(57)【要約】【課題】画像形成装置の機種に対応したプロセスユニットであるか否かを簡単な構成で容易に検出できるようにする。【解決手段】廃棄用トナーボックス内に撹拌部材２０が配置され、この撹拌部材２０の回転軸２１に軸装された回転駆動伝達ギヤ２２のフランジ部２３に機種識別用スリット２４が形成されている。廃棄用トナーボックス１７の外側におけるフランジ部２３に対応する位置に光学センサ２６が配置され、この光学センサ２６により機種識別用スリット２４の機種識別情報が検知され、機種が異なるプロセスユニットであるか否かの認識することが可能となる。光学センサ２６が異なる機種のプロセスユニットであることを検知した場合には、その検出信号に基づいて装置の駆動（稼働）を停止するように設定されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体に隣接して配置された廃棄用トナーボックスを備え、画像形成装置本体に着脱可能に装着されると共に、前記廃棄用トナーボックス内に回転軸を中心に回転駆動される撹拌部材が配置されたプロセスユニットであって、
前記回転軸に軸装された回転駆動伝達ギヤのフランジ部に機種識別用スリットが形成されると共に、前記廃棄用トナーボックスの外側の前記フランジ部に対応する位置に光学センサが配置され、前記光学センサにより前記機種識別用スリットの機種識別情報が検知されることを特徴とするプロセスユニット。
【請求項２】
前記廃棄用トナーボックスは、感光体ユニットに合体して設けられ、感光体の回転駆動力が前記回転駆動伝達ギヤを介して前記回転軸に伝達されることを特徴とする請求項１記載のプロセスユニット。
【請求項３】
前記感光体ユニットに現像器ユニットが合体して設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載されたプロセスユニット。
【請求項４】
前記機種識別用スリットは、複数であり、前記フランジ部における回転方向に沿って所定のピッチで配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載されたプロセスユニット。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載されたプロセスユニットを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記光学センサの検出信号に基づいて、装置の駆動を停止することを特徴とする請求項５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、電子写真複写機、ファクシミリ、プリンタ若しくはこれらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置、及びそれに用いられるプロセスユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、紙、プラスチックシート、布、ＯＨＰ用シート等の記録材に、トナーを用いる画像形成装置、例えば複写機、ファクシミリ、プリンタ、或いはこれらの機能を併有した複合機等では、感光体に形成したトナー画像を記録材に転写し、そのトナー画像を担持する記録材を定着装置で定着することで、記録材に画像を形成している。
【０００３】
上述の感光体に対してトナーを供給するには、現像装置の現像ローラを感光体の現像部に配置させ、着脱可能なトナーコンテナ（トナー容器）から撹拌手段や帯電手段を用いてトナーを供給している。このような現像手段は、現像ユニットとして単独で構成されたり、感光体ユニットと一体に構成されるなどの形態がある。また、感光体に付着したトナーのうち、記録材に転写されずに残ったトナーは、例えばスイープローラ等で廃棄用トナーボックスに捕捉、回収されるようになっている。このような廃棄用トナーボックスは、単独のユニットとして構成されたり、感光体ユニットと一体になるように着脱可能に構成されているものがある。
【０００４】
さらに詳しく説明すれば、電子写真方式を用いた画像形成装置では、トナーが収納されたトナーコンテナを装置本体に着脱可能としたり、感光体及びこの感光体に作用する例えば帯電、露光、現像、転写、廃棄用トナーの捕集、定着等を行う手段をプロセスユニットとして一体化して装置本体に着脱可能としたものがある。
【０００５】
このようなプロセスユニットを備える画像形成装置においては、特定機種の画像形成装置に対応して特定のプロセスユニットを装着するようになっている。このように画像形成装置にプロセスユニットが適合している否かを検出する手段としては、プロセスユニット側と画像形成装置本体側とに互いに符合する凹凸が形成されたものが知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。
【０００６】
ところで、近年では１機種を開発した後に、展開機種として例えば印字速度の違う機種を開発することが行われている。この場合、内部のプロセスユニットは、生産効率の向上のために、異なる機種間で共用化することが望ましい。しかし、このように機種が増えて、基本となる機種から印字速度が大幅に変わる機種を製造する場合には、画像形成上の不具合を解消するために、同形状のユニットでありながら、内部設定を変える必要が生じる。内部設定が違うユニットを画像形成装置本体に装着すれば、特に帯電・撹拌機構で不具合が発生する可能性が増大する。
【０００７】
このため、トナーカートリッジの機種識別用突起部を設けて他機種への転用を防止する技術が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献３参照。）。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１４０４５５号公報（第４頁、図３）
【特許文献２】特開２００１−１２５３５４号公報（第３頁、図３）
【特許文献３】特開２００１−２７２８５１号公報（第４頁、図３〜５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した特許文献１に開示された技術では、トナー容器を機種毎に異なる金型で成形する必要があるため、金型の共用化ができずコスト高になり、生産効率の向上に逆行するものであった。
【００１０】
また、上述した特許文献２に開示された技術は、スイッチ駆動部を備えるため誤って他機種にトナー容器を装着するという不具合の発生を有効に防止できるものであるが、機種毎に凹部及び凸部の画像形成装置本体に対する配置位置を変える必要がある点で上記特許文献１に開示された技術と同様に金型の共用化ができないというコスト面での課題がある。
【００１１】
さらに、上述した特許文献３に開示された技術は、トナー容器内に芯金を入れておく必要があるため、トナー容器の製造に工数を要するという問題点がある。また、特許文献３に係る技術においても、画像形成装置本体側に、機種毎に位置の異なる凹部を加工する必要があるため、工数が増え手間を要するものであった。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、画像形成装置の機種に対応した適合性を認識できるプロセスユニットを提供することにある。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、未然に画像の不具合を防ぐことができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１記載の発明は、感光体に隣接して配置された廃棄用トナーボックスを備え、画像形成装置本体に着脱可能に装着されると共に、前記廃棄用トナーボックス内に回転軸を中心に回転駆動される撹拌部材が配置されたプロセスユニットに関するものである。この発明に係るプロセスユニットは、前記回転軸に軸装された回転駆動伝達ギヤのフランジ部に機種識別用スリットが形成されると共に、前記廃棄用トナーボックスの外側の前記フランジ部に対応する位置に光学センサが配置され、前記光学センサにより前記機種識別用スリットの機種識別情報が検知されることを特徴としている。
【００１５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のプロセスユニットに関するものである。この発明に係るプロセスユニットは、前記廃棄用トナーボックスが、感光体ユニットに合体して設けられ、感光体の回転駆動力が前記回転駆動伝達ギヤを介して前記回転軸に伝達されることを特徴としている。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載されたプロセスユニットに関するものである。この発明に係るプロセスユニットは、前記感光体ユニットに現像器ユニットが合体して設けられていることを特徴としている。
【００１７】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載されたプロセスユニットに関するものである。この発明に係るプロセスユニットは、前記機種識別用スリットが複数であり、前記フランジ部における回転方向に沿って所定のピッチで配置されていることを特徴としている。
【００１８】
請求項５記載の発明は、画像形成装置に関するものである。この発明に係る画像形成装置は、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載されたプロセスユニットを備えることを特徴としている。
【００１９】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の画像形成装置に関するものである。この発明に係る画像形成装置は、前記光学センサの検出信号に基づいて装置の駆動を停止することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、画像形成装置の機種に対応した適合性を確実に認識できるプロセスユニットを得ることができる。
【００２１】
また、本発明によれば、機種の異なるプロセスユニットを用いることを防止でき、形成画像に不具合が発生することを未然に防止できる画像形成装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための最良の形態に係るプロセスユニット及び画像形成装置について説明する。
【００２３】
プロセスユニットは、感光体に隣接して配置された廃棄用トナーボックスを備え、画像形成装置本体に着脱可能に装着されるものである。また、このプロセスユニットにおいては、廃棄用トナーボックス内に回転軸を中心に回転駆動される撹拌部材が配置されている。
そして、撹拌部材の回転軸に軸装された回転駆動伝達ギヤのフランジ部に機種識別用スリットが形成されている。さらに、廃棄用トナーボックスの外側における上記フランジ部（機種識別用スリットを形成した部分）に対応する位置に光学センサが配置され、この光学センサにより機種識別用スリットの機種識別情報が検知されるようになっている。
【００２４】
このため、回転駆動伝達ギヤのフランジ部に形成された機種識別用スリットが、所定のピッチで形成されていない場合、光学センサにより機種の異なるプロセスユニットとして検知される。このようなプロセスユニットが画像形成装置本体に装着される場合に、従って機種が異なるプロセスユニットであることを認識することができる。光学センサが異なる機種のプロセスユニットを検知した場合には、画像形成装置はその検出信号に基づいて装置の駆動（稼働）を停止するように設定することが好ましい。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明の実施例に係るプロセスユニット及び画像形成装置の詳細を図面に基づいて説明する。ただし、図面は模式的なものであり、各部材の寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
【００２６】
（画像形成装置の概略構成）
図１は、本実施例に係る画像形成装置１を模式的に示した概略構成図である。この画像形成装置１は、画像形成装置本体２内に、プリント用紙、プラスチックフィルム等の記録材としての記録シートＰを給紙トレイ３から送り出す給紙部４と、この給紙部４から送り出された記録シートＰをシート搬送路Ｒに沿って搬送するシート搬送部５と、シート搬送部５によって搬送された記録シートＰに画像を形成する画像形成部６と、この画像形成部６によって記録シートＰに形成された画像を定着させる定着部７と、定着部７で画像が定着された記録シートＰを排紙トレイ８へ排出するシート排出部９と、を備えて大略構成されている。なお、画像形成部６は、図１に示すように、プロセスユニット１０と、転写部としての転写ローラ１１とを備えて構成されている。
【００２７】
（プロセスユニットの構成）
図１に示すように、プロセスユニット１０は、ドラム型の感光体（以下、感光体ドラムという。）１３と、その周囲に配置された図示しない帯電器と、感光体ドラム１３における帯電器よりも回転方向下流側の位置にレーザ照射を行う図示しない露光器と、感光体ドラム１３の表面に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像器１４と、現像器１４に着脱可能に取り付けられたトナーコンテナ１５と、画像形成装置本体２側に設けられた転写ローラ１１を通過した感光体ドラム１３の表面に残留するトナーを除去するクリーニング装置１６と、クリーニング装置１６で回収されたトナーを蓄積する廃棄用トナーボックス１７を備えて大略構成されている。
【００２８】
なお、本実施例では、図２に示すように、プロセスユニット１０は、感光体ドラム１３を備える感光体ユニット３０と、現像器１４を備える現像ユニット４０とを結合した状態で画像形成装置本体２側へ装着するタイプであるが、さらに細分化したユニット同士を結合するタイプであってもよい。
【００２９】
クリーニング装置１６は、図１に示すように、ファーブラシ１８とブレードクリーナ１９とを備えている。ファーブラシ１８は、感光体ドラム１３の全幅に亘る幅寸法を有し、かつ感光体ドラム１３の回転軸と平行な回転軸を有しており、感光体ドラム１０の全幅に亘って接触するようになっている。また、ブレードクリーナ１９は、感光体ドラム１３におけるファーブラシ１８の回転方向下流側に配置されており、感光体ドラム１３の全幅に亘って接触して感光体ドラム１３の表面に残留するトナーを掻き落とす機能を有する。
【００３０】
（廃棄用トナーボックスの構成）
次に、図２を用いて廃棄用トナーボックス１７の構成について説明する。図２は、廃棄用トナーボックス１７内が見えるように、側壁部及び上壁部を省略した状態を示す斜視図である。
【００３１】
この廃棄用トナーボックス１７は、プロセスユニット１０の後部（感光体ドラム１３から離れる方向側）に配置されている。この廃棄用トナーボックス１７は、上記ファーブラシ１８及びブレードクリーナ１９で感光体ドラム１３から分離、回収されたトナーをボックス内に搬送・撹拌する撹拌部材２０を備えている。
【００３２】
図２に示すように、この撹拌部材２０は、廃棄用トナーボックス１７における両側壁部（感光体ドラム１３の回転軸方向の両側壁部）１７Ａ、１７Ｂと、側壁部１７Ｂの内側でこの側壁１７Ｂと平行をなす隔壁１７Ｃに軸支された回転軸２１に一体に設けられている。なお、撹拌部材２０は、側壁部１７Ａと隔壁１７Ｃとの間に配置されるように回転軸２１に一体に設けられている。
【００３３】
そして、図２及び図４に示すように、側壁部１７Ｂと隔壁１７Ｃとの間には、回転駆動伝達ギヤ２２が回転軸２１に同軸的に設けられている。この回転駆動伝達ギヤ２２は、周面に歯が形成されたフランジ部２３の所定位置に、複数（本実施例では２つ）の機種識別用スリット２４が形成されている。本実施例では、機種識別用スリット２４の数に応じてフランジ部２３の周回方向のピッチが決定されている。また、回転駆動伝達ギヤ２２が対向する側壁部１７Ｂには、フランジ部２３の機種識別用スリット２４を検出するための光透過窓２５が形成されている。
【００３４】
この光透過窓２５の外側には、光学センサ２６が配置されている。なお、本実施例においては、後述するように、光学センサ２６を画像形成装置本体２側に設けているが、プロセスユニット１０側に設ける構成とすることも可能である。
【００３５】
なお、撹拌部材２０は、回転軸２１から半径方向に延在されて、互いに平行をなすように所定間隔を隔てて配置された複数のアーム部材２０Ａと、これらアーム部材２０Ａの自由端部同士を連結するように回転軸２１と平行をなすように形成された連結枠部２０Ｂと、から構成されている。
【００３６】
また、本実施例において撹拌部材２０は、図４に示すように、例えば感光体ドラム１３側から回転伝達ギヤ２７等を介して回転駆動伝達ギヤ２２に回転駆動力が伝達されるようになっている。
【００３７】
（画像形成装置本体の概略構造）
画像形成装置本体２は、図３に要部を示すように、画像形成装置本体２の両側の装置側部フレーム２Ｒ、２Ｌと、装置側部フレーム２Ｒ、２Ｌに架設されている横架フレーム部材２Ａとを備えている。この横架フレーム部材２Ａは、プロセスユニット１０が画像形成装置本体２に装着されたときの感光体ドラム１３の回転軸と平行をなすように、画像形成装置１の幅方向（図中矢印Ｗで示す方向）に沿って架設されている。
【００３８】
なお、本実施例では、この横架フレーム部材２Ａの配置位置は、プロセスユニット１０を画像形成装置本体２に装着したときに、廃棄用トナーボックス１７の上方となるように設定されている。
【００３９】
また、装置側部フレーム２Ｌの内側面において、上記したプロセスユニット１０を装着した際に、廃棄用トナーボックス１７の側壁部１７Ｂに形成された光透過窓２５と対向する位置には、光学センサ２６が配置されている。この光学センサ２６は、制御部２８に検出信号を出力するように接続されている。このため、この光学センサ２６は、プロセスユニット１０が画像形成装置本体２に装着され、廃棄用トナーボックス１７内の撹拌部材２０が回転するように回転軸２１に設けられた回転駆動伝達ギヤ２２に回転駆動力が伝達されたときに、機種識別用スリット２４の通過を反射光の有無から検出してその検出信号を制御部２８に出力するようになっている。
【００４０】
この他に、画像形成装置本体２の構造としては、装置側部フレーム２Ｒ、２Ｌの互いに対向する内側面に、プロセスユニット１０の着脱の際のガイドとなる、図示しないガイドレールが設けられている。このガイドレールは、シート搬送路Ｒを干渉しないような位置に設けられている。
【００４１】
（プロセスユニットの着脱方法）
本実施例において、プロセスユニット１０を画像形成装置本体２内に装着するには、図１に示すように、画像形成装置本体２の上部２Ｂを開放させた後、プロセスユニット１０を図中矢印Ｓで示す方向に沿って挿入すればよい。なお、プロセスユニット１０は、感光体ドラム１３を備える感光体ユニット３０と、現像器１４を備える現像ユニット４０とを結合した状態で画像形成装置本体２側へ装着する。なお、上述したように、このようなプロセスユニット１０の変形例として、さらに細分化したユニット同士を結合するタイプを用いてもよい。このように、プロセスユニット１０を装着すると、プロセスユニット１０側の廃棄用トナーボックス１７に設けた光透過窓２５が上記光学センサ２６と対峙する位置に配置される。
【００４２】
また、プロセスユニット１０を画像形成装置本体２から取り出すには、一体化しているプロセスユニット１０を図示しないガイドレールに沿って引き出し、画像形成装置本体２の開放された上部２Ｂから取り出せばよい。
【００４３】
（プロセスユニットの適否の検出）
この撹拌部材２０に回転駆動力を伝達する回転駆動伝達ギヤ２２が回転すると、光学センサ２６が光透過窓２５を介してフランジ部２３に形成された機種識別用スリット２４の通過を検出して、制御部２８に検出信号を出力する。制御部２８では、この検出信号に基づいて、画像形成装置本体２に適しているプロセスユニット１０か、適していないプロセスユニットが装着されているか、を判定して適していなプロセスユニットが装着されている場合は、装置全体の稼働を停止する制御を行うようになっている。具体的には、図２に示すように、制御部２８は、モータ等の駆動源Ｍの駆動を停止させる制御を行う。このため、誤って若しくは故意に異なる機種用のプロセスユニットを用いた場合に、未画像に不具合が発生することを未然に防ぐことができる。
【００４４】
（実施例の効果）
以上のようなプロセスユニット１０及び画像形成装置１では、回転駆動伝達ギヤ２２に形成した機種識別用スリット２４の数やピッチを光学センサ２６で検出することにより、画像形成装置１に異なる機種用のプロセスユニットが装着されているかどうかを容易に検出することができる。
【００４５】
このため、画像形成装置の１機種を開発した後に、展開機種として例えば印字速度の違う機種を開発する場合に、プロセスユニット側に特別な加工を施すことなく（単に回転駆動伝達ギヤ２２の機種識別用スリット２４の数、ピッチ等を変更するだけでよい。）、内部設定だけ異なる同一構造のプロセスユニットを製造すればよいことになる。したがって、プロセスユニットは、異なる機種間で構造体を共用化することができ生産効率を向上させることができる。
【００４６】
このように機種が増えて、基本となる機種から印字速度が大幅に変わる機種を製造する場合には、画像形成上の不具合を解消するために、同形状のプロセスユニットでありながら、内部設定を変える必要が生じる。内部設定が違うプロセスユニットを画像形成装置本体２に装着すれば、特に帯電・撹拌機構で不具合が発生する可能性が増大する。しかしながら、本実施例のように、廃棄用トナーボックス１７の撹拌部材２０の回転軸２１を回転駆動する回転駆動伝達ギヤ２２の機種識別用スリット２４の数、ピッチ等を機種別に設定しておくだけで、画像形成装置の機種に対応した適合性を有するプロセスユニットであるか否かを容易に検出することが可能となる。
【００４７】
また、本実施例では、光学センサ２６を画像形成装置本体２側に設けているため、プロセスユニット１０と画像形成装置本体２との間に配線を設ける必要がなく、プロセスユニット１０の着脱の操作性を向上することができる。
【００４８】
（他の実施例）
上記の本発明の実施例の開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態及び実施例並びに運用技術が明らかとなろう。
【００４９】
例えば、上述の実施例では、回転駆動伝達ギヤ２２の歯を形成するフランジ部２３に機種識別用スリット２４を形成したが、歯車部分と平行なす円板状のフランジ部を同軸的に一体に形成したギヤとして、この円板状のフランジ部に機種識別用スリットを形成する構成としてもよい。
【００５０】
また、上述した実施例では、回転駆動伝達ギヤ２２のフランジ部２３に形成した機種識別用スリット２４の数が２つであったが、機種により異なる数、ピッチに設定するため、単数や３以上の機種識別用スリット２４を形成する場合も当然ある。
【００５１】
さらに、上述した実施例は、本発明を複写機に適用して説明したが、この他に、ファクシミリ、プリンタ、或いはこれらの機能を併有した複合機等の画像形成装置に適用できることは云うまでもない
【産業上の利用可能性】
【００５２】
この発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ、或いはこれらの機能を併有した複合機等の画像形成装置やこれらに用いられるプロセスユニットの製造分野で利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施例に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施例に係るプロセスユニットを示す斜視図である。
【図３】本発明の実施例に係る画像形成装置本体の要部を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施例に係る回転駆動伝達ギヤと光学センサの位置関係を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５４】
１……画像形成装置、２……画像形成装置本体、６……画像形成部、１０……プロセスユニット、１３……感光体ドラム、１４……現像器、１６……クリーニング装置、１７……廃棄用トナーボックス、２０……撹拌部材、２１……回転軸、２２……回転駆動伝達ギヤ、２３……フランジ部、２４……機種識別用スリット、２６……光学センサ、３０……感光体ユニット、４０……現像ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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