(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体に対して、凹部を有するプロセスカートリッジを着脱自在に構成された画像形成装置において、
前記装置本体内へ前記プロセスカートリッジを長手方向にガイドし、前記プロセスカートリッジとともに昇降移動し、前記プロセスカートリッジを画像形成位置に移動可能なガイド部材と、
前記ガイド部材の昇降移動に連動してプロセスカートリッジの装着方向と交差する前記ガイド部材の昇降方向へ移動可能なロック部材と、
を有し、
前記昇降方向の一方へ向かう前記ガイド部材の移動に連動して前記ロック部材が前記昇降方向の一方へ移動し、前記ロック部材が前記プロセスカートリッジの前記凹部と係合することで、前記プロセスカートリッジの長手方向の移動を規制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、前記装置本体に設けられた前記プロセスカートリッジを着脱するための開口を覆う扉の開閉と連動して昇降することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記扉が開放された状態で前記装着方向に前記ガイド部材と連通して前記扉の内側に設置されるガイド部を有することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記ガイド部材が昇降することで前記昇降方向へ前記プロセスカートリッジを押圧する押圧部材を前記ガイド部材に配置した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。
【請求項５】
前記押圧部材で加圧される前記プロセスカートリッジの凹部と前記ロック部材の隙間量は、前記ロック部材と前記プロセスカートリッジの凹部が係合する係合量より小さいことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記ロック部材は、前記プロセスカートリッジの前記長手方向における位置決めるフレームに対して移動可能に設けられ、前記ガイド部材と接触して連動して移動可能とされていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記ガイド部材は、前記プロセスカートリッジの前記長手方向における位置決めるフレームに対して移動可能に設けられ、
前記ロック部材は、前記ガイド部材の前記プロセスカートリッジと対向する面において、一体的に形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項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、プロセスカートリッジを装着する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真画像形成装置（以下、画像形成装置）において、電子写真感光体ドラムやプロセス手段を一体的にカートリッジ化したプロセスカートリッジ方式によれば、画像形成装置のメンテナンスをサービスマンによらずユーザ自身で行うことができる。従って、操作性を格段に向上することができた。そこで、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】
またこのプロセスカートリッジ方式において、プロセスカートリッジを装着する際のガイドレールに付勢部材を備え、ガイドレールを昇降移動してプロセスカートリッジを昇降移動させ、本体フレームに位置決めする構成のものが提案されている（特許文献１）。この構成では、プロセスカートリッジを昇降させる動作はプロセス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。図９（ａ）に示すように前述の扉と連動するリンクレバー９０を開くことでガイドレール２９が降下し、この状態でプロセスカートリッジ７を主走査方向に挿抜することが可能となっている。プロセスカートリッジ７を装着した際、本体フレームの奥側へプロセスカートリッジ７が挿入される。次に図９（ｂ）に示すように、ユーザが前述の扉を閉じ、リンクレバー９０を回動させると、該ガイドレール２９が上昇し、同時にプロセスカートリッジ７も上昇させる。この際、本体フレームの突き当て部３８ａにプロセスカートリッジ７の突き当て部４５が突き当てられて位置決めされ、更に該ガイドレールは上昇してガイドレール２９によってプロセスカートリッジ７に付勢力を付与する。このとき、本体フレームの奥側フレーム部３８には図示しないロック部材が固定を設置し、プロセスカートリッジ７が上昇した際にこのロック部材と係合するように図示しないフック形状部をプロセスカートリッジに設ける構成も検討されている。
【０００４】
このプロセスカートリッジ７のフック形状部と、本体フレームに付随のロック部材が係合することでプロセスカートリッジのロックを簡単な構成で行うことが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４８８３８１８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述した構成で装置本体にプロセスカートリッジを同梱した状態で輸送等の物流の際に強い衝撃力や振動を受けるとプロセスカートリッジが装着方向の上流側に飛び出してしまう恐れがあった。
【０００７】
具体的には図８（ｂ）で示す矢印Ａ方向に強い衝撃荷重をプロセスカートリッジが受けた場合に、プロセスカートリッジを下方から支持しているガイドレールの撓みや付勢部材の弾性力を押しのけてプロセスカートリッジの位置が下がってしまう恐れがあった。この場合、ロック部材からプロセスカートリッジのフック係合部が外れてしまいプロセスカートリッジが長手方向へ飛び出してしまう恐れがあった。
【０００８】
本発明は上記問題を解決するものであり、その目的とするところは衝撃や振動を受けた際にプロセスカートリッジが飛び出すことをより良く防止した画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本出願に係る発明は、装置本体に対して、凹部を有するプロセスカートリッジを着脱自在に構成された画像形成装置において、前記装置本体内へ前記プロセスカートリッジを長手方向にガイドし、前記プロセスカートリッジとともに昇降移動し、前記プロセスカートリッジを画像形成位置に移動可能なガイド部材と、前記ガイド部材の昇降移動に連動してプロセスカートリッジの装着方向と交差する前記ガイド部材の昇降方向へ移動可能なロック部材と、を有し、前記昇降方向の一方へ向かう前記ガイド部材の移動に連動して前記ロック部材が前記昇降方向の一方へ移動し、前記ロック部材が前記プロセスカートリッジの前記凹部と係合することで、前記プロセスカートリッジの長手方向の移動を規制することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように本発明によれば、装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジを有する画像形成装置において、衝撃や振動を受けた際にプロセスカートリッジが飛び出してしまうことをより良く防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１に係る画像形成装置を説明する断面図
【図２】本発明の実施例１に係る画像形成装置の外観斜視図
【図３】本発明の実施例１に係る画像形成装置に装着するプロセスカートリッジ斜視図
【図４】本発明の実施例１に係るプロセスカートリッジと装置本体のプロセスカートリッジ近傍断面図
【図５】本発明の実施例１に係るプロセスカートリッジ装着過程の概念説明図
【図６】本発明の実施例１に係るプロセスカートリッジロック機構の斜視図
【図７】本発明の実施例２に係るプロセスカートリッジ装着過程の概念説明図
【図８】比較例のプロセスカートリッジ装着過程の説明図
【図９】従来例のプロセスカートリッジ装着過程の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
〔実施例１〕
図１は本実施例における画像形成装置１００の概略断面図であり、画像形成動作状態にある画像形成装置を示している。図２は画像形成装置の外観斜視図である。図２（ａ）は開閉可能な前ドア２１が閉じられた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、プロセスカートリッジ７（以下、カートリッジ）が装置本体１００Ａに対して挿入或いは引き出し可能とされた状態の画像形成装置１００の外観斜視図である。
【００１３】
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媒体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やり取りをすると共に、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。
【００１４】
この画像形成装置１００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に対して着脱自在とした方式である。各カートリッジ７は装置本体１００Ａのドア２１を図２（ｂ）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〜２２ｄ）に対して着脱することができる。装置本体１００Ａには、カートリッジ７を着脱するための開口を覆う前ドア２１（扉）が設けられ、前ドア２１には把手部２１ａが設けられている。各カートリッジ７は、カートリッジ装着部２２にカートリッジ７の長手方向を前後方向として挿入可能とされ、ドア２１を閉じる動作と連動してカートリッジ７は画像形成可能な状態となるように移動させられる。
【００１５】
各カートリッジ７は、図１に示すようにそれぞれ同様の電子写真プロセス機構を有している。本実施例の各カートリッジ７は、ドラム１と、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、現像ユニット（現像手段）４、感光体ユニット６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）色の現像剤（以下、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。
【００１６】
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には装置本体１００Ａ側から回転駆動力が伝達されてドラム１が時計方向に所定の速度で回転駆動される。また、各カートリッジ７には装置本体１００Ａ側から所定のバイアス（帯電バイアス、現像バイアス等）が供給される。
【００１７】
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。
【００１８】
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無端状の中間転写ベルト（以下、ベルト）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、無端状のベルト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にして並行に配設されている。ベルト５は、下行側ベルト部分が各カートリッジ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の回転速度に対応した速度で循環移動する。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を挟んで駆動ローラ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には、テンションローラ１１と対向する位置に転写ベルトクリーニング装置２３が接触するように配設されている。
【００１９】
装置本体１００Ａの下部には、記録媒体給送装置１３が配設されている。記録媒体給送装置１３は、記録媒体（転写材）Ｓを収容した給送カセット２４、給送ローラ９とリタードローラ９ａとのローラ対、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、記録媒体給送装置１３から装置本体上方にかけて記録媒体搬送手段が設けられている。記録媒体搬送手段は、レジストローラ対１７、搬送路１５、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。
【００２０】
給送カセット２４は装置本体１００Ａの正面から出し入れ可能な構成（フロントアクセス）とされている。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（ａ）の矢印Ｆのように装置本体１００Ａの上流（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媒体Ｓを給送カセット内にセットする。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媒体の補給が完了する。
【００２１】
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に設けられた把手部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。これにより記録媒体Ｓがジャムした場合、ジャムした記録媒体Ｓを除去処理する作業空間を確保できる。
【００２２】
［カートリッジの構成］
本実施例におけるカートリッジ７について図３及び図４を用いて説明する。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トナーの色がＹ・Ｍ・Ｃ・Ｋと異なるだけで、いずれも同一構成である。図３はカートリッジ７を装着方向の下流側（駆動側）から見た外観斜視図である。図４は装置本体１００Ａ内の画像形成可能な位置に装着されているカートリッジ７及びその周囲の部分を示した断面図である。
【００２３】
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る。カートリッジ７は、ドラム１、帯電ローラ２、クリーニング部材４１等を備えた感光体ユニット６、及び、現像剤担持体（現像部材）としての現像ローラ４２等を備えた現像ユニット４を有している。
【００２４】
感光体ユニット６のクリーニング枠体４３には、ドラム１が上流側と下流（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、クリーニング枠体４３で構成された除去トナー室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下流（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。
【００２５】
現像ユニット４の現像枠体４７には、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とが設けられている。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。現像ローラ４２の周上には、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。
【００２６】
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の樹脂製の攪拌シート６１ｂ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。
【００２７】
現像ユニット４の現像枠体４７は感光体ユニット６のクリーニング枠体４３に対して一体的に結合されている。
【００２８】
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が形成されている。このガイドリブ４３ｂは、前ドア２１のガイド溝部８２（図２ｂ）に係合する。感光体ユニット６と現像ユニット４との間の隙間部分がレーザビーム入射開口部としてのスリット開口部６３である（図４）。
【００２９】
カートリッジ７は、装置本体１００Ａのカートリッジ装着部２２に沿って挿入されて画像形成可能な位置に装着されている位置決め状態において、ドラム１の上面が一次転写ローラ１２に対向し、ベルト５の下面に接触して一次転写部Ｔ１が形成されている。また、駆動入力カップリング４６に対して装置本体１００Ａ側の駆動出力カップリング（駆動出力部：不図示）が結合している。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とにより、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される。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、これに対し装置本体１００Ａ側の出力電気接点（不図示）が電気的に配置され接続するよう構成されている。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ることにより、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される。また、図４に示すようにレーザビーム入射開口部としてのスリット開口部６３が、レーザスキャナユニット３の上面板８０の設けられたレーザ出射窓部８１（８１ａ〜８１ｄ）に対応している。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〜Ｌ４）はカートリッジ７内に下側のスリット開口部６３から進入してドラム１の下面に照射される。
【００３０】
さらにカートリッジ７の側面部には、後述するフック形状のフック形状部８３（凹部）が一体的に設けられている。装置本体との係合状態に関しては後述で説明する。
【００３１】
［フルカラー画像形成動作］
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が矢印の時計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（８１ａ〜８１ｄ）から上向きに出射する（図４参照）。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〜Ｌ４）は対応するカートリッジ７内のレーザビーム入射開口部６３から進入してドラム１の下面を照射する。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。
【００３２】
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イエロー色トナー像Ｉｙが形成される。そのトナー像Ｉｙは、該カートリッジ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マゼンタ色トナー像Ｉｍが形成される。そのトナー像Ｉｍは、該カートリッジ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トナー像Ｉｙ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シアン色トナー像Ｉｃが形成される。そのトナー像Ｉｃは、該カートリッジ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トナー像Ｉｙ、Ｉｍ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ブラック色トナー像Ｉｂが形成される。そのトナー像Ｉｂは、該カートリッジ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トナー像Ｉｙ、Ｉｍ、Ｉｃ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。
【００３３】
このようにして、移動するベルト５上にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの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の回転により搬送されて二次転写部Ｔ２に至る。
【００３４】
各カートリッジ７において、一次転写後のドラム１の表面に残留した一次転写残トナーは、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。
【００３５】
一方、給送カセット２４内の記録媒体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。記録媒体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、記録媒体Ｓが二次転写部Ｔ２へ搬送され、ベルト５上の４色重畳されたトナー像が記録媒体Ｓの面に順次に一括して二次転写される。二次転写部Ｔ２を出た記録媒体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媒体Ｓ上に定着される。定着ユニット１４を出た記録媒体Ｓは排出ローラ１９によって排出トレイ２０に排出される。
【００３６】
記録媒体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。
【００３７】
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、装置本体１００Ａ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。
【００３８】
［カートリッジ交換方式］
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の正面に設けられた開閉部材である前ドア２１を図２（ｂ）のように開いて各カートリッジ７を出し入れ可能としたフロントアクセスにより行う方式である。
【００３９】
装置本体１００Ａの骨格となる上流側フレーム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３７ａが設けられている（図５参照）。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３７ａが設けられている。前ドア２１は、その開口部３７ａを覆って閉じる閉鎖位置と、開口部３７ａを開放する開放位置との間を移動可能に装置本体１００Ａに配設されている。
【００４０】
図５にカートリッジを装置本体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からスライド脱着する際の動作（着脱可能位置）を示す。図５（ｂ）は、カートリッジ７を位置決め位置へ移動した際の状態（昇降位置）を示す。また図５（ｃ）は、前ドア２１を閉鎖する操作でガイドレール２９（ガイド部材）を上昇させてカートリッジ７を画像形成可能な状態に加圧セットした様子（画像形成位置）を示す。
【００４１】
順次カートリッジを交換する手順に沿って説明する。
【００４２】
図５（ｃ）の状態は画像形成を行う際のカートリッジ７の状態である。後述で詳細説明するように下流側の端面となるカートリッジ側面にあるフック形状部８３が下流側フレーム３８に昇降自在に設置されたロック部材８４と係合して、カートリッジ７が挿入方向の下流側へ移動できないようロックされている。
【００４３】
この状態から前ドア２１が軸３６を回動中心として開かれると、軸３６の回転に連動して上流側回動アーム３５ａが図中Ｑ方向に回転する。この上流側回動アーム３５ａのＱ方向への回転により、上流側回動アーム３５ａに接続されたガイドレール２９で下流側フレーム３８に回動可能に固定された下流側回動アーム３５ｂは、回動中心３８ｃを中心に図５（ｂ）の位置まで回動する。これにより装置本体１００Ａ内の各カートリッジ７の押圧部材２５による加圧力が解除された状態となる。同時に後述するロック部材８４はガイドレール２９の下降移動と連動して下降移動し、カートリッジ７のフック形状部８３との係合が解除された状態となる。
【００４４】
次に、図５（ｂ）の状態から交換すべきカートリッジ７を矢印Ｊの上流側方向に引く。これにより、クリーニング枠体４３の下面の傾斜面とガイドレール２９に設置された加圧フォロワ２６の傾斜面に沿ってカートリッジ７を位置決め位置（図中Ｚ方向と図中Ｙ方向の位置決め位置）から図中矢印Ｕ方向の本体上流側および下方へ移動させる。
【００４５】
更に、図５（ａ）の状態からカートリッジ７を矢印Ｊの上流側方向に引く。ガイドレール２９（２９ａ〜２９ｄ）の案内溝部２９ｇ（図２参照）と前ドア２１の内側に設けられた案内溝８２（８２ａ〜８２ｄ）（ガイド部）を連通して設けられている。このため、クリーニング枠体４３の下部のガイドリブ４３ｂをガイドレール２９の案内溝部２９ｇ（図２参照）と前ドア２１の案内溝８２をスライドさせながら装置本体１００Ａの外側に取り出すことができる。このように前ドア２１は開放状態とした際に、ガイドレールの案内溝２９ｇと前ドア内側に配された案内溝８２が連通したガイドレールとなることで、ユーザの交換操作を容易としている。このときカートリッジ上部側のガイドは上側レール３４（図４参照）によって案内される。
【００４６】
そして、新しいカートリッジ７を開口部から装置本体１００Ａ内に挿入し、クリーニング枠体４３の下部のガイドリブ４３ｂを前ドア２１の案内溝部８２に係合させ、上側ガイドリブ４３ｃは上側レール３４にガイドさせる。
【００４７】
図５（ａ）のように矢印Ｋの下流側方向にガイドレール２９に連通させてカートリッジを本体内部へ入れ込む。
【００４８】
次に図５（ｂ）のように更に図中矢印Ｋ方向にカートリッジ下流側の軸受部材４５に設けられた突き当て部４５ａを下流側フレーム３８に突き当るまでユーザがカートリッジを押し込む。これにより、加圧フォロワ２６の傾斜面に沿って斜め上方へ移動させた後、カートリッジの長手方向突き当て部４５ａが下流側フレーム３８へ突き当たるまで押し込まれ、カートリッジの位置決め位置まで移動させる。このように図中矢印Ｖのような軌跡でカートリッジ７を位置決め位置へセットする。このときカートリッジ７のフック形状部８３とロック部材８４は一定量のクリアランスＬｃを持っている。
【００４９】
次に交換すべきカートリッジ７の全てを新旧交換した後に、図５（ｃ）のように前ドア２１を閉じる。この前ドア２１の閉じ動作で回動アーム３５が回動して、装置本体１００Ａ内の各カートリッジ装着部２２の各カートリッジ７が、装置本体１００Ａに対して加圧力を付与されて画像形成可能な状態にセットされる。ここではガイドレール２９が上昇移動し、カートリッジ７はガイドレール２９に設けられた押圧部材２５により加圧フォロワ２６を介して上流側フレーム３７と下流側フレーム３８の位置決め部に加圧力を付与しセットされる。
【００５０】
この構成によって、ユーザがドラム１やベルト５を傷つけずにできるだけ少なく簡単な操作でカートリッジを交換することを可能としている。
【００５１】
［カートリッジロック機構］
次にカートリッジロック機構について詳細説明する。前述でも説明したようにガイドレール２９を昇降させることで、画像形成位置に位置決めされているカートリッジ７のフック形状部８３と下流側フレーム３８に設置されたロック部材８４との係合および解除の動作を行う。
【００５２】
図６にカートリッジロック機構の斜視図を示す。図６に示すように下流側フレーム３８の切欠き穴３８ｈに装置本体の背面側からロック部材８４のロック部８４ａが突き出した状態としている。そして、背面側から設置された保持部材８５（図５参照）と下流側フレーム３８でロック部材８４のスライド部８４ｂを挟み込み、カートリッジ装着方向（図６のＹ方向）と左右方向（図６のＸ方向）に対して移動を規制している。このときロック部材８４は、装置本体上下方向（図６のＺ方向）、つまりカートリッジ７の装着方向と交差するガイドレール２９の昇降方向へガイドレール２９の昇降移動可能な範囲で移動可能に設置される。
【００５３】
ガイドレール２９を上昇、つまり昇降方向の一方へ向かう移動をさせた際には、ガイドレール２９の上面がロック部材８４の底面部と接触し、押し上げることでロック部材８４を上昇、つまり昇降方向の一方へ移動させる。また、ガイドレール２９の下降移動時には、ガイドレール２９に設けられたアーム形状部２９ｈがロック部材８４の案内面８４ｃに係合した状態で下降することでロック部材８４も下降移動する。
【００５４】
〔比較例〕
従来技術に記載した通り、本体フレームの下流側フレーム部３８には図示しないロック部材を固定して設置し、カートリッジ７が上昇した際にこのロック部材と係合するようにフック形状部をカートリッジに設ける構成も検討されている。しかしこのような場合にあっては、図８（ｂ）に示すガイドレール２９の昇降方向（ｚ方向）におけるロック部材９４とフック形状部９３の係合量であるロック係合量Ｌの設定としては、以下のように設定することが考えられる。ガイドレール２９の昇降移動量をＬｈとし、昇降位置におけるカートリッジ７を長手方向に装着した際のロック部材９４とフック形状部９３のクリアランスをＬｃとする。そして、押圧部材２５による押圧ストロークＬｓ（図８の非押圧時状態のバネ長Ｌｓ２から押圧時状態のバネ長Ｌｓ１を差し引いた長さ）とする。このとき、ロック係合量Ｌは、昇降移動量ＬｈからクリアランスＬｃと押圧ストロークＬｓを差し引いた長さに設定される。
【００５５】
〔効果〕
図８（ｂ）のようにカートリッジ７を装置本体の位置決め位置にあって、ガイドレールが下降した状態では、ロック部材８４はガイドレール２９の下降移動と連動して下降移動している。このため、ロック部材８４のロック部８４ａとカートリッジ７のフック形状部８３との係合が解除された状態であり、カートリッジ７をユーザが着脱可能となる。一方、図５（ｃ）のように前ドアを閉じて、ガイドレールが上昇移動した状態では、ロック部材８４はガイドレール２９と連動して上昇移動しており、ロック部材８４のロック部８４ａとカートリッジ７のフック形状部８３とが係合した状態となる。
【００５６】
比較例では、ガイドレール２９のガタつきにより、また押圧部材２５の変形によりロック部材９４とフック形状部９３の係合量Ｌが小さくなる場合があった。これに対し、本実施例では、ガイドレール２９のガタつき、さらには押圧部材２５の変形によりロック部材８４とフック形状部８３の係合量が小さくなることを抑制できる。具体的には、カートリッジ７が図５（ｃ）の図中矢印Ａの方向に強い衝撃荷重を受け、ガイドレール２９の押圧部材２５の押圧力に反する力がカートリッジ７加わり、カートリッジ７が下降しようとすることも考えられる。しかし本実施例においては、カートリッジ７のフック形状部８３が下降方向、つまり昇降方向うち、画像形成可能な位置へ向かう方向とは逆の方向へ開口した形状としている。これにより、ガイドレール２９のガタつき、さらには押圧部材２５が変形した場合であってもロック部８４ａとフック形状部８３との係合量が小さくなることを抑制できる。つまり、装置本体にカートリッジを同梱した状態で輸送等の物流を行った場合であっても、衝撃や振動を受けた際にカートリッジがカートリッジ装着方向の上流側へ飛び出してしまうことを防止することが可能となる。
【００５７】
さらには上記構成とすることにより、本実施例のロック部材８４とフック形状部８３の係合量Ｌを、比較例のロック部材９４とフック形状部９３の係合量Ｌに比べて小さくすることができる。具体的には、本実施例では、ガイドレール２９の昇降移動量Ｌｈからカートリッジを長手方向に装着する際のロック部材８４とフック形状部８３のクリアランスＬｃを差し引いた変位で設置することが可能である。このように本実施例では、比較例のようにカートリッジ７を押圧するのに必要な押圧ストロークＬｓも含めて差し引いた大きさの係合量Ｌとする必要がなく、比較例に比べて係合量Ｌの変位を大きく確保することができる。この結果、ロック部材８４とフック係合部８３の隙間量Ｌｇをロック係合量Ｌより小さく設定することができ、ロックが外れる前にロック部材８４とフック係合部８３が衝突してロック係合の解除がなされない構成とすることができる。さらには、ガイドレールの昇降移動量などの増加させずに、ロック部材８４とフック形状部８３の係合量Ｌを十分な大きさとすることができるため、装置本体１００Ａの大型化を抑制しつつ確実に衝撃によるカートリッジの飛び出しを防止することが可能となる。
【００５８】
〔実施例２〕
次に本発明に係る画像形成装置の実施例２について図７を用いて説明する。実施例２の構成において実施例１と同一の部分に関しては同一符号として詳細な説明も省略する。図７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。
【００５９】
図７（ａ）において、実施例１同様、ガイドレール２９に連通させてカートリッジ７を矢印Ｋとして示す下流側方向に本体内部へ入れ込む。
【００６０】
次に図７（ｂ）においても実施例１同様、更に図中矢印Ｋ方向にカートリッジ下流側の軸受部材４５に設けられた突き当て部４５ａを下流側フレームに突き当るまで押し込む。これにより、加圧フォロワ２６の傾斜面に沿って斜め上方へ移動し、カートリッジの長手方向突き当て部４５ａが下流側フレーム３８へ突き当たるまでカートリッジの位置決め位置まで移動する。このように図中矢印Ｖのような軌跡でカートリッジ７を位置決め位置へセットする。
【００６１】
ここで前ドア２１の回転中心３６には揺動カム８７と、装置本体１００Ａの下流側フレーム３８に近接した位置にも揺動カム８７が設置されている。そして、この２つの揺動カム８７は、カートリッジ装着方向と交差するガイドレール２９の昇降方向（図中Ｚ方向）にガイドレール２９を移動させる。この２つの揺動カム８７は前ドア２１の回動動作に連動して不図示のリンク部材を介して２つの揺動カム８７が同じ揺動角度で揺動するよう構成されている。ガイドレール２９の一部が下流側フレーム３８を跨って係合するようにスライドガイド部２９ｓを形成して下流側フレーム３８に沿って移動可能とされている。同様に、他の各カートリッジステーションにおいても２つの揺動カムと昇降するガイドレールを同様の形態で構成されている。
【００６２】
図７（ｃ）に示すように前ドア２１を閉じると、閉じ動作と連動して揺動カム８７が回動し、装置本体１００Ａ内の各カートリッジ装着部２２の各カートリッジ７は、装置本体１００Ａに対して加圧力を付与されて画像形成可能な状態にセットされる。このとき揺動カム８７の回転によりガイドレール２９が上昇移動し、カートリッジ７はガイドレール２９に設けられた押圧部材２５により加圧フォロワ２６を介して上流側フレーム３７と下流側フレーム３８の位置決め部に加圧力を付与しセットされる。
【００６３】
カートリッジ７のフック形状部８３は第１実施形態と同様に構成され、ロック部突起２９ｋはガイドレール２９と一体的に構成されている。
【００６４】
前ドア２１を閉じて画像形成を行う状態とすると、ガイドレール２９は上昇移動させられ、ガイドレール２９と一体的に形成されたロック部突起２９ｋが上昇移動し、カートリッジ７のフック形状部８３と係合するよう構成されている。これにより実施例１同様、装置本体にカートリッジを同梱した状態で輸送等の物流を行ったなどして、衝撃や振動を受けた際にカートリッジがカートリッジ装着方向の上流側へ飛び出してしまうことを防止することが可能となる。
【００６５】
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。
【００６６】
〔他の実施形態〕
前述した実施形態においては、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。
【００６７】
また、前述した実施形態において、カートリッジとは、感光体ドラムと少なくとも１つのプロセス手段を有するものである。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体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。および、帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも１つと感光体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ある。更に、少なくとも現像手段と感光体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をいう。
【００６８】
その他に、上記プロセス手段や感光体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。
【００６９】
また、画像形成装置（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媒体に画像を形成するものである。そして、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。
【００７０】
なお、その他、上記説明では、任意の方向を上、この任意の方向と反対の方向を下とし、説明を行った。しかしこれに限らず、天地反転させた構成としてもよく、同様に上記実施例と左右、前後（手前・奥）を逆とした構成としてもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１  ドラム
４  現像ユニット
５  ベルト
６  感光体ユニット
７  カートリッジ
２１  前ドア
２５  押圧部材
２６  加圧フォロワ
２９  ガイドレール
２９ｇ  案内溝部
２９ｈ  アーム部
２９ｋ  ロック部突起
２９ｓ  スライドガイド部
３７  上流側フレーム
３８  下流側フレーム
４２  現像ローラ
４３  クリーニング枠体
８３  フック部形状
８４  ロック部材
８４ａ  ロック部
８４ｂ  スライド部
８４ｃ  案内面
８５  保持部材
１００  画像形成装置
１００Ａ  装置本体
Ｌ  ロック係合量
Ｌｃ  クリアランス
Ｌｈ  昇降移動量
Ｌｓ  押圧ストローク
【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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