特開 2023-184723 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023184723

(43)【公開日】2023-12-28

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 21/18 20060101AFI20231221BHJP

   G03G 21/16 20060101ALI20231221BHJP

   G03G 15/08 20060101ALI20231221BHJP

   G03G 21/10 20060101ALI20231221BHJP

【ＦＩ】

G03G21/18 157

G03G21/16 176

G03G21/18 164

G03G21/18 121

G03G21/18 153

G03G21/16 190

G03G15/08 390A

G03G15/08 364

G03G21/10

【審査請求】有

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023191665

(22)【出願日】2023-11-09

(62)【分割の表示】P 2019189732の分割

【原出願日】2019-10-16

(31)【優先権主張番号】P 2019032129

(32)【優先日】2019-02-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003133

【氏名又は名称】弁理士法人近島国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】平山 明延

(72)【発明者】

【氏名】原田 達朗

(72)【発明者】

【氏名】末重 良宝

(72)【発明者】

【氏名】矢田 剛之

(57)【要約】

【課題】第１カートリッジから第２カートリッジが分離可能に構成された画像形成ユニットにおいて、第２カートリッジから第１カートリッジに駆動力を伝達する。
【解決手段】画像形成装置の装置本体に装着される画像形成ユニットは、第１回転軸線の周りに回転可能な被駆動部を有する第１カートリッジと、第１カートリッジから分離可能に構成された第２カートリッジであって、装置本体から駆動力を受けるように構成された入力部と、第２回転軸線の周りに回転可能であり、駆動力を被駆動部に伝達するように構成された駆動伝達部と、を有する第２カートリッジと、を有する。
【選択図】図１３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

画像形成装置の装置本体に装着される画像形成ユニットであって、
第１回転軸線の周りに回転可能な被駆動部を有する第１カートリッジと、
前記第１カートリッジから分離可能に構成された第２カートリッジであって、前記装置本体から駆動力を受けるように構成された入力部と、第２回転軸線の周りに回転可能であり、前記駆動力を前記被駆動部に伝達するように構成された駆動伝達部と、を有する第２カートリッジと、
を有することを特徴とする画像形成ユニット。

【請求項2】

前記被駆動部の少なくとも一部は、前記装置本体に対する前記第２カートリッジの挿入方向について、上流側に向けて露出されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成ユニット。

【請求項3】

前記駆動伝達部の少なくとも一部は、前記装置本体に対する前記第２カートリッジの挿入方向について、下流側に向けて露出されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成ユニット。

【請求項4】

前記装置本体に対する前記第２カートリッジの挿入方向について、前記第１回転軸線は、前記第２回転軸線の下流側に位置することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成ユニット。

【請求項5】

前記第２カートリッジの挿入方向は、前記第２回転軸線に交差する方向であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成ユニット。

【請求項6】

前記被駆動部はギアであり、前記駆動伝達部は、前記被駆動部と直接かみ合うギアであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成ユニット。

【請求項7】

前記第２回転軸線に直交する方向について、前記第１カートリッジに対する前記第２カートリッジの移動を規制する規制部を有し、
前記第２回転軸線の方向に見たとき、前記被駆動部の歯先円と前記駆動伝達部の歯底円の間に隙間が形成され、かつ前記駆動伝達部の歯先円と前記被駆動部の歯底円の間に隙間が形成されるように、前記規制部は前記第２カートリッジの移動を規制することを特徴とする請求項６に記載の画像形成ユニット。

【請求項8】

前記第２カートリッジは、前記第１カートリッジが前記装置本体に装着された状態において前記装置本体に着脱可能に構成されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の画像形成ユニット。

【請求項9】

前記第２カートリッジは、前記装置本体に対する挿入動作によって前記第１カートリッジに結合されるように構成されることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の画像形成ユニット。

【請求項10】

前記第１カートリッジは、回転可能に構成された像担持体を有し、
前記第２カートリッジは、前記像担持体に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像剤担持体を有することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の画像形成ユニット。

【請求項11】

前記第１カートリッジは、
前記像担持体から廃トナーを除去するクリーニング部材と、
前記廃トナーを搬送する搬送部材を有し、
前記駆動伝達部及び前記被駆動部を介して前記搬送部材に駆動が伝達されるように構成されることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成ユニット。

【請求項12】

前記第１カートリッジは、前記廃トナーを前記第１カートリッジの外部に排出するための第１開口部を有し、
前記第２カートリッジは、前記第１開口部から排出された前記廃トナーを受け入れる第２開口部と、前記廃トナーを収容する収容部と、を有する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の画像形成ユニット。

【請求項13】

前記第１カートリッジは、前記装置本体から駆動を受けるように構成された第１の入力部を有し、
前記第２カートリッジに設けられた前記入力部は第２の入力部であり、
前記像担持体は、前記第１の入力部を介して駆動を伝達されることで回転し、前記現像剤担持体は、前記第２の入力部を介して駆動を伝達されることで回転するように構成されることを特徴とする請求項１０から１２のいずれか１項に記載の画像形成ユニット。

【請求項14】

前記第２カートリッジは、現像剤収容部と、前記現像剤収容部に収容されたトナーを撹拌する撹拌部材と、を有し、
前記撹拌部材は、前記入力部を介して伝達される駆動力によって駆動されることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の画像形成ユニット。

【請求項15】

装置本体と、
前記装置本体に装着された請求項１から１４のいずれか１項に記載の画像形成ユニットと、を備え、
前記画像形成ユニットを用いて記録媒体に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、記録媒体に画像を形成する画像形成装置及び画像形成装置に用いられる画像形成ユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

電子写真式の画像形成装置において、電子写真プロセスを行うための部材を装置本体に対して着脱可能なカートリッジに配置し、ユーザーや保守担当者が容易に交換作業を行えるようにしてユーザビリティの向上を図ったものがある。特許文献１には、感光ドラム及び現像ローラを有するプロセスカートリッジを装置本体から引き出し可能なトレイに装着し、トレイを装置本体に挿入することでプロセスカートリッジが装置本体に装着される構成が記載されている。一方、感光体ユニットには、感光体に転写されずに残った廃トナーを搬送する廃トナー搬送手段を備えたものがある。特許文献２には、現像ユニットが装置本体から受けた駆動力を用いてクリーニングユニットの廃トナー搬送部材を動かす構成が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９－１５７３８９号公報

【特許文献2】特開２００２－１９６５８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記文献に記載の構成では感光ドラムを有するクリーニングユニット及び現像ローラを有する現像ユニットが一つのカートリッジに配置されている。

【0005】

本発明は、第１カートリッジから第２カートリッジが分離可能に構成された画像形成ユニットにおいて、第２カートリッジから第１カートリッジに駆動力を伝達することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様は、画像形成装置の装置本体に装着される画像形成ユニットであって、第１回転軸線の周りに回転可能な被駆動部を有する第１カートリッジと、前記第１カートリッジから分離可能に構成された第２カートリッジであって、前記装置本体から駆動力を受けるように構成された入力部と、第２回転軸線の周りに回転可能であり、前記駆動力を前記被駆動部に伝達するように構成された駆動伝達部と、を有する第２カートリッジと、を有することを特徴とする画像形成ユニットである。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、第１カートリッジから第２カートリッジが分離可能に構成された画像形成ユニットにおいて、第２カートリッジから第１カートリッジに駆動力を伝達することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施例１に係る画像形成装置の概略図。

【図2】実施例１に係る画像形成ユニットの概略図。

【図3】実施例１に係る装置本体の斜視図。

【図4】実施例１に係る装置本体及び感光体カートリッジの斜視図。

【図5】実施例１に係る感光体カートリッジと装置本体のガイド部材の斜視図。

【図6】実施例１に係る感光体カートリッジの挿入動作について説明するための図（ａ～ｃ）。

【図7】実施例１に係る現像カートリッジとトレイの斜視図（ａ、ｂ）。

【図8】実施例１に係る現像カートリッジをトレイに支持させる動作の様子を表す図。

【図9】実施例１に係る現像カートリッジをトレイに支持させる動作の様子を表す図。

【図10】実施例１に係る現像カートリッジをトレイに支持させる動作の様子を表す図。

【図11】実施例１に係る現像カートリッジをトレイに支持させる動作の様子を表す図。

【図12】実施例１に係る現像カートリッジと感光体カートリッジの係合について説明するための図。

【図13】実施例１に係る現像カートリッジと感光体カートリッジの係合について説明するための図。

【図14】実施例１に係る現像カートリッジと感光体カートリッジの係合について説明するための図。

【図15】実施例１に係る感光体カートリッジの支持構成について説明するための図。

【図16】実施例１に係る感光体カートリッジの支持構成について説明するための図。

【図17】実施例１に係る感光体カートリッジの断面図（ａ）及び側面図（ｂ）。

【図18】実施例１に係るプロセスユニットの分解図。

【図19】実施例１に係るプロセスユニットの分解図。

【図20】実施例１に係るプロセスユニットの分解図。

【図21】実施例１に係るプロセスユニットの分解図。

【図22】実施例１に係るプロセスユニットと装置本体の部材との位置関係を示す図。

【図23】実施例１に係るプロセスユニットと装置本体の駆動連結について説明するための図（ａ～ｄ）。

【図24】実施例１に係る感光体カートリッジの装着動作の様子を表す側面図（ａ、ｂ）。

【図25】実施例１に係る感光体カートリッジの装着動作の様子を表す上面図（ａ、ｂ）。

【図26】実施例１に係るカートリッジ間の廃トナーの受け渡しについて説明するための図。

【図27】実施例１に係るプロセスユニットの断面図（ａ）及び側面図（ｂ）。

【図28】実施例１に係るプロセスユニットの断面図（ａ）及び側面図（ｂ）。

【図29】実施例２に係る画像形成装置の装置本体及びトレイを示す斜視図。

【図30】実施例２に係る感光体カートリッジ及び上段トレイの斜視図（ａ、ｂ）。

【図31】実施例２に係る感光体カートリッジを上段トレイに支持させる動作の様子を表す図。

【図32】実施例２に係る感光体カートリッジを上段トレイに支持させる動作の様子を表す図。

【図33】実施例３に係る感光体カートリッジと現像カートリッジの側面図。

【図34】実施例３に係る感光体カートリッジと現像カートリッジの断面図。

【図35】実施例３に係る第１アイドラギアと被駆動ギアの係合を説明する図（ａ、ｂ）。

【図36】実施例３に係る廃トナー流路の断面図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明を実施するための例示的な形態について、図面を参照しながら説明する。

【0010】

以下の説明における画像形成装置の例としては、複写機、プリンタ、複合機、商業印刷装置等が挙げられる。外部のコンピュータから入力された画像情報や原稿から読取った画像情報に基づいて、記録媒体に画像を形成する。記録媒体としては、普通紙及び厚紙等の紙、プラスチックフィルム、コート紙、封筒やインデックス紙等の特殊形状のシート、並びに布等の、様々な材質及び形状のシート材が用いられる。

【実施例0011】

実施例１に係る画像形成装置について説明する。図１は、本実施例に係る画像形成装置ＩＦの断面構成を示す概略図であり、図２は感光体カートリッジＢ及び現像カートリッジＣの概略図である。図１に示すように、感光体カートリッジＢ及び現像カートリッジＣは画像形成装置ＩＦの装置本体Ａに装着され、記録媒体であるシートＰに画像を形成するためのプロセスユニットＰＵを構成している。装置本体Ａとは、画像形成装置ＩＦから感光体カートリッジＢ及び現像カートリッジＣを除いた部分であり、画像形成装置ＩＦの枠体を構成する金属フレームや筐体の表面を覆う外装カバーを含む。

【0012】

プロセスユニットＰＵは、画像形成装置の装置本体に対して着脱可能な本実施例の画像形成ユニットである。また、感光体カートリッジＢは本実施例の第１カートリッジであり、現像カートリッジＣは本実施例の第２カートリッジである。

【0013】

＜画像形成装置の概略＞
図１に示すように、本実施例の画像形成装置ＩＦは、レーザビームを用いて感光ドラム６２の表面に静電潜像を形成し、現像剤を用いて現像した画像をシートＰに転写する電子写真式のレーザビームプリンタである。装置本体Ａには、感光体カートリッジＢ及び現像カートリッジＣの他に、露光手段としてのレーザスキャナ３、定着手段としての定着装置９、シート積載部としてのシートトレイ４が設けられている。また、装置本体Ａは、シートトレイ４からシートＰが搬送される方向に沿って、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、及び排出トレイ１１を有する。

【0014】

図２に示すように、感光体カートリッジＢは、感光ドラム６２、帯電手段としての帯電ローラ６６、クリーニング手段としてのクリーニング部材７７を有する。本実施例の像担持体である感光ドラム６２はドラム状の感光体である。現像カートリッジＣは、現像剤担持体としての現像ローラ３２、現像剤収容部としてのトナー室２９、及びトナー供給室２８を有する。帯電処理を行う帯電ローラ６６、現像処理を行う現像ローラ３２、転写処理を行う転写ローラ７、クリーニング処理を行うクリーニング部材７７は、いずれも、電子写真プロセスにおいて感光体に働きかけるプロセス手段の例である。

【0015】

画像形成装置ＩＦがシートＰに対する画像形成を開始する指令（プリントスタート信号）を受け取ると、感光ドラム６２は矢印Ｒ方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。バイアス電圧が印加された帯電ローラ６６は、感光ドラム６２の外周面に接触し、ドラム表面を一様かつ均一に帯電させる。レーザスキャナ３は、画像情報に基づいて変調されたレーザ光Ｌを（図１参照）、感光体カートリッジＢに設けられたレーザ開口７１ｂを介して感光ドラム６２に照射し、ドラム表面に静電潜像を書き込む。

【0016】

図２に示すように、現像カートリッジＣにおいてトナー室２９に収容されている現像剤は、順次、トナー供給室２８へ送り込まれる。トナー供給室２８において、現像ローラ３２の内側に配置されたマグネットローラ３４の磁力により、トナーＴは現像ローラ３２の表面に担持される。現像ローラ３２と感光ドラム６２とが対向する現像領域に到達したトナーＴは、感光ドラム６２の表面の電位分布に応じて現像ローラ３２からドラム表面に転移する。これにより、ドラム表面の静電潜像がトナー像として可視像化される。

【0017】

このようなプロセスに並行して、レーザスキャナ３による露光動作に同期したタイミングでシートＰの給送が行われる。図１に示すピックアップローラ５ａは、シートトレイ４に積載されたシート束の最上位のシートＰに当接し、シートＰをシートトレイ４から送り出す。給送ローラ対５ｂは、ピックアップローラ５ａからシートＰを受け取って１枚ずつ分離しながら搬送ローラ対５ｃへ搬送する。搬送ローラ対５ｃは、転写ガイド６を経由して、感光ドラム６２と転写ローラ７との間の転写部にシートＰを搬送する。転写ローラ７にバイアス電圧が加えられることにより、感光ドラム６２に担持されたトナー像は転写部においてシートＰに転写される。

【0018】

トナー像が転写されたシートＰは、感光ドラム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。定着装置９は、加熱ローラ９ａ及び加圧ローラ９ｂからなる回転体対と、加熱ローラ９ａを介してシートＰを加熱する熱源（例えば、ハロゲンランプ）を有し、シートＰを挟持して搬送しながらシート上のトナー像に熱及び圧力を加える。これにより、トナー粒子が溶融し、その後固着することで、シートＰに画像が定着する。画像の定着処理を受けたシートＰは、排出ローラ対１０によって装置本体Ａの上部に設けられた排出トレイ１１に排出される。

【0019】

クリーニング部材７７は、転写部においてシートＰに転写されずに感光ドラム６２に残った残留トナー等の異物を除去する。これにより、感光ドラム６２の表面が清掃されて再び画像形成プロセスに使用可能な状態となる。

【0020】

＜プロセスユニットのカートリッジ構成＞
次に、プロセスユニットＰＵの構成について説明する。なお、以下の説明において、感光ドラム６２の回転軸線の方向（軸方向）及びこれに平行な現像ローラ３２の軸方向を、感光体カートリッジＢ及び現像カートリッジＣの基準軸方向（或いは長手方向）とする。基準軸方向において、装置本体Ａから感光体カートリッジＢ及び現像カートリッジＣが駆動力を受け取るためのカップリングが設けられている側を感光体カートリッジＢ及び現像カートリッジＣの駆動側とし、その反対側を非駆動側とする。

【0021】

図２に示すように、感光体カートリッジＢの筐体は、クリーニング枠体７１と、クリーニング枠体７１に溶着等の方法で固定された蓋部材７２とによって構成される。クリーニング枠体７１は、自身の開口部に配置された感光ドラム６２を支持し、かつ、感光ドラム６２の外周面に接触した状態の帯電ローラ６６及びクリーニング部材７７を支持している。クリーニング枠体７１には上述のレーザ開口７１ｂが設けられている（図１８も参照）。また、蓋部材７２はクリーニング枠体７１の下側を覆う部材であり、クリーニング枠体７１と共に、クリーニング部材７７によって感光ドラム６２から除去された廃棄物を収容する空間８１を形成している。クリーニング部材７７が回収する廃棄物の主な成分は、転写部においてシートに転写されなかった廃トナーであり、その他にシートＰから感光ドラム６２に付着した紙粉等も回収される。

【0022】

感光ドラム６２は、基準軸方向における両端部をクリーニング枠体７１によって回転可能に支持され、装置本体Ａに設けられた駆動源である駆動モータ（不図示）から駆動力を供給されて図中矢印Ｒ方向に回転駆動されるように構成されている。具体的に、図２１に示すように、基準軸方向の駆動側においては、感光ドラム６２の端部に設けられたボス部６３がクリーニング枠体７１に固定されているドラム軸受７３の穴部７３ａに回転可能に嵌合している。一方、非駆動側においては、図１９に示すように、クリーニング枠体７１に設けられた穴部７１ｃに圧入されたドラム軸７８が、感光ドラム６２の非駆動側の端部６４に設けられた穴部に嵌合して感光ドラム６２を回転可能に支持している。

【0023】

クリーニング部材７７は、ゴム等の弾性材料で形成されたブレード状の部材であるクリーニングブレード７７ａと、ブレードを支持する支持部材７７ｂと、を有する。クリーニングブレード７７ａは、感光ドラム６２の回転方向に対してカウンター方向に感光ドラム６２に当接している。即ち、クリーニングブレード７７ａは、その先端部が感光ドラム６２の回転軸線に近付くほど感光ドラム６２の回転方向における上流側へ向かうように、ドラム表面との接点を通る感光ドラム６２の径方向に対して傾斜している。また、感光ドラム６２が配置されているクリーニング枠体７１の開口部の縁部には、クリーニング枠体７１から廃トナーが漏れることを防止するためのドラム当接シート６５が、感光ドラム６２に当接するように配置されている。

【0024】

帯電ローラ６６は、基準軸方向の両端部において、帯電ローラ軸受６７を介してクリーニング枠体７１によって回転可能に支持されている。また、帯電ローラ６６は、帯電ローラ軸受６７が付勢部材６８により感光ドラム６２に向けて加圧されることで、感光ドラム６２に圧接されている。帯電ローラ６６は、感光ドラム６２に追従して回転する。なお、感光体カートリッジＢから感光ドラム６２及び帯電ローラ６６を除いた部分（７１，７２，７７）は、感光ドラム６２のクリーニングを主な機能とするクリーニングユニット６０を構成している。

【0025】

現像カートリッジＣは、現像ローラ３２と、マグネットローラ３４と、現像容器２３と、現像ブレード４２と、ローラ当接シート３３とを有する。マグネットローラ３４はマグネットローラ３４の内側に配置され、現像容器２３に対して固定されている。現像ブレード４２及びローラ当接シート３３は、現像ローラ３２が配置されている現像容器２３の開口部に配置されている。現像ブレード４２は、現像ローラ３２に担持されて現像領域へ向かうトナーＴの層厚を規制すると共に、トナーＴを摩擦帯電させる。ローラ当接シート３３は、トナー供給室２８のトナーＴが現像カートリッジＣの外部に漏れ出ることを防ぐ。

【0026】

上述のトナー室２９及びトナー供給室２８は、現像容器２３の内部に形成されている。トナー室２９には第１搬送部材４３、第２搬送部材４４及び第３搬送部材５０が配置されており、各搬送部材４３，４４，５０は回転することでトナーＴを撹拌する撹拌部材として機能し、トナーＴを撹拌しながらトナー供給室２８へ向けて搬送する。現像容器２３は、基準軸方向の駆動側に固定される駆動側サイド部材２６（図１８参照）と共に、現像カートリッジＣの筐体２０を構成している。

【0027】

現像ローラ３２は、基準軸方向における両端部を、現像容器２３に固定された軸受部材２７，３７（図１８参照）により回転可能に支持されている。また、現像ローラ３２の両端部には、現像ローラ３２の外径に比べて若干大きな外径を有する間隔保持部材３８（図１８参照）が取り付けられている。間隔保持部材３８が感光ドラム６２の外周面に当接することで、現像領域における現像ローラ３２と感光ドラム６２との間に所定の微小な隙間が維持される。

【0028】

図２に示すように、現像容器２３にはトナー室２９とトナー供給室２８とを連通する開口部２９ａ（破線で示す部位）が設けられている。装置本体Ａに装着された現像カートリッジＣが最初に使用されるまでは、この開口部２９ａがシール部材４５によって封止され、トナーＴがトナー室２９に封入された状態となっている。シール部材４５はポリエチレンなどの材料からなるシート状の部材で、一端側が開口部２９ａの周囲において現像容器２３に溶着されており、他端側は第１搬送部材４３に固定されている。そして、現像カートリッジＣが最初に使用されるときに第１搬送部材４３が回転すると、シール部材４５は現像容器２３との溶着部分が剥がされながら第１搬送部材４３に巻き取られる。これによって開口部２９ａが開放されるため、トナーＴがトナー供給室２８に流入して現像ローラ３２がトナーＴを担持可能な状態となる。

【0029】

＜カートリッジの着脱＞
次に、装置本体Ａに対して感光体カートリッジＢ及び現像カートリッジＣを着脱するための構成について説明する。図３は、感光体カートリッジＢと現像カートリッジＣを着脱するために開閉扉１３を開いた装置本体Ａの斜視図である。開閉扉１３は、装置本体Ａの１つの側面に回動可能に設けられ、開閉扉１３を開くことでカートリッジ挿入口１７が開いた状態となる。本実施例の感光体カートリッジＢ及び現像カートリッジＣは、共通の開口部であるカートリッジ挿入口１７を介して矢印「Ｄ」の方向に挿入されることで装置本体Ａに装着され、その反対方向に引き抜かれることで装置本体Ａから取り外される。以下、図２における矢印「Ｄ」の方向を指してカートリッジの挿入方向Ｄとする。なお、本実施例では、感光体カートリッジＢ及び現像カートリッジＣが、装置本体Ａに対して、基準軸方向Ｘに垂直な略同一の方向（図１における左右方向）に着脱されるものとして説明するが、着脱方向は適宜変更可能である。

【0030】

装置本体Ａは、装着状態の感光体カートリッジＢ及び現像カートリッジＣに対して基準軸方向Ｘの駆動側から対向する駆動側板１５と、非駆動側から対向する非駆動側板１６とを有する。駆動側板１５及び非駆動側板１６には、感光体カートリッジＢの着脱を補助するための後述のガイド部材が取り付けられている。また、現像カートリッジＣの着脱を補助するためのトレイ１８が、カートリッジ挿入口１７を介して装置本体Ａから引き出し可能に配置されている。

【0031】

まず、感光体カートリッジＢの着脱構成について説明する。図２で示すように、現像カートリッジＣには、カートリッジの挿入方向Ｄに見て感光体カートリッジＢに重なる部分２３ｐが設けられている。この部分２３ｐは、挿入方向Ｄにおいて感光体カートリッジＢよりも上流側において、現像容器２３の上面が上方に突出した形状であり、平面位置が異なるところで鉛直方向における位置が感光体カートリッジＢと重なっている。これにより、感光体カートリッジＢは、現像カートリッジＣが装置本体Ａに装着されている状態では着脱されず、図４で示すように現像カートリッジＣが装着されていない状態で装置本体Ａに装着可能となる。また、上記部分２３ｐにより、挿入方向Ｄに視て感光体カートリッジＢと重なる空間を利用して現像容器２３の容積を増やすことができ、新品の状態においてトナー室２９に封入されるトナー量及び／又は後述の廃トナー室３０の容量を大きな値に設定できる。

【0032】

図５は装置本体Ａに対する感光体カートリッジＢの挿入をガイドするガイド構成を示す斜視図である。装置本体Ａには、本実施例の案内手段であるガイド部材１９ａ，１９ｂが設けられている（図３も参照）。感光体カートリッジＢには、ガイド部材１９ａ，１９ｂによって案内される第１被ガイド部７３ｅ，７１ｈ及び第２被ガイド部７１ａ，７１ｇが設けられている。第１被ガイド部７３ｅ，７１ｈは基準軸方向Ｘにおけるカートリッジの両側に設けられ、第２被ガイド部７１ａ，７１ｇも基準軸方向Ｘにおけるカートリッジの両側に設けられている。また、挿入方向Ｄに関して、第１被ガイド部７３ｅ，７１ｈは第２被ガイド部７１ａ，７１ｇよりも下流に位置する。本実施例におけるこれらの被ガイド部は、いずれもカートリッジの側面から基準軸方向Ｘに突出する軸部材（ボス形状）である。

【0033】

図６（ａ）～（ｃ）は感光体カートリッジＢを装置本体Ａに装着する際のガイド部材１９ａ，１９ｂの作用を表している。なお、駆動側のガイド部材１９ａ及びこれに対応する被ガイド部７３ｅ，７１ａの図示は省略するが、以下で説明する非駆動側の動作と同様の動作が行われる。まず、作業者（ユーザ又保守担当者）は第１被ガイド部７３ｅ，７１ｈがガイド部材１９ａ，１９ｂの上面に接するように感光体カートリッジＢを挿入方向Ｄに挿し込む（図６（ａ））。さらにガイド部材１９ｂに沿って感光体カートリッジＢを挿し込むと、第１被ガイド部７１ｈ及び第２被ガイド部７１ｇの両方がガイド部材１９ｂに接触して挿入方向Ｄにガイドされる（図６（ｂ））。

【0034】

さらに感光体カートリッジＢが挿し込まれ、第１被ガイド部７１ｈはガイド部材１９ｂから離脱する。これと略同時に、駆動側の第１被ガイド部７３ｅはガイド部材１９ａから離脱する。第１被ガイド部７３ｅ，７１ｈがガイド部材１９ａ，１９ｂから離脱することで、感光体カートリッジＢは、ガイド部材１９ａ，１９ｂに支持されている第２被ガイド部７１ａ，７１ｇを中心にして自重によって下方に揺動する。

【0035】

なお、装置本体Ａには、後述するように感光体カートリッジＢの駆動側の端部を支持する駆動軸支持部材１、及び感光体カートリッジＢの被駆動側の端部を支持する非駆動側支持部材１２が設けられている。そして、挿入方向Ｄにおける感光体カートリッジＢの位置に関して、ガイド部材１９ａ，１９ｂが第１被ガイド部７３ｅ，７１ｈを支持可能な範囲は、駆動軸支持部材１及び非駆動側支持部材１２が感光体カートリッジＢを支持可能な範囲と一部重複する。駆動軸支持部材１及び非駆動側支持部材１２が感光体カートリッジＢを支持可能な範囲とは、具体的には図１５、図１６において各支持部材（１，１２）の第２支持部１ｂ，１２ｂが感光体カートリッジＢの被支持部（７３ｄ，７１ｆ）を支持可能な範囲を指す。駆動軸支持部材１及び非駆動側支持部材１２については後に詳しく説明する。

【0036】

従って、第１被ガイド部７３ｅ，７１ｈがガイド部材１９ａ，１９ｂから離脱すると、感光体カートリッジＢは、挿入方向Ｄの下流側において駆動軸支持部材１及び非駆動側支持部材１２によって支持された状態となる。このとき、挿入方向Ｄの上流側においては第２被ガイド部７１ａ，７１ｇがガイド部材１９ａ，１９ｂによって支持されている。そして、感光体カートリッジＢがさらに挿し込まれることで装置本体Ａに対する所定の装着位置に到達すると、感光体カートリッジＢは装置本体Ａに対して位置決めされ、かつ、装置本体Ａの駆動源に連結された状態となる（図６（ｃ））。感光体カートリッジＢの位置決め構成及び駆動伝達構成については後述する。

【0037】

次に、現像カートリッジＣの着脱構成について説明する。図７（ａ）、（ｂ）に示すように、現像カートリッジＣの着脱はトレイ１８に支持された状態で行われる。本実施例の引き出し部材であるトレイ１８は、装置本体Ａに設けられたレールによって挿入及び引き出し可能に支持されている。トレイ１８は、現像カートリッジＣに設けられた被支持面２０ａを支持する支持面１８ａ，１８ｅと、トレイ１８に対する現像カートリッジＣの位置を規制する位置規制部１８ｂ，１８ｆを有している。本実施例における位置規制部１８ｂ，１８ｆは、支持面１８ａ，１８ｅから鉛直方向下方に凹んだ略矩形状の凹形状である。現像カートリッジＣの底面における駆動側の端部には、図７（ｂ）に示すように位置規制部１８ｂに嵌合する被規制部２０ｂが、被支持面２０ａに対して下方に突出した位置に設けられている。また、現像カートリッジの被駆動側の端部には、図７（ａ）に示すように位置規制部１８ｆに嵌合する被規制部２０ｆが、被支持面２０ａに連続する板状に形成され、かつ、被支持面２０ａから基準軸方向Ｘに突出するように設けられている。

【0038】

図８に示すように、トレイ１８の支持面１８ａは、トレイ１８の挿入方向Ｄ１（本実施例では現像カートリッジＣの挿入方向Ｄに同じ）の下流に延びるほど鉛直方向下方に向かうように水平面に対して傾斜している。位置規制部１８ｂは、被規制部２０ｂの引き出し方向Ｄ２（挿入方向Ｄ１の反対方向）へのトレイ１８に対する相対移動を規制する第１規制面１８ｃと、被規制部２０ｂの挿入方向Ｄ１へのトレイ１８に対する相対移動を規制する第２規制面１８ｄとを有する。また、略鉛直方向に延びる第１規制面１８ｃと支持面１８ａとは、面取り部である斜面１８ｇによって接続されている。

【0039】

なお、ここでは駆動側の構成を説明したが、非駆動側の支持面１８ｅ、位置規制部１８ｆも同様の構成を備えている。即ち、図７（ｂ）に示すように、位置規制部１８ｆは、現像カートリッジＣの被規制部２０ｆの引き出し方向Ｄ２へのトレイ１８に対する相対移動を規制する第１規制面１８ｈを有する。また、位置規制部１８ｆは、被規制部２０ｂの挿入方向Ｄ１へのトレイ１８に対する相対移動を規制する第２規制面１８ｉを有する。また、略鉛直方向に延びる第１規制面１８ｈと支持面１８ｅとは、面取り部である斜面１８ｊによって接続されている。

【0040】

作業者がトレイ１８を挿入方向Ｄ１に移動させるとき、現像カートリッジＣは装置本体Ａに設けられた部材から引き出し方向Ｄ２の力を受けることがある。このような場合でも、トレイ１８の第１規制面１８ｃ，１８ｈが現像カートリッジＣの被規制部２０ｂ，２０ｆを押圧することで、現像カートリッジＣはトレイ１８と一体的に挿入方向Ｄ１に向かって移動する。また、作業者がトレイ１８を引き出し方向Ｄ２に移動させるとき、現像カートリッジＣは装置本体Ａに設けられた部材から挿入方向Ｄ１の力を受けることがある。このような場合でも、トレイ１８の第２規制面１８ｄ，１８ｉが現像カートリッジＣの被規制部２０ｂ，２０ｆを押圧することで、現像カートリッジＣはトレイ１８と一体的に引き出し方向Ｄ２に向かって移動する。

【0041】

なお、本実施形態では被規制部２０ｂ，２０ｆを凸形状とし、位置規制部１８ｂ，１８ｆを被規制部２０ｂ，２０ｆに嵌合する凹形状とする構成例を説明したが、他の形状によってトレイ１８に対する現像カートリッジＣの相対移動を規制してもよい。例えば、トレイ１８の底面から上方に突出する１つ以上の凸部を設け、現像カートリッジＣにこの凸部に嵌合する凹部を設けてもよい。この場合も、凸部と凹部が嵌合することで、現像カートリッジＣのトレイ１８に対する挿入方向Ｄ１及び引き出し方向Ｄ２への相対移動が規制された状態となり、トレイ１８の挿入又は引き出しに伴って現像カートリッジＣを移動させることができる。またトレイ１８の平面座標において、図示された位置とは異なる任意の位置に、位置規制部１８ｆ，１８ｆ、被規制部２０ｂ，２０ｆに相当する構成を設けるようにしても良い。これでも同様の作用を得ることができる。

【0042】

図８～図１２は、現像カートリッジＣをトレイ１８に支持させる動作を基準軸方向Ｘにおける駆動側から見た様子を表している。以下の説明では駆動側の動作について説明するが、非駆動側においても同様の動作が行われる。

【0043】

図８に示すように、現像カートリッジＣは、装置本体Ａから現像カートリッジＣの着脱が可能な所定の位置まで引き出された状態のトレイ１８に対して上方からセットされる。作業者は、現像カートリッジＣの把持部を把持した状態でカートリッジをトレイ１８の上方から下方に向けて降ろす（矢印Ｅ）。すると、図９に示すように、被規制部２０ｂの底面２０ｅがトレイ１８の支持面１８ａに当接する。支持面１８ａは傾斜しているため、現像カートリッジＣを矢印Ｇ方向にスライドさせることで、作業者は被規制部２０ｂが位置規制部１８ｂに嵌合する位置まで現像カートリッジＣを容易に移動させることができる。

【0044】

図１０に示すように、被規制部２０ｂが位置規制部１８ｂに近付くと、被規制部２０ｂの底面２０ｅが支持面１８ａから離脱して斜面１８ｇに接する。斜面１８ｇの傾斜は支持面１８ａよりも大きいため、現像カートリッジＣの自重によって被規制部２０ｂが斜面１８ｇに沿って矢印Ｈ方向に滑落し、さらに斜面１８ｇから離脱して矢印Ｅ方向に落下する。その結果、図１１に示すように、現像カートリッジＣの被規制部２０ｂが位置規制部１８ｂに嵌合し、かつ、被支持面２０ａが支持面１８ａに支持された状態となり、トレイ１８へのセットが完了する。図１１の状態では、現像カートリッジＣの重量はトレイ１８を介して装置本体Ａに支持され、かつ、トレイ１８に対する現像カートリッジＣの水平方向の移動が規制されている。

【0045】

この後、現像カートリッジＣは、トレイ１８に載せられた状態で挿入方向Ｄ１に挿入されることで装置本体Ａに装着される。上述した通り、感光体カートリッジＢは現像カートリッジＣが装着されていない状態で装置本体Ａに着脱されるように構成されている。従って、現像カートリッジＣの装着動作は、通常、感光体カートリッジＢが装置本体Ａに装着されている状態で行われる。

【0046】

＜カートリッジの支持構成＞
次に、装置本体Ａに装着された状態における感光体カートリッジＢ及び現像カートリッジＣの支持構成について説明する。装置本体Ａに装着された状態において、感光体カートリッジＢは装置本体Ａの駆動側板１５及び非駆動側板１６（図３）によって支持される。

【0047】

図１５に示すように、駆動側板１５には、駆動軸支持部材１と、上述のガイド部材１９ａとが設けられている。駆動軸支持部材１は、第１支持部１ａ、第２支持部１ｂ、ガイド溝１ｃ、切欠き部１ｄが一体的に形成された部材であり、後述の第１駆動軸１４を回転可能に支持している。感光体カートリッジＢのドラム軸受７３には、第１支持部１ａに支持される第１被支持部７３ｂ、第２支持部１ｂに支持される第２被支持部７３ｄが設けられている。基準軸方向Ｘにおける駆動側において、装着状態の感光体カートリッジＢは、第１被支持部７３ｂ、第２被支持部７３ｄ及び第２被ガイド部７１ａがそれぞれ第１支持部１ａ、第２支持部１ｂ及びガイド部材１９ａに当接した状態で、装置本体Ａに支持される。駆動軸支持部材１のガイド溝１ｃ及び切り欠き部１ｄについては後述する。

【0048】

また、図１６に示すように、非駆動側板１６には、非駆動側支持部材１２と、ガイド部材１９ｂとが設けられている。非駆動側支持部材１２は、第１支持部１２ａ及び第２支持部１２ｂを備えている。感光体カートリッジＢのクリーニング枠体７１には、第１支持部１２ａ及び第２支持部１２ｂに支持される突起７１ｆが設けられている。基準軸方向Ｘにおける非駆動側において、装着状態の感光体カートリッジＢは、突起７１ｆが第１支持部１２ａ及び第２支持部１２ｂに当接し、第２被ガイド部７１ｇがガイド部材１９ａに当接した状態で、装置本体Ａに支持される。

【0049】

次に、現像カートリッジＣの支持構成について説明する。図１８、図２０に示すように、現像カートリッジＣの基準軸方向Ｘにおける両端部には、第１支持穴２３ａ及び第２支持穴２３ｂが設けられている。本実施例の被係合部である第１支持穴２３ａ及び第２支持穴２３ｂはカートリッジの挿入方向Ｄに延びる溝形状であり、現像容器２３に設けられている。

【0050】

図１９、図２１に示すように、感光体カートリッジＢの基準軸方向Ｘにおける両端部には、第１吊り穴７１ｉ，７１ｉ及び第２吊り穴７１ｊ，７１ｊが設けられ、この第１吊り穴７１ｉ及び第２吊り穴７１ｊにそれぞれ結合ピン６９，６９が圧入固定されている。ただし、図１９は図１８の円で示した部分を下側から見た斜視図であり、図２１は図２０の円で示した部分を下側から見た斜視図である。各結合ピン６９は、基準軸方向Ｘに延びる軸状部材である。結合ピン６９，６９は、いずれも、第１支持穴２３ａ及び第２支持穴２３ｂに係合する本実施例の係合部である。

【0051】

図１２～図１４は、現像カートリッジＣが装置本体Ａに挿入される過程で現像カートリッジＣと感光体カートリッジＢとが係合する様子を表している。以下、基準軸方向Ｘにおける駆動側から見た動作を説明するが、非駆動側においても第２支持穴２３ｂ及び結合ピン６９によって同様の動作が実現される。

【0052】

上述した通り、現像カートリッジＣは、トレイ１８に載置された状態で、トレイ１８と共に挿入方向Ｄに向かって装置本体Ａに挿入される。図１２に示すように、第１支持穴２３ａの開口部には斜面２３ｃが設けられており、現像カートリッジＣが挿入される際には感光体カートリッジＢの結合ピン６９に対して斜面２３ｃが最初に当接する。

【0053】

斜面２３ｃは、挿入方向Ｄの下流に向かって鉛直方向の上方へ向かうように水平面に対して傾斜している。従って、斜面２３ｃが結合ピン６９に当接した後、現像カートリッジＣがさらに挿入されると、斜面２３ｃが結合ピン６９に乗り上げるようにして現像カートリッジＣが上方に持ち上がる。そして、図１３に示すように、第１支持穴２３ａが結合ピン６９に係合した状態（斜面２３ｃより溝形状の底部に近い領域が結合ピン６９に当接した状態）となる。これに平行して、基準軸方向Ｘにおける反対側では、第２支持穴２３ｂが斜面２３ｃにおいて結合ピン６９に当接した後、結合ピン６９に係合する。

【0054】

第１支持穴２３ａ及び第２支持穴２３ｂが結合ピン６９に係合した状態では、現像カートリッジＣの重量の少なくとも一部が結合ピン６９を介して感光体カートリッジＢに支持された状態となる。また、現像カートリッジＣは結合ピン６９を支点として現像ローラ３２が感光ドラム６２に接近及び離間する方向に揺動可能である。図１４に示すように、トレイ１８に設けた付勢部材１００が現像カートリッジＣの現像容器２３の底面（底部）を上方に押圧することで、現像ローラ３２は結合ピン６９を中心としてＩ方向の付勢力を受ける。これにより、上述の間隔保持部材３８が感光ドラム６２に当接し、現像ローラ３２が感光ドラム６２に対して位置決めされる。本実施例の付勢手段である付勢部材１００は、例えばトレイ１８の底部に設置されたバネ部材である。

【0055】

ここで、第１支持穴２３ａ及び第２支持穴２３ｂの斜面２３ｃが結合ピン６９に乗り上げるように現像カートリッジＣが移動するとき、結合ピン６９が斜面２３ｃを押し返すことで、現像カートリッジＣには挿入方向Ｄとは反対方向の力が作用する。しかし、上述したように、トレイ１８に設けられた位置規制部１８ｂ，１８ｆの第１規制面１８ｃ，１８ｈが現像カートリッジＣの被規制部２０ｂ，２０ｆを挿入方向Ｄに押圧するため、現像カートリッジＣはトレイ１８と共に挿入方向Ｄへ移動できる。第１規制面１８ｃ，１８ｈと被規制部２０ｂ，２０ｆの上下方向における嵌合長さは、斜面２３ｃが結合ピン６９に乗り上げた状態でも第１規制面１８ｃ，１８ｈと被規制部２０ｂ，２０ｆとの当接が維持されるように設定される。

【0056】

また、トレイ１８を引き出す場合、第１支持穴２３ａ及び第２支持穴２３ｂから結合ピン６９を離脱させる際に現像カートリッジＣには引き出し方向とは反対の挿入方向Ｄの力が作用する。しかし、上述したように、トレイ１８に設けられた位置規制部１８ｂ，１８ｆの第２規制面１８ｄ，１８ｉが現像カートリッジＣの被規制部２０ｂ，２０ｆを引き出し方向に押圧するため、現像カートリッジＣはトレイ１８と共に引き出し方向へ移動できる。第２規制面１８ｄ，１８ｉと被規制部２０ｂ，２０ｆの上下方向における嵌合長さは、結合ピン６９が第１支持穴２３ａ及び第２支持穴２３ｂから抜け出る過程を通して第２規制面１８ｄ，１８ｉと被規制部２０ｂ，２０ｆとの当接が維持されるように設定される。

【0057】

このように、本実施例では、感光体カートリッジＢの着脱がガイド部材１９ａ，１９ｂによって案内され、現像カートリッジＣの着脱がトレイ１８に支持された状態で行われる。そして、現像カートリッジＣを支持しているトレイ１８を基準軸方向Ｘに交差する方向（挿入方向Ｄ）に挿入する動作により、装置本体Ａに装着されている感光体カートリッジＢと現像カートリッジＣとが係合する。従って、画像形成ユニットが複数のカートリッジからなる構成において、カートリッジの交換作業を容易なものとし、ユーザビリティの高い画像形成ユニット及び画像形成装置を提供することができる。

【0058】

なお、本実施例では付勢部材１００がトレイ１８に設けられているが、付勢部材は現像ローラを感光ドラムに当接させる方向に力を働かせるように配置されていれば他の場所に設けてもよい。また、第１支持穴２３ａ及び第２支持穴２３ｂの溝形状は、本実施例のように挿入方向Ｄの上流に延びるほど鉛直方向上方に向かうように水平面に対して若干傾斜させておくと好適である。これにより、結合ピン６９に係合した各支持穴が結合ピン６９から離脱することを防ぐことができる。さらに、第１支持穴２３ａ及び第２支持穴２３ｂが結合ピン６９に係合した状態における現像カートリッジＣの姿勢を、現像カートリッジＣに作用する重力により、第１支持穴２３ａが結合ピン６９を付勢するようにすることでより一層離脱を防止できる。

【0059】

また、付勢部材１００は、トレイ１８の挿入方向Ｄにおける上流側の端部に丸みを持たせた形状とすると好適である。これにより、トレイ１８を装置本体Ａに挿入する動作に伴って、現像カートリッジＣを容易に付勢部材１００の上に乗り上げることが可能となる。

【0060】

また、本実施例では、トレイ１８の挿入動作に伴って現像カートリッジＣが付勢部材１００に乗り上げるものとして説明したが、別の形態として、トレイ１８の挿入動作後に所定の操作を行うことで付勢部材が現像カートリッジＣを付勢するようにしてもよい。例えば、トレイ１８の底面に付勢部材１００が通過可能な開口部を形成すると共に、付勢部材１００が開閉扉１３（図３）の開閉に連動して移動するようにしておく。そして、トレイ１８を挿入した後、開閉扉１３を閉じることで付勢部材１００がトレイ１８の開口部を介して現像カートリッジＣに当接する位置まで移動するようにする。また、開閉扉１３を開くことで付勢部材１００がトレイ１８の開口部を介してトレイ１８及び現像カートリッジＣの引き出しを妨げない位置まで退避するようにすればよい。

【0061】

＜カートリッジへの駆動入力＞
次に、装置本体Ａから感光体カートリッジＢへ駆動を入力する構成について説明する。図１５に示すように、感光体カートリッジＢと現像カートリッジＣの基準軸方向Ｘにおける駆動側の側面には、装置本体Ａから駆動力を受けるためのドラムカップリング７０及び現像カップリング２１が設けられている。ドラムカップリング７０は、第１軸部材である装置本体Ａの第１駆動軸１４と連結される第１連結部を構成し、現像カップリング２１は、第２軸部材である装置本体Ａの第２駆動軸９９と連結される第２連結部を構成する。なお、本実施形態のドラムカップリング７０は感光ドラム６２と同軸上に配置され（図２１参照）、ドラムカップリング７０及び感光ドラム６２が一体回転するドラムユニットとして、ドラム軸受７３によって回転可能に支持されている。

【0062】

ドラムカップリング７０及び現像カップリング２１は、いずれも感光体カートリッジＢと現像カートリッジＣに対して傾斜可能（つまり、カップリング部材の回転軸線が基準軸方向Ｘに対して傾斜可能）な構成となっている。以下で説明するように、ドラムカップリング７０及び現像カップリング２１は、感光体カートリッジＢ及び現像カートリッジＣを装置本体Ａに挿入及び引き抜きする動作に伴って第１駆動軸１４及び第２駆動軸９９に係合及び離脱するように構成されている。

【0063】

図２３（ａ）に示すように、感光体カートリッジＢが装置本体Ａに装着されていないとき、ドラムカップリング７０は第１の付勢部材であるねじりコイルばね２４によって先端が挿入方向Ｄの下流側を向くように付勢されている。図２３（ｂ）に示すように、感光体カートリッジＢが装置本体Ａに挿入されるとき、感光体カートリッジＢが装着位置に到達する前にドラムカップリング７０が第１駆動軸１４に係合する。つまり、第１駆動軸１４に設けられたキー１４ａがドラムカップリング７０のキー溝７０ａに嵌合し、第１駆動軸１４の回転に伴ってドラムカップリング７０が回転する状態となる。そして、ねじりコイルバネ２４の付勢力に抗してドラムカップリング７０が第１駆動軸１４に押圧されることで、感光体カートリッジＢが装着位置に到達したときはドラムカップリング７０が概ね基準軸方向Ｘに延びている状態となる。

【0064】

同様に、図２３（ｃ）に示すように、現像カートリッジＣが装置本体Ａに装着されていないとき、現像カップリング２１は第２の付勢部材であるねじりコイルばね２５によって先端が挿入方向Ｄの下流側を向くように付勢されている。図２３（ｄ）に示すように、現像カートリッジＣが装置本体Ａに挿入されるとき、現像カートリッジＣが装着位置に到達する前に現像カップリング２１が第２駆動軸９９に係合する。つまり、第２駆動軸９９に設けられたキー９９ａが現像カップリング２１のキー溝２１ａに嵌合し、第２駆動軸９９の回転に伴って現像カップリング２１が回転する状態となる。そして、ねじりコイルバネ２５の付勢力に抗して現像カップリング２１が第２駆動軸９９に押圧されることで、現像カートリッジＣが装着位置に到達したときは現像カップリング２１が概ね基準軸方向Ｘに延びている状態となる。

【0065】

図２３（ｄ）に示す状態では、感光体カートリッジＢ及び現像カートリッジＣがそれぞれドラムカップリング７０及び現像カップリング２１を介して装置本体Ａから駆動力を受け取ることが可能である。以上説明した通り、基準軸方向Ｘに対して傾斜可能なカップリング部材を配置したことで、カートリッジを装置本体に対して挿入及び引き抜きする動作によって、カートリッジと装置本体との駆動伝達を円滑に連結及び解除することが可能となる。

【0066】

＜感光ドラムの軸方向の位置決め＞
次に、基準軸方向Ｘに関して感光体カートリッジＢを位置決めするための構成を説明する。図１５及び図２２に示すように、装置本体Ａの第１駆動軸１４は、駆動側板１５に設けられた駆動軸支持部材１によって回転可能に支持されている。駆動軸支持部材１には、感光体カートリッジＢを装置本体に装着する際に基準軸方向Ｘにおけるカートリッジの位置を規制する規制部として、前述のガイド溝１ｃが設けられている。本実施例のガイド溝１ｃは、駆動軸支持部材１の第２支持部１ｂの上面から下方に凹み、かつ、カートリッジの挿入方向Ｄに延びる溝形状である。ガイド溝１ｃに対して挿入方向Ｄの下流側には前述の切欠き部１ｄが設けられている。

【0067】

また、装置本体Ａには、規制溝２ａを有する規制部材２が設けられている。規制溝２ａは、感光体カートリッジＢが装置本体Ａに装着されている状態で基準軸方向Ｘにおけるカートリッジの位置を規制するために装置本体に設けられた規制部として働く。規制溝２ａは、略鉛直方向に延び、かつ、カートリッジの挿入方向Ｄの上流に向かって開放された溝形状である。

【0068】

図２１に示すように、感光体カートリッジＢのドラム軸受７３には、ガイド溝１ｃに嵌合する凸部７４と、規制溝２ａに嵌合する被規制部６１とが設けられている。凸部７４は、ドラム軸受７３が駆動軸支持部材１の第２支持部１ｂに支持される第２被支持部７３ｄから下方に突出している。また、被規制部６１は、挿入方向Ｄにおけるドラム軸受７３の端面（装着状態において規制部材２に対向する面）から挿入方向Ｄの下流に向かって突出している。

【0069】

図２４及び図２５は、感光体カートリッジＢを装置本体Ａに装着する際の上述の位置決め構成の作用を説明するための図であり、図２４（ａ）、（ｂ）は基準軸方向Ｘから見た様子、図２５（ａ）、（ｂ）は上方から見た様子を表す。図２４（ａ）及び図２５（ａ）に示すように、感光体カートリッジＢが挿入方向Ｄに挿入されていくと、ドラム軸受７３の凸部７４が駆動軸支持部材１のガイド溝１ｃに入り込む。これにより、基準軸方向Ｘにおける感光体カートリッジＢの位置が規制されるため、ドラムカップリング７０が感光体カートリッジＢの挿入に伴って第１駆動軸１４と円滑に連結される。

【0070】

さらに感光体カートリッジＢが挿入方向Ｄに移動すると、図２４（ｂ）及び図２５（ｂ）に示すように、ドラム軸受７３の凸部７４は駆動軸支持部材１の切欠き部１ｄに到達してガイド溝１ｃから離脱する。従って、凸部７４とガイド溝１ｃとの嵌合による感光体カートリッジＢの位置規制は解除される。一方、感光体カートリッジＢが装着位置に到達するまでの間に、ドラム軸受７３に設けられた被規制部６１が装置本体Ａに設けられた規制溝２ａに嵌合する。これにより、感光体カートリッジＢが装置本体Ａに装着された状態においては、被規制部６１と規制溝２ａとの嵌合によって基準軸方向Ｘにおける感光体カートリッジＢの位置決めがなされる。基準軸方向Ｘは画像形成プロセスにおける感光ドラム６２の主走査方向であるため、このような位置決め構成で感光ドラム６２の位置決めを高い精度で行うことで、画像品質の向上に貢献する。

【0071】

なお、ガイド溝１ｃ及び凸部７４の基準軸方向Ｘのクリアランスは、必ずしも規制溝２ａ及び被規制部６１の基準軸方向Ｘのクリアランスと一致させる必要はない。例えば、前者の値を後者の値より小さく設定して画像形成動作を行う際の感光ドラム６２の位置決め精度を高めてもよい。また、本実施例ではカートリッジの装着時に位置決めを行う部分（ガイド溝１ｃ及び凸部７４）と、カートリッジが装着された状態で位置決めを行う部分（規制溝２ａ及び被規制部６１）が別個に設けられているが、これらをまとめて配置しても構わない。例えば、ガイド溝１ｃを本実施例の切欠き部１ｄの範囲まで延長して、カートリッジが装着された状態でも凸部７４がガイド溝１ｃに係合するようにしてもよい。

【0072】

＜カートリッジの取り外し＞
感光体カートリッジＢ及び現像カートリッジＣを装置本体Ａから取り外す場合は、以上で説明した装着動作の過程を逆にたどって取り外し作業を行えばよい。現像カートリッジＣを取り外す場合、作業者は装置本体Ａの開閉扉１３を開いた状態でトレイ１８を挿入方向Ｄの反対側に引き出す。すると、第１支持穴２３ａ及び第２支持穴２３ｂが結合ピン６９，６９から離脱して現像カートリッジＣと感光体カートリッジＢの係合が解除される。また、現像カップリング２１は装置本体Ａの第２駆動軸９９から離脱する。トレイ１８を所定の位置まで引き出した状態で現像カートリッジＣをトレイ１８から上方に持ち上げることで、現像カートリッジＣの取り外しが完了する。その後、作業者はさらに感光体カートリッジＢを取り外してもよく、新しい現像カートリッジＣをトレイ１８にセットして現像カートリッジＣのみを交換してもよい。

【0073】

本実施例では、感光体カートリッジＢの耐用期間が、新品の現像カートリッジＣに封入されているトナーが消費されるまでの平均期間に比べて長い構成となっている。従って、感光体カートリッジＢを交換する必要がない場合は現像カートリッジＣのみを交換することが可能である。

【0074】

感光体カートリッジＢを取り外す場合、作業者は、現像カートリッジＣが取り外された状態で感光体カートリッジＢを挿入方向Ｄの反対側に引き出す。すると、感光体カートリッジＢは装置本体Ａの駆動軸支持部材１及び非駆動側支持部材１２から離脱し、ドラムカップリング７０は第１駆動軸１４から離脱する。その後、ガイド部材１９ａ，１９ｂに沿ってカートリッジをさらに引き出すことで、感光体カートリッジＢの装置本体Ａからの取り外しが完了する。

【0075】

＜廃トナー搬送＞
次に、クリーニング部材によって感光ドラムから回収される廃トナーを搬送するための構成について説明する。図１７（ａ）は、感光体カートリッジＢの内部構成を説明するために、図１７（ｂ）の切断線Ｇ－Ｇで切断した断面図である。図１７（ａ）に示すように、クリーニング部材７７（図２参照）によって感光ドラム６２の表面から除去された廃トナーは、感光体カートリッジＢの内部に配置された第１スクリュー８６及び第２スクリュー８７によって搬送される。第１スクリュー８６及び第２スクリュー８７は、本実施例において感光体からの廃棄物を搬送する搬送手段である。

【0076】

第１スクリュー８６は、感光ドラム６２及びクリーニング部材７７の近傍に、回転軸線が基準軸方向Ｘを向くように配置され（図２参照）、廃トナーを基準軸方向Ｘの駆動側に搬送する。第２スクリュー８７は、感光体カートリッジＢの内部において、第１スクリュー８６の搬送方向における下流側の端部に、第１スクリュー８６に対して交差する向きで配置されている。第１スクリュー８６は上述のドラムカップリング７０から駆動力を受け取って回転し、第２スクリュー８７は第１スクリュー８６から駆動力を受け取って回転する。なお、実施例３で詳しく説明するように、第１スクリュー８６及び／又は第２スクリュー８７が、現像カップリング２１から駆動力を受け取って回転するようにしてもよい。

【0077】

蓋部材７２には、現像カートリッジＣへ向けて廃トナーを排出可能な第１開口部としての廃トナー排出口７２ａが設けられている。廃トナー排出口７２ａは、第２スクリュー８７の搬送方向において、第２スクリュー８７の下流部分に対向する位置に設けられている。クリーニング部材７７によって感光ドラム６２から除去された廃トナーは、まず、第１スクリュー８６によって基準軸方向Ｘに沿って搬送され、次に第２スクリュー８７によって廃トナー排出口７２ａに搬送され、感光体カートリッジＢの外部に排出される。

【0078】

図２６は感光体カートリッジＢと現像カートリッジＣとの位置関係を示す斜視図であり、図２７（ｂ）は、図２７（ａ）に示すプロセスユニットＰＵを切断線Ｊ－Ｊで切断した断面図である。図２６及び図２７（ｂ）に示すように、現像容器２３の上面において廃トナー排出口７２ａと対向する位置には、廃トナーを受け入れるための第２開口部としての廃トナー受入口２３ｄが設けられている。また、現像容器２３には、カートリッジの挿入方向Ｄにおいてトナー室２９に対して上流側（現像ローラ３２から遠い側の端部）に、廃トナーを収容する収容部である廃トナー室３０が設けられている。廃トナー排出口７２ａから排出された廃トナーは、廃トナー受入口２３ｄを通って現像カートリッジＣの廃トナー室３０に流入する。

【0079】

図２８（ａ）は、現像カートリッジＣを図２８（ｂ）に示す切断線Ｋ－Ｋで切断した断面図である。図２７及び図２８に示すように、廃トナー室３０には第３スクリュー８８が設けられている。第３スクリュー８８は、基準軸方向Ｘに延びる廃トナー室３０の内部に、軸線方向が基準軸方向Ｘを向くように（つまり、第１スクリュー８６と略平行に）配置されている。また、第３スクリュー８８は不図示のギア列を介して、現像カップリング２１から駆動力を伝達されて回転する。以上の構成により、感光体カートリッジＢから廃トナー受入口２３ｄを通って現像カートリッジＣの廃トナー室３０に流入する廃トナーは、第３スクリュー８８によって基準軸方向Ｘに適宜搬送されて廃トナー室３０に充填される。

【0080】

なお、感光体カートリッジＢの廃トナー排出口７２ａ及び現像カートリッジＣの廃トナー受入口２３ｄには、それぞれ不図示のシャッターが設けられている。感光体カートリッジＢ及び現像カートリッジＣが装置本体Ａに装着されている状態ではこれらのシャッターが開いた状態となり、廃トナー排出口７２ａと廃トナー受入口２３ｄとが連通する。現像カートリッジＣが装置本体Ａから取り外された場合等、感光体カートリッジＢと現像カートリッジＣとが分離された状態では、それぞれのシャッターが閉まった状態となり、廃トナーが外に漏れるのを防止する。

【0081】

このようなシャッター機構の具体的な構成例としては、次のものが挙げられる。各カートリッジの筐体に対して挿入方向Ｄにスライド可能なシャッター部材を配置すると共に、開口部を閉じる位置へ向けて各シャッターを付勢する付勢部材を配置する。そして、現像カートリッジＣの挿入動作に伴って、現像カートリッジＣの一部が感光体カートリッジＢのシャッターを挿入方向Ｄにスライドさせて廃トナー排出口７２ａを開くようにする。また、これに並行して感光体カートリッジＢの一部が現像カートリッジＣのシャッターを挿入方向Ｄとは反対側にスライドさせて廃トナー受入口２３ｄを開くようにすればよい。なお、例えば上方を向いている現像カートリッジＣの廃トナー受入口２３ｄについてはシャッターを設けずに開放状態としてもよい。

【実施例0082】

次に、実施例２に係る画像形成装置について説明する。本実施例は、感光体カートリッジが上述のトレイ１８とは異なる他の引き出し部材に支持された状態で装置本体に挿入される点で実施例１と異なっている。その他の実施例１と同様の構成及び作用を有する要素については、実施例１と共通の符号を付して説明を省略する。

【0083】

図２９で示すように、本実施例の画像形成装置ＩＦには、現像カートリッジＣを支持するトレイ１８（下段トレイ）の上方に、感光体カートリッジＢを支持する上段トレイ１０１が設けられている。上段トレイ１０１は、装置本体Ａに対する感光体カートリッジＢの着脱を案内する案内手段の他の例である。上段トレイ１０１は、装置本体Ａに設けられたガイドレール１０２に支持され、カートリッジの挿入方向Ｄに沿って装置本体Ａに対して挿入及び引き出しされる。

【0084】

図３０（ａ）に示すように、感光体カートリッジＢは基準軸方向Ｘにおける駆動側の被支持面７１Ｌと、非駆動側の被支持面７１ｍとを有し、上段トレイ１０１は被支持面７１Ｌ，７１ｍをそれぞれ支持する支持面１０１ａ，１０１ｂを有する。また、上段トレイ１０１は、カートリッジの挿入方向Ｄにおける下流側の壁面に、挿入方向Ｄに関する感光体カートリッジＢの移動を規制する規制部１０１ｃが設けられている。

【0085】

図３１、図３２は、感光体カートリッジＢを上段トレイ１０１に支持させる動作を基準軸方向Ｘにおける駆動側から見た様子を表している。以下の説明では駆動側の動作について説明するが、非駆動側においても同様の動作が行われる。

【0086】

図３１で示すように、装置本体Ａから感光体カートリッジＢの着脱が可能な所定の位置まで引き出された状態の上段トレイ１０１に対して上方からセットされる。作業者は、感光体カートリッジＢの把持部を把持した状態でカートリッジを上段トレイ１０１の上方から下方に向けて降ろす（矢印Ｅ）。すると、図３２で示すように、感光体カートリッジＢの被支持面７１Ｌが上段トレイ１０１の支持面１０１ａに当接して支持される。また、挿入方向Ｄにおける感光体カートリッジＢの下流側の端面に設けられた被規制部７１ｎが上段トレイ１０１の規制部１０１ｃに当接することで、感光体カートリッジＢが上段トレイ１０１に支持された状態となる。

【0087】

これ以降の感光体カートリッジＢ及び現像カートリッジＣを装置本体Ａに装着する際の動作は実施例１と共通である。即ち、感光体カートリッジＢを支持している上段トレイ１０１を挿入方向Ｄに向かって装置本体Ａに挿入することで、ドラムカップリング７０が装置本体Ａの第１駆動軸１４と連結される（図２３（ａ）、（ｂ））。また、感光体カートリッジＢの凸部７４が駆動軸支持部材１のガイド溝１ｃに嵌合し、その後、被規制部６１が規制部材２の規制溝２ａに嵌合することで、装着の途中及び装着後の状態における基準軸方向Ｘの位置決めが成される（図２４、図２５）。

【0088】

さらに、感光体カートリッジＢが装置本体Ａに装着されている状態で現像カートリッジＣが装置本体Ａに挿入されると、現像カートリッジＣの第１支持穴２３ａ及び第２支持穴２３ｂが感光体カートリッジＢの結合ピン６９，６９に嵌合する（図３２）。これにより、現像カートリッジＣが感光体カートリッジＢに支持された状態となる。なお、上段トレイ１０１の底面には、結合ピン６９，６９と第１支持穴２３ａ及び第２支持穴２３ｂとの嵌合を可能とするための開口部が形成されている。そして、現像カートリッジＣが装着位置まで挿入されることで、現像カップリング２１が第２駆動軸９９と連結され、感光体カートリッジＢの廃トナー排出口７２ａと現像カートリッジＣの廃トナー受入口２３ｄが連通する。

【0089】

本実施例では、感光体カートリッジＢ及び現像カートリッジＣの着脱がそれぞれトレイ（１８，１０１）に支持された状態で行われる。そして、現像カートリッジＣを支持しているトレイ１８を基準軸方向Ｘに交差する方向（挿入方向Ｄ）に挿入する動作により、装置本体Ａに装着されている感光体カートリッジＢと現像カートリッジＣとが係合する。従って、本実施例の構成によっても、カートリッジの交換作業を容易なものとし、ユーザビリティの高い画像形成ユニット及び画像形成装置を提供することができる。