(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体である電子写真感光体に当接して作用する２本のブラシ部材を備えるブラシユニットを支持するプロセス手段支持機構であって、
前記ブラシユニットを長手方向の両端で支持し、前記ブラシ部材を電子写真感光体表面に当接するように姿勢を保持する支持部材と、
前記ブラシユニットを前記電子写真感光体に所定圧で当接するように前記支持部材を付勢する付勢手段とを有し、
前記ブラシユニットの長手方向両端部には各々２本の軸部を備え、
前記各々２本の軸部は前記支持部材に設けられた穴部と嵌合し、
前記支持部材の前記電子写真感光体との対向部は、前記電子写真感光体表面と略同一半径の円弧形状を有し、
前記電子写真感光体の回転方向における前記付勢部材の付勢位置が、前記支持部材の前記円弧形状と前記電子写真感光体との最上流の当接位置と最下流の当接位置の中点より前記電子写真感光体の回転方向の下流側、且つ前記２本の軸部の間にあることを特徴とするプロセス手段支持機構。
【請求項２】
前記支持部材は前記ブラシ部材のブラシ先端が前記電子写真感光体の回転中心方向へ該電子写真感光体表面に対して所定の侵入量となるよう保持することを特徴とする請求項１記載のプロセス手段支持機構。
【請求項３】
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、
電子写真感光体を帯電する帯電ローラと、前記電子写真感光体に当接して作用する２本のブラシ部材を備えるブラシユニットとを有し、
前記ブラシユニットを請求項１又は２に記載のプロセス手段支持機構によって支持することを特徴とする帯電装置。
【請求項４】
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、
回転体である電子写真感光体と、
前記電子写真感光体を帯電する帯電ローラと、前記電子写真感光体に当接して作用する２本のブラシ部材を備えるブラシユニットとを有し、
前記ブラシユニットを請求項１又は２に記載のプロセス手段支持機構によって支持することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項５】
回転体である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当接して作用する２本のブラシ部材を備えるブラシユニットを有し、
前記ブラシユニットを請求項１又は２に記載のプロセス手段支持機構によって支持することを特徴とする電子写真画像形成装置。
【請求項６】
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５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支持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、像担持体である電子写真感光体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】
また、帯電装置とは、電子写真感光体を所定の極性・電位に一様に帯電処理する手段を有するものである。
【０００６】
【従来の技術】
従来、電子写真感光体（以下、「感光体ドラム」と記す）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。
【０００７】
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ユーザ自身が容易に行うことが可能となった。そこで、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。
【０００８】
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、または感光体ドラム及び帯電手段、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。
【０００９】
また、近年では、感光体ドラムを所定の極性・電位に一様に帯電処理する工程を含む作像プロセスを適用して画像情報に対応した現像剤像を形成し、その現像剤像を転写材に転写して画像形成物を出力させ、転写工程後の感光体ドラム上に残余する現像剤を現像手段において現像同時クリーニングで感光体ドラム上から除去・回収して再利用するようにし、クリーニング装置を廃止したクリーナーレス方式を提案し、小型化された画像形成装置本体を提供しようとしている。
【００１０】
たとえば、感光体ドラムの回転方向において転写手段の下流側かつ帯電手段の上流側に、転写工程後の感光体ドラム上に残留する転写残現像剤（以下、「転写残トナー」と記す）の帯電極性を正規の帯電極性に揃える現像剤帯電量制御手段（以下、「トナー帯電量制御手段」と記す）を設けて、接触帯電部材の転写残トナー付着汚れを防止し、帯電不良等によるかぶり画像の発生を防止したクリーナーレス方式の画像形成装置およびプロセスカートリッジが提案されている（特開平８-1373368号公報）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記トナー帯電量制御手段は固定式の適度に導電性を持ったブラシ形状部材を使用しているが、転写残トナーの電荷（トリボ）を正規極性で適正帯電量に制御する場合において、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、感光体ドラムと過帯電転写残トナーとの鏡映力が強すぎて、接触帯電部材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材に転写されなくなり、結果として、過帯電転写残トナーは感光体ドラム上に融着してしまい、不良画像の発生に至ってしまうことがあった。
【００１２】
これは、トナー帯電量制御手段としての固定式のブラシ部材が感光体ドラム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。すなわち、トナー帯電量制御手段に抵抗ムラがあるとき、感光体ドラム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、転写残トナーを十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起こる。
【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ドラム上への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、転写残トナーの過帯電によって感光体ドラム表面上に現像剤が融着するのを防止し、転写残トナーの回収をより効果的に行うことが可能なプロセス手段支持機構、及びこれを備えた帯電装置、プロセスカートリッジ、電子写真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、回転体である電子写真感光体に当接して作用する２本のブラシ部材を備えるブラシユニットを支持するプロセス手段支持機構であって、前記ブラシユニットを長手方向の両端で支持し、前記ブラシ部材を電子写真感光体表面に当接するように姿勢を保持する支持部材と、前記ブラシユニットを前記電子写真感光体に所定圧で当接するように前記支持部材を付勢する付勢手段とを有し、前記ブラシユニットの長手方向両端部には各々２本の軸部を備え、前記各々２本の軸部は前記支持部材に設けられた穴部と嵌合し、前記支持部材の前記電子写真感光体との対向部は、前記電子写真感光体表面と略同一半径の円弧形状を有し、前記電子写真感光体の回転方向における前記付勢部材の付勢位置が、前記支持部材の前記円弧形状と前記電子写真感光体との最上流の当接位置と最下流の当接位置の中点より前記電子写真感光体の回転方向の下流側、且つ前記２本の軸部の間にあ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、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が図示しない駆動手段により長手方向に一定量往復駆動されて帯電ローラ表面がクリーニングフィルム３ｅで摺擦される。これにより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。
【００３９】
［クリーナーレスシステム］
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
そこで本実施形態においては、前記転写残トナーを効率よく回収するために、感光体ドラム２に当接して作用するプロセス手段として転写残トナー均一化手段３ｇ及びトナー帯電制御手段３ｈを設けている。すなわち、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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
［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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
［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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
［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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
［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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
［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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
[帯電手段のブラシユニット構成]
次に、本発明の帯電手段のブラシユニット構成について、図６乃至図12を参照して説明する。なお、図６はクリーナーレスシステムを採用している帯電手段の概略斜視図であり、図７は帯電手段の概略断面図、図８は帯電手段の概略正面図であり、図９は帯電手段の概略側面図、図10は帯電手段のブラシユニット概略上面図、図11はブラシユニットの付勢位置説明図、図12はブラシユニットとに作用する力の概略説明図ある。
【００９２】
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７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は板金からなるベースフレーム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をベースフレーム12に固定して構成されるユニットである。
【００９３】
ベースフレーム12の両端は、図８に示すように、軸13ａ，13ｂ，13ｃ，13ｄが延出しており、一方側（駆動側）の軸13ａ，13ｂ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。
【００９４】
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をベースフレーム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。
【００９５】
（ブラシユニットの駆動構成）
帯電手段３は長手方向一方端側に、図８に示すように、駆動伝達手段としてのカップリングギア15、レシプロカム16を有し、帯電手段３のフレーム３ｋに回転可能に嵌合支持されている。レシプロカム16はカップリングギア15と噛み合うカムギア16ａとカム16ｂからなり、カムギア16ａとカム16ｂによりカム溝16ｃを形成し、連結されて一緒に回転をする。カム溝16ｃには前記ブラシユニット３ｊの伝達アーム部材14の突出部14ａが嵌っている。画像形成装置本体に装着されると、不図示の本体カプラーがカップリングギア15と嵌合し、回転駆動力が伝達され、カップリングギア15と噛み合うレシプロカム16が回転する。
【００９６】
レシプロカム16が回転すると、カム溝16ｃに嵌っているブラシユニット３ｊの伝達アーム部材突出部14ａがカム溝16ｃに沿って長手方向に移動され、往復運動をおこなう。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っている。
【００９７】
（ブラシユニットの支持・ブラシ侵入量）
上述のブラシユニット３ｊにおいて、ブラシ状部材である転写残トナー均一化手段３ｇとトナー帯電量制御手段３ｈは感光体ドラム２の表面に対して、感光体ドラム２の中心方向に向けて、感光体ドラム２表面にブラシ先端部が所定の侵入量Ｘ1、Ｘ2となるよう支持されなければならない。所定の侵入量Ｘ1、Ｘ2を満足しない場合、たとえば侵入量が少ない場合は転写残トナーが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をすり抜けやすくなり、それぞれ十分に電荷付与されず、転写残トナーの帯電量にムラが生じてしまう。また、侵入量が多いと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は感光体ドラム２との接触圧が大きくなり、転写残トナーを過大にせき止め、感光体ドラム２表面より掻き落としてしまうおそれがある。
【００９８】
また、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の姿勢が感光体ドラム２中心方向へ向いた状態でないと同様に所定の侵入量でなくなり、また、感光体ドラム２の回転方向に対して積極的にカウンター状態で感光体ドラム２表面に当接してしまい感光体ドラム２表面上の転写残トナーを掻き落としてしまう。
【００９９】
そこで、本実施形態では、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の姿勢を各々感光体ドラム２中心方向へ向いた状態に保持し、ブラシ先端部の侵入量が所定の侵入量Ｘ1、Ｘ2となるよう制御する支持部材を設けている。
【０１００】
具体的には、図９に示すように、支持部材としてのスペーサ17は表面に感光体ドラム２の表面と同様の円弧形状部17ｃを有し、また、決め穴17ａと長丸穴17ｂを有した樹脂部材である。たとえば、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）やポリフィニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミド樹脂（ナイロン）等の摺動性に優れた樹脂がよい。スペーサ17の決め穴17ａと長丸穴17ｂはブラシユニット３ｊのベースフレーム12の両端部に延出している各々２本の軸13ａ，13ｂ，13ｃ，13ｄと長手方向に摺動可能に嵌合し、スペーサ17に対してブラシユニット３ｊは回転規制されて姿勢・位置が決められる。ブラシユニット３ｊは付勢手段となる圧縮コイルバネ18に付勢されて両端部に嵌合したスペーサ17が感光体ドラム２の表面に所定の加圧力で当接する。本実施形態では圧縮コイルバネ18はブラシユニット３ｊの両端部に嵌合したスペーサ17に取り付けた構成とし、ブラシユニット３ｊを支持しているスペーサ17自体を直接付勢している。
【０１０１】
スペーサ17は、図９に示すように、帯電手段３のフレーム３ｋ長手方向所定位置に設けられているガイド部３ｍに、長手方向へは位置規制されて感光体ドラム２の方向へはガイド３ｍに沿って移動可能に係合しており、帯電手段３のフレーム３ｋとスペーサ17間で圧縮コイルバネ18が位置している。
【０１０２】
スペーサ17は感光体ドラム２に対して長手方向に往復運動しないので、スペーサ17を直接付勢することで往復運動に関係なく感光体ドラム２へブラシユニット３ｊを安定して付勢することができる。
【０１０３】
（スペーサの加圧）
図12に示すように、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には感光体ドラム２に当接していることにより、それぞれ反発力Ｆ1、Ｆ2が生じる。さらに感光体ドラム２が回転することで回転方向への摺動摩擦力Ｆ3、Ｆ4がそれぞれ発生する。これによりブラシユニット３ｊには感光体ドラム２が回転している際にＦ1，Ｆ2，Ｆ3，Ｆ4によるモーメントＭが働き、感光体ドラム２の表面に対して姿勢が傾く力が作用する。
【０１０４】
スペーサ17はブラシユニット３ｊを支持しているので、その結果、図12(b)に示すように、円弧形状部17ｃの感光体ドラム回転方向上流側Ｐ部は感光体ドラム２と当接するが感光体ドラム２の回転方向下流側Ｑ部が感光体ドラム２表面から離れようとする。
【０１０５】
そこで、本実施形態では、図11に示すように、スペーサ17の圧縮コイルバネ18で付勢する位置を感光体ドラム２との当接部Ｐ，Ｑの中点（当接部が複数箇所ある場合には感光体ドラム２の回転方向において、最上流の当接位置から最下流の当接位置の中間）よりも感光体ドラム２の回転方向下流側へずらした位置（Ｗ）としている。これにより、反発力Ｆ1，Ｆ2と感光体ドラム２の回転摺動による摩擦力Ｆ3，Ｆ4から生じるモーメントＭが生じても、スペーサ17の円弧形状部17ｃの当接部Ｐ，Ｑが感光体ドラム２の表面へ当接するようにしている。このように圧縮バネ18で加圧する位置をずらすことで、ブラシユニット３ｊに作用する力のベクトル方向と圧縮バネ18の加圧力をつり合わすことができ、圧縮バネ18の付勢力を強くして感光体ドラム２に過剰に加圧することなくブラシユニット３ｊの姿勢を保持、侵入量を適正支持することができる。
【０１０６】
これにより、ブラシユニット３ｊはスペーサ17によって姿勢を保たれた状態で感光体ドラム２表面と所定の距離を保って位置する。すなわち、転写残トナー均一化手段３ｇのブラシ先端部およびトナー帯電量制御手段３ｈのブラシ先端部は所定の位置、感光体ドラム２表面に対して所定の侵入量Ｘ1、Ｘ2を保たれる。
【０１０７】
なお、各々のブラシ先端部侵入量Ｘ1、Ｘ2は0.5〜2.5mmが好ましく、本実施形態では侵入量1.5mmとなるスペーサ形状を採用している。また、圧縮コイルバネ18は4.9035N(0.5kgf)〜19.614N(2kgf)の範囲のバネ圧が好ましく、本実施形態ではバネ圧を9.807N(1kgf)としている。
【０１０８】
上記構成により、本実施形態にのブラシユニット３ｊは画像形成装置本体から駆動を受けると、スペーサ17が感光体ドラム２表面に所定の加圧力で当接した状態で且つ、ブラシユニット３ｊの感光体ドラム２に対する姿勢を保った状態で、ブラシユニット３ｊの両端部に延出している２本の軸13ａ，13ｂ，13ｃ，13ｄがスペーサの決め穴17ａおよび長丸穴17ｂに対して長手方向にスラスト摺動し、前述のようにブラシユニット３ｊは往復運動をする。
【０１０９】
なお、前述した実施形態では感光体ドラム２に当接して作用するプロセス手段として、転写残トナー均一化手段３ｇ及びトナー帯電制御手段３ｈの２個のブラシ部材を例示したが、ブラシ部材に限定する必要はなく、また１個の部材の場合であってもよい。
【０１１０】
【発明の効果】
本発明は前述したように、電子写真感光体に当接して作用するブラシユニットを支持する支持部材の付勢を所定位置にすることにより、電子写真感光体より受ける反発力と電子写真感光体の回転摺動より受ける摩擦力から生じるモーメントがあってもブラシユニットの電子写真感光体表面に対する付勢を安定させることができる。
【０１１１】
また、ブラシユニットの当接の安定のために付勢力を増加させる必要がないため、電子写真感光体に過剰な加圧力を与えずに姿勢保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置本体の断面図である。
【図２】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】画像形成装置本体の概略斜視図である。
【図４】プロセスカートリッジの長手断面図である。
【図５】トナー補給容器の長手断面図である。
【図６】クリーナーレスシステムを採用している帯電手段の概略斜視図である。
【図７】帯電手段の概略断面図である。
【図８】帯電手段の概略正面図である。
【図９】帯電手段の概略側面図である。
【図１０】帯電手段のブラシユニット概略上面図である。
【図１１】ブラシユニットの付勢位置説明図である。
【図１２】ブラシユニットに作用する力の概略説明図である。
【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
２ｆ  …中心穴
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  …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  …フレーム
３ｍ  …ガイド部
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
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  …ブラシ台
11ｂ  …ブラシ台
12    …ベースフレーム
13ａ，13ｂ，13ｃ，13ｄ …軸
14    …伝達アーム部材
14ａ  …突出部
15    …カップリングギア
16    …レシプロカム
16ａ  …カムギア
16ｂ  …カム
16ｃ  …カム溝
17    …スペーサ
17ａ  …決め穴
17ｂ  …長丸穴
17ｃ  …円弧形状部
18    …圧縮コイルバネ
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
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
53ｅ，53ｆ …搬送ローラ
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
56    …定着器
56ａ  …定着ローラ
56ｂ  …加圧ローラ
57    …トレイ
58    …前ドア
59    …芯決め板
60，61 …ガイドレール
62ｂ  …駆動カップリング
63，64 …支持ピン
65    …後側板
66    …芯決め軸
100   …装置本体
【図１】
0003943929.tif 000002
【図２】
0003943929.tif 000003
【図３】
0003943929.tif 000004
【図４】
0003943929.tif 000005
【図５】
0003943929.tif 000006
【図６】
0003943929.tif 000007
【図７】
0003943929.tif 000008
【図８】
0003943929.tif 000009
【図９】
0003943929.tif 000010
【図１０】
0003943929.tif 000011
【図１１】
0003943929.tif 000012
【図１２】
0003943929.tif 000013