JP2014109583A - 着脱ユニット、及び、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的小型で、サブケースとともに対向部材が変形して被対向部材に当接してしまう不具合や、サブケースとともに対向部材が変形して被対向部材に所定の当接力を超えて当接してしまう不具合が生じにくい、着脱ユニット、及び、画像形成装置を提供する。
【解決手段】着脱ユニットのケース１０ａに保持された被対向部材１１と、着脱ユニットにおいて露呈する位置に配設されてケース１０ａに固定保持されたサブケース１２ｃと、サブケース１２ｃに幅方向両端部が保持されて被対向部材１１に対して幅方向にわたって当接する対向部材１２ａと、が設置されている。そして、サブケース１２ｃに対して被対向部材１１の側に向かう外力が加わったときに、幅方向中央部においてケース対向部１０ａ１にサブケース対向部１２ｃ１が当接して、被対向部材１１に対する対向部材１２ａの当接力が所定値以上にならないように規制される。
【選択図】図５

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置と、その画像形成装置本体に対して着脱可能に設置されるプロセスカートリッジ等の着脱ユニットと、に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、帯電ローラや像担持体（感光体ドラム）等の複数の部材を一体化して着脱可能な着脱ユニットとして構成する技術が知られている（例えば、特許文献１等参照。）。

詳しくは、特許文献１において、着脱ユニット（作像ユニット）は、被対向部材（感光体ドラム）に対して、対向部材（帯電ローラ）が幅方向にわたって微小な隙間をあけて対向するように、被対向部材を保持した状態のケース（作像ユニット枠体）の内部に、対向部材を保持した状態のサブケース（帯電ハウジング）が、ケースのガイドレールに係合した状態で固定保持されている。

一方、特許文献２には、着脱ユニット（プロセスカートリッジ）において、被対向部材（感光体）に対して、対向部材（露光装置）が幅方向にわたって隙間をあけて対向するように、被対向部材を保持した状態のケース（フレーム）に、対向部材を保持した状態のサブケース（フレーム）が、幅方向両端部でネジ締結されて両端支持にて固定保持されている。そして、この着脱ユニット（プロセスカートリッジ）は、サブケースがユニットの外部に露呈するように構成されている。

特許文献１における着脱ユニットは、被対向部材（感光体ドラム）を保持するケース（作像ユニット枠体）の内部にガイドレールを形成して、対向部材（帯電ローラ）を保持した状態のサブケース（帯電ハウジング）が、ガイドレールに係合した状態で、ケースに内包されるように固定保持されているため、着脱ユニットが全体的に大型化してしまっていた。
これに対して、特許文献２における着脱ユニットは、対向部材（露光装置）を保持した状態のサブケース（フレーム）が、ユニット内に内包されることなく、ユニットの外部に露呈するように構成されているため、着脱ユニットが小型化される効果が期待できる。しかし、サブケースがケースに対して幅方向両端部でネジ締結されて両端支持により固定保持されるように構成されているため、着脱操作時においてサブケースの幅方向中央部に外力がかかるようにユーザーが着脱ユニットを把持したときに、サブケースとともに対向部材が変形して被対向部材に当接してしまい、被対向部材や対向部材がダメージを受けてしまうことがあった。

また、このような問題は、被対向部材に対して対向部材が隙間をあけて対向するように構成された着脱ユニットに限定されることなく、被対向部材に対して対向部材が接触するように構成された着脱ユニットに対しても、共通するものである。すなわち、着脱操作時においてサブケースの幅方向中央部に外力がかかるようにユーザーが着脱ユニットを把持したときに、サブケースとともに対向部材が変形して被対向部材に所定の当接力を超えて当接してしまい、被対向部材や対向部材がダメージを受けてしまうことがあった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、比較的小型で、サブケースとともに対向部材が変形して被対向部材に当接してしまう不具合や、サブケースとともに対向部材が変形して被対向部材に所定の当接力を超えて当接してしまう不具合が生じにくい、着脱ユニット、及び、画像形成装置を提供することにある。

この発明の請求項１記載の発明にかかる着脱ユニットは、画像形成装置本体に対して着脱可能に設置される着脱ユニットであって、当該着脱ユニットのケースに保持された被対向部材と、当該着脱ユニットにおいて露呈する位置に配設されるとともに、前記ケースに固定保持されたサブケースと、その幅方向両端部が前記サブケースに保持されるとともに、前記被対向部材に対して幅方向にわたって当接する対向部材と、を備え、前記サブケースに対して前記被対向部材の側に向かう外力が加わったときに、前記ケースのケース対向部に前記サブケースのサブケース対向部が、幅方向中央部における単数又は複数の箇所で当接して、前記被対向部材に対する前記対向部材の当接力が所定値以上にならないように規制される。

本発明は、ケースの一部とサブケースの一部とが、幅方向中央部における単数又は複数の箇所で、微小な隙間で互いに対向するように形成している。これにより、比較的小型で、サブケースとともに対向部材が変形して被対向部材に当接してしまう不具合や、サブケースとともに対向部材が変形して被対向部材に所定の当接力を超えて当接してしまう不具合が生じにくい、着脱ユニット、及び、画像形成装置を提供することができる。

この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。 作像部を示す概略構成図である。 ケースにサブケースが設置された状態を示す下面図である。 ケース対向部及びサブケース対向部の近傍を示す断面図である。 ケース対向部及びサブケース対向部の近傍を示す断面斜視図である。 ケースを示す側面図である。 サブケースを示す斜視図である。 画像形成装置本体に対して着脱ユニットをユーザーが着脱する状態を示す図である。 変形例１としての、ケースにサブケースが設置された状態を示す下面図である。 変形例２としての、ケースにサブケースが設置された状態を示す下面図である。 変形例３としての、作像部を示す構成図である。

実施の形態．
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
本実施の形態における画像形成装置１は、複数の着脱ユニットとしてのプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫが中間転写ベルト１７に対向するように並設されたタンデム型のカラー画像形成装置である。

図１において、１は画像形成装置としてのカラー複写機の装置本体、３は原稿を原稿読込部４に搬送する原稿搬送部、４は原稿の画像情報を読み込む原稿読込部、６は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部（露光部）、７は転写紙等の記録媒体Ｐが収納される給紙部、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した着脱ユニットとしてのプロセスカートリッジ（作像部）、１７は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、１８は中間転写ベルト１７上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに転写する２次転写ローラ、２０は記録媒体Ｐ上の未定着画像を定着する定着部、２８は各プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫの現像部に各色のトナーを補給するためのトナー容器、を示す。

ここで、各プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫ（着脱ユニット）は、それぞれ、像担持体としての感光体ドラム１１（被対向部材）、帯電部１２、現像部１３（現像装置）、クリーニング部１５（クリーニング装置）、潤滑剤供給部１６（潤滑剤供給装置）が一体化されたものである（図２を参照できる。）。そして、各プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫは、寿命に達したときに装置本体１に対して交換される。
各プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫにおける感光体ドラム１１（像担持体）上では、それぞれ、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が形成される。

以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿は、原稿搬送部３の搬送ローラによって、原稿台から搬送されて、原稿読込部４のコンタクトガラス上に載置される。そして、原稿読込部４で、コンタクトガラス上に載置された原稿の画像情報が光学的に読み取られる。
詳しくは、原稿読込部４は、コンタクトガラス上の原稿の画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿にて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿のカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部（不図示である。）で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。

そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部６に送信される。そして、書込み部６からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光（露光光）が、それぞれ、対応するプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫの感光体ドラム１１上に向けて照射される。

一方、４つの感光体ドラム１１は、それぞれ、図の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム１１（被対向部材）の表面は、帯電ローラ１２ａ（対向部材）との対向位置で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム１１上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム１１表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部６において、光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応して射出される。図示は省略するが、レーザ光は、ポリゴンミラーに入射して反射した後に、複数のレンズを透過する。複数のレンズを透過した後のレーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。

イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から１番目のプロセスカートリッジ１０Ｙの感光体ドラム１１表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラー（不図示である。）により、感光体ドラム１１の回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電ローラ１２ａにて帯電された後の感光体ドラム１１上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。

同様に、シアン成分のレーザ光は、紙面左から２番目のプロセスカートリッジ１０Ｃの感光体ドラム１１表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から３番目のプロセスカートリッジ１０Ｍの感光体ドラム１１表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から４番目（中間転写ベルト１７の走行方向に対して最も下流側である。）のプロセスカートリッジ１０ＢＫ（黒色用作像部）の感光体ドラム１１表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。

その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム１１表面は、それぞれ、現像部１３との対向位置に達する。そして、各現像部１３から感光体ドラム１１上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム１１上の潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム１１表面は、それぞれ、中間転写ベルト１７との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、中間転写ベルト１７の内周面に当接するように1次転写ローラ１４が設置されている。そして、１次転写ローラ１４の位置で、中間転写ベルト１７上に、感光体ドラム１１上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される（第１転写工程である。）。

そして、第１転写工程後の感光体ドラム１１表面は、それぞれ、クリーニング部１５との対向位置に達する。そして、クリーニング部１５で、感光体ドラム１１上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム１１表面は、潤滑剤供給部１６の位置と除電部（不図示である。）の位置とを順次通過して、感光体ドラム１１における一連の作像プロセスが終了する。

他方、感光体ドラム１１上の各色の画像が重ねて転写された中間転写ベルト１７表面は、図中の矢印方向に走行して、２次転写ローラ１８の位置に達する。そして、２次転写ローラ１８の位置で、記録媒体Ｐ上に中間転写ベルト１７上のフルカラーの画像が２次転写される（第２転写工程である。）。
その後、中間転写ベルト１７表面は、中間転写ベルトクリーニング部（不図示である。）の位置に達する。そして、中間転写ベルト１７上の未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部に回収されて、中間転写ベルト１７上の一連の転写プロセスが完了する。

ここで、２次転写ローラ１８位置の記録媒体Ｐは、給紙部７から搬送ガイド、レジストローラ１９等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙部７から、給紙ローラ８により給送された転写紙Ｐが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ１９に導かれる。レジストローラ１９に達した記録媒体Ｐは、中間転写ベルト１７上のトナー像とタイミングを合わせて、２次転写ローラ１８の位置に向けて搬送される。

その後、フルカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着部２０に導かれる。定着部２０では、定着ローラと加圧ローラとのニップにて、カラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Ｐは、排紙ローラ２９によって装置本体１外に出力画像として排出された後に、排紙部５上にスタックされて、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２にて、画像形成装置の作像部について詳述する。
なお、図２は着脱ユニットとしてのプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫを示す構成図である。各プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫは、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる点を除き、ほぼ同じ構成部材によって構成されている。

図２に示すように、プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫには、像担持体としての感光体ドラム１１と、感光体ドラム１１を帯電する帯電部１２と、感光体ドラム１１上に形成される静電潜像を現像する現像部１３と、感光体ドラム１１上の未転写トナーを回収するクリーニング部１５と、感光体ドラム１１上に潤滑剤を供給する潤滑剤供給部１６と、が、ケース１０ａ（メインケース）等に一体的に収納されている。

ここで、像担持体としての感光体ドラム１１は、負帯電性の有機感光体であって、ドラム状導電性支持体上に感光層等を設けたものである。
図示は省略するが、感光体ドラム１１は、基層としての導電性支持体上に、絶縁層である下引き層、感光層としての電荷発生層及び電荷輸送層、保護層（表面層）が順次積層されている。
感光体ドラム１１の導電性支持体（基層）としては、体積抵抗が１０¹⁰Ωｃｍ以下の導電性材料を用いることができる。
なお、本実施の形態では、Ａ３ノビサイズに対応して、感光体ドラム１１の幅方向（回転軸方向）の長さが３７４ｍｍ程度に設定されている。

帯電部１２は、対向部材としての帯電ローラ１２ａ、クリーニングローラ１２ｂ等で構成されている。帯電ローラ１２ａ（対向部材）は、導電性芯金の外周に中抵抗の弾性層を被覆してなるローラ部材であって、潤滑剤供給部１６に対して感光体ドラム１１の回転方向下流側に配設されている。また、対向部材としての帯電ローラ１２ａは、被対向部材としての感光体ドラム１１（像担持体）に対し幅方向にわたって所定の当接力で当接（接触）するように配設されている。また、クリーニングローラ１２ｂは、帯電ローラ１２ａ上の汚れを除去するためのもので、帯電ローラ１２ａに接触するように配設されている。
そして、このように構成された帯電部１２において、帯電ローラ１２ａには不図示の電源部から所定の電圧が印加されて、これにより対向する感光体ドラム１１の表面を一様に帯電する。
なお、本実施の形態では、クリーニングローラ１２ｂを設置したが、帯電ローラ１２ａの汚れが軽微であるような場合などには、その設置を省くこともできる。

現像部１３（現像装置）は、主として、感光体ドラム１１に対向する現像ローラ１３ａと、現像ローラ１３ａに対向する第１搬送スクリュ１３ｂ１と、仕切部材を介して第１搬送スクリュ１３ｂ１に対向する第２搬送スクリュ１３ｂ２と、現像ローラ１３ａに対向するドクターブレード１３ｃと、で構成される。現像ローラ１３ａは、内部に固設されてローラ周面に磁極を形成するマグネットと、マグネットの周囲を回転するスリーブと、で構成される。マグネットによって現像ローラ１３ａ（スリーブ）上に複数の磁極が形成されて、現像ローラ１３ａ上に現像剤が担持されることになる。
現像部１３内には、キャリアとトナーとからなる２成分現像剤が収容されている。

クリーニング部１５は、潤滑剤供給部１６に対して感光体ドラム１１の回転方向上流側に配設されている。クリーニング部１５には、感光体ドラム１１に当接するクリーニングブレード１５ａ、クリーニング部１５内に回収されたトナーを廃トナーとして廃トナー回収容器（不図示である。）に向けて搬送する搬送コイル１５ｂ、等が設置されている。クリーニングブレード１５ａは、ウレタンゴム等のゴム材料からなり、感光体ドラム１１表面に所定角度かつ所定圧力で当接している。これにより、感光体ドラム１１上に付着する未転写トナー等の付着物が機械的に掻き取られてクリーニング部１５内に回収されることになる。ここで、感光体ドラム１１上に付着する付着物としては、未転写トナーの他に、記録媒体Ｐ（用紙）から生じる紙粉、帯電ローラ１２ａによる放電時に感光体ドラム１１上に生じる放電生成物、トナーに添加されている添加剤、等がある。

潤滑剤供給部１６は、感光体ドラム１１に摺接する発泡弾性層が周設されて感光体ドラム１１上に潤滑剤を供給する潤滑剤供給部材としての潤滑剤供給ローラ１６ａ、潤滑剤供給ローラ１６ａ（発泡弾性層）に摺接する固形潤滑剤１６ｂ、固形潤滑剤１６ｂを潤滑剤供給ローラ１６ａに向けて付勢する付勢部材としての圧縮スプリング１６ｃ、感光体ドラム１１に当接して感光体ドラム１１上に供給された潤滑剤を薄層化（均一化）するブレード部材としての薄層化ブレード１６ｄ（均しブレード）、等で構成される。
潤滑剤供給装置１６は、クリーニング部１５（クリーニングブレード１５ａ）に対して感光体ドラム１１の回転方向下流側（走行方向下流側）であって、帯電部１２に対して感光体ドラム１１の回転方向上流側に配設されている。また、薄層化ブレード１５ｄは、潤滑剤供給ローラ１６ａに対して感光体ドラム１１の回転方向下流側に配設されている。

潤滑剤供給ローラ１６ａは、芯金上に発泡ポリウレタン（ウレタンフォーム）からなる発泡弾性層が形成されたローラ部材であって、その発泡弾性層が感光体ドラム１１表面に当接した状態で図２の時計方向に回転する。これにより、固形潤滑剤１６ｂから潤滑剤供給ローラ１６ａを介して感光体ドラム１１上に潤滑剤が供給される。

ここで、固形潤滑剤１６ｂは、脂肪酸金属亜鉛に無機潤滑剤を含有させて形成したものである。また、脂肪酸金属亜鉛としては、少なくともステアリン酸亜鉛を含んだものが好ましい。また、無機潤滑剤としては、タルク、マイカ、窒化ホウ素のうち少なくとも１つであることが好ましい。
ステアリン酸亜鉛は、代表的なラメラ結晶紛体である。ラメラ結晶は両親媒性分子が自己組織化した層状構造を有していて、せん断力が加わると層間にそって結晶が割れて滑りやすい。したがって、感光体ドラム１１表面を低摩擦係化することができる。すなわち、せん断力を受けて均一に感光体ドラム１１表面を覆っていくラメラ結晶によって、少量の潤滑剤によって効果的に感光体ドラム１１表面を覆うことができる。そして、感光体ドラム１１表面を比較的均等に覆い帯電工程における電気的ストレスから良好に保護できることになる。
また、タルク、マイカ、窒化ホウ素のような板状構造を有する無機潤滑剤を使用することで、クリーニング部１５（クリーニングブレード１５ａ）でのトナーや潤滑剤のすり抜けが生じにくくなり、帯電ローラ１２ａを汚れにくくすることができる。

ブレード部材としての薄層化ブレード１６ｄは、ウレタンゴム等のゴム材料からなる板状部材であって、感光体ドラム１１表面に所定角度かつ所定圧力で当接している。薄層化ブレード１６ｄは、クリーニングブレード１５ａに対して、感光体ドラム１１の回転方向下流側（走行方向下流側）に配設されている。そして、潤滑剤供給ローラ１６ａによって感光体ドラム１１上に供給された潤滑剤は、薄層化ブレード１６ｄによって、感光体ドラム１１上に均一かつ適量に薄層化される。
固形潤滑剤１６ｂを潤滑剤供給ローラ１６ａを介して感光体ドラム１１表面に塗布すると、感光体ドラム１１表面には粉体状の潤滑剤が塗布されるが、この状態のままでは潤滑性は充分に発揮されないため、薄層化ブレード１６ｄが潤滑剤を薄層化・均一化する部材として機能することになる。薄層化ブレード１６ｄにより、感光体ドラム１１上での潤滑剤の皮膜化がおこなわれて、潤滑剤はその潤滑性を充分に発揮することになる。

図２にて、先に述べた作像プロセスをさらに詳しく説明する。
現像ローラ１３ａは、図２中の矢印方向（反時計方向）に回転している。現像部１３内の現像剤は、間に仕切部材を介在するように配設された第１搬送スクリュ１３ｂ１及び第２搬送スクリュ１３ｂ２の回転によって、不図示のトナー補給部によってトナー容器２８から補給されたトナーとともに撹拌混合されながら長手方向に循環する（図２の紙面垂直方向である。）。

そして、摩擦帯電してキャリアに吸着したトナーは、キャリアとともに現像ローラ１３ａ上に担持される。現像ローラ１３ａ上に担持された現像剤は、その後にドクターブレード１３ｃの位置に達する。そして、現像ローラ１３ａ上の現像剤は、ドクターブレード１３ｃの位置で適量に調整された後に、感光体ドラム１１との対向位置（現像領域である。）に達する。

その後、現像領域において、現像剤中のトナーが、感光体ドラム１１表面に形成された静電潜像に付着する。詳しくは、レーザ光Ｌが照射された画像部の潜像電位（露光電位）と、現像ローラ１３ａに印加された現像バイアスとの、電位差（現像ポテンシャル）によって形成される電界によって、トナーが潜像に付着する（トナー像が形成される）。

その後、現像工程にて感光体ドラム１１に付着したトナーは、そのほとんどが中間転写ベルト１７上に転写される。そして、感光体ドラム１１上に残存した未転写のトナーが、クリーニングブレード１５ａによってクリーニング部１５内に回収される。

ここで、図示は省略するが、装置本体１に設けられたトナー補給部は、交換可能に構成されたボトル状のトナー容器２８と、トナー容器２８を保持・回転駆動するとともに現像部１３に新品トナーを補給するトナーホッパ部と、で構成されている。また、トナー容器２８内には、新品のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれかである。）が収容されている。また、トナー容器２８（トナーボトル）の内周面には、螺旋状の突起が形成されている。

なお、トナー容器２８内の新品トナーは、現像部１３内のトナー（既設のトナーである。）の消費にともない、トナー補給口から現像部１３内に適宜に補給されるものである。図示は省略するが、現像部１３内のトナーの消費は、感光体ドラム１１に対向する反射型フォトセンサと、現像部１３の第２搬送スクリュ１３ｂ２の下方に設置された磁気センサと、によって間接的又は直接的に検知される。

以下、図２〜図７等を用いて、本実施の形態において特徴的な、プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫ（着脱ユニット）について詳述する。
先に説明したように、着脱ユニットとしてプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫは、画像形成装置本体１に対して着脱可能に設置されるように構成されている。そして、図２、図４等を参照して、プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫのケース１０ａ（ハウジング）には、被対向部材としての感光体ドラム１１（像担持体）が、不図示の軸受を介して回転可能に保持されている。

ここで、図２〜図７を参照して、本実施の形態では、プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫにおいて露呈する位置に、対向部材としての帯電ローラ１２ａ（帯電部１２）を保持するサブケース１２ｃ（サブハウジング）が配設されている。サブケース１２ｃは、帯電ローラ１２ａ（対向部材）及びクリーニングローラ１２ｂの幅方向（図２の紙面垂直方向であって、図２〜図７における±Ｙ方向である。）の両端部を回転可能に保持した状態で、ケース１０ａに固定保持されている。また、本実施の形態では、対向部材としての帯電ローラ１２ａが、被対向部材としての感光体ドラム１１に対して、幅方向にわたって当接するように設置されている。

詳しくは、図示は省略するが、帯電ローラ１２ａは、軸部上にローラ部が形成されたローラ部材であって、そのローラ部が感光体ドラム１１に対して幅方向にわたって当接している。帯電ローラ１２ａにおける幅方向両端部の軸部は、不図示の軸受（サブケース１２ｃの壁部に形成された係合部に係合されている。）に回転可能に支持されている。また、帯電ローラ１２ａの軸部を支持する軸受は、サブケース１２ｃ内において、不図示の圧縮スプリングによって感光体ドラム１１を圧接する方向に付勢されている。このような構成によって、帯電ローラ１２ａが感光体ドラム１１に対して所定の当接力で当接することになる。
なお、本実施の形態において、帯電ローラ１２ａの軸部を支持する軸受は、クリーニングローラ１２ｂの幅方向両端部の軸部をも回転可能に支持するように構成されている。

また、サブケース１２ｃは、その幅方向両端部がケース１０ａにネジ締結によって両端支持により固定保持され、帯電ローラ１２ａ（及び、クリーニングローラ１２ｂ）を保持した状態でケース１０ａに対して着脱可能に構成されている。
詳しくは、図７を参照して、サブケース１２ｃには、その幅方向両端部に、それぞれ穴部１２ｃ３（ネジ６０が挿通される穴部である。）や位置決め凸部が形成されている。また、図６を参照して、ケース１０ａには、その幅方向両端部に、それぞれ、雌ネジ部１０ａ５や位置決め穴部が形成されている。そして、図３を参照して、ケース１０ａの位置決め穴部にサブケース１２ｃの位置決め凸部を係合させることで、ケース１０ａに対するサブケース１２ｃの位置を定めて、さらにネジ６０を穴部１２ｃ３を介して雌ネジ部１０ａ５に螺合させることで、ケース１０ａに対してサブケース１２ｃをネジ締結により固定保持する。
このように、本実施の形態では、帯電ローラ１２ａ（及び、クリーニングローラ１２ｂ）を保持するサブケース１２ｃが、プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫのケース１０ａ内に内包されることなく、露呈するように形成されているため、ユニットが小型化・軽量化されることになる。また、帯電ローラ１２ａ（及び、クリーニングローラ１２ｂ）を保持するサブケース１２ｃがケース１０ａに対して着脱可能に構成されているため、帯電ローラ１２ａ（及び、クリーニングローラ１２ｂ）のメンテナンスをおこなうときの作業性を高めることができる。
なお、本実施の形態では、ケース１０ａに対してサブケース１２ｃをネジ締結により固定保持したが、その固定方法はこれに限定されることなく、種々の形態のもの（例えば、パッチン止め、マグネットを用いた磁着、等である。）を用いることができる。

そして、本実施の形態におけるプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫ（着脱ユニット）は、サブケース１２ｃに対して感光体ドラム１１（被対向部材）の側に向かう外力（その方向に作用する分力も含むものとする。）が加わったときに、ケース１０ａの一部（ケース対向部としての第１リブ１０ａ１）にサブケースの一部（サブケース対向部としての突起部１２ｃ１）が、幅方向中央部における１箇所（ほぼ中央位置である。）で当接して、感光体ドラム１１に対する帯電ローラ１２ａ（対向部材）の当接力が所定値以上にならないように規制される。換言すると、サブケース１２ｃに対して感光体ドラム１１の側に向かう外力が加わったときに、ケース１０ａの一部にサブケース１２ｃの一部が、幅方向中央部における１箇所で当接して、感光体ドラム１１に対して帯電ローラ１２ａが所定量以上に喰い込まないように規制される。さらに換言すると、サブケース１２ｃに対して感光体ドラム１１の側に向かう外力が加わったときに、ケース１０ａの一部にサブケースの一部が当接して、サブケース１２ｃが所定量以上に変形しないように（撓まないように）規制される。

詳しくは、本実施の形態において、ケース１０ａ（メインケース）やサブケース１２ｃは、ユニットの低コスト化や軽量化に加えて、帯電ローラ１２ａに印加される高圧電圧によって電荷が蓄積されにくいように、金属材料ではなくて、ＰＣ（ポリカーボネート）等の樹脂材料で形成されている。
さらに、図３及び図６を参照して、ケース１０ａには、射出成型後のソリを防止するとともに機械的な強度を確保するために、サブケース１２ｃに向かう方向（±Ｚ方向である。）に延在するように、リブ１０ａ１、１０ａ２が幅方向にわたって複数形成されている。そして、図６を参照して、これらの複数のリブのうち、幅方向中央部に形成された１つのリブ（第１リブ１０ａ１である。）の±Ｚ方向の長さＨ１が、その他のリブ（第２リブ１０ａ２である。）の±Ｚ方向の長さＨ２に比べて、短くなるように形成されている（Ｈ２＞Ｈ１である。）。他方、図３及び図７等を参照して、サブケース１２ｃには、その幅方向中央部に、第１リブ１０ａ１に対向するように突起する突起部１２ｃ１が形成されている。
そして、ケース１０ａの第１リブ１０ａ１がケース対向部として機能して、サブケース１２ｃの突起部１２ｃ１がサブケース対向部として機能して、感光体ドラム１１に対する帯電ローラ１２ａの当接状態が規制されることになる。

さらに具体的に、図４及び図５等を参照して、ケース１０ａにサブケース１２ｃが固定保持された状態で、ケース１０ａの第１リブ１０ａ１（ケース対向部）と、サブケース１２ｃの突起部１２ｃ１（サブケース対向部）と、の隙間βが極めて狭くなるように（又は、軽接触するように）設定されている（例えば、βが０〜１．５ｍｍ程度に設定されている）。

先に説明したように、本実施の形態におけるプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫ（着脱ユニット）は、小型化・軽量化や高メンテナンス性のため、サブケース１２ｃがケース１０ａに対して幅方向両端部でネジ締結されて両端支持により固定保持されるように構成されている。そのため、図８を参照して、着脱操作時において露呈状態にあるサブケース１２ｃ（本実施の形態では、ユニットの下面の一部にサブケース１２ｃが露呈している。）の幅方向中央部に外力がかかるようにユーザーがプロセスカートリッジ１０Ｙを把持したときに、サブケース１２ｃの変形とともに帯電ローラ１２ａが撓んで、帯電ローラ１２ａが感光体ドラム１１に大きな当接力で当接してしまい、感光体ドラム１１や帯電ローラ１２ａがダメージを受けてしまうことになる。特に、本実施の形態におけるプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫ（着脱ユニット）は、Ａ３ノビサイズに対応して幅方向の長さが長く設定されているために、このような不具合が生じやすくなっている。
これに対して、本実施の形態では、上述したように、サブケース１２ｃに対して感光体ドラム１１の側に向かう外力が加わったときに（又は、ケース１０ａに対して帯電ローラ１２ａの側に向かう力が加わったときに）、ケース１０ａの第１リブ１０ａ１にサブケース１２ｃの突起部１２ｃ１が当接して、サブケース１２ｃ（又は、ケース１０ａ）の変形が規制されるため、感光体ドラム１１に対して帯電ローラ１２ａが許容値を超えて当接しないことになる。そのため、感光体ドラム１１や帯電ローラ１２ａがダメージを受ける不具合が確実に軽減されることになる。

なお、本実施の形態では、ケース対向部としての第１リブ１０ａ１と、サブケース対向部としての突起部１２ｃ１と、の数をそれぞれ単数とした。
これに対して、図９、図１０に示すように、ケース対向部としての第１リブ１０ａ１と、サブケース対向部としての突起部１２ｃ１と、の数をそれぞれ複数とすることもできる。具体的に、図９では、第１リブ１０ａ１と突起部１２ｃ１とが、幅方向中央部において２つ（幅方向の範囲をほぼ３等分するように）形成されている。また、第１リブ１０ａ１と突起部１２ｃ１とが、幅方向中央部において３つ（幅方向の範囲をほぼ４等分するように）形成されている。
このような構成により、プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫの幅方向の長さが長く設定されていて、ユーザーが把持する幅方向の位置を特定できないような場合であっても、上述したものと同様の効果を得ることができる。
なお、第１リブ１０ａ１と突起部１２ｃ１とがそれぞれ幅方向中央部において複数形成されているような場合に、第１リブ１０ａ１と突起部１２ｃ１とのそれぞれの隙間βがいずれもほぼ同等になるように形成することが好ましい。

また、本実施の形態におけるプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫ（着脱ユニット）は、感光体ドラム１１（被対向部材）に対して帯電ローラ１２ａ（対向部材）が当接するように構成した。
これに対して、図１１に示すように、感光体ドラム１１（被対向部材）に対して帯電ローラ１２ａ（対向部材）が所定の隙間αをあけて対向するように、プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫ（着脱ユニット）を構成することもできる。このように、帯電ローラ１２ａが感光体ドラム１１に対して非接触で対向する場合には、帯電ローラ１２ａの汚れが軽減されることになる。
そして、図１１のようにプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫを構成した場合に、ケース１０ａの第１リブ１０ａ１（ケース対向部）とサブケース１２ｃの突起部１２ｃ１（サブケース対向部）とが、幅方向中央部における単数又は複数の箇所で、帯電ローラ１２ａと感光体ドラム１１との隙間αよりも狭い隙間βで互いに対向するように形成する（α＞βである。）。詳しくは、サブケース１２ｃに対して感光体ドラム１１（被対向部材）の側に向かう外力が加わったときに、第１リブ１０ａ１（ケース対向部）に突起部１２ｃ１（サブケース対向部）が当接して、感光体ドラム１１に対して帯電ローラ１２ａ（対向部材）が当接しないように規制される、ように構成する。
これにより、先に図８を用いて説明したように、着脱操作時において露呈状態にあるサブケース１２ｃ（又は、ケース１０ａ）の幅方向中央部に外力がかかるようにユーザーがプロセスカートリッジ１０Ｙを把持しても、ケース１０ａの第１リブ１０ａ１にサブケース１２ｃの突起部１２ｃ１が当接して、サブケース１２ｃ（又は、ケース１０ａ）の変形が規制されるため、感光体ドラム１１に対して帯電ローラ１２ａが当接しないことになる。そのため、感光体ドラム１１や帯電ローラ１２ａがダメージを受ける不具合が確実に軽減されることになる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫ（着脱ユニット）が比較的小型になり、サブケース１２ｃとともに帯電ローラ１２ａ（対向部材）が変形して感光体ドラム１１（被対向部材）に当接してしまう不具合や、サブケース１２ｃとともに帯電ローラ１２ａが変形して感光体ドラム１１に所定の当接力を超えて当接してしまう不具合が生じにくくなる。

なお、本実施の形態では、作像部における各部（感光体ドラム１１、帯電部１２、現像部１３、クリーニング部１５、潤滑剤供給部１６である。）を一体化してプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫを構成して、作像部のコンパクト化とメンテナンス作業性の向上とを図っている。
本願において、「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電部と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像部（現像装置）と、像担持体上をクリーニングするクリーニング部とのうち、少なくとも１つと、像担持体とが、一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱可能に設置されるユニットであって、着脱ユニットの１形態であるものと定義する。

また、本実施の形態では、着脱ユニットとしてのプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫに対して本発明を適用したが、本発明の適用はこれに限定されることなく、被対向部材を保持するケースに対して対向部材を保持するサブケースが幅方向両端部で保持固定された着脱ユニットであれば、いかなる形態の着脱ユニット（例えば、定着ローラを保持するケースに対して、加圧ローラを保持するサブケースが幅方向両端部で保持固定された着脱ユニットである。）に対しても本発明を適用することができる。
また、本実施の形態では、ケース対向部として第１リブ１０ａ１を用いて、サブケース対向部として突起部１２ｃ１を用いたが、ケース対向部やサブケース対向部の形態はこれに限定されることなく、種々の形態のものを用いることができる。
そして、これらのような場合であっても、ケースとサブケースとを本実施の形態のものと同様に構成することで、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

１ 画像形成装置本体（装置本体）、
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫ プロセスカートリッジ（着脱ユニット）、
１０ａ ケース（メインケース）、
１０ａ１ 第１リブ（ケース対向部）、
１０ａ２ 第２リブ、
１０ａ５ 雌ネジ部、
１１ 感光体ドラム（像担持体、被対向部材）、
１２ 帯電部、
１２ａ 帯電ローラ（対向部材）、
１２ｃ サブケース、
１２ｃ１ 突起部（サブケース対向部）、
１２ｃ３ 穴部、
１３ 現像部（現像装置）、
１５ クリーニング部、
１６ 潤滑剤供給部（潤滑剤供給装置）、
１６ａ 潤滑剤供給ローラ（潤滑剤供給部材）、
１６ｂ 固形潤滑剤、
６０ ネジ。

特許第４７９４９９５号公報 特開２００８−２６８４４９号公報

Claims (8)

1. 画像形成装置本体に対して着脱可能に設置される着脱ユニットであって、
   当該着脱ユニットのケースに保持された被対向部材と、
   当該着脱ユニットにおいて露呈する位置に配設されるとともに、前記ケースに固定保持されたサブケースと、
   その幅方向両端部が前記サブケースに保持されるとともに、前記被対向部材に対して幅方向にわたって当接する対向部材と、
   を備え、
   前記サブケースに対して前記被対向部材の側に向かう外力が加わったときに、前記ケースのケース対向部に前記サブケースのサブケース対向部が、幅方向中央部における単数又は複数の箇所で当接して、前記被対向部材に対する前記対向部材の当接力が所定値以上にならないように規制されることを特徴とする着脱ユニット。
2. 画像形成装置本体に対して着脱可能に設置される着脱ユニットであって、
   当該着脱ユニットのケースに保持された被対向部材と、
   当該着脱ユニットにおいて露呈する位置に配設されるとともに、前記ケースに固定保持されたサブケースと、
   その幅方向両端部が前記サブケースに保持されるとともに、前記被対向部材に対して幅方向にわたって隙間をあけて対向する対向部材と、
   を備え、
   前記ケースのケース対向部と前記サブケースのサブケース対向部とが、幅方向中央部における単数又は複数の箇所で、前記隙間よりも狭い隙間で互いに対向するように形成されたことを特徴とする着脱ユニット。
3. 前記サブケースに対して前記被対向部材の側に向かう外力が加わったときに、前記ケース対向部に前記サブケース対向部が当接して、前記被対向部材に対して前記対向部材が当接しないように規制されることを特徴とする請求項２に記載の着脱ユニット。
4. 前記ケースは、前記サブケースに向かう方向に延在するリブが幅方向にわたって複数形成され、
   前記ケース対向部は、複数の前記リブのうちの単数又は複数のリブであって、その他のリブに比べて前記サブケースに向かう方向の長さが短くなるように形成され、
   前記サブケース対向部は、前記ケース対向部としてのリブに対向するように突起する突起部であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の着脱ユニット。
5. 前記サブケースは、その幅方向両端部が前記ケースにネジ締結によって固定保持され、前記対向部材を保持した状態で前記ケースに対して着脱可能に構成されたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の着脱ユニット。
6. 前記ケースと前記サブケースとは、いずれも、樹脂材料で形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の着脱ユニット。
7. 前記被対向部材は、その表面にトナー像が形成される像担持体であって、
   前記対向部材は、前記像担持体の表面を帯電する帯電ローラであることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の着脱ユニット。
8. 請求項１〜請求項７のいずれかに記載の着脱ユニットを前記画像形成装置本体に備えたことを特徴とする画像形成装置。

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