JPH0980897A

JPH0980897A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0980897A
Application number: JP7260765A
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
Also published as: DE69630641D1; CN1153928A; CN1101558C; DE69630641T2; EP0762233A3; EP0762233A2; US5839034A; EP0762233B1

Abstract

(57)【要約】【課題】感光ドラムと、これに押圧接触しながら回転
する現像ローラとの摩耗を低減し得る画像形成装置、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】感光ドラム２０と現像ローラ５６と供給
ローラ５５とは同一の回転方向に駆動されるとともに、
現像ローラ５６は、感光ドラム２０の周速の２倍以下の
所定の周速となるように駆動されるので、感光ドラム２
０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、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、トナーボックス５１に
トナー５３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。

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
トナーが付着した現像ローラとこれに接する感光ドラム
とを同一の回転方向に回転駆動して、感光ドラム上の静
電潜像をトナーで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が排紙トレイ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、トナー２５３に帯電させる層厚規制ブレード
２５７が設けられ、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２２
０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１００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に設けた供給ローラ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駆
動されることで、現像ローラ３５６は、感光ドラム３２
０の回転方向と異なる回転方向に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
カセット３１４から排紙トレイ３７７に至る搬送経路Ｐ
Ｐ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３
５６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３２
０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３４０
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、給紙カセット３１４と、感光ド
ラム３２０及び転写ローラ３６０と、定着ユニット３７
０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ので、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することから、こ
れら感光ドラム３２０と現像ローラ３５６の摩耗が激し
くなって、例えば、３０００〜４０００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３２０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。

【００１０】本発明の目的は、感光ドラムと、これに押
圧接触しながら回転する現像ローラとの摩耗を低減し得
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。

【００１１】

【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、感光ドラムに接する現
像ローラを介して感光ドラム上の静電潜像をトナーで現
像してトナー画像を形成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駆動する第１駆動手段と、現
像ユニットの現像ローラを、感光ドラムと同一の回転方
向に駆動するとともに、感光ドラムの周速の２倍以下の
所定の周速となるように駆動する第２駆動手段とを備え
たたものである。

【００１２】作用について説明すると、露光手段により
静電潜像を形成される感光ドラムは、第１駆動手段によ
り用紙搬送に同期させて所定回転方向に駆動される。一
方、その感光ドラムに接して静電潜像をトナーで現像し
てトナー画像を形成する現像ユニットの現像ローラは、
第２駆動手段により、感光ドラムと同一の回転方向に駆
動するとともに、感光ドラムの周速の２倍以下の所定の
周速となるように駆動されるので、これら感光ドラムの
外周部と現像ローラの外周部とは、それらの押圧接触部
において、相互に異なる方向に相対移動するが、現像ロ
ーラの周速は、感光ドラムの周速の２倍以下なので、こ
れら感光ドラムと現像ローラの摩耗を低減することがで
きる。

【００１３】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、前記第２駆動手段を、第１駆動手段の
駆動源とは異なる駆動源で独立して駆動するように構成
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、感光ドラムは第２駆動手段によ
り駆動される一方、現像ローラは独立した第１駆動手段
により単独で駆動されるので、現像ローラの周速を、感
光ドラムの周速の２倍以下の任意の周速となるように、
その回転速度を設定可能であり、更に感光ドラムに要求
される回転精度を、現像ローラの回転負荷に影響される
ことなく維持することができる。

【００１４】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又は請求項２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。

【００１５】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。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、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。

【００１６】請求項５に係る画像形成装置は、請求項４
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４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。

【００１７】

【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、現
像ローラ５６を有する現像ユニット５０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１
００を備えている。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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
３０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。

【００２２】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。

【００２３】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。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。

【００２４】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。

【００２５】ここで、トナー貯蔵室５４においては、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
れており、図２に示すように、トナーボックス５１のト
ナー５３が、トナー供給口５１ａを介してトナー貯蔵室
５４に多量に供給された場合でも、トナー５３が詰め込
まれて固まることがないので、トナー５３は常に粉体状
であり、その流動性が常に保持されて、供給ローラ５５
によるトナー供給の安定化を図ることができる。

【００２６】一方、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、その下端部に形成
された屈曲部が現像ローラ５６に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１層強の所定厚さ（約7 〜12μｍ）に
規制される。即ち、現像ローラ５６上のトナー量は、約
0.4 ｍｇ／ｃｍ²に設定するように、屈曲部の曲率半径
が約0.3 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１層強になっていること
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。

【００２７】そして、感光ドラム２０などが後述する第
１駆動機構８０により、側面視で時計回りに回転駆動さ
れるとともに、供給ローラ５５と現像ローラ５６とは、
後述する第２駆動機構１００により、時計回転回りに夫
々回転駆動されるので、トナー５３の各トナー粒子５３
ａ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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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（１
０５ａ，１０５ｂ）とギヤ１０６とを介して、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、ギヤ１０７
を介して、現像ローラ５６を駆動するギヤ５６ａと、供
給ローラ５５を駆動するギヤ５５ａに伝達される。

【００３３】即ち、第２駆動モータ１０１を反時計回り
方向に回転させると、アジテータ５２と、供給ローラ５
５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５
１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５
３が供給される。ここで、感光ドラム２０と現像ローラ
５６と供給ローラ５５とは同一の回転方向に駆動される
とともに、現像ローラ５６は、感光ドラム２０の周速の
２倍以下の所定の周速となるように駆動される。

【００３４】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0.4 ｍｇ／
ｃｍ²に設定される場合に、現像効率を約１００％とす
る一方、現像ローラ５６と感光ドラム２０とが直接接触
しないように、トナー５３が現像ローラ５６上に、ファ
ンデルワールス力により僅かに残存するようにする。

【００３５】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と同
一の回転方向で且つ感光ドラム２０の周速の２倍以下の
所定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２００Ｖ」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５
６に印加する現像用電源Ｅの現像バイアス電圧として、
３００Ｖに設定される（図５・図８参照）。

【００３６】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。

【００３７】ところで、現像ローラ５６の表面には、現
像バイアス電圧として約＋300 Ｖが印加された状態で、
プラス極性のトナー５３が１層強の層厚さで付着してい
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５
６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。

【００３８】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２００Ｖに設定してあるの
で、現像効率が約１００％となっても、現像処理後の現
像ローラ５６上には、僅かではあるがトナー５３が残存
するようになり、しかも第１駆動機構８０と第２駆動機
構１００とにより、現像ローラ５６を、感光ドラム２０
の周速の２倍以下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、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、トナーボックス５１にトナー５３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。

【００３９】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。

【００４０】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、現像ローラ５６の回転速度を変更可能に構成した
り、第１駆動機構８０と第２駆動機構１００とを同一の
駆動源で駆動したり、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。

【００４１】

【発明の効果】請求項１に係る画像形成装置によれば、
感光ドラムは、第１駆動手段により所定回転方向に駆動
される一方、その感光ドラムに接する現像ローラは、第
２駆動手段により、感光ドラムと同一の回転方向に駆動
されるとともに、感光ドラムの周速の２倍以下の所定の
周速となるように駆動されるので、これら感光ドラムの
外周部と現像ローラの外周部とは、それらの押圧接触部
において、相互に異なる方向に相対移動するが、現像ロ
ーラの周速は、感光ドラムの周速の２倍以下なので、こ
れら感光ドラムと現像ローラの摩耗を低減することがで
きる。これにより、トナーを補充するだけで、これら感
光ドラムと現像ローラ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。

【００４２】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、感光ドラムは第２駆動
手段により駆動される一方、現像ローラは独立した第１
駆動手段により単独で駆動されるので、現像ローラの周
速を、感光ドラムの周速の２倍以下の任意の周速となる
ように、その回転速度を設定可能であり、更に感光ドラ
ムに要求される回転精度を、現像ローラの回転負荷に影
響されることなく維持することができる。

【００４３】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、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。

【００４４】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、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。

【００４５】請求項５に係る画像形成装置によれば、請
求項４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。

【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】現像ユニットの拡大側面図である。

【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
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構成図であ
る。

【符号の説明】

１レーザプリンタ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、感光ドラムに接
する現像ローラを介して感光ドラム上の静電潜像をトナ
ーで現像してトナー画像を形成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
に駆動する第１駆動手段と、前記現像ユニットの現像ローラを、感光ドラムと同一の
回転方向に駆動するとともに、感光ドラムの周速の２倍
以下の所定の周速となるように駆動する第２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】前記第２駆動手段を、第１駆動手段の駆
動源とは異なる駆動源で独立して駆動するように構成し
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又は請求項２
に記載の画像形成装置。
【請求項４】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
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４に記載の画像形
成装置。