JP4934418B2 - プロセスカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、プロセスカートリッジに関するものである。特に、カラー画像形成装置に適用して好適なものである。

ここで、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段又はクリーニング手段と、電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。また、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも１つと電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものである。更に、プロセスカートリッジとは、少なくとも現像手段と電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものをいう。

また、画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するものである。そして画像形成装置の例としては、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えば、レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。

従来、電子写真画像形成方式のカラー画像形成装置としては、所謂、タンデム方式のカラー画像形成装置が知られている。このタンデム方式のカラー画像形成装置では、複数の、例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックの各色のトナー像を形成する４つのプロセスカートリッジが中間転写体又は静電転写ベルトの移動方向に沿って略直線上に並設されている。

このように、タンデム方式のカラー画像形成装置は、複数の画像形成部を並設して、カラー画像等の画像の形成を行うために、各カートリッジの有する、各色のトナーを収容した現像器が略同時に現像動作を行うことができる。そのため、高速にカラー画像を形成することができる。一方、タンデム方式のカラー画像形成装置は、設置面積が大きくなる傾向がある。

タンデム方式のカラー画像形成装置において、複数のプロセスカートリッジを鉛直方向に並設することにより設置面積を減少させた装置（以下、「縦型タンデム方式」と呼ぶ。）が知られている（例えば、特許文献１参照）。

ただし、このような縦型タンデム方式の場合、どうしても装置の高さが高くなる傾向にある。特に近年、個人、数人で使用するデスクトップ型のプリンタの需要が増し、机の上に置く場合、装置の高さを低くすることが要求されている。

そこで、装置の高さを抑えるために、複数のプロセスユニットを鉛直方向ではなく、少し斜めに配置する（即ち、中間転写体を少し斜めに傾ける）方式が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開平０８−１９０２４５号公報 特開２００１−３５６５５０号公報

上記のように、画像形成装置のさらなる小型化が望まれている。

しかし、複数のプロセスカートリッジを装着する画像形成装置において、プロセスカートリッジがプロセスカートリッジ枠体より突出した現像剤量検知部を有し、現像剤量検知部が隣接するカートリッジと対向する面にある場合、次のような問題が生じる。

つまり、隣接し合うカートリッジの間隔が広くなり、画像形成装置本体が大型化する。

そこで、本発明の目的は、複数のプロセスカートリッジを装着する画像形成装置において、プロセスカートリッジがプロセスカートリッジ枠体より突出した現像剤量検知部を有し、現像剤量検知部が隣接するカートリッジと対向する面にある場合においても、装置の小型化を達成することのできるプロセスカートリッジを提供することである。

上記目的は本発明に係るプロセスカートリッジにて達成される。要約すれば、本発明の一態様によれば、複数のプロセスカートリッジが着脱可能な画像形成装置本体であって、前記プロセスカートリッジに設けられた感光体ドラムに形成されたトナー像を記録媒体に転写するためのベルトと、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である第一の装着方向に沿って前記ベルトから前記感光体ドラムが離れた状態でガイドした後、前記ベルトに前記感光体ドラムが接触する方向である第二の装着方向にガイドするガイド部材と、を有する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において、
前記感光体ドラムと、
前記感光体ドラムに形成された静電潜像を現像剤を用いて現像するための現像ローラと、
前記現像剤を収容する収容部と、
前記収容部に収容された前記現像剤の量を検知するための現像剤量検知部であって、前記収容部の外側に突出した現像剤量検知部と、
前記プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着された際に隣接する第二のプロセスカートリッジに設けられた第二の現像剤量検知部との干渉を回避するために凹部であって、前記プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着した状態で前記第二の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、前記第二の現像剤量検知部が通過することを許容する、前記第一の装着方向に沿って形成された第一の領域と、前記第二のプロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着した状態で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、前記第二の現像剤量検知部が通過することを許容する、前記第一の装着方向に沿って形成された第二の領域と、前記プロセスカートリッジ及び前記第二のプロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着した際に、前記第二の現像剤量検知部が位置する、前記第一の領域と前記第二の領域と連結し前記第二の装着方向に沿って形成された第三の領域と、を有する前記凹部と、
を有することを特徴とするプロセスカートリッジが提供される。

本発明の第二の態様によれば、複数のプロセスカートリッジが着脱可能な画像形成装置本体であって、前記プロセスカートリッジに設けられた感光体ドラムに形成されたトナー像を記録媒体に転写するためのベルトと、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である第一の装着方向に沿って前記ベルトから前記感光体ドラムが離れた状態でガイドした後、前記ベルトに前記感光体ドラムが接触する方向である第二の装着方向にガイドするガイド部材と、を有する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において、
感光体ドラムと、
前記感光体ドラムから現像剤を除去するクリーニング部材と、
前記クリーニング部材によって除去した前記現像剤を収容する収容部と、
前記収容部に収容された前記現像剤の量を検知するための現像剤量検知部であって、前記収容部の外側に突出した現像剤量検知部と、
前記プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着された際に隣接する第二のプロセスカートリッジに設けられた第二の現像剤量検知部との干渉を回避するために凹部であって、前記プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着した状態で前記第二の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、前記第二の現像剤量検知部が通過することを許容する、前記第一の装着方向に沿って形成された第一の領域と、前記第二のプロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着した状態で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、前記第二の現像剤量検知部が通過することを許容する、前記第一の装着方向に沿って形成された第二の領域と、前記プロセスカートリッジ及び前記第二のプロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着した際に、前記第二の現像剤量検知部が位置する、前記第一の領域と前記第二の領域と連結し前記第二の装着方向に沿って形成された第三の領域と、を有する前記凹部と、
を有することを特徴とするプロセスカートリッジが提供される。

本発明によれば、プロセスカートリッジを感光体ドラムの軸線方向である第一の装着方向に沿ってベルトから感光体ドラムが離れた状態でガイドした後、ベルトに前記感光体ドラムが接触する方向である第二の装着方向にガイドするガイド部材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において、隣接するプロセスカートリッジに設けられた、突出する現像剤量検知部との干渉を回避するために凹部を有することで、画像形成装置をさらに小型化することができる。

以下、本発明に係るプロセスカートリッジ及び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画像形成装置の一実施例を説明する。本実施例にて画像形成装置は、カラー電子写真画像形成装置とされる。

（電子写真画像形成装置の全体構成）
先ず、図１を参照して、本実施例のカラー電子写真画像形成装置（以下、「画像形成装置」という。）１００の全体構成について説明する。

図１に示す画像形成装置１００は、水平方向に対して傾斜して並設した４個のプロセスカートリッジ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）を有する。プロセスカートリッジ７（７ａ〜７ｄ）は、装着開口部８２ｂ（図３参照）に着脱可能に装着される。

プロセスカートリッジ７（７ａ〜７ｄ）は、夫々１個の像担持体としてのドラム状の電子写真感光体（以下、「感光体ドラム」という。）１（１ａ〜１ｄ）を上部に備えている。つまり、プロセスカートリッジ７（７ａ〜７ｄ）は、画像形成装置本体１００Ａにおいて、感光体ドラム１（１ａ〜１ｄ）の回転軸線方向に対し直交する方向に整列して配置されている。

感光体ドラム１は、駆動部材（不図示）によって、同図中、時計回りに回転駆動される。感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、次の構成が配置されている。

つまり、転写後の感光体ドラム１表面に残ったトナーを除去するクリーニング部材６（６ａ〜６ｄ）、感光体ドラム１表面を均一に帯電する帯電ローラ２（２ａ〜２ｄ）、及び、画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光体ドラム１に静電潜像を形成するスキャナユニット３（３ａ、３ｂ）が配置される。

更に、感光体ドラム１の周囲には、上記感光体ドラム１上に形成された静電潜像を現像剤（以下、「トナー」という。）を用いて現像し、現像像（以下、「トナー像」という。）とする現像ユニット４（４ａ〜４ｄ）が配置される。

また、感光体ドラム１の周囲には、転写ユニット５が配置されている。転写ユニット５は中間転写ベルトを用いた構成、又は、紙搬送ベルトを用いた構成、のいずれの場合でも本発明に用いることができる。本実施例では、中間転写ベルトを用いた構成の場合について説明する。

つまり、本実施例では、転写ユニット５は、感光体ドラム１上の４色のトナー画像を一括して転写させる中間転写ユニット５とされる。中間転写ユニット５は、ローラ５６、５７、５９に張設され、矢印Ａ方向に回動する中間転写ベルト５ａを備えている。

ここで、感光体ドラム１と、クリーニング部材６、帯電ローラ２及び現像ユニット４とは、一体的にカートリッジ化され、プロセスカートリッジ７を構成している。

そして、中間転写ベルト５ａを間にして前記感光体ドラム１と対向する位置に、１次転写ローラ５１（５１ａ〜５１ｄ）が設けられている。

また、図１中の右側において、中間転写ベルト５ａは、２次転写ローラ５２と対向して接している。

そして、画像形成装置本体１００Ａの下部には、転写材としての記録媒体Ｓを収納する給紙カセット１７ａと、記録媒体Ｓを給紙する給紙ローラ５４と、記録媒体Ｓを搬送する搬送ローラ対７６とを有する給送装置１７が設けられている。

（プロセスカートリッジ）
次に、図２を参照して、本実施例によるプロセスカートリッジ７について説明する。

図２は、現像剤、即ち、トナーを収容したプロセスカートリッジ７の主断面である。

尚、イエロー色のトナーを収容したカートリッジ７ａ、マゼンタ色のトナーを収容したカートリッジ７ｂ、シアン色のトナーを収容したカートリッジ７ｃ、ブラック色のトナーを収容したカートリッジ７ｄは、同一構成とされる。従って、以下の説明では、各カートリッジ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを、総称してカートリッジ７として説明する。カートリッジ７を構成する各構成部材についても同様に総称して説明する。

プロセスカートリッジ７は、感光体ドラム１、帯電ローラ２及びクリーニング部材６を備えた第一枠体としての感光体ユニット２６と、現像ローラ２５などの現像部材を有する第二枠体としての現像ユニット４に分かれている。

感光体ユニット２６のクリーニング枠体２７には、感光体ドラム１が不図示の軸受を介して回転自在に取り付けられている。感光体ドラム１の周上には、前述した通り帯電ローラ２及びクリーニング部材６が配置されている。クリーニング部材６によって感光体ドラム１表面から除去された残留トナーは、除去トナー室２７ａに落下する。そして感光体ユニット２６に駆動モータ（不図示）の駆動力を伝達することにより、感光体ドラム１を画像形成動作に応じて回転駆動させる。クリーニング枠体２７には帯電ローラ軸受２８が、帯電ローラ２の中心と感光体ドラム１の中心を通る矢印Ｄ方向に移動可能に取り付けられている。帯電ローラ２の軸２ｊは、帯電ローラ軸受２８に回転可能に取り付けられており、帯電ローラ軸受２８は、帯電ローラ加圧部材４６により感光体ドラム１に向かって加圧された状態である。

現像ユニット４は、感光体ドラム１と接触して矢印Ｂ方向に回転する現像ローラ２５と現像枠体３１を備えている。現像ローラ２５は、現像枠体３１の両側にそれぞれ取り付けられた軸受部材（図示せず）を介して、回転自在に現像枠体３１に支持されている。また、現像ローラ２５の周上には、現像ローラ２５に接触して矢印Ｃ方向に回転するトナー供給ローラ３４と現像ローラ２５上のトナー層を規制するための現像ブレード３５がそれぞれ配置されている。さらに、現像枠体３１のトナー収容部（即ち、容器）３１ａには、収容されたトナーを撹拌するとともに前記トナー供給ローラ３４へトナーを搬送するためのトナー搬送部材３６が設けられている。

そして、現像ユニット４は、軸受部材３２Ｒ、３２Ｌに設けられた、穴３２Ｒｂ、３２Ｌｂに嵌合する軸３７Ｒ及び３７Ｌを中心にして感光体ユニット２６に回動自在に結合されている。プロセスカートリッジ７の画像形成時においては、現像ユニット４は、加圧バネ３８により付勢されているため、軸３７を中心に回転し、現像ローラ２５が感光体ドラム１に当接している。

さらに、現像枠体３１には、現像ユニット４に収容された現像剤量を検知する現像剤量検知部としてのトナー残量検知用ライトガイド４１が設けられている。このようなトナー残量を検知するために容器３１ａに光を透過させる方式においては、容器３１ａの外側の本体より発せられた光は、アクリル、ＰＳ、ＰＣ等の透明樹脂部材よりなるライトガイド４１の入射位置から、容器３１ａ内の検出位置を通過する。そして、再び、容器３１ａの外の出射位置から、本体の受光位置へと光路がガイドされる。そのため、この方式は、通常、光の入出射を確実にするために、ライトガイド４１が容器３１ａの外部に突出している。さらには、本体の傾きによるトナー残量の測定誤差を少なくするために長手中央付近に配置している。

（画像形成の動作）
図１を参照して説明すると、画像形成の動作は次の通りである。

まず、各カートリッジ７の有する感光体ドラム１が、画像形成装置本体１００Ａに設けられた駆動伝達部によって、画像形成のタイミングに合わせて回転する。そして、前記各プロセスカートリッジ７に対応するスキャナユニット３（３ａ、３ｂ）が駆動する。

そして、感光体ドラム１の回転に従動して、帯電ローラ２も回転する。その際、帯電ローラ２に帯電バイアスが印加される。その結果、感光体ドラム１の周面に一様な電荷が付与される。

スキャナユニット３は、画像情報に応じてレーザービームＬを感光体ドラム１の周面に照射する。その結果、感光体ドラム１の周面に静電潜像が形成される。

現像ユニット４に回転可能に支持された現像ローラ２５は、トナーを用いて静電潜像を現像し、トナー像を感光体ドラム１上に形成する。

トナー像は、１次転写ローラ５１（５１ａ〜５１ｄ）に正極性のバイアスを印加することにより、感光体ドラム１から順次、中間転写ベルト５ａ上に転写され、４色のトナー像が重なった状態で２次転写ローラ５２まで搬送される。

転写材としての記録媒体Ｓは、給送装置１７の給紙ローラ５４により搬送ローラ７６に給紙され、その後レジストローラ対５５によって搬送され、更に中間転写ベルト５ａと前記２次転写ローラ５２とが当接する当接部を通過する。前記当接部において、２次転写ローラ５２に正極性のバイアスを印加することにより、中間転写ベルト５ａから記録媒体Ｓへトナー像が一括して転写される。

その後、記録媒体Ｓは、定着部１０６に搬送される。そして、定着部１０６において前記現像剤像が記録媒体Ｓに熱定着される。その後、記録媒体Ｓが排出部１０７から画像形成装置１００の外に排出される。

（プロセスカートリッジの画像形成装置本体への装着機構）
次に、図３を参照して、本発明の特徴部分であるプロセスカートリッジを画像形成装置本体１００Ａへ装着する装着機構について説明する。図３は、正面図である図１に対して左側面図である。

プロセスカートリッジ７の装着は、感光体ドラム１のドラム軸（回転軸線）方向（即ち、第一の装着方向）と、感光体ドラム１が中間転写ベルト５ａに接触する、プロセスカートリッジの画像形成動作位置である中間転写ベルト５ａのベルト方向（即ち、第二の装着方向）との二方向の動きが必要となる。

図３（ａ）は、プロセスカートリッジ７の画像形成装置本体１００Ａへの装着前の状態を説明する図である。図３（ａ）において、プロセスカートリッジ７は、画像形成装置本体１００Ａの前側板８２の装着開口部８２ｂより矢印Ｅ方向（第一の装着方向）に向かってドラム軸に平行に装着される。

図３（ｂ）は、プロセスカートリッジ７の画像形成装置本体１００Ａへのドラム長手方向の装着動作の状態を説明する図である。その際に、プロセスカートリッジ７のクリーニング枠体２７に一体に設けられた被ガイド部２７ｂが、画像形成装置本体１００Ａに設けられたガイド部材８１のガイド部８１ａに乗せられた状態でガイドされながら矢印Ｅ方向に装着される。

図３（ｃ）は、プロセスカートリッジ７の感光体ドラム１が転写ベルト５ａへ当接する際の装着動作の状態を説明する図である。その際に、プロセスカートリッジ７のクリーニング枠体２７に一体に設けられた被ガイド部２７ｂが、画像形成装置本体１００Ａに設けられたガイド部材８１のガイド部８１ｂに乗せられた状態でガイドされながら矢印Ｆ方向（第二の装着方向）に装着される。この動作で感光体ドラム１が中間転写ベルト５ａに当接される方向に動く。

図３（ｄ）は、プロセスカートリッジ７が画像形成装置本体１００Ａに完全に装着された状態、即ち、画像形成動作位置に装着された状態を説明する図である。ここでクリーニング枠体２７に一体に設けられた位置決め部２７Ｒｅ、２７Ｌｅが、画像形成装置本体１００Ａの前側板８２の突き当て部８２ａと後側板８３の突き当て部８３ａにそれぞれ当接することで、プロセスカートリッジ７は画像形成装置本体１００Ａに完全に位置決めされる。また、この状態では感光体ドラム１と転写ベルト５ａも当接する。

（画像形成装置小型化構成(装着完了時)）
次に、小型化のための構成について説明する。図４（ａ）に複数のプロセスカートリッジ７が、本実施例では、プロセスカートリッジ７ｂ、７ｃが画像形成装置に装着された際の断面図を示す。

プロセスカートリッジ７ｂと７ｃとの互いに隣り合った対向部について説明する。プロセスカートリッジ７ｃは、プロセスカートリッジ７ｃの現像ユニット４ｃの高さ方向中央に、現像枠体３１ｃより突出したトナー残量検知用ライトガイド４１ｃが配置されている。

一方、プロセスカートリッジ７ｂの感光体ユニット２６ｂのクリーニング枠体２７ｂには、ライトガイド４１ｃに対向する面に凹部４５ｂが設けられている。

プロセスカートリッジ７ｂ、７ｃの装着方向Ｇ（第二の装着方向）と平行方向の仮想平面において、ライトガイド４１ｃと、クリーニング枠体２７ｂの凹部４５ｂは重なるように配置する。即ち、プロセスカートリッジ装着時において、隣接するプロセスカートリッジ７ｂ、７ｃは、画像形成装置本体１００Ａに装着された状態で、プロセスカートリッジ７ｂの凹部４５ｂに、隣接するプロセスカートリッジ７ｃのライトガイド４１ｃの突出部が突入して位置することとなる。これによって、画像形成装置本体装着時に、互いに隣接するプロセスカートリッジ７ｂ、７ｃ同士が、プロセスカートリッジ７ｃから突出するライトガイド４１ｃにより生じる装着時の干渉を回避することができる。

斯かる構成によって、感光体ドラム１ｂ、１ｃ間のピッチ方向Ｂにおける距離を小さくすることができる。このため、画像形成装置の小型化を実現することができる。

上記構成は、図１に示すように、プロセスカートリッジ７ｂ、７ｃではない、他の隣り合う各プロセスカートリッジ７、即ち、カートリッジ７ａと７ｂ、カートリッジ７ｃと７ｄの間においても採用され、同様の効果を達成している。

つまり、プロセスカートリッジ７ｂのライトガイド４１ｂと隣り合ったプロセスカートリッジ７ａのクリーニング枠体２７ａの凹部４５ａが重なるように配置される。また、上述のように、プロセスカートリッジ７ｃのライトガイド４１ｃと隣り合ったプロセスカートリッジ７ｂのクリーニング枠体２７ｂの凹部４５ｂが重なるように配置される。さらに、プロセスカートリッジ７ｄのライトガイド４１ｄと隣り合ったプロセスカートリッジ７ｃのクリーニング枠体２７ｃの凹部４５ｃが重なるように配置される。

次に、図４（ｂ）に示す変更実施例においては、ライトガイド４１の位置が現像ユニット４の下部の方に取り付けられている。このときもプロセスカートリッジの装着方向Ｇに対してライトガイド４１とクリーニング枠体２７の凹部４５は、重なるように配置することで、ドラム間ピッチ方向Ｂに画像形成装置の小型化を実現している。

（画像形成装置小型化構成)）
次に、プロセスカートリッジを画像形成装置に装着させる際の小型化のための構成について説明する。

図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す実施例は、ライトガイド４１と凹部４５の配置が異なるが、本体と装着構成は同様の構成をしているため、図４（ａ）の場合のライトガイド取り付け位置で説明する。

プロセスカートリッジ７ｂと隣接したプロセスカートリッジ７ｃにおける装着動作について説明する。

先ず、図４（ａ）において左側カートリッジ７ｂが装着されている状態に、右側カートリッジ７ｃを装着する場合について図３及び図５を用いて説明する。図５（ａ）は、右側カートリッジ７ｃのライトガイド４１ｃの取り付け位置を、図５（ｂ）及び図５（ｃ）は、左側カートリッジ７ｂの凹部４５ｂを示している。本実施例にて、凹部４５ｂは、プロセスカートリッジの第一の装着方向に形成された第一及び第二領域（領域Ｈ、Ｊ）と、第二の装着方向に沿って形成され、第一及び第二領域を連結する第三の領域（領域Ｉ、Ｋ）を有する。

上述したように、プロセスカートリッジの装着は、ドラム軸方向と転写ベルト方向の２方向の動きが必要となる。

先ず、右側カートリッジ７ｃが、図３にてガイド部８１ａに沿って水平に進むときにおいて、右側カートリッジ７ｃのライトガイド４１ｃの軌跡は、左側カートリッジ７ｂのクリーニング枠体２７ｂの凹部４５ｂの第一の領域である領域Ｈを進むことになる。

さらにカートリッジ７ｃがガイド部８１ｂに乗り上げることで、感光体ユニット２６ｂの凹部４５ｂの第三の領域である領域Ｉを進むことになる。

このように現像枠体３１ｃより突出したライトガイド４１ｃは、クリーニング枠体２７ｂの凹部４５ｂを進むことで、ドラム間ピッチ方向Ｂに画像形成装置の小型化を実現している。

次に、図４（ａ）において右側カートリッジ７ｃが装着されている状態に、左側カートリッジ７ｂを装着する場合について説明する。

先ず、左側カートリッジ７ｂが、図３にて、ガイド部８１ａに沿って水平に進むときにおいて、左側カートリッジ７ｂのクリーニング枠体２７ｂの凹部４５ｂの第二の領域である領域Ｊを右側カートリッジ７ｃのライトガイド４１ｃに重ねて装着する。

さらに、左側カートリッジ７ｂがガイド部８１ｂに乗り上げることで、クリーニング枠体２７ｂの凹部４５ｂの第三の領域である領域Ｋとライトガイド４１ｃが重なるように装着される。このように、右側カートリッジ７ｃのライトガイド４１ｃと、左側カートリッジ７ｂの感光体ユニット２６ｂのクリーニング枠体２７ｂの凹部４５ｂがオーバーラップしながらプロセスカートリッジが画像形成装置本体１００Ａへ装着されることにより、ドラム間ピッチ方向Ｂに画像形成装置の小型化が実現できる。

さらに上記ではプロセスカートリッジ７を画像形成装置本体１００Ａへ装着する場合について説明したが、プロセスカートリッジ７を画像形成装置本体１００Ａから取り出す際においても、ライトガイド４１とクリーニング枠体２７の凹部４５がオーバーラップしながら装着時と逆の軌跡を辿ることで、ドラム間ピッチ方向Ｂに画像形成装置の小型化が実現できる。

実施例２
次に、図６を参照して、本発明のプロセスカートリッジが着脱可能な画像形成装置の他の実施例について説明する。本実施例にて画像形成装置１００は、プロセスカートリッジ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）が画像形成装置内において縦に並設した構成とされる。また、転写ユニット５は、中間転写ベルト５ａの代わり、記録媒体Ｓを担持し搬送する転写ベルト５ｂが使用される。従って、感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）上のトナー像は、直接記録媒体Ｓ上に重ね転写される。

画像構成装置１００、並びに、プロセスカートリッジ７の構成及び装着機構は、実施例１と同様とされ、従って、同じ構成、機能を有する部材には、同じ符号を付し、詳しい説明は実施例１の説明を援用する。

図６は、本実施例の画像形成装置１００の全体構成を示す。本実施例にて、画像形成装置１００は、垂直方向に対して傾斜して並設した４個のプロセスカートリッジ７の装着部（不図示）を有する。プロセスカートリッジ７の構成は、図２を参照して実施例１で説明したプロセスカートリッジ７と同じ構成である。

プロセスカートリッジ７（７ａ〜７ｄ）を縦に併設した場合においても、プロセスカートリッジ７の装着機構は、図３を参照して説明した実施例１における装着機構と同じ構成とされる。

画像形成装置小型化の構成についても、実施例１と同じである。つまり、プロセスカートリッジの装着方向Ｇと平行な仮想平面においてライトガイド４１と、隣り合ったプロセスカートリッジのクリーニング枠体２７の凹部４５は、重なるように配置することで、ドラム間ピッチ方向Ｂに画像形成装置の小型化を実現している。

つまり、プロセスカートリッジ７ｂのライトガイド４１ｂと隣り合ったプロセスカートリッジ７ａのクリーニング枠体２７ａの凹部４５ａが重なるように配置される。また、プロセスカートリッジ７ｃのライトガイド４１ｃと隣り合ったプロセスカートリッジ７ｂのクリーニング枠体２７ｂの凹部４５ｂが重なるように配置される。さらに、プロセスカートリッジ７ｄのライトガイド４１ｄと隣り合ったプロセスカートリッジ７ｃのクリーニング枠体２７ｃの凹部４５ｃが重なるように配置される。

さらにライトガイド４１と、感光体ユニット２６のクリーニング枠体２７の凹部４５がオーバーラップしながらプロセスカートリッジが画像形成装置へ着脱されることにより、ドラム間ピッチ方向Ｂに画像形成装置の小型化が実現できる。

実施例３
次に、図７を参照して、本発明のプロセスカートリッジが着脱可能な画像形成装置の他の実施例について説明する。本実施例にて画像形成装置１００、並びに、プロセスカートリッジ７の構成及び装着機構は、実施例１と同じとされ、従って、同じ構成、機能を有する部材には、同じ符号を付し、詳しい説明は実施例１の説明を援用する。

ただ、実施例３では、プロセスカートリッジ７の現像ユニット４に凹部４６を設け、そして、感光体ユニット２６のクリーニング枠体２７にライトガイド４２を有する構成とされる。即ち、ライトガイド４２は、除去トナー収容部として機能するクリーニング枠体２７内に貯留（収容）される現像剤量を検知する現像剤量検知部としての除去トナー量検知用ライトガイドである。

図７は、本実施例の画像形成装置１００の全体構成を示す。プロセスカートリッジ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）の構成を図８に示す。感光体ユニット２６のクリーニング枠体２７には、クリーニング枠体２７に貯留される除去トナー量検知用ライトガイド（現像剤量検知部）４２が感光体ユニット２６より突出して設けられている。

図７に複数のプロセスカートリッジが画像形成装置に装着された時の断面図を示す。

本実施例によると、プロセスカートリッジ７の感光体ユニット２６は、クリーニング枠体２７より突出した除去トナー量検知用ライトガイド４２を有する。現像ユニット４にはライトガイド４２に対向する面に凹部４６が設けられている。プロセスカートリッジ７の装着方向Ｇに対してライトガイド４２と凹部４６は重なるように配置することで、ドラム間ピッチ方向Ｂに画像形成装置の小型化を実現している。

（画像形成装置小型化構成）
次に、プロセスカートリッジを画像形成装置に装着させる際の小型化のための構成について説明する。

以下に、プロセスカートリッジ７ｂと隣接したプロセスカートリッジ７ｃにおける装着動作について説明する。

先ず、図７において右側カートリッジ７ｃが装着されている状態に、左側カートリッジ７ｂを装着する場合について図３を用いて説明する。

上述したように、プロセスカートリッジの装着は、ドラム軸方向と転写ベルト方向の２方向の動きが必要となる。

先ず、左側のカートリッジ７ｂがガイド部８１ａに沿って水平に進むときにおいて、左側カートリッジ７ｂのライトガイド４２ｂは、右側カートリッジ７ｃの現像ユニット４ｃの凹部４６ｃを進むことになる。更に、カートリッジ７ｂがガイド部８１ｂに乗り上げることで、現像ユニット４ｃの凹部４６ｃを進むことになる。

このように、感光体ユニット２６ｂの枠体２７ｂより突出したライトガイド４２ｂは凹部４６ｃを進むことで、ドラム間ピッチ方向Ｂに画像形成装置の小型化を実現している。

次に、図７において左側カートリッジ７ｂが装着されている状態に、右側カートリッジ７ｃを装着する場合について説明する。

先ず、右側カートリッジ７ｃがガイド部８１ａに沿って水平に進むときにおいて、右側カートリッジ７ｃの現像ユニット４ｃの凹部４６ｃを左側カートリッジ７ｂのライトガイド４２ｂに重ねて装着する。更に、右側カートリッジ７ｃがガイド部８１ｂに乗り上げることで、右側カートリッジ７ｃの現像ユニット４ｃの凹部４６ｃと、左側カートリッジ７ｂのライトガイド４２ｂが重なるように装着される。

このようにライトガイド４２ｂと現像ユニット４ｃの凹部４６ｃがオーバーラップしながら右側プロセスカートリッジ７ｃが画像形成装置へ装着されることにより、ドラム間ピッチ方向Ｂに画像形成装置の小型化が実現できる。

さらに上記ではプロセスカートリッジ７を画像形成装置本体１００Ａへ装着する場合について説明したが、プロセスカートリッジ７を画像形成装置本体１００Ａから取り出す際においても、ライトガイド４２と現像ユニットの凹部４６がオーバーラップしながら装着時と逆の軌跡を辿ることで、ドラム間ピッチ方向Ｂに画像形成装置の小型化が実現できる。

実施例４
次に、図９を参照して、本発明のプロセスカートリッジが着脱可能な画像形成装置の他の実施例について説明する。本実施例にて画像形成装置１００は、実施例２と同様に、プロセスカートリッジ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）が画像形成装置内において縦に並設した構成とされる。また、転写ユニット５は、中間転写ベルト５ａの代わり、記録媒体Ｓを担持し搬送する転写ベルト５ｂが使用される。従って、感光体ドラム上のトナー像は、直接記録媒体Ｓ上に重ね転写される。

画像構成装置１００、並びに、プロセスカートリッジ７の構成及び装着機構は、実施例２（及び、実施例１）と同様とされ、従って、同じ構成、機能を有する部材には、同じ符号を付し、詳しい説明は実施例１、２の説明を援用する。

ただ、実施例４では、プロセスカートリッジ７のトナー残量検知部（現像剤量検知部）として、実施例２のようなライトガイドではなく、ピエゾ素子（圧電素子）の出力変化を検知するピエゾ方式のトナー残量検知用圧電素子４３（４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ）が使用される。

画像形成装置、並びに、トナー残量検知用圧電素子４３以外のプロセスカートリッジ７の構成及び装着機構、画像形成装置小型化構成は、実施例２（及び、実施例１）と同じである。

本実施例においても、隣り合ったプロセスカートリッジの間においては、このようにプロセスカートリッジの装着方向Ｇと平行な仮想平面においてトナー残量検知用圧電素子４３と現像ユニット４の凹部４５は、重なるように配置する。さらにトナー残量検知用圧電素子４３と現像ユニット４の凹部４５がオーバーラップしながらプロセスカートリッジ７が画像形成装置へ着脱される。これによって、ドラム間ピッチ方向Ｂに画像形成装置の小型化が実現できる。

本発明に係るプロセスカートリッジが着脱可能な画像形成装置の一実施例の全体構成図である。 現像ユニット中央部にライトガイドを有し、感光体ユニットに凹部を有するプロセスカートリッジの一実施例を示す断面図である。 プロセスカートリッジの装置本体への装着動作を説明する図である。 隣接するプロセスカートリッジのオーバーラップを説明するための断面図である。 図５（ａ）はライトガイドの配置を説明し、図５（ｂ）は感光体ユニットの凹部形状を説明し、図５（ｃ）はライトガイドの軌跡を説明するための図である。 本発明に係るプロセスカートリッジが着脱可能な画像形成装置の他の実施例の全体構成図で、縦インライン方式の画像形成装置において現像ユニットにライトガイドを設け、感光体ユニットに凹部を設けたプロセスカートリッジを装着した状態を示す。 本発明に係るプロセスカートリッジが着脱可能な画像形成装置の他の実施例の全体構成図で、感光体ユニットにライトガイドを有し、現像ユニットに凹部を有するプロセスカートリッジを装着した状態を示す。 感光体ユニットにライトガイドを有し、現像ユニット凹部を有するプロセスカートリッジの一実施例を示す断面図である。 本発明に係るプロセスカートリッジが着脱可能な画像形成装置の他の実施例の全体構成図で、縦インライン方式の画像形成装置において現像ユニットにピエゾ方式のトナー残量検知手段を設け、感光体ユニットに凹部を設けたプロセスカートリッジを装着した状態を示す。

符号の説明

１（１ａ〜１ｄ） 電子写真感光体ドラム
２（２ａ〜２ｄ） 帯電ローラ
３（３ａ、３ｂ） スキャナユニット
４（４ａ〜４ｄ） 現像ユニット
５ 中間転写ユニット
５ａ 中間転写ベルト
５ｂ 転写ベルト
６（６ａ〜６ｄ） クリーニング部材
７（７ａ〜７ｄ） プロセスカートリッジ
２５ 現像ローラ
２６ 感光体ユニット
２７ クリーニング枠体
２７ａ 除去トナー室
２７ｂ 被ガイド部
２７ｃ 突き当て部
２７ｅ（２７Ｒｅ、２７Ｌｅ） 位置決め部
３１ 現像枠体
４１ トナー残量検知用ライトガイド（現像剤量検知部）
４２ 除去トナー量検知用ライトガイド（現像剤量検知部）
４３ トナー残量検知用圧電素子（現像剤量検知部）
４５ クリーニング枠体の凹部
４６ 現像ユニットの凹部
８１ ガイド部材
８１ａ ガイド部
８１ｂ ガイド部
８２ 前側板
８２ａ 突き当て部
８２ｂ 装着開口部
８３ 後側板
８３ａ 突き当て部
１００ 画像形成装置
１００Ａ 画像形成装置本体

Claims (4)

1. 複数のプロセスカートリッジが着脱可能な画像形成装置本体であって、前記プロセスカートリッジに設けられた感光体ドラムに形成されたトナー像を記録媒体に転写するためのベルトと、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である第一の装着方向に沿って前記ベルトから前記感光体ドラムが離れた状態でガイドした後、前記ベルトに前記感光体ドラムが接触する方向である第二の装着方向にガイドするガイド部材と、を有する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において、
   前記感光体ドラムと、
   前記感光体ドラムに形成された静電潜像を現像剤を用いて現像するための現像ローラと、
   前記現像剤を収容する収容部と、
   前記収容部に収容された前記現像剤の量を検知するための現像剤量検知部であって、前記収容部の外側に突出した現像剤量検知部と、
   前記プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着された際に隣接する第二のプロセスカートリッジに設けられた第二の現像剤量検知部との干渉を回避するために凹部であって、前記プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着した状態で前記第二の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、前記第二の現像剤量検知部が通過することを許容する、前記第一の装着方向に沿って形成された第一の領域と、前記第二のプロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着した状態で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、前記第二の現像剤量検知部が通過することを許容する、前記第一の装着方向に沿って形成された第二の領域と、前記プロセスカートリッジ及び前記第二のプロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着した際に、前記第二の現像剤量検知部が位置する、前記第一の領域と前記第二の領域と連結し前記第二の装着方向に沿って形成された第三の領域と、を有する前記凹部と、
   を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
2. 前記プロセスカートリッジは、前記現像ローラを支持し、前記収容部を備えた現像ユニットと、前記感光体ドラムを支持する感光体ユニットと、を有し、
   前記現像剤量検知部は前記現像ユニットに設けられ、前記感光体ユニットに前記凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプロセスカートリッジ。
3. 複数のプロセスカートリッジが着脱可能な画像形成装置本体であって、前記プロセスカートリッジに設けられた感光体ドラムに形成されたトナー像を記録媒体に転写するためのベルトと、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である第一の装着方向に沿って前記ベルトから前記感光体ドラムが離れた状態でガイドした後、前記ベルトに前記感光体ドラムが接触する方向である第二の装着方向にガイドするガイド部材と、を有する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において、
   感光体ドラムと、
   前記感光体ドラムから現像剤を除去するクリーニング部材と、
   前記クリーニング部材によって除去した前記現像剤を収容する収容部と、
   前記収容部に収容された前記現像剤の量を検知するための現像剤量検知部であって、前記収容部の外側に突出した現像剤量検知部と、
   前記プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着された際に隣接する第二のプロセスカートリッジに設けられた第二の現像剤量検知部との干渉を回避するために凹部であって、前記プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着した状態で前記第二の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、前記第二の現像剤量検知部が通過することを許容する、前記第一の装着方向に沿って形成された第一の領域と、前記第二のプロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着した状態で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、前記第二の現像剤量検知部が通過することを許容する、前記第一の装着方向に沿って形成された第二の領域と、前記プロセスカートリッジ及び前記第二のプロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着した際に、前記第二の現像剤量検知部が位置する、前記第一の領域と前記第二の領域と連結し前記第二の装着方向に沿って形成された第三の領域と、を有する前記凹部と、
   を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
4. 前記プロセスカートリッジは、前記感光体ドラムに形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像ローラを支持する現像ユニットと、前記感光体ドラムと前記クリーニング部材を支持し、前記収容部を備えた感光体ユニットと、を有し、
   前記現像剤量検知部は前記感光体ユニットに設けられ、前記現像ユニットに前記凹部が形成されていることを特徴とする請求項３に記載のプロセスカートリッジ。

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