JP2011232434A - プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】未使用時や運搬時に簡便に帯電ローラの弾性部材の全長域を像担持体から離間した状態で保持することができ、弾性部材の変形を未然に防止できるプロセスカートリッジおよび画像形成装置を提供する。
【解決手段】離間保持部材４０により他端側軸部２ｅ１が感光体ドラム１から離間されている状態においては、当接部が被当接部に当接して帯電ローラ２が感光体ドラム１に対して傾斜して弾性部材２ｆの全長域が感光体ドラム１から離間した状態に保持され、離間保持部材４０による離間が解除された状態においては、当接部が被当接部から離れて帯電ローラ２が感光体ドラム１に対して並行となり弾性部材２ｆの全長域が感光体ドラム１に接触する
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えば、レーザビームプリンタ、ＬＥＤプリンタ）等の画像形成装置および、これら装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジに関するものである。

（プロセスカートリッジの定義）
ここで、一般に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、クリーニング手段の少なくとも一つと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、前記本体に取り外し可能に装着されるものである。従って、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も含まれる。また、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、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、前記本体に取り外し可能に装着されるものも含まれる。

従来、電子写真画像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化し、このカートリッジを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頼らずユーザ自身で行うことができ、格段に操作性を向上させることができる。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おいて広く用いられている。電子写真画像形成装置では、帯電装置によって一様に帯電された感光体ドラムにレーザ、ＬＥＤあるいはランプなど画像情報に対応した光を選択的に照射する。これによって、感光体ドラムに静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像装置により現像し、感光体ドラムに形成された現像を記録媒体へ転写する。これによって記録媒体に画像を形成している。

このようなプロセスカートリッジの帯電装置としては、接触式の帯電方式として帯電ローラが用いられる。この帯電ローラは、画像形成時に感光体ドラムに対して安定して接触させる為に、感光体ドラムに押圧された状態になっている。しかし、帯電ローラが長時間感光体ドラムに対して接触していると、帯電ローラの弾性部材が変形してしまう可能性がある。これによって、帯電能力に変化を起こし、帯電時に感光体ドラムに帯電ムラが発生することになる。その結果、画像のムラが発生する場合がある。また、感光体ドラムにおいても、プロセスカートリッジの運搬時に加わる振動により、感光体ドラムと帯電ローラとが摺擦することがあった。これにより、感光体ドラム表面に帯電メモリとして履歴が残り、画像のムラが発生する場合がある。

このような問題を発生させないために、帯電ローラの弾性部材には変形しにくい材料を選択して使用する、或いは、弾性部材の変形による帯電ローラ周期の画像ムラが発生しないように帯電設定等を行う必要があり、設計的な制約があった。

そこで、プロセスカートリッジ出荷時において、感光体ドラムと帯電ローラの間であって、特に画像が書き込まれる領域（画像形成領域）の外側の領域（非画像領域）にスペーサ部材を挟み込むことが提案されている（特許文献１）。これにより、未使用時や運搬時に両者を離間させた状態で保持する。

特開２００１−２０１９１５号公報

本発明は上記従来技術の更なる改善である。そして、その目的は、未使用時や運搬時に簡便に帯電ローラの弾性部材の全長域を像担持体から離間した状態で保持することができ、弾性部材の変形を未然に防止できるプロセスカートリッジおよ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、潜像が形成される像担持体と、軸部と前記軸部の周りにローラ状に形成された弾性部材を有し、前記像担持体に並行に配列されて前記弾性部材が前記像担持体に接触して前記像担持体を帯電するための帯電ローラと、を有し、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、前記像担持体に対して前記帯電ローラを付勢する付勢部材と、前記帯電ローラの前記弾性部材の一端側の端面から外側に突出している一端側軸部に設けられた当接部と、前記当接部を受ける被当接部と、前記帯電ローラの前記弾性部材の他端側の端面から外側に突出している他端側軸部を前記付勢部材の付勢力に抗して前記像担持体から離す方向に移動させて保持する離間保持部材と、を有し、前記離間保持部材により前記他端側軸部が前記像担持体から離間されている状態においては、前記当接部が前記被当接部に当接して前記帯電ローラが前記像担持体に対して傾斜して前記弾性部材の全長域が前記像担持体から離間した状態に保持され、前記離間保持部材による前記離間が解除された状態においては、前記当接部が前記被当接部から離れて前記帯電ローラが前記像担持体に対して並行となり前記弾性部材の全長域が前記像担持体に接触する。

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ことを特徴とする。

本発明によれば、未使用時や運搬時に簡便に帯電ローラの弾性部材の全長域を像担持体から離間した状態で保持することができ、帯電ローラの弾性部材の変形を未然に防止できる。

（Ａ）は未使用時のプロセスカートリッジに関し、感光体ドラム両端部側での帯電ローラの状態を示した図、（Ｂ）は本実施形態に係わるカラー電子写真画像形成装置の全体構成図である。 （Ａ）はプロセスカートリッジの断面説明図、（Ｂ）はプロセスカートリッジの外観斜視図である。 （Ａ）は現像ユニットの斜視図、（Ｂ）は画像形成装置の斜視図である。 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）はプロセスカートリッジを画像形成装置本体に装着する際の動作を説明する模式図である。 （Ａ）は帯電ローラの支持構成を説明する分解斜視図、（Ｂ）は画像形成時の帯電ローラの状態を表す断面図である。 （Ａ）は未使用時のプロセスカートリッジに関し、感光体ドラムに対する帯電ローラの状態を示した全体図、（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は帯電ローラ離間時の帯電ローラの状態移行を説明する模式図である。 （Ａ）は離間保持部材による保持状態を示す図、（Ｂ）（Ｃ）は離間保持部材の保持解除に関する動作説明図である。 は第２の実施形態における未使用時のプロセスカートリッジに関して、感光体ドラム端部側での帯電ローラの状態を示した図である。 は第３の実施形態における未使用時のプロセスカートリッジに関して、感光体ドラム端部側での帯電ローラの状態を示した図である。 （Ａ）は第４の実施形態における未使用時のプロセスカートリッジに関して、感光体ドラム端部側での帯電ローラの状態を示した図、（Ｂ）は間隔設定部を当接部とした変形例を示す図である。

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１（Ｂ）に示すように、画像形成装置１００に着脱可能な４個のプロセスカートリッジ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）は、画像形成装置１００内で水平方向に対して傾斜して併設されている。各カートリッジ７には、画像形成時に回転可能な像担持体としての電子写真感光体ドラム１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）が設けられている。ドラム１の周囲には帯電ローラ２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）と、現像ローラ２５（２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ）と、クリーニング部材６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）等のプロセス手段が一体的に配置されている。帯電ローラ２は、ドラム１の表面を一様に帯電させ、現像ローラ２５は、ドラム１に形成した潜像を現像剤（トナー）によって現像して可視像化する。クリーニング部材６は、ドラム１に形成したトナー像を中間転写ユニット手段５で中間転写した後に、ドラム１に残留したトナーを除去する。カートリッジ７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に潜像を形成するためのスキャナユニット３が設けられている。

画像形成装置本体１００Ａの下部には記録媒体Ｓを収納したカセット１７が装着される。記録媒体Ｓは２次転写ローラ７０、定着部７４を通過して画像形成装置本体１００Ａの上方へ搬送されるように記録媒体搬送手段が設けられる。すなわち、カセット１７内の記録媒体Ｓを１枚ずつ分離給送する給送ローラ５４、給送された記録媒体Ｓを搬送する搬送ローラ対７６、ドラム１に形成される潜像と記録媒体Ｓとの同期を取るためのレジストローラ対５５が設けられている。

カートリッジ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）の上方には、各ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）上に形成したトナー画像を中間転写させるための前述した中間転写ユニット５が設けられている。中間転写ユニット５は駆動ローラ５６、従動ローラ５７、各色のドラム１に対向する位置に１次転写ローラ５８（５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄ）、２次転写ローラ７０に対向する位置に対向ローラ５９を有する。そして、ローラ５６、５７、５９に転写ベルト９が掛け渡されている。ベルト９はすべてのドラム１に対向し、且つ接するように循環移動（矢印Ａ方向）する。

画像形成に際しては、各ドラム１を回転させ、帯電ローラ２によって一様に帯電させたドラム１にスキャナユニット３から選択的な露光を行う。これによって、ドラム１に静電潜像を形成する。その潜像を現像ローラ２５によって現像する。すなわち、トナーには現像ブレード３５（図２（Ａ））により所望の帯電電荷量が付与されており、潜像が形成されたドラム１と対向した現像ローラ２５に現像バイアスを印加することにより、潜像に応じてドラム１上にトナー像が形成される。

そして、ベルト９の内側に当接しているとともに、ドラム１に対向した位置に並設されている１次転写ローラ５８に電圧を印加することにより、各ドラム１に形成された各色現像材像を転写ベルト９上に１次転写を行う。すなわち、転写時に転写ローラ５８にプラス極性のバイアスが印加されて、プラス極性の電荷がベルト９に印加される。このときに生じる電界によって、ドラム１に接触中のベルト９上にドラム１上のマイナス極性のトナー像が転写される。この画像形成と同期して、レジストローラ対５５が、記録媒体Ｓを２次転写位置（対向ローラ５９と２次転写ローラ７０とが転写ベルト９を介在させて当接している位置）に搬送する。そして、２次転写ローラ７０へ転写バイアス電圧を印加することで、転写ベルト上の各色現像剤像を記録媒体Ｓに２次転写する。これによって、記録媒体Ｓにカラー画像を形成する。カラー画像が形成された記録媒体Ｓは、画像形成装置本体１００Ａの上部に配置される定着部７４によって加熱、加圧されて現像剤像が定着される。その後、記録媒体Ｓは、排出ローラ７２によって排出部７５に排出される。中間転写体クリーニングユニット７１は、転写ベルト９に形成した現像剤像が記録媒体Ｓに転写された後に、転写ベルト９に残留したトナーを除去する。

装置５に関し、中間転写ユニットを説明したが、転写材Ｓを感光体ドラム１の対向面に載置して転写や搬送を行う転写搬送体、及びそれに関連する筐体を具備した転写搬送ユニットを採用することも可能である。

（プロセスカートリッジ）
次にプロセスカートリッジ７について、図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図３（Ａ）を用いて説明する。図２（Ａ）はカートリッジ７の主断面を示す。イエロー色のトナーを収納したカートリッジ７ａ、マゼンタ色のトナーを収納したカートリッジ７ｂ、シアン色のトナーを収納したカートリッジ７ｃ、ブラック色のトナーを収納したカートリッジ７ｄは同一構成である。カートリッジ７は、ドラムユニット２６と、現像ユニット４を有する。ドラムユニット２６は、ドラム１と、帯電ローラ２、及びクリーニング部材６を備え、現像ユニット４は、現像ローラ２５を備える。ドラムユニット２６のクリーニング枠体２７には、ドラム１がドラム前軸受１０、ドラム奥軸受１１（図２（Ｂ））を介して回転自在に取り付けられている。そして、ドラム１の端部には、ドラムカップリング１６とフランジ８５（図２（Ｂ））が設けられている。ドラム１の周上には、前述した通り帯電ローラ２、クリーニング部材６が配置されている。クリーニング部材６によってドラム１表面から除去された残留トナーは除去トナー室２７ａに落下する。

ドラムユニット２６に駆動源である本体駆動モータ（不図示）の駆動力を伝達することにより、ドラム１を画像形成動作に応じて回転駆動させる。帯電ローラ２は、帯電ローラ軸受２８を介し、クリーニング枠体２７に回転可能に取り付けられており、付勢部材としての帯電ローラ加圧部材４６によりドラム１に向かって加圧され、ドラム１に従動回転する。

現像ユニット４は、ドラム１と接触して矢印Ｂ方向に回転する現像ローラ２５と、現像ローラ２５を支持する現像枠体３１とから構成される。現像ローラ２５は、現像枠体３１の両側にそれぞれ取り付けられた現像前軸受１２、現像奥軸受１３を介して、回転自在に現像枠体３１に支持される。さらに、長手方向奥側において、現像ローラ２５に係合するように現像ローラカップリング３３（図３（Ａ））が取り付けられている。カップリング３３は、現像ローラ２５に画像形成装置本体１００Ａからの駆動回転力を伝達するためのカップリング部材である。現像ローラ２５の周上には、現像ローラ２５に接触して矢印Ｃ方向（図２（Ａ））に回転するトナー供給ローラ３４と現像ローラ２５上のトナー層を規制するための現像ブレード３５がそれぞれ配置されている。さらに現像枠体３１のトナー収容部３１ａには、収容されたトナーを撹拌するとともに開口３３ｇを介して供給ローラ３４へトナーを搬送するためのトナー搬送部材３６が設けられている。供給ローラ３４を介し現像ローラ２５に供給されたトナーは、現像ブレード３５によって、現像ローラ２５の外周に塗布される。現像ブレード３５は、トナーを規制して所定のトナー薄層を形成し、トナーに所望の帯電電荷量を付与する。そして、潜像が形成されたドラム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、潜像に応じてドラム１上にトナー像を形成する。

ユニット４の両端に設けられた現像前軸受１２、現像奥軸受１３（図３（Ａ））の吊り穴１２ａ、１３ａと、ユニット２６のクリーニング枠体２７の両端に設けられた支持穴とが合わせられ、ユニット２６の両端からピン１４、１５（図２（Ａ））が差し込まれている。そして、ユニット４は、ピン１４，１５を中心に回動可能で、現像ローラ２５がドラム１に接触するように加圧バネ３８によって常に付勢されている。現像ローラ２５をドラム１から離間する場合には、力受け部３１ｂに加圧バネ３８の付勢力に抗する力を作用させる。このように、現像ユニット４は、ドラムユニット２６に対して回転自在に取り付けられている。図２（Ｂ）はカートリッジ７の外観斜視図を示し、クリーニング枠体２７にはドラム１を回転自在に支持するドラム前軸受１０、ドラム奥軸受１１が設けられている。ドラム奥軸受１１はドラム１に結合されたドラムカップリング１６を支持し、ドラム前軸受１０はドラム１に結合されたフランジ８５を支持する。ドラムカップリング１６は、ドラム１に画像形成装置本体１００Ａからの駆動回転力を伝達するための部材である。

図３（Ａ）は現像ユニット４の外観斜視図を示し、現像枠体３１に既述した加圧バネ３８が設けられる。加圧バネ３８は、他端側で現像枠体３１に対向するクリーニング枠体２７に当接する。現像前軸受１２には引張りバネ３９が設けられ、他端側がクリーニング枠体２７に設けられたドラム前軸受１０（図２（Ｂ））に取り付けられる。加圧バネ３８、引張りバネ３９により、現像前軸受１２、現像奥軸受１３の穴１２ａ、１３ａが回動中心となり、現像ローラ２５がドラム１に当接するための加圧力が生じている。すなわち、現像ユニット４がドラムユニット２６に押圧される構成となっている。

ここで、図１（Ｂ）、図２（Ａ）を用い、プロセスカートリッジ７における静電潜像の現像に至る一連の動作を時系列的に説明する。画像情報が画像形成装置１００に送られると、本体駆動モータ（不図示）が回転を開始し、ドラム１、現像ローラ２５、トナー供給ローラ３４、トナー搬送部材３６に駆動回転力が伝達される。そして帯電ローラ２に画像形成装置本体１００Ａから帯電バイアス電圧が印加され、ドラム１の表面を一様に帯電させる。そして画像情報に応じ、スキャナユニット３から露光が行われ潜像画像がドラム１上に形成される。そしてトナー収容部３１ａ内のトナーは、トナー搬送部材３６の回転によって、トナー供給開口３１ｇを通り、トナー供給ローラ３４へ送り込まれる。そしてトナー供給ローラ３４が回転して、回転する現像ローラ２５の外周にトナーを供給する。供給されたトナーは現像ブレード３５により現像ローラ２５の外周に摩擦帯電される。そして現像ローラ２５に画像形成装置１００Ａから現像バイアス電圧を印加する。これにより、ドラム１に形成された静電潜像を現像する。

（プロセスカートリッジの画像形成装置本体への装着構成）
本実施形態のプロセスカートリッジ７を、画像形成装置本体内のプロセスカートリッジ装着部へ、取り外し可能に装着する装着構成について図３（Ｂ）を用いて説明する。図３（Ｂ）は、カートリッジ７の画像形成装置本体１００Ａへの装着前の状態を説明する斜視図である。カートリッジ７の画像形成装置本体１００Ａへの装着については、ドラム１の軸線方向と平行な方向である矢印Ｅ方向にカートリッジ７を挿入する構成となっている。ここで、カートリッジの装着方向上流側を手前側、下流側を奥側と定義する。画像形成装置本体１００Ａの手前側には開閉可能な前カバー７３が設けられている。前カバー７３を開くと水平方向に対して傾斜して並設した４個のカートリッジ７（７ａ〜７ｄ）の装着部２２（２２ａ〜２２ｄ）が露出する。各装着部２２の上側と下側には、画像形成装置本体１００Ａの手前側から奥側に延びている第一本体側ガイドである装着上ガイド８０（８０ａ〜８０ｄ）と、第二本体側ガイドである装着下ガイド８１（８１ａ〜８１ｄ）がそれぞれ設けられている。カートリッジ７のドラム奥軸受１１に設けられた上ガイド部１１ｃは、画像形成装置本体１００Ａの装着上ガイド８０に係合される。同様に、ドラムユニット２６に設けられた下ガイド部２７ｂは、画像形成装置本体１００Ａの装着下ガイド８１に係合される。上ガイド部１１ｃはカートリッジ７の先端側の上方に配置され、下ガイド部２７ｂはカートリッジ７の手前側から奥側へ向かって、カートリッジ７の底面に配置されている。

図４（ａ）はカートリッジ７の画像形成装置本体１００Ａ内への装着前の状態を示す図である。図４（Ａ）において、カートリッジ７は画像形成装置本体１００Ａの前側板８２に設けられた装着部２２より矢印Ｅ方向に装着される。即ち、カートリッジ７のドラム奥軸受１１に設けられた上ガイド部１１ｂが画像形成装置本体１００Ａに設けられた装着上ガイド８０に挿入される。またクリーニング枠体２７に一体に設けられた下ガイド部２７ｂが、画像形成装置本体１００Ａに設けられた装着下ガイド８１に乗せられた状態でガイドされながら装着される。

図４（Ｂ）は、カートリッジ７が画像形成装置本体１００Ａに装着が完了する途中の状態を示す。画像形成装置本体１００Ａに設けられた装着下ガイド８１には、装着方向下流側に上方に傾斜した傾斜部８１ｅが設けられる。またクリーニング枠体２７には、装着方向上流側端部に下方に傾斜した傾斜部２７ｃが設けられる。カートリッジ７が画像形成装置本体１００Ａに装着される際には、クリーニング枠体２７の下ガイド部２７ｂが傾斜部８１ｅに乗り上がり、更に傾斜部２７ｃが装着下ガイド８１に乗り上がる。これによりカートリッジ７は中間転写ユニット５に近づく方向（上方向）に移動する。

図４（ｃ）はカートリッジが画像形成装置本体１００Ａに装着された状態を示す。カートリッジ７が中間転写ユニット５に近づく方向（不図示、図中上方向）に移動した状態で更にカートリッジ７の装着を続けるとクリーニング枠体２７に一体に設けられた突き当て部２７ｄが、画像形成装置本体１００Ａの後側板８３に当接する。それによって、カートリッジ７の画像形成装置１００への装着が完了する。

この状態においてドラム奥軸受１１の被押圧部１１ａが奥側板８３に設けられた奥押圧部材９１と当接し、加圧バネ９２により上方に押し上げられる。そして、ドラム奥軸受１１の上部に設けられたカートリッジ位置決め部１１ｂが奥側板８３の本体位置決め部である突き当て部８３ａに当接し、カートリッジ７の奥側の画像形成装置本体１００Ａに対する位置が決まる。

またドラム前軸受１０の被引張り部１０ａが前側板８２に設けられた引張り部材９３と係合する。前側板８２に設けられた引張りバネ９４により、引張り部材９３が上方に持ち上げられ、これにより、被引張り部１０ａも上方に持ち上げられる。そして、ドラム前軸受１０のカートリッジ位置決め部である位置決め部１０ｂが本体前側板８２の本体位置決め部である突き当て部８２ａに当接し、カートリッジ７の手前側の画像形成装置本体１００Ａに対して位置決めされる。

（プロセスカートリッジにおける感光体ドラムと帯電ローラの離間機構）
ここで、本発明の特徴的な構成である感光体ドラム１と帯電ローラ２の離間機構について説明する。図５（Ａ）は帯電ローラ２の支持方法を示す分解斜視図である。ドラム１に並行に配列されて弾性部材２ｆがドラム１に接触してドラム１を帯電させる帯電ローラ２は、軸部と前記軸部の周りにローラ状に形成される。芯金２ｅのまわりに弾性部材２ｆを成形して構成されており、奥側に配置された第１芯金部である奥芯金２ｅ１、手前側に配置された第２芯金部である手前芯金２ｅ２が帯電ローラ軸受部２８ａ、２８ｂ（図６（Ａ））に回動自在に支持されている。即ち、導電性のローラ状の弾性部材２ｆの外側で長手方向一端側に第１軸受部２８ａが、また弾性部材２ｆの外側で長手方向他端側に第２軸受部２８ｂが設けられる。画像形成時には、弾性部材２ｆがドラム１と当接しドラム１を帯電する。

帯電ローラ軸受２８（２８ａ、２８ｂ）はクリーニング枠体２７に設けられたガイド部２７ｅにスライド可能に支持されている。すなわち、帯電ローラ２は回動自在であるとともに、帯電ローラ軸受２８と共に矢印Ｇ方向（帯電ローラ２の長手方向に垂直方向）に変移可能な状態にある。図５（Ｂ）は、画像形成時の帯電ローラ２近傍の断面を示した図である。クリーニング枠体２７の座面２７ｈと帯電ローラ軸受２８の座面２８ｈとの間に帯電ローラ加圧部材４６が設けられている。そのため、帯電ローラ２は帯電ローラ軸受２８ａ、２８ｂを介して帯電ローラ加圧部材４６ａ、４６ｂ（図６（Ａ））によってドラム１に押圧されている。帯電ローラ軸受２８は前述したようにガイド部２７ｅに対してスライド可能だが、ガイド部２７ｅの帯電ローラ加圧部材４６側には傾斜面２７ｆが設けられ、ガイド部２７ｅのドラム１側には突起２７ｇが設けられている。それにより、帯電ローラ軸受２８の移動量が一定量に規制されている。

図６（Ａ）は画像形成がされていない時のプロセスカートリッジ７におけるドラムユニット２６と帯電ローラ２の状態を示した図である。ドラム１は、長手方向奥側のドラムカップリング１６、手前側のフランジ８５に結合されている。ドラムカップリング１６、フランジ８５はそれぞれドラム奥軸受１１、ドラム前軸受１０に回動可能に支持されている。長手方向奥側において、帯電ローラ２の奥芯金部２ｅ１（弾性部材２ｆの長手方向奥側の端面から外側に突出している軸部）とドラム１表面との間に、帯電ローラ加圧部材４６ａ、４６ｂの付勢力に抗して離間保持部材４０を挟みこむ。即ち、帯電ローラ２をドラム１から離す方向に移動させるように離間保持部材４０が挿入される。すると、図７（Ａ）で詳述するが、奥芯金部２ｅ１は離間保持部材４０の先端部Ｓの形状による作用で瞬時に図６（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）と変化し、ドラム１から離間する方向（矢印Ｈ方向）へ変位された状態となる。図６（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は、奥芯金部２ｅ１を矢印Ｈ方向へ変位させたときの第２芯金部である手前芯金部２ｅ２の動きを模式的に示した説明図である。画像形成終了状態では、帯電ローラ２の弾性部材２ｆからなる弾性領域がドラム１と画像領域内で当接しているが、この状態からスタートし、図６（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）の順に状態が移行する。即ち、図６（Ｂ）に示すように、帯電ローラ２の弾性部材２ｆの手前側端面とドラム１との当接した点を当接点Ｑとすると、他端側軸部としての奥芯金部２ｅ１を矢印Ｈ方向へ変位させることで、帯電ローラ２は当接点Ｑを支点に傾斜する。その際、手前芯金部２ｅ２の先端は矢印Ｉ方向へ変位する。その結果、奥芯金部２ｅ１の変位量を大きくしていくと、図６（Ｃ）に示すように、当接部としての手前芯金部２ｅ２（弾性部材２ｆの一端側の端面から外側に突出している一端側軸部）の先端部が、当接部を受ける被当接部としてのフランジ８５に当接する。ここで、フランジ８５と手前芯金部２ｅ２の当接した点を当接点Ｐとする。また、奥芯金部２ｅ１に関して画像形成時に帯電ローラ２がドラム１に当接していた状態を基準にして、手前心金部２ｅ２とフランジ８５の当接開始点における状態に至る変位量を第１変位量Ｒとする。

奥芯金部２ｅ１を第１変位量Ｒより大きく変位させると、図６（Ｄ）に示すように、帯電ローラ２はドラム１に対して当接点Ｐを支点に傾斜し、画像形成がされないときに弾性部材２ｆの全域をドラム１から離間した状態へ移行する。この状態を保持するよう、奥芯金部２ｅ１にドラム１から離れる方向の力を作用させる。図７（Ａ）に示すように、離間保持部材４０は先端部Ｓを過ぎると厚さＡが一定なフラット部Ｔを形成し、このフラット部Ｔが離間保持を行うスペース部材として機能する。

図１（Ａ）は、ドラム１に対して当接点Ｐを支点に傾斜した帯電ローラ２の両端部近傍を示した図である。Ｗは画像領域を示す。手前芯金２ｅ２は、長手方向で第２軸受部２８ｂよりも突出した長さとなっている。前述したように、奥芯金部２ｅ１を矢印Ｈ方向へある一定量（第１離間量Ｒ）以上に変位させることで、帯電ローラ２はドラム１に対して当接点Ｐを支点に傾斜する。このとき、帯電ローラ２の弾性部材２ｆは、全長域がドラム１表面から離間した状態となる。すなわち、奥芯金部２ｅ１を第一離間量Ｒ以上に変位させた状態で保持することで、弾性部材２ｆはドラム１に対して全域離間された状態で保持される。その為、未使用時にドラム１に対して弾性部材２ｆが押圧された状態で放置されることが無くなり、弾性部材２ｆが変形しない。

図７（Ａ）はカートリッジ７が画像形成装置本体１００Ａに装着された状態の離間保持部材４０近傍の断面を示す図である。離間保持部材４０は、先端部Ｓにおいて厚さＡが順次微増する形状（本実施形態では湾曲した形状）となっており、先端部Ｓは離間移行機能を有する離間移行部となっている。即ち、先端部Ｓにより、図６（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）に示した離間状態移行がなされる。部材４０の先端部Ｓは断面が湾曲した形状に限られず、直線的に傾斜した形状であっても良い。

部材４０の先端部Ｓの後方のフラット部Ｔ（厚さＡが一定で第１離間量Ｒより大きい）は、離間保持機能を有する離間保持部となっている。フラット部Ｔの後方に保持部４０ａと連結部４０ｂが接続されており、連結部４０ｂは現像ユニット４に設けられている離間部材巻取りギアＧ１（図７（Ｃ））に連結されている。ここで、ギアＧ１は駆動ギアＧ２により回転し、同軸の巻取り軸Ｍに連結部４０ｂが巻き取られる構成となっている。その為、カートリッジ７が画像形成装置１００Ａに装着された後、画像形成装置本体１００から入力される駆動によりギアＧ１と接続するギアＧ２が回転することで連結部４０ｂが巻き取られる。その結果、図７（Ｂ）に示すように、連結部４０ｂが矢印Ｋ方向に引っ張られる。それに伴って、保持部４０ａも帯電ローラ２とドラム１の間から引き抜かれて退避する。それにより、帯電ローラ２は帯電ローラ加圧部材４６に付勢されることにより、ドラム１に押圧された状態となる。即ち、離間保持部材４０による離間が解除された状態においては、当接部としての手前芯金部２ｅ２が被当接部としてのフランジ８５から離れて帯電ローラ２がドラム１に対して並行となり弾性部材２ｆの全長域がドラム１に接触する。

その後、離間保持部材４０は、図７（Ｃ）に示すように、現像ユニット４に設けられた収容部４ｅに収容され、収容部４ｅに設けられた面４ｆに当接し停止する。停止により巻取りの負荷が増加した時点で、離間保持部材４０と連結部４０ｂの接続が解除される構成となっている。その為、離間保持部材４０が収容部４ｅの面４ｆに当接し、離間保持部材４０が停止してからは連結部４０ｂが巻取られることは無い。収容部４ｅには突起部４ｇが設けられる一方、離間保持部材４０には突起部４ｇと係合する突起部４０ｇが設けられている。離間保持部材４０が弾性体からなる収容部４ｅに一度強制的に収容されると、離間保持部材４０がドラム１や帯電ローラ２に近づく方向に移動することはない。その為、離間保持部材４０が再びドラム１と帯電ローラ２の間に挿入されることや、ドラム１や帯電ローラ２に接触してそれらを傷つけることはない。

上記説明した如く、未使用時のカートリッジ７においては、ドラム１に対して帯電ローラ２の弾性部材２ｆを全域離間した状態で保持することを簡便に行うことができる。従って、帯電ローラ２の弾性部材２ｆの材料選定を厳しく行わなくても、弾性部材２ｆの変形を抑えることができる。

また、離間保持部材４０を長手方向の片側に設けるだけで、帯電ローラ２の弾性部材２ｆの全長域を感光体ドラム１から離間させることができる。従って、より安価となる。また、プロセスカートリッジ７を画像形成装置本体１００Ａに装着し、画像形成装置１００を動作させるだけで、帯電ローラ２の離間を解除できる。従って、ユーザの手を煩わせることがない。

《第２の実施形態》
次に図８を用いて第２の実施形態を説明する。装置基本構成は第１の実施形態で説明したものと同一であり、同一機能を有する部材には同一符号を付す。

図８は未使用時のカートリッジ７における感光体ドラム１に対する帯電ローラ２の状態を示した図である。長手方向奥側において、帯電ローラ２の奥芯金部２ｅ１とドラム１表面との間に挟みこむように離間保持部材４０が挿入されている。それにより、奥芯金部２ｅ１はドラム１から離間する方向（矢印Ｈ方向）へ変位する。一方、手前芯金部２ｅ２は矢印Ｉ方向へ変位することで、ドラム前軸受１０に設けられた突起１０ａに当接する。ここで、突起１０ａと手前芯金部２ｅ２の当接した点を当接点Ｐとする。この状態において、帯電ローラ２は当接点Ｐを支点にドラム１に対して傾斜し、帯電ローラ２の弾性部材２ｆの全域がドラム１表面から離間した状態で保持される。離間保持部材４０を退避させれば、帯電ローラ２の弾性部材２ｆがドラム１に当接する状態となることは第１実施形態と同様である。

《第３の実施形態》
次に図９を用いて第３の実施形態を説明する。第１および第２の実施形態では、帯電ローラ２をドラム１に対して傾斜させる手段として内側から離間させる力を作用させる離間保持部材４０を用いたが、内側から離間させる力を作用させる替わりに、外側から離間させる力を作用させても良い。図９で、奥芯金部２ｅ１を支持する軸受２８ａに帯電ローラ２の軸方向に垂直に変移可能な突起部Ｙを設け、帯電ローラ加圧部材４６の付勢力に抗して突起部Ｙを押し下げ、フックＺと係合させる。フックＺは回転可能に設けられ、回転により突起部ＹがフックＺの係合から解除されると、帯電ローラ加圧部材４６の付勢力により帯電ローラの弾性部材の全長域がドラム１に接触する。図９で、フックＺを帯電ローラ２の軸方向に垂直に変移可能とし、帯電ローラ２の弾性部材２ｆがドラム１に当接している状態で突起部ＹをフックＺに係合させ、その状態のまま押し下げる構成とすれば、自動的に離間動作を行わせることができる。

《第４の実施形態》
次に図１０を用いて第４の実施形態を説明する。装置基本構成は第１の実施形態で説明したものと同一であり、同一機能を有する部材には同一符号を付す。図１０は未使用時のカートリッジ７における感光体ドラム１に対する帯電ローラ２の状態を示した図である。長手方向奥側において、帯電ローラ２の奥芯金部２ｅ１とドラム１表面との間に挟みこむように離間保持部材４０が挿入されている。それにより、奥芯金部２ｅ１はドラム１から離間する方向（矢印Ｈ方向）へ変位する。一方、手前芯金部２ｅ２は先端部Ｔにおいて細くなっており、先端部Ｔを支持する軸受２８ｃがドラム前軸受１０に設けられた突起１０ａに当接する。ここで、突起１０ａと軸受２８ｃの当接した点を当接点Ｐとする。この状態において、帯電ローラ２は当接点Ｐを支点にドラム１に対して傾斜し、帯電ローラ２の弾性部材２ｆの全域がドラム１表面から離間した状態で保持される。離間保持部材４０を退避させれば、帯電ローラ２の弾性部材２ｆがドラム１に当接する状態となることは第１実施形態と同様である。

以上、被当接部につき、クリーニング枠体２７に設けられるものとして、ドラム１のフランジ部（画像形成時には回転）またはドラム１を回動可能に支持する軸受部（画像形成時にも固定）を説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、ドラム１であって画像領域Ｗ（図１（Ａ））の外側位置であっても良い。

また、当接部につき、第１の実施形態乃至第３の実施形態において、図１０（Ｂ）に示す感光体ドラム１と帯電ローラ２との当接幅を一定にするための間隔設定部材５０、５１を用いても良い。即ち、帯電ローラ２の手前芯金部２ｅ２の先端部外周にドラム１と帯電ローラ２を所定間隔とするための間隔設定部材５１を設け、部材５１の図中右側端を当接点としてこれを支点に帯電ローラ２を傾斜させても良い。

更に、帯電ローラ２の芯金２ｅをドラム１から離間する方向へ変位させる長手方向の位置は奥側に限定されず、手前側であっても良い。即ち、手前側に離間移行保持部材を挿入させ、奥側で奥芯金部２ｅ１を帯電ローラの外の位置に当接させても良い。

以上、本発明の画像形成装置において、像担持体と帯電ローラに関しプロセスカートリッジを構成する形態を説明したが、本発明はこの形態には限られない。像担持体と帯電ローラが装置本体に対して作り付けで配設されている構成であってもよい。

また、以上、電子写真画像形成装置について説明したが、本発明はこれに限らず、光を用いずに磁気あるいは電気を作用させて潜像を形成するものであっても良い。

１・・感光体ドラム、２・・帯電ローラ、２８・・帯電ローラ軸受、４０・・離間保持部材、Ｐ・・当接点、Ｗ・・画像領域

Claims (5)

1. 潜像が形成される像担持体と、軸部と前記軸部の周りにローラ状に形成された弾性部材を有し、前記像担持体に並行に配列されて前記弾性部材が前記像担持体に接触して前記像担持体を帯電するための帯電ローラと、を有し、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、
   前記像担持体に対して前記帯電ローラを付勢する付勢部材と、
   前記帯電ローラの前記弾性部材の一端側の端面から外側に突出している一端側軸部に設けられた当接部と、
   前記当接部を受ける被当接部と、
   前記帯電ローラの前記弾性部材の他端側の端面から外側に突出している他端側軸部を前記付勢部材の付勢力に抗して前記像担持体から離す方向に移動させて保持する離間保持部材と、
   を有し、前記離間保持部材により前記他端側軸部が前記像担持体から離間されている状態においては、前記当接部が前記被当接部に当接して前記帯電ローラが前記像担持体に対して傾斜して前記弾性部材の全長域が前記像担持体から離間した状態に保持され、前記離間保持部材による前記離間が解除された状態においては、前記当接部が前記被当接部から離れて前記帯電ローラが前記像担持体に対して並行となり前記弾性部材の全長域が前記像担持体に接触することを特徴とするプロセスカートリッジ。
2. 前記当接部は、前記一端側軸部を支持する軸受部の外側に延びた前記一端側軸部の先端部であ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. 前記一端側軸部の先端部外周に前記像担持体と前記帯電ローラを所定間隔とするための間隔設定部材が設けられ、前記当接部は前記間隔設定部材であることを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
4. 前記被当接部は、前記像担持体のフランジ部または前記像担持体を回動可能に支持する軸受部であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
5. 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請求項１乃至４のいずれかに記載のプロセスカートリッジであることを特徴とする画像形成装置。