JP5414171B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えばレーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関するものである。また特に装置本体に対してプロセスカートリッジが着脱可能な画像形成装置に関するものである。

従来の画像形成装置には、装置本体に対してプロセスカートリッジを引き出し可能に構成したものがある（特許文献１参照）。この従来例は、カートリッジを、側面カバーに連動して前進、後退しつつ上下される昇降板に対し、２段階に伸縮可能なガイド部材を介して支持するものである。そして、側面カバーを開放することによってカートリッジを画像形成位置より引き出し位置に上昇しつつ移動したあと、カートリッジを直接引き出すことが可能となる。この引き出しによって、停止位置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ものである。
特開平８−２２０８２４号公報

しかしながら上記従来例では、カートリッジは画像形成位置にあるときも移動板に支持されている為、高精度に位置決めされるものではなく、高剛性の装置本体において画像形成時にカートリッジを高精度に位置決めすることが望まれていた。

上記課題を解決するため本発明は、互いに対向し本体の骨格を成す２つの側板と、像担持体を備えたカートリッジと、前記像担持体からトナー像が転写されるベルトと、前記カートリッジを支持し、前記２つの側板の間を移動する移動部材と、前記２つの側板を内包する外装部材と、を有し、前記移動部材を移動させることにより前記カートリッジを装置本体の外側と内側との間で移動させ、前記カートリッジが装置本体の外側にある時、前記移動部材に対して前記カートリッジを着脱可能で、前記カートリッジが装置本体内にある時、前記カートリッジを装置本体内で位置決めする為に前記移動部材が上下方向に移動する画像形成装置において、前記２つの側板の互いに対向する側面に保持され前記２つの側板を連結する連結部材と、前記カートリッジが装置本体内にある時に、前記像担持体の軸方向両端で前記カートリッジを支持して前記カートリッジの装置本体内での位置を決める２つの位置決め部材と、を有し、前記２つの位置決め部材は前記連結部材上で、前記像担持体の軸方向に関して前記ベルトの両側の位置に保持され、前記連結部材に保持された前記位置決め部材が前記連結部材から突出する方向は、前記カートリッジを装置本体内で位置決めする際に、前記移動部材が下方向に移動することにより前記カートリッジが前記位置決め部材に突き当たる方向の反対方向であることを特徴とするものである。

以上説明した様に本発明によれば、プロセスカートリッジ交換におけるユーザビリティを向上させ、且つ画像形成時にプロセスカートリッジを高精度に位置決めすることができる。

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。

（実施形態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、２、７、８を用いて説明する。

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、イメージリーダ、相手方ファクシミリ装置等の外部ホスト装置から出力される電気的画像信号に基いて記録材（用紙）に画像形成を実行する。

以下の説明において、画像形成装置に関して、前側（正面側）とは装置開閉ドア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、装置本体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。

装置本体内には、後側から前側にかけて、第１から第４の４つのプロセスカートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを水平方向に並べて配設（インライン構成、タンデム型）してある。各カートリッジは、収容され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。本実施形態の各カートリッジは、それぞれ、第１の像担持体としての電子写真感光ドラム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８参照）内に一体的に組み込んだものである。つまりプロセスカートリッジは像担持体を備える。

帯電器２は接触帯電ローラである。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）が収容されている。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、現像器３にマゼンタ（Ｍ）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、現像器３にシアン（Ｃ）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、現像器３にブラック（Ｋ）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、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、外部ホスト装置から出力された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（図７、図８参照）を通して、各カートリッジのドラム面を走査露光する。

カートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの下方部には、中間転写ベルトユニット１２が配設されている。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、誘電体性で、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とテンションローラ１６は装置本体内の後側に配設してある。ターンローラ１５は装置本体内の前側に配設してある。各カートリッジのドラム１は、その下面が、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のドラム１に対向させて４個の一次転写ローラ１７が配設されている。駆動ローラ１４には、ベルト１３を介して二次転写ローラ２２が当接している。

ベルトユニット１２の下方部には、給紙ユニット１８が配設されている。この給紙ユニット１８は、給紙トレイ１９、給紙ローラ２０、分離パッド２１等を有する。給紙トレイ１９は装置本体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。

装置本体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は、後述する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た状態に保持される。またそのカートリッジの駆動入力部に対して装置本体側の駆動出力部が結合する。またそのカートリッジの電気接点に対して装置本体側の給電系統が導通化する。

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ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ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は現像器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色トナー像及び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色トナー像、Ｍ色トナー像及び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記録材である用紙Ｐ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。これにより、用紙Ｐが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Ｐの面に順次に一括転写される。

用紙Ｐ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Ｐ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、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の表面に静電的に戻され、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１〜１０、１７、１９、２２、２３を用いて説明する。

第１〜第４の各カートリッジ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については、表示部に、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。

本実施形態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、カートリッジを引き出しトレイに乗せ、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、装置本体内へカートリッジを挿入させる、及び装置本体からカートリッジを取り出すために、カートリッジを通過させる開口部３０（図２参照）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、図２のように、装置本体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。またヒンジ軸３２を中心に、ドア３１を装置本体の手前側に倒し回動して、図３、図４のように装置本体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。３１ａはドア３１に設けた開閉用指掛け部である。

装置本体の骨格となるメインフレームの側板である左フレーム８０Ｌ（図１７参照）の内側と、側板である右フレーム８０Ｒ（図２３参照）の内側には、対向させて、前後方向を長手とする左右一対のトレイ保持部材（移動手段）３４Ｌ、３４Ｒが配設されている。そして、このトレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒの間には、枠型部材であるカートリッジトレイ（移動部材）３５が、前後方向に水平に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に支持されている。つまり移動部材３５はプロセスカートリッジを支持し移動するものであり、互いに対向し本体の骨格を成す２つの側板８０Ｌ、８０Ｒの間で移動部材３５は移動可能である。

そして、ドア３１の開き回動に連動して、トレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒが、後述するように、前方向と上方に所定量移動する。これにより、トレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒはその前側部が、図３、図４のように、開口３０から装置本体外方に所定量突出した位置に引き出される。ドア３１とトレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒの連動機構は後述する。

また、このトレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒの移動に連動して、各カートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの駆動入力部に対する装置本体側の駆動出力部の結合が解除された状態になる（駆動解除）。また各カートリッジ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の電気接点に対する装置本体側の給電系統の導通が解除される（給電解除）。更にまたトレイ３５の位置決め固定が解除される。

そこで開口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の飛び出し防止爪（移動規制手段）１０１を本体側爪掛け部（本体側係合部）１０２から外す（図１９参照）。そうするとトレイ３５は引き出せる様になり、トレイ３５はトレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒ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、図６のように、開口３０から装置本体外側の所定の引き出し位置まで十分に引き出すことができる。

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外側に露出し、全カートリッジの上面が開放される。トレイ３５は、十分な所定量、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、所定の引出し位置まで水平に引き出されている状態がトレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒにより保たれる。

トレイ３５は、個々のカートリッジを真上に取り出し可能に支持している。またトレイ３５は、真下に向かって移動させられた個々のカートリッジを支持する。そこで、交換すべき使用済みのカートリッジを、図６の２点鎖線で示した様に、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が装置本体の外側に引き出された時、カートリッジは装置本体に対して着脱が可能である。

この場合、ドラム１の下面を保護する開閉式のドラムカバー（不図示）を有するカートリッジの場合は、トレイ３５から外したらカバーを手動で閉じ状態にする。また、新しいカートリッジはトレイ３５に乗せる前にカバーを手動で開き状態にする。あるいは、カートリッジをトレイ３５から上方に持ち上げて抜き外す過程で、カバーが自動的に閉じ動作を行うようにする。逆に、トレイ３５に上から嵌め入れて載せる過程で、カバーが自動的に開き動作を行うようにする。

上記においてトレイ３５は、カートリッジが有するドラム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。またトレイ３５は、開口３０を通過して、カートリッジを装置本体の外側において着脱できる引き出し位置と、カートリッジを装置本体の内側に装着するための装着位置と、ドラム１に画像を形成できる画像形成位置と、を取り得る。

また、左右のトレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒは、トレイ３５を、カートリッジを着脱でき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を引き出し位置と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を画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、保持部材３４Ｌ、３４Ｒは、第一の位置から第二の位置に移動する。

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。左側面部には、カートリッジ電気接点５５を配設してある。左側面部と右側面部にはカートリッジ枠体５の天井板部分それぞれを左右方向に延長して張り出させて、庇部５６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。

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。また、各小枠部３５（１）〜３５（４）の右枠３５ｅには、それぞれ、現像駆動カップリングが出入りする孔部３５ｇを配設してある。

また、トレイ３５は、カートリッジが有する電気接点５５（図８参照）に電気的に接続する中間電気接点７２ａ〜７２ｄ（図２２参照）を有している。この中間電気接点は装置本体に設けられた本体側電気接点７５ａ〜７５ｄ（図２２、図２３参照）と電気的に接続することが可能である。これについては後述する。

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され、左右側の庇部５６の下面がトレイ３５の左右枠３５ｄ、３５ｅの上面に受け止められることで、トレイ３５に載って支持される。即ち、トレイ３５は各カートリッジ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カートリッジはトレイ３５に支持される。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、プロセスカートリッジの交換を容易にすることができる。

トレイ３５の左右枠３５ｄ、３５ｅがそれぞれ左右のトレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒの内側に設けた前後方向のガイド溝部３４ａ（図６、図１０、図２２参照）に嵌入して係合している。これにより、トレイ３５は、左右のトレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒ間に支持されるとともに、ガイド溝部３４ａを滑走してトレイ保持部材に対して前後方向に水平にスライド移動可能である。

図５、図６の様に、トレイ３５を引き出し位置に引き出して、トレイ３５に保持されているカートリッジのうち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、図４の引き出し前の状態に戻す。このとき、トレイ３５をバネ（押圧手段）１０３（図１９参照）によって後方側から前方側に付勢することで、ユーザーがトレイ３５を所定の位置まで十分に押し戻す操作を確実に誘導することが可能である。これについては後述する。そして、開かれているドア３１を図１、図２の様に閉じることで、装置は画像形成可能な状態となる。

このドア３１の閉じ回動に連動して、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、各カートリッジは画像形成位置に位置する。そして、このトレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒの移動に連動して、各カートリッジ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た状態に保持され、各カートリッジのドラム１の下面がベルト１３の所定の位置に接触する。そのカートリッジの駆動入力部に対しては装置本体側の駆動出力部が結合する。そのカートリッジの電気接点に対しては装置本体側の給電系統が接触し導通化する。

（ドアとトレイ保持部材の連動機構、及び第一のトレイ移動規制手段）
ドア３１とトレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒの連動機構、及び第一のトレイ移動規制手段について、図１０〜１５、１７、１８、２１、２３を用いて説明する。

図１０は、ドア３１とトレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒの連動機構部分の斜視図である。ドア３１のヒンジ部３２Ｌ、３２Ｒは、装置本体に対して左右方向に水平に配列されていて、その左右両端部は装置本体左右に設けられた不図示の軸受け部材間に回転可能に軸受され保持されている。軸受け部材は左右フレーム８０Ｌ、８０Ｒ（図２３参照）であってもよい。また、ドア３１の左右両端部寄りには、それぞれ、連結アーム３７Ｌ、３７Ｒを配設してある。連結アーム３７Ｌ、３７Ｒのヒンジ部１２０Ｌ、１２０Ｒは、装置本体に対して左右方向に水平に配列され、それぞれ、本体左右に設けられた不図示の軸受け部材に対して回動可能に保持されている。軸受け部材は左右フレーム８０Ｌ、８０Ｒであってもよい。連結アーム３７Ｌ、３７Ｒにはそれぞれ横向き軸３７ａ、３７ｂを具備させてある。そして、左側の連結アーム３７Ｌの横向き軸３７ａは左側のトレイ保持部材３４Ｌの前側下部に具備させた縦長孔３４Ａに嵌入して係合させてあり、横向き軸３７ｂはドア３１の左側面部に設けられた溝３１Ｂに嵌入して係合させてある。また、右側の連結アーム３７Ｒの横向き軸３７ａは右側のトレイ保持部材３４Ｒの前側下部に具備された縦長孔３４Ａに嵌入して係合させてあり、横向き軸３７ｂはドア３１の右側面部に設けられた溝３１Ｂに嵌入して係合させてある。

この様に、ドア３１とトレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒは、連結アーム３７Ｌ、３７Ｒ、横向き軸３７ａ、３７ｂ、縦長孔３４Ａ、溝３１Ｂを介して連結してある。これにより、ドア３１が開閉されると、左右のトレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒには前後方向への移動力が作用することになる。このとき連結アーム３７Ｌ、３７Ｒのヒンジ部１２０Ｌ、１２０Ｒはドア３１のヒンジ部３２Ｌ、３２Ｒと同軸上にあってもよい。さらに、連結アーム３７Ｌ、３７Ｒを設けず、ドア３１と移動手段３４Ｌ、３４Ｒを直接連結してもよい。

左右のトレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒは、それぞれ、前後に間隔を開けて植設した２本のピン軸３４ｃを、装置本体のメインフレームの左右フレーム８０Ｌ、８０Ｒのそれぞれに設けたカイド穴３６に係合させてある。このピン軸３４ｃとカイド穴３６の係合により、トレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒはそれぞれ左右フレーム８０Ｌ、８０Ｒに支持される。

図１１は、左側のトレイ保持部材３４Ｌについての２本のピン軸３４ｃとカイド穴３６を示している。右側のトレイ保持部材３４Ｒについては不図示であるけれども、左側のトレイ保持部材３４Ｌと同様であり、そのピン軸３４ｃとカイド穴３６は左側のトレイ保持部材３４Ｌと対称に構成されている。

従って、左右のトレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒは、それぞれ、カイド穴３６のガイド範囲において左フレーム８０Ｌと右フレーム８０Ｒに対して移動する自由度がある。

図１２はカイド穴３６部分の拡大図である。いずれのガイド穴３６も、前後方向で水平な第１ガイド領域３６ａと、この第１ガイド領域３６ａのピン軸前進方向に連設した、昇り傾斜の第２ガイド領域３６ｂを有している。また、第２ガイド領域３６ｂの頂上部に連設した、ピン軸３４ｃを受け止めて安定に保持する第３ガイド領域３６ｃを有している。

ピン軸３４ｃ、即ち左右のトレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒは、ドア３１の開き回動に連動して、第１ガイド領域３６ａにより水平方向に距離ａ１移動した後、第２ガイド領域３６ｂにより斜め上方（水平方向に距離ａ２、垂直方向に距離ｂ）移動する。そして、最後に第３ガイド領域３６ｃにより水平方向に距離ａ３移動する。

図１１（ａ）は、ドア３１が装置本体に対して完全に閉められている状態時を示している。この状態においては、左右のトレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒは、ヒンジ軸３２、連結アーム３７Ｌ、３７Ｒ、横向き軸３７ａ、縦長孔３４Ａを介して装置本体内の後方向へ移動されている。ピン軸３４ｃはカイド穴３６の第１ガイド領域３６ａの後端部に位置している。そのために、左右のトレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒは、それぞれ、左フレーム８０Ｌと右フレーム８０Ｒとに対して所定の下げ位置（第二の位置）に保持されている。従って、トレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒに保持させてあるトレイ３５も所定の下げ位置（画像形成位置）に保持されている。

トレイ３５に保持されている各カートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、それぞれ左右側の上面部分が押圧部材により押圧されている。これにより、駆動側の軸受部５１と非駆動側の軸受部５２との下面部分（被位置決め部）が、装置本体の位置決め部材（内側板）に設けられた位置決め部に固定されて、各カートリッジが装置本体に対して所定に位置決め状態に保持される。この状態において、各カートリッジのドラム下面がベルトユニット１２の上方側ベルト部分の上面に対して安定に接している。このとき各カートリッジのカップリング嵌合部５３、５４には、それぞれ、装置本体側のドラム駆動カップリングと現像駆動カップリングが嵌入している状態にある。また各カートリッジの電気接点５５に対しては、それぞれ、中間電気接点を介して装置本体側から給電を行うことが可能な状態にある。

トレイ３５の右側は、このトレイ３５に設けた下向きＵ溝１１０の下端部が装置本体の右フレーム８０Ｒ（図２３参照）に設けられた不動部材であるピン１１１に入っていて位置決めされている。トレイ３５の左側は、トレイ３５に設けた下向きの突起部６７（図１７、１８、２１参照）の下端部が、装置本体側の不動部材６８に設けた穴６９に入っていて位置決めされている。トレイ３５の位置決め手段は前述の手段のうち、左右どちらかのみでもよい。

図１１（ｂ）は、ドア３１を途中まで開いた状態を示している。図１１（ａ）のドア閉じ状態からドア３１が開かれていくと、これに連動して、左右のトレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒは装置本体内を前方向に引かれる。これにより、トレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒは、ピン軸３４ｃが、ガイド穴３６の第１ガイド領域３６ａでガイドされて、先ず水平方向に距離ａ１前方向に移動する。図１１（ｂ）はこの状態を示している。このトレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒの距離ａ１の移動過程において、各カートリッジに対するドラム駆動カップリングと、現像駆動カップリングが解除される。また各カートリッジの押圧部材による押圧位置決めも解除される。このとき、トレイ３５がトレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒの動きに追従しないように、右フレーム８０Ｒに設けたピン１１１がトレイ３５に設けたＵ溝１１０に入っていて位置決めされている。また、トレイに設けた下向きの突起部６７の下端部が装置本体側の不動部材６８に設けた穴６９に入っていて位置決めされている。

ドア３１の引き続く開き回動に連動して、トレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒは更に装置本体内を前方向に引かれる。これにより、トレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒは、ピン軸３４ｃがガイド穴３６の第２ガイド領域３６ｂでガイドされて、斜め上方に移動していく。このトレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒの斜め上方への移動過程において、各カートリッジの電気接点５５と装置本体側との電気的接続が解除される。

ここで、図１３の様に、ピン１１１のＵ溝１１０に対する進入量をｃとする。また、トレイ３５を保持しているトレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒの上記の斜め上方移動にともなうＵ溝１１０の上昇量をｂとする。トレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒが斜め上方に移動する際、トレイ３５のＵ溝１１０がピン１１１に係合している間（ｃ＞ｂ）は、Ｕ溝１１０はトレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒの垂直方向の移動にのみ追従する。そして、トレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒがある程度持ち上がった状態（ｃ≦ｂ）で、ピン１１１がＵ溝１１０から抜ける。このような構成にすることで、トレイ３５に保持されている各カートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫのドラム下面がベルト１３に接している状態ではトレイ３５が水平方向に移動することはない。従って、ドラム１とベルト１３のこすれによって生じる傷、メモリを防止することができる。トレイ３５の左側に設けられた突起部６７と不動部材６８に設けられた穴６９の進入量に関しても同様の構成をとることが可能である。

図１１（ｃ）は、ドア３１が完全に開かれた状態を示している。この状態においては、トレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒは第２ガイド領域３６ｂによる斜め上方移動を終えて、ピン軸３４ｃが水平の第３ガイド領域３６ｃに位置している。即ち、トレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒは斜め上方に移動した後に水平方向に移動する。これは、その後、トレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒからトレイ３５を引き出してカートリッジを交換する際に、カートリッジやトレイ保持部材の高さ方向の位置を安定させるためと、トレイ保持部材が元に戻ろうとする動きを防止するためである。

図１１（ｃ）の状態においては、ピン１１１がＵ溝１１０から抜けており、また、突起部６７が穴６９から抜けていて、トレイ３５の位置決め状態が解除されている。従って、トレイ３５はトレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒに対して前後方向に水平にスライド移動操作自由である。

上記において、溝１１０とピン１１１及び突起部６７と穴６９は、移動部材であるトレイ３５が装置本体内の装着位置において、カートリッジが有するドラム１とベルト１３が接触する方向と交差する方向に移動しないように規制する第一の移動規制手段である。そして、この移動規制手段１１０、１１１、６７、６９によるトレイ３５の移動規制は、移動手段である左右のトレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒのドラム１とベルト１３が接触する方向成分の移動にならって、トレイ３５が追従した後、解除される。

移動手段である左右のトレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒは、第１ガイド領域３６ａに案内されて、カートリッジが有するドラム１とベルト１３が接触する方向と交差する方向に移動する（第１移動）。そして、トレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒは、その後、第１ガイド領域３６ａに案内されて、ドラム１とベルト１３が接触する方向と、その接触する方向と交差する方向、の２つの方向成分を有する斜め方向に移動する（第２移動）。そして、トレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒは、その後、ドラム１とベルト１３が接触する方向と交差する方向に移動する（第３移動）。そして、トレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒは、上記の第１移動において、カートリッジの駆動の切断を行い、ドラム１とベルト１３が接触する方向成分の移動にならって、トレイ３５が追従した後、第一の移動規制手段１１０、１１１、６７、６９が解除される。

この状態において、トレイ３５はトレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒに対して前後方向に水平にスライド移動し、プロセスカートリッジを交換可能な引き出し位置と、プロセスカートリッジを装置本体の内側に装着するための装着位置をとる。トレイ３５を装着位置に位置決めするための第二の移動規制手段に関しては後述する。

図１５はカートリッジの交換が可能な位置にトレイ３５を引き出した状態を示す斜視図である。このとき、画像形成装置本体１００から大きく飛び出した位置にあるトレイ３５を連結アーム３７Ｌ、３７Ｒの支持部１２１Ｌ、１２１Ｒによって支えることができる。これにより、トレイ３５の本体手前側がトレイ３５及びプロセスカートリッジの自重によって下方に大きく撓んでドラム１表面が傷付くことや、トレイ３５の引き出しによって装置本体の重量バランスが崩れて前方へ転倒することを防ぐことができる。

連結アーム３７Ｌ、３７Ｒはドア３１と連動して回動するため、連結アーム３７Ｌ、３７Ｒの支持部１２１Ｌ、１２１Ｒを、ドア３１閉鎖時には装置本体内部に位置し、ドア３１の開放時には装置本体外部に位置するように設けることが可能である。これにより本体サイズをアップすることなく、トレイ３５を引き出し位置において安定に保持し、カートリッジ交換時のユーザビリティを向上することができる。

このとき、トレイ３５を引き出し位置において支持する支持部１２１Ｌ、１２１Ｒの形状および支点の数は、図１５に示した通りでなくてもよい。また、ドア３１にトレイ３５支持部が一体に設けられていてもよい。

このように、ユーザビリティ向上のためカートリッジを移動部材（トレイ）に載せ、カートリッジを交換し、且つ移動部材を移動手段（トレイ保持部材）の垂直方向成分の移動に伴い上下動させる。移動手段はドアの開閉回動に連動して移動し、その連結部（連結アーム）によって、移動部材を本体手前の引出し位置において支持する。これにより、コストと本体サイズをアップすることなく、ベルトとカートリッジこすれによる傷、メモリの発生を防止した、引き出し方式によるプロセスカートリッジ交換構成を設けた画像形成装置を提供することができる。

（インターフェイス部）
インターフェイス部について、図１、２、５〜７、１４〜１６、２５を用いて説明する。

図１４〜図１６は、トレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒに連動して解除するカートリッジ周囲のインターフェイス部を説明する図である。

図１４は、カートリッジがない状態で、図１、図２のドア３１が閉まっている状態を示す図である。図１５は、図５、図６のドア３１を開き、トレイ３５を引出した状態を示す図である。

装置本体内の右側には、各カートリッジのドラム１や現像ローラ３ａを回転駆動するために、カートリッジ側の駆動入力部５３、５４（図７参照）と連結する駆動出力部としての、ドラム駆動カップリング３９と現像駆動カップリング４０が設けられている。

また、装置本体内の右側と左側の両側には、それぞれ、各カートリッジの駆動側の軸受部５１と非駆動側の軸受部５２の下面部分を受け止める位置決め部４１が装置本体の左右の位置決め部材８１Ｌ、８１Ｒ（図２５参照）に設けられている。そして、装置本体内の右側と左側の両側には、駆動側の軸受部５１と非駆動側の軸受部５２を上記の位置決め部４１に嵌合させて固定するために、カートリッジの左右側上面をそれぞれ押圧する押圧部材４２が設けられている。押圧部材４２には、押圧バネ４３が押圧力発生のため設けられている。

図１６（ａ）は、図１４の押圧部材４２と、ドラム駆動カップリング３９と、現像駆動カップリング４０部分の拡大図であり、（ｂ）は、図１５の押圧部材４２と、ドラム駆動カップリング３９と、現像駆動カップリング４０部分の拡大図である。

押圧部材４２は、支点４４を中心に回動可能に装置本体に設けられており、押圧バネ４３のバネ力によりカートリッジの左右側端部上面を押圧部材レバー部４５で押圧している。図１６（ｂ）の押圧解除状態では、トレイ保持部材３４Ｒに設けられた押圧部材押し上げ部４６により、押圧部材レバー部４５が押し上げられ、カートリッジへの押圧が、トレイ保持部材３４Ｒの動きに連動して解除される。

また、解除レバーピン４７が、ドラム駆動カップリング３９を後退移動させるためにカップリング中心に設けられた解除レバー４８（カートリッジの駆動を切断する駆動切断手段）に設けられている。そして、トレイ保持部材３４Ｒの動きに連動して、解除レバーピン４７が、図１６（ａ）の位置から（ｂ）の位置に動く。これによる解除レバー４８の動作で（ｂ）の位置に、ドラム駆動カップリング３９と、現像駆動カップリング４０が後退移動する。即ち、各カートリッジに対するドラム駆動カップリングと、現像駆動カップリングが解除される。

図１５の状態、即ち、ドラム駆動カップリング３９と、現像駆動カップリング４０と、押圧部材４２がトレイ保持部材３４Ｒ、３４Ｌの動きに連動して解除された状態においては、トレイ３５は、自由にスライド移動可能になる。従って、トレイ３５はカートリッジを載せて装置本体から引き出し、装置本体への収納が行える状態になる。

このように、左右のトレイ保持部材３４Ｒ、３４Ｌはドア３１の開閉動作に連動して動作する。この場合、ドア３１の開閉力を緩和するために、上記の押圧と駆動のそれぞれの解除タイミングを少しずつ異なるタイミングにすると良い。

即ち、ドラム駆動カップリング３９と、現像駆動カップリング４０と、押圧部材４２の解除タイミングを少しずつ異なるタイミングにする。具体的には、解除レバーピン４７、押圧部材押し上げ部４６の位置を移動して駆動、押圧の解除タイミングと、更に各プロセスカートリッジ間でのそれぞれの駆動、押圧の解除タイミングを少しずつ違えることにより、ドア３１にかかる負荷を分散する。これにより、ピークでかかる力を減らし、ユーザーがドア３１を操作する際の操作力を軽減することが可能となる。

このように、トレイ保持部材３４Ｒ、３４Ｌの移動によって、駆動手段（カップリング３９、４０）の退避、トレイの上下動を行うことで、機構の集約ができ、本体サイズをコンパクトにすることができる。

（第二のトレイ位置規制手段）
第二のトレイ位置規制手段について、図１１、１３、１７〜２１を用いて説明する。

図１７は、トレイ３５を装置本体内の装着位置まで完全に収納した状態を示す図である。図１８は、ドア３１を開けてトレイ保持部材３４Ｒ、３４Ｌ及びトレイ３５が押し上げられた状態で、トレイ３５が装置本体に完全に収納されていない状態を示す図である。図１９はトレイ３５を装着位置まで完全に収納させることを誘導する第二の移動規制手段の動作説明図である。

トレイ３５が十分には押し込まれていない図１８の状態においては、ドア３１の閉じ回動に連動して連結アーム３７Ｌ、３７Ｒが回動する際、図２０（ａ）に示したように連結アーム３７Ｌ、３７Ｒの突起部１２２Ｌ、１２２Ｒがトレイ３５下面に突き当たる。そのため、ドア３１を閉めてトレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒを装置本体後方下側へ押し下げることができない。

これに対し、トレイ３５を十分に押し込んだ図１７の状態においては、ドア３１の閉じ回動に連動して連結アーム３７Ｌ、３７Ｒが回動する時、図２０（ｂ）に示したように連結アーム３７Ｌ、３７Ｒの突起部１２２Ｌ、１２２Ｒはトレイ３５に干渉しない。そのため、ドア３１を閉めてトレイ保持部材３４Ｒ、３４Ｌ及びトレイ３５を押し下げることができる。

トレイ３５は図１９に示した様に、後方から押圧部材１０４、１０５を介してばね１０３によって付勢されている為、ユーザがトレイ３５を十分に押し込まなかった場合には、ばね１０３のストローク量に応じて図１９（ｂ）の様に一定量以上飛び出した状態となる。このときトレイ３５の位置は、図１８及び図２０（ａ）の状態となる。

従って、ユーザーがトレイ３５を装着位置まで完全に収納せずに、誤ってドア３１を閉じようとした場合には、確実に連結アーム３７Ｌ、３７Ｒの突起部１２２Ｌ、１２２Ｒがトレイ３５に干渉して、間違いの修正を促すことが可能である。これに対し、トレイ３５を十分に押し込んだ図１７及び図２０（ｂ）の状態では、飛び出し防止爪１０１が本体側係合手段１０２に係合するため、図１９（ａ）のように装置本体に対して位置を決めることが可能である。

従ってユーザが飛び出し防止爪１０１を本体側係合手段１０２に係合するまでトレイ３５を収納した場合には、ドア３１を閉めた際に、トレイ３５のＵ溝１１０をピン１１１に嵌合させ、また、突起部６７を確実に位置決め穴６９に嵌合させることが可能である。

トレイ３５の飛び出し防止爪１０１及び本体側係合手段１０２の個数及び形状は図１９に示した通りでなくてもよい。また、トレイ３５の押圧手段１０３〜１０５の個数及び形状も図１９に示した通りでなくてもよい。

本実施形態においては、フロントアクセスでカートリッジを容易に交換することが可能になる。カートリッジを引き出しトレイに載せ交換する方式をもち、本体装着時に本体部品で、カートリッジの位置決めをし、引き出しはカートリッジをラフに保持し、引き出し位置と、本体内の装着位置へ移動するのみにした。これにより、ユーザーは、トレイ引き出し位置で、位置決めを気にすることなく、カートリッジを重力方向真下に向けて引き出しにセットする。その後、トレイを装着位置に押し込み、本体前面のドアを閉めることで、確実にカートリッジを位置決め位置に保持することができる。これにより、ユーザー操作が簡単で、カートリッジの位置精度を確保することが可能な画像形成装置を提供することが可能になる。

また、ドアが半開きの状態等の、トレイが完全に持ち上がっていない状態で、トレイを操作してしまうと、カートリッジのドラムがベルトにこすれて画像上に問題を生じてしまうことがある。しかし、トレイに連動し、前面のドアの動きを規制する部材や、ドアの開閉でトレイの動きを規制する部材を設けることで、完全にドアを開かないとトレイが動作しない様にすることができる。

また、トレイを完全に収納しないと、トレイが一定量以上飛び出してくる構成によって、トレイを完全に収納しないとドアが閉まらないことをユーザーに明らかに認識させることができ、ユーザーの誤操作による破損を防止することが可能になる。

ここで、前述した突起６７と穴６９（図１１、図１３参照）は、図１９に示したトレイ３５の位置規制手段を用いない際の代わりとして用いることができる。図１７、図１８、図２１を用いてこれを詳しく説明する。

トレイ３５が十分には押し込まれていない図１８の状態においては、トレイ３５に設けられた突起部６７が、不動部材である中間転写ベルト保持部材６８に開けられた穴６９の位置と合っていない。この状態で、ドア３１を閉めようとすると、連結アーム３７Ｒ、３７Ｒを介してトレイ保持部材３４Ｒ、３４Ｌが押し下げられ、トレイ３５も押し下げられた際に、突起部６７が中間転写ベルト保持部材６８に突き当たる。このため、ドア３１を閉めることができない。

これに対し、トレイ３５を十分に押し込んだ図１７の状態では、トレイ３５が押し下げられた際に、図２１の（ｂ）と（ｃ）のように、突起部６７が穴６９に入るため、ドア３１を閉めてトレイ保持部材３４Ｒ、３４Ｌおよびトレイ３５を押し下げることができる。

これにより、装置本体の水平方向においてトレイ３５が装置本体内の装着位置に位置する場合にのみトレイ３５が押し下げられ、各カートリッジは確実に位置決め部４１に位置決めされる。

図１７、図１８では、トレイ３５の突起部６７および中間転写ベルト保持部材６８の穴６９を同形状で２箇所設けている。しかし、突起部６７、穴６８の個数及び形状は図１７、図１８、図２１に示した通りでなくてもよい。複数の突起部及び穴を設けた際に、各々の形状が一致していなくてもよい。また、突起部６７と穴６９のはめあい関係も図１７、図１８、図２１に示した通りでなくてもよい。また、穴６９は中間転写ベルト保持部材上になくてもよい。

図１１に示したような、右フレーム８０Ｒに設けられたピン１１１とトレイ３５に設けられたＵ溝１１０においても、同様の効果が得られる。この場合にも、嵌合箇所の個数、及び形状は図１１に示した通りでなくてもよい。

（給電構成）
図２２から図２４は、装置本体から各カートリッジに給電を行う方法を説明する図である。

図２２、図２３は、ドア３１を開け、トレイ３１を引き出した状態を表した図である。トレイ３５には、中間電気接点ばね７２ａ〜７２ｄが装置本体水平方向に沿って、また垂直方向に同じ位置に複数個並んで設けられ、その一端がカートリッジの電気接点５５（図８参照）に電気的に接続される。即ち、移動部材であるトレイ３５には中間電気接点７２ａ〜７２ｄが設けられている。この中間電気接点７２ａ〜７２ｄと、カートリッジが有するカートリッジ電気接点５５とが電気的に接続する。

装置本体のメインフレームには、左フレーム８０Ｌの外側に設けられた本体側給電部７４と電気的に接続された本体電気接点ばね７５ａ〜７５ｄが装置本体水平方向に沿って、また垂直方向に同じ位置に複数個並んで設けられている。本体電気接点ばね７５ａ〜７５ｄは、左フレーム８０Ｌ及び左トレイ保持部材３４Ｌに開けられた穴を通ってトレイ３５側に飛び出している。

図２４（ａ）、（ｂ）は、トレイ３５に設けられた中間電気接点ばね７２と本体電気接点ばね７５の電気的接続と切断の様子を示したものである。即ち、それぞれ、トレイ３５、中間電気接点ばね７２、左トレイ保持部材３４Ｌ、左フレーム８０Ｌ、本体電気接点ばね７５、本体電気接点ばねホルダ７６、本体側給電部７４を、装置本体正面から見た断面図の一部である。

図２４（ａ）は、ドア３１が閉められた状態で、左トレイ保持部材３４Ｌおよびトレイ３５が下降した画像形成位置にいる状態を示している。このとき、本体電気接点ばね７５と中間電気接点ばね７２は電気的に接続されている。

図２４（ｂ）は、ドア３１が開けられた状態で、左トレイ保持部材３４Ｌおよびトレイ３５が画像形成位置から上昇した位置にいる状態を示している。このとき、本体電気接点ばね７５と中間電気接点ばね７２は電気的に切断された状態になる。また、このとき、トレイ３５は、本体電気接点ばね７５の左トレイ保持部材３４Ｌからトレイ３５側に飛び出した部分と接触しないように装置本体前後方向にわたる溝７７を有している。これにより、本体電気接点ばね７５と接触することなく、トレイ３５を引き出すことが可能である。

即ち装置本体は、トレイ３５の中間電気接点７２ａ〜７２ｄの移動経路とは離れて配置されている本体電気接点７５ａ〜７５ｄを有している。

中間電気接点と本体電気接点は、トレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒによりトレイ３５を画像形成位置から上方向に移動（上昇）させることによって接続が離れ、画像形成位置へ向かって下方向に移動（下降）させることによって電気的に接続する様に構成されている。

上述した図２２〜図２４では、各カートリッジの１箇所の被給電部に対して１つの本体電気接点ばねと１つの中間電気接点ばねを用いて給電を行う方法を示している。しかし、各カートリッジに複数の被給電部がある場合も同様に構成可能である。また、複数の被給電部の装置本体鉛直方向の高さが異なる場合にも、本体電気接点ばねを高さ違いで複数配置し、トレイの本体電気接点ばねの高さに応じた位置に複数の溝を開けることで、同様に構成可能である。

更に、複数のカートリッジに同一のバイアスをかける場合には、１つの本体電気接点ばねと電気的に接続、切断可能な、１つの中間電気接点となる導体をトレイ内に設ける。そして、トレイ内に複数の中間接点ばねを、その一端が導体と電気的に接続し、他端が複数のカートリッジの被給電部と電気的に接続、切断可能に設ける。このように構成することで、中間接点ばねと本体電気接点ばねの接続箇所を減らすことが可能である。また本体電気接点ばねおよび中間接点ばねの形状、及び各電気的接続部における接触圧の方向は図２２〜図２４に示した通りでなくてもよい。

尚、トレイ３５内に電気的接続を分配する導体を有し、中間電気接点とカートリッジ電気接点の電気的接続箇所が、中間電気接点と本体電気接点の電気接続箇所よりも多く構成されている構成とする。これにより、各色で同一の電位を用いる場合において、部品数を減らすことができ、コストダウンすることができる。

以上説明したように、カートリッジを移動部材（トレイ）に載せ、フロントアクセスにより、プロセスカートリッジを交換し、且つ移動部材に中間電気接点を設ける。そして、移動部材の上下移動に伴い本体と電気接続を離接することで、コストアップと本体サイズアップをすることなく、容易な引出し方式によるプロセスカートリッジ交換構成を設けた画像形成装置を提供することができる。

また、開口を開閉する部材に連動して移動部材が上下することで、ユーザーが容易に想定できる操作でカートリッジの交換ができる。

また、電気接点を水平方向に沿って、また垂直方向に同じ位置に複数個並んで配置することで、垂直方向のスペースを抑えることができ、本体サイズをコンパクトにできる。

（ステー部材、位置決め部材）
図２５、図２６、図２７は、画像形成装置本体の骨格を成す、本体フレーム構成を示した斜視図である。装置本体の第１と第２のメインフレームである左フレーム８０Ｌ（図１７参照）と右フレーム８０Ｒは、連結部材であるステー部材１３０Ｆ、１３０Ｒ、１３１、１３２によって締結されるよう構成される。つまり連結部材１３０Ｆ、１３０Ｒ、１３１、１３２は２つの側板８０Ｌ、８０Ｒを連結する。

ステー部材１３１、１３２上には、プロセスカートリッジ及びベルトユニットを保持する位置決め部材８１Ｌ、８１Ｒが配置される。つまり位置決め部材８１Ｌ、８１Ｒは連結部材１３１、１３２に保持されている。

位置決め部材８１Ｌ、８１Ｒは、プロセスカートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ及びベルトユニット１２を位置決めする。位置決め部材８１Ｌ、８１Ｒには各々、４つの位置決め部４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋが設けられており、プロセスカートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの軸受け部５１、５２と嵌合することで、位置決めされる。つまり移動部材３５を移動しプロセスカートリッジが装置本体内に収納された時、言い換えるとプロセスカートリッジが画像形成位置に来た時、プロセスカートリッジは位置決め部材８１Ｌ、８１Ｒに位置決めされる。

位置決め部４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、上向きの浅いＶ字形状であり、前述のように、押圧部材４２が下方に押圧することによって、プロセスカートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは位置決めされる。つまり位置決め部材８１Ｌ、８１Ｒは移動部材３５の移動方向に沿って設けられ、プロセスカートリッジは移動部材３５の移動方向と直交する方向から押圧され位置決めされる。位置決め部は浅いのでプロセスカートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫをわずかに持ち上げることで、位置決め部材８１Ｌ、８１Ｒに干渉することなく、カートリッジを水平方向に引き出すことが可能となる。

一方、ベルトユニット１２は、２つの位置決め部材８１Ｌ、８１Ｒの間に配置され、位置決めボス１４３、１４４を位置決め部材８１Ｌ、８１Ｒの位置決め部８３Ｄ、８３Ｔと嵌合することで、位置決めされる。

位置決め部材８１Ｌ、８１Ｒは、設計上同形状であり、共通の金型で加工が可能である。よって、位置決め部材８１Ｌ、８１Ｒの相対的な寸法差は小さく、プロセスカートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ、ベルトユニット１２の高精度な位置決めに有利な構成となる。位置決め部材８１Ｌ、８１Ｒは、Ｌ字形に曲げ加工されており、ステー部材１３１、１３２にビス締結される。つまり位置決め部材８１Ｌ、８１Ｒは２つの部材から構成され、２つの位置決め部材８１Ｌ、８１Ｒは形状が同じである。

ステー部材１３０Ｆ、１３０Ｒはスキャナユニット１１を位置決めする。スキャナユニット１１の脚１１ａ、１１ｂ、１１ｃが各々、ステー部材１３０Ｆ、１３０Ｒに接地し、スキャナユニット１１の高さ方向の位置が決まる。また、スキャナユニット１１の位置決めボス１１ｄ、１１ｅが、ステー部材１３０Ｆの位置決め穴８２ｃ、８２ｄと嵌合することによって、スキャナユニット１１の水平位置が決まる。上述のように、カートリッジの交換に際し、プロセスカートリッジをわずかに持ち上げることで、引出し可能である。よって、スキャナユニット下方に、カートリッジ交換のための大きな空間を設ける必要はない。

図３０は、画像形成装置本体の骨格を成す、本体フレームの組み立てを示した略図である。

位置決め部材及びステー部材は、プロセスカートリッジ位置決め部４１Ｙ、４１Ｋ、スキャナユニット位置決め部８２を組立工具４００に突き当てた状態で、ビス締結することで、本体フレームの位置精度を保障することができる。

位置決め部材８１Ｌ、８１Ｒは、ステー部材１３１とステー部材１３２に保持される。ステー部材１３１の突き当て部１４７、１４８、１４９は、上方向に半抜き加工が施されており、他の部分は、位置決め部材８１Ｌ、８１Ｒとの間に隙間が設けられている。ステー部材１３１は、突き当て部１４７、１４８、１４９の３点を組立工具４００及び位置決め部材８１Ｌ、８１Ｒに押圧した状態で、ビス締結される。また、ステー部材１３２は位置決め部材８１Ｌ、８１Ｒに押圧した状態で、ビス締結される。

本体骨格構成に一般的に用いられる冷間圧延鋼板等の板金部品は、その大きさによって、平面の反りや捩れ等の部品精度が低下する。また、高剛性を有する板金部品は、その部品精度の矯正が困難である。位置決め部材８１Ｌ、８１Ｒは、ステー部材１３１のみに締結することも可能だが、ステー部材１３１の部品精度の影響により、位置決め部材８１Ｌ、８１Ｒの所望の位置精度が得られないことがある。

本実施形態においては、位置決め部材８１Ｌ、８１Ｒは、２つのステー部材１３１、１３２とで保持され、且つその接触面積を減らすことで、ステー部材１３１、１３２の部品精度の影響を排除できる。よって、本体フレームを高精度に組み立てることができる。

ステー部材１３１、１３２は、その両端を左フレーム８０Ｌと右フレーム８０Ｒとに締結された、両持ち梁の構造であり、プロセスカートリッジの自重や押圧力等の静荷重、物流等による衝撃荷重に対し、強度を確保できる。

図２８〜図２９に示す様に、位置決め部材８１Ｌ、８１Ｒは、トレイ３５の移動範囲の下方に配設される。位置決め部材８１Ｌ、８１Ｒを側板に直接締結した場合、側板内側に配設されたトレイ３５及びトレイ保持部材３４Ｌ、３４Ｒの移動の妨げとなり、装置本体サイズが大きくなることが懸念されるが、本実施形態においては側板間のスペースを有効に活用できる。ステー部材１３０Ｆは、トレイ３５の移動範囲上方に配設されており、本体前方に大きな開口を設けることができる。よって、本体をサイズアップすることなく、トレイ３５の移動を可能としている。

以上説明したように、本実施形態の画像形成装置は、トレイの移動動作によって、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。

本発明の実施形態である画像形成装置の外観斜視図。 画像形成装置の断面図。 ドアを開いた状態の画像形成装置を示す図。 図３の画像形成装置の断面図。 トレイを引き出した状態の画像形成装置を示す図。 図５の画像形成装置の断面図。 カートリッジを駆動側から見た斜視図。 カートリッジを非駆動側から見た斜視図。 トレイの斜視図。 ドアとトレイ保持部材の連動機構部分の斜視図。 ドアの開き回動に連動するトレイ保持部材の移動を説明する図。 ガイド穴部分の拡大図。 ピンとＵ溝部分の拡大図。 トレイ保持部材に連動して解除するカートリッジ周囲のインターフェイス部を説明する図。 トレイ保持部材に連動して解除するカートリッジ周囲のインターフェイス部を説明する図。 トレイ保持部材に連動して解除するカートリッジ周囲のインターフェイス部を説明する図。 トレイ位置規制手段を説明する図。 トレイ位置規制手段を説明する図。 トレイ位置規制手段を説明する図。 トレイ位置規制手段を説明する図。 トレイ位置規制手段を説明する図。 カートリッジに給電を行う手段を説明する図。 カートリッジに給電を行う手段を説明する図。 カートリッジに給電を行う手段を説明する図。 ステー部材及び位置決め部材の構成を説明する図。 ステー部材の構成を説明する図。 ステー部材の構成を説明する図。 ステー部材及び位置決め部材の構成を説明する図。 ステー部材及び位置決め部材の構成を説明する図。 本体組立工具を説明する略図。

符号の説明

３０ 開口
３１ ドア（開閉部材）
３４Ｌ、３４Ｒ トレイ保持部材（移動手段）
３５ トレイ（移動部材）
８０Ｌ、８０Ｒ 左右のメインフレーム（側板）
８１Ｌ、８１Ｒ 左右の位置決め部材（内側板）
４１ カートリッジ位置決め部
１００ 画像形成装置本体
１３１ ステ−部材（連結部材）
ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ プロセスカートリッジ

Claims (8)

1. 互いに対向し本体の骨格を成す２つの側板と、像担持体を備えたカートリッジと、前記像担持体からトナー像が転写されるベルトと、前記カートリッジを支持し、前記２つの側板の間を移動する移動部材と、前記２つの側板を内包する外装部材と、を有し、前記移動部材を移動させることにより前記カートリッジを装置本体の外側と内側との間で移動させ、前記カートリッジが装置本体の外側にある時、前記移動部材に対して前記カートリッジを着脱可能で、前記カートリッジが装置本体内にある時、前記カートリッジを装置本体内で位置決めする為に前記移動部材が上下方向に移動する画像形成装置において、
   前記２つの側板の互いに対向する側面に保持され前記２つの側板を連結する連結部材と、前記カートリッジが装置本体内にある時に、前記像担持体の軸方向両端で前記カートリッジを支持して前記カートリッジの装置本体内での位置を決める２つの位置決め部材と、を有し、
   前記２つの位置決め部材は前記連結部材上で、前記像担持体の軸方向に関して前記ベルトの両側の位置に保持され、前記連結部材に保持された前記位置決め部材が前記連結部材から突出する方向は、前記カートリッジを装置本体内で位置決めする際に、前記移動部材が下方向に移動することにより前記カートリッジが前記位置決め部材に突き当たる方向の反対方向であることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記移動部材を移動可能に支持するレール部材を有し、前記レール部材は前記２つの側板に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記カートリッジを装置本体内での位置決める為に、前記カートリッジが前記２つの位置決め部材に向かって押圧される方向は、前記レール部材に対して前記移動部材が移動する方向と交差する方向であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記移動部材は複数の前記カートリッジを支持し、前記移動部材は前記複数のカートリッジの配列方向に沿う方向に移動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画像形成装置。
5. 前記２つの位置決め部材は、前記複数のカートリッジが配列された方向に沿って設けら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２つの位置決め部材は形状が同じであ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画像形成装置。
7. 前記連結部材は各々が前記２つの側板を連結する第１連結部材と第２連結部材を備え、前記２つの位置決め部材の各々は前記第１連結部材上及び前記第２連結部材上に保持されていることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記カートリッジは前記像担持体に作用するプロセス手段を備え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画像形成装置。

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