(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転部材を含む長手状部材の両端部をハウジングで支持してなる交換ユニットが装置本体に着脱自在に設けられ、前記交換ユニットに、未使用状態を示す初期位置と使用状態を示す使用位置との間で移動自在とされた移動部材と、前記ハウジングを装置本体に対して位置決めするガイドピンと、前記移動部材を挟んで前記ガイドピンの反対側に配置された感光体とが設けられ、装置本体に、移動部材に対向して移動部材の移動を検出する検出器が設けられ、装置本体への交換ユニットの装着後の使用開始時に前記移動部材を装置本体から伝達される駆動力によって初期位置から使用位置に移動させる新旧切換手段が設けられ、移動部材とガイドピンとが長手状部材の長手方向における同じ側に設けられ、感光体に、装置本体に設けられた駆動歯車に噛合する従動歯車が設けられたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
移動部材は、使用位置において回転部材の回転軸と係合され、前記回転部材に駆動力を伝達するための駆動力伝達部材として利用されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
移動部材が初期位置から使用位置に移動するとき、回転部材への駆動力の伝達を規制して回転部材の回転を阻止する回転規制手段が設けられたことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
移動部材は、回転軸に沿って移動する筒体とされ、該筒体の外周に、装置本体の駆動歯車と噛み合う歯車が形成され、前記駆動歯車が新旧切換手段とされ、駆動歯車の回転によって前記筒体は、初期位置から使用位置に移動することを特徴とする請求項２又は３記載の画像形成装置。
【請求項５】
筒体の内周面にねじ山が形成され、回転軸の端部の外周面にねじが形成され、前記筒体がねじ込まれて前記回転軸に沿って移動して使用位置に達したとき、その移動を阻止するストッパが設けられたことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
回転軸は交換ユニットのハウジングに軸受を介して回転自在に支持され、回転規制手段として、前記回転軸とハウジングあるいは軸受との間に、移動部材が移動するときに前記回転軸にかかる負荷による回転駆動力よりも大きな摩擦力が回転軸に作用するように制動体が設けられたことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項７】
交換ユニットのハウジングに、回転軸を挿通する貫通孔が形成され、該貫通孔の内径が前記回転軸の外径と同じかこれより少し小さくされ、前記貫通孔が回転規制手段として利用されたことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項８】
移動部材を初期位置に保持する保持手段が設けられたことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項９】
保持手段として、移動部材を直接的あるいは間接的に係止して移動するのを規制する係止部が交換ユニットに設けられ、前記移動部材に駆動力が伝達されたとき移動部材は前記係止部の係止力に打ち勝って移動することを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
使用位置は初期位置に対して内方向にあり、前記移動部材にフランジが形成され、保持手段として、前記フランジに当接して前記移動部材が外方向に移動するのを規制する係止部が前記交換ユニットに設けられたことを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１１】
係止部は、フランジを挟み込むように軸方向に間隔をおいて配された二つの保持片を有し、各保持片の内端面に前記フランジは係止され、外端面は、移動部材の内方向への移動を許容するように前記フランジに対して傾斜した面とされたことを特徴とする請求項１０記載の画像形成装置。
【請求項１２】
保持片を支持する支持片が交換ユニットのハウジングに設けられ、前記支持片は、移動部材の移動によって撓むように弾性材料からなることを特徴とする請求項１１記載の画像形成装置。
【請求項１３】
移動部材の移動を検出する検出器と、検出結果に基づいて交換ユニットの作動制御を行う制御手段とが設けられ、前記移動部材が使用位置に移動したことを検出したとき、交換ユニットの作動が開始されることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項１４】
検出器は接触式スイッチとされ、該検出器と移動部材との間に、該移動部材の微小変位を吸収する弾性体が介装されたことを特徴とする請求項１３記載の画像形成装置。
【請求項１５】
移動部材は、回転部材の回転軸に沿って回転しながら移動自在とされ、初期位置において前記移動部材に圧接する弾性体が、前記移動部材の回転方向と同じ巻き方向とされたコイルバネであることを特徴とする請求項１４記載の画像形成装置。
【請求項１６】
回転部材を含む長手状部材の両端部をハウジングで支持してなり、未使用状態を示す初期位置と使用状態を示す使用位置との間で移動自在とされた移動部材と、前記ハウジングを装置本体に対して位置決めするガイドピンと、前記移動部材を挟んで前記ガイドピンの反対側に配置された感光体とが設けられ、前記移動部材は、その初期位置と使用位置とを検出する装置本体側の検出器に対向して設けられ、装置本体から前記回転部材に伝達される駆動力によって初期位置から使用位置に移動され、移動部材とガイドピンとは、長手状部材の長手方向における同じ側に設けられ、感光体に、装置本体に設けられた駆動歯車に噛合する従動歯車が設けられたことを特徴とする交換ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、着脱自在な交換ユニットを備えた電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置において、トナーボックスや現像器、感光体ドラム、クリーニングユニット等は、その消耗や老朽化等により必要に応じて交換される。従来、この交換作業は、異なる種類のトナーや現像剤を補充したり、現像剤を飛散させる恐れがあるため、一般のユーザーではなく、サービスマンによって行われることが多く、メンテナンスのコストが高くなる要因となっていた。
【０００３】
しかし、近年では、メンテナンスのコストを低減するために、交換部品のユニット化を図って交換を簡単にすることで、ユーザー自身が交換作業を行なえるようにしている。ところが、ユニット化した場合、交換作業が手軽になるため、使用済みの交換ユニットを誤って再度装着する恐れがある。
【０００４】
これに対して、特開平６−５１５８５号公報には、交換ユニットに、装置本体の電源回路に接続されて使用開始時に溶断されるヒューズを設け、このヒューズの有無により、装着された交換ユニットの新旧（使用済みか否か）を判断する画像形成装置が開示されている。また、特開平８−３０５２４４号公報には、交換ユニットに、装着時に変位して装置本体から取り外したときにも初期位置に復帰しない部品を設け、この部品の位置に応じて、装着された交換ユニットの新旧を判断する画像形成装置が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、交換ユニットにヒューズを設けた場合、装置本体と交換ユニットとの間に電気接点が必要となり、接点不良による誤検知の恐れがある。また、交換ユニットに、装置本体への装着によって変位する部品を設けた場合、装置本体に装着するだけでこの部品が変位するため、誤って装着された新品の交換ユニットが旧品と判断されて使用できなくなる恐れがある。また、これらの交換ユニットでは、近年のリサイクルの要求に対応して、装置本体から取り外して再生する際に、破断した部品を取り替える必要があるため、別途新しい部品を供給しなければならず、不経済である。
【０００６】
本発明は、交換ユニットの新旧を確実に判断することができ、誤って装着しただけで新品の交換ユニットが旧品と判断されることがない画像形成装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題に鑑み、本発明は、交換ユニットに移動自在な移動部材を設け、この移動部材の位置を基にして交換ユニットの新旧、すなわち未使用状態であるか、使用状態あるいは使用済み状態であるかを判断することができる画像形成装置及びこれに使用する交換ユニットを提供するものである。
【０００８】
回転部材が内装されて装置本体に着脱自在な交換ユニットに、移動部材を設け、この移動部材を交換ユニットが未使用状態であることを示す初期位置と使用状態であることを示す使用位置との間で移動自在とする。交換ユニットを装置本体に装着して使用開始したときに、移動部材を初期位置から使用位置に移動させるようにすれば、移動部材の位置を基にして交換ユニットの新旧を判断することができる。そして、使用後の交換ユニットを装置本体から取り外して再生するとき、移動部材を使用位置から初期位置に復帰させる。これによって、部品を取り替える必要がなくなる。
【０００９】
また、移動部材の初期位置から使用位置への移動に、装置本体から伝達される駆動力を利用した新旧切換手段を用いれば、交換ユニットを装置本体に装着しただけで移動部材が移動して、未使用の交換ユニットが使用済みとされることはなくなる。また、装置本体と交換ユニットとの間に電気接点が不要なため、接点不良等による誤判断を防止することができる。
【００１０】
ここで、交換ユニットでは、ハウジングに内装された回転部材の回転軸がハウジングの外部に突出している。この突出した回転軸に移動部材を設ければ、初期位置と使用位置の間で、移動部材を回転軸に沿って移動自在として、装置本体から回転部材に伝達される駆動力によって、初期位置から使用位置に移動させることができる。また、感光体から現像剤を回収するクリーニング装置を備えた交換ユニットでは、回転部材として、回収した現像剤を搬送するための搬送スクリューを利用することができる。なお、交換ユニットとして、クリーニング装置以外に現像装置、感光体ドラム、帯電装置等を組み合わせたものであってもよく、回転部材としては、感光体ドラム、現像ローラ、撹拌ローラ等を利用できる。
【００１１】
ところで、交換ユニットに内装された回転部材の回転軸と移動部材とを使用位置において係合させれば、移動部材を回転部材に駆動力を伝達するための駆動力伝達部材として利用することができ、部品点数を削減することができる。この場合、移動部材が初期位置から使用位置に移動するときの回転部材に伝達される駆動力を規制して、回転部材の回転を阻止する回転規制手段を設ければ、回転軸が停止したまま移動部材だけを回転させることができ、この移動部材を回転軸に沿って初期位置から使用位置に確実に移動させることができる。すなわち、移動部材が初期位置から使用位置に移動するまで時間差が生じるので、作動開始直後から回転する必要のない部材に移動部材を設けるのがよく、この点からしてクリーニング装置内の回転部材を利用するのが好適である。
【００１２】
交換ユニットのハウジングに軸受を介して回転軸を回転自在に支持させ、回転軸とハウジングあるいは軸受との間に、回転規制手段としての制動体を設ける。この制動体によって、移動部材を介して回転軸にかかる負荷による回転駆動力よりも大きな摩擦力を回転軸に作用させれば、移動部材が移動するときの回転軸の回転を規制することができる。また、交換ユニットのハウジングに回転軸を挿通する貫通孔を形成し、この貫通孔の内径を回転軸の外径と同じかこれよりも少し小さくすれば、この貫通孔を回転規制手段として、貫通孔と回転軸との間の摩擦力によって回転部材の回転を規制することができる。
【００１３】
そして、移動部材の具体例として、移動部材を筒体とし、その外周に装置本体の駆動歯車と噛み合う歯車を形成する。この駆動歯車が新旧切換手段となり、駆動歯車の回転によって筒体を回転軸に沿って初期位置から使用位置に移動させることができる。筒体の移動機構は、筒体の内周面と回転軸の端部の外周面とにねじ山を形成して、両者を螺合させたものであり、筒体が使用位置に達したときにその移動を阻止するストッパを設ける。筒体をねじ込んで回転軸に沿って移動させ、使用位置に達したときにその移動を阻止すれば、筒体の回転が回転部材に駆動力として伝達する。
【００１４】
移動部材を初期位置に保持する保持手段を設ければ、交換ユニットを装置本体に装着する前に、振動等によって移動部材が使用位置に移動して、未使用の交換ユニットが使用済みであると判断されることを防止することができる。この保持手段としては、移動部材を直接的あるいは間接的に係止して移動部材の移動を規制する係止部を交換ユニットに設ける。この場合、移動部材に駆動力が伝達されたとき、移動部材が係止部の係止力に打ち勝って移動するようにすればよい。
【００１５】
また、移動部材は、軸方向に移動自在とされ、内方向に移動したときに使用位置に達する。この移動部材の一端にフランジを形成して、このフランジに当接する係止部を交換ユニットに設けることによって、移動部材を直接的に係止でき、移動部材が交換ユニットから離間する外方向に移動するのを規制することができる。この係止部は、軸方向に間隔をおいてフランジを挟み込むように二つの保持片が配されてなり、各保持片の内端面にフランジを係止させる。外端面をフランジに対して傾斜した面とすれば、移動部材が交換ユニットに近接する内方向への移動を許容することができる。なお、間接的に移動部材を係止するとは、移動部材に対して磁気力を作用させたり、空気圧等の圧力をかけて、移動を阻止することである。
【００１６】
保持片を支持するように交換ユニットのハウジングに設けた支持片を弾性材料から形成するとよい。この支持片を撓ませて、フランジが保持片に当接しないようにすることにより、移動部材を初期位置に移動させることができる。したがって、使用済みの交換ユニットのリサイクルを容易にすることができる。
【００１７】
そして、移動部材の移動を検出器によって検出して、その検出結果に基づき、制御手段によって交換ユニットの作動制御を行う。移動部材が使用位置に移動したことを検出したときに、交換ユニットの作動が開始するようにすれば、間違って装着したとき、装着しただけでは未使用状態を維持しており、取り外してもそのまま新品として使用することができる。
【００１８】
検出器を接触式スイッチとして、この検出器と移動部材との間に弾性体を介装しておく。移動部材がある程度移動したときに、スイッチが作動するため、ストロークの短いスイッチを使用しても、移動部材の移動量を大きくすることができる。これによって、移動部材が振動等によってわずかに移動しても、スイッチは作動せず、検出器の誤動作を防止することができる。
【００１９】
つまり、コイルばね、板ばね等からなる弾性体を検出器と移動部材との間に圧縮状態で介装すれば、移動部材が十分に移動するまでは、弾性体が検出器のスイッチを押圧し続ける。一方、移動部材の移動量が弾性体の変形量よりも大きくなって、移動部材が弾性体を介してスイッチを押圧しなくなったときには、交換ユニットが使用状態にあることを検出される。
【００２０】
また、検出器と移動部材との間に介装する弾性体をコイルばねとするとき、このコイルばねの巻き方向を移動部材の回転方向と同じ方向とすれば、ばねの先端が移動部材に引っかかることによる移動部材やコイルばねの破損を防止できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像形成装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１に示すように、この画像形成装置は、ファクシミリ機能、コピー機能及びプリンタ機能を備えたデジタル複合機であり、スキャナ部１と画像形成部２と後処理装置３とから構成される。
【００２２】
スキャナ部１は、透明ガラスからなる原稿載置台４と、両面自動原稿送り装置（Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｄｏｃｕｍｅｎｔ  Ｆｅｅｄｅｒ、以下ＲＡＤＦ）５と、スキャナユニット６とからなる画像入力部であり、原稿載置台４に載置された原稿の画像をスキャナユニット６によって一枚ずつ読み取るものである。
【００２３】
ＲＡＤＦ５は、図示しない所定の原稿トレイにセットされた原稿を一枚ずつ原稿載置台４に搬送すると共に、スキャナユニット６によって画像が読み取られた原稿を所定の取り出し位置に搬出するものであり、読み取られた原稿を裏返して、再び原稿載置台４に搬送することができる。なお、ＲＡＤＦ５の詳細な構成は周知であり、その説明を省略する。
【００２４】
スキャナユニット６は、原稿載置台４に搬送された原稿の画像を走査線方向に一単位毎に読み取る装置であり、第一走査ユニット７と、第二走査ユニット８と、光学レンズ９と、ＣＣＤ素子（光電変換素子）１０とを備えている。
【００２５】
第一走査ユニット７は、原稿載置台４に沿って図１の左側から右側に一定速度Vで移動しながら原稿を露光するものであり、光を照射するためのランプリフレクターアセンブリ１１と、原稿からの反射光を第二走査ユニット８に導く第一反射ミラー１２とを備えている。また、第二走査ユニット８は、第一反射ミラー１２が反射した光を光学レンズ９及びＣＣＤ素子１０に導くための第二、第三反射ミラー１３、１４を備えており、第一走査ユニット７に追随してＶ／２の速度で移動する。
【００２６】
光学レンズ９は、第三反射ミラー１４からの反射光をＣＣＤ素子１０上に結像させるものであり、結像された光は、ＣＣＤ素子１０によってアナログの電気信号に変換される。この電気信号は、デジタル信号の画像データに変換されて各種の画像処理が施され、適宜バッファメモリ等を介して、画像形成部２に転送される。
【００２７】
画像形成部２は、レーザ書込みユニット１５と作像ユニット１６と給紙部１７とからなる。この画像形成部２は、スキャナ部１から転送されてバッファメモリから読み出される画像データ、あるいは外部の装置から転送されてきた画像データを基にして用紙上に画像を形成するものである。
【００２８】
レーザ書込みユニット１５は、半導体レーザ光源とポリゴンミラーとｆ−θレンズとを備えている。このレーザ書込みユニット１５は、半導体レーザ光源から画像データに応じて出射されたレーザ光が、ポリゴンミラーによって等角速度偏向され、ｆ−θレンズによって補正されて作像ユニット１６の感光体ドラム１８上において等角速度で偏向するようにされている。
【００２９】
作像ユニット１６は、感光体ドラム１８を所定の電位に帯電させる帯電器１９と、感光体ドラム１８上に形成された静電潜像にトナーを供給して顕像化する現像器２０と、感光体ドラム１８の表面に形成されたトナー像を用紙に転写する転写器２１と、感光体ドラム１８の表面から廃トナーを回収するクリーニング装置２２と、除電器とを備えており、これらが周知の感光体ドラム１８の周囲に配されている。また、作像ユニット１６のうち、感光体ドラム１８と帯電器１９とクリーニング装置２２とは、着脱自在な交換ユニット２３として一体化され、装置本体に挿入されて装着される。
【００３０】
給紙部１７は、作像ユニット１６の下方に配設され、手差トレイ２４と、用紙カセット２５、２６、２７が配された多段給紙トレイ部２８と、給紙された用紙を転写位置に搬送する搬送手段２９と、両面ユニット３０とを備えている。この給紙部１７のピックアップローラ３１によって手差しトレイ２４あるいは用紙カセット２５、２６、２７から給紙された用紙は、用紙搬送路３２と搬送ローラ３３とからなる搬送手段２９によって転写位置に搬送される。また、作像ユニット１６によって感光体ドラム１８上に画像形成されたトナー像は、転写位置に配された転写器２１によって用紙上に転写され、用紙上のトナー像は定着ユニット３４によって加熱定着される。
【００３１】
両面ユニット３０は、用紙カセット２５、２６、２７に対して用紙搬送路３２の反対側に配されたスイッチバック路３５と用紙搬送路３２とを接続するように、多段給紙トレイ部２８に配されている。用紙の両面に画像形成するとき、片面側にトナー像が加熱定着された用紙は、スイッチバック路３５に搬送されて切換部３６を通過した後、その移動方向が反転される。切換部３６によって両面ユニット３０に導かれた用紙が用紙搬送路３２に送り込まれることで、その表裏が反転して用紙の両面に画像形成される。
【００３２】
トナー像が定着された用紙は、排紙ローラ３７によって作像ユニット１６の排出側に配置された後処理装置３へと導かれる。この後処理装置３では、用紙にステープル処理等が施された後、昇降トレイ３８に排出される。
【００３３】
次に、交換ユニット２３について説明する。図２に示すように、この交換ユニット２３は、感光体ドラム１８と帯電器１９とクリーニング装置２２とを備えており、これらの長手状の部材の両端部がハウジング３９、４０によって支持され、各部材が相互に接続されて一体化されている。なお、図２中、クリーニング装置２２は、感光体ドラム１８及び帯電器１９の背後側に位置している。
【００３４】
交換ユニット２３の一側のハウジング３９には、着脱するための把手４１が設けられ、装置本体側のロック機構によって施錠又は解錠される。また、交換ユニット２３の他側のハウジング４０には、装置本体側の凹部に嵌入して交換ユニット２３を位置決めするガイドピン４２が設けられている。交換ユニット２３が位置決めされたとき、帯電器１９に帯電電圧を印加するための端子４３、４４が装置本体側の端子受けに嵌入される。
【００３５】
図３、図４及び図５に示すように、クリーニング装置２２は、感光体ドラム１８から回収した廃トナーを搬送するためのトナー搬送スクリュー４５を備えている。このトナー搬送スクリュー４５の回転軸４６は、ハウジング４０の貫通孔４８に挿通されて回転可能に支持され、その他側はハウジング４０から突出している。ハウジング４０の貫通孔４８は、その内径が回転軸４６の外径と同じ大きさかあるいは０．０５ｍｍ程度小さくされ、回転軸４６が回転するときに、摩擦力によって所定の負荷を回転軸４６に付与するようになっている。
【００３６】
この回転軸４６の他側には、一側から他側に順番に制動体支持材４９、制動体５０、軸受部材５１及びＥリング５２が外嵌され、その先端にねじ５３が形成されている。このねじ５３に、交換ユニット２３の新旧を示すための移動部材５４が初期位置と使用位置との間を移動自在に螺合されている。
【００３７】
移動部材５４は、内周面に回転軸４６のねじ５３に螺合するためのねじ山が形成された筒体とされ、その一側には、フランジ６７が形成されている。また、筒体の外周面には、装置本体側の駆動歯車６８と噛み合う歯車６９が形成されている。移動部材５４は、ねじ５３の他側にあるときが初期位置とされ、駆動歯車６８の回転に伴ってねじ５３の周りに回転し、他側から一側に向かう内方向に移動する。
【００３８】
なお、ねじ５３の外径は回転軸４６の径よりも小さくされ、この境界に段差４７が形成される。このねじ５３の周りに回転しながら一側に向かって移動する移動部材５４は、ねじ５３の終端に到達して段差４７に当接したとき、使用位置にある。すなわち、段差４７が、移動部材５４の移動を阻止するストッパとされる。
【００３９】
また、ハウジング４０の他側には、回転軸４６の周りに略円形の凹部５５が形成されている。この凹部５５の内部には、回転軸４６に外嵌された制動体支持材４９及び制動体５０が配され、その他側が軸受部材５１によって塞がれている。
【００４０】
制動体支持材４９は、回転軸４６と一体的に回転するように、回転軸４６に外嵌され、その外径が凹部５５よりも小さい円環状に形成される。また、制動体５０は、軸方向に圧縮可能なように例えばゴム状弾性体からなる円環状とされる。
【００４１】
軸受部材５１は、凹部５５に嵌合される大きさの円筒５６にフランジ５７が形成されたものである。軸受部材５１は、回転軸４６の周溝５８に嵌め込まれたＥリング５２によって、回転軸４６に対して所定位置に位置決めされる。そして、軸受部材５１の円筒５６の外周面の一部に突起５９が形成され、これが凹部５５の内周面に形成された溝６０に噛み合うことによって、軸受部材５１はハウジング４０に対して回転せずに固定される。なお、軸受部材５１に対して回転軸４６は回転可能とされる。また、軸受部材５１及び制動体５０がＥリング５２と制動体支持材４９とによって挟み込まれることにより、回転軸４６は軸方向に移動することはない。
【００４２】
ここで、制動体支持材４９と軸受部材５１の円筒５６との間隔は制動体５０の厚みよりもわずかに狭くされ、制動体５０がわずかに圧縮状態で介在される。この圧縮量を調整することによって、軸受部材５１との摩擦力の大きさが調整され、回転軸４６の回転を規制するために付与する負荷の大きさを調整できる。
【００４３】
軸受部材５１には、移動部材５４の移動を阻止して、交換ユニット２３の未使用状態を示す初期位置に保持するための係止部として係止部材６１が取り付けられている。この係止部材６１は、回転軸４６と平行に配された支持片６２と、回転軸４６の中心方向に向けて支持片６２に突出形成された二つの保持片６３、６４とからなり、樹脂等の弾性を有する材料から形成される。この係止部材６１の支持片６２が回転軸４６から離れるように弾性変形したときに、移動部材５４が移動可能となる。
【００４４】
ここで、保持片６３、６４は、その他側の面（外端面）が傾斜面６５、６６とされ、一側に押されたときに回転軸４６の半径方向外側に向かう力が作用するようになっている。これにより、支持片６２は回転軸４６から離間する方向に弾性変形され、一側に移動する移動部材５４が係止部材６１の係止力に打ち勝って移動できるようになっている。また、保持片６３、６４の一側の面（内端面）は回転軸４６の軸方向と垂直な面とされ、移動部材５４に当接して他側への移動を確実に規制して、その抜け落ちを防止できる。
【００４５】
なお、移動部材５４のフランジ６７が段差４７に当接したときに、歯車６９が保持片６４に当たらないように、フランジ６７と歯車６９の間には所定の間隔が設けられている。また、歯車６９の他側の縁が欠かれており、交換ユニット２３を装着するとき、駆動歯車６８にスムーズに噛み合う。
【００４６】
未使用の交換ユニット２３では、移動部材５４は初期位置に配され、そのフランジ６７の外縁が二つの保持片６３、６４の間に位置している。フランジ６７が保持片６３、６４に挟まれて係合することにより、振動等による移動部材５４の移動が防止されている。また、移動部材５４が使用位置にあるとき、移動部材５４が保持片６３の一側の面に押し付けられても、支持片６２が弾性変形しないため、移動部材５４は初期位置に移動することができない。
【００４７】
装置本体には、移動部材５４に対向するように移動部材５４の移動を検出するための検出器７０が配されている。この検出器７０は、例えばタクトスイッチと呼ばれるスイッチとされ、アクチュエータ７１の押圧又は解除によってＯＮ、ＯＦＦが切り換えられるものであり、移動部材５４の移動に応じて押圧又は解除されることにより、移動部材５４が初期位置にあるのか使用位置にあるのかを検出する。
【００４８】
アクチュエータ７１には、へたりや摩耗が少なく、強度的に優れ、安定した圧力を付与できるコイルばね７２が取り付けられている。移動部材５４との間にコイルばね７２が介在することにより、移動部材５４の移動量をアクチュエータ７１のストロークよりも大きくすることができる。そのため、ストロークが短い（例えば０．５ｍｍ程度）アクチュエータ７１が移動部材５４によって確実に押圧又は解除される。
【００４９】
つまり、初期位置の移動部材５４との間には、コイルばね７２が圧縮状態で介在され、このコイルばね７２がアクチュエータ７１を押圧している。移動部材５４が一側に向かって移動すると、まずコイルばね７２の圧縮変形が解放される。このとき、コイルばね７２はまだ圧縮状態にあり、アクチュエータ７１の押圧が維持される。移動部材５４が保持片６３を乗り越える程度に移動したとき、コイルばね７２の圧縮変形は完全に解放され、移動部材５４とコイルばね７２とが離間してアクチュエータ７１の押圧が解除される。
【００５０】
このコイルばね７２の圧縮量は、移動部材５４の初期位置と使用位置との間隔よりも小さくされ、移動部材５４が使用位置に移動したとき、アクチュエータ７１の押圧は解除されている。なお、コイルばね７２の巻き方向は、移動部材５４の回転方向と同じ方向とされ、移動部材５４が回転しながら初期位置から使用位置に移動するとき、移動部材５４の回転の抵抗にならず、コイルばね７２の先端が引っかかることはない。
【００５１】
次に、交換ユニット２３と装置本体との接続について説明する。図６中、実線は電気的接続を示し、破線は機械的接続を示している。装置本体の扉が開いた状態で交換ユニット２３を装置本体にガイド等に沿って挿入していくと、所定位置に装着される。交換ユニット２３側の端子４３、４４と、装置本体側の高圧電源８３の受け端子７３、７４とがそれぞれ接続され、感光体ドラム１８の従動歯車と感光体ドラム駆動部８０の駆動歯車とが噛合される。また、クリーニング駆動部８１の駆動歯車６８と移動部材５４の歯車とが噛合される。
【００５２】
交換ユニット２３を装置本体に装着しただけの未使用状態では、図６（ａ）に示すように、移動部材５４によって検出器７０がＯＮされている。ここで、扉を閉めると、扉検知スイッチがＯＮして、クリーニング駆動部８１に電源が供給され、モータが作動する。このモータの駆動力が駆動歯車６８を介して移動部材５４に伝わると、移動部材５４が移動して、図６（ｂ）に示すように、検出器７０がＯＦＦされる。この検出器７０の検出結果は、制御部８２に出力され、その検出結果に対応して、高圧電源８３、感光体ドラム駆動部８０及びクリーニング駆動部８１の作動が制御される。未使用状態から使用状態に切り換わったことを制御部８２が検知すると、高圧電源８３から帯電電圧が帯電器１９に供給され、感光体ドラム１８が回転駆動され、駆動歯車６８が移動部材５４を介してトナー搬送スクリュー４５を駆動する。
【００５３】
次に、この交換ユニット２３を作動させるときの様子について詳細に説明する。まず、未使用の交換ユニット２３では、移動部材５４は初期位置にあり、装置本体に装着すると、移動部材５４がコイルばね７２を圧縮して、検出器７０のアクチュエータ７１を押圧する。このとき、装着された交換ユニット２３が未使用であることが認識される。
【００５４】
移動部材５４の歯車６９は、駆動歯車６８に対してスライドしながら噛み合う。その後、駆動歯車６８が回転することによって、移動部材５４が回転軸４６の周りに回転しながら一側に向かって移動する。
【００５５】
このとき、回転軸４６の外周面とハウジング４０の貫通孔４８の内周面との間に摩擦力が働き、さらに回転軸４６の制動体支持材４９の回転に伴って制動体５０が回転するが、制動体５０と軸受部材５１との間に摩擦力が発生し、この摩擦力によって回転軸４６の回転が規制され、移動部材５４と回転軸４６とが共回りして移動部材５４が移動しなくなることが防止される。
【００５６】
移動部材５４が一側に移動するとき、移動部材５４のフランジ６７が保持片６３の他側の傾斜面６５に当接して、支持片６２が回転軸４６から離れるように弾性変形する。そのため、フランジ６７は保持片６３を容易に乗り越えることができる。
【００５７】
なお、保持片６３の一側の面は傾斜していないため、フランジ６７は他側に向かって移動することはできない。このように、動力伝達機能のないフランジ６７を係止することにより、移動部材５４が損傷して、その機能が損なわれることを防止できる。
【００５８】
移動部材５４が一側に移動してコイルばね７２の端部から離れると、圧縮状態のコイルばね７２が開放されてアクチュエータ７１の押圧が解除され、検出器７０がＯＦＦして、移動部材５４が使用位置に移動したことが認識される。また、移動部材５４は、そのフランジ６７が段差４７に当接することで移動が規制されて、使用位置に到達する。このとき、移動部材５４から回転軸４６に伝わった駆動力が摩擦力に打ち勝って、回転軸４６は回転し、トナー搬送スクリュー４５が回転して、回収したトナーを搬送する。
【００５９】
なお、装置本体に使用済みの交換ユニット２３を装着したときには、移動部材５４が使用位置に位置しているので、コイルばね７２に当接しない。そのため、検出器７０のアクチュエータ７１が押圧されず、装着された交換ユニット２３が使用済みであると認識され、交換ユニット２３の作動は停止される。
【００６０】
そして、寿命がきて使用済みとなった交換ユニット２３を装置本体から取り外し、再生する。交換ユニット２３は未使用状態に戻るので、係止部材６１を弾性変形させながら、移動部材５４を回転軸４６の周りに反対方向に回転させて、移動部材５４を初期位置に移動させる。これにより、交換ユニット２３をリサイクルすることができる。
【００６１】
上記構成によれば、交換ユニット２３に設けられた移動部材５４の位置を検出することによって、その新旧を判断することができる。また、移動部材５４を装置本体から伝達される駆動力によって初期位置から使用位置に移動させるため、交換ユニット２３を装置本体に誤って装着しただけでは、交換ユニット２３が使用済みであると判断されることはない。そのため、装着状態の確認のための装置本体への抜き差し等が可能となり、間違って装着した場合、交換ユニット２３を取り外せば、新品としてそのまま使用できる。また、交換ユニット２３が新旧判別用の電気的な部品を有しないため、接点不良の恐れがある電気接点がなく、確実に新旧を判断することができる。
【００６２】
また、移動部材５４及び駆動歯車６８は、本来の駆動伝達機能の外に交換ユニット２３の新旧を検出するための機能を備えている。これらの部品が複数の機能を備えることによって、部品点数を削減して、コスト削減及び省スペース化を図ることができる。
【００６３】
特に、移動部材５４を設けた交換ユニット２３側の回転部材としてトナー搬送スクリュー４５を利用しているが、クリーニング装置２２内に廃トナーが回収されるまでは、回転部材の回転が猶予されるため、交換ユニット２３装着後に作動が開始されても、移動部材５４が初期位置から使用位置に移動するまでの時間の余裕が得られる。
【００６４】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、適宜変更を加えることができる。例えば、図７および図８に制動体の他の形態の断面図を示す。上記の実施の形態と同じ部分には、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６５】
図７では、回転軸４６を回転自在に支持する軸受部材５１の内周に、制動体としての凸条７８を設け、図８では、回転軸４６の外周に凸条７９を設けている。これらの凸条７８、７９ によって、軸受部材５１と回転軸４６との摩擦力を付与することにより、回転軸４６の回転負荷を大きくして、移動部材５４の移動時の移動部材５４と回転軸４６との共回りが防止される。
【００６６】
制動体を設けずにハウジング４０の貫通孔４８と回転軸４６の摩擦力だけで所定の負荷を付与してもよく、貫通孔４８を大きくして制動体だけで所定の負荷を付与してもよい。さらに、トナー搬送スクリュー４５に対して回転負荷が大きくなるような抵抗部材を設けてもよい。
【００６７】
移動部材５４を初期位置から使用位置に移動させる方法としては、ハウジング４０側に設けた引張ばね、ソレノイド、検出器７０に取り付けられているコイルばね７２等の付勢力を利用してもよい。この場合、周縁部に切り欠きが形成された円板を回転軸４６に取り付け、この切り欠きと噛み合う突起を移動部材５４のハウジング４０側に形成しておく。移動部材５４の突起が円板に当接しているとき初期位置にあり、この移動部材５４を駆動歯車６８で回転させて、移動部材５４の突起と円板の切り欠きが噛み合ったとき、付勢力によって移動部材５４が使用位置に移動する。
【００６８】
また、係止部材６１は、係合部５１を介して支持されるだけでなく、ハウジング４０と一体的に形成してもよい。そして、図９に示すように、移動部材５４を一側に向かってのみ移動可能とする方法としては、保持片８４、８５の他側に切り込み８６、８７を形成しておいてもよい。この場合、図９（ａ）に示すように、保持片８４、８５が他側に押されたときは、切り込み８６、８７が閉じるため変形せず、移動部材５４は移動できない。一方、図９（ｂ）に示すように、保持片８４、８５が一側に押されたときは、切り込み８６、８７が開いて変形し、移動部材５４は移動できる。さらに、係止部として磁石を利用し、移動部材５４の一部に磁性材料を用い、磁気力によって移動部材５４が弱い力では移動できないようにしてもよい。この場合、磁石による係止力に打ち勝つ力が作用するときだけ、移動部材５４が使用位置に移動することができる。
【００６９】
移動部材５４と検出器７０との間に介在させる弾性体は、コイルばね７２だけでなく板ばね等を利用してもよい。さらに、検出器として、タクトスイッチ等の接触スイッチの代わりに、光センサ、磁気センサ等の非接触スイッチを用いて、移動部材の変位を検出してもよい。また、回転部材としては、トナー搬送スクリュー４５だけでなく、感光体ドラム１８を利用してもよい。
【００７０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の画像形成装置及びこれに使用する交換ユニットでは、往復移動する移動部材の位置を検出することにより、装着された交換ユニットの新旧を判断しているので、装置本体側には移動部材の移動を検出するための検出器を設けるだけの簡単な構成でよく、検出機能の信頼性が高くなると共に低コスト化を図れる。また、使用済みの交換ユニットを再生する場合にも、移動部材を元の位置に復帰させることが可能であるので、部品交換の手間なく、経済的に再生することができる。
【００７１】
また、装置本体から伝達される駆動力によって、移動部材を初期位置から使用位置に移動させているので、装着しただけの交換ユニットが使用済みであると判断されることを防止できる。したがって、装着ミスによる交換ユニットの使用不能を排除できる。しかも、移動部材は交換ユニットに対する駆動伝達部材として兼用できるので、新旧判別用の部品を新たに設ける必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置であるデジタル複合機の構成図
【図２】交換ユニットの斜視図
【図３】トナー搬送スクリューの回転軸端部の分解斜視図
【図４】トナー搬送スクリューの回転軸端部を示す断面図であり、（ａ）は未使用状態を示し、（ｂ）は使用状態を示す
【図５】交換ユニットの要部斜視図であり、（ａ）は未使用状態を示し、（ｂ）は使用状態を示す
【図６】交換ユニットと装置本体との接続を示すブロック図であり、（ａ）は未使用状態を示し、（ｂ）は使用状態を示す
【図７】支持部材に形成された制動体を示す断面図
【図８】回転軸に形成された制動体の断面図
【図９】他の形態の係止部材の側面図であり、（ａ）は移動部材の他側への移動を係止する状態を示し、（ｂ）は移動部材の一側への移動を許容する状態を示す
【符号の説明】
２３  交換ユニット
４０  ハウジング
４５  トナー搬送スクリュー
４６  回転軸
５０  制動体
５１  軸受部材
５３  ねじ
５４  移動部材
６１  係止部材
６８  駆動歯車
６９  歯車
７０  検出器
７２  コイルばね
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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