JP6555905B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、記録媒体上に画像を形成する画像形成装置に関するものである。
一般的に、レーザ光を用いて像担持体としての感光ドラムを露光する電子写真画像形成装置にあっては、塵や埃、トナー落下等による光学ユニット(露光装置)の汚損を低減するためにレーザ光路を開放・閉鎖可能なシャッタ部材が設けられている。
このシャッタ部材の開閉に関しては、感光ドラムを含むプロセスカートリッジの着脱や、画像形成装置の外装カバーの開閉動作に連動させているものがある(特許文献1、2)。すなわち、シャッタ部材は、画像形成装置の画像形成可能状態時には開放させておく。ユーザ(使用者)やサービスマンがプロセスカートリッジの着脱を行なったとき、紙詰まりの処理等の目的で画像形成装置の外装カバーを開けたときなどに閉鎖させることで、塵や埃、トナー落下等による光学ユニットの汚損を低減させている。
しかしながら、プロセスカートリッジの着脱動作に連動させてシャッタ部材を開閉する機構においては、プロセスカートリッジがシャッタ部材あるいはシャッタ部材とリンクする部材に当接する当接機構を設ける必要がある。そのため、ユーザがプロセスカートリッジを装着する際に、当接機構が少なからず抵抗や引っかかりとなるため、ユーザの操作性を損なってしまう可能性がある。
特開2009−288310号公報 特開平6−202393号公報
プロセスカートリッジを引き出し部材に装着し、引き出し部材をスライドすることで装置本体に装着するタイプの画像形成装置においては、外装カバーの開閉動作に連動させてシャッタ部材を開閉する機構が一般的に採用されている。
しかし、外装カバーの開閉動作に連動させてシャッタ部材を開閉する機構では、外装カバーから各露光窓にアクセスするための部材が必要となるため、画像形成装置の構造が複雑になり部品コストもかかる。
本発明の目的は、カートリッジを支持した引き出し部材をスライドすることで装置本体に装着するタイプの画像形成装置において、塵や埃、トナー等による光学ユニットの汚損を軽減しつつ、シャッタ部材の開閉機構を低コストで実現することである。
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、
開口部を備える装置本体と、
トナー像を担持する像担持体を少なくとも含む画像形成部を複数支持した状態で前記装置本体に対して移動可能な引き出し部材であって、前記装置本体の内側における画像形成可能な内側位置と、前記開口部を通過して前記装置本体の外側へ引き出されて複数の前記画像形成部の少なくとも一部をカートリッジとして前記引き出し部材に対して着脱可能とする外側位置と、を取り得る引き出し部材と、
前記像担持体に光照射する、前記装置本体に設けられた光学ユニットと、
前記光学ユニットから前記像担持体に照射される光の光路を遮る閉鎖位置と開放する開放位置とに移動可能な、前記装置本体に設けられた複数のシャッタ部材と、
前記引き出し部材が前記内側位置から前記外側位置の側に移動する過程で複数の前記シャッタ部材をそれぞれ前記開放位置から前記閉鎖位置に移動させ、前記引き出し部材が前記外側位置の側から前記内側位置に移動する過程で複数の前記シャッタ部材をそれぞれ前記閉鎖位置から前記開放位置に移動させる複数の作用部と、を有し、
複数の前記作用部はそれぞれ、前記シャッタ部材の側の被係合部と、前記引き出し部材の側の係合部と、を有し、
複数の前記係合部は、前記引き出し部材の移動方向を第1方向とした場合に、前記第1方向と直交し且つ前記像担持体の長手方向である第2方向において、互いに異なる位置に配置されており、
複数の前記シャッタ部材は、前記第1方向及び前記第2方向と直交する第3方向に関して、前記第1方向から見た場合に互いに重なる位置に配置されていることを特徴とする。
本発明によれば、塵や埃、トナー等による光学ユニットの汚損を軽減しつつ、シャッタ部材の開閉機構を低コストで実現することができる。
実施例1の画像形成装置の縦断左側面模式図 図1の画像形成装置における1つの画像形成部の部分の拡大図 カートリッジの外観斜視図 前ドアが開放位置に開かれた状態時の画像形成装置の縦断左側面模式図 引き出し部材が外側位置に引き出された状態時の画像形成装置の縦断左側面模式図 引き出し部材を右側から見た外観斜視図 引き出し部材を左側から見た外観斜視図 引き出し部材を下面側から見た外観斜視図 カートリッジを支持させた引き出し部材の外観斜視図 左側フレームの内面側を見た装置本体の一部切欠き斜視図 右側フレームの内面側を見た装置本体の一部切欠き斜視図 各シャッタ部材が閉鎖位置に位置している状態時の光学ユニットの平面図 各シャッタ部材が開放位置に位置している状態時の光学ユニットの平面図 光学ユニットの光照射開口部を覆って配設されている透明部材の表面汚れを除去する清掃部材の説明図 参考例1において、各シャッタ部材が閉鎖位置に位置している状態時の光学ユニットの平面図 各シャッタ部材が閉鎖位置に位置している状態時の光学ユニットの平面図 参考例2において、シャッタ部材が閉鎖位置に位置している状態時の光学ユニットの平面図 シャッタ部材が閉鎖位置に位置している状態時の光学ユニットの平面図 実施例における引き出し部材の外観斜視図 引き出し部材の移動構成の説明図 画像形成装置の縦断左側面模式図 前ドアが開放位置に開かれ、引き出し部材が内側位置から内側遷移位置に移動している状態時の画像形成装置の縦断左側面模式図 引き出し部材が外側位置に引き出された状態時の画像形成装置の縦断左側面模式図 シャッタ部材とその開閉構成の説明図 参考例3におけるシャッタ部材とその開閉構成の説明図 引き出し部材を装置本体に対してドラムの長手方向に平行な方向において出し入れ移動可能である画像形成装置例の斜視図 上面露光構成の説明図
以下に、本発明を適用可能な実施形態について図面を用いて詳しく説明する。なお、本実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、その相対配置などは特に特定的な記載の無い限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
《実施例1》
[画像形成装置例の全体的な概略構成]
図1は本実施例における画像形成装置100の縦断左側面模式図である。この画像形成装置100は電子写真プロセスを用いた、4色フルカラーのレーザプリンタであり、パソコン、イメージリーダ等のホスト装置から制御回路部に入力する電気的画像信号に基づいて記録媒体に画像を形成してプリントアウトすることができる。ホスト装置と制御回路部は図には記載していない。記録媒体はトナー像を形成可能なシート状部材であり、普通紙、光沢紙、樹脂シート、厚紙、封筒、葉書、フォーマット紙等が挙げられる。以下、用紙と記す。
ここで、本実施例の画像形成装置100に関して、前側(正面側)とは後述する前ドア(装置開閉部材:外装カバー)21を配設した側、後側(背面側)とはそれとは反対側である。前方向とは画像形成装置100の後側から前側に向かう方向、後方向とはその逆方向である。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。左方向とは右から左に向かう方向、右方向とはその逆方向である。上下は重力方向において上または下である。
画像形成装置100の装置本体(本体フレーム)101の内部には、前側から後側にかけて、第1から第4の4つの画像形成部U(UY・UM・UC・UK)が水平方向に並んで配設されている(インライン構成、タンデム型)。各画像形成部Uはそれぞれの現像装置3に収容させたトナー(現像剤)の色が異なるだけで互いに同様の構成の電子写真プロセス機構である。図2は図1における1つの画像形成部Uの部分の拡大図である。
本実施例における各画像形成部Uは像担持体としてのドラム型の電子写真感光体(感光ドラム:以下、ドラムと記す)1を有する。ドラム1は軸線(長手)が左右方向にされて水平に配設されている。また、そのドラム1に作用する電子写真プロセス手段としての、帯電ローラ2、現像装置3、クリーニング装置4を有する。
本実施例における各画像形成部Uは、ドラム1、帯電ローラ2、現像装置3、クリーニング装置4を一体的にカートリッジ化(所謂一体型のプロセスカートリッジ)して装置本体101に対して着脱可能とされている。本実施例においては、以下においては各画像形成部Uをそれぞれカートリッジと称することにする。
図3は1つのカートリッジUの外観斜視図である。本実施例において、カートリッジUは右端側(一端側)を駆動側、左端側(他端側)を非駆動側にしている。
ドラム1は駆動側軸受部1Aと非駆動側軸受部1Bとの間に回転可能に支持されている。駆動側軸受部1Aには装置本体101側の第1の駆動カップリング部材102(図11)からドラム1を駆動する駆動力を受ける第1の駆動受カップリング部材1Cが配設されている。
また、カートリッジUの駆動側には装置本体101側の第2の駆動カップリング部材103(図11)から現像装置3を駆動する駆動力を受ける第2の駆動受カップリング部材3Aが配設されている。
第1のカートリッジUYにおいては、現像装置3にイエロー色(Y色)のトナーが収容されており、ドラム1の表面にY色トナー像が形成される。第2のカートリッジUMにおいては、現像装置3にマゼンタ色(M色)のトナーが収容されており、ドラム1の表面にM色トナー像が形成される。第3のカートリッジUCにおいては、現像装置3にシアン色(C色)のトナーが収容されており、ドラム1の表面にC色トナー像が形成される。第4のカートリッジUKにおいては、現像装置3にブラック色(K色)のトナーが収容されており、ドラム1の表面にK色トナー像が形成される。
カートリッジUY・UM・UC・UKの下方部には、各カートリッジUのドラム1の下面に光照射するための光学ユニット(露光装置)としてのレーザスキャナ(以下、スキャナと記す)5が配設されている(下面露光構成)。スキャナ5の上面板51には各カートリッジUにそれぞれ対応する光照射開口部としての左右方向に長いスリット状の露光窓52(図2、図13)が形成されている。また、各露光窓52には透明部材(光透過部材)としてのカバーガラス(防塵部材)53が配設されている。また、スキャナ5の上面板51の上側には各露光窓52をそれぞれ開閉するシャッタ部材54が配設されている。
スキャナ5は前述したホスト装置から制御回路部に入力する各色の画像情報に対応して変調したレーザ光Lをそれぞれ対応する上記の各露光窓52からカバーガラス53を透過させて下から上に出射させる。各レーザ光Lは各カートリッジUを支持している後述する引き出し部材(移動部材)30の底板31に各カートリッジUにそれぞれ対応して形成されている左右方向に長いスリット状の開口部36(図2・図8)に下から上に入射する。
引き出し部材30の底板31の内側には各開口部36に対応する位置に左右方向に長いカートリッジ装着用凸部37(図6・図7)が配設されている。凸部37は内部が空洞にされていて頂部はスリット状の開口部37aとして開放されている。従って、開口部36に入射したレーザ光Lは凸部37の空洞を通って開口部37aから上方に出射する。これにより各カートリッジUのドラム1の下面がそれぞれ対応するレーザ光Lで走査露光される(下面露光)。
カートリッジUY・UM・UC・UKの上方部には、中間転写体ユニット6が配設されている。このユニット6は、駆動ローラ61と、ターンローラ62と、テンションローラ63と、これらのローラ61〜63間に張架された無端状の中間転写ベルト64を有する。
本実施例において、駆動ローラ61とターンローラ62は装置本体101の内部において前側と後側にそれぞれ軸線を左右方向にして平行に配設されている。テンションローラ63は駆動ローラ61とターンローラ62の間においてベルト64の内側に配設されており、ベルト64の上行側のベルト部分を上方に押し上げることでベルト64に張りを与えている。
ベルト64の内側には各カートリッジUのドラム1にそれぞれ対応する一次転写ローラ7がそれぞれ軸線を左右方向にして平行に配設されている。各一次転写ローラ7はそれぞれベルト64の下行側のベルト部分を介して対応するカートリッジUのドラム1の上面に対して当接している。これにより、各カートリッジUにおいて、ドラム1とベルト64との接触部である一次転写部(ニップ部)8が形成されている。
スキャナ5の下方部には、用紙収納部としての給紙カセット9が配設されている。本実施例においてカセット9は装置本体101の前側から出し入れ自由である(フロントローデイング)。カセット9に対する用紙Pの補充はカセット9を装置本体101の前側に所定に引き出してなされる。カセット9は装置本体101の内部に所定に押し込むことで給紙可能位置に装着された状態になる。
装置本体101の内部の後側の下部にはカセット9から用紙Pを一枚分離給送する給紙ローラ10と分離パッド11が配設されている。装置本体101の内部の後側には給紙ローラ10で給送された用紙Pを下から上へ搬送する搬送路12が配設されている。搬送路12には下から上に順に、レジストローラ対(搬送ローラ対)13、二次転写ローラ14、定着装置16、排紙ローラ対17、排紙口18が配設されている。装置本体101の上面板が排紙トレイ19に兼用されている。
二次転写ローラ14はユニット6の駆動ローラ61に対して平行に配設されており、ベルト64を介して駆動ローラ61に当接している。これにより、ベルト64と二次転写ローラ14との接触部である二次転写部(ニップ部)15が形成されている。
[画像形成動作]
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。各カートリッジUのドラム1は図1・図2において矢印の時計方向に所定の制御速度(プロセススピード)で回転駆動される。ベルト64も矢印の反時計方向(ドラム1の回転に順方向)にドラム1の回転速度に対向した速度で回転駆動される。スキャナ5も駆動される。スキャナ5の各シャッタ部材54は各露光窓52を開放した開放位置F(図13)に移動している。スキャナ5の駆動に同期して、各カートリッジU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5は各ドラム1の下面を対応する色の画像信号に応じて変調されたレーザ光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。各ドラム1に形成された静電潜像はそれぞれ現像装置3によりトナー像として現像される。
現像装置3(図2)において、3aはドラム1にトナーを適用する現像剤担持体としての現像ローラ、3bは現像ローラ3aにトナーを塗布するトナー供給ローラ、3cは現像ローラ3aに塗布されたトナーの層厚を規制するブレードである。3dはトナー収容室、3eはトナー収容室3d内のトナー(不図示)をトナー供給ローラ3bに供給する回転パドルである。
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UYのドラム1にはフルカラー画像のY色成分に対応するY色トナー像が形成され、そのトナー像がベルト64上に一次転写部8において一次転写される。第2のカートリッジUMのドラム1にはフルカラー画像のM色成分に対応するM色トナー像が形成され、そのトナー像が一次転写部8において、ベルト64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される。
また、第3のカートリッジUCのドラム1にはフルカラー画像のC色成分に対応するC色トナー像が形成され、そのトナー像が一次転写部8において、ベルト64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される。第4のカートリッジUCのドラム1にはフルカラー画像のK色成分に対応するK色トナー像が形成され、そのトナー像が一次転写部8において、ベルト64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される。
かくして、ベルト64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形成される。各カートリッジUにおいて、ベルト64に対するトナー像の一次転写後のドラム1の表面に残留した転写残トナーはクリーニング装置4により除去される。本実施例においてクリーニング装置4はブレードクリーニング方式の装置である。
一方、所定の制御タイミングで給紙ローラ10が駆動される。これにより、給紙ローラ10と分離パッド11との協働でカセット9に積載されている用紙Pが1枚分離給送(摩擦片分離方式)されて搬送路12へ導入される。そして、用紙Pはレジストローラ対13により所定の制御タイミングで二次転写部15に送られる。用紙Pが二次転写部15を挟持搬送されていく過程でベルト64上の4色重畳のトナー像が用紙Pの面に順次に一括転写される。
用紙Pはベルト64の面から分離されて定着装置16へ導入され、定着ニップ部で加熱・加圧される。これにより、各色トナーの混色及び用紙への定着がなされる。そして用紙Pは定着装置16を出て、排紙ローラ対17、排紙口18の経路を通ってフルカラー画像形成物として排紙トレイ19上に排出される。
モノクロなどモノカラー画像形成モードの場合にはその画像形成に必要なカートリッジUだけが画像形成動作し、他のカートリッジUはドラム1の空回転がなされるだけで画像形成動作はしない。
[カートリッジ交換方式]
各カートリッジUは、画像形成に使用されるにつれて、それぞれ、現像装置3に収容されているトナーが消費される。そして、カートリッジU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トナーが消費された際に、カートリッジUとしての商品価値が喪失する。
そこで、例えば、個々のカートリッジUの現像剤残量を検知する手段(不図示)を具備させる。そして、制御回路部において、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Uについては、表示部(不図示)に、そのカートリッジU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Uの準備を促す、あるいはカートリッジU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100において、カートリッジUの交換は、ユーザビリティ向上のために、カートリッジUを移動部材としての引き出し部材(トレイ)30に乗せ、フロントアクセスにより交換する方式である。
画像形成装置100の装置本体101の前側には、装置本体の内部へカートリッジUを挿入する、及び、装置本体の内部からカートリッジUを取り出すために、カートリッジUを通過させる開口部20が設けられている。そして、この開口部20を閉じる閉鎖位置Aと、開口部20を開放する開放位置B(図4)と、の間を移動可能な装置開閉部材としての前ドア21が装置本体101に設けられている。
本実施例においては、前ドア21は使用者によりドア下辺側の左右方向の横軸(ヒンジ軸)22を中心に装置本体101に対して開閉回動操作が可能である。すなわち、前ドア21は、ヒンジ軸22を中心に立て起こし方向に回動することで、図1のように、装置本体101に対して閉じ込んだ状態にすることができる。前ドア21が装置本体101に対して所定に十分に閉じ込まれるとロック機構(不図示)がロック動作する。そのロックにより前ドア21が開き止めされて開口部20を所定に閉鎖した閉鎖位置Aに安定に保持される。
また、前ドア21は、使用者がロック機構のロックを解除してヒンジ軸22を中心に装置本体101の手前側に十分に倒し回動することで、図4のように、所定の開放位置Bまで十分に開いた状態にすることができる。これにより、装置本体101の開口部20が大きく開放される。
装置本体101には各カートリッジUを支持する引き出し部材30が配設されている。引き出し部材30は、装置本体101の内側における画像形成可能な内側位置C(図1、図4)と、開口部20を通過して、図5のように、装置本体101の外側へ引き出されて各カートリッジUを露出させ得る外側位置Dと、を取り得る。
引き出し部材30は外側位置Dにある際、カートリッジUを引き出し部材30に対して着脱可能な状態とする。つまり、引き出し部材30が外側位置Dにある際に、ユーザはカートリッジUを引き出し部材30から取り出し、新しいカートリッジU(別のカートリッジU)を引き出し部材30に装着することが可能である。
本実施例においては、引き出し部材30は装置本体101に対して装置本体側のガイド部材104(図10・図11)と引き出し部材側の被ガイド部材38・39(図6・図7)とにより前後方向X1・X2にほぼ水平にスライド移動可能に支持されている。以下、これを具体的に説明する。
引き出し部材30は、図6・図7に示すように、底板31、前枠部32、後枠部33、右枠部34、左枠部35で構成されていて、上面が開放されている長方形(矩形)の箱型部材である。前枠部32の前面には左右方向の中央部に取手部40が配設されている。また、前枠部32の前面の左右部にはそれぞれ受圧凸部41が配設されている。
右枠部34と左枠部35の外面には前後方向の前部にそれぞれ第1の被ガイド部材としてのピン軸39が、また、後部にそれぞれ第2の被ガイド部材としての凸条38が配設されている。凸条38はそれぞれ前後方向に延伸されていて、左右の凸条38は後枠部33の外側に延長されて、かつ、繋がっている。
この箱型の引き出し部材30は内部に、引き出し部材の移動方向(第1方向)X1・X2において、複数のカートリッジ、本例では前記4つのカートリッジUY・UM・UC・UKを並べて収容して支持することが可能である。
各カートリッジUは、それぞれ、図9のように、ドラム1側を上向きとし、駆動側である右端部側を右枠部34側にし、非駆動側である左端部側を左枠部35側にして引き出し部材30に上側から収容される。このとき、カートリッジUの現像装置3とクリーニング装置4との間の左右方向に長い空間部を引き出し部材30の底板31上に配設されているカートリッジ装着用凸部37に嵌め合わせてカートリッジUを引き出し部材30内に収容する。
本実施例においては、引き出し部材30の前側から後側にかけてカートリッジUY・UM・UC・UKの配列で各カートリッジを引き出し部材30に収容させている。引き出し部材30に各カートリッジUが収容された状態において、各カートリッジUの駆動側と非駆動側の軸受部1A・1Bが引き出し部材30の右枠部34と左枠部35の上縁部に形成されている凹部34a・35aに対して上から嵌合して受け止められている。また、各カートリッジUの第2の駆動受カップリング部材3Aは、それぞれ、引き出し部材30の右枠部34に形成されている透穴部34bに対応して位置している。
引き出し部材30に収容された各カートリッジUは、それぞれ、引き出し部材30のカートリッジ装着用凸部33、右枠部34、左枠部35、凹部34a・35aにより位置規制されている。また、引き出し部材30に収容された各カートリッジUは、それぞれ、図9のように、引き出し部材30の上側から持ち上げて取り出すことができる。
装置本体101には、図10・図11のように、装置本体101の右側フレーム101Rの内側と左側フレーム101Lの内側にそれぞれ鏡面対称にガイド部材としての前後方向に長い水平のガイド溝部104が配設されている。
引き出し部材30は装置本体101の右側及び左側フレーム101R・101Lとの間に右枠部34及び左枠部35の凸条38とピン軸39をそれぞれ右側及び左側フレーム101R・101Lのガイド溝部104に係合させて配設されている。これにより、引き出し部材30は右側及び左側フレーム101R・101L間において前後方向X1・X2に水平にスライド移動可能に保持される。
画像形成装置100は、図1のように、各カートリッジUを支持した引き出し部材30が装置本体101の内側における画像形成可能な内側位置Cに移動され、前ドア21が閉鎖位置Aに閉じ込まれてロックされている状態において画像形成動作が可能である。
この状態時においては、引き出し部材30は前枠部32の前面の左右の受圧凸部41に対してそれぞれ前ドア21の内側の弾性付勢ユニット23が対応して当接することで後方向X2へ移動付勢されている。これにより、凸条38の後端部がガイド溝部104の終端部に押し付けられて、引き出し部材30が画像形成可能な内側位置Cに安定に位置決め保持されている。
また、引き出し部材30に支持されている各カートリッジUの第1と第2の駆動受カップリング部材1C・3Aに対して装置本体101側の第1と第2の駆動カップリング部材102・103(図11)がそれぞれ結合している。第2の駆動カップリング部材103は引き出し部材30の右枠部34の透穴部34b(図6)に外側から内側に進入してカートリッジUの第2の駆動受カップリング部材3Aに結合している。また、各カートリッジU側の受電部(不図示)に対して装置本体101側の給電部(不図示)が結合している。
スキャナ5の各シャッタ部材54はそれぞれの対応する露光窓52を開放した開放位置F(図13)に移動して保持されている。各カートリッジUのドラム1に対しては中間転写体ユニット6のベルト64が当接している。
図1の状態からユーザにより前ドア21のロックが解除されて、前ドア21が閉鎖位置Aから開放位置B(図4)に移動されることで装置本体101の開口部20が大きく開放される。前ドア21が開かれることで前ドア21側の弾性付勢ユニット23が引き出し部材30側の受圧凸部41から逃げる。これにより弾性付勢ユニット23により受圧凸部41が押圧されることによる引き出し部材30の位置決め固定が解除される。
また、前ドア21の閉鎖位置Aから開放位置Bへの移動に連動する連動機構(不図示)の動作により各カートリッジUの駆動受カップリング部材1C・3Aから装置本体101側の駆動カップリング部材102・103が退避移動する。また、各カートリッジUの受電部に対する装置本体側の給電部の結合も解除される。
また、前ドア21の閉鎖位置Aから開放位置Bへの移動に連動する連動機構(不図示)の動作により中間転写体ユニット6が駆動ローラ61側を支点にして図1の中間転写可能位置から図4のように上方の退避位置に移動して保持される。即ち、各カートリッジUのドラム1からベルト64が離れた状態になる。
上記の状態において、引き出し部材30を図5のように開口部20を通過させて装置本体101の外側に引き出して各カートリッジUを露出させ得る外側位置Dに移動させることが可能となる。
即ち、図4の状態において、引き出し部材30の前枠部32の取手部40が開口部20から外部に露呈している。ユーザは取手部40を掴んで引出しを開けるように、引き出し部材30を被ガイド部材であるピン軸39と凸条38を装置本体101側のガイド部材であるガイド溝部104に対して滑走させて前方向X1に水平にスライド移動さて引き出す。中間転写体ユニット6は退避位置に移動して保持されておりベルト64は各カートリッジUのドラム1の上面に対して非接触であるから、引き出し部材30の上記の引き出し移動過程でのベルト64とドラム1との摺擦は生じない。
引き出し部材30の引き出し移動の初期(間際)において引き出し部材30の移動に伴ってスキャナ5の各シャッタ部材54がそれぞれの対応する露光窓52を開放している開放位置F(図13)から露光窓52を覆った閉鎖位置E(図12)に移動する。
引き出し部材30を図5のように開口部20から装置本体101の外側の所定の外側位置Dまで十分に引き出す。これにより、引き出し部材30に保持されている4つのカートリッジUの全体が開口部20を通過して装置本体101の外側に露出し、全てのカートリッジUの上面が開放されて各カートリッジUに対する使用者のアクセスが可能となる。
引き出し部材30の引き出し移動の途中においてピン軸39はガイド溝部104から抜け出るけれども、前後方向に長い凸条38がガイド溝部104に係合しているので、引き出し部材30は水平状態が安定に保持されて引き続き引き出される。そして、引き出し部材30が所定の外側位置Dまで引き出されると、引き出し部材30はストッパ部材(不図示)によりそれ以上の引き出し移動が阻止される。この状態においても前後方向に長い凸条38がガイド溝部104に係合しているので、引き出し部材30は水平状態が安定に保持される。
引き出し部材30は、個々のカートリッジUを真上に取り出し可能に支持している。また、引き出し部材30は、個々のカートリッジUを真下に向かって移動させることによって支持する。そこで、使用者は交換すべき使用済みのカートリッジUを図5の2点鎖線示のように、引き出し部材30から上方に持ち上げて抜き外す。そして、新しいカートリッジUを引き出し部材30に対して上から嵌め入れて収容する。
交換すべきカートリッジUについて交換したら、引き出し部材30を後方向X2に押し移動して装置本体101の内部に戻す。即ち、引き出し部材30を図4のように装置本体101の内部の所定の内側位置Cに戻し移動する。中間転写体ユニット6は退避位置に移動して保持されておりベルト64は各カートリッジUのドラム1の上面に対して非接触であるので、引き出し部材30の上記の戻し移動過程でのベルト64とドラム1との摺擦は生じない。
引き出し部材30の戻し移動の途中においてピン軸39がガイド溝部104に係合する。そして、引き出し部材30が内側位置Cに到達する間際においてスキャナ5の各シャッタ部材54がそれぞれの対応する露光窓52を覆っている閉鎖位置E(図12)から露光窓52を開放した開放位置F(図13)への移動を開始する。そして、引き出し部材30が所定の内側位置Cに位置した状態において、各シャッタ部材54はそれぞれの対応する露光窓52を十分に開放した開放位置Fへ移動して保持される。
ユーザは引き出し部材30を内側位置Cへ戻し移動したら前ドア21を装置本体101に閉じ込んで開口部20を閉鎖する。前ドア21は十分に閉じられるとロック機構のロック動作により開き止めされて閉鎖位置Aに安定に保持される。
前ドア21が閉じられることで、引き出し部材30は受圧凸部41に前ドア21側の弾性付勢ユニット23が当接して後方向X2へ移動付勢される。これにより、凸条38の後端部がガイド溝部104の終端部に押し付けられて、引き出し部材30が画像形成可能な内側位置Cに安定に位置決め保持される。
また、前ドア21の開放位置Bから閉鎖位置Aへの移動に連動する連動機構(不図示)の動作により各カートリッジUの駆動受カップリング部材1C・3Aに対して装置本体101側の駆動カップリング部材102・103が結合する。また、各カートリッジUの受電部に対して装置本体側の給電部が結合する。また、前ドア21の開放位置Bから閉鎖位置Aから開放位置Bへの移動に連動する連動機構(不図示)の動作により中間転写体ユニット6が退避位置から下降移動してベルト64が各カートリッジUのドラム1に接触した中間転写可能位置に戻る。
これにより、画像形成装置100は図1の画像形成動作可能状態に復帰する。
図5のように外側位置Dに引き出されてストッパ部材で抜け止められた状態の引き出し部材30はストッパ部材を解除操作することで装置本体101から抜き外すことができる。そこでユーザは必要に応じてストッパ部材を解除操作して引き出し部材30を装置本体101から抜き外し、その抜き外した引き出し部材30に対してカートリッジUの交換作業を行うことも可能である。抜き外した引き出し部材30は左右の凸条38をそれぞれ装置本体101側のガイド溝部104に再係合させることで装置本体101に対して支持させることができる。
引き出し部材30の装置本体101に対するスライド移動構成は上記実施例の引き出し部材30側の被ガイド部材としての凸条38及びピン軸39とそれが係合する装置本体101側のガイド部材としてのイド溝部104の構成に限られない。
例えば、ピン軸39は無しにして凸条38を右枠部34と左枠部35の前後方向のほぼ全長におよぶ長いものにしてもよい。引き出し部材30側の被ガイド部材を凹溝構成にし、装置本体101側のガイド部材を凸条構成にすることもできる。アキュライドレールを利用することもできる。
引き出し部材30の内側位置Cに対する位置決め及び位置決め解除構成も上記実施例の受圧凸部41と弾性付勢ユニット23の構成に限られない。例えば、ラッチ機構により引き出し部材30の内側位置Cへの引き留めと解除をする構成にすることもできる。
また、引き出し部材30に収容した各カートリッジUの引き出し部材30に対する位置決め構成も上記実施例の構成に限られない。例えば次のような構成にすることもできる。
即ち、前ドア21の開閉移動に連動して押圧・押圧解除動作するカートリッジ押圧機構を装置本体101側に配設する。そして、各カートリッジUを収容している引き出し部材30が内側位置Cに移動され、前ドア21が閉じられたとき、カートリッジ押圧機構を押圧動作させて、各カートリッジUを引き出し部材30に対して押さえ込ませることで位置決めする。この状態において、前ドア21が開かれたら、カートリッジ押圧機構を押圧解除動作させて、各カートリッジUの引き出し部材30に対する押さえ込みを解除させる。
[シャッタ部材と開閉機構]
図12と図13はスキャナ5の平面図である。図12は各カートリッジUに対応する露光窓52を開閉するシャッタ部材54が露光窓52を閉鎖する、即ちスキャナ5からドラム1に照射されるレーザ光Lの光路を遮る閉鎖位置Eに位置している状態時を示している。図13はシャッタ部材54が露光窓52を開放する、即ちスキャナ5からドラム1に照射されるレーザ光Lの光路を開放する開放位置Fに位置している状態時を示している。
スキャナ5の上面板51には各カートリッジUにそれぞれ対応する光照射開口部としての左右方向に長いスリット状の露光窓52が形成されている。各露光窓52には透明部材(光透過部材)としてのカバーガラス(防塵部材)53が配設されている。カバーガラス53はスキャナ内部からのレーザ光Lをスキャナ外部へ透過させると共に、露光窓52の外側からスキャナ内部に塵や埃、トナー等の入り込みを防いでスキャナ内部の機能部品が汚れて画像不良になるのを防止している。また、スキャナ5の上面板51の上側には各露光窓52をそれぞれ開閉するシャッタ部材54が配設されている。
各シャッタ部材54は、それぞれ、長さが露光窓52の長さよりも長く、幅が露光窓52の幅よりも大きい、左右方向に細長い板部材である。各シャッタ部材54はそれぞれ左端部がスキャナ5の上面板51に対して基部が縦軸151を中心に揺動可能に配設された揺動アーム56の先端部に対して丸穴152とボス153との嵌合により回転自在に取り付けられている。また、右端部がスキャナ5の上面板51に対して縦軸154を中心に揺動可能に配設されたレバー57の一方の腕部の先端部に対して丸穴155とボス156との嵌合により回転自在に取り付けられている。
揺動アーム56の縦軸151とボス153との距離およびレバー57の縦軸154とボス156との距離は同じにされている。また、縦軸151と154との距離とボス153と156との距離との距離は同じにされている。つまり、各シャッタ部材54において、シャッタ部材54と揺動アーム56とレバー57と上面板51は平行四辺形リンク機構を構成している。この平行四辺形リンク機構のレバー57が揺動されることによりシャッタ部材54が露光窓52に対して平行移動して閉鎖位置Eと開放位置Fとに移動可能である。即ち、平行四辺形リンク機構がシャッタ部材54の開閉機構として機能している。
平行四辺形リンク機構のレバー57はねじりコイルばね157により図12において矢印の時計方向に縦軸154を中心に常時回動付勢されている。このレバー57の回動方向はシャッタ部材54を露光窓52に向かう方向に平行移動させる方向である。そして、レバー57の自由状態時においては、レバー57はストッパピン158で受け止められるまで縦軸154を中心に時計方向している。このようにねじりコイルばね157はシャッタ部材54を開放位置Fから閉鎖位置Eへ向かう方向に移動付勢している付勢部材である。
このレバー57の回動状態において、シャッタ部材54は露光窓52を覆った閉鎖位置Eに移動して停止している状態に保持されている(図12)。また、各レバー57がねじりコイルばね157の付勢力に抗して縦軸154を中心に反時計方向に回動されることで、図12の閉鎖位置Eから図13のように前方向に平行移動して露光窓52を開放した開放位置Fに変移する。本実施例の画像形成装置100においては複数の画像形成部としての4つのカートリッジUにそれぞれ対応する上記のシャッタ部材54が配設されている。
本実施例においては、引き出し部材30の出し入れ(引き出し移動と戻し移動)に連動してシャッタ部材54を開閉動作させる。これにより、塵や埃、トナー等による光学ユニット5の汚損(露光窓52のカバーガラス53の汚損)を軽減しつつ、シャッタ部材54の開閉機構を低コストで実現している。以下、これをより具体的に説明する。
図8に示すように引き出し部材30の底板31の下面(第3方向の位置)の右側には前側から後側にかけて、それぞれ、光学ユニット5の側の各レバー57の他方の腕部(被係合部)57aに係合可能な係合部としての下向きの突起部42が配設されている。そして、引き出し部材30が装置本体101の内側位置Cに位置している状態時においては上記4つの突起部42がそれぞれ対応する各レバー57の他方の腕部57aに対して図13のように当接して係合(係合動作)する関係構成としている。
図13の状態時においては、各レバー57はそれぞれの対応する突起部42の当接係合によりねじりコイルばね157の付勢力に抗して縦軸154を中心に矢印の反時計方向に所定の角度、回動された状態に保持されている。これにより、各シャッタ部材54が図12の閉鎖位置Eから開放位置Fに変移されて保持され露光窓52が開放されてスキャナ5から各カートリッジUのドラム1に対する光照射が可能である。
図13の状態時において、カートリッジ交換等のために前ドア21が開かれて引き出し部材30が装置本体101の内側位置Cから外側位置Dに向けて前方向X1に引き出し移動されると各突起部42も前方向X1に移動する。即ち、各突起部42が対応する各レバー57の他方の腕部57aから前方向X1に逃げ移動(離間動作)する。
これに伴い各レバー57がコイルばね157の付勢力により縦軸154を中心に図12のようにストッパピン158で受け止められてそれ以上の回動が阻止されるまで矢印の時計方向に回動される。これにより、各シャッタ部材54が図13の開放位置Fから図12の閉鎖位置Eに移動して露光窓52が覆われる。
即ち、引き出し部材30が内側位置Cから外側位置Dの側に移動するときにシャッタ部材54を開放位置Fから閉鎖位置Fに移動させる。および、引き出し部材30が外側位置Dの側から内側位置Cに移動するときにシャッタ部材54を閉鎖位置Fから開放位置Eに移動させる作用部(シャッタ移動手段)を有する。本実施例において上記の作用部はスキャナ5側の上記の各平行四辺形機構と引き出し部材30側の上記の各突起部42である。
ここで、本実施例においては、引き出し部材30の移動方向と直交する方向(矢印X1、X2と直交する方向、ドラム1の長手方向、第2方向)において、複数の突起42の位置がすべて異なる。また複数の腕部57aの長さもすべて異なる。より詳細にいうと、装置本体101の後側(引き出し部材30の挿入方向の下流側)になるほど、突起42の位置が引き出し部材30の外側寄りに配置される。これに対応して装置本体101の後側になるほど、腕部57aの長さも長くなる。図12において、複数の腕部57aのうち、装置本体101の後側にある腕部57aほど、右側に延びている。
このため、引き出し部材30を挿入する際、突起部42は対応する腕部57aにのみ接触する。例えば、一番後側に配置された突起部42は、一番後側に配置された腕部57aにのみ接触し、それ以外の3つの腕部57aには接触しない。つまり、一番後側の突起部42は対応しない腕部57aの脇(ドラムの長手方向における外側)を通過する。従って、突起部42が対応しない腕部57aに接触してシャッタ部材54が誤動作することはないし、突起部42が対応しない腕部57aと接触することで引き出し部材30の移動を阻害するといったことがない。
なお、引き出し部材30が後方向X2に移動する過程(外側位置Dから内側位置Cへ移動する過程)で、4つの係合部42は、図13に示すようにそれぞれ対応する腕部57aに略同時に接触して各シャッタ部材54を開放する。つまり各シャッタ部材54の開放のタイミングが揃う。
逆に、引き出し部材30が前方向X1へ移動する過程(内側位置Cから外側位置Dへ移動する過程)で4つの係合部42は対応する腕部57aから略同時に離れる。つまり、4つのシャッタ部材54が略同時に閉鎖される。
シャッタ部材54が移動することでシャッタ部材54の周囲の粉塵やトナーが飛散する可能性がある。仮にあるシャッタ部材54が閉鎖される際に、別のシャッタ部材54が開いた状態で露出している露光窓52があるとその露光窓52に粉塵等が付着する可能性がある。これに対して本実施例では複数のシャッタ部材54の閉鎖タイミングが揃うので、仮に粉塵やトナーが飛散したとしても、その際にすべての露光窓52がシャッタ部材54に覆われている。各露光窓52に粉塵等が付着するのが抑えられる。
なお、すべてのシャッタ部材54の閉鎖タイミングがそろうとは、各シャッタ部材54の移動開始と移動終了のタイミングがすべて一斉にそろうことにまで限定されるものではない。ある特定の瞬間(ある特定のタイミング)において、全てのシャッタ部材54が移動している状況があればよい。とくに、引き出し部材30が外側位置から内側位置へ移動する間のある特定タイミング(特定の瞬間)において、全てのシャッタ部材54が閉鎖位置Eから開放位置Fへ向けて移動中の状態があればよい。
上記の各シャッタ部材54の開放位置Fから閉鎖位置Eへの移動は、引き出し部材30の内側位置Cから前方向X1への移動開始の初期でなされる。即ち、引き出し部材30が内側位置Cから前方向X1へ移動を開始することで各突起部42の逃げ移動(離間動作)にて各レバー57が回動してストッパピン158で受け止められるまでの短い期間でなされる。
つまり、シャッタ部材54が閉鎖位置Eから開放位置Fへの移動を開始するタイミングは、引き出し部材54が内側位置Cから外側位置Dへ移動をする過程の前半で生じる。つまりシャッタ部材54が開放位置Fへの移動を開始するまでに引き出し部材54が移動する移動量は、引き出し部材54が内側位置Cから外側位置Dへ移動するのに要する全体の移動量の半分より少ない。本実施例ではその移動量は全体の移動量の4分の1よりも小さい。なお、ここでの移動量とは、引き出し部材54の移動方向に沿って測った距離の意味である。
従って、引き出し部材30の内側位置Cから外側位置Dへの引き出し移動過程の間および外側位置Dへ引き出された引き出し部材30へのカートリッジUの着脱交換作業の間において各露光窓52は対応するシャッタ部材54で覆われている。これにより、引き出し部材30の引き出し移動時やカートリッジUの着脱交換作業時の振動などに起因する、露光窓52のカバーガラス53の表面の塵や埃、トナー等の落下や飛散による汚損が軽減される。
また、引き出し部材30が外側位置Dから内側位置Cへの後方向X2に戻し移動されたときのその戻し移動の終期において、引き出し部材30の各突起部42が対応する各レバー57の他方の腕部57aに到達して当接(係合動作)する。そして、引き出し部材30の引き続く後方向X2への移動に伴って各レバー57がコイルばね157の付勢力に抗して縦軸154を中心に図13において反時計方向に回動されて各シャッタ部材54が図12の閉鎖位置Eから開放位置Fへ変移していく。
引き出し部材30が内側位置Cに最終的に到達してそれ以上の後方向X2への移動が阻止されることで各突起部42による各レバー57の回動も停止する。これにより各シャッタ部材54が図13の開放位置Fに停止した状態に保持される。
上記の各シャッタ部材54の閉鎖位置Eから開放位置Fへの移動は、上記のように引き出し部材30の内側位置Cへの戻し移動の終期の少し前の短い期間でなされる。従って、引き出し部材30の外側位置Dから内側位置Cへの戻し移動過程において引き出し部材30の内側位置Cへの戻し移動の終期の少し前までの間、各露光窓52は対応するシャッタ部材54で覆われている。これにより、引き出し部材30の戻し移動時の振動などに起因する、露光窓52のカバーガラス53の表面の塵や埃、トナー等の落下や飛散による汚損が軽減される。
以上のように、引き出し部材30の出し入れに連動してシャッタ部材54を開閉させる。これにより、塵や埃、トナー等による光学ユニット5の汚損(露光窓52のカバーガラス53の汚損)を軽減しつつ、シャッタ部材54の開閉機構を低コストで実現している。
本実施例では、スキャナユニット5が引き出し部材30や、カートリッジUの下方に位置する下面露光構成である。一方、スキャナユニット5が引き出し部材30やカートリッジの上方に配置された上面露光の構成であってもよい(図27参照)。
しかし特に本実施例の画像形成装置100のように、引き出し部材30に支持させたカートリッジUのドラム1を、引き出し部材30を介してスキャナユニット5で下面露光する構成においては、引き出し部材30とユニット5を近接させることができる。
即ち、引き出し部材30とユニット5側のシャッタ部材54の開閉機構とのリンク距離を短縮することができる。従って、下面露光構成の画像形成装置においては、引き出し部材30の出し入れに連動してシャッタ部材54を開閉動作させるための、引き出し部材30とユニット5との間の連係構成を簡素化でき、シャッタ部材54の開閉機構を低コストで実現できる。
[カバーガラスの清掃]
本実施例においては各シャッタ部材54の下面(露光窓対向面)にはカバーガラス53のクリーニング部材(清掃部材)58がシャッタ部材54の長手に沿って貼りつけられている。図14はシャッタ部材54の横断面図である。クリーニング部材58は不織布、フェルト、植毛部材、ブラシ部材などである。クリーニング部材58は露光窓52を覆って配設されているカバーガラス53の表面(外面)に接するように設けられている。
クリーニング部材58は図14の(a)と(b)ようにシャッタ部材54の上記の開放位置Fと閉鎖位置Eとの間を移動する際に露光窓52を覆っているカバーガラス53を摺擦してカバーガラス53の表面汚れを除去する。これにより、カバーガラス53の表面汚れに起因する画像不良の発生が低減される。
参考例1
参考例は実施例1の図12乃至図14に示した各シャッタ部材54の開閉機構の変形構成例である。実施例1の機構構成と共通する構成部材・部分には同一の符号を付して再度の説明は省略する。
図15と図16は本参考例におけるレーザスキャナ5の平面図である。図15は各カートリッジUに対応する露光窓52を開閉するシャッタ部材54が閉鎖位置Eに位置している状態時を示している。図16は開放位置Fに位置している状態時を示している。
参考例においては、図15・図16のように、スキャナ5の上面板51上の右側に、前後方向に長く、ガイド部材160にガイドされて前後方向X1・X2にスライド移動可能なスライド板159が配設されている。そして、実施例1における4つの平行四辺形リンク機構の各レバー57の他方の腕部57aが上記のスライド板159に対してそれぞれ長穴161とボス162との係合により回転自在に取り付けられている。
この構成においては、スライド板159が前後方向X1・X2への移動されることで上記4つのシャッタ部材54連動動作して、それぞれ前述の開放位置Fと閉鎖位置Eとの間を平行移動する。
そこで、本参考例においてはスライド板159に腕部(被係合部)159aを設け、引き出し部材30の底板31の下面の右側に上記の腕部159aに対して作用する1つの突起部(係合部)42を配設した構成である。
参考例2
参考例も実施例1の図12と図13に示した各シャッタ部材54の開閉機構の変形構成例である。実施例1の機構構成と共通する構成部材・部分には同一の符号を付して再度の説明は省略する。
図17と図18は本参考例におけるレーザスキャナ5の平面図である。図17は各カートリッジUに対応する露光窓52を開閉するシャッタ部材54が閉鎖位置Eに位置している状態時を示している。図18は開放位置Fに位置している状態時を示している。
参考例においてシャッタ部材54は、図17・図18のように、各カートリッジUに対応する4つの露光窓52に共通一枚の矩形の平板部材である。このシャッタ部材54には上記4つの露光窓52にそれぞれ対応する左右方向に長いスリット状のシャッタ窓穴54aが形成されている。シャッタ部材54はスキャナ5の上面板51上をガイド部材163にガイドされて前後方向X1・X2にスライド移動可能に配設されている。
シャッタ部材54は上面板51側の固定部材164との間に配設された左右の引っ張りばね(付勢部材)165の引っ張り力により常時前方向X1に移動付勢されている。そして、シャッタ部材54の自由状態時においてはシャッタ部材54の前辺側が図17のように上面板51の前側のストッパ部166に当接して受け止められた前進位置Eに位置している。
この状態時においては、シャッタ部材54の各シャッタ窓穴54aがそれぞれの対応する露光窓52の位置から前側に移動しており、各露光窓52はシャッタ部材54の板部で覆われている。従って、シャッタ部材54のこの前進位置Eが各露光窓52についてスキャナ5からドラム1に照射されるレーザ光Lの光路を遮る閉鎖位置である。
シャッタ部材54の左右両側にはそれぞれ腕部54bが配設されている。また、引き出し部材30の底板31の下面の左右両側には、それぞれ、上記のシャッタ部材54の左右両側の腕部(被係合部)54bに対して係合する係合部としての下向きの突起部42が配設されている。そして、引き出し部材30が装置本体101の内側位置Cに位置している状態時においては上記2つの突起部42がそれぞれ対応するシャッタ部材54側の腕部54bに対して図18のように当接して係合(係合動作)する関係構成としている。
図18の状態時においては、シャッタ部材54は引っ張りばね165の引っ張り力に抗して引っ張りばね165を引き伸ばしながら図17の閉鎖位置(前進位置)Eから後方向X2へ所定に移動した後退位置Fに変移して保持される。この状態時においては、シャッタ部材54の各シャッタ窓穴54aがそれぞれの対応する露光窓52に位置して露光窓52を開放している。従って、シャッタ部材54のこの後退位置Fが各露光窓52についてスキャナ5からドラム1に照射されるレーザ光Lの光路を開放する開放位置である。
引き出し部材30が内側位置Cから前方向X1に引き出し移動されると突起部42が腕部54bから逃げることで(離間動作)、シャッタ部材54は図18の開放位置Fから図17の閉鎖位置Eに引っ張りばね165の引っ張り力により移動する。
参考例においてもシャッタ部材54の下面には各露光窓52のカバーガラス53に対応するクリーニング部材58が貼りつけられている。そして、各クリーニング部材58はシャッタ部材54の上記の開放位置Fと閉鎖位置Eとの間を移動する際に露光窓52を覆っている対応するカバーガラス53を摺擦してカバーガラス53の表面汚れを除去する。
参考例では1つのシャッタ部材54が複数の光路(すなわち4つの露光窓52)で共有されるように構成されている。図12に示したような構成に比べると、シャッタ部材の数が減るのでシャッタ部材を開閉するための機構(作用部の構成)を簡略化できる。その一方でシャッタ部材を複数設ける構成(図12参照)にくらべて、シャッタ部材が大型化する傾向がある。
したがって、シャッタ部材を複数の光路で共有化するか否かは画像形成装置の構成に応じて適宜選択するとよい。なお、本参考例では、複数の画像形成部(カートリッジU)それぞれに対応して複数設けられた光路(すなわち4つの露光窓42)のすべてを1つのシャッタ部材54が遮るように構成されていた。しかしながら複数の光路(露光窓42)のうち、2つ以上の光路を一つのシャッタ部材で遮るようにすれば、複数の光路のすべてを遮る構成でなくてもシャッタ部材の開閉機構(作用部の機構)を簡略化できる。
《実施例
[引き出し部材の移動構成]
本実施例における、引き出し部材30の装置本体101に対する移動構成を説明する。図19に示すように、引き出し部材30には被ガイド部材として、右枠部34および左枠部35の外面にそれぞれ前後方向の前部の前側ピン軸44および後部の後側ピン軸45が左右側において対称的に配設されている。前側ピン軸44は後側ピン軸45よりも枠部上下方向において下位に配設されている。
一方、装置本体101の左側フレーム101Lの内面と右側フレーム101Rの内面にはそれぞれガイド部材として、図20の(a)のように、下側ガイド溝部105と、上側ガイド溝部106と、ガイドレール107と、が鏡面対称に配設されている。下側ガイド溝部105と上側ガイド溝106は前後方向X1・X2の水平溝である。ガイドレール107は下側ガイド溝部105よりも下位において前後方向X1・X2に長く水平に配設されている。図20)は左側フレーム101Lを示している。右側フレーム101Rの側は図には省略した。
引き出し部材30は、左右側の前側ピン軸44と後側ピン軸45をそれぞれ左側フレーム101Lと右側フレーム101Rの下側ガイド溝部105と上側ガイド溝106に係合させて装置本体101内に配設されている。これにより、引き出し部材30は左側フレーム101Lと右側フレーム101Rとの間において前後方向X1・X2に水平にスライド移動可能に保持されている。
下側ガイド溝部105と上側ガイド溝106の後端部側には、それぞれ、傾斜ガイド溝部105a・106aを介して、ガイド溝部105・106よりも所定の高さhの上位に位置するガイド溝端末部105b・106bが連設されている。ガイド溝端末部105b・106bの前後方向長さはそれぞれ前側ピン軸44と後側ピン軸45のほぼ直径分程の短い長さにされている。
1)図20の(b)は、引き出し部材30が図21のように装置本体101の内側における画像形成可能な内側位置Cに位置しているときの前側ピン軸44と後側ピン軸45の下側ガイド溝部105と上側ガイド溝106における移動位置を示している。前側ピン軸44と後側ピン軸45は、それぞれ、下側ガイド溝部105と上側ガイド溝106におけるガイド溝端末部105b・106bに位置していて、このガイド溝端末部105b・106bに安定に保持されている。
この状態時においては、引き出し部材30は、前側ピン軸44と後側ピン軸45がそれぞれ下側ガイド溝部105と上側ガイド溝106に位置しているときよりも高さhだけ上方に水平移動している。そして、この状態時においては、図21のように、引き出し部材30に支持されている各カートリッジUのドラム1の上面が中間転写体ユニット6のベルト64の下行側のベルト部分の下面に当接して一次転写部8が形成されている。また、引き出し部材30はガイドレール107から高さh浮き上がっている。
2)図20の(c)は、内側位置Cに位置している引き出し部材30が前方向X1に引き移動されたときの移動間際における前側ピン軸44と後側ピン軸45の位置を示している。
引き出し部材30が内側位置Cから前方向X1に引き移動された間際においては、前側ピン軸44と後側ピン軸45は、それぞれ、ガイド溝端末部105b・106bから傾斜ガイド溝部105a・106aに沿って斜め下方に移動する。即ち、前側ピン軸44と後側ピン軸45は、それぞれ、図20の(c)のように、傾斜ガイド溝部105a・106aと下側ガイド溝部105および上側ガイド溝106の会合部に移動する。
この状態時において、引き出し部材30は内側位置Cから水平が保たれながら高さh分下降移動して図22のように装置本体101の内部における内側遷移位置Gに遷移する。これにより、本実施例においては装置本体内に位置固定して配設されている中間転写体ユニット6から引き出し部材30が高さh分下降移動することで、引き出し部材30に支持されている各カートリッジUのドラム1の上面がベルト64から離間する。また、内側遷移位置Gに遷移した引き出し部材30の下面の左右部がそれぞれの側のガイドレール107に乗って受け止められた状態になる。
内側遷移位置Gは各カートリッジUを保持している引き出し部材30が各カートリッジUのドラム1をユニット6のベルト64に当接させている内側位置Cから各カートリッジUのドラム1をベルト64から離間させた状態とする引き出し部材の位置である。
3)図20の(d)は、引き出し部材30を上記の内側遷移位置Gから更に前方向X1に引き出し移動したときの移動途中における、前側ピン軸44と後側ピン軸45の下側ガイド溝部105と上側ガイド溝106の位置を示している。
前側ピン軸44と後側ピン軸45はそれぞれ下側ガイド溝部105と上側ガイド溝106に沿って前方向X1にスライド移動する。引き出し部材30の下面の左右部はそれぞれの側のガイドレール106上を滑走する。これにより、引き出し部材30は水平が保たれながら前方向X1に引き出し移動される。引き出し部材30に保持されている各カートリッジUのドラム1はユニット6のベルト64に対して非接触の状態にあるから引き出し部材30の上記の引き出し移動過程でのドラム1とベルト64との摺擦は生じない。
引き出し部材30が引き出し移動されると前側ピン軸44は下側ガイド溝部105から抜け出るけれども、後側ピン軸45が上側ガイド溝106に係合している。また、引き出し部材30の下面の左右部および引き出し部材30の後方延長板部46の左右部がそれぞれガイドレール106に乗って支持されている。これにより引き出し部材30は水平状態が安定に保持されて引き続き引き出し移動される。
4)そして、引き出し部材30が図23のように所定の外側位置Dまで引き出されると、引き出し部材30はストッパ部材(不図示)によりそれ以上の引き出し移動が阻止される。この状態においても引き出し部材30は水平状態が安定に保持される。
5)引き出し部材30の外側位置Dにおいて交換すべきカートリッジUについて交換したら、引き出し部材30を後方向X2に押し移動して装置本体101の内部に戻す。即ち、引き出し部材30を図22のように装置本体101の内部の内側遷移位置Gに移動させる。引き出し部材30に保持されている各カートリッジUのドラム1の上面はユニット6のベルト64に対して非接触の状態にあるから引き出し部材30の上記の戻し移動過程でのドラム1とベルト64との摺擦は生じない。
内側遷移位置Gに移動した引き出し部材30を更に後方向X2に押し移動することで、前側ピン軸44と後側ピン軸45が、それぞれ、傾斜ガイド溝部105a・106aに沿って斜め上方に移動する。そして、到達する(図20の(c)→(b))。これにより、引き出し部材30が内側遷移位置Gから水平が保たれながら高さh分上昇移動して内側位置Cに遷移して保持される。
つまり、本実施例では引き出し部材30が内側位置Cと外側位置Dの間を移動する過程で引き出し部材30が高さh分、上下方向に変位することで、ドラム1とベルト64の摩擦を抑えている。
[シャッタ部材と開閉機構]
本実施例においては、引き出し部材30の内側位置Cから内側遷移位置Gへの移動に連動させてレーザスキャナ5の各シャッタ部材54を開放位置から閉鎖位置に移動させている。また、引き出し部材30の内側遷移位置Gから内側位置Cへの移動に連動させてレーザスキャナ5の各シャッタ部材54を閉鎖位置から開放位置に移動させている。以下これについて説明する。
図24は本実施例におけるシャッタ部材54と開閉構成を説明する模式図である。レーザスキャナ5における4つのシャッタ部材54の開閉構成は同じであるから1つのシャッタ部材54の開閉構成を代表して説明する。
シャッタ部材54は、スキャナ5の上面板51に設けられている左右方向(図面に垂直な方向)に長いスリット状の露光窓52に対応するスリット状のシャッタ窓穴54aが形成されている左右方向に長い横長板部材である。シャッタ部材54は上面板51の上面に沿って前後方向X1・X2に平行移動可能に押さえ部材170により上面板51に対して配設されている。54cはシャッタ部材54に配設されている縦ピン軸であり、押さえ部材170に配設されている前後方向のガイド長穴170aに係合している。
シャッタ部材54は押さえ部材170との間に配設された付勢部材としての圧縮ばね171の圧縮反力により前方向X1に常時移動付勢されている。そして、シャッタ部材54は、自由状態時においては、図24の(a)のように、縦ピン軸54cがイド長穴170aの前側端部に当って受け止められた位置Eまで前進移動して止まっている。
このシャッタ部材54の状態時において、シャッタ窓穴54aが露光窓52に対して前方に位置ずれして位置しており、露光窓52はシャッタ部材54の板部で覆われている。従って、シャッタ部材54のこの前進位置Eが露光窓52に関してスキャナ5からドラム1に照射されるレーザ光Lの光路を遮る閉鎖位置である。
シャッタ部材54は引き出し部材30が内側遷移位置Gから外側位置Dへ移動されているときには自由状態であり、従って、シャッタ部材54は図24の(a)のように閉鎖位置Eに保持されている。
引き出し部材30が外側位置D側から装置本体101の後方向X2に戻し移動されて内側遷移位置Gに到達する。そうすると、図24の(b)のように、引き出し部材30の下面に配設してある係合部としてのフック部42がシャッタ部材54の前側端部の斜め下向きの傾斜カム面(被係合部)54dに到達して当接する。
そして、引き出し部材30が更に押し移動されて内側遷移位置Gから内側位置Cまで後方移動されることで、引き出し部材30は前述のように後方移動しながら高さh分上昇移動する。そのため、シャッタ部材54には傾斜カム面54dに対するフック部42の当接移動(係合動作)により後方向X2への押圧力が作用し、シャッタ部材54が圧縮ばね171を押し縮めながら後退移動していく。
引き出し部材30は内側遷移位置Gから内側位置Cに到達して停止し、これに伴ってシャッタ部材54の後方向X2への移動も停止する。図24の(c)はシャッタ部材54か停止した後退位置Fを示している。シャッタ部54はこの後退位置Fにおいてシャッタ窓穴54aが露光窓52に対応して位置している。従って、シャッタ部材54のこの後退位置Fが露光窓52に関してスキャナ5からドラム1に照射されるレーザ光Lの光路を開放する開放位置である。
逆に、引き出し部材30が内側位置Cから前方向X1に引き出し移動されたときは、その引き出し移動の間際において、引き出し部材30は前述のように前方移動しながら高さh分下降移動する(フック部42の離間動作)。これに伴って、シャッタ部材54は図24の(c)の開放位置Fから圧縮ばね171の圧縮反力により図24の(b)の閉鎖位置Eに前進移動して保持される。
このように本実施例においては、引き出し部材30の内側位置Cから内側遷移位置Gへの移動に連動してシャッタ部材54が開放位置Fから閉鎖位置Eに移動される。また、引き出し部材30の内側遷移位置Gから内側位置Cへの移動に連動してシャッタ部材54が閉鎖位置Eから開放位置Fに移動される。
参考例3
[引き出し部材の移動構成]
参考例においては、装置本体101の左側フレーム101Lと右側フレーム101Rにそれぞれ対称に配設された前後方向X1・X2に長い水平のガイドレール107を有する。
左右のガイドレール107は上下方向において第1の位置J(図25の(b))と第1の位置Jよりも高さhだけ高い第2の位置K(図25の(a))との間を水平移動可能に配設されている。そして、左右のガイドレール107は、前ドア21の開き動作に連動して第2の位置Kから第1の位置Jへ移動し、前ドア21の閉じ動作に連動して第1の位置Jから第2の位置Kへ移動するように前ドア21と連動機構を介して連結されている。連動機構は図には省略したけれども例えば特開2011−59730号公報に開示のような連動機構が利用できる。
引き出し部材30は上記左右のガイドレール107に支持されている。引き出し部材30は、前ドア21が開かれてガイドレール107が第1の位置Jに位置している状態時において、内側遷移位置Gと外側位置Dとの間をガイドレール107に沿って前後方向X1・X2に水平にスライド移動可能である。
また、引き出し部材30は内側遷移位置Gに移動された状態において前ドア21の閉じ動作に連動して左右のガイドレール107が第1の位置Jから第2の位置Kへ移動することで高さh上昇移動されて内側位置Cに位置する。また、引き出し部材30は内側位置Cに位置している状態において前ドア21の開き動作に連動して左右のガイドレール107が第2の位置Kから第1の位置Jへ移動することで高さh下降移動されて内側遷移位置Gに位置する。そして、内側遷移位置Gから外側位置Dへの移動が可能である。
[シャッタ部材と開閉機構]
参考例においては、引き出し部材30の内側位置Cから内側遷移位置Gへの移動の際のガイドレール107の第2の位置Kから第1の位置Jへの移動に連動させてレーザスキャナ5の各シャッタ部材54を開放位置Fから閉鎖位置Eに移動させている。また、引き出し部材30の内側遷移位置Gから内側位置Cへの移動の際のガイドレール107の第1の位置Jから第2の位置Kへの移動に連動させて各シャッタ部材54を閉鎖位置Eから開放位置Fに移動させている。以下これについて説明する。
図25は本参考例におけるシャッタ部材54と開閉構成を説明する模式図である。レーザスキャナ5における4つのシャッタ部材54の開閉構成は同じであるから1つのシャッタ部材54の開閉構成を代表して説明する。また、実施例の図24の構成と共通する構成部材・部分には同じ符号を付して再度の説明を省略する。
図25の(a)は、前ドア21の閉じ動作に連動して左右のガイドレール107が第1の位置Jから第2の位置Kへ移動することで高さh上昇移動されて引き出し部材30が内側位置Cに位置している状態時を示している。
この状態時においてはガイドレール107に配設した係合部としてのフック部107aがシャッタ部材54から上方に非接触に逃げている(離間動作)。そのため、シャッタ部材54は自由状態であり、シャッタ部材54は圧縮ばね171の圧縮反力により縦ピン軸54cがイド長穴170aの前側端部に当って受け止められた位置Fまで前進移動して止まっている。
シャッタ部54はこの前進位置Fにおいてシャッタ窓穴54aが露光窓52に対応して位置している。従って、シャッタ部材54のこの前進位置Fが露光窓52に関してスキャナ5からドラム1に照射されるレーザ光Lの光路を開放する開放位置である。なお、本実施例において圧縮ばね171はシャッタ部54を閉鎖位置Eから開放位置Fへ向かう方向に移動付勢している付勢部材である。
図25の(b)は、前ドア21の開き動作に連動して左右のガイドレール107が図25の(a)の第2の位置Kから第1の位置Jへ移動することで高さh下降移動されて引き出し部材30が内側遷移位置Gに位置している状態時を示している。
この状態時においてはガイドレール107に配設したフック部107aがガイドレール107と共に下降移動してシャッタ部材54の前側端部の斜め上向きの傾斜カム面(被係合)被54eに当接しながら高さh下降移動する(係合動作)。そのため、シャッタ部材54には傾斜カム面54eに対するフック部107aの当接移動により後方向X2への押圧分力が作用し、シャッタ部材54が圧縮ばね171を押し縮めながら後退位置Eへ後退移動していく。
シャッタ部54はこの後退位置Eにおいてシャッタ窓穴54aが露光窓52に対応して後方に位置ずれして位置しており、露光窓52はシャッタ部材54の板部で覆われている。従って、シャッタ部材54のこの後退位置Eが露光窓52に関してスキャナ5からドラム1に照射されるレーザ光Lの光路を遮る閉鎖位置である。
このように本参考例においては、引き出し部材30の内側位置Cから内側遷移位置Gへの移動の際のガイドレール107の第2の位置Kから第1の位置Jへの移動に伴ってシャッタ部材54が開放位置Fから閉鎖位置Eに移動される。また、引き出し部材30の内側遷移位置Gから内側位置Cへの移動の際のガイドレール107の第1の位置Jから第2の位置Kへの移動に伴ってシャッタ部材54が閉鎖位置Eから開放位置Fに移動される。

《その他の実施形態》
(1)上記した構成では引き出し部材30に支持される画像形成部の全体がカートリッジであった。しかしながら画像形成部の少なくとも一部がカートリッジとして、引き出し部材30に対して着脱可能であればよい。言い換えると、画像形成部において、取り出し可能に装着されるカートリッジとされる構成部材は、実施例のように像担持体であるドラム1とそれに作用するプロセス手段の全てではなく、少なくとも一部の構成部材にすることができる。
実施例の画像形成部を例にすれば、例えば、ドラム1と帯電ローラ2とクリーニング装置4は引き出し部材30に作り付けにし、現像装置3を引き出し部材30に取り出し可能に装着される現像カートリッジにしてもよい。逆に、現像装置3は引き出し部材30に作り付けにし、ドラム1と帯電ローラ2とクリーニング装置4を一括して引き出し部材30に取り出し可能に装着されるドラムカートリッジにしてもよい。ドラム1と帯電ローラ2とクリーニング装置4をドラムカートリッジにし、現像装置3を現像カートリッジにしてそれぞれ別々に引き出し部材30に取り出し可能に装着される構成にしてもよい。
即ち、カートリッジは像担持体を有する構成、像担持体に形成された潜像をトナーで現像する現像装置を有する構成、像担持体と像担持体に形成された潜像をトナーで現像する現像装置を有する構成等にすることができる。像担持体はドラム型に限られない。エンドレスベルト型にするもともできる。
(2)上記した構成では引出部材30は画像形成部Uを複数支持した状態で移動する構成であった。具体的には、画像形成部Uは4つ設けられていた。しかしながら引き出し部材30に支持される画像形成部は実施例のように4つに限られない。個数は適宜設定されるものである。画像形成部の数を1つ又は2つ或いは3つ若しくは5つ以上とすることもできる。同様にシャッタ部材、作用部の個数も画像形成装置の構成に応じて適宜変更可能である。
(3)実施例の画像形成装置100においては、引き出し部材30は移動方向X1・X2に沿って複数の画像形成部Uを支持している構成であるが、移動方向X1・X2に交差する方向に沿って複数の画像形成部Uを支持している装置構成にすることもできる。
(4)実施例の画像形成装置100においては、装置本体101の設置面に対して水平方向に出し入れ移動する引き出し部材30を説明した。しかしながら、引き出し部材30は、これに限定されるものではない。
例えば、引き出し部材30は、ドラム1の長手方向(軸線方向)と交差する方向で、装置本体101の設置面に対して斜め上方或いは斜め下方或いは垂直の上下方向に出し入れ移動可能であっても良い。また、引き出し部材30は、図26のように、装置本体101に対してドラム1の長手方向に平行な方向において出し入れ移動可能であっても良い。
(5)光学ユニット5はレーザスキャナに限られない。光源としてLEDを備えた露光装置であってもよい。
(6)実施例の画像形成装置100において、中間転写体ユニット6は、用紙Pを保持して搬送する記録媒体搬送転写装置にすることもできる。即ち、中間転写体ユニット6は、ドラム1に形成された現像剤像を直接に用紙Pに転写させるために用紙Pを搬送する用紙搬送部材を有する記録媒体搬送転写装置(記録媒体搬送転写手段)にすることもできる。
100・・画像形成装置、101・・装置本体、20・・開口部、U・・画像形成部1・・像担持体、P・・記録媒体、30・・引き出し部材、5・・光学ユニット、C・・内側位置、D・・外側位置、54・・シャッタ部材、E・・開放位置、F・・閉鎖位置

Claims (16)

  1. 記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
    開口部を備える装置本体と、
    トナー像を担持する像担持体を少なくとも含む画像形成部を複数支持した状態で前記装置本体に対して移動可能な引き出し部材であって、前記装置本体の内側における画像形成可能な内側位置と、前記開口部を通過して前記装置本体の外側へ引き出されて複数の前記画像形成部の少なくとも一部をカートリッジとして前記引き出し部材に対して着脱可能とする外側位置と、を取り得る引き出し部材と、
    前記像担持体に光照射する、前記装置本体に設けられた光学ユニットと、
    前記光学ユニットから前記像担持体に照射される光の光路を遮る閉鎖位置と開放する開放位置とに移動可能な、前記装置本体に設けられた複数のシャッタ部材と、
    前記引き出し部材が前記内側位置から前記外側位置の側に移動する過程で複数の前記シャッタ部材をそれぞれ前記開放位置から前記閉鎖位置に移動させ、前記引き出し部材が前記外側位置の側から前記内側位置に移動する過程で複数の前記シャッタ部材をそれぞれ前記閉鎖位置から前記開放位置に移動させる複数の作用部と、を有し、
    複数の前記作用部はそれぞれ、前記シャッタ部材の側の被係合部と、前記引き出し部材の側の係合部と、を有し、
    複数の前記係合部は、前記引き出し部材の移動方向を第1方向とした場合に、前記第1方向と直交し且つ前記像担持体の長手方向である第2方向において、互いに異なる位置に配置されており、
    複数の前記シャッタ部材は、前記第1方向及び前記第2方向と直交する第3方向に関して、前記第1方向から見た場合に互いに重なる位置に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記シャッタ部材が前記閉鎖位置から前記開放位置に向けて移動を開始するまでに前記引き出し部材が移動する移動量は、前記引き出し部材が前記内側位置から前記外側位置へと移動するのに要する全体の移動量の半分よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記シャッタ部材を前記開放位置から前記閉鎖位置へ向かう方向、または前記閉鎖位置から前記開放位置へ向かう方向に移動付勢している付勢部材、を有することを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。
  4. 前記作用部は、前記引き出し部材が前記内側位置に位置している状態時においては前記被係合部に対する前記係合部の係合により前記シャッタ部材を前記開放位置に移動させており、前記引き出し部材の前記内側位置から前記外側位置の側への移動に伴う前記係合部の被係合部からの離間動作により前記シャッタ部材を前記開放位置から前記閉鎖位置に移動させる、および、前記引き出し部材の前記外側位置の側から前記内側位置への移動に伴う前記係合部の被係合部に対する係合動作により前記シャッタ部材を前記閉鎖位置から前記開放位置に移動させることを特徴とする請求項1乃至3の何れか項に記載の画像形成装置。
  5. 前記シャッタ部材は清掃部材を有し、前記シャッタ部材が前記開放位置と前記閉鎖位置との間を移動する際に前記光学ユニットの光照射開口部を覆って配設されている透明部材の表面汚れを前記清掃部材で除去できることを特徴とする請求項1乃至の何れか項に記載の画像形成装置。
  6. 複数の前記係合部のうち前記第1方向の下流側にある係合部ほど、前記第2方向において前記引き出し部材の外側寄りに位置することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  7. 前記引き出し部材が前記内側位置から前記外側位置へ移動する過程の特定のタイミングにおいて、複数の前記シャッタ部材の全てが移動中の状態があることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  8. 前記引き出し部材は、前記画像形成部を複数支持した状態で移動し、
    前記光路は前記画像形成部に対応して複数設けられ、
    前記シャッタ部材は複数の前記光路のうち2つ以上を遮るように構成されることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  9. 前記引き出し部材は、前記内側位置と前記外側位置の間を移動する過程で上下方向に変位することを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  10. 前記引き出し部材は移動方向に沿って又は移動方向に交差する方向に沿って複数の前記画像形成部を支持していることを特徴とする請求項1乃至の何れか1項に記載の画像形成装置。
  11. 前記複数の画像形成部に対応する複数の前記作用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。
  12. 前記引き出し部材は前記装置本体に対して装置本体の設置面に対して水平方向、或いは、斜め上方、或いは、斜め下方、或いは垂直の上下方向に移動可能でることを特徴とする請求項1乃至1の何れか1項に記載の画像形成装置。
  13. 前記光学ユニットは前記内側位置に位置した前記引き出し部材の重力方向において下側に配設されていることを特徴とする請求項1乃至1の何れか1項に記載の画像形成装置。
  14. 前記カートリッジは前記像担持体を有することを特徴とする請求項1乃至1の何れか1項に記載の画像形成装置。
  15. 前記カートリッジは前記像担持体に形成された潜像をトナーで現像する現像装置を有することを特徴とする請求項1乃至1の何れか1項に記載の画像形成装置。
  16. 前記カートリッジは前記像担持体と前記像担持体に形成された潜像をトナーで現像する現像装置を有することを特徴とする請求項1乃至1の何れか1項に記載の画像形成装置。
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