(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光ドラムと、
その周面が前記感光ドラムの周面に接触するように設けられ、前記感光ドラムの周面に現像剤を供給するための現像ローラと、
その周面が前記感光ドラムの周面に対向するように設けられ、前記現像ローラからの前記現像剤の供給により前記感光ドラムの周面に形成される現像剤像を当該周面からシートに転写するための転写ローラと、
正逆回転可能なモータを含み、前記モータの正回転時の出力により前記感光ドラムを正回転させ、前記モータの逆回転時の出力により前記感光ドラムを逆回転させるドラム駆動手段と、
前記モータの正回転時の出力により、シートを前記感光ドラムの周面と対向する搬送路に沿って搬送する正搬送手段と、
前記モータの逆回転時の出力により、一方面に現像剤像が転写されたシートを反転搬送路に沿って搬送し、当該シートを前記一方面と反対の他方面が前記感光ドラムの周面と前記搬送路上で対向する姿勢に反転させて前記搬送路に送り込む反転搬送手段と、
前記モータの正回転時に、前記転写ローラの表面電位を前記感光ドラム上の前記現像剤と逆極性に制御し、前記モータの逆回転時に、前記転写ローラの表面電位を前記感光ドラム上の前記現像剤と同極性でその電位以上の電位に制御する転写電位制御手段とを備える、画像形成装置。
【請求項２】
前記転写ローラにバイアスを印加する転写バイアス印加手段をさらに備え、
前記転写電位制御手段は、前記転写バイアス印加手段を制御して、前記モータの逆回転時に、前記転写ローラに前記感光ドラム上の前記現像剤と同極性でその電位より大きい電位のバイアスを印加させる、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記転写ローラにバイアスを印加する転写バイアス印加手段をさらに備え、
前記転写電位制御手段は、前記モータの逆回転時に、前記転写ローラと前記転写バイアス印加手段との電気的な接続を切断する、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記モータの逆回転時に、前記感光ドラムの周面を正極性または負極性に帯電させる帯電手段と、
前記モータの逆回転時に、前記現像ローラの表面電位を０Ｖに制御する現像電位制御手段とをさらに備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記現像剤は、エステル系樹脂を主成分とするトナーである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
現像ローラは、前記モータの正回転時に、シートへの現像剤像の転写後に前記感光ドラムの周面上に残存する現像剤を回収する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、感光ドラムの回転に伴って、感光ドラムの周面に静電潜像が形成された後、現像ローラから感光ドラムの周面にトナーが供給される。これにより、静電潜像がトナー像に現像され、感光ドラムの周面にトナー像が担持される。現像ローラに対する感光ドラムの回転方向の下流側において、感光ドラムには、転写ローラが対向して配置されている。感光ドラムの回転に伴って、その周面に担持されたトナー像が転写ローラの周面に対向するタイミングで、感光ドラムと転写ローラとの間に用紙が供給される。そして、転写ローラに印加されるバイアスの働きにより、感光ドラムの周面から用紙にトナー像が転写されることにより、用紙への画像（トナー像）の形成が達成される。
【０００３】
このような画像形成装置において、用紙の一方面に画像が形成された後、用紙がその表裏を反転して搬送されて、用紙の一方面と反対側の他方面に画像が形成される、いわゆる両面モードを有するものが提供されている。
【０００４】
両面モードを有する画像形成装置には、たとえば、感光ドラムが備えられている画像形成部を経由して排紙口まで用紙を搬送するための主搬送路と、画像形成部で一方面に画像が形成された用紙をその表裏を反転させて画像形成部に送り込むための副搬送路とが設けられている。
【０００５】
感光ドラムや主搬送路および副搬送路に備えられる各ローラは、たとえば、単一の可逆モータの出力により回転される。すなわち、可逆モータの正回転時の出力により、感光ドラムが回転されるとともに、主搬送路の各ローラが回転される。これにより、用紙が主搬送路を搬送されて、その用紙に感光ドラムからトナー像が転写される。一方、可逆モータの逆回転時の出力により、副搬送路の各ローラが回転され、用紙が副搬送路を搬送される。感光ドラムの劣化を抑制するという観点から、たとえば、可逆モータと感光ドラムとの間にクラッチが設けられて、可逆モータの逆回転時に、クラッチにより可逆モータと感光ドラムとの接続が切断される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３１３５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
用紙が副搬送路を搬送されている間は、主搬送路を用紙が搬送されないので、可逆モータの逆回転時の出力が感光ドラムおよび主搬送路の各ローラに伝達されても、用紙の搬送に影響はない。したがって、クラッチを省略し、可逆モータの逆回転時の出力が感光ドラムにも伝達されるようにすれば、画像形成装置の構成を簡素化することができる。
【０００８】
しかし、感光ドラムの回転により、感光ドラムの周面に付着しているトナーが転写ローラと対向したときに、そのトナーが感光ドラムの周面から転写ローラの周面に転移するおそれがある。転写ローラにトナーが付着していると、次に用紙が主搬送路を搬送されたときに、転写ローラから用紙にトナーが転移し、用紙が汚れてしまう。
【０００９】
本発明の目的は、感光ドラムの周面から転写ローラの周面へのトナーの転移を防止することができる、画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するため、本発明は、画像形成装置であって、感光ドラムと、その周面が前記感光ドラムの周面に接触するように設けられ、前記感光ドラムの周面に現像剤を供給するための現像ローラと、その周面が前記感光ドラムの周面に対向するように設けられ、前記現像ローラからの前記現像剤の供給により前記感光ドラムの周面に形成される現像剤像を当該周面からシートに転写するための転写ローラと、正逆回転可能なモータを含み、前記モータの正回転時の出力により前記感光ドラムを正回転させ、前記モータの逆回転時の出力により前記感光ドラムを逆回転させるドラム駆動手段と、前記モータの正回転時の出力により、シートを前記感光ドラムの周面と対向する搬送路に沿って搬送する正搬送手段と、前記モータの逆回転時の出力により、一方面に現像剤像が転写されたシートを反転搬送路に沿って搬送し、当該シートを前記一方面と反対の他方面が前記感光ドラムの周面と前記搬送路上で対向する姿勢に反転させて前記搬送路に送り込む反転搬送手段と、前記モータの正回転時に、前記転写ローラの表面電位を前記感光ドラム上の前記現像剤と逆極性に制御し、前記モータの逆回転時に、前記転写ローラの表面電位を前記感光ドラム上の前記現像剤と同極性でその電位以上の電位に制御する転写電位制御手段とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、感光ドラムおよび現像ローラは、それらの周面が互いに接触するように設けられている。また、転写ローラは、その周面が感光ドラムの周面に対向するように設けられている。
【００１２】
モータの正回転時の出力により、感光ドラムが正回転されるとともに、シートが搬送路に沿って搬送される。また、モータの正回転時には、転写ローラの表面電位が感光ドラム上の現像剤と逆極性に制御される。これにより、感光ドラムの周面に形成される現像剤像は、感光ドラムと転写ローラとの間をシートが通過するときに、そのシートに転写される。
【００１３】
一方、モータの逆回転時の出力により、感光ドラムが逆回転されるとともに、一方面に画像が形成されたシートが反転搬送路を通して搬送路に送り込まれる。このモータの逆回転時には、転写ローラの表面電位が感光ドラム上の現像剤と同極性でその電位以上の電位に制御される。よって、感光ドラムの周面から転写ローラの周面へのトナーの転移を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るプリンタの断面図である。
【図２】図２は、プリンタの電気的構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、転写ローラおよび現像ローラの表面電位の制御について説明するためのタイミングチャートである。
【図４】図４は、転写ローラおよび現像ローラの表面電位の制御の他の手法（第２実施形態）について説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
１．プリンタの全体構成
図１に示すように、画像形成装置の一例としてのプリンタ１は、本体ケーシング２を備えている。本体ケーシング２内の中央部には、プロセス部３が設けられている。プロセス部３の上方には、レーザなどを備える露光器４が配置されている。
【００１６】
プロセス部３は、感光ドラム５、帯電器６、現像器７および転写ローラ８を備えている。
【００１７】
感光ドラム５は、図１の紙面に垂直な方向に延びる軸線を中心に回転可能に設けられている。
【００１８】
帯電器６は、スコロトロン型帯電器であり、感光ドラム５の周面に対して間隔を空けて対向配置されている。
【００１９】
現像器７は、トナーを収容する現像筐体９と、現像筐体９に回転可能に保持された現像ローラ１０とを備えている。現像筐体９に収容されているトナーは、エステル系樹脂を主成分とするトナーである。現像ローラ１０は、その周面の一部が現像筐体９から露出している。そして、現像器７は、現像ローラ１０の周面が感光ドラム５の周面と接触するように配置されている。
【００２０】
転写ローラ８は、感光ドラム５の下方において、感光ドラム５の回転軸線と平行な軸線を中心に回転可能に設けられ、その周面が感光ドラム５の周面に接触するように配置されている。
【００２１】
画像形成時には、感光ドラム５が図１における時計回りに一定速度で回転される。感光ドラム５の回転に伴って、感光ドラム５の周面（表面）は、帯電器６からの放電により、一様に正帯電される。一方、プリンタ１に接続されたパーソナルコンピュータ（図示せず）から受信する画像データに基づいて、露光器４からレーザビームが出射される。レーザビームは、帯電器６と現像器７との間を通り、一様に正帯電された感光ドラム５の周面に照射される。これにより、感光ドラム５の周面が選択的に露光され、その露光された部分から電荷が選択的に除去されて、感光ドラム５の周面に静電潜像が形成される。そして、感光ドラム５の回転により、静電潜像が現像ローラ１０に対向すると、現像ローラ１０から静電潜像に正極性に帯電したトナーが供給される。これによって、感光ドラム５の周面にトナー像が形成される。
【００２２】
本体ケーシング２の底部には、用紙Ｐを収容する給紙カセット１１が配置されている。給紙カセット１１の上方には、給紙カセット１１から用紙を送り出すためのピックアップローラ１２が設けられている。
【００２３】
また、本体ケーシング２内には、側面視Ｓ字状の搬送路１４が形成されている。この搬送路１４は、給紙カセット１１から感光ドラム５と転写ローラ８との間を経由して、本体ケーシング２の上面に形成された排紙トレイ１３に至る。搬送路１４上には、互いに対向配置される分離ローラ１５および分離パッド１６、１対の給紙ローラ１７、１対のレジストローラ１８ならびに１対の排紙ローラ１９が設けられている。
【００２４】
給紙カセット１１から送り出された用紙Ｐは、分離ローラ１５と分離パッド１６との間を通過し、その際に１枚ずつに捌かれる。その後、用紙Ｐは、給紙ローラ１７により、レジストローラ１８に向けて搬送される。そして、その用紙Ｐは、レジストローラ１８によるレジスト後に、レジストローラ１８により、感光ドラム５と転写ローラ８との間に向けて搬送される。
【００２５】
感光ドラム５の周面上のトナー像は、感光ドラム５の回転により、感光ドラム５と転写ローラ８との間を通過する用紙Ｐと対向したときに、その用紙Ｐに転写される。
【００２６】
搬送路１４上には、転写ローラ８に対して用紙Ｐの搬送方向の下流側に、定着器２０が設けられている。トナー像が転写された用紙Ｐは、搬送路１４を搬送されて、定着器２０を通過する。定着器２０では、加熱および加圧により、トナー像が画像となって用紙Ｐに定着される。
【００２７】
なお、プリンタ１では、クリーナレス方式が採用されており、トナー像が用紙Ｐに転写された後に感光ドラム５の周面に残存するトナーは、感光ドラム５の回転により、現像ローラ１０と対向したときに、現像ローラ１０の周面に引き寄せられて回収される。
【００２８】
また、プリンタ１は、動作モードとして、用紙Ｐの片面に画像（トナー像）を形成する片面モードと、用紙Ｐの一方面に画像を形成した後、その用紙Ｐの一方面と反対の他方面に画像を形成する両面モードとを有している。
【００２９】
片面モードでは、一方面に画像が形成された用紙Ｐは、排紙ローラ１９により、排紙トレイ１３に排出される。
【００３０】
両面モードを実現するための構成として、本体ケーシング２内には、反転搬送路２１が形成されている。反転搬送路２１は、排紙ローラ１９の近傍から搬送路１４と給紙カセット１１との間を延び、搬送路１４における給紙ローラ１７とレジストローラ１８との間の部分に接続されている。反転搬送路２１上には、１対の第１反転搬送ローラ２２および１対の第２反転搬送ローラ２３が設けられている。
【００３１】
両面モードでは、用紙Ｐの一方面に画像が形成された後、その用紙Ｐは、排紙トレイ１３に排出されずに、反転搬送路２１に送り込まれる。そして、用紙Ｐは、第１反転搬送ローラ２２および第２反転搬送ローラ２３により、反転搬送路２１を搬送され、その表裏が反転されて、画像が形成されていない他方面が感光ドラム５の周面と対向する姿勢で搬送路１４に送り込まれる。そして、用紙Ｐの他方面に画像が形成されることにより、用紙Ｐの両面への画像の形成が達成される。
２．プリンタの電気的構成
図２に示すように、プリンタ１は、ドラム駆動手段の一例としてのモータ３１を備えている。モータ３１は、正回転および逆回転可能なモータである。
【００３２】
モータ３１の正回転時の出力により、感光ドラム５が静電潜像の現像時の回転方向（図１における時計回り）に正回転される。また、モータ３１の正回転時の出力により、搬送路１４上の正搬送手段の一例としての分離ローラ１５、給紙ローラ１７、レジストローラ１８および排紙ローラ１９が回転される。分離ローラ１５、給紙ローラ１７、レジストローラ１８および排紙ローラ１９の回転により、用紙Ｐが搬送路１４に沿って搬送される。
【００３３】
一方、モータ３１の逆回転時の出力により、感光ドラム５が正回転と反対方向（図１における反時計回り）に逆回転される。また、モータ３１の逆回転時の出力により、反転搬送手段の一例としての排紙ローラ１９ならびに反転搬送路２１上の第１反転搬送ローラ２２および第２反転搬送ローラ２３が回転される。この第１反転搬送ローラ２２および第２反転搬送ローラ２３の回転により、用紙Ｐが反転搬送路２１に沿って搬送される。また、このときの排紙ローラ１９の回転方向は、モータ３１の正回転時の出力による回転方向と逆方向である。
【００３４】
また、プリンタ１は、帯電器６に帯電バイアス（ワイヤバイアス、グリッドバイアス）を印加するための帯電バイアス回路３２と、転写ローラ８に転写バイアスを印加するための転写バイアス印加手段の一例としての転写バイアス回路３３と、現像ローラ１０に現像バイアスを印加するための現像バイアス回路３４とを備えている。
【００３５】
そして、プリンタ１は、マイクロコンピュータ３５を備えている。マイクロコンピュータ３５は、ハードウェア構成として、ＣＰＵおよびメモリなどを備えている。また、マイクロコンピュータ３５は、ＣＰＵによるプログラム処理によってソフトウエア的に実現される構成として、転写ローラ８の表面電位を制御する転写電位制御手段の一例としての転写電位制御部３６と、現像ローラの表面電位を制御する現像電位制御手段の一例としての現像電位制御部３７とを実質的に備えている。
【００３６】
マイクロコンピュータ３５には、モータ３１、帯電バイアス回路３２、転写バイアス回路３３および現像バイアス回路３４が制御対象として接続されている。
３．表面電位制御
図３に示すように、モータ３１の正回転時、つまり用紙Ｐが搬送路１４に沿って搬送される時には、転写電位制御部３６により転写バイアス回路３３が制御されて、転写バイアス回路３３から転写ローラ８に負の転写バイアス（たとえば、−１０００Ｖ）が印加される。
【００３７】
また、現像電位制御部３７により現像バイアス回路３４が制御されて、現像バイアス回路３４から現像ローラ１０に正の現像バイアス（たとえば、＋３００Ｖ）が印加される。
【００３８】
さらに、マイクロコンピュータ３５により帯電バイアス回路３２が制御されて、帯電バイアス回路３２から帯電器６に帯電バイアスが印加される。帯電器６に帯電バイアスが印加されることにより、帯電器６が放電し、感光ドラム５の周面が一定の正電位（たとえば、＋８００Ｖ）に帯電する。
【００３９】
この感光ドラム５の周面に露光器４からのレーザビームが照射されると、レーザビームが照射された露光部分から電荷が消失する。したがって、感光ドラム５の周面が選択的に露光されることにより、感光ドラム５の周面に電荷の有無による潜像（静電潜像）が形成される。そして、露光部分は、電荷が選択的に除去されることにより、その表面電位が現像ローラ１０に印加されている現像バイアスよりも低くなる。そのため、現像ローラ１０の周面に担持されている正極性のトナーは、感光ドラム５の周面の露光部分と対向したときに、その露光部分に静電気力により引き寄せられて転移する。これにより、静電潜像のトナーによる現像が達成され、感光ドラム５の周面にトナー像が形成される。
【００４０】
その後、感光ドラム５の回転により、トナー像が用紙Ｐを挟んで転写ローラ８に対向すると、トナー像は、正極性に帯電しているので、負の転写バイアスが印加されている転写ローラ８に静電気力により引き寄せられる。これにより、感光ドラム５の周面から用紙Ｐにトナー像が転写される。
【００４１】
一方、モータ３１の逆回転時、つまり一方面に画像が形成されている用紙Ｐが反転搬送路２１に沿って搬送される時には、転写電位制御部３６により転写バイアス回路３３が制御されて、転写バイアス回路３３から転写ローラ８に正の転写バイアスが印加される。このときの転写バイアスは、感光ドラム５の周面に残存しているトナーと同極性でその電位以上の電位（たとえば、＋１５００Ｖ）に設定される。マイクロコンピュータ３５により帯電バイアス回路３２が制御されて、帯電器６には、モータ３１の正回転時と同じ帯電バイアスが印加されている。そのため、感光ドラム５の周面上のトナーの電位は、帯電器６からの放電により一様に正帯電した感光ドラム５の表面電位とほぼ同じになっている。
【００４２】
転写ローラ８への転写バイアスの印加により、転写ローラ８の表面電位は、感光ドラム５の周面上のトナーと同極性でその電位より大きい電位に制御される。そのため、感光ドラム５の逆回転により、感光ドラム５の周面に残留しているトナーが転写ローラ８と対向した時に、トナーと転写ローラ８との間には、互いに反発する斥力となる静電気力が働く。よって、感光ドラム５の周面から転写ローラ８の周面へのトナーの転移を防止することができる。
【００４３】
また、モータ３１の逆回転時には、現像電位制御部３７により現像バイアス回路３４が制御されて、現像バイアス回路３４から現像ローラ１０への現像バイアスの印加が中止される。これにより、制御上は、現像ローラ１０の表面電位が０Ｖとなるが、実際には、現像ローラ１０の表面に担持されているトナーの影響により、現像ローラ１０の表面電位は、微小な正の電位となる。
【００４４】
これにより、現像ローラ１０の表面電位が感光ドラム５の表面電位よりも低くなるので、現像ローラ１０から感光ドラム５の周面へのトナーの転移を防止することができる。その結果、現像領域における、感光ドラム５へのトナーの転移（いわゆる押圧かぶり）を起こしにくく、感光ドラム５の周面から転写ローラ８の周面へのトナーの転移を一層防止することができる。
【００４５】
また、トナーがエステル系樹脂を主成分とするトナーであり、このトナーは、摩擦帯電により正極性に帯電する。そのため、モータ３１の逆回転時に、感光ドラム５の表面電位の低下を抑制することができる。
【００４６】
また、プリンタ１では、クリーナレス方式が採用されており、モータ３１の正回転時には、現像ローラ１０により、用紙Ｐへのトナー像の転写後に感光ドラム５の周面上に残存するトナーが回収される。そのため、感光ドラム５の周面上に残存するトナーを回収するためのクリーニング機構（クリーニングブラシ、クリーニングローラなど）を別途設ける必要がない。その結果、プリンタ１の構成を簡素化することができる。さらに、クリーニング機構が設けられていなければ、モータ３１の逆回転時に、クリーニング機構から感光ドラム５の周面にトナーが転移することがない。よって、感光ドラム５の周面におけるトナーの付着量を減らすことができ、感光ドラム５の周面から転写ローラ８の周面へのトナーの転移を一層防止することができる。
【００４７】
さらに、感光ドラム５の逆回転方向において、露光器４から感光ドラム５に照射されるレーザビームが通過する部分に隣接して帯電器６が配置されているので、モータ３１の逆回転時（感光ドラム５の逆回転時）には、感光ドラム５の周面に暗露光による表面電位の低下が生じても、その表面電位の低下を即座に解消することができる。また、感光ドラム５を逆回転させずに停止させておく構成を採用した場合、露光器４から感光ドラム５に照射されるレーザビームが感光ドラム５表面の同一部分を走査する。この場合、感光ドラム５上において著しく電位の下がった部分が発生し、画像に悪影響を及ぼすことがある。本実施形態によれば、このような問題も解消することができる。
４．第２実施形態
前述のように、転写ローラ８の表面電位は、転写バイアス回路３３から転写ローラ８に、感光ドラム５の周面上のトナーと同極性でその電位以上の電位のバイアスを印加することにより、感光ドラム５の周面上のトナーと同極性でその電位より高い電位に制御することができる。
【００４８】
しかしながら、転写ローラ８の表面電位の制御方法は、その方法に限定されない。たとえば、図２に破線で示すように、転写ローラ８と転写バイアス回路３３との電気的な接続を切断するためのリレー４１が設けられていれば、このリレー４１を切断することにより、転写ローラ８の表面電位を、感光ドラム５の周面上のトナーと同極性でその電位とほぼ同じ電位に制御することができる。
【００４９】
モータ３１の逆回転時に、転写ローラ８と転写バイアス回路３３との電気的な接続が切断されると、転写ローラ８は、電気的にオープン状態となるので、転写ローラ８の表面電位は、図４に示すように、感光ドラム５の表面電位とほぼ同じになる。これによっても、転写ローラ８の表面電位を感光ドラム５の周面上のトナーと同極性でその電位とほぼ同じ電位に制御することができる。その結果、感光ドラム５の周面から転写ローラ８の周面へのトナーの転移を防止することができる。
５．変形例
本発明は、モノクロプリンタに限らず、カラープリンタに適用することもできる。
【符号の説明】
【００５０】
１    プリンタ
５    感光ドラム
８    転写ローラ
１０  現像ローラ
１４  搬送路
１５  分離ローラ
１７  給紙ローラ
１８  レジストローラ
１９  排紙ローラ
２１  反転搬送路
２２  第１反転搬送ローラ
２３  第２反転搬送ローラ
３１  モータ
３３  転写バイアス回路
３４  現像バイアス回路
３５  マイクロコンピュータ
３６  転写電位制御部
３７  現像電位制御部
４１  リレー
Ｐ    用紙
【図１】
0005446917.tif 000002
【図２】
0005446917.tif 000003
【図３】
0005446917.tif 000004
【図４】
0005446917.tif 000005