プロセスカートリッジおよびそれを用いる画像形成装置
【課題】簡単な機構で本体との位置決めが容易に行え、かつ、半ロック状態や半挿入状態のままでも確実にプロセスカートリッジを本体に装着できるようにする。
【解決手段】画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジ２００において、画像形成プロセスに必要なエレメントを有するユニット部２０１と、プロセスカートリッジ２００が画像形成装置内を移動するのと連動して画像形成装置に設けた第１押圧部１０４，１０５に押圧され、画像形成装置の第１所定位置に位置決めする第１被押圧部２２０，２２１とからなる。
【解決手段】画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジ２００において、画像形成プロセスに必要なエレメントを有するユニット部２０１と、プロセスカートリッジ２００が画像形成装置内を移動するのと連動して画像形成装置に設けた第１押圧部１０４，１０５に押圧され、画像形成装置の第１所定位置に位置決めする第１被押圧部２２０，２２１とからなる。
【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およびそれを用いる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等に用いられる画像形成装置では、画像形成プロセスに必要なエレメントの交換や修理、ジャム処理等のために、当該エレメントを含むプロセスカートリッジが画像形成装置に対して着脱可能に設けられている。このようなプロセスカートリッジは、画像形成装置に対して確実に装着し、位置決めして、動作不良を起こさないようにする必要がある。
【０００３】
このために、特許文献１では、プロセスカートリッジが本体に完全に押し込まれなければ、プロセスカートリッジを保持する保持部材の一部が把手の開口部から突出するようにして、プロセスカートリッジが所定の位置まで押し込まれたか否かを判断できるようにしたものが提案されている。特許文献２では、カバーを閉じるとこれに連動してカバーに設けたストッパ機構がプロセスユニットを押圧して固定するようにしたものが提案されている。特許文献３では、感光体に接離する方向に着脱自在なプロセスユニットをレバーで回動させて位置決めするものが提案されている。
【特許文献１】特許第２５５５７５３号
【特許文献２】実公平６−３１４７３号公報
【特許文献３】実公平６−８５９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来提案されているプロセスカートリッジの位置決めでは、半ロック状態や半挿入状態のままになっている場合や、回動操作を怠った場合は、再操作が必要となったり、押圧固定機構が複雑であるという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、簡単な機構で本体との位置決めが容易に行え、かつ、半ロック状態や半挿入状態のままでも確実に本体に装着できるプロセスカートリッジおよびそれを用いる画像形成装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための他の手段として、本発明は、
画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
画像形成プロセスに必要なエレメントを有するユニット部と、
プロセスカートリッジが画像形成装置内を移動するのと連動して画像形成装置に設けた第１押圧部に押圧され、画像形成装置の第１所定位置に位置決めする第１被押圧部とからなるものである。
【０００７】
これにより、プロセスカートリッジが画像形成装置内を移動する際に、画像形成装置の第１押圧部でプロセスカートリッジの第１被押圧部が押圧されて位置決めされるので、プロセスユニットの装着が不完全であっても確実に所定位置に装着される。
【０００８】
画像形成装置に設けた被係合部に係合し、前記ユニット部を画像形成装置の所定の装着位置に位置決めする位置決め部をさらに有し、
該位置決め部に前記第１被押圧部を有することが好ましい。
【０００９】
画像形成装置のカバーの開閉に連動して該カバーに設けた第２押圧部に押圧され、画像形成装置の第２所定位置に位置決めする第２被押圧部をさらに有することが好ましい。
【００１０】
プロセスカートリッジが画像形成装置内を第３所定位置に移動した際に画像形成装置に設けた第３押圧部に押圧され、画像形成装置を当該第３所定位置に位置決めする第３被押圧部をさらに有することが好ましい。
【００１１】
前記第３押圧手段による押圧方向は、前記第１押圧手段による押圧方向に対して略直交する方向であることが好ましい。
【００１２】
前記第１被押圧部と前記第２被押圧部は、同一部分であることが好ましい。
【００１３】
前記第１被押圧部と前記第２被押圧部は、プロセスカートリッジが画像形成装置に完全に装着されたときは、前記第１押圧部と前記第２押圧部に押圧されないことが好ましい。
【００１４】
前記押圧部による押圧方向はプロセスカートリッジを画像形成装置に取り付ける方向と同じ方向であることが好ましい。
【００１５】
前記課題を解決するためのさらに他の手段として、本発明にかかる画像形成装置は、前述したプロセスカートリッジと、該プロセスカートリッジのユニット部のエレメントおよびその他の画像形成プロセスに必要なエレメントとを用いて画像を形成する作像手段とからなるものである。
【発明の効果】
【００１６】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、プロセスカートリッジが画像形成装置内を移動する際に、画像形成装置の第１押圧部でプロセスカートリッジの第１被押圧部が押圧されて位置決めされるので、プロセスユニットの装着が不完全であっても確実に所定位置に装着される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
【００１８】
図１は、本発明を適用したカラープリンタ１０の全体構成図である。このカラープリンタ１０は、現像ユニット２０、感光体ユニット３０、レーザプリントヘッド４０、中間転写ユニット５０および定着ユニット６０を備えている。
【００１９】
現像ユニット２０は、矢印ａ方向に回転駆動される回転ラック２２を有している。回転ラック２２には、４つの現像器２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋが周方向に並んで保持されている。各現像器２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋには、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーがそれぞれ収容されている。また、各現像器２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋは、外周面に保持したトナーを回転しながら搬送する現像ローラ２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｋをそれぞれ有している。
【００２０】
感光体ユニット３０は、矢印ｂ方向に回転駆動される感光体ドラム３２を有している。感光体ドラム３２は、回転ラック２２の回転により現像位置に来た各現像器２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋの現像ローラ２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｋと対向するようになっている。なお、図１において現像器２４Ｙがある位置が現像位置となる。感光体ドラム３２の周囲には、感光体ドラム３２の表面を均一帯電させる帯電チャージャ３４と、一次転写後に感光体ドラム３２の表面に残留するトナーを除去するクリーナ３６とが配置されている。
【００２１】
レーザプリントヘッド４０は、外部から入力された画像情報に応じて、均一帯電された感光体ドラム３２の表面にレーザビーム４２を照射する。これにより、感光体ドラム３２の表面には、各色トナー像のための静電潜像がそれぞれ形成されることになる。
【００２２】
中間転写ユニット５０は、４つのローラ５１，５２，５３，５４の周囲に掛け渡されて矢印ｃ方向に回転駆動される中間転写ベルト５６を有している。ローラ５４に隣接して一次転写ローラ５８が設けてあり、この一次転写ローラ５８の近傍で中間転写ベルト５６は感光体ドラム３２に対向している。また、中間転写ベルト５６は、ローラ５１によって支持された部分が二次転写ローラ５９に対向している。この二次転写ローラ５９と中間転写ベルト５６との対向部が画像形成部Ａになっている。中間転写ベルト５６の外面には、二次転写後に中間転写ベルト５６の表面に残留するトナーを除去するクリーナ５７とが配置されている。なお、中間転写体は、ベルト形状のものに限らず、他の形状、例えばドラム形状のものであってもよい。
【００２３】
定着ユニット６０は、定着器６２と、排出部を構成する２つの排出ローラ対６４，６６とを有している。定着器６２を通過することにより画像定着されたシートは、排出ローラ対６４，６６の回転により排紙トレイ６８上に排出されるようになっている。なお、排出部は１つのローラ対で構成されてもよいし、ベルト対で構成されてもよい。
【００２４】
カラープリンタ１０の下部には、給紙部である給紙カセット７０が配置されている。給紙カセット７０には、記録紙等のシートＳが積載収容されている。シートＳは、給紙ローラ７０の回転により最上部のものから順に一枚ずつ送り出される。
【００２５】
給紙カセット７０からはシート搬送経路７４が総じて縦方向に延びて形成されている。シート搬送経路７４は、給紙カセット７０から画像形成部Ａおよび定着器６２を経て排出ローラ対６４，６６まで延びている。給紙カセット７０から送り出されたシートＳは、それぞれ回転する各搬送ローラ対７６，７８，８０，８２によってシート搬送経路７４を上方に搬送されるようになっている。
【００２６】
シート搬送経路７４とプリンタ本体のほぼ平坦な側壁１２との間の空間には、画像形成部Ａで片面に画像形成されたシートを図１に示す状態で一旦停止した後、スイッチバックして、表裏反転させた状態で画像形成部Ａに再給紙するための再給紙経路８６を有している。
【００２７】
再給紙経路８６の上部は、定着ユニット６０の内部まで延びて、排出ローラ対６４の手前でシート搬送経路７４に合流している。また、再給紙経路８６の下部は、搬送ローラ対７８の手前においてシート搬送経路７４と合流している。
【００２８】
図１を再び参照すると、プリンタ本体の側壁１２の外側には、手差しトレイ９６が取り付けられている。手差しトレイ９６は、軸９７を中心として回動することにより開閉可能になっており、開かれた状態（図１に示す状態）でシートＳが手差しによりセットされる。手差しトレイ９６上にセットされたシートＳは、給紙ローラ９８の回転により最上部のものから一枚ずつシート搬送経路７４に送り出されるようになっている。
【００２９】
前記現像器２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋは、プリンタ本体に対し着脱可能であるので、以下、これらをトナーカートリッジ２００（本発明のプロセスカートリッジの一形態）と称する。
【００３０】
まず、トナーカートリッジ２００をプリンタ本体に装着し位置決めするためのプリンタ本体側の構造について説明する。本体の前壁１４には、図２に示すように、トナーカートリッジ２００を取り出し、挿入するための開口部１０１と、感光体ユニット３０および中間転写ユニット５０を取り出し、挿入するための開口部１０２が形成されている。前壁１４の裏には、図３に示すように、回転ラック２２を支持する軸孔１０３を中心とする半径ｒ１，ｒ２の円弧状の２条のリブ１０４，１０５（本発明の第１押圧部に相当する。）が形成されている。回転ラック２２の回転方向ａに対してリブ１０４，１０５の上流側端部は、傾斜面１０４ａ，１０５ａとなっている。また、回転ラック２２の回転方向に対してリブ１０４，１０５の下流側には、回転ラック２２の軸孔１０３から半径ｒ３（ｒ１＞ｒ２＞ｒ３）の位置に、押圧レバー１０６（本発明の第３押圧部に相当する。）が軸１０７により回動可能に取り付けられている。この押圧レバー１０６は、前壁１４から内側に向かってばね１０８により付勢され、その先端が逆Ｕ字形のストッパ１０９に当接している。
【００３１】
本体の前壁１４の外側には、カバー１１０が設けられ、前記開口部１０１，１０２を覆うことができるようになっている。カバー１１０の内側には、図２に示すように、カバー１１０を閉じたときに開口部１０１に挿入されたトナーカートリッジ２００を押圧する突部１１１（本発明の第２押圧部に相当する。）が設けられている。
【００３２】
回転ラック２２は、図４に示すように、回転軸１２１と、該回転軸１２１の一端に設けられた円形の端板１２２と、回転軸１２１の回りに配置された４つの翼板１２３とから一体部品として構成され、前記回転軸１２１の軸心を中心として全体的に回転可能になっている。端板１２２の２つの翼板１２３で囲まれた領域には、ピンからなる回動軸部１２４が回転軸１２１に平行に突設されている。各翼板１２３の端面には、外側から内側に向かって順に第１位置決め凹部１２５、第２位置決め凹部１２６、レ字形の切欠き１２７が形成されている。ある翼板１２３の第１位置決め凹部１２５は、回転ラック２２の回転方向に隣接する翼板１２３の第２位置決め凹部１２６とともに、それらの間に挿入されるトナーカートリッジ２００の位置決め部（本発明の被係合部）を構成している。
【００３３】
翼板１２３の一方の面の最も外側の縁には、回転軸１２１と平行に延びる第１ガイド片１２８が形成され、他方の面には、前記第１ガイド片１２８よりも内側に位置し、同様に回転軸１２１と平行に延びる第２ガイド片１２９が形成されている。ある翼板１２３の第１ガイド片１２８は、回転ラック２２の回転方向に隣接する翼板１２３の第２ガイド片１２９とともに、それらの間に挿入されるトナーカートリッジ２００のガイド部を構成している。また、各翼板１２３には、その第２ガイド片１２９の内側に、位置決めレバー１３０、第１押圧レバー１３１、および第２押圧レバー１３２がそれぞれ軸１３３，１３４，１３５を中心に回動可能に設けられ、図１３（Ａ）に示すように、ばね１３６，１３７，１３８によって第２ガイド片１２９に向かって付勢されている。
【００３４】
続いて、トナーカートリッジ２００自体の構造について説明する。トナーカートリッジ２００は、図５に示すように、ユニット部２０１、位置決め部２０２、保持部２０３、規制解放機構２０４、および保護カバー２０５からなっている。
【００３５】
ユニット部２０１は、図６に示すように、画像形成プロセスに必要なエレメントとして、トナー槽２５と現像ローラ２６を有している。トナー槽２５は、細長い容器からなり、所定の色のトナーを収容している。トナーは、トナー槽２５の一端に設けた補充口２７から補充できるようになっている。現像ローラ２６は、トナー槽２５の開口部２８にその一部が露出するように回転可能に設けられ、トナー槽２５のトナーを外周面に保持するようになっている。現像ローラ２６の両端には、ころ２０６が設けられている。このころ２０６は、現像位置において感光体ドラム３２と圧接して、現像ローラ２６と感光体ドラム３２の隙間を高精度に維持して高画質を保つようにしている。
【００３６】
トナー槽２５の外面には、トナーカートリッジ２００の装着時に、前記回転ラック２２の第１ガイド片１２８と第２ガイド片１２９にそれぞれガイドされるガイド面２０７とガイド突起２０８が形成されるとともに、ガイド突起２０８と平行に押圧片２０９が形成されている。押圧片２０９は、前記回転ラック２２の第１押圧レバー１３１と第２押圧レバー１３２が圧接するようになっている。また、押圧片２０９には、図１２に示すように、前記回転ラック２２の位置決めレバー１３０が係止する係止部２１０が形成されている。
【００３７】
トナー槽２５の補充口２７側の端面には、後述するように保持部２０３を構成する回動軸部２１１と、位置決め部２０２に対するユニット部２０１の回動を規制する回動範囲規制突起２１２が形成されている。回動軸部２１１にはねじ穴２１３が形成されている。また、トナー槽２５の補充口２７と反対側の端面には、前記回動軸部２１１と対応する位置に、図５に示すように、軸穴２１４が形成されている。この軸穴２１４は、前記回転ラック２２の端板１２２の回動軸部１２４が嵌合するようになっている。
【００３８】
位置決め部２０２は、前記トナー槽２５の補充口２７側の端部を覆うほぼ板状である。位置決め部２０２の両端部の内面には、トナー槽２５の長手方向に延びる第１位置決め凸部２１５と、第２位置決め凸部２１６が形成されている。第１位置決め凸部２１５と第２位置決め凸部２１６（本発明の位置決め部に相当する。）は、前記回転ラック２２の第１位置決め凹部１２５と第２位置決め凹部１２６に係合するようになっている。位置決め部２０２のほぼ中央には、前記トナー槽２５の回動軸部２１１と対応する位置に保持孔２１７が形成されている。位置決め部２０２の内面には、前記トナー槽２５の回動範囲規制突起２１２が入り込む扇形の回動範囲規制リブ２１８と、後述する規制解放機構２０４の規制解放ピン２２８が係合するＶ字形の規制リブ２１９が形成されている。一方、位置決め部２０２の外面には、図５に示すように、回転ラック２２の回転軸１２１の中心から最も外側の半径ｒ１の位置に所定幅の扇形の第１段部２２０（本発明の第１被押圧部に相当する。）が形成され、その内側の半径ｒ２およびｒ３の位置に所定幅の扇形の第２段部２２１（本発明の第１および第３被押圧部に相当する。）が形成され、さらにその内側に第３段部２２２が形成されている。
【００３９】
保持部２０３は、前記トナー槽２５の回動軸部２１１と、該回動軸部２１１が嵌合する前記位置決め部２０２の保持孔２１７とからなり、前記ユニット部２０１を前記位置決め部２０２に対して回動自在に保持するようになっている。前記位置決め部２０２は保持孔２１７を介して回動軸部２１１のねじ穴２１３にねじ２２３をねじ込むことで抜け止めされている。また、前記ユニット部２０１の回動は、トナー槽２５の回動範囲規制突起２１２が位置決め部２０２の回動範囲規制リブ２１８に入り込むことで、所定範囲内に規制されるようになっている。
【００４０】
規制解放機構２０４は、前記トナー槽２５に設けられた規制解放レバー２２５と、前記位置決め部２０２に形成された規制リブ２１９とからなっている。規制解放レバー２２５は、前記トナー槽２５の補給口２７側の端部に軸２２６を中心に回動可能に設けられている。規制解放レバー２２５の一端には、前記位置決め部２０２から離れる方向に突出する突片２２７が形成され、他端には前記位置決め部２０２に向かって突出する規制解放ピン２２８が形成されている。そして、この規制解放レバー２２５は、その規制解放ピン２２８が前記位置決め部２０２の規制リブ２１９に係合する方向に、ばね２２９によって付勢されている。規制解放レバー２２５の突片２２７は、トナーカートリッジ２００の装着時に、前記回転ラック２２の翼板１２３の切欠き１２７の斜面に当接して、規制解放レバー２２５を矢印方向に軸２２６の回りに回動させ、規制解放ピン２２８を規制リブ２１９から離脱させるようになっている。
【００４１】
保護カバー２０５は、前記ユニット部２０１の現像ローラ２６を覆う板状に形成されている。保護カバー２０５は、その両端から延びてトナー槽２５の両端に設けられた軸孔２３０に嵌合された第１ワイヤレバー２３１と、トナー槽２５の補給口２７側の端部から延びてトナー槽２５の補給口２７側の端面に設けられた軸孔２３２に嵌合され、第１ワイヤレバー２３１よりも小さい第２ワイヤレバー２３３とによって、現像ローラ２６を覆う被覆位置と、現像ローラ２６から離れて現像ローラ２６を露出させる退避位置とに略平行移動可能になっている。
【００４２】
保護カバー２０５の移動は、連動機構によって、前記規制解放レバー２２５の回動と連動するようになっている。この連動機構は、前記第１ワイヤレバー２３１の軸孔２３０と同軸に回動可能に設けたリンクレバー２３４と、一端が前記第１ワイヤレバー２３１に巻き付けられ、他端が前記規制解放レバー２２５の規制解放ピン２２８に巻き付けられたリンクワイヤ２３５とからなっている。リンクレバー２３４の軸側には前記リンクワイヤ２３５が係合する係合部２３６が形成され、先端側には前記第２ワイヤレバー２３３が貫通する穴２３７が形成されている。
【００４３】
ところで、本実施形態のカラープリンタ１０には、図２に示すように、トナー回収ボックス３００が本体の前壁１４とカバー１１０との間に設けられている。このトナー回収ボックス３００は、図７，８に示すように、ほぼ矩形で、上部と下部に仕切壁３０１で区画されている。トナー回収ボックス３００の下部には、前記感光体ドラム３２のクリーナ３６で掻き取られて図示しない搬送スクリュで搬送される残留トナーを受け入れる第１受入口３０２と、前記中間転写ベルト５６のクリーナ５７で掻き取られて図示しない搬送スクリュで搬送される残留トナーを受け入れる第２受入口３０３とを有している。また、トナー回収ボックス３００の上部には、噴煙トナー入口３０４と排気口３０５とを有し、その間にフィルタ３０６が充填されている。噴煙トナー入口３０４は、吸込ダクト３０７を介して吸込ボックス３０８に接続されている。吸込ボックス３０８は、矩形の細長い箱で、感光体ドラム３２に沿って設置されている。吸込ボックス３０８には、感光体ドラム３２と対向する面に複数の吸込口３０９が形成されている。また、排気口３０５は、排気ダクト３１０を介して図示しない後壁に設けたファンに接続されている。
【００４４】
このトナー回収ボックス３００により、感光体ドラム３２のクリーナ３６および中間転写ベルト５６のクリーナ５７で掻き取られた残留トナーはトナー回収ボックス３００の下部に回収される。現像領域で発生する噴煙トナーは、ファンの回転による矢印で示す吸込気流に乗ってトナー回収ボックス３００の上部に入り、ここでフィルタ３０６によって捕集され回収される。このように、感光体ドラム３２と中間転写ベルト５６の残留トナーの回収と、現像領域の噴煙トナーの回収が同一のトナー回収ボックス３００で行えるので、回収作業が簡単である。また、現像領域の噴煙トナーを吸込気流によって除去できるので、トナーカブリ等の画像不良が減少する。
【００４５】
以下、前記構成からなるカラープリンタ１０におけるトナーカートリッジ２００の着脱動作を説明する。
【００４６】
図９において、網掛けハッチングで示す現像ローラ２６が現像領域にある場合、トナーカートリッジ２００は開口部１０１からずれていて取り出すことができない。これは、トナーカートリッジ２００の着脱時のぶれや衝撃により、現像領域にある現像ローラ２６のころ２０６を傷つけたり、該ころ２０６により感光体ドラム３２を傷つけないようにするためである。ここで例えば、前記網掛けハッチングで示す現像ローラ２６を有するトナーカートリッジ２００をトナー補充または修理等のために取り出すには、カバー１１０を開けて図示しないハンドルにより回転ラック２２を矢印方向に回転させ、当該トナーカートリッジ２００を図１０に示すように開口部１０１に位置させる。このとき、他のトナーカートリッジ２００の現像ローラ２６は感光体ドラム３２から離れていて、接触する恐れはない。したがって、該当するトナーカートリッジ２００を、安心して取り外すことができる。トナーカートリッジ２００は、図示しない引き抜き機構によってその一部を開口部１０１から外部に露出させた後、回転ラック２２の軸方向に引き抜いて取り出すことができる。
【００４７】
トナーカートリッジ２００が取り出される際、図６に示す規制解放レバー２２５の突片２２７が回転ラック２２の翼板１２３の切欠き１２７から離れるので、規制解放レバー２２５は、ばね２２９の付勢力により図６において反時計回り方向に回動する。この結果、リンクレバー２３４およびリンクワイヤ２３５を介して第１ワイヤレバー２３１と第２ワイヤレバー２３３が図６において時計回り方向に回動して、保護カバー２０５が被覆位置に移動する。これにより、現像ローラ２６が保護されるので、現像ローラ２６に保持されたトナーで作業者の手や衣服が汚れることはない。また、規制解放レバー２２５の図６において反時計回り方向の回動に伴い、規制解放ピン２２８が位置決め部２０２の規制リブ２１９に係合するので、位置決め部２０２の保持部２０３の回りの回動が規制される。これにより、取出し後のトナーカートリッジ２００はユニット部２０１と位置決め部２０２が相対的に固定された状態になり、ガタ付きがない。
【００４８】
次に、トナーが補充され若しくは修理されたトナーカートリッジ２００、または新規のトナーカートリッジ２００を装着するには、カバー１１０を開き、図示しないハンドルを回して回転ラック２２の空の収納部を開口部１０１に位置させる。続いて、図２に示すように、トナーカートリッジ２００の位置決め部２０２側を手前にしてユニット部２０１の先端を開口部１０１に挿入する。このとき、ユニット部２０１は、そのガイド面２０７とガイド突起２０８が回転ラック２２の第１ガイド片１２８と第２ガイド片１２９にそれぞれガイドされるので、円滑かつ確実に回転ラック２２に収容される。ここで、トナーカートリッジ２００が半挿入状態であっても、図２に示すようにカバー１１０を閉じることにより、カバー１１０の突部１１１がトナーカートリッジ２００の位置決め部２０２の外面を押圧するので、トナーカートリッジ２００は回転ラック２２に挿入される（図１１（Ａ），（Ｂ）参照）。
【００４９】
このようにしてトナーカートリッジ２００が挿入された状態では、図１２に示すように、第１位置決め状態（本発明の第２所定位置に相当する。）にある。この第１位置決め状態では、トナーカートリッジ２００は、そのユニット部２０１の軸穴２１４に回転ラック２２の回動軸部１２４が僅かに係合し、その位置決め部２０２の第１位置決め凸部２１５および第２位置決め凸部２１６が回転ラック２２の第１位置決め凹部１２５と第２位置決め凹部１２６に僅かに係合している。また、回転ラック２２の位置決めレバー１３０は、未だ、トナーカートリッジ２００の係止部２１０と係止していない。なお、前述したように、位置決め部２０２の保持部２０３の回りの回動が規制されてユニット部２０１と位置決め部２０２が相対的に固定された状態になっているので、トナーカートリッジ２００の位置決め部２０２の第１位置決め凸部２１５および第２位置決め凸部２１６は、回転ラック２２の第１位置決め凹部１２５と第２位置決め凹部１２６に、ずれることなく確実に侵入する。
【００５０】
トナーカートリッジ２００が前記第１位置決め状態に挿入された時点では、図６に示す規制解放レバー２２５の突片２２７が回転ラック２２の翼板１２３の切欠き１２７の斜面に当接して押圧されるので、規制解放レバー２２５は、ばね２２９の付勢力に抗して回動する。この結果、リンクレバー２３４およびリンクワイヤ２３５を介して第１ワイヤレバー２３１と第２ワイヤレバー２３３が回動して、保護カバー２０５が開放位置に移動する。これにより、図６に示すように、現像ローラ２６が露出する。
【００５１】
また、規制解放レバー２２５の回動に伴い、規制解放ピン２２８が位置決め部２０２の規制リブ２１９から離脱するので、位置決め部２０２の保持部２０３の回りの回動が解放される。これにより、第１位置決め状態に挿入されたトナーカートリッジ２００は、ユニット部２０１が位置決め部２０２の保持孔２１７と、回転ラック２２の回動軸部１２４とを支点として回動可能となる。このときユニット部２０１の回動範囲は、ユニット部２０１の回動範囲規制突起２１２が位置決め部２０２の回動範囲規制リブ２１８に当接して、±３°程度に規制される。
【００５２】
前記第１位置決め状態から、図示しないハンドルにより回転ラック２２を矢印方向に回転させると、トナーカートリッジ２００の位置決め部２０２の第１段部２２０と第２段部２２１が順次、前壁１４のリブ１０４と１０５に押圧される結果、トナーカートリッジ２００はさらに回転ラック２２の軸方向に押し込まれ（図１１（Ｃ），（Ｄ）参照）、第２位置決め状態（本発明の第１所定位置に相当する。）となる。この第２位置決め状態では、回転ラック２２の位置決めレバー１３０は、未だ、トナーカートリッジ２００の係止部２１０と係止していない。
【００５３】
第２位置決め状態からさらに、回転ラック２２を矢印方向に回転させると、トナーカートリッジ２００の位置決め部２０２の第２段部２２１（第３段部２２２でもよい）が前壁１４のレバー１０６に押圧される結果、トナーカートリッジ２００はさらに回転ラック２２の軸方向に押し込まれ（図１１（Ｅ）参照）、最終位置決め状態（本発明の第３所定位置に相当する。）となる。この最終位置決め状態では、図１２を経て図１３（Ｂ）に示すように、トナーカートリッジ２００は、そのユニット部２０１の軸穴２１４に回転ラック２２の回動軸部１２４が完全に係合し、その位置決め部２０２の第１位置決め凸部２１５および第２位置決め凸部２１６が回転ラック２２の第１位置決め凹部１２５と第２位置決め凹部１２６に完全に係合している。回転ラック２２の位置決めレバー１３０は、トナーカートリッジ２００の係止部２１０と係止して抜け止めされる。
【００５４】
この最終位置決め状態では、トナーカートリッジ２００の位置決め部２０２は前壁１４のリブ１０４と１０５から離れるので、回転ラック２２の回転を妨げることはない。また、最終位置決め状態では、回転ラック２２の位置決めレバー１３０、第１押圧レバー１３１、および第２押圧レバー１３２がそれらのばね１３６，１３７，１３８の付勢力により、トナーカートリッジ２００のユニット部２０１の押圧片２０９を押圧する。この結果、保持部２０３を中心に回動可能なユニット部２０１は、図１４に示すように、保持部２０３を中心に矢印で示す回転方向に付勢される。このため、トナーカートリッジ２００の現像ローラ２６が感光体ドラム３２と対向する現像位置に来ると、現像ローラ２６のころ２０６が感光体ドラム３２と接触して、ばね１３６，１３７，１３８の付勢力に抗して押し下げられる。これにより、感光体ドラム３２ところ２０６との圧接力が発生し、現像ローラ２６と感光体ドラム３２の間の隙間が高精度に保たれ、高画質が達成される。
【００５５】
以上説明した実施形態では、本発明のプロセスカートリッジとして現像ユニット２０のトナーカートリッジ２００について説明したが、本発明は、これに限らず、前記実施形態の感光体ユニット３０、中間転写ユニット５０、定着ユニット６０に適用してもよく、さらには、帯電、転写、清掃、定着、露光、除電、その他交換部材のカートリッジにも適用できるものである。
【００５６】
前記実施形態では、カラープリンタを例にとって説明したが、本発明は、モノクロ専用プリンタにも適用できる。また、本発明は、プリンタに限らず、複写機、ファクシミリ、これらの複合機、印刷機などの画像形成装置にも適用可能である。さらに、電子写真方式に限らず、直接記録方式や、静電記録方式、インクジェット方式の画像形成装置にも適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】画像形成装置の一実施形態であるカラープリンタの概略構成図。
【図２】本体のカバーを閉じてトナーカートリッジを装着する状態を示す斜視図。
【図３】本体の前壁の内側から見た斜視図。
【図４】回転ラックとトナーカートリッジの斜視図。
【図５】トナーカートリッジの斜視図。
【図６】位置決め部を外した状態のプロセスカートリッジの斜視図。
【図７】トナー回収ボックスの取り付け状態を示す正面図。
【図８】トナー回収ボックスの斜視図。
【図９】プロセスカートリッジと開口部の関係を示す正面図。
【図１０】プロセスカートリッジと開口部の関係を示す正面図。
【図１１】プロセスカートリッジの装着時の状態を順に示す概略平面図。
【図１２】プロセスカートリッジの第１位置決め状態を示す概略側面図。
【図１３】（Ａ）はプロセスカートリッジの装着前の状態を示す回転ラックの側面図、（Ｂ）はプロセスカートリッジの最終位置決め状態を示す概略側面図。
【図１４】プロセスカートリッジの最終位置決め状態を示す概略正面図。
【符号の説明】
【００５８】
１０ カラープリンタ
２００ トナーカートリッジ（プロセスカートリッジ）
２０１ ユニット部
１０４，１０５ リブ（第１押圧部）
１０６ 押圧レバー（第３押圧部）
１１０ カバー
１１１ 突部（第２押圧部）
１２５，１２６ 第１，第２位置決め凹部（被係合部）
２１５，２１６ 第１，第２位置決め凸部（位置決め部）
２２０，２２１ 第１，第２段部（第１，第２，第３被押圧部）
【技術分野】
【０００１】
本発明はプロセスカートリッジおよびそれを用いる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等に用いられる画像形成装置では、画像形成プロセスに必要なエレメントの交換や修理、ジャム処理等のために、当該エレメントを含むプロセスカートリッジが画像形成装置に対して着脱可能に設けられている。このようなプロセスカートリッジは、画像形成装置に対して確実に装着し、位置決めして、動作不良を起こさないようにする必要がある。
【０００３】
このために、特許文献１では、プロセスカートリッジが本体に完全に押し込まれなければ、プロセスカートリッジを保持する保持部材の一部が把手の開口部から突出するようにして、プロセスカートリッジが所定の位置まで押し込まれたか否かを判断できるようにしたものが提案されている。特許文献２では、カバーを閉じるとこれに連動してカバーに設けたストッパ機構がプロセスユニットを押圧して固定するようにしたものが提案されている。特許文献３では、感光体に接離する方向に着脱自在なプロセスユニットをレバーで回動させて位置決めするものが提案されている。
【特許文献１】特許第２５５５７５３号
【特許文献２】実公平６−３１４７３号公報
【特許文献３】実公平６−８５９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来提案されているプロセスカートリッジの位置決めでは、半ロック状態や半挿入状態のままになっている場合や、回動操作を怠った場合は、再操作が必要となったり、押圧固定機構が複雑であるという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、簡単な機構で本体との位置決めが容易に行え、かつ、半ロック状態や半挿入状態のままでも確実に本体に装着できるプロセスカートリッジおよびそれを用いる画像形成装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための他の手段として、本発明は、
画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
画像形成プロセスに必要なエレメントを有するユニット部と、
プロセスカートリッジが画像形成装置内を移動するのと連動して画像形成装置に設けた第１押圧部に押圧され、画像形成装置の第１所定位置に位置決めする第１被押圧部とからなるものである。
【０００７】
これにより、プロセスカートリッジが画像形成装置内を移動する際に、画像形成装置の第１押圧部でプロセスカートリッジの第１被押圧部が押圧されて位置決めされるので、プロセスユニットの装着が不完全であっても確実に所定位置に装着される。
【０００８】
画像形成装置に設けた被係合部に係合し、前記ユニット部を画像形成装置の所定の装着位置に位置決めする位置決め部をさらに有し、
該位置決め部に前記第１被押圧部を有することが好ましい。
【０００９】
画像形成装置のカバーの開閉に連動して該カバーに設けた第２押圧部に押圧され、画像形成装置の第２所定位置に位置決めする第２被押圧部をさらに有することが好ましい。
【００１０】
プロセスカートリッジが画像形成装置内を第３所定位置に移動した際に画像形成装置に設けた第３押圧部に押圧され、画像形成装置を当該第３所定位置に位置決めする第３被押圧部をさらに有することが好ましい。
【００１１】
前記第３押圧手段による押圧方向は、前記第１押圧手段による押圧方向に対して略直交する方向であることが好ましい。
【００１２】
前記第１被押圧部と前記第２被押圧部は、同一部分であることが好ましい。
【００１３】
前記第１被押圧部と前記第２被押圧部は、プロセスカートリッジが画像形成装置に完全に装着されたときは、前記第１押圧部と前記第２押圧部に押圧されないことが好ましい。
【００１４】
前記押圧部による押圧方向はプロセスカートリッジを画像形成装置に取り付ける方向と同じ方向であることが好ましい。
【００１５】
前記課題を解決するためのさらに他の手段として、本発明にかかる画像形成装置は、前述したプロセスカートリッジと、該プロセスカートリッジのユニット部のエレメントおよびその他の画像形成プロセスに必要なエレメントとを用いて画像を形成する作像手段とからなるものである。
【発明の効果】
【００１６】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、プロセスカートリッジが画像形成装置内を移動する際に、画像形成装置の第１押圧部でプロセスカートリッジの第１被押圧部が押圧されて位置決めされるので、プロセスユニットの装着が不完全であっても確実に所定位置に装着される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
【００１８】
図１は、本発明を適用したカラープリンタ１０の全体構成図である。このカラープリンタ１０は、現像ユニット２０、感光体ユニット３０、レーザプリントヘッド４０、中間転写ユニット５０および定着ユニット６０を備えている。
【００１９】
現像ユニット２０は、矢印ａ方向に回転駆動される回転ラック２２を有している。回転ラック２２には、４つの現像器２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋが周方向に並んで保持されている。各現像器２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋには、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーがそれぞれ収容されている。また、各現像器２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋは、外周面に保持したトナーを回転しながら搬送する現像ローラ２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｋをそれぞれ有している。
【００２０】
感光体ユニット３０は、矢印ｂ方向に回転駆動される感光体ドラム３２を有している。感光体ドラム３２は、回転ラック２２の回転により現像位置に来た各現像器２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋの現像ローラ２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｋと対向するようになっている。なお、図１において現像器２４Ｙがある位置が現像位置となる。感光体ドラム３２の周囲には、感光体ドラム３２の表面を均一帯電させる帯電チャージャ３４と、一次転写後に感光体ドラム３２の表面に残留するトナーを除去するクリーナ３６とが配置されている。
【００２１】
レーザプリントヘッド４０は、外部から入力された画像情報に応じて、均一帯電された感光体ドラム３２の表面にレーザビーム４２を照射する。これにより、感光体ドラム３２の表面には、各色トナー像のための静電潜像がそれぞれ形成されることになる。
【００２２】
中間転写ユニット５０は、４つのローラ５１，５２，５３，５４の周囲に掛け渡されて矢印ｃ方向に回転駆動される中間転写ベルト５６を有している。ローラ５４に隣接して一次転写ローラ５８が設けてあり、この一次転写ローラ５８の近傍で中間転写ベルト５６は感光体ドラム３２に対向している。また、中間転写ベルト５６は、ローラ５１によって支持された部分が二次転写ローラ５９に対向している。この二次転写ローラ５９と中間転写ベルト５６との対向部が画像形成部Ａになっている。中間転写ベルト５６の外面には、二次転写後に中間転写ベルト５６の表面に残留するトナーを除去するクリーナ５７とが配置されている。なお、中間転写体は、ベルト形状のものに限らず、他の形状、例えばドラム形状のものであってもよい。
【００２３】
定着ユニット６０は、定着器６２と、排出部を構成する２つの排出ローラ対６４，６６とを有している。定着器６２を通過することにより画像定着されたシートは、排出ローラ対６４，６６の回転により排紙トレイ６８上に排出されるようになっている。なお、排出部は１つのローラ対で構成されてもよいし、ベルト対で構成されてもよい。
【００２４】
カラープリンタ１０の下部には、給紙部である給紙カセット７０が配置されている。給紙カセット７０には、記録紙等のシートＳが積載収容されている。シートＳは、給紙ローラ７０の回転により最上部のものから順に一枚ずつ送り出される。
【００２５】
給紙カセット７０からはシート搬送経路７４が総じて縦方向に延びて形成されている。シート搬送経路７４は、給紙カセット７０から画像形成部Ａおよび定着器６２を経て排出ローラ対６４，６６まで延びている。給紙カセット７０から送り出されたシートＳは、それぞれ回転する各搬送ローラ対７６，７８，８０，８２によってシート搬送経路７４を上方に搬送されるようになっている。
【００２６】
シート搬送経路７４とプリンタ本体のほぼ平坦な側壁１２との間の空間には、画像形成部Ａで片面に画像形成されたシートを図１に示す状態で一旦停止した後、スイッチバックして、表裏反転させた状態で画像形成部Ａに再給紙するための再給紙経路８６を有している。
【００２７】
再給紙経路８６の上部は、定着ユニット６０の内部まで延びて、排出ローラ対６４の手前でシート搬送経路７４に合流している。また、再給紙経路８６の下部は、搬送ローラ対７８の手前においてシート搬送経路７４と合流している。
【００２８】
図１を再び参照すると、プリンタ本体の側壁１２の外側には、手差しトレイ９６が取り付けられている。手差しトレイ９６は、軸９７を中心として回動することにより開閉可能になっており、開かれた状態（図１に示す状態）でシートＳが手差しによりセットされる。手差しトレイ９６上にセットされたシートＳは、給紙ローラ９８の回転により最上部のものから一枚ずつシート搬送経路７４に送り出されるようになっている。
【００２９】
前記現像器２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋは、プリンタ本体に対し着脱可能であるので、以下、これらをトナーカートリッジ２００（本発明のプロセスカートリッジの一形態）と称する。
【００３０】
まず、トナーカートリッジ２００をプリンタ本体に装着し位置決めするためのプリンタ本体側の構造について説明する。本体の前壁１４には、図２に示すように、トナーカートリッジ２００を取り出し、挿入するための開口部１０１と、感光体ユニット３０および中間転写ユニット５０を取り出し、挿入するための開口部１０２が形成されている。前壁１４の裏には、図３に示すように、回転ラック２２を支持する軸孔１０３を中心とする半径ｒ１，ｒ２の円弧状の２条のリブ１０４，１０５（本発明の第１押圧部に相当する。）が形成されている。回転ラック２２の回転方向ａに対してリブ１０４，１０５の上流側端部は、傾斜面１０４ａ，１０５ａとなっている。また、回転ラック２２の回転方向に対してリブ１０４，１０５の下流側には、回転ラック２２の軸孔１０３から半径ｒ３（ｒ１＞ｒ２＞ｒ３）の位置に、押圧レバー１０６（本発明の第３押圧部に相当する。）が軸１０７により回動可能に取り付けられている。この押圧レバー１０６は、前壁１４から内側に向かってばね１０８により付勢され、その先端が逆Ｕ字形のストッパ１０９に当接している。
【００３１】
本体の前壁１４の外側には、カバー１１０が設けられ、前記開口部１０１，１０２を覆うことができるようになっている。カバー１１０の内側には、図２に示すように、カバー１１０を閉じたときに開口部１０１に挿入されたトナーカートリッジ２００を押圧する突部１１１（本発明の第２押圧部に相当する。）が設けられている。
【００３２】
回転ラック２２は、図４に示すように、回転軸１２１と、該回転軸１２１の一端に設けられた円形の端板１２２と、回転軸１２１の回りに配置された４つの翼板１２３とから一体部品として構成され、前記回転軸１２１の軸心を中心として全体的に回転可能になっている。端板１２２の２つの翼板１２３で囲まれた領域には、ピンからなる回動軸部１２４が回転軸１２１に平行に突設されている。各翼板１２３の端面には、外側から内側に向かって順に第１位置決め凹部１２５、第２位置決め凹部１２６、レ字形の切欠き１２７が形成されている。ある翼板１２３の第１位置決め凹部１２５は、回転ラック２２の回転方向に隣接する翼板１２３の第２位置決め凹部１２６とともに、それらの間に挿入されるトナーカートリッジ２００の位置決め部（本発明の被係合部）を構成している。
【００３３】
翼板１２３の一方の面の最も外側の縁には、回転軸１２１と平行に延びる第１ガイド片１２８が形成され、他方の面には、前記第１ガイド片１２８よりも内側に位置し、同様に回転軸１２１と平行に延びる第２ガイド片１２９が形成されている。ある翼板１２３の第１ガイド片１２８は、回転ラック２２の回転方向に隣接する翼板１２３の第２ガイド片１２９とともに、それらの間に挿入されるトナーカートリッジ２００のガイド部を構成している。また、各翼板１２３には、その第２ガイド片１２９の内側に、位置決めレバー１３０、第１押圧レバー１３１、および第２押圧レバー１３２がそれぞれ軸１３３，１３４，１３５を中心に回動可能に設けられ、図１３（Ａ）に示すように、ばね１３６，１３７，１３８によって第２ガイド片１２９に向かって付勢されている。
【００３４】
続いて、トナーカートリッジ２００自体の構造について説明する。トナーカートリッジ２００は、図５に示すように、ユニット部２０１、位置決め部２０２、保持部２０３、規制解放機構２０４、および保護カバー２０５からなっている。
【００３５】
ユニット部２０１は、図６に示すように、画像形成プロセスに必要なエレメントとして、トナー槽２５と現像ローラ２６を有している。トナー槽２５は、細長い容器からなり、所定の色のトナーを収容している。トナーは、トナー槽２５の一端に設けた補充口２７から補充できるようになっている。現像ローラ２６は、トナー槽２５の開口部２８にその一部が露出するように回転可能に設けられ、トナー槽２５のトナーを外周面に保持するようになっている。現像ローラ２６の両端には、ころ２０６が設けられている。このころ２０６は、現像位置において感光体ドラム３２と圧接して、現像ローラ２６と感光体ドラム３２の隙間を高精度に維持して高画質を保つようにしている。
【００３６】
トナー槽２５の外面には、トナーカートリッジ２００の装着時に、前記回転ラック２２の第１ガイド片１２８と第２ガイド片１２９にそれぞれガイドされるガイド面２０７とガイド突起２０８が形成されるとともに、ガイド突起２０８と平行に押圧片２０９が形成されている。押圧片２０９は、前記回転ラック２２の第１押圧レバー１３１と第２押圧レバー１３２が圧接するようになっている。また、押圧片２０９には、図１２に示すように、前記回転ラック２２の位置決めレバー１３０が係止する係止部２１０が形成されている。
【００３７】
トナー槽２５の補充口２７側の端面には、後述するように保持部２０３を構成する回動軸部２１１と、位置決め部２０２に対するユニット部２０１の回動を規制する回動範囲規制突起２１２が形成されている。回動軸部２１１にはねじ穴２１３が形成されている。また、トナー槽２５の補充口２７と反対側の端面には、前記回動軸部２１１と対応する位置に、図５に示すように、軸穴２１４が形成されている。この軸穴２１４は、前記回転ラック２２の端板１２２の回動軸部１２４が嵌合するようになっている。
【００３８】
位置決め部２０２は、前記トナー槽２５の補充口２７側の端部を覆うほぼ板状である。位置決め部２０２の両端部の内面には、トナー槽２５の長手方向に延びる第１位置決め凸部２１５と、第２位置決め凸部２１６が形成されている。第１位置決め凸部２１５と第２位置決め凸部２１６（本発明の位置決め部に相当する。）は、前記回転ラック２２の第１位置決め凹部１２５と第２位置決め凹部１２６に係合するようになっている。位置決め部２０２のほぼ中央には、前記トナー槽２５の回動軸部２１１と対応する位置に保持孔２１７が形成されている。位置決め部２０２の内面には、前記トナー槽２５の回動範囲規制突起２１２が入り込む扇形の回動範囲規制リブ２１８と、後述する規制解放機構２０４の規制解放ピン２２８が係合するＶ字形の規制リブ２１９が形成されている。一方、位置決め部２０２の外面には、図５に示すように、回転ラック２２の回転軸１２１の中心から最も外側の半径ｒ１の位置に所定幅の扇形の第１段部２２０（本発明の第１被押圧部に相当する。）が形成され、その内側の半径ｒ２およびｒ３の位置に所定幅の扇形の第２段部２２１（本発明の第１および第３被押圧部に相当する。）が形成され、さらにその内側に第３段部２２２が形成されている。
【００３９】
保持部２０３は、前記トナー槽２５の回動軸部２１１と、該回動軸部２１１が嵌合する前記位置決め部２０２の保持孔２１７とからなり、前記ユニット部２０１を前記位置決め部２０２に対して回動自在に保持するようになっている。前記位置決め部２０２は保持孔２１７を介して回動軸部２１１のねじ穴２１３にねじ２２３をねじ込むことで抜け止めされている。また、前記ユニット部２０１の回動は、トナー槽２５の回動範囲規制突起２１２が位置決め部２０２の回動範囲規制リブ２１８に入り込むことで、所定範囲内に規制されるようになっている。
【００４０】
規制解放機構２０４は、前記トナー槽２５に設けられた規制解放レバー２２５と、前記位置決め部２０２に形成された規制リブ２１９とからなっている。規制解放レバー２２５は、前記トナー槽２５の補給口２７側の端部に軸２２６を中心に回動可能に設けられている。規制解放レバー２２５の一端には、前記位置決め部２０２から離れる方向に突出する突片２２７が形成され、他端には前記位置決め部２０２に向かって突出する規制解放ピン２２８が形成されている。そして、この規制解放レバー２２５は、その規制解放ピン２２８が前記位置決め部２０２の規制リブ２１９に係合する方向に、ばね２２９によって付勢されている。規制解放レバー２２５の突片２２７は、トナーカートリッジ２００の装着時に、前記回転ラック２２の翼板１２３の切欠き１２７の斜面に当接して、規制解放レバー２２５を矢印方向に軸２２６の回りに回動させ、規制解放ピン２２８を規制リブ２１９から離脱させるようになっている。
【００４１】
保護カバー２０５は、前記ユニット部２０１の現像ローラ２６を覆う板状に形成されている。保護カバー２０５は、その両端から延びてトナー槽２５の両端に設けられた軸孔２３０に嵌合された第１ワイヤレバー２３１と、トナー槽２５の補給口２７側の端部から延びてトナー槽２５の補給口２７側の端面に設けられた軸孔２３２に嵌合され、第１ワイヤレバー２３１よりも小さい第２ワイヤレバー２３３とによって、現像ローラ２６を覆う被覆位置と、現像ローラ２６から離れて現像ローラ２６を露出させる退避位置とに略平行移動可能になっている。
【００４２】
保護カバー２０５の移動は、連動機構によって、前記規制解放レバー２２５の回動と連動するようになっている。この連動機構は、前記第１ワイヤレバー２３１の軸孔２３０と同軸に回動可能に設けたリンクレバー２３４と、一端が前記第１ワイヤレバー２３１に巻き付けられ、他端が前記規制解放レバー２２５の規制解放ピン２２８に巻き付けられたリンクワイヤ２３５とからなっている。リンクレバー２３４の軸側には前記リンクワイヤ２３５が係合する係合部２３６が形成され、先端側には前記第２ワイヤレバー２３３が貫通する穴２３７が形成されている。
【００４３】
ところで、本実施形態のカラープリンタ１０には、図２に示すように、トナー回収ボックス３００が本体の前壁１４とカバー１１０との間に設けられている。このトナー回収ボックス３００は、図７，８に示すように、ほぼ矩形で、上部と下部に仕切壁３０１で区画されている。トナー回収ボックス３００の下部には、前記感光体ドラム３２のクリーナ３６で掻き取られて図示しない搬送スクリュで搬送される残留トナーを受け入れる第１受入口３０２と、前記中間転写ベルト５６のクリーナ５７で掻き取られて図示しない搬送スクリュで搬送される残留トナーを受け入れる第２受入口３０３とを有している。また、トナー回収ボックス３００の上部には、噴煙トナー入口３０４と排気口３０５とを有し、その間にフィルタ３０６が充填されている。噴煙トナー入口３０４は、吸込ダクト３０７を介して吸込ボックス３０８に接続されている。吸込ボックス３０８は、矩形の細長い箱で、感光体ドラム３２に沿って設置されている。吸込ボックス３０８には、感光体ドラム３２と対向する面に複数の吸込口３０９が形成されている。また、排気口３０５は、排気ダクト３１０を介して図示しない後壁に設けたファンに接続されている。
【００４４】
このトナー回収ボックス３００により、感光体ドラム３２のクリーナ３６および中間転写ベルト５６のクリーナ５７で掻き取られた残留トナーはトナー回収ボックス３００の下部に回収される。現像領域で発生する噴煙トナーは、ファンの回転による矢印で示す吸込気流に乗ってトナー回収ボックス３００の上部に入り、ここでフィルタ３０６によって捕集され回収される。このように、感光体ドラム３２と中間転写ベルト５６の残留トナーの回収と、現像領域の噴煙トナーの回収が同一のトナー回収ボックス３００で行えるので、回収作業が簡単である。また、現像領域の噴煙トナーを吸込気流によって除去できるので、トナーカブリ等の画像不良が減少する。
【００４５】
以下、前記構成からなるカラープリンタ１０におけるトナーカートリッジ２００の着脱動作を説明する。
【００４６】
図９において、網掛けハッチングで示す現像ローラ２６が現像領域にある場合、トナーカートリッジ２００は開口部１０１からずれていて取り出すことができない。これは、トナーカートリッジ２００の着脱時のぶれや衝撃により、現像領域にある現像ローラ２６のころ２０６を傷つけたり、該ころ２０６により感光体ドラム３２を傷つけないようにするためである。ここで例えば、前記網掛けハッチングで示す現像ローラ２６を有するトナーカートリッジ２００をトナー補充または修理等のために取り出すには、カバー１１０を開けて図示しないハンドルにより回転ラック２２を矢印方向に回転させ、当該トナーカートリッジ２００を図１０に示すように開口部１０１に位置させる。このとき、他のトナーカートリッジ２００の現像ローラ２６は感光体ドラム３２から離れていて、接触する恐れはない。したがって、該当するトナーカートリッジ２００を、安心して取り外すことができる。トナーカートリッジ２００は、図示しない引き抜き機構によってその一部を開口部１０１から外部に露出させた後、回転ラック２２の軸方向に引き抜いて取り出すことができる。
【００４７】
トナーカートリッジ２００が取り出される際、図６に示す規制解放レバー２２５の突片２２７が回転ラック２２の翼板１２３の切欠き１２７から離れるので、規制解放レバー２２５は、ばね２２９の付勢力により図６において反時計回り方向に回動する。この結果、リンクレバー２３４およびリンクワイヤ２３５を介して第１ワイヤレバー２３１と第２ワイヤレバー２３３が図６において時計回り方向に回動して、保護カバー２０５が被覆位置に移動する。これにより、現像ローラ２６が保護されるので、現像ローラ２６に保持されたトナーで作業者の手や衣服が汚れることはない。また、規制解放レバー２２５の図６において反時計回り方向の回動に伴い、規制解放ピン２２８が位置決め部２０２の規制リブ２１９に係合するので、位置決め部２０２の保持部２０３の回りの回動が規制される。これにより、取出し後のトナーカートリッジ２００はユニット部２０１と位置決め部２０２が相対的に固定された状態になり、ガタ付きがない。
【００４８】
次に、トナーが補充され若しくは修理されたトナーカートリッジ２００、または新規のトナーカートリッジ２００を装着するには、カバー１１０を開き、図示しないハンドルを回して回転ラック２２の空の収納部を開口部１０１に位置させる。続いて、図２に示すように、トナーカートリッジ２００の位置決め部２０２側を手前にしてユニット部２０１の先端を開口部１０１に挿入する。このとき、ユニット部２０１は、そのガイド面２０７とガイド突起２０８が回転ラック２２の第１ガイド片１２８と第２ガイド片１２９にそれぞれガイドされるので、円滑かつ確実に回転ラック２２に収容される。ここで、トナーカートリッジ２００が半挿入状態であっても、図２に示すようにカバー１１０を閉じることにより、カバー１１０の突部１１１がトナーカートリッジ２００の位置決め部２０２の外面を押圧するので、トナーカートリッジ２００は回転ラック２２に挿入される（図１１（Ａ），（Ｂ）参照）。
【００４９】
このようにしてトナーカートリッジ２００が挿入された状態では、図１２に示すように、第１位置決め状態（本発明の第２所定位置に相当する。）にある。この第１位置決め状態では、トナーカートリッジ２００は、そのユニット部２０１の軸穴２１４に回転ラック２２の回動軸部１２４が僅かに係合し、その位置決め部２０２の第１位置決め凸部２１５および第２位置決め凸部２１６が回転ラック２２の第１位置決め凹部１２５と第２位置決め凹部１２６に僅かに係合している。また、回転ラック２２の位置決めレバー１３０は、未だ、トナーカートリッジ２００の係止部２１０と係止していない。なお、前述したように、位置決め部２０２の保持部２０３の回りの回動が規制されてユニット部２０１と位置決め部２０２が相対的に固定された状態になっているので、トナーカートリッジ２００の位置決め部２０２の第１位置決め凸部２１５および第２位置決め凸部２１６は、回転ラック２２の第１位置決め凹部１２５と第２位置決め凹部１２６に、ずれることなく確実に侵入する。
【００５０】
トナーカートリッジ２００が前記第１位置決め状態に挿入された時点では、図６に示す規制解放レバー２２５の突片２２７が回転ラック２２の翼板１２３の切欠き１２７の斜面に当接して押圧されるので、規制解放レバー２２５は、ばね２２９の付勢力に抗して回動する。この結果、リンクレバー２３４およびリンクワイヤ２３５を介して第１ワイヤレバー２３１と第２ワイヤレバー２３３が回動して、保護カバー２０５が開放位置に移動する。これにより、図６に示すように、現像ローラ２６が露出する。
【００５１】
また、規制解放レバー２２５の回動に伴い、規制解放ピン２２８が位置決め部２０２の規制リブ２１９から離脱するので、位置決め部２０２の保持部２０３の回りの回動が解放される。これにより、第１位置決め状態に挿入されたトナーカートリッジ２００は、ユニット部２０１が位置決め部２０２の保持孔２１７と、回転ラック２２の回動軸部１２４とを支点として回動可能となる。このときユニット部２０１の回動範囲は、ユニット部２０１の回動範囲規制突起２１２が位置決め部２０２の回動範囲規制リブ２１８に当接して、±３°程度に規制される。
【００５２】
前記第１位置決め状態から、図示しないハンドルにより回転ラック２２を矢印方向に回転させると、トナーカートリッジ２００の位置決め部２０２の第１段部２２０と第２段部２２１が順次、前壁１４のリブ１０４と１０５に押圧される結果、トナーカートリッジ２００はさらに回転ラック２２の軸方向に押し込まれ（図１１（Ｃ），（Ｄ）参照）、第２位置決め状態（本発明の第１所定位置に相当する。）となる。この第２位置決め状態では、回転ラック２２の位置決めレバー１３０は、未だ、トナーカートリッジ２００の係止部２１０と係止していない。
【００５３】
第２位置決め状態からさらに、回転ラック２２を矢印方向に回転させると、トナーカートリッジ２００の位置決め部２０２の第２段部２２１（第３段部２２２でもよい）が前壁１４のレバー１０６に押圧される結果、トナーカートリッジ２００はさらに回転ラック２２の軸方向に押し込まれ（図１１（Ｅ）参照）、最終位置決め状態（本発明の第３所定位置に相当する。）となる。この最終位置決め状態では、図１２を経て図１３（Ｂ）に示すように、トナーカートリッジ２００は、そのユニット部２０１の軸穴２１４に回転ラック２２の回動軸部１２４が完全に係合し、その位置決め部２０２の第１位置決め凸部２１５および第２位置決め凸部２１６が回転ラック２２の第１位置決め凹部１２５と第２位置決め凹部１２６に完全に係合している。回転ラック２２の位置決めレバー１３０は、トナーカートリッジ２００の係止部２１０と係止して抜け止めされる。
【００５４】
この最終位置決め状態では、トナーカートリッジ２００の位置決め部２０２は前壁１４のリブ１０４と１０５から離れるので、回転ラック２２の回転を妨げることはない。また、最終位置決め状態では、回転ラック２２の位置決めレバー１３０、第１押圧レバー１３１、および第２押圧レバー１３２がそれらのばね１３６，１３７，１３８の付勢力により、トナーカートリッジ２００のユニット部２０１の押圧片２０９を押圧する。この結果、保持部２０３を中心に回動可能なユニット部２０１は、図１４に示すように、保持部２０３を中心に矢印で示す回転方向に付勢される。このため、トナーカートリッジ２００の現像ローラ２６が感光体ドラム３２と対向する現像位置に来ると、現像ローラ２６のころ２０６が感光体ドラム３２と接触して、ばね１３６，１３７，１３８の付勢力に抗して押し下げられる。これにより、感光体ドラム３２ところ２０６との圧接力が発生し、現像ローラ２６と感光体ドラム３２の間の隙間が高精度に保たれ、高画質が達成される。
【００５５】
以上説明した実施形態では、本発明のプロセスカートリッジとして現像ユニット２０のトナーカートリッジ２００について説明したが、本発明は、これに限らず、前記実施形態の感光体ユニット３０、中間転写ユニット５０、定着ユニット６０に適用してもよく、さらには、帯電、転写、清掃、定着、露光、除電、その他交換部材のカートリッジにも適用できるものである。
【００５６】
前記実施形態では、カラープリンタを例にとって説明したが、本発明は、モノクロ専用プリンタにも適用できる。また、本発明は、プリンタに限らず、複写機、ファクシミリ、これらの複合機、印刷機などの画像形成装置にも適用可能である。さらに、電子写真方式に限らず、直接記録方式や、静電記録方式、インクジェット方式の画像形成装置にも適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】画像形成装置の一実施形態であるカラープリンタの概略構成図。
【図２】本体のカバーを閉じてトナーカートリッジを装着する状態を示す斜視図。
【図３】本体の前壁の内側から見た斜視図。
【図４】回転ラックとトナーカートリッジの斜視図。
【図５】トナーカートリッジの斜視図。
【図６】位置決め部を外した状態のプロセスカートリッジの斜視図。
【図７】トナー回収ボックスの取り付け状態を示す正面図。
【図８】トナー回収ボックスの斜視図。
【図９】プロセスカートリッジと開口部の関係を示す正面図。
【図１０】プロセスカートリッジと開口部の関係を示す正面図。
【図１１】プロセスカートリッジの装着時の状態を順に示す概略平面図。
【図１２】プロセスカートリッジの第１位置決め状態を示す概略側面図。
【図１３】（Ａ）はプロセスカートリッジの装着前の状態を示す回転ラックの側面図、（Ｂ）はプロセスカートリッジの最終位置決め状態を示す概略側面図。
【図１４】プロセスカートリッジの最終位置決め状態を示す概略正面図。
【符号の説明】
【００５８】
１０ カラープリンタ
２００ トナーカートリッジ（プロセスカートリッジ）
２０１ ユニット部
１０４，１０５ リブ（第１押圧部）
１０６ 押圧レバー（第３押圧部）
１１０ カバー
１１１ 突部（第２押圧部）
１２５，１２６ 第１，第２位置決め凹部（被係合部）
２１５，２１６ 第１，第２位置決め凸部（位置決め部）
２２０，２２１ 第１，第２段部（第１，第２，第３被押圧部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
画像形成プロセスに必要なエレメントを有するユニット部と、
プロセスカートリッジが画像形成装置内を移動するのと連動して画像形成装置に設けた第１押圧部に押圧され、画像形成装置の第１所定位置に位置決めする第１被押圧部とからなるプロセスカートリッジ。
【請求項２】
画像形成装置に設けた被係合部に係合し、前記ユニット部を画像形成装置の所定の装着位置に位置決めする位置決め部をさらに有し、
該位置決め部に前記第１被押圧部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３】
画像形成装置のカバーの開閉に連動して該カバーに設けた第２押圧部に押圧され、画像形成装置の第２所定位置に位置決めする第２被押圧部をさらに有する請求項１または２に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項４】
プロセスカートリッジが画像形成装置内を第３所定位置に移動した際に画像形成装置に設けた第３押圧部に押圧され、画像形成装置を当該第３所定位置に位置決めする第３被押圧部をさらに有する請求項１から３のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項５】
前記第３押圧手段による押圧方向は、前記第１押圧手段による押圧方向に対して略直交する方向であることを特徴とする請求項４に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項６】
前記第１被押圧部と前記第２被押圧部は、同一部分であることを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項７】
前記第１被押圧部と前記第２被押圧部は、プロセスカートリッジが画像形成装置に完全に装着されたときは、前記第１押圧部と前記第２押圧部に押圧されないことを特徴とする請求項３から６に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項８】
前記押圧部による押圧方向はプロセスカートリッジを画像形成装置に取り付ける方向と同じ方向であることを特徴とする請求項１から７に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項９】
前記請求項１から８のいずれかに記載のプロセスカートリッジと、該プロセスカートリッジのユニット部のエレメントおよびその他の画像形成プロセスに必要なエレメントとを用いて画像を形成する作像手段とからなることを特徴とする画像形成装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
画像形成プロセスに必要なエレメントを有するとともに、第１端面とその反対側の第２端面を有し、第１端面が画像形成装置に回動可能に係合するユニット部（２０１）と、
前記ユニット部（２０１）の第２端面を回動可能に保持する保持部（２０３）を有するとともに、画像形成装置に設けた被係合部（１２５，１２６）に係合する係合部（２１５，２１６）を有し、前記ユニット部（２０１）を画像形成装置の所定の装着位置に位置決めする位置決め部（２０２）と、
からなることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２】
前記位置決め部（２０２）の係合部（２１５，２１６）は、前記画像形成装置の被係合部（１２５，１２６）の凹部に係合する凸部からな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】
前記位置決め部（２０２）の係合部（２１５，２１６）は、前記保持部（２０３）の回りに２つ配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項４】
前記ユニット部（２０１）の前記位置決め部（２０２）に対する変位を規制する規制部材（２１２，２１８；２２８，２１９）をさらに有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項５】
前記規制部材（２１２，２１８；２２８，２１９）は、前記ユニット部（２０１）に設けた突起（２１２，２２８）と、前記位置決め部（２０２）に設けた前記突起（２１２，２２８）が係合するリブ（２１８、２１９）とからなることを特徴とする請求項４に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１】
画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
画像形成プロセスに必要なエレメントを有するユニット部と、
プロセスカートリッジが画像形成装置内を移動するのと連動して画像形成装置に設けた第１押圧部に押圧され、画像形成装置の第１所定位置に位置決めする第１被押圧部とからなるプロセスカートリッジ。
【請求項２】
画像形成装置に設けた被係合部に係合し、前記ユニット部を画像形成装置の所定の装着位置に位置決めする位置決め部をさらに有し、
該位置決め部に前記第１被押圧部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３】
画像形成装置のカバーの開閉に連動して該カバーに設けた第２押圧部に押圧され、画像形成装置の第２所定位置に位置決めする第２被押圧部をさらに有する請求項１または２に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項４】
プロセスカートリッジが画像形成装置内を第３所定位置に移動した際に画像形成装置に設けた第３押圧部に押圧され、画像形成装置を当該第３所定位置に位置決めする第３被押圧部をさらに有する請求項１から３のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項５】
前記第３押圧手段による押圧方向は、前記第１押圧手段による押圧方向に対して略直交する方向であることを特徴とする請求項４に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項６】
前記第１被押圧部と前記第２被押圧部は、同一部分であることを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項７】
前記第１被押圧部と前記第２被押圧部は、プロセスカートリッジが画像形成装置に完全に装着されたときは、前記第１押圧部と前記第２押圧部に押圧されないことを特徴とする請求項３から６に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項８】
前記押圧部による押圧方向はプロセスカートリッジを画像形成装置に取り付ける方向と同じ方向であることを特徴とする請求項１から７に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項９】
前記請求項１から８のいずれかに記載のプロセスカートリッジと、該プロセスカートリッジのユニット部のエレメントおよびその他の画像形成プロセスに必要なエレメントとを用いて画像を形成する作像手段とからなることを特徴とする画像形成装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
画像形成プロセスに必要なエレメントを有するとともに、第１端面とその反対側の第２端面を有し、第１端面が画像形成装置に回動可能に係合するユニット部（２０１）と、
前記ユニット部（２０１）の第２端面を回動可能に保持する保持部（２０３）を有するとともに、画像形成装置に設けた被係合部（１２５，１２６）に係合する係合部（２１５，２１６）を有し、前記ユニット部（２０１）を画像形成装置の所定の装着位置に位置決めする位置決め部（２０２）と、
からなることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２】
前記位置決め部（２０２）の係合部（２１５，２１６）は、前記画像形成装置の被係合部（１２５，１２６）の凹部に係合する凸部からな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】
前記位置決め部（２０２）の係合部（２１５，２１６）は、前記保持部（２０３）の回りに２つ配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項４】
前記ユニット部（２０１）の前記位置決め部（２０２）に対する変位を規制する規制部材（２１２，２１８；２２８，２１９）をさらに有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項５】
前記規制部材（２１２，２１８；２２８，２１９）は、前記ユニット部（２０１）に設けた突起（２１２，２２８）と、前記位置決め部（２０２）に設けた前記突起（２１２，２２８）が係合するリブ（２１８、２１９）とからなることを特徴とする請求項４に記載のプロセスカートリッジ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００６−１３３８１４（Ｐ２００６−１３３８１４Ａ）
【公開日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３６９２６（Ｐ２００６−３６９２６）
【出願日】平成１８年２月１４日（２００６．２．１４）
【分割の表示】特願２００５−３０５８４７（Ｐ２００５−３０５８４７）の分割
【原出願日】平成１２年２月２３日（２０００．２．２３）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月１４日（２００６．２．１４）
【分割の表示】特願２００５−３０５８４７（Ｐ２００５−３０５８４７）の分割
【原出願日】平成１２年２月２３日（２０００．２．２３）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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