JP3654718B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像形成装置、特に、用紙上に各色成分の画像を重ねて転写する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フルカラー印刷を行うプリンタやフルカラー複写を行う複写機等の画像形成装置において、いわゆるタンデム方式と呼ばれるものは各色成分に対応する複数の画像形成ユニットが設けられる。たとえば、フルカラー印刷を行うレーザプリンタでは、イエロ、シアン、マゼンダ、ブラックの４つの色成分に対応して、４つの画像形成ユニットが設けられる。
【０００３】
各画像形成ユニットは、表面に静電潜像が形成される感光体ドラム、感光体ドラムの表面に形成された静電潜像を各色成分のトナー画像として顕像化する現像器、画像情報に応じたレーザビームを照射するレーザ光源、レーザ光源からのレーザビームを走査方向に偏向するポリゴンミラー、ポリゴンミラーで偏向されたレーザビームを感光体ドラム上に結像させるレンズユニット等を備えている。
【０００４】
感光体ドラムの周辺には、感光体ドラムを予め帯電する主帯電器、感光体ドラム上のトナー像を用紙上に転写し、感光体ドラムから用紙を分離する転写・分離装置等が配置されている。
このような各画像形成ユニットは、通常、画像形成装置のケーシング内部において、水平方向に並列に配置されている。各画像形成ユニットが配置される画像形成部には、給紙カセット等の給紙部から用紙が順次供給され、各色成分のトナー画像が重ねて転写される。トナー画像が転写された用紙は、画像形成部の側方に設けられる定着部により加熱定着され、排紙トレイに排出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このようにした画像形成装置では、給紙カセット等の給紙部から排紙トレイに到る用紙搬送路が、ケーシング内部に水平に配置されており、平面的なサイズが大きくなり、大きな設置スペースが必要となる。また、用紙搬送路中で紙詰まりが発生した場合には、この用紙搬送路を開放状態にすることが困難であり、ジャム処理が構造的に難しいという問題点がある。
【０００６】
また、ポリゴンミラーは、通常回転軸が鉛直方向にあるように設置されるため、ポリゴンミラーで偏向されたレーザビームを感光体ドラム表面に結像させるためには、ビームを垂直方向に偏向させるためのミラーが必要となってくる。したがって、このような画像形成装置では、各画像形成ユニットの構造が複雑になるという問題点を内包する。
【０００７】
本発明の目的は、小型で設置スペースを最小限にすることが可能であり、ジャム処理の容易な画像形成装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像形成装置は、ケーシングと、給紙カセットと、画像形成部と、用紙搬送手段とを備えている。給紙カセットは、用紙が積層状態で収納され、ケーシング内部の下端部に装着される。画像形成部は、ケーシング内部における給紙カセットの上方に位置する空間に、各色成分に対応する複数の画像形成ユニットが鉛直方向に配列されている。用紙搬送手段は、給紙カセットに収納されている用紙を複数の画像形成ユニットの各画像形成部位に順次搬送するために鉛直方向に設けられている。このことにより、複数の画像形成ユニットが給紙カセットの上部にコンパクトに配置され、小型化を図ることができ、設置スペースを小さくすることができる。
【０００９】
また、用紙搬送手段が鉛直方向に設けられているため、紙詰まりが発生した際のジャム処理が簡単になる。特に、用紙搬送手段をケーシングの１つの側面に近接して設け、この用紙搬送手段を側方に開放する開放手段をさらに設ける場合には、よりジャム処理が簡単になる。
さらに、用紙上に転写された画像を加熱定着する定着装置が、用紙搬送手段の上方に延設された構成とすることができる。また、画像形成部の上方であって定着装置の側方に位置する空間に配置され、定着装置からの用紙が排出される用紙排出部をさらに設けることができる。この場合、画像形成装置を大型化することなく、定着装置及び用紙排出部を配置することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態が採用される画像形成装置について図に基づいて説明する。図１は、フルカラー印刷を行うプリンタの縦断面概略構成図である。
プリンタ本体１はケーシング２を有している。ケーシング２の下端部には、給紙カセット３を装着するための給紙カセット装着部４が設けられている。給紙カセット３は、内部に用紙が収納されるものであり、一端が内部底面に支持され他端が上下方向に移動可能な上載板５を有している。この上載板５はばね６によって上方に付勢されている。
【００１１】
給紙カセット装着部４の上方であって、給紙カセット３に収納される用紙の一端に当接する位置に給紙ローラ７が配置されている。給紙カセット３に収納されている用紙は、上載板５上に積層状態に載置されており、一端がばね６によって上方に押し上げられて、最上部に位置する用紙が給紙ローラ７に圧接されている。
【００１２】
給紙カセット装着部４の上方に位置する空間には画像形成部８が設けられている。この画像形成部８には、たとえば上からブラック、イエロー、マゼンダ、シアンの各色成分の画像を形成するための画像形成ユニット９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄが鉛直方向に配列されている。
画像形成ユニット９ａ〜９ｂは、それぞれ図２に示すように、表面に静電潜像が形成される感光体ドラム１３と、感光体ドラム１３上に各色成分のトナー画像を形成するための現像部１４と、感光体ドラム１３上にレーザビームを集光して静電潜像を形成するためのレーザスキャンユニット１５とを備えている。感光体ドラム１３の周囲には、感光体ドラム１３の周面を予め帯電させる主帯電器１６と、搬送されてくる用紙上に感光体ドラム１３上のトナー画像を転写するための転写ローラ１７と、感光体ドラム１３の周面に残留したトナーを除去するためのクリーニング装置１８とが設けられている。
【００１３】
現像部１４には、各色成分に対応する色トナーが収納されたトナーカートリッジ１９が装着されており、トナーを送給するための送りローラ２０、感光体ドラム１３周面と接触して感光体ドラム１３上にトナー画像を形成するための現像ローラ２１及び現像ローラ２１の周面にトナーを供給する現像剤補給ローラ２２が設けられている。
【００１４】
レーザスキャンユニット１５は、画像情報に応じたレーザビームを照射するレーザ光源（図示せず）、モータ２３により回転駆動されレーザ光源からのレーザビームを偏向するポリゴンミラー２４及びポリゴンミラー２４によって偏向されたレーザビームを感光体ドラム１３の周面に結像させるためのレンズユニット２５が設けられている。
【００１５】
画像形成部８には、図２に示したような画像形成ユニット９ａ〜９ｄが鉛直方向に配列されており、画像形成部８の図１左側に感光体ドラム１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが上から順に位置することとなる。
画像形成部８の図１左側方には、給紙カセット３に収納されている用紙を画像形成部８の各感光体ドラム１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄに搬送する用紙搬送手段２６が設けられている。用紙搬送手段２６は、鉛直方向に配置されて回転可能な搬送用ローラ２７，２８と、２つの搬送用ローラ２７，２８に張設され感光体ドラム１３ａ〜１３ｄに用紙を搬送するとともに用紙を介して各感光体ドラム１３ａ〜１３ｄに圧接する搬送ベルト２９とを有している。
【００１６】
搬送ベルト２９を介して各感光体ドラム１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄと対向する位置に、それぞれ転写ローラ１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄが設けられている。用紙搬送手段２６はケーシング２の１つの側面（図１左側）に近接して設けられている。
ケーシング２の図１左側面には、上部が側方に開放可能な開放パネル３０が設けられている。開放パネル３０の下端部は、搬送用ローラ２８の回転軸と同心軸で回動可能に支持されている。前述した用紙搬送手段２６はこの開放パネル３０に固定されており、開放パネル３０と一体的に側方に開放可能となっている。
【００１７】
開放パネル３０の下部には、側方に開閉可能な手差しトレイ１０が設けられている。開放パネル３０がプリンタ本体１に閉止されている状態で、この手差しトレイ１０を側方に開放すると、この手差しトレイ１０から用紙搬送手段２６に用紙を供給することが可能となる。
用紙搬送手段２６の上方には、用紙上に形成されたトナー画像を加熱定着するための定着装置３１が設けられている。定着装置３１は、内部にヒータを有する加熱ローラ３２と、加圧ローラ対３３，３４と、加熱ローラ３２と一方の加圧ローラ３３との間に張設された無端金属ベルトでなる定着ベルト３５とを有している。
【００１８】
定着装置３１の図１右側には、用紙を排出するための排出口３６が設けられている。さらに、画像形成部８の上方に位置する空間には、排出口３６から排出される用紙を受け取るための排紙トレイ３７が設けられている。給紙ローラ７，用紙搬送手段２６，感光体ドラム１３，定着装置３１にはそれぞれ図示しない駆動手段が設けられており、給紙カセット３または手差しトレイ１０から画像形成部８、定着装置３１を介して排紙トレイ３７まで用紙を搬送するように構成されている。
【００１９】
この画像形成装置では、図３に示すように制御部４１を備えている。制御部４１はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，各種ＩＯ等を含むいわゆるマイクロコンピュータシステムで構成されている。制御部４１には、コンピュータやワープロ、イメージスキャナ、ＯＣＲ等のデータ処理装置から画像情報を受け取るための画像情報入力部４２が接続されている。また、制御部４１には、入力された画像情報を各色成分に分解して色成分毎の画像情報に変換する画像処理部４３が接続されている。さらに、制御部４１には、画像形成部８が接続されている。制御部４１では、画像処理部４３で各色成分毎に変換された画像情報に基づいて、画像形成部８の各レーザ光源を駆動し、各感光体ドラム１３ａ〜１３ｄ上にその色成分に基づく静電潜像を形成させ、各色成分によるトナー画像を形成させる。また、制御部４１には、給紙ローラ７、用紙搬送手段２６等を含む用紙搬送系４４及び定着装置３１が接続されている。
【００２０】
この実施形態による画像形成装置では、用紙が収納された給紙カセット３が、給紙カセット装着部４に装着される。このとき、ばね６の作用により、給紙カセット３内の最上位の用紙は給紙ローラ７に当接している。印刷処理の指示があると、給紙ローラ７を駆動して最上位の用紙を用紙搬送手段２６に送給するか、または手差しトレイ１０に載置されている用紙を用紙搬送手段２６に送給し、さらに用紙搬送手段２６を駆動して画像形成部８の感光体ドラム１３に用紙を搬送する。同時に、各色成分の画像情報に基づいて、各画像形成ユニット９ａ〜９ｄのレーザ光源を駆動し、感光体ドラム１３ａ〜１３ｄ上に静電潜像を形成する。各感光体ドラム１３ａ〜１３ｄ上の静電潜像は現像ローラ２１によってそれぞれの色トナーによるトナー画像として顕像化される。
【００２１】
搬送ベルト２９によって搬送される用紙は、各感光体ドラム１３ａ〜１３ｄに接触しており、転写ローラ１７ａ〜１７ｄにより、搬送ベルト２９を介して裏面から帯電されることによって、各色成分のトナー画像がシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの順で順次転写される。用紙搬送手段２６により搬送される用紙はさらに定着装置３１に搬送される。定着装置３１では、加熱ローラ３２によって加熱された定着ベルト３５が加圧ローラ対３３，３４の間に圧接状態で回転されている。加圧ローラ対３３，３４間に搬送された用紙上には、画像形成部８で転写されたトナー画像が形成されており、このトナー画像が定着ベルト３５の熱により加熱溶融して定着される。このあと、用紙は排紙トレイ３７に排出される。
【００２２】
この実施形態では、各色成分に対する画像形成ユニット９ａ〜９ｄが給紙カセット３の上方に位置する空間に鉛直方向に配列されており、設置スペースが給紙カセット３の平面形状とほぼ同程度の大きさとすることができる。また、ケーシング２の側方に設けた開放パネル３０と一体的に用紙搬送手段２６を開放することができ、紙詰まりが発生した際のジャム処理が簡単に行うことができる。
【００２３】
さらに、各画像形成ユニット９ａ〜９ｄにおいて、ポリゴンミラー２４で偏向されたレーザビームをそのまま水平方向に集光して感光体ドラム１３上に結像させることができるため、レーザビームを折り返すためのミラー等を省略でき、装置を簡素化することができ、小型化及びコストダウンを図ることができる。
また、排紙トレイ３７上に排出された用紙は、画像が形成された面が下向きである、いわゆるフェースダウン状態となり、複数ページの印刷を行う際に実行後の取扱いが容易となる。
【００２４】
〔他の実施形態〕
上面にスキャナ等の画像読み取り部を備えた複写機に適用することも可能である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明に係る画像形成装置では、各色成分に対応する複数の画像形成ユニットが鉛直方向に配列された画像形成部が、給紙カセット上方に位置する空間に配置されているため、装置の設置スペースを給紙カセットの平面形状とほぼ同程度の大きさに構成でき、小型化、省スペース化を図ることができる。
【００２６】
また、給紙カセットから画像形成部に用紙を搬送する用紙搬送手段が鉛直方向に設けられているため、紙詰まりが発生した際のジャム処理が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態が採用される画像形成装置の縦断面概略構成図。
【図２】画像形成ユニットの概略構成を示す縦断面図。
【図３】本発明の一実施形態が採用される画像形成装置の概略を示す制御ブロック図。
【符号の説明】
２ ケーシング
３ 給紙カセット
４ 給紙カセット装着部
７ 給紙ローラ
８ 画像形成部
９ａ〜９ｄ 画像形成ユニット
１３ａ〜１３ｄ 感光体ドラム
１４ 現像部
１５ レーザスキャンユニット
１６ 主帯電器
１７ 転写ローラ
１８ クリーニング装置
２１ 現像ローラ
２４ ポリゴンミラー
２５ レンズユニット
２６ 用紙搬送手段
２９ 搬送ベルト
３０ 開放パネル
３１ 定着装置
３７ 排紙トレイ

Claims (3)

1. 用紙上に各色成分の画像を重ねて転写する画像形成装置であって、
   ケーシングと、
   前記用紙が積層状態で収納され、前記ケーシング内部の下端部に装着される給紙カセットと、
   前記ケーシング内部における前記給紙カセットの上方に位置する空間に、各色成分に対応する複数の画像形成ユニットが鉛直方向に配列されてなる画像形成部と、
   前記複数の画像形成ユニットの各画像形成部位と圧接しており、前記給紙カセットに収納されている用紙を前記複数の画像形成ユニットの各画像形成部位に順次搬送するために鉛直方向に設けられる用紙搬送手段と、
   を備え、
   前記用紙搬送手段が前記ケーシングの一つの側面に近接して設けられ、前記用紙搬送手段を前記複数の画像形成ユニットの各画像形成部位から離間して側方に開放する開放手段が前記ケーシングの１つの側面に設けられており、
   前記開放手段は、開閉可能であって開放時に載置用紙を前記用紙搬送手段に供給可能である手差しトレイを有する、
   画像形成装置。
2. 前記用紙上に転写された画像を加熱定着する定着装置が、前記用紙搬送手段の上方に延設されている、請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成部の上方であって前記定着装置の側方に位置する空間に配置され、前記定着装置からの用紙が排出される用紙排出部をさらに備える、請求項２に記載の画像形成装置。

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