JP2006030963A - ユニットおよび電子写真画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成なユニットを提供するとともに、このユニットが正しく着脱可能なカートリッジの装着状態、及び、カートリッジの駆動伝達部材と本体駆動部材との連結状態をあわせて検知することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】カートリッジＣが画像形成装置１４に正しく装着された際に、本体電気接点２３ａ、２４ｂと電気的に接続する、カートリッジの長手方向の一端側と他端側にそれぞれ設けられたカートリッジ電気接点２７ａ、２７ｂを有する。ここで、カートリッジ電気接点２７ａ、２７ｂとは電気的に接続している。そして、カートリッジＣが画像形成装置１４に装着されたことによって、カートリッジＣを介して検出回路が構成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置、及び、前記電子写真画像形成装置に着脱可能なユニットに関するものである。

ここでいう電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体（例えば、記録紙、ＯＨＰシート等）に画像を形成するものである。そして、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（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が含まれる。また、ユニットとは、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１つ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電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするもの、または、電子写真感光体ドラム、プロセス手段、若しくは、定着手段などを単独で、電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものが含まれる。

従来、電子写真画像形成プロセスを用いた電子写真画像形成装置においては、電子写真感光体及び前記電子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的に有する、ユニットとしてのプロセスカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とするカートリッジ方式が採用されている。このカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンによらずにユーザー自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができた。そこでこのカートリッジ方式は、電子写真画像形成装置において広く用いられている。

一方、プロセスカートリッジの交換作業をユーザー自身が実施する場合、必ずしもメーカーが想定していた動作で交換作業がなされるとは限らない。このため、プロセスカートリッジを画像形成装置本体に装着する際に、プロセスカートリッジが所定の軌跡で装着されるように、画像形成装置本体にガイドを設けている。

しかし、プロセスカートリッジの装着する際の角度や、装着力が想定外であった場合、画像形成装置本体に正しく装着されないこともある。

このため、画像形成装置本体に正しくプロセスカートリッジ等が装着されているかを検知する提案がなされている。

例えば、下記特許文献１には、複数のプロセスカートリッジを装着可能なタンデム型のカラー画像形成装置において、プロセスカートリッジがすべて装着された際に、プロセスカートリッジを介して検知回路が構成され、プロセスカートリッジの装着を検知する記載がある。

特開平９−１６０４６９号公報

しかし、前記検知回路において、プロセスカートリッジ側の接点と装置本体側との接点との接続、及び、隣接するプロセスカートリッジ同士の接点の接続は、プロセスカートリッジの長手方向の一端側でおこなわれている。すなわち、プロセスカートリッジの長手方向の他端側における装着状態、また、装置本体側の駆動部材とプロセスカートリッジ側の駆動部材との連結状態までは厳密には検知されていない。

そこで、本発明の目的は、簡単な構成でユニットが正しく電子写真画像形成装置本体に装着されていることを検知することができる電子写真画像形成装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、複数のユニットを装着可能な電子写真画像形成装置において、簡単な構成でユニットが正しく電子写真画像形成装置本体に装着されていることを検知することができる電子写真画像形成装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、簡単な構成でユニットの電子写真画像形成装置本体への装着状態、及び、前記本体駆動部材とユニットに設けられた駆動力伝達部材との係合状態を検知することができる電子写真画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の代表的なユニットは、記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置本体に着脱可能なユニットにおいて、前記装置本体に設けられた本体駆動部材と係合して、前記ユニットに前記本体駆動部材からの駆動力を伝達する駆動力伝達部材と、前記ユニットの長手方向において一端側に設けられた、前記ユニットを装置本体に位置決めするための第１位置決め部であって、前記ユニットが前記装置本体に装着された際に、前記装置本体に位置決めされる第１位置決め部と、前記一端側に設けられた第１ユニット電気接点であって、前記第１位置決め部が前記装置本体に位置決めされた際に、前記装置本体に設けられた第１本体電気接点と電気的に接続する第１ユニット電気接点と、前記ユニットの長手方向において他端側に設けられた、前記ユニットを装置本体に位置決めするための第２位置決め部であって、前記ユニットが前記装置本体に装着された際に、前記装置本体に位置決めされる第２位置決め部と、前記他端側に設けられた、前記第１ユニット電気接点と電気的に接続した第２ユニット電気接点であって、前記第２位置決め部が前記装置本体に位置決めされた際に、前記装置本体に設けられた第２本体電気接点と電気的に接続する第２ユニット電気接点と、を有し、前記装置本体に設けられた本体検出部によって、前記第１本体電気接点と前記第２本体電気接点とを介して、前記第１ユニット電気接点と前記第２ユニット電気接点との間の導通状態が検出されることを特徴とするものである。

また、本発明の代表的な電子写真画像形成装置は、ユニットが着脱可能であって、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、（1）第１本体電気接点と、（2
）第２本体電気接点と、（3）前記ユニットに駆動力を伝達する本体駆動部材と、（4）前記ユニットを前記電子写真画像形成装置の装置本体に位置決めするための第１本体位置決め部と、（5）前記ユニットを前記電子写真画像形成装置の装置本体に位置決めするための第２本体位置決め部と、（6）前記装置本体に設けられた本体駆動部材と係合して、前記ユニットに前記本体駆動部材からの駆動力を伝達する駆動力伝達部材と、前記ユニットの長手方向において一端側に設けられた、前記ユニットを装置本体に位置決めするための第１位置決め部であって、前記ユニットが前記装置本体に装着された際に、前記装置本体に位置決めされる第１位置決め部と、前記一端側に設けられた第１ユニット電気接点であって、前記第１位置決め部が前記装置本体に位置決めされた際に、前記装置本体に設けられた第１本体電気接点と電気的に接続する第１ユニット電気接点と、前記ユニットの長手方向において他端側に設けられた、前記ユニットを装置本体に位置決めするための第２位置決め部であって、前記ユニットが前記装置本体に装着された際に、前記装置本体に位置決めされる第２位置決め部と、前記他端側に設けられた、前記第１ユニット電気接点と電気的に接続した第２ユニット電気接点であって、前記第２位置決め部が前記装置本体に位置決めされた際に、前記装置本体に設けられた第２本体電気接点と電気的に接続する第２ユニット電気接点と、を有するユニットを取り外し可能に装着する装着手段と、（7）前記第１ユニット電気接点と前記第２ユニット電気接点との導通状態を、前記第１本体電気接点と前記第２本体電気接点とを介して検出することによって、前記ユニットが前記装置本体に装着されていることを検出する本体検出部と、を有することを特徴とするものである。

本発明によれば、簡単な構成でユニットが正しく電子写真画像形成装置本体に装着されていることを検知することができる。また、前記検知によって、前記装置本体に設けられた本体駆動部材とユニットに設けられた駆動力伝達部材との正しく係合しているか否かを検知することができる。

本発明の電子写真画像形成装置によれば、ユニットの装着状態を検出するとともに、駆動伝達部の連結状態も同時に検出することが可能となり、その場合実際に駆動せずとも駆動伝達部の連結状態が検出できるから、検出に要する時間が短縮され、またユニットが正しく装着されていない場合は駆動伝達部がダメージを受けるのを防げる。

［第１の実施形態］
本発明に係る電子写真画像形成装置および該装置に着脱自在なユニット、該ユニット検知システムの第１の実施形態について説明する。本実施形態の電子写真画像形成装置は、外部のホストコンピューターやネットワークなどから画像情報を受け取り、それを記録媒体であるシート材上に画像出力するレーザービームプリンタであり、プロセスカートリッジを本体から着脱し交換可能である。

＜プロセスカートリッジの概略説明＞
図２（ａ）は、電子写真画像形成装置１４とそれに着脱可能なユニットとしてのプロセスカートリッジＣ１〜Ｃ４（以下、カートリッジＣという）の概略構成を示す図である。カートリッジＣは、潜像担持体である感光体ドラム１と、感光体ドラム１を均一に帯電するための帯電ローラ７、感光体ドラム１の周面上に形成された静電潜像を現像する現像手段としての現像ローラ２、現像ローラ２で用いられる現像剤（以下、トナーという）の収納部であるトナー容器４、感光体ドラム１の周面上に残留するトナーを除去するブレード８、ブレード８によって除去されたトナーを収容する廃トナー容器９と、が一体的に構成されている。

＜画像形成装置の概略説明＞
また、図２（ａ）に示す電子写真画像形成装置１４（以下、画像形成装置１４という）は、４色（ブラック色、シアン色、マゼンタ色、イエロー色）の前記カートリッジＣを着脱可能となっている。すなわち、カートリッジＣは装着部材１２２ａ、１２２ｂによって、カートリッジＣの長手方向から取り外し可能に画像形成装置１４に装着することができる。また、画像形成装置１４の上方（カートリッジＣの上方）には、画像情報に対応してレーザー光Ｌを照射するレーザースキャナー１１が配置されている。そして、画像形成装置１４の下方（カートリッジＣの下方）には感光体ドラム１に対向する転写手段１２が配設されている。上記構成において、感光体ドラム１が帯電ローラ７によって均一に帯電され、その周表面をレーザースキャナー１１から照射されるレーザー光Ｌによって露光される。そして目的の画像情報の静電潜像が感光体ドラム１の周面上に形成される。静電潜像は、現像ローラ２に印加される現像バイアスによって、トナー容器４内のトナーＴが付着してトナー像として可視化される。現像バイアスはＤＣである。本実施例において転写手段１２は、各感光体ドラム１に形成されたトナー画像を順次重ねて転写される中間転写ベルト１２ｃ、搬送ベルト１２ｃを回転駆動するためのローラ１２ａ、１２ｂ、及び、中間転写ベルト１２ｃに感光体ドラム１からトナー像を転写するための転写ローラ１２ｄ〜１２ｇから構成されている。そして、中間転写ベルト１２ｃ上に転写されたトナー画像を、画像形成装置１４の下方に設けられたカセット１１３から給送されたシート材Ｓに転写ローラ１５５によって転写する。その後シート材Ｓは上方に搬送され、定着ユニット１６において、シート材Ｓ上の未定着画像が定着される。そしてその後、トレー１２０に排出される。

＜検知システムの概略＞
図１（ａ）は検知システムの概略構成を示す図である。本実施例において連結状態検知手段の例としての検知システムは、画像形成装置１４にユニットの検知回路を設けている。検知回路ＣＫ１は、検出部２０、抵抗２０ａ、電源２０ｂ、および各色のカートリッジＣ１〜Ｃ４が画像形成装置１４にすべて装着された際に、直列に接続するような回路となっている。

図１（ａ）および図２（ａ）に示すように、カートリッジＣ１〜Ｃ４は、装着部材１２２ａ、１２２ｂにガイドされることによって、画像形成装置１４に対して着脱可能となっている。ここで、カートリッジＣの長手方向において駆動ギア２１が配置された側を駆動側（一端側）、駆動ギア２１と略反対側を非駆動側（他端側）と称する。なお以下において非駆動側と称するとき、カートリッジＣの端面のみならず、側面をも含んだ範囲をいうものとする。

そして、図２（ｂ）に示すようにカートリッジＣを画像形成装置１４に矢印Ａ方向から挿入していく。すると、図１〜図３に示すように画像形成装置１４に設けられた位置決め部２３（２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋ）の穴２３ｂとカートリッジＣの駆動側に設けられた軸２７ａとが嵌合する。そして次に、画像形成装置１４に回動可能に設けられた開閉カバー１２１を閉じることによって、開閉カバー１２１に設けられた位置決め部２４（２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋ）の穴２４ｂとカートリッジＣの非駆動側に設けられた軸２７ｂとが嵌合する。そして、カートリッジＣは画像形成装置１４に装着された状態、すなわち、画像形成装置１４に位置決めされた状態になる。

そして、カートリッジＣが画像形成装置１４に装着された状態においては、画像形成装置１４にある各々に対応する本体駆動部材としての駆動ギア２２（２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ）と、カートリッジＣに設けられた駆動伝達部材としての駆動ギア２１（２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋ）とが連結して駆動可能な状態となる。

また、カートリッジＣが画像形成装置１４に正常に装着された状態では、位置決め部２３内に有る本体第１接点である接点２３ａ［図３（ｂ）参照］と、カートリッジＣ側の回転中心軸２７（以下、軸２７という。）の先端２７ａ（ユニット第１接点）とが電気的に接触する。また、非駆動側においても、位置決め部２４内に設けられた本体第２接点である接点２４ａ［図３（ｃ）参照］と、カートリッジＣ側の軸２７の先端２７ｂ（ユニット第２接点）とが電気的に接触する。

軸２７は感光体ドラム１が有する金属製の軸である。よって、ユニット第１接点からユニット第２接点まで導通している。このため、４つのカートリッジＣが画像形成装置１４に正常に装着された場合には、合計８箇所の接点がそれぞれ電気的に導通する。よって、図１（ａ）に示す検知回路ＣＫ１が閉じた状態になって所定の電流が流れる。この導通を検出部２０によって検出する。

図１（ｂ）は、カートリッジＣが画像形成装置１４に正常に装着されなかった状態を示す。各カートリッジＣ１〜Ｃ４は、以下のような回路状態となっている。すなわち、カートリッジＣ１およびカートリッジＣ４は、正常に装着された状態である。カートリッジＣ２は、非駆動側において、穴２４ｂと軸２７ｂとが十分に嵌合していない状態である。また、カートリッジＣ３は、駆動側において、穴２３ｂと軸２７ａとが十分に嵌合していない状態でない。そして、さらに、カートリッジＣ３は、非駆動側においても、穴２４ｂと軸２７ｂとが十分に嵌合していない状態でない。

このとき、検知回路ＣＫ１においてカートリッジＣ２及びＣ３は正常に画像形成装置１４に装着されていないため、検出回路が閉じた状態にならない。よって、検出回路に電流が流れない。したがって、検出部２０からの検出信号を受けた図１（ｃ）に示す制御部２００において、４つのプロセスカートリッジのいずれかが装着不良であると判断する。逆に、制御部２００において、通電が確認された際は、各々のカートリッジＣが、正しく位置決めされ、また、駆動ギア２１も正しく駆動ギア２２と噛み合っていると判断される。

本実施例では、１つの検知回路ＣＫ１における電流が通電することが、全てのカートリッジＣの駆動ギアの噛み合い状態と、位置決め部２３、２４への装着状態を同時に検知している点に特徴がある。

＜検知システムの駆動側＞
次に代表として１つのカートリッジを用いて、駆動側の構成を説明する。図３（ａ）、（ｂ）はカートリッジＣおよび画像形成装置１４の駆動側を説明する図である。

図３（ａ）に示すように、感光体ドラム１は軸２７を備えている。また駆動伝達部材としての駆動ギア２１が、感光体ドラム１の長手方向一端側が配置されている。一方、画像形成装置１４側には、駆動部材としての駆動ギア２２、軸２７の位置決めをおこなう位置決め部２３が設けられている。

図３（ｂ）は、位置決め部２３をカートリッジＣの装着方向から見た拡大図である。位置決め部２３の穴２３ｂは、軸２７が挿入されると中心部にガイドされるように、内側に向けて穴の直径が小さくなっている。そして、穴２３ｂの中心部には、電気接点であるバネ２３ａが配置されている。バネ２３ａは導電性の材料で、検知回路ＣＫ１に繋がっている。そして、軸２７の先端２７ａとバネ２３ａとが接触した時に、軸２７も検知回路ＣＫ１に繋がることになる。

なお、図３（ａ）は、駆動ギア２１、２２が噛み合っていない状態を示している。感光体ドラム１が装着される方向（矢印Ｂ方向）に進み、駆動ギア２１、２２が噛み合ったときに、軸２７の先端と位置決め部２３内のバネ２３ａとが接触する位置に配置されている。

＜検知システムの非駆動部＞
図３（ｃ），（ｄ）はユニットおよび画像形成装置の非駆動側の連結部近傍を説明する図である。図３（ｃ）に示すように、位置決め部２４の穴２３ｂは位置決め部２３と同様に内側に向けて入口が狭くなっており、その中心部に本体第２接点であるバネ２４ａが配置されている。位置決め部２４は、開閉カバー１２１［図２（ｂ）参照］を閉める動作と連動して図３（ｄ）に示す矢印の方向に移動し、軸２７と嵌合する。開閉カバー１２１は、画像形成装置１４からカートリッジＣを装着する際に開閉する。この開閉カバー１２１が閉まる際の、位置決め部２４が感光体ドラム１を駆動側に押す。その押す力を利用して、駆動ギア２１、２２の噛み合わせ、および軸２７とバネ２３ａ、２４ａとの接触を補助している。

軸２７の先端２７ｂと、バネ２４ａとが接触した時に、軸２７も検知回路ＣＫ１に接続することになる。また図１（ａ）に示すように、開閉カバー１２１には、隣接する２つのバネ２４ａ同士を接続する導通部材４３、４５が設けられている。よって、開閉カバー１２１が閉じることによって、隣接するカートリッジ（Ｃ１とＣ２，Ｃ３とＣ４）が導通部材４３、４５によって電気的に接続される。

また、画像形成装置の駆動側には、隣接する２つのバネ２３ａ同士を接続する導通部材４４が設けられている。これにより、隣接するカートリッジＣ２とＣ３が導通部材４４によって電気的に接続される。すなわち、図１において、位置決め部２３Ｙが有するバネ２３ａと、位置決め部２３Ｋが有するバネ２３ａとは直列に電気的に接続されたことになる。

＜検知システムの検知タイミング＞
次に、図４を用いてカートリッジＣの装着状態検知のシーケンスについて説明する。図４は各容器の検出タイミングを示すフローチャート、図１２は警告表示の例を示す図である。

まず、画像形成装置１４の電源をＯＮ（Ｓ１０１）し、カートリッジＣの装着状態を検知する（Ｓ１０２）。検知は、上記したように、本実施例においては検知回路を流れる電流の有無を検出部２０で検出することにより行う。

カートリッジＣの駆動連結及び装着状態が正常か判断し（Ｓ１０３）、正常であれば（Ｙｅｓ）記録準備動作を行い（Ｓ１０５）、正常でなければ（Ｎｏ）使用者に対して警告を表示して停止する（Ｓ１０４）。警告は、例えば図１２（ａ）に示すように画像形成装置１４の報知部３００に表示することもできる。報知部３００は、画像形成装置１４の操作パネルに表示することができる。また外部のコンピュータに対して信号を送出し、コンピュータのモニタ上に表示させることでもよい。記録準備動作後は、開閉カバー１４ａの開閉信号、または、画像形成のための記録信号が制御部２００に入力されたか否かを確認する（Ｓ１０６、Ｓ１０７）。開閉カバー１４ａの開閉信号が制御部２００に入力された場合（Ｓ１０６）は、再びカートリッジＣの装着状態を検知する（Ｓ１０２）。そして、記録信号が制御部２００に入力された場合（Ｓ１０７）は記録動作（Ｓ１０８）を行った後に、再び開閉信号、または、記録信号の確認する（Ｓ１０６、Ｓ１０７）。

以上のシーケンスをまとめると以下のようになる。（１）カートリッジＣの装着状態は、電源ＯＮ時と開閉カバー１４ａ開閉時に検知する。（２）記録準備動作を実行する前にカートリッジＣの装着状態の検知を行っている。（３）カートリッジＣの装着状態が異常の場合、警告を表示し、停止している。

＜検知システムの検知回路＞
図１に示した検知回路において、抵抗２０ａは５０Ωが直列に接続されており、電源２０ｂは直流１０Ｖのバイアスを印加している。全てのカートリッジＣが正常に装着されていれば、約０．２Ａの電流が流れるが、１つでも正しく装着されていなければ電流は流れない。

ここで、上記したように、軸２７は導電性を有し、検知回路ＣＫ１の一部を構成する。通常、感光体ドラム１の基層である内側は金属製であり、この部分をアースして使用することが多い。このため、本実施例でもスイッチ（不図示）を用いて、カートリッジＣの装着の検知と、感光体ドラム１のアースを切り替えるようにしても良い。

＜まとめ＞
上記説明した如く、４つのカートリッジＣの駆動側の位置決め部２７ａと、非駆動側の位置決め部２７ｂ位置をあわせて検知部２０で検知している。前記の検知方法によって、カートリッジＣの装着状態を検知するとともに、駆動伝達部２１の連結状態も同時に検知することが可能となった。

また、本実施例の構成では、駆動伝達部２１の連結状態の検知を実際に駆動をせずに検知することができる。よって、検知の為の時間が早く、また、カートリッジＣが正しく装着されていない場合に、駆動伝達部２１がダメージを受けることを防ぐことができる。

＜第１の実施形態の他の構成＞
なお、本実施例においてユニットとしてのカートリッジＣを複数設けた例を説明したが、カートリッジＣが単一の場合であっても同様に本発明を適用してその利益を得ることができる。また、本実施例においては、カートリッジＣを画像形成装置１４に対して、カートリッジＣの長手方向（ドラムの軸線方向）に沿って装着する方式であった。しかし、カートリッジＣをカートリッジＣを画像形成装置１４に対して、カートリッジＣの長手方向と交差する方向（ドラムの軸線と交差する方向）から装着する方式であっても良い。

即ち、図１３および図１４に示すように、画像形成装置１４は、カートリッジＣの長手方向と交差する方向から本体内１１９に装着するための、ガイド部１３２ａ、１３２ｂを有する。そして、カートリッジＣの長手方向の一端側と他端側に設けられた位置決め部２２２ａと２２２ｂが、それぞれガイド部１３２ａ、１３２ｂにガイドされる。そして、ガイド部１３２ａ、１３２ｂは、本体位置決め部１３１ａ、１３１ｂと係合することによって、カートリッジＣが画像形成装置１４に位置決めされる。

そして、図１５（ａ），（ｂ）に示すように、位置決め部２２２ａと２２２ｂは、感光体ドラム１を枠体２１４に回転可能に支持する軸２２２ｃの長手方向の一端側と他端側に設けられている。ここで、感光体ドラム１は、円筒状のシリンダ１ａに長手方向の一端側と他端側においてフランジ１ｂ、１ｃが嵌合する構成になっている。そして、フランジ１ｂ、１ｃは軸２２２ｃと回転可能に係合している。そして、位置決め部２２２ａ、２２２ｂ、及び、軸２２２ｃは金属材料からなり、位置決め部２２２ａと２２２ｂは、導通している。

また、本体位置決め部１３１ａ、１３１ｂには、検知部２０に導通部材１３４ａ、１３４ｂによって電気的に接続する本体接点部１３３ａ、１３３ｂがそれぞれ設けられている。したがって、カートリッジＣが１５図（ｂ）のように画像形成装置１４に装着された際は、実施例１と同様に、位置決め部２２２ａと本体接点部１３３ａ、及び、位置決め部２２２ｂと本体接点部１３３ｂが電気的に接続した状態になる。すなわち、カートリッジＣが装着されることによって、検知回路ＣＫ４を構成し、カートリッジＣが画像形成装置１４に正しく装着されたことを検知部２０で検知できることになる。その際は、実施例１と同様に、画像形成装置１４に設けられた駆動ギア１３４と、感光体ドラム１の長手方向一端側に設けられたドラムギア１ｄとが正しく噛み合うことになる。ここで、ドラムギア１ｄは、駆動ギア１３４から駆動力の伝達を受け、感光体ドラム１を回転させるものである。以上の構成によって、実施例１と同様に、カートリッジＣの駆動側の位置決め部２２２ａと、非駆動側の位置決め部２２２ｂ位置をあわせて検知部２０で検知している。前記の検知方法によって、カートリッジＣの装着状態を検知するとともに、駆動伝達部であるドラムギア１ｄの連結状態も同時に検知することが可能となった。また、ドラムギア１ｄと駆動ギア１３４の連結状態の検知を実際に駆動をせずに検知することができる。よって、検知の為の時間が早く、また、カートリッジＣが正しく装着されていない場合に、ドラムギア１ｄと駆動ギア１３４がダメージを受けることを防ぐことができる。

また、図５および図６（ａ），（ｂ）に示すように、第１ユニット電気接点、第２ユニット電気接点を、カートリッジＣの位置決め部２７ａ、２７ｂとは異なる位置に設けても良い。

図５は検知システムの他の構成を示す概略図、図６は駆動側の連結部近傍の他の構成を説明する図である。

すなわち、図６（ａ）に示すように、カートリッジＣにおいては、クリーニングブレード８の支持部８ａを、駆動側の電気接点（第１ユニット電気接点）として利用している。支持部８ａは、前述したように感光体ドラム１の周面からトナーを除去する弾性部８ｂを支持するものである。そして、支持部８ａの材質は金属である。

そして、図５に示すように、カートリッジＣの非駆動側は、カートリッジＣの側面に第２ユニット電気接点としての電気接点２６（２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋ）を設けている。尚、隣接するカートリッジＣにおいて、前記電気接点２６は対向する位置に設けられている。すなわち、図５において、電気接点２６ＹはカートリッジＣ１の右側側面、電気接点２６ＭはカートリッジＣ２の左側側面で、それぞれが対向する位置に設けられている。電気接点２６Ｃ、電気接点２６Ｋについても同様である。そして、カートリッジＣ１とカートリッジＣ２との間に設けられた、本体電気接点である電気接点２５ａによって、電気接点２６Ｙと電気接点２６Ｍは電気的に接続される。また、本体電気接点である電気接点２５ｂによって、電気接点２６Ｃと電気接点２６Ｋも電気的に接続される。

一方、図６（ｂ）に示すように画像形成装置１４に設けられた接点カバー２８には、内部に接点２８ａを有する。そして、カートリッジＣが画像形成装置１４に装着されることによって、支持部８ａと接点２８ａとが電気的に接続する。本実施の形態によれば、電気接点２６および本体電気接点２５の位置をカートリッジＣごとに変更することによって、各色のカートリッジＣを所定の位置に装着したか否か検知することが可能になる。また、第１の実施形態と同様に、画像形成装置１４の駆動側には、隣接する２つの電気接点２８ａと電気的に接続する導通部材４６が設けられている。これにより、隣接するカートリッジＣ２とＣ３が導通部材４６によって電気的に接続される。すなわち、図５において、接点２８ａを有する接点カバー２８Ｙと２８Ｋとは直列に電気的に接続された検知回路ＣＫ３を構成する。

また、本実施形態において画像形成装置１４は４つのプロセスカートリッジが直線状に配置された構成を例示した。しかし、４つの現像容器が円筒状の容器内に固定され、９０度ずつ回転しながら順に現像をしていく、いわゆるロータリー現像方式の画像形成装置であっても良い。

［第２の実施形態］
本発明に係る画像形成装置及びカートリッジＣ及び検知システムの第２の実施形態について説明する。図７（ａ）〜（ｃ）はカートリッジＣの連結部を説明する図、図８は各容器の検出タイミングを示すフローチャートであって、上記第１の実施形態と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。本実施例は駆動伝達構成が上記第１の実施形態と異なっており、これに伴って接点の構成も異なるものである。

＜駆動伝達構成の概略＞
本実施例では、駆動手段が図７に示す様にカップリング構成となっている。図７（ａ）は駆動側の構成を示している。画像形成画像形成装置１４側には駆動手段の例としてのギア３０、３２が配置されている。そして、駆動モーター（不図示）からの駆動力をギア３２を経由してギア３０に伝達している。ギア３０の中央には、断面が三角形状の凹部３１が一体に形成されている。一方、カートリッジＣの感光体ドラム１には、端部の中心部に断面が三角形状の凸部３５を有する。そして、本体側のギア３０の凹部３１と連結することで、回転中心の位置を決定するのと同時に、ギア３０から駆動力を受ける構成となっている。

図７（ｂ）は非駆動側の構成を示している。非駆動側は、感光体ドラム１の端部に凹部３３があり、本体側の凸部３４と連結することで回転中心の位置決めをしている。

＜検知システムの接点関連の説明＞
次に、図７（ｃ）を用いて、本実施例における電気接点の構成について説明する。駆動側は感光体ドラム１の内側に凸部３５に接続された金属板４１を設けて、感光体ドラム１のシリンダの内壁に接触させている。本体側のギア３０の中心部には金属製の導通部材４２が貫通している。そして、凹部３１と凸部３５とが連結した際に、電気接点を兼ねる凸部３５と、導通部材４２とが接触する。

また、非駆動側は感光体ドラム１の凹部の内側に金属板４０を設けている。そして、金属板４０は感光体ドラム１のシリンダの内壁に接触している。従って、本体側の凸部３４が感光体ドラム１の凹部３３に挿入された際には、金属板４０と電気接点を兼ねる凸部３４とが接触する。感光体ドラム１の内壁は導電性のアルミニウムでできており、金属板４０と金属板４１とは常に導通している。

＜検知システムの検知タイミング＞
図８を用いて、本実施例における検知シーケンスについて説明する。本実施において、凹部３３、及び、凸部３４は断面が三角形状であるため、凹部３３、及び、凸部３４の位相が合わないと、凹部３３と凸部３４とは嵌合しない。

そこでギア３０を所定量回転させて、凹部３１と凸部３５との位相をあわせて嵌合させることで、感光体ドラム１に駆動力が伝達可能となる。このため、第１の実施形態とは検知のシーケンスが若干異なっている。

第１の実施形態のときと異なるのは、主としてカートリッジＣの装着状態が正常でないことを検知した際のシーケンスである。

画像形成装置１４の電源がＯＮされると（Ｓ２０１）、まず画像形成装置１４に設けられた記憶手段（不図示）に記憶されている検知回数を０にリセットする（Ｓ２０２）。そしてカートリッジＣの装着状態検知回数を１つインクリメントしてから（Ｓ２０３）、カートリッジＣの装着状態が正常か否かを判断する（Ｓ２０４）。

カートリッジＣの装着状態が正常でなかった場合（Ｎｏ）、検知回数を確認し（Ｓ２０５）、１回目の検知であれば、ギア３０を所定量回転させる動作を実行する（Ｓ２０７）。すなわち、凹部３１と凸部３５との位相が合っていない状態である可能性があるからである。その後に、再び検知回数を１つインクリメントしてから（Ｓ２０３）、再度、カートリッジＣの装着状態が正常か否かを判断する（Ｓ２０４）。そして更にカートリッジＣの装着状態が正常でなかった場合、検知回数を確認する（Ｓ２０５）。そして、２回目の検知であれば、使用者に対して警告を表示する（Ｓ２０６）。

カートリッジＣの装着が正常であった場合（Ｙｅｓ）、記録準備動作（Ｓ２０８）をおこなう。その後に開閉カバー１４ａの開閉信号、または、画像形成のための記録信号が制御部２００に入力されたか否かを確認する（Ｓ２０９、Ｓ２１０）。ステップＳ２０９で開閉カバー１４ａの開閉信号が制御部２００に入力された場合（Ｙｅｓ）、検知回数をリセット（Ｓ２０２）する。そして再びカートリッジＣの装着状態を検知し（Ｓ２０３）する。そして、ステップＳ２１０で記録信号が制御部２００に入力された場合（Ｙｅｓ）は記録動作を行う（Ｓ２１１）。その後は、再び、開閉カバー１４ａの開閉信号、または、画像形成のための記録信号が制御部２００に入力されたか否かを確認する（Ｓ２０９、Ｓ２１０）。

以上のシーケンスをまとめると以下のようになる。（１）基本的な流れは第１の実施形態と同様であるが、検知結果が異常であったときの流れが異なる。（２）検知結果が正常ではなかった時は、一度だけＳ２０７の動作をしてから、再度検知を実行する。すなわち、検知システムの検知結果に応じて、ギア３０を所定量だけ回転させる。ギア３０を所定量回転させないと凹部３１と凸部３５との位相が合わないからである。

＜検知システムの装着促進動作＞
最後にＳ２０７における動作について説明する。前記動作は、多少回転させないと凹部３１と凸部３５とが嵌合しない可能性がある。よって、本実施例では駆動ギア３０を画像形成時の約半分の速度で、１回転させている。

駆動ギア３０の速度を遅くしているのは、凹部３１と凸部３５との位相が合ったときに、確実に嵌合させる為である。駆動ギア３０を１回転させているのは、凹部３１と凸部３５の位相があう回数を増やす為である。凹部３１と凸部３５の断面形状が正は合致する。

これらの速度や回転数などは、この値に規定されるものではない。ただし、カートリッジＣ自体の消耗を進めたくないという観点より回転数は少ないほうが望ましい。

＜まとめ＞
上記説明した如く、駆動伝達がカップリング結合である、凹部３１と凸部との結合によってなされる構成であっても、４つのプロセスカートリッジの連結状態と装着状態を同時に検知することが可能となった。

［第３の実施形態］
本発明に係る画像形成装置及びカートリッジＣ及び検知システムの第３の実施形態について説明する。図９は本実施例に係る検知システムの概略構成を示す図、図１０は抵抗値、印加電圧値、検出電流値の例を示す図である。

上記第１の実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。本実施例は、カートリッジＣごとに装着状態を検知可能とする点を特徴としており、検知回路及び検知方法が異なる点以外の構成および動作は上記各実施例と同様である。

上記第１および第２の実施形態においては、４つのカートリッジＣの画像形成装置１４に対する装着が全て正常な状態のみしか検知することができなかった。すなわち、装着が正常出ない場合、いずれのカートリッジＣが正しく装着されていないかまでは検知することはできなかった。そのため上記各実施例の構成でも実用的ではあるが、更にユーザの使い勝手を考慮すると、どのカートリッジＣを正しく装着させるのかを予め分かった方がより好ましい。

＜カートリッジＣ毎の駆動連結および装着状態検知 概要＞
図９に示すように、本実施例に係る検知システムの回路は、基準抵抗Ｒ０と、各色のカートリッジＣ１〜Ｃ４を並列に接続した回路となっている。さらに各カートリッジＣ１〜Ｃ４と直列に値の異なる抵抗Ｒ１〜Ｒ４を接続している。なお基準抵抗Ｒ０は、カートリッジＣを１つも接続していない場合に回路ＣＫ３を安定させるために設けてある。

上記の如く構成したことにより、カートリッジＣ１〜Ｃ４が接続されると、それぞれに直列に配置された抵抗Ｒ１〜Ｒ４が回路上に並列に接続することになる。そして、検知回路ＣＫ３全体としての合成抵抗が変化する。したがって、検出される電流量を測定することで、どのカートリッジＣの装着状態が正常か否かを判断することが可能になる。

＜カートリッジＣ毎の装着状態検知の詳細＞
図１０に具体的な抵抗値、印加電圧値、検出電流値を例示している。表にあるように、印加電圧は５０Ｖ、カートリッジＣ１と直列につながれる抵抗値Ｒ１は１０Ω、カートリッジＣ２と直列につながれる抵抗値Ｒ２は２０Ω、カートリッジＣ３と直列につながれる抵抗値Ｒ３は４０Ω、カートリッジＣ４と直列につながれる抵抗値Ｒ４は８０Ω、いずれのカートリッジＣとも直列に接続されない抵抗値Ｒ０は１６０Ωである。

４つのカートリッジＣの装着状態は合計で１６通る。そして、状態１は４つのカートリッジＣとも装着が正常でない場合、状態１６が４つのカートリッジＣとも装着が正常である場合を示している。全ての状態で検出される電流値が異なる。よって、電流値を検出することで、どのカートリッジＣが正常なのか正常ではないのかを正確に検出することが可能となる。これにより、例えば図１２（ｂ）の警告表示例に示すように、どのカートリッジＣが正常ではないのかを使用者に示すことが可能となる。

＜まとめ＞
上記説明した如く、本実施例では、検知回路ＣＫ３において各カートリッジＣを並列に繋ぎ、カートリッジＣ毎の直列回路の電気的負荷をなる値とする。それによって、装着状態に応じて電気的負荷を変化させることができる。従って、電流値を用いて各カートリッジＣの装着状態が正常か否かを検出することが可能である。各カートリッジＣの装着状態を検出することで、各カートリッジＣの駆動伝達部材２３の連結状態も正常か否かを検出することになる。

＜第３の実施形態の他の構成＞
なお、本実施例においては画像形成画像形成装置に、カートリッジＣ１〜Ｃ４と直列な抵抗を接続して説明した。しかし、図１１（ａ）に示すように、各カートリッジ内に種類（色）に応じて異なる値の抵抗Ｒ５〜Ｒ８を設けることでもよい。

また、図１１（ｂ）に示すように、画像形成装置側と各カートリッジＣ１〜Ｃ４の双方に抵抗を持たせることでもよい。この場合、９つの抵抗値を全て異ならせる（特に、本体側とカートリッジ側の直列合成抵抗が同じにならないように注意する）ことにより、どのカートリッジが本体のどの部分に装着されたかを検出することが可能になる。よって、カートリッジＣの誤装着を防止できる。これにより、例えば図１２（ｃ）の警告表示例に示すように、どのカートリッジＣが正常ではないのか、さらに間違えられているのかを使用者に示すことが可能となる。

同図（ａ）〜（ｃ）は検知システムの概略構成を示す図である。 同図（ａ），（ｂ）はプロセスカートリッジおよびレーザープリンタの概略構成を示す図である。 同図（ａ）〜（ｄ）はユニットおよび画像形成装置の連結部近傍を説明する図である。 各容器の検出タイミングを示すフローチャートである。 検知システムの他の構成を示す概略図である。 同図（ａ），（ｂ）は駆動側の連結部近傍の他の構成を説明する図である。 同図（ａ）〜（ｃ）は第２の実施形態に係るユニットの装着部を説明する図である。 各容器の検出タイミングを示すフローチャートである。 第３の実施形態に係る検知システムの概略構成を示す図である。 抵抗値、印加電圧値、検出電流値の例を示す図である。 同図（ａ），（ｂ）は検知システムの他の構成を示す概略図である。 同図（ａ）〜（ｃ）は警告表示の例を示す図である。 第１の実施形態の他の構成を示す図である。 第１の実施形態の他の構成を示す図である。 同図（ａ），（ｂ）は第１の実施形態の他の構成を示す図である。

符号の説明

１４ 電子写真画像形成装置
２０ ユニット検出部
Ｃ１〜Ｃ４ カートリッジ
２１，２２ 駆動ギア（駆動伝達部材）
２３，２４ 位置決め部
２３ａ 接点（第１本体電気接点）
２４ａ 接点（第２本体電気接点）
２７ａ 軸先端（第１ユニット電気接点）
２７ｂ 軸先端（第２ユニット電気接点）
２００ 制御部

Claims (12)

1. 記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置本体に着脱可能なユニットにおいて、
   前記装置本体に設けられた本体駆動部材と係合して、前記ユニットに前記本体駆動部材からの駆動力を伝達する駆動力伝達部材と、
   前記ユニットの長手方向において一端側に設けられた、前記ユニットを装置本体に位置決めするための第１位置決め部であって、前記ユニットが前記装置本体に装着された際に、前記装置本体に位置決めされる第１位置決め部と、
   前記一端側に設けられた第１ユニット電気接点であって、前記第１位置決め部が前記装置本体に位置決めされた際に、前記装置本体に設けられた第１本体電気接点と電気的に接続する第１ユニット電気接点と、
   前記ユニットの長手方向において他端側に設けられた、前記ユニットを装置本体に位置決めするための第２位置決め部であって、前記ユニットが前記装置本体に装着された際に、前記装置本体に位置決めされる第２位置決め部と、
   前記他端側に設けられた、前記第１ユニット電気接点と電気的に接続した第２ユニット電気接点であって、前記第２位置決め部が前記装置本体に位置決めされた際に、前記装置本体に設けられた第２本体電気接点と電気的に接続する第２ユニット電気接点と、
   を有し、
   前記ユニットは、前記装置本体に設けられた本体検出部によって、前記第１本体電気接点と前記第２本体電気接点とを介して、前記第１ユニット電気接点と前記第２ユニット電気接点との間の導通状態が検出されることを特徴とするユニット。
2. 前記第１ユニット電気接点は、前記第１位置決め部に設けられ、前記第２ユニット電気接点は、前記第２位置決め部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のユニット。
3. 前記ユニットは、電子写真感光ドラムを有し、前記第１位置決め部及び前記第２位置決め部は、前記電子写真感光ドラムの軸線と同軸線上に設けられた突起であることを特徴とする請求項１または２に記載のユニット。
4. 更に、前記ユニットは、前記電子写真感光ドラムを貫通する導電性を有する貫通軸であって、前記長手方向の一端側に前記第１位置決め部を有し、前記長手方向の他端側に前記第２位置決め部を有する貫通軸を有することを特徴とする請求項３に記載のユニット。
5. ユニットが着脱可能であって、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、
   （1）第１本体電気接点と、
   （2）第２本体電気接点と、
   （3）前記ユニットに駆動力を伝達する本体駆動部材と、
   （4）前記ユニットを前記電子写真画像形成装置の装置本体に位置決めするための第１本体位置決め部と、
   （5）前記ユニットを前記電子写真画像形成装置の装置本体に位置決めするための第２本体位置決め部と、
   （6）前記装置本体に設けられた本体駆動部材と係合して、前記ユニットに前記本体駆動部材からの駆動力を伝達する駆動力伝達部材と、前記ユニットの長手方向において一端側に設けられた、前記ユニットを装置本体に位置決めするための第１位置決め部であって、前記ユニットが前記装置本体に装着された際に、前記装置本体に位置決めされる第１位置決め部と、前記一端側に設けられた第１ユニット電気接点であって、前記第１位置決め部が前記装置本体に位置決めされた際に、前記装置本体に設けられた第１本体電気接点と電気的に接続する第１ユニット電気接点と、前記ユニットの長手方向において他端側に設けられた、前記ユニットを装置本体に位置決めするための第２位置決め部であって、前記ユニットが前記装置本体に装着された際に、前記装置本体に位置決めされる第２位置決め部と、前記他端側に設けられた、前記第１ユニット電気接点と電気的に接続した第２ユニット電気接点であって、前記第２位置決め部が前記装置本体に位置決めされた際に、前記装置本体に設けられた第２本体電気接点と電気的に接続する第２ユニット電気接点と、を有するユニットを取り外し可能に装着する装着手段と、
   （7）前記第１ユニット電気接点と前記第２ユニット電気接点との導通状態を、前記第１本体電気接点と前記第２本体電気接点とを介して検出することによって、前記ユニットが前記装置本体に装着されていることを検出する本体検出部と、
   を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
6. 前記電子写真画像形成装置は、複数個の前記ユニットが着脱可能なカラー電子写真画像形成装置であって、
   複数個の前記第１本体電気接点と、
   複数個の前記第２本体電気接点と、
   前記複数個の前記ユニットがすべて前記装置本体に装着された際に、前記複数個の前記ユニットを介して、前記検出部材と直列の回路を構成する為の導通部材と、
   を有することを特徴とする請求項５に記載の電子写真画像形成装置。
7. 前記導通部材は、
   隣接する前記第１本体電気接点同士を接続する第１導通部材と、
   隣接する前記第２本体電気接点同士を接続する第２導通部材と、
   を有することを特徴とする請求項６に記載の電子写真画像形成装置。
8. 前記電子写真画像形成装置は、複数個の前記ユニットが着脱可能なカラー電子写真画像形成装置であって、
   複数個の前記第１本体電気接点と、
   複数個の前記第２本体電気接点と、
   前記複数個の前記ユニットがすべて前記装置本体に装着された際に、前記複数個の前記ユニットを介して、前記検出部材と並列の回路を構成する為の導通部材と、
   を有することを特徴とする請求項５に記載の電子写真画像形成装置。
9. 前記複数個の前記ユニットにおいて、前記第１ユニット電気接点と前記第２ユニット電気接点とは、それぞれ異なる値の抵抗を介して電気的に接続していることを特徴とする請求項８に記載の電子写真画像形成装置。
10. 前記検出部材と前記複数個の前記第１本体電気接点とは、それぞれ異なる値の抵抗を介して電気的に接続していることを特徴とする請求項８または９に記載の電子写真画像形成装置。
11. 前記検出部材と前記複数個の前記第２本体電気接点とは、それぞれ異なる値の抵抗を介して電気的に接続していることを特徴とする請求項８または９に記載の電子写真画像形成装置。
12. 更に、前記電子写真画像形成装置は、
    前記ユニットの装着の有無、または、前記ユニットの装着状態を報知するための報知手段を有することを特徴とする請求項５乃至１１のいずれか１項に記載の電子写真画像形成装置。

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