JP2008185971A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プロセスカートリッジに搭載された記憶媒体へのアクセスを可能な限り速やかに行いつつ、プロセスカートリッジを所定位置へセットするタイミングと記憶媒体へのアクセスタイミングのずれに起因するアクセス不良を防止する。
【解決手段】静電画像特性プロセス機構部材を備えたプロセスカートリッジを複数個有し、前記プロセスカートリッジには記憶媒体が設けられ、装置本体には前記記憶媒体との接続を可能とする接点が設けられ、前記プロセスカートリッジを装置本体に対する所定の保持位置へ付勢する付勢手段が装置本体若しくはプロセスカートリッジに設けられた画像形成装置にして、プロセスカートリッジが所定の保持位置へセットされて始めて上記接点を介して記憶媒体へのアクセスが可能となる画像形成装置において、前記複数のプロセスカートリッジが付勢される順序で装置本体側から各記憶媒体へアクセスするように構成される。
【選択図】図５

Description

本発明はプリンタ、複写機、ファックス、スキャナー等、画像形成装置、特に記憶媒体を搭載したプロセスカートリッジを備える画像形成装置に関するものである。

従来、一般的な画像形成装置、特に小型の所謂ローエンド機においては、電子写真プロセス手段を画像形成装置本体に対し着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が用いられている。この際、プロセス手段は、帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも一つと像担持体としての感光体（これらは静電画像形成プロセス機構部材である）を一体的にカートリッジ化したものである。プロセスカートリッジ方式を採用することで感光体が消耗した時や現像剤を消費した時、感光体の交換や現像剤の補給といった作業を専門のサービスマンによらずユーザ自身が行うことができるので、操作性が大いに向上する。

このようなプロセスカートリッジは使用回数等によって寿命が定められており、このため使用回数等のプロセスカートリッジ状態を把握した管理を行う必要があり、プロセスカートリッジには記憶媒体として不揮発性メモリ（ＲＡＭ）が搭載され、この不揮発性メモリに画像形成装置本体で使用された量を記憶させ、この情報を元にプロセスカートリッジの使用限界を判断してユーザに交換時期を促すことが行われている。このような機能・目的から、画像形成前後やプロセスカートリッジ交換後といったタイミングにおいて画像形成装置本体からプロセスカートリッジの不揮発性メモリへアクセスが行われるようになっている。画像形成装置本体からプロセスカートリッジの不揮発性メモリにアクセスすることでプロセスカートリッジの有無を検知するように構成されたものもある。なお、記憶媒体としては、不揮発性メモリのほか、磁性記憶媒体や光記憶媒体等も存する。

装置本体からプロセスカートリッジの記憶媒体にアクセスすることで、プロセスカートリッジの状態情報を入手したり、プロセスカートリッジの装着を認識するようになった構成にあっては、装置本体と記憶媒体の接続を電気的接触で行うことが一般である。しかるにプロセスカートリッジ方式はユーザ自身のメンテナンス作業にメリットがあるので、様々なユーザがプロセスカートリッジの装着を行うことになり、その装着が不完全となることを多々ありうるものである。

装置本体とプロセスカートリッジの記憶媒体との間の接続について信頼性が高くないと、適切なタイミングでプロセスカートリッジの交換ができなくなったり、プロセスカートリッジが正しく装着されていても誤ってセット不良としてユーザに警告を発したりすることが起こり、装置の信頼性が低下する。そこで、プロセスカートリッジに搭載した記憶媒体と画像形成装置本体の間の電気接続を確実にし、それによってプロセスカートリッジの有無検知や記憶媒体自体の異常検出を行う際の誤検知を防止するために、特許文献１や特許文献２では、駆動装置を用いてプロセスカートリッジ給電部の接触の安定化が図られている（例えば感光体駆動のためのギヤを接点片寄手段としたり、同じくギヤをはすば歯車としてプロセスカートリッジと装置本体の係止部がプロセスカートリッジに対するスラスト力を発生するようにはすばを形成する）。また特許文献３では、カートリッジ接点と本体接点とがカートリッジ装着状態において一体的に移動可能にすべく、カバーの閉じ動作に連動する押さえ手段によりカートリッジの押圧位置決めを行う構成が提案されている。

特許第３３１１２４９号公報 特許第３６４１６８３号公報 特開２００６−６５２６７号公報

従来、複数のプロセスカートリッジを有する画像形成装置において各プロセスカートリッジに記憶媒体を備えた様式のものでは、記憶媒体へのアクセスタイミングとして、プロセスカートリッジがセット位置へ収まると直ちにすべてのプロセスカートリッジ（各記憶媒体）に対してアクセスがなされており、装置筐体カバーを閉めることでプロセスカートリッジが付勢され、正規の位置へセットされるタイミングより記憶媒体へのアクセスタイミングが僅かでも早くずれるとアクセス不良が発生していた。アクセスタイミングをプロセスカートリッジセットタイミングより相当程度（例えば数秒）遅らせれば、このような問題は回避できるが、できる限り速やかなアクセスタイミングを実現する一方で、上記タイミングのずれに起因するアクセス不良を防止することが要請される。本発明は、プロセスカートリッジに搭載された不揮発性メモリのような記憶媒体へのアクセスを可能な限り速やかに行いつつ、プロセスカートリッジを所定位置へセットするタイミングと記憶媒体へのアクセスタイミングのずれに起因するアクセス不良を防止することを課題とする。

上記課題は、本発明にしたがって、静電画像特性プロセス機構部材を備えたプロセスカートリッジを複数個有する画像形成装置であって、前記プロセスカートリッジには記憶媒体が設けられ、画像形成装置本体には前記記憶媒体との接続を可能とする接点が設けられ、前記プロセスカートリッジを前記画像形成装置本体に対する所定の保持位置へ付勢する付勢手段が装置本体若しくはプロセスカートリッジに設けられた画像形成装置にして、プロセスカートリッジが所定の保持位置へセットされて始めて上記接点を介して記憶媒体へのアクセスが可能となる画像形成装置において、前記複数のプロセスカートリッジが付勢される順序で装置本体側から各記憶媒体へアクセスするように構成されていることで、解決される。

前記付勢手段は、前記プロセスカートリッジを着脱するための装置本体開口部カバーに設けられているのが好ましい。前記開口部カバーは回転軸中心に回動するカバーであり、当該回転軸に近いプロセスカートリッジから付勢するようになっていれば、効果的である。

前記プロセスカートリッジ及び装置本体の夫々に相互連結する駆動伝達部材が設けられ、それら駆動伝達部材の駆動動作前に記憶媒体へアクセスがなされれば、好都合である。駆動伝達部材がギヤからなることも想定され、そのような場合には歯先干渉があっても係合できるように、双方の駆動伝達部材が確実に相互係合するのに十分な付勢力を、前記付勢手段が備えていることが求められる。

前記プロセスカートリッジが付勢されたことを検知するための検知手段を設けるのが、よい。そして前記検知手段が、複数個のプロセスカートリッジに対して唯一つ設けられていてもよく、また各プロセスカートリッジ毎に設けられていてもよい。

前記検知手段は、前記プロセスカートリッジを着脱するための装置本体開口部カバーであって回転軸中心に回動するカバーが閉止されることにより、プロセスカートリッジ付勢を検知できるようになっているのがよい。唯一つの検知手段を設ける場合には、前記検知手段は、前記カバーの回転軸から遠いプロセスカートリッジの近傍に設けられているのが好ましい。

一つでも記憶媒体へのアクセスが不調に終わった場合に再度アクセスを実施するように構成されているのが好適である。静電画像特性プロセス機構部材の一つである感光体に対して転写部材を接離させる手段を有する転写装置を有し、前記転写部材が感光体に接触する前に記憶媒体へのアクセスを行うようになっているのが、好ましい。前記プロセスカートリッジの着脱方向が鉛直方向であるのがよい。

請求項１に係る発明によれば、プロセスカートリッジが所定の保持位置へセットされて始めて上記接点を介して記憶媒体へのアクセスが可能となり、且つ前記複数のプロセスカートリッジが付勢される順序で装置本体側から各記憶媒体へアクセスするように構成されているので、プロセスカートリッジが付勢されて正規の位置にセットされるタイミングと記憶媒体へのアクセスタイミングのズレによって発生するアクセス不良を防止できる。

請求項２に記載するように、前記付勢手段が、前記プロセスカートリッジを着脱するための装置本体開口部カバーに設けられていれば、カバーを閉める動作と同時にカートリッジが付勢されることになるため、ユーザ操作が簡単である。請求項３のように、前記開口部カバーは回転軸中心に回動するカバーであり、当該回転軸に近いプロセスカートリッジから付勢するようになっていれば、カバーの回動軌跡を利用して、簡単に、複数のプロセスカートリッジが付勢される順序で装置本体側から各記憶媒体へアクセスすることができる。

請求項４のように、前記プロセスカートリッジ及び装置本体の夫々に相互連結する駆動伝達部材が設けられ、それら駆動伝達部材の駆動動作前に記憶媒体へアクセスがなされれば、プロセスカートリッジの使用可否判断が駆動回動時間分早めることができ、その駆動回動時間分、作像プロセス開始までの時間短縮ができる。また駆動回動により発生する装置破損等のトラブルを回避できる。

請求項５に記載するように、前記プロセスカートリッジが付勢されたことを検知するための検知手段を設けることで、検知後にアクセスを行うことになり、アクセスのタイミングを任意の時間に管理することができる。またカートリッジの付勢を直接感知するので、カートリッジの付勢からアクセスまでの時間を短縮でき、あるいは任意の時間に管理することもできることになる。請求項６のように、前記検知手段が、複数個のプロセスカートリッジに対して唯一つ設けられていれば、コストダウンを図ることができる。請求項７のように、前記検知手段は、前記プロセスカートリッジを着脱するための装置本体開口部カバーが閉止されることにより、プロセスカートリッジ付勢を検知できるようにすれば、カバーを閉める動作と同時にカートリッジ付勢、付勢検知動作がなされることになるため、ユーザ操作が簡単である。請求項８のように、前記開口部カバーが回転軸中心に回動するカバーであり、前記検知手段が、前記カバーの回転軸から遠いプロセスカートリッジの近傍に設けられていれば、付勢タイミングと検知タイミングのずれが生じにくい。請求項９のように、前記検知手段が各プロセスカートリッジ毎に設けらていれば、カートリッジ付勢からアクセスまでの動作を確実に且つ先に検知されたプロセスカートリッジに対してはアクセスを迅速に行うことができることになる。請求項１１のように、アクセス不良が生じた場合には、再度アクセスを実施することでそのアクセス不良をリカバリーできる。再度アクセス不良が起こる場合には、何らかの原因で該当のプロセスカートリッジが所定の保持位置へ収まることができず、画像形成動作を実施しても出力画像を保証できないと判断して、ユーザに報知して装置駆動を停止する。請求項１２に記載するように、接離可能な転写部材を有する場合、当該転写部材が感光体に接触する前に記憶媒体へのアクセスを行うことで、アクセス不良が起こった場合の無駄な転写部材の接触動作を行わずにすむ。転写ローラ接触圧によってプロセスカートリッジが浮き上がって起こりうるアクセス不良に対しては、付勢手段の付勢力を転写ローラ接触圧より高く設定することで回避できる。

本発明の実施形態を以下に説明する。
図1は、本発明に係る画像形成装置の一形態であるカラーレーザープリンタ１の全体構成を示したものである。本プリンタ１は、図１に示すように、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）各色毎に一定速度で回転する感光体ドラム２１Ｋ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｙ、現像剤担持体としての現像ローラ２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙ、トナー収容容器２３Ｋ、２３Ｃ、２３Ｍ、２３Ｙ、及びその他電子写真プロセスに必要な構成機構を共に一体構成したプロセスカートリッジ２Ｋ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｙと、感光体ドラム上へ画像情報を書き込む露光装置３、感光体ドラム２１Ｋ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｙ上で現像され多重転写されたカラー画像を保持する中間転写体４（中間転写ベルト〔転写材Ｐの搬送ベルトでもある〕４１、駆動伝達を行う駆動ローラ４２、中間転写ベルトを架張するテンションローラ４３から構成される）、当該中間転写体４の最終転写位置へ給紙カセット５１から転写材Ｐを供給する給紙装置５から構成されている。更に、カラー画像を転写された転写材P上に転写されたカラー画像を定着する定着装置６、画像定着後の転写材５を装置筐体上面の排紙部へ排出する排出ローラ７１を有する排紙部７、給紙装置５から給紙された転写材Pを搬送する搬送装置８、転写材Pの両面に画像形成するための両面印刷機構９を備えている。

次に上記プリンタ１の各部の構成について詳細に説明する。
図２に示すプロセスカートリッジ（簡略化のため、色を示すＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙを割愛する）は、既述のように感光体ドラム２１、現像ローラ２２、トナー収容容器２３のほか、前記感光体ドラム２１表面を一様に帯電させる帯電手段２４や像担持体クリーニング機構２５といったものが一体構成されている。また、感光体ドラム２１と同軸上には不図示の駆動伝達機構（例えばはすばギヤ）（後述）があり、不図示の駆動装置より動力を得て回動する。帯電手段２４により感光体ドラム２１表面が一様に帯電された後、露光装置３からの各色ＬＤ光３１により感光体ドラム上に静電潜像が形成される。更に、現像ローラ２２により、静電潜像が可視化され、カートリッジ毎に、黒、シアン、マゼンタ、イエローの各色トナーによる可視像となる。中間転写ベルト４１は画像形成動作時に各プロセスカートリッジにより可視化された感光体ドラム２１のトナー画像を多重転写するため回動し、感光体ドラム２１上に形成されたトナー画像を転写される。このとき転写ベルト４１は、不図示の接離機構により転写ローラ４４を感光体ドラム２１に転写ベルト４１を介して当接させる。画像を転写しないときは離間し、磨耗を抑制するようになっている。多重転写を受けた中間転写ベルト４１は最終転写位置で転写材Pにカラートナー像を転写する。

次に本発明の中心となるプロセスカートリッジ周辺の構成及び交換時の動作についての一例を説明する。
図３，４，５に示すように、本例では、プリンタ１の筐体の一部を構成するカバー１０１が軸支点１０２を中心に回動し、カバー１０１が持ち上げられることによってできる開口部よりプロセスカートリッジ２が着脱できるようになっている。カバー１０１にはプロセスカートリッジ２を付勢するための付勢部材１０３が露光装置３の下部に取り付けられている（図４）。本例では付勢部材１０３としてコイルバネを用いているが、バネ性を持たないリジットな部材であってもよい。ただし操作力を調整できる点でコイルバネのようなバネ性を有したものが有利である。また付勢部材をプロセスカートリッジ側に設けるようにすることも可能である。プロセスカートリッジ２をプリンタ１に挿入した後、再びカバー１０１を閉止することにより、プロセスカートリッジ２に付勢力が働き正規の位置（保持位置）に正しく押し込むことができる（図５）。このとき正規の位置とは、図６に示すように、プロセスカートリッジ２の感光体ドラム２１と同心に配置されたシャフト２７がプリンタ本体の位置決め部Ａと当接する位置にある状態を指す。したがって、プロセスカートリッジが「正規の位置にない」状態は「付勢がされていない状態、若しくは付勢の途中状態」を指すものである。また、本例ではプロセスカートリッジ２が付勢されたことを検知する検知手段１０４が設けられている。これにより、プロセスカートリッジ２が正規の位置に付勢された後、プリンタ１は接触端子１０５（図７）を介してプロセスカートリッジ２に搭載された記憶媒体２６（不揮発性メモリや磁性メモリやフォトメモリ）にアクセスすることができる。検知後アクセスするタイミングとしては、プロセスカートリッジ２の異常時、出力画像の保障、装置保護の観点から、迅速に交換を警告するためにも感光体ドラム２１を駆動する前がよい。このときプロセスカートリッジ２が正規の位置にない状態では記憶媒体２６とプリンタ本体側の接触端子１０５が接触不良を起こし、アクセス不良が発生してしまう。プロセスカートリッジ２が正規の位置にない要因としては、図７に示すように駆動ギヤ１０６と感光体駆動ギヤ２８との連結部における歯先干渉や、図８に示すように転写ローラ４４の当接圧によりプロセスカートリッジが着脱方向に浮いてしまうことが考えられる。

図９，１０に示す変形例においては、軸支点１０２を中心に回動するプリンタカバー１０１にプロセスカートリッジ２を付勢するための付勢部材１０３が取り付けられ、軸支点に近いプロセスカートリッジから付勢される点を考慮して、図４のような複数の検知手段１０４に代えて、唯一の検知手段１０４ａをプロセスカートリッジ間に配設している。唯一の検知手段１０４ａであってもカバー１０１の閉止により付勢手段検知を行える。複数のプロセスカートリッジ２が付勢される順序にしたがってプリンタ１は接触端子１０５を介してプロセスカートリッジ２に搭載された記憶媒体２６にアクセスすることができることになる。

レイアウトの制約上、検知手段を図９や図１０に示す１０４ａの位置に設定した場合や、また別の実施形態として図１１のように付勢手段の動作により検知する場合においては、回転軸支点１０２から遠いプロセスカートリッジが付勢される前に検知手段が働く可能性があるため、正規の位置にない軸支点１０２から遠いプロセスカートリッジの記憶媒体２６にアクセスした場合、アクセス不良を起こしてしまう。それに対して、プロセスカートリッジが付勢される順、つまり本例においては回転軸支点１０２から近いプロセスカートリッジから順に記憶媒体に２６にアクセスする本発明では、検知手段１０４ａが働いてから、回転軸支点１０２から遠いプロセスカートリッジが付勢されるまでの間は、既に付勢されている回転軸支点１０２から近いプロセスカートリッジの記憶媒体２６にアクセスしているので、アクセス不良を防止できる。このとき検知手段の配置位置としては、図１２に示すように、カバー１０１の軸支点１０２から最も遠いプロセスカートリッジ近傍に検知手段１０４ｂを置くと、一層効果的である。

以上の実施形態では、カバーを回動開放してプロセス本体上方へプロセスカートリッジを着脱する様式であるが、図１３のようにカバーが回動しない形態や図１４のように本体前方からプロセスカートリッジを着脱する画像形成装置においても本発明の構成を用いれば、同様の効果を得ることができる。

本発明に係る画像形成装置の概略構成図である。 プロセスカートリッジの概略構成図である。 図１の画像形成装置からプロセスカートリッジを着脱する様子を説明する図である。 付勢部材の取り付け位置を説明する図である。 付勢部材によりプロセスカートリッジを付勢する状態を示す図である。 プロセスカートリッジが正規位置へ装着される際に付勢部材によって検知手段が作動する様子を説明する図である。 駆動ギヤ１０６と感光体駆動ギヤ２８の連結部における歯先干渉により記憶媒体へアクセスができない状態を説明する図である。 転写ローラ当接圧によりプロセスカートリッジが着脱方向に浮く様子を説明する図である。 検知手段が１つの場合の配置を説明する図である。 図９の構成における付勢部材によりプロセスカートリッジを付勢する状態を示す図である。 レイアウトの関係で検知手段が付勢部材から離れた位置に配置される場合の図である。 カバーの回転軸支点から最も遠いプロセスカートリッジのそばに検知手段を置く例を示す図である。 本体カバーを回動させずに取り去る構成を示す図である。 本体前方からプロセスカートリッジを着脱する様子を示す図である。

符号の説明

２ プロセスカートリッジ
２１ 感光体
２２ 現像ローラ
２３ トナー収容容器
２４ 帯電手段
２５ 像担持体クリーニング機構
３１ ＬＤ光
４１ 転写ベルト
４４ 転写ローラ

Claims (12)

1. 静電画像特性プロセス機構部材を備えたプロセスカートリッジを複数個有する画像形成装置であって、前記プロセスカートリッジには記憶媒体が設けられ、画像形成装置本体には前記記憶媒体との接続を可能とする接点が設けられ、前記プロセスカートリッジを前記画像形成装置本体に対する所定の保持位置へ付勢する付勢手段が装置本体若しくはプロセスカートリッジに設けられた画像形成装置にして、前記プロセスカートリッジが上記所定の保持位置へセットされて始めて上記接点を介して記憶媒体へのアクセスが可能となる画像形成装置において、
   前記複数のプロセスカートリッジが付勢される順序で装置本体側から各記憶媒体へアクセスするように構成されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記付勢手段は、前記プロセスカートリッジを着脱するための装置本体開口部カバーに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記開口部カバーは回転軸中心に回動するカバーであり、当該回転軸に近いプロセスカートリッジから付勢するようになっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記プロセスカートリッジ及び装置本体の夫々に相互連結する駆動伝達部材が設けられ、それら駆動伝達部材の駆動動作前に記憶媒体へアクセスがなされることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記プロセスカートリッジが付勢されたことを検知するための検知手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記検知手段が、複数個のプロセスカートリッジに対して唯一つ設けられていることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記検知手段は、前記プロセスカートリッジを着脱するための装置本体開口部カバーが閉止されることにより、プロセスカートリッジ付勢を検知できることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
8. 前記開口部カバーは回転軸中心に回動するカバーであり、前記検知手段は、前記カバーの回転軸から遠いプロセスカートリッジの近傍に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記検知手段が各プロセスカートリッジ毎に設けられることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
10. 前記プロセスカートリッジ及び装置本体の夫々に相互連結する駆動伝達部材が設けられ、前記付勢手段は、双方の駆動伝達部材が相互係合するのに十分な付勢力を有していることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
11. 一つでも記憶媒体へのアクセスが不調に終わった場合に再度アクセスを実施するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
12. 静電画像特性プロセス機構部材の一つである感光体に対して転写部材を接離させる手段を有する転写装置を有し、前記転写部材が感光体に接触する前に記憶媒体へのアクセスを行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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