(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真感光体に作用するプロセス手段を移動可能に支持するプロセス手段移動機構であって、
前記プロセス手段を前記電子写真感光体の回転軸方向である長手方向に往復移動可能に支持する支持部材と、
前記支持部材の長手方向端部に設けられた複数の軸部材と、
前記支持部材と一体的に移動可能であり、前記複数の軸部材のひとつを回動中心に回動可能な駆動伝達部材と、
回転運動によって前記駆動伝達部材へ前記長手方向への移動力を伝達するカム部材と、
を有し、
前記駆動伝達部材の回動を規制するための規制手段を有し、且つ前記駆動伝達部材は、回動中心となる軸以外の軸部材とは回動方向に対してガタを有することを特徴とするプロセス手段移動機構。
【請求項２】
前記駆動伝達部材の中で、前記カム部材からの移動力を伝達する部分を作用部、前記回動中心となる軸部分を支持部として、前記規制手段は、前記作用部と支持部との間において前記駆動伝達部材の回動を規制することを特徴とする請求項１記載のプロセス手段移動機構。
【請求項３】
前記規制手段は、前記駆動伝達部材に対して前記カム部材の回転方向下流側に配置されていることを特徴とする請求項１記載のプロセス手段移動機構。
【請求項４】
回転体である電子写真感光体を帯電する帯電装置において、
前記電子写真感光体を帯電する帯電部材と、
前記電子写真感光体に作用するプロセス手段を移動可能に支持する請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のプロセス手段移動機構と、
を有することを特徴とする帯電装置。
【請求項５】
画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
電子写真感光体と、
前記電子写真感光体に作用するプロセス手段と、
前記プロセス手段を移動可能に支持する請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のプロセス手段移動機構と、
を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項６】
電子写真感光体に形成した潜像を現像手段で現像して記録媒体に転写する電子写真画像形成装置において、
前記電子写真感光体に作用するプロセス手段を移動可能に支持する請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のプロセス手段移動機構を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
【請求項７】
前記画像形成装置は、電子写真感光体に形成した像を記録媒体に転写後に前記電子写真感光体に残留した現像剤を現像手段に回収することを特徴とする請求項６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、例えば電子写真複写機や電子写真プリンタ等の電子写真画像形成装置に使用されるプロセス手段移動機構及び該機構を備えた帯電装置、プロセスカートリッジ並びに画像形成装置に関する。
【０００２】
ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体52に画像を形成するものである。
【０００３】
例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（ＬＥＤプリンタ、レーザービームプリンタなど）、電子写真ファクシミリ装置、および、電子写真ワードプロセッサなどが含まれる。
【０００４】
ここで、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも一つと、画像担持体である電子写真感光体ドラムを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。また、現像装置とは、トナー収容部と現像手段を一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。
【０００５】
【従来の技術】
従来、転写型の電子写真方式を用いた複写機・プリンタ・ファクシミリ等の画像形成装置は、回転ドラム型を一般的とする像担持体である感光体、その感光体を所定の極性・電位に一様に帯電処理する帯電装置（帯電工程）、帯電処理された感光体に静電潜像を形成する情報書き込み手段として露光装置（露光工程）、感光体上に形成された静電潜像を現像剤であるトナーにより顕像化する現像装置（現像工程）、上記トナー画像を感光体面から紙などの転写材に転写する転写装置（転写工程）、転写工程後の感光体上に多少ながら残余するトナーを除去して感光体表面を清掃するクリーニング装置（クリーニング工程）、転写材上のトナー画像を定着させる定着装置（定着工程）などから構成されており、感光体は繰り返し電子写真プロセス（帯電・露光・現像・転写・クリーニング）が適用されて作像に供される。
【０００６】
転写工程後に感光体上に残余するトナーはクリーニング装置により感光体表面から除去されてクリーニング装置内に溜って廃トナーとなるが、環境保全や資源の有効利用等の点からそのような廃トナーは出ないことが望ましい。
【０００７】
そこで、クリーニング装置にて回収されている転写残トナー、いわゆる廃トナーを現像装置に戻して再利用する画像形成装置がある。
【０００８】
また、クリーニング装置を廃し、転写工程後の感光体上の転写残トナーを現像装置において現像同時クリーニングで感光体上から除去・回収して再利用するようにしたクリーナーレス方式の画像形成装置が提案されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記画像形成装置としてトナー帯電量制御手段を用い、トナーの帯電量を制御し、現像装置にてこのトナーを回収し、再利用する構成が提案されている。
【００１０】
ここでトナー帯電制御手段として、固定式のブラシ形状部材を使用し、転写残トナーのトリボを正規極性で適性帯電量に制御した場合、極小的な転写残トナーの過帯電が発生してしまうことがあった。そして、転写残トナーの過帯電が発生すると、感光体と過帯電トナーとの鏡映力が強すぎて、接触帯電装置においても付着せず、現像装置においても回収できず、転写手段においても転写されなくなり、結果として、感光体面上に融着してしまい、不良画像に至ってしまうことがあった。
【００１１】
これは、トナー帯電制御手段として固定式のブラシ部材が感光体上で同一箇所に位置し続けてしまうことにより発生していることが分かった。
【００１２】
すなわち、トナー帯電制御手段に抵抗ムラがあるとき、感光体上の同じ部分で常に帯電過多、または帯電不足が起こってしまう。過帯電部分では上記の極小的な転写残トナーの過帯電、融着の問題が発生する。また帯電不足の部分では、転写残トナーを充分に帯電できないため接触帯電部材がトナー付着汚染される問題がおこる。
【００１３】
そして、近年のユーザニーズの多様化に伴い、写真画像などといった高印字率な画像の連続印字動作や、カラー化に伴い感光体上へ多重現像方式などにより、一度に大量の転写残トナーの発生により、上述のような問題を更に助長させてしまうのである。
【００１４】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電子写真感光体の回転運動への負荷変動の発生を防止し、又は電子写真感光体への当接条件安定化を実現して帯電不良や不良画像を発生しないプロセスカートリッジ及びこれを用いる画像形成装置を提供するものである。
【００１５】
【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、電子写真感光体に作用するプロセス手段を移動可能に支持するプロセス手段移動機構であって、前記プロセス手段を前記電子写真感光体の回転軸方向である長手方向に往復移動可能に支持する支持部材と、前記支持部材の長手方向端部に設けられた複数の軸部材と、前記支持部材と一体的に移動可能であり、前記複数の軸部材のひとつを回動中心に回動可能な駆動伝達部材と、回転運動によって前記駆動伝達部材へ前記長手方向への移動力を伝達するカム部材と、を有し、前記駆動伝達部材の回動を規制するための規制手段を有し、且つ前記駆動伝達部材は、回動中心となる軸以外の軸部材とは回動方向に対してガタを有することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わるカラー電子写真画像形成装置を図面に沿って説明する。尚、以下の説明で長手方向とは記録媒体の搬送方向に直交する方向で、電子写真感光体（以下、感光体ドラム）の軸線方向と同一な方向をいう。また、左右とは記録媒体の搬送方向からみての左右である。さらに上、下はカートリッジの装着状態における、上、下である。
【００１７】
［画像形成装置の全体の説明］
まずカラー電子写真画像形成装置の全体構成について、図１を参照して概略説明する。
【００１８】
図１はカラートナー画像形成装置の一形態であるカラーレーザービームプリンタの全体構成説明図である。
【００１９】
このカラーレーザービームプリンタの画像形成部は、像担持体である感光体ドラム２を備えた４つのプロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ（イエロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色）と、このプロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの上方に、各色に対応した露光手段51Ｙ，51Ｍ，51Ｃ，51Ｋ（レーザービーム光学走査系）が夫々並列配置されている。
【００２０】
上記画像形成部の下方には、記録媒体52を送り出す給送手段と、感光体ドラム２上に形成されたトナー像を転写する中間転写ベルト54ａ、及び中間転写ベルト54ａ上のトナー像を記録媒体52に転写する二次転写ローラ54ｄが配置されている。
【００２１】
更に、トナー画像を転写された記録媒体52を定着する定着手段、記録媒体52を装置外へ排出し積載する排出手段が配置されている。
【００２２】
ここで記録媒体52としては、例えば用紙、ＯＨＰシート、あるいは布等である。
【００２３】
本実施形態の画像形成装置はクリーナーレスシステムの装置であり、感光体ドラム２上に残存した転写残トナーは現像手段に取り込んでおり、転写残トナーを回収貯蔵する専用のクリーナーはプロセスカートリッジ内には配置していない。
【００２４】
次に上記画像形成装置の各部の構成について順次詳細に説明する。
【００２５】
［給紙部］
給紙部は、画像形成部へ記録媒体52を給送するものであり、複数枚の記録媒体52を積載収納した給送カセット53ａと、給送ローラ53ｂ、重送防止のリタードローラ53ｃ、給送ガイド53ｄ、レジストローラ53ｇから主に構成される。
【００２６】
給送ローラ53ｂは画像形成動作に応じて駆動回転し、給送カセット53ａ内の記録媒体52を一枚ずつ分離給送する。記録媒体52は、給送ガイド53ｄによってガイドされ、搬送ローラ53e，53ｆを経由してレジストローラ53ｇに搬送される。
【００２７】
記録媒体52が搬送された直後は、レジストローラ53ｇは回転を停止しており、このニップ部に突き当たることにより記録媒体52は斜行が矯正される。
【００２８】
画像形成動作中にレジストローラ53ｇは、記録媒体52を静止待機させる非回転の動作と、記録媒体52を中間転写ベルト54ａに向けて搬送する回転の動作とを所定のシーケンスで行い、次工程である転写工程時のトナー像と記録媒体52との位置合わせを行う。
【００２９】
［プロセスカートリッジ］
プロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、像担持体である感光体ドラム２の周囲に、帯電手段と現像手段を配置し、一体的に構成している。そして、このプロセスカートリッジは装置本体に対して、ユーザが容易に取り外しでき、感光体ドラム２が寿命に至った場合に交換する。
【００３０】
本実施形態においては、例えば、感光体ドラム２の回転回数をカウントし、所定カウント数を越えた場合に、プロセスカートリッジが寿命に至ったことを報知するようにしている。
【００３１】
本実施形態の感光体ドラム２は負帯電の有機感光体で、直径約30mmのアルミニウム製のドラム基体上に、通常用いられる感光体層を有しており、最表層に電荷注入層を設けている。そして、所定のプロセススピード、本実施形態では約117mm/secで回転駆動される。
【００３２】
電荷注入層は、絶縁性樹脂のバインダに導電性微粒子として、例えばＳｎＯ2超微粒子を分散した材料の塗工層を用いている。
【００３３】
図４に示すように、感光体ドラム２の奥側端部にはドラムフランジ２ｂが固定され、手前端部には非駆動フランジ２ｄが固定されている。ドラムフランジ２ｂと非駆動フランジ２ｄの中心にはドラム軸２ａが貫通しており、ドラム軸２ａとドラムフランジ２ｂ及び非駆動フランジ２ｄは一体となって回転される。すなわち、感光体ドラム２はドラム軸２ａの軸を中心に回転される。
【００３４】
ドラム軸２ａの手前側端部は軸受２ｅに回転自在に支持され、軸受２ｅは軸受ケース２ｃに対して固定されている。そして軸受ケース２ｃはプロセスカートリッジのフレームに対して固定されている。
【００３５】
［帯電手段］
帯電装置としての帯電手段３は接触帯電方法を用いたものである。本実施形態においては、帯電部材として帯電ローラ３ａを用いている。
【００３６】
図２に示すように、この帯電ローラ３ａは芯金３ｂの両端部をそれぞれ不図示の軸受部材により回転自在に保持させると共に、押しバネ３ｄによって感光体ドラム方向に付勢して感光体ドラム２の表面に対して所定の押圧力をもって圧接させており、感光体ドラム２の回転に従動して回転する。
【００３７】
また、３ｃは帯電ローラクリーニングユニットであり、本実施形態では可撓性を有するクリーニングフィルム３ｅによってクリーニングする。このクリーニングフィルム３ｅが帯電ローラ３ａの長手方向に並行に配置され、かつ同長手方向に対し一定量の往復運動をする支持部材３ｆに一端側が固定され、自由端側近傍の面において帯電ローラ３ａと接触ニップを形成するように配置されている。
【００３８】
前記支持部材３ｆは長手方向に一定範囲で移動可能に取り付けられており、往復運動機構によって一定範囲で往復運動するように構成されている。具体的には、図６及び図７に示すように、外部駆動手段からカップリング15に回転駆動力が伝達され、これがカップリングギア部15ａからカムギア16ａに伝達される。そして、カムギア16ａと一体的に回転するカム部16ｂよって支持部材３ｆが長手方向一方側に押し出され、支持部材３ｆの他方側は戻しバネによって付勢されている。このため、カムギア16ａが回転すると支持部材３ｆがカム部16ｂに沿って長手方向に５mmのストロークで一定量往復運動する。
【００３９】
これにより、帯電ローラ３ａの表面がクリーニングフィルム３ｅで摺擦され、帯電ローラ表面の付着物（微粉トナー、外添剤など）の除去がなされる。
【００４０】
なお、本実施形態の画像形成装置はクリーナーレスシステムを採用している。このクリーナーレスシステムに関して説明する。
【００４１】
［クリーナーレスシステム］
本実施形態の画像形成装置におけるクリーナーレスシステムの概要をまず説明すると、図２において、転写後の感光体ドラム２上の転写残トナーを、引き続く感光体ドラム２の回転に伴い帯電部ａ、露光部ｂを通過させて現像部ｃに持ち運び、現像装置により現像同時クリーニング（回収）するものである。
【００４２】
感光体ドラム２面上の転写残トナーは露光部ｂを通るので露光工程はその転写残トナー上からなされるが、転写残トナーの量は少ないため、大きな影響は現れない。
【００４３】
ただ転写残トナーには正規極性のもの、逆極性のもの（反転トナー）、帯電量が少ないものが混在しており、その内の反転トナーや帯電量が少ないトナーが帯電部ａを通過する際に帯電ローラ３ａに付着することで帯電ローラ３ａが許容以上にトナー汚染して帯電不良を生じることになる。
【００４４】
また感光体ドラム面上の転写残トナーの現像装置による現像同時クリーニングを効果的に行わせるためには、現像部ｃに持ち運ばれる感光体ドラム上の転写残トナーの帯電極性が正規極性であり、かつその帯電量が現像装置によって感光体ドラムの静電潜像を現像できる帯電量であることが必要である。すなわち、反転トナーや帯電量が適切でないトナーについては感光体ドラム上から現像装置に除去、回収できず、不良画像の原因となってしまう。
【００４５】
また近年のユーザニーズの多様化に伴い、写真画像などといった高印字率の画像などの連続印字動作などにより、一度に大量の転写残トナーが発生し、上述したような問題を更に助長させてしまうのである。
【００４６】
そこで本実施形態においては、転写部ｄよりも感光体ドラム２の回転下流側の位置において、感光体ドラム２の転写残トナーを均一化するための、転写残トナー（残留現像剤像）均一化手段３ｇを設け、この転写残トナー均一化手段３ｇよりも感光体ドラム回転方向下流側で帯電部ａよりも感光体ドラム回転方向上流側の位置において、転写残トナーの帯電極性を正規極性である負極性に揃えるためのトナー（現像剤）帯電制御手段３ｈを設けている。
【００４７】
転写残トナー均一化手段３ｇを設けることにより、転写部ｄからトナー帯電制御手段３ｈへ持ち運ばれる感光体ドラム上のパターン上の転写残トナーはトナー量が多くても、そのトナーが感光体ドラム面に分散分布化され、非パターン化されるので、トナー帯電制御手段３ｈの一部にトナーが集中することがなくなる。このため、トナー帯電制御手段３ｈによる転写残トナーの全体的な正規極性帯電化処理が常に十分になされて、転写残トナーの帯電ローラ３ａへの付着防止が効果的になされる。また転写残トナー像パターンのゴースト像の発生も防止される。
【００４８】
本実施形態では上記転写残トナー均一化手段３ｇとトナー帯電制御手段３ｈは、適度の導電性を持ったブラシ状部材であり、ブラシ部を感光体ドラム面上に接触させて配置してある。
【００４９】
またこれらの手段は、図示しない駆動源により感光体ドラムの長手方向に移動（往復運動）するようになっている。このようにすることで、転写残トナー均一化手段３ｇとトナー帯電制御手段３ｈが感光体ドラム上で同一個所に位置し続けることがなくなり、たとえばトナー帯電制御手段３ｈの抵抗ムラによる過帯電部、帯電不足部が存在したとしても、常に同じ感光体ドラム面部分で起こるわけではないため、極小的な転写残トナーの過帯電によって感光体ドラム上に融着が発生すること、また帯電不足によって帯電ローラ３ａに転写残トナーが付着することが防止し、あるいは緩和される。
【００５０】
［露光手段］
本実施形態においては、上記感光体ドラム２への露光は、レーザー露光手段を用いて行っている。即ち、装置本体から画像信号が送られてくると、この信号に対応して変調されたレーザー光Ｌが、感光体ドラム２の一様帯電面に対して走査露光される。そして、感光体ドラム２面には画像情報に対応した静電潜像が選択的に形成される。
【００５１】
図１に示すように、レーザー露光手段は、固体レーザー素子（不図示）、ポリゴンミラー51ａ、結像レンズ51ｂ、反射ミラー51ｃ等から構成されている。入力された画像信号に基づき発光信号発生器（不図示）により固体レーザー素子が所定タイミングでＯＮ／ＯＦＦ発光制御される。固体レーザー素子から放射されたレーザー光Ｌは、コリメーターレンズ系（不図示）により略平行な光束に変換され、高速回転するポリゴンミラー51ａにより走査される。そして、結像レンズ51ｂ、反射ミラー51ｃを介して感光体ドラム２にスポット状に結像される。
【００５２】
この様に感光体ドラム２面上には、レーザー光走査による主走査方向の露光と、更に感光体ドラム２が回転することによる副走査方向の露光がなされ、画像信号に応じた露光分布が得られる。
【００５３】
即ち、レーザー光Ｌの照射及び非照射により、表面電位が落ちた明部電位と、そうでない暗部電位が形成される。そして、明部電位と暗部電位間のコントラストにより、画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【００５４】
［現像手段］
現像手段である現像装置４は、２成分接触現像装置（２成分磁気ブラシ現像装置）であり、図２に示すように、マグネットローラ４ｂを内包した現像剤担持体である現像スリーブ４ａ上にキャリアとトナーからなる現像剤を保持している。現像スリーブ４ａには所定間隙を有して、規制ブレード４ｃが設けられ、現像スリーブ４ａの矢印方向への回転に伴い、現像スリーブ４ａ上に薄層の現像剤を形成する。
【００５５】
現像スリーブ４ａは、図４に示すように、その両側の縮径されたジャーナル部４ａ1にスペーサ４ｋを回転可能に嵌合させることで感光体ドラム２と所定間隙を有するように配置され、現像時においては現像スリーブ４ａ上に形成された現像剤が、感光体ドラム２に対して接触する状態で現像できるように設定されている。現像スリーブ４ａは現像部において感光体ドラム２の回転方向に対してカウンター方向である矢示の時計回り方向に所定の周速度で回転駆動される。
【００５６】
本実施形態において用いたトナーは、平均粒径６μmのネガ帯電トナーを用い、磁性キャリアとしては飽和磁化が205emu/cm3の平均粒径35μmの磁性キャリアを用いた。また、トナーとキャリアを重量比6：94で混合したものを現像剤として用いている。
【００５７】
現像剤が循環している現像剤収納部４ｈは、両端部を除いて長手方向の隔壁４ｄで２つに仕切られている。そして、撹拌スクリュー４ｅＡ，４ｅＢがこの隔壁４ｄを挟んで配置されている。
【００５８】
トナー補給容器から補給されたトナーは、図４に示すように、撹拌スクリュー４ｅＢの奥側に落下し、長手方向の前側に送られながら撹拌され、前側端の隔壁４ｄのない部分を通過する。そして、撹拌スクリュー４ｅＡで更に長手方向の奥側に送られ、奥側の隔壁４ｄのない部分を通り、撹拌スクリュー４ｅＢで送られながら撹拌され、循環を繰り返している。
【００５９】
ここで感光体ドラム２に形成された静電潜像を、現像装置４を用いて２成分磁気ブラシ法により顕像化する現像工程と現像剤の循環系について説明する。
【００６０】
現像スリーブ４ａの回転に伴い、現像容器内の現像剤がマグネットローラ４ｂの汲み上げ極で現像スリーブ４ａ面に汲み上げられて搬送される。
【００６１】
その搬送される過程において、現像剤は現像スリーブ４ａに対して垂直に配置された規制ブレード４ｃによって層厚が規制され、現像スリーブ４ａ上に薄層現像剤が形成される。薄層現像剤が現像部に対応する現像極に搬送されると、磁気力によって穂立ちが形成される。感光体ドラム２面の静電潜像は、この穂状に形成された現像剤中のトナーによってトナー像として現像される。本実施形態においては、静電潜像は反転現像される。
【００６２】
現像部を通過した現像スリーブ４ａ上の薄層現像剤は引き続き現像スリーブ４ａの回転に伴い現像容器内に入り、搬送極の反発磁界によって現像スリーブ４ａ上から離脱して現像容器内の現像剤溜りに戻される。
【００６３】
現像スリーブ４ａには、不図示の電源から直流（ＤＣ）電圧および交流（ＡＣ）電圧が印加される。本実施の形態では、−500Ｖの直流電圧と、周波数2000Ｈｚでピーク間電圧1500Ｖの交流電圧が印加され、感光体ドラム２の露光部にのみ選択的に現像している。
【００６４】
一般に２成分現像法においては交流電圧を印加すると現像効率が増し、画像は高品位になるが、逆にかぶりが発生しやすくなるという危険も生じる。このため、通常、現像スリーブ４ａに印加する直流電圧と感光体ドラム２の表面電位間に電位差を設けることによって、かぶりを防止することを実現している。より具体的には、感光体ドラム２の露光部の電位と非露光部の電位との間の電位のバイアス電圧を印加している。
【００６５】
現像によりトナーが消費されると、現像剤中のトナー濃度が低下する。本実施形態では、撹拌スクリュー４ｅＢの外周面に近接した位置にトナー濃度を検知する濃度センサ４ｇを配置している。現像剤内のトナー濃度が所定の濃度レベルよりも低下したことをセンサ４ｇで検知すると、トナー補給容器から現像装置４内にトナーを補給する命令が出される。このトナー補給動作により現像剤のトナー濃度が常に所定のレベルに維持管理される。
【００６６】
［トナー補給容器］
トナー補給容器５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋは、プロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの上方に並列配置されており、装置本体100の正面より装着される。
【００６７】
図２に示すように、トナー補給容器の内部に撹拌軸５ｃに固定された撹拌板５ｂとスクリュー５ａが配置され、容器底面にはトナーを排出する排出開口部５ｆが形成されている。
【００６８】
スクリュー５ａと撹拌軸５ｃは、図５に示すように、その両端を軸受５ｄで回転可能に支持され、片方の最端部には駆動カップリング（凹）５ｅが配置されている。この駆動カップリング（凹）５ｅは装置本体の駆動カップリング（凸）62ｂから駆動伝達を受け、回転駆動される。スクリュー５ａの外形部は、螺旋リブ形状となっており、排出開口部５ｆを中心に、螺旋の捩れ方向を反転させている。駆動カップリング（凸）62ｂの回転により、所定の回転方向にスクリュー５ａは回転される。そして、排出開口部５ｆに向かってトナーは搬送され、排出開口部５ｆの開口よりトナーを自由落下させ、プロセスカートリッジにトナーを補給する。撹拌板５ｂの回転半径方向の先端部は傾斜しており、トナー補給容器の壁面と摺接する際には、上記先端部はある角度をもって当接される。具体的には、撹拌板５ｂの先端側は捩られて、螺旋状態になる。このように、撹拌板５ｂの先端側が捩れ傾斜することにより軸方向への搬送力が発生し、トナーが長手方向に送られる。
【００６９】
なお、本実施形態のトナー補給容器は、２成分現像法に限らず、１成分現像法を用いるプロセスカートリッジまたは現像カートリッジにおいても補給可能であり、またトナー補給容器内に収納される粉体は、トナーだけに限らず、トナー及び磁性キャリアが混合された、いわゆる現像剤であってもよいことは言うまでもない。
【００７０】
［転写手段］
転写手段である中間転写ユニット54は、感光体ドラム２から順次に一次転写されて重ねられた複数のトナー像を、一括して記録媒体52に二次転写するものである。
【００７１】
中間転写ユニット54は、矢印方向に走行する中間転写ベルト54ａを備えており、図１の矢印に示す時計回り方向に感光体ドラム２の外周速度と略同じ周速度で走行している。この中間転写ベルト54ａは、周長約940mmの無端状ベルトであり、駆動ローラ54ｂ、二次転写対向ローラ54ｇ、従動ローラ54ｃの３本のローラにより掛け渡されている。
【００７２】
さらに、中間転写ベルト54ａ内には、転写帯電ローラ54ｆＹ，54ｆＭ，54ｆＣ，54ｆＫが夫々感光体ドラム２の対向位置に回転可能に配置され、感光体ドラム２の中心方向に加圧されている。
【００７３】
転写帯電ローラ54ｆＹ，54ｆＭ，54ｆＣ，54ｆＫは不図示の高圧電源より給電され、中間転写ベルト54ａの裏側からトナーと逆極性の帯電を行い、感光体ドラム２上のトナー像を順次中間転写ベルト54ａの上面に一次転写する。
【００７４】
二次転写部には転写部材として二次転写ローラ54ｄが、二次転写対向ローラ54ｇに対向した位置で中間転写ベルト54ａに圧接している。二次転写ローラ54ｄは、図示上下に揺動可能で且つ回転する。この時同時に中間転写ベルト54ａには、バイアスが印加されるので中間転写ベルト54ａ上のトナー像は記録媒体52に転写される。
【００７５】
ここで中間転写ベルト54ａと二次転写ローラ54ｄは各々駆動されている。記録媒体52が二次転写部に突入すると、所定のバイアスが二次転写ローラ54ｄに印加され、中間転写ベルト54ａ上のトナー像は記録媒体52に二次転写される。
【００７６】
この時、両者に挟まれた状態の記録媒体52は転写工程が行われると同時に、図１の左方向に所定の速度で搬送され、次工程である定着器56にむけて搬送される。
【００７７】
転写工程の最下流側である中間転写ベルト54ａの所定位置には、中間転写ベルト54ａの表面に接離可能なクリーニングユニット55が設けてあり、二次転写後に残った転写残トナーを除去する。
【００７８】
クリーニングユニット55内には、転写残トナーを除去するためのクリーニングブレード55ａが配置されている。クリーニングユニット55は不図示の回転中心で揺動可能に取りつけられており、クリーニングブレード55ａは中間転写ベルト54ａに食い込む方向に圧接している。クリーニングユニット55内に取りこまれた転写残トナーは、送りスクリュー55ｂにより廃トナータンク（不図示）へ搬送され貯蔵される。
【００７９】
ここで中間転写ベルト54ａとしてはポリイミド樹脂からなるものを用いることができる。その他の材質としてはポリイミド樹脂に限定されるものではなく、ポリカーボネイト樹脂や、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリウレタン樹脂などのプラスチックや、フッ素系、シリコン系のゴムを好適に用いることができる
［定着部］
前記現像手段によって感光体ドラム２に形成されたトナー像は、中間転写ベルト54ａを介して記録媒体52上に転写される。そして、定着器56は、記録媒体52に転写されたトナー像を熱を用いて記録媒体52に定着させる。
【００８０】
図１に示すように、定着器56は、記録媒体52に熱を加えるための定着ローラ56ａと記録媒体52を定着ローラ56ａに圧接させるための加圧ローラ56ｂを備えており、各ローラ56ａ，56ｂは中空ローラである。その内部にそれぞれヒータ（不図示）を有している。そして、回転駆動されることによって同時に記録媒体52を搬送する。
【００８１】
即ち、トナー像を保持した記録媒体52は定着ローラ56ａと加圧ローラ56ｂとにより搬送されると共に、熱及び圧力を加えられることによりトナー像が記録媒体52に定着される。定着後の記録媒体52は、排出ローラ53ｈ，53ｊにより排出され、装置本体100上のトレイ57に積載される。
【００８２】
［プロセスカートリッジ及びトナー補給容器の装着］
次に、プロセスカートリッジ及びトナー補給容器の装着手順を図２、図３、図４及び図５を用いて説明する。
【００８３】
装置本体100の正面には、図３に示すように、開閉自在な前ドア58が配置されており、この前ドア58を手前に開くと、プロセスカートリッジ及びトナー補給容器を挿入する開口部が露出される。
【００８４】
プロセスカートリッジを挿入する開口部には、回動可能に支持された芯決め板59が配置されており、プロセスカートリッジを挿抜する場合は、この芯決め板59を開放した後に行う。
【００８５】
装置本体100内には、図２に示すように、プロセスカートリッジの装着を案内するガイドレール60と、トナー補給容器の装着を案内するガイドレール61が固定されている。
【００８６】
プロセスカートリッジ及びトナー補給容器の装着方向は、感光体ドラム２の軸線方向と平行な方向であり、ガイドレール60，61も同様な方向に配置されている。プロセスカートリッジ及びトナー補給容器は、一旦、上記ガイドレール60，61に沿って装置本体100内の手前から奥側にスライドされ挿入される。
【００８７】
プロセスカートリッジが最奥部まで挿入されると、図４に示すように、ドラムフランジ２ｂの中心穴２ｆに装置本体の芯決め軸66が挿入され、感光体ドラム２の奥側の回転中心位置が装置本体に対して決められる。また、これと同時にドラムフランジ２ｂに形成された駆動伝達部２ｇと駆動カップリング（凸）62ａが連結され、感光体ドラム２の回転駆動が可能となる。
【００８８】
本実施形態で用いた駆動伝達部２ｇは捩れた三角柱形状をなしており、本体からの駆動力が加わることで駆動が伝達されると共に、感光体ドラム２を奥側に引き込む力を発生させている。
【００８９】
さらに、後側板65には、プロセスカートリッジを位置決めする支持ピン63が配置されており、この支持ピン63がプロセスカートリッジのフレームに挿入され、プロセスカートリッジのフレームの位置が固定される。
【００９０】
装置本体100の手前側には、回動可能な芯決め板59が配置されており、この芯決め板59に対してプロセスカートリッジの軸受ケース２ｃが支持固定される。これら一連の挿入動作により、感光体ドラム２とプロセスカートリッジは装置本体に対して位置決めされる。
【００９１】
一方、トナー補給容器は最奥部まで挿入されると、図５に示すように、後側板65から突出した支持ピン64に対して固定される。またこれと同時に駆動カップリング（凹）５ｅと駆動カップリング（凸）62ｂが連結され、スクリュー５ａおよび撹拌軸５ｃの回転駆動が可能となる。
【００９２】
[帯電手段のブラシユニット構成]
次に帯電手段のブラシユニットを構成する前記転写残トナー均一化手段３ｇ及びトナー帯電制御手段３ｈは感光体ドラム２の長手方向に往復移動可能に構成されているが、次に図６乃至図９を用いて、その構成について説明する。なお、図６はクリーナーレスシステムとしている帯電手段の斜視説明図であり、図７はクリーナーレスシステムとしている帯電手段の長手説明図、図８はクリーナーレスシステムとしている帯電手段の長手方向断面説明図であり、図９はクリーナーレスシステムとしている帯電手段のプロセス手段端部斜視説明図である。
【００９３】
前記転写残トナー均一化手段３ｇとトナー帯電量制御手段３ｈをユニット化したブラシユニット３ｊは、図８に示すように、転写残トナー均一化手段３ｇをブラシ台11ａに固定支持し、ブラシ台11ａは板金からなるブラシ支持部材12に対して熱加締め、ビス締め、両面テープ等により固定し、同様にトナー帯電量制御手段３ｈをブラシ台11ｂに固定支持し、このブラシ台11ｂをブラシ支持部材12に固定して構成されるユニットである。
【００９４】
ブラシ支持部材12の両端は、図７に示すように、軸12ａ，12ｂが延出しており、一方側（駆動側）の軸12ａ，12ｂには伝達アーム部材14が取り付けられている。転写残トナー均一化手段３ｇおよびトナー帯電量制御手段３ｈはそれぞれ感光体ドラム２中心方向へ向いた状態となるように角度をもって配置されている。
【００９５】
上述のようにブラシユニット３ｊは、転写残トナー均一化手段３ｇとトナー帯電量制御手段３ｈをブラシ支持部材12に対し各々取り付けて一体とした状態で、転写残トナー均一化手段３ｇとトナー帯電量制御手段３ｈは先端部が各々感光体ドラム２表面に当接するよう使用されるユニットである。
【００９６】
［ブラシの往復構成］
本実施形態にあっては、前記ブラシユニット３ｊを感光体ドラム２に圧縮コイルバネ18（図８参照）を用いて付勢しながら支持し、ブラシユニット支持スペサー３ｋ3（図６参照）によってブラシユニット３ｊが感光体ドラム２の長手方向に対して往復運動を可能とする構成をとっている。
【００９７】
ブラシユニット３ｊの往復運動は画像形成装置本体に現像装置が装着されると、不図示の本体カプラーから現像装置に設けた、図７に示すカップリング15に回転駆動を伝達し、さらにカップリング15に一体形成されたカップリングギア部15ａから回転駆動変換機構部としてカム部材16を構成するカムギア16ａ、カム部16ｂ伝達される。さらにブラシ支持部材12の端部に固定された駆動伝達部材としての往復運動伝達アーム14が位置するように配置されており、カムギア16ａが回転駆動を本体から伝達され回転すると、カム回転軸線方向に対して傾斜して形成されたカム溝16ｃに位置する伝達アーム部ピン14ａがカム溝16ｃに沿って長手方向に往復運動をする。なお、本実施形態では５mmのストロークで約0.5〜2.5秒の範囲内の一定周期で往復運動を行うようにしている。
【００９８】
前記往復運動伝達アーム14はブラシユニットピン12ａと12ｂが嵌合する構成となっており、図９に示すように、伝達アームピン穴14ｘをブラシユニットピン12ａの径に対して大きめにとり、ガタをもった関係とし、且つ、ブラシユニットピン12ｂは伝達アームピン穴14ｙとガタを持たずに回転可能にＥリング20（図６参照）で組み付けられている。これにより、前記往復運動伝達アーム14は一方のピン12ｂを回転軸として他方のピン12ａとピン穴14ｘのガタの範囲で回動可能となっている。
【００９９】
上記構成により、図６に示すように、ブラシユニットピン12ｂの中心を支持部Ｂ、往復運動伝達アーム14の作用部Ａとすると、カム部16ｂの回転方向下流側に、カム部16ｂの変曲点などで作用部Ａに必要以上の負荷がかかった時に、往復運動伝達アーム14の支持部Ｂを中心として前記ガタの範囲で回転することにより、負荷を吸収する構成となっている。
【０１００】
一方、前記往復運動伝達アーム14が回転し過ぎるとブラシ３ｇ，３ｈの感光体ドラム２への接触が安定しなくなる。そのため、本実施形態では規制手段としての規制部材３ｋ4を設けて往復運動伝達アーム14の回転が所定範囲内になるように規制している。本実施形態にあっては、図６に示すように、規制部材３ｋ4をカム部16ｂの回転方向下流側で、且つ、作用部Ａと支持部Ｂの間に位置するように帯電容器３ｋに配置している。なお、規制部材３ｋ4を設ける部材は前記帯電容器３ｋでなくても、例えば往復運動伝達アーム14に設けるようにしても構わない。
【０１０１】
前記規制部材３ｋ4は、図６に示すように、板状部材であり、往復運動伝達アーム14がピン穴14ｘのガタの範囲で矢印方向へ一定以上回転しようとすると、規制部材３ｋ4に当接して回転が規制される。これにより、往復運動伝達アーム14が過度な回転することがなくなるため、感光体ドラム２へのブラシ３ｇ，３ｈの接触が安定し、感光体ドラム２の駆動負荷を大きくすることもなく安定した画像形成が可能となる。
【０１０２】
また、前記往復運動の際、ブラシユニットピン12ａ，12ｂが４本ある構成の場合、ブラシユニット12の往復運動の平面度は３本のピンで決まる構成になっている。よって４本目のピンの他のピンに対する平行度の精度によっては、往復運動時にブラシユニット支持ガイド３ｋ2（図７参照）の位置に影響を与え、感光体ドラム２に安定した当接を与えない可能性がある。
【０１０３】
そのため、感光体ドラム２への当接方向に必要以上に付勢力を発生させて感光体ドラム２の安定回転や消耗に影響を与えるおそれがある。また、カムギア16ａ及びカム部16ｂの運動と作用して感光体ドラム２から離間する方向に設定値以上の力を発生させ、ブラシユニット12を感光体ドラム２に対して一定のクリアランスを保ちながらの往復運動へ支障をきたすおそれがある。
【０１０４】
本実施形態にあってはこれについても、前述したように伝達アーム14は嵌合しているブラシユニットピン12ｂを中心として、ブラシユニットピン12ａが伝達アーム穴14ｘにたいしてのガタ分、図９に示されている矢印方向に移動可能となっているために、前記支障が防止される。
【０１０５】
なお、本実施形態ではプロセス手段としてブラシ３ｇ，３ｈを例示したが、これに代えてクリーニングブレードやクリーニングローラを往復移動させる構成の場合であっても前述した構成を同様に適用することができる。
【０１０６】
【発明の効果】
本発明は前述したように電子写真感光体に作用するプロセス手段を往復移動させるための駆動伝達部材を回動可能にするとともに、その回動を規制する規制手段を設けたために、負荷を増大させることなく電子写真感光体を安定して動作させることが可能となる。
また、前記駆動伝達部材は、複数の軸部材に支持されており、回動中心となる軸以外の軸部材とは回動方向に対してガタを有しているために、作用部に必要以上の負荷がかかった時に、前記ガタの範囲で回転することにより、負荷を吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置本体の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るプロセスカートリッジ及びトナー補給容器の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る画像形成装置本体の概略斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るプロセスカートリッジの長手断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るトナー補給容器の長手断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る帯電ユニットの概略斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る帯電ユニット長手図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る帯電ユニット長手断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る帯電ユニットのプロセス手段端部概略斜視図である。
【符号の説明】
Ｌ    …レーザー光
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ …プロセスカートリッジ
２    …感光体ドラム
２ａ  …ドラム軸
２ｂ  …ドラムフランジ
２ｃ  …軸受ケース
２ｄ  …非駆動フランジ
２ｅ  …軸受
２ｇ  …駆動伝達部
３    …帯電手段
３ａ  …帯電ローラ
３ｂ  …芯金
３ｃ  …帯電ローラクリーニングユニット
３ｄ  …押しバネ
３ｅ  …クリーニングフィルム
３ｆ  …支持部材
３ｇ  …転写残トナー均一化手段
３ｈ  …トナー帯電制御手段
３ｊ  …ブラシユニット
３ｋ  …帯電容器
３ｋ2 …ブラシユニット支持ガイド
３ｋ3 …ブラシユニット支持スペサー
３ｋ4 …規制部材
４    …現像装置
４ａ  …現像スリーブ
４ａ1 …ジャーナル部
４ｂ  …マグネットローラ
４ｃ  …規制ブレード
４ｄ  …隔壁
４ｅＡ，４ｅＢ …撹拌スクリュー
４ｇ  …濃度センサー
４ｈ  …現像剤収納部
４ｋ  …スペーサ
５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ …トナー補給容器
５ａ  …スクリュー
５ｂ  …撹拌板
５ｃ  …撹拌軸
５ｄ  …軸受
５ｅ  …駆動カップリング
５ｆ  …排出開口部
11ａ，11ｂ …ブラシ台
12    …ブラシ支持部材
12ａ，12ｂ …ブラシユニットピン
14    …往復運動伝達アーム
14ａ  …伝達アーム部ピン
14ｘ  …伝達アームピン穴
14ｙ  …伝達アームピン穴
15    …カップリング
15ａ  …カップリングギア部
16    …カム部材
16ａ  …カムギア
16ｂ  …カム部
16ｃ  …カム溝
18    …圧縮コイルバネ
20    …リング
51Ｙ，51Ｍ，51Ｃ，51Ｋ …露光手段
51ａ  …ポリゴンミラー
51ｂ  …結像レンズ
51ｃ  …反射ミラー
52    …記録媒体
53e，53ｆ …搬送ローラ
53ａ  …給送カセット
53ｂ  …給送ローラ
53ｃ  …リタードローラ
53ｄ  …給送ガイド
53ｇ  …レジストローラ
53ｈ，53ｊ …排出ローラ
54    …中間転写ユニット
54ａ  …中間転写ベルト
54ｂ  …駆動ローラ
54ｃ  …従動ローラ
54ｄ  …二次転写ローラ
54ｆＹ，54ｆＭ，54ｆＣ，54ｆＫ …転写帯電ローラ
54ｇ  …二次転写対向ローラ
55    …クリーニングユニット
55ａ  …クリーニングブレード
55ｂ  …送りスクリュー
56    …定着器
56ａ  …定着ローラ
56ｂ  …加圧ローラ
58    …前ドア
59    …芯決め板
60，61 …ガイドレール
62ａ  …駆動カップリング
62ｂ  …駆動カップリング
63    …支持ピン
64    …支持ピン
65    …後側板
66    …芯決め軸
100   …装置本体
【図１】
0003890227.tif 000002
【図２】
0003890227.tif 000003
【図３】
0003890227.tif 000004
【図４】
0003890227.tif 000005
【図５】
0003890227.tif 000006
【図６】
0003890227.tif 000007
【図７】
0003890227.tif 000008
【図８】
0003890227.tif 000009
【図９】
0003890227.tif 000010