JP3539065B2

JP3539065B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3539065B2
Application number: JP12202996A
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: JPH09305066A

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所定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、露光、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。そして、特にクリーナーレス方式では、トナー
回収のために定期的に、画像形成のために感光ドラムに
供給される用紙と用紙との間（以下、“用紙間”とい
う）において、ならし手段から感光ドラム上に残留トナ
ーを戻し、感光ドラムに乗せて現像装置へ運んで回収す
るのに十分な長さの時間としてやり、この特別に長くさ
れた用紙間には感光ドラム上での画像形成を一旦停止し
て、ならし手段から現像装置に残留トナーを戻して回収
するようにしている。

【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、画質に悪影響を及ぼすこ
となく、定期的に特別に長くされた用紙間にならし手段
から現像手段に残留トナーを戻して回収することがで
き、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、ならし手段から現像装置
にトナーを戻すために定期的に特別に長くされた用紙間
は、感光ドラム上での画像形成を一旦停止するが故に、
例えば、コピーにおける連続複写のような通常の画像形
成時の用紙間よりも必然的に且つ遥かに長くなってしま
い、連続画像形成時の画像形成速度が低下してしまうと
いう問題点があった。

【０００６】本発明は、上記の問題点に鑑みなされたも
のであり、用紙等の記録媒体に連続的に画像形成可能な
画像形成装置において、画像形成速度を低めることなく
トナー等の現像剤を回収し得る画像形成装置を提供する
ことを課題とする。

【０００７】

【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
体の回動方向について前記転写手段よりも下流側にある
所定のならし位置において、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、一つの記録媒体に対する画像が形成
され転写される予定の感光体部分の先頭部が前記ならし
位置に来ると前記ならし手段を前記吸引モードに切り換
える切換手段とを備え、前記切換手段によって前記吸引
モードに切り換えられた後、前記潜像形成手段により静
電潜像の形成が行われることを特徴とする。

【０００８】請求項１に記載の画像形成装置によれば、
ならし手段により、感光体の回動方向について転写手段
よりも下流側にある所定のならし位置において、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、一つの記録媒体に対する画像が形成され転写される
予定の感光体部分の先頭部がならし位置に来ると、切換
手段により、ならし手段は吸引モードに切り換えられ
る。従って、この先頭部がならし位置に来るまでの記録
媒体間に、吐き出しモードとされたならし手段から現像
剤が感光体に吐き出される。このように切換手段によっ
て吸引モードに切り換えられた後、前記潜像形成手段に
より静電潜像の形成が行われる。よって、このように記
録媒体間に吐き出された現像剤を感光体で運んで非動作
状態にある現像手段で回収すれば、連続的に記録媒体に
対して画像形成を行っている最中にも、記録媒体間を利
用したならし手段から現像手段への現像剤の回収が可能
となる。

【０００９】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、前記切換手
段は、前記一つの記録媒体に対する画像が形成され転写
される予定の感光体部分の最後部が前記ならし位置に来
ると前記ならし手段を前記吐き出しモードに切り換え、
前記切換手段によって前記吐き出しモードに切り換えら
れた後、前記潜像形成手段による静電潜像の形成が停止
されることを特徴とする。

【００１０】請求項２に記載の画像形成装置によれば、
一つの記録媒体に対する画像が形成され転写される予定
の感光体部分の最後部がならし位置に来ると、ならし手
段は、切換手段により吐き出しモードに切り換えられ
る。従って、ある記録媒体の後端部から次の記録媒体の
先頭部までの記録媒体間に、吐き出しモードとされてい
るならし手段から現像剤が感光体に吐き出される。よっ
て、このように記録媒体間に吐き出された現像剤を感光
体により運んで非動作状態にある現像手段で回収すれ
ば、連続的に記録媒体に対して画像形成を行っている最
中に、記録媒体間を利用してならし手段から現像手段へ
現像剤が回収される。

【００１１】請求項３に記載された画像形成装置は、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、
前記記録媒体の先頭部の位置を検出する検出手段を更に
備えており、前記切換手段は、該検出された位置に基づ
いて、前記一つの記録媒体に対する画像が形成され転写
される予定の感光体部分の先頭部が前記ならし位置に来
る時を定めることを特徴とする。

【００１２】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、記録媒体の先頭部の位置が検出され
る。すると、該検出された位置に基づいて、一つの記録
媒体に対する画像が形成され転写される予定の感光体部
分の先頭部がならし位置に来る時が切換手段により定め
られ、よって、このように定められた時に、切換手段に
より、ならし手段は吸引モードへ切換えられる。

【００１３】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のいずれか一項に記載の画像形成
装置において、前記現像手段は、前記静電潜像が所定の
現像位置にある間は前記動作状態となり、前記静電潜像
が前記現像位置にない間は前記非動作状態となることを
特徴とする。

【００１４】請求項４に記載の画像形成装置によれば、
静電潜像が現像位置にない間は、現像手段は非動作状態
となっているので、吐き出しモードにあるならし手段か
ら現像剤が吐き出された感光体部分に静電潜像を形成し
ないようにすれば、ならし手段から吐き出された現像剤
が現像位置にある間に、非動作状態の現像手段により当
該現像剤が回収される。

【００１５】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のいずれか一項に記載の画像形成
装置において、前記ならし手段は、前記ならし位置にお
いて前記感光体に対向配置されたクリーニングローラを
備えたことを特徴とする。

【００１６】請求項５に記載の画像形成装置によれば、
ならし位置において、吸引モードにあるクリーニングロ
ーラにより、転写後に感光体上に残留した現像剤が吸引
され、吐き出しモードで該吸引した現像剤が感光体上に
吐き出されて、ならされる。よって、連続的に記録媒体
に対して画像形成を行っている最中にも、記録媒体間を
利用したクリーニングローラから現像手段への現像剤の
回収が可能となる。

【００１７】請求項６に記載された画像形成装置は、上
述した請求項５に記載の画像形成装置において、前記ク
リーニングローラの周速度は、前記感光体の周速度と異
なることを特徴とする。

【００１８】請求項６に記載の画像形成装置によれば、
相互に周速度の異なる感光体とクリーニングローラとが
相互に擦られる中、クリーニングローラにより、吸引モ
ードで感光体から効率よく現像剤が吸引され、吐き出し
モードで感光体上に効率よく現像剤が吐き出される。

【００１９】請求項７に記載された画像形成装置は、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ついて前記転写手段より
も下流側にある所定のならし位置において、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、一つの記録媒体に対
する画像が形成され転写される予定の感光体部分の先頭
部が前記ならし位置に来ると前記ならし手段を前記吸引
モードに切り換える切換手段と、を備え、前記ならし手
段は、前記ならし位置において前記感光体に対向配置さ
れたクリーニングローラを備えており、前記クリーニン
グローラの一周は、続けて転写される二つの記録媒体に
対する二つの画像の間にある感光体一部分の前記回動方
向の長さ以下であることを特徴とする。

【００２０】請求項７に記載の画像形成装置によれば、
記録媒体間に、吐き出しモードにあるクリーニングロー
ラから現像剤がその全周囲に渡って吐き出される。この
結果、記録媒体間を利用して殆どの現像剤が、クリーニ
ングローラから吐き出される。

【００２１】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。

【００２２】

【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。

【００２３】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、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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】クリーニングローラ４２は、後に詳述する
タイミングで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、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。

【００３０】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により切換手段の一例が構成されている。

【００３１】ここで、本実施の形態では特に、コントロ
ーラ１０５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、用紙Ｐに対する画像
が形成され転写される予定の感光ドラム２０部分（以
下、“画像形成用領域”という）の先頭部がならし位置
（即ち、クリーニングローラ４２と感光ドラム２０とが
接触する位置）に来ると、吸引モードに切り換える。そ
して、コントローラ１０５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、この
画像形成用領域の最後部がならし位置に来ると、吐き出
しモードに切り換える。従って、ある画像形成用領域の
後端部がならし位置を通過してから次の画像形成用領域
の先頭部がならし位置に来るまでの用紙間に、吐き出し
モードとされたクリーニングローラ４２から残留トナー
５３が感光ドラム２０に吐き出される。この画像形成用
領域の先頭部がならし位置にくるタイミングは、この画
像形成用領域に対応する（即ち、この画像形成用領域に
形成されるトナー画像が転写される）用紙Ｐの先頭部を
検出する検出手段１０６から出力された検出信号Ｓｄ及
び感光ドラム２０の回転状況とに基づいて、コントロー
ラ１０５により演算される。検出手段１０６は、用紙Ｐ
の先頭部を光学的又は機械的に検出する搬送路ＰＰのレ
ジストローラ付近に設けられたレジ前センサを備えてお
り、用紙Ｐの先頭部を検出した時に検出信号Ｓｄを出力
するように構成されている。但し、レーザスキャナユニ
ット３０の画像形成タイミング及びその後の感光ドラム
２０の回転状況から、この画像形成用領域の先頭部をコ
ントローラ１０５で演算するようにしてもよい。

【００３２】更に、本実施の形態では、クリーニングロ
ーラ４２の一周は、続けて転写される２枚の用紙Ｐに対
する画像形成用領域の間にある非画像形成用領域の感光
ドラム２０の回動方向の長さ以下とされている。これに
より、一つの用紙間に、クリーニングローラ４２の全周
囲に渡って、クリーニングローラ４２に溜まったトナー
が吐き出される。この結果、用紙間を利用して殆どの残
留トナーが、クリーニングローラ４２から吐き出される
ことになる。

【００３３】更にまた、本実施の形態では、クリーニン
グローラ４２及び感光ドラム２０は、周速度が相異する
ように駆動手段により回動される。相互に周速度が異な
るため、感光ドラム２０とクリーニングローラ４２と
は、ならし位置（接触位置）において相互に擦られる。
この結果、クリーニングローラ４２により、吸引モード
で感光ドラム２０から効率よく残留トナー５３が吸引さ
れ、更に、この吸引した残留トナー５３は、吐き出しモ
ードで感光ドラム２０上に効率よく吐き出される。尚、
この場合、クリーニングローラ４２及び感光ドラム２０
のうちどちらの周速度が高くても構わない。

【００３４】以上のように、クリーニングローラ４２か
ら現像ローラ５６へのトナーの回収を、特別に長い用紙
間を設けることなく、吐き出しモードと吸引モードとの
切り換えのタイミングを用紙搬送（画像形成）のタイミ
ングに応じて制御することにより行えるので、本実施の
形態は、比較的簡単な構成を用いて実現され得る。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】本実施の形態においては特に、現像ローラ
５６は、コントローラ１０５による切換スイッチＳＷ２
の切換により、静電潜像が所定の現像位置（即ち、現像
ローラ５６と感光ドラム２０とが接触する位置）にある
間は動作状態とされ、静電潜像が現像位置にない間は非
動作状態とされる。そして、レーザスキャナユニット３
０は、用紙間に対応したタイミングで吐き出しモードと
されたクリーニングローラ４２からトナー５３が吐き出
された感光ドラム２０部分に対しては、静電潜像を形成
しないように制御されている。従って、クリーニングロ
ーラ４２から吐き出された残留トナー５６は、静電潜像
が現像位置にない間に、非動作状態とされている現像ロ
ーラ５６により回収される。

【００３８】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
幅を、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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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、現像位置にお
いてニップ部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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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８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。

【００５２】この結果、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５６及び感光ドラム２
０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。

【００５３】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。

【００５４】そこで図４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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】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４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４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４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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】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、
以下に説明するタイミングで、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。

【００６２】以下、本実施の形態におけるクリーニング
ローラ４２の吸引モード及び吐き出しモードの切り換
え、レーザスキャナユニット３０の静電潜像の形成、現
像ローラ５６の動作状態及び非動作状態の切り換えのタ
イミング制御について、図５のタイミングチャート並び
に画像形成動作の様子を時間を追って（ａ）〜（ｋ）の
順に示す連続図である図６から８を用いて説明する。
尚、図６から８では、クリーニングローラ４２による吸
引、レーザスキャナユニット３０による露光及び現像ロ
ーラ５６による現像が夫々、オンされている場合には、
各部位に斜線を付して示している。

【００６３】図５のタイミングチャートに示すように、
本実施の形態では、クリーニングローラ４２の吸引モー
ド／吐き出しモードの切り換え、レーザースキャンナユ
ニット３０の露光のオン／オフの切り換え、現像ローラ
５６の動作状態／非動作状態の切り換えが、検出手段１
０６の備えたレジ前センサのオン／オフ（即ち、用紙Ｐ
の先頭部及び後端部の検出）を基準に行われる。

【００６４】図５において、先ず、レジ前センサによ
り、１枚目の用紙Ｐ１の先頭部が時刻t0に検出されると
（図６（ａ））、この時刻t0から所定時間Tsb 後に、ク
リーニングローラ４２は、吸引モードに切り換えられる
（図６（ｂ））。次に、この時刻t0から所定時間Tse 後
に、レーザスキャナユニット３０の露光が、オンとされ
る（図６（ｃ））。次に、この時刻t0から所定時間Tsd
後に、現像ローラ５６の現像が、オン（動作状態）とさ
れる（図６（ｄ））。これらの所定時間は、図６に示す
ように、感光ドラム２０の画像形成用領域の先頭部が、
時刻t0を基準として夫々、ならし位置、露光位置及び現
像位置まで到達するのに要する時間であり、レジ前セン
サから転写位置までの距離、感光ドラム２０の周囲にお
けるならし位置、露光位置及び現像位置の配置間隔並び
に感光ドラム２０の回動速度により予め定められるもの
である。例えば、図６において、ならし位置から現像位
置までが約１４０度であり、現像位置から転写位置まで
が約１１０度であり、転写位置からならし位置までが約
１１０度であれば、Tsb ＝約０．７秒、Tse ＝約１．５
秒、Tsd ＝約２．０秒というように定められる。

【００６５】そして、レジ前センサが、１枚目の用紙Ｐ
１の後端部を時刻t1に検出すると（図７（ｅ））、この
時刻t1から所定時間Tsb 後に、クリーニングローラ４２
は、吐き出しモードに切り換えられる（図７（ｆ））。
次に、この時刻t1から所定時間Tse 後に、レーザスキャ
ナユニット３０の露光が、オフとされる（図７
（ｇ））。図７（ｇ）に示したように、この際、時間Δ
Ｔ１の間に、吐き出しモードとされたクリーニングロー
ラ４２からは、残留トナー５３ａが感光ドラム２０上に
吐き出される。そして、時刻t1＋Tsb ＋ΔＴ１になる
と、クリーニングローラ４２は、２枚目の用紙Ｐ２に形
成する画像に対し残留トナーが悪影響を及ぼさないよう
に、再び吸引モードとされる（図７（ｈ））。従って、
ΔＴ１の間にクリーニングローラ４２に溜められた残留
トナーの感光ドラム２０上への吐き出しはこの時点で終
了する。

【００６６】次に、時刻t1から所定時間Tsd 後に、現像
ローラ５６の現像が、オフ（非動作状態）とされる（図
８（ｉ））。従って、ΔＴ１の間にクリーニングローラ
４２から吐き出された残留トナー５３の現像ローラ４２
による回収がこの時点から開始される。続いて、時刻t1
＋Tse ＋ΔＴ２には、２枚目の用紙Ｐ２に画像を形成す
るために、レーザスキャナユニット３０による露光がオ
ンとされる（図８（ｊ））。この時点では、ΔＴ１の間
にクリーニングローラ４２により感光ドラム２０上に吐
き出された残留トナー５３ａは、露光位置を既に通過し
ている。

【００６７】続いて、時刻t1＋Tsd ＋ΔＴ３には、２枚
目の用紙Ｐ２に画像を形成するために、現像ローラ５６
がオンとされる。従って、この時点で、ΔＴ１の間にク
リーニングローラ４２から感光ドラム２０により戻され
た残留トナー５３ａの回収を終了する。

【００６８】本実施の形態においては、時刻t1＋Tsb ＋
ΔＴ１が、２枚目の用紙Ｐ２をレジ前センサが検出した
時刻t2から所定時間Tsb 後の時刻であり、時刻t1＋Tse
＋ΔＴ２が、２枚目の用紙Ｐ２をレジ前センサが検出し
た時刻t2から所定時間Tse 後の時刻であり、時刻t1＋Ts
d ＋ΔＴ３が、２枚目の用紙Ｐ２をレジ前センサが検出
した時刻ｔ２から所定時間Tsd 後の時刻であるので、用
紙間を最大限に生かしてクリーニングローラ４２から現
像ローラ５６に残留トナーを戻すことができる。即ち、
このように画像形成処理を連続的に行えば、クリーニン
グ機能及び画像形成速度を高く維持することができる。

【００６９】以後、ｉ枚目（ｉ＝２，３，…）の用紙Ｐ
ｉの後端部の検出及びｉ＋１枚目の用紙Ｐi＋1 の先頭
部の検出に際しても同様に、用紙間に対応した非画像形
成用領域が、ならし位置に来ている間にクリーニングロ
ーラ４２から感光ドラム２０上に残留トナー５３が吐き
出され、露光位置に来ている間に露光は行われず、現像
位置に来ている間に現像ローラ５６により感光ドラム２
０から残留トナー５３が回収される。

【００７０】本実施の形態では特に、クリーニングロー
ラ４２の一周は、用紙間に対応する非画像形成用領域の
感光ドラム２０の回動方向の長さ以下とされているの
で、時間ΔＴ１の間に、クリーニングローラ４２の全周
囲に渡って、クリーニングローラ４２に溜まったトナー
が吐き出される。この結果、時間ΔＴ１の終了後に吸引
モードに切り換えられた時には既に、クリーニングロー
ラ４２は、殆どの残留トナーが吐き出されており吸引す
るに最も相応しい状態とされているので有利である。以
上のように、本実施の形態によれば、トナー回収のため
に特別に長い用紙間を定期的に設定する必要はなく、用
紙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残留トナーの回収
が行われるので、連続して用紙Ｐに画像を形成する際に
画像形成速度を低下させないことが可能となる。

【００７１】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。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。

【００７２】

【発明の効果】請求項１に記載の画像形成装置によれ
ば、記録媒体の先頭部に対応する画像形成用領域の先頭
部がならし位置に来るまでの間に、吐き出しモードとさ
れたならし手段から現像剤が感光体に吐き出されるの
で、連続的に記録媒体に対して画像形成を行っている最
中にも、現像剤の回収が可能となり、この結果、画像形
成速度を低めることなく現像剤をクリーナーレス方式に
より回収できる。更に、各部位の動作状態の切換のタイ
ミングの制御という比較的簡単な制御を用いているの
で、本発明は比較的簡単な構成により具現化可能とな
る。

【００７３】請求項２に記載の画像形成装置によれば、
連続的に記録媒体に対して画像形成を行っている最中
に、記録媒体間を利用しての現像剤の回収が可能とな
り、この結果、画像形成速度を低めることなく現像剤を
クリーナーレス方式によりより効率的に回収できる。

【００７４】請求項３に記載の画像形成装置によれば、
検出手段により検出された記録媒体の先頭部の位置に基
づいて、記録媒体間を利用しての現像剤の回収が可能と
なる。

【００７５】請求項４に記載の画像形成装置によれば、
ならし手段から吐き出された現像剤が現像位置にある間
に非動作状態の現像手段により回収することにより、記
録媒体間を利用しての現像剤のより効率的な回収が可能
となる。

【００７６】請求項５に記載の画像形成装置によれば、
クリーニングローラを用いた比較的簡易な構成により効
率的なクリーニングを実行しつつ、連続的に記録媒体に
対して画像形成を行っている最中にも、現像剤の回収が
可能となり、画像形成速度を低めることもない。

【００７７】請求項６に記載の画像形成装置によれば、
感光体と周速度の異なるクリーニングローラにより、吸
引モードで感光体から効率よく現像剤を吸引することが
でき、吐き出しモードで感光体上に効率よく現像剤を吐
き出すことができる。

【００７８】請求項７に記載の画像形成装置によれば、
記録媒体間を利用して殆どの現像剤を、クリーニングロ
ーラから吐き出すことができ、クリーニングローラにト
ナーが溜まってクリーニング機能が低下することを防ぐ
ことができ、感光体上における現像剤の存在により画質
を低下させることなく、高品質の画像を形成することが
できる。

【００７９】以上の結果、本発明により、記録媒体間を
利用して現像剤をならし手段によりクリーニングでき、
高品位の画像を高速に連続形成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５】図１のレーザビームプリンタで行われる画像形
成処理のタイミングチャートである。

【図６】図１のレーザビームプリンタで行われる画像形
成処理の様子を時間を追って示す連続図（その１）であ
る。

【図７】図１のレーザビームプリンタで行われる画像形
成処理の様子を時間を追って示す連続図（その２）であ
る。

【図８】図１のレーザビームプリンタで行われる画像形
成処理の様子を時間を追って示す連続図（その３）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１０５…コントローラ１０６…検出手段ＳＷ１…切換スイッチＳＷ２…切換スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平８−95453（ＪＰ，Ａ) 特開平６−43789（ＪＰ，Ａ) 特開平５−142879（ＪＰ，Ａ) 特開平４−102884（ＪＰ，Ａ) 特開平４−34566（ＪＰ，Ａ) 特開平３−69978（ＪＰ，Ａ) 特開平８−69176（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 21/00 370 - 540 G03G 21/00 G03G 21/14 G03G 21/10 G03G 15/22 G03G 15/08 - 15/08 507

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ついて前記転写手段よりも下流
側にある所定のならし位置において、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、一つの記録媒体に対する画像が形成され転写される予定
の感光体部分の先頭部が前記ならし位置に来ると前記な
らし手段を前記吸引モードに切り換える切換手段と、を
備え、前記切換手段によって前記吸引モードに切り換えられた
後、前記潜像形成手段により静電潜像の形成が行われる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記切換手段は、前記一つの記録媒体に対
する画像が形成され転写される予定の感光体部分の最後
部が前記ならし位置に来ると前記ならし手段を前記吐き
出しモードに切り換え、前記切換手段によって前記吐き出しモードに切り換えら
れた後、前記潜像形成手段による静電潜像の形成が停止
され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】前記記録媒体の先頭部の位置を検出する検
出手段を更に備えており、前記切換手段は、該検出され
た位置に基づいて、前記一つの記録媒体に対する画像が
形成され転写される予定の感光体部分の先頭部が前記な
らし位置に来る時を定め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】前記現像手段は、前記静電潜像が所定の現
像位置にある間は前記動作状態となり、前記静電潜像が
前記現像位置にない間は前記非動作状態となることを特
徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形
成装置。
【請求項５】前記ならし手段は、前記ならし位置におい
て前記感光体に対向配置されたクリーニングローラを備
えた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】前記クリーニングローラの周速度は、前記
感光体の周速度と異なることを特徴とする請求項５に記
載の画像形成装置。
【請求項７】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ついて前記転写手段よりも下流
側にある所定のならし位置において、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、一つの記録媒体に対する画像が形成され転写される予定
の感光体部分の先頭部が前記ならし位置に来ると前記な
らし手段を前記吸引モードに切り換える切換手段と、を
備え、前記ならし手段は、前記ならし位置において前記感光体
に対向配置されたクリーニングローラを備えており、前記クリーニングローラの一周は、続けて転写される二
つの記録媒体に対する二つの画像の間にある感光体一部
分の前記回動方向の長さ以下であることを特徴とする画
像形成装置。