(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の用紙を積載可能な用紙カセットと、前記用紙カセットの用紙１枚ずつ搬送路へ給紙する給紙手段と、前記搬送されてきた用紙の先端を整え、タイミングを調整するためのレジストローラ対と、感光体ドラムにトナー像を形成する現像ローラを備えた現像装置を有する電子写真方式の画像形成手段と、前記画像形成手段により形成されたトナー像を用紙に転写する転写手段と、前記トナー像が転写された用紙を定着する定着手段と、用紙を排出する排出手段とを有する画像形成装置において、
前記用紙カセットは大容量の用紙を積載でき、画像形成装置本体に内蔵されており、かつ前面に引き出し可能であり、前記用紙カセットの上部には、複数のバイパス給紙トレイとこれらの共通の１つのバイパス搬送路を有し、選択的に複数のバイパス給紙トレイからの給紙が可能であり、かつこのバイパス搬送路は、前記大容量用紙カセットの給紙手段より下流かつレジストより上流に斜め上方向から搬送方向に滑らかに合流し、前記給紙手段の位置、レジストの位置、転写の位置、定着手段の位置、排出手段の位置は、略一直線になっており、前記定着手段より下流には、両面搬送路へ分岐させる分岐手段を有し、前記両面搬送路は、分岐手段以後は作像部などを上から回り込み、前記バイパス給紙トレイに排出されて、この排出された用紙をバイパス給紙トレイ給紙手段から給紙して用紙の第２面に印字することにより両面印字可能なことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記バイパス給紙トレイのうち少なくとも１つは、画像形成装置本体に内蔵されたバイパス用紙カセットであり、かつこのバイパス用紙カセットは前面に引き出し可能であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記バイパス給紙トレイは全て画像形成装置本体に内蔵されており、かつ複数のバイパス給紙トレイで１つのユニットとなっており、このバイパス給紙トレイユニットは前面に引き出し可能であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記排紙トレイを排紙するための第１の排紙位置と、ユーザーが排紙された用紙を取り易い位置第２の排紙位置までリフトするための排紙トレイリフト手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル複写機、ファクシミリ、プリンタ、およびこれらの機能を併せ持つ複合機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
＜従来例１＞古くからあるアナログ方式の複写機は、画像形成装置本体の上面に原稿読み取り部があり、側面に給紙カセットをレイアウトし、反対側の側面に排紙するものがほとんどであったため、横方向のサイズが大きくオフィスのスペースがあまりないところでは非常に邪魔なものであった。図７にはその典型的な例を示している。この従来例１は、給紙部５１、搬送路５２、レジストローラ対５３、画像形成部５４、定着部５５、排出ローラ対５６、排紙トレイ５７、自動原稿送り装置５８、光学部５９、などから構成され。給紙カセット（５１１〜５１３）の何れかから給紙された用紙は、搬送路５２を経て、原稿の読み取りのタイミングとの同期、及び用紙の先端揃えのため一旦レジストローラ対５３で停止し、タイミングをみて画像形成部５４でトナー像を転写され、続いて定着部５５でこの熱ローラと圧ローラで挟持、加熱されてトナー像が定着されて、以後排紙トレイ５７に排出される。このような構成は複数の給紙カセット（５１１〜５１３）が図中右方向からセットされており、排紙トレイ５７の左方向先端までの距離はかなり要する。さらにこの給紙カセット（５１１〜５１３）は右方向から抜き差ししているので、実質的にカセットのある方向はスペースを空けた設置条件が必要であった。しかし給紙から排出まで搬送路５２はほぼ水平方向に一直線であるため、紙詰まりの発生は少なく、かつ処理も容易であったといえる。図中下部は特に使われないので、大きな机の上や、キャスターの付いた専用のデスク６０の上に置いて使われているものが多かった。
【０００３】
＜従来例２＞そこで画像形成装置本体の下に全面から用紙の補充が可能な引き出しカセットをレイアウトしたフロントローディング方式ものが登場し、用紙を作像部の下にある給紙カセットから給紙、垂直搬送し、水平方向に搬送し、トナー像を転写し、定着してから排出するというものが主流になった。この結果横方向にカセットが突出していないのでかなりの省スペースが実現できた。図８はその例である。この従来例２は、給紙部６１、搬送路６２、レジストローラ対６３、画像形成部６４、定着部６５、両面分岐部６６、排出ローラ対６７、排紙トレイ６８、自動原稿送り装置６９、デジタル光学部７０、スイッチバック部７１、両面搬送路７２などから構成され、片目印字の場合は、給紙カセット（６１１〜６１３）または給紙トレイ６１４の何れかから給紙された用紙は、搬送路６２を経て、ＬＳＵから感光体ドラムへの潜像の書き込みのタイミングとの同期、及び用紙の先端揃えのため一旦レジストローラ対６３で停止し、タイミングをみて画像形成部６４で用紙の第１面にトナー像を転写され、続いて定着部６５でこの熱ローラと圧ローラで挟持、加熱されてトナー像が定着されて、以後排紙トレイ６８に排出される。両面の場合は、第１面に印字された用紙は両面分岐部６６によりスイッチバック部７１に送られて搬送方向をスイッチバックし、再び搬送路６２に合流し用紙の第２面に印字されて排出される。しかしこのような構成では、片面印字であっても給紙されてから排出されるまでの搬送距離が長いという問題がある。さらに給紙された直後からは用紙搬送は重力に逆らって垂直上方向に向かい、９０°方向変換している。このため給紙カセット（６１１〜６１３）からの給紙、特に下段の給紙カセット６１３ほどジャム発生率は高い。
【０００４】
＜従来例３＞さらに近年では排出するスペースも邪魔なことから用紙の排出を画像形成装置の上面にしたり、複写機はデジタル化が進み、従来のアナログ複写機のように原稿読み取りから感光体ドラムへ露光するための光路が無くなり、レーザーやＬＥＤにより感光体ドラムへ露光できるのでレイアウトの制限が無くなり、胴内排出する複写機、プリンタなどが登場し、さらなる省スペースが可能になってきた。図９はその例である。この従来例３は、給紙部６８、搬送路８２、レジストローラ対８３、画像形成部８４、定着部８５、排出口８６、胴内排紙トレイ８７、自動原稿送り装置８８、デジタル光学部８９、などから構成され、給紙カセット（８１１〜８１３）または給紙トレイ８１４の何れかから給紙された用紙は、搬送路８２を経て、ＬＳＵから感光体ドラムへの潜像の書き込みのタイミングとの同期、及び用紙の先端揃えのため一旦レジストローラ対８３で停止し、タイミングをみて画像形成部８４で用紙にトナー像を転写され、続いて定着部８５でこの熱ローラと圧ローラで挟持、加熱されてトナー像が定着され、以後胴内排紙トレイ６８に排出される。しかしこのような構成では、より省スペースは実現される反面、用紙搬送は急なカーブを繰り返すため、ジャムの発生率は高くなる。さらに複雑な搬送路のためジャム処理も困難なものになってきている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上記従来のようなフロントローディング方式や、画像形成部の上面や胴内に排出するものになるに従って、用紙を搬送する距離は長くなり、急なカーブでの反転などが強いられるようになってきた。このためペーパーハンドリング技術が複雑になり、ジャムの発生も増える傾向にある。また用紙搬送路が複雑なために、ジャム処理も大変で、いたるところに開閉機構を設ける必要があり画像形成装置全体が複雑なものになってしまう。事実近年の複写機などのジャムの発生箇所をみると、上述した搬送の無理な湾曲部分や、用紙の合流箇所などで頻繁に発生している。
【０００６】
一方近年では省資源の観点から、古紙や再生紙、片面のみ印字された用紙の再利用、ザラシなど品質の悪い用紙も使われるようになっている。このような傾向もいっそうジャムの発生率を高めているといえる。
【０００７】
そこで一般的なオフィスにおける複写機の使われ方を見ていると、殆どはＡ４の普通紙を使用している。その他のＡ３用紙や、Ｂサイズのものはほとんど使われないのが現状である。また封筒やはがきなども一切コピーされない場合も多い。しかしながらあまり使われないサイズの用紙であってもカセットを１段占有している。このため使用頻度の高い用紙の場所が削られて頻繁に用紙のセットを行っていた。
【０００８】
以上本発明のコンセプトとしては
（１）使用頻度の高い用紙は極力ストレートかつ短い搬送路とする。
（２）使用頻度の高い用紙を積載するカセット以外は基本的にはバイパスからの給紙とする。
（３）給紙から排出までは水平方向又は上から下方向への搬送とすることにより、スリップによるジャムを低減する。
（４）使用頻度の高い給紙部に対しては、極力信頼性の高い給紙技術を用いる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、本件第１の発明は、複数の用紙を積載可能な用紙カセットと、前記用紙カセットの用紙１枚ずつ搬送路へ給紙する給紙手段と、前記搬送されてきた用紙の先端を整え、タイミングを調整するためのレジストローラ対と、感光体ドラムにトナー像を形成する現像ローラを備えた現像装置を有する電子写真方式の画像形成手段と、前記画像形成手段により形成されたトナー像を用紙に転写する転写手段と、前記トナー像が転写された用紙を定着する定着手段と、用紙を排出する排出手段とを有する画像形成装置において、前記用紙カセットは大容量の用紙を積載でき、画像形成装置本体に内蔵されており、かつ前面に引き出し可能であり、前記用紙カセットの上部には、複数のバイパス給紙トレイとこれらの共通の１つのバイパス搬送路を有し、選択的に複数のバイパス給紙トレイからの給紙が可能であり、かつこのバイパス搬送路は、前記大容量用紙カセットの給紙手段より下流かつレジストより上流に斜め上方向から搬送方向に滑らかに合流し、前記給紙手段の位置、レジストの位置、転写の位置、定着手段の位置、排出手段の位置は、略一直線になっており、前記定着手段より下流には、両面搬送路へ分岐させる分岐手段を有し、前記両面搬送路は、分岐手段以後は作像部などを上から回り込み、前記バイパス給紙トレイに排出されて、この排出された用紙をバイパス給紙トレイ給紙手段から給紙して用紙の第２面に印字することにより両面印字可能なことを特徴とする画像形成装置を用いる。
【００１１】
本件第２の発明は、前記バイパス給紙トレイのうち少なくとも１つは、画像形成装置本体に内蔵されたバイパス用紙カセットであり、かつ前面に引き出し可能であることを特徴とする第１の発明に記載の画像形成装置。
【００１２】
本件第３の発明は、前記バイパス給紙トレイは全て画像形成装置本体に内蔵されており、かつ複数のバイパス給紙トレイで１つのユニットとなっており、このバイパス給紙トレイユニットは前面に引き出し可能であることを特徴とする第１の発明に記載の画像形成装置。
【００１３】
本件第４の発明は、前記排紙トレイを排紙するための第１の排紙位置と、ユーザーが排紙された用紙を取り易い位置第２の排紙位置までリフトするための排紙トレイリフト手段を有することを特徴とする第１の発明〜第３の発明に記載の画像形成装置を用いる。
【００１４】
【作用】
本件第１の発明では、用紙カセットは大容量のものを１つだけ設け、その他に用紙カセットをもたない、このためこの用紙カセットの給紙から排紙までの距離を短くすることができる。またその他の用紙カセットの代わりに、複数のバイパス給紙トレイを用いるので、あまり使われない用紙はここからの給紙で充分であり、かつこのバイパス給紙トレイ複数用意されているので、メインの用紙以外は複数種類セットした状態が可能である。これはメインのサイズ以外の用紙の使用率は全体の数パーセントにも満たないので、その他の用紙は随時バイパスからの給紙で充分である。さらにメイン以外の用紙は使用率は低いが、各々の種類は多い（少量多品種）のためバイパストレイは複数段設けてある。カセットを複数設けるより、少ないスペースでよりおおくの種類の用紙をセットできる。またこれらのバイパス給紙トレイは、メインの給紙カセットより上の位置になるので、上から下方向への搬送となり、搬送ローラのスリップを低減できる。さらにこの大容量の用紙カセットの給紙位置から排出までを略一直線にすることで、ストレートな搬送路となり、ジャム発生の要因を低減できる。また、両面搬印字機能が有る場合に、複数あるバイパス給紙トレイの１つを両面のスイッチバック手段として利用することにより、省スペースが可能となる。
【００１６】
本件第２の発明では、バイパス給紙トレイが画像形成本体に内蔵され、かつ前方向に引き出し可能であるので、横方向の出っ張りを少なくできる。また小さな用紙のみを引き出しカセットにしても良い。
【００１７】
本件第３の発明では、前記複数のバイパス給紙トレイは１つのユニットとしてまとめられているので、全面に引き出すための構成もバイパス給紙トレイの各々に対して設ける必要もなく簡単になる。これは１つのバイパス給紙トレイのセット枚数も少なく小型化ができるからである。
【００１８】
本件第４の発明では、用紙搬送方向が上から下方向のため、排紙は下のほうになる。そこで排紙トレイをリフトすることによりこれを補う。搬送路を設けて上に排出すると、定着後のカールすることもある用紙を、下から上へ搬送するとジャムが発生しやすくなるからである。排出して積載した用紙はジャムすることはない。
【００１９】
【実施例】
本件第１の発明を採用する第１の実施例を図１に基づいて説明する。同図において、本画像形成装置は、大容量カセット０１と、給紙手段０２と、レジストローラ対０３と、搬送路０４と、画像形成手段０５と、定着手段０７と、分岐手段０８と、排出手段０９と、排紙トレイ１０と、バイパス給紙トレイ１１と、スキャナー２１と、自動原稿送り装置２２などから構成されている。
【００２０】
前記大容量カセット０１および給紙手段を図２に基づいて説明する。同図において、この大容量カセット０１は、カセット枠体０１１、用紙積載板０１２、用紙センサー０１２１、用紙積載板昇降手段０１３などからなり、メインとなる用紙のみを積載する。一般的なオフィスにおいては通常よく使われる用紙サイズはＡ４であり、近年デジタル複写機が主であるため、原稿を置く方向にかかわらずＡ４横で出力できる。さらに時間当たりの印字枚数を稼ぐ意味でも搬送方向は横方向が良い。給紙カセットとしてはこれ１つしか持たないので、他の給紙カセットのスペースの確保や、従来技術２、３で述べたような垂直搬送路を持たないので大容量が実現できる。さらに部品点数の多い大容量カセットを用いても、カセットとしてはこれ１つしか使わないので大幅なコストアップにはならない。前記用紙センサー０１２１はフォトセンサなどを用い、前記用紙積載板０１２に積載された用紙の有無を検知する。
【００２１】
前記用紙積載板昇降手段０１３は、モータ（０１３２１、０１３１ｂ）、駆動プーリ（０１３２ａ、０１３２ｂ）、ワイヤ（０１３３ａ、０１３３ｂ）、アイドルプーリ（０１３４ａ、０１３４ｂ）で構成されており、給紙の際には前記用紙積載手段０１に積載されている用紙の最上部の用紙の上面と給紙手段０２の用紙を吸引する部分の距離を所定の距離に維持するように制御される。当該所定の距離とは用紙吹き付け手段０２３の風量及び用紙吸引手段０２２の吸引力、１枚あたり用紙の重量、用紙サイズ、用紙同士の摩擦係数などのさまざまな関連パラメータによって決まるが、用紙が給紙搬送されているときに、当該用紙と次に給紙される予定の用紙の摩擦力により当該次に給紙される予定の用紙が動き出さない程度に隔てた距離であり、かつ前記用紙吹き付け手段０２３の風量及び用紙吸引手段０２２の吸引力により用紙１枚を前記給紙ベルト０２１の下面側に吸着できる程度の距離である。また予め当該所定の距離を設定しておき、その他の前記関連パラメータを決定しても良い。さらには前記用紙積載板昇降手段０１３は用紙補給、紙詰まり処理の際には前記用紙積載板０１２を決められた位置まで下降させるなどの役割も果たしている。
【００２２】
前記給紙手段０２は、給紙ベルトユニット０２１と、用紙吸引手段０２２、用紙吹き付け手段０２３とからなり、前記用紙吹き付け手段０２２は、吹き付けファン０２３１からの空気吹き付け口０２３２を介して前記用紙積載板０１２に積載されている複数の用紙の上の部分を用紙搬送方向の下流側から空気を吹き付けることにより用紙をさばいている。前記給紙ベルトユニット０２１は少なくとも２つのローラ（０２１２、０２１３）と、前記少なくとも２つのローラにほぼ等間隔に掛け渡され、前記用紙積載板０１２に積載された用紙の用紙搬送方向下流側の上面に面した複数のベルト（０２１１）と、吸引ダクトの一部０２１４とで構成されており、また前記用紙吸引手段０２２は、吸引ファン０２２１と、吸引ダクト０２２２により構成されており、この用紙吸引手段０２２の用紙吸引孔（図示していない）は複数設けられ、かつ各々ベルトの複数の穴から給紙の際には前記用紙積載板０１２に積載された複数の用紙のうち最上部の１枚を前記複数のベルト０２１の下面に用紙を吸引し、さらにこのベルトを回転移動させて用紙を搬送する際には用紙を下面に吸着しつつ搬送し、以降の搬送路１２１へ受け渡す。
【００２３】
次に以上説明したエアー吸引式の給紙搬送装置を採用する画像形成装置の基本的な動作を説明する。まず、前記用紙積載板０１２に用紙があるか否かを判断し、無ければペーパーエンプティーを表示し用紙の補充を要求する。用紙が有れば、前記給紙ベルトの下面と、前記用紙積載板０１１に積載されている用紙の最上部の用紙の上面の距離が所定の距離に設定し、吸引ファン及び前記吹き付けファン３１が作動しているか否かを確認する。次に用紙は前記給紙ベルト０２１の下面に吸引され、続いてこの給紙ベルト０２１を回転移動させて、用紙を給紙搬送路へ受け渡し、給紙ベルト０２１を停止する。このように本発明では１枚づつ正確な給紙ができるものを用いる方が良い。
【００２４】
バイパス給紙トレイ１１は、従来からあるバイパス給紙と同じようなものを複数設けたものである。ここでは大サイズ用バイパス給紙トレイ１１１、中サイズ用バイパス給紙トレイ１１２、小サイズ用バイパス給紙トレイ１１３の３つのバイパス給紙トレイを設けており、何れから給紙を行った場合も、バイパス搬送路１５を経て、前記大容量用紙カセットの給紙手段０２より下流かつレジストローラ対０３より上流に斜め上方向から搬送方向に緩やかに合流している。このため給紙された用紙は重力に逆らうこともなく、また搬送路も特に急激なカーブとならないのでジャムの発生は極めて少なくなる。各々に設けられた給紙ローラは普通のウレタンゴムやＥＰＤＭなどででき、周囲に滑り止めのための平目のロレットを施した簡単なものや、ゲート方式などの複雑なものを用いる。このバイパス給紙トレイは使用頻度は低いことを前提としているので、簡単な給紙ローラを用いていても、消耗も少なく、かつ交換も容易なので、このような簡易的なものを用いても充分役割を果たす。通常このようなバイパス給紙トレイは開閉式で、使われない場合は画像形成装置のカバーと一体感のある閉じかたをするものが多いが、本実施例では、バイパス給紙トレイは複数あるので、給紙位置を画像形成装置本体の内部に設け、通常用いられているような伸縮するトレイが適応しやすい。
【００２５】
レジストローラ対０３は、ポリアセタールなどの滑りの良い樹脂でできたローラと、ゴムローラを適当に圧接させ、搬送されたてきた用紙先端を先ず樹脂のローラに当てて滑らせ、ニップでこの用紙先端を止めることにより先端を搬送方向に平行に整える。また画像形成のタイミングに同期してこのレジストローラ対０３が回転をする。図中大容量カセット０１から給紙されたものに対しても行っているが、ここでは給紙にエアー給紙を用い、かつ給紙から転写位置までの距離が非常に短いので、バイパス給紙トレイ１１、および両面再給紙に対してのみ行う構成にすれば、より給紙から排出までの距離を短くできる。
【００２６】
画像形成手段０５を図３に基づいて説明する。同図において、この画像形成手段０５は、感光体ドラム０５１、主帯電装置０５２、露光手段０５３、現像装置０５４、転写ローラ５５、ドラムクリーナー０５６、トナー収容容器０５７などから構成されている。とくに現像装置０５４は縦循環の現像装置を用いている。搬送路０４とこの現像装置０５４の位置関係は、レジストローラ対０３と干渉しない程度に上のほうにある。
【００２７】
感光体ドラム０５１は、現像プロセスに至るまでに、帯電、露光のプロセスを経ており、主帯電装置０５２で感光体ドラム０５１の表面を所定の表面電位まで帯電させ、露光手段０５３で画像情報を露光して周表面に静電潜像を形成されたものが回転移動している。主帯電装置０５２はコロトロン方式、スコロトロン方式、帯電ローラなどの何れかを用い、高電圧を印加することによりコロナ放電を発生や電荷注入することにより感光体ドラム０５１の表面を所定の表面電位まで帯電させている。露光手段０５３はＬＳＵなどを用いて低コストを図っているが、ＬＰＨ（ＬＥＤ  ＰＲＩＮＴ  ＨＥＡＤ）を用いると、省スペースが可能となる。
【００２８】
現像装置０５４は、現像ハウジング０５４１、現像ローラ０５４２、補切り板０５４３、第１の撹拌手段０５４４、第２の撹拌手段０５４５、汲み上げローラ０５４６、などから構成されている。現像ハウジング０５４１は、現像装置本体の筐体であり、当該現像装置の構成要素を所定の位置関係に維持し、かつ現像剤の槽である。材質は一般的にガラス繊維を含む樹脂などを用い寸法精度を出している。第１の撹拌手段０５４４、第２の撹拌手段０５４５は、撹拌パドルやスパイラルを用い、キャリア粒子とトナーとからなる現像剤を撹拌、搬送することにより均一に混合し、摩擦帯電を起こしトナーを帯電させている。
【００２９】
現像ローラ０５４２は、前記現像ハウジング０５４１内に前記感光体ドラム０５１と平行に配設され、前記感光体ドラム１の周表面の回転移動方向に対して順方向に回転移動するスリーブ部材と当該スリーブ部材内に配設された磁石により構成される。当該スリーブ部材は周表面に現像剤を吸着搬送し、前記感光体ドラム０５１とニップを形成する現像域に送り、前記感光体ドラム０５１の周表面の静電潜像に当該現像剤を適用してトナー像を形成する。ここで当該第１のスリーブ部材には適当な現像バイアスが印加されており、前記感光体ドラム０５１を対向電極とする電界を形成することにより前記感光体ドラム１の周表面の静電潜像をトナー像化している。当該スリーブ部材の材質は一般的にはアルミ合金が使われ、その周表面は現像剤の搬送性能の向上を考慮してロレット加工やサンドブラスト処理、ワイヤーブラシ処理を施されている。前記磁石はラジアル方向に多極の磁極を有し、材質はフェライト系の永久磁石（焼結やバインダ磁石）を用いる。
【００３０】
穂切り板０５４３は、現像ローラ０５４２と所定の間隙をもって位置する端部を有し、当該現像ローラ０５４２の周表面を搬送される現像剤の層厚を規制する役割をもつ。材質は耐摩耗性、トナー付着の予防を考慮して、ステンレス、真鍮、アルミ合金などの金属が用いられる。層厚の設定は精度を必要とする。
【００３１】
汲み上げローラ０５４６は、現像ローラの現像域より長手方向に外れた位置にあり、第１の撹拌手段０５４４から第２の撹拌手段０５４５へ現像剤を受け渡すときに、下から上への方向となるので、第１の撹拌手段０５４４からの現像剤を汲み上げローラ０５４６の表面に磁力的に吸着し、第２の撹拌手段０５４５へは簡単なブレードではぎ取るなどして行う。
【００３２】
トナー濃度検出手段０５４７は透磁率センサーを用いており、設置個所はトナーとキャリア粒子が充分に撹拌、混合された現像剤が流れている箇所であればどこでもよい。
【００３３】
次に、現像剤の流れを説明する。まず現像剤の撹拌には第１の撹拌手段０５４４と第２の撹拌手段０５４５を汲み上げローラ０５４６とを介して循環することにより行われている。さらに第１の撹拌手段０５４４は循環する現像剤を現像ローラ０５４２に受け渡しつつ撹拌している。現像ローラ０５４２はスリーブ部材の内部に配設された磁石の汲み上げ磁極により周表面に磁気的に現像剤を吸着保持し、この汲み上げられた現像剤はスリーブ部材の回転移動に伴い穂切り板０５４３により量を規制され、搬送磁極により搬送されて主極のつくる磁界により穂立ち、スリーブ部材と前記感光体ドラム０５１の形成する現像域に送る。この現像後の現像剤は引き続きスリーブ部材の回転移動により内部の磁石の隣接する同一極性の引き剥がし磁極付近で第１の撹拌手段０５４４に現像剤を受け渡す。この第１の撹拌手段０５４４に回収されたトナーを消費された現像剤は再び第１の撹拌手段０５４４と第２の撹拌手段０５４５を汲み上げローラ０５４６とを介して循環しつつ、トナー補給が行われて所定の濃度に維持される。
【００３４】
トナー収容容器０５７は、トナー補給ローラ０５７１、トナー送り手段０５７２などで構成され、トナー補給モータを回転させることにより前記トナー補給ローラ０５７１を回転させ、下部の開口部より前記現像ハウジング０５４１の第２の現像剤撹拌搬送手段０５４５の上流側にトナーを落下させている。このトナーの落下は前記トナー濃度検出手段０５４７で測定された現像剤のトナー濃度を設定されたトナー濃度と比較することにより、測定されたトナー濃度が設定されたトナー濃度より低い場合にトナーを補給し、測定されたトナー濃度が設定されたトナー濃度より高くなった時点でトナー補給を止めるという制御により行っている。またトナー送り手段０５７２はトナーを開口部方向に寄せるように回転しており、前記トナー補給ローラ０５７１の駆動と共通の駆動で行っている。
【００３５】
感光体ドラム０５１に形成されたトナー像は、転写位置０５５で、転写ローラ０６３に印可された、トナーと逆極性の電圧と感光体ドラム０５１を対向電極として作られる電界により、搬送されてくる用紙上に転写される。この転写ベルト上のトナー像回転移動にともない第２の転写位置０５７で、第２の転写ローラ０７に印可された、トナーと逆極性の電圧と第２の転写対向ローラ０６４の作る電界により、搬送されてくる用紙上に転写される。感光体ドラム０５１と転写ローラ０６は接触、もしくは〜０．１ｍｍ程度の位置関係をもつ。転写ローラ０６に印加される電圧は、各々１〜６ｋＶ程度の適当な電圧が、高圧トランスから印加される。転写ローラ０６の材質はアルミなどの軸芯の周囲に、ポリウレタン系エラストマーに過塩素酸リチウム添加したもの、ポリエステル系エラストマーに過塩素酸リチウム添加したもの、ウレタンゴムに導電性カーボンブラック添加したものなどの、何れも体積抵抗１０4〜１０5Ω・cm，アスカーＣ硬度５０〜８０°程度の弾性層を設けたものを用いる。
【００３６】
ドラムクリーナー０５６は、感光体ドラム０５１に残留したトナーをブレードで掻き落とし回収する。この回収されたトナーは回収容器（図示していない）に送られか、または再びトナー収容容器に戻してリサイクルされる。
【００３７】
定着装置０７は、熱ローラ０７１、定着ヒータ０７１１、圧ローラ０７２、ガイド板０７３からなり、熱ローラ０７１は熱伝導性のよいアルミ等のローラの外周にフッ素コートを施したものを用い、定着ヒータ０７１１を内蔵することにより、定着に必要な所定の温度に制御されている。圧ローラ０７２も熱伝導性のよいアルミ等のローラの周囲が耐熱性のウレタンゴムでできた弾性層で覆われ、さらに外周はＰＴＦＥなどのフッ素系樹脂の離型層をもつものを用いる。ガイド板０７３は、搬送される用紙の先端を熱ローラ０７１に向かって当たる方向にガイドする。熱ローラ０７１と圧ローラ０７２は適度な押圧で圧接され、この２つのローラの形成するニップに、表面に未定着トナーが転写された用紙が挟持、加圧されることにより定着される。
【００３８】
分岐手段０８は、片面印字または両面の第２面の印字がされての排出の場合は図中破線の姿勢をとり、定着後の用紙は排出手段０９により、排紙トレイ１０に順次排出される。両面印字の第１面を印字された場合は、用紙は図中実線の姿勢をとり、両面搬送路１２へ向かって搬送される。
【００３９】
再び図１に戻り説明する。この両面搬送路１２は、前半で垂直上方向に、定着後の用紙を搬送するので、本発明の画像形成装置のうち、一番ジャムの発生する可能性の高い場所であると言える。
【００４０】
排紙トレイ１０は、ここでは第４の発明にあるように、排紙トレイリフト手段１０１を備え、必要に応じて排紙トレイ１０を昇降させることができる。これは、本件のレイアウトでは、排紙位置が低い位置になるため、ユーザーが印字された用紙を取るときに、低い位置では取りづらいので、ジョブの最終の紙が排紙後に、図中破線で示す位置までもち上げる。またこの印字された用紙が取り除かれない状態で、次のジョブが入って印字を開始した場合は、再び元の排紙位置に戻るように制御される。最近は複写機にフィニッシャーを備えるものが多いので、この場合はこのようなリフト手段などは必要ない。
【００４１】
バイパス給紙トレイのうち一番上のものをスイッチバックトレイと兼用する第１の実施例を図４に基づいて説明する。第１面に画像を印字された用紙は、搬送路１２を経てスイッチバック給紙ローラ対１３３によりバイパス給紙トレイ１１４に対して排出されて、叩きローラ１３２で用紙後端をスイッチバック排出ローラ対１３４方向に向けて、続いて前記叩きローラ１３２が排出方向に逆転して、再給紙搬送路１４へ送り出し、再び搬送路０４、レジスト部０３を経て、第２面にトナー像転写されて、定着手段０７、分岐手段０８（破線の状態）、排出手段０９を経て用紙トレイ１０に排出される。このバイパス給紙トレイ１１４は、通常はバイパス給紙として使うことが可能であり、両面指示があったときはここに用紙がセットされていないことを確認して行い、もしセットされている場合はその旨をユーザーに知らせるように制御する。逆に両面指示がされていない場合は、通常のバイパス給紙トレイとして用いることができる。
【００４２】
本件第２の発明を採用する第２の実施例を図５に基づいて簡単に説明する。主要な部分は第１の実施例と同じであるが、複数のバイパス給紙トレイのうち、比較的小さいサイズの用紙をセットするためのバイパス給紙カセット２つを内蔵している。これはそれぞれ独立しており、用紙をセットする場合は前面に引き出して行う。ここから給紙された用紙は、バイパス搬送路１５を経て、緩やかな角度で搬送路０４と合流させるために、給紙位置が低くなった斜めにレイアウトされたものになる。ここでは全てをバイパス給紙カセットとせずに、Ａ３サイズまでの大きな用紙をセットできるバイパス給紙トレイ１１を設けているが、これは少なくとも１つは大きな用紙サイズをセットできるものが有ったほうが良いからであり、上述したバイパス用紙カセット（１６１，１６２）に大きな用紙をセットできる構成にすると、それだけでこの前面に引き出し可能なバイパス用紙カセットのメリットが半減してしまうからである。
【００４３】
本件の第３の発明を採用する第３の実施例を図６に基づいて簡単に説明する。こちらも主要な部分は第１の実施例と同じであるが、複数のバイパス給紙トレイ（１７１〜１７３）を１つのユニットとしたバイパス給紙トレイユニット１７としている。従来技術２の説明にもあるように、従来は１つの用紙に１つのカセットという概念で用いられてきたが、本発明では、あまり使われない用紙はセット枚数もあまり必要ないので、例えばこの第３の実施例のように、バイパス給紙トレイ（１７１〜１７３）の３つを１つのユニットとして画像形成装置本体に内蔵し、用紙をセットするときは前面に引き出してセットするような構成をとる。
【００４４】
【発明の効果】
上述したように、本件第１の発明を用いれば、用紙カセットは大容量のものを１つだけ設け、その他に用紙カッセトをもたない、このためこの用紙カセットの給紙から排紙までの距離を短くすることができる。またその他の用紙カセットの代わりに、複数のバイパス給紙トレイを用いるので、あまり使われない用紙はここからの給紙で充分であり、かつこのバイパス給紙トレイ複数用意されているので、メインの用紙以外は複数種類セットした状態が可能である。これはメイン以外の用紙の使用率は全体の数パーセントにも満たないので、その他の用紙は随時バイパスからの給紙で充分である。さらにメインのサイズ以外の用紙は使用率は低いが、各々の種類は多い（少量多品種）のため、バイパス給紙トレイは複数段設けてある。カセットを複数設けるより、少ないスペースでより多くの種類の用紙をセットできる。またこれらのバイパス給紙トレイは、メインの給紙カセットより上の位置になるので、上から下方向への搬送となり、搬送ローラのスリップを低減できる。さらにこの大容量の用紙カセットの給紙位置から排出までを略一直線にすることで、ストレートな搬送路となり、ジャム発生の要因を低減できる。また両面搬印字機能が有る場合に、複数あるバイパス給紙トレイの１つを両面のスイッチバック手段として利用することにより、省スペースが可能となる。また両面のジョブが入っていなければ通常のバイパス給紙トレイとして用いることができる。
【００４６】
本件第２の発明を用いれば、バイパス給紙トレイが画像形成本体に内蔵され、かつ前方向に引き出し可能であるので、横方向の出っ張りを少なくできる。また小さな用紙のみを引き出しカセットにしても良い。
【００４７】
本件第３の発明を用いれば、前記複数のバイパス給紙トレイは１つのユニットとしてまとめられているので、全面に引き出すための構成もバイパス給紙トレイの各々に対して設ける必要もなく簡単になる。これは１つのバイパス給紙トレイのセット枚数も少なく小型化ができるからである。
【００４８】
本件第４の発明を用いれば、用紙搬送方向が上から下方向のため、排紙は下の位置になる。そこで排紙トレイをリフトすることによりこれを補う。搬送路を設けて上に排出すると、定着後のカールすることもある用紙を、下から上へ搬送するとジャムが発生しやすくなるからである。排出して積載した用紙はジャムすることはない。近年は後処理装置の装着率も高くなってきているので、この発明の機能を後処理装置に設けておいても良い。
【００４９】
このように、本発明のような既存の技術を組み合わせることにより生まれた新しいレイアウトの画像形成装置を用いれば、ジャムの少ない、またジャムが発生した場合であっても、搬送路が短いのでジャム発生箇所も特定しやすく、その処理が容易な画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本件第１の発明を採用する第１の実施例の画像形成装置の概略図である。
【図２】本発明の大容量用紙カセットとエアー給紙の概略図である。
【図３】本発明の画像形成手段、転写ローラ、定着手段、分岐手段、および排出手段周辺の概略図である。
【図４】本件第１の発明を採用する第１の実施例の画像形成装置の概略図である。
【図５】本件第２の発明を採用する第２の実施例の画像形成装置の概略図である。
【図６】本件第３の発明を採用する第３の実施例の画像形成装置の概略図である。
【図７】従来技術＜従来例１＞の画像形成装置の概略図である。
【図８】従来技術＜従来例２＞の画像形成装置の概略図である。
【図９】従来技術＜従来例２＞の画像形成装置の概略図である。
【符号の説明】
０１；大容量用紙カセット
０２；給紙手段
０３；レジストローラ対
０４；搬送路
０５；画像形成手段
０５１；感光体ドラム
０５２；主帯電装置
０５３；露光手段（ＬＰＨ又はＬＳＵ）
０５４；現像装置
０５５；転写位置
０５６；ドラムクリーナー
０５７；トナー収容容器
０６；転写ローラ
０７；定着手段
０８；分岐手段
０９；排出ローラ
１０；排出トレイ、
１１；バイパス給紙トレイ
１１１；大サイズ用トレイ
１１２；中サイズ用トレイ
１１３；小サイズ用トレイ
１２；両面搬送路
１３；スイッチバックトレイ
１４；再給紙搬送路
１５；バイパス搬送路
２１；デジタル光学系
２２；自動原稿送り装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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