JP2006010769A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 装置全体の小型化が容易で、プロセスユニットに関するメンテナンス性も優れた画像形成装置の提供。
【解決手段】 本実施の形態のカラーレーザプリンタでは、スキャナユニット２１及びプロセスカートリッジ３１を交互に配設し、かつ、それらを上端が正面方向に倒れる方向に傾斜して配設している。このため、装置の高さを抑えて、小型化することができる。また、プロセスカートリッジ３１は、上記のように正面方向に傾斜した方向に沿って着脱可能とされているため、その着脱が容易となる。更に、ベルト１６は正面側が高くなるように傾斜して配設されているので、装置を一層小型化することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、被記録媒体に画像を形成する画像形成装置に関し、詳しくは、スキャナユニットとプロセスユニットの組を複数備え、更に、現像剤像の担持または被記録媒体の搬送を行う画像形成用ベルトを備えた画像形成装置に関する。

従来より、現像剤像の担持または被記録媒体の搬送を行う画像形成用ベルトと、該画像形成用ベルトに対向して色毎に設けられた複数の感光体ドラムと、該各感光体ドラム毎に設けられ、その感光体ドラム表面を露光走査する複数のスキャナユニットと、それぞれが上記感光体ドラムのいずれかを備え、その感光体ドラム表面に上記露光走査によって形成された静電潜像を、上記対応する色の現像剤を付着させることによって現像する複数のプロセスユニットと、該各プロセスユニットによって上記各感光体ドラム表面に形成された現像剤像を上記画像形成用ベルトまたはその画像形成用ベルトによって搬送される上記被記録媒体に転写する転写手段と、を備えた画像形成装置が考えられている。

例えば、上記画像形成用ベルトが現像剤を担持するためのいわゆる中間転写ベルトである場合は、次のようにして画像形成がなされる。画像データに応じて各色のスキャナユニットが感光体ドラムを露光走査すると、その露光走査によって形成された静電潜像を、プロセスユニットが対応する色の現像剤を付着させることによって現像する。この現像剤像は、１次転写ローラ等の転写手段によって中間転写ベルトに転写され、例えば４色の現像剤像が重ねられた上で、その現像剤像は被記録媒体に転写される（例えば、特許文献１参照）。

また、上記画像形成用ベルトが被記録媒体の搬送を行ういわゆる搬送用ベルトである場合は、その搬送用ベルトによって被記録媒体を搬送することにより、上記中間転写ベルトに例えば４色の現像剤像を重ねて行ったのと同様に被記録媒体上に直接現像剤像を重ねて行き、その被記録媒体に画像を形成する（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３−１７３０６６号公報 特開平７−２３４６２２号公報

ところが、上記各特許文献の装置では、画像形成用ベルト上にプロセスユニットを垂直に立てて、奥行き方向（給紙カセットの着脱方向）に並べて配置している。このため、装置の高さが高くなり、小型化が困難であった。また、プロセスユニットの全体または一部を交換する場合は、そのプロセスユニットの全体または一部を垂直方向に引き抜いて着脱していたため、交換が困難であり、メンテナンス性も十分ではなかった。

そこで、本発明は、装置全体の小型化が容易で、プロセスユニットに関するメンテナンス性も優れた画像形成装置の提供を目的としてなされた。

上記目的を達するためになされた本発明は、現像剤像の担持または被記録媒体の搬送を行う画像形成用ベルトと、該画像形成用ベルトに対向して色毎に設けられた複数の感光体ドラムと、該各感光体ドラム毎に設けられ、その感光体ドラム表面を露光走査する複数のスキャナユニットと、それぞれが上記感光体ドラムのいずれかを備え、その感光体ドラム表面に上記露光走査によって形成された静電潜像を、上記対応する色の現像剤を付着させることによって現像する複数のプロセスユニットと、該各プロセスユニットによって上記各感光体ドラム表面に形成された現像剤像を上記画像形成用ベルトまたはその画像形成用ベルトによって搬送される上記被記録媒体に転写する転写手段と、を備えた画像形成装置において、上記各スキャナユニット及び上記各プロセスユニットが交互に配設されると共に、上記各スキャナユニット及び上記各プロセスユニットが鉛直方向に対して斜めに傾斜して配設され、上記各プロセスユニットの少なくとも一部が上記斜めに傾斜した方向に沿って着脱可能であることを特徴としている。

このように構成された本発明では、色毎に設けられたスキャナユニット及びプロセスユニットを斜めに配置しているので、装置の高さを抑えることができる。また、装置の奥行きは、被記録媒体の搬送系等を設ける必要上、スキャナユニット及びプロセスユニットを鉛直に並べた奥行きより大きく取る必要がある。このため、スキャナユニット及びプロセスユニットを斜めに配設してもそれ程奥行きが大きくなることはない。

従って、本発明では、装置を良好に小型化することができる。また、本発明では、プロセスユニットの少なくとも一部が斜めに着脱できるので、その着脱が容易になり、感光体ドラムの交換若しくは現像剤の補充等に関わるメンテナンス性が向上する。

なお、本発明では、上記スキャナユニット及びプロセスユニットの傾斜方向は特に限定していないが、上記画像形成用ベルトの下方に、上記被記録媒体を保持するカセットを引き出し可能に備え、上記各スキャナユニット及び上記各プロセスユニットが、上記カセットの引き出し方向に傾斜している場合、次のような更なる効果が生じる。

すなわち、この種の画像形成装置では、カセットを引き出して被記録媒体の補充等が行われるが、感光体ドラムの交換若しくは現像剤の補充等も同一方向から行うことができるため、メンテナンス性が一層向上する。

また、上記各プロセスユニットを上方から開閉可能に覆うカバーが、上記各プロセスユニット毎に独立して設けられた場合、次のような更なる効果が生じる。この場合、メンテナンスの必要なプロセスユニットに対応するカバーのみを開閉すればよいので、全てのプロセスユニットを覆う大きなカバーを開閉する場合に比べて作業が容易になり、メンテナンス性が一層向上する。

また、上記画像形成用ベルトは水平に配設されていてもよいが、上記画像形成用ベルトが、上記カセットの引き出し方向に向かって高くなるように傾斜して配設された場合、次のような更なる効果が生じる。この場合、画像形成用ベルトを傾斜して配設することにより装置の奥行きを短くすることができ、更に、画像形成用ベルトを傾けることによってその上下に形成された空間に被記録媒体の搬送系等を設けることで、装置を一層小型化することができる。

そして、この場合、上記画像形成用ベルトが上記被記録媒体の搬送を行うものであって、上記カセットの引き出し方向に向かって高くなるように傾斜して配設された場合、特に次のような効果が生じる。この場合、画像形成用ベルトの上流側が高い位置に配置され、その下に大きな空間ができるので、その空間に被記録媒体を画像形成用ベルトまで搬送するための搬送系（ピックアップローラ等）を設けることができ、装置を一層良好に小型化することができる。

また、上記のように画像形成用ベルトを傾斜して配設した場合において、上記各スキャナユニットの上部と上記各プロセスユニットの上部とが、上記画像形成用ベルトの傾斜方向にほぼ平行に配設された場合、次のような更なる効果が生じる。この場合、スキャナユニットの高さとプロセスユニットの高さとを揃えることができ、装置を一層小型化することができる。なお、ここで「ほぼ平行」とは、スキャナユニットやプロセスユニットのデザイン的な制約からそれらの「上部」の幾何学的な位置を一意に定義付けることが困難な場合を想定して幅を持たせたもので、例えば、スキャナユニット及びプロセスユニットの上端面において適宜選択した点を結ぶ線分が画像形成用ベルトの傾斜方向と平行であればよい。

また、上記のように画像形成用ベルトを傾斜して配設した場合において、上記各スキャナユニット及び上記各プロセスユニットの上方に、画像形成後の被記録媒体を排出するためのトレイが配設され、かつ、該トレイが、上記画像形成用ベルトと同様の方向に傾斜した場合、次のような更なる効果が生じる。この場合、スキャナユニット及びプロセスユニットの上端をトレイに沿って配置し、トレイの裏面に一定幅の空間を確保することができる。このため、プロセスユニット上端近傍の通気性を確保しつつ装置を良好に小型化することができる。

また、本発明において、上記各プロセスユニットの下端近傍に、上記各感光体ドラムが回転可能に配設され、上記スキャナユニットが、そのスキャナユニットの上端近傍から上記感光体ドラムを露光走査する構成を採用した場合、次のような更なる効果が生じる。この場合、スキャナユニットの上端近傍からプロセスユニットの下端近傍の感光体ドラムに向けて露光走査がなされるため、露光走査の光路が長くなり、レンズを小型化することによってスキャナユニットを小型化することが可能となる。また、感光体ドラムから離れた位置から露光走査がなされるため、光学要素が現像剤等によって汚れるのも防止できる。従って、装置を一層小型化すると共に、一層鮮明な画像を形成することが可能となる。

また、本発明において、上記各スキャナユニットの、上記各プロセスユニットと交互に配設される方向の幅が、上記各スキャナユニットの上端近傍で狭くなるように構成され、上記各プロセスユニットの上記方向の幅が、上記各プロセスユニットの上端近傍で上記スキャナユニットの狭幅部に向けて広がるように構成された場合、次のような更なる効果が生じる。この場合、プロセスユニットに収容可能な現像剤の量を増やして、現像剤の補充頻度を減らし、延いてはメンテナンス性を一層向上させることができる。

次に、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。図１は、本発明の実施の形態としてのカラーレーザプリンタの、全体構成を表す縦断面図である。図１に示すように、本実施の形態のカラーレーザプリンタは、筐体としての本体フレーム１の下方に、着脱自在に挿入される給紙カセット３を備えている。すなわち、給紙カセット３は、図１に実線で示す格納位置から２点鎖線で示す引き出し位置に向かって引き出し可能とされており、その状態で記録紙Ｐを適宜補充することができる。

給紙カセット３の内部には、図示しないバネにより上方に付勢された支持板５が設けられ、その支持板５の更に上方には、支持板５の上に積層状に保持された記録紙Ｐを一枚ずつ分離して後述の画像形成部７Ｍ，７Ｙ，７Ｃ，７Ｂ方向へ供給する一対の給紙ローラ８，９が配設されている。図示左側の給紙ローラ８は、最上部の記録紙Ｐを給紙ローラ９に向けて搬送するもので、図示右側の給紙ローラ９は、分離パッド１０を圧接されて記録紙Ｐを１枚ずつ分離して搬送するいわゆるピックアップローラである。

なお、給紙ローラ８，９を始めとする各ローラは本体フレーム１の所定位置に回転可能に設けられ、画像形成部７Ｍ，７Ｙ，７Ｃ，７Ｂと共通の駆動源によって駆動される。一方、分離パッド１０は、バネ１１を介して給紙カセット３に設けられ、給紙カセット３を所定位置まで挿入したとき、バネ１１の弾発力によって給紙ローラ９に圧接される。

本体フレーム１の中央より若干上方には、マゼンタ，イエロー，シアン，ブラックの各色に対応する画像を形成するための画像形成部７Ｍ，７Ｙ，７Ｃ，７Ｂ（以後、色を特定する必要がある場合以外はＭ，Ｙ，Ｃ，Ｂの添え字を省略する）が配設されている。給紙ローラ９から画像形成部７へ到る記録紙Ｐの搬送経路には、記録紙Ｐを搬送する１対の搬送ローラ１３と、画像形成部７による画像形成動作の前に一旦停止し、記録紙Ｐの先端を係止することによってその記録紙Ｐの斜行を補正した上で画像形成部７に送るレジストローラ１５とが順次配設されている。

上記４つの画像形成部７との対向部には、レジストローラ１５を通過した記録紙Ｐを搬送するベルト１６が配置され、このベルト１６によって搬送される間に、記録紙Ｐは、上記各画像形成部７によって上記各色によるトナー画像を形成される。また、給紙カセット３の引き出し側（以下、正面側という）の本体フレーム１下方には、記録紙Ｐを手差しで給紙するための給紙口１７が設けられている。ここから給紙された記録紙Ｐは、手差し用給紙ローラ１８によってレジストローラ１５のニップ部まで搬送され、続いて上記と同様に、ベルト１６によって搬送される間に画像を形成される。

次に、各画像形成部７は、それぞれ、スキャナユニット２１とプロセスカートリッジ３１とを備えている。スキャナユニット２１は、図示しないレーザダイオードが発生したレーザ光Ｌを所定面に沿って順次方向を変えるように反射するポリゴンミラー２２と、そのポリゴンミラー２２に反射されたレーザ光Ｌをプロセスカートリッジ３１の感光体ドラム３３に向けて折り返す折返しミラー２３と、そのレーザ光Ｌの光路に設けられたｆθレンズ２４とを、筐体２６に収納して構成されている。

なお、筐体２６は、上記折り返されたレーザ光Ｌが感光体ドラム３３に到達するように、プロセスカートリッジ３１側に露光開口部２６ａを備えている。また、折返しミラー２３は、プロセスカートリッジ３１の上端近傍に設けられ、折り返される前のレーザ光Ｌと折返し後のレーザ光Ｌとがなす角度が約１５°となるように折り返して露光開口部２６ａから出射する。

このため、スキャナユニット２１とプロセスカートリッジ３１とを近接配置して装置全体を小型化することができる。また、レーザ光Ｌがスキャナユニット２１の上端近傍から感光体ドラム３３に向けて露光走査されるため、その光路を十分に確保することができ、ｆθレンズ２４等を小型化して一層の装置の小型化が可能となる。更に、レーザ光Ｌがスキャナユニット２１の上端近傍から露光走査されるため、露光開口部２６ａもスキャナユニット２１の中央より上方に配設され、露光開口部２６ａを覆う保護ガラス等の光学要素がトナーによって汚れるのも防止することができる。

また、プロセスカートリッジ３１は、表面に感光層を有する感光体ドラム３３を回転可能に備え、更に、その感光体ドラム３３の表面を一様に帯電させるスコロトロン帯電器３４を備えている。感光体ドラム３３の上方には、トナーボックス３５が設けら、そのトナーボックス３５の下方に設けられた供給ローラ３７と、現像ローラ３８との動作により、感光体ドラム３３の表面にトナーが供給される。

この構成によって、感光体ドラム３３の表面には、スキャナユニット２１からのレーザ光Ｌによって静電潜像が形成され、続いて、現像ローラ３８が感光体ドラム３３の表面へトナーを供給することにより、上記静電潜像が現像される。また、感光体ドラム３３は、ベルト１６を挟んで転写ローラ３９と対向している。このため、上記のように感光体ドラム３３上で静電潜像を現像したトナーは、転写ローラ３９から加わるバイアス電圧を受けて、ベルト１６上を搬送される記録紙Ｐに転写される。これによって、その記録紙Ｐに、マゼンタ，イエロー，シアン，ブラックの各色の画像が順次形成される。

各画像形成部７を通過した記録紙Ｐは、定着部４１へ供給される。この定着部４１では、記録紙Ｐに形成されたトナー画像が加熱ローラ４３と押圧ローラ４５とに挟まれて熱定着される。画像が定着された記録紙Ｐは、１対の排紙ローラ５１によって更に搬送され、本体フレーム１の上面に設けた排紙トレイ５２に排出される。また、ベルト１６の下面にはクリーニングローラ５３が当接し、感光体ドラム３３からの飛散等によってベルト１６の表面に乗ってしまったトナーを回収している。

次に、排紙トレイ５２は、排紙ローラ５１の下方に設けたヒンジ５２ａを中心に全体が開閉可能に構成され、この排紙トレイ５２を上方に回動させて開けることにより、図２に示すようにプロセスカートリッジ３１を感光体ドラム３３と一体に着脱することが可能となる。なお、図２では、支持板５等を省略した。

ここで、本実施の形態のカラーレーザプリンタでは、スキャナユニット２１及びプロセスカートリッジ３１を交互に配設し、かつ、それらを上端が正面方向に倒れるように傾斜して配設している。このため、装置の高さを抑えて、小型化することができる。なお、カラーレーザプリンタの奥行き（給紙カセット３の着脱方向の長さ）は、前述のように各種ローラ等を配設する必要上、スキャナユニット２１及びプロセスカートリッジ３１を鉛直に並べた奥行きよりも大きく取る必要がある。このため、スキャナユニット２１及びプロセスカートリッジ３１を前述のように斜めに配設しても、それ程奥行きが大きくなることはない。

また、プロセスカートリッジ３１は、上記のように正面方向に傾斜した方向（図２に矢印Ａで示す方向）に沿って着脱可能とされているため、その着脱が容易となる。しかも、本実施の形態では、給紙カセット３への記録紙Ｐの補充や、排紙トレイ５２からの記録紙Ｐの取り出しも、プロセスカートリッジ３１の着脱と同様に正面側からの操作によって行えるので、操作性が極めて向上する。

しかも、本実施の形態では、ベルト１６は正面側が高くなるように（すなわち、トナーの転写方向下流側が下方に下がるように）傾斜して配設されている。このため、ベルト１６の正面側下方には広い空間が形成され、そこに前述のように給紙ローラ８，９等を配設することができる。また、ベルト１６を斜めに傾斜して配設すること自体も、装置の奥行きを短くすることに寄与する。従って、本実施の形態では、装置を一層小型化することができる。また、ベルト１６の傾斜方向も、プロセスカートリッジ３１の傾斜方向も、いずれも感光体ドラム３３の下流側に空間を形成する方向に傾斜している。このため、装置を大型化することなく、比較的大きなスコロトロン帯電器３４も容易に配設することができる。

更に、本実施の形態では、スキャナユニット２１の高さとプロセスカートリッジ３１の高さとを揃えることによって装置を一層小型化することができ、排紙トレイ５２もベルト１６と略平行に配設したことにより、装置を一層小型化すると共に、プロセスカートリッジ３１の上部に一定幅のエアフローを形成することができる。このため、排熱も良好に行うことができる。

また、本実施の形態では、スキャナユニット２１の上端近傍に折返しミラー２３を設けたことにより、前述のように光路長を確保してスキャナユニット２１自身を小型化している。しかも、この構成により、スキャナユニット２１の上端近傍が奥行き方向に狭くなるように筐体２６を構成し、トナーボックス３５をその分スキャナユニット２１側に広がらせている。このため、装置を大型化することなくトナーボックス３５に収納可能なトナーを増やし、その交換回数を減らしてメンテナンス性を一層向上させることができる。従って、本実施の形態のカラーレーザプリンタでは、良好に装置を小型化すると共にメンテナンス性も向上させることができる。

なお、上記実施の形態において、トナーが現像剤に、記録紙Ｐが被記録媒体に、ベルト１６が画像形成用ベルトに、プロセスカートリッジ３１がプロセスユニットに、転写ローラ３９が転写手段に、給紙カセット３がカセットに、排紙トレイ５２がトレイ及びカバーに、それぞれ相当する。

また、本発明は上記実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。例えば、上記実施の形態では、排紙トレイ５２が画像形成部７Ｍ〜７Ｂの全体を覆うように開閉可能に設けてられているが、図３に示す排紙トレイ１５２のように、画像形成部７Ｍ〜７Ｂ毎に独立して設けられ、個々にヒンジ１５２ａを中心に開閉するようにしてもよい。この場合、メンテナンスの必要なプロセスカートリッジ３１に対応する排紙トレイ１５２のみを開閉すればよいので、前述のように大きな排紙トレイ５２を開閉する場合に比べて作業が容易になり、メンテナンス性が向上する。

また、上記各実施の形態では、ベルト１６によって搬送される記録紙Ｐに感光体ドラム３３から直接トナーを転写しているが、ベルト１６をいわゆる中間転写ベルトとして、その上に一旦転写したトナーを記録紙Ｐに転写するように構成してもよい。また、この場合、記録紙Ｐの搬送経路も変化するが、その搬送系路に関わらず、ベルト１６は手前側が高くなるように傾斜させた方が好ましい。また更に、上記各実施の形態では、マゼンタ，イエロー，シアン，ブラックの４色のトナーを転写する例を挙げたが、マゼンタ，イエロー，シアンの３色であってもよく、単なる２色印刷であってもよい。また、上記各実施の形態では、感光体ドラム３３とトナーボックス３５とを一体のプロセスカートリッジと３１として交換しているが、トナーボックス３５のみ交換可能であってもよい。

本発明が適用されたカラーレーザプリンタの全体構成を表す縦断面図である。 そのカラーレーザプリンタにおけるプロセスカートリッジの交換を表す説明図である。 そのカラーレーザプリンタの変形例の全体構成を表す縦断面図である。

符号の説明

１…本体フレーム ３…給紙カセット ７…画像形成部
８，９…給紙ローラ １６…ベルト ２１…スキャナユニット
２２…ポリゴンミラー ２３…折返しミラー ２４…ｆθレンズ
２６…筐体 ２６ａ…露光開口部 ３１…プロセスカートリッジ ３３…感光体ドラム ３９…転写ローラ ５２…排紙トレイ
Ｌ…レーザ光 Ｐ…記録紙

Claims (9)

1. 現像剤像の担持または被記録媒体の搬送を行う画像形成用ベルトと、
   該画像形成用ベルトに対向して色毎に設けられた複数の感光体ドラムと、
   該各感光体ドラム毎に設けられ、その感光体ドラム表面を露光走査する複数のスキャナユニットと、
   それぞれが上記感光体ドラムのいずれかを備え、その感光体ドラム表面に上記露光走査によって形成された静電潜像を、上記対応する色の現像剤を付着させることによって現像する複数のプロセスユニットと、
   該各プロセスユニットによって上記各感光体ドラム表面に形成された現像剤像を上記画像形成用ベルトまたはその画像形成用ベルトによって搬送される上記被記録媒体に転写する転写手段と、
   を備えた画像形成装置において、
   上記各スキャナユニット及び上記各プロセスユニットが交互に配設されると共に、上記各スキャナユニット及び上記各プロセスユニットが鉛直方向に対して斜めに傾斜して配設され、上記各プロセスユニットの少なくとも一部が上記斜めに傾斜した方向に沿って着脱可能であることを特徴とする画像形成装置。
2. 上記画像形成用ベルトの下方に、上記被記録媒体を保持するカセットを引き出し可能に備え、
   上記各スキャナユニット及び上記各プロセスユニットが、上記カセットの引き出し方向に傾斜したことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 上記各プロセスユニットを上方から開閉可能に覆うカバーが、上記各プロセスユニット毎に独立して設けられたことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 上記画像形成用ベルトが、上記カセットの引き出し方向に向かって高くなるように傾斜して配設されたことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
5. 上記画像形成用ベルトが上記被記録媒体の搬送を行うものであって、その搬送方向下流側が下方に下がるように傾斜して配設されたことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 上記各スキャナユニットの上部と上記各プロセスユニットの上部とが、上記画像形成用ベルトの傾斜方向にほぼ平行に配設されたことを特徴とする請求項４または５記載の画像形成装置。
7. 上記各スキャナユニット及び上記各プロセスユニットの上方に、画像形成後の被記録媒体を排出するためのトレイが配設され、かつ、該トレイが、上記画像形成用ベルトと同様の方向に傾斜したことを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 上記各プロセスユニットの下端近傍に、上記各感光体ドラムが回転可能に配設され、上記スキャナユニットが、そのスキャナユニットの上端近傍から上記感光体ドラムを露光走査することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 上記各スキャナユニットの、上記各プロセスユニットと交互に配設される方向の幅が、上記各スキャナユニットの上端近傍で狭くなるように構成され、上記各プロセスユニットの上記方向の幅が、上記各プロセスユニットの上端近傍で上記スキャナユニットの狭幅部に向けて広がるように構成されたことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の画像形成装置。

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