JP4996989B2 - 作像ユニットと画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の静電複写プロセスによる画像形成に用いられる着脱可能な作像ユニットに関するものであり、またこの作像ユニットを用いた画像形成装置に関するものである。

特第３３１２８２１号公報 特開２００６−１３９１４６号公報

電子写真プロセスを用いる画像形成装置では、そのメンテナンス等を容易に行うことができるように、画像形成を行う全工程機器のうち特定の機器、例えば像担持体である感光ドラムや現像器やクリーニング器等をカートリッジ容器内に一括化して画像形成装置本体に対して着脱自在なユニットとすることが行われている（プロセスカートリッジ）。そして装置本体に対して着脱自在なユニットと装置本体の間での電気的接続手段として、各ユニット及び装置本体に各々コネクタを設けるようになっている（特許文献１や特許文献２）。

各ユニット及び装置本体に各々コネクタを設ける構成により電気的接続を実現できるとともに、集積されたコネクタにより複数の接続部を有する場合でも接続部分を小型化し、ひいては装置のコストダウンを図ることもできる。

近年のカラー化、及び生産性向上（出力枚数の向上）に対応するため、図１に示すような、複数色の作像部（以下、作像ユニットという）を並列に配置した所謂タンデム型の画像形成装置が多くなっている。一般的には、黒、マゼンタ、シアン、イエローの４色の重ね合わせによりカラー画像を得ることが多く、上記作像ユニットは、これら４色分として並列配置される。

ここで、コスト的には４色分の作像ユニットは完全に共通した形態を有するのが望ましいが、使用するトナーによる違いや、例えば使用頻度の高い黒色作像ユニットを高寿命化させることで装置のランニングコスト低減を図る等、共通化できない要因がある。共通でない場合、装置メンテナンス等で作像ユニットを着脱する際の誤セットを防止するため、作像ユニットと装置本体の各接合部分に、作像ユニット毎に異形状な接合部、コネクタを設けることが有効である。

一例として、本発明の前提となる図５、６に、色違いの作像ユニット及び本体コネクタの形状を示す。図５は図４の黒色作像ユニット２００Ｂｋに対する接合部分の本体コネクタであり、図６はその他の色（マゼンタ、シアン、イエローのいずれか）の作像ユニットに対するコネクタである。図５と図６のコネクタは互いに異形状である。この「異形状」は、形状的な相違以外にサイズ的な相違も含む概念である。このような異形状により、黒色作像ユニット２００ｋは装置本体のマゼンタ、シアン、イエロー部に挿入することはできず、また他色の作像ユニット２００Ｍ、２００Ｃ、２００Ｙも装置本体の黒部に挿入することができない。

ところで作像ユニットは、そのユニット内の一部を部品交換することにより継続使用可能なメンテナンス形態を採用する場合もあり、その際にはコネクタやコネクタが設けられるユニットケーシングは単一のまま何度も着脱使用されることとなる。また、近年の地球環境維持のため再使用可能な部品はできるだけ再使用することが望まれており、コストダウンも図ることができる。例えばコネクタは電気的接続が確保される範囲であれば複数回着脱しても使用可能である。

しかし、前述したコネクタの異形状部分は万が一誤った挿入部へ何度も装着を試みられた場合には摩耗や破損が生じる場合があり、破損した場合には誤った挿入部に挿入され、装置の正常動作に支障をきたすおそれもある。

本発明は上述した問題が発生しないコネクタ及び作像ユニットを提供することを目的とする。

上記課題は、本発明にしたがって、複数の作像ユニットとの接続のために互いに異形状部分を有する複数の雌型コネクタを備えた画像形成装置に取り外し可能に装着されるべき複数の作像ユニットであって、枠体と画像形成装置に電気接続するための雄型コネクタとを夫々の作像ユニットが有し、前記枠体の内部には少なくとも像担持体と現像手段とを備えていて、一つの作像ユニットの雄型コネクタが前記装置本体の複数の雌型コネクタの一つに形状対応するとともに他の作像ユニットの雄型コネクタとは異形状の部分を有しており、これらの異形状の部分にそれぞれ補強部材が取り付けられていることで、作像ユニット的に上記課題が解決される。上記補強部材が、コネクタよりも剛性の高い材質からなるピンあるいはコネクタ外形を覆うプレートであれば、一層効果的である。補強部材のコネクタへの取付は、接着剤を用いてもよく、溶着させてもよく、その他、従来周知の固着方法を利用可能である。

また、装置本体とこの装置本体に取り外し可能に装着される少なくとも二つの作像ユニットとを備えてなる画像形成装置にして、前記装置本体が前記少なくとも二つの作像ユニットとの夫々の電気接続のために互いに異形状部分を有する複数の雌型コネクタを有し、前記少なくとも二つの作像ユニットが夫々枠体と前記装置本体に電気接続するための雄型コネクタとを有し、各枠体の内部には夫々少なくとも像担持体と現像手段とを備えていて、一つの作像ユニットの雄型コネクタが前記装置本体の複数の雌型コネクタの一つに形状対応するとともに他の作像ユニットの雄型コネクタとは異形状の部分を有しており、これらの異形状の部分にそれぞれ補強部材が取り付けられていることで、画像形成装置的に解決される。各作像ユニットのコネクタにそれぞれ取り付けられた補強部材が、コネクタよりも剛性の高い材質からなるピンあるいはコネクタ外形を覆うプレートであるのが好ましく、その際、各補強部材が等しく高剛性材質のピンであってもよいし、補強部材毎にピンであったり、プレートであったりしてもよい。

本発明によれば、コネクタ部分の剛性が増し、作像ユニットを画像形成装置本体へ装着する際に、コネクタが誤った挿入部に挿入されてもコネクタが破損する事態を防止でき、繰り返し利用しても確実に正しい挿入部へコネクタを挿入することができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお以下の説明は本発明における最良の形態であって、特許請求の範囲を限定するものではない。

図１は、フルカラー画像を形成する画像形成装置一例を示す断面図である。ここに示した画像形成装置１００は上から読取部１１０、作像部本体１２０、給紙部１３０で構成され、作像部本体１２０は、本体内に並列された４個のプロセスカートリッジたる作像ユニット２００Ｂｋ、２００Ｍ、２００Ｃ、２００Ｙ、無端状の中間転写ベルト６２、２次転写ローラ６５、作像ユニットにトナーを供給する各色のトナーボトル５９等を備えている。作像ユニット２００は、図２に示す通り、プロセスカートリッジ枠体２１０に、像担持体である感光体１０、クリーニング手段であるクリーニングモジュール２０（その先端にはクリーニングブレード２２が取り付けられている）、帯電手段である帯電モジュール３０、現像手段である現像モジュール５０等を備えている。作像ユニットと称する場合、少なくとも感光体と現像手段とを一体的にカートリッジ化して、画像形成装置本体に対して着脱可能にしたものをいい、本例のように、クリーニング手段や帯電手段等を追加的に備えることも可能である。

中間転写ベルト６２は、作像部本体１２０において、４つの感光体１０の上方に位置し、中間転写ベルト６２の下側走行辺が各感光体１０の周面に当接している。中間転写ベルト６２は、各感光体１０の表面にそれぞれ形成された互いに異なる色のトナー像が重ねて転写される転写材の一例を構成するものである。

感光体１０上にトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写ベルト６２に転写する構成は、各作像ユニット毎にトナー像の色が異なるだけで、実質的に全て同一である。１つの作像ユニットにおいて説明すると、感光体１０は図２で見て時計方向に回転駆動され、このとき帯電電圧を印加された帯電モジュール３０によって感光体１０が所定の極性に帯電される。帯電後の感光体１０には、図１に示された光書き込み装置４０から出射する光変調されたレーザビームＬが照射され、これによって感光体１０に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像モジュール５０によって所定色のトナー像として可視像化される。

中間転写ベルト６２を挟んで、感光体１０と反対側に一次転写ローラ６１が配置され、この一次転写ローラ６１に転写電圧が印加されることにより、感光体１０上のトナー像が、回転する中間転写ベルト６２上に転写される（一次転写）。トナー像転写後の感光体１０上に付着する転写残トナーはクリーニングモジュール２０によって除去される。クリーニングモジュールの感光体回転下流側には感光体１０上に潤滑剤を塗布して、感光体１０表面の磨耗を低減し、クリーニング性を上げる潤滑剤塗布装置７０が備えられている。

図１に示す画像形成装置１００内の下部には、記録媒体である転写紙を収容した給紙カセットを有する給紙装置１３０が配置され、所定のタイミングで中間転写ベルト６２の部分と、これに対置された二次転写ローラ６５との間に給送される。このとき、二次転写ローラ６５には不図示の電源から所定の転写電圧が印加され、これによって中間転写ベルト６２上の合成トナー像が転写紙に転写される（二次転写）。

合成トナー像を転写された転写紙は更に上方に搬送され、定着装置９０を通り、その際、転写紙上のトナー像が熱と圧力の作用により定着される。定着装置９０を通過した転写紙は、排紙ローラ対９１によって、画像形成装置１００の筐体上面の排紙部に排出される。

本実施形態では、クリーニング手段、帯電手段、現像手段等の各プロセス手段をそれぞれモジュール化し、作像ユニット（プロセスカートリッジ）を画像形成装置本体から取り外した状態において各プロセスモジュールをモジュール単位で交換できるようになっている。その構造については公知なので、ここでは詳述しないが、そのようにモジュール化することで、なお使用可能であるプロセス手段を作像ユニットの寿命と共に廃棄して資源の無駄が生じることを防止できる。モジュール化した各プロセス手段を交換可能に作像ユニットに組み込み、作像ユニットを画像形成装置本体に着脱自在とすることで、ユーザー又はサービスマンは作像ユニット単位での交換も、プロセスモジュール単位での交換もでき、非常に使い勝手がよい。

図３、４は、プロセスカートリッジの一例としての黒色作像ユニット２００Ｂｋを互いに異なる方向から見た外観を示しており、図５は黒色作像ユニットの従来公知のコネクタ１と、それに対応する本体コネクタ２を示している。一方、図６はマゼンタ、シアン、イエローのプロセスカートリッジの一例としての作像ユニットの従来公知のコネクタ３と本体コネクタ４を示している。コネクタ１とコネクタ３には互いに異形状部分があり、本体コネクタ２、４もそれに対応した形状となっているため、誤って作像ユニットが異なる個所に挿入されることが防止される。

本発明では、図７に示すように、コネクタ５は、上述した異形状部分に金属ピン６を設置されている。このため異形状部分の剛性が増し、誤った挿入部に何度も挿入された場合も、コネクタの破損が防止される。金属ピンの断面形状は丸でも矩形でも効果は変わらない。図８に示す例では、コネクタ７が異形状部分を金属の薄板８で覆われている。このため図７のコネクタ５と同様に剛性が増し、コネクタが破損することがない。図９に示す例では、コネクタの異形状部分に金属板９が接着されており、剛性が増して、コネクタの破損を防止する。

画像形成装置の概略構成図である。 プロセスカートリッジの概略構成図である。 プロセスカートリッジの斜視図である。 プロセスカートリッジの別の角度の斜視図である。 黒ユニットと本体コネクタを示す図である。 イエローユニットと本体コネクタを示す図である。 異形状部分に金属ピンを取り付けたコネクタを示す図である。 異形状部分を金属薄板で覆われたコネクタを示す図である。 異形状部分に金属板を接着したコネクタを示す図である。

符号の説明

１，３，５，７ プロセスカートリッジ側コネクタ
２，４ 本体コネクタ
６ 金属ピン
８ 金属薄板
９ 金属板

Claims (4)

1. 複数の作像ユニットとの接続のために互いに異形状部分を有する複数の雌型コネクタを備えた画像形成装置に取り外し可能に装着されるべき複数の作像ユニットであって、枠体と画像形成装置に電気接続するための雄型コネクタとを夫々の作像ユニットが有し、前記枠体の内部には少なくとも像担持体と現像手段とを備えていて、一つの作像ユニットの雄型コネクタは前記装置本体の複数の雌型コネクタの一つに形状対応するとともに他の作像ユニットの雄型コネクタとは異形状の部分を有しており、これらの異形状の部分にそれぞれ補強部材が取り付けられている、複数の作像ユニット。
2. 上記補強部材が、コネクタよりも剛性の高い材質からなるピンあるいはコネクタ外形を覆うプレートであることを特徴とする請求項２に記載の作像ユニット。
3. 装置本体とこの装置本体に取り外し可能に装着される少なくとも二つの作像ユニットとを備えてなる画像形成装置にして、前記装置本体は前記少なくとも二つの作像ユニットとの夫々の電気接続のために互いに異形状部分を有する複数の雌型コネクタを有し、前記少なくとも二つの作像ユニットは夫々枠体と前記装置本体に電気接続するための雄型コネクタとを有し、各枠体の内部には夫々少なくとも像担持体と現像手段とを備えていて、一つの作像ユニットの雄型コネクタは前記装置本体の複数の雌型コネクタの一つに形状対応するとともに他の作像ユニットの雄型コネクタとは異形状の部分を有しており、これらの異形状の部分にそれぞれ補強部材が取り付けられている、画像形成装置。
4. 各作像ユニットのコネクタにそれぞれ取り付けられた補強部材が、コネクタよりも剛性の高い材質からなるピンあるいはコネクタ外形を覆うプレートであることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。

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