プロセスユニットおよび画像形成装置
【課題】プロセスユニットの新旧を正確に識別させることができるプロセスユニットを提供する。
【解決手段】本発明のプロセスユニット４００は、感光体ドラム３、イニシャル検知ギア４１１、回り止め３２およびストッパアーム４４０を備える。
感光体ドラム３は、表面に静電潜像を形成する。イニシャル検知ギア４１１は、感光体ドラム３の回転に連動し、プロセスユニット４００が新品であるか旧品であるかを判別するための部材である。回り止め３２は、感光体ドラム３に配置される。ストッパアーム４４０は、回り止め３２と係合可能である。
【解決手段】本発明のプロセスユニット４００は、感光体ドラム３、イニシャル検知ギア４１１、回り止め３２およびストッパアーム４４０を備える。
感光体ドラム３は、表面に静電潜像を形成する。イニシャル検知ギア４１１は、感光体ドラム３の回転に連動し、プロセスユニット４００が新品であるか旧品であるかを判別するための部材である。回り止め３２は、感光体ドラム３に配置される。ストッパアーム４４０は、回り止め３２と係合可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体を備えるプロセスユニットおよびこのプロセスユニットを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置に使用される消耗品は、使用頻度に伴いいずれは交換すべき寿命に達する。トナーカートリッジであれば供給すべきトナーが容器内になくなったとき、プロセスユニットであれば現像剤が耐久劣化したとき、廃トナー容器であれば容器内が廃トナーでいっぱいになったとき、等が該当する。
【０００３】
画像形成装置では、上記の消耗品が寿命に到達した場合、そのことを検知してユーザに交換を促す構成をもつことが一般的である。その構成の一つとして、消耗品が新品であるか旧品であるかを識別するための新旧検知機構を設けることが挙げられる。新旧検知機構を設けて消耗品の寿命を検知する方法として、消耗品側に電気的なメモリを持たせて、それに情報を書き込むことが考えられる。しかし、半導体メモリは非常に高価であることから消耗品自体が高価となり、ランニングコストが増大するという問題点がある。
【０００４】
この問題点に対し、新旧検知機構に半導体メモリ等の高価な部材を用いることなく、比較的安価な構成の新旧検知機構を用いた画像形成装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−３１６２２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、高度な画像品質を保持するためには、画像形成装置における消耗品の中でも特にプロセスユニットの交換時期が重要になってくる。プロセスユニットの交換においては、交換したプロセスユニットが新品であると画像形成装置に対して正確に識別させる必要がある。しかし、特許文献１では、プロセスユニットの装着作業中に、誤って新旧検知機構のギアを回転させてしまった場合、プロセスユニットが新品であるにも関わらず画像形成装置に対して新品であると識別させることができないという不具合が生じる。
【０００６】
そこで本発明の目的は、上記課題に鑑み、プロセスユニットの新旧を正確に識別させることができるプロセスユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のプロセスユニットは、感光体、新旧検知部材、回り止めおよびストッパを備える。
【０００８】
感光体は、表面に静電潜像を形成する。新旧検知部材は、感光体を含むプロセスユニット本体を画像形成装置本体に装着したときに感光体の回転に連動して不可逆的に一定の角度だけ回転する押下部を有し、押下部を画像形成装置本体が検出するか否かによりプロセスユニット本体が新品であるか旧品であるかを画像形成装置本体に識別させることが可能な部材である。本発明において、不可逆的に一定の角度だけ回転するとは、一定の角度だけ回転した後は、逆方向に回転できないこと、および、一定の角度以上は回転しないことを意味する。回り止めは、感光体に配置される。ストッパは、回り止めとの係合により感光体の回転を抑止する。
【０００９】
本発明のプロセスユニットにおける感光体は、回り止めとストッパとの係合が解除されると回転可能となる。
【００１０】
この構成では、プロセスユニットが新品の状態では回り止めとストッパとが係合して感光体の回転を抑止する。したがって、新旧検知部材の位置が変動することがないため、プロセスユニットの新旧を正確に識別させることができる。
【００１１】
本発明の画像形成装置は、プロセスユニットおよび現像ユニットを備えると好ましい。
【００１２】
プロセスユニットは、本発明のプロセスユニットである。現像ユニットは、プロセスユニットに嵌合可能である。したがって、プロセスユニットと現像ユニットの位置が決まるため、お互いの位置がずれることがない。
【００１３】
現像ユニットは、回り止めとストッパとの係合を解除する解除機構を備えると好ましい。
【００１４】
この構成では、プロセスユニットを装着した画像形成装置に現像ユニットをさらに装着させることにより、プロセスユニットの回り止めとストッパとの係合を解除することができる。したがって、感光体が回転可能となって新旧検知部材が所定の位置に変動可能となるので、プロセスユニットが旧品であると識別させることができる。
【００１５】
現像ユニットは、画像形成装置本体に対して、プロセスユニットが装着された後に装着されると好ましい。
【００１６】
この構成では、プロセスユニットの回り止めとストッパとの係合を解除する解除機構を備える現像ユニットをプロセスユニットよりも後に装着させることにより、プロセスユニットの装着作業中に誤って新旧検知部材の位置が変動することがない。
【発明の効果】
【００１７】
本発明におけるプロセスユニットは、プロセスユニットの新旧を正確に識別させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の最良の実施形態に係るプロセスユニットおよびこのプロセスユニットを備えた画像形成装置を、図面を参照にしつつ詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【００２０】
画像形成装置１００は、外部から伝達された画像データに応じて、所定のシート（記録用紙）に対して多色および単色の画像を形成するもので、画像形成部１１０と自動原稿処理装置１２０とから構成されている。画像形成装置１００は、本発明の装置本体に相当する。画像形成部１１０は、露光ユニット１、現像ユニット２、感光体ドラム３、クリーナユニット４、帯電器５、中間転写ベルト６、定着ユニット７、給紙カセット８１および排紙トレイ９１から構成されている。
【００２１】
画像形成部１１０の上部には、原稿が載置される透明ガラスからなる原稿載置台９２が設けられる。原稿載置台９２の上側には自動原稿処理装置１２０が取り付けられている。原稿載置台９２の下側には原稿の画像を読み取る画像読取ユニット９０が備えられている。自動原稿処理装置１２０は、原稿載置台９２の上に自動で原稿を搬送する。また、自動原稿処理装置１２０は、矢印Ｍ方向に回動自在に構成され、原稿載置台９２の上を開放することにより原稿を手置きで置くことができるようになっている。
【００２２】
画像形成装置１００において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。したがって、現像ユニット２、感光体ドラム３、帯電器５およびクリーナユニット４は、各色に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローに設定され、これらによって４つの画像ステーションが構成されている。
【００２３】
帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、図１に示すようなチャージャ型の他、接触型のローラ型やブラシ型の帯電器が用いられることもある。
【００２４】
露光ユニット１は、レーザ射出部および反射ミラー等を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）として構成される。露光ユニット１は、レーザビームを走査するポリゴンミラーと、ポリゴンミラーによって反射されたレーザ光を感光体ドラムに導くためのレンズやミラー等の光学要素が配置されている。露光ユニット１としては、発光素子をアレイ状にならべた例えばＥＬやＬＥＤ書込ヘッドを用いる手法も採用できる。
【００２５】
露光ユニット１は、帯電された感光体ドラム３を入力された画像データに応じて露光することにより、その表面に、画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有する。現像ユニット２はそれぞれの感光体ドラム３上に形成された静電潜像を４色（ＹＭＣＫ）のトナーにより顕像化するものである。また、クリーナユニット４は、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを、除去・回収する。
【００２６】
感光体ドラム３の上方に配置されている中間転写ベルトユニット６は、中間転写ベルト６１、中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３、中間転写ローラ６４および中間転写ベルトクリーニングユニット６５を備えている。中間転写ローラ６４は、ＹＭＣＫ用の各色に応じて４本設けられている。
【００２７】
中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３および中間転写ローラ６４は、中間転写ベルト６１を張架して回転駆動させる。また中間転写ローラ６４は、感光体ドラム３のトナー像を、中間転写ベルト６１上に転写するための転写バイアスを与える。
【００２８】
中間転写ベルト６１は、各感光体ドラム３に接触するように設けられている。そして、感光体ドラム３に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト６１に順次的に重ねて転写することによって、中間転写ベルト６１上にカラーのトナー像（多色トナー像）を形成する機能を有している。中間転写ベルト６１は、たとえば厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。
【００２９】
感光体ドラム３から中間転写ベルト６１へのトナー像の転写は、中間転写ベルト６１の裏側に接触している中間転写ローラ６４によって行われる。中間転写ローラ６４には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。中間転写ローラ６４は、直径８〜１０ｍｍの金属（たとえばステンレス）軸をベースとし、その表面が導電性の弾性材により、中間転写ベルト６１に対して均一に高電圧を印加することができる。本実施形態では転写電極としてローラ形状を使用しているが、それ以外にブラシなども用いることが可能である。
【００３０】
上述のように各感光体ドラム３上で各色相に応じて顕像化された静電像は中間転写ベルト６１で積層される。このように、積層された画像情報は中間転写ベルト６１の回転によって、用紙と中間転写ベルト６１の接触位置に配置される転写ローラ１０によって用紙上に転写される。
【００３１】
このとき、中間転写ベルト６１と転写ローラ１０は所定ニップで圧接されるとともに、転写ローラ１０にはトナーを用紙に転写させるための電圧が印加される（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）。さらに、転写ローラ１０は上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ１０または中間転写ベルト駆動ローラ６２のいずれか一方を硬質材料（金属等）とし、他方を弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラまたは発泡性樹脂ローラ等）が用いられる。
【００３２】
また、上記のように、感光体ドラム３に接触することにより中間転写ベルト６１に付着したトナーまたは転写ローラ１０によって用紙上に転写が行われず中間転写ベルト６１上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット６５によって除去・回収されるように設定されている。中間転写ベルトクリーニングユニット６５には、中間転写ベルト６１に接触するたとえばクリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられており、クリーニングブレードが接触する中間転写ベルト６１は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ６３で支持されている。
【００３３】
給紙カセット８１は、画像形成に使用するシートを蓄積しておくためのトレイであり、画像形成部１１０の露光ユニット１の下側に設けられている。また、手差し給紙カセット８２にも画像形成に使用するシートを置くことができる。さらに、画像形成部１１０の上方に設けられている排紙トレイ９１は、印刷済みのシートをフェイスダウンで集積するためのトレイである。
【００３４】
画像形成部１１０には、給紙カセット８１および手差し給紙カセット８２のシートを転写ローラ１０や定着ユニット７を経由させて排紙トレイ９１に送るための略垂直形状の用紙搬送路Ｓが設けられている。給紙カセット８１または手差し給紙カセット８２から排紙トレイ９１までの用紙搬送路Ｓの近傍には、ピックアップローラ１１ａ，１１ｂ、複数の搬送ローラ１２ａ〜１２ｄ、レジストローラ１３、転写ローラ１０、定着ユニット７等が配置されている。
【００３５】
搬送ローラ１２ａ〜１２ｄは、シートの搬送を促進・補助するための小型のローラであり、用紙搬送路Ｓに沿って複数設けられている。また、ピックアップローラ１１ａは、給紙カセット８１の端部近傍に備えられ、給紙カセット８１からシートを１枚ずつピックアップして用紙搬送路Ｓに供給する。
【００３６】
レジストローラ１３は、用紙搬送路Ｓにおいて搬送されているシートを一旦保持するものである。そして、感光体ドラム３上のトナー像の先端とシートの先端を合わせるタイミングでシートを転写ローラ１０に搬送する機能を有している。
【００３７】
定着ユニット７は、ヒートローラ７１および加圧ローラ７２を備えている。ヒートローラ７１および加圧ローラ７２は、シートを挟んで回転するようになっている。また、ヒートローラ７１は、温度検出器からの信号に基づいて制御部によって所定の定着温度となるように設定されており、加圧ローラ７２とともにトナーをシートに熱圧着することにより、シートに転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、シートに対して熱定着させる機能を有している。さらに、ヒートローラ７１を外部から加熱するための外部加熱ベルト７３が設けられている。
【００３８】
次に、用紙搬送経路を詳細に説明する。上述のように、画像形成装置１００にはあらかじめシートを収納する給紙カセット８１および手差し給紙カセット８２が設けられている。これらの給紙カセット８１および手差し給紙カセット８２からシートを給紙するために各々ピックアップローラ１１ａ，１１ｂが配置され、シートを１枚ずつ用紙搬送路Ｓに導くようになっている。
【００３９】
給紙カセット８１および手差し給紙カセット８２から搬送されるシートは用紙搬送路Ｓの搬送ローラ１２ａによってレジストローラ１３まで搬送され、シートの先端と中間転写ベルト６１上の画像情報の先端を整合するタイミングで転写ローラ１０に搬送され、シート上に画像情報が書き込まれる。その後、シートは定着ユニット７を通過することによってシート上の未定着トナーが熱で溶融・固着され、搬送ローラ１２ｂを経て排紙トレイ９１上に排出される。
【００４０】
上記の搬送経路は、シートに対する片面印字要求のときのものであるが、これに対して両面印字要求のときは、上記のように片面印字が終了し定着ユニット７を通過したシートの後端が最終の搬送ローラ１２ｂで把持されたときに、搬送ローラ１２ｂが逆転することによってシートを搬送ローラ１２ｃ，１２ｄに導く。そしてその後レジストローラ１３を経てシート裏面に印字が行われた後にシートが排紙トレイ９１に排出される。
【００４１】
図２は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の外枠を省略した図である。
【００４２】
画像形成装置１００では、通常、転写後の感光体ドラム３にトナーが残存する。このため、画像形成装置１００には、感光体ドラム３に残存したトナーを取り除くためのクリーナユニット４と、クリーナユニット４によって感光体ドラム３から取り除かれた廃トナーを収容する廃トナー容器２００が備えられている。廃トナー容器２００は、画像形成装置１００に対して着脱可能である。
【００４３】
図３は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の外枠と廃トナー容器とを省略した図である。
【００４４】
廃トナー容器２００の裏側には、トナー排出口２１０および位置決めユニット３００が備えられている。トナー排出口２１０は、クリーナユニット４によって感光体ドラム３から取り除かれた廃トナーを廃トナー容器２００に運ぶための通路である。位置決めユニット３００は、感光体ドラム３を含み画像形成装置１００に対して交換可能なプロセスユニット４００を画像形成装置１００へ位置決めするためのユニットである。
【００４５】
図４は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の外枠と廃トナー容器と位置決めユニットとを省略した図である。
【００４６】
位置決めユニット３００の裏側には、現像ユニット２およびプロセスユニット４００が備えられている。現像ユニット２およびプロセスユニット４００は、画像形成装置１００に対して着脱可能となっている。
【００４７】
図５は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の外枠と廃トナー容器と位置決めユニットと現像ユニットとを省略した図である。
【００４８】
画像形成装置１００は、開口路６００を備えている。図５は、開口路６００にプロセスユニット４００を装着した状態を示す。プロセスユニット４００および現像ユニット２は、開口路６００に沿って着脱可能となっている。画像形成装置１００には、プロセスユニット４００を装着した後で現像ユニット２を装着する。
【００４９】
図６は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の位置決めユニットを示す図である。
【００５０】
位置決めユニット３００は、表部材３３０と裏部材３４０とから構成される。また、位置決めユニット３００は、操作部材３１１，３１２、回動支点部材３２１，３２２および検知スイッチ４６０を備えている。
【００５１】
操作部材３１１，３１２は、位置決めユニット３００を画像形成装置１００に固定するため又は固定解除するために作業者が回転操作するノブである。回動支点部材３２１，３２２は、画像形成装置１００に回動自在に支持される支点である。位置決めユニット３００は、プロセスユニット４００の画像形成装置１００に対する着脱時に回動支点部材３２１，３２２を支点として開閉可能である。検知スイッチ４６０は、位置決めユニット３００がプロセスユニット４００を位置決めする際に後述のプロセスユニット４００に設けられている押下部４１０によって押下されることでプロセスユニット４００が新品であることを検知することが可能である。すなわち、検知スイッチ４６０は、押下部４１０によって押下される部分を備え、この部分が押下されると電気的接点がオンして、プロセスユニット４００が新品であることが識別される。この部分が押下されていないと、そのときに装着されているプロセスユニット４００は旧品であると識別される。
【００５２】
図７は、本発明の実施形態に係るプロセスユニットにおける感光体ドラムの端面の図である。
【００５３】
図７（Ａ）および図７（Ｂ）は、感光体ドラム３の端面をカバーするドラムカバー４５０を省略した図である。感光体ドラム３の端面には、連動ギア３０および回り止め３２が形成されている。ドラムカバー４５０には、イニシャル検知ギア４１１およびストッパ軸４４６が支持されている。イニシャル検知ギア４１１は、本発明の新旧検知部材に相当する。感光体ドラム３には、フレーム４１５が取り付けられている。また、ドラム軸３４は、突起状になっている。
【００５４】
イニシャル検知ギア４１１は、連動ギア４１８を有しており、軸支部４１６を軸に連動ギア３０と連動可能に支持されている。イニシャル検知ギア４１１は、押下部４１０および係合部４１２を有する。押下部４１０は、プロセスユニット４００を画像形成装置１００に装着したときに感光体ドラム３の回転に連動して不可逆的に一定の角度だけ矢印Ｐ方向に回転する。不可逆的に一定の角度だけ回転するとは、後述の被係合部４１４と係合部４１２の係合作用により、押下部４１０が一定の角度だけ回転した後は、逆方向に回転できないこと、および、一定の角度以上は回転しないことを意味する。フレーム４１５は、被係合部４１４を有する。係合部４１２は、被係合部４１４と一旦係合すると、イニシャル検知ギア４１１の連動終了の後に押下部４１０が検知スイッチ４６０に再び検知される位置まで矢印Ｐとは逆の方向に回転することを抑止する。また、係合部４１２が被係合部４１４と係合する位置にくると、連動ギア４１８と連動ギア３０との噛合が解除するため、押下部４１０はこれ以上は回転しない。つまり、押下部４１０は不可逆的に一定の角度だけ矢印Ｐ方向に回転する。イニシャル検知ギア４１１は、プロセスユニットの新旧を識別するために用いられる。ストッパ軸４４６は、ストッパアーム４４０が感光体ドラム３の端面を押圧するように弾性力を付加してストッパアーム４４０を支持する。ストッパアーム４４０は、本発明のストッパに相当する。ストッパアーム４４０は、突起部４４２およびアーム４４４を有する。回り止め３２は、ストッパアーム４４０との係合により感光体ドラム３の回転を抑止する。ドラム軸３４は、感光体ドラム３の軸方向に突出しており、位置決めユニット３００に嵌合して画像形成装置１００内において正確な位置に位置決めされる。
【００５５】
また、図７は、プロセスユニット４００を画像形成装置１００に装着した際に位置決めユニット３００が備えられる側に該当する面を表す。イニシャル検知ギア４１１は、プロセスユニット４００を画像形成装置１００に装着して位置決めユニット３００を閉じると、検知スイッチ４６０に当接する。すなわち、プロセスユニット４００を画像形成装置１００に装着した状態で位置決めユニット３００を開けるとイニシャル検知ギア４１１が露出して目視でき、イニシャル検知ギア４１１が新旧のいずれの状態を示しているかを容易に確認できる。
【００５６】
図８は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の位置決めユニットを示す図である。
【００５７】
位置決めユニット３００は、嵌合部３６を有する。位置決めユニット３００は、プロセスユニット４００および現像ユニット２が画像形成装置１００に装着された後で画像形成装置１００に装着する。この際、感光体ドラム３のドラム軸３４が位置決めユニット３００の嵌合部３６と嵌合するため、プロセスユニット４００は正確な位置に位置決めされる。現像ユニット２はプロセスユニット４００と嵌合しているため、現像ユニット２も正確な位置に位置決めされる。
【００５８】
図９は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の現像ユニットを示す図である。
【００５９】
現像ユニット２は、側面部材２０を有する。側面部材２０は、プロセスユニット４００と嵌合する。このように現像ユニット２がプロセスユニット４００と嵌合することによって、現像ユニット２とプロセスユニット４００との距離が一定に保たれ、安定して良質な画像を形成することができる。
【００６０】
図１０は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の現像ユニットを示す図である。
【００６１】
図１０は、現像ユニット２を図９と逆の方向から見た図である。側面部材２０は、ストッパ解除突起２２を有する。ストッパ解除突起２２は、本発明の解除機構に相当する。ストッパ解除突起２２は、プロセスユニット４００と嵌合した際に突起部４４２を押下する。すると、アーム４４４が感光体ドラム３の端面から離間し、アーム４４４と回り止め３２との係合が解除され、感光体ドラム３が回転可能となる。この機構については、図１３および図１４において説明する。
【００６２】
図１１は、本発明の実施形態に係るプロセスユニットを示す図である。
【００６３】
図１１は、新品のプロセスユニット４００を示す図である。プロセスユニット４００は、ドラムカバー４５０が取り付けられている。ドラムカバー４５０は、受部４２０および開口部４３０を有する。受部４２０は、押下部４１０を破損等から保護する部材である。開口部４３０は、突起部４４２が露出する位置に設けられる。開口部４３０がこの位置に設けられることで、現像ユニット２とプロセスユニット４００とが嵌合した際にストッパ解除突起２２が突起部４４２を押下することができる。
【００６４】
図１１では、イニシャル検知ギア４１１が感光体ドラム３の回転に連動する前の状態を表している。この状態でプロセスユニット４００を画像形成装置１００に装着して位置決めユニット３００によって位置決めすると、押下部４１０が検知スイッチ４６０を押下するため、プロセスユニット４００が新品であると画像形成装置１００に識別させることができる。
【００６５】
プロセスユニット４００は、プロセスユニット４００の構成部品を駆動するための駆動力を受ける駆動ギアを一端に有し、駆動ギアが設けられる側と反対側にイニシャル検知ギア４１１を有する。この構成により、プロセスユニット４００を大型化することなくイニシャル検知ギア４１１の設置スペースを確保することができる。
【００６６】
図１２は、本発明の実施形態に係るプロセスユニットを示す図である。
【００６７】
図１２は、旧品のプロセスユニット４００を示す図である。現像ユニット２がプロセスユニット４００と嵌合した際にストッパ解除突起２２が開口部４３０から露出している突起部４４２を押下し、アーム４４４と回り止め３２との係合がはずれる。すると感光体ドラム３は回転が可能となり、イニシャル検知ギア４１１が連動ギア３０に伴って連動するため、押下部４１０が受部４２０の位置まで移動する。押下部４１０がこの位置まで回転すると、係合部４１２が被係合部４１４と係合するため、押下部４１０は検知スイッチ４６０に検知される位置に回転することがない。したがって、プロセスユニット４００が新品であると画像形成装置１００に識別されることがない。
【００６８】
図１３は、本発明の実施形態に係るプロセスユニットを示す図である。
【００６９】
図１３（Ａ）は、ドラムカバー４５０を省略した図である。図１３（Ａ）は、新品のプロセスユニット４００を示す図である。図１３（Ｂ）は、アーム４４４と回り止め３２との係合の様子を示す図である。片状のストッパアーム４４０は、その中央部分がストッパ軸４４６で支持されていて、ストッパ軸４４６にはバネが内蔵されている。このバネにより、ストッパアーム４４０は、突起部４４２側が感光体ドラム３から離れるように、アーム４４４側が感光体ドラム３に当接するように付勢される。感光体ドラム３は、矢印Ｎ方向にのみ回転可能となっており、アーム４４４と回り止め３２とが係合することにより感光体ドラム３の回転を抑止している。
【００７０】
図１４は、本発明の実施形態に係るプロセスユニットを示す図である。
【００７１】
図１４（Ａ）は、ドラムカバー４５０を省略した図である。図１４（Ａ）は、旧品のプロセスユニット４００を示す図である。図１４（Ｂ）は、アーム４４４と回り止め３２との係合が解除された様子を示す図である。イニシャル検知ギア４１１は、連動ギア４１８を有する。プロセスユニット４００が新品のときには、連動ギア４１８は、連動ギア３０と噛合している。ストッパ解除突起２２が突起部４４２を押下すると、アーム４４４が感光体ドラム３から離れるため、アーム４４４と回り止め３２との係合が解除され、感光体ドラム３が回転可能となる。したがって、アーム４４４と回り止め３２との係合が解除されると、イニシャル検知ギア４１１は、感光体ドラム３の回転に伴って矢印Ｐ方向に連動する。なお、感光体ドラム３が回転すると回り止め３２も回転するが、図１４（Ｂ）に示すようにストッパ軸４４６は感光体ドラム３から離間して配置されているため、回り止め３２の回転を妨げる部材はない。イニシャル検知ギア４１１が所定位置以上に連動すると、係合部４１２が被係合部４１４と係合するため、矢印Ｐ方向と逆方向へは回転しなくなる。これにより、押下部４１０は図示の位置で固定され、旧品として認識されることになる。
【００７２】
図１５は、本発明の実施形態に係る画像形成装置のプロセスユニットに現像ユニットが嵌合している図である。
【００７３】
側面部材２０とドラムカバー４５０とが嵌合すると、プロセスユニット４００と現像ユニット２との位置が一通りに決まる。したがって、画像形成装置１００に取り付けた場合にぐらつかないため、良質な画像を形成できる。また、プロセスユニット４００および現像ユニット２を画像形成装置１００に装着する際、プロセスユニット４００を装着した後に現像ユニット２を取り付ける。この順に装着することにより、プロセスユニット４００の装着作業中に誤ってイニシャル検知ギア４１１が連動することがない。
【００７４】
図１６は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の要部のブロック図を示す図である。このブロック図は本発明に関連している部分のみを示している。
【００７５】
ＣＰＵ５００は、検知スイッチ４６０、カウンタ５１０および表示部５２０と接続している。検知スイッチ４６０は、押下部４１０に押下されるとオン信号を生成する。カウンタ５１０は、新品のプロセスユニット４００が装着されたあとに印刷した用紙のサイズや枚数を計測する。表示部５２０は、画像形成装置１００の各種情報を表示する。
【００７６】
検知スイッチ４６０が押下部４１０に押下されると、その情報がＣＰＵ５００に伝達され、ＣＰＵ５００は、カウンタ５１０のカウント値をリセットするように信号を伝達する。また、カウンタ５１０のカウント値が所定値に到達すると、その情報がＣＰＵ５００に伝達され、ＣＰＵ５００は、表示部５２０にプロセスユニット４００を交換する旨の表示をするよう信号を伝達する。
【００７７】
図１７は、本発明の実施形態に係るプロセスユニットを画像形成装置に取り付けた図である。
【００７８】
図１７は、未使用のプロセスユニット４００を画像形成装置１００に取り付けた直後の図である。また、図１７は、位置決めユニット３００の表部材３３０を省略し、検知スイッチ４６０を示した図である。既に説明したように、位置決めユニット３００は、検知スイッチ４６０を有する。
【００７９】
プロセスユニット４００および現像ユニット２を画像形成装置１００に取り付ける際の手順を示す。まず、プロセスユニット４００を画像形成装置１００に取り付ける。次に、現像ユニット２をプロセスユニット４００に嵌合させるようにして画像形成装置１００に取り付ける。最後に、位置決めユニット３００でプロセスユニット４００および現像ユニット２を画像形成装置１００に位置決め固定する。
【００８０】
位置決めユニット３００でプロセスユニット４００および現像ユニット２を画像形成装置１００に固定すると、検知スイッチ４６０が押下部４１０に押下される。検知スイッチ４６０は、押下部４１０に押下されるとオン信号を生成し、画像形成装置１００にプロセスユニット４００が新品であると識別させる。
【００８１】
図１８は、本発明の実施形態に係るプロセスユニットを画像形成装置に取り付け、プロセスユニットの使用を開始したときの図である。
【００８２】
プロセスユニット４００の使用を開始すると、イニシャル検知ギア４１１が感光体ドラム３の回転に伴って連動するため、押下部４１０が受部４２０の位置まで移動する。この位置でイニシャル検知ギア４１１は連動終了する。この位置では、押下部４１０が検知スイッチ４６０を押下しないため、カウンタ５１０がリセットされることがない。また、この位置では係合部４１２と被係合部４１４とが係合してイニシャル検知ギア４１１が連動終了するため、プロセスユニット４００を一旦取り外して再び装着しても押下部４１０の位置は元に戻ることがない。このため、押下部４１０が再び検知スイッチ４６０を押下することはない。したがって、プロセスユニット４００を途中で何回装着し直してもカウンタ５１０によってプロセスユニット４００の使用具合が正確にカウントされる。
【００８３】
最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置の外枠を省略図である。
【図３】本発明の実施形態に係る画像形成装置の外枠と廃トナー容器とを省略した図である。
【図４】本発明の実施形態に係る画像形成装置の外枠と廃トナー容器と位置決めユニットとを省略した図である。
【図５】本発明の実施形態に係る画像形成装置の外枠と廃トナー容器と位置決めユニットと現像ユニットとを省略した図である。
【図６】本発明の実施形態に係る画像形成装置の位置決めユニットを示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る画像形成装置のプロセスユニットにおける感光体ドラムの端面の図である。
【図８】本発明の実施形態に係る画像形成装置の位置決めユニットを示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係る画像形成装置の現像ユニットを示す図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る画像形成装置の現像ユニットを示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る画像形成装置のプロセスユニットを示す図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る画像形成装置のプロセスユニットを示す図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る画像形成装置のプロセスユニットを示す図である。
【図１４】本発明の実施形態に係るプロセスユニットを示す図である。
【図１５】本発明の実施形態に係る画像形成装置のプロセスユニットに現像ユニットが嵌合している図である。
【図１６】本発明の実施形態に係る画像形成装置の要部のブロック図を示す図である。
【図１７】未使用のプロセスユニット４００を画像形成装置１００に取り付けた直後の図である。
【図１８】本発明の実施形態に係るプロセスユニットを画像形成装置に取り付け、プロセスユニットの使用を開始したときの図である。
【符号の説明】
【００８５】
２−現像ユニット
３−感光体ドラム
２２−ストッパ解除突起
３２−回り止め
１００−画像形成装置
４００−プロセスユニット
４１１−イニシャル検知ギア
４４０−ストッパアーム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体を備えるプロセスユニットおよびこのプロセスユニットを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置に使用される消耗品は、使用頻度に伴いいずれは交換すべき寿命に達する。トナーカートリッジであれば供給すべきトナーが容器内になくなったとき、プロセスユニットであれば現像剤が耐久劣化したとき、廃トナー容器であれば容器内が廃トナーでいっぱいになったとき、等が該当する。
【０００３】
画像形成装置では、上記の消耗品が寿命に到達した場合、そのことを検知してユーザに交換を促す構成をもつことが一般的である。その構成の一つとして、消耗品が新品であるか旧品であるかを識別するための新旧検知機構を設けることが挙げられる。新旧検知機構を設けて消耗品の寿命を検知する方法として、消耗品側に電気的なメモリを持たせて、それに情報を書き込むことが考えられる。しかし、半導体メモリは非常に高価であることから消耗品自体が高価となり、ランニングコストが増大するという問題点がある。
【０００４】
この問題点に対し、新旧検知機構に半導体メモリ等の高価な部材を用いることなく、比較的安価な構成の新旧検知機構を用いた画像形成装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−３１６２２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、高度な画像品質を保持するためには、画像形成装置における消耗品の中でも特にプロセスユニットの交換時期が重要になってくる。プロセスユニットの交換においては、交換したプロセスユニットが新品であると画像形成装置に対して正確に識別させる必要がある。しかし、特許文献１では、プロセスユニットの装着作業中に、誤って新旧検知機構のギアを回転させてしまった場合、プロセスユニットが新品であるにも関わらず画像形成装置に対して新品であると識別させることができないという不具合が生じる。
【０００６】
そこで本発明の目的は、上記課題に鑑み、プロセスユニットの新旧を正確に識別させることができるプロセスユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のプロセスユニットは、感光体、新旧検知部材、回り止めおよびストッパを備える。
【０００８】
感光体は、表面に静電潜像を形成する。新旧検知部材は、感光体を含むプロセスユニット本体を画像形成装置本体に装着したときに感光体の回転に連動して不可逆的に一定の角度だけ回転する押下部を有し、押下部を画像形成装置本体が検出するか否かによりプロセスユニット本体が新品であるか旧品であるかを画像形成装置本体に識別させることが可能な部材である。本発明において、不可逆的に一定の角度だけ回転するとは、一定の角度だけ回転した後は、逆方向に回転できないこと、および、一定の角度以上は回転しないことを意味する。回り止めは、感光体に配置される。ストッパは、回り止めとの係合により感光体の回転を抑止する。
【０００９】
本発明のプロセスユニットにおける感光体は、回り止めとストッパとの係合が解除されると回転可能となる。
【００１０】
この構成では、プロセスユニットが新品の状態では回り止めとストッパとが係合して感光体の回転を抑止する。したがって、新旧検知部材の位置が変動することがないため、プロセスユニットの新旧を正確に識別させることができる。
【００１１】
本発明の画像形成装置は、プロセスユニットおよび現像ユニットを備えると好ましい。
【００１２】
プロセスユニットは、本発明のプロセスユニットである。現像ユニットは、プロセスユニットに嵌合可能である。したがって、プロセスユニットと現像ユニットの位置が決まるため、お互いの位置がずれることがない。
【００１３】
現像ユニットは、回り止めとストッパとの係合を解除する解除機構を備えると好ましい。
【００１４】
この構成では、プロセスユニットを装着した画像形成装置に現像ユニットをさらに装着させることにより、プロセスユニットの回り止めとストッパとの係合を解除することができる。したがって、感光体が回転可能となって新旧検知部材が所定の位置に変動可能となるので、プロセスユニットが旧品であると識別させることができる。
【００１５】
現像ユニットは、画像形成装置本体に対して、プロセスユニットが装着された後に装着されると好ましい。
【００１６】
この構成では、プロセスユニットの回り止めとストッパとの係合を解除する解除機構を備える現像ユニットをプロセスユニットよりも後に装着させることにより、プロセスユニットの装着作業中に誤って新旧検知部材の位置が変動することがない。
【発明の効果】
【００１７】
本発明におけるプロセスユニットは、プロセスユニットの新旧を正確に識別させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の最良の実施形態に係るプロセスユニットおよびこのプロセスユニットを備えた画像形成装置を、図面を参照にしつつ詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【００２０】
画像形成装置１００は、外部から伝達された画像データに応じて、所定のシート（記録用紙）に対して多色および単色の画像を形成するもので、画像形成部１１０と自動原稿処理装置１２０とから構成されている。画像形成装置１００は、本発明の装置本体に相当する。画像形成部１１０は、露光ユニット１、現像ユニット２、感光体ドラム３、クリーナユニット４、帯電器５、中間転写ベルト６、定着ユニット７、給紙カセット８１および排紙トレイ９１から構成されている。
【００２１】
画像形成部１１０の上部には、原稿が載置される透明ガラスからなる原稿載置台９２が設けられる。原稿載置台９２の上側には自動原稿処理装置１２０が取り付けられている。原稿載置台９２の下側には原稿の画像を読み取る画像読取ユニット９０が備えられている。自動原稿処理装置１２０は、原稿載置台９２の上に自動で原稿を搬送する。また、自動原稿処理装置１２０は、矢印Ｍ方向に回動自在に構成され、原稿載置台９２の上を開放することにより原稿を手置きで置くことができるようになっている。
【００２２】
画像形成装置１００において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。したがって、現像ユニット２、感光体ドラム３、帯電器５およびクリーナユニット４は、各色に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローに設定され、これらによって４つの画像ステーションが構成されている。
【００２３】
帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、図１に示すようなチャージャ型の他、接触型のローラ型やブラシ型の帯電器が用いられることもある。
【００２４】
露光ユニット１は、レーザ射出部および反射ミラー等を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）として構成される。露光ユニット１は、レーザビームを走査するポリゴンミラーと、ポリゴンミラーによって反射されたレーザ光を感光体ドラムに導くためのレンズやミラー等の光学要素が配置されている。露光ユニット１としては、発光素子をアレイ状にならべた例えばＥＬやＬＥＤ書込ヘッドを用いる手法も採用できる。
【００２５】
露光ユニット１は、帯電された感光体ドラム３を入力された画像データに応じて露光することにより、その表面に、画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有する。現像ユニット２はそれぞれの感光体ドラム３上に形成された静電潜像を４色（ＹＭＣＫ）のトナーにより顕像化するものである。また、クリーナユニット４は、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを、除去・回収する。
【００２６】
感光体ドラム３の上方に配置されている中間転写ベルトユニット６は、中間転写ベルト６１、中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３、中間転写ローラ６４および中間転写ベルトクリーニングユニット６５を備えている。中間転写ローラ６４は、ＹＭＣＫ用の各色に応じて４本設けられている。
【００２７】
中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３および中間転写ローラ６４は、中間転写ベルト６１を張架して回転駆動させる。また中間転写ローラ６４は、感光体ドラム３のトナー像を、中間転写ベルト６１上に転写するための転写バイアスを与える。
【００２８】
中間転写ベルト６１は、各感光体ドラム３に接触するように設けられている。そして、感光体ドラム３に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト６１に順次的に重ねて転写することによって、中間転写ベルト６１上にカラーのトナー像（多色トナー像）を形成する機能を有している。中間転写ベルト６１は、たとえば厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。
【００２９】
感光体ドラム３から中間転写ベルト６１へのトナー像の転写は、中間転写ベルト６１の裏側に接触している中間転写ローラ６４によって行われる。中間転写ローラ６４には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。中間転写ローラ６４は、直径８〜１０ｍｍの金属（たとえばステンレス）軸をベースとし、その表面が導電性の弾性材により、中間転写ベルト６１に対して均一に高電圧を印加することができる。本実施形態では転写電極としてローラ形状を使用しているが、それ以外にブラシなども用いることが可能である。
【００３０】
上述のように各感光体ドラム３上で各色相に応じて顕像化された静電像は中間転写ベルト６１で積層される。このように、積層された画像情報は中間転写ベルト６１の回転によって、用紙と中間転写ベルト６１の接触位置に配置される転写ローラ１０によって用紙上に転写される。
【００３１】
このとき、中間転写ベルト６１と転写ローラ１０は所定ニップで圧接されるとともに、転写ローラ１０にはトナーを用紙に転写させるための電圧が印加される（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）。さらに、転写ローラ１０は上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ１０または中間転写ベルト駆動ローラ６２のいずれか一方を硬質材料（金属等）とし、他方を弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラまたは発泡性樹脂ローラ等）が用いられる。
【００３２】
また、上記のように、感光体ドラム３に接触することにより中間転写ベルト６１に付着したトナーまたは転写ローラ１０によって用紙上に転写が行われず中間転写ベルト６１上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット６５によって除去・回収されるように設定されている。中間転写ベルトクリーニングユニット６５には、中間転写ベルト６１に接触するたとえばクリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられており、クリーニングブレードが接触する中間転写ベルト６１は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ６３で支持されている。
【００３３】
給紙カセット８１は、画像形成に使用するシートを蓄積しておくためのトレイであり、画像形成部１１０の露光ユニット１の下側に設けられている。また、手差し給紙カセット８２にも画像形成に使用するシートを置くことができる。さらに、画像形成部１１０の上方に設けられている排紙トレイ９１は、印刷済みのシートをフェイスダウンで集積するためのトレイである。
【００３４】
画像形成部１１０には、給紙カセット８１および手差し給紙カセット８２のシートを転写ローラ１０や定着ユニット７を経由させて排紙トレイ９１に送るための略垂直形状の用紙搬送路Ｓが設けられている。給紙カセット８１または手差し給紙カセット８２から排紙トレイ９１までの用紙搬送路Ｓの近傍には、ピックアップローラ１１ａ，１１ｂ、複数の搬送ローラ１２ａ〜１２ｄ、レジストローラ１３、転写ローラ１０、定着ユニット７等が配置されている。
【００３５】
搬送ローラ１２ａ〜１２ｄは、シートの搬送を促進・補助するための小型のローラであり、用紙搬送路Ｓに沿って複数設けられている。また、ピックアップローラ１１ａは、給紙カセット８１の端部近傍に備えられ、給紙カセット８１からシートを１枚ずつピックアップして用紙搬送路Ｓに供給する。
【００３６】
レジストローラ１３は、用紙搬送路Ｓにおいて搬送されているシートを一旦保持するものである。そして、感光体ドラム３上のトナー像の先端とシートの先端を合わせるタイミングでシートを転写ローラ１０に搬送する機能を有している。
【００３７】
定着ユニット７は、ヒートローラ７１および加圧ローラ７２を備えている。ヒートローラ７１および加圧ローラ７２は、シートを挟んで回転するようになっている。また、ヒートローラ７１は、温度検出器からの信号に基づいて制御部によって所定の定着温度となるように設定されており、加圧ローラ７２とともにトナーをシートに熱圧着することにより、シートに転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、シートに対して熱定着させる機能を有している。さらに、ヒートローラ７１を外部から加熱するための外部加熱ベルト７３が設けられている。
【００３８】
次に、用紙搬送経路を詳細に説明する。上述のように、画像形成装置１００にはあらかじめシートを収納する給紙カセット８１および手差し給紙カセット８２が設けられている。これらの給紙カセット８１および手差し給紙カセット８２からシートを給紙するために各々ピックアップローラ１１ａ，１１ｂが配置され、シートを１枚ずつ用紙搬送路Ｓに導くようになっている。
【００３９】
給紙カセット８１および手差し給紙カセット８２から搬送されるシートは用紙搬送路Ｓの搬送ローラ１２ａによってレジストローラ１３まで搬送され、シートの先端と中間転写ベルト６１上の画像情報の先端を整合するタイミングで転写ローラ１０に搬送され、シート上に画像情報が書き込まれる。その後、シートは定着ユニット７を通過することによってシート上の未定着トナーが熱で溶融・固着され、搬送ローラ１２ｂを経て排紙トレイ９１上に排出される。
【００４０】
上記の搬送経路は、シートに対する片面印字要求のときのものであるが、これに対して両面印字要求のときは、上記のように片面印字が終了し定着ユニット７を通過したシートの後端が最終の搬送ローラ１２ｂで把持されたときに、搬送ローラ１２ｂが逆転することによってシートを搬送ローラ１２ｃ，１２ｄに導く。そしてその後レジストローラ１３を経てシート裏面に印字が行われた後にシートが排紙トレイ９１に排出される。
【００４１】
図２は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の外枠を省略した図である。
【００４２】
画像形成装置１００では、通常、転写後の感光体ドラム３にトナーが残存する。このため、画像形成装置１００には、感光体ドラム３に残存したトナーを取り除くためのクリーナユニット４と、クリーナユニット４によって感光体ドラム３から取り除かれた廃トナーを収容する廃トナー容器２００が備えられている。廃トナー容器２００は、画像形成装置１００に対して着脱可能である。
【００４３】
図３は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の外枠と廃トナー容器とを省略した図である。
【００４４】
廃トナー容器２００の裏側には、トナー排出口２１０および位置決めユニット３００が備えられている。トナー排出口２１０は、クリーナユニット４によって感光体ドラム３から取り除かれた廃トナーを廃トナー容器２００に運ぶための通路である。位置決めユニット３００は、感光体ドラム３を含み画像形成装置１００に対して交換可能なプロセスユニット４００を画像形成装置１００へ位置決めするためのユニットである。
【００４５】
図４は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の外枠と廃トナー容器と位置決めユニットとを省略した図である。
【００４６】
位置決めユニット３００の裏側には、現像ユニット２およびプロセスユニット４００が備えられている。現像ユニット２およびプロセスユニット４００は、画像形成装置１００に対して着脱可能となっている。
【００４７】
図５は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の外枠と廃トナー容器と位置決めユニットと現像ユニットとを省略した図である。
【００４８】
画像形成装置１００は、開口路６００を備えている。図５は、開口路６００にプロセスユニット４００を装着した状態を示す。プロセスユニット４００および現像ユニット２は、開口路６００に沿って着脱可能となっている。画像形成装置１００には、プロセスユニット４００を装着した後で現像ユニット２を装着する。
【００４９】
図６は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の位置決めユニットを示す図である。
【００５０】
位置決めユニット３００は、表部材３３０と裏部材３４０とから構成される。また、位置決めユニット３００は、操作部材３１１，３１２、回動支点部材３２１，３２２および検知スイッチ４６０を備えている。
【００５１】
操作部材３１１，３１２は、位置決めユニット３００を画像形成装置１００に固定するため又は固定解除するために作業者が回転操作するノブである。回動支点部材３２１，３２２は、画像形成装置１００に回動自在に支持される支点である。位置決めユニット３００は、プロセスユニット４００の画像形成装置１００に対する着脱時に回動支点部材３２１，３２２を支点として開閉可能である。検知スイッチ４６０は、位置決めユニット３００がプロセスユニット４００を位置決めする際に後述のプロセスユニット４００に設けられている押下部４１０によって押下されることでプロセスユニット４００が新品であることを検知することが可能である。すなわち、検知スイッチ４６０は、押下部４１０によって押下される部分を備え、この部分が押下されると電気的接点がオンして、プロセスユニット４００が新品であることが識別される。この部分が押下されていないと、そのときに装着されているプロセスユニット４００は旧品であると識別される。
【００５２】
図７は、本発明の実施形態に係るプロセスユニットにおける感光体ドラムの端面の図である。
【００５３】
図７（Ａ）および図７（Ｂ）は、感光体ドラム３の端面をカバーするドラムカバー４５０を省略した図である。感光体ドラム３の端面には、連動ギア３０および回り止め３２が形成されている。ドラムカバー４５０には、イニシャル検知ギア４１１およびストッパ軸４４６が支持されている。イニシャル検知ギア４１１は、本発明の新旧検知部材に相当する。感光体ドラム３には、フレーム４１５が取り付けられている。また、ドラム軸３４は、突起状になっている。
【００５４】
イニシャル検知ギア４１１は、連動ギア４１８を有しており、軸支部４１６を軸に連動ギア３０と連動可能に支持されている。イニシャル検知ギア４１１は、押下部４１０および係合部４１２を有する。押下部４１０は、プロセスユニット４００を画像形成装置１００に装着したときに感光体ドラム３の回転に連動して不可逆的に一定の角度だけ矢印Ｐ方向に回転する。不可逆的に一定の角度だけ回転するとは、後述の被係合部４１４と係合部４１２の係合作用により、押下部４１０が一定の角度だけ回転した後は、逆方向に回転できないこと、および、一定の角度以上は回転しないことを意味する。フレーム４１５は、被係合部４１４を有する。係合部４１２は、被係合部４１４と一旦係合すると、イニシャル検知ギア４１１の連動終了の後に押下部４１０が検知スイッチ４６０に再び検知される位置まで矢印Ｐとは逆の方向に回転することを抑止する。また、係合部４１２が被係合部４１４と係合する位置にくると、連動ギア４１８と連動ギア３０との噛合が解除するため、押下部４１０はこれ以上は回転しない。つまり、押下部４１０は不可逆的に一定の角度だけ矢印Ｐ方向に回転する。イニシャル検知ギア４１１は、プロセスユニットの新旧を識別するために用いられる。ストッパ軸４４６は、ストッパアーム４４０が感光体ドラム３の端面を押圧するように弾性力を付加してストッパアーム４４０を支持する。ストッパアーム４４０は、本発明のストッパに相当する。ストッパアーム４４０は、突起部４４２およびアーム４４４を有する。回り止め３２は、ストッパアーム４４０との係合により感光体ドラム３の回転を抑止する。ドラム軸３４は、感光体ドラム３の軸方向に突出しており、位置決めユニット３００に嵌合して画像形成装置１００内において正確な位置に位置決めされる。
【００５５】
また、図７は、プロセスユニット４００を画像形成装置１００に装着した際に位置決めユニット３００が備えられる側に該当する面を表す。イニシャル検知ギア４１１は、プロセスユニット４００を画像形成装置１００に装着して位置決めユニット３００を閉じると、検知スイッチ４６０に当接する。すなわち、プロセスユニット４００を画像形成装置１００に装着した状態で位置決めユニット３００を開けるとイニシャル検知ギア４１１が露出して目視でき、イニシャル検知ギア４１１が新旧のいずれの状態を示しているかを容易に確認できる。
【００５６】
図８は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の位置決めユニットを示す図である。
【００５７】
位置決めユニット３００は、嵌合部３６を有する。位置決めユニット３００は、プロセスユニット４００および現像ユニット２が画像形成装置１００に装着された後で画像形成装置１００に装着する。この際、感光体ドラム３のドラム軸３４が位置決めユニット３００の嵌合部３６と嵌合するため、プロセスユニット４００は正確な位置に位置決めされる。現像ユニット２はプロセスユニット４００と嵌合しているため、現像ユニット２も正確な位置に位置決めされる。
【００５８】
図９は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の現像ユニットを示す図である。
【００５９】
現像ユニット２は、側面部材２０を有する。側面部材２０は、プロセスユニット４００と嵌合する。このように現像ユニット２がプロセスユニット４００と嵌合することによって、現像ユニット２とプロセスユニット４００との距離が一定に保たれ、安定して良質な画像を形成することができる。
【００６０】
図１０は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の現像ユニットを示す図である。
【００６１】
図１０は、現像ユニット２を図９と逆の方向から見た図である。側面部材２０は、ストッパ解除突起２２を有する。ストッパ解除突起２２は、本発明の解除機構に相当する。ストッパ解除突起２２は、プロセスユニット４００と嵌合した際に突起部４４２を押下する。すると、アーム４４４が感光体ドラム３の端面から離間し、アーム４４４と回り止め３２との係合が解除され、感光体ドラム３が回転可能となる。この機構については、図１３および図１４において説明する。
【００６２】
図１１は、本発明の実施形態に係るプロセスユニットを示す図である。
【００６３】
図１１は、新品のプロセスユニット４００を示す図である。プロセスユニット４００は、ドラムカバー４５０が取り付けられている。ドラムカバー４５０は、受部４２０および開口部４３０を有する。受部４２０は、押下部４１０を破損等から保護する部材である。開口部４３０は、突起部４４２が露出する位置に設けられる。開口部４３０がこの位置に設けられることで、現像ユニット２とプロセスユニット４００とが嵌合した際にストッパ解除突起２２が突起部４４２を押下することができる。
【００６４】
図１１では、イニシャル検知ギア４１１が感光体ドラム３の回転に連動する前の状態を表している。この状態でプロセスユニット４００を画像形成装置１００に装着して位置決めユニット３００によって位置決めすると、押下部４１０が検知スイッチ４６０を押下するため、プロセスユニット４００が新品であると画像形成装置１００に識別させることができる。
【００６５】
プロセスユニット４００は、プロセスユニット４００の構成部品を駆動するための駆動力を受ける駆動ギアを一端に有し、駆動ギアが設けられる側と反対側にイニシャル検知ギア４１１を有する。この構成により、プロセスユニット４００を大型化することなくイニシャル検知ギア４１１の設置スペースを確保することができる。
【００６６】
図１２は、本発明の実施形態に係るプロセスユニットを示す図である。
【００６７】
図１２は、旧品のプロセスユニット４００を示す図である。現像ユニット２がプロセスユニット４００と嵌合した際にストッパ解除突起２２が開口部４３０から露出している突起部４４２を押下し、アーム４４４と回り止め３２との係合がはずれる。すると感光体ドラム３は回転が可能となり、イニシャル検知ギア４１１が連動ギア３０に伴って連動するため、押下部４１０が受部４２０の位置まで移動する。押下部４１０がこの位置まで回転すると、係合部４１２が被係合部４１４と係合するため、押下部４１０は検知スイッチ４６０に検知される位置に回転することがない。したがって、プロセスユニット４００が新品であると画像形成装置１００に識別されることがない。
【００６８】
図１３は、本発明の実施形態に係るプロセスユニットを示す図である。
【００６９】
図１３（Ａ）は、ドラムカバー４５０を省略した図である。図１３（Ａ）は、新品のプロセスユニット４００を示す図である。図１３（Ｂ）は、アーム４４４と回り止め３２との係合の様子を示す図である。片状のストッパアーム４４０は、その中央部分がストッパ軸４４６で支持されていて、ストッパ軸４４６にはバネが内蔵されている。このバネにより、ストッパアーム４４０は、突起部４４２側が感光体ドラム３から離れるように、アーム４４４側が感光体ドラム３に当接するように付勢される。感光体ドラム３は、矢印Ｎ方向にのみ回転可能となっており、アーム４４４と回り止め３２とが係合することにより感光体ドラム３の回転を抑止している。
【００７０】
図１４は、本発明の実施形態に係るプロセスユニットを示す図である。
【００７１】
図１４（Ａ）は、ドラムカバー４５０を省略した図である。図１４（Ａ）は、旧品のプロセスユニット４００を示す図である。図１４（Ｂ）は、アーム４４４と回り止め３２との係合が解除された様子を示す図である。イニシャル検知ギア４１１は、連動ギア４１８を有する。プロセスユニット４００が新品のときには、連動ギア４１８は、連動ギア３０と噛合している。ストッパ解除突起２２が突起部４４２を押下すると、アーム４４４が感光体ドラム３から離れるため、アーム４４４と回り止め３２との係合が解除され、感光体ドラム３が回転可能となる。したがって、アーム４４４と回り止め３２との係合が解除されると、イニシャル検知ギア４１１は、感光体ドラム３の回転に伴って矢印Ｐ方向に連動する。なお、感光体ドラム３が回転すると回り止め３２も回転するが、図１４（Ｂ）に示すようにストッパ軸４４６は感光体ドラム３から離間して配置されているため、回り止め３２の回転を妨げる部材はない。イニシャル検知ギア４１１が所定位置以上に連動すると、係合部４１２が被係合部４１４と係合するため、矢印Ｐ方向と逆方向へは回転しなくなる。これにより、押下部４１０は図示の位置で固定され、旧品として認識されることになる。
【００７２】
図１５は、本発明の実施形態に係る画像形成装置のプロセスユニットに現像ユニットが嵌合している図である。
【００７３】
側面部材２０とドラムカバー４５０とが嵌合すると、プロセスユニット４００と現像ユニット２との位置が一通りに決まる。したがって、画像形成装置１００に取り付けた場合にぐらつかないため、良質な画像を形成できる。また、プロセスユニット４００および現像ユニット２を画像形成装置１００に装着する際、プロセスユニット４００を装着した後に現像ユニット２を取り付ける。この順に装着することにより、プロセスユニット４００の装着作業中に誤ってイニシャル検知ギア４１１が連動することがない。
【００７４】
図１６は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の要部のブロック図を示す図である。このブロック図は本発明に関連している部分のみを示している。
【００７５】
ＣＰＵ５００は、検知スイッチ４６０、カウンタ５１０および表示部５２０と接続している。検知スイッチ４６０は、押下部４１０に押下されるとオン信号を生成する。カウンタ５１０は、新品のプロセスユニット４００が装着されたあとに印刷した用紙のサイズや枚数を計測する。表示部５２０は、画像形成装置１００の各種情報を表示する。
【００７６】
検知スイッチ４６０が押下部４１０に押下されると、その情報がＣＰＵ５００に伝達され、ＣＰＵ５００は、カウンタ５１０のカウント値をリセットするように信号を伝達する。また、カウンタ５１０のカウント値が所定値に到達すると、その情報がＣＰＵ５００に伝達され、ＣＰＵ５００は、表示部５２０にプロセスユニット４００を交換する旨の表示をするよう信号を伝達する。
【００７７】
図１７は、本発明の実施形態に係るプロセスユニットを画像形成装置に取り付けた図である。
【００７８】
図１７は、未使用のプロセスユニット４００を画像形成装置１００に取り付けた直後の図である。また、図１７は、位置決めユニット３００の表部材３３０を省略し、検知スイッチ４６０を示した図である。既に説明したように、位置決めユニット３００は、検知スイッチ４６０を有する。
【００７９】
プロセスユニット４００および現像ユニット２を画像形成装置１００に取り付ける際の手順を示す。まず、プロセスユニット４００を画像形成装置１００に取り付ける。次に、現像ユニット２をプロセスユニット４００に嵌合させるようにして画像形成装置１００に取り付ける。最後に、位置決めユニット３００でプロセスユニット４００および現像ユニット２を画像形成装置１００に位置決め固定する。
【００８０】
位置決めユニット３００でプロセスユニット４００および現像ユニット２を画像形成装置１００に固定すると、検知スイッチ４６０が押下部４１０に押下される。検知スイッチ４６０は、押下部４１０に押下されるとオン信号を生成し、画像形成装置１００にプロセスユニット４００が新品であると識別させる。
【００８１】
図１８は、本発明の実施形態に係るプロセスユニットを画像形成装置に取り付け、プロセスユニットの使用を開始したときの図である。
【００８２】
プロセスユニット４００の使用を開始すると、イニシャル検知ギア４１１が感光体ドラム３の回転に伴って連動するため、押下部４１０が受部４２０の位置まで移動する。この位置でイニシャル検知ギア４１１は連動終了する。この位置では、押下部４１０が検知スイッチ４６０を押下しないため、カウンタ５１０がリセットされることがない。また、この位置では係合部４１２と被係合部４１４とが係合してイニシャル検知ギア４１１が連動終了するため、プロセスユニット４００を一旦取り外して再び装着しても押下部４１０の位置は元に戻ることがない。このため、押下部４１０が再び検知スイッチ４６０を押下することはない。したがって、プロセスユニット４００を途中で何回装着し直してもカウンタ５１０によってプロセスユニット４００の使用具合が正確にカウントされる。
【００８３】
最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置の外枠を省略図である。
【図３】本発明の実施形態に係る画像形成装置の外枠と廃トナー容器とを省略した図である。
【図４】本発明の実施形態に係る画像形成装置の外枠と廃トナー容器と位置決めユニットとを省略した図である。
【図５】本発明の実施形態に係る画像形成装置の外枠と廃トナー容器と位置決めユニットと現像ユニットとを省略した図である。
【図６】本発明の実施形態に係る画像形成装置の位置決めユニットを示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る画像形成装置のプロセスユニットにおける感光体ドラムの端面の図である。
【図８】本発明の実施形態に係る画像形成装置の位置決めユニットを示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係る画像形成装置の現像ユニットを示す図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る画像形成装置の現像ユニットを示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る画像形成装置のプロセスユニットを示す図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る画像形成装置のプロセスユニットを示す図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る画像形成装置のプロセスユニットを示す図である。
【図１４】本発明の実施形態に係るプロセスユニットを示す図である。
【図１５】本発明の実施形態に係る画像形成装置のプロセスユニットに現像ユニットが嵌合している図である。
【図１６】本発明の実施形態に係る画像形成装置の要部のブロック図を示す図である。
【図１７】未使用のプロセスユニット４００を画像形成装置１００に取り付けた直後の図である。
【図１８】本発明の実施形態に係るプロセスユニットを画像形成装置に取り付け、プロセスユニットの使用を開始したときの図である。
【符号の説明】
【００８５】
２−現像ユニット
３−感光体ドラム
２２−ストッパ解除突起
３２−回り止め
１００−画像形成装置
４００−プロセスユニット
４１１−イニシャル検知ギア
４４０−ストッパアーム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に静電潜像を形成する感光体と、
前記感光体を含むプロセスユニット本体を画像形成装置本体に装着したときに前記感光体の回転に連動して不可逆的に一定の角度だけ回転する押下部を有し、前記押下部を前記画像形成装置本体が検出するか否かにより前記プロセスユニット本体が新品であるか旧品であるかを前記画像形成装置本体に識別させることが可能な新旧検知部材と、
前記感光体に配置される回り止めと、
前記回り止めとの係合により前記感光体の回転を抑止するストッパと、
を備え、
前記感光体は、前記回り止めと前記ストッパとの係合が解除されると回転可能となるプロセスユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のプロセスユニットと、
前記プロセスユニットに嵌合可能な現像ユニットと、
を備える画像形成装置。
【請求項３】
前記現像ユニットは、前記回り止めと前記ストッパとの係合を解除する解除機構を備える請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像ユニットは、画像形成装置本体に対して、前記プロセスユニットが装着された後に装着される請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項１】
表面に静電潜像を形成する感光体と、
前記感光体を含むプロセスユニット本体を画像形成装置本体に装着したときに前記感光体の回転に連動して不可逆的に一定の角度だけ回転する押下部を有し、前記押下部を前記画像形成装置本体が検出するか否かにより前記プロセスユニット本体が新品であるか旧品であるかを前記画像形成装置本体に識別させることが可能な新旧検知部材と、
前記感光体に配置される回り止めと、
前記回り止めとの係合により前記感光体の回転を抑止するストッパと、
を備え、
前記感光体は、前記回り止めと前記ストッパとの係合が解除されると回転可能となるプロセスユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のプロセスユニットと、
前記プロセスユニットに嵌合可能な現像ユニットと、
を備える画像形成装置。
【請求項３】
前記現像ユニットは、前記回り止めと前記ストッパとの係合を解除する解除機構を備える請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像ユニットは、画像形成装置本体に対して、前記プロセスユニットが装着された後に装着される請求項３に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１０−５４８２３（Ｐ２０１０−５４８２３Ａ）
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１９９７７（Ｐ２００８−２１９９７７）
【出願日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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