(57)【要約】      （修正有）【課題】プロセスカートリッジを画像形成装置本体へ装着する際の着脱操作性を向上させた電子写真画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供する。【解決手段】カートリッジ装着方向下流側に回動可能アーム３６を設け、カートリッジ挿入操作に連動してアームが回動して、画像形成装置本体に設けられた押圧手段４５にアーム先端が当接することでカートリッジ位置が固定される構成。これによりカートリッジを装着する際に要する操作力を小さくすることができ、精度良く位置決めが可能である。【選択図】図９
2005266781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、
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、
前記プロセスカートリッジを前記装置本体に装着した際に、前記装置本体に設けられた本体位置決め部と係合して、前記電子写真感光体ドラムの軸線方向と交差する方向において前記プロセスカートリッジの位置決めをおこなうカートリッジ位置決め部と、
前記プロセスカートリッジを前記軸線方向から前記装置本体に装着する装着方向下流側に移動可能に設けられた移動部材であって、前記プロセスカートリッジを前記装置本体に装着する装着過程において、前記装着方向において前記装置本体と当接する第一位置と、前記プロセスカートリッジを前記装置本体に装着した際に、前記カートリッジ位置決め部を前記本体位置決め部に当接させて前記交差する方向において前記プロセスカートリッジの位置決めをするために、前記装置本体に設けられた押圧部材と当接して前記交差する方向の力を受ける第二位置と、をとり得る移動部材と、
を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２】
前記カートリッジ位置決め部は、前記電子写真感光体ドラムを回転可能に支持する軸受部材である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】
前記移動部材は、前記軸受部材に設けられてい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】
前記移動部材は、回転軸を中心に回転可能に設けられて、前記装着過程において、前記移動部材は前記装置本体と当接することによって前記装着方向の上流側に回転することを特徴とする請求項１または３に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項５】
更に、前記プロセスカートリッジは、前記移動部材を前記第一位置に付勢する付勢部材を有する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６】
更に、前記プロセスカートリッジは、前記プロセスカートリッジを前記装置本体に装着した際に、前記プロセスカートリッジを前記装置本体に設けられた第二の本体位置決め部に当接して、前記軸線方向において前記プロセスカートリッジの位置決するための第二のカートリッジ位置決め部を有し、前記移動部材は、前記第二位置において前記押圧部材と当接することによって、第二のカートリッジ位置決め部を前記第二の本体位置決め部に当接させるための前記軸線方向の力を受ける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７】
前記第二カートリッジ位置決め部は、前記カートリッジ位置決め部に一体的に設けられていることを特徴とする請求項６に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項８】
前記移動部材は、前記電子写真感光体ドラムをアースするために、導電性を有する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９】
記録媒体に画像を形成する、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あって、
（ｉ）本体位置決め部と、
（ii）押圧部材と、
（iii）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、前記プロセスカートリッジを前記電子写真画像形成装置の装置本体に装着した際に、前記本体位置決め部と係合して、前記電子写真感光体ドラムの軸線方向と交差する方向において前記プロセスカートリッジの位置決めをおこなうカートリッジ位置決め部と、前記プロセスカートリッジを前記軸線方向から前記装置本体に装着する装着方向下流側に移動可能に設けられた移動部材であって、前記プロセスカートリッジを前記装置本体に装着する装着過程において、前記装着方向において前記装置本体と当接する第一位置と、前記プロセスカートリッジを前記装置本体に装着した際に、前記カートリッジ位置決め部を前記本体位置決め部に当接させて前記交差する方向において前記プロセスカートリッジの位置決めをするために、前記押圧部材と当接して前記交差する方向の力を受ける第二位置と、をとり得る移動部材と、を有するプロセスカートリッジを取り外し可能に装着する装着手段と、
（iv）前記記録媒体を搬送する搬送手段と、
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１０】
電子写真画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、
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、
前記プロセスカートリッジを前記装置本体に装着した際に、前記装置本体に設けられた本体位置決め部と係合して、前記電子写真感光体ドラムの軸線方向と交差する方向において前記プロセスカートリッジの位置決めをおこなうカートリッジ位置決め部と、
前記プロセスカートリッジを前記軸線方向から前記装置本体に装着する装着方向下流側に設けられた被押圧部材であって、前記プロセスカートリッジを前記装置本体に装着する装着過程において、前記装着方向において前記装置本体に移動可能に設けられた押圧部材と当接する第一被押圧部と、前記プロセスカートリッジを前記装置本体に装着した際に、前記カートリッジ位置決め部を前記本体位置決め部に当接させて前記交差する方向において前記プロセスカートリッジの位置決めをするために、前記押圧部材と当接して前記交差する方向の力を受ける第二被押圧部と、を有する被押圧部材と、
を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１１】
前記被押圧部材は、前記プロセスカートリッジを前記装置本体から取り外す際に、前記押圧部材を前記装着方向上流側に移動させるための、前記押圧部材と係合する係合部を有することを特徴とする請求項１０に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１２】
前記被押圧部材は、前記交差する方向において前記プロセスカートリッジに設けられた枠体に移動可能に設けられていることを特徴とする請求項１０に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１３】
更に、前記プロセスカートリッジは、前記被押圧部材と前記カートリッジ位置決め部との間に、前記カートリッジ位置決め部を前記本体位置決め部に押圧するためのばね部材を有することを特徴とする請求項１２に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１４】
記録媒体に画像を形成する、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あって、
（ｉ）本体位置決め部と、
（ii）移動可能に設けられた押圧部材と、
（iii）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、前記プロセスカートリッジを前記電子写真画像形成装置の装置本体に装着した際に、前記本体位置決め部と係合して、前記電子写真感光体ドラムの軸線方向と交差する方向において前記プロセスカートリッジの位置決めをおこなうカートリッジ位置決め部と、前記プロセスカートリッジを前記軸線方向から前記装置本体に装着する装着方向下流側に設けられた被押圧部材であって、前記プロセスカートリッジを前記装置本体に装着する装着過程において、前記装着方向において前記押圧部材と当接する第一被押圧部と、前記プロセスカートリッジを前記装置本体に装着した際に、前記カートリッジ位置決め部を前記本体位置決め部に当接させて前記交差する方向において前記プロセスカートリッジの位置決めをするために、前記押圧部材と当接して前記交差する方向の力を受ける第二被押圧部と、を有する被押圧部材と、を有するプロセスカートリッジを取り外し可能に装着する装着手段と、
（iv）前記記録媒体を搬送する搬送手段と、
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１５】
前記押圧部材は、前記装置本体に回転可能に支持される支持部と、前記被押圧部材に当接する作用部と、を有することを特徴とする請求項１４に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項１６】
前記押圧部材は、前記装置本体に回転可能に支持される支持部と、前記被押圧部材に当接する作用部と、前記支持部と前記作用部との間に設けられた、前記支持部に対して前記作用部を付勢するバネ部材と、を有することを特徴とする請求項１４に記載の電子写真画像形成装置。
【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、及び、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関するものである。
【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（例えば、記録紙、ＯＨＰシート等）に画像を形成するものである。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、プロセス手段としての帯電手段、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電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものである。従って、少なくともプロセス手段としての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電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものも含まれる。
【０００４】
従来、複数のプロセスカートリッジ（以下、カートリッジと称す）を一列にならべたインライン構成のカラー電子写真画像形成装置が知られている。この構成においては、感光体ドラムに静電潜像を形成するために、感光体ドラムを照射するレーザー光と、感光体ドラムとの平行性が損なわれると、画像に色ずれが生ずる。そのために、レーザー光を発する複数のスキャナユニットと感光体ドラムとをいかに精度良く、平行に位置決めするかが課題である。
【０００５】
例えば、特許文献１には、次の構成が開示されている。画像形成装置内の左右側板に、スキャナユニット及び感光体ドラムを支持するための切欠きを設けた構成が開示されている。そして、押圧部材によって、前記切欠きの端面にスキャナユニットの被支持部および感光体ドラムの両端に設けられた軸受外周を弾性的に押圧する。これによって、スキャナユニットと感光体ドラムとを同一の側板に位置決めする。前述の構成にすることで、スキャナユニットと感光体ドラムが相互に精度良く、ガタのない位置決めが可能になる。当然ながら切欠き部への押圧力は、各ユニットにかかる外力や振動に対しても十分打ち勝つだけの力が必要とされる。
【０００６】
また、特許文献２には、次の構成が開示されている。カートリッジを感光体ドラムの軸線方向から着脱自在なカラー電子写真画像形成装置において、カートリッジの奥側では、感光体ドラムの駆動軸を装置本体の後側板によって支持する。そして前記カートリッジの手前側の端部は、支持部材に対して位置決めする。
【０００７】
また、特許文献３には、次の構成が開示されている。感光体ドラムを装置本体に装着した後、他のユニットと連動して押圧手段が感光体ドラムに押圧力を加える。そして感光体ドラムを本体フレームに対して直接当接させる。これによって、感光体ドラムを有するカートリッジの装置本体に対する位置決めを行う。
【特許文献１】特開２００１−２４２６７１号公報
【特許文献２】特開平１０−０７８７３７号公報
【特許文献３】特開２００１−１４２２７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、装置本体に対するカートリッジの着脱作業は、なるべく簡単な手順で、また小さい力で出来ることが望ましい。カートリッジは簡単手順、小さい力で着脱可能ながら、かつカートリッジが装置本体に装着された状態では装置本体に設けられた支持部に押圧されて装置本体に対する位置が精度良く決まる構成が望ましい。
【０００９】
本発明の目的は、プロセスカートリッジを電子写真画像形成装置本体へより一層精度良く位置決めさせた電子写真画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、プロセスカートリッジを電子写真画像形成装置本体へ装着する際の操作性をより一層向上させた電子写真画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、プロセスカートリッジを電子写真画像形成装置本体へ装着する際に要する操作力をより一層小さくすることを実現した電子写真画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するための本発明に係るプロセスカートリッジの代表的な構成は、電子写真画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、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、前記プロセスカートリッジを前記装置本体に装着した際に、前記装置本体に設けられた本体位置決め部と係合して、前記電子写真感光体ドラムの軸線方向と交差する方向において前記プロセスカートリッジの位置決めをおこなうカートリッジ位置決め部と、前記プロセスカートリッジを前記軸線方向から前記装置本体に装着する装着方向下流側に移動可能に設けられた移動部材であって、前記プロセスカートリッジを前記装置本体に装着する装着過程において、前記装着方向において前記装置本体と当接する第一位置と、前記プロセスカートリッジを前記装置本体に装着した際に、前記カートリッジ位置決め部を前記本体位置決め部に当接させて前記交差する方向において前記プロセスカートリッジの位置決めをするために、前記装置本体に設けられた押圧部材と当接して前記交差する方向の力を受ける第二位置と、をとり得る移動部材と、を有することを特徴とする。
【００１３】
また、上記の目的を達成するための本発明に係る電子写真画像形成装置の代表的な構成は、記録媒体に画像を形成する、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あって、（ｉ）本体位置決め部と、（ii）押圧部材と、（iii）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、前記プロセスカートリッジを前記電子写真画像形成装置の装置本体に装着した際に、前記本体位置決め部と係合して、前記電子写真感光体ドラムの軸線方向と交差する方向において前記プロセスカートリッジの位置決めをおこなうカートリッジ位置決め部と、前記プロセスカートリッジを前記軸線方向から前記装置本体に装着する装着方向下流側に移動可能に設けられた移動部材であって、前記プロセスカートリッジを前記装置本体に装着する装着過程において、前記装着方向において前記装置本体と当接する第一位置と、前記プロセスカートリッジを前記装置本体に装着した際に、前記カートリッジ位置決め部を前記本体位置決め部に当接させて前記交差する方向において前記プロセスカートリッジの位置決するために、前記押圧部材と当接して前記交差する方向の力を受ける第二位置と、をとり得る移動部材と、を有するプロセスカートリッジを取り外し可能に装着する装着手段と、（iv）前記記録媒体を搬送する搬送手段と、を有することを特徴とする。
【００１４】
また、上記の目的を達成するための本発明に係るプロセスカートリッジの他の代表的な構成は、電子写真画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、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、前記プロセスカートリッジを前記装置本体に装着した際に、前記装置本体に設けられた本体位置決め部と係合して、前記電子写真感光体ドラムの軸線方向と交差する方向において前記プロセスカートリッジの位置決めをおこなうカートリッジ位置決め部と、前記プロセスカートリッジを前記軸線方向から前記装置本体に装着する装着方向下流側に設けられた被押圧部材であって、前記プロセスカートリッジを前記装置本体に装着する装着過程において、前記装着方向において前記装置本体に移動可能に設けられた押圧部材と当接する第一被押圧部と、前記プロセスカートリッジを前記装置本体に装着した際に、前記カートリッジ位置決め部を前記本体位置決め部に当接させて前記交差する方向において前記プロセスカートリッジの位置決するために、前記押圧部材と当接して前記交差する方向の力を受ける第二被押圧部と、を有する被押圧部材と、を有することを特徴とする。
【００１５】
また、上記の目的を達成するための本発明に係る電子写真画像形成装置の他の代表的な構成は、記録媒体に画像を形成する、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あって、（ｉ）本体位置決め部と、（ii）移動可能に設けられた押圧部材と、（iii）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、前記プロセスカートリッジを前記電子写真画像形成装置の装置本体に装着した際に、前記本体位置決め部と係合して、前記電子写真感光体ドラムの軸線方向と交差する方向において前記プロセスカートリッジの位置決めをおこなうカートリッジ位置決め部と、前記プロセスカートリッジを前記軸線方向から前記装置本体に装着する装着方向下流側に設けられた被押圧部材であって、前記プロセスカートリッジを前記装置本体に装着する装着過程において、前記装着方向において前記押圧部材と当接する第一被押圧部と、前記プロセスカートリッジを前記装置本体に装着した際に、前記カートリッジ位置決め部を前記本体位置決め部に当接させて前記交差する方向において前記プロセスカートリッジの位置決するために、前記押圧部材と当接して前記交差する方向の力を受ける第二被押圧部と、を有する被押圧部材と、を有するプロセスカートリッジを取り外し可能に装着する装着手段と、（iv）前記記録媒体を搬送する搬送手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、プロセスカートリッジを電子写真画像形成装置本体へより一層精度良く位置決することができる。また、プロセスカートリッジを電子写真画像形成装置本体へ装着する際の操作性をより一層向上させることができる。さらに、プロセスカートリッジを電子写真画像形成装置本体へ装着する際に要する操作力をより一層小さくすることを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
【実施例１】
【００１８】
（１）電子写真画像形成装置の全体構成
図１は本発明の第一の実施例における電子写真画像形成装置の側面図である。本実施例の画像形成装置は、電子写真画像形成プロセスを用いたフルカラー電子写真画像形成装置である。そして、本実施例の画像形成装置は、カートリッジが水平方向に並んで装着され、また中間転写ベルトを用いたインライン構成（タンデム型）を採用している。
【００１９】
画像形成装置本体１は、第１〜第４の４つのプロセスカートリッジ装着部（以下、カートリッジ装着部という。）２Ｙ・２Ｍ・２Ｃ・２Ｂｋを有する。そして、カートリッジ装着部２Ｙ・２Ｍ・２Ｃ・２Ｂｋは、画像形成装置本体１内において図面上右から左に順に並んで。
【００２０】
前記カートリッジ装着部２Ｙ・２Ｍ・２Ｃ・２Ｂｋには、第１〜第４の４つの画像形成ステーションとしてのプロセスカートリッジ（以下、カートリッジという。）３Ｙ・３Ｍ・３Ｃ・３Ｂｋを取り外し可能に装着することができる。
【００２１】
各カートリッジ３Ｙ・３Ｍ・３Ｃ・３Ｂｋは互いに同様の構成である。カートリッジ３は、それぞれ、電子写真感光体ドラム（以下、感光体ドラムという。）４と、この感光体ドラムに作用するプロセス手段である、感光体ドラム４を均一に帯電する帯電手段としての帯電ローラ５、感光体ドラムに形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像ユニット６、感光体ドラム表面に付着した現像剤を除去するクリーニング手段７を有している。
【００２２】
第１のカートリッジ３Ｙは現像ユニット６にイエロー色の現像剤を収容しており、感光体ドラム４の表面にイエロー色の現像剤像を形成する。第２のカートリッジ３Ｍは現像ユニット６にマゼンタ色の現像剤を収容しており、感光体ドラム４の表面にマゼンタ色の現像剤像を形成する。第３のカートリッジ３Ｃは現像ユニット６にシアン色の現像剤を収容しており、感光体ドラム４の表面にシアン色の現像剤像を形成する。第４のカートリッジ３Ｂｋは現像ユニット６にブラック色の現像剤を収容してあり、感光体ドラム４の表面にブラック色の現像剤像を形成する。
【００２３】
また、図１に示す通りにカートリッジ装着部２Ｙ・２Ｍ・２Ｃ・２Ｂｋの上側には、第１〜第４の４つのスキャナユニット８Ｙ・８Ｍ・８Ｃ・８Ｂｋがそれぞれ配設してある。そして、スキャナユニット８Ｙ・８Ｍ・８Ｃ・８Ｂｋから、それぞれ対応する感光体ドラム４に対して、画像情報に基づいて変調したレーザービームＬを走査露光する。これによって感光体ドラム４に画像情報に対応した静電潜像を形成する。
【００２４】
また、中間転写ベルト９が、カートリッジ３Ｙ・３Ｍ・３Ｃ・３Ｂｋの下側において、駆動ローラ１０とテンションローラ１１とに巻かれて設けられている。そして、転写ベルト９は、全カートリッジ３Ｙ・３Ｍ・３Ｃ・３Ｂｋに沿って配設してある。この転写ベルト９は、循環移動する。そして、転写ベルト９は、平行に走行する部分のうち、上方に位置するベルト部分が第１〜第４のカートリッジ３Ｙ・３Ｍ・３Ｃ・３Ｂｋの各感光体ドラム４の下側に露出した部分に接する。
【００２５】
また、第１〜第４の４つの１次転写ローラ１２（１２Ｙ・１２Ｍ・１２Ｃ・１２Ｂｋ）は、転写ベルト９を挟んで、カートリッジ３Ｙ・３Ｍ・３Ｃ・３Ｂｋの感光体ドラム４に押圧する。
【００２６】
また、給送部１３が、転写ベルト９の下方に設けられている。給送部１３には、記録媒体Ｓを積載収納してある。そして、給送信号に基づいて給送手段（不図示）が駆動して記録媒体Ｓを１枚づつ分離して給送する。
【００２７】
また、２次転写ローラ１５は、駆動ローラ１０に対して転写ベルト９を挟んで圧接している。これによって転写ローラ１５は、転写ベルト９との間に２次転写ニップ部を構成している。そして、給送部１３から給送された記録媒体Ｓは、搬送手段１４によって前記２次転写ニップ部に搬送される。
【００２８】
フルカラー画像を形成するための動作は次の通りである。まず、カートリッジ３Ｙ・３Ｍ・３Ｃ・３Ｂｋが、画像形成のタイミングに合わせて順次駆動する。そして、その駆動に応じて感光体ドラム４が時計方向（図１の矢印方向）に回転する。さらに、転写ベルト９は反時計方向に回転する。そして、カートリッジ３Ｙ・３Ｍ・３Ｃ・３Ｂｋに対応するスキャナユニット８Ｙ・８Ｍ・８Ｃ・８Ｂｋが順次駆動する。この駆動に同期して帯電ローラ５が感光体ドラム４の表面に一様な電荷を付与する。そしてスキャナユニット８Ｙ・８Ｍ・８Ｃ・８Ｂｋは対応する感光体ドラム４の表面に画像信号に応じて変調したレーザービーム走査露光を行う。これによって、感光体ドラム４に各画像形成に応じた静電潜像を形成する。そして現像ユニット６に設けられた現像手段としての現像ローラ６ａは前記静電潜像を現像する。
【００２９】
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３Ｙの感光体ドラム４の周面にはフルカラー画像のイエロー色の現像剤像が、第２のカートリッジ３Ｍの感光体ドラム４の周面にはフルカラー画像のマゼンタ色の現像剤像が、第３のカートリッジ３Ｃの感光体ドラム４の周面にはフルカラー画像のシアン色の現像剤像が、第４のカートリッジ３Ｃの感光体ドラム４の周面にはフルカラー画像のブラック色の現像剤像が、それぞれ，所定の制御タイミングにて形成される。
【００３０】
各カートリッジ３Ｙ・３Ｍ・３Ｃ・３Ｂｋが有する感光体ドラム４の周面に形成された各現像剤像が、各カートリッジの１次転写部において、１次転写ローラ１２によって転写ベルト９の周面に順次位置合をわせて重畳転写される。そして、転写ベルト９の面に未定着のフルカラー現像剤画像が形成される。
【００３１】
さらに、転写ベルト９の周面に形成された未定着のフルカラー現像剤画像は、転写ベルト９の回動することによって、２次転写ニップ部に移動する。そして、給送部１３から２次転写ニップ部へタイミングをとって給送された記録媒体Ｓに、２次転写ローラ１５によって一括転写される。その後、記録媒体Ｓは、縦シートパス１６で上方に搬送されて定着部１７に搬送されて、上記現像剤画像は熱定着を受ける。そして、記録媒体Ｓは、搬送手段１８によって排出部１９へ送られて、トレイ部２０に排出される。尚、前記転写を行う際、転写ローラ１２、１５には、電圧が印加される。
【００３２】
（２）プロセスカートリッジの装着方法
次に、カートリッジ３Ｙ・３Ｍ・３Ｃ・３Ｂｋ（以下、カートリッジ３という。）の画像形成装置本体１への装着方法について説明する。
【００３３】
図２はカートリッジ３の外観斜視図である。カートリッジ３が有する感光体ドラム４は軸４ｃの一端をカートリッジ枠体３１の一端に設けた軸受３２に回転自由に保持されている。また、感光体ドラム４は軸４ｃの他端をカートリッジ枠体３１の一端に設けた軸受１３２に回転自由に保持されている。本実施例では、カートリッジ３の画像形成装置本体１（以下、装置本体１）への装着は感光体ドラム４の軸線と平行な方向（プロセスカートリッジの長手方向）、すなわち図１において紙面に垂直な方向の手前側から奥側へ挿入して行う。
【００３４】
図３に示すように、装置本体１の手前側には下側のヒンジ部２１ａを中心に装置本体１に対して開閉可能なカバー（開閉カバー）２１が設けられている。そして、カバー２１を開けると、水平方向に並設した第１〜第４の４個のカートリッジ装着部２Ｙ・２Ｍ・２Ｃ・２Ｂｋが露出する。この各装着部２の両側面にはそれぞれ装置本体１の手前側から奥側に延びている装着ガイド２２ａが設けられている。また、各装着部２の両側面には、装置本体１の手前側で装着ガイド２２ａの上方の位置に、円柱形状の装着ガイド２２ｂが突出して設けられている。一方、前記枠体３１の両側面には、前記装着ガイド２２ａの上に乗って案内される被ガイド部３３ａと、装着ガイド２２ｂの上に乗って案内される被ガイド部３３ｂが設けられている。尚、本実施例において、被ガイド部３３ａは、前記枠体３１の側面からカートリッジ３の長手方向と交差する方向に突出する円柱形状のボスである。また、被ガイド部３３ｂは、前記枠体３１の側面から前記交差する方向に突出するリブであり、感光体ドラム４の軸線と平行な方向に設けられている。
【００３５】
操作者はカートリッジ３の長手方向奥側（装着方向下流側）を先にして被ガイド部３３ａを装着ガイド２２ａに係合させる。そして、次にしばらくカートリッジ３を挿入して、被ガイド部３３ｂを装着ガイド２２ｂに係合させる。そして操作者は、カートリッジ３を前記軸線と平行な方向に沿って装置本体１内へ挿入していく。
【００３６】
ここで、装置本体１に設けられた１次転写ローラ１２Ｙ・１２Ｍ・１２Ｃ・１２Ｂｋは、装置本体１の動作停止中は、感光体ドラム４から離隔する機構が設けられている。そして、カートリッジ３を装置本体１に対して着脱する際には、転写ベルト９とカートリッジ３との間には常に一定の隙間を確保している。このようにすることで、カートリッジ３を着脱する際の転写ベルト９の損傷を防ぐことが出来る。そして装置本体１が動作する際は、１次転写ローラ１２Ｙ・１２Ｍ・１２Ｃ・１２Ｂｋの前記の離隔機構が解除される。そして、各１次転写ローラが感光体ドラム４に対して、転写ベルト９を挟んで押圧する（図１）。
【００３７】
図４はカートリッジ３を感光体ドラム４の軸線方向から装置本体１内にカートリッジ３を挿入する様子をあらわす斜視図である。図４は、カートリッジ３を装置本体１内に装着する装着方向の下流側から見たものである。各カートリッジ装着部２（Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋ）の手前側（装着方向上流側）には手前側板２３、奥側（装着方向下流側）には奥側板２４が設けられている。そして側板２３、２４には、本体位置決め部であるカートリッジ支持部２５・２６が設けられている。このカートリッジ支持部２５・２６は略Ｖ字の切欠き形状である。
【００３８】
前記手前側板２３と奥側板２４には、上記の前記カートリッジ支持部と、各カートリッジ３（Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋ）に対応するスキャナユニット８（Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋ）の位置決め部（不図示）を有している。そのため、各カートリッジ３（Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋ）が有する感光体ドラム４および対応するスキャナユニット８（Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋ）の相互の位置精度誤差を小さく抑えることが出来る。
【００３９】
また、前記装着方向下流側のカートリッジ支持部２６の上側には、カートリッジ押圧手段４５が設けられている。この下流側の押圧手段４５の構成および動作については後に詳述する。
【００４０】
図５はカートリッジ３の装着方向下流側の側面図、図６は同じくカートリッジ３の装着方向下流側端部の断面図である。前述したように、感光体ドラム４はその軸４ａの両端部をそれぞれカートリッジ枠体３１の両側端に設けた軸受３２、軸受１３２に回転自由に保持させている。この軸受３２、軸受１３２は後述するようにカートリッジ位置決め部として機能する。軸受３２、軸受１３２は樹脂製のハウジングにボールベアリング３４を圧入もしくはインサート成形したものである。前記ハウジング部の外周をベアリング内周に対して精度良く加工してある。結合させる軸受けはボールベアリング以外にも、含油性の焼結ブッシュなどでもかまわない。また、ハウジングに関しては、環境温度による熱収縮や、削れなどによる精度の変化を嫌って金属にしても良い。
【００４１】
感光体ドラム４は中空パイプ状である。感光体ドラム４は、その両端部をそれぞれフランジ４ｂを介して軸４ａに支持させている。感光体ドラム４は、軸４ａが回転駆動されることで、該回転軸４ａと一体に回転する。
【００４２】
軸４ａの装着方向下流側の端部４ｃは、軸受３２から枠体３２の外側に向かってに突出している。そして、端部４ｃには、動力伝達用カップリング凸部３５（例えば、ねじれた三角形柱）を止めピン３５ａで一体に固着させてある。
【００４３】
また、軸受３２には、その上方において移動部材であるアーム３６が回動軸３７を中心に、装着方向に回動可能に結合している。そして、回動軸３７には付勢部材であるコイルバネ３８が巻きつけられている。このコイルバネ３７は、アーム３６がカートリッジ単体状態（アーム３６の自由状態）でカートリッジ３の装着方向下流側（第一位置）に倒れるようアーム３６を付勢している。また、軸受３２には、カートリッジ単体状態でアーム３６がドラム軸に対して７０度程度の角度で倒れた姿勢を維持するような回転止め（不図示）が設けられている。すなわち、アーム３６はその自由状態において、アーム先端が前記下流側に常に突き出るような所定の斜め角度の第一の位置（図６）に保持されている。
【００４４】
また、図２、図４、図５に示すように、カートリッジ支持部２５・２６に軸受３２、軸受１３２がそれぞれ係合した際に、カートリッジ３が回転するのを規制するための長穴３９と支持軸１３９を有する。カートリッジ３が装置本体１内に装着した際に、長穴３９は奥側板２４に設けられた支持軸４７と嵌合し、支持軸１３９は、手前側板２３に設けられた長穴１４７と嵌合する。尚、長穴３９と長穴１４７は、押圧手段４５がカートリッジ３を押圧する方向と略同じ方向に長い形状になっている。すなわち、押圧手段４５がカートリッジ３を押圧する方向に、カートリッジ３を移動可能にするためである。
【００４５】
本実施例ではコイルバネ３８の弾性力でもってアーム３６を前記下流側に倒れるよう付勢している。しかし、部品点数を少なくするため、バネなどを用いずに、アーム３６の自重を利用してプロセスカートリッジ装着方向下流側に倒れるように構成してもかまわない。
【００４６】
図６に示す通り、装置本体１に設けられた、感光体ドラム４に駆動力を伝達する為の本体駆動伝達機構４０は、支持部２６の位置にそれぞれ対応させて、装着方向において奥側板２４の外側（カートリッジ装着部２側とは反対側）に配設してある。
【００４７】
本体駆動伝達機構４０は、基板４１と、この基板の外面側に固定して保持させた軸受部材４２と、この軸受部材４２に回転自由に軸受保持させたドライブギア４３と、このドライブギア４３の軸部内側に設けた動力伝達用カップリング凹部４４と、軸受部材４２の内面側に上下スライド自由に具備させた押圧手段としての可動の押圧部材４５と、この押圧部材を常に下方に移動付勢する圧縮コイルバネ４６を有する。ここで、前記カップリング凹部４４は、後述するカップリング凸部３５と嵌合する。そして、カップリング凹部４４は、装置本体１から感光体ドラム４を回転させる駆動力をカップリング凸部３５に伝達する。また、押圧部材４５は、軸受４２の側面に上下方向にスライド可能に設けられている。また、ドライブギア４３は、軸受部材４２に所定の隙間をもって支持されている。これは、カートリッジ３が装置本体１に装着された際に、ドラム軸４ｃとドライブギア４３とが嵌合して、ドライブギア４３の位置決めがされるためである。
【００４８】
本体駆動伝達機構４０は基板４１を奥側板２４にネジ等で固定されている。
【００４９】
次に、主として図６〜図９によりカートリッジ３の装置本体１に対する装着過程の動作を説明する。尚、図６〜図９は、図５においてＳ−Ｓ方向に切断した断面図である。
【００５０】
（ａ）図３に示すように、操作者が前記カバー２１を開けてカートリッジ装着部２Ｙ・２Ｍ・２Ｃ・２Ｂｋを露出させる。操作者はカートリッジ３の長手方向奥側を先にしてカートリッジガイド部である被ガイド部３３ａを装着ガイド２２ａに係合させる。また、被ガイド部３３ｂを装着ガイド２２ｂにも係合させる。そして、カートリッジ３を感光体ドラム４の軸線と平行な方向から装置本体１内へ挿入していく。
【００５１】
（ｂ）そして、更にカートリッジ３が装置本体１に挿入されると、図６、図７に示すように、カートリッジ支持部２６に対して軸受３２の下面の被支持部３２ａが接触しない状態で、軸受３２がカートリッジ支持部２６に挿入する。すなわち、カートリッジ支持部２６と軸受３２との接触による抵抗は生じない。これは、被ガイド部３３ａが、装着方向と平行な装着ガイド２２ａの平面部２２ａ１と係合している為である。そして、更にカートリッジ３が装置本体１に挿入されると、図８に示すように、カートリッジ支持部２６に対して被支持部３２ａが接触を開始する。これは、被ガイド部３３ａが、装着ガイド２２ａの下方に傾斜した斜面部２２ａ２と係合している為である。すなわち、カートリッジ３が下方に移動するためである。
【００５２】
（ｃ）カートリッジ３をさらに挿入していくと、図９に示すように、カートリッジ支持部２６と被支持部３２ａとのみが接触して、被ガイド部３３ａが、装着ガイド２２ａとは接触しない状態になる。すなわち、カートリッジ３の装置本体１に対するラジアル方向の位置決めがされる。
【００５３】
更に、図９に示す状態では、上記被支持部３２ａの先端面３２ｂ（第二のカートリッジ位置決め部）も装置本体１側である軸受部材４２の内面の当接面４２ａ（第二の本体位置決め部）に突き当たる（図９）。この突き当たり（当接）によりプロセスカートリッジ３のそれ以上の挿入が阻止され、挿入したカートリッジ３の装置本体１内におけるスラスト方向の位置決めがなされる。ひいては、カートリッジ３の装置本体１に対するスラスト方向の位置決めを行うことができ、カートリッジ３はこの位置で固定される。この時、前述したように、ドライブギア４３とドラム軸４ｃとが嵌合して、ドライブギア４３の位置決めもされる。
【００５４】
また、カートリッジ３側に設けられたカップリング凸部３５がカップリング凹部４４内に十分に侵入してカップリング凸部３５と凹部４４が結合状態になる（図９）。これによりドライブギア４３が装置本体１側の駆動源（不図示）で駆動される。そして、駆動源からの駆動力が軸４ａに伝達されて感光体ドラム４が回転駆動する。
【００５５】
また、カートリッジ３側に設けられたカートリッジ電気接点（不図示）が装置本体１側に設けられた電気接点（不図示）に接触する。そして、装置本体１側に設けられた電源（不図示）から帯電手段５や現像ローラ６ａにバイアス印加可能状態になる。
【００５６】
なお、本実施例では前述した通りにカートリッジ３を装置本体１に装着した際に内に、スラスト方向において、カートリッジ３の装置本体１に対する位置決めをするための当接部３２ｂを軸受３２に一体的に設けた。この構成によって、より位置決め精度を向上させることができる。しかし、軸受３２に限る必要はなく、他の部分に配置してもかまわない。
【００５７】
（ｅ）次にアーム３６の動きの説明をする。
【００５８】
図６に示す状態から更にカートリッジ３を挿入させると、前述したように、図７のように、軸受３２の外周に設けられた被支持部３２ａがカートリッジ支持部２６と接触しない状態で挿入していく。そして、続いて前記第１の位置に位置するアーム３６の先端が軸受部材４２の内面の当接面４２ｂに当接する。前記第１の位置に位置するアーム３６の上側に押圧部材４５が位置している。この時、アーム３６の先端と押圧部材４５の下向の押圧面４５ａとは数ミリのクリアランスを有している。
【００５９】
そして、さらにカートリッジ３を挿入させていく。すると、アーム３６はその先端３６ａが当接面４２ｂに押される。そしてアーム３６はコイルバネ３８の付勢力に抗して回動軸３７を中心にして、カートリッジ装着方向とは反対方向に回転を始める。そして、アーム先端３６ａが図８のように押圧部材４５の下向の押圧面４５ａに当接し始める。この状態においては、第一被ガイド部３３ａが、斜面部２２ａ２と係合するので、カートリッジ３の装着方向の下流側は下方に移動する。そしてカートリッジ支持部２６に被支持部３２ａが接触を開始する。アーム３６は、押圧部材４５によって、被支持部３２ａをカートリッジ支持部２６に押圧する方向（感光体ドラム４の軸線方向と交差する方向）に押圧力を受ける。
【００６０】
そして、さらにカートリッジ３を挿入させていく。すると、アーム３６の先端３６ａでもって、押圧部材４５をバネ４６の弾性力に抗して押し上げる。そして、感光体ドラム４の軸線と、アーム３６の回転中心と先端３６ａを結ぶ線３６ｃとのなす角度α（図９）が９０度以上開く。押圧部材４５の押圧面４５ａがアーム３６に与えるモーメントは、前記角度αが９０度以下では閉じる方向に、前記角度αが９０度を超えると逆に開く方向に作用する。開き角度が９０度を越えた瞬間、アーム３６は前記押圧面４５ａに設けられた規制部４５ｂに当接して受け止められる。そして、アーム３６は、規制部４５ｂによってそれ以上の回動を規制される。そして、規制部４５ｂによって規制された位置が第二の位置として維持される。このように構成することで、操作者がカートリッジ３を装置本体１に装着した際に、クリック感を発生させる効果がある。さらにクリック感を強調するように、押圧面４５ａの形状を工夫しても良い。
【００６１】
また、アーム３６が第二の位置にある状態では、アーム３６は、被支持部３２ａをカートリッジ支持部２６に押圧する方向に加えて、カートリッジ３を装着方向下流側へ押圧する方向も受けることになる。図９のように、更にカートリッジ３を装着させていくと、前記被支持部３２ａに設けられた先端面３２ｂが前記当接面４２ａに突き当たる。これによって、カートリッジ３のそれ以上の挿入が阻止され、挿入したカートリッジ３の前記装置本体１内におけるスラスト方向の位置決めがなされる。即ち、アーム３６が受けた装着方向下流側へ押圧する押圧力もスラスト方向の位置決めに寄与する。また、カップリング凸部３５がカップリング凹部４４に十分に進入してカップリング凸部３５と凹部４４が結合状態になる。
【００６２】
この際に、アーム３６が押圧面４５ａによって押圧される押圧力を軸受３２へ伝達する。これによって、軸受３２がカートリッジ支持部２６に押圧される。これにより感光体ドラム４のラジアル方向における装置本体１に対する位置決めを行うことができる。ひいては、カートリッジ３の装置本体１に対するラジアル方向の位置決めを行うことができ、カートリッジ３はこの位置で固定される。尚、本実施例においては、アーム３６は軸受３２に回転可能に設けられた例を示したが、前述した作用を生じるのであれば、軸受３２に移動可能に設けられていてもよい。
【００６３】
軸受３２の外周が内周に対して精度良く加工してあるために、カートリッジ支持部２６に対する感光体ドラム４の位置精度誤差を小さく抑えることが出来る。また、アーム３６と被支持部３２ａの両方とも軸受３２に設けられている。これによって、押圧力によるカートリッジ枠体３１のひずみの発生防ぐことが出来る。また、本実施例は、枠体３１を樹脂（ポリスチレン等）で形成している。しかしながら、前述した構成なのでアーム３６と被支持部３２ａを離れて配置されているとしても、枠体３１が外力を受けた際に弾性的に振動するのを防止できる。したがって、防振の面からでも軸受３２の構成は効果的である。
【００６４】
本実施例では１次転写ローラ１２（（Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋ））が感光体ドラム４を２ｋｇｆ（１９．６Ｎ）程度の力で上向きに加圧する。一方、前記押圧部材４５によるカートリッジ押圧力はそれに打ち勝つのに十分な力である必要がある。従って本実施例では、２倍のマージンを見込んでいる。そして、感光体ドラム４の軸線方向の一端と他端とを均等な力で押圧するとして、押圧部材４５によるカートリッジ装着方向下流側のカートリッジ押圧力を２ｋｇｆに設定している。
【００６５】
（ｆ）前述したとおり、カートリッジ３を装置本体１の装着部２に装着した状態（図９）において、前記装着方向上流側においては、軸受３２はその下面側が装置本体１の手前側板２３に設けられたカートリッジ支持部２５に対応位置した状態になる。そして図１０のように、本実施例の場合は、カバー２１を閉じると、このカバー２１の内面に配設した押圧部材５１が軸受１３２に当接する。そして、押圧部材５１を押圧するバネ部材５２の弾性力でもって、軸受１３２が手前側板２３のカートリッジ支持部２５に押え込まれる。そして軸受１３２は前記支持部２５に位置決め固定された状態になる。この際、被ガイド部３３ｂと装着ガイド２２ｂは、接触しない状態にある。
【００６６】
ここで、本実施例においては、アーム３６、回転軸３７、コイルバネ３８、加圧部材４５、圧縮コイルバネ４６、及び、基板４１を金属製あるいは導電性部材にしてある。そこで、カートリッジ３が装置本体１に対して装着された状態（図９）において感光体ドラム４をアーム３６を介して装置本体１に電気的に導通させてアースを取っている。すなわち、コイルバネ３８の一端部側３８ａを延長して感光体ドラム４の軸４ａに弾性的に接触させている。そしてカートリッジ３が装置本体１に対して装着された状態（図９）において、カートリッジ３側の感光体ドラム４の軸４ａを、コイルバネ３８→アーム３６→加圧部材４５→圧縮コイルバネ４６→基板４１→奥側板（金属）２４の経路で装置本体１と接地している。即ち感光体ドラム５を装置本体１との間でもって、電気的に導通させてアースＧに接続している。
【００６７】
（ｇ）カートリッジ３の装置本体１からの取出しは上記の挿入装着の場合と逆の手順となる。アーム３６はカートリッジ３の画像形成装置本体１からの取り出す際に、コイルバネ３８の弾性力で再び第１の位置に復帰する。
【００６８】
（３）カートリッジ挿入力（装着力）の検証
カートリッジ３を装置本体１への挿入する動作に連動して、カートリッジ３をカートリッジ支持部２４に押圧する構成として、本実施例のアーム部材を用いるほかに、次の構成を用いることもできる。
【００６９】
装置本体１の押圧面に傾斜面を設ける。そして、カートリッジ３にはアーム部材３６の代わりに固定した傾斜面を前記押圧面に対向させて設けて、挿入動作に連動して前記固定傾斜面が押圧面を滑りながら押し上げていく。しかし、挿入力が軽くて済むという点は、前述した回動アームを用いる構成が優れている。このことを以下に検証する。
【００７０】
（ａ）まず、図１１に示すように本実施例のアーム構成を力学モデル化した。
【００７１】
被押圧部にかかる挿入負荷          Ｆ
押圧力                            Ｒ
押圧面当接時のアーム開き角        φ
カートリッジガイドの垂直抗力      Ｎ１
押圧部材ガイドの垂直抗力          Ｎ２
カートリッジガイドの動摩擦係数    μ１
押圧部材ガイドの動摩擦係数        μ２
アームの長さ                      ｒ
とする。ここで、Ｆは、被押圧部にかかる挿入負荷である。尚、実際のカートリッジ挿入負荷はさらにカートリッジ自重による摩擦力が加えられる。
【００７２】
このとき、アームにかかる力のつりあいの関係を、水平方向、垂直方向に分けて示すと、
Ｆ−μ１Ｎ１−Ｎ２＝０・・・・式（１）
Ｒ−Ｎ１−μ２Ｎ２＝０・・・・式（２）
また、アームの回動中心周りのモーメントのつりあいの関係は、
｛（Ｒ＋μ２Ｎ２）ｃｏｓφ−Ｎ２ｓｉｎφ｝ｒ＝０  ・・・・式（３）
以上の式（１）〜（３）を整理すると、押圧力Ｒに対する必要な挿入負荷Ｆの割合
Ｆ／Ｒ＝（μ１ｔａｎφ−２μ１μ２＋１）／（ｔａｎφ−μ２）  ・・・・式（４）
が導き出される。
【００７３】
動摩擦係数μ１＝μ２＝０．３とし、φとＦ／Ｒとの関係を図１３に示す（４５°≦φ≦９０°）。
【００７４】
これによると、押圧面にアーム先端が当接するときのアームの開き角φを大きくするにつれて挿入負荷が小さくなることがわかる。アーム開き角φが約５８°のとき押圧力Ｒと挿入力Ｆが等しくなる（Ｆ／Ｒ＝１）。しかし実際の構成ではさらに角度を大きくすることが可能で、挿入力をさらに下げることが可能である。
【００７５】
（ｂ）次に、図１２に示すように、固定した傾斜面によって押圧面を押し上げる構成を力学モデル化した。図中、実線矢印は押圧受け部に作用する力、破線矢印は押圧部に作用する力を示している。
【００７６】
挿入負荷                          Ｆ
押圧力                            Ｒ
斜面の傾斜角                      θ
カートリッジガイドの垂直抗力      Ｎ１
押圧部材ガイドの垂直抗力          Ｎ２
傾斜面の垂直抗力                  ｆ
カートリッジガイドの動摩擦係数    μ１
両傾斜面の動摩擦係数              μ２
押圧部材ガイドの動摩擦係数        μ３
とする。ここで、こで、Ｆは、前述のとおり、被押圧部にかかる挿入負荷であって、実際のカートリッジ挿入負荷はさらにカートリッジ自重による摩擦力が加えられる。
【００７７】
このとき、押圧受け部にかかる力のつりあいの関係を、水平方向、垂直方向に分けて示すと、
Ｆ＝ｆｓｉｎθ−μ１Ｎ１−μ２ｆｃｏｓθ＝０・・・・式（５）
Ｎ１−ｆｃｏｓθ＋μ２ｆｓｉｎθ＝０・・・・式（６）
同様に、押圧部材にかかる力のつりあいの関係を、水平方向、垂直方向に分けて示すと、
−Ｎ２＋ｆｓｉｎθ＋μ２ｆｃｏｓθ＝０・・・・式（７）
−Ｒ＋ｆｃｏｓθ−μ２ｆｓｉｎθ−μ３Ｎ２＝０・・・・式（６）
以上式（５）〜（８）を整理すると、押圧力Ｒに対する挿入負荷Ｆの割合
Ｆ／Ｒ＝（μ１＋μ２＋（１−μ１μ２）ｔａｎθ）／（１−μ２μ３−（μ２＋μ３）ｔａｎθ））  ・・・・式（９）
が導き出される。
【００７８】
動摩擦係数μ１＝μ２＝μ３＝０．３とし、θとＦ／Ｒとの関係を、図１４に示す（０°≦θ≦４５℃）。
【００７９】
これによると、傾斜角を大きくするにつれて挿入負荷が大きくなることがわかる。傾斜角θが約１２°のとき押圧力Ｒと挿入負荷Ｆが等しくなる（Ｆ／Ｒ＝１）。しかし、傾斜角を小さくすればするほど、装着方向に傾斜面が延びることになり、カートリッジおよび装置本体をその分だけ大きくする必要がある。
【００８０】
（ｃ）実際のカートリッジ挿入力はカートリッジ自重による摩擦力を考慮する必要がある。ここで、プロセスカートリッジ重量を２ｋｇｆ、押圧力Ｒを２ｋｇｆ、動摩擦係数を０．３として、本実施例構成での実際の挿入負荷を図１５に示す。また、傾斜面を滑らせる構成での実際の挿入負荷を図１６に示す。操作者が負担にならない負荷はだいたい２ｋｇｆ程度と一般に言われているが、挿入負荷２ｋｇｆ以下の目標に対して、傾斜面を滑らせる構成ではほとんど実現が難しい。これに対して、挿入負荷を２ｋｇｆとすることが、アームを用いた例では、の当接時の開き角を７０°程度以上にすることで実現可能である。
【００８１】
本実施例によれば、カートリッジ３の挿入動作に連動して支持部２６にカートリッジ３が押圧されて感光体ドラム４の位置が精度良くきまり、なおかつ挿入力が軽くすむというプロセスカートリッジを提供できる。しかもカートリッジ、画像形成装置ともにシンプルな構成でそれらを実現することが出来る。これにより、操作者が簡単で装着時の負荷を軽減することができる。即ち、カートリッジの装着操作にともなう負荷を軽減することができる。
【実施例２】
【００８２】
本発明の第二の実施例について説明する。本実施例および後述する第三実施例と第四実施例において、画像形成装置の構成は前述の実施例１の図１と同様である。実施例１の装置と共通する部材には共通の符号を付して再度の説明を省略する。
【００８３】
図１７及び図１８に示すとおりにカートリッジ３が装置本体に挿入され、カートリッジ３に設けられた位置決め部材（カートリッジ位置決め部）１０１の先端面（第二のカートリッジ位置決め部）１０１ａが装置本体側に設けられた固定部材１０４の内面側の当接面（第二の本体位置決め部）１０４ａに突き当たる。ことによりカートリッジ３のそれ以上の挿入が阻止される。そして、カートリッジ３の装置本体１に対するスラスト方向の位置決めがなされていると共にとともに、画像形成位置本体に対するラジアル方向の位置決めが押圧手段６０の押圧によりなされた状態を示す。
【００８４】
図２１に示すように、奥側板２４にはカートリッジ３の位置決め穴２４ａにＶ字溝２６（本体位置決め部）が設けられている。また、図１７に示すように、カートリッジ３の位置決め部材１０１を前記Ｖ字溝２６に押圧する。これによりカートリッジ３を装置本体に対してラジアル方向の位置決めする。
【００８５】
押圧手段６０はカートリッジ３をＶ字溝２６に押圧する押圧部材（アーム）８０を有する。そして、押圧部材８０は回転軸８１により装置本体１に対して回動自在に軸支されている。尚、回転軸８１は奥側板２４に対して平行であり、カートリッジ装着方向３ｉｎに対して垂直にする。
【００８６】
図１９・図２０に示すように、押圧部材８０はカートリッジ３が未装着状態では８０ｂのような姿勢（第一の位置）となる。そして、カートリッジ３が装置本体１に装着された状態（図１７・図１８）では該押圧部材８０はカートリッジ３の押圧作用部材（被押圧部材）１０２と接する。そして、押圧部材８０は、回転軸８１を中心にして、図１９の矢印８０ｉｎ方向に回動する。作用部材１０２は該押圧部材８０により鉛直方向へ移動する。そして、バネ（ばね部材）１０３の弾性力によって前記位置決め部材１０１を押圧する。そして、バネ１０３の弾性力によってカートリッジ３を装置本体１の位置決めＶ字溝２６に押圧する（図１７）。
【００８７】
カートリッジ３が装置本体１に装着された状態では、押圧部材８０は図１７に示すように姿勢８０ａ（第二の位置）となり、作用部材１０２とは押圧作用点１０２ｐ（被押圧部材の第二被押圧部）で接触する。作用点１０２ｐは回転軸８１よりカートリッジ３の装着方向下流側に位置する。そして、押圧部材８０には８０ｉｎ方向に回転するトルクが作用する。そのため押圧部材８０には自己保持力が発生し、安定した押圧力が実現できる。さらに作用点１０２ｐが回転軸８１の装着方向上流から下流に移行する際に、反発力から引きこみ力へ変わる。そのため操作者が、カートリッジ３が装置本体１に装着された際のクリック感を実現できる。
【００８８】
また、押圧部材８０が第二の位置にある状態では、第一実施例と同様にカートリッジ３を装着方向下流側へ押圧する力も発生する。よって、カートリッジ３の前記装置本体１内におけるスラスト方向の位置決めにも寄与することになる。
【００８９】
カートリッジ３を図１７に示す３ｏｕｔ方向に取り外す際、前記押圧部材８０は前記押圧作用部材１０２の作用により、図１９の矢印８０ｏｕｔ方向にトルクが発生する。これによって、押圧部材８０は初期位置８０ｂの姿勢（第一の位置）に戻る。この状態時における作用部材１０２に押圧部材８０が点１０２ｐ（被押圧部材の第一被押圧部）で当接している。
【００９０】
従って、カートリッジ３を装着する際は、３ｉｎ方向の力により前記カートリッジ３の装着、押圧、位置決めがクリック感を伴って実現される。カートリッジ３を取り外し際には３ｏｕｔ方向の力により、押圧解除、取り外しが実現される。即ち、前述したようなシンプルな構成で、カートリッジ３を装置本体１に装着した際のクリック感が得られる。
【実施例３】
【００９１】
図２２、図２３、図２４に本発明の第三の実施例を示す。本実施例では図２２・図２３に示すように、押圧手段６０の有する回転軸８１は装置本体１に対し固定されている。また、回転部材８２が回転軸８１に回動自在に軸支されている。押圧部材８０と回転部材８２との間にはバネ（ばね部材）８３が設けられている。そして、前記押圧部材８０と前記回転部材８２は前記ばね８３の伸縮方向に伸縮自在に構成されている。
【００９２】
図２４に示すようにカートリッジ３が装置本体１に装着されると押圧作用部材１０２は押圧部材８０に作用する。そして、押圧部材８０を８０ｉｎ方向に回転する。前記押圧作用部材１０２へ作用する押圧力（弾性力）により、カートリッジ３の位置決め手段１０１をＶ字溝２６に押圧する。これによって、カートリッジ３を装置本体１に位置決めする。
【００９３】
図２４に示すように、押圧部材８０へ押圧力が作用する押圧作用点８０ｐと回転軸８１との間の距離は、前記カートリッジ３が画像形成位置に装着された状態の方が、カートリッジ３が装着されていない状態よりも短い。よって、図２４に示すように、カートリッジ３が画像形成位置に設置された状態でばね８３は押圧部材８０に押圧力がかかる。
【実施例４】
【００９４】
図２５、２６、２７に第四の実施例を示す。本実施例では図２５に示すように、固定台８５を装置本体１に対して押圧力が作用する方向に移動可能に設けている。そして、ばね８３を介して本体の曲げ起し２４ｂから固定台８５へ押圧力を伝達する。回転軸８１は固定台８５に固定され、押圧部材８０は回転軸８１に回動自在に軸支されている。
【００９５】
図２７に示すようにカートリッジ３が装置本体１に装着されると押圧作用部材１０２は押圧部材８０に作用する。そして、押圧部材８０を８０ｉｎ方向に回転する。前記押圧作用部材１０２へ作用する押圧力により、そして位置決め手段１０１はＶ字溝２６に押圧される。そして、カートリッジ３を装置本体１に対して位置決めする。
【００９６】
押圧部材８０へ押圧力が作用する押圧作用点８０ｐと本体曲げ起し２４ｂ間との距離は、図２７に示すように前記カートリッジ３が画像形成位置に装着された状態の方が、図２６に示すのようにカートリッジ未装着状態よりも短い。そのため、カートリッジ３が画像形成位置に装着された状態で、ばね８３は固定台８５に押圧力を加える。そしてこの押圧力を回転軸８１、押圧部材８０を介してカートリッジ３に伝達して、カートリッジ３を押圧する。
【００９７】
前述した実施例では、フルカラー画像形成装置を例にとって説明したが、モノクロ機など単色画像形成装置における１つのプロセスカートリッジの着脱構成にも適用できることは勿論である。
【００９８】
以上、本実施例によれば、カートリッジ３の装着動作に連動して、本体位置決め部２６にカートリッジ３が押圧されて、感光体ドラム４の位置が精度良くきまる。さらに、カートリッジ３を装置本体１に装着する際の装着力が軽くすむ。しかもカートリッジ３、装置本体１ともにシンプルな構成でそれらを実現することが出来る。これにより、操作者が簡単で軽負荷の操作力でカートリッジ３の着脱を行うことが可能となる。
【００９９】
また、押圧部材８０に自己保持力が働き、カートリッジ３が装置本体１に装着されると、外力が加わらない限りカートリッジ３の位置ずれは発生しない。また、カートリッジ３を直接本体フレームに位置決めするため高精度の位置決めが実現できる。さらにプロセスカートリッジの装着・位置決め・押圧を一つの動作で実現できるので、操作性の向上が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】第一の実施例における画像形成装置の側面図
【図２】プロセスカートリッジの外観斜視模型図
【図３】カバー（前面ドアー）を開けた状態の画像形成装置の斜視模型図
【図４】装着方向下流側から画像形成装置本体内にカートリッジが挿入される様子をあらわす図
【図５】プロセスカートリッジの装着方向下流側の端面図
【図６】プロセスカートリッジの挿入過程の説明図（その１）
【図７】プロセスカートリッジの挿入過程の説明図（その２）
【図８】プロセスカートリッジの挿入過程の説明図（その３）
【図９】プロセスカートリッジの挿入過程の説明図（その４）
【図１０】プロセスカートリッジ装着方向上流側のドラム軸受部材の位置決め固定状態の説明図
【図１１】本発明の軽負荷挿入力の効果を説明する力学モデル図
【図１２】本発明と比較するための、別の構成の力学モデル図
【図１３】本発明と本発明以外の構成での挿入負荷の違いを示すグラフ（その１）
【図１４】本発明と本発明以外の構成での挿入負荷の違いを示すグラフ（その２）
【図１５】本発明と本発明以外の構成での挿入負荷の違いを示すグラフ（その３）
【図１６】本発明と本発明以外の構成での挿入負荷の違いを示すグラフ（その４）
【図１７】第二の実施例における押圧状態の図（その１）
【図１８】第二の実施例における押圧状態の図（その２）
【図１９】第二の実施例における無負荷状態の図（その１）
【図２０】第二の実施例における無負荷状態の図（その２）
【図２１】第二の実施例における押圧部材部分の斜視図
【図２２】第三の実施例における押圧部材部分の斜視図
【図２３】第三の実施例における無負荷状態の図
【図２４】第三の実施例における押圧状態の図
【図２５】第四の実施例における押圧部材部分の斜視図
【図２６】第四の実施例における無負荷状態の図
【図２７】第四の実施例における押圧状態の図
【符号の説明】
【０１０１】
１・・画像形成装置本体、２（Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋ）・・プロセスカートリッジ装着部、３（Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂｋ）・・プロセスカートリッジ、３６・・アーム、４５・・押圧手段
【図６】
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【図７】
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【図２１】
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【図２５】
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【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２６】
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【図２７】
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