JP2005165112A

JP2005165112A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2005165112A
Application number: JP2003405895A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Tomita; 健一冨田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-12-04
Filing date: 2003-12-04
Publication date: 2005-06-23

Abstract

【課題】紙送り速度やスキャナ回転数を上げずに、プリントアウト速度を上げる。
【解決手段】２系統の画像形成部と２系統の搬送経路を持ち、画像形成部は２つの搬送経路に挟まれて配置されている。それぞれの搬送路から排紙された紙は共通の排紙トレイに対向する向きで排出される。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザビームプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に関するものである。

従来、シートに画像を形成する第一、第二の画像形成手段と、前記第一、第二の画像形成手段によって形成された画像をシートに定着する第一、第二の定着手段と、前記シートを前記第一、第二の画像形成手段、定着手段へ搬送する、第一、第二の搬送通路を持ち、前記第一の定着手段によって定着されたシートと、前記第二の定着手段によって定着されたシートは、同一のシート排出部に対向する方向から排出される画像記録器が知られている（例えば特許文献１参照。）。

また、シート積載部に積載されたシートの下面に画像を形成する画像形成装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。

また、複数の走査光学装置によって複数の感光体に画像を形成する画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１または特許文献３参照。）。
特公平4-68153号公報特開平5-66621号公報特公平6-85096号公報

近年、画像形成装置は高速化、高精彩化、装置の小型化、低コストを要求されている。特公平4-68153ように複数の走査光学装置によって複数の感光体に画像を形成することで、紙搬送速度を上げなくても、また走査光学装置の速度を上げなくても、印刷された用紙を高速に提供することができる。

しかしながら、特公平4-68153の画像形成装置は、用紙積載部、用紙排出部が側面に突出しており、設置面積が大きかった。また、用紙積載部、用紙排出部の方向が装置の前と後ろに配置されているため、装置の操作性が悪かった。

また、画像を形成する走査光学装置においては、光偏向器を２台用いるため、装置の価格が高くなってしまうという問題があった。

上記目的を達成するため、本出願に係る発明は、シートに画像を形成する第一、第二の画像形成手段と、画像形成前のシートを積載するシート積載手段と、前記第一、第二の画像形成手段によって形成された画像をシートに定着する第一、第二の定着手段と、前記シートを前記第一、第二の画像形成手段、定着手段へ搬送する、第一、第二の搬送通路を持ち、前記第一の定着手段によって定着されたシートと、前記第二の定着手段によって定着されたシートは、同一のシート排出部に排出される画像形成装置において、前記第一、第二の画像形成手段は前記第一の搬送通路と前記第二の搬送通路の間に位置していることを特徴とする。

また、前記第一の画像形成手段は、前記シート積載手段に積載されたシートの下面に画像を形成し、前記第二の画像形成手段は、前記シート積載手段に積載されたシートの上面に画像を形成することを特徴とする。

また、前記第一の定着手段からシート排出部に排出されるシートと前記第二の定着手段からシート排出部に排出されるシートは、異なる高さから排出されることを特徴とする。
また、前記第一の定着手段からシート排出部に排出されるシートと前記第二の定着手段からシート排出部に排出されるシートは、対向する方向から排出されることを特徴とする。

また、前記第一、第二いずれかの定着手段によって定着されたシートが前記シート排出部に排出されている間に、もう一方の定着手段によって定着されたシートは前記シート排出部に排出されることを特徴とする。

また、前記シート積載手段は、前記第一、第二の画像形成手段にシートを供給する第一、第二のシート給送手段に給送されるシートを積載する第一、第二のシート積載部を有することを特徴とする。

また、前記第一もしくは第二の定着手段を通過したシートを他方の画像形成手段に導くシート誘導通路を有することを特徴とする。

また、前記第一、第二の画像形成手段には第一、第二の像担持体が含まれており、該第一、第二の像担持体は、画像形成装置に着脱自在のプロセスカートリッジに一体的に保持されていることを特徴とする。

また、回転多面鏡を備えた光偏向器、走査レンズ、複数の半導体レーザを含み、該半導体レーザから照射されたレーザ光束を前記回転多面鏡の異なる面に入射、偏向走査し、前記光束を前記回転多面鏡に対して対称に配置された２系統の前記走査レンズを経て第一、第二の像担持体に導光する走査光学装置を有する画像形成装置において、前記像担持体は異なるシート搬送通路に配置されていることを特徴とする。

以上説明したように、本出願に係る発明によれば、シートに画像を形成する第一、第二の画像形成手段と、画像形成前のシートを積載するシート積載手段と、前記第一、第二の画像形成手段によって形成された画像をシートに定着する第一、第二の定着手段と、前記シートを前記第一、第二の画像形成手段、定着手段へ搬送する、第一、第二の搬送通路を持ち、前記第一の定着手段によって定着されたシートと前記第二の定着手段によって定着されたシートは同一のシート排出部に排出される画像形成装置において、前記第一、第二の画像形成手段は前記第一の搬送通路と前記第二の搬送通路の間に位置していることで、小型で高速の画像形成装置を提供できる。

また、前記第一の画像形成手段は、前記シート積載手段に積載されたシートの下面に画像を形成し、前記第二の画像形成手段は、前記シート積載手段に積載されたシートの上面に画像を形成することで、小型で高速であり、走査性の良い画像形成装置を提供できる。

また、前記第一の定着手段からシート排出部に排出されるシートと前記第二の定着手段からシート排出部に排出されるシートは、対向する方向から排出されることで、さらに装置の小型化が可能になる。

また、前記第一の定着手段からシート排出部に排出されるシートと前記第二の定着手段からシート排出部に排出されるシートは、異なる高さから排出されることで、排出された用紙の積載性が向上する。

また、前記第一、第二いずれかの定着手段によって定着されたシートが前記シート排出部に排出されている間に、もう一方の定着手段によって定着されたシートは前記シート排出部に排出されることで、高速化が実現できる。

また、前記シート積載手段は、前記第一、第二の画像形成手段にシートを供給する第一、第二のシート給送手段に給送されるシートを積載する第一、第二のシート積載部を有することで、用紙に供給安定性を向上させることができる。

また、前記第一もしくは第二の定着手段を通過したシートを他方の画像形成手段に導くシート誘導通路を有することで、用紙の両面に高速に画像を形成することができる。

また、前記第一、第二の画像形成手段には第一、第二の像担持体が含まれており、該第一、第二の像担持体は、画像形成装置に着脱自在のプロセスカートリッジに一体的に保持されていることで、操作性の向上とコストダウンを実現できる。

また、回転多面鏡を備えた光偏向器、走査レンズ、複数の半導体レーザを含み、該半導体レーザから照射されたレーザ光束を前記回転多面鏡の異なる面に入射、偏向走査し、前記光束を前記回転多面鏡に対して対称に配置された２系統の前記走査レンズを経て第一、第二の像担持体に導光する走査光学装置を有する画像形成装置において、前記像担持体は異なるシート搬送通路に配置されていることで、装置の小型化、コストダウン、低消費電力化、低騒音化が可能になる。

（第1の実施形態）
図１に本発明の第１の実施形態を示す。図１はレーザビームプリンタの側断面図を示している。同図において、１は電子写真感光体である第一の感光ドラムである。２は電子写真感光体である第二の感光ドラムである。第一の感光ドラム１と第二の感光ドラム２はそれぞれ異なる用紙搬送路３、４（図中破線）に配置されている。光源であるレーザスキャナ５は第一の感光ドラム１上にレーザ光L1を照射し、静電潜像を形成する。また、光源であるレーザスキャナ６は第二の感光ドラム２上にレーザ光L２を照射し、静電潜像を形成する。該静電潜像像は、感光ドラム１、２の回転と共に現像器７、８により現像されたトナー像として顕在化された後、転写ローラ９、１０によって紙等の転写材P上に転写される。

一方、紙等の転写材を収納するカセット１１に積載された転写材Pは給送ローラ１２によって取り出され、搬送路切り替え手段１３によって、第一の搬送ローラ１４の方へと搬送される。転写材P1は第一の搬送路３を通って、前述のように第一の感光ドラム１上の静電潜像を転写された後、第一の定着器１８へ送られる。転写材P1は第一の定着器１８によってトナー像の加熱定着を受けた後、排出口２０から排出され、排出トレイ２２上に積載される。転写材P1の搬送経路は図１のようにS字の経路である。

最初に給送ローラ１２によって取り出された転写材P1が搬送路切り替え手段１３を通過した直後に、次の転写材P2が給送ローラ１２によって取り出され、搬送路切り替え手段１３によって、第二の搬送ローラ１５の方へと搬送される。転写材P2は第二の搬送路４を通って、前述のように第二の感光ドラム２上の静電潜像を転写された後、第二の定着器１９へ送られる。転写材P2は第二の定着器１９によってトナー像の加熱定着を受けた後、排出口２１から排出され、排出トレイ２２上に積載される。転写材P2の搬送経路は図１のようにコの字の経路である。転写材P2が搬送路切り替え手段１３を通過した直後に、次の転写材P3（不図示）が給送ローラ１２によって取り出され、搬送路切り替え手段１３によって、第一の搬送ローラ１４の方へと搬送される。以上の動作を繰り返して画像形成を連続的に行っていく。

排出口２０、２１から排出される転写材P1、P2は互いに対向する方向から排出される。そのため、転写材P1、P2は排出トレイ２２上で必ず積載されるように、排出口２０、２１は異なる高さになるように配置されている。

図１のように、２つの画像形成手段にそれぞれ搬送された転写材P1、P2が共通の排出トレイ２２に排出されて積載されることで、複数ページのプリントコマンドがプリンタに与えられたとき、転写材Pの搬送速度を上げなくてもプリント速度を速くすることができる。図１では、搬送路切り替え手段１３から排出口２０までの第一の搬送路３の長さは転写材Pの長さの約２倍であり、搬送路切り替え手段１３から排出口２１までの第二の搬送路４の長さは転写材Pの長さの約1.5倍である。この場合、転写材P1が排出トレイ２２上に完全に排出されたとき、転写材P2は排出口２１から半分排出されている。よって、複数ページのプリントコマンドがプリンタに与えられたとき約1.5倍の速度でプリントされた用紙を排出できる。

転写材Pの搬送速度を上げることでプリント速度を上げた場合、以下の（１）〜（３）に記す欠点がある。

（１）ポリゴンミラーの回転数が上がる
搬送速度を上げたときに同じ解像度を得ようとすると、ポリゴンミラー１０２の回転数を上げなくてはならない。そのとき、ポリゴンミラーの回転振動によって、光学部品が振動し、走査線の位置ずれを発生させてしまう。これによって画像劣化が生じる。

また、ポリゴンミラーの回転軸の軸受に安価なオイル動圧軸受やボールベアリングを用いると、高速回転による発熱のため軸受の寿命が短くなってしまう。

（２）転写材Pの搬送信頼性が落ちる
搬送速度を上げると、転写材Pのわずかな挙動によって、転写材Pを搬送する信頼性が低下する。

（３）定着温度が上がる
搬送速度を上げると、定着器の定着温度を高く設定しなければならない。一定以上の搬送速度になると、特開平4-44075にあるようなオンデマンド型のフィルム定着はフィルムの耐久性や耐熱性が限界を超えてしまう。よって、起動特性に優れ、消費電力の少ないオンデマンド型のフィルム定着器を使用できない。

本実施形態では、転写材Pの搬送速度を上げることなく、プリント速度を上げているので、上記の欠点を解決することができる。

また、排出トレイ２２は、画像形成装置の上部に位置し、画像形成部（レーザスキャナ５、６、感光ドラム１、２）は搬送路３と搬送路４に挟まれて配置されていることで、装置全体の設置面積および体積も従来の特公平4-68153の画像形成装置に比べ大幅に小さくすることができる。

（第２の実施形態）
図２に本発明の第２の実施形態を示す。図２は実施形態１と同様に、レーザビームプリンタの側断面図を示している。実施形態１と同一部材は同一番号で示す。

本実施形態では、用紙搬送路３に給送される転写材P1と用紙搬送路４に給送される転写材P2は別々のカセット３０、３１に収納されている。転写材P3は給送ローラ３２によって給送され、転写材P4は給送ローラ３３によって給送される。この構成であれば、転写材P3の給送中にも転写材P4を給送することができ、転写材P3が排出口２０から排出されるタイミングと、転写材P4が排出口２１から排出されるタイミングを同時にすることができる。よって、複数ページのプリントコマンドがプリンタに与えられたとき約２倍の速度でプリントされた用紙を排出でき、実施形態１よりもさらにプリント速度が向上する。

（第３の実施形態）
図３に本発明の第３の実施形態を示す。図３は実施形態１と同様に、レーザビームプリンタの側断面図を示している。実施形態１、２と同一部材は同一番号で示す。

本実施形態では、カセット３０と３１の間に搬送路４０が設けられている。搬送路４０は第一の定着器１８の排出側から分岐して、カセット３０と３１の間を通過し、第二の搬送ローラ１５の手前で第二の搬送路４と合流する。転写材P3を搬送路４０方向へ導き、第二の搬送路４へ導くことで、転写材の両面に印刷することが可能となる。この搬送経路の場合、用紙をスイッチバックすることなく両面に印刷することができるので、転写材の搬送経路を短くすることができ、高速の両面印刷を実現することができる。

また、本実施形態の搬送経路で両面印刷を行うと、画像先端が表と裏で逆転してしまう。これを解決するには特公平4-68153で延べられているように、裏面の画像形成データを後端側から行う技術を用いれば良い。

（第４の実施形態）
図４、図５に本発明の第４の実施形態を示す。図４は実施形態１と同様に、レーザビームプリンタの側断面図を示している。また、図５は本実施形態の一体型プロセスカートリッジを示す図である。実施形態１、２と同一部材は同一番号で示す。

図４に示すように、感光ドラム１、２、現像器７、８は一体のプロセスカートリッジ５０に保持されている。

図５はプロセスカートリッジの構成を示す断面図である。図示のプロセスカートリッジ５０は、感光ドラム１、２、帯電器６１、６２、現像器７、８及びクリーニング器６３、６４を一体的に組み込んで構成されている。図中の現像器７、８に隣接した空間６５はトナー収容部である。また、クリーニング器６３、６４に隣接した空間６６、６７は回収されたトナーを収容する廃トナー容器である。トナー収容部６５は感光ドラム１、２に対して共通の空間であっても、仕切られていても良い。

このように、一体型のプロセスカートリッジにすることは、部品点数を減らしカートリッジのコストを下げる、使用者にとってカートリッジの交換作業が容易になるという効果がある。

（第５の実施形態）
図６、図７に本発明の第５の実施形態を示す。図６は実施形態１と同様に、レーザビームプリンタの側断面図を示している。また、図７は本実施形態のレーザスキャナを示す図である。実施形態１、２と同一部材は同一番号で示す。

図６に示すように、レーザスキャナ８０は一つのポリゴンミラー１０２で２つのビームを反射して、２方向に出射された走査線を感光ドラム１、２上に走査する。

図７に示すように、半導体レーザ１０１ａ、１０１ｂから出射されたビームはポリゴンミラー１０２によってそれぞれ異なる方向に走査される。ポリゴンミラー１０２によって走査されたビームB1、B2はそれぞれ１枚目の走査レンズ１０３ａ，１０３ｂと2枚目の走査レンズ１０５ａ、１０５ｂを透過し、ビームB1は折り返しミラー１０４ａによって方向を変えられて、感光ドラム１、２上に結像する。このような走査光学系を光学ハウジング１０７に内包している。

このようなレーザスキャナを用いることで、ポリゴンミラー１０２、ポリゴンミラー駆動モータ１０６を減らすことができ、レーザスキャナのコストを低減することができる。また、ポリゴンミラー１０２を回転させたときに発生する騒音を低減することができる。また、ポリゴンミラー１０２を回転させたときに発生する熱を低減しすることで、（１）ポリゴンミラー駆動モータの軸受の耐久性を向上させる、（２）走査レンズ１０３ａ，１０３ｂ、１０５ａ、１０５ｂや光学ハウジング１０７の熱膨張を抑制し光学特性の劣化を防止する、（３）プロセスカートリッジ５０内のトナーの熱による劣化を防止し、安定した画像形成を行う等の効果を得ることができる。

本発明の第１実施形態を示すレーザビームプリンタの側断面図である。本発明の第２実施形態を示すレーザビームプリンタの側断面図である。本発明の第３実施形態を示すレーザビームプリンタの側断面図である。本発明の第４実施形態を示すレーザビームプリンタの側断面図である。本発明の第４実施形態を示す一体型プロセスカートリッジの断面図である。本発明の第５実施形態を示すレーザビームプリンタの側断面図である。本発明の第５実施形態を示す走査光学装置の図である。従来例である特許文献１の図である。従来例である特許文献３の図である。従来例である特許文献２の図である。

符号の説明

１、２感光ドラム
３、４、４０用紙搬送路
５、６、８０レーザスキャナ
１１、３０、３１カセット
１２、３２、３３給送ローラ
１８、１９定着器
２２排紙トレイ
５０プロセスカートリッジ

Claims

シートに画像を形成する第一、第二の画像形成手段と、
画像形成前のシートを積載するシート積載手段と、
前記第一、第二の画像形成手段によって形成された画像をシートに定着する第一、第二の定着手段と、
シートを前記第一、第二の画像形成手段および前記第一、第二の定着手段へ搬送する第一、第二の搬送通路と、有し、
前記第一の定着手段によって定着されたシートと、前記第二の定着手段によって定着されたシートとが同一のシート排出部に排出され、
前記第一、第二の画像形成手段は前記第一の搬送通路と前記第二の搬送通路の間に位置していることを特徴とする画像形成装置。
前記第一の画像形成手段は、前記シート積載手段に積載されたシートの下面に画像を形成し、前記第二の画像形成手段は、前記シート積載手段に積載されたシートの上面に画像を形成することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記第一の定着手段からシート排出部に排出されるシートと前記第二の定着手段からシート排出部に排出されるシートは、対向する方向から排出されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記第一の定着手段からシート排出部に排出されるシートと前記第二の定着手段からシート排出部に排出されるシートは、異なる高さから排出されることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
前記第一、第二いずれかの定着手段によって定着されたシートが前記シート排出部に排出されている間に、もう一方の定着手段によって定着されたシートは前記シート排出部に排出されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
前記シート積載手段は、前記第一、第二の画像形成手段にシートを供給する第一、第二のシート給送手段に給送されるシートを積載する第一、第二のシート積載部を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
前記第一もしくは第二の定着手段を通過したシートを他方の画像形成手段に導くシート誘導通路を有することを特徴とする請求項１〜６記載の画像形成装置。
前記第一、第二の画像形成手段には第一、第二の像担持体が含まれており、該第一、第二の像担持体は、画像形成装置に着脱自在のプロセスカートリッジに一体的に保持されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置。
回転多面鏡を備えた光偏向器、走査レンズ、複数の半導体レーザを含み、該半導体レーザから照射されたレーザ光束を前記回転多面鏡の異なる面に入射、偏向走査し、前記光束を前記回転多面鏡に対して対称に配置された２系統の前記走査レンズを経て第一、第二の像担持体に導光する走査光学装置を有する画像形成装置において、前記像担持体は異なるシート搬送通路に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
前記第一、第二の画像形成部は、回転多面鏡を備えた光偏向器、走査レンズ、複数の半導体レーザを含み、該半導体レーザから照射されたレーザ光束を前記回転多面鏡の異なる面に入射、偏向走査し、前記光束を前記回転多面鏡に対して対称に配置された２系統の前記走査レンズを経て第一、第二の像担持体に導光する走査光学装置を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の画像形成装置。