JPH03266875A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、複写機、レーザファックス、プリンタ等に適
用される画像形成装置に関する。

（従来の技術） 従来、画像形成装置においては、ユーザーが行う保守９
点検を容易にするために画像形成動作を行う像担持体（
感光体ドラム）、現像剤収納手段、現像手段、排現像剤
収納手段等を一体ユニット化する傾向にあるが、このよ
うな従来装置においては画像形成動作の際残留した排現
像剤を排現像剤収納手段に貯留するだけで、その再利用
は行われていなかった。

このため、従来装置では、■排現像剤収納手段のための
スペースを大きくとる必要がある。■排現像剤収納手段
に、排現像剤が満杯になったことを検知するセンサが必
要である。■排現像剤が再利用されないので、規定の枚
数をプリント可能にするためには現像剤収納手段を大き
くする必要がある等の問題があった。

また、排現像剤収納手段に貯留された排現像剤を現像剤
収納手段に戻しその再利用を図る試みもなされているが
、この場合には、短時間に多量の排現像剤が戻ることに
基因して画像が形成された転写材における白地かぶりの
現象が生じ画像形成に悪影響を及ぼすという問題があっ
た。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、装置の
構成を改良することによって、排現像剤の有効利用が可
能で、画像形成動作に悪影響を及ぼすことなく、装置自
体の小型化、簡略化を図ることができる画像形成装置を
提供することを目的とするものである。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明は、帯電状態の像担持体表面に画像情報に応じた
潜像を形成する潜像形成手段と、補給用現像剤収納部及
び現像剤収納部を具備する現像剤収納手段と、この現像
剤収納手段から供給される現像剤を前記像担持体上の潜
像に付着させて現像動作を行う現像手段と、この現像手
段によって現像された画像を転写材に転写する転写手段
と、像担持体上に残留した排現像剤を除去収納する除去
収納手段とを一体化した画像形成装置であって、前記除
去収納手段に収納する排現像剤を前記現像剤収納手段の
補給用現像剤収納部に搬送する現像剤搬送手段を設けた
ものである。

（作　用） 上記構成の装置によれば、各構成要素が一体化され、か
つ、排現像剤が補給用現像剤収納部に返送されるので、
従来例の如き大きな排現像剤収納手段が不要となるとと
もに、画像形成に悪影響を及ぼすことなく排現像剤の再
利用を図れる。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図はこの発明の画像形成装置としてのレーザプリン
タの外観斜視図であり、第４図は内部構成を示す概略的
縦断側面図であり、次のような構成となっている。

第１図中１０は、画像形成装置としてのレーザプリンタ
の装置本体であり、次のような構成となっている。

即ち、この装置本体１０の上面部は一段低（なっており
、第１の排紙部としての凹部１２が形成されている。左
側面部には第２の排紙部として凹部１３が設けられてお
り、この凹部１３には排紙トレイ１４が装置本体１０に
対して着脱自在に取付けられている。また、第４図に示
すように右側面部には、装置本体１０に設けられた支点
３０を中心として、同図に示す矢印方向に回転できる手
差しガイド３２が取付けられており、この手差しガイド
３２の下部には、装置本体１０に設けられた支点３６を
中心として、同図に示す方向に回転できる側面カバー３
４が取付けられている。また、第１図に示すように装置
本体１０の正面部右側には操作パネル１６が配置されて
おり、下部には装置本体１０に対して着脱自在な用紙カ
セット４００．４０１が装着されている。また、この用
紙カセット４００，４０１の間には、機能追加用フォン
トカード、アプリケーションソフト用カード等（図示し
ない）を挿入するための開口部２４ａ、２４ｂが設けら
れている。

前記装置本体１０の背面部には、第２図に示すようにこ
の装置に電源を供給するためのインレットタイプのコネ
クタ２７と電源スィッチ２６が、また下部には開口部２
０が設けられている。この開口部２０には、この開口部
２０を覆うように金属でできたシールド板２８が設けら
れている。このシールド板２８には、電子ファイル装置
、ワードプロセッサ等のホスト装置（図示しない）と接
続するコネクタ６０４ａ、６０４ｂが取付けられている
。また、このシールド板２８には、この装置の付加機能
装置、例えば大容量給紙フィーダとか封筒給紙フィーダ
等（図示しない）と接続するためのコネクタ６０５ａ、
６０５ｂ、６０５ｃも取付けられている。

前記操作パネル１６は、第３図に示すように、枚数、モ
ード、案内メツセージ等を表示する液晶表示器１６ａ、
各種の状態をＬＥＤで点灯表示するＬＥＤ表示器１６ｂ
及び各種の動作を指示するスイッチ１６ｃにより構成さ
れている。前記ＬＥＤ表示器１６ｂは、外部機器とつな
がっているか否か、つまりオンライン／オフラインのモ
ードを示す“オンライン′、装置本体１０が動作可能状
態にあることを示す“レディ゛２画像転送中であること
を示す゛データ′、オペレータコールを要請する　′オ
ペレータ′、サービスコールを要請する　゛サービス゛
、オート／マニュアルを示す“モード′の各表示器によ
り構成されている。

前記スイッチ１６ｃは、例えばメニューキー。

バリューキー、あるいはテンキー（図示しない）等によ
り構成されている。上記メニューキーは“次項口′及び
“前項目′の２つのキーにより構成され、液晶表示器１
６ａの左半分に表示される複数のメニュー情報が“次項
目′キーを押す毎にインクリメントされて、　“前項口
′キーを押す毎にデクリメントされてそれぞれ表示され
、これらの表示動作がサイクリックに繰り返されるよう
になっている。また前記バリューキーも　“次項口′及
び゛前項目゛の２つのキーにより構成され、液晶表示器
１６ａの左半分に表示されるメニュー情報に対応した複
数のバリュー情報が“次項口゛キーを押す毎にインクリ
メントされて、　”前項口′キーを押す毎にデクリメン
トされてそれぞれ表示され、これらの表示動作がサイク
リックに繰り返されるようになっている。オペレータは
、上記メニューキー及びバリューキーを操作することに
より所望の動作を選択し、指示するようになっている。

装置本体１０内には第４図に示すように、像担持体とし
てのドラム状の感光体２０２が設けられており、この感
光体２０２の周囲には矢印で示す回転方向に沿って、ス
コロトロンからなる帯電手段２０４．静電潜像形成手段
としての露光部２０６、現像工程を行う現像手段２０８
．コロトロンからなる転写手段３００．除去収納手段２
１０、及び前露光手段３０１が順次配置されている。こ
れらのうち、感光体２０２．帯電手段２０４、現像手段
２０８及び除去収納手段２１０及び前露光手段３０１が
一体化して装置本体１０内に着脱可能とした電子写真プ
ロセスユニット２００として配置されている。（第５図
参照）また、レーザ露光ユニット１００は、ケース１０
６内にレーザダイオード（図示しない）が設けられてお
り、このレーザダイオードから出射されたレーザ光１０
２は集光レンズ手段１１８で集光され、偏光手段１０８
に送られる。偏光手段１０８には高速で回転する多面体
のミラー１０８ａが搭載されており、この多面体のミラ
ー１０８ａで反射されたレーザ光１０２は、Ｆθレンズ
１１０１反射ミラー１１２．防塵ガラス１１４を通り、
感光体２０２の露光部２０６を走査するようになってい
る。

現像手段２０８は、現像剤収納手段としてのケース２２
４内に、マグネットローラ２２０．撹拌ローラ２２２ａ
、２２２ｂを備え、キャリアとトナーからなる２成分現
像剤を感光体２０２に供給して感光体２０２上の静電潜
像をトナーにて現像するようになっている。

また、前記ケース２２４には、補給現像剤としてのトナ
ーを補給するための補給現像剤収納手段２２６をその下
端部の補給口をケース２２４に連通させた状態で取付け
ている。

前記除去収納手段２１０は、第６図に示すように感光体
２０２の側方に配置したケース２３０と、このケース２
３０に感光体２０２に接触する状態で取付けられ、感光
体２０２上の残留トナーをかき落す弾性体製のブレード
２３２と、かき落された残留トナーを下方へ落下させる
スパイラル状のローラ２３３と、磁石２３４とを具備し
ている。

更にケース２３０の内底部から前記補給現像剤収納手段
２２６内部に亘って、スパイラル状の現像剤搬送手段２
が配置され、図示しない駆動手段により回転駆動されて
ケース２３０内の排現像剤を前記補給現像剤収納手段２
２６内へ搬送するようになっている。

第４図に示す定着手段３５０は、ヒータランプ３５１を
内蔵したヒートローラ３５２と、このヒートローラ３５
２に圧接された加圧ローラ３５３を備え、これらローラ
３５２，３５３間を用紙Ｐが通過することによりトナー
像が用紙Ｐに溶融定着されるようになっている。ヒート
ローラ３５２及び加圧ローラ３５３は下部ケーシング３
５４及び上部ケーシング３５６により囲まれており、定
着に必要な良好な温度雰囲気を確保するように外部に熱
が逃げないような構造となっている。このヒートローラ
３５２には、クリーナ３５８が接した状態となっており
、常に良好な定着が行えるように清浄な状態となってい
るとともに、サーミスタ３６０によりヒートローラ３５
２の表面温度を検出して定着に必要な温度を保つように
温度制御がなされる構成になっている。

また、上部ケーシング３５６内で、かつ、ヒートローラ
３５２と加圧ローラ３５３との接触部３６２の下流側近
傍には、用紙ハク離ガイド３６８が配置され、定着手段
３５０に導かれた用紙Ｐの先端を確実にヒートローラ３
５２からハク離させるようになっている。尚、定着手段
３５０の用紙出口側には、用紙ガイド３６６が設けられ
ていて、定着源の用紙Ｐを第１の排紙ローラ対４０８に
導くようになっている。

装置本体１０内には、感光体２０２と転写手段３００と
の間に形成される画像転写部２０９が設けられており、
この画像転写部２０９の上流側には、転写ガイドローラ
４２２．用紙ガイド対４２０、アライニングローラ対４
０６が設けられている。

画像転写部２０９の下流側には用紙搬送ガイド４１６、
前記定着手段３５０及び第１の排紙ローラ対４０８．及
び第２の排紙ローラ対４０９が配置されている。これら
の排紙ローラ対４０９には、その搬送方向に沿って用紙
Ｐの非画像形成面側に接触する除電ブラシ４１２，４１
３設けられている。

装置本体１０の下部には、給紙ローラ４０２゜４０３、
用紙カセット４００，４０１が配置されており、給紙ロ
ーラ４０２．４０３の近傍には、用紙カセット４００．
４０１内の用紙Ｐを検知するペーパエンプティスイッチ
（図示しない）が設けられている。また、用紙カセット
４００゜４０１のケース４５０，４７０の側面には、収
納された用紙Ｐの紙サイズを検知するための紙サイズ検
知スイッチ（図示しない）が、また用紙カセット４００
，４０１が装置本体１０に装着されているのを検知する
ための装着検知スイッチ（図示しない）が設けられてい
る。

第１の排紙ローラ対４０８の下流側には、用紙Ｐの搬送
路を第１の排紙部または第２の排紙部へ変えるためのゲ
ート装置４４２が設けられており、図に示すように支点
４４４を中心にして実線側と破線側の２つの位置が選択
できるようになっており、これにより用紙Ｐは第１の排
紙部または第２の排紙部へ搬送するようになっている。

用紙カセット４００．４０１の右側には用紙搬送路４２
４が設けられており、この用紙搬送路４２４は、紙ガイ
ド４３１，４３２，４３３．用紙搬送ローラ対４４０．
４４１で構成されている。

紙ガイド４３１は、側面カバー３４と一体に構成されて
いる。用紙搬送ローラ対４４０の上流側には、アライニ
ングローラ対４０６に用紙Ｐを導（紙ガイド４３５．４
３６が設けられている。

また、用紙搬送路４２４の上部には手差し給紙のための
用紙搬送路４２５が設けられており、この用紙搬送路４
２５は用紙搬送路４２４と合流するようになっている。

アライニングローラ対４０６の近傍にはアライニングス
イッチ６３０が設けられ、また第１の排紙ローラ対４０
８の近傍には排紙スイッチ４１４が設けられており、装
置本体１０の中を移動する用紙Ｐを検出するようになっ
ている。

装置本体１０の背面側には、装置本体１０内に設けられ
た各電気装置を制御して、電子写真プロセスを完遂する
動作を制御するエンジン制御回路を搭載したエンジン制
御基板（図示しない）、電源（図示しない）等が配置さ
れている。

用紙カセット４００．４０１の間に設けられた基板収容
部１８には、エンジン制御回路の動作を制御するプリン
タ制御回路を搭載したプリンタ制御基板６０２が配置さ
れている。プリンタ制御基板６０２は機能追加（例えば
書体、漢字等の種類を増設するなど）の程度に応じて最
大２枚まで装着できるようになっており、更に、プリン
タ制御基板６００の側端縁部に配設された２箇所のフォ
ントカード用コネクタ６１０ａ、６１０ｂに機能追加用
フォントカード（図示しない）を挿入することにより更
に機能を追加できるようになっている。

第５図に示すように、装置本体１０の上面の開放部３８
には開閉可能なトップカバー４０が設けられ、このトッ
プカバー４０の内面に前記レーザ露光手段１００が取付
けられている。このトップカバー４０は、装置本体１０
の後端側上部に設けられた支点４２を回動支点として上
方に最大６０°程度にまで回動し得るようになっている
。

このトップカバー４０を上方に回動操作すると、レーザ
露光手段１００が装置本体１０の開放部３８から引き出
され、従って電子写真プロセスユニッ）２００．定着手
段３５０及び定着手段３５０付近の用紙搬送路が露出し
、このため電子写真プロセスユニット２００の交換作業
、用紙Ｐの紙詰まり時におけるその除去作業及び前記機
器に対する保守点検や交換作業などを容易に効率よく行
うことができるようになっている。

次に、上記構成の装置の作用を説明する。

画像形成動作にあたっては、ドラム状感光体２０２が回
転されるとともに前露光手段３０１の働きにより感光体
２０２の表面電位を一定に保ち、次いで帯電手段２０４
の働きで一様に帯電され、レーザ露光ユニット１００か
ら出射されるレーザビーム１０２を感光体２０２上に走
査露光し、画像信号に対応した静電潜像を形成する。こ
の感光体２０２上の静電潜像は、現像手段２０８により
現像され、トナー像として顕像化され画像転写部２０９
に送り込まれる。

一方、このトナー像の形成動作に同期して用紙カセット
４００または４０１から取り出された用紙Ｐは、紙ガイ
ド４３２または４３３に送られ、用紙搬送路４２４を通
り、アライニングローラ対４０６、用紙ガイド対４２０
．転写ローラ４２２を介して画像転写部２０９に送り込
まれ、予め感光体２０２上に形成された前記トナー像が
転写手段３００の働きにより用紙Ｐに転写される。次い
で、用紙Ｐは搬送ガイド４１６による案内で用紙搬送路
４１０を通過して定着手段３５０に送り込まれ、前記ト
ナー像が用紙Ｐに溶融定着される。

また、手差しガイド３２から給紙された用紙Ｐは、手差
し給紙用搬送路４２５を通り、用紙搬送路４２４に合流
して、上記と同様な動作が行われる。

定着手段３５０を通過した用紙Ｐは排紙ローラ対４０８
に送られ、ゲート部４４０に送られる。

ゲートの位置は、予めホストコンピュータからの指示に
より位置が選択されており、第１の位置が選択されてい
る場合、用紙Ｐは第１の排紙部側に送られ、第２の排紙
ローラ対４０９を介して上面カバー上に排出される。第
２の位置が選択されている場合、用紙Ｐは第２の排紙部
に送られ、排紙トレイ１４に排出される。

次に画像形成動作を詳述する。

帯電手段２０４により感光体２０２の表面が約−７００
Ｖの電位に帯電される。

帯電された感光体表面上にレーザ光１０２を照射して潜
像を形成する。レーザ光はホストコンピュータからの画
像信号に応じてオン・オフされて、レーザ光がオンされ
たところが印字領域となる。

レーザ光が照射された感光体２０２の表面では帯電手段
２０４によって帯電された電荷が、感光体２０２の感光
層を担持するアルミニウム素材に流れ込み、その部位の
表面電位は約−１００Ｖとなる。

感光体２０２の表面上に形成された潜像はマグネットロ
ーラ２２０に担持された現像剤により現像され可視化さ
れる。現像剤は磁性キャリアとトナーからなる２成分現
像剤であり、トナーは負極性に帯電されている。

マグネットローラ２２０は約−５００Ｖのバイアス電位
が印加されている。感光体表面上のレーザ光が照射され
た部位の電位とマグネットローラのバイアス電位との電
位差で、トナーがドラム表面上に付着し、潜像が可視化
される。

現像剤収納手段としてのケース２２４にはオートトナー
センサ８００が設置されていて、現像剤中のトナー含有
量はほぼ一定に保たれる。オートトナーセンサでトナー
含有量が少ないと判断された時は補給現像剤収納手段２
２６からトナーが現像剤収納手段のケース２２４内に補
給される。

感光体表面上に付着したトナーは転写材（図示しない）
の背面に位置する転写手段３００によって転写材に転写
される。転写手段３００はワイヤから正極性のコロナを
放電して転写材を正極性に帯電させて、負極性のトナー
を転写材に引き寄せる。

トナーを転写された転写材は定着手段３５０により、転
写材にトナーが定着され、印字プリントができ上がる。

一方、転写手段３００の動作では、感光体上のトナーが
転写材にすべてが転写されるわけではなく、一部が感光
体上に残留する。その残留トナーは、ブレード２３２に
よって感光体２０２からかき落される。

そのかき落されたトナーは第４図に示すケース２３０内
に落下し、ローラ２３３によって紙面手前側に搬送され
ケース２３０の底部に溜められる。

ローラ２３３は感光体２０２と平行で、がっ、その近傍
において感光体２０２の印字領域と同長もしくはやや広
い長さで設置されており、ローラ２３３が回転すること
によりトナーを磁石２３４側へ搬送する。

ケース２３０内に溜められたトナーは現像剤搬送手段２
によって補給現像剤収納手段２２６内に搬送され、再利
用に供される。

前記ブレード２３２で除去されたトナーには磁性キャリ
ア粒子も含有されている。従って補給現像剤収納手段２
２６に搬送されるトナーの中に磁性キャリア粒子も含有
されるので、その内部に磁性キャリア粒子が入り込むこ
とになる。

トナーの平均粒子径は９乃至１１μｍであるのに対して
、磁性キャリア粒子の平均粒子径は約１００μｍなので
、キャリアはトナーに対して約１０倍の大きさである。

補給現像剤収納手段２２６中のトナーは、補給口を通っ
てケース２２４に落下する。オートトナーセンサ８００
で現像剤中のトナー比濃度を検知し、ある規準のトナー
比濃度（３ｗｔ％）以下と判断されたとき、トナー補給
の動作が行われる。

トナー補給は、補給口のシャッタを開けることによって
行われ、シャッタを閉じることで終了する。

その際、補給現像剤収納手段２２６中に磁性キャリア粒
子が含まれていると、キャリアの粒子径はトナーより約
１０倍大きく、シャッタを詰まらせるという問題点が生
じる。

そこで補給現像剤収納手段２２６の中に磁性キャリア粒
子が入り込まないようにする必要がある。

本実施例ではケース２３０の底に磁石２３４が貼り付け
てあり、磁性体であるキャリアを磁気吸引し、補給現像
剤収納手段２２６にキャリアが入り込まないようにして
いる。

尚、キャリアを磁気吸引する場所は必ずしもケース２３
０内で行う必要はなく、ブレード２３２から、補給現像
剤収納手段２２６のリサイクルトナー人口に至る間のど
こでもかまわない。例えば、ケース２３０の上部に磁石
を取付けてもいいし、現像剤搬送手段２の筐体を磁性体
にしてもいい。

次にトナーの粒径と白地かぶりの関係を述べる。

第８図（ａ）にトナーの平均粒子径とかぶりの関係を示
す。

未使用時のトナーの平均粒子径は１０．９μｍだが、使
用とともにトナーが粉砕されて小粒径化していき、平均
粒子径が小さくなっていく。平均粒子径が小さくなって
いくと、画像の白地がぶりが大きくなり、かぶりの許容
範囲と考えられる１、５％の時、平均トナー粒径は９．
６μｍである。よってトナーの平均粒子径は９．６μｍ
以上でなくてはならない。

第８図（ｂ）には粒径が５μｍ以下のトナーの含有比と
かぶりの関係を示す。トナーの粉砕が進み、５μｍ以下
のトナーが増えるとかぶりが増大する。

以上のようにトナーは小粒径化させてはならない。

本実施例ではブレード２３２で除去されたトナーを補給
現像剤収納手段２２６まで現像剤搬送手段２で搬送する
。搬送の際にトナー搬送経路の壁や刃に擦られて小粒径
化していく。そこで刃の山の角が第７図（ｂ）のように
丸く削られていて、トナーへの当たりが柔くなっている
。

第７図（Ｃ）にランニングテストの結果を示す。

刃を処理しないものは１０にランニングで平均トナー粒
子径が９．３μｍと小粒径化がひどいが、刃の角を丸く
処理したものは、トナーの小粒径化が低くおさえられて
いる。

本発明は、上述した実施例のほかその要旨の範囲内で種
々の変形が可能である。

［発明の効果］ 以上詳述した本発明によれば、上述したように除去収納
手段内の排現像剤が現像剤搬送手段により一旦補給現像
剤収納手段に返却搬送された後現像剤収納手段に至り現
像に供されるので、現像剤の再利用を画像形成に悪影響
を及ぼすことなく図ることができ、かつ、従来の如き大
きな排現像剤収納手段が不要になって装置の小型化、簡
略化を図れる画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例としてのレーザプリンタの斜視
図、第２図は同レーザプリンタの背面図、第３図は同レ
ーザプリンタの操作パネルの拡大平面図、第４図は同レ
ーザプリンタの内部構成の概略断面図、第５図は同レー
ザプリンタのトップカバーを開いた状態での動作説明図
、第６図は同レーザプリンタの電子写真プロセスユニッ
トの拡大断面図、第７図（ａ）は同レーザプリンタの現
像剤搬送手段の部分斜視図、第７図（ｂ）は同上の刃部
の拡大図、第７図（Ｃ）はランニングテストによるトナ
ー平均粒子径の値を示す表、第８図（ａ）はかぶりと平
均トナー粒子径の関係を示すグラフ、第８図（ｂ）はト
ナーと粒径５μｍ以下のトナー含有比を示すグラフであ
る。 ２・・・現像剤搬送手段、１０・・・装置本体、２００
・・・電子写真プロセスユニット、０２ ０６ １０ ２６ ００ ・・・感光体、２０４・・・帯電手段、・・・露光部、
２０８・・・現像手段、・・・除去収納手段、２２４・
・・ケース、・・・補給現像剤収納手段、 ・・・転写手段。 （０）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 帯電状態の像担持体表面に画像情報に応じた潜像を形成
   する潜像形成手段と、 補給用現像剤収納部及び現像剤収納部を具備する現像剤
   収納手段と、 この現像剤収納手段から供給される現像剤を前記像担持
   体上の潜像に付着させて現像動作を行う現像手段と、 この現像手段によって現像された画像を転写材に転写す
   る転写手段と、 像担持体上に残留した排現像剤を除去収納する除去収納
   手段と を一体化した画像形成装置であって、 前記除去収納手段に収納する排現像剤を前記現像剤収納
   手段の補給用現像剤収納部に搬送する現像剤搬送手段を
   設けたことを特徴とする画像形成装置。