JP3982986B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置本体に着脱可能に装着されるプロセスカートリッジを有する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ、ファクシミリ或いはこれらの少なくとも２つの機能を備えた複合機などとして構成される上記形式の画像形成装置においては、そのプロセスカートリッジを画像形成装置本体に対して容易に着脱できるので、そのプロセスカートリッジの交換や、その修理、或いは保守点検などを効率よく行うことができる。プロセスカートリッジは、例えば、像担持体とこれを支持するユニットケースを有する像担持体ユニットや、定着ユニット、或いは両面ユニットなどとして構成される。
【０００３】
従来のこの種の画像形成装置においては、プロセスカートリッジにロックレバーを設け、プロセスカートリッジを画像形成装置本体に装着したとき、そのロックレバーを画像形成装置本体側のピンに係合して、プロセスカートリッジを画像形成装置本体に位置決めして保持していた（特開平１１−１０９８３０号公報参照）。ところが、この構成によると、プロセスカートリッジの着脱時に操作者がロックレバーを回動させる必要があるため、その操作が煩雑となる欠点を免れない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記従来の欠点を除去し、より一層簡単にプロセスカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱でき、しかも構造を簡素化できる冒頭に記載した形式の画像形成装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、冒頭に記載した形式の画像形成装置において、前記プロセスカートリッジは、画像形成装置本体に設けられた位置決め部に押し付けられた状態で圧接する第１の突部と、画像形成装置本体に設けられた受け部に圧接する第２の突部とを有し、該第２の突部は、プロセスカートリッジを画像形成装置本体に対して挿入するときの挿入方向に関し、前記第１の突部よりも後方側に位置し、前記プロセスカートリッジが、前記位置決め部に圧接した前記第１の突部の軸心を中心として回動して、前記第２の突部が前記受け部に摩擦係合するように、該受け部は、その上端側から下端側へ向けて、前記位置決め部に圧接した第１の突部に対して接近する向きに傾斜していることを特徴とする画像形成装置を提案する（請求項１）。
【０００７】
また、上記請求項１に記載の画像形成装置において、前記位置決め部に圧接した第１の突部の軸心を中心として、前記受け部に圧接した第２の突部の軸心を通る円弧を考えたとき、該受け部に圧接した第２の突部の軸心における円弧の接線と、前記受け部とのなす角度が５°乃至１０°に設定されていると有利である（請求項２）。
【０００８】
さらに、上記請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記プロセスカートリッジは、回転駆動される回転体を有し、前記第１の突部は、前記回転体の回転中心に対して同心状に配置されていると有利である（請求項３）。
【０００９】
また、上記請求項３に記載の画像形成装置において、画像形成装置本体に装着されたプロセスカートリッジの回転体が回転駆動されることによりプロセスカートリッジが回動付勢されたとき、その付勢力によって前記第２の突部が前記受け部に圧接するように、前記回転体の回転方向が設定されていると有利である（請求項４）。
【００１０】
さらに、上記請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記第２の突部が円柱状に形成され、その直径が５乃至１０mmに設定されていると有利である（請求項５）。
【００１１】
また、上記請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置において、プロセスカートリッジを画像形成装置本体に対して挿入するとき、前記第２の突部を前記受け部へ向けて案内するガイドを画像形成装置本体に設け、該ガイドは、プロセスカートリッジの挿入方向に向けて、その高さが低くなるように傾斜していると有利である（請求項６）。
【００１２】
さらに、上記請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置において、プロセスカートリッジを画像形成装置本体に対して挿入するとき、前記第２の突部を前記受け部へ向けて案内するガイドを画像形成装置本体に設け、該ガイドは、プロセスカートリッジの挿入方向に向けて、その高さが高くなるように傾斜していると有利である（請求項７）。
【００１３】
また、上記請求項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置において、前記位置決め部に圧接した第１の突部の軸心を中心として、前記受け部に圧接した第２の突部の軸心を通る円弧よりも、その半径方向外側のプロセスカートリッジ部分であって、プロセスカートリッジの挿入方向後方側の部分に取手を設けると有利である（請求項８）。
【００１４】
さらに、上記請求項１乃至８のいずれかに記載の画像形成装置において、前記第２の突部を前記受け部に押圧させる押圧部材を設けると有利である（請求項９）。
【００１５】
また、上記請求項１乃至９のいずれかに記載の画像形成装置において、前記プロセスカートリッジは、表面にトナー像が形成される像担持体と、該像担持体を回転自在に支持するユニットケースの少なくとも２つを有する像担持体ユニットとすることもできる（請求項１０）。
【００１６】
さらに、上記請求項１乃至９のいずれかに記載の画像形成装置において、前記プロセスカートリッジは、記録材上に形成されたトナー像を定着する定着ユニットとすることもできる（請求項１１）。
【００１７】
また、上記請求項１乃至９のいずれかに記載の画像形成装置において、前記プロセスカートリッジは、一方の面にトナー像が形成された記録材の他方の面にトナー像を形成すべく、該記録材を再給送する両面ユニットとすることもできる（請求項１２）。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例を図面に従って詳細に説明する。
【００１９】
図１は画像形成装置の一例を示す垂直断面図であり、ここに示した画像形成装置はレーザプリンタとして構成されている。画像形成装置本体１の内部に配置された像担持体の一例であるドラム状の感光体２は、画像形成動作時に図１における時計方向に回転駆動され、このとき、帯電手段の一例である帯電ローラ３によって感光体２の表面が所定の極性に一様に帯電される。帯電された感光体２の表面には、露光装置の一例である光書き込みユニット４から出射する光変調されたレーザ光Ｌが照射され、これによって感光体表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置５の現像ローラ６に担持されて搬送される粉体状の現像剤によってトナー像として可視像化される。
【００２０】
一方、画像形成装置本体１の下部には給紙ユニット７が配置され、その給紙カセット８に収容された転写紙、樹脂フィルム、或いは樹脂シートなどから成る記録材Ｐが、給紙ローラ９の回転によって、給紙カセット８から１枚ずつ矢印Ａ方向に送り出される。送り出された記録材Ｐは、レジストローラ対１０によって、感光体２の表面に形成されたトナー像に整合するタイミングで、転写手段の一例である転写ローラ１１と感光体２との間の転写部に向けて給送され、ここを通るとき、感光体上のトナー像が記録材Ｐの一方の面に転写される。記録材Ｐに転写されずに感光体表面に残留するトナーは、クリーニング装置１２のクリーニング部材１３によって感光体表面から除去され、その表面が清掃される。
【００２１】
転写部を通過した記録材は、引き続き矢印Ｂ方向に搬送され、定着ユニット１４を通過する。図１に例示した定着ユニット１４は、定着ケース１５と、その内部に収容されて当該ケース１５に回転自在に支持された定着ローラ１６及び加圧ローラ１７とを有し、定着ローラ１６は図示していないヒータを内蔵している。
【００２２】
定着ローラ１６と加圧ローラ１７は、互いに圧接しながら図１における矢印方向にそれぞれ回転し、これらの間を記録材Ｐが通過する。このとき、定着ローラ１６はヒータにより加熱されていて、その熱と両ローラ１６，１７からの圧力とによって、記録材表面に担持された未定着トナー像が記録材上に定着される。このように、定着ユニット１４は、記録材上に形成されたトナー像を定着する用をなし、画像形成装置本体１に着脱可能に装着されている。かかる定着ユニット１４を通過した記録材は、矢印Ｃ方向に搬送され、排紙ローラ対１９によって排紙トレイ２０上に排出される。本例の画像形成装置本体１は、外装カバー２１と、本体フレームとを有し、その外装カバー２１の上壁によって排紙トレイ２０が構成されている。
【００２３】
図１に示した画像形成装置は、記録材Ｐの他方の面にも画像を形成できるように両面ユニット１８を有している。前述のように記録材Ｐを排紙トレイ２０上に排出させるときは、定着ユニット１４の定着ケース１５に揺動可能に支持された切換爪２２は図１に実線で示す位置を占めているが、記録材Ｐの他方の面にも画像を形成するときは、切換爪２２は鎖線で示す位置に切り換えられる。これにより、定着ローラ１６と加圧ローラ１７の間を通った記録材は、矢印Ｄ方向に搬送されて両面ユニット１８の両面ケース２３内に送り込まれる。このとき、両面ケース２３に揺動可能に支持された切換爪２４は実線で示す位置を占め、これにより記録材は、可逆転ローラ対２５により搬送されて、両面ケース２３内に配置された反転トレイ２６に矢印Ｅで示すように送り込まれ、次いで可逆転ローラ対２５が逆方向に回転することにより、記録材は矢印Ｆ方向に搬送されて再給紙トレイ２７上に送り込まれる。
【００２４】
両面ケース２３内に配置された再給紙ローラ２８が所定のタイミングで回転することにより、再給紙トレイ２７の上に送り込まれた記録材が矢印Ｇ方向に再給送され、その記録材が転写部を通るとき、その他方の記録材面に前述したところと同様にして、感光体２上に形成されたトナー像が転写される。次いで、その記録材は定着ユニット１４を通り、矢印Ｃ方向に搬送されて排紙トレイ２０上に排出される。
【００２５】
上述のように、両面ユニット１８は、一方の面にトナー像が形成された記録材の他方の面にトナー像を形成すべく、記録材を再給送する用をなし、画像形成装置本体に着脱可能に装着されている。
【００２６】
図１に示した感光体２、帯電ローラ３、現像装置５及びクリーニング装置１２は、一体的なプロセスカートリッジ２９として構成されている。現像剤を収容した現像装置５の現像ケース３０と、感光体２から除去したトナーを収容するクリーニング装置１２のクリーニングケース３１は、プロセスカートリッジ２９のユニットケース１３２の一部により構成され、そのユニットケース１３２に帯電ローラ３と感光体２が回転自在に支持されている。
【００２７】
図２はプロセスカートリッジ２９の部分断面図であり、そのユニットケース１３２の両側壁１３３，１３３Ａには、同心状に配置された軸受部材１３４，１３４Ａが不動に固定されている。また感光体２は、円筒状の感光体本体１３５とその軸方向各端部に固定されたフランジ部材１３６，１３６Ａから構成され、感光体本体１３５は、ドラム状の導電性ベースと、その外周面に積層された感光層より成る。各フランジ部材１３６，１３６Ａは、各軸受部材１３４，１３４Ａに回転自在に支持され、一方のフランジ部材１３６Ａの一部によりギア１３７が構成されている。このギア１３７は、画像形成装置本体１の本体フレームに回転自在に支持された駆動ギア１２８に噛み合い、その駆動ギア１２８が、図示していないモータにより回転駆動され、その回転がギア１３７に伝えられ、これによって感光体２が図１における時計方向に回転駆動される。
【００２８】
軸受部材１３４，１３４Ａは、例えば金属により構成され、ユニットケース１３２は例えば樹脂により構成されているが、軸受部材１３４，１３４Ａとユニットケース１３２を一体の成形品により構成することもできる。
【００２９】
また、図１に示すようにユニットケース１３２に回転自在に支持された帯電ローラ３は、感光体２の周面に当接し、その感光体２の回転に従動して回転する。また、図１に示した光書き込みユニット４から出射したレーザ光Ｌは、ユニットケース１３２の上壁に形成された開口１２９を通してプロセスカートリッジ２９内に入射し、感光体表面を露光する。
【００３０】
上述のように、本例のプロセスカートリッジ２９は像担持体の一例である感光体２のほかに、帯電ローラ３、現像装置５、クリーニング装置１２などを有しているが、これ以外の要素を組み込んでプロセスカートリッジを構成することもできる。或いは逆に帯電ローラ、現像装置、クリーニング装置などをプロセスカートリッジから分離し、これらをプロセスカートリッジ以外の要素として構成することもできる。このように、ここに示したプロセスカートリッジは、表面にトナー像が形成される像担持体と、その像担持体を回転自在に支持するユニットケースの少なくとも２つを有する像担持体ユニットとして構成されている。
【００３１】
プロセスカートリッジ２９は画像形成装置本体に着脱可能に装着され、以下に、これに関連する構成を明らかにする。
【００３２】
図１に示した画像形成装置を操作する操作者は、通常、画像形成装置の右側に位置する。従って、図１における右側の画像形成装置本体側がその正面側となる。かかる画像形成装置本体１の正面側には、前カバー１３０が、その下部の枢ピン１３１を中心として回動開閉可能に支持され、通常は、画像形成装置本体１の正面側は図１に示すように前カバー１３０によって覆われている。
【００３３】
画像形成装置本体１の正面側に位置した操作者が、前カバー１３０の上部を掴んで、これを手前側に引くと、その前カバー１３０は、図３に示すように枢ピン１３１のまわりを回動し、画像形成装置本体１の正面側が開放される。そこで、プロセスカートリッジ２９を図３に矢印Ｈで示すように手前側に引いて、そのプロセスカートリッジ２９を外すことができる。またプロセスカートリッジ２９を矢印Ｉで示すように画像形成装置本体１内に挿入して、そのプロセスカートリッジ２９を図１に示すように画像形成装置本体１内にセットすることができる。このようにして、プロセスカートリッジ２９を新たなものと交換したり、画像形成装置本体１から外したプロセスカートリッジ２９を修理し、或いはプロセスカートリッジ２９を外した跡の画像形成装置本体内に手を入れ、ここに詰まった記録材を除去することができる。
【００３４】
図４は、プロセスカートリッジ２９を画像形成装置本体１から外した状態で、画像形成装置本体１の本体フレームと、プロセスカートリッジを示す斜視図であり、図５はプロセスカートリッジ２９を画像形成装置本体１に装着した状態で、そのプロセスカートリッジ２９を図４の矢印Ｖ方向に見た図である。これらの図と図３に示すように、プロセスカートリッジ２９のユニットケース１３２には、その左右の側壁に、同心状の第１の突部３２，３２Ａと、同じく同心状の第２の突部３３，３３Ａがそれぞれ設けられている。第２の突部３３，３３Ａは、プロセスカートリッジ２９を画像形成装置本体１に対して挿入するときの挿入方向、すなわち図３及び図４における矢印Ｉで示す方向に関し、第１の突部３２，３２Ａよりも後方側に位置している。各突部３２，３２Ａ，３３，３３Ａの形態は適宜設定できるが、図示した例では、その各突部が円柱状に形成されている。
【００３５】
一方、画像形成装置本体１の本体フレームを構成する左右の本体側板３４，３４Ａには、画像形成装置本体の前後方向（図３、図５の左右方向）に延びる第１の切欠３５，３５Ａが形成され、その上方には第２の切欠３６，３６Ａが形成されている。第１の切欠３５，３５Ａは、第２の切欠３６，３６Ａよりも奥側（図３、図５の左方）にまで延びている。各第２の切欠３６，３６Ａを区画する本体側板３４，３４Ａの各縁部のうち、奥側を向いた縁部は、第２の突部３３，３３Ａ用の受け部３８，３８Ａを構成している。
【００３６】
プロセスカートリッジ２９を画像形成装置本体１に取り付けるには、図３に示すように前カバー１３０を開き、操作者がプロセスカートリッジ２９を手で掴んで、これを図３の矢印Ｉで示すように画像形成装置本体１の奥側へ向けてほぼ水平方向に挿入するが、このとき各第１の突部３２，３２Ａを、各第１の切欠３５，３５Ａにそれぞれ挿入し、次いで各第２の突部３３，３３Ａを各第２の切欠３６，３６Ａにそれぞれ挿入する。プロセスカートリッジ２９を一番奥側まで押し込むと、各第１の突部３２，３２Ａは、各第１の切欠３５，３５Ａの一番奥側の位置決め部３７，３７Ａに押し付けられて当該位置決め部３７，３７Ａにそれぞれ圧接する。また、この状態のプロセスカートリッジ２９の挿入方向後部側２９Ａをわずかに下方に下げ、プロセスカートリッジ２９を第１の突部３２，３２Ａの軸心Ｘを中心として時計方向に回動させると、各第２の突部３３，３３Ａは、図５に示すように前述の各受け部３８，３８Ａに落し込まれ、その各受け部３８，３８Ａに圧接する。
【００３７】
上述のようにして、プロセスカートリッジ２９の第１の突部３２，３２Ａと第２の突部３３，３３Ａが、互いにほぼ対向して位置する位置決め部３７，３７Ａと受け部３８，３８Ａにそれぞれ圧接するので、プロセスカートリッジ２９は画像形成装置本体１の前後方向（図５の左右方向）と上下方向にがた付くことなく、確実に保持され、当該プロセスカートリッジ２９が画像形成装置本体１に対して正しく位置決めされて不動状態に装着される。このとき、プロセスカートリッジ側のギア１３７が画像形成装置本体側の駆動ギア１２８に噛み合う。次いで前カバー１３０を図１に示すように閉じて前述の画像形成動作を実行することができる。逆の操作により、プロセスカートリッジ２９を画像形成装置本体外に取り出すことができる。
【００３８】
上述のように、本例の画像形成装置のプロセスカートリッジ２９は、画像形成装置本体１に設けられた位置決め部３７，３７Ａに圧接する第１の突部３２，３２Ａと、画像形成装置本体１に設けられた受け部３８，３８Ａに圧接する第２の突部３３，３３Ａとを有しており、第１の突部３２，３２Ａを位置決め部３７，３７Ａに圧接させ、かつ第２の突部３３，３３Ａを受け部３８，３８Ａに圧接させるだけで、プロセスカートリッジ２９を画像形成装置本体１に対して正しく位置決めして装着することができる。従来のようにプロセスカートリッジにロックレバーを設ける必要はなく、これにより画像形成装置のコストを低減できるだけでなく、プロセスカートリッジ２９の着脱操作を簡素化することができる。
【００３９】
受け部３８，３８Ａの形態は適宜設定できるが、図６に示すように、受け部３８，３８Ａが、その上端ＵＥの側から、下端ＬＥの側へ向けて、位置決め部３７，３７Ａに圧接した第１の突部３２，３２Ａ、特にその軸心Ｘに対して漸次接近する向きに傾斜していることが好ましい。位置決め部３７，３７Ａに圧接した第１の突部３２，３２Ａの軸心Ｘを中心として、受け部３８，３８Ａに圧接した第２の突部３３，３３Ａの軸心Ｙを通る円弧Ｊを考えたとき、受け部３８，３８Ａに圧接した第２の突部３３，３３Ａの軸心Ｙにおける円弧Ｊの接線Ｔと、受け部３８，３８Ａとが角度α（＞０）をなしているのである。
【００４０】
上記構成により、プロセスカートリッジ２９を第１の突部３２，３２Ａの軸心Ｘを中心として時計方向に回動させて、第２の突部３３，３３Ａを受け部３８，３８Ａの面上に落し込むとき、その第２の突部３３，３３Ａを、受け部３８，３８Ａの上端ＵＥに邪魔されることなく円滑に落し込むことができる。しかも、第２の突部３３，３３Ａが受け部３８，３８Ａに圧接すると、当該突部３３，３３Ａは受け部３８，３８Ａに対して外力Ｆ１を及ぼす。図６におけるＦ１２は、受け部３８，３８Ａに対して垂直な方向の力Ｆ１の分力を示し、Ｆ１３はその分力Ｆ１２に直交する方向の分力を示しているが、第２の突部３３，３３Ａには、その分力Ｆ１２の反力が作用する。これによって第２の突部３３，３３Ａには、受け部３８，３８Ａから大きな摩擦力が加えられると共に、第１の突部３２，３２Ａが位置決め部３７，３７Ａを力Ｆ２で加圧する。プロセスカートリッジ２９が、位置決め部３７，３７Ａに圧接した第１の突部３２，３２Ａの軸心Ｘを中心として回動して、第２の突部３３，３３Ａが受け部３８，３８Ａに摩擦係合するように、該受け部３８，３８Ａは、その上端ＵＥの側から下端ＬＥの側へ向けて、位置決め部３７，３７Ａに圧接した第１の突部３２，３２Ａに対して接近する向きに傾斜しているのである。このようにして、プロセスカートリッジ２９ががた付くことなく画像形成装置本体１に保持され、その保持機能が高められる。
【００４１】
上述の角度αは適宜な大きさに設定できるが、これを５°乃至１０°に設定することが特に好ましい（図には、この角度よりも大きな角度で示してある）。角度αが１０°よりも大きいと、受け部３８，３８Ａの傾きが小さくなるので、第２の突部３３，３３Ａが受け部３８，３８Ａに対して上方に向けてずれ動きやすくなり、画像形成装置本体１に対するプロセスカートリッジ２９の位置精度が低下するおそれがある。逆に角度αが５°よりも小さいと、受け部３８，３８Ａの傾きが大きくなり、第２の突部３３，３３Ａが受け部３８，３８Ａに過度に強く食い込むように圧接し、プロセスカートリッジ２９を取り出すとき、第２の突部３３，３３Ａを受け部３８，３８Ａから外し難くなる。
【００４２】
角度αを５°乃至１０°に設定することにより、上述した不具合の発生を阻止し、プロセスカートリッジ２９を画像形成装置本体１に対して常に正しく位置決めして保持し、かつそのプロセスカートリッジ２９を取り出すときは、第２の突部３３，３３Ａを容易に受け部３８，３８Ａから外してプロセスカートリッジ２９を画像形成装置本体１から離脱させることができる。
【００４３】
ところで、第１の突部３２，３２Ａはユニットケース３１の適宜な個所に設けることができるが、本例の画像形成装置においては、図２に示すように、前述の軸受部材１３４，１３４Ａの一部がユニットケース１３２の各側壁１３３，１３３Ａよりも外方に突出し、その突出した部分が第１の突部３２，３２Ａとして構成されている。これにより、第１の突部３２，３２Ａは、回転駆動される感光体２及びギア１３７と同心状に位置する。
【００４４】
前述のように、画像形成動作時に、感光体２に固定されたギア１３７は、画像形成装置本体側の駆動ギア１２８から回転を伝えられて回転するが、このとき画像形成装置本体１に対するプロセスカートリッジ２９の位置精度が悪いと、両ギア１３７，１２８が正しく噛み合わず、これによって感光体２に微小な速度変動が生じ、感光体上に形成されたトナー像に濃度むらが発生し、その画質が劣化するおそれがある。また、プロセスカートリッジ２９を画像形成装置本体に装着した直後は、画像形成装置本体１に対してプロセスカートリッジ２９が正しく位置決めされて装着されていても、駆動ギア１２８からギア１３７に駆動力が伝達されるとき、ギア１３７に大きな荷重が加えられて、画像形成装置本体１に対するプロセスカートリッジ２９の位置精度が悪化したとすると、上述したところと同じ不具合が発生する。
【００４５】
これに対し、本例の画像形成装置においては、前述のように、第１の突部３２，３２Ａは、感光体２及びギア１３７の回転中心に対して同心状に配置され、しかもその第１の突部３２，３２Ａが、位置決め部３７，３７Ａに強く圧接して、画像形成装置本体１に対して強固に保持されているため、画像形成装置本体１に対する感光体２とギア１３７の位置精度が特に高められ、これらががた付くようなことはない。これにより両ギア１３７，１２８が常に正しく噛み合うので、上述した不具合の発生を阻止し、常に感光体上に高品質なトナー像を形成することができる。かかる効果は、プロセスカートリッジが感光体以外の回転体を有しているときも奏し得るものである。
【００４６】
このように、プロセスカートリッジが回転駆動される回転体を有している場合、第１の突部を、回転体の回転中心に対して同心状に配置することにより、回転体の速度変動をなくすことができる。
【００４７】
なお、本例の第２の突部３３，３３Ａは、その基部が、図７に示すように、例えば樹脂より成るユニットケース１３２の側壁１３３，１３３Ａに埋設されて固定されていて、第２の突部３３，３３Ａは例えば金属より成るが、第２の突部３３，３３Ａとユニットケース１３２を一体に成形した成形品により構成することもできる。
【００４８】
ところで、プロセスカートリッジ２９に設けられた回転体の一例である感光体２は、駆動ギア１２８からギア１３７に駆動力が伝達されて回転駆動されるが、このときユニットケース１３２に設けられた要素が感光体２に当接していると、プロセスカートリッジ２９の全体が、感光体２の回転中心を中心として、その回転方向に付勢される。図１に示した例では、ブレードより成るクリーニング部材１３の基端側がクリーニングケース３１に固定され、その先端側が感光体２の表面に圧接しており、またユニットケース１３２に支持された帯電ローラ３も感光体表面に当接している。さらに、図２に示したギア１３７がはすば歯車である場合、感光体２の回転時に、ギア１３７がその軸線方向に付勢され、当該ギア１３７の端面３９がユニットケース１３２に固定された軸受部材１３４Ａに圧接することもある。このように感光体２の回転時に、ユニットケース側の部材が感光体２に当接すると、プロセスカートリッジ２９の全体が感光体２の回転方向、すなわち図５における時計方向に回動付勢される。
【００４９】
上述のようにプロセスカートリッジ２９が、第１の突部３２，３２Ａの軸心Ｘを中心として回動付勢されるが、このときプロセスカートリッジ２９に設けられた第２の突部３３，３３Ａが、受け部３８，３８Ａに受け止められる。このため、プロセスカートリッジ２９が実際に回動したり、がた付くようなことはなく、プロセスカートリッジ２９は常に正しく位置決めされて保持される。のみならず、プロセスカートリッジ２９に加えられた付勢力によって、第２の突部３３，３３Ａが受け部３８，３８Ａに対してより一層大きな力で圧接することになるので、図６に示した力Ｆ１が大きくなり、プロセスカートリッジ２９は画像形成装置本体１に対してより確実に保持され、その保持安定性とプロセスカートリッジの位置決め精度が高められる。これは、回転駆動される回転体が感光体以外のものであるときも同様である。
【００５０】
プロセスカートリッジが回動付勢されたとき、そのプロセスカートリッジ２９が実際に回動したり、がた付くことを防止するため、プロセスカートリッジを受け止める専用の受け部材を画像形成装置本体に設けるようにしてもよいが、このようにすると画像形成装置の部品点数が増大し、そのコストが上昇するだけでなく、プロセスカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱するとき、受け部材が邪魔となって、プロセスカートリッジをスムーズに着脱できなくなるおそれがある。本例の画像形成装置では、プロセスカートリッジ２９を位置決めして保持する受け部３８，３８Ａによって、回動付勢されたプロセスカートリッジ２９の第２の突部３３，３３Ａを受け止めるので、上述の欠点を生じることはない。
【００５１】
また、感光体２の回転方向を図１における反時計方向に設定し、他の作像要素をこれに合せて配置することも可能であるが、このようにすると感光体の回転によって、プロセスカートリッジ２９は、図５における反時計方向に回動付勢されることになるので、第２の突部３３，３３Ａが受け部３８，３８Ａを押圧する力Ｆ１（図６）は非常に小さくなり、画像形成動作時にプロセスカートリッジ２９に加えられる外力などによって、第２の突部３３，３３Ａが、受け部３８，３８Ａに対して正しく圧接する所定の位置からずれ動き、画像形成装置本体１に対するプロセスカートリッジ２９の位置精度が悪化して、ギア１３７，１２８の噛み合い不良が発生するおそれがある。図示した例では、このような不具合の発生を阻止することができる。
【００５２】
画像形成装置本体に装着されたプロセスカートリッジ２９の回転体、図の例では感光体２が回転駆動されることにより、プロセスカートリッジが回動付勢されたとき、その付勢力によって第２の突部３３，３３Ａが受け部３８，３８Ａに圧接するように、回転体の回転方向を設定することによって、上述の各不具合を伴うことなく、画像形成装置本体１に対するプロセスカートリッジ２９の位置精度と、その保持安定性を確実に高めることができるのである。
【００５３】
前述のように、本例の第２の突部３３，３３Ａは円柱状に形成されており、その直径は適宜な大きさに設定できるが、この直径を５乃至１０mmに設定すると特に有利である。その理由は以下のとおりである。
【００５４】
図８は、プロセスカートリッジ２９を画像形成装置本体１に装着する時、第２の突部３３，３３Ａが受け部３８，３８Ａに係合するときの第２の突部３３，３３Ａの動きの一例を示す説明図である。第２の突部３３，３３Ａが受け部３８，３８Ａの上端ＵＥから、その受け部３８，３８Ａに圧接するまでの第２の突部３３，３３Ａの移動距離ｈは、第２の突部３３，３３Ａを受け部３８，３８Ａに確実に圧接させることができるように、第２の突部３３，３３Ａの半径ｒ以上であることが好ましい。従って、第２の突部３３，３３Ａの直径２ｒが大きくなると、第２の突部３３，３３Ａの移動距離ｈも大きくなる。第２の突部３３，３３Ａがこの距離ｈを移動するとき、プロセスカートリッジ２９は、図９に示すように第１の突部３２，３２Ａの軸心Ｘを中心として、鎖線で示す位置から実線で示す位置まで揺動する。その際、第２の突部３３，３３Ａの移動距離ｈが大きいと、プロセスカートリッジ２９の揺動量Ｋが大きくなる。従って、そのプロセスカートリッジ２９の後部側２９Ａが上方に大きく揺動したとき、プロセスカートリッジ２９の近くに位置する他の要素がプロセスカートリッジ２９に干渉しないように、その要素をプロセスカートリッジ２９から大きく離して配置しなければならない。ところが、このようにすると画像形成装置本体内に大きなスペースを確保しなければならず、これによって画像形成装置本体１が大型化する欠点を免れない。かかる不具合を阻止するには、プロセスカートリッジ２９の揺動量Ｋが小さくなるように、第２の突部３３，３３Ａの移動量ｈを小さくする必要がある。このためには、第２の突部３３，３３Ａの直径をできるだけ小さくし、その直径を１０mm以下に設定することが好ましい。このように第２の突部３３，３３Ａの直径を小さくすることによって、プロセスカートリッジ２９の揺動量Ｋを小さくでき、その結果、画像形成装置本体１を小型化することができるのである。
【００５５】
ところが、第２の突部３３，３３Ａの直径を小さくしすぎると、その剛性が低下し、第２の突部３３，３３Ａに作用する外力によってこれが撓んでしまい、画像形成装置本体内に装着されたプロセスカートリッジ２９を、安定した状態で精度よく保持することができなくなる。そこで、第２の突部３３，３３Ａの直径を５mm以上に設定し、その剛性低下を防止して、プロセスカートリッジ２９を安定した状態で固定できるようにすることが好ましい。このように、第２の突部３３，３３Ａの直径を５mm以上で１０mm以下の範囲の大きさに定めることにより、画像形成装置本体の小型化と、画像形成装置本体内にセットされたプロセスカートリッジの保持安定性を高めることができるのである。
【００５６】
ところで、第２の切欠３６，３６Ａの形態も適宜設定することができ、図１０に拡大して示すように、受け部３８，３８Ａの上方の本体側板の縁部４０を水平に形成してもよいし、その縁部４０と受け部３８，３８Ａの上端ＵＥとの間の間隔ｄを第２の突部３３，３３Ａの直径よりもはるかに大きく設定してもよい。
【００５７】
ところが、第２の切欠３６，３６Ａをこのように形成すると、図１０に矢印ａを付して示すように、第２の突部３３，３３Ａを切欠３６，３６Ａに挿入して、これを受け部３８，３８Ａに落し込むとき、その受け部３８，３８Ａが切欠３６，３６Ａ内で自由に動いてしまい、プロセスカートリッジ２９をスムーズにセットできなくなり、操作者に戸惑いを与えるおそれがある。これは、プロセスカートリッジ２９を画像形成装置本体１から外すときも同様である。
【００５８】
しかも、プロセスカートリッジ２９を画像形成装置本体１から引き出すべく、そのプロセスカートリッジ２９を第１の突部３２，３２Ａの軸心のまわりに回動させると、第２の突部３３，３３Ａは図１０に矢印ｂで示すように比較的大きな距離ｈ１を移動して縁部４０に当るが、このように移動距離ｈ１が大きいと、図９に関連して先に説明したようにプロセスカートリッジ２９の揺動量Ｋが大きくなり、画像形成装置本体１が大型化する欠点を免れない。
【００５９】
そこで、図１０に鎖線で示すように、縁部４０を下方に下げ、受け部３８，３８と縁部４０との間の間隔ｄを小さくすることも考えられる。ところが、このように構成しただけでは、第２の突部３３，３３Ａの移動距離ｈ１を充分に小さくすることはできない。しかも、プロセスカートリッジ２９を引き出すとき、その後部側を持ち上げた状態で、これを画像形成装置本体の前部側へ引くのが普通であるが、縁部４０が水平になっていると、傾いた状態のプロセスカートリッジ２９を引いたとき、縁部４０によって第２の突部３３，３３Ａを円滑に案内することは困難である。
【００６０】
そこで、プロセスカートリッジ２９を画像形成装置本体１に挿入するとき、第２の突部３３，３３Ａを受け部３８，３８Ａへ向けて案内するガイドを画像形成装置本体に設け、そのガイドを、プロセスカートリッジ２９の挿入方向に向けて、その高さが漸次低くなるように構成することが望ましい。例えば、図１１に示すように、第２の切欠３６，３６Ａを区画する上側の縁部４０の一部を、プロセスカートリッジ２９の挿入方向に向けて、その高さが漸次低くなるように傾斜させ、その傾斜した部分をガイド４１Ａとする。このようにすれば、プロセスカートリッジ２９を傾けた状態で画像形成装置本体１に挿入するとき、図１１に矢印ａで示すように、第２の突部３３，３３Ａがガイド４１Ａに摺接しながら案内されるので、プロセスカートリッジ２９をスムーズに装着することができる。プロセスカートリッジ２９を画像形成装置本体から取り出すときも同様である。このようにして、操作者に戸惑い感を与えることなく円滑にプロセスカートリッジ２９を着脱することができる。
【００６１】
また、図１２に示すように、受け部３８，３８Ａの上方の縁部４０の部分もプロセスカートリッジ２９の挿入方向に向けて、その高さが漸次低くなるように傾斜させ、この部分もガイド４１Ｂとすることもできる。受け部３８，３８Ａの上端ＵＥと縁部４０との間の間隔ｄは、第２の突部３３，３３Ａの直径よりわずかに大きく設定されている（これは、図１１及び図１３に示す例においても同じ）。
【００６２】
上述のように構成すれば、図１１に示した構成の作用が得られると共に、ガイド４１Ｂの高さを、図１０及び図１１の場合よりも低くすることができるので、図１２に矢印ｂで示すように、第２の突部３３，３３Ａを受け部３８，３８Ａからガイド４１Ｂに当るところまで移動させる距離ｈ１を小さくできる。これにより、プロセスカートリッジ２９の揺動量Ｋ（図９）を小さくでき、結局、画像形成装置本体をより一層小型化することができる。
【００６３】
図１２に示す例では、縁部４０の全体を同じ傾きで傾斜させて、ここをガイド４１Ａ，４１Ｂとしたが、図１３に示すように、受け部３８，３８Ａの上方のガイド４１Ｂの傾きを、ここよりもプロセスカートリッジの引き出し方向外側のガイド４１Ａの傾きよりも急勾配にすると、移動距離ｈ１をより一層小さくでき、画像形成装置本体をより効果的に小型化することができる。図１３においては、図１０乃至図１２と同様に、符号ａは、プロセスカートリッジ２９を装着するときの第２の突部３３，３３Ａの動きを示し、符号ｂはプロセスカートリッジ２９を取り外すときの第２の突部３３，３３Ａの動きを示している。
【００６４】
以上説明したガイド４１Ａ，４１Ｂは、プロセスカートリッジ２９の挿入方向に向けて、その高さが低くなるように傾斜しているが、図１１乃至図１３に示すように、上述のガイド４１Ａに対向する本体側板の縁部を、プロセスカートリッジ２９の挿入方向に向けてその高さが漸次高くなるように傾斜させ、ここをガイド４１Ｃとすることもできる。プロセスカートリッジ２９を着脱するとき、図１３に符号ｃを付して示すように、第２の突部３３，３３Ａをこのガイド４１Ｃに当接させて案内することも可能となり、これによってもプロセスカートリッジ２９を円滑に着脱することができる。このガイド４１Ｃと前述のガイド４１Ａ，４１Ｂを共に設けることにより、プロセスカートリッジ２９の着脱時に、第２の突部３３，３３Ａをいずれかのガイドによって案内することができるので、プロセスカートリッジ２９をいかなる姿勢でこれを着脱する場合にも、これをスムーズに装着し、又は取り出すことができる。
【００６５】
ところで、画像形成装置本体内にセットされたプロセスカートリッジ２９の保持安定性を高めるには、第２の突部３３，３３Ａを受け部３８，３８Ａに強く摩擦係合させることが好ましい。ところが、このようにすると、プロセスカートリッジ２９を引き出すべく、これを第１の突部３２，３２Ａの軸心Ｘのまわりに回動させるとき、プロセスカートリッジ２９に大きな力を加えないと第２の突部３３，３３Ａが受け部３８，３８Ａから外れず、その操作性が低下する。
【００６６】
そこで、先に図６を参照して、位置決め部３７，３７Ａに圧接した第１の突部３２，３２Ａの軸心Ｘを中心として、受け部３８，３８Ａに圧接した第２の突部３３，３３Ａの軸心Ｙを通る円弧Ｊについて説明したが、図５に示すように、この円弧Ｊよりも、半径方向外側のプロセスカートリッジ部分であって、プロセスカートリッジ２９の挿入方向後方側の部分に取手４３を設けることが好ましい。プロセスカートリッジ２９を取り外すとき、これを軸心Ｘのまわりに回動させる際、取手４３を掴んでプロセスカートリッジ２９を回動させるのである。このとき、取手４３は上述の位置に設けられているので、第２の突部３３，３３Ａが受け部３８，３８Ａに強く摩擦係合していても、てこの原理によって、小さな力で第２の突部３３，３３Ａを受け部３８，３８Ａがら外し、プロセスカートリッジ２９を楽に回動させてこれを取り出すことができる。
【００６７】
また、図４及び図５に示すように、例えば板ばねより成る押圧部材４４を各本体側板３４，３４Ａに設け、プロセスカートリッジ２９をセットしたとき、この押圧部材４４によってプロセスカートリッジ２９を加圧し、その第２の突部３３，３３Ａを受け部３８，３８Ａに強く圧接させてプロセスカートリッジ２９の保持安定性を高めることもできる。このように、第２の突部３３，３３Ａを受け部３８，３８Ａに押圧させる押圧部材４４を設けることにより、操作者がプロセスカートリッジ２９を特に強く下方に押下しなくとも、第２の突部３３，３３Ａが受け部３８，３８Ａに強く摩擦係合する。押圧部材がプロセスカートリッジ２９を押圧するように構成する代りに、その押圧部材が第２の突部３３，３３Ａを直に押圧するように構成することもできる。
【００６８】
以上説明した例では、プロセスカートリッジが、表面にトナー像が形成される像担持体と、その像担持体を回転自在に支持するユニットケースの少なくとも２つを有する像担持体ユニットとして構成され、その像担持体がドラム状の感光体として構成されているが、プロセスカートリッジが、複数のローラに巻き掛けられたベルト状の感光体より成る像担持体を有している場合も、前述の各構成を採用することができる。その際、ベルト状の感光体を巻き掛けたローラのうち、ベルトを駆動する駆動ローラと同心状に第１の突部を設けることが好ましい。また、像担持体が、感光体からトナー像を転写されるドラム状、又はベルト状の中間転写体より成るときも前述の構成を採用できる。
【００６９】
さらに、プロセスカートリッジが、図１に示した如き定着ユニット１４又は両面ユニット１８であるときも、前述の各構成を支障なく適用できる。図１に示した定着ユニット１４と両面ユニット１８は、画像形成装置本体１の奥側のカバー４６を開放することにより、画像形成装置本体に対して自由に着脱できるように構成されている。定着ユニット１４は、通常、その定着ローラ１６が画像形成装置本体側のモータにより回転駆動されるので、この定着ローラ１６と同心状に第１の突部を設け、また両面ユニット１８の場合には、再給紙ローラ２８が画像形成装置本体側のモータにより回転駆動されるので、この再給紙ローラ２８と同心状に第１の突部を設けることが望ましい。
【００７０】
本発明は、プリンタ以外の画像形成装置にも広く適用できるものである。
【００７１】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、ロックレバーを操作することなく、簡単にプロセスカートリッジを画像形成装置本体に装着し、かつ取り出すことができ、しかも画像形成装置本体に装着されたプロセスカートリッジの保持安定性を高めることができる。
【００７３】
請求項２に係る発明によれば、受け部に対する第２の突部の圧接力が弱すぎたり、逆に強くなりすぎて、プロセスカートリッジを外し難くなる不具合を防止できる。
【００７４】
請求項３に係る発明によれば、回転駆動される回転体に速度変動が生じる不具合を防止できる。
【００７５】
請求項４に係る発明によれば、回転体の回転により生じるプロセスカートリッジの回動付勢力を利用して、第２の突部を受け部に圧接させるので、プロセスカートリッジを安定した状態で保持することができる。
【００７６】
請求項５に係る発明によれば、画像形成装置本体が大型化することを防止でき、しかもプロセスカートリッジの保持安定性を高めることができる。
【００７７】
請求項６及び７に係る発明によれば、プロセスカートリッジを画像形成装置本体に対してスムーズに着脱することができる。
【００７８】
請求項８に係る発明によれば、プロセスカートリッジを楽に取り外すことができる。
【００７９】
請求項９に係る発明によれば、プロセスカートリッジの保持安定性を高めることができる。
【００８０】
請求項１０に係る発明によれば、上述した各効果を奏する像担持体ユニットを供することができる。
【００８１】
請求項１１に係る発明によれば、上述した各効果を奏する定着ユニットを供することができる。
【００８２】
請求項１２に係る発明によれば、上述した各効果を奏する両面ユニットを供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の概略断面図である。
【図２】プロセスカートリッジの部分断面図である。
【図３】プロセスカートリッジを画像形成装置本体から取り出したときの様子を示す概略図である。
【図４】プロセスカートリッジを本体側板から外した状態の斜視図である。
【図５】プロセスカートリッジを装着した状態で、図４の矢印Ｖ方向に見た図である。
【図６】受け部の詳細を示す説明図である。
【図７】第１の突部の一例を示す断面図である。
【図８】第２の突部の移動距離を説明する図である。
【図９】プロセスカートリッジが揺動する様子を示す図である。
【図１０】第２の突部の動きを説明する図である。
【図１１】ガイドの機能を説明する図である。
【図１２】ガイドの他の例を示す図である。
【図１３】ガイドのさらに他の例を示す図である。
【符号の説明】
１ 画像形成装置本体
１４ 定着ユニット
１８ 両面ユニット
２９ プロセスカートリッジ
３２ 第１の突部
３２Ａ 第１の突部
３３ 第２の突部
３３Ａ 第２の突部
３７ 位置決め部
３７Ａ 位置決め部
３８ 受け部
３８Ａ 受け部
４１Ａ ガイド
４１Ｂ ガイド
４１Ｃ ガイド
４３ 取手

Claims (12)

1. 画像形成装置本体に着脱可能に装着されるプロセスカートリッジを有する画像形成装置において、前記プロセスカートリッジは、画像形成装置本体に設けられた位置決め部に押し付けられた状態で圧接する第１の突部と、画像形成装置本体に設けられた受け部に圧接する第２の突部とを有し、該第２の突部は、プロセスカートリッジを画像形成装置本体に対して挿入するときの挿入方向に関し、前記第１の突部よりも後方側に位置し、前記プロセスカートリッジが、前記位置決め部に圧接した前記第１の突部の軸心を中心として回動して、前記第２の突部が前記受け部に摩擦係合するように、該受け部は、その上端側から下端側へ向けて、前記位置決め部に圧接した第１の突部に対して接近する向きに傾斜していることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記位置決め部に圧接した第１の突部の軸心を中心として、前記受け部に圧接した第２の突部の軸心を通る円弧を考えたとき、該受け部に圧接した第２の突部の軸心における円弧の接線と、前記受け部とのなす角度が５°乃至１０°に設定されている請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記プロセスカートリッジは、回転駆動される回転体を有し、前記第１の突部は、前記回転体の回転中心に対して同心状に配置されている請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 画像形成装置本体に装着されたプロセスカートリッジの回転体が回転駆動されることによりプロセスカートリッジが回動付勢されたとき、その付勢力によって前記第２の突部が前記受け部に圧接するように、前記回転体の回転方向が設定されている請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記第２の突部が円柱状に形成され、その直径が５乃至１０mmに設定されている請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. プロセスカートリッジを画像形成装置本体に対して挿入するとき、前記第２の突部を前記受け部へ向けて案内するガイドを画像形成装置本体に設け、該ガイドは、プロセスカートリッジの挿入方向に向けて、その高さが低くなるように傾斜している請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. プロセスカートリッジを画像形成装置本体に対して挿入するとき、前記第２の突部を前記受け部へ向けて案内するガイドを画像形成装置本体に設け、該ガイドは、プロセスカートリッジの挿入方向に向けて、その高さが高くなるように傾斜している請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記位置決め部に圧接した第１の突部の軸心を中心として、前記受け部に圧接した第２の突部の軸心を通る円弧よりも、その半径方向外側のプロセスカートリッジ部分であって、プロセスカートリッジの挿入方向後方側の部分に取手を設けた請求項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記第２の突部を前記受け部に押圧させる押圧部材を設けた請求項１乃至８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 前記プロセスカートリッジは、表面にトナー像が形成される像担持体と、該像担持体を回転自在に支持するユニットケースの少なくとも２つを有する像担持体ユニットである請求項１乃至９のいずれかに記載の画像形成装置。
11. 前記プロセスカートリッジは、記録材上に形成されたトナー像を定着する定着ユニットである請求項１乃至９のいずれかに記載の画像形成装置。
12. 前記プロセスカートリッジは、一方の面にトナー像が形成された記録材の他方の面にトナー像を形成すべく、該記録材を再給送する両面ユニットである請求項１乃至９のいずれかに記載の画像形成装置。

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