JP5106656B2 - プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。特に、電子写真方式を採用し、記録媒体（例えば、紙、ＯＨＰシート）上に画像を形成する複写機やプリンタ（例えばレーザプリンタ、ＬＥＤプリンタ）等の画像形成装置に適用して好適なものである。

（プロセスカートリッジの定義）
ここで、プロセスカートリッジとは、プロセス手段としての現像手段と、前記電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して、電子写真画像形成装置の本体に取り外し可能に装着されるものである。ここで前記プロセスカートリッジは、使用者自身によって本体に対する着脱を行うことができる。そのため、装置本体のメンテナンスを容易に行うことができる。また、本発明におけるプロセスカートリッジは、潜像が形成される電子写真感光体と、現像のための現像ローラとが接触離間可能なものである。

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、像担持体としての感光体ドラム及び現像のための現像剤担持体としての現像ローラを電子写真画像形成装置本体に着脱可能とした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にユーザー自身で行うことができる。そのため、このプロセスカートリッジ方式は電子写真画像形成装置に広く用いられている。

ここで、画像が形成される場合、現像ローラは所定圧で感光体ドラム方向に付勢された状態になる。そして、現像ローラが感光体ドラムに接触して現像する接触現像方式においては、現像ローラの弾性層が感光体ドラム表面に所定圧で接触した状態となっている。そのため、プロセスカートリッジが電子写真画像形成装置本体に装着された状態で長時間使用されない場合に、現像ローラの弾性層が変形してしまう場合がある。これによって、現像時に画像の濃度ムラが発生する場合がある。

また、現像ローラが感光体ドラムに接している為、現像ローラから感光体ドラムへ不要な現像剤が付着する場合がある。また、感光体ドラムと現像ローラとが、現像時以外にも接触して回転する場合、感光体ドラムと現像ローラとの摺擦による、感光体ドラム、現像ローラ及び現像剤の劣化が促進される場合がある。

上記問題を解決するため、画像形成が行われない場合には、プロセスカートリッジに作用して、感光体ドラムと現像ローラとを離間させる機構を設けた電子写真画像形成装置が提案されている（特許文献１）。具体的には、感光体ドラムと現像ローラとの当接離間機構の長手方向において、非駆動端側に当接させるための加圧バネを設ける一方、長手方向の反対側となる駆動端側に離間させるための力を受ける力受け部材を設ける。

特開２００７−２１３０２５号公報

本発明は従来技術の更なる改善であり、その目的は感光体ドラムと現像ローラとの当接離間機構において長手方向におけるねじれ力を抑えることが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にある。

上記目的を達成するために、この発明に係わるプロセスカートリッジの代表的な構成は、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、電子写真感光体を備えた感光体ユニットと、前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像する現像ローラを備え、前記現像ローラが前記電子写真感光体と接触する接触位置と、前記現像ローラが前記電子写真感光体と離間する離間位置との間を移動可能な現像ユニットと、前記現像ユニットの長手方向の一端側において、前記現像ローラを駆動させるための駆動力を伝達する駆動伝達部であって、前記駆動力を受けることによって前記現像ユニットを前記離間位置から前記接触位置にむかう方向に移動させる力を前記現像ユニットに付与する駆動伝達部と、前記現像ユニットの長手方向の他端側において、前記現像ユニットが前記離間位置から前記接触位置にむかう方向に移動するように前記現像ユニットを付勢する付勢部材と、前記現像ユニットの長手方向の他端側のみに設けられた、前記現像ユニットを前記接触位置から前記離間位置へ移動させるための力を前記装置本体から受ける力受け部と、を有する。

また、画像形成装置の代表的な構成は、プロセスカートリッジを取り外し可能に装着するプロセスカートリッジ装着部を有する画像形成装置であって、前記プロセスカートリッジが上記プロセスカートリッジである。

本発明によれば、電子写真感光体ドラムと現像ローラとを離間することで、現像ローラの変形を防止するとともに、現像離間をおこなった際に、現像ユニットの長手方向におけるねじれ力を抑えることができる。即ち、現像離間をおこなった際に、プロセスカートリッジ内部に働く力のバランスを安定化させることができる。

（Ａ）は本発明の実施形態に係る画像形成がされない場合の非駆動端側のプロセスカートリッジの断面図、（Ｂ）は画像形成がされない場合の駆動端側および非駆動端側を含む平面図である。 は本発明の実施形態に係る電子写真画像形成装置の全体構成図である。 は画像形成時のプロセスカートリッジの全体構成図である。 （Ａ）は非駆動端側を中心とした分解斜視図、（Ｂ）は駆動端側を中心とした分解斜視図である。 プロセスカートリッジの現像ユニットの駆動系に関し、（Ａ）は概念図、（Ｂ）は分解斜視図である。 電子写真画像形成装置の駆動伝達部の構成を示す断面図である。 現像ローラの非駆動端側の当接離間機構を示す部分断面図である。 はカートリッジトレイの画像形成時から引き出しのために上昇した状態を説明する断面図である。 はカートリッジトレイが引き出された状態を示す図である。 （Ａ）はドアが開いた状態を示す図、（Ｂ）はドアよりカートリッジトレイが引き出された図である。 （Ａ）は位置決め部に関して駆動端側を見た斜視図、（Ｂ）は位置決め部に関して非駆動端側を見た斜視図である。 （Ａ）は位置決め部に関して駆動端側を見た側視図、（Ｂ）は位置決め部に関して非駆動端側を見た側視図である。 カートリッジを移動させるための本体のガイド部の溝形状に関する説明図である。 現像ローラを離間させるための本体の力付与部材の説明図である。 現像ローラを離間させるための本体の力付与部材の動作を説明する図である。 （Ａ）画像形成時の非駆動端側のプロセスカートリッジの断面図、（Ｂ）はカートリッジが装置本体に挿入された状態で画像形成がされる前の非駆動端側の状態を示す断面図である。

以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお以の実施形態の全図においては、同一又は対応する部分には同一の符号を付す。

《第１の実施形態》
（画像形成装置）
図２は、電子写真画像形成装置の側断面図を示し、プロセスカートリッジ装着部に複数のプロセスカートリッジ５０（５０ｙ，５０ｍ，５０ｃ、５０ｋ）を取り外し可能に装着する。ここで、複数のカートリッジ５０ｙ，５０ｍ，５０ｃ、５０ｋは、イエロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色のトナー（現像剤）をそれぞれ収容している。装置本体１００は、レーザースキャナ１０により、画像信号に基づいたレーザー光１１を各々の電子写真感光体ドラム３０（３０ｙ、３０ｍ、３０ｃ、３０ｋ）表面に照射させ、静電潜像を形成する。

そして静電潜像は各々のドラム３０に対応した現像ローラ４２（４２ｙ、４２ｍ、４２ｃ、４２ｋ）により現像されて、トナー像（現像像）がドラム３０表面に形成される。そして、転写ローラ１８（１８ｙ、１８ｍ、１８ｃ、１８ｋ）に電圧印加されることによって、ドラム３０に形成された各色のトナー像が転写ベルト１９に順次転写される。その後、転写ベルト１９に形成されたトナー像は、搬送手段である給送ローラ１によって搬送された記録媒体Ｐに、転写ローラ３によって転写される。その後、記録媒体Ｐは駆動ローラ及びヒータを内蔵した定着ローラから構成される定着ユニット６に搬送される。

ここで、記録媒体Ｐに熱及び圧力を印加することによって、記録媒体Ｐに転写されたトナー像が定着される。その後、トナー像が定着された記録媒体Ｐは、排出ローラ対７によって排出部９に排出される。後述するが、軸２７を中心に開閉回動するドア１２は、ドアリンク２９を介してカートリッジトレイ１３を保持する保持部材１４Ｌ、１４Ｒと連結している。

（プロセスカートリッジの全体構成）
図３は、装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジ単体の非駆動端側の側断面図を示す。ドラム３０の軸線方向（長手方向と称す）において、装置本体からの駆動が伝達される長手方向一端側を駆動端側、また、長手方向他端側を非駆動端側と称す。
カートリッジ５０ｙ、５０ｍ、５０ｃ、５０ｋは、色の異なるトナーＴを収納している以外は同じ構成である。カートリッジ５０は、ドラム３０とドラム３０に作用するプロセス手段を備えている。

プロセス手段とは、ドラム３０を帯電させる帯電ローラ３２、ドラム３０に形成された潜像を現像する現像ローラ４２、ドラム３０の表面に残留する残留トナーを除去するクリーニングブレード３３等である。ここでは、カートリッジ５０は、感光体ユニット３１と現像ユニット４１とに分かれている。

（ドラムユニットの構成）
図３に示すように、ドラムユニット３１は、ドラム３０、帯電ローラ３２、クリーニングブレード３３、ドラムフレーム３４、廃トナー収納部３５、更に図４（Ａ）（Ｂ）に示すカバー部材３６、３７で構成される。図４（Ａ）に示すドラム３０の長手軸線方向の非駆動端側は、カバー部材３７の支持部３７ｂで回転可能に支持される。

図４（Ｂ）に示すドラム３０の長手方向の駆動端側は、カバー部材３６の支持部３６ｂで回転可能に支持される。ここで、カバー部材３６、３７は、ドラムフレーム３４の長手方向の両端側で、ドラムフレーム３４に固定されている。後述するが、カバー部材３６，３７には、位置決め部３６ｃ、３７ｃ、回転方向位置決め部３６ｄ、３７ｄが設けられる。

また、図４（Ｂ）に示すように、ドラム３０の長手方向の駆動端側には、ドラム３０に駆動力を伝達するためのカップリング部材３０ａが設けられている。カップリング部材３０ａは、カートリッジ５０が装置本体１００に装着された際に、図６に示す本体カップリング部材１０５（１０５ｙ、１０５ｍ、１０５ｃ、１０５ｋ）と係合する。そして、このカップリング部材３０ａに装置本体１００に設けられた駆動源（モータ）からの駆動力が伝達されることによって、ドラム３０が図３、図５（Ａ）に示すように、矢印ｕ方向に回転する。

ドラムユニット３１に関し、図３に示す帯電ローラ３２はドラム３０に対し接触して従動回転できるようにドラムフレーム３４に支持されている。また、クリーニングブレード３３は、ドラム３０の周表面に所定の圧力で当接するように、ドラムフレーム３４に支持されている。

（現像ユニットの構成）
現像ユニット４１は、図３に示すように、現像ローラ４２、現像ローラ表面トナーの層厚を規制する現像ブレード４３、現像枠体４８を備える。現像枠体４８は、現像ローラ４２に供給するトナーＴを収納するトナー収納部４９を備え、現像ブレード４３を保持している。現像ローラ４２のローラ部４２ａの表面上で薄層化されたトナーは、現像ローラ４２の回転に伴って、ドラム３０と現像ローラ４２とが対向している現像部に搬送される。

現像部とは、接触現像の場合は、ドラム３０と現像ローラ４２とが接触している部分である。現像部においては、現像ローラ４２上の現像剤は、現像ローラ４２に印加された現像バイアスによって、ドラム３０の表面に形成されている静電潜像に付着される。これにより、潜像が現像される。

現像ユニット４１は、更に非駆動側軸受けユニット４６（図４（Ａ））および駆動側軸受ユニット４５およびカバー部材４７（図４（Ｂ））を備える。

また、図４（Ｂ）および図５（Ｂ）に示すように、軸受けユニット４５は、現像枠体４８の長手方向駆動端側に固定され、端部に現像ローラギア６９を有する現像ローラ４２の芯金部４２ｂ（図３参照）を回転可能に支持している。軸受ユニット４５には、カップリング部材６７が配置され、軸受ユニット４５およびカバー部材４７によって回転可能に支持されている。また、カップリング部材６７にはギア６７aが、カップリング部材の駆動伝達部であるカップリング部６７bと同軸上に設けられており、現像ローラギア６９と噛合うことにより本体からの駆動力を現像ローラ４２へ伝達する。

図５（Ａ）に概念図を示すが、現像ユニット４１の回転中心に位置するカップリング部６７ｂは、矢印Ｑ方向に回転駆動され、現像ローラ４２をドラム３０へ当接する回転モーメントＨを発生させる。そして、図４（Ｂ）に示すように、カバー部材４７は、カップリング部材６７を覆うように、軸受けユニット４５の長手方向の外側に固定されている。さらに、カバー部材４７には、円筒部４７ｂがカバー部材４７の表面から突出して設けられている。

そして、円筒部４７ｂの内側の開口からは、カップリング部材６７のカップリング部６７ｂが露出している。ここで、カップリング部材６７は、カートリッジ５０ｙが装置本体１００に装着された際に、図６に示す第二の本体カップリング部材１０６（１０６ｙ、１０６ｍ、１０６ｃ、１０６ｋ）と係合する。これにより、装置本体１００に設けられた駆動源（モータ）からの駆動力が伝達される。

（ドラムユニットと現像ユニットの組み立て）
現像ユニット４１とドラムユニット３１とを組み付ける場合、図４（Ｂ）に示すように、駆動端側では支持穴部３６ａに円筒部４７ｂの外径部を嵌合させる。また、非駆動端側では現像枠体の支持穴部４８ａには、カバー部材３７から突出して設けられた突出部３７aを嵌合させる。そうすることで、現像ユニット４１は、ドラムユニット３１に対して揺動可能に支持されることになる。

また、非駆動端側では図３に示すように、現像ユニット４１は、支持穴部４８a（図１（Ａ））及び円筒部４６ｂ（図４（Ｂ））で構成される回転中心５５を中心に揺動可能である。そして、非駆動端側では現像ローラ４２がドラム３０に当接するように、弾性部材である加圧バネ９５により付勢されている。即ち、加圧バネ９５の付勢力によって、図３の矢印Ｇ方向に現像ユニット４１を押圧し、現像ユニット４１には回転中心５５を中心にして回転モーメントＨが働く。そのため、現像ローラ４２をドラム３０に所定圧で当接させることができる。

このときの現像ユニット４１の位置を接触位置と称する。本実施形態の加圧バネ９５は、現像ローラ４２の当接離間機構と共に非駆動端側に設けられる。また加圧バネ９５は、カートリッジ５０の長手方向において、図１（Ｂ）に示すように、ドラム３０に静電潜像を形成するためのレーザー光が通過する露光開口部３４ａの外側に配置されている。加圧バネ９５が非駆動端側に配置されている理由については後で詳しく述べる。

（力受け装置）
本体の力付与部材からの力を受けるカートリッジの力受け装置について、以下説明する。図４（Ａ）および図７に示すように、カートリッジ５０ｙには装置本体１００内で、現像ローラ４２とドラム３０との当接、離間を行うための力受け装置９０が設けられる。力受け装置９０は、力受け部材７０、付勢手段であるバネ７３から構成される。力受け装置９０は、カートリッジ５０が装置本体１００に装着された状態で、カートリッジ５０の下方に設けられている。

そして力受け装置９０は、カートリッジ５０の長手方向において後述する転写ベルト１９の外側に配置されている。これは、力受け装置９０がカートリッジ５０の下方に突出するため、転写ベルト１９を避けて配置されているためである。すなわち、カートリッジ単体で見た場合は、図１（Ｂ）に示すように力受け部材７０は少なくとも現像ローラ４２のローラ部４２ａよりは外側に配置されていることになる。また、図７に示すように、バネ７３を介した力受け部材７０は、非駆動側軸受ユニット４６に設けられ、非駆動側軸受ユニット４６に設けられたガイド部４６aに係合されている。

力受け部材７０は、突出位置にあってもカバー部材３７の最下点より下側には突出していないように設定されている（図７ではカバー部材３７の最下点より上側にｆ３だけ離れた位置を突出した下端としている）。またバネ７３の押圧力はカートリッジ５０の自重により押し込める程度以下の押圧力に設定されている。力受け装置９０について、詳細の動作は後述する。

（電子写真画像形成装置本体の引き出し部材）
以下、カートリッジの交換方法について説明する。図８および図９は、装置本体のドア１２を開けた引き出し直前の状態を示す断面図と斜視図、また、図９および図１０（Ｂ）はカートリッジトレイ１３を引き出し、カートリッジ５０の着脱が可能な状態を示す断面図および斜視図である。

図１０（Ａ）（Ｂ）に示すように、装置本体１００の前面側には、装置本体１００内へカートリッジを挿入させる、及び、装置本体１００からカートリッジを取り出すために、カートリッジを通過させる開口２６を設けてある。そして、この開口２６を閉じる閉鎖位置と、開口２６を開放する開放位置と、の間を移動可能な開閉部材としてのドア１２を設けてある。

本実施形態において、ドア１２はドア下側の軸（ヒンジ軸）２７を中心に装置本体１００に対して回動可能である。即ち、開口２６が大きく開放されるように装置本体１００から開いた状態にすることができる一方、図２に示すようにドア１２が閉じられることで開口２６が閉鎖される。１２ａはドア１２に設けた把手部である。

装置本体１００の長手方向両端付近に設けられ、装置本体の骨格となるメインフレーム（装置本体に形成）の各々の内側に対向する一対のトレイ保持部材１４Ｌ、１４Ｒが配設されている。この保持部材１４Ｌ,１４Ｒ間にカートリッジトレイ１３を前後方向（図９でＤ１、Ｄ２方向）に水平にスライド移動可能に保持させている。即ち、カートリッジトレイ１３は装置本体１００の内側と外側との間を直線的に移動可能である。カートリッジトレイ１３はカートリッジ５０（５０ｙ、５０ｍ、５０ｃ、５０ｋ）を並べて支持している。カートリッジトレイ１３には把手部１３ａが設けられる。

ドア１２は、ドアリンク２９を介してカートリッジトレイ１３を保持する保持部材１４Ｌ・１４Ｒと連結している。そして、ドア１３の開き動作に連動して、保持部材１４Ｌ・１４Ｒがリンク２９により引かれて装置本体１００内を、図１３に示す本体のガイド溝１２０の領域１２０ｃ、１２０ｂ、１２０ａに沿って、図８に示すｆ２だけ上方へ移動した後、前方向に移動する。即ち、位置決め部に位置決めされた画像形成時を示す図２の状態から図８に示す状態へ変化し、保持部材１４Ｌ・１４Ｒは画像形成時の状態から右斜め上の位置へ移動する。

これにより、図８および図１０（Ａ）に示すように、保持部材１４Ｌ・１４Ｒはその前側が開口２６から装置本体１００の外方に所定量突出した位置に引き出される。この保持部材１４Ｌ・１４Ｒの移動に連動して、各カートリッジ５０の駆動入力部に対する装置本体側の感光体ドラム駆動カップリング１０５、および現像駆動カップリング１０６が長手方向に退避し、カップリングによる駆動伝達部の結合が解除される。また、各カートリッジ５０を固定している加圧機構（図１２に関して後述）によるカートリッジ５０の加圧が解除される。

また、各カートリッジ５０を支持しながら装置本体１００の内側と外側との間を移動するカートリッジトレイ１３の位置決め固定が解除され、カートリッジトレイ１３が保持部材１４Ｌ・１４Ｒとともに右斜め上の位置に移動する（図８の矢印J）。

各カートリッジ５０は、前述したように図８に示す位置決め部よりｆ２で示す量浮き上がり、各カートリッジ５０のドラム３０の下面が転写ベルト１９の面から離間して非接触状態となる（この状態を装着位置と称す）。この装着位置で、カートリッジトレイ１３は装置本体１００より引き出し可能となる。即ち、使用者が開口２６から露呈しているカートリッジトレイ１３の把手部１３ａをつかんでカートリッジトレイ１３を保持部材１４Ｌ・１４Ｒに対して図９中のＤ２方向に水平にスライド移動させる。

そして、図９および図１０（Ｂ）に示すように、カートリッジトレイ１３を開口２６から装置本体１００の外側の所定の引き出し位置まで引き出す（この状態を引き出し位置と称す）。これにより、カートリッジトレイ１３に保持されている第１〜第４の４つカートリッジ５０（５０ｙ・５０ｍ・５０ｃ・５０ｋ）の全体が開口２６を通過して装置本体１００の外側に露出する。

そして、全カートリッジ５０の上面が開放される。カートリッジトレイ１３は、引き出し位置まで引き出されると、ストッパーにより、それ以上の引き出し移動が阻止される。カートリッジトレイ１３は、保持部材１４Ｌ・１４Ｒにより、所定の引き出し位置まで水平に引き出されている状態を安定保持する。このように、カートリッジトレイ１３は、ドラム３０に静電潜像を形成できる画像形成位置と、カートリッジを装置本体１００の内側に装着するための装着位置と、カートリッジ５０を装置本体１００の外側において着脱出来る引き出し位置を取り得る。

カートリッジトレイ１３は、図８、図９に示すように、個々のカートリッジ５０が装置本体に装着され、画像形成位置に位置決めがされるまでの間、カートリッジ５０を粗い精度で支持する。そして、各カートリッジ５０はカートリッジトレイ１３に対して垂直方向より挿抜（着脱）が可能である。使用者は、図９中のカートリッジ５０ｋで代表的に示すように、交換すべき使用済みのカートリッジ５０を、カートリッジトレイ１３から上方に持ち上げて抜き出す。そして、新しいカートリッジ５０をカートリッジトレイ１３に対して上から嵌め込む。

（カートリッジの装置本体への装着および位置決め）
使用者は、カートリッジトレイ１３に対するカーリッジ５０の新旧交換をした後、上記とは逆の手順で、引き出されているカートリッジトレイ１３を保持部材１４Ｌ・１４Ｒに対して図９中のＤ１方向に水平にスライド移動させる。そして、ストッパーによりそれ以上の押し入れが阻止されるまで、装置本体１００に十分に押し込む。すると、カートリッジトレイ１３は図８に示す装着位置の状態に戻る。

そして、ドア１２を回動させて閉じる閉じ動作に連動して、保持部材１４Ｌ・１４Ｒがリンク２９で押されて、装置本体１００内をガイド溝１２０（図１３）の領域１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃを移動する。即ち、保持部材１４Ｌ・１４Ｒは所定量後方へ移動された位置から、所定量下方および奥方向へ移動する。即ち、図８において、保持部材１４Ｌ・１４Ｒは左斜め下の位置に移動する。

この移動に関連し、図１１（Ａ）（Ｂ）に示すように、装置本体１００には長手方向において、カートリッジ５０のカバー部材３６および３７に対応した位置に位置決め部材１０２（駆動端側）および１０１（非駆動端側）が設けられている。ドア１２の閉じ動作に連動し、カートリッジ５０が下方および奥方向へ移動してくると、図１２（Ａ）（Ｂ）に示す被支持部３６ｃ、３７ｃが位置決め部材１０１および１０２の凹部に係合する。これにより、カートリッジ５０の装置本体１００への位置が保持される。

図１２（Ａ）は駆動端側におけるカートリッジの装置本体に対する位置決め固定状態を示している。図１２（Ｂ）は非駆動端側におけるカートリッジの装置本体に対する位置決め固定状態を示している。各カートリッジは装置本体に装着された際に、非駆動端側と駆動端側の被支持部３６ｃと３６ｃが、それぞれ、装置本体側の非駆動端側と駆動端側の本体位置決め部１０２と１０１に係合して、装置本体はカートリッジを下方から支持する。すなわち、カートリッジはドラム３０の長手方向において少なくとも２箇所で装置本体内に支持される。

本実施例においては、非駆動端側と駆動端側の本体位置決め部１０１と１０２は、それぞれ、装置本体内の左右側に対向させて固定して配設した、前後方向を長手とする左右一対のステー部材１０１Ｌと１０１Ｒに長手に沿って形成具備させたＶ字溝である。このＶ字溝に被支持部の下向き円弧部が嵌り込んでカートリッジの位置決めがなされる。すなわち、カートリッジ側の被支持部３７ｃ・３６ｃは、ドラム軸線を中心軸とした円筒形状であり、その円筒形状の一部である２箇所の円弧面と、本体位置決め部１０１、１０２に設けられた略Ｖ字形状を有する２つの斜面が各々係合する構成となっている。

また、各カートリッジ５０は装置本体に装着された際に、非駆動端側と駆動端側の上面の被押圧部が、それぞれ、装置本体側の非駆動端側と駆動端側の本体押圧部材１４６Ｌ・１４６Ｒにより下方に押圧される。これにより、非駆動端側と駆動端側の被支持部３７ｃ、３６ｃが、それぞれ、非駆動端側と駆動端側の本体位置決め部１０１、１０２に押圧されて、カートリッジが位置決め固定される。

各カートリッジに対応する非駆動端側の本体押圧部材１４６Ｌは、前後方向を長手とする非駆動端側の押圧部保持部材１４７Ｌの下面側に長手に沿って配列してある。そして、各本体押圧部材１４６Ｌは、押圧力を発生させるための弾性部材（圧縮コイルバネ）１４８Ｌを介して本体押圧部材１４７Ｌに対して上下方向にスライド移動可能に保持させてある。

また、各カートリッジに対応する駆動端側の本体押圧部材１４６Ｒも、前後方向を長手とする駆動端側の押圧部保持部材１４７Ｒの下面側に長手に沿って配列してある。そして、各本体押圧部材１４６Ｒは、それぞれ、押圧力を発生させるための弾性部材１４８Ｒを介して押圧部保持部材１４７Ｒに対して上下方向にスライド移動可能に保持させてある。

上記の非駆動端側と駆動端側の押圧部保持部材１４７Ｌ・１４７Ｒは、ドア１２の開閉動作（ドアリンク２９の動作）に連動して装置本体内を上下に並行移動する。装置本体に対してドア１２を閉めていくと、ドアリンク２９を介して押圧部保持部材１４７Ｌ・１４７Ｒが押し下げられて、本体押圧部材１４６Ｌ・１４６Ｒの下面がカートリッジ上面の被押圧部に当接する。そして、引き続く押圧部保持部材１４７Ｌ・１４７Ｒの押し下げ移動により弾性部材１４８Ｌ・１４８Ｒが押圧部保持部材１４７Ｌ・１４７Ｒと本体押圧部材１４６Ｌ・１４６Ｒとの間に押し縮められる。

その弾性部材１４８Ｌ・１４８Ｒの押し縮め反力によりカートリッジの被押圧部が本体押圧部材１４６Ｌ・１４６Ｒにより押圧される。これにより、非駆動側と駆動側の被支持部１３２Ｌと１３２Ｒが、それぞれ、非駆動端側と駆動端側の本体位置決め部１４４Ｌと１４４Ｒに押圧されて、カートリッジが位置決め固定される。

カートリッジトレイ１３が装置本体に対し位置決めがなされると、カートリッジトレイ１３と係合している、カートリッジの回転方向位置規制部３６ｄおよび３７ｄが装置本体に対し位置決めがなされる。これにより、カートリッジ５０の回転方向（図３の矢印Ｎ方向）の動きが規制される。以上により、カートリッジ５０の位置が装置本体に対し決定される。即ち、各カートリッジ５０のドラム３０の下面が転写ベルト１９の面に接触する状態になる。

これで、各カートリッジ５０（５０ｙ・５０ｍ・５０ｃ・５０ｋ）が装置本体１００内における画像形成位置に装着された図２に示す状態に復帰する。そして、各カートリッジ５０（５０ｙ・５０ｍ・５０ｃ・５０ｋ）の駆動入力部に対する装置本体側の感光体ドラム駆動カップリング１０５および現像駆動カップリング１０６が突出し、駆動伝達部の結合がなされる。

（電子写真画像形成装置本体の離間機構）
次に、カートリッジ５０に設けた、力受け装置９０を動作させる機構について説明する。図１４は装置本体内部における力付与部材６０の構成を示す図であり、図１５はカートリッジの画像形成時を表す図、図１６（Ａ）は画像形成時にカートリッジの現像ユニット４１がドラム３０に当接した状態を示す図である。また図１（Ａ）は画像形成がされない場合にカートリッジの現像ユニット４１がドラム３０から離間した状態を示す図である。

図１４に示すように、装置本体１００の非駆動端側には装置本体の力付与部材６０が設けられている。そして、図１５に示すように、力付与部材６０を動作させるために、装置本体１００に設けた駆動源であるモータからの駆動力を伝達するギア１１３および１１２が設けられている。ギア１１２にはカム部１１２aが設けられて、カム部１１２aは力付与部材６０に設けられたカム係合面６０dおよび６０e（図１４）と係合するようになっている。

画像形成時、上述のモータからの駆動力によりギア１１２が所定量回転すると、カム部１１２aと力付与部材６０に設けられたカム係合面６０dが係合し、力付与部材６０は図１５、図１６（Ａ）に示すＥの方向に移動する。これにより、現像ローラ４２がドラム３０に接触状態となる。画像形成時は、カートリッジ５０の力受け部７０と装置本体の力付与部材６０は接触していない状態となり、現像ユニット４１が力付与部材６０の影響を受けることなく、現像を確実に行うことが可能となる。

更に、上述のモータによる駆動でギア１１２および１１３が所定量回転すると、カム部１１２aは力付与部材６０のカム係合面６０e（図１４）と係合し、力付与部材６０は図１（Ａ）に示すＢ方向に移動し、現像ローラ４２のドラム３０からの離間が行われる。画像形成が行われていないとき、カートリッジ５０は離間状態を保持するようにしている。図１６（Ａ）に示す力付与部材６０が矢印Ｅ方向へ移動した場合には、非駆動側軸受けユニット４６に設けられる現像ローラ４２とドラムユニット３１のドラムフレーム３４に設けられるドラム３０が接触状態となる。

一方、図１（Ａ）に示す力付与部材６０が矢印Ｂ方向へ移動した場合には、力受け部材７０が力付与部の係合溝の側面６０aから力を受ける。それによって、図１（Ａ）に示す矢印Ｃ方向に現像ユニット４１を現像枠体４８の穴部４８aの中心を回転軸として回転（移動）させ、現像ローラ４２とドラム３０とが離間した状態（図中ｆ４の離間量）になる。このときの現像ユニット４１の位置を離間位置とする。

画像形成が終了すると、力付与部材６０は図１（Ａ）に示す矢印Ｂ方向へと移動する。すると、カートリッジ５０の非駆動側軸受けユニット４６に設けられる力受け部７０の右側面７０ａと装置本体の力付与部材６０の面６０ａが係合し、バネ９５の付勢力に抗して現像ユニット４１を離間位置へと移動させる。画像形成が行われていないとき、カートリッジ５０は離間状態を維持するようにしている。また、カートリッジ５０は装置本体に装着された後、離間状態となるようにしている。また、画像形成が終了した後も離間状態で装置本体の動作が終了するが、この状態をホームポジションと称する。

（プロセスカートリッジの電子写真画像形成装置本体への装着、及び、力受け装置動作の説明）
次に、カートリッジ５０の装置本体１００への装着から、ドラム３０と現像ローラ４２とが離間し、ホームポジションとなるまでの一連の動作について説明する。図９に示すように、カートリッジ５０ｙ，５０ｍ，５０ｃ、５０ｋは、引き出し位置に引き出されたカートリッジトレイ１３に対して、カートリッジトレイ１３の上面から矢印方向に装着される。

次に、カートリッジトレイ１３を矢印Ｄ１方向に移動さることによって、カートリッジ５０ｙ，５０ｍ，５０ｃ、５０ｋを、開口２６を通過させ、装置本体１００内に進入させる。カートリッジ５０ｙ，５０ｍ，５０ｃ、５０ｋが装置本体１００内に進入する段階では、図１６（Ａ）に示すように力受け部材７０は突出した状態で装着される。

その後、図２に示すようにドア１２を閉じ位置に移動させることによって、トレイ保持部材１４Ｌ・１４Ｒは転写ベルト１９に近づく方向（下方奥側）に移動する。それによって、カートリッジ５０ｙ，５０ｍ，５０ｃ、５０ｋも移動し、ドラム３０表面が、転写ベルト１９表面に接触する。即ち、前述したように、各カートリッジ５０は装置本体の位置決め部１０１、および１０２に位置決めされるとともに押圧部により押圧され、画像形成状態となる。

ここで図１６（Ｂ）は、カートリッジが装置本体に挿入された状態で画像形成がされる前の状態を示す。カートリッジ５０の非駆動側軸受ユニット４６に設けられた力受け部７０は本体の力付与部材６０の摺動面６０ｂと干渉し、力受け機構９０に設けられたバネ７３が圧縮され、力受け部７０の位置は規制される。このときの力受け部７０の位置を規制位置とする。力受け機構９０のバネ７３の荷重は先に述べたように、カートリッジ５０の自重に相当する荷重より充分低く設定されており、力受け部材７０が規制位置にあるときでも、カートリッジ５０の、装置本体への位置決めを阻害しないようになっている。

（カートリッジ装着後のホームポジション決め）
装置本体１００に電源が入り、ドア１２が閉じ位置に来たこと、あるいは閉じ位置にあることを検知すると、装置本体１００の駆動源（モータ）が駆動を開始し、図１６（Ｂ）に示す力付与部材６０が矢印Ｅ方向へと移動を開始する。このときカートリッジ５０の力受け部７０は規制位置にあるが、力付与部材６０の移動に伴い、力付与部６０の摺動部６０ｂとの間で摺動しながら規制位置を保持する。

そして、力付与部材６０が図１６（Ａ）の位置まで来ると、規制位置にあった力受け部７０はバネ７３の反発力により、力付与部材６０の溝部６０ｃに入り込み、カートリッジ５０単体での突出位置と同じ状態になる。更に力付与部材６０が図１（Ａ）に示す矢印Ｂ方向に移動すると、力付与部材６０の面と６０aと力受け部７０の面７０aが係合する。これにより、現像枠体の穴４８aの中心で形成される現像ユニット４１の回転中心の周りに現像ユニット４１を回動させ、現像ローラ４２とドラム３０を離間させることとなる。

以上の動作により、カートリッジ５０は装置本体に位置決めがなされ、さらに離間を保持する状態であるホームポジションとなり、待機状態となる。

次に、画像形成を行う際は、現像ユニット４１の現像ローラ４２とドラム３０とを接触させる為に、力付与部材６０を矢印Ｅ方向に移動させる。これにより図１６（Ａ）に示すように、力受け部材７０が力付与部材６０から力を受けない状態になる。従って、現像ユニット４１と感光体ユニット３１との間に設けられたバネ９５の付勢力によって、現像ローラ４２とドラム３０とが接触する方向へ加圧され、カートリッジ５０（５０ｙ、５０ｍ、５０ｃ、５０ｋ）が画像形成可能な状態になる。

ここで、ドラム３０は駆動端側において装置本体からの駆動力を図４（Ｂ）に示すカップリング３０ａ（図６、図１１（Ａ）に示す本体カップリング１０５と対応）で受けて回転する。また現像ユニット４１は、駆動端側において装置本体からの駆動力を回転中心位置のカップリング６７ｂ（図６、図１１（Ａ）に示す本体カップリング１０６と対応）で受けて回転する。

装置本体からの第一の駆動力を伝達する駆動回転体である本体カップリング１０５は、現像ユニット４１の長手方向の一端側で、前記第一の駆動力を伝達する駆動伝達部であるカップリング６７ｂと係合する。そして、前記第一の駆動力が伝達されたときに、現像ローラ４２がドラム３０へ接近する方向へ現像ユニット４１が移動する当接力を発生するようになっている。即ち、回転中心５５に設けられるカップリング６７ｂは、回転モーメントＨに基づく当接力が発生する方向（即ち、図３で反時計方向）に駆動回転される。

このように駆動端側では回転モーメントＨに基づく当接力が発生する方向に現像ローラ４２は回転中心の周りに公転する。そして、現像ローラ４２は上記公転と共に、図５（Ｂ）に示す現像ローラギア６９（カップリング６７ｂと同軸のギア６７ａと噛み合う）の回転によりＱ方向とは逆方向に自転する関係となる。現像ローラ４２の回転方向は現像ブレード４３の先端部がカウンタ方向に作用する方向となっている。

本実施形態においては、図１（Ｂ）に示すように画像形成時にカートリッジ５０の駆動側は駆動入力部に発生するモーメントＨ（図１（Ａ）参照）を現像ローラ４２とドラム３０の当接力Ｆ１として用いる。非駆動端側では、現像ユニット４１を構成する現像枠体４８が樹脂成形品であるため、駆動端側で発生する回転モーメントＨによる当接力Ｆ１がそのまま得られない。非駆動端側では、各部品の寸法公差の積み上げにより現像ローラ４２とドラム３０の軸線のずれを吸収するため、バネ９５を設けて当接力Ｆ２を発生させる。

画像形成時には、バネ９５による当接力Ｆ２は回転モーメントＨによる当接力Ｆ１と同じ大きさの力となることが好ましい。これにより、プロセスカートリッジ内部に働く力のバランスを画像形成がされる場合に安定化させることができる。

また非画像形成時には、駆動端側で当接力Ｆ１を消失させ、被駆動端側では現像ローラ４２をドラム３０への接触位置へ向けて移動付勢するバネ９５の付勢力に抗して力Ｆ３を作用させる。即ち、第二の駆動力で移動する力付与部材６０によって接触位置と離間位置との間を移動させるための力受け部９０に力Ｆ３が作用する。これにより、像担持体と現像ローラとを離間することで、現像ローラの変形を防止するとともに、現像離間時のプロセスカートリッジ内部に働く力のバランスを画像形成がされる場合に限らず、画像形成がされない場合に安定化させることができる。

このように本実施形態においては、現像ユニットの長手方向の駆動端側において、画像形成がされる場合に現像ユニットに画像形成装置の装置本体より駆動力が伝達されて現像ローラが像担持体へ向かう回転モーメントに基づく当接力Ｆ１を発生させる。そして、現像ユニットの長手方向の駆動端側において、画像形成がされない場合は、駆動力が伝達されないので、当接力Ｆ１は生じない。一般に離間動作が行われた後、現像ローラ４２、ドラム３０の回転が停止することから、画像形成がされない場合には回転が停止される関係上、上記回転モーメントに基づく当接力が消失することとなる。

一方、現像ユニットの長手方向の非駆動端側において、画像形成がされる場合に現像ローラ４２にドラム３０へ向かう付勢力に基づく当接力を発生させる付勢部材９５を備える。更に、現像ユニットの長手方向の非駆動端側において、画像形成がされない場合に前記付勢部材の付勢力に抗して現像ローラ４２をドラム３０から離間した位置へ変位させる画像形成装置の装置本体からの力を受ける力受け部を備える。

ここで、本実施例における現像ローラ４２とドラム３０の回転開始タイミングについて説明する。現像ローラ４２とドラム３０とが接触する前に、ドラム３０は回転し、また、現像ローラ４２も、装置本体１００からの駆動力をカップリング部６７ａで受け回転をする。このため、現像ローラ４２とドラム３０とが接触するときに、どちらか一方が停止した状態で接触する場合に比べ、ドラム３０と現像ローラ４２とのそれぞれの周面の速度差を少なくできる。これにより、ドラム３０及び現像ローラ４２が消耗するのを少なくできる。

そして、画像形成が終了した際は、前述したように力付与部材６０が矢印Ｂ方向に移動することで、現像ローラ４２とドラム３０とを離間させる。そして離間した後に、現像ローラ４２とドラム３０は回転を停止する。このため、同様にドラム３０と現像ローラ４２とのそれぞれの周面の速度差を少なくできるので、ドラム３０及び現像ローラ４２が消耗するのを少なくできる。したがって、結果として画像品質をより向上させることができる。

次に画像形成後の本体の動作について説明する。現像ローラ４２とドラム３０を離間するため、本体の力付与部材６０が図１（Ａ）のＢ方向へ移動する。これによりカートリッジ５０の力受け部７０も移動し、現像ユニット４１は回転中心を中心として揺動し、現像ローラ４２とドラム３０が離間する。そして、離間動作が行われた後、現像ローラ４２、ドラム３０の回転が停止する。また、本体の転写ベルト１９、定着ユニット６等その他の駆動部も停止し、装置本体１００としての動作が完了する。

この状態に至った時、現像ユニット４１は以下のようになっている。即ち、前述したように駆動端側は装置本体１００からの駆動が停止したことで現像ユニット４１に働くモーメントＨの発生もなく、現像ユニット４１へ働く負荷はない状態（現像ローラが像担持体へ向かう回転モーメントに基づく当接力が消失した状態）である。一方、非駆動端側は、バネ９５による付勢力が働いているが、現像ローラ４２とドラム３０が離間状態になり、圧縮量が増えたことにより、図１６（Ｂ）に示す当接状態に比べ付勢力が高くなっている。

このため、非駆動側においてはバネ９５により、現像ローラ４２をドラム３０へ当接しようとする力が、画像形成時より大きく働いている。従って現像ユニット４１全体としてみた場合、駆動側は負荷がなく安定した状態にあるが、非駆動側は現像ローラ４２を当接させる方向に強い力が作用している状態にある。これにより、現像ユニット４１に対しては長手方向においてねじれようとする力が作用することになる。

これに対し、本実施例においては、図１（Ｂ）に示すように、離間機構９０および装置本体の力付与部材６０が非駆動側に配置されており、離間状態にあるときには本体の力付与部材６０とカートリッジ５０の力受け部７０が係合している。つまり、バネ９５と離間機構が長手方向において同一側（非駆動端側）に設けられていることにより、長手方向のねじれ力を抑えることができる。即ち、上述した非駆動端側におけるバネ９５の付勢力の影響を非駆動端側に設けた離間機構９０の係合部（図１で示す７０aと６０a）で支持することが可能であり、長手方向のねじれ力を吸収が可能となる。

即ち、本実施形態において非駆動端側では画像形成がされない場合にバネ９５の付勢力に抗して現像ローラを像担持体から離間した位置へ変位させる。これにより、現像ユニット４１にはバネ９５があってもねじれ力を抑えて、長時間装置本体１００が離間状態に維持された場合においても、安定したバランスで現像ユニットの離間状態を保持できる。そして、本実施形態では付勢部材を非駆動端側のみに設ける（駆動端側には設けない）構成となるため、部品点数の少ない簡単な構成をとることができる。

《その他の実施形態》
非駆動端側の離間機構については、図示したものに限られず、任意のもので良い。例えば、非駆動端側のバネ９５について、加圧バネの替わりに引っ張りバネを用いても良い。また、現像ユニットの回転中心位置に画像形成装置の装置本体からの駆動回転力を得るカップリングが配設され、該カップリングを現像ローラが像担持体に向かう回転モーメントに基づく当接力が発生する方向に駆動回転することを説明した。しかし、本発明はこれに限らず、画像形成装置の装置本体からの駆動回転力を得るカップリングを現像ユニットの回転中心位置と異なる位置に配設しても良い。

また、本体の力付与部６０を非駆動端側に設けたが、駆動端側に設けて中間駆動伝達系を介し非駆動端側において力付与の作用が行われるようにしても良い。

なお、非接触現像の場合、画像が形成されるときに現像ローラはドラムから極微少量だけ離れている（接触しているとみなされる）が、画像形成がされないときには接触現像の場合と同様に、力受け部に作用する力によって離間されることとなる。

以上説明したように、本発明によれば、非駆動端側に付勢部材と力受け部を配置することにより、画像形成がされない場合に、安定したバランスで現像離間状態が維持され、再び画像形成を行った時にも安定した画像品質を得ることが可能となる。

３０・・感光体ドラム、４２・・現像ローラ、６０・・力付与部材、７０・・力受け部材、９５・・加圧バネ

Claims (10)

1. 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、
   電子写真感光体を備えた感光体ユニットと、
   前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像する現像ローラを備え、前記現像ローラが前記電子写真感光体と接触する接触位置と、前記現像ローラが前記電子写真感光体と離間する離間位置との間を移動可能な現像ユニットと、
   前記現像ユニットの長手方向の一端側において、前記現像ローラを駆動させるための駆動力を伝達する駆動伝達部であって、前記駆動力を受けることによって前記現像ユニットを前記離間位置から前記接触位置にむかう方向に移動させる力を前記現像ユニットに付与する駆動伝達部と、
   前記現像ユニットの長手方向の他端側において、前記現像ユニットが前記離間位置から前記接触位置にむかう方向に移動するように前記現像ユニットを付勢する付勢部材と、
   前記現像ユニットの長手方向の他端側のみに設けられた、前記現像ユニットを前記接触位置から前記離間位置へ移動させるための力を前記装置本体から受ける力受け部と、
   を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
2. 前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された状態で、前記付勢部材は前記プロセスカートリッジの上方に配置され、前記力受け部は前記プロセスカートリッジの下方に配置されてい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. 前記力受け部は、前記長手方向において前記現像ローラのローラ部よりも外側に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のプロセスカートリッジ。
4. 前記付勢部材は、前記長手方向において前記電子写真感光体に前記静電潜像を形成するための光が通過する露光開口部よりも外側に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のプロセスカートリッジ。
5. 前記現像ユニットは前記感光体ユニットに対して回転中心を中心に回転可能に設けられ、前記駆動伝達部は前記回転中心に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。
6. 記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
   （I）前記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であって、
   電子写真感光体を備えた感光体ユニットと、
   前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像する現像ローラを備え、前記現像ローラが前記電子写真感光体と接触する接触位置と、前記現像ローラが前記電子写真感光体と離間する離間位置との間を移動可能な現像ユニットと、
   前記現像ユニットの長手方向の一端側において、前記現像ローラを駆動させるための駆動力を伝達する駆動伝達部であって、前記駆動力を受けることによって前記現像ユニットを前記離間位置から前記接触位置にむかう方向に移動させる力を前記現像ユニットに付与する駆動伝達部と、
   前記現像ユニットの長手方向の他端側において、前記現像ユニットが前記離間位置から前記接触位置にむかう方向に移動するように前記現像ユニットを付勢する付勢部材と、
   前記現像ユニットの長手方向の他端側のみに設けられた、前記現像ユニットを前記接触位置から前記離間位置へ移動させるための力を前記装置本体から受ける力受け部と、
   を有するプロセスカートリッジと、
   (II）前記記録媒体を搬送する搬送手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
7. 前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された状態で、前記付勢部材は前記プロセスカートリッジの上方に配置され、前記力受け部は前記プロセスカートリッジの下方に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記力受け部は、前記長手方向において前記現像ローラのローラ部よりも外側に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記付勢部材は、前記長手方向において前記電子写真感光体に前記静電潜像を形成するための光が通過する露光開口部よりも外側に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
10. 前記現像ユニットは前記感光体ユニットに対して回転中心を中心に回転可能に設けられ、前記駆動伝達部は前記回転中心に設けられていることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。