JP2011232656A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザビリティに優れた画像形成装置を提供する。
【解決手段】プロセスカートリッジを着脱するために開閉可能なカバー６であって、カバー６の閉動作に連動してプロセスカートリッジを記画像形成装置の装置本体の内部へ押し込む押し込み部を有するカバー６と、カバー６の開閉動作に連動してプロセスカートリッジの装着方向と交差する方向に移動してプロセスカートリッジに設けられた被連結部と連結、解除する連結手段１０と、プロセスカートリッジを装置本体に装着される途中において、プロセスカートリッジが移動する装着軌跡に連結手段１０が侵入するのを規制する第１の位置と、プロセスカートリッジを装置本体に装着された際に、装着軌跡内へ侵入するのを許容する第２の位置をとる規制手段３０と、を有する。
【選択図】図８

Description

本発明は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の、プロセスカートリッジが着脱可能な電子写真方式の画像形成装置に関するものである。

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は、一様に帯電させた像担持体、即ち、ドラム状の電子写真感光体（以下、「感光体ドラム」という。）に選択的な露光を行うことで感光体ドラム上に潜像を形成する。この潜像を現像剤（トナー）で顕像化し、該顕像（トナー像）を記録媒体に転写し、該転写像を記録媒体に定着する。

ここで、像の転写を終えた感光体ドラムは、クリーニング手段で残留を除去された後に帯電手段で一様に帯電され、再び露光に始まる像形成プロセスが施される。

このような画像形成装置では、現像剤の補給や各プロセス手段（帯電手段、現像手段、クリーニング手段等）の調整・清掃・交換等のメンテナンスが必要となるが、これらメンテナンスは専門のサービスマンによらなければならなかった。

そこで、電子写真画像形成装置においては、電子写真感光体及び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カートリッジ方式が採用されている。この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た。そこで、このカートリッジ方式は、電子写真画像形成装置において広く用いられている。

このようなカートリッジを用いる画像形成装置には、カートリッジを着脱するための開口と、その開口を閉塞する開閉可能なカバーと、カートリッジを装着するためのガイド部材が設けてある。また、カートリッジに駆動を伝達するカップリング機構を有するものがある（例えば、特許文献１参照）。

このカップリング機構は、プロセスカートリッジの感光体ドラムの回転軸方向にスライド可能で、駆動源であるモータからの駆動力を伝達する本体カップリングを有している。そして、本体カップリングが、プロセスカートリッジの感光体ドラムの一端に感光体ドラムの回転軸と同軸に設けたカートリッジカップリングと係合して駆動伝達を行う。本体カップリングをスライドさせる手段としてはカバーを駆動節とし、本体カップリングの回転軸と同軸に回動可能に配置された回転カムを従動節とし、カバーと回転カムを連結するロッドとで４節リンク機構を構成している。更に、回転カムと当接する固定カムと本体カップリングを加圧するバネを備えている。

カバーを開放させると、回転カムが伴って回動し、固定カムと回転カムの斜面によって本体カップリングをカートリッジカップリングから離れる方向にスライドさせる。それによって、本体カップリングとカートリッジカップリングとの連結が解除され、プロセスカートリッジを着脱可能な状態を作り出している。逆にカバーを閉めると、回転カムが前述とは逆方向に回転し、本体カップリングに当接するバネの弾性力によって本体カップリングがカートリッジカップリングに近づく方向にスライドし、本体カップリングがカートリッジカップリングに連結可能な状態となる。

また、プロセスカートリッジは、装置本体に設けたガイド部材に沿って所定の位置にユーザーの操作によって装着される。ここでプロセスカートリッジを所定の位置よりも手前でユーザーが止めてしまった場合に備えて、カバーにプロセスカートリッジを押圧する形状を設け、プロセスカートリッジを所定の位置の近傍まで押し込めるようにしたものもある（例えば、特許文献２、３参照）。

ドアに押し込み部を設けることによって、ユーザーがプロセスカートリッジを所定の位置よりも手前で止めてしまった場合でも、ドアの閉じる動作によって押し込み部がプロセスカートリッジを所定の位置の近傍まで押し込むことが可能となる。よって、ユーザビリティに優れた画像形成装置とすることができる。

特登録２８７５２０３号公報 特開平１０−２２８２２２号公報 特開２０００−２９３０８７号公報

従来技術で説明したカップリング機構において、本体カップリングを進退させるための回転カムには、
１．カバーが閉の状態で、本体カップリングがプロセスカートリッジ側へ突出し可能な状態とし、カートリッジカップリングと連結可能なこと。
２．カバーが開の状態で、本体カップリングがプロセスカートリッジの着脱軌跡から退避し、プロセスカートリッジの着脱動作に支障を与えないこと。
３．ドアを開放する際に両カップリングの連結解除に要する操作力の変化を低くすること。
といった項目を満足させる必要がある。

これらの制約条件を満足させるために回転カムには、本体カップリングの突出量と退避量とを規定するために回転軸方向に直角で位置が異なる２平面と、この２平面を斜面で繋ぐ構成としている。２平面の高さの差で本体カップリングの突出量と退避量を規定し、２平面を繋ぐ斜面の角度をできるだけ緩やかにすることでカップリングの連結解除に要するカバーの操作力の変化を少なくしている。

ここで、カバー閉塞時に本体カップリングが確実に突出できない場合には、プロセスカートリッジに駆動伝達できなくなる。そのため、本体カップリングの突出量を規定する平面の周方向長さは、関連寸法の公差を考慮した場合確実に当接できる状態を確保する必要がある。また、斜面の角度を急峻にするとカバーを開く際にカップリング解除に要する操作力の変化が大きくなるため、ユーザビリティの観点からの制約が出てくる。これらの条件を満足させようとすると、カバーの開放状態からカバーの閉動作を開始した初期の段階で本体カップリングはプロセスカートリッジの着脱経路に侵入し始めることになる。

また、カバーでプロセスカートリッジを押す構成を設ける場合であるが、カバーに設ける押し込み部はドアが閉じた状態でプロセスカートリッジにできるだけ近接して設けた方が、プロセスカートリッジを所定の位置に押し込むことが可能となる。しかし、プロセスカートリッジは、画像形成動作中に不要な外力を受けると正しいプロセス条件で動作できなくなる可能性がある。このため押し込み部とプロセスカートリッジの押し込み部対向面の間には、関係する寸法の公差を考慮して干渉しない程度のクリアランスを設定する必要がある。またカバー開放時にプロセスカートリッジの着脱動作に影響させないために、押し込み部は、プロセスカートリッジの着脱エリアから大きく逃がした位置に配置しなければならない。そのため、押し込み部がプロセスカートリッジ押し込みにいけるタイミングはドアがある程度以上閉じた状態からとなってしまう。

カップリング機構とカバーによるプロセスカートリッジの押し込みを共に盛込んだ画像形成装置において、ユーザーがプロセスカートリッジを所定位置の手前で装着を止めてしまった場合が生じる。この場合は、カバーの開放状態からの閉動作において、本体カップリングが突出するタイミングがプロセスカートリッジの押し込み開始するタイミングよりも早くなることがある。この場合には、カバーによるプロセスカートリッジの押し込み動作が本体カップリングの進行によって妨げられることが生じる。この状態になると、カバーでのプロセスカートリッジの押し込みはできず、カバーを閉じきることができなくなる。

このような事態を避けるため、設計の初期段階において
・カバーの回転中心位置
・回転カム形状
・カバーの押し込み部の配置
・ガイド形状
等を十分考慮する。そして、ドアの押し込み部によるプロセスカートリッジ押し込みタイミングが、本体カップリング突出タイミングより早くならず、かつカップリング解除時のドア操作力変動が少なくなるように配慮した設計を行う。しかし、製品の外装デザインの制約等によってはカバーの回転中心位置の調整ができず、完全に対応し切れない場合があった。このような設定とした製品で、プロセスカートリッジを途中で止めてカバーで押し込む動作を行おうとしたユーザーには、カバーを開け直してプロセスカートリッジを押し込み直してもらう必要があった。

本発明の目的は、上記諸問題に鑑みて、更にユーザビリティに優れた画像形成装置を提供することである。

更に言えば、本発明の目的は、設計初期段階の考慮すべき諸項目に対する自由度を高め、本体カップリング機構とプロセスカートリッジの押し込みにおけるパラメータを独立して各々最適な状態に設定できる機構を備えた画像形成装置を提供することである。

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、プロセスカートリッジが着脱可能な画像形成装置において、前記プロセスカートリッジを着脱するために開閉可能なカバーであって、前記カバーの閉動作に連動して前記プロセスカートリッジを前記画像形成装置の装置本体の内部へ押し込む押し込み部を有するカバーと、前記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の装着方向と交差する方向に移動して前記プロセスカートリッジに設けられた被連結部と連結、解除する連結手段と、前記プロセスカートリッジを前記装置本体に装着される途中において、前記プロセスカートリッジが移動する装着軌跡に前記連結手段が侵入するのを規制する第１の位置と、前記プロセスカートリッジを前記装置本体に装着された際に、前記装着軌跡内へ侵入するのを許容する第２の位置をとる規制手段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、ユーザビリティに優れた画像形成装置を提供することができる。

つまり、本発明によれば、プロセスカートリッジの装着動作時に、連結手段のプロセスカートリッジとの連結部の移動範囲にプロセスカートリッジの被連結部が侵入し始めるまで、連結手段の移動を阻害する規制手段を設ける。これによって、カバーによるプロセスカートリッジの押し込み動作と、カバーに連動してプロセスカートリッジ装着エリア内に侵入してくる連結手段との干渉を防止できる。そのため、仮にユーザーがプロセスカートリッジを所定の位置まで挿入しないでカバーを閉じようとした場合でも、スムースにカバーを閉じることができるため、よりユーザビリティに優れた製品を提供することが可能となる。さらに連結手段の移動開始タイミングとカバーによるプロセスカートリッジの押し込み動作に関して、それぞれに最適な設計を行うことが可能となり、開閉するカバー回転中心を機構の面から制約することが少なくなるのでデザインの自由度も向上する。

本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成断面図であり、カバーが閉じられた状態を示す。 本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成断面図であり、カバーが開放された状態を示す。 本発明に係る画像形成装置の一実施例の斜視図であり、カバーが開放された状態を示す。 本発明に係る画像形成装置の一実施例の斜視図であり、カバーが開放された状態を示す。 連結手段（カップリング機構）の一実施例の動作説明図である。 連結手段（カップリング機構）の一実施例の動作説明図である。 第１の実施例での押し込み部の動作説明図である。 第１の実施例での押し込み部の動作説明図である。 第１の実施例の画像形成装置の動作説明図である。 第１の実施例の画像形成装置の動作説明図である。 第２の実施例の画像形成装置の動作説明図である。 第２の実施例の画像形成装置の動作説明図である。 第２の実施例の画像形成装置の動作説明図である。 第３の実施例の画像形成装置の動作説明図である。 第３の実施例の画像形成装置の動作説明図である。

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
本発明に係るプロセスカートリッジが着脱可能な電子写真方式の画像形成装置の第一の実施例について説明する。図１〜図４を参照して、先ず、プロセスカートリッジ及びこれを着脱可能に装着して用いる画像形成装置の全体構成、並びに、プロセスカートリッジの押し込みについて説明する。次に、図５〜図１０を参照してプロセスカートリッジと画像形成装置本体との連結手段を構成するカップリング機構（連結部材）と、カップリング機構の規制手段について説明する。

以下の説明において、画像形成装置に関して「前」とは、図１にて紙面右側、「後」とは図１にて紙面左側をいうものとする。また、画像形成装置に関し「左」、「右」とは、画像形成装置を「前」から見たときの左右をいい、長手方向とは記録媒体の搬送方向に直交する左右面方向をいうものとする。

図１は、画像形成装置１００の断面図であり、画像形成装置本体（以下、単に「装置本体」という。）１００Ａにプロセスカートリッジ１０１を装着し、カバー６が閉じられ、画像形成動作を行う状態を示す。図２は、カバー６を開放してプロセスカートリッジ１０１を着脱する際の断面図である。

本実施例にて、画像形成装置１００は、図１に示すように、光学系１０３から画像情報に基づいたレーザー光を像担持体、即ち、感光体ドラム１０１ａに照射して感光体ドラムに潜像を形成し、この潜像をトナーを用いて現像してトナー像を形成する。そして、前記トナー像の形成と同期して、記録媒体Ｐ（記録用紙等）を給送トレー１０５からピックアップローラ１０６及び分離パット１０７、搬送ローラ対１０８等からなる搬送手段で搬送する。そして、感光体ドラム１０１ａに形成したトナー像を、転写手段としての転写ローラ１０９に電圧印加することによって記録媒体Ｐに転写する。そして、その記録媒体Ｐを定着手段１１０へと搬送する。この定着手段１１０は、駆動ローラ１１０ｂ及びヒーターを内蔵するヒーターユニット１１０ａからなり、通過する記録媒体Ｐに熱及び圧力を印加して転写トナー像を記録媒体Ｐに定着する。そしてこの記録媒体Ｐを排出ローラ対１１２で搬送し、排出部１１３へと排出する。

一方、プロセスカートリッジ１０１は、感光体ドラム１０１ａと、少なくとも１つのプロセス手段を備えて、装置本体１００Ａに対して着脱可能にされたものである。ここでプロセス手段としては、例えば感光体ドラムを帯電させる帯電手段、感光体ドラムに形成された潜像を現像する現像手段、感光体ドラム表面に残留するトナーをクリーニングするためのクリーニング手段等である。

本実施例のプロセスカートリッジ１０１は、図１に示すように、感光体ドラム１０１ａ、帯電手段としての帯電ローラ１０１ｂ、現像手段としての現像ローラ１０１ｃを有するものである。このプロセスカートリッジ１０１は、装置本体１００Ａから、後述するカップリング機構によって感光体ドラム１０１ａを回転駆動する。

このプロセスカートリッジ１０１は、図３、図４に示すようにユーザーによって装置本体１００Ａに設けたガイド部材８、９によって感光体ドラム１０１ａの回転軸方向に交差する方向から取り外し可能に装着される。

尚、カートリッジ枠体１０１ｆの左右側面には感光体ドラム１０１ａの回転軸と同軸に突出して形成した軸部１０１ｆ１と、軸部１０１ｆ１の近傍に装着ガイド１０１ｆ２が各々設けられている。そして、この軸部１０１ｆ１と装着ガイド１０１ｆ２はプロセスカートリッジ１０１を装着する際にガイド部材８、９のガイド溝８ａ、９ａと８ｂ、９ｂでそれぞれガイドされ、所定の姿勢で装着される。

尚、装置本体１００Ａにプロセスカートリッジ１０１を装着するには、軸６ａ（図２参照）を中心にして装置本体１００Ａに対して開閉可能なカバー６を開いて行う。そして、開閉カバー６を閉じることによって装置本体１００Ａは画像形成動作可能な状態となる。

尚、プロセスカートリッジ１０１を装置本体１００Ａから取り出す際も、カバー６を開いて行う。

次に、カバー６の開閉動作に連動する連結手段としての本体カップリング１０と、被連結部であるカートリッジカップリング５０との連結構成について、図１、図２、及び、図５、図６を参照して説明する。図５は、カバー６が閉じた状態で、本体カップリング１０とカートリッジカップリング５０が結合した状態での感光体ドラム１０１ａの回転軸付近での前からみた模式断面図である。図６は、図５と同じ位置でのカバー６を開放した状態で、本体カップリング１０がカートリッジカップリング５０から解除された状態での模式断面図である。

本体カップリング１０は、中央にギア部１０ａを配置してそのギア部１０ａの両端にカップリング部１０ｂと軸部１０ｃを一体的に全て同軸にして設けてある。このギア部１０ａは不図示の駆動源であるモータからの駆動力を受けている。本体カップリング１０は、カップリング１０ｂが本体側板Ａ１に固定カム１１を介して軸支され、また、軸部１０ｃが駆動側板Ａ２に軸受け１４で軸支されており、回転と回転軸方向のスライドができるように支持されている。本体カップリング１０のギア部１０ａと固定カム１１の間には回転カム１２が回転可能で回転軸方向にも移動可能に配置され、この回転カム１２とカバー６とをロッド１３で連結して４節リンク機構を構成している。また、本体カップリング１０の軸部１０ｃと軸受け１４との間にはバネ１５が配置され、本体カップリング１０をプロセスカートリッジ１０１側へ付勢している。

図１に示すカバー６が閉じた状態では、ロッド１３と回転カム１２は、図１、図５に図示する位置にある。本体カップリング１０とカートリッジカップリング５０は、図５に示すように、噛み合って、ギア部１０ａからの駆動力を感光体ドラム１０１ａへ駆動伝達可能の状態にある。そして、図１から図２に示す状態へとカバー６を開放すると、ロッド１３の移動に伴い回転カム１２も反時計周りに回転する。すると、回転カム１２の回転によって回転カム１２の斜面と固定カム１１の斜面とが当接することにより、図６に示すように、回転カム１２は感光体ドラム１０１ａより離れる方向へ移動する。回転カム１２の移動により本体カップリング１０も回転軸方向で感光体ドラム１０１ａより離れる方向に移動し、本体カップリング１０とカートリッジカップリング５０との連結が解除される。その際、本体カップリング１０の軸部１０ｃと軸受け１４との間に取り付けられたバネ１５は、その弾性力を増やす方向に圧縮される。カバー６を開放した状態では、本体カップリング１０は、プロセスカートリッジ１０１の着脱エリア内（装着軌跡内）から退避し、プロセスカートリッジ１０１が着脱可能な状態になる。

逆にカバー６を閉じると、図２から図１の状態、及び、図６から図５に示す状態になる。このとき回転カム１２は前述したときと逆に回転し、本体カップリング１０はバネ１５の弾性力で押されることにより、本体カップリング１０が回転軸方向でプロセスカートリッジに近づく方向に移動する。従って、再び図５の位置に戻ることができる。すると、カートリッジカップリング５０と本体カップリング１０とが結合可能となり、感光体ドラム１０１ａ等は装置本体１００Ａから駆動を受けて回転可能な状態に戻る。このような構成をとることにより、プロセスカートリッジ１０１をカバー６の開閉に応じて着脱及び駆動可能な状態にすることが可能になる。

次に、カバーに設けたプロセスカートリッジの押し込み部について、図１〜図３、図７（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。

本実施例ではカバー６が閉じた状態において、プロセスカートリッジ１０１に対向する部分に押し込み部としての突起６ｂを設けており、プロセスカートリッジ１０１にはこの突起６ｂに対向する被当接部１０１ｆ３を設けている（図１、図３参照）。カバー６の突起部６ｂは、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、プロセスカートリッジ１０１をユーザーが所定の位置に装着せずにカバー６を閉じてしまった場合に、プロセスカートリッジ１０１のカートリッジ枠体１０１ｆに当接する。そして、プロセスカートリッジ１０１の軸部１０１ｆ１をガイド溝８ａ、９ａの終端に押し込む。プロセスカートリッジ１０１の軸部１０１ｆ１をガイド溝８ａ、９ａの終端まで押し込めたら、カバー６の閉鎖によって、本体カップリング１０とカートリッジカップリング５０とは連結可能な状態となる。装置本体１００Ａが駆動され本体カップリング１０のギア部１０ａからの駆動力がカートリッジカップリングに伝達されると、プロセスカートリッジ１０１は、図１において時計回りのモーメントを受ける。そのため、プロセスカートリッジ１０１は時計回りに回転し、装着ガイド１０１ｆ２がガイド溝８ｂ、９ｂの終端に当接してプロセスカートリッジ１０１は所定の位置に装着される。

なお本実施例では、図１に示すように、カバー６が閉じた状態にある装置本体１００Ａの所定位置に装着されたプロセスカートリッジ１０１に対して、突起部６ｂは公差等のバラツキを考慮した状態でも干渉しないクリアランスを設けている。このため、装置本体１００Ａが画像形成動作を行っている間プロセスカートリッジには不要な外力が加わることがないので、適正な画像形成動作を行うことができる。

ここで、本発明に係る連結手段であるカップリング機構の規制手段について説明する。これまでに説明したカップリング機構とカバーによるプロセスカートリッジの押し込みを共に設けた画像形成装置においては、ユーザーがプロセスカートリッジ１０１を装着途中で止めてしまった場合に、次のようになる。即ち、カバー６でのプロセスカートリッジ１０１の押し込みに先立って本体カップリング１０がプロセスカートリッジ１０１の装着エリア内（装着軌跡内）に進行してしまう。そして、本体カップリング１０とプロセスカートリッジ１０１が干渉して、カバー６が閉じることができなくなる可能性がある。

そこで、本実施例では、プロセスカートリッジ１０１が装着されていない状態で、カバー６を閉じた場合に本体カップリング１０がプロセスカートリッジの装着エリア内に進行させる規制手段としてのカップリングシャッター３０を設けた。図１、図２、及び、図８（ａ）、（ｂ）〜図１０（ａ）、（ｂ）を用いてカップリングシャッター３０について説明する。図８（ａ）、（ｂ）〜図１０（ａ）、（ｂ）は、本体カップリング１０の中心付近の構成を示すプロセスカートリッジ１０１の装着方向に見た模式断面図である。

このカップリングシャッター３０は、図８（ａ）に示すように、ガイド部材８のガイド溝８ａ内部の終端に配置され、プロセスカートリッジ１０１の装着方向にスライド可能に保持されている。また、バネ３１でプロセスカートリッジ１０１の装着方向上流側へ付勢されている。図８（ａ）は、プロセスカートリッジを装着する前の状態で、カバー６を開放して本体カップリング１０をプロセスカートリッジの装着エリアから退避させ、カップリングシャッター３０がプロセスカートリッジの装着方向上流側へ付勢された状態である。

ここで、前述のようにユーザーが、プロセスカートリッジ装着時に、プロセスカートリッジ１０１を装着の途中で止めてしまった場合について説明する。

図７で示したように、プロセスカートリッジ１０１を装着の途中で止めて、カバー６を閉じる動作を行った場合、カバーの閉動作によって制御されて回転カム１２が回転する。それにより、本体カップリング１０はバネ１５の弾性力で、プロセスカートリッジ側に付勢される。しかし、図８（ｂ）に示すように、カップリングシャッター３０が本体カップリング１０の先端（連結部先端）と当接して本体カップリング１０の進行を阻害（規制）している。即ち、カップリングシャッター３０は第１の位置にある。このため本体カップリング１０はプロセスカートリッジ１０１の装着エリアには侵入してこないので、カバー６の突起部６ｂによるプロセスカートリッジ１０１の押し込み動作を継続して行うことができる。

この状態からカバー６の閉動作を継続すると、プロセスカートリッジの軸部１０１ｆ１がカップリングシャッター３０に当接し、図９（ａ）に示すように、カップリングシャッター３０を軸部１０１ｆ１で押し込み始める。カップリングシャッター３０が本体カップリング１０の先端との接触が離れる位置まで退避すると、即ち、カップリングシャッター３０が第２の位置にあると、本体カップリング１０はバネ１５の弾性力でプロセスカートリッジの装着エリア内に突出してくる。しかし、本体カップリング１０の先端面が軸部１０１ｆ１端面若しくはカートリッジカップリング５０端面に当接する位置で停止し、カバー６によるプロセスカートリッジの押し込み動作を阻害することはない。さらにカバー６を閉じて装置本体１００Ａを閉鎖した状態となると、図７（ｂ）で示したガイド溝８ａ終端までプロセスカートリッジ１０１の軸部１０１ｆ１を押し込むことができる。そして、回転カム１２も本体カップリング１０のプロセスカートリッジ側への全スライドを許容する位置へ移動すると共にカップリングシャッター３０のスライドも停止する。この状態で駆動が開始され、本体カップリング１０とカートリッジカップリング５０が嵌合する。すると、図９（ｂ）に示すように、本体カップリング１０はバネ１５の弾性力でプロセスカートリッジ１０１の装着エリア側に付勢され、プロセスカートリッジ側への侵入を終える。

上述のように、カップリングシャッター３０は、本体カップリング１０がプロセスカートリッジ１０１の装着軌跡内への移動を規制する第１の位置をとることができる。また、カップリングシャッター３０は、プロセスカートリッジ１０１の装着に伴って移動して本体カップリング１０の先端を開放する第２の位置をとることができる。

次に、プロセスカートリッジ１０１の交換やジャム処理などで、カバー６を開いてプロセスカートリッジ１０１を取り出すときの説明を行う。

カバー６を開く前は、図９（ｂ）に示した状態である。ここでカバー６を開くと図１０（ａ）に示すように、回転カム１２が回転し、固定カム１１と回転カムの斜面の摺擦によって本体カップリング１０を回転軸方向で図１０（ａ）の右方向に移動させる。これにより、本体カップリング１０とカートリッジカップリング５０との連結を解除すると共に、プロセスカートリッジの着脱エリアから退避させる。この状態からプロセスカートリッジ１０１を装置本体の外に取り出すと、カップリングシャッター３０がバネ３１の弾性力によって、本体カップリング１０のスライドエリアを遮る位置に移動することができるので、図８（ｂ）で示した状態となる。そして、カバー６を閉じて回転カム１２を回転させると図１０（ｂ）で示す状態となり、回転カム１２との間に本体カップリング１０のスライド可能な空間ができる。しかし、本体カップリング１０は、カップリングシャッター３０によって連結部先端のスライドを阻害されているので、本体カップリング１０はプロセスカートリッジ１０１の装着軌跡内に侵入することはない。

なお、カップリングシャッター３０は、装置本体１００Ａ内部にプロセスカートリッジ１０１が装着されていない状態では、本体カップリング１０を付勢しているバネ１５の使用範囲での最大弾性力で曲げ方向荷重を受けることになる。このため、装置本体１００Ａが工場から出荷されて、ユーザーが実際に使用するまでの期間は常にカップリングシャッター３０にバネ１５の荷重による曲げ力を受け続けるため、クリープ変形に配慮する必要がある。カップリングシャッター３０がクリープ変形を起すと、カップリングシャッター３０のスライドができなくなり、プロセスカートリッジ１０１の所定の位置への装着を阻害して、カバー６を閉じることができなくなる恐れがある。このためカップリングシャッター３０はクリープに対して配慮することが望ましい。このため、カップリングシャッター３０は板金を折り曲げて構成し、クリープ変形が許容できるようにすることができる。

以上説明したように、本実施例のカップリングシャッター３０を設けることで、プロセスカートリッジ１０１の装着を途中で止めてしまった場合でも、カバー６によるプロセスカートリッジの押し込み動作をカップリング手段が阻害することはない。そのため、スムースにプロセスカートリッジの装着行うことができる。また、プロセスカートリッジ１０１の取り出しにおいても、カップリングシャッター３０による操作性の低下はないので、従来の操作性を損なうことはない。

つまり、本発明の画像形成装置は、プロセスカートリッジを着脱するために開閉可能でプロセスカートリッジを装着方向に押し込み可能な押し込み部を有するカバーを有している。また、カバーの開閉動作に連動してプロセスカートリッジの装着方向と交差する方向に移動してプロセスカートリッジの被連結部と連結、解除される連結手段とを有している。斯かる構成にて、本発明によれば、プロセスカートリッジの装着動作時に、連結手段のプロセスカートリッジとの連結部の移動範囲にプロセスカートリッジの被連結部が侵入し始めるまで、連結手段の移動を阻害する規制手段を設ける。従って、カバーによるプロセスカートリッジの押し込み動作と、カバーに連動してプロセスカートリッジ装着エリア内に侵入してくる連結部材との干渉を防止することができる。そのため、仮にユーザーがプロセスカートリッジを所定の位置まで挿入しないでカバーを閉じようとした場合でも、スムースにカバーを閉じることができる。つまり、よりユーザビリティに優れた製品を提供することが可能となる。

さらに、本発明によれば、連結部材の移動開始タイミングとカバーによるプロセスカートリッジの押し込み動作に関して、それぞれに最適な設計を行うことが可能となる。それにより、開閉するカバー回転中心を機構の面から制約することが少なくなるのでデザインの自由度も向上する。

また、本発明によれば、規制手段は、プロセスカートリッジの装着動作に伴って連結手段のカバーとの連動を阻害する位置から、連結手段の移動を開放する位置を採ることができるので、プロセスカートリッジの装着動作の操作性を悪化させることがない。

実施例２
実施例１では本体カップリング１０のスライドエリアに侵入するカップリングシャッター３０について説明した。本実施例ではカバー６に連動して本体カップリング１０のスライドを規制している中間部材を構成する回転カムにカップリング手段の規制手段を設けた場合の説明を行う。なお、実施例１から変更の無い構成については説明を省略し、実施例１と同様の符号で説明する。以下の説明で用いる図１１（ａ）、（ｂ）、図１２（ａ）、（ｂ）、図１３は、本体カップリングの中心付近の構成を示すプロセスカートリッジの装着方向に見た断面図である。

本実施例では図１１（ａ）に示すように、回転カム２０の外周面に円弧状のフランジ２１を設ける。そして、カムシャッター３５をプロセスカートリッジ１０１の装着方向にスライド可能に保持し、カムシャッター３５をプロセスカートリッジ１０１の装着方向上流側へ付勢するバネ３６を設けた。

ここで図１１（ａ）は、カバー６を開放し、プロセスカートリッジ１０１を装着する前の状態である。この状態では、即ち、カムシャッター３５の第１の位置では、カムシャッター３５の端面３５ａと回転カム２０のフランジ２１は接触している。プロセスカートリッジ１０１を装着しないでカバー６を閉じた場合は、図１１（ｂ）に示すように、回転カム２０はカバー６の回動によって回転する。しかし、カムシャッター３５の端面３５ａは、回転カム２０に円弧状に設けたフランジ２１と当接を維持している。そのため、本体カップリング１０を押圧しているバネ１５の弾性力により、回転カム２０と本体カップリング１０の回転軸方向のスライドを規制することができる。

図１１（ａ）の状態からプロセスカートリッジ１０１を装着すると、図１２（ａ）に示すように、カートリッジ枠体１０１ｆのシャッター押圧部１０１ｆ４がカムシャッター３５に当接する。そして、カムシャッター３５をプロセスカートリッジ１０１の装着方向下流側へスライドさせ、図１２（ａ）に示すように、カムシャッター３５の端面３５ａは、第２の位置へと移動し、フランジ２１から離間する。この状態でカバー６を閉じる動作を行うと、カムシャッター３５によるスライド方向の規制はないので、固定カム１１の斜面と回転カム２０の斜面の当接と、バネ１５の弾性力によって本体カップリング１０はカートリッジカップリング５０側へスライドする。そして、図１２（ｂ）に示すように、両カップリング同士は嵌合可能な状態となる。

ここでプロセスカートリッジ１０１を途中で止めてしまった状態でカバー６によるプロセスカートリッジの押し込みを行う場合を説明する。

図１３に、カバー６の押し込み部とカートリッジ枠体１０１ｆの接触により、プロセスカートリッジ１０１を押し込みシャッター押圧部１０１ｆ４がカムシャッター３５を押し始めた状態を示す。図１３の状態ではプロセスカートリッジの軸部１０１ｆ１は本体カップリング１０先端のスライド領域に侵入している。しかし、カムシャッター３５と回転カム２０のフランジ２１との接触はまだ解除されていない。このため回転カム２０は、本体カップリング１０を回転軸方向への移動を規制しているので、本体カップリング１０はプロセスカートリッジ１０１の装着エリアには侵入することができない。このためプロセスカートリッジの装着動作を阻害することがなく、カバー６によるプロセスカートリッジ１０１の押し込みとカップリング機構との両立が可能となっている。この状態よりもカバーによるプロセスカートリッジの押し込み動作が進むと、カムシャッター３５と回転カムのフランジ２１との接触が解かれる。そのため、回転カム２０と本体カップリング１０とはバネ１５の弾性力によって回転軸方向でプロセスカートリッジ側にスライドし、図１２（ｂ）で示した状態となる。

次に、カバー６の開放動作による各部の動作を説明する。

図１２（ｂ）で示すプロセスカートリッジ１０１が装着されカバーが閉の状態からカバー６を開く。カムシャッター３５は、回転カム２０のフランジ２１の半径より遠い位置にいるため、回転カム２０の回転と軸方向スライドに対してカムシャッター３５は影響を与えることがない。従って、回転カム２０はカバーの開放動作に連動して移動することができる。このため回転カム２０は、カバーの開放動作に連動して回転し、固定カム１１と回転カム２０の斜面の作用によって、回転カム２０と本体カップリング１０とは回転軸方向でプロセスカートリッジから離れる方向に移動する。これにより、本体カップリング１０とカートリッジカップリング５０との連結が解除され、本体カップリング１０はプロセスカートリッジ装着エリアから退避した図１２（ａ）で示した状態に戻ることができる。そしてプロセスカートリッジ１０１を装置本体１００Ａの外部へ取り出すと、カムシャッター３５がバネ３６の弾性力によってプロセスカートリッジの装着方向上流側へ移動する。そして、カムシャッター３５の端面３５ａと回転カムのフランジ２１とが当接して、図１１（ａ）に示した回転カム２０と本体カップリング１０との回転軸方向でプロセスカートリッジ側へのスライドを規制可能な状態に戻ることができる。

以上の説明のように本実施例の形態でも、実施例１で述べたカップリング機構とカバーによるプロセスカートリッジの押し込みを両立させることが可能となる。また、実施例１の形態では、カップリングシャッターの配置場所として、ガイド部材８のガイド溝８ａ終端部にしか配置できなかった。しかし、本実施例で説明したカムシャッター３５では回転カム２０とカバー６とを連結するロッド１３の移動範囲の外で、プロセスカートリッジ１０１の装着軌跡の内部であればカムシャッター３５を配置可能であり、配置の自由度として高い構成となっている。また、本実施例の中で説明の便宜上、プロセスカートリッジ１０１にカムシャッター３５を動作させるシャッター押圧部１０１ｆ４を突出させていた。しかし、シャッター押圧部１０１ｆ４は、プロセスカートリッジのカートリッジ枠体１０１ｆに外形部にあれば特別に設ける必要はない。

なお、本実施例においてもプロセスカートリッジが未装着の状態で長期にわたり放置される場合においては、回転カムのフランジ２１に本体カップリング１０を押し出すバネ１５の使用範囲での最大弾性力が常に加わりつづける。そのため、クリープ変形に注意する必要があるので、回転カム２０を構成する材料を耐クリープ性の高い材料としたり、フランジ２１の強度を増すために板厚を大きくし、フランジ２１と回転カム２０外周面との隅部の隅Ｒを大きくする等の対処を行う必要がある。

実施例３
実施例１と実施例２ではカップリング規制手段としてスライドするシャッターを用いて説明した。本実施例では、プロセスカートリッジの装着方向に対して回動可能なカップリングレバー４０を用いて、連結手段の加圧部材であるバネを利用する形態について説明する。以下の説明で用いる図１４（ａ）、（ｂ）〜図１５（ａ）、（ｂ）は、本体カップリングの中心付近の構成をプロセスカートリッジの装着方向に見た断面図である。

本実施例のカップリングレバー４０は、図１４（ａ）に示すように、本体カップリング１０の回転軸１０ｂと直交する回動軸４０ａと、回動軸４０ａの半径方向に延びたプロセスカートリッジ１０１と当接する当接腕４０ｂと、を有している。更に、当接腕４０ｂとは異なる方向に回動軸４０ａから伸びた加圧腕４０ｃと、その先端に本体カップリング１０をプロセスカートリッジ側へ押圧するバネ１５の端面に当接する加圧部４０ｄを有している。このカップリングレバー４０は、回動軸４０ａを中心にして駆動側板Ａ２で回動自在に保持されている。カップリングレバー４０の当接腕４０ｂは、本体側板Ａ１と本体ガイド８を貫通してプロセスカートリッジの装着エリアに侵入しており、プロセスカートリッジ１０１の装着に伴って、当接腕４０ｂがプロセスカートリッジ１０１と接触する。これにより、カップリングレバー４０は回動する。加圧腕４０ｃ先端の加圧部４０ｄは、駆動側板Ａ２側に取り付けられた軸受け２５に設けた円弧穴２５ａ内に入り込んでいる。そのため、カップリングレバー４０が回動すると加圧部４０ｄがバネ１５と接触して、バネ１５に弾性変形を加える構成となっている。

図１４（ａ）は、カバー６を開放した状態で、回転カム１２がカバーに連動して回転し本体カップリング１０をカップリング解除位置に退避させ、プロセスカートリッジ１０１が未装着の状態を示している。この状態では、即ち、カップリングレバー４０の第１の位置では、カップリングレバー４０の加圧部４０ｄは、バネ１５の端面と当接していないか、若しくは、触れているだけであり、バネ１５を弾性変形させていないので弾性力を蓄えていない。そのため、本体カップリング１０をプロセスカートリッジ１０１側へ付勢する力を発生させていない。

次に、プロセスカートリッジ１０１をカバーの押し込み部で押し込む際の動作について説明する。

プロセスカートリッジ１０１がカバーの閉動作に伴って装着されてくると、回転カム１２が回転し本体カップリング１０の回転軸方向のスライドを許容する。しかし、図１４（ｂ）で示すように、バネ１５の発生させる弾性力が本体カップリング１０のスライド抵抗に勝る状態になるまで本体カップリング１０はスライドを始めることは無い。ばね１５の弾性力の発生のためには、先ず、プロセスカートリッジ１０１のレバー当接部１０１ｆ５がカップリングレバーの当接腕４０ｂを押す。そして、カップリングレバー４０が図中で時計周りに回転して、カップリングレバー４０の加圧部４０ｄがバネ１５に弾性変形を加えることにより発生する。

そして，本体カップリング１０がスライドを始める時点で、プロセスカートリッジ１０１の軸部１０１ｆ１が本体カップリング１０のスライドエリアに侵入するように、カップリングレバー４０の当接腕４０ｂと加圧部４０ｄのレバー比を設定しておく。これにより、プロセスカートリッジ１０１のカバーでの押し込みとカップリング機構の両立を図ることができる。

図１４（ｂ）の状態から更にプロセスカートリッジの押し込みを行うと、図１５（ａ）に示すように、プロセスカートリッジ１０１の軸部１０１ｆ１は、ガイド溝８ａの終端まで押し込まれる。そして、カップリングレバー４０もプロセスカートリッジ１０１の装着動作に伴って回動し、第２の位置へと移動する。そのため、加圧部４０ｄがバネ１５に本体カップリング１０をスライド可能とする弾性変形を加え、本体カップリング１０はプロセスカートリッジ１０１方向へ確実にスライドして本体カップリング１０とカートリッジカップリング５０とが連結可能な状態となる。

次に、カバーを開いてプロセスカートリッジ１０１を取り出す際の動作について説明する。

先ず、カバーを開放すると回転カム１２が連動して回転し、本体カップリング１０をプロセスカートリッジ１０１の装着エリアから退避した位置までスライドさせる（図１５（ｂ）参照）。このときプロセスカートリッジ１０１はまだ装着された状態なので、カップリングレバー４０の姿勢に変化なく、加圧部４０ｄと本体カップリング１０の軸部１０ｃの間でバネ１５は最大の弾性変形を加えた状態となっている。

ここでプロセスカートリッジ１０１を放置本体Ａから引き出すと、バネ１５の弾性力によってカップリングレバー１０は、図１５（ｂ）で反時計周りに回動し、図１４（ａ）で示した状態に戻ることができる。

このように本実施例ではカップリング規制手段であるカップリングレバー４０を付勢するために、本体カップリング１０を付勢するバネ１５の弾性力を利用している。そのため、新たなバネを追加する必要がないので、カップリング規制手段を構成する部品点数を少なくすることができる。

本実施例でのプロセスカートリッジ１０１を未装着でカバーが閉塞した状態では、カップリングレバー４０と本体カップリング１０には一方向に付勢する有効な加圧力が掛らない。そのため、カップリングレバー４０と本体カップリング１０は移動可能な範囲で自由な状態となっている。このような状態は、通常のユーザーの使用時にはほとんど存在せず、製品が出荷されてからユーザーの手に届くまでの期間であるため特に問題とはしない。

本実施例の形態ではプロセスカートリッジが未装着の状態ではカップリングレバーに荷重が加わることはないが、通常使用状態で常にカップリングレバーに本体カップリングを押圧するバネ１５の反力を受けることになる。しかし、実施例１、２のようにバネ１５の使用範囲での最大変形状態での加圧力を規制手段であるカップリングレバー４０が受け続けることは無いので、実施例１、２のようにクリープに対する懸念も少なくてすむという利点もある。

実施例４
実施例１から実施例３では連結手段として、プロセスカートリッジ１０１に駆動を伝達するカップリング機構（駆動連結部材）を用いて説明したが、連結部材としてはこれに限定されるものではない。例えばプロセスカートリッジの帯電手段や現像手段に所定のバイアスを印加する電気接点やトナー残量を検知するセンサー出力を本体へ伝える電気接点などの可動接点を、カバー６の開閉動作に連動して移動させる場合などにも適応可能である。

電気接点をカバーと連動してプロセスカートリッジに連結（電気的接続）する場合では、電気接点を保持するホルダーが本実施例の本体カップリングに相当し、カバーと連動して移動する回動ステーが本実施例の回転カムに相当する。また、電気接点圧を保証するために電気接点圧より高い荷重で加圧する加圧バネが本実施例の本体カップリングのバネに相当する。そして、ホルダーと回動ステーとの間に加圧バネを介在させ、プロセスカートリッジが未装着の状態ではホルダーの移動を阻害し、プロセスカートリッジが装着された状態でホルダーの移動を開放するシャッターを用いることで実現可能である。

６ カバー
６ａ 回転中心
６ｂ 押し込み部
８、９ ガイド部材
１０ 本体カップリング（連結手段）
１１ 固定カム
１２（２０） 回転カム
１３ ロッド
１４（２５） 軸受け
１５ バネ
３０ カップリングシャッター（規制手段）
３５ カムシャッター（規制手段）
４０ カップリングレバー（規制手段）
５０ カートリッジカップリング（被連結部）
１００ 画像形成装置
１００Ａ 画像形成装置本体
１０１ プロセスカートリッジ
１０１ｆ カートリッジ枠体
１０１ｆ１ 軸部
１０１ｆ３ 被当接部
１０１ｆ４ シャッター押圧部
１０１ｆ５ レバー当接部
１０３ レーザスキャナユニット
１１０ 定着部（定着手段）
１１３ 記録材排出部

Claims (5)

1. プロセスカートリッジが着脱可能な画像形成装置において、
   前記プロセスカートリッジを着脱するために開閉可能なカバーであって、前記カバーの閉動作に連動して前記プロセスカートリッジを前記画像形成装置の装置本体の内部へ押し込む押し込み部を有するカバーと、
   前記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の装着方向と交差する方向に移動して前記プロセスカートリッジに設けられた被連結部と連結、解除する連結手段と、
   前記プロセスカートリッジを前記装置本体に装着される途中において、前記プロセスカートリッジが移動する装着軌跡に前記連結手段が侵入するのを規制する第１の位置と、前記プロセスカートリッジを前記装置本体に装着された際に、前記装着軌跡内へ侵入するのを許容する第２の位置をとる規制手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記規制手段は、前記プロセスカートリッジの装着方向に移動可能で、前記第１の位置に位置するように付勢されており、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際に、前記プロセスカートリッジと当接して前記第１の位置から前記第２の位置に移動することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記規制手段は、前記プロセスカートリッジの装着方向に対して回動可能で、前記連結手段が前記カバーとの連動によって移動する際、前記プロセスカートリッジの装着方向と交差する方向の加圧力を発生させる加圧部材を加圧しない前記第１の位置と、前記プロセスカートリッジの装着に伴って移動して前記加圧部材を加圧する前記第２の位置との間を移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記連結手段は、前記プロセスカートリッジに駆動力を伝達する駆動連結部材であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の画像形成装置。
5. 前記連結手段は、前記プロセスカートリッジに電気的接続を行う可動接点であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の画像形成装置。

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