JP2005156655A - プロセスカートリッジおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 物流時の振動によって生じる、帯電ローラと感光体ドラムの摺擦履歴による画像不良および、使用時の耐久劣化によって帯電ローラ表面が汚れることで帯電性能が低下し、画像性能が低下することの両方を防止する。
【解決手段】 帯電ローラに当接するシート状の帯電ローラ清掃部材と帯電ローラ清掃部材を保持するベース部材を、断面方向において、ベース部材によって構成されるシート状帯電ローラ清掃部材座面の水平方向から成す角度と、前記枠体のガイド部の水平方向から成す角度が略同一方向となるように構成する。
【選択図】 図１

Description

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。

複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置においては、感光体ドラムなどの像担持体上に形成した静電潜像を、現像装置により現像することでトナー像として可視化している。

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、感光体ドラムおよ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。

プロセスカートリッジに用いられている感光体ドラムを一様に帯電させる手段としては、導電性ゴムローラを感光体ドラムに従動回転させる方法が一般に知られている。

このような導電性ゴムローラ（以下帯電ローラと称す）による感光体ドラムの帯電方法はコロナ放電による帯電方法に比べ、オゾンの発生が少ないという利点がある。一方、感光体ドラム上には現像残トナーをクリーニング手段によって清掃した後にもごく微量のトナー、あるいはトナーに含まれる帯電制御剤等が存在している。帯電ローラはその構成上、前述のような残存物質により、その表面が徐々に汚れ、帯電性能が低下していく。

このような帯電ローラの汚れを防止し、耐久性を向上させる手段として、帯電ローラにクリーニングブレード等の清掃手段を設ける方法が考案されている（例えば特許文献1参照）
一方で、プロセスカートリッジが製造され、ユーザーの元に届くまでの間の物流時に、帯電ローラと感光体ドラムが摺擦し、その履歴が感光体ドラム上に残ることにより、画像上に帯電ムラとして現れる場合がある。このような現象を防止する手段として、プロセスカートリッジの物流時には感光体ドラムと帯電ローラを離間させておき、画像形成装置内に装着するときには両者が当接するようにする方法（例えば特許文献2参照）が考案されている。
特開平6-342237号公報（第12頁、第1図） 特開2001-201914号公報（第6頁、第12図および第13図）

ところが、前述した離間構成に、前述した清掃手段を組合せ、物流時の摺擦履歴による画像不良および、耐久による帯電性能の劣化を共に防止しようとした場合、物流および使用時で、帯電ローラが感光体ドラムに対して当接、離間と2つの位置をとるため、前述した清掃手段の構成によっては、物流時の清掃手段のたわみが大きくなり、使用時に清掃手段が当接しない、あるいは充分な当接圧が得られなくなるといった懸念が残る。

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、物流時の振動によって生じる、帯電ローラと感光体ドラムの摺擦履歴による画像不良および、使用時の耐久劣化によって帯電ローラ表面が汚れることで帯電性能が低下し、画像性能が低下することの両方を防止することにあり、本目的は以下の構成にて達成される。

すなわち、感光体ドラムと、感光体ドラムに対し従動回転する帯電ローラを有するプロセスカートリッジにおいて、帯電ローラを回転自在に支持する軸受部材と、感光体ドラム、帯電ローラ、軸受部材を保持する枠体とを有し、帯電ローラは、枠体のガイド部に沿って前記感光体ドラムに対し当接および離間の位置を取れるようにしたプロセスカートリッジにおいて、帯電ローラに当接するシート状の帯電ローラ清掃部材と帯電ローラ清掃部材を保持するベース部材を有し、断面方向において、ベース部材によって構成されるシート状帯電ローラ清掃部材座面の水平方向から成す角度と、前記枠体のガイド部の水平方向から成す角度が略同一方向となっていることを特徴としている。

上記構成においては、物流時には帯電ローラを感光体ドラムから離間させ帯電ローラと感光体ドラムの摺擦を防止し、使用時には帯電ローラを感光体に当接させ、画像形成が可能な状態とする。

この場合、清掃部材は常に帯電ローラへ当接しているが、帯電ローラが感光体ドラムに対して当接、離間いずれの状態にあっても、シート状清掃部材の帯電ローラへの当接圧の変化が少なく、つまりたわみと自由長の変化が少なく、清掃部材のへたりが発生しない構成となる。よって、物流からユーザーがプロセスカートリッジを使用し終えるまでの間に渡って、帯電ローラをきれいな状態に保ち、安定した画像品質を得ることが可能となる。

以上説明したように、帯電ローラに当接し、帯電ローラを清掃するシート状の清掃部材と、帯電ローラが感光体ドラムに対し当接/離間の位置を取れるような機構を有しているプロセスカートリッジにおいて、帯電ローラの移動方向角度と、帯電ローラ清掃部材のシート部材を貼り付ける座面の角度を略平行とすることで、帯電ローラが感光体ドラムに対して当接および離間のいずれの位置にあっても、帯電ローラ清掃部材のシート部材の当接位置およびシート部材の帯電ローラへの侵入量の変化が少なく、安定して、帯電ローラを清掃することができるようになり、画像品質が安定する。

次に本発明の実施の形態に係るプロセスカートリッジおよびこれを用いる電子写真画像形成装置について説明する。

［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。

カラーレーザプリンタは図2に示すように、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ各色ごとに感光体ドラム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。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手段2（図3参照）、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（図3参照）、感光体ドラム１上のトナー像を第一転写部Ｔ１で中間転写体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（図3参照）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。

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（7a、7b、7c、7d）を形成している。

また、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。

次に上記画像形成装置の各部の構成について図3および図2を用い、順次詳細に説明する。

［感光体ドラム］
次に感光体ドラムについて詳述する。

感光体ドラム１は、たとえば直径20〜50mm程度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。

［帯電手段］
帯電手段2は、接触ローラ帯電方式を用いたものである。帯電手段2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。（以下帯電ローラと称す）
［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。

［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を有し、トナー容器41内のトナーを搬送手段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Y方向に回転する現像ローラ40の外周にトナーを塗布し、かつトナーに電荷を付与する。

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。

［中間転写体］
中間転写体5は、カラー画像形成装置100の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、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。

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。

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を規制している。

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。

［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対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。

［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。

［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。

［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。

まず図2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。

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で図示矢印方向へ回転する。

帯電ローラ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。

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上の潜像に応じてイエロートナーが移行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。

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。

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3ｃ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。

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。

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。

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対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。なお、色の重ね合わせの順序はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に限るものではない。

［プロセスカートリッジの構成］
次に本発明におけるプロセスカートリッジについて図3および図4により詳細に説明する。図3および図4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。

図3に示すようにプロセスカートリッジ７は、感光ドラム１と、帯電ローラ2およびクリーニングブレード60を備えた感光体ドラムユニット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。

感光体ドラムユニット6は、感光体ドラム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。本図において感光体ドラム1は反時計回りに回転しており、感光体ドラム１の周上には電子写真プロセスに応じ、その上流から順に、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させるための一次帯電手段（帯電ローラ）2、および感光体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。

クリーニングブレード60によって感光体ドラム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。

現像ユニット4は、感光体ドラム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は図4に示す現像軸受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（図3）。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手段42が設けられている。

そして図4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。

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１ムに接触するよう、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。

現像時、トナー搬送手段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、現像ローラ40上に形成されたトナー薄層は感光体ドラム１と現像ローラ40とが接触する現像部に搬送され、その現像部において、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、感光体ドラム１の表面に形成されている静電潜像に応じて現像をする。

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容器45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、トナー搬送手段42により残りのトナーと撹拌混合される。

感光体ドラム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、感光体ドラム１は剛体とし、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。

また、トナー供給ローラ43は芯金部とスポンジ等の発泡部材からなる弾性ローラである。

［クリーニングブレードのクリーニング枠体への固定方法]
次に、クリーニングブレードのクリーニング枠体への固定方法について図5および図6を用いて説明する。図5は図3および図4中の矢印A方向から感光体ドラムユニット6を見た図であり、図6は図5のB部を拡大し、各部品を分離した状態を示した図である。

クリーニングブレード60は金属板のベース部分60aと、ベースに接着、あるいは成形等により固定されているゴムブレード部60ｂからなっている。ベース部分60aには、位置決め用切り欠き部60ｃ、位置決め用穴60ｄおよびクリーニングブレード60をクリーニング枠体61に固定するビスのための穴60eが設けられている。本実施例の切り欠き部60ｃは感光体ドラム1の回転軸方向に長方形の形状（凹形状）としており、クリーニング枠体61との寸法誤差のうち感光体ドラム回転軸方向の誤差を吸収できるようになっている。一方クリーニング枠体61には、クリーニングブレード60位置決め用の座面61aとボス61ｂおよび61ｃが設けられている。また、座面61aにはクリーニングブレード60を固定するためのビス下穴61ｄが設けられている。

クリーニングブレード60のクリーニング枠体61への位置決めは、図6に示すように、Y方向への位置決めは、クリーニング枠体61の座面61aに設けられたリブ61ｃの側面と、クリーニングブレード60の切り欠き部60ｃを合わせることにより行われている。X方向（感光体ドラムの回転軸方向）への位置決めは、クリーニング枠体61の位置決めボス61ｂとクリーニングブレードの位置決め穴60ｄとを合わせることで行っている。ここで、クリーニングブレードの位置決め穴60ｄはY方向に長穴となっており、クリーニング枠体61の寸法誤差等を吸収できるようになっている。また、Z方向はクリーニング枠体の座面61aの高さによって規定されている。このような方法でクリーニングブレード60をクリーニング枠体61へ固定することにより、クリーニングブレードのゴムブレード60ｂの先端が感光体ドラム1へ侵入する量を管理し、クリーニング性が安定して得られるようにしている。なお、図6では感光体ドラム軸方向の片側について説明したが、反対側にもクリーニングブレード60の位置決め用切り欠き部60ｃに相当する切り欠き形状、ビス穴60eに相当する穴、クリーニング枠体の位置決め座面61aに相当する座面、位置決め用ボス61ｃに相当するボス、クリーニングブレード固定用ビス下穴61ｄに相当する穴が設けられており、上述の方法と同様にして位置決めおよび固定が行われている。また、クリーニングブレード60のクリーニング枠体61への固定方法は本実施の例に限定されるものではなく、適宜変更されるものである。

［帯電ローラの清掃部材]
次に帯電ローラの清掃部材について図5および図7を用いて説明する。

図7は図3の一部を拡大した図である。

図7aに示すように、帯電ローラ清掃部材70はシート部材71（厚さ25μｍ〜75μｍのポリイミドフィルム）、ベース部材72、から構成される。シート部材71はベース部材72に両面テープ73aなどを用いて固定されている。

帯電ローラ清掃部材70は以下の手順により感光体ドラムユニット6へ組みつけられる。

クリーニングブレード60のベース60aには曲げ部60ｆが設けられている。そこに清掃部材70のベース部材72を突き当てるように位置決めし、両面テープ73ｂ等の手段により固定する。

ここで、シート部材71が感光体ドラム軸方向に波打たないように（先端部に凹凸が無いように）しておくことが重要である（図7ｂ参照）。つまり、シート部材71が波打った状態では帯電ローラ2を取り付けた際に帯電ローラ2と当接しない部分が生じ、帯電ローラ2の清掃が不完全になる場合がある。本実施例の場合、図7aに示すように、シート部材71の自由長L_０を6〜10mm、帯電ローラ2との当接長Lが4〜8mm、帯電ローラ2への侵入量Δを1〜2mmとしたが、ここで図7ｂに示すシート部材71の波打ち量Δが1mmを超えると、帯電ローラ2と当接しない場合が発生した。このような状況を防ぐための方法としては、ベース部材72にシート部材71を固定するときに、あらかじめベース部材72を反らせておき、そこにシート部材71を真っ直ぐな状態で貼り付け、その後ベース部材72の反りを開放し、シート部材71にテンションをかける方法などがある。

［帯電ローラのクリーニング枠体への取り付け]
次に、帯電ローラ2のクリーニング枠体61への取り付けについて、図5および図8を用いて説明する。

図8は図5のB部を拡大し、各部品を分離した状態を表した図である。

図8に示すように、帯電ローラ2は芯金部2aと、導電性のあるゴムローラ部2ｂからなっている。本実施例においては芯金2aの外径はφ4〜φ6、ゴムローラ部2ｂの外径はφ8〜φ12程度としている。

帯電ローラ2の両端には軸受部材75および76（図5参照）が回動自在に取り付けられている。軸受部材75は導電性を有する樹脂材料を成形したものである。軸受部材75および76には帯電ローラ2を加圧するためのバネ77を支持するためのボス75aが設けられている。また、軸受部材75の上下端面には後述するクリーニング枠体61との係合部を形成するガイド溝75ｂが設けられている。同様に軸受部材76にもバネ部材を支持するボス、ガイド溝が設けられている（不図示）。

一方クリーニング枠体61にはバネ77の受け部61eおよび軸受部材75との係合部を形成するガイドリブ61ｆが設けられている。

帯電ローラ2の感光体ドラムユニット6への組付けは以下の手順により行われる。はじめにバネ77を軸受部材75に取り付け、そのユニットをクリーニング枠体61のバネ受け部61eに組み込むと同時に、クリーニング枠体61のガイドリブ61ｆに軸受部材75のガイド溝75ｂを係合させる。そののち、帯電ローラ2を軸受部材75にはめ込むことによって帯電ローラ2がクリーニング枠体61へ取り付けられる。図示していないが軸受部材76が取り付く側も同様の手順により組み付けられる。

帯電ローラ2は軸受部材75と共にクリーニング枠体61のガイドリブ61ｆの方向に沿って移動可能である。このような構成とすることで感光体ドラム1への追従性を上げることができると同時に、後述する帯電ローラ2の感光体ドラム1からの離間が可能となる。

軸受部材75が組み込まれる方のバネ受け部61e周辺には、電極板78が配置されている。電極板78はクリーニング枠体61の内部を経由してクリーニング枠体外部に設けた接点部へと続いている（不図示）。この接点部は画像形成装置本体からの電源回路の一部であり、これにより、画像形成装置本体から接点板78、バネ77、軸受部材（導電性）75を経由し、帯電ローラ2へ帯電バイアスを印加する経路が完成する。ここで軸受部材75は、図8に示すように、帯電ローラ2の芯金2aを受ける部分が凸形状75ｃになっており、この凸形状部で確実に芯金2aを支持し、同時にバイアスの経路となるようにしている。

また、図9aに示すように、軸受部75から帯電ローラ2へのバイアス印加をより確実なものとするため、導電性樹脂を用いた接点部材79を追加し、軸受部材75と接点部材79の2つの経路からバイアスを印加したり、図9ｂに示すように、バネ77の一部を延長し、帯電ローラの芯金2aへ延長部77aを当接させ、軸受部材75とバネ77からバイアスを印加する場合もある。これらの構成は帯電ローラ2へ印加する電圧や電流値の設定、あるいはプロセスカートリッジ7に要求される寿命などを鑑みて適宜選択されるものである。

［帯電ローラの感光体ドラムからの離間]
次に帯電ローラ2の離間について述べる。図10aに示すように帯電ローラ2の芯金部2aには離間棒80 が組み込まれている。この離間棒の内径部80aは帯電ローラ2の芯金外径より大きく、帯電ローラ2の回転を妨げることがないようになっている。離間棒80はクリーニング枠体61の内部に延在しており、その後端部にはリング状の離間部80ｂが設けられている。

帯電ローラ2の感光体ドラム1からの離間は、クリーニング枠体61に設けられた離間動作用穴61ｇに偏芯ピン81を挿入し、さらに偏芯ピン81が離間棒80の離間部80ｂを貫通し、離間棒をプロセスカートリッジ7後方へ引っ張ることで行われる（図10ｂ 矢印A方向）。このとき帯電ローラ2は前述のクリーニング枠体61のガイドリブ61ｆ方向（図10ｂ 矢印B方向）に沿って移動することとなる。

［帯電ローラ清掃部材と帯電ローラの移動方向の関係]
次に、本発明の主要部分である、帯電ローラ清掃部材70と帯電ローラ2の移動方向との関係について説明する。図1aはプロセスカートリッジ7が画像形成装置本体100内で使用されている状態を示す図である。本実施の形態において、感光体ドラム1の外径φ20〜φ30mm、帯電ローラ2はゴムローラ部2ｂの外径をφ8〜φ10mmとしている。図1aに示す状態にあっては、帯電ローラ2は感光体ドラム1に当接し、また、帯電ローラ清掃部材（シート部材）71は帯電ローラ2に当接している。

本実施例において、シート部材71の固定端71aおよび帯電ローラとの当接点71ｂは、帯電ローラ2の中心を通り、帯電ローラ2の移動方向を示す角度θ₂の方向に伸ばした仮想線（図中θ₂方向の一点鎖線）より、帯電ローラ2の回転方向上流側に設けている。

この時の、帯電ローラ清掃部材のシート部材71貼り付け座面70aと水平線との成す角をθ₁とし、クリーニング枠体61のガイドリブ61ｆの水平線からの角度をθ₂とする。本実施例においてはθ₁＝θ₂＝21°としている。

一方、図1ｂは帯電ローラ2が感光体ドラム1から離間した状態、つまり物流状態を示している。このとき、帯電ローラ2は感光体ドラム1からおよそ1〜2mm離間するように設計されている。

さらに、図11は従来例としての帯電ローラ清掃部材70の構成を示している。図11aは図1aと同様、プロセスカートリッジ7が画像形成装置本体100内で使用されている状態、図11ｂは、図1ｂと同様に、物流状態を示すものである。

ここで、図1aと図11aに示す各々の状態における、シート部材71の帯電ローラ2への侵入量Δおよびシート部材の自由長L（シート部材71の固定端71aから、帯電ローラ2との当接点71ｂまでの長さ）を従来例を基に比較してみることとする。

従来例においては図11aで示される使用状態でのシート部材71の帯電ローラへの侵入量Δ₁は1.3mm、またシート部材の自由長L₁は5.2mmとなっている。一方図11ｂの物流時にはΔ₂＝1.1mm、L₂＝3.7mmとなっており、侵入量Δの変化量は0.2mm、自由長Lの変化量は1.5mmとなる。

一方本実施の形態においては、図1aの使用状態でのシート部材の帯電ローラへの侵入量Δ₁は1.2mm、またシート部材の自由長L₁は5.6mmとなっている。一方図1ｂの物流時にはΔ₂＝1.1mm、L₂＝4.4mmとなっており、侵入量Δの変化量は0.1mm、自由長Lの変化量は1.2mmとなる。

このように、シート部材71の座面角度θ₁とクリーニング枠体61のガイドリブ61ｆの角度すなわち、帯電ローラ2の移動方向角度θ₂を平行とすることで、帯電ローラ2の離間/当接の動作によるシート部材71の自由長および帯電ローラ2への侵入量の変動が抑えられ、シート部材71の当接圧の変動が少なく、シート部材71のへたりを防止することが可能となる。

本実施例においてはシート部材71の座面角度θ₁と帯電ローラ2の移動方向角度θ₂を平行としたが、θ₁とθ₂の関係は平行に限られるものではなく、略平行から図中+θの方向へ20°程度まで、クリーニングブレード60の配置や、クリーニング枠体61の形状に合わせて適宜変更されても同様の効果が得られるものである。

［第二の実施の形態］
図12に本発明における第二の実施の形態を示す。図中クリーニング枠体61の構成、クリーニングブレード60の固定方法等は第一の実施例と同様である。

本実施例において、帯電ローラ清掃部材70のベース72は72aと72ｂのように上下2分割となっており、その間にシート部材71が挟まれた構成となっている。シート部材71の方向は座面72ｃによって規定される。本実施例では、座面角度θ₁＝31°、帯電ローラ2の移動方向角度θ₂＝21°となっている。

シート部材72のベース部材71への固定は図 に示すように、ベース部材71aにシート部材72を位置決めし、その上からベース部材71ｂを置き、ベース部材71aに設けられたボス71ｄを熱や超音波等の手段によりかしめ、上下のベースにシート部材72を固定している。本構成は、クリーニングブレード60と帯電ローラ2で形成される領域つまり、帯電ローラ清掃部材70が配置可能な領域が狭い場合や、クリーニング枠体61のガイドリブ角度θ₂が大きく、帯電ローラ清掃部材の座面角度θ₁が充分に取れない場合などに有効である。つまり、シート部材71の方向を規定する座面72ｃの領域と、シート部材71をベース部材72に固定する部分を独立した構成としたことで、ベース部材72の厚さや形状についての自由度を大きくしたものである。

本実施の形態においては、図12aの使用状態でのΔ₁は1.3mm、またL₁は5.9mmとなっている。一方図の物流時にはΔ₂＝1.1mm、L₂＝4.9mmとなっており、侵入量Δの変化量は0.2mm、自由長Lの変化量は1.0mmとなり、第一の実施例と同様の効果が得られていることがわかる。

本発明に係るプロセスカートリッジの実施例を示す部分断面図。 フルカラー画像形成装置の全体構成を示す断面図。 プロセスカートリッジの全体構成を示す断面図。 プロセスカートリッジを示す斜視図。 本発明に係るプロセスカートリッジの実施例を示す分解斜視図。 本発明に係るプロセスカートリッジの実施例を示す分解斜視図。 本発明に係るプロセスカートリッジの実施例を示す部分断面図。 本発明に係るプロセスカートリッジの実施例を示す分解斜視図。 本発明に係るプロセスカートリッジの実施例を示す部分断面図。 本発明に係るプロセスカートリッジの実施例を示す部分断面図。 従来例に係るプロセスカートリッジの部分断面図。 本発明に係る第二の実施例を示す部分断面図。 本発明に係る第二の実施例を示す分解斜視図。

符号の説明

１（1ａ、1ｂ、1ｃ、1ｄ） 感光ドラム
２ 帯電ローラ
３（3ａ、3ｂ、3ｃ、3ｄ） スキャナユニット
４ 現像装置、現像ユニット
５ 中間転写体（中間転写ベルト）
６ 感光体ドラムユニット
７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ） プロセスカートリッジ
８ 定着部
４０ 現像ローラ
４１ トナー容器
４２ トナー搬送
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
４７・４８ 軸受部材
４９ 支持穴
４９ａ ピン
６０ クリーニングブレード
６１ クリーニング枠体
６２ トナー送り機構
６３ 廃トナー室
６４ 加圧バネ
７０ 帯電ローラ清掃部材
７１ シート部材
７２ ベース部材
７５ 軸受部材（導電性）
７６ 軸受部材
７７ バネ
７８ 接点板
８０ 離間棒
１００ 画像形成装置

Claims (2)

1. 像担時体としての感光体ドラムと、
   前記感光体ドラムに従動回転し、前記感光体ドラムを帯電させる帯電手段としての帯電ローラと、
   前記帯電ローラを回転自在に支持する軸受部材と、
   前記感光体ドラム、前記帯電ローラおよび前記軸受部材を保持する枠体と、
   前記枠体に設けられた、前記軸受部材をガイドし、前記軸受部材および前記帯電ローラの移動方向を規制するガイド部と、
   を有し、前記帯電ローラは前記軸受部材と共に前記枠体のガイド部の方向に移動可能に配置され、さらに前記帯電ローラは、前記枠体のガイド部に沿って前記感光体ドラムに対し当接および離間の位置を取れるようにしたプロセスカートリッジにおいて、
   前記帯電ローラに当接し、固定端および自由端を有するシート状の帯電ローラ清掃部材
   前記シート状の帯電ローラ清掃部材を保持するベース部材
   を有し、
   断面方向において、前記シート状帯電ローラ清掃部材の固定端および前記帯電ローラとの当接点は、前記枠体のガイド部の水平方向から成す角度つまり、帯電ローラの移動方向を示す角度、で前記帯電ローラの回転中心を通る仮想線より、前記帯電ローラの回転方向上流側へ配置され、かつ、
   前記ベース部材によって構成される前記シート状帯電ローラ清掃部材座面の水平方向から成す角度と、前記枠体のガイド部の水平方向から成す角度が略同一方向となっていることを特徴としたプロセスカートリッジ。
2. 請求項1に記載のプロセスカートリッジを有する電子写真画像形成装置。
   

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