(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真感光体ドラムと前記電子写真感光体ドラムに形成された静電潜像を現像剤により現像するための現像手段とを有するプロセスカートリッジを電子写真画像形成装置の装置本体に取り外し可能に装着した状態で、記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置において、
前記プロセスカートリッジを取り外し可能に装着するカートリッジ支持部であって、前記装置本体に揺動可能に設けられた前記カートリッジ支持部と、
前記プロセスカートリッジが前記カートリッジ支持部に装着された状態で、前記電子写真感光体ドラムの回転軸線方向に並んで設けられ、前記電子写真感光体ドラムに画像情報に応じた前記静電潜像を形成するために、前記画像情報に応じて発光する複数個の発光素子を有して、前記電子写真感光体ドラムを露光する発光部材であって、前記カートリッジ支持部に揺動可能に設けられた前記発光部材と、
前記プロセスカートリッジが前記カートリッジ支持部に装着された状態で、前記電子写真感光体ドラムと前記発光部材との位置決めを行う発光部材位置決め部材と、
前記現像手段によって前記電子写真感光体ドラムに形成された現像剤像を前記記録媒体に転写するための転写部材であって、前記装置本体に回転可能に位置決めされている転写部材と、
前記プロセスカートリッジが前記カートリッジ支持部に装着された状態で、前記プロセスカートリッジが有する前記電子写真感光体ドラムが前記転写部材と位置決めされるように、前記カートリッジ支持部を前記転写部材に対して位置決めするカートリッジ支持部位置決め部材と、
を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
【請求項２】
前記カートリッジ支持部は、異なった色の現像剤を収納している複数個の前記プロセスカートリッジを支持しており、前記発光部材は前記複数個のプロセスカートリッジが有する電子写真感光体ドラム毎に配置されており、かつ、前記転写部材は、前記カートリッジ支持部位置決め部材によって前記転写部材に対して位置決めされた前記カートリッジ支持部が有する前記電子写真感光体ドラム毎に配置されることを特徴とする請求項１に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項３】
前記複数個のプロセスカートリッジが各々有する前記電子写真感光体ドラムに前記記録媒体を搬送する搬送ベルトを有し、かつ、前記転写部材は転写ローラであって、前記転写ローラは前記電子写真感光体ドラム毎に向い合って配置されており、かつ、前記搬送ベルトと複数個の前記転写ローラは転写ユニットに一体的に設けられており、かつ、前記カートリッジ支持部は、前記カートリッジ支持部位置決め部材によって、前記転写ユニットに対して位置決めされることを特徴とする請求項２に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項４】
前記カートリッジ支持部は、両端にボス部を有し、前記ボス部が嵌め合わされる穴によって、前記装置本体に対して揺動可能に支持され、前記カートリッジ支持部の後端に設けた付勢手段により、前記プロセスカートリッジの前記カートリッジ支持部に対する挿入方向とは逆方向に付勢されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項５】
前記カートリッジ支持部は軸部を有し、前記発光部材に設けた穴部と前記軸部を嵌め合わせることで前記発光部材を移動可能に支持し、前記発光部材を前記プロセスカートリッジの前記カートリッジ支持部に対する挿入方向とは逆方向に付勢する付勢手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項６】
前記カートリッジ支持部は前記プロセスカートリッジを所定位置で係止する係合手段を有し、前記発光部材は画像形成領域外の両端に突き当て部を有し、前記突き当て部を前記プロセスカートリッジの電子写真感光体ドラムに突き当て付勢することで一定の距離で位置決めすることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項７】
前記カートリッジ支持部は両端にＵ字溝部を有し、前記転写部材は前記Ｕ字溝部と対向する位置に軸部を有し、前記転写部材が前記装置本体に対して閉められると、前記Ｕ字溝部と前記軸部が係合することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項８】
前記プロセスカートリッジは両端にＵ字溝部を有し、前記転写部材は前記Ｕ字溝部と対向する位置に軸部を有し、前記転写部材が前記装置本体に対して閉められると、前記Ｕ字溝部と前記軸部が係合することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の電子写真画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真感光体ドラムと該ドラムに形成された静電潜像を現像剤により現像するための現像手段とを有するプロセスカートリッジを装置本体に取り外し可能に装着した状態で、記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置に関する。
【０００２】
電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成プロセスを用いて、記録媒体に画像を形成するものである。電子写真画像形成装置の例としては、例えば電子写真複写機、電子写真プリンター（例えばレーザービームプリンター、ＬＥＤプリンター等）、フアクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。また、記録媒体とは、電子写真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シート等が含まれる。
【０００３】
プロセスカートリッジとは、電子写真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。装置本体とはカートリッジを除いた電子写真画像形成装置の構成部分である。プロセスカートリッジとは、プロセス手段としての、帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも一つと静電潜像が形成される電子写真感光体ドラム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。プロセス手段は、電子写真感光体ドラムに作用するものである。従って、プロセスカートリッジとは、プロセス手段としての現像手段と、電子写真感光体ドラム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も含まれる。また、プロセスカートリッジとは、プロセス手段としての、帯電手段、現像手段またはクリーニング手段と、電子写真感光体ドラム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も含まれる。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。
【背景技術】
【０００４】
特許文献１には、プロセスカートリッジ（以下、カートリッジと記す）の転写手段に対する位置決め方式が記載されている。即ち、転写手段を取り付けた固定フレームにカートリッジが着脱可能であり、電子写真感光体ドラム（以下、ドラムと記す）の回転軸芯上の一方端側に軸支して回転可能に取り付けられた可動フレームを設ける。可動フレームは、転写手段とドラムを対向させるように配置する構成である。
【０００５】
また、カートリッジのドラムとＬＥＤアレイヘッドのような露光手段の位置決め方式として、特許文献２には、前記露光手段を装置本体に対して回動自在に装着されたホルダに設ける。そして、外装カバーの開閉と連動してドラムに対する離接と位置決めを行う構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２４８８６０号公報
【特許文献２】特開平５−２４９７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１及び２の従来技術は、ドラムと露光手段、ドラムと転写手段の位置決めをそれぞれ別々に行う構成となっている。このため、装置本体上での、各手段同士の位置決めには何部品も介する構成となり、前記位置決めに要求される精度を得るためには、各部品の厳しい精度が必要であり、コストアップが発生していた。
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、露光手段である発光部材と、電子写真感光体ドラムと、転写手段である転写部材との位置決めを安価で、簡単且つ確実に行える電子写真画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明に係る電子写真画像形成装置の代表的な構成は、電子写真感光体ドラムと前記電子写真感光体ドラムに形成された静電潜像を現像剤により現像するための現像手段とを有するプロセスカートリッジを電子写真画像形成装置の装置本体に取り外し可能に装着した状態で、記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置において、前記プロセスカートリッジを取り外し可能に装着するカートリッジ支持部であって、前記装置本体に揺動可能に設けられた前記カートリッジ支持部と、前記プロセスカートリッジが前記カートリッジ支持部に装着された状態で、前記電子写真感光体ドラムの回転軸線方向に並んで設けられ、前記電子写真感光体ドラムに画像情報に応じた前記静電潜像を形成するために、前記画像情報に応じて発光する複数個の発光素子を有して、前記電子写真感光体ドラムを露光する発光部材であって、前記カートリッジ支持部に揺動可能に設けられた前記発光部材と、前記プロセスカートリッジが前記カートリッジ支持部に装着された状態で、前記電子写真感光体ドラムと前記発光部材との位置決めを行う発光部材位置決め部材と、前記現像手段によって前記電子写真感光体ドラムに形成された現像剤像を前記記録媒体に転写するための転写部材であって、前記装置本体に回転可能に位置決めされている転写部材と、前記プロセスカートリッジが前記カートリッジ支持部に装着された状態で、前記プロセスカートリッジが有する前記電子写真感光体ドラムが前記転写部材と位置決めされるように、前記カートリッジ支持部を前記転写部材に対して位置決めするカートリッジ支持部位置決め部材と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、カートリッジ支持部で発光部材と電子写真感光体ドラムを位置決めし、カートリッジ支持部ごと転写部材に位置決めを行うことで、発光部材と、電子写真感光体ドラムと、転写部材の相互を確実に位置決めできる。しかも、位置決め機構の部品点数を大幅に削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）は実施例における電子写真画像形成装置の外観斜視図、（ｂ）は装置の縦断右側面図である。
【図２】（ａ）は図１の（ｂ）の部分的拡大図、（ｂ）は転写ユニットを含むドアが開放され、全てのカートリッジが装着部から取り出されている状態の装置本体の斜視図である。
【図３】（ａ）は図２の（ｂ）の状態の縦断右側面図、（ｂ）は転写ユニットの内面側を見た斜視図である。
【図４】（ａ）は転写ユニットが装置本体のフレームに位置決め保持されている状態を示す斜視図、（ｂ）は部分的拡大図である。
【図５】（ａ）は転写ユニットの装置本体のフレームに対する位置決め保持が解除されている状態を示す斜視図、（ｂ）は部分的拡大図である。
【図６】（ａ）は左側フレームの外面図、（ｂ）は部分的拡大図である。
【図７】（ａ）はロック位置状態のロックレバーの斜視図、（ｂ）はロック解除位置状態のロックレバーの斜視図である。
【図８】（ａ）はカートリッジを正面側から見た外観斜視図であり、ドラムシャッタが開かれている状態を示している。（ｂ）はそのカートリッジを背面側から見た外観斜視図である。
【図９】装置本体のフレームに対するカートリッジ保持部材の取り付け構成の説明図である。
【図１０】（ａ）はカートリッジ保持部材を正面側から見た斜視図、（ｂ）は背面側から見た斜視図である。
【図１１】ＬＥＤユニットと、カートリッジと、転写ローラの位置決め方法を説明する図である。
【図１２】ドラムを露光するための所定の露光位置に位置しているＬＥＤユニットの先端部側の拡大横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［実施例１］
｛電子写真画像形成装置例の全体構成｝
図１の（ａ）は本実施例における電子写真画像形成装置１００の外観斜視図、（ｂ）は装置１００の縦断右側面図である。図２の（ａ）は図１の（ｂ）の部分的拡大図である。装置１００は電子写真感光体ドラムを有する４つのプロセスカートリッジをそれぞれ装置本体内の対応するカートリッジ装着部に取り外し可能に装着した状態で、記録媒体にカラー画像を形成するインライン方式のカラー電子写真画像形成装置である。電子写真感光体ドラムを露光する発光部材（露光装置）にはＬＥＤユニット（ＬＥＤヘッドアレイ、ＬＥＤ方式の露光装置）を用いている。より詳しくは、装置１００は、電子写真プロセスを用いた、４色フルカラーのＬＥＤプリンターである。パソコン・イメージリーダー等のホスト装置２００から制御回路部（コントローラ）１０１に入力する電気的な画像情報（画像信号）に基づいて記録媒体にカラー画像形成を行う。
【００１３】
以下の説明において、装置１００に関して、前側（正面側）とは装置開閉ドア（前扉）３１を配設した側である。後側（奥側）とはそれとは反対側である。前後方向とは、装置の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。上下とは重力方向において上または下である。装置本体１００Ａとはプロセスカートリッジを除いた装置１００の構成部分である。記録媒体とは、装置１００によって画像が形成されるものであって、例えば、用紙、ＯＨＴシート、封筒、葉書、ラベル、布などが含まれる（以下、記録材と記す）。
【００１４】
装置本体１００Ａ内には垂直に対して後側に傾斜する方向において下から上に順に第１乃至第４の４つのカートリッジ装着部１０２（１０２Ｙ・１０２Ｍ・１０２Ｃ・１０２Ｋ）が配設されている。そして、各装着部１０２に対してそれぞれ異なった色の現像剤を収納している第１乃至第４の４つのプロセスカートリッジＰ（ＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫ）が取り外し可能に装着されている。各装着部１０２は互いに同じ構成である。装着部１０２の構成については後述する。
【００１５】
各カートリッジＰは、それぞれ、電子写真感光体ドラム１とドラム１に形成された静電潜像を現像剤により現像するための現像手段３とを有していて、収納されている現像剤の色が異なるだけで、互いに同様の電子写真プロセス機構である。本実施例のカートリッジＰは、ドラム１と、ドラム１に作用するプロセス手段としての帯電手段２、現像手段３、及びクリーニング手段４をカートリッジ枠体５に所定の相互配置関係をもって一体的にカートリッジ化したものである。ドラム１は枠体５に対して軸受け部材（不図示）を介して回転可能に支持されている。カートリッジＰはドラム１の回転軸線方向を長手方向とするアセンブリであり、ドラム１の回転軸線方向の一端側が駆動側、他端側が非駆動側である。帯電手段２はドラム１の周面を所定の極性・電位に一様に帯電する手段であり、接触帯電部材である帯電ローラを用いている。現像手段３はドラム１に形成された静電潜像を粉体現像剤（トナー）により現像剤像（トナー像）として顕像化する手段である。現像手段３は、ドラム１に現像剤を適用するための現像部材としての現像ローラ３ａ、現像ローラ３ａに現像剤を供給するための供給ローラ３ｂ、現像剤を収容した現像剤収容部３ｃ等を有する。クリーニング手段４は記録材Ｓに対する現像剤像転写後のドラム表面から転写残現像剤を除去する手段であり、クリーニング部材としてのクリーニングブレード４ａ、廃現像剤収容部４ｂ等を有する。
【００１６】
図８の（ａ）はカートリッジＰを正面側から見た外観斜視図であり、シャッタ５２が開かれている状態を示している。（ｂ）はそのカートリッジＰを背面側から見た外観斜視図である。枠体５の左右側には、それぞれ、カートリッジ正面側に突出して設けられた取手部５１Ｌ・５１Ｒと、ドラム１の回転軸線と同軸に位置決め部５２Ｌ・５２Ｒと、挿入ガイド部５３Ｌ・５３Ｒが有る。また、枠体５の左右側には、それぞれ、Ｕ字溝部５４Ｌ・５４Ｒが設けられている。このＵ字溝部５４Ｌ・５４Ｒは、後述する転写ユニット（搬送ベルトユニット）７が有する転写部材としての転写ローラ１１を回転可能に支持する左右側の軸受け部（軸部）７３Ｌ・７３Ｒ（図３の（ｂ））と対向する位置に設けられている。シャッタ５２はドラム１を保護する部材であり、枠体５に設けられている。シャッタ５２は開閉機構（不図示）によりカートリッジＰの正面側であるドラム外部露出開口窓部５５を隠蔽した閉じ位置と、窓部５５から下方にシフトした開き位置とに開閉動可能である。シャッタ５２は、カートリッジＰが装置本体１００Ａから取り出されている状態においては、窓部５５を隠蔽してドラム１の前面を保護する閉じ位置に保持されている。また、シャッタ５２は、カートリッジＰが装置本体１００Ａの装着部１０２に挿入されてドア３１が閉鎖位置Ａに閉じられると、ドア３１の閉じ動作に連動する手段（不図示）により開き位置に移動する。そして、ドラム１の正面外部露出部に対して転写ユニット７のベルト１０が接触した状態になる。
【００１７】
第１のカートリッジＰＹは、収容部３ｃにイエロー（Ｙ）色の現像剤が収容されていて、ドラム１面にＹ色の現像剤像を形成する。第２のカートリッジＰＭは、収容部３ｃにマゼンタ（Ｍ）色の現像剤が収容されていて、ドラム１面にＭ色の現像剤像を形成する。第３のカートリッジＰＣは、収容部３ｃにシアン（Ｃ）色の現像剤が収容されて、ドラム１面にＣ色の現像剤像を形成する。第４のカートリッジＰＫは、収容部３ｃにブラック（Ｋ）色の現像剤が収容されていて、ドラム１面にＫ色の現像剤像を形成する。各カートリッジＰが対応の装着部１０２に所定に装着されて画像形成位置に位置している状態において、カートリッジＰ側の駆動入力部（不図示）に対して装置本体１００Ａ側の駆動出力部（不図示）が結合している。また、カートリッジＰ側のバイアス入力部（不図示）に対して、装置本体１００Ａ側のバイアス出力部（不図示）が結合している。また、画像形成位置に位置している各カートリッジＰのドラム１に対して、それぞれ、装置本体１００Ａ側の露光装置としてのＬＥＤユニット６がドラム１を露光するための所定の露光位置に位置している。図１２は、ドラム１を露光するための所定の露光位置Ｚに位置しているユニット６の先端部側の拡大横断面図である。ユニット６は、ドラム１の回転軸線方向（長手方向）に並んで設けられ、ドラム１を露光するために画像情報に応じて発光する複数個の発光素子としてのＬＥＤ（発光ダイオード）６ａを有する発光部材である。また、ユニット６は、ＬＥＤ基板６ｂ、セルフォック（登録商標）レンズ６ｃを有する。レンズ６ｃは、ＬＥＤ６ａから発光された光線を収束してドラム１に露光するためのレンズである。即ち、ユニット６は、制御回路部１０１から入力される画像情報に対応して複数個のＬＥＤ６ａが選択的に発光制御されて、帯電ローラ２で帯電処理された、回転するドラム１の表面を主走査露光して画像情報に対応した静電潜像を形成する露光手段である。本実施例の装置１００においては、ユニット６は、ホスト装置２００から制御回路部１０１へ入力するＹ・Ｍ・Ｃ・Ｋの各色の画像情報に対応して変調した光Ｌ（ＬＹ・ＬＭ・ＬＣ・ＬＫ）を出力して対応色のカートリッジＰにおけるドラム１を走査露光する。これをまとめると、発光部材であるユニット６は、カートリッジＰが画像形成位置Ｃに位置決めされている状態で露光位置Ｄに位置決めされている。そして、ドラム１の長手方向に複数個並んで設けられ、ドラム１を露光するために画像情報に応じて露光する複数個の発光素子を有する。
【００１８】
第１乃至第４の装着部１０２（１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋ）の前面側には転写ユニット７が配設されている。ユニット７は、上下並行２本の駆動ローラ８および従動ローラ９と、このローラ８・９間に張設されたエンドレスの搬送ベルト１０と、各カートリッジＰのドラム１（電子写真感光体ドラム毎）に対応する４本の転写ローラ（転写部材）１１を有する。ベルト１０は駆動ローラ８により駆動され、各装着部１０２に装着されているカートリッジＰのすべてのドラム１に対向し、かつ接するようにして、矢印の時計方向に所定の速度で循環移動する。各ローラ１１は、それぞれ、対応するドラム１との間でベルト１０を挟むようにベルト内面に当接した状態で設けられる。各カートリッジＰにおいて、ドラム１とベルト１０との接触部（ニップ部）が転写部Ｔである。ローラ１１は現像手段３によってドラム１に形成された現像剤像を記録材Ｐに転写するための転写部材であって、装置本体１００Ａに回転可能に位置決めされている。
【００１９】
装置本体１００Ａの下側にはカセット１２が配設されている。カセット１２にはシート状の記録材Ｓが積載されている。カセット１２は装置１００の前側から出し入れ自由である（フロントローデング）。カセット１２内の記録材Ｓは給送ローラ１３が駆動されることにより、最上位の記録材Ｓが分離部材（不図示）との協働で装置本体１００Ａ内の前側に一枚分離給送される。そしてガイドにより上方に案内されてユニット７の下方部に配設されているレジストローラ対１４によりレジストされる。ユニット７の上方部には定着装置１５が配設されている。装置１５は記録材Ｓに形成された未定着の現像剤像を熱と圧力を加えて固着像として定着させる装置である。装置本体１００Ａの上面には、画像形成済みの記録材を排出口１６から受ける排出トレイ１７が配設されている。
【００２０】
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。画像形成スタート信号に基づいて、各カートリッジＰのドラム１が矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。ベルト１０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。また、ローラ１３が駆動されてカセット１２から記録材Ｓが一枚分離給送され、ローラ対１４によりレジストされてユニット７の従動ローラ９の側からベルト１０の上行側ベルト部分の面に送出される。記録材Ｓはベルト面に静電吸着されてベルト１０の移動により上方に搬送されていく。また、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ローラ２に対して所定の帯電バイアスが印加されてドラム１の表面が所定の極性・電位に一様に帯電される。ユニット６は制御回路部１０１から入力される画像情報に対応して複数個の発光素子としてのＬＥＤが選択的に発光制御されて、ローラ２により帯電処理されたドラム１の表面を主走査露光する。これにより、各ドラム１の表面に対応色の画像情報に応じた静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、ローラ３ａにより現像剤像として現像される。ローラ３ａには所定の制御タイミングで所定の現像バイアスが印加される。
【００２１】
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色現像剤像が形成される。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色現像剤像が形成される。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色現像剤像が形成される。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色現像剤像が形成される。そして、それらの現像剤像が、ベルト１０に静電吸着して各カートリッジＰの転写部Ｔを順次に通過していく記録材Ｓの面に順次に重畳して転写される。ローラ１１には電源部（不図示）から現像剤の帯電極性とは逆極性で所定電位の転写バイアスが印加される。これにより、第４のカートリッジＰＫの転写部Ｔを出た記録材Ｓの面にはＹ色＋Ｍ色＋Ｃ色＋Ｋ色の４色重畳のフルカラーの未定着現像剤像が形成される。各カートリッジＰにおいて、転写後のドラム１の表面に残留した現像剤はクリーニング手段４により除去される。第４のカートリッジＰＫの転写部Ｔを出た記録材Ｓは、ユニット７の駆動ローラ８の曲率によりベルト１０の面から曲率分離して定着装置１５に導入されて、未定着現像剤像の定着処理を受ける。そして、記録材Ｓは定着装置１５を出てフルカラー画像形成物として排出口１６からトレイ１７上に排出される。
【００２２】
｛カートリッジ交換方式｝
各カートリッジＰ（ＰＹ，ＰＭ，ＰＣ，ＰＫ）は、画像形成に使用されるにつれて、それぞれ、収容されている現像剤（トナー）が消費される。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、制御回路部１０１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（不図示）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。
【００２３】
本実施例の装置１００においては、カートリッジＰの交換は、ユーザビリティ向上のために、フロントアクセスにより交換する方式である。即ち、装置本体１００Ａの前面側には、各カートリッジＰを対応する装着部１０２へ挿入する、及び、各カートリッジＰを対応する装着部１０２から取り出すために、カートリッジＰを通過させる開口部１０３が設けられている。そして、開口部１０３を閉じる閉鎖位置Ａと、開口部１０３を開放する開放位置Ｂと、の間を移動可能な開閉部材としてのドア３１が設けられている。本実施例においては、ドア３１は下辺側の横軸（ヒンジ軸）３１ｂを中心に装置本体１００Ａに対して開閉回動可能である。即ち、ドア３１は、ヒンジ軸３１ｂを中心に立て起こし方向に回動して、図１の（ａ）・（ｂ）ように、開口部１０３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の閉じにより開口部１０３が閉鎖される。閉鎖位置Ａにあるドア１０３は掛け止め機構或いはトグル機構（不図示）によりその位置に保持される。
【００２４】
また、閉鎖位置Ａにあるドア１０３は、使用者が取手部３１ａに手指を掛けて掛け止めを解除して或いはトグル力に抗して軸３１ｂを中心に装置本体１００Ａの手前側にほぼ水平に倒し回動する。これにより、図２の（ｂ）、図３の（ａ）のように、開放位置Ｂに移動することができる。開放位置Ｂに移動されたドア３１はその位置に保持される。本実施例においては、ドア３１の上記の開閉動に連動してユニット７もドア３１と一緒に開口部１０３に対して開閉動する構成である。図２の（ｂ）はユニット７を含むドア３１が開放され、全てのカートリッジＰが装着部１０２から取り出されている状態の装置本体１００Ａの斜視図である。図３の（ａ）は同状態の縦断右側面図、（ｂ）はユニット７の内面側を見た斜視図である。ユニット７は、下部側の左右部にそれぞれ回動支点部７１Ｌ・７１Ｒを有する。それらの支点部７１Ｌ・７１Ｒは、それぞれ、図４のように、装置本体１００Ａの骨格をなすメインフレーム１０４の左側フレーム１０４Ｌと右側フレーム１０４Ｒとに設けられた支持部１０５Ｌ・１０５Ｒに対して回動可能に支持されている。従って、ユニット７は回動支点部７１Ｌ・７１Ｒを中心に装置本体１００Ａに対して回動可能である。また、ユニット７は上部側において左右のリンク３２を介してドア３１に対して連結されている。従って、ユニット７はドア３１の開閉動に連動してドア３１と一緒に開口部１０３に対して開閉動する。
【００２５】
ユニット７は、ドア３１が図１の（ａ）・（ｂ）のように閉鎖位置Ａにある状態において、装置本体１００Ａに対して所定の転写位置Ｃに位置決めされている。この位置決めと位置決め解除について図４乃至図７により説明する。左右のフレーム１０４Ｌ・１０４ＲＬには、それぞれ、ユニット７の上部の駆動ローラ８を支持する左右の軸受け部７２Ｌ・７２Ｒを受けるための位置決め凹部１０６Ｌ・１０６Ｒが設けられている。また、左右のフレーム１０４Ｌ・１０４Ｒ間にはロックレバー軸１０８が配設されている。軸１０８は左右両端部が左右のフレーム１０４Ｌ・１０４Ｒにそれぞれ設けられた軸受け穴部１０９に挿入されて回転可能に支持されていている。軸１０８の左右両端部には、それぞれ、軸１０８と一体に左右一対のロックレバー１０７Ｌ・１０７Ｒが配設されている。レバー１０７Ｌ・１０７Ｒは、左側のレバー１０６Ｌと左側フレーム１０４Ｌとの間に配設されているトグルバネ１１０の付勢力によりロック位置Ｄ側又はロック解除位置Ｅ側に回動付勢される。
【００２６】
ドア（開閉部材）３１が閉鎖位置Ａにある状態においては、ユニット７の軸受け部７２Ｌ・７２Ｒがトグルバネ（弾性部材）１１０によりロック位置Ｄ側に回動付勢されているレバー１０７Ｌ・１０７Ｒで位置決め凹部１０６Ｌ・１０６Ｒに対して押え込まれている。図４はこの状態時を示している。この状態時において、ユニット７が装置本体１００Ａに対して所定の転写位置Ｃ（図１の（ｂ））に位置決めされている。その際、回動支点部７１Ｌ・７１Ｒのフレーム１０４Ｌ・１０４Ｒに設けた支持部１０５Ｌ・１０５Ｒは長丸穴の構成とする（特許第４２９０１０５号公報）。
【００２７】
閉鎖位置Ａにあるドア（開閉部材）１０３が、掛け止めを解除して或いはトグル力に抗して軸３１ｂを中心に開き方向に回動されると、ドアスイッチ（キルスイッチ：不図示）がオフになり、装置１００の電源回路（不図示）が開成状態に保持される。また、ドア３１の開き回動の初期において、ドア３１の開き動作に連動する連動機構（不図示）により、ユニット７側の駆動入力部（不図示）と装置本体１００Ａ側の駆動出力部（不図示）との結合が解除される。及び、カートリッジＰ側の駆動入力部（不図示）と装置本体１００Ａ側の駆動出力部（不図示）との結合が解除される。また、ドア３１側の作用部材（不図示）が右側レバー１０７Ｒの被作用ピン１１１に接触する。そして、レバー１０７Ｌ・１０７Ｒがトグルバネ（弾性部財）１１０の付勢力（弾性力）に抗してロック位置Ｄ側からロック解除位置Ｅ側に向かって回動される。その回動途中から、レバー１０７Ｌ・１０７Ｒのトグルバネ１１０による付勢方向がロック解除方向になる。これによって、レバー１０７Ｌ・１０７Ｒがロック解除位置Ｅ側に積極的に回動してロック解除位置Ｅに転換される。これにより、軸受け部７２Ｌ・７２Ｒの位置決め凹部１０６Ｌ・１０６Ｒに対する位置決めが解除される。ドア３１の引き続く開き回動に伴いユニット７がリンク３２に引かれて回動支点部７１Ｌ・７１Ｒを中心にドア３１と一緒に開き回動を始める。図５はこの状態時を示している。そして、ユニット７を含むドア３１が開放位置Ｂに開かれると、装置本体１００Ａの開口部１０３が大きく開放されて装着部１０２に対するアクセスが可能となる。
【００２８】
各カートリッジＰのシャッタ５２はドア３１の開き動作に連動して開き位置から閉じ位置に移動する。装着部１０２に装着されている各カートリッジＰの取り出しは、カートリッジＰの左右側からカートリッジ前側に突出している左右の取手部５１Ｌ・５１Ｒを左右の手で握る。そして、カートリッジＰを装着部１０２から手前側に引き抜く。これにより、カートリッジＰが装置本体１００Ａから取り出される。逆に、装着部１０２に対するカートリッジＰの装着は、カートリッジＰの左右の取手部５１Ｌ・５１Ｒを手で握ってカートリッジＰを持ち、カートリッジＰを背面側を先にして装着部１０２に十分に挿入する。本実施例においては、各カートリッジＰは対応する装着部１０２に水平に対して斜め下向きの方向に挿入される。図３の（ａ）において、矢印Ｘ方向がカートリッジ挿入方向（装着方向）、それとは逆方向の矢印Ｙ方向がカートリッジ取り出し方向である。
【００２９】
カートリッジＰの交換を終えたらユニット７を含むドア３１を開放位置Ｂから閉鎖位置Ａに回動する。装着部１０２に装着されているカートリッジＰのシャッタ５２はドア３１の閉じ動作に連動して閉じ位置から開き位置に移動する。そして、ドア３１が閉鎖位置Ａに至る少し前において、ユニット７の軸受け部７２Ｌ・７２Ｒが位置決め凹部１０６Ｌ・１０６Ｒに対応して位置する。ドア３１の更なる閉じ回動過程において、ロック解除位置Ｅに回動されている右側のレバー１０７Ｒ側のピン１１１にドア３１側の作用部材が接触する。そして、レバー１０７Ｌ・１０７Ｒがトグルバネ１１０の付勢力に抗してロック解除位置Ｅからロック位置Ｄ側に向かって回動される。その回動途中から、レバー１０７Ｌ・１０７Ｒのトグルバネ１１０による付勢方向がロック位置Ｄ側の方向になる。これによって、レバー１０７Ｌ・１０７Ｒがロック位置Ｄ側に積極的に回動する。これにより、軸受け部７２Ｌ・７２Ｒがレバー１０７Ｌ・１０７Ｒにより位置決め凹部１０６Ｌ・１０６Ｒに対して押え込まれた状態に復帰して、ユニット７が装置本体１００Ａに対して転写位置Ｃに位置決めされる。即ち、ユニット７のベルト１０が各カートリッジＰのドラム１の正面外部露出部に所定に接触した状態になる。そして、ドア３１を開口部１０３に対して十分に閉じ込む。このドア３１の閉じにより開口部１０３が閉鎖される。閉鎖位置Ａにあるドア１０３は掛け止め機構或いはトグル機構（不図示）によりその位置に保持される。この状態において、ドアスイッチ（不図示）がオンになり、装置１００の電源回路（不図示）が閉成状態に保持される。また、ユニット７が装置本体１００Ａに位置決めされた後のドア３１の閉じ動作に連動する連動機構（不図示）によりカートリッジＰ側の駆動入力部に対して装置本体側の駆動出力部が結合動作する。また、カートリッジＰ側のバイアス入力部に対して、装置本体１００Ａ側のバイアス出力部が結合した状態になる。また、ユニット７側の駆動入力部に対して装置本体側の駆動出力部が結合動作する。また、ユニット７側の駆動入力部に対して装置本体側の駆動出力部が結合動作する。また、ユニット７側のバイアス入力部に対して、装置本体１００Ａ側のバイアス出力部が結合した状態になる。この状態において、装置１００は画像形成動作が可能状態となる。
【００３０】
ここで、本実施例においては、ユニット７の開閉はドア３１の開閉動に連動させたが、ドア３１の開閉とは別にユニット７を開閉操作する装置構成にすることも出来る。
【００３１】
｛カートリッジ装着部｝
第１乃至第４のカートリッジ装着部１０２（１０２Ｙ・１０２Ｍ・１０２Ｃ・１０２Ｋ）の構成を、主として図６、図９乃至図１１を用いて説明する。各装着部１０２の構成は互いに同じであるので１つの装着部１０２を代表して説明する。
【００３２】
装着部１０２は、カートリッジＰを取り外し可能に装着するカートリッジ保持部材（カートリッジ支持部）であって、装置本体１０２に揺動可能に設けられたカートリッジ保持部材３３を有する。また、装着部１０２は、保持部材３３に揺動可能に設けられた発光部材としてのＬＥＤユニット６を有する。また、装着部１０２は、カートリッジＰがカートリッジ保持部材３３に装着された状態で、ドラム１とユニット６との位置決めを行う発光部材位置決め部材６２Ｌ・６２Ｒを有する。また、装着部１０２は、カートリッジＰが保持部材３３に装着された状態で、ドラム１が転写ローラ１１と位置決めされるように、保持部材３３を転写ローラ１１に対して位置決めするカートリッジ支持部位置決め部材５４Ｌ・５４Ｒを有する。
【００３３】
実施例の装置１００においては、保持部材３３は、異なった色の現像剤を収納している複数個のカートリッジＰを支持している。ユニット６はその複数個のカートリッジＰが有する電子写真感光体ドラム毎に配置されている。かつ、転写ローラ（転写部材）１１は、支持部位置決め部材５４Ｌ・５４Ｒによってローラ１１に対して位置決めされた保持部材３３が有する電子写真感光体ドラム毎に配置される。複数個のカートリッジＰが各々有するドラム１に記録材Ｓを搬送する搬送ベルト１０を有し、かつ、ローラ１１は前記電子写真感光体ドラム毎に向い合って配置されている。かつ、ベルト１０と複数個のローラ１１はユニット７に一体的に設けられている。かつ、保持部材３３は、支持部位置決め部材５４Ｌ・５４Ｒによって、ユニット７に対して位置決めされる。
【００３４】
更に詳細に説明する。保持部材３３は、装置本体１００Ａの内側に左右側のフレーム１０４Ｌ・１０４Ｒ間に、カートリッジ挿入方向Ｘ及びその逆方向であるカートリッジ取り出し方向Ｙ（前後方向）に移動可能に支持される。図９の（ａ）と（ｂ）は装着部１０２Ｋの保持部材３３がフレーム１０４Ｌ・１０４Ｒ間に支持されている状態を示している。図１０の（ａ）は保持部材３３を正面側から見た外観斜視図、（ｂ）は背面側から見た外観斜視図である。保持部材３３は、左右側の側板３４Ｌ・３４Ｒの外側にそれぞれボス部３５・３６を有する。また、左右のフレーム１０４Ｌ・１０４Ｒにはそれぞれ上記のボス部３５・３６が嵌め合わされる穴である丸長穴部１３５・１３６が設けられている。保持部材３３は、ボス部３５・３６が穴部１３５・１３６に挿入されることで、フレーム１０４Ｌ・１０４Ｒ間に、穴部１３５・１３６の範囲でカートリッジ挿入方向Ｘ及びその逆方向であるカートリッジ取り出し方向Ｙに揺動可能に支持されている。保持部材３３の背面側（後端）には長手方向の両端部側（画像形成領域外の左右両端部）と中央部との３ヶ所にコイルバネ（付勢手段）３７が配設されていて、それらのバネ３７が中仕切りフレーム１３７の前面との間に縮設されている。従って、保持部材３３はバネ（弾性力）３７の弾性力により、カートリッジ取り出し方向Ｙに付勢されている。即ち、保持部材３３は、長手方向の両端にボス部３５・３６を有し、そのボス部３５・３６が嵌め合わされる穴１３５・１３６によって装置本体１００Ａに対して揺動可能に支持される。そして、後端に設けたバネ３７の弾性力によりカートリッジＰの保持部材３３に対する挿入方向Ｘとは逆方向Ｙに付勢される。
【００３５】
また、保持部材３３は、後面板の内面の左右部に、それぞれ、カートリッジ取り出し方向Ｙに突出している軸部３８を有する。左右の軸３８に、ユニット６の左右側のガイド穴部６１が嵌合している。これにより、ユニット６は、軸３８に沿ってカートリッジ挿入方向Ｘ及びその逆のカートリッジ取り出し方向Ｙに移動可能に支持される。また、軸３８の基部にはコイルバネ（付勢手段）３９が外嵌されていて、ユニット６はバネ３９の弾性力によりカートリッジ取り出し方向Ｙに付勢される。また、ユニット６の先端側の左右両端部には、それぞれ、ドラム１の左右両端部に対する突き当て部（ドラム１とユニット（発光部材）６との位置決めを行う発光部材位置決め部材）６２Ｌ・６２Ｒが設けられている。ユニット６は、自由状態において、バネ３９の付勢力でカートリッジ取り出し方向Ｙに所定量移動されている。即ち、保持部材３３は軸部３８を有し、ユニット６に設けた穴部６１と軸部３８とを嵌め合わせることでユニット６を移動可能に支持している。そして、ユニット６をカートリッジＰのカートリッジ保持部材３３に対する挿入方向Ｘとは逆方向Ｙに付勢するバネ３９が設けられている。
【００３６】
装着部１０２に対するカートリッジＰの装着は、前述したように、カートリッジＰの左右の取手部５１Ｌ・５１Ｒを手で握ってカートリッジＰを持ち、カートリッジＰを背面側を先にして装着部１０２の保持部材３３内に挿入する。このとき、カートリッジ左右側の挿入ガイド部５３Ｌ・５３Ｒ（図８）を、それぞれ、保持部材３３の左右の側板３４Ｌ・３４Ｒの内側に設けたガイドレール部４０Ｌ・４０Ｒに係合させてカートリッジＰを保持部材３３内に挿入する。その挿入途中で、カートリッジ左右側の位置決め部５２Ｌ・５２Ｒが、それぞれ、保持部材３３の左右の側板３４Ｌ・３４Ｒに設けたレール部分４１Ｌ・４１Ｒに乗る。そして、位置決め部５２Ｌ・５２Ｒが、レール部分４１Ｌ・４１Ｒ上を滑走して、レール部分４１Ｌ・４１Ｒの端部に設けた位置決め凹部４２Ｌ・４２Ｒに突き当って係合する。その際、凹部４２Ｌ・４２Ｒの上部に設けたねじりコイルバネ４３Ｌ・４３Ｒにより、位置決め部５２Ｌ・５２Ｒが付勢される。これにより、カートリッジＰは、保持部材３３に対して保持され、カートリッジ保持部材３３と一体となって装置本体に対して移動可能となる。
【００３７】
図１１の（ａ）と（ｂ）を用いて、ユニット６と、カートリッジＰと、ローラ１１の位置決め方法を説明する。上述したように、カートリッジＰの挿入時、カートリッジＰは保持部材３３のレール部分４０Ｌ・４０Ｒ、４１Ｌ・４１Ｒに案内される。その後、カートリッジＰの位置決め部５２Ｌ・５２Ｒが凹部４２Ｌ・４２Ｒへ係合し、ねじりコイルばね（弾性部材）４３Ｌ・４３Ｒで付勢される。これにより、カートリッジＰは、保持部材３３に位置決め保持され、保持部材３２と一体となって装置本体１００Ａに対して移動可能となる。その際、（ｂ）に示すように、保持部材３３にカートリッジ挿入方向Ｘに移動可能に設けたＬＥＤユニット６は、カートリッジＰの背面側に設けた露光溝５６を通る。そして、先端側左右部の突き当て部６２Ｌ・６２Ｒがドラム１の左右両端部に突き当り、カートリッジＰの引き続く挿入移動によりバネ３９を圧縮しながら後退移動する。これにより、保持部材３３に位置決め保持された状態のカートリッジＰのドラム１に対して突き当て部６２Ｌ・６２Ｒがバネ３９の圧縮反力で押し当って、ユニット６がドラム１に対して所定の一定の距離αを存して対向して位置決めされた状態となる。即ち、保持部材３３はカートリッジＰを所定位置で係止する係合手段４２Ｌ・４２Ｒ、４３Ｌ・４３Ｒを有し、ユニット６はドラム１の画像形成領域外の両端に突き当て部６２Ｌ・６２Ｒを有する。そして、突き当て部６２Ｌ・６２ＲをカートリッジＰのドラム１に突き当て付勢することで一定の距離α（図１２）で位置決めする。
【００３８】
この状態において、ユニット７を含むドア３１が開口部１０３に対して閉じ込められて、前述のように、ユニット７が装置本体１００Ａに対して位置決めされる。そうすると、ローラ１１の軸受け部７３Ｌ・７３Ｒが、保持部材３３に保持されているカートリッジＰのＵ字溝部５４Ｌ・５４Ｒに対応して係合する。その際、保持部材３３は後方への押圧力を受けてバネ３７をフレーム１３７との間で圧縮しながら丸長穴部１３５・１３６の範囲で装置本体１００Ａに対して後退移動する。そして、ユニット７が装置本体１００Ａに対して位置決めされた状態において、ドラム１がベルト１０を挟んでローラ１１に対してバネ３７の圧縮反力により押し当たり、ドラム１がローラ１１に対して位置決めされる。即ち、カートリッジＰは両端にＵ字溝部５４Ｌ・５４Ｒを有し、ユニット７はＵ字溝部５４Ｌ・５４Ｒに対向する位置に軸部７３Ｌ・７３Ｒを有し、ユニット７が装置本体１００Ａに対して閉められると、Ｕ字溝部５４Ｌ・５４Ｒと軸部７３Ｌ・７３Ｒが係合する。
【００３９】
以上の構成により、装置本体１００Ａに回転可能に位置決めされている状態の転写部材としてのローラ１１に対して、カートリッジＰと発光部材としてのユニット６が保持部材３３で一体となって画像形成位置と露光位置とに位置決めされる。これにより、簡単な構成で位置精度を向上できる。
【００４０】
本実施例において、ローラ１１に対する位置決めを、カートリッジＰ側に設けたＵ字溝部５４Ｌ・５４Ｒで位置決めを行う構成としたが、このＵ字溝部を保持部材３３側に設ける構成であってもよい。即ち、保持部材３３は両端にＵ字溝部を有し、転写ローラ１１は前記Ｕ字溝部と対向する位置に軸部を有し、転写ローラ１１（転写ユニット７）が装置本体１００Ａに対して閉められると、Ｕ字溝部と軸部が係合する。この構成においても同様の効果が得られる。
【００４１】
本実施例は、インライン方式のカラープリンターの例であったが、モノクロプリンターの構成であっても同様の効果が得られる。
【００４２】
尚、発光部材６の発光素子としては、例えば、液晶素子、半導体発光ダイオード、有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）などの電界発光素子が使用される。半導体発光ダイオードは、電圧を印加することにより発光する半導体素子である。有機ＥＬ素子は、電圧をかけると光る有機化合物でできた電子材料で、自発光するものである。有機ＥＬ素子は、例えば、有機分子発光層を二つの電極で挟み、電圧をかける。これにより、電極から注入された電子と正孔が再結合して有機分子を励起し、励起された有機分子が基底状態に戻るときに発光する。
【符号の説明】
【００４３】
１００・・電子写真画像形成装置、１００Ａ・・装置本体、Ｐ（ＰＹ・ＰＭ・ＰＣ・ＰＫ）・・プロセスカートリッジ、Ｓ・・記録媒体、１・・電子写真感光体ドラム、３・・現像手段、３３・・カートリッジ支持部、６・・発光部材、６２Ｌ・６２Ｒ・・発光部材位置決め部材、１１・転写部材（転写ローラ）、５４Ｌ・５４Ｒ・・カートリッジ支持部位置決め部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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