 mm만큼 소형화되므로 본 프린터를 소형 사이즈로 할 수 있다. 이 차이는 밀리 단위이지만 현시점에서의 소형화 기술이 거의 망라되어 있고, 이와 같은 화상 형성 장치에 있어서 수밀리라도 소형화로 되는 것은 아주 유익한 것이다.

그런데, 본 발명과 같은 전자 사진 방식을 채용한 프린터에 있어서 토너는 소모품이므로, 소비량에 따라 토너가 토너 수납 수단으로서의 토너 카트리지(36a,36b,36c,36d)로부터 보급된다. 본 실시예에 있어서도 모두 동일 사이즈로 구성되는 토너 카트리지(36a,36b,36c,36d)와 각 화상 형성 유닛(8Y, 8C, 8M, 8BK)의 현상 장치(12)가 도시하지 않는 토너 보급 장치에 의해 연결되어 있다. 이 토너 보급 장치는 오거에 의해 토너를 이송하는 것인데, 그 오거의 구동은 메인 모터(도시하지 않음)로부터 전달받는다. 이 구성에 있어서, 본 실시예에서는 도 7에 나타낸 바와 같이, 각 색의 토너 카트리지(36a,36b,36c,36d)로부터 그 토너를 보급하는 현상 장치(12)까지의 토너 이송 경로의 길이, 각도를 모두 동일하게 한다. 즉, 각 토너 카트리지(36a,36b,36c,36d)는 중간 전사 벨트(7)의 위쪽에서 상기 중간 전사체의 1차 전사 위치 부분의 경사와 동일 각도로 경사시킴과 동시에, 각 화상 형성 유닛(8Y, 8C, 8M, 8BK)의 배치 간격과 동간격으로 병렬 배치시키고 있다.

이와 같이 구성함으로써 각 토너 카트리지(36a,36b,36c,36d)로부터 각 화상 형성 유닛(8Y, 8C, 8M, 8BK)의 현상 장치(12)까지의 이송 조건이 대략 동일하게 되고, 동일 구동원으로 토너 이송을 수행하는 경우의 설정 및 제어를 용이하게 행할 수 있다. 또, 토너 카트리지(36a,36b,36c,36d)는 토너 엔드(END)로 되면 신품과 교환하여야 하는데, 본 실시예의 프린터에서는 용지 배출부(23)로서 사용하고 있는 상부 커버(37)를 도 14의 화살표로 나타낸 바와 같이, 앞쪽에서 안쪽 방향으로 개방함으로써 토너 카트리지를 교환할 수 있게 된다. 이때, 토너 카트리지(36a,36b,36c,36d)는 안쪽의 것일 수록 상위 위치에 위치하므로 취급하기 쉽고, 모든 토너 카트리지(36a,36b,36c,36d)를 수평으로 배치한 경우와 비교하여 교환 작업성, 시인성이 대폭 향상된다.

또, 본 실시예의 프린터는 용지 공급으로부터 용지 배출까지의 이송 경로를 거의 최소 길이로 할 수 있고, 나아가 이송 경로는 도 7과 같이 레지스트레이션 롤러(24)로부터 정착 장치(22)까지를 거의 직선으로 할 수 있는데, 이와 같은 직선적인 이송 경로는 용지 걸림이 쉽게 발생하지 않아 아주 유리하다. 또한, 프린터(100)의 정면 판을 개폐 가능토록 함으로써 용지 걸림 처리를 위한 이송 경로의 개방도 용이하게 된다.

또한, 본 발명은 토너 수납부에 있어서, 도 15에 나타낸 바와 같이 적어도 하나의 토너 카트리지(36e)를 다른 토너 카트리지(36a,36b,36c)보다 수납량을 크게 할 수 있는데, 예컨대 가장 소비량이 많은 블랙 토너의 수납량을 다른 컬러 토너보다 크게 하면 교환 빈도를 억제할 수 있어 유리하다. 나아가 토너 카트리지(36f)는 도 17에 나타낸 바와 같이 원통형이 아니고 네모난 통형이어도 좋다.

청구항 1의 구성에 의하면, 중간 전사체의 1차 전사 위치 부분이 화상 형성 장치 본체의 지지 평면으로부터 대략 5도 내지 25도 경사지게 구성되어 있으므로, 복수개의 화상 형성 수단을 이용하는 형식의 화상 형성 장치이어도, 그 종횡 양쪽의 크기를 모두 소형화할 수 있고, 뿐만 아니라 탠덤 방식의 화상 형성 장치에 있어서 가장 고속이고 소형이고 조작성이 좋은 장치를 실현할 수 있다.

청구항 2의 구성에 의하면, 용지 적재면과 상기 중간 전사체의 1차 전사 위치 부분의 배치에 규칙성을 갖게 할 수 있고, 장치를 너무 높게 하는 일 없이 장치의 소형화를 더욱 이룰 수 있게 된다.

Claims

복수개의 상 담지체와,

상기 복수개의 상 담지체 상에 서로 상이한 색의 화상을 형성하는 화상 형성부와,

상기 복수개의 상 담지체를 따라 배치되고, 상기 복수개의 상 담지체에 대향하는 1차 전사 위치부분을 이룰 수 있도록 적어도 두 개의 지지 부재에 씌워지어 구성되며, 그 위에 상기 각 화상이 전사되는 엔드리스형의 중간 전사체와,

상기 1차 전사 위치에 배치되어 상기 복수개의 상 담지체로부터 순차적으로 컬러 화상을 상기 중간 전사체에 전사하는 1차 전사부와,

2차 전사 위치에 배치되어 상기 중간 전사체로부터 컬러 화상을 기록 매체에 전사하는 2차 전사부와,

상기 2차 전사 위치보다 더욱 기록 매체 이송 하류측에 마련되는 정착 위치에서 기록 매체 상의 컬러 화상을 정착하는 정착부와,

상기 2차 전사 위치와 정착 위치를 통과할 수 있도록 기록 매체를 이송하는 용지 이송부와,

상기 기록 매체를 배출하기 위한 용지 배출구와, 상기 중간 전사체 위쪽에 배치되고 상기 용지 배출구측의 단부가 타단부보다 더 낮도록 적어도 일부가 경사지는 용지 적재면을 구비하는 용지 배출부와,

상기 중간 전사체와 상기 용지 적재면 사이에 대략 상기 용지 적재면의 소정 경사 각도에 따라 배치된, 상기 서로 다른 색의 토너를 각각 수납하는 복수개의 토너 수납부를 구비하고,

상기 중간 전사체의 1차 전사 위치 부분은 화상 형성 장치 본체의 지지 평면으로부터 대략 5도 내지 25도 경사지게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러 화상 형성 장치.
제1항에 있어서,

상기 용지 적재면의 소정 경사 각도와 상기 중간 전사체의 1차 전사 위치 부분의 소정 각도는 대략 동일한 것을 특징으로 하는 컬러 화상 형성 장치.