JP2002169449A

JP2002169449A - 画像形成装置及びこれに使用する交換ユニット

Info

Publication number: JP2002169449A
Application number: JP2000369117A
Authority: JP
Inventors: Toshinaka Yamanaka; 敏央山中; Hideaki Kadowaki; 英明門脇
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-12-04
Filing date: 2000-12-04
Publication date: 2002-06-14
Anticipated expiration: 2020-12-04
Also published as: JP3710375B2

Abstract

(57)【要約】【課題】装着した交換ユニットの新旧を判別すること
ができる画像形成装置を提供する。【解決手段】トナー搬送スクリューの回転軸４６をハ
ウジング４０から突出させ、その先端付近のねじ５３に
移動部材５４を螺合して初期位置に配置する。交換ユニ
ットを装着したとき、装置本体側の駆動歯車で移動部材
５４を回転させて、使用位置に移動させる。検出器７０
で移動部材５４の移動を検出して、交換ユニットの新旧
を判別する。使用位置に移動した移動部材５４は回転軸
４６に駆動力を伝達する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、着脱自在な交換ユ
ニットを備えた電子写真方式の複写機やプリンタ等の画
像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真方式の複写機やプリン
タ等の画像形成装置において、トナーボックスや現像
器、感光体ドラム、クリーニングユニット等は、その消
耗や老朽化等により必要に応じて交換される。従来、こ
の交換作業は、異なる種類のトナーや現像剤を補充した
り、現像剤を飛散させる恐れがあるため、一般のユーザ
ーではなく、サービスマンによって行われることが多
く、メンテナンスのコストが高くなる要因となってい
た。

【０００３】しかし、近年では、メンテナンスのコスト
を低減するために、交換部品のユニット化を図って交換
を簡単にすることで、ユーザー自身が交換作業を行なえ
るようにしている。ところが、ユニット化した場合、交
換作業が手軽になるため、使用済みの交換ユニットを誤
って再度装着する恐れがある。

【０００４】これに対して、特開平６−５１５８５号公
報には、交換ユニットに、装置本体の電源回路に接続さ
れて使用開始時に溶断されるヒューズを設け、このヒュ
ーズの有無により、装着された交換ユニットの新旧（使
用済みか否か）を判断する画像形成装置が開示されてい
る。また、特開平８−３０５２４４号公報には、交換ユ
ニットに、装着時に変位して装置本体から取り外したと
きにも初期位置に復帰しない部品を設け、この部品の位
置に応じて、装着された交換ユニットの新旧を判断する
画像形成装置が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、交換ユニット
にヒューズを設けた場合、装置本体と交換ユニットとの
間に電気接点が必要となり、接点不良による誤検知の恐
れがある。また、交換ユニットに、装置本体への装着に
よって変位する部品を設けた場合、装置本体に装着する
だけでこの部品が変位するため、誤って装着された新品
の交換ユニットが旧品と判断されて使用できなくなる恐
れがある。また、これらの交換ユニットでは、近年のリ
サイクルの要求に対応して、装置本体から取り外して再
生する際に、破断した部品を取り替える必要があるた
め、別途新しい部品を供給しなければならず、不経済で
ある。

【０００６】本発明は、交換ユニットの新旧を確実に判
断することができ、誤って装着しただけで新品の交換ユ
ニットが旧品と判断されることがない画像形成装置を提
供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題に鑑み、本発明
は、交換ユニットに移動自在な移動部材を設け、この移
動部材の位置を基にして交換ユニットの新旧、すなわち
未使用状態であるか、使用状態あるいは使用済み状態で
あるかを判断することができる画像形成装置及びこれに
使用する交換ユニットを提供するものである。

【０００８】回転部材が内装されて装置本体に着脱自在
な交換ユニットに、移動部材を設け、この移動部材を交
換ユニットが未使用状態であることを示す初期位置と使
用状態であることを示す使用位置との間で移動自在とす
る。交換ユニットを装置本体に装着して使用開始したと
きに、移動部材を初期位置から使用位置に移動させるよ
うにすれば、移動部材の位置を基にして交換ユニットの
新旧を判断することができる。そして、使用後の交換ユ
ニットを装置本体から取り外して再生するとき、移動部
材を使用位置から初期位置に復帰させる。これによっ
て、部品を取り替える必要がなくなる。

【０００９】また、移動部材の初期位置から使用位置へ
の移動に、装置本体から伝達される駆動力を利用した新
旧切換手段を用いれば、交換ユニットを装置本体に装着
しただけで移動部材が移動して、未使用の交換ユニット
が使用済みとされることはなくなる。また、装置本体と
交換ユニットとの間に電気接点が不要なため、接点不良
等による誤判断を防止することができる。

【００１０】ここで、交換ユニットでは、ハウジングに
内装された回転部材の回転軸がハウジングの外部に突出
している。この突出した回転軸に移動部材を設ければ、
初期位置と使用位置の間で、移動部材を回転軸に沿って
移動自在として、装置本体から回転部材に伝達される駆
動力によって、初期位置から使用位置に移動させること
ができる。また、感光体から現像剤を回収するクリーニ
ング装置を備えた交換ユニットでは、回転部材として、
回収した現像剤を搬送するための搬送スクリューを利用
することができる。なお、交換ユニットとして、クリー
ニング装置以外に現像装置、感光体ドラム、帯電装置等
を組み合わせたものであってもよく、回転部材として
は、感光体ドラム、現像ローラ、撹拌ローラ等を利用で
きる。

【００１１】ところで、交換ユニットに内装された回転
部材の回転軸と移動部材とを使用位置において係合させ
れば、移動部材を回転部材に駆動力を伝達するための駆
動力伝達部材として利用することができ、部品点数を削
減することができる。この場合、移動部材が初期位置か
ら使用位置に移動するときの回転部材に伝達される駆動
力を規制して、回転部材の回転を阻止する回転規制手段
を設ければ、回転軸が停止したまま移動部材だけを回転
させることができ、この移動部材を回転軸に沿って初期
位置から使用位置に確実に移動させることができる。す
なわち、移動部材が初期位置から使用位置に移動するま
で時間差が生じるので、作動開始直後から回転する必要
のない部材に移動部材を設けるのがよく、この点からし
てクリーニング装置内の回転部材を利用するのが好適で
ある。

【００１２】交換ユニットのハウジングに軸受を介して
回転軸を回転自在に支持させ、回転軸とハウジングある
いは軸受との間に、回転規制手段としての制動体を設け
る。この制動体によって、移動部材を介して回転軸にか
かる負荷による回転駆動力よりも大きな摩擦力を回転軸
に作用させれば、移動部材が移動するときの回転軸の回
転を規制することができる。また、交換ユニットのハウ
ジングに回転軸を挿通する貫通孔を形成し、この貫通孔
の内径を回転軸の外径と同じかこれよりも少し小さくす
れば、この貫通孔を回転規制手段として、貫通孔と回転
軸との間の摩擦力によって回転部材の回転を規制するこ
とができる。

【００１３】そして、移動部材の具体例として、移動部
材を筒体とし、その外周に装置本体の駆動歯車と噛み合
う歯車を形成する。この駆動歯車が新旧切換手段とな
り、駆動歯車の回転によって筒体を回転軸に沿って初期
位置から使用位置に移動させることができる。筒体の移
動機構は、筒体の内周面と回転軸の端部の外周面とにね
じ山を形成して、両者を螺合させたものであり、筒体が
使用位置に達したときにその移動を阻止するストッパを
設ける。筒体をねじ込んで回転軸に沿って移動させ、使
用位置に達したときにその移動を阻止すれば、筒体の回
転が回転部材に駆動力として伝達する。

【００１４】移動部材を初期位置に保持する保持手段を
設ければ、交換ユニットを装置本体に装着する前に、振
動等によって移動部材が使用位置に移動して、未使用の
交換ユニットが使用済みであると判断されることを防止
することができる。この保持手段としては、移動部材を
直接的あるいは間接的に係止して移動部材の移動を規制
する係止部を交換ユニットに設ける。この場合、移動部
材に駆動力が伝達されたとき、移動部材が係止部の係止
力に打ち勝って移動するようにすればよい。

【００１５】また、移動部材は、軸方向に移動自在とさ
れ、内方向に移動したときに使用位置に達する。この移
動部材の一端にフランジを形成して、このフランジに当
接する係止部を交換ユニットに設けることによって、移
動部材を直接的に係止でき、移動部材が交換ユニットか
ら離間する外方向に移動するのを規制することができ
る。この係止部は、軸方向に間隔をおいてフランジを挟
み込むように二つの保持片が配されてなり、各保持片の
内端面にフランジを係止させる。外端面をフランジに対
して傾斜した面とすれば、移動部材が交換ユニットに近
接する内方向への移動を許容することができる。なお、
間接的に移動部材を係止するとは、移動部材に対して磁
気力を作用させたり、空気圧等の圧力をかけて、移動を
阻止することである。

【００１６】保持片を支持するように交換ユニットのハ
ウジングに設けた支持片を弾性材料から形成するとよ
い。この支持片を撓ませて、フランジが保持片に当接し
ないようにすることにより、移動部材を初期位置に移動
させることができる。したがって、使用済みの交換ユニ
ットのリサイクルを容易にすることができる。

【００１７】そして、移動部材の移動を検出器によって
検出して、その検出結果に基づき、制御手段によって交
換ユニットの作動制御を行う。移動部材が使用位置に移
動したことを検出したときに、交換ユニットの作動が開
始するようにすれば、間違って装着したとき、装着した
だけでは未使用状態を維持しており、取り外してもその
まま新品として使用することができる。

【００１８】検出器を接触式スイッチとして、この検出
器と移動部材との間に弾性体を介装しておく。移動部材
がある程度移動したときに、スイッチが作動するため、
ストロークの短いスイッチを使用しても、移動部材の移
動量を大きくすることができる。これによって、移動部
材が振動等によってわずかに移動しても、スイッチは作
動せず、検出器の誤動作を防止することができる。

【００１９】つまり、コイルばね、板ばね等からなる弾
性体を検出器と移動部材との間に圧縮状態で介装すれ
ば、移動部材が十分に移動するまでは、弾性体が検出器
のスイッチを押圧し続ける。一方、移動部材の移動量が
弾性体の変形量よりも大きくなって、移動部材が弾性体
を介してスイッチを押圧しなくなったときには、交換ユ
ニットが使用状態にあることを検出される。

【００２０】また、検出器と移動部材との間に介装する
弾性体をコイルばねとするとき、このコイルばねの巻き
方向を移動部材の回転方向と同じ方向とすれば、ばねの
先端が移動部材に引っかかることによる移動部材やコイ
ルばねの破損を防止できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の画像形成装置の実
施の形態について、図面を用いて説明する。図１に示す
ように、この画像形成装置は、ファクシミリ機能、コピ
ー機能及びプリンタ機能を備えたデジタル複合機であ
り、スキャナ部１と画像形成部２と後処理装置３とから
構成される。

【００２２】スキャナ部１は、透明ガラスからなる原稿
載置台４と、両面自動原稿送り装置（Ｒｅｃｉｒｃｕｌ
ａｔｉｎｇＡｕｔｏｍａｔｉｃＤｏｃｕｍｅｎｔ
Ｆｅｅｄｅｒ、以下ＲＡＤＦ）５と、スキャナユニット
６とからなる画像入力部であり、原稿載置台４に載置さ
れた原稿の画像をスキャナユニット６によって一枚ずつ
読み取るものである。

【００２３】ＲＡＤＦ５は、図示しない所定の原稿トレ
イにセットされた原稿を一枚ずつ原稿載置台４に搬送す
ると共に、スキャナユニット６によって画像が読み取ら
れた原稿を所定の取り出し位置に搬出するものであり、
読み取られた原稿を裏返して、再び原稿載置台４に搬送
することができる。なお、ＲＡＤＦ５の詳細な構成は周
知であり、その説明を省略する。

【００２４】スキャナユニット６は、原稿載置台４に搬
送された原稿の画像を走査線方向に一単位毎に読み取る
装置であり、第一走査ユニット７と、第二走査ユニット
８と、光学レンズ９と、ＣＣＤ素子（光電変換素子）１
０とを備えている。

【００２５】第一走査ユニット７は、原稿載置台４に沿
って図１の左側から右側に一定速度Vで移動しながら原
稿を露光するものであり、光を照射するためのランプリ
フレクターアセンブリ１１と、原稿からの反射光を第二
走査ユニット８に導く第一反射ミラー１２とを備えてい
る。また、第二走査ユニット８は、第一反射ミラー１２
が反射した光を光学レンズ９及びＣＣＤ素子１０に導く
ための第二、第三反射ミラー１３、１４を備えており、
第一走査ユニット７に追随してＶ／２の速度で移動す
る。

【００２６】光学レンズ９は、第三反射ミラー１４から
の反射光をＣＣＤ素子１０上に結像させるものであり、
結像された光は、ＣＣＤ素子１０によってアナログの電
気信号に変換される。この電気信号は、デジタル信号の
画像データに変換されて各種の画像処理が施され、適宜
バッファメモリ等を介して、画像形成部２に転送され
る。

【００２７】画像形成部２は、レーザ書込みユニット１
５と作像ユニット１６と給紙部１７とからなる。この画
像形成部２は、スキャナ部１から転送されてバッファメ
モリから読み出される画像データ、あるいは外部の装置
から転送されてきた画像データを基にして用紙上に画像
を形成するものである。

【００２８】レーザ書込みユニット１５は、半導体レー
ザ光源とポリゴンミラーとｆ−θレンズとを備えてい
る。このレーザ書込みユニット１５は、半導体レーザ光
源から画像データに応じて出射されたレーザ光が、ポリ
ゴンミラーによって等角速度偏向され、ｆ−θレンズに
よって補正されて作像ユニット１６の感光体ドラム１８
上において等角速度で偏向するようにされている。

【００２９】作像ユニット１６は、感光体ドラム１８を
所定の電位に帯電させる帯電器１９と、感光体ドラム１
８上に形成された静電潜像にトナーを供給して顕像化す
る現像器２０と、感光体ドラム１８の表面に形成された
トナー像を用紙に転写する転写器２１と、感光体ドラム
１８の表面から廃トナーを回収するクリーニング装置２
２と、除電器とを備えており、これらが周知の感光体ド
ラム１８の周囲に配されている。また、作像ユニット１
６のうち、感光体ドラム１８と帯電器１９とクリーニン
グ装置２２とは、着脱自在な交換ユニット２３として一
体化され、装置本体に挿入されて装着される。

【００３０】給紙部１７は、作像ユニット１６の下方に
配設され、手差トレイ２４と、用紙カセット２５、２
６、２７が配された多段給紙トレイ部２８と、給紙され
た用紙を転写位置に搬送する搬送手段２９と、両面ユニ
ット３０とを備えている。この給紙部１７のピックアッ
プローラ３１によって手差しトレイ２４あるいは用紙カ
セット２５、２６、２７から給紙された用紙は、用紙搬
送路３２と搬送ローラ３３とからなる搬送手段２９によ
って転写位置に搬送される。また、作像ユニット１６に
よって感光体ドラム１８上に画像形成されたトナー像
は、転写位置に配された転写器２１によって用紙上に転
写され、用紙上のトナー像は定着ユニット３４によって
加熱定着される。

【００３１】両面ユニット３０は、用紙カセット２５、
２６、２７に対して用紙搬送路３２の反対側に配された
スイッチバック路３５と用紙搬送路３２とを接続するよ
うに、多段給紙トレイ部２８に配されている。用紙の両
面に画像形成するとき、片面側にトナー像が加熱定着さ
れた用紙は、スイッチバック路３５に搬送されて切換部
３６を通過した後、その移動方向が反転される。切換部
３６によって両面ユニット３０に導かれた用紙が用紙搬
送路３２に送り込まれることで、その表裏が反転して用
紙の両面に画像形成される。

【００３２】トナー像が定着された用紙は、排紙ローラ
３７によって作像ユニット１６の排出側に配置された後
処理装置３へと導かれる。この後処理装置３では、用紙
にステープル処理等が施された後、昇降トレイ３８に排
出される。

【００３３】次に、交換ユニット２３について説明す
る。図２に示すように、この交換ユニット２３は、感光
体ドラム１８と帯電器１９とクリーニング装置２２とを
備えており、これらの長手状の部材の両端部がハウジン
グ３９、４０によって支持され、各部材が相互に接続さ
れて一体化されている。なお、図２中、クリーニング装
置２２は、感光体ドラム１８及び帯電器１９の背後側に
位置している。

【００３４】交換ユニット２３の一側のハウジング３９
には、着脱するための把手４１が設けられ、装置本体側
のロック機構によって施錠又は解錠される。また、交換
ユニット２３の他側のハウジング４０には、装置本体側
の凹部に嵌入して交換ユニット２３を位置決めするガイ
ドピン４２が設けられている。交換ユニット２３が位置
決めされたとき、帯電器１９に帯電電圧を印加するため
の端子４３、４４が装置本体側の端子受けに嵌入され
る。

【００３５】図３、図４及び図５に示すように、クリー
ニング装置２２は、感光体ドラム１８から回収した廃ト
ナーを搬送するためのトナー搬送スクリュー４５を備え
ている。このトナー搬送スクリュー４５の回転軸４６
は、ハウジング４０の貫通孔４８に挿通されて回転可能
に支持され、その他側はハウジング４０から突出してい
る。ハウジング４０の貫通孔４８は、その内径が回転軸
４６の外径と同じ大きさかあるいは０．０５ｍｍ程度小
さくされ、回転軸４６が回転するときに、摩擦力によっ
て所定の負荷を回転軸４６に付与するようになってい
る。

【００３６】この回転軸４６の他側には、一側から他側
に順番に制動体支持材４９、制動体５０、軸受部材５１
及びＥリング５２が外嵌され、その先端にねじ５３が形
成されている。このねじ５３に、交換ユニット２３の新
旧を示すための移動部材５４が初期位置と使用位置との
間を移動自在に螺合されている。

【００３７】移動部材５４は、内周面に回転軸４６のね
じ５３に螺合するためのねじ山が形成された筒体とさ
れ、その一側には、フランジ６７が形成されている。ま
た、筒体の外周面には、装置本体側の駆動歯車６８と噛
み合う歯車６９が形成されている。移動部材５４は、ね
じ５３の他側にあるときが初期位置とされ、駆動歯車６
８の回転に伴ってねじ５３の周りに回転し、他側から一
側に向かう内方向に移動する。

【００３８】なお、ねじ５３の外径は回転軸４６の径よ
りも小さくされ、この境界に段差４７が形成される。こ
のねじ５３の周りに回転しながら一側に向かって移動す
る移動部材５４は、ねじ５３の終端に到達して段差４７
に当接したとき、使用位置にある。すなわち、段差４７
が、移動部材５４の移動を阻止するストッパとされる。

【００３９】また、ハウジング４０の他側には、回転軸
４６の周りに略円形の凹部５５が形成されている。この
凹部５５の内部には、回転軸４６に外嵌された制動体支
持材４９及び制動体５０が配され、その他側が軸受部材
５１によって塞がれている。

【００４０】制動体支持材４９は、回転軸４６と一体的
に回転するように、回転軸４６に外嵌され、その外径が
凹部５５よりも小さい円環状に形成される。また、制動
体５０は、軸方向に圧縮可能なように例えばゴム状弾性
体からなる円環状とされる。

【００４１】軸受部材５１は、凹部５５に嵌合される大
きさの円筒５６にフランジ５７が形成されたものであ
る。軸受部材５１は、回転軸４６の周溝５８に嵌め込ま
れたＥリング５２によって、回転軸４６に対して所定位
置に位置決めされる。そして、軸受部材５１の円筒５６
の外周面の一部に突起５９が形成され、これが凹部５５
の内周面に形成された溝６０に噛み合うことによって、
軸受部材５１はハウジング４０に対して回転せずに固定
される。なお、軸受部材５１に対して回転軸４６は回転
可能とされる。また、軸受部材５１及び制動体５０がＥ
リング５２と制動体支持材４９とによって挟み込まれる
ことにより、回転軸４６は軸方向に移動することはな
い。

【００４２】ここで、制動体支持材４９と軸受部材５１
の円筒５６との間隔は制動体５０の厚みよりもわずかに
狭くされ、制動体５０がわずかに圧縮状態で介在され
る。この圧縮量を調整することによって、軸受部材５１
との摩擦力の大きさが調整され、回転軸４６の回転を規
制するために付与する負荷の大きさを調整できる。

【００４３】軸受部材５１には、移動部材５４の移動を
阻止して、交換ユニット２３の未使用状態を示す初期位
置に保持するための係止部として係止部材６１が取り付
けられている。この係止部材６１は、回転軸４６と平行
に配された支持片６２と、回転軸４６の中心方向に向け
て支持片６２に突出形成された二つの保持片６３、６４
とからなり、樹脂等の弾性を有する材料から形成され
る。この係止部材６１の支持片６２が回転軸４６から離
れるように弾性変形したときに、移動部材５４が移動可
能となる。

【００４４】ここで、保持片６３、６４は、その他側の
面（外端面）が傾斜面６５、６６とされ、一側に押され
たときに回転軸４６の半径方向外側に向かう力が作用す
るようになっている。これにより、支持片６２は回転軸
４６から離間する方向に弾性変形され、一側に移動する
移動部材５４が係止部材６１の係止力に打ち勝って移動
できるようになっている。また、保持片６３、６４の一
側の面（内端面）は回転軸４６の軸方向と垂直な面とさ
れ、移動部材５４に当接して他側への移動を確実に規制
して、その抜け落ちを防止できる。

【００４５】なお、移動部材５４のフランジ６７が段差
４７に当接したときに、歯車６９が保持片６４に当たら
ないように、フランジ６７と歯車６９の間には所定の間
隔が設けられている。また、歯車６９の他側の縁が欠か
れており、交換ユニット２３を装着するとき、駆動歯車
６８にスムーズに噛み合う。

【００４６】未使用の交換ユニット２３では、移動部材
５４は初期位置に配され、そのフランジ６７の外縁が二
つの保持片６３、６４の間に位置している。フランジ６
７が保持片６３、６４に挟まれて係合することにより、
振動等による移動部材５４の移動が防止されている。ま
た、移動部材５４が使用位置にあるとき、移動部材５４
が保持片６３の一側の面に押し付けられても、支持片６
２が弾性変形しないため、移動部材５４は初期位置に移
動することができない。

【００４７】装置本体には、移動部材５４に対向するよ
うに移動部材５４の移動を検出するための検出器７０が
配されている。この検出器７０は、例えばタクトスイッ
チと呼ばれるスイッチとされ、アクチュエータ７１の押
圧又は解除によってＯＮ、ＯＦＦが切り換えられるもの
であり、移動部材５４の移動に応じて押圧又は解除され
ることにより、移動部材５４が初期位置にあるのか使用
位置にあるのかを検出する。

【００４８】アクチュエータ７１には、へたりや摩耗が
少なく、強度的に優れ、安定した圧力を付与できるコイ
ルばね７２が取り付けられている。移動部材５４との間
にコイルばね７２が介在することにより、移動部材５４
の移動量をアクチュエータ７１のストロークよりも大き
くすることができる。そのため、ストロークが短い（例
えば０．５ｍｍ程度）アクチュエータ７１が移動部材５
４によって確実に押圧又は解除される。

【００４９】つまり、初期位置の移動部材５４との間に
は、コイルばね７２が圧縮状態で介在され、このコイル
ばね７２がアクチュエータ７１を押圧している。移動部
材５４が一側に向かって移動すると、まずコイルばね７
２の圧縮変形が解放される。このとき、コイルばね７２
はまだ圧縮状態にあり、アクチュエータ７１の押圧が維
持される。移動部材５４が保持片６３を乗り越える程度
に移動したとき、コイルばね７２の圧縮変形は完全に解
放され、移動部材５４とコイルばね７２とが離間してア
クチュエータ７１の押圧が解除される。

【００５０】このコイルばね７２の圧縮量は、移動部材
５４の初期位置と使用位置との間隔よりも小さくされ、
移動部材５４が使用位置に移動したとき、アクチュエー
タ７１の押圧は解除されている。なお、コイルばね７２
の巻き方向は、移動部材５４の回転方向と同じ方向とさ
れ、移動部材５４が回転しながら初期位置から使用位置
に移動するとき、移動部材５４の回転の抵抗にならず、
コイルばね７２の先端が引っかかることはない。

【００５１】次に、交換ユニット２３と装置本体との接
続について説明する。図６中、実線は電気的接続を示
し、破線は機械的接続を示している。装置本体の扉が開
いた状態で交換ユニット２３を装置本体にガイド等に沿
って挿入していくと、所定位置に装着される。交換ユニ
ット２３側の端子４３、４４と、装置本体側の高圧電源
８３の受け端子７３、７４とがそれぞれ接続され、感光
体ドラム１８の従動歯車と感光体ドラム駆動部８０の駆
動歯車とが噛合される。また、クリーニング駆動部８１
の駆動歯車６８と移動部材５４の歯車とが噛合される。

【００５２】交換ユニット２３を装置本体に装着しただ
けの未使用状態では、図６（ａ）に示すように、移動部
材５４によって検出器７０がＯＮされている。ここで、
扉を閉めると、扉検知スイッチがＯＮして、クリーニン
グ駆動部８１に電源が供給され、モータが作動する。こ
のモータの駆動力が駆動歯車６８を介して移動部材５４
に伝わると、移動部材５４が移動して、図６（ｂ）に示
すように、検出器７０がＯＦＦされる。この検出器７０
の検出結果は、制御部８２に出力され、その検出結果に
対応して、高圧電源８３、感光体ドラム駆動部８０及び
クリーニング駆動部８１の作動が制御される。未使用状
態から使用状態に切り換わったことを制御部８２が検知
すると、高圧電源８３から帯電電圧が帯電器１９に供給
され、感光体ドラム１８が回転駆動され、駆動歯車６８
が移動部材５４を介してトナー搬送スクリュー４５を駆
動する。

【００５３】次に、この交換ユニット２３を作動させる
ときの様子について詳細に説明する。まず、未使用の交
換ユニット２３では、移動部材５４は初期位置にあり、
装置本体に装着すると、移動部材５４がコイルばね７２
を圧縮して、検出器７０のアクチュエータ７１を押圧す
る。このとき、装着された交換ユニット２３が未使用で
あることが認識される。

【００５４】移動部材５４の歯車６９は、駆動歯車６８
に対してスライドしながら噛み合う。その後、駆動歯車
６８が回転することによって、移動部材５４が回転軸４
６の周りに回転しながら一側に向かって移動する。

【００５５】このとき、回転軸４６の外周面とハウジン
グ４０の貫通孔４８の内周面との間に摩擦力が働き、さ
らに回転軸４６の制動体支持材４９の回転に伴って制動
体５０が回転するが、制動体５０と軸受部材５１との間
に摩擦力が発生し、この摩擦力によって回転軸４６の回
転が規制され、移動部材５４と回転軸４６とが共回りし
て移動部材５４が移動しなくなることが防止される。

【００５６】移動部材５４が一側に移動するとき、移動
部材５４のフランジ６７が保持片６３の他側の傾斜面６
５に当接して、支持片６２が回転軸４６から離れるよう
に弾性変形する。そのため、フランジ６７は保持片６３
を容易に乗り越えることができる。

【００５７】なお、保持片６３の一側の面は傾斜してい
ないため、フランジ６７は他側に向かって移動すること
はできない。このように、動力伝達機能のないフランジ
６７を係止することにより、移動部材５４が損傷して、
その機能が損なわれることを防止できる。

【００５８】移動部材５４が一側に移動してコイルばね
７２の端部から離れると、圧縮状態のコイルばね７２が
開放されてアクチュエータ７１の押圧が解除され、検出
器７０がＯＦＦして、移動部材５４が使用位置に移動し
たことが認識される。また、移動部材５４は、そのフラ
ンジ６７が段差４７に当接することで移動が規制され
て、使用位置に到達する。このとき、移動部材５４から
回転軸４６に伝わった駆動力が摩擦力に打ち勝って、回
転軸４６は回転し、トナー搬送スクリュー４５が回転し
て、回収したトナーを搬送する。

【００５９】なお、装置本体に使用済みの交換ユニット
２３を装着したときには、移動部材５４が使用位置に位
置しているので、コイルばね７２に当接しない。そのた
め、検出器７０のアクチュエータ７１が押圧されず、装
着された交換ユニット２３が使用済みであると認識さ
れ、交換ユニット２３の作動は停止される。

【００６０】そして、寿命がきて使用済みとなった交換
ユニット２３を装置本体から取り外し、再生する。交換
ユニット２３は未使用状態に戻るので、係止部材６１を
弾性変形させながら、移動部材５４を回転軸４６の周り
に反対方向に回転させて、移動部材５４を初期位置に移
動させる。これにより、交換ユニット２３をリサイクル
することができる。

【００６１】上記構成によれば、交換ユニット２３に設
けられた移動部材５４の位置を検出することによって、
その新旧を判断することができる。また、移動部材５４
を装置本体から伝達される駆動力によって初期位置から
使用位置に移動させるため、交換ユニット２３を装置本
体に誤って装着しただけでは、交換ユニット２３が使用
済みであると判断されることはない。そのため、装着状
態の確認のための装置本体への抜き差し等が可能とな
り、間違って装着した場合、交換ユニット２３を取り外
せば、新品としてそのまま使用できる。また、交換ユニ
ット２３が新旧判別用の電気的な部品を有しないため、
接点不良の恐れがある電気接点がなく、確実に新旧を判
断することができる。

【００６２】また、移動部材５４及び駆動歯車６８は、
本来の駆動伝達機能の外に交換ユニット２３の新旧を検
出するための機能を備えている。これらの部品が複数の
機能を備えることによって、部品点数を削減して、コス
ト削減及び省スペース化を図ることができる。

【００６３】特に、移動部材５４を設けた交換ユニット
２３側の回転部材としてトナー搬送スクリュー４５を利
用しているが、クリーニング装置２２内に廃トナーが回
収されるまでは、回転部材の回転が猶予されるため、交
換ユニット２３装着後に作動が開始されても、移動部材
５４が初期位置から使用位置に移動するまでの時間の余
裕が得られる。

【００６４】なお、本発明は上記の実施の形態に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内において、適宜変更
を加えることができる。例えば、図７および図８に制動
体の他の形態の断面図を示す。上記の実施の形態と同じ
部分には、同一の符号を付して、その説明を省略する。

【００６５】図７では、回転軸４６を回転自在に支持す
る軸受部材５１の内周に、制動体としての凸条７８を設
け、図８では、回転軸４６の外周に凸条７９を設けてい
る。これらの凸条７８、７９によって、軸受部材５１
と回転軸４６との摩擦力を付与することにより、回転軸
４６の回転負荷を大きくして、移動部材５４の移動時の
移動部材５４と回転軸４６との共回りが防止される。

【００６６】制動体を設けずにハウジング４０の貫通孔
４８と回転軸４６の摩擦力だけで所定の負荷を付与して
もよく、貫通孔４８を大きくして制動体だけで所定の負
荷を付与してもよい。さらに、トナー搬送スクリュー４
５に対して回転負荷が大きくなるような抵抗部材を設け
てもよい。

【００６７】移動部材５４を初期位置から使用位置に移
動させる方法としては、ハウジング４０側に設けた引張
ばね、ソレノイド、検出器７０に取り付けられているコ
イルばね７２等の付勢力を利用してもよい。この場合、
周縁部に切り欠きが形成された円板を回転軸４６に取り
付け、この切り欠きと噛み合う突起を移動部材５４のハ
ウジング４０側に形成しておく。移動部材５４の突起が
円板に当接しているとき初期位置にあり、この移動部材
５４を駆動歯車６８で回転させて、移動部材５４の突起
と円板の切り欠きが噛み合ったとき、付勢力によって移
動部材５４が使用位置に移動する。

【００６８】また、係止部材６１は、係合部５１を介し
て支持されるだけでなく、ハウジング４０と一体的に形
成してもよい。そして、図９に示すように、移動部材５
４を一側に向かってのみ移動可能とする方法としては、
保持片８４、８５の他側に切り込み８６、８７を形成し
ておいてもよい。この場合、図９（ａ）に示すように、
保持片８４、８５が他側に押されたときは、切り込み８
６、８７が閉じるため変形せず、移動部材５４は移動で
きない。一方、図９（ｂ）に示すように、保持片８４、
８５が一側に押されたときは、切り込み８６、８７が開
いて変形し、移動部材５４は移動できる。さらに、係止
部として磁石を利用し、移動部材５４の一部に磁性材料
を用い、磁気力によって移動部材５４が弱い力では移動
できないようにしてもよい。この場合、磁石による係止
力に打ち勝つ力が作用するときだけ、移動部材５４が使
用位置に移動することができる。

【００６９】移動部材５４と検出器７０との間に介在さ
せる弾性体は、コイルばね７２だけでなく板ばね等を利
用してもよい。さらに、検出器として、タクトスイッチ
等の接触スイッチの代わりに、光センサ、磁気センサ等
の非接触スイッチを用いて、移動部材の変位を検出して
もよい。また、回転部材としては、トナー搬送スクリュ
ー４５だけでなく、感光体ドラム１８を利用してもよ
い。

【００７０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の画像形成装置及びこれに使用する交換ユニットでは、
往復移動する移動部材の位置を検出することにより、装
着された交換ユニットの新旧を判断しているので、装置
本体側には移動部材の移動を検出するための検出器を設
けるだけの簡単な構成でよく、検出機能の信頼性が高く
なると共に低コスト化を図れる。また、使用済みの交換
ユニットを再生する場合にも、移動部材を元の位置に復
帰させることが可能であるので、部品交換の手間なく、
経済的に再生することができる。

【００７１】また、装置本体から伝達される駆動力によ
って、移動部材を初期位置から使用位置に移動させてい
るので、装着しただけの交換ユニットが使用済みである
と判断されることを防止できる。したがって、装着ミス
による交換ユニットの使用不能を排除できる。しかも、
移動部材は交換ユニットに対する駆動伝達部材として兼
用できるので、新旧判別用の部品を新たに設ける必要が
なくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置であるデジタル複合機の
構成図

【図２】交換ユニットの斜視図

【図３】トナー搬送スクリューの回転軸端部の分解斜視
図

【図４】トナー搬送スクリューの回転軸端部を示す断面
図であり、（ａ）は未使用状態を示し、（ｂ）は使用状
態を示す

【図５】交換ユニットの要部斜視図であり、（ａ）は未
使用状態を示し、（ｂ）は使用状態を示す

【図６】交換ユニットと装置本体との接続を示すブロッ
ク図であり、（ａ）は未使用状態を示し、（ｂ）は使用
状態を示す

【図７】支持部材に形成された制動体を示す断面図

【図８】回転軸に形成された制動体の断面図

【図９】他の形態の係止部材の側面図であり、（ａ）は
移動部材の他側への移動を係止する状態を示し、（ｂ）
は移動部材の一側への移動を許容する状態を示す

【符号の説明】

２３交換ユニット４０ハウジング４５トナー搬送スクリュー４６回転軸５０制動体５１軸受部材５３ねじ５４移動部材６１係止部材６８駆動歯車６９歯車７０検出器７２コイルばね

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H034 CA02 CA05 2H071 BA04 BA13 BA16 BA17 BA20 BA29 BA37 DA06 DA13 DA15 DA32

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】装置本体に、回転部材を内装した交換ユ
ニットが着脱自在に設けられ、前記交換ユニットに、未
使用状態を示す初期位置と使用状態を示す使用位置との
間で移動自在とされた移動部材が設けられ、前記交換ユ
ニットが装置本体に装着された後、使用開始されたと
き、前記移動部材を装置本体から伝達される駆動力によ
って初期位置から使用位置に移動させる新旧切換手段が
設けられたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】移動部材は、使用位置において回転部材
の回転軸と係合され、前記回転部材に駆動力を伝達する
ための駆動力伝達部材として利用されることを特徴とす
る請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】移動部材が初期位置から使用位置に移動
するとき、回転部材への駆動力の伝達を規制して回転部
材の回転を阻止する回転規制手段が設けられたことを特
徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】移動部材は、回転軸に沿って移動する筒
体とされ、該筒体の外周に、装置本体の駆動歯車と噛み
合う歯車が形成され、前記駆動歯車が新旧切換手段とさ
れ、駆動歯車の回転によって前記筒体は、初期位置から
使用位置に移動することを特徴とする請求項２又は３記
載の画像形成装置。
【請求項５】筒体の内周面にねじ山が形成され、回転
軸の端部の外周面にねじが形成され、前記筒体がねじ込
まれて前記回転軸に沿って移動して使用位置に達したと
き、その移動を阻止するストッパが設けられたことを特
徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】回転軸は交換ユニットのハウジングに軸
受を介して回転自在に支持され、回転規制手段として、
前記回転軸とハウジングあるいは軸受との間に、移動部
材が移動するときに前記回転軸にかかる負荷による回転
駆動力よりも大きな摩擦力が回転軸に作用するように制
動体が設けられたことを特徴とする請求項３記載の画像
形成装置。
【請求項７】交換ユニットのハウジングに、回転軸を
挿通する貫通孔が形成され、該貫通孔の内径が前記回転
軸の外径と同じかこれより少し小さくされ、前記貫通孔
が回転規制手段として利用されたことを特徴とする請求
項３記載の画像形成装置。
【請求項８】移動部材を初期位置に保持する保持手段
が設けられたことを特徴とする請求項１又は２記載の画
像形成装置。
【請求項９】保持手段として、移動部材を直接的ある
いは間接的に係止して移動するのを規制する係止部が交
換ユニットに設けられ、前記移動部材に駆動力が伝達さ
れたとき移動部材は前記係止部の係止力に打ち勝って移
動することを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１０】使用位置は初期位置に対して内方向に
あり、前記移動部材にフランジが形成され、保持手段と
して、前記フランジに当接して前記移動部材が外方向に
移動するのを規制する係止部が前記交換ユニットに設け
られたことを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１１】係止部は、フランジを挟み込むように
軸方向に間隔をおいて配された二つの保持片を有し、各
保持片の内端面に前記フランジは係止され、外端面は、
移動部材の内方向への移動を許容するように前記フラン
ジに対して傾斜した面とされたことを特徴とする請求項
１０記載の画像形成装置。
【請求項１２】保持片を支持する支持片が交換ユニッ
トのハウジングに設けられ、前記支持片は、移動部材の
移動によって撓むように弾性材料からなることを特徴と
する請求項１１記載の画像形成装置。
【請求項１３】移動部材の移動を検出する検出器と、
検出結果に基づいて交換ユニットの作動制御を行う制御
手段とが設けられ、前記移動部材が使用位置に移動した
ことを検出したとき、交換ユニットの作動が開始される
ことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項１４】検出器は接触式スイッチとされ、該検
出器と移動部材との間に、該移動部材の微小変位を吸収
する弾性体が介装されたことを特徴とする請求項１３記
載の画像形成装置。
【請求項１５】移動部材は、回転部材の回転軸に沿っ
て回転しながら移動自在とされ、初期位置において前記
移動部材に圧接する弾性体が、前記移動部材の回転方向
と同じ巻き方向とされたコイルバネであることを特徴と
する請求項１４記載の画像形成装置。
【請求項１６】ハウジングに回転部材が内装され、前
記ハウジングから外部に突出した前記回転部材の回転軸
に、未使用状態を示す初期位置と使用状態を示す使用位
置との間で移動自在とされた移動部材が設けられ、該移
動部材は、装置本体から前記回転部材に伝達される駆動
力によって初期位置から使用位置に移動されることを特
徴とする交換ユニット。
【請求項１７】感光体から現像剤を回収するクリーニ
ング装置を備え、回転部材は回収した現像剤を搬送する
ための搬送スクリューとされたことを特徴とする請求項
１６記載の交換ユニット。