(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段と、を備え、画像形成装置本体に並べて配置されるような位置にそれぞれ着脱可能な複数のプロセスカートリッジと、前記プロセスカートリッジを画像形成装置本体の手前側から前記電子写真感光体ドラムに平行に前後方向に挿抜して取り外し可能に装着する装着手段と、記録媒体を搬送するための搬送手段と、前記画像形成装置本体に取り付けられ、それぞれの前記電子写真感光体ドラムを像露光するための、鉛直方向においてそれぞれの電子写真感光体ドラムよりも上方の位置に前記画像形成装置本体に装着された複数のＬＥＤアレイと、を有し、記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置において、
電気的接続によりプロセルカートリッジに関する情報を画像形成装置本体に伝達するためのそれぞれのプロセスカートリッジに設けられているカートリッジ側接続手段と、画像形成装置本体に装着する方向において上流側にある手前側の画像形成装置本体の側板の外側で前記カートリッジ側接続手段と接続する接続部を有し、それぞれのＬＥＤアレイの画像形成装置本体への装着位置よりも鉛直方向において上方の位置に画像形成装置本体に設けられた複数の本体側接続手段と、を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
【請求項２】
前記プロセスカートリッジに供給する現像トナーのトナー貯蔵手段を有する請求項１に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項３】
前記本体側接続手段と前記カートリッジ側接続手段はドロワコネクターであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項４】
前記装着手段はプロセスカートリッジを着脱可能に支持して画像形成装置本体に前後方向に挿抜可能な支持枠体であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電子写真画像形成装置。
【請求項５】
プロセスカートリッジは記憶手段を有し、前記記憶手段はカートリッジ側接続手段に装着されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに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】
本発明は複写機やプリンタ等であって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及びプロセスカートリッジに関する。
【０００２】
ここで、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物である。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。
【０００３】
また、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段またはクリーニング手段と電子写真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画像形成装置本体に対して着脱可能とする物である。及び帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも１つと電子写真感光体ドラム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、少くとも現像手段と電子写真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。
【０００４】
【従来の技術】
従来より電子写真を利用した画像形成装置として、像担持体としての電子写真感光体ドラム（以下、感光体ドラムという）の周りに、感光体ドラムを一様に帯電させる帯電手段、帯電した前記感光体ドラムに光を照射して潜像を形成する露光手段、前記潜像を現像剤で可視像化する現像手段、可視像を感光体から記録媒体である記録材に転写する転写手段等の像形成手段を配置したものが知られている。
【０００５】
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工具を用いることなくワンタッチ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。
【０００６】
このプロセスカートリッジの交換方法としては、画像形成装置本体（以下、装置本体という）手前側から、或いは、装置本体の上方や斜め上方から挿抜する形態等様々であったが、特にこれらのプロセスカートリッジを記録媒体である記録材の搬送方向に複数配列し、カラー画像を複写する装置においては、原稿読み取り機構が上部に配設される関係から、装置本体手前側から挿抜する形態が主流である。
【０００７】
また上記タンデム型のカラー複写装置においては、光路長の長い、従来のレーザー走査方式では装置が大型化するため、露光手段として直上部に配したＬＥＤアレイを用いる装置が増えている。
【０００８】
一方、装置本体とプロセスカートリッジの間には、プロセスカートリッジのセンサ等の検知手段、駆動手段、記憶手段、帯電手段、現像手段等に電力供給するため、或は電気信号を伝達するための電気的接続手段（コネクタ又は接点）が必要である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は上述の課題を解決するために前記接続手段の配置について以下のように考察した。上記構成において、プロセスカートリッジを装置本体前方から挿入する際に、挿入過程でのプロセスカートリッジ側及び装置本体側の双方のコネクタの位置ずれを吸収出来るドロワコネクタが広く採用されているが、同コネクタはガイドピン等を有するため、接続できる接点数の割にはコネクタの外形が大きい。また、コネクタの着脱方向は必然的にプロセスカートリッジの挿入方向と一致している必要がある。
【００１０】
ところが、上記コネクタを配設する場所を、例えば、
１）プロセスカートリッジ奥側の感光体ドラムより上部
とした場合、プロセスカートリッジを装置本体から引き出す場合において、同コネクタは感光体ドラム上部を移動する軌跡をとるから、装置本体にプロセスカートリッジが挿入された状態において、感光体ドラム直上部に装置本体に支持された部品を配置出来ない。即ち、固体発光素子列を用いた装置では、構成出来ないという欠点があった。
２）プロセスカートリッジ奥側の感光体ドラム付近
とした場合、感光体ドラム自体の駆動或は現像や帯電の駆動手段と干渉するため、これも実質的に構成出来ない。
３）プロセスカートリッジ奥側の感光体ドラムより下部
とした場合、プロセスカートリッジを装置本体から引き出す場合において、同コネクタは感光体ドラム下部を移動する軌跡をとるから、通常画像形成部直下に配されている転写手段と干渉する。プロセスカートリッジを引き出す際に、転写部も引き出せば、構成として成り立つが、一方、転写部は紙詰まり処理のため、画像形成部とは別に装置本体から単独で引き出し可能に構成する必要があり、構造が複雑になる欠点がある。
４）プロセスカートリッジ前側の感光体ドラム付近
とした場合、装置本体側のコネクタを引き出される画像形成プロセスカートリッジの前側に配する必要があるから成立しない。
５）プロセスカートリッジ前側の感光体ドラムより下部
とした場合、装置本体側のコネクタを引き出される転写部の前側に配する必要があり、紙詰まり処理のために転写部を単独で装置本体から引き出すことが出来なくなる。
【００１１】
本発明は画像形成装置本体手前側からプロセスカートリッジを挿抜する場合において、プロセスカートリッジの回りに配設されるプロセスカートリッジの給電、駆動手段の配設に影響が少なく、且つ紙詰まり処理を阻害しない好適プロセスカートリッジと画像形成装置本体との電気的接続手段を有する電子写真画像形成装置とプロセスカートリッジを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段と、を備え、画像形成装置本体に並べて配置されるような位置にそれぞれ着脱可能な複数のプロセスカートリッジと、前記プロセスカートリッジを画像形成装置本体の手前側から前記電子写真感光体ドラムに平行に前後方向に挿抜して取り外し可能に装着する装着手段と、記録媒体を搬送するための搬送手段と、前記画像形成装置本体に取り付けられ、それぞれの前記電子写真感光体ドラムを像露光するための、鉛直方向においてそれぞれの電子写真感光体ドラムよりも上方の位置に前記画像形成装置本体に装着された複数のＬＥＤアレイと、を有し、記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置において、電気的接続によりプロセルカートリッジに関する情報を画像形成装置本体に伝達するためのそれぞれのプロセスカートリッジに設けられているカートリッジ側接続手段と、画像形成装置本体に装着する方向において上流側にある手前側の画像形成装置本体の側板の外側で前記カートリッジ側接続手段と接続する接続部を有し、それぞれのＬＥＤアレイの画像形成装置本体への装着位置よりも鉛直方向において上方の位置に画像形成装置本体に設けられた複数の本体側接続手段と、を有することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は本発明を適用した電子写真方式のフルカラータンデム型の画像形成装置で、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色のトナーを重ね合わせて画像の形成を行うカラー電子写真複写機である。ただし、上部の原稿画像を読み取る光学手段は図示を省略してある。
【００１９】
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部であるプロセスカートリッジ、８は転写ベルトである。
【００２０】
カセット１に収納された記録媒体である記録紙Ｐは、給紙ローラ２により給紙された後、搬送ローラ３により搬送されレジストローラ７に到着する。記録紙Ｐは、レジストローラ７により斜行等を補正しタイミングをとって転写ベルト８に向かって送り出される。転写ベルト８は駆動ローラ１２、従動ローラ１２ａ，１２ｂ，１２ｃに巻き掛けられている。転写ベルト８は絶縁性樹脂の無端帯状のシート材でできており、不図示の駆動源により、転写ベルト駆動ローラ１２を介して駆動される。１１（１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ）は転写ベルト８の下側からシートＰ表面を帯電させる帯電器である。
【００２１】
一方、記録紙Ｐの給送の間に、原稿読み取り装置（不図示）、あるいはコンピュータ等の出力装置（不図示）より送られた画像情報信号によって感光体ドラム１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ上にはそれぞれ各色に対応した潜像が形成される。レジストローラー７より送り出された記録紙Ｐは、帯電された転写ベルト８上に静電吸着され、転写ベルト８により各色プロセスカートリッジ１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの下を通過しながら搬送されていく。
【００２２】
各プロセスカートリッジ（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）１０は、図２に示すように、感光体ドラム１３のまわりに帯電器として帯電ローラ１４、現像器１６、が配置され、装置本体上に固定されている各ＬＥＤアレイ１５により、感光体ドラム１３の表面を露光し、電子写真プロセスにより感光体ドラム１３の表面に各色のトナー像を形成する。
【００２３】
転写ベルト８に静電吸着されて搬送された記録紙Ｐが、転写ベルト８と感光体ドラム１３が近接するところで各色の画像は順次記録紙Ｐ上に転写される。４色の転写が終了した記録紙Ｐは、分離帯電器２１により転写ベルト８から剥され、定着ローラ１８，１９対に達する。定着ローラ１８は、ヒーター（不図示）により加熱されており、各色のトナーは熱溶融し記録紙Ｐ上に定着されカラー画像が完成する。定着ローラ１８，１９対によりトナー画像が表面に定着された記録紙Ｐは、装置本体６外部に突出した排紙トレイ２０上に排出される。
【００２４】
尚、３１（３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋ）は現像トナーを貯蔵し、プロセスカートリッジ１０の現像器１６へ現像トナーを供給するホッパーで、３０（３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ）はホッパー３１に現像トナーを補給するためのトナーカートリッジである。
【００２５】
本装置において、プロセスカートリッジ１０は図１に示すように、感光体ドラム軸４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）で位置決めされ、図３に示すようにプロセスカートリッジ支持枠体５に支持された状態で、装置本体６手前方向に着脱可能に構成されている。カートリッジ支持枠体５は装置本体６に対して水平方向に進退する引き出しとなっている。
【００２６】
次に本装置のプロセスカートリッジ１０の支持形態を、図４を用いて説明する。
【００２７】
図４はプロセスカートリッジ１０の装置本体内における支持形態を示す上視図で現像器１６、帯電器１４、感光体ドラム１３がカートリッジ枠体１０ａで一体化され、ドラム軸１４に対して位置決めされており、プロセスカートリッジ１０中でドラム軸１４が回転可能な様に構成されている。
【００２８】
一方、感光体ドラム１３は内径部がドラム軸４の外径部と嵌合することで、ドラム軸４に対して位置決めされている。即ちアルミの中空円筒形ドラム筒１３ｄの外周には感光層が設けられ、ドラム筒１３ｄの両端に嵌入固定されたドラムフランジ１３ａ，１３ｂの中心の穴がドラム軸４に嵌合している。そして、感光体ドラム１３は、ドラム軸４手前側の駆動ピン３２と、係合することで、ドラム軸４と一体で回転する。駆動ピン３２はドラム軸４の小径部４ｂの直径をわたって軽圧入されており、ドラムフランジ１３ｂの溝１３ｂ１に両端が夫々嵌り込んでいる。なお、駆動ピン３２の長さはドラム軸４の大径部４ａの直径よりも短くしてある。
【００２９】
３３は、現像ローラ１６ａの駆動伝達機構、３４は接触帯電方式の帯電ローラ１４の駆動伝達機構で、両者は異なるタイミングで作動、停止するため、独立に駆動を入力されている。駆動伝達機構３３，３４は夫々接離可能なカップリングであり、プロセスカートリッジ１０が支持枠体５によって装置本体６に挿入されると連結され、引き出されると切り離される。
【００３０】
駆動伝達機構について詳細にのべる。
【００３１】
感光体ドラム軸４は装置本体６に設けた軸受２２及び不図示の軸受で回転自在で且つ軸方向に移動しないように支持されている。また、感光体ドラム軸４は装置本体６内で不図示の駆動手段に結合されている。プロセスカートリッジ１０が装置本体６へ装着される際に、感光体ドラム軸４に軸受１７ａ、ドラムフランジ１７ａ，１７ｂ、軸受５ｂが順次嵌合して感光体ドラム１３の位置が位置決めされると共にカートリッジ枠体１０ａの奥側で感光体ドラム１３と平行に設けた回り止めピン９が装置本体６の奥側枠体３５の穴３５ａに嵌合して回り止めされる。軸受１７ａ，１７ｂはカートリッジ枠体１０ａに設けられ、軸受５ｂは支持枠体５に設けられている。
【００３２】
装置本体６に設けたモータ２３のモータ軸２３ａは装置本体内枠体４０に設けた軸受４０ａ及び奥側枠体３５に設けた軸受３５ｂに回転自在に支持されている。このモータ軸２３ａ端に設けた駆動カップリング３３ａに対してプロセスカートリッジ１０の現像ローラ１６ａの軸１６ｂに固定した従動カップリング３３ｂがプロセスカートリッジ１０の装置本体６への挿抜の際に係脱される。なお、軸１６ｂはカートリッジ枠体１０ａに回転自在に支持されている。駆動カップリング３３ａ及び従動カップリング３３ｂは現像ローラの駆動伝達機構３３を構成している。
【００３３】
装置本体６に設けたモータ２４のモータ軸２４ａは装置本体内枠体４０に設けた軸受１０ｂ及び奥側枠体３５に設けた軸受３５ｃに回転自在に支持されている。このモータ軸２４ａ端に設けた駆動カップリング３４ａに対してプロセスカートリッジ１０の帯電ローラ１４の軸１４ａに固定した従動カップリング３４ｂがプロセスカートリッジ１０の装置本体６への挿抜の際に係脱される。なお、軸１４ａはカートリッジ枠体１０ａに回転自在に支持されている。駆動カップリング３４ａ及び従動カップリング３４ｂは現像ローラの駆動伝達機構３４を構成している。
【００３４】
３５は装置本体の奥側の枠体、３６は装置本体の手前側の枠体である。プロセスカートリッジ支持枠体５は前述した様に、装置本体手前側へ引き出し可能で、且つ、プロセスカートリッジ１０を装置本体６に収容する際には、位置決め手段３７で、装置本体の手前側枠体３６に位置決め固定されている。位置決め手段３７は円筒形ダボで装置本体の手前側の枠体３６には該ダボが丁度嵌入する穴が設けてある。
【００３５】
図５はプロセスカートリッジ１０の装置本体内における給紙側から見た支持形態を示す左視図である。又、図６はカートリッジ側のコネクタの斜視図である。
【００３６】
図６に示す様に３８はカートリッジ側のコネクタであり、プロセスカートリッジの色情報や残寿命等に関する情報を記憶する記憶手段（ＲＯＭ）４１が着脱自在に装着されている。そして、現像器１６中の現像剤の濃度を検知するセンサへ供給する電源ライン、センサからの信号、プロセスカートリッジ１０の記憶手段４１に記憶された色情報や残寿命等に関する情報を電気信号を介して伝達する。
【００３７】
図５に示す様に同コネクタ３８はプロセスカートリッジ１０の前端部の感光体ドラム１３より上方に配されており、その奥側には、同コネクタ３８と係合する装置本体側のコネクタ３９が装置本体６の手前側の枠体３６に取り付けられている。
【００３８】
これらは、コネクト過程において、互いの位置ずれを矯正しながら結合できる、ドロワコネクタを使用している。
【００３９】
プロセスカートリッジ１０を装置本体から引き出す際には図３に示す様に装置本体側のコネクタ３９Ｙ，３９Ｍ，３９Ｃ，３９Ｋは装置本体に残り、カートリッジ側のコネクタ３８はプロセスカートリッジ１０と共に、手前側に引き出される。
【００４０】
【発明の効果】
本発明を適用した電子写真画像形成装置では、装置本体とプロセスカートリッジの間を結ぶ、電気的接続手段（コネクタ又は接点）をプロセスカートリッジの画像形成装置本体への装着方向の手前側の電子写真感光体ドラムより高い位置に配したため、電子写真感光体ドラム直上部に部品を配しても、コネクタと干渉しないので、固体発光素子を用いて露光を行う装置においても、無理なく構成することが可能である。
【００４１】
プロセスカートリッジ奥側の領域を電子写真感光体ドラム、帯電手段、現像手段等の駆動手段で使用することが可能である。
【００４２】
装置本体側のコネクタと転写部が干渉しないため、紙詰まり処理のため、転写部を、プロセスカートリッジ部とは独立して転写部を装置本体手前側へ引き出すことが可能で簡便な紙詰まり処理を実現出来る。
【００４３】
同時に転写部とは独立して、プロセスカートリッジ部を装置本体手前側に引き出すことが可能で、プロセスカートリッジの交換作業が容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した画像形成装置の縦断面図である。
【図２】本発明を適用した画像形成装置のプロセスカートリッジの縦断面図である。
【図３】本発明を適用した画像形成装置のプロセスカートリッジの装置本体に対する着脱の様子を表す斜視図である。
【図４】本発明を適用した画像形成装置のプロセスカートリッジの装置本体内での支持形態を示す上視図である。
【図５】本発明を適用した画像形成装置のプロセスカートリッジの装置本体内での支持形態を示す側断面図である。
【図６】本発明を適用した画像形成装置のプロセスカートリッジのコネクタの斜視図である。
【符号の説明】
Ｐ…記録紙
１…カセット
２…給紙ローラ
３…搬送ローラ
４…感光体ドラム軸  ４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４ｋ…感光体ドラム軸  ４ａ…大径部  ４ｂ…小径部
５…プロセスカートリッジ支持枠体
６…装置本体
７…レジストローラ
８…転写ベルト
９…回り止めピン
１０，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ…プロセスカートリッジ  １０ａ…カートリッジ枠体
１１…帯電器
１２…駆動ローラ  １２ａ，１２ｂ，１２ｃ…従動ローラ
１３…感光体ドラム  １３ａ，１３ｂ…ドラムフランジ  １３ｂ１…溝  １３ｄ…ドラム筒  １３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ…感光体ドラム
１４…帯電ローラ
１５…ＬＥＤアレイ
１６…現像器  １６ａ…現像ローラ
１７ａ，１７ｂ…軸受
１８…定着ローラ
１９…定着ローラ
２０…排紙トレイ
２１…分離帯電器
２２…軸受
２３…モータ
３０…トナーカートリッジ  ３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ…トナーカートリッジ
３１…ホッパー  ３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋ…ホッパー
３２…駆動ピン
３３…現像ローラの駆動伝達機構
３４…帯電ローラの駆動伝達機構
３５…本体奥側枠体  ３５ａ…穴  ３５ｂ…軸受
３６…本体前側枠体
３７…位置決め手段
３８…カートリッジ側コネクタ
３９…装置本体側のコネクタ  ３９Ｙ，３９Ｍ，３９Ｃ，３９Ｋ…装置本体側のコネクタ
４０…装置本体内枠体  ４０ａ…軸受
４１…記憶手段
【図１】
0004684388.tif 000002
【図２】
0004684388.tif 000003
【図３】
0004684388.tif 000004
【図４】
0004684388.tif 000005
【図５】
0004684388.tif 000006
【図６】
0004684388.tif 000007