JPH08339149A - プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子写真感光体に対する現像剤担持体の加圧
力を最適な値にし、画像不良のない良好な画像を得るこ
と。 【構成】 電子写真画像形成装置本体に対して着脱自在
なプロセスカートリッジにおいて、装置本体側の駆動ギ
アと噛合するドラムギアを有する電子写真感光体と、前
記ドラムギアと噛合するスリーブギアを有する現像剤担
持体と、前記電子写真感光体を回転可能に支持する第一
の枠体と、前記現像剤担持体を回転可能に支持する第二
の枠体と、前記第一の枠体に対して前記第二の枠体を回
動可能に支持し結合する結合部材とを有し、前記第二の
枠体の回動中心となる支点を、前記電子写真感光体と前
記現像剤担持体との接触点から約50〜70ｍｍの位置に配
設し、且つ前記電子写真感光体のドラムギアと前記現像
剤担持体のスリーブギアとの噛み合い圧力角方向から第
一の枠体の方向に約０〜６°傾いた位置に配設したこと
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプロセスカートリッジ及
び電子写真画像形成装置に関し、例えばレーザービーム
プリンタ、電子写真複写機、ファクシミリ装置等の電子
写真画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカー
トリッジ及びこれを用いる電子写真画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真複写機やレーザービーム
プリンタ等の電子写真画像形成装置は、帯電手段によっ
て一様に帯電させた電子写真感光体に選択的な露光をし
て潜像を形成し、現像手段によって前記潜像をトナーで
顕像化すると共に、該トナー像を記録媒体に転写・定着
することによって画像記録が行われる。尚、転写後に電
子写真感光体上に残留したトナーはクリーニング手段に
よって清掃除去される。

【０００３】このような画像形成装置においては、近年
では、小型化、メンテナンスの容易化を図るために、電
子写真感光体とこれに作用する帯電手段、現像手段、ク
リーニング手段等のプロセス手段を一体的にユニット化
し、装置本体に対して着脱自在としたプロセスカートリ
ッジ方式を採用したものが実用化されている。

【０００４】上記プロセスカートリッジとしては、電子
写真感光体やクリーニング手段等を保持する感光体ユニ
ットと、現像手段を保持する現像ユニットを結合部材で
結合して構成したものが一般的に知られている。このプ
ロセスカートリッジでは、感光体ユニットに対して現像
ユニットが回動軸を中心に回動可能に保持されており、
現像ユニットの自重やバネ等の加圧部材によって感光体
ユニット側へ付勢されている。即ち、現像ユニット内の
現像剤担持体が間隔保持部材を介して感光体ユニット内
の電子写真感光体に付勢されている。これにより、電子
写真感光体と現像剤担持体との微小間隔が常に一定に保
持され、良好な画像が安定して出力される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記構成を更
に発展させたものであり、その目的とするところは、電
子写真感光体に対する現像剤担持体の加圧力を最適な値
にして前記電子写真感光体と現像剤担持体との間隔を常
に一定に保持し、画像不良のない良好な画像を得ること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の代表的な構成は、電子写真画像形成装置本体
に対して着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、装
置本体側の駆動ギアと噛合するドラムギアを有する電子
写真感光体と、前記ドラムギアと噛合するスリーブギア
を有する現像剤担持体と、前記電子写真感光体を回転可
能に支持する第一の枠体と、前記現像剤担持体を回転可
能に支持する第二の枠体と、前記第一の枠体に対して前
記第二の枠体を回動可能に支持し結合する結合部材とを
有し、前記第二の枠体の回動中心となる支点を、前記電
子写真感光体と前記現像剤担持体との接触点から約50〜
70ｍｍの位置に配設し、且つ前記電子写真感光体のドラ
ムギアと前記現像剤担持体のスリーブギアとの噛み合い
圧力角方向から第一の枠体の方向に約０〜６°傾いた位
置に配設したことを特徴とする。

【０００７】また、前記支点は前記第二の枠体の長手方
向両端２ヶ所に同軸上に設けた回動軸であって、前記第
一の枠体と前記結合部材によって形成される位置決め穴
及び長穴にそれぞれ回動可能に支持され、且つ前記長穴
に支持される一方の回動軸のガタ量が約 0.1〜0.3 ｍｍ
の範囲内であることを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、前記第二の枠体の回動中心
となる支点を、前記電子写真感光体と前記現像剤担持体
との接触点から約50〜70ｍｍの位置に配設し、且つ前記
電子写真感光体のドラムギアと前記現像剤担持体のスリ
ーブギアとの噛み合い圧力角方向から第一の枠体の方向
に約０〜６°傾いた位置に配設しているため、電子写真
感光体に対する現像剤担持体両端の加圧力が共に最適な
値となり、依って電子写真感光体と現像剤担持体との間
隔が常に一定に保持されて画像不良のない良好な画像を
得ることができる。

【０００９】また、前記支点は前記第二の枠体の長手方
向両端２ヶ所に同軸上に設けた回動軸であって、前記第
一の枠体と前記結合部材によって形成される位置決め穴
及び長穴にそれぞれ回動可能に支持され、且つ前記長穴
に支持される一方の回動軸のガタ量を約 0.1〜0.3 ｍｍ
の範囲内としているため、電子写真感光体に対する現像
剤担持体両端の加圧力のバランスが良くなり、プロセス
カートリッジが使い切り終わるまで最適な加圧力とな
り、依って電子写真感光体と現像剤担持体との間隔が常
に一定に保持されて画像不良のない良好な画像を得るこ
とができる。

【００１０】

【実施例】

〔第１実施例〕次に本発明を適用した電子写真画像形成
装置の一実施例について図面を参照して具体的に説明す
る。尚、以下の実施例では電子写真画像形成装置の一態
様としてレーザービームプリンタを例示している。この
レーザービームプリンタは、後述の通り、プロセスカー
トリッジが着脱可能なものである。

【００１１】まず第１実施例に係るプロセスカートリッ
ジ及びレーザービームプリンタについて、図１乃至図７
を参照して説明する。尚、図１はレーザービームプリン
タの構成模式説明図、図２はその外観斜視図、図３はプ
ロセスカートリッジの構成模式説明図、図４及び図５は
プロセスカートリッジの外観斜視図、図６及び図７はプ
ロセスカートリッジの装着構成説明図である。

【００１２】ここでは説明の順序として、レーザービー
ムプリンタ及びプロセスカートリッジの全体構成を説明
し、次にプロセスカートリッジにおける感光体ドラムを
含む感光体ユニットに対して現像ローラを含む現像ユニ
ットを位置決めする方式について説明する。

【００１３】｛全体構成｝このレーザービームプリンタ
Ａは、図１及び図２に示すように、画像情報に応じて発
光したレーザー光源からの光を回転するポリゴンミラー
１ａで走査すると共に、レンズ１ｂ及び反射ミラー１ｃ
を介して照射する光学手段１を有し、この光学手段１か
ら画像情報に基づいた光像を電子写真感光体としての感
光体ドラム７に照射してトナー像を形成する。

【００１４】そして前記トナー像の形成と同期して、記
録媒体２をカセット３ａからピックアップローラ３ｂ、
搬送ローラ対３ｃ，３ｄ及びレジストローラ対３ｅ等か
らなる搬送手段３で反転搬送し、且つプロセスカートリ
ッジＢとしてカートリッジ化された画像形成部におい
て、感光体ドラム７に形成したトナー像を転写手段とし
ての転写ローラ４に電圧印加することによって記録媒体
２に転写する。

【００１５】更にトナー像転写後の記録媒体２をガイド
部材３ｆでガイドしつつ、ヒータ５ａを内蔵する定着ロ
ーラ５ｂ及び前記ローラ５ｂに記録媒体２を押圧して搬
送する駆動ローラ５ｃからなる定着手段５に搬送し、転
写トナー像を記録媒体２に定着する。そしてこの記録媒
体２を排出ローラ対３ｇ，３ｈ，３ｉで搬送し、反転搬
送経路３ｊを通して排出部６へ排出する如く構成してい
る。尚、排出に関しては、揺動可能なフラッパ３ｋを動
作させ、排出ローラ対３ｍによって反転搬送経路３ｊを
介すことなく直線的に排出することも可能である。

【００１６】一方、前記画像形成部を構成するプロセス
カートリッジＢは、図３乃至図５に示すように、感光層
を有する感光体ドラム７を回転し、その表面を帯電手段
である帯電ローラ８への電圧印加によって一様に帯電
し、前記光学手段１からの光像を露光開口26を介して感
光体ドラム７に露光して潜像を形成し、現像装置である
現像手段９によって現像するように構成している。

【００１７】前記現像手段９は、トナー収納部９ａ内の
トナーをトナー送り部材９ｂで送り出し、固定磁石を内
蔵した現像ローラ９ｃを回転させると共に、現像ブレー
ド９ｄによって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を現像
ローラ９ｃの表面に形成し、そのトナーを前記潜像に応
じて感光体ドラム７へ転移させることによってトナー像
を形成して可視像化する。

【００１８】そして、転写ローラ４に前記トナー像と逆
極性の電圧を印加してトナー像を記録媒体２に転写した
後は、クリーニングブレード10ａによって感光体ドラム
７に残留したトナーを掻き落とすと共に、廃トナー溜10
ｂへ集めるクリーニング手段10によって感光体ドラム７
上の残留トナーを除去するように構成している。

【００１９】尚、前記感光体ドラム７等の各部品は、ト
ナー容器11と現像枠体12とを結合し、これにクリーニン
グ枠体13を結合して構成したハウジング内に収納してカ
ートリッジ化し、このプロセスカートリッジＢを装置本
体14に設けたカートリッジ装着手段に対して着脱可能に
装着する。

【００２０】前記カートリッジ装着手段は、開閉部材15
を開くと、図６及び図７に示すように、カートリッジ装
着スペースが設けてあり、装置本体14の左右内側面にカ
ートリッジ装着ガイド部材16が取り付けてある。この左
右ガイド部材16にはそれぞれプロセスカートリッジＢの
ダボ13ａ，長手ガイド12ａ，短手ガイド13ｂを案内する
ための２筋のガイド部16ａ，16ｂが対向して設けてあ
る。このガイド部16ａ，16ｂに沿ってプロセスカートリ
ッジＢを挿入し、前記ダボ13ａが位置決め部16ｆに嵌合
し且つ回転受け部13ｃが回転止め部16ｇに支持された
後、前記開閉部材15を閉じることによってプロセスカー
トリッジＢの画像形成装置Ａへの位置決め装着が完了す
る。

【００２１】この位置決め装着により、感光体ドラム７
の一端部に圧入・カシメ等して取り付けられたドラムギ
ア（ハス歯ギア）７ｂが装置本体側の駆動ギア33と噛合
し、且つ他端部に取り付けられた伝達ギア（平歯ギア）
７ｃが転写ローラ４のギア（不図示）と噛合する。また
感光体ドラム７のドラムギア７ｂには現像ローラ９ｃの
スリーブギア（ハス歯ギア）９ｇが噛合している。

【００２２】従って、装置本体側の駆動ギア33の回転駆
動力が、ドラムギア７ｂに伝達されて感光体ドラム７が
回転すると共に、前記ドラムギア７ｂを介してスリーブ
ギア９ｇに駆動力が伝達されて現像ローラ９ｃが回転す
る。更に感光体ドラム７の伝達ギア７ｃを介して転写ロ
ーラギアに駆動力が伝達されて転写ローラ４が回転す
る。

【００２３】尚、前記着脱に際してはプロセスカートリ
ッジＢを持ち易いように、図４及び図５に示すように把
手部17及びリブ23，24が設けてある。更に前記プロセス
カートリッジＢには画像形成装置Ａへの着脱に連動して
開閉するドラムシャッタ18（図３参照）が設けてあり、
画像形成装置Ａから取り外したときには前記シャッタ18
が閉じて感光体ドラム７を保護するようになっている。

【００２４】（感光体ユニットに対する現像ユニットの
位置決め）次に前記プロセスカートリッジＢにおいて、
感光体ドラムを含む感光体ユニットに対して現像ローラ
を含む現像ユニットを位置決めする方法について図８乃
至図13を参照して説明する。尚、図８はクリーニングユ
ニットと現像ユニットの外観斜視図、図９は前記クリー
ニングユニットと現像ユニットを結合する結合部材の構
成図、図10はプロセスカートリッジにおける結合部材近
傍の状態を部分的に示す部分拡大図、図11及び図12は感
光体ドラムと現像ローラと結合部の関係を表した模式
図、図13はＳＤ加圧力の構成要因を表したプロセスカー
トリッジ（駆動側）の模式断面図、図14は現像枠体の非
駆動側の回動軸を支持する長穴のガタ量とＳＤ加圧力の
関係を表したグラフである。

【００２５】先ず図８及び図９を用いて感光体ドラム等
を含む感光体ユニット及び現像ローラ等を含む現像ユニ
ットの構成、及び感光体ユニットと現像ユニットの結合
方法について説明する。

【００２６】図８に示すように、トナー容器11にはトナ
ー収納部９ａを形成すると共にトナー送り部材９ｂを取
り付けている。また現像枠体12には現像ローラ９ｃ及び
現像ブレード９ｄを取り付け、更に前記現像ローラ９ｃ
の近傍には現像室内のトナーを循環させる攪拌部材９ｅ
を回動可能に取り付けている。そして前記トナー容器11
と現像枠体12を溶着して一体的な現像ユニット（図８
（ｂ）参照）を構成している。

【００２７】また、クリーニング枠体13には感光体ドラ
ム７、帯電ローラ８及びクリーニング手段10の各部材を
取り付け、更にプロセスカートリッジＢを装置本体14か
ら取り外したときに感光体ドラム７を覆い、これを保護
するドラムシャッタ部材18を取り付けて感光体ユニット
（図８（ａ）参照）を構成している。

【００２８】そして、上記現像ユニットと上記感光体ユ
ニットを結合部材22で結合することによってプロセスカ
ートリッジＢを構成する。この結合部材22について図面
を参照して説明する。本発明に係る結合部材22は、図９
に示すように、感光体ユニットに対して現像ユニットを
所定の位置に位置決めする位置決め凸部22ａと、感光体
ユニットの感光体ドラム７に対して現像ユニットの現像
ローラ９ｃを付勢する加圧バネ22ｂと、クリーニングユ
ニットと現像ユニットとをスナップフィットにより結合
する複数の係止爪22c1，22c2を一体的に有している。更
に具体的には前記結合部材22は、位置決め凸部22ａと複
数の係止爪22c1，22c2を一体成形し、これに加圧バネ22
ｂを組み込んで一体化している。

【００２９】さて上記現像ユニットの現像枠体12の長手
方向両側には、現像ローラ９ｃを回動可能に支持する軸
受部材（不図示）を組み込んだカバー部材が取り付けて
ある。このカバー部材に形成したアーム部19の先端には
回動軸20が設けてあり、この回動軸20は両方が同軸にな
るように設けてある（図８（ｂ）参照）。一方、上記ク
リーニング枠体13の長手方向両側２箇所には前記回動軸
20を位置決め係止するための凹部21が設けてある（図８
（ａ）参照）。また、このクリーニング枠体13の凹部21
の近傍上面には、図10に示すように、結合部材22の位置
決め凸部22ａと嵌合する角穴13ｄ、スナップフィット用
の係止爪22c1，22c2と係合する角穴13e1，13e2、及び加
圧バネ22ｂが貫通するための丸穴13ｆが設けてある。

【００３０】そして、前記クリーニング枠体13の凹部21
に前記回動軸20を係合させた後、前記結合部材22をクリ
ーニング枠体13に挿入してスナップフィットによって結
合させることにより、前記感光体ユニットと現像ユニッ
トが結合され、且つ前記感光体ユニットに対して現像ユ
ニットが回動軸20を中心に回動可能に支持される。

【００３１】上述結合がなされると、前記結合部材22に
取り付けた加圧バネ22ｂが現像ユニットのアーム部19の
根元部分に形成したバネ受け部19ａと係合し、現像ユニ
ットに回動軸20ａ，20ｂを中心とするモーメントが発生
する。このため、現像ユニットの自重及び加圧バネ22ｂ
の付勢力により現像ローラ９ｃがスペーサリング９ｆを
介して感光体ドラム７へ押し付けられる。

【００３２】また、感光体ドラム７及び現像ローラ９ｃ
の端部には、夫々ドラムギア７ｂ，スリーブギア９ｇが
取り付けられ互いに噛合しており、現像ローラ９ｃは感
光体ドラム７によって回転駆動される。更に、前記回動
軸20は感光体ドラム７及び現像ローラ９ｃのギアの噛み
合い圧力角より約０°〜６°程度喰い込み側の位置に設
けられ、且つ感光体ドラム７とスペーサリング９ｆとの
接触点から約50〜70ｍｍ程度の位置に設けられている。
このため、現像ローラ９ｃを回転させることによっても
現像ユニットに回転モーメントが働き、現像ローラ９ｃ
がスペーサリング９ｆを介して感光体ドラム７へ押し付
けられる。尚、上記回動軸20の位置の設定値（角度及び
距離）については後で詳しく説明する。

【００３３】従って、上記プロセスカートリッジＢで
は、現像ユニットの自重、加圧バネ22ｂの付勢力、及び
感光体ドラム７と現像ローラ９ｃのギアの回転駆動によ
る加圧力（以下、「ＳＤ加圧力」と言う）により、現像
ローラ９ｃがスペーサリング９ｆを介して感光体ドラム
７に押し付けられる。これにより、感光体ドラム７の両
端の非画像形成領域に現像ローラ９ｂの両端に設けられ
たスペーサリング９ｆが当接して感光体ドラム７と現像
ローラ９ｂとの間隔（本実施例では約 300μｍ±30μ
ｍ）が保証される。

【００３４】この感光体ドラム７と現像ローラ９ｃとの
間隔はスペーサリング９ｆが感光体ドラム７の両端に当
接されることによって保証されるので、前記現像ユニッ
トの回動中心となる２つの回動軸20は、一方の回動軸の
みを位置決めして他方の回動軸にはある程度の自由度を
与えるのが理想である。そこで、本実施例ではクリーニ
ング枠体13の凹部21と結合部材22の位置決め凸部22ａと
で形成される２つの穴のうち、駆動側（ドラムギア７ｂ
とスリーブギア９ｇが噛み合う側）の穴を位置決め穴と
し、非駆動側の穴を長穴として、非駆動側の回動軸に一
方向の自由度（ガタ量ｘ）を与えている。本発明では前
記ガタ量ｘ（回動軸と位置決め凸部との間隔）を約 0.1
〜0.3 ｍｍの範囲内に設定している。尚、このガタ量ｘ
は前記ＳＤ加圧力の大きさに関係する重要な量であるた
め、その関係については後で詳細に説明する。

【００３５】また、前記現像枠体12にはトナーの重量、
現像枠体その他の付属物の重量、及び結合部材22の加圧
バネ22ｂの付勢力により図11に示す矢印ａ方向への力が
働く。このため、現像枠体12の非駆動側の回転軸20が図
11に示す矢印ｂ方向にガタ量ｘだけ移動して図12に示す
如く結合部材22の位置決め凸部22ａに突き当たる。これ
により、駆動側の回動軸20の位置と非駆動側の回動軸20
の断面方向の位置はずれることになるが、前記矢印ａ方
向への力が強いため、現像枠体12がねじれて感光体ドラ
ム７の両端からスペーサリング９ｆが離間することはな
い。しかしながら、前記現像枠体12のねじれによって感
光体ドラム７に対する現像ローラ９ｃの加圧力が軸線方
向両端において減圧，増圧する。尚、前記現像枠体12の
ねじれによって感光体ドラム７と現像ローラ９ｃのアラ
イメントがずれることになるが、ズレ量としては約0.05
ｍｍ程度であり、問題とする必要はない。

【００３６】次に前記回動軸の位置及び一方の回動軸を
支持する長穴のガタ量と、前記ＳＤ加圧力との関係につ
いて詳しく説明する。先ず、ＳＤ加圧力の構成要因につ
いて図13を参照して説明する。上記現像ユニットに作用
するモーメントをＭとし、ＳＤ加圧力が作用する方向ま
での距離をＬ′とすると、前記ＳＤ加圧力Ｄは、 Ｍ＝Ｌ′・Ｄ ∴Ｄ＝Ｍ／Ｌ′……(1) となる。

【００３７】また、トナーの重量、現像枠体その他の付
属物の重量をＦ₁ 、回動軸20から前記Ｆ₁ が作用する作
用線までの距離をｔ₁ 、結合部材22の加圧バネ22ｂが現
像枠体12の上部を押し付ける力をＦ₂ 、回動軸20から前
記Ｆ₂ が作用する方向までの距離をｔ₂ 、駆動時におけ
るドラムギア７ｂとスリーブギア９ｇの噛み合い力をＦ
₃ 、回動軸20から前記Ｆ₃ の作用する方向までの距離を
ｔ₃ とすると、上記回転モーメントＭは、 Ｍ＝ｔ₁ ・Ｆ₁ ＋ｔ₂ ・Ｆ₂ ＋ｔ₃ ・Ｆ₃ ……(2) となる。ここで、式(2) を式(1) に代入すると、ＳＤ加
圧力Ｄは、 Ｄ＝（ｔ₁ ・Ｆ₁ ＋ｔ₂ ・Ｆ₂ ＋ｔ₃ ・Ｆ₃ ）／Ｌ′……(3) となる。

【００３８】上記ＳＤ加圧力Ｄは駆動側のＳＤ加圧力と
非駆動側のＳＤ加圧力の総和であるから、これを駆動側
と非駆動側とに分けて考えると、力ｔ₁ ・Ｆ₁ と力ｔ₂
・Ｆ ₂ は駆動側と非駆動側に略均等にかかり、ギアの噛
み合いによる力ｔ₃ ・Ｆ₃ は駆動側のみにかかる。ま
た、現像枠体12のねじれにより生じるＳＤ加圧力の減圧
を−Ｅ、増圧分を＋Ｅとすると、この力は内圧であるか
ら駆動側は＋Ｅ、非駆動側は−Ｅとなる。尚、前記Ｅの
大きさは現像枠体12のねじれの量による。更にこの現像
枠体12のねじれ量は非駆動側の回動軸の長穴のガタ量ｘ
による。即ち、図12に示すように非駆動側の回転軸20の
位置がずれても感光体ドラム７の両端からスペーサリン
グ９ｆが離間することはないので、現像枠体12のねじれ
を戻そうと非駆動側では矢印ｃ方向に力が働く。これは
ＳＤ加圧力を減圧する力である。また逆に駆動側では反
力として矢印ｄ方向に力が働く。これはＳＤ加圧力を増
圧させる力である。依って、図14に示すように長穴のガ
タ量ｘが大きくなればなるほど駆動側と非駆動側のＳＤ
加圧力の差が大きくなる。

【００３９】そこで、本発明では前述したように長穴の
ガタ量ｘを約 0.1〜0.3 ｍｍの範囲内に設定している。
これは、前記ガタ量ｘが設定値よりも大きいと、駆動側
と非駆動側の差が大きくなりすぎてトナーが全て消費さ
れると非駆動側のＳＤ加圧力が０に近くなり、感光体ド
ラム７と現像ローラ９ｃのスペーサリング９ｆとが振動
等により離間してしまう可能性があり、濃度薄等の不具
合が生ずる恐れがあるからである。また逆に前記ガタ量
ｘが設定値よりも小さいと駆動側と非駆動側の現像枠体
12のアーム部19の長さ、クリーニング枠体13の凹部21の
位置ズレ等の公差により、現像枠体12のねじれ量が大き
く変わり、ＳＤ加圧力の機体差が大きくなってしまい、
不適切だからである。

【００４０】依って、前記現像枠体12のねじれによる加
圧力の減圧分及び増圧分を考慮した駆動側のＳＤ加圧力
Ｄ₁ 及び非駆動側のＳＤ加圧力Ｄ₂ は、 Ｄ₁ ＝（ｔ₁ ・Ｆ₁ ＋ｔ₂ ・Ｆ₂ ）／２Ｌ′ ＋（ｔ₃ ・Ｆ₃ ）／Ｌ′＋Ｅ……(4) Ｄ₂ ＝（ｔ₁ ・Ｆ₁ ＋ｔ₂ ・Ｆ₂ ）／２Ｌ′−Ｅ……(5) となる。

【００４１】また、前記回転軸20の位置は前述したよう
にドラムギア７ｂとスリーブギア９ｇの噛み合い圧力角
方向ｎからクリーニング枠体13側に約０〜６°傾いた位
置に設けられている（図中角度β）。前記角度βが設定
範囲より大きいと、式(4) の（ｔ₃ ・Ｆ₃ ）／Ｌ′が大
きくなってしまい、駆動側と非駆動側のＳＤ加圧力のバ
ランスがくずれ、不適切である。また、回動軸20の位置
を前記噛み合い圧力角方向ｎより現像枠体12側に設定す
ると、式(4) の（ｔ₃ ・Ｆ₃ ）／Ｌ′の値が負となり、
ＳＤ加圧力が減圧されることになり、ドラムギア７ｂと
スリーブギア９ｇが離れる方向に力が働き、ギアの歯ご
とに負荷変動が起こり、感光体ドラム７と現像ローラ９
ｃに回転ムラが起こり、ピッチムラの原因となる。

【００４２】更に、前記回転軸20の位置は前述したよう
に感光体ドラム７とスペーサリング９ｆとの接触点から
約50〜70ｍｍ程度の位置に設けられている（図中距離
Ｌ）。尚、前記距離Ｌ′は感光体ドラム７とスペーサリ
ング９ｆとの接触点から回動軸20までの距離Ｌと比例の
関係にある。前記距離Ｌが設定値よりも大きいと、式
(4) の駆動側のＳＤ加圧力Ｄ₁ 及び式(5) の非駆動側の
ＳＤ加圧力Ｄ₂ が小さくなり、トナーが消費されると前
述した場合と同様に感光体ドラム７と現像ローラ９ｃの
スペーサリング９ｆとが振動等により離間してしまう可
能性があり、画像不良の原因となる。ちなみに振動等に
より前記感光体ドラム７とスペーサリング９ｆとが離間
してしまうＳＤ加圧力は約 500ｇ程度であることが実験
により確認されている。また前記距離Ｌが設定値よりも
大きいと寸法のバラツキが大きくなり、それだけＳＤ加
圧力の機体差が生じることになり、不適切である。

【００４３】また更に前記距離Ｌが設定値よりも小さい
と、式(4) ，(5) のＳＤ加圧力Ｄ₁，Ｄ₂ が大きくな
り、スペーサリング９ｆが厚肉タイプの場合には圧縮変
形が起こり、感光体ドラム７と現像ローラ９ｃの間隔が
短くなり、画像濃度が濃くなってしまう。また、スペー
サリング９ｆが約 0.3ｍｍ程度の薄肉タイプの場合には
耐久中に割れが生じる恐れがある。ちなみにスペーサリ
ング９ｆの圧縮変形や割れが起こるＳＤ加圧力は約3000
ｇ程度であることが実験により確認されている。つま
り、ＳＤ加圧力は常に（プロセスカートリッジを使い切
るまで）約 500〜3000ｇの範囲内に抑える必要がある。

【００４４】そこで、上述したように現像枠体12の回動
支点である回動軸20の位置を、ドラムギア７ｂとスリー
ブギア９ｇの噛み合い圧力角方向からクリーニング枠体
方向に約０〜６°傾いた位置に設置し、且つ感光体ドラ
ム７と現像ローラ端部のスペーサリング９ｆとの接触点
から約50〜70ｍｍ離れた位置に設置し、更に非駆動側の
回動軸20を回動可能に支持する長穴のガタ量ｘを約 0.1
〜0.3 ｍｍの範囲内に設定することにより、例えばトナ
ー量を 800ｇ、現像枠体や現像ローラ等の現像ユニット
の重量を1500ｇ、加圧バネの付勢力を片側 800ｇとした
時に、トナーが満杯の時のＳＤ加圧力は駆動側が約1800
〜2200ｇ，非駆動側が約1000〜1300ｇ程度、トナーが消
費された時のＳＤ加圧力は駆動側が約1300〜1400ｇ，非
駆動側が約 500〜600 ｇ程度という値を示す。従って、
プロセスカートリッジを使い切るまでＳＤ加圧力は駆動
側，非駆動側共にバランスが良く、画像の濃度不良、ス
ペーサリングの割れ等の問題を起こさずに良好な画像を
得ることができる。

【００４５】〔他の実施例〕前述した実施例では、現像
枠体の回動中心となる支点を、現像枠体の長手方向両端
２ヶ所の同軸上に設けた回動軸としたが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、前記支点を別部材で構成し
ても良い。例えば、現像枠体のアーム部の回動軸の位置
に穴を開けると共に、クリーニング枠体の両端側面の同
一軸上にも穴を開ける。そして、前記両枠体の側面の穴
へ別部材であるピン状の回転軸を挿入して現像枠体を回
動可能に保持する構成としても良い。尚、この構成の場
合は現像枠体に設ける穴の何れか一方の穴を長穴とし、
そのガタ量を約 0.1〜0.3 ｍｍの範囲内に設定する。こ
の構成によっても前述した実施例と同様の効果を得るこ
とができる。

【００４６】また、前述した実施例で示したプロセスカ
ートリッジＢは単色画像を形成する場合を例示したが、
本発明に係るプロセスカートリッジは現像手段を複数設
け、複数色の画像（例えば２色画像、３色画像或いはフ
ルカラー等）を形成するカートリッジにも好適に適用す
ることができる。

【００４７】また、電子写真感光体としては、前記感光
体ドラム７に限定されことなく、例えば次のものが含ま
れる。先ず感光体としては光導電体が用いられ、光導電
体としては例えばアモルファスシリコン、アモルファス
セレン、酸化亜鉛、酸化チタン及び有機光導電体（ＯＰ
Ｃ）等が含まれる。また前記感光体を搭載する形状とし
ては、例えばドラム状又はベルト状のものが用いられて
おり、例えばドラムタイプの感光体にあっては、アルミ
合金等のシリンダ上に光導電体を蒸着或いは塗工等を行
ったものである。

【００４８】また現像方法としても、公知の２成分磁気
ブラシ現像法、カスケード現像法、タッチダウン現像
法、クラウド現像法等の種々の現像法を用いることが可
能である。

【００４９】また帯電手段の構成も、前述した第一実施
例では所謂接触帯電方法を用いたが、他の構成として従
来から用いられているタングステンワイヤーの三方周囲
にアルミ等の金属シールドを施し、前記タングステンワ
イヤーに高電圧を印加することによって生じた正又は負
のイオンを感光体ドラムの表面に移動させ、該ドラムの
表面を一様に帯電する構成を用いても良いことは当然で
ある。

【００５０】尚、前記帯電手段としては前記ローラ型以
外にも、ブレード型（帯電ブレード）、パッド型、ブロ
ック型、ロッド型、ワイヤ型等のものでも良い。

【００５１】また感光体ドラムに残存するトナーのクリ
ーニング方法としても、ブレード、ファーブラシ、磁気
ブラシ等を用いてクリーニング手段を構成しても良い。

【００５２】また前述したプロセスカートリッジとは、
電子写真感光体等と、少なくともプロセス手段の１つを
備えたものである。従って、そのプロセスカートリッジ
の態様としては、前述した実施例のもの以外にも、例え
ば電子写真感光体と帯電手段とを一体的にカートリッジ
化し、装置本体に着脱可能にするもの。電子写真感光体
と現像手段とを一体化的にカートリッジ化し、装置本体
に着脱可能にするもの。電子写真感光体とクリーニング
手段とを一体的にカートリッジ化し、装置本体に着脱可
能にするもの。更には電子写真感光体と、前記プロセス
手段の２つ以上のものを組み合わせて一体的にカートリ
ッジ化し、装置本体に着脱可能にするもの等がある。

【００５３】即ち、前述したプロセスカートリッジと
は、帯電手段、現像手段又はクリーニング手段と電子写
真感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリ
ッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするもので
ある。及び帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少
なくとも一つと電子写真感光体とを一体的にカートリッ
ジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものであ
る。更に少なくとも現像手段と電子写真感光体とを一体
的にカートリッジ化して装置本体に着脱可能とするもの
をいう。

【００５４】更に前述した実施例では電子写真画像形成
装置としてレーザービームプリンタを例示したが、本発
明はこれに限定する必要はなく、例えば電子写真複写
機、ファクシミリ装置、或いはワードプロセッサ等の他
の電子写真画像形成装置に使用することも当然可能であ
る。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、前記第二の枠体の
回動中心となる支点を、前記電子写真感光体と前記現像
剤担持体との接触点から約50〜70ｍｍの位置に配設し、
且つ前記電子写真感光体のドラムギアと前記現像剤担持
体のスリーブギアとの噛み合い圧力角方向から第一の枠
体の方向に約０〜６°傾いた位置に配設することによ
り、電子写真感光体に対する現像剤担持体両端の加圧力
が共に最適な値（約 500〜3000ｇ程度）となるので、電
子写真感光体と現像剤担持体との間隔が常に一定に保持
されて画像不良のない良好な画像を得ることができる。

【００５６】また、前記支点は前記第二の枠体の長手方
向両端２ヶ所に同軸上に設けた回動軸であって、前記第
一の枠体と前記結合部材によって形成される位置決め穴
及び長穴にそれぞれ回動可能に支持され、且つ前記長穴
に支持される一方の回動軸のガタ量を約 0.1〜0.3 ｍｍ
の範囲内とすることにより、電子写真感光体に対する現
像剤担持体両端の加圧力のバランスが良くなり、プロセ
スカートリッジが使い切り終わるまで最適な加圧力とな
るので、電子写真感光体と現像剤担持体との間隔が常に
一定に保持されて画像不良のない良好な画像を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】レーザービームプリンタの構成模式説明図であ
る。

【図２】レーザービームプリンタの外観斜視図である。

【図３】プロセスカートリッジの構成模式説明図であ
る。

【図４】プロセスカートリッジの外観斜視図である。

【図５】プロセスカートリッジの外観斜視図である。

【図６】プロセスカートリッジの装着構成説明図であ
る。

【図７】プロセスカートリッジの装着構成説明図であ
る。

【図８】クリーニングユニットと現像ユニットの外観斜
視図である。

【図９】クリーニングユニットと現像ユニットを結合す
る結合部材の構成図である。

【図１０】プロセスカートリッジにおける結合部材近傍
の状態を部分的に示す部分拡大図である。

【図１１】感光体ドラムと現像ローラと結合部の関係を
表した模式図である。

【図１２】感光体ドラムと現像ローラと結合部の関係を
表した模式図である。

【図１３】ＳＤ加圧力の構成要因を表したプロセスカー
トリッジ（駆動側）の模式断面図である。

【図１４】現像枠体の非駆動側の回動軸を支持する長穴
のガタ量とＳＤ加圧力の関係を表したグラフである。

【符号の説明】

Ａ…画像形成装置 Ｂ…プロセスカートリッジ １…光
学手段 １ａ…ポリゴンミラー １ｂ…レンズ １ｃ…
反射ミラー ２…記録媒体 ３…搬送手段 ３ａ…カセ
ット ３ｂ…ピックアップローラ ３ｃ，３ｄ…搬送ロ
ーラ対 ３ｅ…レジストローラ対 ３ｆ…ガイド部材
３ｇ，３ｈ，３ｉ…排出ローラ対 ３ｊ…反転搬送経路
３ｋ…フラッパ ３ｍ…排出ローラ対 ４…転写ロー
ラ ５…定着手段 ５ａ…ヒータ ５ｂ…定着ローラ
５ｃ…駆動ローラ ６…排出部 ７…感光体ドラム ７ｂ…ドラムギア（ハス歯ギア）
７ｃ…伝達ギア（平歯ギア） ８…帯電ローラ ９…現
像手段 ９ａ…トナー収納部 ９ｂ…トナー送り部材
９ｃ…現像ローラ ９ｄ…現像ブレード ９ｅ…攪拌部
材 ９ｆ…スペーサリング ９ｇ…スリーブギア（ハス
歯ギア） 10…クリーニング手段 10ａ…クリーニング
ブレード 10ｂ…廃トナー溜 11…トナー容器 11ａ…
容器本体 11ｂ…蓋部材 11ｃ…トナー排出開口 11ｅ，11ｆ…変
形防止リブ 11f1…開口 12…現像枠体 12ａ…長手ガイド 13…クリーニング枠
体 13ａ…ダボ 13ｂ…短手ガイド 13ｃ…回転受け部
13ｄ，13e1，13e2…角穴 13ｆ…丸穴 14…装置本体
15…開閉部材 16…装着ガイド部材 16ａ，16ｂ…ガ
イド部 16ｆ…位置決め部 16ｇ…回転止め部 17…把
手部 18…ドラムシャッタ 19…アーム部 19ａ…バネ
受け部 20…回動軸 21…凹部 22…結合部材 22ａ…
凸部 22ｂ…加圧バネ 22c1，22c2…係止爪 23，24…
リブ 26…露光開口 33…駆動ギア

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真画像形成装置本体に対して着脱
   自在なプロセスカートリッジにおいて、 装置本体側の駆動ギアと噛合するドラムギアを有する電
   子写真感光体と、 前記ドラムギアと噛合するスリーブギアを有する現像剤
   担持体と、 前記電子写真感光体を回転可能に支持する第一の枠体
   と、 前記現像剤担持体を回転可能に支持する第二の枠体と、 前記第一の枠体に対して前記第二の枠体を回動可能に支
   持し結合する結合部材と、 を有し、 前記第二の枠体の回動中心となる支点を、前記電子写真
   感光体と前記現像剤担持体との接触点から約50〜70ｍｍ
   の位置に配設し、且つ前記電子写真感光体のドラムギア
   と前記現像剤担持体のスリーブギアとの噛み合い圧力角
   方向から第一の枠体の方向に約０〜６°傾いた位置に配
   設したことを特徴とするプロセスカートリッジ。
2. 【請求項２】 前記支点は前記第二の枠体の長手方向両
   端２ヶ所に同軸上に設けた回動軸であって、前記第一の
   枠体と前記結合部材によって形成される位置決め穴及び
   長穴にそれぞれ回動可能に支持され、且つ前記長穴に支
   持される一方の回動軸のガタ量が約 0.1〜0.3 ｍｍの範
   囲内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. 【請求項３】 前記プロセスカートリッジとは、前記電
   子写真感光体と、前記現像剤担持体を有する現像手段
   と、前記電子写真感光体に作用するプロセス手段として
   の帯電手段、クリーニング手段の少なくとも１つとを一
   体的にカートリッジ化し、このカートリッジを電子写真
   画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである請
   求項１又は請求項２に記載のプロセスカートリッジ。
4. 【請求項４】 前記プロセスカートリッジとは、前記電
   子写真感光体と、少なくとも前記プロセス手段としての
   現像手段とを一体的にカートリッジ化して電子写真画像
   形成装置本体に着脱可能とするものである請求項１又は
   請求項２に記載のプロセスカートリッジ。
5. 【請求項５】 プロセスカートリッジを着脱可能とし、
   記録媒体に画像を記録する電子写真画像形成装置におい
   て、 請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のプロセスカ
   ートリッジを装着するための装着手段と、 前記電子写真感光体に形成した像を記録媒体に転写する
   ための転写手段と、 前記記録媒体を搬送するための搬送手段と、 を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記電子写真画像形成装置は、電子写真
   複写機、レーザービームプリンタ、又はファクシミリ装
   置である請求項５に記載の電子写真画像形成装置。