JP6128754B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、カートリッジが着脱可能な、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。

画像形成装置は、例えば、電子写真プロセス、静電記録プロセス、磁気記録プロセスなどの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。例えば、複写機、プリンタ（ＬＥＤプリンタ、レーザービームプリンタなど）、ファクシミリ装置、ワードプロセッサー、それらの複合機能機などが含まれる。記録媒体とは、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、紙、ＯＨＴシート、ラベル等が含まれる。

カートリッジとは、例えば、プロセスカートリッジ或いは現像カートリッジであって、画像形成装置の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画像形成プロセスに寄与するものである。装置本体とは、画像形成装置の構成からカートリッジを除いた装置構成部分のことである。

プロセスカートリッジとは、潜像が形成される像担持体と、該像担持体に作用する画像形成プロセス手段、例えば、帯電手段、現像手段、クリーニング手段などの少なくとも一つ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。像担持体は、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などである。プロセスカートリッジは、使用者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。

従って、プロセスカートリッジとは、像担持体とプロセス手段としての現像手段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が含まれる。像担持体と現像手段とを一体的に有するプロセスカートリッジは所謂一体型と称される。また、像担持体と、現像手段以外のプロセス手段とを一体的に有するプロセスカートリッジは所謂分離型と称される。即ち、現像手段はプロセスカートリッジとは別の現像ユニットに設けて、この現像ユニットと対になって画像を形成するプロセスカートリッジを所謂分離型と称する。

また、現像カートリッジとは、現像ローラ（現像剤担持体）を有し、現像ローラによって、像担持体に形成された潜像を現像するのに用いられる現像剤（トナー）を収容しており、装置本体に取り外し可能に装着されるものである。現像カートリッジも、使用者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。

現像カートリッジの場合には、像担持体は装置本体或いはカートリッジ支持部材に取り付けられている。或いは、像担持体は所謂分離型プロセスカートリッジに設けられている（この場合には、プロセスカートリッジは、現像手段を有してはいない）。

そこで、カートリッジとしては、所謂一体型又は所謂分離型のプロセスカートリッジが含まれる。また、カートリッジとしては、所謂分離型のプロセスカートリッジと現像カートリッジが対になって用いられる場合が含まれる。また、カートリッジとしては、像担持体が装置本体或いはカートリッジ支持部材に固定して取り付けられており、像担持体に作用可能に現像カートリッジが着脱可能に用いられる場合が含まれる。また、カートリッジとしては、プロセスカートリッジ或いは現像カートリッジ等に補給する現像剤（トナー）を収容している現像剤カートリッジが含まれる。

便宜上、電子写真プロセスを用いたプリンタ等の電子写真画像形成装置を例にして説明する。像担持体である電子写真感光体を一様に帯電させ、電子写真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、潜像は現像剤で現像され、現像剤像として顕在化され、記録媒体に転写される。転写された現像剤像に熱や圧力を加えることで記録媒体に固着画像として定着させて画像を記録している。

このような電子写真画像形成装置は現像剤補給や各種プロセス手段のメンテナンスを伴っていた。この現像剤補給作業やメンテナンスを容易にする手段として、電子写真感光体、帯電手段、現像手段、クリーニング手段等の全てもしくは一部を枠体内にまとめてカートリッジ化する。そして、このカートリッジを電子写真画像形成装置の装置本体に着脱可能とするカートリッジ方式が採用されている。

このカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをカートリッジの交換という形でユーザ自身が行えるため、格段に操作性を向上させることができた。よって、このカートリッジ方式は電子写真画像形成装置において広く用いられている。

ここで、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構成が提案されている（特許文献１）。そして、電子写真画像形成装置に対して挿入、および、引き出すことが可能な可動部材である支持部材を有し、支持部材上に複数のカートリッジを搭載する構成となっている。

特開２００７−２１３０１２

しかし、近年では省スペース化や低コスト化のために画像形成装置を小型化する需要が高まっている。しかし、従来では給紙積載部の鉛直方向における上方で、給紙ローラ等の給送手段がない側には、図１９において点線で示しているエリアがあった。この空間は何かの用途に使われることのないデッドスペースとなっていていた。

そこで本発明の目的は、上記従来技術を更に発展させたもので、前述のデッドスペースを活用して、小型化を実現した画像形成装置を提供するものである。

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、複数の前記記録媒体を収容する記録媒体収容部と、
前記記録媒体収容部の一端側から前記記録媒体を給送する給送手段と、鉛直方向において前記記録媒体収容部よりも上方に設けられ、前記給送手段の軸線方向と交差する方向に移動することで、前記画像形成装置の装置本体の外側で複数のカートリッジを着脱可能な着脱位置と、前記複数のカートリッジを前記装置本体の内側で画像形成可能にする画像形成可能位置と、へ移動可能なカートリッジ支持部材と、を有し、前記カートリッジ支持部材が前記画像形成可能位置にある時、前記カートリッジ支持部材の底面のうち、前記記録媒体収容部の他端側と鉛直方向において対向する部分が前記記録媒体収容部の前記一端側と対向する部分よりも鉛直方向において下方に配置された状態であり、前記カートリッジ支持部材は、前記画像形成可能位置から前記着脱位置に移動する際に、鉛直方向において斜め下方に向かって移動することを特徴とする。

本発明によれば、記録媒体を収容する記録媒体収容部の鉛直方向における上方のスペースを活用することで、画像形成装置を小型化することができる。

実施例に関わる画像形成装置のドアを閉じた状態を示す外観斜視図 実施例に関わる画像形成装置のドアを閉じた状態を示す主断面 実施例に関わる画像形成装置のドアを開いた状態を示す外観斜視図 実施例に関わる画像形成装置のドアを開いた状態を示す主断面図 実施例に関わる画像形成装置のトレイ引き出し時を示す外観斜視図 実施例に関わる画像形成装置のトレイ引き出し時を示す主断面図 カートリッジを駆動側から見た外観斜視図 カートリッジを非駆動側から見た外観斜視図 実施例に関わるトレイの斜視図 実施例に関わるトレイにカートリッジを搭載した状態を示す斜視図 実施例に関わるトレイにカートリッジを搭載した状態を示す側面図 実施例に関わるトレイを取り除いた状態の装置本体内部を示す斜視図 実施例に関わるドアに連動してトレイを上下動させる機構の画像形成装置の側板外部の構成を示す斜視図 実施例に関わるドアに連動してトレイを上下動させる機構の詳細を示す斜視図 実施例に関わるドアに連動してトレイを上下動させる機構の詳細を示す断面図 実施例に関わるドアに連動してトレイを上下動させる機構の詳細を示す側面図 実施例に関わるトレイの飛び出し防止ツメ付近を示す斜視図 実施例に関わる回転止め形状の別の形態を示す斜視図 従来例に関わる画像形成装置の主断面である

（実施例１）
（画像形成装置の全体的な概略構成）
画像形成装置の全体的な概略構成について図１、図２、図７、図８を用いて説明する。
図１は本実施例の画像形成装置１００の外観斜視図、図２は断面図である。この画像形成装置は、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であり、パソコンやイメージリーダ等の外部ホスト装置（不図示）から入力する電気的画像信号に基づいて記録媒体（用紙）に対する画像形成を実行する。

以下の説明において、画像形成装置の装置本体Ａに関して、前側（正面側）とは開閉ドア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、装置本体１００Ａ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。左右とは装置本体１００Ａ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内には、後側から前側にかけて、第１から第４の４つの複数のプロセスカートリッジＰ（ＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫ）を並べて配設（インライン構成、タンデム型）してある。各カートリッジＰ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Ｐは、それぞれ、第１の像担持体としての電子写真感光体ドラム１と、このドラムに作用するプロセス手段としての帯電器２・現像器３・クリーニング器４をカートリッジ枠体５（図７・図８）内に一体的に組み付けたものである。帯電器２は接触帯電ローラにしてある。現像器３は現像ローラ３ａを有し、現像剤容器内には現像剤（トナー）を収容させてある。クリーニング器４はブレード式のものである。

第１のカートリッジＰＹは、現像器３にイエロー（Ｙ）のトナーを収容させてあり、ドラム１面にＹ色トナー像（現像像）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）のトナーを収容させてあり、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）のトナーを収容させてあり、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）のトナーを収容させてあり、ドラム１面にＫ色トナー像を形成する。

カートリッジＰの上方部には、レーザースキャナユニット１１を配設してある。このスキャナユニット１１は、外部ホスト装置から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を出力し、カートリッジ枠体５の上面に設けた露光窓６（図７・図８）を通して、各カートリッジＰのドラム面を走査露光する。

カートリッジＰの下方部には、転写部材である中間転写ベルトユニット１２を配設してある。このベルトユニット１２は、中間転写体（第２の像担持体）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、テンションローラ１５と、を有する。駆動ローラ１４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は、その下面が、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、上行側ベルト部分を介して各カートリッジＰのドラム１に対向させて４個の一次転写ローラ１７を配設してある。駆動ローラ１４には、ベルト１３を介して二次転写ローラ２２を当接させてある。

また、ベルトユニット１２の鉛直方向において下方には、給紙ユニット１８を配設してある。この給紙ユニット１８は、給紙トレイ１９、給送手段であるピックアップローラ６０、給紙ローラ２０、分離ローラ２１等を有する。記録媒体収容部である給紙トレイ１９は装置本体１００Ａ前側から出し入れ自由である（フロントローデング）。給紙トレイ１９は、ピックアップローラ６０、給紙ローラ２０、及び、分離ローラ２１の軸線と交差する方向に移動可能に構成されている。

そして、鉛直方向においてベルトユニット１２と給紙ユニット１との間には、仕切る仕切り部材であるステー１６が設けられている。ステー１６は、ベルト１３の表面に他の部品が接触して汚れが付着すると画像の品質へ影響を及ぼすため、ベルト１３と給紙ユニット１８を鉛直方向において仕切っている。

また、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を配設してある。装置本体１００Ａの上面は排紙トレイ２５にしてある。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は排紙コロ２４ａと排紙ローラ２４ｂである。

装置本体１００Ａ内の装着位置に装着されている状態にある各カートリッジＰは、後述する所定の位置決め部に固定された状態に保持されている。また、そのカートリッジＰの駆動入力部に対して装置本体１００Ａ側の駆動出力部が結合している。また、そのカートリッジＰの電気接点に対して装置本体１００Ａ側の給電系統が導通化している。

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が所定の制御速度で回転駆動される。ベルト１３もドラム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。形成された静電潜像が現像器３によりトナー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ピックアップローラ６０が回転駆動する。これにより、給紙トレイ１９上に積載されている記録媒体である用紙Ｐａが、用紙Ｐａの給送方向において給紙トレイ１９の一端側から給送される。そして、給紙ローラ２０と分離ローラ２１によって１枚ずつ分離給送され搬送ローラ対６１（６１ａ、６１ｂ）に搬送される。そして搬送ローラ対６１は、用紙Ｐａの給送方向の下流側に設けられた、転写位置である二次転写ローラ２２とベルト１３とのニップ部（二次転写ニップ部）用紙Ｐａを搬送する。これにより、用紙Ｐａ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Ｐａの面に順次に一括転写される。

用紙Ｐａ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Ｐａ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。

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のプロセスカートリッジ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。

（カートリッジ交換方式）
カートリッジ交換方式について図１〜図１１を用いて説明する。

第１〜第４の各カートリッジＰ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Ｐ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Ｐの交換が必要となる。

そこで、例えば、個々のカートリッジＰの現像剤残量を検知する手段（不図示）を具備させて、制御部において、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Ｐについては、表示部に、そのカートリッジＰ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を引出しトレイに乗せ、フロントアクセスにより交換する方式である。

すなわち、画像形成装置の前面側には、装置本体１００Ａ内へカートリッジＰを挿入させる、及び、装置本体１００ＡからカートリッジＰを取り出すために、カートリッジＰを通過させる開口部３０（図２）を設けてある。

そして、この開口３０を閉じる閉鎖位置と、開口３０を開放する開放位置と、の間を移動可能なドア（開閉部材）３１を設けてある。

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を中心に回動して、図１・図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の閉じにより開口３０が閉鎖される。また、ヒンジ軸３２を中心に装置本体１００Ａの手前側に回動して、図３・図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１００Ａ前面の開口３０が大きく開放される。３１ａはドア３１に設けた開閉用指掛け部である。

開口３０内部の装置本体１００Ａには、カートリッジ支持部材であるカートリッジトレイ３５を、矢印Ｄ１、Ｄ２方向にスライド移動可能に保持している。トレイ３５の移動方向は、給紙トレイ１９と同様に、ピックアップローラ６０、給紙ローラ２０、及び、分離ローラ２１の軸線と交差する方向に移動可能に構成されている。また、トレイ３５に設けられた位置決め形状３５ｇと装置本体１００Ａのトレイ位置決め形状４７（図１７）で後方側への移動、トレイ３５の飛出し防止爪（移動規制手段）３５ｆ（図１７）により前方側への移動を規制している。なお図１７に示すように位置決め形状３５ｇと飛出し防止爪３５ｆを近傍に配置したことで、両者間の位置誤差が小さくなる。そして、位置決め形状３５ｇに相当する形状をトレイ３５の後端に配置する構成に比べ寸法精度の出しやすさと熱膨張による変形量の小ささによりトレイ３５の位置決め精度が向上している。位置決め形状３５ｇおよびトレイ位置決め形状４７をこの位置に配置可能とする構成については後述する。

次に開口３０から露呈している、トレイ前枠片部分に設けた取手部（移動規制解除手段）３５ａを掴んで、トレイ３５の飛出し防止爪３５ｆ（図１７）を本体側板４０の穴４０ａから外し、トレイ３５を前方向（Ｄ１方向）にスライド移動させる。そして、トレイ３５を、図５、図６のように、開口３０から装置本体１００Ａ外側の着脱位置まで十分に引き出す。

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Ｐの全体が開口３０を通過して装置本体１００Ａ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、所定の十分量引き出されると、不図示のストッパ部分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、所定の着脱位置状態が後述のトレイ保持レールとドア３１で保持されている。

トレイ３５は、個々のカートリッジＰを上方（矢印Ｃ１方向）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Ｐを下方（矢印Ｃ２方向）に向かって移動させ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Ｐを、図６の鎖線表示のように、トレイ３５から上方である矢印Ｃ１に持ち上げて抜き外す。そして、新しいカートリッジＰをトレイ３５に対して上から嵌め入れて載せる。

上記において、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。そしてトレイ３５は、着脱位置（図６）、画像形成可能位置（図２）、及び、内側位置（図４）を取り得る。着脱位置（図６）は、トレイ３５は、カートリッジＰを装置本体１００Ａの外側において着脱可能な位置である。また、画像形成可能位置（図２）は、ドラム１に静電潜像を形成でき、更にドラム１がベルト１３と接触して、ドラム１に形成された現像像をベルト１３に転写可能な位置である。さらに、内側位置（図４）は、画像形成可能位置から上方に移動し、ドラム１をベルト１３から離間した状態で、トレイ３５が装置本体１００Ａ内と着脱位置との間の移動を可能にした位置である。

図７と図８は、カートリッジの外観斜視図である。図７は駆動側から見た斜視図、図８は非駆動側から見た斜視図である。カートリッジは、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せて配設してある。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を具備させてある。また、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を具備させてある。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が駆動側であり、その反対側の左側面部が非駆動側である。カートリッジの左右には回転止め５７、突起５６を備えている。

図９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３５ｂで前後方向に略等分に４つに仕切って、後枠３５ｃ側から前側へ順に、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）がそれぞれカートリッジＰを保持させる部分である。また、各小枠部３５（１）〜３５（４）の左右には軸受け部３７と溝３６が設けてある。図１０、１１は図５のトレイ３５を引き出した状態でのカートリッジＰを搭載した状態を説明する図である。軸受け部３７にカートリッジの軸受け部５２が接触してカートリッジを支えており、溝３６にカートリッジの突起５６が入って回転を止めている。ただし、突起５６と溝３６の間にはガタがあり、カートリッジはガタの分だけ回転可能に保持されている。図１０，１１では非駆動側を示しているが、駆動側も同様に軸受け部３７にカートリッジの軸受け部５１を受け、突起５６が溝３６に入りこんで回転を止めているが、突起５６と溝３６の間にガタがあるのも非駆動側と同様である。またトレイ３５には、カップリング嵌合部５３・５４をさえぎる部分がないため、トレイ３５が本体内に挿入され画像形成位置になったときに装置本体１００Ａの駆動機構が、直接カップリング嵌合部５３・５４にアクセス可能である。

以上のように各カートリッジは、トレイ３５の対応する小枠部内に上から挿入して支持され、持ち上げるだけで取り去ることができ、プロセスカートリッジの交換を容易に行うことができる。図１２はドア３１を開け、トレイ３５を取り去った状態で開口３０から装置本体１００Ａ内を見た状態を示す図であり、側板４１に回転止め形状４２をカートリッジカートリッジＰに対応して４か所に設けている。また回転止め形状４２の並びと同列にトレイ３５位置決めを行う、トレイ位置決め形状４７を設けている。反対側の側板にも同様に４か所回転止め形状４２およびトレイ位置決め形状４７が設けられている（非図示）。

次に図１３〜図１６を用いて、ドア３１の開閉に連動してトレイ３５とカートリッジＰが画像形成可能位置と着脱位置を移動し、カートリッジＰが画像形成可能位置に位置決めされる構成を説明する。

図１３に示すように、ドア３１にはアーム部材３３が設けられており、側板４１にはカム板４４が設けられ、スライド板４３がカム板４４上で前後方向に移動可能に備えられている。ドア３１の開閉動作によりアーム部材３３によってスライド板４３が前後に移動する（図１３（ａ），（ｂ））図１４はカム板４４周辺を抜き出し、ドア３１、側板４１の表示を省略した状態を示す図である。側板４１（非図示）の内側に、レール４５と位置決め板４６を備えている。位置決め板４６は側板４１と同様に画像形成装置の本体匡体の一部であり位置決め部４６ａを備えている。レール４５はボス４５ａ，４５ｂを備えており、側板４１（非図示）の穴を通してカム板４４のカム形状４４ａに入り込んでおり、ボス４５ａはさらにスライド板４３の穴４３ａに差し込まれている。ドア３１（非図示）を開状態の図１４（ａ）の状態から、閉状態の図１４（ｂ）の状態にすることで、アーム部材３３が回転することでスライド板４３が後方に移動し、レール４５のボス４５ａを押して後方に移動させる。レール４５が後方に移動することによりボス４５ａ，４５ｂがカム板４４のカム形状４４ａにガイドされ下降する。図１５は本体前後方向の断面図、図１６は側面図でトレイ３５とカートリッジＰもあわせた状態を示す図であり、（ａ）がドア３１開状態、（ｂ）がドア３１閉状態を示す図である。

トレイ３５はその左右方向両端でレール４５に支持されており、トレイ位置決め形状４７とトレイ３５上の位置決め形状３５ｇと飛出し防止爪３５ｆ（図１７）により引き出し方向を位置決めされた状態で、レール４５の上昇、下降に伴い上下動する。図１５（ａ），図１６（ａ）の状態からドア３１を閉じて図１５（ｂ），図１６（ｂ）の状態にトレイ３５およびトレイ３５に搭載されたカートリッジＰが下降する。すると、カートリッジＰの軸受け部５２が位置決め板４６の位置決め部４６ａに係合して位置決めされる。そして、回転止め５７が回転止め形状４２に係合して回転止めが行われ、装置本体１００Ａに対するカートリッジＰの位置決め、回転止めが完了する。このとき、トレイ３５はカートリッジＰの軸受け部５２が位置決め板４６の位置決め部４６ａに係合して下降が止まった後も下降できるようにレール４５の下降量が設定されている。そして、トレイ３５の軸受け部３７とカートリッジの軸受け部５２の間に隙間ができて、カートリッジＰの位置決めに影響しないようになっている。また前述したようにトレイ３５の溝３６とカートリッジの突起５６の間にもガタが設けてある。そのため、こちらもカートリッジＰの回転止めに影響しないようになっている。そして、ガタはトレイ３５およびカートリッジＰの下降時に、回転止め５７が回転止め形状４２に係合できる様、ガイドできる量を設定している。

トレイ３５を画像形成可能位置から内側位置にするにはドア３１を開放することで上記説明の逆の過程を経ることで可能になる。このとき図１５（ａ）および図１６（ａ）のＡ部に示す回転止め形状４２およびトレイ位置決め形状４７の周囲の空間がトレイ３５の引き出し方向にそってトレイ３５およびカートリッジＰともに形状が無い状態となっている。そのため、引き出し方向奥側に位置するカートリッジＰが手前側のカートリッジに対応する回転止め形状４２およびトレイ位置決め形状４７に邪魔されること無く引き出すことが可能になっている。なお以上の説明は非駆動側で説明したが駆動側も同様の構成となっている。また本実施例においては回転止め形状４２およびトレイ位置決め形状４７を円柱状のボスとし、側板４０，４１にカシメた金属軸を想定している。しかし、図１８に示すように側板４０，４１を曲げおこした形状４２ａにして部品点数を減らしコストダウンを図ることも可能である。

また本実施例では駆動側、非駆動側ともに回転止めを設けている。しかし、プロセスカートリッジの剛性が十分あってプロセスカートリッジ自身で姿勢を保持できるのであれば、回転止めはどちらか一方でも構わない。即ち、本実施例のように両側に設けて交換部材であるプロセスカートリッジの剛性を落としてコストダウンを図る形でも良い。また、レール４５がトレイ３５の下部のみに形状を持ち、トレイ３５あるいはプロセスカートリッジと側板４０，４１の間に形状を持たないように構成した。それによって、画像形成装置の幅を小さくすることと、回転止め形状４２または回転止め５７を必要最小限の大きさにすることができる。なお、本実施例はカートリッジＰを装置本体１００Ａの前後方向に傾斜させて配置している。また、本実施例ではベルト１３を中間転写体とした。しかし、感光体ドラム１とベルト１３の間に記録媒体を通過させ感光体ドラム１上の画像を直接記録媒体に転写させる構成においても本実施例は同様にプロセスカートリッジの着脱機構を実現できる。

本実施例の画像形成装置は、カートリッジＰの並び方向にトレイ３５の移動動作によって着脱操作を行うことで、画像形成時だけでなく、カートリッジＰの交換時も上部に開閉するカバーを設けるなどで、操作に必要な高さを高くすることない。さらに、装置本体１００Ａの前面からの操作で容易なプロセスカートリッジの交換手段を提供しつつ、画像形成時の各カートリッジＰの位置決めおよび回転止めを、トレイ３５を介さず画像形成装置本体１００Ａで高精度におこなうことができる。

（トレイの傾斜配置）
また、図１６に示すように、レール４５には水平方向に対して角度αの傾斜が設けられている。レール４５は開閉ドア３１近傍の側が鉛直方向において下方に、その反対側である装置本体１００Ａの奥側が鉛直方向において上方にくるように斜めに傾いて装置本体１００Ａに設けられている。そして、レール４５に移動可能に支持されるトレイ３５も画像形成可能位置、内側位置において水平方向に対して角度α傾斜した状態になっている。即ち、図２、図４に示すようにトレイ３５は画像形成可能位置及び内側位置において、給送方向において給紙トレイ１９の他端側と鉛直方向において対向する側が給紙トレイ１９の一端側と対向する側よりも鉛直方向において下方に下がった状態になっている。そしてトレイ３５を引き出した際に、図６に示すようにトレイ３５はレール４５に沿って斜め下方に向かって滑り下りるように移動する。そして、トレイ３５も角度αを維持した状態で、着脱位置に移動する。したって、着脱位置においてトレイ３５が水平状態の際と比較すると、トレイ３５の引き出し方向において上流側に配置されたカートリッジＰＹ、ＰＭが着脱しやすい状態になる。本実施例においては、前述したようにレール４５は、ドラム１とベルト１３を離間するために開閉ドア３１と連動して上方に多少平行移動するが、レール４５の傾斜角度は変化することないので、大きなデットスペースが生じることはない。

また、図１〜図６に示すように仕切り部材であるステー１６にも傾斜が設けられており、その傾斜の方向はレール４５に設けられた傾斜と同じ方向に傾いている。ステー１６の傾斜の角度はガイドレール２４の傾斜の角度αと一致させる必要はなく、傾斜の方向が同じであればよい。さらに、本実施例ではベルト１３、スキャナユニット１１など、ステー１６の上方に設置されている部材が角度αと同一の方向に傾けて設けられている。これにより、画像形成装置１の外装面の上面２６にも傾斜を設けることが可能になる。上面２６の傾斜の方向もレール４５、ステー１６等と同一である。

前述したように従来例においては、図１９に示すように給紙カセット２０２とステー２１６の間に空間２２７があった。空間２２７は何かの用途に使われることはなく、デッドスペースになっていた。即ち、給紙ローラ２０３・分離ローラ２０４・搬送ローラ２０５などで構成された給紙部は、構成上どうしても給紙カセット２０２に積載された用紙Ｐａの束よりも上方に設置する必要がある。さらに、中間転写ベルト２１１や二次転写ベルト２１３などで構成された転写部は給紙部よりも上方に設置する必要がある。このような給紙部等の配置に関する構成上の制約のため、カートリッジ２０６を支持するトレイ２２１を水平に設ける場合、給紙カセット２０２と中間転写ベルト２１１の間には空間２２７を設けざるを得なかった。空間２２７を小さくするためには給紙部を上下方向に小型化することが考えられるが、給紙部を小型化し過ぎると用紙Ｐａの搬送路の曲率が大きくなり、用紙Ｐａの搬送性能に影響する可能性がある。

本実施例では、用紙Ｐａの給送方向において給紙トレイ１９の他端側の鉛直方向において上方の領域を有効に利用して、トレイ３５、ステー１６等を傾けて設置した。図２の右上に示す点線は従来例における画像形成装置１の筺体の輪郭を示している。これと本実施例における画像形成装置１の輪郭を比較すると、上面２６の右上のスペースの分だけ従来例に対して筺体が小型化していることが解る。

また、トレイ３５には４つのカートリッジＰが搭載されている。ユーザがトレイ３５を引き出す時、カートリッジＰの自重により傾斜を滑り降りるような力が加わる。その力が補助となって、トレイ３５を引き出す時の操作力を低減される。

また、本実施例においては、図２〜図６に示す通り、ステー１６の奥側端部１６ｂは搬送ローラ対６１の上方の外径よりも上方に配置した。これは、従来例と同様である。しかし、ステー１６の前側端部１６ａが搬送ローラ対６１の下方の外径よりも鉛直方向において下側にくるように配置している。即ち、図２においてステー１６の前側端部１６ａを通る水平線Ｈが、搬送ローラ対６１の下方の外径よりも鉛直方向において下側を通っている。このように、給紙トレイ１９の他端側の鉛直方向において上方の領域を有効に利用して、ステー１６を斜めに配置することによって画像形成装置１の小型化を実現することができる。また、ステー１６の前側端部１６ａの位置を搬送ローラ対６１の上方の外径よりも下方に設けても、画像形成装置１の小型化を実現する効果はある。

以上、本実施例を説明したが、レール４５の傾斜の角度αの値については特に制限を設けない。また、本実施例では、トレイ３５が支持するカートリッジＰはプロセスカートリッジを用いて説明した。しかし、トレイ３５が支持するカートリッジＰは、ドラム１を支持するドラムカートリッジと、現像ローラ３を支持する現像カートリッジが別体でトレイ３５に支持されていても良い。さらに、トレイ３５にドラム１が直接支持され、現像ローラ３を支持する現像カートリッジがトレイ３５に着脱可能な構成であっても良い。

１ 感光体ドラム
３ 現像器
１２ 中間転写ベルトユニット（転写部材）
１６ ステー（仕切り部材）
１９ 給紙トレイ（記録媒体収容部）
３１ ドア
３５ トレイ（カートリッジ支持部材）
４５ レール
６１ 搬送ローラ対
Ｐａ 用紙（記録媒体）
Ｐ カートリッジ

Claims (14)

1. 記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
   複数の前記記録媒体を収容する記録媒体収容部と、
   前記記録媒体収容部の一端側から前記記録媒体を給送する給送手段と、
   鉛直方向において前記記録媒体収容部よりも上方に設けられ、前記給送手段の軸線方向と交差する方向に移動することで、前記画像形成装置の装置本体の外側で複数のカートリッジを着脱可能な着脱位置と、前記複数のカートリッジを前記装置本体の内側で画像形成可能にする画像形成可能位置と、へ移動可能なカートリッジ支持部材と、
   を有し、
   前記カートリッジ支持部材が前記画像形成可能位置にある時、前記カートリッジ支持部材の底面のうち、前記記録媒体収容部の他端側と鉛直方向において対向する部分が前記記録媒体収容部の前記一端側と対向する部分よりも鉛直方向において下方に配置された状態であり、
   前記カートリッジ支持部材は、前記画像形成可能位置から前記着脱位置に移動する際に、鉛直方向において斜め下方に向かって移動することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記記録媒体収容部は、前記記録媒体収容部の一端側から他端側へ向かう引出方向に移動することで前記画像形成可能位置から前記着脱位置へ移動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. 記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
   複数の前記記録媒体を収容する記録媒体収容部と、
   前記記録媒体収容部の一端側から前記記録媒体を給送する給送手段と、
   鉛直方向において前記記録媒体収容部よりも上方に設けられ、前記画像形成装置の装置本体の外側で複数のカートリッジを着脱可能な着脱位置と、前記複数のカートリッジを前記装置本体の内側で画像形成可能にする画像形成可能位置と、へ移動可能なカートリッジ支持部材と、
   鉛直方向において前記カートリッジ支持部材と前記記録媒体収容部との間に設けられ、前記感光体に形成された現像剤像が転写される転写部材と、
   鉛直方向において前記カートリッジ支持部材と前記記録媒体収容部との間を仕切る仕切り部材と、
   を有し、
   前記カートリッジ支持部材が前記画像形成可能位置にある時、前記カートリッジ支持部材の底面のうち、前記記録媒体収容部の他端側と鉛直方向において対向する部分が前記記録媒体収容部の前記一端側と対向する部分よりも鉛直方向において下方に配置された状態であり、前記転写部材は、前記他端側と対向する部分が、前記一端側と対向する部分よりも鉛直方向において下方に位置し、前記仕切り部材は、前記他端側と対向する部分が、前記一端側と対向する部分よりも鉛直方向において下方に位置することを特徴とする画像形成装置。
4. 前記カートリッジ支持部材が前記画像形成位置から前記着脱位置へ移動する際に通過する開口部を開閉可能なドアと、鉛直方向に関して前記ドアよりも上方に配置された上面を備えるケーシングとを有し、前記ケーシングの前記上面は、前記引出方向に関して上流側の部分より下流側の部分が鉛直方向で下方に配置されるよう傾斜した傾斜面を含むことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記カートリッジ支持部材が前記画像形成位置にある時、前記傾斜面の鉛直方向で最も高い部分は、前記引出方向に関して、前記複数のカートリッジのどのカートリッジよりも上流側に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記複数のカートリッジは４つのカートリッジであり、前記カートリッジ支持部材が前記画像形成位置にある時、前記傾斜面の鉛直方向で最も高い部分は、前記引出方向に関して、前記４つのカートリッジのうち少なくとも下流側の２つのカートリッジよりも上流側に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
7. 前記カートリッジ支持部材を移動可能に支持するレールを有し、前記レールの前記引出方向に関して下流側の部分は上流側の部分よりも鉛直方向で下方に配置されていることを特徴とする請求項２、４乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記カートリッジ支持部材は、感光体ドラムと前記感光体ドラムに形成された静電潜像を現像する現像手段を有する前記複数のカートリッジであるプロセスカートリッジが着脱可能であることを特徴とする請求項１、２、４乃至７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
9. 前記カートリッジ支持部材は、感光体ドラムを備え、前記感光体ドラムに形成された静電潜像を現像する現像手段を有する前記複数のカートリッジが着脱可能であることを特徴とする請求項１、２、４乃至７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
10. 前記カートリッジ支持部材は前記感光体ドラムの配列方向に移動することで前記画像形成可能位置から前記着脱位置へ移動することを特徴とする請求項８又は９に記載の画像形成装置。
11. 更に前記画像形成装置は、前記感光体に形成された現像剤像が転写される転写部材が、鉛直方向において前記カートリッジ支持部材と、前記記録媒体収容部との間に設けられていることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
12. 前記給送手段は、前記記録媒体収容部に積載された記録媒体の最も上方の記録媒体を給紙する給紙ローラと、前記記録媒体の給送方向において前記給紙ローラの下流側に設けられた、前記転写部材から前記記録媒体に前記現像剤像が転写される転写位置に前記記録媒体を搬送する搬送ローラ対を有することを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
13. 更に前記画像形成装置は、鉛直方向において前記カートリッジ支持部材と、前記記録媒体収容部との間を仕切る仕切り部材であって、前記記録媒体収容部の他端側と対向する側が、前記搬送ローラ対よりも鉛直方向において下方に位置する仕切り部材と、を有することを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 前記複数のカートリッジは、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色の現像剤を収容することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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