(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセスカートリッジを着脱可能な電子写真画像形成装置において、
プロセスカートリッジを装置本体に対して着脱可能にする第１位置と、プロセスカートリッジを装置本体に装着して位置決めする第２位置とに変移可能な操作手段を有し、
前記操作手段が前記第１位置又は第２位置にないときは、該操作手段を前記第１位置と第２位置の間に向かって付勢するよう構成したことを特徴とする電子写真画像形成装置。
【請求項２】
前記操作手段が前記第１位置及び第２位置にあるときは、操作手段を該位置にロックするよう構成したことを特徴とする請求項１記載の電子写真画像形成装置。
【請求項３】
前記第１位置でのロックは、前記操作手段の爪部が装置本体の所定部に係止して行われることを特徴とする請求項２記載の電子写真画像形成装置。
【請求項４】
前記第２位置でのロックは、前記操作手段に連動するプランジャーの凸部とプロセスカートリッジに設けた凹部の係合により行われることを特徴とする請求項２記載の電子写真画像形成装置。
【請求項５】
前記操作手段が前記第２位置にないときは画像形成可能状態にならないことを特徴とする請求項１記載の電子写真画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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写真複写機、電子写真プリンタ（例えばレーザープリンタ等）、ファクシミリ装置、ワードプロセッサ等の電子写真画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真画像形成装置においてはプロセスカートリッジを用いる構成が多く採用されている。
【０００３】
プロセスカートリッジは、トナーに加えて、感光体ドラム、現像ユニット、クリーニングユニット、帯電ローラを一体化し、消耗品及び耐久による性能劣化が発生する部品をカートリッジごと交換することで電子写真画像形成装置のメインテナンスフリーを実現するものである。
【０００４】
プロセスカートリッジの使用は上記のように使用者の利便性を追求するものであるから、その画像形成装置本体への着脱は容易なものでなければならない。その一方で、プロセスカートリッジは感光体ドラムなど画像品質を決定する主要部品を内包しているため、画像形成装置本体に高精度に位置決めする必要がある。
【０００５】
そこで、プロセスカートリッジの画像形成装置本体への着脱方法においては着脱の容易さと高精度位置決めを両立すべく、挿入ガイドの形状、位置決め構成において多くの工夫がなされてきた。
【０００６】
画像形成装置本体へのプロセスカートリッジ着脱と位置決め構成の方法として、本体前面にカートリッジ挿入口を設けてこの開口部を通して本体内に敷設されたガイドレールに沿ってカートリッジを本体内へ直線運動で挿入した後、本体に設けられた手動レバーを操作することにより、本体内でカートリッジを揺動させて所定の位置決め位置に固定する構成がある。
【０００７】
この方法によれば、本体の開口部位置が本体前面であり、使用者がカートリッジを装置上面まで持ち上げる必要がなく、更に着脱時にはカートリッジの一端がガイドレールに乗っているので、使用者がカートリッジを支える負荷が少ないことなどで操作性が向上する。そしてまた、位置決めが本体機構内で行われるので位置決め不良がない等の利点もある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述のプロセスカートリッジの着脱及び位置決め方法は、レバー部材等を手動操作して行われることに注意する必要がある。即ち、使用者がレバー部材等をカートリッジ着脱位置とカートリッジ位置決め位置とに操作するが、このとき、レバー部材等が前記着脱位置又は位置決め位置にある状態に到達することは、使用者の判断に依存しており、必ずしもどちらかの位置に収まるとは限らない。
【０００９】
例えば、操作後のカートリッジ位置決めに到る過程では、位置決め完了位置でラッチがかかるが、完了位置まで操作されない場合は、ラッチがかからずに位置決め不完全となり、画像形成中にカートリッジが振動して画像不良が発生してしまう。
【００１０】
また、カートリッジ着脱可能状態において、操作が不完全で、この状態がラッチされない場合には、カートリッジを装着位置から着脱位置への揺動ガイドと、カートリッジを着脱するための着脱ガイド間での受け渡しが不完全となり、カートリッジの着脱ができなくなるおそれがある。
【００１１】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、装置本体にプロセスカートリジを着脱／位置決めする際に、使用者の判断に依存せずに確実な操作を行わせることを可能とした電子写真画像形成装置を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、プロセスカートリッジを着脱可能な電子写真画像形成装置において、プロセスカートリッジを装置本体に対して着脱可能にする第１位置と、プロセスカートリッジを装置本体に装着して位置決めする第２位置とに変移可能な操作手段を有し、前記操作手段が前記第１位置又は第２位置にないときは、該操作手段を前記第１位置と第２位置の間に向かって付勢するよう構成したことを特徴とする。
【００１３】
上記構成にあっては、操作手段がプロセスカートリッジを着脱する位置又は装着位置決めする位置にないときは両位置の中間位置へ向かって付勢されるため、使用者は操作手段を正確に操作していないことを容易に確認し得る。また、仮に操作が不完全であった場合のインターロックも容易に構成可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に本発明の一実施形態に係る電子写真画像形成装置について、図面を参照して説明する。
【００１５】
（装置の全体構成）
まず本実施形態に係る電子写真画像形成装置の全体構成について、図６を用いて説明する。図６は電子写真方式の画像形成装置本体ＡにプロセスカートリッジＢが装着された状態の断面説明図である。
【００１６】
画像形成装置本体Ａ内のプロセスカートリッジＢは、ドラム形状の電子写真感光体、すなわち、感光体ドラム３を有する。感光体ドラム３は、帯電ローラ４によって帯電され、ついで、光学手段１からレーザー光を照射することによって感光体ドラム３に画像情報に応じた潜像が形成される。この潜像は、プロセスカートリッジＢの現像手段５によって現像され、可視像、すなわち、トナー像となる。
【００１７】
一方、トナー像の形成と同期して給紙カセット２にセットした記録媒体Ｐをピックアップローラ６、分離ローラ対７、搬送ローラ対８及びレジストローラ対９で転写位置へと搬送する。転写位置には、転写手段としての転写ローラ10が配置されており、電圧を印加することによって、感光体ドラム３上のトナー像を記録媒体に転写する。
【００１８】
トナー像の転写を受けた記録媒体Ｐは、搬送ガイド11で定着手段12へと搬送される。定着手段12は通過する記録媒体Ｐに熱及び圧力を印加して転写されたトナー像を記録媒体上に定着する。その記録媒体は排出ローラ対13で搬送され排出トレー14へと排出される。
【００１９】
一方、プロセスカートリッジＢはトナーを収納し、トナー送り部材を有するトナー容器５ａに、現像ローラ５ｂ及び現像ブレードなどの現像手段を保持する現像容器を一体に結合して現像枠体を形成し、更にこの現像枠体に、感光体ドラム３、クリーニングブレードなどのクレーニング手段及び帯電ローラ４を取り付けたクリーニング枠体を一体に結合することによってカートリッジ化されている。
【００２０】
（カートリッジ着脱位置決め構成）
次に本実施形態の画像形成装置本体ＡにプロセスカートリッジＢを着脱するための構成について、図１乃至図５を参照して説明する。なお、図１はカートリッジ着脱のためにカバーを開いた状態説明図であり、図２はカートリッジを挿入する状態の断面説明図、図３は挿入したカートリッジを回動して位置決め位置へ揺動する状態の断面説明図であり、図４は装着位置決めするためにプランジャで付勢する状態の断面説明図、図５はカートリッジ着脱位置にロックした状態の断面説明図である。
【００２１】
カートリッジ装着の手順としては、図１に示すように、前カバー401を開き、装置本体前面の開口部402を通して内部に敷設されたガイドレール510に沿ってカートリッジＢを直線的に挿入する。カートリッジＢが突き当て位置まで挿入されると、図２及び図３に示すように、カートリッジＢのガイド部905がガイドレール510から外れると同時に、後述する保持機構により固定されているカム102のカム面にカートリッジの突出軸901が支持される。このとき、操作手段としての操作レバー101はプロセスカートリッジを装置本体に対して挿入、引き抜き可能な状態となる第１位置にある。
【００２２】
ここで図示しない保持解除ボタンを押し、カム102の状態保持を解除して、軸100を中心にして操作手段としてのレバー101を図３に示す時計回り方向に約60°回転操作すると、カートリッジＢは装置本体Ａ内で、カートリッジの足部903と本体側受ブロック104の接点を支点として反時計回り方向に16°回転し、ドラム軸902がドラム軸受部103に着座して画像形成可能な位置に位置決めされる。
【００２３】
また、図３及び図４に示すように、レバー101の同じ回転軸には枠体112内に加圧プランジャーバネ111によって付勢された加圧プランジャー110が設けられており、前記レバー101を更に時計回り方向に30°回転して第２位置に位置させると、加圧プランジャー110がカートリッジＢの枠体上部に接触し、プランジャーバネ111の作用によってカートリッジＢをそのドラムの軸心に向かって加圧する。これによりカートリッジは、その自重に加えてプランジャー110からの加圧作用を受け、確実にドラム軸受部103に付勢され、画像形成可能状態となる。
【００２４】
なお、カートリッジ離脱の手順としては、前記画像形成可能状態から、レバー101を反時計回り方向に約90°回転し、カートリッジ着脱可能状態に復帰させた後、カートリッジＢをガイドレール510に沿って本体の開口部402から直線的に引き抜く。
【００２５】
（脱着可能状態保持及び解除機構）
次にカートリッジ脱着可能状態の保持機構及び解除機構について説明する。状態保持機構は、図５に示すように、軸621の周りに回転可能なロック板620を有し、ロック板620は、ねじりコイルバネ622により図５の矢印方向へ付勢されている。
【００２６】
一方、カム102と駆動軸100を連結している昇降アーム631は、端部に爪631ａを有しており、これがロック板620に設けられた角穴部の上部エッジに係止されることで、駆動軸100の図中時計回り方向への回転を止めている。この状態では、駆動軸100が回転しないために、カム102は図５に示す位置に保持されている。
【００２７】
この状態の位置（第１位置）のときプロセスカートリッジを装置本体に対して挿入、引き抜いて着脱可能である。そして、前記状態でロック板620をねじりコイルバネ622の付勢に逆らって反時計回り方向に回転させると、昇降アーム631の爪631ａの係止が外れ、軸100の回転が可能となる。
【００２８】
上記爪631ａの係止を外すために本実施形態では図５に示す軸641上に図示しないテーパーコーンを設け、これを軸方向に運動させることによってテーパー面でロック板620をその面の法線方向に押すように構成している。これにより、ロック板620を回転させて昇降アーム631の爪631ａの係止を解除すると、ロック解除されて軸100が回転可能な状態となり、レバー101が回転可能となる。
【００２９】
なお、前記軸641の直線運動は、操作レバー101に内臓された図示しないボタンの操作に連動するように構成している。
【００３０】
（レバーの中立位置）
ところで、カートリッジＢの着脱可能な状態が保持されるためには、レバー101を昇降アーム631の爪631ａがロック板620のエッジに係止されるまで反時計回り方向に回転する必要があり（第１位置）、このとき爪631ａの係止が不完全であると、カートリッジのガイド部905と装置本体のガイドレール510（図２参照）の高さが合わずにカートリッジＢの離脱不能となったり、カートリッジ下部でのジャム処理中に、カートリッジが揺動落下する等のおそれがある。
【００３１】
他方、カートリッジの位置決めにおいては、レバー101はプランジャー110がカートリッジＢを加圧する位置まで時計回り方向に回転する必要があり（第２位置）、操作角度不足で加圧が得られていない場合には、カートリッジＢのドラム軸受部103への着座が不完全となり、シート搬送中にカートリッジＢが振動して画像が乱れるなどの弊害が生ずる。
【００３２】
そこで、本実施形態においては、カートリッジ着脱可能状態（第１位置）及び位置決め完了状態（第２位置）に対応するレバー101の位置をそれぞれｍ1，ｍ2（図３参照）として、図５に示すように、２本の引張りバネ610，611を用いて着脱可能でない、又は位置決めが完了していない状態においては、レバー101を第１位置ｍ1と第２位置ｍ2の間位置に向かって付勢するように構成している。
【００３３】
その結果、レバーの中立位置は、カートリッジＢが存在しない場合には、第１位置ｍ1と第２位置ｍ2の中間点となり、カートリッジＢが存在する場合には、図３に示すように、レバー101が60°回転してドラム軸902がドラム軸受部103に着座し、カム102のカム面とカートリッジの支持軸が接触する位置ｍ0となる。
【００３４】
そして、本実施形態にあっては、図３に示すように、レバー101の第１位置ｍ1及び第２位置ｍ2に対応する前面パネル上にそれぞれマーキング115，116を施してあり、使用者に操作の完了と未完了を明確に認識させるようにしている。
【００３５】
また、図４に示すように、プランジャー110によって加圧されるカートリッジＢの加圧受け部906の形状を凹形状にしている。そして、プランジャー110の先端を球面にし、この球面部が前記凹部に係合して操作完了となる。この係合する際に、プランジャー110が凹形状の山部906ａを乗り越えるため、レバー101が第２位置ｍ2でロックされるとともに、操作上クリック感が得られ、前記マーキング115，116に加えて、更に操作の完了を使用者に強く意識させることができる。
【００３６】
更に、図１に示すように、前カバー401の内側であって、レバー101の対向位置に突出ブロック405を設け、レバー101が中立位置ｍ0にあるときは、レバー101と突出ブロック405が干渉して前カバー401が閉まらなくなるように構成している。前カバー401を閉じているか否かは図示しないリミットスイッチによって検出され、画像形成準備完了条件の１つになっている。この結果、レバー101が中立位置、すなわち第１位置にも第２位置にもない場合には前カバー401を閉じることができないため、画像形成準備完了状態としないインターロックをとることができる。
【００３７】
なお、前記レバー101が中立位置ｍ0にあるか否かは、レバー101あるいは回転軸100の位相を直接、リミットスイッチ等で検出してもよく、この場合は、位置決め不完全信号を、前カバー401の開閉を検出する信号とは独立した信号として利用することができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明は前述のように構成したために、操作手段がプロセスカートリッジを着脱する位置又は装着位置決めする位置にないときは両位置の中間位置へ向かって付勢されるため、使用者は操作手段を正確に操作していないことを容易に確認し得る。また、仮に操作が不完全であった場合のインターロックも容易に構成可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】カートリッジ着脱のためにカバーを開いた状態説明図である。
【図２】カートリッジを挿入する状態の断面説明図である。
【図３】挿入したカートリッジを回動して位置決め位置へ揺動する状態の断面説明図である。
【図４】装着位置決めするためにプランジャで付勢する状態の断面説明図である。
【図５】カートリッジ着脱位置にロックした状態の断面説明図である。
【図６】電子写真方式の画像形成装置本体ＡにプロセスカートリッジＢが装着された状態の断面説明図である。
【符号の説明】
Ａ    …装置本体
Ｂ    …カートリッジ
Ｐ    …記録媒体
ｍ1   …第１位置
ｍ2   …第２位置
１    …光学手段
２    …給紙カセット
３    …感光体ドラム
４    …帯電ローラ
５    …現像手段
５ａ  …トナー容器
６    …ピックアップローラ
７    …分離ローラ対
８    …搬送ローラ対
９    …レジストローラ対
10    …転写ローラ
11    …搬送ガイド
12    …定着手段
13    …排出ローラ対
14    …排出トレー
100   …軸
101   …レバー
102   …カム
103   …ドラム軸受部
104   …本体側受ブロック
110   …プランジャー
111   …プランジャーバネ
112   …枠体
115，116 …マーキング
401   …前カバー
402   …開口部
405   …突出ブロック
510   …ガイドレール
610，611 …引張りバネ
620   …ロック板
621   …軸
622   …ねじりコイルバネ
631   …昇降アーム
631ａ …爪
641   …軸
901   …突出軸
902   …ドラム軸
903   …足部
905   …ガイド部
906   …加圧受け部
906ａ …山部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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