JPH09185257A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 感光ドラムに対しトナーを用いて現像を行う
レーザビームプリンタ、ファクシミリ、複写機等の電子
写真方式の画像形成装置において、オゾンの発生を極力
防止しつつ高画質の画像を形成し得るようにする。 【解決手段】 正帯電性の感光ドラム２０と、感光ドラ
ム２０を回動させる駆動手段と、回動される感光ドラム
２０を正帯電させるべく帯電位置において感光ドラム２
０に非接触に対向配置されたスコロトロン帯電器４０
と、感光ドラム２０に静電潜像を形成するレーザスキャ
ナユニット３０と、静電潜像を正帯電トナー５３により
現像して感光ドラム２０上にトナー像を形成すると共に
感光ドラム２０上の残留トナー５３を回収する現像ロー
ラ５６と、形成されたトナー像を転写する転写ローラ６
０とを備えており、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を回動される感
光ドラム２０上に載せて帯電位置を介して現像ローラ５
６に戻すように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームプリ
ンタ、ファクシミリ、複写機等の電子写真方式の画像形
成装置の技術分野に属し、特に、感光ドラム上の残留ト
ナーをクリーナーレス方式により現像器にて回収する画
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
装置における現像方法としては、導電性の弾性体ローラ
をトナーを運ぶ現像ローラとして用いて、この現像ロー
ラを感光ドラムに押圧させて現像を行なう所謂インプレ
ッション現像方式が広く採用されている。

【０００３】近年、この種の現像方式において、エコロ
ジーの観点から、廃トナーを出さない電子写真プロセス
の開発が進められてきた。そのようなプロセスの一つと
して、転写後に感光ドラム上に残留する残留トナーを帯
電や潜像形成の邪魔にならないタイミングを見計らって
感光ドラムに載せたまま現像器のところまで運び、現像
器によってこの残留トナーを回収して再使用する所謂ク
リーナーレスプロセスがある。このクリーナーレスプロ
セスを用いれば、従来のクリーニングブレード等からな
るクリーニング装置を設けなくて済み、ブレードを直接
感光ドラムに押し付けてトナーを掻き取ることによる感
光ドラムの損傷が発生せず、残留トナーを比較的効率良
く現像器に戻すことが出来る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】画像形成装置において
は画質を高めるという一般的要請が強いため、電子写真
方式の画像形成装置においては、静電潜像形成、現像等
が適切に行われるようにするための帯電プロセスは極め
て重要である。

【０００５】しかしながら、前述した従来のクリーナー
レスプロセスによれば、感光ドラム上で残留トナーを運
ぶため、帯電器が感光ドラムに対面する帯電位置を残留
トナーが通過せざるを得ない。この結果、接触型の帯電
器を使用した場合には、帯電器の感光ドラムとの接触部
分に残留トナーが付着することにより帯電性能が落ちて
しまい、現像効率の低下ひいては出力画像の質低下をも
たらすという問題点があった。

【０００６】一方、非接触型の帯電器によれば、クリー
ナーレスプロセスにおいても残留トナーが帯電器に付着
することはないので、このような問題は生じない。とこ
ろが、この種の電子写真方式の画像形成装置において通
常用いられる負帯電性の感光ドラムに対し負帯電トナー
を用いて、非接触型の帯電器の典型例である所謂スコロ
トロン帯電器を用いて現像を行った場合、帯電器と感光
ドラムとの間の空間に存在する空気が電離してオゾンが
大量に発生してしまうという大きな問題点があった。更
に、この発生したオゾンにより負帯電性の有機感光体等
の劣化を招く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、オゾンの発生を極力防止しつつ高画質の画像
を形成しえ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、正帯電性の感光体
と、該感光体を回動させる駆動手段と、該回動される感
光体を正極性に帯電させるべく帯電位置において前記感
光体に非接触に対向配置された帯電手段と、該正極性に
帯電された感光体に静電潜像を形成する潜像形成手段
と、該形成された静電潜像を前記感光体と同極性に帯電
された現像剤により現像して前記感光体上に可視像を形
成する現像手段と、該形成された可視像を記録媒体に転
写する転写手段とを備えており、前記現像手段は更に前
記転写手段による転写の後に前記感光体に残留した残留
現像剤を前記回動される感光体に載せて前記帯電位置を
介して回収するように構成されていることを特徴とす
る。

【０００９】請求項１に記載の画像形成装置によれば、
正帯電性の感光体は、駆動手段により回動され、先ず帯
電位置において帯電手段により正極性に帯電される。次
に、潜像形成手段により、該正極性に帯電された感光体
に静電潜像が形成される。次に、現像手段により、該形
成された静電潜像が正極性に帯電された現像剤により現
像され、感光体上に可視像が形成される。そして、転写
手段により、感光体上に形成された可視像は、記録媒体
に転写される。以上のようにして、画像形成が行われ
る。一方、転写の後に感光体に残留した残留現像剤につ
いては、回動される感光体上に載せられて帯電位置を介
して現像手段に向けて運ばれる。そして、残留現像剤が
現像手段に戻ると、現像手段により感光体上の残留現像
剤が回収される。以上のようにして、クリーナーレス方
式により残留現像剤の回収が行われ、現像手段により回
収された現像剤は以降の現像のために再使用される。従
って、残留現像剤が感光体上で運ばれるにも拘わらず、
帯電手段は感光体に非接触に対向位置されているので、
残留現像剤が帯電位置を通過する際に帯電手段に付着せ
ず、残留現像剤の付着により帯電手段の帯電性能は低下
しない。同時に、正帯電性の感光体及び正極性に帯電さ
れた現像剤が用いられると共に、例えば正帯電用のスコ
ロトロン帯電器等である正帯電用の帯電手段により帯電
が行われるので、オゾンが殆ど発生しない。

【００１０】請求項２に記載の画像形成装置は、請求項
１に記載の画像形成装置において、前記現像手段は、前
記現像剤により現像を行うと共に前記残留現像剤を回収
する現像ローラを備えたことを特徴とする。

【００１１】請求項２に記載の画像形成装置によれば、
現像手段において、現像ローラという一つのローラによ
り、現像が行われると共に残留現像剤が回収される。
尚、現像と回収とは別々のサイクルにより行われるよう
にしてもよいし、同一のサイクルの中で、現像と回収と
がほぼ同時に行われるようにしてもよい。

【００１２】請求項３に記載の画像形成装置は、請求項
１に記載の画像形成装置において、前記現像手段は、前
記現像剤により現像を行う現像専用ローラと、前記残留
現像剤を回収するための回収専用ローラとを備えたこと
を特徴とする。

【００１３】請求項３に記載の画像形成装置によれば、
現像手段において、現像専用ローラにより現像が行わ
れ、回収専用ローラにより残留現像剤が回収される。請
求項４に記載の画像形成装置は、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、前記残留現像
剤を前記帯電位置に達する前で一時的に吸着し、所定の
タイミングで前記一時的に吸着した現像剤を前記感光体
上に排出する現像剤分散手段を更に備えたことを特徴と
する。

【００１４】請求項４に記載の画像形成装置によれば、
現像剤分散手段により、残留現像剤が帯電位置に達する
前で一時的に吸着される。その後、残留現像剤が載せら
れた感光体部分が帯電、潜像形成、現像等の他のプロセ
スの妨げとならない所定のタイミングで、現像剤分散手
段に一時的に吸着された現像剤が該現像剤分散手段から
感光体上に排出され、感光体上に載せられて現像手段に
向けて運ばれる。

【００１５】請求項５に記載の画像形成装置は、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、前記帯電手段は、正帯電用のスコロトロン帯電器を
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、
正帯電用のスコロトロン帯電器により比較的容易に感光
体が正極性に帯電され、しかもスコロトロン帯電器によ
り感光体を負極性に帯電させる場合と比べて、オゾンの
発生量は例えば１０分の１程度に低減される。

【００１７】

【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正帯電
性の感光ドラム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。

【００１８】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正極性に帯電されたトナーに
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６
０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クリーナーレス方式により感光
ドラム２０を用いて所定のタイミングで現像ユニット５
０に戻すために一時的に残留トナーを吸着する現像剤分
散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に残留した残留電位を除去するため
の除電ランプ４１と、除電後の感光ドラム２０を静電潜
像形成可能に正帯電させるための帯電手段の一例として
の帯電器４０とを備えて構成されている。

【００１９】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。

【００２０】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２０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。

【００２１】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。レーザスキャナユニット３０を、感光ドラム２０
よりも下側に配設することにより、全体として搬送方向
の長さを短くでき、レーザビームプリンタ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】帯電器４０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。

【００２３】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に残留する電荷を除去する（除電する）こと
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ことを防ぐ
ように機能する。

【００２４】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、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、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所定のタイミングで、吸収した残
留トナー５３を感光ドラム２０に排出することにより、
残留トナー５３を感光ドラム２０上より現像ユニット５
０に戻すように構成されている。クリーニングローラ４
２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、クリーナーレス方式による回収
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をな
らすためのバイアスを印加したクリーニングブラシを設
けても良い。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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５×１０⁴ 〜１×１
０⁷ 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。

【００２８】現像ローラ５６は、正帯電トナー５３を使
用して感光ドラム２０上で現像を行うと共にクリーニン
グローラ４２により感光ドラム２０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。

【００２９】より具体的には、例えば、転写後に残留ト
ナー５３が転写前のトナー量に対し約１０％程度残留し
た状態にある感光ドラム２０に対して先ずレーザスキャ
ナユニット３０により、残留トナー５３の下まで十分に
レーザ光が届くように露光が行われるようにする。次
に、現像ユニット５０において、感光ドラム２０上の残
留トナー５３の存在に拘わらず存在する露光部分と未露
光部分との電位差を利用して、感光ドラム２０の未露光
部分に残留トナー５３が付着していれば当該残留トナー
５３を現像ローラ５６に移動（回収）させると同時に、
感光ドラム２０の露光部分に残留トナー５３が既に付着
していればそのまま付着（現像）させておくようにし、
感光ドラム２０の露光部分に残留トナー５３が付着して
いなければ現像ローラ５６から正帯電トナー５３を移動
（現像）させるようにする。即ち、現像サイクルと回収
サイクルとをほぼ同時に行うように現像ユニット５０を
構成しているのである。

【００３０】また例えば、図３に示すように、現像ロー
ラ５６のレーザスキャナユニット３０に近い側に隣接さ
せて、回収専用ローラ１５６を設けて残留トナー５３の
回収は回収専用ローラ１５６により行わせ、現像ローラ
５６は現像専用ローラとして機能するように現像ユニッ
ト５０を構成してもよい。尚この場合、現像部ケース１
０４は、回収専用ローラ１５６により回収した残留トナ
ー５３が回収専用ローラ１５６の回動により供給ローラ
５５及び現像ローラ５６の方に移動するための形状とさ
れている。

【００３１】また、例えば、現像サイクルと回収サイク
ルとを別々に設けて、サイクル毎に現像ローラ５６の感
光ドラム２０に対するバイアス電圧を変化させることに
より、現像サイクルでは、現像バイアス電圧を印加して
現像ローラ５６から正帯電トナー５３が感光ドラム２０
の露光部分に移動（現像）し、回収サイクルでは、回収
バイアス電圧を印加して感光ドラム２０から残留トナー
５３が現像ローラ５６に移動（回収）するように現像ユ
ニット５０を構成してもよい。

【００３２】このように、本実施の態様では、現像ロー
ラ５６を用いた現像ユニット５０におけるクレーナーレ
スによる残留トナーの回収方式として様々な構成を用い
た方式を採用することができる。

【００３３】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。このため、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。

【００３４】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。

【００３５】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で約１層強の所定厚さ（約７〜１２μ
ｍ）に規制される。即ち、現像ローラ５６上のトナー量
は、０．５ｍｇ／ｃｍ² 以下となるように構成されてい
る。層厚規制ブレード５７は、好ましくは、例えば、現
像ローラ５６上のトナー量が約０．４ｍｇ／ｃｍ² に設
定されるように、屈曲部５７ａの曲率半径が約０．３ｍ
ｍになっている。尚、現像バイアス及び現像ローラ５６
の回転数等により、現像ローラ５６上に最低限必要なト
ナー量は定まるが、例えば現像ローラ５６上のトナー量
が約０．３ｍｇ／ｃｍ² であれば、実用的な範囲にある
現像バイアス及び現像ローラ５６の回転数を用いて十分
なトナー濃度で現像を行うことができる。このように現
像ローラ５６上において、０．５ｍｇ／ｃｍ² 以下のト
ナー量の層をなすように、トナー層の層厚は、層厚規制
ブレード５７により規制されているので、現像ローラ５
６上のトナー５３の層厚は、トナー粒子を基準にして２
層未満となり、即ち１層又は１層強となる。この結果、
大部分のトナー５３が現像ローラ５６及び層厚規制ブレ
ード５７にしっかりと擦られ、十分に正帯電されること
になる。現像ローラ５６上の層厚規制後のトナー５３は
１層又は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に付着して回収される。

【００３６】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。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構成されている。

【００３７】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されつつ押圧さ
れて用紙Ｐに定着される。

【００３８】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（図１に一点鎖線で示す）を形成す
る、これら給紙ローラ１３、感光ドラム２０、定着ユニ
ット７０及び排紙トレイ７７は、略直線状に配置されて
いる。

【００３９】図１において、本実施の形態におけるトナ
ー５３は、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、その粒径は６〜１２μｍ程度であ
る。トナー５３は、素トナーと素トナーに添加された外
添剤（流動性付与剤）の一例としてのシリカとを含んで
構成されている。素トナーは、例えば、樹脂、ワック
ス、カーボンブラック及びＣＣＡ（例えば、ニグロシ
ン、トリフェニルメタンなどの荷電制御剤）を含んで構
成されており、その帯電特性は、ＣＣＡの作用により正
極性となる。外添剤の一例としてのシリカは、トナー表
面改質剤であり、トナー５３の流動性を高める効果を持
ち、一般的には負極性に帯電される帯電特性を有してい
る。但し、正極性に帯電される帯電極性を有する正帯電
性のシリカとして、アミノ変形シリカ等が知られてい
る。しかし、正帯電性のシリカは一般に流動性改善効果
が十分ではないため、極性の小さな負帯電性のシリカが
外添剤として用いられることが多い。正帯電性シリカと
負帯電性シリカとの違いは、素トナーに外添したときの
トナーの帯電量がプラス方向に増えれば正帯電性のシリ
カであり、マイナス方向に増えれば負帯電性のシリカで
あるという点にある。そして、本実施の形態において
は、トナー５３はこのような構成であるので、このトナ
ー５３が層厚規制ブレード５７あるいは現像ローラ５６
に接触して十分に摩擦されたときには、素トナーに含ま
れるＣＣＡが有する帯電特性が支配的となり、トナー５
３は素トナーの帯電特性である正極性に帯電される。一
方、このトナー５３が軽く摩擦されたときには、素トナ
ーの表面に露出している外添剤としてのシリカが有する
帯電特性が支配的となり、トナー５３は、シリカの帯電
特性である負極性に帯電される。また、流動性付与の機
能に加えて、外添剤には、トナーブロッキング防止、ク
リーニング性改善、感光ドラムの傷つき防止、画像濃度
向上、画質向上などの機能を持たせることが可能であ
る。尚、シリカ以外の外添剤としては、コロイダルシリ
カ、酸化チタン、酸化アルミニウム（アルミナ）等の微
粉末が挙げられるが、本実施の形態によれば、正帯電性
の外添剤のみならず、負帯電性の外添剤であっても用い
ることができるので有利である。

【００４０】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、図４から図７を用
いて説明する。尚、本実施の形態では、反転現像方式の
現像処理により画像形成を行うものとする。

【００４１】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。この結果、トナー５３の各粒子は、図４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、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。

【００４２】本実施の形態では、層厚規制ブレード５７
により現像ローラ５６には、０．５ｍｇ／ｃｍ² 以下の
トナー量のトナー層が形成される。従って、現像ローラ
５６上のトナー５３の層厚は、１層又は１層強となるの
で、大部分のトナーが現像ローラ５６及び層厚規制ブレ
ード５７にしっかりと擦られ、十分に帯電されることに
なる。

【００４３】ここで例えば、用紙Ｐ上に形成された画像
に必要な透過濃度（画像濃度）として、例えば「２．
０」を得る為には、図５に示すように、用紙Ｐへのトナ
ー５３の付着量つまり現像トナー量として約０．７８ｍ
ｇ／ｃｍ² が必要となる。このためには、前述したよう
に、層厚規制ブレート５７により、現像ローラ５６上の
トナー量を約０．４ｍｇ／ｃｍ² に設定する一方、現像
効率を１００％より少し小さくし、現像ローラ５６の周
速度を感光ドラム２０の周速度の約２倍にする。即ち、
ニップ部で、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して
おく。

【００４４】また、トナー５３の帯電量としては、気温
約１０℃且つ湿度約２０％の低温低湿環境時における約
２５μＣ／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、図６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０．７
８ｍｇ／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は、「約２００Ｖ」に設定され
る。同時に、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「約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は、
「約３００Ｖ」に設定される。

【００４５】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で感光ドラム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７に示す
ように約＋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３３
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７に示すように、約＋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７に示すように約＋３００Ｖ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＋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（約＋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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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は既に述べた通り、クリーニングロ
ーラ４２のバイアス電圧を変化させることにより、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のバイ
アス電圧を変化させることにより、一旦吸収された残留
トナー５３は、クリーニングローラ４２から感光ドラム
２０に排出され、現像ローラ５６により感光ドラム２０
上の残留トナー５３がクリーナーレス方式により回収さ
れる。

【００４９】以上の結果、本実施の形態のレーザビーム
プリンタ１によれば、残留トナー５３が感光ドラム２０
の回動に従って運ばれるにも拘わらず、帯電器４０は感
光ドラム２０に非接触に対向位置されているので、残留
トナー５３が帯電器４０に付着せず、帯電器４０の帯電
性能は低下しない。よって、高画質の画像を用紙Ｐ上に
形成することができる。同時に、正帯電性の感光ドラム
２０及び正帯電トナー５３が用いられると共に正帯電用
のスコロトロン帯電器により帯電が行われるので、帯電
器４０と感光ドラム２０との間の空気の電離によるオゾ
ンが殆ど発生しない。

【００５０】尚、以上の実施の形態によれば、トナーは
非磁性一成分トナーとしたが、二成分トナーや磁性トナ
ーであっても、正帯電性の感光ドラムに対して正帯電ト
ナーを用いれば同種の効果が期待できる。また、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、現像ローラ５６と感
光ドラム２０とは同一方向に回転（両者の接触面におい
て反対方向に移動）するように構成されていたが、これ
らのローラは逆方向に回転（両者の接触面において同一
方向に移動）するように構成してもよい。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
であっても正帯電性の材料から構成されていれば、同様
の効果を期待できる。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、複写機、ファ
クシミリ装置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。

【００５１】

【発明の効果】請求項１に記載の画像形成装置によれ
ば、クリーナーレス方式により回収された現像剤を以降
の現像のために再使用できる。この際、残留現像剤が帯
電手段に付着しないため、帯電手段の帯電性能は低下せ
ず、高画質の画像形成が可能となる。同時に、オゾンを
殆ど発生しないで済むという効果が得られる。

【００５２】請求項２に記載の画像形成装置によれば、
一つのローラにより、現像及び回収を行うことができ、
現像ユニットの小型化が可能となると共に効率の良いク
リーナーレス方式による残留現像剤の回収が可能とな
る。更に、この際、現像と回収とは別々のサイクルによ
り行われるようにすれば、比較的簡単な構成を用いてク
リーナーレス方式による残留現像剤の回収が可能とな
り、同一のサイクルの中で、現像と回収とがほぼ同時に
行われるようにすれば回収のために時間を使わなくて済
み、全体として迅速に画像を形成することが可能とな
る。

【００５３】請求項３に記載の画像形成装置によれば、
回収専用ローラにより残留現像剤が回収されるので、比
較的簡単な構成を用いて残留現像剤をより確実に回収す
ることが可能となる。

【００５４】請求項４に記載の画像形成装置によれば、
現像剤分散手段により所定のタイミングで、残留現像剤
を現像手段に運べるので、帯電、潜像形成、現像等の妨
げとならないように、クリーナーレス方式により残留現
像剤を回収することができる。

【００５５】請求項５に記載の画像形成装置によれば、
正帯電用のスコロトロン帯電器により正極性に帯電する
ので、スコロトロン帯電器により感光体を負極性に帯電
させる場合と比べて、オゾンの発生量を例えば１０分の
１程度に低減することができる。

【００５６】以上の結果、本発明により、オゾンの発生
量を減少させ、しかも高画質の画像を形成し得る電子写
真方式の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に用いることがで
きる現像ユニットの変形例を示す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における現像トナ
ー量と透過濃度との関係を示す特性図である。

【図６】図１のレーザビームプリンタにおける実効バイ
アス電圧と現像トナー量との関係を示す特性図である。

【図７】図１のレーザビームプリンタで行われる反転現
像方式による現像処理の各部分の電位を示す説明図であ
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 １５６…回収専用ローラ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 正帯電性の感光体と、 該感光体を回動させる駆動手段と、 該回動される感光体を正極性に帯電させるべく帯電位置
   において前記感光体に非接触に対向配置された帯電手段
   と、 該正極性に帯電された感光体に静電潜像を形成する潜像
   形成手段と、 該形成された静電潜像を前記感光体と同極性に帯電され
   た現像剤により現像して前記感光体上に可視像を形成す
   る現像手段と、 該形成された可視像を記録媒体に転写する転写手段とを
   備えており、 前記現像手段は更に前記転写手段による転写の後に前記
   感光体に残留した残留現像剤を前記回動される感光体に
   載せて前記帯電位置を介して回収するように構成されて
   いることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記現像手段は、前記現像剤により現像
   を行うと共に前記残留現像剤を回収する現像ローラを備
   えたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記現像手段は、前記現像剤により現像
   を行う現像専用ローラと、前記残留現像剤を回収するた
   めの回収専用ローラとを備えたことを特徴とする請求項
   １に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記残留現像剤を前記帯電位置に達する
   前で一時的に吸着し、所定のタイミングで前記一時的に
   吸着した現像剤を前記感光体上に排出する現像剤分散手
   段を更に備えた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。
5. 【請求項５】 前記帯電手段は、正帯電用のスコロトロ
   ン帯電器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。