(57)【要約】【課題】本発明の目的は、部品点数の削減及び残留現像剤の低減を図りつつ、画質の向上が可能なプロセスカートリッジを提供することにある。【解決手段】電子写真画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、現像ローラと現像剤供給ローラを有する現像室と、現像室に対して重力方向下方に配置され、現像剤を収容し、搬送部材により現像剤を撹拌しつつ現像室へ搬送する現像剤収容容器と、を有し、現像剤供給ローラは、現像ローラとの当接部において表面が同じ方向に移動するように回転し、現像剤供給ローラの表面速度は現像ローラの表面速度より速く、現像剤供給ローラは、現像ローラより上流側で駆動力を受けて回転駆動される。【選択図】    図１
2014134787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体ドラムと、前記感光体ドラムに形成された静電潜像を現像する回転可能な現像ローラと、前記現像ローラに接触して配置され、前記現像ローラに現像剤を供給する現像剤供給ローラと、前記現像剤供給ローラの軸端部に設けられ、前記現像剤供給ローラの軸に交差する方向に移動可能であって、駆動力を受けるための駆動力受け部と、前記現像剤供給ローラに設けられ、前記駆動力受け部で受けた駆動力を前記現像ローラに伝達するための第一駆動力伝達部と、前記現像ローラに設けられ、前記第一駆動力伝達部と係合して駆動力を伝達する第二駆動力伝達部と、を有し、
前記現像ローラの回転方向は前記現像剤供給ローラの回転方向に対して逆方向であり、前記現像剤供給ローラの表面速度は前記現像ローラの表面速度よりも大きいことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２】
前記現像剤供給ローラの外径は前記現像ローラの外径よりも大きい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。
【請求項３】
前記第一駆動力伝達部と前記第二駆動力伝達部はそれぞれギアであり、前記第二駆動力伝達部の歯数は前記第一駆動力伝達部の歯数よりも多い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。
【請求項４】
前記現像ローラに対する前記現像剤供給ローラの周速比は、１．３≦現像剤供給ローラ／現像ローラ≦１．８、であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項５】
前記現像剤供給ローラは弾性層を有するローラであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項６】
トナーを搬送する搬送手段を有し、前記第二駆動力伝達部から前記搬送手段に駆動力が伝達されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項７】
駆動力を与える駆動源と、
画像形成装置に着脱可能な請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジと、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
画像形成装置に取り付けられたプロセスカートリッジは、重力方向において現像剤供給ローラの下方側に現像剤を収容する収容部を有することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
収容部の現像剤を前記現像剤供給ローラに向かって搬送する搬送手段を有し、前記第二駆動力伝達部から搬送手段に駆動力が伝達されることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジ及びこれらを有する画像形成装置に関する。画像形成装置とは、画像形成プロセスを用いて記録材に画像を形成するものである。画像形成装置の例としてはプリンタ、複写機、ファクシミリ装置、ワードプロセッサ、およびこれらの複合機などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真画像形成プロセスを用いた電子写真画像形成装置においては、感光体ドラムおよび感光体ドラムに作用するプロセスパーツを一体的にカートリッジ化する。そして、このカートリッジを画像形成装置の装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。
【０００３】
このプロセスカートリッジ方式によれば、画像形成装置のメンテナンスをユーザ自身で行うことができる。その結果、格段に操作性を向上させることができ、プロセスカートリッジ方式は、画像形成装置において広く用いられている。
【０００４】
転写ベルト（中間転写ベルト）を用いたフルカラーの電子写真画像形成装置では、複数のプロセスカートリッジを転写ベルトの下方に配列する構成が用いられている。これは、印刷物を画像形成装置の上面に排出する構成の場合、転写ベルトの下方にプロセスカートリッジを配置することで、ファーストプリントタイムを短縮することができる。この構成に対応したプロセスカートリッジとして、転写ベルトに近い上方に現像室を配置し、現像室下方に配置された現像剤収納室から上方の現像室へ現像剤を汲み上げる構成が用いられている（特許文献１）。
【０００５】
このプロセスカートリッジでは、現像室に撹拌部材を設けることで、現像室内の現像剤の循環を良くして、現像剤を効率良く現像室上方の現像ローラへ供給し、残留現像剤の量を低減する構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１７０９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１の構成では、現像室内のトナーを循環させるために現像室内の現像ローラと現像剤供給ローラとの接触部の下方側に撹拌部材を設ける必要があった。そこで、現像室内に設けられ、現像ローラに対して現像剤を供給するための現像剤供給ローラの回転方向を現像ローラの回転方向とは逆回りに回転させることで、現像室内に撹拌部材を設けることなく、現像剤の循環を従来と同等以上にし、現像剤供給ローラから現像ローラへの現像剤の供給性を満足させることができる。この構成によれば、従来攪拌部材を配置するために確保していたスペースを埋めることができるため、更に現像剤の残留を抑えることが可能である。
【０００８】
そこで、本発明は上記従来技術を更に発展させたものである。
【０００９】
そこで、本発明は、部品点数の削減しながら残留現像剤の低減を図ることが可能な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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、感光体ドラムと、感光体ドラムに形成された静電潜像を現像する回転可能な現像ローラと、現像ローラに接触して配置され、現像ローラに現像剤を供給する現像剤供給ローラと、現像剤供給ローラの軸端部に設けられ、現像剤供給ローラの軸に交差する方向に移動可能であって、駆動力を受ける駆動力受け部と、現像剤供給ローラに設けられ、前記駆動力受け部で受けた駆動力を現像ローラに伝達するための第一駆動力伝達部と、現像ローラに設けられ、駆動力伝達部と係合して駆動力を伝達する第二駆動力伝達部と、を有し、現像ローラの回転方向は現像剤供給ローラの回転方向に対して逆方向であり、現像剤供給ローラの表面速度は現像ローラの表面速度よりも大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、部品点数の削減及び残留現像剤の低減を図りつつ、画質の向上が可能な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。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態における、現像ユニットの駆動入力部と駆動系を表す図である。
【図２】本発明の実施形態における、画像形成装置の主断面図である。
【図３】本発明の実施形態における、プロセスカートリッジの主断面図である。
【図４】本発明の実施形態における、プロセスカートリッジの全体斜視図である。
【図５】本発明の実施形態における、現像ユニットの全体斜視図である。
【図６】本発明の実施形態における、画像形成装置にプロセスカートリッジを装着する構成図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施の形態における、プロセスカートリッジを画像形成装置本体に装着する動作を説明する模式図である。
【図８】本発明の実施形態における、プロセスカートリッジが画像形成装置本体に位置決めされた状態を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施形態における、現像ユニットの離間動作を説明する断面図である。
【図１０】本発明の実施形態における、現像ユニットの当接動作を説明する断面図である。
【図１１】本発明の実施形態における、プロセスカートリッジを画像形成装置本体に装着する前の斜視図である。
【図１２】本発明の実施形態における、プロセスカートリッジを画像形成装置本体に装着する斜視図である。
【図１３】本発明の実施形態における、プロセスカートリッジを画像形成装置本体に装着する動作を装置本体前側から見た模式図である。
【図１４】本発明の実施形態における、プロセスカートリッジを画像形成装置本体に装着する動作を装置本体側面側から見た模式図である。
【図１５】本発明の実施形態における、トナー供給ローラ及び現像ローラの支持構成を説明する斜視図である。
【図１６】本発明の実施形態における、軸継手部材の分解説明図である。
【図１７】本発明の実施形態における、軸継手部材の断面説明図である。
【図１８】本発明の実施形態における、現像ユニット状態の軸継手部材と画像形成装置本体の第一の本体駆動部材、第二の本体駆動部材を説明する斜視図である。
【図１９】本発明の実施形態における、現像室の構成を表す図である。
【図２０】本発明の実施形態における、現像ユニットの駆動ギア列を表す図である。
【図２１】本発明の実施形態における、スポンジ部の微小変形を表す図である。
【図２２】現像駆動力が現像ローラ軸上に入力された場合を表す図である。
【図２３】現像駆動力が現像ローラ軸上に入力された構成のギアの歯を表す図である。
【図２４】本発明の実施形態における、ギアの歯を表す図である。
【図２５】本発明の実施形態における、周速差と画像等の関係性のランクを表す表である。
【図２６】現像室内に現像室トナー搬送部材を有する比較例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１４】
以下、図面に則して、本発明の実施形態に係る画像形成装置、及びこれに用いるプロセスカートリッジについて説明する。
【００１５】
（画像形成装置の全体構成）
まず、電子写真画像形成装置（以下「画像形成装置」という）１００の全体構成について、図２を用いて説明する。図２に示すように、着脱可能な４個のプロセスカートリッジ７０（７０Ｙ，７０Ｍ，７０Ｃ，７０Ｋ）が装着部材（不図示）によって取り外し可能に装着されている。またプロセスカートリッジ７０の画像形成装置１００への装着方向上流側を前側面側、装着方向下流側を奥側面側と定義する。図２において、プロセスカートリッジ７０は、装置本体１００Ａ内に水平方向に対して傾斜して併設されている。
【００１６】
各プロセスカートリッジ７０には、電子写真感光体ドラム（以下「感光体ドラム」という）１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）と、感光体ドラム１の周囲に帯電ローラ２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）と、現像ローラ２５（２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ）と、クリーニング部材６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）等のプロセス手段が一体的に配置されている。
【００１７】
帯電ローラ２は、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させるものであり、現像ローラ２５は、感光体ドラム１に形成した潜像をトナーによって現像して可視像化するものである。そして、クリーニング部材６は、感光体ドラム１に形成したトナー像を記録媒体に転写した後に、感光体ドラム１に残留したトナーを除去するものである。
【００１８】
また、プロセスカートリッジ７０の下方には画像情報に基づいて感光体ドラム１に選択的な露光を行い、感光体ドラム１に潜像を形成するためのスキャナユニット３が設けられている。
【００１９】
装置本体１００Ａの下部には記録媒体Ｓを収納したカセット１７が装着されている。そして、記録媒体Ｓが二次転写ローラ６９、定着部７４を通過して装置本体１００Ａの上方へ搬送されるように記録媒体搬送部が設けられている。すなわち、カセット１７内の記録媒体Ｓを１枚ずつ分離給送する給送ローラ５４、給送された記録媒体Ｓを搬送する搬送ローラ対７６、感光体ドラム１に形成される潜像と記録媒体Ｓとの同期を取るためのレジストローラ対５５が設けられている。
【００２０】
また、プロセスカートリッジ７０（７０Ｙ，７０Ｍ，７０Ｃ，７０Ｋ）の上方には各感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）上に形成したトナー画像を転写させるための中間転写手段としての中間転写ユニット５が設けられている。中間転写ユニット５には駆動ローラ５６、従動ローラ５７、各色の感光体ドラム１に対向する位置に一次転写ローラ５８（５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄ）、二次転写ローラ６９に対向する位置に対向ローラ５９を有し、転写ベルト（中間転写ベルト）９が掛け渡されている。
【００２１】
そして、転写ベルト９はすべての感光体ドラム１に対向し、且つ接するように循環移動し、一次転写ローラ５８（５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄ）に電圧を印加することにより、感光体ドラム１から転写ベルト９上に一次転写を行う。そして、転写ベルト９内に配置された対向ローラ５９と二次転写ローラ６９への電圧印加により、転写ベルト９のトナーを記録媒体Ｓに転写する。
【００２２】
画像形成に際しては、各感光体ドラム１を回転させ、帯電ローラ２によって一様に帯電させた感光体ドラム１にスキャナユニット３から選択的な露光を行う。これによって、感光体ドラム１に静電潜像を形成する。その潜像を現像ローラ２５によって現像する。これによって、各感光体ドラム１に各色トナー像を形成する。この画像形成と同期して、レジストローラ対５５が、記録媒体Ｓを対向ローラ５９と二次転写ローラ６９とが転写ベルト９を介在させて当接している二次転写位置に搬送する。
【００２３】
そして、二次転写ローラ６９へ転写バイアス電圧を印加することで、転写ベルト上の各色トナー像を記録媒体Ｓに二次転写する。これによって、記録媒体Ｓにカラー画像を形成する。カラー画像が形成された記録媒体Ｓは、定着部７４によって加熱、加圧されてトナー像が定着される。その後、記録媒体Ｓは、排出ローラ７２によって排出部７５に排出される。尚、定着部７４は、装置本体１００Ａの上部に配置されている。
【００２４】
（プロセスカートリッジ）
次に本実施形態に係るプロセスカートリッジ７０について、図３乃至図５を用いて説明する。図３はトナーを収納したプロセスカートリッジ７０の主断面図である。尚、イエロー色のトナーを収納したカートリッジ７０Ｙ、マゼンタ色のトナーを収納したカートリッジ７０Ｍ、シアン色のトナーを収納したカートリッジ７０Ｃ、ブラック色のトナーを収納したカートリッジ７０Ｋの構成は同一である。
【００２５】
プロセスカートリッジ７０（７０Ｙ，７０Ｍ，７０Ｃ，７０Ｋ）は、第一ユニットであるドラムユニット２６（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）と、第二ユニットである現像ユニット４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）と、を有する。ドラムユニット２６は、感光体ドラム１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）と、帯電ローラ２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）、及びクリーニング部材６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）を備えている。そして、現像ユニット４は、現像ローラ２５を備えている。
【００２６】
ドラムユニット２６のクリーニング枠体２７には、感光体ドラム１がドラム前軸受１０、ドラム奥軸受１１を介して回転自在に取り付けられている。感光体ドラム１の端部には、ドラムカップリング１６とフランジ１９が設けられている。
【００２７】
感光体ドラム１の周上には、前述した通り帯電ローラ２、クリーニング部材６が配置されている。クリーニング部材６はゴムブレードで形成された弾性部材とクリーニング支持部材８から構成されている。弾性部材の先端部は感光体ドラム１の回転方向に対してカウンター方向に当接させて配設してある。そしてクリーニング部材６によって感光体ドラム１表面から除去された残留トナーは除去トナー室２７ａに落下する。また除去トナー室２７ａの除去トナーが漏れることを防止するスクイシート２９が感光体ドラム１に当接している。
【００２８】
そして、ドラムユニット２６に駆動源である本体駆動モータ（不図示）の駆動力を伝達することにより、感光体ドラム１を画像形成動作に応じて回転駆動させる。帯電ローラ２は、帯電ローラ軸受２８を介し、ドラムユニット２６に回転可能に取り付けられており、帯電ローラ加圧部材４６により感光体ドラム１に向かって加圧され、感光体ドラム１に従動回転する。
【００２９】
現像ユニット４は、感光体ドラム１と接触して矢印Ｂ方向に回転する現像ローラ２５と、現像ローラ２５を支持する現像枠体３１を有する。また、現像ユニット４は、現像ローラ２５が配置されている現像室３１ｂと、プロセスカートリッジが画像形成装置に取り付けた状態で、重力方向において現像室３１ｂの下方に配置され、トナーを収容するための現像剤収容容器としてのトナー収容部３１ｃとで構成されており、それぞれの室は隔壁３１ｄによって仕切られている。このトナー収容部３１ｃは、重力方向において現像ローラ２５と現像剤供給ローラの下方にある。また、隔壁３１ｄには、トナー収容部３１ｃから現像室３１ｂへトナーを搬送する際にトナーが通過するトナー開口３１ｅが設けられている。現像ローラ２５は、現像枠体３１の両側にそれぞれ取り付けられた現像前軸受１２、現像奥軸受１３を介して、回転自在に現像枠体３１に支持されている（図３参照）。
【００３０】
また現像ローラ２５の周上には、現像ローラ２５に接触して矢印Ｅ方向に回転する現像剤供給ローラ３４と現像ローラ２５上のトナー層を規制するための現像ブレード３５がそれぞれ配置されている。
【００３１】
現像剤供給ローラ３４は、金属製の現像剤供給ローラ軸３４ｊと、軸の外周を端部が露出した状態で被覆する弾性部であるスポンジ部３４ａで構成されている。現像剤供給ローラ３４は、スポンジ部３４ａが現像ローラ２５に対して所定の侵入量を持って当接するように配置されている。また現像ローラ２５に当接した現像枠体３１からトナーが漏れることを防止するための現像当接シートとしての吹き出し防止シート３３が配置されている。
【００３２】
さらに現像枠体３１のトナー収容部３１ｃには、収納されたトナーを撹拌するとともに、前記トナー開口３１ｅを介して現像室３１ｂへトナーを搬送するため搬送手段であるトナー搬送部材３６が設けられている。
【００３３】
前述したように、トナー収容部３１ｃは現像室３１ｂの重力方向において下方に設けられているため、トナー搬送部材３６も現像室３１ｂの重力方向において下方に位置する。即ち、本実施形態のプロセスカートリッジ７０は、前記トナー搬送部材３６によって、重力方向において下方に配置されたトナー収容部３１ｃから、トナー収容部３１ｃの上方に配置された現像室３１ｂへ、重力に反してトナーを搬送するトナー汲み上げ構成である。
【００３４】
図４はプロセスカートリッジ７０の全体斜視図である。また図５は現像ユニット４の全体斜視図である。ドラムユニット２６に対して現像ユニット４が回転自在に取り付けられている。現像前軸受１２、現像奥軸受１３の吊り穴１２ａ・１３ａに、クリーニング枠体２７に圧入された前支持ピン１４、奥支持ピン１５が係合する。それによって、現像ユニット４は、クリーニング枠体２７に対し、前支持ピン１４及び奥支持ピン１５を回転軸として回転自在に支持されている。
【００３５】
また、クリーニング枠体２７には感光体ドラム１を回転自在に支持するドラム前軸受１０、ドラム奥軸受１１が設けられている。ドラム奥軸受１１は、感光体ドラム１に結合されたドラムカップリング１６を支持している。また、ドラム前軸受１０はフランジ１９を支持している。ここで、ドラムカップリング１６は、感光体ドラム１に装置本体１００Ａからの駆動回転力（第１の駆動回転力）を伝達するためのドラムカップリング部材である。
【００３６】
現像枠体３１には、現像ローラ２５を回転自在に支持する現像前軸受１２、現像奥軸受１３が設けられている。また、現像ユニット４は、プロセスカートリッジ７０の画像形成時においては、現像枠体３１の両端に設けれた加圧バネ３２により、ドラムユニット２６に付勢される構成となっている。この加圧バネ３２により、現像前軸受１２、現像奥軸受１３の吊り穴１２ａ及び吊り穴１３ａが回動中心となり、現像ローラ２５が感光体ドラム１に当接するための加圧力となる。
【００３７】
（プロセスカートリッジの画像形成装置本体への挿入・装着構成）
図６において、上記プロセスカートリッジ７０を画像形成装置１００に挿入する構成について説明する。なお、本実施形態では、プロセスカートリッジ７０（７０Ｙ，７０Ｍ，７０Ｃ，７０Ｋ）を画像形成装置開口部１０１（１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ）へ挿入する構成は、感光体ドラム１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）の軸線方向と平行な方向（図中矢印Ｆの方向）で、手前側から奥側に向かってプロセスカートリッジ７０を挿入する構成となっている。
【００３８】
本実施形態では、プロセスカートリッジ７０の挿入方向上流側を手前側、下流側を奥側と定義する。また、画像形成装置１００内の上側には、第１の本体ガイド部である本体装着上ガイド部１０３（１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄ）が設けられている。また、画像形成装置１００内の下側には、第２の本体ガイド部である本体装着下ガイド部１０２（１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ）が設けられている。この本体装着上ガイド部１０３と本体装着下ガイド部１０２は、それぞれプロセスカートリッジ７０の挿入方向Ｆに沿って伸びたガイド形状となっている。
【００３９】
前記本体装着下ガイド部１０２の装着方向手前側にプロセスカートリッジ７０を載せて、挿入方向Ｆの向きにプロセスカートリッジ７０を本体装着上ガイド部１０３と本体装着下ガイド部１０２とに沿って移動させることによって、画像形成装置１００への挿入を行う。
【００４０】
次に上記プロセスカートリッジ７０を装置本体１００Ａに装着する動作について説明する。図７（ａ）はプロセスカートリッジ７０の装置本体１００Ａ内への装着前の状態を説明する図である。
【００４１】
図７（ｂ）はプロセスカートリッジ７０の装置本体１００Ａ内への装着途中の状態を説明する図である。装置本体１００Ａに設けられた本体装着下ガイド部１０２には、プロセスカートリッジ７０を装置本体に対して、加圧・位置決めする本体加圧部材１０４と本体加圧バネ１０５が設けられている。プロセスカートリッジ７０が装置本体１００Ａに装着される際には、クリーニング枠体２７のガイド部２７ｂが前記本体加圧部材１０４に乗り上がり、プロセスカートリッジ７０は上方向に移動する。そして、クリーニング枠体２７のガイド部２７ｂは、本体装着下ガイド部１０２のガイド面から離れた状態となる。
【００４２】
図７（ｃ）はプロセスカートリッジ７０が装置本体１００Ａの奥側板９８へ突き当たるまで装着された状態を説明する図である。クリーニング枠体２７のガイド部２７ｂが本体加圧部材１０４に乗った状態で、さらにプロセスカートリッジ７０の装着を続けると、にドラム奥軸受１１に設けられた長手突き当て部が、装置本体１００Ａの奥側板９８に当接する。
【００４３】
図７（ｄ）、図８はプロセスカートリッジ７０が装置本体１００Ａに位置決めされた状態を説明する図である。図７（ｃ）の状態で、装置本体１００Ａの前ドア９６を閉めることと連動して、本体加圧部材１０４と本体加圧バネ１０５を備えた本体装着下ガイド部１０２が上方向に移動する。それに伴い、プロセスカートリッジ７０もドラム奥軸受１１の上部に設けられたカートリッジ位置決め部１１ａが奥側板９８の本体位置決め部９８ａに当接する。
【００４４】
そして、ドラム前軸受１０の上部に設けられたカートリッジ位置決め部１０ａが前側板９７の本体位置決め部である本体位置決め部９７ａに当接することで、プロセスカートリッジ７０の装置本体１００Ａに対する位置が決まる。この状態でも、クリーニング枠体２７のガイド部２７ｂは、本体装着下ガイド部１０２のガイド面から離れており、プロセスカートリッジ７０は本体加圧部材１０４から受ける本体加圧バネ１０５のバネ力で加圧された状態である。
【００４５】
さらにクリーニング枠体２７には、プロセスカートリッジ７０の回転止めとなるボス２７ｃが側面に設けられており、前記ボス２７ｃが奥側板９８に設けられた回転止め穴部９８ｂに嵌合する。そして、プロセスカートリッジ７０が装置本体１００Ａ内で回転することを防止する。
【００４６】
（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の離間機構）
本実施形態に係るプロセスカートリッジ７０は感光体ドラム１と現像ローラ２５を当接、離間可能である。ここで、感光体ドラム１と現像ローラ２５の離間機構について図９、図１０を用いて説明する。
【００４７】
図９において、装置本体にはプロセスカートリッジ７０の長手方向の所定位置に離間部材９４が配置されている。プロセスカートリッジ７０の現像ユニット４は、現像枠体３１の離間力受け部３１ａが矢印Ｎ方向に移動する離間部材９４から力を受け、現像ローラ２５を感光体ドラム１から離間させる離間位置に移動される。
【００４８】
また、図１０に示すように、離間部材９４が矢印Ｐの方向に移動し、離間力受け部３１ａから離れると、両端の加圧バネ３２（図５参照）の付勢力により現像ユニット４が現像前軸受１２、現像奥軸受１３の穴１２ａ，１３ａを中心にして、矢印Ｔ方向に回動する。そして、現像ユニット４が接触位置に移動し、現像ローラ２５と感光体ドラム１は接触する。少なくとも画像形成時は、現像ユニット４を図９の接触位置に保持する。そして、画像形成以外のスタンバイ時等の予め設定されたタイミングでは、現像ユニット４を図９の離間位置に保持する。それによって、現像ローラ２５の変形による画像品質への影響を抑える効果を得ている。
【００４９】
（プロセスカートリッジを装着する際の離間機構）
次にプロセスカートリッジ７０を装置本体１００Ａに装着する際の離間機構について図１１、図１２を用いて説明する。
【００５０】
プロセスカートリッジ７０を装置本体１００Ａに装着する際には、現像ユニット４は接触位置にあり、感光体ドラム１と現像ローラ２５が接触した状態になっている。また、プロセスカートリッジ７０の装置本体１００Ａへの装着完了時及び画像形成装置１００の画像形成動作終了時には、現像ユニット４は離間位置にあり、感光体ドラム１と現像ローラ２５は離間した状態になっている。
【００５１】
よって、プロセスカートリッジ７０を装置本体１００Ａに装着する際に、プロセスカートリッジ７０を接触位置から離間位置に移動させる必要があり、その構成を図１１〜図１４を用いて説明する。図１１に示すように、装置本体１００Ａにはプロセスカートリッジ７０を装着するための画像形成装置開口部１０１が設けられている。さらに図１１、図１２に示すように、装置本体１００Ａには、プロセスカートリッジ７０の現像ユニット４に設けられた離間力受け部３１ａと当接する離間ガイド部９３が設けられている。
【００５２】
図１３（ａ）、図１４（ａ）に示すように、プロセスカートリッジ７０を装置本体１００Ａに進入する前は、現像ユニット４は接触位置にあり、感光体ドラム１と現像ローラ２５が当接している。そして、図１３（ｂ）、図１４（ｂ）に示すように、プロセスカートリッジ７０を装置本体１００Ａに装着すると、まずクリーニング枠体に一体に設けられたガイド部２７ｂが、装置本体１００Ａに設けられた本体装着下ガイド部１０２に装着される。そして、現像枠体３１に設けられた離間力受け部３１ａが離間ガイド部９３の斜めに傾いた斜面である面取り部９３ａに当接する。
【００５３】
更にプロセスカートリッジ７０を進入させると、図１３（ｃ）、図１４（ｃ）に示すように現像ユニット４が奥支持ピン１５を回転中心として矢印Ｊ方向に回転する。すると現像ユニット４が矢印Ｋの離間位置に移動し、現像ローラ２５が感光体ドラム１と離間する。そしてプロセスカートリッジ７０が装置本体１００Ａに位置決めされた際には、図１３（ｄ）、図１４（ｄ）に示すように離間力受け部３１ａは離間ガイド部９３の装着方向下流側に配置された離間部材９４に当接した状態になる。その際に、現像ユニット４は離間位置にあり、現像ローラ２５は感光体ドラム１と離間した状態を保ったままプロセスカートリッジ７０を装置本体１００Ａに装着できる。
【００５４】
（プロセスカートリッジにおける現像剤供給ローラ支持と現像駆動力入力部の構成）
次に本実施形態に係るプロセスカートリッジ７０における現像駆動力入力部の構成及び現像剤供給ローラ３４の支持構成について図１５〜図１８を用いて説明する。
【００５５】
図１５は現像ローラ２５及び現像剤供給ローラ３４の支持部の長手方向一端側（奥側）を示した図である。図１５において、現像ローラ２５の現像ローラ軸２５ｊと現像剤供給ローラ３４の現像剤供給ローラ軸３４ｊは、現像奥軸受１３の内周に回転可能に嵌合している。ここでは、現像ローラ２５及び現像剤供給ローラ３４の長手方向一端側の支持構成について説明したが、長手方向他端側についても同様に軸受部材に軸受部が一体に設けられ、現像ローラ軸２５ｊ及び現像剤供給ローラ軸３４ｊの他端側を回転可能に嵌合している。また、現像駆動力入力部には軸継手部材であるオルダムカップリング２０を用いている。
【００５６】
次に図１６を用いて、オルダムカップリング２０の構成について説明する。ここではオルダムカップリング２０の構成を説明するために現像奥軸受１３は不図示にしてある。図１６に示すように、オルダムカップリング２０は、被駆動部である従動側係合部２１、中間部である中間係合部２２、駆動力受け部である駆動側係合部２３で構成されている。
【００５７】
従動側係合部２１は、現像剤供給ローラ軸３４ｊの端部（軸線方向一端側）に固定して取り付けられている。固定の方法としては、スプリングピンや平行ピンにより結合する方法や、図１６に示したように、現像剤供給ローラ軸３４ｊの端面にカット部３４ｋを設け、従動側係合部２１側の穴も同様の形状にして嵌合させる方法がある。
【００５８】
駆動側係合部２３（第一駆動力受け部）は、本体の駆動源の駆動力を受入れる部分である。そして、本実施例では、Ｈ方向とＩ方向とは略直交する関係になっている。駆動側係合部２３の軸部２３ｄは保持部４１の穴４１ｄに回転可能に保持されている。また駆動側係合部２３には、後述する装置本体１００Ａの第二の本体駆動伝達部材である本体現像カップリング９１（図１８参照）と係合する３個の突起２３ｃ１，２３ｃ２，２３ｃ３が一体に形成されている。
【００５９】
このオルダムカップリング２０は、本体現像カップリング９１の軸線と現像剤供給ローラ３４の軸線とのズレを許容して装置本体１００Ａから駆動回転力（第一の駆動回転力）を現像剤供給ローラ３４に伝達する。そして、オルダムカップリング２０は、現像ユニット４が前記接触位置及び前記離間位置に位置する状態で、現像剤供給ローラ３４に装置本体１００Ａから駆動回転力（第二の駆動回転力）を伝達可能である。
【００６０】
図１７において、オルダムカップリング２０の構成について断面図を用いてさらに詳しく説明する。図１７（ａ）はオルダムカップリング２０を図１６中の矢印Ｈ方向に切った断面図、図１７（ｂ）はオルダムカップリング２０を図１６中の矢印Ｉ方向に切った断面図である。図１７（ａ）において、従動側係合部２１にはリブ２１ａが一体に設けられている。中間係合部２２には溝２２ａが設けられており、前記リブ２１ａと溝２２ａは図１６の矢印Ｈ方向に移動可能に係合している。図１７（ｂ）において、駆動側係合部２３にはリブ２３ｂが一体に設けられている。中間係合部２２には溝２２ｂが設けられており、前記リブ２３ｂと溝２２ｂは図１６の矢印Ｉ方向に移動可能に係合している。本実施例では、Ｈ方向とＩ方向とは略直交する関係になっている。
【００６１】
中間係合部２２は従動側係合部２１と駆動側係合部２３と係合し、駆動側係合部２３に入力された駆動力を従動側係合部２１に伝達する中間部となるものであり、それぞれの係合部２１，２３と係合を維持したまま現像剤供給ローラ３４の軸線方向と交差する方向へ移動可能となっている。
【００６２】
図１８はプロセスカートリッジ７０に設けられたカップリングと装置本体１００Ａに設けられたカップリングの構成を示す図である。現像ユニット４に設けられたオルダムカップリング２０の駆動側係合部２３の端面には軸線方向に突出する３個の突起２３ｃ１，２３ｃ２，２３ｃ３が形成されている。また、本体現像カップリング９１との軸線（回転中心）を合わせるための芯決めボス２３ａが、駆動側係合部２３の端面から軸線方向に突出している。
【００６３】
感光体ドラム１の軸線方向の一端側には三角柱のドラムカップリング１６が設けられている。また保持部４１のガイド部４１ｂは現像ユニット４に図示しないビス等により固定されたサイドカバー４３の溝４３ａに現像剤供給ローラ３４の軸線方向に対し、交差する方向に移動可能にガイドされる。すなわち、駆動側係合部２３は現像ユニット４に対して交差する方向（現像剤供給ローラの軸線方向と交差する方向）に移動可能となっている。
【００６４】
次に図１８において、感光体ドラム１に装置本体１００Ａの駆動を伝達するための第一の本体駆動伝達部材である本体ドラムカップリング９０には断面が略三角形の穴９０ａが設けられている。現像剤供給ローラ３４に装置本体１００Ａから駆動回転力（第二の駆動回転力）を伝達するための第二の本体駆動伝達部材である本体現像カップリング９１には３個の穴９１ａ１，９１ａ２，９１ａ３が設けられている。
【００６５】
本体ドラムカップリング９０は圧縮バネなどのドラム押圧部材１０６により、プロセスカートリッジ７０の方向に付勢されている。そして、本体ドラムカップリング９０は感光体ドラム１の軸線方向に移動可能である。また、プロセスカートリッジ７０が装置本体１００Ａに装着された時にドラムカップリング１６と本体ドラムカップリング９０の穴９０ａの位相がずれて当接した場合に本体ドラムカップリング９０がドラムカップリング１６に押されて後退する。そして、本体ドラムカップリング９０が回転することによって、ドラムカップリング１６と穴９０ａとは係合し、感光体ドラム１に駆動回転力が伝達される。
【００６６】
また、本体現像カップリング９１は、感光体ドラム１の軸線方向と平行な方向に向かって圧縮バネなどの現像押圧部材１０７によりプロセスカートリッジ７０の方向に付勢されている。しかし、本体現像カップリング９１は、軸線方向と交差する方向にガタはなく、装置本体１００Ａに設けられている。即ち、本体現像カップリング９１は、駆動伝達のために回転する他に、前記軸線方向にのみ移動可能である。
【００６７】
プロセスカートリッジ７０を装置本体１００Ａに進入させて、駆動側係合部２３と本体現像カップリング９１とが係合する際に、突起２３ｃ１〜２３ｃ３と穴９１ａ１〜９１ａ３と位相が合わない場合がある。この場合は、突起２３ｃ１〜２３ｃ３の先端が穴９１ａ１〜９１ａ３以外の所に当接して、本体現像カップリング９１が、現像押圧部材１０７の付勢力に抗して軸線方向に後退する。しかし、本体現像カップリング９１が回転し、突起２３ｃ１〜２３ｃ３と穴９１ａ１〜９１ａ３と位相が合うと、本体現像カップリング９１は現像押圧部材１０７の付勢力で前進する。
【００６８】
そして、突起２３ｃ１〜２３ｃ３と穴９１ａ１〜９１ａ３係合し、係合部位置決め部である芯決めボス２３ａと伝達部材位置決め部である芯決め穴９１ｂも嵌合し、駆動側係合部２３と本体現像カップリング９１の軸線（回転中心）が一致する。そして、本体現像カップリング９１が回転することによって、突起２３ｃ１〜２３ｃ３と穴９１ａ１〜９１ａ３とはそれぞれ係合し、現像剤供給ローラ３４に駆動回転力が伝達される。次に、現像ローラ２５の回転について説明する。現像剤供給ローラ３４には、長手方向（現像剤供給ローラの軸方向）において一端側には駆動側係合部２３が設けられ、他端側にギアが設けられている。一方、現像ローラ２５には、このギアとかみ合うギアが設けられている。この構成により、現像剤供給ローラ３４と長手方向の他端側においてギアにより駆動連結された現像ローラ２５に駆動回転力が伝達される。
【００６９】
ここで、本体ドラムカップリング９０及び本体現像カップリング９１に対する駆動伝達は装置本体１００Ａ内に設けられたモータにより行われる。これにより、感光体ドラム１と現像剤供給ローラ３４は互いに独立して画像形成装置本体から駆動力を受ける。なお、モータは各色のプロセスカートリッジ７０につき各１台のモータを用いる構成や、モータ１台で何色かのプロセスカートリッジに駆動を伝達する構成がある。
【００７０】
（現像枠体の構成と現像ローラと現像剤供給ローラの回転方向）
次に現像枠体の構成と現像ローラと現像剤供給ローラの回転方向について図１、図３、図１９、及び図２６を用いて説明する。図１は、本実施形態における、現像ユニットの駆動力入力部と駆動系を表す図である。図３は画像形成装置に装着されたカートリッジを示す図である。図１９は、本実施形態における、現像室の構成を表す図である。図２６は、現像室内に現像室トナー搬送部材を有する比較例を表す図である。
【００７１】
前述したように、現像枠体３１のトナー収容部３１ｃには、収納されたトナーを撹拌するとともに、前記トナー開口３１ｅを介して現像室３１ｂへトナーを搬送するためのトナー搬送部材３６が設けられている（図３参照）。なお、本実施例では、現像室３１ｂには現像ローラ２５と現像剤供給ローラ３４とを有する構成である。また、トナー収容部３１ｃは現像室３１ｂの重力方向下方に設けられているため、トナー搬送部材３６は現像室３１ｂの重力方向下方に位置する。即ち、本実施形態のプロセスカートリッジ７０は、トナー搬送部材３６によって、重力方向下方に配置されたトナー収容部３１ｃから、トナー収容部３１ｃの上方に配置された現像室３１ｂへ、重力に反してトナーを搬送するトナー汲み上げ構成である。
【００７２】
トナー収容部３１ｃから現像室３１ｂに搬送された現像剤は、図１９に示すように現像室底部３１ｆに滞留する。現像室底部３１ｆに滞留した現像剤を、現像剤供給ローラ３４へ供給するために、比較例としては図２６に示すように、現像室底部３１ｆに現像室トナー搬送部材３７を配置し、現像室トナー搬送部材３７を移動させることで、現像室底部３１ｆに滞留した現像剤を現像剤供給ローラ３４へ現像剤を供給していた。
【００７３】
本実施形態では、図１９に示すように、現像剤供給ローラ３４は、現像ローラ２５の回転方向（矢印Ｂ方向）とは逆方向（矢印Ｅ方向）に回転するように設定されている。即ち、現像ローラ２５と現像剤供給ローラ３４の当接部においては、それぞれの表面は同じ方向に移動している状態である。なお、図１に示すように、感光体ドラム１の回転方向は現像ローラの回転方向に対して逆方向である。また、感光体ドラム１の回転方向は現像剤供給ローラ３４の回転方向に対して同方向である。
【００７４】
図１９において、現像剤供給ローラ３４は、スポンジ部（内部が多孔性の弾性層）３４ａを有する構成となっている。また、図１９において、現像ローラ２５は弾性層２５ａを有する。そして、現像剤供給ローラ３４の表面硬度は、現像ローラ２５の表面硬度よりも低いため、両者が当接すると、図１９に示すように、現像剤供給ローラが凹む。ここで、図１９に示すように、現像剤供給ローラ３４は、現像ローラ２５との当接部において、スポンジ部３４ａの表面が侵入量分潰された状態となる。このとき、スポンジ部３４ａからは、スポンジ部３４ａ内部に含まれていたトナーが吐き出される。以後、スポンジ部３４ａが潰されトナーが吐き出される部分のことを吐き出し部３４ｂと称して説明する。この吐き出し部３４ｂは、現像剤供給ローラ３４の回転方向において、現像剤供給ローラ３４と現像ローラ２５の接触部よりも上流側の領域である。
【００７５】
一方、現像剤供給ローラ３４の回転が進み、潰された状態から復帰した部分では、その復帰に伴いスポンジ部３４ａ内部の気圧が低下する。そのため、スポンジ部３４ａ内部に向かってトナーを吸い込む空気の流れが発生し、トナーがスポンジ部３４ａ内部へと吸い込まれる。以後、スポンジ部３４ａが潰された状態から復帰しトナーを吸い込む部分のことを吸い込み部３４ｃと称して説明する。吸い込み部３４ｃは、現像剤供給ローラ３４の回転方向において、現像剤供給ローラ３４と現像ローラ２５の接触部よりも下流側の領域である。ここで吸い込まれたトナーは、再び吐き出し部３４ｂで吐き出される。
【００７６】
このように、現像剤供給ローラ３４の回転駆動時には、前述の吸い込みと吐き出しが連続的に行われることによってトナーが循環し、この過程で現像ローラ２５への現像剤供給が行われる。現像ローラ２５へ安定した現像剤供給を行うためには、吸い込み部３４ｃへの安定したトナー供給が重要となる。
【００７７】
図２６に示すように、比較例の現像剤供給ローラ３４の回転方向（矢印Ｃ方向）は、現像ローラ２５の回転方向（矢印Ｂ方向）と同じに設定されていることが多い。この場合、本実施形態のように下方のトナー収容部３１ｃから、上方の現像室３１ｂへトナーを搬送する構成においては、吸い込み部３４ｃは現像ローラ２５及び現像剤供給ローラ３４の上方に位置することになる。従って、吸い込み部３４ｃへ安定してトナーを供給するためには、トナー開口３１ｅを通過して現像剤供給ローラ３４上方にある吸い込み部３４ｃへ向かうトナーを、現像剤供給ローラ３４自体が遮らない配置関係にする必要がある。また、現像室３１ｂの底部３１ｆには、吐き出し部３４ｂから吐き出されたトナーや、現像ブレード３５によって規制されて落ちたトナー、そしてトナー収容部３１ｃから搬送されて来たトナーが溜まった状態となる。これらのトナーを撹拌し循環させるために、現像室３１ｂの底部３１ｆには、現像ローラと現像剤供給ローラとの接触部の下方側に撹拌部材である現像室トナー搬送部材３７が設けられており、現像室トナー搬送部材３７によってトナーを現像剤供給ローラ３４へ供給する必要があった。
【００７８】
これに対して、本実施形態では、図１９に示すように重力方向において、吸い込み部３４ｃが現像ローラ２５と現像剤供給ローラ３４の下方で、現像室３１ｂの底部３１ｆ近くに位置する。即ち、現像室３１ｂに搬送されたトナーが、吸い込み部３４ｃで発生する気流によって奥へと進み、自然に到達し易い位置に吸い込み部３４ｃが位置している。従って、従来のようなトナー開口３１ｅと現像剤供給ローラ３４の配置関係の制約が緩和されるため、トナー開口３１ｅや現像剤供給ローラ３４の配置の設計自由度が高くなる。
【００７９】
ここで、重力方向においてトナー開口３１ｅの下端３１ｅ２は、現像室３１ｂの底部３１ｆよりも高い位置に配置されていると、よりトナーの剤面が吸い込み部３４ｃに近い位置まで上がるため更に望ましい。特に、重力方向Ｇに対してトナー開口３１ｅの下端３１ｅ２の位置が、吸い込み部３４ｃよりも高い位置に設定されていると、現像室３１ｂ内のトナー剤面が常に吸い込み部３４ｃの高さまで来るため、現像剤供給ローラへのトナー供給性がより安定する。本実施例では、トナー開口３１ｅの下端３１ｅ２の高さは、現像剤供給ローラ３４の回転方向において現像剤供給ローラ３４と現像ローラ２５との接触部の下流端よりも高い位置に配置されている。また、吸い込み部３４ｃが現像室３１ｂの底部３１ｆ近くに位置するため、底部３１ｆに溜まったトナーは自然に現像剤供給ローラ３４へ吸い込まれ消費されていく。
【００８０】
従って、従来のように、図２６に示す現像室トナー搬送部材３７を用いなくてもトナーの循環が行われるため、従来現像室トナー搬送部材３７が配置されていたスペースを埋めることができ、残留トナーを低減することが可能である。
【００８１】
（現像ローラと現像剤供給ローラの表面速度とローラ径）
次に図１９を用いて、現像ローラ２５と現像剤供給ローラ３４の表面速度について説明する。図１９に示したとおり、現像ローラ２５と現像剤供給ローラ３４は逆方向に回転している。なお、当接部においては、それぞれの表面は同じ方向に移動している。ここで、現像剤供給ローラ３４の表面速度は、現像ローラ２５の表面速度よりも速くなるように設定されている。これは、現像ローラ２５へのトナー供給性と、現像に使用されなかった現像ローラ２５上のトナー剥ぎ取り性を考慮してのことである。現像剤供給ローラ３４の表面速度が、現像ローラ２５の表面速度よりも速いことで、常にスポンジ部３４ａの十分な量のトナーが含まれた部分が現像ローラ２５に当接することになるため、現像ローラ２５に対する安定したトナー供給が可能である。また、トナー剥ぎ取り性についても、現像剤供給ローラ３４の表面速度が、現像ローラ２５の表面速度よりも速いことで、周速差による摩擦力が発生し、現像に使用されなかった現像ローラ２５上のトナー剥ぎ取りが可能となる。
【００８２】
なお、トナー供給性及びトナー剥ぎ取り性に関しては、周速差が大きい方が効果が大きいことが分かっている。しかし、現像ローラ２５の回転数は、感光体ドラム１へのトナー供給性に大きく影響するため、現像プロセスの観点から、現像ローラ２５の回転数を下げることで周速差を付けるのは望ましくない。
【００８３】
そこで、現像ローラ２５の回転数を維持したまま周速差を大きくするためには、後述する現像剤供給ローラギア３８と現像ローラギア３９（図１参照）のギア比を変更して、相対的に現像剤供給ローラ３４の回転数を上げる方法や、スポンジ部３４ａの径（外径）３４ｒを大きくする方法が挙げられる。現像ローラ２５の回転数を維持したまま、相対的に現像剤供給ローラ３４の回転数を上げる場合、駆動源である本体駆動モータ（不図示）からの出力を上げる必要があるため、より多くの電力を必要とする。従って、消費電力を抑えるためにもスポンジ部３４ａの径３４ｒは大きい方が望ましく、本実施形態では、現像ローラ２５の径２５ｒを１２ｍｍ、スポンジ部３４ａの径３４ｒを１３．３ｍｍに設定してあり、その径比は約１．１１である。ただし、必ずしも現像ローラ２５の径２５ｒよりもスポンジ部３４ａの径３４ｒを大きくする必要はなく、ギア比によって所望の周速差をつけても良い。なお、本実施形態の駆動系については後述するが、直結する現像剤供給ローラギア３８と現像ローラギア３９（図１参照）の歯数に関しては、現像剤供給ローラギア３８の歯数を１８歯、現像ローラギア３９の歯数を２６歯に設定してあり、そのギア比は約１．４４である。
【００８４】
ここで、現像ローラ２５と現像剤供給ローラ３４の表面速度の比（現像剤供給ローラの表面速度／現像ローラの表面速度、以下「周速比」という）については、周速比１．３以上１．８以下の範囲に設定するのが望ましい。この設定範囲は、必要十分なトナー供給性とトナー剥ぎ取り性を維持できる範囲である。周速比が１．３を下回ると良好なトナー剥ぎ取り性を維持できない可能性があり、ゴースト等、画質への影響が懸念される。また、周速比が１．８以内であれば、トナー供給性とトナー剥ぎ取り性は十分維持することができる。そのため、１．８を超えると、摺擦が大きくなることで、現像剤供給ローラや現像ローラの摩耗が生じやすくなるため、過剰に現像剤供給ローラ３４の表面速度を上げることは望ましくない。ここで、本実施形態では、前述の径比、及びギア比によって、現像ローラ２５の表面速度を約３０４ｍｍ／ｓ、現像剤供給ローラ３４の表面速度を約４８７ｍｍ／ｓに設定してあり、その周速比はおよそ１．６０である。前記設定において、トナー供給性及びトナー剥ぎ取り性に関して十分な効果が得られることは確認済みである。なお、ここでいう表面速度とは、現像ローラ２５と現像剤供給ローラ３４の当接部を除く表面上での速度であり、周速比に関しても同様である。
【００８５】
（現像ユニットの駆動入力と駆動系）
次に、図１及び図２０を用いて、現像ユニット４の駆動入力構成との駆動系の構成について説明する。前述したように、装置本体１００Ａの駆動源である本体駆動モータ（不図示）から出力された駆動力は、装置本体１００Ａの本体現像カップリング９１と、現像剤供給ローラ３４の軸部３４ｊの端部（軸端部）に設けられたオルダムカップリング２０の駆動側係合部２３とが係合することによって、現像ユニット４に入力される。
【００８６】
ここでまず図１を用いて、現像ユニット４の駆動入力構成について説明する。図１は、現像ユニット４の駆動系を示した図であり、説明を簡素化するために、現像ローラ２５、現像剤供給ローラ３４、及びこれに関わる駆動系のみを抜き出して示した図である。
【００８７】
図１に示すように、現像剤供給ローラ３４の軸部３４ｊには上流側駆動伝達部材（第一駆動力伝達部）である現像剤供給ローラギア３８が設けられている。同様に現像ローラ２５の軸部３４ｊには、前記現像剤供給ローラギア３８に直接噛み合うように下流側駆動伝達部材（第二駆動力伝達部）である現像ローラギア３９が設けられている。なお、本実施形態では、スペース等の観点から現像剤供給ローラギア３８等のギア列を現像ユニット４の駆動力入力部とは軸方向反対側（他端側）に設けているが、前記ギア列と駆動力入力部を同一側に設けても良い。ここで、現像ローラ２５と現像剤供給ローラ３４の回転方向が逆であるため、現像剤供給ローラギア３８と現像ローラギア３９の間にアイドラギアを設ける必要がなく、部品点数の削減が可能である。現像剤供給ローラ３４の軸上に入力された駆動力は、現像剤供給ローラギア３８から、現像ローラギア３９を介して現像ローラ２５へと伝達される。なお、前述の通り、本実施形態では、現像剤供給ローラギア３８の歯数は１８歯、現像ローラギア３９の歯数は２６歯に設定している。
【００８８】
次に、図２０を用いて、現像ユニットの駆動系について説明する。図２０は、現像ローラ２５よりも下流側の駆動系を示した図である。
【００８９】
図２０に示すように、現像ローラギア３９の駆動系下流側には、前記トナー搬送部材３６に駆動を伝達するための現像アイドラギア８０、撹拌アイドラギア８１、及び撹拌ギア８２が順に配置されている。現像アイドラギア８０と撹拌アイドラギア８１は現像前軸受１２によって回転可能に支持されており、撹拌ギア８２はトナー搬送部材３６に対して不図示のスナップフィット等の結合手段、及び嵌合部によって結合された状態で、現像枠体３１によって回転可能に支持されている。現像剤供給ローラ３４の軸上に入力された駆動力は、現像剤供給ローラギア３８、現像ローラギア３９、現像アイドラギア８０、撹拌アイドラギア８１、撹拌ギア８２の順に伝達され、最終的にトナー搬送部材３６へと伝達される。
【００９０】
（現像剤供給ローラの微小変形）
次に、図２１及び図２２を用いて現像剤供給ローラ３４のスポンジ部３４ａに生じる微小変形について説明する。現像剤供給ローラ３４は、常に現像ローラ２５に対して当接した状態で支持されているが、高温環境下などで長時間放置されると、現像ローラ２５との当接部において、スポンジ部３４ａに図２１に示すような微小な塑性変形が発生する場合がある。以後、現像剤供給ローラ３４において、微小な塑性変形が発生した領域を微小変形部３４ｎと称して説明する。
【００９１】
まず、図２２は、本実施形態とは異なり本体からの駆動力が、現像剤供給ローラ３４ではなく、現像ローラ２５に入力される構成を示した図である。現像ローラギア３９が現像剤供給ローラギア３８を駆動する構成である。ここで、図２３は、現像剤供給ローラギアの歯３８ａと現像ローラギアの歯３９ａの噛み合い部における１歯を表した図である。図２３（ａ）は変形していないスポンジ部３４ａが現像ローラ２５との当接位置に来た時の状態を示した図であり、図２３（ｂ）は微小変形部３４ｎが現像ローラ２５との当接位置に来た時の状態を表した図である。図２３（ｂ）に示した破線３９ｂは、現像剤供給ローラギア３８からの負荷が減少した状態の現像ローラギアの歯３９ａの様子を表している。図２２及び図２３を用いて現像剤供給ローラ３４の微小変形による影響について説明する。
【００９２】
現像剤供給ローラ３４のスポンジ部３４ａが変形していない場合は、図２３（ａ）に示すように、現像ローラギアの歯３９ａが現像剤供給ローラギアの歯３８ａから一定の負荷を受けた状態で回転している。しかしながら、現像剤供給ローラ３４の微小変形部３４ｎが現像ローラ２５との当接位置にくると、現像ローラ２５と現像剤供給ローラ３４との間で発生する摩擦力が瞬間的に減少する。これにより、現像剤供給ローラ３４は瞬間的に回転し易い状態となるため、図２３（ｂ）に示すように、駆動する現像ローラギアの歯３９ａが現像剤供給ローラギアの歯３８ａから受ける負荷が瞬間的に減少する。これにより、現像ローラ２５の回転速度が瞬間的に上昇する。よって、感光体ドラム１の表面速度に対して、現像ローラ２５の表面速度が瞬間的に上昇するため、現像ローラ２５から感光体ドラム１へのトナー供給性にムラが生じ、画像に横すじ等の現象が発生する可能性がある。なお、この現象は、現像ローラ２５の表面速度と、現像剤供給ローラ３４の表面速度の周速差が大きくなるほど発生し易いことが分かっている。
【００９３】
一方、図１に示す本実施形態では、現像剤供給ローラ３４の微小変形部３４ｎが現像ローラ２５との当接部を通過することによって、現像剤供給ローラ３４が瞬間的に回転し易い状態となる。しかしながら、図２４に示すように、現像ローラ２５を回転させるための負荷に大きな変動はないため、現像ローラ２５の挙動に大きな影響は生じない。従って、現像剤供給ローラ３４のスポンジ部３４ａに微小変形が生じても、現像ローラ２５から感光体ドラム１へのトナー供給性にムラが生じにくい。そのため、現像剤供給ローラ３４に駆動力を入力する構成は、現像ローラ２５に駆動力を入力する構成と比較して、画質の低下を抑制することが可能である。
【００９４】
ここで、トナー剥ぎ取り性、消費電力、及びスポンジ部３４ａの微小変形による画像への影響を、前述したローラの周速差の観点でまとめると、実験結果より、図２５の表に示すような傾向が得られている。すなわち、現像ローラ２５の表面速度と現像剤供給ローラ３４の表面速度の周速差は、スポンジ部３４ａの微小変形による画像への影響の観点からも、現像剤供給ローラ／現像ローラ＝１．３以上１．８以下に設定することが望ましい。
【００９５】
上述したように、本実施形態によれば、現像室３１ｂ下方に配置されたトナー収納室から上方の現像室３１ｂへトナーを汲み上げる構成の現像装置において、現像剤供給ローラ３４の回転方向（矢印Ｃ方向）を現像ローラの回転方向（矢印Ｂ方向）と逆方向にする。これにより、現像室３１ｂ内に撹拌部材を設けずにトナーの滞留を抑えることができるため、部品点数の削減および残留トナーの低減が可能である。また、現像剤供給ローラ３４の表面速度を現像ローラの表面速度よりも速く設定することにより、現像ローラへの安定したトナー供給が可能となる。さらに画像形成装置本体からの駆動力を、現像剤供給ローラ３４軸上に入力することにより、高温環境下等で長期放置された際などに発生する画像不良を低減することが可能である。以上より、部品点数の削減及び残留トナーの低減を図りつつ、画質の向上が可能な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。
【００９６】
以上本発明の実施例について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の技術思想内であらゆる変形が可能である。
【符号の説明】
【００９７】
Ｓ…記録媒体
１（１ａ〜１ｄ）…感光体ドラム
４（４ａ〜４ｄ）…現像ユニット
２０…オルダムカップリング（軸継手部材）
２１…従動側係合部
２２…中間係合部
２３…駆動側係合部
２５（２５ａ〜２５ｄ）…現像ローラ
２５ｒ…現像ローラ直径
２５ｊ…現像ローラ軸
２６（２６ａ〜２５ｄ）…ドラムユニット
３１ｂ…現像室
３１ｃ…トナー収容部
３１ｅ…トナー開口
３１ｆ…底部
３４…現像剤供給ローラ
３４ａ…スポンジ部
３４ｂ…吐き出し部
３４ｃ…吸い込み部
３４ｊ…現像剤供給ローラ軸
３４ｋ…現像剤供給ローラ軸カット部
３４ｎ…微小変形部
３４ｒ…スポンジ部直径
３５…現像ブレード
３６…トナー搬送部材
３８…現像剤供給ローラギア
３８ａ…現像剤供給ローラギアの歯
３９…現像ローラギア
３９ａ…現像ローラギアの歯
３９ｂ…現像ローラギアの歯（負荷減少時）
７０（７０Ｙ，７０Ｍ，７０Ｃ，７０Ｋ）…プロセスカートリッジ
８０…現像アイドラギア
８１…撹拌アイドラギア
８２…撹拌ギア
９０…本体ドラムカップリング
９１…本体現像カップリング
１００…画像形成装置
１００Ａ…装置本体
１０２…本体装置下ガイド部
１０３…本体装置上ガイド部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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