(57)【要約】      （修正有）【課題】プロセスカートリッジが着脱される画像形成装置において、出荷輸送時の振動や衝撃でプロセスカートリッジのプロセス手段が擦れ合うことでの損傷から保護するために離間させた状態から、画像形成に臨んで離間状態を自動解除することで、ユーザの手間や負担を不要とする。【解決手段】出荷輸送時などは自動離間解除機構が感光体ドラム１と帯電ローラ２との間に帯電ローラ離間ギア（離間解除歯車）２ｃを介して噛合および係合して介在して離間させている。画像形成装置本体の設置後、画像形成に臨んで回転駆動源から駆動力が感光体ドラム１のギアフランジ１ｂから帯電ローラ離間ギア２ｃに伝達される。斜歯の捩れ作用で帯電ローラ離間ギア２ｃがスラスト力を受けてギアフランジ１ｂから退避し、帯電ローラ２の離間状態を自動的に解除する。【選択図】図６
2007322873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
電子写真感光体ドラムと、
前記電子写真感光体ドラムの軸線方向の一端側に設けられた第１のギアと、
前記電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段と、
前記プロセス手段を支持する枠体と、
前記プロセス手段に設けられた第１のギア部材と噛み合う第２のギア部材であって、前記ギア部材に駆動力が伝達されない場合は、前記電子写真感光体ドラムと前記プロセス手段を離間させる離間位置と、前記ギア部材に駆動力が伝達された場合は、前記ギア部材が前記軸線方向に移動して、前記電子写真感光体ドラムと前記プロセス手段を当接させる当接位置と、をとり得る第２のギア部材と、
を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２】
前記プロセス手段は、前記電子写真感光体ドラムに帯電を行う帯電ローラ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。
【請求項３】
前記プロセス手段は、前記電子写真感光体ドラムに形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像ローラ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。
【請求項４】
更に、前記プロセスカートリッジは、
前記第2のギア部材を前記軸線方向において押圧する押圧部材と、
前記第2のギア部材の移動を、前記押圧部材に抗して抑止するストッパ部と、
前記第2のギア部材は、前記ストッパ部による移動の規制を解除する切欠部と、
を有することを特徴とする請求項２に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項５】
前記第2のギア部材はその前記軸線方向の一端側に第１ネジ部を有し、前記第１ネジ部は、前記枠体に設けられた第２ネジ部に支持され、一方、前記第2のギア部材の他端は前記帯電ローラを係止する係止部を有することを特徴とする請求項２に記載のプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写機、ファクシミリ装置、レーザビームプリンタおよび複合機などの電子写真画像形成装置（以下、単に「画像形成装置」という）に関し、またこの画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真技術を利用した画像形成プロセスによって記録媒体に画像を形成する複写機やレーザビームプリンタなどの画像形成装置では、たとえばつぎのようにして画像形成が行われる。帯電手段を構成する帯電ローラで電子写真感光体ドラム（以下、単に「感光体ドラム」という）に帯電バイアス電圧を印加してドラム表面を一様に帯電する。その感光体ドラム上にレーザスキャナなどの露光手段で選択的に露光して静電潜像を形成し、現像手段を構成する現像ローラはその静電潜像に現像剤（トナー）を付着させてトナー像を形成する。そのトナー像は、転写手段である転写ローラによって記録紙などのシート上に転写される。転写されたシート上のトナー像は定着手段を構成する定着ローラによって加熱および加圧して永久定着する。また、シートへのトナー像転写後の感光体ドラムでは、転写されずにドラム表面に残存した残トナーがクリーニングブレードで掻き落として除去され、次画像の形成に供される。
【０００３】
近年、感光体ドラムをカートリッジ容器に組み込んでプロセスカートリッジを構成し、画像形成装置本体に簡便に着脱できるようにしてユーザの利便性を高めたプロセスカートリッジ方式が広く実用化されている。プロセスカートリッジには感光体ドラムの他に、感光体ドラムに作用するプロセス手段として前述の帯電ローラ、現像ローラおよびクリーニングブレードなどのうち、少なくともいずれかを組み込んで構成される。
【０００４】
ところで、そうしたプロセスカートリッジ方式の画像形成装置をたとえば物流段階で出荷輸送中、振動や衝撃で感光体ドラムに帯電ローラや現像ローラなどが擦れたり、あるいはローラ同士が互いに擦れ合って損傷を受けることがある。感光体ドラムのドラム表面の損傷はもとより、帯電ローラや現像ローラの表面が傷つくと得られた画像に不良が生じるおそれがあり、従来それを防ぐ多くの提案がなされてきた。
【０００５】
たとえば、先に本出願人は、感光体ドラムの表面から帯電ローラを離して接触させない離間状態にして輸送する接触帯電装置を提案している（たとえば、特許文献１参照）。この場合、感光体ドラムおよび帯電ローラの画像書き込み領域外である非画像領域部位において、それら感光体ドラムと帯電ローラとの間にスペーサを挟み込むものである。また、その他の提案として、カムとブラケットを用いて感光体ドラムと転写ローラを離間させかつ画像形成時に接触させるようにした画像形成装置がある（たとえば、特許文献２参照）。さらには、所定のニップ幅を有する感光体ドラムと現像ローラとの当接ニップ部にスペーサを挟み込み、感光体ドラムから現像ローラを離間させるプロセスカートリッジも提案されている（たとえば、特許文献３参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平２-３９１６９号公報
【特許文献２】特開平３-１７１０７２号公報
【特許文献３】特開平５-２３２７５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
輸送などを終えて画像形成装置を据え付けて設置し、稼動を開始するにあたって事前にスペーサを取り除いておく必要がある。上記特許文献１の装置では、ユーザの手作業（ハンドリング）を要することなくスペーサを自動的に取り除いているが、他の特許文献ならびに一般的にはユーザが手作業でスペーサを取り除かなければならない煩わしさがある。また、取り除きを自動化するにしても確実性や信頼性を高める必要があり、そこに改善の余地を残している。
【０００８】
本発明の目的は、出荷輸送時の振動や衝撃でプロセスカートリッジのプロセス手段が擦れ合うことでの損傷から保護するためのものである。即ち、感光体ドラムとプロセス手段とを離間させた状態から、画像形成に臨んで離間状態を自動解除することで、ユーザの手間や負担を要しないプロセスカートリッジを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明のプロセスカートリッジは、電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムの軸線方向の一端側に設けられた第１のギアと、前記電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段と、前記プロセス手段を支持する枠体と、前記プロセス手段に設けられた第１のギア部材と噛み合う第２のギア部材であって、前記ギア部材に駆動力が伝達されない場合は、前記電子写真感光体ドラムと前記プロセス手段を離間させる離間位置と、前記ギア部材に駆動力が伝達された場合は、前記ギア部材が前記軸線方向に移動して、前記電子写真感光体ドラムと前記プロセス手段を当接させるる当接位置と、をとり得る第２のギア部材と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のプロセスカートリッジによれば、画像形成時以外のときに電子写真感光体ドラムとプロセス手段が互いに擦れ合うことから保護する。画像形成に臨んでは、電子写真感光体ドラムとプロセス手段との離間状態が自動的に解除されて、電子写真感光体ドラムとプロセス手段とが当接する。したがって、ユーザがその解除作業を行う必要はない。
【００１１】
また、本発明の画像形成装置によれば、プロセスカートリッジを画像形成装置本体に装着した状態で輸送する際、電子写真感光体ドラムとプロセス手段とは離間しているので互いに擦れ合って損傷を受ける心配はない。輸送後、画像形成装置本体を設置して始めの稼動に臨む際、電子写真感光体ドラムとプロセス手段との離間状態が自動的に解除されて、電子写真感光体ドラムとプロセス手段とが当接する。それにより画像形成が可能な状態に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明のプロセスカートリッジおよび画像形成装置のそれぞれ好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
（画像形成装置）
図１は、本実施形態の画像形成装置の具体例であるレーザビームプリンタを示す。このプリンタ本体Ａに対して図２に示すプロセスカートリッジＢが自在に着脱され、この着脱方向は給紙カセット５内に積載された記録媒体であるシート４を画像形成部に向けて給送するシート搬送方向とほぼ一致している。プロセスカートリッジＢは像担持体である感光体ドラム１が装着されている。感光体ドラム１には帯電手段を構成する帯電ローラ２が接離可能となっており、画像形成時に接触してラム表面に帯電バイアス電圧を印加して一様に帯電する。露光手段を含む光学系３からは画像情報に基づいた情報光が照射されて感光体ドラム１上に静電潜像が形成される。この静電潜像にトナーを付着させて現像することで、可視像つまりトナー像を形成する。
【００１４】
トナー像の形成に同期して、給紙カセット５からはシート４が対向一対のピックアップローラ６と圧接部材７によって１枚ずつ分離給紙されて転写位置へと搬送される。感光体ドラム１に形成されたトナー像は、転写位置に搬送されてきたシート４上に転写手段を構成する転写ローラ８で電圧を印加して転写される。トナー像が転写されたシート４は、搬送ガイド９によって定着装置１０に送られる。定着装置１０は駆動ローラ１０ａと定着回転体１０ｂからなり、定着回転体１０ｂは電熱ヒータ１０ｃを有し、支持体１０ｄに回転可能に支持された筒状シート１０ｅによって構成されている。また、定着回転体１０ｂは、通過するシート４に熱と圧力を加えて永久転写する。トナー像が永久定着されたシート４は排出ローラ１１によって排出部１２へと搬送される。
【００１５】
（プロセスカートリッジ）
図２は、本実施形態のプロセスカートリッジＢを示す。プロセスカートリッジＢには像担持体である電子写真感光体ドラム１（以下、感光体ドラムという。）が備わっている。プロセスカートリッジＢはさらに感光体ドラム１に作用するプロセス手段として複数の回転体である帯電ローラ２および現像ローラ１３、そしてクリーニングブレード１４のうちの少なくとも１つを装備し、一体化されたものである。感光体ドラム１の表面層は感光層として形成され、その表面層に帯電ローラ２は帯電バイアス電圧を印加して一様に帯電する。帯電された感光体ドラム１に対して光学系３からの画像情報に基づいた情報光を露光開口部１５を通して露光する。これによって、感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成する。
【００１６】
現像ローラ１３は、静電潜像をトナーを用いて現像ローラ１３で現像して可視像のトナー像を形成する。現像ローラ１３の内層には固定磁石であるマグネットローラ１３ａを有し、図２中の反時計廻り方向である符号Ｃ方向に回転する。現像ローラ１３の表面に保持されたトナー層はその層厚さを現像ブレード１６で規制され、同時に摩擦電荷を付与される。現像ローラ１３の表面のトナーは静電潜像に応じて感光体ドラム１に転位され、それによって感光体ドラム１上に可視像であるトナー像が形成される。
【００１７】
また、転写ローラ８（図１参照）は、トナー像と逆極性の電圧が印加されてトナー像をシート４上に転写する。トナー像転写後、クリーニング装置を構成するクリーニングブレード１４で感光体ドラム１上に残留した残トナーを掻き落とし、掬いシート１７で掬い取って除去する。除去されたトナーは除去トナー収容部１８に集められる。
【００１８】
−第１の実施形態：帯電ローラの自動離間解除−
図３〜図６は、像担持体から離間した状態の回転体を自動離間解除する具体例として、感光体ドラム１から離間状態の帯電ローラ２の場合を示す。すなわち、ユーザの元に商品であるレーザビームプリンタを納品する際、プリンタ本体ＡにプロセスカートリッジＢを組み込んだ同梱状態で出荷輸送するに備え、予め出荷元で帯電ローラ２の表面を感光体ドラム１の表面から離間させた状態で輸送する。それは感光体ドラム１と帯電ローラ２との間に「自動離間解除機構」を介在させた状態で輸送を行い、感光体ドラム１と帯電ローラ２の表面同士が擦れ合うことから保護するものである。以下、自動離間解除機構について、周辺の機器と関連させながら説明する。
【００１９】
図３に示すように、帯電ローラ２は金属製の芯金部（回転シャフト）２ｂをゴム材などの弾性表層２ａで被覆成形されている。プロセスカートリッジＢのカートリッジ容器（枠体）への帯電ローラ２の保持は、感光体ドラム１とクリーニングブレード１４（図２参照）を支持するクリーニング枠体２８にローラ軸受２７を介して回転自在に支持されている。ローラ軸受２７には押圧ばね２７ａが装着され、画像形成時に帯電ローラ２を感光体ドラム１に押圧する方向へ付勢している。また、ローラ軸受２７にはクリーニング枠体２８に設けられた軸受ガイド部２８ｂに係合するガイド溝２７ｂが設けられ、ガイド溝２７ｂがガイド部２８ｂに係合することでクリーニング枠体２８に図３中矢印Ｄ方向に移動可能に取り付けられる。また、クリーニング枠体２８に設けた係止爪２８ｃでローラ軸受２７が外れて落下するのを防いでいる。
【００２０】
帯電ローラ２の少なくとも一端側の回転シャフト端には回転軸線と同軸上に帯電ローラ離間ギア（離間解除歯車）２ｃが取り付けられ、この帯電ローラ離間ギア２ｃによって帯電ローラ２を画像領域内で感光体ドラム１から離間させるようになっている。帯電ローラ離間ギア２ｃには斜歯ギアが用いられ、ギア中心に設けた係止部である孔２ｃ１に帯電ローラ２の芯金部２ｂを回転が可能にかつ回転軸線方向への移動が可能に係合している。これが「回転シャフトから係脱孔を係脱させる」ことを意味している。また、帯電ローラ離間ローラ２ｃは係脱孔２ｃ１の反対側の軸受ボス部２ｃ２をクリーニング枠体２８に設けたギア支持シャフト２８ａ（ホルダ）の外周に係合させて回転可能に支持されている。
【００２１】
一方、帯電ローラ離間ギア２ｃを設けた位置に対応する位置で、感光体ドラム１の回転軸線と同軸上のドラム一端部にはギアフランジ（受動ギア部）１ｂが嵌合して設けられている。ギアフランジ１ｂは、プリンタ本体Ａから駆動力を受けるカップリング部１ｂ−１を有し、帯電ローラ離間ギア２ｃと現像ローラ１３に伝達ギア（図示略）を介して回転を伝えるための斜歯ギア部１ｂ−２（外周ギア部）を有している。このようにギアフランジ１ｂを一端側に設けた感光体ドラム１は、ドラム軸受２９（図３参照）を介してクリーニング枠体２８に回転可能に支持されている。
【００２２】
図４は、帯電ローラ２および感光体ドラム１を組み込んで支持した組立状態のクリーニングユニット４０を示す。ギアフランジ１ｂの斜歯ギア部１ｂ−２と帯電ローラ離間ギア２ｃは回転軸線方向にオーバラップして噛合しており、この噛合状態では帯電ローラ２の弾性表層２ａが感光体ドラム１の表面から回転軸線方向の画像領域内で離間した状態になるよう構成されている。このときのギア２ｃの位置を離間位置とする。
【００２３】
このように、帯電ローラ離間ギア２ｃを主部材とする自動離間解除機構が構成され、感光体ドラム１と帯電ローラ２との間に螺合ならびに係合して介在した状態に設定され、プリンタ本体Ａ内に装着された同梱状態で輸送に備える。
【００２４】
つぎに、図４と、図５および図６を参照して、輸送後のユーザの元でプリンタ本体Ａが設置され、初めての稼動に臨んで自動離間解除機構を作動させて、離間状態の帯電ローラ２を自動解除して感光体ドラム１の画像領域に当接させる動作が以下のように行われる。
【００２５】
図６（ａ）に示すように、プリンタ本体Ａの初稼動前、自動離間解除機構の帯電ローラ離間ギア２ｃが感光体ドラム１と帯電ローラ２との間に噛合および係合して介在し、帯電ローラ２を感光体ドラム１から離間させている。そのとき、感光体ドラム１側ギアフランジ１ｂの斜歯ギア部１ｂ−２は帯電ローラ離間ギア２ｃにオーバラップして噛合している。
【００２６】
その状態からプリンタ本体Ａを作動オンさせる。プリンタ本体Ａ内の回転駆動源（図示略）から出力された駆動力は感光体ドラム１におけるギアフランジ１ｂのカップリング部１ｂ−１に伝達され、感光体ドラム１は図４中矢印Ｅ方向に回転開始する。帯電ローラ離間ギア２ｃの外周ギア部の斜歯捩れによって、ギアフランジ１ｂの斜歯ギア部１ｂ−２から噛合力を受ける、図４および図６（ａ）中の矢印Ｆ方向に、つまり回転軸線方向への平行なスラスト力が生じる。そのスラスト力で帯電ローラ離間ギア２ｃは回転しつつ矢印Ｆ方向に移動開始する。帯電ローラ離間ギア２ｃは移動して、図６（ｂ）に示すように、帯電ローラ離間ギア２ｃの係合孔２ｃ１が帯電ローラ２の芯金部２ｂから抜けて外れる。帯電ローラ離間ギア２ｃが離脱することで帯電ローラ２が解放され、押圧ばね２７ａの弾性押圧力でもって帯電ローラ２が感光体ドラム１の表面に当接する方向へ押圧されて移動する。そのようにして帯電ローラ２の離間状態が自動解除され、図５および図６（ｃ）に示すように、感光体ドラム１の表面に接触して画像形成が可能な作動待機状態になる。このとき、帯電ローラ離間ギア２ｃはギアフランジ１ｂの斜歯ギア部１ｂ−２にオーバラップせずに噛合が完全に外れる位置まで移動し、クリーニング枠体２８側のギア支持シャフト２８ａに保持された状態になる。このときのギア２ｃの位置を当接位置とする。
【００２７】
−第２の実施形態：帯電ローラの自動離間解除−
図７〜図９は、プロセスカートリッジＢにおいて、同じく帯電ローラ２の離間状態を自動解除する他の第２の実施形態を示す。この場合、感光体ドラム１から帯電ローラ２が離間した状態において、帯電ローラ離間ギア２ｃが図４中の矢印Ｆ方向に不用意にスラスト移動するのを防止する。すなわち、離間を自動解除すべき時だけ確実に帯電ローラ離間ギア２ｃをＦ方向にスラスト移動させる信頼性の高い自動離間解除機構としたものである。
【００２８】
図７は、感光体ドラム１のギアフランジ１ｂに帯電ローラ離間ギア２ｃの斜歯ギア部１ｂ−２がオーバラップして噛合している状態を示す。このとき、帯電ローラ離間ギア２ｃは中心部の係合孔２ｃ１が帯電ローラ２の芯金部２ｂに係合し、芯金部２ｂの外周上に装着して設けた押圧部材である押圧ばね３０によって、回転軸線に沿った図７中の矢印Ｆ方向に帯電ローラ離間ギア２ｃを押し出す方向に付勢されている。押圧ばね３０によって帯電ローラ離間ギア２ｃがＦ方向に移動する動きを規制するために、クリーニング枠体２８には規制ストッパ２８ｄが設けられている。この場合の帯電ローラ離間ギア２ｃにあっても中心部に係合孔２ｃ１を有し、この反対側にクリーニング枠体２８側のギア支持シャフト２８ａの外周に回転可能かつスライド可能な軸受ボス部２ｃ２を有している。さらに、この場合の帯電ローラ離間ギア２ｃは外周一部を切欠した欠け歯部２ｃ３と切欠部２ｃ４が設けられている。したがって、帯電ローラ２が感光体ドラム１から離間しているとき（図７）、帯電ローラ離間ギア２ｃはクリーニング枠体２８側の規制ストッパ２８ｄに当接し、矢印Ｆ方向に不用意に移動するのを規制されている。
【００２９】
その状態からプリンタ本体Ａが作動オンして画像形成に臨むとき、感光体ドラム１ではプリンタ本体Ａから受けた駆動力をギアフランジ１ｂの斜歯ギア部１ｂ−２から帯電ローラ離間ギア２ｃに伝達する。それによって帯電ローラ２を感光体ドラム１に接触させる方向へ移動させ、離間解除される。すなわち、駆動力を受けてギアフランジ１ｂが図７中矢印Ｅ方向に回転開始し、斜歯ギア部１ｂ−２に噛合する帯電ローラ離間ギア２ｃが駆動力を伝達されて図７中矢印Ｇ方向に回転開始する。
【００３０】
図８に示すように、帯電ローラ離間ギア２ｃが回転を開始すると、その切欠部２ｃ４がクリーニング枠体２８の規制ストッパ２８ｄの位置に達して臨み、規制が解かれて帯電ローラ離間ギア２ｃが図８中矢印Ｆ方向に移動可能な状態になる。そのとき、欠け歯部２ｃ３によってギアフランジ１ｂの斜歯ギア部１ｂ−２からの回転伝達が途切れる。それにより、帯電ローラ離間ギア２ｃは規制ストッパ２８ｄによる規制から完全に解放されて確実に矢印Ｆ方向に移動する。また、ギアフランジ１ｂの斜歯ギア部１ｂ−２との噛合による摩擦抵抗もなくなり、帯電ローラ離間ギア２ｃは円滑に矢印Ｆ方向に移動する。そして、図９に示すように、帯電ローラ離間ギア２ｃは押圧ばね３０に押されて矢印Ｆ方向に移動し、ギアフランジ１ｂの斜歯ギア部１ｂ−２とオーバラップせずに噛合が外れた位置まで移動する。このように、感光体ドラム１から帯電ローラ２が離間状態を解除されるときは、第１の実施形態と同様、帯電ローラ離間ギア２ｃが矢印Ｆ方向にスラスト移動する過程で、帯電ローラ２の芯金部２ｂから帯電ローラ離間ギアの係合孔２ｃ１が外れることで実行される。
【００３１】
以上から、第２の実施形態によれば、クリーニング枠体２８側に設けた規制ストッパ２８ｄとの係脱によって、離間状態の帯電ローラ離間ギア２ｃが不用意に移動するのを防止する。また、離間解除すべきときは確実に帯電ローラ離間ギア２ｃを感光体ドラム１に接触する画像形成可能な位置に復帰移動させる。それによって信頼性の高い離間機構を提供することができる。なお、本実施形態では帯電ローラ離間ギア２ｃに斜歯ギアを用いたが、平歯車で構成することもできる。
【００３２】
−第３の実施形態：帯電ローラの自動離間解除−
図１０（ａ）〜（ｃ）は、第２の実施形態と同じく感光体ドラム１から帯電ローラ２が離間した状態において、帯電ローラ離間ギア２ｃが不用意にＦ方向に移動するのを防止する。また離間を解除すべき時に帯電ローラ離間ギア２ｃを確実にＦ方向に移動させる信頼性の高い自動離間解除機構を目標としている。
【００３３】
図１０（ａ）において、帯電ローラ離間ギア２ｃの軸受ボス２ｃ２が移動可能に支持されるクリーニング枠体２８側のギア支持シャフト２８が螺着できるよう、軸受ボス２ｃ２の先端部に雌ねじ部２ｃ２’が設けられている。ギア支持シャフト２８の先端部はその雌ねじ部２ｃ２’に螺合する雄ねじ部２８ａ’として形成されている。それら雌雄ネジ部のねじ山方向は、帯電ローラ離間ギア２ｃに駆動が伝達された際、帯電ローラ離間ギア２ｃが矢印Ｆ方向に移動するよう形成されている。帯電ローラ離間ギア２ｃは、たとえば帯電ローラ２の芯金部２ｂの外周に装着された上記押圧ばね３０によって、図１０中の矢印Ｆ方向に付勢されるよう構成されている。雄ねじ部２８ａ’は、長手方向の一部をねじ形成した部材をクリーニング枠体２８に固定することでもよい。
【００３４】
つぎに、プリンタ本体Ａが作動オンして画像形成に臨み、感光体ドラム１から離間している帯電ローラ２を離間解除し、感光体ドラム１に接触して画像形成可能な位置に向かって移動させる。プリンタ本体Ａが作動オンすると、帯電ローラ離間ギア２ｃは矢印Ｆ方向に移動開始し、図１０（ｂ）に示すように、雌ねじ部２ｃ２’と雄ねじ部２８ａ’との螺合が外れる。帯電ローラ離間ギア２ｃのねじ山形成されていなボス部２ｃ２’’の内径は雄ねじ部２８ａ’の外径よりも広くなっている。また、クリーニング枠体２８側のギア支持シャフト２８で雄ねじ部が形成されていないシャフト部２８ａ’’の外径は雌ねじ部２ｃ２’の内径より小さく形成されている。そのため、図１０（ｃ）に示すように、雌雄ねじ部による帯電ローラ離間ギア２ｃへの噛合が外れると、帯電ローラ離間ギア２ｃは押圧ばね３０によってＦ方向にさらに移動し、ギアフランジ１ｂの斜歯ギア部１ｂ−２とオーバラップせず噛合しない位置まで移動する。なお、この第３の実施形態にあっても、帯電ローラ２の離間解除動作は上記第１，第２の実施形態と同様に行われる。
【００３５】
以上のように、かかる第３の実施形態においては、帯電ローラ離間ギア２ｃをねじ形成することで支持し、帯電ローラ離間ギア２ｃの移動を抑止することで確実に帯電ローラ２を感光体ドラム１から離間させることができる。また、回転軸線方向に押圧付勢する押圧ばね３０によって帯電ローラ離間ギア２ｃが確実に移動させられ、感光体ドラム１から帯電ローラ２が離間後も、帯電ローラ離間ギア２ｃをギアフランジ１ｂの斜歯ギア部１ｂ−２にオーバラップせず噛合しない位置に付勢させておくことができる。また、本実施形態によれば、プリンタ本体Ａが作動オンになる前の段階で、感光体ドラム１および帯電ローラ２の表面同士を離して画像領域の範囲内で離間させることで、両部材を傷めることなく保護できる。また、感光体ドラム１から離間した状態の帯電ローラ２に対して、自動的にその帯電ローラ２の離間状態を解除するので、ユーザが離間状態を手作業（ハンドリング）で解除するといった煩わしさもなく、ユーザに負担をかけない利点がある。
【００３６】
−第４の実施形態：現像ローラの自動離間解除−
上記第３の実施形態までは帯電ローラ２を感光体ドラム１から離間させかつ離間解除させる機構であった。それに対して、像担持体から回転ローラを離間および離間解除する具体例である第４の実施形態は、現像ローラ１３を感光体ドラム１から現像ローラ１３を離間させかつ離間を自動解除する場合の自動離間解除機構である。
【００３７】
本実施形態を説明するにあたって、プロセスカートリッジＢの内部構造をクリーニングユニット４０と本実施形態に関連する現像ユニット４１の２つのユニットに大別することができる。クリーニングユニット４０は前述したように感光体ドラム１と、クリーニングブレード１４と、そして帯電ローラ２からなっている。それに対して、現像ユニット４１は現像ローラ１３と、現像ブレード１６と、そして現像剤攪拌部材４９からなっている。
【００３８】
図１１および図１２は、後者の現像ユニット４１の構成を示す。現像ローラ１３の回転軸線上のローラ両端には、画像形成時に感光体ドラム１に対して所定の間隔を開けて保持するためのスペーサ２４が装着されている（一端側のスペーサ２４のみ図示）。このスペーサ２４によって、画像形成時に現像ローラ１３が感光体ドラム１の表面から離間する距離はたとえば２００μｍ〜４００μｍ程度に維持される。また、現像ローラ１３の回転軸線上のローラ両端部の少なくとも一端部には、現像ローラ１３と感光体ドラム１との間の距離を画像形成時よりも大きく維持するための現像ローラ離間ギア３１が設けられている。この現像ローラ離間ギア３１は斜歯ギアによる小径歯車部３１ａと大径歯車部３１ｂからなる段ギアで形成されている。画像形成時にギアフランジ１ｂから駆動を伝達される小径歯車部３１ａは画像形成時にギアフランジ１ｂから駆動を受け、大径歯車３１ｂはプロセスカートリッジＢに駆動を受ける前にギアフランジ１ｂの斜歯ギア１ｂ−２に回転軸線方向へオーバラップして噛合する。このように、スペーサ２４と現像ローラ離間ギア３１が設けられた現像ローラ１３は、後述のホルダ３６または軸受（図示略）によって現像枠体３２に回転可能に保持されている。
【００３９】
上記現像枠体３２においては、この内部に収納されたトナーを攪拌するための攪拌ブレード３９（図２参照）を有し、攪拌ブレード３９に駆動を伝達するための攪拌ギア３３を有している。また、現像枠体３２には現像ローラ離間ギア３１から攪拌ギア３３までの駆動を連結する第１，第２アイドラギア３４，３５が設けられている。さらに、現像枠体３２の端部にはホルダ３６が配置され、上記各歯車３３，３４，３５を保護している。ホルダ３６には現像ユニット４１をクリーニングユニット４０に回転可能に支持するための結合孔３６ａを有する吊り腕３６ｂが形成されている。吊り腕３６ｂには、現像ユニット４１をクリーニングユニット４０に押圧し、現像ローラ１３と感光体ドラム１との間隔をスペーサ２４によって一定に維持するためのコイル状の加圧ばね３７が取り付けられている。
【００４０】
図１２に示すように、現像ユニット４１はホルダ３６の吊り腕部３６ｂがクリーニング枠体２８に設けた吊り腕ガイド溝２８ｃに嵌め込まれ、クリーニング枠体２８に設けた貫通孔２８ｄに圧入される支持シャフト３８を介してホルダ３６側の結合孔部３６ａが回転自在に保持される。また、コイル状の加圧ばね３７によって図中Ｈ方向に作用する回転モーメントで現像ユニット４１がクリーニングユニット４０に押圧され、現像ローラ１３と感光体ドラム１の間隔が一定に保持されることになる。
【００４１】
つぎに、図１３は、現像ローラ１３を感光体ドラム１から離間させる機構を示す。なお、説明の都合上、図１３では現像枠体３２、クリーニング枠体２８およびホルダ３６の図示を省略している。
【００４２】
感光体ドラム１の回転軸線上でドラム端部には同軸上にギアフランジ１ｂが設けられている。ギアフランジ１ｂは、カップリング１ｂ−１と斜歯ギア１ｂ−２が同軸上に設けて構成され、カップリング１ｂ−１でプリンタ本体Ａ側の伝達機構に連結されて駆動力を受け、斜歯ギア１ｂ−２は現像ローラ離間ギア３１に回転を伝達する。
【００４３】
現像ローラ離間ギア３１は、現像ローラ１３の回転軸線上でローラ端部にスペーサ２４を介して設けられ、段差加工された小径歯車部３１ａと大径歯車部３１ｂからなっている。この現像ローラ離間ギア３１がギアフランジ１ｂの斜歯ギア１ｂ−２に噛合したときは、現像ローラ１３が感光体ドラム１から離れて接触しない距離に位置するよう設定してあり、回転軸線方向においてギアフランジ１ｂの斜歯ギア１ｂ−２にオーバラップするよう設定されている。したがって、現像ユニット４１では、図１２中の加圧ばね３７による回転モーメントが支持シャフト３８の軸周りで働いて、現像ローラ離間ギア３１の大径歯車部３１ｂをギアフランジ１ｂの斜歯ギア１ｂ−２に当接させる方向に付勢されている。
【００４４】
支持シャフト３８の一端部には攪拌ギア３３が設けられ、攪拌ギア３３は第２アイドラギア３５の小径歯車部３５ｂに噛合し、第２アイドラギア３５の大径歯車部３５ａには第１アイドラギア３４の小径歯車部３４ｂが噛合した状態で現像枠体３２に支持されている。また、第１アイドラギア３４の大径歯車部３４ａが現像ローラ離間ギア３１の大径歯車部３１ｂに回転軸線方向でオーバーラップして噛合することで駆動力が伝達されるようなっている。図１３に示す状態では、第１アイドラギア３４の大径歯車部３４ａは現像ローラ離間ギア３１の大径歯車部３１ｂからオーバラップが外れて外側に位置し、回転軸線方向で噛合してはいない。
【００４５】
つぎに、図１３〜図１５を参照して、カートリッジ装着状態でプリンタ本体ＡからプロセスカートリッジＢに駆動力が伝達され、感光体ドラム１と現像ローラ１３との間の間隔がスペーサ２４を介して所定間隔に決められる過程を説明する。
【００４６】
プリンタ本体Ａが作動オン状態になると、感光体ドラム１はギアフランジ１ｂのカップリング部１ｂ-１を介して駆動力を受け、図中矢印Ｊ方向に回転開始する。現像ローラ離間ギア３１の大径歯車部３１ｂの歯の捩れは、ギアフランジ１ｂの斜歯ギア１ｂ-２から受ける力によって図１３中矢印Ｋ方向つまり回転軸線方向へのスラスト力が生じる方向に形成されている。したがって、その大径歯車部３１ｂの斜歯状による捩れで生じたスラスト力で現像ローラ離間ギア３１は回転しつつ矢印Ｋ方向に移動し始める。現像ローラ離間ギア３１の大径歯車部３１ｂが矢印Ｋ方向に移動することで、図１４に示す支持シャフト３８上の攪拌ブレード３９に回転を伝達するための第２アイドラギア３４の大径歯車部３４ａに噛合し、大径歯車部３４ａから回転が攪拌ギア３３によって攪拌ブレード３９に伝達される。
【００４７】
図１５は、現像ローラ離間ギア３１の大径歯車部３１ｂがギアフランジ１ｂの斜歯ギア１ｂ-２との噛合から外れた状態を示す。すなわち、現像ローラ離間ギア３１が感光体ドラム１側との噛合から外れると、現像ユニット４１は加圧ばね３７のばね力で生じた回転モーメントで支持シャフト３８を中心にして、スペーサ２４が感光体ドラム１の表面に当接するまで回転する。そのようにして、現像ローラ１３の表面と感光体ドラム１の表面との間隔が画像形成に臨んで適性距離に保たれる。
【００４８】
また、画像形成時、現像ローラ離間ギア３１の小径歯車部３１ａは感光体ドラム１側ギアフランジ１ｂの斜歯ギア１ｂ−２を介して駆動力を受け、現像ローラ１３が回転する。攪拌ブレード３９は、現像ローラ離間ギア３１の大径歯車部３１ｂから第１，第２アイドラギア３４，３５を介して攪拌ギア３３に回転が伝達される。
【００４９】
なお、この第４の実施形態において感光体ドラム１から現像ローラ１３を離間させる機構は、上記第２，第３の実施形態で示した離間機構と同一のものを使用できる。即ち、現像ローラ１３を離間させたときに現像ローラ離間ギア３１が移動するのを制止し、また離間状態を解除するときに現像ローラ離間ギア３１を確実に移動させるようにすることもできる。
【００５０】
以上から、第４の実施形態によれば、プリンタ本体Ａが作動オンとなる前の段階で、画像領域の範囲に亘って感光体ドラム１と現像ローラ１３の双方の表面を画像形成時よりも広く設定する。それによって、出荷輸送時など物流の段階で衝撃や振動を受けて感光体ドラム１や現像ローラ１３が損傷から保護される。また、画像形成時においては、感光体ドラム１から現像ローラ１３を適正距離だけ離間させる移動を自動で行うことができるため、ユーザが離間解除する手間を要しない。
【００５１】
−第５の実施形態：転写ローラの自動離間解除機構−
本実施形態においては、プロセスカートリッジＢに備わる感光体ドラム１からプリンタ本体Ａ側に装着されている転写ローラ８を離間させる機構である。その場合、プロセスカートリッジＢをプリンタ本体Ａに装着して同梱出荷し、輸送後に設置を終えてプリンタ本体Ａを稼動させて使用開始するまでの間、転写ローラ８を離間状態にしておく形態である。
【００５２】
図１６は、転写ローラ８およびその周辺の関連構造を示す。プリンタ本体Ａに装着された転写ローラ８は金属製の芯金部８ａをたとえばゴムなどの弾性部材８ｂで被覆成形されたものである。転写ローラ８は軸受１９によってプリンタ本体Ａに回転可能に支持されている。軸受１９はプリンタ本体Ａに設けたブラケット２０に保持されている。ブラケット２０は軸受ガイド部２０ａを有し、この軸受ガイド部２０ａに軸受１９のガイド溝１９ａをスライド可能に係合させている。軸受ガイド部２０ａ内にはコイル状の圧縮ばねである加圧ばね２１が装着され、この加圧ばね２１で軸受１９を押し上げる方向へ付勢している。すなわち、画像形成時に転写ローラ８を軸受１９を介して感光体ドラム１に押し付ける方向へ付勢している。
【００５３】
また、転写ローラ８の回転軸線方向の向少なくとも一方側のローラ端部には、転写ローラ８を画像領域に亘って感光体ドラム１から離間させる斜歯ギアなどを用いた転写ローラ離間ギア２２が配置されている。転写ローラ離間ギア２２は、転写ローラ８の芯金部８ａに嵌合するボス部２２ａを有し、またプリンタ本体Ａの枠体から突出させた支持軸シャフト２３に内周が回転自在に嵌合して支持される軸受ボス２２ｂを有している。すなわち、支持軸シャフト２３上を軸受ボス２２ｂが回転可能で回転軸線方向への移動が可能に支持されることで、転写ローラ８がプリンタ本体Ａに回転可能かつ移動可能に取り付けられている。
【００５４】
図１７は、カートリッジ装着状態で、転写ローラ８が感光体ドラム１から画像領域に亘って離間した状態を示す。説明の都合上、プロセスカートリッジＢの内部構成については感光体ドラム１のみを示している。転写ローラ離間ギア２２とギアフランジ１ｂの斜歯ギア１ｂ-２とは回転軸線方向へオーバラップして噛合する。オーバラップした噛合状態では、転写ローラ８の弾性表層８ｂは感光体ドラム１の表面から回転軸線方向の画像領域に亘って離間可能となっている。
【００５５】
つぎに、図１７とともに図１８を参照して、感光体ドラム１から離間した状態の転写ローラ８を、画像形成に臨んで離間解除して当接させる態様を説明する。
【００５６】
プリンタ本体Ａが作動オン状態になると、感光体ドラム１はギアフランジ１ｂのカップリング部１ｂ−１を介して駆動力を受け、矢印Ｌ方向に回転開始する。斜歯ギアを用いた転写ローラ離間ギア２２の斜歯の捩れは、ギアフランジ１ｂの斜歯ギア１ｂ−２から受ける力で矢印Ｍ方向にスラスト力が働く方向に形成されている。したがって、転写ローラ離間ギア２２は回転しつつ回転軸線方向のＭ方向に移動し始める。転写ローラ離間ギア２２のボス部２２ａは、転写ローラ離間ギア２２が矢印Ｍ方向に移動している過程の中で転写ローラ８の係止を解除するようになっているので、転写ローラ８は加圧ばね２１で感光体ドラム１の表面に当接する方向へ付勢されている。
【００５７】
なお、この第５の実施形態において感光体ドラム１から転写ローラ８を離間させる機構は、上記第２〜第４の実施形態で示した離間機構と同一のものを使用できる。そして、転写ローラ８を離間させたときに転写ローラ離間ギア２２が移動するのを制止し、また離間状態を解除するときに転写ローラ離間ギア２２を確実に移動させるようにすることもできる。
【００５８】
以上のように、第５の実施形態によれば、プリンタ本体Ａが作動オンになる前の段階で、転写ローラ８の表面を感光体ドラム１の表面から画像領域の範囲に亘って離間させると、物流段階で出荷輸送の衝撃や振動を受けて感光体ドラム１や転写ローラ８が損傷するのを保護できる。また、離間状態になっている転写ローラ８のその離間を自動で解除するので、離間解除にユーザの手作業を要しない。
【００５９】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内であればその他の実施形態、応用例、変形例およびそれらの組み合わせも可能である。
【００６０】
たとえば、上記第１〜第５の各実施形態においては、回転軸線方向の一端側に離間機構を設けることで画像領域内で帯電ローラ、現像ローラおよび転写ローラなどの各ローラを感光体ドラムから離間させた。それに対して、図１９に示すように、ローラを画像領域内Ｎで感光体ドラムから離間させているならば、回転軸線方向の他端側はある程度接触した状態であってもよい。
【００６１】
また、離間部材である帯電ローラ離間ギア２ｃ、現像ローラ離間ギア３１および転写ローラ離間ギア２２をそれぞれ緩衝機能を有する材料で形成した場合、噛合するギア列の衝撃を吸収して緩衝することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】プロセスカートリッジＢを装着したプリンタ本体Ａの構成を示す図。
【図２】プロセスカートリッジＢの構成を示す図。
【図３】第１の実施形態において帯電ローラ離間ギアおよび周辺機構を示す斜視図。
【図４】第１の実施形態において帯電ローラが感光体ドラムから離間した状態を示す斜視図。
【図５】第１の実施形態において帯電ローラが感光体ドラムに当接した状態を示す斜視図。
【図６】同図（ａ）〜（ｃ）は第１の実施形態において帯電ローラが感光体ドラムから離間した態から当接するまでの動作を示す図。
【図７】第２の実施形態において帯電ローラが感光体ドラムが離間した状態を示す斜視図。
【図８】第２の実施形態において帯電ローラ離間ギアに駆動が伝達を開始した状態を示す斜視図。
【図９】第２の実施形態において帯電ローラが感光体ドラムに当接した状態を示す斜視図。
【図１０】同図（ａ）〜（ｃ）は第３の実施形態において帯電ローラが感光体ドラムから離間した状態から当接するまでの動作を示す図。
【図１１】第４の実施形態における現像ユニットの構成を示す図。
【図１２】第４の実施形態における現像ユニットの構成を示す斜視図。
【図１３】第４の実施形態において現像ローラが感光体ドラムとの離間状態から当接するまでの動作を示す図。
【図１４】第４の実施形態において現像ローラが感光体ドラムとの離間状態から当接するまでの動作を示す図。
【図１５】第４の実施形態において現像ローラが感光体ドラムとの離間状態から当接するまでの動作を示す図。
【図１６】第５の実施形態における転写ローラ離間ギアおよび周辺構造を示す図。
【図１７】第５の実施形態において転写ローラが感光体ドラムから離間状態を示す斜視図。
【図１８】第５の実施形態において転写ローラが感光体ドラムに当接した状態を示す斜視図。
【図１９】上記実施形態の応用例を示すものとして離間した２つのローラの回転軸線方向への概念を示す図。
【符号の説明】
【００６３】
１           感光体ドラム（像担持体）
１ｂ      ギアフランジ（受動ギア部）
２           帯電ローラ（回転体）
２ｃ      帯電ローラ離間ギア（離間解除歯車）
８           転写ローラ（回転体）
８ｂ      芯金部（回転シャフト）
９           搬送ガイド
１３       現像ローラ（回転体）
１３ｂ     現像スリーブ
１４      クリーニングブレード
１６       現像ブレード
２１       転写ローラ加圧ばね
２２       転写ローラ離間ギア（離間解除歯車）
２４       スペーサ
２７      帯電ローラ軸受
２７ａ    帯電ローラ加圧ばね
２８      クリーニング枠体
２９      感光体ドラム軸受
３０      押圧ばね
３１      現像ローラ離間ギア（離間解除歯車）
３２      現像枠体
３３      攪拌ギア
３４      第１アイドラギア
３５      第２アイドラギア
３６      ホルダ部材
３７      加圧部材
３９      現像剤攪拌ブレード
４０       クリーニングユニット
４１       現像ユニット
【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】
2007322873.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2007322873.tif 000017
【図１６】
2007322873.tif 000018
【図１７】
2007322873.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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