JP2013037292A - プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤の収容積を確保しつつ、小型で安価なプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】プロセスカートリッジ１は、感光体ドラム２、感光体ドラム２を帯電させる帯電器３、露光することにより静電潜像を感光体ドラム２に形成する露光器４と、感光体ドラム２に現像剤を供給し、静電潜像を現像する現像器５とを備えて構成される。露光器４は、ＬＥＤ発光素子をアレイ状に並べたＬＥＤ書込みヘッド４０を有しており、感光体ドラム２を保持するドラムフレーム２１に固定してある。
【選択図】図２

Description

本発明は、取得した画像データを電子写真方式により現像するプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。

電子写真方式を採用する画像形成装置は、他の方式による画像形成装置に比べて画像品質において優位であるものの、その構造は非常に複雑であるため、装置全体を小型化することが困難とされてきた。

特許文献１には、電子写真方式を用いた従来の画像形成装置が記載されており、この画像形成装置は、感光体ドラム、帯電装置、現像装置を備えるプロセスカートリッジ、露光装置、転写装置、及び定着装置等から構成されている。特許文献１に記載された画像形成装置は、帯電装置により帯電させた感光体ドラムに露光装置から光照射して静電潜像に形成し、現像剤の成分であるトナーを現像装置から感光体ドラムに供給して現像することによってトナー像を形成する。画像形成装置は、感光体ドラムに形成されたトナー像を転写装置によりトナー像担持ベルトに一旦転写したのち、記録用紙又はＯＨＰ（Overhead Projector）シートなどの記録媒体であるシート上に転写し、転写されたトナー像を定着装置によりシート上に定着させるものである。

特開２０１０−１６９８９９号公報

しかしながら、近年では、より小型の画像形成装置を求めるユーザが多くなっており、このようなユーザの要望を満たす画像形成装置の開発が急務となっている。特許文献１の画像形成装置は、露光装置をプロセスカートリッジ側ではなく、装置本体側に取り付ける構造になっているため、取り付けのための部材を配置し、露光装置以外の他の装置類とのクリアランスを確保するための空間が必要となり、装置全体を小型化することが困難になっていた。

また、特許文献１の画像形成装置では、４色カラー画像に対応するために、各色トナー用に４つのプロセスカートリッジがタンデム配置された形式となっているが、この形式の画像形成装置では、プロセスカートリッジを小型化することが装置全体を小型化する上で有効である。しかし、プロセスカートリッジを単に全体的に小さくしただけでは、現像装置内の現像剤を収容する現像槽も狭くなり、収容できるトナー容量が少なくなってしまう。また、現像槽に収容できるトナー容量が少なくなることで、現像槽内で発生する摩擦等によってトナーが受ける機械的ストレスが大きくなり、トナーの物性寿命が短くなってしまう。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、現像剤の収容量を確保しつつ、小型で安価な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。

本発明に係るプロセスカートリッジは、感光体ドラムと、該感光体ドラムを帯電させる帯電装置と、前記感光体ドラムに現像剤を供給する現像装置とを備え、帯電した前記感光体ドラムに光を当てて形成された静電潜像を現像するプロセスカートリッジにおいて、露光することにより静電潜像を前記感光体ドラムに形成する露光装置を備えることを特徴とする。

本発明に係るプロセスカートリッジは、前記露光装置が、ＬＥＤ光源を有することを特徴とする。

本発明に係るプロセスカートリッジは、前記現像装置が、前記感光体ドラムに供給する現像剤を担持する現像ローラと、該現像ローラを収容し、該現像ローラの前記感光体ドラムと反対側に現像剤を収容する現像剤収容空間を有する現像槽と、前記現像ローラの前記現像剤収容空間側の面に接し、傾けて配された現像剤規制板とを備えることを特徴とする。

本発明に係るプロセスカートリッジは、前記現像装置が、前記現像槽の外側に前記現像剤規制板を固定してあることを特徴とする。

本発明に係るプロセスカートリッジは、前記感光体ドラムから現像剤を除去するクリーナー部を備え、該クリーナー部が、前記感光体ドラムに接する板状のクリーナーブレードと、該クリーナーブレードを取り付けるケースとを備え、該ケースと前記クリーナーブレードにより囲まれる空間に感光体ドラムから除去された現像剤を回収するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係るプロセスカートリッジは、前記クリーナー部が、前記ケースの前記感光体ドラムの回転軸に直交する断面が略Ｌ字状の断面形状としてあることを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置は、上述のプロセスカートリッジと、前記感光体ドラムに現像された像を記録媒体に転写する転写装置と、該転写装置により転写された像を前記記録媒体に定着させる定着装置とを備えたことを特徴とする。

本発明にあっては、感光体ドラムと、帯電装置と、現像装置とを備えるプロセスカートリッジにおいて、露光することにより静電潜像を前記感光体ドラムに形成する露光装置を備えるため、露光装置を外部に取り付ける必要がなく、露光装置を取り付けるための空間を削減でき、プロセスカートリッジを装着する画像形成装置を小型化することができる。

本発明にあっては、露光装置がＬＥＤ光源を有するため、露光装置自体を小型化することができる。

本発明にあっては、現像装置が、感光体ドラムに供給する現像剤を担持する現像ローラと、現像ローラを収容し、現像ローラの感光体ドラムと反対側に現像剤を収容する現像剤収容空間を有する現像槽と、現像ローラの現像剤収容空間側の面に接し、傾けて配された現像剤規制板とを備えるため、現像槽における現像剤収容空間を広くすることができる。

本発明にあっては、現像装置が、現像槽の外側に現像剤規制板を固定してあるため、現像槽における現像剤収容空間を広くすることができる。

本発明にあっては、感光体ドラムから現像剤を除去するクリーナー部を備え、クリーナー部が、感光体ドラムに接する板状のクリーナーブレードと、クリーナーブレードを取り付けるケースとを備え、ケースとクリーナーブレードにより囲まれる空間に感光体ドラムから除去された現像剤を回収するようにしてあるため、クリーナー部を小型化し、安価にすることができる。

本発明にあっては、クリーナー部が、ケースの感光体ドラムの回転軸に直交する断面が略Ｌ字状の断面形状としてあるため、プロセスカートリッジを運搬する際の保持部分にすることができる。

本発明によれば、感光体ドラムと、帯電装置と、現像装置とを備えるプロセスカートリッジにおいて、露光することにより静電潜像を前記感光体ドラムに形成する露光装置を備えるので、露光装置を外部に取り付ける必要がなく、露光装置を取り付けるための空間を削減でき、プロセスカートリッジを装着する画像形成装置を小型化することができる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の例を示す模式図である。 図１のプロセスカートリッジの断面を示す模式図である。 図１のプロセスカートリッジの正面側の斜視図である。 図１のプロセスカートリッジの背面側の斜視図である。 図２のドラムフレームの正面側の斜視図である。 図２のドラムフレームの底面側の斜視図である。 図３のドラムユニットの正面側の斜視図である。 図３のドラムユニットの底面側の斜視図である。 図２の帯電器の底面側の斜視図である。 図２の帯電器が備える電極の底面側の斜視図である。 図２の現像器の正面側の斜視図である。 図２の現像器の背面側の斜視図である。 図２のトナー供給器の正面側の斜視図である。 図２のトナー供給器の底面側の斜視図である。 図２のドラムクリーナの正面側の斜視図である。 図２のドラムクリーナの背面側の斜視図である。

以下、本発明の実施の形態に係る画像形成装置を図面に基づいて説明する。尚、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の例を示す模式図である。画像形成装置は、外筐１００、プロセスカートリッジ１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）、転写ユニット８、給紙ユニット９、及び定着ユニット１０を備え、外筐１００の一側（正面側）に給紙ユニット９を、他側（正面側）に定着ユニット１０を配し、給紙ユニット９と定着ユニット１０との間に転写ユニット８を配し、転写ユニット８の上にプロセスカートリッジ１を配してある。画像形成装置は、正面側から給紙ユニット９によりシートを供給し、プロセスカートリッジ１で形成したトナー像を転写ユニット８にてシートに転写し、定着ユニット１０でトナー像を定着して背面側から排出することにより、外部から入力される画像データに応じてシート上に多色および単色の画像を形成するものである。

プロセスカートリッジ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは夫々、ブラック（Ｋ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に対応しており、各色相のデジタル信号（以下、「画像情報」と記載する）に対応する静電潜像を形成し、該静電潜像を現像して、各色ごとに現像剤による画像（トナー像）を形成するカートリッジである。

図２は図１のプロセスカートリッジ１の断面を示す模式図、図３は図１のプロセスカートリッジ１の正面側の斜視図、図４は図１のプロセスカートリッジ１の背面側の斜視図である。図２に示すように、プロセスカートリッジ１は、感光体ドラム２、帯電器３、露光器４、現像器５、トナー供給器６及びドラムクリーナ７等を備えている。また、プロセスカートリッジ１は、感光体ドラム２、帯電器３、露光器４、及びドラムクリーナ７等を固定したドラムユニット１０１に、現像器５及びトナー供給器６を装着する構造となっている。

図３及び図４に示すように、現像器５の両側面にはボス５８が設けられ、ドラムユニット１０１の両端面にはＬ字状の係止部材１０２が設けられている。係止部材１０２の一部に爪状の係止部１０３があり、係止部１０３とボス５８との間に引張コイルバネ１０４を取り付けることにより、ドラムユニット１０１に現像器５が押し当てられるように装着される。このとき、感光体ドラム２と後述する現像ローラ５０とが所定の圧力で接触する。また、現像器５に設けた係止部材５９を、後述するドラムユニット１０１側の係止部材４５に係止させる。トナー供給器６は容易に現像器５から着脱できるように装着してあり、トナー供給器６内のトナーがなくなったときに新たなトナー供給器６に交換できる構造となっている。

感光体ドラム２は、ドラムフレーム２１により軸線回りに回転駆動可能に支持されており、トナー像が表面に形成される像担持体であり、円筒状又は円柱状の導電性基体と、該導電性基体の表面に形成される感光層とを含む。

図５は図２のドラムフレーム２１の正面側の斜視図、図６は図２のドラムフレーム２１の底面側の斜視図、図７は図３のドラムユニット１０１の正面側の斜視図、図８は図３のドラムユニット１０１の底面側の斜視図である。ドラムフレーム２１は、例えば、硬質の合成樹脂などによって形成されており、感光体ドラム２を支持する支持板２２，２２と、支持板２２，２２を連結する連結部材２３からなる。ドラムフレーム２１は、支持板２２，２２に架け渡すように感光体ドラム２を支持している。感光体ドラム２の一端部には、図７に示すように駆動用のギア２４が装着されていて、画像形成装置本体側の図示しない駆動ギアと噛み合うことにより感光体ドラム２が回転駆動される。図２に示すように感光体ドラム２は図示の矢印Ｂの方向へ回転駆動される。

帯電器３は、感光体ドラム２の表面を所定の電位に均一に帯電させるチャージャー型の帯電器である。帯電器３は、感光体ドラム２の表面に接触するブラシ又はローラを有する接触型の帯電器であってもよい。図９は図２の帯電器３の底面側の斜視図であり、図１０は帯電器３が備える電極３０の底面側の斜視図である。帯電器３は、長手方向が感光体ドラム２の軸線方向と平行になるようにドラムフレーム２１の支持板２２，２２に固定されている。帯電器３は、ケース３１内に図１０に示す鋸歯状の電極３０を固定し、感光体ドラム２を臨むケース３１の面にグリッド電極３２を配してある。電極３０、グリッド電極３２は、給電用電極端子３３に接続されており、給電用電極端子３３が図示しない高電圧回路に接続される。該高電圧回路により電極３０とグリッド電極３２との間に所定の電圧が印加されることにより、電極３０が放電し、感光体ドラム２を（−）極性に帯電し、感光体ドラム２に所定の電位が与えられる。

露光器４は、ＬＥＤ（Light Emitted Diode）発光素子をアレイ状に並べたＬＥＤ書込みヘッド４０を備えており、帯電された感光体ドラム２を入力された画像データに応じて露光することにより、感光体ドラム２の表面に、画像データに応じた静電潜像を形成する。

露光器４は、長手方向が感光体ドラム２の軸線方向と平行となるように配置されている。ドラムフレーム２１の支持板２２，２２上の座面２５，２５に位置決めスペーサ４４，４４を設置し、位置決めスペーサ４４，４４に露光器４を設置する。ドラムフレーム２１の連結部材２３に固定された補強板金４１の突起部４２，４２と、露光器４との間に、圧縮コイルバネ４３，４３が配してあり、露光器４が下方へ押圧されることにより、露光器４がドラムユニット１０１内に取り付けられる。位置決めスペーサ４４，４４によって、露光器４と感光体ドラム２との間の距離が調整され、露光器４が照射する光の焦点位置が調整できるようにしてある。なお、補強板金４１の長手方向の端部には、現像器５側の係止部材５９を係止するための係止部材４５を設けている。

図２に示すように、現像器５は、現像ローラ５０、現像槽５１、現像剤供給ローラ５２、及びドクターブレード５３等を備えており、感光体ドラム２上の静電潜像を現像剤により現像化するものである。図１１は図２の現像器５の正面側の斜視図、図１２は図２の現像器５の背面側の斜視図である。

現像ローラ５０は、現像槽５１内において回転自在に支持される導電ゴム製のローラ部材であり、所定の電圧が印加されることにより、表面にトナーを吸着して担持する。現像ローラ５０は、感光体ドラム２を臨み、軸線が感光体ドラム２の軸線と平行になるように配置されており、図２に示す矢印Ｃの方向へ回転駆動される。

図１１及び図１２に示すように、現像ローラ５０の両端部は、現像槽５１から突出する駆動軸５０１，５０２を形成している。駆動軸５０１には、回転駆動用のカップリング５０３が固定されており、画像形成装置本体側のカップリング５０４（本体側の駆動軸は図示せず）と係合する。また、駆動軸５０２には、駆動ギア５０５が固定され、この駆動ギアと噛み合うアイドルギア５０６が設けられている。このアイドルギア５０６と噛み合うように、従動ギア５２１が現像剤供給ローラ５２の軸上に固定されている。画像形成装置本体側に配置した駆動手段による回転駆動により、カップリング５０３，５０４を介して、現像ローラ５０が所定の回転数により回転し、現像ローラ５０の回転に伴って、駆動ギア５０５、アイドルギア５０６及び従動ギア５２１により、現像剤供給ローラ５２が所定の回転数により回転する。

現像槽５１は、例えば、硬質の合成樹脂などにより形成される略直方体形状の容器であり、現像剤を収容している。現像剤としては、例えば、非磁性の一成分現像剤が用いることができる。現像槽５１には、上部に設けた開口部５６を通して、トナー供給器６からトナーが供給される。

現像剤供給ローラ５２は、芯金の周りに円筒状の例えば発泡ウレタンなどの多孔性弾性部材を配して形成したローラ部材であり、現像ローラ５０と摺接するように現像槽５１内に配置されている。現像剤供給ローラ５２は、図示しない駆動手段によって図２に示す矢印Ｄの方向へ回転駆動される。現像剤供給ローラ５２は、多孔性弾性部材による外周上の孔部に現像剤を保持しつつ現像ローラ５０と摺擦することによって、現像剤を現像ローラ５０に供給し、現像後の現像ローラ５０に残った余分の現像剤を除去する。

ドクターブレード５３は、現像ローラ５０上に担持される現像剤が一定の厚みの現像剤層を形成するように規制する矩形状の薄い金属板である。ドクターブレード５３は、長辺の一端部が現像ローラ５０の周上に圧接し、圧接する部分から先の部分がＬ字状に折り曲げられている。また、ドクターブレード５３の長辺の他端部は、現像ローラ５０の上方において、現像槽５１の壁の外側に固定される。詳細には、板部材５５を長手方向の両端において板面に略直角に折り曲げてフランジを形成し、該フランジを現像槽５１の上部壁５４の外側に固定し、板部材５５に、スペーサ５６及び押さえ板５７でドクターブレード５３を挟むようにして固定する。尚、板部材５５の両端に設けた上記フランジの間の内寸は、ドクターブレード５３の長手方向の長さよりも大きく取ってあり、ドクターブレード５３は、板部材５５の下側の長辺と、上部壁５４の端部長辺との間にできる隙間を通して、現像槽５１の内部に突き出し、板部材５５に固定される位置や角度によって、現像ローラ５０に押し付けられる押圧力を調整して取り付けてある。

トナー供給器６は、トナーを収容するトナー容器６０、現像槽５１の中へトナーを供給するトナー補給ローラ６２等を備えている。図１３は図２のトナー供給器６の正面側の斜視図、図１４は図２のトナー供給器６の底面側の斜視図である。

トナー容器６０は、例えば硬質の合成樹脂などにより形成された容器である。トナー容器６０は、底部にトナー供給口６１を有し、上部は蓋６１で塞がれている。トナー容器６０の形状は、底部から上部にかけて水平断面積が概ね大きくなっていく形状としている。

トナー補給ローラ６２は、芯金の周りに円筒状の例えば発泡ウレタンなどの多孔性弾性部材が設けたローラ部材である。トナー補給ローラ６２の軸端には駆動用カップリング６４が固定されており、画像形成装置本体側の図示しない駆動カップリングと係合し、図示しない駆動手段により回転駆動されて所定の回転数で回転する。トナー補給ローラ６２は、多孔性弾性部材による外周上の孔部に現像剤を保持しつつ、矢印Ｅの方向へ回転することによってトナー容器６０の内壁の一部と摺接して孔部に保持したトナーを掻き落とし、現像器５内にトナーを供給する。

ドラムクリーナ７は、クリーナーブレード７０、及びケース７１等を備えており、画像転写後の感光体ドラム２上の表面に残留するトナーを除去・回収するものである。図１５は図２のドラムクリーナ７の正面側の斜視図、図１６は図２のドラムクリーナ７の背面側の斜視図である。

クリーナーブレード７０には、例えば、ウレタン製のゴムブレード７４を固定板７５に接着等により固着させたものを用いることができる。クリーナーブレード７０は、固定板金７２を介してケース７１へ固定されており、ゴムブレード７４が感光体ドラム２に一定量食い込むように、固定板金７２の曲げ角度が設定されている。

ケース７１は、例えば硬質の合成樹脂などにより形成された容器であり、感光体ドラム２の軸線方向と直交する断面が略Ｌ字状の断面としてある。ケース７１の底面７６の端面には、該端面からクリーナーブレード７０側へ延伸する薄い板状の仕切り板７３を設ける。ケース７１、仕切り板７３及びクリーナーブレード７０によって囲まれる空間に、クリーナーブレード７０を感光体ドラム２の表面に接触させ、掻き落とすようにして除去したトナーを回収する。

転写ユニット８は、転写ベルト８０、転写ローラ８３（８３ａ，８３ｂ，８３ｃ，８３ｄ）、及びベルトクリーナ８４を備えている。

転写ベルト８０は、例えば、厚さ１００μｍ〜１５０μｍの合成樹脂又はゴム材料等によるフィルムで形成される無端状のベルト部材であり、駆動ローラ８１、従動ローラ８２、及び転写ローラ８３に張架されている。駆動ローラ８１を図示しない駆動手段によって回転駆動することにより、転写ベルト８０が矢印Ａ方向に駆動される。従動ローラ８２は、転写ベルト８０の駆動に従って従動的に回転する。転写ベルト８０は、後述する給紙ユニット９からのシートを搬送する。

転写ローラ８３は、例えば、直径８〜１０ｍｍの金属製（例えばステンレス）の芯金の周りに導電性を有する弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）を設けたローラ状部材である。また、転写ローラ８３の代わりにブラシ電極などを用いてもよい。転写ローラ８３は、図示しない加圧手段によって、転写ベルト８０を介して感光体ドラム２に圧接するように配置してある。転写ローラ８３には、感光体ドラム２上に担持されたトナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）のバイアス電圧が図示しない高電圧回路により印加されており、該バイアス電圧によって、転写ベルト８０上を搬送されるシートを帯電させる機能を有する。帯電したシートに、感光体ドラム２上に担持されたトナーが吸着し、シートにトナー像が転写される。プロセスカートリッジ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ夫々に対応する転写ローラ８３ａ，８３ｂ，８３ｃ，８３ｄによって、各色のトナー像をシート上に順次的に重ねて転写することで、カラーのトナー像（多色トナー像）を形成する。

ベルトクリーナ８４は、例えば、転写ベルト８０に先端部分が圧接する板部材を備えており、転写ベルト８０に付着したトナーを除去して回収するものである。感光体ドラム２との接触により転写ベルト８０に付着したトナーは、転写ベルト８０上を搬送されるシートの裏面を汚す原因となるため、ベルトクリーナ８４により除去・回収するようにしてある。

給紙ユニット９は、レジストローラ９１、対向ローラ９２等を備え、シートを転写ユニット８へ供給するユニットである。給紙ユニット９は、画像形成装置中のシートの搬送経路において、プロセスカートリッジ１及び転写ユニット８の上流側に設けられている。給紙ユニット９の上流側には、図示しない給紙カセットが装着されており、シートを転写ユニット８へ供給する搬送経路として、図示しないガイド板等が配置されている。

レジストローラ９１は、対向する対向ローラ９２とで挟持して搬送させるシートを一旦保持し、感光体ドラム２の回転に同期してシートを搬送する機能を有している。このため、レジストローラ９１は、図示しないレジスト前検知スイッチが出力する検知信号に基づいて、各感光体ドラム２上に担持されたトナー像の先端をシートにおける画像形成範囲の先端に合わせるように、シートを搬送するように設定されている。

定着ユニット１０は、加熱ローラ１１、加圧ローラ１２を備えており、加熱ローラ１１及び加圧ローラ１２が、シートを挟んで回転し、シートを搬送しながら、多色トナー像をシートに定着させるものである。

加熱ローラ１１は、図示しない熱源、温度検出器及び温度制御回路によって、加熱されて所定の定着温度となるよう温度制御される。また、加圧ローラ１２は、図示しない加圧手段によって加熱ローラ１１に圧接するように配してあり、加熱ローラ１１と加圧ローラ１２とが接触する位置に定着ニップ部１３が形成される。この定着ニップ部１３において、シート上の多色トナー像が加熱されて溶融・混合し、シート上に押圧されることによって、シート上に多色トナー像が定着する。定着ユニット１０によって多色トナー像を定着させたシートは、定着ユニット１０の下流側の排紙トレイ（図示せず）へ排出される。

つぎに、画像形成装置によって画像形成する動作について説明する。プロセスカートリッジ１において、感光体ドラム２は、その軸線まわりに矢印Ｂの方向へ回転しながら、帯電器３からの放電によって、表面が帯電する。帯電状態にある感光体ドラム２の表面に、露光器４から画像情報により制御された光を照射し、画像情報に対応する静電潜像を形成する。

次いで、感光体ドラム２が回転して、現像ローラ５０に近接して対面し、現像ローラ５０表面に担持されるトナーが、現像ローラ５０と感光体ドラム２との電位差に応じて、感光体ドラム２の表面に形成されている静電潜像に付着し、感光体ドラム２の表面にトナー像を担持させる。ここで、現像ローラ５０の表面に担持されるトナーの厚みが一定となるように、ドクターブレード５３によって、現像ローラ５０へ供給する現像剤の量を規制する。感光体ドラム２の表面に担持されたトナー像は、転写ユニット８によりシートに転写されるが、転写後に感光体ドラム２の表面に残留するトナーはドラムクリーナ７により除去回収される。

転写ユニット８は、給紙ユニット９から供給されるシートを搬送し、感光体ドラム２上に担持されたトナー像をシートに転写する。転写ローラ８３は、感光体ドラム２上に担持されたトナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）のバイアス電圧が印加されており、該バイアス電圧によって、転写ベルト８０上を搬送されるシートを帯電させる。帯電したシートに、感光体ドラム２上に担持されたトナーが吸着し、シートにトナー像が転写される。プロセスカートリッジ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ夫々に対応する転写ローラ８３ａ，８３ｂ，８３ｃ，８３ｄによって、各色のトナー像をシート上に順次的に重ねて転写することで、カラーのトナー像（多色トナー像）を形成する。

転写ユニット８は、多色トナー像が転写されたシートを定着ユニット１０へ搬送する。定着ユニット１０は、定着ニップ部１３において、加熱ローラ１１によりシート上の多色トナー像を加熱して溶融・混合し、加圧ローラ１２によりトナー像をシート上に押圧して多色トナー像をシート上に定着させる。多色トナー像を定着させたシートは、定着ユニット１０の下流側の排紙トレイへ排出される。

以上のように、プロセスカートリッジ１において、ドラムユニット１０１が、感光体ドラム２を支持するドラムフレーム２１に帯電器３、露光器４及びドラムクリーナ７等を取り付けた構造としてあるので、露光器４を画像形成装置本体側に取り付ける必要がなく、露光器４を本体側に取り付けるための部材等を配置するためのスペースが不要となり、画像形成装置を小型化することができる。また、不要となった空きスペースを利用して、現像器５の現像槽５１、及びトナー供給器６のトナー容器６０の形状を、これらの容積がより増加するような形状にすることができる。

また、ドラムユニット側の係止部材４５に現像器５側の係止部材５９を係止し、ドラムユニット側の係止部１０３と現像器５側のボス５８との間に引張コイルバネ１０４を取り付けることによって、ドラムユニット１０１へ現像器５を装着するので、現像器５を容易に着脱することができる。また、仮に引張コイルバネ１０４が取り付けられていない状態でプロセスカートリッジ１を手で持ち上げた場合でも、ドラムユニット１０１と現像器５とが係止部材４５及び係止部材５９により係止していれば、直ちに、ばらばらになってしまうことはないので、誤ってプロセスカートリッジ１を落下させてしまうことを防ぐことができる。

ここで、ドクターブレード５３について、更に詳しく説明する。ドクターブレード５３は、長手方向の長さが現像ローラ５０の軸線方向の長さとほぼ同じ長さとなっている。上述のように、ドクターブレード５３の長辺の他端部は、スペーサ５６及び押さえ板５７に挟み込む形で、ねじなどの締結具により板部材５５に固定されている。ドクターブレード５３は、長辺の他端部における取り付けの位置や角度によって、長辺の一端部が現像ローラ５０の周上に押し付けられて撓むことによって板ばねとして働き、弾性力によって、現像ローラ５０に圧接する。

ドクターブレード５３が現像ローラ５０に圧接する位置（以下、「圧接位置」という）に流入したトナーは、現像ローラ５０及びドクターブレード５３によって摩擦力を受け帯電する。そして圧接位置を通過したトナーは、現像ローラ５０の回転によって感光体ドラム２に対向する現像位置へ搬送される。

ドクターブレード５３が現像ローラ５０を押圧する押圧力は、ドクターブレード５３が板ばねとして機能することにより発生する弾性力であり、次に示すように押圧力の調整をすることができる。即ち、ドクターブレード５３の撓みを調整することによって、押圧力を調整することができる。撓みと押圧力との関係は、理論的には、次式による片持ち梁の先端における撓みδと先端荷重Ｐ（＝押圧力）の関係で表される。
Ｐ(kgf)＝３ＥＩδ／Ｌ²

ここで、Ｅはドクターブレード５３材料のヤング率、Ｉは断面二次モーメント、δはたわみ量、Ｌはドクターブレード５３の長辺の他端部（固定端）から一端部（自由端）までの長さ（いわゆる梁の自由長）である。

なお、ドクターブレード５３による押圧力の調整は、ドクターブレード５３と現像ローラ５０との間に、短冊状にカットしたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）部材等の一端を挟んでおき、他端をテンションゲージに繋いで一定の速度でＰＥＴ部材を引き抜いた時の引抜力により調整することもできる。

また、ドクターブレード５３は、鉛直方向に対して約２０ｄｅｇほど斜めに傾けて、ドクターブレード５３の長辺の他端部（上方の端部）がドラムユニット１０１寄りになるように配置している。このようにドクターブレードを配置することで、現像槽５１の現像剤を収容する容積を出来るだけ大きくとれるようにし、トナー容量を増やしている。図２に示すように、現像剤を収容する空間（以下、「現像剤収容空間」という）は、現像槽５１の中でも現像ローラ５０の感光体ドラム２と反対側にある空間であり、この空間を仕切るドラムユニット２側の側面は、実際にはドクターブレード５３であるため、ドクターブレード５３の配置によって、現像剤収容空間の容積が増減する。上記のようなドクターブレード５３の配置は、現像剤収容空間の容積をより増加させるものである。

また、上述のとおり、板部材５５を現像槽５１の上部壁５４の外側に固定し、該板部材５５の外側にドクターブレード５３を固定していることによって、現像剤収容空間の容積をより増加させることができる。なお、板部材５５は、ドクターブレード５３を取り付けるための部材であるが、上部壁５４に取り付けられることによって、現像槽５１の上部壁５４を端部から上方へ延伸するため現像槽５１の側壁の一部を形成する部材であるとも考えられる。

また、上述のように、トナー容器６０の形状は、底部から上部にかけて水平断面積が概ね大きくなっていく形状としている。トナー容器６０の形状をこのような形状とすることができるのは、ドクターブレード５３を垂直方向に対してやや斜め方向に傾いて取り付けたためであり、さらには、露光器４を画像形成装置側ではなくドラムユニット１０１内に設けることによって現像器５及びトナー供給器６側に配分されるスペースが増加したためである。また、トナー容器６０の形状が、底部から上部にかけて水平断面積が概ね大きくなっていく形状とすることによって、トナー容器６０の高さがある程度低くてもトナーを収容する容積を十分確保できるので、トナーの収容量を確保しつつ、プロセスユニット１０１の高さを、更には画像形成装置全体の高さを低く抑えることができる。

また、ドラムクリーナ７におけるケース７１、仕切り板７３及びクリーナーブレード７０によって囲まれる空間の内部は、仕切り板７３を除くと中空となっており、その他の部品はない。通常、クリーナーブレード７０を有するドラムクリーナは、感光体ドラム２から除去されたトナーを、スクリュー等の搬送部材によってドラムクリーナ外へ排出するトナー排出機構を内部に有しているが、本実施の形態においては、該トナー排出機構を設けない構成としている。その為、ドラムクリーナ７内に収容した排トナーの掃除を適宜行う必要が生じるものの、トナー排出機構を設置するスペースが不要であるのでドラムクリーナ７の外形寸法が小さくすることができ、更には、トナー排出機構分の部品点数が減るので、ドラムクリーナ７を安価に製作することができる。

また、ケース７１の長手方向（感光体ドラム２の軸線方向）に直交する断面形状を、図２に示すように略Ｌ字状とすることによって、Ｌ字状の角の部分が、プロセスカートリッジ１の他の外形部分に比して、外側へ張り出した形になる。このＬ字状の角の部分は、プロセスカートリッジ１を手で持ち運ぶときに適度な引っ掛かりとなり、誤って落とすことが少なくなる。また、ケース７１におけるＬ字状の部分を、プロセスカートリッジ１を画像形成装置に装着するときの係止部として利用することができる。

（実施例）
本発明の一実施例は、以下のとおりである。
感光体ドラム２ ； 外径２４ｍｍ
現像ローラ５０ ； 外径１２ｍｍ
プロセス速度 ； １４５ｍｍ／ｓｅｃ
現像ローラ／感光体ドラム周速比 ； ０．８６
現像剤搬送量 ； ０．６ｍｇ／ｃｍ²

ドクターブレード５３による現像ローラ５０への押圧力の調整は、ドクターブレード５３と現像ローラ５０との間に挟んだＰＥＴ部材を一定の速度で引き抜いた時の引抜力が１５０ｇｆ／ｃｍ程度となるように、ドクターブレード５３の取り付けの位置や角度を調整した。なお、引抜力の測定には、テンションゲージ（例えば、アイコーエンジニアリング社製ＲＸ−５）を用いる。

ドラムクリーナ７におけるクリーナーブレード７０には、ウレタン製のゴムブレードを使用し、感光体ドラム２に対して食い込む量を約１．２ｍｍに設定することで、良好なクリーニング効果が得られた。

実施例に対する出力画像評価において、用紙上の画像濃度は、ベタ画像濃度をポータブル分光測色濃度計（例えば、商品名：Ｘ−Ｒｉｔｅ９３９、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）を用いて測定している。また、トナー帯電量は、例えば、ＴＲｅＫ社製Ｍｏｄｅｌ２１０ＨＳ−２Ａを用いて測定できる。

なお、前述した実施の形態の他にも、この発明について種々の変形例があり得る。それらの変形例は、この発明の範囲に属さないと解されるべきものではない。この発明には、請求の範囲と均等の意味及び前記範囲内でのすべての変形とが含まれるべきである。

１ プロセスカートリッジ
２ 感光体ドラム
２１ ドラムフレーム（筐体）
３ 帯電器（帯電装置）
４ 露光器（露光装置）
４０ ＬＥＤ書込みヘッド（ＬＥＤ光源）
５ 現像器（現像装置）
５０ 現像ローラ
５１ 現像槽
５３ ドクターブレード（現像剤規制板）
７ ドラムクリーナ（クリーナー部）
７０ クリーナーブレード
７１ ケース
８ 転写ユニット（転写装置）
１０ 定着ユニット（定着装置）

Claims (7)

1. 感光体ドラムと、該感光体ドラムを帯電させる帯電装置と、前記感光体ドラムに現像剤を供給する現像装置とを備え、帯電した前記感光体ドラムに光を当てて形成された静電潜像を現像するプロセスカートリッジにおいて、
   露光することにより静電潜像を前記感光体ドラムに形成する露光装置を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
2. 前記露光装置は、ＬＥＤ光源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. 前記現像装置は、前記感光体ドラムに供給する現像剤を担持する現像ローラと、
   該現像ローラを収容し、該現像ローラの前記感光体ドラムと反対側に現像剤を収容する現像剤収容空間を有する現像槽と、
   前記現像ローラの前記現像剤収容空間側の面に接し、傾けて配された現像剤規制板と
   を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプロセスカートリッジ。
4. 前記現像装置は、前記現像槽の外側に前記現像剤規制板を固定してあ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. 前記感光体ドラムから現像剤を除去するクリーナー部を備え、
   該クリーナー部は、前記感光体ドラムに接する板状のクリーナーブレードと、該クリーナーブレードを取り付けるケースとを備え、
   該ケースと前記クリーナーブレードにより囲まれる空間に感光体ドラムから除去された現像剤を回収するようにしてあることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載のプロセスカートリッジ。
6. 前記クリーナー部は、前記ケースの前記感光体ドラムの回転軸に直交する断面が略Ｌ字状の断面形状としてあることを特徴とする請求項５に記載のプロセスカートリッジ。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１つに記載のプロセスカートリッジと、前記感光体ドラムに現像された像を記録媒体に転写する転写装置と、該転写装置により転写された像を前記記録媒体に定着させる定着装置とを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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