JP2005128087A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 装置を構成する主要構成要素のレイアウトを改良することによって従来のレイアウトで生じていた各課題を解消することが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】 画像形成装置の主要構成要素のレイアウトとして、上から排紙部Ｄ、印刷部Ｂ、光学部Ｃ、給紙部Ａの順で配置する。これにより、給紙部Ａから印刷部Ｂまでの距離を確保して、給紙部Ａから搬送路Ｅへの記録用紙排出経路の曲率半径を大きくする。また、印刷部Ｂの近傍に配置される定着装置Ｆの上側に光学部Ｃが存在しないため、定着装置Ｆからの放熱による光学部Ｃへの熱害を回避できる。更に、中間転写ベルト７上でフルカラーの合成像が完成した直後に記録媒体への画像転写を開始することが可能になり、高速印刷を行うことが可能になる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、中間転写体を備えた中間転写方式の画像形成装置に係る。特に、本発明は、この種の画像形成装置の構成要素である給紙部、光学部、印刷部、排紙部のレイアウトの改良に関する。

従来より、カラープリンタなど電子写真方式のカラー画像形成装置においては、複数の現像装置を備え、各現像装置によってそれぞれ異なる色の可視画像（トナー像）を形成し、これらトナー像を最終的に同一の記録用紙に重ねて転写する構成となっている。

そして、この種のカラー画像形成装置の一形態として、中間転写ベルトを用いる方式（一般に中間転写方式と呼ばれる）が知られている。この中間転写方式は、各色毎の現像装置を備え、それぞれにおいて、異なる色成分に分解して得た光像を各色の静電潜像として感光体ドラム上に形成し、この静電潜像を現像して各色のトナー像を得る。その上で、各トナー像を中間転写ベルト上の同一エリアに重ね合わせて一次転写し、中間転写ベルト上にフルカラーの合成像を得た後に、その合成像を記録用紙に一括して二次転写するようになっている。また、モノクロ画像の形成時には、黒画像に対応する現像装置のみを使用して上記中間転写ベルト上に黒色トナー像を一次転写し、その黒色トナー像を記録用紙に二次転写することになる。

このように、この種のカラー画像形成装置では、中間転写ベルトの１周回毎に１画像以上の画像形成動作を行うことができ、高速印刷が可能となって、単位時間当たりにおける画像形成枚数を増加させることができる。この種の画像形成装置を開示するものとしては、例えば下記の特許文献１、２が知られている。

このような中間転写方式を採用した従来の画像形成装置について以下に説明する。図６は、従来の画像形成装置における主要構成要素のレイアウトを示す概略図である。この画像形成装置は、給紙部Ａ、印刷部Ｂ、光学部Ｃ、排紙部Ｄを主要構成要素として構成されている。給紙部Ａは、記録用紙を収容した用紙カセットを備えている。光学部Ｃは、画像情報に基づいたレーザ光を印刷部Ｂの感光体ドラムに照射してこの感光体ドラム上に静電潜像を形成するためのレーザスキャニングユニットを備えている。印刷部Ｂは、感光体ドラムに形成された静電潜像をトナーにより可視像に現像する現像ユニットを備えていると共にこのトナー像が一次転写される中間転写ベルト及びこの一次転写像を記録用紙に二次転写するための二次転写ローラを備えている。排紙部Ｄは、画像形成が行われた記録用紙が排出される排紙トレイを備えている。

近年では、給紙部Ａを画像形成装置の下部に、排紙部Ｄを画像形成装置の上部にそれぞれ配置して、排紙部（排紙トレイ）が装置の側方に突出しないようにすることで、装置の設置スペースの縮小化を図るものが開発されつつある。そして、上記各主要構成要素のレイアウトとしては、図６に示すように、上から排紙部Ｄ、光学部Ｃ、印刷部Ｂ、給紙部Ａの順で配置されており、記録用紙の搬送路Ｅとしては、装置内の側部において給紙部Ａから排紙部Ｄに亘って鉛直方向に延びている。また、この搬送路Ｅの途中であって印刷部Ｂの近傍位置には、この印刷部Ｂにおいて記録用紙に転写されたトナー像を加熱定着させるための定着装置Ｆが配設されている。
特開平４−１９５１７５号公報 特開平９−２８１８５０号公報

ところで、上述の如く各構成要素をレイアウトした従来の画像形成装置にあっては、以下に述べる各課題があった。

−給紙部Ａから搬送路Ｅへの記録用紙排出形態−
図７は、従来の画像形成装置における給紙部Ａから搬送経路Ｅへの記録用紙排出部分を示す概略構成図である。この図に示すように、従来の画像形成装置にあっては、給紙部Ａの用紙カセットａの上側に印刷部Ｂの中間転写ベルトｂが配設されており、画像形成装置の高さ寸法の制約から、この用紙カセットａと中間転写ベルトｂとが近接して配置されている。一般に用紙カセットａからは水平方向に記録用紙が排出されるのに対し搬送路Ｅは鉛直上方に延びている。そして、記録用紙が印刷部Ｂに達するときの記録用紙の姿勢としては鉛直方向に平面状に延びた姿勢であることが良好な転写動作を行う上で好ましい。これらの制約があるため、給紙部Ａの用紙カセットａから水平方向に排出された記録用紙は、小さな曲率半径の搬送路を経て鉛直上方に搬送されることになる。つまり、局部的に記録用紙が大きく屈曲されてしまう領域（図７における領域Ｅ１）が発生することになり、この部分で用紙ジャムが発生したり、記録用紙にダメージを与えてしまう虞がある。尚、図７におけるｃは感光体ドラムであり、ｄは二次転写用のローラである。

−定着装置からの放熱の影響−
図８は、従来の画像形成装置における光学部（光学ユニット）Ｃ、印刷部Ｂ及び定着装置Ｆの配設状態を示す概略構成図である。この図に示すように、従来の画像形成装置にあっては、印刷部Ｂの上方であって光学部Ｃに近接した位置に定着装置Ｆが配設されていた。この定着装置Ｆには、記録用紙上に転写されたトナーを加熱定着するための高温の加熱ローラｅが収容されている。このため、この定着装置Ｆから拡散される熱は、その周囲の部品、特に上方に位置する部品に伝達されることになる。そして、この定着装置Ｆの上方には上記光学部Ｃが存在しており、この光学部Ｃを構成する各種光学系部品が加熱されてしまうことになる。その結果、これら部品が熱膨張し、例えば回転多面鏡とＦθレンズとの相対位置関係や回転多面鏡とレーザ光源との相対位置関係が変化してしまう虞がある。このように、光学部品相互の位置関係が変化してしまうと、感光体ドラムｃ上への光ビームのスポット径として所望の径が得られなかったり、Ｆθ特性が変化したりして、形成される静電潜像の画質の悪化を招いてしまうことになる。

−ファースト印刷の遅れ−
図９は、従来の画像形成装置における印刷部Ｂを示す概略構成図である。この図に示すように、従来の画像形成装置にあっては、光学部Ｃが印刷部Ｂの上方に位置しているため、光学部Ｃは各感光体ドラムｃ，ｃ，…の上側からレーザ光を照射することになる。そのため、感光体ドラムｃ及び現像ユニットｆは中間転写ベルトｂの上側に配置される。そして、記録用紙は、鉛直方向に延びる搬送路を上方に向けて（給紙部Ａから排紙部Ｄに向けて）搬送されながら、その途中で中間転写ベルトｂと二次転写ローラｄとの間を通過して画像転写が行われるため、中間転写ベルトｂの走行方向としては、この記録用紙を上方に向けて搬送する方向（図９における矢印Ｉ）となっている。このような構成の場合、フルカラーの合成像は中間転写ベルトｂ上の図中Ｘ点で完成し、この合成像は中間転写ベルトｂに走行に伴って二次転写ローラｄの配設位置（図中Ｙ点）まで搬送された時点で記録用紙に転写されることになる。つまり、フルカラーの合成像が完成した後、図中の距離αのベルト走行が行われた後でなければ記録用紙への画像転写が開始されないことになる。このため、特に、印刷ジョブの第１枚目の記録用紙に対する画像形成動作に長い時間を要してしまい。高速印刷を行うには限界があった。また、完成したフルカラーの合成像が上記距離αを移動する間に外部環境（装置内の熱や水分や振動など）の影響を受けて画質の劣化を招いてしまう可能性があるため、このフルカラーの合成像の完成後には迅速に記録用紙への転写動作が行われることが好ましい。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、装置を構成する主要構成要素のレイアウトを改良することによって上記の各課題を解消することが可能な画像形成装置を提供することにある。

−発明の概要−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決手段は、画像形成装置の主要構成要素のレイアウトとして、上から排紙部、印刷部、光学部、給紙部の順で配置させた。これにより、給紙部から印刷部までの距離を確保できて、給紙部から搬送路への記録用紙排出経路の曲率半径を大きくできる。また、印刷部の近傍に配置される定着装置の上側に光学部が存在しないため、定着装置からの放熱による光学部への熱害を回避できる。更に、中間転写ベルト上でフルカラーの合成像が完成した直後に記録媒体への画像転写を開始することができる。

−解決手段−
具体的に、本発明は、記録媒体を収容した給紙部、画像情報に基づいたレーザ光を印刷部の感光体に照射してこの感光体上に静電潜像を形成するための光学部、感光体に形成された静電潜像を顕像化物質により可視像に現像すると共にこの可視像を中間転写ベルトに一次転写した後にこの一次転写画像を記録媒体に二次転写する印刷部、画像形成が行われた記録用紙が排出される排紙部を備えた画像形成装置を前提とする。この画像形成装置に対し、装置上側から排紙部、印刷部、光学部、給紙部の順でレイアウトしている。

このレイアウトにより、給紙部の上側に光学部が配設され、更にその上側に印刷部が配設される。つまり、給紙部と印刷部との間に光学部が存在しているため、給紙部から印刷部までの距離が長く取れ、給紙部から水平方向に排出された記録用紙を比較的大きな曲率半径の搬送路を搬送して印刷部まで案内することができる（図３参照）。つまり、局部的に記録用紙が大きく屈曲されてしまう領域は生じなくなり、用紙ジャムの発生頻度を低減でき、且つ記録用紙にダメージを与えてしまうこともない。

また、印刷部の上方であって排紙部に近接した位置に定着装置が配設されることになる。つまり、光学部は印刷部の下方に配置されるため定着装置から離れた位置に配設することができる。そして、定着装置から拡散される熱は、その周囲の部品、特に上方に位置する部品に伝達されることになるが、この定着装置の上方位置には排紙部が存在するのみであり、光学部が定着装置からの熱害を受けることがなくなって、良好な画像品質を確保することができる（図４参照）。

更に、光学部が印刷部の下方に位置しており、感光体や現像装置も中間転写ベルトの下側に配置される。このため、中間転写ベルト上にフルカラーの合成像が完成した後、比較的短い距離のベルト走行が行われた後に記録媒体への画像転写が開始されることになる（図５参照）。このため、印刷ジョブの第１枚目の記録用紙に対する画像形成動作を短時間で開始させることができ、高速印刷を行うことが可能になる。また、完成したフルカラーの合成像の移動時間が短いため、外部環境（装置内の熱や水分や振動など）の影響を受ける可能性は極めて低く、外部環境の影響による画質の劣化を招くこともない。

本発明に係る画像形成装置の各部の具体構成としては以下のものが掲げられる。先ず、装置内部に、給紙部から排紙部に向かって鉛直上方に延びる搬送路を設けている。つまり、給紙部から取り出された記録媒体は、搬送路に沿って上方に搬送され、光学部の側方を通過して印刷部で画像の二次転写が行われ、その後、画像定着が行われて排紙部に排紙されることになる。

また、排紙部に、画像形成が行われた記録媒体が排出される排紙トレイ、画像形成動作のＪＯＢ毎に記録媒体の排出位置を変更するＪＯＢセパレータを備えさせる。また、搬送路に、両面画像形成の要求時に片面に画像形成が行われた記録媒体を反転させて印字部に再度供給するスイッチバック搬送路を備えさせる。これにより、複数ＪＯＢを受けた際に画像形成された各ＪＯＢ毎の印刷物の仕分けが容易になる。また、両面印刷要求にも対応可能となる。

印刷部の具体構成としては以下のものが掲げられる。つまり、印刷部に、カラー画像及びモノクロ画像が選択的に形成可能な感光体と、顕像化物質の収納及び現像を行う現像装置と、上記感光体上の画像が一次転写される無端ベルトで成る中間転写ベルトと、この中間転写ベルト上の一次転写画像を記録媒体に二次転写するための転写ユニットとを備えさせる。そして、この二次転写された可視像が定着装置によって記録媒体上に定着される構成となっている。

光学部の具体構成としては以下のものが掲げられる。つまり、光学部が、入力された画像情報を各色相に分解して各色相の画像情報を１つの多面回転ミラーを用いて各色相毎に個別に感光体に光照射する構成としている。また、この光学部は印刷部の下側に配置されているため、光学部から感光体に照射される各色相毎の光は、感光体の下方から照射されることになる。このように一つの多面回転ミラーによって各色相毎の光を感光体に照射することを可能にしているため、光学部の構成の簡素化及びコンパクト化により、装置全体としての小型化を図ることができる。

更に、記録媒体に転写された二次転写画像を加熱定着させるための定着装置が、印刷部と排紙部との間の搬送路に設けられている。つまり、上述した如く、定着装置の上方には排紙部が存在するのみであり、光学部が定着装置からの熱害を受けることがなくなり、良好な画像品質を確保することが可能になる。

また、上記スイッチバック搬送路は、装置内部の側壁近傍に配設されている。これにより、装置のコンパクト化を維持しながらも両面印刷要求に対応可能な画像形成装置を提供できる。

本発明では、画像形成装置の主要構成要素のレイアウトとして、上から排紙部、印刷部、光学部、給紙部の順で配置させている。これにより、給紙部から印刷部までの距離を確保でき、給紙部から搬送路への記録用紙排出経路の曲率半径を大きくできて、用紙ジャムの発生頻度の低減及び記録用紙へのダメージの回避が可能になる。また、印刷部の近傍に配置される定着装置の上側に光学部が存在しないため、定着装置からの放熱による光学部への熱害を回避でき、良好な画像品質を確保することができる。更に、中間転写ベルト上でフルカラーの合成像が完成した直後に記録媒体への画像転写を開始することができるため、印刷ジョブの第１枚目の記録媒体に対する画像形成動作を短時間で開始させることができて高速印刷が可能になる。また、完成したフルカラーの合成像の移動時間が短いため、外部環境（装置内の熱や水分や振動など）の影響を受ける可能性は極めて低く、外部環境の影響による画質の劣化を招くこともなくなる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本形態ではカラープリンタに本発明を適用した場合について説明する。

図１は本形態に係る画像形成装置の内部構成の概略を示している。本画像形成装置は、外部（例えばパーソナルコンピュータ等の端末機器）から伝達された画像データに応じて、所定のシート（記録用紙）に対して多色（フルカラー）画像や単色（モノクロ）画像を形成するものである。そして、図示するように、本画像形成装置は、露光ユニット１、現像装置２（２ａ〜２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ〜３ｄ）、帯電器５（５ａ〜５ｄ）、クリーナユニット４（４ａ〜４ｄ）、中間転写ベルトユニット８、定着装置Ｆ、用紙搬送路Ｅ、給紙カセット１０、排紙トレイ１５等を備えて構成されている。そして、上記露光ユニット１が本発明でいう光学部Ｃを構成し、給紙カセット１０が本発明でいう給紙部Ａを構成し、現像装置２（２ａ〜２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ〜３ｄ）、帯電器５（５ａ〜５ｄ）、クリーナユニット４（４ａ〜４ｄ）、中間転写ベルトユニット８が本発明でいう印刷部Ｂを構成し、排紙トレイ１５が本発明でいう排紙部Ａを構成している。

なお、本画像形成装置において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、現像装置２（２ａ〜２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ〜３ｄ）、帯電器５（５ａ〜５ｄ）、クリーナユニット４（４ａ〜４ｄ）は、各色に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、図１では、それぞれａがブラックに、ｂがシアンに、ｃがマゼンタに、ｄがイエローに設定され、４つの画像ステーションを構成している。

感光体ドラム３は、本画像形成装置の上部に配置（装着）され、後述する如く露光ユニット１からのレーザ光の照射によって画像データに応じた静電潜像が形成されるようになっている。

帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、図１に示すように接触タイプのローラ型やブラシ型の帯電器のほか、チャージャー型の帯電器が用いられることもある。

露光ユニット１は、レーザ照射部１Ａおよび反射ミラー１２，１２，…を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）で構成されている。上記レーザ照射部１Ａは、受信した画像データに基づいた各色相毎のレーザ光を照射するものである。そのほかに、発光素子をアレイ状に並べた例えばＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いる手法もある。そして、この露光ユニット１は、帯電された感光体ドラム３を、入力された画像データに応じて露光することにより、感光体ドラム表面に、画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有している。

現像装置２はそれぞれの感光体ドラム３上に形成された静電潜像を各色（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）のトナーにより顕像化するものである。

クリーナユニット４は、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを、除去・回収するものである。

感光体ドラム３の上方に配置されている中間転写ベルトユニット８は、中間転写ベルト７、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルトテンション機構７３、中間転写ベルト従動ローラ７２、１次転写ローラとしての中間転写ローラ６（６ａ〜６ｄ）、および中間転写ベルトクリーニングユニット９を備えている。

中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルトテンション機構７３、中間転写ローラ６、中間転写ベルト従動ローラ７２は、中間転写ベルト７が架け渡され、中間転写ベルト駆動ローラ７１の回転駆動に伴って中間転写ベルト７を矢印Ｉ方向に走行させるものである。

中間転写ローラ６は、上記中間転写ベルトテンション機構７３におけるローラ取付部に回転可能に支持されている。これにより、これら中間転写ローラ６ａ〜６ｄは、各感光体ドラム３に対向する中間転写ベルト７の内面側に回転可能に配設された状態となっており、また、感光体ドラム３のトナー像を、中間転写ベルト７上に転写するための転写バイアスが与えられている。

中間転写ベルト７は、それぞれの感光体ドラム３に接触可能に設けられている。そして、感光体ドラム３に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト７に順次重ねて転写することによって、中間転写ベルト７上にカラーのトナー像（多色トナーの合成像）が形成されるようになっている。尚、この中間転写ベルト７は、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。

感光体ドラム３から中間転写ベルト７へのトナー像の転写は、中間転写ベルト７の裏側（内面側）に接触している中間転写ローラ６によって行われる。つまり、中間転写ローラ６には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。中間転写ローラ６は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとし、その表面は、導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により覆われているローラである。この導電性の弾性材により、中間転写ベルト７に対して均一に高電圧を印加することができる。本実施例では転写電極としてローラ形状のものを使用しているが、それ以外にブラシなども用いることが可能である。

上述のように各感光体３ａ〜３ｄ上で各色相に応じて顕像化されたトナー像は中間転写ベルト７上で積層され、装置に入力された画像情報となる。このように、積層された画像情報（多色トナーの合成像）は、中間転写ベルト７の走行によって、後述の用紙と中間転写ベルト７との接触位置に配置される転写ユニットを構成する転写ローラ１１によって用紙上に転写される。

この時、中間転写ベルト７と転写ローラ１１とは所定ニップで圧接されると共に、転写ローラ１１にはトナーを用紙に転写させるための電圧が印加される（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）。さらに、転写ローラ１１は上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ１１もしくは上記中間転写ベルト駆動ローラ７１の何れか一方を硬質材料（金属等）とし、他方を弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラ、または発泡性樹脂ローラ等）としている。

また、上記のように、感光体ドラム３との接触により中間転写ベルト７に付着したトナー、若しくは、転写ローラ１１によって用紙上に転写が行われず中間転写ベルト７上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット９によって除去・回収されるようになっている。この中間転写ベルトクリーニングユニット９には、中間転写ベルト７に接触する例えばクリーニング部材としてクリーニングブレード９１が備えられており、このクリーニングブレード９１が接触する中間転写ベルト７に対して、裏側から中間転写ベルト従動ローラ７２で支持されている。そして、このクリーニングブレード９１によって回収された残留トナーは、クリーニングブレード９１の下方に設置された収納部９２へ落下し蓄積されることになる。

給紙カセット１０は、画像形成に使用するシート（記録用紙）を収容しておくためのカセットであり、本画像形成装置の最下部、つまり露光ユニット１の下側に設けられている。また、本画像形成装置の上部に設けられている排紙トレイ１５は、印刷済みのシートをフェイスダウンで載置するためのトレイである。

また、本画像形成装置には、給紙カセット１０のシートを転写ローラ１１や定着装置Ｆを経由させて排紙トレイ１５に送るための用紙搬送路Ｅが設けられている。この用紙搬送路Ｅは、給紙カセット１０の排紙部から排紙トレイ１５に向けて略鉛直方向に延びている。さらに、給紙カセット１０から排紙トレイ１５までの用紙搬送路Ｅには、ピックアップローラ１６（１６−１），レジストローラ１４、転写ローラ１１、定着装置Ｆ、シートを搬送する搬送ローラ２５（２５−１，２５−２，２５−３）等が配設されている。

搬送ローラ２５は、シートの搬送を促進・補助するための小型のローラであり、用紙搬送路Ｅに沿って複数設けられている。ピックアップローラ１６は、給紙カセット１０の端部に備えられ、給紙カセット１０から、シートを１枚ずつ用紙搬送路Ｅに供給する呼び込みローラである。

また、レジストローラ１４は、用紙搬送路Ｅを搬送されているシートを一旦保持するものである。そして、中間転写ベルト７上のトナー像の先端とシートの先端を合わせるタイミングでシートを転写部（転写ローラ１１と中間転写ベルト駆動ローラ７１との間のニップ部）に搬送する機能を有している。

定着装置Ｆは、ヒートローラ３１，加圧ローラ３２等を備えており、これらヒートローラ３１及び加圧ローラ３２は、シートを挟んで回転するようになっている。また、ヒートローラ３１は、図示しない温度検出器からの信号に基づいて制御部によって所定の定着温度となるように設定されており、加圧ローラ３２とともにシートを熱圧着することにより、シートに転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、シートに対して熱定着させる機能を有している。

なお、多色トナー像の定着後のシートは、搬送ローラ２５…によって用紙搬送路Ｅを搬送され、多色トナー像を下側に向けて排紙トレイ１５上に排出されるようになっている。

次に、シート搬送経路を詳細に説明する。本画像形成装置には予めシートを収納する給紙カセット１０が配置されると共に、ユーザが少数枚の印字を行う時に上記給紙カセット１０の開閉動作を行わなくても良い手差しトレイ２０が配置されている。

両給紙方法には、各々ピックアップローラ１６（１６−１，１６−２）が配置され、１枚ずつを搬送路に導くようになっている。

給紙カセット１０から搬送されるシートは搬送路中の搬送ローラ２５−１によってレジストローラ１４まで搬送され、シートの先端と中間転写ベルト７上の画像情報の先端を整合するタイミングで転写ローラ１１に搬送され、シート上に画像情報が書き込まれる。その後、シートは定着装置Ｆを通過することによってシート上の未定着トナーが熱で溶融・固着され、搬送ローラ２５−２を経て排紙ローラ２５−３から排紙トレイ１５上に排出される（片面印字要求の時）。

他方、手差しトレイ２０に積載されるシートはピックアップローラ１６−２によって給紙され、複数の搬送ローラ（２５−６、２５−５、２５−４）を経てレジストローラ１４に到達し、それ以降は給紙カセット１０から給紙されるシートと同様の経過を経て排紙トレイ１５に排出される（片面印字要求の時）。

この時、印字要求内容が両面印字要求の場合には、上記のように片面印字が終了し定着装置Ｆを通過したシートの後端が上記排紙ローラ２５−３でチャックされ、排紙ローラ２５−３が逆回転することによって、搬送ローラ（２５−７、２５−８）を備えたスイッチバック搬送路Ｅ１に導かれた後、レジストローラ１４を経て裏面印字が行われ、その後に排紙トレイ１５に排出されることになる。

そして、実際の画像形成動作時にあっては、中間転写ベルト７と感光体ドラム３との接触による感光体ドラム３の劣化等を軽減するために、印字要求に応じて中間転写ローラ６を中間転写ベルト７に対して接離する方向に移動させ、その移動に伴い中間転写ベルト７と感光体ドラム３との離接が可能となっている。

つまり、印字要求としてはカラーモードとモノクロモードとがあり、カラーモード時は、各中間転写ローラ６（６ａ〜６ｄ）が中間転写ベルト７の裏面に接触するように移動し、これによって、中間転写ベルト７の表面と各感光体ドラム３（３ａ〜３ｄ）とが接触して各色相のトナー像を中間転写ベルト７に一次転写可能な状態となる。一方、モノクロモード時は、黒画像形成用の中間転写ローラ６ａのみが中間転写ベルト７の裏面に接触するように移動し、これによって、中間転写ベルト７の表面と黒画像形成用の感光体ドラム３ａとが接触して黒色トナー像を中間転写ベルト７に一次転写可能な状態となる。

図２は、上述した本実施形態に係る画像形成装置における主要構成要素である排紙部Ｄ、印刷部Ｂ、光学部Ｃ、給紙部Ａのレイアウトを示す概略図である。この図２に示すように、本画像形成装置では、上から排紙部Ｄ、印刷部Ｂ、光学部Ｃ、給紙部Ａの順で配置されており、記録用紙の搬送路Ｅとしては、装置内の側部において給紙部Ａから排紙部Ｄに亘って鉛直方向に延びている。また、この搬送路Ｅの途中であって印刷部Ｂの近傍位置で且つ排紙部Ｄの側方には、印刷部Ｂにおいて記録用紙に転写されたトナー像を加熱定着させるための定着装置Ｆが配設されている。

以下に、上述の如く構成された本実施形態に係る画像形成装置の効果について説明する。

−給紙部Ａから搬送路Ｅへの記録用紙排出形態−
図３は、本実施形態に係る画像形成装置における給紙部Ａから搬送経路Ｅへの記録用紙排出部分を示す概略構成図である。この図に示すように、本画像形成装置にあっては、給紙部Ａの給紙カセット１０の上側に光学部（光学ユニット）Ｃが配設され、更にその上側に印刷部Ｂの中間転写ベルト７が配設されている。上述した如く、給紙カセット１０からは水平方向に記録用紙が排出されるのに対し搬送路Ｅは鉛直上方に延びている。そして、記録用紙が印刷部Ｂに達するときの記録用紙の姿勢としては鉛直方向に平面状に延びた姿勢であることが良好な転写動作を行う上で好ましいが、本画像形成装置にあっては、この給紙部Ａと印刷部Ｂとの間に光学部Ｃが配設されているため、給紙部Ａの給紙カセット１０から水平方向に排出された記録用紙は、比較的大きな曲率半径の搬送路を経て鉛直上方に搬送させることができる。つまり、局部的に記録用紙が大きく屈曲されてしまう領域は生じなくなり、用紙ジャムの発生頻度を低減でき、且つ記録用紙にダメージを与えてしまうこともない。

従来では、図７に示すように、給紙部Ａの直ぐ上側に印刷部Ｂが配設されていたため、給紙部Ａの用紙カセットａから水平方向に排出された記録用紙は、小さな曲率半径の搬送路を経て鉛直上方に搬送されることになり、用紙ジャムが発生したり、記録用紙にダメージを与えてしまう虞があった。本実施形態によれば、これらの不具合を回避することができる。

−定着装置からの放熱の影響−
図４は、本実施形態に係る画像形成装置における光学部（光学ユニット）Ｃ、印刷部Ｂ及び定着装置Ｆの配設状態を示す概略構成図である。この図に示すように、本画像形成装置にあっては、印刷部Ｂの上方であって排紙部Ｄに近接した位置に定着装置Ｆが配設されている。つまり、光学部Ｃは印刷部Ｂの下方に配置されているため定着装置Ｆから離れた位置に配設されていることになる。そして、定着装置Ｆから拡散される熱は、その周囲の部品、特に上方に位置する部品に伝達されることになるが、この定着装置Ｆの上方位置には排紙部Ｄが存在するのみであり、この排紙部Ｄが定着装置Ｆからの熱を受けたとしても記録用紙に形成される画像の品質に影響を与えることはない。

従来では、図８に示すように、定着装置Ｆの上方には上記光学部Ｃが存在しており、この光学部Ｃを構成する各種光学系部品が加熱されてしまうことになり、これら部品が熱膨張し、回転多面鏡とＦθレンズとの相対位置関係や回転多面鏡とレーザ光源との相対位置関係が変化してしまって、画像の品質に悪影響を与えていた。本実施形態によれば、この不具合を回避することができる。

−ファースト印刷の遅れ−
図５は、本実施形態に係る画像形成装置における印刷部Ｂを示す概略構成図である。この図に示すように、本画像形成装置にあっては、光学部Ｃが印刷部Ｂの下方に位置しているため、光学部Ｃは各感光体ドラム３の下側からレーザ光を照射することになる。そのため、感光体ドラム３及び現像装置２は中間転写ベルト７の下側に配置される。そして、記録用紙は、鉛直方向に延びる搬送路を上方に向けて（給紙部Ａから排紙部Ｄに向けて）搬送されながら、その途中で中間転写ベルト７と転写ローラ１１との間を通過して画像転写が行われるため、中間転写ベルト７の走行方向としては、この記録用紙を上方に向けて搬送する方向（図５における矢印Ｉ）となっている。このため、フルカラーの合成像は中間転写ベルト７上の図中Ｚ点で完成し、この合成像は中間転写ベルト７に走行に伴って転写ローラ１１の配設位置（図中Ｙ点）まで搬送された時点で記録用紙に転写されることになる。つまり、フルカラーの合成像が完成した後、図中の距離βといった比較的短い距離のベルト走行が行われた後に記録用紙への画像転写が開始されることになる。このため、特に、印刷ジョブの第１枚目の記録用紙に対する画像形成動作を短時間で開始させることができ、高速印刷を行うことが可能になる。また、完成したフルカラーの合成像が上記距離βを移動する間に外部環境（装置内の熱や水分や振動など）の影響を受ける可能性は極めて低いため、外部環境の影響による画質の劣化を招くこともない。

従来では、図９に示すように、光学部Ｃが印刷部Ｂの上方に位置しているため、フルカラーの合成像が完成した後、図中の距離αのベルト走行が行われた後でなければ記録用紙への画像転写が開始されなかった。このため、印刷ジョブの第１枚目の記録用紙に対する画像形成動作に長い時間を要してしまい。また、完成したフルカラーの合成像が上記距離αを移動する間に外部環境（装置内の熱や水分や振動など）の影響を受けて画質の劣化を招いてしまう可能性があった。本実施形態によれば、この不具合を回避することができる。

−その他の実施例−
以上説明した各実施例は、カラープリンタとして構成された画像形成装置に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、カラー複写機として構成された画像形成装置や、複数の機能を備えた複合機として構成された画像形成装置にも適用可能である。

また、上述した実施形態では、排紙部Ｄとしては、一つの排紙トレイ１５のみを備える構成としたが、図１に仮想線で示す如く、画像形成動作のＪＯＢ毎に記録用紙の排出位置を変更するＪＯＢセパレータ１５Ａを備えさせるようにしてもよい。これにより、複数ＪＯＢを略同時に受けた際に画像形成された各ＪＯＢ毎の印刷物の仕分けが容易になる。

実施形態に係る画像形成装置の内部構成を示す図である。 実施形態に係る画像形成装置における排紙部、印刷部、光学部、給紙部のレイアウトを示す概略図である。 実施形態に係る画像形成装置における給紙部から搬送経路への記録用紙排出部分を示す概略構成図である。 実施形態に係る画像形成装置における光学部、印刷部及び定着装置の配設状態を示す概略構成図である。 実施形態に係る画像形成装置における印刷部を示す概略構成図である。 従来の画像形成装置を示す図２相当図である。 従来の画像形成装置を示す図３相当図である。 従来の画像形成装置を示す図４相当図である。 従来の画像形成装置を示す図５相当図である。

符号の説明

Ａ 給紙部
Ｂ 印刷部
Ｃ 光学部
Ｄ 排紙部
Ｅ 搬送路
Ｆ 定着装置
２ 現像装置
３ 感光体ドラム（感光体）
１５ 排紙トレイ
７ 中間転写ベルト
１１ 転写ローラ（転写ユニット）

Claims (8)

1. 記録媒体を収容した給紙部、
   画像情報に基づいたレーザ光を印刷部の感光体に照射してこの感光体上に静電潜像を形成するための光学部、
   感光体に形成された静電潜像を顕像化物質により可視像に現像すると共にこの可視像を中間転写ベルトに一次転写した後にこの一次転写画像を記録媒体に二次転写する印刷部、
   画像形成が行われた記録用紙が排出される排紙部、
   を備えた画像形成装置において、
   装置上側から排紙部、印刷部、光学部、給紙部の順でレイアウトされていることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   装置内部には、給紙部から排紙部に向かって鉛直上方に延びる搬送路が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２記載の画像形成装置において、
   排紙部は、画像形成が行われた記録媒体が排出される排紙トレイ、画像形成動作のＪＯＢ毎に記録媒体の排出位置を変更するＪＯＢセパレータを備えており、搬送路は、両面画像形成の要求時に片面に画像形成が行われた記録媒体を反転させて印字部に再度供給するスイッチバック搬送路を備えていることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１〜３のうち何れか一つに記載の画像形成装置において、
   印刷部は、カラー画像及びモノクロ画像が選択的に形成可能な感光体と、顕像化物質の収納及び現像を行う現像装置と、上記感光体上の画像が一次転写される無端ベルトで成る中間転写ベルトと、この中間転写ベルト上の一次転写画像を記録媒体に二次転写するための転写ユニットとを備えており、この二次転写された可視像が定着装置によって記録媒体上に定着されるよう構成されていることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１〜４のうち何れか一つに記載の画像形成装置において、
   光学部は、入力された画像情報を各色相に分解して各色相の画像情報を１つの多面回転ミラーを用いて各色相毎に個別に感光体に光照射するよう構成されていることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項５記載の画像形成装置において、
   光学部から感光体に照射される各色相毎の光は、感光体の下方から照射されるよう構成されていることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１〜６のうち何れか一つに記載の画像形成装置において、
   記録媒体に転写された二次転写画像を加熱定着させるための定着装置は、印刷部と排紙部との間の搬送路に設けられていることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項３記載の画像形成装置において、
   スイッチバック搬送路は、装置内部の側壁近傍に配設されていることを特徴とする画像形成装置。

Images