JP3940919B2 - 現像カートリッジの変形防止装置及びこれを備える現像カートリッジ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナーを収容すると共に感光体ドラムに形成された潜像をトナーで現像するための、レーザービームプリンタ、デジタル複写機等の画像形成装置で使用する現像カートリッジに係り、特に現像カートリッジを一方向に付勢して位置決めする際に生じる現像カートリッジの端面の変形を防止する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ロータリー現像ユニットを備える従来のレーザービームプリンタの構造を説明する（例えば、特許文献１、特許文献２および特許文献３参照。）。このロータリー現像ユニットを備えるレーザービームプリンタでは、各々色の異なるトナーを収容した複数の現像カートリッジがロータリー現像ユニットにセットされている。印刷時には、ロータリー現像ユニットを回転しながら必要な色の現像カートリッジを感光体ドラムに隣接させて、感光体ドラムに形成された潜像にトナーを担持させ、このトナーを感光体ドラムから転写ベルトを介してシート（印刷媒体）に転写して定着する。
【０００３】
現像カートリッジには供給ローラと現像ローラとが設けられており、トナーは、供給ローラを介して現像ローラに供給され、現像ローラから感光体ドラムに供給される。また、現像ローラの回転軸にハス歯ギアを設けて、これと噛み合う同じくハス歯ギアで構成されるアイドルギアとの作用により現像ローラをギアの位置する側へ付勢させて、現像カートリッジを度当てに当接させることにより、現像カートリッジの長手方向の位置を決定している。
【０００４】
ところで、現像カートリッジは、そのハウジングが通常熱可塑性のプラスチック材料で構成されている。そのため、回転するギアなどの種々の構成要素の駆動に基づく摩擦等に起因する発熱により軟化し、荷重が掛かっているハウジング部分が変形しやすい。特に、前述したアイドルギアの支持軸は、現像カートリッジの端面に支持されており、ハス歯ギアの作用により現像ローラがギア側へ付勢されるとき、その反作用でアイドルギアの支持軸は、現像カートリッジの端面を押し込むように作用する。このような荷重が掛かると、熱により軟化した現像カートリッジの端面が押し込まれて変形してしまうという問題を生じる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２００２−２６８３１９号公報
【特許文献２】
特開平１０−３２４８号公報
【特許文献３】
特開平８−１２９３０６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、アイドルギアの支持軸が現像カートリッジの端面を押し込む力に抗して、熱により軟化した現像カートリッジの端面が変形しないようにする現像カートリッジの変形防止装置及びこれを備える現像カートリッジを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の第１の態様に係る現像カートリッジの変形防止装置は、複数の現像カートリッジを装着した状態で回転軸の周囲で回転することにより、選択された現像カートリッジを画像形成装置における感光体ドラムに隣接させて該現像カートリッジ内のトナーを感光体ドラムに移行可能なロータリー現像ユニットで使用する現像カートリッジであって、該現像カートリッジが、周面及び該周面の両側の２つの端面を有するハウジングと、該ハウジング内に形成され、トナーを収容するトナー収容部と、前記トナー収容部に隣接して設けられ、その回動軸が前記２つの端面に回転可能に支持される供給ローラと、前記供給ローラの周面に接する周面を有し、その回転軸が前記２つの端面に回転可能に支持される現像ローラと、前記現像ローラの回転軸の一端側に設けられ、周面にハス歯が形成される第１ギア部分を備える現像ローラ駆動ギアと、前記現像ローラ駆動ギアの第１ギア部分と同じ側に設けられ、前記ハウジングの端面に固定して設けられる支持軸に対して回転自在に設けられ、周面に前記第１ギアと歯合するハス歯が形成され、駆動源から駆動力を受け前記第１ギアへ動力を伝達する中間ギアとを備え、前記現像ローラ駆動ギアの第１ギアのハス歯と前記中間ギアのハス歯の形成方向は、前記現像ローラを前記第１ギア側へ付勢する方向で形成されており、前記中間ギアの支持軸に対して、その軸線方向への移動が規制された状態で変形防止装置が設けられ、前記変形防止装置は前記中間ギアが設けられている側のハウジングの端面の外面に当接し、前記変形防止装置は、前記中間ギアの支持軸の断面よりも十分に広い面積で前記ハウジングの端面の外面に当接する圧力分散板を備え、前記中間ギアの支持軸には押さえ部が固定されており、前記第１ギアからの反作用を受けた前記中間ギアが前記ハス歯に起因して前記押さえ部を付勢し、該押さえ部により前記圧力分散板は前記ハウジングの端面の外面に押し付けられていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の第２の態様に係る現像カートリッジの変形防止装置は、複数の現像カートリッジを装着した状態で回転軸の周囲で回転することにより、選択された現像カートリッジを画像形成装置における感光体ドラムに隣接させて該現像カートリッジ内のトナーを感光体ドラムに移行可能なロータリー現像ユニットで使用する現像カートリッジであって、該現像カートリッジが、周面及び該周面の両側の２つの端面を有するハウジングと、該ハウジング内に形成され、トナーを収容するトナー収容部と、前記トナー収容部に隣接して設けられ、その回動軸が前記２つの端面に回転可能に支持される供給ローラと、前記供給ローラの周面に接する周面を有し、その回転軸が前記２つの端面に回転可能に支持される現像ローラと、前記供給ローラの回転軸の一端側に設けられ、周面に平歯が形成される供給ローラ駆動ギアと、前記現像ローラの回転軸の一端側に設けられ、周面に前記供給ローラ駆動ギアと歯合する平歯が形成される第２ギア部分と、前記第２ギア部分と隣接して設けられ、周面にハス歯が形成される第１ギア部分とを備える現像ローラ駆動ギアと、前記現像ローラ駆動ギアの第１ギア部分と同じ側に設けられ、前記ハウジングの端面に固定して設けられる支持軸に対して回転自在に設けられ、周面に前記第１ギアと歯合するハス歯が形成され、駆動源から駆動力を受け前記第１ギアへ動力を伝達する中間ギアとを備え、前記現像ローラ駆動ギアの第１ギアのハス歯と前記中間ギアのハス歯の形成方向は、前記現像ローラを前記第１ギア側へ付勢する方向で形成されており、前記中間ギアの支持軸に対して、その軸線方向への移動が規制された状態で変形防止装置が設けられ、前記変形防止装置は前記中間ギアが設けられている側のハウジングの端面の外面に当接し、前記変形防止装置は、前記中間ギアの支持軸の断面よりも十分に広い面積で前記ハウジングの端面の外面に当接する圧力分散板を備え、前記中間ギアの支持軸には押さえ部が固定されており、前記第１ギアからの反作用を受けた前記中間ギアが前記ハス歯に起因して前記押さえ部を付勢し、該押さえ部により前記圧力分散板は前記ハウジングの端面の外面に押し付けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
現像ローラ駆動ギアの第１ギアのハス歯と中間ギアのハス歯との噛み合い作用により、現像ローラは第１ギア側へ付勢され、その反作用で中間ギアの支持軸はハウジングの端面を押し込むように作用する。本願第１の態様又は第２の態様によれば、中間ギアの支持軸にその軸線方向への移動が規制された状態で変形防止装置が設けられ、変形防止装置が中間ギアが設けられている側のハウジングの端面の外面に当接して設けられている。従って、中間ギアの支持軸に掛かるハウジング端面を押し込む方向の力は、変形防止装置に分散され、変形防止装置がハウジング端面の外面へ平均的に該力を分散させることにより、ハウジング端面が局部的に変形することを防止することができる。
【００１１】
本態様によれば、中間ギアの回転力は支持軸には伝達されず、従って変形防止装置にも回転力が生じない。変形防止装置である圧力分散板には、中間ギアの支持軸がハウジング端面を押し込む力だけが伝達され、この力が中間ギアの支持軸の断面よりも十分に広い面積に分散されることで、ハウジング端面の単位面積当たりに掛かる圧力が軽減されてハウジング端面の変形を防止することができる。
【００１２】
また、本態様によれば、中間ギアの支持軸がハウジングの端面を押し込む力は、支持軸に固定された押さえ部を介して圧力分散板に伝えられ、上記同様にハウジング端面に分散される結果、ハウジング端面の変形を防止することができる。
【００１３】
また、本発明の第３の態様に係る現像カートリッジの変形防止装置は、前記第１の態様または第２の態様において、前記圧力分散板は金属プレート板であることを特徴とするものである。
本態様によれば、中間ギア周辺の既存の構造のハウジング端面の外面側に金属プレート板を後で設けるだけで、現像カートリッジの変形を有効に防止することができる。
【００１４】
また、本発明の第４の態様に係る現像カートリッジは、前記第１〜第３のいずれかの態様に係る現像カートリッジの変形防止装置を備えることを特徴とするものである。
本態様によれば、熱的影響により端面が変形しない現像カートリッジを提供することができるから、供給ローラ及び現像ローラの滑らかな回転を維持することができ、従って安定したトナー供給を長期間に亘って実現することができる。
【００１５】
また、本発明の第５の態様に係る画像形成装置は、第４の態様に係る現像カートリッジが用いられるものである。これにより、高品質の画像を安定して得るとこができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る現像カートリッジの変形防止装置を装備する画像形成装置を示す側断面図であり、図２は、ロータリー現像ユニットの斜視図であり、図３は、上部ハウジング部材と下部ハウジング部材とを矢印の方向に開けた状態を示す斜視図であり、図４は、現像カートリッジの側断面図である。また図５は、２つの現像カートリッジに注目して、ロータリー現像ユニットが（ａ）に示す状態から（ｂ）に示す状態に回転したときの各現像カートリッジ内のトナーの動きを示す説明図である。更に図６の（ａ）はローラ支持フレームの全体を示す正面図であり、（ｂ）はローラ支持フレームの左側部分の拡大図であり、（ｃ）はローラ端シール部材及びローラ支持フレーム周辺を示す側断面図であり、また図７の（ａ）は図３における現像ローラの左側を破断して軸が支持されている様子を示し、（ｂ）は図３における現像ローラ５５の右側を破断して軸が支持されている様子を示す断面図である。更に図８は、ローラ支持フレームと、これに支持される供給ローラ及び現像ローラを示す斜視図である。
【００１７】
本発明が適用される画像形成装置１では、装置本体３内に感光体ドラム５が矢印７の方向に回転自在に設けられている。感光体ドラム５の周りには回転方向７に沿って、帯電手段である帯電器９、現像手段である現像カートリッジを保持するロータリー現像ユニット１１およびクリーニング部１３がそれぞれ配置されている。帯電器９は帯電バイアス回路（図示省略）から帯電バイアスが印加されており、感光体ドラム５の外周面を均一に帯電させることができる。
【００１８】
ロータリー現像ユニット１１の下方には露光ユニット１５が設けられ、露光ユニット１５からは帯電器９によって帯電された感光体ドラム５の外周面に向けてレーザ光Ｌが照射される。この露光ユニット１５は、画像形成指令を画像展開して得られる画像データに応じてレーザ光Ｌを感光体ドラム５上に走査露光して、感光体ドラム５上に画像形成指令に対応する静電潜像を形成する。
【００１９】
このように形成された静電潜像はロータリー現像ユニット１１によってトナー現像される。すなわち、本実施の形態ではロータリー現像ユニット１１として、イエロー用の現像カートリッジ１２Ｙ、シアン用の現像カートリッジ１２Ｃ、マゼンタ用の現像カートリッジ１２Ｍ、およびブラック用の現像カートリッジ１２Ｋがロータリー現像ユニット１１の回転軸３１を中心に回転自在に設けられている。これらの現像カートリッジ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋは現像ユニット１１の周方向での位置が決定されることで、感光体ドラム５に対して選択的に隣接し、トナーを感光体ドラム５の表面に供給することができる。これにより、感光体ドラム５上の静電潜像が選択されたトナー色で顕像化される。図１ではイエロー用の現像カートリッジ１２Ｙがトナーを感光体ドラム５に供給している状態を示している。尚、本明細書において、現像カートリッジについてその「上」または「下」の語を使用する場合、図１の現像カートリッジ１２Ｙの向きを基準とし、現像カートリッジについて「左」または「右」の語を使用する場合、図３に示した現像カートリッジの向きを基準とする。
【００２０】
ロータリー現像ユニット１１からクリーニング部１３にかけての上方には転写ユニット１９が設けられている。転写ユニット１９は、複数のローラに掛け渡された中間転写ベルト２１と、中間転写ベルト２１を回転駆動させる駆動部（図示省略）とを備えている。現像ユニット１１で現像されたトナー像は、一次転写領域１７で転写ユニット１９の中間転写ベルト２１上に一次転写される。また感光体ドラム５は、一次転写領域１７から図１の矢印７で示す回転方向に回転した位置で、クリーニング部１３によって、一次転写後に感光体ドラム５の外周面に残留して付着しているトナーが掻き落とされる。
【００２１】
カラー画像をシート部材Ｓに転写する場合には、感光体ドラム５上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト２１上に重ね合わせてカラー画像を形成すると共に、二次転写領域２３において、カセット２５から取り出されたシート部材Ｓ上にカラー画像を二次転写する。このようにしてカラー画像が形成されたシート部材Ｓは定着ユニット２７を経由して装置本体３の上面部に設けられた排出トレイ部２９上へ搬送される。
【００２２】
次に、図１の画像形成装置１に装備されたロータリー現像ユニット１１の構成およびその動作について説明する。図２に示す如く、ロータリー現像ユニット１１は中心に回転軸３１を有し、該回転軸３１の周囲には互いに９０度の角度の間隔で形成された４つのフレーム要素３３から構成される支持フレーム３５が回転軸３１に固定して設けられている。各フレーム要素３３の間には収納部３７が形成されており、各収納部３７に対して前述の４色の現像カートリッジ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ及び１２Ｋが収納され、図示しない固定金具によって支持フレーム３３に固定されている。尚図２では、簡略のため現像カートリッジ１２Ｙのみを示している。
【００２３】
回転軸３１には図示しない駆動部がクラッチを介して接続されており、この駆動部を駆動することで支持フレーム３５を回転させ、４つの現像カートリッジ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋのうち、いずれか一つの現像カートリッジを選択的に感光体ドラム５と対向する現像位置（図１中、現像カートリッジ１２Ｙの位置）に位置決めできるように構成されている。
【００２４】
支持フレーム３５に保持される現像カートリッジ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋは、いずれも同一の構成を有している。従ってここでは、現像カートリッジ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋを総称して現像カートリッジ１２として、以下説明する。
現像カートリッジ１２は、上部ハウジング部材４１と下部ハウジング部材４２が一体的に組み合わされて、本体となるハウジング４３が形成されている。
【００２５】
図３に示す如く、ハウジング４３内にはトナーを収容するためのトナー収容部４５が形成されており、トナー収容部４５には、トナー４７を撹拌するための複数の傾斜した撹拌片５１が形成されている。ロータリー現像ユニット１１が回転軸３１を中心として回転するときに、トナー４７が撹拌片５１に沿って落下することによりトナー収容部４５内でトナー４７が撹拌されるようになっている。
【００２６】
またトナー収容部４５には、表面がウレタンスポンジで形成された供給ローラ５３（Ｓローラともいう）が、金属製の回転軸１３９に支持された状態でハウジング４３に対して回転可能な状態で配置されている。図３及び図４に示す如く、供給ローラ５３の外側には現像ローラ５５（Ｄローラとも云う）が供給ローラ５３と接触し且つ金属製の回転軸１３５に支持された状態で、ハウジング４３に対して回転可能に設けられている。供給ローラ５３がハウジング４３内に収納されたトナー４７をその表面に担持した状態で矢印（図４）の方向に回転するとき、現像ローラ５５はその外周面に供給ローラ５３からトナー４７を受け取りながら、供給ローラ５３より低速で図４の矢印の方向へ回転するようになっている。この例では供給ローラ５３が現像ローラ５５の１．５倍の速度で回転するようになっている。尚、供給ローラ５３及び現像ローラ５５には、後述する機構により帯電バイアスが印加され帯電可能となっている。
【００２７】
図４に示す如く、現像ローラ５５は感光体ドラム５と接触しながら回転し、現像ローラ５５に担持されたトナー４７は、現像位置３９において感光体ドラム５の表面に付着するようになる。このようにして、トナー４７は供給ローラ５３から現像ローラ５５の表面に擦り付けられて、所定厚み（例えば約１０μｍ〜２０μｍ）のトナー層を形成し、このトナー層が同様にして感光体ドラム５へ移行する。
【００２８】
図２に戻り、ハウジング４３を構成する上部ハウジング部材４１の上面５７には、トナー収容部４５内の空気を大気と流通させるための連通孔６１が形成されており、連通孔６１には、空気は通過するがトナーは通過しない大きさの多数の微孔が形成されたシール６３が貼付されている。このようなトナー収容部４５内との空気連通手段を上部ハウジング部材４１の上面５７に設けることにより、ロータリー現像ユニット１１が回転軸３１を中心として回転するとき、トナー４７の落下現象によりその下側の空気が連通孔６１から押し出されるため、トナー収容部４５内の空気を入れ替えることができる。
【００２９】
図５は現像カートリッジ１２Ｃと現像カートリッジ１２Ｋとに注目して、ロータリー現像ユニット１１が図５（ａ）に示す状態から図５（ｂ）に示す状態に回転したときの各現像カートリッジ１２Ｃ、１２Ｋ内のトナー４７の動きを示すものである。尚、図５（ａ）、（ｂ）ではシール６３は図示を省略してある。
【００３０】
図５（ａ）において、現像カートリッジ１２Ｋ内のトナー４７Ｋは下部ハウジング部材４２側に位置し、その後図５（ｂ）に示す位置までロータリー現像ユニット１１が回転すると、現像カートリッジ１２Ｋ内のトナー４７Ｋは上部ハウジング部材４１側へ落下するように移動し、その時、トナー収容部４５内の空間の領域６５の空気は上側から覆い被さるように落下してくるトナー４７Ｋによって連通孔６１から追い出されるようになる。
【００３１】
このようにトナー収容部４５内の空気が連通孔６１を介して自由に流通可能とすることにより、トナー収容部４５内のトナー４７が消費されていく過程でも、トナー収容部４５内が負圧とならず、トナー収容部４５内の圧力を常に大気圧と等しくしておくことができる。またトナー収容部４５の近くに熱発生源が存在する場合でも、トナー収容部４５内の空気がこの熱発生源からの熱で膨張して加圧状態になることを防止することができる。従ってトナー収容部４５内の圧力の影響を排除して、トナー収容部４５からのトナーの供給状態を常に一定に維持することができる。
【００３２】
次に現像カートリッジ１２における現像ローラ５５の周辺構造について図４、図６、図８を参照しながら説明する。現像カートリッジ１２のハウジング４３にはローラ支持フレーム７５が固定されている。ローラ支持フレーム７５は全体が金属で構成されており、図６（ａ）に示す如く、下枠部７７と、下枠部７７の両端から９０度屈曲して形成される側枠部７９ａ、７９ｂと、側枠部７９ａ、７９ｂの各上端にネジ８１で接続されている上枠部８３とから構成されている。そして下枠部７７、上枠部８３及び２つの側枠部７９ａ、７９ｂによって囲まれた領域には現像ローラ５５が配置可能となっている。
【００３３】
また図６に示す如く、下枠部７７には、ブレード固定フレーム８５が複数の固定ネジ８７によって取り付けられており、該ブレード固定フレーム８５と下枠部７７との間には図４に示す如く、リン青銅でできたブレード支持プレート８９が設けられている。ブレード支持プレート８９の先端側の上面にはゴムや樹脂部材等で構成される規制ブレード９１が貼付されており、該規制ブレード９１は、ブレード支持プレート８９自体のバネ復帰作用と、ブレード支持プレート８９の先端側の下側に設けられるバックアップスポンジ９３（図４参照）の弾性復帰作用とにより、現像ローラ５５の周面に対してその長手方向に亘って一定圧で押圧されている。
【００３４】
規制ブレード９１は、トナー４７がこれと摩擦することによって同じ極性に帯電するという機能を有する。このようにして現像ローラ５５に対して所定極性に帯電されたトナーが供給され、感光体ドラム５上の静電潜像を現像ローラ５５上のトナー４７によって現像することができる。
【００３５】
また規制ブレード９１は、現像ローラ５５の周面に付着したトナー４７を、例えば厚みが最終的に２０μｍ程度になるように平均的に馴らす機能を有する。従って、現像ローラ５５の長手方向でのトナー４７の厚みを均一にするため、規制ブレード９１が現像ローラ５５の周面に対してその長手方向に亘って一定圧で押圧されていることが現像カートリッジ１２にとって重要なことである。
【００３６】
このような規制ブレード９１の現像ローラ５５への押圧力の平均化を担保するために、上述したようにローラ支持フレーム７５の構成要素として上枠部８３を追加し、ローラ支持フレーム７５が閉ループ構造となるようにしている。
【００３７】
即ち、このような閉ループ構造を採用し、現像ローラ５５と規制ブレード９１とをユニット化することにより、ローラ支持フレーム７５の保形性が高くなるから、現像カートリッジ１２をロータリー現像ユニット１１の収納部３７に装着したり、そこから脱着するときにローラ支持フレーム７５に相当の力が加わったとしても、現像ローラ５５の周面と規制ブレード９１との位置関係はその長手方向に亘って変化しにくくなる。これにより規制ブレード９１はその長さ方向に亘り、常に一定の力で現像ローラ５５の周面に押圧し続けるから、現像ローラ５５の周面でのトナー４７の分布が現像ローラ５５の長さ方向で偏ることを防止することができ、色の濃淡のムラ等の印刷不良を防止することができる。
【００３８】
次にローラ支持フレーム７５を下部ハウジング部材４２に取り付ける構造について、図７（ａ）（ｂ）を参照しながら説明する。図７（ａ）は図３における現像ローラ５５の左側を破断して回転軸１３５が支持されている様子を示し、図７（ｂ）は図３における現像ローラ５５の右側を破断して回転軸１３５が支持されている様子を示す。
【００３９】
図７（ａ）（ｂ）に示す如く、下部ハウジング部材４２の端面９５ａ、９５ｂには各々供給ローラ用貫通穴（図示せず）と現像ローラ用貫通穴９９とが形成されており、端面９５ａ、９５ｂの外側には軸保持部材１０１ａ、１０１ｂが設けられている。
【００４０】
また現像ローラ５５の回転軸１３５の両端部は、軸保持部材１０１ａ、１０１ｂから現像ローラ用貫通穴９９内へ延びる軸保持部１０５に回転可能に支持されている。図７（ａ）に示す如く、下部ハウジング部材４２の左側の端面９５ａにはネジ１０７のネジ山よりも若干小さな２つの孔１０６が形成されており、そこに座金１０８を介してネジ１０７が強制的にねじ込まれることにより、左側の軸保持部材１０１ａと下部ハウジング部材４２の左側の端面９５ａとが固定されている。またローラ支持フレーム７５における左側の側枠部７９ａにも、下部ハウジング部材４２の左側の端面９５ａの孔１０６と整合する位置にネジ１０７用の２つの孔が形成されているが、これらの孔はネジ１０７のネジ山よりも大きいばか孔１０９となっており、ここにネジ１０７が入り込んでいる。
【００４１】
一方、図７（ｂ）に示す如く、下部ハウジング部材４２の右側の端面９５ｂにはネジ１１１のネジ山よりも大きな２つのばか孔１１３が形成されており、ローラ支持フレーム７５における右側の側枠部７９ｂには、整合する位置にネジ１１１用の雌ネジが形成された２つのネジ孔１１５が形成されている。そして右側の軸保持部材１０１ｂに形成された孔からばか孔１１３及びネジ孔１１５にネジ１１１をねじ込むことにより、右側の軸保持部材１０１ｂ、下部ハウジング部材４２の右側の端面９５ｂ及び右側の側枠部７９ｂが一体に固定される。
【００４２】
このような構成の結果として、ハウジング４３とローラ支持フレーム７５との関係は、右側においてはハウジングの長手方向への移動が規制されるように互いに固定されているが、左側においてはローラ支持フレーム７５の側枠部７９ａが下部ハウジング部材の端面９５ａに対して固定されていないため、両者は互いの影響を受けることなくハウジングの長手方向に自由に移動することが可能となる。
【００４３】
かかる構成を採用する理由は、ハウジング４３を構成する樹脂の方が、ローラ支持フレーム７５を構成する金属よりも熱膨張係数が大きいので、熱変化によりハウジング４３とローラ支持フレーム７５との間で伸縮差（ハウジング４３の方が伸縮差が大きい）を生じるが、このような伸縮差による影響をなくすためである。即ち、上記構成を採用することによりハウジング４３とローラ支持フレーム７５との伸縮差の違いによるローラ支持フレーム７５の歪みを防止することができるから、ローラ支持フレーム７５に設けられる現像ローラ５５の外周面への規制ブレード９１の当接圧力を、その長手方向に亘って一定に維持し続けることができ、長手方向に亘ってムラのないトナー供給が実現される。
【００４４】
尚、図７（ａ）（ｂ）では明瞭に示されていないが、下部ハウジング部材４２の端面９５ａとローラ支持フレーム７５の側枠部７９ａとの間は、下部ハウジング部材４２が最も縮んだ状態でも両者の間に僅かに隙間が形成されているように設計されている。
【００４５】
次にハウジング４３内のトナー収納部４５から外部へのトナー４７の飛散を防止する構造について説明する。図４に示す如く現像ローラ５５の上方には、ローラ支持フレーム７５の上枠部８３に対して飛散防止シール部材１１７が固定されており、飛散防止シール部材１１７の他端側は、下部ハウジング部材４２に固定されているバックアップスポンジ１１９によって現像ローラ５５側へ押し付けられている。これにより現像ローラ５５と上枠部８３との間からのトナー４７の外部への飛散を防止している。
【００４６】
またローラ支持フレーム７５の上枠部８３の内側にはシール部材１２１が貼付されており、該シール部材１２１が下部ハウジング部材４２との間の隙間を塞いでおり、これによりバックアップスポンジ１１９を通過したトナー４７の外部への飛散を防止している。
【００４７】
更に図６（ｃ）、図８に示す如く、現像ローラ５５の周面の両端部にはローラ端シール部材１２３が当接し、現像ローラ５５の端部からのトナー４７の外部への飛散を防止している。図８中の一部拡大図に示す如く、ローラ端シール部材１２３は、上側の低摩擦機能部材１２５と下側の粉体シール機能部材１２７とが貼り合わされた２重構造である。上側の低摩擦機能部材１２５は、例えばフジロン７０００（登録商標）（フジコー株式会社製）などのように現像ローラ５５との接触面の回転摩擦抵抗をなるべく小さくし、回転摩耗に対する耐久性に優れた材質で構成されている。また下側の粉体シール機能部材１２７は、例えば羊毛フェルトのようにトナーなどの粉体に対するシール機能性に優れた材質で構成されている。
【００４８】
このようなローラ端シール部材１２３の基端側はブレード支持プレート８９又は下枠部７７に固定されており、ローラ端シール部材１２３の先端側は、下部ハウジング部材４２によって下側から支持されているが、下部ハウジング部材４２には固定されておらず、自由端となっている。
【００４９】
ローラ端シール部材１２３の先端側を自由端とすることにより、現像ローラ５５の両端の周面とローラ端シール部材１２３との接触状態が経時的に微妙に変化するため、ローラ端シール部材１２３の同じ箇所だけが溝状に磨り減ってしまい、シール性能が低下するということを回避することができる。
【００５０】
次に供給ローラ５３及び現像ローラ５５の駆動機構について図９〜図１２を参照しながら説明する。図９は、供給ローラ及び現像ローラの駆動系を示す現像カートリッジの側面図であり、図１０は、供給ローラ及び現像ローラの駆動系を示す現像カートリッジの部分斜視図であり、図１１は、現像カートリッジの右側端面を示す正面図であり、図１２は、アイドルギアの回転軸の長手方向軸線に沿った断面図である。
【００５１】
図９において符号１２９はロータリーギアを示し、ロータリーギア１２９は、ロータリー現像ユニット１１の各収納部３７の端面から内向きに形成されたピン１２８（図２参照）に挿入されて設けられている。ロータリーギア１２９は、図示しない駆動源に接続されており、後述するアイドルギア１３１等を介して供給ローラ及び現像ローラに駆動力を伝達する。
【００５２】
図９に示す如く、ロータリーギア１２９は隣接する中間ギアであるアイドルギア１３１に歯合しており、アイドルギア１３１は、現像カートリッジ１２のハウジング４３の右側端面１３０（図３において右側に位置する端面）に固定して設けられる支持軸１３３に対して回転自在に設けられている。アイドルギア１３１は、現像ローラ５５の回転軸１３５に設けられる現像ローラ駆動ギア１３７にも歯合しており、現像ローラ駆動ギア１３７は、供給ローラ５３の回転軸１３９に設けられる供給ローラ駆動ギア１４１に歯合している。
【００５３】
現像ローラ駆動ギア１３７は、外側に位置しハス歯ギアの形態を有する第１ギア部分１４３と、内側に位置し平歯ギアの形態を有する第２ギア部分１４５との２つのギア部分から構成されている。第２ギア部分１４５は、第１ギア部分１４３に隣接し、第１ギア部分１４３より若干小さな外径寸法を有する。図９に示す如く、当該現像カートリッジ１２の出荷時に、アイドルギア１３１と現像ローラ駆動ギア１３７とが歯合する部分の上側にはグリス１３８が供給されており、使用されることで各ギアの回転時にグリス１３８がギアの周面を介して全てのギアに行き渡るようにしてある。尚、グリスを設ける位置は他のギア同士が歯合する部分の上側でもよい。
【００５４】
アイドルギア１３１は、現像ローラ駆動ギア１３７における第１ギア部分１４３と歯合可能なハス歯ギアの形態を有し、またロータリーギア１２９も、アイドルギア１３１と歯合可能なハス歯ギアの形態を有している。一方供給ローラ駆動ギア１４１は平歯ギアの形態をしており、現像ローラ駆動ギア１３７における第２ギア部分１４５と歯合している。
【００５５】
アイドルギア１３１及び現像ローラ駆動ギア１３７の第１ギア部分１４３のはす歯ギアの歯の向きは、図１０において各ギアが矢印で示す方向に回転したときに、現像ローラ５５が矢印１４７で示す方向に付勢されるような向きとなっている。このように供給ローラ５３及び現像ローラ５５の駆動機構にハス歯ギアを採用することにより現像ローラ５５を矢印１４７で示す方向に付勢して、現像ローラ５５の長手方向での位置決めを行っている。このような付勢力の反作用としてアイドルギア１３１は矢印１４９で示す方向に付勢される傾向にあり、その結果としてアイドルギアの支持軸１３３は、ギア等の摩擦熱等により軟化したハウジング４３の右側端面１３０を内側へ押し込んで変形させてしまう。
【００５６】
そこで図１１に示す如く、変形防止装置として、ハウジング４３の右側端面１３０の外面に当接し、支持軸１３３の断面よりも十分に広い面積でハウジングの端面１３０の外面側に当接する圧力分散板１５１を設けている。これによりアイドルギアの支持軸１３３に掛かる応力を圧力分散板１５１に分散させて、ハウジング４３の右側端面１３０が変形することを防止している。
【００５７】
更に詳しく説明すると、図１２に示す如く、アイドルギアの支持軸１３３の中央付近には、該支持軸１３３からフランジ状に拡径された押さえ部１５３が一体形成されており、押さえ部１５３よりも外側にアイドルギア１３１が回転自在に設けられている。アイドルギアの支持軸１３３の基端側は、ハウジング４３の右側端面１３０を貫通し、ナット１５５により端面１３０に固定されている。圧力分散板１５１は一例として支持軸１３３が貫通するための穴を有する金属プレート板から構成されており、押さえ部１５３とハウジング４３の右側端面１３０の外面との間に挟持されるように設けられている。これによりアイドルギアの支持軸１３３に矢印１４９で示す方向に負荷が掛かると、押さえ部１５３が圧力分散板１５１を押し、圧力分散板１５１がハウジング４３の右側端面１３０の広い面積で支持されることにより、端面１３０の変形が防止される。
【００５８】
圧力分散板１５１の形状及び大きさは、アイドルギアの支持軸１３３に掛かる負荷に応じて、ハウジング４３の右側端面１３０が変形しないように適宜決定することができる。また押さえ部１５３は支持軸１３３と一体形成する必要はなく、従来の支持軸１３３にリング状の押さえ部１５３を貫通させ、ピン等で固定するようにしてもよい。また押さえ部１５３を使用せず、圧力分散板１５１を直接、支持軸１３３に固定することもできる。
【００５９】
次に現像ローラ５５の周辺構造について図１３〜図１７を参照しながら説明する。図１３は、現像ローラ駆動ギアの内部を示す縦断面図であり、図１４は、現像カートリッジの右側部分を示す斜視図であり、図１５は、低摩擦部材周辺の構造を示す斜視図であり、図１６は、現像ローラの右側端面に低摩擦部材が設けられる状態を示す斜視図であり、図１７は、当接規制コロと感光体ドラムの関係を示す正面図である。
【００６０】
図１３に示す如く、現像ローラ駆動ギア１３７は、前述した第１ギア部分１４３と第２ギア部分１４５とが段付きで形成される外側部分１５７と、現像ローラの回転軸１３５を支持する内側部分１５９とから構成されている。現像ローラ駆動ギア１３７の外側部分１５７は樹脂で形成されており、内側部分１５９は金属を焼結させて形成されている。焼結金属製の内側部分１５９は第１ギア部分１４３と第２ギア部分１４５とに跨るように形成されている。このような構造を採用することにより、現像カートリッジ１２内で発生した熱が現像ローラの回転軸１３５を伝わり、現像ローラ駆動ギア１３７の内側部分１５９から放熱されるため、現像カートリッジ１２内が過剰に加熱されることを防止することができる。
【００６１】
このような形態の現像ローラ駆動ギア１３７を形成する場合には、焼結金属製の内側部材１５９を用意し、この焼結金属製内側部材１５９を存在させた状態でインサート成型により外側部材１５７を成形する。樹脂のみから段付きの２つのギア部分を有するギアを形成する従来の方法では、型成形後の冷却時に、２つのギア部分の厚みの違いから境界部分に「ヒケ」と呼ばれる凹んだ部分が形成され、軸受け精度やギアの外縁の精度に影響を及ぼしていたが、上記のように内側部材１５９を焼結金属製にして外側部分１５７だけを樹脂成形することにより、このような「ヒケ」が形成されることがない。
【００６２】
従って現像ローラ駆動ギア１３７の軸受け部分の精度が高くなり、現像ローラの回転軸１３５のがたつきを防止できるとともに、現像ローラ駆動ギア１３７の外縁の精度が高まる結果、現像ローラの駆動が安定したものとなる。また内側部分１５９を焼結金属で構成することにより、軸を圧入しやすいという利点もある。
【００６３】
上記のようにギアを金属製の内側部材と樹脂製の外側部材の二重構造にして、内側部材に取り付けられる軸を介して、現像カートリッジ内の熱を内側部材から放熱する構成は、現像ローラ駆動ギア１３７の他に、供給ローラ駆動ギア１４１、アイドルギア１３１、ロータリーギア１２９にも同様に適用することができる。
【００６４】
また図１７に示す如く、現像ローラ５５の回転軸１３５の両端には現像ローラ５５より僅かに大きな直径を有する当接規制コロ６９が回転軸１３５に対して回転自在に設けられている。図１においてロータリー現像ユニット１１が回転し、例えばイエロー用の現像カートリッジ１２Ｙが感光体ドラム５に近づくと、現像カートリッジ１２Ｙの２つの当接規制コロ６９の周面が感光体ドラム５に衝突して、現像ローラ５５の周面と感光体ドラム５の周面との距離を所定距離に規定する。尚、この所定距離は図１７では比較的大きく描かれているが、実際には１ｍｍ以下の極小さな距離である。
【００６５】
図１５に示す如く、下部ハウジング部材４２の底面側には、現像ローラ５５が現像ローラ駆動ギア１３７側へ付勢されるときの度当て構造が形成されている。即ち下部ハウジング部材４２には、現像ローラ５５の回転軸１３５を支持する支持部１６１と、該支持部１６１の左側に間隔を開けて位置する度当て部１６３とが形成されており、支持部１６１と度当て部１６３との間には、右側の当接規制コロ６９が入り込むようになっているコロ受け部１６５が形成されている。
【００６６】
度当て部１６３の左側、即ち現像ローラ５５側には、リング形状の低摩擦部材１６７が現像ローラの回転軸１３５を貫通して設けられ、低摩擦部材１６７は現像ローラ５５の右側の端面と度当て部１６３との間に挟まれた状態で位置している。現像ローラ５５が駆動機構の駆動により回転し、ハス歯形態の現像ローラ駆動ギア１３７の作用により現像ローラ５５が駆動ギア側へ付勢されるとき、現像ローラ５５の右側の端面は、低摩擦部材１６７を間に挟んで度当て部１６３に押圧される。
【００６７】
そのため、現像ローラ５５の端面と低摩擦部材１６７との間、及び低摩擦部材１６７と度当て部１６３との間で発生する摩擦熱は少なくなり、現像カートリッジ１２内の過熱を防止できるとともに、過熱に伴う度当て部１６３の軟化変形も防止できる。また度当て部１６３の変形が防止されることで、現像ローラ５５の長手方向での位置決めが確実となり、ひいては現像カートリッジ１２全体の位置決めも確実なものとなる。更に現像ローラ５５の端面と度当て部１６３とが直接摩擦接触しないため、現像ローラ５５の回転により現像ローラ５５の端面や度当て部１６３が摩耗することを防止することもできる。
【００６８】
低摩擦部材１６７の具体例としてはポリスライダー（登録商標）を挙げることができる。しかしこの他にも、低摩擦係数で且つ耐摩耗性を有する従来公知の材料を低摩擦部材１６７として使用することもできる。
【００６９】
次に現像カートリッジ１２の左側端部（現像ローラ駆動ギア１３７と反対側の端部）の構造及び該構造による作用について図１８〜図２０を参照しながら説明する。図１８は、現像カートリッジの左端側用端部カバーを裏側から見た斜視図であり、図１９は、現像カートリッジの左端に端部カバーが設けられた状態を示す斜視図であり、図２０は、現像時に現像ローラが感光体ドラムに接近するときの状態を示す説明図である。
【００７０】
図１９に示す如く、現像カートリッジ１２の左側端部には端部カバー１６９が設けられている。端部カバー１６９は現像カートリッジ１２の左端部の形状に一致するようにほぼ扇形に形成されており、扇の要付近に長孔１７１が形成され、扇の両端付近に現像カートリッジ１２側へ突出する２つの圧入突起部１７３（図１８参照）が形成されている。また一方の圧入突起部１７３の近傍には孔部１７５が形成されている。
【００７１】
一方現像カートリッジ１２の左側端部には、２つのネジ孔１７２、１７４が形成されており、長孔１７１を介してネジ孔１７４にネジ１７６を螺合し、孔部１７５を介してネジ孔１７２にネジ１７８を螺合することにより、端部カバー１６９が現像カートリッジ１２の左側端部に取り付けられている。端部カバー１６９はネジ１７６、１７８によって堅固に固定されているわけではない。即ち、孔部１７５に設けられたネジ１７８を中心として、ネジ１７６が長孔１７１の両端に当接する範囲で現像カートリッジ１２が揺動可能となるように、ネジ１７６、１７８が設けられている。
【００７２】
このような構成により現像ローラ５５が右側の端部を中心として揺動可能となるため、ロータリー現像ユニット１１の回転により現像カートリッジ１２が感光体ドラム５に接近するとき、図２０（ａ）に示す如く、初めはカム等の案内手段（図示せず）の作用により現像ローラ５５が感光体ドラム５に対して若干傾斜した状態で接近し、その後図２０（ｂ）に示す如く次第に感光体ドラム５と平行に位置決めされるようになる。現像ローラ５５が感光体ドラム５に対してこのような方法で接近することで、最終的に現像ローラ５５と感光体ドラム５との位置関係がより正確に決定される。
【００７３】
また図２に示す如く、支持フレーム３５における各フレーム要素３３の末端には末端圧入部１７７が形成され、各末端圧入部１７７の内側には内側圧入部１７９が形成されている。現像カートリッジ１２を支持フレーム３５に装着する場合には、現像カートリッジ１２を収納部３７内に配置した状態で長手方向にスライドさせ、現像カートリッジ１２の２つの圧入突起部１７３（図１８）をそれぞれ末端圧入部１７７と内側圧入部１７９とに圧入する。これにより現像カートリッジ１２が支持フレーム３５に対して固定される。
【００７４】
次に当接規制コロ６９の具体的構成について図２１〜図２３を参照しながら説明する。図２１は、当接規制コロの拡大斜視図であり、図２２は、当接規制コロの縦断面であり、図２３は、当接規制コロの他の実施の形態を示す断面図である。
【００７５】
図１７に関して説明したように、当接規制コロ６９は現像ローラの回転軸１３５に対して回転自在に設けられており、ロータリー現像ユニット１１が回転したとき、２つの当接規制コロ６９の周面が感光体ドラム５に衝突して、現像ローラ５５の周面と感光体ドラム５の周面との距離を所定距離に規定する。
【００７６】
当接規制コロ６９は図２１に示す如く、円筒状に形成されたコロ本体部１８１と、コロ本体部１８１の中央においてコロ本体部１８１の外周面から円盤状に拡径して一体形成されるコロ作用部１８３とを備えて成る。また当接規制コロ６９の内周面には、コロ作用部１８３の内側に相当する位置であって、回転軸線方向の中央の位置から内方へ突出するように、内突部１８５が形成されている。
このような構成を採用することにより、現像ローラの回転軸１３５が当接規制コロ６９と摺接する部分が狭くなるので、当接規制コロ６９が回転軸１３５の周りで回転しやすくなる。
【００７７】
内突部１８５の内周面は現像ローラの回転軸１３５を実質的に支持する部位であり、現像ローラの回転軸１３５は内突部１８５の内周面とのみ接触し、コロ本体部１８１の他の内周面１８７とは接触しない。内突部１８５はコロ作用部１８３の内側に形成されているため、コロ作用部１８３が感光体ドラム５に当接しているときに、その押圧力が内突部１８５に直に掛かり、これを現像ローラの回転軸１３５が支持することができる。
【００７８】
またコロ本体部１８１の内突部１８５以外の内周面１８７は、内突部１８５から見て一段凹んでいる構成であるから、現像ローラの回転軸１３５は図２０（ａ）に示す如く感光体ドラム５に対して傾いているとき、内突部１８５の両脇に現像ローラの回転軸１３５が傾くことができる空間を提供することができる。これにより現像ローラ５５が感光体ドラム５に対して接近する初めの段階（図２０（ａ）参照）で、現像ローラの回転軸１３５が傾斜する姿勢をとっても、回転軸１３５がコロ本体部１８１の内周面１８７に食い込み、その状態から離脱できないような事態を回避することができる。
【００７９】
更に内突部１８５の形成によりその部分が厚くなる結果、コロ作用部１８３がコロ本体部１８１から外方へ突出している構成を樹脂成形し冷却する工程で生じ得る「ヒケ」現象が生じにくくなる。また内突部１８５は他の内周より径寸法が小さく、その幅も狭いので高い精度で成形することが可能となる。
【００８０】
図２２に示す如く内突部１８５は幅Ｗ、高さＨを有し、コロ本体部１８１の内周面における内突部１８５の両側の寸法Ｂは互いに等しく設定されている。内突部１８５の幅Ｗ、高さＨ及び寸法Ｂは、上述したように、現像ローラ５５が感光体ドラム５に対して若干傾斜した状態で接近する初めの段階で、図２０（ａ）に示す如く感光体ドラム５に対して傾いているとき、現像ローラの回転軸１３５がコロ本体部１８１の内周面１８７に接触しないような寸法に設定されている。このような寸法の一例を示すと、内突部１８５の幅Ｗは５．０ｍｍ、高さＨは０．３ｍｍ、また上記寸法Ｂは２．２ｍｍである。
【００８１】
コロ本体部１８１の内周面における内突部１８５の両側の寸法Ｂに相当する部分、即ち符号１８７が付された延長部分の存在により、内突部１８５の左右でのバランスが良くなるため、当接規制コロ６９の回転時に内突部１８５を中心とした調芯作用が向上して、当接規制コロ６９が感光体ドラム５に対して垂直に当接する状態、即ち姿勢の良い状態を安定して維持することができる。
【００８２】
当接規制コロ６９は図２３に示す如く、その一部の形態を変更することができる。即ち図２３（ａ）に示す実施形態では、コロ作用部１８３の周面１８９の断面が外側に突出するように円弧状に形成されている。このような形態によれば、コロ作用部１８３と感光体ドラム５との接触面積が小さくなるため、接触抵抗が小さくなり、当接規制コロ６９の回転性が向上する。また図２３（ｂ）に示す実施形態では、内突部１８５の内周面１９１の断面が内側に突出するように円弧状に形成している。このような形態によれば、内突部１８５の内周面１９１と現像ローラの回転軸１３５との接触面積が小さくなるため、接触抵抗が小さくなり、当接規制コロ６９の回転性が向上する。尚、内突部１８５の内周面１９１を円弧状に形成する場合には、内周面１９１の曲率は、現像ローラの回転軸１３５が傾斜しても、回転軸１３５がコロ本体部１８１の他の内周面１８７に接触しないように設定されている。
【００８３】
次に図２４〜図２６を参照しながら、供給ローラ５３と現像ローラ５５とを帯電させるために帯電バイアスを印加する構成について説明する。図２４は現像カートリッジの左端側から端部カバーを外した状態を示す斜視図であり、図２５は導電弾性プレートと、供給ローラ及び現像ローラとの接触状態を示す斜視図であり、図２６は導電弾性プレートの斜視図である。尚図２５では、ブレード固定フレーム８５、ブレード支持プレート８９及び規制ブレード９１が省略されて描かれている。
【００８４】
前述したように供給ローラ５３及び現像ローラ５５は、トナーをローラ周面に吸着するために帯電可能となっている。また規制ブレード９１も現像領域に搬送されるトナーを適切に帯電されるために、帯電可能となっている。これら帯電のために印加される電圧は、現像ローラ５５の右端に接続された一方の電気端子（図示せず）と、該一方の電気端子から現像ローラ５５の回転軸１３５、現像ローラ５５の左端側に設けられる導電弾性プレート１９３、供給ローラ５３の回転軸１３９を介して供給ローラ５３の右端に接続される他の電気端子（図示せず）との間にかけられており、更に導電弾性プレート１９３からは規制ブレード９１にも電圧を印加可能となっている。
【００８５】
図２４に示す如く、導電弾性プレート１９３は現像カートリッジ１２の端部カバー１６９の内側に設けられており、全体として図２６に示すように平板を折り曲げ加工して形成される立体的な構造を有する。導電弾性プレート１９３は第１ネジ固定部１９５及び第２ネジ固定部１９７を有し、現像カートリッジ１２のハウジング４３の左側端面に形成されたネジ孔（図示せず）にそれぞれネジ１９９、２０１によって固定されている。
【００８６】
第１ネジ固定部１９５及び第２ネジ固定部１９７からは、それぞれほぼ直交する方向に延びる第１アーム部２０３と第２アーム部２０５が形成されており、第１アーム部２０３と第２アーム部２０５は第１電気接点２０７で交差している。第１電気接点２０７は供給ローラの回転軸１３９の左端側に当接している。
【００８７】
このように互いにほぼ直交する方向に延びる第１アーム部２０３と第２アーム部２０５との交差部分に第１電気接点２０７を形成することで、第１アーム部２０３と第２アーム部２０５とが板バネとして作用し、第１電気接点２０７が供給ローラの回転軸１３９の端部に接触する接触圧を緩衝することができる。従って、第１電気接点２０７から離れた第１ネジ固定部１９５と第２ネジ固定部１９７とにおいて、導電弾性プレート１９３がネジ１９９、２０１でハウジング４３に強く締め付けられても、第１アーム部２０３と第２アーム部２０５の板バネ緩衝作用により、第１電気接点２０７の供給ローラの回転軸１３９端部への接触圧はそれほど大きくならない。
【００８８】
その一方、第１ネジ固定部１９５と第２ネジ固定部１９７とでハウジング４３にネジ留めされる結果、第１電気接点２０７が供給ローラの回転軸１３９の端部へ付勢されるように導電弾性プレート１９３が弾性変形するため、第１電気接点２０７が供給ローラの回転軸１３９の端部に適切な接触圧で接触する状態を確実に維持することができる。
【００８９】
このように、第１電気接点２０７は供給ローラの回転軸１３９の端部に比較的弱い接触圧で確実に接触することができるため、供給ローラの回転軸１３９の回転による第１電気接点２０７との摩耗に起因する第１電気接点２０７の穴開きを防止することができる。
【００９０】
上記実施の形態では第１アーム部２０３と第２アーム部２０５との交差角度がほぼ９０度であるが、第１電気接点２０７が供給ローラの回転軸１３９の端部に接触する接触圧を微妙に変えるために、このような交差角度を３０度〜１５０度の範囲、好ましくは６０度〜１２０度の範囲、更に好ましくは８０度〜１００度の範囲で適宜変えることもできる。
【００９１】
導電弾性プレート１９３は、更に第２ネジ固定部１９７から一体的に延びる第３アーム部２０９を有し、第３アーム部２０９の途中には分岐アーム部２１１を介して板バネ状の第２電気接点２１３が接続されている。第２電気接点２１３は図２６に示す如く下に凸状態に湾曲した形状を有し、この湾曲した下面側が現像ローラの回転軸１３５の左端部に圧接することで電気接点として機能している。尚、本例では、第１アーム部２０３、第２アーム部２０５、第３アーム部２０９、分岐アーム部２１１、第１電気接点２０７及び第２電気接点２１３は、現像カートリッジ１２の左端面側のほぼ同一平面内に位置している。
【００９２】
第２ネジ固定部１９７とは反対側の第３アーム部２０９の端部からは、そこからほぼ９０度屈曲して現像ローラ５５の右端方向へ延びる第４アーム部２１５が形成されている。第４アーム部２１５の末端にはリング状の第３ネジ固定部２１７が形成されており、第４アーム部２１５を矢印２１６で示す如く現像カートリッジ１２の右端方向へ若干引っ張った状態で、第３ネジ固定部２１７は下枠部７７に対してネジ２１９で固定されている。下枠部７７からブレード支持プレート８９を介して規制ブレード９１（図６（ｂ）参照）まで電気的導通が形成されており、この結果、導電弾性プレート１９３に掛かる電位が規制ブレード９１に帯電作用をもたらす。尚本実施の形態では、規制ブレード９１に掛かる電位は供給ローラ５３及び現像ローラ５５に掛かる電位と等電位になるように調整されているが、必ずしも等電位である必要はない。
【００９３】
第４アーム部２１５が矢印２１６で示す方向に若干引っ張られた状態で固定されることにより、第３アーム部２０９が矢印２１６側へ撓み、これに伴って板バネ状の第２電気接点２１３が撓んで、適宜の接触圧で現像ローラの回転軸１３５の左端部に当接する状態を維持できる。第２電気接点２１３は第４アーム部２１５から分岐した自由端に形成されているため、矢印２１６の方向へ引っ張る力が多少強めであっても、第２電気接点２１３の板バネ作用により緩衝効果が生じて、摩耗により第２電気接点２１３に穴が形成されるほどの強い接触圧が第２電気接点２１３に生じることはない。従って長期に亘り、安定した電気接点を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を適用した画像形成装置を示す側断面図。
【図２】 この発明のロータリー現像ユニットの斜視図。
【図３】 この発明のハウジング部材を開けた状態の現像カートリッジの斜視図。
【図４】 この発明の現像カートリッジの側断面図。
【図５】 この発明の回転時のトナーの動きを示す説明図。
【図６】 （ａ）はこの発明のローラ支持フレームの全体を示す正面図、（ｂ）は同ローラ支持フレームの左側部分の拡大図、（ｃ）はローラ端シール部材及び同ローラ支持フレーム周辺を示す側断面図。
【図７】 （ａ）は図３の現像ローラの左側を破断して軸が支持されている様子を示し、（ｂ）は図３における現像ローラの右側を破断して軸が支持されている様子を示す断面図。
【図８】 この発明のローラ支持フレーム、供給ローラ及び現像ローラの斜視図。
【図９】 この発明の供給ローラ、現像ローラの駆動系を示す側面図。
【図１０】 この発明の供給ローラ、現像ローラの駆動系を示す部分斜視図。
【図１１】 この発明のアイドルギア周辺の側断面図。
【図１２】 この発明のアイドルギアの回転軸の長手方向軸線に沿った断面図。
【図１３】 この発明の現像ローラ駆動ギアの内部を示す縦断面図。
【図１４】 この発明の現像カートリッジの右側部分を開放して示す斜視図。
【図１５】 この発明の度当て部周辺の構造を示す斜視図。
【図１６】 この発明の低摩擦部材が設けられた現像ローラの斜視図。
【図１７】 この発明の当接規制コロと感光体ドラムの関係を示す正面図。
【図１８】 この発明の端部カバーを裏側から見た斜視図。
【図１９】 この発明の現像カートリッジの左側部分を示す分解斜視図。
【図２０】 この発明の現像ローラが感光体ドラムに接近するときの説明図。
【図２１】 この発明の当接規制コロの拡大斜視図。
【図２２】 この発明の当接規制コロの縦断面。
【図２３】 この発明の当接規制コロの他の実施の形態を示す断面図。
【図２４】 この発明の現像カートリッジの左端側を示す斜視図。
【図２５】 この発明の導電弾性プレートの接触状態を示す斜視図。
【図２６】 この発明の導電弾性プレートの斜視図。
【符号の説明】
１ 画像形成装置、 ３ 装置本体、 ５ 感光体ドラム、 ７ 回転方向
９ 帯電器、１１ ロータリー現像ユニット、１２ 現像カートリッジ
１３ クリーニング部、１５ 露光ユニット、１７ 一次転写領域
１９ 転写ユニット、２１ 中間転写ベルト、２３ 二次転写領域
２５ カセット、２７ 定着ユニット、２９ 排出トレイ部、３１ 回転軸
３３ フレーム要素、３５ 支持フレーム、３７ 収納部、３９ 現像位置
４１ 上部ハウジング部材、４２ 下部ハウジング部材、４３ ハウジング
４５ トナー収容部、４７ トナー、５１ 撹拌片、５３ 供給ローラ
５５ 現像ローラ、５７ 上部ハウジング部材の上面、６１ 連通孔
６３ シール、６５ 領域、６９ 当接規制コロ、７５ ローラ支持フレーム、
７７ 下枠部、７９ａ、７９ｂ 側枠部、８１ ネジ、８３ 上枠部、
８５ ブレード固定フレーム、８７ 固定ネジ、８９ ブレード支持プレート
９１ 規制ブレード、９３ バックアップスポンジ、
９５ａ、９５ｂ 下部ハウジング部材の端面、９９ 現像ローラ用貫通穴
１０１ａ、１０１ｂ 軸保持部材、１０５ 軸保持部、１０６ 孔、
１０７ ネジ、１０９ ばか孔、１１１ ネジ、１１３ ばか孔、
１１５ ネジ孔、１１７ 飛散防止シール部材、１１９ バックアップスポンジ
１２１ シール部材、１２３ ローラ端シール部材、１２５ 低摩擦機能部材
１２７ 粉体シール機能部材、１２８ ピン、１２９ ロータリーギア、
１３０ ハウジングの右側端面、１３１ アイドルギア、
１３３ アイドルギアの支持軸、１３５ 現像ローラの回転軸、
１３７ 現像ローラ駆動ギア、１３８ グリス、１３９ 供給ローラの回転軸、
１４１ 供給ローラ駆動ギア、１４３ 第１ギア部分、１４５ 第２ギア部分
１４７ 矢印、１４９ 矢印、１５１ 圧力分散板、１５３ 押さえ部
１５５ ナット、１５７ 現像ローラ駆動ギアの外側部分
１５９ 現像ローラ駆動ギアの内側部分、１６１ 支持部、１６３ 度当て部
１６５ コロ受け部、１６７ 低摩擦部材、１６９ 端部カバー、１７１ 長孔
１７２ ネジ孔、１７３ 圧入突起部、１７４ ネジ孔、１７５ 孔部
１７６ ネジ、１７７ 末端圧入部、１７８ ネジ、１７９ 内側圧入部
１８１ コロ本体部、１８３ コロ作用部、１８５ 内突部
１８７ 内突部以外の内周面（延長部分）、１８９ コロ作用部の周面、
１９１ 内突部の内周面、１９３ 導電弾性プレート、１９５ 第１ネジ固定部、
１９７ 第２ネジ固定部、１９９ ネジ、２０１ ネジ、２０３ 第１アーム部
２０５ 第２アーム部、２０７ 第１電気接点、２０９ 第３アーム部
２１１ 分岐アーム部、２１３ 第２電気接点、２１５ 第４アーム部
２１６ 矢印、２１７ 第３ネジ固定部、２１９ ネジ
Ｌ レーザ光、 Ｓ シート部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナーを収容すると共に感光体ドラムに形成された潜像をトナーで現像するための、レーザービームプリンタ、デジタル複写機等の画像形成装置で使用する現像カートリッジに係り、特に現像カートリッジを一方向に付勢して位置決めする際に生じる現像カートリッジの端面の変形を防止する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ロータリー現像ユニットを備える従来のレーザービームプリンタの構造を説明する（例えば、特許文献１、特許文献２および特許文献３参照。）。このロータリー現像ユニットを備えるレーザービームプリンタでは、各々色の異なるトナーを収容した複数の現像カートリッジがロータリー現像ユニットにセットされている。印刷時には、ロータリー現像ユニットを回転しながら必要な色の現像カートリッジを感光体ドラムに隣接させて、感光体ドラムに形成された潜像にトナーを担持させ、このトナーを感光体ドラムから転写ベルトを介してシート（印刷媒体）に転写して定着する。
【０００３】
現像カートリッジには供給ローラと現像ローラとが設けられており、トナーは、供給ローラを介して現像ローラに供給され、現像ローラから感光体ドラムに供給される。また、現像ローラの回転軸にハス歯ギアを設けて、これと噛み合う同じくハス歯ギアで構成されるアイドルギアとの作用により現像ローラをギアの位置する側へ付勢させて、現像カートリッジを度当てに当接させることにより、現像カートリッジの長手方向の位置を決定している。
【０００４】
ところで、現像カートリッジは、そのハウジングが通常熱可塑性のプラスチック材料で構成されている。そのため、回転するギアなどの種々の構成要素の駆動に基づく摩擦等に起因する発熱により軟化し、荷重が掛かっているハウジング部分が変形しやすい。特に、前述したアイドルギアの支持軸は、現像カートリッジの端面に支持されており、ハス歯ギアの作用により現像ローラがギア側へ付勢されるとき、その反作用でアイドルギアの支持軸は、現像カートリッジの端面を押し込むように作用する。このような荷重が掛かると、熱により軟化した現像カートリッジの端面が押し込まれて変形してしまうという問題を生じる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２００２−２６８３１９号公報
【特許文献２】
特開平１０−３２４８号公報
【特許文献３】
特開平８−１２９３０６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、アイドルギアの支持軸が現像カートリッジの端面を押し込む力に抗して、熱により軟化した現像カートリッジの端面が変形しないようにする現像カートリッジの変形防止装置及びこれを備える現像カートリッジを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の第１の態様に係る現像カートリッジの変形防止装置は、複数の現像カートリッジを装着した状態で回転軸の周囲で回転することにより、選択された現像カートリッジを画像形成装置における感光体ドラムに隣接させて該現像カートリッジ内のトナーを感光体ドラムに移行可能なロータリー現像ユニットで使用する現像カートリッジであって、該現像カートリッジが、周面及び該周面の両側の２つの端面を有するハウジングと、該ハウジング内に形成され、トナーを収容するトナー収容部と、前記トナー収容部に隣接して設けられ、その回動軸が前記２つの端面に回転可能に支持される供給ローラと、前記供給ローラの周面に接する周面を有し、その回転軸が前記２つの端面に回転可能に支持される現像ローラと、前記現像ローラの回転軸の一端側に設けられ、周面にハス歯が形成される第１ギア部分を備える現像ローラ駆動ギアと、前記現像ローラ駆動ギアの第１ギア部分と同じ側に設けられ、前記ハウジングの端面に固定して設けられる支持軸に対して回転自在に設けられ、周面に前記第１ギアと歯合するハス歯が形成され、駆動源から駆動力を受け前記第１ギアへ動力を伝達する中間ギアとを備え、前記現像ローラ駆動ギアの第１ギアのハス歯と前記中間ギアのハス歯の形成方向は、前記現像ローラを前記第１ギア側へ付勢する方向で形成されており、前記中間ギアの支持軸に対して、その軸線方向への移動が規制された状態で変形防止装置が設けられ、前記変形防止装置は前記中間ギアが設けられている側のハウジングの端面の外面に当接し、前記変形防止装置は、前記中間ギアの支持軸の断面よりも十分に広い面積で前記ハウジングの端面の外面に当接する圧力分散板を備え、前記中間ギアの支持軸には押さえ部が固定されており、前記第１ギアからの反作用を受けた前記中間ギアが前記ハス歯に起因して前記押さえ部を付勢し、該押さえ部により前記圧力分散板は前記ハウジングの端面の外面に押し付けられていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の第２の態様に係る現像カートリッジの変形防止装置は、複数の現像カートリッジを装着した状態で回転軸の周囲で回転することにより、選択された現像カートリッジを画像形成装置における感光体ドラムに隣接させて該現像カートリッジ内のトナーを感光体ドラムに移行可能なロータリー現像ユニットで使用する現像カートリッジであって、該現像カートリッジが、周面及び該周面の両側の２つの端面を有するハウジングと、該ハウジング内に形成され、トナーを収容するトナー収容部と、前記トナー収容部に隣接して設けられ、その回動軸が前記２つの端面に回転可能に支持される供給ローラと、前記供給ローラの周面に接する周面を有し、その回転軸が前記２つの端面に回転可能に支持される現像ローラと、前記供給ローラの回転軸の一端側に設けられ、周面に平歯が形成される供給ローラ駆動ギアと、前記現像ローラの回転軸の一端側に設けられ、周面に前記供給ローラ駆動ギアと歯合する平歯が形成される第２ギア部分と、前記第２ギア部分と隣接して設けられ、周面にハス歯が形成される第１ギア部分とを備える現像ローラ駆動ギアと、前記現像ローラ駆動ギアの第１ギア部分と同じ側に設けられ、前記ハウジングの端面に固定して設けられる支持軸に対して回転自在に設けられ、周面に前記第１ギアと歯合するハス歯が形成され、駆動源から駆動力を受け前記第１ギアへ動力を伝達する中間ギアとを備え、前記現像ローラ駆動ギアの第１ギアのハス歯と前記中間ギアのハス歯の形成方向は、前記現像ローラを前記第１ギア側へ付勢する方向で形成されており、前記中間ギアの支持軸に対して、その軸線方向への移動が規制された状態で変形防止装置が設けられ、前記変形防止装置は前記中間ギアが設けられている側のハウジングの端面の外面に当接し、前記変形防止装置は、前記中間ギアの支持軸の断面よりも十分に広い面積で前記ハウジングの端面の外面に当接する圧力分散板を備え、前記中間ギアの支持軸には押さえ部が固定されており、前記第１ギアからの反作用を受けた前記中間ギアが前記ハス歯に起因して前記押さえ部を付勢し、該押さえ部により前記圧力分散板は前記ハウジングの端面の外面に押し付けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
現像ローラ駆動ギアの第１ギアのハス歯と中間ギアのハス歯との噛み合い作用により、現像ローラは第１ギア側へ付勢され、その反作用で中間ギアの支持軸はハウジングの端面を押し込むように作用する。本願第１の態様又は第２の態様によれば、中間ギアの支持軸にその軸線方向への移動が規制された状態で変形防止装置が設けられ、変形防止装置が中間ギアが設けられている側のハウジングの端面の外面に当接して設けられている。従って、中間ギアの支持軸に掛かるハウジング端面を押し込む方向の力は、変形防止装置に分散され、変形防止装置がハウジング端面の外面へ平均的に該力を分散させることにより、ハウジング端面が局部的に変形することを防止することができる。
【００１１】
本態様によれば、中間ギアの回転力は支持軸には伝達されず、従って変形防止装置にも回転力が生じない。変形防止装置である圧力分散板には、中間ギアの支持軸がハウジング端面を押し込む力だけが伝達され、この力が中間ギアの支持軸の断面よりも十分に広い面積に分散されることで、ハウジング端面の単位面積当たりに掛かる圧力が軽減されてハウジング端面の変形を防止することができる。
【００１２】
また、本態様によれば、中間ギアの支持軸がハウジングの端面を押し込む力は、支持軸に固定された押さえ部を介して圧力分散板に伝えられ、上記同様にハウジング端面に分散される結果、ハウジング端面の変形を防止することができる。
【００１３】
また、本発明の第３の態様に係る現像カートリッジの変形防止装置は、前記第１の態様または第２の態様において、前記圧力分散板は金属プレート板であることを特徴とするものである。
本態様によれば、中間ギア周辺の既存の構造のハウジング端面の外面側に金属プレート板を後で設けるだけで、現像カートリッジの変形を有効に防止することができる。
【００１４】
また、本発明の第４の態様に係る現像カートリッジは、前記第１〜第３のいずれかの態様に係る現像カートリッジの変形防止装置を備えることを特徴とするものである。
本態様によれば、熱的影響により端面が変形しない現像カートリッジを提供することができるから、供給ローラ及び現像ローラの滑らかな回転を維持することができ、従って安定したトナー供給を長期間に亘って実現することができる。
【００１５】
また、本発明の第５の態様に係る画像形成装置は、第４の態様に係る現像カートリッジが用いられるものである。これにより、高品質の画像を安定して得るとこができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る現像カートリッジの変形防止装置を装備する画像形成装置を示す側断面図であり、図２は、ロータリー現像ユニットの斜視図であり、図３は、上部ハウジング部材と下部ハウジング部材とを矢印の方向に開けた状態を示す斜視図であり、図４は、現像カートリッジの側断面図である。また図５は、２つの現像カートリッジに注目して、ロータリー現像ユニットが（ａ）に示す状態から（ｂ）に示す状態に回転したときの各現像カートリッジ内のトナーの動きを示す説明図である。更に図６の（ａ）はローラ支持フレームの全体を示す正面図であり、（ｂ）はローラ支持フレームの左側部分の拡大図であり、（ｃ）はローラ端シール部材及びローラ支持フレーム周辺を示す側断面図であり、また図７の（ａ）は図３における現像ローラの左側を破断して軸が支持されている様子を示し、（ｂ）は図３における現像ローラ５５の右側を破断して軸が支持されている様子を示す断面図である。更に図８は、ローラ支持フレームと、これに支持される供給ローラ及び現像ローラを示す斜視図である。
【００１７】
本発明が適用される画像形成装置１では、装置本体３内に感光体ドラム５が矢印７の方向に回転自在に設けられている。感光体ドラム５の周りには回転方向７に沿って、帯電手段である帯電器９、現像手段である現像カートリッジを保持するロータリー現像ユニット１１およびクリーニング部１３がそれぞれ配置されている。帯電器９は帯電バイアス回路（図示省略）から帯電バイアスが印加されており、感光体ドラム５の外周面を均一に帯電させることができる。
【００１８】
ロータリー現像ユニット１１の下方には露光ユニット１５が設けられ、露光ユニット１５からは帯電器９によって帯電された感光体ドラム５の外周面に向けてレーザ光Ｌが照射される。この露光ユニット１５は、画像形成指令を画像展開して得られる画像データに応じてレーザ光Ｌを感光体ドラム５上に走査露光して、感光体ドラム５上に画像形成指令に対応する静電潜像を形成する。
【００１９】
このように形成された静電潜像はロータリー現像ユニット１１によってトナー現像される。すなわち、本実施の形態ではロータリー現像ユニット１１として、イエロー用の現像カートリッジ１２Ｙ、シアン用の現像カートリッジ１２Ｃ、マゼンタ用の現像カートリッジ１２Ｍ、およびブラック用の現像カートリッジ１２Ｋがロータリー現像ユニット１１の回転軸３１を中心に回転自在に設けられている。これらの現像カートリッジ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋは現像ユニット１１の周方向での位置が決定されることで、感光体ドラム５に対して選択的に隣接し、トナーを感光体ドラム５の表面に供給することができる。これにより、感光体ドラム５上の静電潜像が選択されたトナー色で顕像化される。図１ではイエロー用の現像カートリッジ１２Ｙがトナーを感光体ドラム５に供給している状態を示している。尚、本明細書において、現像カートリッジについてその「上」または「下」の語を使用する場合、図１の現像カートリッジ１２Ｙの向きを基準とし、現像カートリッジについて「左」または「右」の語を使用する場合、図３に示した現像カートリッジの向きを基準とする。
【００２０】
ロータリー現像ユニット１１からクリーニング部１３にかけての上方には転写ユニット１９が設けられている。転写ユニット１９は、複数のローラに掛け渡された中間転写ベルト２１と、中間転写ベルト２１を回転駆動させる駆動部（図示省略）とを備えている。現像ユニット１１で現像されたトナー像は、一次転写領域１７で転写ユニット１９の中間転写ベルト２１上に一次転写される。また感光体ドラム５は、一次転写領域１７から図１の矢印７で示す回転方向に回転した位置で、クリーニング部１３によって、一次転写後に感光体ドラム５の外周面に残留して付着しているトナーが掻き落とされる。
【００２１】
カラー画像をシート部材Ｓに転写する場合には、感光体ドラム５上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト２１上に重ね合わせてカラー画像を形成すると共に、二次転写領域２３において、カセット２５から取り出されたシート部材Ｓ上にカラー画像を二次転写する。このようにしてカラー画像が形成されたシート部材Ｓは定着ユニット２７を経由して装置本体３の上面部に設けられた排出トレイ部２９上へ搬送される。
【００２２】
次に、図１の画像形成装置１に装備されたロータリー現像ユニット１１の構成およびその動作について説明する。図２に示す如く、ロータリー現像ユニット１１は中心に回転軸３１を有し、該回転軸３１の周囲には互いに９０度の角度の間隔で形成された４つのフレーム要素３３から構成される支持フレーム３５が回転軸３１に固定して設けられている。各フレーム要素３３の間には収納部３７が形成されており、各収納部３７に対して前述の４色の現像カートリッジ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ及び１２Ｋが収納され、図示しない固定金具によって支持フレーム３３に固定されている。尚図２では、簡略のため現像カートリッジ１２Ｙのみを示している。
【００２３】
回転軸３１には図示しない駆動部がクラッチを介して接続されており、この駆動部を駆動することで支持フレーム３５を回転させ、４つの現像カートリッジ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋのうち、いずれか一つの現像カートリッジを選択的に感光体ドラム５と対向する現像位置（図１中、現像カートリッジ１２Ｙの位置）に位置決めできるように構成されている。
【００２４】
支持フレーム３５に保持される現像カートリッジ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋは、いずれも同一の構成を有している。従ってここでは、現像カートリッジ１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋを総称して現像カートリッジ１２として、以下説明する。
現像カートリッジ１２は、上部ハウジング部材４１と下部ハウジング部材４２が一体的に組み合わされて、本体となるハウジング４３が形成されている。
【００２５】
図３に示す如く、ハウジング４３内にはトナーを収容するためのトナー収容部４５が形成されており、トナー収容部４５には、トナー４７を撹拌するための複数の傾斜した撹拌片５１が形成されている。ロータリー現像ユニット１１が回転軸３１を中心として回転するときに、トナー４７が撹拌片５１に沿って落下することによりトナー収容部４５内でトナー４７が撹拌されるようになっている。
【００２６】
またトナー収容部４５には、表面がウレタンスポンジで形成された供給ローラ５３（Ｓローラともいう）が、金属製の回転軸１３９に支持された状態でハウジング４３に対して回転可能な状態で配置されている。図３及び図４に示す如く、供給ローラ５３の外側には現像ローラ５５（Ｄローラとも云う）が供給ローラ５３と接触し且つ金属製の回転軸１３５に支持された状態で、ハウジング４３に対して回転可能に設けられている。供給ローラ５３がハウジング４３内に収納されたトナー４７をその表面に担持した状態で矢印（図４）の方向に回転するとき、現像ローラ５５はその外周面に供給ローラ５３からトナー４７を受け取りながら、供給ローラ５３より低速で図４の矢印の方向へ回転するようになっている。この例では供給ローラ５３が現像ローラ５５の１．５倍の速度で回転するようになっている。尚、供給ローラ５３及び現像ローラ５５には、後述する機構により帯電バイアスが印加され帯電可能となっている。
【００２７】
図４に示す如く、現像ローラ５５は感光体ドラム５と接触しながら回転し、現像ローラ５５に担持されたトナー４７は、現像位置３９において感光体ドラム５の表面に付着するようになる。このようにして、トナー４７は供給ローラ５３から現像ローラ５５の表面に擦り付けられて、所定厚み（例えば約１０μｍ〜２０μｍ）のトナー層を形成し、このトナー層が同様にして感光体ドラム５へ移行する。
【００２８】
図２に戻り、ハウジング４３を構成する上部ハウジング部材４１の上面５７には、トナー収容部４５内の空気を大気と流通させるための連通孔６１が形成されており、連通孔６１には、空気は通過するがトナーは通過しない大きさの多数の微孔が形成されたシール６３が貼付されている。このようなトナー収容部４５内との空気連通手段を上部ハウジング部材４１の上面５７に設けることにより、ロータリー現像ユニット１１が回転軸３１を中心として回転するとき、トナー４７の落下現象によりその下側の空気が連通孔６１から押し出されるため、トナー収容部４５内の空気を入れ替えることができる。
【００２９】
図５は現像カートリッジ１２Ｃと現像カートリッジ１２Ｋとに注目して、ロータリー現像ユニット１１が図５（ａ）に示す状態から図５（ｂ）に示す状態に回転したときの各現像カートリッジ１２Ｃ、１２Ｋ内のトナー４７の動きを示すものである。尚、図５（ａ）、（ｂ）ではシール６３は図示を省略してある。
【００３０】
図５（ａ）において、現像カートリッジ１２Ｋ内のトナー４７Ｋは下部ハウジング部材４２側に位置し、その後図５（ｂ）に示す位置までロータリー現像ユニット１１が回転すると、現像カートリッジ１２Ｋ内のトナー４７Ｋは上部ハウジング部材４１側へ落下するように移動し、その時、トナー収容部４５内の空間の領域６５の空気は上側から覆い被さるように落下してくるトナー４７Ｋによって連通孔６１から追い出されるようになる。
【００３１】
このようにトナー収容部４５内の空気が連通孔６１を介して自由に流通可能とすることにより、トナー収容部４５内のトナー４７が消費されていく過程でも、トナー収容部４５内が負圧とならず、トナー収容部４５内の圧力を常に大気圧と等しくしておくことができる。またトナー収容部４５の近くに熱発生源が存在する場合でも、トナー収容部４５内の空気がこの熱発生源からの熱で膨張して加圧状態になることを防止することができる。従ってトナー収容部４５内の圧力の影響を排除して、トナー収容部４５からのトナーの供給状態を常に一定に維持することができる。
【００３２】
次に現像カートリッジ１２における現像ローラ５５の周辺構造について図４、図６、図８を参照しながら説明する。現像カートリッジ１２のハウジング４３にはローラ支持フレーム７５が固定されている。ローラ支持フレーム７５は全体が金属で構成されており、図６（ａ）に示す如く、下枠部７７と、下枠部７７の両端から９０度屈曲して形成される側枠部７９ａ、７９ｂと、側枠部７９ａ、７９ｂの各上端にネジ８１で接続されている上枠部８３とから構成されている。そして下枠部７７、上枠部８３及び２つの側枠部７９ａ、７９ｂによって囲まれた領域には現像ローラ５５が配置可能となっている。
【００３３】
また図６に示す如く、下枠部７７には、ブレード固定フレーム８５が複数の固定ネジ８７によって取り付けられており、該ブレード固定フレーム８５と下枠部７７との間には図４に示す如く、リン青銅でできたブレード支持プレート８９が設けられている。ブレード支持プレート８９の先端側の上面にはゴムや樹脂部材等で構成される規制ブレード９１が貼付されており、該規制ブレード９１は、ブレード支持プレート８９自体のバネ復帰作用と、ブレード支持プレート８９の先端側の下側に設けられるバックアップスポンジ９３（図４参照）の弾性復帰作用とにより、現像ローラ５５の周面に対してその長手方向に亘って一定圧で押圧されている。
【００３４】
規制ブレード９１は、トナー４７がこれと摩擦することによって同じ極性に帯電するという機能を有する。このようにして現像ローラ５５に対して所定極性に帯電されたトナーが供給され、感光体ドラム５上の静電潜像を現像ローラ５５上のトナー４７によって現像することができる。
【００３５】
また規制ブレード９１は、現像ローラ５５の周面に付着したトナー４７を、例えば厚みが最終的に２０μｍ程度になるように平均的に馴らす機能を有する。従って、現像ローラ５５の長手方向でのトナー４７の厚みを均一にするため、規制ブレード９１が現像ローラ５５の周面に対してその長手方向に亘って一定圧で押圧されていることが現像カートリッジ１２にとって重要なことである。
【００３６】
このような規制ブレード９１の現像ローラ５５への押圧力の平均化を担保するために、上述したようにローラ支持フレーム７５の構成要素として上枠部８３を追加し、ローラ支持フレーム７５が閉ループ構造となるようにしている。
【００３７】
即ち、このような閉ループ構造を採用し、現像ローラ５５と規制ブレード９１とをユニット化することにより、ローラ支持フレーム７５の保形性が高くなるから、現像カートリッジ１２をロータリー現像ユニット１１の収納部３７に装着したり、そこから脱着するときにローラ支持フレーム７５に相当の力が加わったとしても、現像ローラ５５の周面と規制ブレード９１との位置関係はその長手方向に亘って変化しにくくなる。これにより規制ブレード９１はその長さ方向に亘り、常に一定の力で現像ローラ５５の周面に押圧し続けるから、現像ローラ５５の周面でのトナー４７の分布が現像ローラ５５の長さ方向で偏ることを防止することができ、色の濃淡のムラ等の印刷不良を防止することができる。
【００３８】
次にローラ支持フレーム７５を下部ハウジング部材４２に取り付ける構造について、図７（ａ）（ｂ）を参照しながら説明する。図７（ａ）は図３における現像ローラ５５の左側を破断して回転軸１３５が支持されている様子を示し、図７（ｂ）は図３における現像ローラ５５の右側を破断して回転軸１３５が支持されている様子を示す。
【００３９】
図７（ａ）（ｂ）に示す如く、下部ハウジング部材４２の端面９５ａ、９５ｂには各々供給ローラ用貫通穴（図示せず）と現像ローラ用貫通穴９９とが形成されており、端面９５ａ、９５ｂの外側には軸保持部材１０１ａ、１０１ｂが設けられている。
【００４０】
また現像ローラ５５の回転軸１３５の両端部は、軸保持部材１０１ａ、１０１ｂから現像ローラ用貫通穴９９内へ延びる軸保持部１０５に回転可能に支持されている。図７（ａ）に示す如く、下部ハウジング部材４２の左側の端面９５ａにはネジ１０７のネジ山よりも若干小さな２つの孔１０６が形成されており、そこに座金１０８を介してネジ１０７が強制的にねじ込まれることにより、左側の軸保持部材１０１ａと下部ハウジング部材４２の左側の端面９５ａとが固定されている。またローラ支持フレーム７５における左側の側枠部７９ａにも、下部ハウジング部材４２の左側の端面９５ａの孔１０６と整合する位置にネジ１０７用の２つの孔が形成されているが、これらの孔はネジ１０７のネジ山よりも大きいばか孔１０９となっており、ここにネジ１０７が入り込んでいる。
【００４１】
一方、図７（ｂ）に示す如く、下部ハウジング部材４２の右側の端面９５ｂにはネジ１１１のネジ山よりも大きな２つのばか孔１１３が形成されており、ローラ支持フレーム７５における右側の側枠部７９ｂには、整合する位置にネジ１１１用の雌ネジが形成された２つのネジ孔１１５が形成されている。そして右側の軸保持部材１０１ｂに形成された孔からばか孔１１３及びネジ孔１１５にネジ１１１をねじ込むことにより、右側の軸保持部材１０１ｂ、下部ハウジング部材４２の右側の端面９５ｂ及び右側の側枠部７９ｂが一体に固定される。
【００４２】
このような構成の結果として、ハウジング４３とローラ支持フレーム７５との関係は、右側においてはハウジングの長手方向への移動が規制されるように互いに固定されているが、左側においてはローラ支持フレーム７５の側枠部７９ａが下部ハウジング部材の端面９５ａに対して固定されていないため、両者は互いの影響を受けることなくハウジングの長手方向に自由に移動することが可能となる。
【００４３】
かかる構成を採用する理由は、ハウジング４３を構成する樹脂の方が、ローラ支持フレーム７５を構成する金属よりも熱膨張係数が大きいので、熱変化によりハウジング４３とローラ支持フレーム７５との間で伸縮差（ハウジング４３の方が伸縮差が大きい）を生じるが、このような伸縮差による影響をなくすためである。即ち、上記構成を採用することによりハウジング４３とローラ支持フレーム７５との伸縮差の違いによるローラ支持フレーム７５の歪みを防止することができるから、ローラ支持フレーム７５に設けられる現像ローラ５５の外周面への規制ブレード９１の当接圧力を、その長手方向に亘って一定に維持し続けることができ、長手方向に亘ってムラのないトナー供給が実現される。
【００４４】
尚、図７（ａ）（ｂ）では明瞭に示されていないが、下部ハウジング部材４２の端面９５ａとローラ支持フレーム７５の側枠部７９ａとの間は、下部ハウジング部材４２が最も縮んだ状態でも両者の間に僅かに隙間が形成されているように設計されている。
【００４５】
次にハウジング４３内のトナー収納部４５から外部へのトナー４７の飛散を防止する構造について説明する。図４に示す如く現像ローラ５５の上方には、ローラ支持フレーム７５の上枠部８３に対して飛散防止シール部材１１７が固定されており、飛散防止シール部材１１７の他端側は、下部ハウジング部材４２に固定されているバックアップスポンジ１１９によって現像ローラ５５側へ押し付けられている。これにより現像ローラ５５と上枠部８３との間からのトナー４７の外部への飛散を防止している。
【００４６】
またローラ支持フレーム７５の上枠部８３の内側にはシール部材１２１が貼付されており、該シール部材１２１が下部ハウジング部材４２との間の隙間を塞いでおり、これによりバックアップスポンジ１１９を通過したトナー４７の外部への飛散を防止している。
【００４７】
更に図６（ｃ）、図８に示す如く、現像ローラ５５の周面の両端部にはローラ端シール部材１２３が当接し、現像ローラ５５の端部からのトナー４７の外部への飛散を防止している。図８中の一部拡大図に示す如く、ローラ端シール部材１２３は、上側の低摩擦機能部材１２５と下側の粉体シール機能部材１２７とが貼り合わされた２重構造である。上側の低摩擦機能部材１２５は、例えばフジロン７０００（登録商標）（フジコー株式会社製）などのように現像ローラ５５との接触面の回転摩擦抵抗をなるべく小さくし、回転摩耗に対する耐久性に優れた材質で構成されている。また下側の粉体シール機能部材１２７は、例えば羊毛フェルトのようにトナーなどの粉体に対するシール機能性に優れた材質で構成されている。
【００４８】
このようなローラ端シール部材１２３の基端側はブレード支持プレート８９又は下枠部７７に固定されており、ローラ端シール部材１２３の先端側は、下部ハウジング部材４２によって下側から支持されているが、下部ハウジング部材４２には固定されておらず、自由端となっている。
【００４９】
ローラ端シール部材１２３の先端側を自由端とすることにより、現像ローラ５５の両端の周面とローラ端シール部材１２３との接触状態が経時的に微妙に変化するため、ローラ端シール部材１２３の同じ箇所だけが溝状に磨り減ってしまい、シール性能が低下するということを回避することができる。
【００５０】
次に供給ローラ５３及び現像ローラ５５の駆動機構について図９〜図１２を参照しながら説明する。図９は、供給ローラ及び現像ローラの駆動系を示す現像カートリッジの側面図であり、図１０は、供給ローラ及び現像ローラの駆動系を示す現像カートリッジの部分斜視図であり、図１１は、現像カートリッジの右側端面を示す正面図であり、図１２は、アイドルギアの回転軸の長手方向軸線に沿った断面図である。
【００５１】
図９において符号１２９はロータリーギアを示し、ロータリーギア１２９は、ロータリー現像ユニット１１の各収納部３７の端面から内向きに形成されたピン１２８（図２参照）に挿入されて設けられている。ロータリーギア１２９は、図示しない駆動源に接続されており、後述するアイドルギア１３１等を介して供給ローラ及び現像ローラに駆動力を伝達する。
【００５２】
図９に示す如く、ロータリーギア１２９は隣接する中間ギアであるアイドルギア１３１に歯合しており、アイドルギア１３１は、現像カートリッジ１２のハウジング４３の右側端面１３０（図３において右側に位置する端面）に固定して設けられる支持軸１３３に対して回転自在に設けられている。アイドルギア１３１は、現像ローラ５５の回転軸１３５に設けられる現像ローラ駆動ギア１３７にも歯合しており、現像ローラ駆動ギア１３７は、供給ローラ５３の回転軸１３９に設けられる供給ローラ駆動ギア１４１に歯合している。
【００５３】
現像ローラ駆動ギア１３７は、外側に位置しハス歯ギアの形態を有する第１ギア部分１４３と、内側に位置し平歯ギアの形態を有する第２ギア部分１４５との２つのギア部分から構成されている。第２ギア部分１４５は、第１ギア部分１４３に隣接し、第１ギア部分１４３より若干小さな外径寸法を有する。図９に示す如く、当該現像カートリッジ１２の出荷時に、アイドルギア１３１と現像ローラ駆動ギア１３７とが歯合する部分の上側にはグリス１３８が供給されており、使用されることで各ギアの回転時にグリス１３８がギアの周面を介して全てのギアに行き渡るようにしてある。尚、グリスを設ける位置は他のギア同士が歯合する部分の上側でもよい。
【００５４】
アイドルギア１３１は、現像ローラ駆動ギア１３７における第１ギア部分１４３と歯合可能なハス歯ギアの形態を有し、またロータリーギア１２９も、アイドルギア１３１と歯合可能なハス歯ギアの形態を有している。一方供給ローラ駆動ギア１４１は平歯ギアの形態をしており、現像ローラ駆動ギア１３７における第２ギア部分１４５と歯合している。
【００５５】
アイドルギア１３１及び現像ローラ駆動ギア１３７の第１ギア部分１４３のはす歯ギアの歯の向きは、図１０において各ギアが矢印で示す方向に回転したときに、現像ローラ５５が矢印１４７で示す方向に付勢されるような向きとなっている。このように供給ローラ５３及び現像ローラ５５の駆動機構にハス歯ギアを採用することにより現像ローラ５５を矢印１４７で示す方向に付勢して、現像ローラ５５の長手方向での位置決めを行っている。このような付勢力の反作用としてアイドルギア１３１は矢印１４９で示す方向に付勢される傾向にあり、その結果としてアイドルギアの支持軸１３３は、ギア等の摩擦熱等により軟化したハウジング４３の右側端面１３０を内側へ押し込んで変形させてしまう。
【００５６】
そこで図１１に示す如く、変形防止装置として、ハウジング４３の右側端面１３０の外面に当接し、支持軸１３３の断面よりも十分に広い面積でハウジングの端面１３０の外面側に当接する圧力分散板１５１を設けている。これによりアイドルギアの支持軸１３３に掛かる応力を圧力分散板１５１に分散させて、ハウジング４３の右側端面１３０が変形することを防止している。
【００５７】
更に詳しく説明すると、図１２に示す如く、アイドルギアの支持軸１３３の中央付近には、該支持軸１３３からフランジ状に拡径された押さえ部１５３が一体形成されており、押さえ部１５３よりも外側にアイドルギア１３１が回転自在に設けられている。アイドルギアの支持軸１３３の基端側は、ハウジング４３の右側端面１３０を貫通し、ナット１５５により端面１３０に固定されている。圧力分散板１５１は一例として支持軸１３３が貫通するための穴を有する金属プレート板から構成されており、押さえ部１５３とハウジング４３の右側端面１３０の外面との間に挟持されるように設けられている。これによりアイドルギアの支持軸１３３に矢印１４９で示す方向に負荷が掛かると、押さえ部１５３が圧力分散板１５１を押し、圧力分散板１５１がハウジング４３の右側端面１３０の広い面積で支持されることにより、端面１３０の変形が防止される。
【００５８】
圧力分散板１５１の形状及び大きさは、アイドルギアの支持軸１３３に掛かる負荷に応じて、ハウジング４３の右側端面１３０が変形しないように適宜決定することができる。また押さえ部１５３は支持軸１３３と一体形成する必要はなく、従来の支持軸１３３にリング状の押さえ部１５３を貫通させ、ピン等で固定するようにしてもよい。また押さえ部１５３を使用せず、圧力分散板１５１を直接、支持軸１３３に固定することもできる。
【００５９】
次に現像ローラ５５の周辺構造について図１３〜図１７を参照しながら説明する。図１３は、現像ローラ駆動ギアの内部を示す縦断面図であり、図１４は、現像カートリッジの右側部分を示す斜視図であり、図１５は、低摩擦部材周辺の構造を示す斜視図であり、図１６は、現像ローラの右側端面に低摩擦部材が設けられる状態を示す斜視図であり、図１７は、当接規制コロと感光体ドラムの関係を示す正面図である。
【００６０】
図１３に示す如く、現像ローラ駆動ギア１３７は、前述した第１ギア部分１４３と第２ギア部分１４５とが段付きで形成される外側部分１５７と、現像ローラの回転軸１３５を支持する内側部分１５９とから構成されている。現像ローラ駆動ギア１３７の外側部分１５７は樹脂で形成されており、内側部分１５９は金属を焼結させて形成されている。焼結金属製の内側部分１５９は第１ギア部分１４３と第２ギア部分１４５とに跨るように形成されている。このような構造を採用することにより、現像カートリッジ１２内で発生した熱が現像ローラの回転軸１３５を伝わり、現像ローラ駆動ギア１３７の内側部分１５９から放熱されるため、現像カートリッジ１２内が過剰に加熱されることを防止することができる。
【００６１】
このような形態の現像ローラ駆動ギア１３７を形成する場合には、焼結金属製の内側部材１５９を用意し、この焼結金属製内側部材１５９を存在させた状態でインサート成型により外側部材１５７を成形する。樹脂のみから段付きの２つのギア部分を有するギアを形成する従来の方法では、型成形後の冷却時に、２つのギア部分の厚みの違いから境界部分に「ヒケ」と呼ばれる凹んだ部分が形成され、軸受け精度やギアの外縁の精度に影響を及ぼしていたが、上記のように内側部材１５９を焼結金属製にして外側部分１５７だけを樹脂成形することにより、このような「ヒケ」が形成されることがない。
【００６２】
従って現像ローラ駆動ギア１３７の軸受け部分の精度が高くなり、現像ローラの回転軸１３５のがたつきを防止できるとともに、現像ローラ駆動ギア１３７の外縁の精度が高まる結果、現像ローラの駆動が安定したものとなる。また内側部分１５９を焼結金属で構成することにより、軸を圧入しやすいという利点もある。
【００６３】
上記のようにギアを金属製の内側部材と樹脂製の外側部材の二重構造にして、内側部材に取り付けられる軸を介して、現像カートリッジ内の熱を内側部材から放熱する構成は、現像ローラ駆動ギア１３７の他に、供給ローラ駆動ギア１４１、アイドルギア１３１、ロータリーギア１２９にも同様に適用することができる。
【００６４】
また図１７に示す如く、現像ローラ５５の回転軸１３５の両端には現像ローラ５５より僅かに大きな直径を有する当接規制コロ６９が回転軸１３５に対して回転自在に設けられている。図１においてロータリー現像ユニット１１が回転し、例えばイエロー用の現像カートリッジ１２Ｙが感光体ドラム５に近づくと、現像カートリッジ１２Ｙの２つの当接規制コロ６９の周面が感光体ドラム５に衝突して、現像ローラ５５の周面と感光体ドラム５の周面との距離を所定距離に規定する。尚、この所定距離は図１７では比較的大きく描かれているが、実際には１ｍｍ以下の極小さな距離である。
【００６５】
図１５に示す如く、下部ハウジング部材４２の底面側には、現像ローラ５５が現像ローラ駆動ギア１３７側へ付勢されるときの度当て構造が形成されている。即ち下部ハウジング部材４２には、現像ローラ５５の回転軸１３５を支持する支持部１６１と、該支持部１６１の左側に間隔を開けて位置する度当て部１６３とが形成されており、支持部１６１と度当て部１６３との間には、右側の当接規制コロ６９が入り込むようになっているコロ受け部１６５が形成されている。
【００６６】
度当て部１６３の左側、即ち現像ローラ５５側には、リング形状の低摩擦部材１６７が現像ローラの回転軸１３５を貫通して設けられ、低摩擦部材１６７は現像ローラ５５の右側の端面と度当て部１６３との間に挟まれた状態で位置している。現像ローラ５５が駆動機構の駆動により回転し、ハス歯形態の現像ローラ駆動ギア１３７の作用により現像ローラ５５が駆動ギア側へ付勢されるとき、現像ローラ５５の右側の端面は、低摩擦部材１６７を間に挟んで度当て部１６３に押圧される。
【００６７】
そのため、現像ローラ５５の端面と低摩擦部材１６７との間、及び低摩擦部材１６７と度当て部１６３との間で発生する摩擦熱は少なくなり、現像カートリッジ１２内の過熱を防止できるとともに、過熱に伴う度当て部１６３の軟化変形も防止できる。また度当て部１６３の変形が防止されることで、現像ローラ５５の長手方向での位置決めが確実となり、ひいては現像カートリッジ１２全体の位置決めも確実なものとなる。更に現像ローラ５５の端面と度当て部１６３とが直接摩擦接触しないため、現像ローラ５５の回転により現像ローラ５５の端面や度当て部１６３が摩耗することを防止することもできる。
【００６８】
低摩擦部材１６７の具体例としてはポリスライダー（登録商標）を挙げることができる。しかしこの他にも、低摩擦係数で且つ耐摩耗性を有する従来公知の材料を低摩擦部材１６７として使用することもできる。
【００６９】
次に現像カートリッジ１２の左側端部（現像ローラ駆動ギア１３７と反対側の端部）の構造及び該構造による作用について図１８〜図２０を参照しながら説明する。図１８は、現像カートリッジの左端側用端部カバーを裏側から見た斜視図であり、図１９は、現像カートリッジの左端に端部カバーが設けられた状態を示す斜視図であり、図２０は、現像時に現像ローラが感光体ドラムに接近するときの状態を示す説明図である。
【００７０】
図１９に示す如く、現像カートリッジ１２の左側端部には端部カバー１６９が設けられている。端部カバー１６９は現像カートリッジ１２の左端部の形状に一致するようにほぼ扇形に形成されており、扇の要付近に長孔１７１が形成され、扇の両端付近に現像カートリッジ１２側へ突出する２つの圧入突起部１７３（図１８参照）が形成されている。また一方の圧入突起部１７３の近傍には孔部１７５が形成されている。
【００７１】
一方現像カートリッジ１２の左側端部には、２つのネジ孔１７２、１７４が形成されており、長孔１７１を介してネジ孔１７４にネジ１７６を螺合し、孔部１７５を介してネジ孔１７２にネジ１７８を螺合することにより、端部カバー１６９が現像カートリッジ１２の左側端部に取り付けられている。端部カバー１６９はネジ１７６、１７８によって堅固に固定されているわけではない。即ち、孔部１７５に設けられたネジ１７８を中心として、ネジ１７６が長孔１７１の両端に当接する範囲で現像カートリッジ１２が揺動可能となるように、ネジ１７６、１７８が設けられている。
【００７２】
このような構成により現像ローラ５５が右側の端部を中心として揺動可能となるため、ロータリー現像ユニット１１の回転により現像カートリッジ１２が感光体ドラム５に接近するとき、図２０（ａ）に示す如く、初めはカム等の案内手段（図示せず）の作用により現像ローラ５５が感光体ドラム５に対して若干傾斜した状態で接近し、その後図２０（ｂ）に示す如く次第に感光体ドラム５と平行に位置決めされるようになる。現像ローラ５５が感光体ドラム５に対してこのような方法で接近することで、最終的に現像ローラ５５と感光体ドラム５との位置関係がより正確に決定される。
【００７３】
また図２に示す如く、支持フレーム３５における各フレーム要素３３の末端には末端圧入部１７７が形成され、各末端圧入部１７７の内側には内側圧入部１７９が形成されている。現像カートリッジ１２を支持フレーム３５に装着する場合には、現像カートリッジ１２を収納部３７内に配置した状態で長手方向にスライドさせ、現像カートリッジ１２の２つの圧入突起部１７３（図１８）をそれぞれ末端圧入部１７７と内側圧入部１７９とに圧入する。これにより現像カートリッジ１２が支持フレーム３５に対して固定される。
【００７４】
次に当接規制コロ６９の具体的構成について図２１〜図２３を参照しながら説明する。図２１は、当接規制コロの拡大斜視図であり、図２２は、当接規制コロの縦断面であり、図２３は、当接規制コロの他の実施の形態を示す断面図である。
【００７５】
図１７に関して説明したように、当接規制コロ６９は現像ローラの回転軸１３５に対して回転自在に設けられており、ロータリー現像ユニット１１が回転したとき、２つの当接規制コロ６９の周面が感光体ドラム５に衝突して、現像ローラ５５の周面と感光体ドラム５の周面との距離を所定距離に規定する。
【００７６】
当接規制コロ６９は図２１に示す如く、円筒状に形成されたコロ本体部１８１と、コロ本体部１８１の中央においてコロ本体部１８１の外周面から円盤状に拡径して一体形成されるコロ作用部１８３とを備えて成る。また当接規制コロ６９の内周面には、コロ作用部１８３の内側に相当する位置であって、回転軸線方向の中央の位置から内方へ突出するように、内突部１８５が形成されている。
このような構成を採用することにより、現像ローラの回転軸１３５が当接規制コロ６９と摺接する部分が狭くなるので、当接規制コロ６９が回転軸１３５の周りで回転しやすくなる。
【００７７】
内突部１８５の内周面は現像ローラの回転軸１３５を実質的に支持する部位であり、現像ローラの回転軸１３５は内突部１８５の内周面とのみ接触し、コロ本体部１８１の他の内周面１８７とは接触しない。内突部１８５はコロ作用部１８３の内側に形成されているため、コロ作用部１８３が感光体ドラム５に当接しているときに、その押圧力が内突部１８５に直に掛かり、これを現像ローラの回転軸１３５が支持することができる。
【００７８】
またコロ本体部１８１の内突部１８５以外の内周面１８７は、内突部１８５から見て一段凹んでいる構成であるから、現像ローラの回転軸１３５は図２０（ａ）に示す如く感光体ドラム５に対して傾いているとき、内突部１８５の両脇に現像ローラの回転軸１３５が傾くことができる空間を提供することができる。これにより現像ローラ５５が感光体ドラム５に対して接近する初めの段階（図２０（ａ）参照）で、現像ローラの回転軸１３５が傾斜する姿勢をとっても、回転軸１３５がコロ本体部１８１の内周面１８７に食い込み、その状態から離脱できないような事態を回避することができる。
【００７９】
更に内突部１８５の形成によりその部分が厚くなる結果、コロ作用部１８３がコロ本体部１８１から外方へ突出している構成を樹脂成形し冷却する工程で生じ得る「ヒケ」現象が生じにくくなる。また内突部１８５は他の内周より径寸法が小さく、その幅も狭いので高い精度で成形することが可能となる。
【００８０】
図２２に示す如く内突部１８５は幅Ｗ、高さＨを有し、コロ本体部１８１の内周面における内突部１８５の両側の寸法Ｂは互いに等しく設定されている。内突部１８５の幅Ｗ、高さＨ及び寸法Ｂは、上述したように、現像ローラ５５が感光体ドラム５に対して若干傾斜した状態で接近する初めの段階で、図２０（ａ）に示す如く感光体ドラム５に対して傾いているとき、現像ローラの回転軸１３５がコロ本体部１８１の内周面１８７に接触しないような寸法に設定されている。このような寸法の一例を示すと、内突部１８５の幅Ｗは５．０ｍｍ、高さＨは０．３ｍｍ、また上記寸法Ｂは２．２ｍｍである。
【００８１】
コロ本体部１８１の内周面における内突部１８５の両側の寸法Ｂに相当する部分、即ち符号１８７が付された延長部分の存在により、内突部１８５の左右でのバランスが良くなるため、当接規制コロ６９の回転時に内突部１８５を中心とした調芯作用が向上して、当接規制コロ６９が感光体ドラム５に対して垂直に当接する状態、即ち姿勢の良い状態を安定して維持することができる。
【００８２】
当接規制コロ６９は図２３に示す如く、その一部の形態を変更することができる。即ち図２３（ａ）に示す実施形態では、コロ作用部１８３の周面１８９の断面が外側に突出するように円弧状に形成されている。このような形態によれば、コロ作用部１８３と感光体ドラム５との接触面積が小さくなるため、接触抵抗が小さくなり、当接規制コロ６９の回転性が向上する。また図２３（ｂ）に示す実施形態では、内突部１８５の内周面１９１の断面が内側に突出するように円弧状に形成している。このような形態によれば、内突部１８５の内周面１９１と現像ローラの回転軸１３５との接触面積が小さくなるため、接触抵抗が小さくなり、当接規制コロ６９の回転性が向上する。尚、内突部１８５の内周面１９１を円弧状に形成する場合には、内周面１９１の曲率は、現像ローラの回転軸１３５が傾斜しても、回転軸１３５がコロ本体部１８１の他の内周面１８７に接触しないように設定されている。
【００８３】
次に図２４〜図２６を参照しながら、供給ローラ５３と現像ローラ５５とを帯電させるために帯電バイアスを印加する構成について説明する。図２４は現像カートリッジの左端側から端部カバーを外した状態を示す斜視図であり、図２５は導電弾性プレートと、供給ローラ及び現像ローラとの接触状態を示す斜視図であり、図２６は導電弾性プレートの斜視図である。尚図２５では、ブレード固定フレーム８５、ブレード支持プレート８９及び規制ブレード９１が省略されて描かれている。
【００８４】
前述したように供給ローラ５３及び現像ローラ５５は、トナーをローラ周面に吸着するために帯電可能となっている。また規制ブレード９１も現像領域に搬送されるトナーを適切に帯電されるために、帯電可能となっている。これら帯電のために印加される電圧は、現像ローラ５５の右端に接続された一方の電気端子（図示せず）と、該一方の電気端子から現像ローラ５５の回転軸１３５、現像ローラ５５の左端側に設けられる導電弾性プレート１９３、供給ローラ５３の回転軸１３９を介して供給ローラ５３の右端に接続される他の電気端子（図示せず）との間にかけられており、更に導電弾性プレート１９３からは規制ブレード９１にも電圧を印加可能となっている。
【００８５】
図２４に示す如く、導電弾性プレート１９３は現像カートリッジ１２の端部カバー１６９の内側に設けられており、全体として図２６に示すように平板を折り曲げ加工して形成される立体的な構造を有する。導電弾性プレート１９３は第１ネジ固定部１９５及び第２ネジ固定部１９７を有し、現像カートリッジ１２のハウジング４３の左側端面に形成されたネジ孔（図示せず）にそれぞれネジ１９９、２０１によって固定されている。
【００８６】
第１ネジ固定部１９５及び第２ネジ固定部１９７からは、それぞれほぼ直交する方向に延びる第１アーム部２０３と第２アーム部２０５が形成されており、第１アーム部２０３と第２アーム部２０５は第１電気接点２０７で交差している。第１電気接点２０７は供給ローラの回転軸１３９の左端側に当接している。
【００８７】
このように互いにほぼ直交する方向に延びる第１アーム部２０３と第２アーム部２０５との交差部分に第１電気接点２０７を形成することで、第１アーム部２０３と第２アーム部２０５とが板バネとして作用し、第１電気接点２０７が供給ローラの回転軸１３９の端部に接触する接触圧を緩衝することができる。従って、第１電気接点２０７から離れた第１ネジ固定部１９５と第２ネジ固定部１９７とにおいて、導電弾性プレート１９３がネジ１９９、２０１でハウジング４３に強く締め付けられても、第１アーム部２０３と第２アーム部２０５の板バネ緩衝作用により、第１電気接点２０７の供給ローラの回転軸１３９端部への接触圧はそれほど大きくならない。
【００８８】
その一方、第１ネジ固定部１９５と第２ネジ固定部１９７とでハウジング４３にネジ留めされる結果、第１電気接点２０７が供給ローラの回転軸１３９の端部へ付勢されるように導電弾性プレート１９３が弾性変形するため、第１電気接点２０７が供給ローラの回転軸１３９の端部に適切な接触圧で接触する状態を確実に維持することができる。
【００８９】
このように、第１電気接点２０７は供給ローラの回転軸１３９の端部に比較的弱い接触圧で確実に接触することができるため、供給ローラの回転軸１３９の回転による第１電気接点２０７との摩耗に起因する第１電気接点２０７の穴開きを防止することができる。
【００９０】
上記実施の形態では第１アーム部２０３と第２アーム部２０５との交差角度がほぼ９０度であるが、第１電気接点２０７が供給ローラの回転軸１３９の端部に接触する接触圧を微妙に変えるために、このような交差角度を３０度〜１５０度の範囲、好ましくは６０度〜１２０度の範囲、更に好ましくは８０度〜１００度の範囲で適宜変えることもできる。
【００９１】
導電弾性プレート１９３は、更に第２ネジ固定部１９７から一体的に延びる第３アーム部２０９を有し、第３アーム部２０９の途中には分岐アーム部２１１を介して板バネ状の第２電気接点２１３が接続されている。第２電気接点２１３は図２６に示す如く下に凸状態に湾曲した形状を有し、この湾曲した下面側が現像ローラの回転軸１３５の左端部に圧接することで電気接点として機能している。尚、本例では、第１アーム部２０３、第２アーム部２０５、第３アーム部２０９、分岐アーム部２１１、第１電気接点２０７及び第２電気接点２１３は、現像カートリッジ１２の左端面側のほぼ同一平面内に位置している。
【００９２】
第２ネジ固定部１９７とは反対側の第３アーム部２０９の端部からは、そこからほぼ９０度屈曲して現像ローラ５５の右端方向へ延びる第４アーム部２１５が形成されている。第４アーム部２１５の末端にはリング状の第３ネジ固定部２１７が形成されており、第４アーム部２１５を矢印２１６で示す如く現像カートリッジ１２の右端方向へ若干引っ張った状態で、第３ネジ固定部２１７は下枠部７７に対してネジ２１９で固定されている。下枠部７７からブレード支持プレート８９を介して規制ブレード９１（図６（ｂ）参照）まで電気的導通が形成されており、この結果、導電弾性プレート１９３に掛かる電位が規制ブレード９１に帯電作用をもたらす。尚本実施の形態では、規制ブレード９１に掛かる電位は供給ローラ５３及び現像ローラ５５に掛かる電位と等電位になるように調整されているが、必ずしも等電位である必要はない。
【００９３】
第４アーム部２１５が矢印２１６で示す方向に若干引っ張られた状態で固定されることにより、第３アーム部２０９が矢印２１６側へ撓み、これに伴って板バネ状の第２電気接点２１３が撓んで、適宜の接触圧で現像ローラの回転軸１３５の左端部に当接する状態を維持できる。第２電気接点２１３は第４アーム部２１５から分岐した自由端に形成されているため、矢印２１６の方向へ引っ張る力が多少強めであっても、第２電気接点２１３の板バネ作用により緩衝効果が生じて、摩耗により第２電気接点２１３に穴が形成されるほどの強い接触圧が第２電気接点２１３に生じることはない。従って長期に亘り、安定した電気接点を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を適用した画像形成装置を示す側断面図。
【図２】 この発明のロータリー現像ユニットの斜視図。
【図３】 この発明のハウジング部材を開けた状態の現像カートリッジの斜視図。
【図４】 この発明の現像カートリッジの側断面図。
【図５】 この発明の回転時のトナーの動きを示す説明図。
【図６】 （ａ）はこの発明のローラ支持フレームの全体を示す正面図、（ｂ）は同ローラ支持フレームの左側部分の拡大図、（ｃ）はローラ端シール部材及び同ローラ支持フレーム周辺を示す側断面図。
【図７】 （ａ）は図３の現像ローラの左側を破断して軸が支持されている様子を示し、（ｂ）は図３における現像ローラの右側を破断して軸が支持されている様子を示す断面図。
【図８】 この発明のローラ支持フレーム、供給ローラ及び現像ローラの斜視図。
【図９】 この発明の供給ローラ、現像ローラの駆動系を示す側面図。
【図１０】 この発明の供給ローラ、現像ローラの駆動系を示す部分斜視図。
【図１１】 この発明のアイドルギア周辺の側断面図。
【図１２】 この発明のアイドルギアの回転軸の長手方向軸線に沿った断面図。
【図１３】 この発明の現像ローラ駆動ギアの内部を示す縦断面図。
【図１４】 この発明の現像カートリッジの右側部分を開放して示す斜視図。
【図１５】 この発明の度当て部周辺の構造を示す斜視図。
【図１６】 この発明の低摩擦部材が設けられた現像ローラの斜視図。
【図１７】 この発明の当接規制コロと感光体ドラムの関係を示す正面図。
【図１８】 この発明の端部カバーを裏側から見た斜視図。
【図１９】 この発明の現像カートリッジの左側部分を示す分解斜視図。
【図２０】 この発明の現像ローラが感光体ドラムに接近するときの説明図。
【図２１】 この発明の当接規制コロの拡大斜視図。
【図２２】 この発明の当接規制コロの縦断面。
【図２３】 この発明の当接規制コロの他の実施の形態を示す断面図。
【図２４】 この発明の現像カートリッジの左端側を示す斜視図。
【図２５】 この発明の導電弾性プレートの接触状態を示す斜視図。
【図２６】 この発明の導電弾性プレートの斜視図。
【符号の説明】
１ 画像形成装置、 ３ 装置本体、 ５ 感光体ドラム、 ７ 回転方向
９ 帯電器、１１ ロータリー現像ユニット、１２ 現像カートリッジ
１３ クリーニング部、１５ 露光ユニット、１７ 一次転写領域
１９ 転写ユニット、２１ 中間転写ベルト、２３ 二次転写領域
２５ カセット、２７ 定着ユニット、２９ 排出トレイ部、３１ 回転軸
３３ フレーム要素、３５ 支持フレーム、３７ 収納部、３９ 現像位置
４１ 上部ハウジング部材、４２ 下部ハウジング部材、４３ ハウジング
４５ トナー収容部、４７ トナー、５１ 撹拌片、５３ 供給ローラ
５５ 現像ローラ、５７ 上部ハウジング部材の上面、６１ 連通孔
６３ シール、６５ 領域、６９ 当接規制コロ、７５ ローラ支持フレーム、
７７ 下枠部、７９ａ、７９ｂ 側枠部、８１ ネジ、８３ 上枠部、
８５ ブレード固定フレーム、８７ 固定ネジ、８９ ブレード支持プレート
９１ 規制ブレード、９３ バックアップスポンジ、
９５ａ、９５ｂ 下部ハウジング部材の端面、９９ 現像ローラ用貫通穴
１０１ａ、１０１ｂ 軸保持部材、１０５ 軸保持部、１０６ 孔、
１０７ ネジ、１０９ ばか孔、１１１ ネジ、１１３ ばか孔、
１１５ ネジ孔、１１７ 飛散防止シール部材、１１９ バックアップスポンジ
１２１ シール部材、１２３ ローラ端シール部材、１２５ 低摩擦機能部材
１２７ 粉体シール機能部材、１２８ ピン、１２９ ロータリーギア、
１３０ ハウジングの右側端面、１３１ アイドルギア、
１３３ アイドルギアの支持軸、１３５ 現像ローラの回転軸、
１３７ 現像ローラ駆動ギア、１３８ グリス、１３９ 供給ローラの回転軸、
１４１ 供給ローラ駆動ギア、１４３ 第１ギア部分、１４５ 第２ギア部分
１４７ 矢印、１４９ 矢印、１５１ 圧力分散板、１５３ 押さえ部
１５５ ナット、１５７ 現像ローラ駆動ギアの外側部分
１５９ 現像ローラ駆動ギアの内側部分、１６１ 支持部、１６３ 度当て部
１６５ コロ受け部、１６７ 低摩擦部材、１６９ 端部カバー、１７１ 長孔
１７２ ネジ孔、１７３ 圧入突起部、１７４ ネジ孔、１７５ 孔部
１７６ ネジ、１７７ 末端圧入部、１７８ ネジ、１７９ 内側圧入部
１８１ コロ本体部、１８３ コロ作用部、１８５ 内突部
１８７ 内突部以外の内周面（延長部分）、１８９ コロ作用部の周面、
１９１ 内突部の内周面、１９３ 導電弾性プレート、１９５ 第１ネジ固定部、
１９７ 第２ネジ固定部、１９９ ネジ、２０１ ネジ、２０３ 第１アーム部
２０５ 第２アーム部、２０７ 第１電気接点、２０９ 第３アーム部
２１１ 分岐アーム部、２１３ 第２電気接点、２１５ 第４アーム部
２１６ 矢印、２１７ 第３ネジ固定部、２１９ ネジ
Ｌ レーザ光、 Ｓ シート部材
Claims (5)
- 複数の現像カートリッジを装着した状態で回転軸の周囲で回転することにより、選択された現像カートリッジを画像形成装置における感光体ドラムに隣接させて該現像カートリッジ内のトナーを感光体ドラムに移行可能なロータリー現像ユニットで使用する現像カートリッジであって、該現像カートリッジが、
周面及び該周面の両側の２つの端面を有するハウジングと、
該ハウジング内に形成され、トナーを収容するトナー収容部と、
前記トナー収容部に隣接して設けられ、その回動軸が前記２つの端面に回転可能に支持される供給ローラと、
前記供給ローラの周面に接する周面を有し、その回転軸が前記２つの端面に回転可能に支持される現像ローラと、
前記現像ローラの回転軸の一端側に設けられ、周面にハス歯が形成される第１ギア部分を備える現像ローラ駆動ギアと、
前記現像ローラ駆動ギアの第１ギア部分と同じ側に設けられ、前記ハウジングの端面に固定して設けられる支持軸に対して回転自在に設けられ、周面に前記第１ギアと歯合するハス歯が形成され、駆動源から駆動力を受け前記第１ギアへ動力を伝達する中間ギアとを備え、
前記現像ローラ駆動ギアの第１ギアのハス歯と前記中間ギアのハス歯の形成方向は、前記現像ローラを前記第１ギア側へ付勢する方向で形成されており、
前記中間ギアの支持軸に対して、その軸線方向への移動が規制された状態で変形防止装置が設けられ、前記変形防止装置は前記中間ギアが設けられている側のハウジングの端面の外面に当接し、
前記変形防止装置は、前記中間ギアの支持軸の断面よりも十分に広い面積で前記ハウジングの端面の外面に当接する圧力分散板を備え、
前記中間ギアの支持軸には押さえ部が固定されており、前記第１ギアからの反作用を受けた前記中間ギアが前記ハス歯に起因して前記押さえ部を付勢し、該押さえ部により前記圧力分散板は前記ハウジングの端面の外面に押し付けられていることを特徴とする現像カートリッジの変形防止装置。 - 複数の現像カートリッジを装着した状態で回転軸の周囲で回転することにより、選択された現像カートリッジを画像形成装置における感光体ドラムに隣接させて該現像カートリッジ内のトナーを感光体ドラムに移行可能なロータリー現像ユニットで使用する現像カートリッジであって、該現像カートリッジが、
周面及び該周面の両側の２つの端面を有するハウジングと、
該ハウジング内に形成され、トナーを収容するトナー収容部と、
前記トナー収容部に隣接して設けられ、その回動軸が前記２つの端面に回転可能に支持される供給ローラと、
前記供給ローラの周面に接する周面を有し、その回転軸が前記２つの端面に回転可能に支持される現像ローラと、
前記供給ローラの回転軸の一端側に設けられ、周面に平歯が形成される供給ローラ駆動ギアと、
前記現像ローラの回転軸の一端側に設けられ、周面に前記供給ローラ駆動ギアと歯合する平歯が形成される第２ギア部分と、前記第２ギア部分と隣接して設けられ、周面にハス歯が形成される第１ギア部分とを備える現像ローラ駆動ギアと、
前記現像ローラ駆動ギアの第１ギア部分と同じ側に設けられ、前記ハウジングの端面に固定して設けられる支持軸に対して回転自在に設けられ、周面に前記第１ギアと歯合するハス歯が形成され、駆動源から駆動力を受け前記第１ギアへ動力を伝達する中間ギアとを備え、
前記現像ローラ駆動ギアの第１ギアのハス歯と前記中間ギアのハス歯の形成方向は、前記現像ローラを前記第１ギア側へ付勢する方向で形成されており、
前記中間ギアの支持軸に対して、その軸線方向への移動が規制された状態で変形防止装置が設けられ、前記変形防止装置は前記中間ギアが設けられている側のハウジングの端面の外面に当接し、
前記変形防止装置は、前記中間ギアの支持軸の断面よりも十分に広い面積で前記ハウジングの端面の外面に当接する圧力分散板を備え、
前記中間ギアの支持軸には押さえ部が固定されており、前記第１ギアからの反作用を受けた前記中間ギアが前記ハス歯に起因して前記押さえ部を付勢し、該押さえ部により前記圧力分散板は前記ハウジングの端面の外面に押し付けられていることを特徴とする現像カートリッジの変形防止装置。 - 請求項１または２において、前記圧力分散板は金属プレート板であることを特徴とする現像カートリッジの変形防止装置。
- 請求項１から３のいずれか１項に記載の現像カートリッジの変形防止装置を備えることを特徴とする現像カートリッジ。
- 請求項４に記載の現像カートリッジが用いられる画像形成装置。
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