JP2011070143A - 電子写真画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光部材支持体を回動させる構成と比較して、より小さな空間でもって、発光部材支持体を露光位置と退避位置との間を移動させることができる電子写真画像形成装置を提供する。
【解決手段】記録媒体Ｓに画像を形成する電子写真画像形成装置Ｐにおいて、装着部１３０に取り外し可能に装着されたプロセスカートリッジ３０の有する電子写真感光体ドラム２の軸線の方向に複数個並んで設けられ、ドラム２を画像情報に応じて露光する発光素子４４を有する発光部材４と、発光部材４を支持し、ドラム２を露光する露光位置ＬＰと、露光位置ＬＰから発光部材４を退避する退避位置ＲＰとの間を移動可能な発光部材支持体２３と、発光部材４がドラム２の軸線と平行状態を維持した状態で発光部材支持体２３を露光位置と退避位置とをとり得るように移動させる移動部材２９とを設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、プロセスカートリッジが装置本体に取り外し可能に装着された状態で、記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置に関する。

ここで、電子写真画像形成装置（以下、画像形成装置という。）は、電子写真画像形成プロセスを用いて、記録媒体に画像を形成するものである。画像形成装置としては、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンター（例えば、カラーＬＥＤプリンター）、ファクシミリ装置、及びワードプロセッサがある。また、プロセスカートリッジ（以下、カートリッジという。）は、画像形成装置の本体（以下、装置本体という。）に取り外し可能に装着された状態で、記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成プロセスに寄与する。カートリッジは、プロセス手段としての帯電手段、現像手段、及びクリーニング手段のうちの少なくとも一つと、電子写真感光体（以下、感光体という。）とを一体的にカートリッジ化して、装置本体に取り外し可能に装着されるものである。尚、感光体に作用する帯電手段、現像手段、及びクリーニング手段をプロセス手段という。カートリッジは、使用者自身によって装置本体に着脱することができるので、使用者自身で装置本体のメンテナンスを容易に行うことができる。また、記録媒体は、画像形成装置によって画像が形成されるものであって、例えば、用紙、ＯＨＰシート等が含まれる。

従来、カートリッジが有する感光体を露光するために、LEDユニットを用いた画像形成装置が知られている（特許文献１）。この画像形成装置は、装置本体に対してスライド移動可能なスライドフレームを備えている。スライドフレームは、複数のカートリッジと、中間転写体と、ＬＥＤユニットが設けられたＬＥＤフレームとを担持している。ＬＥＤフレームは、スライドフレームに対して回動可能に支持されており、複数のカートリッジの上に配置されている。カートリッジを交換するときは、スライドフレームを装置本体から手前に引き出す。スライドフレーム上のＬＥＤフレームを手動で上方へ回動させる。取り外すべきカートリッジをスライドフレームから上方へ引き抜く。そして、装着すべきカートリッジをスライドフレームに装着する。ＬＥＤフレームを手動で下方へ回動してカートリッジの上に配置する。スライドフレームを装置本体へ押し込む。以上の手順で、カートリッジを交換する。

特開２００２−１８２５３９号公報

従来の画像形成装置において、LEDユニットを有するLEDフレームは、本体（スライドフレーム）に対して、回動可能に取り付けられている。したがって、従来の技術は、LEDフレームを回動させるための空間を必要とする。そこで、カートリッジを交換する際に、LEDフレームを回動させるために、LEDフレームを装置本体の外へ引き出すことが考えられていた。

そこで、本発明の目的は、発光部材支持体を回動させる構成と比較して、より小さな空間でもって、発光部材支持体を露光位置と退避位置との間を移動させることができる電子写真画像形成装置を提供する。
本発明の他の目的は、発光部材が露光位置と退避位置とをとるにあたって、回動する場合と比較して、より小さな空間で済むから装置本体内の空間を効率的に活用することができる電子写真画像形成装置を提供する。

上記課題を解決するために、本発明は、電子写真感光体ドラムと前記電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段とを有するプロセスカートリッジを装置本体に取り外し可能に装着した状態で、記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置において、前記装置本体に設けられ、前記プロセスカートリッジが取り外し可能に装着された装着部と、前記装着部に装着された前記プロセスカートリッジの有する前記電子写真感光体ドラムの軸線の方向に複数個並んで設けられ、前記電子写真感光体ドラムを画像情報に応じて露光するために前記画像情報に応じて発光する発光素子を有する発光部材と、前記発光素子が発光することにより前記電子写真感光体ドラムを露光する露光位置と、前記露光位置から前記発光部材を退避する退避位置との間を移動可能な、前記発光部材を支持する発光部材支持体と、前記発光部材が前記電子写真感光体ドラムの前記軸線と平行状態を維持した状態で前記発光部材支持体を前記露光位置と前記退避位置とをとり得るように移動させる移動部材とを設けた。

本発明によれば、発光部材支持体を回動させる構成と比較して、より小さな空間でもって、発光部材支持体を露光位置と退避位置との間を移動させることができる。
本発明によれば、発光部材が露光位置と退避位置とをとるにあたって、回動する場合と比較して、より小さな空間で済むから装置本体内の空間を効率的に活用することができる。

実施例の装置本体の断面図。 実施例の装置本体の斜視図。 実施例のプロセスカートリッジの斜視図。 実施例の進退装置の斜視図。 実施例の進退装置の正面図。 実施例の連動手段の平面図。 発光部材の斜視図。

以下、添付図面を参照して、本発明を説明する。

（電子写真画像形成装置）
本発明の実施例を適用したカラー電子写真画像形成装置P（以下、画像形成装置という。）について説明する。画像形成装置Pは、４色フルカラーのＬＥＤプリンターである。図１は、画像形成装置Pの装置本体（以下、本体と言う）１００の断面図である。図２は、本体１００の斜視図である。図２において、本体１００に設けられた開口部１１０を開閉するフロントドア（開閉部材、操作部材）１０２が開いている。開口部１１０は、プロセスカートリッジ３０及び現像カートリッジ５を本体１００に着脱する際に、カートリッジ３０及び現像カートリッジ５が通過する。ドア１０２は、開口部１１０を塞ぐ閉じ位置と、開口部１１０を開放する開放位置との間を移動可能である。尚、本体１００は、画像形成装置Pから現像カートリッジ５及びプロセスカートリッジ３０の構成を除いたものである。本体１００には、カートリッジ３０が取り外し可能に装着される装着部１３０が設けられている。前述した通り、本体１００には、カートリッジ３０が装着部１３０に装着される及び装着部１３０から取り外されるときに、カートリッジ３０が通過する開口部１１０が設けられている。図１（ａ）は、ドア１０２が閉じられて、画像形成動作を行う状態の画像形成装置Pの断面図である。図１（ａ）に示すように、本体１００の略中央部に、ドラム形状の電子写真感光体（電子写真感光体ドラム、以下、ドラムという。）２が配置されている。ドラム２の周囲には、帯電ローラ（プロセス手段）３と、発光部材４と、中間転写ベルト７と、現像カートリッジ５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）、及び、クリーニング装置６が配置されている。これによって、本体１００を小型化している。発光部材４は、本体１００内のドラム２の回転軸線Ｌ（図５を参照。）よりも下方に配置されている。帯電ローラ３は、ドラム２を一様に帯電する。発光部材４は、帯電されたドラム２の表面に光を照射して、ドラム２に静電潜像を形成する。現像カートリッジ５は、ドラム２に形成された静電潜像を、対応する色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の粉体現像剤（以下、トナーという。）で現像して顕像化する。ドラム２に形成されたトナー像は、中間転写ベルト７に転写される。クリーニング装置６は、転写後にドラム２上に残留したトナーを除去する。

画像形成の際は、まず、ドラム２を、転写ベルト７の回転と同期して、矢印Ａ（図１（ａ））で示す方向（反時計方向）に回転する。転写ベルト７は、矢印Ｂで示す方向（時計方向）に回転する。ドラム２の表面は、帯電ローラ３によって均一に帯電される。ドラム２の帯電した表面に、発光部材４によってイエロー画像の光照射を行い、ドラム２上にイエローの静電潜像を形成する。イエローの静電潜像を現像するために、イエローの現像剤を収納している現像カートリッジ５ａが有する現像ローラdに、ドラム２の帯電極性と同極性でほぼ同電位の電圧を印加する。それによって、ドラム２上のイエローの静電潜像にイエロートナーを付着させてイエロートナー像を形成する。その後、転写ベルト７の内側に配置された１次転写ローラ８にトナーと逆極性の電圧を印加してドラム２上のイエロートナー像を転写ベルト７上に１次転写する。上述のようにして、イエロートナー像の１次転写が終了すると、イエロー画像と同様にして、マゼンダ画像、シアン画像、及びブラック画像のそれぞれについて、静電潜像の形成を行う。それぞれの静電潜像は、マゼンタ、シアン、及びブラックの現像カートリッジ（５ｂ〜５ｄ）により現像されて、マゼンタトナー像、シアントナー像、及びブラックトナー像を形成する。尚、現像カートリッジ５bは、マゼンタ色のトナーを収容している。現像カートリッジ５bは、マゼンタ色のトナーを収容している。現像カートリッジ５ｃは、シアン色のトナーを収容している。現像カートリッジ５ｄは、ブラック色のトナーを収容している。各現像カートリッジ５は、現像ローラｄを有している。それぞれのトナー像は、１次転写ローラ８により転写ベルト７上に順次転写されて重ね合わされる。この間、２次転写ローラ１０は、転写ベルト７とは非接触状態にある。また、この間、クリーニングユニット９も転写ベルト７とは非接触状態にある。一方、本体１００の下部に設けられたカセット１１に積載収納されたシート（記録媒体）Ｓは、給送ローラ１２によってカセット１１から一枚ずつ分離され、レジストローラ対１３へ給送される。レジストローラ対１３は、転写ベルト７上に重ね合わされたトナー像とタイミングを合わせて、シートＳを転写ベルト７と２次転写ローラ１０との間の２次転写ニップへ送り出す。このとき、転写ローラ１０は、転写ベルト７に圧接された状態にある。転写ローラ１０には、トナーと逆極性の電圧が印加されている。転写ベルト７上に重ね合わされた４色のトナー像は、搬送されてきたシートＳの表面に一括して２次転写される。トナー像が転写されたシートＳは、定着器１４へ送られる。定着器１４において、シートＳが加熱加圧され、トナー像がシートＳに定着される。これにより、シートＳに画像が形成される。シートＳは、定着器１４から本体１００の上部に設けられた上カバー１５の排出部へ排出される。

（発光部材）
発光部材４は、装着部１３０に装着されたカートリッジ３０が有するドラム２の長手方向（回転軸線Ｌの方向）に複数個並んで設けられた発光素子４４を有する（図７）。ドラム２の長手方向は、カートリッジ３０の着脱方向Ｘに直交する方向である。発光素子４４は、コントローラ１２０からの画像情報に応じて発光し、ドラム２を露光する。発光素子４４としては、例えば、液晶素子、あるいは、半導体発光ダイオード（ＬＥＤ）や有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）などの電界発光素子が使用される。図７は、発光部材４の斜視図である。発光部材４は、基板９０を有する。基板９０は、ホルダー（不図示）により支持されている。基板９０の表側には発光素子４４が一列に並んで複数個設けられ、裏側にはドライバＩＣ９２が設けられている。尚、発光部材４は、ドラム２の長手方向に沿って配置される。これによって、発光素子４４がドラム２の長手方向に沿って配置される。発光素子４４は、ドライバＩＣ９２と電気的に接続されている。ドライバＩＣ９２は、発光素子４４の発光動作を制御する。基板９０は、フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）２１により本体１００のコントローラ１２０に接続されている。コントローラ１２０は、装置本体内に設けられている。コントローラ１２０からの画像情報信号に応じて、ドライバＩＣ９２は、発光素子４４の発光動作を行う。発光素子４４には、セルフォック（登録商標）レンズ９８が接着されている。レンズ９８のドラム２が設けられた側の表面９８ａは、平面である。レンズ９８は、発光素子４４から発光された光を集光して、ドラム２上に結像する。発光素子４４が発光してドラム２を露光する露光位置ＬＰ（図１（ａ）及び図５（ａ）を参照。）において、発光部材４は、ドラム２に近接して配置されている。露光位置ＬＰにおいて、ドラム２の表面と発光部材４のレンズ９８の表面９８ａとの間の距離Ｄは、所定距離に規制される。

（プロセスカートリッジ）
図３は、カートリッジ３０の斜視図である。カートリッジ３０は、本体１００に水平方向に着脱可能である。図１（ａ）に示すように、カートリッジ３０は、ドラム２と、帯電ローラ３と、クリーニング装置６とを一体的に組み込んでいる。なお、本実施例においては、ドラム２と現像手段以外のプロセス手段とを一体的に有する所謂分離型のプロセスカートリッジについて説明している。しかし、感光体ドラムと現像手段とを一体的に有する所謂一体型のプロセスカートリッジを使用した画像形成装置にも、本発明を適用することができる。図３（ａ）に示すように、カートリッジ３０は、ドラム２と、帯電ローラ３と、クリーニング装置６とを一体的に組み込んでいるカートリッジフレーム３１を有する。ドラム２の長手方向におけるフレーム３１の両側部には、被案内部（カートリッジ側ガイド）３２が突出して設けられている。被案内部３２は、ドラム２の長手方向に直交する方向に延在している。本体１００の両側板の内側には、カートリッジ３０の移動経路ＭＰに沿って水平に延在する案内部（本体側ガイド）１１２が設けられている（図１（ｃ））。被案内部３２は、案内部１１２の溝に挿入される。カートリッジ３０を本体１００に対して着脱するときに、被案内部３２は、案内部１１２と係合して、カートリッジ３０を着脱方向Ｘに沿って案内する。図３（ｂ）に示すように、カートリッジ３０が装着部１３０に装着された状態で、フレーム３１の底部には、発光部材４が進入する開口部３３が設けられている。尚、開口部３３は、ドラム２の軸線Ｌの方向（長手方向）に沿って設けられている。ドラム２は、開口部３３を介して外部に露出している。開口部３３を設けたことにより、ドラム２の露出面積を小さくすることができる。これによって、発光部材４が現像剤で汚れるおそれを低減することができる。また、発光部材４を開口部３３に進入させることによって、発光部材４をドラム２を露光するのに最適な位置（露光位置ＬＰ）まで近接して配置することができる。この際に、発光部材４は、ドラム２の長手方向に沿って、ドラム２と等間隔に位置する。よって、発光部材４に、複数個並んで設けられている発光素子４４が、ドラム２の軸線方向に沿って、ドラム２と等間隔に位置する。前述した通り、発光部材４は、装着部１３０に装着されたカートリッジ３０の有するドラム２の軸線方向に複数個並んで設けられ、ドラム２を画像情報に応じて露光するために画像情報に応じて発光する発光素子４４を有する。

ドラム２の一端部には、ドラム２を回転させるためのドラムギア４１が設けられている。図５に示すように、ドラムギア４１は、カートリッジ３０の一端部から突出している。カートリッジ３０を装着部１３０に装着すると、ギア４１は、本体１００に設けられた駆動ギア４２と係合する。ギア４２は、本体１００に設けられた駆動源（不図示）により駆動されて、ギア４１を回転させ、ドラム２を回転させる。

（進退装置）
図４は、進退装置（退避装置）１の斜視図である。図５は、進退装置１の正面図である。進退装置１は、発光部材支持体２３及び移動部材２９を有する。発光部材４は、弾性部材２２（２２ａ、２２ｂ）を介して発光部材支持体２３に対して移動可能に支持されている。弾性部材２２は、例えば、圧縮バネ、弾性発泡部材、ゴムなどである。弾性部材２２ａは、発光部材支持体２３の長手方向の一端側に、弾性部材２２ｂは他端側に、各々短手方向に沿って配置されている。また、弾性部材２２ａ、２２ｂは、発光部材支持体２３と発光部材４との間に配置されている。従って、発光部材４は、発光部材支持体２３に対して、鉛直方向（垂直方向）に可動である。また、発光部材支持体２３は、移動部材２９により基礎部材２４に対して移動可能に支持されている。基礎部材２４は、本体１００に固定されている。ロッド２５、２６、２７、２８は、移動部材２９を構成している。また、発光部材支持体２３は回転支点1ａ，1ｂ，1ｃ，1ｄ，1ｅにより回転可能に接続されたロッド２５、２６、２７、２８を介し、基礎部材２４により支持されている。回転支点1ａにはカム１７が固定されている。進退装置（退避装置）１は、支持体２３、移動部材２９、基礎部材２４、及びカム１７により構成されている。進退装置１は、発光部材４をカートリッジ３０の着脱方向Ｘに対して直角な方向Ｙに退避させる（図１（ｂ）を参照。）。即ち、進退装置１は、発光部材４を、ドラム２の接線（Ｘ方向）と直角な方向に、露光位置ＬＰから退避位置ＲＰに退避させることができる。また、進退装置１は、発光部材４を、ドラム２の接線と直角な方向に、退避位置ＲＰから露光位置ＬＰに進入させることができる。即ち、進退装置１は、発光部材４を、ドラム２の長手方向と平行状態を維持した状態で、退避位置ＲＰと露光位置ＬＰとの間を移動させることができる。ここで、直角な方向とは、設計上直角であって、数学的に直角である必要はない。すなわち、直角は、製造誤差や取付誤差などを含み、実質的に直角であればよい。発光部材４は、着脱方向Ｘに対して直角な方向Ｙに退避する。従って、従来の発光部材の回動による退避に要する空間と比べて、より小さな空間において、発光部材４をカートリッジ３０の移動経路ＭＰから退避させることができる。即ち、より小さな空間において、発光部材４を退避位置ＲＰと露光位置ＬＰとの間を移動させることができる。本実施例においては、カートリッジ３０の着脱方向と平行な方向に基礎部材２４を設けている。従って、ドラム２の接線（Ｘ方向）と直角な方向Ｙが、カートリッジ３０の着脱方向Ｘと直角な方向Ｙと一致している。しかしながら、この実施例に限定されることは無く、発光部材４がドラム２の接線（Ｘ方向）と直角な方向Ｙに進退するように、基礎部材２４を配置すれば良い。支持体２３は、発光部材４を支持している。支持体２３は、発光素子４４が発光することにより感光体ドラム２を露光する露光位置ＬＰと、露光位置ＬＰから発光部材４を退避する退避位置ＲＰとの間を移動可能である。

ロッド２５、２６は、発光部材支持体２３及び基礎部材２４の短手方向の一側端に取り付けられている。また、ロッド２７、２８は、発光部材支持体２３及び基礎部材２４の前記短手方向の他側端に取り付けられている。回転支点１ａは、基礎部材２４に設けられた水平方向の長孔２４ａ内を摺動移動可能である。また、回転支点１ｂは、支持体２３に設けられた水平方向の長孔２３ａ内を摺動移動可能である。ここで、水平方向とは、基礎部材２４（本体１００の設置面３００）に対して水平方向である。後述する連動手段によって、カム１７を矢印Ｃ２（図５（ａ））で示す方向へ移動すると、回動支点１ａ及び回転支点1ａに接続されたロッド２６、２８の下端部を矢印Ｃ２で示す方向へ移動させる。ロッド２５〜２８は、回転支点1ｃを中心に回転可能である。ロッド２５、２７の下端部は、回転支点1ｄにより基礎部材２４に回転可能に支持されている。ロッド２６、２８の上端部は、回転支点1ｅにより支持体２３に回転可能に支持されている。これによって、カム１７が矢印Ｃ２で示す方向へ移動すると、移動部材２９としてのロッド２５〜２８および回転支点１ａ〜１ｅを介して、支持体２３は、鉛直上方へ平行に移動する。ここで、鉛直方向とは、基礎部材２４（本体１００の設置面３００）に対して鉛直方向である。そして、発光部材４は、カートリッジ３０の開口部３３内に挿入される。ここで、発光部材４が、開口部３３内に挿入するとは、発光部材４が、カートリッジ３０の外壁３０ｃ（図１）に設けられた開口部３３から外壁３０ｃの内側に進入することである。開口部３３は、ドラム２の長手方向に沿って設けられた、長細形状である。発光部材４が開口部３３内に進入することがきるので、発光部材４はより最適な露光位置ＬＰに位置することができる。しかも、本実施例によれば、発光部材４は、ドラム２の長手方向と平行状態を維持した状態で露光位置ＬＰと退避位置ＲＰとの間を移動することができる。したがって、開口部３３の大きさをより小さくすることができる。即ち、発光部材４が回動して開口部３３内に進入する場合と比較して、開口部３３の大きさをより小さくすることができる。
このとき、位置決め機構（後述）により、発光部材４のレンズ９８の表面９８ａは、ドラム２の表面から所定距離Ｄに維持（支持）される。そして、このとき、支持体２３は、発光素子４４が、画像情報に応じて発光して、ドラム２を露光する露光位置ＬＰにある。露光位置ＬＰは、発光素子４４が発光することによりドラム２を露光する位置であって、複数の発光素子４４がドラム２の回転軸線Ｌに沿って並んで、かつ、複数の発光素子４４のそれぞれとドラム２とが等間隔に位置する位置である。尚、発光素子４４としては、例えば、液晶素子、半導体発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）などの電界発光素子が使用される。

なお、本実施例においては、露光位置ＬＰにおいて複数の発光素子４４のそれぞれとドラム２とが等間隔に位置するが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、複数の発光素子４４のそれぞれに対応するレンズ９８の寸法が異なる場合には、複数の発光素子４４とドラム２との間の距離が異なる。複数の発光素子４４のそれぞれとドラム２との間の距離は、発光素子４４から発光された光がレンズ９８により集光されてドラム２上に結像するように設定される。従って、レンズ９８の仕様によっては、ドラム２の回転軸線Ｌ方向の両端部において発光素子４４とドラム２との間の距離が短く、回転軸線Ｌ方向の中央部分において距離が長くなるように、複数の発光素子４４が湾曲して配置されていてもよい。あるいは、ドラム２の回転軸線Ｌ方向の両端部において発光素子４４とドラム２との間の距離が長く、回転軸線Ｌ方向の中央部分において距離が短くなるように、複数の発光素子４４が湾曲して配置されていてもよい。尚、回転軸線Ｌ方向とは、ドラム２の長手方向である。

一方、後述する連動手段によって、カム１７を図５（ｂ）の矢印Ｃ１で示す方向へ移動すると、カム１７に固定された回動支点１ａも矢印Ｃ１で示す方向へ移動する。回動支点１ａの移動により、移動部材２９（ロッド２５〜２８）の作用で、支持体２３は、鉛直方向下方へ、平行状態を維持したまま移動する。ここで、鉛直方向とは、基礎部材２４（本体１００の設置面３００）に対して鉛直方向である。そして、発光部材４は、カートリッジ３０の開口部３３から抜け出る。そして、このとき、支持体２３は、カートリッジ３０が装着部１３０に対する着脱のために移動する移動経路ＭＰ（図１（ｃ））から発光部材４が退避する退避位置ＲＰにある。本実施例によれば、従来の発光部材の回動のための大きな空間と比較して、本体１００内のより小さな空間内において、支持体２３をカートリッジ３０の移動経路ＭＰから退避させることができる。即ち、支持体２３（発光部材４）は、小さな空間内において、露光位置ＬＰと退避位置ＲＰとをとり得る。

（案内部材）
発光部材４は、前述した通り、弾性部材２２（２２ａ、２２ｂ）を介して進退装置１により支持されている。これによって、発光部材４は、装置本体１００に対して揺動可能である。発光部材４は、長手方向（回転軸線Ｌ方向と同じ）の両端部であって、短手方向の両側端に被案内部材としての溝穴４ａを有している。支持体２３の長手方向の一端部であって、支持体２３の短手方向の一端部と他端部には、それぞれ突起部（案内部材）２３ｂが設けられている。また、前記長手方向の他端部であって、前記短手方向の一端部と他端部には、それぞれ突起部（案内部材）２３ｂが設けられている。前記４つの突起部２３ｂは、発光部材４に設けられた４つの溝穴４ａに係合する。これによって、ドラム２の長手方向における発光部材４の揺動移動を案内（規制）する。

移動部材２９が支持体２３を退避位置ＲＰから露光位置ＬＰへ移動させたときに、発光部材４は、カートリッジ３０に当接する。発光部材４がカートリッジ３０に当接すると、支持体２３の長手方向の一端部に設けられた弾性部材２２ａと、他端部に設けられた弾性部材２２ｂは、弾性変形する。尚、弾性部材２２ａ、２２bは、支持体２３の短手方向の中央に設けられている（図１（a））。発光部材４は、弾性部材２２ａ、２２ｂの弾性力によりカートリッジ３０に押圧されるとともに、弾性部材２２ａ、２２ｂの弾性変形により支持体２３に対して移動する。溝穴（被案内部材）４ａと突起部（案内部材）２３ｂとの係合により、弾性部材２２ａ、２２ｂの弾性変形による発光部材４の移動が案内される。従って、仮に、カートリッジ３０が装着部１３０に傾いて装着されている場合であっても、カートリッジ３０の傾きに合わせて発光部材４を安定して傾かせることができる。前述したとおり、移動部材２９は、発光部材４がドラム２の軸線と平行状態を維持した状態で支持体２３を露光位置ＬＰと退避位置ＲＰとをとり得るように移動させる。

（位置決め部材）
カートリッジ３０の有する開口部３３の長手方向の一端部と他端部には、それぞれ、位置決め面（位置決め部材）３５が設けられている。一方の位置決め面３５には位置決め穴３４ａが設けられ、また、他方の位置決め面３５には位置決め長穴３４ｂが設けられている。発光部材４の両端部のそれぞれには、位置決めボス（被位置決め部材）４ｂが設けられている。一方のボス４ｂの上部には位置決めピン１６ａ、また、他方のボス４ｂの上部には位置決めピン１６ｂが設けられている。図５（ａ）に示すように、支持板２３が露光位置ＬＰに位置するときに、発光部材４のピン１６ａがカートリッジ３０の穴３４ａに挿入しており、また、ピン１６ｂが長穴３４ｂに挿入している。ピン１６ａと穴３４ａの係合及びピン１６ｂと長穴３４ｂとの係合により、発光部材４は、カートリッジ３０に対して位置決めされる。発光部材４は、弾性部材２２の弾性力によりカートリッジ３０に押圧されている。発光部材４のボス４ｂがカートリッジ３０の位置決め面３５と係合して、発光素子４４のそれぞれをドラム２から等間隔に位置決めする。カートリッジ３０が装置本体１００の装着部１３０に、許容範囲内で傾いて装着されている場合であっても、弾性部材２２の弾性変形により、発光部材４はカートリッジ３０の傾きに合わせて傾くことができる。すなわち、発光部材４は、ドラム２の長手方向（回転軸線方向）に沿って傾くことができる。よって、ドラム２と発光素子４４のそれぞれとを等間隔に位置決めすることができる。このとき、支持体２３の４つの突起部２３ｂと発光部材４の４つの溝穴４ａとは、カートリッジ３０の傾きに追随する発光部材４の傾きを妨害しないように発光部材４を案内する。

支持体２３は退避位置ＲＰと露光位置ＬＰとの間を、基礎部材２４（本体１００の設置面３００に）と平行に直線的に移動する。即ち、支持体２３は、発光部材４が、ドラム２の長手方向と平行状態を維持した状態で露光位置ＬＰと退避位置ＲＰとの間を移動することができるように移動する。尚、本実施例の場合には、基礎部材２４（本体１００の設置面３００）は、装着部１３０に装着されたカートリッジ３０の有するドラム２の長手方向と平行に設けられている。支持体２３が露光位置ＬＰに位置するときに、発光部材４は、弾性部材２２の弾性力によりカートリッジ３０に対して押圧される。カートリッジ３０が装着部１３０に傾いて装着されている場合、支持体２３の長手方向の一端部に設けられた弾性部材２２ａ、及び、他端部に設けられた弾性部材２２ｂが弾性変形して、発光部材４をカートリッジ３０の傾きに合わせて傾かせる。よって、カートリッジ３０の有するドラム２と発光部材４の有する発光素子４４のそれぞれとを等間隔に位置決めすることができる。

したがって、カートリッジ３０が装着部１３０に傾いて装着された場合であっても、ドラム２の表面と発光部材４のレンズ９８の表面９８ａとの間の距離Ｄは、所定距離に確実に維持される。所定距離は、ドラム２の露光に適した距離である。本実施例においては、所定距離は、２ミリメートル以上３ミリメートル以内である。本実施例によれば、前記数値以内であれば、画像情報に応じた、発光素子４４の発光によって、ドラム２は良好に露光される。なお、ドラム２の表面と発光素子４４との間のレンズ９８を含む距離は、７ミリメートル以上８ミリメートル以内である。しかし、レンズ９８の仕様が変化すると、レンズ厚みや焦点深度が変化するため、上記所定距離は変化する。例えば、ドラム２の表面と発光素子４４との間のレンズ９８を含む距離は、レンズ９８の仕様に応じて、１７ｍｍ±０．８ｍｍ、１０ｍｍ±０．５ｍｍ、５ｍｍ±０．３ｍｍ、４ｍｍ±０．３ｍｍなどに設定され得る。

（連動手段）
装置本体１００には、フロントドア（開閉部材、操作部材）１０２の開閉動作に連動して、進退装置１の支持体２３を露光位置ＬＰと退避位置ＲＰとの間で自動的に移動させる連動手段４０が設けられている。即ち、連動手段４０は、ドア１０２が閉じる動作（第２の操作）に連動して、進退装置１に位置する支持体２３を露光位置ＬＰに自動的に移動する。また、連動手段４０は、ドア１０２が開く動作（第１の操作）に連動して、露光位置ＬＰに位置する支持体２３を進退装置１に自動的に移動する。ここで、ドア１０２は、カートリッジ５、３０を本体１００に対して着脱する際に、使用者が開閉操作する操作部材である。連動手段４０は、付勢部材としてのカムバネ（弾性部材）１９と、リンク１８と、付勢部材としてのリンクバネ（弾性部材）２０と、ドア１０２に設けられたリンク押込み部１０２ａとを有する（図６）。バネ１９は、本体１００とカム１７との間に連結されている。バネ１９は、回転支点１ａに固定されたカム１７を矢印Ｃ１（図６）で示す方向へ付勢する。すなわち、バネ１９は、進退装置１に位置する支持体２３を露光位置ＲＰへ弾性的に付勢する。リンク１８は、カム１７の移動方向Ｃ１、Ｃ２とは直角方向に移動可能に本体１００に取り付けられている。リンク１８の先端部１８ａは、ドア１０２に設けられたリンク押込み部１０２ａと当接する。リンク１８の後端部１８ｂは、カム１７と当接している。バネ２０は、本体１００とリンク１８との間に連結されている。リンク１８は、バネ２０の弾性力により矢印Ｄ１（図６）で示す方向へ弾性的に付勢されている。すなわち、ドア１０２が閉じられたときに、リンク１８は、バネ２０の弾性力（付勢力）によりリンク押込み部１０２ａに当接する。

使用者がドア１０２を閉じる（第２の操作）と、ドア１０２に設けられたリンク押込み部１０２ａがリンク１８の先端部１８ａに当接する。そして、押込み部１０２ａがバネ２０の弾性力に抗して、リンク１８を矢印Ｄ１で示す方向と反対の方向Ｄ２へ押込む。リンク１８が矢印Ｄ２で示す方向へ移動すると、リンク１８の後端部１８ｂの傾斜面１８ｃとカム１７の傾斜面１７ａとの係合により（図６）、カム１７及び回転支点１ａは、矢印Ｃ２で示す方向へ移動する。回転支点１ａが矢印Ｃ２で示す方向へ移動すると、進退装置１に位置している支持体２３は、露光位置ＬＰへ移動する。一方、使用者がドア１０２を開く（第１の操作）と、押込み部１０２ａとリンク１８の先端部１８ａの係合が外れる。これによって、リンク１８は、バネ２０の弾性力によって矢印Ｄ１で示す方向へ移動する。リンク１８が矢印Ｄ１で示す方向へ移動すると、カム１７及び回転支点１ａは、バネ１９の弾性力（付勢力）により矢印Ｃ１で示す方向へ移動する。カム１７及び回転支点１ａが矢印Ｃ１で示す方向へ移動すると、進退装置１に位置している支持体２３は、退避位置ＲＰへ移動する。
尚、操作部材としては、ドア１０２に限定されるものではなく、例えば、操作レバー（不図示）であっても良い。例えば、ドア１０２の内側に設けられた操作レバーを使用者が手前に引く（第１の操作）と、操作レバーに設けられた押込み部１０２ａがリンク１８の先端部１８ａに当接するように構成しても良い。また、操作レバーを使用者が前方に押す（第２の操作）と、押込み部１０２ａとリンク１８の先端部１８ａの係合が外れるように構成しても良い。前述した通り、連動手段４０は、操作部材（ドア１０２、操作レバー）の第１の操作（ドア１０２を開く操作、操作レバーを手前に引く操作）に連動して支持体２３を露光位置ＬＰから退避位置ＲＰへ移動させる。また、連動手段４０は、前記操作部材の第２の操作（ドア１０２を閉じる操作、操作レバーを前方に押す操作）に連動して支持体２３を退避位置ＲＰから露光位置ＬＰへ移動させる。
尚、連動手段４０としては、前述した構成に限定されるものではなく、適宜の構成を適用することができる。

（カートリッジの交換動作）
現像カートリッジ５は、装置本体１００（設置面３００）に対して略水平方向に着脱可能である。例えば、イエローのトナーが無くなったときは、各色のカートリッジ５の内、カートリッジ５ａを交換する必要がある。使用者は、図１（ｂ）に示すように、本体１００のドア１０２を開く。使用者は、トナーの無くなったカートリッジ５ａを開口部１１０を通して本体１００の外部へ引き出す。イエロートナーが充填されている新品のカートリッジ５ａを現像カートリッジ装着部１０５ａに装着し、ドア１０２を閉じる。これにより、カートリッジ５ａの交換が終了する。イエロー以外の現像カートリッジ５ｂ、５ｃ、５ｄに関しても、イエローのカートリッジ５ａと同様に、交換することができる。

一方、ドラム２を交換するときは、使用者が、本体１００のドア１０２を開く。そして、カートリッジ５ａ〜５ｄを全て現像カートリッジ装着部１０５（１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ）から本体１００の外へ取り出す（図１（ｃ））。ドア１０２の開動作に連動して、ドア１０２の押込み部１０２ａとリンク１８の先端部１８ａとの係合が外れる。図６を参照して、リンク１８は、バネ２０の弾性力（付勢力）により矢印Ｄ１で示す方向へ押し出される。リンク１８の移動によりリンク１８の後端部１８ｂに当接しているカム１７も発光部材４の自重とバネ１９の弾性力により矢印Ｃ１（図６）で示す方向へ移動する。これにより、カム１７に固定されている回転支点１ａも同時に矢印Ｃ１で示す方向へ移動する。移動部材２９により、発光部材４の支持体２３は、退避位置ＲＰへ移動する（図５（ｂ）に示すように）。このように、カートリッジ３０が装着部１３０から取り外される前に、移動部材２９は、支持体２３を本体１００内で、露光位置ＬＰから退避位置ＲＰへ移動経路ＭＰに対して直角な方向Ｙへ退避させる。図１（ｂ）に示すように、支持体２３が退避位置ＲＰに位置しているときに、発光部材４は、鉛直下方へ押し下げられる。そして、発光部材４は、カートリッジ３０の開口部３３から退出している。よって、カートリッジ３０は、図１（ｃ）に示すように、取り出し方向Ｘ１へ引き出され、本体１００から取り出すことができる。カートリッジ３０を本体１００から取り出す際に、発光部材４は、本体１００の外へ出ずに、本体１００内に位置している。よって、発光部材４が汚れること、及び、損傷することを抑制することができる。

なお、フラットケーブル２１は、発光部材４と本体１００内に設けられたコントローラ１２０とを電気的に接続している。ケーブル２１は、コントローラ１２０からの電気信号を発光部材４へ伝達する。ケーブル２１は、あらかじめ折り目がつけられているので、発光部材４が退避位置ＲＰへ移動すると、図１（ｂ）に示すように発光部材４の下方で折り畳まれ収納される。ケーブル２１がコンパクトに折り畳まれるので、本体１００のレイアウトや小型化設計が容易になる。

一方、カートリッジ３０を装着する場合は、使用者は、前述のカートリッジ３０の取り出し動作とは反対の動作を行う。カートリッジ３０を装着するときに、カートリッジ３０の被案内部３２を本体１００の案内部１１２の溝に挿入する。カートリッジ３０を本体１００の開口部１１０を通して、取り外し方向Ｘ１とは反対の装着方向へ水平に本体１００内へ挿入する。カートリッジ３０は、位置決め部（図示せず）により位置決めされて装着部１３０に装着される。次に、現像カートリッジ５ａ〜５ｄを挿入し、ドア１０２を閉じる。ドア１０２に設けられた押込み部１０２ａは、リンク１８の先端部１８ａに当接する。押込み部１０２ａは、ドア１０２の閉動作（第２の操作）に連動して、バネ２０の弾性力に抗してリンク１８を矢印Ｄ２で示す方向へ押込む。リンク１８の後端部１８ｂは、カム１７を矢印Ｃ２（図６）で示す方向に押込む。これによって、カム１７に固定された回転支点１ａに力が伝達され、回転支点１ａに支持されたロッド２６及び２８が作動する。これによって、移動部材２９が支持体２３を露光位置ＬＰへ移動する。カートリッジ３０が装着部１３０に装着された後で、移動部材２９は、支持体２３を本体１００内において、退避位置ＲＰから露光位置ＬＰへ、移動経路ＭＰに対し直角な方向へ移動させる。移動経路ＭＰに対して直角な方向とは、基礎部材２４（本体１００の設置面３００に）と直角な方向である。支持体２３に弾性部材２２を介して支持された発光部材４は、上方へ略平行移動させられる。即ち、発光部材４は、平行状態を維持した状態で退避位置ＲＰと露光位置ＬＰとの間を移動する。発光部材４に設けられたピン１６ａがカートリッジ３０に設けられた穴３４ａに挿入して、また、ピン１６ｂが、長穴３４ｂに挿入される。これによって、発光部材４はカートリッジ３０に対して位置決めされる。また、発光部材４は、弾性部材２２の弾性力により上方へ付勢されて、カートリッジ３０の位置決め面３５と発光部材４の位置決めボス４ｂとが当接する。これによって、発光部材４のレンズ９８の表面９８ａとドラム２の表面との間の距離Ｄが、露光に必要な所定距離に保たれ位置決めされる。以上の一連の動作がドア１０２の閉動作（第２の操作）に連動することで終了する。

尚、発光部材４をドラム２の長手方向と平行状態を維持した状態で、退避位置ＲＰと露光位置ＬＰとの間を移動させる構成としては、前述した構成に限定されるものではない。例えば、発光部材４の長手方向一端と他端とを本体側ガイド（例えば溝）に嵌合させる。そして、発光部材４をバネの弾性力でもって前記ガイドに沿ってドラム２に近づく方向に移動させる。これによって、発光部材４を退避位置ＲＰから露光位置ＬＰに移動させる。また、発光部材４をレバー等で前記ガイドに沿ってドラム２から離れる方向に移動させる。これによって、発光部材４を露光位置ＬＰから退避位置ＲＰに移動させる。このように構成しても良い。

以上に説明したように、本実施例によれば、プロセスカートリッジ３０が装着部１３０から取り外される前に、支持体２３を本体１００内でカートリッジ３０の移動経路ＭＰに対し直角な方向へ移動させることができる。即ち、ドラム２の長手方向と平行状態を維持して、支持体２３を露光位置ＬＰと退避位置ＲＰとの間を移動することができる。したがって、支持体２３が回動する場合と比較して、支持体２３が移動するのに必要な空間をより小さくすることができる。したがって、本体１００内のより小さな空間内において、支持体２３をカートリッジ３０の移動経路ＭＰから退避させることができる。また、本実施例によれば、現像カートリッジ５を交換する際に、発光部材４を本体１００の外へ露出する必要がない。また、現像カートリッジ５を交換する際に開閉されるドアに連動して、発光部材４が下方に退避する。したがって、プロセスカートリッジ５の交換時にも発光部材４を本体１００内に残すことができる。よって、発光部材４が汚れること、及び、損傷することを抑制することができる。また、画像形成装置の信頼性の向上を図れる。

また、本実施例によれば、プロセスカートリッジ３０の着脱方向が発光部材４の長手方向と直交する方向である。したがって、本体１００の正面に設けた開口部１１０からカートリッジ３０を着脱することができる。したがって、本体１００の側板に、カートリッジ３０を着脱するための開口部を設ける必要がない。よって、本体１００の剛性を強くすることができる。本体１００の強い剛性を維持できるので、本体１００の小型化が可能である。

２…電子写真感光体ドラム、４…発光部材、２３…発光部材支持体、２９…移動部材、３０…プロセスカートリッジ、４４…発光素子、１００…装置本体、１３０…装着部、Ｓ…シート（記録媒体）

Claims (8)

1. 電子写真感光体ドラムと前記電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段とを有するプロセスカートリッジを装置本体に取り外し可能に装着した状態で、記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置において、
   前記装置本体に設けられ、前記プロセスカートリッジが取り外し可能に装着された装着部と、
   前記装着部に装着された前記プロセスカートリッジの有する前記電子写真感光体ドラムの軸線の方向に複数個並んで設けられ、前記電子写真感光体ドラムを画像情報に応じて露光するために前記画像情報に応じて発光する発光素子を有する発光部材と、
   前記発光素子が発光することにより前記電子写真感光体ドラムを露光する露光位置と、前記露光位置から前記発光部材を退避する退避位置との間を移動可能な、前記発光部材を支持する発光部材支持体と、
   前記発光部材が前記電子写真感光体ドラムの前記軸線と平行状態を維持した状態で前記発光部材支持体を前記露光位置と前記退避位置とをとり得るように移動させる移動部材とを有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
2. 前記プロセスカートリッジは、さらに、位置決め部材を有し、
   前記発光部材は、前記位置決め部材と係合する被位置決め部材を有し、
   前記発光部材支持体が前記露光位置にあるときに、前記被位置決め部材が前記位置決め部材と係合して、前記発光素子のそれぞれを前記電子写真感光体ドラムから等間隔に位置決めすることを特徴とする請求項１に記載の電子写真画像形成装置。
3. さらに、前記発光部材支持体に対して前記発光部材を移動可能に支持する弾性部材と、
   前記発光部材に設けられた被案内部材と、
   前記被案内部材を案内するために前記発光部材支持体に設けられた案内部材と
   を有し、
   前記弾性部材は、前記移動部材により前記発光部材支持体が前記退避位置から前記露光位置へ移動させられたときに前記発光部材が前記プロセスカートリッジに当接することによって、弾性変形し、
   前記案内部材及び前記被案内部材は、前記弾性部材の弾性変形により移動させられる前記発光部材を案内することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子写真画像形成装置。
4. さらに、操作部材と、
   前記操作部材の第１の操作に連動して前記発光部材支持体を前記露光位置から前記退避位置へ移動させ、また、前記操作部材の第２の操作に連動して前記発光部材支持体を前記退避位置から前記露光位置へ移動させる連動手段と
   を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電子写真画像形成装置。
5. 前記装着部に装着される及び前記装着部から取り外される前記プロセスカートリッジが通過する、前記装置本体に設けられた開口部と、
   前記開口部を開閉する、前記操作部材としての開閉部材と、
   を有し、
   前記連動手段は、前記開閉部材の、前記第１の操作としての開動作に連動して前記発光部材支持体を前記露光位置から前記退避位置へ移動させ、また、前記開閉部材の、前記第２の操作としての閉動作に連動して前記発光部材支持体を前記退避位置から前記露光位置へ移動させることを特徴とする請求項４に記載の電子写真画像形成装置。
6. 前記発光部材は、前記プロセスカートリッジが前記装着部に装着されたときの前記電子写真感光体ドラムの前記軸線よりも下方に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電子写真画像形成装置。
7. 前記プロセスカートリッジは、前記発光部材が挿入される開口部が設けられており、
   前記発光部材支持体が前記露光位置にあるときに、前記発光部材は、前記開口部から前記プロセスカートリッジの外壁の内側に進入していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電子写真画像形成装置。
8. さらに、前記装置本体内に設けられたコントローラと、
   前記コントローラと前記発光部材とを電気的に接続するフラットケーブルと
   を備え、
   前記発光部材支持体が前記退避位置へ移動したときに、前記フラットケーブルは前記発光部材の下方で折り畳まれることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電子写真画像形成装置。

Images