(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
複写機やレーザビームプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置では、まず、帯電ローラによって感光ドラムが帯電し、帯電した感光ドラムが露光装置によって露光されることで、感光ドラムに静電潜像が形成される。感光ドラムに形成された静電潜像は、現像装置によってトナー像として現像される。そして、感光ドラムに形成されたトナー像は、転写ローラによって、用紙などの記録材に転写される。また、記録材に転写されたトナー像は、定着装置によって加熱・加圧されることで記録材に定着する。このようにして、記録材に画像が形成される。
【0003】
また、従来の画像形成装置では、感光ドラムや現像装置や帯電ローラなどが一体的に構成されたプロセスカートリッジが、画像形成装置の装置本体に対して着脱自在となっている構成が知られている。また、感光ドラムを含むドラムカートリッジと、現像装置を含む現像カートリッジとが、それぞれ別々に、画像形成装置の装置本体に着脱自在となっている構成も知られている。
【0004】
ここで、特許文献1に開示される技術では、現像カートリッジが、画像形成装置の装置本体に対して揺動可能となっている。一方、ドラムカートリッジは、画像形成装置の装置本体に対して固定されている。そして、現像カートリッジが揺動することで、現像カートリッジにおける現像ローラと、ドラムカートリッジにおける感光ドラムとが当接・離間可能となっている。具体的には、現像カートリッジは、揺動可能な支持部材に支持されており、支持部材が揺動することで、現像ローラが感光ドラムに対して当接・離間する。
【0005】
また、特許文献2に開示される技術では、画像形成装置には、現像カートリッジが画像形成装置の装置本体に装着されているかどうかを判断するための検出手段が設けられている。具体的には、現像カートリッジには突起が設けられており、現像カートリッジが装置本体に装着されると、現像カートリッジに設けられた突起が、装置本体に設けられたアクチュエータを揺動させる。そして、アクチュエータを揺動したときに、現像カートリッジが装置本体に装着されていると判断される。
【0006】
また、従来では、画像形成装置の装置本体に設けられた当接・離間機構によって、感光ドラムと現像ローラとが当接・離間可能となっている。そして、感光ドラムと現像ローラとが当接または離間しているかを装置本体で検出する必要があった。感光ドラムと現像ローラとが当接または離間しているかを装置本体が検出した状態で、感光ドラムと現像ローラとを当接・離間させていた。一方、現像カートリッジが装置本体に装着されていない状態で、当接離間機構が当接離間動作を実行してしまうことを抑制するため、現像カートリッジが装置本体に装着されているかどうかを判断する検出手段も必要であると考えられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
ここで、現像カートリッジが装置本体に装着されているかどうかを検出するための検出手段と、感光ドラムと現像ローラとが当接・離間しているかどうかを検出する検出手段とが別々に設けられている画像形成装置を考える。この場合、2つの検出手段を有しているため、画像形成装置を構成する部品の数が多くなるとともに、画像形成装置の製造コストが高くなってしまうおそれがある。また、特許文献1に開示される技術では、現像カートリッジに、アクチュエータを揺動させる突起が設けられており、アクチュエータが、画像形成装置の装置本体に設けられている。そのため、現像カートリッジが装着される姿勢によっては、現像カートリッジに設けられた突起がアクチュエータに正しく接触しないおそれがあった。
【0009】
そこで、本発明は、現像カートリッジなどのカートリッジの状態を、少ない部品で精度よく検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的を達成するために、本発明である画像形成装置は、
現像剤を担持するように構成された現像剤担持体を有するカートリッジと、
前記カートリッジが着脱可能な装置本体であって、現像剤像を担持するように構成された像担持体と、前記カートリッジを支持し且つ前記像担持体に対して回転軸線を中心に回動可能に構成された支持部材と、を有する装置本体と、
を備える画像形成装置において、
前記カートリッジは被押圧部を有し、
前記装置本体は、
前記カートリッジの前記被押圧部を押圧するように構成され、移動可能な移動部材であ
って、前記被押圧部を押圧することによって、前記現像剤担持体が前記像担持体に当接
する当接位置と、前記現像剤担持体が前記像担持体から離れる離間位置と、の間で前記支持部材に支持された前記カートリッジを前記支持部材と共に前記回転軸線を中心に回動させる移動部材と、
前記支持部材に支持された前記カートリッジが
前記移動部材によって前記当接位置及び前記離間位置に
移動させられた時の前記支持部材の位置をそれぞれ第1の位置及び第2の位置としたときに、前記支持部材の位置が前記第1の位置と前記第2の位置のいずれにあるかを検出するように構成された検出部材
であって、
前記支持部材によって当接されることで前記支持部材が前記第2の位置にあることを検出する検出部材と、
を有し、
前記カートリッジが前記装置本体に装着されていない場合、前記支持部材は、前記移動部材の移動によらず、移動しないように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
本発明は、現像カートリッジなどのカートリッジの状態を、少ない部品で精度よく検出することができる。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下に図面を参照して本発明の実施形態を例示する。ただし、実施形態に記載されている構成部品の寸法や材質や形状やそれらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件などにより適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施形態に限定する趣旨ではない。
【0014】
(実施例)
まず、
図1を参照して、本実施例に係る画像形成装置1の全体構成について説明する。
図1は、本実施例に係る画像形成装置1の概略断面図である。
図1に示す画像形成装置1は、画像形成装置1と通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部機器から
の画像情報に応じて、電子写真画像形成プロセスを用いて、記録媒体P(例えば、記録紙、OHPシート、布など)にトナーtで画像を形成する。ここで、
図1では、第2カートリッジとしてのドラムカートリッジ60と、第1カートリッジとしての現像カートリッジ70とで構成されたカートリッジ50が、画像形成装置1の装置本体1Aに装着された状態を示している。なお、本実施例では、ドラムカートリッジ60が装置本体1Aに着脱自在となっているが、必ずしもこれに限られることはない。例えば、第2の部材としての感光ドラム2(像担持体)は、画像形成装置1の装置本体1Aに取り付けられていてもよい。
【0015】
<画像形成装置1の構成>
画像形成装置1の構成に関して
図1を用いて説明する。感光ドラム2は矢印A方向に回転し、感光ドラム2の表面は、帯電ローラ3によって一様に帯電される。この感光ドラム2に、露光装置4から、画像情報に応じたレーザ光Lが照射されることで、感光ドラム2に、画像情報に応じた静電潜像が形成される。そして、感光ドラム2上の静電潜像が、第1の部材としての現像ローラ71(現像剤担持体)によってトナーtを用いて現像されることで、感光ドラム2上に現像剤像としてのトナー像が形成される。
【0016】
一方、感光ドラム2にトナー像が形成される動作と同期して、給送カセット6にセットされた記録媒体Pが、ピックアップローラ7と、ピックアップローラ7に圧接する圧接部材9とによって1枚ずつ分離給送される。そして、記録媒体Pは、搬送ガイド8に沿って転写ローラ10に搬送される。次に、記録媒体Pは、感光ドラム2と、一定の電圧が印加された転写ローラ10とによって形成される転写ニップ部15を通過する。このときに、感光ドラム2上に形成されたトナー像が記録媒体Pに転写される。
【0017】
トナー像が転写された記録媒体Pは、搬送ガイド11によって定着手段12へとガイドされる。この定着手段12は、駆動ローラ12aおよびヒータ12bを内蔵する定着ローラ12cを有しており、定着ローラ12cと駆動ローラ12aとで形成されるニップ部16において記録媒体Pが加熱・加圧されることで、トナー像が記録媒体Pに定着する。その後、記録媒体Pは、排出ローラ対13によって排出トレイ14へと排出される。
【0018】
<カートリッジ50の構成>
次に、本実施例に係る画像形成装置1の装置本体1Aに着脱可能なカートリッジ50について
図2、3を参照して説明する。
図2は、本実施例に係るカートリッジ50の概略断面図である。
図2に示すように、カートリッジ50は、感光ドラム2と帯電ローラ3とクリーニングブレード61を備えたドラムカートリッジ60と、現像ローラ71を有する現像カートリッジ70とで構成されている。ここで、本実施例では、ドラムカートリッジ60と現像カートリッジ70は、各々独立しており、ユーザーよってそれぞれ別々に装置本体1Aに着脱可能である。
【0019】
図3は、ドラムカートリッジ60と現像カートリッジ70とから構成されるカートリッジ50の斜視図である。ドラムカートリッジ60におけるクリーニング枠体62では、感光ドラム2が、駆動側ドラム軸受63と非駆動側ドラム軸受64とによって回転自在に支持されている。また、感光ドラム2の長手方向における駆動側の端部に設けられた駆動入力部2aは、装置本体1Aの駆動出力部(不図示)と係合し、装置本体1Aの駆動モータ(不図示)から駆動力を受ける。これにより、感光ドラム2は、画像形成動作に応じて矢印A方向へ回転駆動する(
図2を参照)。なお、本実施例では、駆動入力部2aの形状は、三角柱を微少に捩った形状であるが、装置本体1Aと係合する駆動入力部2aの形状はこれに限定されるものではない。また、現像カートリッジ70における現像枠体72では、現像ローラ71が、駆動側現像軸受73と非駆動側現像軸受74とによって回転自在に支持されている。
【0020】
<カートリッジ50をガイドするガイド手段の構成>
次に、
図4を用いて、カートリッジ50を装置本体1Aに着脱する際にカートリッジ50をガイドするガイド手段について説明する。
図4は、カートリッジ50が装置本体1Aに装着された状態を示す図である。カートリッジ50をガイドするガイド手段であるカートリッジガイド20は、駆動側(カートリッジ50が駆動を受ける側)と非駆動側(カートリッジ50が駆動を受けない側)とで対向しており、装置本体1Aに備えられている。
図4では、駆動側におけるカートリッジガイド20を示しているが、カートリッジガイド20は、駆動側と非駆動側とにおいて、同様の構成となっているとともに、左右対称に構成されている。ここで、カートリッジガイド20は、駆動側と非駆動側とにおいて同様の構成となっているため、非駆動側のカートリッジガイド20の説明は割愛することとする。
【0021】
また、前述したように、カートリッジ50は、ドラムカートリッジ60と現像カートリッジ70とに分割可能となっている。また、カートリッジガイド20も、第2支持部材(別の支持部材)としての固定ガイド21と、第1支持部材(支持部材)としての可動ガイド22とに分解可能となっている。固定ガイド21は、装置本体1A内に固定されており、ドラムカートリッジ60が装置本体1A内に装着される際にドラムカートリッジ60をガイドする。一方、可動ガイド22は、回転中心軸線X(回動軸)を中心に固定ガイド21に対して回転できるように固定ガイド21によって支持されており、現像カートリッジ70が装置本体1A内に装着される際に現像カートリッジ70をガイドする。
【0022】
また、
図4に示すように、カートリッジガイド20において、固定ガイド21と可動ガイド22とには、弾性部材としてのガイドバネ24の端部がそれぞれ取り付けられている。このガイドバネ24によって、可動ガイド22は、回転中心軸線Xを中心として感光ドラム2に近づく方向(
図4のY1方向)に回動する。これにより、可動ガイド22によって現像カートリッジ70が支持されていた場合には、現像カートリッジ70における現像ローラ71が感光ドラム2を押圧する。なお、現像カートリッジ70が可動ガイド22に支持されていない状態においても、ガイドバネ24によって、可動ガイド22は、回転中心軸線Xを中心に、感光ドラム2に近づく方向(Y1方向)に回動しようとする。
【0023】
<カートリッジ50の当接離間動作>
次に、カートリッジ50において、感光ドラム2と現像ローラ71とが当接・離間する動作について説明する。本実施例に係る画像形成装置1において、記録媒体Pに画像を形成する場合は、感光ドラム2と現像ローラ71とを当接させ、記録媒体Pに画像を形成しない場合には、感光ドラム2と現像ローラ71とを離間させる。感光ドラム2と現像ローラ71とを当接・離間させる動作について
図5を用いて説明する。
図5は、感光ドラム2と現像ローラ71とが当接・離間する様子を示す概略断面図である。
図5では、ドラムカートリッジ60は固定ガイド21に装着され、現像カートリッジ70は可動ガイド22に装着されている。また、
図5(a)では、感光ドラム2と現像ローラ71とが当接しており、
図5(b)では、感光ドラム2と現像ローラ71とが離間している。
【0024】
図4を用いて、感光ドラム2と現像ローラ71とが当接する動作について説明する。まず、画像形成動作を指示するジョブ信号が装置本体1Aに入力されると、装置本体1Aにおけるカム(不図示)が当接離間スライダ23(
図6を参照)を矢印B1方向に移動させる。そして、当接離間スライダ23が、現像カートリッジ70における被押圧部材75を矢印B1方向に押圧することで、現像カートリッジ70と、現像カートリッジ70を支持する可動ガイド22とが、共に、回転中心軸線Xを中心として矢印Y1方向に回動する。このようにして、現像ローラ71と感光ドラム2とが互いに当接する。そして、現像ローラ71に付着したトナーによって、感光ドラム2上にトナー像が形成される。
【0025】
次に、
図6を用いて、感光ドラム2と現像ローラ71とが離間する動作について説明する。感光ドラム2上のトナー像が記録媒体Pに転写され終わると、装置本体1Aにおけるカム(不図示)が当接離間スライダ23を矢印B2方向に移動させる。そして、当接離間スライダ23が、現像カートリッジ70に設けられた被押圧部材75を押圧することで、現像カートリッジ70と可動ガイド22とが、共に、回転中心軸線Xを中心にY2方向に回動する。このようにして、現像ローラ71と感光ドラム2とが互いに離間する。なお、現像ローラ71と感光ドラム2とが当接している際の可動ガイド22の位置は第1の位置に対応し、現像ローラ71と感光ドラム2とが離間している際の可動ガイド22の位置は第2の位置に対応する。
【0026】
<現像カートリッジ70の状態を検出する方法>
次に、現像カートリッジ70が装置本体1Aに装着されているか否かと、現像ローラ71と感光ドラム2とが当接または離間しているかを検出する方法について説明する。画像形成装置1では、装置本体1Aに現像カートリッジ70が装着しているか否かを検出し、さらに、現像ローラ71と感光ドラム2とが当接または離間しているかを検出する必要がある。これらを検出する方法について、
図6、7を用いて説明する。ここで、
図6、7は、現像カートリッジ70の状態を検出する様子を示す図である。具体的には、
図6は、装置本体1Aに現像カートリッジ70が装着され、現像ローラ71と感光ドラム2とが離間していることが検出される様子を示す図である。また、
図7は、装置本体1Aに現像カートリッジ70が装着されていないことが検出される様子を示す図である。
【0027】
図6と
図7に示すように、装置本体1Aは、可動ガイド22における被検出部22aに当接する検出部材25を備えており、検出部材25は、装置本体1A内に固定されている。また、検出部材25は、現像カートリッジ70と可動ガイド22が、現像ローラ71と感光ドラム2とが当接する当接位置、または、現像ローラ71と感光ドラム2とが離間する離間位置のどちらに位置しているかを検出することができる。本実施例では、現像カートリッジ70が可動ガイド22に支持されている状態で、現像カートリッジ70と可動ガイド22とが離間位置にある場合に、可動ガイド22における被検出部22aと可動ガイド22の被検出部22aが検出部材25に当接する。なお、本実施例では、可動ガイド22における被検出部22aと検出部材25とが当接することで現像カートリッジ70の状態を検出しているが、必ずしもこれに限られることはない。例えば、現像カートリッジ70の状態をレーザ等によって検出してもよい。
【0028】
ここで、上述したように、
図6では、現像カートリッジ70が装置本体1Aに装着されている。
図6(a)は、現像カートリッジ70が装置本体1Aに装着された直後の状態を示しており、現像ローラ71と感光ドラム2とは当接している。その後、装置本体1Aの初期動作によって、
図6(b)で示すように、切り替え部材としての当接離間スライダ23が矢印B2方向に移動する。それと同時に、現像カートリッジ70と可動ガイド22は、当接離間スライダ23によって矢印Y2方向に回動させられ、この際に、可動ガイド22における被検出部22aが検出部材25に当接する。これにより、検出部材25は、現像カートリッジ70が装置本体1Aに装着されていること、および、現像ローラ71と感光ドラム2とが離間していることを検出する。つまり、検出部材25は、可動ガイド22における被検出部22aが検出部材25に当接したことを検出することで、現像カートリッジ70が装置本体1Aに装着されていること、および、現像ローラ71と感光ドラム2とが離間していることを検出する。
【0029】
一方、
図7は、現像カートリッジ70が装置本体1Aに装着されていない状態を示す図である。
図7において、仮に、現像カートリッジ70が装置本体1Aに装着されているとして、現像ローラ71と感光ドラム2とが当接している場合には、当接離間スライダ23
は
図7(a)に示す位置に位置する。また、
図7において、仮に、現像カートリッジ70が装置本体1Aに装着されているとして、現像ローラ71と感光ドラム2とが離間している場合には、当接離間スライダ23は
図7(b)に示す位置に位置する。ここで、
図7(a)における当接離間スライダ23の位置を当接位置とし、
図7(b)における当接離間スライダ23の位置を離間位置とする。
【0030】
当接離間スライダ23は、装置本体1Aの初期動作によって、
図7(b)で示すように矢印B2方向へ移動する(離間位置に移動する)。しかし、現像カートリッジ70が装置本体1Aに装着されていないため、可動ガイド22は移動せず、可動ガイド22における被検出部22aが検出部材25の被検出部22aに当接しない。本実施例では、このように、可動ガイド22が移動した際に、可動ガイド22における被検出部22aが検出部材25の被検出部22aに当接しない場合、現像カートリッジ70が装置本体1Aに装着されていないと検出される。なお、上述したように、可動ガイド22は現像カートリッジ70と共に回動可能であるため、可動ガイド22の回転中心軸線Xから被検出部22aの距離が大きいほど被検出部22aの移動量も大きくなることになる。また、本実施例では、現像カートリッジ70の移動量を小さくした場合でも、可動ガイド22における被検出部22aを検出部材25の被検出部22aに接触させることができる。
【0031】
<本実施例の効果>
以上に説明したように、本実施例では、装置本体1Aには、現像カートリッジ70が装置本体1Aに装着された場合に現像カートリッジ70を支持する可動ガイド22が設けられている。また、装置本体1Aには、現像カートリッジ70を移動させることで、可動ガイド22の位置を、現像ローラ71と感光ドラム2とが当接する位置から、現像ローラ71と感光ドラム2とが離間する位置に切り替える当接離間スライダ23が設けられている。そして、装置本体1Aに設けられた検出部材25は、可動ガイド22が検出部材25に当接することで、可動ガイド22の位置を検出する。
【0032】
本実施例では、可動ガイド22と検出部材25とが装置本体1Aに設けられているため、現像カートリッジ70が装着される姿勢によらず、可動ガイド22が検出部材25に接触しやすくなっている。また、本実施例では、現像カートリッジ70が装置本体1Aに装着されているかを検出するセンサと、現像ローラ71と感光ドラム2とが当接・離間しているかを検出するセンサとが共通している。そのため、画像形成装置1に設けられるセンサの数が減るため、画像形成装置1を小型化し、画像形成装置1の製造コストを抑えることができる。
【0033】
なお、本実施例において、可動ガイド22には現像カートリッジ70が支持されるが、必ずしもこれに限られることはない。ドラムカートリッジ60と現像カートリッジ70の一方が可動ガイド22に支持され、ドラムカートリッジ60と現像カートリッジ70の他方が固定ガイド21に支持されていればよい。例えば、ドラムカートリッジ60が可動ガイド22に支持され、ドラムカートリッジ60が移動することで、現像ローラ71と感光ドラム2とが当接・離間する構成であってもよい。
また、本実施例において、現像カートリッジ70とドラムカートリッジ60は、別々に、装置本体1Aに対して着脱自在となっているが、必ずしもこれに限られることはない。例えば、現像カートリッジ70とドラムカートリッジ60は一体となっていてもよい。
また、本実施例において、ドラムカートリッジ60は装置本体1Aに着脱可能となっているが、必ずしもこれに限られることはない。例えば、感光ドラム2は、装置本体1Aに取り付けられていてもよい。
また、本実施例において、当接離間スライダ23などの部材によって当接・離間する部材は、感光ドラム2および現像ローラ71となっているが、必ずしもこれに限られることはない。感光ドラム2および現像ローラ71以外の部材についても、このようなメカニズ
ムを採用することができる。