JP2018049198A - 画像形成装置及び装置本体 - Google Patents

Abstract

【課題】装置本体におけるプロセスカートリッジの占有比率に対するトナー容量の比率を増やすことができる技術を提供する。【解決手段】プロセスカートリッジの装置本体に対する装着状態を、装置本体に設けられた第１部材とプロセスカートリッジに設けられた第２部材が離間する第１装着状態と、第１部材と第２部材が接触する第２装着状態と、の間で変化させる位置決め機構を備える画像形成装置において、位置決め機構は、装置本体の高さ方向において、装置本体に対する第２部材の移動量が、装置本体に対するプロセスカートリッジ全体の移動量よりも大きくなるように、装着状態を第１装着状態と第２装着状態との間で変化させることを特徴とする。【選択図】図７

Description

本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置に関する。

従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置には、トナー像が形成される像担持体及び作像装置が画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジとして構成されたものが知られている。像担持体及び作像装置の点検、交換作業を容易に行えるよう配慮した構成である。特に、装置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）。このような従来構成では、装置本体の外装部のカバーの一部として、プロセスカートリッジ着脱のための開口を開閉可能に設けられたドアが設けられる。そして、プロセスカートリッジを装置本体内に装着し、ドアを閉位置に移動させたとき、そのドアの移動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される構成となっている。更に、着脱時に像担持体を傷つけるのを防止するため、像担持体を装置本体側の部材から離間させた状態としてからプロセスカートリッジの着脱が行われるように、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構成している。

特開２００４−２１２９８６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、プロセスカートリッジを装置本体に対して平行移動させて画像形成位置に位置決めするため、平行移動ストローク分だけ装置本体内に空間を設ける必要がある。そのため、装置本体においてプロセスカートリッジが占有する空間に対するトナー容量の比率を増やすことが難しかった。

本発明の目的は、装置本体におけるプロセスカートリッジの占有比率に対するトナー容量の比率を増やすことができる技術を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
画像形成に用いられる第１部材を有する装置本体と、
前記第１部材と接触して画像形成に用いられる第２部材を有し、前記装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジと、
前記プロセスカートリッジの装着状態を、前記第１部材と前記第２部材が離間する第１装着状態と、前記第１部材と前記第２部材が接触する第２装着状態と、の間で変化させる位置決め機構と、
を備える画像形成装置において、
前記位置決め機構は、前記装置本体の高さ方向において、前記装置本体に対する前記第２部材の移動量が、前記装置本体に対する前記プロセスカートリッジ全体の移動量よりも大きくなるように、前記装着状態を前記第１装着状態と第２装着状態との間で変化させることを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置の装置本体は、
画像形成に用いられる第１部材を有し、前記第１部材と接触して画像形成に用いられる
第２部材を有するプロセスカートリッジが着脱可能に構成された、画像形成装置の装置本体であって、
前記プロセスカートリッジの装着状態を、前記第１部材と前記第２部材が離間する第１装着状態と、前記第１部材と前記第２部材が接触する第２装着状態と、の間で変化させる位置決め機構を備える装置本体において、
前記位置決め機構は、前記装置本体の高さ方向において、前記装置本体に対する前記第２部材の移動量が、前記装置本体に対する前記プロセスカートリッジ全体の移動量よりも大きくなるように、前記装着状態を前記第１装着状態と第２装着状態との間で変化させることを特徴とする。

本発明によれば、装置本体におけるプロセスカートリッジの占有比率に対するトナー容量の比率を増やすことができる。

本発明の実施例１に係る画像形成装置の概略断面図 本発明の実施例１に係る画像形成装置の外観斜視図 本発明の実施例１に係る画像形成装置の外観斜視図 カートリッジを非駆動側から見た外観斜視図 第１〜第４のカートリッジガイド部材の斜視図 画像形成装置本体側のカートリッジ位置決め機構の構成説明図 画像形成装置本体側のカートリッジ位置決め機構の動作説明図 スライド部材及び加圧部材の動作説明図 カートリッジの位置決め状態及び位置決め解除状態を示す模式図 カートリッジの位置決め状態及び位置決め解除状態の推移を示す模式図 第１〜第４のカートリッジの位置決め状態及び位置決め解除状態の模式図 本発明の実施例２におけるスライド部材の形状を示す模式図 位置決め状態から位置決め解除状態への推移途中の状態を示す模式図 スライド部材が加圧部材から受ける力を示す模式図

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、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る。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

（実施例１）
《画像形成装置の全体的な概略構成》
図１は、本発明の実施例に係る画像形成装置１の概略の縦断正面図である。図２は、前面ドア（外装カバー）２が閉じられた状態の画像形成装置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状態を示している画像形成装置１の外観斜視図である。

本発明が適用可能な画像形成装置としては、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリなどが挙げられ、ここではカラーレーザプリンタに適用した場合について説明する。本実施例の画像形成装置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ビームプリンタであり、記録媒体として紙などの記録材にカラー画像形成を行う。また、この画像形成装置１は、第１〜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を配設した側であり、カートリッジＰの挿入方向上流側にあたる方向である。背面側又は奥側とは、その反対側であり、カートリッジＰの挿入方向下流側にあたる方向である。前後方向とは、背面側から正面側へ向う方向（前方向、つまりカートリッジＰの取り出し方向）と、その逆方向（後方向、つまりカートリッジＰの挿入方向）であり、カートリッジＰの着脱方向である。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〜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、右下がりの上下斜め方向に配列されて、画像形成可能な位置に位置決めされて装着されている。即ち、最も左側の第１のカートリッジＰＹが最も高く、第２のカートリッジＰＭがそれよりも低く、第３のカートリッジＰＣが更に低く、最も右側の第４のカートリッジＰＫが最も低い、右下がりの上下斜め方向に配列されている。

各カートリッジＰが収納部１Ｂにおいて画像形成可能な位置に装着されているときの、各カートリッジＰの有するドラム３の各回転中心を通るように仮想した仮想平面をＥとする。そして、その仮想平面Ｅの水平面Ｆに対する傾斜角をθとする。本実施例においては、その傾斜角θを略２０°に設定している。このように、複数のカートリッジＰを上下斜め方向に配列することによって装置本体１Ａの水平方向の幅を抑えることができる。

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側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４０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つのカートリッツジ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が、カートリッジ枠体４０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）４１と第２の軸受け部材（駆動側）４２との間に回転可能に支持されて配設されている。

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スキャナ８が配設されている。また、このレーザスキャナ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：最終記録媒体）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体である中間転写ベルト（以下、転写ベルトと記す）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転写ベルト１５が掛け回されて支持されている。そして、転写ベルト１５は、水平方向に対して斜めになるように配置されている。

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、カートリッジＰの上方に設けられており、その上面が転写ベルト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。転写ベルト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。転写ベルト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Ｖ３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には転写ベルト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と転写ベルト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となっている。

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、図１における時計周りの方向に所定の速度で回転駆動される。転写ベルト１５も図１の矢印Ｖ３の方向である反時計周りの方向（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光Ｌ（ＬＹ・ＬＭ・ＬＣ・ＬＫ）で走査露光する。レーザスキャナ８から出力されたレーザ光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４０ａからカートリッジ枠体４０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（現像剤像）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
のトナー像が転写ベルト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、転写ベルト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、転写ベルト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、転写ベルト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、転写ベルト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と転写ベルト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、転写ベルト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は転写ベルト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方式及び着脱方式》
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５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Ｐ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Ｐ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Ｐについては、表示部（不図示）に、そのカートリッジＰ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Ｐの準備を促す、或いはカートリッジＰ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におけるカートリッジＰの装着空間を開閉する開閉部材である前面ドア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もフロントアクセスにより出し入れする方式である。

即ち、装置本体１Ａの前側板３８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の前側板３８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。また前ドア２と前側板３８の間には、カートリッジＰの装着性を容易にするための、カートリッジドア２３が設けられている。カートリッジドア２３は仮想平面Ｅと平行な軸を中心に前面ドアと連動して開閉する。

本実施例では、この前面ドア２は、その下辺側に配設した、水平方向のドア回転軸（第１の回転軸）２５を中心にして、開口部２４を開放する開状態と、開口部２４を閉鎖する閉状態と、をとり得る。ドア回転軸２５は、装置本体１Ａの前面板３８に設けられた軸受け部材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、かつ水平にして配設されている。前面ドア２は、装置本体１Ａの前側板３８に対して閉じ込んだ略垂直の回動角度姿勢から、ドア回転軸２５を支点にして、前側板３８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（画像形成装置本体の内側）には、第１から第４のカートリッジＰ（ＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫ）を着脱時にガイドするカートリッジ上ガイド３０及びカートリッジＤＴガイド３１が配設されている。図５は、その各カートリッジガイド部材の斜視図である。

各ガイド部材は、長手方向を前後方向にして、第１〜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、左側から右側にかけて、右下がりの上下斜め方向に配列されている。即ち、最も左側の第１のガイド部材が最も高く、第２のガイド部材がそれよりも低く、第３のガイド部材が更に低く、最も右側の第４のガイド部材が最も低い、右下がりの上下斜め方向に配列されている。

カートリッジＰは、帯電手段４と現像手段５が組み付けられた現像ユニットと、ドラム３とクリーニング手段６が組み付けられたクリーニングユニット４３と、から構成される。クリーニングユニット４３上部の長手奥側にはカートリッジ上リブ４３Ａが、クリーニングユニット４３下部には長手方向略全体にわたって延びるカートリッジ下リブ４３Ｂが、それぞれ設けられている。カートリッジＰを挿入する際には、カートリッジ上リブ４３Ａとカートリッジ下リブ４３Ｂを、それぞれ装置本体側に配置されたカートリッジ上ガイド３０とスライド部材３２で挟み込むようにして所定の位置まで挿入する。カートリッジＰが所定の装着位置（後述する第１装着状態となる位置）まで到達すると、カートリッジ上リブ４３Ａと本体側のカートリッジ上ガイド３０の係合状態が解かれるように構成されている。後述するカートリッジの位置決め動作（装着状態を第１装着状態と第２装着状態との間で変化させる動作）を妨げないようにするため、このように構成されている。

《プロセスカートリッジの位置決め動作》
図６及び図７を参照して、カートリッジＰが装置本体内に装着完了後の位置決め動作について説明する。図６および図７は、プロセスカートリッジＰの位置決め機構の全体構成について説明する模式図である。装置本体の枠の一部であるメインステイ３３の上面に、前面ドア２およびカートリッジドア２３の開閉動作に連動して長手前後方向に移動可能なリンクロッド３４が配設されている。またメインステイ３３下面には、長手両端部２ヶ所にスライド部材３２が配設されている。スライド部材３２はリンク部材３５を介してリンクロッド３４とつながれており、リンクロッド３４の動きに連動して左右方向にスライド可能である。

図８は、カートリッジＰを押圧する加圧部材３６の動作を説明する模式図である。加圧部材３６は、それぞれのカートリッジＰの装着位置における長手両端部２ヶ所に設けられており、メインステイ３３に対して回転可能に支持されている。加圧部材３６とメインステイ３３との間には、カートリッジ加圧バネ３７が組み込まれており、このバネ圧でカー
トリッジＰの位置決め圧を調整する。また、加圧部材３６には、ボス３６Ａが長手方向に延びるように形成されており、スライド部材３２には、長手方向に貫通した孔形状の凹部３２ａが形成されており、該凹部３２ａにボス３６Ａが挿通されるように組み付けられている。そして、ボス３６Ａがスライド部材３２の凹部３２ａの斜面に沿って移動することにより、スライド部材３２の動きに連動して加圧部材３６が回転する。

図９、図１０を用いてカートリッジＰの位置決め動作について説明する。図９は、カートリッジの第１装着状態としての位置決め解除状態（点線）と第２装着状態としての位置決め状態（実線）を示した模式図である。図１０は、カートリッジの位置決め解除状態から位置決め状態の遷移過程を示した模式図であり、（ａ）の位置決め解除状態から（ｂ）の状態を経て（ｃ）の位置決め状態へ変化する様子を示している。図１０（ａ）〜（ｃ）の各上段の図は、長手方向においてスライド部材３２とクリーニングユニット４３の下リブ４３Ｂとが当接する位置における模式的断面である。図１０（ａ）〜（ｃ）の各下段の図は、長手方向において加圧部材３６と下リブ４３Ｂとが当接する位置における模式的断面である。

カートリッジＰの装着が完了後（図１０（ａ）の状態）、本体の前面ドア２を閉めると、その動作と連動して長手２ヶ所に設けられたスライド部材３２が図中矢印Ｖ１方向に動き始める。このとき、ドラム３と中間転写ベルト１５は離間している。そして、スライド部材３２の面３２ｂとクリーニングユニット４３の下リブ４３Ｂとが突き当たるとともに（図１０（ｂ）上段）、加圧部材３６のテーパ面３６Ｂとクリーニングユニット４３の下リブ４３Ｂとが突き当たる（図１０（ｂ）下段）。スライド部材３２が矢印Ｖ１方向に移動するに従い、カートリッジＰは、スライド部材３２の面３２ｂにガイドされながら移動し始め、矢印Ｒ１方向に回転動作をする加圧部材３６のテーパ面３６Ｂを駆け上るように移動する。

さらにスライド部材３２が移動すると、カートリッジＰは、加圧部材３６のテーパ面３６Ｂを昇りきり、加圧面３６Ｃへガイドされる（図１０（ｃ）下段）。カートリッジＰは加圧面３６Ｃから上方向の力を受け、第１の軸受け部材４１が本体後側板３９のＶ字形状の位置決め部３９ａに突き当たり、第２の軸受け部材４２が本体前側板３８のＶ字形状の位置決め部３８ａに突き当たる（図１０（ｃ）の状態）。これによりカートリッジＰの位置決めが完了する。また、このときカートリッジＰのドラム３と中間転写ベルト１５は接触しており、画像形成が可能な状態となる。なお、本実施例においては、スライド部材３２の平行移動量を１２ｍｍ程度に設定した。

また、逆にカートリッジを位置決め状態から位置決め解除にする場合は、次の通りである。すなわち、前面ドア２を開ける動作に連動してスライド部材３２が矢印Ｖ２方向に移動し始める。そして、カートリッジＰの下リブ４３Ｂがスライド部材３２の面３２ｃでガイドされつつ、加圧部材３６が矢印Ｒ１とは反対方向に回転することにより、軸受け部材４１、４２がそれぞれ本体前後側板の位置決め部から離間し、位置決め解除状態になる。このとき、ドラム３と中間転写ベルト１５は一定のクリアランス（本実施例では４ｍｍ程度）が確保された非接触な状態となり、カートリッジＰを取り出すことが可能となる。

図１１は、複数のカートリッジＰの位置決め解除状態（点線）と位置決め状態（実線）とを重ねて示した模式図である。上述した動作によりカートリッジＰは位置決め解除状態から位置決め状態へと装着状態が変化する。本実施例においては、カートリッジＰの状態変化の移動軌跡が、ドラム３の左方に位置する図中のＱ近傍を中心とする回転軌跡となるような構成とした。

より詳しく説明すると、カートリッジＰが描く軌跡は、必ずしもＱ近傍を中心とする正
確な回転軌跡を取るわけではなく、状態変化の前後で、Ｑを中心として装置本体に対する角度が変化する移動となる。位置決め解除状態において、カートリッジＰは、下方側がスライド部材３２及び加圧部材２６によって支持されているのに対し、上方側は、装置本体に対して特定の位置に保持される状態とはなっていない。すなわち、カートリッジＰの上方側は、ドラム３の長手両端の軸受け部材４１，４２が、装置本体に設けられた口広のＶ字形状の位置決め部に嵌り込んだ状態となって初めて、装置本体に対して位置決め固定される状態となるが、それまではフリーな状態である。

位置決め解除状態においてカートリッジＰの上方側がどのような状態となっているかは、装置構成によって異なる。例えば、カートリッジＰの上方側は装置本体側のいずれの部材とも接触せず、下方側がスライド部材３２及び加圧部材２６によって支えられるだけで立設した状態となる場合もあり得る。あるいは、例えば、カートリッジＰ上方に位置する軸受け部材４１，４２が、Ｖ字形状の位置決め部に浅く嵌り込んだ状態（遊嵌状態）、すなわち、Ｖ字に開いた側面のいずれかに引っかかった（もたれかかった）ような状態で保持される場合も考えられる。

このような位置決め解除状態から、軸受け部材４１，４２がＶ字形状の位置決め部に嵌り込むことで、カートリッジＰが上方側及び下方側の両方で装置本体に対して位置決め固定された状態となる。すなわち、本発明における位置決め機構は、スライド部材３２や加圧部材２６などの連動機構だけでなく、Ｖ字形状の位置決め部も含めた構成が対応する。

ドラム３は、装置本体の高さ方向において、中間転写ベルト１５に対して下方から接離するように構成されている。そして、図１１に示すように、カートリッジＰが装置本体に対してなす角度が、位置決め解除状態にあるときと、位置決め状態にあるときとで変化するように、装置本体に対して相対移動する。具体的には、装置本体の高さ方向において、装置本体に対するドラム３の移動量が、装置本体に対するプロセスカートリッジ全体の移動量よりも大きくなるように、カートリッジＰが装置本体に対して相対移動する。カートリッジＰは、装着状態の変化において、ドラム３が配置された上方側が上記高さ方向に略沿った方向に移動し、下方側が上記高さ方向とは略直交する方向に沿って移動するように、装置本体に対する姿勢を変化させる。このように装着状態を変化させる移動軌跡とすることで、カートリッジＰの状態を切り替えた際に、カートリッジ底面の高さ方向の変化量がほとんどなく、カートリッジＰの高さ内で状態の切り替えを行うことができる。

また、図中の領域Ｔは、互いに隣接するカートリッジ同士の位置決め状態と位置決め解除状態のオーバーラップ領域Ｔを示している。すなわち、隣接するカートリッジＰの一方のカートリッジＰが位置決め解除状態にあるときに装置本体内部を占有する空間の少なくとも一部と、他方のカートリッジＰが位置決め状態にあるときに装置本体内部を占有する空間の少なくとも一部とが、互いに重なる。カートリッジＰの状態切り替えを行う際は、複数のカートリッジＰを全て同時に（同じタイミングで）切り替えを行っている。そうすることでオーバーラップ領域Ｔが発生する程度までカートリッジ同士の距離を小さくしてもお互いが干渉することなく動作が可能である。

図中の領域Ｕで示した部分のみが、プロセスカートリッジの移動軌跡において、本体内に余分に設けるスペースであり、最小限の領域にとどめることが可能となる。

以上述べたような動作を経て、複数のカートリッジＰの状態を連動させて切り替えることで、カートリッジの高さ内で、カートリッジＰを本体に位置決め、位置決め解除をすることが可能になる。これにより、装置本体におけるカートリッジＰの占有空間を最大限トナー容量として活用することができる。そのため、画像形成装置本体を大型化することなくカートリッジのトナー容量を増やすこと、あるいは同一のトナー容量で画像形成装置を
小型化することができる。

本実施例における位置決め機構は、開閉部材としての前面ドア２の開閉動作と連動させた構成としているが、前面ドア２とは別の構成によって位置決め動作を行うように構成してもよい。また、本実施例では、プロセスカートリッジを複数備えたタンデム方式の装置構成を採用しているが、装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジの数は本実施例の構成に限定されるものではない。１つのプロセスカートリッジが着脱可能な単色の画像形成を行う装置構成においても、本実施例と同様にトナー収容量の拡大、装置の小型化を図ることができる。また、本実施例では、中間転写ベルト１５を用いた構成としているが、ドラム３から直接記録材に転写する構成、すなわち、ドラム３と接触して転写ニップを形成する搬送ベルト等の搬送部材を第１部材として備えた構成に対しても本発明は適用可能である。

（実施例２）
図１２〜図１４を用いて、本発明の実施例２に係る画像形成装置について説明する。なお、実施例１と同一部品、ならびに同一機能を有する部品については同じ符号で示し、その説明を省略する。実施例２においてここで説明しない事項は実施例１と同様である。

図１２は、実施例２におけるスライド部材３２の形状を示している。図１３は、カートリッジの位置決め状態と位置決め解除状態の間の任意の状態を示している。加圧部材３６を回動させるための凹部３２ａの位置は、中間転写ベルト１５の回転方向上流側に向うに従い、一定の間隔α（ここではα＝３ｍｍに設定）でずらしていくように設けてある。このようにスライド部材の凹部３２ａの位置をずらすことで、カートリッジＰを位置決め状態へ移動させる際には、中間転写ベルト１５の回転方向下流側から順次変化していく。また逆に、カートリッジＰを位置決め解除状態へと移動させる際には、回転方向上流側から状態が変化していく。すなわち、実施例２は、各カートリッジＰが、互いに干渉を生じることがないタイミングであって少しずつずれたタイミングで（時間差をもって）状態変化するように構成されている。

図１４は、スライド部材３２が矢印Ｖ２方向に移動する際に、加圧部材３６から受ける力を示している（位置決め状態から位置決め解除状態へと変化させるとき）。反力Ｎ１は、加圧部材３６が加圧バネ３７を圧縮することで、ボス３６Ａから受ける反力である。また摩擦力μＮ１は、スライド部材３２がＶ２方向に移動する際に、反力Ｎによりボス３２Ａとの間で発生する摩擦力である。スライド部材３２を矢印Ｖ２方向に移動させるために必要な力は、反力Ｎ１と摩擦力μＮ１をＶ２方向に分解した力の和（合力Ｎ）である。合力Ｎは、ボス３６Ａが変化点Ｇを乗り越える際に最大となる。

本実施例では、スライド部材３２の凹部３２ａの位置をスライド部材３２の移動方向においてそれぞれずらした位置に設けている。これにより、凹部３２ａにおいてボス３６Ａが当接する面の角度が大きく変化する変化点Ｇにボス３６Ａが突入するタイミングをそれぞれのカートリッジＰでずらすことができる。その結果、スライド部材３２を移動させるために必要な力が軽減（分散）することができ、ユーザが前面ドア２を開閉する操作力を軽減することができる。

１…画像形成装置、１Ａ…画像形成装置本体、３…感光ドラム、１５…中間転写ベルト、３２…スライド部材、３６…加圧部材

Claims (13)

1. 画像形成に用いられる第１部材を有する装置本体と、
   前記第１部材と接触して画像形成に用いられる第２部材を有し、前記装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジと、
   前記プロセスカートリッジの装着状態を、前記第１部材と前記第２部材が離間する第１装着状態と、前記第１部材と前記第２部材が接触する第２装着状態と、の間で変化させる位置決め機構と、
   を備える画像形成装置において、
   前記位置決め機構は、前記装置本体の高さ方向において、前記装置本体に対する前記第２部材の移動量が、前記装置本体に対する前記プロセスカートリッジ全体の移動量よりも大きくなるように、前記装着状態を前記第１装着状態と第２装着状態との間で変化させ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複数備えており、
   複数の前記プロセスカートリッジは、隣接する前記プロセスカートリッジの一方の前記プロセスカートリッジが前記第１装着状態にあるときに前記装置本体の内部において占有する空間の少なくとも一部と、他方の前記プロセスカートリッジが前記第２装着状態にあるときに前記装置本体の内部において占有する空間の少なくとも一部とが、互いに重なることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記位置決め機構は、複数の前記プロセスカートリッジの装着状態を、全て同じタイミングで、前記第１装着状態から前記第２装着状態へ、または前記第２装着状態から前記第１装着状態へ変化させることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記位置決め機構は、複数の前記プロセスカートリッジの装着状態を、それぞれ異なるタイミングであって隣接する前記プロセスカートリッジが干渉を生じることがないタイミングで、前記第１装着状態から前記第２装着状態へ、または前記第２装着状態から前記第１装着状態へ移動させることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記位置決め機構は、一つの前記プロセスカートリッジの装着状態を前記第１装着状態と前記第２装着状態との間で変化させる際に要する力が最大となるタイミングが、複数の前記プロセスカートリッジにおいてそれぞれ異なるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記装置本体における前記プロセスカートリッジの装着空間を開閉する開閉部材をさらに備え、
   前記位置決め機構は、前記開閉部材の開閉動作と連動して、前記装着状態を前記第１装着状態と第２装着状態との間で変化させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記装着状態が前記第１装着状態と第２装着状態との間で変化する際の前記プロセスカートリッジの移動方向は、前記装置本体への装着の際に前記プロセスカートリッジが前記第１装着状態となる位置まで移動する際の移動方向と直交する方向であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記プロセスカートリッジは、前記装着状態が前記第１装着状態と第２装着状態との間で変化する際の移動方向と直交する方向に見たときに、前記第１装着状態にあるときに前記装置本体に対してなす角度と、前記第２装着状態にあるときに前記装置本体に対してなす角度と、が異なることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置
   。
9. 前記第２部材は、前記高さ方向において、前記プロセスカートリッジの上方に設けられ、前記第１部材に対して下方から接離するように構成されており、
   前記プロセスカートリッジは、前記装着状態が前記第１装着状態と第２装着状態との間で変化する際、前記第２部材が前記高さ方向に略沿った方向に移動し、下方側が前記高さ方向とは略直交する方向に沿って移動するように、前記装置本体に対する姿勢を変化させることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記第１部材は、像担持体に担持された現像剤像が転写される記録材を搬送する搬送部材であり、
    前記第２部材は、像担持体であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記第１部材は、像担持体に担持された現像剤像が転写される中間転写体であり、
    前記第２部材は、像担持体であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
12. 前記プロセスカートリッジは、前記装置本体に装着される際に前記第１装着状態となるまでの移動方向が、前記像担持体の回転軸の軸線方向に沿った方向であり、前記装着状態が前記第１装着状態と前記第２装着状態との間で変化する際の移動方向が、前記軸線方向と直交する方向である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. 画像形成に用いられる第１部材を有し、前記第１部材と接触して画像形成に用いられる第２部材を有するプロセスカートリッジが着脱可能に構成された、画像形成装置の装置本体であって、
    前記プロセスカートリッジの装着状態を、前記第１部材と前記第２部材が離間する第１装着状態と、前記第１部材と前記第２部材が接触する第２装着状態と、の間で変化させる位置決め機構を備える装置本体において、
    前記位置決め機構は、前記装置本体の高さ方向において、前記装置本体に対する前記第２部材の移動量が、前記装置本体に対する前記プロセスカートリッジ全体の移動量よりも大きくなるように、前記装着状態を前記第１装着状態と第２装着状態との間で変化させることを特徴とする装置本体。

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