JP2018163237A - 交換ユニット、現像ユニット、画像形成ユニットおよび画像形成装置 - Google Patents

交換ユニット、現像ユニット、画像形成ユニットおよび画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】再生品かどうかを容易に判別することのできる交換ユニットを提供する。【解決手段】この交換ユニットは、本体と、メモリ素子と、保持部材と、第1のポストとを備える。保持部材は、第1の孔を有し、メモリ素子を本体に保持する。第1のポストは、本体に設けられ、第1の孔に挿通される第1の挿通部、およびその第1の挿通部を基準として本体と反対側に位置すると共に保持部材のうちの第1の孔の周辺部分を覆う第1の頭頂部を含んでいる。【選択図】図7

Description

本発明は、交換ユニット、現像ユニット、画像形成ユニットおよび画像形成装置に関する。
本出願人は、メモリ(取付判定部材)がフレームに保持された現像剤収容器などの交換ユニット、およびそれを備えた画像形成装置に関する発明を既に出願している(例えば特許文献1参照)。そのメモリには、交換ユニットの種別(例えば現像剤収容器に収容される現像剤の色など)に関する情報が保持されており、そのメモリと例えば画像形成装置の本体に配設された通信装置との間で通信が行われるようになっている。
特開2014−149341号公報
ところで、交換ユニットとして画像形成装置から取り外された使用済みの現像剤収容器は、回収されて新たな現像剤が再充填されたのち、再生品として再度出荷される。そのため、品質管理上などの観点から、そのような交換ユニットが新規生産品であるか再生品であるかの判別ができることが望まれる。
したがって、再生品かどうかを容易に判別することのできる交換ユニット、ならびにそれらを備えた現像ユニット、画像形成ユニットおよび画像形成装置を提供することが望ましい。
本発明の一実施形態としての交換ユニットは、本体と、メモリ素子と、保持部材と、第1のポストとを備える。保持部材は、第1の孔を有し、メモリ素子を本体に保持する。第1のポストは、本体に設けられ、第1の孔に挿通される第1の挿通部、およびその第1の挿通部を基準として本体と反対側に位置すると共に保持部材のうちの第1の孔の周辺部分を覆う第1の頭頂部を含んでいる。
本発明の一実施形態としての交換ユニット、現像ユニット、画像形成ユニットおよび画像形成装置では、メモリ素子の交換の際に保持部材を本体から除去しようとすると、第1の頭頂部が変形し、もしくは第1の頭頂部が第1の挿通部から離脱し、または第1の孔が変形する。よって、第1の頭頂部が変形し、もしくは第1の頭頂部が第1の挿通部から離脱し、または第1の孔が変形した交換ユニットについては再利用品であると容易に判別される。
本開示の一実施形態としての交換ユニット、現像ユニット、画像形成ユニットおよび画像形成装置によれば、その交換ユニットが再利用品かどうかを容易に判別することができる。
本発明の第1の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成例を表す模式図である。 図1に示した画像形成部の内部構成を表す模式図である。 図1に示したトナーカートリッジの外観を表す斜視図である。 図3に示したトナーカートリッジの正面の一部を拡大して表す斜視図である。 図4に示したメモリデバイスを拡大して表す斜視図である。 図5に示したメモリデバイスのうちのカバーを拡大して表す斜視図である。 図5に示したメモリデバイスの断面を拡大して表す断面図である。 図3に示したトナーカートリッジの本体の正面を拡大して表す正面図である。 図2に示した画像形成ユニットの一部を拡大して表す斜視図である。 図3に示したトナーカートリッジの組み立て順序を説明するための分解斜視図である。 図3に示したトナーカートリッジの組み立て順序を説明するための拡大斜視図である。 本発明の第2の実施の形態に係るトナーカートリッジの外観を表す斜視図である。 図12に示したトナーカートリッジの正面の一部を拡大して表す斜視図である。 図13に示したメモリデバイスを拡大して表す斜視図である。 図14に示したメモリデバイスのうちのカバーを拡大して表す斜視図である。 図14に示したメモリデバイスの断面を拡大して表す断面図である。 図12に示したトナーカートリッジの本体の正面を拡大して表す正面図である。 図12に示したトナーカートリッジの組み立て順序を説明するための分解斜視図である。 図12に示したトナーカートリッジの組み立て順序を説明するための拡大斜視図である。 図12に示したトナーカートリッジの組み立ての際の一工程を説明するための拡大断面である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明は本発明の一具体例であって、本発明は以下の態様に限定されるものではない。また、本発明は、各図に示す各構成要素の配置や寸法、寸法比などについても、それらに限定されるものではない。説明は以下の順序で行う。
1.第1の実施の形態(ロックアウト用のポストを有する交換ユニット、およびそれを備えた画像形成装置)
2.第2の実施の形態(ポストが挿通される孔の内面に溝を設けた交換ユニット、およびそれを備えた画像形成装置)
3.その他の変形例
<1.第1の実施の形態>
[画像形成装置の構成]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成例を模式的に表したものである。この画像形成装置は、本発明の「画像形成装置」の一具体例に対応し、例えば用紙やフィルムなどの印刷対象となる媒体PMに対して、電子写真方式を用いて画像(例えばカラー画像)を形成するプリンタである。この画像形成装置は、筐体100の内部に、媒体供給部1、搬送部2、画像形成部3、転写部4、定着部5、排出部6および制御部7を備える。制御部7は、媒体供給部1、搬送部2、画像形成部3、転写部4、定着部5および排出部6の動作を制御する。さらに、制御部7は通信部71を内蔵しており、通信部71が、画像形成部3に装着されたメモリ素子21(後出)との間でデータの送受信を行うようになっている。
なお、本明細書では、媒体PMが搬送される通路を搬送路という。搬送路において、任意の構成要素から見て媒体供給部1へ向かう方向または媒体供給部1により近い位置を上流という。搬送路において、任意の構成要素から見て媒体供給部1へ向かう方向とは反対の方向または媒体供給部1からより離れた位置を下流という。搬送路において、媒体PMが進行する方向(つまり、上流から下流に向かう方向)を搬送方向Fという。搬送路を搬送される媒体PMと平行な方向であって、かつ、搬送方向Fと直交する方向(例えば、図1のX軸方向)を幅方向という。搬送方向Fにおける寸法を長さと呼び、幅方向における寸法を幅と呼ぶ。
(媒体供給部1)
媒体供給部1は、媒体PMを1枚ずつ搬送部2へ供給するものである。媒体供給部1は、例えば、カセット1Aと、ピックアップローラ1Bと、フィードローラ1Cとを有する。カセット1Aには、複数の媒体PMが積層された状態で収容される。カセット1Aは、例えば、画像形成装置の下部に着脱自在に装着されている。ピックアップローラ1Bおよびフィードローラ1Cは、カセット1Aに収容された媒体PMを搬送部2へ至る搬送路へ順次繰り出すように機能する。ピックアップローラ1Bおよびフィードローラ1Cは、制御部7による制御を受けて、媒体PMが下流の搬送部2へ向けて繰り出される向きに回転動作するようになっている。ピックアップローラ1Bは、最上層の媒体PMの上面に接し得る位置に配置されている。フィードローラ1Cは、ピックアップローラ1Bの下流に配置されている。
(搬送部2)
搬送部2は、媒体供給部1からの媒体PMを、斜行規制しつつ転写部4へ搬送するものである。搬送部2は、例えば、2組の搬送ローラ対2A,2Bを有する。
(画像形成部3)
画像形成部3は、搬送部2から搬送されてきた媒体PMにトナー像を形成するものである(後出の図2参照)。画像形成部3は、例えば、図1に示したように、4つの画像形成ユニット30Y,30M,30C,30Kを有する。画像形成ユニット30Y,30M,30C,30Kは、それぞれ対応する各色のトナーT、すなわち、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナーおよびブラックトナーを用いて、各色のトナー像(画像)を形成するものである。画像形成ユニット30は、例えば、搬送方向Fに沿って、上流から下流へ向けて画像形成ユニット30Y、画像形成ユニット30M、画像形成ユニット30C、画像形成ユニット30Kの順に配置されている。なお、本明細書では、4つの画像形成ユニット30Y,30M,30C,30Kを区別しない場合は総括して画像形成ユニット30と記載する。画像形成部3は、画像形成ユニット30Y,30M,30C,30Kとそれぞれ対応するように、現像剤収容器としてのトナーカートリッジ31Y,31M,31C,31Kと、露光装置32Y,32M,32C,32Kとをさらに有している。本明細書では、4つのトナーカートリッジ31Y,31M,31C,31Kを総括してトナーカートリッジ31と記載し、4つの露光装置32Y,32M,32C,32Kを総括して露光装置32と記載する場合がある。なお、トナーカートリッジ31は画像形成ユニット30に対して着脱可能に構成されている。但し、トナーカートリッジ31と画像形成ユニット30とが一体化されていてもよい。
図2は、画像形成部3の内部構成を表す模式図である。図2に示したように、画像形成ユニット30は、ドラムユニット301と現像ユニット302とを有している。ドラムユニット301は、筐体33の内部に、感光ドラム34、帯電ローラ35およびクリーニングブレード38などが設けられたものである。露光装置32は、筐体33の外部から感光ドラム34に対して露光可能に設けられており、例えばLED(Light Emitting Diode)などを含む露光ヘッドを有している。現像ユニット302は、ドラムユニット301と共通の筐体33の内部に、現像ローラ36、供給ローラ37およびドクターブレード(現像ブレード)39などが設けられたものであり、ドラムユニット301と一体化されている。現像ユニット302は、筐体33の内部に、トナーカートリッジ31から供給されるトナーTを一時的にストックする収容室33Aが設けられている。収容室33Aには、トナーTを攪拌するための攪拌部材41,42が設けられていてもよい。トナーカートリッジ31はトナーTを収容する収容室10Aを有しており、収容室10Aの下部に、トナーTを現像ユニット302の収容室33Aへ投入するための排出口10Kが設けられている。なお、トナーカートリッジ31については後に詳述する。
感光ドラム34は、静電潜像を表面(表層部分)に担持可能な円柱状の部材であり、感光体(例えば有機系感光体)を用いて構成されている。具体的には、感光ドラム34は、導電性支持体と、その外周(表面)を覆う感光層(光導電層)とを有する。導電性支持体は、例えば、アルミニウムからなる金属パイプにより構成されている。光導電層は、例えば、電荷発生層および電荷輸送層を順に積層した構造を有する。感光ドラム34は、制御部7による制御を受け、媒体PMが搬送方向Fに搬送される向きに所定の周速度で回転動作するようになっている。
帯電ローラ35は、感光ドラム34の表層部分(感光層)を帯電させる部材(帯電部材)であり、感光ドラム34の表面に接するように配置されている。帯電ローラ35は、例えば、金属シャフトと、その外周(表面)を覆う半導電性ゴム層(例えば、半導電性エピクロロヒドリンゴム層)とを有している。帯電ローラ35は、制御部7による制御を受け、感光ドラム34と例えば同じ向きに回転動作するようになっている。
現像ローラ36は、静電潜像を現像するトナーTを表面に担持する部材であり、感光ドラム34の表面(周面)に接するように配置されている。現像ローラ36は、例えば、金属シャフトと、その外周(表面)を覆う半導電性ウレタンゴム層とを有している。現像ローラ36は、制御部7による制御を受け、感光ドラム34とは逆向きに所定の周速度で回転動作するようになっている。
供給ローラ37は、現像ローラ36に対してトナーTを供給するための部材(供給部材)であり、現像ローラ36の表面(周面)に接するように配置されている。供給ローラ37は、例えば、金属シャフトと、その外周(表面)を覆う発泡性のシリコーンゴム層とを有している。供給ローラ37は、制御部による制御を受け、現像ローラ36とは逆向きに回転動作するようになっている。
クリーニングブレード38は、感光ドラム34の表面に残留したトナーTを掻き取るものである。クリーニングブレード38は、例えば、可撓性のゴム材またはプラスチック材からなる。
ドクターブレード39は、現像ローラ36の表面に付着するトナーTの付着量を規制する部材である。
露光装置32は、筐体33の外部から感光ドラム34の表層部分(感光層)を露光することにより、感光ドラム34の表層部分(感光層)に静電潜像を形成するものである。露光装置32は1つの感光ドラム34に対し、幅方向に並ぶ複数個の発光部を有する。各発光部は、例えば、照射光を発するLEDなどの光源と、その照射光を感光ドラム34の表面に結像させるレンズアレイとを含んで構成されている。
ここで、画像形成ユニット30が本発明の「画像形成ユニット」の一具体例に対応し、トナーTが本発明の「現像剤」の一具体例に対応し、トナーカートリッジ31が本発明の「交換ユニット」の一具体例に対応する。また、現像ユニット302は感光ドラム34の表面に現像剤像(トナー像)を形成する現像装置であり、本発明の「現像ユニット」の一具体例に対応する。但し、現像ユニット302とトナーカートリッジ31とが一体に構成されたものである場合、現像ユニット302とトナーカートリッジ31とを加えたものが、本発明の「現像ユニット」または「交換ユニット」の一具体例に対応する。
(転写部4)
転写部4は、転写ベルトユニットとも呼ばれるものである。転写部4は、転写ベルト4Aと、この転写ベルト4Aを駆動する駆動ローラ4Bと、この駆動ローラ4Bに従動するアイドルローラ4Cと、転写ベルト4Aを挟んで感光ドラム34と対向して配置された転写ローラ4Dとを有する。駆動ローラ4Bおよびアイドルローラ4Cは、それぞれ、幅方向(X軸方向)に延在する回転軸部を中心として回転可能な略円柱状の部材である。転写部4は、搬送部2から搬送される媒体PMを搬送方向Fに沿って搬送するとともに、画像形成ユニット30Y,30M,30C,30Kにおいて各々形成されるトナー像を、媒体PMの表面に順次転写する機構である。
転写ベルト4Aは、例えば、ポリイミド樹脂などの樹脂材料からなる無端の弾性ベルトである。転写ベルト4Aは、駆動ローラ4Bおよびアイドルローラ4Cによって張設(張架)されている。駆動ローラ4Bは、制御部7の制御に基づき、媒体PMが搬送方向Fに搬送される向きに回転駆動され、転写ベルト4Aを循環回転させるものである。駆動ローラ4Bは、画像形成ユニット30Y,30M,30C,30Kよりも上流側に配置されている。アイドルローラ4Cは、付勢部材による付勢力により、転写ベルト4Aに負荷される張力を調整するものである。アイドルローラ4Cは、駆動ローラ4Bと同方向へ回転するようになっており、画像形成ユニット30Y,30M,30C,30Kよりも下流側に配置されている。
転写ローラ4Dは、感光ドラム34と逆方向に回転することで媒体PMを搬送方向Fに沿って搬送しつつ、各画像形成ユニット30Y,30M,30C,30Kで形成されたトナー像を媒体PM上に静電的に転写するための部材である。転写ローラ4Dは、例えば、発泡性の半導電性弾性ゴム材により構成されている。
(定着部5)
定着部5は、転写部4を通過した媒体PM上に転写されたトナー像に対し熱および圧力を付与することで、そのトナー像を媒体PM上に定着させるための部材である。定着部5は、例えば、上部ローラ5Aと下部ローラ5Bとを含んで構成されている。
上部ローラ5Aおよび下部ローラ5Bは、各々の内部にハロゲンランプ等の加熱ヒータである熱源を含んで構成されており、媒体PM上のトナー像に対して熱を付与する加熱ローラとして機能する。上部ローラ5Aは、制御部7による制御を受けて、媒体PMが搬送方向Fに搬送される向きに回転動作するようになっている。上部ローラ5Aおよび下部ローラ5B内の熱源は、制御部7により制御されるバイアス電圧の供給を受け、上部ローラ5Aおよび下部ローラ5Bの各表面温度を制御するようになっている。下部ローラ5Bは、上部ローラ5Aとの間に圧接部が形成されるように上部ローラ5Aと対向して配置されており、媒体PM上のトナー像に対して圧力を付与する加圧ローラとして機能する。下部ローラ5Bは、弾性体材料からなる表面層を有するとよい。
(排出部6)
排出部6は、定着部5によってトナー像が定着された媒体PMを外部に排出するものである。排出部6は、例えば、搬送ローラ6A,6Bを有する。搬送ローラ6A,6Bは、搬送路を介して媒体PMを外部に排出し、外部のスタッカ100Aにストックさせるようになっている。搬送ローラ6A,6Bは、制御部7による制御を受けて、媒体PMが搬送方向Fに搬送される向きに回転動作するようになっている。
[トナーカートリッジ31の詳細な構成]
次に、図3〜図8を参照して、トナーカートリッジ31の詳細な構成について説明する。図3は、トナーカートリッジ31の外観を表す斜視図である。図4は、トナーカートリッジ31の要部を拡大して表す斜視図である。図5は、トナーカートリッジ31の要部をさらに拡大して表す斜視図である。図6は、メモリデバイス20(後出)のカバー22(後出)を拡大して表す斜視図である。図7は、メモリデバイス20の断面を拡大して表す断面図である。図8は、トナーカートリッジ31の本体10(後出)の正面10S(後出)を拡大して表す正面図である。
トナーカートリッジ31は、本体10と、その本体10の一部、例えばX軸方向の一端に設けられたメモリデバイス20と、本体10のX軸方向の他端に設けられたレバー16とを有している。本体10は中空構造を有しており、その内部に使用前のトナーTが収容される収容室10Aと、画像形成後に画像形成装置の内部に残留する使用済みの廃トナーTTが収容される収容室10Bとを有している。本体10は、本発明の「本体」の一具体例に対応する。具体的には、トナーカートリッジ31Yの本体10にはイエロートナーが収容され、トナーカートリッジ31Mの本体10にはマゼンダトナーが収容され、トナーカートリッジ31Cの本体10にはシアントナーが収容され、トナーカートリッジ31Kの本体10にはブラックトナーが収容されている。なお、以下の説明では、イエロートナーが収容されるトナーカートリッジ31Yを例示して説明する。
レバー16は、本体10内にトナーTを密封するための部材であると共に、例えばX軸を回転軸として矢印R16の方向に回転することでシャッタ15(図2)を同方向に回転させ、排出口10K(図2)の開閉動作を行う部材でもある。
メモリデバイス20は、例えばメモリ素子21と、そのメモリ素子21を本体10に保持するカバー22とを有する。メモリ素子21とカバー22とは別体である。メモリデバイス20が本発明の「メモリデバイス」に対応する一具体例であり、メモリ素子21が本発明の「メモリ素子」に対応する一具体例であり、カバー22が本発明の「保持部材」に対応する一具体例である。
メモリ素子21は、例えば半導体素子と、その半導体素子と接続された外部端子とを有する接触式(有線式)ROM(random access read only memory)であり、平板状の外観を有する。メモリ素子21には、例えば本体10内に収容されているトナーTの色およびトナーTの残量などの情報が記録される。メモリ素子21における外部端子には、例えば本体10に設けられ、制御部7の通信部71と接続された接続端子と接触するようになっている。これにより、メモリ素子21と制御部7の通信部71とのデータの送受信が可能となっている。なお、メモリ素子21は、半導体素子とアンテナ回路とを有する無線式ROMであってもよい。
カバー22は、図6に示したように、例えばその中央に開口22Kを有するフレーム部材であり、四隅に貫通孔23(23Y,23M,23C,23K)が設けられている。但し、貫通孔23のカバー22における配置位置および貫通孔23の数、ならびに内周面の形状および寸法は図6に示したものに限定されず、適宜変更可能である。貫通孔23Y,23M,23C,23Kは、カバー22が本体10に取り付けられた状態においていずれもX軸方向に沿ってカバー22を貫いている。これら4つの貫通孔23Y,23M,23C,23Kのうちの貫通孔23M,23C,23Kが本発明の「第1の孔」に対応する一具体例であり、貫通孔23Yが本発明の「第1の孔」に対応する一具体例である。
本体10の一部(例えば正面10S)には、カバー22に形成された貫通孔23Y,23M,23C,23Kとそれぞれ対応する位置に、それぞれX軸方向に伸びるポスト11Y,11M,11C,11Kが立設されている。ポスト11Y,11M,11C,11Kは、それぞれ、貫通孔23Y,23M,23C,23Kに挿通される挿通部12Y,12M,12C,12Kと、それら挿通部12Y,12M,12C,12Kを基準として本体10の正面10Sと反対側に位置する頭頂部13Y,13M,13C,13Kとを含んでいる。但し、ポスト11Mの頭頂部13Mは、例えば図7に示したように、カバー22のうちの貫通孔23Mの周辺部分をも覆うように広がっている。ポスト11Cおよびポスト11Kについてもポスト11Mと同様の構造を有する。これに対しポスト11Yの頭頂部13Yは、カバー22のうちの貫通孔23Yの周辺部分をも覆うように広がっておらず、図7に示したように挿通部12Yと実質的に同じ直径を有し、本体10と反対側へ向けて頭頂部13M,13C,13Kよりも突出している。また、挿通部12Y,12M,12C,12Kの各々の外周面は、いずれも、貫通孔23Y,23M,23C,23Kの各々の内周面とそれぞれ密接していることが望ましい。より強固にカバー22が本体10に保持され、ひいてはメモリ素子21が強固に本体10に保持されることとなるからである。このように、トナーカートリッジ31Yでは、図4および図5に示したように、ポスト11Yの頭頂部13Yが、頭頂部13M,13C,13Kよりも本体10の正面10Sと反対側に突出した状態となっている。これに対し、トナーカートリッジ31Mでは、ポスト11Mの頭頂部13Mが、頭頂部13Y,13C,13Kよりも本体10の正面10Sと反対側に突出した状態であり、トナーカートリッジ31Cでは、ポスト11Cの頭頂部13Cが、頭頂部13Y,13M,13Kよりも本体10の正面10Sと反対側に突出した状態であり、トナーカートリッジ31Kでは、ポスト11Kの頭頂部13Kが、頭頂部13Y,13M,13Cよりも本体10の正面10Sと反対側に突出した状態である。
本体10の正面10Sのうち、4つのポスト11Y,11M,11C,11Kによって囲まれた領域には、メモリ素子21の位置を規定するためのリブ24が立設されている。リブ24は、例えば第1部分241から第3部分243を含んでいる。メモリ素子21は、リブ24によって支持された状態でカバー22によって覆われることで、本体10に保持されるようになっている。
[トナーカートリッジ31の組み立て方法]
次に、図3〜図9に加えて図10および図11を参照して、トナーカートリッジ31の組み立て方法を説明する。ここでは、本体10にメモリデバイス20を装着する工程について説明する。まず、図10に示したように、メモリ素子21を、リブ24によって規定される位置に載置する。そののち、ポスト11Y,11M,11C,11Kが貫通孔23Y,23M,23C,23Kにそれぞれ挿通するように、メモリ素子21に対しカバー22を覆いかぶせる。そうすると、図11に示したように、カバー22の貫通孔23Y,23M,23C,23Kからポスト11Y,11M,11C,11Kの頭頂部13Y,13M,13C,13Kがそれぞれ突出した状態となる。また、メモリ素子21は、開口22Kを通して視認できる状態となる。そののち、例えばポスト11Yの頭頂部13Y以外のポスト11M,11C,11Kの頭頂部13M,13C,13Kを加熱することで溶融させ、例えば図7に示したように貫通孔23M,23C,23Kの周辺部分を覆うように拡張させる。これにより、頭頂部13M,13C,13Kがカバー22に対し熱溶着され、図4および図5に示したように、ポスト11Yの頭頂部13Yが、頭頂部13M,13C,13Kよりも本体10の正面10Sと反対側に突出した状態でカバー22が本体10に固定される。頭頂部13Yが突出したポスト11Yは、後述するように、ロックアウト用のポストとして、画像形成ユニット30Y以外の画像形成ユニット30M,30C,30Kへの装着を防止するように機能する。
[作用・効果]
(A.基本動作)
この画像形成装置では、以下のようにして、媒体PMに対してトナー像が転写される。
起動状態の画像形成装置に対してPCなどの外部機器から印刷画像データおよび印刷命令が制御部7に入力されると、制御部7は、印刷命令に応じて印刷画像データの印刷動作を開始させる。
例えば図1に示したように、カセット1Aに収容されている媒体PMがピックアップローラ1Bによって最上部から1枚ずつピックアップされ、フィードローラ1Cによって斜行が矯正されつつ下流の搬送部2へ繰り出される。次いで、媒体PMは2組の搬送ローラ対2A,2Bにより画像形成部3へ搬送される。画像形成部3では、以下のようにしてトナー像が媒体PM上に転写される。
画像形成部3では、制御部7の印刷命令により、以下の電子写真プロセスによって各色のトナー像IMGが形成される。具体的には、制御部7は、トナーカートリッジ31のフレーム11に収容されたトナーTを、筐体33の収容室332へ投入すると共に、感光ドラム34を所定の方向へ一定速度で回転させる。これに伴い、帯電ローラ35、現像ローラ36および供給ローラ37も所定の方向に回転動作を開始することとなる。
一方、制御部7は、各色の帯電ローラ35に対し所定の電圧を印加し、各色の感光ドラム34の表面を一様に帯電させる。次いで、制御部7は露光装置32を起動し、画像信号に基づく印刷画像の色成分に対応する光を各色の感光ドラム34へ各々照射し、各色の感光ドラム34の表面に静電潜像をそれぞれ形成する。
トナーTは供給ローラ37を介して現像ローラ36へ供給され、現像ローラ36の表面に担持される。現像ローラ36は感光ドラム34上に形成された静電潜像にトナーTを付着させトナー像を形成する。さらに、転写部4における転写ローラ4Dに所定の電圧が印加され、感光ドラム34と転写ローラ4Dとの間に電界が発生する。その状態で感光ドラム34と転写ローラ4Dとの間を媒体PMが走行すると、その媒体PM上に、感光ドラム34に形成されたトナー像が転写される。
そののち、媒体PM上のトナー像は、定着部5において熱および圧力が付与されることで媒体PMに定着させられる。最後に排出部6によりトナー像が定着した媒体PMが画像形成装置の外部のスタッカ100Aに排出される。
(B.トナーカートリッジ31の誤装着防止について)
ここで、本実施の形態の画像形成装置において、画像形成ユニット30へトナーカートリッジ31を装着する際に、使用者が、本来装着すべき画像形成ユニット30以外の画像形成ユニットへ不適切なトナーカートリッジ31を装着(いわゆる誤装着)するのを防ぐ機構について説明する。本実施の形態では、画像形成ユニット30Y,30M,30C,30Kが、互いに一部異なる構造を有している。具体的には、例えば画像形成ユニット30Yでは、図9に示したように、筐体33におけるトナーカートリッジ31Yの本体10の正面10Sと対向する面33Sに、ポスト17M,17C,17Kと、正面10Sを基準としてポスト17M,17C,17Kの位置よりも後退した位置にある孔18Yとが設けられている。ここで、面33Sが本発明の「装着部」に対応する一具体例であり、ポスト17M,17C,17Kが本発明の「第1の対向部」の一具体例であり、孔18Yが本発明の「第2の対向部」の一具体例である。先に述べたように、トナーカートリッジ31Yでは、ポスト11Yの頭頂部13Yが、頭頂部13M,13C,13Kよりも突出した状態でカバー22が本体10に固定されている。したがって、トナーカートリッジ31Yは、ポスト11Yの頭頂部13Yが孔18Yと対向し、ポスト11Mの頭頂部13Mがポスト17Mと対向し、ポスト11Cの頭頂部13Cがポスト17Cと対向し、ポスト11Kの頭頂部13Kがポスト17Kと対向するような姿勢であれば、画像形成ユニット30Yに装着することができる。
画像形成ユニット30Y,30M,30C,30Kでは、ポスト17と、孔18との配列状態がそれぞれ異なっている。具体的には、例えば画像形成ユニット30Mでは、面33Sのうち、頭頂部13Y,13C,13Kよりも突出した頭頂部13Mと対向する位置に孔18が設けられ、頭頂部13Y,13C,13Kとそれぞれ対向する位置にポスト17がそれぞれ設けられている。同様に、画像形成ユニット30Cでは、面33Sのうち、頭頂部13Y,13M,13Kよりも突出した頭頂部13Cと対向する位置に孔18が設けられ、頭頂部13Y,13C,13Kとそれぞれ対向する位置にポスト17がそれぞれ設けられている。画像形成ユニット30Kでは、面33Sのうち、頭頂部13Y,13M,13Cよりも突出した頭頂部13Kと対向する位置に孔18が設けられ、頭頂部13Y,13M,13Cとそれぞれ対向する位置にポスト17がそれぞれ設けられている。したがって、トナーカートリッジ31Yを画像形成ユニット30M,30C,30Kに装着しようとした場合には、突出した頭頂部13Yをポスト11Yが有するので、その頭頂部13Yがポスト17と干渉し、適切に装着することができない。同様の理由から、トナーカートリッジ31Mは画像形成ユニット30Mに装着可能であるが画像形成ユニット30Y,30C,30Kには装着できず、トナーカートリッジ31Cは画像形成ユニット30Cに装着可能であるが画像形成ユニット30Y,30M,30Kには装着できず、トナーカートリッジ31Kは画像形成ユニット30Kに装着可能であるが画像形成ユニット30Y,30M,30Cには装着できない。よって、トナーカートリッジ31Y,31M,31C,31Kでは、ポスト11Y,11M,11C,11Kがそれぞれロックアウト用のポストとして機能し、不適切な画像形成ユニット30への誤装着を防止することとなる。
(C.作用効果)
このように本実施の形態では、トナーカートリッジ31(例えば31Y)が、本体10と、メモリ素子21、およびそのメモリ素子21を本体10に保持するカバー22を有するメモリデバイス20とを備える。カバー22に設けられた貫通孔23M,23C,23Kには、本体10に設けられたポスト11M,11C,11Kの挿通部12M,12C,12Kがそれぞれ挿通される。ポスト11M,11C,11Kは、それら挿通部12M,12C,12Kを基準として本体10と反対側に位置すると共にカバー22のうちの貫通孔23M,23C,23Kの周辺部分を覆う頭頂部13M,13C,13Kを含んでいる。すなわち、ポスト11M,11C,11Kの頭頂部13M,13C,13Kは、カバー22のうちの貫通孔23M,23C,23Kの周辺部分をも覆うように広がっている。このため、カバー22は、ポスト11M,11C,11Kから抜けずに、頭頂部13M,13C,13Kと本体10との間に挟持されるように本体10に対し強固に取り付けられることとなる。したがって、例えばメモリ素子21の交換のためにカバー22を本体10から除去しようとすると、頭頂部13M,13C,13Kが変形し、もしくは頭頂部13M,13C,13Kが挿通部12M,12C,12Kから離脱し、または貫通孔23M,23C,23Kが変形する。よって、頭頂部13M,13C,13Kが変形し、もしくは頭頂部13M,13C,13Kが挿通部12M,12C,12Kから離脱し、または貫通孔23M,23C,23Kが変形したトナーカートリッジ31(31Y)については再利用品であると容易に判別することができる。一方、頭頂部13M,13C,13Kが変形しておらず、頭頂部13M,13C,13Kが挿通部12M,12C,12Kから離脱しておらず、貫通孔23M,23C,23Kが変形してもいないトナーカートリッジ31(31Y)については、新規生産品であると容易に判別される。
したがって、本実施の形態のトナーカートリッジ31、ならびにそれを備えた現像ユニット302、画像形成ユニット30および画像形成装置によれば、トナーカートリッジ31が再利用品であるか新規生産品であるか、を容易に判別することができる。よって、適切な品質管理等に好適である。
特に、本実施の形態では、頭頂部13M,13C,13Kが貫通孔23M,23C,23Kの周辺部分に溶着されているので、カバー22がポスト11M,11C,11Kを介して本体10に対しより強固に取り付けられる。その結果、メモリ素子21を強固に本体10に保持できる。
さらに、本実施の形態では、挿通部12Y,12M,12C,12Kの各々の外周面は、いずれも、貫通孔23Y,23M,23C,23Kの各々の内周面とそれぞれ密接していることが望ましい。より強固にカバー22が本体10に保持され、ひいてはメモリ素子21が強固に本体10に保持されることとなるからである。また、貫通孔23M,23C,23Kにポスト11M,11C,11Kが挿通される挿通方向と、貫通孔23Yにポスト11Yが挿通される挿通方向とが実質的に一致しているので、カバー22の本体10への取り付けが容易に実施できる。
さらに、本実施の形態では、例えばトナーカートリッジ31Yでは、ポスト11Yの頭頂部13Yは、貫通孔23Yの周辺部分を覆うように広がっておらず、挿通部12Yと実質的に同じ直径を有し、本体10と反対側へ向けて頭頂部13M,13C,13Kよりも突出するようにした。このため、トナーカートリッジ31Yを装着するのに適した構造を有する画像形成ユニット30Yにのみトナーカートリッジ31Yを装着することができる。すなわち、画像形成ユニット30M,30C,30Kに対してトナーカートリッジ31Yを装着することはできない。よって、画像形成ユニット30へトナーカートリッジ31を装着する際の誤装着を防ぐことができる。
<2.第2の実施の形態>
[トナーカートリッジ61の詳細な構成]
以下、図12〜図17を参照して、第2の実施の形態のトナーカートリッジ61(61Y,61M,61C,61K)の構成について説明する。トナーカートリッジ61Y,61M,61C,61Kは、上記第1の実施の形態における画像形成装置に適用可能なものであり、それぞれトナーカートリッジ31Y,31M,31C,31Kに対応するものである。図12は、トナーカートリッジ61の外観を表す斜視図である。図13は、トナーカートリッジ61の要部を拡大して表す斜視図である。図14は、トナーカートリッジ61の要部をさらに拡大して表す斜視図である。図15は、メモリデバイス80(後出)のカバー82(後出)を拡大して表す斜視図である。図16は、メモリデバイス80の断面を拡大して表す断面図である。図17は、トナーカートリッジ61の本体90(後出)の正面90S(後出)を拡大して表す正面図である。
トナーカートリッジ61は、本体90と、その本体90の一部、例えばX軸方向の一端に設けられたメモリデバイス80と、本体90のX軸方向の他端に設けられたレバー16とを有している。これらの点を除き、他は上記第1の実施の形態におけるトナーカートリッジ31と実質的に同一の構成を有する。よって、以下の説明では、上記第1の実施の形態におけるトナーカートリッジ31と実質的に異なる箇所について記載し、その他の説明は適宜省略するものとする。
本体90は中空構造を有しており、その内部にトナーが収容される。本体90は、本発明の「本体」の一具体例に対応する。
メモリデバイス80は、例えばメモリ素子81と、そのメモリ素子81を本体90に保持するカバー82とを有する。メモリ素子81とカバー82とは別体である。メモリデバイス80が本発明の「メモリデバイス」に対応する一具体例であり、メモリ素子81が本発明の「メモリ素子」に対応する一具体例であり、カバー82が本発明の「保持部」に対応する一具体例である。
メモリ素子81は、メモリ素子21と同様に、例えば半導体素子と、その半導体素子と接続された外部端子とを有する接触式(有線式)ROMであり、平板状の外観を有する。メモリ素子81には、例えば本体90内に収容されているトナーの色およびトナーの残量などの情報が記録される。メモリ素子81における外部端子には、例えば本体90に設けられ、制御部7の通信部71と接続された接続端子と接触するようになっている。これにより、メモリ素子81と制御部7の通信部71とのデータの送受信が可能となっている。なお、メモリ素子81は、半導体素子とアンテナ回路とを有する無線式ROMであってもよい。
カバー82は、図15に示したように、例えばその中央に開口82Kを有するフレーム部材であり、四隅のうちの1箇所に貫通孔83が設けられている。貫通孔83は内周面83Nを含んでおり、その内周面83Nには例えば2か所に溝部83G1,83G2が設けられている。但し、貫通孔83のカバー82における配置位置および貫通孔83の数、溝部83G1,83G2の数および溝部83G1,83G2の形状、ならびに内周面83Nの形状および寸法は図15に示したものに限定されず、適宜変更可能である。貫通孔83は、カバー82が本体90に取り付けられた状態においてX軸方向に沿ってカバー82を貫いている。貫通孔83は本発明の「第1の孔」に対応する一具体例であり、貫通孔83が本発明の「第1の孔」に対応する一具体例である。
図16に示したように、挿通部92は外周面92Sを含んでおり、その外周面92Sが貫通孔83の内周面83Nと密接していることが望ましい。溝部83G1,83G2には、挿通部92が充填されていることが望ましい。
本体90の一部(例えば正面90S)には、カバー82に形成された貫通孔83と対応する位置に、X軸方向に伸びるポスト91が立設されている。ポスト91は、貫通孔83に挿通される挿通部92と、その挿通部92を基準として本体90の正面90Sと反対側に位置する頭頂部93とを含んでいる。ポスト91の頭頂部93は、例えば図15および図16に示したように、カバー82のうちの貫通孔83の周辺部分84をも覆うように広がっている。
本体90には、例えば正面90Sに貫通孔95がさらに設けられており(図17)、カバー82には、貫通孔95に挿通されるポスト85がさらに設けられている(図15)。貫通孔95は、ポスト91と貫通孔95とを通過する直線915上に沿って延在していることが望ましい。本体90にカバー82を取り付ける際に、本体90とカバー82との位置調整のための「調整しろ」が確保できるからである。ここで、貫通孔95は本発明の「第3の孔」に対応する一具体例であり、ポスト85は本発明の「第3のポスト」に対応する一具体例である。
本体90の正面90Sのうち、ポスト91の近傍領域には、メモリ素子81の位置を規定するためのリブ861〜863が立設されている。メモリ素子81は、リブ861〜863によって支持された状態でカバー82によって覆われることで、本体90に保持されるようになっている。
[トナーカートリッジ61の組み立て方法]
次に、図12〜図17に加えて図18〜図20を参照して、トナーカートリッジ61の組み立て方法を説明する。ここでは、本体90にメモリデバイス80を装着する工程について説明する。まず、図18に示したように、メモリ素子81を、リブ861〜863によって規定される位置に載置する。そののち、ポスト91,85が貫通孔83,95にそれぞれ挿通するように、メモリ素子81に対しカバー82を覆いかぶせる。そうすると、図19および図20に示したように、カバー82の貫通孔83からポスト91の頭頂部93が突出した状態となる。また、メモリ素子81は、開口82Kを通して視認できる状態となる。そののち、例えばポスト91を加熱することで溶融させ、例えば図16に示したように貫通孔83の周辺部分84を覆うように拡張された頭頂部93を形成する。その際、溝部83G1,83G2に溶融したポスト91が流れ込むことで、挿通部92の外周面92Sが貫通孔83の内周面83Nと密接すると共に溝部83G1,83G2にも挿通部92が充填されることとなる。これにより、頭頂部93がカバー82に対し熱溶着され、カバー82が本体90に固定される。
[作用・効果]
このように本実施の形態では、トナーカートリッジ61が、本体90と、メモリ素子81、およびそのメモリ素子81を本体90に保持するカバー82を有するメモリデバイス80とを備える。カバー82に設けられた貫通孔83には、本体90に設けられたポスト91の挿通部92がそれぞれ挿通される。ポスト91は、挿通部92を基準として本体90と反対側に位置すると共にカバー82のうちの貫通孔83の周辺部分84を覆う頭頂部93を含んでいる。すなわち、ポスト91の頭頂部93は、カバー82のうちの貫通孔83の周辺部分84をも覆うように広がっている。このため、カバー82は、ポスト91から抜けずに、頭頂部93と本体90との間に挟持されるように本体90に対し強固に取り付けられることとなる。したがって、例えばメモリ素子81の交換のためにカバー82を本体90から除去しようとすると、頭頂部93が変形し、もしくは頭頂部93が挿通部92から離脱し、または貫通孔83が変形する。よって、頭頂部93が変形し、もしくは頭頂部93が挿通部92から離脱し、または貫通孔83が変形したトナーカートリッジ61については再利用品であると容易に判別することができる。一方、頭頂部93が変形しておらず、頭頂部93が挿通部92から離脱しておらず、貫通孔83が変形してもいないトナーカートリッジ61については、新規生産品であると容易に判別される。
したがって、本実施の形態のトナーカートリッジ61、ならびにそれを備えた現像ユニット302、画像形成ユニット30および画像形成装置によれば、トナーカートリッジ61が再利用品であるか新規生産品であるか、を容易に判別することができる。よって、適切な品質管理等に好適である。
特に、本実施の形態では、貫通孔83の内周面83Nの一部に溝部83G1,83G2を設け、溝部83G1,83G2にも挿通部92を充填するようにしたので、カバー82がポスト91を介して本体90に対しより強固に取り付けられる。その結果、メモリ素子81を強固に本体90に保持できる。
<3.変形例>
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば上記実施の形態ではカラー画像を形成する画像形成装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば黒色のトナー像のみを転写してモノクロ画像を形成する画像形成装置であってもよい。また、上記実施の形態では、1次転写方式(直接転写方式)の画像形成装置について説明したが、本発明は2次転写方式にも適用されうる。
また、上記実施の形態では、カバーおよびメモリ素子の形状を略矩形状としたが、本発明ではそれらの形状はそれに限定されるものではなく、任意に設定可能である。
また、上記実施の形態等では、露光装置として発光ダイオードを光源とするLEDヘッドを用いるようにしたが、例えばレーザ素子等を光源とした露光装置を用いてもよい。
さらに、上記実施の形態等では、本発明における「画像形成装置」の一具体例として、印刷機能を有する画像形成装置について説明したが、これには限られない。すなわち、そのような印刷機能に加え、例えば、スキャン機能やファックス機能を有する複合機として機能する画像形成装置においても、本発明を適用することが可能である。
また、上記実施の形態等では、「現像ユニット」のうち、トナーカートリッジのフレームにメモリデバイスおよび保持部材を取り付けた画像形成装置を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば筐体33の外表面にメモリデバイスおよび保持部材を取り付けるようにしてもよい。あるいは、「現像ユニット」ではなく、「ドラムユニット」にメモリ素子および保持部材を取り付けるようにしてもよい。その場合、例えば筐体33にメモリ素子および保持部材を装着するポストを設けるようにすればよい。さらに、「現像ユニット」および「ドラムユニット」の双方に、それぞれメモリ素子および保持部材を取り付けるようにしてもよい。それらの場合、例えば感光ドラム34を含むドラムユニット301もまた、本発明の「交換ユニット」に対応する一具体例になり得る。
また、上記実施の形態では、ポスト11,91を本体10,90に設けると共に貫通孔23,83をカバー22,82に設けるようにしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明では、第1のポストおよび第2のポストをそれぞれ保持部に設けると共に第1の孔および第2の孔を本体に設けるようにしてもよい。
上記実施の形態では、メモリ素子21,81とカバー22,82とを別体としたが、本発明では、メモリ素子と保持部とを一体物としてもよい。
さらに、上記第2の実施の形態では、本体90に第3の孔としての貫通孔95を設けると共に保持部材としてのカバー82に第3のポストとしてのポスト85を設けるようにした。しかしながら、本発明では、保持部材に第3の孔を設けると共に本体に第3のポストを設けるようにしてもよい。
1…媒体供給部、1A…カセット、1B…ピックアップローラ、1C…フィードローラ、2…搬送部、2A,2B…搬送ローラ対、3…画像形成部、30(30Y,30M,30C,30K)…画像形成ユニット、301…ドラムユニット、302…現像ユニット、31(31Y,31M,31C,31K),61(61Y,61M,61C,61K)…トナーカートリッジ(現像剤収容器)、32(32Y,32M,32C,32K)…露光装置、33…筐体、331…投入口、332…収容室、34…感光ドラム、35…帯電ローラ、36…現像ローラ、37…供給ローラ、38…クリーニングブレード、39…ドクターブレード、4…転写部、4A…転写ベルト、4B…駆動ローラ、4C…アイドルローラ、4D…転写ローラ、5…定着部、6…排出部、7…制御部、71…通信部、100…筐体、10,90…本体、10A,10B…収容室、10K…排出口、11(11Y,11M,11C,11K),91…ポスト、12(12Y,12M,12C,12K),92…挿通部、13(13Y,13M,13C,13K),93…頭頂部、95…貫通孔、15…シャッタ、16…レバー、17…ポスト、18…孔、20,80…メモリデバイス、21,81…メモリ素子、22,82…カバー、23(23Y,23M,23C,23K),83…貫通孔、84…周辺部分、85…ポスト、T…トナー、TT…廃トナー。

Claims (11)

  1. 本体と、
    メモリ素子と、
    第1の孔を有し、前記メモリ素子を前記本体に保持する保持部材と、
    前記本体に設けられ、前記第1の孔に挿通される第1の挿通部、および前記第1の挿通部を基準として前記本体と反対側に位置すると共に前記保持部材のうちの前記第1の孔の周辺部分を覆う第1の頭頂部を含む第1のポストと
    を備えた交換ユニット。
  2. 前記本体に設けられ、第2の挿通部、および前記第2の挿通部を基準として前記本体と反対側に位置すると共に前記第1のポストにおける前記第1の頭頂部よりも突出した第2の頭頂部を含む第2のポストをさらに備え、
    前記保持部材は、第2の孔をさらに有し、
    前記第2の挿通部は前記第2の孔に挿通される
    請求項1記載の交換ユニット。
  3. 前記第1の孔に前記第1のポストが挿通される第1の挿通方向と、前記第2の孔に前記第2のポストが挿通される第2の挿通方向とが実質的に一致している
    請求項2記載の交換ユニット。
  4. 前記第1の孔は、内周面を含み、
    前記第1の挿通部は、前記第1の孔の前記内周面と密接する外周面を含む
    請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の交換ユニット。
  5. 前記内周面は溝部を有し、
    前記溝部に前記第1の挿通部が充填されている
    請求項4の交換ユニット。
  6. 前記メモリ素子と前記保持部材とが別体である
    請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の交換ユニット。
  7. 前記本体および前記保持部の一方に設けられた第3のポストをさらに備え、
    前記本体および前記保持部材の他方は第3の孔を有し、
    前記第3のポストは前記第3の孔に挿通され、
    前記第3の孔は、前記第1のポストと前記第3の孔とを通過する直線上に沿って延在している
    請求項1記載の交換ユニット。
  8. 請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の交換ユニットを備えた現像ユニット。
  9. 請求項2または請求項3に記載の交換ユニットと、
    前記交換ユニットが装着される装着部と
    を備え、
    前記装着部は、
    前記第1のポストと対向する第1の位置に第1の対向部を有し、
    前記第2のポストと対向する第2の位置に、前記交換ユニットを基準として前記第1の対向部の位置よりも後退した位置にある第2の対向部を有する
    現像ユニット。
  10. 請求項8または請求項9に記載の現像ユニットを備えた画像形成ユニット。
  11. 請求項10記載の交換ユニットを備えた画像形成装置。
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