(57)【要約】【課題】  プロセスカートリッジと画像形成装置本体との高精度な位置決めを、簡単な構成で達成する。【解決手段】  像担持体と現像器とを有し、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において、像担持体を回転させるための駆動力を画像形成装置本体側の像担持体駆動出力部から受けとる為の像担持体駆動入力部と、現像器を駆動するための駆動力を画像形成装置本体側の現像駆動出力部から受けとる為の現像駆動入力部と、を有し、像担持体駆動出力部と像担持体駆動入力部とは、駆動伝達時においてプロセスカートリッジ着脱方向に対し遊びを持って係合するよう構成され、現像駆動出力部から現像駆動入力部への駆動伝達時において、現像駆動出力部と現像駆動入力部との係合部において生じる力により、画像形成装置本体側の位置決め部に対して、プロセスカートリッジの一部を当接することで位置決めがなされる。【選択図】  図２
2006133497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、像担持体と、該像担持体に形成された静電潜像を現像剤で現像する現像器と、を有し、
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において、
該プロセスカートリッジは、
前記像担持体を回転させるための駆動力を、画像形成装置本体側の像担持体駆動出力部から受けとる為の像担持体駆動入力部と、
前記現像器を駆動するための駆動力を、画像形成装置本体側の現像駆動出力部から受けとる為の現像駆動入力部と、を有し、
前記像担持体駆動出力部と前記像担持体駆動入力部とは、駆動伝達時において、プロセスカートリッジ着脱方向に対し遊びを持って係合するよう構成され、
前記現像駆動出力部から前記現像駆動入力部への駆動伝達時において、前記現像駆動出力部と前記現像駆動入力部との係合部において生じる力により、前記画像形成装置本体側の位置決め部に対して、前記プロセスカートリッジの一部を当接することで位置決めがなされることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２】
前記現像駆動出力部が有する駆動出力ギアと、前記現像駆動入力部が有する駆動入力ギアとが噛合することにより、駆動伝達が行なわれる構成であり、
駆動伝達時において、前記駆動出力ギアと前記駆動入力ギアとの噛合によりプロセスカートリッジに対して付勢される噛合圧力角方向の力をＮとした時、該力Ｎのプロセスカートリッジ装着方向の成分をＮ１、該力Ｎのプロセスカートリッジ装着方向に対する垂直方向の成分をＮ２とした時、
Ｎ１≧Ｎ２
の関係を満たす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。
【請求項３】
前記噛合圧力角の方向と、前記装着方向とのなす角度が、２０°以上４５°以下の範囲であることを特徴とする請求項２に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項４】
前記現像駆動入力部は、プロセスカートリッジ内において、前記像担持体駆動入力部よりもプロセスカートリッジ装着方向下流側に配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項５】
前記像担持体駆動出力部と前記像担持体駆動入力部とは、駆動伝達時において、前記像担持体駆動出力部から前記像担持体駆動入力部に対して、像担持体回転軸方向の力が実質的に生じないように構成されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項６】
前記プロセスカートリッジは、
前記像担持体を保持する枠体と、
前記像担持体の前記枠体に対する前記像担持体回転軸方向の移動を規制する規制部材と、を有することを特徴とする請求項５に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項７】
前記プロセスカートリッジの一部は、前記像担持体を回転可能に支持する像担持体支持部材であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項８】
少なくとも、像担持体と、該像担持体に形成された静電潜像を現像剤で現像する現像器と、を有したプロセスカートリッジが、着脱可能なプロセスカートリッジ装着部と、
該装着されたプロセスカートリッジの画像形成装置に対する位置決めを行なう位置決め部と、
前記像担持体に対して、静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
を有する画像形成装置において、
前記像担持体を回転するための駆動力を、前記プロセスカートリッジに設けられた像担持体駆動入力部に伝達する像担持体駆動出力部と、
前記現像器を駆動するための駆動力を、前記プロセスカートリッジに設けられた現像駆動入力部に伝達する現像駆動出力部と、を有し、
前記像担持体駆動出力部と前記像担持体駆動入力部とは、駆動伝達時において、プロセスカートリッジ着脱方向に対し遊びを持って係合するよう構成され、
前記現像駆動出力部から前記現像駆動入力部への駆動伝達時において、前記現像駆動出力部と前記現像駆動入力部との係合部において生じる力により、前記位置決め部に対して前記プロセスカートリッジの一部を当接することで位置決めがなされることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
前記現像駆動出力部が有する駆動出力ギアと、前記現像駆動入力部が有する駆動入力ギアとが噛合することにより、駆動伝達が行なわれる構成であり、
駆動伝達時において、前記駆動出力ギアと前記駆動入力ギアとの噛合によりプロセスカートリッジに対して付勢される噛合圧力角方向の力をＮとした時、該力Ｎのプロセスカートリッジ装着方向の成分をＮ１、該力Ｎのプロセスカートリッジ装着方向に対する垂直方向の成分をＮ２とした時、
Ｎ１≧Ｎ２
の関係を満たすことを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記噛合圧力角の方向と、前記装着方向とのなす角度が、２０°以上４５°以下の範囲であることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記現像駆動入力部は、プロセスカートリッジ内において、前記像担持体駆動入力部よりもプロセスカートリッジ装着方向下流側に配置されていることを特徴とする請求項８ないし１０のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記像担持体駆動出力部と前記像担持体駆動入力部とは、駆動伝達時において、前記像担持体駆動出力部から前記像担持体駆動入力部に対して、像担持体回転軸方向の力が実質的に生じないように構成されることを特徴とする請求項８ないし１１のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記プロセスカートリッジは、
前記像担持体を保持する枠体と、
前記像担持体の前記枠体に対する前記像担持体回転軸方向の移動を規制する規制部材と、を有することを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記プロセスカートリッジの一部は、前記像担持体を回転可能に支持する像担持体支持部材であることを特徴とする請求項８ないし１３のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成動作に関わるプロセス手段を備えたプロセスカートリッジ、及び、該プロセスカートリッジを用いて画像を形成する電子写真画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、感光体及び前記感光体に作用するプロセス手段（帯電手段、現像手段、クリーニング手段、等）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操作者（ユーザー）自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができる。そのために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。又、前記プロセスカートリッジを画像形成装置本体に装着する際、適正な操作感を保ちつつ、前記プロセスカートリッジと前記画像形成装置本体との位置関係を精度よく維持する必要がある。
【０００３】
ここで、カートリッジの画像形成装置本体に対する位置決め及びその保持に一般に広く用いられている方式としては、カートリッジに突起を設け、装置本体には前記突起が係合する位置決め部を設け、前記位置決め部に前記突起が係合した状態の際に、バネでカートリッジを付勢し保持する方式である。（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、図９に示すように、別の形態として、駆動伝達構成に工夫をこらした方式である下記のような構成もある。
【０００５】
まず、感光体ドラム６７の軸端にねじれた多角柱の突起６１６を設け、一方、感光体ドラム６７に駆動を伝達する画像形成装置本体側のカップリング端６１７には断面が多角形のねじれた穴が穿たれている。突起６１６とねじれた穴が嵌合し、一体的に回転駆動が伝達されることにより、そのねじれ形状によって突起を装置本体側に引き込む方向に推力が働くと共に、感光体ドラム６７の軸芯とカップリングを経由してドラムギア６２２の軸芯とを積極的に合致させ、カートリッジの位置を装置本体に対して定めている。（例えば、特許文献２）。
【特許文献１】特開平１１−１７４９４０号公報
【特許文献２】特開平１０−１０４９０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記従来のような構成の画像形成装置では、カートリッジの位置決め及び取り出し操作性に問題があった。
【０００７】
例えば、特許文献１に記載のバネラッチ方式では、カートリッジを位置決めするバネが、カートリッジを装置本体に落とし込む際の抵抗となる。バネ力を弱めれば抵抗も小さくなるが、位置決め力も小さくなるため、この対策は本末転倒である。結果としてカートリッジに浮きや乗り上げを生じることがあり、カートリッジが正規の位置に決まらないことがあった。これにより、感光ドラム及び対向する転写ベルトユニットにも過負荷がかかり、ひいてはベルトの画像形成領域における傷となり、これらが画像形成に影響を及ぼす恐れがあった。
【０００８】
また、特許文献２に記載の構成においても課題がある。カートリッジをスムースに取り出す為には、取り出し時にはカップリングが既に退避している必要があるが、その為にはその構成上、ねじれた穴を回転させて突起６１６との係合を外さねばならず、何らかの動作に連動したカップリング回転リンク機構が必要になるなどの複雑な構成が要求され、部品点数及びコストの上昇、配置上の制約などを招いていた。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、その目的とするところはプロセスカートリッジと画像形成装置本体との高精度な位置決めを、簡単な構成で達成することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、本発明においては、
少なくとも、像担持体と、該像担持体に形成された静電潜像を現像剤で現像する現像器と、を有し、
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において、
該プロセスカートリッジは、
前記像担持体を回転させるための駆動力を、画像形成装置本体側の像担持体駆動出力部から受けとる為の像担持体駆動入力部と、
前記現像器を駆動するための駆動力を、画像形成装置本体側の現像駆動出力部から受けとる為の現像駆動入力部と、を有し、
前記像担持体駆動出力部と前記像担持体駆動入力部とは、駆動伝達時において、プロセスカートリッジ着脱方向に対し遊びを持って係合するよう構成され、
前記現像駆動出力部から前記現像駆動入力部への駆動伝達時において、前記現像駆動出力部と前記現像駆動入力部との係合部において生じる力により、前記画像形成装置本体側の位置決め部に対して、前記プロセスカートリッジの一部を当接することで位置決めがなされることを特徴とする。
【００１１】
あるいは、
少なくとも、像担持体と、該像担持体に形成された静電潜像を現像剤で現像する現像器と、を有したプロセスカートリッジが、着脱可能なプロセスカートリッジ装着部と、
該装着されたプロセスカートリッジの画像形成装置に対する位置決めを行なう位置決め部と、
前記像担持体に対して、静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
を有する画像形成装置において、
前記像担持体を回転するための駆動力を、前記プロセスカートリッジに設けられた像担持体駆動入力部に伝達する像担持体駆動出力部と、
前記現像器を駆動するための駆動力を、前記プロセスカートリッジに設けられた現像駆動入力部に伝達する現像駆動出力部と、を有し、
前記像担持体駆動出力部と前記像担持体駆動入力部とは、駆動伝達時において、プロセスカートリッジ着脱方向に対し遊びを持って係合するよう構成され、
前記現像駆動出力部から前記現像駆動入力部への駆動伝達時において、前記現像駆動出力部と前記現像駆動入力部との係合部において生じる力により、前記位置決め部に対して前記プロセスカートリッジの一部を当接することで位置決めがなされることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、プロセスカートリッジと画像形成装置本体との高精度な位置決めを、簡単な構成で安価に提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図１から図４を参照し詳細に説明する。順序としては、画像形成装置本体の全体構成を説明し、次いでカートリッジの画像形成装置本体に対する装着性を高める構成を説明し、最後にカートリッジの位置決め・保持手段の構成について説明していく。
【００１４】
図３は、従来の電子写真方式でインライン型の中間転写ベルト（中間転写手段）を有するフルカラー画像形成装置（フルカラープリンタ）の一例を示す概略構成図である（装置正面は右方）。
【００１５】
この画像形成装置２は、一定の間隔をおいて略水平な一直線上に配置されたプロセスカートリッジ１０を４つ備えており、それぞれイエロー色（１０Ｙ）、マゼンタ色（１０Ｍ）、シアン色（１０Ｃ）、ブラック色（１０Ｋ）用のものであり、それぞれの色の画像を形成する。
【００１６】
カートリッジ１０は、それぞれ像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムという）１８がその略中央に設置されており、その周囲に、一次帯電器１９、現像装置３０、ドラムクリーナ装置３１がそれぞれ配置され、ひとつのカートリッジを構成している。
【００１７】
また、感光ドラム１８に対向する位置には転写手段としての転写ローラ２０が配置され、一次帯電器１９と現像装置３０との間の下方にはレーザー露光装置１１が設置されている。
【００１８】
一次帯電手段としての一次帯電器１９は、帯電バイアス電源（不図示）から印加される帯電バイアスによって感光ドラム１８の表面を負極性の所定電位に均一に帯電する。
【００１９】
現像装置３０は、トナーを内蔵し、それぞれ各感光ドラム１８上に形成される各静電潜像に各色のトナーを付着させてトナー像として現像（可視像化）する。そして、現像剤を担持して感光ドラムに対向する現像領域に担持搬送する現像剤担持体であるところの現像スリーブ３０ａ、トナーを攪拌搬送するトナー搬送手段であるところのスクリュー３０ｂを備えている。なお、本実施例においては、現像剤としては、トナーとキャリアからなる２成分現像剤が用いられる。
【００２０】
一次転写手段としての転写ローラ２０は、中間転写ベルトユニット１２内に配設され、感光ドラム１８に対向付勢されるよう配置されている。
【００２１】
ドラムクリーナ装置３１は、感光ドラム１８上で一次転写時の残留した転写残トナーを感光ドラム１８から除去するためのクリーニングブレード等を有している。
【００２２】
中間転写ベルトユニット１２は、中間転写体であるところの中間転写ベルト１２ａと、二次転写対向ローラを兼ねる駆動ローラ７１等を備えており、前記駆動ローラ７１は、二次転写ローラ３２と対向するよう配置されている。
また、二次転写ローラ３２の、転写材Ｐの搬送方向下流側には、定着ローラ４１と加圧ローラ４０を有する定着装置が縦パス構成で設置されている。
【００２３】
露光装置１１は、与えられる画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応した発光を行うレーザー発光手段、ポリゴンレンズ、反射ミラー等で構成され、各感光ドラム１８に露光を行うことによって、各一次帯電器１９で帯電された各感光ドラム１８の表面に画像情報に応じた各色の静電潜像を形成する。
【００２４】
なお、カートリッジ１０及び中間転写ベルトユニット１２は、その性質上、寿命が画像形成装置本体２のそれに比較して短いため、本体寿命をまっとうする為には交換を必要とする。そこで、カートリッジ１０及び中間転写ベルトユニット１２を容易に交換可能とするため、排紙トレイ４４、中間転写ベルトユニット１２を抱えたユニットを上扉ユニット１０１として構成し、図４に示すように画像形成装置本体に対し開閉自在に構成している。この構成により、上扉ユニット１０１を本体上方（図４中、矢印Ａ方向）に向けて開くことにより、カートリッジ１０及び中間転写ベルト１２の双方を自在に脱着可能とし、メンテナンス性を向上させている。すなわち、カートリッジは感光ドラム１８の軸線に対し、垂直な方向に装置本体への脱着を行うことになる。
【００２５】
また、図１に示すように、装置本体の側板３００、３０１にはカートリッジ装着補助手段としてのガイド部材６１（６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋ）がそれぞれ取り付けてあり、装着はガイド部材６１に沿ってプロセスカートリッジ１０の下面に設けられた斜面１０ａをすべらせることで滑らかな装着が可能となっている。この時、図５に示すように、画像形成装置の上方斜視図の視線方向（＝ユーザーの視線方向）とカートリッジの装着動線、及びガイド６１の取り付け角度がほぼ一致しており、なおかつカートリッジの装着にその自重をも利用することが出来るなど、本構成がカートリッジの装着性をも考慮した最適系であることが分かる。またこの際、画像形成装置の本体構成も、図３や図４に示すように露光手段（レーザー露光装置１１）がカートリッジに対し装置の重力方向下方、転写手段（中間転写ベルト１２）が装置上方に配置されていれば、上記特徴をより生かすことが出来る。
【００２６】
続いて、プロセスカートリッジ１０への駆動入力方法を図５〜図８を基に説明する。
【００２７】
図５は本体斜視図、図６はドラムギアの移動構成説明断面、図７はプロセスカートリッジ１０の構成図、図８は本体正面方向よりの装置本体断面図である。
【００２８】
図５に示すように、プロセスカートリッジは左側板３００、右側板３０１間に装着され、左側板３００には駆動ユニット５００が取り付けられている。
【００２９】
まずドラム駆動の構成であるが、図６で示すように、感光体ドラム１８に回転駆動を伝達する駆動ユニット５００内の、像担持体駆動出力部であるところのドラムギア２１０がＺ、Ｚ１方向に移動可能な構成となっており、プロセスカートリッジ交換時はＺ１側に移動し、本体動作時はＺ側に移動する構成となっている。
【００３０】
なお、ドラムギア２１０をＺ側、Ｚ１側間で自在に移動させる移動手段としては、例えば図示しないくさび状のスライドレバーがドラムギア２１０と係合するよう設けられていればよい。係合の仕方としては、図６（ｂ）中のドラムギア２１０に設けられた斜面Ｍを利用すればよく、スライドレバーのくさび先端がスライドしてきて斜面Ｍと係合すれば、ドラムギアがＺ１側に退避することになる。この場合、図６（ａ）ではスライドレバーがドラムギア２１０と軸受２０３間でドラムギア２１０と係合している状態であり、図６（ｂ）ではスライドレバーが退避した状態になる。
【００３１】
また、左側板３００上には、カートリッジの位置決め部であるところのＵ字溝３０３がドラムギアと対向する位置まで設けられており、一方、感光体ドラム軸上には、感光ドラムを回転可能に支持しつつ、Ｕ字溝３０３と嵌合する大きさの像担持体支持部材であるところのベアリング２０１が圧入されている。従って、プロセスカートリッジが所定位置にセットされれば、感光体ドラム１８の母線とドラムギアの母線が一致するため、ドラムギアがＺ方向へとスライドするだけで駆動が伝達可能となることが分かる。
【００３２】
そして、図８に示した駆動源であるところのモータ２４０より伝達された回転駆動は、駆動伝達ギア２１１を介してドラムギア２１０へと伝達され、ドラムギア２１０に設けられた係合部２１０ａから、感光体ドラム軸５４１に圧入されたピン２０２を介して、連通された感光体ドラム１８へと入力される。この感光体ドラム軸５４１とピン２０２とにより、像担持体駆動入力部が構成されている。
【００３３】
ここで、本構成は従来構成にて説明済の、ねじれた多角柱の突起と穴によるドラム軸芯とカップリング軸芯を積極的に合致させる訳ではなく、主として回転駆動のみの伝達を行っている。即ち、プロセスカートリッジの位置決めにおいて、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すようにベアリング２０１が側板３００上のＵ字溝３０３の底部である板金の端面に突き当たることで下方への規制が行われているが、上方（カートリッジ取り出し方向）への規制はなく遊び（ガタ）を持った状態である。カップリングの係合時である図６（ｂ）においても、プロセスカートリッジ１０は、カートリッジ取り出し方向に対しては遊び（ガタ）を有した構成となっている。断面Ｅ−Ｅより見れば図６（ｃ）に示すように、ピン２０２がドラムギア係合部２１０ａの溝に入り込み、ピン２０２がドラムギア係合部２１０ａがその当接面で係合しているだけであり、ドラムギア係合部２１０ａとドラム軸５４１間に設けられたギャップδの範囲で感光体ドラム１８が移動可能であり、カップリングの連通前と同様にガタを持った状態であることが分かる。なお、このギャップδの大きさは１００μｍ以上に設定されている。よって、ドラム軸５４１の回転軸方向に対する垂直方向に対しては、２００μｍ以上のガタを有することになる。このようにガタを設定している理由としては、感光ドラムに対する駆動連結時において、ドラムギア係合部２１０ａとドラム軸５４１とのスムーズな係合を行なわせる為である。従って、両者の係合をよりスムーズに行なう為には、δの値を２５０μｍ以上とすることがより好ましい。この場合には、ドラム軸５４１の回転軸方向に対する垂直方向に対しては、５００μｍ以上のガタを有することになる。
【００３４】
また、ドラムギア係合部２１０ａの溝とピン２０２が回転方向において係合しているのみのため、本駆動伝達部においては、感光体ドラム軸線方向の推力は、実質的に発生していない。（なお、ドラムギア２１０がハスバ歯車の場合、駆動伝達ギア２１１との噛合に起因する軸線方向推力は生じるが、本発明のようなドラムギア係合部２１０ａの溝とピン２０２との係合形態を採用しているため、感光ドラムに対して軸線方向の推力は作用しない。）
なお従来構成である、ねじれた多角柱の突起と穴によるドラム軸芯とカップリング軸芯の係合によるカップリングの効果として、感光体ドラムを装置本体側に引き込むことで感光体ドラム１８の軸線方向ガタ取りが可能なことが謳われているが、本発明においては、例えば図７に示すように、感光体ドラム１８に固定されたドラム軸５４０において、プロセスカートリッジ１０の枠体５４５を挟持する形で、感光ドラム長手方向移動規制部材であるところの止め輪５４４と５４３とで、ガタなく保持すれば、感光体ドラム１８の軸線方向へのガタを取ることができ、ねじれたカップリング構成を取らずとも同様の効果を生むことが可能であることが分かる。
【００３５】
次に、現像駆動の構成を説明する。図８に示すプロセスカートリッジ１０（Ａ）において、感光体ドラム１８は主としてカートリッジの上半分Ｘに、一次帯電器１９、現像装置３０、ドラムクリーナ装置３１は主としてカートリッジの下半分Ｙに配設されている。ここで現像装置は、現像スリーブ３０ａと、補給されたトナーを循環させるための搬送スクリュー３０ｂとを有しており、この現像スリーブ３０ａや搬送スクリュー３０ｂに駆動を伝達する現像ギア（現像駆動入力部）２３０がカートリッジ端面に設けられている。一方、画像形成装置本体側には、現像ギア２３０と最適なバックラッシュで噛合するよう駆動ギア（現像駆動出力部）１０２が配置されており、ギアトレインを介して駆動源よりスクリューへと回転駆動が伝達される構成になっている。現像駆動ギアは、不図示の駆動手段であるモータからの出力が伝達される構成となっている。またこの駆動手段を、駆動モータ２４０の駆動を利用する形態であっても構わない。
【００３６】
従って、図８における本体装着後のプロセスカートリッジ１０（Ｂ）に示すように、カートリッジへの駆動伝達経路は感光体ドラム１８の軸線方向より入力されるドラム駆動経路と、カートリッジ下方よりギアを介して入力される現像駆動経路の２つがあることが分かる。（一次帯電器１９の駆動はドラム１８に従動であり、ドラムクリーナ装置３１の駆動はカートリッジ内部でドラム駆動より分岐配分される。）
ここで、本実施の形態において特徴的な点は、既に図６により詳細に説明済の通り、ドラム駆動伝達部においてドラムの位置を規制する力が働かないことである。従って、図８に示す状態で、非駆動時、及び駆動入力時の両状態でカートリッジを上方へと持ち上げることが可能である。従って、カートリッジを固定するラッチバネ等がついていない為、プロセスカートリッジ１０の装置本体内への装着にはほとんど負荷が発生せず、また、プロセスカートリッジを取り出す際も、カップリングの退避としてドラムギア２１０を軸線方向に移動させるのみであり、退避の為にわざわざカップリングやドラムギア２１０を回転させたりすることなく、必要最小限の構成で済むことが分かる。
【００３７】
なおこの時、プロセスカートリッジ１０を画像形成装置に装着する際の（位置決め手段ではなく）ラフガイドとして、装置本体側にバネによるラッチ等がついていてもよい。このようなラッチの場合、プロセスカートリッジの取り外し性を良くする為には、ラッチ力を数１００ｇｆ程度に抑えることが必要であり、この程度の付勢力では、上述のプロセスカートリッジを上方へと持ち上げが自在な状態を妨げることにはならない。
【００３８】
最後に、プロセスカートリッジ１０の画像形成装置本体に対する位置決め・保持手段としての、カートリッジ側の現像ギア２３０と画像形成装置本体側の駆動ギア１０２の配置構成を図１、図２を参照しつつ説明する。
【００３９】
図１はプロセスカートリッジ１０の画像形成装置への装着過程を説明する要部側面図であり、図２はプロセスカートリッジ１０の駆動配置を説明する側面図である。
【００４０】
図１において左側板３００上にはプロセスカートリッジ１０のドラム軸上に圧入されたベアリング２０１と略係合し挿入をガイドするＵ字溝３０３が設けられており、Ｕ字溝３０３にはカートリッジの突き当て部（位置決め部）７０が設けられている。この突き当て部７０は、ベアリング２０１の外周の一部に沿う形状を有している。次に図２において、カートリッジ側の現像ギア２３０は、カートリッジ挿入方向を示す矢印Ｙ方向において感光体ドラム１８に対し挿入方向先端側に配置されている。また、プロセスカートリッジ先端のふらつきを抑えるため、装置本体側にはカートリッジ規制部材３１１が設けられている。このように配置することにより、装着時に本体側の駆動ギア１０２や他の部材が、感光体ドラム１８と干渉することがなく、カートリッジの装着性を損なうことが無い。また、図２のように配置すれば、現像ギア２３０へ駆動が伝達されると噛合圧力角方向（Ｘａ）が挿入方向を向くため、駆動ギア１０２への駆動入力による生じる力がプロセスカートリッジ１０を下方から挿入方向に引き込むことになり、本体左側板３００上に設けられたＵ字溝３０３に沿ってカートリッジ上のベアリング２０１を突き当て部７０へと突き当て、位置決めするよう働くことが分かる。
【００４１】
ここで、現像ギア２３０と駆動ギア１０２との配置角度であるが、位置決めに適正な角度が存在する。図２（ａ）においては、カートリッジ挿入方向である矢印Ｙと、噛合による発生する圧力角方向の力Ｎ（図２（ａ）ではＸ（ａ））の方向が略一致するよう配置しているが、この場合、カートリッジ挿入方向に対する垂直な方向の成分は、非常に小さくなる。従って、プロセスカートリッジに対して何らかの外力が働いた場合、カートリッジを浮かす方向の外力に対しては前述の力Ｘ（ａ）が外力を打ち消す方向に働き、また駆動ギア１０２（ａ）と現像ギア２３０の軸間を広げる方向へ外力が働いた場合は本体側の規制部材３１１が防止する。しかしながら、ギア同士の軸間を狭める方向へと外力が働いた場合はそれを抑える手段が無い。この結果、現像ギア２３０と駆動ギア１０２（ａ）とが歯底当たりし、画像に影響を及ぼす可能性が生じてくる。
【００４２】
一方、図２（ｂ）においては、カートリッジ挿入方向である矢印Ｙと、噛合圧力角方向に働く力Ｎ（図２（ｂ）においてはＸ（ｂ））が所定の角度θ（ｂ）を持つよう配置している。この場合、カートリッジ挿入方向と垂直な方向の成分はＮ２は、Ｘ（ｂ）・ｓｉｎθ（ｂ）となり、４５°≧θ（ｂ）≧２０°の範囲では、挿入方向成分の力Ｎ１を超えない範囲で、所定の適正な力が得られ、装着方向の規制とギア間距離の安定化との両立が図れる。即ち、駆動ギア１０２（ｂ）と現像ギア２３０の軸間を狭める方向へ外力が働いた場合においてもこのＮ２（Ｘ（ｂ）・ｓｉｎθ（ｂ））がその外力を打ち消す力として働く為、同方向への振動や付勢力に対しても有利であり、図２（ａ）の配置よりも位置決め手段として適正な配置角度であることが分かる。なお、θ（ｂ）が４５°を超えると、挿入方向における規制力Ｎ１（Ｘ（ｂ）・ｃｏｓθ（ｂ））が小さくなってしまい、挿入方向に対して十分な規制を行なう事ができなくなってしまう。
【００４３】
ここで図１を参照しプロセスカートリッジ１０の装着過程を再度詳細に説明すると、まずプロセスカートリッジ１０の装着は（Ａ）の位置より始まり、ついでガイド部材６１に沿ってカートリッジの自重を利用しつつ下方へと送り込み、次に（Ｂ）の位置でドラム軸上のベアリング２０１を本体の左側板３００上のＵ字溝に嵌合させ、装置本体前奥方向の位置を決める。その状態で更に下方へとカートリッジを送り込み（この時、図示しないラフガイドであるラッチの弱い付勢力を活用してもよい）、駆動ギア１０２と現像ギア２３０が噛合する（Ｃ）の位置へとカートリッジを送り込む。ここまでの過程で、カートリッジの装着の障害となる要素はほとんど無く、装着はスムースである。この状態で、現像ギアに回転駆動を伝達すれば、プロセスカートリッジ１０が突き当て部７０に規定される所定位置へと引き込まれ、画像形成時は現像ギア２３０に永続的に駆動が伝達されるため、プロセスカートリッジ１０の位置決めが保持されることになる。
【００４４】
この時、例えばプロセスカートリッジ１０に設けられた現像手段が、現像器駆動時の負荷トルクの大きいで構成であれば引き込む力がより大きくなり、プロセスカートリッジ１０の位置決め・保持力がより高まる。更に、現像ギア２３０及び駆動ギア１０２のモジュールを０．８以上１．０以下に設定しておけば、プロセスカートリッジ１０が駆動入力までにある程度浮いていたとしても、確実にギアを噛合わせることが出来る。
【００４５】
上記詳細に説明した構成を取ることにより、プロセスカートリッジと画像形成装置本体との高精度な位置決め・保持手段を高精度に達成すると共に、単純な構成で安価に提供することが可能であることが分かる。
【００４６】
なお、本実施の形態では、図において中間転写ベルトユニット１２とカートリッジ１０内の感光ドラム１８の対向面で形成された１次転写面に傾斜角度をつけているが、この角度に限定されるものではなく、定着装置の高さ、露光装置１１の大きさ等により、必要に応じて最適な傾斜角度を選択することができると共に、傾斜角度をなくし水平に配置してもよい。
【００４７】
また、本実施の形態では、感光ドラムへの駆動伝達機構として、溝を有したドラム係合部２１０ａと、ピン２０２とが係合する構成について示したが、本発明はこの構成に限られるものではなく、駆動伝達時において、プロセスカートリッジ着脱方向に対して遊び（ガタ）を有する構成であれば、本発明に対して同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明が適用された画像形成装置及びプロセスカートリッジの側面要部断面図
【図２】本発明が適用されたプロセスカートリッジの側面図
【図３】本発明が適用された画像形成装置の側面断面図
【図４】本発明が適用された画像形成装置の側面断面図
【図５】本発明が適用された画像形成装置の上方斜視図
【図６】本発明が適用されたドラム駆動構成説明図
【図７】本発明が適用されたプロセスカートリッジの要部断面図
【図８】本発明が適用された画像形成装置の正面断面図
【図９】従来例のプロセスカートリッジの側面要部断面図
【符号の説明】
【００４９】
１０  プロセスカートリッジ
１１  露光装置（露光手段）
１２  中間転写ベルトユニット
１８  感光ドラム（像担持体）
１９  一次帯電器（帯電手段）
２０  転写ローラ（一次転写手段）
３０  現像装置（現像器）
３１  ドラムクリーナ装置（クリーナ手段）
３２  二次転写ローラ
４０  加熱ローラ
４１  定着ローラ
４４  排紙トレイ
６０  側板
６１  ガイド部材
７０  側板上Ｕ字溝突き当て部
７１  転写駆動ローラ
９２  斜面１
１０１  上扉ユニット
１０２  駆動ギア
２０１  ドラム軸上ベアリング
２１０  ドラムギア
２３０  現像ギア
３００  左側板
３０１  右側板
３０３  側板上の位置決めＵ字溝
５００  駆動ユニット
【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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