JP7379735B2 - プロセスカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置の装置本体に着脱自在に装着されるプロセスカートリッジに関する。

従来、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成する画像形成装置が知られている。このような画像形成装置には、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（ＬＥＤプリンタ又はレーザビームプリンタ等）、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。

このような画像形成装置は、一般に、トナー補給や各種のプロセス手段のメンテナンスを必要とする。これに対して、感光体ドラムと、この感光体ドラムに作用するプロセス手段としての帯電手段、現像手段及びクリーニング手段の少なくとも一つと、を枠体内にまとめて一体的にカートリッジ化したプロセスカートリッジが実用化されている。このようなプロセスカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能に装着することにより、トナー補給やメンテナンスを容易にすることができる。

このプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスの一部を、アフターサービスを担当するサービスパーソンに頼ることなく、ユーザー自身で行うことができる。このようなプロセスカートリッジ又はこのプロセスカートリッジを装着された画像形成装置は、メンテナンスを容易にすることができると共に、印刷品質を容易に向上させることができる。このように、プロセスカートリッジ方式は、格段に装置の操作性を向上させることができ、ユーザビリティーに優れた画像形成装置を提供することができるため、画像形成装置において広く用いられている。

従来、プロセスカートリッジにおいては、感光体ドラムに現像ローラを近接させた状態で、感光体ドラム上の静電潜像を現像する。感光体ドラムに現像ローラを近接させる手段としては、感光体ドラムを備えたドラムユニットに対して、現像ローラを備えた現像ユニットを回動可能に結合し、感光体ドラムと現像ローラとを接離可能にした構成が知られている。この構成により、現像ローラを感光体ドラムに接触する方向に押圧することで、感光体ドラムと現像ローラとを近接した状態に維持することができる。

また、プロセスカートリッジには、サービス情報や印刷品質情報等を登録した記憶手段又は記憶素子等のメモリを内蔵したものがある。また、メモリは、プロセスカートリッジが画像形成装置に装着された状態において、画像形成装置側の電気接点部と一定圧で接触することで、通信可能となる。例えば、特許文献１は、現像ユニットにメモリを備えたカートリッジを開示している。

ここで、現像ローラは、安定した画質を提供する現像性を実現するために、感光体ドラムに対して、一定距離の近接状態を保っていることが望ましい。すなわち、感光体ドラムに対する現像ローラの接触圧を安定化することが望まれる。

特開２０１６－０９９４０３号公報

しかしながら、従来のプロセスカートリッジにおいては、メモリに作用する一定圧によって、プロセスカートリッジの画像形成装置に対する被位置決め部、又はドラムユニットと現像ユニットの結合部が変形する場合がある。この被位置決め部又は結合部が変形した場合には、感光体ドラムに対する現像ローラの位置が変化するため、感光体ドラムに対する現像ローラの接触圧が変化する。従来のプロセスカートリッジにおいては、このような接触圧の変化を抑制するために、実質的に問題のない変形の大きさになるように高剛性の材質を用いた部品で構成するか、又は接触圧に関係する部品の寸法を高精度に管理すること等が必要になる。

本発明の目的は、メモリ部に作用する力によるプロセスカートリッジの変形を抑制し、感光体ドラムに対する現像ローラの押圧力の安定化を図ることができるプロセスカートリッジを提供することである。

本発明のプロセスカートリッジは、画像形成装置の装置本体に対して装着方向に着脱可能に装着されるプロセスカートリッジであって、第１回転軸線を中心に回転可能な感光ドラムと、前記装置本体に対するプロセスカートリッジの前記装着方向の位置決めするための第１位置決め部であって、前記第１回転軸線の方向において一端側に設けられた第１位置決め部と、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に対して回転しないように前記装置本体に対する位置を決めるための第２位置決め部であって、前記装着方向において前記第１位置決め部よりも上流側に設けられ且つ前記第１回転軸線の方向において前記一端側に設けられた第２位置決め部と、を備えた感光ドラムユニットと、第２回転軸線を中心に回転可能な現像ローラを有する現像ユニットであって、前記装置本体と通信するために前記装置本体の本体接点と電気的に接続する接点面を有する記憶手段と、前記感光ドラムユニットに対して現像ユニットが回動可能になるように前記感光ドラムユニットに支持される被支持部と、を備えた現像ユニットと、前記現像ローラが前記感光ドラムに近づくように前記現像ユニットを付勢する付勢部材と、を有し、前記第１回転軸線の方向に見て、前記第１位置決め部の中心と前記第２位置決め部の中心とを結ぶ第１の線分と、前記接点面を通ると共に前記接点面に直交する第１の直線と、が交差点で交差し、前記交差点は、前記第１位置決め部よりも前記第２位置決め部に近い位置にある、ことを特徴とする。

本発明によれば、メモリ部に作用する力によるプロセスカートリッジの変形を抑制し、感光体ドラムに対する現像ローラの押圧力の安定化を図ることができる。

実施の形態に係る画像形成装置の模式図である。 実施の形態に係る画像形成装置のカートリッジの側面図である。 実施の形態に係る画像形成装置のカートリッジの断面図である。 実施の形態に係る画像形成装置のカートリッジの駆動側から見た分解斜視図である。 実施の形態に係る画像形成装置のカートリッジの非駆動側から見た分解斜視図である。 実施の形態に係る画像形成装置の開閉扉が開いた状態の模式図である。 実施の形態に係る画像形成装置の開閉扉が閉じた状態の模式図である。 実施の形態に係る画像形成装置の駆動部の斜視図である。 実施の形態に係る画像形成装置のメモリタグ及びその周辺の斜視図である。 実施の形態に係る画像形成装置のカートリッジの結合部とメモリタグとの関係を示す側面図である。 実施の形態に係る画像形成装置のカートリッジの内力に着目した側面図である。

以下、実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

＜画像形成装置の構成＞
実施の形態に係る画像形成装置の構成について、図１を参照しながら、詳細に説明する。

図１に示す画像形成装置は、電子写真画像形成装置であり、カートリッジＢを装置本体Ａに着脱自在とした構成を有し、ここでは電子写真技術を利用したレーザビームプリンタを例示する。

装置本体Ａは、画像形成装置のカートリッジＢを除いた部分である。装置本体Ａには、シート材ＰＡの搬送方向Ｄに沿って、ピックアップローラ５ａ、給送ローラ対５ｂ、転写ガイド６、転写ローラ７、搬送ガイド８、定着装置９、排出ローラ対１０及び排出トレイ１１等が順次配置されている。定着装置９は、加熱ローラ９ａ及び加圧ローラ９ｂにより構成されている。装置本体Ａには、画像形成対象となる記録媒体としてのシート材ＰＡを収納したシートトレイ４がカートリッジＢの下側に配置されている。

カートリッジＢは、電子写真画像形成用に用いられる感光体（電子写真感光体）である感光体ドラム６２に潜像を形成するためのレーザスキャナユニットである露光装置３を有している。

＜カートリッジの構成＞
実施の形態に係る画像形成装置のカートリッジＢの構成について、図１から図８を参照しながら、詳細に説明する。なお、本実施の形態において、各部品を結合しているビスに関する記載及び説明を省略する。

カートリッジＢは、現像ユニット２０と、クリーニングユニット６０と、を備え、装置本体Ａに対して着脱可能に装着されるプロセスカートリッジである。クリーニングユニット６０と現像ユニット２０とは、回動可能に結合して構成されている。

ここで、カートリッジＢの長手方向において、装置本体Ａから感光体ドラム６２が駆動力を受ける側を駆動側とし、その反対側を非駆動側とする。

現像ユニット２０は、現像容器２３と、トナー室２９と、現像ローラ３２と、吹き出し防止シート３３と、現像ブレード４２と、を備えている。

現像容器２３は、現像ローラ３２を支持している。

トナー室２９は、現像容器２３と底部材２２とによって形成されている。トナー室２９には、撹拌部材４３が設けられている。

現像ローラ３２は、両端に設けられた軸受部材２６（図４参照）及び軸受部材２７（図５参照）により、現像容器２３に対して回転可能に取り付けられている。現像ローラ３２内には、マグネットローラ３４が設けられている。現像ローラ３２には、間隔保持部材３８が両端部に取り付けられている。現像ローラ３２は、間隔保持部材３８と感光体ドラム６２とが当接することにより、感光体ドラム６２との間に微少な隙間を有して現像容器２３に取り付けられている。現像ローラ３２は、感光体ドラム６２に形成された潜像を現像するために、トナーＴをその表面に担持する現像剤担持体である。

吹き出し防止シート３３は、現像ローラ３２に当接するように底部材２２の縁部に設けられており、現像ユニット２０から外部にトナーが漏れることを防止している。

現像ブレード４２は、現像ローラ３２上のトナー層を規制する。

撹拌部材４３は、トナー室２９に収容されたトナーを撹拌すると共に、トナー供給室２８へトナーを搬送する。

クリーニングユニット６０は、感光体ドラム６２を有する感光体ドラムユニットである。具体的には、クリーニングユニット６０は、図３に示すように、感光体ドラム６２と、スクイシート６５と、帯電ローラ６６と、クリーニング枠体７１と、廃トナー室７１ｂと、クリーニング部材７７と、を備えている。

感光体ドラム６２は、駆動側に設けられた駆動側ドラムフランジ６３がドラム軸受７３の穴部７３ａに回転可能に支持されることにより、クリーニングユニット６０に回転可能に保持されている。感光体ドラム６２は、表面に潜像又はトナーで形成される像（トナー像又は現像剤像）を担持する像担持体である。

スクイシート６５は、感光体ドラム６２に当接するようにクリーニング枠体７１の縁部に設けられており、クリーニング枠体７１から廃トナーが外部に漏れることを防止している。

帯電ローラ６６は、感光体ドラム６２の外周面に接触して配置されている。帯電ローラ６６は、クリーニング枠体７１の長手方向における両端部において、帯電ローラ軸受６７を介してクリーニングユニット６０に対して回転可能に取り付けられている。帯電ローラ６６は、帯電ローラ軸受６７が付勢部材６８により感光体ドラム６２に向けて加圧されることにより、感光体ドラム６２に圧接して、感光体ドラム６２の回転に従動回転する。

クリーニング枠体７１は、帯電ローラ６６及びクリーニング部材７７を支持している。クリーニング枠体７１の長手方向は、カートリッジＢの長手方向と同一方向であると共に、感光体ドラム６２の回転軸線が延びる方向である軸線方向と略平行である。ここで、広義には、ドラム軸受７３とクリーニング枠体７１とを総称してクリーニング枠体と呼ぶこともできる。

廃トナー室７１ｂは、クリーニング枠体７１とクリーニング部材７７とによって形成されており、クリーニング部材７７によって感光体ドラム６２の表面から除去された廃トナーを溜める。

クリーニング部材７７は、感光体ドラム６２の外周面に接触して配置されている。クリーニング部材７７は、弾性材料としてのゴムで形成されたブレード状の弾性部材であるゴムブレード７７ａと、ゴムブレード７７ａを支持する支持部材７７ｂと、を備えている。

ゴムブレード７７ａは、感光体ドラム６２の回転方向に対してカウンター方向に感光体ドラム６２に当接している。即ち、ゴムブレード７７ａは、先端部が感光体ドラム６２の回転方向の上流側を向くように感光体ドラム６２に当接している。

ここで、帯電ローラ６６、現像ローラ３２、転写ローラ７及びクリーニング部材７７は、感光体ドラム６２に作用するプロセス手段である。

＜メモリタグ及びその周辺の構成＞
本発明の実施の形態に係る画像形成装置のメモリタグ２４及びその周辺の構成について、図９を参照しながら、詳細に説明する。

カートリッジＢには、図９（ａ）に示すように、装置本体Ａと通信を行って情報を入出力する接点面２４ａを有する記憶手段としてのメモリタグ２４が備えられている。メモリタグ２４は、接点面２４ａが感光体ドラム６２と略平行になるように非駆動側の軸受部材２７に取り付けられている。

カートリッジＢには、メモリタグ２４に隣接するガイド２７ｃ及び上ガイド２７ｄが設けられている。ガイド２７ｃは、軸受部材２７の一部として形成されている。

装置本体Ａは、図９（ｂ）に示すように、メモリタグ２４の接点面２４ａと電気的に接続して通信する本体接点１２と、本体接点１２に隣接する被ガイド部１４Ｈ及び被ガイド部１４Ｌと、を有した通信コネクタ９９を備えている。本体接点１２と被ガイド部１４Ｈ及び被ガイド部１４Ｌとは、装置本体Ａに対して一体的に所定量だけ移動可能である。

＜カートリッジの組立方法＞
本発明の実施の形態に係る画像形成装置のカートリッジＢの組立方法について、詳細に説明する。

まず、クリーニング枠体７１の駆動側の第１吊り穴７１ｉに対する軸受部材２６の現像第１支持ボス２６ａの中心と、非駆動側の第２吊り穴７１ｊに対する軸受部材２７の現像第２支持ボス２７ａの中心と、を合わせる。

次に、現像ユニット２０を矢印Ｇ方向に移動させることにより、第１吊り穴７１ｉに第１支持ボス２６ａが嵌合すると共に、第２吊り穴７１ｊに現像第２支持ボス２７ａが嵌合する。これにより、クリーニングユニット６０に対して現像ユニット２０が回転移動可能（回動可能）に連結されると共に、感光体ドラム６２に対して現像ローラ３２が接離可能な状態で連結される。

次に、ドラム軸受７３をクリーニングユニット６０に組み付けることによってカートリッジＢを構成する。

このようにして組み立てたカートリッジＢの非駆動側において、図５に示すように、クリーニング枠体７１の穴部７１ｃに圧入されたドラム軸７８によって、クリーニングユニット６０を装置本体Ａに回転可能に支持させる。

また、カートリッジＢにおいて、圧縮バネである駆動側付勢部材４６Ｌ及び非駆動側付勢部材４６Ｒは、バネの付勢力によって現像ユニット２０をクリーニングユニット６０に付勢する。これにより、現像ローラ３２は、感光体ドラム６２の方向へ確実に押し付けられる。また、感光体ドラム６２と現像ローラ３２とは、現像ローラ３２の両端部に取り付けられた間隔保持部材３８を介して所定の接触圧で接触することにより、所定の間隔をもって保持され、各々の相対位置が決まる。

ここで、現像ローラ３２の周面上に担持されたトナーＴにより、感光体ドラム６２上の静電潜像を安定して現像するために、感光体ドラム６２と現像ローラ３２との間隔は一定で精度良く保たれることが望ましい。言い換えると、感光体ドラム６２と現像ローラ３２とが間隔保持部材３８を介して接触するときの接触圧が安定していることが望ましい。

＜画像形成方法＞
本発明の実施の形態に係る画像形成装置における画像形成方法について、詳細に説明する。

感光体ドラム６２は、プリントスタート信号に基づいて、矢印Ｒ方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。

次に、バイアス電圧が印加された帯電ローラ６６は、感光体ドラム６２の外周面に接触し、感光体ドラム６２の外周面を一様及び均一に帯電する。

また、露光装置３は、画像情報に応じたレーザー光Ｌを出力する。このレーザー光Ｌは、カートリッジＢのクリーニング枠体７１のレーザー開口７１ｈを通り、感光体ドラム６２の外周面を走査露光する。これにより、感光体ドラム６２の外周面には、画像情報に対応した静電潜像が形成される。

更に、現像ユニット２０のトナー室２９内のトナーＴは、撹拌部材４３の回転によって撹拌及び搬送されて、トナー供給室２８に送り出され、マグネットローラ３４（固定磁石）の磁力により、現像ローラ３２の表面に担持される。現像ローラ３２の表面に担持されたトナーＴは、現像ブレード４２によって摩擦帯電されつつ、現像ローラ３２の周面上での層厚が規制される。現像ローラ３２の表面に担持されたトナーＴは、静電潜像に応じて感光体ドラム６２へ供給される。これにより、潜像は、現像されてトナー像として可視像化される。

ピックアップローラ５ａ及び給送ローラ対５ｂは、レーザー光Ｌの出力タイミングに合わせて、装置本体Ａの下部のシートトレイ４に収納されているシート材ＰＡをシートトレイ４から送り出す。

シートトレイ４から送り出されたシート材ＰＡは、転写ガイド６を経由して、感光体ドラム６２と転写ローラ７との間の転写位置へ搬送され、感光体ドラム６２からトナー像が順次転写されていく。

トナー像が転写されたシート材ＰＡは、感光体ドラム６２から分離されて搬送ガイド８に沿って定着装置９に搬送される。

次に、定着装置９に搬送されたシート材ＰＡは、定着装置９を構成する加熱ローラ９ａと加圧ローラ９ｂとのニップ部を通過し、このニップ部で加圧及び加熱定着処理が行われてトナー像が定着する。トナー像の定着処理を受けたシート材ＰＡは、排出ローラ対１０まで搬送されて、排出トレイ１１に排出される。

一方、転写後の感光体ドラム６２は、クリーニング部材７７により外周面上の残留トナーが除去されて、再び、画像形成プロセスに使用される。感光体ドラム６２から除去されたトナーは、クリーニングユニット６０の廃トナー室７１ｂに貯蔵される。

＜装置本体に対するカートリッジの装着方法＞
本発明の実施の形態に係る画像形成装置の装置本体Ａに対するカートリッジＢの装着方法について、図６及び図７を参照しながら、詳細に説明する。

ここで、装置本体Ａの第１駆動側板１５は、第１ガイドレールとしてのガイドレール１５ｇとガイドレール１５ｈとを有している。また、装置本体Ａの非駆動側板１６は、第２ガイドレールとしてのガイドレール１６ｄとガイドレール１６ｅとを有している。また、カートリッジＢの駆動側に設けられたドラム軸受７３は、被回転止め部７３ｃを有している。更に、クリーニング枠体７１は、長手方向において非駆動側に、第１位置決め部としての被位置決め部７１ｄと第２位置決め部としての被回転止め部７１ｆとを有している。

また、第１駆動側板１５は、位置決め部上１５ａと位置決め部下１５ｂと回転止め部１５ｃとを有している。また、非駆動側板１６は、位置決め部１６ａと回転止め部１６ｃとを有している。更に、ドラム軸受７３は、被位置決め部７３ｄと被位置決め部７３ｆとを有している。

カートリッジＢの装着方向は、感光体ドラム６２の軸線と実質的に直交する方向（図６の矢印Ｃ方向）である。

カートリッジＢを装置本体Ａのカートリッジ挿入口１７から装着する際に、カートリッジＢの駆動側の被回転止め部７３ｃが装置本体Ａのガイドレール１５ｇ及びガイドレール１５ｈにガイド（案内）される。また、カートリッジＢの非駆動側の被位置決め部７１ｄと被回転止め部７１ｆとが装置本体Ａのガイドレール１６ｄ及びガイドレール１６ｅにガイド（案内）され、カートリッジＢが装置本体内の所定位置に位置決めされる。

被位置決め部７１ｄと被回転止め部７１ｆとが所定位置に位置決めされているときは、被位置決め部７１ｄとガイドレール１６ｄとが、被回転止め部７１ｆとガイドレール１６ｅとが夫々当接している。これによって、カートリッジＢは装置本体Ａの画像形成位置に位置決めされる。

次に、開閉扉１３を閉じることにより、カートリッジＢの被押圧部７３ｅが装置本体Ａのカートリッジ押圧バネ１９によって付勢されたカートリッジ押圧部材１によって押圧される。また、カートリッジＢの被押圧部７１ｏが、装置本体Ａのカートリッジ押圧バネ２１によって付勢されたカートリッジ押圧部材２によって押圧される（図７参照）。

これによって、駆動側においては、カートリッジＢの被位置決め部７３ｄと被位置決め部７３ｆと回転止め部７３ｃとがそれぞれ装置本体Ａの位置決め部上１５ａと位置決め部下１５ｂと回転止め部１５ｃとに固定される。これにより、カートリッジＢや感光体ドラム６２は、駆動側で位置決めされる。また、非駆動側において、カートリッジＢの被位置決め部７１ｄと被回転止め部７１ｆとがそれぞれ装置本体Ａの位置決め部１６ａと回転止め部１６ｃとに固定される。これにより、カートリッジＢや感光体ドラム６２は、非駆動側で位置決めされる。

なお、装置本体Ａに対するカートリッジＢの位置を決める構成は、上記に限らず、カートリッジＢの駆動側の被位置決め部７３ｄ及び被回転止め部７３ｆと、非駆動側の被位置決め部７１ｄ及び被回転止め部７１ｆと、に直接作用して位置決めする構成でも良い。

＜装置本体からカートリッジに対する駆動力伝達機構＞
本発明の実施の形態に係る画像形成装置の装置本体ＡからカートリッジＢに対する駆動力伝達機構について、図８を参照しながら、詳細に説明する。

ここで、装置本体Ａには、装置本体Ａの図示しない駆動源から受けた駆動力をカートリッジＢに伝達する駆動伝達部材８１が設けられている。また、カートリッジＢには、駆動伝達部材８１と係合して駆動力を受けるために、駆動側ドラムフランジ６３に駆動受動部６３ｂが設けられている。また、駆動伝達部材８１の外周部には、歯車形状８１ｇが設けられている。更に、現像ローラ３２の端部には、現像ローラギア９０が結合されている。

開閉扉１３を閉じて装置本体Ａの電源をオンにすると、駆動伝達部材８１は、図８（ｃ）の矢印Ｅ方向に移動する。

次に、駆動伝達部材８１の駆動伝達部８１ｂと、駆動側ドラムフランジ６３の駆動受動部６３ｂと、が係合して、駆動側ドラムフランジ６３を介して感光体ドラム６２が回動する。また、駆動伝達部材８１に設けられた歯車形状８１ｇと現像ローラギア９０とが噛合う。

即ち、駆動源からの駆動力により駆動する駆動伝達部材８１によって、駆動側ドラムフランジ６３を介して感光体ドラム６２が回動すると共に、現像ローラギア９０を介して現像ローラ３２も回動する。

＜メモリタグの動作＞
本発明の実施の形態に係る画像形成装置のメモリタグ２４の動作について、図９を参照しながら、詳細に説明する。

メモリタグ２４は、カートリッジＢを装置本体Ａに装着することにより本体接点１２に接触して、本体接点１２と通信可能な状態になる。

カートリッジＢを装置本体Ａに装着する過程において、図９（ｃ）に示すように、被ガイド部１４ＬとカートリッジＢのガイド２７ｃとが係合し、かつ被ガイド部１４Ｈと上ガイド２７ｄとが係合する。この際に、本体接点１２と被ガイド部１４Ｈ及び被ガイド部１４Ｌとは、一体的にメモリタグ２４に倣うように移動して位置決めされる。

本体接点１２とメモリタグ２４とは、図９（ｄ）に示すように、カートリッジＢの装着が完了した際に接触して、電気的に通信可能な状態となる。この際に、本体接点１２は、弾性を有しているため、メモリタグ２４の接点面２４ａと所定の圧力で接触する。これより、カートリッジＢは、メモリタグ２４において接点面２４ａに直交する方向に、装置本体Ａの通信コネクタ９９から外力を受けることになる。この外力を接点圧Ｆ５とする（図９（ｄ）参照）。

＜メモリタグの配置＞
本発明の実施の形態に係る画像形成装置のメモリタグ２４の配置について、図２、図１０及び図１１を参照しながら、詳細に説明する。

まず、図２を用いて、メモリタグ２４の接点面２４ａに作用する接点圧Ｆ５に着目して、カートリッジＢの被位置決め部７１ｄと被回転止め部７１ｆとの関係について説明する。

ここで、被位置決め部７１ｄ（第１位置決め部）の中心と被回転止め部７１ｆ（第２位置決め部）の中心とを結んだ線分を第１の線分Ｘ１とする。また、メモリタグ２４の接点面２４ａを通り且つ接点面２４ａに直交する直線を第１の直線Ｘ２とする。

メモリタグ２４は、第１の線分Ｘ１と第１の直線Ｘ２とが交差するように配置されることにより、接点面２４ａに作用する接点圧Ｆ５の方向が第１の線分Ｘ１と交差するように配置されている。ここで、被位置決め部７１ｄと被回転止め部７１ｆとの距離をｗとし、第１の線分Ｘ１と第１の直線Ｘ２との交点を点Ｐ１とすると共に、被位置決め部７１ｄから点Ｐ１までの距離をｗ１とする。そして、接点圧Ｆ５に着目した場合に、被位置決め部７１ｄに作用する反力Ｆ６は（１）式のようになり、被回転止め部７１ｆに作用する反力Ｆ７は（２）式のようになる。

Ｆ６＝（１－ｗ１/ｗ）×Ｆ５ （１）
Ｆ７＝（ｗ１/ｗ）×Ｆ５ （２）
例えば、被位置決め部７１ｄの中心回りのモーメントつり合い式を立てると、Ｆ７ｗ＝Ｆ５ｗ１となり（２）式が道き出される。またＦ６＋Ｆ７＝Ｆ５から、Ｆ７＝Ｆ５－Ｆ６で、これをＦ７ｗ＝Ｆ５ｗ１に代入することで（１）式が導き出される。

距離ｗと距離ｗ１との関係は、第１の線分Ｘ１と第１の直線Ｘ２とが交差する場合にはｗ＞ｗ１となる。

このとき、接点圧Ｆ５、位置決め部７１ｄに作用する反力Ｆ６、及び被回転止め部７１ｆに作用する反力Ｆ７は、（３）式の関係にある。

｜Ｆ６｜+｜Ｆ７｜＝｜Ｆ５｜ （３）
つまり、外力である接点圧Ｆ５は、被位置決め部７１ｄに作用する反力Ｆ６と、被回転止め部７１ｆに作用する反力Ｆ７と、の総和に等しくなる。

次に、図２（ｂ）に示すように、メモリタグ２４が第１の線分Ｘ１と第１の直線Ｘ２とが交差しないように配置された場合に、距離ｗと距離ｗ１との関係はｗ＜ｗ１となる。

このとき、接点圧Ｆ５、位置決め部７１ｄに作用する反力Ｆ６、及び被回転止め部７１ｆに作用する反力Ｆ７は、（４）式の関係にある。

｜Ｆ６｜+｜Ｆ７｜＞｜Ｆ５｜ （４）
つまり、外力である接点圧Ｆ５は、被位置決め部７１ｄに作用する反力Ｆ６と、被回転止め部７１ｆに作用する反力Ｆ７と、の総和よりも小さくなる。

このように、第１の線分Ｘ１と第１の直線Ｘ２とが交差するようにメモリタグ２４を配置することにより、カートリッジＢにおいて外力である接点圧Ｆ５より大きい反力を生じないように、カートリッジＢの位置を決めることができる。

これにより、被位置決め部７１ｄ及び被回転止め部７１ｆにおける接点圧Ｆ５による変形を抑制することができ、現像ユニット２０とクリーニングユニット６０との結合部Ｃの位置ずれを小さくすることができる。この結果、感光体ドラム６２を備えるクリーニングユニット６０に対して、現像ローラ３２を備える現像ユニット２０の位置ずれを小さくすることができ、感光体ドラム６２に対する現像ローラ３２の位置ずれを小さくすることができる。従って、感光体ドラム６２に対して現像ローラ３２の位置を精度良く保持することができ、感光体ドラム６２に対する現像ローラ３２の接触圧の安定化を図ることができる。

次に、図１０を用いて、クリーニングユニット６０に対する現像ユニット２０の結合部Ｃとメモリタグ２４との配置の関係について説明する。

現像ユニット２０は、クリーニングユニット６０に対して矢印Ｔ１０方向に回転移動可能（回動可能）に連結されている。また、現像ローラ３２は、感光体ドラム６２に対して接離可能な状態で連結される。

ここで、図１０に示すように、メモリタグ２４と軸受部材２７の現像第２支持ボス２７ａの中心とを結んだ直線を第２の線分Ｘ３とする。

メモリタグ２４と現像第２支持ボス２７ａとは、第１の線分Ｘ１と第２の線分Ｘ３とが交差し、且つ第１の線分Ｘ１と第１の直線Ｘ２とが交差するように配置されている。この際に、メモリタグ２４に作用する外力としての接点圧Ｆ５によって、図１０に示すように、現像第２支持ボス２７ａの周りにモーメントＭ５が作用する。このモーメントＭ５が作用することにより、感光体ドラム６２と現像ローラ３２とが間隔保持部材３８を介して接触するときの接触圧が変化する。

しかしながら、第１の線分Ｘ１と第２の線分Ｘ３とが交差し、且つ第１の線分Ｘ１と第１の直線Ｘ２とが交差するようにメモリタグ２４と現像第２支持ボス２７ａとを配置する。これにより、接点圧Ｆ５は、現像ユニット２０の回動中心としての現像第２支持ボス２７ａの近傍に向かう。即ち、モーメントＭ５を小さくすることができ、モーメントＭ５による感光体ドラム６２に対する現像ローラ３２の接触圧に対する影響を小さくすることができ、感光体ドラム６２に対する現像ローラ３２の接触圧の安定化を図ることができる。

次に、図１１を用いて、カートリッジＢの内力に着目した場合におけるメモリタグ２４の配置について説明する。

図１１（ａ）に示すように、外力としての接点圧Ｆ５は、現像ユニット２０を介して結合部Ｃに作用する。結合部Ｃに作用する力Ｆ５ｃは、結合部Ｃを通ると共にメモリタグ２４の接点面２４ａと直交し且つ第１の直線Ｘ２と平行な第２の直線Ｘ４の方向に作用する。

メモリタグ２４は、力Ｆ５ｃの方向と平行な第２の直線Ｘ４と、第１の線分Ｘ１と、が交差するように配置されている。これにより、力Ｆ５ｃは、被位置決め部７１ｄと被回転止め部７１ｆとで両端支持されたクリーニングユニット６０に対して中央荷重となるため、力Ｆ５ｃによる結合部Ｃの変形を抑制でき、結合部Ｃの位置ずれを小さくすることができる。

従って、感光体ドラム６２を備えるクリーニングユニット６０に対して、現像ローラ３２を備える現像ユニット２０の位置ずれを小さくすることができる。即ち、感光体ドラム６２に対する現像ローラ３２の位置ずれを小さくすることができ、感光体ドラム６２に対して現像ローラ３２の位置を精度良く保持することができ、感光体ドラム６２に対する現像ローラ３２の接触圧の安定化を図ることができる。

また、現像ローラギア９０は、駆動側ドラムフランジ６３の駆動受動部６３ｂが駆動伝達部材８１に係合した際に、駆動伝達部材８１に設けられた歯車形状８１ｇに噛合うように配置される（図９（ｄ）参照）。駆動伝達部材８１は感光体ドラム６２と同軸上に配置され、現像ローラギア９０は現像ローラ３２と同軸上に配置される。即ち、駆動伝達部材８１と駆動受動部６３ｂとが係合した状態のときに、歯車形状８１ｇと現像ローラギア９０とを安定して噛合わせるためには、感光体ドラム６２に対して精度良く現像ローラ３２の位置を決めておくことが望ましい。

また、カートリッジＢを装置本体Ａに装着した際に、図１１（ｂ）に示すように、結合部Ｃにおけるクリーニング枠体７１の第１吊り穴７１ｉと、軸受部材２７の現像第２支持ボス２７ａと、は実質的に隙間δ１を有する。そのため、接点圧Ｆ５を受ける現像ユニット２０は、接点圧Ｆ５の方向に平行移動しようとする。

これに対して、図１１（ｂ）に示すように、カートリッジＢを非駆動側から見て、感光体ドラム６２の中心と現像ローラ３２の中心とを通る直線を第３の直線Ｘ５とする。

メモリタグ２４は、第３の直線Ｘ５と接点圧Ｆ５の方向を示す第１の直線Ｘ２と第１の線分Ｘ１とによって囲まれた三角形における、第１の直線Ｘ２と第３の直線Ｘ５との２辺の成す角度θ５が鋭角になるように配置される。これにより、現像ローラ３２は感光体ドラム６２に接触する方向に移動しようとするため、現像ユニット２０に対して接点圧Ｆ５が作用した場合であっても、現像ローラ３２を感光体ドラム６２から離れ難くすることができる。これにより、駆動伝達部材８１の歯車形状８１ｇと現像ローラギア９０とを安定して噛合わせることができる。

このように、本実施の形態では、感光体ドラム６２の軸線方向から見て、第１の線分Ｘ１と第１の直線Ｘ２とが交差するようにした。これにより、メモリタグ２４に作用する力によるカートリッジＢの変形を抑制し、感光体ドラム６２に対する現像ローラ３２の押圧力の安定化を図ることができる。

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であることは言うまでもない。

Ａ 装置本体
Ｂ カートリッジ
Ｃ 結合部
Ｘ１ 第１の線分
Ｘ２ 第１の直線
Ｘ３ 第２の線分
Ｘ４ 第２の直線
Ｘ５ 第３の直線
１５ｇ ガイドレール
１５ｈ ガイドレール
１６ｄ ガイドレール
１６ｅ ガイドレール
２０ 現像ユニット
２４ メモリタグ
２４ａ 接点面
２７ａ 現像第２支持ボス
３２ 現像ローラ
６２ 感光体ドラム
７１ クリーニング枠体
７１ｄ 被位置決め部
７１ｆ 被回転止め部
９９ 通信コネクタ

Claims (7)

1. 画像形成装置の装置本体に対して装着方向に着脱可能に装着されるプロセスカートリッジであって、
   第１回転軸線を中心に回転可能な感光ドラムと、前記装置本体に対するプロセスカートリッジの前記装着方向の位置決めするための第１位置決め部であって、前記第１回転軸線の方向において一端側に設けられた第１位置決め部と、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に対して回転しないように前記装置本体に対する位置を決めるための第２位置決め部であって、前記装着方向において前記第１位置決め部よりも上流側に設けられ且つ前記第１回転軸線の方向において前記一端側に設けられた第２位置決め部と、を備えた感光ドラムユニットと、
   第２回転軸線を中心に回転可能な現像ローラを有する現像ユニットであって、前記装置本体と通信するために前記装置本体の本体接点と電気的に接続する接点面を有する記憶手段と、前記感光ドラムユニットに対して現像ユニットが回動可能になるように前記感光ドラムユニットに支持される被支持部と、を備えた現像ユニットと、
   前記現像ローラが前記感光ドラムに近づくように前記現像ユニットを付勢する付勢部材と、
   を有し、前記第１回転軸線の方向に見て、前記第１位置決め部の中心と前記第２位置決め部の中心とを結ぶ第１の線分と、前記接点面を通ると共に前記接点面に直交する第１の直線と、が交差点で交差し、
   前記交差点は、前記第１位置決め部よりも前記第２位置決め部に近い位置にある、
   ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
2. 前記第１回転軸線の方向に見て、前記記憶手段と、前記感光ドラムユニットと前記被支持部と、を結ぶ第２の線分と、前記第１の線分と、が交差する、
   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. 前記第１回転軸線の方向に見て、前記第１の直線に平行であり且つ前記被支持部を通る第２の直線と、前記第１の線分と、が交差する、
   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. 前記第１回転軸線の方向から見て、前記感光ドラムの中心と前記現像ローラの中心とを通る第３の直線と、前記第１の線分と、前記第１の直線と、によって囲まれた三角形における前記第３の直線と前記第１の直線との２辺のなす角度が鋭角である、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。
5. 前記現像ローラは、
   前記感光ドラムに対して接離可能である、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。
6. 前記第１位置決め部は、
   前記装置本体に設けられる第１ガイドレールに案内され、
   前記第２位置決め部は、
   前記装置本体に設けられる第２ガイドレールに案内され、
   前記第１位置決め部が前記第１ガイドレールに当接し、前記第２位置決め部が前記第２ガイドレールに当接することで、前記装置本体内で画像形成装置に位置決めされる、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。
7. 前記現像ユニットは、前記第２回転軸線を中心に回転可能に前記現像ローラを支持する現像フレームを有し、
   前記被支持部は、前記第２回転軸線の方向における前記現像フレームの端面から前記第２回転軸線の方向に関し外側に突出したボスであり、
   前記感光ドラムユニットは、前記第１回転軸線を中心に回転可能に前記感光ドラムを支持するドラムフレームであって、前記ボスを支持するボス支持部が設けられたドラムフレームを有し、
   前記現像ユニットは、前記ボスが前記ドラムフレームの前記ボス支持部に支持されることによって、前記感光ドラムユニットに対して回動可能になるように前記感光ドラムユニットに支持される、
   ことを特徴とする請求項1乃至６のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。

Images