JP6164935B2 - プロセスカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、プロセスカートリッジに関するものである。

ここで、画像形成装置とは、電子写真画像形成方式、静電記録画像形成方式、磁気記録画像形成方式などの適宜の画像形成方式を用いて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、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えばレーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ装置、ワードプロセッサ、及び、これらの複合機（マルチファンクションプリンタ）、ディスプレイ装置等が含まれる。

記録媒体は画像形成装置によって画像が形成されるものであって、例えば、記録用紙、封筒、葉書、プラスチックシート、コート紙、布、中間転写部材、画像表示部材（ディスプレイ）などが含まれる。

また、現像装置とは、電子写真感光体などの像担持体に形成された潜像を、現像剤を用いて可視像化するための装置である。

以下、便宜上、電子写真画像形成装置（以下、画像形成装置と記す）を例にして説明する。この画像形成装置において、プロセスカートリッジとは、プロセス手段としての、帯電手段、現像手段またはクリーニング手段と電子写真感光体ドラムとを一体的にプロセスカートリッジ化し、画像形成装置の装置本体に対して着脱可能とするものである。

および、プロセス手段としての、帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも１つと電子写真感光体ドラムとを一体的にプロセスカートリッジ化して装置本体に着脱可能とするものである。更に、少なくともプロセス手段としての、現像手段と電子写真感光体ドラムとを一体的にプロセスカートリッジ化して装置本体に着脱可能とするものをいう。

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、像担持体としての電子写真感光体及び電子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にプロセスカートリッジ化している。そして、このプロセスカートリッジを画像形成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。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サービスマンによらず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る。

画像形成装置には、複数のプロセスカートリッジを一列に並べたインライン型のカラー画像形成装置がある。プロセスカートリッジを構成する現像ローラを感光体ドラムに対して接触状態で現像を行う接触現像方式がある。この方式では、画像形成中の現像ローラと感光体ドラムは所定の当接圧を保持するために、現像ローラが感光体ドラムに対して押圧された状態になっている。

一般的に、接触現像方式で用いられる現像ローラは弾性層を持つため、現像ローラが感光体ドラムに対して押圧された状態で長時間放置されても、現像ローラの弾性層の変形を少なくして、出力画像上に画像のムラが発生しないように対応が必要である。

従来の対応として、変形しにくい材料を選択的に使用する、或いは製造条件の厳密な管理等が必要であった。そこで、プロセスカートリッジ非印刷時（非画像形成時）に離間部材を用いて現像ローラを感光体ドラムから離間させる等の構成が提案されている。

現像ローラを感光体ドラムから離間させる構成においては特許文献１のように、感光体ユニットと現像ユニットを回転可能に結合する結合ピンを貫通させる支持穴を、一方は丸穴、もう一方は長丸穴とすることが一般的に用いられている。この構成は、現像ユニットの位置決め基準を丸穴側の結合ピン基準としているため、さまざまな要因の寸法ばらつきやねじれなどを考慮し、長手方向での不均一当接を防止するためである。

特開２００５−４３５３８号公報

図１０、図１１において、Ｐはプロセスカートリッジ、１０と２０はこのカートリッジを構成しているドラムユニットと現像ユニットである。ドラムユニット１０は像担持体としての感光体ドラム１を有する。現像ユニット２０は現像剤担持体としての現像ローラ３を有する。現像ユニット２０がドラムユニット１０に対して、ユニット長手方向の一端側と他端側が、それぞれ、丸穴３７ａと結合ピン３８、および長丸穴３７と結合ピン３８により回転可能に結合されている。

図１０の（ａ）は現像ユニット２０がドラムユニット１０に対して当接位置（現像ローラ３が感光体ドラム１に当接した位置）に移動されている状態時、を示している。図１０の（ｂ）は離間位置（現像ローラ３が感光体ドラム１から離間した位置）に移動されている状態時を示している。図１１の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は現像ユニット２０がドラムユニット１０に対して当接位置から離間位置へ移動する過程を示している。

この構成において現像離間および当接を行う場合、画像形成装置から与えられる駆動力によって現像ユニット２０が結合ピン３８を中心に回動される。この時、丸穴３７ａ側は画像形成装置からの駆動力が結合ピン３８と丸穴３７ａにより直接回転力に変換される（図１０）。一方、長丸穴３７側は結合ピン３８と長丸穴３７にガタがある。そのため、画像形成装置からの駆動力は直接回転力に変換されず、まず長丸穴３７の長辺側端部に結合ピン３８が突き当たるまで直線移動を行い、長丸穴３７の長辺端部側に結合ピン３８が突き当たった後、回転力に変換される（図１１）。

このため、画像形成装置からの駆動力が現像ユニット２０に伝達されるタイミングが丸穴３７ａ側と長丸穴３７側で異なり、現像ローラ３の感光体ドラム１からの当接、離間タイミングが感光体ドラム軸方向の両端位置で異なってしまう。通常、現像ローラ３および感光体ドラム１の寿命はそれぞれの接触時間によって決定されるため、現像ローラ３および感光体ドラム１それぞれの寿命は接触時間の長い長丸穴３７側を基準に計算、設定される。

また、現像ローラが感光体ドラムに対し位置がばらつき、感光体ドラム軸線に対し現像ローラ軸線が傾いた場合でも、現像ローラの幅全域を感光体ドラムに対し当接する必要がある。このため、感光体ドラムに対する現像ローラの位置ばらつきが大きいほど現像ローラの感光体ドラムへの当接圧を強くする必要がある。

本発明は、上記の従来技術の更なる改良に係る。その目的は、簡易的かつ安価な構成で、現像剤担持体の像担持体への当接および離間時における像担持体軸方向両端部での当接、離間時間の左右差を小さくすることにある。これにより、像担持体および現像剤担持体の寿命を長寿命化することを可能にする。

また、像担持体に対する現像剤担持体の部品製造上の位置のばらつきを小さくすることことにある。これにより、像担持体への現像剤担持体の当接圧を下げることを可能にしてプロセスカートリッジの変形を押さえることを可能にする。

上記の目的を達成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、
潜像が形成される回転可能な像担持体を有する像担持体ユニットと、
現像剤を担持して前記像担持体に接触して前記潜像を現像する回転可能な現像剤担持体を備え、像担持体ユニットに対して移動して前記像担持体に前記現像剤担持体が当接した当接位置と離間した離間位置とを取り得る現像ユニットと、
前記現像ユニットを前記離間位置から前記当接位置へ移動するよう付勢する付勢部材と、
を有し、記録媒体に画像を形成する画像形成装置の装置本体に対して取り外し可能に装着されるプロセスカートリッジであって、
前記像担持体ユニットに設けられ、前記現像剤担持体の回転軸またはその軸受がスライド移動可能に係合した第１スライド部と、
前記像担持体ユニットに設けられ、前記現像ユニットに設けられた現像ユニット規制部がスライド移動可能に係合した第２スライド部と、
を有し、
前記第１スライド部は前記像担持体の軸線方向で前記像担持体ユニットの両端部に配置され、前記第２スライド部は前記像担持体の軸線方向で前記像担持体ユニットの両端部に配置され、
前記現像剤担持体の回転軸またはその軸受は、前記現像ユニットが前記当接位置にある時に第１位置にあり、前記現像ユニットが前記離間位置にある時に第２位置にあり、
前記現像ユニット規制部は、前記現像ユニットが前記当接位置にある時に第３位置にあり、前記現像ユニットが前記離間位置にある時に第４位置にあり、
前記像担持体の軸線方向から見ると、前記第１スライド部は、前記第４位置にある前記現像ユニット規制部を中心とする円弧状の長穴であり、前記第２スライド部は、前記第１位置にある前記現像剤担持体の回転軸またはその軸受を中心とする円弧状の長穴であり、
前記現像ユニットが前記離間位置にある時、前記像担持体の軸線方向から見ると、前記現像ユニットの前記付勢部材から付勢される被付勢部は、前記現像剤担持体の回転軸よりも前記現像ユニット規制部から離れた位置に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、簡易的かつ安価な構成で、現像剤担持体の像担持体への当接および離間時における像担持体軸方向両端部での当接、離間時間の左右差を小さくすることが可能である。これにより、像担持体および現像剤担持体の寿命を長寿命化することが可能となる。

また、像担持体に対する現像剤担持体の部品製造上の位置のばらつきを小さくすることが可能である。これにより、像担持体への現像剤担持体の当接圧を下げることを可能にしてプロセスカートリッジの変形を押さえることができる。

実施例１において、装置本体の装着部に装着されているカートリッジの正面側の図であり、（ａ）ないし（ｄ）は現像ユニットが離間位置から当接位置へ移動する動作過程を示している。 同じく、装置本体の装着部に装着されているカートリッジの背面側の図であり、（ａ）ないし（ｄ）は現像ユニットが離間位置から当接位置へ移動する動作過程を示している。 （ａ）は現像ユニットの正面側の斜視図、（ｂ）は同じく背面側の斜視図、（ｃ）と（ｄ）はそれぞれカートリッジの正面側と背面側とにおけるドラムカートリッジと現像ユニットの係合関係を示した斜視図である。 実施例１の画像形成装置の概略構成を示す縦断正面模式図である。 図４における１つのカートリッジ部分の拡大模式図であり、現像ユニットが当接位置に位置している状態時を示している。 現像ユニットが当接位置に位置している状態時を示している図である。 実施例２において、装置本体の装着部に装着されているカートリッジの正面側の図であり、（ａ）ないし（ｄ）は現像ユニットが離間位置から当接位置へ移動する動作過程を示している。 同じく、装置本体の装着部に装着されているカートリッジの背面側の図であり、（ａ）ないし（ｄ）は現像ユニットが離間位置から当接位置へ移動する動作過程を示している。 （ａ）と（ｂ）はそれぞれカートリッジの正面側と背面側とにおけるドラムカートリッジと現像ユニットの係合関係を示した斜視図である。 従来例に係る現像当接離間機構の丸穴側の説明図である。 同じく長丸穴側の説明図である。

［実施例１］
（画像形成装置例の全体構成）
図４は本実施例の画像形成装置１００の概略構成を示す縦断正面模式図である。この画像形成装置１００の正面（手前側）は図４の紙面に垂直方向において手前側である。その反対面側が背面（奥側）である。左右とは画像形成装置１００を正面から見て左または右である。この画像形成装置１００は、インライン（タンデム）方式、中間転写方式を採用した電子写真フルカラーレーザービームプリンタである。即ち、電気的画像情報に従って、シート状の記録媒体（以下、記録材と記す）Ｓにフルカラー画像を形成することができる。

画像情報は、画像形成装置本体（以下、装置本体と記す）１００Ａに接続された画像読み取り装置或いは装置本体１００Ａに通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト機器（不図示）から装置本体１００Ａの制御回路部（不図示）に入力される。

この画像形成装置１００は収容している現像剤の色が互いに異なる第１から第４の４個のプロセスカートリッジＰ（ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ）をそれぞれ装置本体１００Ａの所定の装着部に対して取り外し可能に装着して使用する方式である。装置本体１００Ａとは画像形成装置１００の構成からプロセスカートリッジＰを除いた構成である。

本実施例において各プロセスカートリッジＰは所謂一体型のプロセスカートリッジ（以下、カートリッジと記す）である。カートリッジＰの具体的な構成については後述する。ここで、本実施例において、カートリッジＰの長手方向とはカートリッジＰが有する電子写真感光体ドラム（以下、ドラムと記す）１の回転軸線方向と定義する。カートリッジＰの正面（手前側）とはカートリッジＰの長手方向の一端側の面、背面（奥側）とは他端側の面と定義する。

装置本体１００Ａ内には図４において左側から右側に順に水平方向に対して右下がり（鉛直方向と交差する方向）に配列された４つのプロセスカートリッジ装着部が設けられている。その４つの装着部に対して左側から右側に順に並べて第１から第４のカートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫがそれぞれ長手方向を前後方向にして装着されている。より詳しくは、各カートリッジＰはそれぞれ対応する装着部に対して装置本体１００Ａ側に設けられた装着ガイド、位置決め部材などの装着手段（不図示）を介して取り外し可能（着脱可能）に装着されている。

第１のカートリッジＰＹにはイエロー（Ｙ）色の現像剤（以下、トナーと記す）が収容されており、ドラム１にＹ色のトナー像を形成する。第２のカートリッジＰＭにはマゼンタ（Ｍ）色のトナーが収容されており、ドラム１にＭ色のトナー像を形成する。第３のカートリッジＰＣにはシアン（Ｃ）色のトナーが収容されており、ドラム１にＣ色のトナー像を形成する。第４のカートリッジＰＫにはブラック（Ｋ）色のトナーが収容されており、ドラム１にＫ色のトナー像を形成する。

カートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの下方には画像情報に基づいてドラム１に選択的な露光を行い、ドラム１に画像情報に対応した潜像を形成するためのレーザースキャナユニット５０が配設されている。このユニット５０の下方には記録材Ｓを収納した給送カセット５１が装着されている。また、カートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの上方には各ドラム１に形成されたトナー画像を転写するための中間転写手段としての中間転写ユニット５２が配設されている。

中間転写ユニット５２は複数のベルト支持部材（張架部材）としての駆動ローラ５３、二次転写対向ローラ５４、従動ローラ（テンションローラ）５５を有する。それらのローラはそれぞれ回転軸線方向を前後方向にして互いに平行に配設されている。この３本のローラ間に可撓性を有する無端状のベルト部材としての中間転写ベルト（以下、ベルトと記す）５６が張架されている。

本実施例においては、駆動ローラ５３は第４のカートリッジＰＫよりも右側に配設されている。二次転写対向ローラ５４は駆動ローラ５３の上側に配設されている。従動ローラ５５は第１のカートリッジＰＹよりも左側に配設されている。従動ローラ５５と駆動ローラ５３との間の下方側（下行側）のベルト部分が各カートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫのドラム１の上面に対向している。

また、ベルト５６の内側には、上記の下方側ベルト部分を介して各カートリッジＰのドラム上面にそれぞれ圧接する４本の一次転写ローラ５７が回転軸線方向を前後方向にして平行に配設されている。これにより、各カートリッジＰにおいてドラム１とベルト５６とが当接して一次転写ニップ部（一次転写位置）Ｎ１が形成されている。

二次転写対向ローラ５４にはベルト５６を介して二次転ローラ６５が圧接している。二次転写ローラ６５は回転軸線方向を前後方向にして二次転写対向ローラ５４に平行に配設されている。これにより、ベルト５６と二次転ローラ６５との当接部に二次転写ニップ部（二次転写位置）Ｎ２が形成されている。一次転ローラ５７と二次転ローラ６５は同様の構成の導電性弾性ローラである。従動ローラ５５のベルト懸回部にはベルト５６の表面を清掃するベルトクリーニング装置５８が配設されている。

装置本体１００Ａ内の右側には給送カセット５１から給送された記録材Ｓを上方へ搬送する上行搬送路６０が配設されている。この搬送路６０に沿って下から上に順に、カセット５１から記録材Ｓを一枚分離給送する給送ローラ６１、搬送ローラ対６２、レジストローラ対６３、ガイドローラ６４、二次転写ニップ部Ｎ２、画像定着ユニット６６、排出口６７が配設されている。なお、搬送路６０はガイド板、ガイドリブなどが配設されて構成されているが図には省略されている。装置本体１００Ａの上面は排出トレイ６８とされている。

フルカラー画像の形成動作は次のとおりである。各カートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫのドラム１が矢印の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。ベルト５６も駆動ローラ５３の駆動により矢印の反時計方向にドラム１の周速度にほぼ対応した速度でドラム１の回転に順方向に循環移動される。レーザースキャナユニット５０も駆動される。

ユニット５０の駆動に同期して、各カートリッジＰにおいて後述する帯電ローラがドラム１の表面を所定の極性・電位に一様に帯電する。ユニット５０は各ドラム１の表面を所定の露光位置において対応する色の画像信号に応じて変調されたレーザー光Ｚで主走査露光する。これにより、各ドラム１の表面に対応色の画像信号に応じた静電潜像が形成される。潜像はドラム１の所定の現像位置において後述する現像ユニット２０の現像ローラによりトナー画像として現像される。

本実施例では、現像ユニット２０は、現像剤として非磁性一成分現像剤、即ち、トナーを用いる。又、本実施例では、現像ユニット２０は、現像剤担持体としての現像ローラをドラム１に対して接触させて反転現像を行うものである。即ち、本実施例では、現像ユニット２０は、ドラム１の帯電極性と同極性（本実施例では負極性）に帯電したトナーを、ドラム１上の露光により電荷が減衰した部分（画像部、露光部）に付着させることで静電像を現像する。

上記のような電子写真画像形成プロセス動作により、第１のカートリッジＰＹのドラム１にはフルカラー画像のＹ色成分に対応するＹ色トナー画像が形成される。そのトナー画像が一次転写ニップ部Ｎ１においてベルト５６に一次転写される。第２のカートリッジＰＭのドラム１にはフルカラー画像のＭ色成分に対応するＭ色トナー画像が形成される。そのトナー画像が一次転写ニップ部Ｎ１においてベルト５６にすでに転写されているＹ色トナー画像に重畳されて一次転写される。

また、第３のカートリッジＰＣのドラム１にはフルカラー画像のＣ色成分に対応するＣ色トナー画像が形成される。そのトナー画像が一次転写ニップ部Ｎ１においてベルト５６にすでに転写されているＹ色＋Ｍ色のトナー画像に重畳されて一次転写される。第４のカートリッジＰＫのドラム１にはフルカラー画像のＫ色成分に対応するＫ色トナー画像が形成される。そのトナー画像が一次転写ニップ部Ｎ１においてベルト５６にすでに転写されているＹ色＋Ｍ色＋Ｃ色のトナー画像に重畳されて一次転写される。

各カートリッジＰのドラム１からベルト５６へのトナー画像の一次転写は一次転写ローラ５７に対して一次転写バイアス電源（高圧電源：不図示）からトナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加されることでなされる。このようにして、ベルト５６にはＹ色＋Ｍ色＋Ｃ色＋Ｋ色の４色フルカラーの未定着の重畳転写トナー画像が形成される。

一方、給送カセット５１から所定の制御タイミングで記録材Ｓが給送ローラ６１により一枚分離給送されて搬送ローラ対６２により搬送路６０に導入される。その記録材Ｓは、レジストローラ対６３により所定の制御タイミングで二次転写ニップ部Ｎ２に導入される。これにより、記録材Ｓが二次転写ニップ部Ｎ２で挟持搬送されていく過程で、ベルト５６の４色重畳のトナー画像が記録材Ｓの面に順次に一括して二次転写される。この二次転写は二次転写ローラ６５に対して二次転写バイアス電源（不図示）からトナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加されることでなされる。

そして、トナー画像の二次転写を受けた記録材Ｓは画像定着ユニット６６に導入されて定着処理を受け、フルカラー画像形成物として排出口６７から排出トレイ６８へ排出される。各カートリッジＰにおいて、ドラム１上の一次転写残トナーはドラム１の所定のクリーニング位置において後述するクリーニング部材により除去される。また、ベルト５６上の二次転写残トナーはベルトクリーニング装置５８により除去される。

なお、画像形成装置１００は、上記のフルカラー画像形成に限られず、所望の単色またはマルチカラーの画像を形成することもできる。この場合には、所望の単色またはマルチカラーの画像を形成するために必要とするカートリッジだけが画像形成動作し、不必要なカートリッジについてはドラム１の回転駆動はなされるが画像形成動作はしないように制御される。

（カートリッジの構成）
本実施例において各カートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの構成は前述したように互いに収容されているトナーの色を異にするだけで、全て同一構成・形状を有している。図５は図４における１つのカートリッジ部分の拡大模式図である。カートリッジＰは感光体ユニット（像担持体ユニット）１０と現像ユニット（現像装置）２０とを有する。

感光体ユニット１０は、クリーニング枠体１１に対して、潜像が形成される回転可能な像担持体としての電子写真感光体ドラム１、及びドラム１に作用するプロセス手段としての帯電ローラ２、クリーニング部材６等が組み込まれて構成されている。ドラム１はクリーニング枠体１１の長手方向の一端側と他端側に設けられている後述する正面側ドラム軸受と背面側ドラム軸受との間に回転可能に支持されて配設されている。

帯電ローラ２は帯電バイアスが印加されてドラム１を所定の極性・電位に一様に帯電する帯電手段としての導電性・弾性ローラである。帯電ローラ２はドラム１に平行に配設されており、帯電ローラ軸２ａの両端部がクリーニング枠体１１の一端側と他端側に配設されている軸受５にそれぞれ回転可能に支持されている。軸受５は加圧部材５ａによりドラム１の回転軸線に向かう方向に移動付勢されている。これにより、帯電ローラ２はドラム１に対して所定の帯電位置において所定の押圧力で接触した状態に配設されている。帯電ローラ２はドラム１の回転に従動して回転する。

クリーニング部材６はドラム面から一次転写残トナーを掻き落すクリーニング手段であり、本実施例では弾性クリーニングブレードである。ブレード６は支持板金６ａを介してクリーニング枠体１１に固定して取り付けられており、先端エッジ部がドラム１の所定のクリーニング位置においてドラム回転方向に対してカウンター方向に当接している。ブレード６によりドラム１から掻き落されたトナーはクリーニング枠体１１内の除去トナー室７に落下して回収される。

ドラム１の回転方向においてブレード６よりも上流側には除去トナー室７とドラム１との隙間を封止する可撓性のトナー封止部材８がクリーニング枠体１１の長手に沿って配設されている。このトナー封止部材８により、除去トナー室７内に回収された残留トナーが外部に漏れ出るのを防止している。

現像ユニット２０は現像枠体２１の現像室２２に、現像ローラ３、トナー供給ローラ４、現像ブレード９等が組み込まれ、また現像枠体２１のトナー室（現像剤収納室）２３に対してトナーが収容されて構成されている。現像室２２はトナー室２３に対して上方に配置されている。現像室２２とトナー室２３は仕切り壁２４で区画されており、仕切り壁２４には連通穴２５が設けられている。トナー室２３には回転軸２６が回転可能に配設されている。回転軸２６には可撓性を有する現像剤攪拌搬送部材（回転翼）２７が設けられている。

現像ローラ３はトナーを担持してドラム１に接触してドラム１の静電潜像をトナー画像として現像する弾性を有する回転可能な現像剤担持体である。現像ローラ３はドラム１に平行に配列されており、現像ローラ軸３ａの両端部が現像枠体２１の一端側と他端側に配設されている軸受に回転可能に支持されている。現像ローラ３は感光体ドラム１０側のドラム１に対して所定の現像位置において所定の押圧力で当接される。その当接状態において感光体ユニット１０側から駆動力が伝達されてドラム１との当接部においてドラム１の回転方向に順方向の矢印の反時計方向に所定の周速度で回転駆動される。

トナー供給ローラ４は現像ローラ３のドラム１側とは反対側において現像ローラ３に平行に配列して現像ローラ３に所定量侵入させて接触させたスポンジローラである。このローラ４の軸４ａの両端部が現像枠体２１の一端側と他端側に配設されている軸受に回転可能に支持されている。トナー供給ローラ４は現像ローラ３の回転駆動に連動して現像ローラ３との当接部において現像ローラ３の回転方向とは逆方向の矢印の反時計方向に所定の周速度で回転駆動される。これにより、トナー供給ローラ４から現像ローラ３にトナーが塗布されて供給される。

現像ブレード９はトナー供給ローラ４から現像ローラ３に塗布されたトナーが現像位置に搬送される前に均一な薄い層に規制する共にトナーに所定の帯電極性を付与する役目をする。現像ブレード９は支持板金９ａを介して現像枠体２１に固定して取り付けられており、先端部が現像ローラ３に所定の押圧力で当接している。

現像ローラ３の回転方向においてトナー供給ローラ４よりも上流側には現像室２２と現像ローラ３との隙間を封止する可撓性のトナー封止部材１２が現像枠体２１の長手に沿って配設されている。このトナー封止部材１２により、現像室２２内のトナーが外部に漏れ出るのを防止している。

トナー室２３内の回転軸２６は現像ローラ３及びトナー供給ローラ４の回転駆動に連動して現像剤攪拌搬送部材２７を矢印の時計方向に所定の速度で回転するように駆動される。これにより、トナー室２３に収容されているトナーが攪拌されると共にトナー室２３内のトナーの一部が連通穴２５を通して現像室２２に送り込まれてトナー供給ローラ４に供給される。

現像ユニット２０は感光体ユニット１０に対して揺動可能に結合されている。即ち、現像ユニット２０側の現像ローラ３が図５のように感光体ユニット１０側のドラム１に対して所定の現像位置で所定の押圧力で当接している当接位置Ａと、図６のように離間している離間位置Ｂと、を取り得るように揺動可能に結合されている。現像ユニット２０の感光体ユニット１０に対する現像当接離間機構（揺動機構）は後述する。

各カートリッジＰは装置本体１００Ａ内のそれぞれ対応する装着部に所定に装着されている状態において、装置本体側の押圧手段の押圧動作により感光体ユニット１０側の被位置決め部が装置本体側の位置決め部に押し付けられて固定されている。即ち、装置本体１００Ａ内の各カートリッジＰに対応するプロセスカートリッジ装着部にカートリッジＰのドラムユニット１０を所定に位置決め固定する位置決め固定手段が配設されている。その位置決め固定手段としては各種の手段構成が知られているから図には省略してある。

そして、位置決め固定されている感光体ユニット１０側の被駆動カップリング部に対して装置本体１００Ａ側の駆動カップリング部が結合している。これにより、装置本体１００Ａ側の駆動部（駆動モータ）から各カートリッジＰに対して駆動力の伝達が可能である。また、感光体ユニット１０側の受電部に対して装置本体１００Ａ側の給電部が電気的に結合している。これにより、装置本体１００Ａ側の電源部から各カートリッジＰに対して帯電バイアス・現像バイアス等の所定のナイアスを印加可能である。

なお、上記において、押圧手段、非位置決め部、位置決め部、被駆動カップリング部、駆動カップリング部、受電部、給電部、駆動部、電源部は図には省略されている。

そして、各カートリッジＰにおいて、装置本体１００Ａの装着部に位置決め固定されている感光体ユニット１０に対して現像ユニット２０が揺動可能であり、現像当接離間機構により図５の当接位置Ａまたは図６の離間位置Ｂに選択的に揺動制御される。

即ち、画像形成装置１００のフルカラーモードにおける画像形成動作時には各カートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの現像ユニット２０が図５の当接位置Ａに転換されてフルカラー画像形成動作が実行される。非画像形成時（ドラム１及びベルト５６は駆動されていても、駆動されていなくともよい）には各カートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの現像ユニット２０が図６の離間位置Ｂに転換された状態に保持される。

また、所望の単色またはマルチカラーの画像を形成するモードにおける画像形成動作時には、所望の単色またはマルチカラーの画像を形成するために必要とするカートリッジについてだけ現像ユニット２０が当接位置Ａに転換されて画像形成動作する。不必要なカートリッジについてはドラム１の回転駆動はなされるが現像ユニット２０は離間位置Ｂに保持されて画像形成動作はしないように制御される。

（現像当接離間機構）
以下、本実施例におけるカートリッジＰの現像当接離間機構について説明する。図１の（ａ）は装置本体１００Ａの装着部に装着されていて現像ユニット２０が離間位置Ｂに転換されている状態時のカートリッジＰの正面図である。図２の（ａ）は同カートリッジＰの背面図である。現像当接離間機構はカートリッジＰの正面側と背面側とに対称に同様の構成にて配設されており同様の動作をする。

感光体ユニット１０において、ドラム１はクリーニング枠体１１の長手方向の一端側と他端側に固定されて設けられている像担持体軸受（像担持体軸受部材）としての正面側ドラム軸受および背面側ドラム軸受３１（３１Ｆ、３１Ｒ）の間に回転可能に支持されて配設されている。その両軸受３１にはそれぞれ対称に現像剤担持体規制部としての第１現像位置決め部（第１スライド部）３２（３２Ｆ、３２Ｒ）、およびバネ掛けピン３３（３３Ｆ、３３Ｒ）が設けられている。

また、クリーニング枠体１１の正面板と背面板１３（１３Ｆ、１３Ｒ）の高さ方向の途中部分にはそれぞれ対称に像担持体ユニット規制部としての第２現像位置決め部（第２スライド部）３４（３４Ｆ、３４Ｒ）が設けられている。

一方、現像ユニット２０において、現像枠体２１の正面板と背面板２６（２６Ｆ、２６Ｒ）には、図３の（ａ）と（ｂ）のように、それぞれその外側に現像ローラ軸３ａの一端部と他端部が突出している。或いは現像ローラ軸３ａの一端部と他端部を回転可能に支持させた軸受を突出させてもよい。本実施例においてはこの現像ローラ軸３ａもしくはその軸受を現像ユニット２０の位置決め基準としている。

また、現像枠体２１の正面板２６Ｆと背面板２６Ｒにはそれぞれ高さ方向の途中の一部を感光体ユニット１０に向かう方向に対称に突出させて現像ユニットホルダ２７（２７Ｆ、２７Ｒ）を設けてある。その各ホルダ２７の先端側にそれぞれ対称に現像ユニット規制部としての外向きの係合軸２８（２８Ｆ、２８Ｒ）が設けられている。また、現像枠体２１の正面板２６Ｆと背面板２６Ｒの上部にはそれぞれ対称にバネ掛けピン（被付勢部）２９（２９Ｆ、２９Ｒ）が設けられている。

そして、カートリッジＰの正面側において第１現像位置決め部３２Ｆと現像ローラ軸３ａの一端部またはその軸受とが係合している。また、第２現像位置決め部３４Ｆと係合軸２８Ｆとが係合されている。また、カートリッジＰの背面側において第１現像位置決め部３２Ｒと現像ローラ軸３ａの一端部またはその軸受とが係合されている。また、第２現像位置決め部３４Ｒと係合軸２８Ｒとが係合している。図３の（ｃ）と（ｄ）はそれぞれカートリッジＰの正面側と背面側とにおける上記の係合関係を示した斜視図である。

第１現像位置決め部３２は第２現像位置決め部３４に係合している係合軸２８をほぼ中心とする円弧状長穴としてあり、この長穴に現像ローラ軸３ａの端部が係合して長穴に沿ってスライド移動可能である。詳細は後述するが、第１現像位置決め部３２を現像ローラ軸３ａがスライドすることで、ドラム１に対する現像ローラ３の位置が変化する。

また、第２現像位置決め部３４は第１現像位置決め部３４に係合している現像ローラ軸３ａをほぼ中心とする円弧状の短い長穴としてあり、この長穴に係合軸２８が係合している。この第２現像位置決め部３２としての長穴は、長穴の一方端である離間位置決め部３２ａ１と他方端である当接位置決め部３２ａ２とを除き係合軸２８とは接触しないバカ穴構成（係合軸２８の外径よりも大きい穴）となっている。

上記の第１現像位置決め部３２と現像ローラ軸３ａの一端部またはその軸受との係合および第２現像位置決め部３４と係合軸２８との係合により、感光体ユニット１０に対して現像ユニット２０が揺動可能に組み付けられている。

そして、カートリッジＰの正面側と背面側においてそれぞれ感光体ユニット１０側のバネ掛けビン３３と現像ユニット２０側のバネ掛けビン２９との間に付勢部材としての引張加圧バネ３５（３５Ｆ、３５Ｒ）が張設されている。これにより、現像ユニット２０が感光体ドラム１０の側に引き付けられてドラム１に現像ローラ３が当接する方向に常に揺動付勢されている。即ち、ドラムユニット１０と現像ユニット２０との間に現像ユニット２０が当接位置Ａとなる条件を満足することを特徴とする方向に移動付勢する付勢部材３５が設けられている。

装置本体１００Ａの装着部に装着されているカートリッジＰは感光体ユニット１０が装置本体１００Ａ側の位置決め部の位置決め固定されている。その感光体ユニット１０に対して現像ユニット２０が上記の現像当接離間機構により現像ローラ３を図５のようにドラム１に対して所定の現像位置で所定の押圧力で当接させた状態の当接位置Ａと図６のように離間させた状態の離間位置Ｂとに揺動可能である。

本実施例では、第２現像位置決め部３４と係合軸２８の相対位置、および、第１現像位置決め部３２と現像ローラ軸３ａの相対位置が変わることで、現像ユニット２０が離間位置と当接位置に移動することができる。逆に言うと、現像ユニット２０が、離間位置と当接位置に移動することに連動して、第２現像位置決め部３４と係合軸２８の相対位置および第１現像位置決め部３２と現像ローラ軸３ａの相対位置が変わるようになっている。

図１の（ａ）および図２の（ａ）は画像形成装置１００の非画像形成時においてカートリッジＰの現像ユニット２０が離間位置Ｂに保持されている状態を示している。この状態時においては、装置本体１００Ａ側の現像離間レバー４０が前進移動している。これにより、現像ユニット２０の現像枠体２１の下部に配設されている現像離間リブ（力受け部）２１ａが引張加圧バネ３５の張力に抗して感光体ユニット１０に向かう方向に所定の第１位置Ｘまで押し移動されている。

係合軸２８は現像ユニット２０の押し移動力と引張加圧バネ３５の張力により第２現像位置決め部３２の一方端である離間位置決め部３２ａ１に押し当っている。これにより現像ユニット４の位置が決められている。そして、現像ユニット２０はその係合軸２８を中心に現像ローラ３がドラム１から離間する方向に回動している。現像ローラ軸３ａの端部は第１現像位置決め部３２としての穴長内をドラム１から所定に遠のいた位置にスライド移動している。

現像離間レバー４０は制御回路部で制御される駆動機構（不図示）により上記の前進移動した第１位置Ｘとこの第１位置Ｘから後退移動して現像離間リブ２１ａから離れた後述する第２位置Ｙとの間を移動制御される。本実施例においてはこの現像離間レバー４０が、現像ユニット２０を当接位置Ａから離間位置Ｂ、及び、離間位置Ｂから当接位置Ａに選択的に移動させる現像ユニットシフト手段である。このような現像ユニットシフト手段は制御回路部で制御される電磁ソレノイド機構、カム機構、往復移動機構などで適宜に構成することができるので図には省略してある。

画像形成装置１００の画像形成時にはカートリッジＰの現像ユニット２０は上記の離間位置Ｂから現像ローラ３を図５のようにドラム１に対して所定の現像位置で所定の押圧力で当接させた状態の当接位置Ａに移動される。この現像ユニット２０が離間位置Ｂから当接位置Ａへ移行する過程における現像当接離間機構の動作を説明する。

図１（ａ）、図２（ａ）のように第１位置Ｘに位置している現像離間レバー４０が図１（ｂ）、図２（ｂ）のように現像離間リブ２１ａから離れる矢印Ｇ方向に徐々に後退移動される。このとき、引張加圧バネ３５の付勢力が感光体ユニット１０に対し現像ユニット２０を引きつけるように作用している。このため、現像離間レバー４０の後退移動と共に現像離間リブ２１ａが現像離間レバー４０と接触しながらＧ方向に後退移動する。

これに伴い、現像ユニット２０は第２現像位置決め部３２の一方端である離間位置決め部３２ａ１に押し当っている。係合軸２８を中心に現像ローラ３がドラム１に当接する方向に回動移動する。即ち、ドラム軸受３１に設けた第１現像位置決め部３２の形状は係合軸２８を中心とした同心円弧形状となっているため、現像ユニット２０は係合軸２８を中心として、現像ローラ軸３ａの端部が第１位置決め部３２と係合しつつ矢印Ｈ方向に回転する。

その後、現像ローラ３がドラム１に徐々に近づいていき、最終的に現像ローラ３がドラム１が接触する。また、引張加圧バネ３５の付勢力が感光体ユニット１０に対し現像ユニット２０を引きつけるように作用し続けているため、係合軸２８は離間位置決め部３４ａ１と接触し続けた状態が保持される。

現像ローラ３がドラム１に接触した状態で現像離間レバー４０がさらに矢印Ｇ方向に移動しても、引張加圧バネ３５の付勢力はまだ感光体ユニット１０に対し現像ユニット２０を引きつけるように作用し続けている。そのため、現像ユニット２０は現像ローラ軸３ａの端部を中心に図１の（ｃ）、図２の（ｃ）の矢印Ｉ方向に回転していく。この時、現像離間レバー４０と現像離間リブ２１ａはまだ接触している状態である。

さらに現像ユニット２０が現像ローラ軸３ａを中心に矢印Ｉの方向に回転すると、係合軸２８が第２現像位置決め部３４の当接位置決め部３４ａ２に接触し、現像ユニット２０の位置が固定される。この時、現像離間レバー４０はまだ現像離間リブ２１ａに接触している。

さらに現像離間レバー４０が矢印Ｇ方向に後退移動して、図１の（ｄ）、図２の（ｄ）のように、現像離間リブ２１ａから離れた第２位置Ｙに位置して移動が停止する。この状態において、感光体ユニット１０に対して現像ユニット２０が現像ローラ３をドラム１に対して所定の現像位置で所定の押圧力で当接させた状態の当接位置Ａに位置してカートリッジＰの画像形成動作が可能となる。

現像ユニット２０が当接位置Ａとなると、現像ユニット２０は係合軸２８が当接位置決め部３４ａ２に接触することによって少なくとも片側が固定されるため、現像離間レバー４０と現像離間リブ２１ａとは隙間があいた状態となる。また、現像ローラ３は引張加圧バネ３５によって所定の押圧力で常にドラム１に接触するよう付勢された状態となっている。

次に、現像ユニット２０が画像形成時の当接位置Ａから非画像形成時の離間位置Ｂに移行する状態は、上記の離間位置Ｂから当接位置Ａに移行する状態と逆の動作が行われる。即ち、画像形成が終了すると、現像離間レバー４０が第２位置Ｙから第１位置Ｘに前進移動するべく矢印Ｇ方向と逆方向に移動していく（図１の（ｄ）、図２の（ｄ）→図１の（ｃ）、図２の（ｃ））。

現像離間レバー４０が現像離間リブ２１ａに接触した後、そこからさらに矢印Ｇ方向と逆方向に移動すると、現像ユニット２０は現像ローラ軸３ａの端部を中心に矢印Ｉ方向と逆方向に回転する（図１の（ｃ）、図２の（ｃ）→図１の（ｂ）、図２の（ｂ））。さらに現像離間レバー４０が矢印Ｇ方向と逆方向に移動すると、係合軸２８が第２現像位置決め部３４の離間位置決め部３４ａ１に接触する（図１の（ｂ）、図２の（ｂ））。

さらに現像離間レバー４０が矢印Ｇ方向と逆方向に移動すると、現像ユニット２０は係合軸２８を中心に矢印Ｈ方向とは逆方向に回転し、現像ローラ３がドラム１に対し離間される（図１の（ｂ）、図２の（ｂ）→図１の（ａ）、図２の（ａ））。この時、係合軸２８に接触する離間位置決め部３４ａ１は、ドラム１の軸方向正面側と背面側で同じ位置に設定されているため、現像ローラ３がドラム１と離間するタイミングは正面側と背面側で同じタイミングとなっている。

さらに現像離間レバー４０が矢印Ｇ方向と逆方向に前進移動して第１位置Ｘに到達すると、現像ユニット２０は係合軸２８を中心に矢印Ｈ方向とは逆方向に回転して離間位置Ｂに保持される（図１の（ａ）、図２の（ａ））。

なお、本実施例では、現像ユニット２０を離間位置Ｂと当接位置Ａに移動させる手段としての付勢手段にカートリッジＰに配置した引張加圧バネ３５を用いているが、これに限るわけではなく、圧縮バネやねじりコイルバネを用いてもよい。また、同様に、カートリッジＰにはこの付勢手段を持たせず、装置本体１００Ａ側で同等の付勢手段を持たせてもよい。

また、本実施例では、ドラム軸受３１に設けた第１現像位置決め部３２の形状を係合軸２８を中心とした同心円弧形状としたが、これに限るわけではなく、直線形状でもよい。
また、本実施例では、現像ローラ軸３ａをドラム軸受３１と係合移動させて現像ユニット２０の位置を決めたが、これに限るわけではなく、現像ローラ軸３ａと同軸上に設けた軸受部材で係合移動させ現像ユニット２０の位置を決めてもよい。

以上説明したように、本実施形によれば、ドラム１に対する現像ローラ３の当接および離間動作を行う際に、ドラム軸方向両端部での当接、離間時間の差を小さくすることが可能で、現像ローラ３およびドラム１の寿命を長寿命化することができる。更に、ドラム１に対する現像ローラ３の部品製造上の位置ばらつきを小さくすることが可能で、ドラム１への現像ローラ３の当接圧を下げることが可能となり、カートリッジＰの変形を押さえることができる。

［実施例２］
図７〜図９は本実施例２におけるカートリッジＰの構成を示す図である。図７は本実施例２において、装置本体の装着部に装着されているカートリッジＰの正面側の図である。（ａ）ないし（ｄ）は現像ユニット２０が離間位置Ｂから当接位置Ａへ移動する動作過程を示しており、実施例１における図１の（ａ）ないし（ｄ）に対応している。

図８は同じく、装置本体の装着部に装着されているカートリッジＰの背面側の図である。（ａ）ないし（ｄ）は現像ユニットが離間位置から当接位置へ移動する動作過程を示しており、実施例１における図２の（ａ）ないし（ｄ）に対応している。図９（ａ）と（ｂ）はそれぞれカートリッジの正面側と背面側とにおけるドラムカートリッジと現像ユニット係合関係を示した斜視図である。実施例１の図３の（ｃ）と（ｄ）に対応している。

本実施例２においては、像担持体ユニット規制部としての第２現像位置決め部３４（３４Ｆ、３４Ｒ）を像担持体軸受としての正面側ドラム軸受および背面側ドラム軸受３１（３１Ｆ、３１Ｒ）に設けてある。それ以外のカートリッジＰの構成、カートリッジＰの動作や効果、画像形成装置の構成等は実施例１のものと同様であるから再度の説明は省略する。

［その他の事項］
１）実施例において画像形成装置はカラー画像形成装置とされる。ただし、本発明はこのようなカラー画像形成装置に限定されるものではなく、モノカラー画像形成装置でも良く、更には、他の種々の画像形成装置に適用し得る。

２）画像形成装置の画像形成方式は電子写真画像形成方式に限られない。像担持体として静電記録誘電体を用いる静電記録画像形成方式、磁気記録磁性体を用いる磁気記録画像形成方式など、その他の作像原理方式で像担持体に潜像を形成し、現像剤で現像する適宜の画像形成方式を用いることができる。

１００・・画像形成装置、１００Ａ・・装置本体、Ｐ・・プロセスカートリッジ、１０・・像担持体ユニット、１・・像担持体、２０・・現像ユニット、３・・現像剤担持体、３ａ・・回転軸、Ｓ・・記録媒体、３１・・像担持体軸受、３２・・現像剤担持体規制部、２８・・現像ユニット規制部

Claims (6)

1. 潜像が形成される回転可能な像担持体を有する像担持体ユニットと、
   現像剤を担持して前記像担持体に接触して前記潜像を現像する回転可能な現像剤担持体を備え、像担持体ユニットに対して移動して前記像担持体に前記現像剤担持体が当接した当接位置と離間した離間位置とを取り得る現像ユニットと、
   前記現像ユニットを前記離間位置から前記当接位置へ移動するよう付勢する付勢部材と、
   を有し、記録媒体に画像を形成する画像形成装置の装置本体に対して取り外し可能に装着されるプロセスカートリッジであって、
   前記像担持体ユニットに設けられ、前記現像剤担持体の回転軸またはその軸受がスライド移動可能に係合した第１スライド部と、
   前記像担持体ユニットに設けられ、前記現像ユニットに設けられた現像ユニット規制部がスライド移動可能に係合した第２スライド部と、
   を有し、
   前記第１スライド部は前記像担持体の軸線方向で前記像担持体ユニットの両端部に配置され、前記第２スライド部は前記像担持体の軸線方向で前記像担持体ユニットの両端部に配置され、
   前記現像剤担持体の回転軸またはその軸受は、前記現像ユニットが前記当接位置にある時に第１位置にあり、前記現像ユニットが前記離間位置にある時に第２位置にあり、
   前記現像ユニット規制部は、前記現像ユニットが前記当接位置にある時に第３位置にあり、前記現像ユニットが前記離間位置にある時に第４位置にあり、
   前記像担持体の軸線方向から見ると、前記第１スライド部は、前記第４位置にある前記現像ユニット規制部を中心とする円弧状の長穴であり、前記第２スライド部は、前記第１位置にある前記現像剤担持体の回転軸またはその軸受を中心とする円弧状の長穴であり、
   前記現像ユニットが前記離間位置にある時、前記像担持体の軸線方向から見ると、前記現像ユニットの前記付勢部材から付勢される被付勢部は、前記現像剤担持体の回転軸よりも前記現像ユニット規制部から離れた位置に配置されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
2. 前記付勢部材の付勢力により前記現像ユニットが前記離間位置から前記当接位置へ移動する過程において、前記現像ユニットは、前記現像ユニット規制部が前記第４位置にある状態のまま、前記現像剤担持体の回転軸またはその軸受が前記第２位置から前記第１位置に移動した後、前記現像剤担持体の回転軸またはその軸受が前記第１位置にある状態のまま、前記現像ユニット規制部が前記第４位置から前記第３位置へ移動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. 前記像担持体ユニットは、前記像担持体を回転可能に支持する軸受部を備える像担持体軸受部材を備え、
   前記第１スライド部は、前記像担持体軸受部材に設けられてい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. 前記第２スライド部は、前記像担持体軸受部材に設けら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. 前記像担持体が電子写真感光体ドラムであり、前記現像剤担持体が現像ローラであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のプロセスカートリッジ。
6. 前記現像ユニットは、前記現像ユニットを前記付勢部材の付勢力に抗して前記離間位置で保持する力を受ける力受け部を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のプロセスカートリッジ。