JP2018173508A - プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プロセスカートリッジの装着時には、感光体ドラムと現像ローラとの対向距離が高精度に維持されて、プロセスカートリッジの離脱時には、感光体ドラムと現像ローラとが直接的にぶつかる不具合や、現像ローラに担持された現像剤が感光体ドラムに強い力で圧接する不具合などが生じにくい、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１０Ｙの装着時は、規制部材３５による規制が解除されて、現像ローラ１３ａに対して第１対向距離Ｈ１にて対向するように貫通軸５０によって感光体ドラム１１が支持される。これに対して、プロセスカートリッジ１０Ｙの離脱時は、貫通軸５０による支持が解除されて、現像ローラ１３ａに対して第１対向距離Ｈ１よりも大きな第２対向距離Ｈ２にて対向するように規制部材３５によって規制された状態で溝部３１ａによって感光体ドラム１１が支持される。【選択図】図７

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、そこに設置されるプロセスカートリッジと、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着脱可能に設置されて、感光体ドラムや現像ローラなどが設置されたプロセスカートリッジにおいて、感光体ドラムと現像ローラとの対向距離（現像ギャップ）を高精度なものにするために、感光体ドラムの内部に貫通軸（感光体支持軸）を貫通させて、この貫通軸を、感光体ドラムの軸受と、プロセスカートリッジの側板（現像保持面板）に形成された位置決め穴と、に嵌合させる技術が広く知られている（例えば、特許文献１参照。）。

一方、特許文献１には、プロセスカートリッジが画像形成装置本体から離脱された状態であるときに、貫通軸（感光体支持軸）と感光体ドラムの軸受との嵌合や、貫通軸とプロセスカートリッジの側板との嵌合が解除されて、プロセスカートリッジ内において感光体ドラムがルーズに保持されるように、プロセスカートリッジを構成する技術が開示されている。

従来のプロセスカートリッジは、画像形成装置本体に装着された状態であるときに、感光体ドラムを貫通軸（第１支持部材）によって支持することによって、感光体ドラムと現像ローラとの対向距離（現像ギャップ）を高精度に維持する効果が大いに期待できる。
しかし、プロセスカートリッジが画像形成装置本体から離脱された状態で、プロセスカートリッジ内において感光体ドラムがルーズに保持されるときに、感光体ドラムと現像ローラとの対向距離が小さくなって、双方の部材が直接的にぶつかったり、現像ローラに担持された現像剤が感光体ドラムに強い力で圧接してしまったりする可能性があった。そして、そのような場合には、感光体ドラムや現像ローラの表面が傷ついてしまったり、現像ローラに担持された現像剤がダメージを受けてしまったりすることになる。

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、プロセスカートリッジが画像形成装置本体に装着された状態であるときには、感光体ドラムと現像ローラとの対向距離が高精度に維持されて、プロセスカートリッジが画像形成装置本体から離脱された状態であるときには、感光体ドラムと現像ローラとが直接的にぶつかる不具合や、現像ローラに担持された現像剤が感光体ドラムに強い力で圧接する不具合などが生じにくい、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。

この発明におけるプロセスカートリッジは、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であって、感光体ドラムと、前記感光体ドラムに対向するように配置された現像ローラと、を備え、前記感光体ドラムは、当該プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着された状態では、規制部材による規制が解除されて、前記現像ローラに対して第１対向距離にて対向するように第１支持部材によって支持されて、当該プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体から離脱された状態では、前記第１支持部材による支持が解除されて、前記現像ローラに対して前記第１対向距離よりも大きな第２対向距離にて対向するように前記規制部材によって規制された状態で第２支持部材によって支持されるものである。

本発明によれば、プロセスカートリッジが画像形成装置本体に装着された状態であるときには、感光体ドラムと現像ローラとの対向距離が高精度に維持されて、プロセスカートリッジが画像形成装置本体から離脱された状態であるときには、感光体ドラムと現像ローラとが直接的にぶつかる不具合や、現像ローラに担持された現像剤が感光体ドラムに強い力で圧接する不具合などが生じにくい、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。 プロセスカートリッジとその近傍とを示す構成図である。 画像形成装置本体に装着されたプロセスカートリッジの要部を示す概略図である。 （Ａ）画像形成装置本体に装着されたプロセスカートリッジの要部を示す斜視図と、（Ｂ）画像形成装置本体から離脱されるプロセスカートリッジの要部を示す斜視図と、（Ｃ）感光体ドラムが離脱されたプロセスカートリッジの要部を示す斜視図と、である。 （Ａ）画像形成装置本体に装着されたプロセスカートリッジにおける感光体ドラムと現像ローラとを示す概略図と、（Ｂ）画像形成装置本体から離脱されたプロセスカートリッジにおける感光体ドラムと現像ローラとを示す概略図と、である。 画像形成装置本体から離脱された、従来のプロセスカートリッジにおける感光体ドラムと現像ローラとを示す概略図である。 （Ａ）プロセスカートリッジの感光体ドラムに貫通軸が挿入される前の状態を示す図と、（Ｂ）プロセスカートリッジの感光体ドラムに貫通軸が挿入されたときの状態を示す図と、である。 変形例１としての、（Ａ）プロセスカートリッジの感光体ドラムに貫通軸が挿入される前の状態を示す図と、（Ｂ）プロセスカートリッジの感光体ドラムに貫通軸が挿入されたときの状態を示す図と、である。 変形例２としての、（Ａ）プロセスカートリッジの感光体ドラムに貫通軸が挿入される前の状態を示す図と、（Ｂ）プロセスカートリッジの感光体ドラムに貫通軸が挿入されたときの状態を示す図と、である。 変形例３としての、プロセスカートリッジから感光体ドラムが離脱された状態を示す斜視図である。 図１０のプロセスカートリッジにおいて、（Ａ）感光体ドラムに貫通軸が挿入される前の状態を示す図と、（Ｂ）感光体ドラムに貫通軸が挿入されたときの状態を示す図と、である。

以下、この発明を実施するための形態について、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及び図２にて、画像形成装置１における全体の構成・動作について説明する。
図１は、実施の形態における画像形成装置１を示す全体構成図である。図２は、図１の画像形成装置１に設置されたイエロー用のプロセスカートリッジ１０Ｙ（作像部）の構成を示す断面図である。
なお、４つのプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫ（作像部）は、作像プロセスに用いられるトナーＴの色が異なる以外はほぼ同一構造であるので、図２（及び、後述する図３〜図１１）ではイエロー用のプロセスカートリッジ１０Ｙのみを代表的に図示する。

図１において、１は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機、２は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、３は原稿Ｄを原稿読込部４に搬送する原稿搬送部、４は原稿Ｄの画像情報を読み込む原稿読込部、７は用紙等のシートが収容される給紙部、９はシートの搬送タイミングを調整するレジストローラ、を示す。
また、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫは各色（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プロセスカートリッジ、１６は各プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫの感光体ドラム上に形成されたトナー像を中間転写ベルト１７上に重ねて転写する１次転写バイアスローラ、を示す。
また、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上のトナー像をシート上に転写するための２次転写バイアスローラ、１９は中間転写ベルト１７を清掃する中間転写ベルトクリーニング部、２０はシート上のトナー像（未定着画像）を定着する定着装置、を示す。

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Ｄは、原稿搬送部３の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部４のコンタクトガラス５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５上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。

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２に送信される。そして、書込み部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光Ｌ（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の表面に向けて発せられる。

一方、４つのプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫの感光体ドラム１１（図２を参照できる。）は、それぞれ、所定の回転方向（反時計方向）に回転している。そして、まず、感光体ドラム１１の表面は、帯電ローラ１２との対向部で、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（−９００Ｖ程度である。）が形成される。その後、帯電された感光体ドラム１１の表面は、それぞれのレーザ光Ｌの照射位置に達する。
書込み部２において、４つの光源から画像信号に対応したレーザ光Ｌが各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光Ｌ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Ｌは、紙面左側から１番目の感光体ドラム１１（像担持体）の表面に照射される。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１２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（−５０〜１００Ｖ程度の露光電位が形成される。）が形成される。

同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から２番目の感光体ドラム１１の表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から３番目の感光体ドラム１１の表面に照射されて、シアン成分の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番目の感光体ドラム１１の表面に照射されて、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の表面は、それぞれ、現像装置１３（現像ローラ１３ａ）との対向位置に達する。そして、各現像装置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てトナー像が形成される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム１１の表面は、それぞれ、中間転写ベルト１７との対向部（１次転写ニップ）に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト１７の内周面に当接するように１次転写バイアスローラ１６が設置されている。そして、１次転写バイアスローラ１６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（１次転写工程である。）。

そして、１次転写工程後の感光体ドラム１１の表面は、それぞれ、クリーニング装置１４との対向位置に達する。そして、この位置で、クリーニングブレード１４ａとクリーニングブラシローラ１４ｂとによって感光体ドラム１１上に残存する未転写トナーが機械的に除去されて、除去された未転写トナーがクリーニング装置１４内に回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム１１の表面は、潤滑剤供給装置１５、除電部の位置を順次通過して、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上の各色のトナーが重ねて転写（担持）された中間転写ベルト１７は、図１の時計方向に走行して、２次転写バイアスローラ１８との対向位置（２次転写ニップ）に達する。そして、２次転写バイアスローラ１８との対向位置で、シート（用紙）に中間転写ベルト１７上に担持されたカラーのトナー像が転写される（２次転写工程である。）。
その後、中間転写ベルト１７の表面は、中間転写ベルトクリーニング部１９の位置に達する。そして、中間転写ベルト１７上に付着した未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部１９に回収されて、中間転写ベルト１７における一連の転写プロセスが終了する。

ここで、中間転写ベルト１７と２次転写バイアスローラ１８との間（２次転写ニップである。）に搬送されるシートは、給紙部７からレジストローラ９等を経由して搬送されるものである。
詳しくは、シートを収納する給紙部７から、給紙ローラ８により給送されたシートが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ９（タイミングローラ）に導かれる。レジストローラ９に達したシートは、タイミングを合わせて、２次転写ニップに向けて搬送される。

そして、フルカラー画像が転写されたシートは、搬送ベルトによって定着装置２０に導かれる。定着装置２０では、定着ベルトと加圧ローラとのニップにて、カラー画像（トナー）がシート上に定着される。
そして、定着工程後のシートは、排紙ローラによって、装置本体１外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセス（画像形成動作）が完了する。

次に、図２にて、プロセスカートリッジ１０Ｙについて詳述する。
図２に示すように、プロセスカートリッジ１０Ｙは、感光体ドラム１１と、帯電ローラ１２（帯電装置）と、現像装置１３と、クリーニング装置１４と、潤滑剤供給装置１５と、が一体的にユニットとして構成されている。プロセスカートリッジ１０Ｙは、画像形成装置本体１に対して着脱可能（交換可能）に設置されていて、適宜に画像形成装置本体１から取り出されて新品のものに交換されたり修理がされたりすることになる。

ここで、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。
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、表面層（保護層）が順次積層されている。
感光体ドラム１１は、メインモータによって図２の反時計方向に回転駆動される。

図２を参照して、帯電ローラ１２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状部材であって、感光体ドラム１１に対して微小なギャップをあけて対向するように設置されている。帯電ローラ１２には帯電用電源部から所定の電圧（帯電バイアス）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。

現像装置１３は、主として、感光体ドラム１１に対向するように配置された現像ローラ１３ａと、現像ローラ１３ａに対向する第１搬送スクリュ１３ｂと、仕切部材を介して第１搬送スクリュ１３ｂに対向する第２搬送スクリュ１３ｃと、現像ローラ１３ａに対向するドクターブレード１３ｄ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Ｇが担持されることになる。現像装置１３内には、キャリアＣとトナーＴとからなる２成分現像剤Ｇが収容されている。

現像ローラ１３ａは、メインモータによる駆動によって、図２中の矢印方向に回転する。現像装置１３内の現像剤Ｇ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１３ｂ及び第２搬送スクリュ１３ｃの矢印方向の回転によって、トナー補給部６１、６２からトナー補給口を介して補給されたトナーＴとともに撹拌混合されながら長手方向（図２の紙面垂直方向である。）に循環する。
そして、摩擦帯電してキャリアＣに吸着したトナーＴは、キャリアＣとともに現像ローラ１３ａに担持される。現像ローラ１３ａ上に担持された現像剤Ｇは、その後にドクターブレード１３ｄの位置に達する。そして、現像ローラ１３ａ上の現像剤Ｇは、ドクターブレード１３ｄ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Ｇ中のトナーＴが、感光体ドラム１１の表面に形成された静電潜像に付着して、所望のトナー像が形成される。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（−５００Ｖ程度である。）と、の電位差（現像ポテンシャル）によって形成される電界（現像電界）によって、トナーＴが潜像に付着する。
ここで、画像形成装置本体１に設けられたトナー補給部は、交換可能に構成されたトナーボトル６１と、トナーボトル６１を保持・回転駆動するとともに現像装置１３に新品トナーＴを補給するトナーホッパ部６２と、で構成されている。また、トナーボトル６１内には、新品のトナーＴ（図２では、イエローのトナーである。）が収容されている。また、トナーボトル６１の内周面には、螺旋状の突起が形成されている。
なお、トナーボトル６１内の新品トナーＴは、現像装置１３内のトナーＴ（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装置１３内に適宜に補給されるものである。現像装置１３内のトナーＴの消費は、現像装置１３の第２搬送スクリュ１３ｃの下方に設置された磁気センサによって間接的又は直接的に検知される。

図２を参照して、クリーニング装置１４には、感光体ドラム１１の表面に当接して感光体ドラム１１の表面をクリーニングするクリーニングブレード１４ａと、感光体ドラム１１の表面に当接しながら所定方向に回転して感光体ドラム１１の表面をクリーニングするクリーニングブラシローラ１４ｂと、が設置されている。

図２を参照して、潤滑剤供給装置１５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ローラ１５ａ、潤滑剤供給ローラ１５ａに摺接する固形潤滑剤１５ｂ、潤滑剤供給ローラ１５ａに対して固形潤滑剤１５ｂを付勢する圧縮スプリング１５ｃ、固形潤滑剤１５ｂや圧縮スプリング１５ｃを収納するホルダ１５ｄ、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）する薄層化ブレード１５ｆ（ブレード部材）、等で構成される。
このように構成された潤滑剤供給装置１５によって、感光体ドラム１１の表面に潤滑剤が供給されて、感光体ドラム１１やクリーニングブレード１４ａの磨耗・劣化が軽減されることになる。

以下、本実施の形態におけるプロセスカートリッジ１０Ｙ（画像形成装置１）において、特徴的な構成・動作について説明する。
先に図２を用いて説明したように、プロセスカートリッジ１０Ｙは、画像形成装置本体１に対して着脱可能に設置されるユニットであって、感光体ドラム１１や現像ローラ１３ａが設置されている。
プロセスカートリッジ１０Ｙは、感光体ドラム１１（又は、現像ローラ１３ａ）の回転軸方向（図２の紙面垂直方向であって、図３の上下方向である。）を着脱方向として、画像形成装置本体１に対して着脱されることになる。

図３に示すように、現像ローラ１３ａは、所定の現像ギャップ（第１対向距離Ｈ）をあけて感光体ドラム１１に対向するように配置されている。この現像ギャップ（第１対向距離Ｈ）は、比較的強くて安定した現像電界を形成して高画質なトナー像を形成するために、ある程度狭くて高精度に管理されるべきものである。
感光体ドラム１１は、その回転軸方向両端部にそれぞれ軸受１１ａを具備している。詳しくは、軸受１１ａとして機能するフランジが、感光体ドラム１１の主部として機能する円筒状のドラム部の両端部にそれぞれ圧入接着されている。感光体ドラム１１の軸受１１ａには、後述する貫通軸５０（第１支持部材）が挿通されることになる。

ここで、図３、図７等に示すように、プロセスカートリッジ１０Ｙには、現像装置１３（現像ローラ１３ａ）の側から感光体ドラム１１に向けて突出する規制部材３５が設けられている。この規制部材３５は、現像工程（作像プロセス）の障害とならないように、現像装置１３の筐体における作像領域の領域外に設置されている。

そして、本実施の形態におけるプロセスカートリッジ１０Ｙにおいて、感光体ドラム１１は、図４（Ａ）、図５（Ａ）、図７（Ｂ）に示すように、プロセスカートリッジ１０Ｙが画像形成装置本体１に装着された状態では、規制部材３５による規制が解除されて、現像ローラ１３ａに対して第１対向距離Ｈ１（狙いの現像ギャップである。）にて対向するように第１支持部材としての貫通軸５０によって支持される。
これに対して、感光体ドラム１１は、図４（Ｂ）、図５（Ｂ）、図７（Ａ）に示すように、プロセスカートリッジ１０Ｙが画像形成装置本体１から離脱された状態では、貫通軸５０（第１支持部材）による支持が解除されて、現像ローラ１３ａに対して第２対向距離Ｈ２（第１対向距離Ｈ１よりも大きな対向距離である。）にて対向するように規制部材３５によって規制された状態で第２支持部材としての溝部３１ａによって支持される。

すなわち、本実施の形態におけるプロセスカートリッジ１０Ｙは、画像形成装置本体１にセットされた状態では、感光体ドラム１１と現像ローラ１３ａとの間に狙いの現像ギャップ（第１対向距離Ｈ１）が形成されて、画像形成装置本体１から取り出された状態では、感光体ドラム１１と現像ローラ１３ａとの間に狙いの現像ギャップよりも広いギャップ（第２対向距離Ｈ２）が形成されるように構成されている。

詳しくは、図３、図４等を参照して、プロセスカートリッジ１０Ｙの回転軸方向（図２の紙面垂直方向であって、図３の上下方向である。）の両端部には、一対の側板３１（面板）が設けられている。
この一対の側板３１は、現像ローラ１３ａの回転軸方向両端部（軸部）をそれぞれ支持するものである。詳しくは、側板３１に形成された現像ローラ１３ａ用の位置決め穴に、現像ローラ１３ａの軸部が挿入されている。このような構成により、現像ローラ１３ａは、一対の側板３１によって位置決めされることになる。
また、一対の側板３１には、それぞれ、感光体ドラム１１（貫通軸５０）用の位置決め穴が形成されている。そして、プロセスカートリッジ１０Ｙが画像形成装置本体１に装着された状態で、第１支持部材としての貫通軸５０が、感光体ドラム１１の回転中心軸に沿うように感光体ドラム１１の内部を貫通して軸受１１ａに挿入されて、その位置決め穴に嵌合することになる。このような構成により、感光体ドラム１１は、貫通軸５０が貫通された状態で、一対の側板３１によって位置決めされることになる。
なお、貫通軸５０（第１支持部材）は、プロセスカートリッジ１０Ｙの着脱方向（感光体ドラム１１の回転軸方向である。）と同じ方向に起立するように、画像形成装置本体１に固定して設置されている。

ここで、側板３１において、現像ローラ１３ａ用の位置決め穴と、感光体ドラム１１（貫通軸５０）用の位置決め穴と、は双方の位置関係（特に、穴中心間距離である。）が極めて高精度に形成されている。これにより現像ローラ１３ａと感光体ドラム１１との間に、狙いの現像ギャップ（第１対向距離Ｈ）を高精度に形成することができる。そのため、比較的強くて安定した現像電界を形成した状態で現像工程をおこない、高画質なトナー像を形成することができる。

また、一対の側板３１には、それぞれ、現像ローラ１３ａに対する対向距離（ギャップ）を可変できるように感光体ドラム１１の軸受１１ａが緩装される第２支持部材としての溝部３１ａが形成されている。
詳しくは、図４（Ｃ）、図５等を参照して、溝部３１ａ（第２支持部材）は、感光体ドラム１１の軸受１１ａの外径よりも大きな内径部（半円筒状の部分である。）を有するように、側板３１に形成されている。また、溝部３１ａは、画像形成装置本体１から離脱された状態のプロセスカートリッジ１０Ｙに対して感光体ドラム１１を着脱できるように、内径部から離脱方向（上方）に延在するようにガイド部が形成されて、そのガイド部の離脱方向の終端部が側板３１に対して上方に開口している。すなわち、側板３１の内側には、略Ｕ字状の溝部３１ａが形成されている。また、本実施の形態において、溝部３１ａには、その内径部と同軸になるように、感光体ドラム１１（貫通軸５０）用の位置決め穴が形成されている。

そして、図４（Ａ）に示すように、感光体ドラム１１が貫通軸５０（第１支持部材）によって支持されているとき（プロセスカートリッジ１０Ｙが画像形成装置本体１にセットされているとき）には、溝部３１ａ（内径部）は、感光体ドラム１１の軸受１１ａに接触しない。

なお、貫通軸５０は、プロセスカートリッジ１０Ｙが画像形成装置本体１に装着される動作（図７（Ａ）の状態から図７（Ｂ）の状態に変化する動作である。）に連動して、軸受１１ａ及び位置決め穴（貫通軸用の位置決め穴）に嵌合することになる。これに対して、貫通軸５０は、プロセスカートリッジ１０Ｙが画像形成装置本体１から離脱される動作（図７（Ｂ）の状態から図７（Ａ）の状態に変化する動作である。）に連動して、軸受１１ａ及び位置決め穴（貫通軸用の位置決め穴）との嵌合が解除されることになる。

一方、図４（Ｂ）に示すように、感光体ドラム１１が貫通軸５０（第１支持部材）によって支持されていないとき（プロセスカートリッジ１０Ｙが画像形成装置本体１から取り出されているとき）には、溝部３１ａ（内径部）が感光体ドラム１１の軸受１１ａに接触して、第２支持部材として機能する溝部３１ａ（内径部）によって感光体ドラム１１が支持されることになる。

このとき、溝部３１ａ（内径部）は、軸受１１ａの外径に対して大きな内径で形成されているため、そのままでは、感光体ドラム１１が溝部３１ａにルーズに保持された状態になり、図６に示すように、溝部３１ａ（内径部）と軸受１１ａとのガタに応じて、感光体ドラム１１が現像ローラ１３ａに近接してしまう可能性がある。すなわち、感光体ドラム１１と現像ローラ１３ａとの対向距離Ｈ´（ギャップ）がゼロになったり小さくなり過ぎてしまったりする可能性がある。そして、そのような場合には、感光体ドラム１１と現像ローラ１３ａとが直接的にぶつかって、それらの表面が傷ついてしまう不具合や、現像ローラ１３ａに担持された現像剤Ｇが感光体ドラム１１に強い力で圧接してしまって、現像ローラ１３ａに担持された現像剤Ｇがダメージを受けてしまう不具合、などが生じてしまうことになる。

これに対して、本実施の形態では、溝部３１ａ（内径部）が軸受１１ａの外径に対して大きな内径で形成されていても、感光体ドラム１１を溝部３１ａで支持するとき（感光体ドラム１１が貫通軸５０によって支持されていないとき）に、規制部材３５が感光体ドラム１１（軸受１１ａ）に当接して、感光体ドラム１１が現像ローラ１３ａに近づかないようにしている。具体的に、規制部材３５が感光体ドラム１１（軸受１１ａ）に当接して、感光体ドラム１１と現像ローラ１３ａとの対向距離（第２対向距離Ｈ２）が第１対向距離Ｈ１よりも大きくなるように構成している（Ｈ１＜Ｈ２）。
そのため、溝部３１ａ（第２支持部材）によって感光体ドラム１１を支持しているときに、感光体ドラム１１と現像ローラ１３ａとが直接的にぶつかって、それらの表面が傷ついてしまう不具合や、現像ローラ１３ａに担持された現像剤Ｇが感光体ドラム１１に強い力で圧接してしまって、現像ローラ１３ａに担持された現像剤Ｇがダメージを受けてしまう不具合、などが生じにくくなる。

また、本実施の形態では、プロセスカートリッジ１０Ｙが画像形成装置本体１から取り出された状態で、感光体ドラム１１は貫通軸５０ではなくて溝部３１ａに保持された状態であるため、プロセスカートリッジ１０Ｙに対して感光体ドラム１１を比較的容易に着脱することができる。具体的に、図４（Ｃ）に示すように、感光体ドラム１１は溝部３１ａのガイド部に沿うように上下方向に移動されて、プロセスカートリッジ１０Ｙに対して着脱されることになる。
これにより、プロセスカートリッジ１０Ｙに対して感光体ドラム１１のみを交換する作業などを容易におこなうことができる。また、そのようにプロセスカートリッジ１０Ｙに対して感光体ドラム１１を着脱するときに、上述した規制部材３５によって、現像ローラ１３ａと感光体ドラム１１とのギャップは広くなっているため、双方の部材がぶつかってしまう不具合も生じにくくなる。

なお、規制部材３５は、プロセスカートリッジ１０Ｙが画像形成装置本体１から離脱される動作（図７（Ｂ）の状態から図７（Ａ）の状態に変化する動作である。）に連動して、感光体ドラム１１に直接的又は間接的に当接して、感光体ドラム１１を現像ローラ１３ａから離れる方向に押動することになる。
これに対して、規制部材３５は、プロセスカートリッジ１０Ｙが画像形成装置本体１に装着される動作（図７（Ａ）の状態から図７（Ｂ）の状態に変化する動作である。）に連動して、感光体ドラム１１に対する離れる方向（現像ローラ１３ａから離れる方向である。）への押動が解除されることになる。

以下、図７を用いて、画像形成装置本体１にプロセスカートリッジ１０Ｙを装着するときの動作について、詳しく説明する。
図７（Ａ）に示すように、画像形成装置本体１にプロセスカートリッジ１０Ｙが完全に装着されていないとき（貫通軸５０が感光体ドラム１１に挿入される前である。）には、感光体ドラム１１の軸受１１ａ（フランジ）の角部に規制部材３５が当接した状態になり、感光体ドラム１１（軸受１１ａ）が規制部材３５によって押動（規制）されて現像ローラ１３ａから離れた位置（第２対向距離Ｈ２）で溝部３１ａに保持されることになる。
なお、プロセスカートリッジ１０Ｙの一端側の側板３１の溝部３１ａ（規制部材３５が設置されていない側である。）には、感光体ドラム１１を他端側に向けて付勢する圧縮スプリング４０（付勢部材）が設置されている。これにより、感光体ドラム１１が一対の側板３１の溝部３１ａの間で回転軸方向にガタなく保持されることになり、感光体ドラム１１の回転軸方向の位置が定まり、感光体ドラム１１を規制部材３５に狙いの位置で当接させることができる。

そして、図７（Ｂ）に示すように、画像形成装置本体１にプロセスカートリッジ１０Ｙが完全に装着されるとき（貫通軸５０が感光体ドラム１１に挿入されるときである。）には、貫通軸５０に設けた段差部が軸受１１ａに嵌合することにより、感光体ドラム１１が圧縮スプリング４０の付勢力に抗するように回転軸方向（下方）に押動される。これにより、感光体ドラム１１（軸受１１ａ）が規制部材３５に接触しない位置まで移動して、規制部材３５による規制（押動）が解除されることになる。そして、貫通軸５０が両端部の軸受１１ａ及び位置決め穴に嵌合した状態（感光体ドラム１１が貫通軸５０によって支持された状態である。）で、感光体ドラム１１と現像ローラ１３ａとの狙いの現像ギャップ（第１対向距離Ｈ１）が確保されることになる。
なお、画像形成装置本体１からプロセスカートリッジ１０Ｙを離脱するときには、上述した装着時の動作と逆の動作がおこなわれることになる。

なお、本実施の形態において、第２支持部材を、感光体ドラム１１とともに、プロセスカートリッジ１０Ｙに対して着脱可能に構成することもできる。具体的に、側板３１において溝部３１ａ（第２支持部材）が形成された部分を、感光体ドラム１１の枠体の一部として構成するとともに、側板３１に対して上下方向に移動して着脱できるように構成して、プロセスカートリッジ１０Ｙに対して感光体ドラム１１とともに着脱できるようにすることもできる。

＜変形例１＞
図８（Ａ）は、変形例１としてのプロセスカートリッジ１０Ｙの感光体ドラム１１に貫通軸５０が挿入される前の状態を示す図であって、本実施の形態における図７（Ａ）に対応する図である。また、図８（Ｂ）は、そのプロセスカートリッジ１０Ｙの感光体ドラム１１に貫通軸５０が挿入されたときの状態を示す図であって、本実施の形態における図７（Ｂ）に対応する図である。
図８に示すように、変形例１におけるプロセスカートリッジ１０Ｙに設置された規制部材３５は、第１突出部３５ａ、第２突出部３５ｂ、圧縮スプリング３５ｃ、などで構成されている。第１突出部３５ａは回転軸方向両端部にそれぞれ形成されており、第２突出部３５ｂは回転軸方向の一端側（貫通軸５０が挿入される手前側であって、第１突出部３５ａよりも手前側である。）のみに形成されている。２つの第１突出部３５ａと第２突出部３５ｂとは１つの部材として一体的に形成されていて、この部材を現像ローラ１３ａの側から感光体ドラム１１の側に付勢するように圧縮スプリング３５ｃが設置されている。規制部材３５は、作像プロセスを妨げないように作像領域の領域外に配置されている。

以下、図８を用いて、変形例１において、画像形成装置本体１にプロセスカートリッジ１０Ｙを装着するときの動作について、詳しく説明する。
図８（Ａ）に示すように、画像形成装置本体１にプロセスカートリッジ１０Ｙが完全に装着されていないとき（貫通軸５０が感光体ドラム１１に挿入される前である。）には、圧縮スプリング３５ｃによって付勢された規制部材３５の第１突出部３５ａが感光体ドラム１１（軸受１１ａ）に当接した状態になり、感光体ドラム１１（軸受１１ａ）が規制部材３５（第１突出部３５ａ）によって押動されて現像ローラ１３ａから離れた位置（第２対向距離Ｈ２）で溝部３１ａに保持されることになる。このとき、規制部材３５の第２突出部３５ｂは、貫通軸５０に当接していない状態である。
そして、図８（Ｂ）に示すように、画像形成装置本体１にプロセスカートリッジ１０Ｙが装着されるとき（貫通軸５０が感光体ドラム１１に挿入されるときである。）には、規制部材３５の第２突出部３５ｂが貫通軸５０に接触して、第２突出部３５ｂが圧縮スプリング３５ｃの付勢力に抗するように貫通軸５０に押動されて、第１突出部３５ａ（規制部材３５）が感光体ドラム１１（軸受１１ａ）に接触しない位置まで移動する。これにより、規制部材３５による規制が解除されることになる。そして、貫通軸５０が両端部の軸受１１ａ及び位置決め穴に嵌合した状態（感光体ドラム１１が貫通軸５０によって支持された状態である。）で、感光体ドラム１１と現像ローラ１３ａとの狙いの現像ギャップ（第１対向距離Ｈ１）が確保されることになる。
なお、画像形成装置本体１からプロセスカートリッジ１０Ｙを離脱するときには、上述した装着時の動作と逆の動作がおこなわれることになる。
このように構成した場合であっても、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。特に、変形例１では、規制部材３５（第１突出部３５ａ）が回転軸方向両端部にそれぞれ設けられているため、感光体ドラム１１と現像ローラ１３ａとの第２対向距離Ｈ２を確保した状態で、感光体ドラム１１を溝部３１ａにバランスよく保持することができる。

＜変形例２＞
図９（Ａ）は、変形例２としてのプロセスカートリッジ１０Ｙの感光体ドラム１１に貫通軸５０が挿入される前の状態を示す図であって、本実施の形態における図７（Ａ）に対応する図である。また、図９（Ｂ）は、そのプロセスカートリッジ１０Ｙの感光体ドラム１１に貫通軸５０が挿入されたときの状態を示す図であって、本実施の形態における図７（Ｂ）に対応する図である。
図９に示すように、変形例２におけるプロセスカートリッジ１０Ｙに設置された規制部材３５は、回転軸方向両端部にそれぞれ設置されている。また、感光体ドラム１１の軸受１１ａは、その外周面に凹部１１ａ１が形成されている。また、プロセスカートリッジ１０Ｙの一端側の側板３１の溝部３１ａ（規制部材３５が設置されていない側である。）には、感光体ドラム１１を他端側に向けて付勢する圧縮スプリング４０が設置されている。

以下、図９を用いて、変形例２において、画像形成装置本体１にプロセスカートリッジ１０Ｙを装着するときの動作について、詳しく説明する。
図９（Ａ）に示すように、画像形成装置本体１にプロセスカートリッジ１０Ｙが完全に装着されていないとき（貫通軸５０が感光体ドラム１１に挿入される前である。）には、圧縮スプリング４０によって上方に付勢された感光体ドラム１１（軸受１１ａ）の位置が定められて、軸受１１ａの大径部（凹部１１ａ１が形成されていない外周面である。）に規制部材３５が当接した状態になり、感光体ドラム１１（軸受１１ａ）が規制部材３５によって押動されて現像ローラ１３ａから離れた位置（第２対向距離Ｈ２）で溝部３１ａに保持されることになる。
そして、図９（Ｂ）に示すように、画像形成装置本体１にプロセスカートリッジ１０Ｙが装着されるとき（貫通軸５０が感光体ドラム１１に挿入されるときである。）には、貫通軸５０に設けた段差部が軸受１１ａに嵌合することにより、感光体ドラム１１が圧縮スプリング４０の付勢力に抗するように下方に押動される。これにより、軸受１１ａの凹部１１ａ１が規制部材３５に対向（又は、軽接触）する位置まで移動して、規制部材３５による規制が解除されることになる。そして、貫通軸５０が両端部の軸受１１ａ及び位置決め穴に嵌合した状態（感光体ドラム１１が貫通軸５０によって支持された状態である。）で、感光体ドラム１１と現像ローラ１３ａとの狙いの現像ギャップ（第１対向距離Ｈ１）が確保されることになる。
なお、画像形成装置本体１からプロセスカートリッジ１０Ｙを離脱するときには、上述した装着時の動作と逆の動作がおこなわれることになる。
このように構成した場合であっても、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。特に、変形例２でも、変形例１と同様に、規制部材３５が回転軸方向両端部にそれぞれ設けられているため、感光体ドラム１１と現像ローラ１３ａとの第２対向距離Ｈ２を確保した状態で、感光体ドラム１１を溝部３１ａにバランスよく保持することができる。

＜変形例３＞
図１０は、変形例３としてのプロセスカートリッジ１０Ｙから感光体ドラム１１が離脱された状態を示す斜視図であって、本実施の形態における図４（Ｃ）に対応する図である。また、図１１（Ａ）は、変形例３としてのプロセスカートリッジ１０Ｙの感光体ドラム１１に貫通軸５０が挿入される前の状態を示す図であって、本実施の形態における図７（Ａ）に対応する図である。また、図１１（Ｂ）は、そのプロセスカートリッジ１０Ｙの感光体ドラム１１に貫通軸５０が挿入されたときの状態を示す図であって、本実施の形態における図７（Ｂ）に対応する図である。
図１０、図１１に示すように、変形例３におけるプロセスカートリッジ１０Ｙに着脱可能に設置される感光体ドラム１１には、軸受１１ａが一体化された取っ手３８が設けられている。ユーザーは、取っ手３８を把持した状態で感光体ドラム１１をプロセスカートリッジ１０Ｙに対して着脱することができるため、感光体ドラム１１の着脱操作性を高めることができる。
そして、変形例３では、図１１（Ａ）に示すように、規制部材３５が取っ手３８を介して感光体ドラム１１に間接的に当接して、感光体ドラム１１を現像ローラ１３ａから離れる方向に押動するように構成されている。
このように構成した場合であっても、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。なお、変形例３では、規制部材３５を取っ手３８を介して感光体ドラム１１に間接的に当接するように構成したが、規制部材３５をそれ以外の部材（例えば、感光体ドラム１１を回転可能に保持する枠体である。）を介して感光体ドラム１１に間接的に当接するように構成することもできる。

以上説明したように、本実施の形態におけるプロセスカートリッジ１０Ｙ（画像形成装置１）は、プロセスカートリッジ１０Ｙが画像形成装置本体１に装着された状態では、規制部材３５による規制が解除されて、現像ローラ１３ａに対して第１対向距離Ｈ１にて対向するように貫通軸５０（第１支持部材）によって感光体ドラム１１が支持される。これに対して、プロセスカートリッジ１０Ｙが画像形成装置本体１から離脱された状態では、貫通軸５０による支持が解除されて、現像ローラ１３ａに対して第１対向距離Ｈ１よりも大きな第２対向距離Ｈ２にて対向するように規制部材３５によって規制された状態で溝部３１ａ（第２支持部材）によって感光体ドラム１１が支持される。
これにより、プロセスカートリッジ１０Ｙが画像形成装置本体１に装着された状態であるときには、感光体ドラム１１と現像ローラ１３ａとの対向距離（現像ギャップ）が高精度に維持されて、プロセスカートリッジ１０Ｙが画像形成装置本体１から離脱された状態であるときには、感光体ドラム１１と現像ローラ１３ａとが直接的にぶつかる不具合や、現像ローラ１３ａに担持された現像剤Ｇが感光体ドラム１１に強い力で圧接する不具合などを生じにくくすることができる。

なお、本実施の形態では、感光体ドラム１１と帯電ローラ１２（帯電装置）と現像装置１３とクリーニング装置１４と潤滑剤供給装置１５とを一体化してプロセスカートリッジ１０Ｙ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。しかし、プロセスカートリッジの構成はこれに限定されることなく、少なくとも、感光体ドラム１１と現像ローラ１３ａ（現像装置１３）とが一体化されたものであれば、本発明を適用することができる。
そして、そのような場合にも、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
なお、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装置と、感光体ドラム（像担持体）上に形成された潜像を現像する現像装置と、感光体ドラム上をクリーニングするクリーニング装置と、のうち少なくとも１つと、感光体ドラムとが、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と定義する。

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（画像形成装置本体）、
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫ プロセスカートリッジ、
１１ 感光体ドラム（像担持体）、
１１ａ 軸受（フランジ）、
１３ 現像装置、
１３ａ 現像ローラ（現像剤担持体）、
３１ 側板（面板）、
３１ａ 溝部（第２支持部材）、
３５ 規制部材、
３８ 取っ手、
４０ 圧縮スプリング（付勢部材）、
５０ 貫通軸（第１支持部材）、
Ｈ１ 第１対向距離、 Ｈ２ 第２対向距離。

特許第５０８１５４７号公報

Claims (7)

1. 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であって、
   感光体ドラムと、
   前記感光体ドラムに対向するように配置された現像ローラと、
   を備え、
   前記感光体ドラムは、
   当該プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着された状態では、規制部材による規制が解除されて、前記現像ローラに対して第１対向距離にて対向するように第１支持部材によって支持されて、
   当該プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体から離脱された状態では、前記第１支持部材による支持が解除されて、前記現像ローラに対して前記第１対向距離よりも大きな第２対向距離にて対向するように前記規制部材によって規制された状態で第２支持部材によって支持されることを特徴とするプロセスカートリッジ。
2. 前記感光体ドラムは、その回転軸方向両端部にそれぞれ軸受を具備し、
   前記現像ローラの回転軸方向両端部をそれぞれ支持するとともに、前記現像ローラに対する対向距離を可変できるように前記感光体ドラムの前記軸受が緩装される前記第２支持部材をそれぞれ具備した一対の側板を備え、
   前記第１支持部材は、前記感光体ドラムの回転中心軸に沿うように前記感光体ドラムの内部を貫通して前記軸受に挿入されて、前記一対の側板にそれぞれ形成された位置決め穴に嵌合する貫通軸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. 前記貫通軸は、前記画像形成装置本体に設置されて、当該プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着される動作に連動して前記軸受及び前記位置決め穴に嵌合して、当該プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体から離脱される動作に連動して前記軸受及び前記位置決め穴との嵌合が解除され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. 前記第２支持部材は、前記軸受の外径よりも大きな内径部を有するように前記側板に形成された溝部であって、
   前記溝部は、前記画像形成装置本体から離脱された状態の当該プロセスカートリッジに対して前記感光体ドラムを着脱できるように、前記内径部から離脱方向に延在するようにガイド部が形成されて、前記ガイド部の離脱方向の終端部が前記側板に対して開口していることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のプロセスカートリッジ。
5. 前記規制部材は、
   当該プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体から離脱される動作に連動して、前記感光体ドラムに直接的又は間接的に当接して前記感光体ドラムを前記現像ローラから離れる方向に押動して、
   当該プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着される動作に連動して、前記感光体ドラムに対する前記離れる方向への押動が解除される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プロセスカートリッジ。
6. 前記第２支持部材は、前記感光体ドラムとともに、当該プロセスカートリッジ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５のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
7. 請求項１〜請求項６のいずれかに記載のプロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に設置されたことを特徴とする画像形成装置。

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