JP5051259B2

JP5051259B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP5051259B2
Application number: JP2010070143A
Authority: JP
Inventors: 浩洋山本
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2010-03-25
Filing date: 2010-03-25
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2030-03-25
Also published as: EP2369414A2; US20110236100A1; CN102198893A; EP2369414A3; JP2011203451A; US9182716B2; EP2369414B1; CN102198893B

Description

本発明は、記録シートの両面に画像を形成する画像形成装置に関する。

両面印刷可能な画像形成装置は、その内部に、搬送経路と反転経路とを備えている（特許文献１参照）。搬送経路は、用紙の一面に画像を形成（印刷）するため、給紙トレイの用紙（記録シート）を、画像形成装置の前側でＵターンさせながら、感光体ドラムを経由して筐体外部へ搬送する経路である。反転経路は、他面に画像を形成するために、一面に画像が印刷された用紙を、表裏反転させ、感光体ドラムの上流側の搬送経路に搬送する経路である。

特開２００６−１５１６０９号公報

しかしながら、特許文献１の画像形成装置は、Ｕターンした後の感光体ドラムを経由する搬送経路が水平に延びているので、感光体ドラムを含むプロセスカートリッジ等を、この水平に延びる搬送経路の上方に配置する必要があり、その結果、画像形成装置が上下に大型化していた。

そこで、本発明は、上下方向の小型化を図ることができる画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決する本発明は、感光体に静電潜像を形成し、前記感光体に形成された静電潜像を現像剤により可視画像に現像し、前記可視画像を記録シートに転写する画像形成装置であって、筐体の下部に設けられた記録シート収容部から前記筐体の一端側に向かう記録シートを、他端側に向けてＵターンさせる第１Ｕ字形状部を有し、記録シートを前記記録シート収容部から前記感光体を経由して前記筐体の外部へ搬送する搬送経路と、前記搬送経路において前記感光体の上流側に配置され、前記感光体に向かう記録シートの先端を規制するレジストローラと、前記搬送経路のうち前記感光体の下流側から前記レジストローラの上流側に記録シートを戻す経路であり、前記搬送経路の前記レジストローラの上流側と合流するＵ字状の第２Ｕ字形状部を有する反転経路と、を備え、前記搬送経路は、前記第１Ｕ字形状部の最上部から前記レジストローラのニップ位置に向けて斜めに下がる下り勾配部分を有し、前記最上部、前記反転経路と前記搬送経路との合流位置、前記ニップ位置は、この順に位置が低くなり、現像剤を収容する現像剤収容部と、前記感光体に現像剤を供給する現像ローラと、前記現像剤収容部内の現像剤を前記現像ローラに供給する供給ローラと、をさらに備え、前記現像剤収容部の底壁部と、前記供給ローラの下外周面に沿って配置されたローラ壁部とは連続しており、前記底壁部と前記ローラ壁部とによって、上方に向けて凹む凹部が形成されており、前記レジストローラは、前記凹部内に配置され、水平方向から見て、前記レジストローラと前記供給ローラとは重なっていることを特徴とする。

本発明によれば、第１Ｕ字形状部の最上部からレジストローラのニップ位置に向けて斜めに下がる下り勾配部分を有するので、下り勾配部分の上方に断面視で略三角形のスペースが形成される。そして、このスペースに、画像形成装置を構成する部品（後述する実施形態ではプロセスカートリッジ）を下方寄りに配置することができ、その結果、画像形成装置を上下に小型化できる。

本発明によれば、画像形成装置の上下方向の小型化を図ることができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの断面図である。手差しカバーを開いた状態を示す断面図である。プロセスカートリッジを取り外した状態の断面図である。

次に、本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ１の構成について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明では、まず、レーザプリンタ１の概略構成について説明した後、本発明の特徴部分を詳細に説明する。

以下の説明において、方向は、レーザプリンタ１を使用するユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１における右側を「前」、左側を「後」とし、手前側を「左」、奥側を「右」とする。また、図１における上下方向を「上下」とする。さらに、以下の説明では、記録シートの一例としての用紙Ｐの搬送方向における上流側、下流側を単に「上流側」、「下流側」という。

＜レーザプリンタの全体構成＞
図１に示すように、レーザプリンタ１は、用紙Ｐの両面に画像形成が可能に構成されており、筐体２内に、給紙部３と、画像形成部４と、排出部７と、反転部８と、を備えている。

筐体２は、その前側に、後述するプロセスカートリッジ５０を着脱する際に開かれるフロントカバー２３を備えている（図３参照）。フロントカバー２３には、手差し用の用紙Ｐを載置するための手差しトレイ２４が回動可能に設けられている（図２参照）。

給紙部３は、画像形成部４に用紙Ｐを供給するための構成であり、筐体２内の下部に設けられている。この給紙部３は、記録シート収容部の一例としての給紙トレイ３１と、用紙押圧板３２と、給紙ローラ３３と、分離ローラ３４と、分離パッド３５と、搬送ローラ３６と、レジストローラ３７と、供給経路３８と、を主に備えている。

レジストローラ３７は、供給経路３８において、感光体の一例としての感光体ドラム５１の上流側に配置されており、回転／停止制御されることで、感光体ドラム５１に向かう用紙Ｐの先端を規制している。供給経路３８は、給紙ローラ３３によって送り出された用紙Ｐを画像形成部４、詳細には感光体ドラム５１と転写ローラ５３の間に向けて案内する経路であり、給紙ローラ３３付近から前斜め上方に向かって延び、進路を後方に湾曲させて感光体ドラム５１と転写ローラ５３の間に向かって延びている。

なお、供給経路３８やレジストローラ３７の詳細については、後述する。

給紙トレイ３１に収容された用紙Ｐは、用紙押圧板３２によって給紙ローラ３３に寄せられ、給紙ローラ３３によって送り出される。送り出された用紙Ｐは、分離ローラ３４と分離パッド３５によって１枚ずつ分離され、搬送ローラ３６とレジストローラ３７によって供給経路３８を画像形成部４（感光体ドラム５１と転写ローラ５３の間）に向けて搬送される。

画像形成部４は、給紙された用紙Ｐに画像を形成するための構成であり、給紙部３（給紙トレイ３１）の上方に設けられている。この画像形成部４は、露光装置４０と、プロセスカートリッジ５０と、定着装置６０と、を備えている。

露光装置４０は、筐体２内の上部に設けられ、図示しないレーザ発光部と、回転駆動するポリゴンミラー４１と、レンズ４２，４３と、反射鏡４４と、を備えている。レーザ発光部から出射された画像データに基づくレーザ光（鎖線参照）は、ポリゴンミラー４１、レンズ４２、反射鏡４４、レンズ４３の順に反射または通過して、感光体ドラム５１の表面で高速走査される。

プロセスカートリッジ５０は、露光装置４０の下方に配置され、筐体２に設けられたフロントカバー２３（図３参照）を開いたときにできる開口から筐体２に対して着脱することで交換可能に構成されている。このプロセスカートリッジ５０は、感光体ドラム５１と、帯電器５２と、転写ローラ５３と、現像ローラ５４と、供給ローラ５５と、トナー（現像剤）を収容するトナー収容部５６と、を有している。

定着装置６０は、プロセスカートリッジ５０の後方に設けられ、加熱ローラ６１と、加熱ローラ６１と対向配置されて加熱ローラ６１を押圧する加圧ローラ６２と、を備えている。

画像形成部４では、感光体ドラム５１の表面が、帯電器５２により一様に帯電された後、露光装置４０からのレーザ光の高速走査によって露光されることで、感光体ドラム５１上に静電潜像が形成される。また、トナー収容部５６内のトナーは、供給ローラ５５によって現像ローラ５４に供給され、現像ローラ５４上に担持される。

そして、現像ローラ５４上に担持されたトナーが、感光体ドラム５１上の静電潜像に供給されることで、静電潜像が可視像化（可視画像が現像）され、感光体ドラム５１上にトナー像（可視画像）が形成される。すなわち、供給ローラ５５は、現像ローラ５４を介して感光体ドラム５１にトナーを供給している。

その後、給紙部３から供給された用紙Ｐが、感光体ドラム５１と転写ローラ５３の間を搬送されることで、感光体ドラム５１上のトナー像が用紙Ｐ上に転写される。次いで、用紙Ｐが加熱ローラ６１と加圧ローラ６２の間を搬送されることで、用紙Ｐ上に転写されたトナー像が熱定着される。

排出部７は、トナー像が熱定着された（画像が形成された）用紙Ｐを筐体２の外部に向けて搬送するための構成であり、排出経路７１と、搬送ローラ７２と、排出ローラ７３と、を備えている。

排出経路７１は、画像形成部４（定着装置６０）から搬出された用紙Ｐを湾曲させながら筐体２の外部に向けて案内する経路である。

排出ローラ７３は、排出経路７１の出口付近に設けられており、公知の制御によって正逆回転可能に構成されている。詳細に、排出ローラ７３は、正回転時に用紙Ｐを筐体２の外部に向けて排出し、逆回転時に用紙Ｐを反転部８に搬送するように構成されている。

排出部７では、画像形成部４から排出された用紙Ｐ（実線参照）が、搬送ローラ７２によって排出経路７１に沿って進路を後斜め上向きから前方に湾曲させながら排出ローラ７３に向けて搬送される。そして、片面のみに画像を形成する場合や両面への画像形成が終了した場合には、用紙Ｐは、正回転する排出ローラ７３によって筐体２の外部に排出されて排紙トレイ２２上に載置される。

一方、両面に画像を形成する場合には、用紙Ｐは、まず正回転する排出ローラ７３によって筐体２の外部に向けて搬送される。そして、用紙Ｐの全体が筐体２の外部に完全に排出される前に排出ローラ７３が逆回転することで、再度、筐体２内に引き込まれ、後述する反転部８（反転経路８１）に案内されて再び画像形成部４に搬送される（破線参照）。

＜反転部の構成＞
反転部８は、用紙Ｐの両面に画像を形成するときに、用紙Ｐの表裏を反転させながら用紙Ｐを再び画像形成部４に向けて搬送するための構成であり、反転経路８１と、搬送ローラ８２と、を備えている。

反転経路８１は、排出ローラ７３の逆回転により用紙Ｐが案内されて、用紙Ｐを再び画像形成部４に向けて案内する経路である。なお、反転経路８１の詳細については、後述する。

反転部８では、排出ローラ７３の逆回転によって搬送された用紙Ｐ（破線参照）が、反転経路８１を搬送され、再び供給経路３８に送り出されて画像形成部４に搬送される。その後、用紙Ｐ（実線参照）は、画像形成部４において裏面に画像が形成され、排出部７によって筐体２の外部に排出されて排紙トレイ２２上に載置される。

＜搬送経路周りの構造＞
以下に、本発明の特徴部分となる搬送経路と、その周りの構造について詳細に説明する。

図１に示すように、搬送経路１００は、給紙トレイ３１から排紙トレイ２２に向けてＳ字状に延びる経路であり、前述した供給経路３８と、排出経路７１とを備えて構成されている。すなわち、搬送経路１００は、筐体２の下部に設けられた給紙トレイ３１から、筐体２の前側（一端側）に向かう用紙Ｐを後側（他端側）に向けてＵターンさせる第１Ｕ字形状部３８Ａを有するとともに、Ｕターンした用紙Ｐを感光体ドラム５１を経由して筐体２の外部に搬送するように構成されている。

また、搬送経路１００は、第１Ｕ字形状部３８Ａの最上部３８Ｂからレジストローラ３７のニップ（挟持）位置に向けて、斜めに下がる下り勾配部分３８Ｃを有している。これにより、下り勾配部分３８Ｃの上方に断面視で略三角形のスペースが形成されるので、このスペースにプロセスカートリッジ５０を配置することで、レーザプリンタ１が上下に小型化されている。

さらに、第１Ｕ字形状部３８Ａの最上部３８Ｂ、反転経路８１と搬送経路（供給経路３８）との合流位置３８Ｄ、レジストローラ３７のニップ位置は、この順で位置が低くなっている。これにより、第１Ｕ字形状部３８Ａや後述する第２Ｕ字形状部８１ＡのＲ形状を比較的大きくすることができるので、給紙トレイ３１から搬送されてくる用紙Ｐや反転経路８１を通って搬送されてくる用紙Ｐを、スムーズにニップ位置に搬送することが可能となっている。

反転経路８１は、排出経路７１（搬送経路１００のうち感光体ドラム５１の下流側）から、レジストローラ３７の上流側に用紙Ｐを戻す経路であり、レジストローラ３７の上流側であって供給経路３８の下り勾配部分３８Ｃに合流している。そして、反転経路８１は、供給経路３８との合流直前部分に、用紙ＰをＵターンさせるＵ字状の第２Ｕ字形状部８１Ａを有している。

第１Ｕ字形状部３８Ａの半径は、第２Ｕ字形状部８１Ａの半径よりも大きく設計されている。これにより、葉書、厚紙等の厚い用紙Ｐも、搬送経路１００で良好に搬送することができるので、これらの用紙Ｐの片面印字を行うことが可能となっている。

また、レジストローラ３７は、第１ローラ３７Ａと、第２ローラ３７Ｂとを備えており、第１ローラ３７Ａと第２ローラ３７Ｂとは、搬送される用紙Ｐを適宜な圧力で挟持するように配置されている。なお、第１ローラ３７Ａと第２ローラ３７Ｂは、一方が駆動ローラであり、他方が駆動ローラに従動回転する従動ローラとなっている。

第１ローラ３７Ａは、プロセスカートリッジ５０に回転可能に設けられ、第２ローラ３７Ｂは、筐体２に回転可能に設けられている。これにより、レジストローラ３７で用紙Ｐの詰まりが発生した場合、プロセスカートリッジ５０を筐体２から取り外すと、プロセスカートリッジ５０と一体である第１ローラ３７Ａが取り外され、第２ローラ３７Ｂのみが筐体２に残るようになっている（図３参照）。したがって、レジストローラ３７（一対のローラ３７Ａ，３７Ｂ間）における用紙Ｐの詰まりが容易に解消されるようになっている。

また、第１ローラ３７Ａは、プロセスカートリッジ５０に形成された上方に凹む凹部５７内に配置されている。これにより、プロセスカートリッジ５０を供給経路３８に寄せて配置させることができるので、レーザプリンタ１の上下方向への小型化が図られている。

ここで、プロセスカートリッジ５０の凹部５７は、供給ローラ５５の下外周面に沿って配置された断面視略円弧状のローラ壁部５５Ａと、トナー収容部５６の断面視略円弧状の底壁部５６Ａとによって形成されている。詳しくは、断面視略円弧状のローラ壁部５５Ａと断面視略円弧状の底壁部５６Ａとが連続して形成されることで、凹部５７が形成されている。

さらに、第１ローラ３７Ａと供給ローラ５５とは、水平方向から見て、部分的に重なるように配置されている。すなわち、第１ローラ３７Ａと供給ローラ５５とが上下方向で略同じ位置に配置されるので、供給ローラ５５が第１ローラ３７Ａよりも上方に配置されるような構造に比べ、レーザプリンタ１が上下に小型化されている。

また、レジストローラ３７の上流側には、上流側センサ３９Ａが配置され、下流側には、下流側センサ３９Ｂが配置されている。そして、上流側センサ３９Ａは、下流側センサ３９Ｂよりも高い位置に配置されている。

ここで、上流側センサ３９Ａは、レジストローラ３７の回転開始のタイミングを決めるために、レジストローラ３７に突入する前の用紙Ｐの先端の通過を検知するセンサである。また、下流側センサ３９Ｂは、露光装置４０によるレーザ光の書き出しのタイミングを決めるために感光体ドラム５１と転写ローラ５３との間に突入する前の用紙の後端の通過を検知するセンサである。

なお、上流側センサ３９Ａおよび下流側センサ３９Ｂによる用紙Ｐの検出と、レジストローラ３７の動作は、以下の通りである。
レジストローラ３７の停止状態で、上流側センサ３９Ａが用紙Ｐを検出すると、レジストローラ３７は所定時間の間、停止状態を維持することで、用紙Ｐの先端を規制する。所定時間が経過すると、レジストローラ３７は回転し、用紙Ｐを感光体ドラム５１に向けて搬送する。そして、下流側センサ３９Ｂが用紙Ｐの後端の通過を検出すると、レジストローラ３７は停止状態に戻る。

また、図２に示すように、手差しトレイ２４を開いた際には、主に手差しトレイ２４の上面によって手差し用の用紙Ｐを搬送するための手差し搬送経路２５が形成されるようになっている。手差し搬送経路２５は、第１Ｕ字形状部３８Ａの最上部３８Ｂに向けて用紙Ｐを搬送する経路であり、図示せぬ給紙ローラなどを適宜備えている。

そして、手差し搬送経路２５は、下り勾配部分３８Ｃと平行（詳細には延長線上）に配置されるようになっている。これにより、手差し用の用紙Ｐを、手差し搬送経路２５から搬送経路１００の下り勾配部分３８Ｃに良好に搬送することが可能となっている。

以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
下り勾配部分３８Ｃの上方に断面視で略三角形のスペースが形成されるので、このスペースにプロセスカートリッジ５０を配置することで、レーザプリンタ１を上下に小型化することができる。

搬送経路１００の第１Ｕ字形状部３８Ａの半径が反転経路８１の第２Ｕ字形状部８１Ａの半径よりも大きいので、葉書、厚紙等の厚い記録シートも、搬送経路１００で良好に搬送することができる。

レジストローラ３７を構成する２つのローラ３７Ａ，３７Ｂのうち一方のローラ３７Ａがプロセスカートリッジ５０に設けられているので、一対のローラ３７Ａ，３７Ｂ間における用紙Ｐの詰まりを容易に解消することができる。

第１ローラ３７Ａと供給ローラ５５とが水平方向から見て重なるように配置されているので、レーザプリンタ１を上下に小型化することができる。

第１ローラ３７Ａがプロセスカートリッジ５０に形成された凹部５７内に配置されているので、レーザプリンタ１を上下に小型化することができる。

手差し搬送経路２５が下り勾配部分３８Ｃと平行に配置されているので、手差し用の用紙Ｐを手差し搬送経路２５から搬送経路１００の下り勾配部分３８Ｃにスムーズに搬送することが可能となっている。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

前記実施形態では、感光体として感光体ドラム５１を採用したが、本発明はこれに限定されず、例えばベルト状の感光体を採用してもよい。
前記実施形態では、記録シートの一例として、いわゆる普通紙やはがきなどの用紙Ｐを示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ＯＨＰシートなどであってもよい。

前記実施形態では、記録シート収容部として着脱可能な給紙トレイ３１を採用したが、本発明はこれに限定されず、例えば筐体に一体に形成された凹部を採用してもよい。
前記実施形態では、画像形成装置としてモノクロのレーザプリンタ１を例示したが、これに限定されず、例えば、カラープリンタであってもよい。また、画像形成装置は、プリンタに限定されず、例えば、複写機や複合機などであってもよい。

前記実施形態では、手差し搬送経路２５の一部を手差しトレイ２４の面で構成したが、本発明はこれに限定されず、例えば、手差しトレイを設けずに、筐体の壁に形成した手差し供給口から搬送経路へ延びる経路を、手差し搬送経路としてもよい。

１レーザプリンタ
２筐体
３１給紙トレイ
３７レジストローラ
３７Ａ第１ローラ
３７Ｂ第２ローラ
３８Ａ第１Ｕ字形状部
３８Ｂ最上部
３８Ｃ下り勾配部分
３８Ｄ合流位置
５１感光体ドラム
８１反転経路
８１Ａ第２Ｕ字形状部
１００搬送経路
Ｐ用紙

Claims

感光体に静電潜像を形成し、前記感光体に形成された静電潜像を現像剤により可視画像に現像し、前記可視画像を記録シートに転写する画像形成装置であって、
筐体の下部に設けられた記録シート収容部から前記筐体の一端側に向かう記録シートを、他端側に向けてＵターンさせる第１Ｕ字形状部を有し、記録シートを前記記録シート収容部から前記感光体を経由して前記筐体の外部へ搬送する搬送経路と、
前記搬送経路において前記感光体の上流側に配置され、前記感光体に向かう記録シートの先端を規制するレジストローラと、
前記搬送経路のうち前記感光体の下流側から前記レジストローラの上流側に記録シートを戻す経路であり、前記搬送経路の前記レジストローラの上流側と合流するＵ字状の第２Ｕ字形状部を有する反転経路と、を備え、
前記搬送経路は、前記第１Ｕ字形状部の最上部から前記レジストローラのニップ位置に向けて斜めに下がる下り勾配部分を有し、
前記最上部、前記反転経路と前記搬送経路との合流位置、前記ニップ位置は、この順に位置が低くなり、
現像剤を収容する現像剤収容部と、前記感光体に現像剤を供給する現像ローラと、前記現像剤収容部内の現像剤を前記現像ローラに供給する供給ローラと、をさらに備え、
前記現像剤収容部の底壁部と、前記供給ローラの下外周面に沿って配置されたローラ壁部とは連続しており、
前記底壁部と前記ローラ壁部とによって、上方に向けて凹む凹部が形成されており、
前記レジストローラは、前記凹部内に配置され、
水平方向から見て、前記レジストローラと前記供給ローラとは重なっていることを特徴とする画像形成装置。
前記第１Ｕ字形状部の半径は、前記第２Ｕ字形状部の半径よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記感光体を有し、前記筐体に着脱可能に設けられたプロセスカートリッジを備え、
前記レジストローラを構成する２つのローラのうち一方のローラが前記プロセスカートリッジに設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
前記第１Ｕ字形状部の最上部に向けて手差し用の記録シートを搬送する手差し搬送経路を備え、
前記手差し搬送経路は、前記搬送経路の前記下り勾配部分と平行に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記レジストローラよりも上流側に配置される上流側センサが、前記レジストローラよりも下流側に配置される下流側センサよりも高い位置に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。