JPH0980898A

JPH0980898A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0980898A
Application number: JP7260766A
Authority: JP
Inventors: Shogo Sato; 正吾佐藤
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1995-09-12
Filing date: 1995-09-12
Publication date: 1997-03-28

Abstract

(57)【要約】【課題】感光ドラムと、これに接しながら回転する現
像ローラと、その現像ローラに押圧接触する供給ローラ
との摩耗を低減し得るとともに、画像品質の向上を図れ
る画像形成装置、用紙の搬送経路を略直線状に形成して
厚紙にも画像形成し得る画像形成装置を提供すること。【解決手段】供給ローラ５５は、現像ローラ５６と反
対の回転方向で且つ現像ローラ５６の周速の約２倍の周
速となるように回転駆動されることから、供給ローラ５
５から十分にトナー５３が補給されて、現像ローラ５６
の表面には、現像バイアス電圧として約＋350 Ｖが印加
された状態で、プラス極性のトナー５３が２層の層厚で
付着しているので、トナー５３は、それ自身よりも低い
静電潜像電圧（約＋100 Ｖ）に引き寄せられて、現像効
率が約１００％となるように、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
付着して現像処理される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザプリンタや
ファクシミリや複写機などの画像形成装置に関し、特に
供給ローラで現像ローラにトナーを供給し、その現像ロ
ーラに付着したトナーで感光ドラム上の静電潜像を現像
処理するようにしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザプリンタや複写機などの画
像形成装置においては、給紙カセットに収容した用紙を
給紙ローラにより１枚ずつ給紙する給紙機構と、感光ド
ラムと、その感光ドラム上に静電潜像を形成するレーザ
スキャナユニットと、感光ドラム上の静電潜像をトナー
で現像する現像ユニットと、転写ローラと、定着ユニッ
トなどを備え、給紙機構で給紙された用紙上にトナーに
より各種の画像を形成するようになっている。

【０００３】例えば、図９に示すレーザプリンタ２００
においては、一般に、本体ケース２０２内の底部には、
給紙カセット２１４と、その給紙カセット２１４に収容
された用紙Ｐを１枚ずつ給紙する給紙ローラ２１３とが
設けられ、その上側には、感光ドラム２２０と、この感
光ドラム２２０に下側から押圧接触する転写ローラ２６
０とが設けられ、その感光ドラム２２０に接近して定着
ユニット２７０が設けられ、更に感光ドラム２２０の上
側には、排紙トレイ２７７が設けられている。即ち、給
紙カセット２１４から給紙された用紙Ｐの搬送経路ＰＰ
は、１点鎖線で示すように、複数回折り返されたジグザ
グ状に形成され、レーザプリンタ２００を小型化するよ
うになっている。

【０００４】そして、除電ランプ２４１で感光ドラム２
２０上の帯電が一掃された後、帯電器２４０により感光
ドラム２２０の表面が所定の極性に均一に帯電された状
態で、レーザスキャナユニット２３０から発射されたレ
ーザ光Ｌが感光ドラム２２０上に照射されて静電潜像が
形成され、この静電潜像は、トナーカートリッジ２５０
内に一体的に設けられ、感光ドラム２２０に接している
現像ローラ２５６から受けた帯電したトナーにより可視
像に現像されてトナー画像が作成される。そして、その
トナー画像は、搬送された用紙Ｐに転写ローラ２６０に
より転写され、用紙Ｐ上のトナー画像は、更に定着ユニ
ット２７０の加熱用ローラ２７１により用紙Ｐに定着さ
れ、最終的に、画像形成された用紙Ｐは排紙トレイ２７
７に排出される。

【０００５】ここで、トナーカートリッジ２５０内にお
いては、現像ローラ２５６と、これに押圧接触してトナ
ー２５３を現像ローラ２５６に供給する供給ローラ２５
５とが回転可能に設けられるとともに、現像ローラ２５
６に付着するトナー２５３の層厚を所定厚さに規制する
とともに、擦り付けによりトナー２５３に帯電させる層
厚規制ブレード２５７が供給ローラ２５５の上側に位置
して設けられ、その層厚規制ブレード２５７で除去され
た余分なトナー２５３が供給ローラ２５５上に落下する
ように、現像ローラ２５６と供給ローラ２５５とは図示
のような回転方向で駆動されるようになっている。即
ち、現像ローラ２５６は、トナー２５３を所定極性の静
電気を帯電させながら現像する為に、感光ドラム２２０
の回転方向と異なる回転方向に押圧接触しながら駆動さ
れるようになっている。

【０００６】ところで、図９に示すレーザプリンタ２０
０においては、用紙Ｐの搬送経路ＰＰがジグザグ状であ
ることから、封筒などの厚紙を用紙Ｐとして給紙する場
合、搬送経路ＰＰに含まれる折り返し個所において、ス
ムーズに搬送できないことから、この種のレーザプリン
タ２００においては、可撓性を有する薄紙に画像形成す
るように構成されている。そこで、最近では、各種の厚
紙にも画像形成可能なように、給紙カセットから排紙ト
レイに至る搬送経路を略直線状に形成するようにしたレ
ーザプリンタが実用化されている

【０００７】即ち、図１０（ａ）に示すように、給紙カ
セット３１４に設けた給紙ローラ３１３から排紙トレイ
３７７に至る搬送経路ＰＰの途中部において、感光ドラ
ム３２０が搬送経路ＰＰの下側に且つ転写ローラ３６０
が搬送経路ＰＰの上側に設けられ、更に定着ユニット３
７０が搬送経路ＰＰに臨んで設けるとともに、感光ドラ
ム３２０に接する現像ローラ３５６を有するトナーカー
トリッジ３５０を感光ドラム３２０に対して用紙搬送方
向の下流側に設け、更に、層厚規制ブレード３５７で除
去された余分なトナー３５３が供給ローラ３５５上に落
下するように、現像ローラ３５６と供給ローラ３５５と
感光ドラム３２０とは、図示のような回転方向に夫々回
転駆動されることで、現像ローラ３５６は、感光ドラム
３２０と反対方向に回転駆動されるようになっている。
しかし、この場合には、搬送経路ＰＰとトナーカートリ
ッジ３５０との間の狭い場所に、除電ランプや帯電器に
加えて、レーザスキャナユニットを設けることが困難で
ある。

【０００８】そこで、図１０（ｂ）に示すように、給紙
ローラ３１３から排紙トレイ３７７に至る搬送経路ＰＰ
の途中部において、図１０（ａ）と同様に、感光ドラム
３２０と、転写ローラ３６０と、定着ユニット３７０と
を設けるとともに、トナーカートリッジ３５０を感光ド
ラム３２０に対して用紙搬送方向の上流側に設け、層厚
規制ブレード３５７で除去された余分なトナー３５３が
供給ローラ３５５上に落下するように、現像ローラ３５
６と供給ローラ３５５と感光ドラム３２０とは、図示の
ような回転方向に夫々回転駆動される。即ち、感光ドラ
ム３２０上の静電潜像を、十分な画像濃度となるように
現像し得るように、現像ローラ３５６を、感光ドラム３
２０と同一の回転方向で且つ感光ドラム３２０の周速の
約２倍以上の所定の周速となるように駆動するようにし
ている。一方、この場合には、搬送経路ＰＰを略直線状
に形成し得るとともに、除電ランプ３４１や帯電器３４
０に加えて、レーザスキャナユニット３３０を、トナー
カートリッジ３５０に対して、感光ドラム３２０の回転
方向上流側に設けることが可能である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、図１
０（ｂ）に示すように、給紙ローラ３１３と、感光ドラ
ム３２０及び転写ローラ３６０と、定着ユニット３７０
と、排紙トレイ３７７とを、搬送経路ＰＰが略直線状に
形成されるように設けて、各種の厚紙にも印刷可能なレ
ーザプリンタにおいては、感光ドラム３２０は、転写ロ
ーラ３６０との押圧を介して用紙Ｐを搬送することか
ら、図において時計回り方向に駆動される一方、現像ロ
ーラ３５６は、層厚規制ブレード３５７で除去された余
分なトナー３５３が供給ローラ３５５上に落下するよう
に、感光ドラム３２０と同一の時計回り方向に、しかも
感光ドラム３２０の周速の約２倍以上の所定の周速とな
るように駆動されるとともに、供給ローラ３５５は、現
像に供された現像ローラ３５６上のトナーを確実に補充
し得るように、現像ローラ３５６と同一の回転方向に回
転駆動される。

【００１０】即ち、これら感光ドラム３２０の外周部と
現像ローラ３５６の外周部とは、それらの接触部におい
て、相互に反対方向に相対移動し、更に現像ローラ３５
６の外周部と供給ローラ３５５の外周部とは、それらの
接触部において、相互に反対方向に相対移動することか
ら、これら感光ドラム３２０と現像ローラ３５６と供給
ローラ３５５との摩耗が激しくなって、例えば、３００
０〜４０００枚の用紙Ｐに印刷する毎に画像品質が低下
するので、トナーカートリッジ３５０や感光ドラム３２
０をその都度交換することになり、ランニングコストが
高くなるという問題がある。

【００１１】そこで、図１０（ｂ）において、現像ロー
ラ３５６だけを反時計回り方向に回転駆動するととも
に、層厚規制ブレード３５７を現像ローラ３５６の下側
に設ける場合には、これら感光ドラム３２０と現像ロー
ラ３５６との接触部において、また現像ローラ３５６と
供給ローラ３５５との接触部において、夫々同一方向に
移動することから、これら感光ドラム３２０と現像ロー
ラ３５６と供給ローラ３５５の摩耗を減少させることが
できるが、その層厚規制ブレード３５７で除去された余
分なトナーが、トナーカートリッジ３５０の底壁部３５
０ａと供給ローラ３５５との間の隙間Ｇに徐々に堆積し
且つ供給ローラ３５５の回転で固められることになり、
供給ローラ３５５によるトナー３５３の供給機能が低下
すること、更に現像ローラ３５６と供給ローラ３５５と
は、その接触部において同一方向に移動するので、供給
ローラ３５５による現像ローラ３５６へのトナー供給量
が不足し、感光ドラム３２０上の静電潜像の現像不良が
起こること、などの問題がある。

【００１２】本発明の目的は、感光ドラムと、これに接
しながら回転する現像ローラと、その現像ローラに押圧
接触する供給ローラとの摩耗を低減し得るとともに、画
像品質の向上を図れる画像形成装置、用紙の搬送経路を
略直線状に形成して厚紙にも画像形成し得る画像形成装
置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る画像形成
装置は、画像形成の為の用紙を給紙ローラにより給紙す
るフィーダユニットと、感光ドラムと、感光ドラム上に
静電潜像を形成する露光手段と、トナーを供給する供給
ローラとこの供給ローラから供給されたトナーで感光ド
ラム上の静電潜像を現像する現像ローラとを有する現像
ユニットと、感光ドラム上のトナー画像を用紙に転写す
る転写手段と、用紙に転写されたトナー画像を加熱定着
する定着ユニットと、トナー画像が定着された用紙を排
出する排紙手段とを備えた画像形成装置において、感光
ドラムを用紙搬送に同期させて所定回転方向に回転駆動
するとともに、現像ローラを感光ドラムと反対方向に回
転駆動し、更に供給ローラを現像ローラと反対方向に回
転駆動する駆動手段とを備えたものである。

【００１４】作用について説明すると、静電潜像が形成
される感光ドラムは所定回転方向に駆動され且つ感光ド
ラムに接して静電潜像をトナーで現像する現像ローラは
感光ドラムと反対方向に回転駆動されるので、これら感
光ドラムと現像ローラとの摩耗を低減することができ、
更に供給ローラは現像ローラと反対方向に回転駆動され
るので、これら現像ローラと供給ローラの摩耗を低減す
ることができる。

【００１５】請求項２に係る画像形成装置は、請求項１
の発明において、前記給紙ローラと転写手段と定着ユニ
ットと排紙手段とにわたり、用紙を搬送する搬送経路を
略直線状に配置したものである。作用について説明する
と、請求項１と同様の作用を奏するが、給紙ローラによ
り給紙された用紙は、これら転写手段と定着ユニットと
を経て、略直線状の搬送経路により搬送されて排紙手段
により排出されるので、厚紙の用紙にも簡単に印刷する
ことができる。

【００１６】請求項３に係る画像形成装置は、請求項１
又は請求項２の発明において、前記駆動手段は、供給ロ
ーラの周速が、現像ローラの周速の２倍以上の周速とな
るように供給ローラを駆動するものである。作用につい
て説明すると、請求項１又は請求項２と同様の作用を奏
するが、供給ローラは、その周速を現像ローラの周速の
２倍以上の周速とするように駆動されるので、静電潜像
の現像処理で不均一になっている現像ローラ上のトナー
層を、供給ローラから補給される十分なトナー量で、所
定層厚に確実に均一化でき、静電潜像を十分な現像濃度
で常に良好に現像することができる。

【００１７】請求項４に係る画像形成装置は、請求項３
の発明において、前記供給ローラから供給されて現像ロ
ーラに付着したトナーのトナー量を規制する層厚規制部
材を現像ローラの下側に圧接状に設け、供給ローラの下
側に形成される現像ユニットのフレームと供給ローラと
の間の隙間を、その層厚規制部材で除去された余分なト
ナーの移送を促進するように狭く形成したものである。
作用について説明すると、請求項３と同様の作用を奏す
るが、現像ローラの下側に圧接状に設けた層厚規制部材
で除去された余分なトナーが、現像ユニットのフレーム
と供給ローラとの間の隙間に落下するが、その隙間が狭
く形成されているので、供給ローラの回転によるトナー
の移送が促進されて堆積することがなく、供給ローラに
よるトナーの供給機能が良好に保持される。

【００１８】請求項５に係る画像形成装置は、請求項２
の発明において、前記感光ドラムは前記搬送経路の下側
に配設され、転写手段は前記搬送経路の上側に配設され
たものである。作用について説明すると、請求項２と同
様の作用を奏するが、感光ドラムを搬送経路の下側に且
つ転写手段を搬送経路の上側に配設したので、搬送経路
を略直線状に維持して、感光ドラム上のトナー画像を用
紙に確実に転写することができる。

【００１９】請求項６に係る画像形成装置は、請求項５
の発明において、前記露光手段は、感光ドラムよりも下
側に配設されたものである。作用について説明すると、
請求項５と同様の作用を奏するが、露光手段を、感光ド
ラムよりも下側に配設したので、搬送方向の長さを短く
でき、画像形成装置をコンパクトに構成することができ
るとともに、用紙搬送と干渉することなく、露光手段で
感光ドラム上に静電潜像を形成することができる。

【００２０】請求項７に係る画像形成装置は、画像形成
の為の用紙を給紙ローラにより給紙するフィーダユニッ
トと、感光ドラムと、感光ドラム上に静電潜像を形成す
る露光手段と、トナーを供給する供給ローラとこの供給
ローラから供給されたトナーで感光ドラム上の静電潜像
を現像する現像ローラとを有する現像ユニットと、感光
ドラム上のトナー画像を用紙に転写する転写手段と、用
紙に転写されたトナー画像を加熱定着する定着ユニット
と、トナー画像が定着された用紙を排出する排紙手段と
を備えた画像形成装置において、給紙ローラと転写手段
と定着ユニットと排紙手段とにわたって設けられ、用紙
を搬送する略直線状の搬送経路と、感光ドラムを用紙搬
送に同期させて所定回転方向に回転駆動するとともに、
現像ローラを感光ドラムと反対方向に回転駆動し、更に
供給ローラを現像ローラと反対方向に回転駆動する駆動
手段とを備え、感光ドラムは搬送経路の下側に配設さ
れ、転写手段は搬送経路の上側に配設されたものであ
る。

【００２１】作用について説明すると、静電潜像が形成
される感光ドラムは所定回転方向に駆動され且つ感光ド
ラムに接して静電潜像をトナーで現像する現像ローラは
感光ドラムと反対方向に回転駆動されるので、これら感
光ドラムと現像ローラとの摩耗を低減することができ、
更に供給ローラは現像ローラと反対方向に回転駆動され
るので、これら現像ローラと供給ローラの摩耗を低減す
ることができる。また、給紙ローラにより給紙された用
紙は、これら転写手段と定着ユニットとを経て、略直線
状の搬送経路により搬送されて排紙手段により排出され
るので、厚紙の用紙にも簡単に印刷することができる。
更に、感光ドラムを搬送経路の下側に且つ転写手段を搬
送経路の上側に配設したので、搬送経路を略直線状に維
持して、感光ドラム上のトナー画像を用紙に確実に転写
することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面に基づいて説明する。本実施形態は、フィーダ
ユニットや感光ドラムやレーザスキャナユニットなどを
備えたレーザプリンタに本発明を適用した場合のもので
ある。図１に示すように、このレーザプリンタ１の本体
ケース２内には、画像形成の為の用紙Ｐを給紙するフィ
ーダユニット１０と、レーザ光Ｌを受ける感光ドラム２
０と、その感光ドラム２０上に静電潜像を形成するレー
ザスキャナユニット（露光手段に相当する）３０と、供
給ローラ５５や現像ローラ５６を有する現像ユニット５
０と、感光ドラム２０上のトナー画像を用紙Ｐに転写す
る転写ローラ（転写手段に相当する）６０と、定着ユニ
ット７０と、画像形成された用紙Ｐを排出する排紙トレ
イ（排紙手段に相当する）７７と、感光ドラム２０を駆
動する第１駆動機構８０と、現像ローラ５６などを駆動
する第２駆動機構１００を備えている。

【００２３】最初に、フィーダユニット１０について説
明する。図１に示すように、本体ケース２の後端部の上
部のフィーダ部ケース３内には、用紙Ｐと略同様の幅寸
法を有する用紙押圧板１１が配設され、その用紙押圧板
１１はその後端部において揺動可能に枢支され且つその
前端部において圧縮バネ１２により上側に弾性付勢され
るとともに、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。この給紙ローラ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
になっている。

【００２４】そして、そのフィーダ部ケース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、給紙ローラ１
３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。更に、
用紙Ｐの２枚差しを防止する為に、給紙ローラ１３の下
側に設けられた分離部材１５が、圧縮バネ１６により給
紙ローラ１３に弾性付勢されている。ここで、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１７，１８が回転可能に夫々枢支され
ている。

【００２５】感光ドラム２０は、図１〜図２，図５に示
すように、円筒状でアルミ製の円筒スリーブ２１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
た中空状のものであり、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２０上に形成されたプラス極性の静電潜
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。

【００２６】レーザスキャナユニット３０は、感光ドラ
ム２０よりも下側に配設され、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光器
３１、回転駆動されるポリゴンミラー（５面体ミラー）
３２、１対のレンズ３３，３４、１対の反射ミラー３
５，３６などから構成されている。このように、レーザ
スキャナユニット３０を感光ドラム２０よりも下側に配
設したので、搬送方向の長さを短くでき、レーザプリン
タ１をコンパクトに構成することができるとともに、用
紙搬送と干渉することなく、レーザスキャナユニット３
０から出射したレーザ光Ｌで感光ドラム２０上に静電潜
像を形成することができる。

【００２７】一方、感光ドラム２０上のレーザ光Ｌが照
射される位置よりも、回転方向進角側の位置には、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
生させるスコロトロン型の帯電器４０が設けられ、その
帯電器４０よりも更に回転方向進角側の位置には、除電
ランプ４１が設けられ、更に回転方向進角側の位置に
は、感光ドラム２０上の紙粉を除去する紙粉取りブレー
ド４２が圧接状に設けられている。

【００２８】次に、感光ドラム２０の直ぐ後側に配設さ
れた現像ユニット５０について説明する。現像部ケース
４には、回転駆動されるアジテータ５２と、電気絶縁性
を有する絶縁性のトナー５３とを収容した２重円筒状の
トナーボックス５１が着脱可能に装着され、そのトナー
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５
４が形成され、そのトナー貯蔵室５４には、供給ローラ
５５が左右方向向きに水平に配設され、回転可能に枢支
されている。

【００２９】更に、そのトナー貯蔵室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が左右方向向きに水平に
配設され、回転可能に枢支されている。ここで、現像ロ
ーラ５６の回転中心は、感光ドラム２０の回転中心と略
同じ高さ位置に設けられているが、供給ローラ５５は現
像ローラ５６に対して略斜め下側から接するように設け
られ、供給ローラ５５と現像部ケース４との隙間Ｇは、
トナー５３の移送を促進するように狭く形成されてい
る。そして、その隙間Ｇの大きさは、１mm以下とするこ
とが望ましい。

【００３０】ここで、前記トナー５３は、粉砕トナーよ
りも真球形状に近いスチレンアクリルなどからなる重合
トナーであり、その粒径は７〜１０μｍ程度である。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であり、現像ローラ５６
との接触部における抵抗値は、約５×１０⁴〜１×１０
⁹Ωに設定されている。また、現像ローラ５６は、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
なローラであり、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接触部に至る抵抗値は、約５×１０
⁴〜１×１０⁷Ωに設定されている。

【００３１】一方、現像部ケース４の下側端部には、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が後方斜め上向きに取り付けら
れ、その先端部に形成された屈曲部が現像ローラ５６に
下側から押圧状に接触しており、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で約２層の所
定厚さ（約13〜17μｍ）に規制される。即ち、現像ロー
ラ５６上のトナー量を、約0.6 ｍｇ／ｃｍ²に設定する
ように、屈曲部の曲率半径が約0.5 mmになっている。こ
れにより、現像ローラ５６上の層厚規制後のトナー５３
は２層になっていることから、現像に供されなかったト
ナー５３は、感光ドラム２０との接触部に堆積すること
なく、現像ローラ５６に確実に付着して回収される。

【００３２】そして、後述する第１駆動機構８０と第２
駆動機構１００により、感光ドラム２０と供給ローラ５
５とが側面視で時計回りに回転駆動され、現像ローラ５
６は反時計回りに回転駆動されるとともに、供給ローラ
５５の周速が現像ローラ５６の周速の２倍となるように
駆動されるので、トナー５３の各トナー粒子５３ａは、
図５に示すように、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ド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、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、反転現像方式で現像される。

【００３３】次に、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て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
る発泡弾性体であり、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。即ち、転写ローラ６０は、感光ドラム２０の表面
に接触しているので、その抵抗値を大きくすることで、
転写ローラ６０に印加される電圧による感光ドラム２０
に形成された光導電層２２の破壊を生じないように、し
かも感光ドラム２０上のトナー画像が用紙Ｐに確実に転
写されるようになっている。

【００３４】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、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しつつ押圧され
て用紙Ｐに定着される。そして、その定着ユニット７０
の搬送方向下流側には、用紙搬送用の１対の搬送ローラ
７５と、排紙トレイ７７とが夫々設けられている。即
ち、図１に示すように、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を形成する、これら給
紙ローラ１３と、感光ドラム２０と、定着ユニット７０
と、排紙トレイ７７とは、略直線状に配置されている。

【００３５】次に、感光ドラム２０や用紙搬送系を駆動
する第１駆動機構８０について、図３に基づいて説明す
る。この第１駆動機構８０は、レーザプリンタ１に向か
って左側の側壁部の外面側に配設され、第１駆動モータ
８１の出力軸のギヤ８２の回転力は、２段ギヤ８３（８
３ａ，８３ｂ）と２段ギヤ８４（８４ａ，８４ｂ）とを
介してギヤ８５に伝達され、このギヤ８５の回転力は、
ギヤ８６を介して給紙ローラ１３を駆動するギヤ１３ａ
に伝達される。更に、ギヤ８６の回転力は、ギヤ８７を
介してレジストローラ１８を駆動するギヤ１８ａに伝達
される。

【００３６】また、２段ギヤ８３の回転力は、２段ギヤ
８９（８９ａ，８９ｂ）とギヤ９０と２段ギヤ９１（９
１ａ，９１ｂ）と２段ギヤ９２（９２ａ，９２ｂ）とを
介して、感光ドラム２０を駆動するギヤ２０ａに伝達さ
れる。一方、２段ギヤ９２の回転力は、ギヤ９３とギヤ
９４とを介して加熱用ローラ７１を駆動するギヤ７１ａ
に伝達される。即ち、第１駆動モータ８１を時計回り方
向に回転させると、給紙ローラ１３と、１対のレジスト
ローラ１７，１８と、感光ドラム２０と、加熱用ローラ
７１とが、矢印で示すように回転駆動されるので、給紙
カセット１４から給紙された用紙Ｐは、所定の搬送経路
ＰＰに沿って搬送されて排紙トレイ７７に排紙される。

【００３７】次に、現像ユニット５０を駆動する第２駆
動機構１００について、図４に基づいて説明する。ここ
で、第１駆動機構８０と第２駆動機構１００とが駆動手
段に相当する。この第２駆動機構１００は、レーザプリ
ンタ１に向かって右側の側壁部の外面側に配設され、第
２駆動モータ１０１の出力軸のギヤ１０２の回転力は、
ギヤ１０３と２段ギヤ１０４（１０４ａ，１０４ｂ）と
２段ギヤ１０５（１０５ａ，１０５ｂ）とギヤ１０６と
ギヤ１０７を介して、トナーボックス５１内のアジテー
タ５２を駆動するギヤ５２ａに伝達される。また、ギヤ
１０６の回転力は供給ローラ５５を駆動するギヤ５５ａ
に伝達され、更にこのギヤ５５ａの回転力は現像ローラ
５６を駆動するギヤ５６ａに伝達される。

【００３８】即ち、第２駆動モータ１０１を時計回り方
向に回転させると、アジテータ５２と、供給ローラ５５
と、現像ローラ５６とが、矢印で示すように回転駆動さ
れるので、アジテータ５２の回転でトナーボックス５１
のトナー５３が供給ローラ５５に供給されるとともに、
供給ローラ５５の回転で現像ローラ５６にトナー５３が
供給される。ここで、感光ドラム２０と現像ローラ５６
とは反対方向に回転駆動されるとともに、現像ローラ５
６は、感光ドラム２０の周速の約1.4 倍の所定の周速と
なるように駆動される。更に、現像ローラ５６と供給ロ
ーラ５５とは反対の回転方向に回転駆動されるととも
に、供給ローラ５５は、現像ローラ５６の周速の約２倍
の所定の周速となるように駆動される。

【００３９】次に、設定された現像条件を説明しなが
ら、反転現像方式による現像処理の作用及び効果につい
て、図５〜図８に基づいて説明する。画像形成された画
像に必要な透過濃度（画像濃度）として「2.0 」を得る
為には、図６に示すように、用紙Ｐへのトナー付着量つ
まり現像トナー量として約0.78ｍｇ／ｃｍ²が必要とな
る。ところで、前述したように、層厚規制ブレード５７
により、現像ローラ５６上のトナー量は、約0.6 ｍｇ／
ｃｍ²に設定される場合に、現像効率を約１００％とす
る。

【００４０】ところで、トナー５３の帯電量として、気
温約１０℃且つ湿度約２０％の低温低湿環境時における
約25μｑ／ｇから、気温約３２℃°且つ湿度約８０％の
高温高湿環境時における約20μｑ／ｇまで変化するが、
前述したように、現像ローラ５６を、感光ドラム２０と
反対の回転方向で且つ感光ドラム２０の周速の1.4 倍の
周速となるように駆動し、更に供給ローラ５５を、現像
ローラ５６と反対の回転方向で且つ現像ローラ５６の周
速の２倍以上の周速となるように駆動し、図７に示すよ
うに、１点鎖線で示す低温低湿環境と２点鎖線で示す高
温高湿環境との何れの環境下においても、所定の現像ト
ナー量（約0.78ｍｇ／ｃｍ²）を得る為には、現像ロー
ラ５６の実効現像バイアス電圧を「約２５０Ｖ」に設定
することになり、感光ドラム２０に形成した静電潜像の
電圧である静電潜像電圧が「１００Ｖ」なので、現像ロ
ーラ５６に印加する現像用電源Ｅの現像バイアス電圧と
して、３５０Ｖに設定される（図５・図８参照）。

【００４１】そして、画像形成処理が開始されたときに
は、先ず除電ランプ４１で感光ドラム２０上の帯電が一
掃された後、図５・図８に示すように、感光ドラム２０
の表面は、帯電器４０により約＋800 Ｖに均一に帯電さ
れる。そして、この状態で、レーザ発光器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３３，３４と反射ミラー３５，３６とを経
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が約＋100 Ｖに下
降する。

【００４２】ところで、供給ローラ５５は、現像ローラ
５６と反対の回転方向で且つ現像ローラ５６の周速の約
２倍の周速となるように回転駆動されることから、供給
ローラ５５から十分にトナー５３が補給されて、現像ロ
ーラ５６の表面には、現像バイアス電圧として約＋350
Ｖが印加された状態で、プラス極性のトナー５３が２層
の層厚で付着しているので、トナー５３は、それ自身の
電圧よりも高い帯電電圧（約＋800 Ｖ）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（約＋100
Ｖ）に引き寄せられて、現像効率が約１００％となるよ
うに、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処理され
る。これにより、感光ドラム２０での現像不良を防止す
ることができる。

【００４３】ここで、前述したように、現像ローラ５６
の実効現像バイアス電圧を約２５０Ｖに設定してあるの
で、現像効率が約１００％となって、十分な画像濃度を
得ることができるようになり、しかも現像ローラ５６
を、感光ドラム２０の周速の約1.4 倍の所定の周速とな
るように駆動されることから、これら感光ドラム２０と
現像ローラ５６との摩耗を低減することができる。これ
により、トナーボックス５１にトナー５３を補充するだ
けで、これら感光ドラム２０と現像ローラ５６とを長期
に亙って使用可能となり、ランニングコストを低減させ
ることができる。

【００４４】一方、供給ローラ５５と現像部ケース４と
の隙間Ｇは、トナー５３の移送を促進するように狭く形
成されており、その大きさは１mm以下であるので、供給
ローラ５５で供給される多量のトナー５３のうち、層厚
規制ブレード５７で除去された余分なトナー５３は、供
給ローラ５５と現像部ケース４との隙間Ｇに入り込む
が、隙間Ｇに入り込んだその余分なトナー５３は、供給
ローラ５５の時計回りの回転を介して、隙間Ｇ外に早期
に移送されて、隙間Ｇに堆積することがなく、供給ロー
ラ５５によるトナー５３の供給機能を常に良好に維持す
ることができる。

【００４５】そして、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に確実に
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。ここで、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
搬送し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であっても、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。

【００４６】尚、前記第２駆動機構１００は、トナー５
３の種類や現像ローラ５６に付着させるトナー量に応じ
て、供給ローラ５５や現像ローラ５６の回転速度を変更
可能に構成したり、層厚規制ブレード５７を弾性ゴムで
構成したり、帯電器４０に代えて帯電ローラを用いた
り、また転写ローラ６０に代えて転写ブラシやコロトロ
ン転写器などで構成するなど、前記実施形態に関し、既
存の技術や当業者に自明の技術に基いて種々の変更を加
えることもあり得る。尚、複写機やファクシミリなどの
各種の画像形成装置に本発明を適用し得ることも勿論で
ある。

【００４７】

【発明の効果】請求項１に係る画像形成装置によれば、
静電潜像が形成される感光ドラムは所定回転方向に駆動
され且つ感光ドラムに接して静電潜像をトナーで現像す
る現像ローラは感光ドラムと反対方向に回転駆動される
ので、これら感光ドラムと現像ローラとの摩耗を低減す
ることができ、更に供給ローラは現像ローラと反対方向
に回転駆動されるので、これら現像ローラと供給ローラ
の摩耗を低減することができる。これにより、これら感
光ドラムと現像ローラと供給ローラとを長期に亙って使
用可能となり、トナーを補充するだけでよく、ランニン
グコストを低減させることができる。

【００４８】請求項２に係る画像形成装置によれば、請
求項１と同様の効果を奏するが、給紙ローラにより給紙
された用紙は、これら転写手段と定着ユニットとを経
て、略直線状の搬送経路により搬送されて排紙手段によ
り排出されるので、厚紙の用紙にも簡単に印刷すること
ができる。請求項３に係る画像形成装置によれば、請求
項１又は請求項２と同様の効果を奏するが、供給ローラ
は、その周速を現像ローラの周速の２倍以上の周速とす
るように駆動されるので、静電潜像の現像処理で不均一
になっている現像ローラ上のトナー層を、供給ローラか
ら補給される十分なトナー量で、所定層厚に確実に均一
化でき、静電潜像を十分な現像濃度で常に良好に現像す
ることができる。

【００４９】請求項４に係る画像形成装置によれば、請
求項３と同様の効果を奏するが、現像ローラの下側に圧
接状に設けた層厚規制部材で除去された余分なトナー
が、現像ユニットのフレームと供給ローラとの間の隙間
に落下するが、その隙間が狭く形成されているので、供
給ローラの回転によるトナーの移送が促進されて堆積す
ることがなく、供給ローラによるトナーの供給機能が良
好に保持される。

【００５０】請求項５に係る画像形成装置によれば、請
求項２と同様の効果を奏するが、感光ドラムを搬送経路
の下側に且つ転写手段を搬送経路の上側に配設したの
で、搬送経路を略直線状に維持して、感光ドラム上のト
ナー画像を用紙に確実に転写することができる。請求項
６に係る画像形成装置によれば、請求項５と同様の効果
を奏するが、露光手段を、感光ドラムよりも下側に配設
したので、搬送方向の長さを短くでき、画像形成装置を
コンパクトに構成することができるとともに、用紙搬送
と干渉することなく、露光手段で感光ドラム上に静電潜
像を形成することができる。

【００５１】請求項７に係る画像形成装置によれば、静
電潜像が形成される感光ドラムは所定回転方向に駆動さ
れ且つ感光ドラムに接して静電潜像をトナーで現像する
現像ローラは感光ドラムと反対方向に回転駆動されるの
で、これら感光ドラムと現像ローラとの摩耗を低減する
ことができ、更に供給ローラは現像ローラと反対方向に
回転駆動されるので、これら現像ローラと供給ローラの
摩耗を低減することができ、請求項１と同様にランニン
グコストを低減させることができる。

【００５２】また、給紙ローラにより給紙された用紙
は、これら転写手段と定着ユニットとを経て、略直線状
の搬送経路により搬送されて排紙手段により排出される
ので、厚紙の用紙にも簡単に印刷することができる。更
に、感光ドラムを搬送経路の下側に且つ転写手段を搬送
経路の上側に配設したので、搬送経路を略直線状に維持
して、感光ドラム上のトナー画像を用紙に確実に転写す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る、レーザプリンタの縦
断側面図である。

【図２】図１における現像ユニットの部分拡大側面図で
ある。

【図３】第１駆動機構のギヤ系の構成図である。

【図４】第２駆動機構のギヤ系の構成図である。

【図５】図２の要部拡大側面図である。

【図６】透過濃度と現像トナー量とに関する線図であ
る。

【図７】現像トナー量と実効バイアス電圧とに関する線
図である。

【図８】反転現像方式による現像処理を説明する説明図
である。

【図９】従来技術に係り、ジグザグ状の用紙の搬送経路
を備えたレーザプリンタの構成図である。

【図１０】従来技術に係り、（ａ）はトナーカートリッ
ジを感光ドラムに対して用紙搬送方向の下流側に設けた
レーザプリンタの構成図であり、（ｂ）はトナーカート
リッジを感光ドラムに対して用紙搬送方向の上流側に設
けたレーザプリンタの構成図である。

【符号の説明】

１レーザプリンタ４現像部ケース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５０現像ユニット５３トナー５５供給ローラ５６現像ローラ６０転写ローラ７０定着ユニット７７排紙トレイ８０第１駆動機構８１第１駆動モータ１００第２駆動機構１０１第２駆動モータＰ用紙Ｇ隙間ＰＰ搬送経路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像形成の為の用紙を給紙ローラにより
給紙するフィーダユニットと、感光ドラムと、感光ドラ
ム上に静電潜像を形成する露光手段と、トナーを供給す
る供給ローラとこの供給ローラから供給されたトナーで
感光ドラム上の静電潜像を現像する現像ローラとを有す
る現像ユニットと、感光ドラム上のトナー画像を用紙に
転写する転写手段と、用紙に転写されたトナー画像を加
熱定着する定着ユニットと、トナー画像が定着された用
紙を排出する排紙手段とを備えた画像形成装置におい
て、前記感光ドラムを用紙搬送に同期させて所定回転方向に
回転駆動するとともに、前記現像ローラを感光ドラムと
反対方向に回転駆動し、更に供給ローラを現像ローラと
反対方向に回転駆動する駆動手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記給紙ローラと転写手段と定着ユニ
ットと排紙手段とにわたり、用紙を搬送する搬送経路を
略直線状に配置した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】前記駆動手段は、供給ローラの周速が、
現像ローラの周速の２倍以上の周速となるように供給ロ
ーラを駆動することを特徴とする請求項１又は請求項２
に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記供給ローラから供給されて現像ロー
ラに付着したトナーのトナー量を規制する層厚規制部材
を現像ローラの下側に圧接状に設け、供給ローラの下側
に形成される現像ユニットのフレームと供給ローラとの
間の隙間を、その層厚規制部材で除去された余分なトナ
ーの移送を促進するように狭く形成したことを特徴とす
る請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記感光ドラムは前記搬送経路の下側に
配設され、前記転写手段は前記搬送経路の上側に配設さ
れたことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項６】前記露光手段は、感光ドラムよりも下側
に配設された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】画像形成の為の用紙を給紙ローラにより
給紙するフィーダユニットと、感光ドラムと、感光ドラ
ム上に静電潜像を形成する露光手段と、トナーを供給す
る供給ローラとこの供給ローラから供給されたトナーで
感光ドラム上の静電潜像を現像する現像ローラとを有す
る現像ユニットと、感光ドラム上のトナー画像を用紙に
転写する転写手段と、用紙に転写されたトナー画像を加
熱定着する定着ユニットと、トナー画像が定着された用
紙を排出する排紙手段とを備えた画像形成装置におい
て、前記給紙ローラと転写手段と定着ユニットと排紙手段と
にわたって設けられ、用紙を搬送する略直線状の搬送経
路と、前記感光ドラムを用紙搬送に同期させて所定回転方向に
回転駆動するとともに、前記現像ローラを感光ドラムと
反対方向に回転駆動し、更に供給ローラを現像ローラと
反対方向に回転駆動する駆動手段とを備え、前記感光ドラムは搬送経路の下側に配設され、前記転写
手段は搬送経路の上側に配設されたことを特徴とする画
像形成装置。