JP5094998B2 - プロセスカートリッジおよび画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プロセスカートリッジおよび画像形成装置に関する。本発明においてプロセスカートリッジとは、像担持体を備える像担持体ユニットと、現像剤担持体を備える現像ユニットとを一体的にカートリッジ化したものである。

なお像担持体は電子写真感光体・静電記録誘電体・磁気記録磁性体等などからなる。現像剤担持体は現像剤を担持し、像担持体上に適宜の方法で形成された潜像（静電潜像・電位潜像・磁気潜像等）を現像剤を用いて現像するものである。

画像形成装置とは記録媒体に画像を形成するものである。画像形成装置の例としては、電子写真画像形成装置等が挙げられる。また、画像形成装置の装置本体とは、プロセスカートリッジを除いた画像形成装置部分である。

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、感光体ドラム及び感光体ドラムに作用するプロセス手段を一体的にカートリッジし、このカートリッジを画像形成装置の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。

上記プロセスカートリッジとしては、感光体ドラムやクリーニング手段等を保持する像担持体ユニットと、現像剤担持体である現像ローラを保持する現像ユニットとを結合部材にて結合したものが一般的に知られている。このプロセスカートリッジでは結合部材を回動の軸として、現像ユニットが像担持体ユニットに対して回転可能に支持されており、現像ユニットの自重やバネ等の加圧部材によって現像ユニットが像担持体ユニット側へ付勢されている。現像ユニット内の現像ローラは像担持体ユニット内の感光体ドラムに一定の加圧力をもって当接することができ、画像形成装置は安定的に画像を形成できる。

ただこのようなプロセスカートリッジでは、部品の公差等の影響によって、像担持体ユニットと現像ユニットとを結合する結合部材の位置や、結合部材を係合させる穴の位置が、設計時に狙った寸法（以下、基準寸法）からずれてしまう場合がある。結合部材等の位置がずれると、像担持体ユニットと現像ユニットとの結合に影響を及ぼし、感光体ドラムに対する現像ローラの加圧力も設計値から変動してしまう可能性がある。

そのため従来のプロセスカートリッジでは、特許文献１、２に記載されるように、結合部材を係合させる穴を長穴とする対策が取られている。これにより結合部材等の位置が、基準寸法からずれた場合であっても、結合部材が長穴と係合する際に、長穴と結合部材の係合位置が移動することで、生じた位置のずれを吸収することができる。その結果、感光体ドラムに対する現像ローラの加圧力も安定化する。

特開平０８−３３９１４９号公報 特開平０９−０５０２２４号公報

本発明は、上記構成を更に発展させたものである。現像ユニットと像担持体ユニットとを結合して一体化したプロセスカートリッジにおいて、プロセスカートリッジに外部から力が加わると現像ユニットが像担持体ユニットに対して移動する場合があった。この時、像担持体に対する現像剤担持体の加圧力が変動してしまう。本発明では、この加圧力の変動を抑制することを目的とする。

上記の課題を解決するための本発明に係るプロセスカートリッジの代表的な構成は、回転可能に設けられた像担持体を有する像担持体ユニットと、前記像担持体に向けて付勢される現像剤担持体を有し、連結部により前記像担持体ユニットに回動可能に連結された現像ユニットと、を備え、画像形成装置の装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、前記連結部は、前記像担持体の軸線方向における前記プロセスカートリッジの一端側にて、前記像担持体ユニットおよび前記現像ユニットのいずれか一方のユニットに設けられた軸と、前記一端側にて前記像担持体ユニットおよび前記現像ユニットの内の他方のユニットに設けられ、前記軸と当接する係合部と、を有し、前記係合部は、前記軸と当接して、前記現像ユニットを前記像担持体ユニットに対して回動可能にする第１当接部と、前記軸が相対的に摺接移動可能であり、かつ前記第１当接部が前記軸から受ける垂直抗力Ａの方向に対し傾いた方向の垂直抗力Ｂを前記軸から受ける第２当接部であって、前記軸と当接したときに前記現像ユニットを前記軸と前記第１当接部が当接する位置に前記像担持体ユニットに対し相対移動させる第２当接部と、を有し、前記垂直抗力Ｂ、もしくはその反力は、前記軸を前記第１当接部に向けて相対移動させる力の分力となることを特徴とする。

本発明によれば、プロセスカートリッジに力が加わることで、現像ユニットが移動し、像担持体に対する現像剤担持体の加圧力が変動してしまう現象を抑えることが可能となる。

これによって、像担持体に対する現像剤担持体の加圧力を安定化することができる。

実施例における画像形成装置の画像形成装置本体及びプロセスカートリッジの断面図 プロセスカートリッジの拡大断面図 像担持体ユニットの斜視説明図 現像ユニットの斜視説明図 現像ユニットの斜視説明図 プロセスカートリッジの枠体構成を説明する斜視図 像担持体ユニットと現像ユニットの結合部の説明する模式斜視図 比較例におけるプロセスカートリッジの模式断面図 比較例におけるＤ加圧力の変化を説明するグラフ 現像ユニットにかかる力の関係を表した模式断面図 比較例の開口の角度と現像ユニットに加わる力の関係を説明したグラフ 比較例の現像ユニットにかかる力とその方向を示した図 比較例におけるＤ加圧力の変動を表したグラフ 比較例における開口と結合部材の係合位置を示した模式断面図 実施例１における結合部材と開口の係合の設定について説明した模式断面図 実施例１における結合部材と開口の係合の設定について説明した模式断面図 実施例１における開口の形状を説明する模式図 実施例１におけるＤ加圧力の変動を表したグラフ 実施例２における開口の形状を説明する模式図 実施例２におけるＤ加圧力の変動を表したグラフ 実施例３における開口の形状を説明する模式断面図 開口と係合する凸部を有したプロセスカートリッジを示す斜視図 実施例４におけるプロセスカートリッジを示した斜視図 実施例５における現像ローラとドラムの当接を示した模式図 実施例５におけるプロセスカートリッジを示した模式図 装置本体の斜視説明図 ドラムユニットの支持構成（他端側）を説明する斜視図 ドラムユニットの支持構成（他端側）を説明する斜視図 ドラムユニットの支持構成（一端側）を説明する斜視図 装置本体のカートリッジ着脱用ガイドレールを示す斜視図 カートリッジの装置本体への挿入動作を説明する断面図 比較例における現像ユニットの側面図 実施例１におけるカートリッジの側面図 実施例２における現像ユニットの側面図

［実施例１］
電子写真技術を用いた画像形成装置本体に装着される非接触現像方式のプロセスカートリッジを例に、本発明を詳細に説明する。

（全体構成）
図１は本実施例における画像形成装置Ａの画像形成装置本体１（以下、装置本体と記載する）及びプロセスカートリッジ２（以下、カートリッジと記載する）の断面図である。

図２はカートリッジ２の拡大断面図である。以下、図１、図２に沿って、本実施例における画像形成装置Ａの全体構成および画像形成プロセスについて説明する。

この画像形成装置Ａは、カートリッジ２を装置本体１に着脱可能とした電子写真技術を利用したレーザービームプリンターである。

カートリッジ２が装置本体１に装着されたとき、カートリッジ２の上側には露光装置（レーザースキャナユニット）３が配置される。また、カートリッジ２の下側には画像形成対象となる記録媒体（シート材）Ｐを収容したシートトレイ４が配置されている。更に、装置本体１には、シート材Ｐの搬送方向に沿って、ピックアップローラ５ａ、給送ローラ５ｂ、搬送ローラ対５ｃ、転写ガイド６、転写用帯電ローラ７、搬送ガイド８、定着装置９、排出ローラ対１０、排出トレイ１１等が配置されている。

（画像形成プロセスの説明）
次に、画像形成プロセスの概略を説明する。プリントスタート信号に基づいて、像担持体である、ドラム状の電子写真感光体（以下、感光体ドラムと記載する）２０は矢印Ｒ１方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。感光体ドラム２０の外周面にはバイアス電圧が印加された帯電ローラ１２が接触していて、この帯電ローラ１２によって感光体ドラム２０の外周面は、一様に帯電される。

露光装置３からは、画像情報の時系列的電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザー光Ｌが出力される。そのレーザー光Ｌがカートリッジ２の上面の露光窓部５３からカートリッジ２の内部に入光して感光体ドラム２０の外周面を走査露光する。これにより、感光体ドラム２０の外周面には画像情報に対応した静電潜像が形成されていく。この静電潜像は、現像ユニット４０の現像剤Ｔ（以下、トナーと記載する）によって可視化されトナー像として現像される。

さらに説明すると、帯電ローラ１２は感光体ドラム２０に接触して設けられており、感光体ドラム２０に帯電を行う。この帯電ローラ１２は、感光体ドラム２０に従動回転する。また、現像ユニット４０は、感光体ドラム２０の現像領域へトナーを供給して、感光体ドラム２０に形成された潜像を現像する。

現像ユニット４０は、現像剤収納部（以下、トナー室と記載する）４５内のトナーＴを攪拌部材４３の回転によって現像部（以下、現像室と記載する）４４に送り出す。そして、マグネットローラ（固定磁石）４１ａを内蔵した現像剤担持体である現像ローラ４１を回転させるとともに、現像剤規制部材（以下、現像ブレードと記載する）４２によって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を現像ローラ４１の表面に形成する。

そして、そのトナーを潜像に応じて感光体ドラム２０へ転移させることによってトナー像を形成して可視像化する。現像ブレード４２は、現像ローラ４１の周面のトナー量を規定すると共に摩擦帯電電荷を付与するものである。

一方、レーザー光Ｌの出力するタイミングとあわせて、ピックアップローラ５ａ、給送ローラ５ｂ、搬送ローラ対５ｃによって、装置本体１の下部に収納されたシート材Ｐがシートトレイ４から給紙される。そのシート材Ｐが転写ガイド６を経由して、感光体ドラム２０と転写用帯電ローラ７との間の転写位置へタイミング供給される。この転写位置において、トナー像は感光体ドラム２０からシート材Ｐに順次転写されていく。

トナー像が転写されたシート材Ｐは、感光体ドラム２０から分離されて搬送ガイド８に沿って定着装置９に搬送される。そしてシート材Ｐは、定着装置９を構成する定着ローラ９ａと加圧ローラ９ｂとのニップ部を通過する。このニップ部で加圧・加熱定着処理が行われてトナー像はシート材Ｐに定着される。トナー像の定着処理を受けたシート材Ｐは排出ローラ対１０まで搬送され、排出トレイ１１に排出される。

一方、転写後の感光体ドラム２０は、クリーニングブレード５２により外周面上の残留トナーが除去されて、再び、帯電から始まる作像に供される。感光体ドラム２０から除去された廃トナーは像担持体ユニット５０の廃トナー室５１ｅに貯蔵される。

上記において、帯電ローラ１２、現像ローラ４１、クリーニングブレード５２等が感光体ドラム２０に作用するプロセス手段である。

（像担持体ユニット）
次に像担持体ユニット５０について図２、図３を用いて構成を詳細に説明する。図３は像担持体ユニット５０の斜視説明図である。

前述のように現像ユニット４０によって現像されたトナー像は転写部においてシート材Ｐに転写される。転写後に感光体ドラム２０に残留したトナーはクリーニングブレード５２によって掻き落とされると共に、スクイシート１４ａによってすくい取られ、廃トナー室５１ｅへ集められる。

まず廃トナー室５１ｅには、クリーニングブレード裏のトナー漏れを防ぐシール部材１４ｃがドラム枠体５１の所定の位置に両面テープ等で固定されている。

クリーニングブレード５２がドラム枠体５１の所定の位置に、ビス５８で固定される。さらに感光体ドラム２０上のトナー等の付着物のふき取り部材としてのシール部材１４ｄ、が両面テープによりドラム枠体５１に固定されている。

電極１５、帯電ローラ軸受１３（１３Ｌ、１３Ｒ）がドラム枠体５１に嵌めこまれ、帯電ローラ１２の軸部１２ａ（１２ａＬ、１２ａＲ）が帯電ローラ軸受１３（１３Ｌ，１３Ｒ）にはめ込まれる。

感光体ドラム２０の一端側にはアース接点等々が一体となった非駆動側ドラムフランジ１５２が固定される。感光体ドラム２０の他端側には、装置本体１から回転力を受ける回転力受け部材であるカップリング１５０を取り付けたドラムフランジ１５１（以下フランジとする）が固定されている。これにより感光体ドラムユニット２１（以下ドラムユニットとする）が形成される
このドラムユニット２１のフランジ１５１を、ドラム枠体５１に一体的に取り付けられた軸受部材１５８に回転可能に嵌合させる。また、ドラム枠体５１に圧入固定したドラム軸１５９を、非駆動側ドラムフランジ１５２に設けた穴１５２ａに回転可能に嵌合させる。これにより、ドラムユニット２１は、その両端をドラム枠体５１に回転可能に支持され、感光体ドラム２０はドラム枠体５１に対して回転可能となる。

さらに、感光体ドラム２０の遮光・保護を行っている保護部材１０１の一端側の軸部１０１ａＬに付勢バネ１０２を取り付ける。さらに保護部材１０１の一端側の軸部１０１ａＬと他端側の軸部１０１ａＲを、ドラム枠体５１の略Ｕ字形状の軸受部５１ｄ（５１ｄＬ、５１ｄＲ）に取り付ける。このようにして像担持体ユニット５０が完成する。

なお、以下の説明において、感光体ドラム２０の軸線方向におけるプロセスカートリッジの両端側のうち、像担持体ユニット５０にカップリング１５０が設けられた側を駆動側と呼び、駆動側とは反対側を非駆動側と呼ぶことがある。

（現像ユニット）
次に現像ユニット４０について、図４、図５を用いて説明する。図４はトナー室４５の構成を示した斜視説明図である。図５は現像ユニット４０の斜視説明図である。

図４に示すように、トナー室４５内には攪拌部材４３を配置する。攪拌部材４３は非駆動側をトナー収納容器４０ａに支持され、駆動側を、トナー収納容器４０ａに取り付けられたはす歯ギア２８（以下、撹拌ギアと記載する）によって支持され、攪拌ギア２８の回転に従い回転を行う。

また、ギア３０とギア２９（図５）がトナー収納容器４０ａに回動可能に取り付けられており、これらが噛みあい，回転することによりギア３０からギア２９さらに攪拌ギア２８へと駆動力が伝達される。

トナー収納容器４０ａ、フタ４０ｂは超音波溶着によって一体的に結合される。供給開口３７を囲んで、トナーＴの進入方向と交差する方向に開口縁３７ａが形成されており、この開口縁３７ａには図５に示すように現像剤シール２７（以下、トナーシールと記載する）が加熱固定される。

現像ブレード４２が、現像ローラ４１の端部表面と当接しながら清掃する清掃部材３８と一緒にその両端をネジ５９によって、トナー収納容器４０ａに対して固定される。さらに、現像ローラユニット３９を所定の位置に設置する。なお、現像ローラユニット３９では、現像ローラ４１の駆動側にある開口よりマグネットローラ４１ａが挿入されてあり、その開口部には現像ローラフランジ４１ｂが圧入固定されている。

また、感光体ドラム２０表面と現像ローラ４１の表面を一定の間隔に保持するための間隔保持部材４８（４８Ｌ、４８Ｒ）および軸受部材４７（４７Ｌ、４７Ｒ）が現像ローラ４１の両端部に配置されている。さらに、駆動側において、現像ローラ４１には、像担持体ユニット５０のフランジ１５１に設けられたドラムギア１５１ｃ（第１のギア）（図３参照）と噛みあい、現像ローラ４１に回転力を伝えるための現像ローラギア４９（第２のギア）が設けられている。この現像ローラギア４９は前述図５のギア３０とかみ合う。

そして、非駆動側においてトナー収納容器４０ａに第１サイド部材５５Ｌを取り付け、駆動側にいて第２サイド部材５５Ｒをトナー収納容器４０ａに取り付け固定する。なお第１サイド部材５５Ｌには装置本体と接する本体との接点６２、６３が設けられている。

サイド部材５５の固定と共に、第１サイド部材５５Ｌ、第２サイド部材５５Ｒによって、現像ローラユニット３９の両端に配置されている軸受部材４７（４７Ｌ、４７Ｒ）の位置決めを行う。この軸受部材４７によって現像ローラ４１は回動可能に支持される。このようにして現像ユニット４０が完成する。

（プロセスカートリッジの枠体構成）
カートリッジ２の枠体構成について図２、図５、図６、図７、図３３を用いて説明する。図６はカートリッジ２の枠体構成を説明する斜視図である。図７は像担持体ユニット５０と現像ユニット４０の結合部の詳細を説明する模式斜視図である。特に図７（ａ）は像担持体ユニット５０と現像ユニット４０を結合する状態の斜視図である。図７（ｂ）は像担持体ユニット５０と現像ユニット４０が結合された状態の模式斜視図（像担持体ユニット５０一部を切断した状態を示した）である。図３３はカートリッジ２の側面図である。

図２に示すように感光体ドラム２０、帯電ローラ１２およびクリーニングブレード５２は、ドラム枠体５１に取り付けられ、像担持体ユニット５０を構成している。一方、現像ユニット４０は、図５に示すように、トナー収納容器４０ａとフタ４０ｂ、サイド部材５５（５５Ｌ、５５Ｒ）、現像ローラ４１等によって構成されている。トナー収納容器４０ａとフタ４０ｂは溶着等の手段により一体的に結合され、トナーを収納するトナー室４５や現像室４４を備えた現像枠体を形成する。またサイド部材５５（５５Ｌ、５５Ｒ）は、現像ユニット４０の長手方向（現像ローラ４１の軸線方向）の両端に設けられ、トナー収納容器４０ａに対してビスや溶着等の手段によって結合される。

そして、図６に示すように、像担持体ユニット５０と現像ユニット４０が、断面形状が円形のピンである結合部材５４（５４Ｌ、５５Ｒ）によって互いに回動可能に結合されることによってカートリッジ２が構成されている。

本実施例において、結合部材５４にはＳＵＳ３０３を使用しており、像担持体ユニット５０と現像ユニット４０の枠体はＨＩＰＳ（Ｈｉｇｈ Ｉｍｐａｃｔ Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ） 材を使用している。なお結合部材５４は他の金属や樹脂を使用しても構わないし、像担持体ユニット５０と現像ユニット４０は、他の樹脂を使用しても構わない。

サイド部材５５Ｌに形成した第１のアーム部５５ａＬの先端には長穴状の開口（係合部）６０が設けられ、サイド部材５５Ｒに形成した第２のアーム部５５ａＲの先端には丸穴６１が設けられている。

現像ユニット４０と像担持体ユニット５０を結合する際には、まず現像ユニット４０のアーム部５５ａ（５５ａＬ、５５ａＲ）をドラム枠体５１の所定の位置に挿入する。ここで図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、ドラム枠体５１には結合部材５４を嵌入するための穴５１ａ（５１ａＬ、５１ａＲ）および穴５１ｂ（５１ｂＬ，５１ｂＲ）が空いている。

カートリッジの駆動側では、結合部材５４Ｒが現像ユニット４０に設けた丸穴６１と、像担持体ユニット５０に設けた穴５１ａＲ，穴５１ｂＲに挿入されることで、現像ユニット４０と像担持体ユニット５０は結合される。

まず結合部材５４Ｒは図７（ａ）に示すようにドラム枠体５１の穴５１ａＲに圧入される。結合部材５４Ｒは穴５１ａＲとしまり嵌めの関係になっている。この結合部材５４Ｒはさらに現像ユニットの丸穴６１に挿入される。

また図７（ｂ）に示すように、ドラム枠体５１には、感光体ドラム２０の軸線方向において、穴５１ａＲよりも内側に、穴５１ａＲと同軸となるように穴５１ｂＲが設けられている。丸穴６１を貫通した結合部材５４Ｒは、この穴５１ｂＲにさらに圧入される。結合部材５４Ｒは、穴５１ａＲと、しまり嵌めの関係になっている。

穴５１ａＲと穴５１ｂＲに圧入された結合部材５４Ｒは、両端部を像担持体ユニット５０に固定された状態になり、穴５１ａＲ及び５１ｂＲに対して回転したり、抜けたりすることはない。

また結合部材５４Ｒは丸穴６１とは隙間ばめにて嵌合している。このため、現像ユニットは像担持体ユニット５０に対して結合部材５４Ｒを軸（第２の軸）として回動可能に結合されている。

プロセスカートリッジの非駆動側における現像ユニット４０と像担持体ユニット５０の連結部では、結合部材５４Ｌが現像ユニット４０に設けた開口６０と、像担持体ユニット５０に設けた穴５１ａＬ、穴５１ｂＬに共挿入されることで、現像ユニット４０と像担持体ユニット５０は結合される。

結合部材５４Ｌはドラム枠体５１の穴５１ａＬに圧入される。結合部材５４Ｌと穴５１ａＬとは、しまり嵌めの関係になっている。この結合部材５４Ｌはさらに現像ユニット４０の開口６０に挿入される。

またドラム枠体５１には、感光体ドラム２０の軸線方向において、穴５１ａＬよりも内側に、穴５１ａＬと同軸になるよう穴５１ｂＬが設けられている。結合部材５４Ｌは、開口６０を貫通し、穴５１ｂＬに圧入される。穴５１ｂＬと結合部材５４Ｌの関係もしまり嵌めの関係である。穴５１ａＬと穴５１ｂＬに圧入された結合部材５４Ｌは、両端部を像担持体ユニット５０に固定された状態になり、穴５１ａＬと穴５１ｂＬに対して回転したり、抜けたりすることはない。

この結合部材５４Ｌがサイド部材５５Ｌの開口６０内面の一部と当接することで、像担持体ユニット５０と現像ユニット４０を結合している。

像担持体ユニット５０と現像ユニット４０が結合部材５４によって結合された状態のとき、現像ユニット４０はその自重によって像担持体ユニット５０に付勢される。これにより現像ユニット４０に設けられた現像ローラ４１は、像担持体ユニットに設けられた感光体ドラム２０に押し付けられる。

なお、本実施例では、現像ユニット４０のアーム部５５ａ（５５ａＬ、５５ａＲ）の根元に圧縮ばね４６を取り付けている。圧縮ばね４６は弾性力によってアーム部５５ａとドラム枠体５１とを押圧し、現像ユニット４０を像担持体ユニット５０に付勢することで、現像ローラ４１を感光体ドラム２０に確実に押圧している。

現像ローラ４１の両端部には間隔保持部材４８（４８Ｌ、４８Ｒ）（図５参照）が取り付けられており、現像ローラ４１は感光体ドラム２０から所定の間隔をもって保持される。この感光体ドラム２０に間隔保持部材４８が当接することによって、現像ローラ４１は感光体ドラム２０を加圧する。なお、以下の説明において感光体ドラム２０に対する現像ローラ４１の加圧力をＤ加圧力と称することがある。

またカートリッジの非駆動側において結合部材５４Ｌと係合する開口６０は図３３に示されるように、開口６０の中央部に対してその両端が屈曲した長穴形状をしている。図３３（ａ）はカートリッジ２の側面全体を示す図であって、図３３（ｂ）は開口６０を拡大した図である。

このとき結合部材５４Ｌは、長穴状の開口６０内の中で係合の位置を変えることが可能である。このため、カートリッジ２の非駆動側（一端側）において現像ユニット４０は、像担持体ユニット５０に対して結合部材５４Ｌを軸（第１の軸）として回動可能であると共に、像担持体ユニット５０に対してスライド移動（摺接移動）可能に結合されている。これは部品の公差によって結合部材５４Ｌ、５４Ｒの位置が基準寸法からずれてしまった場合であっても、開口６０と結合部材５４Ｌの係合位置を変えることで、生じたずれを吸収可能にするためである。

なお開口６０の中央部に対してその両端が屈曲した理由については後述する。

一方、カートリッジ２の駆動側では、上述のように結合部材５４Ｒを長穴状の開口ではなく丸穴６１と係合させることで、現像ユニット４０と像担持体ユニット５０とを結合している。駆動側において、現像ユニット４０は像担持体ユニットに対してスライド移動することがない。これは、カートリッジ２の駆動側にはドラムギア１５１ｃと現像ローラギア４９が設けられているので、これらギア同士のかみ合い量を変化させないためである。

また、カートリッジ２の駆動側では、画像形成時（カートリッジの駆動時）にドラムギア１５１ｃと現像ローラギア４９との圧力角方向に噛み合い圧力が生じる。この噛み合い圧力によって結合部材５４Ｒを中心とした回転モーメントが現像ユニットに生じ、駆動側において感光体ドラム２０に対する現像ローラ４１のＤ加圧力に影響を与える。そのため本実施例では、感光体ドラム２０の軸線方向にカートリッジ２を見たとき、結合部材５４Ｒが係合する丸穴６１を、圧力角方向に延びる直線に対して、感光体ドラム２０の中心が位置する側に配置した。

このように丸穴６１を配置することによって、噛み合い圧力によって現像ユニット４０に生じる回転モーメントが、Ｄ加圧力を強めるように作用する。すなわち、噛み合い圧力によって感光体ドラム２０から現像ローラ４１が離間してしまうことを抑制できる。

なお上記の位置に丸穴６１を配置すると、カートリッジ２の駆動側におけるＤ加圧力が非駆動側におけるＤ加圧力よりも大きくなることがある。そのため現像ユニット４０の長手方向両端に設けられた、圧縮コイルばね４６のうち、非駆動側に設けた圧縮コイルばね４６の付勢力を駆動側より強めることが望ましい。非駆動側にのみ圧縮ばね４６を設ける場合もある。

（プロセスカートリッジ装着部の構造）
図２６はカートリッジドア（本体カバー、開閉扉）１０９を開いて内部を見せた装置本体１の斜視図である。カートリッジ２は装着されていない。図２６を用いて、カートリッジ２に対する回転力伝達方法について説明する。

図２６に示すように、装置本体１にはカートリッジ着脱用の装着手段であるガイドレール１３０が備えてあり、カートリッジ２はガイドレール１３０（１３０Ｒ、１３０Ｌ）に沿って装置本体１内に装着される。この際に、カートリッジ２の装着動作に連動して装置本体１の駆動軸１００とカートリッジ２が有する回転力受け部材であるカップリング１５０（図６）とが結合する。駆動軸１００は装置本体１に設けられた不図示のギア列等の駆動伝達手段およびモータと連結されている。モータによって駆動軸１００が駆動されると、カップリング１５０を通じて、感光体ドラム２０は装置本体１から駆動力を受けて回転する。

図２７・図２８に示すように、カートリッジ２が有する像担持体ユニット５０の駆動側の端部にはドラム枠体５１から外方へ突出したカートリッジガイド５１ｈＲが設けられている。また、図２９に示すように、非駆動側の端部には、カートリッジガイド５１ｈＬが設けられている。

カートリッジ２を装置本体１に着脱する際には、図２８に示すカートリッジガイド５１ｈＲ及び、軸受部材１５８の円筒部１５８ｃが、図３０の（ａ）のガイドレール１３０Ｒにガイドされる。また、図２９の示すカートリッジガイド５１ｈＬ及び、ドラム枠体５１の円筒部５１ｉが図３０の（ｂ）のガイドレール１３０Ｌにガイドされる。このようにして、カートリッジ２は装置本体１に、駆動軸１００の軸線方向と実質的に直交する方向に移動させて着脱される。

次に、図３１を用いて、カートリッジ２の装置本体１に対する装着動作を説明する。図３１は図２６をＳ１面で切った断面図である。図３１のように、使用者によって、カートリッジドア１０９を開く。そして、駆動側においてはカートリッジガイド５１ｈＲ、円筒部１５８ｃがガイドレール１３０Ｒにガイドされ、プロセスカートリッジは装置本体１の装着部に挿入される。非駆動側ではカートリッジガイド５１ｈＬ、円筒部５１ｉがガイドレール１３０Ｌにガイドされる（図３１の（ａ）参照）。矢印Ｘ５方向にカートリッジ２を挿入していくと、駆動軸１００とカートリッジ２のカップリング１５０の係合を経て、カートリッジ２は所定の位置（装着部）に装着される（図３１（ｂ））。このとき図３０の（ａ）と（ｂ）に示す押圧バネ１８８Ｒ・１８８Ｌによって、軸受部材１５８が有する受け部１５８ｅ（図２８）、ドラム枠体５１が有する受け部５１ｇ（図２９）が押圧力を受け固定される。

また図３０（ａ）に示すように、装置本体１のガイドレール１３０Ｒは、第一本体側位置決め部としてのリブ１３０Ｒａ、第二本体側位置決め部としての凹部１３０Ｒｂを有している。カートリッジ２を装置本体１に装着した時には、カートリッジ２が有する溝１５８ｂ及び、円筒部１５８ｃと、装置本体１が有するリブ１３０Ｒａ及び、凹部１３０Ｒｂがそれぞれ係合する。

また図３０（ｂ）に示すように、装置本体１のガイドレール１３０Ｌは、第三本体側位置決め部としての凹部１３０Ｌａを有している。こちらも、カートリッジ２を装置本体１に装着した時には、カートリッジ２が有する円筒部５１ｉと、装置本体が有する凹部１３０Ｌａがそれぞれ係合する。

更に、カートリッジ２のカップリング１５０が駆動軸１００から駆動力を受けると、ドラム枠体５１はドラムの回転方向（図２８において反時計回り方向）に回転する。これによりドラム枠体５１が有する円筒部の受け面５１ｆが、ガイドレール１３０Ｒが有する受け部１３０Ｒｃと係合する。

以上の構成（支持手段）によりカートリッジ２と装置本体１の位置決め（装置本体１によるカートリッジ２の支持）が行われる。

（比較例におけるカートリッジとＤ加圧力の関係）
カートリッジ２の両端部において現像ユニット４０と像担持体ユニット５０が回動可能に結合するため、現像ユニットが有する現像ローラ４１は、感光体ドラム２０を間隔保持部材４８Ｌ、４８Ｒを介して押圧する。

ここで実施例１に対する比較例として、本発明を実施していないカートリッジ２０２をあげて、感光体ドラムに対する現像ローラの加圧力（Ｄ加圧力）について説明する。説明には図８、９を用いる。

図８に比較例であるカートリッジ２０２を示す模式断面図を示した。Ｄ加圧力は図８に示すように、現像ローラ２４１の両端に設けられた間隔保持部材２４８Ｌと間隔保持部材２４８Ｒが、感光体ドラム２２０に対して当接することによって生じる。そのため、Ｄ加圧力は感光体ドラム２２０の軸線方向において一端側（非駆動側）と他端側（駆動側）に存在する。

現像ユニット２４０を像担持体ユニット２５０に対して回動可能に形成することで、現像ローラ２４１は感光体ドラム２２０に対してほぼ平行な状態で当接し、安定して付勢される。Ｄ加圧力の値は、非駆動側と駆動側においてバランスが保たれている。

しかしカートリッジ２０２に用いられる部品の寸法公差や、カートリッジ２０２の変形が、現像ユニット２４０と像担持体ユニット２５０との結合に影響を与えて、Ｄ加圧力が非駆動側と駆動側でバランスを崩してしまう場合がある。

以下、カートリッジ２０２に用いられる部材の公差等によって、現像ユニット２４０と像担持体ユニット２５０とを結合する結合部材２５４Ｌの位置が、結合部材２５４Ｒの位置からずれた場合を例に、Ｄ加圧力の変動について説明する。なお、結合部材２５４Ｌは非駆動側に設けられた結合部材であり、結合部材２５４Ｒは駆動側に設けられた結合部材である。

感光体ドラム２２０の軸線方向からみたときに、結合部材２５４Ｒの位置（図８（ａ）参照）を基準として、結合部材２５４Ｌの位置が水平方向にずれた場合を考える（図８（ｂ）（ｃ））。

〔結合部材のずれが無い場合（不図示）〕
感光体ドラム２２０の軸線方向から見て結合部材２５４Ｌと２５４Ｒの位置が重なる時、結合部材２５４Ｌは開口２６０内のほぼ中央で係合をしている。このとき現像ローラ２４１はその軸線が感光体ドラム２２０の軸線に対してほぼ平行となる状態で感光体ドラム２２０に当接し、現像ローラ２４１の両端部に取り付けられた間隔保持部材２４８Ｌ、２４８Ｒはほぼ同じ加圧力で感光体ドラム２２０に当接する。

この状態におけるＤ加圧力を示したものが図９のグラフにおける点（ａ）である。なお図９は比較例におけるＤ加圧力の変化を説明するグラフであり、グラフ横軸は、感光体ドラム２２０の軸線方向から見て、結合部材２５４Ｒの位置に対する結合部材２５４Ｌの位置のずれ量を示している。すなわち図８の水平方向において、結合部材２５４Ｒの位置を基準としたときの結合部材２５４Ｌの位置を示した。またグラフ縦軸はＤ加圧力の変化量である。結合部材２５４Ｌが基準の位置にあるときのＤ加圧力を基準として、Ｄ加圧力の変化量を示している。図９の点（ａ）においてカートリッジ２０２の一端側（非駆動側）、他端側（駆動側）ともにＤ加圧力の変化量は０となる。

〔結合部材の位置ずれ＝ｘ１（許容範囲内）の場合〕
次に、結合部材２５４Ｒの中心に対し、結合部材２５４Ｌの中心が結合部材２５４Ｒの中心から水平方向−側（左方向）にずれた場合を説明する。

図８（ｂ）では結合部材２５４Ｌの位置が結合部材２５４Ｒの位置に対して水平方向−側（左方向）に距離ｘ１だけずれている。

ずれｘ１が生じることによって図８（ｂ）に示すように、結合部材２５４Ｌと開口２６０の係合は開口２６０の他端２６０ｅ側に移動する。しかし、このとき、結合部材２５４Ｌと開口２６０の他端２６０ｅは接触しておらず、隙間が残っている。よって結合部材２５４Ｌと結合部材２５４Ｒのずれｘ１を結合部材２５４Ｌと開口２６０の係合位置が変わることによって吸収することができる。そのため、現像ローラ２４１の両端部は感光体ドラム２２０に安定して付勢されている。

つまり結合部材２５４Ｒに対する結合部材２５４Ｌの位置ずれを開口２６０にて吸収するため、感光体ドラム２２０に対する現像ローラ２４１の加圧力は、その両端部でほぼ同じ大きさとなる（図９の区間（ｂ））。

〔結合部材の位置ずれ＝ｘ２（許容範囲外）の場合〕
図８（ｃ）は結合部材２５４Ｌの位置が結合部材２５４Ｒ位置に対して水平方向に距離ｘ２だけ、像担持体ユニット２５０側にずれた状態であり、この距離ｘ２が距離ｘ１より大きい場合である。結合部材２５４Ｌは、開口２６０との間に生じていた隙間以上に移動し、開口２６０の他端２６０ｅに干渉する。よって、現像ユニット２４０の開口２６０は、他端２６０ｅに結合部材２５４Ｌから力を受けた状態で、像担持体ユニットに近づく方向に移動する。その結果、開口２６０が配されたカートリッジ２０２の非駆動側（一端側）において、現像ローラ２４１は、感光体ドラム２２０に近づく方向へ力を受け、Ｄ加圧力は増加する。また非駆動側と駆動側におけるＤ加圧力の総和は一定である。そのため非駆動側においてＤ加圧力が増加した分、駆動側（他端側）においてＤ加圧力は減少する（図９の範囲（ｃ））。

上記とは逆に、結合部材２５４Ｌの中心が結合部材２５４Ｒから、水平方向の＋側（右方向）に距離ｘ２ずれている場合を説明する。この時、開口２６０の一端２６０ｄに結合部材２５４Ｌが食い込む位置関係となる。現像ユニット２４０に設けられた開口２６０は、一端２６０ｄに結合部材２５４Ｌから力が加わった状態で、像担持体ユニットから離れる方向に移動する。つまり現像ユニット２４０の現像ローラ２４１は非駆動側において、感光体ドラム２２０から離れる方向へ力を受ける。その結果、非駆動側（一端側）においてＤ加圧力は減少する。また非駆動側でＤ加圧力が減少した分、駆動側（他端側）においてＤ加圧力が増加する（図９の範囲（ｄ））。

即ち、結合部材２５４Ｌが開口２６０の一端２６０ｄに接触するほど、結合部材２５４Ｌの位置が結合部材２５４Ｒの位置に対してずれてしまうと、Ｄ加圧力は急激に変化する。

従って、Ｄ加圧力の急激な変化を小さくするためには、結合部材２５４Ｌの位置が結合部材２５４Ｒの位置に対してずれても、結合部材２５４Ｌが開口２６０の端部に力を加えることが無いようにするとよい。つまり結合部材２５４Ｌが常に開口２６０の一端２６０ｄと他端２６０ｅとの間に隙間を持つ構成とするとよい。

ここで本発明者の検討によると、結合部材２５４Ｌが開口２６０の一端２６０ｄと他端２６０ｅの両端に隙間を持つためには、水平方向に対する開口２６０の傾きを所定の範囲内に設定することが有効である。図１０から図１３を用いてカートリッジ２０２における開口２６０の適切な傾きについて説明を行う。図１０は比較例において現像ユニット２４０にかかる力の関係を表した模式断面図である。図１１は開口２６０の角度と現像ユニットに加わる力の関係を表したグラフである。図１２は現像ユニット２４０にかかる力とその方向を示した図である。図１３はＤ加圧力の変動を表すグラフである。

開口２６０の両端に隙間を開けた状態で結合部材２５４Ｌが開口２６０と係合した状態を保つためには、開口２６０と結合部材２５４Ｌとが当接した際に現像ユニット２４０に加わる力が釣り合う必要がある。仮に現像ユニット２４０に加わる力が釣り合っていない状態だと、現像ユニット２４０に加わる合力によって、現像ユニット２４０は開口２６０の形成方向に沿ってスライド移動してしまう。これにより、結合部材２５４Ｌと開口２６０の係合位置が移動してしまい、結合部材２５４Ｌは開口２６０の一端２６０ｄもしくは他端２６０ｅに接触してしまう。

そこで、カートリッジ２０２が装置本体に装着された際に現像ユニット２４０の非駆動側（一端側）に働く力が釣り合う条件をカートリッジ２０２の模式断面図（自由物体図）である図１０を用いて説明する。

現像ユニット２４０には図１０に示すように力Ｆｉ（ｉ＝１〜７）が加わる。Ｆ１は現像ローラ２４１が感光体ドラム２２０を加圧したときに、その反作用として現像ローラ２４１が受ける反作用力である。よってＦ１はＤ加圧力と大きさが等しい。Ｆ２は現像ユニット２４０の自重である。Ｆ３はドラム枠体２５１に接触し、現像ユニット２４０を下方へ付勢している圧縮コイルばね２４６の力である。Ｆ４は装置本体１から接点部２６２が受ける接点圧である。Ｆ５は装置本体１から接点部２６３が受ける接点圧である。Ｆ６は開口２６０が結合部材２５４Ｌから受ける垂直抗力Ｆ６である。Ｆ７は開口２６０が結合部材２５４Ｌから受ける摩擦力である。

またＦｉと結合部材２５４Ｌまでの距離をそれぞれＬｉとし、Ｆｉが水平面となす角度をそれぞれθｉとする。

このとき、現像ユニット２４０に加わる力が釣り合う条件は下記式（１）から式（４）の条件が満たされる場合である。

ここでμは静止摩擦係数である。また、モーメントの＋方向は時計回り方向にとり、水平方向をＸ方向、鉛直方向をＹ方向とした（図１０参照）。

現像ユニット２４０に加わる力が釣り合うために必要な力は（１）〜（３）を連立することで求まる。ただし、力Ｆｉ（ｉ＝１〜７）のうちＦ２からＦ５およびＬ１からＬ７、θ１からθ５は設計上の規定値である。またθ６＝θ７＋９０°である。これらの値を（１）〜（３）に代入したとき、未知数であるＦ１、Ｆ６、Ｆ７はθ７の関数として求まる。ただし、摩擦力Ｆ７の絶対値は開口２６０と結合部材２５４Ｌの間に生じる最大静止摩擦力を下回る値しかとることができない。結合部材２５４Ｌと開口２６０に生じる最大静止摩擦力は静止摩擦係数μと垂直効力Ｆ６を用いてμＦ６、−μＦ６として求まるので、実際に現像ユニットに加わる力が釣り合うためには（１）〜（３）で求めたＦ６、Ｆ７が式（４）を満たす必要がある。

ここで横軸に開口の傾きθ７をとり、（１）〜（３）で求めた垂直効力Ｆ６、摩擦力Ｆ７と、最大静止摩擦力μＦ６、−μＦ６を縦軸に示したグラフが図１１である。

図１１より（４）が成り立つのは、図１１のθｍａｘ、θｍｉｎを用いてθ７が以下の式（５）を満たす場合である。

なお図１１において、θｍａｘは、Ｆ７＝μＦ６となるときのθ７の値であって、θｍｉｎは、Ｆ７＝−μＦ６となるθ７の値である。

式（５）が満たされるとき、（１）〜（４）を満たす力Ｆｉ（ｉ＝１〜７）が現像ユニットに生じ、現像ユニットに加わる力が釣り合う。これによって、結合部材２５４Ｌが開口２６０の両端部２６０ｄ、２６０ｅに接触しない状態で、結合部材２５４Ｌが開口２６０と当接することが可能になる。

また式（５）を満たす場合でも特に、θ７＝θｏｐｔとなるときＤ加圧力が最も安定する。これは図１１においてＦ７＝０となる角度であって、開口２６０と結合部材２５４Ｌに摩擦力が働かなくても現像ユニット２４０に加わる力が釣り合う場合である。角度θｏｐｔに関して更に詳細を述べる。

図１２に示すように、

が成り立つ垂直効力Ｆ６が生じるように、Ｆ１からＦ５の合力であるＦａが生じる方向とは垂直に開口２６０を形成する。このときの開口２６０の傾きがθｏｐｔである。開口２６０の角度をθｏｐｔとしたとき、現像ユニット２４０に加わる力は開口２６０と結合部材２５４Ｌの間に摩擦力Ｆ７が加わらなくとも釣り合う。すなわち、結合部材２５４Ｌと開口２６０の係合が開口２６０の一端２６０ｄ側、または他端２６０ｅ側に移動させる力が生じないので、よりＤ加圧力を安定化させることができる。

ここで開口２６０の角度をθｏｐｔとしたときの、現像ユニット２４０の一部を側面図として図３２（ａ）に示した。また、図３２（ｂ）は開口２６０の拡大図である。本比較例では開口２６０の長手方向の幅を４．３ｍｍとし、開口２６０と係合する結合部材２５４Ｌ断面の直径を３ｍｍとした。

比較例におけるＤ加圧の変動を図１３の太線（ａ）で示した。グラフ横軸は、感光体ドラム２２０の軸線方向から見て、結合部材２５４Ｌの位置が結合部材２５４Ｒの位置に対して、感光体ドラム２２０中心から現像ローラの２４１中心へ向かう方向にずれた場合のずれ量を示している。すなわち感光体ドラム２２０の中心から現像ローラ２４１の中心へ向かう方向において、結合部材２５４Ｒの位置を基準としたときの結合部材２５４Ｌの位置を示している。またグラフ縦軸はＤ加圧力の変化量である。結合部材２５４Ｌが基準の位置にあるときのＤ加圧力を０として、そこからの変化量を示している。なお、カートリッジの非駆動側（一端側）のＤ加圧力のみ示した。

図１３の太線（ａ）を見るとグラフの横軸の値が−０．３から＋０．４の範囲においてＤ加圧力の変化量が少ない。結合部材２５４Ｒに対する、結合部材２５４Ｌの位置のずれが上記範囲内であれば、結合部材２５４Ｌが開口２６０の端部に力を加えることはなくＤ加圧力を変動させないことがわかる。

（比較例における課題）
ここで、ユーザーがカートリッジ２０２を装置本体に装着する際などに、現像ユニット２４０に力を加えてしまう場合がある。現像ユニット２４０に外部から力が加わると、結合部材２５４Ｌに対して、開口２６０が移動することがある。このとき、現像ユニット２４０の非駆動側（一端側）が、像担持体ユニット２５０に対して移動する。現像ユニット２４０の非駆動側が像担持体ユニット２５０に対して近づくと、現像ローラ２４１の非駆動側が、感光体ドラム２２０に強く押し付けられるので、非駆動側においてＤ加圧力が大きくなってしまう。逆に、現像ユニット２４０の非駆動側が像担持体ユニット２５０から離れると、現像ローラ２４１の非駆動側を感光体ドラム２２０から離そうとする力が加わるので、Ｄ加圧力は非駆動側において小さくなる。

このとき開口２６０と結合部材２５４Ｌの間に生じる摩擦力によっては、現像ユニット２４０が本来の位置に戻らず、Ｄ加圧力が大きく変動した状態にとどまってしまう。

以下、現像ユニット２４０の非駆動側が、外部からの力によって移動した場合のＤ加圧力の変動について図１３、図１４を用いて説明する。図１４は比較例における開口２６０と結合部材２５４Ｌの係合位置を模式的に示した断面図である。

プロセスカートリッジの公差によって、結合部材２５４Ｌが結合部材２５４Ｒから、感光体ドラム２２０中心から現像ドラム中心に向かう方向において−０．２ｍｍずれている状態（図１３のグラフ横軸が−０．２の点）を例に示す。この状態において、通常のカートリッジ２０２の状態であれば、図１４（ｂ）に示す状態で結合部材２５４Ｌと開口２６０は係合している。

次に、現像ユニット２４０に力が加わり、開口２６０の他端２６０ｅと結合部材２５４Ｌとが接するほど、現像ユニット２４０の非駆動側が動かされた状態を図１４（ａ）に示した。この状態でカートリッジ２０２が装置本体に装着された場合、現像ユニット２４０の非駆動側に設けられたサイド部材２５５Ｌは像担持体ユニット２５０から離れる方向に移動している。よってサイド部材２５５Ｌに支持されている現像ローラ２４１は、非駆動側において感光体ドラム２２０から離れる向きに力を受けＤ加圧力は減少する。この状態のＤ加圧力を図１３の破線（ｂ）で示した。通常のカートリッジ２０２の状態から非駆動側（一端側）においてＤ加圧力が変化量Ｈｄだけ減少している。

次に、現像ユニット２４０に力が加わり、現像ユニット２４０が、開口２６０の一端２６０ｄと結合部材２５４Ｌとが接するほど動かされた状態（図１４（ｃ）参照）でカートリッジ２０２が装置本体に装着された場合を考える。この状態は、現像ユニット２４０の駆動側に設けられたサイド部材２５５Ｌが像担持体ユニット２５０に近づく方向に移動した状態である。サイド部材２５５Ｌに支持されている現像ローラ２４１の非駆動側は感光体ドラム２２０に近づく向きに力を受けることになり非駆動側においてＤ加圧力は増加する。この状態を表した線が図１３の細線（ｃ）である。通常のカートリッジ２０２の状態から、非駆動側（一端側）においてＤ加圧力が変化量Ｈｕだけ増加している。

つまり比較例のカートリッジ２０２では、外部から力が加わり、現像ユニット２４０が移動してしまった場合、Ｄ加圧力はＨ１＝Ｈｄ＋Ｈｕ分だけ変動してしまう。

また結合部材２５４Ｌと長穴２６０の係合位置が移動した場合に、この係合位置を元に戻すためには、プロセスカートリッジ製造時、開口２６０にグリスを塗るなどして、結合部材２５４Ｌと開口２６０に加わる摩擦力を低減させる対策が必要である。これはカートリッジの製造工程が複雑になる要因となってしまう。

（実施例１における開口の構成）
そこで実施例１のカートリッジ２では、現像ユニット４０に外部から力が加わり、結合部材５４Ｌと開口６０の係合位置が開口の端部に移動してしまった場合でも、係合位置を元にもどす力が生じるように、開口６０の形状を規定している。

実施例１における開口６０の作用について図１５から図１７、図３３を用いて説明を行う。

図３３（ｂ）に示すように本実施例では開口６０の長手方向、すなわち結合部材５４Ｌと開口６０との係合位置が移動可能な方向において開口６０の両端を中央部に対して傾けて形成している。このとき開口の中央部に形成され、結合部材５４Ｌと当接する面を第１当接部６０ａとする。そして第１当接部６０ａに隣接し第１当接部に対して傾いている両端の面のことをそれぞれ第２当接部６０ｂ、６０ｃとする。

開口６０と結合部材５４Ｌの係合状態をわかりやすく示すため、図１７に開口６０の形状を模式図として示す。本実施例では図１７に示したように、結合部材５４Ｌが第１当接部６０ａと当接した状態で開口６０が移動できる範囲をＷａ＝０．５ｍｍととった。同様に、結合部材５４Ｌが第２当接部６０ｂ、６０ｃと当接した状態で、開口６０が移動できる範囲をそれぞれＷｂ＝Ｗｃ＝０．５ｍｍとなるようにした。なお結合部材５４Ｌの断面の直径は比較例と同様に３ｍｍである。

ここで第１当接部６０ａは、水平面となす角θ７ａが式（５）を満たすように角度が規定された平面である。特に本実施例ではθ７ａ＝θｏｐｔとなるようにした。上述したように、カートリッジ２を装置本体１に装着した際に、結合部材５４Ｌが角度θｍｉｎ＜θ７ａ＜θｍａｘを満たす第１当接部６０ａに当接すると現像ユニットに加わる力が釣り合う。すなわち、結合部材５４Ｌと開口６０の係合位置を移動させる力が生じない。よって、結合部材５４Ｌが第１当接部６０ａと当接した際には、結合部材５４Ｌが回動の軸となって現像ユニット４０は像担持体ユニットに対して回動可能になる。

一方、第１当接部に隣接する第２当接部６０ｂ、６０ｃは、それぞれ水平面となす角度θ７ｂ、θ７ｃが式（５）に示す範囲から外れるよう形成された平面であってθ７ｂ＞θｍａｘ、θ７ｃ＜θｍｉｎである。第２当接部６０ｂ、６０ｃに結合部材５４Ｌが当接すると、現像ユニットに加わる力の合力によって、開口６０が結合部材５４Ｌに対して移動するようにされている。以下、詳しく説明する。

現像ユニット４０に外部から力が加わり、現像ユニット４０の非駆動側が像担持体ユニット５０から遠ざかる方向に移動すると、図１５（ａ）に示すように、結合部材５４Ｌが開口６０内の他端６０ｅ側に設けた第２当接部６０ｂと当接する。このとき、現像ユニット４０にはＦ１からＦ５を足し合わせた力Ｆａと、第２当接部６０ｂが結合部材５４Ｌから受ける垂直効力Ｆ６ｂ（垂直抗力Ｂ）が加わる。ＦａとＦ６ｂを足し合わせることによって、第２当接部６０ｂの面と平行な方向に力Ｆｂが生じる。

このとき、第１当接部６０ａが結合部材５４Ｌと当接した際に受ける垂直効力（垂直抗力Ａ）Ｆ６ａの向きに対して、垂直効力（垂直抗力Ｂ）Ｆ６ｂの向きが第１当接部６０ａから離れる方向に傾くように、第２当接部６０ｂを配置している。さらに第２当接部６０ｂが水平面となす角度θ７ｂが式（５）に示す範囲に含まれず、θ７ｂ＞θｍａｘとなるように第２当接部６０ｂを配置している。この設定で生じる力Ｆｂの方向は、結合部材５４Ｌから開口６０の他端６０ｅが離れるように現像ユニット４０非駆動側のサイド部材５５Ｌが動く向きである。

第２当接部６０ｂが形成される角度θ７ｂは、現像ユニット４０に加わる力Ｆｂの大きさが、第２当接部６０ｂが結合部材５４Ｌから受ける最大静止摩擦力を越えるように設定されている。図１５（ｂ）に示すように現像ユニット４０非駆動側のサイド部材５５Ｌは力Ｆｂの生じる方向に動き、結合部材５４Ｌが第１当接部６０ａと当接するまで移動する。つまり外部から力が加わり現像ユニット４０の非駆動側が像担持体ユニット５０から遠ざけられても、現像ユニット４０の位置を本来の位置に戻すように、開口６０が結合部材５４Ｌに対して移動することになる。結合部材５４Ｌが第１当接部６０ａと当接した状態では、１当接部６０ａが結合部材５４Ｌから垂直効力Ｆ６ａを受けることによって、現像ユニット４０に加わる力は釣り合う。つまり現像ユニット４０が像担持体ユニット５０に対して動くことが抑制される。

同様に図１６に示すように開口６０の一端６０ｄ側に第１当接部６０ａに対して傾いた第２当接部６０ｃを設けている。現像ユニット４０に外部から力が加わり、現像ユニット４０の被駆動側が像担持体ユニット５０に近づく方向に移動すると、図１６（ａ）に示すように開口６０内の第２当接部６０ｃに結合部材５４Ｌが当接する。このとき現像ユニット４０には、力Ｆａと垂直効力Ｆ６ｃが加わることで、現像ユニット４０を動かす力Ｆｃが生じるように角度θ７ｃを設定している。すなわち第１当接部６０ａが結合部材５４Ｌから受ける垂直効力Ｆ６ａの向きに対して、第２当接部６０ｃが結合部材５４Ｌから受ける垂直効力Ｆ６ｃの向きが第１当接部６０ａから離れる方向に傾くように、第２当接部６０ｃを配置している。さらに第２当接部６０ｃが水平面となす角度θ７ｃはθ７ｃ＜θｍｉｎとし、角度θ７ｃが式（５）に示される範囲に含まれないようにしている。この設定で生じる力Ｆｃの大きさは、第２当接部６０ｃが結合部材５４Ｌから受ける摩擦力を越えることになる。

現像ユニット４０の非駆動側に設けたサイド部材５５Ｌは、第２当接部６０ｃが結合部材５４Ｌと当接した際には、図１６（ｂ）に示すようにＦｃ方向に動き、結合部材５４Ｌが第１当接部６０ａと当接するまで移動する。つまり外部からの力によって現像ユニット４０の非駆動側が像担持体ユニット５０に近づいたとしても、その移動を元に戻す向きに開口６０が結合部材５４Ｌに対して移動することになる。

以下、実施例１のカートリッジ２が奏する効果を図１８を使用して説明する。

図１８は実施例１におけるＤ加圧力の変動を表すグラフである。グラフ横軸は結合部材５４Ｒと結合部材５４Ｌの位置のずれ量を示している。すなわち感光体ドラム２０の軸線方向から見たとき、感光体ドラム２０の中心から現像ローラ４１の中心へ向かう方向において、結合部材５４Ｒの位置を基準としたときの結合部材５４Ｌの位置を示している。またグラフ縦軸は、基準値に対するＤ加圧力の変化量を示してある。

比較例と同様に結合部材５４Ｌの位置が結合部材５４Ｒから感光体ドラム２０に近づく方向に０．２ｍｍずれている点（図１８のグラフにおいて横軸が−０．２の位置）においてＤ加圧力の変動を見てみる。

現像ユニットに外部から力が加わることで結合部材５４Ｌと開口６０との係合位置が開口６０の他端６０ｅ側に寄せられ、現像ユニット４０の非駆動側が像担持体ユニット５０から遠ざけられた場合には現像ローラ４１のＤ加圧力は非駆動側において減少する。なお、駆動側におけるＤ加圧力は、非駆動側において減少した分だけ増加する。このときの非駆動側のＤ加圧力を図１８の破線（ｂ）で示した。

逆に、結合部材５４Ｌと開口６０との係合位置が開口６０の一端６０ｄ側に寄せられ、現像ユニット４０の非駆動側が像担持体ユニット５０に近づけられた時には現像ローラ４１のＤ加圧力は非駆動側において増加する。なお駆動側におけるＤ加圧力は、非駆動側で減少した分だけ増加する。このときの非駆動側のＤ加圧力を図１８の実線（ｃ）で示した。

図１８に示したように現像ユニット４０非駆動側の移動によるＤ加圧力の変化量はＨ２であって、これは比較例の変化量Ｈ１（図１３参照）よりも小さい。Ｄ加圧力の変動が抑えられていることがわかる。

これは、外部からの力によって、現像ユニット４０の非駆動側が移動して、結合部材５４Ｌと開口６０の係合位置が移動した場合であっても、係合位置の移動を元に戻す向きに現像ユニットを動かす力が生じるためである。つまり、現像ユニットが移動し、結合部材５４Ｌと開口６０の係合位置が、開口の一端６０ｄ側、もしくは他端６０ｅ側に寄せられても、係合位置を第１当接部６０ａの領域内に戻す力が働く。そのため、現像ユニット４０は像担持体ユニット５０に対して大きく移動せず、Ｄ加圧力の変動を抑えることができる。

実際、図１３と図１８のグラフを比較すると分かるように、結合部材５４Ｒに対する結合部材５４Ｌの位置ずれの範囲が−０．２ｍｍから０．４ｍｍにおいて、比較例よりも現像ユニット４０の移動によるＤ加圧力の変動が小さくなっていることが分かる。

本実施例によれば、Ｄ加圧力が現像ローラ４１の両端部で安定する。そのため、現像ローラ４１の両端部において間隔保持部材４８Ｒ、４８Ｌが感光体ドラム２０に安定して当接し、現像ローラ４１の表面と感光体ドラム２０の表面の間隔を一定に保つことができる。

Ｄ加圧力が減少して感光体ドラム２０から現像ローラ４１が離間することや、Ｄ加圧力が増加して間隔保持部材４８が摩耗したり、カートリッジ２に負荷を与えたりすることを抑制できる。

また本実施例では外部から力が加わって現像ユニット４０が移動し、開口６０と結合部材５４Ｌの係合位置が移動した場合に、その移動を元にもどすための力として、装置本体１の駆動力を必要としない。そのためＤ加圧力を安定化する上で、モータに負荷を与えることがない。よって画像形成装置の起動時に起動トルクが大きくなることを抑制することが可能である。

また、本実施例では結合部材５４Ｌと開口６０の係合位置を元の位置に戻すために、開口６０にグリスを塗る対策を取る必要がない。そのためカートリッジの製造工程が簡略化され、製造の自動化が容易になる。

また、結合部材５４Ｌの位置が結合部材５４Ｒの位置に対してずれても、結合部材５４Ｌは開口６０との間に隙間を空けた状態を保つ。結合部材５４Ｌが開口６０の一端６０ｄや他端６０ｅに力を加えることで、Ｄ加圧力が急激に変動することを抑制することが可能である。

また結合部材５４Ｌと開口６０の係合位置の移動をより滑らかにするために、各当接部の接続部を曲面状にしてもよい。

なお、必ずしも第１当接部６０ａと第２当接部６０ｂが連結している必要はなく結合部材５４Ｌと開口６０との係合位置が第２当接部６０ｂ、６０ｃから第１当接部６０ａに移動可能な構成であればよい。例えば、感光体ドラム２０の軸線方向において、第１当接部６０ａと第２当接部６０ｂの位置が離れていてもよい。

［実施例２］
次に実施例２について図３４、図１９、図２０を用いて説明する。

図３４（ａ）は本実施例における現像ユニット４０の一部を示した側面図である。図３４（ｂ）は現像ユニット４０に設けられた開口６０の拡大図である。本実施例では図３４（ｂ）に示すように開口６０において、結合部材５４Ｌと当接する部分が曲面状に形成されていることに特徴がある。

開口６０と結合部材５４Ｌの係合状態をわかりやすく示すため、図１９に本実施例における開口６０の形状を模式図として示した。

実施例１と同様に、結合部材５４Ｌと当接したときに、現像ユニット４０に加わる力が釣り合う領域が第１当接部である。結合部材５４Ｌが第１当接部と当接した際に、現像ユニット４０は、結合部材５４Ｌを回動の軸（第１の軸）として像担持体ユニット５０に対して回動可能となる。一方、結合部材５４Ｌと当接した時に、結合部材５４Ｌが第１当接部と当接するまで現像ユニット４０を移動させる領域が第２当接部である。

図１９に示すように結合部材５４Ｌとの当接部の接線が水平面となす角度θ７が式（５）を満たす領域（θｍｉｎ≦θ７≦θｍａｘとなる領域）が第１当接部となる。またθ７が式（５）を満たさない領域（θ７＜θｍｉｎ、θ７＞θｍａｘとなる領域）が第２当接部となる。

本実施例では感光体ドラム２０の軸線方向から見たとき、開口６０がθ７ａ（＝θｏｐｔ）、θ７ｂ（＞θｍａｘ）、θ７ｃ（＜θｍｉｎ）という接線をもつ円弧となるように開口６０を設けた。開口６０の長さＷは約４．５ｍｍである。

実施例２におけるＤ加圧力の変動について、図２０を使用して説明する。図２０は実施例２におけるＤ加圧力の変動を表すグラフである。なお図２０の破線（ｂ）は、現像ユニットに外部から力が加わることで、開口６０と結合部材５４Ｌの係合位置が、開口６０の他端６０ｅ側に寄せられた時のＤ加圧力である。また図２０の実線（ｃ）は現像ユニットに外部から力が加わることで開口６０と結合部材５４Ｌの係合位置が開口６０の一端６０ｄ側に寄せられた時のＤ加圧力である。

実施例２においても、結合部材５４Ｌと開口６０との係合位置が開口６０の他端６０ｅ側に寄せられ、現像ユニット４０の非駆動側が像担持体ユニット５０から離れた場合には非駆動側において現像ローラ４１のＤ加圧力は減少する（図２０の破線（ｂ））。

また逆に係合位置が開口６０の一端６０ｄに寄せられ、現像ユニット４０の非駆動側が像担持体ユニット５０に近づいた時には非駆動側においてＤ加圧力は増加する（図２０の実線（ｃ））。

しかし図１３と図２０を比較すると実施例２におけるＤ加圧力の変化量Ｈ３は、比較例におけるＤ加圧力の変化量Ｈ１より小さいことが見て取れる。すなわち実施例２においても、結合部材５４Ｌと開口６０の係合位置が、開口の一端６０ｄ側や他端側６０ｅに移動することが抑制されるので、Ｄ加圧力の変動を抑えられる。

また実施例１におけるＤ加圧力のグラフである図１８と、本実施例におけるＤ加圧のグラフである図２０を比較すると、本実施例のほうが、グラフ横軸方向におけるＤ加圧力の変動が、小さいことが見て取れる。これは、開口６０の当接部が曲面のため、結合部材５４Ｌの位置が、結合部材５４Ｒの位置に対して大きくずれた場合であっても、Ｄ加圧力が安定する位置に、開口６０が結合部材５４Ｌに対して滑らかに移動するためであると考えられる。

［実施例３］
実施例１、および実施例２では開口６０と結合部材５４Ｌとの係合位置が移動する方向において、第１当接部６０ａの両端に第２当接部６０ｂ、６０ｃを設けた。しかし必ずしも第１当接部６０ａの両端に第２当接部を設ける必要はない。ユーザーの取り扱い等によって結合部材５４Ｌと開口６０の係合位置が移動する可能性が高い方の端部にのみ第２当接部を設けることによっても、本発明の効果を奏する。図２１では例として開口６０の一端６０ｄ側にのみ第２当接部を設けた開口６０を模式図として示した。この場合、ユーザーがカートリッジ２を装置本体１に装着する際、現像ユニット４０を像担持体ユニット５０に押しつけた結果、結合部材５４Ｌと開口６０との係合位置が開口６０の一端６０ｄ側に移動した場合に、その移動を元に戻す効果がある。つまりユーザーが装置本体１にカートリッジ２を装着する際、非駆動側のＤ加圧力を増加させてしまうことを抑制できる。

また、逆に開口６０の他端側６０ｅ側に第２当接部を設けた場合には、結合部材５４Ｌと開口６０との係合位置が開口６０の他端６０ｅ側に移動して、Ｄ加圧力が減少することを抑制することが可能である。

なお上記実施例１から実施例３では開口６０を長穴形状としたが、これに限るものではない。開口が第１当接部と第２当接部を有していれば良く、アーム部５５ａＬの一部を切り欠いた切り欠き部など別の形状をとることもできる。

また上記各実施例では、像担持体ユニット５０に設けた結合部材５４Ｌを開口６０に係合させていた。しかし図２２にあるように、結合部材５４Ｌに代えて、像担持体ユニット５０の枠体と一体的に形成した凸部５０ａを軸（第１の軸）として、開口６０と係合させてもよい。このとき、現像ユニットは凸部５０ａを回動の軸として像担持体ユニットに対して回動可能に支持される。

［実施例４］
図２３を用いて開口６０を像担持体ユニットに設けた実施例４の説明を行う。図２３（ａ）は実施例４におけるカートリッジを説明する斜視図である。また図２３（ａ）にて破線Ａで囲った領域を図２３（ｂ）に示した。すなわち図２３（ｂ）はカートリッジに設けた開口の拡大図である。

実施例１から３では開口６０を現像ユニット４０に設け、開口６０と係合する軸（第１の軸）を像担持体ユニット５０に設けていたが、図２３（ａ）に示すように、開口６０を像担持体ユニット５０側に設けてもよい。実施例４では図２３（ｂ）に示すように現像ユニット４０側に設けられた凸部４０ｃを第１の軸として、像担持体ユニットに設けられた開口６０と係合させている。なお、本実施例では、実施例１から３と異なり、開口６０に対して凸部４０ｃが移動可能な構成となっている。また、本実施例では、開口６０を像担持体ユニット５０に設ける場合に対して、開口６０が屈曲する向きが反対になっている。

本実施例において凸部４０ｃが開口６０の第２当接部６０ｂ、または６０ｃに当接すると、凸部４０ｃが第２当接部６０ｂ、６０ｃから垂直効力（第２当接部６０ｂ、６０ｃが凸部４０ｃから受ける垂直抗力の反力）を受けることによって移動し、凸部４０ｃは第１当接部６０ａと当接することとなる。つまり現像ユニット４０が外部から力を受けても、凸部４０ｃが開口６０の第１当接部６０ａと当接した状態が保たれＤ加圧力の変動は抑制される。

すなわちＤ加圧力の変動を抑制するためには像担持体ユニットまたは現像ユニットのいずれか一方のユニットに軸（第１の軸）を設け、他方のユニットに軸と係合する開口を設ければよい。

なお図２３（ｂ）に示した開口６０では実施例１と同様に第１当接部、第２当接部をそれぞれ平面形状としたが、もちろん実施例２のように曲面形状としてもかまわない。

［実施例５］
上記実施例１〜４においては、非接触現像方式のカートリッジを例に本発明を説明したが、図２５に示すような接触現像方式のカートリッジ２においても本発明を実施することが可能である。図２４に接触現像方式における感光体ドラム２０と現像ローラ４１の当接状態を示す。現像方式に接触現像方式を採用したカートリッジの場合は、図２４（ａ）に記載されるように現像ローラ４１を感光体ドラム２０に直接当接させるので、現像ローラは、芯金をゴム材等の弾性体７１で被覆して構成される。ここで図２４（ｂ）にあるように、ドラムが現像ローラ４１の弾性体７１に当接した際、弾性体に侵入する量を規制するために、侵入量規制部材７０Ｒ，７０Ｌが用いられる。侵入量規制部材７０Ｒ，７０Ｌは現像ローラ４１の両端において芯金に設けられた円筒形の部材であり、画像形成時にドラムと当接する。このとき、侵入量規制部材７０Ｒ，７０Ｌが感光体ドラム２０に加える力がＤ加圧力となる。

接触現像方式のカートリッジ２においても、開口６０が第１当接部および第２当接部を備えることで、感光体ドラム２０に対する現像ローラ４１の加圧力を安定化させることが可能である。

Ａ 画像形成装置
１ 画像形成装置の装置本体（装置本体）
２ プロセスカートリッジ（カートリッジ）
１６ バネ（１６Ｌ、１６Ｒ）
２０ 感光体ドラム
２１ ドラムユニット
４０ 現像ユニット
４０ｃ 凸部
４１ 現像ローラ
４８ 間隔保持部材（４８Ｒ、４８Ｌ）
４９ 現像ローラギア
５０ 像担持体ユニット
５０ａ 凸部
５４ 結合部材（５４Ｌ、５４Ｒ）
５５ サイド部材
５５Ｌ 第１サイド部材
５５Ｒ 第２サイド部材
６０ 開口
６０ａ 第１当接部
６０ｂ 第２当接部
６０ｃ 第２当接部
６０ｄ 開口一端
６０ｅ 開口他端
６１ 丸穴
７１ 弾性体
１５１ｃ ドラムギア

Claims (11)

1. 回転可能に設けられた像担持体を有する像担持体ユニットと、
   前記像担持体に向けて付勢される現像剤担持体を有し、連結部により前記像担持体ユニットに回動可能に連結された現像ユニットと、
   を備え、画像形成装置の装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
   前記連結部は、前記像担持体の軸線方向における前記プロセスカートリッジの一端側にて、前記像担持体ユニットおよび前記現像ユニットのいずれか一方のユニットに設けられた軸と、前記一端側にて前記像担持体ユニットおよび前記現像ユニットの内の他方のユニットに設けられ、前記軸と当接する係合部と、を有し、
   前記係合部は、前記軸と当接して、前記現像ユニットを前記像担持体ユニットに対して回動可能にする第１当接部と、前記軸が相対的に摺接移動可能であり、かつ前記第１当接部が前記軸から受ける垂直抗力Ａの方向に対し傾いた方向の垂直抗力Ｂを前記軸から受ける第２当接部であって、前記軸と当接したときに前記現像ユニットを前記軸と前記第１当接部が当接する位置に前記像担持体ユニットに対し相対移動させる第２当接部と、を有し、
   前記垂直抗力Ｂ、もしくはその反力は、前記軸を前記第１当接部に向けて相対移動させる力の分力となることを特徴とするプロセスカートリッジ。
2. 前記軸線方向における前記プロセスカートリッジの他端側にて、前記像担持体に設けられた第１のギアと、
   前記他端側にて、前記現像剤担持体に設けられ、前記第１のギアと噛み合って駆動力を受ける第２のギアと、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載のプロセスカートリッジ。
3. 前記第２当接部は、前記第１当接部に沿って前記軸が相対移動する方向において、前記第１当接部の両端側にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のプロセスカートリッジ。
4. 前記第１当接部の両端側にそれぞれ配置された２つの前記第２当接部は、一方の第２当接部が前記軸から受ける垂直効力Ｂと、他方の第２当接部が前記軸から受ける垂直効力Ｂが互いに離れる方向を向くように構成されていることを特徴とする請求項３に記載のプロセスカートリッジ。
5. 前記第２当接部は、前記第１当接部に沿って前記軸が相対移動する方向において前記第１当接部の一端側のみに配置されることを特徴とする請求項１または２に記載のプロセスカートリッジ。
6. 前記第１当接部と前記第２当接部は、前記垂直抗力Ａと前記垂直抗力Ｂが互いに離れる方向を向くように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。
7. 前記第１当接部と前記第２当接部との接続部は曲面であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。
8. 前記第１当接部および前記第２当接部が曲面であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。
9. 前記軸と当接した前記第２当接部は、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着され、かつ前記装置本体より前記像担持体と前記現像剤担持体への駆動力を受けない状態において、前記現像ユニットを、前記軸と前記第１当接部が当接する位置に前記像担持体ユニットに対し相対移動させることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。
10. 前記現像剤担持体を前記像担持体に対して付勢する付勢部材を備えることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。
11. 記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
    請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジと、
    前記プロセスカートリッジを、画像形成するための位置に取り外し可能に支持する支持手段と、
    を備え、
    前記支持手段は、前記プロセスカートリッジを、前記軸と当接した前記第２当接部に、前記現像ユニットを前記軸と前記第１当接部が当接する位置に移動させる力を生じさせる姿勢に支持することを特徴とする画像形成装置。