JP2018072610A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置本体に対するカートリッジの装着をユーザが簡単かつ少ない操作力によって確実に行うことが可能となる技術を提供する。【解決手段】カートリッジ７は、挿入方向に延びた第一面４３ｆと、第一面４３ｆにつながる、挿入方向の上流側から下流側へ向かうにつれて、挿入方向と交差する交差方向に延びる被付勢面４３ｄと、本体内部においてカートリッジ７を支持する支持部材２９と係合する係合部と、を有し、支持部材２９は、係合部に係合される被係合部２６Ｆと、被係合部２６Ｆを交差方向へ付勢する付勢部材２５と、を有し被係合部２６Ｆは、挿入方向の上流側から下流側へ向かうにつれて、交差方向に延びる付勢面２６Ｆａを有し、開閉部材２１の閉じ動作によって支持部材２９を交差方向へ移動させることにより、被付勢面４３ｄを付勢面２６Ｆａで付勢し、カートリッジ７を位置決め部３８と当接させ、カートリッジ７の位置決めを行う。【選択図】図５

Description

本発明は、プロセスカートリッジが着脱可能な電子写真画像形成装置に関する。

プロセスカートリッジ方式の電子写真画像形成装置（以下、画像形成装置）において、プロセスカートリッジ（以下、カートリッジ）の着脱機構の省スペース化や、ユーザ操作力を低減しユーザ操作性を改善した構成が種々提案されている。特許文献１には、カートリッジを載せる移動式ガイドレールに付勢部材を備え、移動式ガイドレールを昇降移動させることでカートリッジを装置本体内で昇降移動させ、本体フレームに突き当て位置決めする構成が開示されている。この特許文献１に記載の構成において、カートリッジを昇降させる動作はカートリッジの装着するためにアクセスする扉の開閉動作に連動している。カートリッジは、装置本体内へ装着される際におけるカートリッジ背面（特許文献では駆動側）に、感光体や現像ローラを駆動させる駆動カップリングと、帯電部及び現像部へバイアスを供給するための電気接点部などを有している。これら駆動カップリングや電気接点部などは、カートリッジの装置本体内における所定の装着位置において、装置本体側との駆動連結や電気接点の接触等がなされる。このような装置本体の扉と移動式ガイドレールを連動させる構成により、ユーザは、カートリッジを装置本体に対して長手方向に挿入する操作と、扉を閉じる操作のみでカートリッジを装着することができ、ユーザ操作性を向上することができる。

特許第４８８３８１８号公報

しかしながら、近年様々なカートリッジへの制御を行うために一つのカートリッジに対して複数の電気接点を必要とする構成とされることがあり、バネ接圧による装置本体からの反力をカートリッジの取り出し方向へ受ける構成とされることがある。また、複数の駆動カップリングを用い、そのカップリング係合に要するバネ反力を受ける構成のものも多く見受けられる。さらに、感光ドラムのクリーニングで出た廃トナーなどをカートリッジから装置本体へ搬送するために、カートリッジ背面側で装置本体の搬送経路と連結する構成がとられるものがある。この場合もカートリッジを抜き取った際の廃トナーをこぼさないようにするためバネ式のシャッター機構などが広く用いられている。このシャッター機構のバネ付勢力の反力は、カートリッジで受けることとなる。これら各構成は、画像形成装置の多様化したニーズや装置本体の小型化を図るために広く用いられている。

上述した扉の開閉と移動式ガイドレールとを連動する構成では、装置本体からカートリッジの装着脱方向に作用する反力によってカートリッジの長手方向の位置決めが確実になされるように、反力に対向する大きな引込力が必要となる。この引込み力に関して、例えば特許文献１では、引込レバーに引込みバネの付勢力を付与し、引込みレバーをカートリッジと係合させてカートリッジ奥側をフレームの位置決めに突き当たるようにしている。この引込みレバーは、カートリッジを挿入する過程で所定角度まではユーザが回転させる必要があり、引込みバネの付勢力をチャージする力はユーザの操作によって生み出されることになる。

ここで、上述したように、カートリッジ背面側の駆動カップリング構成や電気接点部の
増加や廃トナー搬送結合といったカートリッジと装置本体との間のインターフェース構成により、カートリッジ装着方向に対する反力がさらに増大する傾向にある。これを補うための引込みバネなどによる付勢力も増大することとなるため、引込みバネの付勢力をチャージする力も増大することとなり、その結果、ユーザがカートリッジを装着する際の操作力を増大させてしまうことに繋がっていた。一方、上述した引込みレバーや引込みバネによるカートリッジの長手方向の付勢機構を用いない場合では、ユーザ操作によってはカートリッジを長手方向の所定の位置決め位置まで装着されていない不十分な装着状態が生じる可能性がある。不十分な装着状態で装置が動作すると、駆動カップリングの連結不具合や電気接点の導通不良といった故障問題や不具合を引き起こしてしまう懸念がある。

本発明の目的は、装置本体に対するカートリッジの装着をユーザが簡単かつ少ない操作力によって確実に行うことが可能とな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、
装置本体と、
前記装置本体の内部へ着脱可能なカートリッジと、
前記内部を開閉可能に前記装置本体に設けられた開閉部材と、
前記内部において、前記カートリッジの挿入方向に交差する方向に延び、前記カートリッジと当接し、前記カートリッジの前記挿入方向における位置を規制する規制面を有する位置決め部と、
前記内部において前記カートリッジを支持し、前記開閉部材の閉じ動作に連動して、前記カートリッジを画像形成可能位置から退避させた第１位置から挿入方向と交差する交差方向へ移動させ、前記カートリッジを前記画像形成可能位置に位置させる第２位置に移動可能とされた支持部材と、
を備え、
前記カートリッジは、前記支持部材と係合する係合部を有し、
前記係合部は、前記挿入方向に延びた第一面と、前記第一面につながる、前記挿入方向の上流側から下流側へ向かうにつれて、前記交差方向に延びる被付勢面と、を有し、
前記支持部材は、前記係合部に係合される被係合部と、前記被係合部を前記交差方向へ付勢する付勢部材と、を有し
前記被係合部は、前記挿入方向の上流側から下流側へ向かうにつれて、前記交差方向に延びる付勢面を有し、
前記閉じ動作によって前記支持部材を前記交差方向へ移動させることにより、前記被付勢面を前記付勢面で付勢し、前記カートリッジを前記位置決め部と当接させ、前記カートリッジの位置決めを行うことを特徴とする。

本発明によれば、装置本体に対するカートリッジの装着をユーザが簡単かつ少ない操作力によって確実に行うことができる。

本発明の実施例に係る画像形成装置の模式的断面図 本発明の実施例に係る画像形成装置の模式的外観斜視図 本発明の実施例におけるプロセスカートリッジの模式的斜視図 本発明の実施例における装置本体のプロセスカートリッジ近傍模式的断面図 本発明の実施例１におけるプロセスカートリッジ装着過程の概念説明図 本発明の実施例２におけるプロセスカートリッジ装着過程の概念説明図

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）
図１は、本発明の実施例１に係る画像形成装置１００の概略の縦断面図で、画像形成動作状態にある画像形成装置断面を示している。図２は、画像形成装置の外観斜視図である。図２（ａ）は、装置本体の内部を開閉可能な前ドア２１が閉じ込まれている状態の画像形成装置１００の外観斜視図である。図２（ｂ）は、前ドア２１が開かれて、第１のプロセスカートリッジ７ａ（以下、省略の為、カートリッジと略す。）が装置本体１００Ａに対して挿入操作或いは引き出し操作されている状態を示している。

本実施例の画像形成装置１００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（カラー画像形成装置）である。即ち、パソコン・イメージリーダ等の外部ホスト装置Ｂから制御回路部（制御手段：ＣＰＵ）Ａに入力する電気的画像信号に基づいてシート状の記録材Ｓ（用紙・ＯＨＰシート・ラベル等）に画像形成を行う。制御回路部Ａは、外部ホスト装置Ｂや操作部Ｃとの間で各種の電気的情報の授受をすると共に、画像形成装置１００の画像形成動作を所定の制御プログラムや参照テーブルに従って統括的に制御する。

この画像形成装置１００は、複数のカートリッジ、本実施例の画像形成装置においては第１から第４の４個のカートリッジ７（７ａ〜７ｄ）を装置本体１００Ａに対して取り外し可能に装着して使用する方式である。各カートリッジ７は、装置本体１００Ａのドア２１を図２ｂのように開いて装置本体１００Ａの正面側を開放することによって、それぞれ独立に装置本体内のカートリッジ装着部２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ）に対して着脱可能となっている。各カートリッジ７はカートリッジ装着部２２に長手方向を前後方向にして挿入され、ドア２１を閉じる動作と連動してカートリッジ７が画像形成可能な状態となるように構成されている。ここで、装置本体１００Ａのドア２１が設けられた正面側（手前側）とは反対側が背面側（奥側）とし説明を行う。つまり、正面側から背面側に向かう前後方向あるいは背面側から正面側に向かう方向が、カートリッジ７の長手方向となる。また、装置本体１００Ａのドア２１が設けられた正面と対向する位置から見て左を左側、右を右側として説明を行う。なお、装置本体１００Ａとは画像形成装置の構成においてカートリッジを除いた構成部分を指す。

［カートリッジの構成］
図３、図４を用いて、本実施例におけるカートリッジ７について説明する。第１から第４の各カートリッジ７（７ａ〜７ｄ）は、それぞれ、現像ユニット４のトナー収納室内に収納した現像剤（以下、トナー）の色が異なるだけで、いずれも同一構成の電子写真プロセス機構を有している。本実施例の画像形成装置においては、第１のカートリッジ７ａは、現像ユニット４のトナー収容室内にイエロー（Ｙ）色のトナーが収容されている。第２のカートリッジ７ｂは、現像ユニット４のトナー収容室内にマゼンタ（Ｍ）色のトナーが収容されている。第３のカートリッジ７ｃは、現像ユニット４のトナー収容室内にシアン（Ｃ）色のトナーが収容されている。第４のカートリッジ７ｄは、現像ユニット４のトナー収容室内にブラック（Ｋ）色のトナーが収容されている。図３は、カートリッジ７を装着方向奥側（駆動側）から見た模式的外観斜視図である。図４は、装置本体１００Ａ内の画像形成可能な位置（所定の装着位置）に装着されているカートリッジ７及びその周囲の部分的な模式的断面図である。

カートリッジ７は、ドラム１の回転軸線方向Ｏ−Ｏ（図３）を長手とするアセンブリであり、感光体ユニット６と現像ユニット４と、を有する。感光体ユニット６は、電子写真感光体であるドラム１、このドラム１に作用するプロセス手段としての帯電ローラ（帯電手段）２、ドラム１の周面を清掃するクリーニング部材４１、がクリーニング枠体４３に組みつけられ、構成されている。現像ユニット４は、現像剤担持体としての現像ローラ４２が現像枠体４７に組みつけられ、構成されている。そして、現像ユニット４の現像枠体４７と、感光体ユニット６のクリーニング枠体４３と、が一体的に結合され、カートリッジ７が形成されている。

感光体ユニット６は、ドラム１がクリーニング枠体４３の手前側と奥側の軸受け部材４４、４５を介して回転自在に取り付けられている。ドラム１の周上には帯電ローラ２、クリーニング部材４１が配置されている。帯電ローラ２は、ドラム１に対して所定の押圧力で接触が保たれていて、ドラム１の回転に従動して回転する。クリーニング部材４１はドラム１に対して所定の押圧力で接触が保たれている。クリーニング部材４１によってドラム１の表面から除去された残留トナーは除去トナー室４３ａに落下する。クリーニング枠体４３のカートリッジ装着方向から見て奥側の端部には駆動入力カップリング（駆動受け部）４６が設けられている。

一方、現像ユニット４では、現像枠体４７が現像剤であるトナーを収容するトナー収容室（現像剤収納部）４７ａと、ドラム１と接触して矢印Ｈ方向に回転する現像ローラ４２が配置された現像室４７ｂと、を備えた形状とされている。現像室４７ｂは、トナー収容室４７ａに対して上方に配置されていて、トナー収容室４７ａと現像室４７ｂとは、トナー収容室４７ａの上方に位置した開口部４７ｃにて連通している。さらに現像室４７ｂには、現像ローラ４２に接触して矢印Ｉの方向に回転する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ４８が配置されている。

トナー収容室４７ａには、収容されたトナーを攪拌するとともに、現像室４７ｂのトナー供給ローラ４８に対して開口部４７ｃを通して送るために、回転自在に支持されたトナー攪拌部材６１が設けられている。トナー攪拌部材６１は軸部材６１ａと、一端がこの軸部材６１ａに取り付けられた、トナーの攪拌と搬送を行うための可撓性を有する樹脂製の攪拌シート６１ｂと、で構成されている。トナー攪拌部材６１は画像形成動作に応じて矢印Ｍ方向に所定の速度で回転駆動される。

なお、カートリッジ７には、装置本体１００Ａ側の駆動出力カップリング（駆動出力部：不図示）が結合する駆動入力カップリング４６が設けられている。カートリッジ７は、装置本体１００Ａにおける画像形成可能な位置に装着され、駆動出力カップリングから駆動入力カップリング４６に駆動力が伝達される。これにより、画像形成動作に応じて、ドラム１、現像ローラ４２、トナー供給ローラ４８、トナー攪拌部材６１がそれぞれ所定の速度で所定の回転方向に回転駆動可能とされている。また、図３に示されるようカートリッジ７の側面には入力電気接点８６（８６ａ、８６ｂ、８６ｃ、８６ｄ）が配置されている。これらカートリッジ側接点は、カートリッジ７が装置本体１００Ａにおける画像形成可能な位置に装着されることにより、本体側接点、すなわち装置本体１００Ａ側の出力電気接点（不図示）と電気的に接続可能となるように構成されている。そして、入力電気接点に出力電気接点が接触し、出力電気接点から入力電気接点に所定のバイアスが印加され、画像形成動作に応じて、帯電ローラ２と現像ローラ４２との所定の帯電バイアスと現像バイアスが印加できるように構成されている。

［装置本体の構成］
装置本体１００Ａ内において、カートリッジ装着部２２の下側には、各カートリッジ７のドラム１に対する画像情報露光手段としてのレーザスキャナユニット３が設けられてい
る。また、装置本体１００Ａ内において、カートリッジ装着部２２の上側には、中間転写ベルトユニット５０が設けられている。このユニット５０は、右側に配設した駆動ローラ１０と、左側に配設したテンションローラ１１と、この両ローラ間に架け渡された中間転写ベルト（以下、ベルトと記す）５と、を有する。画像形成可能な位置に装着されている各カートリッジ７のドラム１はその上面部分がベルト５の下面に接している。その接触部が一次転写部Ｔ１である。また、ベルト５の内側には、各カートリッジ７のドラム１に対してベルト５を挟んで対向する第１から第４の４つの一次転写ローラ１２（１２ａ〜１２ｄ）が回転軸線方向を前後方向として、左右方向に並行に配設されている。ベルト５は、各カートリッジ７のドラム１の上面部分に接触した状態で駆動ローラ１０によって矢印Ｒの反時計方向にドラム１の回転速度に対応に対応した速度にて循環移動される。各一次転写ローラ１２には所定の制御タイミングで所定の一次転写バイアスが印加される。ベルト５を介して駆動ローラ１０と対向する位置には二次転写ローラ１８が配設されている。ベルト５と二次転写ローラ１８との接触部が二次転写部Ｔ２である。二次転写ローラ１８には所定の制御タイミングで所定の二次転写バイアスが印加される。ベルト５を介してテンションローラ１１対向する位置には転写ベルトクリーニング装置２３が配設されている。

装置本体１００Ａの下部には、記録材給送装置１３が配設されている。記録材給送装置１３は、記録材（転写材）Ｓを収容した給送カセット２４、給送ローラ９ａとリタードローラ９ｂとのローラ対９、搬送ローラ対１６を有する。また、装置本体１００Ａ内の右側において、記録材給送装置１３から装置本体上方にかけて記録材搬送手段が設けられている。記録材搬送手段は、レジストローラ対１７、二次転写部Ｔ２、定着ユニット（定着手段）１４、排出ローラ対１９で構成される。装置本体１００Ａの上面は排出トレイ２０となっている。

給送カセット２４は、装置本体１００Ａに対してフロントアクセスで出し入れされる。給送カセット２４には把手部２４ａが配設されている。即ち、給送カセット２４は図２の矢印Ｆのように装置本体１００Ａの手前側に引き抜き可能に構成され、使用者は給送カセット２４を装置本体１００Ａから取り外して記録材Ｓを給送カセット２４内にセットする。その給送カセット２４を図２の矢印Ｇのように装置本体１００Ａ内に挿入することで記録材Ｓの補給が完了する。装置本体１００Ａの右側面側は回動自在に取り付けられた右側面ドア５２が設けられている。右側面ドア５２に付随の把手部５２ａを引くことで右側面ドア５２を回動させの搬送パスを開放することができる。これにより記録材Ｓがジャムした場合、ジャムした記録材Ｓを除去処理する作業空間を確保できる。

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。制御回路部Ａはプリント開始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、画像形成タイミングに合わせて第１から第４の各カートリッジ７（７ａ〜７ｄ）のドラム１が図１における時計回りの方向に所定の速度で回転駆動される。ベルト５も矢印Ｒの反時計方向（ドラムの回転に順方向）にドラム１の速度に対応した速度で回転駆動される。レーザスキャナユニット３も駆動される。この駆動に同期して、各カートリッジ７において、所定の帯電バイアスが印加された帯電ローラ２によりドラム１の表面が所定の極性・電位に均一に帯電される。レーザスキャナユニット３は各ドラム１の表面をＹ・Ｍ・Ｃ・Ｋの各色の画像情報信号に応じて変調されたレーザビームＬ（Ｌ１〜Ｌ４）で走査露光する。レーザビームＬは、それぞれ、レーザスキャナユニット３の上面板８０に設けられている第１から第４の窓部８１から上向きに出射する（図４）。レーザスキャナユニット３から出力されたレーザビームＬ（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４）は、スリット開口部６３を介してドラム１の下面に照射される。スリット開口部６３は、対応するカートリッジ７の感光体ユニット６と現像ユニット４との間の隙間部分に設けられたレーザビーム入射開口部である。これにより、各ドラム１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ユニット４の現像ローラ４２によりトナー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７ａのドラム１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。そのトナー像は第１のカートリッジ７ａの一次転写部Ｔ１においてベルト５上に一次転写される。第２のカートリッジ７ｂのドラム１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。そのトナー像は第２のカートリッジ７ｂの一次転写部Ｔ１においてベルト５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。第３のカートリッジ７ｃのドラム１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。そのトナー像は第３のカートリッジ７ｃの一次転写部Ｔ１においてベルト５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。第４のカートリッジ７ｄのドラム１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。そのトナー像は第４のカートリッジ７ｄの一次転写部Ｔ１においてベルト５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。第１から第４の各一次転写ローラ１２（１２ａ〜１２ｄ）には、所定の制御タイミングにて、トナーの帯電極性とは逆極性で所定電位の一次転写バイアスが印加される。このようにして、移動するベルト５上にＹ色＋Ｍ色＋Ｃ色＋Ｋ色の４色フルカラーの未定着トナー像が合成形成される。この未定着トナー像はベルト５の引き続く回転により搬送されて二次転写部Ｔ２に至る。各カートリッジ７において、ベルト５に対するトナー像の一次転写後のドラム１の表面は一次転写残トナーがクリーニングユニット６のクリーニング部材４１により除去されてクリーニングされ、次の作像工程に供される。

一方、給送カセット２４内の記録材Ｓが所定の制御タイミングで給送ローラ９とリタードローラ９ａによって１枚分給送されて搬送ローラ対１６によりレジストローラ対１７へ搬送される。記録材Ｓは、レジストローラ対１７によって所定の制御タイミングで搬送路１５を通って二次転写部Ｔ２へ搬送される。二次転写ローラ１８には、所定の制御タイミングにて、トナーの帯電極性とは逆極性で所定電位の二次転写バイアスが印加される。これにより、記録材Ｓが二次転写部Ｔ２を挟持搬送されていく過程において、ベルト５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。二次転写部Ｔ２を出た記録材Ｓはベルト５から分離され、定着ユニット１４へ搬送される。そして、定着ユニット１４の定着部材１４ａと加圧部材１４ｂの圧接ニップ部である定着ニップ部によって挟持搬送されながら加熱及び加圧を受けてトナー像が記録材Ｓ上に定着される。定着ユニット１４を出た記録材Ｓは排出ローラ１９によって排出トレイ２０に排出される。記録材Ｓに対するトナー像の二次転写後にベルト５の表面に残留した二次転写残トナーは転写ベルトクリーニング装置２３によりベルト表面から除去され、クリーニングされたベルト表面が次の作像工程に供される。転写ベルトクリーニング装置２３によって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）へと搬送されて回収される。

［プロセスカートリッジ装着動作］
図２（ｂ）のように本実施例の画像形成装置１００において、各カートリッジ７の交換は、装置本体１００Ａの開閉部材である前ドア２１を開いてフロントアクセスにより行う方式である。２１ａは前ドア２１に配設した把手部である。装置本体１００Ａの骨格となる手前側フレーム３７には、カートリッジ７の着脱を行うためにカートリッジを通過させる開口部が設けられている。即ち、装置本体１００Ａ内のカートリッジ装着部２２内へカートリッジ７を挿入させる、及び、カートリッジ装着部２２からカートリッジ７を取り出すための開口部が設けられている。前ドア２１は、その開口部を覆って閉じる閉鎖位置（閉位置）と、開口部を開放する開放位置（開位置）との間を移動可能に装置本体１００Ａに配設されている。

図５にカートリッジ７を装置本体１００Ａへ脱着する際の動作説明図を示す。
図５（ａ）は、カートリッジ７を装置本体１００Ａからスライド装着する際の動作を示す図である。
図５（ｂ）は、ユーザが前ドア２１を閉じ始める動作の途中の状態で、カートリッジ７を長手方向の位置決め位置へ移動した際の状態を示す図である。
図５（ｃ）は、図５（ｂ）の状態から更にユーザが前ドア２１を閉じ、カートリッジ７の短手方向（図の上下方向）の位置決めを行い、画像形成を行う位置決め位置へ移動した際の状態を示す図である。
図５（ｄ）は、前ドア２１を完全に閉じた状態で移動式ガイドレール２９を上昇した状態でカートリッジ７を画像形成可能な状態に加圧セットした様子を示す図である。

図５（ａ）に示すように、図中矢印Ｋ方向（本体手前側から奥側に向かう方向）に移動式ガイドレール２９上を滑らせてカートリッジ７を本体内部へ挿入する。カートリッジ７のクリーニング枠体４３の下部には、クリーニング枠体４３の長手に沿ってガイドリブ４３ｂ、またクリーニング枠体４３の上部には、ガイド突起４３ｃが形成されている（図４）。ガイドリブ４３ｂは、前ドア２１のガイド溝部８２、支持部材としての移動式ガイドレール２９の案内溝部２９ｇと係合し、またガイド突起４３ｃは、装置本体のカートリッジ装着部の上方に設けられたガイド溝部３４と係合する。これらの係合構成により、カートリッジ７の挿入をガイドするように構成されている。
図５（ａ）の状態において、カートリッジ７は長手方向位置決め位置まで到達しない位置までしか押し込まれていない不完全な装着状態であり、奥側（後側）フレーム３８とカートリッジ７の突き当て部４５ａとの間にクリアランスＬｃが残った状態である。この状態のままカートリッジ７の短手方向の位置決めを行うと、長手方向が最奥位置まで到達していないため不図示の電気接点や駆動カップリングの連結に不具合を生じる。本実施例に係る画像形成装置は、支持部として、移動式ガイドレール２９と、移動式ガイドレール２９を装置本体フレームに対して相対移動可能に連結する回転アーム３５等からなるリンク機構と、を備える。かかる支持部は、カートリッジ７を装置本体に対してカートリッジ７の挿入方向Ｋ（第１方向）に位置決めする第１位置と、Ｋ方向及びＫ方向と直交する直交方向Ｑ（第２方向）に位置決めする第２位置とに、カートリッジ７を順次移動させる。第１位置は、カートリッジ７を第２位置である画像形成可能位置から退避させた位置である。この支持部の動作は、前ドア２１の閉じ動作と連動する。

図４及び図５に示すように、移動式ガイドレール２９は、付勢部として、カートリッジ７の下面と対向する支持面に、被係合部としての加圧フォロワ２６（２６Ｆ、２６Ｒ）と、付勢部材２５とを有する。加圧フォロワ２６は、加圧部材として、支持面に垂直な方向に進退可能に組み付けられており、付勢部材２５によって下方から付勢されている。カートリッジ７は、ガイドリブ４３ｂの下面にあたる被加圧面４３ｅ（第二面）が、奥側の加圧フォロワ２６Ｒの加圧面２６Ｒｂ（第二付勢面）によって支持される。また、被加圧面４３ｅよりも手前側の被加圧面４３ｆ（第一面）が、手前側の加圧フォロワ２６Ｆの加圧面２６Ｆｂによって支持されている。
被加圧面４３ｆは被加圧面４３ｅよりも凹んだ位置（高い位置）となるように構成され、被加圧面４３ｆと被加圧面４３ｅとをつなぐ傾斜面である係合面４３ｄ（被付勢面）が、加圧フォロア２７Ｆの傾斜面２６Ｆａと対向した状態となっている。すなわち、カートリッジ７は、挿入方向Ｋに延びる被加圧面４３ｆ（第１被付勢面）と、挿入方向Ｋ、直交方向Ｑそれぞれに傾斜した係合面４３ｄ（第２被付勢面）と、挿入方向Ｋに延びる被加圧面４３ｅ（第３被付勢面）と、を挿入方向Ｋに順次有する。これら構成が本発明における係合部に対応する。係合面４３ｄと傾斜面２６Ｆａはいずれも、挿入方向の上流側から下流側に向かうにつれて、Ｚ方向とは逆方向（交差方向）に延びる面となっている。
一方、奥側の加圧フォロワ２６Ｒは、挿入方向Ｋに延びる加圧面２６Ｒｂを有する構成となっている。また、手前側の加圧フォロア２６Ｆは、挿入方向Ｋに延びる加圧面２６Ｆｂ（第１付勢面）と、挿入方向Ｋ、直交方向Ｑそれぞれに傾斜した傾斜面２６Ｆａ（第２
付勢面）と、を挿入方向Ｋに順次有する構成となっている。加圧フォロア２６Ｆは、カートリッジ７を付勢する状態が、移動式ガイドレール２９の移動によって、カートリッジ７に対する相対位置が変化することで順次変化する。

次に、図５（ｂ）に示すように、前ドア２１を矢印Ｍの方向に回動させる閉動作を開始すると、移動式ガイドレール２９も移動を開始し、手前側の加圧フォロワ２６Ｆの傾斜面２６Ｆａとカートリッジ７の係合面４３ｄが突き当たる。移動式ガイドレール２９は、装置本体に設けられた一対の手前側回転アーム３５と一対の奥側回転アーム３５の４本のリンクとそれぞれ回転可能に連結・支持されている。手前側回転アーム３５は、回転中心３７ｃを中心に回転可能に手前側フレーム３７に組み付けられている。奥側回転アーム３５は、回転中心３８ｃを中心に回転可能に奥側フレーム３８に組み付けられている。回転中心３７ｃ、３８ｃは互いに平行であり、各アーム３５がそれぞれ同じ角度を維持するように回転することで、移動式ガイドレール２９は、水平方向に平行な状態を維持したまま手前側から奥側に高さを上昇させながら移動（平行移動）する。これによりカートリッジ７は、前ドア２１の回転に連動して回動アーム３５の回転軌跡Ｍと同じ軌跡Ｐで装置本体の内部を移動する。そして、カートリッジ７の長手方向位置決め（第１位置決め部）である奥側フレーム３８に突き当て部４５ａが突き当てられる位置（第１位置）に到達する。これにより、奥側フレーム３８のＺ方向（カートリッジの挿入方向と交差する方向）に延びる側面（規制面）との当接によって、矢印Ｊ、Ｋ方向（装置の前後方向）であるカートリッジ７の長手方向（第１方向）の位置が決定する。カートリッジ７が第１位置に到達するまでは、加圧フォロア２６Ｆは、カートリッジ７に対して、加圧面２６Ｆｂが被加圧面４３ｆと当接し、傾斜面２６Ｆａが係合面４３ｄと当接して付勢力を及ぼす状態（第１付勢状態）となっている。このとき前ドア２１と回動アーム３５は回転中心３７ｃを同軸に一定の位相角をもって旋回する構成となっている。また、加圧フォロワ２６Ｆの傾斜面２６Ｆａとカートリッジ７の係合面４３ｄは挿抜方向（図５ａではＫ方向）に対して約６０°の角度で設定されている。

さらに、図５（ｃ）に示すように、前ドア２１を回転させると、カートリッジ７は垂直方向（図中矢印Ｑ方向）へ移動する。そして、カートリッジ７前後の軸受部材４４、４５が手前側フレーム３７及び奥側フレーム３８（第２位置決め部）に突き当る位置（第２位置）に到達する。これにより、矢印Ｑ方向（装置の高さ方向、垂直方向）であるカートリッジ７の短手方向（第２方向）の位置が決定する。第２位置決め部としての、手前側フレーム３７と奥側フレーム３８の突き当て部３７ａ、３８ａは、長手方向に見たときの形がハの字型の板金エッジ端面であり、このエッジ端面に突き当てられることでカートリッジ７は長手方向に大きな摩擦力が作用する。これによりカートリッジ７の長手方向（図中Ｙ方向）に不図示の電気接点部や駆動カップリングによる反力を受けても本体手前側へ移動してしまわないようにしている。このとき、加圧フォロア２６Ｆは、カートリッジ７に対して、傾斜面２６Ｆａが係合面４３ｄと当接して付勢力を及ぼす状態（第２付勢状態）となっている。

最後に、図５（ｄ）に示すように、前ドア２１を閉じきる（閉じ位置に到達する）までの操作において、移動式ガイドレール２９は図５（ｃ）の状態からさらに回動する。カートリッジ７は位置決め位置にセットされて動かないため、移動式ガイドレール２９はカートリッジ７を支持面上で滑らせながら（カートリッジ７の支持位置をずらしながら）装置奥側へさらに移動する。この移動の過程で、加圧フォロワ２６Ｆは傾斜面２６Ｆがカートリッジ７の係合面４３ｄに対して滑るように移動して下方に押し下げられ、加圧面２６Ｆｂが支持するカートリッジ７の被支持面が被支持面４３ｆから被支持面４３ｅに変わる。すなわち、加圧フォロワ２６Ｆの傾斜面２６Ｆａとカートリッジ７の係合面４３ｄとの係合部の係合が解除される。加圧フォロワ２６Ｆの長手方向の係合が解除されると、カートリッジ７の下面である被加圧面４３ｅが加圧フォロワ２６Ｆ、２６Ｒを押し下げる。これ
により、加圧フォロワ２６Ｆ、２６Ｒを支持するバネ等の付勢部材である押圧部材２５が圧縮され、カートリッジ７を短手方向に位置決めするように加圧フォロワ２６Ｆ、２６Ｒを被加圧面４３ｅへ押し当てる加圧力（付勢力）が発生する。加圧フォロア２６Ｆは、カートリッジ７に対して、加圧面２６Ｆｂが被加圧面４３ｅと当接し、傾斜面２６Ｆａが係合面４３ｄと当接して付勢力を及ぼす状態（第３付勢状態）となっている。この状態がカートリッジ７の最終的な位置決め状態となり、この状態において画像形成動作が行われる。

以上のカートリッジ７の装着において、前ドア２１を操作する際にユーザはそれほど大きな操作力を必要としない。前ドア操作部２１ａの回転半径は回動アーム３５のリンク半径（回転アーム３５の回転中心から回転アーム３５と移動式ガイドレール２９とのジョイントまでの距離）に対して十分大きい。そのため、この梃子比によって非常に軽い操作力でカートリッジ７の長手方向の押し込み力や、加圧力を付与することが可能となる。本実施例はカラー画像形成を行うタンデム式画像形成装置であり４つのカートリッジを備える構成であるが、４つのカートリッジを同時に位置決めする作動力を、前ドア２１のユーザ操作によって大きな操作力を必要とせず得ることが可能となる。

また、加圧フォロワ２６Ｆ、２６Ｒが受ける反力Ｆが、回動アーム３５に掛かる力Ｆとして前ドア２１の回転中心３７ｃに対して前ドア２１が閉じる方向にモーメントが作用することになる。すなわち、回転アーム３５と移動式ガイドレール２９との間のジョイントには、回転アーム３５の回転中心３７ｃまわりのモーメントが、加圧部材２５の付勢力を低減するように作用する。かかるモーメントの作用する向きは、前ドア２１の閉じ動作において操作部２１ａに作用するモーメントの向き（閉じ方向）と一致する。かかるモーメントにより、移動式ガイドレール２９はカートリッジ７に対してＱ方向とは逆方向に相対移動し、その結果、加圧部材３５の圧縮が緩和され、加圧部材３５による付勢力が低減する。したがってカートリッジ７の加圧力によって生じるモーメントを利用して前ドア２１を閉じる力を助力しており前ドア２０を開閉するユーザ操作力の低減が図られる。

カートリッジ７を装置本体から取りだす場合に関しては、図５を用いて説明した上述の内容と逆の操作になる。詳細な説明は省略する。

以上、本実施例よれば、カートリッジ背面側の駆動カップリングや電気接点、廃トナー搬送結合といったカートリッジと装置本体とのインターフェース構成による装着方向の反力に対し、大きな操作力を必要としないカートリッジの位置決め装着が可能となる。すなわち、上述した従来構成のようなスラストバネなどによるカートリッジ引き込み力を増大させるようなことはなく、従来構成に対してカートリッジ７を装着する操作力を低減することが可能となる。

また、ユーザがカートリッジ７を最奥位置の長手方向位置決め位置まで挿入しない不十分な装着状態でも、本実施例によれば、確実に長手方向の位置決め位置までカートリッジの位置決めがなされる。したがって、駆動カップリングの連結不具合や電気接点の接触不良といった問題を防止し、信頼性の高いカートリッジ位置決め機構を提供することが可能となる。すなわち、本実施例によれば、画像形成装置のカートリッジを装着する際、ユーザが簡単で少ない操作力で操作しカートリッジを確実に位置決め位置へセットできる画像形成装置を提供することが可能となる。

（実施例２）
図６を参照して、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。実施例２の構成において実施例１と同様の構成については同一符号を付し、再度の説明は省略する。図６は、実施例２の画像形成装置のカートリッジ装着時におけるカートリッジと、装置本
体の概略構成断面図である。

図６（ａ）に示すように、実施例１と同様に、矢印Ｋの奥側方向にガイドレール２９上を滑らせてカートリッジ７を本体内部へ入れ込む。図のように、実施例２は、前ドア２１にリンクで互いを連動したカム８７（８７ａ、８７ｂ）が本体前側と奥側に連動するよう設けられ、移動式ガイドレール２９を下方から持ち上げるよう構成されたカム機構を備える。このとき本体フレームに固定設置されているスライドガイド８８（８８ａ、８８ｂ）に、移動式ガイドレール２９のボス２９ｅがスライド自在に案内される。したがって、前ドア２１を旋回して閉じてゆくと、カム８７による移動式ガイドレール２９の変位量はスライドガイド８８に沿った方向に移動してゆく。これにより、実施例１と同様に、カートリッジ７の長手方向の位置決めを行った後に、短手方向の位置決めを行い図６（ｂ）の状態に遷移する。

本実施例における移動式ガイドレール２９は、実施例１の加圧フォロア２６Ｆ、２６Ｒに対応する構成として、装置本体前側のカムフォロワー８９Ｆと、装置本体奥側のカムフォロワー８９Ｒと、を備える。装置本体前側のカムフォロワー８９Ｆは、加圧方向（図の上下方向）に垂直な押圧面８９Ｆｂと、装置本体奥側に曲率部８９Ｆａと、を備える形状を有している。図中Ｕ方向に移動式ガイドレール２９が移動する際、カートリッジ７の係合面４３ｄと加圧フォロワ８９Ｆの曲率部８９Ｆａが係合してカートリッジを長手方向位置決め位置まで移動させる。さらに移動式ガイドレール２９が移動して、カートリッジ短手方向の位置決め部まで位置決めがなされると、加圧フォロワの曲率部８９Ｆａをカートリッジ７の係合面４３ｄが滑りながら係合解除がなさる。そして、押圧面８９Ｆｂだけでカートリッジの加圧面４３ｅを押圧する状態に付勢状態が変化する。

このように実施例１では加圧フォロワとカートリッジの係合部の形状に関して傾斜面同士の係合形状であるが、どちらか一方が傾斜面でもう一方は傾斜面でなく実施例２のように傾斜面に限らず例えば円弧形状等の曲面形状であっても同様の効果は発揮できる。

図６（ｂ）の状態においても実施例１と同様に、カートリッジ７から受ける加圧力の反力をカム８７が受けることで、前ドア２１の回転中心３７ｃに対して前ドアが閉じる方向にモーメントが作用するよう構成されている。すなわち、カム８７と移動式ガイドレール２９との接触点には、カム８７の回転中心３７ｃまわりのモーメントが、加圧部材２５の付勢力を低減するように作用する。かかるモーメントの作用する向きは、前ドア２１の閉じ動作において操作部２１ａに作用するモーメントの向き（閉じ方向）と一致する。したがって実施例１と同じ効果を得ることができる。上述した構成により、実施例２においても、実施例１と同様の効果を得ることが可能であり、比較的簡単な構成で同効果を期待することが可能である。

また、加圧フォロワ８９Ｆとカートリッジ７の長手方向の係合させる形状に関して、実施例で説明された形状に限られるものではない。カートリッジの長手方向位置決めがなされた後に加圧フォロワを押し下げる力が作用するよう加圧フォロワとカートリッジの係合部の接触角度が形成される形状であれば、他の形状構成を適宜採用することができ、同様の効果が発揮されることが期待できる。

〔他の実施形態〕
実施例１では、前ドア２１を矢印Ｍの方向に回動させる閉動作を開始すると、移動式ガイドレール２９も移動を開始し、手前側の加圧フォロワ２６Ｆの傾斜面２６Ｆａとカートリッジ７の係合面４３ｄが突き当たる構成とした。しかし、これに限らない。例えば、装置本体１００Ａにカートリッジ７が挿入することで手前側の加圧フォロワ２６Ｆの傾斜面２６Ｆａとカートリッジ７の係合面４３ｄが接触し、前ドア２１の閉動作を開始すると、
傾斜面２６Ｆａと係合面４３ｄを付勢する構成としてもよい。
また前述した実施例においては、接触現像方式のカラー電子写真画像形成装置及びカートリッジを例に挙げて説明した。しかしながら、モノクロ電子写真画像形成装置や非接触現像方式、または装置本体に装着可能な現像ユニット及び現像剤を有する現像剤ユニットにも本発明は適用できるものである。

また、前述した実施例において、カートリッジとは、感光ドラムと少なくとも１つのプロセス手段を有するものとしている。プロセス手段としては例えば帯電手段、現像手段、クリーニング手段がある。従って、カートリッジとは、帯電手段、現像手段またはクリーニング手段と感光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装置本体に対して着脱可能とするものである。あるいは、帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも１つと感光ドラムとを一体的にカートリッジ化して装置本体に着脱可能としたものでもよい。更に、少なくとも現像手段と感光ドラムとを一体的にカートリッジ化して装置本体に着脱可能とするものでもよい。

その他に、本発明が適用可能なカートリッジとしては、上記プロセス手段や感光ドラムとは別体化されたトナーを充填した容器であり装置本体に対して着脱可能に構成されたトナーカートリッジなども含まれる。また、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録材に画像を形成するものである。そして、電子写真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。

７…カートリッジ、２１…前ドア、２５…押圧部材、２６…加圧フォロア、２９…移動式ガイドレール、３７…手前側フレーム、３８…奥側フレーム

Claims (7)

1. 装置本体と、
   前記装置本体の内部へ着脱可能なカートリッジと、
   前記内部を開閉可能に前記装置本体に設けられた開閉部材と、
   前記内部において、前記カートリッジの挿入方向に交差する方向に延び、前記カートリッジと当接し、前記カートリッジの前記挿入方向における位置を規制する規制面を有する位置決め部と、
   前記内部において前記カートリッジを支持し、前記開閉部材の閉じ動作に連動して、前記カートリッジを画像形成可能位置から退避させた第１位置から挿入方向と交差する交差方向へ移動させ、前記カートリッジを前記画像形成可能位置に位置させる第２位置に移動可能とされた支持部材と、
   を備え、
   前記カートリッジは、前記支持部材と係合する係合部を有し、
   前記係合部は、前記挿入方向に延びた第一面と、前記第一面につながる、前記挿入方向の上流側から下流側へ向かうにつれて、前記交差方向に延びる被付勢面と、を有し、
   前記支持部材は、前記係合部に係合される被係合部と、前記被係合部を前記交差方向へ付勢する付勢部材と、を有し
   前記被係合部は、前記挿入方向の上流側から下流側へ向かうにつれて、前記交差方向に延びる付勢面を有し、
   前記閉じ動作によって前記支持部材を前記交差方向へ移動させることにより、前記被付勢面を前記付勢面で付勢し、前記カートリッジを前記位置決め部と当接させ、前記カートリッジの位置決めを行う
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記被係合部は、前記付勢面の前記挿入方向の下流側において、前記挿入方向に延びた第二付勢面を有することを特徴とする
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記係合部は、前記被付勢面の前記挿入方向の下流側において、前記挿入方向に延びた第二面を有することを特徴とする
   請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記支持部材は、リンク機構によって前記装置本体に連結されており、前記閉じ動作に連動して、前記第１位置から前記第２位置へ移動することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記開閉部材は、
   前記閉じ動作を生じさせるための力を受ける操作部を有し、
   前記操作部と前記開閉部材の開閉動作における回転中心との間の距離は、前記リンク機構におけるリンクの長さよりも長いことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記支持部材は、カム機構によって前記装置本体に連結されており、前記閉じ動作に連動して、前記第１位置から前記第２位置へ移動することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記カートリッジは、前記挿入方向と交差する面にカートリッジ側接点が設けられ、
   前記装置本体は、前記カートリッジを前記画像形成可能位置に位置させた時に、前記カートリッジ側接点に電気的に接続される本体側接点を有する
   ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像形成装置。