JP4948585B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体と、像担持体を支持する枠体と、枠体に形成された被ガイド部を有するプロセスカートリッジを着脱可能な画像形成装置に関するものである。

ここで、画像形成装置とは、画像形成プロセスを用いて記録媒体に画像を形成するものである。この画像形成装置としては、例えば、複写機、プリンタ（例えば、ＬＥＤプリンタ、レーザビームプリンタなど）、ファクシミリ装置、及び、ワードプロセッサなどが含まれる。また、記録媒体とは、画像形成装置によって画像が形成されるものであって、例えば、紙、ＯＨＰシート等が含まれる。

従来から、現像剤を用いて記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、像担持体と、これに作用するプロセス手段とを一体的にカートリッジ化し、画像形成装置本体に対して着脱可能に装填するプロセスカートリッジが実用化されている。このプロセスカートリッジによって現像剤の補給や寿命に達した像担持体の部品交換を可能としてメンテナンスを容易にしている。ここで、プロセスカートリッジは、プロセス手段としての帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも１つと像担持体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。

また、色の異なる現像剤を用いて記録媒体にカラー画像を形成することが可能なカラー画像形成装置の方式の一つとして、像担持体に対して複数の現像手段を回転可能に保持する方式がある。例えば特許文献１に示すカラー画像形成装置では、プロセス手段である現像手段及び現像剤収容部を有する複数の現像カートリッジと、像担持体やクリーニング手段を有するドラムカートリッジが、各々画像形成装置本体に対して着脱可能に装填される。前記複数の現像カートリッジは、装置本体に回転可能に設けられた回転支持体に対して各々着脱可能に装填され、前記回転支持体の回転によって各現像カートリッジの現像部が順次像担持体に対向する位置に移動されるように構成されている。このような方式のカラー画像形成装置は、１つの像担持体でカラー画像を形成可能なため、装置本体の小型化に有利である。

また、画像形成装置に対し上述した現像カートリッジ及びドラムカートリッジを含むカートリッジを着脱する構造において、例えば特許文献２乃至特許文献５に開示されるように様々な構造が提案されている。即ち、特許文献２においては感光体を有するユニットが円弧状のガイドを通って所定の位置に装着される構造が開示されている。また、特許文献３においては現像カートリッジ、プロセスカートリッジを画像形成装置本体に装着し保持する構造が開示されている。また、特許文献４乃至特許文献５においてはプロセスカートリッジを下方から画像形成装置本体の画像形成位置に装着させる際のガイド構造及び把手形状が開示されている。

特開２０００−１７２１４２号公報 特公昭５８−４３７４２号公報 特開２００３−１６７４３４号公報 米国特許第７２４２８８９号明細書 米国特許第７４２４２４３号明細書

昨今、画像形成装置がスモールオフィスまたは個人ユーザーで使用される機会が増加したことに伴い、画像形成装置の小型化が求められている。またカラー画像出力のニーズも高く、小型のカラー画像形成装置が求められている。

しかし、カラー画像形成装置は、例えば、色の異なる４つの現像手段、像担持体、露光手段、像担持体に形成された現像剤像を記録媒体に転写するためのベルト部材などを具備する必要がある。このようなカラー画像形成装置の小型化のためには、前述の各部品を小型化に好適な位置に配置する必要がある。更に前述したように、像担持体を含むプロセスカートリッジを画像形成装置本体に対し、着脱可能にする必要がある。そのために、画像形成装置にはプロセスカートリッジの着脱開口、着脱経路を設ける必要がある。よって上述したように、４つの現像手段と、像担持体、露光手段、ベルト部材、及びプロセスカートリッジの着脱開口、着脱経路を設けた上で、画像形成装置の小型化を図る必要がある。

また、像担持体とベルト部材は画像形成時に互いに接触するが、像担持体を具備するプロセスカートリッジの着脱時に像担持体とベルト部材を摺擦させると、像担持体の表面が傷付き、画像不良を引き起す懸念がある。そこで像担持体を具備するプロセスカートリッジを、ベルト部材の像担持体と当接する面側から着脱し、摺擦傷が起こらないようにする必要がある。しかし、前述の摺擦傷が起こらないプロセスカートリッジの着脱構成にすると、プロセスカートリッジの着脱経路がカラー画像形成装置の小型化の妨げとなる懸念があった。

そこで、本発明の目的は、画像形成装置の小型化を図りつつ、像担持体がベルト部材とスムーズに接触するようにプロセスカートリッジをガイドすることである。

上記課題を解決するため、本発明は、像担持体と、前記像担持体を支持する枠体と、を備えたカートリッジを着脱可能な画像形成装置であって、前記像担持体に形成された現像剤像を記録媒体に転写するためのベルト部材と、前記カートリッジを前記画像形成装置の装置本体の内部に進入させるために設けられた開口と、前記カートリッジが装着された際に、前記像担持体と前記ベルト部材とが接触する転写位置よりも、前記像担持体の下端部が鉛直方向において下方となる位置から前記開口を通過させて前記カートリッジをガイドする第１のガイド部と、前記カートリッジを前記装置本体に装着する装着方向において、前記第１のガイド部の下流側に設けられた第２のガイド部であって、前記像担持体の下端部が前記転写位置よりも、鉛直方向において下方となる位置から上方となる位置へ前記カートリッジをガイドする第２のガイド部と、前記カートリッジを前記装着方向において、前記第２のガイド部の下流側に設けられた第３のガイド部であって、前記像担持体の下端部が前記転写位置よりも、鉛直方向において上方となる位置から前記転写位置へ前記カートリッジをガイドする第３のガイド部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、画像形成装置の小型化を図りつつ、像担持体がベルト部材とスムーズに接触するようにプロセスカートリッジをガイドすることができる。

（ａ）（ｂ）（ｃ）は第１実施形態に係る画像形成装置へのドラムカートリッジ着脱の一例を示す概略断面図 比較例に係る画像形成装置へのドラムカートリッジ着脱の一例を示す概略断面図 前記画像形成装置に取り外し可能に装着される現像装置の一例を示す概略断面図 （ａ）は第１実施形態に係るドラムカートリッジの一例を示す概略断面図、（ｂ）は第１実施形態に係るドラムカートリッジの一例を示す概略側面図 （ａ）（ｂ）は第１実施形態に係る画像形成装置へのドラムカートリッジ着脱の一例を示す概略断面図 （ａ）（ｂ）は第１実施形態に係る画像形成装置へのドラムカートリッジ着脱の一例を示す概略断面図 （ａ）は第１実施形態に係るドラムカートリッジの一例を示す概略断面図、（ｂ）は第１実施形態に係る画像形成装置へのドラムカートリッジ着脱の一例を示す概略断面図 （ａ）（ｂ）（ｃ）は第１実施形態に係る画像形成装置へのドラムカートリッジ着脱の一例を示す概略断面図 （ａ）（ｂ）は第１実施形態に係るドラムカートリッジの一例を示す概略側面図 （ａ）は第１実施形態に係るガイドレールの一例を示す概略斜視図、（ｂ）は第１実施形態に係るドラムカートリッジの一例を示す概略斜視図 （ａ）は第１実施形態に係る画像形成装置へのドラムカートリッジ着脱の一例を示す概略断面図、（ｂ）は第１実施形態に係るガイドレールの一例を示す概略斜視図 （ａ）（ｂ）は第１実施形態に係る画像形成装置へのドラムカートリッジ着脱の一例を示す概略断面図 （ａ）（ｂ）は第２実施形態に係る画像形成装置へのドラムカートリッジ着脱の別の一例を示す概略断面図 （ａ）（ｂ）は第２実施形態に係る画像形成装置へのドラムカートリッジ着脱の別の一例を示す概略断面図

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施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、本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。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

〔第１実施形態〕
《画像形成装置》
第１実施形態に係る電子写真画像形成装置（以下、画像形成装置と記す）は、４色フルカラーのレーザビームプリンタを例示しており、図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）は、その概略構成を示す模式断面図である。

図１（ａ）に示すように、画像形成装置の装置本体１は、像担持体２と、像担持体２の周囲に帯電ローラ３と、露光手段４と、４つの現像装置５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄと、クリーニングブレード６とが配置されている。帯電ローラ３は、像担持体２を一様に帯電するための帯電手段である。露光手段４は、像担持体２上にレーザ光１７を照射して潜像を形成する。各現像装置は、像担持体２上に形成された潜像と対応する色の現像剤で現像して顕像化する現像手段である。ここでは、現像装置として、現像剤の色が異なる、イエロー現像装置５ａ、マゼンタ現像装置５ｂ、シアン現像装置５ｃ、ブラック現像装置５ｄを例示している。クリーニングブレード６は、像担持体２上の残留現像剤を除去するためのクリーニング手段である。また、露光手段４は、画像形成装置の小型化のために水平方向から傾斜させて配置されている。また、ここでは像担持体２と帯電ローラ３とクリーニングブレード６が一体に構成され、装置本体１に対して着脱可能なドラムカートリッジ（プロセスカートリッジ）Ａの形態を説明している。

比較例として、図２に露光手段を水平に配置した際の画像形成装置の模式断面図を示す。比較例の画像形成装置では、ドラムカートリッジＡを図２の右方向からまっすぐに画像形成装置の装置本体１ａ中に入れるためには、露光手段４ａをドラムカートリッジＡの着脱経路より上方に配置する必要がある。露光手段４ａを着脱経路より上方で水平に配置した比較例の装置本体１ａの全長Ｊ１に対し、図１（ａ）に示すように露光手段４を傾斜させて配置した場合の本実施形態の装置本体１の全長Ｊ２を小さくできる。即ち、比較例に比べて、本実施形態によれば、画像形成装置を小型化できる。

また、イエロー現像装置５ａ、マゼンタ現像装置５ｂ、シアン現像装置５ｃ、ブラック現像装置５ｄは、装置本体１に対して回転自在に取り付けられた回転支持体１６に保持されている。イエロー現像装置５ａ、マゼンタ現像装置５ｂ、シアン現像装置５ｃ、ブラック現像装置５ｄは、回転支持体１６に対して固定されている固定式でも良いし、回転支持体１６に対して着脱可能な現像カートリッジ方式でも良い。尚、ここでは、イエロー現像装置５ａ、マゼンタ現像装置５ｂ、シアン現像装置５ｃ、ブラック現像装置５ｄは、回転支持体１６に着脱可能な現像カートリッジ方式を用いて説明する。

静電潜像の形成の際には、イエロー現像装置５ａ、マゼンタ現像装置５ｂ、シアン現像装置５ｃ、ブラック現像装置５ｄを保持し、かつ回転可能な回転支持体１６は駆動手段（不図示）により図１（ｂ）の矢印ｃ方向に回転する。この回転支持体１６の回転により、図１（ｂ）に示すように、イエローの現像装置５ａを像担持体２と対向する現像位置に配置する。

更に、像担持体２を、中間転写ベルト７の回転と同期させて、図１（ｂ）の矢印ｂ方向に回転させる。そして、この像担持体２表面を帯電ローラ３によって均一に帯電するとともに、露光手段４によってイエロー画像の光照射を行い、像担持体２上にイエローの静電潜像を形成する。

そして、像担持体２に形成された潜像にイエロー現像剤が付着するように、像担持体２と現像ローラ２１ａに電位差を設ける。これによって、像担持体２に形成された潜像にイエロー現像剤を付着させて現像する。こうすることで、像担持体２にイエロー現像剤像が形成される。

像担持体２にイエロー現像剤像を形成した後、中間転写ベルト７の内側に配置された１次転写手段８に現像剤と逆極性の電圧を印加して、像担持体２上のイエローの現像剤像を中間転写ベルト７上に１次転写する。

上述のようにしてイエロー現像剤像の１次転写が終了すると、回転支持体１６が駆動手段（不図示）から駆動を受け、図１（ｂ）の矢印ｃ方向へ回転移動する。そして、マゼンタ現像装置５ｂ、シアン現像装置５ｃ、ブラック現像装置５ｄの各現像装置を順次に像担持体２に対向する現像位置に位置決めする。そして、イエローの場合と同様にして、マゼンタ、シアン、ブラックの各色について、静電潜像の形成、現像、１次転写が順次行われ、中間転写ベルト７上に４色の現像剤像を重ね合わせる。

この間、２次転写ローラ９は、中間転写ベルト７とは非接触状態にある。またこの時、中間転写ベルトのクリーニングユニット１０も中間転写ベルト７とは非接触状態に位置する。

一方、画像が形成される記録媒体としてのシートＤは、装置下部に設けられた給送カセット１１に積載収納されており、給送ローラ１２によって給送カセット１１から一枚ずつ分離給送され、レジストローラ対１３に給送される。レジストローラ対１３は、給送されたシートＤを中間転写ベルト７と２次転写ローラ９の間に送り出す。ここで、図１（ｃ）に示すように、２次転写ローラ９が中間転写ベルト７に圧接された状態になる。

更に、２次転写ローラ９には現像剤と逆極性の電圧が印加されており、前述の中間転写ベルト７上に重ね合わせた４色の現像剤像は、一括して搬送されてきたシートＤの表面に２次転写される。

現像剤像が転写されたシートＤは、定着器１４に送られる。定着器１４においては、上記シートＤが加熱及び加圧され、その現像剤像がシートＤ上に定着される。これにより、シートＤ上には画像が形成されることになり、このシートＤは、定着器１４から装置外部の上カバー１５の排出部へ排出される。

尚、上述の画像形成装置では、像担持体に形成された現像剤像をシートＤに転写するためのベルト部材（転写部材）として中間転写ベルトを用いた構成を説明したが、前記ベルト部材は記録媒体を搬送する静電搬送ベルトであっても良い。

《現像装置》
図１（ａ）に示すイエロー現像装置５ａ、マゼンタ現像装置５ｂ、シアン現像装置５ｃ、ブラック現像装置５ｄの構成は全て同様である。よって、ここでのイエロー現像装置５ａ、マゼンタ現像装置５ｂ、シアン現像装置５ｃ、ブラック現像装置５ｄの構成の説明は、イエロー現像装置５ａで行う。イエロー現像装置５ａについて図３を用いて説明する。

図３はイエロー現像装置５ａの概略構成を示す断面摸式図である。イエロー現像装置５ａの現像容器２３は現像剤収容室２３ａと、現像ローラ２１ａや現像剤供給ローラ２２を有する現像室２３ｂを有する。現像室２３ｂ内の現像剤２５は、現像剤供給ローラ２２に供給され、現像剤供給ローラ２２は図３中矢印ｅ方向に回転することによって、現像ローラ２１ａに現像剤２５を供給する。現像ローラ２１ａは弾性ゴムローラで構成され、図３中矢印ｆ方向に回転し、現像ローラ２１ａ上の現像剤２５は現像ブレード２０によって規制され、像担持体２に対して現像される。現像後に現像ローラ２１ａ上に残された現像剤２５は現像剤供給ローラ２２によって除去される。その後、再び現像剤供給ローラ２２によって現像ローラ２１ａに現像剤が供給される。

また、現像位置では、安定的に現像ローラ２１ａを像担持体２に当接させるため、イエロー現像装置５ａが保持された回転支持体１６は、画像形成装置に設けられた揺動中心によって、回転支持体１６ごと像担持体方向に付勢される。これによって、イエロー現像装置５ａの現像ローラ２１ａが像担持体２に所定の加圧力で当接する状態となる。

また、ここでは現像装置として現像ローラや現像剤供給ローラ、現像ブレード、現像剤収納室を用いて説明したが、現像装置は少なくとも現像手段を有していれば良く、各種のプロセス手段や部品、構成が好適に適用できる。

《ドラムカートリッジ》
図４（ａ）、図４（ｂ）を用いてドラムカートリッジＡについて説明する。図４（ａ）はドラムカートリッジＡの断面模式図、図４（ｂ）はドラムカートリッジの側面図である。

ドラムカートリッジＡは、像担持体２と帯電ローラ３とクリーニングブレード６がクリーニング容器（枠体）３０に一体に構成されている。帯電ローラ３は潜像前に像担持体２を均一に帯電させ、クリーニングブレード６は像担持体２上の転写残現像剤３１を除去して、クリーニング容器３０内に収容する。クリーニング容器３０は、クリーニングブレード６で掻き落された転写残現像剤３１がクリーニング容器３０内に収納される。クリーニング容器３０は、クリーニング容器３０内に収納した転写残現像剤３１を容器外に漏らさないように設けた像担持体２に当接する可撓性シート部材３２を具備する。また、ドラムカートリッジＡは、被ガイド部としての支持突起３４を有している。この支持突起３４は、枠体としてのクリーニング容器３０に形成されている。また、クリーニング容器３０は、持運びや画像形成装置への着脱の際にドラムカートリッジを把持するための把手３３を具備する。

図４（ｂ）に示すようにドラムカートリッジＡの側面には支持突起（被ガイド部）３４が設けられている。支持突起３４はクリーニング容器の面３０ａに対して一体で設けても良いし、クリーニング容器３０の像担持体２の回転軸方向端部に設けた側板部材（不図示）に設けても良い。また、支持突起３４は像担持体２の回転軸方向両側に突出して設けている。即ち、図示されたクリーニング容器の面３０ａとは回転軸方向反対側の面（不図示）にも同様に支持突起３４を設けている。支持突起３４を画像形成装置内のガイドレール（ガイド部材）に係合してドラムカートリッジを着脱する。支持突起３４はドラムカートリッジＡの両側面に一対で設ければ良く、任意の位置に形成できる。支持突起３４を両側面で異なる位置に配置し、両側面のガイドレール形状も異なる形状にすることで位置や姿勢を規制しながらドラムカートリッジを着脱することが出来る。ここでは支持突起３４を像担持体２と同軸位置で両側面対称位置に設けた形態を例示して説明する。

《ドラムカートリッジＡの着脱》
図５及び図６を用いて画像形成装置の装置本体１へのドラムカートリッジＡの着脱について説明する。装置本体１のガイドレール４０とドラムカートリッジＡの支持突起３４の係合状態を説明するため、図５及び図６の画像形成装置は断面模式図で説明し、ドラムカートリッジは側面図で説明する。尚、以下の説明における上下方向は、図５及び図６に示すように画像形成装置が画像形成のために設置される姿勢における上下方向（鉛直方向）である。

図５（ａ）の画像形成装置の装置本体１は、前カバー４２を上方に開けるとドラムカートリッジＡの着脱開口４６が現れ、着脱開口４６の奥にドラムカートリッジＡの着脱経路が現れる。着脱開口４６は、プロセスカートリッジとしてのドラムカートリッジＡを画像形成装置の装置本体１の内部に進入させるために設けられた開口である。画像形成装置は露光手段４を傾斜させ小型化を図っているが、露光手段４と給送カセット１１の着脱開口４６は少なくともドラムカートリッジＡが通過するに十分な開口を有している。ガイドレール４０は装置本体１の側面に設けられ、凸部であるドラムカートリッジＡの支持突起（被ガイド部）３４と係合可能な凹部で形成される。即ち、ガイドレール４０は、前記支持突起３４と係合して前記ドラムカートリッジＡをガイドするガイド部材であり、ドラムカートリッジＡの画像形成装置への装着方向上流から順に以下の３つの領域に分類できる。即ち、装着方向上流から順に、第１のガイド部としてのガイド開口域４０ａ、第２のガイド部としてのガイド中間域４０ｂ、第３のガイド部としてのガイド終端域４０ｃに分類できる。ガイド開口域４０ａは、ドラムカートリッジＡが装着された際に、像担持体２と中間転写ベルト７とが接触する転写位置よりも、像担持体２の下端部が鉛直方向において下方となる位置から着脱開口４６を通過させてドラムカートリッジＡをガイドする。ガイド中間域４０ｂは、ドラムカートリッジＡを装置本体１に装着する装着方向において、ガイド開口域４０ａの下流側に設けられている。ガイド中間域４０ｂは、像担持体２の下端部が前記転写位置よりも、鉛直方向において下方となる位置から上方となる位置へドラムカートリッジＡをガイドする。ガイド終端域４０ｃは、前記装着方向において、ガイド中間域４０ｂの下流側に設けられている。ガイド終端域４０ｃは、像担持体２の下端部が前記転写位置よりも、鉛直方向において上方となる位置から前記転写位置へドラムカートリッジＡをガイドする。

なお、ドラムカートリッジＡの着脱経路の最狭部をＬ１（ここでは露光手段４と中間転写ベルト７の間）とし、最狭部Ｌ１の下端部を４３とする。また、画像形成時の像担持体２と中間転写ベルト７の当接位置（転写位置）を４４とし、ドラムカートリッジＡの像担持体２の下端部を４５とする。

図５（ｂ）はドラムカートリッジＡの像担持体２と同軸に設けた支持突起３４がガイド開口域４０ａにある状態を説明している。ドラムカートリッジＡは装置本体１の外から露光手段４と給送カセット１１の間に矢印ｇ方向から挿入される。ガイド開口域４０ａでは、画像形成装置の小型化に伴って着脱経路が限られる。そのため、像担持体２の下端部４５（高さ位置４５ａ）が最狭部Ｌ１の下端部４３（高さ位置４３ａ）より下方位置でガイドレール４０とドラムカートリッジＡの支持突起３４の係合が始まる。

次に、図６（ａ）はドラムカートリッジＡをガイド開口域４０ａから装着方向の下流側に設けたガイド中間域４０ｂに挿入した状態を説明している。ガイド中間域４０ｂではドラムカートリッジＡの像担持体２の下端部４５が、最狭部Ｌ１の下端部４３（高さ位置４３ａ）及び中間転写ベルト７の転写位置４４（高さ位置４４ａ）より上方の位置（高さ位置４５ｂ）となるようガイドされる。

更に、図６（ｂ）はドラムカートリッジＡを図６（ａ）の位置から更に装着方向下流側に設けた画像形成時の位置に位置決めするガイド終端域４０ｃの状態を説明している。即ち、ドラムカートリッジＡは図６（ａ）に示すようにガイド中間域４０ｂで像担持体２の下端部４５が最狭部Ｌ１の下端部４３及び中間転写ベルト７の転写位置４４より上方の位置に持ち上げられる。その後、ドラムカートリッジＡは図６（ｂ）に示すようにガイド終端域４０ｃで像担持体２の下端部４５を中間転写ベルト７に向かうベクトル成分を持つ方向から中間転写ベルト７に当接する。像担持体２の中間転写ベルト７への当接方向が中間転写ベルト７に向かうベクトル成分を持つ方向のため、像担持体２が中間転写ベルト７に当接する際に像担持体２と中間転写ベルト７が摺擦せずに当接できる。よって、ドラムカートリッジＡが画像形成位置に位置決めされる際に像担持体２の表面や中間転写ベルト７の表面に摺擦傷が付き、画像不良となることを防止できる。

従って、画像形成装置の小型化を図りつつ、像担持体２が中間転写ベルト７とスムーズに接触するようにドラムカートリッジＡをガイドすることができる。

本実施形態のドラムカートリッジＡは、図７（ａ）に示すように画像形成時の姿勢においてドラムカートリッジＡの下端部３７を像担持体２の下端部４５より下方に配置している。こうすることで、クリーニングブレード６により除去した転写残現像剤３１が自然落下によりクリーニング容器３０内に容易に蓄積できる。よってクリーニング容器３０内に転写残現像剤３１を搬送する搬送手段を設ける必要がなく、ドラムカートリッジＡの構造を簡易にできる。

また、画像形成装置の小型化のため露光手段４を傾斜させるとドラムカートリッジＡの着脱に制約を受ける。即ち、図７（ｂ）に示すように開口４６の高さｈ４が狭くなるばかりか、中間転写ベルト７の転写位置４４と開口４６の上端部との高さ（距離）ｈ２も狭くなる。それに対し、図７（ａ）に示すようドラムカートリッジＡはクリーニングブレード６や帯電ローラ３を配置するため高さを必要とする。図７（ａ）乃至図７（ｂ）に示す画像形成時の姿勢における像担持体２の下端部４５とドラムカートリッジＡの上端部３６との高さ（距離）をｈ１とし、ドラムカートリッジＡの上端部３６と下端部３７との高さをｈ３とする。すると、本実施形態の画像形成装置及びドラムカートリッジＡでは、前記高さ（距離）の関係はｈ３＜ｈ４、ｈ２＜ｈ１である。即ち、鉛直方向において、ドラムカートリッジＡの高さｈ３は装置本体１の開口の高さｈ４より小さい。また、開口４６の上端部と前記転写位置との距離ｈ２は、像担持体２の下端部４５とドラムカートリッジＡの上端部３６との距離ｈ１よりも小さい。さらに、ドラムカートリッジの着脱経路の最狭部Ｌ１に対し、図７（ｂ）中Ｌ１と平行で着脱経路上のドラムカートリッジＡが最狭部Ｌ１を通過する部分のドラムカートリッジＡの最広部Ｌ３がＬ１＜Ｌ３である。上述の画像形成装置及びドラムカートリッジＡであっても、ドラムカートリッジＡの前記高さｈ１が画像形成装置の最狭部Ｌ１より小さい。そのため、図８（ｂ）に示すようにドラムカートリッジＡを回動させてドラムカートリッジＡの前記高さｈ１部が最狭部Ｌ１を通過するようにしてドラムカートリッジＡを装置本体１に着脱できる。

図８乃至図１０を用いて着脱の際にドラムカートリッジＡの姿勢を変える構造を説明する。図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）の画像形成装置は模式断面図で説明し、ドラムカートリッジＡは側面図で説明する。また、図１０（ａ）は図８（ａ）乃至図８（ｃ）で説明する画像形成装置のガイドレール４０、第２ガイドレール４１を説明する斜視図である。図１０（ｂ）は図８（ａ）乃至図８（ｃ）で説明するドラムカートリッジＡの支持突起３４、姿勢制御部３５を説明する斜視図である。尚、以下の説明における上下方向は、図８乃至図１０に示すように画像形成装置が画像形成のために設置される姿勢における上下方向（鉛直方向）である。

ドラムカートリッジＡは、クリーニング容器３０の面３０ａと対向する面３０ｂ（図１０（ｂ）に図示、図８（ａ）中奥側の面）に支持突起３４とは別に像担持体２の回転軸方向に突出して姿勢制御部３５を設けている。画像形成位置では、ドラムカートリッジＡは像担持体２中心に設けた支持突起３４で装置本体１に固定され、姿勢制御部３５で回動方向を規制し、装置本体１内でドラムカートリッジＡは位置決めされる。ドラムカートリッジＡを装置本体１に装着する際は、着脱経路において姿勢制御部３５を規制することでドラムカートリッジＡの回動を規制することができる。また、図８（ａ）乃至図８（ｃ）の画像形成装置は、図５（ａ）で説明した画像形成装置と同様の構成であるが、ガイドレールの構成が異なる。即ち、図１０（ａ）に示すように装置本体１は側面に設けたガイドレール４０と異なる第２ガイドレール４１を具備している。ガイドレール４０はドラムカートリッジＡの支持突起３４を規制し、第２ガイドレール４１はドラムカートリッジＡの姿勢制御部３５を規制する。こうすることで着脱経路においてドラムカートリッジＡの回動を規制できる。

ドラムカートリッジＡの像担持体２と同軸に設けた支持突起３４がガイド開口域４０ａにある状態では、ユーザーが把手３３が把持してドラムカートリッジＡを支持し、支持突起３４がガイドレール４０に係合している。次に、図８（ｂ）に示すようにドラムカートリッジＡがユーザーによって装置本体１内に挿入され、ガイド開口域４０ａから装着方向の下流側に設けたガイド中間域４０ｂに挿入される。支持突起３４がガイドレール４０に係合してガイド開口域４０ａからガイド終端域４０ｃに至るガイド中間域４０ｂにおいて、ドラムカートリッジＡは、図８（ｂ）中左斜上（矢印ｋ１の方向）に移動する。その際、姿勢制御部３５は第２ガイドレール４１により図８（ｂ）中水平方向（矢印ｋ２方向）に移動するため、ドラムカートリッジＡは図８（ｂ）中矢印ｋ３方向に回動する。このガイド中間域４０ｂにおけるドラムカートリッジＡの回動により、図７（ｂ）に示したドラムカートリッジＡのＬ３部が装置本体１のドラムカートリッジ着脱経路の最狭部Ｌ１よりも大きい場合であっても、前記高さｈ１部が最狭部Ｌ１を通過するようにしてドラムカートリッジＡを装置本体１に着脱できる。更に、図８（ｃ）においてドラムカートリッジＡを図８（ｂ）の位置から更に装着方向下流側に設けた画像形成時の位置に位置決めするガイド終端域４０ｃの状態を説明する。像担持体２と同軸に設けた支持突起３４によりドラムカートリッジＡが画像形成位置に位置決めされ、像担持体２の中心が固定される。画像形成時に像担持体２は図８（ｃ）の矢印ｂ方向に回転するため、ドラムカートリッジＡに図８（ｃ）中矢印ｋ４方向に回動する力が働く。その際、第２ガイドレール４１の回転決め部４１ｃにドラムカートリッジＡの姿勢制御部３５が当接して規制することで画像形成時にドラムカートリッジＡが回動しないように固定する。

ドラムカートリッジＡの姿勢を回動させる姿勢制御部３５について詳しく説明する。ドラムカートリッジＡは図９（ａ）示すように像担持体２と同軸に設けた支持突起３４を中心に回動可能である。ドラムカートリッジＡは、支持突起３４を中心に、矢印ｉａ方向への回動を姿勢制御部３５の規制部３５ａで規制し、矢印ｉｂ方向への回動を姿勢制御部３５の規制部３５ｂで規制する。即ち、図８（ｂ）に示すように、ガイド中間域４０ｂにおいて姿勢制御部３５の規制部３５ａは第２ガイドレール４１のガイド部４１ａにより規制され、規制部３５ｂはガイド部４１ｂにより規制されることで、姿勢制御部３５は矢印ｋ２方向へ移動する。また、図９（ａ）では姿勢制御部３５を単体で設けた構成を説明したが、図９（ｂ）に示すように姿勢制御部３５を分割して形成しても良い。即ち、姿勢制御部３５は支持突起３４を中心に矢印ｉａ方向の回動を規制する規制部３５ａ、矢印ｉｂ方向の回動を規制する規制部３５ｂがあれば良く、様々な構成が好適に適用できる。

上述の構成では、ガイドレール４０と第２ガイドレール４１を完全に分離して設けた構成を説明した。しかしながら、画像形成装置の両側面には図示しない像担持体駆動入力手段や中間転写ベルト支持部材、帯電接点部など様々な部品が配置され、ガイドレール４０と第２ガイドレール４１を完全に分離して配置することが難しいことがある。また、ドラムカートリッジの小型化により支持突起３４と姿勢制御部３５との距離が十分にとれない場合などにもガイドレール４０と第２ガイドレール４１を完全に分離して配置することが難しいことがある。このような場合に、図１１（ａ）、図１１（ｂ）に示すようにドラムカートリッジＡの矢印ｉａ方向の回動は姿勢制御部の規制部３５ａを支持突起３４と同様にガイドレール４０のガイド部４０ｄにより規制し、矢印ｉｂ方向の回動は姿勢制御部の規制部３５ｂにより第２ガイドレール４１のガイド部４１ｂにより規制しても良い。このように構成することにより、ガイドレール４０と支持突起３４、第２ガイドレール４１と姿勢制御部３５を好適に配置できる。

尚、これまでの説明においては第２ガイドレール４１を画像形成装置の断面図奥側の側面に設け、姿勢制御部３５もドラムカートリッジＡの側面図奥側の側面に設けた形態で説明した。しかし、第２ガイドレール４１および姿勢制御部３５は、画像形成装置の両側面に設けても良く、いずれか一方の側面に設けても良い。

また、これまで説明した画像形成装置では像担持体２が当接する中間転写ベルト７の面は水平に配置していたが、像担持体２が当接する中間転写ベルト７の面は傾斜面であっても良い。即ち、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように中間転写ベルト７の像担持体２との当接面は傾斜面であっても良い。この際、図１２（ｂ）に示すように最狭部Ｌ１の下端部４３（高さ位置４３ａ）と中間転写ベルト７の転写位置４４（高さ位置４４ａ）の高さ位置が入れ替わることもある。このような場合であってもドラムカートリッジＡを着脱するガイド中間域４０ｂでは、像担持体２の下端部４５が最狭部Ｌ１の下端部４３及び中間転写ベルト７の転写位置４４より上方の位置に配置される。そのため、画像形成装置の小型化を図りつつ、像担持体２が中間転写ベルト７とスムーズに接触するようにドラムカートリッジＡをガイドすることができる。

〔第２実施形態〕
第２実施形態に係る画像形成装置は、４色フルカラーのレーザビームプリンタを例示しており、図１３及び図１４は、その概略構成を示す模式断面図である。尚、画像形成装置全体の概略構成は、前述した形態とほぼ同等であるため、異なる部分についてのみ、以下説明する。また、ドラムカートリッジの構成は前述した形態と同等であるため、ここでは同一符号を付し、説明を省略する。

図１３（ａ）に示すように、画像形成装置の装置本体１０１は上部にドラムカートリッジＡを着脱する着脱開口１０４６を有しており、画像形成装置の部品１０１ａをさけて像担持体２が中間転写ベルト１０７に当接するようにドラムカートリッジＡを着脱させる。この着脱開口１０４６は、ドラムカートリッジＡを装置本体１０１の内部に進入させるために設けられた開口である。

中間転写ベルト１０７を支持する複数の支持ローラのうち、ドラムカートリッジの着脱経路に最も近い支持ローラを着脱側支持ローラ１０７ａとする。また、像担持体２と中間転写ベルト１０７の当接位置を転写位置１０４４とし、中間転写ベルト１０７の転写位置１０４４において像担持体２と当接する面（表面）を転写面１０７ｂとする。さらに図１３（ａ）に示すように転写位置１０４４を含む転写面１０７ｂの延長面をＬ２とし、この延長面Ｌ２を境界として転写面領域Ｌ２ａと非転写面領域Ｌ２ｂに区分する。転写面領域Ｌ２ａは、像担持体１０２が当接する中間転写ベルトの表面側の領域であり、非転写面領域Ｌ２ｂは前記表面側とは反対側の裏面側の領域である。

画像形成装置は、前述した形態と同様に、ドラムカートリッジＡの支持突起（被ガイド部）１０３４と係合してドラムカートリッジＡをガイドするガイド部材としてのガイドレール１０４０を有している。ガイドレール１０４０は、ドラムカートリッジＡの画像形成装置への装着方向上流から順に以下の３つの領域に分類できる。即ち、装着方向上流から順に、第１のガイド部としてのガイド開口域１０４０ａ、第２のガイド部としてのガイド中間域１０４０ｂ、第３のガイド部としてのガイド終端域１０４０ｃに分類できる。ガイド開口域１０４０ａは、ドラムカートリッジＡが装着された際に、前記転写位置１０４４を含む前記中間転写ベルト１０７の表面の延長面Ｌ２よりも、像担持体２の少なくとも一部が前記非転写面領域Ｌ２ｂ側に入った位置から開口１０４６を通過させてドラムカートリッジＡをガイドする。ガイド中間域１０４０ｂは、ドラムカートリッジＡを装置本体１０１に装着する装着方向において、ガイド開口域１０４０ａの下流側に設けられている。ガイド中間域１０４０ｂは、像担持体２の少なくとも一部が前記延長面Ｌ２の前記非転写面領域Ｌ２ｂ側に入った位置から、像担持体２を前記延長面の前記転写面領域Ｌ２ａ側でかつ前記延長面Ｌ２から離れた位置までドラムカートリッジＡをガイドする。ガイド終端域１０４０ｃは、前記装着方向において、ガイド中間域１０４０ｂの下流側に設けられている。ガイド終端域１０４０ｃは、像担持体２を前記延長面Ｌ２の前記転写面領域Ｌ２ａ側でかつ前記延長面Ｌ２から離れた位置から前記転写位置１０４４へドラムカートリッジＡをガイドする。以下、詳しく説明する。

図１３（ｂ）はドラムカートリッジＡの像担持体２と同軸に設けた支持突起３４がガイド開口域１０４０ａにある状態を説明している。図１３（ｂ）において、画像形成装置の小型化を図るために、装置本体１０１は部品１０１ａの配置上、ドラムカートリッジＡを着脱する着脱開口１０４６を非転写面領域Ｌ２ｂにかかって設けなければならない。即ち、ドラムカートリッジＡの像担持体２と同軸に設けた支持突起３４がガイド開口域１０４０ａにある状態では、像担持体２の一部が非転写面領域Ｌ２ｂに配置される。

次に、図１４（ａ）はドラムカートリッジＡをガイド開口域１０４０ａから装着方向の下流側に設けたガイド中間域１０４０ｂに挿入した状態を説明している。ガイド中間域１０４０ｂではドラムカートリッジＡの像担持体２全体が転写面領域Ｌ２ａに配置されるようにガイドされる。しかも、ガイド中間域１０４０ｂでは、像担持体２が前記延長面Ｌ２から離れた位置までドラムカートリッジＡがガイドされる。

更に、図１４（ｂ）はドラムカートリッジＡを図１４（ａ）の位置から更に装着方向下流側に設けた画像形成時の位置に位置決めするガイド終端域１０４０ｃの状態を説明している。即ち、ドラムカートリッジＡは図１４（ａ）に示すようにガイド中間域１０４０ｂで像担持体２全体が転写面領域Ｌ２ａに配置される。その後、ドラムカートリッジＡは図１４（ｂ）に示すようにガイド終端域１０４０ｃで像担持体１０２を中間転写ベルト１０７に向かうベクトル成分を持つ方向から中間転写ベルト１０７に当接する。像担持体２の中間転写ベルト１０７への当接方向が中間転写ベルト１０７に向かうベクトル成分を持つ方向のため、像担持体２が中間転写ベルト１０７に当接する際に像担持体２と中間転写ベルト１０７が摺擦せずに当接できる。よって、ドラムカートリッジＡが画像形成位置に位置決めされる際に像担持体２や中間転写ベルト１０７の表面に摺擦傷が付き、画像不良となることを防止できる。

また、本実施形態においても、前述した形態と同様に、ドラムカートリッジＡは、画像形成時の姿勢においてドラムカートリッジＡの下端部を像担持体２の下端部より下方に配置している。こうすることで、クリーニングブレードにより除去した転写残現像剤が自然落下によりクリーニング容器内に容易に蓄積できる。よってクリーニング容器内に転写残現像剤を搬送する搬送手段を設ける必要がなく、ドラムカートリッジＡの構造を簡易にできる。

更に、画像形成装置の小型化のため前記部品１０１ａを配置させるとドラムカートリッジＡの着脱に制約を受ける。即ち、図１３及び図１４に示すように開口１０４６の高さｈ４が狭くなるばかりか、中間転写ベルト１０７の転写位置１０４４と開口１０４６の前記表面側の端部である上端部１０１ｂとの高さ（距離）ｈ５も狭くなる。それに対し、ドラムカートリッジＡはクリーニングブレードや帯電ローラを配置するため高さを必要とする。図１４（ｂ）に示すように、像担持体２の前記裏面側の端部である下端部４５とドラムカートリッジＡの前記表面側の端部である上端部３６との高さ（距離）をｈ１とし、ドラムカートリッジＡの上端部３６と下端部３７との高さをｈ３とする。すると、本実施形態の画像形成装置及びドラムカートリッジＡでは、前記高さ（距離）の関係はｈ３＜ｈ４、ｈ５＜ｈ１である。即ち、鉛直方向において、ドラムカートリッジＡの高さｈ３は装置本体１の開口の高さｈ４より小さい。また、前記延長面Ｌ２と直交する方向において、開口４６の前記表面側の端部である上端部１０１ｂと前記延長面Ｌ２との距離ｈ５は、像担持体２の前記裏面側の端部である下端部４５とドラムカートリッジＡの前記表面側の端部である上端部３６との距離ｈ１よりも小さい。尚、図１４（ａ）に示すように、本実施形態においても、ドラムカートリッジＡの着脱経路の最狭部Ｌ１と、前記着脱経路上のドラムカートリッジＡが最狭部Ｌ１を通過する部分のドラムカートリッジＡの最広部Ｌ３（図７参照）との関係は、Ｌ１＜Ｌ３である。上述の画像形成装置及びドラムカートリッジＡであっても、ドラムカートリッジＡの前記高さｈ１が画像形成装置の最狭部Ｌ１より小さい。そのため、ドラムカートリッジＡを回動させてドラムカートリッジＡの前記高さｈ１部が最狭部Ｌ１を通過するようにしてドラムカートリッジＡを装置本体１０１に着脱できる。

従って、上述したガイドレール１０４０を含む画像形成装置とドラムカートリッジＡの構成により、ドラムカートリッジＡの着脱開口１０４６の配置位置に制約がある画像形成装置であっても、画像不良を起こすことなくドラムカートリッジの着脱が可能となる。即ち、画像形成装置の小型化を図りつつ、像担持体２が中間転写ベルト１０７とスムーズに接触するようにドラムカートリッジＡをガイドすることができる。

〔他の実施形態〕
前述した実施形態では、画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジとして、像担持体と、該像担持体に作用するプロセス手段としての帯電手段，クリーニング手段を一体に有するプロセスカートリッジを例示した。しかしながらが、これに限定されるものではなく、像担持体の他に、帯電手段、クリーニング手段のうち、いずれか１つを一体に有するプロセスカートリッジであっても良い。

また前述した実施形態では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良い。また、ベルト部材として記録媒体担持体を使用し、該記録媒体担持体に担持された記録媒体に各色のトナー像を順次重ねて転写する画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。

Ａ …ドラムカートリッジ
Ｄ …シート
Ｌ１ …ドラムカートリッジの着脱経路の最狭部
Ｌ２ …延長面
Ｌ２ａ …転写面領域
Ｌ２ｂ …非転写面領域
Ｌ３ …ドラムカートリッジの最広部
ｈ１，ｈ２，ｈ３，ｈ４，ｈ５ …高さ（距離）
１，１０１ …装置本体
２ …像担持体
７，１０７ …中間転写ベルト
３４ …支持突起
３６ …ドラムカートリッジの上端部
３７ …ドラムカートリッジの下端部
４０，１０４０ …ガイドレール
４０ａ，１０４０ａ …ガイド開口域
４０ｂ，１０４０ｂ …ガイド中間域
４０ｃ，１０４０ｃ …ガイド終端域
４３ …最狭部の下端部
４４，１０４４ …転写位置
４５ …像担持体の下端部
４６，１０４６ …着脱開口
１０７ｂ …転写面

Claims (10)

1. 像担持体と、前記像担持体を支持する枠体と、を備えたカートリッジを着脱可能な画像形成装置であって、
   前記像担持体に形成された現像剤像を記録媒体に転写するためのベルト部材と、
   前記カートリッジを前記画像形成装置の装置本体の内部に進入させるために設けられた開口と、
   前記カートリッジが装着された際に、前記像担持体と前記ベルト部材とが接触する転写位置よりも、前記像担持体の下端部が鉛直方向において下方となる位置から前記開口を通過させて前記カートリッジをガイドする第１のガイド部と、
   前記カートリッジを前記装置本体に装着する装着方向において、前記第１のガイド部の下流側に設けられた第２のガイド部であって、前記像担持体の下端部が前記転写位置よりも、鉛直方向において下方となる位置から上方となる位置へ前記カートリッジをガイドする第２のガイド部と、
   前記カートリッジを前記装着方向において、前記第２のガイド部の下流側に設けられた第３のガイド部であって、前記像担持体の下端部が前記転写位置よりも、鉛直方向において上方となる位置から前記転写位置へ前記カートリッジをガイドする第３のガイド部と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 鉛直方向において前記開口の上端と前記転写位置との距離をｈ２とし、前記カートリッジが前記装置本体に装着された際に、鉛直方向において前記像担持体の下端部と前記枠体の上端部との距離をｈ１とした場合、ｈ２＜ｈ１の関係にあることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記カートリッジが通過する前記ベルト部材と前記装置本体との隙間の最短距離をＬ１とし、前記カートリッジが前記装置本体に装着された際に、前記隙間を通過した前記カートリッジの外形において前記最短距離と平行な最大距離をＬ３とした場合、Ｌ１＜Ｌ３の関係に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. 前記ベルト部材は、前記像担持体に形成された現像剤像が転写されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記ベルト部材は、前記記録媒体を搬送することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 像担持体と、像担持体を支持する枠体と、を備えたカートリッジを着脱可能な画像形成装置であって、
   前記像担持体に形成された現像剤像を記録媒体に転写するためのベルト部材と、
   前記カートリッジを前記画像形成装置の装置本体の内部に進入させるために設けられた開口と、
   前記カートリッジが装着された際に、前記像担持体と前記ベルト部材とが接触する転写位置を含む前記ベルト部材の表面の延長面よりも、前記像担持体の少なくとも一部が前記像担持体と前記ベルト部材とが接触する表面側とは反対側の裏面側に入った位置から前記開口を通過させて前記カートリッジをガイドする第１のガイド部と、
   前記カートリッジを前記装置本体に装着する装着方向において、前記第１のガイド部の下流側に設けられた第２のガイド部であって、前記像担持体の少なくとも一部が前記延長面の前記裏面側に入った位置から、前記像担持体を前記延長面の前記表面側でかつ前記延長面から離れた位置まで前記カートリッジをガイドする第２のガイド部と、
   前記カートリッジを前記装着方向において、前記第２のガイド部の下流側に設けられた第３のガイド部であって、前記像担持体を前記延長面の前記表面側でかつ前記延長面から離れた位置から前記転写位置へ前記カートリッジをガイドする第３のガイド部と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
7. 前記延長面と直交する方向において前記延長面と前記開口の前記表面側の端部との距離をｈ５とし、前記カートリッジが前記装置本体に装着された際に、前記直交する方向において前記像担持体の前記裏面側の端部と前記枠体の前記表面側の端部との距離をｈ１とした場合、ｈ５＜ｈ１の関係にあることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記カートリッジが通過する前記ベルト部材と前記装置本体との隙間の最短距離をＬ１とし、前記カートリッジが前記装置本体に装着された際に、前記隙間を通過した前記カートリッジの外形において前記最短距離と平行な最大距離をＬ３とした場合、Ｌ１＜Ｌ３の関係にあることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
9. 前記ベルト部材は、前記像担持体に形成された現像剤像が転写されることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記ベルト部材は、前記記録媒体を搬送することを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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