画像形成装置
【課題】 電子写真画像形成装置本体に着脱可能なカートリッジの着脱の操作性を向上し、電子写真画像形成装置本体の挿入空間を小型化すること。
【解決手段】 画像形成装置本体の一対のガイドユニット間の寸法を規制している部材を金属製とし、プロセスカートリッジまたはカートリッジの長手寸法を規制している部材を補強板金又は、クリーニングブレード板金又は、現像ブレード板金により構成する。
【解決手段】 画像形成装置本体の一対のガイドユニット間の寸法を規制している部材を金属製とし、プロセスカートリッジまたはカートリッジの長手寸法を規制している部材を補強板金又は、クリーニングブレード板金又は、現像ブレード板金により構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置本体に着脱可能に設けられるカートリッジを備える、画像形成装置に関するものである。画像形成装置としては、電子写真方式の画像形成装置がある。カートリッジとしては、例えば、現像カートリッジ、プロセスカートリッジがあげられる。
【０００２】
現像カートリッジとは、現像ローラを有し、現像ローラによって電子写真感光体に形成された静電潜像を、現像剤を用いて可視像化する現像装置をカートリッジ化し、電子写真画像形成装置本体に対して取り外し可能に装着されるものである。
【０００３】
また、プロセスカートリッジとは、電子写真感光体ドラムと、この電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段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対して取り外し可能に装着されるものである。
【０００４】
例えば、電子写真感光体ドラムと、前記プロセス手段としての、現像手段、帯電手段、クリーニング手段の少なくとも一つを一体的にカートリッジ化したものが挙げられる。
【０００５】
また、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。
【０００６】
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（ＬＥＤプリンタ、レーザビームプリンタ等）、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。
【背景技術】
【０００７】
従来の電子写真画像形成装置では、その使用が長時間に及ぶと電子写真感光体の交換、現像剤の補給や交換、その他（帯電器、クリーニング容器等）の調整・清掃、交換が必要となる。このような保守作業は専門知識を有するサービスマン以外は事実上は困難であった。
【０００８】
そこで、電子写真画像形成装置においては、電子写真感光体ドラム及び電子写真感光体ドラム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電子写真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。
【０００９】
あるいは、電子写真感光体ドラムに現像剤を供給する現像手段と現像剤とを電子写真感光体ドラムとは別にカートリッジ化したものを、電子写真画像形成装置本体に着脱可能とする現像カートリッジ方式も採用されている。
【００１０】
このようなプロセスカートリッジまたは現像カートリッジの電子写真画像形成装置本体（以下、装置本体と称す）への着脱方法としては、まず、装置本体に着脱用の開口部を形成している。そして、この着脱開口の内部両側に、プロセスカートリッジまたは現像カートリッジの外部両側の被ガイド部を係合させて所定の装着位置まで挿入をガイドするガイド部を形成したものが一般的である。（例えば、特許文献１参照）
ここで、装置本体のガイド部間の幅は、ガイドが取り付けられた一対の側板間を架設して固定しているビーム部材で決められていることが多い。ビーム部材としては、例えば、電子写真感光体に静電潜像を形成するための露光装置を固定する部材等がある。
【００１１】
また、装置本体のビーム部材は剛性を出す為に金属で構成され、プロセスカートリッジまたは現像カートリッジの着脱時の長手位置を規制している枠体は、形状の自由度の高さから、樹脂により構成されるのが一般的である。（例えば、特許文献２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−２５９２３３号公報（第８頁、図４）
【特許文献２】特開平１１−２５８８８５号公報（第２頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記従来例では、ビーム部材と枠体の材質の違いによる線膨張率の差が大きいため、高温、低温時を想定し、ガイド部とプロセスカートリッジまたは現像カートリッジとの隙間を大きく設定する必要があった。その為、プロセスカートリッジまたは現像カートリッジを画像形成装置本体へ着脱する際の姿勢が安定しにくい場合があり、操作性の向上と小型化が要求される。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本出願に係る第１の発明は、画像形成装置本体に着脱可能に設けられるカートリッジを備える画像形成装置において、前記カートリッジは、トナー像を担持する像担持体又は前記像担持体に作用するプロセス手段を少なくとも備える枠体と、前記カートリッジの着脱方向と交差する方向に沿って前記枠体に設けられる移動規制部材と、を備え、画像形成装置本体は、画像形成装置本体への前記カートリッジの着脱軌跡上において前記着脱方向に交差する方向の両端に配置された一対のガイドユニットと、
一対の前記ガイドユニットに架設固定された少なくとも一つのビーム部材と、を備え、
前記移動規制部材は、前記着脱軌跡上において、一対の前記ガイドユニットに接触することで、前記着脱方向と交差する方向への前記カートリッジの移動を規制する規制部を備え、
前記移動規制部材は、金属であり、前記ビーム部材は、金属である、ことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本出願に係る発明によればガイド部とプロセスカートリッジまたは現像カートリッジとの隙間を小さく設定できる為、プロセスカートリッジまたは現像カートリッジの電子写真画像形成装置本体への着脱時の姿勢が安定し、操作性を向上できる。また、電子写真画像形成装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用可能な第１の実施例に係る電子写真画像形成装置本体へのプロセスカートリッジの装着時の断面図である。
【図２】本発明を適用可能な第１の実施例に係る電子写真画像形成装置の電子写真画像形成装置本体及びプロセスカートリッジの断面図である。
【図３】本発明を適用可能な第１の実施例に係るプロセスカートリッジの断面図である。
【図４】本発明を適用可能な第１の実施例に係るプロセスカートリッジの構成を説明する斜視図である。
【図５】本発明を適用可能な第１の実施例に係るクリーニングユニットの構成を説明する斜視図である。
【図６】本発明を適用可能な第１の実施例に係る現像装置ユニットの構成を説明する斜視図である。
【図７】本発明を適用可能な第１の実施例に係る開閉扉を開いた電子写真画像形成装置本体、プロセスカートリッジの斜視図である。
【図８】本発明を適用可能な第１の実施例に係る電子写真画像形成装置本体へのプロセスカートリッジの装着時の模式図である。
【図９】本発明を適用可能な第１の実施例に係る電子写真画像形成装置本体へのプロセスカートリッジの装着時の装着方向上流側からみた断面図である。
【図１０】本発明を適用可能な第１の実施例に係る電子写真画像形成装置本体へのプロセスカートリッジの装着時の斜視図である。
【図１１】本発明を適用可能な第１の実施例に係る電子写真画像形成装置本体へのプロセスカートリッジの装着時の装着方向上流側からみた断面図である。
【図１２】本発明を適用可能な第２の実施例に係る現像装置ユニットの斜視図である。
【図１３】本発明を適用可能な第２の実施例に係るプロセスカートリッジの断面図である。
【図１４】本発明を適用可能な第２の実施例に係る現像装置ユニットの断面図である。
【図１５】本発明を適用可能な第２の実施例に係る電子写真画像形成装置本体へのプロセスカートリッジの装着時の装着方向上流側からみた断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［実施例１］
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
なお、電子写真感光体ドラムの回転軸線方向を長手方向とする。
【００１９】
また、長手方向において、画像形成装置本体から電子写真感光ドラムが駆動力を受ける側を駆動側（図６において駆動力受け部６３ａ側）とし、その反対側を非駆動側とする。
【００２０】
図２および図３を用いて全体構成および画像形成プロセスについて説明する。
【００２１】
図２は、本発明の一実施の形態である電子写真画像形成装置の画像形成装置本体（以下、装置本体Ａと記載する）及びプロセスカートリッジ（以下、カートリッジＢと記載する）の断面図である。
【００２２】
図３は、カートリッジＢの断面図である。
【００２３】
ここで、電子写真画像形成装置の装置本体Ａとは、カートリッジＢを除いた電子写真画像形成装置部分である。
【００２４】
○電子写真画像形成装置全体構成
図２において、電子写真画像形成装置は、カートリッジＢを装置本体Ａに着脱可能とした電子写真技術を利用したレーザビームプリンタである。カートリッジＢが装置本体Ａに装着されたとき、カートリッジＢの上側に露光装置３（レーザスキャナユニット）が配置される。
【００２５】
また、カートリッジＢの下側に画像形成対象となる記録媒体（以下、シート材Ｐと記載する）を収容したシートトレイ４が配置されている。
【００２６】
更に、装置本体Ａには、シート材Ｐの搬送方向Ｄに沿って、ピックアップローラ５ａ、給送ローラ対５ｂ、搬送ローラ対５ｃ、転写ガイド６、転写ローラ７、搬送ガイド８、定着装置９、排出ローラ対１０、排出トレイ１１等が順次配置されている。なお、定着装置９は、加熱ローラ９ａ及び加圧ローラ９ｂにより構成されている。
【００２７】
○画像形成プロセス
次に、画像形成プロセスの概略を説明する。プリントスタート信号に基づいて、電子写真感光体ドラム（以下、ドラム６２と記載する）は矢印Ｒ方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。ドラム６２は、トナー像を担持する像担持体である。
【００２８】
バイアス電圧が印加された帯電ローラ６６は、ドラム６２の外周面に接触し、ドラム６２の外周面を一様均一に帯電する。
【００２９】
露光装置３は、画像情報に応じたレーザ光Ｌを出力する。そのレーザ光ＬはカートリッジＢの上面の露光窓部７４を通り、ドラム６２の外周面を走査露光する。
【００３０】
これにより、ドラム６２の外周面には画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【００３１】
一方、図３に示すように、現像装置としての現像装置ユニット２０において、トナー室２９内のトナーＴは、搬送部材４３の回転によって撹拌、搬送され、トナー供給室２８に送り出される。
【００３２】
トナーＴは、マグネットローラ３４（固定磁石）の磁力により、現像ローラ３２の表面に担持される。
【００３３】
トナーＴは、現像ブレード４２によって、摩擦帯電されつつ現像ローラ３２周面の層厚が規制される。
【００３４】
そのトナーＴは、静電潜像に応じてドラム６２へ転移され、トナー像として可視像化される。
【００３５】
また、図２に示すように、レーザ光Ｌの出力タイミングとあわせて、ピックアップローラ５ａ、給送ローラ対５ｂ、搬送ローラ対５ｃによって、装置本体Ａの下部に収納されたシート材Ｐがシートトレイ４から給送される。
【００３６】
そして、そのシート材Ｐが転写ガイド６を経由して、ドラム６２と転写ローラ７との間の転写位置へ供給される。この転写位置において、トナー像はドラム６２からシート材Ｐに順次転写されていく。
【００３７】
トナー像が転写されたシート材Ｐは、ドラム６２から分離されて搬送ガイド８に沿って定着装置９に搬送される。そしてシート材Ｐは、定着装置９を構成する加熱ローラ９ａと加圧ローラ９ｂとのニップ部を通過する。
【００３８】
このニップ部で加圧・加熱定着処理が行われてトナー像はシート材Ｐに定着される。トナー像の定着処理を受けたシート材Ｐは、排出ローラ対１０まで搬送され、排出トレイ１１に排出される。
【００３９】
一方、図３に示すように、転写後のドラム６２は、クリーニングブレード７７により外周面上の残留トナーが除去されて、再び、画像形成プロセスに使用される。ドラム６２から除去されたトナーはクリーニングユニット６０の廃トナー室７１ｂに貯蔵される。
【００４０】
上記において、帯電ローラ６６、現像ローラ３２、クリーニングブレード７７がドラム６２に作用するプロセス手段である。
【００４１】
○カートリッジ全体の構成
次にカートリッジＢの全体構成について図３、図４を用いて説明する。
【００４２】
図４は、カートリッジＢの構成を説明する斜視図である。
【００４３】
カートリッジＢはクリーニングユニット６０と現像装置ユニット２０を合体して構成される。
【００４４】
クリーニングユニット６０は、クリーニング枠体７１、ドラム６２、帯電ローラ６６およびクリーニングブレード７７、補強板金１００（補強部材）等からなる。
【００４５】
一方、現像装置ユニット２０は、トナー収納容器２１、蓋２２、現像容器２３、第１サイド部材２６Ｌ、第２サイド部材２６Ｒ、現像ブレード４２、現像ローラ３２、マグネットローラ３４、搬送部材４３、トナーＴ、付勢部材４６等からなる。
【００４６】
これらクリーニングユニット６０と現像装置ユニット２０を、結合部材７５によって互いに回動可能に結合することによってカートリッジＢを構成する。
【００４７】
具体的には、現像装置ユニット２０の長手方向（現像ローラ３２の軸線方向）両端の現像容器２３に形成したアーム部２３ａＬ、２３ａＲの先端に、現像ローラ３２と平行な回動穴２３ｂＬ、２３ｂＲが設けられている。
【００４８】
また、クリーニング枠体７１の長手両端部には、結合部材７５を嵌入するための嵌入穴７１ａが形成されている。
【００４９】
そして、アーム部２３ａＬ、２３ａＲをクリーニング枠体７１の所定の位置に合わせて、結合部材７５を回動穴２３ｂＬ、２３ｂＲと嵌入穴７１ａに挿入することで、クリーニングユニット６０と現像装置ユニット２０が結合部材７５を中心に回動可能に結合される。
【００５０】
○クリーニングユニットの構成
次にクリーニングユニット６０の構成について図５を用いて説明する。
【００５１】
図５は、クリーニングユニット６０の構成を説明する斜視図である。
【００５２】
クリーニングブレード７７は、板金からなる支持部材７７ａとウレタンゴム等の弾性材料からなる弾性部材７７ｂからなり、支持部材７７ａの両端をビス９１で固定することで、クリーニング枠体７１に対して所定の位置に配置される。ここで、弾性部材７７ｂがクリーニング部材であり、支持部材７７ａがクリーニング支持部材である。クリーニング枠体７１に対する支持部材７７ａの固定方法は、ここではビス固定としたが、かしめや、インサート成型、樹脂接合、接着等でも良い。
【００５３】
補強板金１００は、両端をビス９４で固定することで、クリーニング枠体７１に対して取り付けられる。補強板金１００は、移動規制部材である。また、補強板金１００は、クリーニング枠体７１と支持部材７７ａの線膨張係数の差により高温、低温環境にてクリーニング枠体７１と支持部材７７ａが変形してドラム６２に対するクリーニングブレード７７の当接状態が大きく変化するのを抑制している。また、補強板金１００は、支持部材７７ａと同等の線膨張係数および強度とするために板金で構成される。また、クリーニング枠体７１に対する補強板金１００の固定方法は、ここではビス固定としたが、かしめや、インサート成型、樹脂接合、接着等でも良い。補強板金１００は、カートリッジＢの着脱方向と交差する方向（本実施例では、着脱方向と直交する長手方向）に沿ってクリーニング枠体７１に設けられている。
【００５４】
弾性部材７７ｂはドラム６２と当接し、ドラム６２の外周面上から残留トナーを除去する。除去されたトナーはクリーニングユニット６０の廃トナー室７１ｂ（図３）に貯蔵される。
【００５５】
ドラム６２はフランジ６４、フランジ６３と一体的に結合され、電子写真感光体ドラムユニット（以下、ドラムユニット６１と記載する）となる。この結合方法は、カシメ、接着、溶着等を用いる。
【００５６】
軸受部材７６がビス９０によりクリーニング枠体７１の駆動側に一体的に固定され、ドラム軸７８がクリーニング枠体７１の非駆動側に圧入固定される。
【００５７】
そして、軸受部材７６は、フランジ６３と嵌合し、ドラム軸７８は、フランジ６４の穴６４ａと嵌合する。
【００５８】
これにより、ドラムユニット６１はクリーニング枠体７１に回転可能に支持される。
【００５９】
○現像装置ユニット
次に現像装置ユニット２０の構成について、図６を用いて説明する。
【００６０】
図６は現像装置ユニット２０の構成を説明する斜視図である。
【００６１】
トナー収納容器２１と蓋２２および現像容器２３からなる現像枠体は、トナーを収納するトナー室２９やトナー供給室２８（図３）を形成する。トナー収納容器２１と蓋２２および現像容器２３は、溶着等の手段により、一体に結合されている。
【００６２】
現像ブレード４２は、板金からなる支持部材４２ａとウレタンゴム等の弾性材料からなる弾性部材４２ｂで構成され、清掃部材４７と共に支持部材４２ａの両端をビス９３で現像容器２３に対して所定の位置に固定される。ここで、現像容器２３に対する支持部材４２ａの固定方法は、ここではビス固定としたが、かしめや、インサート成型、樹脂接合、接着等でも良い。
【００６３】
弾性部材４２ｂは現像ローラ３２と当接し、現像ローラ３２の周面のトナー量を規定すると共に摩擦帯電電荷を付与する。
【００６４】
清掃部材４７は、現像ローラ３２の端部表面と当接して、トナー等の付着物を清掃する。
【００６５】
現像ローラ３２が、ドラム６２にトナーＴを供給するための現像剤担持体である。また、弾性部材４２ｂが、現像ローラ３２の周面に担持された現像剤層の層厚を規制する規制部材である。支持部材４２ａが規制部材に接合され現像枠体に固定された現像支持部材である。
【００６６】
現像ローラユニット３１は、現像ローラ３２、マグネットローラ３４、フランジ３５、間隔保持部材３８、軸受部材３７および現像ローラギア３９等によって構成される。
【００６７】
現像ローラ３２の非駆動側端部からマグネットローラ３４が挿入され、端部にはフランジ３５が圧入固定されている。
【００６８】
フランジ３５には導電性の電極線（不図示）が組み込まれており、電極線は現像ローラ３２および電極板２７に当接している。
【００６９】
導電性の電極板２７は、第１サイド部材２６Ｌに固定される。
【００７０】
電極板２７は、装置本体Ａの給電部（不図示）に接触しており、電極板２７、電極線を給電経路として現像ローラ３２に給電する。
【００７１】
間隔保持部材３８は、現像ローラ３２の両端部に取り付けられる。その外側に軸受部材３７が配置され、駆動側においては、その外側に現像ローラギア３９が組み込まれる。
【００７２】
両端に配置された、軸受部材３７によって現像ローラ３２は回転可能に支持される。
【００７３】
駆動伝達部材である第１ギア４８と第２ギア４９は、現像枠体に回転可能に取り付けられている。これにより、装置本体Ａから受けた駆動力は、フランジギア部６３ｂ（図６）、現像ローラギア３９、第１ギア４８、第２ギア４９および、搬送ギア５０が順次噛み合い、回転することにより、現像ローラ３２、搬送部材４３へ伝達される。
【００７４】
第１サイド部材２６Ｌ、第２サイド部材２６Ｒは、長手方向の両端にビス９２を用いて現像枠体に固定される。
【００７５】
その際、現像ローラユニット３１の軸受部材３７は、第１サイド部材２６Ｌ、第２サイド部材２６Ｒによって保持される。
【００７６】
○装置本体へのカートリッジ着脱
次に、装置本体Ａに対するカートリッジＢの着脱について、図１、図７、図８、図９を用いて説明する。
【００７７】
図１は、装置本体ＡへのカートリッジＢの着脱時における、着脱方向および長手方向に垂直な方向からみた模式的断面図であり、説明に必要な部品以外を省略している。図１のＷはカートリッジＢの装着方向を示している。
【００７８】
図７は、カートリッジＢを着脱するために開閉扉１３を開いた装置本体Ａ、カートリッジＢの斜視図である。図７のＷは装置本体ＡへのカートリッジＢの装着方向を示している。
【００７９】
図８は、装置本体ＡへのカートリッジＢの装着時の模式的断面図であり、（ａ）は駆動側、（ｂ）は非駆動側の説明図である。また、説明に必要な部品以外を省略している。
【００８０】
図９は、装置本体ＡへのカートリッジＢの装着時の装着方向（図７のＷ）上流側からみたときの模式的断面図であり、説明に必要な部品以外を省略している。
【００８１】
図７で示す様に、装置本体Ａには開閉扉１３が回動可能に取り付けられている。この開閉扉１３を開くとガイド２１０が備えてあり、カートリッジＢはガイド２１０に沿って装置本体Ａ内に装着される。
【００８２】
ここで、図１、図９のように、ガイド２１０Ｌ、２１０Ｒはそれぞれ側板２２０Ｌ、２２０Ｒにビスやパッチン爪等（不図示）により固定されガイドユニット２３０Ｌ、２３０Ｒを構成している。ガイドユニット２３０は、カートリッジＢの着脱軌跡上において着脱方向に交差する方向の両端に配置された一対のユニットである。また、ガイドユニット２３０間には、ビーム部材２００がビス等（不図示）により架設固定されている。ビーム部材２００の上部には露光装置３がビス（不図示）等で固定されている。ここで、ビーム部材２００は露光装置３を固定している部材としているが、ガイドユニット２３０間に固定され、ガイドユニット２３０間の長手寸法を決めている部材であればこの限りではない。
【００８３】
ビーム部材２００は、ガイドユニット２３０の長手寸法を決めるものであり、強度が必要であるため金属で構成される必要がある。
【００８４】
図８、図９のようにガイド２１０に設けられた第１ガイド溝２１２に第１被ガイド部１１０が、第２ガイド溝２１３に第２被ガイド部１１１がそれぞれ案内される。また、装置本体ＡへのカートリッジＢの装着軌跡上において、長手方向（ドラム６２の軸線方向）へのカートリッジＢの移動は、補強板金１００に設けられた規制部１０１と、ガイド２１０に設けられたガイド規制部２１１とが接触して規制される。
【００８５】
また、長手方向の移動を規制するために、第２被ガイド部１１１とガイド２１０との長手方向の距離をＬ１、規制部１０１とガイド規制部２１１との長手方向の距離をＬ２とした場合に、Ｌ２＜Ｌ１となっている。尚、Ｌ２＜Ｌ１の関係は、カートリッジＢを構成する樹脂部材が熱膨張した場合においても満たされる。
【００８６】
ここで、装置本体Ａ側のビーム部材２００と、カートリッジＢ側の補強板金１００とを、同程度の線膨張係数を持つ金属で構成している。従来、カートリッジ枠体は線膨張係数６５〜１２３［×１０−６／℃］程度の樹脂材料、装置本体Ａのビーム部材２００は線膨張係数９〜２５［×１０−６／℃］程度の金属材料からなり、線膨張係数の差が大きい。
【００８７】
これに対して、本実施の形態においては、補強板金１００およびビーム部材２００に線膨張係数９〜２５［×１０−６／℃］程度の金属材料を使用している。このように、補強板金１００およびビーム部材２００の両方を金属とすることで両者の線膨張係数が同程度となり、線膨張係数の差も小さくすることができる。ここで、線膨張係数が同程度というのは、補強板金１００とビーム部材２００との線膨張係数の差が、０〜１６［×１０−６／℃］の範囲を指している。なお、線膨張係数の測定は、ＪＩＳ Ｚ２２８５、ＪＩＳ Ｋ７１４０−１に基づくものとする。
【００８８】
これにより、温度変化による、装置本体Ａ側とカートリッジＢ側との長手方向の寸法の変化量の差が小さくなるため、ガイド２１０と補強板金１００との隙間を小さく設定することができる。その為、装置本体Ａ内でのカートリッジＢの長手方向への移動量が小さくなり、第一ガイド溝２１２、第二ガイド溝２１３に対する第一被ガイド部１１０、第二被ガイド部１１１の係合する長さも小さく設定することができ、装置本体Ａを小型化することができる。
【００８９】
ここで、ビーム部材２００は、板金としているが、金属軸やブロック状の金属、金属パイプにより構成しても同様の効果を得ることができる。また、ビーム部材２００は、１つだけではなく、複数配置してもよい。
【００９０】
図１のように、規制部１０１の装置本体ＡへのカートリッジＢの装着方向Ｗの下流側に曲げ部下流側１０２、装着方向上流側に曲げ部上流側１０３を設けている。こうすることで、装置本体ＡへのカートリッジＢの着脱時に、板金のエッジがガイド２１０に接触しにくくなるため着脱動作をスムーズに行うことができる。また、ガイド２１０や規制部１０１への潤滑剤の塗布や、規制部１０１のエッジ部を面打ちする等しても、着脱動作をスムーズにすることができる。
【００９１】
画像形成位置においては、図８（ａ）（ｂ）のように、装置本体Ａの長手方向両端に設けられた付勢部材１５Ｌ、１５Ｒにより第１被ガイド部１１０Ｌ、１１０Ｒはそれぞれ第１ガイド溝２１２Ｌ、２１２Ｒに対して付勢される。また、第１被ガイド部１１０Ｌと１１０Ｒを中心として、第２被ガイド部１１１Ｒが第２ガイド溝２１３Ｒの上面に対して接触するまで自重あるいは駆動力により回転することで、カートリッジＢの画像形成時の姿勢が決まる。
【００９２】
そして、装置本体Ａのモータ（不図示）により駆動される駆動軸１４が、カートリッジＢに設けられた駆動力受け部６３ａ（図６）と係合する。これにより、駆動力受け部６３ａと結合しているドラム６２が装置本体Ａから駆動力を受けて回転する。さらに、帯電ローラ６６、現像ローラ３２は、装置本体Ａの給電部（不図示）より給電される。
【００９３】
以上、本実施例によれば、装置本体Ａに対するカートリッジＢの着脱時に、装置本体ＡとカートリッジＢとの長手方向の隙間を小さく設定することができ、操作性を向上することが可能となる。
【００９４】
また、本実施例においては、固定ガイドに対するカートリッジＢの着脱について述べたが、図１０、図１１のように装着部が引き出される構成でもよい。
【００９５】
図１０は装着部が引き出される構成の装置本体Ａに対するカートリッジＢの着脱時の斜視図である。
【００９６】
図１１は、装置本体Ａに対するカートリッジＢの装着方向Ｗの上流側からみた断面図である。
【００９７】
ここで、装置本体Ａから引き出された装着部に対してカートリッジＢが並列に複数装着されており、ガイドユニット２３０Ｌ、２３０Ｒをビーム部材２００により固定することで、長手方向のガイドユニット２３０間の寸法を決めている。ガイドユニット２３０に設けられた第１ガイド溝２１２Ｌ、２１２Ｒに対して第１被ガイド部１１０Ｌ、１１０Ｒがそれぞれ所定の位置まで案内される。また、カートリッジＢには補強板金１００が固定されており、補強板金１００の両端に設けられた規制部１０１Ｌ、１０１Ｒとガイド規制部２１１Ｌ、２１１Ｒとが接触することで、装着時の長手方向の移動が規制される。
【００９８】
また、図１１に示すように、長手方向の移動を規制するために、第１被ガイド部１１０とガイドユニット２３０との長手方向の距離をＬ１、規制部１０１とガイド規制部２１１との長手方向の距離をＬ２とした場合に、Ｌ２＜Ｌ１となっている。尚、Ｌ２＜Ｌ１の関係は、カートリッジＢを構成する樹脂部材が熱膨張した場合においても満たされる。
【００９９】
ここで、前述したように、ビーム部材２００と補強板金１００とを同程度の線膨張係数をもつ金属で構成することで、同様の効果を得ることができる。
【０１００】
なお、補強板金１００およびビーム部材２００について、同じ材質からなる金属材料を使用すれば、両者の線膨張係数の差がなくなるため、更に小型化することができ好ましい。
【０１０１】
[実施例２]
第２の実施形態では、第１の実施形態と異なる部材で装置本体ＡへのカートリッジＢの着脱時の長手規制を行う場合について、図１２、図１３、図１４、図１５を用いて説明する。
【０１０２】
図１２は、現像装置ユニット２０の斜視図である。
【０１０３】
図１３は、カートリッジＢの断面図であり、説明に必要な部品以外は省略している。
【０１０４】
図１４は、現像装置ユニット２０の断面図である。
【０１０５】
図１５は、装置本体Ａに対するカートリッジＢの装着方向下流側からみた断面図である。
【０１０６】
また、これまでの説明で一度説明した部材についての材質、形状、構成部品の機能、配置などは、特に改めて記載しない限り初めの説明と同様のものである。
【０１０７】
前述したように、現像ブレード４２は、板金からなる支持部材４２ａとウレタンゴム等の弾性材料からなる弾性部材４２ｂで構成され、支持部材４２ａの両端をビス９３で現像容器２３に対して所定の位置に固定している。
【０１０８】
ここで、図１２、図１３のように、支持部材４２ａの長手方向両端部に規制部１０１を設け、さらに実施形態１で説明した曲げ部上流側１０２および曲げ部下流側１０３が設けている。即ち、本実施例では、カートリッジＢの着脱方向と交差する方向（本実施例では、着脱方向と直交する長手方向）に沿って設けられる移動規制部材として、支持部材４２ａを用いている。
【０１０９】
一般的に、良好な画像を得るために、現像ブレード４２と現像ローラ３２との位置関係を精度よく設定している。現像ブレード４２の位置がずれてしまうと、現像ローラ３２に対する現像ブレード４２の当接圧が変化し、現像ローラ３２の周面のトナーＴの帯電状態が変化してしまうために良好な画像が得られない場合がある。
【０１１０】
このようなずれを防止するため、図１４のように、現像容器２３に対して支持部材４２ａが固定されている固定座面１２０の法線方向Ｖと、装置本体Ａに対するプロセスカートリッジＢの装着方向Ｗとを略平行にしている。
【０１１１】
ここで、矢印Ｘ、矢印Ｖのどちらに現像ローラ３２に対する現像ブレード４２との位置がずれた場合においても、現像ローラ３２に対する現像ブレード４２の当接圧は変化する。
【０１１２】
仮に、固定座面１２０に対してせん断方向である矢印Ｘ方向の力が支持部材４２ａに加わった場合、ビス９３の締結力による摩擦力を上回る力であれば容易にずれが発生する。ただし、矢印Ｘ方向の現像容器２３に対する支持部材４２ａの位置が、不図示の穴と軸により決められている場合においては穴と軸の嵌合ガタ分でずれが発生する。
【０１１３】
しかし、固定座面１２０の法線方向Ｖの力が支持部材４２ａに加わった場合には、支持部材４２は固定座面１２０とビス９３に清掃部材４７を介して挟まれている為、ビス９３が緩まない限り、Ｖ方向への支持部材４２ａのズレは発生しにくい。
【０１１４】
つまり、カートリッジＢの装着方向Ｗと固定座面１２０の法線方向Ｖとを略平行とすることで、着脱時にＷ方向の力が規制部１０１に加わった場合に、現像ローラ３２に対する現像ブレード４２の位置ずれを抑制することができる。
【０１１５】
このほか、現像ローラ３２に対する現像ブレード４２のずれを防止するために、図１２のように、規制部１０１の脇に、規制部１０１よりも着脱方向および長手方向へ突出した凸部２６ｆをサイド部材２６に設けている。これにより、誤ってカートリッジＢを落下してしまった場合にも、支持部材４２ａには接触せずに力が加わらないため、現像ローラ３２に対する現像ブレード４２の位置ずれを抑制することができる。
【０１１６】
ここで、凸部２６ｆを設ける場合には、図１５のように凸部２６ｆがガイド２１０に接触して装着を妨げることのないようにガイド２１０に凹部２１０ｇを設ける必要がある。図１５では長手一端側を図示しているが、他端側も同様である。このとき、規制部１０１とガイド規制部２１１との長手方向の距離をａ、凸部２６ｆと凹部２１０ｇとの長手方向の距離をｂとした場合、必ずａ＜ｂとなるよう設定している。こうすることで、凸部２６ｆがカートリッジＢの装着時に装着を妨げることなく、規制部１０１により長手方向へのカートリッジＢの移動を規制することができる。
【０１１７】
ここで、装置本体Ａ側の長手寸法を決めている部材であるビーム部材２００と、カートリッジＢ側の長手寸法を決めている部材である支持部材４２ａとを、同程度の線膨張係数を持つ金属で構成している。その為、実施形態１と同様に、装置本体Ａに対するカートリッジＢの着脱時の長手方向の隙間を小さく設定することができ、操作性を向上することが可能となる。
【０１１８】
また、本実施例においては、カートリッジＢを構成する板金部材として、現像ブレード４２の支持部材４２ａに規制部１０１を設けたが、クリーニングブレード７７の支持部材７７ａに設けてもよい。
【０１１９】
クリーニングブレード７７とドラム６２とは、確実にドラム６２上のトナーをクリーニングし、且つ弾性部材７７ｂが捲れてしまわないように位置を精度良く設定しており、本実施例と同様位置ずれを防止して、着脱時の操作性を向上することができる。
【符号の説明】
【０１２０】
２０ 現像装置ユニット
６０ クリーニングユニット
１００ 補強板金
２００ ビーム部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置本体に着脱可能に設けられるカートリッジを備える、画像形成装置に関するものである。画像形成装置としては、電子写真方式の画像形成装置がある。カートリッジとしては、例えば、現像カートリッジ、プロセスカートリッジがあげられる。
【０００２】
現像カートリッジとは、現像ローラを有し、現像ローラによって電子写真感光体に形成された静電潜像を、現像剤を用いて可視像化する現像装置をカートリッジ化し、電子写真画像形成装置本体に対して取り外し可能に装着されるものである。
【０００３】
また、プロセスカートリッジとは、電子写真感光体ドラムと、この電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段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対して取り外し可能に装着されるものである。
【０００４】
例えば、電子写真感光体ドラムと、前記プロセス手段としての、現像手段、帯電手段、クリーニング手段の少なくとも一つを一体的にカートリッジ化したものが挙げられる。
【０００５】
また、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。
【０００６】
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（ＬＥＤプリンタ、レーザビームプリンタ等）、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。
【背景技術】
【０００７】
従来の電子写真画像形成装置では、その使用が長時間に及ぶと電子写真感光体の交換、現像剤の補給や交換、その他（帯電器、クリーニング容器等）の調整・清掃、交換が必要となる。このような保守作業は専門知識を有するサービスマン以外は事実上は困難であった。
【０００８】
そこで、電子写真画像形成装置においては、電子写真感光体ドラム及び電子写真感光体ドラム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電子写真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。
【０００９】
あるいは、電子写真感光体ドラムに現像剤を供給する現像手段と現像剤とを電子写真感光体ドラムとは別にカートリッジ化したものを、電子写真画像形成装置本体に着脱可能とする現像カートリッジ方式も採用されている。
【００１０】
このようなプロセスカートリッジまたは現像カートリッジの電子写真画像形成装置本体（以下、装置本体と称す）への着脱方法としては、まず、装置本体に着脱用の開口部を形成している。そして、この着脱開口の内部両側に、プロセスカートリッジまたは現像カートリッジの外部両側の被ガイド部を係合させて所定の装着位置まで挿入をガイドするガイド部を形成したものが一般的である。（例えば、特許文献１参照）
ここで、装置本体のガイド部間の幅は、ガイドが取り付けられた一対の側板間を架設して固定しているビーム部材で決められていることが多い。ビーム部材としては、例えば、電子写真感光体に静電潜像を形成するための露光装置を固定する部材等がある。
【００１１】
また、装置本体のビーム部材は剛性を出す為に金属で構成され、プロセスカートリッジまたは現像カートリッジの着脱時の長手位置を規制している枠体は、形状の自由度の高さから、樹脂により構成されるのが一般的である。（例えば、特許文献２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−２５９２３３号公報（第８頁、図４）
【特許文献２】特開平１１−２５８８８５号公報（第２頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記従来例では、ビーム部材と枠体の材質の違いによる線膨張率の差が大きいため、高温、低温時を想定し、ガイド部とプロセスカートリッジまたは現像カートリッジとの隙間を大きく設定する必要があった。その為、プロセスカートリッジまたは現像カートリッジを画像形成装置本体へ着脱する際の姿勢が安定しにくい場合があり、操作性の向上と小型化が要求される。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本出願に係る第１の発明は、画像形成装置本体に着脱可能に設けられるカートリッジを備える画像形成装置において、前記カートリッジは、トナー像を担持する像担持体又は前記像担持体に作用するプロセス手段を少なくとも備える枠体と、前記カートリッジの着脱方向と交差する方向に沿って前記枠体に設けられる移動規制部材と、を備え、画像形成装置本体は、画像形成装置本体への前記カートリッジの着脱軌跡上において前記着脱方向に交差する方向の両端に配置された一対のガイドユニットと、
一対の前記ガイドユニットに架設固定された少なくとも一つのビーム部材と、を備え、
前記移動規制部材は、前記着脱軌跡上において、一対の前記ガイドユニットに接触することで、前記着脱方向と交差する方向への前記カートリッジの移動を規制する規制部を備え、
前記移動規制部材は、金属であり、前記ビーム部材は、金属である、ことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本出願に係る発明によればガイド部とプロセスカートリッジまたは現像カートリッジとの隙間を小さく設定できる為、プロセスカートリッジまたは現像カートリッジの電子写真画像形成装置本体への着脱時の姿勢が安定し、操作性を向上できる。また、電子写真画像形成装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用可能な第１の実施例に係る電子写真画像形成装置本体へのプロセスカートリッジの装着時の断面図である。
【図２】本発明を適用可能な第１の実施例に係る電子写真画像形成装置の電子写真画像形成装置本体及びプロセスカートリッジの断面図である。
【図３】本発明を適用可能な第１の実施例に係るプロセスカートリッジの断面図である。
【図４】本発明を適用可能な第１の実施例に係るプロセスカートリッジの構成を説明する斜視図である。
【図５】本発明を適用可能な第１の実施例に係るクリーニングユニットの構成を説明する斜視図である。
【図６】本発明を適用可能な第１の実施例に係る現像装置ユニットの構成を説明する斜視図である。
【図７】本発明を適用可能な第１の実施例に係る開閉扉を開いた電子写真画像形成装置本体、プロセスカートリッジの斜視図である。
【図８】本発明を適用可能な第１の実施例に係る電子写真画像形成装置本体へのプロセスカートリッジの装着時の模式図である。
【図９】本発明を適用可能な第１の実施例に係る電子写真画像形成装置本体へのプロセスカートリッジの装着時の装着方向上流側からみた断面図である。
【図１０】本発明を適用可能な第１の実施例に係る電子写真画像形成装置本体へのプロセスカートリッジの装着時の斜視図である。
【図１１】本発明を適用可能な第１の実施例に係る電子写真画像形成装置本体へのプロセスカートリッジの装着時の装着方向上流側からみた断面図である。
【図１２】本発明を適用可能な第２の実施例に係る現像装置ユニットの斜視図である。
【図１３】本発明を適用可能な第２の実施例に係るプロセスカートリッジの断面図である。
【図１４】本発明を適用可能な第２の実施例に係る現像装置ユニットの断面図である。
【図１５】本発明を適用可能な第２の実施例に係る電子写真画像形成装置本体へのプロセスカートリッジの装着時の装着方向上流側からみた断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［実施例１］
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
なお、電子写真感光体ドラムの回転軸線方向を長手方向とする。
【００１９】
また、長手方向において、画像形成装置本体から電子写真感光ドラムが駆動力を受ける側を駆動側（図６において駆動力受け部６３ａ側）とし、その反対側を非駆動側とする。
【００２０】
図２および図３を用いて全体構成および画像形成プロセスについて説明する。
【００２１】
図２は、本発明の一実施の形態である電子写真画像形成装置の画像形成装置本体（以下、装置本体Ａと記載する）及びプロセスカートリッジ（以下、カートリッジＢと記載する）の断面図である。
【００２２】
図３は、カートリッジＢの断面図である。
【００２３】
ここで、電子写真画像形成装置の装置本体Ａとは、カートリッジＢを除いた電子写真画像形成装置部分である。
【００２４】
○電子写真画像形成装置全体構成
図２において、電子写真画像形成装置は、カートリッジＢを装置本体Ａに着脱可能とした電子写真技術を利用したレーザビームプリンタである。カートリッジＢが装置本体Ａに装着されたとき、カートリッジＢの上側に露光装置３（レーザスキャナユニット）が配置される。
【００２５】
また、カートリッジＢの下側に画像形成対象となる記録媒体（以下、シート材Ｐと記載する）を収容したシートトレイ４が配置されている。
【００２６】
更に、装置本体Ａには、シート材Ｐの搬送方向Ｄに沿って、ピックアップローラ５ａ、給送ローラ対５ｂ、搬送ローラ対５ｃ、転写ガイド６、転写ローラ７、搬送ガイド８、定着装置９、排出ローラ対１０、排出トレイ１１等が順次配置されている。なお、定着装置９は、加熱ローラ９ａ及び加圧ローラ９ｂにより構成されている。
【００２７】
○画像形成プロセス
次に、画像形成プロセスの概略を説明する。プリントスタート信号に基づいて、電子写真感光体ドラム（以下、ドラム６２と記載する）は矢印Ｒ方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。ドラム６２は、トナー像を担持する像担持体である。
【００２８】
バイアス電圧が印加された帯電ローラ６６は、ドラム６２の外周面に接触し、ドラム６２の外周面を一様均一に帯電する。
【００２９】
露光装置３は、画像情報に応じたレーザ光Ｌを出力する。そのレーザ光ＬはカートリッジＢの上面の露光窓部７４を通り、ドラム６２の外周面を走査露光する。
【００３０】
これにより、ドラム６２の外周面には画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【００３１】
一方、図３に示すように、現像装置としての現像装置ユニット２０において、トナー室２９内のトナーＴは、搬送部材４３の回転によって撹拌、搬送され、トナー供給室２８に送り出される。
【００３２】
トナーＴは、マグネットローラ３４（固定磁石）の磁力により、現像ローラ３２の表面に担持される。
【００３３】
トナーＴは、現像ブレード４２によって、摩擦帯電されつつ現像ローラ３２周面の層厚が規制される。
【００３４】
そのトナーＴは、静電潜像に応じてドラム６２へ転移され、トナー像として可視像化される。
【００３５】
また、図２に示すように、レーザ光Ｌの出力タイミングとあわせて、ピックアップローラ５ａ、給送ローラ対５ｂ、搬送ローラ対５ｃによって、装置本体Ａの下部に収納されたシート材Ｐがシートトレイ４から給送される。
【００３６】
そして、そのシート材Ｐが転写ガイド６を経由して、ドラム６２と転写ローラ７との間の転写位置へ供給される。この転写位置において、トナー像はドラム６２からシート材Ｐに順次転写されていく。
【００３７】
トナー像が転写されたシート材Ｐは、ドラム６２から分離されて搬送ガイド８に沿って定着装置９に搬送される。そしてシート材Ｐは、定着装置９を構成する加熱ローラ９ａと加圧ローラ９ｂとのニップ部を通過する。
【００３８】
このニップ部で加圧・加熱定着処理が行われてトナー像はシート材Ｐに定着される。トナー像の定着処理を受けたシート材Ｐは、排出ローラ対１０まで搬送され、排出トレイ１１に排出される。
【００３９】
一方、図３に示すように、転写後のドラム６２は、クリーニングブレード７７により外周面上の残留トナーが除去されて、再び、画像形成プロセスに使用される。ドラム６２から除去されたトナーはクリーニングユニット６０の廃トナー室７１ｂに貯蔵される。
【００４０】
上記において、帯電ローラ６６、現像ローラ３２、クリーニングブレード７７がドラム６２に作用するプロセス手段である。
【００４１】
○カートリッジ全体の構成
次にカートリッジＢの全体構成について図３、図４を用いて説明する。
【００４２】
図４は、カートリッジＢの構成を説明する斜視図である。
【００４３】
カートリッジＢはクリーニングユニット６０と現像装置ユニット２０を合体して構成される。
【００４４】
クリーニングユニット６０は、クリーニング枠体７１、ドラム６２、帯電ローラ６６およびクリーニングブレード７７、補強板金１００（補強部材）等からなる。
【００４５】
一方、現像装置ユニット２０は、トナー収納容器２１、蓋２２、現像容器２３、第１サイド部材２６Ｌ、第２サイド部材２６Ｒ、現像ブレード４２、現像ローラ３２、マグネットローラ３４、搬送部材４３、トナーＴ、付勢部材４６等からなる。
【００４６】
これらクリーニングユニット６０と現像装置ユニット２０を、結合部材７５によって互いに回動可能に結合することによってカートリッジＢを構成する。
【００４７】
具体的には、現像装置ユニット２０の長手方向（現像ローラ３２の軸線方向）両端の現像容器２３に形成したアーム部２３ａＬ、２３ａＲの先端に、現像ローラ３２と平行な回動穴２３ｂＬ、２３ｂＲが設けられている。
【００４８】
また、クリーニング枠体７１の長手両端部には、結合部材７５を嵌入するための嵌入穴７１ａが形成されている。
【００４９】
そして、アーム部２３ａＬ、２３ａＲをクリーニング枠体７１の所定の位置に合わせて、結合部材７５を回動穴２３ｂＬ、２３ｂＲと嵌入穴７１ａに挿入することで、クリーニングユニット６０と現像装置ユニット２０が結合部材７５を中心に回動可能に結合される。
【００５０】
○クリーニングユニットの構成
次にクリーニングユニット６０の構成について図５を用いて説明する。
【００５１】
図５は、クリーニングユニット６０の構成を説明する斜視図である。
【００５２】
クリーニングブレード７７は、板金からなる支持部材７７ａとウレタンゴム等の弾性材料からなる弾性部材７７ｂからなり、支持部材７７ａの両端をビス９１で固定することで、クリーニング枠体７１に対して所定の位置に配置される。ここで、弾性部材７７ｂがクリーニング部材であり、支持部材７７ａがクリーニング支持部材である。クリーニング枠体７１に対する支持部材７７ａの固定方法は、ここではビス固定としたが、かしめや、インサート成型、樹脂接合、接着等でも良い。
【００５３】
補強板金１００は、両端をビス９４で固定することで、クリーニング枠体７１に対して取り付けられる。補強板金１００は、移動規制部材である。また、補強板金１００は、クリーニング枠体７１と支持部材７７ａの線膨張係数の差により高温、低温環境にてクリーニング枠体７１と支持部材７７ａが変形してドラム６２に対するクリーニングブレード７７の当接状態が大きく変化するのを抑制している。また、補強板金１００は、支持部材７７ａと同等の線膨張係数および強度とするために板金で構成される。また、クリーニング枠体７１に対する補強板金１００の固定方法は、ここではビス固定としたが、かしめや、インサート成型、樹脂接合、接着等でも良い。補強板金１００は、カートリッジＢの着脱方向と交差する方向（本実施例では、着脱方向と直交する長手方向）に沿ってクリーニング枠体７１に設けられている。
【００５４】
弾性部材７７ｂはドラム６２と当接し、ドラム６２の外周面上から残留トナーを除去する。除去されたトナーはクリーニングユニット６０の廃トナー室７１ｂ（図３）に貯蔵される。
【００５５】
ドラム６２はフランジ６４、フランジ６３と一体的に結合され、電子写真感光体ドラムユニット（以下、ドラムユニット６１と記載する）となる。この結合方法は、カシメ、接着、溶着等を用いる。
【００５６】
軸受部材７６がビス９０によりクリーニング枠体７１の駆動側に一体的に固定され、ドラム軸７８がクリーニング枠体７１の非駆動側に圧入固定される。
【００５７】
そして、軸受部材７６は、フランジ６３と嵌合し、ドラム軸７８は、フランジ６４の穴６４ａと嵌合する。
【００５８】
これにより、ドラムユニット６１はクリーニング枠体７１に回転可能に支持される。
【００５９】
○現像装置ユニット
次に現像装置ユニット２０の構成について、図６を用いて説明する。
【００６０】
図６は現像装置ユニット２０の構成を説明する斜視図である。
【００６１】
トナー収納容器２１と蓋２２および現像容器２３からなる現像枠体は、トナーを収納するトナー室２９やトナー供給室２８（図３）を形成する。トナー収納容器２１と蓋２２および現像容器２３は、溶着等の手段により、一体に結合されている。
【００６２】
現像ブレード４２は、板金からなる支持部材４２ａとウレタンゴム等の弾性材料からなる弾性部材４２ｂで構成され、清掃部材４７と共に支持部材４２ａの両端をビス９３で現像容器２３に対して所定の位置に固定される。ここで、現像容器２３に対する支持部材４２ａの固定方法は、ここではビス固定としたが、かしめや、インサート成型、樹脂接合、接着等でも良い。
【００６３】
弾性部材４２ｂは現像ローラ３２と当接し、現像ローラ３２の周面のトナー量を規定すると共に摩擦帯電電荷を付与する。
【００６４】
清掃部材４７は、現像ローラ３２の端部表面と当接して、トナー等の付着物を清掃する。
【００６５】
現像ローラ３２が、ドラム６２にトナーＴを供給するための現像剤担持体である。また、弾性部材４２ｂが、現像ローラ３２の周面に担持された現像剤層の層厚を規制する規制部材である。支持部材４２ａが規制部材に接合され現像枠体に固定された現像支持部材である。
【００６６】
現像ローラユニット３１は、現像ローラ３２、マグネットローラ３４、フランジ３５、間隔保持部材３８、軸受部材３７および現像ローラギア３９等によって構成される。
【００６７】
現像ローラ３２の非駆動側端部からマグネットローラ３４が挿入され、端部にはフランジ３５が圧入固定されている。
【００６８】
フランジ３５には導電性の電極線（不図示）が組み込まれており、電極線は現像ローラ３２および電極板２７に当接している。
【００６９】
導電性の電極板２７は、第１サイド部材２６Ｌに固定される。
【００７０】
電極板２７は、装置本体Ａの給電部（不図示）に接触しており、電極板２７、電極線を給電経路として現像ローラ３２に給電する。
【００７１】
間隔保持部材３８は、現像ローラ３２の両端部に取り付けられる。その外側に軸受部材３７が配置され、駆動側においては、その外側に現像ローラギア３９が組み込まれる。
【００７２】
両端に配置された、軸受部材３７によって現像ローラ３２は回転可能に支持される。
【００７３】
駆動伝達部材である第１ギア４８と第２ギア４９は、現像枠体に回転可能に取り付けられている。これにより、装置本体Ａから受けた駆動力は、フランジギア部６３ｂ（図６）、現像ローラギア３９、第１ギア４８、第２ギア４９および、搬送ギア５０が順次噛み合い、回転することにより、現像ローラ３２、搬送部材４３へ伝達される。
【００７４】
第１サイド部材２６Ｌ、第２サイド部材２６Ｒは、長手方向の両端にビス９２を用いて現像枠体に固定される。
【００７５】
その際、現像ローラユニット３１の軸受部材３７は、第１サイド部材２６Ｌ、第２サイド部材２６Ｒによって保持される。
【００７６】
○装置本体へのカートリッジ着脱
次に、装置本体Ａに対するカートリッジＢの着脱について、図１、図７、図８、図９を用いて説明する。
【００７７】
図１は、装置本体ＡへのカートリッジＢの着脱時における、着脱方向および長手方向に垂直な方向からみた模式的断面図であり、説明に必要な部品以外を省略している。図１のＷはカートリッジＢの装着方向を示している。
【００７８】
図７は、カートリッジＢを着脱するために開閉扉１３を開いた装置本体Ａ、カートリッジＢの斜視図である。図７のＷは装置本体ＡへのカートリッジＢの装着方向を示している。
【００７９】
図８は、装置本体ＡへのカートリッジＢの装着時の模式的断面図であり、（ａ）は駆動側、（ｂ）は非駆動側の説明図である。また、説明に必要な部品以外を省略している。
【００８０】
図９は、装置本体ＡへのカートリッジＢの装着時の装着方向（図７のＷ）上流側からみたときの模式的断面図であり、説明に必要な部品以外を省略している。
【００８１】
図７で示す様に、装置本体Ａには開閉扉１３が回動可能に取り付けられている。この開閉扉１３を開くとガイド２１０が備えてあり、カートリッジＢはガイド２１０に沿って装置本体Ａ内に装着される。
【００８２】
ここで、図１、図９のように、ガイド２１０Ｌ、２１０Ｒはそれぞれ側板２２０Ｌ、２２０Ｒにビスやパッチン爪等（不図示）により固定されガイドユニット２３０Ｌ、２３０Ｒを構成している。ガイドユニット２３０は、カートリッジＢの着脱軌跡上において着脱方向に交差する方向の両端に配置された一対のユニットである。また、ガイドユニット２３０間には、ビーム部材２００がビス等（不図示）により架設固定されている。ビーム部材２００の上部には露光装置３がビス（不図示）等で固定されている。ここで、ビーム部材２００は露光装置３を固定している部材としているが、ガイドユニット２３０間に固定され、ガイドユニット２３０間の長手寸法を決めている部材であればこの限りではない。
【００８３】
ビーム部材２００は、ガイドユニット２３０の長手寸法を決めるものであり、強度が必要であるため金属で構成される必要がある。
【００８４】
図８、図９のようにガイド２１０に設けられた第１ガイド溝２１２に第１被ガイド部１１０が、第２ガイド溝２１３に第２被ガイド部１１１がそれぞれ案内される。また、装置本体ＡへのカートリッジＢの装着軌跡上において、長手方向（ドラム６２の軸線方向）へのカートリッジＢの移動は、補強板金１００に設けられた規制部１０１と、ガイド２１０に設けられたガイド規制部２１１とが接触して規制される。
【００８５】
また、長手方向の移動を規制するために、第２被ガイド部１１１とガイド２１０との長手方向の距離をＬ１、規制部１０１とガイド規制部２１１との長手方向の距離をＬ２とした場合に、Ｌ２＜Ｌ１となっている。尚、Ｌ２＜Ｌ１の関係は、カートリッジＢを構成する樹脂部材が熱膨張した場合においても満たされる。
【００８６】
ここで、装置本体Ａ側のビーム部材２００と、カートリッジＢ側の補強板金１００とを、同程度の線膨張係数を持つ金属で構成している。従来、カートリッジ枠体は線膨張係数６５〜１２３［×１０−６／℃］程度の樹脂材料、装置本体Ａのビーム部材２００は線膨張係数９〜２５［×１０−６／℃］程度の金属材料からなり、線膨張係数の差が大きい。
【００８７】
これに対して、本実施の形態においては、補強板金１００およびビーム部材２００に線膨張係数９〜２５［×１０−６／℃］程度の金属材料を使用している。このように、補強板金１００およびビーム部材２００の両方を金属とすることで両者の線膨張係数が同程度となり、線膨張係数の差も小さくすることができる。ここで、線膨張係数が同程度というのは、補強板金１００とビーム部材２００との線膨張係数の差が、０〜１６［×１０−６／℃］の範囲を指している。なお、線膨張係数の測定は、ＪＩＳ Ｚ２２８５、ＪＩＳ Ｋ７１４０−１に基づくものとする。
【００８８】
これにより、温度変化による、装置本体Ａ側とカートリッジＢ側との長手方向の寸法の変化量の差が小さくなるため、ガイド２１０と補強板金１００との隙間を小さく設定することができる。その為、装置本体Ａ内でのカートリッジＢの長手方向への移動量が小さくなり、第一ガイド溝２１２、第二ガイド溝２１３に対する第一被ガイド部１１０、第二被ガイド部１１１の係合する長さも小さく設定することができ、装置本体Ａを小型化することができる。
【００８９】
ここで、ビーム部材２００は、板金としているが、金属軸やブロック状の金属、金属パイプにより構成しても同様の効果を得ることができる。また、ビーム部材２００は、１つだけではなく、複数配置してもよい。
【００９０】
図１のように、規制部１０１の装置本体ＡへのカートリッジＢの装着方向Ｗの下流側に曲げ部下流側１０２、装着方向上流側に曲げ部上流側１０３を設けている。こうすることで、装置本体ＡへのカートリッジＢの着脱時に、板金のエッジがガイド２１０に接触しにくくなるため着脱動作をスムーズに行うことができる。また、ガイド２１０や規制部１０１への潤滑剤の塗布や、規制部１０１のエッジ部を面打ちする等しても、着脱動作をスムーズにすることができる。
【００９１】
画像形成位置においては、図８（ａ）（ｂ）のように、装置本体Ａの長手方向両端に設けられた付勢部材１５Ｌ、１５Ｒにより第１被ガイド部１１０Ｌ、１１０Ｒはそれぞれ第１ガイド溝２１２Ｌ、２１２Ｒに対して付勢される。また、第１被ガイド部１１０Ｌと１１０Ｒを中心として、第２被ガイド部１１１Ｒが第２ガイド溝２１３Ｒの上面に対して接触するまで自重あるいは駆動力により回転することで、カートリッジＢの画像形成時の姿勢が決まる。
【００９２】
そして、装置本体Ａのモータ（不図示）により駆動される駆動軸１４が、カートリッジＢに設けられた駆動力受け部６３ａ（図６）と係合する。これにより、駆動力受け部６３ａと結合しているドラム６２が装置本体Ａから駆動力を受けて回転する。さらに、帯電ローラ６６、現像ローラ３２は、装置本体Ａの給電部（不図示）より給電される。
【００９３】
以上、本実施例によれば、装置本体Ａに対するカートリッジＢの着脱時に、装置本体ＡとカートリッジＢとの長手方向の隙間を小さく設定することができ、操作性を向上することが可能となる。
【００９４】
また、本実施例においては、固定ガイドに対するカートリッジＢの着脱について述べたが、図１０、図１１のように装着部が引き出される構成でもよい。
【００９５】
図１０は装着部が引き出される構成の装置本体Ａに対するカートリッジＢの着脱時の斜視図である。
【００９６】
図１１は、装置本体Ａに対するカートリッジＢの装着方向Ｗの上流側からみた断面図である。
【００９７】
ここで、装置本体Ａから引き出された装着部に対してカートリッジＢが並列に複数装着されており、ガイドユニット２３０Ｌ、２３０Ｒをビーム部材２００により固定することで、長手方向のガイドユニット２３０間の寸法を決めている。ガイドユニット２３０に設けられた第１ガイド溝２１２Ｌ、２１２Ｒに対して第１被ガイド部１１０Ｌ、１１０Ｒがそれぞれ所定の位置まで案内される。また、カートリッジＢには補強板金１００が固定されており、補強板金１００の両端に設けられた規制部１０１Ｌ、１０１Ｒとガイド規制部２１１Ｌ、２１１Ｒとが接触することで、装着時の長手方向の移動が規制される。
【００９８】
また、図１１に示すように、長手方向の移動を規制するために、第１被ガイド部１１０とガイドユニット２３０との長手方向の距離をＬ１、規制部１０１とガイド規制部２１１との長手方向の距離をＬ２とした場合に、Ｌ２＜Ｌ１となっている。尚、Ｌ２＜Ｌ１の関係は、カートリッジＢを構成する樹脂部材が熱膨張した場合においても満たされる。
【００９９】
ここで、前述したように、ビーム部材２００と補強板金１００とを同程度の線膨張係数をもつ金属で構成することで、同様の効果を得ることができる。
【０１００】
なお、補強板金１００およびビーム部材２００について、同じ材質からなる金属材料を使用すれば、両者の線膨張係数の差がなくなるため、更に小型化することができ好ましい。
【０１０１】
[実施例２]
第２の実施形態では、第１の実施形態と異なる部材で装置本体ＡへのカートリッジＢの着脱時の長手規制を行う場合について、図１２、図１３、図１４、図１５を用いて説明する。
【０１０２】
図１２は、現像装置ユニット２０の斜視図である。
【０１０３】
図１３は、カートリッジＢの断面図であり、説明に必要な部品以外は省略している。
【０１０４】
図１４は、現像装置ユニット２０の断面図である。
【０１０５】
図１５は、装置本体Ａに対するカートリッジＢの装着方向下流側からみた断面図である。
【０１０６】
また、これまでの説明で一度説明した部材についての材質、形状、構成部品の機能、配置などは、特に改めて記載しない限り初めの説明と同様のものである。
【０１０７】
前述したように、現像ブレード４２は、板金からなる支持部材４２ａとウレタンゴム等の弾性材料からなる弾性部材４２ｂで構成され、支持部材４２ａの両端をビス９３で現像容器２３に対して所定の位置に固定している。
【０１０８】
ここで、図１２、図１３のように、支持部材４２ａの長手方向両端部に規制部１０１を設け、さらに実施形態１で説明した曲げ部上流側１０２および曲げ部下流側１０３が設けている。即ち、本実施例では、カートリッジＢの着脱方向と交差する方向（本実施例では、着脱方向と直交する長手方向）に沿って設けられる移動規制部材として、支持部材４２ａを用いている。
【０１０９】
一般的に、良好な画像を得るために、現像ブレード４２と現像ローラ３２との位置関係を精度よく設定している。現像ブレード４２の位置がずれてしまうと、現像ローラ３２に対する現像ブレード４２の当接圧が変化し、現像ローラ３２の周面のトナーＴの帯電状態が変化してしまうために良好な画像が得られない場合がある。
【０１１０】
このようなずれを防止するため、図１４のように、現像容器２３に対して支持部材４２ａが固定されている固定座面１２０の法線方向Ｖと、装置本体Ａに対するプロセスカートリッジＢの装着方向Ｗとを略平行にしている。
【０１１１】
ここで、矢印Ｘ、矢印Ｖのどちらに現像ローラ３２に対する現像ブレード４２との位置がずれた場合においても、現像ローラ３２に対する現像ブレード４２の当接圧は変化する。
【０１１２】
仮に、固定座面１２０に対してせん断方向である矢印Ｘ方向の力が支持部材４２ａに加わった場合、ビス９３の締結力による摩擦力を上回る力であれば容易にずれが発生する。ただし、矢印Ｘ方向の現像容器２３に対する支持部材４２ａの位置が、不図示の穴と軸により決められている場合においては穴と軸の嵌合ガタ分でずれが発生する。
【０１１３】
しかし、固定座面１２０の法線方向Ｖの力が支持部材４２ａに加わった場合には、支持部材４２は固定座面１２０とビス９３に清掃部材４７を介して挟まれている為、ビス９３が緩まない限り、Ｖ方向への支持部材４２ａのズレは発生しにくい。
【０１１４】
つまり、カートリッジＢの装着方向Ｗと固定座面１２０の法線方向Ｖとを略平行とすることで、着脱時にＷ方向の力が規制部１０１に加わった場合に、現像ローラ３２に対する現像ブレード４２の位置ずれを抑制することができる。
【０１１５】
このほか、現像ローラ３２に対する現像ブレード４２のずれを防止するために、図１２のように、規制部１０１の脇に、規制部１０１よりも着脱方向および長手方向へ突出した凸部２６ｆをサイド部材２６に設けている。これにより、誤ってカートリッジＢを落下してしまった場合にも、支持部材４２ａには接触せずに力が加わらないため、現像ローラ３２に対する現像ブレード４２の位置ずれを抑制することができる。
【０１１６】
ここで、凸部２６ｆを設ける場合には、図１５のように凸部２６ｆがガイド２１０に接触して装着を妨げることのないようにガイド２１０に凹部２１０ｇを設ける必要がある。図１５では長手一端側を図示しているが、他端側も同様である。このとき、規制部１０１とガイド規制部２１１との長手方向の距離をａ、凸部２６ｆと凹部２１０ｇとの長手方向の距離をｂとした場合、必ずａ＜ｂとなるよう設定している。こうすることで、凸部２６ｆがカートリッジＢの装着時に装着を妨げることなく、規制部１０１により長手方向へのカートリッジＢの移動を規制することができる。
【０１１７】
ここで、装置本体Ａ側の長手寸法を決めている部材であるビーム部材２００と、カートリッジＢ側の長手寸法を決めている部材である支持部材４２ａとを、同程度の線膨張係数を持つ金属で構成している。その為、実施形態１と同様に、装置本体Ａに対するカートリッジＢの着脱時の長手方向の隙間を小さく設定することができ、操作性を向上することが可能となる。
【０１１８】
また、本実施例においては、カートリッジＢを構成する板金部材として、現像ブレード４２の支持部材４２ａに規制部１０１を設けたが、クリーニングブレード７７の支持部材７７ａに設けてもよい。
【０１１９】
クリーニングブレード７７とドラム６２とは、確実にドラム６２上のトナーをクリーニングし、且つ弾性部材７７ｂが捲れてしまわないように位置を精度良く設定しており、本実施例と同様位置ずれを防止して、着脱時の操作性を向上することができる。
【符号の説明】
【０１２０】
２０ 現像装置ユニット
６０ クリーニングユニット
１００ 補強板金
２００ ビーム部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置本体に着脱可能に設けられるカートリッジを備える画像形成装置において、
前記カートリッジは、トナー像を担持する像担持体又は前記像担持体に作用するプロセス手段を少なくとも備える枠体と、前記カートリッジの着脱方向と交差する方向に沿って前記枠体に設けられる移動規制部材と、を備え、
画像形成装置本体は、画像形成装置本体への前記カートリッジの着脱軌跡上において前記着脱方向に交差する方向の両端に配置された一対のガイドユニットと、
一対の前記ガイドユニットに架設固定された少なくとも一つのビーム部材と、を備え、
前記移動規制部材は、前記着脱軌跡上において、一対の前記ガイドユニットに接触することで、前記着脱方向と交差する方向への前記カートリッジの移動を規制する規制部を備え、
前記移動規制部材は、金属であり、
前記ビーム部材は、金属である、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記規制部は、前記着脱方向の上流側又は下流側の少なくとも一方に曲げ部を有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】
前記移動規制部材は前記枠体に設けられた固定座面に固定され、
前記固定座面の法線方向が前記画像形成装置本体への前記カートリッジの着脱方向と平行であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記枠体は前記規制部よりも突出した凸部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記カートリッジは、トナー像を担持する像担持体の上の現像剤を除去するクリーニング部材と、
前記クリーニング部材と接合され前記枠体に固定されたクリーニング支持部材と、を有し、
前記移動規制部材は前記クリーニング支持部材であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記カートリッジは、前記像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の周面に担持された現像剤層の層厚を規制する規制部材と、
前記規制部材に接合され前記枠体に固定された現像支持部材と、
を有し、
前記移動規制部材は前記現像支持部材であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１】
画像形成装置本体に着脱可能に設けられるカートリッジを備える画像形成装置において、
前記カートリッジは、トナー像を担持する像担持体又は前記像担持体に作用するプロセス手段を少なくとも備える枠体と、前記カートリッジの着脱方向と交差する方向に沿って前記枠体に設けられる移動規制部材と、を備え、
画像形成装置本体は、画像形成装置本体への前記カートリッジの着脱軌跡上において前記着脱方向に交差する方向の両端に配置された一対のガイドユニットと、
一対の前記ガイドユニットに架設固定された少なくとも一つのビーム部材と、を備え、
前記移動規制部材は、前記着脱軌跡上において、一対の前記ガイドユニットに接触することで、前記着脱方向と交差する方向への前記カートリッジの移動を規制する規制部を備え、
前記移動規制部材は、金属であり、
前記ビーム部材は、金属である、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記規制部は、前記着脱方向の上流側又は下流側の少なくとも一方に曲げ部を有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】
前記移動規制部材は前記枠体に設けられた固定座面に固定され、
前記固定座面の法線方向が前記画像形成装置本体への前記カートリッジの着脱方向と平行であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記枠体は前記規制部よりも突出した凸部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記カートリッジは、トナー像を担持する像担持体の上の現像剤を除去するクリーニング部材と、
前記クリーニング部材と接合され前記枠体に固定されたクリーニング支持部材と、を有し、
前記移動規制部材は前記クリーニング支持部材であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記カートリッジは、前記像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の周面に担持された現像剤層の層厚を規制する規制部材と、
前記規制部材に接合され前記枠体に固定された現像支持部材と、
を有し、
前記移動規制部材は前記現像支持部材であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
【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１５】
【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１５】
【公開番号】特開２０１２−１２８２９０（Ｐ２０１２−１２８２９０Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８１０５５（Ｐ２０１０−２８１０５５）
【出願日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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