(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であって、記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
前記記録媒体を搬送するための搬送手段と、
揺動可能に設けられたガイド部材であって、前記プロセスカートリッジを前記  画像形成装置内へ挿入する挿入方向へガイドするガイド部材と、
前記ガイド部材と一体的に構成された付勢手段であって、前記挿入方向と直交する直交方向へ前記ガイド部材を付勢する付勢手段と、
を有し、
前記プロセスカートリッジを前記画像形成装置内へ挿入する際に、前記ガイド部材が前記付勢手段によって前記プロセスカートリッジを前記直交方向に加圧することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ガイド部材は、前記ガイド部材に設けられたガイド軸にガイドされて揺動することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は電子写真記録方法によって画像を形成するためのプロセスカートリッジを取り外し可能に装着可能な画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置においては、電子写真感光体及び前記電子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを画像形成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よらずに使用者自身で行うことが出来るので、格段に操作性を向上させることが出来る。そのため、このプロセスカートリッジ方式は、画像形成装置において広く用いられている。
【０００３】
このようなプロセスカートリッジは、図11(a) 〜(c) に示すように、画像形成装置本体に設けたプロセスカートリッジ50の長手方向両側面をガイドするガイド部材51，52をネジ55によってフレーム56に取り付け、カートリッジ50の両側面に設けたボス50ａをガイド溝53に沿って挿入して装着するようにしている。
【０００４】
そして、プロセスカートリッジ50を長手方向一方側に位置決めするために、一方のガイド部材51に板バネ54を取り付け、プロセスカートリッジ50を挿入するときに、該カートリッジ50の一方側側面を加圧して他方側側面がガイド部材52に密接するようにして位置決めしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記画像形成装置を更に発展させたものであり、その目的とするところは、安価な弾性部材を使用してプロセスカートリッジを加圧することが出来、コストダウンを図ることが出来る画像形成装置を提供するものである。また、プロセスカートリッジの挿入感が良好な画像形成装置を提供するものである。
【０００６】
上記目的を達成するための本発明にかかる代表的な構成は、プロセスカートリッジを着脱可能であって、記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、前記記録媒体を搬送するための搬送手段と、揺動可能に設けられたガイド部材であって、前記プロセスカートリッジを前記画像形成装置内へ挿入する挿入方向へガイドするガイド部材と、前記ガイド部材と一体的に構成された付勢手段であって、前記挿入方向と直交する直交方向へ前記ガイド部材を付勢する付勢手段と、を有し、前記プロセスカートリッジを前記画像形成装置内へ挿入する際に、前記ガイド部材が前記付勢手段によって前記プロセスカートリッジを前記直交方向に加圧することを特徴としてなる。
【０００７】
【作用】
上記構成にあっては、プロセスカートリッジをガイド部材でガイドして装置本体内へ挿入すると、付勢手段によって付勢された前記ガイド部材が揺動してプロセスカートリッジを加圧位置決めする。前記付勢手段はガイド部材と一体的に構成されているものである。更に、プロセスカートリッジと直接接触しないために、高価な板バネを用いる必要がない。
【０００９】
【実施例】
次に本発明の基になった参考実施例を図面を参照して説明する。尚、本参考実施例は、付勢手段がガイド部材と一体的に構成されていないから、本発明には含まれない。
【００１０】
〔参考実施例〕
まず参考実施例に係るプロセスカートリッジ及びこれを装着可能な画像形成装置について、図１乃至図７を参照して具体的に説明する。尚、図１はガイド部材の構成模式説明図であり、図２はプロセスカートリッジを装着した画像形成装置の構成模式説明図、図３はプロセスカートリッジの構成説明図であり、図４乃至図７はプロセスカートリッジの装着構成説明図である。
【００１１】
ここでは説明の順序として、まず図２乃至図７を参照してプロセスカートリッジ及びこれを用いる画像形成装置の全体構成を説明し、次に図１を参照してガイド部材の構成について説明する。
【００１２】
｛全体構成｝
この電子写真画像形成装置（レーザービームプリンタ）Ａは、図２に示すように、光学系１から画像情報に基づいた情報光をドラム形状の電子写真感光体へ照射して該感光体に潜像を形成し、この潜像を現像してトナー像を形成する。そして前記トナー像の形成と同期して、記録媒体２を給紙カセット３ａからピックアップローラ３ｂ及びこれに圧接した圧接部材３ｃで一枚ずつ分離給送すると共に、搬送ローラ対３ｄ、レジストローラ対３ｅ等からなる搬送手段３で搬送し、且つプロセスカートリッジＢとしてカートリッジ化された前記電子写真感光体に形成したトナー像を転写手段としての転写ローラ４に電圧印加することによって記録媒体２に転写し、その記録媒体２を搬送ベルト３ｆによって定着手段５へと搬送する。この定着手段５は駆動ローラ５ａと、ヒータ５ｂを内蔵すると共に支持体５ｃで回転可能し支持された筒状シートからなる定着回転体５ｄからなり、通過する記録媒体２に熱及び圧力を印加して転写トナー像を定着する。そしてこの記録媒体２を排出ローラ対３ｇ，３ｈで搬送し、反転搬送経路を通して排出部６へと排出如く構成している。尚、この画像形成装置Ａは、手差しトレイ３ｉ及びローラ３ｊによって手差し給送も可能となっている。
【００１３】
一方、前記プロセスカートリッジＢは、電子写真感光体と、少なくとも１つのプロセス手段を備えたものである。ここでプロセス手段としては、例えば電子写真感光体を帯電させる帯電手段、電子写真感光体に形成された潜像を現像する現像手段、電子写真感光体表面に残留するトナーをクリーニングするためのクリーニング手段等がある。本参考実施例のプロセスカートリッジＢは、図３に示すように、感光層を有する電子写真感光体である感光体ドラム７を回転し、帯電手段である帯電ローラ８へ電圧印加して前記感光体ドラム７の表面を一様に帯電し、この帯電した感光体ドラム７に対して前記光学系１からの光像を開口部９を介して露光して潜像を形成し、該潜像を現像手段10によって現像するように構成している。
【００１４】
前記現像手段10は、トナー収納部10ａ内のトナーを送り手段である回転可能な第１送り部材10b1及び第２送り部材10b2で送り出し、固定磁石10ｃを内蔵した現像回転体である現像ローラ10ｄを回転させると共に、現像ブレード10ｅによって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を現像ローラ10ｄの表面に形成し、そのトナーを前記潜像に応じて感光体ドラム７へ転移させることによってトナー像を形成して可視像化するものである。
【００１５】
そして転写ローラ４に前記トナー像と逆極性の電圧を印加してトナー像を記録媒体２に転写した後は、クリーニングブレード11ａによって感光体ドラム７に残留したトナーを掻き落とすと共に、スクイシート11ｂによってすくい取り、廃トナー収納部11ｃへ集めるクリーニング手段11によって感光体ドラム７上の残留トナーを除去するように構成している。
【００１６】
尚、前記感光体ドラム７等の各部材は、現像枠体12ａと現像下枠12ｂ及び蓋部材12ｃを溶着して一体化したトナー現像枠体12と、クリーニング枠体13とを結合して構成したカートリッジ枠体に収納してカートリッジ化され、装置本体14に設けたカートリッジ装着手段に対して着脱可能に装着される。
【００１７】
前記プロセスカートリッジＢの着脱は、図４及び図５に示すように軸15ａを中心にして開閉部材15を開いて行うものであるが、開閉部材15を開くと装置本体14内にはカートリッジ装着スペースが設けてあり、図６及び図７に示すように、このスペースの左右両側面のフレーム16にカートリッジ装着ガイド部材17，18が対向して取り付けてある。一方、プロセスカートリッジＢの長手方向両外側面にはボス19（図３参照）が突出形成してあり、このボス19を前記左右ガイド部材17，18とフレーム16とによって形成されるガイド溝20に沿わせてプロセスカートリッジＢを挿入する。前記溝20に奥部には凹部20ａが形成してあり、この凹部20ａに前記ボス19の軸部19ａを落とし込んでカートリッジを装着する。このとき、感光体ドラム７の長手方向端部に取り付けたドラムギア（図示せず）が装置本体14に設けてある駆動ギア25と噛合して感光体ドラム７へ駆動伝達が行われるようになる。
【００１８】
｛ガイド部材の構成｝
次に前記ガイド部材17，18について、図１を参照して説明する。尚、図１(a) はフレーム16に取り付けたガイド部材を正面から見た説明図であり、 (b)は図１(a) のＡ−Ａの模式断面説明図である。
【００１９】
このガイド部材17，18は共にプロセスカートリッジＢとの摺動性が良好な摺動グレードのモールド部材で形成してあり、左側のガイド部材17は係止爪17ａをフレーム16に形成した孔16ａに嵌入係止することによって取り付け、該ガイド部材17の下面とフレーム16によってガイド溝20を形成している。尚、このガイド部材17はフレーム16に対して固定される。
【００２０】
一方、右側のガイド部材18も同様に係止爪18ａをフレームに形成した孔16ａに嵌入係止して抜け止め状態に取り付け、ガイド部材18の下面とフレーム16によってガイド溝20を形成している。このガイド部材18はフレーム16に対して揺動可能に取り付けている。即ち、揺動ガイド部材18の裏面側（プロセスカートリッジＢと接触する面の裏側）にはガイド軸18ｂ，18ｃ，18ｄが設けてあり、これらの軸がフレーム16に形成した位置決め孔16ｂに嵌入している。そして軸18ｃには加圧スプリング21が軽圧入で取り付けてあり、ガイド部材18を図１(b) の矢印ａ方向へ付勢している。
【００２１】
前記軸18ｂ，18ｃ，18ｄとこれが嵌入する孔16ｂとの隙間は、ガイド部材18が軸18ｂ，18ｄを結ぶ軸線をを中心として矢印ｂ方向へ揺動したときに、所謂食いつきを起こさないように0.3 mm〜0.5 mm程度に構成している。これにより、揺動ガイド部材18は軸18ｂ，18ｄが嵌入する孔16ｂを結ぶ軸線をヒンジとし、このヒンジを中心として図１(a) の矢印ａ、ｂ方向へ揺動可能になっている。
【００２２】
前記のようなガイド構成において、前述したようにプロセスカートリッジＢのボス19をガイド溝20に沿わせてカートリッジを挿入すると、カートリッジ両側面がガイド部材17，18にガイドされる。このとき、揺動ガイド部材18はフリー位置（図１(b) の一点鎖線で示す位置）からプロセスカートリッジＢの側面に押されてカートリッジセット位置（図１(b) の実線で示す位置）へ徐々に押し寄せられる。このときの加圧スプリング21の圧縮により、プロセスカートリッジＢは揺動ガイド部材18によって矢印ａ方向へ押圧されて一方側面が固定ガイド部材17に密接し、感光体ドラム７のスラスト方向が位置決めされる。
【００２３】
このように少なくとも一方のガイド部材18を揺動可能に構成することにより、板バネを用いなくてもプロセスカートリッジＢをスラスト方向へ付勢して位置決めすることが可能となる。また、前記ガイド部材17，18は摺動グレードのモールド部材で構成してあるために、プロセスカートリッジＢがガイド部材17，18に圧接状態で摺擦しても大きな抵抗感を感ずることなく、着脱操作性も向上するようになる。
【００２４】
また前記ガイド部材17，18は共に係止爪をフレーム16に係止させることによって、ワンタッチで取り付けることが出来るものである。
【００２５】
〔第１実施例〕
次に本発明を適用した第１実施例について、図８を参照して説明する。尚、図８(a) はフレーム16に取り付けた揺動ガイド部材を正面からみた説明図であり、図８(b)は図８(a) のＡ−Ａの模式断面説明図、 図８(c)は図８(a) のＢ−Ｂの模式断面説明図である。
【００２６】
また、使用するプロセスカートリッジ及び画像形成装置は前述した参考実施例と同一のものであり、前述した参考実施例と同一機能を有する部材は同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００２７】
第１実施例に係る揺動ガイド部材22は係止爪22ａをフレーム16に係止して抜け止め状態に取り付けると共に、ガイド軸22ｂ，22ｃでガイドされて該軸22ｂ，22ｃが嵌入する孔16ｂを結ぶ軸線をヒンジとし、このヒンジを中心として揺動可能に構成してある点は参考実施例と同様である。これが参考実施例の揺動ガイド部材18と異なる点は、参考実施例が加圧スプリング21によって付勢手段を構成していたのに対し、この第１実施例ではガイド部材22と一体的なモールドバネ部22ｄを形成し、これによって付勢手段を構成している点である。
【００２８】
このように付勢手段をガイド部材22と一体的に構成することにより、参考実施例と同様の効果が得られるのみならず、専用のスプリングが必要でなくなり、より低コストで構成することが可能となるものである。
【００２９】
〔第２参考実施例〕
次に本発明を適用した第２参考実施例について、図９を参照して説明する。尚、図９(a) はフレーム16に取り付けた揺動ガイド部材を正面からみた説明図であり、図９(b)は図９(a) のＡ−Ａの模式断面説明図である。尚、本参考実施例は、付勢手段がガイド部材と一体的に構成されていないから、本発明には含まれない。
【００３０】
また、使用するプロセスカートリッジ及び画像形成装置は前述した参考実施例と同一のものであり、前述した参考実施例と同一機能を有する部材は同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００３１】
第２参考実施例に係る揺動ガイド部材23は係止爪23ａをフレーム16に係止して抜け止め状態に取り付けると共に、ガイド軸23ｂ，23ｃ，23ｄでガイドされて揺動可能であり、該軸23ｄに取り付けた加圧スプリング21によってプロセスカートリッジＢを加圧可能に構成してある点は前述した参考実施例と同様である。これが前述した参考実施例と異なる点は、ガイド軸23ｂ，23ｃを嵌入するフレーム16の嵌入孔16ｃを縦方向に長い長孔で構成し、ガイド部材23が軸23ｂ，23ｃが嵌入する16ｃを結ぶ軸線をヒンジとし、このヒンジを中心に揺動した際に長孔方向と直角方向への揺動が規制されるように構成している。
【００３２】
上記のように揺動ガイド部材を構成することにより、前述した参考実施例と同様の効果を得られると共に、ガイド部材23が揺動するときに長孔と直角方向のガタを0.1 mm以下に抑えることが出来るものである。
【００３３】
〔第２実施例〕
次に本発明を適用した第２実施例について、図10を参照して説明する。尚、図10(a) はフレーム16に取り付けた揺動ガイド部材を正面からみた説明図であり、図10(b)は図10(a) のＡ−Ａの模式断面説明図である。
【００３４】
また、使用するプロセスカートリッジ及び画像形成装置は前述した参考実施例と同一のものであり、前述した参考実施例と同一機能を有する部材は同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００３５】
第２実施例に係る揺動ガイド部材24は係止爪24ａをフレーム16に係止して抜け止め状態に取り付けると共に、ガイド軸24ｂ，24ｃでガイドされてガイド部材24が軸24ｂ，24ｃが嵌入する16ｃを結ぶ軸線をヒンジとし、このヒンジを中心として矢印方向へ揺動可能に構成してある点は前述した参考実施例と同様である。そして、ガイド部材24を介してプロセスカートリッジＢを加圧するための付勢手段は、前述した第１実施例と同様にガイド部材24と一体的なモールドバネ部24ｄを形成して構成している。更に、前述した第２参考実施例と同様にガイド軸24ｂ，24ｃを嵌入するフレーム16の嵌入孔16ｃが縦方向に長い長孔で構成してあり、ガイド部材24が揺動した際に長孔方向と直角方向への揺動を規制するように構成している。
【００３６】
このように構成することにより、前述した参考実施例と同様に板バネを用いることなくプロセスカートリッジをスラスト方向へ付勢することが出来ると共に、前述した第１実施例と同様に付勢手段として特別スプリング等を必要とすることなく、更に、前述した第２参考実施例と同様に揺動ガイド部材24の長孔と直角方向のガタを0.1 mm以下に抑えることが出来るものである等の効果を得ることが出来るものである。
【００３７】
〔他の実施例〕
次に前述した実施例に係るプロセスカートリッジＢ及び画像形成装置の各部の他例について説明する。
【００３８】
前述したプロセスカートリッジＢは単色画像を形成するためのものであったが、プロセスカートリッジは単色の画像を形成する場合のみならず、現像手段を複数設け、複数色の画像（例えば２色画像、３色画像或いはフルカラー等）を形成するカートリッジにも好適に適用することが出来る。
【００３９】
また現像方法としても、公知の２成分磁気ブラシ現像法、カスケード現像法、タッチダウン現像法、クラウド現像法等の種々の現像法を用いることが可能である。
【００４０】
また電子写真感光体としては、前記感光体ドラムに限定されることなく、例えば次のものが含まれる。まず感光体としては光導電体が用いられ、光導電体としては例えばアモルファスシリコン、アモルファスセレン、酸化亜鉛、酸化チタン及び有機光導電体（ＯＰＣ）等が含まれる。また前記感光体を搭載する形状としては、例えばドラム状、ベルト状等の回転体及びシート状等が含まれる。尚、一般的にはドラム状又はベルト状のものが用いられており、例えばドラムタイプの感光体にあっては、アルミ合金等のシリンダー上に光導電体を蒸着又は塗工等を行ったものである。
【００４１】
また帯電手段の構成も、前述した第１実施例では所謂接触帯電方法を用いたが、他の構成として従来から用いられているタングステンワイヤーの三方周囲にアルミ等の金属シールドを施し、前記タングステンワイヤーに高電圧を印加することによって生じた正又は負のイオンを感光体ドラムの表面に移動させ、該ドラムの表面を一様に帯電する構成を用いても良いことは当然である。
【００４２】
尚、前記帯電手段としては前記ローラ型以外にも、ブレード型（帯電ブレード）、パッド型、ブロック型、ロッド型、ワイヤ型等のものでも良い。
【００４３】
また感光体ドラムに残存するトナーのクリーニング方法としても、ブレード、ファーブラシ、磁気ブラシ等を用いてクリーニング手段を構成しても良い。
【００４４】
また前述したプロセスカートリッジとは、例えば電子写真感光体と、少なくともプロセス手段の１つを備えたものである。従って、そのプロセスカートリッジの態様としては、前述した実施例のもの以外にも、例えば電子写真感光体と帯電手段とを一体的にカートリッジ化し、装置本体に着脱可能にするもの。電子写真感光体と現像手段とを一体化的にカートリッジ化し、装置本体に着脱可能にするもの。電子写真感光体とクリーニング手段とを一体的にカートリッジ化し、装置本体に着脱可能にするもの。更には電子写真感光体と、前記プロセス手段の２つ以上のものを組み合わせて一体的にカートリッジ化し、装置本体に着脱可能にするもの等がある。
【００４５】
即ち、前述した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。及び帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも一つと電子写真感光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。更に少なくとも現像手段と電子写真感光体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をいう。
【００４６】
また前述した実施例では感光体ドラムや現像ローラをカートリッジ化し、このプロセスカートリッジを装着して画像を形成する装置を例示したが、これら感光体ドラムや現像ローラをカートリッジ化することなく、装置本体に直接取り付けた画像形成装置にも、本発明に同様に適用し得るものである。
【００４７】
更に前述した実施例では画像形成装置としてレーザービームプリンタを例示したが、本発明はこれに限定する必要はなく、例えばＬＥＤプリンタ、電子写真複写機、ファクシミリ装置、或いはワードプロセッサ等の他の画像形成装置に使用することも当然可能である。
【００４８】
【発明の効果】
本発明は前述したように、プロセスカートリッジの装置本体への挿入をガイドするガイド部材を揺動可能とし、且つこのガイド部材を付勢手段によって付勢するように構成し、更に、付勢手段をガイド部材と一体的に構成した。そのために、プロセスカートリッジをスラスト方向へ加圧するために、専用のスプリング等が不要となり、高価な板バネを使用する必要がなく、よって板バネのエッジ部分を保護するような構成も不要となる。そして、安価にプロセスカートリッジをスラスト方向へ付勢することが出来、画像形成装置のコストダウンを図ることが出来るものである。
【００５０】
更に、付勢手段をガイド部材と一体的に構成するようにすれば、付勢手段としての専用のスプリング等が不要となり、よりコストダウンを図ることが可能となる。
【００５１】
更に、ガイド部材を係止爪によって抜け止め状態に係止して取り付けるように構成すれば、ガイド部材をワンタッチで取り付けることが可能になるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】(a)は参考実施例に係るガイド部材の構成説明図、 (b)は (a)のＡ−Ａ断面からみた状態説明図である。
【図２】画像形成装置の構成模式説明図である。
【図３】プロセスカートリッジの構成模式説明図である。
【図４】プロセスカートリッジを装着する状態説明図である。
【図５】プロセスカートリッジを装着する内部状態説明図である。
【図６】揺動ガイド部材を取り付けた外観説明図である。
【図７】固定ガイド部材を取り付けた外観説明図である。
【図８】(a)は第１実施例に係るガイド部材の説明図であり、 (b)は (a)のＡ−Ａ断面説明図、 (c)は (a)のＢ−Ｂ断面説明図である。
【図９】(a)は第２参考実施例に係るガイド部材の説明図であり、 (b)は (a)のＡ−Ａ断面説明図である。
【図１０】(a)は第２実施例に係るガイド部材の説明図であり、 (b)は (a)のＡ−Ａ断面説明図である。
【図１１】(a)は従来技術に係るガイド部材の説明図であり、 (b)は (a)のＡ−Ａ断面からみた状態説明図、 (c)は (a)のＢ−Ｂ断面説明図である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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