JP2006243716A - プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザーがプロセスカートリッジを目視して寿命到達の判断を可能にする。
【解決手段】プロセスカートリッジの寿命報知部は、画像形成装置本体がプロセスカートリッジの寿命到達を検知した際、電子写真感光体ドラムを逆回転させる駆動力を受けて、プロセスカートリッジの寿命到達を報知する。電子写真感光体ドラムの画像形成時には、ばね部材の報知表示部３７ａが規制部に突き当たって緊迫力が緩められ、バネ部材の報知表示部３７ａが表示されたプロセスカートリッジが寿命未到達であることを示す表示状態を維持する。画像形成装置本体で、プロセスカートリッジの寿命到達を検知し、電子写真感光体ドラムが逆回転されると、ばね部材も逆回転して、ばね部材の報知表示部３７ａは表示されない、プロセスカートリッジは寿命に到達したことを示す表示状態に移行する。
【選択図】図１０

Description

本発明はプロセスカートリッジおよびこれを用いた電子写真画像形成装置に関するものである。

一般に、電子写真画像形成プロセスを実行して記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置には、電子写真複写機、レーザービームプリンタやＬＥＤプリンタなどの電子写真プリンタ、ファクシミリ装置、そしてワードプロセッサなどが含まれる。また、プロセスカートリッジは、電子写真感光体ドラムと、電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段と、を一体的にカートリッジ化し、画像形成装置本体に対して着脱自在にしたものである。ここで、プロセス手段とは、帯電手段、現像手段およびクリーニング手段の少なくとも１つのことをいう。

また、プロセスカートリッジの寿命をユーザーに報知し、交換を促したりするための寿命報知手段をプロセスカートリッジ自身に設けたものが知られている。寿命報知手段は、現像手段である現像容器内の現像剤の残量が所定量以下になったことを検出してユーザーに報知するもの、あるいは、電子写真感光体ドラムや現像プロセス手段などの消耗によって寿命に近づいたことを報知するものがある。

寿命検出手段として、現像剤の有無を検出するものについては、例えば現像容器内を透過する光が現像剤で遮られるか遮られないかで、現像剤の有無を検出するセンサーが知られている。また、電子写真感光体ドラム等の寿命検出は、回転時間や印刷枚数などの情報を予めプロセスカートリッジ内の記憶手段に逐一記録し、それを読み出して画像形成装置の制御部が消耗状態を判断するシステムが周知である。さらに、プロセスカートリッジ寿命をプロセスカートリッジ内の記憶手段に格納されている摺動部品の耐久時間に基づいて設定するというものが下記特許文献１に記載されている。さらに、上記いずれかの検出手段によって、プロセスカートリッジの寿命検出後、ユーザーに対して寿命である旨の報知を画像形成装置本体に設けられた表示手段に画面表示するシステムも知られている。それについては、電子写真感光体ドラムの寿命、現像容器内の現像剤の有無、そしてクリーニング容器内の現像剤の回収量とを逐次検出して画像形成装置の表示部でそれらをユーザーに報知するというものが下記特許文献２に記載されている。

ところで、ユーザーに対してプロセスカートリッジ寿命を判断させて迅速に対処させるには、プロセスカートリッジ自体にもカートリッジが寿命に達したことを目視で認識させる必要がある。そのための表示手段をプロセスカートリッジが有するものが、下記特許文献３に記載されている。

特開平０９−１９０１４２号公報 特開平１０−２７４９０８号公報 特開昭５７−１６３２７６号公報

本発明は、従来の技術を更に発展させたものである。

本発明の目的は、プロセスカートリッジが少なくとも画像形成に用いられた状態に達したことをユーザーが目視できるプロセスカートリッジ、および、電子写真画像形成装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、簡単な構成でプロセスカートリッジが少なくとも画像形成に用いられた状態に達したことをユーザーが報知できるプロセスカートリッジ、および、電子写真画像形成装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、省スペースでプロセスカートリッジが少なくとも画像形成に用いられた状態に達したことをユーザーが報知できるプロセスカートリッジ、および、電子写真画像形成装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、ドラム軸の逆転することによってプロセスカートリッジが少なくとも画像形成に用いられた状態に達したことをユーザーが報知できるプロセスカートリッジ、および、電子写真画像形成装置を提供することにある。

本発明の代表的なプロセスカートリッジは、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プロセスカートリッジであって、
電子写真感光体ドラムと、
前記電子写真感光体ドラムに回転力を伝達するドラム軸であって、前記装置本体からの駆動力によって回転するドラム軸と、
前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された際に、前記プロセスカートリッジが少なくとも画像形成に用いられた状態に達したことを報知する、前記ドラム軸に移動可能に設けられた報知部材であって、前記装置本体でもって前記状態に達したことを認識した際に、前記ドラム軸が画像形成時の回転方向とは反対方向に回転することによって、移動して前記状態に達したことを報知する報知部材と、
を有す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、プロセスカートリッジ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
（a）モータと
（b）前記プロセスカートリッジの状態を認識して前記モータの回転方向を制御する制御手段と、
（c）電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムに回転力を伝達するドラム軸であって、前記モータからの駆動力によって回転するドラム軸と、
前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された際に、前記プロセスカートリッジが少なくとも画像形成に用いられた状態に達したことを報知する、前記ドラム軸に移動可能に設けられた報知部材であって、前記装置本体でもって前記状態に達したことを認識した際に、前記ドラム軸が画像形成時の回転方向とは反対方向に回転することによって、移動して前記状態に達したことを報知する報知部材と、を有する前記プロセスカートリッジを取り外し可能に装着する装着手段と、
（d）前記記録媒体を搬送する搬送手段と
を有することを特徴とするものである。

本発明によれば、プロセスカートリッジが少なくとも画像形成に用いられた状態に達した場合に、電子写真感光体ドラムが画像を形成する際に回転する方向とは反対の方向にドラム軸が回転する駆動力を装置本体から受ける。そしてドラム軸が回転することによって、報知部材を移動させることで、ユーザーに対してプロセスカートリッジがその状態に達したことを、プロセスカートリッジを見ることによって確認することができる。

また、報知部材の移動は、反対の方向にドラム軸が回転することによって実現することができ、特別な駆動系を必要としない。したがってプロセスカートリッジが少なくとも画像形成に用いられた状態に達したことを報知するための機構を、省スペースかつ低コストで実現することができる。

以下、本発明のプロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置のそれぞれ一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態による多色画像形成装置の装置本体１００を示し、この装置本体１００に本実施形態のプロセスカートリッジ（以下、カートリッジという）７が着脱可能になっている。この場合、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の現像剤を有するカートリッジ７ａ〜７ｄが垂直方向において、４段に装着されている。各カートリッジはそれぞれ電子写真感光体ドラム(以下、感光体ドラムという)１ａ〜１ｄと、プロセス手段である帯電手段２ａ〜２ｄと、現像ユニット４ａ〜４と、そしてクリーニングユニット８ａ〜８ｄを有する。図２は、かかるカートリッジ７を単体で示している。

以下、図２において、感光体ドラム１は、駆動モータＭからの駆動伝達手段Ｔ、カップリング３４を介して回転駆動力を受けて図中矢印で示す反時計廻り方向である正方向にドラム軸３６上で回転する。この回転方向は、感光体ドラム１が画像形成をおこなう際に回転する方向である。感光体ドラム１は、例えば直径３０ｍｍのアルミシリンダの外周面に有機光導伝体層（ＯＰＣ感光体）を塗布して構成されたものであり、ドラム両端部を後述の支持部材を介して回転自在に軸支されている。

帯電手段２は、感光体ドラム１の表面を均一に帯電する接触帯電方式のものを使用することができる。帯電部材はローラ状に形成された導電性の帯電ローラであり、感光体ドラム１の表面に当接させた帯電ローラに帯電バイアス電圧を印加する。ことにより、帯電手段２は、感光体ドラム１の表面を一様に帯電する。

現像ユニット４は、静電潜像に現像剤を付着させて現像剤像として現像する。そうした現像ユニット４は、感光体ドラム１のドラム軸３６とほぼ平行に配置される回転軸を有する現像剤担持体としての現像ローラ５を現像器に回転自在に支持してなっている。そして、現像器に収容された現像剤を現像ローラ５によって感光体ドラム１に供給し、感光体ドラム１に可視像である現像剤像を形成する。さらに、現像ユニット４には、現像剤を収容する現像容器３０、上記現像ローラ５上の現像剤量を規制する現像ブレード３１、現像剤供給ローラ３２、そして現像剤を攪拌する攪拌部材５５が設けられている。現像ユニット４では、現像容器３０から攪拌部材５５によって現像剤供給ローラ３２へ現像剤が送られ、現像剤供給ローラ３２によって現像ローラ５へ現像剤が供給される。そして、現像ローラ５の外周に圧接された現像ブレード３１によって現像ローラ５上の現像剤層厚を規制し、時計廻り方向へ回転する現像ローラ５の外周に現像剤を薄層で塗布し、かつ現像剤へ電荷を付与する。なお、攪拌部材５５は現像容器３０に回転駆動されるように設けた軸に、弾性シート状の攪拌羽根５６を取り付けたものであり、反時計廻り方向へ回転する。

上記現像容器３０は、内部の現像剤残量を検知するために入射光および出射光の光透過窓５３，５４が取り付けられている。そうした光透過窓５３，５４は透明の樹脂材料で形成され、画像形成装置に設けられたセンサーＤの発光素子からの検出光Ｌを現像容器３０の内部に通す。検出光Ｌは入射光の透過窓５３から出射光の透過窓５４へと通過し、センサーＤの受光部で検出光Ｌの透過を検知するようにしている。

そこで、現像容器３０の内部に現像剤が十分に充填されておれば、現像剤が検出光Ｌの透過を遮るためにセンサーＤの受光部でその検出光Ｌの透過は検知されない。現像容器３０内の現像剤が消費されて受光部で検知された検出光Ｌの透過状態が所定の透過状態になったとする。

一方、クリーニングユニット８は、ドラム軸３６介して回動自在に上記感光体ドラム１が取り付けられている。感光体ドラム１上の現像剤像を記録媒体である転写シートＳに転写させる静電転写装置４０が備わっており、クリーニングユニット８は転写後の感光体ドラム表面に残った転写残現像剤を除去する。そうしたクリーニングユニット８には感光体ドラム１に当接してドラム上に残った現像剤を除去するクリーニングブレード６が設けられ、ドラム表面を一様に帯電させるための帯電ローラ２が設けられている。クリーニングユニット８のクリーニング容器５０内には、除去された現像剤を現像剤貯留部５２へ搬送する搬送部材２９が設けられている。また、クリーニングユニット８には、感光体ドラム１の正回転（反時計廻り方向）に対して上流側にシート部材（厚さ３０μｍ〜１００μｍのポリエチレンテレフタレートシート）５７が両面テープ等によって取り付けられている。このシート部材５７は感光体ドラム１の回転方向に対して順方向に当接している。また、感光体ドラム１の正回転方向に対して下流側にはクリーニングブレード６が設けられ、このクリーニングブレード６は感光体ドラム１の回転方向に対してカウンタ方向に当接している。すなわち、感光体ドラム１の表面には転写後も残存現像剤が付着しているが、そうした現像剤は、クリーニングブレード６で掻き落とされてクリーニングユニット８内に蓄えられる。そして、感光体ドラム１の表面は再び現像剤が付着していない状態になり、次の画像形成プロセスが可能になる。

クリーニングユニット８には、さらにＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性の読み書き可能な記憶手段４４が取り付けられている。記憶手段４４は、画像形成装置本体に対してコネクタ４４ａによって電気的に接続され、図２に示すように、装置本体１００の制御部４３との間で情報のやり取りが可能である。つまり、記憶手段４４の情報は制御部４３によって読み書き可能である。なお、この記憶手段４４としては、非接触の状態で信号の送受信が可能な電磁結合方式などの読み書き可能な非接触メモリを用いることもできる。また、記憶手段４４には印字枚数やカートリッジ７の新品の情報等の他に、感光体ドラム１や現像ローラ５の回転時間などの消耗部品の消耗状態を示す情報が制御部４３によって逐一書き込まれることで記憶される。プロセスカートリッジ（以下、カートリッジという）７が寿命に達したという確認情報は、その記憶手段４４に書き込まれた情報に基づいて判断される。

図３は、現像ユニット４とクリーニングユニット８を結合してカートリッジ７を組み立てる態様を示す。すなわち、結合ピン５１ａ，５１ｂをクリーニングユニット８にはめ込む。それと同時に、現像ユニット４の揺動中心穴５９ａ，５９ｂに通すことで、現像ユニット４がクリーニングユニット８に揺動可能に支持される。図４は、画像形成装置の装置本体１００から感光体ドラム１に駆動を伝達するに際して、駆動カップリング３４（３４ａ〜３４ｄ）と感光体ドラム１の軸端に取り付けられたドラムカップリング３５ａとを係合させる状態を示す。

再び図１において、装置本体１００では、すべての感光体ドラム１ａ〜１ｄに対向しかつ接するようにして循環移動する静電転写ベルト１１が配設されている。静電転写ベルト１１はフィルム状部材で構成される。この静電転写ベルト１１は、垂直方向に４本のローラによって支持され、図１でいう左側の外周面に転写シートＳを静電吸着し、感光体ドラム１に転写シートＳを接触させるべく循環移動する。これにより、転写シートＳは静電転写ベルト１１により転写位置まで搬送され、感光体ドラム１上の現像剤像を転写される。また、静電転写ベルト１１の内側に当接して感光体ドラム１ａ〜１ｄのそれぞれに対向する位置に転写ローラ１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）が並設されている。これら転写ローラ１２から正極性の電荷が静電転写ベルト１１を介して記録媒体である転写シートＳに印加される。そして、この電荷による電界によって感光体ドラム１に接触中の転写シートＳに感光体ドラム１上の負極性の現像剤像が転写される。また、静電転写ベルト１１は、駆動ローラ１３と、従動ローラ１４ａ，１４ｂと、テンションローラ１５の４本のローラ間に掛け渡され、図１中矢印で示す順回転方向である時計廻り方向へ回転する。これにより、静電転写ベルト１１が循環移動して転写シートＳを従動ローラ１４ａ側から駆動ローラ１３側へ搬送する間、現像剤像が転写される。

ここで、図１に示すように、スキャナユニット３は、画像情報に基づいてレーザービームを照射して感光体ドラム１上に静電潜像を形成する露光手段であり、感光体ドラム１の略水平方向に配置されている。このスキャナユニット３では、レーザーダイオードで画像信号に対応する画像光をスキャナモータ（不図示）によって高速回転されるポリゴンミラー９（９ａ〜９ｄ）に照射するようにしている。ポリゴンミラー９によって反射された画像光は、結像レンズ１０（１０ａ〜１０ｄ）を介して帯電済みの感光体ドラム１の表面を選択的に露光することで、静電潜像が形成されるようになっている。

また、同じく図１において、給紙部１６は、上記静電転写ベルト１１などの画像形成部に記録媒体である転写シートＳを給紙搬送する。給紙カセット１７には複数枚の転写シートＳが収納されている。画像形成時には給紙ローラ１８が画像形成動作に応じて駆動し、給紙カセット１７内の転写シートＳを１枚ずつ分離給送する。転写シートＳの先端はレジストローラ対１９に突き当たって一旦停止する。その後、転写シートＳは前述の静電転写ベルト１１の回転と感光体ドラム１の回転との同期をとって、レジストローラ対１９によって静電転写ベルト１１へと給紙される。

さらに、定着部２０は、転写シートＳに転写された複数色の現像剤画像を定着させるものであり、回転する加熱ローラ２１ａと、これに圧接して転写シートＳに熱及び圧力を与える加圧ローラ２１ｂとからなる。感光体ドラム１上の現像剤像が転写された転写シートＳは、定着部２０を通過する際に加熱ローラ２１ａ及び加圧ローラ２１ｂで搬送されるとともに、熱及び圧力を与えられる。これによって複数色の現像剤像が転写シートＳ表面に定着される。

したがって、以上の構成から画像形成時は次のように動作する。

４種のカートリッジ７ａ〜７ｄが印字タイミングに合わせて順次駆動され、その駆動に応じて感光体ドラム１ａ〜１ｄが反時計廻り方向へ回転駆動される。そして、各カートリッジ７ａ〜７ｄに対応するスキャナユニット３ａ〜３ｄが順次駆動される。この駆動で帯電手段２に設けた帯電ローラが感光体ドラム１の周面に一様な電荷を付与する。そして、スキャナユニット３はその感光体ドラム１の周面に画像信号に応じて露光を行って、感光体ドラム１の周面上に静電潜像を形成する。現像ユニット４内の現像ローラ５は、静電潜像の低電位部に現像剤を転移させて、感光体ドラム１の周面上に現像剤像を形成する。

続いて、転写シートＳは、静電吸着ローラ２２と静電転写ベルト１１によって挟み込むようにして静電転写ベルト１１の外周に圧接され、かつ静電転写ベルト１１と静電吸着ローラ２２との間に電圧を印加する。それにより、誘電体である転写シートＳと静電転写ベルト１１の誘電体層に電荷を誘起し、転写シートＳを静電転写ベルト１１の外周に静電吸着するように構成している。これにより、転写シートＳは静電転写ベルト１１に安定して吸着され、最下流の転写部まで搬送される。

転写シートＳはそのように搬送されながら、感光体ドラム１ａ〜１ｄと転写ローラ１２ａ〜１２ｄとの間に形成される電界によって、各感光体ドラム１ａ〜１ｄの現像剤像が順次転写される。４色の現像剤像が転写された転写シートＳは、ベルト駆動ローラ１３の曲率により静電転写ベルト１１から曲率分離され、定着部２０に搬入される。転写シートＳは、定着部２０で上記現像剤像を熱定着された後、排紙ローラ対２３によって、排紙部２４から画像面を下にした状態で装置本体１００外に排出される。

（プロセスカートリッジ寿命の報知部材）
以上のように、転写シートＳ上に現像剤像が形成され、現像剤量が所定量以下になったことを寿命検出手段が検出すると、それに基づいて画像形成装置本体１００の制御部４３はプロセスカートリッジ１が使用寿命に達したと判断する。そして、ユーザーに対してカートリッジ交換あるいは現像剤補給など促す報知がなされる。以下、そのカートリッジ寿命報知手段の構成ならびに動作を説明する。

以下、そのプロセスカートリッジ寿命の報知部材の構成と動作を説明する。感光体ドラム１が取り付けられる直前状態において、予めクリーニングブレード６や帯電ローラ２などがクリーニング容器５０に取り付けられる。図５〜図８に示すように、感光体ドラム１を支持する構成は、感光体ドラムユニット３８が感光体ドラム１の両端にフランジ部材３９ａ，３９ｂを嵌合させることで、感光体ドラムユニット３８を支持する構造が組み立てられる。感光体ドラムユニット３８に対してドラム軸３６とは、ドラム軸３６をフランジ部材３９に挿入してからピン５８をフランジ部材３９ｂおよびドラム軸３６に圧入することによって結合される。

加えてドラム軸３６には、ばね部材（弾性部材）３７が取り付けられる。ドラム軸３６への取り付けは、ドラム軸３６にばね部材３７を装着する。その後、ドラム軸３６をクリーニング容器５０に対して回転自在に支持するためのドラム軸受を取り付け、装置本体１００から駆動力を受け感光体ドラム１を駆動するためのドラムカップリング３５が取り付けられる。ドラムカップリング３５とドラム軸３６との結合は、ピン（不図示）を圧入することによって行われる。図７は、これら全ての部材がドラム軸３６に取り付けられ、感光体ドラム１がクリーニング容器５０に回転可能に取り付けられた状態の断面を示す。

図９で示すように、ばね部材３７は、コイル部３７ｃの両端が延長されてこの延長された部分に曲げ形状を持つように形成される。図１０は、ばね部材３７がクリーニングユニット８に取り付けられた断面を示す。ばね部材３７のコイル部３７ｃの内径は、ドラム軸３６の外径よりも例えば０．２ｍｍ程度小さく、ドラム軸３６に取り付けられることで締め付け力を発生させる。ばね部材３７は、他の結合部材によらず、固定部であるコイル部３７ｃの締め付け力のみでドラム軸３６の外周面に嵌合して装着される。ばね部材３７の延長された両端部には、表示部（一端部）３７ａと位置決め部（他端部）３７ｂが形成されている。

また、表示部３７ａは、クリーニング容器５０の開口である穴部４２から１ｍｍ程度外部に露出しており、それをユーザーが目視確認できるようにしている。長手位置決め部３７ｂは、クリーニング容器５０とドラム軸受部材４１ｂによって挟みこまれることで、ばね部材３７の長手方向の位置決めを行う。これによって、表示部３７ａの外部への露出量を一定に保つ。

以上の構成から、カートリッジ寿命の報知部は以下のように動作する。

図１０、図１１に、画像形成時における、感光体ドラム１が正回転方向に回転する際のばね部材３７の動作について示す。図１１は、ばね部材３７がドラム軸３６に取り付けられた状態を示す。但し、ばね部材３７の配置を示すために、ドラムカップリング３５およびドラム軸受４１は表示されていない。図１０は、画像形成時に、感光体ドラム１が画像形成装置本体から駆動力を受けて正方向に回転したときのばね部材３７の位置を示す。ここで、ばね部材３７は、ドラム軸３６との間のコイル部３７ｃの締め付け力による摩擦力で、ドラム軸３６と同方向（図中矢印Ｄ１方向）に回転しようとする。しかし、表示部３７ａがクリーニング容器の規制部５０ａに突き当たると、ばね部材３７はドラム軸３６に対して空廻りし、一定の位置を保つようになる。すなわち、クリーニング容器５０に設けられた開口４２から、バネ３７の一端部３７ａが露出した状態を保持する（第1の位置）。これは、ばね部材３７の表示部３７ａが規制部５０ａに突き当たることで、予め設定されたコイル部３７ｃの巻き方向によって、表示部３７ａを通してドラム軸３６への締め付け力を緩める力が働くためである。図８と、この図８中の符号Ａ部を拡大した図１３に示すように、感光体ドラム１の正回転時、ばね部材３７の表示部３７ａをユーザーが目視してクリーニング容器５０の寿命表示部Ａにて確認できる状態になっている。尚、前述したようにばね部材３７をドラム軸３６に取り付ける前の状態で、コイル部３７ｃの内径がドラム軸３６の外径よりも小さい。したがって、ばね部材３７をドラム軸３６に取り付ける際は、ばね部材３７に巻き方向と逆の方向に力を加えることで、コイル部３７ｃの内径をドラム軸３６の外径よりも大きくして広げた状態にしてドラム軸３６に取り付ける。そして前記逆の方向に力を取り除くと、コイル部３７ｃがもとの内径の大きさに戻ろうとするため、ドラム軸３６に対する締め付け力が発生する。すなわち、この締め付け力はドラム軸３６に寄与することのない静的な締め付け力である。

このばね部材３７にあっては、感光体ドラム１の駆動精度を悪化させないという利点がある。すなわち、ばね部材３７はドラム軸３６に対してコイル部３７ｃの締め付け力のみで取り付けられる。したがって、感光体ドラム１が画像形成時に回転する際にばね部材３７がドラム軸３６に及ぼすのは、コイル部３７ｃの摩擦力による一定の負荷抵抗のみである。このように、感光体ドラム１の駆動軸であるドラム軸３６への負荷が変動せず一定であれば、感光体ドラム１の駆動精度を悪化させることはないため、印字画像に影響することもない。

次に、図１２から図１７において、カートリッジ７が寿命に達した場合の、ばね部材３７の動作を説明する。

図２におけるセンサーＤの検出信号、あるいは記憶手段４４に記憶された感光体ドラム１や現像ローラ5等のプロセス手段の情報が、制御部４３に入力される。そして制御部４３においてカートリッジ７が寿命に達したことを判断すると、モータＭに対して画像形成時とは反対の回転方向に所定量回転する信号が出力される。そのモータＭの駆動力が伝達されることによって、感光体ドラム１が所定量だけ画像形成時とは逆回転方向へ回転する。

図１３および図１４は、モータからの駆動力を受けて感光体ドラム１が所定量だけ逆回転を行い、それに連動してばね部材３７も逆回転した状態を示している。感光体ドラム１の逆回転により、ばね部材３７はドラム軸３６と一緒に回転して、ばね部材３７の表示部３７ａが規制部５０ａから離れ、穴４２内をドラム軸３６の回転方向（図中矢印Ｄ２方向）に移動し、規制部５０ｂを乗り越えて、図１３で示す位置（第２の位置）に移動する。即ち、開口４２からバネ３７の一端部３７ａが外れ、枠体であるクリーニング容器５０の内部に収納される。表示部３７ａが規制部５０ｂを、乗り越えることができる理由は、コイル部３７ｃの巻き方向によるものである。即ち、ドラム軸３６が図１４に示すように矢印Ｄ２の方向に回転することで、コイル部３７ｃの内径が小さく方向に、コイル部３７ｃの巻き方向が設定されている。コイル部３７ｃの内径が小さくなると、ドラム軸３６に対してコイル部３７ｃの締め付け力を強まる。したがって表示部３７ａが規制部５０ｂに当接しても、コイル部３７ｃはドラム軸３６に対して空回りせず、表示部３７ａが第一の規制部５０ｂを乗り越えてクリーニング容器５０の内部に収納される。即ち、この場合のコイル部３７ｃとドラム軸３６との締め付け力は、ドラム軸３６が回転して、コイル部３７ｃの内径が小さくることによって生じる動的な締め付け力である。

図１５および図１６は、ばね部材３７を感光体ドラムの軸線方向からみた図である。ばね部材３７の表示部３７ａは開口４２から露出されておらず、クリーニング容器５０の内部に収納された状態である（第２の位置）。ここで表示部３７ａは逆回転してクリーニング容器５０内部に移動することで長手方向にも移動する。このため、コイル部３７ｃはこれまでの密着巻きされた状態から伸ばされた状態になる。以上の動作によって、表示部３７ａは外から視認できる図１３の状態から図１７の状態になる。これによって、ユーザーは一目瞭然でカートリッジ７が寿命に達したことを認識し、カートリッジ交換なり現像剤補給を促される。

しかし、ばね部材３７によってカートリッジ７が寿命に達したことを報知した後も、ユーザーが当該カートリッジ７の使用を続行する場合がある。そのような場合でも、カートリッジが寿命に達したことを報知した状態を維持しなくてはならない。すなわち、報知した後に、感光体ドラム１が正方向または逆方向のどちらに回転しても、ばね部材３７の表示部３７ａがクリーニング容器５０内に収納した状態を維持する必要がある。

したがって、上記状況下で感光体ドラム１が画像形成時の回転方向（正方向）へ回転した場合、ばね部材３７はドラム軸３６との間に働く摩擦力によって、感光体ドラム１と同方向に回転する。図１８に示すように、表示部３７ａが規制部（第１の規制部）５０ｂに突き当たるまで回転すると、ばね部材３７の回転がその規制部５０ｂによって規制される。これは、表示部３７ａが規制部５０ｂに突き当たることによって、ばね部材３７は、コイル部３７ｃの内径を広げる方向に力を受けることになる。即ち、コイル部３７ｃによるドラム軸３６への締め付け力を緩み、ドラム軸３６がコイル部３７ｃに対して空回りすることができる。以上のようにして、ばね部材３７はクリーニング容器５０内に収納された状態、即ち第二の位置を維持することができる。

それに対して、感光体ドラム１が逆回転方向へ回転した場合、ばね部材３７も逆回転する。そして、図１９に示すように、ばね部材３７の長手位置決め部３７ｂがクリーニング容器５０の規制部（第２の規制部）５０ａと当接し、ばね部材３７の逆回転が規制される。これはばね部材３７の長手位置決め部３７ｂがその規制部５０ａに当接することによって、ばね部材３７は、コイル部３７ｃの内径を広げる方向に力を受けることになる。即ち、コイル部３７ｃによるドラム軸３６への締め付け力を緩み、ドラム軸３６がコイル部３７ｃに対して空回りすることができる。以上のようにして、ばね部材３７はクリーニング容器５０内に収納された状態、即ち第二の位置を維持することができる。

以上、第１の規制部５０ｂと第２の規制部５０ａによって、ばね部材３７による報知後、感光体ドラム１が正方向または逆方向のどちらに回転した場合でも、ばね部材３７は第二の位置を維持する。その結果、カートリッジ７の寿命に達したことを報知する状態を維持することができ、高い信頼性を維持できるのである。

尚、本実施形態においては、カートリッジ７が寿命に達した場合にばね部材３７によって報知する場合を説明した。しかし、ばね部材３７によって報知する場合は、カートリッジ７が少なくとも画像形成に用いられた状態であってもよい。すなわち、図２に示す制御部４３によって、記憶手段４４からカートリッジ７が新品である情報が読み込む。そして、画像形成動作が終了した後に、記憶手段４４から前記新品である情報を削除するとともに、モータＭを逆方向に回転する。そして、ばね部材３７を第一の位置から第二の位置に移動させることで、ユーザーはカートリッジ７が画像形成に用いられたことを視認することができる。

（第２の実施形態）
図２１は、感光体ドラムユニット６１は、感光体ドラム１の両端部に設けられたフランジ部材６２を有する。フランジ部材６２には切り欠き部６２ａ、６２ｂが設けられている。そして、切り欠き部６２ａおよび６２ｂに対向する感光体ドラム１を加締めることによって、フランジ部材６２を感光体ドラム１に固定する。なおフランジ部材６２の、感光体ドラム１への固定方法は加締めの他、圧入や接着で行うこともできる。

かかる感光体ドラムユニット６１の枠体への支持は次の要領で行われる。図２１において、感光体ドラムユニット６１はクリーニング容器５０の両端に設けたドラム軸受４１と感光体ドラムユニット６１両端のフランジ部材６２および６３を貫通するドラム軸３６を通すことにより回転自在に支持される。また感光体ドラムの他端に設けられたフランジ部材６３およびドラム軸３６には穴６３ａおよび３６ａが設けられている。そして、穴６３ａおよび３６ａにスプリングピンや平行ピンの固定手段６５を貫通させることにより感光体ドラムユニット６１とドラム軸３６が一体に回転する構成としている。感光体ドラムユニット６１への駆動伝達は、ドラム軸３６の端面に設けられたドラムカップリング３５を通じて行われる。

また、図２０および図２１に示すように、フランジ部材６２にはドラム軸３６を通すための円筒部６２ｃが設けられている。円筒部６２ｃの端面６２ｄはクリーニング容器５０との長手方向位置決めをおこなっている。また、クリーニング容器５０には画像形成装置との位置決め面（不図示）が設けられている。そして、クリーニング容器５０および感光体ドラムユニット６１はドラム軸３６にかかる画像形成装置本体からの加圧力（図２１中矢印Ａ方向）により一体的に画像形成装置の一方に位置が規制される。通常の画像形成時にはフランジ部材６２の端面６２ｄとクリーニング容器５０が摺動しながら感光体ドラムユニット６１が回転する。

また、図２０はばね部材６４と関連部材との構成を示す。フランジ部材６２の円筒部６２ｃにはばね部材６４が取り付けられ、このばね部材はコイル部６４ｃ、第１の腕部６４ａおよび第２腕部６４ｂを有する。また、第１腕部６４ａの先端にはユーザーにカートリッジ７の寿命を報知するための表示部６４ｄが設けられ、第２腕部６４ｂの先端にはばね部材の締まりを開放するための作動部６４ｅが設けられている。ばね部材のコイル部６４ｃ内径は、第一の実施例と同様に、フランジ部材の円筒部６４ｃの外径より小さく設定されており、フランジ部材６２にばね部材６４を取り付けるとばね部材６４は径の差分だけ押し広げられた状態で保持される。

この第２の実施形態においては、フランジ部材６２とばね部材６４の摺動性を考慮し、フランジ部材６２はＰＯＭ（ポリアセタール樹脂）の成形品、ばね部材６４は硬鋼線やステンレス鋼線、ピアノ線といった材料を使用している。ただし、材料の組合せはプロセスカートリッジの寿命等により適宜変更されるものでありこの組合せに限定されるものではない。フランジ部材の円筒部６２ｃはフランジ部材のフランジ部６２ｅより長手方向で飛び出すようになっている。この飛び出し量はばね部材６４の線径とクリーニング容器５０およびフランジ部６２ｅとのクリアランスにより決定される。一方、ばね部材６４の第１腕部６４ａの先端にある表示部６４ｄはフランジ部材の内径面６２ｆと半径方向においてほぼ同等である。また、ばね部材６４の第２腕部６４ｂはフランジ部材の内径面６２ｆより内側に収まる寸法になっている。そのためフランジ部材６２にばね部材６４を組付けると、長手方向において、フランジ部材６２とクリーニング容器５０との間に一定のクリアランスを持ってばね部材６４の表示部６４ｄが配置される。その一方、第２腕部６４ｂはフランジ部材６２内部に収容される。

図２２および図２３に示すように、クリーニング容器５０にはばね部材６４の表示部６４ｄの位置を規制する規制壁５０ｃが設けられている。また、クリーニング容器５０には、第１腕部６４ａおよび表示部６４ｄが寿命報知のため移動した際の導入部であるガイド面５０ｄが設けられている。さらに、クリーニング容器５０には、寿命報知時に表示部６４ｄを収容する収容凹部５０ｅおよび第２腕部６４ｂの位置を規制する規制凸部５０ｆが設けられている。なお本実施例において第２腕部６４ｂの位置を規制する規制凸部５０ｆはクリーニング容器５０そのものではなく別部材により形成されている。

次に、図２４に、クリーニング容器５０に感光体ドラムユニット６１およびばね部材６４の組付手順を示す。フランジ部材６２はその全体が図示されてはいないが、ばね部材６４を含む感光体ドラムユニット６１が一体的にクリーニング容器５０へ組み付けられるものである。感光体ドラムユニット６１のフランジ部材６２にばね部材６４を組付けた後、感光体ドラムユニット６１を図中矢印Ｅの方向からクリーニング容器５０へ組み込んでいく。感光体ドラムユット６１とクリーニング容器５０に組みつけられた軸受４１の中心線が一致したところでドラム軸３６を貫通させる。そして、フランジ部材６３に設けられた穴６３ａおよびドラム軸３６に設けられた穴３６ａにスプリングピン６５を通し、感光体ドラムユニット６１をドラム軸３６に固定する（図２１参照）。

その後、感光体ドラムユニット６１を画像形成時とは逆回転方向（図２４中矢印Ｆ方向）に回転させる。すると、ばね部材６４の第１腕部６４ａにかかる抵抗力によりばね部材６４のコイル部６４ｃが締まり、ばね部材６４はフランジ部材６２の円筒部６２ｃに巻きつくようにして感光体ドラムユニット６１と一体的に回転を始める。クリーニング容器５０にはばね部材６４の組付け用に斜面５０ｇが設けられている（図２３、図２４参照）。また、斜面５０ｇはばね部材６４の取り付けられた感光体ドラムユニット６１をクリーニング容器５０に組付ける方向（図２４の矢印Ｆ方向）に進むにつれ長手方向の壁面がクリーニング容器５０の内側へ傾斜するようになっている。したがって、感光体ドラムユニット６１を逆回転させると、長手方向において、第１腕部６４ａおよび表示部６４ｄは、斜面５０ｇによりクリーニング容器５０の内側へ、すなわちフランジ部材６２の内側へ押し込まれる。また半径方向は第１腕部６４ａおよび表示部６４ｄとクリーニング容器５０との抵抗によりフランジ部材６２の内側へ押し込まれる。そして、ばね部材６４の第１腕部６４ａと表示部６４ｄは、フランジ内径面６２ｆより内側まで入り込みながら感光体ドラムユニット６１と一体に回転する。さらに逆回転をすると、表示部６４ｄがクリーニング容器５０に設けられた規制壁５０ｃを越えたところで、第１腕部６４ａと表示部６４ｄは開放される。これにより、ばね部材６４は所定の位置に位置決めされ、組み付けが完了する（図中二点鎖線で表したばね部材６４が組付完了状態を表す）。

図２２に示すように、組み付けが完了した時点でばね部材６４の表示部６４ｄはカートリッジ７から露出している。組付け完了時からプロセスカートリッジが寿命を達するまでの間、ばね部材６４の表示部６４ｄは図２２の位置（第一の位置）に留まっている。そして、ユーザーはカートリッジ７が単体の状態であっても、目視で寿命に達したか否かを確認をすることができるようになっている。

次に、図２２と、図２５〜図２８の各図を参照して、プロセスカートリッジの使用開始から寿命であることの報知までの動作を説明する。

まず、図２２において、画像形成時、感光体ドラムユニット６１は正方向に回転をしている。この時、ばね部材の表示部６４ｄはクリーニング容器の規制壁５０ｃにより位置が規制され、ばね部材６４はコイル部６４ｃとフランジ部材の円筒部６２ｃとの間で摺動しながら空転をしている。

この第２の実施形態にあっては、ばね部材６４のコイル部６４ｃは右巻きのコイルであり、その内径はフランジ部材６２の円筒部６２ｃより０.２ｍｍほど小さく設定されている。尚、ここでのコイル部６４ｃの円筒部６２ｃに対する締め付け力は、第1の実施形態と同様に、円筒部６２ｃに取り付ける前の状態でコイル部６４ｃの内径が円筒部６２ｃの外径よりも小さくことにより発生する静的な締め付け力である。したがって感光体ドラムユニット６１が正方向へ回転をすると、ばね部材６４とフランジ部材６２の円筒部６２ｃとの間の前記締め付け力による摩擦力で、ばね部材６４はフランジ部材６２と共に回転する。しかし、ばね部材の表示部６４ｄがクリーニング容器５０の規制部５０ｃに当たり、表示部６４ｄの位置が規制されると、ばね部材のコイル部６４ｃにはその巻き方向により、コイル部６４ｃの内径が広がり摩擦力が低減されるようになる。これにより、ばね部材６４はフランジ部材６２との間で空転をするようになる。

したがって、組付け完了時からプロセスカートリッジが寿命を達するまでの間、ばね部材６４の表示部６４ｄは第一の位置に留まっている。したがって、ユーザーはカートリッジ７が単体の状態であっても、目視で寿命に達したか否かを確認をすることができるようになっている。

カートリッジ７が寿命であることを画像形成装置の装置本体１００が判断すると、感光体ドラムユニット６１を所定量だけ逆方向に回転させる（図２５の矢印Ｄ方向）。この時、ばね部材６４のコイル部６４ｃは、表示部６４ｄが規制壁５０ｃから離れるためフランジ部材の円筒部６２ｃに巻きつき、ばね部材６４と感光体ドラムユニット６１が一体に回転を始める。尚、ここでのコイル部６４ｃの円筒部６２ｃに対する締め付け力は、実施例１のところで説明した動的な締め付け力である。即ち、円筒部６２ｃが回転することによって、コイル部６４ｃの内径が小さくることによって生じる締め付け力である。その際、表示部６４ｄはクリーニング容器のガイド面５０ｄに沿って移動する（図２３の矢印Ｇ参照）。そして、カートリッジ７の長手方向内側へ倒れると共にフランジ部材の内径面６２ｆの内側へと入り込みながらクリーニング容器５０に設けられた収容凹部５０ｅへと移動する（第２の位置）。図２７に示すように、収容凹部５０ｅは凹形状であるため、第１腕部６４ａおよび表示部６４ｄが収容凹部５０ｅに至ると、第１腕部６４ａの倒れが開放され、凹部５０ｅの壁面により位置が規制される。その後、図２６および図２７に示すように、ばね部材６４の第２腕部６４ｂに設けられた作用部６４ｅがクリーニング容器の規制凸部５０ｆに当接する。すると、ばね部材６４のコイル部６４ｃの締まりが開放され、感光体ドラムユニット６１がそれ以上逆回転をしてもばね部材６４は位置を変えることなく空転をするようになる。

これにより、図２８に示すように、ばね部材６４の表示部６４ｄはカートリッジ７の外側から目視できない位置へと移動する。そして、ユーザーがカートリッジ７の外観を見ただけで、そのプロセスカートリッジが寿命に達したことを判別できるようになる。

ここで、第１の実施形態と同様に、ばね部材６４の第１腕部６４ａと表示部６４ｄは収容部５０ｅによりその位置が規制される。そのため、逆回転動作の後、感光体ドラムユニット６１が正方向へ回転することがあっても再び外観部へ出てくることは無く、ユーザーに対して誤報知をすることは無い。

尚、第１の実施形態で説明したように、ばね部材３７によって報知する場合は、カートリッジ７が少なくとも画像形成に用いられた状態であってもよい。

以上説明したように、第１，第２の実施形態によれば、ドラム軸を利用するため、画像形成装置本体１００に特別な装置を設ける必要がない。そして、カートリッジ７自身が少なくとも画像形成に用いられた状態を報知することができる。

また、報知部材は、感光体ドラムのドラム軸に取り付けられたばね部材によって構成される。ばね部材はドラム軸に対してばね締め付け力のみによって取り付けられることから、ドラム軸に対しては摩擦力による一定の負荷抵抗を発生させるのみである。そのため、画像形成時の感光体ドラムの駆動精度に対して負荷変動等の外乱を及ぼすことがなく、印字画像に影響することがない。

また、前述したように、ドラム軸に装着されたばね部材だけで報知部材が構成されているから、小型で安価であるという利点がある。さらに、寿命報知後、感光体ドラムが正方向または逆方向に回転しても、コイルバネの一端が回転規制部によって回転を規制されるため、コイルバネは寿命到達の表示状態を維持することができ、信頼性を高めることができる。

以上、第１、第２の実施形態について説明されたが、それら各実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内であれば、他の実施形態やそれらの組合せによる変形例ならびに応用例も可能である。

本発明の第１の実施形態に係る電子写真画像形成装置本体を示す縦断面図。 本発明の第１の実施形態に係るプロセスカートリッジを示す縦断面図。 本発明の第１の実施形態に係るクリーニングユニットと現像ユニットとの結合態様を示す組付図。 本発明の第１の実施形態に係る電子写真画像形成装置本体とプロセスカートリッジとの取り合いを示す斜視 図。 本発明の第１の実施形態に係るクリーニング容器を示す斜視図。 本発明の第１の実施形態に係るばね部材の組み付けを示す斜視図。 本発明の第１の実施形態に係る電子写真感光体ドラムの支持部を示す断面図。 本発明の第１の実施形態に係るプロセスカートリッジを示す斜視図。 本発明の第１の実施形態に係る報知部材を示す斜視図。 本発明の第１の実施形態に係る報知部材を示す断面図。 本発明の第１の実施形態に係るプロセスカートリッジを示す斜視図。 本発明の第１の実施形態に係る報知部材を示す図。 本発明の第１の実施形態に係る報知部材を示す斜視図。 本発明の第１の実施形態に係る報知部材を示す図。 本発明の第１の実施形態に係る報知部材を示す図。 本発明の第１の実施形態に係る報知部材を示す断面図。 本発明の第１の実施形態に係る報知部材を示す斜視図。 本発明の第１の実施形態に係る報知部材を示す図。 本発明の第１の実施形態に係る報知部材を示す図。 本発明の第２の実施形態に係る感光体ドラムユニットを示す分解斜視図。 本発明の第２の実施形態に係るプロセスカートリッジを長手方向断面図。 本発明の第２の実施形態に係るプロセスカートリッジを示す斜視図。 本発明の第２の実施形態に係るプロセスカートリッジを示す部分断面図。 本発明の第２の実施形態に係るプロセスカートリッジの組立態様を示す部分断面図。 本発明の第２の実施形態に係るプロセスカートリッジの斜視図。 本発明の第２の実施形態に係るプロセスカートリッジの部分断面図。 本発明の第２の実施形態に係るプロセスカートリッジの斜視図。 本発明の第２の実施形態に係るプロセスカートリッジの斜視図。

符号の説明

１ 電子写真感光体ドラム
２ａ〜２ｄ 帯電手段
２ｆ 帯電ローラ
５ 現像ローラ
６ａ〜６ｄ クリーニングブレード
７ プロセスカートリッジ
３５ ドラムカップリング
３６ ドラムシャフト
３７，６４ ばね部材
３７ａ 報知表示部
３７ｂ 長手位置決め部
３７ｃ コイル部
３８，６１ 感光体ドラムユニット
３９ フランジ部材
４０ 静電転写装置
４１ ドラム軸受
４２ クリーニング容器穴部
４３ 制御部
４４ 記憶手段
５０，６０ クリーニング容器
５０ａ クリーニング容器規制部
５０ｂ クリーニング容器規制部
５９ 現像ユニットの揺動中心穴
Ｌ トナー残量検知光
Ｄ１ ドラムシャフトの順回転方向
Ｄ２ ドラムシャフトの逆回転方向
Ｄ３ ばね報知表示部の動き

Claims (7)

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プロセスカートリッジであって、
   電子写真感光体ドラムと、
   前記電子写真感光体ドラムに回転力を伝達するドラム軸であって、前記装置本体からの駆動力によって回転するドラム軸と、
   前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された際に、前記プロセスカートリッジが少なくとも画像形成に用いられた状態に達したことを報知する、前記ドラム軸に移動可能に設けられた報知部材であって、前記装置本体でもって前記状態に達したことを認識した際に、前記ドラム軸が画像形成時の回転方向とは反対方向に回転することによって、移動して前記状態に達したことを報知する報知部材と、
   を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
2. 前記報知部材は、前記ドラム軸に取り付けられたバネであって、前記ドラム軸の外周面に嵌合する固定部を有し、前記ドラム軸が前記反対方向に回転した際に、内径が小さくなる方向に巻かれているバネであることを特徴とする請求項１に記載のプロセスカートリッジ。
3. 更に、前記プロセスカートリッジは、前記電子写真感光体ドラムを支持する枠体を有し、前記報知部材は、前記枠体に設けられた開口から露出して、前記プロセスカートリッジの外部から視認可能な第一の位置と、前記ドラム軸が前記反対方向に回転した際に、前記枠体の内部に収納されて視認ができない第二の位置と、を取り得る表示部を有することを特徴とする請求項１または２に記載のプロセスカートリッジ。
4. 前記枠体は、前記表示部が前記第二の位置に移動後、前記画像を形成する方向に前記ドラム軸が回転した場合、前記表示部に当接して、前記表示部が前記第一の位置に移動するのを阻止する第一の規制部を有することを特徴とする請求項３に記載のプロセスカートリッジ。
5. 前記枠体は、前記表示部が前記第二の位置に移動後、さらに前記反対方向に前記ドラム軸が回転した場合、前記バネに当接して、前記表示部が前記第一の位置に移動するのを阻止する第二の規制部を有することを特徴とする請求項３に記載のプロセスカートリッジ。
6. 前記状態とは、前記電子写真感光体ドラムまたは前記電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段が寿命に達した状態であることを特徴とする請求項１に記載のプロセスカートリッジ。
7. プロセスカートリッジ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
   （a）モータと
   （b）前記プロセスカートリッジの状態を認識して前記モータの回転方向を制御する制御手段と、
   （c）電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムに回転力を伝達するドラム軸であって、前記モータからの駆動力によって回転するドラム軸と、
   前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された際に、前記プロセスカートリッジが少なくとも画像形成に用いられた状態に達したことを報知する、前記ドラム軸に移動可能に設けられた報知部材であって、前記制御手段でもって前記状態に達したことを認識した際に、前記ドラム軸が画像形成時の回転方向とは反対方向に回転することによって、移動して前記状態に達したことを報知する報知部材と、を有する前記プロセスカートリッジを取り外し可能に装着する装着手段と、
   （d）前記記録媒体を搬送する搬送手段と
   を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。

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