(57)【要約】【課題】画像形成装置が高速化しても現像前に現像剤担持体上のトナーコートが安定した状態で現像を開始し、現像ムラなどの画像不良の無い電子写真画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体ドラムに形成された潜像を現像するために現像剤を担持して回転可能な現像ローラを有する電子写真画像形成装置において、画像形成信号受信後、前記現像ローラを予備回転させた後に画像形成動作を開始するよう構成したことを特徴とする。【選択図】　　図１
2004109438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真感光体に形成された潜像を現像するために現像剤を担持して回転可能な現像剤担持体を有する電子写真画像形成装置において、
画像形成信号受信後、前記現像剤担持体を予備回転させた後に画像形成動作を開始するよう構成したことを特徴とする電子写真画像形成装置。
【請求項２】
電子写真感光体に形成された潜像を現像するために現像剤を担持して回転可能な現像剤担持体を有する現像カートリッジを回転可能な回転体に複数着脱自在であって、それぞれの現像カートリッジを前記電子写真感光体に順次対向させて現像した像を中間転写体に転写して多色画像を形成する電子写真画像形成装置において、
画像形成信号受信後、前記現像カートリッジを前記電子写真感光体に順次対向させて前記現像剤担持体を予備回転させた後に画像形成動作を開始するよう構成したことを特徴とする電子写真画像形成装置。
【請求項３】
前記現像剤担持体の予備回転は前記中間転写体の位置を検出する検出動作時に行われることを特徴とした請求項２記載の電子写真画像形成装置。
【請求項４】
前記現像剤担持体の予備回転は前記中間転写体のクリーニング動作と並行して行われることを特徴とする請求項２記載の電子写真画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真方式を用いて記録媒体に画像を形成する電子写真複写機、電子写真プリンタ（レーザプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等の電子写真画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電子写真感光体及び帯電手段、現像手段、クリーニング手段等を一体にまとめてカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。このカートリッジ方式により操作性が一層向上され、上記プロセス手段のメンテナンスを使用者自身が容易に行うことが可能となるため、このカートリッジ方式は画像形成装置本体において広く用いられている。
【０００３】
またプロセス手段を寿命が長いものと短いものに分け、それぞれのプロセス手段をカートリッジ化し、主要プロセス手段の寿命に則して使用できるカートリッジ構成も実現されている。例えば、トナー収容部と現像手段を一体的に構成した現像カートリッジ、または電子写真感光体及び帯電手段、クリーニング手段を一体的に構成したドラムカートリッジなどが採用されている。
【０００４】
一方、カラー画像形成装置においては、像担持体を有するドラムカートリッジ中間転写体ユニットなどが装置本体に対し着脱可能に構成されると共に、装置本体内に回転体であるロータリが配置され、４色の現像カートリッジを着脱可能に収納する構成が知られている。
【０００５】
現像カートリッジはロータリがドラムに当接すべく対向位置でロータリ公転動作を停止し、現像剤担持体である現像ローラ駆動ギアと噛み合い、現像を開始する。現像ローラの駆動のタイミングは、現像ローラ上のトナーコートを安定させる為に、例えば、非現像時に現像ローラの予備回転を次ぎの現像に使用する現像器の現像剤担持体に対して行う（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
また、画像形成以外において所定時間経過後、画像形成終了時における現像剤層規制ブレードと現像スリーブの当接位置異なる位置を対面させる為に予備回転させるものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００７】
更にはロータリ式画像形成装置において、現像位置にて現像直前に毎回所望の時間だけ現像ローラを予備回転する例が開示されている（例えば、特許文献３，４，５参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平８−２２７２１１号公報（第２頁）
【特許文献２】
特開２０００−２２７７１０号公報（第２頁）
【特許文献３】
特開平８−６２９２３号公報（第２頁）
【特許文献４】
特開平１１−７３０１２号公報（第２頁）
【特許文献５】
特公平７−１１７７８３号公報（第２頁）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
近年では、印刷速度の高速化に伴ない、上記説明した如く、現像前における現像ローラの予備回転時間も同時に短縮化の傾向にあり、現像前の現像ローラ上のトナーコートが乱れ、結果として現像ムラ、現像スジなどの画像不良が生じることが予想される。
【００１０】
特に、ロータリ方式画像形成装置では、その構成上、高速化の為に、現像ローラの予備回転時間が短縮される傾向にあり、現像ローラ上のトナーコートを安定させてから現像を開始することが重要な課題となっている。
【００１１】
しかしながら、従来の技術においては、予備回転のための駆動を現像駆動とは別の駆動源で予備回転させるようにしているために構成が複雑化し、また所定時間経過後に現像スリーブを定期的に空回転させるので、印刷ジョブ以外で画像形成装置が駆動するようにしなければならず、長期間のスタンバイでも待機電力を消費することになる。
【００１２】
また現像の度に各現像ローラに所望の時間予備回転させてから現像するために、現像開始までの時間が長くなり、画像形成時間の短縮化には不利であること、等いくつかの課題があった。
【００１３】
本発明は上記課題を解決するものであり、その目的は、画像形成装置が高速化しても現像前に現像剤担持体上のトナーコートが安定した状態で現像を開始し、現像ムラなどの画像不良の無い電子写真画像形成装置を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、電子写真感光体に形成された潜像を現像するために現像剤を担持して回転可能な現像剤担持体を有する電子写真画像形成装置において、画像形成信号受信後、前記現像剤担持体を予備回転させた後に画像形成動作を開始するよう構成したことを特徴とする。
【００１５】
上記構成にあっては、現像剤担持体の予備回転は画像形成信号を受けたときのみ行われるため、例えば連続印刷の場合、一枚目の画像形成直前だけ行われる。このため、現像前に毎回現像剤回転体の予備回転を行う場合に比べ画像形成速度を低下させない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明に係る電子写真画像形成装置の一実施形態について、図を用いて説明する。なお、以下の説明において、装置前面とは転写プロセスから定着プロセスへの記録媒体の搬送上流側の面を指し（図２において右側）、装置本体およびプロセスカートリッジに関して左右とは、装置前面から見て左または右である。また長手方向とは、記録媒体の表面と平行であり、且つ、記録媒体の搬送方向と交差（略直交）する方向である。
【００１７】
（画像形成装置の全体構成）
まず、画像形成装置の全体構成について、図２を用いて説明する。図２は本実施形態に係る画像形成装置の全体構成図であって、現像カートリッジとドラムカートリッジ及び中間転写体ユニットを画像形成装置本体に装填したカラーレーザービームプリンタの概略構成を示している。
【００１８】
図２に示す画像形成装置は、露光手段３から画像情報に基づいた光像を照射して電子写真感光体である感光体ドラム１に現像器４によって像剤像（以下「トナー像」という）を形成する。そして、前記トナー像の形成と同期して転写材を搬送手段によって搬送し、前記感光体ドラム１に形成したトナー像が中間転写体としての中間転写ベルト５ａに転写される。次にその中間転写ベルト５ａ上のトナー像が第二の転写手段によって転写材に転写し、その転写材を加圧ローラ８ａと加熱ローラ８ｂを有する定着器８に搬送し、転写トナー像を定着して排出ローラ対９により排出トレイ１０へ排出するように構成している。
【００１９】
さらに詳細に画像形成工程を説明する。
【００２０】
中間転写ベルト５ａの回転と同期して感光体ドラム１を図２の矢印方向（反時計回り）に回転させ、この感光体ドラム１表面を帯電ローラ２によって均一に帯電するとともに、露光手段３によって、例えばイエロー画像の光照射を行い、感光体ドラム１上にイエローの静電潜像を形成する。
【００２１】
露光手段は次の工程を経て行われる。露光手段３は外部装置等から読み込んだ画像情報に基づいて光照射することによって感光体ドラム１へ光像を照射するものであり、レーザーダイオード、及びポリゴンミラー、スキャナモータ、結像レンズ、反射ミラーが収納してある。
【００２２】
そして外部機器等から画像信号が与えられると、レーザーダイオードが前記画像信号に応じて発光し、ポリゴンミラーに前記画像光として照射する。このポリゴンミラーはスキャナモータによって高速回転し、前記ポリゴンミラーで反射した画像光が結像レンズ及び反射ミラーを介して前記感光体ドラム１の表面を選択的に露光し、その結果感光体ドラム上に静電潜像を形成する。この静電潜像形成と同時に現像器４を回転させてイエローの現像カートリッジ４０Ｙを現像位置に移動し、所定のバイアス電圧を印加し静電潜像にイエロートナーを付着させて現像する。その後、中間転写ベルト５ａの一次転写ローラ５ｊにトナーと逆極性のバイアス電圧を印加して感光体ドラム１上のイエローのトナー像を中間転写ベルト５ａ上に一次転写する。
【００２３】
上述のようにイエロートナー像の一次転写が終了すると、次の現像カートリッジ４０が回転移動し、感光体ドラムに対向した位置に位置決めされる。以上の工程を、マゼンダ、シアン、そしてブラックの各色についても繰り返すことによって、中間転写ベルト５ａ上に４色のトナー像を重ね合わせる。この間、二次転写ローラ１１は、中間転写ベルト５ａとは非接触状態にある。この時、クリーニングユニットとしてのクリーニング帯電ローラ５ｆも中間転写ベルト５ａとは非接触状態に位置する。
【００２４】
そして、中間転写ベルト５ａ上に４色のトナー像形成完了後、二次転写ローラ１１が図２のように中間転写ベルト５ａに圧接される。更に前記二次転写ローラ１１の圧接と同期して、給送手段であるレジストローラ対７近辺の所定の位置で待機していた転写材が中間転写ベルト５ａと二次転写ローラ１１のニップ部に送り出される。ここで、レジストローラ対７の直前には転写材の先端を検知してレジストローラ対７の回転駆動力を遮断し、転写材を所定の位置で待機させるレジ前センサ１４が設けられている。二次転写ローラ１１にはトナーと逆極性のバイアス電圧が印加されており、中間転写ベルト５ａ上のトナー像は、搬送されてきた転写材の表面に一括して二次転写される。トナー像が二次転写された転写材は、搬送ベルトユニット１２を経由して定着器８に搬送され定着が行われ、排出ローラ対１３によって排出ガイド１５に沿って搬送され、排出ローラ対９によって画像形成装置の装置本体Ａ上部の排出トレイ１０に排出され、画像形成を完了する。
【００２５】
一方、二次転写終了後にクリーニング帯電ローラ５ｆが中間転写ベルト５ａに圧接され、中間転写ベルト５ａ表面と二次転写残の残留トナーは所定のバイアス電圧が印加され残留電荷が除電される。除電された残留トナーは、一次転写ニップ部を介して中間転写ベルト５ａから感光体ドラム１へ静電気的に再転写され、中間転写ベルト５ａ表面がクリーニングされる。なお、感光体ドラム１に再転写された二次転写残の残留トナーは、感光体ドラム１用のクリーニングブレード６によって除去し回収される。回収された残留トナーは、廃トナーとして後述する搬送する搬送経路をたどり、廃トナーボックス２１６に回収され蓄積される。
【００２６】
（現像カートリッジの着脱構成）
ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの各色のトナーを収納した現像カートリッジ４０はロータリ内の所定位置に固定される。ここで、現像カートリッジ４０のロータリへの位置決め方法について図３〜図１０を参照して詳細に説明する。図３は現像カートリッジのロータリへの装着を示す側面図、図４はロータリの斜視図、図５及び図６は現像カートリッジの斜視説明図、図７は把手部の詳細図、図８は図７を線分Ａ−Ａで切断した上面断面図、図９は現像カートリッジのロータリへの装着を示す正面断面図、図１０は現像カートリッジのロータリからの離脱を示す正面断面図である。
【００２７】
図４に示すように、ロータリは中心軸５１を中心に回転し、その中心軸５１の両サイドには円盤状のロータリフランジ５０が固定されている。ロータリフランジ５０には、現像カートリッジの着脱を案内するガイド溝５０ｃと、現像カートリッジ４０の位置決め中心である第一受部５０ａと、現像カートリッジ４０の回転止めを行う第二受部５０ｂが形成されている。そして第一受部５０ａの長手側面には位置決め中心軸上に穴５０ｄが設けられている。この穴５０ｄは後述するが現像カートリッジ４０の脱落を防止するための引っ掛け穴の役目をする。
【００２８】
一方、現像カートリッジ４０の左右の側面には、現像カートリッジ４０の着脱を案内するガイドリブ３５４と、現像カートリッジ４０の位置決め中心である円弧状の第一突起部３５２と、現像カートリッジ４０の回転止めを行う円弧状の第二突起部３５３が形成されている。
【００２９】
また、第一突起部３５２の端面から、長手方向に伸縮可能な可動突起部３８０ａが突出している。この可動突起部３８０ａは、図９に示すように現像カートリッジ４０の長手のおよそ半分の長さを持つ棒状部材であるスライダー部材３８０の端部に形成されていて、このスライダー部材３８０を現像カートリッジ４０の背面に設けたガイド溝にそって摺動させることにより、前述のように第一突起部３５２端面から可動突起部３８０ａが突き出たり引っ込んだりする。前記ガイド溝には、図８に示すように、段４０ａが形成されている一方で、前記スライダー部材３８０にも段３８０ｄが設けられており、両者の段が突き当たることでスライダー部材３８０を規制している。
【００３０】
また、現像カートリッジ４０の長手中央付近にはヒンジ把手３８１が設けられており、ねじりコイルバネ３８２によって常に上向きに開く方向に付勢されている。
【００３１】
ヒンジ把手３８１は左右２つのヒンジ片部材３８１ａ、３８１ｂが対になって構成されているが、図７及び図８に示すように、それぞれのヒンジ片部材３８１ａ、３８１ｂには側面に長穴３８１ｅが設けられている。一方、前記スライダー部材３８０には前記突起部３８０ａと逆側の端部側面に突起３８０ｃが設けられている。そして、前記長穴３８１ｅと前記突起３８０ｃが係合しており、ヒンジ把手３８１の開閉動作に連動してスライダー部材３８０が摺動する。
【００３２】
通常の状態ではヒンジ把手３８１が前記ねじりコイルバネ３８２に付勢されているために開いた状態になっていて、スライダー部材３８０の突起部３８０ａは前記第一突起部３５２端面から突き出ていて、そしてヒンジ把手３８１を掴むとヒンジは閉じ、スライダー部材３８０の突起部３８０ａは前記第一突起部３５２端面よりも内側に引っ込むよう構成されている。
【００３３】
また、図６に示すように、ヒンジ把手３８１をつまんで現像カートリッジ４０を持ち運ぶ最中に、現像カートリッジ４０が滑り落ちないようヒンジ把手３８１の掴む側の面には高さ０．５ｍｍの滑り止めリブ３８１ｃが複数設けられて、さらにヒンジ把手３８１が閉じた状態で、前記側面が若干アンダーカット（内部側の厚みが薄くなる形状）に形成されている。
【００３４】
また、図１０に示すように各ヒンジ片部材３８１ａ、３８１ｂは回動部を中心として掴む部分と逆側にギアの歯３８１ｄが形成されていて、両者のギアが噛み合っている。そのために片方のヒンジ片部材だけを閉じても、もう一方のヒンジ片部材も閉じることとなり、両方のスライダーが常に同時に動作する構成となっている。これにより現像カートリッジ４０の片側のみがロータリフランジ５０に引っかかったり、逆に片側のみが抜けたりすることなく、左右同時に動作させることができ、安定した着脱操作を行なうことができる。
【００３５】
現像カートリッジ４０挿入時には、ヒンジ把手３８１を掴んでロータリフランジ５０のガイド溝５０ｃに現像カートリッジ４０両側面のガイドリブ３５４を沿わせて挿入していき、ロータリフランジ側面の第一受部５０ａに現像カートリッジ４０側面に形成された円弧状の第一突起部３５２が突き当たった地点で、掴んでいたヒンジ把手３８１を離し、前記可動突起部３８０ａが第一突起部３５２端面より突き出し、第一受部５０ａ長手側面に設けられた前述の引っ掛け穴５０ｄに引っかかる（図９参照）。
【００３６】
また、第一突起部３５２と可動突起部３８０ａは同軸上に設けられているため、現像カートリッジ４０は第一突起部３５２を中心に揺動可能であるが、カートリッジのガイド溝５０ｃには現像カートリッジ４０を紙面反時計方向に回転付勢するための付勢ばね５３が配置されており、この付勢ばね５３により、現像カートリッジ４０の第二突起部３５３はロータリフランジ５０の第二受部５０ｂに密着させられて現像カートリッジ４０の位置が固定される。これにより現像カートリッジ４０はロータリフランジ５０に対し正規の位置に確実に固定され、画像形成に置いてムラのない安定した画像を得ることができる。
【００３７】
一方、現像カートリッジ４０離脱の際は、図１０に示されるように、ヒンジ把手３８１を掴むことで前記可動突起部３８０ａが引っ込み、前記引っ掛け穴５０ｄから外れて、上方向に離脱可能になる。
【００３８】
上記の如く構成したことにより、使用者がヒンジ把手３８１をつかむだけで係止を解除することができ、操作を直感的でわかりやすいものとすることができる。また現像カートリッジの脱落を防止するためのバネ等を設ける必要がないことから、現像カートリッジを離脱する際の負荷をほとんどなくすことができた。さらに、簡易な構成であるために故障が発生しづらく、生産コストの低減化も図ることができる。
【００３９】
またヒンジ把手３８１が現像カートリッジ４０の長手中央付近に配置されていることにより、使用者が持ち運ぶ際の負荷を最も抑えることができ、さらに着脱の際にも現像カートリッジ４０両端のバランスが安定するため、片手で円滑に作業を行なうことができる。
【００４０】
（現像カートリッジの駆動構成）
次に、現像カートリッジ４０の駆動構成について図１１を参照して詳細に説明する。ロータリフランジ５０の両サイドにはロータリ側板５４が配置されており、中心軸５１はロータリフランジ５０およびロータリ側板５４を串刺しにする形で係止されている。言い換えると、ロータリフランジ５０と中心軸５１はロータリ側板５４に支えられて回転可能に保持されている。ロータリ側板５４の片方には複数のギアが噛合可能に固定されている。現像カートリッジ４０の入力ギア３０７は、このロータリ側板５４に配置されたギア列の内、最下流の終端ギア５５と噛合し、現像剤担持体としての現像ローラ３０５、塗布ローラ、攪拌部材等を回転駆動させている。
【００４１】
本実施形態においては、現像カートリッジ４０がロータリフランジ５０と共に所定角度公転することにより、ロータリ側板５４の終端ギア５５と接続される。ここで、現像カートリッジ４０がロータリの公転と共に回転移動する際に、ロータリ側板５４の終端ギア５５の歯先と現像カートリッジ４０の入力ギア３０７の歯先同士がぶつかって歯が正しく噛合しない可能性がある。このようなケースにおいても確実に歯を噛合させるために、本実施形態において現像カートリッジ４０はロータリフランジ５０の第一受部５０ａを中心にいったん揺動退避することにより、歯が確実に噛合するように構成している。さらに詳しく説明すると、ロータリ側板５４の終端ギア５５と現像カートリッジ４０の入力ギア３０７の歯先同士がぶつかった場合は、その衝撃により現像カートリッジ４０がロータリフランジ５０の第一受部５０ａを中心にロータリの半径方向に若干揺動する。この現像カートリッジ４０の揺動により歯先同士のぶつかりは解消され、先に説明したロータリフランジ５０の付勢ばね５３により現像カートリッジ４０が所定位置に位置決めされる。
【００４２】
また、現像カートリッジ４０の駆動が完了し、次のポジションへ現像カートリッジ４０を公転させる場合において、ロータリフランジ５０の終端ギア５５が万一スルー状態に開放できなかった場合も、現像カートリッジ４０の揺動機構により、現像カートリッジ４０とロータリフランジ５０はロータリの終端ギア５５の噛合部より離脱できる。
【００４３】
現像カートリッジ４０の入力ギア３０７はロータリ側板５４の終端ギア５５から駆動を受けると、図の矢印方向に噛合力Ｆを受ける。この噛合力Ｆにより、現像カートリッジ４０はロータリフランジ５０の第一受部５０ａを中心に図中反時計方向の回転モーメントを受ける。この回転モーメントにより現像カートリッジ４０の第二突起部３５３はロータリフランジ５０の第二受部５０ｂに押し付けられ、駆動中に現像カートリッジ４０がロータリフランジ５０の位置決め部から動くことを抑止している。なお、この噛合力Ｆはロータリ内で閉じた力の系になっているので、後で説明する現像カートリッジの感光体ドラムに対する加圧力への影響は少ない。
【００４４】
（現像カートリッジの加圧構成）
本実施形態ではロータリに４色の現像カートリッジ４０が収納されるが、現像カートリッジ４０の感光体ドラム１に対する加圧は次のように行っている。ロータリフランジ５０はロータリ側板５４に対して回転可能に保持されていると説明したが、両サイドのロータリ側板５４はその上部に回動可能に配置された揺動軸６０によって装置本体の側板に位置決め固定されている。言い換えると、現像カートリッジ４０とロータリフランジ５０およびロータリ側板５４はこれらが一体となって揺動する構成となっている。即ち、現像カートリッジ４０とロータリが一体となった揺動運動によって現像カートリッジ４０は感光体ドラム１に対して加圧離間される構成となっている。上記加圧離間の動作は、ロータリ側板５４に固定されたロータリステーを不図示のカムの回転で押し上げることにより行われる。
【００４５】
（ロータリの回転制御）
両サイドのロータリフランジ５０の外周面には、図４に示すようにギアが一体形成されており、これと噛合する一対の従動ギア５９がそれぞれに配置されている。従動ギア５９は回転軸で連結されており、片方のロータリフランジ５０が回転すると、この従動ギア５９を介して、他方のロータリフランジ５０が同位相で回転されるように構成されている。このような駆動構成としたことにより、ロータリフランジ５０の公転時や現像ローラ駆動時において、ロータリフランジ５０のどちらか一方がねじれてしまうことを防止している。
【００４６】
ロータリ側板５４の揺動中心、即ち揺動軸６０にはロータリフランジ５０を回転させるロータリ駆動ギアが配置されており、ロータリ駆動モータ６１に接続されている。ロータリ駆動モータ６１の回転軸の終端には公知のエンコーダ６２が取り付けられており、ロータリ駆動モータ６１の回転量を検知し、回転数を制御している。一方、ロータリフランジ５０の外周には側方に突出したフラグ５７が形成されており、ロータリ側板５４に固定されたフォトインタラプタ５８を通過するよう回転している。
【００４７】
本実施形態においては、フラグ５７がフォトインタラプタ５８を遮った時を基準にして、所定角度ロータリが公転するように制御している。この公転角度の制御はエンコーダ６２により回転量を検知して制御していることは言うまでもない。なお、パルスモータ等を使ってロータリの回転量を制御すると励磁による高調波が耳障りな場合があったが、本実施形態ではＤＣモータで駆動制御を行っているので、より静かにロータリを駆動することができる。
【００４８】
（現像カートリッジの構成）
現像カートリッジの構成について、図１２を参照し説明する。現像カートリッジ４０はトナー収納部３０２と現像部に大別される。トナー収納部には所定色のトナーが充填されており攪拌手段３０３が回転することによってトナーを現像部に所定量搬送する。搬送されたトナーは現像部においてスポンジ状のトナー供給ローラ３０４の回転によって現像ローラ３０５表面に供給され、さらに薄板状の現像ブレード３３２と現像ローラ３０５との摩擦により電荷を付与され薄層化される。薄層化された現像ローラ３０５上のトナーは、回転により現像部に搬送され、所定の現像バイアスを印加することにより感光体ドラム１の静電潜像をトナー像に可視化させる。
【００４９】
感光体ドラム１上の潜像の可視化に寄与しなかった残トナー、すなわち、現像ローラ３０５表面の未現像トナーは、再度トナー供給ローラ３０４で剥ぎ取られ、またこれと同時に新しいトナーが現像ローラ３０５上に供給されて新たな現像動作が連続的に行われる。
【００５０】
（プロセスカートリッジ５の構成）
本実施形態では感光体ドラム１と、中間転写ベルト５ａ、廃トナーボックス２１６とを含む部分を一体型プロセスカートリッジ５に構成している。図１３はプロセスカートリッジを左側面から見た縦断面図、図１４はプロセスカートリッジを左側面から見た斜視図、図１５はプロセスカートリッジを右側面から見た斜視図、図１６は廃トナー回収貯蓄手段を説明する図である。プロセスカートリッジ５は、感光体ドラム１を含む感光体ドラムユニット２０と、中間転写ベルト５ａおよび廃トナーボックス２１６を含む中間転写体ユニット２１の二つのユニットで構成されている。中間転写体ユニット２１の投影上方向に感光体ドラムユニット２０を配置し、中間転写体ユニット２１の左右側板２６０、２６１が感光体ドラムユニット２０の両側面まで伸びて、感光体ドラムユニット２０側面から保持する構成になっている。
【００５１】
（感光体ドラムユニット２０の構成）
感光体ドラムユニット２０には、感光体ドラム１が両端を回転自在に右側軸受１０６と左側回転軸１０２により保持され、右側端部のカップリング１２４を介して装置本体から所定の回転駆動力が伝達されるようになっている。また、感光体ドラム１には帯電ローラ２が両端の軸受１２５を介して、圧縮ばね１２６により所定の力で圧接され、従動回転するようになっている。軸受１２５の少なくとも片方は導電性の材料で構成され、帯電ローラ２に所定の帯電バイアス電圧を印加する事により、感光体ドラム１表面を一様に帯電させるようになっている。また、感光体ドラムユニット２０には画像形成装置本体に着脱する動作に連動する開閉レバー１２０ｃに押されて開閉するドラムシャッタ１１９が設けられている。
【００５２】
更に、感光体ドラム１にはクリーニングブレード６が所定の位置に設けられ、前述の中間転写ベルト５ａ上の残留トナーを感光体ドラム１上に回収し、感光体ドラム１上の残留トナーと共に掻き取るように構成されている。掻き取られた廃トナーはスクイシート１２７により中間転写ベルト５ａ上への落下が阻止され、クリーニングブレード６とスクイシート１２７の間に溜まった残留トナーは送り羽根１５１が回転することにより感光体ドラム容器１２９の奥へ、つまり感光体ドラム１から離れる方向へと掃き出される。そして、送り羽根１５１よりも更に奥側に第一スクリュー１２８が設けられ、第一スクリュー１２８が回転することにより、廃トナーは装置前面から見て左側へ搬送される（図１３において手前方向）。
【００５３】
感光体ドラム容器１２９では、第一スクリュー１２８が配置されている溝部の左端に下方向へ開口１５２が設けられていて、廃トナーは第一スクリュー１２８によって左端に搬送され開口１５２から落下し、中間転写体ユニット２１の受け口１５３ａへと送り出される。開口１５２の下面にはシール部材２５４が設けられており、受け口１５３ａとの接合部でのトナー漏れを防止している。
【００５４】
（中間転写体ユニット２１の構成）
次に、中間転写体ユニット２１の構成について説明する。中間転写体ユニット２１は、中間転写ベルト５ａによって感光体ドラム１から転写された像を転写材へ転写する手段と、廃トナーを回収貯蓄する手段とを有する。以下に各手段別に中間転写体ユニットの構成を説明する。
【００５５】
（中間転写手段）
中間転写ベルト５ａは中間転写体フレーム２４５に、駆動ローラ２４０と従動ローラ２４１の２本のローラにより懸回張設されている。駆動ローラ２４０は両端を回転自在に右側軸受２０５と左側軸受２０１により保持され、右側端部のカップリング２４２を介して装置本体から所定の回転駆動力が伝達されるようになっている。従動ローラ両端の軸受２４３には圧縮ばね２４４が設けられ、中間転写ベルト５ａに所定の張力を与えるようになっている。中間転写ベルト５ａを挟んで、感光体ドラム１と対向する位置には、一次転写ローラ５ｊが設けられ、両端の軸受２４６を介して、圧縮ばね２４７により所定の力で圧接され、従動回転するようになっている。軸受２４６の少なくとも片方は導電性の材料で構成され、一次転写ローラ５ｊに所定の転写バイアス電圧を印加する事により、感光体ドラム１表面上のトナーを中間転写ベルト５ａ上に一次転写する。
【００５６】
また、中間転写ベルト５ａの駆動ローラ２４０に対向する位置には、中間転写ベルト５ａ上の残留トナーに所定のバイアス電圧を印加し残留電荷を除電する為のクリーニング帯電ローラ部２２３が設けられている。クリーニング帯電ローラ５ｆは両端の軸受２１１を介して、圧縮ばね２１２により所定の力で圧接され、従動回転するようになっている。軸受２１１の少なくとも片方は導電性の材料で構成され、クリーニング帯電ローラ５ｆは所定のバイアス電圧を印加し残留電荷を除電している。そして、残留トナーは感光体ドラム１上に静電気的に再転写され、クリーニングブレード６で除去し回収され、前述したように廃トナーボックス２１６に蓄積される。
【００５７】
（廃トナー回収貯蓄手段）
中間転写体ユニット２１には、中間転写ベルト５ａを中心として感光体ドラムユニット２０の反対側に廃トナーボックス２１６が設けられている。廃トナーボックス２１６は、図１６に示されるように、中間転写体フレーム２４５の一部に仕切り板２５０を接合して箱状に形成されていて、感光体ドラム１上の残留トナーは最終的にこの廃トナーボックス２１６内に収納される。
【００５８】
中間転写体フレーム２４５の左側面に羽根車カバー２５３がシール部材２５６を挟んで結合している。羽根車カバー２５３は上側に開口２５３ａがあり、感光体ドラム容器１２９の左端下部に設けられた開口１５２とシール部材２５４を挟んで接合しており、開口１５２から落下した廃トナーが羽根車カバー２５３内部に落下する。羽根車カバー２５３内部には羽根車２５５が左側面から見て反時計周りに回転し内部の廃トナーを廃トナーボックス２１６の方へ搬送している。廃トナーボックス２１６の左側面に、羽根車カバー２５３がオーバーラップしており、オーバーラップした部分に、羽根車カバー２５３内部に通じている穴２５７が設けられている。
【００５９】
さらに、前記穴２５７から長手方向に伸びた位置に、第二スクリュー２５８が設けられていて、羽根車２５５によって搬送された廃トナーが、第二スクリュー２５８を回転することで廃トナーボックス２１６左側から右側奥へと搬送されていく。廃トナーボックス２１６には第二スクリュー２５８と垂直な複数の仕切り板２５０によっていくつかの小部屋に仕切られており、左端の小部屋から右隣の小部屋へと順次満たされていく。そして一番右側の小部屋には廃トナーボックス２１６の満タンを検知する検知部２６２が設けられている。
【００６０】
（プロセスカートリッジの装置本体への位置決め方法）
図１７を用いて、プロセスカートリッジ５のカラー画像形成装置本体Ａへの着脱、及び所定位置への固定方法について説明する。装置本体Ａの内側には、両側に感光体ドラム用ガイドレール３０と中間転写体用ガイドレール３１が段差を有して形成され、さらに位置決め溝２４が設けられている。夫々のレール３０、３１の下端には感光体ドラム軸受を支持する支持部２２、中間転写ベルト５ａの駆動軸の軸受部を支持する支持部２３が設けられている。支持部２２、２３には夫々感光体ドラム１、中間転写ベルト５ａに駆動伝達する回転駆動力伝達カップリングが配置されており、装置本体Ａの上蓋１６（図２参照）を開くことにより軸方向に退避し、連結解除状態となる。カップリングの退避、連結機構については特開平１１−１０９８３６等に有るような方法があり、本実施形態では省略する。
【００６１】
プロセスカートリッジ５を装置本体Ａ内に挿入する際には、感光体ドラム用ガイドレール３０へ感光体ドラム１の右側軸受１０６、左側回転軸１０２を載せ、中間転写体用ガイドレール３１に中間転写ベルトの駆動ローラ２４０の右側軸受２０５、左側軸受２０１と、左右側板２６０、２６１に設けられた突起部２０３、２０４を夫々載せてスライドさせる。感光体ドラム１の右側軸受１０６、左側回転軸１０２は支持部２２に落ち込み、ねじりコイルバネ２６によって固定される。中間転写ベルト５ａの駆動ローラ２４０の右側軸受２０５、左側軸受２０１は支持部２３に落ち込み、ねじりコイルバネ２７によって固定される。一方、左右サイドカバーに設けられた突起部２０３、２０４は位置決め溝２４に夫々落ち込み、夫々ねじりコイルばね２５により装置本体フレームに押し付けられ固定される。
【００６２】
（現像ローラ予備回転）
次に、現像ローラ３０５の予備回転について説明する。本実施形態における画像形成装置本体は図１に示したタイミングチャートに示すように、画像形成の信号を受けた後から画像形成動作前に中間転写ベルト５ａの画像領域外に設けられたマーキング（不図示）を検出するため、中間転写ベルト５ａを１周以上空回転させている。
【００６３】
中間転写ベルト５ａのマーキング検出動作の間に回転体であるロータリは中心軸５１を回転中心として回転し、現像カートリッジをドラム対向位置に配置して停止する。このとき、図１１に示すように、入力ギア３０７と終端ギア５５が噛み合い、非現像動作である第一の現像ローラ予備回転を行う。その後、終端ギア５５の回転を停止し、ロータリを公転させて次ぎの現像カートリッジをドラム対向位置に迎え、同様の動作を各現像カートリッジに対して順次繰り返す。尚、この場合、ドラムと現像器は当接しておらず、現像は行っていない。
【００６４】
上記一連の現像ローラ駆動（予備回転）が各カートリッジに対して完了した後、第一色目のカートリッジは現像動作である現像ローラ駆動動作を開始し、現像ローラが回転を開始した後に、ロータリが感光体ドラム１に対して図１１矢印Ｄで示される方向に加圧されることで、現像ローラ３０５は感光体ドラム１と当接し、感光体ドラム上の潜像を現像する。
【００６５】
現像終了後、現像カートリッジ４０は感光体ドラム１から離間し、ロータリを公転させて、次の現像カートリッジ４０を現像ポジションに配置し、同様の現像動作を順次行い多色現像する。
【００６６】
上記一連の現像ローラ予備回転はプリント信号を受けたときのみ行われるため、例えば連続印刷の場合、一枚目の画像形成直前だけ行われる。このため、現像前に毎回現像ローラ予備回転を行う場合に比べ画像形成の速度を犠牲にすることがない。
【００６７】
本実施形態にあっては前述した如く、画像形成の信号を受けた後、画像形成動作前にロータリの各現像カートリッジ４０を感光体ドラム対向位置に配置して、現像ローラ３０５を駆動した後に、ロータリを回転させて、現像器を感光体ドラム対向位置に配置し、現像ローラ３０５を駆動して画像形成を行うことによって、画像形成速度（プリントタイム）を犠牲にすることなく、かつ簡便な構成でトナーコートを安定させることが実現出来る。
【００６８】
また、中間転写ベルト５ａの画像転写領域外に設けられたマーキングを検出する動作時間内に前述の動作を行う事によって、ファーストプリントタイムにも影響を与えずに現像前の現像ローラ駆動（予備回転）時間を十分に取れ、現像前の現像ローラ上のトナーコートを安定化させる事が出来、現像ムラなどの画像不良の無い画像形成が実現できる。
【００６９】
尚、本実施形態では多色現像について述べたが、単色現像の場合でも１つの現像カートリッジに対し同様の動作を行っても良い。
【００７０】
また、本実施形態では中間転写ベルトのマーキング検出の時間に一連の動作を行う例を示したが、画像形成の信号を受けた後で、かつ現像を開始するまでの時間、例えば、中間転写ベルトのクリーニング動作と並行して行っても良い。
【００７１】
【発明の効果】
本発明は前述のように構成したために、現像剤担持体の予備回転は画像形成信号を受けたときのみ行われるため、例えば連続印刷の場合、一枚目の画像形成直前だけ行われる。このため、現像前に毎回現像剤回転体の予備回転を行う場合に比べ簡単な構成で画像形成速度を低下させることなく高品位の画像形成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る現像ローラ駆動タイミングを示す図である。
【図２】実施形態に係る画像形成装置の全体構成図である。
【図３】現像カートリッジのロータリへの装着を示す側面図である。
【図４】ロータリの斜視図である。
【図５】現像カートリッジの斜視図である。
【図６】現像カートリッジを掴んだ状態を示す斜視図である。
【図７】把手部の詳細図である。
【図８】図７を線分Ａ−Ａで切断した上面断面図である。
【図９】現像カートリッジのロータリへの装着を示す正面断面図である。
【図１０】現像カートリッジのロータリからの離脱を示す正面断面図である。
【図１１】現像カートリッジの駆動構成を説明する図である。
【図１２】現像カートリッジの構成を説明する図である。
【図１３】プロセスカートリッジを左側面から見た縦断面図である。
【図１４】プロセスカートリッジを左側面から見た斜視図である。
【図１５】プロセスカートリッジを右側面から見た斜視図である。
【図１６】廃トナー回収貯蓄手段を説明する図である。
【図１７】プロセスカートリッジの位置決め構成を説明する図である。
【符号の説明】
Ａ　　…装置本体
Ｆ　　…噛合力
１　　…感光体ドラム
２　　…帯電ローラ
３　　…露光手段
４　　…現像器
５　　…一体型プロセスカートリッジ
５ａ　…中間転写ベルト
５ｆ　…クリーニング帯電ローラ
５ｊ　…一次転写ローラ
６　　…クリーニングブレード
７　　…レジストローラ対
８　　…定着器
８ａ　…加圧ローラ
８ｂ　…加熱ローラ
９　　…排出ローラ対
１０　　…排出トレイ
１１　　…二次転写ローラ
１２　　…搬送ベルトユニット
１３　　…排出ローラ
１４　　…レジ前センサ
１５　　…排出ガイド
１６　　…上蓋
２０　　…感光体ドラムユニット
２１　　…中間転写体ユニット
２２　　…支持部
２３　　…支持部
２４　　…位置決め溝
２５　　…ねじりコイルばね
２６　　…ねじりコイルバネ
２７　　…ねじりコイルバネ
３０　　…感光体ドラム用ガイドレール
３１　　…中間転写体用ガイドレール
４０　　…現像カートリッジ
４０ａ　…段
５０　　…ロータリフランジ
５０ａ　…第一受部
５０ｂ　…第二受部
５０ｃ　…ガイド溝
５０ｄ　…引っ掛け穴
５１　　…中心軸
５３　　…付勢ばね
５４　　…ロータリ側板
５５　　…終端ギア
５６　　…現像駆動モータ
５７　　…フラグ
５８　　…フォトインタラプタ
５９　　…従動ギア
６０　　…揺動軸
６１　　…ロータリ駆動モータ
６２　　…エンコーダ
１０２　　…左側回転軸
１０６　　…右側軸受
１１９　　…ドラムシャッタ
１２４　　…カップリング
１２５　　…軸受
１２７　　…スクイシート
１２８　　…第一スクリュー
１２９　　…感光体ドラム容器
１５１　　…送り羽根
１５２　　…開口
１５３ａ　…受け口
２０１　　…左側軸受
２０３　　…突起部
２０４　　…突起部
２０５　　…右側軸受
２１１　　…軸受
２１２　　…圧縮ばね
２１６　　…廃トナーボックス
２２３　　…クリーニング帯電ローラ部
２４０　　…駆動ローラ
２４１　　…従動ローラ
２４２　　…カップリング
２４３　　…軸受
２４４　　…圧縮ばね
２４５　　…中間転写体フレーム
２４６　　…軸受
２４７　　…圧縮ばね
２５０　　…仕切り板
２５３　　…羽根車カバー
２５３ａ　…開口
２５４　　…シール部材
２５５　　…羽根車
２５６　　…シール部材
２５７　　…穴
２５８　　…第二スクリュー
２６０　　…左右側板
２６１　　…左右側板
２６２　　…検知部
３０２　　…トナー収納部
３０３　　…攪拌手段
３０４　　…トナー供給ローラ
３０５　　…現像ローラ
３０７　　…入力ギア
３３２　　…現像ブレード
３５２　　…第一突起部
３５３　　…第二突起部
３５４　　…ガイドリブ
３８０　　…スライダー部材
３８０ａ　…可動突起部
３８０ｂ　…把手形状部
３８０ｃ　…突起
３８０ｄ　…段
３８１　　…ヒンジ把手
３８１ａ　…ヒンジ片部材
３８１ｂ　…ヒンジ片部材
３８１ｃ　…リブ
３８１ｄ　…ギアの歯
３８１ｅ　…長穴
３８２　　…ねじりコイルバネ
３８３　　…圧縮バネ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2004109438.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2004109438.tif 000017
【図１６】
2004109438.tif 000018
【図１７】
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