JP2003043857A

JP2003043857A - 現像装置、プロセスカートリッジ及びこれを用いた画像形成装置

Info

Publication number: JP2003043857A
Application number: JP2001231115A
Authority: JP
Inventors: Akira Fujita; 明良藤田; Nobuharu Hoshi; 信晴星; Kenji Matsuda; 健司松田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2001-07-31
Publication date: 2003-02-14

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】極小的な転写残現像剤の過帯電による像担持
体面上のトナー付着を防止し、又は帯電不足部分による
帯電手段への転写現像剤の付着汚染を防止して、帯電不
良や不良画像を防止する。【解決手段】感光ドラム２に帯電を行う帯電ローラ３
ａと、帯電フレームを具備する帯電装置３において、転
写工程後の感光ドラム２上に残留する残留現像剤像の帯
電量を制御するトナー帯電制御手段３ｈと、均一化する
転写残トナー均一化手段３ｇと、帯電装置３外からの回
転駆動を帯電装置３内で往復運動に変換して、トナー帯
電制御手段３ｈ及び／または転写残トナー均一化手段３
ｇを感光ドラム２長手方向に平行する方向に移動可能と
したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子写真複
写機や電子写真プリンター等の電子写真画像形成装置に
使用されるプロセスカートリッジまたは現像装置、そし
てこれらを用いる電子写真画像形成装置に関するもので
ある。

【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
ター（ＬＥＤプリンター、レーザービームプリンターな
ど）、電子写真ファクシミリ装置、および、電子写真ワ
ードプロセッサーなどが含まれる。

【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、回収し再利用する
ようにしたクリーナ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。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。

【００１０】これは、鋭意研究の結果、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。

【００１１】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。

【００１２】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、カラー化の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。

【００１３】そこで本発明は、転写方式、クリーナレス
方式で、現像剤帯電量制御手段と残留現像剤像均一化手
段を具備させている画像形成装置やプロセスカートリッ
ジについて、トナー帯電量制御手段と残留現像剤像均一
化手段を効率よく確実にシンプルな構成で移動させるこ
とにより、極小的な転写残現像剤の過帯電によって像担
持体面上にトナーが付着するのを防止すること、又は帯
電不足の部分による帯電手段への転写現像剤の付着汚染
を防止することにより、帯電不良や不良画像がなく、し
かもクリーナレスシステムのメリットを生かした画像形
成装置を安価で提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、像担持
体に帯電を行う帯電手段と、これを支持する帯電フレー
ムを具備する帯電装置において、転写工程後の像担持体
上に残留する残留現像剤帯電量制御手段と、現像剤像を
転写材に転写した後の像担持体面上に残留する残留現像
剤像を均一化する残留現像剤像均一化手段と、帯電装置
外からの回転駆動を帯電装置内で往復運動に変換する駆
動変換機構と、前記残留現像剤帯電量制御手段及び／ま
たは残留現像剤像均一化手段の一端に形成され、前記駆
動変換機構に係合する係合部と、を具備し、前記駆動変
換機構は一つのカム機構を用い、前記残留現像剤帯電量
制御手段及び／または残留現像剤像均一化手段を像担持
体長手方向に平行する方向に移動可能としたことを特徴
とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】［第一実施形態］本発明に係る画
像形成装置の第一実施形態について、図を用いて説明す
る。以下の説明で長手方向とは記録媒体52の搬送方向に
直交する方向で、電子写真感光体（以下、感光ドラム
２）の軸線方向と同一な方向をいう。また、左右とは記
録媒体52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。

【００１６】［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。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。

【００１７】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
ザビーム光学走査系）が夫々並列配置されている。

【００１８】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２次転写ロ
ーラ54ｄが配置されている。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】本実施形態の画像形成装置はクリーナレス
システムの装置であり、感光ドラム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。

【００２２】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。

【００２３】［給送部］給送部は、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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】［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
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
光ドラム２が寿命に至った場合に交換する。

【００２８】本実施形態においては、例えば、感光ドラ
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。

【００２９】感光ドラム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。

【００３０】電荷注入層は、絶縁性樹脂のバインダーに
導電性微粒子として、例えばＳｎＯ ₂超微粒子を分散し
た材料の塗工層を用いている。

【００３１】図４に示すように、感光ドラム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２
ｂ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、
感光ドラム２はドラム軸２ａの軸を中心に回転される。

【００３２】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。

【００３３】［帯電装置］帯電装置３は接触帯電方法を
用いたものであり、帯電部材として帯電ローラ３ａを用
いている。

【００３４】図２に示すように、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によって感光ドラ
ム方向に付勢して感光ドラム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、感光ドラム２の回転に従
動して回転する。

【００３５】帯電ローラクリーニング部材３ｃは、可撓
性を持つクリーニングフィルム３ｅ、支持部材３ｆから
構成されている。クリーニングフィルム３ｅは、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に一端を固
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。支持部材３
ｆ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。

【００３６】なお本実施形態の画像形成装置はクリーナ
レスシステムを採用している。このクリーナレスシステ
ムに関して説明する。

【００３７】［クリーナレスシステム］本実施形態の画
像形成装置におけるクリーナレスシステムは、転写後の
感光ドラム２上の転写残トナーを、引き続く感光ドラム
の回転に伴い帯電部ａ、露光部ｂを通過させ現像部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。

【００３８】感光ドラム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。

【００３９】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
不良を生じる事になる。

【００４０】また感光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ドラムの静電潜像を現像できる帯
電量である事が必要である。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。

【００４１】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。

【００４２】そこで本実施形態においては、転写部ｄよ
りも感光ドラム下流側の位置において、感光ドラム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よりも感光ドラム回転方向下流側で帯電部
ａよりも感光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。

【００４３】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り、該トナ
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。

【００４４】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、ブラシ部を感光ドラム面上に
接触させて配置してある。またこれらの手段は、図示し
ない駆動源により感光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。

【００４５】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
ることが防止あるいは緩和される。

【００４６】ここで、帯電装置について図６乃至図８を
用いて詳細に説明する。図６はクリーナレスシステムと
している帯電装置の斜視図、図７はクリーナレスシステ
ムとしている帯電装置の長手図、図８はクリーナレスシ
ステムとしている帯電装置の長手断面図である。

【００４７】図８に示すように、プロセスカートリッジ
の一部を構成する帯電ユニット３の帯電容器３ｋの帯電
ローラ支持部３ｋ１には、帯電ローラ３ａが感光ドラム
２に当接する方向に押しバネ３ｄによって圧接されなが
ら回転自在に支持されており、感光ドラム２の回転に従
動して回転する。また感光ドラム２の転写残トナーを均
一化するためのブラシ３ｇ及びトナー帯電制御ブラシ３
ｈをブラシ支持部材12に固定し、ブラシユニット３ｊを
構成する。そして、ブラシユニット支持部３ｋ１にはブ
ラシユニット３ｊが感光ドラム２の長手方向に対して往
復運動可能に支持されている。

【００４８】図７に示すように、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からカムギア16
に伝達される。残留現像剤帯電量制御手段として帯電ロ
ーラ３ａ背面に配置された帯電ローラシートユニット３
ｆの端部の帯電ローラシートユニットアーム３ｆ１とブ
ラシ支持部材12の端部に固定されたブラシユニットアー
ム14とがカムギア16の中心軸に対して対向する位置に配
置され、且つ、帯電ローラシートユニット３ｆとブラシ
ユニット３ｊにはカム16ｂに沿った運動を可能にするた
めの帯電シートユニットバネ30、ブラシユニットバネ31
が配置されている。カムギア16が回転駆動を本体から伝
達されることによって、カム16ｂからブラシユニットア
ーム14と帯電ローラシートユニットアーム３ｆ１での運
動伝達により往復運動に変換をおこなう。

【００４９】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。

【００５０】カップリングギア15及びカムギア16はギア
軸受け17のカップリングギア軸17ａ、カムギア軸17ｂに
よって支持されており、本体からの回転駆動入力方向に
対して反対側のギアの位置決めはカップリングギア軸17
ａの段付き部17ｃとカムギア軸根元面17ｄにそれぞれの
ギアが突き当たることによって規制されている。

【００５１】また、図６に示すように、前記カップリン
グギア15とカムギアユニット16の抜け止めとしてサイド
カバー18がギア軸受け17の更に外側に配置されており、
サイドカバー18とギア軸受け17は帯電容器３ｋに共に連
結固定されている。

【００５２】［露光手段］本実施形態においては、感光
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。

【００５３】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
して感光ドラム２にスポット状に結像される。

【００５４】この様に感光ドラム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。

【００５５】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。

【００５６】［現像手段］図２に示すように、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、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。

【００５７】図４に示すように、現像スリーブ４ａは、
その両側の縮径されたジャーナル部４ａ１にスペーサ４
ｋを回転可能に嵌合させることで感光ドラム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方向に所定
の周速度で回転駆動される。

【００５８】本実施において用いたトナーは、平均粒径
６μｍのネガ帯電トナーであり、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。

【００５９】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。

【００６０】トナー補給容器から補給されたトナーは、
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。

【００６１】ここで感光ドラム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。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】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、感光ドラム２の露光部にのみ選択的に現像してい
る。

【００６６】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
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。

【００６７】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。

【００６８】［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、１
Ｍ、１Ｃ、１Ｋの上方に並列配置されており、装置本体
100正面より装着される。

【００６９】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。図５に示すように、スクリュー
５ａと撹拌軸５ｃは、その両端を軸受５ｄで回転可能に
支持され、片方の最端部には凹状の駆動カップリング５
ｅが配置されている。駆動カップリング５ｅは装置本体
の凸状の駆動カップリング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、らせんリブ
形状となっており、排出開口部５ｆを中心に、らせんの
ねじれ方向を反転させている。スクリュー５ａは、駆動
カップリング62ｂの回転により、所定の回転方向に回転
される。そして、トナーは排出開口部５ｆに向かって搬
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１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５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
端側はねじられて、らせん状態になる。このように、撹
拌板５ｂの先端側がねじ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。

【００７０】なお、本実施形態のトナー補給容器５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。

【００７１】［転写手段］転写手段である中間転写ユニ
ット54は、感光ドラム２から順次に１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２次転
写するものである。

【００７２】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、矢印の時計方向に
感光ドラム２の外周速度と略同じ周速度で走行してい
る。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、２次転写対向ローラ54
ｇ、従動ローラ54ｃの３本のローラにより掛け渡されて
いる。

【００７３】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
ドラム２の対向位置に回転可能に配置され、感光ドラム
２の中心方向に加圧されている。

【００７４】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
１次転写する。

【００７５】２次転写部には転写部材として２次転写ロ
ーラ54ｄが、２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。２次転写ローラ54
ｄは、図示上下に揺動可能となっており、中間転写ベル
ト54ａと２次転写ローラ54ｄは各々駆動されている。記
録媒体52が２次転写部に突入すると、所定のバイアスが
２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２次転写される。

【００７６】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、図示左方向に所定の速度で搬送
され次工程である定着器56に向けて搬送される。

【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、２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。

【００８０】［定着部］前記現像手段によって感光ドラ
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。

【００８１】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。

【００８２】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5
7に積載される。

【００８３】［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。図３に示すように、装置本体100の正面には、
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１及びトナー補給
容器５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１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１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】図２に示すように、装置本体100内には、
プロセスカートリッジ１の装着を案内するガイドレール
60と、トナー補給容器５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１及びトナー補給容
器５の装着方向は、感光ドラム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１及びトナー補給容器５
は、一旦、上記ガイドレール60、61に沿って装置本体10
0内の手前から奥側にスライドされ挿入される。

【００８７】図４に示すように、プロセスカートリッジ
１が最奥部まで挿入されると、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、感光ドラ
ム２の奥側の回転中心位置が装置本体100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62ａが連結さ
れ、感光ドラム２の回転駆動が可能となる。駆動伝達部
２ｇはねじれた三角柱形状をとなっており、装置本体10
0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１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１のフレームに挿
入され、プロセスカートリッジ１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１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、図５に示すように、トナー補給容器
５は最奥部まで挿入されると、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５ｅと駆動カップリング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】上述のごとく、トナー帯電量制御手段と残
留現像剤像均一化手段を効率よく確実にシンプルな構成
で移動させることにより、極小的な転写残現像剤の過帯
電によって感光ドラム２上にトナーが付着するのを防止
すること、又は帯電不足の部分による帯電ローラ３ａへ
の転写現像剤の付着汚染を防止することにより、帯電不
良や不良画像がなく、しかもクリーナレスシステムのメ
リットを生かした画像形成装置を安価で提供することが
できる。

【００９２】

【発明の効果】以上説明したように、現像剤帯電量制御
手段を用いたクリーナレス方式を採用した画像形成装置
や現像装置において、トナー帯電量制御手段を本体から
の回転駆動を現像装置側で受け取り、装置内部で回転運
動から往復運動に変換し、１つのカム機構を用いて残留
現像剤帯電量制御手段及び残留現像剤像均一化手段の２
つを同時に往復運動させる構成とした。

【００９３】これにより、動作の確実性確保による帯電
不良や回収不良の防止、動伝達効率向上による駆動トル
ク低減、２つの往復運動を相殺方向に作動させてカム軸
方向作用力を安定させたことによる帯電ユニット軸方向
ずれの防止（プロセスＣＲＧ）、部品点数の低減による
コストダウン、構成の簡素化によるカートリッジ組立性
の向上が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る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】帯電ユニットの概略斜視図である。

【図７】帯電ユニット長手図である。

【図８】帯電ユニット長手断面図である。

【符号の説明】Ｌ …レーザー光ａ …帯電部ｂ …露光部ｃ …現像部ｄ …転写部１Ｃ〜１Ｙ …プロセスカートリッジ２ …感光ドラム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３ａ …帯電ローラ３ｂ …芯金３ｃ …帯電ローラクリーニング部材３ｄ …押しバネ３ｅ …クリーニングフィルム３ｆ …支持部材３ｆ１ …帯電ローラシートユニットアーム３ｇ …均一化手段３ｈ …帯電制御手段３ｊ …ブラシユニット３ｋ …帯電容器３ｋ１ …帯電ローラ支持部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 …センサ４ｈ …現像剤収納部４ｋ …スペーサ５Ｃ〜５Ｙ …トナー補給容器５ａ …スクリュー５ｂ …撹拌板５ｃ …撹拌軸５ｅ …駆動カップリング５ｆ …排出開口部 12 …ブラシ支持部材 14 …ブラシユニットアーム 15 …カップリング 15ａ …カップリングギア部 16 …カムギア 16ｂ …カム 17 …ギア軸受け 17ａ …カップリングギア軸 17ｂ …カムギア軸 17ｃ …段付き部 17ｄ …カムギア軸根元面 18 …サイドカバー 30 …帯電シートユニットバネ 31 …ブラシユニットバネ 51Ｃ〜51Ｙ …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 …２次転写ローラ 54ｆＣ〜54ｆＹ …転写帯電ローラ 54ｇ …２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 62ａ、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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松田健司東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2H077 AA12 AA15 AA37 AB02 AB13 AB14 AB15 AC02 AC16 AD06 AD13 AD18 AD31 AD36 BA03 BA07 BA08 BA09 DA10 DB02 DB14 EA01 GA01 GA13 GA17 2H134 GA01 GB02 HF12 HF13 HF16 JA05 KB20 KC10 KH01 KH10 KH17 MA02 MA11 MA14 2H200 FA03 FA14 GA12 GA14 GA23 GA34 GA45 GA49 GA59 GB32 GB37 HA03 HA28 HB12 HB31 JC03 LA12 LA22 LA27 LA29 LA38

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体に帯電を行う帯電手段と、これ
を支持する帯電フレームを具備する帯電装置において、転写工程後の像担持体上に残留する残留現像剤帯電量制
御手段と、現像剤像を転写材に転写した後の像担持体面
上に残留する残留現像剤像を均一化する残留現像剤像均
一化手段と、帯電装置外からの回転駆動を帯電装置内で往復運動に変
換する駆動変換機構と、前記残留現像剤帯電量制御手段及び／または残留現像剤
像均一化手段の一端に形成され、前記駆動変換機構に係
合する係合部と、を具備し、前記駆動変換機構は一つのカム機構を用い、前記残留現
像剤帯電量制御手段及び／または残留現像剤像均一化手
段を像担持体長手方向に平行する方向に移動可能とした
ことを特徴とする帯電装置。
【請求項２】前記駆動変換機構として、一つのカム機
構を用い、前記残留現像剤帯電量制御手段及び／または
残留現像剤像均一化手段をカムの回転中心をはさんだ位
置で作用させ、像担持体長手方向に平行で、且つ、それ
ぞれが対向する方向に移動することを特徴とする請求項
１に記載の帯電装置。
【請求項３】前記カム機構が作用する方向に対して、
対向する方向に付勢力がかかる機構を配し、随時カムに
沿って前記残留現像剤帯電量制御手段及び／または残留
現像剤像均一化手段が像担持体長手方向に移動可能とし
たことを特徴とする請求項１又は２に記載の帯電装置。
【請求項４】すくなくとも像担持体と、像担持体に帯
電を行う帯電手段を帯電フレームによって支持した帯電
装置を具備する画像装置本体に着脱自在なプロセスカー
トリッジにおいて、転写工程後の像担持体上に残留する残留現像剤帯電量制
御手段と、現像剤像を転写材に転写した後の像担持体面
上に残留する残留現像剤像を均一化する残留現像剤像均
一化手段の一方あるいは両方と、プロセスカートリッジ外からの回転駆動をプロセスカー
トリッジ内で往復運動に変換する駆動変換機構と、前記残留現像剤帯電量制御手段及び／または残留現像剤
像均一化手段の一端に形成され、前記駆動変換機構に係
合する係合部と、を具備し、前記駆動変換機構は一つの
カム機構を用い、前記残留現像剤帯電量制御手段及び／
または残留現像剤像均一化手段を像担持体長手方向に平
行な方向に移動可能としたことを特徴とするプロセスカ
ートリッジ。
【請求項５】前記駆動変換機構として、一つのカム機
構を用い、前記残留現像剤帯電量制御手段及び／または
残留現像剤像均一化手段をカムの回転中心をはさんだ位
置で作用させ、像担持体長手方向に平行で、且つ、それ
ぞれが対向する方向に移動することを特徴とする請求項
４に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項６】前記カム機構が作用する方向に対して、
対向する方向に付勢力がかかる機構を配し、随時カムに
沿って前記残留現像剤帯電量制御手段及び／または残留
現像剤像均一化手段が像担持体長手方向に移動可能とし
たことを特徴とする請求項４又は５に記載のプロセスカ
ートリッジ。
【請求項７】すくなくとも像担持体と、像担持体に帯
電を行う帯電手段を帯電フレームによって支持した帯電
装置を具備する現像ユニットを、これらを一体的なカー
トリッジとして、もしくは少なくとも現像ユニットを着
脱可能に具備した画像形成装置において、転写工程後の像担持体上に残留する残留現像剤帯電量制
御手段と、現像剤像を転写材に転写した後の像担持体面
上に残留する残留現像剤像を均一化する残留現像剤像均
一化手段の両方と、帯電装置外からの回転駆動を帯電装
置内で往復運動に変換する駆動変換機構と、プロセスカートリッジ外からの回転駆動をプロセスカー
トリッジ内で往復運動に変換する駆動変換機構と、前記残留現像剤帯電量制御手段及び／または残留現像剤
像均一化手段の一端に形成され、前記駆動変換機構に係
合する係合部と、を具備し、前記駆動変換機構は一つのカム機構を用い、前記残留現
像剤帯電量制御手段及び／または残留現像剤像均一化手
段を像担持体長手方向と平行した方向に移動可能とした
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】前記駆動変換機構として、一つのカム機
構を用い、前記残留現像剤帯電量制御手段及び／または
残留現像剤像均一化手段をカムの回転中心をはさんだ位
置で作用させ、像担持体長手方向に平行で、且つ、それ
ぞれが対向する方向に移動することを特徴とする請求項
７に記載の画像形成装置。
【請求項９】前記カム機構が作用する方向に対して、
対向する方向に付勢力がかかる機構を配し、随時カムに
沿って前記残留現像剤帯電量制御手段及び／または残留
現像剤像均一化手段が像担持体長手方向に移動可能とし
たことを特徴とする請求項７又は８に記載の画像形成装
置。