JP2005043538A

JP2005043538A - プロセスカートリッジおよび画像形成装置

Info

Publication number: JP2005043538A
Application number: JP2003201490A
Authority: JP
Inventors: Hideki Maejima; 英樹前嶋; Susumu Shintani; 進新谷; Tatsuya Suzuki; 達也鈴木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-07-25
Filing date: 2003-07-25
Publication date: 2005-02-17

Abstract

【課題】感光ドラムを現像ローラ加圧するための、加圧バネのへたりを防止する。
【解決手段】感光ドラムと現像ローラと感光ドラムを保持するためのクリーニング容器と、現像ローラを保持するための現像容器と、クリーニング容器と現像容器が回動可能に結合するための結合ピンと、現像ローラが感光ドラムに加圧するための加圧バネと現像ローラと感光ドラムを離間させるための離間保持部材を有するプロセスカートリッジにおいて、感光ドラムと現像部材が過多に離間し、加圧バネがへたるのを防ぐために、クリーニング容器ないし現像容器に離間ストッパ部材を設ける。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を採用する複写機やプリンタ等の画像形成装置およびこれに用いられるプロセスカートリッジに関するものである。
また、プロセスカートリッジとは帯電手段、現像手段またはクリーニング手段の少なくとも何れか一つと、電子写真感光体ドラムと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なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置においては、電子写真感光体および電子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを画像形成装置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。同様に現像装置をカートリッジ化したものも実用化されている。このプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをユーザ自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができた。よって、このプロセスカートリッジ方式は画像形成装置において広く用いられている。
【０００３】
プロセスカートリッジ方式の画像形成装置は現像剤を用いて、記録媒体に画像を形成するものである。現像剤を感光体ドラムへ供給するための現像ローラを感光体ドラムと接触させて現像を行う接触現像方式では一般に導電性の基体の上に基体よりも電気抵抗値の高い一種類以上の抵抗層を設け、この抵抗層を感光体ドラムの接触させている。現像ローラは感光体ドラムに傷をつけないようにゴム等の弾性材料に導電粉を分散させた材料を用いている。また、現像ローラと感光体ドラムとの接触を安定化させ、現像ローラと感光体ドラムとの現像可能領域を一様にするため常時付勢部材により現像ローラを感光体ドラムに加圧している（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。この種のプロセスカートリッジは現像ローラを感光体ドラムへ付勢する付勢手段を内蔵しているため、現像ローラの表層が感光体ドラムの表面にならうように変形が生じてしまう可能性があるため、プロセスカートリッジの製造が完了した後、ユーザがプロセスカートリッジを画像形成装置本体に装着するまでの物流過程において、感光体ドラムと現像ローラが離間するための離間部材をプロセスカートリッジに取り付けている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−６６６６２号公報（第１図）
【特許文献２】
特開平８−４４１９０号公報（第１図、第３図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
離間部材を取り付けたプロセスカートリッジをユーザが扱う際、ユーザがプロセスカートリッジを持つ位置によってはプロセスカートリッジを出荷した離間状態からさらに感光体ドラムと現像ローラが離間する可能性があり、それにより現像ローラを感光体ドラムに付勢している付勢部材（バネ）が圧縮され非線形領域に達する。一度非線形領域に達したバネは安定した荷重を得ることができないため、現像ローラが感光体ドラムに加圧する加圧力が安定せず、現像不良により品質の良い画像を得ることができない。また、最近のプロセスカートリッジはコンパクトであることも求められており、その場合付勢する付勢部材のスペースも限られるため、付勢部材（バネ）の荷重長から密着巻きまでの距離も短くなり、従来よりもさらにバネが非線形領域に達しやすくなる。
【０００６】
本発明では、ユーザがプロセスカートリッジを扱う際に、付勢部材（圧縮コイルバネ）がへたり、現像ローラが安定して感光ドラムに加圧できなくなるのを防止することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は以上のような点を鑑みてなされたものであり、その目的は以下の構成にて達成される。
【０００８】
すなわち本出願に係る第１の発明は、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムに形成される静電潜像を現像剤を用いて現像するための現像ローラと、前記電子写真感光体ドラムを支持する第１枠体と、前記現像ローラを支持する第２枠体と、前記電子写真感光体ドラムと前記現像ローラを離接可能に第１枠体と第２枠体を結合するための結合部材と、前記電子写真感光体ドラムと前記現像ローラを接する方向に付勢する付勢部材と、前記電子写真感光体ドラムと前記現像ローラを離間するための離間部材とを有し、前記電子写真感光体ドラムと前記現像ローラが過多に離間するのを防ぐためのストッパ部を第１の枠体ないし第２の枠体に設けたことを特徴とするプロセスカートリッジである。
【０００９】
本出願に係る第２の発明は、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムに形成される静電潜像を現像剤を用いて現像するための現像ローラと、前記電子写真感光体ドラムを支持する第１枠体と、前記現像ローラを支持する第２枠体と、前記電子写真感光体ドラムと前記現像ローラを離接可能に第１枠体と第２枠体を結合するための結合部材と、前記電子写真感光体ドラムと前記現像ローラを接する方向に付勢する付勢部材と、前記電子写真感光体ドラムと前記現像ローラを離間するための離間部材とを有し、前記電子写真感光体ドラムと前記現像ローラが過多に離間するのを防ぐためのストッパ部を第１の枠体ないし第２の枠体に設けたプロセスカートリッジを具備し、プロセスカートリッジを取り外し可能に装着するための装着部を、有することを特徴とする画像形成装置である。
【００１０】
本出願に係る第３の発明は、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムに形成される静電潜像を現像剤を用いて現像するための現像ローラと、現像ローラに圧接させトナー層を規制する現像ブレードと、前記電子写真感光体ドラムを支持する第１枠体と、前記現像ローラと前記現像ブレードを支持する第２枠体と、前記電子写真感光体ドラムと前記現像ローラを離接可能に第１枠体と第２枠体を結合するための結合部材と、前記電子写真感光体ドラムと前記現像ローラを接する方向に付勢する付勢部材と、前記現像ローラと前記現像ブレードの間に少なくとも圧力分散作用を有する保護部材と、前記電子写真感光体ドラムと前記現像ローラを離間するための離間部材とを有し、前記電子写真感光体ドラムと前記現像ローラが過多に離間するのを防ぐためのストッパ部材を第１の枠体および第２の枠体に設けており、前記保護部材は前記プロセスカートリッジ使用時に取り外し可能であり、前記保護部材を取り外す際、前記ストッパ部が前記保護部材のガイドとなるガイド部材を兼ねていることを特徴とするプロセスカートリッジである。
【００１１】
本出願に係る第５の発明は、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムに形成される静電潜像を現像剤を用いて現像するための現像ローラと、現像ローラに圧接させトナー層を規制する現像ブレードと、前記電子写真感光体ドラムを支持する第１枠体と、前記現像ローラと前記現像ブレードを支持する第２枠体と、前記電子写真感光体ドラムと前記現像ローラを離接可能に第１枠体と第２枠体を結合するための結合部材と、前記電子写真感光体ドラムと前記現像ローラを接する方向に付勢する付勢部材と、前記現像ローラと前記現像ブレードの間に少なくとも圧力分散作用を有する保護部材と、前記電子写真感光体ドラムと前記現像ローラを離間するための離間部材とを有し、前記電子写真感光体ドラムと前記現像ローラが過多に離間するのを防ぐためのストッパ部材を第１の枠体および第２の枠体に設けており、前記保護部材は前記プロセスカートリッジ使用時に取り外し可能であり、前記保護部材を取り外す際、前記ストッパ部が前記保護部材のガイドとなるガイド部材を兼ねていることを特徴とするプロセスカートリッジを具備し、プロセスカートリッジを取り外し可能に装着するための装着部を有することを特徴とする画像形成装置である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態に係る現像装置、プロセスカートリッジおよびこれを用いる画像形成装置について説明する。
【００１３】
（実施例）
（カラー画像形成装置の全体構成）
まずカラー画像形成装置の全体構成について、図２、３を参照して概略説明する。図２はカラー画像形成装置の一形態であるフルカラーレーザプリンタの全体構成説明図で、図３はそれに用いられるプロセスカートリッジの全体構成説明図である。
【００１４】
カラーレーザプリンタは図２に示すように、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ各色ごとに像担持体を有する画像形成部と、画像形成部で現像され多重転写されたカラー画像を保持し、給送部から給送された転写材Ｐにさらに転写する中間転写体５とからなる。像担持体である感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）は、駆動手段によって、同図中反時計回りに回転駆動される。感光体ドラム１の周囲には、その回転方向にしたがって順に、感光体ドラム１表面を均一に帯電する帯電装置２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、画像情報に基づいてレーザビームを照射し、感光体ドラム１上の静電潜像を形成するスキャナユニット３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）、感光体ドラム１上のトナー像を第一転写部Ｔ１で中間転写装置５に転写させ、転写後の感光体ドラム１表面に残った転写残トナーを除去するクリーニング装置を含む感光体ユニット６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）が配設されている。中間転写体５に転写されたトナー像は第二転写部Ｔ２で二次転写ローラ１３にて転写材Ｐへさらに転写し、カラー画像を転写された転写材Ｐを定着部８へ搬送してカラー画像を転写材Ｐに定着し、排出ローラ群２５によって装置上面の排出トレイ２６上へ排出するものである。
【００１５】
ここで、感光体ドラム１と帯電装置２、現像装置４、クリーニング装置６は一体的にカートリッジ化されプロセスカートリッジ７を形成している。
【００１６】
また、図３に示すように、画像形成装置本体１００は中間転写体５を一体とする開閉カバー２９を有しており、プロセスカートリッジ７はこの開閉カバー２９を開いた状態で、感光体ドラム１を手前にして、画像形成装置本体１００への着脱を行う。
【００１７】
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。
【００１８】
（感光体ドラム）
次に感光体ドラムについて詳述する。
【００１９】
感光体ドラム１は、たとえば直径３０ｍｍのアルミシリンダの外周面に有機光導電体層（ＯＰＣ感光体）を塗布して構成したものである。感光体ドラム１は、その両端部を支持部材によって回転自在に支持されており、一方の端部に駆動モータ（不図示）からの駆動力が伝達されることにより、図示反時計回りに駆動される。
【００２０】
（帯電装置）
帯電手段２としては、接触ローラ帯電方式を用いたものである。帯電部材はローラ状に形成された導電性ローラであり、このローラを感光体ドラム１表面に当接させるとともに、このローラに帯電バイアスを印加することにより、感光体ドラム１表面を一様に帯電させるものである。
【００２１】
（露光手段）
露光手段であるスキャナユニット３は、画像信号がレーザダイオードに与えられると、このレーザダイオードは画像信号に対応する画像光を、スキャナモータによって高速回転されるポリゴンミラー９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）へ照射する。このポリゴンミラー９で反射した画像光は、結像レンズを介して一定速度で回転する感光体ドラム１の表面を選択的に露光し、その結果感光体ドラム１上に静電潜像を形成する。
【００２２】
（現像装置）
現像装置４は、上記静電潜像を可視像化するために、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナーを収納したトナー容器４１から構成され、トナー容器４１内のトナーを送り機構４２によってトナー供給ローラ４３へ送り込み、図示時計方向に回転するトナー供給ローラ４３および現像ローラ４０の外周に圧接された現像ブレード４４によって図示時計方向に回転する現像ローラ４０外周にトナーを塗布し、かつトナーに電荷を付与する。
【００２３】
そして潜像が形成された感光体ドラム１と対向した現像ローラ４０に現像バイアスを印加することにより、潜像に応じて感光体ドラム１上にトナー現像を行うものである。
【００２４】
（中間転写体）
中間転写体５はカラー画像形成装置１００動作時にプロセスカートリッジ７により可視化された感光体ドラム１上のトナー画像を多重転写するための感光体ドラム１の外周速度と同期して図示時計回りに回転する。感光体ドラム１上に形成されたトナー画像は感光体ドラム１に中間転写体５を挟んで対向位置に配置され、電圧を印加された一次転写ローラ１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）との接点である一次転写部Ｔ１（Ｔ１ａ、Ｔ１ｂ、Ｔ１ｃ、Ｔ１ｄ）で中間転写体５上に多重転写される。多重転写を受けた中間転写体５は二次転写部Ｔ２において電圧を印加された二次転写ローラ１３によって転写材Ｐを挟み込み搬送することにより転写材Ｐに中間転写体５上の各色トナー像を同時多重転写する。
【００２５】
本実施例に係わる中間転写体５（中間転写ベルト）は周長約６２０ｍｍのシームレス樹脂ベルトで形成されており、駆動ローラ１４、二次転写対向ローラ１５、テンションローラ１６の三軸で張架され、テンションローラ１６の両端をばねで荷重し、中間転写ベルト５の周長が本体内の温湿度や経時変化により変化しても、変化量を吸収できる構成となっている。
【００２６】
中間転写体５の内側の片側縁部全周には、ゴムで形成されたガイドリブ（不図示）が接着剤により貼り付けられている。そして、テンションローラ１６の片側端部には勾配を持ち、樹脂で形成したフランジ（不図示）が配置されていて、ガイドリブとフランジで中間転写体５の走行方向と直行する方向の動き（以下「寄り」という）を規制している。
【００２７】
中間転写体５は本体に駆動ローラ１４を支点として支持され、駆動ローラ１４の図示後方の一方端に図示しない駆動モータの駆動力を伝達することにより、中間転写体５を画像形成動作に応じて図示時計回りに回転させるようにしている。
【００２８】
（給紙部）
給紙部は画像形成部へ転写材Ｐを給送するものであり、複数枚の転写材Ｐを収納したカセット１７と給紙ローラ１８、分離パッド１９、給紙ガイド２０、レジストローラ対２１から主に構成される。画像形成時には給紙ローラ１８が画像形成動作に応じて駆動回転し、カセット１７内の転写材Ｐを一枚ずつ分離給送するとともに、給紙ガイド２０によってガイドし、搬送ローラを経由してレジストローラ対２１に至る。画像形成動作中にレジストローラ２１は、転写材Ｐを静止待機させる非回転の動作と転写材Ｐを中間転写体５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画像と転写材Ｐとの位置合わせを行う。
【００２９】
（転写部）
転写部は揺動可能な二次転写ローラ１３からなる。二次転写ローラ１３は金属軸を中抵抗発泡弾性体で巻いてあり、図示略上下方向に移動可能でかつ駆動を有す。転写材Ｐにカラー画像を転写するタイミングに合わせて転写ローラ１３は図示しないカム部材により上方の位置、すなわち転写材Ｐを介して中間転写体５に所定の圧で押しつけられる。このとき同時に二次転写ローラ１３にはバイアスが印加され中間転写体５上のトナー画像は転写材Ｐに転写される。ここで中間転写体５と二次転写ローラ１３とはそれぞれ駆動されているため、両者に挟まれた状態の転写材Ｐ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、搬送ベルト２２により次工程である定着器８に向けて搬送される。
【００３０】
（定着部）
定着器８は上記現像手段により形成されたトナー画像を中間転写体５を介して転写材Ｐ上に形成したトナー画像を定着させるものであり、転写材Ｐに熱を加えるためのセラミックヒータを内蔵しているフィルムガイドユニット２３と転写材Ｐをフィルムガイドユニットに圧接させるための加圧ローラ２４とからなる。すなわちトナー像を保持した転写材Ｐはフィルムガイドユニット２３と加圧ローラ２４とにより搬送されるとともに熱および圧力を加えられることによりトナーが転写材Ｐに定着される。
【００３１】
（画像形成動作）
次に上記のように構成された装置によって画像形成を行う場合の動作について説明する。
【００３２】
まず図４に示す給紙ローラ１８を回転して給紙カセット１７内の転写材Ｐを一枚分離し、レジストローラ２１へと搬送する。
【００３３】
一方、感光体ドラム１と中間転写体５とが各々所定の外周速度Ｖ（以下プロセス速度と呼ぶ）で図示矢印方向へ回転する。
【００３４】
帯電装置２によって表面を均一に帯電された感光体ドラム１はレーザ露光を受け画像形成を行う。
【００３５】
１：イエロー画像の形成
スキャナ部３ａによりイエロー画像のレーザ照射を行い、感光体ドラム１ａ上にイエロー潜像を形成する。この潜像形成と同時にイエロー現像装置４ａを駆動し、感光体ドラム１ａ上の潜像にイエロートナーが付着するように感光体ドラム１ａの帯電極性と同極性で略同電位の電圧を印加してイエロー現像を行う。同時に現像部の下流の第一転写位置Ｔ１ａで感光体ドラム１ａ上のイエロートナー像を中間転写体５の外周に一次転写する。このとき中間転写体５には上記イエロートナーと逆特性の電圧を印加して一次転写を行う。
【００３６】
２：マゼンタ画像の形成
次いで中間転写体５の外周のイエロー画像と先端が一致するように、スキャナ部３ｂによりマゼンタ画像のレーザ照射がスタートされ、イエローと同様にして感光体ドラム１ｂ上の潜像にマゼンタトナー像が現像され、感光体ドラム１ｂ上のマゼンタトナー像を第一転写位置Ｔ１ｂで中間転写体５上にイエローのトナー像に重ねて転写する。
【００３７】
３：シアン画像の形成
次いで中間転写体５の外周のイエローおよびマゼンタ画像と先端が一致するように、スキャナ部１ｃによりシアン画像のレーザ照射がスタートされ、マゼンタと同様にして感光体ドラム１ｃ上の潜像にシアントナー像が現像され、感光体ドラム１ｃ上のシアントナー像を第一転写位置Ｔ１ｃで中間転写体５上にイエロー、マゼンタの各トナー像に重ねて転写する。
【００３８】
４：ブラックトナー像の形成
次いで中間転写体５の外周のイエロー、マゼンタおよびシアン画像と先端が一致するように、スキャナ部３ｄによりブラック画像のレーザ照射がスタートされ、シアンと同様にして感光体ドラム１ｄ上の潜像にブラックトナー像が現像され、感光体ドラム１ｄ上のブラックトナー像を第一転写位置Ｔ１ｄで中間転写体５上にイエロー、マゼンタおよびシアンの各トナー像に重ねて転写する。
【００３９】
以上イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で潜像形成、現像および中間転写体５へのトナー転写をそれぞれの一次転写位置Ｔ１ａ、Ｔ１ｂ、Ｔｃ、Ｔ１ｄで行い、中間転写体５の表面にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種のトナーからなるフルカラー画像を形成することになる。
【００４０】
４色目のブラックトナーの一次転写を終えてフルカラー画像を形成した中間転写体５の画像先端が第二転写部Ｔ２へ到達する前に、先述のレジストローラ２１で待機させておいた転写材Ｐをタイミングを合わせて搬送スタートさせる。上記４色の中間転写体５上への各色の画像形成時には下方に待機し、中間転写体５とは非接触状態であった二次転写ローラ１３を同時に上方へカム（不図示）で移動させ、転写剤Ｐを中間転写体５の第二転写部Ｔ２で圧接すると同時に二次転写ローラ１３にトナーと逆極性のバイアスを印加することで、中間転写体５上のフルカラー画像を転写材Ｐに４色同時に転写する。第二転写部Ｔ２を経た転写材Ｐは中間転写体５から剥離され、定着部８へ搬送され、トナー定着を行った後に排出ローラ２５を介して本体上部の排出トレイ２６上へ画像面を下向きにして排出され、画像形成動作を終了する。
【００４１】
（プロセスカートリッジの構成）
次に本発明を実施したプロセスカートリッジについて図４および図５により詳細に説明する。図４および図５はトナーを収納したプロセスカートリッジ７の主断面および斜視図を示している。なお、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各プロセスカートリッジ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは同一構成である。
【００４２】
図３に示すようにプロセスカートリッジ７は、像担持体であるドラム状の電子写真感光体すなわち感光ドラム１と、帯電装置２およびクリーニングブレード６０を備えた感光ドラムユニット６および感光ドラム１上の静電潜像を現像する現像ローラ４０を有する現像ユニット４に分かれている。
【００４３】
感光ドラムユニット６は、感光ドラム１が軸受部材３１を介してクリーニング枠体６１に回転自在に取り付けてられている。感光ドラム１の周上には、感光ドラム１の表面を一様に帯電させるための一次帯電手段２、および感光ドラム上に残ったトナーを除去するためのクリーニングブレード６０が配置されている。
【００４４】
クリーニングブレード６０によって感光ドラム１表面から除去された残留トナーは、トナー送り機構６２によってクリーニング枠体後方に設けられた廃トナー室６３に順次送られる。そして図示後方の一方端に図示しない駆動モータの駆動力を伝達することにより、感光ドラム１を画像形成動作に応じて図示反時計回りに回転駆動させるようにしている。
【００４５】
現像ユニット４は、感光ドラム１と接触して矢印Ｙ方向に回転する現像ローラ４０、およびトナーが収容されたトナー容器４１と現像容器４５とから構成される。現像ローラ４０は現像軸受４７、４８を介して回転自在に現像容器４５に支持され、また現像ローラ４０の周上には、現像ローラ４０と接触して矢印Ｚ方向に回転するトナー供給ローラ４３と現像ブレード４４がそれぞれ配置されている。さらにトナー容器４１内には収容されたトナーを撹拌するとともにトナー供給ローラ４３に搬送するためのトナー搬送機構４２が設けられている。
【００４６】
そして図５に示すように、現像ユニット４は、現像ユニット４の両端に取り付けられた現像軸受４７、４８にそれぞれ設けられた支持穴４９を中心に、ピン４９ａによって現像ユニット４全体が感光体ドラムユニット６に対して揺動自在に支持された吊り構造となっている。
【００４７】
プロセスカートリッジ７単体（プリンタ本体に装着しない）状態においては、支持軸４９ａを中心に回転モーメントにより現像ローラ４０が感光ドラム１に接触するよう、加圧バネ６４によって現像ユニット４が常に付勢されている。
【００４８】
現像時、トナー攪拌部材４２によって収納されたトナーがトナー供給ローラ４３へ搬送されると、矢印Ｚ方向に回転するトナー供給ローラ４３が、そのトナーを矢印Ｙ方向に回転する現像ローラ４０との摺擦によって現像ローラ４０に供給し、現像ローラ４０上に担持させる。現像ローラ４０上に担持されたトナーは、現像ローラ４０の回転にともない現像ブレード４４のところに至り、現像ブレード４４がトナーに対して電荷を付与するとともに、所定のトナー薄層に形成する。そして、感光ドラム１と現像ローラ４０とが接触した現像部に搬送され、現像部において、図示しない電源から現像ローラ４０に印加した直流現像バイアスにより、感光ドラム１の表面に形成されている静電潜像に付着して、潜像を現像する。
【００４９】
現像に寄与せずに現像ローラ４０の表面に残留したトナーは、現像ローラ４０の回転にともない現像器内に戻され、トナー供給ローラ４３との摺擦部で現像ローラ４０から剥離、回収される。回収されたトナーは、トナー攪拌機構４２により残りのトナーと撹拌混合される。
【００５０】
感光ドラム１と現像ローラ４０が接触して現像を行う接触現像方式においては、感光ドラム１は剛体とされ、これに使用する現像ローラ４０は弾性体を有するローラとすることが好ましい。この弾性体としては、ソリッドゴム単層やトナーへの帯電付与性を考慮してソリッドゴム層上に樹脂コーティングを施したもの等が用いられる。
【００５１】
また、トナー供給ローラ４３は芯金部とスポンジ部からなる弾性ローラであり、スポンジ部は連発泡のスポンジにて形成されている。
【００５２】
（カートリッジの装着手段）
図３は、画像形成装置１００の開閉カバーの開口時の様子を表す概略断面図である。
【００５３】
画像形成装置本体の開閉カバー２９はカラー画像形成装置１００の正面下方側に回転中心を有している。開閉カバー２９を開くことでプロセスカートリッジ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄへのアクセスが可能となる。
【００５４】
１０１はプロセスカートリッジ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを一体で保持するＣＲＧ保持部材１０１である。このＣＲＧ保持部材１０１の回転中心は、画像形成装置上方に設けられ、リンク機構（不図示）により開閉カバー２９と連結されている。これにより、開閉カバー２９が開くことでＣＲＧ保持部材１０１および、プロセスカートリッジ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは所定の角度をもって保持されるように回転中心を中心に回転移動する。本実施例では、このときの角度は約４５度である。
【００５５】
この状態なら図中矢印方向にプロセスカートリッジ装着、着脱する場合に遮るものが無く操作が行い易くなる。
【００５６】
（本発明に係る実施例）
次に本発明にかかる画像形成装置およびそれに用いられるプロセスカートリッジの構成について図１、図３および図５〜９により詳細に説明する。
【００５７】
クリーニング容器６１は感光体ドラム１、帯電ローラ２やクリーニング装置６を構成する各部材が組み付けられている。そして、現像手段を構成する各部材を組み付けた現像容器４５と、感光体ドラム１やクリーニング部材６０を組み付けたクリーニング容器６１は、現像容器４５の長手方向両端部に設けられた支持穴４９（図５参照）を介して結合して、プロセスカートリッジ７を構成する。
【００５８】
（クリーニング装置と現像装置の結合構成）
次に、現像容器４５とクリーニング容器６１の結合構成についてさらに図５、図６および図７を用いて説明する。
【００５９】
現像容器４５の長手方向両端部にそれぞれ支持穴４９を持つアーム部が設けられている。これらの支持穴４９を介して現像容器４５とクリーニング容器６１を、回動可能に結合する。
【００６０】
クリーニング容器６１には、ばね取り付け部（不図示）が一体的に形成されてあり、ばね取り付け部（不図示）には加圧バネ６４（圧縮コイルバネ）が取り付けてある。加圧バネ６４の位置は、クリーニング容器６１の長手方向の端部であって、支持穴４９から短手方向に離れて配設されている。そして、図５に示すように、クリーニング容器６１の外側壁面には結合ピン４９ａが貫通する貫通穴が形成してある。前記貫通穴は感光体ドラム１と平行な軸上にある。
【００６１】
上記構成において、現像容器４５とクリーニング容器６１とを結合する場合には、図５に示すように、現像容器４５の長手方向両端側のアーム部に設けた支持穴４９のそれぞれの中心を結んだ軸線上にクリーニング容器６１の貫通穴の中心を配置し、結合ピン６４をクリーニング容器６１に設けた貫通穴からアーム部の支持穴４９にそれぞれ貫通させる。これによって、現像容器４５とクリーニング容器６１とは結合ピン６４を中心にして回動可能に結合される。
【００６２】
このとき、クリーニング容器６１に取り付けてある加圧バネ６４は、現像容器４５のバネ座（不図示）に接触した後、圧縮される。これにより、感光体ドラム１と現像ローラ４０は、図７に示すように、結合ピン４９ａを中心（基準記号）とするモーメントで付勢され、感光体ドラム１に対して現像ローラ４０と現像ローラ４０の両端に設けられ現像ローラ４０の外径と同等か若しくはそれ以下の外径のコロ部材４６（図５参照）が圧接される。このように加圧バネ６４の加圧力で、現像容器４５が結合ピン４９ａを中心として現像ローラ４０を感光体ドラム１側へ回動させることにより、金属製の芯金部４０ａとゴム部４０ｂの２層で構成されている現像ローラ４０のゴム表面が感光体ドラム１に突き当たる位置まで圧縮されて、現像可能領域（以下、ニップという）が作られる。
【００６３】
上述のように現像容器４５とクリーニング容器６１を回動可能に結合する結合ピン４９ａを挿通させるアーム部の支持穴の一方を長穴とすることにより、感光体ドラム１と現像ローラ４０（およびコロ部材４６）はそれぞれの母線で接触する。この母線は感光体ドラム１および現像ローラ４０の中心線と平行である。
【００６４】
このように現像容器４５とクリーニング容器６１を回動可能に結合し、他端部に加圧バネ６４を配置するプロセスカートリッジ７においては、感光体ドラム１と現像ローラ４０は、図７に示すように、当接している。このように感光体ドラム１と現像ローラ４０が当接した状態が、プロセスカートリッジ７が製造された後に出荷されて画像形成装置本体に装着されるまでの長期にわたって維持されると、現像ローラ４０は、感光体ドラム１とが当接しているニップが、最悪の場合に接触している感光体ドラム１の表面形状にならうように変形が生じてしまう可能性がある。
【００６５】
そこで、図１に示すように、感光体ドラム１と現像ローラ４０との中心間距離を画像形成時の中心間距離よりも大きくした状態あるいは感光体ドラム１と現像ローラ４０を離間した状態で物流することとした。
【００６６】
（感光体ドラムと現像ローラの離間構成）
以下に、感光体ドラム１と現像ローラ４０との中心間距離を大きくした状態あるいは感光体ドラム１と現像ローラ４０を離間させた状態を保つための離間部材について、図１および図９を用いて説明する。
【００６７】
図１および図９に図示する離間手段では、現像容器４５とクリーニング容器６１における感光体ドラム１および現像ローラ４０と反対側の端部を保持して感光体ドラム１と現像ローラ４０を離間させる離間保持部材７０を用いる。
【００６８】
感光体ドラム１と現像ローラ４０を支持するプロセスカートリッジ７において、感光体ドラム１と現像ローラ４０とを離間させるには、現像容器４５とクリーニング容器６１を結合ピン６４で回動可能に結合してある中心点（基準記号）を通る垂直面を間にして感光体ドラム１と現像ローラ４０を設けてある側とは反対側で現像容器４５とクリーニング容器６１を近接させるように、加圧バネ６４の付勢力に抗して、図１に示す矢印Ｆで示すような力を加えることにより行うことができる。したがって、図１に矢印Ｆで示すような力を加えることができる離間保持部材７０を図９に示すように現像容器４５とクリーニング容器６１に係止させることにより感光体ドラム１と現像ローラ４０とを離間させる。なお、この際に、離間保持部材７０には加圧バネ６４に基づく張力が働くために、離間保持部材７０は、物流時における引張りに対応する応力が許容範囲となるように幅と厚みを有するものとすることが必要である。
【００６９】
離間保持部材７０は、図９に示すように、現像容器４５が矢印Ｆに示す方向とは反対方向へ回転するのを規制する下方規制部と、同様にクリーニング容器６１が矢印Ｆに示す方向とは反対方向へ回転するのを規制する上方規制部を有し、加圧バネ６４のバネ力に抗して現像容器４５とクリーニング容器６１を離間させるように力を加える構成としている。
【００７０】
また、離間保持部材７０には、現像容器４５およびクリーニング容器６１に接する面とは異なる面に対してつまみ７０ｈを設けてある。これによって、離間保持部材７０はつまみ７０ｈを持って取り付けおよび取り外しを容易に行うことを可能にする。
【００７１】
以上のように構成される離間保持部材７０を、プロセスカートリッジ７の製造が完了した後に、図９に示すように、プロセスカートリッジ７に組み付けることにより、現像ローラ４０と感光体ドラム１の中心間距離を大きくした状態あるいは現像ローラ４０と感光体ドラム１を離間させた状態とすることができ、このような状態でプロセスカートリッジ７は出荷される。このように現像ローラ４０と感光体ドラム１の中心間距離を大きくした状態あるいは現像ローラ４０と感光体ドラム１とを離間させた状態において、プロセスカートリッジ７の物流を行うことにより、現像ローラ４０が感光体ドラム１の表面形状にならうように変形することを防止することができる。
【００７２】
ユーザが、プロセスカートリッジ７を画像形成装置本体１００に装着する際に、つまみ７０ｈをもって離間保持部材７０をプロセスカートリッジ７から取り外す。すると、加圧バネ６４のばね力で結合ピン４９ａを中心にして現像容器４５とクリーニング容器６１がそれぞれ回動して、現像ローラ４０と感光体ドラム１が圧接する。同時に現像ローラ４０のコロ部材４６と感光体ドラム１が圧接する。上記に述べた離間部材７０を取り付けたプロセスカートリッジ７をユーザが扱う際、ユーザがプロセスカートリッジ７を持つ位置によってはプロセスカートリッジ７を出荷した離間状態よりさらに感光体ドラム１と現像ローラ４０が離間する可能性があり、その場合、結合ピン４９ａに対して現像ローラ４０の反対側に位置する加圧バネ６４が圧縮される。図８に示すように、この離間量が大きくなり（図８のＤ）、加圧バネ（圧縮コイルバネ）が荷重長から密着長さに近づくと、バネが非線形領域に達する。一度非線形領域に達したバネは安定した荷重を得ることができないため、現像ローラ４０が感光体ドラム１に加圧する加圧力が安定せず、現像不良により品質の良い画像を得ることができなくなる。よって本発明では、加圧バネ６４が密着巻きに到達する前の段階で現像容器４５とクリーニング容器６１が接触する構成をとっている。図１に示すように、クリーニング容器に取り付けられた加圧バネの近傍にクリーニング容器と一体となった離間ストッパ部材６１ａを設けている。これにより、加圧バネが密着巻きになることにより、非線形領域に達することを防止できる。前記離間ストッパ部材は現像容器と一体になるよう取り付けても良い。
【００７３】
さらに、図１０〜図１４に示すように、プロセスカートリッジ７の製造時からユーザの初期使用に至るまでの間、保護部材３２により、現像ブレード４４の現像ローラ４０への当接圧を分散しており、現像ローラ４０の変形を抑制している。プロセスカートリッジ７の初期使用時に保護部材３２を取り外すことで現像ローラ４０と現像ブレード４４が当接し、現像ブレード４０が現像ローラに圧接し現像ローラ４０上のトナー層を規制できるようになる。図１０に示すように、保護部材３２はシート状であり、先端は現像ローラ４０と現像ブレード４４に挟まれており、後端はクリーニング容器６１と現像容器４５の間を通り、プロセスカートリッジ７の後方に抜き出ている。プロセスカートリッジ７後方に抜き出た保護部材後端をユーザが引き抜くことにより、現像ローラ４０と現像ブレード４４が当接する。その際、図１３に示すように保護部材３２が加圧バネ６４の長手よりも長いため、保護部材３２を引き抜く時に、加圧バネ６４に接触し加圧バネ６４を巻き込んで外れてしまう恐れがある。本発明では図１２に示すように、現像容器４５およびクリーニング容器６１と一体となったストッパ部（４５ａ、６１ａ）が保護部材３２と加圧バネ６４の間に位置することにより、ユーザが保護部材３２を引き抜いた際、保護部材３２が加圧バネ６４を巻き込むことがなく、加圧バネ６４が外れることがない。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、現像ローラを感光体ドラムに付勢している付勢部材（圧縮コイルバネ）が圧縮され非線形領域に達することを防ぎ、現像ローラが感光体ドラムに加圧する加圧力を安定させることができる。これにより、品質の高い画像を得ることができる。また上記構成により、付勢部材（圧縮コイルバネ）の荷重長から密着巻きまでの距離を短く設計できるようになり、従来よりコンパクトな付勢手段の使用が可能となり、プロセスカートリッジの小型化にも貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプロセスカートリッジの実施例を示す断面図
【図２】フルカラー画像形成装置の全体構成を示す断面図
【図３】フルカラー画像形成装置の全体構成を示す断面図
【図４】プロセスカートリッジを示す断面図
【図５】プロセスカートリッジを示す斜視図
【図６】プロセスカートリッジを示す斜視図
【図７】本発明に係るプロセスカートリッジを示す断面図
【図８】従来のプロセスカートリッジを示す断面図
【図９】本発明に係る出荷時状態のプロセスカートリッジを示す断面図
【図１０】本発明に係るプロセスカートリッジを示す断面図
【図１１】本発明に係るプロセスカートリッジを示す断面図
【図１２】本発明に係る現像装置の上視図
【図１３】従来の現像装置の上視図
【符号の説明】
１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）感光ドラム
２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）帯電装置
３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）スキャナユニット
４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）現像装置、現像ユニット
５中間転写体（中間転写ベルト）
６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）感光体ユニット
７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）プロセスカートリッジ
８定着器（定着部）
９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）ポリゴンミラー
１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）一次転写ローラ
１３二次転写ローラ
１４駆動ローラ
１５二次転写対向ローラ
１６テンションローラ
１７給紙カセット
１８給紙ローラ
１９分離パッド
２０給紙ガイド
２１レジストローラ
２２搬送ベルト
２３フィルムガイドユニット
２４加圧ローラ
２５排出ローラ
２６排出トレイ
２９開閉カバー（画像形成装置の前カバー）
３１軸受部材
３２保護部材
３６中間転写体ユニット
４０現像ローラ
４０ａ芯金部
４０ｂゴム部
４１トナー容器
４１ａストッパ部
４２トナー撹拌（搬送）部材
４２ａ軸部材
４２ｂシート部材
４３トナー供給ローラ
４４現像ブレード
４５現像容器
４６コロ部材
４７軸受部材
４８軸受部材
４９支持穴
４９ａ結合ピン
５１入射側ライトガイド
５２出射側ライトガイド
５３ＬＥＤ
５４フォトトランジスタ
５５メモリユニット
５５Ａメモリユニット接点部
５６通信ユニット
５６Ａ通信ユニット接点部
５７基板
６０クリーニングブレード
６１クリーニング枠体
６１ａストッパ部
６２トナー送り機構
６３廃トナー室
６４加圧バネ（付勢部材）
７０離間保持部材
７０ｈ離間保持部材の把手
１００画像形成装置
１０１ＣＲＧ保持部材
１０２本体フレーム（本体側板）
Ｐ転写材
Ｔ１（Ｔ１ａ、Ｔ１ｂ、Ｔ１ｃ、Ｔ１ｄ）一次転写部
Ｔ２二次転写部
Ｆ離間力
ｄ離間量（本発明）
Ｄ離間量（従来の発明）

Claims

画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムに形成される静電潜像を現像剤を用いて現像するための現像ローラと、前記電子写真感光体ドラムを支持する第１枠体と、前記現像ローラを支持する第２枠体と、前記電子写真感光体ドラムと前記現像ローラを離接可能に第１枠体と第２枠体を結合するための結合部材と、前記電子写真感光体ドラムと前記現像ローラを接する方向に付勢する付勢部材と、前記電子写真感光体ドラムと前記現像ローラを離間するための離間部材とを有し、前記電子写真感光体ドラムと前記現像ローラが過多に離間するのを防ぐためのストッパ部を第１の枠体ないし第２の枠体に設けたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
請求項１に記載のプロセスカートリッジを取り外し可能に装着するための装着部を、有することを特徴とする画像形成装置。
画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムに形成される静電潜像を現像剤を用いて現像するための現像ローラと、現像ローラに圧接させトナー層を規制する現像ブレードと、前記電子写真感光体ドラムを支持する第１枠体と、前記現像ローラと前記現像ブレードを支持する第２枠体と、前記電子写真感光体ドラムと前記現像ローラを離接可能に第１枠体と第２枠体を結合するための結合部材と、前記電子写真感光体ドラムと前記現像ローラを接する方向に付勢する付勢部材と、前記現像ローラと前記現像ブレードの間に少なくとも圧力分散作用を有する保護部材と、前記電子写真感光体ドラムと前記現像ローラを離間するための離間部材とを有し、前記電子写真感光体ドラムと前記現像ローラが過多に離間するのを防ぐためのストッパ部を第１の枠体および第２の枠体に設けており、前記保護部材は前記プロセスカートリッジ使用時に取り外し可能であり、前記保護部材を取り外す際、前記ストッパ部が前記保護部材のガイドとなるガイド部材を兼ねていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
前記圧力分散材は、発泡体である事を特徴とする請求項３記載のプロセスカートリッジ。
請求項３に記載のプロセスカートリッジを取り外し可能に装着するための装着部を有することを特徴とする画像形成装置。