(57)【要約】【課題】現像装置へのドクターローラの組み込みおよびそのとりはずしを容易にする。【解決手段】感光体装置と現像装置からなるプロセスカートリッジであって、感光体装置は感光体ドラムと、感光体ドラムの表面を一様に帯電する帯電部と、帯電された感光体ドラムに光を照射して静電潜像を形成する露光部と、感光体ドラム表面を清掃するクリーニングユニットとを備え、現像装置は現像剤を担持して感光体ドラムに現像剤を供給して静電潜像をトナー像に現像する現像ローラと、現像ローラに担持される現像剤の量を規制するドクターローラと、ドクターローラを着脱可能に支持して現像ローラに平行に配置し、かつ、現像ローラに接触させる支持部材とを備えるプロセスカートリッジ。【選択図】図１
2013218249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体装置と現像装置からなるプロセスカートリッジであって、
感光体装置は感光体ドラムと、感光体ドラムの表面を一様に帯電する帯電部と、帯電された感光体ドラムに光を照射して静電潜像を形成する露光部と、感光体ドラム表面を清掃するクリーニングユニットとを備え、
現像装置は現像剤を担持して感光体ドラムに現像剤を供給して静電潜像をトナー像に現像する現像ローラと、現像ローラに担持される現像剤の量を規制するドクターローラと、ドクターローラを着脱可能に支持して現像ローラに平行に配置し、かつ、現像ローラに接触させる支持部材とを備えるプロセスカートリッジ。
【請求項２】
ドクターローラは、細長いローラと、その両端からそれぞれ同軸に突出する第１および第２回転軸と、第１および第２回転軸にそれぞれ装着された第１および第２軸受部材と、第１回転軸の先端に固定されたドクターローラ駆動ギアとを備える請求項１記載のプロセスカートリッジ。
【請求項３】
前記支持部材は、第１および第２軸受部材を支持する請求項２記載のプロセスカートリッジ。
【請求項４】
現像ローラは、アイドルギアを介して前記ドクターローラ駆動ギアと結合する現像ローラ駆動ギアを備える請求項３記載のプロセスカートリッジ。
【請求項５】
現像装置は、ドクターローラを現像ローラに押圧する弾性部材を備える請求項３又は４記載のプロセスカートリッジ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載のプロセスカートリッジと、前記プロセスカートリッジに記録媒体を供給する供給部と、プロセスカートリッジで現像されたトナー像を前記記録媒体に転写する転写部と、転写されたトナー像を記録媒体に定着する定着部とを備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
プロセスカートリッジおよびそれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この発明の背景技術としては、クリーニング装置と、感光体ドラムからなる像担持体と、像担持体の表面を一様に帯電させる帯電装置と、像担持体に形成された潜像をトナー像に現像する現像装置とを備えてなり、画像形成装置本体に着脱可能に構成されたことを特徴とするプロセスカートリッジが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、像担持体表面に形成された静電潜像にトナーを供給するトナー担持体と、トナー担持体に接触または近接して配置されトナー担持体上に供給されたトナーを薄層に規制する層厚規制手段とを有し、層厚規制手段は、軸線方向に延び、軸線を中心として回転し、軸線方向中央部と端部とが電気的に絶縁された回転体（ドクターローラ）である現像装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１６９８９９号公報
【特許文献２】特開２００５−３９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的な画像形成装置では、４色カラー画像に対応するために、各色トナー用に４つのプロセスカートリッジがタンデム配置された形式となっているが、この形式の画像形成装置では、プロセスカートリッジを小型化することが装置全体を小型化する上で有効である。しかし、プロセスカートリッジを全体的に小さくすると、現像装置も狭くなり、現像装置内への部品の設置や組立て後の部品の取りはずしが容易でなく、現像装置の組立てやメンテナンスが難しくなるという問題があった。
【０００６】
この発明はこのような事情を考慮してなされたもので、現像装置において特にドクターローラに着目し、その組立てとメンテナンスを容易にしたプロセスカートリッジを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、感光体装置と現像装置からなるプロセスカートリッジであって、感光体装置は感光体ドラムと、感光体ドラムの表面を一様に帯電する帯電部と、帯電された感光体ドラムに光を照射して静電潜像を形成する露光部と、感光体ドラム表面を清掃するクリーニングユニットとを備え、現像装置は現像剤を担持して感光体ドラムに現像剤を供給して静電潜像をトナー像に現像する現像ローラと、現像ローラに担持される現像剤の量を規制するドクターローラと、ドクターローラを着脱可能に支持して現像ローラに平行に配置し、かつ、現像ローラに接触させる支持部材とを備えるプロセスカートリッジを提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、ドクターローラを着脱可能に支持して現像ローラに平行に配置し、かつ、現像ローラに接触させる支持部材を備えるので、この支持部材によりドクターローラの現像装置への組込みおよび現像装置からの取りはずしを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明に係る画像形成装置を示す構成説明図である。
【図２】図１のプロセスカートリッジを示す構成説明図である。
【図３】図２のプロセスカートリッジの正面側の斜視図である。
【図４】図２のプロセスカートリッジの背面側の斜視図である。
【図５】図２のドラムフレームの正面側の斜視図である。
【図６】図２のドラムフレームの底面側の斜視図である。
【図７】図２のドラムユニットの正面側の斜視図である。
【図８】図２のドラムユニットの底面側の斜視図である。
【図９】図２の帯電器の底面側の斜視図である。
【図１０】図２の帯電器が備える電極の斜視図である。
【図１１】図２の現像器の正面図である。
【図１２ａ】図２の現像器の駆動カップリングの説明図である。
【図１２ｂ】図２の現像器の駆動伝達機構を示す説明図である。
【図１２ｃ】図２の現像器の各駆動ギアの側面図である。
【図１２ｄ】図２の現像器の現像ローラとドクターローラの正面図である。
【図１３】図２のトナー供給器の正面側の斜視図である。
【図１４】図２のトナー供給器の底面側の斜視図である。
【図１５】図２のドラムクリーナの正面側の斜視図である。
【図１６】図２のドラムクリーナの背面側の斜視図である。
【図１７ａ】図２の現像器の現像槽軸受ホルダを示す正面図である。
【図１７ｂ】図２の現像器の現像槽軸受ホルダを示す正面図である。
【図１８】図２の現像器のドクターローラ押さえ板を示す正面図である。
【図１９ａ】図２の現像器へのドクターローラ押さえ板の取付けを示す説明図である。
【図１９ｂ】図２の現像器の現像剤除去ブレードの取付けを示す説明図である。
【図２０】図２の現像器のドクターローラの圧接機構を示す説明図である。
【図２１】図２０の板ばね部材の詳細図である。
【図２２】図２０の板ばね部材の取付けを示す説明図である。
【図２３】図２の現像器の現像剤除去ブレードの詳細図である。
【図２４】図２０の板ばね部材の寸法を示す説明図である。
【図２５】図２の現像器のドクターローラの駆動伝達機構を示す図である。
【図２６】図２の現像器のドクターローラの駆動伝達ギアの取付けを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この発明のプロセスカートリッジは、感光体装置と現像装置からなるプロセスカートリッジであって、感光体装置は感光体ドラムと、感光体ドラムの表面を一様に帯電する帯電部と、帯電された感光体ドラムに光を照射して静電潜像を形成する露光部と、感光体ドラム表面を清掃するクリーニングユニットとを備え、現像装置は現像剤を担持して感光体ドラムに現像剤を供給して静電潜像をトナー像に現像する現像ローラと、現像ローラに担持される現像剤の量を規制するドクターローラと、ドクターローラを着脱可能に支持して現像ローラに平行に配置し、かつ、現像ローラに接触させる支持部材とを備えることを特徴とする。
【００１１】
ドクターローラは、細長いローラと、その両端からそれぞれ同軸に突出する第１および第２回転軸と、第１および第２回転軸にそれぞれ装着された第１および第２軸受部材と、第１回転軸の先端に固定されたドクターローラ駆動ギアとを備えてもよい。
前記支持部材は、第１および第２軸受部材を支持してもよい。
現像ローラは、アイドルギアを介してドクターローラ駆動ギアと結合する現像ローラ駆動ギアを備えてもよい。
現像装置は、ドクターローラを現像ローラに押圧する弾性部材を備えてもよい。
この発明は別の観点から、前記いずれか１つに記載のプロセスカートリッジと、前記プロセスカートリッジに記録媒体を供給する供給部と、プロセスカートリッジで現像されたトナー像を前記記録媒体に転写する転写部と、転写されたトナー像を記録媒体に定着する定着部とを備える画像形成装置を提供するものである。
【００１２】
以下、図面に示す実施形態に基づいてこの発明を詳述する。
図１はこの発明に係る画像形成装置を示す構成説明図である。画像形成装置は、外筐１００、プロセスカートリッジ１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）、転写ユニット８、給紙ユニット９、及び定着ユニット１０を備え、外筐１００の一側（正面側）に給紙ユニット９を、他側（正面側）に定着ユニット１０を配し、給紙ユニット９と定着ユニット１０との間に転写ユニット８を配し、転写ユニット８の上にプロセスカートリッジ１を配してある。画像形成装置は、正面側から給紙ユニット９によりシートを供給し、プロセスカートリッジ１で形成したトナー像を転写ユニット８にてシートに転写し、定着ユニット１０でトナー像を定着して背面側から排出することにより、外部から入力される画像データに応じてシート上に多色および単色の画像を形成するものである。
【００１３】
プロセスカートリッジ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは夫々、ブラック（Ｋ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に対応しており、各色相のデジタル信号（以下、「画像情報」と記載する）に対応する静電潜像を形成し、該静電潜像を現像して、各色ごとに現像剤による画像（トナー像）を形成するカートリッジである。
【００１４】
図２は図１のプロセスカートリッジ１の構成説明図、図３は図２のプロセスカートリッジ１の正面側の斜視図、図４は図２のプロセスカートリッジ１の背面側の斜視図である。図２に示すように、プロセスカートリッジ１は、感光体ドラム２、帯電器３、露光器４、現像器５、トナー供給器６及びドラムクリーナ７等を備えている。また、プロセスカートリッジ１は、感光体ドラム２、帯電器３、露光器４、及びドラムクリーナ７等を固定したドラムユニット１０１に、現像器５及びトナー供給器６を装着する構造となっている。
【００１５】
図３及び図４に示すように、現像器５の両側面にはボス５８が設けられ、ドラムユニット１０１の両端面にはＬ字状の係止部材１０２が設けられている。係止部材１０２の一部に爪状の係止部１０３があり、係止部１０３とボス５８との間に引張コイルバネ１０４を取り付けることにより、ドラムユニット１０１に現像器５が押し当てられるように装着される。このとき、感光体ドラム２と後述する現像ローラ５０とが所定の圧力で接触する。また、現像器５に設けた係止部材５９を、後述するドラムユニット１０１側の係止部材４５に係止させる。トナー供給器６は容易に現像器５から着脱できるように装着してあり、トナー供給器６内のトナーがなくなったときに新たなトナー供給器６に交換できる構造となっている。
【００１６】
感光体ドラム２は、ドラムフレーム２１（図２）により軸線回りに回転駆動可能に支持されており、トナー像が表面に形成される像担持体であり、円筒状又は円柱状の導電性基体と、該導電性基体の表面に形成される感光層とを含む。
【００１７】
図５は図２のドラムフレーム２１の正面側の斜視図、図６は図２のドラムフレーム２１の底面側の斜視図、図７は図２のドラムユニット１０１の正面側の斜視図、図８は図２のドラムユニット１０１の底面側の斜視図である。ドラムフレーム２１は、例えば、硬質の合成樹脂などによって形成されており、感光体ドラム２を支持する支持板２２，２２と、支持板２２，２２を連結する連結部材２３からなる。ドラムフレーム２１は、支持版２２，２２に架け渡すように感光体ドラム２を支持している。感光体ドラム２の一端部には、図７に示すように駆動用のギア２４が装着されていて、画像形成装置本体側の図示しない駆動ギアと噛み合うことにより感光体ドラム２が回転駆動される。図２に示すように感光体ドラム２は図示の矢印Ｂの方向へ回転駆動される。帯電器３は、感光体ドラム２の表面を所定の電位に均一に帯電させるチャージャー型の帯電器である。帯電器３は、感光体ドラム２の表面に接触するブラシ又はローラを有する接触型の帯電器であってもよい。
【００１８】
図９は図２の帯電器３の底面側の斜視図であり、図１０は帯電器３が備える電極３０の底面側の斜視図である。帯電器３は、長手方向が感光体ドラム２の軸線方向と平行になるようにドラムフレーム２１の支持板２２，２２に固定されている。帯電器３は、ケース３１内に図１０に示す鋸歯状の電極３０を固定し、感光体ドラム２を臨むケース３１の面にグリッド電極３２を配してある。電極３０、グリッド電極３２は、給電用電極端子３３に接続されており、給電用電極端子３３が図示しない高電圧回路に接続される。該高電圧回路により電極３０とグリッド電極３２との間に所定の電圧が印加されることにより、電極３０が放電し、感光体ドラム２を（−）極性に帯電し、感光体ドラム２に所定の電位が与えられる。
【００１９】
露光器４は、ＬＥＤ（Light Emitted Diode）発光素子をアレイ状に並べたＬＥＤ書込みヘッド４０（図２）を備えており、帯電された感光体ドラム２を入力された画像データに応じて露光することにより、感光体ドラム２の表面に、画像データに応じた静電潜像を形成する。
【００２０】
露光器４は、長手方向が感光体ドラム２の軸線方向と平行となるように配置されている。ドラムフレーム２１の支持板２２，２２上の座面２５，２５に位置決めスペーサ４４（図２），４４を設置し、位置決めスペーサ４４，４４に露光器４を設置する。ドラムフレーム２１の連結部材２３に固定された補強板金４１（図２）の突起部４２（図７）と、露光器４との間に、圧縮コイルバネ４３（図２）が配してあり、露光器４が下方へ押圧されることにより、露光器４がドラムユニット１０１内に取り付けられる。位置決めスペーサ４４，４４によって、露光器４と感光体ドラム２との間の距離が調整され、露光器４が照射する光の焦点位置が調整できるようにしてある。なお、補強板金４１の長手方向の端部には、現像器５側の係止部材５９（図４）を係止するための係止部材４５（図７）を設けている。
【００２１】
図２に示すように、現像器５は、現像ローラ５０、現像槽５１、現像剤供給ローラ５２、ドクターローラ５００１、及び現像剤除去ブレード５３等を備えており、感光体ドラム２上の静電潜像を現像剤により顕像化するものである。
【００２２】
図１１は図２の現像器５の正面図である。
現像ローラ５０は、現像槽５１内において回転自在に支持される導電ゴム製のローラ部材であり、所定の電圧が印加されることにより、表面にトナーを吸着して担持する。現像ローラ５０は、感光体ドラム２を臨み、軸線が感光体ドラム２の軸線と平行になるように配置されており、図２に示す矢印Ｃの方向へ回転駆動される。
【００２３】
図１１に示すように、現像ローラ５０の両端部は、現像槽５１から突出する駆動軸５０１，５０２を形成している。駆動軸５０１には、回転駆動用のカップリング５０３が固定されており、画像形成装置本体側のカップリング５０４と係合する。詳細を図１２(a)に示す。
又、駆動軸５０２には、駆動ギア５０５が固定され、この駆動ギアと噛み合うアイドルギア５０６が設けられている。このアイドルギア５０６と噛み合うように、従動ギア５２１が現像剤供給ローラ５２の軸上に固定されている。詳細を図１２(b)、及び(c)に示す。
画像形成装置本体側に配置した駆動手段による回転駆動により、カップリング５０３，５０４を介して、現像ローラ５０が所定の回転数により回転し、現像ローラ５０の回転に伴って、駆動ギア５０５、アイドルギア５０６及び従動ギア５２１により、現像剤供給ローラ５２が所定の回転数により回転する。
【００２４】
現像槽５１は、例えば、硬質の合成樹脂などにより形成される略直方体形状の容器であり、現像剤を収容している。現像剤としては、例えば、非磁性の一成分現像剤が用いることができる。現像槽５１には、上部に設けた開口部を通して、トナー供給器６からトナーが供給される。
【００２５】
現像剤供給ローラ５２は、芯金の周りに円筒状の例えば発泡ウレタンなどの多孔性弾性部材を配して形成したローラ部材であり、現像ローラ５０と摺接するように現像槽５１内に配置されている。現像剤供給ローラ５２は、前記駆動手段によって図２に示す矢印Ｄの方向へ回転駆動される。現像剤供給ローラ５２は、多孔性弾性部材による外周上の孔部に現像剤を保持しつつ現像ローラ５０と摺擦することによって、現像剤を現像ローラ５０に供給し、現像後の現像ローラ５０に残った余分の現像剤を除去する。
【００２６】
ドクターローラ５００１は、現像ローラ５０上に担持される現像剤が一定の厚みの現像剤層を形成するように規制する金属ローラである。ドクターローラ５００１は、外周が現像ローラ５０の周上に圧接されている。
【００２７】
図１２(d)に示す如く、ドクターローラ５００１の軸端部５００２、及び５００３には、ドクターローラ保持部材（軸受部材）５００４が装着されている。尚、取付の詳細な構造については後述する。
現像剤除去ブレード５３は、ドクターローラ５００１上に残留する現像剤を掻取るための矩形状の薄い金属板である。尚、取付の詳細な構造については後述する。
【００２８】
トナー供給器６は、トナーを収容するトナー容器６０、現像槽５１の中へトナーを供給するトナー補給ローラ６２等を備えている。図１３は図２のトナー供給器６の正面側の斜視図、図１４は図２のトナー供給器６の底面側の斜視図である。
【００２９】
トナー容器６０は、例えば硬質の合成樹脂などにより形成された容器である。トナー容器６０は、底部にトナー供給口６１を有し、上部は蓋６３で塞がれている。トナー容器６０の形状は、底部から上部にかけて水平断面積が概ね大きくなっていく形状としている。
【００３０】
トナー補給ローラ６２は、芯金の周りに円筒状の例えば発泡ウレタンなどの多孔性弾性部材が設けたローラ部材である。トナー補給ローラ６２の軸端には駆動用カップリング６４が固定されており、画像形成装置本体側の図示しない駆動カップリングと係合し、図示しない駆動手段により回転駆動されて所定の回転数で回転する。トナー補給ローラ６２は、多孔性弾性部材による外周上の孔部に現像剤を保持しつつ、矢印Ｅの方向へ回転することによってトナー容器６０の内壁の一部と摺接して孔部に保持したトナーを掻き落とし、現像器５内にトナーを供給する。
【００３１】
ドラムクリーナ７は、クリーナーブレード７０、及びケース７１等を備えており、画像転写後の感光体ドラム２上の表面に残留するトナーを除去・回収するものである。図１５は図２のドラムクリーナ７の正面側の斜視図、図１６は図２のドラムクリーナ７の背面側の斜視図である。
【００３２】
クリーナーブレード７０には、例えば、ウレタン製のゴムブレード７４を固定板７５に接着等により固着させたものを用いることができる。クリーナーブレード７０は、固定板金７２を介してケース７１へ固定されており、ゴムブレード７４が感光体ドラム２に一定量食い込むように、固定板金７２の曲げ角度が設定されている。
【００３３】
ケース７１は、例えば硬質の合成樹脂などにより形成された容器であり、感光体ドラム２の軸線方向と直交する断面が略Ｌ字状の断面としてある。ケース７１の底面７６の端面には、該端面からクリーナーブレード７０側へ延伸する薄い板状の仕切り板７３を設ける。ケース７１、仕切り板７３及びクリーナーブレード７０によって囲まれる空間に、クリーナーブレード７０を感光体ドラム２の表面に接触させ、掻き落とすようにして除去したトナーを回収する。
【００３４】
転写ユニット８は、転写ベルト８０、転写ローラ８３（８３ａ，８３ｂ，８３ｃ，８３ｄ）、及びベルトクリーナ８４を備えている。
【００３５】
転写ベルト８０は、例えば、厚さ１００μｍ〜１５０μｍの合成樹脂又はゴム材料等によるフィルムで形成される無端状のベルト部材であり、駆動ローラ８１、従動ローラ８２、及び転写ローラ８３に張架されている。駆動ローラ８１を図示しない駆動手段によって回転駆動することにより、転写ベルト８０が矢印Ａ方向に駆動される。従動ローラ８２は、転写ベルト８０の駆動に従って従動的に回転する。転写ベルト８０は、後述する給紙ユニット９からのシートを搬送する。
【００３６】
転写ローラ８３は、例えば、直径８〜１０ｍｍの金属製（例えばステンレス）の芯金の周りに導電性を有する弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）を設けたローラ状部材である。また、転写ローラ８３の代わりにブラシ電極などを用いてもよい。転写ローラ８３は、図示しない加圧手段によって、転写ベルト８０を介して感光体ドラム２に圧接するように配置してある。
【００３７】
転写ローラ８３には、感光体ドラム２上に担持されたトナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）のバイアス電圧が図示しない高電圧回路により印加されており、該バイアス電圧によって、転写ベルト８０上を搬送されるシートを帯電させる機能を有する。帯電したシートに、感光体ドラム２上に担持されたトナーが吸着し、シートにトナー像が転写される。プロセスカートリッジ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ夫々に対応する転写ローラ８３ａ，８３ｂ，８３ｃ，８３ｄによって、各色のトナー像をシート上に順次的に重ねて転写することで、カラーのトナー像（多色トナー像）を形成する。
【００３８】
ベルトクリーナ８４は、例えば、転写ベルト８０に先端部分が圧接する板部材を備えており、転写ベルト８０に付着したトナーを除去して回収するものである。感光体ドラム２との接触により転写ベルト８０に付着したトナーは、転写ベルト８０上を搬送されるシートの裏面を汚す原因となるため、ベルトクリーナ８４により除去・回収するようにしてある。
【００３９】
給紙ユニット９は、レジストローラ９１、対向ローラ９２等を備え、シートを転写ユニット８へ供給するユニットである。給紙ユニット９は、画像形成装置中のシートの搬送経路において、プロセスカートリッジ１及び転写ユニット８の上流側に設けられている。給紙ユニット９の上流側には、図示しない給紙カセットが装着されており、シートを転写ユニット８へ供給する搬送経路として、図示しないガイド板等が配置されている。
【００４０】
レジストローラ９１は、対向する対向ローラ９２とで挟持して搬送させるシートを一旦保持し、感光体ドラム２の回転に同期してシートを搬送する機能を有している。このため、レジストローラ９１は、図示しないレジスト前検知スイッチが出力する検知信号に基づいて、各感光体ドラム２上に担持されたトナー像の先端をシートにおける画像形成範囲の先端に合わせるように、シートを搬送するように設定されている。
【００４１】
定着ユニット１０は、加熱ローラ１１、加圧ローラ１２を備えており、加熱ローラ１１及び加圧ローラ１２が、シートを挟んで回転し、シートを搬送しながら、多色トナー像をシートに定着させるものである。
【００４２】
加熱ローラ１１は、図示しない熱源、温度検出器及び温度制御回路によって、加熱されて所定の定着温度となるよう温度制御される。また、加圧ローラ１２は、図示しない加圧手段によって加熱ローラ１１に圧接するように配してあり、加熱ローラ１１と加圧ローラ１２とが接触する位置に定着ニップ部１３が形成される。この定着ニップ部１３において、シート上の多色トナー像が加熱されて溶融・混合し、シート上に押圧されることによって、シート上に多色トナー像が定着する。定着ユニット１０によって多色トナー像を定着させたシートは、定着ユニット１０の下流側の排紙トレイ（図示せず）へ排出される。
【００４３】
つぎに、画像形成装置によって画像形成する動作について説明する。プロセスカートリッジ１において、感光体ドラム２は、その軸線まわりに矢印Ｂの方向へ回転しながら、帯電器３からの放電によって、表面が帯電する。帯電状態にある感光体ドラム２の表面に、露光器４から画像情報により制御された光を照射し、画像情報に対応する静電潜像を形成する。
【００４４】
次いで、感光体ドラム２が回転して、現像ローラ５０に近接して対面し、現像ローラ５０表面に担持されるトナーが、現像ローラ５０と感光体ドラム２との電位差に応じて、感光体ドラム２の表面に形成されている静電潜像に付着し、感光体ドラム２の表面にトナー像を担持させる。ここで、現像ローラ５０の表面に担持されるトナーの厚みが一定となるように、ドクターブレード５３によって、現像ローラ５０へ供給する現像剤の量を規制する。感光体ドラム２の表面に担持されたトナー像は、転写ユニット８によりシートに転写されるが、転写後に感光体ドラム２の表面に残留するトナーはドラムクリーナ７により除去回収される。
【００４５】
転写ユニット８は、給紙ユニット９から供給されるシートを搬送し、感光体ドラム２上に担持されたトナー像をシートに転写する。転写ローラ８３は、感光体ドラム２上に担持されたトナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）のバイアス電圧が印加されており、該バイアス電圧によって、転写ベルト８０上を搬送されるシートを帯電させる。帯電したシートに、感光体ドラム２上に担持されたトナーが吸着し、シートにトナー像が転写される。プロセスカートリッジ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ夫々に対応する転写ローラ８３ａ，８３ｂ，８３ｃ，８３ｄによって、各色のトナー像をシート上に順次的に重ねて転写することで、カラーのトナー像（多色トナー像）を形成する。
【００４６】
転写ユニット８は、多色トナー像が転写されたシートを定着ユニット１０へ搬送する。定着ユニット１０は、定着ニップ部１３において、加熱ローラ１１によりシート上の多色トナー像を加熱して溶融・混合し、加圧ローラ１２によりトナー像をシート上に押圧して多色トナー像をシート上に定着させる。多色トナー像を定着させたシートは、定着ユニット１０の下流側の排紙トレイへ排出される。
【００４７】
以上のように、プロセスカートリッジ１において、ドラムユニット１０１が、感光体ドラム２を支持するドラムフレーム２１に帯電器３、露光器４及びドラムクリーナ７等を取り付けた構造としてあるので、露光器４を画像形成装置本体側に取り付ける必要がなく、露光器４を本体側に取り付けるための部材等を配置するためのスペースが不要となり、画像形成装置を小型化することができる。また、不要となった空きスペースを利用して、現像器５の現像槽５１、及びトナー供給器６のトナー容器６０の形状を、これらの容積がより増加するような形状にすることができる。
【００４８】
また、ドラムユニット側の係止部材４５に現像器５側の係止部材５９（図３）を係止し、図３に示すように、ドラムユニット側の係止部１０３と現像器５側のボス５８との間に引張コイルバネ１０４を取り付けることによって、ドラムユニット１０１（図２，図３）へ現像器５を装着するので、現像器５を容易に着脱することができる。また、仮に引張コイルバネ１０４が取り付けられていない状態でプロセスカートリッジ１を手で持ち上げた場合でも、ドラムユニット１０１と現像器５とが係止部材４５及び係止部材５９（図３）により係止していれば、直ちに、ばらばらになってしまうことはないので、誤ってプロセスカートリッジ１を落下させてしまうことを防ぐことができる。
【００４９】
ここで、ドクターローラ５００１（図１２（ｄ））について、更に詳しく説明する。
ドクターローラ５００１は、長手方向の長さが現像ローラ５０（図２）の軸線方向の長さとほぼ同じ長さとなっている。上述のように、ドクターローラ５００１の軸端部５００２、及び５００３には、それぞれドクターローラ保持部材（軸受部材）５００４が装着されている。ドクターローラ保持部材５００４は、その側壁部５００５が、図１７（ａ），（ｂ）に示す現像槽軸受ホルダ５１０１、及び５１０２の切欠き部５１０３、及び５１０４内を上下にスライドする形で、前記現像槽軸受ホルダ５１０１、及び５１０２に保持されている。つまり、ドクターローラ５００１は、ドクターローラ保持部材５００４を介して軸受ホルダ５１０１、５１０２に回転可能に保持される。また、こうしたスライド式とすることで、ドクターローラ５００１が現像ローラ５０に対して一定の方向から精度良く圧接することができる。又、ドクターローラ５００１とドクターローラ保持部材５００４は上下に動かすだけで簡単に組立て、取り外しが可能となるので、作業性も良い。
【００５０】
現像槽軸受ホルダの詳細図を図１７(a)、及び図１７(b)に示す。
現像槽軸受ホルダは、それぞれ５１０５、及び５１０６の位置で現像槽５１にビス固定されている。
又、ドクターローラ５００１の軸端部５００２、及び５００３は、図１８に示すドクターローラ押さえ板５１０７、及び５１０８（５１０７と対称のため図示せず。）の切欠き部５１０９に挿入されることによって図１１に示す如く軸方向に規制されている。ドクターローラ押さえ板５１０７は、図１９(a)の如く、５１１０の位置で現像槽にビス固定されている。同様にドクターローラ押さえ板５１０８は、図１２(ｂ)の如く、５１１１の位置で現像槽にビス固定されている。
【００５１】
ドクターローラ５００１は、前述の如く現像ローラ５０上に担持される現像剤が一定の厚みの現像剤層を形成するように規制する為、ドクターローラ５００１は、外周が現像ローラ５０の周上に一定の荷重で圧接されている。
圧接の方法としては図２０に示す如く、板ばね部材５１１２の水平部分５１１３をドクターローラ保持部材５００４の上方のＲ部５１１５の頂点Ｗで押圧する。該頂点Ｗを押すことで一定の荷重が前記ドクターローラ保持部材５００４にかかることになり、その結果ドクターローラ５００１が現像ローラ５０に対して一定の方向から精度良く圧接することができる。
【００５２】
前記板ばね部材５１１２の詳細を、図２１に示す。
板ばね部材５１１２の垂直部５１１４には長穴５１１６が設けられており、この位置で図１１、及び図２２に示す如くビス固定している。尚、図２２は構造を理解しやすくする為に一部の部材を省略して図示している。
前述の如く、ドクターローラ５００１を現像ローラ５０上に圧接し、且つ図２の矢印Ｆ方向に回転することにより、担持される現像剤が一定の厚みの現像剤層を形成するように規制するが、現像剤の一部はドクターローラ５００１上に薄い層となって残ってしまう。これを常時クリーニングするのが、現像剤除去ブレード５３である矩形状の薄い金属板である。本発明の実施においては、ＳＵＳ３０４で板厚０．１ｍｍの材料を使用したが、同等の性能を有するものであればこれに限定されるものではなく、例えばりん青銅等を用いても良い。
【００５３】
前記現像剤除去ブレード５３の長辺の一端は、ドクターローラ５００１の外周に軽く接触しており、残留現像剤をきれいにそぎ落とせるよう設定されている。
現像剤除去ブレード５３は、長辺の他端部における取り付けの位置や角度によって、長辺の一端部がドクターローラ５００１の周上に押し付けられて撓むことによって板ばねとして働き、弾性力によって、ドクターローラ５００１に圧接する。
図２３に現像剤除去ブレード５３、及び取付部材の詳細図を示す。５６は、現像剤除去ブレード５３を上記設定位置に取り付ける為の現像剤除去ブレード固定板金である。この５６の垂直部に現像剤除去ブレード５３を置き、その上から押さえ板５７を重ねる。
【００５４】
５６ｒ、５６ｃ、及び５６ｆはネジ穴である。５３ｒ、５３ｃ、及び５３ｆは長穴である。５７ｒ、５７ｃ、及び５７ｆは丸穴である。５７ｒ、５７ｃ、及び５７ｆの上からビスにより、現像剤除去ブレード５３、及び押さえ板５７を現像剤除去ブレード固定板金５６に固定する。
５３ｒ、５３ｃ、及び５３ｆが縦方向に長穴となっているのは、部品バラツキ等により現像剤除去ブレード５３の先端位置が設計位置からずれてしまった場合、現像剤除去ブレード５３の位置を調整する為である。
【００５５】
現像剤除去ブレード固定板金５６の水平部には、現像槽５１の上面に固定する為のビス穴である５６a、及び５６ｂが設けられている。尚、図１９(b)に図２３の取付位置を表す側面図を示した。
又、該現像剤除去ブレード５３を前述の位置に取り付ける効果として前述の現像剤のクリーニングの他にも、現像槽５１内の現像剤の循環を促進させる効果もある。即ち、該現像剤除去ブレード５３で掻取られた現像剤は、上流側である現像剤供給ローラ５２の上方へと戻されるように移動するので、現像槽５１内で現像剤が局所的に滞留することなく、全体がまんべんなく循環されるので現像剤の劣化が抑制される。その結果、印字品質が良好な状態を継続できることになる。
【００５６】
ドクターローラ５００１が現像ローラ５０に圧接する位置（以下、「圧接位置」という）に流入した現像剤は、現像ローラ５０及びドクターローラ５００１によって摩擦力を受け帯電する。そして圧接位置を通過したトナーは、現像ローラ５０の回転によって感光体ドラム２に対向する現像位置へ搬送される。
【００５７】
ドクターローラ５００１が現像ローラ５０を押圧する押圧力は、５１１２が板ばねとして機能することにより発生する弾性力であり、押圧力の調整をすることができる。即ち、５１１２の撓みを調整することによって、押圧力を調整することができる。
こうして押圧力を強くすればするほど、ドクターローラ５００１と現像ローラ５０間を通過する現像剤の量は多くなり、逆に押圧力を弱めると現像剤量は少なくなるので、所望の現像剤量に調整することが可能となる。
【００５８】
撓みを調整するには、ばね材料のヤング率、断面二次モーメント（ばねの板厚、幅）、及び図２４における５１１２の垂直部の固定端から水平部の荷重点Ｗまでの長さｌ（いわゆる梁の自由長）によって決定できる。
又、板ばね部材５１１２の垂直部５１１４には長穴５１１６が設けられているので、板ばねを垂直方向に移動して現像槽５１に固定することが可能である。こうすることで、前記撓み量を調整することができる。
尚、本発明においては前記押圧力を片側０．２５〜０．９０ｋｇｆ程度としたが、これは要求される現像剤の搬送量や後述するドクターローラ５００１の回転数と合わせて調整するので、特にこの値に限定されるものではない。
【００５９】
尚、前記押圧力の調整方法として、ドクターローラ５００１と現像ローラ５０との間に短冊状にカットしたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）部材等の一端を挟んでおき、他端をテンションゲージに繋いで一定の速度でＰＥＴ部材を引き抜いた時の引抜力を測定した値を元に調整することもできる。
【００６０】
ドクターローラ５００１は、前述したように表面は常に金属製の前記現像剤除去ブレード５３によって摺擦されている。その為、例えば該ドクターローラ５００１の材質が一般的な材料ＳＵＳ３０３等であると表面にすり傷が入ってしまい、十分に現像剤のクリーニングが出来ない。
本発明では、ドクターローラ５００１の材質を高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２とすることで、表面硬度を上げ、前記の傷が入らないようにした。
尚、参考例として発明者が当初使用したＳＵＳ３０３では、ロックウエル硬度が６〜３４ＨＲＣ程度であったのに対し、前記ＳＵＪ２では、６０ＨＲＣ以上であった。
更に該高炭素クロム軸受鋼にクロムメッキ処理を施して表面硬度を上げても効果的であり、この場合も６０ＨＲＣ以上の硬度であった。
【００６１】
図１２(a)に示す如く、現像ローラ５０の駆動軸５０１に取り付けられた回転駆動用のカップリング５０３の一部には現像ローラ駆動ギア５０３ｇが一体成型されている。
図２５に示す如く、前記駆動ギア５０３ｇからのギア連結は、アイドルギア５２０１→アイドルギア５２０１と一体成型されたギア５２０２→アイドルギア５２０３→アイドルギア５２０３と一体成型されたギア５２０４→アイドルギア５２０５→アイドルギア５２０５と一体成型されたギア５２０６→ドクターローラ５００１の駆動側軸端５００２に固定されたドクターローラ駆動ギア５００２ｇの如くなっている。以上のギア連結により現像ローラ５０の回転方向矢印Ｃに対し、ドクターローラ５００１の回転方向が矢印Ｆとなるよう設定されている。
尚、本発明においては前記のギア比を変更することにより、現像ローラ５０の回転数に対するドクターローラ５００１の回転数の割合、いわゆるドクターローラ周速比を０．１〜０．３程度とした。また、駆動ギア５０３ｇはアイドルギア５２０１、５２０３、５２０５を介してギア５００２ｇに結合されるので、ドクターローラ５００１と現像ローラ５０の上下方向の軸間距離が変化しても、各ギア間の噛み合わせに支障を生じることがない。
【００６２】
前記ドクターローラ周速比はマシン仕様において要求される現像剤の搬送量、帯電量に応じて決定すれば良い。又、前述の如く前記現像剤の搬送量、帯電量は該ドクターローラ５００１の押圧力の大小によっても変化するので、これらの値を総合的に判断して最適値を設定する。
前記アイドルギア５２０１（５２０２）、前記アイドルギア５２０３（５２０４）、及び前記アイドルギア５２０５（５２０６）は、図２６に示す如く、それぞれアイドル駆動軸５２０７、５２０８、及び５２０９に回転可能なように取付られており、該アイドル軸はいずれもその端部を取付板金５２１０にカシメ等により固定されている。
前記取付板金５２１０は、図１１に示す如く現像槽５１の左端に固定されている。
【００６３】
ところで前述のように、トナー容器６０の形状は、底部から上部にかけて水平断面積が概ね大きくなっていく形状としている。トナー容器６０の形状をこのような形状とすることができるのは、ドクターローラ５００１、現像剤除去ブレード５３、及びそれらの固定部材の構造を前述の如くしたことによるものであり、且つ図２４における５１１２の垂直部の長さｂｙを、水平部の長さｂｘよりも短くし、更には、露光器４を画像形成装置側ではなくドラムユニット１０１内に設けることによって現像器５及びトナー供給器６側に配分されるスペースが増加したためである。また、トナー容器６０の形状が、底部から上部にかけて水平断面積が概ね大きくなっていく形状とすることによって、トナー容器６０の高さがある程度低くてもトナーを収容する容積を十分確保できるので、トナーの収容量を確保しつつ、プロセスユニット１０１の高さを、更には画像形成装置全体の高さを低く抑えることができる。
【００６４】
また、ドラムクリーナ７におけるケース７１、仕切り板７３及びクリーナーブレード７０によって囲まれる空間の内部は、仕切り板７３を除くと中空となっており、その他の部品はない。通常、クリーナーブレード７０を有するドラムクリーナは、感光体ドラム２から除去されたトナーを、スクリュー等の搬送部材によってドラムクリーナ外へ排出するトナー排出機構を内部に有しているが、本実施の形態においては、該トナー排出機構を設けない構成としている。その為、ドラムクリーナ７内に収容した排トナーの掃除を適宜行う必要が生じるものの、トナー排出機構を設置するスペースが不要であるのでドラムクリーナ７の外形寸法が小さくすることができ、更には、トナー排出機構分の部品点数が減るので、ドラムクリーナ７を安価に製作することができる。
【００６５】
また、ケース７１の長手方向（感光体ドラム２の軸線方向）に直交する断面形状を、図２に示すように略Ｌ字状とすることによって、Ｌ字状の角の部分が、プロセスカートリッジ１の他の外形部分に比して、外側へ張り出した形になる。このＬ字状の角の部分は、プロセスカートリッジ１を手で持ち運ぶときに適度な引っ掛かりとなり、誤って落とすことが少なくなる。また、ケース７１におけるＬ字状の部分を、プロセスカートリッジ１を画像形成装置に装着するときの係止部として利用することができる。
【００６６】
（実施例）
この発明の一実施例は、以下のとおりである。
感光体ドラム２                    ；  外径２４ｍｍ
現像ローラ５０                    ；  外径１２ｍｍ
プロセス速度                      ；  １４５ｍｍ／ｓｅｃ
現像ローラ／感光体ドラム周速比    ；  ０．８６
現像剤供給ローラ５２              ；  外径１３ｍｍ
ドクターローラ５００１            ；  外径６ｍｍ
【００６７】
ドクターローラ５００１による現像ローラ５０への押圧力の調整は、前述したＰＥＴの引抜力が最適値となるように、板ばね５１１２の仕様、取り付けの位置や、角度を調整した。なお、引抜力の測定には、テンションゲージ（例えば、アイコーエンジニアリング社製ＲＸ−５）を用いた。
【００６８】
ドラムクリーナ７におけるクリーナーブレード７０には、ウレタン製のゴムブレードを使用し、感光体ドラム２に対して食い込む量を約１．２ｍｍに設定することで、良好なクリーニング効果が得られた。
【００６９】
実施例に対する出力画像評価において、用紙上の画像濃度は、ベタ画像濃度をポータブル分光測色濃度計（例えば、商品名：Ｘ−Ｒｉｔｅ９３９、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）を用いて測定している。また、トナー帯電量は、例えば、ＴＲｅＫ社製Ｍｏｄｅｌ２１０ＨＳ−２Ａを用いて測定できる。
【符号の説明】
【００７０】
１    プロセスカートリッジ
１ａ  プロセスカートリッジ
１ｂ  プロセスカートリッジ
１ｃ  プロセスカートリッジ
１ｄ  プロセスカートリッジ
２    感光体ドラム
３    帯電器
４    露光器
５    現像器
６    トナー供給器
７    ドラムクリーナ
８    転写ユニット
９    給紙ユニット
１０    定着ユニット
１１    加熱ローラ
１２    加圧ローラ
１３    ニップ部
２１    ドラムフレーム
２２    支持板
２３    連結部材
２４    ギア
２５    座面
３０    電極
３１    ケース
３２    グリッド電極
３３    給電用電極端子
４１    補強板金
４２    突起部
４３    圧縮コイルバネ
４４    スペーサ
４５    係止部材
５０    現像ローラ
５１    現像槽
５２    現像剤供給ローラ
５３    現像剤除去ブレード
５３ｃ，５３ｆ，５３ｒ    長穴
５６    現像剤除去ブレード固定板金
５６ａ，５６ｂ    ビス穴
５６ｃ，５６ｆ，５６ｒ    ネジ穴
５７    押さえ板
５７ｃ，５７ｆ，５７ｒ    丸穴
５８    ボス
５９    係止部材
６０    トナー容器
６２    トナー補給ローラ
６３    蓋
６４    駆動用カップリング
７０    クリーナーブレード
７１    ケース
７２    固定板金
７３    仕切り板
７４    ゴムブレード
７５    固定板
７６    底面
８０    転写ベルト
８１    駆動ローラ
８２    従動ローラ
８３    転写ローラ
８４    ベルトクリーナ
９１    レジストローラ
９２    対向ローラ
１００    外筐
１０１    ドラムユニット
１０２    係止部材
１０３    係止部
１０４    引張コイルバネ
５０１，５０２    駆動軸
５０３，５０４    カップリング
５０３ｇ    駆動ギア
５０５    駆動ギア
５０６    アイドルギア
５２１    従動ギア
５００１  ドクターローラ（図２）
５００２，５００３  軸端部
５００２ｇ  ギア
５００４  ドクターローラ保持部材
５００５  側壁部
５１０１，５１０２  現像槽軸受ホルダ
５１０３，５１０４  切欠き部
５１０５，５１０６  位置
５１０７，５１０８  ドクターローラ押さえ板
５１０９  切欠き
５１１０，５１１１  位置
５１１２    板ばね部材
５１１３    水平部分
５１１４    垂直部
５１１５    Ｒ部
５１１６    長穴
５２０１    アイドルギア
５２０２    ギア
５２０３    アイドルギア
５２０４    ギア
５２０５    アイドルギア
５２０６    ギア
５２０７，５２０８，５２０９    アイドル軸
５２１０    取付板金
【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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