JP5893414B2 - プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンター、ファクシミリなどの画像形成装置に使用されるプロセスカートリッジ、及び画像形成装置に関するものである。

従来、複写機、レーザービームプリンタなどの電子写真方式を用いた画像形成装置（電子写真画像形成装置）では、一般に、次のようにして画像形成が行われる。

像担持体としての電子写真感光体（感光体）を帯電手段によって一様に帯電させる。帯電した感光体の表面を、露光手段によって選択的に露光して静電潜像を形成する。その静電潜像に、現像手段によりトナーを付着させて、トナー像として現像する。感光体上のトナー像を転写手段によって紙などの記録材に転写する。その後、トナー像が転写された記録材を、定着手段によって加熱及び加圧して、その表面にトナー像を定着させる。トナー像を記録材に転写した後の感光体は、その表面に残った転写残トナーをクリーニング手段によって除去して、次の画像形成に供する。

又、画像形成装置には、次のようなプロセスカートリッジ方式のものがある。即ち、感光体、帯電手段、現像手段、クリーニング手段、更には廃トナー容器などをカートリッジ容器に一体的に組み込んでプロセスカートリッジを構成し、このプロセスカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱自在に装着する。

このプロセスカートリッジ方式によれば、画像形成装置のメンテナンスをサービスマンによらずユーザー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る。

又、複数色用の独立した現像器を、感光体に対して選択的に移動させて現像動作を行ったり、又は感光体に対し固定的に配設して選択的に駆動したりすることにより、多色画像やカラー画像を形成する画像形成装置がある。このような画像形成装置に用いられる、感光体、帯電手段、クリーニング手段、更には廃トナー容器などを一体構造にまとめたプロセスカートリッジもある。

ここで、上述のプロセスカートリッジに組み込まれる帯電手段としては、コロナ放電器などを用いた非接触方式のものと、ローラ型の帯電部材である帯電ローラなどを用いた接触方式のものとが一般的である。近年では、オゾンの発生量が少なく、又印加電圧が低いという利点のある後者の接触方式の帯電手段が広く使用されるようになってきている。

帯電ローラは、感光体に対して接触させたままの状態で長時間放置しておくと、帯電手段における接触位置に相当する部位（以下「接触部分」という。）が永久変形を起こす場合がある。その結果、帯電ローラの帯電能力が変化し、濃度ムラなどの画像不良が生じる場合がある。

又、感光体の表面においても、プロセスカートリッジの使用開始前の輸送又は保管中などの振動などにより、感光体と帯電ローラとが摺擦し、帯電メモリとして履歴が残ることがある。その結果、濃度ムラなどの画像不良が生じる場合がある。

又、帯電ローラの弾性層が長期間にわたり感光体に接触したままとされることによって、弾性層からしみ出した物質によって、感光体の表面が汚染されることもある。

上述のような課題に対して、帯電ローラを感光体から離間させるスペーサーを感光体の表面に当接させて、感光体の回転によってそのスペーサーを回転又は移動させて、帯電ローラを感光体に当接させる方法が提案されている（特許文献１）。

特開２００３−７６１１７号公報

上記従来の方法によると、帯電ローラを感光体から離間させているスペーサーが、感光体の表面に当接して作動する。そのため、帯電ローラや感光体の長手方向の寸法に対して、更にスペーサーの機構の分の長さが必要になり、プロセスカートリッジや画像形成装置のサイズも増加する。

従って、本発明の目的は、プロセスカートリッジや画像形成装置のサイズの増加を抑制しつつ、簡単な機構で帯電ローラを感光体から離間させることのできるプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することである。

上記目的は本発明に係るプロセスカートリッジ及び画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、回転可能な感光体と、前記感光体に当接し前記感光体を帯電させる帯電ローラと、前記帯電ローラの回転軸を回転可能に支持する支持体と、前記支持体を前記感光体に向けて付勢する付勢部材と、を有するプロセスカートリッジにおいて、前記支持体は、前記回転軸を摺動可能に受け入れる軸受部と、前記感光体と当接する当接部と、前記回転軸を中心として回転するための駆動力が伝達される駆動受け部と、を有し、前記プロセスカートリッジの使用開始時に、前記駆動受け部に前記感光体の回転力が伝達されることで、前記付勢部材の付勢力に抗して、前記帯電ローラが前記感光体から離間した状態で前記回転軸を支持する第１の位置から、前記帯電ローラが前記感光体に当接した状態で前記回転軸を支持する第２の位置へと、前記回転軸を中心として回転し、前記第１の位置では、前記当接部が前記感光体に当接すると共に、前記駆動受け部が該駆動受け部に前記感光体の回転力を伝達する駆動伝達部と係合して、前記軸受部が前記付勢部材の付勢力に抗して前記感光体から離間する方向に押し付けられ、前記第２の位置では、前記当接部が前記感光体から離間すると共に、前記駆動受け部が前記駆動伝達部から離間して、前記軸受部が前記付勢部材の付勢力によって前記感光体に向かう方向に押し付けられ、前記支持体が前記第１の位置から前記第２の位置に向けて回転する際に前記付勢部材と摺動する摺動部を有することを特徴とするプロセスカートリッジである。

本発明の他の態様によると、記録材上に画像を形成する画像形成部を有する画像形成装置において、上記本発明のプロセスカートリッジを有することを特徴とする画像形成装置が提供される。

本発明によれば、プロセスカートリッジや画像形成装置のサイズの増加を抑制しつつ、簡単な機構で帯電ローラを感光体から離間させることができる。

本発明の一実施例に係る画像形成装置の全体構成を示す模式図である。 本発明の一実施例に係るプロセスカートリッジの断面図である。 本発明の一実施例に係るプロセスカートリッジの外観斜視図である。 本発明の一実施例に係るプロセスカートリッジの側部部材を外した状態の外観斜視図である。 図４のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の一実施例に係るプロセスカートリッジが備える支持体を示す（ａ）側面図、（ｂ）底面が現れた斜視図である。 本発明の一実施例に係るプロセスカートリッジにおける支持体の組み付け部を示す組立斜視図である。 図７中の円で囲んだ部位の拡大図である。 本発明の一実施例に係るプロセスカートリッジにおける支持体への駆動伝達構成を示す斜視図である。 本発明の一実施例に係るプロセスカートリッジにおける支持体の動作を説明するための説明図である。 本発明の一実施例に係るプロセスカートリッジにおける支持体の動作を説明するための説明図である。

以下、本発明に係るプロセスカートリッジ及び画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
１．画像形成装置の全体的な構成及び動作
先ず、本発明の一実施例に係る画像形成装置の全体的な構成及び動作について説明する。図１は、本実施例の画像形成装置１００の全体構成を示す。

本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式を用いてフルカラー画像の形成が可能なプロセスカートリッジ方式のレーザービームプリンタである。又、本実施例では、画像形成装置１００は、複数の画像形成部（ステーション）Ｓとして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色用の画像形成部Ｓを有する。但し、本実施例では、各画像形成部Ｓの構成及び動作は、使用するトナーの色を除いて実質的に同一であるので、図１には１つの画像形成部Ｓのみ示し、代表して１つの画像形成部Ｓについて説明する。

画像形成部Ｓは、像担持体としての回転可能なドラム型の電子写真感光体（感光体）である感光ドラム１を有する。感光ドラム１は、図中矢印Ｒ１方向に回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って順に、次の各手段が設けられている。先ず、帯電手段としてのローラ型の帯電部材である帯電ローラ２である。次に、露光手段としての露光装置（レーザースキャナー）３である。次に、現像手段としての現像装置４である。次に、一次転写手段としてのローラ型の転写部材である一次転写ローラ５である。次に、除電手段としての上流ブラシ８である。次に、トナー帯電手段としての回転体である下流ブラシ９である。

又、感光ドラム１に対向するように、中間転写体としての無端状の中間転写ベルト６が設けられている。中間転写ベルト６は、駆動ローラ６１、二次転写対向ローラ６２などの複数の支持ローラに掛け渡されている。中間転写ベルト６は、図中矢印Ｒ２方向に回転駆動される。一次転写ローラ５は中間転写ベルト６の内周面側に配置されており、中間転写ベルト６を感光ドラム１に向けて押圧して、中間転写ベルト６と感光ドラム１との接触部である一次転写部Ｎ１を形成している。又、中間転写ベルト６の外周面側には、二次転写対向ローラ６２に対向する位置に、二次転写手段としてのローラ型の転写部材である二次転写ローラ７が配置されている。二次転写ローラ７は、中間転写ベルト６を介して二次転写対向ローラ６２に押圧され、中間転写ベルト６と二次転写ローラ７との接触部である二次転写部Ｎ２を形成している。

又、画像形成装置１００は、記録材Ｐを収容するカセット１０、カセット１０から記録材Ｐを送り出す給送ローラ１１、記録材Ｐの搬送タイミングを制御するためのレジストローラ１２、記録材Ｐにトナー像を定着させる定着手段としての定着装置１３などを有する。

画像形成時には、回転する感光ドラム１の表面が帯電ローラ２によって所定の極性（本実施例では負極性）及び電位に一様に帯電させられる。このとき、帯電ローラ２には、所定の帯電電圧（帯電バイアス）が印加される。帯電した感光ドラム１の表面は、露光装置３によって画像情報に応じた情報光（光像）で露光され、感光ドラム１上に静電潜像（静電像）が形成される。感光ドラム１上に形成された静電潜像は、現像装置４によってトナーが供給されて、トナー像として現像（可視像化）される。感光ドラム１上に形成されたトナー像は、一次転写部Ｎ１において、一次転写ローラ５によって中間転写ベルト６に転写（一次転写）される。このとき、一次転写ローラ５には、トナーの正規の帯電極性（本実施例では負極性）とは逆極性である正極性の一次転写電圧（一次転写バイアス）が印加される。例えば、フルカラー画像の形成時には、複数の画像形成部Ｓで形成された、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が、中間転写ベルト６上に順次に重ね合わせて転写（一次転写）される。

中間転写ベルト６上に形成されたトナー像は、二次転写部Ｎ２において、二次転写ローラ７によって紙などの記録材（記録媒体）Ｐに転写（二次転写）される。このとき、二次転写ローラ７には、トナーの正規の帯電極性とは逆極性である正極性の二次転写電圧（二次転写バイアス）が印加される。

トナー像が転写された記録材Ｐは、定着装置１３へと搬送され、ここで加熱及び加圧されてその上にトナー像が定着される。その後、記録材Ｐは、画像形成装置１００の本体（装置本体）１１０の外部に排出される。

一方、トナー像を記録材Ｐに転写した後の感光ドラム１の表面は上流ブラシ８によって除電され、又感光ドラム１上に残留した転写残トナーは下流ブラシ９によって負極性に帯電させられる。このとき、上流ブラシ８には、正極性の電圧（除電バイアス）が印加され、又下流ブラシ９には負極性の電圧（トナー帯電バイアス）が印加される。感光ドラム１上の負極性に帯電した転写残トナーは、現像装置４の現像スリーブ４１に印加される負極性の現像バイアスにはじかれて、現像装置４の現像剤収容部４２内に回収される。

２．プロセスカートリッジの全体的な構成
次に、本実施例の画像形成装置１００に用いられるプロセスカートリッジ５０の全体的な構成について説明する。

図２は、本実施例におけるプロセスカートリッジ５０の断面図であり、図３は、本実施例におけるプロセスカートリッジの外観斜視図である。

一般的に、プロセスカートリッジは、感光体と、感光体に作用するプロセス手段の少なくとも１つと、を一体的にカートリッジ化して、画像形成装置の本体に着脱可能としたものである。ここで、プロセス手段としては、例えば、感光体を帯電させる帯電手段、感光体に形成された静電潜像を現像する現像手段、感光体に残留するトナーをクリーニングするためのクリーニング手段などがある。又、プロセス手段としては、画像形成装置がクリーナレスシステムを採用する場合などに設けられる、感光体を除電する除電手段、感光体上のトナーを帯電させるトナー帯電手段などが含まれてもよい。

本実施例では、プロセスカートリッジ５０は、ドラム型の感光体である感光ドラム１を有する。感光ドラム１は、装置本体１１０内の光学系からの画像情報に基づいた情報光（光像）が、プロセスカートリッジ５０の露光開口５８を通して露光されるようになっている。又、本実施例では、プロセスカートリッジ５０は、プロセス手段として、帯電手段としての帯電ローラ２、現像手段としての現像装置４、除電手段としての上流ブラシ８、トナー帯電手段としての下流ブラシ９を有する。

本実施例では、感光ドラム１は、負帯電性のＯＰＣ（有機光導伝体）の感光層を有する有機感光体ドラムである。又、本実施例では、感光ドラム１の外径は３０ｍｍである。

本実施例では、帯電ローラ２は、直径８ｍｍの芯金２ａと、その外周に外径１４ｍｍとなるように形成された弾性層２ｂとを有する。弾性層２ｂは、例えばエチレンプロピレンゴムやニトリルゴムやエピクロロヒドリンゴムなどに添加剤を加え抵抗値を調整した弾性材料で形成することができる。詳しくは後述するように、帯電ローラ２は、使用時には弾性層２ｂが感光ドラム１の表面に接触するように、感光ドラム１に向けて押圧される。一方、詳しくは後述するように、帯電ローラ２は、プロセスカートリッジ５０の使用開始前の輸送又は保管中などには、感光ドラム１の表面から離間されている。

上流ブラシ８は、基部８ａにブラシ部８ｂが形成された、デッキブラシ状のブラシであり、感光ドラム１の表面にそのブラシ部８ｂが接触するように固定して配置されている。

下流ブラシ９は、芯金９ａの外周にブラシ部９ｂが形成されたローラ状のブラシ（ブラシローラ）であり、感光ドラム１の表面にブラシ部９ｂが接触して回転可能なように配置されている。

現像装置４は、現像剤としてのトナーを収容する現像剤収容部４２を有し、この現像剤収容部４２の開口部に位置して感光ドラム１に対向するように現像剤担持体としての回転可能な現像スリーブ４１が配置されている。現像スリーブ４１は、現像剤収容部４２に対して固定して配置された、磁界発生手段としての固定磁石（マグネットローラ）を内蔵している。現像剤収容部４２内に配置された現像剤送り手段としての回転可能な送り部材４３は、現像剤収容部４２内のトナーを現像スリーブ４１に向けて送り出す。そして、現像スリーブ４１が回転し、現像ブレード４４によって摩擦帯電電荷が付与されたトナーの層が、現像スリーブ４１の表面に形成される。このトナー層のトナーが、静電潜像に応じて感光ドラム１に転移させられることによって、感光ドラム１の表面にトナー像が形成される。

本実施例では、プロセスカートリッジ５０は、上述のような各手段を複数の枠体によって支持し、これらの枠体が結合されることで、一体的に装置本体１１０に着脱可能なカートリッジにまとめられている。即ち、プロセスカートリッジ５０は、上流ブラシ８、下流ブラシ９が組み込まれる第１の支持枠体５１を有する。又、プロセスカートリッジ５０は、現像装置４の現像ブレード４４と現像スリーブ４１が組み込まれる第２の支持枠体５２を有する。又、プロセスカートリッジ５０は、現像剤収容部４２を形成し、感光ドラム１を回転可能に支持すると共に、帯電ローラ２が組み込まれる第３の支持枠体（以下「容器枠体」という。）５３を有する。又、プロセスカートリッジ５０は、容器枠体５３の長手方向の一方の側面に取り付けられる第１の側部部材（側面カバー）５４を有する。又、プロセスカートリッジ５０は、容器枠体５３の長手方向の他方の側面において感光ドラム１１を回転可能に支持する第２の側部部材（ドラム支持部材）５５を有する。更に、プロセスカートリッジ５０は、プロセスカートリッジ５０を装置本体１１０から取り出すための把手５６と、容器枠体５３の上面を覆う上カバー５７と、を有する。

３．帯電ローラと感光ドラムとの離間機構
次に、帯電ローラ２を感光ドラム１から離間させる機構について説明する。

図４は、第１の側部部材５４を外した状態のプロセスカートリッジ５０の外観斜視図である。図５は、図４のＡ−Ａ線断面図であり、帯電ローラ２が感光ドラム１から離間した状態を示す。

本実施例では、プロセスカートリッジ５０は、帯電ローラ２を回転可能に支持すると共に、プロセスカートリッジ５０の使用開始前の輸送又は保管中などには帯電ローラ２を感光ドラム１から離間させる支持体（帯電ローラ支持体）２１を有する。

図６（ａ）は支持体２１の側面図、図６（ｂ）は底面が現れた斜視図である。

支持体２１は、帯電ローラ２の長手方向（回転軸線方向）の端部の回転軸２ａを回転可能に支持する、円弧状の面で構成された内周部２１ｆを有する。又、支持体２１は、円筒形状の感光ドラム１の表面に接触する、円弧状の面で構成された当接部２１ａを有する。当接部２１ａは、感光ドラム１の外径の半分の半径を有するＲ面とされている。又、支持体２１は、感光ドラム１の回転力が伝達される駆動受け部２１ｂを有する。駆動受け部２１ｂは、下流ブラシ９の長手方向（回転軸線方向）の端部の回転軸９ａに取り付けられた駆動伝達部としての支持体駆動ギア２２と噛み合う歯面を有する歯形形状とされている。又、支持体２１は、容器枠体５３の案内部５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ（図８）の面（案内面）に沿って摺動することができる、円弧状の面で構成された外周部（外周面）２１ｄを有する。

更に説明すると、支持体２１は、周方向の一部に開口部２１ｇが設けられた略円筒形状の軸受部２１ｈと、この軸受部２１ｈの外周の一部から軸受部２１ｈの半径方向の外側に突出するように設けられた離間部２１ｉと、を有する。離間部２１ｉは、軸受部２１ｈの開口部２１ｇを除く略半周に設けられている。又、離間部２１ｉは、軸受部２１ｈの中心軸線方向に所定の厚さを有する板状形状とされ、軸受部２１ｈとの結合部における離間部２１ｈの両側に軸受部２１ｈの外周が露出するようになっている。又、後述する摺動部２１ｃと軸受部２１ｈとの結合部における摺動部２１ｃの両側に軸受部２１ｈの外周が露出するようになっている。この軸受部２１ｈの内周が帯電ローラ２の回転軸２ａを摺動可能に受け入れる内周部２１ｆとされ、軸受部２１ｈの露出した外周が、容器枠体５３の案内部５３ａ〜５３ｄに沿って摺動する外周部２１ｄとされる。そして、離間部２１ｉの外側面の一部に、感光ドラム１の外周面と当接する当接部２１ａが形成されている。本実施例では、当接部２１ａは、感光ドラム１の外周面と適合する円弧状の面を有する。又、離間部２１ｉの外側面の他の一部に、支持体２１が帯電ローラ２の回転軸２ａを中心として回転するための駆動力が伝達される駆動受け部２１ｂが形成されている。本実施例では、支持体２１がプロセスカートリッジ５０に組み込まれた状態で、当接部２１ａは、駆動受け部２１ｂよりも、帯電ローラ２の回転方向の下流側に形成されている。

詳しくは後述するように、支持体２１は、感光ドラム１と帯電ローラ２とを離間させるスペーサー（離間部材）として機能する第１の位置（図１０（ａ）参照）をとり得る。又、支持体２１は、感光ドラム１と帯電ローラ２とが当接するように帯電ローラ２の軸受として機能する第２の位置（図１０（ｄ）参照）をとり得る。このように、支持体２１は、感光ドラム１に対して、位置と角度とが切り替わるように動作する。

支持体２１が帯電ローラ２の軸受として機能する第２の位置にある時に付勢部材２５の端面が当接するように、平面状の底面部（平面部）２１ｅが設けられている（図１０（ｄ）参照）。この底面部２１ｅの角度は、付勢部材２５の端面と平行になるように規定される。本実施例では、付勢部材２５として、圧縮コイルばねを使用した。

支持体２１の軸受部２１ｈの開口部２１ｇは、支持体２１が帯電ローラ２の軸受として機能する第２の位置にある時に感光ドラム１に向かうように、その方向を位置付けられている（図１０（ｄ）参照）。即ち、開口部２１ｇと底面部２１ｅとは、軸受部２１ｈの周方向において、対向する位置に設けられている。本実施例では、開口部２１ｇは、次のような目的で設けられている。即ち、支持体２１が、帯電ローラ２の芯金２ａとの摺動で変形（膨張等）し、帯電ローラ２の芯金２ａや容器枠体５３に設けられた支持体２１の案内部５３ａ〜５３ｄに食い付き、摩擦力が増加するのを防ぐためである。つまり、支持体２１が変形（膨張等）しても、支持体２１の形状の一部をカットすることで、内周部２１ｆと外周部２１ｄが、それぞれ帯電ローラ２の芯金２ａや容器枠体５３に設けられた支持体２１の案内部５３ａ〜５３ｄに当接できるようにしている。

又、支持体２１の底面部２１ｅを挟んで離間部２１ｉとは反対側の外周の一部から離間部２１ｉの半径方向の外側に突出するように、円弧状の摺動部（円弧部）２１ｃが形成されている。この摺動部２１ｃは、支持体２１が第１の位置と第２の位置との間で移動する間、付勢部材２５の端面が当接して、これを案内する。摺動部２１ｃは、底面部２１ｅに連続して設けられている。これにより、図１１に示すように、支持体２１がスペーサーとして機能する第１の位置と軸受として機能する第２の位置とに、位置と角度が切り替わるように動作しても、付勢部材２５の端面が摺動部２１ｃから底面部２１ｅに沿って摺動できる。そのため、支持体２１に作用する付勢部材２５の付勢力は、常に、感光ドラム１に向かう方向に作用する。尚、図１１は、支持体２１が移動する際の、支持体２１と付勢部材２５の付勢力（矢印で表示）との位置関係を示す。

ここで、本実施例では、感光ドラム１の表面を均一に帯電させるために、帯電ローラ２を感光ドラム１に付勢する力は、７．７Ｎ必要であった。又、本実施例では、感光ドラム１の長手方向（回転軸線方向）の両端に、付勢部材２５は各１個ずつ設けられる。又、本実施例では、帯電ローラ２と２個の支持体２１との合計の重量が１．８Ｎある。これらのことより、付勢部材２５の１個当たりが帯電ローラ２に加える付勢力は４．７５Ｎとなる。

この所定の付勢力を得るために、本実施例では、付勢部材２５として、線径（直径）０．４５ｍｍ、内径３．５ｍｍ、自由長１０．４ｍｍ、有効槇数５．５のばね鋼から成り、端部形状を平らに加工したクローズドエンド形状のコイルばねを使用した。又、本実施例では、支持体２１が、感光ドラム１と帯電ローラ２とが当接する第２の位置にある時（図１０（ｄ）参照）の付勢部材２５の長さＬｄは、６．４ｍｍに設定した。

上述のような圧力で、長期間、帯電ローラ２が感光ドラム１に当接すると、弾性層２ｂの接触位置に相当する部位が変形を起こすことがある。プロセスカートリッジ５０は、装置本体１１０に対して必要時に交換する消耗品であり、保管期間が１年を超える長期にわたる場合も想定される。そして、このような変形が起きると、帯電能力が変化することがあり、濃度ムラなどの画像不良が生じる場合がある。又、感光ドラム１の表面においても、プロセスカートリッジ５０の使用開始前の輸送又は保管中などの振動などにより、感光ドラム１と帯電ローラ２とが摺擦し、感光ドラム１の面に帯電メモリとして履歴が残ることがある。又、帯電ローラ２の弾性層２ｂが長期間にわたり感光ドラムに接触したままとされることによって、弾性層２ｂからしみ出した物質によって、感光ドラム１の表面が汚染されることもある。これにより、濃度ムラなどの画像不良が生じる場合がある。従って、感光ドラム１と帯電ローラ２とは使用開始時まで、離間させておくことが望まれる。

このように、本実施例の目的の一つは、プロセスカートリッジ５０の使用開始前に帯電ローラ２が感光ドラム１と当接したままとされることによって生じる帯電ローラ２の変形や感光ドラム１の表面の帯電メモリや汚染などの発生を抑制することである。特に、本実施例では、プロセスカートリッジ５０のサイズの増加を抑制しつつ、プロセスカートリッジ５０の内部の簡単な機構で、上記帯電ローラ２の変形などの抑制を達成することである。

次に、帯電ローラ２、支持体２１及び付勢部材２５の容器枠体５３への組み付け方法について説明する。

図７は、帯電ローラ２、支持体２１及び付勢部材２５を容器枠体５３に組み込む状態の組立斜視図である。又、図８（ａ）は、図７中の円で囲んだ部位を拡大した図であり、図８（ｂ）はその要部を更に拡大した図である。

容器枠体５３には、支持体２１の外周部２１ｄを案内する案内部５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄが設けられている。案内部５３ａ〜５３ｄは、容器枠体５３の底部５３ｉから感光ドラム１側に向けて起立して設けられている。案内部５３ａ、５３ｂは、支持体２１における底面部２１ｅよりも摺動部２１ｃが設けられた側の略半周の外周部２１ｄであって、摺動部２１ｃの一方の面側と他方の面側の外周部２１ｄをそれぞれ案内する。又、案内部５３ｃ、５３ｄは、支持体２１における底面部２１ｅよりも離間部２１ｉが設けられた側の略半周の外周部２１ｄであって、離間部２１ｉの一方の面側と他方の面側の外周部２１ｄをそれぞれ案内する。

又、容器枠体５３には、組み立て時に付勢部材２５によって帯電ローラ２が押し出されるのを防止する爪部５３ｅが設けられている。爪部５３ｅは、容器枠体５３の底部５３ｉから感光ドラム１側に向けて起立して設けられている。そして、爪部５３ｅの頭部５３ｅ１が帯電ローラ２の長手方向の内側に向けて突出しており、組み立て時にこの頭部が帯電ローラ２の長手方向の端部の回転軸２ａに弾発的に係合する。

又、容器枠体５３の底部５３ｉの案内部５３ａ〜５３ｄと爪部５３ｅに囲まれた領域である支持体配置部５３ｆには、付勢部材２５を保持する付勢部材保持部５３ｇと、付勢部材２５の配置時又はその伸縮時にこれを案内する付勢部材案内部５３ｈが設けられている。

本実施例では、付勢部材保持部５３ｇは、容器枠体５３の底部５３ｉから感光ドラム１側に向けて突出した、付勢部材２５の半径方向に複数（本実施例では４個）の保持作用部５３ｇ１を等間隔に有する突起とされている。付勢部材保持部５３ｇは、その外接円が付勢部材２５の内径３．５ｍｍよりわずかに小さい径（例えば、内径３ｍｍ程度）となるように形成されている。又、付勢部材保持部５３ｇは、容器枠体５３の底部（底面）５３ｉからの高さが、圧縮時の付勢部材２５の同方向の長さよりも１〜２ｍｍ程度低く設定されている（本実施例では３ｍｍ）。これにより、付勢部材２５の一方の端部（容器枠体５３の底部５３ｉ側）が付勢部材保持部５３ｇによって保持され、他方の端部（感光ドラム１側）が支持体２１と摺擦しても、感光ドラム１の中心方向に向かうように、付勢部材２５の姿勢が保たれる。又、付勢部材案内部５３ｈは、付勢部材保持部５３上から感光ドラム１側に突出し、その外接円が付勢部材保持部５３ｇの外接円よりも小さい径となるように形成された、付勢部材保持部５３ｇと同様の形状の突起とされている。

組み立て時には、付勢部材保持部５３ｇに内周を嵌合させるように付勢部材２５を支持体配置部５３ｆに配置する。その上から、支持体２１を嵌合させた帯電ローラ２の長手方向の端部の回転軸２ａを、支持体配置部５３ｆ内に配置する。このとき、支持体２１は、離間部２１ｉが案内部５３ｃ、５３ｄとの間のスリット５３ｊを通され、外周部２１ｄが案内部５３ａ〜５３ｄに案内される。そして、この帯電ローラ２の回転軸２ａを、付勢部材２５の弾性力に抗して容器枠体５３の底部５３ｉに向けて押圧する。これにより、爪部５３ｅが回転軸２ａの端部に係合して、帯電ローラ２は、容器枠体５３内に、そこから抜けないように配置される。その後、支持体２１は、後述するように、離間部２１ｉの駆動受け部２１ｂが下流ブラシ９の長手方向の端部の回転軸９ａに取り付けられた支持体駆動ギア２２と噛み合わされて、感光ドラム１と帯電ローラ２とを離間させる第１の位置に配置させられる。

尚、本実施例のプロセスカートリッジ５０では、感光ドラム１の長手方向の中央を基準とした対称位置に、同様の構成の支持体２１が配置されており、同様の構成により組み付けられ、そして同様の構成により駆動されるようになっている。

次に、プロセスカートリッジ５０における支持体２１の駆動方法について説明する。

図９は、支持体２１が回転する際の駆動伝達構成を示す斜視図である。

感光ドラム１の長手方向における両側の支持体２１は、離間部２１ｉの駆動受け部２１ｂが、下流ブラシ９の長手方向の両端部の回転軸９ａに取り付けられた、駆動伝達部としての支持体駆動ギア２２とそれぞれ噛み合う。又、下流ブラシ９の長手方向の一方の端部の回転軸９ａに取り付けられた下流ブラシ駆動ギア２６は、感光ドラム１の長手方向の一方の端部に取り付けられた端部部材としてのフランジ２７に形成されたドラムフランジギア２７ａと噛み合う。

図１０（ａ）〜（ｄ）は、第１の位置から第２の位置までの支持体２１の動きを順に示している。同図を参照して、支持体２１の動作について更に説明する。

図１０（ａ）は、容器枠体５３に支持体２１が組み込まれ、帯電ローラ２が感光ドラム１から離間した初期状態を示す。同図において、支持体２１は、付勢部材２５の付勢力によって、当接部２１ａにおいて感光ドラム１に押し付けられ、且つ、駆動受け部２１ｂにおいて支持体駆動ギア２２に押し付けられる。これにより、感光ドラム１と帯電ローラ２とを離間させるスペーサーとして、安定した状態を保っている。この時、付勢部材２５の長さＬａを約４ｍｍと小さくすることで、帯電ローラ２にかかる合計の付勢力は１４．２Ｎとなる。この値は、帯電ローラ２と２個の支持体２１との合計の重量１．８Ｎの約８倍ある。そのため、プロセスカートリッジ５０に衝撃が加わっても、感光ドラム１と帯電ローラ２との離間状態を安定して保つスペーサーとして機能することができる。

次に、図１０（ｂ）に示すように、感光ドラム１に回転駆動力が伝達されると、感光ドラム１は図中矢印Ｒ１方向に回転し始める。これにより、図９に示すようにドラムフランジギア２７ａと下流ブラシ駆動ギア２６とが噛み合っているので、下流ブラシ駆動ギア２６と同軸上に取り付けられている支持体駆動ギア２２も図中矢印Ｒ３方向に回転する。そして、支持体駆動ギア２２と支持体２１の駆動受け部２１ｂとが噛み合っているので、支持体駆動ギア２２の回転に伴い、支持体２１が図中矢印Ｒ４方向に回転する。この時、支持体２１は、容器枠体５３に形成された案内部５３ａ〜５３ｄによって案内されている。そのため、支持体２１は、支持体駆動ギア２２の歯面に押されて、付勢部材２５を図中矢印Ａ１方向（圧縮させる方向）に押しながら、支持体駆動ギア２２が駆動受け部２１ｂの歯形形状の終端を過ぎるまで回転しながら移動する。

次に、図１０（ｃ）に示すように、支持体２１は、支持体駆動ギア２２が駆動受け部２１ｂの歯形形状の終端を過ぎると、支持体駆動ギア２２との噛み合いによって押されることが無くなる。そのため、付勢部材２５の押圧力により支持体２は図中矢印Ａ２方向（感光ドラム１に向かう方向）に移動し、これにより帯電ローラ２も同方向に移動して感光ドラム１と当接する。

最終的に、図１０（ｄ）に示すように、支持体２１は、底面部２１ｅの面が付勢部材２５の端部の面と等しくなるまで図中矢印Ｒ４方向に更に回転し、安定した位置になる。この位置で、支持体２１の駆動受け部２１ｂは、支持体駆動ギア２２から所定の間隙Ｇ１を有して完全に離間する。又、この位置で、支持体２１の当接部２１ａは、感光ドラム１の表面から所定の間隙Ｇ２を有して完全に離間する。この状態で、付勢部材２５の長さＬｄは６．４ｍｍとなり、前述のように、帯電ローラ２を感光ドラム１に付勢する力は７．７Ｎとなる。これにより、帯電ローラ２により感光ドラム１の表面を均一に帯電させることが可能となる。

このように、本実施例では、プロセスカートリッジ５０は、回転可能な感光体１と、感光体１に当接し感光体１を帯電させる帯電ローラ２と、を有する。又、プロセスカートリッジ５０は、帯電ローラ２の回転軸２ａを回転可能に支持する支持体２１と、支持体２１を感光体１に向けて付勢する付勢部材２５と、を有する。支持体２１は、帯電ローラ２の回転軸２ａを摺動可能に受け入れる軸受部２１ｈと、感光体１と当接する当接部２１ａと、帯電ローラ２の回転軸２ａを中心として回転するための駆動力が伝達される駆動受け部２１ｂと、を有する。又、支持体２１は、プロセスカートリッジ５０の使用開始時に、駆動受け部２１ｂに感光体１の回転力が伝達されることで、付勢部材２５の付勢力に抗して、第１の位置から、第２の位置へと、帯電ローラ２の回転軸２ａを中心として回転する。第１の位置は、帯電ローラ２が感光体１から離間した状態で帯電ローラ２の回転軸２ａを支持する位置である。又、第２の位置は、帯電ローラ２が感光体１に当接した状態で帯電ローラ２の回転軸２ａを支持する位置である。そして、第１の位置では、当接部２１ａが感光体１に当接すると共に、駆動受け部２１ｂが該駆動受け部２１ｂに感光体１の回転力を伝達する駆動伝達部２２と係合して、軸受部２１ｈが付勢部材２５の付勢力に抗して感光体１から離間する方向に押し付けられる。又、第２の位置では、当接部２１ａが感光体１から離間すると共に、駆動受け部２１ｂが駆動伝達部２２から離間して、軸受部２１ｈが付勢部材２５の付勢力によって感光体１に向かう方向に押し付けられる。

本実施例では、プロセスカートリッジ５０は、支持体２１が回転する際に軸受部２１ｈを案内する案内部５３ａ〜５３ｄを有し、支持体２１は案内部５３ａ〜５３ｄによって案内される円弧状の外周部２１ｄを有する。又、本実施例では、支持体２１は、付勢部材２５が接触する平面状の底面部２１ｅを有する。又、本実施例では、支持体２１は、支持体２１が第１の位置から第２の位置に向けて回転する際に付勢部材２５がその上を摺動する、底面部２１ｅに連続して設けられた摺動部２１ｃを有する。又、本実施例では、支持体２１には、感光ドラム１の回転力が伝達されて回転する回転体の回転軸に取り付けられた駆動伝達部から、感光ドラム１の回転力が伝達される。この回転体としては、感光ドラム１に当接し、これを除電又は帯電させる回転体が好適であり、本実施例では、感光ドラム１の回転方向において帯電ローラ２の上流側に隣接して配置された下流ブラシ９が用いられる。

本実施例によれば、新たに付加される部品は、支持体２１を回転させるための支持体駆動ギア２２のみでよい。そのため、簡単な構成で、所望の効果を達成することができる。

又、プロセスカートリッジ５０の組み立てにおいては、帯電ローラ２の長手方向の両側において、従来の軸受に換えて支持体２１を組み込めばよい。そのため、従来の組立性を損なうことはない。同様に、プロセスカートリッジ５０の解体時にも、従来の作業性が変わることはない。

又、支持体２１には、支持体２１が帯電ローラ２の軸受として機能する第２の位置にある時に付勢部材２５の端面が当接するように底面部２１ｅを設け、その底面部２１ｅの角度を付勢部材２５の端面と平行になるように規定する。又、この底面部２１ｅの角度が付勢部材２５の端面と平行になる前に、駆動受け部２１ｂと支持体駆動ギア２２との係合が解除され、駆動受け部２１ｂに対する支持体駆動ギア２２からの駆動伝達が終了するようになっている。そのため、最終的に、支持体２１は、底面部２１ｅが付勢部材２５の端面に密着するまで、付勢部材２５の付勢力によって回転する（図１０（ｄ））。これにより、支持体２１の駆動受け部２１ｂは、支持体駆動ギア２２から完全に離間し、回転する支持体駆動ギア２２に触れることは無い。従って、画像形成動作中に支持体２１の駆動受け部２１ｂが支持体駆動ギア２２に触れることで帯電ローラ２が振動して、感光ドラム１の帯電が不均一になり、濃度ムラなどの画像不良が発生することは無い。

以上、本実施例によれば、帯電ローラ２の軸受部材として機能する支持体２１が、感光ドラム１から帯電ローラ２を離間させるためのスペーサー（離間部材）の機能も兼ね備えている。そのため、帯電ローラ２を感光ドラム１から離間させるために、帯電ローラ２の軸受部材の他に、改めて別の離間部材を用いなくてもよい。従って、帯電ローラ２や感光ドラム１の長手方向の寸法に対して、更にスペーサーの機構の分の長さが必要になることで同方向におけるプロセスカートリッジ５０や画像形成装置１００のサイズなどが増加することを抑制することができる。これにより、プロセスカートリッジ５０や画像形成装置１００のコンパクト化を図ることが可能である。又、帯電ローラ２の軸受部材と感光ドラム１から帯電ローラ２を離間させるためのスペーサーが一部品でよい。そのため、軸受部材とスペーサーとが別部材である場合には、それぞれの部品で部品間の位置保証をしていたものが、一部品で達成できる。従って、精度管理する部品が少なくなり、部品管理が容易となり、プロセスカートリッジ５０や画像形成装置１００の性能向上に繋がる。

その他の実施例
以上、本発明を具体的な実施例に則して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。

例えば、上記実施例では、支持体駆動ギアは、下流ブラシの回転軸に取り付けられていた。しかし、これに限定されるものではなく、支持体駆動ギアは、プロセスカートリッジを構成する枠体などに回転可能に設けられていてもよい。又、上記実施例における下流ブラシ駆動ギアなど、支持体以外の被駆動部材に駆動を伝達するギアを支持体駆動ギアとして兼用してもよい。又、感光体から、複数のギアなどの複数の部材を介して、支持体に回転力が伝達されてもよい。感光体の回転開始に伴い、感光体の回転力を支持体に伝達して、支持体を第１の位置から第２の位置に移動させられればよい。

又、支持体への駆動の伝達は、ギアの噛み合いによるものに限定されるものではない。例えば、支持体の駆動受け部と駆動伝達部との摩擦係合により、支持体に駆動を伝達してもよい。

又、支持体は、感光体の外周面に当接することに限定されるものではなく、感光体の長手方向（回転軸線方向）の端部に取り付けられて一体的に回転する端部部材としてのフランジなどに当接してもよい。

又、本発明は、上記実施例のように、帯電ローラがプロセスカートリッジとして画像形成装置の本体に対して容易に着脱して交換可能とされている態様に限定されるものではない。帯電ローラが画像形成装置に搭載された状態で出荷される場合であっても、使用開始前の輸送又は保管中などに帯電ローラが感光体に当接したままとされないように、これを感光体から離間させて出荷することが望まれることがある。このように、帯電ローラが画像形成装置に搭載された状態で、感光体から離間される構成となっている場合も、本発明を等しく適用することができ、上記同様の効果を奏することができる。

１ 感光ドラム
２ 帯電ローラ
９ 下流ブラシ
２１ 支持体
２２ 支持体駆動ギア
２５ 付勢部材

Claims (8)

1. 回転可能な感光体と、
   前記感光体に当接し前記感光体を帯電させる帯電ローラと、
   前記帯電ローラの回転軸を回転可能に支持する支持体と、
   前記支持体を前記感光体に向けて付勢する付勢部材と、
   を有するプロセスカートリッジにおいて、
   前記支持体は、
   前記回転軸を摺動可能に受け入れる軸受部と、前記感光体と当接する当接部と、前記回転軸を中心として回転するための駆動力が伝達される駆動受け部と、を有し、
   前記プロセスカートリッジの使用開始時に、前記駆動受け部に前記感光体の回転力が伝達されることで、前記付勢部材の付勢力に抗して、前記帯電ローラが前記感光体から離間した状態で前記回転軸を支持する第１の位置から、前記帯電ローラが前記感光体に当接した状態で前記回転軸を支持する第２の位置へと、前記回転軸を中心として回転し、
   前記第１の位置では、前記当接部が前記感光体に当接すると共に、前記駆動受け部が該駆動受け部に前記感光体の回転力を伝達する駆動伝達部と係合して、前記軸受部が前記付勢部材の付勢力に抗して前記感光体から離間する方向に押し付けられ、前記第２の位置では、前記当接部が前記感光体から離間すると共に、前記駆動受け部が前記駆動伝達部から離間して、前記軸受部が前記付勢部材の付勢力によって前記感光体に向かう方向に押し付けられ、
   前記支持体が前記第１の位置から前記第２の位置に向けて回転する際に前記付勢部材と摺動する摺動部を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
2. 前記支持体が回転する際に前記軸受部を案内する案内部を有し、前記支持体は前記案内部によって案内される円弧状の外周部を有す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. 前記支持体は、前記付勢部材が接触する平面状の底面部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のプロセスカートリッジ。
4. 前記支持体には、前記感光体の回転力が伝達されて回転する回転体の回転軸に取り付けられた前記駆動伝達部から、前記感光体の回転力が伝達されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のプロセスカートリッジ。
5. 前記駆動伝達部と前記駆動受け部との間の駆動伝達は、ギアの噛み合いによって行われることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のプロセスカートリッジ。
6. 前記当接部は、前記感光体の外周面に当接することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のプロセスカートリッジ。
7. 前記当接部は、前記感光体の外周面と適合する円弧状の面を有することを特徴とする請求項６に記載のプロセスカートリッジ。
8. 記録材上に画像を形成する画像形成部を有する画像形成装置において、請求項１〜７のいずれか一項に記載のプロセスカートリッジを有することを特徴とする画像形成装置。

Images