JP2005221939A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】抵抗力によってプロセスカートリッジが第２の位置へ正確に移動しないでカップリング機構がスムーズに連結しない状況が発生することを防ぐこと。
【解決手段】プロセスカートリッジを着脱可能な電子写真画像形成装置において、前記プロセスカートリッジ脱着用開口を開閉する開閉カバーを設け、前記開閉カバーが開状態で前記プロセスカートリッジを脱着可能な第１の位置と、前記開閉カバーが閉状態で前記プロセスカートリッジが画像形成動作可能となる第２の位置との間を、前記開閉カバーの開閉動作に連動して前記プロセスカートリッジが移動可能であり、前記プロセスカートリッジが第１の位置から第２の位置に移動する際、前記プロセスカートリッジの両端部のうち一方が、他方よりも前記プロセスカートリッジの挿入方向に先行させて、前記プロセスカートリッジが傾いた状態で挿入されるよう構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、更に詳しくは、プロセスカートリッジに対する駆動力の連結と解除を行うカップリング機構を備え、プロセスカートリッジが着脱可能である画像形成装置に関するものである。

プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置において、電子写真感光体及び前記電子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを画像形成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多く採用されている。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をサービスマンによらずにユーザー自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができる。

このようなプロセスカートリッジを用いた電子写真画像形成装置において、良好な画像を得るためには、電子写真画像形成装置本体内の所定の位置にプロセスカートリッジを正しく装着し、各種電気接点や駆動伝達部等のインターフェイス部が正しく接続されていることが必要である。

又、プロセスカートリッジの装置本体中の位置が正確であることが、良好な画像形成を得るためには必須な条件であるが、ユーザーの手によって装置本体内の所定の位置に装着する方式では、プロセスカートリッジの装着位置にばらつきが生じる。

そのため、プロセスカートリッジ脱着用開口を開閉する開閉カバーが開状態の時にはユーザがプロセスカートリッジを脱着可能である第１の位置に、開閉カバーが閉状態の時には画像形成動作可能となる画像形成装置本体内にある第２の位置に、開閉カバーの動作に連動させて、プロセスカートリッジが移動可能である構成のプロセスカートリッジ脱着装置が提案されている（特許文献１，２等参照）。

又、ユーザの操作性を向上させる目的で、カップリング機構による画像形成装置本体とプロセスカートリッジの間の駆動力の連結と解除も、開閉カバーの開閉動作と連動させ、プロセスカートリッジの脱着とカップリングの連結・解除の両方を開閉カバーの開閉動作のみで行えるようにしたプロセスカートリッジ脱着装置が提案されている（特許文献３参照）。

特開２００１−１７５１４７号公報 特開２００２−２７８４１１号公報 特開２００２−２７８４１２号公報

しかし、上記のような構成のプロセスカートリッジ脱着装置では、以下のような問題点があった。

即ち、プロセスカートリッジは第２の位置へ移動すると、プロセスカートリッジの感光体ドラムは、画像形成装置本体側に設けられた転写ローラにより下方からの押圧力を受ける。この押圧力は、プロセスカートリッジが第２の位置へと移動するのを妨げる抵抗力となる。

一方、転写ローラから感光体ドラムに与えられる押圧力は、転写ローラから感光体ドラムに与えられる電荷量が長手方向で一定となるよう、左右で押圧力が不均一であることが多い。通常、カップリング側の方が押圧力を強くなるようになっている。

そのため、プロセスカートリッジが第２の位置に移動するとき、転写ローラによって与えられる抵抗力の大きさも長手方向の両端で異なる。

又、図５及び図１１に示すように、画像形成装置本体側のカップリング機構の周囲に固定ガイドが設けてある場合がある。固定ガイドは進入してきたプロセスカートリッジが第２の位置へと導く働きを持つ。又、固定ガイドにはネジリコイルバネが設けられており、第２の位置へ進入してきたプロセスカートリッジに上方より付勢力を与え、プロセスカートリッジ側のカップリング機構を第２の位置に保持している。

このネジリコイルバネから与えられる付勢力も、プロセスカートリッジが第２の位置へと移動するのを妨げる抵抗力となる。

以上のように、プロセスカートリッジが第２の位置へ移動する際、プロセスカートリッジのカップリング側と非カップリング側で抵抗力に大きな差が発生し、カップリング側に大きな抵抗力が発生する場合がある。

プロセスカートリッジが第２の位置に進入するときの勢いが弱いと、抵抗力によってプロセスカートリッジ側のカップリング機構が第２の位置まで進入できず、開閉カバーが閉状態になっているのにも拘らずカップリング機構がスムーズに連結しない状況が発生してしまい、画像形成装置を作動させることができなくなる場合がある。
（１）本発明の第１の目的は、上記問題を解決し、プロセスカートリッジの両端のうち、プロセスカートリッジが第２の位置へと進入する際により大きな抵抗力を受ける側の端部が、もう一端の端部よりも先行して第２の位置へ進入することで、抵抗力によってプロセスカートリッジが第２の位置へ正確に移動しないでカップリング機構がスムーズに連結しない状況が発生することを防ぐことである。
（２）本発明の第２の目的は、駆動伝達手段が設けられている側のプロセスカートリッジ端部を先行させることにより、カップリング機構がスムーズに連結しない状況の発生を防ぐためにどちらの端部を先行させるかを容易に決定することが可能となることである。
（３）本発明の第３の目的は、プロセスカートリッジの左右端部の位相差を２ｍｍ以上とすることで、カップリング機構がスムーズに連結しない状況の発生を防止の効果を確実に得ることである。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段と、前記電子写真感光体ドラムと前記プロセス手段を支持するカートリッジ枠体と、前記カートリッジ枠体から突出して設けたカートリッジガイドと、前記電子写真感光体ドラムの一端部に設けたカートリッジカップリング部材を有するプロセスカートリッジを着脱可能な電子写真画像形成装置において、前記プロセスカートリッジ脱着用開口を開閉する開閉カバーを設け、前記開閉カバーが開状態で前記プロセスカートリッジを脱着可能な第１の位置と、前記開閉カバーが閉状態で前記プロセスカートリッジが画像形成動作可能となる第２の位置との間を、前記開閉カバーの開閉動作に連動して前記プロセスカートリッジが移動可能であり、前記プロセスカートリッジが第１の位置から第２の位置に移動する際、前記プロセスカートリッジの両端部のうち一方が、他方よりも前記プロセスカートリッジの挿入方向に先行させて、前記プロセスカートリッジが傾いた状態で挿入されることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記プロセスカートリッジを前記電子写真画像形成装置に装着した状態において前記電子写真感光体ドラムと接する転写ローラを備え、前記転写ローラの一方の端部には前記電子写真画像形成装置に設けられた駆動源からの駆動力を前記転写ローラに伝達する転写ローラ駆動手段を備え、前記プロセスカートリッジが第１の位置から第２の位置に移動する際、前記プロセスカートリッジの両端のうち、前記転写ローラ駆動手段を備えた側の端部が他方の端部よりも前記プロセスカートリッジの挿入方向に先行させて、前記プロセスカートリッジが傾いた状態で挿入されることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記プロセスカートリッジの先行する側の端部が、他方の端部よりも２ｍｍ以上先行して第１の位置から第２の位置へ移動することを特徴とする。

本発明によれば、プロセスカートリッジ脱着機構を持つ画像形成装置において、プロセスカートリッジが画像形成装置内へ挿入される際に、プロセスカートリッジの両端のうち一方が、両端のうち他方よりもプロセスカートリッジの挿入方向に先行して、プロセスカートリッジが傾いた状態で挿入されることにより、カップリング機構がスムーズに連結しない状況の発生を防ぐことができる。

又、駆動伝達手段が設けられている側のプロセスカートリッジ端部を先行させることにより、カップリング機構がスムーズに連結しない状況を防ぐためにどちらの端部を先行させるかを容易に決定することができる。

更に、プロセスカートリッジの左右端部の位相差を２ｍｍ以上とすることで、カップリング機構がスムーズに連結しない状況の発生を防止の効果を確実に得ることができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
本発明の実施の形態１を図１〜図１５に基づいて説明する。

但し、以下の実施の形態に記載されている基本部品の寸法、材質、形状、それらの相対位置等は、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り、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主旨のものではない。

以下の説明において、プロセスカートリッジの長手方向とは、プロセスカートリッジを装置本体へ着脱する方向と交差する方向（略直交する方向）であり、シートの表面と平行であり、且つ、シートの搬送方向と交差（略直交）する方向である。又、左右とはシートの搬送方向に従ってシートを上から見て右又は左である。

図１５は本実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。

本画像形成装置の下方には給紙カセット１が設置され、近傍には給紙ローラ２が設置されている。又、像担持体としての感光ドラム３の周囲に、帯電ローラ４、転写ローラ５、を備えている。又、上方にはレーザー露光器６、更に左方には加熱装置７が設置されている。

画像形成するには、先ず、感光ドラム３が図１５中の矢印方向に回転し、この回転過程で帯電ローラ４によって表面が一様帯電される。次いで、レーザー露光器６からレーザー光８が発射され、そのレーザー光８が反射ミラー９で反射して感光ドラム３の表面に照射され、感光ドラム３の表面に静電潜像が形成される。

プロセスカートリッジは、内部にトナーを収容しており、そのトナーを回転する現像スリーブ１０に担持して感光ドラム３と対向した現像領域へ搬送する。

現像スリーブ１０上に担持されたトナーは、現像スリーブ１０の回転等により現像に必要な帯電を受け、更に現像ブレード１６によりトナー層厚を規制された後、現像領域に至る。現像領域においてトナーは、感光ドラム３上の静電潜像に付着して現像し、潜像がトナー像として可視化される。

給紙カセット１からシートが給紙ローラ２により取り出され、シートが感光ドラム３上での画像形成とタイミングを取って、感光ドラム３と転写ローラ５とが当接した転写ニップへ送られる。そして、転写ローラ５の作用により感光ドラム３上のトナー像がシート上に転写される。

トナー像を転写されたシートは、加熱装置７及び加圧ローラ１１によって加熱及び加圧を受け、トナー像がシート上に定着されて永久像とされる。そして、永久像が形成されたシートは排紙口１２から排紙され、排紙部１３に積層される。

図６に示すように、本実施の形態のプロセスカートリッジは、感光層を有する電子写真感光体である感光ドラム３を回転自在に備えている。感光ドラム３の表面は、帯電手段である帯電ローラ４により一様に帯電され、この帯電した感光ドラム３に対してレーザー露光器６から発射されたレーザー光８を露光開口部１４を通して露光する。これによって、感光ドラム３表面に静電潜像が形成される。

一方、現像スリーブ１０は内部に固定磁石を内蔵しており、トナー収容部１５から送られてきたトナーによって、現像スリーブ１０表面にトナー層が形成される。トナー層の層厚は現像ブレード１６によって一定の厚さに規制される。

現像スリーブ１０表面のトナーは、感光ドラム３表面に形成された静電潜像に応じて感光ドラム３に転移され、それによって感光ドラム３上に可視像、即ち、トナー像が形成される。

又、プロセスカートリッジにはドラムシャッター１７がドラムシャッター軸１７ａを中心に回転可能に設けられている。プロセスカートリッジが画像形成装置本体に未挿入の状態では、ドラムシャッター１７は感光ドラム３及び露光開口部１４を覆い、外部からの衝撃や露光から感光ドラム３を保護する。プロセスカートリッジが画像形成装置本体に挿入されるとドラムシャッター１７が回転し、感光ドラムが３が露出されて転写ローラ５と接触する。

転写ローラ５に感光ドラム３とは逆極性の電圧を印加し、感光ドラム３表面に形成された静電潜像がシートに転写された後、クリーニングブレード１８によってシートに移らないで感光ドラム３表面に残留したトナーを掻き落とす。掻き落とされたトナーは、廃トナー収納部１９へと集められる。、
図７に示すように、プロセスカートリッジの長手方向の両側面には、画像形成装置本体に対して図７中の矢印方向に着脱可能に装着するための装着ガイド２０と、感光ドラム３の回転軸と同軸線上にあり、画像形成装置内部に設けられた位置決め手段によって支持される位置決めガイド２１が設けられている。位置決めガイド２１は円筒ボス状の形状をしている。

被ガイド部である装着ガイド２０には、後述する移動ガイド３１（図２参照）で受けられる下面２０ａと、装着ガイド２０のプロセスカートリッジの挿入方向の先端になる先端部２０ｂとが形成される。

下面２０ａの挿入方向の後端角部には、下面２０ａとの挟角を鋭角にした後端角部２０ｃが形成される。

装着ガイド２０の先端部２０ｂと後端角部２０ｃの間にプロセスカートリッジの重心が位置しており、装着ガイド２０の後端ででプロセスカートリッジを支持すると常に前下がりな姿勢を維持するようにされている。

次に、本実施の形態におけるプロセスカートリッジ脱着機構の構成及び動作について図１〜図５及び図８〜図１４を用いて説明する。プロセスカートリッジ脱着機構は、主に以下に示す各部品から構成される。
（１）プロセスカートリッジを保持して第１の位置（後述）と第２の位置（後述）の間を移動する移動ガイド３１
（２）ユーザがプロセスカートリッジを画像形成装置本体に装脱着する際に、プロセスカートリッジ脱着用開口を開閉する開閉カバー３２
（３）開閉カバー３２の閉動作の前半と開動作の後半において移動ガイド３１を移動させるためのカムプレート３３
（４）カムプレート３３に開閉カバー３２の回転動作を伝えるための連結ロッド３４
（５）プロセスカートリッジに長手方向右端部から駆動を伝達するカップリング手段（画像形成装置側の本体側カップリング３５及びプロセスカートリッジ側のドラムカップリング３６
（６）プロセスカートリッジを、本体側カップリング３５とドラムカップリング３６が連結可能な位置に固定する固定ガイド３７
以下に、上に述べた各部品についての詳細及びプロセスカートリッジ脱着機構の動作について説明する。

（移動ガイド）
図２に示すように、移動ガイド３１は、プロセスカートリッジに対向する面にプロセスカートリッジの装着ガイド２０が進入するガイド溝３１ａを有し、その反対側の面に本体内での姿勢を保つための第１のボス３１ｂ及び第２のボス３１ｃを有している。

ガイド溝３１ａは、プロセスカートリッジ挿入方向下流側が一段下がった形状となっている。この挿入方向下流側の底面３１ａ１は、移動ガイド３１が画像形成装置内部を移動するときプロセスカートリッジの装着ガイド２０が載る受け面である。又、上流側のガイド面３１ａ２は、プロセスカートリッジの挿入や引き抜き時のガイド面となる。

この底面３１ａ１とガイド面３１ａ２は共に、プロセスカートリッジ挿入方向で下向きに傾斜しており、ユーザーがプロセスカートリッジを画像形成装置本体内に挿入すると、プロセスカートリッジの自重によりガイド面３１ａ２を滑り落ち、底面３１ａ１に確実に誘導される（図１１〜図１２参照）。

プロセスカートリッジの装着ガイド２０が底面３１ａ１まで進入した後、移動ガイド３１がプロセスカートリッジの挿入方向に移動した時、移動ガイド３１の底面３１ａ１と３１ａ２の段差部にある直交面３１ａ３が装着ガイド２０の後端角部２１ｃを押し、プロセスカートリッジを画像形成装置内部へと移動させる。

又、直交面３１ａ３の上方に設けられた爪部３１ａ４は、プロセスカートリッジ内部の感光ドラム３が転写ローラ５と接した際に、転写ローラ５から受ける押圧力によってプロセスカートリッジが上方に浮き上がるのを防止する（図１３参照）。

第１のボス３１ｂは、ボス外周面と同軸なスナップフィット穴が形成されており、又、先端に内側に延びる引掛け爪を持つスナップフィット爪が設けられている。

一方、第２のボス３１ｃの先端には、該ボス３１ｃの半径方向に延びた爪部が設けられている。

画像形成装置の本体フレームを構成する右側板３８及び左側板３９に移動ガイド３１が取り付けられたとき、第１のボス３１ｂにおいてはスナップフィット穴にガイドストッパー４０を差し込むことにより、又、第２のボス３１ｃにおいては３１ｃに設けられた爪部により、移動ガイド３１が右側板３８及び左側板３９から脱落するのを防ぐ。

（左右側板のガイドレール）
図５には、画像形成装置の本体フレームを構成する右側板３８が示されている。右側板３８には、移動ガイド３１に設けられた第１のボス３１ｂおよび第２のボス３１ｃが別々に摺動可能に嵌合するガイド穴としての第１のガイドレール３８ａ、第２のガイドレール３８ｂが設けられている。ガイドレール３８ａ，３８ｂの幅はボス３１ｂ，ボス３１ｃの直径と等しいか、やや大きくなっていて、移動ガイド３１が容易に摺動可能にされている。

第１のボス３１ｂが嵌合する第１のガイドレール３８ａは、開閉カバー３２側の略水平部３８ａ１と、画像形成装置本体内部側の端部付近で搬送面に向かって下に傾斜した傾斜部３８ａ２とを滑らかに繋いだ形状となっている。

第２のボス３１ｃが嵌合する第２ガイドレール３８ｂは、上方へ突出させた円弧である円弧部３８ｂ１と、第１ガイドレール３８ａ側で鉛直方向に形成した直線部３８ｂ２とを滑らかに繋いだ形状としている。円弧部３８ｂ１の中心には、後述するカムプレート３３の回転軸３３ａを回転可能に受ける回転穴３８ｃが形成されており、この回転穴３８ｃの近傍には回転穴３８ｃを中心にした円弧穴３８ｄが形成される。

円弧穴３８ｄの開閉カバー３２閉方向端部には、半径方向の幅が広くされた組み込部３８ｄ１があり、カムプレート３３（後述）を右側板３８に組み込む際、カムプレート３３の組み付け爪３３ｅがこの円弧穴組込み部３８ｄ１を通過し、その後、カムプレート３３を開閉カバー３２の開方向に回転させると、組み付け爪３３ｅの裏面と円弧穴３８ｄの上側の面によってカムプレート３３の軸方向の抜け止めとなる。

第１のガイドレール３８ａ、第２のガイドレール３８ｂ、回転穴３８ｃ、円弧穴３８ｄは、左側板３９上にも左右対称形状となるよう設けられている。

（開閉カバー）
図１１〜１４に示すように、画像形成装置にはプロセスカートリッジ脱着用開口を開閉するための開閉カバー３２が回転自由に設けられている。

開閉カバー３２の裏面には開閉カバー３２の剛性を向上させるための裏蓋４１が開閉カバー３２に固定されている。この裏蓋４１には両端部付近には凸部４１ａがあり、プロセスカートリッジを画像形成装置内部に挿入する際のラフガイドとして機能する（図１１）。

（カムプレート）
図３に示すように、カムプレート３３には回転軸３３ａが設けられている。又、回転軸３３ａを中心にした円弧状の溝穴（以下、「円弧溝穴」と言う）３３ｂと、円弧溝穴３３ｂの開閉カバー３２閉方向側端部から連続して形成され、半径方向外側に延びた直線状の溝穴（以下、「直線溝穴」と言う）３３ｃとを有する。

円弧溝穴３３ｂの開閉カバー３２開方向側端部の近傍には、先端に爪を持つ連結ボス３３ｄが回転軸３３ａの反対面に設けてある。この円弧溝穴３３ｂ及び直線溝穴３３ｃには、右側板３８の第２ガイドレール３８ｂを通過した移動ガイド３１の第２のボス３１ｃが嵌り込む。

回転軸３３ａの近傍には抜け止め爪３３ｅが設けられており、カムプレート３３を右側板３８或は左側板３９に取り付けたときにカムプレート３３が脱落するのを防ぐ。

（連結ロッド）
図８に示すように、開閉カバー３２とカムプレート３３は連結ロッド３４によって繋がれ、４節リンク機構を構成している。連結ロッド３４により、開閉カバー３２を開閉すると、開閉カバー３２の動きに連動してカムプレート３３が回転軸３３ａを中心にして回転運動を行う。

（第１の位置、第２の位置）
本実施の形態では、開閉カバー３２が開状態であり、移動ガイド３１がプロセスカートリッジの挿入方向上流側に突き当たっている位置を第１の位置と呼ぶ（図８及び図１１）。又、開閉カバー３２が閉状態であり、移動ガイド３１がプロセスカートリッジ挿入方向下流側に移動してカップリング機構が連結可能となる位置を第２の位置と呼ぶ（図９及び図１３）。

（リンク機構の解説）
次に、図８〜１０を用いて、移動ガイド３１、開閉カバー３２、カムプレート３３、連結ロッド３４等から構成されるプロセスカートリッジ脱着機構の４節リンク機構の動作について説明する。

図８は開閉カバー３２が開状態である場合のプロセスカートリッジ脱着機構の様子を表している。カムプレート３３は連結ロッド３４によって付勢され、プロセスカートリッジ挿入方向とは逆の方向に突き当たった位置で保持される。更に、移動ガイド３１上の第２のボス３１ｃはカムプレート３３の直線溝穴３３ｃにルーズに嵌合しており、カムプレート３３によって移動ガイド３１は第１の位置で保持される。

図９は開閉カバー３２の閉動作によって移動ガイド３１が第２の位置へ移動したときのプロセスカートリッジ脱着機構の様子を表している。

開閉カバー３２の閉動作に連動してカムプレート３３は中心軸３３ａを中心にプロセスカートリッジ挿入方向へと回動する。直線溝穴３３ｃによって第２のボス３１ｃに付勢力が働くことにより、第１のボス３１ｂが第１ガイドレール３８ａの直線部３８ａ１を、第２のボス３１ｃが第２ガイドレールｂ１の円弧部３８ｂ１をスライド移動し、移動ガイド３１は第１の位置から第２の位置へと移動する。開閉カバー３２が完全に閉状態になる前に、移動ガイド３１は第２の位置へと達する。

図１０は開閉カバー３２が閉状態である場合のプロセスカートリッジ脱着機構の様子を表している。

移動ガイド３１が第２の位置へ達すると、第１のボス３１ｂは直線部３８ａ２に、第２のボス３１ｃは傾斜部３８ｂ２に達する。第２のボス３１ｃは、直線溝穴３３ｃとのルーズな嵌合が解除され、円弧溝穴３３ｂへ移動する。そのため、開閉カバー３２を更に閉めても移動ガイド３１は第２の位置から移動せず、第２のボス３１ｃが円弧溝穴３３ｂをスライドすることで開閉カバー３２とカムプレート３３のみが移動していく。

（固定ガイド）
図４及び図５に示すように、内側軸受け４４の周囲には略Ｅ字型の形状をした固定ガイド３７が設けてある。固定ガイド３７には、カートリッジ受け部４４ａより装着方向下流側においてプロセスカートリッジの枠体に設けた回転方向突き当て面２２に当接して画像形成動作時にプロセスカートリッジの回転方向の位置決めを行う回転止め部３７ａが設けてある。

更に、略Ｅ字型の中段出っ張り部の内部には、図４に示すように、カートリッジ受け部４４ａよりカートリッジの装着方向上流側でプロセスカートリッジの位置決めガイド２１をカートリッジ受け部４４ａに付勢して位置決めを行うためのネジリコイルバネ４２が設けられている。

又、固定ガイド３７には、右側板３８に位置決め固定するために、位置決めリブ３７ｂ、回転止めボス３７ｃが設けられている。位置決めリブ３７ｂは、右側板３８の位置決め穴（不図示）に嵌合させることで鉛直方向の位置決めを行う。同じく、回転止めボス３７ｃが右側板３８の第２の位置決め穴（不図示）に嵌合させることで水平方向の位置決めと回転止めを行う。

又、固定ガイド３７を右側板３８に固定するための固定爪３７ｄが３箇所設けてあり、固定ガイド３７の固定と姿勢保持を確実にしている。

（内側軸受け）
図５に示すように、右側板３８の転写ローラ５の上方には、内側軸受け４４が設けられる。この内側軸受け４４は、感光ドラム３に駆動を伝達するための本体側カップリング３５を、右側板３８に回転可能に支持している。

内側軸受け４４のプロセスカートリッジの対向側には、プロセスカートリッジを本体側カップリング３５が連結可能な位置（第２の位置）に支持する円弧状のカートリッジ受け部４４ａが本体側カップリング３５の回転軸と同軸上に設けられており、プロセスカートリッジの位置決めガイド２１を受ける。

（カップリング機構）
画像形成装置本体には駆動源としてのモータ（不図示）を備えており、モータからの駆動力をギア列（不図示）を介して加熱装置７、プロセスカートリッジ内の感光ドラム３等の各回転体に伝達することにより駆動させている。

プロセスカートリッジへの駆動力は前述のギヤ列（不図示）を介して本体側カップリングに伝えられ、この本体側カップリング３５によりプロセスカートリッジに伝達させる。本体側カップリング３５とプロセスカートリッジの間の駆動伝達は、例えば特許第０２８７５２０３号や特開平１０−２４０１０３号公報に記載されているカップリング手段によって行われる。

つまり、カップリング手段は、本体側カップリング３５の回転軸に同軸に形成された断面が略正３角形の捩れた穴と、プロセスカートリッジ側に設けられた断面が略正３角形の捩れた凸部で形成されたドラムカップリング３６とで構成されている。

ドラムカップリング３６は、感光ドラム３の一端部に固定されたギヤフランジ（不図示）に感光ドラム３の回転軸と同軸で形成されている。つまり、カップリング手段は、本体側カップリング３５を長手方向に移動させることで、連結と解除が行われる。

このカップリングの結合により、駆動力の伝達と、本体側カップリング３５と感光ドラム３の調心、位置出しが行われる。従って、本実施の形態では、このカップリング手段の連結、解除を行う駆動連結手段（不図示）が設けられている。

（駆動連結手段）
駆動連絡手段は開閉カバー３２の開閉動作と、本体側カップリング３５の回転軸長手方向への移動動作を連結させている。

開閉カバー３２の閉動作時においては、プロセスカートリッジ及び移動ガイド３１が第１の位置から第２の位置へ移動する間（図１１〜図１３）はプロセスカートリッジと本体側カップリング３５が干渉しないよう、本体側カップリング３５はプロセスカートリッジから離れる方向（図５中の３５ｂの方向）へ移動した状態で待機している。

プロセスカートリッジが第２の位置へ移動した後、開閉カバー３２を完全な閉状態にするまでの間（図１３及び図１４）に、駆動連結手段によって本体側カップリング３５はプロセスカートリッジへ近づく方向（図５中の３５ａの方向）へと移動され、ドラムカップリング３６と連結される。

一方、開閉カバー３２の開動作時においては、プロセスカートリッジが第２の位置から移動するときに依然としてカップリング機構が連結したままであると、プロセスカートリッジの移動を阻害することになってしまう。そのため、開閉カバー３２が完全な閉状態（図１４）からプロセスカートリッジが第２の位置から移動し始める（図１３）までの間に、本体側カップリング３５が待機位置へと移動してカップリング機構の連結が解除され、プロセスカートリッジをスムーズに第１の位置へ移動させることができる。

（プロセスカートリッジ挿入動作の説明）
次に、図１１〜図１４を用いて、プロセスカートリッジを画像形成装置本体へ挿入したときのプロセスカートリッジ脱着機構の動作について説明する。

図１１は開閉カバー３２が開状態である場合のプロセスカートリッジ脱着機構の様子を表している。

ユーザによって画像形成装置本体へ挿入されるプロセスカートリッジは、裏蓋４１の凸部４１ａや、画像形成装置内部に設けられた補助ガイド４３によって、移動ガイド３１が待機している第１の位置へと誘導される。凸部４１ａ、補助ガイド４３、移動ガイド３１のガイド面３１ａ２は傾斜しており、プロセスカートリッジは自重によってこれらのガイドを滑り落ち、容易に第１の位置へと誘導され、装着ガイド２０がガイド面３１ａ１へと進入する。

図１２はプロセスカートリッジ及び移動ガイド３１が第１の位置から第２の位置へ移動する様子を表している。

開閉カバー３２の閉運動に連動して移動ガイド３１が第１の位置から第２の位置へスライド移動し、プロセスカートリッジも移動ガイド３１と一体的に第２の位置へと移動する。

図１３はプロセスカートリッジおよび移動ガイド３１が第２の位置へ達した様子を表している。

プロセスカートリッジが第２の位置に達すると、位置決めガイド２１はネジリコイルバネ４２より押圧力を受け、カートリッジ受け部４４ａへと押し付けられる。これにより、プロセスカートリッジの垂直方向及び水平方向の位置決めが行われ、感光ドラム３、本体側カップリング３５及びドラムカップリング３６が同軸上に並ぶ。

更に、固定ガイド３７に設けられた回転止め部３７ａによってプロセスカートリッジの回転止めがなされ、プロセスカートリッジの位置決めがなされる。

第２の位置においては、ドラムシャッター１７が回転し、感光ドラム３がが露出されて転写ローラ５と接触する。この際、感光ドラム３は転写ローラ５から上方向きの押圧力を受けるが、装着ガイド２０に設けられた後端角部２０ｃと移動ガイド３１に設けられた爪部３１ａ４が噛み合うことにより、プロセスカートリッジが上方へ浮いてしまうのを防いでいる。

図１４は開閉カバー３２が完全に閉状態になった様子を表している。

プロセスカートリッジ、移動ガイド３１の位置に関しては図１３の状態から特に変化はない。しかし、駆動連絡手段（不図示）により本体側カップリング３５がドラムカップリング３６と噛み合い、カップリング機構が連結される。これにより、画像形成装置が印字可能な状態となる。

従来例では、移動ガイド３１、開閉カバー３２、カムプレート３３は左右とも略同一形状であり、プロセスカートリッジを画像形成装置へ挿入する際にはプロセスカートリッジの左右両端はどちらかが先行することなく同期的に第１の位置から第２の位置へと移動していた。

（左右位相差の付け方）
しかし、前述の通り、転写ローラ５から感光ドラム３に与えられる押圧力の左右差及び右側板３８側にのみ設けられているネジリコイルバネ４２から与えられる抵抗力の影響で、プロセスカートリッジが第２の位置へ移動する際に受ける抵抗力は非カップリング側（左側）よりもカップリング側（右側）の方が大きい。この大きな抵抗力のために、開閉カバー３２を閉状態にしてもプロセスカートリッジの右側端部が第２の位置まで到達せず、カップリング機構がスムーズに連結しない状況が発生してしまう恐れがあった。

そこで、図１に示すように、プロセスカートリッジが第２の位置へ移動するときに、右側端部を左側端部よりも先行させることにより、プロセスカートリッジ右側端部に与えられる抵抗力を確実に乗り越えて第２の位置へ移動できるようにし、カップリング機構がスムーズに連結しない状況の発生を防ぐのが本件の特徴である。

本実施の形態では、プロセスカートリッジの右端部が先行して画像形成装置本体へと進入する機構を実現するため、カムプレート３３を左右で異なる形状としている。

具体的には、直線溝穴３３ｃの位置が左右で異となるようにする。それにより、図３に示すように、回転軸３３ａと連結ボス３３ｄを結んだ直線と、回転軸３３ａと直線溝穴３３ｃを結んだ直線の２つの直線が成す角αにおいて、右側（αＲ）と左側（αＬ）の関係がαＲ＞αＬとなることによって、左側の移動ガイド３１よりも右側の移動ガイド３１が先行して第２の位置へと移動するようにする。移動ガイド３１は左右対称の形状をしているので、移動ガイド３１の左右の位相差はそのままプロセスカートリッジの左右の位相差となる。

移動ガイド３１の位相差は、カップリング機構がスムーズに連結しない状況の発生を確実に防ぐために、プロセスカートリッジ左右端部の位相差が２ｍｍ以上となるよう設定するのが望ましい。

＜実施の形態２＞
実施の形態１では、カムプレート３３の直線溝穴３３ｃを左右で異なる形状にすることにより、プロセスカートリッジ左右端部の位相差を実現した。

本実施の形態では、連結ボス３３ｄの位置を左右で異なる位置に配することで、プロセスカートリッジ左右端部の位相差を実現する。具体的には、図１６に示すように、右側板側のカムプレート３３において、連結ボス３３ｄを移動することによりαＲ＞αＬとなる。尚、図１６中の３３ｅ（点線部）は実施の形態１における連結ボス３３ｄの位置を示している。

実施の形態１，２においては、カムプレート３３の形状を左右非対称にすることによってプロセスカートリッジ左右端部の位相差を実現した。

この他にも移動ガイド３１、開閉カバー３２、連結ロッド３４、右側板３８及び左側板３９に設けられた各ガイドレールの形状を左右非対称にすることでもプロセスカートリッジ左右端部の位相差を実現することは可能である。

本発明は、本体内に着脱可能なプロセスカートリッジを装填して成る画像形成装置に対して有用である。

本発明の実施の形態１における給紙装置の上面図である。 本発明の実施の形態１における移動ガイドの斜視図である。 本発明の実施の形態１におけるカムプレートの斜視図である。 本発明の実施の形態１における固定ガイドの斜視図である。 本発明の実施の形態１における右側側板に取り付けられた固定ガイドの斜視図である。 本発明の実施の形態１におけるプロセスカートリッジの断面図である。 本発明の実施の形態１におけるプロセスカートリッジの斜視図である。 本発明の実施の形態１におけるプロセスカートリッジ脱着装置の機構解説図（第１の位置）である。 本発明の実施の形態１におけるプロセスカートリッジ脱着装置の機構解説図（第２の位置）である。 本発明の実施の形態１におけるプロセスカートリッジ脱着装置の機構解説図（開閉カバー閉時）である。 本発明の実施の形態１におけるプロセスカートリッジ挿入方法の解説図（挿入時）である。 本発明の実施の形態１におけるプロセスカートリッジ挿入方法の解説図（第１の位置）である。 本発明の実施の形態１におけるプロセスカートリッジ挿入方法の解説図（第２の位置）である。 本発明の実施の形態１におけるプロセスカートリッジ挿入方法の解説図（開閉カバー閉時）である。 従来例における画像形成装置の断面図である。 本発明の実施の形態２におけるカムプレートの斜視図である。

符号の説明

１ 給紙カセット
２ 給紙ローラ
３ 感光ドラム
４ 帯電ローラ
５ 転写ローラ
６ レーザー露光器
７ 加熱装置
８ レーザー光
９ 反射ミラー
１０ 現像スリーブ
１１ 加圧ローラ
１２ 排紙口
１３ 排紙部
１４ 露光開口部
１５ トナー収容部
１６ 現像ブレード
１７ ドラムシャッター
１７ａ ドラムシャッター軸
１８ クリーニングブレード
１９ 廃トナー収容部
２０ 装着ガイド
２０ａ 下面
２０ｂ 先端部
２０ｃ 後端角部
２１ 位置決めガイド
２２ 回転方向突き当て面
３１ 移動ガイド
３１ａ ガイド溝
３１ｂ 第１のボス
３１ｃ 第２のボス
３２ 開閉カバー
３３ カムプレート
３３ａ 回転軸
３３ｂ 円弧溝穴
３３ｃ 直線溝穴
３３ｄ 連結ボス
３３ｅ 抜け止め爪
３４ 連結ロッド
３５ 本体側カップリング
３６ ドラムカップリング
３７ 固定ガイド
３７ａ 回転止め部
３７ｂ 位置決めリブ
３７ｃ 回転止めボス
３７ｄ 固定爪
３８ 右側板
３８ａ 第１ガイドレール
３８ｂ 第２ガイドレール
３８ｃ 回転穴
３８ｄ 円弧穴
３９ 左側板
４０ ガイドストッパー
４１ 裏蓋
４１ａ 凸部
４２ ネジリコイルバネ
４３ 補助ガイド
４４ 内側軸受け
４４ａ カートリッジ受け部
ＰＣ プロセスカートリッジ

Claims (3)

1. 電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段と、前記電子写真感光体ドラムと前記プロセス手段を支持するカートリッジ枠体と、前記カートリッジ枠体から突出して設けたカートリッジガイドと、前記電子写真感光体ドラムの一端部に設けたカートリッジカップリング部材を有するプロセスカートリッジを着脱可能な電子写真画像形成装置において、
   前記プロセスカートリッジ脱着用開口を開閉する開閉カバーを設け、前記開閉カバーが開状態で前記プロセスカートリッジを脱着可能な第１の位置と、前記開閉カバーが閉状態で前記プロセスカートリッジが画像形成動作可能となる第２の位置との間を、前記開閉カバーの開閉動作に連動して前記プロセスカートリッジが移動可能であり、前記プロセスカートリッジが第１の位置から第２の位置に移動する際、前記プロセスカートリッジの両端部のうち一方が、他方よりも前記プロセスカートリッジの挿入方向に先行させて、前記プロセスカートリッジが傾いた状態で挿入されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記プロセスカートリッジを前記電子写真画像形成装置に装着した状態において前記電子写真感光体ドラムと接する転写ローラを備え、前記転写ローラの一方の端部には前記電子写真画像形成装置に設けられた駆動源からの駆動力を前記転写ローラに伝達する転写ローラ駆動手段を備え、前記プロセスカートリッジが第１の位置から第２の位置に移動する際、前記プロセスカートリッジの両端のうち、前記転写ローラ駆動手段を備えた側の端部が他方の端部よりも前記プロセスカートリッジの挿入方向に先行させて、前記プロセスカートリッジが傾いた状態で挿入されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記プロセスカートリッジの先行する側の端部が、他方の端部よりも２ｍｍ以上先行して第１の位置から第２の位置へ移動することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。

Images