JP2013137429A - カートリッジおよび画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ユーザが現像カートリッジの使用または未使用を容易に識別することができるカートリッジ、および、そのカートリッジを備える画像形成装置を提供すること。
【解決手段】
本体ケーシング2に対して着脱可能な現像カートリッジ7において、ギヤ列41から伝達される駆動力によって、トナー充填口38を閉鎖するトナーキャップ39を被覆する被覆位置と、トナーキャップ39を露出する露出位置とに移動可能なシャッタ62を設ける。ユーザは、シャッタ62の表示部73の変位を確認することにより、現像カートリッジ7の使用または未使用を識別する。また、本体ケーシング2のCPU82は、新品検知ユニット78によるシャッタ62の移動の検知に基づいて、現像カートリッジ7の使用または未使用を判断する。
【選択図】図9

Description

本発明は、電子写真方式が採用される画像形成装置に装着されるカートリッジ、および、そのカートリッジを備える画像形成装置に関する。
電子写真方式のプリンタとして、感光体と、感光体にトナーを供給する現像カートリッジとを備えるプリンタが知られている。
このようなプリンタでは、装着された現像カートリッジの情報(例えば、現像カートリッジが新品であるか否かなど)を判断するための新品検出手段を備えている。
例えば、現像カートリッジに設けられる検出ギヤの回転を、本体ケーシング内のアクチュエータで検知し、その検知に基づいて現像カートリッジの情報を判断するレーザプリンタが提案されている(たとえば、下記特許文献1参照。)。
このレーザプリンタでは、検出ギヤは、現像カートリッジの情報に対応する当接突起を有している。また、検出ギヤは、現像カートリッジが本体ケーシングに装着された後に、所定の駆動量で回転される。このとき、当接突起がアクチュエータに当接され、検出ギヤの回転がアクチュエータによって検知される。
特開2006−267994号公報
しかるに、上記した特許文献1に記載のレーザプリンタでは、現像カートリッジは、現像カートリッジの情報を本体ケーシングに検知させるための検出ギヤを備えるのみである。
しかも、検出ギヤは、そのほぼ全てがギヤカバーによって被覆されており、外部からの視認性が低い。
そのため、上記のような新品検出手段について知識を有さない一般的なユーザにとって、現像カートリッジの新旧を識別することが困難である。
そこで、本発明の目的は、ユーザが現像カートリッジの使用または未使用を容易に識別することができるカートリッジ、および、そのカートリッジを備える画像形成装置を提供することにある。
(1)上記した目的を達成するために、本発明のカートリッジは、現像剤を収容するように構成された筐体と、所定方向に延びる軸線を中心として回転可能に筐体に設けられる回転体と、筐体に設けられ、外部からの駆動力を回転体に伝達するための駆動伝達部と、筐体に現像剤を充填するための充填口を閉鎖する閉鎖部材とを備える。
また、本発明のカートリッジは、駆動伝達部から伝達される駆動力によって、閉鎖部材の少なくとも一部を被覆する被覆位置と、被覆位置よりも閉鎖部材を露出する露出位置とに不可逆的に移動可能な移動部材を備える。
このような構成によれば、閉鎖部材を被覆する移動部材を、不可逆的に移動させることができる。
そのため、ユーザは、移動部材の位置を容易に視認することができ、移動部材の変位を確認することにより、カートリッジの使用または未使用を容易に識別することができる。
(2)また、被覆位置および露出位置のいずれか一方は、カートリッジが未使用であることに対応してもよい。
このような構成によれば、移動部材が被覆位置および露出位置のいずれか一方に配置されているときに、カートリッジを未使用であると識別することができる。
(3)また、移動部材は、被覆位置から露出位置へ不可逆的に移動してもよい。
このような構成によれば、駆動伝達部に駆動力が入力される前、すなわち、カートリッジが未使用のときに、閉鎖部材を被覆することができる。
そのため、カートリッジが未使用のときに、閉鎖部材を保護することができる。
また、カートリッジが使用された後には、閉鎖部材が露出されるので、現像剤の再充填を容易に実施することができる。
(4)また、移動部材は、露出位置から被覆位置へ不可逆的に移動してもよい。
このような構成によれば、駆動伝達部に駆動力が入力された後、すなわち、カートリッジが使用されているときに、閉鎖部材を被覆することができる。
そのため、カートリッジの使用途中または使用後に、非正規の現像剤が充填されることを防止することができる。
(5)また、駆動伝達部は、外部の検知手段によって検知される被検知部を備えてもよい。この場合、被検知部は、カートリッジの仕様に関する情報を有してもよく、移動部材は、被覆位置において、被検知部を被覆してもよい。
このような構成によれば、移動部材が露出位置に配置されているときに、外部の検知手段にカートリッジの仕様を検知させることができる。
特に、移動部材が被覆位置から露出位置へ不可逆的に移動する構成において、駆動伝達部に駆動力が入力された後、すなわち、カートリッジが使用されるときに、被検知部を露出させることができる。
そのため、カートリッジが使用されている途中において、任意のタイミングで、カートリッジの仕様を、外部の検知手段に検知させることができる。
(6)また、被検知部は、カートリッジの仕様に対応して、検知手段によって検知される突起であってもよい。
このような構成によれば、簡易な構成で、カートリッジの仕様を、外部の検知手段に検知させることができる。
(7)また、被検知部は、検知手段から発光される検知光を筐体内に導入する導光部を備えてもよい。
このような構成によれば、外部の検知手段に、筺体内の現像剤の水位を検知させることができる。
(8)また、カートリッジは、現像剤を攪拌する攪拌部材をさらに備えてもよい。
このような構成によれば、攪拌部材により、筐体内の現像剤を攪拌することができる。
また、外部の検知手段に、攪拌部材の位置を検知させることができる。
(9)また、移動部材は、駆動力が伝達される歯部と、駆動力が伝達されない欠け歯部とを含む欠け歯ギヤを有してもよい。
このような構成によれば、移動部材を、駆動伝達部に駆動力が入力された後、駆動伝達部から歯部に駆動力が伝達されている間において、所定の駆動量で移動させることができる。
そして、欠け歯部において、駆動伝達部からの駆動力の伝達が解除された後には、確実に、移動部材を停止させることができる。
そのため、簡易な構成で確実に、移動部材を不可逆的に移動させることができる。
(10)また、本発明の画像形成装置は、装置本体と、装置本体に対して着脱可能に構成されたカートリッジとを備える。
カートリッジは、現像剤を収容するように構成された筐体と、所定方向に延びる軸線を中心として回転可能に筐体に設けられる回転体と、筐体に設けられ、装置本体からの駆動力を回転体に伝達する駆動伝達部と、筐体に現像剤を充填するための充填口を閉鎖する閉鎖部材とを備える。
また、カートリッジは、駆動伝達部から伝達される駆動力によって、閉鎖部材の少なくとも一部を被覆する被覆位置と、被覆位置よりも閉鎖部材を露出する露出位置とに不可逆的に移動可能な移動部材を備える。
装置本体は、移動部材の移動を検知する検知手段と、検知手段の検知に基づいてカートリッジの状態を判断する判断手段とを備える。
このような構成によれば、カートリッジが装置本体に装着されている状態において、装置本体にカートリッジの状態を検知させることができる。
また、カートリッジが装置本体から離脱されている状態において、ユーザは、移動部材の位置を容易に視認することができ、移動部材の変位を確認することにより、カートリッジの使用または未使用を容易に識別することができる。
(11)また、判断手段は、所定時間内に検知手段が移動部材の移動を検知したときに、カートリッジが未使用であると判断してもよい。
このような構成によれば、カートリッジが装置本体に装着された状態において、装置本体に、カートリッジの使用または未使用を検知させることができる。
本発明のカートリッジおよび画像形成装置によれば、ユーザは、移動部材の位置を容易に視認することができ、移動部材の変位を確認することにより、カートリッジの使用または未使用を容易に識別することができる。
図1は、本発明の画像形成装置の一実施形態としてのプリンタの中央断面図を示す。 図2は、図1に示す現像カートリッジであって、(a)は、左前側から見た斜視図である。(b)は、右端部の右前側から見た斜視図である。 図3は、図2に示す現像カートリッジの分解斜視図である。 図4は、図3に示すトナーキャップの左側から見た斜視図である。 図5は、図4に示すカートリッジフレームにギヤ列およびトナーキャップを組み付けた状態を示す左下側から見た斜視図である。 図6は、図3に示すギヤカバーの右後側から見た斜視図である。 図7は、図3に示すシャッタの右後側から見た斜視図である。 図8は、図3に示すギヤカバー、シャッタおよびアジテータギヤの相対配置を説明する説明図である。 図9は、シャッタの移動を説明する説明図であって、(a)は、シャッタが被覆位置に配置されている状態を示し、(b)は、シャッタが露出位置に配置されている状態を示す。 図10は、現像カートリッジの新品検知動作を説明する説明図であって、(a)は、新品検知ユニットが新品検知位置に配置され、シャッタが被覆位置に配置されている状態を示し、(b)は、新品検知ユニットが新品検知位置に配置され、シャッタが露出位置に配置されている状態を示す。 図11は、現像カートリッジの仕様検知動作を説明する説明図であって、新品検知ユニットが仕様検知位置に配置され、プローブの右端部がトナーキャップの膨出部に当接されている状態を示す。 図12は、現像カートリッジの変形例を示し、(a)は、カートリッジフレームにギヤ列およびトナーキャップを組み付けた状態を示す左下側から見た斜視図であり、(b)は、現像カートリッジの仕様検知動作を説明する説明図であって、新品検知ユニットが仕様検知位置に配置され、プローブの右端部がトナーキャップの嵌合部に対向されている状態を示す。 図13は、現像カートリッジの仕様検知に関する変形例を示し、(a)は、第1の情報(規定の画像形成枚数:6000枚)に対応する現像カートリッジの仕様検知を示し、(b)は、第2の情報(規定の画像形成枚数:3000枚)に対応する現像カートリッジの仕様検知を示す。
1.プリンタの全体構成
図1に示すように、画像形成装置の一例としてのプリンタ1は、横置きタイプのダイレクトタンデム型カラープリンタである。
なお、以下の説明において、方向について言及する場合には、プリンタ1を水平に載置した状態を基準として、図1における紙面左側を前側とし、図1における紙面右側を後側とする。また、プリンタ1を前側から見たときを左右の基準とする。すなわち、図1の紙面手前側が右側であり、紙面奥側が左側である。
プリンタ1は、外部および装置本体の一例としての略ボックス形状の本体ケーシング2を備えている。本体ケーシング2の上端部には、本体開口部3を開閉するトップカバー4が、その後端部を支点として揺動可能に設けられている。プリンタ1は、4つのプロセスカートリッジ5を備えている。
すべてのプロセスカートリッジ5は、本体ケーシング2内に着脱可能に設けられ、互いに間隔を隔てて並列配置されている。また、4つのプロセスカートリッジ5は、それぞれ、4つの色(ブラック、イエロー、マゼンタ、シアン)のうちの1つに対応している。
プロセスカートリッジ5は、ドラムカートリッジ6と、ドラムカートリッジ6に着脱可能に装着されるカートリッジの一例としての現像カートリッジ7とを備えている。
ドラムカートリッジ6は、感光ドラム8を備えている。
感光ドラム8は、左右方向に長手の略円筒形状に形成されており、ドラムカートリッジ6に回転可能に設けられている。
また、ドラムカートリッジ6は、感光ドラム8の後上側に対向配置されるスコロトロン型帯電器9と、感光ドラム8の上側に対向配置されるLEDユニット10とを備えている。
現像カートリッジ7は、現像ローラ11と、現像ローラ11にトナーを供給する供給ローラ12とを備えている。
現像ローラ11は、左右方向に延び、現像カートリッジ7の後端部において後側から露出されるように、その回転軸がカートリッジフレーム31(後述)の両側壁33間に回転可能に支持されるように設けられ、感光ドラム8に対して前上側から接触されている。
供給ローラ12は、現像ローラ11の前上側において、現像ローラ11に接触するように、その回転軸がカートリッジフレーム31(後述)の両側壁33間に回転可能に支持されるように設けられている。
また、現像カートリッジ7は、現像ローラ11に供給されたトナーの厚みを規制する層厚規制ブレード13を備えている。また、現像カートリッジ7には、現像ローラ11および供給ローラ12の上側において、現像剤の一例としてのトナーを収容するトナー収容部14が設けられている。
トナー収容部14内には、トナーを攪拌するための攪拌部材の一例としてのアジテータ15が設けられている。
アジテータ15は、左右方向(所定方向)に延びるアジテータ軸16と、アジテータ軸16からトナー収容部14の内周面に向かって延びる攪拌羽根17とを備え、アジテータ軸16の中心軸線A(軸線の一例、図3参照)を回転中心として回転される。すなわち、アジテータ15は、回転体の一例である。
そして、トナー収容部14内のトナーは、供給ローラ12と現像ローラ11との間で正極性に摩擦帯電され、層厚規制ブレード13により、一定厚さの薄層として現像ローラ11の表面に担持される。
一方、感光ドラム8の表面は、スコロトロン型帯電器9によって一様に帯電された後、LEDユニット10によって所定の画像データに基づいて露光される。これにより、感光ドラム8の表面には、画像データに基づく静電潜像が形成される。そして、現像ローラ11に担持されるトナーが感光ドラム8の表面上の静電潜像に供給されることにより、感光ドラム8の表面上にトナー像(現像剤像)が担持される。
用紙Pは、本体ケーシング2の底部に設けられる給紙トレイ18内に収容されており、各種ローラによって、後上側へUターンするように搬送されて、所定のタイミングで1枚ずつ、感光ドラム8と搬送ベルト19との間に給紙される。そして、搬送ベルト19によって、すべての感光ドラム8とすべての転写ローラ20との間を前側から後側に向かって搬送される。このとき、用紙Pにトナー像が転写される。
そして、用紙Pは、加熱ローラ21と加圧ローラ22との間を通過するときに加熱および加圧される。このとき、用紙Pには、トナー像が熱定着される。
その後、用紙Pは、前上側へUターンするように搬送されて、トップカバー4に設けられる排紙トレイ23に排紙される。
2.現像カートリッジの詳細
現像カートリッジ7は、図2および図3に示すように、筐体の一例としてのカートリッジフレーム31と、カートリッジフレーム31の左側に配置される駆動ユニット32を備えている。
なお、現像カートリッジ7の説明において方向に言及するときには、現像カートリッジ7を本体ケーシング2から離脱させて水平面に載置した状態を基準として、上下前後方向を規定する。具体的には、現像ローラ11が配置されている側を後側とし、層厚規制ブレード13が配置されている側を上側とする。
(1)カートリッジフレーム
カートリッジフレーム31は、図2および図3に示すように、左右方向に延びる略ボックス形状に形成されている。カートリッジフレーム31は、左右1対の側壁33、前壁34、下壁35および上壁36を備えている。なお、以下の説明において、左側の側壁33を左壁33Lとし、右側の側壁33を右壁33Rとする。
両側壁33は、上下前後に延びる側面視略矩形状に形成され、互いに左右方向に間隔を隔てて対向配置されている。
また、左壁33Lは、アジテータ軸露出穴37と、充填口の一例としてのトナー充填口38と、トナーキャップ嵌合部30と、閉鎖部材の一例としてのトナーキャップ39とを有している。
アジテータ軸露出穴37は、左壁33Lの前後方向略中央において、側面視略円形状に貫通形成されている。アジテータ軸露出穴37の直径は、アジテータ軸16の左右方向端部の直径よりも大径に形成されている。そして、アジテータ軸16の左端部は、アジテータ軸露出穴37を介して、左壁33Lから左側へ露出されている。
トナー充填口38は、左壁33Lの後端部において、側面視略円形状に貫通形成されている。
トナーキャップ嵌合部30は、トナー充填口38の周縁部から左側へ延びる略円筒形状に形成されている。また、トナーキャップ嵌合部30は、トナーキャップ39(後述)の係合部28(後述)が係合される被係合部29を備えている。
被係合部29は、トナーキャップ嵌合部30の上下方向両端部の外周面から上下方向両側へ突出し、左右方向に延びる突条として形成されている。
トナーキャップ39は、図4に示すように、透明の樹脂などから形成され、嵌合部25と、鍔部26と、被検知部の一例としての膨出部27と、係合部28とを一体的に備えている。
嵌合部25は、左右方向に延びる略円柱形状に形成されている。嵌合部25の外径は、トナーキャップ嵌合部30の内径と同径である。
鍔部26は、嵌合部25の左端部の外周面から径方向外側へ突出するように、周方向すべてにわたって形成されている。鍔部26の外径は、トナーキャップ嵌合部30の外径と同径である。
膨出部27は、嵌合部25の径方向半分から左側へ膨出し、上下方向に長手の側面視略矩形状に形成されている。膨出部27の上下方向長さは、嵌合部25の鍔部26の直径よりも長い。膨出部27は、突起として機能する。
係合部28は、膨出部27の上下方向両端部(鍔部26よりも上下方向外側に膨出している部分)から右側へ延びる平面視略矩形の平板形状に形成されている。
そして、図5に示すように、トナーキャップ39は、その係合部28がトナーキャップ嵌合部30の被係合部29に後側から対向されるように、その嵌合部25において、トナーキャップ嵌合部30内に嵌合されている。つまり、トナーキャップ39は、膨出部27が嵌合部25に対して後側に配置されるように、トナーキャップ嵌合部30に嵌合されている。これにより、トナーキャップ39は、トナー充填口38を閉鎖している。
なお、右壁33Rには、アジテータ軸16の右端部が回転可能に支持されている。また、右壁33Rには、左右方向に投影したときにトナー充填口38と重なるように、検知窓(図示せず)が形成されている。
また、右壁33Rには、図2に示すように、現像カートリッジ7に本体ケーシング2から電力が供給される給電ユニット58が設けられている。給電ユニット58にも、左右方向に投影したときにトナー充填口38と重なるように、検知窓59が形成されている。
右壁33Rの検知窓(図示せず)は、透明の樹脂板などにより閉鎖されている。給電ユニット58の検知窓59は開放されている。
前壁34は、左右方向に延び、両側壁33の前端部間に架設されている。
下壁35は、左右方向に延び、前壁34の下端部に連続するように、両側壁33の下端部間に架設されている。
上壁36は、左右方向に延び、前壁34の上端部に連続するように、両側壁33の上端部間に架設されている。
(2)駆動ユニット
駆動ユニット32は、図3および図5に示すように、駆動伝達部の一例としてのギヤ列41と、ギヤ列41を被覆するギヤカバー42とを備えている。
(2−1)ギヤ列
ギヤ列41は、現像ギヤ43、供給ギヤ44、現像カップリング45、アイドルギヤ46およびアジテータギヤ47から構成されている。
現像ギヤ43は、カートリッジフレーム31の左壁33Lの左側において、左壁33Lから左側へ突出する現像ローラ11の回転軸の左端部に相対回転不能に取り付けられている。
供給ギヤ44は、カートリッジフレーム31の左壁33Lの左側において、左壁33Lから左側へ突出する供給ローラ12の回転軸の左端部に相対回転不能に取り付けられている。なお、供給ギヤ44は、現像ギヤ43の下側に間隔を隔てて配置されている。
現像カップリング45は、現像ギヤ43の前側において、カートリッジフレーム31の左壁33Lに回転可能に支持されている。現像カップリング45は、左右方向に延びる略円柱形状に形成されており、大径ギヤ部48、小径ギヤ部49およびカップリング部50を一体的に有している。
大径ギヤ部48は、現像カップリング45の右端部に設けられている。大径ギヤ部48の周面には、全周にわたってギヤ歯が形成されている。大径ギヤ部48は、現像ギヤ43に前側から噛合されている。
小径ギヤ部49は、大径ギヤ部48の左端部から連続して左側へ延び、大径ギヤ部48と中心軸線が一致する略円柱形状に形成されている。また、小径ギヤ部49の外径は、大径ギヤ部48よりも小径である。小径ギヤ部49の周面には、全周にわたってギヤ歯が形成されている。小径ギヤ部49は、供給ギヤ44に前上側から噛合されている。
カップリング部50は、小径ギヤ部49の左端部から連続して左側へ延び、大径ギヤ部48と中心軸線が一致する略円柱形状に形成されている。また、カップリング部50の外径は、小径ギヤ部49よりも小径である。また、カップリング部50の左面には、嵌合部51が形成されている。嵌合部51には、現像カートリッジ7が本体ケーシング2内に装着された状態で、本体ケーシング2内に備えられる本体カップリング(図示せず)の先端が相対回転不能に嵌合され、本体カップリング(図示せず)を介して、本体ケーシング2から駆動力が入力される。
アイドルギヤ46は、現像カップリング45の前側において、カートリッジフレーム31の左壁33Lに回転可能に支持されている。アイドルギヤ46は、左右方向に厚みを有する略円板形状に形成されており、大径部52および小径部53を一体的に有している。
大径部52は、アイドルギヤ46の左側半分を構成し、全周にわたってギヤ歯が形成される略円板形状に形成されている。また、大径部52は、現像カップリング45の小径ギヤ部49に前下側から噛合されている。
小径部53は、アイドルギヤ46の右側半分を構成し、大径部52と中心軸線を共有し、全周にわたってギヤ歯が形成される略円板形状に形成されている。なお、小径部53は、現像カップリング45の大径ギヤ部48の前下側に間隔を隔てて配置されている。
アジテータギヤ47は、左壁33Lから左側へ突出するアジテータ軸16の左端部に相対回転不能に取り付けられ、アジテータ軸16を介してカートリッジフレーム31の左壁33Lに回転可能に支持されている。アジテータギヤ47は、アイドルギヤ46の小径部53に前上側から噛合されている。
(2−2)ギヤカバー
ギヤカバー42は、図3に示すように、ギヤカバー本体61と、移動部材の一例としてのシャッタ62とを備えている。
ギヤカバー本体61は、図3および図6に示すように、左右方向に延び、左端部が閉鎖された略角筒形状に形成されている。ギヤカバー本体61は、カラー部63と、検知開口64と、露出開口65と、支持部66と、規制部67とを有している。
カラー部63は、ギヤカバー本体61の後端部の左壁から左側へ突出する略円筒形状に形成されている。なお、カラー部63の右端部は、ギヤカバー本体61内に連通されている。カラー部63内には、現像カップリング45のカップリング部50が回転可能に挿通されている。カップリング部50の嵌合部51は、カラー部63の左端部から左側へ露出されている。
検知開口64は、トナーキャップ39に左側から対向されるように、ギヤカバー本体61の前端部の左壁において、側面視略円形状に貫通形成されている。
露出開口65は、ギヤカバー本体61の前壁の下端部において、正面視略矩形状に貫通形成されている。
支持部66は、ギヤカバー本体61の左壁の右面側であって、露出開口65の下端部の後側において、ギヤカバー本体61の下壁から上側へ膨出するように、前後方向に長手の側面視略矩形状に形成されている。
規制部67は、ギヤカバー本体61の左壁の右面側であって、露出開口65の上端部の後側において、ギヤカバー本体61の左壁から右側へ突出し、前後方向に延びる突条として形成されている。
シャッタ62は、図3および図7に示すように、欠け歯ギヤの一例としてのスライダ71と、表示部73と、被覆部72とを一体的に備えている。
スライダ71は、前後方向に延びる略平板形状に形成されている。スライダ71の後端部の上面には、ギヤ歯が形成されている。スライダ71において、ギヤ歯が形成されている部分が歯部74であり、ギヤ歯が形成されていない部分が欠け歯部75である。
表示部73は、スライダ71の前端部から連続して、前側へ向かうに従って上側へ傾斜するように延びる正面視略矩形の平板形状に形成されている。
被覆部72は、スライダ71および表示部73の左端部から連続して上側へ延びる側面視略矩形の平板形状に形成されている。
そして、シャッタ62は、図8に示すように、被覆部72が支持部66と規制部67との間に嵌合されるように、ギヤカバー本体61内において、ギヤカバー本体61の支持部66の上にスライド可能に載置されている。
これにより、シャッタ62は、トナーキャップ39を被覆する被覆位置(図9(a)参照)と、トナーキャップ39を露出する露出位置(図9(b)参照)とに移動される。
シャッタ62が被覆位置に配置されているときには、シャッタ62の被覆部72は、検知開口64とトナーキャップ39との間に介在されている。また、シャッタ62の表示部73は、ギヤカバー本体61の露出開口65から前側へ露出されている。また、シャッタ62の歯部74は、アジテータギヤ47の下端部に噛合されている。
また、シャッタ62が露出位置に配置されているときには、シャッタ62の被覆部72は、検知開口64とトナーキャップ39との間から後側へ退避されている。また、このとき、シャッタ62の表示部73は、ギヤカバー本体61の露出開口65に対して後側へ退避されている。また、シャッタ62の歯部74は、アジテータギヤ47の後側へ離間されており、シャッタ62の欠け歯部75は、アジテータギヤ47に下側から対向されている。これにより、シャッタ62の歯部74と、アジテータギヤ47との噛合が解除されている。
3.本体ケーシング
本体ケーシング2内には、図2、図10および図11に示すように、新品検知ユニット78と、エンプティセンサユニット79と、判断手段の一例としてのCPU82とが設けられている。
新品検知ユニット78は、本体ケーシング2内において現像カートリッジ7の左側に設けられ、図10および図11に示すように、スライド部材84と、プローブ87と、アクチュエータ88と、フォトセンサ89とを備えている。
スライド部材84は、上下方向に延びる略矩形平板形状に形成され、図示しない移動機構により、左右方向に移動可能に設けられている。
プローブ87は、左右方向に延びる略円柱形状に形成されている。プローブ87は、スライド部材84において、右側へ進出された進出位置(図10(b)参照)と、進出位置から左側へ退避された退避位置(図10(a)および図11参照)とに、左右方向に進退可能に支持されている。プローブ87は、圧縮コイルばね86により、常には、進出位置に配置されるように、右側へ付勢されている。
アクチュエータ88は、前後方向に延びる略円筒形状の揺動軸91と、揺動軸91から上側に延びる当接レバー92と、揺動軸91から下側に延びる遮光レバー93とを一体的に備えている。遮光レバー93には、その下端部において、左右方向に延びる遮光板94が設けられている。
そして、アクチュエータ88は、揺動軸91を支点として、スライド部材84に揺動可能に支持されている。
アクチュエータ88は、当接レバー92が右上側に延び、遮光レバー93が左上側に延びる非遮光位置(図10(b)参照)と、当接レバー92および遮光レバー93が上下方向に沿う遮光位置(図10(a)および図11参照)とに揺動可能に設けられている。
フォトセンサ89は、発光する発光部95と、発光部95の下側に間隔を隔てて対向配置され、発光部95からの光を受光する受光部96とを備えている。フォトセンサ89は、遮光位置におけるアクチュエータ88の遮光板94を、発光部95と受光部96とで上下方向から挟むように、アクチュエータ88の下側に配置されている。
そして、アクチュエータ88が遮光位置に配置されているときには、アクチュエータ88の遮光板94が発光部95と受光部96との間に介在されて、フォトセンサ89の発光部95からの光が、遮光レバー93の遮光板94により遮光される。すると、フォトセンサ89からオン信号が出力される。
一方、アクチュエータ88が非遮光位置に配置されているときには、アクチュエータ88の遮光板94が発光部95と受光部96との間から左側へ退避されて、フォトセンサ89の発光部95からの光が、受光部96によって受光される。このとき、フォトセンサ89は、オン信号を出力しない。
そして、新品検知ユニット78は、本体ケーシング2内において、現像カートリッジ7の使用または未使用を検知する新品検知位置(図10参照)と、現像カートリッジ7の仕様を検知する仕様検知位置(図11参照)とに移動される。
エンプティセンサユニット79は、図2に示すように、発光素子80と受光素子81とを備えている。
発光素子80は、本体ケーシング2内において、ギヤカバー42の検知開口64に左側から対向配置されている。発光素子80は、検知開口64に向かって検知光を出射する。
受光素子81は、本体ケーシング2内において、カートリッジフレーム31の右壁33Rの検知窓(図示せず)に右側から対向配置されている。受光素子81は、発光素子80から発光された検知光を受光したときに、オン信号を出力する。
なお、エンプティセンサユニット79は、新品検知ユニット78とともに検知手段を構成する。
CPU82は、フォトセンサ89からのオン信号、および、受光素子81からのオン信号を受信可能に、フォトセンサ89および受光素子81に電気的に接続されている。
4.現像カートリッジの新品検知動作
以下、現像カートリッジ7の新品検知動作を説明する。なお、この実施形態において、現像カートリッジ7が未使用(新品)の状態では、シャッタ62は被覆位置に配置されているものとする。すなわち、被覆位置は、現像カートリッジ7が未使用であることに対応している。
未使用の現像カートリッジ7を本体ケーシング2に装着するには、まず、未使用の現像カートリッジ7をドラムカートリッジ6に装着する。
このとき、ユーザは、現像カートリッジ7のギヤカバー42を見て、露出開口65からシャッタ62の表示部73が露出されていることを確認し、現像カートリッジ7を未使用であると識別する。なお、現像カートリッジ7の新旧の識別方法をユーザに周知するには、例えば、プリンタ1の取扱説明書などに、露出開口65からシャッタ62の表示部73が露出されている場合が未使用であり、露出開口65からシャッタ62の表示部73が露出されていない場合が使用途中である旨を記載する。また、ユーザは、検知開口64からシャッタ62の有無を見ることで、現像カートリッジ7の使用、未使用を識別してもよい。
次いで、未使用の現像カートリッジ7を本体ケーシング2に装着するには、本体ケーシング2のトップカバー4を開放して、未使用の現像カートリッジ7が装着されたプロセスカートリッジ5を本体ケーシング2に前上側から挿入して、トップカバー4を閉鎖する。すると、トップカバー4の閉鎖に連動して、本体ケーシング2内に備えられる本体カップリング(図示せず)が現像カップリング45に相対回転不能に嵌合される。
そして、図10(a)に示すように、本体カップリング(図示せず)が駆動される前に、新品検知ユニット78が新品検知位置に配置される。
すると、プローブ87の右端部が、ギヤカバー本体61の検知開口64を介して、シャッタ62の被覆部72に左側から接触される。
すると、プローブ87は、圧縮コイルばね86の付勢力に抗して左側へ押圧されて、退避位置に配置される。同時に、アクチュエータ88は、正面視反時計回り方向に揺動されて、遮光位置に配置される。
これにより、フォトセンサ89は、CPU82に対してオン信号を発信する。すなわち、新品検知ユニット78は、シャッタ62が被覆位置に配置されていることを検知する。
すると、CPU82は、新品検知ユニット78が新品検知位置に配置されている状態においてフォトセンサ89からのオン信号を受信することにより、シャッタ62が被覆位置に配置されていると判断する。
そして、本体カップリング(図示せず)を介して現像カップリング(図示せず)に本体ケーシング2から駆動力が入力され、ウォーミングアップ動作が開始されると、現像カップリング45から、ギヤ列41を介して、アジテータギヤ47に駆動力が伝達される。すると、アジテータギヤ47が左側面視時計回りに回転され、アジテータ15が左側面視時計回りに回転される。
同時に、アジテータギヤ47の左側面視時計回りへの回転により、シャッタ62が被覆位置から露出位置へ移動される。
すると、図10(b)に示すように、シャッタ62の被覆部72が検知開口64とトナーキャップ39との間から後側へ退避され、プローブ87が、圧縮コイルばね86の付勢力により右側へ押圧されて進出位置に配置される。同時に、アクチュエータ88が、遮光位置から正面視時計回り方向に揺動されて非遮光位置に配置される。
これにより、フォトセンサ89は、CPU82へのオン信号の発信を停止する。すなわち、新品検知ユニット78は、シャッタ62が露出位置に配置されたことを検知する。
すると、CPU82は、フォトセンサ89からのオン信号を受信したことにより、シャッタ62が露出位置に配置されたと判断する。
そして、CPU82は、所定時間内において、シャッタ62が被覆位置に配置されている、シャッタ62が露出位置に配置されていると順次判断したときには、現像カートリッジ7が未使用であると判断する。
すなわち、CPU82は、所定時間内に新品検知ユニット78がシャッタ62の被覆位置から露出位置への移動を検知したときに、現像カートリッジ7が未使用であると判断する。
次いで、図11に示すように、引き続きアジテータギヤ47が回転されている状態において、新品検知ユニット78は、右側へ移動されて仕様検知位置に配置される。
すると、プローブ87の右端部が、トナーキャップ39の膨出部27に左側から接触される。
すると、プローブ87が、圧縮コイルばね86の付勢力に抗して左側へ押圧されて、退避位置に配置される。同時に、アクチュエータ88が、正面視反時計回り方向に揺動されて、遮光位置に配置される。
これにより、フォトセンサ89は、CPU82に対してオン信号を発信する。
すると、CPU82は、新品検知ユニット78が仕様検知位置に配置された状態でフォトセンサ89からのオン信号を受信したことにより、トナーキャップ39の膨出部27を検知したと判断する。
そして、この場合には、CPU82は、トナーキャップ39の膨出部27を検知したことにより、現像カートリッジ7の仕様を、規定の画像形成枚数が6000枚であると判断する。
また、トナーキャップ39が、膨出部27が嵌合部25に対して後側に配置されるように、トナーキャップ嵌合部30に嵌合されている場合(図12(a)参照)には、新品検知ユニット78が仕様検知位置に配置されたときに、プローブ87が、トナーキャップ39の膨出部27に接触されずに、トナーキャップ39の嵌合部25に対向される(図12(b)参照)。この場合には、CPU82は、規定の画像形成枚数が3000枚であると判断する。
すなわち、膨出部27は、現像カートリッジ7の仕様に関する情報に対応して配置されている。具体的には、膨出部27が嵌合部25に対して前側に配置されている場合には、規定の画像形成枚数が6000枚であるという現像カートリッジ7の仕様に関する情報(第1の情報)に対応し、膨出部27が嵌合部25に対して後側に配置されている場合には、規定の画像形成枚数が3000枚であるという現像カートリッジ7の仕様に関する情報(第2の情報)に対応している。
その後、CPU82は、未使用の現像カートリッジ7の装着時から実際の画像形成枚数を計測して、実際の画像形成枚数が、規定の画像形成枚数を超える直近に、図示しない操作パネルなどに、現像カートリッジ7の交換時期であることの通知を表示する。
一方、未使用の現像カートリッジ7を装着した後に、たとえば、用紙Pの詰まり(ジャム)などによって、一旦、その現像カートリッジ7を本体ケーシング2から離脱させたときには、シャッタ62は、露出位置で停止されている。
このとき、ユーザは、現像カートリッジ7のギヤカバー42を見て、露出開口65からシャッタ62の表示部73が露出されていないことを確認し、現像カートリッジ7を使用途中(旧品)であると識別する。
そして、一旦離脱させた使用途中の現像カートリッジ7を再び本体ケーシング2に装着したときには、図10(b)に示すように、新品検知ユニット78が新品検知位置に配置されたときに、プローブ87が退避位置に配置されずに進出位置に配置され続け、CPU82は、受光素子81からのオン信号を受信しない。
すると、CPU82は、常に、シャッタ62が露出位置に配置されていると判断し、現像カートリッジ7が使用途中であると判断する。
そして、CPU82は、規定の画像形成枚数と、未使用と判断したときからの実際の画像形成枚数との比較を継続する。
5.トナー残量検知動作
以下、現像カートリッジ7内のトナー残量の検知動作を説明する。
上記した新品検知および仕様検知が終了した後には、図示しないが、新品検知ユニット78は、発光素子80の検知光の光路から退避される。
すると、検知光がトナーキャップ39の嵌合部25を介してトナー収容部14内に入射される。すなわち、トナーキャップ39の嵌合部25は、検知光をトナー収容部14内に導入する導光部としても機能する。
そして、トナー収容部14内のトナーが減少し、検知光が、トナー収容部14、カートリッジフレーム31の右壁33Rの検知窓(図示せず)、および、給電ユニット58の検知窓59を順次通過して、受光素子81に受光されると、受光素子81は、CPU82にオン信号を出力する。
すると、CPU82は、受光素子81からのオン信号を受信することにより、トナー収容部14内のトナーが減少していると判断する。
そして、CPU82は、トナー収容部14内のトナーが減少していると判断した場合にも、図示しない操作パネルなどに、現像カートリッジ7の交換時期であることの通知を表示する。
6.作用効果
(1)この現像カートリッジ7およびプリンタ1によれば、図9に示すように、シャッタ62を、被覆位置(図9(a)参照)から露出位置(図9(b)参照)へ不可逆的に移動させることができる。
そして、CPU82は、所定時間内に新品検知ユニット78がシャッタ62の移動を検知したときに、現像カートリッジ7が未使用であると判断する。
そのため、現像カートリッジ7が本体ケーシング2に装着されている状態において、シャッタ62の移動を利用して、本体ケーシング2の新品検知ユニット78に、現像カートリッジ7の使用または未使用の情報を検知させることができる。
また、現像カートリッジ7が本体ケーシング2から離脱されている状態において、ユーザは、シャッタ62の表示部73の位置を容易に視認することができる。
そのため、ユーザは、シャッタ62の表示部73の変位を確認することにより、現像カートリッジ7の使用または未使用を容易に識別することができる。
(2)また、この現像カートリッジ7およびプリンタ1によれば、シャッタ62の表示部73が露出位置に配置されているときに、現像カートリッジ7が未使用であると識別することができる。
(3)また、この現像カートリッジ7およびプリンタ1によれば、図9(a)に示すように、ギヤ列41に駆動力が入力される前、すなわち、現像カートリッジ7が未使用のときに、トナーキャップ39を被覆することができる。
そのため、現像カートリッジ7が未使用のときに、トナーキャップ39を保護することができる。
(4)また、この現像カートリッジ7およびプリンタ1によれば、図12に示すように、シャッタ62が露出位置に配置された後に、新品検知ユニット78を仕様検知位置に配置させて、現像カートリッジ7の仕様を検知させることができる。
そのため、現像カートリッジ7が使用されている途中において、任意のタイミングで、現像カートリッジ7の仕様を、新品検知ユニット78に検知させることができる。
(5)また、この現像カートリッジ7およびプリンタ1によれば、図13に示すように、トナーキャップ39の嵌合部25は、エンプティセンサユニット79の発光素子80から発光される検知光をトナー収容部14内に導入する導光部としても機能する。
そのため、エンプティセンサユニット79によって、トナー収容部14内のトナーの残量を検知することができる。
(6)また、この現像カートリッジ7およびプリンタ1によれば、図7に示すように、シャッタ62は、駆動力が伝達される歯部74と、駆動力が伝達されない欠け歯部75とを備えている。
そのため、シャッタ62を、所定の駆動量で移動させ後、確実に停止させることができ、簡易な構成で確実に、シャッタ62を不可逆的に移動させることができる。
7.変形例
(1)上記した実施形態では、エンプティセンサユニット79によってトナー収容部14内のトナー残量を検知したが、例えば、エンプティセンサユニット79によって、アジテータ15の攪拌羽根17の位置を判断することもできる。なお、このとき、トナーの水位は、トナー充填口38よりも下側に配置されており、発光素子80からの検知光は、常には、受光素子81に受光されているものとする。
アジテータ15の回転中に、アジテータ軸16の攪拌羽根17がトナー充填口38に対向すると、検知光が攪拌羽根17に遮られて、受光素子81は、CPU82へのオン信号の出力を停止する。
すると、CPU82は、受光素子81からのオン信号が停止されたことにより、攪拌羽根17がトナー充填口38に対向していると判断する。
この変形例によれば、エンプティセンサユニット79によって、アジテータ15の攪拌羽根17の位置を検知することができる。
そのため、アジテータ15の回転を、攪拌羽根17を所望の位置で停止させるように、制御することできる。
この変形例においても、上記した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
(2)また、上記した実施形態では、エンプティセンサユニット79として、現像カートリッジ7の左側に発光素子80を配置し、現像カートリッジ7の右側に受光素子81を配置して、発光素子80からの検知光を受光素子81に受光させるように構成している。
しかし、例えば、現像カートリッジ7の左側に発光素子80と受光素子81とを配置し、現像カートリッジ7の左側に反射板を配置して、発光素子80からの検知光を、反射板によって反射し、受光素子81に受光させることもできる。
(3)また、上記した実施形態では、現像カートリッジ7が未使用の状態で、シャッタ62を被覆位置に配置し、新品検知動作において、シャッタ62を被覆位置から露出位置に移動させているが、例えば、現像カートリッジ7が未使用の状態で、シャッタ62を露出位置に配置し、新品検知動作において、シャッタ62を露出位置から被覆位置へ移動させることもできる。
この変形例によれば、ギヤ列41に駆動力が入力された後、すなわち、現像カートリッジ7が使用されているときに、アジテータギヤ47を被覆することができる。
そのため、現像カートリッジ7の使用途中または使用後に、非正規のトナーが充填されることを防止することができる。
また、この変形例においても、上記した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
(4)また、上記した実施形態では、トナーキャップ39に膨出部27を設け、新品検知ユニット78のプローブ87の膨出部27に対する当接または非当接を利用して、現像カートリッジ7の仕様検知を実施している。
しかし、この変形例では、図13に示すように、トナーキャップ39に反射板100を設けるとともに、新品検知ユニット78に、発光素子および受光素子を備えるフォトセンサ99を設ける。
そして、フォトセンサ99の発光素子から発光された検知光の反射光を、フォトセンサ99の受光素子で検知することにより、現像カートリッジ7の仕様検知を実施する。
例えば、図13(a)に示すように、規定の画像形成枚数が6000枚(第1の情報)の現像カートリッジ7のトナーキャップ39に、前後上下に延びる反射板100Aを設け、図13(b)に示すように、規定の画像形成枚数が3000枚(第2の情報)の現像カートリッジ7のトナーキャップ39に、右側へ向かうに従って前側へ傾斜する反射板100Bを設ける。
そして、図13(a)に示すように、フォトセンサ99の発光素子から発光された検知光の反射光が、フォトセンサ99の受光素子で検知された場合に、CPU82は、現像カートリッジ7の仕様を、規定の画像形成枚数が6000枚であると判断する。
また、図13(b)に示すように、フォトセンサ99の発光素子から発光された検知光の反射光が、フォトセンサ99の受光素子で検知されない場合に、CPU82は、現像カートリッジ7の仕様を、規定の画像形成枚数が3000枚であると判断する。
この変形例においても、上記した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
(5)また、上記した実施形態では、新品検知ユニット78を、新品検知位置と仕様検知位置とに移動可能に構成したが、スライド部材84、プローブ87、アクチュエータ88およびフォトセンサ89を適宜配置することで、新品検知ユニット78を移動させないで、現像カートリッジ7の使用、未使用および仕様を検知させることもできる。
1 プリンタ
2 本体ケーシング
7 現像カートリッジ
15 アジテータ
31 カートリッジフレーム
38 トナー充填口
39 トナーキャップ
41 ギヤ列
27 膨出部
62 シャッタ
78 新品検知ユニット
79 エンプティセンサユニット
82 CPU
100 被検知突部
A 中心軸線

Claims (19)

  1. 現像剤を収容するように構成された筐体と、
    所定方向に延びる軸線を中心として回転可能に前記筐体に設けられる回転体と、
    前記筐体に設けられ、外部からの駆動力を前記回転体に伝達するための駆動伝達部と、
    前記筐体に現像剤を充填するための充填口を閉鎖する閉鎖部材と、
    前記駆動伝達部から伝達される前記駆動力によって、前記閉鎖部材の少なくとも一部を被覆する被覆位置と、前記被覆位置よりも前記閉鎖部材を露出する露出位置とに不可逆的に移動可能な移動部材と
    を備えることを特徴とする、カートリッジ。
  2. 前記被覆位置および前記露出位置のいずれか一方は、前記カートリッジが未使用であることに対応することを特徴とする、請求項1に記載のカートリッジ。
  3. 前記移動部材は、前記被覆位置から前記露出位置へ不可逆的に移動することを特徴とする、請求項1または2に記載のカートリッジ。
  4. 前記移動部材は、前記露出位置から前記被覆位置へ不可逆的に移動することを特徴とする、請求項1または2に記載のカートリッジ。
  5. 前記閉鎖部材は、外部の検知手段によって検知される被検知部を備え、
    前記被検知部は、前記カートリッジの仕様に関する情報を有し、
    前記移動部材は、前記被覆位置において、前記被検知部を被覆することを特徴とする、請求項1ないし4のいずれか一項に記載のカートリッジ。
  6. 前記被検知部は、前記カートリッジの仕様に対応して、前記検知手段によって検知される突起を備えることを特徴とする、請求項5に記載のカートリッジ。
  7. 前記被検知部は、前記検知手段から発光される検知光を前記筐体内に導入する導光部を備えることを特徴とする、請求項5または6に記載のカートリッジ。
  8. 現像剤を攪拌する攪拌部材をさらに備えることを特徴とする、請求項7に記載のカートリッジ。
  9. 前記移動部材は、前記駆動力が伝達される歯部と、前記駆動力が伝達されない欠け歯部とを含む欠け歯ギヤを有することを特徴とする、請求項1ないし8のいずれか一項に記載のカートリッジ。
  10. 装置本体と、
    前記装置本体に対して着脱可能に構成されたカートリッジと
    を備え、
    前記カートリッジは、
    現像剤を収容するように構成された筐体と、
    所定方向に延びる軸線を中心として回転可能に前記筐体に設けられる回転体と、
    前記筐体に設けられ、前記装置本体からの駆動力を前記回転体に伝達する駆動伝達部と、
    前記筐体に現像剤を充填するための充填口を閉鎖する閉鎖部材と、
    前記駆動伝達部から伝達される前記駆動力によって、前記閉鎖部材の少なくとも一部を被覆する被覆位置と、前記被覆位置よりも前記閉鎖部材を露出する露出位置とに不可逆的に移動可能な移動部材と
    を備え、
    前記装置本体は、
    前記移動部材の移動を検知する検知手段と、
    前記検知手段の検知に基づいて前記カートリッジの状態を判断する判断手段と
    を備えることを特徴とする、画像形成装置。
  11. 前記被覆位置および前記露出位置のいずれか一方は、前記カートリッジが未使用であることに対応することを特徴とする、請求項10に記載の画像形成装置。
  12. 前記移動部材は、前記被覆位置から前記露出位置へ不可逆的に移動することを特徴とする、請求項10または11に記載の画像形成装置。
  13. 前記移動部材は、前記露出位置から前記被覆位置へ不可逆的に移動することを特徴とする、請求項10または11に記載の画像形成装置。
  14. 前記判断手段は、所定時間内に前記検知手段が前記移動部材の移動を検知したときに、前記カートリッジが未使用であると判断することを特徴とする請求項10ないし13のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  15. 前記閉鎖部材は、前記検知手段によって検知される被検知部を備え、
    前記被検知部は、前記カートリッジの仕様に関する情報を有し、
    前記移動部材は、前記被覆位置において、前記被検知部を被覆することを特徴とする、請求項10ないし14のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  16. 前記被検知部は、前記カートリッジの仕様に対応して、前記検知手段によって検知される突起を備えることを特徴とする、請求項15に記載の画像形成装置。
  17. 前記被検知部は、前記検知手段から発光される検知光を前記筐体内に導入する導光部を備えることを特徴とする、請求項15または16に記載の画像形成装置。
  18. 前記カートリッジは、現像剤を攪拌する攪拌部材をさらに備えることを特徴とする、請求項17に記載の画像形成装置。
  19. 前記移動部材は、前記駆動力が伝達される歯部と、前記駆動力が伝達されない欠け歯部とを含む欠け歯ギヤを有することを特徴とする、請求項10ないし18のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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