(57)【要約】【課題】給紙手段を像形成装置の片隅に配置させて給紙トレイの突出量を小さく抑えることができるとともに、コンパクトで記録材の給排紙、積載性に優れ、外観デザインも機能的な画像形成装置を提供すること。【解決手段】像担持体上に静電潜像を形成する手段と、静電潜像をトナー像として現像する手段と、トナー像を記録材へ転写する手段と、記録材を給紙する手段と、記録材をトナー像の転写領域へ案内する手段と、トナー像を定着させる各画像形成手段によって画像形成を行う画像形成装置において、略水平に配置された記録材を給紙する給紙手段と像担持体及び定着手段をそれぞれ略鉛直方向に連続して配置するとともに、トナー像の転写領域に搬送される記録材を、像担持体が転写手段と最近接する点の接平面で空間を分割した際に、転写手段を含む側の空間を少なくとも一度通過した後に転写領域に案内する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に静電潜像を形成する手段と、前記静電潜像をトナー像として現像する手段と、前記トナー像を記録材へ転写する手段と、記録材を給紙する手段と、記録材を前記トナー像の転写領域へ案内する手段と、記録材上に転写されたトナー像を定着させる各画像形成手段の実行によって画像形成を行う画像形成装置において、
略水平に配置された記録材を給紙する給紙手段と像担持体及び定着手段をそれぞれ略鉛直方向に連続して配置するとともに、トナー像の転写領域に搬送される記録材を、像担持体が転写手段と最近接する点の接平面で空間を分割した際に、転写手段を含む側の空間を少なくとも一度通過した後に転写領域に案内することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記給紙手段は、給紙ローラと分離パッドの組み合わせから少なくとも構成される手段であり、像担持体は円筒形状のシリンダに光感光層が形成された感光ドラであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記給紙手段と前記転写手段の間に記録材を案内するガイド部材を配置するとともに、前記ガイド部材は、記録材と接触する圧力により接触面が可動となっていることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
記録材を転写領域に案内するガイド部材は、記録材と接触する面の位置変化によって接地抵抗が変化することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記記録材を転写領域に案内するガイド部材の接地抵抗の変化を検出することによって像形成プロセス条件に変化を加えることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式等の静電記録方式を利用して画像形成を行うレーザープリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関するものであり、特に出力装置の内、パーソナル向けに記録材の給、排紙位置が近接し、且つ、使い勝手の優れた小型出力装置、省設置スペースが図られた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用したパーソナル向け小型ＬＢＰの構成配置の一例を図８に示した。図８を用いて画像形成プロセスの概略説明を行う。
【０００３】
図８において、３１は像担持体である有機感光ドラムであり、これは不図示のモータ及び駆動伝達手段によって矢印方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転制御されている。この感光ドラム３１は、帯電部材である帯電ローラ３３によって表面が一様に帯電された後、反射ミラー４９を介して、レーザー露光装置５０から出力される画像情報に応じて強度変調されたレーザー光で露光されることによって、その表面に静電潜像が形成される。
【０００４】
上記静電潜像は、現像器３４によってトナー像として現像される。記録材Ｓは、給紙トレイＴ１に略鉛直方向に配置され、リフトプレートＬＰ２と給紙ローラ３５、分離パッド３６等から成る給紙手段により給紙され、感光ドラ３１と転写ローラ３９により形成される転写領域に搬送される。前記トナー像は、転写手段である転写ローラ３９に不図示の給電手段による転写バイアスが印加されることによって記録材Ｓ上に転写される。
【０００５】
記録材Ｓに転写されたトナー像は、加熱ローラ４１と加圧ローラから成る定着器によって定着された後、排紙トレイＴ２上に出力される。
【０００６】
本構成のレーザービームプリンタ（ＬＢＰ）は、記録材の搬送経路が図中Ａ２に示したように略Ｕ字型になるよう構成されている。そのため、給排紙方向が略鉛直方向に取られ、設置面積及びプリンタ設置時の奥行き寸法（ｄ２）を小さくすることが可能となる。
【０００７】
又、給紙から排紙までの長さを必要最小限にすることで、紙パスを短くして給紙から出力までに要する時間を短くできる利点がある反面、紙を立てるためにプリンタの高さ寸法（ｈ２）に対して、給紙口Ｔ１、排紙口Ｔ２において記録材、或は紙を支えるためのトレイによって、Ｐ２−ｉｎ、Ｐ２−ｏｕｔに示す突出部が生じ、デザイン上の安定感、滑らかさに欠ける。
【０００８】
又、給排紙トレイが鉛直上方に向かって開いているために、埃や異物が給紙口に入り易く、プリント時に紙と一緒に埃や異物を搬送し、感光ドラムや現像器、定着器にダメージを与える危険がある。
【０００９】
更に、給排紙口に長時間紙を立て掛けておくと重力の影響で紙に曲がり、変形が生じ易い。給紙口で紙に変形が生じた場合は、紙詰まりや紙シワが生じ易くなる。排紙口では定着後の熱を持った状態でトレイに立て掛かるために、排紙された紙は短時間、若しくは直ちにトレイから取り出さないと紙の上下方向に非対称な変形が加わり易い等の問題が発生する。
【００１０】
上記問題を解決するプリンタエンジン構成として、図９に示すように、記録材Ｓを専用の紙カセット７１に水平に装填し、給紙した記録材の搬送と感光ドラム５１上への静電潜像及びトナー像の形成と記録材へのトナー像の転写、定着を行い、出力する構成のＬＢＰも多数製品化されている。
【００１１】
前記記録材の搬送を図中の矢印Ａ３に示したようにＳ字型に行うプリンタは、外観をほぼ奇麗な直方体に構成することが可能なため、外装からの突出部が少なく、滑らかで安定した外観デザインにすることが容易である。
【００１２】
【特許文献１】特開２００１−２０６５９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、記録材を水平配置して給排から転写と定着から排紙において記録材を裏表反転させて搬送させるために、設置面積が前記Ｕ字パスを採用する装置に比べると可成り大きくなり、コストも高くなる。
【００１４】
紙パスが長くなるために、搬送速度が同じであれば、前記Ｕ字パスを採用する装置に比べて給紙から排紙までに要する時間が長くなり、特にプリントコマンドをプリンタに送った後、プリント出力されるまでのファーストプリントアウトタイム（Ｆ．Ｐ．Ｏ．Ｔ）が長くなり勝ちであり、それを短縮させるには搬送スピードの絶対値を上げる必要がある。搬送スピードを上げるためには、レーザースキャナーの走査速度、定着器の高出力化等が必要となり、高コストな構成になってしまうといった問題がある。
【００１５】
上記問題を折衷させる構成として、図５に示すように、記録材を水平配置させた上で記録材の表裏を反転させることなく転写部に導き、記録材へのトナー像の転写と定着を行う出力装置も提案されている。尚、矢印Ａ４は、本例における記録材の搬送経路を示している。
【００１６】
前記構成のプリンタは、設置面積がＳパスのプリンタに比べて小さくて済むとともに、紙パスを短くすることができるためにエンジンを小さくすることができ、コストも低く抑えることができる。
【００１７】
反面、記録材のサイズに対してプリンタの外形サイズが相対的に小さくなるために、給紙トレイや排紙トレイがエンジン外装から突出するのは防ぐことができない。但し、前記Ｕ字パスのプリンタが略鉛直方向にトレイや記録材が突出していたのに対し、紙パスがＣ字型になる構成は、給紙側と排紙側のトレイ、記録材共に略水平方向に突出するため、給紙トレイや排紙トレイ上への記録材の放置によるクセ付きや変形の発生は抑えられる。
【００１８】
但し、Ｃ字型パスのプリンタ本体の設置面積と給紙トレイの突出量を抑えるためには、給紙手段をプリンタ本体の片隅に配置させることが必要であり、その場合、トナー像の転写領域に記録材が侵入する際に記録材が転写部材側から進入するためにトナーが飛び散り易いという問題がある。
【００１９】
ドラム型感光体上に形成されたトナー像を静電転写する際に、記録材の進入方向でトナー飛び散りが変化する原因を図６及び図７を用いて説明する。
【００２０】
図６及び図７において、９０は感光ドラムであり、矢印方向に回転駆動され、且つ、不図示の帯電手段により負極性に一様帯電されて露光部に負極性トナーが反転現像されている。９５は転写ローラであり、矢印方向に回転駆動され、芯金に正極性の転写バイアスが印加されている。Ｎは感光ドラが転写ローラと最近接する点から引いた接戦であり、Ｓは記録材の搬送方向である。転写ローラ９５には、トナーと逆極性のバイアスが印加され、転写ローラ表面と感光ドラムとの間には図中の点線に示すように電界Ｅが形成され、負極性の電荷を有するトナーｔは電界Ｅの逆方向、感光体から転写ローラに向かって働く電界力によって記録材Ｓに転写される。
【００２１】
図６は記録材Ｓが転写ローラ側の空間から転写ニップに進入した状態を表し、図７は感光ドラム側の空間から転写ニップに進入した状態を表している。
【００２２】
図６に示すように、記録材が転写ローラ側から転写ニップに進入する場合は、記録材が感光ドラムに密着する前に電界の力によってトナーが感光体から記録材に転移し易くなるため、記録材を搬送する際に生じる振動や速度変化の影響を受けて転写位置に微妙なズレや飛散りが生じ易くなる。
【００２３】
図７は記録材が感光ドラム側から転写ニップに進入する場合を示しており、この場合は、感光体上のトナーに電界力が働く領域において記録材が感光ドラムに密着した状態を保ち易い。そのため、転写トナーの飛び散りや転写ズレの少ない転写像を得ることができる。
【００２４】
そのため、ドラム上の感光体から記録材にトナー像を静電転写する画像形成装置においては、記録材を感光ドラム側から進入させる構成を採るのが一般的であるが、前記Ｃパスを採用する画像形成装置において、記録材を感光ドラム側から進入させようとすると、給紙手段の位置を給紙トレイが突出する方向に配置しなければならないという欠点があった。
【００２５】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、給紙手段を像形成装置の片隅に配置させて給紙トレイの突出量を小さく抑えることができるとともに、コンパクトで記録材の給排紙、積載性に優れ、外観デザインも機能的な画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記目的を達成するため、本発明は、像担持体上に静電潜像を形成する手段と、前記静電潜像をトナー像として現像する手段と、前記トナー像を記録材へ転写する手段と、記録材を給紙する手段と、記録材を前記トナー像の転写領域へ案内する手段と、記録材上に転写されたトナー像を定着させる各画像形成手段の実行によって画像形成を行う画像形成装置において、略水平に配置された記録材を給紙する給紙手段と像担持体及び定着手段をそれぞれ略鉛直方向に連続して配置するとともに、トナー像の転写領域に搬送される記録材を、像担持体が転写手段と最近接する点の接平面で空間を分割した際に、転写手段を含む側の空間を少なくとも一度通過した後に転写領域に案内することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、略水平方向に配置させた記録材を給紙する手段と像担持体と定着器を略鉛直方向に連続して配置させ、且つ、トナー像の転写領域に搬送される記録材は、像担持体が転写手段と最近接する点の接平面で空間を分割した際に、転写手段を含む側の空間を少なくとも一度通過した後に転写領域に案内される構成を採ることによって、給紙手段を像形成装置の片隅に配置させ、給紙トレイの突出量を小さく抑えることが可能になる。同時にコンパクトで記録材の給排紙、積載性に安定し外観デザインも機能的な画像形成装置の提供が可能になる。
【００２８】
又、給紙手段と転写手段の間に記録材を案内するガイド部材を配置すると共に前記ガイド部材は記録材と接触する圧力により可動となる構成を採ることにより、記録材を転写領域に進入させる際に感光ドラム側から進入させ、トナーの飛び散りやズレの発生を抑えることが可能になる。
【００２９】
更に、前記ガイド部材は、記録材との接触面の位置変化に応じて接地抵抗が変化する構成を採り、その接地抵抗変化を検出する手段を有し、接地抵抗の変化で像形成プロセスの条件に変化を加えることが可能な構成とさせる。通紙する記録材のコシの強さを前記ガイド部材の接地抵抗変化で検出し、厚紙と薄紙の判別を行い、定着温度を変える等の条件変更を行うことによって薄紙のカール量を減小させ、厚紙の定着性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００３１】
＜実施の形態１＞
図１は本発明を適用した電子写真式レーザービームプリンタ（ＬＢＰ）の要部構成断面図、図２は前記ＬＢＰにおいて、給紙からトナー像の転写、定着、排紙までの紙搬送路と搬送に関わる各ローラ、ガイド等の位置関係を表した図である。
【００３２】
図１において、１は有機感光層が表面に形成された感光ドラム、２はクリーニングブレード、３は帯電ローラ、２０はレーザー露光装置、４は現像器であり、周知の電子写真プロセスにより感光ドラム１上に形成されたトナー像は、感光ドラム１と転写ローラ９のニップ部に案内される記録材Ｓ上に転写される。
【００３３】
１５は給紙トレイ、１６は記録材シートＳの後端を押えるストッパー、１７は回転軸であり、記録材を給紙トレイ１５上に配置しない場合にこの軸を中心に給紙トレイ１５を折り畳むことができるように構成されている。ＬＰ１はリフトプレート、５は給紙ローラ、６は分離パッド、７はレジストローラ、８は転写入り口ガイド、９は転写ローラ、１０は除電針、１１は定着ローラ、１２は排紙ローラ、１３は排紙延長トレイである。
【００３４】
記録材Ｓはリフトプレートと給紙ローラ５、分離パッド６の動作により１枚ずつ給紙、搬送され、トナー像の転写後、定着され排紙トレイ１３上に出力される。
【００３５】
本実施の形態においては、記録材は給紙トレイ１５上に略水平に配置され、給紙位置から転写位置までと定着位置から排紙位置までをそれぞれ最短に近いパスで結ぶと共に、それぞれの区間で方向を４５°〜９０°に近い角度のＲパスで曲げることで、給紙トレイ１５と排紙トレイ１３を略水平に配置構成させ、トレイ上での紙の変形や給、排紙口に埃や異物が落ち込むのを防ぎ、且つ、給紙から排紙までの紙パスを最短距離で結ぶことで前記ファーストプリントアウトタイムの短縮が図られている。矢印Ａ１は記録材の搬送経路を示し、本実施の形態においてはＣ字形の紙パスになっている。
【００３６】
図２は本実施の形態に示したＬＢＰの各搬送ローラ及びガイドの位置関係を表しており、図１で説明した部材には同一の番号を付している。矢印Ｙは分離パッドのパッド面の延長線であり、記録材は給紙後この矢印方向に搬送される。Ｇは分離パッドとレジストローラ７とを繋ぐガイドであり、給紙後の記録材の搬送方向を変え、レジストローラ７に導く役割を持つ。線分ｌはレジストローラ対の搬送方向であり、線分ｍは像担持体１が転写ローラ９と最近接する点Ｆで引いた接線であり、Ｃはｌとｍの交点である。
【００３７】
図２に示すように、本実施の形態において記録材は、接線ｍで分割した空間のうち、転写ローラ側の空間を通過して転写部に案内される。即ち、給紙ローラ５、分離パッド６、レジストローラ７を前記分割した空間のうち転写ローラを含む空間側に近づけ、或は含ませることで図１における給紙トレイの突出量であるＰ１−ｉｎの長さ寸法を抑えることが可能になる。
【００３８】
但し、接線Ｆを基準として転写ローラ側から転写部に記録材を進入させると、前述した理由によりトナー像の飛び散りが余り良くないため、入り口ガイド８で接線Ｆを基準として感光ドラム側から記録材が転写部に進入できるように構成する。
【００３９】
上記構成とすることにより、記録材の給紙とトナー像の転写と定着、排紙をほぼ最短距離で結ぶコンパクトな画像形成装置において、給紙トレイや排紙トレイの突出を可能な限り抑えると共に、給紙トレイと排紙トレイを略水平に配置することによってトレイ上に長時間記録材を置いていたとしても変形やクセがつく心配が少なく、且つ、給紙口や排紙口に埃や異物等が落ち込む心配もない上、トナーの飛び散りや像ズレも少ない印字品質の高い画像形成装置の提供が可能になる。
【００４０】
＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２を図３及び図４に基づいて説明する。
【００４１】
本実施の形態は、記録材を転写部に導くガイド面の高さが記録材との接触圧力により可変となる構成を採ることで記録材のコシの強さ、厚さの検知を行い記録材の厚さに応じた定着温度を自動選択することでトナー像の定着性を保ったままカールを抑え、又、坪量が８０ｇ／ｍ２ 以下程度の普通紙上のトナー飛び散りを抑えると共に１００ｇ／ｍ２ 以上の厚紙や、葉書、封筒等の通紙搬送性を安定させることを特徴とする。
【００４２】
図３は８０ｇ／ｍ２ 以下の普通紙を搬送させた場合の給紙から排紙までの搬送部材の主要断面を表した図、図４は１００ｇ／ｍ２ 以上の厚紙や、葉書、封筒を搬送させた場合の給紙から排紙までの搬送部材の主要断面を表した図である。
【００４３】
図３において、８０はステンレス材から成る転写入り口ガイドであり、不図示のバネ部材により支持され、Ｗを軸として転写ローラ９方向に回動可能な構成となっており、抵抗Ｒ１を介して接地されている。８１は接点であり、ガイド８０が記録材の搬送圧力により転写ローラ側に回動した際に、抵抗Ｒ２，Ｒ３を介して接地する経路を作る。但し、８０ｇ／ｍ２ 以下の普通紙を搬送させた場合は、本図に示すように接点８１はガイド８０及び記録材、転写ローラを介してバイアス電源９１と電気的な経路を形成していないため、Ｒ２，Ｒ３間の電位Ｖ０は０Ｖである。尚、前記実施の形態１において説明した部材と同一のものには同じ番号を振ってある。
【００４４】
図４は１００ｇ／ｍ２ 以上の厚紙や、葉書、封筒を搬送させた場合に入り口ガイド８０のガイド面が転写ローラ９側に移動することで、記録材搬送中にバイアス電源９１から転写ローラ、記録材、ガイド８０、接点８１、抵抗Ｒ２，Ｒ３を介したアースまでの電気的な経路が形成された場合を示している。この場合、抵抗Ｒ２，Ｒ３間には電圧Ｖ１が誘起される。Ｒ１，Ｒ２をそれぞれ１０ＭΩ，２０ＭΩとし、転写ローラ９の芯金に２．２ｋＶのバイアスで電圧を印加して、２３℃／６０％ＲＨ環境で坪量１２８ｇ／ｍ２ の紙を通紙させたところ、Ｖ１は約４Ｖであった。
【００４５】
抵抗Ｒ２，Ｒ３間に誘起される電圧はＡ／Ｄ変換されて不図示のＤＣコントローラ内のＣＰＵで検知される。Ｒ２，Ｒ３間の電圧が０Ｖのときは、レジストローラ７と転写ローラ９間に通紙される記録材が８０ｇ／ｍ２ 以下の記録材であると識別して加熱ローラ１２の表面温度を１６０℃に温調して定着を行う。前記Ｒ２，Ｒ３間に電圧Ｖ１が誘起された場合は、厚紙が通紙されたと識別し加熱ローラ１２の表面温度を１７５℃に温調して定着を行うことで、厚紙の定着性を満足させる。
【００４６】
一般に、記録材の厚さ、坪量検知を行わない電子写真装置は１００〜１５０ｇ／ｍ２ 程度の坪量の紙でも定着性を満足できるレベルの定着温度で加熱ローラ１２の温度制御を行っているため、６０〜７５ｇ／ｍ２ 程度のオフィスで使われる頻度が比較的高い記録材に対して定着で加える熱量がやや高めである。
【００４７】
本発明の適用により、６０〜７５ｇ／ｍ２ 程度の記録材に対しては定着性を維持したまま加える熱量を減じさせることが可能になるため、コンパクトなプリンタにおいてカールのレベルアップ、更なる省エネを図ることが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、電子写真方式等の静電記録方式を利用して画像形成を行うレーザープリンタ、ファクシミリ、複写機等の任意の画像形成装置に対して適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態１に係るＬＢＰ要部の構成断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るＬＢＰにおいて記録材の搬送に関わる部材の配置を表した図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係るＬＢＰにおいて記録材の搬送に関わる部材の配置を表した図である。
【図４】本発明の実施の形態２において厚紙を通紙させた場合の搬送に関わる部材、特に転写入り口ガイド部の様子を表した図である。
【図５】本発明の実施の形態に対する比較例となるＬＢＰ要部の構成断面図である。
【図６】記録材が転写ローラ側から転写ニップ部へ進入した場合にトナーが転写する様子を説明するための概念図である。
【図７】記録材が感光ドラム側から転写ニップ部へ進入した場合にトナーが転写する様子を説明するための概念図である。
【図８】記録材の搬送路がＵ字型であるＬＢＰの一例を示す要部断面構成図である。
【図９】記録材の搬送路がＳ字型であるＬＢＰの一例を示す要部断面構成図である。
【符号の説明】
【００５０】
１，３１，５１，９０，１００  有機感光ドラム
３，１０３，３３，５３    帯電ローラ
２０，１２０，４９，６９    レーザー露光装置
４，１０４，３４，５４    現像器
５，１０５，３５，５５    給紙ローラ
６，１０６，３６，５６    分離パッド
７，１０７，５７        レジストローラ
８，１０８，３８，５８，８０  転写入り口ガイド
９，１０９，９５，３９，５９  転写ローラ
１１，１１１，４１，６１    定着ローラ
１３，１１３，４３      排紙トレイ
１５    給紙トレイ
８１    接点
ＬＰ１  リフトプレート
Ｓ    記録材
Ａ１    ＬＢＰの紙搬送経路
Ａ２    Ｕ字型の紙パスを採るＬＢＰの紙搬送経路
Ａ３    Ｓ字型の紙パスを採るＬＢＰの紙搬送経路
Ａ４    ＬＢＰの紙搬送経路
【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】
2005070198.tif 000009
【図８】
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【図９】
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