JP2010078654A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カートリッジＰを支持して、装置本体１００Ａの外側に引き出されてカートリッジを装置本体の外側において着脱出来る引き出し位置と、カートリッジを装置本体の内側に移動させるための内側位置と、を取り得る移動部材３５を有する画像形成装置について、引き出し位置においてカートリッジをより容易に着脱可能とし、ユーザビィリティの更なる向上を図る。
【解決手段】引き出し位置に引き出された移動部材３５に支持されているカートリッジＰを移動部材内で着脱方向に変位させるカートリッジ変位部材６１を有する。
【選択図】図１４

Description

本発明は、プロセスカートリッジを着脱可能であって、記録媒体に画像を形成するための画像形成装置に関するものである。

ここで、画像形成形装置には、例えば、電子写真方式・静電記録方式・磁気記録方式等の複写機、プリンタ（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、ワードプロセッサ等が含まれる。

カートリッジは、潜像が形成される画像担持体（像担持体）又は画像担持体に形成された潜像を現像剤で現像する現像手段の少なくとも１つを有するものである。装置本体はカートリッシ及びカートリッジを支持する移動部材を除いた画像形成装置部分である。カートリッジは、使用者（ユーザー）自身によって装置本体に対する着脱を行うことができる。そのため、装置本体のメンテナンスを容易に行うことができる。

画像担持体は、現像剤で現像される潜像（静電荷潜像・電位潜像・抵抗潜像・磁気潜像等）が形成される部材である。電子写真プロセスにおける電子写真感光体、静電記録プロセスにおける静電記録誘電体、磁気記録プロセスにおける磁気記録磁性体等が挙げられる。

画像形成装置の装置本体に対するカートリッジの交換方式として、特許文献１には次のような構成が記載されている。即ち、カートリッジ３０を、側面カバー８０に連動して前進、後退しつつ上下される昇降板６１に対し、２段階に伸縮可能なガイド部材７０を介して支持する。そして、側面カバー８０を開放することによってカートリッジ３０を画像形成位置（Ｉ）より引き出し位置（II）に上昇しつつ移動したあと、カートリッジ３０を直接引き出す。この引き出しによって、停止位置（III）を含む特定した位置に任意に移動して、各機材の着脱ならびにジャム紙の処理を可能にした構成である。

また、特許文献２には、装置本体に対して移動可能な移動部材に複数個のカートリッジを支持させる構成がある。この構成によれば、前記移動部材を装置本体に挿入することにより、複数のカートリッジを装置本体内に同時に挿入することができる。また、前記移動部材を装置本体から引き出すことで、必要なカートリッジについて移動部材に対する新旧交換を行うことができる。
特開平８−２２０８２４号公報 特開２００７−１７８４８２号公報

本発明は、前述した従来の構成を更に発展させたもので、引き出し位置においてカートリッジをより容易に着脱可能とし、ユーザビィリティの更なる向上を図った画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明に係る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画像形成装置において、装置本体と潜像が形成される画像担持体又は画像担持体に形成された潜像を現像剤で現像する現像手段の少なくとも１つを有するカートリッジを支持して、前記装置本体の外側に引き出されて前記カートリッジを前記装置本体の外側において着脱出来る引き出し位置と、前記カートリッジを前記装置本体の内側に移動させるための内側位置と、を取り得る移動部材と、前記引き出し位置に引き出された前記移動部材に支持されているカートリッジを前記移動部材の内で着脱方向に変位させるカートリッジ変位部材と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、カートリッジを支持した移動部材の引き出し位置においてカートリッジをより容易に着脱可能とし、ユーザビィリティの更なる向上を図ることができる。

［実施例１］
（画像形成装置例の全体的な概略構成）
図１は本実施例の画像形成装置１００の外観斜視図、図２は縦断右側面図である。この画像形成装置は、カートリッジが着脱可能な、４色フルカラーの電子写真レーザープリンタである。即ち、パソコン・イメージリーダ・相手方ファクシミリ装置等のホスト装置（不図示）から制御回路部（制御手段：ＣＰＵ）２００に入力する電気的画像信号に基いて記録媒体（例えば、用紙、ＯＨＰシート、ラベル等）に対する画像形成を実行する。制御回路部２００はホスト装置や操作部（不図示）との間で各種の電気的情報の授受をすると共に、画像形成装置の画像形成動作を所定の制御プログラムや参照テーブルに従って統括的に制御する。

以下の説明において、画像形成装置１００に関して、前側（正面側）とは、開閉部材である装置開閉ドア３１を配設した側である。後側とは、それとは反対側である。前後方向とは、画像形成装置１００の後側から前側に向かう方向（前方向）と、その逆の方向（後方向）である。左右とは画像形成装置１００を前側から見て左または右である。左右方向とは、右から左に向かう方向（左方向）と、その逆の方向（右方向）である。装置本体１００Ａとは、カートリッジ及び移動部材以外の画像形成装置構成部分である。

装置本体１００Ａ内には、後側から前側にかけて、第１から第４の４つのカートリッジＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫが水平方向に並べられて配設（インライン構成、タンデム型）されている。各カートリッジは、収容させたトナーの色が異なるだけで、互いに同様の構成のものである。本実施例の各カートリッジは、それぞれ、現像剤で現像される潜像が形成される画像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、ドラムと記す）１を有する。また、このドラム１に作用するプロセス手段としての帯電器（帯電手段）２・現像器（現像手段）３・クリーニング器（クリーニング手段）４を有する。そして、上記のドラム１・帯電器２・現像器３・クリーニング器４をカートリッジ枠体（外装ケース、筐体）５内に一体に組み付けたプロセスカートリッジである。帯電器２は接触帯電ローラである。現像器３は、ドラム１に形成された潜像を現像するための現像剤（トナー）を担持する現像剤担持体（現像剤供給部材）としての現像ローラ３ａと、現像剤を収容する現像剤容器（現像剤収納部）を有する。クリーニング器４はブレード式である。

第１のカートリッジＰＹは、現像器３にイエロー（Ｙ）のトナーを収容しており、ドラム１面にＹ色トナー像（現像剤像）を形成する。第２のカートリッジＰＭは、現像器３にマゼンタ（Ｍ）のトナーを収容しており、ドラム１面にＭ色トナー像を形成する。第３のカートリッジＰＣは、現像器３にシアン（Ｃ）のトナーを収容しており、ドラム１面にＣ色トナー像を形成する。第４のカートリッジＰＫは、現像器３にブラック（Ｋ）のトナーを収容しており、ドラム１面にＫ色トナー像を形成する。

カートリッジＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫの上方部には、露光装置としてのレーザースキャナユニット１１が配設されている。このスキャナユニット１１は、ホスト装置から制御回路部２００に入力する各色の画像情報に対応して変調したレーザー光Ｌを出力する。そのレーザー光Ｌがカートリッジ枠体５の上面板に設けた露光窓６を通して各カートリッジ内に進入する。これにより、ドラム１の表面にレーザー走査露光がなされる。

装置本体１００Ａは、中間転写ベルトユニット１２を有する。このユニット１２は、カートリッジＰ（ＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫ）の下方部に配置されている。このユニット１２はエンドレスベルト１３を有する。ベルト１３は、記録媒体（以下、用紙と記す）Ｓに画像を形成するために、各カートリッジＰのドラム１と接触する中間転写体（中間転写ベルト）である。ベルト１３は、誘電体製で、可撓性を有する。そして、ベルト１３の内側には、ベルト１３を張設して循環移動させる駆動ローラ１４・ターンローラ１５・テンションローラ１６が設けられている。駆動ローラ１４とテンションローラ１６は装置本体１００Ａ内の後側に配設してある。ターンローラ１５は装置本体１００Ａ内の前側に配設してある。各カートリッジＰのドラム１の下面はベルト１３の上行側ベルト部分の上面に接している。ベルト１３の内側には、４個の一次転写ローラ１７が配設されている。一次転写ローラ１７は、ベルト１３の上行側ベルト部分を介して各カートリッジのドラム１に対向している。駆動ローラ１４には、ベルト１３を介して二次転写ローラ２２と対向している。

ユニット１２の下方部には、給紙ユニット１８が配設されている。給紙ユニット１８は、給紙カセット１９、給紙ローラ２０、分離パッド２１等を有する。給紙カセット１９は装置本体１００Ａの前側から出し入れ自由である（フロントローデング）。

装置本体１００Ａ内の後側の上部には、定着装置２３と、排紙ローラ対２４が配設されている。装置本体１００Ａの上面に排紙部２５が設けられている。定着装置２３は定着フィルムアセンブリ２３ａと加圧ローラ２３ｂを有する。排紙ローラ対２４は排紙ローラ２４ａと排紙コロ２４ｂを有する。

装置本体１００Ａ内の転写接触位置（潜像形成位置）に位置している各カートリッジＰは、押圧部材（不図示）により押圧されて所定の位置決め部に固定されている。ここで、転写接触位置とは、ドラム１とベルト１３が接触している位置であり、ドラム１に潜像形成が可能な位置のことを指す。この転写接触位置では、カートリッジＰ側のドラム駆動入力部５３（図３）と現像駆動入力部５４に対して装置本体１００Ａ側のドラム駆動出力部（不図示）と現像駆動出力部（不図示）がそれぞれ結合している。ドラム駆動出力部からドラム駆動入力部５３への駆動力によりドラム１が回転駆動される。また、現像駆動出力部から現像駆動入力部５４への駆動力により現像ローラ３ａが回転駆動される。更に、カートリッジＰ側の電気接点５５ａ・５５ｂ（図４）に対して装置本体１００Ａ側の給電系統（不図示）が導通化している。電気接点５５ａは帯電バイアス印加用の電気接点である。電気接点５５ｂは現像バイアス印加用の電気接点である。

フルカラー画像を形成するための動作は次のとおりである。第１〜第４の各カートリッジＰのドラム１が矢印の反時計方向に所定の制御速度で回転駆動される。ベルト１３も矢印の時計方向（ドラム回転に順方向）にドラム１の速度に対応した速度で回転駆動される。スキャナユニット１１も駆動される。この駆動に同期して、各カートリッジＰにおいてそれぞれ所定の制御タイミングで帯電ローラ２がドラム１の表面を所定の極性・電位に一様に帯電する。スキャナユニット１１は各ドラム１の表面を各色の画像信号に応じて変調されたレーザー光Ｌで走査露光する。これにより、各ドラム１の表面に対応色の画像信号に応じた静電潜像が形成される。この静電潜像が現像器３によりトナー像として現像される。各一次転写ローラ１７には所定の制御タイミングにて所定の一次転写バイアスが印加される。

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ＰＹのドラム１にはフルカラー画像のイエロー成分に対応するＹ色トナー像が形成され、そのトナー像がベルト１３上に一次転写バイアスと一次転写圧により一次転写される。

第２のカートリッジＰＭのドラム１にはフルカラー画像のマゼンタ成分に対応するＭ色トナー像が形成され、そのトナー像が、ベルト１３上にすでに転写されているＹ色トナー像に重畳されて一次転写バイアスと一次転写圧により一次転写される。

第３のカートリッジＰＣのドラム１にはフルカラー画像のシアン成分に対応するＣ色トナー像が形成され、そのトナー像が、ベルト１３上にすでに転写されているＹ色＋Ｍ色トナー像に重畳されて一次転写バイアスと一次転写圧により一次転写される。

第４のカートリッジＰＣのドラム１にはフルカラー画像のブラック成分に対応するＫ色トナー像が形成され、そのトナー像が、ベルト１３上にすでに転写されているＹ色＋Ｍ色＋Ｃ色トナー像に重畳されて一次転写バイアスと一次転写圧により一次転写される。

かくして、ベルト１３上にＹ色＋Ｍ色＋Ｃ色＋Ｋ色の４色フルカラーの未定着トナー像が合成形成される。

各カートリッジにおいて、ベルト１３に対するトナー像の一次転写後のドラム１面に残留した転写残トナーはクリーニング器４により除去される。

一方、所定の制御タイミングで給紙ローラ２０が駆動される。これにより、給紙ローラ２０と分離パッド２１との協働で、給紙トレイ１９上に積載されている用紙Ｓが１枚分離給送されて、二次転写ローラ２２とベルト１３とのニップ部（二次転写ニップ部）に導入される。二次転写ローラ２２には所定の制御タイミングにて所定の二次転写バイアスが印加される。これにより、用紙Ｓが該ニップ部を挟持搬送されていく過程でベルト１３上の４色重畳のトナー像が用紙Ｓの面に順次に二次転写バイアスと二次転写圧により一括二次転写される。

用紙Ｓはベルト１３の面から分離されて定着装置２３へ導入され、定着ニップ部で加熱・加圧される。これにより、各色トナー像の混色及び用紙への定着がなされる。そして用紙Ｓは、定着装置２３を出て、フルカラー画像形成物として排紙ローラ対２４で排紙部２５上に排出される。

用紙分離後のベルト１３の表面に残留した二次転写残トナーは、本実施例の場合は、例えば第１のカートリッジＰＹの一次転写部においてドラム１の表面に静電的に付着し、クリーニング器４にて除去される。

（カートリッジＰ）
図３はカートリッジＰを駆動側から見た斜視図、図４は非駆動側から見た斜視図である。各カートリッジＰは、ドラム１の軸線方向を左右方向とし、この左右方向を長手とする横長箱型のアセンブリである。ドラム１はカートリッジ枠体５の右側面部と左側面部に配設した軸受部５１・５２間に回転可能に支持されてカートリッジ枠体５内に配設されている。カートリッジ枠体５の上面板には長手に沿ってスリット状の露光窓部６が形成されている。右軸受部５１にはドラム駆動入力部としてのカップリング嵌合部５３が配設されている。また、カートリッジ枠体５の右側面部には、現像ローラ３ａを駆動するための現像駆動入力部としてのカップリング嵌合部５４が配設されている。カートリッジ枠体５の左側面部には、帯電ローラ２に対する帯電バイアス印加用の電気接点５５ａと、現像ローラ３ａに対する現像バイアス印加用の電気接点５５ｂが配設されている。カートリッジ枠体５の左側面部と右側面部の上辺部には、それぞれ、カートリッジ枠体５の上面板部分を左右方向に延長して張り出させて庇部５６が設けられている。上記のカートリッジにおいて、カップリング嵌合部５３・５４を具備させた右側面部側が駆動側であり、その反対側の左側面部側が非駆動側である。

（カートリッジ交換方式）
各カートリッジＰ（ＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫ）は、画像形成に使用されるにつれて、それぞれ、現像器３に収容されている現像剤（トナー）が消費される。そして、カートリッジを購入した使用者にとって満足できる品質の画像を形成することが出来なくなる程度まで現像剤が消費された際に、カートリッジの交換が必要となる。

そこで、例えば、個々のカートリッジの現像剤残量を検知する手段（不図示）を具備させて、制御回路部２００において、検知残量値を、予め設定したカートリッジ寿命予告や寿命警告のための閾値と比較させる。そして、検知残量値が閾値よりも少ない残量値となったカートリッジについては、表示部（不図示）に、そのカートリッジについての寿命予告あるいは寿命警告を表示させる。これにより使用者に、交換用のカートリッジの準備を促す、あるいはカートリッジの交換を促して、出力画像の品質を維持するようにしている。

本実施例の画像形成装置において、カートリッジの交換は、ユーザビリティ向上のために、カートリッジＰを引き出し式の枠型部材である移動部材としてのカートリッジトレイ（以下、トレイと記す）３５に乗せ、フロントアクセスにより交換する方式である。

装置本体１００Ａの前側には、装置本体１００Ａの内側へカートリッジを押し込む、又は、装置本体１００Ａからカートリッジを引き出す際に、トレイ３５（カートリッジＰ）が通過する開口部３０が設けられている。装置本体１００Ａの前側には、回動可能なドア３１が配設されている。このドア３１は、開口部３０を閉じる閉鎖位置と開口部３０を開放する開放位置とを取り得る開閉部材である。

本実施例においては、このドア３１は、ドア下辺側の横軸（ヒンジ軸）３２を中心に装置本体に対して開閉回動可能である。すなわち、ドア３１は、横軸３２を中心に立て起こすように回動して、図１・図２のように、装置本体１００Ａの開口部３０を閉じることができる。また、横軸３２を中心に装置本体１００Ａの前側に倒すように回動して図５・図６のように、開口部３０を開くことができる。３１ａはドア３１を開閉するためにドアに設けられた把持部（指掛け部）である。

図５・図６を参照して、装置本体１００Ａの骨格となるメインフレーム８０の左フレーム８０Ｌと右フレーム８０Ｒの内側には左右一対のトレイ保持部材（移動手段）としてのレール部材３４（３４Ｌ・３４Ｒ）が配設されている。左右のレール部材３４はそれぞれが対向して設けられている。レール部材３４は、装置本体１００Ａの前後方向を長手方向としている。そして、左右のレール部材３４の間にトレイ３５が設けられている。トレイ３５は、前後方向に水平にスライド可能にレール部材３４に保持されている。トレイ３５はカートリッジＰを支持している。即ち、トレイ３５は、複数のカートリッジＰ（ＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫ）がそれぞれ取り外し可能に装着される装着部を有する。

そして、ドア３１が開くのに連動して、連動機構（不図示）を介してレール部材３４が前方及び上方に所定量移動する。即ち、レール部材３４が、第一の位置から第二の位置へ移動する。ここで、第一の位置とは、トレイ３５（カートリッジＰ）を図２の転写接触位置に位置させるためのレール部材３４の位置である。第二の位置とは、トレイ３５を装置本体１００Ａに対する押し込み位置（図６）と引き出し位置（図７・図８）との間で移動させるためのレール部材３４の位置である。

ここで、押し込み位置とは、トレイ３５がレール部材３４に設けられたストッパ部（不図示）に突き当って受け止められるまで装置本体１００Ａの内側に押し込まれた位置（内側位置）である。

また、引き出し位置とは、トレイ３５が装置本体１００Ａの外側に引き出された位置であり、カートリッジＰを前記装着部に取り外し可能に装着出来る位置である。

トレイ３５の移動方向は、カートリッジＰが有するドラム１の軸線方向（カートリッジの長手方向）に対して直交している。そして、レール部材３４が第一の位置（図２）から第二の位置（図６）に移動することにより、レール部材３４の前部が、開口部３０から前方へ所定量突出する。これにより、トレイ３５の前枠に設けた取手部３５ａが開口部３０に露呈する。

また、レール部材３４が第一の位置から第二の位置へ移動するのに連動して、各カートリッジＰの駆動入力部５３・５４に対する装置本体１００Ａ側の駆動出力部の結合が解除される（駆動解除）。更に、各カートリッジＰを位置決め固定している押圧部材の押圧が解除される（押圧解除）。更に、各カートリッジＰの電気接点５５ａ・５５ｂに対する装置本体１００Ａ側の給電系統の導通が解除される（給電解除）。更に、トレイ３５の位置決め固定手段（不図示）による位置決め固定が解除される。

上記のように、レール部材３４が第一の位置から第二の位置に移動した際には、レール部材３４と一緒にトレイ３５及び各カートリッジＰも上方へ移動して、ドラム１がベルト１３から離隔する（図６）。即ち、トレイ３５が、ドラム１とベルト１３とを接触させる転写接触位置（図２）から、ドラム１とベルト１３とを離隔させる転写離隔位置（＝押し込み位置）（図６）へ移動する。

そこで、図５・図６のようにドア３１が開かれた状態において、開口部３０から露呈しているトレイ３５の取手部３５ａを掴む。ここで、取手部３５ａの内側には、トレイ３５の移動を規制しているロック機構（移動規制手段：不図示）のロックを解除するためレバー（移動規制解除手段）３６が配設されている。取手部３５ａを掴むことでレバー３６が揺動してロック機構の解除がなされる。即ち、トレイ３５の引き出し移動が可能となる。そこで、取手部３５ａを掴んでトレイ３５をレール部材３４に沿って移動させて装置本体１００Ａの内側から外側に十分に引き出す。即ち、引き出しを開けるようにトレイ３５をレール部材３４に対して滑走させて前方向に水平にスライド移動させる。そして、トレイ３５を、図７・図８のように、開口部３０から装置本体１００Ａの外側の所定の引き出し位置まで引き出す。これにより、トレイ３５に保持されている４つのカートリッジＰの全体が、開口部３０を通過して装置本体１００Ａの外側に引き出される。即ち、トレイ３５が押し込み位置（図５・図６）から引き出し位置（図７・図８）へ移動して、全カートリッジＰの上面が開放される。トレイ３５は、所定量引き出されると、ストッパ部（不図示）によりそれ以上の引き出し移動が阻止される。また、トレイ３５は、引き出し位置まで水平に引き出されている状態がレール部材３４により保たれる。このトレイ３５の引き出し移動時には、各カートリッジのドラム１とベルト１３とは離隔しているので両者間での擦れは生じない。

トレイ３５は、個々のカートリッジＰを真上に取り出し可能に支持している。そこで、図８の２点鎖線示のように、交換すべき使用済みのカートリッジＰを、トレイ３５から上方に持ち上げて外す。また、トレイ３５は、個々のカートリッジを真下に向かって移動させることによって支持する。そして、新しいカートリッジをトレイ３５に対して上から嵌め入れて載せる。

トレイ３５に対するカートリッジの交換後は、トレイ３５を引き出し位置（図７・図８）から押し込み位置（図５・図６）に移動させる。トレイ３５をストッパ部（不図示）で受け止められるまで十分に押し込み移動させるとロック機構（不図示）によりトレイ３５の戻り移動が阻止される。次いで、ドア３１を閉じる。ドア３１を閉じるのに連動して、連動機構（不図示）を介してレール部材３４は第二の位置（図６）から第一の位置（図２）に移動して、トレイ３５は押し込み位置から転写接触位置（潜像形成位置）に移動する。このレール部材３４の移動に連動して、各カートリッジＰは押圧部材により押圧されて所定の位置決め部に固定される。その結果、各カートリッジＰのドラム１の下面がベルト１３の所定の位置に接触する。更に、カートリッジＰ側の駆動入力部５３・５４に対して装置本体１００Ａ側の駆動出力部（不図示）が結合する。更に、カートリッジＰ側の電気接点５５ａ・５５ｂに対して装置本体１００Ａ側の給電系統（不図示）が導通化する。更に、トレイ３５の位置決め固定手段による位置決め固定がなされる。

まとめると、トレイ３５は、カートリッジＰが有するドラム１の軸線方向とは交差する方向に移動可能に設けられた移動部材である。また、該トレイ３５が、前記開口部３０を通過してカートリッジＰを装置本体１００Ａの外側において引き出された引き出し位置を取り得る。また、トレイ３５は、カートリッジＰを装置本体１００Ａの内側に押し込んだ押し込み位置（内側位置）を取り得る。トレイ３５は、カートリッジＰを装置本体１００Ａの内側に装着するための装着位置と、ドラム１をベルト１３に接触させる転写接触位置（ドラム１に静電潜像を形成できる潜像形成位置）と、を取り得る。また、左右のトレイ保持部材３４Ｌ・３４Ｒは、移動部材であるトレイ３５を、カートリッジを着脱出来る引き出し位置に移動する前に、トレイ３５を装着位置から上方向に移動させる、あるいは、装着位置へ向かって下方向に移動させる移動手段である。別の言い方をすれば、保持部材３４Ｌ・３４Ｒは、トレイ３５を支持する支持部材であって、トレイ３５を前記引き出し位置と前記装着位置との間で移動させるための第一の位置と、トレイ３５を前記潜像形成位置に位置させるための第二の位置とを取り得る。そして、ドア３１が閉じるのに連動して、トレイ保持部材３４Ｌ・３４Ｒは、前記第一の位置から前記第二の位置に移動する。

（トレイ３５）
図９〜図１２によりトレイ３５の構成を説明する。図９の外観斜視図のように、トレイ３５は、前枠板３５ｂと後枠板３５ｃと左枠板３５ｄと右枠板３５ｅとが結合された矩形の大枠部を有する。そして、その大枠部内を３枚の仕切り板３５ｆで前後方向に略等分に４つに仕切って、後枠板３５ｃ側から前枠板３５ｂ側へ順に、第１〜第４の左右方向に横長の小枠部３５（１）〜３５（４）が形成されている。その各小枠部３５（１）〜３５（４）が、それぞれ、第１〜第４の４つのカートリッジＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫが取り外し可能に装着される装着部である。各小枠部３５（１）〜３５（４）の右枠板３５ｅ部分には、それぞれ、装置本体１００Ａ側の現像駆動出力部である現像駆動カップリング（不図示）が出入りする孔部３５ｇが形成されている。

トレイ３５の左枠板３５ｄと右枠板３５ｅの外側には、それぞれ、前後方向を長手とするリフト部材６１が左右対称に配置されている。即ち、左枠板３５ｄと右枠板３５ｅの前側部分と後側部分には、それぞれ、上下方向を長手とする溝穴３５ｊが設けられている。一方、左側と右側のリフト部材６１の前側部分と後側部分には、それぞれ、ボス６４が植設されている。そして、左側リフト部材６１の前側部分と後側部分のボス６４が、それぞれ、左枠板３５ｄの前側部分と後側部分の溝穴３５ｊに差し込まれている。このボス６４と溝穴３５ｊによるガイドにより、左側リフト部材６１は左枠板３５ｄに対して上下方向にスライド移動可能である。また、右側リフト部材６１の前側部分と後側部分のボス６４が、それぞれ、右枠板３５ｅの前側部分と後側部分の溝穴３５ｊに差し込まれている。このボス６４と溝穴３５ｊによるガイドにより、右側リフト部材６１は右枠板３５ｅに対して上下方向にスライド移動可能である。

即ち、左右のリフト部材６１は、それぞれ、ボス６４が溝穴３５ｊの下端面に当たって受け止められた位置を下降終点とし、ボス６４が溝穴３５ｊの上端面に当たって受け止められた位置を上昇終点として、上下方向にスライド移動可能である。

左右のリフト部材６１は通常は下降終点に位置している。この位置において、左右のリフト部材６１の上面（上縁部）６１ａがトレイ３５の左枠板３５ｄと右枠板３５ｅの上縁部とほぼ同じ高さレベルになっている。第１〜第４の各カートリッジＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫは、それぞれ、トレイ３５の対応する装着部である第１〜第４の小枠部３５（１）〜３５（４）内に上から挿入される。そして、左右側の庇部５６の下面が、それぞれ、左右のリフト部材６１の上面６１ａに受け止められことで、トレイ３５に乗って支持される（図１０・図１１）。すなわち、トレイ３５は、各カートリッジＰを真上に取り出し可能に支持しており、各カートリッジを真下に向かって移動させることによって支持する。トレイ３５は各カートリッジをそれぞれラフに保持している。この構成により、カートリッジの交換を容易にすることができる。

上記のように左枠板３５ｄと右枠板３５ｅの外側にリフト部材６１を配置したトレイ３５の左右側には、さらに、前後方向を長手とする補助レール６０（右側の補助レールは不図示）が組み付けられている。図１２の分解斜視図のように、補助レール６０とリフト部材６１は両者の間に配設された前側と後側のリンク６２を介して連結されている。各リンク６２には、一端部側にボス６２ａが、他端部側に丸穴６２ｂが設けられている。ボス６２ａは補助レール６０に設けた丸穴６０ａに回動可能に差し込まれている。丸穴６２ｂにはリフト部材６１側のボス６４が回動可能に差し込まれている。ここで、図１２は、トレイ３５の左枠板３５ｄと、左側リフト部材６１と、リンク６２と、左側補助レール６０との分解斜視図である。右側の補助レールとリフト部材６１も、左側の補助レール６０とリフト部材６１と同様に左右対称の構造で前側部分と後側部分のリンク６２を介して連結されている。

トレイ３５は上記のように左右側にそれぞれリフト部材６１と補助レール６０が配設された状態で、装置本体１００Ａ側の左右のレール部材３４Ｌ・３４Ｒ間に支持されている。即ち、左右の補助レール６０がそれぞれ左右のレール部材３４Ｌ・３４Ｒに設けられた前後方向の溝部に嵌合して支持されている。トレイ３５はリフト部材６１・補助レール６０と共にレール部材３４の溝部を滑走してレール部材３４に対して前後方向に水平にスライド移動可能である。

トレイ３５はリフト部材６１と補助レール６０と共に、装置本体１００Ａに対する押し込み位置から引き出し位置へと引き出される。そして、トレイ３５が引き出しきる直前に補助レール６０は、図１０のように、補助レール６０側のストッパ部６０ｂがレール部材３４側の受け部３４ａに引っ掛かって停止する。補助レール６０が停止した後、さらにトレイ３５を引き出すと、その引き出し移動に伴って、トレイ３５側の溝穴３５ｊに係合しているリフト部材６１側のボス６４が前側に引かれる。これにより、リンク６２にはボス６２ａを中心に起立方向への回動モーメントが作用して、リンク６２が起立する方向に回動する。このときボス６４は溝穴３５ｉ内を上方に移動していく。このようにリンク６２が起立する方向に回動することで、左右のリフト部材６１が持ち上げられる。即ち、各カートリッジＰ（ＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫ）が左右のリフト部材６１により押し上げられてトレイ３５の装着部からせり上がる（ポップアップ）。図１３・図１４は各カートリッジＰがトレイ３５からせり上げられた状態を示している。左右のリフト部材６１は、トレイ３５を各カートリッジＰを着脱可能な引き出し位置に引き出したときに、トレイ３５に収納されているカートリッジＰを収納状態から持ち上げた状態に保持する。このときカートリッジ側面がトレイ３５の側壁より持ち上がるなどしてアクセス可能となり、把手などを設けることで取り出し時の操作部として用いることができる。

ここで、トレイ３５には爪８１が、補助レール６０にはフック８２が備えられている。図２０に示すように係合部としてのフック８２は被係合部としての爪８１から受ける力により弾性的に変形可能になっている。そして、引き出し動作時に補助レール６０がストッパ部により停止したあと図２１の（ａ）に示す状態からトレイ３５をさらに引き出すことで爪８１がフック８２を乗り越え（ｂ）の状態になって停止する。このとき、前述したようにリンク６２およびリフト部材６１によりプロセスカートリッジを持ち上げているが、カートリッジＰの自重によりリンク６２およびリフト部材６１が格納位置に戻らないようにトレイ３５が補助レール６０に対し係止される。この係止作用はカートリッジＰの自重による戻り力を支えるには十分であり、ユーザのカートリッジ交換作業の間に、カートリッジＰをせり出し位置に保持することが可能となっている。また、ユーザがトレイ３５を押し戻すことで爪８１が再びフック８２を乗り越え（ｂ）の状態から（ａ）の状態となることで収納状態に戻すことが可能となっている。この爪８１及びフック８２が係合したときのクリック感によって、ユーザは引き出し完了位置を認識することができる。

本実施例においては、上記の左右のリフト部材６１が、引き出し位置に引き出されたトレイ３５に支持されているカートリッジＰをトレイ内（移動部材内）で着脱方向に変位させるカートリッジ変位部材である。

補助レール６０の後側部分には固定部材６３が回動可能に備えられている。即ち、固定部材６３はレバー状部材であり、ボス６３ａが植設されている。そのボス６３ａが補助レール６０の後側部分に設けられた丸穴６０ｃに回動可能に差し込まれている。これにより、固定部材６３は補助レール６０の後側部分においてボス６３ａを中心に回動可能である。そして、固定部材６３は、自由状態において、自重もしくはバネなどの付勢部材（不図示）によって一端側（先端側）が装置本体１００Ａに設けられた固定穴６５に落ち込む方向に回動されている。そして、リフト部材６１が下降終点に位置している状態にある場合は、倒れ込み回動姿勢（格納位置）になっている後側部分のリンク６２の先端部が固定部材６３に押し当たっている。これにより、固定部材６３は、自重もしくは付勢部材の付勢力に抗してボス６３ａを中心に固定穴６５に落ち込む方向とは逆方向に回動されて、固定穴６５から退避した回動姿勢に保持されている（図９〜図１２）。

そして、前記のように、補助レール６０の引き出し方向への移動がストッパ部６０ｂと受け部３４ａとにより停止されたあと、トレイ３５を引き出しきることで、リンク６２が起立方向に回動してリフト部材６１が持ち上げられる。そうすると、固定部材６３に対する後側部分のリンク６２の押し当たり状態が解除されて、固定部材６３が自由状態になる。これにより、固定部材６３が自重もしくは付勢部材の付勢力によって一端側（先端側）が装置本体１００Ａに設けられた固定穴６５に落ち込む方向に回動して固定部材先端部が固定穴６５に入り込み、補助レール６０が装置本体１００Ａ内に戻る方向も固定される。

このように構成することで、トレイ３５にカートリッジＰをセットして装置本体内に再び戻そうとするときに、補助レール６０もつれて移動することが防止される。従って、補助レール６０もつれて移動することでカートリッジＰがトレイ３５内に下降収納される前に開口部３０を通過しようとして引っかかるような動作を防止出来る。

トレイ３５を所定の引き出し位置に引き出して、図１３・図１４のように上昇動したリフト部材６１によってトレイ３５の装着部からせり上げられているカートリッジＰのうちの交換すべきカートリッジについて交換したら、トレイ３５を押し込み移動する。

この押し込み移動の初期において、トレイ３５の押し込み移動に伴って、トレイ３５側の溝穴３５ｊに係合しているリフト部材６１側のボス６４が後方に押される。これにより、リンク６２にはボス６２ａを中心に後方へ倒れる方向への回動モーメントが作用して、リンク６２が後方へ倒れる方向に回動する。このときボス６４は溝穴３５ｉ内を下方に移動していく。このようにリンク６２が後方へ倒れる方向に回動することで、左右のリフト部材６１が下降動する。即ち、カートリッジＰ（ＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫ）が左右のリフト部材６１により持ち下げられてトレイ３５の装着部に所定に収まった状態になる。また、リフト部材６１が下降終点に移動することで、倒れ回動姿勢（格納位置）になった後側部分のリンク６２の先端部が固定部材６３に押し当る。これにより、固定部材６３は、自重もしくは付勢部材の付勢力に抗してボス６３ａを中心に固定穴６５に落ち込む方向とは逆方向に回動されて固定穴６５から退避した回動姿勢に保持さる。即ち、補助レール６０の、装置本体１００Ａ内に戻る方向への固定が解除される。

そこで、トレイ３５を引き続き押し込み移動して図５・図６の引き出し前の状態（押し込み位置）に戻す。そして、開かれているドア３１を図１・図２のように閉じ込む。このドア３１の閉じ回動に連動して、レール部材３４が後方向と下方に所定量移動する。これにより、各カートリッジＰは装着位置に位置する。そして、レール部材３４の移動に連動して、各カートリッジは押圧部材（不図示）により押圧されて所定の位置決め部に固定された状態に保持され、各カートリッジＰのドラム１の下面がベルト１３に所定に接触する。また、カートリッジＰの駆動入力部５３・５４に対して装置本体側の駆動出力部が結合する。また、カートリッジＰの電気接点５５ａ・５５ｂに対して装置本体側の給電系統が導通化する。更に、トレイ３５の位置決め固定手段による位置決め固定がなされる。

以上説明したように、本実施例の画像形成装置は、トレイ３５の移動動作によって、カートリッジＰをトレイ３５内の収容位置から突出させて交換を容易に行うことができる。即ち、トレイ３５を引き出した際に搭載されたカートリッジがトレイ３５から自動的にせり上がる。これにより、カートリッジ側面など操作可能な部位が増加することで着脱操作が容易となる。

［実施例２］
本実施例の画像形成装置の概略構成は実施例１の画像形成装置と同等であるため、再度の説明は省略する。

図１５に本実施例におけるトレイ３５の構成を示す。基本的な構成は実施例１のトレイ３５と同様である。トレイ３５の左枠板３５ｄおよび右枠板３５ｅには左右対称にガイド溝３５ｋ−１〜４を備えている。ガイド溝３５ｋには、図１６・図１７に示すように、対応したカム部材６７−１〜４のボス６８−１〜４が挿入されている。さらに、カム部材６７−１〜４は補助レール６０に設けられた穴６９−１〜４にボス７０を差し込んで補助レール６０に対して回転可能に取り付けられている。

そして、実施例１と同様に、トレイ３５とともに補助レール６０がひきだされ、補助レール６０が停止したのち（図１６・図１７）、さらにトレイ３５を引き出す。そうすると、図１８・図１９に示すように、カム部材６７−１〜４がガイド溝３５ｋ−１〜４とボス６８−１〜４にガイドされて、ボス７０を中心に起立する方向に回転してカートリッジＰの庇部５６を押し上げる。即ち、カートリッジＰ（ＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫ）が左右のカム部材６７−１〜４により押し上げられてトレイ３５の装着部からせり上がる。左右のリフト部材カム部材６７−１〜４はトレイ３５を各カートリッジＰを着脱可能な引き出し位置に引き出したときに、トレイ３５に収納されているカートリッジＰを収納状態から持ち上げた状態に保持する。

本実施例においては、上記の左右のカム部材６７が、引き出し位置に引き出されたトレイ３５に支持されているカートリッジＰをトレイ内（移動部材内）で着脱方向に変位させるカートリッジ変位部材である。

本実施例では、ガイド溝３５ｋ−１〜４とカム部材６７−１〜４が各カートリッジＰ（ＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫ）ごとに異なっているため、カートリッジのせり出し量が異なっている。本実施例では、手前側のカートリッジから奥側のカートリッジに向かって、即ち、第４、第３、第２、第１のカートリッジの順でせり出し量が多くなるように構成している。このため、図１９に示すように、カートリッジＰの長手方向中央部に取っ手５８を設けて操作部とすることも可能となる。即ち、本実施例では、カム部材６７−１〜４は、カートリッジＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫをトレイ内（移動部材内）で着脱方向に変位させる変位をカートリッジ毎に変化させる。

各カートリッジＰ（ＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫ）は基本的に同形状であり、外形を形成するカートリッジ枠体（外装ケース、筐体）５は遮光性やコスト等の面から黒一色が選択される場合が多い。そのため、小型化をも追求する画像形成装置構成においては、カートリッジ間の間隔も可能な限り切りつめるため一見してどのカートリッジが交換すべきものか分かりにくく、ラベルなどの識別表示を多用するなどの工夫が必要である。本実施例の画像形成装置のように交換時にカートリッジ間の位置に図１８・図１９のように段差がつくことで一見して判別がつくため、ラベル等の識別表示を最小限にできる。

以上説明したように、本実施例の画像形成装置においては、複数搭載されたカートリッジＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫがせり出す際にせり出し量が各カートリッジで異なる。即ち、個々のカートリッジのせり出し量に差をつけ、カートリッジ格納状態では互いに重なり合い指などが入り込めないカートリッジ長手方向中央部などに操作部を設けて個々のカートリッジをより容易に着脱操作可能にしている。さらに、せり出し量に差を設け段差がつくことで操作すべきカートリッジとそうでないカートリッジの境界の判別が容易になる。

ここで、各実施例においては、カートリッジＰは、画像担持体１と、これに作用するプロセス手段としての帯電手段２・現像手段３・クリーニング手段４とを一体的にカートリッジ化したプロセストリッジであるが、このカートリッジに限られるものではない。即ち、カートリッジＰは、潜像が形成される画像担持体又は画像担持体に形成された潜像を現像剤で現像する現像手段の少なくとも１つを有するものであればよい。前記プロセス手段は、例えば、帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも１つである画像担持体は、現像剤で現像される潜像が形成される部材である。実施例のように、電子写真プロセスにおける電子写真感光体の他、静電記録プロセスにおける静電記録誘電体、磁気記録プロセスにおける磁気記録磁性体等が挙げられる。

移動部材としてのトレイ３５は、実施例においては、その移動方向において、４つのカートリッジ（ＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫ）を並べて支持するものを示したけれども、トレイ３５に支持させるカートリッジは１つにした画像形成装置構成であってもよい。また、トレイ３５に、２つ或いは３つ、若しくは５つ以上の複数のカートリッジを並べて支持可能である画像形成装置構成であってもよい。

実施例１における画像形成装置の外観斜視図である。 その画像形成装置の縦断左側面図である。 カートリッジを駆動側から見た外観斜視図である。 カートリッジを非駆動側から見た外観斜視図である。 前面ドアを開いた状態の画像形成装置の外観斜視図である。 その画像形成装置の縦断左側面図である。 図５の状態から更にトレイを引き出した状態の画像形成装置の外観斜視図である。 図６の状態から更にトレイを引き出した状態の画像形成装置の縦断左側面図である。 トレイの斜視図である。 引き出しきる直前状態のトレイの左側面図である。 引き出しきる直前状態のトレイの斜視図である。 トレイの左枠板側の分解斜視図である。 引き出しきった状態のトレイの左側面図である。 引き出しきった状態のトレイの斜視図である 実施例２におけるトレイの斜視図である。 引き出しきる直前状態のトレイの左側面図である。 引き出しきる直前状態のトレイの斜視図である。 引き出しきった状態のトレイの左側面図である。 引き出しきった状態のトレイの斜視図である フックと爪の拡大図である。 （ａ）フックと爪が係合する直前の図、（ｂ）はフックと爪が係合している図である。

符号の説明

１００・・画像形成装置、１００Ａ・・装置本体、Ｐ（ＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫ）・・カートリッジ、１・・画像担持体、３・・現像手段、３５・・移動部材（カートリッジトレイ）、６１・・カートリッジ変位部材（リフト部材）、６７・・カートリッジ変位部材（カム部材）

Claims (3)

1. 記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
   装置本体と、
   潜像が形成される画像担持体又は画像担持体に形成された潜像を現像剤で現像する現像手段の少なくとも１つを有するカートリッジを支持して、前記装置本体の外側に引き出されて前記カートリッジを前記装置本体の外側において着脱出来る引き出し位置と、前記カートリッジを前記装置本体の内側に移動させるための内側位置と、を取り得る移動部材と、
   前記引き出し位置に引き出された前記移動部材に支持されているカートリッジを前記移動部材の内で着脱方向に変位させるカートリッジ変位部材と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記移動部材は、その移動方向において、複数の前記カートリッジを並べて支持可能であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記移動部材は、その移動方向において、複数の前記カートリッジを並べて支持可能であり、前記カートリッジ変位部材はカートリッジを前記移動部材の内で着脱方向に変位させる変位をカートリッジ毎に変化させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。