JP2006163304A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】交換ユニットの新品検知を確実に行うことのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】交換ユニットＣＲＵ１０は、装置本体に装着時、本体より動力を伝達され駆動されるギヤ１６、ギヤ１６により不可逆位置まで駆動される可動部１２、可動部１２を不可逆位置に保持するように付勢するバネ２２、可動部１２が新品状態（初期位置状態）であれば外部（装置本体）の壁１７に設けられた反射型のフォトセンサ１４によって検知可能な反射板１８、反射板１８がフォトセンサ１４によって検知可能となるようにＣＲＵケース１１に設けられた窓２０を備えている。新品状態でＣＲＵ１０が装置本体にセットされると、図１（ｂ）のように窓２０を通してフォトセンサ１４が検知可能な位置に反射板１８が存在するので、装置本体に設けられたフォトセンサ１４によって反射板１８が検出され、装置本体側にてＣＲＵ１０が新品であることが図示しない制御部にて認識される。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成に使用する感光体、現像装置などを交換可能なユニット化した画像形成装置に関する。

従来より電子写真を利用した画像形成装置においては、帯電させた感光体上に画像露光を行ってトナー像を形成し、トナー像を記録媒体に転写・定着して画像形成を行っている。このような画像形成装置では装置を小型化し、且つ消費されるトナーの補給作業を簡単にするために、トナー収納部、現像装置、感光体などを一体型のケース内に納めてアセンブリ化し、ユーザー自身が交換するユニットを構成することで装置全体としての小型化を行いながらトナー補給の簡略化を図っている。

上記のような構成とすれば、消費されるトナーのみならず消耗部品の交換も同時に一個のユニットを交換するだけで済むようになり、取扱いも容易になるという利点がある。

しかし上記のようなユニットを用いた画像形成装置においては、既に使用済みの古いユニットが装置本体に装着される事態を防ぐ必要がある。すなわち装置本体へユニットを装着した際に、装着されたユニットが新品であることを検知する新品検知が行われなければならない。

このため装置本体にユニットの新品検知スイッチを設け、ユニットの新品検知を行う構成の画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかし上記の例では本体側にスイッチを置いているため、突起部の位置精度を高くする必要がある。加えて、突起の長さの精度が極めて重要になる。すなわち突起が短いと新品の時にスイッチが押せず、長すぎれば旧品の時にもスイッチを押してしまい、且つ新品の時にスイッチを押しすぎて壊してしまう恐れがある。またスイッチがＯＦＦしている時間が長いため、接点硫化による接点不良の発生の懸念がある。

さらに突起がユニットより出っ張るので、小さく作ると突起の強度が足りず破損のおそれが有り、丈夫に作ると突起が大きくなってしまう。また、突起の長さだけでなくスイッチに対する突起の位置を正確に合わせる必要もあるなどの問題がある。

あるいは、不可逆的な動きをする可動部をユニット側に設け、本体側で検知する構成の画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

しかし、上記の方法には以下のような問題もある。すなわち可動部の位置変化を検知するので、本体側で２回センスする必要がある。さらに請求項７以降の構成では、第２の位置の検知も必要なため、可動部が破損した場合、ユニット無しと検知されてしまう。

また第１の位置に可動部がある場合、明確に可動部を固定する方法がないため、ユニットが新品であっても、第２の位置に動いてしまうおそれがある。結果として、新品であっても、新品と検知されない可能性がある。例えば、第１の位置の場合に突起部が出っ張り、第２の位置が引っ込んでいるタイプだと、ユーザーがユニット挿入時にどこかにぶつけて可動部を押し込むおそれがある。逆のタイプだとユニットを天地逆に置くと、可動部の自重で第２の位置に動くおそれもある。

さらに突起部が小さいと検知できない、あるいは壊れるといった問題がある。これに対処しようとすると、前述の例と同様、大きくなってしまう。明細書記載の実施例の場合、新品の時は可動部が引っ込んでいて旧品になると可動部が出っ張ってくる構成となっているが、この場合は可動部を誤って破損すると、ユニットが新品と検知され続ける、もしくはユニット無しと誤検知されてしまう。逆の場合、本体に入れる前に可動部を破損すると、新品検知ができないという問題がある。
特開平１０ ―００３２４１号公報 特開２００１―２２２２０４号公報

本発明は上記事実を考慮し、交換ユニットの新品検知を確実に行うことのできる画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の画像形成装置は、交換部品を一体的にユニット化した交換ユニットを装置本体内へ装脱自在な画像形成装置であって、前記交換ユニットは不可逆的に動く可動部材を内部に備え、前記可動部材を不可逆位置まで駆動する駆動手段と、前記可動部材を検知する検知手段と、を装置本体に備えたことを特徴とする。

上記構成の発明では、交換ユニット内部に備えた可動部材を検知することで、ぶつけて破損あるいは誤作動を起こす恐れがなく、またユーザーが触れる恐れも少ないので確実な新品検知を行える。

請求項２に記載の画像形成装置は、前記交換ユニットはプロセスカートリッジであることを特徴とする。

上記構成の発明では、プロセスカートリッジを確実に新品検知できる交換ユニットとしたことで、ユーザー交換頻度の高いユニット交換を確実に無駄なく行える。

本発明は上記構成としたので、交換ユニットの新品検知を確実に行うことのできる画像形成装置とすることができた。

図１には本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の交換ユニットが示されている。

図１に示すように、画像形成装置の交換ユニットＣＲＵ（Customer Replace Unit）１０は、装置本体に装着時、本体より動力を伝達され駆動されるギヤ１６、ギヤ１６により不可逆位置まで駆動される可動部１２、可動部１２を不可逆位置に保持するように付勢するバネ２２、可動部１２が新品状態（初期位置状態）であれば外部（装置本体）の壁１７に設けられた反射型のフォトセンサ１４によって検知可能な反射板１８、反射板１８がフォトセンサ１４によって検知可能となるようにＣＲＵケース１１に設けられた窓２０を備えている。

初期状態（新品状態）でＣＲＵ１０が装置本体にセットされると、図１（ｂ）のように窓２０を通してフォトセンサ１４が検知可能な位置に反射板１８が存在するので、装置本体に設けられたフォトセンサ１４によって反射板１８が検出され、装置本体側にてＣＲＵ１０が新品であることが図示しない制御部にて認識される。

これに続いて装置本体より行われるイニシャライズ処理によってギヤ１６が矢印方向に駆動され、可動部１２に設けられたラックギヤ１５と噛み合ったギヤ１６が回転し、可動部１２は図１（ａ）の位置から（ｃ）の位置へと移動する。

ギヤ１６の回動に伴って可動部１２が移動し、ラックギヤ１５が設けられていない箇所までギヤ１６が回動すると、可動部１２はギヤ１６から開放され、フリーの状態となる。このとき可動部１２はバネ２２によって白矢印方向へ付勢されているので、図中左側に移動し、これ以降はバネ２２の引っ張りにより再びギヤ１６と噛み合うことはない。

すなわち、イニシャライズ処理が終了すると可動部１２はギヤ１６から開放され、不可逆的に左方向へ移動する。このとき、あまりバネ２２が強力であれば可動部１２を引く力でギヤ１６を動かしてしまう危険があるが、本実施例ではフリーの状態となった可動部１２をギヤ１６と噛み合わない位置に固定できればよいので、バネ２２が強力である必要はない。

これによって反射板１８は窓２０の位置を外れるので、装置本体側のフォトセンサ１４によって検知できなくなり、これ以降にＣＲＵ１０を再セットしても新品とは検知されず、使用済みのＣＲＵ１０を誤って再セットする危険はなくなる。

本実施形態においては、CRUのケース１１の外に可動部１２が出てこないため、破損のおそれがなく、駆動前に反射板１８から反射光があれば新品であると判断できるので、駆動前／後の２回もセンスする必要がない、検知時に反射板１８を反射させられればよいので、経時による反射板１８の汚れを気にする必要がないといった利点がある。

また新品の時は、可動部１２はギヤ１６に噛み込んでいるため、駆動をかけない限り間違って可動部１２が動くことはない。さらに新品を検知するための機構に、ユーザーが触れることができないので、誤って新品を使用済み品と認識することがない。駆動後もバネ２２で可動部１２を牽引、固定するため、再び駆動されることはない。

また検知に関しては、ピンをマイクロスイッチで検出するなどの方法に比較して、反射板１８からの反射光がフォトセンサ１４に届けばよいので、位置的な精度をそれほど要求されない。

図２には本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の交換ユニットが示されている。

図２に示すように、画像形成装置の交換ユニットＣＲＵ２１は、装置本体に装着時、本体より動力を伝達され駆動されるギヤ１６、ギヤ１６により不可逆位置まで回転駆動される可動部１２、可動部１２を不可逆位置に保持するように付勢するバネ２２、可動部１２が新品状態（初期位置状態）であれば外部（装置本体）の壁１７に設けられた反射型のフォトセンサ１４によって検知可能な反射板１８、反射板１８がフォトセンサ１４によって検知可能となるようにＣＲＵケース１１に設けられた窓２０を備えている。

初期状態（新品状態）でＣＲＵ２１が装置本体にセットされると、図２（ｂ）のように窓２０を通してフォトセンサ１４が検知可能な位置に反射板１８が存在するので、装置本体に設けられたフォトセンサ１４によって反射板１８が検出され、装置本体側にてＣＲＵ２１が新品であることが図示しない制御部にて認識される。

これに続いて装置本体より行われるイニシャライズ処理によってギヤ１６が矢印方向に駆動され、可動部１２に設けられたギヤ１５と噛み合ったギヤ１６が回転し、可動部１２は図２（ａ）の位置から（ｃ）の位置へと移動する。

ギヤ１６の回動に伴って可動部１２が移動し、ギヤ１５が設けられていない箇所までギヤ１６が回動すると、可動部１２はギヤ１６から開放され、回転方向にフリーの状態となる。このとき可動部１２はバネ２２によって白矢印方向へ付勢されているので、図中時計回りに回動し、これ以降はバネ２２の引っ張りにより再びギヤ１６と噛み合うことはない。すなわち、イニシャライズ処理が終了すると可動部１２はギヤ１６から開放され、不可逆的に時計周り方向へ回動する。

これによって第１実施形態と同様、反射板１８は窓２０の位置を外れるので、装置本体側のフォトセンサ１４によって検知できなくなり、これ以降にＣＲＵ２１を再セットしても新品とは検知されず、使用済みのＣＲＵ２１を誤って再セットする危険はなくなる。

図３には本発明の第３実施形態に係る画像形成装置の交換ユニットが示されている。

図３に示すように、画像形成装置の交換ユニットＣＲＵ３１は、装置本体に装着時、本体より動力を伝達され駆動されるギヤ１６、ギヤ１６により不可逆位置まで移動される可動部１２、可動部１２を不可逆位置に保持するように付勢するバネ２２、可動部１２が新品状態（初期位置状態）であれば外部（装置本体）の壁１７に設けられた反射型のフォトセンサ１４によって検知可能な反射板１８、反射板１８がフォトセンサ１４によって検知可能となるようにＣＲＵケース１１に設けられた窓２０を備えている。

初期状態（新品状態）でＣＲＵ３１が装置本体にセットされると、図３（ｂ）のように窓２０を通してフォトセンサ１４が検知可能な位置に反射板１８が存在するので、装置本体に設けられたフォトセンサ１４によって反射板１８が検出され、装置本体側にてＣＲＵ３１が新品であることが図示しない制御部にて認識される。

これに続いて装置本体より行われるイニシャライズ処理によってギヤ１６が矢印方向に駆動され、可動部１２に設けられたギヤ１５と噛み合ったギヤ１６が回転し、可動部１２は図３（ａ）の位置から（ｃ）の位置へと移動する。

ギヤ１６の回動に伴って可動部１２が移動し、ギヤ１５が設けられていない箇所までギヤ１６が回動すると、可動部１２はギヤ１６から開放され、フリーの状態となる。このとき可動部１２はバネ２２によって白矢印方向へ付勢されているので、図中左方向に移動し、これ以降はバネ２２の引っ張りにより再びギヤ１６と噛み合うことはない。すなわち、イニシャライズ処理が終了すると可動部１２はギヤ１６から開放され、不可逆的に左方向へ移動する。

これによって第１および第２実施形態とは異なり、反射板１８は可動部１２によって隠されるので、装置本体側のフォトセンサ１４によって検知できなくなり、これ以降にＣＲＵ３１を再セットしても新品とは検知されず、使用済みのＣＲＵ３１を誤って再セットする危険はなくなる。

本実施形態においては第１および第２実施形態と異なり、反射板１８は移動しないので、フォトセンサ１４と反射板１８との位置精度をより高く保てるという利点がある。

図４には本発明の第４実施形態に係る画像形成装置の交換ユニットが示されている。

図４に示すように、画像形成装置の交換ユニットＣＲＵ４１は、装置本体に装着時、本体より動力を伝達され駆動されるギヤ１６、ギヤ１６により不可逆位置まで回転駆動される可動部１２、可動部１２を不可逆位置に保持するように付勢するバネ２２、可動部１２が新品状態（初期位置状態）であれば外部（装置本体）の壁１７に設けられた反射型のフォトセンサ１４によって検知可能な反射板１８、反射板１８がフォトセンサ１４によって検知可能となるようにＣＲＵケース１１に設けられた窓２０を備えている。

初期状態（新品状態）でＣＲＵ４１が装置本体にセットされると、図４（ｂ）のように窓２０および可動部１２に設けられた窓２４を通してフォトセンサ１４が検知可能な位置に反射板１８が存在するので、装置本体に設けられたフォトセンサ１４によって反射板１８が検出され、装置本体側にてＣＲＵ４１が新品であることが図示しない制御部にて認識される。

これに続いて装置本体より行われるイニシャライズ処理によってギヤ１６が矢印方向に駆動され、可動部１２に設けられたギヤ１５と噛み合ったギヤ１６が回転し、可動部１２は図４（ａ）の位置から（ｃ）の位置へと移動する。

ギヤ１６の回動に伴って可動部１２が移動し、ギヤ１５が設けられていない箇所までギヤ１６が回動すると、可動部１２はギヤ１６から開放され、回転方向にフリーの状態となる。このとき可動部１２はバネ２２によって白矢印方向へ付勢されているので、図中時計回りに回動し、これ以降はバネ２２の引っ張りにより再びギヤ１６と噛み合うことはない。すなわち、イニシャライズ処理が終了すると可動部１２はギヤ１６から開放され、不可逆的に時計周り方向へ回動する。

これによって可動部１２に設けられた窓２４は反射板１８の位置を外れるので、装置本体側のフォトセンサ１４によって検知できなくなり、これ以降にＣＲＵ４１を再セットしても新品とは検知されず、使用済みのＣＲＵ４１を誤って再セットする危険はなくなる。

本実施形態においても第１および第２実施形態と異なり、反射板１８は移動しないので、フォトセンサ１４と反射板１８との位置精度をより高く保てるという利点がある。

図５には本発明の第５実施形態に係る画像形成装置の交換ユニットが示されている。

図５に示すように、画像形成装置の交換ユニットＣＲＵ５１は、装置本体に装着時、本体より動力を伝達され駆動されるギヤ１６、ギヤ１６により駆動される巻き取り機構２８、巻き取り機構２８によって巻き取られる帯状の可動部１２、可動部１２が新品状態（初期位置状態）であれば外部（装置本体）の壁１７に設けられた反射型のフォトセンサ１４によって検知可能な反射板１８、反射板１８がフォトセンサ１４によって検知可能となるようにＣＲＵケース１１に設けられた窓２０を備えている。

初期状態（新品状態）でＣＲＵ５１が装置本体にセットされると、図５（ｂ）のように窓２０を通してフォトセンサ１４が検知可能な位置に反射板１８が存在するので、装置本体に設けられたフォトセンサ１４によって反射板１８が検出され、装置本体側にてＣＲＵ５１が新品であることが図示しない制御部にて認識される。

これに続いて装置本体より行われるイニシャライズ処理によってギヤ１６が駆動され、巻き取り機構２８に設けられたウォームギア２９を介してギヤ１６によって巻き取り機構２８が駆動され、可動部１２は図５（ａ）の状態から（ｃ）の状態へと巻き取られる。

ギヤ１６の回動に伴って可動部１２が巻き取られると、可動部１２は完全に巻き取られ、フリーの状態となる。これ以降は反射板１８が可動部１２に巻き取られた状態のまま保持されるので、再度フォトセンサ１４によって検知されることはない。すなわち、イニシャライズ処理が終了すると可動部１２は不可逆的に巻き取られた状態のままとなる。

これによって第１および第２実施形態とは異なり、反射板１８は可動部１２に巻き込まれて隠されるので、装置本体側のフォトセンサ１４によって検知できなくなり、これ以降にＣＲＵ５１を再セットしても新品とは検知されず、使用済みのＣＲＵ５１を誤って再セットする危険はなくなる。

本実施形態においては第１乃至第４実施形態と異なり、帯状の可動部１２を巻き取るだけでよいので、イニシャライズ以後に可動部１２を固定するバネ２２やラッチ機構などを必要とせず、簡単な構造でよいという利点がある。

図６には本発明の第６実施形態に係る画像形成装置の交換ユニットが示されている。

図６に示すように、画像形成装置の交換ユニットＣＲＵ６１は、バネ２２によって初期状態（新品状態）に付勢される可動部１２、可動部１２が新品状態（初期位置状態）であれば外部（装置本体）に設けられた反射型のフォトセンサ１４によって検知可能な反射板１８、可動部１２を使用済み状態の位置に固定する爪３０、可動部１２と爪３０を収める穴２３を備えている。

また本体側の壁１７には、可動部１２と対向する位置に反射型のフォトセンサ１４、可動部１２を新品状態から使用済み状態へ移動させるソレノイド３２が設けられている。

初期状態（新品状態）でＣＲＵ６１が装置本体にセットされると、図６（ｂ）のようにフォトセンサ１４が検知可能な位置に反射板１８が存在するので、装置本体に設けられたフォトセンサ１４によって反射板１８が検出され、装置本体側にてＣＲＵ６１が新品であることが図示しない制御部にて認識される。

これに続いて装置本体より行われるイニシャライズ処理によってソレノイド３２が作動し、可動部１２をバネ２２に逆らう方向で押すことによって可動部１２は図６（ａ）の位置から（ｃ）の位置へと移動する。

これにより図６（ａ）で検知されていた反射板１８はフォトセンサ１４によって検知されない状態となるので、新品状態から使用済み状態となる。このとき可動部１２は爪３０によって使用済み状態、つまり図６（ｃ）の状態に固定される。

こののち、ソレノイド３２は初期位置へ戻り、可動部１２への押圧を終えるが、これ以降は爪３０により可動部１２は固定され、再び反射板１８がフォトセンサ１４によって検知されることはない。すなわち、イニシャライズ処理が終了すると可動部１２は図６（ｅ）のように不可逆的に使用済み状態へ移動する。

これによって、反射板１８は可動部１２の移動によってフォトセンサ１４による検知不可能な箇所へ移動するので、装置本体側のフォトセンサ１４によって検知できなくなり、これ以降にＣＲＵ６１を再セットしても新品とは検知されず、使用済みのＣＲＵ６１を誤って再セットする危険はなくなる。さらに図６（ｇ）のようなカバー２５を設けて穴２３を封鎖し、外部からは窓２０によるセンシングと穴２７によるソレノイド駆動のみを行うようにすれば、ユーザーが誤って反射板１８や可動部１２に触れるおそれはない。

本実施形態においては第１乃至第５実施形態と異なり、ＣＲＵ６１に動力を必要としないので設置箇所の自由度が高くなる。すなわち近傍にギヤ１６が存在する必要がないためＣＲＵ６１の様々な箇所に設置することが出来るという利点がある。

また本実施形態では可動部１２、反射板１８、バネ２２、爪３０をユニット化することでリサイクル性を高めることができる。リサイクルのためには再度新品検知できる状態に戻す必要があるが、第１〜第５実施形態においては駆動系を分解する必要があった。これに対して本実施形態ではＣＲＵ６１側は可動部１２、反射板１８、バネ２２、爪３０で完結しているので、ユニット化が簡単であり且つユニット化により交換も容易となる。

さらに、図７のような形態で本実施形態の可動部１２、反射板１８、バネ２２、爪３０をユニット化し、トナー詰替用の穴を封鎖する蓋に設けることもできる。

すなわち、トナー詰め替えの際には蓋３４を外すことで新品検知機構もまた一緒に取り外すことになり、リサイクルの際にかかる工数をさらに削減することができる。

本発明の第１形態に係る交換ユニットの新品検知機構を示す図である。 本発明の第２形態に係る交換ユニットの新品検知機構を示す図である。 本発明の第３形態に係る交換ユニットの新品検知機構を示す図である。 本発明の第４形態に係る交換ユニットの新品検知機構を示す図である。 本発明の第５形態に係る交換ユニットの新品検知機構を示す図である。 本発明の第６形態に係る交換ユニットの新品検知機構を示す図である。 本発明の第６形態に係る交換ユニットの新品検知機構の他の実施例を示す図である。

符号の説明

１２ 可動部
１４ フォトセンサ
１６ ギヤ
１８ 反射板
２０ 窓
２２ バネ

Claims (2)

1. 交換部品を一体的にユニット化した交換ユニットを装置本体内へ装脱自在な画像形成装置であって、
   前記交換ユニットは不可逆的に動く可動部材を内部に備え、
   前記可動部材を不可逆位置まで駆動する駆動手段と、
   前記可動部材を検知する検知手段と、
   を装置本体に備えたことを特徴とする画像形成装置。
   
2. 前記交換ユニットはプロセスカートリッジであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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