JP4092540B2

JP4092540B2 - 現像カートリッジ及び画像形成装置

Info

Publication number: JP4092540B2
Application number: JP2001365609A
Authority: JP
Inventors: 友衛有賀; 信正阿部; 雄二郎野村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2021-11-30
Also published as: JP2003167433A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、本体に着脱可能に構成され、前記本体の駆動ギヤを通して被駆動ギヤが駆動され、トナーを現像ローラに供給して該現像ローラにより像担持体上に形成された潜像を現像する現像カートリッジ及び該現像カートリッジを備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置において、一般にトナー像を担持搬送する像担持体に対して現像カートリッジを着脱可能に構成し、現像カートリッジにトナーを貯蔵して現像ローラに供給し該現像ローラにより像担持体上に形成された潜像を現像している。現像ローラは、像担持体に所定の接触圧で当接させて現像する方式と、像担持体から所定のギャップ離して現像する方式がある。当接ローラは、現像ローラの一部に装着されて像担持体に当接して従動回転し、現像ローラと像担持体との相対位置関係の基礎を構成するために設けられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような現像カートリッジの場合、着脱可能とするために種々の問題を有する。例えば現像カートリッジの現像ローラや供給ローラなどは、画像形成装置本体の駆動ギヤから被駆動ギヤを通して駆動されることから、現像ローラと像担持体の相対位置関係の基礎を構成する当接コロの当接状態が不安定になり、駆動ギヤ、被駆動ギヤ双方の駆動振動要因などによって現像ローラまたは像担持体の回転ジッタが発生して画像欠陥が発生する。このことは、駆動ギヤが被駆動ギヤを駆動するときに駆動反力が現像カートリッジを像担持体に近づける方向あるいは遠ざける方向にモーメントとして作用することが要因となっている。
【０００４】
また、当接コロは、現像ローラを支軸として像担持体に従動駆動されるか、あるいは現像ローラに駆動されて像担持体と摺擦して回転するが、そのいずれの状態であっても駆動反力を発生する。そして、双方の回転周速に差異がある場合には、像担持体の回転周速に対して現像ローラに具備した当接コロの回転周速が速い場合にも、逆に像担持体の回転周速に対して現像ローラに具備した当接コロの回転周速が遅い場合にも、それぞれ周速差異に応じて駆動反力を発生し、当接コロの当接状態を不安定にする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであって、駆動ギヤが被駆動ギヤを駆動する時に発生する駆動反力の影響を除き、現像ローラや当接コロの当接状態が不安定になるのを防ぎ、ギヤの駆動振動要因を除いて画像欠陥を抑制するものである。
【０００６】
そのために本発明は、画像形成装置本体に着脱可能に構成され、前記本体の駆動ギヤを通して被駆動ギヤが駆動され、トナーを現像ローラに供給して該現像ローラにより像担持体上に形成された潜像を現像する現像カートリッジや、さらにトナー像を担持搬送する像担持体を備えた画像形成装置において、前記駆動ギヤと被駆動ギヤとの噛み合いポイント近傍に配置されて前記本体に回動可能に支持される回動支点を有し、前記本体の付勢手段により前記現像ローラが前記像担持体の方向に回動付勢されるように構成したことを特徴とするものである。
【０００７】
前記回動支点は、前記現像カートリッジの自重を支える位置近傍に配置したとを特徴とし、前記現像ローラにトナーを供給する供給ローラを有し、前記回動支点は、少なくとも前記現像ローラ及び前記供給ローラの自重を支える位置近傍に配置したことを特徴とし、前記現像ローラの一部に装着されて前記像担持体に当接して従動回転し、前記ローラと前記像担持体との相対位置関係の基礎を構成する当接コロを有し、前記回動支点は、前記当接コロが前記像担持体に当接して従動する時に発生する反力の作用方向近傍に配置し、かつ前記現像カートリッジの自重を支える位置近傍に配置したことを特徴とするものである。
【０００８】
また、前記回動支点は、前記現像カートリッジの着脱方向に対向して支持され、前記被駆動ギヤが駆動ギヤから駆動される時に作用する力が支持方向に向かって作用する位置近傍に配置し、前記現像カートリッジは、前記回動支点と対となるガイド手段を前記着脱方向に有し、前記ガイド手段は、前記付勢手段により回動付勢される方向にクリアランスを設けて支持され、前記現像カートリッジは、前記付勢手段により回動付勢された状態で前記本体の所定の位置に係止される係止手段を有することを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る画像形成装置の１実施の形態を示す模式的断面図、図２は駆動ギヤ及び被駆動ギヤ側からの側面図、図３は現像カートリッジの装着部と回動を説明するための図、図４は現像ローラと像担持体との相対位置関係の基礎を構成する当接コロの有無とそれらの構成例を示す図である。図中、１７は像担持体、２０は現像カートリッジ、３１は供給ローラ、３３は現像ローラ、５２は現像器の装着ガイドピン、５１は現像器の回動支点軸、５３は現像器の支持部材、５４は駆動ギヤ、５５は被駆動ギヤ、５６は付勢バネ、５７は当接コロ、５９は着脱把手を示す。
【００１０】
図１において、本実施形態の画像形成装置は、現像カートリッジ２０を本体に図示Ｓの方向に着脱自在に構成したものである。現像器の支持部材５３は、本体の現像カートリッジ２０を支持する部材であり、その装着支持をするためのスリット部が設けられている。現像カートリッジ２０の現像器の回動支点軸５１ａは、現像器の支持部材５３のスリット部で回動可能に支持される回動支点であり、現像器の装着ガイドピン５２ａは、現像カートリッジ２０の現像ローラ３３が像担持体１７の方向に移動可能となるクリアランスを設けて現像器の支持部材５３のスリット部で支持されるものである。
【００１１】
付勢バネ５６は、本体側に設けられて、現像カートリッジ２０を図示Ｒ１の方向に回動付勢する付勢手段である。この付勢バネ５６により、像担持体１７に近接回転してトナーを現像する現像ローラ３３を像担持体１７の方向、図示Ｒ２の方向に付勢する。駆動ギヤ５４は、本体側に設けられ、現像カートリッジ２０の現像ローラ３３、供給ローラ３１、トナー攪拌部材２９などは、この駆動ギヤ５４から被駆動ギヤ５５を通して駆動される。
【００１２】
上記のように方向Ｒ１は、現像カートリッジ２０が付勢バネ５６で付勢される方向で、方向Ｒ２は、その付勢により現像ローラ３３が回動付勢される像担持体１７の方向であり、このとき現像カートリッジ２０が回動支点軸５１を中心にして回動可能に支持される。また、方向Ｓは、現像カートリッジ２０の装着方向であって、この装着方向の線と直交する方向に駆動ギヤ５４が回動支点軸５１の近傍で被駆動ギヤ５５と噛み合って図示矢印の方向に駆動されるときに、その駆動反力が作用する方向でもある。さらに方向Ｍは、現像ローラ３３または現像ローラ３３の一部に装着された当接コロが像担持体１７に当接して従動回転するときに、それらの回転周速の差異による反力が作用する方向であり、この作用線も回動支点軸５１の近傍を通っている。これら反力の作用する方向は、現像カートリッジ２０の装着方向と合致する方が装着状態を安定させる上で望ましく、また、回動支点軸５１がそれらの線上ないしその近傍に位置することは、現像ローラ３３が像担持体１７の方向Ｒ２に付勢されたときの状態を安定に維持する上で望ましい。
【００１３】
現像カートリッジ２０には、図１に示すように現像器の装着ガイドピン５２ａ、現像器の回動支点軸５１ａが軸方向一方、例えば右側面に設けられると共に、図２に示すようにその反対側の軸方向他方、例えば左側面に現像器の装着ガイドピン５２ｂ、現像器の回動支点軸５１ｂがそれぞれ設けられ、これらに対応して本体側の現像器の支持部材５３ａ、５３ｂにスリット部が設けられる。現像カートリッジ２０は、現像器の回動支点軸５１と現像器の装着ガイドピン５２をこのスリット部に沿って挿入することにより装着される。
【００１４】
現像カートリッジ２０が本体に装着された状態では、図１及び図２に示すように現像器の支持部材５３ａ、５３ｂのスリット部の底部で各現像器の回動支点軸５１ａ、５１ｂが回動支点として回動可能に支持され、スリット部の入口側では現像器の装着ガイドピン５２ａ、５２ｂが回動支点を中心にして移動可能なクリアランスを持って支持される。したがって、図３に示すように現像カートリッジ２０がＲ３の方向に回動付勢されると、現像器の装着ガイドピン５２ａ、５２ｂは、現像器の回動支点軸５１ａ、５１ｂを中心（回動支点）にしてクリアランスにより決まる所定の角度範囲、点線５２ａ′、５２ｂ′に示す位置に移動する。そして、像担持体１７がない場合には、装着ガイドピン５２ａ、５２ｂがスリット部の壁に当接する所定の位置で係止され、像担持体１７が所定の位置に移動させ現像ローラ３３または現像ローラの一部に装着された当接コロと当接したときには、付勢バネ５６による回動付勢にしたがって所望の位置関係に移動する。
【００１５】
現像カートリッジ２０の現像器の回動支点軸５１の位置、つまり回動支点の位置は、駆動ギヤが被駆動ギヤを駆動する時に発生する駆動反力の影響を除き、当接コロの当接状態が不安定になるのを防ぐ上で重要である。まず、駆動ギヤ５４が被駆動ギヤ５５を駆動する時に発生する駆動反力を回動支点でキャンセルするには、図１に示すように駆動ギヤ５４と被駆動ギヤ５５との噛み合いポイント近傍に配置することであり、さらに、現像カートリッジ２０の装着方向に作用するように駆動ギヤ５４と被駆動ギヤ５５との噛み合い駆動方向を設定することである。このように駆動ギヤ５４が被駆動ギヤ５５を駆動する時に発生する駆動反力をキャンセルすると、回動支点で回動可能に支持されるため、現像カートリッジ２０は、上記駆動反力に影響を受けることなく、本体側に設けた付勢手段である付勢バネ５６によって現像ローラ３３が像担持体１７の方向に回動付勢されるようになる。
【００１６】
現像ローラ３３と像担持体１７との間には、例えば図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように相対位置関係の基礎を構成する当接コロ５７ａ、５７ｂが設けられる場合と図４（Ｃ）に示すように当接コロが設けられない場合がある。当接コロ５７ａ、５７ｂにより図４（Ａ）に示すように現像ローラ３３と像担持体１７との間に現像ギャップＧを形成する場合には、現像ローラ３３の素材に格別な制限がなく選択の自由度があるが、図４（Ｂ）に示すように当接コロ５７ａ、５７ｂを設けても図４（Ｃ）に示すように当接コロを設けなくても現像ローラ３３を像担持体１７に接触させる場合には、現像ローラ３３に弾性体が用いられる。
【００１７】
当接コロ５７を設けた場合には、上記駆動反力の影響があると、即ち、現像カートリッジ２０を像担持体１７に近づける方向あるいは遠ざける方向にモーメントとして作用すると、現像ローラ３３と像担持体１７の相対位置関係の基礎を構成する当接コロ５７の当接状態が不安定になり、双方のギヤ５４、５５の駆動振動要因などによって現像ローラ３３または像担持体１７の回転ジッタが発生して画像欠陥が発生する。しかし、上記のようにして駆動反力をキャンセルすることによりこのような画像欠陥を抑制することができる。
【００１８】
また、現像器の回動支点軸５１ａは、現像カートリッジ２０の自重を支える位置近傍、少なくとも現像ローラ３３及び供給ローラ３１の自重を支える位置近傍に配置する。図においては、回動支点となる現像器の回動支点軸５１ａを現像カートリッジ２０の下方側に配置した構造になっているが、現像カートリッジ２０の自重を支える位置、あるいは少なくとも現像ローラ３３及び供給ローラ３１の自重を支える位置であれば、逆に上方に配置してもよい。このことにより、現像カートリッジ２０の自重、現像ローラ３３及び供給ローラ３１の自重によって回動付勢力に影響を与えるのを抑制することができる。
【００１９】
特に、現像カートリッジ２０の構成要素の中で現像ローラ３３及び供給ローラ３１は、他の構成要素に比較して自重が大きくなる場合が多いが、このような配置とすることにより、像担持体１７へ当接する当接コロ５７の当接状態が安定するので、現像ローラ３３及び供給ローラ３１の構成素材の選択自由度が広くなる。比較的比重の軽いアルミニューム系素材をベースにして選択しても、或いは比較的比重の思い鉄系素材をベースにして選択しても、現像カートリッジ全体に影響を及ぼすことがなくなり、自重を無視したコスト優位の選択が可能になる。
【００２０】
同様の影響を抑制する構成としては、当接コロ５７が像担持体１７に当接して従動する時に発生する反力の作用方向Ｍの近傍に回動支点を配置したり、現像カートリッジ２０の自重を支える位置近傍で、かつ当接コロ５７が像担持体１７に当接して従動する時に発生する反力の作用方向近傍に配置した構成とすることも有効である。また、回動支点において、現像カートリッジ２０の装着方向に対向して支持され、図１の矢印Ｓに示すように被駆動ギヤ５５が駆動ギヤ５４から駆動される時に作用する作用力が支持方向に向かって作用する位置近傍に配置した構成とすることも有効である。
【００２１】
像担持体１７と現像ローラ３３に具備した当接コロ５７は、本体に具備した付勢バネ５６によって現像ローラ３３が像担持体１７の方向Ｒ２に回動付勢されて当接し、それぞれ図示矢印方向に回動駆動されている。このとき、当接コロ５７は、現像ローラ３３の支軸として像担持体１７に従動駆動されるか、あるいは現像ローラ３３に駆動された像担持体１７と摺擦して回転するが、そのいずれの状態であっても駆動反力を発生する。そして、双方の回転周速に差異がある場合には、その周速差異に応じて、像担持体１７の回転周速に対して現像ローラ３３に具備した当接コロ５７の回転周速が速い場合には、図示実線矢印方向Ｍに駆動反力を発生し、逆に像担持体１７の回転周速に対して現像ローラ３３に具備した当接コロ５７の回転周速が遅い場合には、図示実線矢印方向Ｍとは逆方向に駆動反力を発生する。
【００２２】
したがって、上記反力の作用をキャンセルする方向Ｍの近傍に回動支点５１を配置すると、付勢バネ５６によって現像ローラ３３が像担持体１７の方向Ｒ２に回動付勢される時にこの反力によって回動付勢状態が不安定になることを防ぐことができる。図では、回動支点を現像カートリッジ２０の下方に配置しているが、当接コロ５７が像担持体１７に当接して駆動する時に発生する反力の作用をキャンセルする方向の近傍にあれば、逆に上方に設けてもよい。また、被駆動ギヤ５５が駆動される時の作用力が支持方向Ｓに向かって作用することにより、現像カートリッジ２０の支持状態が安定して像担持体１７との相対関係が好ましい関係に保持される。
【００２３】
さらに、図１に構成では、被駆動ギヤ５５が駆動ギヤ５４から駆動される駆動側に回動支点５１、この駆動側と離れた他方に装着ガイドピン５２が配置される、少なくとも２ヶ所に配置した一対の構成としている。そして、駆動側の回動支点５１では、装着方向及び装着方向と直交する方向に所定の位置で回動可能に支持され、他方側の装着ガイドピン５２では、装着方向には支持されて当接コロ５７が像担持体１７に付勢された時の反作用として移動可能なクリアランスを設けて支持されている。このことにより、現像カートリッジ２０と像担持体１７との当接関係は所謂３点当接構造になるので当接状態が安定する。
【００２４】
また、被駆動ギヤ５５は、駆動ギヤ５４に対して現像カートリッジ２０の着脱方向と直交する位置近傍に配置されている。このことにより、現像カートリッジ２０を着脱する時に駆動ギヤ５４に対する被駆動ギヤ５５の噛み合い、または離脱を無理なく達成可能にするので、噛み合い、または離脱の安定化を目的とした補助機構が必要なくなる。
【００２５】
現像カートリッジ２０は、本体に装着した時は付勢バネ５６によって現像ローラ３３が像担持体１７の方向に回動付勢されて、装着ガイドピン５２とスリット部とのクリアランス分移動した所定の位置に係止して待機し、そして、像担持体１７を所定の位置に移動させて当接コロ５７に当接した時には所望の位置関係に移動する構造になっている。このことにより、現像カートリッジ２０の着脱に際して像担持体１７との位置関係の制約がないので、着脱操作が容易になる。また、現像カートリッジ２０の着脱操作と、現像カートリッジ２０と像担持体１７との相対位置関係を構成する機能を２分しているので、無理な作動にならず安定した相対位置関係の構成が可能になる。
【００２６】
次に、現像カートリッジ２０内の構成について説明する。現像カートリッジ２０は、図１に示すようにトナー（図のメッシュ部）を貯留するトナー貯留容器２６と、このトナー貯留容器２６内に形成されたトナー貯留部２７と、トナー貯留部２７内に配設されたトナー撹拌部材２９と、トナー貯留部２７の上部に区画形成された仕切部材３０と、仕切部材３０の上方に配設されたトナー供給ローラ３１と、仕切部材３０に設けられトナー供給ローラ３１に当接される可撓性ブレード３２と、トナー供給ローラ３１および像担持体１７に当接するように配設される現像ローラ３３と、現像ローラ３３に当接される規制ブレード３４とから構成されている。
【００２７】
像担持体１７は、画像転写搬送手段の搬送方向に回転され、現像ローラ３３および供給ローラ３１は、図示矢印に示すように、像担持体１７の回転方向とは逆方向に回転駆動され、一方、撹拌部材２９は供給ローラ３１の回転方向とは逆方向に回転駆動される。トナー貯留部２７において撹拌部材２９により撹拌、運び上げられたトナーは、仕切部材３０の上面に沿ってトナー供給ローラ３１に供給され、供給されたトナーは可撓性ブレード３２と摺擦して供給ローラ３１の表面凹凸部への機械的付着力と摩擦帯電力による付着力によって、現像ローラ３３の表面に供給される。現像ローラ３３に供給されたトナーは規制ブレード３４により所定厚さのコーティング層に規制され、薄層化したトナー層は、像担持体１７へと搬送されて現像ローラ３３と像担持体１７が接触して構成するニップ部及びこの近傍で像担持体１７の潜像部を現像する。
【００２８】
本実施形態においては、像担持体１７と対向する側の現像ローラ３３、トナー供給ローラ３１および現像ローラ３３と規制ブレード３４の当接部がトナー貯留部２７内のトナーに埋没しない構成としている。この構成によって、貯留トナーの減少によって現像ローラ３３に対する規制ブレード３４の当接圧力の変動を防ぐことができると共に、規制ブレード３４によって現像ローラ３３から掻き落とされた余剰トナーがトナー貯留部２７へ落下するので現像ローラ３３のフィルミングを防ぐことができる。
【００２９】
また、供給ローラ３１と現像ローラ３３の当接位置下方に現像ローラ３３と規制ブレード３４の当接部を位置させ、供給ローラ３１によって現像ローラ３３へ供給されて現像ローラ３３に移行しなかった余剰トナーと、規制ブレード３４によって現像ローラ３３から規制除去された余剰トナーを現像手段下部のトナー貯留部２７へ戻す経路を設け、トナー貯留部２７へ戻ったトナーは撹拌部材２９によってトナー貯留部２７内のトナーと撹拌され、撹拌部材２９によって再度、供給ローラ３１近傍のトナー導入部へ供給される。従って、余剰トナーを供給ローラ３１と現像ローラ３３の摺擦部や現像ローラ３３と規制ブレード３４の当接部に渋滞させずに下部へ落下させてトナー貯留部２７のトナーと撹拌を行うので、現像手段内のトナーの劣化が徐々に進行し、現像手段の交換直後に急激な画質変化が発生することを防ぐことができる。
【００３０】
図５は本発明に係る現像カートリッジの実施形態を示す斜め外観図、図６は図５に示す現像カートリッジの反対側からの斜め外観図、図７は複数の現像カートリッジを並列配置した様子を示す図、図８は複数の現像カートリッジを装着したカラー画像形成装置の実施形態を示す全体構成の模式的断面図である。
【００３１】
以上に説明した本実施形態に係る現像カートリッジは、図５及び図６に示すように両側面に回動支点軸５１、装着ガイドピン５２、着脱把手５９が設けられ、着脱把手５９で現像カートリッジを持ち上げ、回動支点軸５１、装着ガイドピン５２を先に説明したように支持部材のスリットに沿って装着される。そして、例えば図７に示すようにそれぞれイエローの現像ローラ３３Ｙ、マゼンタの現像ローラ３３Ｍ、シアンの現像ローラ３３Ｃを有する複数の現像カートリッジが並列配置されると、回動支点軸５１、装着ガイドピン５２の取り付け部分が隣接する他の現像カートリッジにかかってラップするようになる。このようにして４個の現像カートリッジを装着したカラー画像形成装置の実施形態を示す全体構成の模式的断面図が図８である。
【００３２】
図８において、本実施形態の画像形成装置１は、ハウジング２と、ハウジング２の上部に形成された排紙トレイ２ａと、ハウジング２の前面に開閉自在に装着された扉体３を有し、ハウジング２内には、露光ユニット（露光手段）６、画像形成ユニット７、画像転写搬送手段を有する転写ベルトユニット９、給紙ユニット１０が配設され、扉体３内には紙搬送ユニット１１が配設されている。各ユニットは、本体に対して着脱可能な構成であり、メンテナンス時等には一体的に取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。
【００３３】
画像形成ユニット７は、複数（本実施形態では４つ）の異なる色の画像を形成する画像形成ステーションＹ（イェロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（ブラック）を備えている。そして、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋには、それぞれ、感光ドラムからなる像担持体１７と、像担持体１７の周囲に配設された、コロナ帯電手段からなる帯電手段１９および現像カートリッジ２０を有する。これら各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、転写ベルトユニット９の下側に斜めアーチ状のラインに沿って像担持体１７が上向きになるように並列配置されている。なお、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの配置順序は任意である。
【００３４】
転写ベルトユニット９は、ハウジング２の下側に配設され図示しない駆動源により回転駆動される駆動ローラ１２と、駆動ローラ１２の斜め上方に配設される従動ローラ１３と、バックアップローラ（テンションローラ）１４と、これら３本、少なくとも２本のローラ間に張架されて図示矢印方向（反時計方向Ｘ）へ循環駆動される中間転写ベルトからなる画像転写搬送手段１８と、画像転写搬送手段１８の表面に当接するクリーニング手段１５とを備えている。従動ローラ１３、バックアップローラ１４および画像転写搬送手段１８は、駆動ローラ１２に対して図で左側に傾斜する方向に配設され、これにより画像転写搬送手段１８駆動時のベルト搬送方向Ｘが下向きになるベルト面１８ａが下方に位置し、搬送方向が上向きになるベルト面１８ｂが上方に位置するようにされている。
【００３５】
したがって、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋも駆動ローラ１２に対して図で左側に傾斜する方向に配設されることになる。そして、像担持体１７は、アーチ状のラインに沿って画像転写搬送手段１８の搬送方向下向きのベルト面１８ａに接触され、図示矢印に示すように画像転写搬送手段１８の搬送方向に回転駆動される。可撓性を有する無端スリーブ状の画像転写搬送手段１８は、像担持体１７に対して上側から被せるように略同一の巻き付け角度で接触させるため、像担持体１７と画像転写搬送手段１８との間の接触圧やニップ幅は、テンションローラ１４により画像転写搬送手段１８に付与される張力、像担持体１７の配置間隔、巻き付け角度（アーチの曲率）などを制御することにより調整することができる。
【００３６】
駆動ローラ１２は、２次転写ローラ３９のバックアップローラを兼ねている。駆動ローラ１２の周面には、例えば厚さ３ｍｍ程度、体積抵抗率が１０⁵Ω・ｃｍ以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、２次転写ローラ３９を介して供給される２次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラ１２に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、２次転写部へ記録媒体が進入する際の衝撃が画像転写搬送手段１８に伝達しにくく、画質の劣化を防止することができる。また、駆動ローラ１２は、その径を従動ローラ１３、バックアップローラ１４の径より小さくすることにより、２次転写後の記録紙が記録紙自身の弾性力で剥離し易くすることができる。また、従動ローラ１３を後述するクリーニング手段１５のバックアップローラとして兼用させている。
【００３７】
なお、画像転写搬送手段１８を駆動ローラ１２に対して図で右側に傾斜する方向に配設し、これに対応して各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋも駆動ローラ１２に対して図で右側に傾斜する方向に斜めアーチ状に沿って、つまり、図１と左右対象に配設してもよい。
【００３８】
上記のように本実施形態の画像形成装置では、複数の像担持体１７を並列配置し、各像担持体１７に対して所定の巻き付け角度を有する姿勢で可撓性を有する無端スリーブ状の画像転写搬送手段１８を接触配置して少なくとも２本のローラ１２、１３に張架して回転駆動し、画像転写搬送手段１８には、いずれかのローラ１２、１３によって張力を付与して像担持体１７のトナー像を順次重ねて転写する構造に構成する。このようにすると、巻き付け角度に応じて像担持体１７と画像転写搬送手段１８との接触部には、容易に所定のニップが形成されるとともに、その接触部の接触圧力も巻き付け角度に応じて付与される。
【００３９】
１次転写部材１６は、トナー像を順次重ねて転写して画像を形成する転写バイアス印加手段として、画像転写搬送手段１８の内側に接する位置に配置しているが、上記のような接触圧の付与構造により、転写ニップを形成するための押圧力の付与は必要ない。単に画像転写搬送手段１８への通電を確保可能な手段として接すればよいので、画像転写搬送手段に接して従動回転する導電性ローラやリジッドな接触子、あるいは板バネ等の導電性弾性部材、樹脂等の繊維群によって形成した導電性ブラシ等でも構成可能になる。しかも、押圧力の付与が必要なくなるため、１次転写部材１６はニップより狭い領域で画像転写搬送手段１８に接触して転写バイアスを印加するように構成することができる。
【００４０】
クリーニング手段１５は、搬送方向下向きのベルト面１８ａ側に設けられ、二次転写後に画像転写搬送手段１８の表面に残留しているトナーを除去するクリーニングブレード１５ａと、回収したトナーを搬送するトナー搬送部材１５ｂを備えている。クリーニングブレード１５ａは、従動ローラ１３への画像転写搬送手段１８の巻きかけ部において画像転写搬送手段１８に当接されている。また、画像転写搬送手段１８の裏面には、後述する各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの像担持体１７に対向して１次転写部材１６が当接され、１次転写部材１６には転写バイアスが印加されている。
【００４１】
露光手段６は、斜め方向に配設された画像形成ユニット７の斜め下方に形成された空間に配設されている。また、露光手段６の下部でハウジング２の底部には給紙ユニット１０が配設されている。露光手段６は、全体がケースに収納され、ケースは、搬送方向下向きのベルト面の斜め下方に形成される空間に配設されている。ケースの底部には、ポリゴンミラーモータ２１ａ、ポリゴンミラー（回転多面鏡）２１ｂからなる単一のスキャナ手段２１を水平に配設されるとともに、各色の画像信号により変調される複数のレーザ光源２３からのレーザビームをポリゴンミラー２１ｂで反射させ各像担持体上に偏向走査する光学系Ｂには、単一のｆ−θレンズ２２および各色の走査光路ｙ、ｍ、ｃ、ｋが像担持体１７にそれぞれ非平行になって折り返すように複数の反射ミラー２４が配設されている。
【００４２】
上記構成からなる露光手段６においては、ポリゴンミラー２１ｂから各色に対応した画像信号が、共通のデータクロック周波数に基づいて変調形成されたレーザビームで射出され、ｆ−θレンズ２２、複数の反射ミラー２４を経て、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの像担持体１７に照射され、潜像が形成される。反射ミラー２４を設けることにより走査光路ｙ、ｍ、ｃ、ｋを屈曲させ、ケースの高さを低くすることが可能となり光学系のコンパクト化が可能となる。しかも、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの像担持体１７への走査光路長は同一の長さになるように反射ミラー２４が配置されている。このように各画像形成ユニット７に対する露光手段６のポリゴンミラー２１ｂから像担持体１７までの光路の長さ（光路長）が略同一の長さになるように構成することにより、各光路で走査された光ビームの走査幅も略同一になり、画像信号の形成にも特別な構成を必要としない。したがって、レーザ光源は、それぞれ異なる画像信号によってそれぞれ異なった色の画像に対応して変調されるにも関わらず、共通のデータクロック周波数に基づいて変調形成可能であり、共通の反射面を用いるため副走査方向の相対差から生じる色ずれを防止し、構造が簡単で安価なカラー画像形成装置を構成できる。
【００４３】
給紙ユニット１０は、記録媒体Ｐが積層保持されている給紙カセット３５と、給紙カセット３５から記録媒体を一枚ずつ給送するピックアップローラ３６を備えている。紙搬送ユニット１１は、二次転写部への記録媒体Ｐの給紙タイミングを規定するゲートローラ対３７（一方のローラはハウジング２側に設けられている）と、駆動ローラ１２および画像転写搬送手段１８に圧接される二次転写手段としての二次転写ローラ３９と、主記録媒体搬送路３８と、定着手段４０と、排紙ローラ対４１と、両面プリント用搬送路４２を備えている。
【００４４】
定着手段４０は、少なくも一方にハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な定着ローラ対４０ａと、この定着ローラ対４０ａの少なくも一方側のローラを他方側に押圧付勢してシート材に２次転写された２次画像を記録媒体Ｐに押圧する押圧手段を有し、記録媒体に２次転写された２次画像は、定着ローラ対４０ａの形成するニップ部で所定の温度で記録媒体に定着される。本実施形態においては、転写ベルトの搬送方向上向きのベルト面１８ｂの斜め上方に形成される空間、換言すれば、転写ベルトに対して画像形成ステーションと反対側の空間に定着手段４０を配設することが可能になり、露光手段６、画像転写搬送手段１８、画像形成手段への熱伝達を低減することができ、各色の色ずれ補正動作を行う頻度を少なくすることができる。特に、露光手段６は、定着手段４０から最も離れた位置にあり、走査光学系部品の熱による変位を最小限にすることができ、色ズレを防ぐことができる。
【００４５】
本実施形態においては、画像転写搬送手段１８を駆動ローラ１２に対して傾斜する方向に配設しているため、図で右側空間に広いスペースが生じその空間に定着手段４０を配設することができ、コンパクト化を実現することができると共に、定着手段４０で発生する熱が、左側に位置する露光ユニット６、画像転写搬送手段１８および各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋへ伝達されるのを防止することができる。また、画像形成ユニット７の左側下部の空間に露光ユニット６を配置することができるため、画像形成手段の駆動系がハウジング２へ与える振動による、露光ユニット６の走査光学系の振動を最小限に抑えることができ、画質の劣化を防止することができる。
【００４６】
以上のような画像形成装置全体の作動の概要は次の通りである。
（１）図示しないホストコンピュータ等（パーソナルコンピュータ等）からの印字指令信号（画像形成信号）が画像形成装置１の制御ユニットに入力されると、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの像担持体１７、現像カートリッジ２０の各ローラ、および画像転写搬送手段１８が回転駆動される。
（２）像担持体１７の外周面が帯電手段１９によって一様に帯電される。
（３）各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋにおいて一様に帯電した像担持体１７の外周面に、露光ユニット６によって各色の画像情報に応じた選択的な露光がなされ、各色用の静電潜像が形成される。
（４）それぞれの像担持体１７に形成された静電潜像が現像ローラ３３によりトナー像が現像される。
（５）画像転写搬送手段１８の１次転写部材１６には、トナーの帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加され、像担持体１７上に形成されたトナー像が一次転写部において画像転写搬送手段１８の移動に伴って順次、画像転写搬送手段１８上に重ねて転写される。
（７）この１次画像を１次転写した画像転写搬送手段１８の移動に同期して、給紙カセット３５に収納された記録媒体Ｐが、レジストローラ対３７を経て２次転写ローラ３９に給送される。
（８）１次転写画像は、２次転写部位で記録媒体と同期合流し、図示省略した押圧機構によって画像転写搬送手段１８の駆動ローラ１２に向かって押圧された２次転写ローラ３９で、１次転写画像とは逆極性のバイアスが印加され、画像転写搬送手段１８上に形成された１次転写画像は、同期給送された記録媒体に２次転写される。
（９）２次転写に於ける転写残りのトナーは、従動ローラ１３方向へと搬送されて、このローラ１３に対向して配置したクリーニング手段１５によって掻き取られ、そして、画像転写搬送手段１８はリフレッシュされて再び上記サイクルの繰り返しを可能にされる。
（１０）記録媒体が定着手段４０を通過することによって記録媒体上のトナー像が定着し、その後、記録媒体が所定の位置に向け（両面印刷でない場合には排紙トレイ２ａに向け、両面印刷の場合には両面プリント用搬送路４２に向け）搬送される。
【００４７】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、従来公知または周知の技術を必要に応じて置換または付加することが可能である。例えば、本実施形態においては、潜像形成手段として、１つのポリゴンミラーを用いた各レーザ光源からのレーザビームを各像担持体に偏向走査する露光手段を示して説明したが、これに限らず各像担持体に対応してポリゴンミラーを有する露光手段、ＬＥＤ素子あるいはＥＬ素子をライン状に多連接配置して選択的な光照射によって潜像を形成する手段についても勿論適用可能であり、さらには走査光学系のない潜像形と同様な形の書き込み電極部を多連接配置して像担持体に摺動し、電極部に選択的に電圧印加可能にした潜像形成手段その他の潜像形成手段においても同様に適用可能であることはいうまでもない。画像転写搬送手段は、中間転写ベルトと紙搬送ベルトを総称して定義している。
【００４８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、画像形成装置本体に着脱可能に構成され、本体の駆動ギヤを通して被駆動ギヤが駆動され、トナーを現像ローラに供給して該現像ローラにより像担持体上に形成された潜像を現像する現像カートリッジや、さらにトナー像を担持搬送する像担持体を備えた画像形成装置において、駆動ギヤと被駆動ギヤとの噛み合いポイント近傍に配置されて本体に回動可能に支持される回動支点を有し、本体の付勢手段により現像ローラが像担持体の方向に回動付勢されるように構成したので、駆動ギヤが被駆動ギヤを駆動する時に発生する駆動反力などをキャンセルしてその影響を抑制し、ギヤの駆動振動要因などによって現像ローラまたは像担持体の回転ジッタが発生して画像欠陥が生じるのを防ぐことができる。
【００４９】
また、回動支点は、現像カートリッジの着脱方向に対向して支持され、被駆動ギヤが駆動ギヤから駆動される時に作用する力が支持方向に向かって作用する位置近傍に配置し、現像カートリッジは、回動支点と対となるガイド手段を着脱方向に有し、ガイド手段は、付勢手段により回動付勢される方向にクリアランスを設けて支持され、現像カートリッジは、付勢手段により回動付勢された状態で本体の所定の位置に係止される係止手段を有するので、現像カートリッジの支持状態が安定して像担持体その相対位置関係を好ましい関係に保持することができ、現像カートリッジの着脱操作が容易になる。
【００５０】
また、回動支点は、現像カートリッジの着脱方向に対向して支持され、被駆動ギヤが駆動ギヤから駆動される時に作用する力が支持方向に向かって作用する位置近傍に配置し、現像カートリッジは、回動支点と対となるガイド手段を着脱方向に有し、ガイド手段は、付勢手段により回動付勢される方向にクリアランスを設けて支持され、被駆動ギヤは、駆動ギヤに対して現像カートリッジの着脱方向と直交する位置近傍に配置し、現像カートリッジは、付勢手段により回動付勢された状態で本体の所定の位置に係止される係止手段を有するので、現像カートリッジの支持状態が安定して像担持体その相対位置関係を好ましい関係に保持することができ、現像カートリッジの着脱操作が容易になる。
【００５１】
以上のように、本発明によれば、現像カートリッジの装着状態を安定化し、駆動ギヤの駆動による駆動反力や現像ローラ又は当接ローラと像担持体とが当接して駆動するときの反力の影響を除くことができ、現像ローラや当接コロの当接状態が不安定になるのを防ぎ、ギヤの駆動振動要因を除いて、現像ローラまたは像担持体の回転ジッタが発生して画像欠陥になるのを防ぎ、画質の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の１実施の形態を示す模式的断面図である。
【図２】駆動ギヤ及び被駆動ギヤ側からの側面図である。
【図３】現像カートリッジの装着部と回動を説明するための図である。
【図４】現像ローラと像担持体との相対位置関係の基礎を構成する当接コロの有無とそれらの構成例を示す図である。
【図５】本発明に係る現像カートリッジの実施形態を示す斜め外観図である。
【図６】図５に示す現像カートリッジの反対側からの斜め外観図である。
【図７】複数の現像カートリッジを並列配置した様子を示す図である。
【図８】複数の現像カートリッジを装着したカラー画像形成装置の実施形態を示す全体構成の模式的断面図である。
【符号の説明】
１７…像担持体、２０…現像カートリッジ、３１…供給ローラ、３３…現像ローラ、５２…現像器の装着ガイドピン、５１…現像器の回動支点軸、５３…現像器の支持部材、５４…駆動ギヤ、５５…被駆動ギヤ、５６…付勢バネ、５７…当接コロ、５９…着脱把手

Claims

画像形成装置本体に着脱可能に構成され、前記本体の駆動ギヤを通して被駆動ギヤが駆動され、トナーを現像ローラに供給して該現像ローラにより像担持体上に形成された潜像を現像する現像カートリッジにおいて、
回動支点軸とガイドピンとを設け、前記本体に設けられた支持部材のスリット部に沿って前記回動支点軸が前記スリット部の底部まで挿入されると共に、前記ガイドピンが前記像担持体の方向に移動可能となるクリアランスを設けて前記スリット部の入口側に挿入されることにより、前記現像カートリッジが前記本体に着脱可能に装着され、前記スリット部の底部で前記回動支点軸が回動支点として前記本体に回動可能に支持されると共に、前記回動支点は、前記駆動ギヤと被駆動ギヤとの噛み合いポイント近傍に配置され、前記駆動ギヤによる駆動反力が前記現像カートリッジの装着方向に作用するように前記装着方向の線と直交する方向に前記駆動ギヤと前記被駆動ギヤとが噛み合い、前記本体の付勢手段により前記現像ローラが前記像担持体の方向に回動付勢されるように構成したことを特徴とする現像カートリッジ。
トナー像を担持搬送する像担持体と、トナーを現像ローラに供給して該現像ローラにより前記像担持体上に形成された潜像を現像する現像カートリッジとを備え、本体から駆動ギヤを通して前記現像カートリッジの被駆動ギヤを駆動するように構成した画像形成装置において、
前記現像カートリッジに回動支点軸とガイドピンとを設け、
前記本体に前記回動支点軸とガイドピンとを挿入し前記現像カートリッジを装着するためのスリット部を備えた支持部材と前記現像ローラを前記像担持体の方向に回動付勢する付勢手段とを設け、
前記現像カートリッジは、前記本体に設けられた支持部材のスリット部に沿って前記回動支点軸が前記スリット部の底部まで挿入されると共に、前記ガイドピンが前記像担持体の方向に移動可能となるクリアランスを設けて前記スリット部の入口側に挿入されることにより、前記現像カートリッジが前記本体に着脱可能に装着され、前記スリット部の底部で前記回動支点軸が回動支点として前記本体に回動可能に支持されると共に、前記回動支点は、前記駆動ギヤと被駆動ギヤとの噛み合いポイント近傍に配置され、前記駆動ギヤによる駆動反力が前記現像カートリッジの装着方向に作用するように前記装着方向の線と直交する方向に前記駆動ギヤと前記被駆動ギヤとが噛み合い、前記本体の付勢手段により前記現像ローラが前記像担持体の方向に回動付勢されるように構成したことを特徴とする画像形成装置。
前記回動支点は、前記現像カートリッジの自重を支える位置近傍に配置したことを特徴とする請求項１記載の現像カートリッジ又は請求項２記載の画像形成装置。
前記現像ローラにトナーを供給する供給ローラを有し、前記回動支点は、少なくとも前記現像ローラ及び前記供給ローラの自重を支える位置近傍に配置したことを特徴とする請求項１記載の現像カートリッジ又は請求項２記載の画像形成装置。
前記現像ローラの一部に装着されて前記像担持体に当接して従動回転し、前記ローラと前記像担持体との相対位置関係の基礎を構成する当接コロを有し、前記回動支点は、前記当接コロが前記像担持体に当接して従動する時に発生する反力の作用方向近傍に配置したことを特徴とする請求項１記載の現像カートリッジ又は請求項２記載の画像形成装置。
前記回動支点は、前記現像カートリッジの自重を支える位置近傍で、かつ前記当接コロが前記像担持体に当接して従動する時に発生する反力の作用方向近傍に配置したことを特徴とする請求項５記載の現像カートリッジ又は画像形成装置。
前記回動支点は、前記現像カートリッジの着脱方向に対向して支持され、前記被駆動ギヤが駆動ギヤから駆動される時に作用する力が支持方向に向かって作用する位置近傍に配置したことを特徴とする請求項１記載の現像カートリッジ又は請求項２記載の画像形成装置。
前記現像カートリッジは、前記付勢手段により回動付勢された状態で前記本体の所定の位置に係止される係止手段を有することを特徴とする請求項１記載の現像カートリッジ又は請求項２記載の画像形成装置。