(57)【要約】【課題】廃トナーを旧トナーカートリッジに回収し新たなトナーカートリッジでトナーを補充しながらユニットの寿命が来るまで使用する経済的で構成が簡単な画像形成ユニットを用いる画像形成装置を提供する。【解決手段】廃トナー搬送路５６は搬送パイプとその搬送パイプ内に配置されて回転する搬送スクリューとから成り、この廃トナー搬送路５６はクリーナ８の底部に沿って矢印ｃで示すように配置され、続いてハウジング本体４１の一方の側部に矢印ｄで示すように上下方向に配置され、更に続いて取っ手４６の内部に沿って矢印ｄで示すように左長手方向に反転するように配置され、続いてハウジング本体４１の係合部５４の内部を矢印ｆ及び矢印ｇで示すように回り込むように配置され、その終端は廃トナー排出口５５まで伸びている。クリーナ８に一時的に滞留する廃トナーは上記の経路を通ってトナーカートリッジ４３の廃トナー回収装置に回収される。【選択図】      図４
2006084684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像の形成される像担持手段と、該像担持手段上の前記静電潜像にトナーを付与して前記静電潜像に対応したトナー像を形成する現像手段と、前記像担持手段上の前記トナー像が転写手段を介して転写材上に転写された後に前記像担持手段上に残留する廃トナーを除去して一時的に貯留するクリーニング手段と、該クリーニング手段に貯留された前記廃トナーを搬送する搬送手段とを少なくとも備える第１ユニットと、
補給用トナーを収容し前記第１ユニットと連結されて前記現像手段へ前記トナーを供給すると共に、前記搬送手段から送られる前記廃トナーを収容する廃トナー回収手段を備える第２ユニットと、
から成り、前記第１ユニットと前記第２ユニットとが連結されて一体化して形成された画像形成ユニットを着脱自在に装着することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像形成ユニットは、前記第２ユニットの長手方向に平行してユニット取っ手部が形成され、該ユニット取っ手部の内部に前記第１ユニットの搬送手段が配設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】
前記画像形成ユニットは前記第１ユニット又は／及び前記第２ユニットにトナー攪拌器を備え、該トナー攪拌器はＯＥＭ−Ｋｅｙを兼ねるエンコーダから成るトナー残量検知機構を備え、前記トナー攪拌器は順回転で前記エンコーダを回転させると共にトナーを攪拌し、逆回転で前記エンコーダのみを回転させる、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４】
前記トナー残量検知機構は、前記第１ユニット及び前記第２ユニットのそれぞれに備えられ、
該２つのトナー残量検知機構によりトナー量に比例したトナー残量検知を行うことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体上から回収されたクリーニング部の廃トナーを現像側のトナーカートリッジに回収する簡単な構成の画像形成ユニットを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、トナーを用いて画像を形成する電子写真式の画像形成装置がある。このような画像形成装置においては、像担持体上に現像されたトナー像が、転写部で用紙又は中間転写体に転写された後は、残余のトナーはクリーナで回収されている。この回収されたトナーの取り扱いとしては、第１の方法として、クリーナ内に溜めておく。第２の方法として、廃トナーボトルに回収する。第３の方法として、現像部側に例えばトナーカートリッジに回収するなど種々の提案がなされている。
【０００３】
また、プロセスユニット（画像形成ユニット）を感光体ドラムやクリーナを備えたドラムユニットと、トナー容器部と現像ローラを備えた現像器ユニットとに分割するものが提案されている。これは、それまで寿命が異なりながら１ユニットとして扱われていた感光体ドラム及び現像器周りの部材を、個々の寿命管理が行えるように副ユニットに分割してコストダウンを図り、その場合の操作性をも考慮している。（例えば、特許文献１。）
また、現像器そのものの寿命を装置本体と同じになるように構成し、ドラムユニットとトナー容器のみを交換可能にするよう改良された画像形成装置も提案されている。（例えば、特許文献２参照。）
また、ドラムユニットの感光体ドラム上からクリーナ内に回収された廃トナーを、排出パイプ、搬送パイプを介して搬送スクリューにより、現像器ユニット内の上部に未使用トナーとは分離して回収することで、現像器ユニットの交換時期に回収トナーが自動的に廃棄され、現像器ユニットの小型化を可能にしたプロセスユニットが提案されている。（例えば、特許文献３参照）
【特許文献１】特開２００３−１１４６０１号公報（〔要約〕、図１、図５）
【特許文献２】特開２００４−０２１０６０号公報（〔要約〕、図２、図３）
【特許文献３】特開平９−２８１８６６号公報（〔要約〕、図４、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１又は２の技術は、感光体ドラム上の残留トナーをドラムユニット側のクリーニング装置に回収しているので、感光体ドラムの交換時期が回収廃トナーの量に関係してくるという好ましくない問題を有している。
【０００５】
また、特許文献３の技術は、現像器ユニットの寿命が予め投入するトナーの量に依存するため、使用可能な現像部材も一緒に交換することになり、トータルコストがかかるという不満が残るものであった。
【０００６】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、廃トナーを旧トナーカートリッジに回収し新たなトナーカートリッジでトナーを補充しながらユニットの寿命が来るまで使用する経済的で構成が簡単な画像形成ユニットを用いる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下に、本発明に係わる画像形成装置の構成を述べる。
本発明の画像形成装置は、静電潜像の形成される像担持手段と、該像担持手段上の上記静電潜像にトナーを付与して上記静電潜像に対応したトナー像を形成する現像手段と、上記像担持手段上の上記トナー像が転写手段を介して転写材上に転写された後に上記像担持手段上に残留する廃トナーを除去して一時的に貯留するクリーニング手段と、該クリーニング手段に貯留された上記廃トナーを搬送する搬送手段とを少なくとも備える第１ユニットと、補給用トナーを収容し上記第１ユニットと連結されて上記現像手段へ上記トナーを供給すると共に、上記搬送手段から送られる上記廃トナーを収容する廃トナー回収手段を備える第２ユニットと、から成り、上記第１ユニットと上記第２ユニットとが連結されて一体化して形成された画像形成ユニットを着脱自在に装着するように構成される。
【０００８】
上記画像形成ユニットは、例えば上記第２ユニットの長手方向に平行してユニット取っ手部が形成され、該ユニット取っ手部の内部に上記第１ユニットの搬送手段が配設されるように構成される。
【０００９】
また、この画像形成装置においては、例えば上記画像形成ユニットは上記第１ユニット又は／及び上記第２ユニットにトナー攪拌器を備え、該トナー攪拌器はＯＥＭ−Ｋｅｙを兼ねるエンコーダから成るトナー残量検知機構を備え、上記トナー攪拌器は順回転で上記エンコーダを回転させると共にトナーを攪拌し、逆回転で上記エンコーダのみを回転させるように構成される。
【００１０】
この場合、上記トナー残量検知機構は、上記第１ユニット及び上記第２ユニットのそれぞれに備えられ、該２つのトナー残量検知機構によりトナー量に比例したトナー残量検知を行うように構成してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、着脱可能なトナーカートリッジからトナーを逐次補給し、かつ、回収廃トナーをトナーカートリッジの袋に収納するようにし、ユニット取っ手部の内部に回収廃トナーの搬送部を構成するので、画像形成ユニットの構成を実用的かつ簡略化して安価に提供できるので有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。尚、以下の説明において、上記の像担持手段は、例えば感光体ドラム７等から成り、上記の現像手段は、例えば現像器１２、現像ローラ１３等から成り、上記の転写手段は、例えば一次転写ローラ１８等から成り、上記の転写材は、例えば転写ベルト１４等から成り、上記のクリーニング手段は、例えばクリーナ８等から成り、上記の搬送手段は、例えば廃トナー搬送路５６等から成り、上記の第１ユニットは、例えば画像形成部４２等から成り、上記の廃トナー回収手段は、例えば廃トナー回収袋５９等から成り、そして上記の第２ユニットは、例えばトナーカートリッジ４３等から成る。
【００１３】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１におけるカラー画像形成装置（以下、単にプリンタという）の内部構成を説明する断面図である。同図に示すプリンタ１は、電子写真式で二次転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置であり、４つの画像形成部２、中間転写ベルトユニット３、給紙部４、及び両面印刷用搬送ユニット５で構成されている。
【００１４】
上記４つの画像形成部２は、同図の右から左へ４個の画像形成ユニット６（６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ、６Ｋ）を多段式に並設した構成からなる。  上記４個の画像形成ユニット６のうち上流側（図の右側）の３個の画像形成ユニット６Ｍ、６Ｃ及び６Ｙは、それぞれ減法混色の三原色であるマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の色トナーによるモノカラー画像を形成し、画像形成ユニット６Ｋは、主として文字や画像の暗黒部分等に用いられるブラック（Ｋ）トナーによるモノクロ画像を形成する。
【００１５】
上記の各画像形成ユニット６は、トナー容器に収納されたトナーの色を除き全て同じ構成である。したがって、以下ブラック（Ｋ）用の画像形成ユニット６Ｋを例にしてその構成を説明する。
【００１６】
画像形成ユニット６は、最下部に感光体ドラム７を備えている。この感光体ドラム７は、その周面が例えば有機光導電性材料で構成されている。この感光体ドラム７の周面近傍を取り巻いて、クリーナ８、帯電器９、光書込ヘッド１１、及び現像器１２の現像ローラ１３が配置されている。
【００１７】
現像器１２は、上部のトナー容器に同図にはＭ、Ｃ、Ｙ、Ｋで示すようにマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のいずれかのトナーを収容し、中間部には下部へのトナー補給機構を備え、下部には側面開口部に上述した現像ローラ１３を備え、内部にトナー撹拌部材、現像ローラ１３にトナーを供給するトナー供給ローラ、現像ローラ１３上のトナー層を一定の層厚に規制するドクターブレード等を備えている。
【００１８】
中間転写ベルトユニット３は、本体装置のほぼ中央で図の左右のほぼ端から端まで扁平なループ状になって延在する転写ベルト１４と、この転写ベルト１４を掛け渡されて転写ベルト１４を図の反時計回り方向に循環移動させる駆動ローラ１５と従動ローラ１６を備えている。
【００１９】
上記の転写ベルト１４は、トナー像を直接ベルト面に転写（一次転写）されて、そのトナー像を更に用紙に転写（二次転写）すべく用紙への転写位置まで搬送するので、ここではユニット全体を中間転写ベルトユニットといっている。
【００２０】
この中間転写ベルトユニット３は、上記扁平なループ状の転写ベルト１４のループ内にベルト位置制御機構１７を備えている。ベルト位置制御機構１７は、転写ベルト１４を介して感光体ドラム７の下部周面に押圧する導電性発泡スポンジから成る一次転写ローラ１８を備えている。
【００２１】
ベルト位置制御機構１７は、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びイエロー（Ｙ）の３個の画像形成ユニット６Ｍ、６Ｃ及び６Ｙに対応する３個の一次転写ローラ１８を鉤型の支持軸を中心に同一周期で回転移動させ、ブラック（Ｋ）の画像形成ユニット６Ｋに対応する１個の一次転写ローラ１８を上記３個の一次転写ローラ１８の周期と異なる回転移動周期で回転移動させて転写ベルト１４を感光体ドラム７から離接させ、フルカラーモード（４個全部の一次転写ローラ１８が転写ベルト１４に当接）、モノクロモード（画像形成ユニット６Ｋに対応する一次転写ローラ１８のみが転写ベルト１４に当接）、及び全非転写モード（４個全部の一次転写ローラ１８が転写ベルト１４から離れる）に切換える。
【００２２】
上記の中間転写ベルトユニット３には、上面部のベルト移動方向最上流側の画像形成ユニット６Ｍの更に上流側に、ベルトクリーナユニット１９が配置され、下面部のほぼ全面に沿い付けるように平らで薄型の廃トナー回収容器２０が着脱自在に配置されている。
【００２３】
給紙部４は、上下２段に配置された２個の給紙カセット２１を備え、２個の給紙カセット２１の給紙口（図の右方）近傍には、それぞれ用紙取出ローラ２２、給送ローラ２３、捌きローラ２４、待機搬送ローラ対２５が配置されている。待機搬送ローラ対２５の用紙搬送方向（図の上鉛直方向）には、転写ベルト１４を介して従動ローラ１６に圧接する二次転写ローラ２６が配設されて、用紙への二次転写部を形成している。
【００２４】
この二次転写部の下流（図では上方）側にはベルト式熱定着装置２７が配置されて、ベルト式熱定着装置２７の更に下流側には、定着後の用紙をベルト式熱定着装置２７から搬出する搬出ローラ対２８、及びその搬出される用紙を装置上面に形成されている排紙トレー２９に排紙する排紙ローラ対３１が配設されている。
【００２５】
両面印刷用搬送ユニット５は、上記搬出ローラ対２８と排紙ローラ対３１との中間部の搬送路から図の右横方向に分岐した開始返送路３２ａ、それから下方に曲がる中間返送路３２ｂ、更に上記とは反対の左横方向に曲がって最終的に返送用紙を反転させる終端返送路３２ｃ、及びこれらの返送路の途中に配置された３組の返送ローラ対３３ａ、３３ｂ、３３ｃを備えている。上記終端返送路３２ｃの出口には、本体装置内部側に搬入ローラ対３４が配設されている。
【００２６】
ところで、本例において中間転写ベルトユニット３の上面部に配置されるベルトクリーナユニット１９は、２段に配置した下部のクリーニングローラ３５、上部の取り込みローラ３６、及び搬送スクリュー３７を備えている。下部のクリーニングローラ３５は転写ベルト１４の上面に当接して廃トナーを擦り取って除去し、取り込みローラ３６はクリーニングローラ３５が除去した廃トナーを引き継いでベルトクリーナユニット１９内に溜め込み、搬送スクリュー３７は溜め込まれた廃トナーを落下筒３８の上部まで搬送し、落下筒３８を介して廃トナー回収容器２０に送り込んでいる。
【００２７】
そして、上記のクリーニングローラ３５を適度の圧力で転写ベルト１４に圧接させるために、中間転写ベルトユニット３側には、下方から転写ベルト１４をクリーニングローラ３５に向けて押圧する押圧ローラ３９が設けられている。
【００２８】
このような廃トナーの回収には、本例のようにクリーニングローラ３５を用いると限るものではなく、例えばクリーニングブラシ、クリーニングブレードなども使用される。特にクリーニングブレードを用いる場合は、クリーニングブレードと転写ベルト間の摩擦抵抗が温湿度環境によって変化することに対応して摩擦抵抗を一定に保つように対処し、常に良好なクリーニング作用を維持することが必要となる。
【００２９】
図２は、上記実施形態１における画像形成ユニット６を単体で示す斜視図である。図２に示すように、画像形成ユニット６は、下部のハウジング本体４１に駆動部分を収容されている画像形成部４２と、この画像形成部４２の上部に、図の両方向矢印ａで示すように着脱自在に装着されて画像形成部４２と一体化して画像形成ユニット６の一部を構成するトナーカートリッジ４３から成る。
【００３０】
ハウジング本体４１の画像形成部４２の横に突設されたドラム上カバー４４には、この画像形成ユニット６がプリンタ１の装着部に挿入された後、上方から光書込ヘッド１１のヘッド部が嵌入して感光体ドラム７の上面に対向する長孔４５が形成されている。
【００３１】
この画像形成ユニット６は、プリンタ本体側の装着部に対し、同図の両方向矢印ａで示す方向に挿抜可能に構成されており、上部にはこの画像形成ユニット６の梱包を開梱して取り出したり、画像形成装置本体に装着するために持ち運ぶための取っ手４６が形成されている。そして、一方の端面（同図の右側の、側面）には、画像形成部４２の側面から感光体ドラム軸４７とトナー撹拌器軸４８が外部に突出して配置されている。
【００３２】
また、トナーカートリッジ４３には、長手方向の画像形成部４２と係合する端面とは反対側の端面に、トナーシャッタをロックするロックレバー４９が設けられている。ロックレバー４９は、図２の実線位置でトナーシャッタを開にし、二点鎖線位置でトナーシャッタを閉にする。
【００３３】
図３(a),(b) は、上記画像形成ユニット６の画像形成部４２が予め組み付けられているハウジング本体４１とトナーカートリッジ４３との係合関係を説明する図である。同図は、トナーカートリッジ４３を、そのロックレバー４９をトナーシャッタの閉位置に回動させた後、矢印ｂで示すように、ハウジング本体４１から抜き出した状態を示している。
【００３４】
ハウジング本体４１のトナーカートリッジ４３との係合部には、短手方向の両側に溝５１が長手方向に形成され、トナーカートリッジ４３には、上記の溝５１に滑動自在に嵌入する２本のレール５２（向う側の１本は陰になって見えない）が底部両側に突設されている。
【００３５】
また、トナーカートリッジ４３のロックレバー４９の配設端面に対向するハウジング本体４１との係合端面５３には、図では陰になって見えないが廃トナー受け口が形成されている。トナーカートリッジ４３をハウジング本体４１へ矢印ｂの逆方向に装着したとき、トナーカートリッジ４３の廃トナー受け口が、ハウジング本体４１の係合部５４に横に突出して形成されている廃トナー排出口５５に係合する。
【００３６】
図４は、この画像形成ユニット６の、廃トナー搬送路を透視的に示す図である。同図に示す廃トナー搬送路５６は、搬送パイプとその搬送パイプ内に配置されて回転する搬送スクリューとから成る。
【００３７】
廃トナー搬送路５６は、同図に示すように、先ず図１に示したクリーナ８の底部に沿って図４の矢印ｃで示すように配置され、続いてハウジング本体４１の一方の側部（図の右側）に、矢印ｄで示すように上下方向に配置され、更に続いて取っ手４６の内部に沿って矢印ｄで示すように左長手方向に反転するように配置され、続いてハウジング本体４１の係合部５４の内部を矢印ｆ及び矢印ｇで示すように回り込むように配置され、その終端は廃トナー排出口５５まで伸びている。クリーナ８に一時的に滞留する廃トナーは、上記の経路を通って、トナーカートリッジ４３の廃トナー回収装置に回収される。
【００３８】
図５は、本例における廃トナー回収装置の基本的なユニット構成を示す図である。尚、同図には、図２乃至図４に示した構成と同一構成部分には図２乃至図４と同一の番号を付与して示している。図５に示すように、本例の廃トナー回収装置は、トナーカートリッジ４３内に配設されている搬送スクリュー５７を内蔵する搬送パイプ５８とその搬送パイプ５８に連結されている廃トナー回収袋５９から成る。
【００３９】
上記の搬送スクリュー５７は図では搬送パイプ５８の右端部内に隠れて見えない駆動軸により回転駆動される。駆動軸は、特には図示しないが搬送パイプ５８の端部に嵌合する軸受に支持されて、突端にギアが固着している。軸受とギアとの間にはパッキングが介挿される。これにより、搬送パイプ５８のギア側の端部が外部から封止される。
【００４０】
上記の搬送パイプ５８には、廃トナー回収袋５９が取り付けられている。廃トナー回収袋５９は、搬送パイプ５８の両端部近傍で、筒袖状の取り付け開口部に搬送パイプ５８を挿通され、結束バンド６１で開口部を閉じられると共に上部を搬送パイプ５８に位置固定されている。搬送スクリュー５７で受入口６２から内部に搬送されてくる廃トナーは、搬送パイプ５８の切り欠き部５８−１から下方に配置される廃トナー回収袋５９内に落下して回収される。
【００４１】
ところで、上記のようなプリンタは、印刷が繰り返されて、一定枚数以上の印刷が行われると、画像形成ユニットの寿命が切れ、新品の画像形成ユニットと交換しなければならない。また、画像形成ユニットの寿命が切れる前に、トナーが消費切れとなった場合、トナーカートリッジ４３を新品と交換する必要がある。したがって、トナー残量を何らかの形で監視する必要がある。この場合、できるだけトナーの総残量（トナーカートリッジ４３のトナー残量＋画像形成部４２のトナー残量）を正確に検知することが好ましい。
【００４２】
図６(a),(b),(c) は、本例におけるトナー総残量の検知方法を示す図である。尚、同図(a),(b),(c) に示すトナーカートリッジ４３には、図５に示した廃トナー回収袋５９の図示を省略している。
【００４３】
先ず、図６(a) は、画像形成部４２及びトナーカートリッジ４３共にトナーＴが満タンに入っている状態を示しており、次に、同図(b) は、トナーカートリッジ４３内のトナーＴが１／３程度にまで減った状態、そして、同図(c) は、トナーカートリッジ４３内のトナーＴが空となり、画像形成部４２内のトナーＴも１／２程度に減っている状態を示している。
【００４４】
同図(a) に示すように、本例では、トナーカートリッジ４３には、トナーシャッタ６３の内側で、矢印ｈで示す時計回り方向に回転するカートリッジトナー攪拌器６４が配設されている。カートリッジトナー攪拌器６４の回転自由端には回転錘６５が取り付けられている。
【００４５】
また、本例では、トナーカートリッジ４３だけでなく、画像形成部４２にも矢印ｉで示す時計回り方向に回転する本体トナー攪拌器６６が配設されている。この本体トナー攪拌器６６の回転自由端にも回転錘６７が取り付けられている。
【００４６】
図６(a) はトナーカートリッジ４３内にトナーＴが矢印ｊで示す満タンの水準位置まで充分入っている状態であり、したがって、カートリッジトナー攪拌器６４、本体トナー攪拌器６６と共に、トナーＴの抵抗によって回転トルクが最も大きい（重い）状態となっており、それぞれ規則正しく回転している。このときトナーＴの総残量は１００％であるとする。
【００４７】
図６(b) はトナーカートリッジ４３内でのトナーＴが矢印ｋで示す位置まで少量になった状態を示している。このときトナーカートリッジ４３のカートリッジトナー攪拌器６４の回転トルクは、小さく（軽く）なっており、回転錘６５がトナーＴから抜け出したときと、トナーＴに入り込んでいくときとで、被駆動軸に形成されている遊びの分だけ回転むらを発生する。この回転むらの発生時間はトナーＴの残量に応じて変化する。尚、トナーカートリッジ４３内のトナー残量が同図(b) の矢印ｋで示す位置にある状態の画像形成ユニット６のトナーＴの総残量を５０％であると判断するようにする。
【００４８】
また、図６(a) から図６(b) になるまでの間においても、カートリッジトナー攪拌器６４の回転トルクは、トナーＴの減量に比例して軽くなっていくので、その回転むらの発生時間を検出することによって、トナーＴの残量に比例した検出値を得ることができる。
【００４９】
図６(c) はトナーカートリッジ４３にはトナーＴが空で、画像形成部４２内のトナーＴも矢印ｍで示す位置まで少量残っている状態を示している。上のトナーカートリッジ４３内にはトナーＴがない状態であるので、カートリッジトナー攪拌器６４の回転トルクは最も軽い状態である。
【００５０】
他方、画像形成部４２内においても、内部のトナーＴが少量のため、本体トナー攪拌器６６の回転トルクが変化し始め、カートリッジトナー攪拌器６４の場合と同様の回転むらを発生することにより、この回転むらの発生時間の変化を監視して、画像欠損を起こさない限界のトナー量となったとき、トレー無しを表示装置に表示させるように設定する。
【００５１】
このように、画像形成部４２だけでなくトナーカートリッジ４３にもトナー攪拌器を設けて、その回転トルクの変化を検出装置で検出し、画像形成ユニット６のトナー総残量を正確に検知することができる。
【００５２】
ところで、図１に示したタンデム型のプリンタ１における４つの画像形成ユニット６のように、本体装置に複数のユニットを着脱自在に備える構成では、これら複数のユニットの装着の有無や、各ユニット固有の情報を識別することが好ましい。ユニット固有の情報としては、例えばどの色のトナーを収容している画像形成ユニットであるか、などの情報がある。
【００５３】
これは、画像形成ユニットを新品と交換した場合、あるいは一時的に取り外した２つの画像形成ユニットを装着し直した場合に、例えば誤ってイエローとブラックの画像形成ユニットを入れ替えて装着したりすると、その後の稼動ではイエローの画像形成ユニットにブラックの印字信号が送られ、ブラックの画像形成ユニットにイエローの印字信号が送られることになり、正しいカラー画像を形成できなくなる。したがって、そのような装着の誤りを事前に防止するためにユニット固有の情報が必要となる。このような、ユニット固有の情報を示すものとして画像形成ユニット６には、ＯＥＭ−Ｋｅｙが何らかの形で設けられている場合が多い。
【００５４】
このように、ユニット固有の情報を識別することは重要なことであり、このようなユニット固有の情報を識別する方法は、上記のユニットの装着の有無やトナーの残量検知などの方法と共に種々の方法が採られている。本例でも画像形成ユニット６においてエンコーダが使用されている。本例におけるエンコーダは、画像形成部４２の本体トナー撹拌器６６の回転支持軸端部に固設されて回転する。また本例では、このエンコーダの回転を上述したトナー残量と検出と、ＯＥＭ−Ｋｅｙの検知に使用している。
【００５５】
図７(a) に示すように、画像形成ユニット６がプリンタ本体側の装着部に装着されるとこの装着動作に連動して、検知センサ６８が、破線で示す下方の位置から実線で示す上方の検知位置に上昇する。
【００５６】
エンコーダ６９は、同図(a) に示すように、本体トナー撹拌器６６の回転支持軸７１の外端部に固設され、トナー撹拌器６６の回転支持軸７１の回転に伴われて、同図(b) の矢印ｎで示す反時計回り方向に回転する。他方、トナー撹拌器６６の錘付きのトナー攪拌部は、特には図示しないが、逆回転防止機構を介して回転支持軸７１と連結されている。
【００５７】
上記エンコーダ６９の円周部には、複数の被検知片７２が形成されている。検知センサ６８は、光透過型のフォトセンサからなり、回転するエンコーダ６９の被検知片７２により光路を遮断されることにより、被検知片７２の通過、幅、配置間隔等を検出する。尚、エンコーダ６９の被検知片７２を光反射性の面に構成し、検知センサ６８を光反射型のフォトセンサとしても良い。
【００５８】
図８(a) 〜(d) は、図１に示した４個の画像形成ユニット６（６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ、６Ｋ）にそれぞれ取り付けられるエンコーダ６９（６９ｍ、６９ｃ、６９ｙ、６９ｋ）の例を示す図である。同図(a) は、本例において１種類のみ大量生産されるエンコーダの例を示している。本例のエンコーダは、中心を通るどの直線（直径としても同じ）に対しても対称形になるように形成されている。同図(a) に示すエンコーダ６９ｍは円周の１／２に１〜８まで番号を有する８個の被検知片７２が形成され、残る円周の１／２にも１〜８まで番号を有する同形の８個の被検知片７２が形成されている。１〜８番までの被検知片７２は、いずれも指で容易に折り取ることができる。
【００５９】
これにより、例えば、同図(a) に示す大量生産されたままの折り取りのないエンコーダ６９ｍ、同図(b) に示すように１番の被検知片７２を折り取ったエンコーダ６９ｃ、同図(c) に示すように２番の被検知片７２を折り取ったエンコーダ６９ｙ、そして、同図(d) に示すように１番と２番の２個の被検知片７２を折り取ったエンコーダ６９ｋというように、同図(a) に示す１種類のみのエンコーダから被検知片７２の形状や配置の異なる４種類のエンコーダを指で任意の被検知片７２を折り取るだけで作り出すことができる。もちろん、４種離と限るものではなく、被検知片７２は対称形で８個あるので８の順列・組み合わせの数だけのエンコーダの種類を作り出すことができる。
【００６０】
そして、例えば、同図(a) 示すエンコーダ６９ｍをマゼンタの画像形成ユニット６Ｍに取り付け、同図(b) に示すエンコーダ６９ｃをシアンの画像形成ユニット６Ｃに取り付け、同図(c) に示すエンコーダ６９ｙをイエローの画像形成ユニット６Ｙに取り付け、そして、同図(d) に示すエンコーダ６９ｋをブラックの画像形成ユニット６Ｋに取り付け、その検知センサ６８による検出波形を記録した波形テーブルを予め制御部のメモリに格納しておく。
【００６１】
そうすれば、プリンタ本体側の装着部に画像形成ユニットが装着されているか否かを検出できるだけでなく、そのエンコーダ６９の検出波形とメモリに格納されている波形テーブルの波形とを比較することによって、どの色のトナーを収容した画像形成ユニットが装着されたかを示すＯＥＭ−Ｋｅｙとして容易に確認することができる。
【００６２】
ところで、前述したトナー攪拌器の回転を監視してトナー残量を検知するのは、つまりは上記のエンコーダ６９の回転を監視することによって行うことになるが、前述したように、このトナー攪拌器の回転からのトナー残量の検出では、トナー攪拌器の回転中の不安定さの発生の時間的間隔を検出している。
【００６３】
他方、ＯＥＭ−Ｋｅｙは、トナー攪拌器の回転が安定していないと正確に検出できない。ところが、例えば、特殊なトナーを供給する画像形成ユニットの装着を判別するためには、トナー残量が少なくトナー攪拌器の回転が不安定な場合でもＯＥＭ−Ｋｅｙを判定しなければならない場合がある。また、トナー残量が充分でも、トナーの状態によってはエンコーダの回転が不安定になる場合もある。
【００６４】
そこで本例では、上述したように、エンコーダ６９は本体トナー撹拌器６６の回転支持軸７１に固設されるが、本体トナー撹拌器６６の錘付きのトナー攪拌部は逆回転禁止機構を介して回転支持軸７１に連結される。
【００６５】
図９は、上記エンコーダ６９を用いたＯＥＭ−Ｋｅｙ検出の処理動作を説明するフローチャートである。同図において、プリンタ１に画像形成処理が指示されると、画像形成部４２を回転駆動するモータが正回転するようにオンされる（Ｓ１）。
【００６６】
これにより、本体トナー撹拌器６６の回転支持軸７１が正回転し、回転支持軸７１が正回転することによりエンコーダ６９と本体トナー撹拌器６６の錘付きのトナー攪拌部が正回転する。
【００６７】
先ず、検知センサ６８によりエンコーダ６９つまり本体トナー撹拌器６６の回転トルクが測定されて画像形成部４２のトナー残量が検出され、次に、同じく検知センサ６８によりエンコーダ６９の被検知片７２によるＯＥＭ−Ｋｅｙの検知が行われる（Ｓ２）。
【００６８】
続いて、上記トナー残量の検出において、トナーＴの残量が限界水準として設定されている「３」以下であるか否かが判別される（Ｓ３）。
そして、トナーＴの残量が限界水準「３」以下であれば（Ｓ３がＹｅｓ）、一旦画像形成部４２のモータの回転をオフにし（Ｓ５）、続いて、その画像形成部４２のモータを逆回転させる（Ｓ６）。
【００６９】
これにより、本体トナー撹拌器６６の錘付きのトナー攪拌部が逆回転禁止機構によって回転を禁止され、エンコーダ６９のみが本体トナー撹拌器６６の回転支持軸７１と共に逆方向に回転する。すなわち、トナーＴの残量が限界水準「３」以下となって正回転が不安定になった本体トナー撹拌器６６の錘付きのトナー攪拌部が回転（逆回転）を禁止され、エンコーダ６９のみの回転となるので、エンコーダ６９の回転が安定する。
【００７０】
また、エンコーダ６９は、前述したように中心を通るどの直線（直径としても同じ）に対しても対称形になるように形成されているので、正回転でも逆回転でも、検出情報に変化は無い。つまり正回転でも逆回転でも同一の情報を出力することができる。
【００７１】
ここで、エンコーダ６９が測定され、ＯＥＭ−Ｋｅｙの検知が行われる（Ｓ７）。この処理では、エンコーダ６９の回転が安定しているので、正しいＯＥＭ−Ｋｅｙの検知を容易に行うことができる。
【００７２】
続いて、画像形成部４２のモータの逆回転が停止される（Ｓ８）。そして、上記検知されたＯＥＭ−Ｋｅｙが確定される（Ｓ９）。
また、上記処理Ｓ３の判別で、トナーＴの残量が限界水準「３」よりも多ければ（Ｓ３がＮｏ）、続いて、上記検知したＯＥＭ−Ｋｅｙの検知状態が不安定であったか否かを判別する（Ｓ４）。
【００７３】
そして、ＯＥＭ−Ｋｅｙの検知状態が不安定である、つまり検知されたＯＥＭ−Ｋｅｙのパターンが予め記憶装置に記憶されているどのＯＥＭ−Ｋｅｙパターンとも一致しないときは（Ｓ４がＹｅｓ）、上述した処理Ｓ５に移行して、処理Ｓ５〜Ｓ７を行って、処理Ｓ８及びＳ９に進む。
【００７４】
また、ＯＥＭ−Ｋｅｙの検知状態が安定していたときは（Ｓ４がＮｏ）、直ちに処理Ｓ８及びＳ９の処理に進む。
このように、本例では、本体トナー撹拌器６６の回転軸に取り付けたエンコーダ６９によって、トナー残量の検知と安定したＯＥＭ−Ｋｅｙの検知を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施形態１におけるカラー画像形成装置（プリンタ）の内部構成を説明する断面図である。
【図２】実施形態１における画像形成ユニットを単体で示す斜視図である。
【図３】(a),(b) は実施形態１における画像形成ユニットの画像形成部が予め組み付けられているハウジング本体とトナーカートリッジとの係合関係を説明する図である。
【図４】画像形成ユニットの廃トナー搬送路を透視的に示す図である。
【図５】画像形成ユニットにおける廃トナー回収装置の基本的な構成を示す図である。
【図６】(a),(b),(c) は本例におけるトナー総残量の検知方法を示す図である。
【図７】(a) は本例における画像形成ユニットがプリンタ本体側の装着部に装着されたときのエンコーダとそのエンコーダ情報を検出する検知センサとの配置関係を示す図、(b) はそのときのエンコーダと検知センサのみを取り出して示す斜視図である。
【図８】(a) 〜(d) は４個の画像形成ユニットにそれぞれ取り付けられるエンコーダの例を示す図である。
【図９】本例のエンコーダを用いたＯＥＭ−Ｋｅｙ検出の処理動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００７６】
１      プリンタ
２      画像形成部
３      中間転写ベルトユニット
４      給紙部
５      両面印刷用搬送ユニット
６（６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ、６Ｋ）  画像形成ユニット
７      感光体ドラム
８      クリーナ
９      帯電器
１１    光書込ヘッド
１２    現像器
１３    現像ローラ
１４    転写ベルト
１５    駆動ローラ
１６    従動ローラ
１７    ベルト位置制御機構
１８    一次転写ローラ
１９    ベルトクリーナユニット
２０    廃トナー回収容器
２１    給紙カセット
２２    用紙取出ローラ
２３    給送ローラ
２４    捌きローラ
２５    搬送ローラ対
２６    二次転写ローラ
２７    ベルト式熱定着装置
２８    搬出ローラ対
２９    排紙トレー
３１    排紙ローラ対
３２ａ  開始返送路
３２ｂ  中間返送路
３２ｃ  終端返送路
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ  返送ローラ対
３４    搬入ローラ対
３５    クリーニングローラ
３６    取り込みローラ
３７    搬送スクリュー
３８    落下筒
３９    押圧ローラ
４１    ハウジング本体
４２    画像形成部
４３    トナーカートリッジ
４４    ドラム上カバー
４５    長孔
４６    取っ手
４７    感光体ドラム軸
４８    トナー撹拌器軸
４９    ロックレバー
５１    溝
５２    レール
５３    係合端面
５４    係合部
５５    廃トナー排出口
５６    廃トナー搬送路
５７    搬送スクリュー
５８    搬送パイプ
５９    廃トナー回収袋
６１    結束バンド
６２    受入口
６３    トナーシャッタ
６４    カートリッジトナー攪拌器
６５    回転錘
６６    本体トナー攪拌器
６７    回転錘
６８    検知センサ
６９    エンコーダ
７１    回転支持軸
７２    被検知片
【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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