JP2009282397A - 画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】 画像形成装置本体に対して像担持体の軸線方向に着脱可能なプロセスカートリッジの装置本体に対する位置決めについて、操作性を損なうことなく、精度の高い位置決めを安価な構成で実現する。
【解決手段】 プロセスカートリッジＰを着脱時位置と画像形成位置とに昇降させるカートリッジ支持部材２７（２７Ｙ・２７Ｍ・２７Ｃ・２７Ｋ）に設けた溝３２に、カートリッジＰの下面に設けたリブ３３の着脱方向手前側の一部３３ａを嵌合させることにより、画像形成装置本体に対するカートリッジＰの回転止めを形成する。
【選択図】 図１３

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、プロセスカートリッジを着脱可能な画像形成装置、及び、プロセスカートリッジに関する。

従来において、トナー像が形成される画像形成装置本体に対して、プロセスカートリッジが着脱可能な構成になっており、プロセスカートリッジの交換が容易に行なえるよう配慮されたものが知られている。

特に、本体の側面側からプロセスカートリッジの長手方向に着脱するタイプの画像形成装置に関しては、プロセスカートリッジを下方から支えるガイドを設ける構成が知られている（特許文献１）。また、上記従来技術に関しては、プロセスカートリッジを着脱のための開口に対して開閉可能に設けられたドアを備えている。そして、プロセスカートリッジを画像形成装置本体内に装着し、ドアを閉位置に移動させたとき、そのドアによってプロセスカートリッジの像担持体が画像形成動作位置に位置決めする構成が採られている。更に、着脱時に像担持体を傷つけるのを防止するため、プロセスカートリッジの着脱時には像担持体を装置本体から離間できるように、上記プロセスカートリッジを下から支えるガイドを移動可能にするように構成されている。
特開２００４−２１２９８６号公報

画像形成装置において、装置本体に対する像担持体の位置決めは、良好な画質を得るために高い精度が求められる。また、画像形成装置本体に対するプロセスカートリッジの姿勢についても、高画質を得るためには高い位置決め精度を要する。すなわち、プロセスカートリッジ内に含まれるプロセス手段（帯電手段、現像手段、クリーニング手段等）を像担持体に対してねじれることなく、所定の位置に保持するためである。

一般に、画像形成装置本体に対するプロセスカートリッジの位置及び姿勢は、像担持体を基準に位置を決めて、そこを中心に回転止めを形成するように構成される。例えば、装置本体側に像担持体の中心を基準とした突き当て部に像担持体の軸受部を、突き当てるか、嵌合穴に嵌合させることにより像担持体の位置を決める。一方、像担持体を中心に画像形成装置本体に対するプロセスカートリッジの姿勢を決める回転止めは、従来、プロセスカートリッジ筐体の長手方向端部に突出したボスを設け、装置本体側に設けた長穴に嵌合させて行なわれていた。あるいは、上記構成に対してボスと長穴の関係を逆にした構成で行なわれていた。

ここで、上記背景技術においては、着脱方向奥側については装置本体奥側の側板に設けた長穴にプロセスカートリッジ筐体から突出したボスを嵌合させることによって、介在する部品も少なく精度の高い回転止めを形成できる。しかし、着脱方向手前側については着脱開口があるため、従来、精度の高い回転止めを設けるのが困難であった。また、着脱方向奥側だけの回転止めだけでは、プロセスカートリッジの位置決め、姿勢を精度良く決めるには不十分であった。

たとえば、ドアでプロセスカートリッジの位置決め、姿勢を決める構成にしても、ドアの取り付け精度の影響をうけてしまい、精度良く決めることは困難であった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものである。

本発明の目的は、装置本体に対して感光体ドラムの軸線方向から着脱可能な画像形成装置に関し、プロセスカートリッジの位置決めを簡単で高精度の位置決め構成とすることが可能な画像形成装置、プロセスカートリッジを提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、感光体ドラムと、前記感光体ドラムに作用するプロセス手段と、を有するプロセスカートリッジを、前記感光体ドラムの軸線方向に沿って着脱可能な記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
前記画像形成装置の装置本体に設けられた、前記プロセスカートリッジの着脱を行うための開口と、
前記開口を開放する開状態と、前記開口を閉鎖する閉状態と、をとり得る開閉部材と、
前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着される装着方向の上流側において、前記プロセスカートリッジの上方に設けられた前記感光体ドラムの前記軸線と交差する方向における位置決めする第１の位置決め部と、
前記装着方向の下流側において、前記プロセスカートリッジの上方に設けられた前記感光体ドラムの前記軸線と交差する方向における位置決めする第２の位置決め部と、
前記装着方向の下流側において、前記感光体ドラムの端部に設けられたドラムカップリングと係合して前記感光体ドラムに駆動力を伝達する本体カップリングと、
前記開閉部材に連動して移動し、前記開閉部材が前記開状態に位置する際は、前記感光体ドラムを前記第１の位置決め部及び第２の位置決め部に位置決めするための第１の位置と、前記開閉部材が前記閉状態に位置する際には前記感光体ドラムを前記第１の位置決め部及び第２の位置決め部から離間させて前記プロセスカートリッジを前記装置本体に対して着脱するための第２の位置と、をとる前記プロセスカートリッジを支持する支持部材であって、前記プロセスカートリッジの着脱の際に、前記プロセスカートリッジの下方に設けられた被ガイド部と係合して前記プロセスカートリッジを前記装着方向に沿って案内するガイド部と、前記装着方向の上流側において、前記本体カップリングが前記ドラムカップリングに駆動力を伝達することによって前記プロセスカートリッジが前記第１の位置決め部及び第２の位置決め部に対して回転するのを規制する、前記プロセスカートリッジの下方を位置決めする第３の位置決め部と、を有する支持部材と、
を有することを特徴とする。

上記の目的を達成するための本発明に係るプロセスカートリッジの代表的な構成は、画像形成装置本体に設けられた開口と、前記開口を開放する開状態と前記開口を閉鎖する閉状態とをとり得る開閉部材と、本体カップリングと、第１の位置決め部と、第２の位置決め部と、前記開閉部材に連動して移動し第１の位置と第２の位置とをとる、前記第１の位置決め部及び第２の位置決め部よりも下方に設けられた支持部材であって、ガイド部と第３の位置決め部とを有する支持部材と、を有する画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジであって、
感光体ドラムと、
前記感光体ドラムに作用するプロセス手段と、
前記プロセスカートリッジを前記画像形成装置本体に装着した際に、装着方向の下流側において前記本体カップリングと係合する、前記感光体ドラムの端部に設けられたドラムカップリングと、
前記プロセスカートリッジを支持した前記支持部材が前記第１の位置に位置した際に、前記装着方向の上流側において、前記第１の位置決め部に当接して前記感光体ドラムの前記軸線と交差する方向における位置決めがされる第１の被位置決め部であって、前記プロセスカートリッジの上方に設けられた第１の被位置決め部と、
前記プロセスカートリッジを支持した前記支持部材が前記第１の位置に位置した際に、前記装着方向の下流側において、前記第２の位置決め部に当接して前記感光体ドラムの前記軸線と交差する方向における位置決めがされる第２の被位置決め部であって、前記プロセスカートリッジの上方に設けられた第２の被位置決め部と、
前記プロセスカートリッジを前記画像形成装置本体に装着する際に、前記ガイド部と係合して前記感光体ドラムの軸線方向においてガイドされる被ガイド部と、
前記装着方向の上流側において、前記ドラムカップリングに前記本体カップリングから駆動力が伝達されることよって前記プロセスカートリッジが前記第１の位置決め部及び第２の位置決め部に対して回転するのを前記第３の位置決め部で規制される、前記プロセスカートリッジの下方に設けられた第３の被位置決め部と、
を有することを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、装置本体に対して感光体ドラムの軸線方向から着脱可能な画像形成装置に関し、プロセスカートリッジの位置決めを簡単で高精度の位置決めができる。

（実施例１）
図１は本実施例の画像形成装置１の概略の縦断正面図である。図２は開閉部材としての前面ドア２が閉じ込まれている画像形成装置１の外観斜視図である。図３は前面ドア２が開かれて、第１のプロセスカートリッジＰＹが途中まで引き出されたところを示している画像形成装置１の外観斜視図である。

この画像形成装置１は、電子写真プロセスを用いた４色フルカラーのレーザービームプリンタであり、記録媒体にカラー画像形成を行なう。また、この画像形成装置１は、第１から第４の４個のプロセスカートリッジＰ（ＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫ）を画像形成装置本体１Ａに対して取り外し可能に装着して使用するプロセスカートリッジ着脱方式である。

ここで、実施例の画像形成装置１に関して、正面側又は手前側とは、前面ドア２を配設した側である。背面側又は奥側とは、その反対側である。前後方向とは、背面側から正面側へ向う方向（前方向）と、その逆方向（後方向）である。左右とは、画像形成装置１を正面側から見て左又は右である。左右方向とは、右から左に向う方向（左方向）と、その逆の方向（右方向）である。また、画像形成装置本体（以下、装置本体と記す）１Ａとは、プロセスカートリッジ以外の画像形成装置部分である。また、プロセスカートリッジ（以下、カートリッジと記す）Ｐ又はその構成部材、あるいは装置本体側の構成部材に関して、長手方向とは、像担持体である電子写真感光体ドラム（以下、ドラムと記す）３の軸線方向或いはその軸線方向に平行な方向である。また、カートリッジＰに関して、その長手方向において、装置本体１Ａ側から駆動が伝達される側を駆動側と称し、その反対側を非駆動側と称する。

装置本体１Ａ内の中央部には各カートリッジＰを収納するカートリッジ収納部１Ｂが設けられている。

第１から第４のカートリッジＰ（ＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫ）は、この収納部１Ｂに、その長手方向を前後方向にして、左側から右側にかけて水平に配列されて、画像形成可能な位置に位置決めされて装着されている。

各カートリッジＰは、互いに同様の電子写真プロセス機構を有しており、現像剤（以下トナーと記す）の色や、トナーの充填量が各々異なるものである。収納部１Ｂにおいて、画像形成可能な位置に装着された各カートリッジＰには、装置本体１Ａに設けられた本体カップリング５１（図１９参照）から回転駆動力が伝達され、また、バイアス（帯電バイアス、現像バイアス等）が供給される（不図示）。

本実施例の各カートリッジＰは、ドラム３と、このドラム３に作用するプロセス手段としての帯電手段４・現像手段５・クリーニング手段６をカートリッジ枠体７内に一体的に組み付けたものである。帯電手段４としては帯電ローラを用いている。現像手段５としては現像ローラを用いている。クリーニング手段６としてはクリーニングブレードを用いている。

図４は１つのカートリッジＰを非駆動側から見た外観斜視図である。カートリッジＰは、ドラム３の軸線方向Ａ−Ａを長手方向とするアセンブリである。ドラム３はその長手方向の一端側と他端側において、カートリッジ枠体７の一端側と他端側に配設された第１の軸受け部材（非駆動側）７Ａと第２の軸受け部材（駆動側）７Ｂによって回転可能に支持されている。

第１のカートリッジＰＹは、現像容器内にイエロー（Ｙ）のトナーが収容されていて、ドラム３の面にＹ色のトナー像を形成する。第２のカートリッジＰＭは、現像容器内にマゼンタ（Ｍ）のトナーが収容されていて、ドラム３の面にＭ色のトナー像を形成する。第３のカートリッジＰＣは、現像容器内にシアン（Ｃ）のトナーが収容されていて、ドラム３の面にＣ色のトナー像を形成する。第４のカートリッジＰＫは現像容器内にブラック（Ｋ）のトナーが収容されていて、ドラム３の面にＫ色のトナー像を形成する。

各カートリッジＰの下方には、各カートリッジＰのドラム３に対する画像情報露光手段としてのレーザースキャナ８が配設されている。

また、このレーザースキャナ８の下方には、給送ユニット９が配設されている。この給送ユニット９は、記録材（転写材）Ｓを積載して収容した給紙カセット１０、給紙ローラ１１及び分離部１２、レジストローラ対１３等を有する。

各カートリッジＰの上方には、中間転写ユニット１４を配設してある。このユニット１４は、第１から第４の各カートリッジＰ（ＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫ）のドラム３に形成されたトナー像を中間転写ベルト（第１の記録媒体：以下、ベルトと記す）１５に重畳させて一次転写する転写手段である。この中間転写ユニット１４は、右側と左側とに配設した平行２本の駆動ローラ１６及びテンションローラ１７を有し、この両ローラ１６・１７間に、可撓性を有するエンドレスのベルト１５が掛け回されて支持されている。そして、ベルト１５の下面は水平に配置されている。

収納部１Ｂにおいて、画像形成可能な位置に装着されている各カートリッジＰのドラム３は、その上面がベルト１５の下行側のベルト部分の下面に接している。その接触部が一次転写部である。ベルト１５の内側には、各ドラム３に対向する一次転写ローラ１８が配設されている。ベルト１５は、下行側のベルト部分が全てのドラム３の上面に対向して接触した状態で、矢印の反時計方向に、ドラム３の回転速度に対応した速度にて、駆動ローラ１６により循環移動駆動される。一次転写ローラ１８には、所定の制御タイミングで所定の一次転写電圧が印加される。また、駆動ローラ１６にはベルト１５を介して二次転写ローラ１９が当接している。二次転写ローラ１９とベルト１５との接触部が二次転写部である。二次転写ローラ１９には、所定の制御タイミングで所定の二次転写電圧が印加される。

装置本体１Ａ内の右側の上方部には、定着ユニット２０と、排紙ユニット２１とが配設されている。装置本体１Ａの上面は排紙トレイ２２としてある。

フルカラー画像を形成するための動作は次のとおりである。コントローラ（制御回路部：不図示）はプリント信号に基づいて画像形成装置の画像形成動作を開始させる。即ち、第１から第４の各カートリッジＰ（ＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫ）のドラム３が矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。ベルト１５も矢印の時計方向（ドラム回転に順方向）にドラム３の速度に対応した速度で回転駆動される。レーザースキャナ８も駆動される。この駆動に同期して、各カートリッジＰにおいて、所定の帯電電圧が印加された帯電ローラ４によりドラム３の表面が所定の極性・電位に一様に帯電される。レーザースキャナ８は各ドラム３の表面を各色の画像情報信号に応じて変調されたレーザー光Ｌ（ＬＹ・ＬＭ・ＬＣ・ＬＫ）で走査露光する。レーザースキャナ８から出力されたレーザー光ＬＹ・ＬＭ・ＬＣ・ＬＫは、それぞれ、対応するカートリッジＰの底面側に具備させたスリット窓部７ａからカートリッジ枠体７内に進入してドラム３の下面を照射する。これにより、各ドラム３の表面に対応色の画像情報信号に応じた静電潜像が形成される。形成された静電潜像は現像ローラ５によりトナー像として現像される。

上記のような電子写真画像形成プロセス動作により、第１のカートリッジＰＹのドラム３にはフルカラー画像のイエロー成分に対応するＹ色トナー像が形成される。そして、そのトナー像がベルト１５上に一次転写される。同様に、第２のカートリッジＰＭのドラム３にはフルカラー画像のマゼンタ成分に対応するＭ色トナー像が形成される。そして、そのトナー像が、ベルト１５上にすでに転写されているＹ色のトナー像に重畳されて一次転写される。同様に、第３のカートリッジＰＣのドラム３にはフルカラー画像のシアン成分に対応するＣ色トナー像が形成される。そして、そのトナー像が、ベルト１５上にすでに転写されているＹ色＋Ｍ色のトナー像に重畳されて一次転写される。同様に、第４のカートリッジＰＫのドラム３にはフルカラー画像のブラック成分に対応するＫ色トナー像が形成される。そして、そのトナー像が、ベルト１５上にすでに転写されているＹ色＋Ｍ色＋Ｃ色のトナー像に重畳されて一次転写される。

このようにして、ベルト１５上にＹ色＋Ｍ色＋Ｃ色＋Ｋ色の４色フルカラーの未定着の合成トナー像が形成される。

各カートリッジＰにおいて、一次転写後にドラム３の表面に残留した転写残トナーはクリーニングブレード６により除去される。

一方、給送ユニット９において、給紙カセット１０から所定の制御タイミングで記録材（第２の記録媒体）Ｓが１枚分離されて給送される。その記録材Ｓが、レジストローラ対１３により所定の制御タイミングで二次転写ローラ１９とベルト１５との当接部である二次転写部に導入される。また、二次転写ローラ１９には所定の二次転写電圧が印加される。これにより、記録材Ｓが二次転写部を挟持搬送されていく過程で、ベルト１５上の４色重畳のトナー像が記録材Ｓの面に順次に一括して二次転写される。

記録材Ｓはベルト１５の面から分離され、更に上方に搬送されて定着ユニット２０へ導入されて、定着ニップ部で加熱・加圧される。これにより、各色トナー像の記録材Ｓへの定着がなされる。そして、記録材Ｓは、定着ユニット２０を出て、フルカラー画像形成物として排紙ユニット２１により排紙トレイ２２上に排出される。

《プロセスカートリッジの交換》
装置本体１Ａに装着されているカートリッジＰは、画像形成に使用されるにつれて、それぞれ、現像手段に収容されているトナーが消費される。そこで、例えば、個々のカートリッジのトナー残量を検知する検知手段（不図示）をカートリッジに設ける。そして、コントローラにおいて、前記検知手段で検知した残量値を、予め設定したカートリッジ寿命予告や寿命警告のための閾値と比較させる。そして、前記残量値が前記閾値よりも少ない残量値までトナーが減少したカートリッジについては、表示部（不図示）に、そのカートリッジについての寿命予告或いは寿命警告を表示させる。これにより使用者に、交換用のカートリッジの準備を促す、或いはカートリッジの交換を促して、出力画像の品質を維持している。

本実施例の画像形成装置において、各カートリッジＰの交換は、装置本体１Ａの前面ドア２を図３のように開いてフロントアクセスにより行なう方式である。２ａは前面ドア２に配設した取手部である。なお、給送ユニット９の給紙カセット１０も装置本体１Ａの前面から出し入れする方式である。１０ａは給紙カセット１０に配設した取手部である。

即ち、装置本体１Ａの前面板２３には、装置本体１Ａ内へカートリッジＰを挿入させる、及び、装置本体１Ａ内からカートリッジＰを取り出すために、カートリッジＰを通過させる開口部２４（カートリッジの着脱を行うための開口部）が設けられている。カートリッジＰの装置本体１Ａに対する着脱方向はドラム３の軸線方向である。

そして、装置本体１Ａの前面板２３には、この開口部２４を覆って閉じる閉鎖位置と、開口部２４を開放する開放位置との間を移動可能な開閉部材としての前面ドア２が設けられている。

本実施例においては、この前面ドア２はその下辺側に配設したドア回転軸（第１の回転軸）２５を支点に開閉される。ドア回転軸２５は装置本体１Ａの前面板２３に設けられた軸受部材２６に回転可能に支持されている。本実施例においては、ユーザのドア操作性を考慮して、ドア回転軸２５はその軸線方向Ｂ−Ｂを左右方向で、かつ水平に配設されている。前面ドア２は、装置本体１Ａの前面板２３に対して閉じ込んだ略鉛直の回動角度姿勢から、ドア回転軸２５を支点にして、前面板２３の手前側に略９０°回動させて略水平に開いた回動角度姿勢にすることができる。

装置本体１Ａのカートリッジ収納部１Ｂには、第１から第４のカートリッジＰ（ＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫ）をそれぞれ保持する第１から第４のカートリッジ支持部材２７（２７Ｙ・２７Ｍ・２７Ｃ・２７Ｋ）が配設されている。図５は、その各カートリッジ支持部材（以下、支持部材と記す）２７と前面ドア２周辺の斜視図である。

各支持部材２７は、長手方向を前後方向にして、第１から第４のカートリッジＰ（ＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫ）の前記配列方向と同様に水平方向に配列されている。

各支持部材２７は、前面ドア２の開閉動に連動する昇降動機構により、カートリッジＰを装置本体１Ａに対して画像形成可能な装着位置に位置決めする第１の位置と、装置本体１Ａに対して着脱可能にする第２の位置とに移動可能である。また、第１の位置は、ドア２が閉状態に位置する際にドラム２をベルト１５に接触させる位置でもある。さらに、第２の位置は、ドア２が開状態に位置する際にドラム２をベルト１５から離間させた位置でもある。

各支持部材２７の移動方向は各カートリッジＰの前記の配列方向に垂直な方向（直交する方向）であり、各カートリッジＰをこの方向に昇降動させる。前面ドア２の開閉動に連動する昇降動機構については後述する。

本実施例においては、各支持部材２７は、前面ドア２の閉じ回動に連動して昇降動機構により上昇動されて第１の位置に移動される。また、各支持部材２７は、前面ドア２の開き回動に連動して昇降動機構により下降動されて第２の位置に移動される。

図７、図１２の（ａ）は各支持部材２７が上昇動されて第１の位置に移動されている状態時を示している。この状態時においては、各カートリッジＰは、長手方向の第１の軸受け部材７Ａの上面部分が、装置本体１Ａの前面板２３側に設けられた第１の位置決め部（突き当て部）２９に当接して押し付けられている。また、各カートリッジＰは、長手方向の第２の軸受け部材７Ｂの上面部分が、装置本体１Ａの後面板２８側に設けられた第２の位置決め部（突き当て部）３０に当接して押し付けられている。位置決め部２９は山形の切り欠き凹部であり、この凹部にカートリッジ側の第１の被位置決め部である第１の軸受け部材７Ａと、第２の被位置決め部である第２の軸受け部材７Ｂの上面の円面部分が係合する。第１の軸受け部材７Ａと第２の軸受け部材７Ｂによって、各カートリッジＰは、ドラム３の軸線方向と交差する方向の位置決めがなされる。以上により、各カートリッジＰは、装置本体１Ａに対して画像形成可能な装着位置に位置決めされて保持される。この装着位置において、各カートリッジＰのドラム３は、図１のように、その上面がベルト１５の下行側のベルト部分の下面に接触している。また、この装着位置において、図１９に示すように、各カートリッジＰに対して、装置本体１Ａ側に設けられた本体カップリング５１からの回転駆動力の伝達が可能な状態となる。本体カップリング５１は、各カートリッジＰが第１の位置決め部２９、第２の位置決め部３０に位置決めされた際に、ドラム３の端部のフランジ３ａに設けられたドラムカップリング３ａ１と係合する。具体的には、本体カップリング５１は断面が三角形の穴５１ａを有する。また、ドラムカップリング３ａ１は三角柱の突起である。この穴５１ａと突起３ａ１とが係合し、本体カップリング５１が回転することによって、駆動力がドラム３に伝達されることになる。尚、前面ドア２が閉じることによって、前面ドア２と連動するカップリング支持部材５２がｆ方向に移動することによって、本体カップリング５１とドラムカップリング３ａ１は係合する。また、前面ドア２が開いた際は、カップリング支持部材５２がｂ方向に移動することによって、本体カップリング５１とドラムカップリング３ａ１との係合は解除する。

図９、図１２の（ｂ）は、各支持部材２７が下降動されて第２の位置に移動されている状態時を示している。この状態時においては、各カートリッジＰは、第１と第２の軸受け部材７Ａ・７Ｂの上面部分が、それぞれ、装置本体１Ａ側の位置決め部２９・３０から離間（退避）して、位置決め部２９・３０に対する押し付けが解除されている。これにより、各カートリッジＰは装置本体１Ａに対して着脱可能な着脱位置に保持される。この着脱位置において、各カートリッジＰのドラム３は、図１０のように、その上面がベルト１５の下行側のベルト部分の下面から離間している。また、この着脱位置では、各カートリッジＰに対する、装置本体１Ａ側からの回転駆動力の伝達、また、バイアスの供給が断たれた状態となる。

カートリッジＰの装置本体１Ａに対する着脱は、図３のように、前面ドア２を十分に開いて、開口部２４を露出させて行う。即ち、前面ドア２の開き回動に連動して昇降動機構により各支持部材２７が下降移動されて第２の位置に移動する（図１２の（ａ）→（ｂ））。これにより、各カートリッジＰは装置本体１Ａに対して着脱位置に移動する。そこで、交換すべきカートリッジＰを、それを支持している支持部材２７上をスライドさせて手前側に引いて開口部２４を通過させ、装置本体１Ａ内から取り出す。カートリッジＰの挿入は、カートリッジＰの駆動側を先にして開口部２４から装置本体１Ａ内に挿入し、支持部材２７上をスライドさせて奥側に押し込んで挿入する。カートリッジＰの挿入は、挿入したカートリッジＰが装置本体１Ａ内の奥側の後面板２８に突き当って受け止められて、それ以上の挿入が阻止されるまで十分に行う（図１２の（ｃ））。

図６は各カートリッジＰを駆動側斜め下側から見た斜視図である。図８は、各支持部材２７が下降動されて第２の位置に移動されている状態において、第１のカートリッジＹＰが途中まで引き出され、他の各カートリッジＰは装置奥側の突き当て位置まで押し込まれている状態を、装置背面側から見た斜視図である。図１３は、各支持部材２７が下降動されて第２の位置にある状態において、各カートリッジＰが装置本体１Ａ内の奥側へ押し込まれる様子を上方向から示した概略断面図である。

各カートリッジＰの着脱方向奥側の端部からは、回転止めボス７Ｃが突出している。また、装置本体の後面板２８には、支持部材２７の昇降方向と平行な長軸を持つ長穴４１が、各カートリッジＰの回転止めボス７Ｃに対向する位置に設けられている。各カートリッジＰが、着脱方向奥側の所定位置まで押し込まれると、カートリッジＰの回転止めボス７Ｃは、後面板２８の長穴４１に嵌合する（図１３（ａ）→（ｂ））。そして、各支持部材２７が上昇動されて第１の位置に移動する。それによって、各カートリッジＰのドラム３が位置決め部２９・３０によって位置決めされたとき、回転止めボス７Ｃと後面板２８の長穴４１が嵌合していることによって、カートリッジＰの装置本体に対する奥側の回転止めが形成される。

各支持部材２７の上面には、図５のように、長手方向、即ちカートリッジＰの着脱方向（装着方向）に沿って走る溝（ガイド部）３２が設けられている。また、カートリッジＰの下面側には、図６のように、この溝３２に対向した位置に突出した被ガイド部であるリブ３３が長手方向に沿って設けられている。そして、リブ３３を溝３２に合わせてカートリッジＰを着脱することで、カートリッジＰが着脱方向以外にずれ動くのを規制する。したがって、リブ３３の幅は溝３２の幅に対して長手全域で幅狭になっている。しかし、そのガタに関しては、装置奥側のほとんどの領域では着脱動作がし易いように適当な隙間（１ｍｍ〜３ｍｍ程度）を設けている。そして、リブ３３の着脱方向手前側（装着方向の上流側）の第３の被位置決め部３３ａは、溝３２の幅に対してほぼ隙間なく嵌合する幅となっている。したがって、支持部材２７が第１の位置に移動し、カートリッジＰのドラム３が位置決め部２９・３０によって位置決めされたたき、リブ３３と溝３２の嵌合によってプロセスカートリッジＰの装置本体に対する手前側の回転止めが形成される。即ち、プロセスカートリッジＰは、本体カップリング５１からドラムカップリング３ａ１が駆動力を受けることよって、位置決め部２９・３０に対して回転力を受ける。それを第３の被位置決め部３３ａが溝３２の第３の位置決め部３２ａで受けることによって、プロセスカートリッジＰの回転を規制して、姿勢を安定させている。プロセスカートリッジＰは、ドラムカップリング３ａ１に対して最も離れた、プロセスカートリッジＰにおける対角の位置にある第３の被位置決め部３３ａが第３の位置決め部３２ａで位置決めされることになる。したがってプロセスカートリッジＰの回転にともなうねじれを効果的に抑えることで、プロセスカートリッジＰの位置決めを高精度で行なえることができる。また、プロセスカートリッジＰの装着方向のガイドを兼ねた支持部材に第３の位置決め部３２ａを設けることができ、簡単で精度良くプロセスカートリッジＰの位置決めを行なえる。

また、プロセスカートリッジＰは、装着方向下流側において、枠体７から突出した第４の被位置決め部である回転止め７Ｃが第４の位置決め部である長穴４１と嵌合する。これによって手前側（装着方向上流側）の回転止めとともに、奥側（装着方向下流側）の回転止めがなされ、装置本体１Ａに対するプロセスカートリッジＰの姿勢が精度良く決まる。また、回転止め７Ｃが嵌合する長穴４１は、支持部材２７によってプロセスカートリッジＰが移動することを許容する方向に長くなっている。

また、第３の被位置決め部３３ａと第３の位置決め部３２ａとの嵌合の隙間は、回転止め７Ｃと長穴４１との嵌合の隙間よりも小さくなっている。これは、ドラムカップリング３ａ１に対して回転止め７Ｃよりも離れた位置にある第３の被位置決め部３３ａを回転規制をメインとすることで、プロセスカートリッジＰの回転にともなうねじれを効果的に抑えることを目的としている。

このように、各支持部材２７は、装置本体１Ａに対してカートリッジＰを着脱する際に着脱方向以外の方向へカートリッジがずれ動くのを規制するための案内部材としての役割を有する。また、各支持部材２７は、装置本体１Ａ内に挿入されたカートリッジＰを下方から支持して押し上げ、カートリッジＰの被位置決め部７Ａ・７Ｂを装置本体１Ａ側の位置決め部２９・３０に当接させる。さらに、支持部材２７の溝３２とカートリッジＰのリブ３３の着脱方向手前側の一部３３ａが嵌合することにより、カートリッジＰの手前側の回転止めを形成し、カートリッジＰを画像形成可能な装着位置に位置決めして保持する役割を有する。

《昇降動機構》
次に、各支持部材２７の昇降動機構と、この昇降動機構と前面ドア２との連動機構を説明する。

第１から第４の４つの支持部材２７（２７Ｙ・２７Ｍ・２７Ｃ・２７Ｋ）は、それらの手前側端部が１本の共通の連結部材である支持部材連結軸（第２の回転軸、以下連結軸と記す）３４によって連結されている。そして、その連結軸３４の軸線方向Ｃ−Ｃは水平であり、各カートリッジＰの昇降方向と垂直方向である。連結軸３４は、装置本体１Ａの前面板２３に設けられた軸受部材２６に回転可能に支持されている。各支持部材２７の手前側端部と連結軸３４は、連結軸３４と一体的に回転する第１のアーム部材３５を介して結合されている。そして、各支持部材２７の手前側端部は、対応するアーム部材３５に対して連結軸３６を中心に回動自在に支持されている。図１１は１つのアーム部材３５部分の拡大図である。また、各支持部材２７の奥側端部は、それぞれ、装置本体１Ａにリンク３７を介して連結されている。３８は装置本体１Ａ側とリンク３７との連結軸、３９はリンク３７と支持部材２７の奥側端部との連結軸である。各支持部材２７において、アーム部材３６の軸３４と軸３６の中心間距離と、リンク３７の軸３８と軸３９の中心間距離は同じにしてある。

即ち、各支持部材２７は、連結軸３４と、アーム部材３６と、リンク３７、軸３８、軸３９とで平行４辺形リンク機構を構成している。従って、各支持部材２７は、連結軸３４が回動されることで、斜めに平行移動する。連結軸３４がアーム部材３５を起立させる方向に回動されることで、各支持部材２７は、図１２の（ａ）のように、カートリッジＰを装置本体１Ａに対して画像形成可能な装着位置に移動させた第１の位置に上昇動される。また、連結軸３４がアーム部材３５を手前側に倒す方向に回動されることで、各支持部材２７は、図１２の（ｂ）のように、カートリッジＰを装置本体１Ａに対して着脱可能な位置に移動させた第２の位置に下降動される。このように、連結軸３４は各支持部材２７を一緒に動作させる。

上記の昇降動機構による第１から第４の支持部材２７の昇降動は前面ドア２の開閉動作に連動して行なわれる。

即ち、連結軸３４の右側端部には、この軸３４に対してほぼ直交する方向に延びる第２のアーム部材であるリンクアーム４０が軸３４と一体に回動するように固着して設けられている。更に、リンクアーム４０の先端部には連結軸３４と平行な係合ピン４０ａが突出しており、前面ドア２の内側に設けられたリンクガイド溝４２にガイドされるように前面ドア２に対して係合している。

前面ドア２が開状態から閉状態へドア回転軸２５を支点に回動する。すると、リンクアーム４０先端部の係合ピン４０ａが前面ドア２のリンクガイド溝４２に沿って移動し、リンクアーム４０と一体に連結軸３４を、支持部材２７が上昇動する方向に回動する力が作用する。逆に、前面ドア２が閉状態から開状態へ回動されると、係合ピン４０ａがリンクガイド溝４２に沿って移動し、リンクアーム４０と一体に連結軸３４を、支持部材２７が下降動する方向に回動する力が作用する。

上述したように、本実施例の構成においては、プロセスカートリッジＰの画像形成動作位置における装置手前側の回転止めを、昇降する支持部材２７の溝３２にプロセスカートリッジのリブ３３の一部３３ａを嵌合させることによって形成している。したがって、例えば全面ドア２のような大きな部品で複数のプロセスカートリッジの位置を決める構成よりも位置精度が出しやすく、全面ドア２を樹脂部品で構成できるなど、コスト的にも有利である。また、回転止め自体がプロセスカートリッジＰの昇降に追従するため、回転止めによる嵌合が昇降動作の障害になることがなく高い信頼性が得られる。また、回転止めは装着時最後の一押しの所で嵌合するため、操作性を損なうこともない。

一般に、プロセスカートリッジＰの回転止めは、ドラム３に駆動が繋ったときの捩れを考慮し、長手のいずれか一方を位置決めとして、もう一方は僅かにガタを持たせている。本実施例の構成の場合、前述したように装置手前側の溝３２とリブ３３ａの嵌合を位置決めとし、奥側の回転止めボス７と長穴４１の嵌合について手前よりも僅かにガタを設けることにより、奥側の回転止めの嵌合が昇降動作の障害になることない位置決め構成となる。

よって、画像形成動作時において、プロセスカートリッジ筐体７及びそれに内包される帯電手段４・現像手段５・クリーニング手段６のドラム３に対するアライメントが適正に位置決めされ、良好な画質の出力が得られる。

（実施例２）
本発明の第２の実施例における画像形成装置は、上述の第１実施例の画像形成装置において、各カートリッジＰの装置奥側の回転止めを、手前側同様、カートリッジ支持部材の溝とカートリッジＰから突出したリブの嵌合で行なう構成としたものである。

図１４は本実施例における各カートリッジ支持部材４３を示す斜視図である。図１５は各支持部材４３が下降動されて第２の位置にある状態において、各カートリッジＰが装置本体１Ａ内の奥側へ押し込まれる様子を上方向から示した概略断面図である。

各カートリッジ支持部材４３は、前記第１の実施例の各カートリッジ支持部材２７に代わるもので、支持部材２７同様、各カートリッジＰから突出したリブ３３に対向する位置に溝４４を設けている。溝４４の装置奥側端部４４ａは、手前側の溝幅よりも幅狭になっており、リブ３３の幅に対してほぼ隙間なく嵌合する。装置手前側も、前記実施例１と同様、リブ３３ａと溝４４がほぼ隙間なく嵌合する。尚、本実施例の構成では、第１実施例におけるカートリッジＰの装置奥側に設けられていた回転止めボス７Ｃ、及び、それに対向する後面板２８の長穴４１は設けられていない。

本実施例においては、装置の前奥ともにカートリッジＰのリブ３３と支持部材４３の溝４４との嵌合によって、カートリッジＰ（の筐体７）の回転止めを形成する。したがって、支持部材４３の昇降に際してカートリッジＰが装置本体１Ａに対して摺動する部分もなく、嵌合によって昇降動作が阻害されることが一切ない。また、後面板２８に長穴４１を設ける必要がないため、スペース的な自由度も広がる。即ち、本実施例では、第４の位置決め部が支持部材２７に設けられていることになる。そして第４の位置決め部と嵌合する第４の被位置決め部が、カートリッジＰの下方に設けられたリブ３３ａの先端（装着方向下流側）に設けられていることになる。また、実施例１と同様に、第３の被位置決め部３３ａと第３の位置決め部３２ａとの嵌合の隙間は、第４の位置決め部と嵌合する第４の被位置決め部の嵌合の隙間よりも小さくなっている。その他の構成は実施例１と同様であり、同様の効果を有する。

（実施例３）
本発明の第３の実施例における画像形成装置は、上述の第１実施例の画像形成装置において、カートリッジＰの着脱を規制するリブと溝の関係を逆にしたものである。即ち、各カートリッジＰ側に被ガイド部である溝を、各カートリッジ支持部材側に突出したガイド部であるリブを設けた構成である。

図１６は本実施例における各カートリッジ支持部材４５を示す斜視図である。図１７は本実施例における各カートリッジＰの駆動側斜め下側から見た斜視図である。図１８は各支持部材４５が下降動されて第２の位置にある状態において、各カートリッジＰが装置本体１Ａ内の奥側へ押し込まれる様子を上方向から示した概略断面図である。

各カートリッジ支持部材４５は、前記第１の実施例の各カートリッジ支持部材２７に代わるもので、長手に渡って上面に突出した規制リブ４６を備える。本実施例のカートリッジＰは、前記第１の実施例のリブ３３に代わって、規制リブ４６に対向する位置にガイド溝４７が設けられている。ガイド溝４７の溝幅は、カートリッジＰの着脱操作に適当なガタ（１〜３ｍｍ程度）を持たせているが、ガイド溝４７の装置手前側端部４７ａは溝幅が狭くなっており、規制リブ４６に対してほぼ隙間なく嵌合してカートリッジＰの手前側の回転止めを形成する。

上述の実施例１〜３の画像形成装置において、像担持体は、電子写真感光体に限られず、静電記録誘電体や磁気記録磁性体などにすることもできる。

また、中間転写ベルトを記録材Ｓを保持して搬送する記録材搬送転写ベルトにして、記録材Ｓの面に各カートリッジの像担持体に形成されるトナー像を順次に重畳して転写する装置構成にすることもできる。

実施例１の画像形成装置の概略の縦断正面図 前面ドアが閉じ込まれている画像形成装置の外観斜視図 前面ドアが開かれて、第１のプロセスカートリッジが途中まで引き出されたところを示している画像形成装置の外観斜視図 実施例１における１つのカートリッジを非駆動側から見た外観斜視図 実施例１における第１から第４のカートリッジ支持部材及び前面ドアの斜視図（ドア開状態時） 実施例１における１つのカートリッジを駆動側斜め下側から見た外観斜視図 各カートリッジが装着位置に位置付けられている状態を示した図 各カートリッジの被位置決め部と装置本体側の位置決め部の説明図 各カートリッジが着脱位置に位置付けられている状態を示した図 各カートリッジが着脱位置に位置していて感光体ドラムが中間転写ベルトから離間している状態を示した図 １つのアーム部材部分の拡大図 カートリッジ支持部材の動作と、カートリッジ着脱の説明図 実施例１におけるカートリッジ挿入の様子を上側から見た説明図 実施例２における１つののカートリッジ支持部材の斜視図 実施例２におけるカートリッジ挿入の様子を上側から見た説明図 実施例３における１つのカートリッジ支持部材の斜視図 実施例３における１つのカートリッジを駆動側斜め下側から見た外観斜視図 実施例３におけるカートリッジ挿入の様子を上側から見た説明図 実施例１におけるカップリングの斜視図

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 前面ドア
３ 感光ドラム
７ プロセスカートリッジ筐体
７Ａ・７Ｂ 軸受部材
７Ｃ 回転止めボス
１５ 中間転写ベルト
Ｐ（ＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫ） プロセスカートリッジ
２４ 着脱開口
２５ ドア回転軸
２７（２７Ｙ・２７Ｍ・２７Ｃ・２７Ｋ） カートリッジ支持部材
３４ 支持部材連結軸
４０ リンクアーム
２９・３０ 位置決め部（突き当て部）
３２ 溝
３３ リブ
３３ａ リブの装置手前側の一部

Claims (13)

1. 感光体ドラムと、前記感光体ドラムに作用するプロセス手段と、を有するプロセスカートリッジを、前記感光体ドラムの軸線方向に沿って着脱可能な記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
   前記画像形成装置の装置本体に設けられた、前記プロセスカートリッジの着脱を行うための開口と、
   前記開口を開放する開状態と、前記開口を閉鎖する閉状態と、をとり得る開閉部材と、
   前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着される装着方向の上流側において、前記プロセスカートリッジの上方に設けられた前記感光体ドラムの前記軸線と交差する方向における位置決めする第１の位置決め部と、
   前記装着方向の下流側において、前記プロセスカートリッジの上方に設けられた前記感光体ドラムの前記軸線と交差する方向における位置決めする第２の位置決め部と、
   前記装着方向の下流側において、前記感光体ドラムの端部に設けられたドラムカップリングと係合して前記感光体ドラムに駆動力を伝達する本体カップリングと、
   前記開閉部材に連動して移動し、前記開閉部材が前記開状態に位置する際は、前記感光体ドラムを前記第１の位置決め部及び第２の位置決め部に位置決めするための第１の位置と、前記開閉部材が前記閉状態に位置する際には前記感光体ドラムを前記第１の位置決め部及び第２の位置決め部から離間させて前記プロセスカートリッジを前記装置本体に対して着脱するための第２の位置と、をとる前記プロセスカートリッジを支持する支持部材であって、前記プロセスカートリッジの着脱の際に、前記プロセスカートリッジの下方に設けられた被ガイド部と係合して前記プロセスカートリッジを前記装着方向に沿って案内するガイド部と、前記装着方向の上流側において、前記本体カップリングが前記ドラムカップリングに駆動力を伝達することによって前記プロセスカートリッジが前記第１の位置決め部及び第２の位置決め部に対して回転するのを規制する、前記プロセスカートリッジの下方を位置決めする第３の位置決め部と、を有する支持部材と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ガイド部は、前記装着方向に延びる溝であって、前記溝の上流側に前記第３の位置決め部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記ガイド部は、前記装着方向に延びる突起であって、前記突起の上流側に前記第３の位置決め部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記画像形成装置は、前記装着方向の下流側において、前記本体カップリングが前記ドラムカップリングに駆動力を伝達することによって前記プロセスカートリッジが前記第１の位置決め部及び第２の位置決め部に対して回転するのを規制する第４の位置決め部であって、前記支持部材が前記第１の位置と前記第２の位置との間を移動することを許容する第４の位置決め部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記第４の位置決め部は、前記プロセスカートリッジに設けられた突起と係合する、前記装置本体に設けられた穴であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記第４の位置決め部は、前記支持部材に設けられたことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
7. 前記第３の位置決め部と前記プロセスカートリッジとの嵌合の隙間は、前記第４の位置決め部と前記プロセスカートリッジとの嵌合の隙間よりも小さいことを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記画像形成装置は、前記装着方向において平行に複数の前記支持部材を有し、複数の前記プロセスカートリッジが着脱可能であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 画像形成装置本体に設けられた開口と、前記開口を開放する開状態と前記開口を閉鎖する閉状態とをとり得る開閉部材と、本体カップリングと、第１の位置決め部と、第２の位置決め部と、前記開閉部材に連動して移動し第１の位置と第２の位置とをとる、前記第１の位置決め部及び第２の位置決め部よりも下方に設けられた支持部材であって、ガイド部と第３の位置決め部とを有する支持部材と、を有する画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジであって、
   感光体ドラムと、
   前記感光体ドラムに作用するプロセス手段と、
   前記プロセスカートリッジを前記感光体ドラムの軸線方向から前記画像形成装置本体に装着した際に、装着方向の下流側において前記本体カップリングと係合する、前記感光体ドラムの端部に設けられたドラムカップリングと、
   前記プロセスカートリッジを支持した前記支持部材が前記第１の位置に位置した際に、前記装着方向の上流側において、前記第１の位置決め部に当接して前記感光体ドラムの前記軸線と交差する方向における位置決めがされる第１の被位置決め部であって、前記プロセスカートリッジの上方に設けられた第１の被位置決め部と、
   前記プロセスカートリッジを支持した前記支持部材が前記第１の位置に位置した際に、前記装着方向の下流側において、前記第２の位置決め部に当接して前記感光体ドラムの前記軸線と交差する方向における位置決めがされる第２の被位置決め部であって、前記プロセスカートリッジの上方に設けられた第２の被位置決め部と、
   前記プロセスカートリッジを前記画像形成装置本体に装着する際に、前記ガイド部と係合して前記感光体ドラムの軸線方向においてガイドされる被ガイド部と、
   前記装着方向の上流側において、前記ドラムカップリングに前記本体カップリングから駆動力が伝達されることよって前記プロセスカートリッジが前記第１の位置決め部及び第２の位置決め部に対して回転するのを前記第３の位置決め部で規制される、前記プロセスカートリッジの下方に設けられた第３の被位置決め部と、
   を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
10. 前記被ガイド部は、前記軸線方向に延びる突起であって、前記突起の上流側に前記第３の位置決め部が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記被ガイド部は、前記軸線方向に延びる溝であって、前記溝の上流側に前記第３の位置決め部が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
12. 前記第３の位置決め部は、前記被ガイド部よりも幅が大きいことを特徴とする請求項１０または１１に記載の画像形成装置。
13. 前記プロセスカートリッジは、前記装着方向の下流側において、前記ドラムカップリングに前記本体カップリングから駆動力が伝達されることよって前記プロセスカートリッジが前記第１の位置決め部及び第２の位置決め部に対して回転するのを前記装置本体に設けられた第４の位置決め部で規制される第４の被位置決め部を有することを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれかに記載の画像形成装置。

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