JP5528092B2 - プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真画像形成装置本体に着脱可能な、プロセスカートリッジ及びこれを用いる電子写真画像形成装置に関する。

ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真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。例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（ＬＥＤプリンタ、レーザービームプリンタなど）、電子写真ファクシミリ装置、及び、電子写真ワードプロセッサーなどが含まれる。

ここで記録媒体とは、画像を形成される物であって、例えば、記録シート、ＯＨＰシート等である。

また、プロセスカートリッジとは、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電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものである。従って、少なくともプロセス手段としての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電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものも含まれる。

従来、電子写真画像プロセスを用いた電子写真画像形成装置においては、電子写真感光体ドラム及び前記感光体ドラムに作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。このプロセス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頼らずユーザ自身で行うことができる。したがって、格段に操作性を向上させることができる。そのため、このプロセス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。

電子写真画像形成装置では、レーザ、ＬＥＤあるいはランプなどの画像情報に対応した光を電子写真感光体ドラムに照射する。これによって、感光体ドラムに静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像装置により現像する。さらに、感光体ドラムに形成された現像像を記録媒体へ転写する。これによって、記録媒体に画像を形成している。

このようなプロセスカートリッジの電子写真画像形成装置本体への着脱時のガイド構成としては次の構成が知られている。即ち、カートリッジ装着部にプロセスカートリッジの一方の側面と対向する第一側壁を配置し、重力方向上下に設けられた２つの第一および第二本体ガイド部を設けてプロセスカートリッジの一方の側面を支持する。さらに、カートリッジ装着部にプロセスカートリッジの他方の側面と対向する第三ガイド部材を設けてプロセスカートリッジの他方の側面を支持する。これによって、装着の過程でプロセスカートリッジが傾倒することを防止し、プロセスカートリッジを電子写真画像形成装置本体へスムーズに装着する構成である。（例えば、特許文献１参照）

特開２００７−２１９２６８（第５頁１６行目〜第６頁１７行目、第５図）

本発明は上記従来技術をさらに発展させたものである。
本発明の目的は、プロセスカートリッジを装置本体へ安定した状態で装着することのできるプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、隣り合うカートリッジ間における装着ガイド部を無くすことで小型な電子写真画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本出願に係る代表的な手段は、画像形成装置本体に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、前記感光体ドラムを回転可能に支持する第一ユニットと、現像ローラと、前記現像ローラを回転可能に支持する第二ユニットであって、前記現像ローラが前記感光体ドラムに当接する画像形成位置と、前記現像ローラを前記感光体ドラムから離間する非画像形成位置を取り得るよう前記第一ユニットに対して移動可能に支持された第二ユニットと、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に沿って前記装置本体へ装着する際に、前記装置本体に設けられた現像離間ガイドと当接して前記第二ユニットを前記画像形成位置から前記非画像形成位置に移動させる力を受ける、前記第二ユニットに設けられた被押圧部と、前記プロセスカートリッジを前記軸線方向に沿って前記装置本体へ装着する際に、前記装置本体に設けられた前記プロセスカートリッジの装着方向に沿って延びる第一本体ガイドにガイドされる、前記第一ユニットに設けられた第一被ガイド部と、前記プロセスカートリッジを前記軸線方向に沿って前記装置本体へ装着する際に、前記装置本体に設けられた前記装着方向に沿って延びる第二本体ガイドにガイドされる、前記第一ユニットに設けられた第二被ガイド部と、前記プロセスカートリッジを前記軸線方向に沿って前記装置本体へ装着する途中では、前記装着方向において前記装置本体の上流側に設けられた第三本体ガイドにガイドされ、前記プロセスカートリッジが前記装置本体へ装着が完了した装着完了位置では、前記第三本体ガイドによる規制が解除される第三被ガイド部であって、前記プロセスカートリッジを装着する途中において前記被押圧部が前記現像離間ガイドと当接することによって前記第二ユニットが前記画像形成位置から前記非画像形成位置へ向けて移動する際も、前記第三本体ガイドによってガイドされることが可能な第三被ガイド部と、を有するプロセスカートリッジである。

以上説明したように、本発明によれば、プロセスカートリッジを装置本体へ安定した状態で装着することのできるプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置を提供することができる。

更に、本発明によれば、隣り合うプロセスカートリッジ間における隙間を小さくする事で小型可能な電子写真画像形成装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係るカートリッジの外観斜視図である。 本発明の実施形態に係るカラー電子写真画像形成装置の全体構成図である。 カートリッジの主断面図である。 カートリッジの画像形成装置本体への装着前の状態を説明する斜視図である。 本発明に係る画像形成装置本体ガイド構成の概略図である。 本発明に係るカートリッジ規制部の形状説明図である。 画像形成装置本体の位置決め構成及び押圧機構を説明する概略図である。 下流側のカートリッジ位置決め構成及び押圧機構の詳細説明図である。 上流側のカートリッジ位置決め構成及び押圧機構の詳細説明図である。 カートリッジの装着完了状態を示す正面図である。 カートリッジの挿入途中の斜視図である。 カートリッジを装置本体に装着途中の左側面図である。 画像形成装置本体正面に対して右側面方向から見た下流側の押圧機構の動作説明図である。 装着方向の下流側から見た下流側の押圧機構の動作説明図である。 画像形成装置本体正面に対して左側面方向から見た上流側押圧機構の動作説明図である。 装着方向の上流側から見た上流側の押圧機構の動作説明図である。 本実施例とは別手段の画像形成装置の正面図である。

（実施例１）
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態に係るプロセスカートリッジ（以下「カートリッジ」という）及びカラー電子写真画像形成装置（以下「画像形成装置」という）の実施形態について、図を用いて説明する。

（画像形成装置の全体構成）
まず画像形成装置の全体構成について、図２及び図４を用いて説明する。図２は本実施例における画像形成装置の概略図、図４はカートリッジ７の装置本体１００ａへの装着前の状態を説明する斜視図である。図２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個のカートリッジを備えている。各カートリッジは独立に画像形成装置１００の装置本体１００ａに着脱可能である。ここで、装置本体１００ａとは、画像形成装置１００の構成からカートリッジを除いた構成である。図４に示すように、装置本体１００ａはカートリッジの装着手段である装着部２２を有する。そして、前記装着部２２に装着されたカートリッジ７（７ａ〜７ｄ）は、夫々１個の感光体ドラム１（１ａ〜１ｄ）を備えている。

前記感光体ドラム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、感光体ドラムに作用する以下のプロセス手段が配置されている。即ち、転写後の感光体ドラム１表面に残った現像剤（以下、「トナー」という）を除去するクリーニング部材６（６ａ〜６ｄ）、感光体ドラム１表面を帯電する帯電ローラ２（２ａ〜２ｄ）及び、現像ユニット４（４ａ〜４ｄ）が配置されている。また、画像情報に基づいてレーザビームを照射し、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、感光体ドラム１上の４色のトナー画像が一括して転写される中間転写ベルト５が配置されている。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、現像ユニット４は一体的にカートリッジ化されカートリッジ７を構成している。このカートリッジ７は、使用者によって、画像形成装置１００の装置本体１００ａに取り外し可能に装着される。

中間転写ベルト５は、駆動ローラ１０、テンションローラ１１に張架されている。また、各感光体ドラム１（１ａ〜１ｄ）に対向して、中間転写ベルト５の内側に一次転写ローラ１２（１２ａ〜１２ｄ）が配設されている。そして、バイアス印加手段（不図示）により転写ベルト５に転写バイアスを印加する。

感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム１が矢印Ｑ方向に回転し、中間転写ベルト５が矢印Ｒ方向に回転し、さらに一次転写ローラ１２に正極性のバイアスを印加することにより、順次、中間転写ベルト５上に一次転写される。そして、中間転写ベルト５に４色のトナー像が重なった状態で二次転写部１５まで搬送される。

前記画像形成動作と同期して給送装置１３及びレジストローラ対１７等からなる搬送手段によって記録媒体であるシートＳが搬送される。給送装置１３は、シートＳを収納する給送カセット２４と、シートＳを給送する給送ローラ８と、給送されたシートＳを搬送する搬送ローラ対１６とを有している。給送カセット２４は、図１中の本体手前方向へ引き抜くことができる。給送カセット２４に収納されたシートＳは、給送ローラ８に圧接され、分離パッド９によって一枚ずつ分離され（摩擦片分離方式）搬送される。

そして、給送装置１３から搬送されたシートＳはレジストローラ対１７によって二次転写部１５に搬送される。二次転写部１５において、二次転写ローラ１８に正極性のバイアスを印加する。これにより、搬送されたシートＳに、中間転写ベルト５上の４色のトナー像を二次転写する。

定着手段である定着部１４は、シートＳに形成したトナー画像に熱及び圧力を加えて定着させるものである。定着ベルト１４ａは円筒形状であり、ヒータ等の発熱手段を接着したベルトガイド部材（不図示）にガイドされている。そして、定着ベルト１４ａと加圧ローラ１４ｂとが所定の圧接力をもって定着ニップを形成している。

そして、画像形成部から搬送された未定着トナー画像が形成されたシートＳが、定着ベルト１４ａと加圧ローラ１４ｂとの間の定着ニップで加熱及び加圧される。そして、シートＳ上の未定着トナー画像がシートＳに定着される。その後、トナー画像が定着されたシートＳは、排出ローラ対１９によって排出トレイ２０に排出される。

一方、トナー画像転写後に、感光体ドラム１表面に残ったトナーは、クリーニング部材６によって除去される。除去されたトナーは、感光体ユニット２６（２６ａ〜２６ｄ）内の除去トナー室に回収される。

また、シートＳへの二次転写後に中間転写ベルト５上に残ったトナーは、転写ベルトクリーニング装置２３によって除去される。除去されたトナーは、廃トナー搬送路（不図示）を通過し、装置奥面部に配置された廃トナー回収容器（不図示）へと回収される。

（カートリッジ）
次に本実施形態のカートリッジについて、図３を用いて説明する。図３はトナーｔを収納したカートリッジ７の主断面である。尚、イエロー色のトナーｔを収納したカートリッジ７ａ、マゼンタ色のトナーｔを収納したカートリッジ７ｂ、シアン色のトナーｔを収納したカートリッジ７ｃ、ブラック色のトナーｔを収納したカートリッジ７ｄは同一構成である。

カートリッジ７は、感光体ドラム１と、帯電ローラ（帯電手段）２、及びクリーニング部材（クリーニング手段）６を備えた第一ユニットである感光体ユニット２６、及び、現像ローラ（現像手段）２５を有する第二ユニットである現像ユニット４に分かれている。

前記感光体ユニット２６のクリーニング枠体２７には、感光体ドラム１が後述する軸受を介して回転自在に取り付けられている。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。感光体ドラム１の周上には、前述した通り帯電ローラ２、クリーニング部材６が配置されている。さらに、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。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は軸受２８に回転可能に取り付けられている。そして、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を有する。現像ローラ２５は、現像枠体３１の長手方向の両側にそれぞれ取り付けられた軸受部材３２（３２Ｒ，３２Ｌ）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が配置されている。さらに現像枠体３１のトナー収容部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。

また、現像ユニット４の上部には、現像枠体３１から鉛直方向上方へ突出したリブ刑状の第三被ガイド部である規制部３３が設けられている。規制部３３については、後で詳しく述べる。

そして現像ユニット４は、軸受部材３２Ｒ，３２Ｆに設けられた、穴３２Ｒｂ，３２Ｆｂに嵌合する軸３７（３７Ｒ，３７Ｆ）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。現像ユニット４は、加圧バネ３８により付勢されている。現像ユニット４は、現像ローラ２５が感光体ドラム１に当接する画像形成位置と、現像ローラ２５を感光体ドラム１から離間する非画像形成位置を取り得る。即ち、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は軸３７を中心に矢印Ａ方向に回転し、現像ローラ２５が感光体ドラム１に当接している。また、現像ユニット４のトナー枠体３１には鉛直方向下方へ突出した被押圧部３１ｂが設けられている。カートリッジ７の非画像形成時において、二点鎖線で示す離間レバー７０が矢印Ｇ方向へ移動することによって被押圧部３１ｂが押圧されることで、現像ユニット４は軸３７を中心に矢印Ａ方向とは反対方向に回転し、現像ローラ２５が感光体ドラム１から離間する。

（カートリッジの画像形成装置本体への装着構成）
次に本実施形態のカートリッジ７を装置本体１００ａへ取り外し可能に装着する構成について図４から図７を用いて説明する。

なお、本実施の形態では、カートリッジ７の装置本体１００ａへの装着は、感光体ドラム１の軸線方向と平行な方向である矢印Ｆ方向、すなわち図２において上流側から下流側にカートリッジ７を挿入する構成となっている。これによりカートリッジ７を装置本体１００ａに着脱可能にしている。

図４において、装置本体１００ａの上流側には開閉可能な前カバー２１が設けられている。前カバー２１を開くと水平方向に対して傾斜して並設した４個のカートリッジ７（７ａ〜７ｄ）の装着部２２が露出する。各装着部２２の上側と下側には、第一本体ガイド部である装着上ガイド８０（８０ａ〜８０ｄ）と、第二本体ガイド部である装着下ガイド８１（８１ａ〜８１ｄ）がそれぞれ設けられている。装着上ガイド８０と装着下ガイド８１はカートリッジ７の装着方向に沿って装置本体１００ａの上流側から下流側に延びた溝形状となっている（図７参照）。また、各装着部２２の上側には、下方に突出した第三本体ガイドである突起形状２２ａ（２２ａ１〜２２ａ４）が設けられている。

図５（ａ）は、本実施例における本体ガイド構成を、鉛直方向上側から見た概略図で、図５（ｂ）は、装着部２２を正面に見た時の本体ガイド構成の概略図である。図５（ｂ）に示すように、本実施例における画像形成装置には、感光体ドラムの軸線と直行する方向において、装着下ガイド８１と対向する下側の位置に、現像離間ガイド９０が設けられている。図５（ａ）に示すように、現像離間ガイド９０は、それを鉛直方向上側から見た場合、カートリッジ７の装着方向Ｆにおいて離間レバー７０よりも上流側に設けられている。そして、カートリッジ７の装着方向の上流側から下流側に向かうにつれ、装着下ガイド８１との水平方向における距離が徐々に短くなるような斜面９０ａが形成されている。現像離間ガイド９０の斜面９０ａと装着下ガイド８１の水平方向における距離は、装着方向上流側が最も広い。その装着方向上流側の距離ｘ１は、図５（ｂ）に示す感光体ドラム１と現像ローラ２５が当接した状態における第二被ガイド部３０と被押圧部３１ｂの水平方向における距離ｘ３と同じか、それよりも短い。また、装着方向下流側における斜面９０ａの終端と装着下ガイド８１の水平方向の距離ｘ２は、装着下ガイド８１から離間レバー７０までの水平方向における距離ｘ４とほぼ同じである。なお、ここでの離間レバー７０の位置は、画像形成時以外における感光体ドラム１と現像ローラ２５を離間させた状態の位置である。離間レバー７０が感光体ドラム１と現像ローラ２５を離間させる位置にある理由については、後述する。また、本実施例における被押圧部３１ｂは、カートリッジ７の装着方向下流側に設けられ、装着完了時には、現像離間ガイド９０によるガイドが解除される。このため、装着途中以外は被押圧部３１ｂと現像離間ガイド９０は接触しない。

感光体ドラム１と現像ローラ２５が当接しているカートリッジ７を装置本体１００ａ内に装着する場合、現像離間ガイド９０の斜面９０ａによって、被押圧部３１ｂが押圧される。これにより、現像ユニット４は軸３７を中心に矢印Ｅ方向に回転し、現像ローラ２５が感光体ドラム１から離間する。離間レバー７０は、画像形成時以外は、感光体ドラム１と現像ローラ２５を離間させる位置にある。これは、画像形成時以外に、現像ローラ２５が感光体ドラム１の当接圧を受けたまま放置される事で、感光体ドラム１の当接位置で現像ローラ２５が変形するのを防止するためである。つまり、現像離間ガイド９０は、感光体ドラム１と現像ローラ２５が当接したカートリッジ７を、離間状態に導くためのガイド部である。

図６（ａ）は装置本体装着方向を正面とした場合の本実施例におけるカートリッジ７の正面図、図６（ｂ）は矢印ＶＷ１方向におけるカートリッジ７の斜視図、図６（ｃ）は矢印ＶＷ２方向におけるカートリッジ７の斜視図である。図７は装置本体１００ａのガイド構成及び位置決め構成を説明する概略図である。

図６（ａ）に示すようにカートリッジ７の感光体ユニット２６においては、装置本体１００ａに設けられた上記の装着上ガイド８０および装着下ガイド８１に対応する位置（図７参照）に、第一被ガイド部２９と第二被ガイド部３０がそれぞれ設けられている。第一被ガイド部２９はカートリッジの装着方向下流側に配置されており、装置本体１００ａの装着上ガイド８０の溝形状と係合する突起形状となっている。また、第二被ガイド部３０はカートリッジ７の装着方向に沿って装着方向の下流側から上流側へ向かってカートリッジ７の底面に配置されており、装着下ガイド８１の溝形状と係合する突起形状となっている。

また、カートリッジ７の現像ユニット４には、感光体ドラムの軸線と直行する方向において第一被ガイド部２９とは反対側の鉛直方向上方に、規制部３３が設けられている。規制部３３は、現像ユニット４を構成する枠体から鉛直方向上方に突出した突起形状となっている。さらに、図６（ｂ）に示すように、規制部３３は、カートリッジの装着方向Ｆにおいて、装着方向下流側から上流側に向かうに従い、第二被ガイド部３０からの鉛直方向における高さｈが徐々に高くなる領域ｙ２を有する。また、図６（ｃ）に示すように、規制部３３は、カートリッジの装着方向Ｆにおいて、装着方向下流側から上流側に向かうに従い、第二被ガイド部３０からの水平方向における距離ｄ１が徐々に短くなる領域ｙ２を有する。カートリッジ７の装着方向Ｆにおいて、第二被ガイド部３０と規制部３３の鉛直方向及び水平方向の長さが徐変する領域ｙ２は、図５（ａ）に示すようにカートリッジ装着方向Ｆにおける斜面９０ａの距離ｙ１に等しい。なお、規制部３３は、カートリッジ７の装着完了位置では上側装着部２２に設けられた突起形状２２ａによる移動規制が解除される長さに設定されている。このため、装着途中以外は規制部３３と上側装着部２２の突起形状２２ａは接触しない。規制部３３と上側装着部２２の突起形状２２ａの関係については、後のカートリッジ着脱時の位置決め動作で詳しく述べる。

図７に示すように、カートリッジ７を装置本体１００ａ内へ装着する際は、カートリッジ７の感光体ユニット２６に設けられた第一被ガイド部２９を、本体１００ａの装着上ガイド８０に係合させる。同様に、感光体ユニット２６に設けられた第二被ガイド部３０を、本体１００ａの装着下ガイド８１に係合させる。さらに、現像ユニット４に設けられた規制部３３を、本体１００ａの上側装着部２２に設けられた突起形状２２ａによって上方向と横方向の移動を規制させる。これによって、カートリッジ７を本体１００ａ内に安定した姿勢に保つことができる。そして、カートリッジ７を図中矢印Ｆ方向に押し込む。

カートリッジ７が所定の位置まで挿入されると、カートリッジ７の下流側と上流側の被位置決め部４０ａ，５０ａがそれぞれ本体１００ａに位置決めされる。そして、カートリッジ７の装着が完了する。このカートリッジ７の装着完了状態においても、第一被ガイド部２９および第二被ガイド部３０は夫々第一本体ガイド部および第二本体ガイド部との係合状態は維持されたままである。これに対して規制部３３は上側装着部２２とは接触しない状態にある。

なお、カートリッジ７に駆動を入力した際に回転するのを規制するため、カートリッジ７の下流側には装着方向（カートリッジ進行方向）に突出する軸２７ｂが、上流側にはＵ字状の穴２７ｃがそれぞれ設けられている。そして、カートリッジ７の位置決めの際には、軸２７ｂと穴２７ｃも本体１００ａの長穴８２ｂと軸９２ｃにそれぞれ係合する。

（カートリッジの画像形成装置への位置決め構成及び押圧機構）
次に本実施形態のカートリッジの装置本体への位置決め構成及び押圧機構について図１と図８及び図９を用いて説明する。

図１は本実施例におけるプロセスカートリッジ７の斜視図である。図１に示すように、カートリッジ７が有する感光体ドラム１は、その両端の軸部（不図示）を各々クリーニング枠体２７に固定された軸受４０、５０で回転自在に保持されている。カートリッジ７が装置本体１００ａ内を進行する進行方向Ｆの下流側である下流側の軸受（感光体ドラム１の軸線方向一端側を支持する第一軸受部材）４０の上外側表面部には、第一カートリッジ側被位置決め部４０ａが設けられている。即ち、カートリッジ７の進行方向に垂直な方向において、カートリッジ７の下流側を装置本体１００ａに位置決めするための円弧形状の第一カートリッジ被位置決め部４０ａが設けられている。そして、第一カートリッジ被位置決め部４０ａの下方には、押圧部材（付勢部材、押し上げ部材）８３（図７参照）から押圧力（付勢力）を付与される被押圧部４０ｂが設けられている。なお、前記進行方向とは、使用者がカートリッジ７を装置本体１００ａ内に装着する際の装着時における進行方向である。

さらに、カートリッジ７を装置本体１００ａに装着する際に、押圧部材８３を退避位置へ移動させるための第一押し退け部となる押し退け部４０ｃが設けられている。この押し退け部４０ｃは進行方向の下流側に突出し、その先端部には下方向に突出した凸部４０ｄが設けられている。そして、凸部４０ｄの進行方向下流側および上流側には、それぞれ凸部４０ｄを頂点にしてなだらかに傾斜する傾斜面４０ｅ、４０ｆが設けられている。

また、下流側の軸受４０の上外側表面には、第一カートリッジ被位置決め部４０ａよりも上方に突出した第一当接部（第一カートリッジ側被規制部）である当接面４０ｈが設けられている。この第一当接面４０ｈは、上面が平坦であって、第一カートリッジ被位置決め部４０ａ内に配置されている。さらに、第一当接面４０ｈは被押圧部４０ｂに対して、感光体ドラム１の軸線と直交する方向において、感光体ドラム１の軸線に対して反対側に配置されている。

そして、この第一当接面４０ｈの進行方向上流側には、当接面４０ｈに対して高さの低い凹面４０ｇが設けられている。さらに、下流側の軸受４０には、カートリッジ７の長手位置決め部である長手当接面４０ｉが設けられている。なお、カートリッジ７が本体１００ａに装着された際には、下流側の本体側板の内壁面に長手当接面４０ｉが当接する。

次に、前記進行方向の上流側に設けられた、上流側の軸受（感光体ドラム１の軸線方向他端側を支持する第二軸受部材）５０について説明する。上流側の軸受５０の上外側表面部には、進行方向に対して垂直な方向において、カートリッジ７の上流側を本体１００ａに位置決めするための円弧形状の第二カートリッジ被位置決め部５０ａが設けられている。そして、第二カートリッジ被位置決め部５０ａの上方には、後述する引き上げ部材９３（図７参照）からカートリッジ７を引き上げる方向に付勢力を付与される引き上げ力受け部５０ｂが設けられている。

さらに、カートリッジ７を装置本体１００ａに装着する際に、引き上げ部材９３を退避位置へ移動させるための第二押し退け部である押し退け部５０ｃが設けられている。この押し退け部５０ｃは、進行方向と直行する方向の引き上げ力受け部５０ｂの側面側に配置されている。この押し退け部５０ｃは、進行方向下流側に向かって突出しており、その先端部には下方向の突出した凸部 ５０ｄが設けられている。そして、凸部５０ｄの進行方向下流側および上流側には、それぞれ凸部５０ｄを頂点にしてなだらかに傾斜する傾斜面５０ｅ、５０ｆが設けられている。また、上流側の軸受５０の上外側表面部には、第二カートリッジ被位置決め部５０ａよりも上方へ突出した第二当接部（第二カートリッジ側被規制部）である当接面５０ｈが設けられている。この第二当接面５０ｈは、上面が平坦であって、第二カートリッジ被位置決め部５０ａ内に配置されている。

そして、この第二当接面５０ｈの進行方向上流側には、当接面５０ｈに対して高さの低い凹面５０ｇが設けられている。

次に、本体１００ａに設けられたカートリッジ位置決め構成について説明する。
図７に示すように、本体１００ａには装着方向下流側に側板８２、上流側に側板９２がそれぞれ備えられている。側板９２にはカートリッジ７を取り外し可能に装着する装着部２２が設けられている。カートリッジ７はこの装着部２２を通して本体１００ａに挿入される。そして、前述した上側装着ガイド８０、下側装着ガイド８１に沿って矢印Ｆ方向に装着される。

図８は下流側のカートリッジ位置決め構成及び押圧機構の詳細説明図である。図８に示すように、側板８２には、カートリッジ７を装着方向（進行方向）に対して垂直な方向に位置決めするための第一本体側位置決め部となる２ヶ所の突き当て部８２ａ（８２ａ１，８２ａ２）が設けられている。また、側板８２には、押圧バネ８５の付勢力（弾性力）により、カートリッジ７を突き当て部８２ａの方向に押圧するための押圧部材８３が設けられている。この押圧部材８３は後述するように押上力によりカートリッジ７を押し上げるように付勢する押し上げ部材として機能する。

押圧部材８３は突き当て部８２ａの下方に配置され、その回転中心８３ａが下流側本体側板８２に固定された軸８４と嵌合している。そして、押圧部材８３はカートリッジ７を突き当て部８２ａに押圧する押圧位置と、押圧力が解除される退避位置と、カートリッジ７の移動経路内に位置する待機位置と、を移動可能に取り付けられている。

また、押圧部材８３には、カートリッジ７の被押圧部４０ｂと対向する位置に、押圧位置でカートリッジ７を押圧する押圧部８３ｂが設けられている。さらに、押圧部材８３にはカートリッジ７の押し退け部４０ｃと対向する位置に、押圧部材８３を退避位置に移動させるための第一被押し退け部８３ｃが設けられている。この被押し退け部８３ｃには、上方向に突出した凸部８３ｄが設けられている。そして、凸部８３ｄの装着方向下流側及び上流側には、それぞれ凸部８３ｄを頂点にしてなだらかに傾斜する傾斜面８３ｅ，８３ｆが設けられている。そして、被押し退け部８３ｃは、カートリッジ装着方向と直交する方向において、第一回転中心８３ａに対して押圧部８３ｂよりも外側の遠い位置に配置されている。すなわち、押圧部材８３の長手方向に沿って前記回転中心８３ａ、押圧部８３ｂ及び被押し退け部８３ｃがこの順番に配置されている。

また、側板８２の２ヶ所の突き当て部８２ａ（８２ａ１，８２ａ２）の間には、押圧部材８３を退避位置に押し退ける際に生ずる反力により、カートリッジ７が上方向へ移動するのを規制する樹脂製の第一本体側規制部８６が設けられている。

図９は上流側のカートリッジ位置決め構成及び押圧機構の詳細説明図である。図９に示すように、側板９２には、カートリッジ挿入穴９２ｂが設けられている。そして、この挿入穴９２ｂの上部にはカートリッジ７を装着方向に対して垂直な方向に位置決めするための第二本体側位置決め部となる２ヶ所の突き当て部９２ａ（９２ａ１，９２ａ２）が設けられている。また、上流側の本体側板９２には、引張りバネで構成した押圧バネ９５の付勢力（引張力）により、カートリッジ７を突き当て部９２ａの方向に押圧するための引き上げ部材９３が設けられている。引き上げ部材９３は突き当て部９２ａの上方に配置されている。そして、その第二回転中心９３ａが上流側本体側板９２に固定された軸９４と嵌合している。そして、引き上げ部材９３はカートリッジ７を突き当て部９２ａに押圧する押圧位置と、待機位置から押圧力が解除される退避位置と、カートリッジ７の移動経路内に位置する待機位置とに移動可能に取り付けられている。

また、引き上げ部材９３には、カートリッジ７の引き上げ力受け部５０ｂと対向する位置に、付勢位置でカートリッジ７を引き上げる方向に付勢する引き上げ力付与部９３ｂが設けられている。さらに、カートリッジ７の押し退け部５０ｃと対向する位置には、引き上げ部材９３を退避位置に移動させるための第二被押し退け部９３ｃが設けられている。この被押し退け部９３ｃには、上方向に突出した凸部９３ｄが設けられている。そして、凸部９３ｄのカートリッジ装着方向下流側及び上流側には、それぞれ凸部９３ｄを頂点にして、なだらかに傾斜する傾斜面９３ｅ，９３ｆ（図１２参照）が設けられている。

そして、被押し退け部９３ｃは、カートリッジ装着方向と直交する方向において、回転中心９３ａに対して引き上げ力付与部９３ｂよりも外側の遠い位置に配置されている。すなわち、引き上げ部材９３の長手方向に沿って前記回転中心９３ａ、引き上げ力付与部９３ｂ及び被押し退け部９３ｃがこの順番に配置されている。また、上流側本体側板９２の２ヶ所の突き当て部９２ａ（９２ａ１，９２ａ２）の間には、引き上げ部材９３を退避位置に押し退ける際に生ずる反力により、カートリッジ７が上方向へ移動するのを規制する樹脂製の第二本体側規制部９６が設けられている。

（カートリッジ着脱時の位置決め動作）
次に、カートリッジを画像形成装置本体に対して着脱〜位置決めされるまでの動作について図１０から図１６を用いて説明する。

図１０は、カートリッジ７の装着完了状態を示す正面図である。図１０に示すように、カートリッジ７は装置本体１００ａに位置決めされた状態では、上記押圧部材８３および引き上げ部材９３によって上方に引き上げられている。その理由は、カートリッジ７を装置本体１００ａに装着した状態で上流側側板９２よりも上方の領域にカートリッジ７の外形上部を入り込ませ、二点鎖線で示す中間転写ベルト５と感光体ドラム１を接触させるためである。この上方に引き上げられた装着状態のカートリッジ７を装置本体１００ａから抜き出すためには、下方へ逃がした状態で抜き出す動作が必要となる。同様にカートリッジ７を装置本体１００ａへ装着する際も、下方へ逃がした状態で押し込む動作が必要となる。

前述のようにカートリッジ７を装置本体１００ａ内へ装着する際は、図４に示すようにカートリッジ７の第一被ガイド部２９を装置本体１００ａの装着上ガイド８０と係合させ矢印Ｆ方向へ押し込む。同様に、第二被ガイド部３０を装着下ガイド８１と係合させ矢印Ｆ方向へ押し込む。さらには、規制部３３を上側装着部２２に設けられた突起形状２２ａによって上方向と横方向を規制させ矢印Ｆ方向へ押し込む。

図１１（ａ）は、カートリッジ７を装置本体１００ａに挿入途中の斜視図である。図１１（ｂ）は、カートリッジ７挿入途中における規制部３３と突起形状２２ａの拡大図である。図１１（ａ）に示すように、感光体ドラム１と現像ローラ２５が当接しているカートリッジ７を装置本体１００ａに挿入していくと、現像ユニット４は現像離間ガイド９０の斜面９０ａにより、徐々に離間される。この時、仮に、規制部３３をカートリッジ７の長手方向において、鉛直方向及び水平方向で形状が変わらない直線形状のリブと比較してみる。すると、規制部３３は、現像ユニット４と突起形状２２ａの対向面において、水平方向の隙間ａは徐々に小さくなり、鉛直方向における隙間ｂは徐々に大きくなる。しかし、図６を用いて前述したように、本実施例の規制部３３は、カートリッジ７の装着方向下流側から上流側に向かうに従い、第二被ガイド部３０からの水平方向における距離ｄ１が徐々に短くなり、鉛直方向の距離ｈが徐々に高くなる領域ｙ２が設けられている。この水平方向の距離ｄ１の変化量は、感光体ドラム１と現像ローラ２５が当接状態から離間状態に移行する際、規制部３３と突起形状２２ａの水平方向における隙間ａの変化量に等しい。また、鉛直方向の距離ｈの変化量は、感光体ドラム１と現像ローラ２５が当接状態から離間状態に移行する際、規制部３３と突起形状２２ａの鉛直方向における隙間ｂの変化量に等しい。そして、規制部３３の形状が変化する領域ｙ２は、図５（ａ）に示すようにカートリッジ装着方向Ｆにおける斜面９０ａの距離ｙ１に等しい。このため、図１１（ｂ）に示すように、カートリッジ７を装置本体１００ａに挿入する際、規制部３３と突起形状２２ａの水平方向における隙間ａ及び鉛直方向における隙間ｂは、ほぼ一定である。従って、感光体ドラム１と現像ローラ２５を当接状態から離間状態へ変移させながらカートリッジ７を挿入する画像形成装置においても、規制部３３と突起形状２２ａによって鉛直上方向及び水平左方向の動きが規制される。そのため、安定した姿勢でカートリッジ７を装置本体１００ａに着脱することが可能となる。

図１２はカートリッジを装置本体に装着途中の左側面図である。カートリッジ７を装置内へ押し込み、図１２に示す位置まで到達すると、カートリッジ７の装着方向において規制部３３が装着部２２よりも装着方向の下流側まで侵入した状態に位置する。従って、装着部２２の突起形状２２ａによる規制部３３の上方向と横方向の移動規制が解除される。一方、第一被ガイド部２９および第二被ガイド部３０はそれぞれ装着上ガイド８０および装着下ガイド８１と係合している。従って、カートリッジ７の上側は装着方向先端部が装着方向にガイドされており、また、下側においても装着方向をガイドされている。また、この時、現像離間ガイド９０による被押圧部３１ｂのガイドは解除され、被押圧部３１ｂは、離間レバー７０に受け渡される。

図１３は装置本体の正面に対して右側面方向から見た下流側の押圧機構の動作説明図、図１４はカートリッジ装着方向の下流側から見た下流側の押圧機構の動作説明図である。
カートリッジ７を更に挿入させていくと、装着方向下流側においては、図１３（ａ）、図１４（ａ）に示すように、カートリッジ７の下流側の軸受４０に設けられた押し退け部４０ｃの傾斜面４０ｅが、被押し退け部８３ｃの傾斜面８３ｅに当接する（待機位置）。そしてカートリッジ７の挿入に従って押圧部材８３は除々に押し下げられ、図１３（ｂ）のように、押し退け部４０ｃの凸部４０ｄと被押し退け部８３ｃの凸部８３ｄとが当接する。これによって、押圧部材８３は矢印Ｘ方向に移動して退避する（退避位置）。

このとき、図１４（ｂ）に示すように、押圧部材８３は押圧部８３ｂがカートリッジ７の被押圧部４０ｂと当接しない位置まで退避する。そのため、カートリッジ７を装着する過程において、被押圧部４０ｂに押圧力はかからない。そして、カートリッジ７の装着時に押圧部材８３から受ける押圧力の解除は、回転中心８３ａから遠い位置に配置された押し退け部４０ｃで行なう。

さらに、カートリッジ７を挿入させていくと、被押し退け部８３ｃと押し退け部４０ｃとの当接が外れ、押圧部材８３は退避位置から徐々に押圧位置に復帰する。そして、カートリッジ７の長手方向の位置決め部である当接面４０ｉが下流側本体側板８２に突き当たるまで挿入される。すると、図１３（ｃ）及び図１４（ｃ）に示すように、押圧部８３ｂが被押圧部４０ｂに当接し、カートリッジ７は矢印Ｊ方向（押圧方向、図１３）に押圧される（押圧位置）。このとき、カートリッジ７は、被位置決め部４０ａが下流側本体側板８２の突き当て部８２ａに突き当たることで装着方向に対して垂直な方向に位置決めされる。

図１５は装置本体正面に対して左側面方向から見た上流側の押圧機構の動作説明図、図１６はカートリッジ装着方向の上流側から見た上流側の押圧機構の動作説明図である。
装着方向上流側も前述した下流側と同様に、カートリッジを挿入させていく。すると、図１５（ａ）、図１６（ａ）に示すように、カートリッジ７の上流側の軸受５０に設けられた押し退け部５０ｃの傾斜面５０ｅが、被押し退け部９３ｃの傾斜面９３ｅに当接する（待機位置）。そして、カートリッジ７の挿入に従って引き上げ部材９３は除々に押し下げられる。そして、図１５（ｂ）に示すように、押し退け部５０ｃの凸部５０ｄと被押し退け部９３ｃの凸部９３ｄとが当接することによって、引き上げ部材９３は矢印Ｙ方向に移動して退避する（退避位置）。

このとき、図１６（ｂ）に示すように、引き上げ部材９３は、引き上げ力付与部９３ｂがカートリッジ７の引き上げ力受け部５０ｂと当接しない位置まで退避する。そのため、カートリッジ７を装着する過程において、引き上げ力受け部５０ｂに付勢力はかからない。そして、カートリッジ７の装着時に引き上げ部材９３から受ける押圧力の解除は、回転中心９３ａから引き上げ力受け部５０ｂより遠い位置に配置された押し退け部５０ｃで行なう。

さらに、カートリッジ７を挿入させていくと、被押し退け部９３ｃと押し退け部５０ｃとの当接が外れ、引き上げ部材９３は退避位置から徐々に押圧位置に復帰する。そして、カートリッジ７が、カートリッジ７の長手方向の位置決め部である当接面４０ｉが下流側本体側板８２に突き当たるまで挿入される。すると、図１５（ｃ）及び図１６（ｃ）に示すように、引き上げ力付与部９３ｂが引き上げ力受け部５０ｂに当接する（押圧位置）。そして、カートリッジ７は矢印Ｋ方向（引き上げ方向、図１６）に付勢される。このとき、カートリッジ７は被位置決め部５０ａが上流側本体側板９２の突き当て部９２ａに突き当たることで装着方向に対して垂直な方向に位置決めされる。

そして、位置決め位置においても、現像離間ガイド９０と被押圧部３１ｂの当接及び、規制部３３の突起形状２２ａによる上方向と横方向への移動規制は解除された状態になっている。従って、図３に示すように離間レバー７０を矢印Ｇ方向へ移動させて、現像ローラ２５を感光体ドラム１から離間させる際に、規制部３３は装着部２２と接触しない。従って、カートリッジ７を装置本体１００ａに位置決めした状態では、現像ユニット４を揺動させて現像ローラ２５と感光体ドラム１を離間または当接させることができる。

また、位置決め状態においては前述したように装着方向の下流側においては、カートリッジ７の軸２７ｂを装置本体１００ａの長穴８２ｂと係合させる。また、装着方向の上流側においては、カートリッジ７の穴２７ｃを装置本体１００ａの軸９２ｃと係合させる。ここで、軸２７ｂと長穴８２ｂおよび穴２７ｃと軸９２ｃのそれぞれの係合部における隙間を、第一カートリッジ被ガイド２９と装着上ガイド８０および第二被ガイド部３０と装着下ガイド８１のそれぞれの係合部における隙間よりも小さくする。このような設定とすることで、位置決め状態においては各ガイド部分が互いに接触することがないので、装置本体に対してカートリッジを精度良く位置決めすることができる。また、取り外しなどの着脱操作が極めて円滑でユーザビリティに優れたものを提供できる。

なお、本実施例では、カートリッジ７を画像形成装置に装着させる際、操作部２２と現像ユニット４の隙間を一定に保つ手段として、規制部３３を設けた。操作部２２と現像ユニット４の隙間を一定に保つ別の手段として、操作部２２の形状を、現像ユニット４の揺動軌跡に合わせる事が考えられる。図１７は、操作部２２の形状を現像ユニット４の揺動軌跡に合わせた場合の正面図である。図１７に示すように、操作部２２を現像ユニット４の揺動軌跡に合わせた場合、操作部２２は現像ユニット４の側面にまで形状を設けなければならない。そうした場合、隣り合うカートリッジ間で、操作部２２の形状を避けるための隙間を設ける必要がある。これに対し、本実施例では、現像ユニット４の鉛直方向上方のみで、カートリッジ７の移動量を規制できるため、隣り合うカートリッジ間の隙間を小さくすることができる。これにより、画像形成装置本体として小型化が可能になる。

１ 感光体ドラム
７ カートリッジ
２２ 装着部
２２ａ 装着部に設けられた突起形状部（第三本体ガイドである）
２９ 第一被ガイド部
３０ 第二被ガイド部
３１ 現像枠体
３１ｂ 被押圧部
３３ 規制部（第三被ガイド部）
４０、５０ 軸受
８０ 装着上ガイド（第一本体ガイド部）
８１ 装着下ガイド（第二本体ガイド部）
９０ 現像離間ガイド
１００ 画像形成装置

Claims (6)

1. 画像形成装置本体に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、
   前記感光体ドラムを回転可能に支持する第一ユニットと、
   現像ローラと、
   前記現像ローラを回転可能に支持する第二ユニットであって、前記現像ローラが前記感光体ドラムに当接する画像形成位置と、前記現像ローラを前記感光体ドラムから離間する非画像形成位置を取り得るよう前記第一ユニットに対して移動可能に支持された第二ユニットと、
   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に沿って前記装置本体へ装着する際に、前記装置本体に設けられた現像離間ガイドと当接して前記第二ユニットを前記画像形成位置から前記非画像形成位置に移動させる力を受ける、前記第二ユニットに設けられた被押圧部と、
   前記プロセスカートリッジを前記軸線方向に沿って前記装置本体へ装着する際に、前記装置本体に設けられた前記プロセスカートリッジの装着方向に沿って延びる第一本体ガイドにガイドされる、前記第一ユニットに設けられた第一被ガイド部と、
   前記プロセスカートリッジを前記軸線方向に沿って前記装置本体へ装着する際に、前記装置本体に設けられた前記装着方向に沿って延びる第二本体ガイドにガイドされる、前記第一ユニットに設けられた第二被ガイド部と、
   前記プロセスカートリッジを前記軸線方向に沿って前記装置本体へ装着する途中では、前記装着方向において前記装置本体の上流側に設けられた第三本体ガイドにガイドされ、前記プロセスカートリッジが前記装置本体へ装着が完了した装着完了位置では、前記第三本体ガイドによる規制が解除される第三被ガイド部であって、前記プロセスカートリッジを装着する途中において前記被押圧部が前記現像離間ガイドと当接することによって前記第二ユニットが前記画像形成位置から前記非画像形成位置へ向けて移動する際も、前記第三本体ガイドによってガイドされることが可能な第三被ガイド部と、
   を有するプロセスカートリッジ。
2. 前記第一被ガイド部及び前記第三被ガイド部は、前記プロセスカートリッジを前記装置本体に装着した状態において前記プロセスカートリッジの上方に設けられ、前記第二被ガイド部及び前記被押圧部は、前記プロセスカートリッジを前記装置本体に装着した状態において前記プロセスカートリッジの下方に設けら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. 前記第三被ガイド部は、前記装着方向の下流側から上流側に向かうに従って、前記第二被ガイド部からの前記プロセスカートリッジを前記装置本体に装着した状態における鉛直方向における高さが高くなり、且つ、前記第二被ガイド部からの水平方向における距離が短くなる領域を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のプロセスカートリッジ。
4. 前記領域の前記軸線方向における長さは、前記被押圧部が前記現像離間ガイドと当接する前記軸線方向における長さと同じであ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。
5. 前記第一被ガイド部は、前記第一ユニットの前記装着方向において下流側に設けられ、前記第二被ガイド部は、前記第一ユニットの前記装着方向において上流側から下流側にわたって設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。
6. プロセスカートリッジを着脱可能な、記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
   （ａ）前記プロセスカートリッジの装着方向に沿って延びる第一本体ガイドと、
   （ｂ）前記装着方向に沿って延びる第二本体ガイドと、
   （ｃ）前記装着方向において前記画像形成装置の装置本体の上流側に設けられた第三本体ガイドと、
   （ｄ）現像離間ガイドと、
   （ｅ）感光体ドラムと、
   前記感光体ドラムを回転可能に支持する第一ユニットと、
   現像ローラと、
   前記現像ローラを回転可能に支持する第二ユニットであって、前記現像ローラが前記感光体ドラムに当接する画像形成位置と、前記現像ローラを前記感光体ドラムから離間する非画像形成位置を取り得るよう前記第一ユニットに対して移動可能に支持された第二ユニットと、
   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に沿って前記装置本体へ装着する際に、前記現像離間ガイドと当接して前記第二ユニットを前記画像形成位置から前記非画像形成位置に移動させる力を受ける、前記第二ユニットに設けられた被押圧部と、
   前記プロセスカートリッジを前記軸線方向に沿って前記装置本体へ装着する際に、前記第一本体ガイドにガイドされる、前記第一ユニットに設けられた第一被ガイド部と、
   前記プロセスカートリッジを前記軸線方向に沿って前記装置本体へ装着する際に、前記第二本体ガイドにガイドされる、前記第一ユニットに設けられた第二被ガイド部と、
   前記プロセスカートリッジを前記軸線方向に沿って前記装置本体へ装着する途中では、前記第三本体ガイドにガイドされ、前記プロセスカートリッジが前記装置本体へ装着が完了した装着完了位置では、前記第三本体ガイドによる規制が解除される第三被ガイド部であって、前記プロセスカートリッジを装着する途中において前記被押圧部が前記現像離間ガイドと当接することによって前記第二ユニットが前記画像形成位置から前記非画像形成位置へ向けて移動する際も、前記第三本体ガイドによってガイドされることが可能な第三被ガイド部と、
   を有するプロセスカートリッジを取り外し可能に装着する為の装着部と、
   （ｆ）前記記録媒体を搬送する搬送手段と、
   を有する画像形成装置。

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