JP6602051B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば電子写真方式を用いて記録媒体に画像を形成し、消耗品としてのカートリッジを交換可能な画像形成装置に関するものである。ここで、画像形成装置としては、複写機、プリンタ（例えば、レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ装置およびワードプロセッサ等が含まれる。

電子写真プロセスを用いたプリンタ等の画像形成装置（電子写真画像形成装置）は、像担持体である感光体を一様に帯電させ、感光体への選択的な露光によって潜像を形成する。そして、この潜像は現像剤で現像され、現像剤像（トナー像）として顕在化され、この現像剤像を記録紙などの記録媒体に転写する。そして、転写された現像剤像に熱や圧力を加えることで現像剤像を記録媒体に定着させて画像を記録する。

従来、カラーの電子写真画像形成装置において、複数個のカートリッジを略水平方向に並べて配置した電子写真画像形成装置がある。この電子写真画像形成装置に対して、カートリッジの着脱を容易にするため、複数のカートリッジを一体的に引き出す引き出し構成が用いられている。また、本体の小型化とカートリッジの交換性の確保を実現するため、本体前側を解放するための開閉部材を開くことによって、本体の鉛直方向上方に開口を大きく設け、交換を容易にする構成がある（特許文献１）。

特開２０１３−２４６３６６号公報

ここで、図１６に示すように、特許文献１の構成においては、開閉部材３１を用いて本体上方及び前方に開口８０Ｒを設け、開閉部材でカートリッジ支持部材の移動を規制した状態でカートリッジの交換を行うものであった。そして、本体の小型化等により開閉部材の形状やヒンジの位置や開き角度に制約がある場合がある。

例えば、開閉部材を開いた状態でカートリッジ支持部材との間が大きく離れてしまう構成の場合、以下のようになる。即ち、開閉部材でカートリッジ支持部材の移動を規制できるよう開閉部材の一部をカートリッジ支持部材に向かって延長してカートリッジ支持部材の移動を規制する移動規制部を設ける構成にすると、それだけ開閉部材が大型化してしまう場合がある。

本発明の目的は、カートリッジ支持部材を引き出した状態で、開閉部材以外の部材でカートリッジ支持部材の移動を規制可能な構成を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、開口を有する装置本体と、記録媒体に画像を形成するために用いるカートリッジを取り外し可能に支持し、前記装置本体の内部に位置する内部位置と前記装置本体の外部に位置する外部位置との間を前記開口を通って移動する支持部材と、前記開口を開閉する開閉部材と、前記開閉部材が前記開口を開いた状態で、前記外部位置にある前記支持部材の移動を規制する移動規制部を備え、前記開閉部材と前記装置本体とを連結する連結部材と、を有し、前記連結部材の前記移動規制部は、前記支持部材が移動しようとする方向の力を受けて前記支持部材の移動を規制し、前記連結部材は、前記開閉部材もしくは前記装置本体の溝に係合する突起、前記開閉部材もしくは前記装置本体の突起に係合する溝のいずれか一方を備え、前記開閉部材の開閉動作に伴い、前記突起が前記溝を移動することで前記連結部材が前記開閉部材の開閉動作に連動し、前記開閉部材が開いた状態で、前記突起は前記溝の端部に設けられた凹部に配置され、前記凹部は、前記連結部材の鉛直方向で上向き成分の有る動きに対し前記突起が前記溝にロックされる形状であることを特徴とする。
また、本発明に係る画像形成装置は、開口を有する装置本体と、記録媒体に画像を形成するために用いるカートリッジを取り外し可能に支持し、前記装置本体の内部に位置する内部位置と前記装置本体の外部に位置する外部位置との間を前記開口を通って移動する支持部材と、前記開口を開閉する開閉部材と、前記開閉部材が前記開口を開いた状態で、前記外部位置にある前記支持部材の移動を規制する移動規制部を備え、前記開閉部材と前記装置本体とを連結する連結部材と、を有し、前記連結部材の前記移動規制部は、前記支持部材が移動しようとする方向の力を受けて前記支持部材の移動を規制し、前記連結部材は、前記移動規制部として、前記外部位置において前記支持部材の鉛直方向で上向きの移動を規制する第１の移動規制部を備えることを特徴とする。

本発明によれば、カートリッジ支持部材を引き出した状態で、開閉部材以外の部材でカートリッジ支持部材の移動を規制可能な構成を提供することができる。

本発明の実施形態である画像形成装置の一例の外観斜視図。 画像形成装置の縦断右側面図。 ドアを開いた状態の画像形成装置の外観斜視図。 図３の画像形成装置の縦断右側面図。 トレイを引き出した状態の画像形成装置の外観斜視図。 図５の画像形成装置の縦断右側面図。 （ａ）はカートリッジを非駆動側から見た斜視図、（ｂ）はカートリッジを駆動側から見た斜視図。 トレイの斜視図。 ドア閉時の本体正面側から見たドア内部の状態を説明する図。 （ａ）はトレイ引き出し時のトレイと周囲の部品について本体内側から右側を見た図、（ｂ）はトレイ引き出し時のトレイと周囲の部品について本体外側から右側を見た図。 トレイ引き出し時のトレイとトレイを支持する部品の説明のための断面図。 （ａ）はドアに構成される溝部と本体とドアを連結する連結アームの関係を説明する図、（ｂ）はドアを少し閉めた時の状態を説明する図。 第２の実施形態のトレイ引き出し時の状態を示す断面図。 第２の実施形態の駆動側から見た斜視図。 第２の実施形態のドアを閉状態から開状態へ遷移させる図。 従来の画像形成装置のカートリッジを交換する状態を説明する図。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

《第１の実施形態》
（画像形成装置）
図１は本発明の実施形態である画像形成装置１００の外観斜視図、図２は縦断右面図である。この画像形成装置１００は、複数のカートリッジとして第１から第４の４つのカートリッジＰ（ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ）を有する、電子写真プロセスを用いた４色フルカラーのレーザープリンタ（電子写真画像形成装置）である。

なお、以下の実施形態では電子写真画像形成装置として、４個のプロセスカートリッジが着脱可能なフルカラー電子写真画像形成装置を例示している。しかしながら、電子写真画像形成装置（以下、画像形成装置と称す）に装着するプロセスカートリッジの個数はこれに限定されるものではない。必要に応じて適宜設定されるものである。例えば、モノクロの画像を形成する画像形成装置の場合には、前記画像形成装置に装着されるプロセスカートリッジの個数は１個である。

また、以下説明する実施形態によれば、画像形成装置の一態様としてプリンタを例示している。しかしながら、これに限定されるものではない。例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置にも適用することができる。

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）とは開閉部材としての装置開閉ドア（本体ドア、ドア）３１を配設した側である。後側（背面側）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、Ｘ方向として図示）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、Ｙ方向として図示）と、その逆の方向（右方向）である。上と下とは重力方向において上と下である。上方向（Ｚ方向として図示）とは下から上に向かう方向、下方向とは上から下に向かう方向である。

また、長手方向とは潜像が形成される像担持体である電子写真感光体の回転軸線方向に並行な方向である。短手方向とは前記長手方向に直交する方向（直交方向）である。また、長手方向の一端側が駆動側、他端側が非駆動側である。本実施形態においては、長手方向の右端側が駆動側、左端側が非駆動側である。

画像形成装置１００の装置本体１００Ａ（図１）の内部には、カートリッシ収容部１００Ｂ（図２）が設けられている。このカートリッシ収容部１００Ｂには装置本体１００Ａの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が水平に並べられて所定の装着位置に所定に装着されている（インライン構成、タンデム型）。カートリッジＰの装着位置とは、カートリッシ収容部１００ＢにおいてカートリッジＰが画像形成動作可能な位置である。

カートリッジＰは、記録材Ｓに画像を形成する画像形成プロセスに寄与するものであり、記録媒体に画像を形成するために用いられるもので、カートリッジ画像形成装置１００の装置本体１００Ａに取り外し可能に装着されて使用される。本実施形態における各カートリッジＰは、何れも、潜像が形成される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。そして、そのドラム１に作用する電子写真画像形成プロセス手段としての、帯電手段２と、現像手段３と、クリーニング手段４と、を有する、所謂一体型のプロセスカートリッジである。

第１のカートリッジＰＹは、現像手段３にイエロー（Ｙ）色のトナーが収容されており、ドラム１面にＹ色トナー像を形成する。第２のカートリッジＰＭは、現像手段３にマゼンタ（Ｍ）色のトナーが収容されており、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、現像手段３にシアン（Ｃ）色のトナーが収容されており、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、現像手段３にブラック（Ｋ）色のトナーが収容されており、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、各カートリッジＰのドラム１に露光して潜像を形成するための露光装置ユニット（露光手段）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、各色の画像情報に対応して変調されたレーザー光Ｌを出力し、カートリッジ枠体５の上面に設けた露光窓６を通して、各カートリッジＰのドラム１面を走査露光する。

カートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの下方部には、各カートリッジＰのドラム１に対向してトナー像が一次転写され、そのトナー像を記録媒体Ｓに二次転写する転写ユニット（転写部材）としての中間転写ユニット１２が配設されている。

このユニット１２は、中間転写体（第２の像担持体：中間の記録媒体）としての、誘電体製で、可撓性を有するエンドレスベルト１３と、このベルト１３を懸回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とを有する。駆動ローラ１４とターンローラ１５は装置本体１００Ａ内の後側に配設してある。テンションローラ１６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はそれぞれ所定の装着位置に所定に装着されている状態において、それぞれのドラム１の下面が、ベルト１３の上方側ベルト部分の上面に接している。ベルト１３の内側には、上方側ベルト部分を介して各カートリッジＰのドラム１にそれぞれ対向させて４個の一次転写ローラ１７が配設されている。

各カートリッジＰにおいてドラム１とベルト１３とのニップ部がそれぞれ一次転写ニップ部である。駆動ローラ１４には、ベルト１３を介して二次転写ローラ２２が当接している。二次転写ローラ２２とベルト１３とのニップ部が二次転写ニップ部である。

中間転写ユニット１２の下方部には、トナー像が転写されるシート状の記録媒体（シート材：以下、記録材と記す）Ｓをストックし、中間転写ユニット１２に対して一枚ずつ記録材Ｓを搬送する給紙ユニット１８が配設されている。

この給紙ユニット１８は、シート状の記録媒体（以下、記録材」と記す）Ｓを積載して収納した給紙トレイ１９、給紙ローラ２０、分離パッド２１、レジストローラ対２０ａ等を有する。給紙トレイ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、トナー像が転写された記録材Ｓに熱と圧をかけて定着させ排紙させる定着ユニット（定着手段）である定着装置２３と排紙ローラ対２４が配設されている。装置本体１００Ａの上面は排紙トレイ２５として形成されている。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を有するものを用いている。排紙ローラ対２４は排紙ローラ２４ａと排紙コロ２４ｂである。

カートリッジ収容部１００Ｂにおいて各カートリッジＰはそれぞれ画像形成動作可能な装着位置に位置していて、押圧部材４２（図１０）により押圧されて装置本体１００Ａ側の所定の位置決め部に固定された状態に保持される。また、そのカートリッジＰの駆動入力部（駆動連結部）５３、５４（図８）に対して装置本体１００Ａ側の駆動出力部（駆動伝達部材）３９、４０ａ（図６）が結合する。また、そのカートリッジＰの電気接点（給電接点部）５５（図７）に対して装置本体１００Ａ側の給電系統（給電部材）が導通化する。

（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。第１〜第４の各カートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫのドラム１が図２において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１の回転に順方向）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手段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。形成された潜像は現像手段３によりトナー像（現像剤像）として現像される。

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Ｙ色成分に対応するＹ色トナー像が形成される。そのトナー像がカートリッジＰＹの一次転写ニップ部Ｔ１においてベルト１３上に一次転写される。

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Ｍ色成分に対応するＭ色トナー像が形成される。そのトナー像がカートリッジＰＭの一次転写ニップ部Ｔ１においてベルト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Ｃ色成分に対応するＣ色トナー像が形成される。そのトナー像がカートリッジＰＭの一次転写ニップ部Ｔ１においてベルト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される。

第４のカートリッジＰＫ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る。そのトナー像がカートリッジＰＭの一次転写ニップ部Ｔ１においてベルト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される。

かくして、ベルト１３上にＹ色＋Ｍ色＋Ｃ色＋Ｋ色の４色重畳の未定着トナー像が合成形成される。各カートリッジＰ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に積載されている記録材Ｓが１枚分離給送され、レジストローラ２０ｂにより所定の制御タイミングで二次転写ニップ部に導入される。これにより、記録材Ｓが二次転写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記録材Ｓの面に順次に一括転写される。

記録材Ｓはベルト１３の面から分離されて搬送路を通って定着装置２３へ導入され、定着ニップ部Ｎで加熱、加圧される。これにより、各色トナー像の混色及び記録材Ｓへの定着がなされる。そして、記録材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で排紙トレイ２５上に排出される。記録材分離後のベルト１３の表面に残留した二次転写残トナーはクリーニング手段２６にて除去される。

（カートリッジ交換方式）
カートリッジＰの交換は、ユーザビリティ向上のために、カートリッジＰを引き出しトレイ（支持部材、移動部材）３５に乗せ、フロントアクセスにより交換する方式（引き出し方式）である。すなわち、装置本体１００Ａの前面側には、装置本体１００Ａの内部のカートリッシ収容部１００ＢへカートリッジＰを挿入させる、逆に、カートリッジＰを取り出すために、カートリッジＰを通過させる開口３０を設けてある。そして、図１、２のように、この開口３０を閉じる閉じ位置（閉鎖位置）Ａと、図３、４のように、開口３０を開放する開放位置Ｂとの間を移動可能な本体ドア（開閉部材）３１を設けてある。

本実施形態においては、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１００Ａに対して開閉回動可能である。すなわち、ドア３１は、ヒンジ軸３２を中心に立て起こし方向に回動して、図１、２のように、装置本体１００Ａに対して閉じ込んだ状態にすることができる。このドア３１を閉じることにより、開口３０が閉鎖される（閉状態）。

また、ヒンジ軸３２を中心に、ドア３１を装置本体１００Ａの手前側にほぼ水平に倒し回動して、図３、４のように、装置本体１００Ａから開いた状態にすることができる。これにより、装置本体前面の開口３０が大きく開放される（開状態）。

装置本体１００Ａは骨格となるメインフレーム（本体フレーム）を有する。そして、そのフレームの左右の側板である左フレーム８０Ｌと右フレーム８０Ｒに挟まれて、前後方向を長手とする左右一対のトレイ保持部材（保持部材）３４Ｌ、３４Ｒが配設されている。

このトレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒの上には、枠型部材であるカートリッジトレイ（支持部材）３５が、左右フレーム８０Ｌ、８０Ｒ間を、図４に示された移動可能位置Ｄと図６の着脱位置Ｅの間でスライド移動可能に保持されている。カートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫはこのトレイ３５に載置されて支持されている。ここで、カートリッジＰを支持する支持部材としてのトレイ３５は、トレイ３５に載置されたカートリッジＰが有するドラム１の軸線方向（カートリッジＰの長手方向）とは直交する方向（垂直な方向）にスライド移動可能に設けられた移動部材でもある。

即ち、トレイ３５の移動可能位置（装置本体の内部にある内部位置）Ｄと着脱位置（装置本体の外部にある外部位置）Ｅとの間の移動方向が、カートリッジＰの長手方向と直交する方向である。またトレイ３５は移動可能位置Ｄと着脱位置Ｅとの間の移動方向において、複数のカートリッジＰを並べて載置可能である。つまり、移動部材であるトレイ３５はカートリッジＰを一つまたは複数支持し移動するものであり、互いに対向し装置本体１００Ａの骨格を成す２つの側板８０Ｌ、８０Ｒ（図３）の間で移動可能である。

トレイ３５は、ドア３１が図１のように閉じ位置Ａに位置している際には、各カートリッジＰを画像形成動作可能な装着位置に位置付けた図２に示す画像形成位置（収納位置）Ｃに位置している。本実施形態においては、トレイ３５の画像形成位置（収納位置）Ｃは、各カートリッジＰのドラム１と中間転写ユニット１２のベルト１３が接触する位置である（図２）。

そして、ドア３１の開き回動（開閉動作）に連動して、トレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒ（図３）が前方向と上方に所定量移動する。これにより、カートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを支持しているトレイ３５が図２の画像形成位置（収納位置）Ｃから図４のように前方向と上方に移動して移動可能位置Ｄに位置転換される。このトレイ３５の移動に伴って、トレイ３５に支持されている各カートリッジＰのドラム１が図４のようにベルト１３から離間する。

そして、ドア３１の開き回動に連動して、各カートリッジＰの電気接点５５（図７（ａ））に対する装置本体１００Ａ(図４）側の給電系統の導通が解除される（給電解除）。また、各カートリッジＰの駆動入力部５３、５４（図８）に対する装置本体側の駆動出力部３９、４０（図６）の結合が解除された状態になる（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４２（図９）の押圧が解除される（押圧解除）。

この状態で、トレイ３５を移動可能位置Ｄから着脱位置Ｅの位置に引き出す際には、図３、４のように、開かれている開口３０から露呈している、トレイ取手部（移動規制解除手段）３５ａ（図４）を掴む。取手部３５ａを所定に掴むことにより、トレイ３５の不図示の飛び出し防止爪（移動規制手段）が不図示の本体側の爪掛け部から外れ、規制が解除される。

これにより、トレイ３５は装置本体１００Ａの内部の移動可能位置Ｄから装置本体１００Ａの外部に引き出せる様になり、トレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒ（図３）に対して滑走して前方向に水平にスライド移動可能となる。依って、トレイ３５を、図５、６のように、開口３０（図２）から装置本体１００Ａの外側の所定の引き出し位置、即ちトレイ３５からカートリッジＰを所定に着脱することができる着脱位置Ｅに突出している状態にすることができる。

これにより、トレイ３５に保持されている第１〜第４の４つカートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの全体が開口３０を通過して装置本体１００Ａの外側に露出し、全カートリッジＰの上面が開放される。トレイ３５は、移動可能位置Ｄから十分な所定量、引き出されると、側板８０Ｌ、８０Ｒ（図３）に取り付けられる保持部としての連結アームホルダ３７１Ｌ、３７１Ｒ（図３）に構成されるトレイ保持ピン３７２がストッパとしてトレイ３５の後端部に接触する。これにより、それ以上の引き出し移動が阻止される。

また、トレイ３５に関し、所定の着脱位置Ｅまで水平に引き出されている状態が後述する連結アーム３７Ｌ、３７Ｒ、連結アームホルダ３７１Ｌ，Ｒにより保たれる。

トレイ３５は、着脱位置Ｅにおいて、個々のカートリッジＰを真上（上方）に取り出し可能に支持している。また、トレイ３５は、個々のカートリッジの真下（下方）に向かう移動を規制することによって支持する。そこで、交換すべき使用済みのカートリッジを、図６の破線で示した様に、トレイ３５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をトレイ３５に対して上から嵌め入れて載せる。つまりトレイ３５が装置本体１００Ａの外側に引き出された時、カートリッジＰは装置本体に対して着脱が可能である。

本実施形態の画像形成装置１００においては、トレイ３５は、移動可能位置Ｄから着脱位置Ｅへ移動する方向において、上流側から下流側へ、カートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫをこの順番に並べて支持している。つまり、Ｙ色、Ｍ色、Ｃ色、Ｋ色の現像剤を収納しているカートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫをこの順番に支持している。即ち、現像剤の色が互いに異なる複数のカートリッジＰのうちのＫ色の現像剤を収納しているカートリッジＰＫは、トレイ３５の移動可能位置Ｄから着脱位置Ｅへ移動する移動方向において最下流側に支持されている。

カートリッジＰＫは、他のカートリッジと比較して現像剤の消費の多い、即ち、交換頻度の高いカートリッジである。このカートリッジＰＫが装置本体１００Ａの最も手前側でトレイ３５に支持されている。従って、カートリッジＰＫを交換する際には、トレイ３５を僅かに装置本体１００Ａの外側に引き出せば、カートリッジＰＫを装置本体１００Ａの外側に露出させることができる。

即ち、カートリッジＰＫを交換する際に、ストッパによって引き出し位置を規制されるまでトレイ３５を十分に引き出すことは必要なく、カートリッジＰＫの交換操作性が向上させている。つまり、複数のカートリッジＰはトレイ３５が移動可能位置Ｄから着脱位置Ｅまで移動される間において移動方向下流側のカートリッジから順次に取り外し可能であり、着脱位置Ｅにおいて全てのカートリッジが取り外し可能となる。

（トレイ）
図８は、トレイ３５の外観斜視図である。このトレイ３５は、矩形の大枠部を有し、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３５ｃ側から前枠３５ｂ側へ順に、第１〜第４の横長小枠部３５（１）〜３５（４）を形成させてある。その各小枠部３５（１）〜３５（４）がそれぞれ第１〜第４の４つカートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを保持させる部分である。

各カートリッジＰは、トレイ３５の対応する小枠部内に上から挿入され、カートリッジの仮位置決め溝５９Ｌ、５９Ｒ（図７（ａ）（ｂ））の斜面部がトレイの仮位置決め突起３５ｇ（図８）の先端の円弧部に受け止められる。また、左右側の庇部５６（図７（ａ）（ｂ））の下面がトレイ３５の左右枠３５ｄ、３５ｅ（図８）の上面に受け止められる。これらにより、各カートリッジＰは、トレイ３５に位置決めされ支持される。即ち、トレイ３５は各カートリッジＰを真上（上方）に取り出し可能に支持している。また、各カートリッジＰを真下（下方）に向かって移動させることによってカートリッジＰはトレイ３５に支持される。
トレイ３５は各カートリッジＰの前後方向（トレイ挿抜方向）をカートリッジの仮位置決め溝５９Ｌ、５９Ｒの斜面部とトレイの仮位置決め突起３５ｇの円弧部を接触させることで位置決めしている。このため、左右方向（ドラム軸線方向）はカートリッジのドラム軸線方向の寸法とトレイ横長小枠部３５（１）〜３５（４）の寸法の差だけガタをもたせ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。

また、トレイ３５は、小型軽量化・低コスト化のため、剛性の低いプラスチックの材質（例えばＡＢＳなど）で作成され、かつトレイ３５の左右側板の高さが低く構成されている。トレイの左右側板の高さについて、右側は駆動入力部５３，５４と駆動出力部３９，４０が結合するためのスペースを確保する必要がある。また、左側は電気接点５５と長手方向の位置決め５７がそれぞれ非図示の給電系統と左フレーム８０に当接するためのスペースを確保する必要がある。このため、小型軽量化・低コスト化の観点に加え、本体構成の観点からも高さを低くするのが妥当である。

以上の理由からトレイの材質、形状が決定されトレイの剛性が低くなるため、トレイの剛性を確保するためにトレイの左右側板部の下にトレイ補強板３５１Ｌ，３５１Ｒ(図８）を取り付けている。これにより、例えばトレイ３５が着脱位置Ｅに位置しユーザーがカートリッジを交換する際に誤ってトレイ３５に強い力をかけてしまっても（たとえば必要以上の力でカートリッジを挿抜させる、意図せずぶつかるなど）、トレイ３５の破損を防ぐことができる。なお、本構成では補強板３５１Ｌ，３５１Ｒは厚み１ｍｍ前後の鋼板を想定しているが、トレイ３５より剛性の高いプラスチック材料などでも良い。

トレイ３５の左右枠３５ｄ、３５ｅの下面は、補強板３５１Ｌ，３５１Ｒを介し、それぞれ左右のトレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒ（図３）の上面に載って支持される。これにより、トレイ３５は、トレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒの上面を滑走してトレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒに対して前後方向に水平にスライド移動可能である。

そして、図５、６に示す様に、トレイ３５を着脱位置（外部位置）Ｅに引き出して、トレイ３５に保持されているカートリッジＰのうち交換すべきカートリッジについて交換する。交換したら、トレイ３５を逆に十分に押し込み移動させて装置本体内部に収納し、図３、４に示す引き出し前の状態に戻す。

トレイ３５が所定の位置まで十分に押し戻されると、トレイ３５の不図示の飛び出し防止爪（移動規制手段）が不図示の本体側爪掛け部（本体側係合部）に係合する。また、不図示のトレイ押圧部材により、トレイ引き出し方向下流側へトレイが付勢され、飛び出し防止爪と本体側爪掛け部のガタを抑制し接触させる。これにより、トレイ３５は着脱位置Ｅから装置本体内部の移動可能位置（内部位置）Ｄに押し戻されてその位置に位置規制される。

そして、開かれているドア３１を図１、２の様に閉じることで、画像形成装置１００は画像形成可能な状態となる。即ち、ドア３１の開放位置Ｂから閉じ位置Ａへの閉じ回動（開閉動作）に連動して、トレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒが後方向と下方に所定量移動することで、トレイ３５は移動可能位置Ｄから画像形成位置Ｃへ移動する。

そして、このドア３１の閉じ回動に連動して、各カートリッジＰの駆動入力部５３、５４（図７（ａ）（ｂ））に対して装置本体側の駆動出力部３９、４０（図６）が結合する。このとき、図９に示すように各カートリッジＰは駆動出力部３９、４０から押圧力を受けて、被駆動側（左側）に片寄せされ、各カートリッジＰの左右方向の位置決め突起部５７（図７（ａ））が左フレーム８０Ｌに突き当たり左右方向の位置決めがなされる。

次に、各カートリッジＰは押圧部材４２（図９）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る。さらに、各カートリッジＰの電気接点５５（図７（ａ））に対して装置本体側の給電系統７５が接触して導通する。

（トレイの保持）
以下、本発明の特徴事項であるカートリッジ交換時のトレイの保持について、詳細に述べる。図１１は、トレイが引き出された際のトレイの保持のされ方を示した断面図である。

１）トレイの移動の規制
ユーザーがカートリッジＰを交換する際、図６のようにドア３１を開き、トレイ３５を引き出してカートリッジＰを交換する。このようにトレイ３５が外部位置に移動されたとき、トレイ３５の後端部は装置本体を構成する枠体よりもトレイ３５の移動方向（引き出し方向）で下流側に位置する。

ここで、図６において、連結アーム保持部３７１Ｌ，３７１Ｒによりトレイ３５の下方向（鉛直方向で下側）の規制が行われる。また、図１０（ｂ）に示すように、連結アーム３７Ｒに取りつくトレイ規制部（第１の移動規制部）３７Ｂがトレイ補強板３５１Ｒの上部を本体外側からくわえ込むように保持し、トレイ３５の上方向（鉛直方向で上側）の規制が行われる。

また、図１１で、トレイ３５の連結アーム保持部３７１Ｌ、３７１Ｒで支持される位置に対して先端寄りの部分では、連結アーム３７Ｒの支持部（第２の移動規制部）３７Ｘによって、トレイ３５の下方向の規制（鉛直方向で下向きの移動を規制）が行われる。また、トレイ保持タブ(第３の移動規制部）３７Ｃにより、トレイ補強板３５１Ｒをくわえ込むような形でトレイ３５の左右方向（Ｙ方向）の規制が行われる。

また、図１１に示すように、アーム保持部材３７１Ｌ，Ｒに取り付けられたトレイ保持ピン３７２によって、トレイ３５の引き出し方向（Ｘ方向）の抜け止めおよび上方向の移動（鉛直方向で上向きの移動）の規制が行われる。

また、図１１に示すように、トレイ３５の更に先端側では、ドア３１によってトレイ３５の下方向（鉛直方向で下側）の規制が行われる。

ここで、図１２（ａ）は、係合突起としての連結アーム係合部３７Ａと係合溝としてのドア側被係合部３１１の係合関係を示す図である。ユーザーがドア３１を開いていくと、ドア側被係合部３１１に対し連結アーム係合部３７Ａがスライドしていき、壁部３１１ａと壁部３１１ｃに接触して互いにロックし、回動が止まる。

２）ユーザーがトレイ３５の先端部に下方向の力Ｆ１を掛けた場合
その後、ユーザーがカートリッジ交換のためトレイ３５を引き出し、トレイ３５の先端部に下方向の力Ｆ１（図１１）を掛けた場合、トレイ３５はトレイ保持ピン３７２（図１１）を支点として回転しようとする。このとき、連結アーム保持部３７１Ｒの前側でトレイ３５の下面が支持される。

また、連結アーム３７Ｒは、前述したようにトレイ３５の下面を支持する。ここで、トレイ３５に加えられた荷重により連結アーム３７Ｒが下方向に変形した場合、連結アーム３７Ｒに対し若干のクリアランスをもって配置されたドア３１に設けられたアーム保持部３１２によって連結アーム３７Ｒの下方向が支持される。これにより、連結アーム３７Ｒの回動が規制され、トレイ３５の下方向への移動が規制される。

このとき、トレイの回動中心であるトレイ保持ピン３７２（図１１）から連結アーム保持部３７１ＲよりもＸ方向に離れた位置で力を受けることができるため、より少ない力でトレイを保持することができる。

また、ドア３１も前述の通り連結アーム３７Ｒの係合部３７Ａとドア側被係合部３１１がロックすることにより回転を規制されるため、トレイ３５の下側を支えることができる。ドア３１は回動中心であるトレイ保持ピン３７２（図１１）に対し、連結アーム３７Ｒよりも更にＸ方向に離れた位置でトレイ３５の荷重を受けることができる。

このように本構成では、トレイ３５に対しユーザーから下方向（鉛直方向で下向き）に荷重をかけられた場合、回転中心であるトレイ保持ピン３７２の近傍の連結アーム保持部３７１Ｒだけでなく複数の個所でトレイ３５の下方向（鉛直方向で下側）を支持する。これにより、トレイ３５の後端部やトレイを支持する連結アーム保持部３７１Ｒに力が集中して破損することを防ぐことができる。

３）ユーザーがトレイ３５の先端部に上方向の力Ｆ２を掛けた場合
一方、本実施形態では、ユーザーがトレイ把手トレイ３５ａがあるトレイ３５の先端部に上方向の力Ｆ２（図１１）を掛けた場合も、トレイ３５やその周辺部品の破損を防止することができる。ユーザーが上方向へＦ２の力をかけた場合、トレイ３５は後端部がアーム保持部３７１Ｒ（図１１）によって支持されているため、その点を回転中心として回転しようとする。このとき、トレイ保持ピン３７２（図１１）によってトレイ３５に取り付けられたトレイ補強板３５１Ｒの上側が規制される。また、連結アーム３７Ｒに備わるトレイ規制部３７Ｂ（図１０（ｂ））により、トレイ補強板３５１Ｒの上側が規制される（鉛直方向で上向きの移動が規制される）。

このとき、トレイ規制部３７Ｂは、トレイ３５の回動中心であるトレイ保持ピン３７２からアーム保持部３７１ＲよりもＸ方向に離れた位置で力を受けることができるため、より少ない力で変形を規制することができる。

また、トレイ保持タブ３７Ｃによってトレイ３５が連結アーム３７Ｒに対し本体左右方向に動かないよう規制されているため、連結アーム３７Ｒがトレイ３５からの荷重によってねじれてトレイ規制部３７Ｂがトレイ３５の溝部から脱落するということがない。そのため、連結アーム３７Ｒに備わるトレイ規制部３７Ｂによって確実にトレイ３５の上方向（鉛直方向で上向き）への移動を規制することができる。

このように、トレイ３５がユーザー操作により上方向の荷重Ｆ２を受けた場合においても、本構成では回転中心であるトレイ保持ピン３７２が取り付けられる連結アーム保持部３７１Ｒだけでなく、トレイ規制部３７Ｂでも上方向の力を受けることができる。このため、トレイ３５の後端部やトレイを支持する連結アーム保持部３７１Ｒに力が集中して破損することを防ぐことができる。

４）連結アーム３７が上方向の荷重を受けた場合
ここで、連結アーム３７が上方向の荷重を受けたときの力学関係について、詳細に説明を加える。図１２（ａ）に示すように、係合突起としての連結アーム係合部３７Ａが上方向（鉛直方向で上側）に力を受けた場合、連結アーム係合部３７ＡはＲ１方向の回転運動をする。このとき、ドア３１は溝部の壁３１１ｃがアーム係合部３７Ａと接触することで連結アーム３７Ｒから力を受け、閉じ方向Ｒ２に回転しようとする。

このように連結アーム３７Ｒおよびドア３１が回転すると、回転中心の位置の違いから連結アーム係合部３７Ａの軌跡はＲ１の矢印が示すように装置本体から離れながら回転する軌跡となる。一方、ドア側被係合部３１１の端部における溝部（凹部）３１１ｂはＲ２の矢印が示すように装置本体に近づきながら回転する軌跡となる。

ドア側被係合部３１１の溝形状は、図１２（ａ）のように屈曲しており、前述のような相対動作を続けると、いずれドア側被係合部３１１の端部における溝部３１１ｂが係合突起としてのアーム係合部３７Ａと接触する。すなわち、ドア３１が開いた状態で、アーム係合部３７Ａは溝部（凹部）３１１ｂに配置され、溝部（凹部）３１１ｂは連結アームの鉛直方向で上向き成分の有る動きに対しアーム係合部３７Ａが溝部（凹部）３１１ｂにロックされる形状となっている
すると、壁部３１１ｂの角度は連結アーム係合部３７Ａが３１１ｄ部側に滑り降りないように十分な角度が付いているため、ドア３１と連結アーム３７Ｒが互いにロックして回転運動ができなくなる。よって、トレイ規制部３７Ｂによって、トレイ３５の上方向への動きを規制することができる。

ドアを閉じる際の動作は、図１２（ｂ）に示すようになる。係合突起としての連結アーム係合部３７Ａは動かず、ドア側被係合部３１１がＲ２方向へ回転していく。ここで、連結アーム係合部３７Ａとドア側被係合部３１１の端部における溝部３１１ｂの間には若干のギャップが持たされており、軌跡上干渉しない。そのため、図１２（ｂ）に示すように、連結アーム係合部３７Ａはドア側被係合部３１１の溝部３１１ｂを抜け、やがてドア側被係合部３１１内の面３１１ｄと接触し、連動して回転していくことができる。このように、ドアを閉じる際には途中での引っ掛かりなくスムーズにドア３１と連結アーム３７Ｌ、Ｒを閉じることができる。

本実施形態ではドア３１で直接トレイ３５を支持することなく、連結アーム３７でトレイ３５を支持する構成であった。しかし、連結アーム３７及びドア３１でそれぞれトレイ３５を支持可能な構成としても良い。この場合、連結アーム３７とドア３１の一方のみでトレイ３５を支持するよりも強固にトレイ３５を支持することができる。

《第２の実施形態》
図１３に、第２の実施形態のトレイを支える様子を示す断面図を示す。図１４に、駆動側からみた第２の実施形態の斜視図を示す。図１５に第２の実施形態のドア開閉に伴う連結アームの動きを表した図を示す。第２の実施形態における第１の実施形態との違いは、以下の通りである。

第１の実施形態ではドア側に連結アームのボスのガイド３１１があったが、第２の実施形態では装置本体に取りつく連結アームホルダに連結アームのボスのガイド３７１Ｓが取り付けられている。これにより、連結部材である連結アーム３７Ｒの動作軌跡が変わるため、連結アーム３７Ｒと係合し、ドア開閉に連動して前後方向に動作し、駆動入力部の当接／離間を行う連結ロッド２０１の形状が上下方向に拡大されている。

図１５（ａ）にドア３１が閉じている状態を示す。この状態からドアを半分ほど開いた状態が図１５（ｂ）である。連結アーム３７Ｒは、ドア３１に取り付けられた連結アーム回動中心部３１Ａの穴に係合したボス３７Ｄ（図１４）を回動中心としてドア３１と連動する。このとき、係合突起としての係合部３７Ａが、連結アームホルダに取り付けられた係合溝としてのガイド３７１Ｓを滑りながら降りてくる。その動きに伴い、連結アーム３７Ｒのボスに溝部２０１Ａで係合している連結ロッド２０１（図１４）が前方向に引き出される。

図１５（ｃ）は、ドア３１を開き切った状態を示す。連結アーム３７Ｒはドア３１と連動して回動し、係合部３７Ａがガイド３７１Ｓの端部でありフック形状になっている３７１Ｔ（図１５（ａ））の溝に落ち込み、ロックしてドア３１の回転運動を規制する。この状態においてトレイを引き出した状態が図１３である。

この状態でユーザーがトレイ３５に対し図のＦ２方向へ力を加えると、第１の実施形態と同様に、トレイ３５は後端部が連結アーム保持部３７１Ｒによって支持され、その点を回転中心として回転しようとする。このとき、トレイ保持ピン３７２によってトレイ３５に取り付けられたトレイ補強板３５１Ｒの上側が規制される。また、連結アーム３７Ｒに構成されるトレイ規制部３７Ｂにより、トレイ補強板３５１Ｒの上側が規制される。

このとき、図１５（ｃ）で連結アーム３７Ｒは上方向の力を受けると係合部３７Ａがガイド部３７１Ｓのフック３７１Ｔ（図１５（ａ））に当接し、ボス３７Ｄ（図１４）を中心とした回転運動ができない。そのため、トレイ３５から受ける上方向の力を支えることができる。

以上のように、本実施形態の構成を用いれば、ユーザーがトレイを操作した際に強い力がかかった場合でも、トレイ後端部に力を集中させることなくトレイを保持することができる。

従来例では、図１６に示したように、トレイの後端３５が剛性のある本体フレームの側板の端部より本体内側に位置させていたため、トレイの後端３５を剛性のある側板やその近傍の部品でしっかりと保持していた。一方で、カートリッジの着脱のために本体上側を開口させていた。この従来例では、上部の開口を十分にするために前ドアによって開口部を作っていたため、前ドアが大きく、複雑な構成になっていた。

しかし、本実施形態の構成では、ユーザー操作による力がかかった際、トレイの後端を支持する部品の剛性のみに頼る構成ではないため、必ずしも側板の内側にトレイの後端を残す必要がない。これにより、側板に対しトレイをより引き出すことが可能になるため、ユーザビリティの向上につながる。また、側板のサイズの小型化、トレイの簡素化、その近傍のトレイを保持する部材の小型化・簡素化も可能になるため、製品の小型化・軽量化・低コスト化につながる。

（変形例）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

（変形例１）
上述したカートリッジＰに関しては、潜像が形成される像担持体１と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３とを備えた一体型のプロセスカートリッジに限られない。カートリッジＰは、潜像が形成される像担持体１と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以外の画像形成プロセス手段とを備えた分離型のプロセスカートリッジであっても良い。

また、カートリッジＰは、潜像が形成される像担持体１に形成された潜像を現像剤で現像する現像手段と前記潜像を現像するために用いられる現像剤を収納収容している現像剤収納部とを有する現像カートリッジであっても良い。

そして、トレイ３５に支持させるカートリッジが、分離型のプロセスカートリッジと現像カートリッジとの対（組み合わせ）であり、そのプロセスカートリッジと現像カートリッジの少なくとも一方がトレイ３５に対して取り外し可能に支持される構成でも良い。そして、カートリッジには、その他、装置本体に取り外し可能に装着されて記録媒体に画像を形成する画像形成プロセスに寄与するユニットが含まれる。

（変形例２）
上述した実施形態では、ドアと装置本体とを連結する連結部材としての連結アーム３７Ｌ、３７Ｒに関し、ドアもしくは装置本体に係合溝を設け、連結アーム３７Ｌ、３７Ｒが該係合溝に係合する係合突起を備える構成としたが、本発明はこれに限られない。逆に、ドアもしくは装置本体に係合突起を設け、連結アーム３７Ｌ、３７Ｒが該係合突起が係合する係合溝を備える構成としても良い。

（変形例３）
上述した実施形態では、装置本体は、装置本体の外側で連結アームを保持する連結アーム保持部３７１Ｒ、３７１Ｌを備え、該保持部はトレイの鉛直方向で下向きの移動を規制する構成であったが、トレイの鉛直方向で上向きの移動を規制するものであっても良い。

（変形例４）
上述した実施形態においては、トレイが水平に引き出される構成を例に挙げたが、たとえば斜め方向に引き出される構成や、途中で引き出し方向が変わる構成であっても良い。

（変形例５）
また、上述した実施形態においては、感光体ユニットと現像ユニット一体型のカートリッジを例に挙げたが、たとえば感光体ユニットがトレイと一体に構成され、現像ユニットのみを交換するような構成であっても良い。

３０・・開口部、３１・・ドア、３５・・トレイ、３７Ｌ、３７Ｒ・・連結アーム、３７Ｂ・・トレイ規制部（第１の移動規制部）、３７Ｘ・・支持部（第２の移動規制部）、３７Ｃ・・トレイ保持タブ（第３の移動規制部）、１００Ａ・・装置本体、Ｐ・・カートリッジ

Claims (10)

1. 開口を有する装置本体と、
   記録媒体に画像を形成するために用いるカートリッジを取り外し可能に支持し、前記装置本体の内部に位置する内部位置と前記装置本体の外部に位置する外部位置との間を前記開口を通って移動する支持部材と、
   前記開口を開閉する開閉部材と、
   前記開閉部材が前記開口を開いた状態で、前記外部位置にある前記支持部材の移動を規制する移動規制部を備え、前記開閉部材と前記装置本体とを連結する連結部材と、を有し、
   前記連結部材の前記移動規制部は、前記支持部材が移動しようとする方向の力を受けて前記支持部材の移動を規制し、
   前記連結部材は、前記開閉部材もしくは前記装置本体の溝に係合する突起、前記開閉部材もしくは前記装置本体の突起に係合する溝のいずれか一方を備え、
   前記開閉部材の開閉動作に伴い、前記突起が前記溝を移動することで前記連結部材が前記開閉部材の開閉動作に連動し、
   前記開閉部材が開いた状態で、前記突起は前記溝の端部に設けられた凹部に配置され、前記凹部は、前記連結部材の鉛直方向で上向き成分の有る動きに対し前記突起が前記溝にロックされる形状であることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記連結部材の移動規制部は、前記支持部材の鉛直方向上向きの移動、又は前記支持部材に装着されるカートリッジの長手方向での前記支持部材の移動を規制することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記開閉部材が開いた状態から前記開閉部材を閉じる方向に動かすとき、
   前記突起は、前記凹部から外れることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 開口を有する装置本体と、
   記録媒体に画像を形成するために用いるカートリッジを取り外し可能に支持し、前記装置本体の内部に位置する内部位置と前記装置本体の外部に位置する外部位置との間を前記開口を通って移動する支持部材と、
   前記開口を開閉する開閉部材と、
   前記開閉部材が前記開口を開いた状態で、前記外部位置にある前記支持部材の移動を規制する移動規制部を備え、前記開閉部材と前記装置本体とを連結する連結部材と、を有し、
   前記連結部材の前記移動規制部は、前記支持部材が移動しようとする方向の力を受けて前記支持部材の移動を規制し、
   前記連結部材は、前記移動規制部として、前記外部位置において前記支持部材の鉛直方向で上向きの移動を規制する第１の移動規制部を備えることを特徴とする画像形成装置。
5. 前記連結部材は、前記移動規制部として、前記外部位置において前記支持部材の鉛直方向で下向きの移動を規制する第２の移動規制部を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記連結部材は、前記移動規制部として、前記外部位置において前記支持部材の前記内部位置と前記外部位置とを結ぶ移動方向に直交する方向の前記支持部材の移動を規制する第３の移動規制部を備え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. 前記装置本体は、前記外部位置において前記支持部材の前記内部位置と前記外部位置とを結ぶ移動方向の位置を規制する第４の移動規制部を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記支持部材を前記外部位置に移動させたとき、前記支持部材の後端部が前記装置本体を構成する枠体よりも前記支持部材の移動方向で下流側に位置することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記支持部材を前記外部位置に移動させたとき、前記支持部材の鉛直方向で下側を前記開閉部材が支えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記開閉部材は、前記装置本体の外側で前記連結部材を保持する保持部を有し、
    前記保持部は前記支持部材の鉛直方向で下向きの移動を規制することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。