JP3384933B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、感光体、現像装
置、帯電装置等を一体のケース内に納めた作像ユニット
を用いる画像形成装置に関する。 【０００２】 【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】複写機
やファクシミリ等の画像形成装置では近年とみに小型化
が図られているが、小型化の要求を達成するために、感
光体、現像装置、帯電装置等を一体の樹脂製ケース内に
納めて作像ユニットを構成し、画像形成装置全体として
の小型化に資するようにすることが多くなってきてい
る。このような構成にすると、作像系の感光体、現像ユ
ニット、クリーニングブレード、帯電ローラ、トナーリ
サイクル部等の各部品の寿命を同じとしてより経済的な
ものとすることができ、また部品交換も別々の時期に行
なうのではなく、一括で一つ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。 【０００３】このような作像ユニットを用いた画像形成
装置では、画像形成装置本体へ新品の作像ユニットを装
着した際に、新品の作像ユニットが装着されたことを検
知する新品検知、帯電装置への帯電バイアス電圧を印加
する端子間の接触及び通電、作像ユニットが適正に装置
本体にセットされたかどうかのセット検知、作像ユニッ
トに設けてある現像剤の濃度センサーが、供給されてい
る現像剤の濃度をいかなる値に検知すべきかをセットす
る初期剤設定等のように、必要な種々の初期設定あるい
は初期動作が行われなければならない。 【０００４】ところがこのような作像ユニットを用いる
タイプの従来の画像形成装置においては、上述のような
多くの設定や動作を自動で行われるようには設計されて
おらず、特に新品装着時に作像ユニットに設けた現像剤
濃度センサーの濃度検知出力が正しく現像剤の濃度を示
すかどうかのチェック及び補正をサービスマンやオペレ
ータ等が自らの手で行わなければならず、自動でチェッ
ク及び補正が行われるようにすることが望まれていた。
そこで本発明は上記従来の問題点に鑑み、必要な種々の
動作を新品の作像ユニットの装着とともに自動的に行え
るようにした画像形成装置を提供することを目的とす
る。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、感光体、現像装置、帯電装置等を一体の
ケース内に納めてなる作像ユニットと、該作像ユニット
に装着する現像剤供給用カートリッジとを有し、前記作
像ユニットを装置本体内へ装脱自在としてなる画像形成
装置において、上記作像ユニットの上記ケースにおける
上記装置本体と対向する一面部の端縁に設けられた倒れ
可能な突起と、該突起の装置本体対向面に突設され、上
記作像ユニットが上記装置本体の所定の位置にセットさ
れたことを検知させるセット検知用端子と、上記装置本
体側に設けられ、上記セット検知用端子と係合して上記
作像ユニットのセットを検知させるセット検知用端子受
けと、上記現像剤供給用カートリッジのケースに設けら
れ、当該現像剤供給用カートリッジが上記作像ユニット
に装着されたとき上記突起と係合して該突起の倒れを阻
止する延設部とを具備し、上記現像剤供給用カートリッ
ジが装着された上記作像ユニットが上記装置本体に装着
されるとき、上記突起の倒れが阻止されてセット検知用
端子と上記セット検知用端子受けとの係合を可能にし、
上記現像剤供給用カートリッジが装着されていない上記
作像ユニットが上記装置本体に装着されるとき、上記突
起の倒れてセット検知用端子と上記セット検知用端子受
けとの係合を不能にすることを特徴としている。 【０００６】 【０００７】 【０００８】 【０００９】 【００１０】 【００１１】 【発明の実施の形態】本発明に係る画像形成装置の実施
の形態を図面を参照して以下説明する。図１は本発明に
係る画像形成装置の一実施形態で用いる作像ユニットの
外観を示す斜視図、図２は図１の作像ユニット、転写・
分離装置、定着装置等の配置を示す断面図である。これ
らの図において、１０は作像ユニット、１１は転写・分
離装置、１２は定着装置であり、作像ユニット１０はカ
ートリッジ状に形成してあって図示せず画像形成装置本
体に対して着脱可能になっている。また転写・分離装置
１１は、転写ローラ１３を備え、回動支点１４により図
中上下方向で回動可能にしてあり、定着装置１２は、加
圧ローラ１５と加熱ローラ１６とから構成してある。 【００１２】また図示の作像ユニット１０は、樹脂製の
感光体周りケース（以下単にケースという）１７内に、
感光体１８、帯電装置を構成する帯電ローラ１９、現像
装置２０、クリーニング装置２１及びクリーニング装置
２１で回収した残留トナーを現像装置１１へ送り込むト
ナーリサイクルベルト２２、トナー搬送スクリュー４
２、剤撹拌部材４３等を設けてある。図中３７はケース
１７上を覆うように取り付ける上カバーで感光体１８や
帯電ローラ１９等に人が接触するのを防止している。図
中８０は剤供給カートリッジで、ケース１７の現像装置
２０の上部に装着してある。作像ユニット１０の運搬、
搬送時の現像装置２０からの現像剤の漏れや、保管中の
吸湿による現像剤の劣化を防止するため、現像剤をヒー
トシール等により密封し、ヒートシールを外部から除去
することにより、内部の現像剤が現像装置２０内に投入
されるようになっているが、これらについては図示を省
略する。また図中１２６は現像剤濃度センサーで、現像
装置２０の現像剤撹拌部２６における濃度を検出してい
る。 【００１３】このように構成した作像ユニットを用いた
作像動作を簡単に説明する。まず画像形成装置本体を所
定の位置に装着した状態で、感光体１８が図示せぬ駆動
源によって図２中の矢示方向に回転可能になり、画像形
成動作が開始すると、感光体１８に図示せぬ除電ランプ
から除電光を照射してその表面を除電し、表面電位を例
えば０〜−１５０Ｖの基準電位に平均化する。次に、感
光体１８の表面に接触状態にある帯電ローラ１９に高電
圧を印加して感光体１８を帯電し、その表面電位を例え
ば−１１００Ｖ前後にする。そして、その帯電した電位
面に対して露光して、画像となる表面電位が例えば０〜
−２９０Ｖの潜像部分を形成する。 【００１４】この潜像部分が、感光体１８の回転によっ
て現像装置２０の現像スリーブ２３の位置まで移動する
と、その潜像部分に例えば−８００Ｖ前後のバイアスを
掛けてある現像スリーブ２３の表面に保持されているト
ナーが付着し、潜像部分が現像されてトナー像（可視
像）となる。 【００１５】一方、図示せぬ給紙部から給紙された転写
紙Ｐは、その先端と感光体１８上のトナー像の先端とを
転写ローラ１３の位置で一致するようにレジストローラ
対２４によってタイミング調整され、感光体１８上のト
ナー像が転写ローラ１３によって転写紙Ｐに転写され
る。その転写紙Ｐを定着装置１２の加圧ローラ１５と加
熱ローラ１６間へ搬送し、そこで熱と圧力により転写し
たトナーを転写紙Ｐへ融着させ、機外の図示せぬ排紙ト
レイ等に排出する。 【００１６】画像転写後に感光体１８上に残った残留ト
ナーは、クリーニング装置２１のクリーニングブレード
２５により掻き落とし、感光体１８の表面にほとんどト
ナーが付着、残留していない状態として次の作像工程へ
移る。クリーニング装置２１によって回収した残留トナ
ーは、トナーリサイクルベルト２２により現像装置２０
の現像剤撹拌部２６へ搬送して回収し、剤撹拌部材４３
で撹拌して再度現像スリーブ２３へ供給してトナーをリ
サイクルする。なお図中４１はクリーニングブレード２
５のホルダーである。 【００１７】ところで図示の作像ユニット１０は、ケー
ス１７の図１で正面に示す側面部１７ａに、新品検知用
の突起１１０、セット検知用のプラグコネクタ１１１、
画像形成装置本体への挿入ガイド用のガイド突起１１
２、１１３を突設するとともに、帯電装置のケース３１
の一端に設けた給電用端子部３１ａを臨ませてある。ま
た図３に示すように、画像形成装置本体の作像ユニット
１０を装着する部位の側板１１４には、これらと対応す
る位置に、新品検知スイッチ１１５、セット検知用のリ
セプタクルコネクタ１１６、帯電バイアス電圧印加用端
子１１７を設けてある。そして側板１１４には、図４に
示すように、ガイド突起１１２、１１３を挿し入れるた
めの孔１１８、１１９を設けてある。給電用端子部３１
ａからは帯電ローラ１９、現像装置２０、転写・分離装
置１１、図示せぬ除電装置等へのバイアス電圧を印加す
るものである。なおガイド突起１１３を装着のためのガ
イドとして用いずに、例えば作像ユニット１０を装着し
ようとする画像形成装置の種別の識別手段等として用い
る場合、感光体１８の軸をガイドとすることができ、そ
の場合、孔１１９はもちろん設けられない。 【００１８】新品検知用の突起１１０は、図５及び図６
に示すように、ケース１７の定着装置１２側の端部とな
る部位に軸支した扇形ギヤ１２０と一体に形成してあ
り、扇形ギヤ１２０とともにケース１７の側面と平行な
面内で回転するようになっている。扇形ギヤ１２０は、
感光体１８端縁に形成したギヤ１２１と、中間ギヤ１２
２を介して連結してある。このため、作像ユニット１０
を画像形成装置本体内へ装着して新品検知用突起１１０
が新品検知スイッチ１１５に当接し、感光体１８が回転
すると、これに伴うギヤ１２１、中間ギヤ１２２の回転
により、扇形ギヤ１２０とともに図１、６中の下方へ回
転する（図６（Ａ）の矢印方向：図５では図示の状態か
ら上方へ左回りに向かう回転となる。）。そして扇形ギ
ヤ１２０が中間ギヤ１２２との噛み合い範囲から外れる
とそれ以上は回転しなくなるので、新品検知用突起１１
０も回転したままの状態、即ち図６（Ｂ）に示すように
下方へ垂れ下がった状態のままになる。この状態では新
品検知用突起１１０と画像形成装置本体側の新品検知ス
イッチ１１５とは当接しなくなるので、一つの作像ユニ
ット１０の新品検知が確実に１回だけ行われることにな
る。なお図５では帯電装置とその給電用端子部３１ａは
図示を省略してある。 【００１９】図７に、セット検知用のプラグコネクタ１
１１とセット検知用のリセプタクルコネクタ１１６を示
す。プラグコネクタ１１１は２本のビス１２３によりケ
ース１７の側面部１７ａにネジ止め固定する。またリセ
プタクルコネクタ１１６も側板１１４に２本のビス１２
４によりネジ止め固定する。プラグコネクタ１１１とリ
セプタクルコネクタ１１６は、電話用のモジュラージャ
ックタイプのもので、非常に安価かつ小型のものを用い
ることができ、作像ユニット１０の小型化とコストダウ
ンを一層図れるようになっている。セット検知用のプラ
グコネクタ１１１には現像剤濃度センサー１２６や図示
は省略するが帯電ローラ１９近傍の温度を検出する温度
センサーを接続し、これらセンサーの検出信号をリセプ
タクルコネクタ１１６を介して画像形成装置本体側の制
御回路等へ送信する。なお図中の１２５はプリント基板
である。 【００２０】次に、作像ユニット１０を画像形成装置本
体へセットするときの、上述の給電用端子部３１ａ、新
品検知用突起１１０、セット検知用のプラグコネクタ１
１１、ガイド突起１１２、１１３、新品検知スイッチ１
１５、セット検知用のリセプタクルコネクタ１１６、帯
電バイアス電圧印加用端子１１７の当接、係合等の関係
を図３、４により説明する。 【００２１】まず図３を参照すると、作像ユニット１０
をセット方向（図３中に矢印で示す方向）で画像形成装
置本体内へ挿入し、ある位置に到ったときにおける位置
関係は、給電用端子部３１ａと帯電バイアス電圧印加用
端子１１７の間の距離をＡ、新品検知用突起１１０と新
品検知スイッチ１１５の間をＢ、セット検知用のプラグ
コネクタ１１１とリセプタクルコネクタ１１６の間をＣ
とすると、これらの距離はＡ≦Ｂ＜Ｃとなるように設定
してある。即ち、作像ユニット１０のセット検知が、給
電用端子部３１ａへの帯電バイアス電圧印加及び新品検
知よりも後で、最後に働くようにしてある。このため、
作像ユニット１０が画像形成装置本体へセットされてい
ない状態で、画像形成装置本体内の各部の動作が行われ
てしまうという誤動作が間違いなく防止される。 【００２２】また同様に、ガイド突起１１２、１１３と
側板１１４の孔１１８、１１９の間の距離をＤとする
と、セット検知用のプラグコネクタ１１１とリセプタク
ルコネクタ１１６の間の距離Ｃとの間はＤ＜Ｃとなるよ
うに設定してある。即ち、作像ユニット１０のセット検
知に小型のモジュラージャックタイプのコネクタを用い
ているので、位置決めを正確にしてセットしないとセッ
ト不良が発生する恐れがあるが、上述のように先にガイ
ド突起１１２、１１３と側板１１４の孔１１８、１１９
を位置決めしてこれを防止している。もちろん、上述の
セット検知等との関係からは距離Ｄを最も小さくしてお
けば、ガイド突起１１２、１１３の孔１１８、１１９へ
の位置決め後にすべてのセット関係が行われることにな
り、正確に作像ユニット１０を装着、セットできること
になる。 【００２３】ところで２成分現像方式の画像形成装置で
は、剤供給カートリッジ８０内に現像剤を入れる際にか
なり正確に剤の濃度（初期剤濃度設定としては例えば一
般には２％程度）を管理しており、製品によるバラツキ
はほとんどないが、現像剤濃度センサー１２６の出力に
はかなり製品の個体差によるばらつきがある。このため
新品の作像ユニット１０を画像形成装置本体に装着する
ごとに、初期剤設定と称して現像剤濃度センサー１２６
の出力値の補正を行っているが、本実施形態装置では、
新品検知用突起１１０と新品検知スイッチ１１５による
新品検知出力が生じた場合に、自動的に上述の初期剤設
定を行うように画像形成装置本体側で制御し、サービス
マンやユーザーの手間を省けるようになっている。 【００２４】なお図８に示すように、ケース１７の側面
部１７ａのプラグコネクタ１１１を取り付けた部位の上
部には突起１７ｂを設けてあり、剤供給カートリッジ８
０のケースから舌状に延設した部分８０ａの開口８０ｂ
を係合させ得るようにしてある。即ち、側面部１７ａが
薄くて作像ユニット１０上に立ち上がっている状態なの
で、剤供給カートリッジ８０を取り付けていない状態で
作像ユニット１０を画像形成装置本体にセットしようと
すると、プラグコネクタ１１１がリセプタクルコネクタ
１１６内へ入り込もうとするときの抵抗力に負けて側面
部１７ａが図８（Ｂ）に示すように倒れ、リセプタクル
コネクタ１１６にプラグコネクタ１１１が嵌合できなく
なるためセット不良となり、剤供給カートリッジ８０を
取り付けていない状態では作像ユニット１０をセットで
きなくなる。 【００２５】請求項１に係る画像形成装置は、作像ユニ
ットの上記ケースにおける装置本体と対向する一面部の
端縁に設けられた倒れ可能な突起と、該突起の装置本体
対向面に突設された作像ユニットが装置本体の所定の位
置にセットされたことを検知させるセット検知用端子
と、装置本体側に設けられ、セット検知用端子と係合し
て作像ユニットのセットを検知させるセット検知用端子
受けと、現像剤供給用カートリッジのケースに設けら
れ、当該現像剤供給用カートリッジが作像ユニットに装
着されたとき突起と係合して該突起の倒れを阻止する延
設部とを具備し、現像剤供給用カートリッジが装着され
た作像ユニットが装置本体に装着されるとき、突起の倒
れが阻止されてセット検知用端子とセット検知用端子受
けとの係合を可能にし、現像剤供給用カートリッジが装
着されていない作像ユニットが装置本体に装着されると
き、突起の倒れてセット検知用端子とセット検知用端子
受けとの係合を不能にするので、セット検知用の端子等
を設けた作像ユニットのケースの一面部の倒れを防止で
きるとともに、現像剤供給用カートリッジを装着しない
で作像ユニットを装置本体にセットしようとすることを
防止できるという効果がある。 【００２６】 【００２７】 【００２８】 【００２９】 【００３０】

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施形態で用い
る作像ユニットの外観を示す斜視図である。 【図２】図１の作像ユニット、転写・分離装置、定着装
置等の配置を示す断面図である。 【図３】給電、新品検知、セット検知等用の端子、コネ
クタ等の当接、係合時の位置関係を概念的に示す平面図
である。 【図４】セット検知用のコネクタとそのガイドのの位置
関係を概念的に示す側面図である。 【図５】新品検知用の突起の駆動機構を示す図１の作像
ユニットの底面側の斜視図である。 【図６】新品検知用の突起の駆動機構の動作を概念的に
示す図である。 【図７】セット検知用のコネクタを示す分解斜視図であ
る。 【図８】図１の作像ユニットのケース側面部の倒れ防止
機構を示す断面図（Ａ）とケース側面部の倒れ状態を示
す概念図（Ｂ）である。 【符号の説明】 １０ 作像ユニット １１ 転写・分離装置 １２ 定着装置 １３ 転写ローラ １４ 回動支点 １５ 加圧ローラ １６ 加熱ローラ １７ 感光体周りケース １７ａ 感光体周りケースの側面部 １７ｂ 感光体周りケースの側面部の突起 １８ 感光体 １９ 帯電ローラ ２０ 現像装置 ２１ クリーニング装置 ２２ トナーリサイクルベルト ２３ 現像スリーブ ２４ レジストローラ対 ２５ クリーニングブレード ２６ 現像剤撹拌部 ３１ 帯電装置のケース ３１ａ 給電用端子部 ３７ 上カバー ４１ クリーニングブレードのホルダー ４２ トナー搬送スクリュー ４３ 剤撹拌部材 ８０ 剤供給カートリッジ ８０ａ 剤供給カートリッジのケース延設部分 ８０ｂ 同開口 １１０ 新品検知用の突起 １１１ セット検知用のプラグコネクタ １１２、１１３ ガイド突起 １１４ 画像形成装置本体の側板 １１５ 新品検知スイッチ １１６ セット検知用のリセプタクルコネクタ １１７ 帯電バイアス電圧印加用端子 １１８、１１９ 孔 １２０ 扇形ギヤ １２１ ギヤ １２２ 中間ギヤ １２５ プリント基板 １２６ 現像剤濃度センサー Ｐ 転写紙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡邊 滋 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (72)発明者 巽 謙三 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (72)発明者 山口 俊隆 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (72)発明者 吉永 洋 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (72)発明者 雨宮 賢 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (72)発明者 大堀 真由美 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 平６−202403（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−51585（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−138672（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−152359（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−160173（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−214766（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−40471（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−35579（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−79046（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−95578（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−100307（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 21/16 G03G 21/18

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 感光体、現像装置、帯電装置等を一体の
   ケース内に納めてなる作像ユニットと、該作像ユニット
   に装着する現像剤供給用カートリッジとを有し、前記作
   像ユニットを装置本体内へ装脱自在としてなる画像形成
   装置において、 上記作像ユニットの上記ケースにおける上記装置本体と
   対向する一面部の端縁に設けられた倒れ可能な突起と、
   該突起の装置本体対向面に突設され、上記作像ユニット
   が上記装置本体の所定の位置にセットされたことを検知
   させるセット検知用端子と、上記装置本体側に設けら
   れ、上記セット検知用端子と係合して上記作像ユニット
   のセットを検知させるセット検知用端子受けと、上記現
   像剤供給用カートリッジのケースに設けられ、当該現像
   剤供給用カートリッジが上記作像ユニットに装着された
   とき上記突起と係合して該突起の倒れを阻止する延設部
   とを具備し、 上記現像剤供給用カートリッジが装着された上記作像ユ
   ニットが上記装置本体に装着されるとき、上記突起の倒
   れが阻止されてセット検知用端子と上記セット検知用端
   子受けとの係合を可能にし、上記現像剤供給用カートリ
   ッジが装着されていない上記作像ユニットが上記装置本
   体に装着されるとき、上記突起の倒れてセット検知用端
   子と上記セット検知用端子受けとの係合を不能にするこ
   とを特徴とする画像形成装置。