JP3539064B2

JP3539064B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3539064B2
Application number: JP12202896A
Authority: JP
Inventors: 英規久田
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1996-05-16
Filing date: 1996-05-16
Publication date: 2004-06-14
Anticipated expiration: 2016-05-16
Also published as: JPH09305065A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタ、コピ
ー、ファクシミリ等の画像形成装置の技術分野に属し、
特に、クリーナーレス方式により感光ドラムをクリーニ
ングする電子写真方式の画像形成装置の技術分野に属す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電子写真方式の画像形成
装置においては、帯電及び露光により静電潜像が形成さ
れた感光ドラムに対し負又は正極性に帯電されたトナー
を用いて現像するのが一般的である。この現像により感
光ドラム上に形成されたトナー画像は、転写ローラによ
り記録用紙に転写されるが、この転写を終えた感光ドラ
ム部分には、形成したトナー画像の濃度に応じて多少の
転写されなかったトナーが残留する。この残留トナーが
残留した感光ドラム部分に次のサイクルで帯電、静電潜
像形成、現像、転写の各工程を行うと残留トナーにより
汚れた部分が記録用紙上に形成され、形成画質の低下を
招くことになる。このため、従来から、転写後の感光ド
ラム上の残留トナーを掻き落とすブレード等のクリーナ
ーを設けて感光ドラムをクリーニングしたり、又は、こ
のようなクリーナーを用いずに残留トナーを現像装置に
戻す所謂クリーナーレス方式で残留トナーを回収したり
する。

【０００３】このクリーナーレス方式では、残留トナー
を電気的に吸引したり吐き出したりするクリーニングロ
ーラやクリーニングブラシ等からなるならし手段が感光
ドラムの回動方向について転写ローラの下流側に配置さ
れる。ならし手段は、感光ドラム上で画像形成が行われ
ている間には、吸引モードにより、残留トナーを電気的
吸引力により感光ドラムから吸引し、画像形成が行われ
ていない間に、吐き出しモードにより、感光ドラムに残
留トナーを吐き出してならし、このならされたトナーを
回動する感光ドラム上で現像装置に戻すように構成され
ている。

【０００４】このように構成されたならし手段を用いた
クリーナーレス方式によれば、画像形成装置の通常運転
中は、画像形成時に感光ドラムに残された残留トナーを
ならし手段により十分に吸引し、非画像形成時に吸引し
たトナーを感光ドラムに吐き出すことにより、ならし手
段はクリーニング機能を高く維持し続けることができ
る。この結果、クリーニング機能が高く維持されたなら
し手段により感光ドラムは十分にクリーニングされた状
態に維持され、残留トナーによる形成画像の画質低下を
防止できると共に、回収した残留トナーを再度現像に用
いることができるので大変有利である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
クリーナーレス方式によれば、画像形成装置の通常運転
中ではなく、用紙がジャムした場合や、通常運転を長時
間に亘って停止した場合や、当該画像形成装置に電源を
投入した場合などには、次に画像形成動作を再開する際
に、ならし手段に多くのトナーが溜まっていることがあ
り、このようにトナーが多く溜まったならし手段のクリ
ーニング機能の低下により、形成画像の画質が一時的に
低下してしまう問題点があった。

【０００６】更に、例えば正極性といった所定極性に帯
電するトナーを用いて現像を行っても、実際には、例え
ば負極性といった逆極性に帯電するトナー（以下、“逆
極性トナー”という）が微量ながら存在する。従って、
ならし手段の吸引モードでは、実際には、所定極性に帯
電したトナーを吸引する静電気力により逆極性トナーは
ならし手段から感光ドラム上に吐き出されてしまう。こ
の結果、吐き出された逆極性トナーの存在により、感光
ドラム上に形成される画像の画質が低下してしまうとい
う問題点もあった。

【０００７】本発明は、上記の問題点に鑑みなされたも
のであり、感光ドラム等の感光体に対し、通常運転、用
紙ジャム、運転中止、電源投入等の装置状態によらずク
リーニングを施すことにより感光体の状態を良好に保
ち、品質の高い画像を形成し得る画像形成装置を提供す
ることを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の画像形
成装置は上記課題を解決するために、回動する感光体
と、該感光体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、動
作状態で所定極性に帯電させた現像剤により前記静電潜
像を現像して前記感光体上に画像を形成し、非動作状態
で前記感光体上にならされた現像剤を回収する現像手段
と、該画像を記録媒体に転写する転写手段と、前記感光
体の回動方向に所定幅を有し、吸引モードでは転写後に
前記感光体上に残留した現像剤を前記感光体との電位差
により吸引し、吐き出しモードでは該吸引した現像剤を
前記感光体との電位差により前記感光体上に吐き出して
ならすならし手段と、所定の装置状態を検出する検出手
段と、該所定の装置状態が検出された際には、前記なら
し手段を少なくとも前記所定幅に相当する期間だけ前記
吐き出しモードにし且つ少なくとも前記所定幅に相当す
る期間だけ前記吸引モードにするモード制御手段とを備
え、前記現像手段は、前記所定の装置状態が検出された
際における前記吐き出しモードで吐き出しが行われた少
なくとも前記所定幅及び前記吸引モードで吸引が行われ
た少なくとも前記所定の感光体部分が所定の現像位置に
きている間は、前記非動作状態となることを特徴とす
る。また、請求項２に記載の画像形成装置は、上述した
請求項１に記載の画像形成装置において、前記ならし手
段は、ローラ形状を有し、前記所定幅は、ならし手段の
一周分の長さであることを特徴とする。

【０００９】請求項１、及び２に記載の画像形成装置に
よれば、先ず、潜像形成手段により、回動する感光体に
静電潜像が形成される。次に、動作状態にある現像手段
により、所定極性に帯電させた現像剤により静電潜像が
現像されて、感光体上に画像が形成される。次に、転写
手段により、該画像が記録媒体に転写される。その後、
ならし手段により、吸引モードで転写後に感光体上に残
留した現像剤が感光体との電位差により吸引され、吐き
出しモードで該吸引した現像剤が感光体との電位差によ
り感光体上に吐き出されてならされる。そして、非動作
状態にある現像手段により感光体上にならされた現像剤
が回収される。ここで、検出手段により、例えば、用紙
ジャムの解除、長時間の運転中止、電源投入等の所定の
装置状態が検出されると、モード制御手段により、感光
体の回動方向に所定幅を有するならし手段は、少なくと
も所定幅だけ吐き出しモードにされ、且つ少なくとも所
定幅だけ吸引モードにされる。従って、所定の装置状態
として、現像剤がならし手段に溜まっている可能性があ
る装置状態を検出手段により検出すれば、所定幅の吐き
出しモードにより所定極性に帯電された現像剤がならし
手段からその幅全体に渡って吐き出され、更に、所定幅
の吸引モードにより逆極性現像剤がならし手段からその
幅全体に渡って吐き出される。この結果、所定の装置状
態においてならし手段に溜まった現像剤は、ならし手段
から十分に吐き出されることになり、現像剤が溜まった
ことによるならし手段のクリーニング機能の低下を効果
的に防止することができる。また、所定の装置状態が検
出された際における吐き出しモードで吐き出しが行われ
た少なくとも所定幅及び吸引モードで吸引が行われた少
なくとも所定幅の感光体部分が所定の現像位置に来てい
る間は、非動作状態とされた現像手段により、これらの
吐き出しモードで吐き出された所定極性に帯電した現像
剤及び吸引モードで吐き出された逆極性現像剤が回収さ
れる。従って、ならし手段から吐き出された所定極性に
帯電した現像剤及び逆極性現像剤により、画質の低下を
招くことはない。

【００１０】請求項３に記載の画像形成装置は、上述し
た請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記
検出手段は、前記所定の装置状態として当該画像形成装
置の内部における前記記録媒体のジャムの解除を検出す
ることを特徴とする。

【００１１】請求項３に記載の画像形成装置によれば、
検出手段により、所定の装置状態として当該画像形成装
置の内部における記録媒体のジャムの解除が検出され
る。この結果、用紙等の記録媒体のジャムの際に記録媒
体への転写の失敗等により感光体に残留した現像剤が増
加し、これに応じてならし手段に多くの現像剤が溜まっ
た場合にも、ジャムの解除の際に、所定幅の吐き出しモ
ードにより所定極性に帯電された現像剤が十分に吐き出
され、更に、所定幅の吸引モードにより逆極性現像剤が
十分に吐き出される。この結果、ジャムの解除後も、な
らし手段は、現像剤を十分に吸引でき且つ逆極性現像剤
を殆ど吐き出さない状態とされる。従って、ジャム解除
の直後の記録媒体に対しても、画質の低下を招くことは
ない。

【００１２】請求項４に記載された画像形成装置は、上
述した請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置
において、前記検出手段は、前記所定の装置状態として
当該画像形成装置による画像形成動作の終了を検出する
ことを特徴とする。

【００１３】請求項４に記載の画像形成装置によれば、
検出手段により、所定の装置状態として当該画像形成装
置による画像形成動作の終了が検出される。従って、画
像形成動作の終了の際に、所定幅の吐き出しモードによ
り所定極性に帯電された現像剤が十分に吐き出され、更
に、所定幅の吸引モードにより逆極性現像剤が十分に吐
き出される。この結果、その後の画像形成開始時には、
ならし手段は常に、現像剤を十分に吸引でき且つ逆極性
現像剤を殆ど吐き出さない状態にある。従って、次の画
像形成開始の際に、第１番目の記録媒体への画像形成開
始までの時間を短くしても、画質の低下を招くことはな
い。

【００１４】請求項５に記載された画像形成装置は、上
述した請求項１から４のいずれか記載の画像形成装置に
おいて、前記検出手段は、前記所定の装置状態として当
該画像形成装置の電源投入を検出することを特徴とす
る。

【００１５】請求項５に記載の画像形成装置によれば、
検出手段により、所定の装置状態として当該画像形成装
置の電源投入が検出される。従って、画像形成装置の電
源投入の際に、所定幅の吐き出しモードにより所定極性
に帯電された現像剤が十分に吐き出され、更に、所定幅
の吸引モードにより逆極性現像剤が十分に吐き出され
る。この結果、たとえ現像剤がならし手段に溜まった状
態で電源が切られていても、電源投入により、ならし手
段は常に、現像剤を十分に吸引でき且つ逆極性現像剤を
殆ど吐き出さない状態とされる。従って、次の画像形成
開始時に、第１番目の記録媒体に対しても、画質の低下
を招くことはない。

【００１６】

【００１７】

【００１８】請求項６に記載された画像形成装置は、上
述した請求項１から６のいずれかに記載の画像形成装置
において、前記モード制御手段は、前記所定の装置状態
が検出された際に、前記少なくとも所定幅に相当する期
間の吸引モード及び前記少なくとも所定幅に相当する期
間の吐き出しモードに前記ならし手段を夫々２回以上す
ることを特徴とする。

【００１９】請求項６に記載の画像形成装置によれば、
所定の装置状態が検出された際に、ならし手段はモード
制御手段により、少なくとも所定幅の吸引モード及び少
なくとも所定幅の吐き出しモードに夫々２回以上され
る。従って、所定幅の吐き出しモードにより所定極性に
帯電された現像剤がならし手段からその幅全体に渡って
２度以上吐き出され、更に、所定幅の吸引モードにより
逆極性現像剤がならし手段からその幅全体に渡って２度
以上吐き出される。この結果、所定の装置状態において
ならし手段に溜まった現像剤は、ならし手段から十分に
吐き出されることになり、現像剤が溜まったことによる
ならし手段のクリーニング機能の低下を極めて効果的に
防止することができる。

【００２０】本発明のこのような作用及び他の利得は次
に説明する実施の形態から明らかにされよう。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づいて説明する。図１において、本発明の
実施の一形態であるレーザビームプリンタ１は、本体ケ
ース２と、画像形成の為の記録媒体の一例としての用紙
Ｐを給紙するフィーダユニット１０と、画像形成のため
の帯電、露光、現像、転写、回収等の工程が順次行われ
る感光体の一例としての感光ドラム２０と、感光ドラム
２０から用紙Ｐに転写された転写画像を用紙Ｐに定着さ
せるための定着ユニット７０と、画像が定着された用紙
Ｐを搬送路ＰＰに沿って排出するための排紙トレイ７７
とを備えて構成されている。

【００２２】レーザビームプリンタ１はまた、感光ドラ
ム２０を回動するための図示しない駆動手段を備えてお
り、更に感光ドラム２０の周囲に沿って順に、駆動手段
により回動される感光ドラム２０上に静電潜像を形成す
るための潜像形成手段の一例としてのレーザスキャナユ
ニット３０と、該感光ドラム２０上に形成された静電潜
像を現像剤の一例としてのトナーにより現像するための
現像ローラ５６を有する現像手段の一例としての現像ユ
ニット５０と、感光ドラム２０上に現像されたトナー画
像を用紙Ｐに転写する転写手段の一例としての転写ロー
ラ６０と、転写ローラ６０による転写の後に感光ドラム
２０に残留した残留トナーを感光ドラム２０を用いて所
定のタイミングで現像ユニット５０に戻すために、感光
ドラム２０上の残留トナーを一時的に吸着して且つ吐き
出してならすならし手段の一例としてのクリーニングロ
ーラ４２と、転写後の感光ドラム２０に残された残留電
位を除去するための除電ランプ４１と、ならし後の感光
ドラム２０を静電潜像形成可能に帯電させるための帯電
器４０とを備えて構成されている。

【００２３】次に、図１から図３を用いて、レーザビー
ムプリンタ１を構成する各構成要素について夫々詳細に
説明する。図１において、フィーダユニット１０は、本
体ケース２の後端部に位置する上部のフィーダ部ケース
３内に配置された、用紙Ｐと略同様の幅寸法を有する用
紙押圧板１１を備える。用紙押圧板１１は、その後端部
において揺動可能に枢支されている。用紙押圧板１１の
前端部には、圧縮バネ１２が設けられており、該圧縮バ
ネ１２により用紙押圧板１１は上側に弾性付勢される。
用紙押圧板１１には、左右方向に延びる給紙ローラ１３
が、回転自在に枢支されている。給紙ローラ１３は、図
示外の駆動系により、給紙のタイミングで回転駆動され
るように構成されている。フィーダユニット１０はま
た、フィーダ部ケース３内に、定形カット紙からなる用
紙Ｐを複数枚収容可能な給紙カセット１４が傾斜状に着
脱自在に装着されており、給紙ローラ１３の回転によ
り、給紙カセット１４に収容された用紙Ｐのうち、上側
の用紙Ｐから１枚ずつ給紙されるように構成されてい
る。更に、フィーダユニット１０は、用紙Ｐの重送を防
止する為に、給紙ローラ１３の下側に分離部材１５を備
えており、この分離部材１５は、圧縮バネ１６により給
紙ローラ１３に弾性付勢されている。給紙ローラ１３よ
りも搬送方向（図１において、後方から前方向き）下流
側には、給紙された用紙Ｐの先端を揃える１対のレジス
トローラ１７及び１８が回転可能に夫々枢支されてい
る。

【００２４】図１及び図２において、感光ドラム２０
は、正帯電性の材料から構成されており、例えば、正帯
電性のポリカーボネイトを主成分とする有機感光体から
なる。より具体的には、図２に示すように、感光ドラム
２０は、例えば、円筒状でアルミ製の円筒スリーブ２１
を本体として、その外周部に、ポリカーボネートに光導
電性樹脂を分散させた所定厚さ（例えば、約２０μｍ）
の光導電層２２を形成した中空状のドラムから構成され
ており、円筒スリーブ２１を接地した状態で、本体ケー
ス２に回転自在に枢支されている。即ち、感光ドラム２
０上に形成されたプラス極性（正帯電）の静電潜像に対
して、プラス極性に帯電したトナー５３を反転現像方式
で現像するように構成されている。感光ドラム２０は、
駆動手段により、側面視で時計回りに回転駆動されるよ
うに構成されている。

【００２５】図１において、レーザスキャナユニット３
０は、感光ドラム２０の下側に配設されており、感光ド
ラム２０上に静電潜像を形成する為のレーザ光Ｌを発生
するレーザ発生器３１、回転駆動されるポリゴンミラー
（５面体ミラー）３２、一対のレンズ３３及び３４、並
びに一対の反射ミラー３５及び３６を含んで構成されて
いる。

【００２６】帯電器４０は、例えば、タングステンなど
からなる帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させる正帯
電用のスコロトロン型の帯電器から構成されている。本
実施の形態では、クリーナーレス方式を採るが、帯電器
４０は感光ドラム２０に対して非接触に対向配置されて
おり、感光ドラム２０上の残留トナーが帯電器４０に付
着しないように構成されている。

【００２７】除電ランプ４１は、例えば、ＬＥＤ（レー
ザ発光ダイオード）、ＥＬ（ElectroLuminescence)、蛍
光灯などの光源を備えて構成されており、転写後に感光
ドラム２０に残留する電荷を光を照射することにより、
除去（除電）する。これにより、残留する電荷が次回の
静電潜像に影響を与え、最終的に用紙Ｐに形成された画
像に現われる事態を防ぐことができる。

【００２８】クリーニングローラ４２は、バイアス電圧
を変化させることにより、吸引モードにおいて、転写ロ
ーラ６０による転写の後に感光ドラム２０に残留した残
留トナー５３を一旦吸収し、吐き出しモードにおいて、
感光ドラム２０上で行われる次の露光、現像、転写等の
妨げとならないタイミングで、吸収した残留トナー５３
を感光ドラム２０に吐き出してならすことにより、残留
トナー５３を感光ドラム２０上より現像ユニット５０に
戻すように構成されている。

【００２９】具体的には図３に示すように、クリーニン
グローラ４２には、吐き出し用の電圧Ｖｃを供給するた
めの第１電源１０１、吸引用の電圧Ｖｓを供給するため
の第２電源１０２及び両電源を切り換える切換スイッチ
ＳＷ１が設けられている。この切換スイッチＳＷ１の切
り換えは、マイコン等から構成されるコントローラ１０
５により制御されており、吸引モードでは、第２電源１
０２の側に切換スイッチＳＷ１が切り換えられて、クリ
ーニングローラ４２の電位が吸引電位“Ｖｓ”とされ、
他方、吐き出しモードでは、第１電源１０１の側に切り
換えられて、クリーニングローラ４２の電位が吐き出し
電位“Ｖｃ”とされるように構成されている。このよう
に本実施の形態では、切換スイッチＳＷ１及びコントロ
ーラ１０５によりモード制御手段の一例が構成されてい
る。

【００３０】ここで、本実施の形態は特に、検出手段１
０６を備えており、例えば、用紙ジャムの解除、長時間
の運転中止、電源投入等の所定の装置状態を検出し、検
出信号Sdをコントローラ１０５に送信するように構成さ
れている。この検出信号を受けた際に、コントローラ１
０５は、切換スイッチＳＷ１を切り換えることにより、
クリーニングローラ４２を、予め定められたクリーニン
グローラ４２の一周の長さ以上だけ吐き出しモードとし
て、この時点でクリーニングローラ４２に溜まっていた
正極性に帯電したトナー５３を吐き出し、更に、クリー
ニングローラ４２の一周の長さ以上だけ吸引モードとし
て、この時点でクリーニングローラ４２に溜まっていた
逆極性トナー５３を吐き出す。従って、クリーニングロ
ーラ４２からは、一周の長さ以上の吐き出しモードによ
り正極性及び逆（負）極性に帯電したトナー５３がその
全外周に渡って吐き出される。この結果、用紙ジャムの
解除、長時間の運転中止、電源投入等の所定の装置状態
において、クリーニングローラ４２に溜まったトナー５
３は、この時点で、クリーニングローラ４２から十分に
吐き出されることになり、トナー５３が溜まったことに
よりクリーニングローラ４２のクリーニング機能が、低
下することはない。

【００３１】また、図３に示すように、感光ドラム２０
は、アース接続されている。但し、感光ドラム２０に
は、適当な大きさのオフセット電圧を印加するようにし
てもよい。

【００３２】現像ローラ５６には、現像用の電圧Ｖｂを
供給するための第３電源１０３が設けられており、この
現像用の電圧Ｖｂを現像ローラ５６の動作時にのみ供給
するようにコントローラ１０５により切換制御される切
換スイッチＳＷ２が設けられている。この切換スイッチ
ＳＷ２を介して、現像ローラ５６は、動作時に第３電源
１０３に接続され、非動作時にアース接続される。

【００３３】本実施の形態においては特に、検出手段１
０６により所定の装置状態が検出された際における吐き
出しモードで吐き出しが行われたクリーニングローラ４
２の一周分以上の長さの感光ドラム２０部分及び吸引モ
ードで吸引が行われたクリーニングローラ４２の一周分
以上の長さの感光ドラム２０部分が、感光ドラム２０と
現像ローラ５６とが接触する現像位置（図２のニップ部
Ｎ）に来ている間は、コントローラ１０５及び切換スイ
ッチＳＷ２により、現像ローラ５６は非動作状態とされ
る。そして、このように非動作状態とされた現像ローラ
５６により、クリーニングローラ４２から感光ドラム２
０上に吐き出しモードで吐き出された正極性に帯電した
トナー５３及び吸引モードで吐き出された逆極性トナー
５３が回収される。

【００３４】本実施の形態では好ましくは、検出手段１
０６により所定の装置状態が検出された際に、クリーニ
ングローラ４２は、コントローラ１０５及び切換スイッ
チＳＷ１により、一周の長さ以上の吸引モード及び一周
の長さ以上の吐き出しモードに夫々２回以上される。従
って、吐き出しモードにより正極性に帯電されたトナー
５３がクリーニングローラ４２からその外周全体に渡っ
て２回転以上の間、吐き出され、更に、吸引モードによ
り逆極性トナー５３がクリーニングローラ４２からその
外周全体に渡って２回転以上の間、吐き出される。この
結果、所定の装置状態においてクリーニングローラ４２
に溜まったトナー５３は、クリーニングローラ４２から
十分に吐き出されることになり、トナー５３が溜まった
ことによりクリーニングローラ４２のクリーニング機能
が低下することはない。

【００３５】クリーニングローラ４２は、例えば、バイ
アス電圧印加可能なシリコンゴムやウレタンゴムなどか
らなる導電性を有する発泡弾性体から構成されている。
尚、現像ローラ５６による残留トナー５３の回収が効率
良く行われれるように、クリーニングローラ４２が設け
られているが、クリーニングローラ４２の代わりに又は
加えて感光ドラム２０の表面上の残留トナー５３をなら
すためのクリーニングブラシを設けても良い。この場
合、クリーニングブラシの感光ドラム２０の回動方向の
長さを、クリーニングローラ４２の一周に対応させて上
述の吸引モード及び吐き出しモードのタイミングを定め
ればよい。

【００３６】図１及び図２において、現像ユニット５０
は、現像部ケース４内に着脱可能に装着された二重円筒
状のトナーボックス５１を備えている。トナーボックス
５１は、回転駆動されるアジテータ５２と、電気絶縁性
を有する正帯電性のトナー５３とを収容する。トナーボ
ックス５１の前側には、トナーボックス５１に形成され
たトナー供給口５１ａを介してアジテータ５２の回転に
より供給されたトナー５３を貯蔵するトナー貯蔵室５４
が形成されている。トナー貯蔵室５４には、供給ローラ
５５がその長手方向に水平に配設され、回転可能に枢支
されている。更に、トナー貯蔵室５４の前側を仕切るよ
うに且つ供給ローラ５５と感光ドラム２０とに夫々接す
るように、現像ローラ５６がその長手方向に水平に配設
され、回転可能に枢支されている。

【００３７】供給ローラ５５は、シリコンゴムやウレタ
ンゴムなどからなる導電性を有する発泡弾性体から構成
されており、現像ローラ５６との接触部における抵抗値
は、約５×１０⁴ 〜１×１０⁹ Ωに設定されている。

【００３８】また、現像ローラ５６は、図２に示すよう
に感光ドラム２０と接触することにより、ニップ部Ｎを
構成し、更に、シリコンゴムやウレタンゴムなどからな
る導電性のリジッドなローラである。本実施の形態では
例えば、正帯電性のトナー及び正帯電性のポリカーボネ
イトを主成分とする有機感光体からなる感光ドラム２０
を用いているので、ウレタンゴムが現像ローラ５６の材
料とされる。

【００３９】現像ローラ５６における現像バイアス電圧
を印加するその中心部の電極から外周のニップ部Ｎに至
る抵抗値は、約５×１０⁴ 〜１×１０⁷ Ωに設定されて
いる。供給ローラ５５及び現像ローラ５６は、駆動機構
により、時計回転回りに夫々回転駆動されるように構成
されている。

【００４０】現像ローラ５６は、切換スイッチＳＷ２を
介して現像電圧Ｖｂを印加された動作状態で、正帯電ト
ナー５３を使用して感光ドラム２０上で現像を行い、切
換スイッチＳＷ２を介してアース接続された非動作状態
で、クリーニングローラ４２により感光ドラム２０上に
戻された残留トナー５３を回収するように構成されてい
る。

【００４１】図２に示すように、現像ユニット５０にお
ける現像部ケース４にはトナー貯蔵室５４が設けられて
おり、トナー貯蔵室５４は、供給ローラ５５の上側の上
部空間Ｓを大きく設けて形成されている。

【００４２】図１及び図２において、現像部ケース４に
は、ステンレス製またはリン青銅製の薄い板状の弾性を
有する層厚規制ブレード５７が下向きに取り付けられて
いる。

【００４３】層厚規制ブレード５７の下端部に形成され
た屈曲部５７ａが、現像ローラ５６に押圧状態で接触し
ており、供給ローラ５５から供給されて現像ローラ５６
の表面に層状に付着したトナー５３の層厚が、この層厚
規制ブレード５７で所定厚さ（約７〜１２μｍ）に規制
される。

【００４４】転写ローラ６０は、感光ドラム２０の上側
に接するように設けられ回転自在に枢支され、シリコン
ゴムやウレタンゴムなどからなる導電性を有する発泡弾
性体から構成されている。転写ローラ６０の感光ドラム
２０との接触部における抵抗値は、約１×１０⁶ 〜１×
１０¹⁰Ωに設定されている。

【００４５】定着ユニット７０は、感光ドラム２０より
も搬送方向下流側に設けられ、周知のハロゲンランプを
内蔵した加熱用ローラ７１と押圧ローラ７２とからな
り、用紙Ｐの下面に転写されたトナー画像が加熱されつ
つ押圧されて用紙Ｐに定着される。

【００４６】用紙搬送用の１対の搬送ローラ７５及び排
紙トレイ７７は、定着ユニット７０の搬送方向下流側に
夫々設けられている。本実施の形態によれば、図１に示
すように、給紙ローラ１３、感光ドラム２０、定着ユニ
ット７０及び排紙トレイ７７は、略直線形状に延びる搬
送経路ＰＰに沿って給紙カセット１４から給紙された用
紙Ｐを搬送するように構成されている。

【００４７】図１において、本実施の形態におけるトナ
ー５３は、正帯電性のものであり、例えば、粉砕トナー
又は真球形状に近いスチレンアクリルなどからなる重合
トナーからなる非磁性一成分トナーであり、素トナーと
素トナーに添加された外添剤（流動性付与剤）としての
シリカとを含んで構成されている。この結果、トナー５
３の大部分は、現像ローラ５６、感光ドラム２０等によ
り擦られてプラス（正）極性に帯電する。そして、微量
ながら、トナー５３は、マイナス（負）極性に帯電して
逆極性トナーとなる。

【００４８】次に、以上のように構成されたレーザビー
ムプリンタ１の動作について、図１から図５を用いて説
明する。図１において、感光ドラム２０は、駆動手段に
より側面視で時計回りに回転駆動され、供給ローラ５５
及び現像ローラ５６は、時計回転回りに夫々回転駆動さ
れる。

【００４９】この結果、図４に示すように、トナー５３
の大部分の粒子は、供給ローラ５５と現像ローラ５６と
の擦り付けにより、また層厚規制ブレート５７の現像ロ
ーラ５６への押圧摩擦により、プラス極性に帯電され、
このプラス極性に帯電したトナー５３が、現像ローラ５
６及び感光ドラム２０により擦られて帯電されると共
に、レーザ光Ｌにより感光ドラム２０上に形成された静
電潜像に付着して、現像が行われる。この際、逆極性ト
ナーもファンデルワールス力等の力により、微量ながら
感光ドラム２０に付着する。

【００５０】ここで、トナー５３の帯電量は、気温や湿
度に応じて、約２５μＣ／ｇから２０μＣ／ｇまで変化
する。そこで、現像ローラ５６を、感光ドラム２０と同
一の回転方向で駆動した場合に、低温低湿環境や高温高
湿環境の何れの環境下においても、所定の現像トナー量
（例えば、約０．７８ｍｇ／ｃｍ² ）が得られるよう
に、現像ローラ５６の実効現像バイアス電圧（感光ドラ
ム２０の静電潜像電位と現像ローラ５６の電位との電位
差）は、「約２００Ｖ」に設定される。

【００５１】そこで図５に示すように、アースされた感
光ドラム２０は帯電器４０により「約８００Ｖ」に帯電
されたとし、感光ドラム２０上に形成した静電潜像の電
圧である静電潜像電圧が例えば「約１００Ｖ」であると
すれば、現像ローラ５６に印加する現像用の第３電源１
０３の電圧Ｖｂは、実効現像バイアス電圧が「約２００
Ｖ」となるように例えば「約３００Ｖ」に設定される。

【００５２】クリーニングローラ４２の第２電源の電圧
Ｖｓは、プラス極性に帯電された残留トナー５３を除電
後の感光ドラム２０上から吸引できるように、例えば
「約−２５０Ｖ（＝静電潜像電位−３５０Ｖ）」とされ
る。また、クリーニングローラ４２の第１電源の電圧Ｖ
ｃは、残留トナー５３を除電後の感光ドラム２０上に吐
き出せるように例えば「約４５０Ｖ（＝静電潜像電位＋
３５０Ｖ）」とされる。

【００５３】このような各部の電圧設定の結果、クリー
ニングローラ４２は、吸引モードにおいて、切換スイッ
チＳＷ１により第２電源１０２に接続されて、例えば−
３５０Ｖの電位差により、除電後の感光ドラム２０の表
面からプラス極性に帯電している残留トナー５３を吸引
することができる。

【００５４】他方、吐き出しモードでは、切換スイッチ
ＳＷ１により第１電源１０１に接続されて、例えば＋３
５０Ｖの電位差により、感光ドラム２０の表面に残留ト
ナー５３を吐き出すことができる。

【００５５】ここで、感光ドラム２０に付着した逆極性
トナー５３は、正極性に帯電したトナー５３と極性が逆
であるが故に、吐き出しモードにあるクリーニングロー
ラ４２に吸引され、吸引モードにあるクリーニングロー
ラ４２から吐き出される。

【００５６】上記のような電圧設定の下で画像形成処理
が開始されると、先ず除電ランプ４１により感光ドラム
２０上の残留電荷が一掃された後、感光ドラム２０の表
面は、正帯電用の帯電器４０により、例えば、図５に示
すように、「８００Ｖ」に均一に帯電される。そして、
この状態で、レーザ発生器３１から発射されたレーザ光
Ｌは、ポリゴンミラー３２で主走査されながらレンズ３
３及び３４並びに反射ミラー３５及び３６を経て感光ド
ラム２０上に照射されて、感光ドラム２０上に静電潜像
が形成される。このとき、感光ドラム２０上における静
電潜像に相当する部位の電圧はレーザ光Ｌの照射によ
り、例えば図５に示すように、「１００Ｖ」に下降す
る。現像ローラ５６の表面には、現像バイアス電圧とし
て例えば、図５に示すように「３００Ｖ」が印加された
状態で、トナー５３は、それ自身の電圧よりも高い帯電
電圧（８００Ｖ）に引き寄せられることはなく、それよ
りも低い静電潜像電圧（１００Ｖ）に引き寄せられて、
現像ローラ５６上のトナー５３が感光ドラム２０上に形
成された静電潜像にだけ付着して現像される。

【００５７】トナー５３で現像された静電潜像のトナー
画像は、転写ローラ６０により用紙Ｐに転写された後、
定着ユニット７０で定着処理されて排紙トレイ７７に排
出される。

【００５８】この際、給紙カセット１４から給紙された
用紙Ｐを搬送する搬送経路ＰＰが略直線状に形成され、
用紙Ｐは、略直線状の搬送経路ＰＰにより搬送されなが
ら画像形成されることから、用紙Ｐとして、ハガキや封
筒などの厚紙やＯＨＰフィルム等を使用しても、その用
紙Ｐに綺麗に且つ確実に画像形成することができる。

【００５９】一方、図１において、転写ローラ６０を通
過する際に用紙Ｐに転写されず、感光ドラム２０に残留
した残留トナー５３は、クリーニングローラ４２を切換
スイッチＳＷ１により第２電源１０２に接続することに
より、約−３５０Ｖの電位差により、吸引モードとされ
たクリーニングローラ４２に一旦吸収される。そして、
感光ドラム２０上で行われる次の露光、現像、転写等の
妨げとならないタイミングで、クリーニングローラ４２
を切換スイッチＳＷ１により第１電源１０１に接続する
ことにより、約＋３５０Ｖの電位差により、一旦吸収さ
れた残留トナー５３は、吐き出しモードとされたクリー
ニングローラ４２から感光ドラム２０に吐き出され、な
らされる。

【００６０】そして、残留トナー５３が現像ユニット５
０に戻ると、切換スイッチＳＷ２によりアースされ、非
動作状態にある現像ローラ５６により、感光ドラム２０
上の残留トナー５３が回収される。

【００６１】上述の吐き出しモードによるトナー５３の
回収は、画像形成動作を定期的に停止して行うようにし
てもよく、用紙Ｐの間に対応するタイミングで、画像形
成動作の妨げにならぬように画像形成動作の合間を縫っ
て行うようにしてもよい。

【００６２】次に所定の装置状態が検出された際のクリ
ーニング処理の複数例について図６から図８のフローチ
ャートを参照して説明する。第１に、検出手段１０６
が、所定の装置状態として当該レーザビームプリンタ１
の内部における用紙Ｐのジャムの解除を検出するように
構成されている場合のクリーニング処理について図６を
用いて説明する。

【００６３】先ず、レーザビームプリンタ１の通常の運
転中には、検出手段１０６又は他の検出手段によりジャ
ムの有無が検出される（ステップＳ１）。尚、この検出
は、既存のジャム検出技術を用いて行われる。

【００６４】ここで、ジャムが検出されると（ステップ
Ｓ１：ＹＥＳ）、ジャムが解除されたか否かが検出手段
１０６により検出される（ステップＳ２）。尚、この検
出は、既存のジャム解除の検出技術を用いて行われる。

【００６５】ここで、ジャム解除が検出されると（ステ
ップＳ２：ＹＥＳ）、クリーニングローラ４２が一周の
長さ以上だけ吐き出しモードとされ（ステップＳ３）、
正極性に帯電されたトナー５３の感光ドラム２０上への
吐き出しが行われる。

【００６６】続いて、クリーニングローラ４２が一周の
長さ以上だけ吸引モードとされ（ステップＳ４）、逆極
性トナー５３の感光ドラム２０上への吐き出しが行われ
る。この結果、ジャムの解除後も、クリーニングローラ
４２は、トナー５３を十分に吸引でき且つ逆極性トナー
５３を殆ど吐き出さない状態とされる。

【００６７】従って、次に、印字動作を開始すると（ス
テップＳ５）、ジャム解除の直後の用紙Ｐに対しても、
画質の低下を招くことはない。第２に、検出手段１０６
が、所定の装置状態として当該レーザビームプリンタ１
の長時間の運転中止を検出するように構成されている場
合のクリーニング処理について図７を用いて説明する。
尚、図７において、図６と同じステップについては、同
一の参照符号を付す。

【００６８】先ず、レーザビームプリンタ１の通常の運
転中には、検出手段１０６により印字終了したか否かが
検出される（ステップＳ１１）。この検出は、例えば、
１分、５分、１０分、…というように、所定時間をカウ
ントしつつ印字開始命令の入力を監視し、所定時間が経
過しても印字開始命令が入力されないことを検出するこ
とにより行われる。

【００６９】ここで、印字終了が検出されると（ステッ
プＳ１１：ＹＥＳ）、クリーニングローラ４２が一周の
長さ以上だけ吐き出しモードとされ（ステップＳ３）、
正極性に帯電されたトナー５３の感光ドラム２０上への
吐き出しが行われる。

【００７０】続いて、クリーニングローラ４２が一周の
長さ以上だけ吸引モードとされ（ステップＳ４）、逆極
性トナー５３の感光ドラム２０上への吐き出しが行われ
る。次に、印字開始命令の入力が待たれる（ステップＳ
１４）。印字開始命令の入力があると（ステップＳ１
４：ＹＥＳ）、印字動作を開始するが（ステップＳ
５）、ステップＳ３及びＳ４によりクリーニングローラ
４２は、トナー５３を十分に吸引でき且つ逆極性トナー
５３を殆ど吐き出さない状態とされているので、当該印
字は十分にクリーニングされた感光ドラム２０を用いて
行うことができる。印字が終了すると、スタートへ戻
る。

【００７１】第３に、検出手段１０６が、所定の装置状
態として当該レーザビームプリンタ１の電源投入を検出
するように構成されている場合のクリーニング処理につ
いて図８を用いて説明する。尚、図８において、図６と
同じステップについては、同一の参照符号を付す。

【００７２】先ず、レーザビームプリンタ１の電源投入
があるか否かが検出される（ステップＳ２１）。この検
出は、既存の電源投入の検出技術により行われる。ここ
で、電源投入が検出されると（ステップＳ２１：ＹＥ
Ｓ）、クリーニングローラ４２が一周の長さ以上だけ吐
き出しモードとされ（ステップＳ３）、正極性に帯電さ
れたトナー５３の感光ドラム２０上への吐き出しが行わ
れる。

【００７３】続いて、クリーニングローラ４２が一周の
長さ以上だけ吸引モードとされ（ステップＳ４）、逆極
性トナー５３の感光ドラム２０上への吐き出しが行われ
る。この結果、電源投入直後の印字の際にも、クリーニ
ングローラ４２は、トナー５３を十分に吸引でき且つ逆
極性トナー５３を殆ど吐き出さない状態とされる。

【００７４】従って、次に、１枚目の用紙の印字動作を
開始しても（ステップＳ５）、画質の低下を招くことは
ない。以上のように、本実施の形態のレーザビームプリ
ンタ１によれば、通常の運転中のみならず、用紙ジャム
後、長期の運転中止後、電源投入後などに、クリーニン
グローラ４２の吐き出しが不十分であることに起因し
て、クリーニングローラ４２の機能が低下することはな
くなる。よって、このクリーニングローラ４２の機能低
下に起因して、感光ドラム２０上の残留トナー５３によ
る汚れが増加し、これにより当該レーザービームプリン
タ１における印字不良を防ぐことができ、高い品質の画
像を形成することができる。

【００７５】尚、以上の実施の形態によれば、モノクロ
画像の形成のみを説明したが、カラー画像形成の際にも
本発明は有効に機能する。また、感光体は感光ドラムか
ら構成されているが、ベルト状の感光体であってもよ
く、感光ドラムと現像ローラの相対的な移動方向は反対
でも同一でもどちらでもよい。また、所定の装置状態と
しては、用紙ジャムの解除、長期の運転中止、電源投入
などを例示したが、トナーがクリーニングローラ４２に
溜まる可能性のある装置状態であれば、本実施の形態は
有効に機能するものであり、従って、所定の装置状態
は、これらの例示に限られるものではない。更にまた、
本実施の形態では、レーザビームプリンタについて説明
したが、トナーを用いた電子写真方式の画像形成装置で
あれば、コピー、ファクシミリ等についても本実施の形
態の場合と同様に本発明は有効に機能する。

【００７６】

【発明の効果】請求項１、及び２に記載の画像形成装置
によれば、所定の装置状態においてならし手段に溜まっ
た現像剤は、ならし手段から十分に吐き出され、現像剤
が溜まったことによるならし手段のクリーニング機能の
低下を効果的に防止することができるので、装置状態の
如何によらず十分にクリーニングされた感光体により高
画質の画像を形成し得る。また、非動作状態とされた現
像手段により、ならし手段から吐き出された現像剤は回
収されるので、十分にクリーニングされた感光体により
高画質の画像を形成し得る。

【００７７】請求項３に記載の画像形成装置によれば、
記録媒体のジャムの解除後も、十分にクリーニングされ
た感光体により高画質の画像を形成し得る。請求項４に
記載の画像形成装置によれば、長期間の運転中止の後の
画像形成再開時にも、十分にクリーニングされた感光体
により高画質の画像を形成し得る。従って特に、画像形
成を再開する際に、画質の低下を招くことなく、第１番
目の記録媒体への画像形成開始までの時間を短くでき
る。

【００７８】請求項５に記載の画像形成装置によれば、
画像形成装置の電源投入の後にも、十分にクリーニング
された感光体により高画質の画像を形成し得る。

【００７９】請求項６に記載の画像形成装置によれば、
所定の装置状態においてならし手段に溜まった現像剤
は、ならし手段から十分に吐き出されるので、十分にク
リーニングされた感光体により高画質の画像を形成し得
る。

【００８０】以上の結果、本発明により、通常運転時の
みならす記録媒体のジャムの解除後、当該画像形成装置
の長期間の運転中止の後や電源投入後などでも、十分に
クリーニングされた感光ドラム等の感光体を用いて高品
位の画像を形成することができる画像形成装置を実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態であるレーザビームプリ
ンタの縦断側面図である。

【図２】図１のレーザビームプリンタの現像ユニット及
び感光ドラム部分の拡大側面図である。

【図３】図１のレーザビームプリンタの各電源及びスイ
ッチを示す該略図である。

【図４】図１のレーザビームプリンタの現像ユニットの
拡大側面図である。

【図５】図１のレーザビームプリンタで行われる現像処
理における各部分の電位を示す説明図である。

【図６】図１のレーザビームプリンタで行われるクリー
ニング処理の一例を示すフローチャートである。

【図７】図１のレーザビームプリンタで行われるクリー
ニング処理の他の例を示すフローチャートである。

【図８】図１のレーザビームプリンタで行われるクリー
ニング処理の他の例を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１…レーザビームプリンタ１０…フィーダユニット１３…給紙ローラ１４…給紙カセット２０…感光ドラム３０…レーザスキャナユニット４２…クリーニングローラ５０…現像ユニット５３…トナー５５…供給ローラ５６…現像ローラ５７…層厚規制ブレード６０…転写ローラ７０…定着ユニット７７…排紙トレイ１０１…第１電源１０２…第２電源１０３…第３電源ＳＷ１…切換スイッチＳＷ２…切換スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 21/14 G03G 21/00 370 - 540 G03G 15/08 - 15/08 507 G03G 21/10 G03G 21/00 G03G 15/22

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】回動する感光体と、該感光体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、動作状態で所定極性に帯電させた現像剤により前記静電
潜像を現像して前記感光体上に画像を形成し、非動作状
態で前記感光体上にならされた現像剤を回収する現像手
段と、該画像を記録媒体に転写する転写手段と、前記感光体の回動方向に所定幅を有し、吸引モードでは
転写後に前記感光体上に残留した現像剤を前記感光体と
の電位差により吸引し、吐き出しモードでは該吸引した
現像剤を前記感光体との電位差により前記感光体上に吐
き出してならすならし手段と、所定の装置状態を検出する検出手段と、該所定の装置状態が検出された際には、前記ならし手段
を少なくとも前記所定幅に相当する期間だけ前記吐き出
しモードにし且つ少なくとも前記所定幅に相当する期間
だけ前記吸引モードにするモード制御手段と、を備え、前記現像手段は、前記所定の装置状態が検出された際に
おける前記吐き出しモードで吐き出しが行われた少なく
とも前記所定幅及び前記吸引モードで吸引が行われた少
なくとも前記所定の感光体部分が所定の現像位置にきて
いる間は、前記非動作状態となることを特徴とする画像
形成装置。
【請求項２】前記ならし手段は、ローラ形状を有し、前記所定幅は、ならし手段の一周分の長さであることを
特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記検出手段は、前記所定の装置状態とし
て当該画像形成装置の内部における前記記録媒体のジャ
ムの解除を検出することを特徴とする請求項１、又は２
に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記検出手段は、前記所定の装置状態とし
て当該画像形成装置による画像形成動作の終了を検出す
ることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の
画像形成装置。
【請求項５】前記検出手段は、前記所定の装置状態とし
て当該画像形成装置の電源投入を検出することを特徴と
する請求項１から４のいずれか一項に記載の画像形成装
置。
【請求項６】前記モード制御手段は、前記所定の装置状
態が検出された際に、前記少なくとも所定幅に相当する
期間の吐き出しモード及び前記少なくとも所定幅に相当
する期間の吸引モードに前記ならし手段を夫々２回以上
することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に
記載の画像形成装置。