JP2020034726A - 現像カートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】新たなギヤ構造を有する現像カートリッジを提供することを目的とする。【解決手段】現像カートリッジは、駆動ギヤ５０と、第１ギヤ１００と、第２ギヤ２００とを備える。駆動ギヤ５０は小径ギヤ部５１と大径ギヤ部５２を有する。第１ギヤ１００は、周面の一部に設けられた小径ギヤ部５１と噛み合い可能な第１ギヤ歯部１３０と、第１突起１４０と、を有する。第２ギヤ２００は、周面の一部に設けられた少なくとも１つのギヤ歯からなり、大径ギヤ部５２と噛み合い可能な第２ギヤ歯部２３０と、第２突起２４０と、を有する。小径ギヤ部５１と第１ギヤ歯部１３０が噛み合って第１ギヤ１００が所定角度回転した後に、大径ギヤ部５２と第２ギヤ歯部２３０が噛み合い、第２ギヤ２００が回転する。【選択図】図１０

Description

本発明は、画像形成装置に用いる現像カートリッジに関する。

現像カートリッジを備える画像形成装置において、現像カートリッジの装着の有無または現像カートリッジの仕様を判定可能な画像形成装置が知られている。例えば、特許文献１には、検知ギヤが回転すると共に突起が移動する現像カートリッジが開示されている。画像形成装置は、突起をセンサで検出して、現像カートリッジが装着されているか否かを検知する。

特開２０１１−２０３３６２号公報

ところで、突起を検知することで現像カートリッジの仕様を判定する場合、複数の仕様それぞれについて、突起の配置パターンを異ならせている。これにより、画像形成装置は、複数の仕様の中で特定の仕様を有する現像カートリッジを判別することが可能である。現像カートリッジの仕様の多様化に対して、新たなギヤ構造が望まれている。

そこで、本発明は、現像カートリッジの仕様を特定するための新たなギヤ構造を有する現像カートリッジを提供することを目的とする。

前記した目的を達成するため、本開示の現像カートリッジは、現像剤を収容可能な筐体と、駆動ギヤと、第１ギヤと、第２ギヤと、を備える。駆動ギヤは、小径ギヤ部と、小径ギヤ部よりも径の大きい大径ギヤ部と、を有する。第１ギヤは、周面の一部に設けられた複数のギヤ歯からなる第１ギヤ歯部であって、小径ギヤ部と噛み合い可能な第１ギヤ歯部と、第１ギヤ歯部と共に回転する第１突起と、を有する。第２ギヤは、第１ギヤに対して回転可能な第２ギヤであって、周面の一部に設けられた少なくとも１つのギヤ歯からなる第２ギヤ歯部であって、大径ギヤ部と噛み合い可能な第２ギヤ歯部と、第２ギヤ歯部と共に回転する第２突起と、を有する。小径ギヤ部と第１ギヤ歯部が噛み合って第１ギヤが所定角度回転した後に、大径ギヤ部と第２ギヤ歯部が噛み合い、第２ギヤが回転する。

このように構成された現像カートリッジによれば、第１ギヤが小径ギヤ部と噛み合って所定角度回転した後に、第２ギヤが大径ギヤ部と噛み合って回転する。このため、第１ギヤを回転させ始めてから所定期間経った後で第２ギヤを第１ギヤと異なる速さで回転させることができる。この結果、現像カートリッジの仕様を特定するための新たなギヤ構造を有する現像カートリッジを提供することができる。

前記した現像カートリッジにおいて、第２ギヤは、第１ギヤに押されることで、第１ギヤと共に第１回転速度で回転した後に、大径ギヤ部と噛み合うことで、第１回転速度より速い第２回転速度で回転する構成としてもよい。

これによれば、簡易な構成で第２ギヤを確実に動かすことができる。

前記した現像カートリッジにおいて、第２突起の回転軌跡の内側に、第１突起の回転軌跡が位置する構成としてもよい。

前記した現像カートリッジにおいて、第２ギヤは、第２突起の回転軌跡の内側に位置する係合突起であって、第２突起と共に回転可能な係合突起を有し、第１突起が係合突起を押すことで第２ギヤが回転し、大径ギヤ部と第２ギヤ歯部が噛み合う構成としてもよい。

これによれば、簡易な構成で第２ギヤを確実に動かすことができる。

前記した現像カートリッジにおいて、大径ギヤが第２ギヤ歯部と噛み合い始めた時点において、小径ギヤ部は第１ギヤ歯部と噛み合っている構成としてもよい。

前記した現像カートリッジにおいて、第１ギヤは、第１突起と異なる位置に、第１ギヤ歯部と共に回転する第３突起をさらに有する構成としてもよい。

これによれば、第３突起によって、現像カートリッジの仕様の多様化が可能になる。

前記した現像カートリッジにおいて、筐体内の現像剤を撹拌可能なアジテータを備え、駆動ギヤは、アジテータと共に回転するアジテータギヤである構成としてもよい。

前記した現像カートリッジにおいて、第１ギヤは、第１ギヤ歯部が小径ギヤ部と噛み合う初期位置から、第１ギヤ歯部と小径ギヤ部との噛み合いが解除される最終位置へ回転する構成としてもよい。

前記した現像カートリッジにおいて、第２ギヤは、第２ギヤ歯部が大径ギヤ部と噛み合っていない初期位置から、第２ギヤ歯部が大径ギヤ部と噛み合う伝達位置を経て、第２ギヤ歯部と大径ギヤ部との噛み合いが解除される最終位置へ回転する構成としてもよい。

前記した現像カートリッジにおいて、駆動ギヤは、軸方向に延びる第１軸について回転可能であり、第１ギヤは、前記軸方向に延びる第２軸について回転可能であり、第２ギヤは、第２軸について回転可能である構成としてもよい。

本発明の現像カートリッジによれば、現像カートリッジの仕様を特定するための新たなギヤ構造を提供できる。

本開示の実施形態の現像カートリッジを備えるプリンタの概略構成を示す図である。 現像カートリッジの筐体の構成を示す断面図である。 現像カートリッジの第１方向の一方側を示す斜視図である。 筐体の第１方向の一方側の部品を分解して示す斜視図である。 第１ギヤを第１方向の一方側から見た斜視図（ａ）と、他方側から見た斜視図（ｂ）と、他方側から見た図（ｃ）である。 第２ギヤを第１方向の一方側から見た斜視図（ａ）と、他方側から見た斜視図（ｂ）と、他方側から見た図（ｃ）である。 初期位置にある第１ギヤおよび検知ギヤを第１方向の一方側から見た図（ａ）と、（ａ）の第２ギヤ歯部を通る断面図（ｂ）である。 第１時間経過後の図７（ａ）に対応する図である。 第２時間経過後の図７（ａ）に対応する図である。 第３時間経過後の図７に対応する図である。 第４時間経過後の図７に対応する図である。 最終位置にある図７に対応する図である。 駆動ギヤ、第１ギヤ、第２ギヤおよび光センサの動作を説明するタイムチャートである。

次に、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に示すように、画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ１は、本体筐体２と、給紙部３と、画像形成部４と、制御装置ＣＵを主に備える。

本体筐体２は、フロントカバー２Ａと本体筐体２の上部に位置する排紙トレイ２Ｂとを有している。本体筐体２は、内部に給紙部３、画像形成部４を備える。フロントカバー２Ａを開くことで、現像カートリッジ１０が着脱可能に装着される。

給紙部３は、用紙Ｓを収容している。そして、給紙部３は、画像形成部４に用紙Ｓを１枚ずつ供給する。

画像形成部４は、プロセスカートリッジ４Ａと、図示省略した露光装置と、転写ローラ４Ｂと、定着器４Ｃとを含む。

プロセスカートリッジ４Ａは、感光体カートリッジ５と、現像カートリッジ１０とを含む。現像カートリッジ１０は、感光体カートリッジ５に対して着脱可能である。なお、現像カートリッジ１０は、現像カートリッジ１０が感光体カートリッジ５に装着された状態で、プロセスカートリッジ４Ａとして、レーザプリンタ１に着脱される。感光体カートリッジ５は、フレーム５Ａと、フレーム５Ａに回転可能に支持された感光体ドラム５Ｂとを備える。

図２に示すように、現像カートリッジ１０は、筐体１１と、現像ローラ１２と、供給ローラ１３と、アジテータ１４とを備える。

筐体１１は、容器１１Ａと、蓋１１Ｂとを含む。筐体１１の容器１１Ａには内部にトナーＴを収容可能である。なお、トナーＴは、現像剤の一例である。

現像ローラ１２は、第１方向に延びる現像ローラシャフト１２Ａと、ローラ部１２Ｂとを含む。なお、第１方向は、後述する駆動ギヤ５０の軸方向であり、以下、単に軸方向ともいう。ローラ部１２Ｂは、現像ローラシャフト１２Ａの外周面を覆う。ローラ部１２Ｂは、導電性のゴムなどからなる。現像ローラ１２は、現像ローラシャフト１２Ａを中心に回転可能である。他の言い方をすれば、現像ローラ１２は、第１方向に延びる第３軸１２Ｘについて回転可能である。現像ローラ１２は、現像ローラシャフト１２Ａを中心に回転可能に筐体１１に支持されている。つまり、ローラ部１２Ｂは、現像ローラシャフト１２Ａと共に回転可能である。現像ローラ１２は、制御装置ＣＵから現像バイアスが印加される。

筐体１１の容器１１Ａと蓋１１Ｂとは、第２方向において互いに向かい合っている。第２方向は、第１方向に交差する方向である。好ましくは、第２方向は、第１方向と直交する。現像ローラ１２は、第３方向における筐体１１の一端部に位置する。第３方向は、第１方向および第２方向に交差する。好ましくは、第３方向は、第１方向および第２方向と直交する。

供給ローラ１３は、第１方向に延びる供給ローラシャフト１３Ａと、ローラ部１３Ｂとを含む。ローラ部１３Ｂは、供給ローラシャフト１３Ａの外周面を覆う。ローラ部１３Ｂは、スポンジなどからなる。供給ローラ１３は、供給ローラシャフト１３Ａを中心に回転可能である。つまり、ローラ部１３Ｂは、供給ローラシャフト１３Ａと共に回転可能である。

アジテータ１４は、アジテータシャフト１４Ａと、可撓性シート１４Ｂとを含む。アジテータシャフト１４Ａは、第１方向に延びる第１軸１Ｘについて回転可能である。アジテータシャフト１４Ａは、第１軸１Ｘについて回転可能に筐体１１に支持されている。可撓性シート１４Ｂは、基端がアジテータシャフト１４Ａに固定され、先端が筐体１１の内面と接触可能に構成されている。アジテータ１４は、回転する可撓性シート１４ＢによりトナーＴを撹拌可能である。

また、図１に示すように、転写ローラ４Ｂは、感光体ドラム５Ｂと向かい合う。転写ローラ４Ｂは、感光体ドラム５Ｂとの間で用紙Ｓを挟みながら搬送する。

感光体ドラム５Ｂは、図示しない帯電器により帯電され、露光装置に露光されることで静電潜像が形成される。現像カートリッジ１０は、この静電潜像にトナーＴを供給して感光体ドラム５Ｂ上にトナー像を形成する。給紙部３から供給された用紙Ｓは、感光体ドラム５Ｂと転写ローラ４Ｂの間を通りながら感光体ドラム５Ｂ上のトナー像が転写される。

定着器４Ｃは、用紙Ｓに転写されたトナー像を、用紙Ｓに熱定着する。トナー像が熱定着された用紙Ｓは、本体筐体２の外の排紙トレイ２Ｂに排出される。

制御装置ＣＵは、レーザプリンタ１全体の動作を制御する装置である。

レーザプリンタ１は、センサ７を備える。センサ７は、現像カートリッジ１０が新品であるか否か、または、現像カートリッジ１０の仕様を検知するためのセンサである。センサ７は、本体筐体２に揺動可能に支持されたレバー７０と、光センサ７Ｂとを備える。レバー７０は、後述する第１突起１４０、第２突起２４０または第３突起１５０と接触可能な位置に位置している。光センサ７Ｂは、制御装置ＣＵと接続され、検出信号を制御装置ＣＵに出力する。制御装置ＣＵは、光センサ７Ｂから受ける信号に応じて現像カートリッジ１０の仕様等を判別可能に構成されている。光センサ７Ｂは、レバー７０の変位を検出し、検出信号を制御装置ＣＵへ送信する。より詳細には、光センサ７Ｂには、例えば、投光部と受光部とを含むセンサユニットが用いられる。詳細については、後述する。

次に、現像カートリッジ１０の詳細構成について説明する。
図３および図４に示すように、現像カートリッジ１０は、筐体１１の第１方向における一方側に、ギヤカバー３１と、トーションスプリング３７と、駆動ギヤ５０と、第１ギヤ１００と、第２ギヤ２００と、を備える。

筐体１１の第１方向における一方側の側面には、ストッパ１１Ｃが突出して設けられている。

ギヤカバー３１は、第１ギヤ１００および第２ギヤ２００の少なくとも一部を覆うカバーである。ギヤカバー３１は、開口３１Ａを有する。開口３１Ａにより、第１ギヤ１００または第２ギヤ２００の一部が露出される。また、ギヤカバー３１は、第１方向に延びるシャフト３１Ｂを含む。

トーションスプリング３７は、コイル部３７Ａと、第１アーム３７Ｂと、第２アーム３７Ｃとを含む。第１アーム３７Ｂは、コイル部３７Ａから延びている。第２アーム３７Ｃは、コイル部３７Ａから延びている。第２アーム３７Ｃは、ギヤカバー３１に接触し、引っ掛かる。第１アーム３７Ｂは、Ｖの字型に屈曲した屈曲部３７Ｋを有している。

駆動ギヤ５０は、小径ギヤ部５１と、大径ギヤ部５２と、装着穴５３とを有する。小径ギヤ部５１は、駆動ギヤ５０の周囲の全周に渡ってギヤ歯を有する。大径ギヤ部５２は、駆動ギヤ５０の周囲の全周に渡ってギヤ歯を有する。大径ギヤ部５２は小径ギヤ部５１よりも径が大きい。詳しくは、大径ギヤ部５２の歯先円は、小径ギヤ部５１の歯先円より大きい。

駆動ギヤ５０は、装着穴５３がアジテータ１４のアジテータシャフト１４Ａに係合することでアジテータシャフト１４Ａに取り付けられる。駆動ギヤ５０は、第１軸１Ｘについて回転可能である。本実施形態では、駆動ギヤ５０は、アジテータ１４と共に回転するアジテータギヤである。駆動ギヤ５０は、筐体１１に回転可能に支持されている。

第１ギヤ１００は、軸方向に延びる第２軸２Ｘについて回転可能である。第１ギヤ１００は、駆動ギヤ５０と係合して回転可能である。第１ギヤ１００は、筒部１１０と、円板部１２０と、第１ギヤ歯部１３０と、第１突起１４０と、第３突起１５０とを有する。第１ギヤ歯部１３０は、円板部１２０の第１方向における他方側に位置する。第１突起１４０および第３突起１５０は、円板部１２０の第１方向における一方側に位置する。

筒部１１０は、穴１１１を有する。ギヤカバー３１のシャフト３１Ｂは穴１１１に挿入されており、第１ギヤ１００はシャフト３１Ｂの周りで回転可能である。

円板部１２０は、第１方向に交差する方向に延びる。好ましくは、円板部１２０は、第１方向に直交する方向に延びる。円板部１２０は、円形の板状に形成されている。

図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、第１ギヤ歯部１３０は、第１ギヤ１００の周囲の一部に設けられている。第１ギヤ歯部１３０は、周面の一部に設けられた複数のギヤ歯からなる。第１ギヤ歯部１３０は、駆動ギヤ５０の小径ギヤ部５１と噛み合い可能である。

第１突起１４０は、円板部１２０から第１方向に突出している。また、第１突起１４０は、筒部１１０から第１ギヤ１００の径方向に突出している。第１突起１４０は、第１方向から見て、第１ギヤ歯部１３０と重なる位置に配置されている（図５（ｃ）参照）。第１突起１４０は、第１ギヤ１００と共に回転可能である。

第３突起１５０は、円板部１２０から第１方向に突出している。また、第３突起１５０は、筒部１１０から第１ギヤ１００の径方向に突出している。第３突起１５０は、第１ギヤ１００の回転方向において、第１ギヤ歯部１３０と異なる位置に配置されている。第３突起１５０は、第１突起１４０と異なる位置に配置されている。詳しくは、第３突起１５０は、第１突起１４０から第１ギヤ１００の回転方向に離れて位置している。第３突起１５０は、第１ギヤ１００と共に回転可能である。

第１突起１４０および第３突起１５０は、第１ギヤ１００の径方向においてレバー７０と接触可能な位置に位置している。第１突起１４０および第３突起１５０の各先端は、回転方向において所定長さを有する。第３突起１５０の先端は、回転方向における長さが第１突起１４０よりも長い。

第１ギヤ１００は、第１ギヤ歯部１３０が小径ギヤ部５１と噛み合う初期位置（図７（ａ）の位置）から、第１ギヤ歯部１３０と小径ギヤ部５１との噛み合いが解除される最終位置（図１２（ａ）の位置）へ回転するようになっている。

図４に戻り、第２ギヤ２００は、第２軸２Ｘについて回転可能である。第２ギヤ２００は、第１ギヤ１００と別部品である。第２ギヤ２００は、駆動ギヤ５０と係合して回転可能である。

第２ギヤ２００は、筒部２１０と、円板部２２０と、第２ギヤ歯部２３０と、第２突起２４０と、係合突起２５０と、を有する。円板部２２０および第２ギヤ歯部２３０は、円板部１２０の第１方向における他方側に位置する。第２突起２４０および係合突起２５０は、円板部２２０の第１方向における一方側に位置する。

図６（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、筒部２１０は、穴２１１と、第１突出部２１２と、第２突出部２１３と、第３突出部２１４と、を有する。

図４に示すように、第２ギヤ２００の穴２１１には、第１ギヤ１００の筒部１１０が挿入される。このため、第２ギヤ２００は、第１ギヤ１００の筒部１１０の周りで回転可能である。つまり、第２ギヤ２００は、第１ギヤ１００に対して回転可能である。

図６（ｃ）に示すように、第１突出部２１２、第２突出部２１３および第３突出部２１４は、筒部２１０から径方向外側に突出している。第１突出部２１２、第２突出部２１３および第３突出部２１４は、それぞれ、第２ギヤ２００の回転方向において、異なる位置に配置されている。

第１突出部２１２は、最終位置において筐体１１のストッパ１１Ｃと接触して、最終位置における第２ギヤ２００の向きを規定する部分である（図１２（ｂ）参照）。第２突出部２１３は、径方向内側に凹む凹部２１３Ａを有している。第２突出部２１３は、初期位置において、凹部２１３Ａがトーションスプリング３７の屈曲部３７Ｋと係合して、初期位置における第２ギヤ２００の向きを規定する部分である（図７（ｂ）参照）。第３突出部２１４は、最終位置において、トーションスプリング３７に付勢されて、第１突出部２１２がストッパ１１Ｃに接触する方向に回転力を受けるように、トーションスプリング３７と接触する部分である（図１２（ｂ）参照）。

円板部２２０は、軸方向に交差する方向に延びている。好ましくは、円板部２２０は、軸方向に直交する方向に延びている。円板部２２０は、板状に形成されている。円板部２２０は、大径部２２１と小径部２２２を有している。大径部２２１は小径部２２２よりも半径が大きい。

第２ギヤ歯部２３０は、筒部２１０の周囲の一部に設けられている。第２ギヤ歯部２３０は、筒部２１０の周面の一部に設けられた少なくとも１つのギヤ歯からなる。第２ギヤ歯部２３０は、駆動ギヤ５０の大径ギヤ部５２と噛み合い可能である。第１突出部２１２、第２突出部２１３、第３突出部２１４および第２ギヤ歯部２３０は、それぞれ異なる位置に配置されている。具体的に、第１突出部２１２、第２突出部２１３、第３突出部２１４および第２ギヤ歯部２３０は、第２ギヤ２００が回転する回転方向（図６（ｃ）の時計回り）にこの順で並んでいる。

第２突起２４０は、円板部２２０から第１方向に突出している（図４参照）。図６（ｃ）に示すように、第１方向から見て、第２突起２４０は、第２ギヤ２００の回転方向において、第２ギヤ歯部２３０と異なる位置に配置されている。第２突起２４０は、第２ギヤ２００と共に回転可能である。

第１ギヤ１００および第２ギヤ２００を筐体１１に組付けたときには、第２突起２４０は、第１ギヤ１００の第１突起１４０よりも第２軸２Ｘから離れて配置されるようになっている（図７（ａ）参照）。第１突起１４０の回転軌跡Ｋ１（図６（ｃ）に濃いドットハッチで示す。）は、第２突起２４０の回転軌跡Ｋ２（図６（ｃ）に薄いドットハッチで示す。）の内側に位置する。

係合突起２５０は、第２突起２４０から径方向の内側に向かって、第２突起２４０の回転軌跡Ｋ２より内側まで延びている。係合突起２５０は、第２突起２４０の回転軌跡Ｋ２の内側に位置する。係合突起２５０は、第２突起２４０と共に回転可能である。係合突起２５０は、径方向において、第１突起１４０と重なる位置に配置されている。このため、第１ギヤ１００が回転すると、第１突起１４０は、係合突起２５０と接触するようになっている（図９参照）。

第２ギヤ２００は、第２ギヤ歯部２３０が大径ギヤ部５２と噛み合っていない初期位置（図７（ｂ）の位置）から、第２ギヤ歯部２３０が大径ギヤ部５２と噛み合う伝達位置（図１０（ｂ）から図１１（ｂ）までの位置）を経て、第２ギヤ歯部２３０と大径ギヤ部５２との噛み合いが解除される最終位置（図１２（ｂ）の位置）へ回転する。

図７（ａ）に示すように、レバー７０は、軸部７１と、接触部７２と、遮蔽部７３とを有している。軸部７１は、本体筐体２に揺動可能に支持されている。接触部７２は、軸部７１から延びている。

遮蔽部７３は、軸部７１から接触部７２とは反対側に延びている。遮蔽部７３は、第１遮蔽部７３Ａと、第２遮蔽部７３Ｂと、切欠部７３Ｃとを有している。第１遮蔽部７３Ａおよび第２遮蔽部７３Ｂは、光センサ７Ｂからの光を遮る部分である。レバー７０の回転方向において、第１遮蔽部７３Ａの長さは、第２遮蔽部７３Ｂの長さよりも大きい。レバー７０の回転方向において、切欠部７３Ｃは、第１遮蔽部７３Ａと第２遮蔽部７３Ｂの間に形成されている。切欠部７３Ｃは、光センサ７Ｂからの光が通過可能となっている。

レバー７０は、図８に示す第１レバー位置と、図７（ａ）に示す第２レバー位置と、図１２（ａ）に示す第３レバー位置とに移動可能となっている。第１レバー位置において、接触部７２は、第１突起１４０、第２突起２４０および第３突起１５０の各回転軌跡上に位置する。レバー７０は、図示せぬバネによって、第３レバー位置から第１レバー位置に向けて付勢されている。

第２レバー位置は、レバー７０が第１突起１４０または第３突起１５０の外周面で支持される位置である。第２レバー位置において、光センサ７Ｂからの光は、第１遮蔽部７３Ａのうち第２遮蔽部７３Ｂ側の部位で遮蔽される。

第３レバー位置は、レバー７０が第２突起２４０の外周面で支持される位置である。第３レバー位置において、光センサ７Ｂからの光は、第１遮蔽部７３Ａのうち第２遮蔽部７３Ｂとは反対側の部位で遮蔽される。

なお、本実施形態では、制御装置ＣＵは、光センサ７Ｂからの光がレバー７０で遮断されているときにＯＮであると認識し、光センサ７Ｂからの光がレバー７０で遮断されていないときにＯＦＦであると認識するものとする。ただし、これとは逆に、制御装置ＣＵは、光センサ７Ｂからの光がレバー７０で遮断されているときにＯＦＦであると認識し、光センサ７Ｂからの光がレバー７０で遮断されていないときにＯＮであると認識してもよい。

以上のように構成された現像カートリッジ１０の作用について図７〜図１２および図１３のタイムチャートを参照しながら説明する。

駆動ギヤ５０、第１ギヤ１００および第２ギヤ２００は、未使用状態において、図７（ａ），（ｂ）に示す初期位置にある。図３に示すように、第１ギヤ１００が初期位置にある状態において、第１突起１４０の先端は開口３１Ａから露出している。そして、図７（ａ）に示すように、レバー７０の接触部７２が第１突起１４０に接触することで、レバー７０が第２レバー位置に位置し、センサ７はＯＮとなっている。

駆動ギヤ５０がアジテータ１４を介して本体筐体２から駆動力を受けることで回転を開始すると（時刻ｔ０）、第１ギヤ１００は、駆動ギヤ５０に噛み合って第１回転速度ω１で回転する。第１突起１４０は、第１ギヤ１００に伴って回転する。そして、第１突起１４０がレバー７０から外れて、レバー７０は、図示せぬバネの付勢力で第１レバー位置に移動する。これにより、レバー７０は、光センサ７Ｂの光から外れるので、図８および図１３の時刻ｔ１〜ｔ２に示すように、センサ７がＯＦＦとなる。なお、レバー７０が図７（ａ）に示す第２レバー位置から図８に示す第１レバー位置に移動するときには、光センサ７Ｂの光が遮蔽部７３の切欠部７３Ｃを一瞬通過するが、バネの付勢力で移動するレバー７０の速度が速いため、制御装置ＣＵは、この間のセンサ７のＯＦＦは認識しない。

そして、さらに第１ギヤ１００が回転すると、第３突起１５０がレバー７０と接触する。これにより、レバー７０を第１レバー位置から第２レバー位置に第１速度Ｖ１で移動させる。このようにレバー７０が第１速度Ｖ１で移動すると、レバー７０の第２遮蔽部７３Ｂ、切欠部７３Ｃ、第１遮蔽部７３Ａが第１速度Ｖ１で光を横切るため、図１３に示すように、ＯＮ時間が第２時間Ｔ２で、かつ、ＯＦＦ時間が第３時間Ｔ３となる低速用の信号ＳＧ１が生じる。

第１ギヤ１００がさらに回転すると、図９に示すように、第１突起１４０が第２ギヤ２００の係合突起２５０に接触し、第１突起１４０が係合突起２５０を押し始める。これにより、第１ギヤ１００と第２ギヤ２００は共に第１回転速度ω１で回転し始める（時刻ｔ３）。

第１ギヤ１００が第２ギヤ２００に押されて第２ギヤ２００と共に回転すると、第３突起１５０がレバー７０から外れて、レバー７０は、図示せぬバネの付勢力で第１レバー位置に移動する（時刻ｔ４）。これにより、レバー７０は、光センサ７Ｂの光から外れるので、図１０に示すように、センサ７がＯＦＦとなる。なお、レバー７０が図９に示す第２レバー位置から図１０に示す第１レバー位置に移動するときには、光センサ７Ｂの光が遮蔽部７３の切欠部７３Ｃを一瞬通過するが、バネの付勢力で移動するレバー７０の速度が速いため、制御装置ＣＵは、この間のセンサ７のＯＦＦは認識しない。

そして、図１０（ｂ）に示すように、第２ギヤ２００は、駆動ギヤ５０の大径ギヤ部５２と噛み合い始める（時刻ｔ５）。大径ギヤ部５２が第２ギヤ歯部２３０と噛み合い始めた時点において、小径ギヤ部５１は第１ギヤ歯部１３０と噛み合っている。このようにして、第２ギヤ２００は、第１突起１４０が係合突起２５０を押すことで第２ギヤ２００が回転し、大径ギヤ部５２と第２ギヤ歯部２３０が噛み合う。第２ギヤ２００は、第２ギヤ歯部２３０が大径ギヤ部５２と噛み合うことで、第１回転速度ω１より速い第２回転速度ω２で回転する。本実施形態では、第２回転速度ω２は、第１回転速度ω１の約３倍の速さである。

第２ギヤ２００が第２回転速度ω２で回転すると、図１１に示すように、第２突起２４０がレバー７０と接触する（時刻ｔ６）。第２突起２４０は、第１回転速度ω１よりも速い第２回転速度ω２で回転しているので、レバー７０を第１レバー位置から第３レバー位置に、第１速度Ｖ１よりも速い第２速度Ｖ２で移動させる。このようにレバー７０が第２速度Ｖ２で移動すると、レバー７０の第２遮蔽部７３Ｂ、切欠部７３Ｃ、第１遮蔽部７３Ａが第２速度Ｖ２で光を横切るため、図１３に示すように、ＯＮ時間が第４時間Ｔ４で、かつ、ＯＦＦ時間が第５時間Ｔ５となる高速用の信号ＳＧ２が生じる。高速用の信号ＳＧ２は、低速用の信号ＳＧ１より短い。本実施形態では、高速用の信号ＳＧ２は、低速用の信号ＳＧ１の約１／３の長さである。

そして、第１ギヤ１００は、駆動ギヤ５０との噛み合いが解除されて、回転を停止する。第２ギヤ２００は、第２ギヤ歯部２３０と大径ギヤ部５２の噛み合いが解除され、第３突出部２１４がトーションスプリング３７と接触する。

第２ギヤ２００は、第３突出部２１４がトーションスプリング３７と接触すると、第３突出部２１４がトーションスプリング３７に押されて、図１１（ｂ）の位置から図１２（ｂ）の位置に移動する。この後、第２ギヤ２００の第１突出部２１２が本体筐体２のストッパ１１Ｃと接触して回転を停止する（時刻ｔ７）。

このようにして、駆動ギヤ５０、第１ギヤ１００および第２ギヤ２００は、図１２（ａ），（ｂ）に示す最終位置に移動する。最終位置において、駆動ギヤ５０は、第１ギヤ１００および第２ギヤ２００と噛み合っていない。このため、駆動ギヤ５０が回り続けても、第１ギヤ１００および第２ギヤ２００は最終位置に位置したままである。また、レバー７０は、第２突起２４０との接触を維持するので、センサ７はＯＮのままである。

図１３に示すように、以上の動作の過程において、駆動ギヤ５０が回転を開始した（時刻ｔ０）後、センサ７の信号は８回切り替わる。この信号の切り替わりのパターン（ＯＦＦ信号またはＯＮ信号の長さ、切り替わり回数、切り替わりタイミングの違い）は、第１ギヤ１００および第２ギヤ２００と共に回転する突起の数や回転方向の大きさ、駆動ギヤ５０と第１ギヤ１００のギヤ比、駆動ギヤ５０と第２ギヤ２００のギヤ比により変えることができる。この信号のパターンと、現像カートリッジ１０の仕様とをあらかじめ対応させておくことにより、制御装置ＣＵは、現像カートリッジ１０の仕様を判別することが可能である。

使用済み状態の現像カートリッジ１０をレーザプリンタ１の本体筐体２に装着する場合、第１ギヤ１００および第２ギヤ２００は最終位置にある。この場合においても、第２突起２４０は、前記した未使用状態の第１突起１４０と略同じ位置にある。このため、使用済みの現像カートリッジ１０を本体筐体２に装着すると、第２突起２４０がレバー７０と接触するので、制御装置ＣＵは、現像カートリッジ１０が装着されていることを判定することができる。

以上説明した現像カートリッジ１０によれば、第１ギヤ１００が小径ギヤ部５１と噛み合って所定角度回転した後に、第２ギヤ２００が大径ギヤ部５２と噛み合って回転する。このため、第１ギヤ１００を回転させ始めてから所定期間経った後で第２ギヤ２００を第１ギヤ１００と異なる速さで回転させることができる。この結果、現像カートリッジ１０の仕様を特定するための新たなギヤ構造を有する現像カートリッジ１０を提供することができる。

また、第２ギヤ２００は、第１ギヤ１００に押されることで、第１ギヤ１００と共に第１回転速度ω１で回転した後に、大径ギヤ部５２と噛み合う。このため、第１回転速度ω１より速い第２回転速度ω２で回転する。このため、簡易な構成で第２ギヤ２００を確実に動かすことができる。

また、第１ギヤ１００の第１突起１４０が、第２ギヤ２００の係合突起２５０を押すことで第２ギヤ２００が回転し、大径ギヤ部５２と第２ギヤ歯部２３０が噛み合う。このため、簡易な構成で第２ギヤ２００を確実に動かすことができる。

また、第１ギヤ１００は、第１突起１４０と異なる位置に、第３突起１５０を有する。このため、第３突起１５０によって、現像カートリッジ１０の仕様の多様化が可能になる。

以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

上述した実施形態においては、第２ギヤ２００は、第１ギヤ１００に直接接触して押されることで回転したが、第２ギヤが、第２ギヤおよび第１ギヤとは別の他の部品を介して第１ギヤに押される構成であってもよい。

上述の実施形態では、第１突起１４０、第２突起２４０および第３突起１５０は、第１ギヤ１００または第２ギヤ２００と一体であったが、これらは別部品で構成されていてもよい

上述の実施形態においては、駆動ギヤ５０はアジテータとともに回転するアジテータギヤであったが、駆動ギヤとアジテータギヤが別であってもよい。

上述の実施形態においては、現像カートリッジ１０は、感光体カートリッジ５と別体に構成されていたが、一体に構成されていても構わない。

上述の実施形態においては、画像形成装置の一例としてモノクロのレーザプリンタを例示したが、画像形成装置はカラーの画像形成装置であってもよいし、ＬＥＤにより露光するものであってもよいし、コピー機や複合機であってもよい。

前記した各実施形態および各変形例の各要素は、任意に組み合わせて実施することが可能である。

１ レーザプリンタ
１０ 現像カートリッジ
５０ 駆動ギヤ
５１ 小径ギヤ部
５２ 大径ギヤ部
１３０ 第１ギヤ歯部
１４０ 第１突起
１５０ 第３突起
２００ 第２ギヤ
２３０ 第２ギヤ歯部
２４０ 第２突起
２５０ 係合突起

Claims (10)

1. 現像剤を収容可能な筐体と、
   小径ギヤ部と、前記小径ギヤ部よりも径の大きい大径ギヤ部と、を有する駆動ギヤと、
   周面の一部に設けられた複数のギヤ歯からなる第１ギヤ歯部であって、前記小径ギヤ部と噛み合い可能な第１ギヤ歯部と、前記第１ギヤ歯部と共に回転する第１突起と、を有する第１ギヤと、
   前記第１ギヤに対して回転可能な第２ギヤであって、周面の一部に設けられた少なくとも１つのギヤ歯からなる第２ギヤ歯部であって、前記大径ギヤ部と噛み合い可能な第２ギヤ歯部と、前記第２ギヤ歯部と共に回転する第２突起と、を有する第２ギヤと、を備え、
   前記小径ギヤ部と前記第１ギヤ歯部が噛み合って前記第１ギヤが所定角度回転した後に、前記大径ギヤ部と前記第２ギヤ歯部が噛み合い、前記第２ギヤが回転することを特徴とする現像カートリッジ。
2. 前記第２ギヤは、前記第１ギヤに押されることで、前記第１ギヤと共に第１回転速度で回転した後に、前記大径ギヤ部と噛み合うことで、前記第１回転速度より速い第２回転速度で回転することを特徴とする請求項１に記載の現像カートリッジ。
3. 第２突起の回転軌跡の内側に、前記第１突起の回転軌跡が位置することを特徴とする請求項２に記載の現像カートリッジ。
4. 前記第２ギヤは、前記第２突起の回転軌跡の内側に位置する係合突起であって、前記第２突起と共に回転可能な係合突起を有し、
   前記第１突起が前記係合突起を押すことで前記第２ギヤが回転し、前記大径ギヤ部と前記第２ギヤ歯部が噛み合うことを特徴とする請求項３に記載の現像カートリッジ。
5. 前記大径ギヤが前記第２ギヤ歯部と噛み合い始めた時点において、前記小径ギヤ部は前記第１ギヤ歯部と噛み合っていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の現像カートリッジ。
6. 前記第１ギヤは、前記第１突起と異なる位置に、前記第１ギヤ歯部と共に回転する第３突起をさらに有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の現像カートリッジ。
7. 前記筐体内の現像剤を撹拌可能なアジテータを備え、
   前記駆動ギヤは、前記アジテータと共に回転するアジテータギヤであることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の現像カートリッジ。
8. 前記第１ギヤは、前記第１ギヤ歯部が前記小径ギヤ部と噛み合う初期位置から、前記第１ギヤ歯部と前記小径ギヤ部との噛み合いが解除される最終位置へ回転することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の現像カートリッジ。
9. 前記第２ギヤは、前記第２ギヤ歯部が前記大径ギヤ部と噛み合っていない初期位置から、前記第２ギヤ歯部が前記大径ギヤ部と噛み合う伝達位置を経て、前記第２ギヤ歯部と前記大径ギヤ部との噛み合いが解除される最終位置へ回転することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の現像カートリッジ。
10. 前記駆動ギヤは、軸方向に延びる第１軸について回転可能であり、
    前記第１ギヤは、前記軸方向に延びる第２軸について回転可能であり、
    前記第２ギヤは、前記第２軸について回転可能であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の現像カートリッジ。

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