JP6345051B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリなどの、電子写真方式を用いた画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真方式を用いた画像形成装置において、所定の寿命を経過したユニットを交換可能とする構成がある。この交換可能なユニットとしては、以下のプロセスカートリッジ、転写ベルトユニット、定着ユニットなどが知られている。

プロセスカートリッジは、感光ドラム及びクリーナーや現像器等をユニット化し、このユニットごと画像形成装置本体に対して交換可能にしたものである。

転写ベルトユニットは、像担持体（感光ドラム、中間転写ベルト等）上に形成されたトナー像を転写材へ転写させる転写ローラーやベルト部材、張架ローラーなどで構成され、画像形成装置本体に対して交換可能にしたものである。

定着ユニットは、転写されたトナー像を転写材に定着させる定着ローラーや加熱ローラーで構成され、画像形成装置本体に対して交換可能にしたものである。

これら交換可能なユニットは、消耗品として取り扱われ、寿命が尽きたときにユーザーやサービスマンが交換するようになっている。

これら交換可能なユニットに関して、ユーザーに対しユニットの交換が必要であることを知らせるために、画像形成装置は、各ユニットの回転数を数えるカウンタを有している。ユニットの使用履歴であるカウンタの値が、所定値に達すると、画像形成装置は、ユニットの交換が必要であることを示す警告を表示部などに表示する。この警告を見て、ユーザーは、適切な時期にユニットを交換することができるものである。

使用済みの旧ユニットが新しいユニットに交換されると、旧ユニットが取り付けられていた過去の使用履歴をリセットして、画像形成装置が、ユニットが新しくなったことを認識する必要がある。このとき、ユーザーやサービスマンが操作部から使用履歴をリセットするが、作業手順を誤って、適切なリセット行為が行われない可能性がある。そこで、リセット行為を確実なものとするために、ユニットの装着や一連の動作によって新旧を検知し、人的操作に頼らない構成が提案されている。

特許文献１には、画像形成装置において、ユニット内に設けたヒューズによって、ユニットの新旧を判断する方法が提案されている。この方法では、装置本体に装着されたユニットのヒューズの導通状態を検出し、ユニットの新旧を判断する。新品と判断した場合には、カウンタをリセットした上で、所定の初期化処理を行ってヒューズを切断し、その後はヒューズの導通が検出されないので、旧ユニットと判断するというものである。

特許文献２には、マイクロスイッチの動作によって、新旧ユニットの判別を行う方法が提案されている。これは、回転軸に取り付けられた回動可能なカムによって、新しいユニット装着後の最初の回転時にマイクロスイッチを動作させて、新品であることを検知する。続いてカムが退避し、その後の回転においては、マイクロスイッチを押圧しないようになり、新ユニットと判断されないものである。

特開平６−１１８７３６号公報 特開平６−１６７８８５号公報

しかしながら、これらの従来例では、以下のような課題がある。

特許文献１では、ヒューズの溶断の検出および溶断を実行する回路が、ユニットの新旧検知を行うために必要である。また、画像形成装置本体とユニットを、電気的に接続する接点も必要となり、安定した導通性を確保するためには、構成が複雑になる。

特許文献２においても、ユニットの新旧検知を行うために、マイクロスイッチと、マイクロスイッチの動作を検出する回路が必要である。

したがって、画像形成装置において、前述のプロセスカートリッジ、転写ベルトユニット、定着ユニットについて、複数の新旧ユニットを検出するためには、ユニット毎に、特許文献に開示されているような専用の回路が必要であり、コストアップの要因となる。

そこで、本発明の目的は、コストアップを抑えるとともに、簡単な構成で、交換可能なユニットの新旧を検出可能な画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明は、装置本体に取り付けられた光学検知手段と、前記装置本体に対して着脱可能なユニットと、前記光学検知手段を所定の位相で遮光する第一遮光面を備え、前記ユニットに回転可能に設けられた、少なくとも２つの位相位置を連続的に切り替え可能な回転部材と、前記光学検知手段の検知信号から前記回転部材の位相を検出する制御手段と、を有する画像形成装置において、前記回転部材に設けられ、前記第一遮光面とは前記回転部材の回転方向における遮光領域の長さが異なる第二遮光面を、前記回転部材の外周から突出して前記光学検知手段を遮光する第一の位置と、前記回転部材の内側に退避して前記光学検知手段を遮光しない第二の位置と、に移動可能に備えた可動遮光部材と、前記回転部材の回転に伴って移動する前記可動遮光部材に当接して、前記第二遮光面を前記第一の位置から前記第二の位置へ移動させるカム部材と、前記カム部材によって前記第二の位置に移動された前記第二遮光面を前記第二の位置に保持するよう前記可動遮光部材を係止する係止手段と、を有し、前記制御手段は、前記光学検知手段によって前記第二遮光面を検知することで前記ユニットが交換されたことを検出することを特徴とする。

本発明によれば、回転部材の位相位置を検知する光学検知手段を用いて第二遮光面を検知することでユニットの交換を検出できる。そのため、コストアップを抑えるとともに、簡単な構成で、交換可能なユニットの新旧を検出することができる。

実施例１に係る画像形成装置を説明する図である。 実施例１、２に係る画像形成装置を説明する図である。 実施例１に係る画像形成装置を説明する図である。 実施例１に係る画像形成装置を説明する図である。 実施例１に係る画像形成装置を説明する図である。 実施例１に係る画像形成装置を説明する図である。 実施例２に係る画像形成装置を説明する図である。 実施例２に係る画像形成装置を説明する図である。 実施例２に係る画像形成装置を説明する図である。 実施例１、２に係る検知手段の信号について説明する図である。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

〔実施例１〕
以下に、画像形成装置の一例であるレーザープリンターを示し、本発明に係る実施例１について説明する。

図２（ａ）は、レーザープリンター２０１の断面図である。

４本のプロセスカートリッジ２０２Ｙ，２０２Ｍ，２０２Ｃ，２０２Ｂｋは、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色である。各プロセスカートリッジ２０２は、プリンター２００に対して着脱可能に装着される。各プロセスカートリッジ２０２の内部には、感光体ドラム２０３やこれに作用するプロセス手段としての現像器等が備えられている。そしてプロセスカートリッジ２０２は、情報に基づいて露光装置２０４から照射されるレーザーによって感光体ドラム２０３上に形成される潜像を、公知のプロセスによりトナー像として現像する。

現像されたトナー像は、一次転写部２０５で転写ベルト２０６へ転写される。各色のトナー像を連続的に転写していくことで、転写ベルト２０６の表面に、４色からなるトナー画像が形成される。転写されたトナー画像は、転写ベルト２０６によって二次転写部２０７に搬送される。

一方、レーザープリンター２０１の下部には、記録材２０８を収納可能な記録材積載手段２０９が配置されている。記録材２０８の先端部付近に配置された給紙ローラー２１０が回転することによって記録材２０８は一枚ずつ分離給送される。その後、分離給送された記録材２０８は、搬送ローラー対２１１によって二次転写部２０７に向けて搬送される。

続いて、二次転写部２０７において、転写ベルト２０６表面のトナー画像が記録材２０８上に転写される。未定着のトナー画像が転写された記録材２０８は、更に下流に搬送され、定着ユニット２１２によって加圧・加熱され、トナーが溶融することでトナー画像が記録材２０８に定着される。その後、記録材２０８は排紙トレイ２１３に排出される。以上の一連の動作により、記録材２０８表面に対する画像形成が行われる。

レーザープリンター２０１においては、所定の寿命に到達した転写ベルト２０６を有する転写ベルトユニット２１５や定着ローラー等を有する定着ユニット２１２を交換できるように、それぞれをユニットとして装置本体に対して交換可能としている。図２（ｂ）に示すように、レーザープリンター２０１の側面に開閉可能に設けられたドア２１４を開くと、転写ベルトユニット２１５と定着ユニット２１２をプリンター２００の装置本体から図中右方向に引き出すことができ、新しいユニットと交換できる。

転写ベルトユニット２１５は、転写ベルト２０６や一次転写ローラー２１６によって構成されている。一次転写ローラー２１６は、レーザープリンター２０１のプリント信号に応じて、一次転写ローラー２１６を当接・離間できる機構を有している。なお、一次転写ローラー２１６を当接・離間できる機構については、図３を用いて後述する。また、当接・離間のための駆動制御装置２１７をレーザープリンター２０１に備えている。

転写ベルトユニット２１５の一次転写ローラー２１６を当接・離間動作について、図３（ａ）を用いて説明する。

転写ベルトユニット２１５には、４色のプロセスカートリッジ２０２の感光体ドラム２０３に対向するように、４本の一次転写ローラー２１６Ｙ，２１６Ｍ，２１６Ｃ，２１６Ｂｋが取り付けられている。一次転写ローラー２１６は、転写ベルト２０６の内部に取り付けられた離間機構によって、感光体ドラム２０３に対して、当接、離間できるようになっている。それぞれの当接・離間動作は、プリント信号に基づいて、３つの当接・離間モードをもっている。

第１の当接・離間モードは、全ての一次転写ローラー２１６が、感光体ドラム２０３から離間している全離間状態である。これは、プリント動作の前回転、後回転において、転写ベルト２０６と感光体ドラム２０３を離間させて摺擦を無くし、摺擦抵抗の低減や、摺擦部の磨耗を防止するためのモードである。

第２の当接・離間モードは、一次転写ローラー２１６Ｂｋが、ブラックカートリッジの感光体ドラム２０３Ｂｋに当接し、他の３本の一次転写ローラー２１６Ｙ，２１６Ｍ，２１６Ｃは感光体ドラムから離間しているモノ当接状態である。これは、モノカラープリント動作において、ブラックの感光体ドラム２０３Ｂｋ上の画像を転写ベルト２０６に一次転写するためのモードである。転写ベルト２０６に、プリント動作に必要ない感光体ドラム２０３Ｙ，２０３Ｃ，２０３Ｍを接触させないことで、感光体ドラム２０３Ｙ，２０３Ｃ，２０３Ｍの回転を停止させることができる。

第３の当接・離間モードは、全ての一次転写ローラー２１６が、感光体ドラム２０３Ｙ，２０３Ｍ，２０３Ｃ，２０３Ｂｋに当接しているフルカラー当接状態である。これは、フルカラープリント動作において、全ての感光体ドラム２０３上の画像を転写ベルト２０６に一次転写するためのモードである。

次に、以上３つの当接・離間モードを切り替える構成について、図３（ｂ）を用いて説明する。

図３（ｂ）は、転写ベルトユニット２１５の内部に構成され、４本の一次転写ローラー２１６を、図中鉛直方向に往復移動させる構成を示している。一次転写ローラー２１６は、一次転写ローラー支持部材３０１に取り付けられている。一次転写ローラー支持部材３０１は、転写ベルト２０６のフレーム部に設けられた摺動部３０２によって支えられている。また、一次転写ローラー支持部材３０１の端部にはボス３０３が配置されている。

カム３０４は、３つの作動面３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃを有し、回転可能に取り付けられている。カム３０４の同軸上には、歯車３０５が取り付けられており、後述のソレノイドを使用した駆動制御装置によって、連続的に１２０度ずつ回転させられるようになっている。

カム３０４の同軸上には、回転軸の位相検知手段である回転部材１０２が取り付けられている。回転部材１０２上に取り付けられた遮光面によって、カム３０４の位相を検知し、所望の停止位置にカム３０４が動作させられているかを検知するためのものである。

スライダー３０６は、図中水平方向にスライド可能に取り付けられ、圧縮バネ３０７によってカム３０４に向かって付勢されている。よって、スライダー３０６は、カム３０４の３つの作動面３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃに応じて、図３（ｂ）に示す３つの停止位置（全離間位置、モノ当接位置、フルカラー当接位置）を有する。

スライダー３０６には、４本の一次転写ローラー２１６の各々に対応するクランク形状３０８Ｙ，３０８Ｍ，３０８Ｃ，３０８Ｂｋが配置されている。クランク形状３０８は、一次転写ローラー支持部材３０１の先端のボス３０３が、スライダー３０６の図中水平方向位置によって、一次転写ローラー２１６を図中鉛直方向に移動させるように構成されている。

４つのクランク形状３０８は、スライダー３０６が停止する３つの位置が、図３（ａ）で示した３つの当接・離間モードに対応するように、４本の一次転写ローラー２１６を移動させられるように調整されている。よって、カム３０４を１２０度ずつ回転させることで、図３（ｂ）に示すように、全離間→モノ当接→フルカラー当接の順に位置が切り替えられるように、クランク形状３０８が配置されている。

よって、全離間モードでは、全ての一次転写ローラー２１６が、図中鉛直方向上方、すなわち、感光体ドラム２０３から離れる方向へ移動され、離間させられる。この全離間モードに対して、モノ当接モードでは、一次転写ローラー２１６Ｂｋのみが、クランク形状３０４Ｂｋのズレ量だけ、図中鉛直方向下方、すなわち、感光体ドラム２０３側へ移動し、当接させられる。また、フルカラー当接モードでは、全ての一次転写ローラー２１６が、モノ当接モードの一次転写ローラー２１６Ｂｋと同様に、感光体ドラム２０３側へ移動し、当接させられる。

ここで、前記ソレノイドを私用した駆動制御装置２１７について図４を用いて説明する。

駆動歯車４０１は、所定のタイミング、回転数で回転する駆動源によって、一定方向に回転される駆動歯車である。

欠歯歯車４０２は、係止形状４０３および欠歯部４０２ａ、歯車４０２ｂが一体に成形されている。欠歯歯車４０２は、一体に形成された係止形状４０３にソレノイド４０４が係止していることで、引張りバネ４０５によって回転方向に付勢された状態で、なおかつ、欠歯部４０２ａが駆動歯車４０１に噛合しない状態で停止している。係止形状４０３に対するソレノイド４０４の係止を解除すると、引張りバネ４０５が欠歯歯車４０２を回転方向に回転させる。これにより、欠歯歯車４０２が駆動歯車４０１に噛合って駆動力が伝達される。やがて、一回転して欠歯部４０２ａが駆動歯車４０１に対向すると、欠歯歯車４０２は、引張りバネ４０５の付勢力によって回転させられ、係止形状４０３とソレノイド４０４とからなる係止手段によって、欠歯部４０２ａが駆動歯車４０１に噛合しない状態で停止させられる。

段歯車４０６は、２つの歯車４０６ａ，４０６ｂが一体に成形されている。歯車４０７は、段歯車４０６の歯車４０６ｂと噛み合っており、段歯車４０６の回転を歯車４０６ａと噛み合っている歯車３０５に伝える。

ここで、前述の如く配置された歯車列の減速比について説明する。歯車４０２ｂ、４０６ａ、４０６ｂ、４０７、３０５から成る歯車列は、減速比が３：１となるように歯数が設定されている。したがって、欠歯歯車４０２が一回転する度に、歯車３０５と同軸に取り付けられたカム３０４が、３分の１回転、つまり１２０度ずつ回転するようになっている。

よって、前記カム３０４の３つの作動面の位置を連続的に切り替えることが可能であり、係止形状４０３とソレノイド４０４とからなる係止手段にによる係止解除・係止を繰り返すことで、所望の制御位置に、遷移することを可能とする。すなわち、カム３０４を３つの位置に切り替えることで、回転部材１０２を３つの位相位置（全離間、モノ当接、フルカラー当接）に連続的に切り替えることができる。

続いて、図１を用いて、本実施例に係る位相・新品検知手段を説明する。

レーザープリンター２０１の装置本体側には、光学検知手段であるフォトインターラプター１０１が取り付けられている。

回転部材１０２は、前述のように、カム３０４と同軸に取り付けられており、駆動動作によって１２０度ずつ回転させられるようになっている。

回転部材１０２には、フォトインターラプター１０１を所定の位相で遮光する第一遮光面１０２ａが一体となって設けられている。第一遮光面１０２ａは、前述の３つの停止位置のうち、モノカラープリント動作の位置（モノ当接位置）で、フォトインターラプター１０１を遮光とするようになっている。エンジンが停止している状態から、モノカラーまたはフルカラーに遷移動作をする中で、モノカラー当接位置に遷移した状態で、遮光されるか否かを判断して、動作に異常がないかを確認する手段として使うものである。

可動遮光部材１０３は、回転部材１０２に回転可能に取り付けられている。可動遮光部材１０３には、フォトインターラプター１０１を遮光する第二遮光面１０３ａが一体的に設けられている。第二遮光面１０３ａは、第一遮光面１０２ａとは回転部材１０２の回転方向における遮光領域の長さが異なっている。具体的には、回転部材１０２が回転したときの、第二遮光面１０３ａがフォトインターラプター１０１を遮光する時間が、第一遮光面１０２ａよりも短くなるようになっている。可動遮光部材１０３は、図１中実線で示した第一の停止位置と、破線で示した第二の停止位置とに移動可能に設けられている。可動遮光部材１０３の第一の停止位置は、第二遮光面１０３ａが回転部材１０２の外周から突出してフォトインターラプター１０１を遮光する第一の位置である。可動遮光部材１０３の第二の停止位置は、第二遮光面１０３ａが回転部材１０２の内側に退避してフォトインターラプター１０１を遮光しない第二の位置である。可動遮光部材１０３が、どちらの停止位置にあるかによって、転写ベルトユニット２１５が新品であるか旧品であるかを、後述する動作によって検出するものである。

転写ベルトユニット２１５のフレーム１０４上には、カム部材としてのカム面１０５が形成されている。カム面１０５は、回転部材１０２に設けられたボス１０３ｂを押圧することで、回転部材１０２の回転に伴って移動する可動遮光部材１０３の停止位置を前述した第一の停止位置から第二の停止位置に変更する。

係止手段としてのロック部材１０６は、回転部材１０２の回動方向に可動自在に取り付けられている。ロック部材１０６の回動軌跡の中心は、回転部材１０２の回転中心と同じになるようになっている。ロック部材１０６は、付勢部材１０７によって可動遮光部材１０３側へ付勢されている。ロック部材１０６は、可動遮光部材１０３の端部に設けられた引掛り形状１０３ｃを規制しており、可動遮光部材１０３の回転に応じて移動する可動遮光部材１０３の２つの停止位置に対応するものである。

以上の構成について、図５を用いて、レーザープリンター２０１に、新品の転写ベルトユニット２１５を取り付けた際の初期化動作を以下に説明する。

レーザープリンター２０１は、転写ベルトユニット２１５の一次転写ローラー２１６の当接・離間状態を、初期化動作により、全離間状態にするための動作を行うものである。

プリンター２００の装置本体に対して転写ベルトユニット２１５を取り付けた後の、初期化動作においては、回転部材１０２を停止させずに連続的に回転させ、フォトインターラプター１０１によって第一遮光面１０２ａを検知したところで、停止動作を行う。図５に、回転部材１０２と、その周辺部品の動作状態を、順に示す。

図５（ａ）は、新品の転写ベルトユニット２１５を、レーザープリンター２０１に挿入した直後の状態を示している。このとき、すべての一次転写ローラー２１６は、全離間の状態である。また、第一遮光面１０２ａ、第二遮光面１０３ａはともに、フォトインターラプター１０１を遮光していない。

図５（ｂ）は、回転部材１０２が１２０度回転し、ブラックの一次転写ローラー２１６Ｂｋのみが感光体ドラムに当接し、他の３本の一次転写ローラは感光体ドラムから離間したモノカラー当接モードの状態である。

このモノカラー当接モードの状態では、第一遮光面１０２ａが、フォトインターラプター１０１を遮光する。このとき、レーザープリンター２０１は、後述する信号検知制御によって、第一遮光面１０２ａと第二遮光面１０３ａのどちらがフォトインターラプター１０１を遮光しているか判断する。なお、この制御については、図１０を用いて後述する。この制御により、レーザープリンター２０１は、フォトインターラプター１０１が検出した遮光面が、第一遮光面１０２ａであることを認識する。よって、レーザープリンター２０１は、この状態から残り２４０度の回転動作により、当接・離間モードが、全離間に戻ることを認識できる。

図５（ｃ）は、回転部材１０２がさらに１２０度回転し、すべての一次転写ローラー２１６が感光体ドラムに当接したフルカラー当接モードの状態である。この状態では、フォトインターラプター１０１は、第一遮光面１０２ａと第二遮光面１０３ａのいずれにも遮光されていない。

図５（ｄ）は、図５（ｃ）の状態から、回転部材１０２がさらに回転し、第二遮光面１０３ａがフォトインターラプター１０１を遮光している状態を示している。レーザープリンター２０１は、フォトインターラプター１０１の信号によって後述する制御を行い、第一遮光面１０２ａと第二遮光面１０３ａを認識できる。この制御により、図５（ｄ）の状態でフォトインターラプター１０１を遮光している遮光面が、第二遮光面であることを認識する。よって、レーザープリンター２０１は、現在取り付けられている転写ベルトユニット２１５が、新品のユニットであることを認識し、転写ベルトユニット２１５に関する通紙カウントをリセットする。

図５（ｅ）は、図５（ｄ）の状態から、回転部材１０２がさらに回転し、可動遮光部材１０３に設けられたボス１０３ｂが、カム面１０５に当接して押圧されている状態である。可動遮光部材１０３は、回転部材１０２の中心方向へ回動させられ、第二遮光面１０３ａが回転部材１０２の内側に退避されてフォトインターラプター１０１を遮光できない位置に押し込まれる。この時、引掛り形状１０３ｃが、ロック部材１０６を付勢部材１０７に抗して回転部材１０２の回転方向に押し込み、ロック部材１０６と引掛り形状１０３ｃの相対位置が、押し込まれる前と逆転する。その結果、可動遮光部材１０３は、元の位置に戻れなくなる。すなわち、可動遮光部材１０３は、カム面１０５によって第二の位置に移動された第二遮光面１０３ａを前記第二の位置に保持するようロック部材１０６に係止される。

図５（ｆ）は、図５（ｃ）の状態から回転部材１０２が１２０度回転し、すべての一次転写ローラー２１６が感光体ドラムから離間した全離間状態に移行を完了した状態である。初期化動作の最初の一回転目の動作により、可動遮光部材１０３が、第二の停止位置に移動し、かつロック部材１０６によって第二の停止位置に規制されている。そのため、次にユニットが新品に交換されるまでは、その後の回転部材１０２の回転によって第二遮光面１０３ａがフォトインターラプター１０１に検知されることはない。転写ベルトユニット２１５の初期化動作は、以上で完了する。

ここで、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）を用いて、フォトインターラプター１０１の信号検知制御について説明する。

図１０（ａ）は、図５（ａ）〜図５（ｆ）におけるフォトインターラプター１０１の信号変化を示している。図１０中（ａ）〜（ｆ）は、図５の（ａ）〜（ｆ）と対応する。

図１０（ａ）において、横軸は時間を示しており、縦軸はセンサー信号の出力電圧を示している。フォトインターラプター１０１の信号は、透過状態で"Ｈｉｇｈ"、遮光状態で"Ｌｏｗ"となるようになっている。フォトインターラプター１０１の信号は、一定時間Ｔ間隔で検出される。

図１０（ａ）によれば、第一遮光面１０２ａがフォトインターラプター１０１を通過している時、遮光されている信号は７回検出できる。また、第二遮光面１０３ａがフォトインターラプター１０１を通過している時は、遮光している信号を３回検出できる。すなわち、第二遮光面１０３ａの回転方向における遮光領域の長さが、第一遮光面１０２ａの回転方向における遮光領域の長さよりも短く、第二遮光面１０３ａがフォトインターラプター１０１を遮光する時間が、第一遮光面１０２ａよりも短く設定されている。

図１０（ｂ）は、レーザープリンター２０１の制御が、フォトインターラプター１０１から得られる信号を処理するフローチャートである。

ここで、レーザープリンター２０１は、図１に示すように、フォトインターラプター１０１の検知信号から回転部材１０２の回転位相を検知する制御手段としてのコントローラー１１０を有している。このコントローラー１１０は、フォトインターラプター１０１からの検知信号によって以下に説明する制御を行う。

初期化動作が開始されると、コントローラー１１０は、フォトインターラプター１０１が透過となるのを待機する。これは、後述するように、回転部材１０２の位相がずれてしまった場合に対応するものである。

フォトインターラプター１０１は、遮光面判別制御が開始されると、透過を検出し（Ｓ１１１）、その後、第一遮光面１０２ａまたは第二遮光面１０３ａのどちらかによって遮光状態となる（Ｓ１１２）。このとき、コントローラー１１０は、一定時間Ｔ間隔で検出される遮光検出回数が所定回数以上（ここでは４回以上）である場合には、遮光している遮光面が、第一遮光面であると判断できる（Ｓ１１３）。一方、コントローラー１１０は、遮光検出回数が所定回数未満（ここでは３回）である場合には、遮光している遮光面が、第二遮光面であると判断できる（Ｓ１１４）。

図５（ｇ）、図５（ｈ）は、転写ベルトユニット２１５の初期化動作が完了した後の動作を示している。図５（ｆ）に示すように、可動遮光部材１０３が、ロック部材１０６によって第二の停止位置に移動したまま規制されている。そのため、図５（ｇ）及び図５（ｈ）に示すように、その後の回転部材１０２の回転では、フォトインターラプター１０１が検出するのは、第一遮光面１０２ａの遮光による所定の位相（ここでは、モノカラー当接位置）であるという情報のみになる。よって、一度リセットされた転写ベルトユニット２１５に関する通紙カウントが、再びリセットされることはなく、フォトインターラプター１０１が検出するのは、一次転写ローラー２１６の当接・離間モードとなる。

この状態は、転写ベルトユニット２１５を、メンテナンスなどのために、レーザープリンター２０１から取り外し、再度装着した場合でも変わらず、転写ベルトユニット２１５の通紙カウントには影響しない。

次に図６を用いて、回転部材１０２がずれた状態で動作した場合について説明する。これは、新品の転写ベルトユニット２１５が、輸送時のショックなどにより、本来全離間状態である当接状態がずれてしまい、その結果、フォトインターラプター１０１が検出する信号が、図５で示したものと変わってしまう可能性があるものである。本実施例では、モノカラー当接状態になっている場合を一例として説明する。

図６（ａ）は、転写ベルトユニット２１５を挿入した直後の状態を示している。回転部材１０２がモノカラー当接の位置であるので、フォトインターラプター１０１は、第一遮光面１０２ａによって遮光されている。レーザープリンター２０１の制御では、動作前にフォトインターラプター１０１が遮光されている場合には、第一遮光面１０２ａと第二遮光面１０３ａのどちらによって遮光されているかがわからない。そのため、初期の遮光を検知した場合には、動作開始最初の透過状態を待ち、その後に検出される遮光状態によって、遮光面の区別をつけるようになっている。よって、この状態ではまだ、転写ベルトユニット２１５の新旧の区別はできていない。

図６（ｂ）は、回転部材１０２が１２０度回転し、フルカラー当接状態になっている。この状態では、フォトインターラプター１０１は最初の透過状態を検出した後、その状態は変化しない。

図６（ｃ）は、図６（ｂ）の状態から、回転部材１０２がさらに回転し、第二遮光面１０３ａがフォトインターラプター１０１を遮光している状態を示している。初期化動作開始後、最初の透過状態をフォトインターラプター１０１が検出した後に検出される遮光状態である。ここでは、図１０（ｂ）に示したフローチャートに従って、レーザープリンター２０１の制御は、フォトインターラプター１０１を遮光している遮光面が、第二遮光面１０３ａであると認識し、転写ベルトユニット２１５に関する通紙カウントをリセットする。さらに、レーザープリンター２０１は、第二遮光面１０３ａを検出した場合、その回転動作をもって、回転部材１０２の位相が、ホームポジションである全離間位置に戻ることを認識できる。

図６（ｄ）は、図６（ｃ）の状態から、回転部材１０２がさらに回転し、可動遮光部材１０３に設けられたボス１０３ｂが、カム面１０５に当接して押圧されている状態である。可動遮光部材１０３は、回転部材１０２の中心方向へ回動させられ、第二遮光面１０３ａが回転部材１０２の内側に退避されているフォトインターラプター１０１を遮光できない位置に押し込まれる。この時、引掛り形状１０３ｃが、ロック部材１０６を付勢部材１０７に抗して回転部材１０２の回転方向に押し込み、ロック部材１０６と引掛り形状１０３ｃの相対位置が、押し込まれる前と逆転する。その結果、可動遮光部材１０３は、元の位置に戻れなくなる。すなわち、可動遮光部材１０３は、カム面１０５によって第二の位置に移動された第二遮光面１０３ａを前記第二の位置に保持するようロック部材１０６に係止される。

図６（ｅ）は、図６（ｂ）の状態から回転部材１０２が１２０度回転し、すべての一次転写ローラー２１６が感光体ドラムから離間した全離間状態に移行を完了した状態である。初期化動作の最初の一回転目の動作により、可動遮光部材１０３が、第二の停止位置に移動し、かつロック部材１０６によって第二の停止位置に規制されている。図６（ｃ）の段階で、初期化動作の完了を推定できたレーザープリンター２０１は、さらなる回転動作を行わず、初期化動作が終了する。

以上より、実施例１によれば、一次転写ローラーの当接・離間制御のための位相を検知する１つのフォトインターラプターによって、転写ベルトユニットの新旧検知ができる。よって、コストアップも必要最小限に抑えることができ、簡単な構成で、交換可能なユニットの新旧を検出することができる。

〔実施例２〕
以下に、本発明に係る実施例２について説明する。

実施例２は、プリンター２００の装置本体に対して着脱可能なユニットとして、図２（ｂ）に示している定着ユニット２１２を例示している。定着ユニット２１２は、定着ローラーや加熱ローラーによって構成されている。定着ユニット２１２は、レーザープリンター２０１のプリント信号に応じて、図７に説明する定着ローラー対を当接・離間できる機構を有している。また、当接・離間のための駆動制御装置２１８をレーザープリンター２０１に備えている。

図７は、定着ユニット２１２の内部に構成された定着ローラー対の加圧・離間機構を示している。この機構は、定着ローラー対が、長期間加圧されることで発生する、ローラーの変心などに伴う画像不良を防止するための機能である。

フレーム７０１は、定着ユニット２１２のフレームであり、ユニット全体を支えている。

定着ローラー７０２は、両端をフレーム７０１に軸支されている。定着ローラー７０２の軸端部には歯車７０３が取り付けられており、レーザープリンター２０１からの駆動力により所定の方向に回転するようになっている。

加熱ローラー７０４は、内部にハロゲンヒーターなどの加熱体が配置され、その加熱によって未定着のトナーを溶融させるものである。

加熱ローラー７０４の端部には、軸受７０５が配置されている。軸受７０５は、定着ローラー７０２と加熱ローラー７０４のローラーニップを形成する方向に往復移動可能である。軸受７０５は、フレーム７０１との間に配置された加圧バネ７０６によって、定着ローラー７０２に向けて付勢されている。この加圧バネ７０６により、加熱ローラー７０４が定着ローラー７０２に対して圧接されている。

圧解除カム７０７は、定着ローラー対の圧接を解除する。２つの圧解除カム７０７は、圧解除軸７０８によって連結されている。圧解除軸７０８の端部には歯車７０９が取り付けられている。圧解除レバー７１０は、圧解除カム７０７と軸受７０５の間に配置されている。圧解除レバー７１０は、フレーム７０１に回転可能に取り付けられている。前記歯車７０９が回転することにより２つの圧解除カム７０７が回転して、圧解除レバー７１０を通して両端の軸受７０５に均等に作用することで、加熱ローラー７０４が定着ローラー７０２に対して当接・離間する。

位相検知手段を構成する回転部材７１１は、圧解除軸７０８に取り付けられている。回転部材７１１が、レーザープリンター２０１側に取り付けられた光学検知手段としてのフォトインターラプター７１２を遮光・透過させるものである。

ここで、図８を用いて、歯車７０３、歯車７０９の駆動制御装置２１８について説明する。

駆動歯車８０１は、所定のタイミング、回転数で回転する駆動源によって、図８中実線で示す正転方向又は破線で示す逆転方向に回転される。本実施例においては、駆動源としてのステッピングモーター（不図示）によって駆動され、制御手段としてのコントローラーにより、速度、回転方向が自在に制御されるものである。

歯車８０２、８０３は、駆動歯車８０１の回転を定着ユニット２１２の歯車列に伝達する。歯車８０２は歯車８０３と噛み合っており、歯車８０３は定着ユニット２１２の歯車７９３と噛み合っており、駆動歯車８０１の回転を定着ユニット２１２に伝達する。

歯車７０３は、歯車８０３からの駆動力により回転させられる。このとき、レーザープリンター２０１のプリント動作時の回転方向を、実線で示す矢印方向であるとする。

歯車７０９は、歯車７０３と噛み合っており、歯車７０３からの駆動力により回転させられる。歯車７０９と圧解除軸７０８の間には、ワンウェイクラッチ８０４が配置されている。ワンウェイクラッチ８０４は、歯車７０３が実線矢印の方向に回転する場合に空転するように設定させている。よって、レーザープリンター２０１のプリント動作中には、圧解除カム７０７（図７参照）は動作しない。

駆動歯車８０１を逆回転させ、破線矢印の方向に回転させると、ワンウェイクラッチ８０４は歯車７０９の回転力を圧解除軸７０８に伝達し、圧解除を実行する。

続いて、ローラー加圧・離間の初期化動作と、位相検知手段の動作について、図９を用いて説明する。

図９（ａ）は、新品の定着ユニット２１２を、レーザープリンター２０１に装着した直後の状態を示している。新品の定着ユニットは、定着ローラー対を離間した状態になっている。すなわち、新品の定着ユニット２１２は、圧解除カム７０７が加圧バネ７０６の付勢力に抗して圧解除レバー７１０を持ち上げ、加熱ローラー７０４が定着ローラー７０２から離間されている状態である。

図９（ｂ）は、駆動歯車８０１が、初期化動作を開始し、第二遮光面９０２がフォトインターラプター７１２を遮光した状態を示している。駆動歯車８０１がプリント動作時とは逆方向に回転することで、圧解除カム７０７が破線矢印方向に回転をしている。

図９（ｃ）は、第二遮光面９０２がフォトインターラプター７１２の受光部を通過し、信号が透過となった状態を示している。レーザープリンター２０１の制御は、フォトインターラプター７１２から得られる遮光時間を、図１０（ｂ）に示されるフローチャートにより判断し、第一遮光面９０１であるか第二遮光面９０２であるかを判別できる。本実施例においても、前述した実施例と同様に、第二遮光面９０２は、第一遮光面９０１とは回転部材７１１の回転方向における遮光領域の長さが異なっている。具体的には、回転部材７１１が回転したときの、第二遮光面９０２がフォトインターラプター７１２を遮光する時間が、第一遮光面９０１よりも短くなるようになっている。よって、レーザープリンター２０１は、第二遮光面９０２がフォトインターラプター７１２を通過したことを認識する。よって、現在取り付けられている定着ユニット２１２が、新品ユニットであると判断し、定着ユニット２１２に関する通紙カウントをリセットする。

図９（ｄ）は、さらに圧解除カム７０７が回転し、第一遮光面９０１がフォトインターラプター７１２を遮光した状態を示している。定着ユニットは、定着ローラー対が圧接した状態になっている。すなわち、定着ユニット２１２は、加圧バネ７０６の付勢力により加熱ローラー７０４が定着ローラー７０２に圧接されている状態である。

図９（ｅ）は、さらに圧解除カム７０７が回転し、第一遮光面９０１がフォトインターラプター７１２を通過し、フォトインターラプター７１２が遮光から透過に切り替わった状態を示している。前述のように、レーザープリンター２０１の制御は、フォトインターラプター７１２から得られる遮光時間が所定の時間より長いか短いかによって、第一遮光面９０１であるか第二遮光面９０２であるか判別できる。よって、レーザープリンター２０１は、第一遮光面９０１がフォトインターラプター７１２を通過したことを認識し、駆動歯車８０１を停止させ、初期化動作は完了する。このとき、定着ユニットは、再び定着ローラー対を離間した状態になっている。すなわち、新品の定着ユニット２１２は、圧解除カム７０７が加圧バネ７０６の付勢力に抗して圧解除レバー７１０を持ち上げ、加熱ローラー７０４が定着ローラー７０２から離間されている状態である。

ここで、図９（ｄ）から図９（ｅ）に移行している間に、第二遮光面９０２を含む可動遮光部材９０３は、実施例１と同様の手段によって回転部材７１１の中心方向に押し込まれ、第二遮光面９０２が回転部材７１１の内側に退避してフォトインターラプター７１２を遮光しない第二の位置に移動される。このとき、可動遮光部材９０３は、第二の位置に移動された第二遮光面９０２を前記第二の位置に保持するようロック部材９０４に係止される。よって、可動遮光部材９０３は、その後、第二遮光面９０２が回転部材７１１の外側に突出してフォトインターラプター７１２を遮光する第一の位置に戻らないように、ロック部材９０４によって規制されている。そのため、次にユニットが新品に交換されるまでは、その後の回転部材７１１の回転によって第二遮光面９０２がフォトインターラプター７１２に検知されることはない。

続いて、同じ図９を用いて、圧解除カム７０７の位相位置の切り替え制御について説明する。

レーザープリンター２０１のプリント動作が始まると、圧解除カム７０７の位相位置を、図９（ｅ）に示す離間位置から、図９（ｄ）に示す当接位置に移動させる。駆動歯車８０１のプリント動作時とは逆方向の回転により、圧解除カム７０７を回転させる。そして、制御手段としてのコントローラーは、第一遮光面９０１によりフォトインターラプター７１２の信号が透過から遮光に切り替わることで、当接位置への移動が完了し、図９（ｄ）に示す状態になったと判断する。

逆にプリント動作が終了し、再び離間位置に戻す場合には、駆動歯車８０１のプリント動作時とは逆方向の回転により、圧解除カム７０７を回転させる。そして、制御手段としてのコントローラーは、第一遮光面９０１によりフォトインターラプター７１２の信号が遮光から透過に切り替わることで、離間位置への移動が完了し、図９（ｅ）に示す状態になったと判断する。

よって、前記圧解除カム７０７の位相位置を連続的に切り替えることで、回転部材７１１を２つの位相位置（当接位置、離間位置）に連続的に切り替えることができる。

以上より、実施例２によれば、定着ローラー対の当接・離間制御のための位相を検知する１つのフォトインターラプターによって、圧解除カムの位相検知と、定着ユニットの新旧検知ができる。よって、コストアップも必要最小限に抑えることができ、簡単な構成で、交換可能なユニットの新旧を検出することができる。

〔他の実施例〕
前述した実施例１では、画像形成装置本体に対して交換可能なユニットとして、像担持体上に形成されたトナー像を記録材へ転写させる転写ローラーやベルト部材、張架ローラーなどで構成された転写ベルトユニットを例示した。また前述した実施例２では、転写されたトナー像を記録材に定着させる定着ローラーや加熱ローラーで構成された定着ユニットを例示した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、感光体ドラム及びこれに作用するプロセス手段としての帯電手段，現像手段，クリーニング手段を一体に有するプロセスカートリッジであっても良い。あるいは、感光体ドラムの他に、帯電手段、現像手段、クリーニング手段のうち、いずれか１つを一体に有するプロセスカートリッジであっても良い。これらのユニットが交換可能な画像形成装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。

また前述した実施例では、ユニットが交換可能な画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良い。また、記録材担持体を使用し、該記録材担持体に担持された記録材に各色のトナー像を順次重ねて転写する画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。

１０１，７１２ …フォトインターラプター
１０２，７１１ …回転部材
１０２ａ，９０１ …第一遮光面
１０３，９０３ …可動遮光部材
１０３ａ，９０２ …第二遮光面
１０３ｂ …ボス
１０３ｃ …引掛り形状
１０４ …フレーム
１０５ …カム面
１０６，９０４ …ロック部材
１１０ …コントローラー
２０１ …レーザープリンター
２０２，２０２Ｙ，２０２Ｍ，２０２Ｃ，２０２Ｂｋ …プロセスカートリッジ
２０３ …感光体ドラム
２０６ …転写ベルト
２１２ …定着ユニット
２１５ …転写ベルトユニット
２１８ …駆動制御装置

Claims (4)

1. 装置本体に取り付けられた光学検知手段と、
   前記装置本体に対して着脱可能なユニットと、
   前記光学検知手段を所定の位相で遮光する第一遮光面を備え、前記ユニットに回転可能に設けられた、少なくとも２つの位相位置を連続的に切り替え可能な回転部材と、
   前記光学検知手段の検知信号から前記回転部材の位相位置を検出する制御手段と、を有する画像形成装置において、
   前記回転部材に設けられ、前記第一遮光面とは前記回転部材の回転方向における遮光領域の長さが異なる第二遮光面を、前記回転部材の外周から突出して前記光学検知手段を遮光する第一の位置と、前記回転部材の内側に退避して前記光学検知手段を遮光しない第二の位置と、に移動可能に備えた可動遮光部材と、
   前記回転部材の回転に伴って移動する前記可動遮光部材に当接して、前記第二遮光面を前記第一の位置から前記第二の位置へ移動させるカム部材と、
   前記カム部材によって前記第二の位置に移動された前記第二遮光面を前記第二の位置に保持するよう前記可動遮光部材を係止する係止手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記光学検知手段によって前記第二遮光面を検知することで前記ユニットが交換されたことを検出することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第二遮光面の回転方向における遮光領域の長さが、前記第一遮光面の回転方向における遮光領域の長さよりも短いことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記光学検知手段が検知する遮光時間から、前記第一遮光面と前記第二遮光面のどちらが前記光学検知手段を通過したかを判断することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記係止手段は、前記回転部材の回転方向に可動自在に取り付けられ、前記係止手段の回転中心は、前記回転部材の回転中心と同じになっていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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