JP2005202041A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】新品時に色毎にプロセスカートリッジを設けることなく、ユーザにスペア用の プロセスカートリッジを大量に保管させることをなくし、同時に新品プロセスカートリ ッジをインストールする際のユーザビリティ向上を達成することを目的とする。
【解決手段】新品のプロセスカートリッジを、装置本体内に着脱を行う場合に、装置本 体に装着された後にプロセスカートリッジの所定の色位置が定義され、再着脱した際に 誤挿入を防止する部材、本体と接触或いは非接触により通信を行う通信並びに、記録装 置を備え、これらにより色が特定される。
【選択図】図９

Description

本発明は、電子写真方式を採用する画像形成装置に関する。

ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するものある。そして、電子写真画像形成装置の例としては、例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えばレーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。

又、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段又はクリーニング手段と電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするもである。及び帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも１つと電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものである。

従来、電子写真画像プロセスを用いた画像形成装置においては、電子写真感光体及び前記電子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。このプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンによらずにユーザー自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができた。そこで、このプロセスカートリッジ方式は、画像形成装置において広く用いられている（特許文献１参照）。

上記したプロセスカートリッジは、実際の使用上、寿命となるまでほぼユーザは本体装置より抜き差しすることはない。又、ユーザの印刷するページに占める色の割合により、プロセスカートリッジの寿命が異なる場合が発生する。ユーザは、常に各色のプロセスカートリッジを保管し、足りなくなった色のプロセスカートリッジ、トナーカートリッジを補充しなければならない。このため、保管場所としても多くの場所を必要とする。

上記を顧みて、トナーカートリッジ内に、トナー或は現像材を保持するような構成を具備するトナーカートリッジ並びに装置本体において、プロセスカートリッジを装着する場合、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいては、新品時、色毎によらず共通であり、本体装置内に新品プロセスカートリッジを挿入し、各色のトナーが装填されてはじめて各色毎に非互換となるプロセスカートリッジである構成とする。

特開２００３−２４１６１６号公報

本発明は、上記した構成の場合で、異なる少なくとも２色以上の新品のプロセスカートリッジを、装置本体内に着脱を行う場合に、装置本体に装着された後に該プロセスカートリッジの所定の色位置が定義され、再着脱した際に誤挿入を防止する部材、本体と接触或いは非接触により通信を行う通信並びに記録装置により特定の色のプロセスカートリッジとなり、ユーザにスペア用のプロセスカートリッジを大量に保管させることのないことを目的とした画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために下記の構成を特徴とするもである。

画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、装置本体には、少なくとも異なる２色以上のプロセスカートリッジを着脱可能であり、装置本体には、プロセスカートリッジの装着開口部並びにガイド部を覆う部材が設けられ、開口部、或はガイド部には、プロセスカートリッジの装置本体への色毎による挿入位置を規制する規制部材が取り付けられている。

上述した、色毎による挿入位置を規制する規制部材は、新品のプロセスカートリッジを、装置本体へ装着する場合、色毎によらず、どの位置にも挿入可能である。

プロセスカートリッジ挿入後、本体がスタンバイ状態となるプロセスにおいて、トナーカートリッジによりトナーが供給され、色毎に異なる規制部材がプロセスカートリッジの側面に凸形状で回動等により現れる。これと同時に連動して、外観面に、補給されたトナーの色を示す、色表示板が回転しプロセスカートリッジの色を報知する。又、本体装置内に備わる、通信手段並びに制御装置と、プロセスカートリッジ内に備わる通信手段並びに書き換え可能な記録装置により、セットされたプロセスカートリッジの色を定義する。

本発明によれば、従来構成の、各色毎により異なるプロセスカートリッジを設けることなく、装置本体に新品状態で挿入した後に、再挿入する再に各色毎に異なる部材形状が出現し、本体装置内でも該プロセスカートリッジの記録装置に書き込まれた情報によって、プロセスカートリッジの色を定義可能とする。

以上により、新品時のプロセスカートリッジを、間違えて装置本体の違う色の場所に装着することがなくなり、又、スペアとして各色毎のプロセスカートリッジを保管することなく、ユーザーは、指示した色の通りの画像を出力することができる。

以下本発明の実施の形態を図面に従って説明する。

以下、本発明に係るカラー電子写真画像形成装置を図面に沿って説明する。以下の説明で長手方向とは記録媒体５２の搬送方向に直交する方向で、電子写真感光体（以下、感光ドラム２）の軸線方向と同一な方向を言う。又、左右とは記録媒体５２の搬送方向から見ての左右である。更に、上、下はカートリッジの装着状態における上、下である。
［画像形成装置の全体の説明］
先ず、カラー電子写真画像形成装置の全体構成について図１を参照して概略説明する。図１はカラートナー画像形成装置の一形態であるカラーレーザービームプリンタの全体構成説明図である。

このカラーレーザービームプリンタの画像形成部は、像担持体である感光ドラム２を備えた４つのプロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ（イエロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色）と、このプロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの上方に、各色に対応した露光手段５１Ｙ, ５１Ｍ, ５１Ｃ, ５１Ｋ（レーザビーム光学走査系）がそれぞれ並列配置されている。
上記画像形成部の下方には、記録媒体５２を送り出す給送手段と、感光ドラム２上に形成されたトナー像を転写する中間転写ベルト５４ａ及び中間転写ベルト５４ａ上のトナー像を記録媒体５２に転写する２次転写ローラ５４ｄが配置されている。

更に、トナー画像を転写された記録媒体５２を定着する定着手段、記録媒体５２を装置外へ排出し積載する排出手段が配置されている。

ここで、記録媒体５２としては、例えば用紙、ＯＨＰシート、或は布等である。

本実施例の画像形成装置はクリーナレスシステムの装置であり、感光ドラム２上に残存した転写残トナーは現像手段に取り込んでおり、転写残トナーを回収貯蔵する専用のクリーナーはプロセスカートリッジ内には配置していない。

次に、上記画像形成装置の各部の構成について順次詳細に説明する。
［給紙部］
給紙部は、画像形成部へ記録媒体５２を給送するものであり、複数枚の記録媒体５２を積載収納した給送カセット５３ａと、給送ローラ５３ｂ、重送防止のリタードローラ５３ｃ、給送ガイド５３ｄ、レジストローラ５３ｇから主に構成される。

給送ローラ５３ｂは画像形成動作に応じて駆動回転し、給送カセット５３ａ内の記録媒体５２を１枚ずつ分離給送する。記録媒体５２は、給送ガイド５３ｄによってガイドされ、搬送ローラ５３ｅ, ５３ｆを経由してレジストローラ５３ｇに搬送される。

記録媒体５２が搬送された直後は、レジストローラ５３ｇは回転を停止しており、このニップ部に突き当たることにより記録媒体５２は斜行が矯正される。

画像形成動作中にレジストローラ５３ｇは、記録媒体５２を静止待機させる非回転の動作と、記録媒体５２を中間転写ベルト５４ａに向けて搬送する回転の動作とを所定のシーケンスで行い、次工程である転写工程時のトナー像と記録媒体５２との位置合わせを行う。
［プロセスカートリッジ］
プロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、像担持体である感光ドラム２の周囲に、帯電手段と現像手段を配置し、一体的に構成している。そして、このプロセスカートリッジは、装置本体に対してユーザが容易に取り外しでき、感光ドラム２が寿命に至った場合に交換する。

本実施例においては、例えば、感光ドラム２の回転回数をカウントし、所定カウント数を超えた場合に、プロセスカートリッジが寿命に至ったことを報知するようにしている。

本実施例の感光ドラム２は負帯電の有機感光体で、アルミニウム製のドラム基体上に、通常用いられる感光体層を有しており、最表層に電荷注入層を設けている。そして、所定のプロセススピードで回転駆動される。

電荷注入層は、絶縁性樹脂のバインダーに導電性微粒子として、例えばＳｎＯ２ 超微粒子を分散した材料の塗工層を用いている。

図４に示すように、感光ドラム２の奥側端部にはドラムフランジ２ｂが固定され、手前端部には非駆動フランジ２ｄが固定されている。ドラムフランジ２ｂと非駆動フランジ２ｄの中心にはドラム軸２ａが貫通しており、ドラム軸２ａとドラムフランジ２ｂ及び非駆動フランジ２ｄは一体となって回転される。即ち、感光ドラム２はドラム軸２ａの軸を中心に回転される。

ドラム軸２ａの手前側端部は軸受２ｅに回転自在に支持され、軸受２ｅは軸受ケース２ｃに対して固定されている。そして、軸受ケース２ｃはプロセスカートリッジのフレームに対して固定されている。
［帯電手段］
帯電手段は接触帯電方法を用いたものである。本実施例においては、帯電部材として帯電ローラ３ａを用いている。

図２に示すように、この帯電ローラ３ａは芯金３ｂの両端部をそれぞれ不図示の軸受部材により回転自在に保持させると共に、押しバネ３ｄによって感光ドラム方向に付勢して感光ドラム２の表面に対して所定の押圧力をもって圧接させており、感光ドラム２の回転に従動して回転する。

３ｃは帯電ローラクリーニング部材であり、本実施例では可撓性を持つクリーニングフィルムである。このクリーニングフィルム３ｅ帯電ローラ３ａの長手方向に並行に配置され、且つ、同長手方向に対し一定量の往復運動をする支持部材３ｆに一端を固定され、自由端側近傍の面において帯電ローラ３ａと接触ニップを形成するように配置されている。支持部材３ｆが図示しない駆動手段により長手方向に一定量往復駆動されて帯電ローラ表面がクリーニングフィルム３ｅで摺擦される。これにより帯電ローラ表面の付着物（微粉トナー、外添剤等）の除去がなされる。

尚、本実施例の画像形成装置はクリーナレスシステムを採用している。このクリーナレスシステムに関して説明する。
［クリーナレスシステム］
本実施例の画像形成装置におけるクリーナレスシステムの概要を先ず説明すると、転写後の感光ドラム２上の転写残トナーを、引き続く感光ドラムの回転に伴い帯電部ａ、露光部ｂを通過させ現像部ｃに持ち運び、現像装置により現像同時クリーニング（回収）するものである。

感光ドラム２面上の転写残トナーは、露光部ｂを通るので露光工程はその転写残トナー上からなされるが、転写残トナーの量は少ないため、大きな影響は現れない。

ただ転写残トナーには正規極性のもの、逆極性のもの（反転トナー）、帯電量が少ないものが混在しており、その内の反転トナーや帯電量が少ないトナーが帯電部ａを通過する際に帯電ローラ３ａに付着することで帯電ローラ３ａが許容以上にトナー汚染して帯電不良を生じることになる。

又、感光ドラム面上の転写残トナーの現像装置による現像同時クリーニングを効果的に行わせるためには、現像部ｃに持ち運ばれる感光ドラム上の転写残トナーの帯電極性が正規極性であり、且つ、その帯電量が現像装置によって感光ドラムの静電潜像を現像できる帯電量であることが必要である。反転トナーや帯電量が適切でないトナーについては感光ドラム上から現像装置に除去・回収できず、不良画像の原因となってしまう。

又、近年のユーザニーズの多様化に伴い、写真画像等といった高印字率の画像等の連続印字動作等により、一度に大量の転写残トナーが発生し、上述したような問題を更に助長させてしまうのである。

そこで、本実施例においては、転写部ｄよりも感光ドラム下流側の位置において、感光ドラム２の転写残トナーを均一化するための、転写残トナー（残留現像剤像）均一化手段３ｇを設け、この転写残トナー均一化手段３ｇよりも感光ドラム回転方向下流側で帯電部ａよりも感光ドラム回転方向上流側の位置において、転写残トナーの帯電極性を正規極性である負極性に揃えるためのトナー（現像剤）帯電制御手段３ｈを設けている。

転写残トナー均一化手段３ｇを設けることにより、転写部ｄからトナー帯電制御手段３ｈへ持ち運ばれる感光ドラム上のパターン上の転写残トナーはトナー量が多くても、そのトナーが感光ドラム面に分散分布化され、非パターン化されるので、トナー帯電制御手段３ｈの一部にトナーが集中することがなくなり、該トナー帯電制御手段３ｈによる転写残トナーの全体的な正規極性帯電化処理が常に十分になされて、転写残トナーの帯電ローラ３ａへの付着防止が効果的になされる。又、転写残トナー像パターンのゴースト像の発生も防止される。

本実施例では上記転写残トナー均一化手段３ｇとトナー帯電制御手段３ｈは、適度の導電性を持ったブラシ状部材であり、ブラシ部を感光ドラム面上に接触させて配置してある。

又、これらの手段は、図示しない駆動源により感光ドラムの長手方向に移動（往復運動）するようになっている。このようにすることで、転写残トナー均一化手段３ｇとトナー帯電制御手段３ｈが感光ドラム上で同一個所に位置し続けることがなくなり、例えばトナー帯電制御手段３ｈの抵抗ムラによる過帯電部、帯電不足部が存在したとしても、常に同じ感光ドラム面部分で起こる訳ではないため、極小的な転写残トナーの過帯電によって感光ドラム上に融着が発生すること、又、帯電不足によって帯電ローラ３ａに転写残トナーが付着することが防止或は緩和される。
［露光手段］
本実施例においては、上記感光ドラム２への露光は、レーザー露光手段を用いて行っている。即ち、装置本体から画像信号が送られてくると、この信号に対応して変調されたレーザー光Ｌが感光ドラム２の一様帯電面に対して走査露光される。そして、感光ドラム２面には画像情報に対応した静電潜像が選択的に形成される。

レーザー露光手段は、固体レーザー素子（不図示）、ポリゴンミラー５１ａ、結像レンズ５１ｂ、反射ミラー５１ｃ等から構成されている。入力された画像信号に基づき発光信号発生器（不図示）により固体レーザー素子が所定タイミングでＯＮ／ＯＦＦ発光制御される。固体レーザー素子から放射されたレーザー光Ｌは、コリメーターレンズ系（不図示）により略平行な光束に変換され、高速回転するポリゴンミラー５１ａにより走査される。そして、結像レンズ５１ｂ、反射ミラー５１ｃを介して感光ドラム２にスポット状に結像される。

このように感光ドラム２面上には、レーザー光走査による主走査方向の露光と、更に感光ドラム２が回転することによる副走査方向の露光がなされ、画像信号に応じた露光分布が得られる。

即ち、レーザー光Ｌの照射及び非照射により、表面電位が落ちた明部電位と、そうでない暗部電位が形成される。そして、明部電位と暗部電位間のコントラストにより、画像情報に対応した静電潜像が形成される。
［現像手段］
現像手段である現像装置４は、２成分接触現像装置（２成分磁気ブラシ現像装置）であり、図２に示すように、マグネットローラ４ｂを内包した現像剤担持体である現像スリーブ４ａ上にキャリアとトナーから成る現像剤を保持している。現像スリーブ４ａには所定間隙を有して、現像剤の層厚を所定層厚に規制する層厚規制部材である規制ブレード４ｃが設けられ、現像スリーブ４ａの矢印方向への回転に伴い、現像スリーブ４ａ上に薄層の現像剤を形成する。

現像スリーブ４ａは、図４に示すように、その両側の縮径されたジャーナル部４ａ１にスペーサ４ｋを回転可能に嵌合させることで感光ドラム２と所定間隙を有するように配置され、現像時においては現像スリーブ４ａ上に形成された現像剤が、感光ドラム２に対して接触する状態で現像できるように設定されている。現像スリーブ４ａは現像部において感光ドラム２の回転方向に対してカウンター方向である矢示の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。

現像剤が循環している現像剤収納部４ｈは、両端部を除いて長手方向の隔壁４ｄで２つに仕切られている。そして、撹拌スクリュー４ｅＡ, ４ｅＢがこの隔壁４ｄを挟んで配置されている。

トナー補給容器から補給されたトナーは、図４に示すように、撹拌スクリュー４ｅＢの奥側に落下し、長手方向の前側に送られながら撹拌され、前側端の隔壁４ｄの無い部分を通過する。そして、撹拌スクリュー４ｅＡで更に長手方向の奥側に送られ、奥側の隔壁４ｄの無い部分を通り、撹拌スクリュー４ｅＢで送られながら撹拌され、循環を繰り返している。

ここで、感光ドラム２に形成された静電潜像を、現像装置４を用いて２成分磁気ブラシ法により顕像化する現像工程と現像剤の循環系について説明する。

現像スリーブ４ａの回転に伴い、現像容器内の現像剤がマグネットローラ４ｂの汲み上げ極で現像スリーブ４ａ面に汲み上げられて搬送される。

その搬送される過程において、現像剤は現像スリーブ４ａに対して垂直に配置された規制ブレード４ｃによって層厚が規制され、現像スリーブ４ａ上に薄層現像剤が形成される。薄層現像剤が現像部に対応する現像極に搬送されると、磁気力によって穂立ちが形成される。感光ドラム２面の静電潜像は、この穂状に形成された現像剤中のトナーによってトナー像として現像される。本例においては、静電潜像は反転現像される。

現像部を通過した現像スリーブ４ａ上の薄層現像剤は引き続き現像スリーブ４ａの回転に伴い現像容器内に入り、搬送極の反発磁界によって現像スリーブ４ａ上から離脱して現像容器内の現像剤溜りに戻される。

現像によりトナーが消費されると、現像剤中のトナー濃度が低下する。本実施例では、撹拌スクリュー４ｅＢの外周面に近接した位置にトナー濃度を検知するセンサー４ｇを配置している。現像剤内のトナー濃度が所定の濃度レベルよりも低下したことをセンサー４ｇで検知すると、トナー補給容器から現像装置４内にトナーを補給する命令が出される。このトナー補給動作により現像剤のトナー濃度が常に所定のレベルに維持管理される。
［トナー補給容器］
トナー補給容器５Ｙ, ５Ｍ, ５Ｃ, ５Ｋは、プロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの上方に並列配置されており、装置本体１００正面より装着される。

図２に示すように、トナー補給容器の内部に撹拌軸５ｃに固定された撹拌板５ｂとスクリュー５ａが配置され、容器底面にはトナーを排出する排出開口部５ｆが形成されている。図５に示すように、スクリュー５ａと撹拌軸５ｃはその両端を軸受５ｄで回転可能に支持され、片方の最端部には駆動カップリング（凹）５ｅが配置されている。駆動カップリング（凹）５ｅは装置本体の駆動カップリング（凸）６２ｂから駆動伝達を受け、回転駆動される。スクリュー５ａの外形部は、螺旋リブ形状となっており、排出開口部５ｆを中心に、螺旋のねじれ方向を反転させている。駆動カップリング（凸）６２ｂの回転により、所定の回転方向にスクリューは回転される。

そして、排出開口部５ｆに向かってトナーは搬送され、排出開口部５ｆの開口よりトナーを自由落下させ、プロセスカートリッジにトナーを補給する。撹拌板の回転半径方向の先端部は傾斜しており、トナー補給容器の壁面と摺接する際には、上記先端部は或る角度をもって当接される。具体的には、撹拌板の先端側はねじられて、螺旋状態になる。このように、撹拌板の先端側がねじれ傾斜することにより軸方向への搬送力が発生し、トナーが長手方向に送られる。

尚、本実施例のトナー補給容器は、２成分現像法に限らず、１成分現像法を用いるプロセスカートリッジ又は現像カートリッジにおいても補給可能であり、又、トナー補給容器内に収納される粉体は、トナーだけに限らず、トナー及び磁性キャリアが混合された、所謂現像剤であっても良いことは言うまでもない。
［転写手段］
転写手段である中間転写ユニット５４は、感光ドラム２から順次に１次転写されて重ねられた複数のトナー像を、一括して記録媒体５２に２次転写するものである。

中間転写ユニット５４は、矢印方向に走行する中間転写ベルト５４ａを備えており、矢印の時計方向に感光ドラム２の外周速度と略同じ周速度で走行している。この中間転写ベルト５４ａは、無端状ベルトであり、駆動ローラ５４ｂ、２次転写対向ローラ５４ｇ、従動ローラ５４ｃの３本のローラにより掛け渡されている。

更に、中間転写ベルト５４ａ内には、転写帯電ローラ５４ｆＹ, ５４ｆＭ, ５４ｆＣ, ５４ｆＫがそれぞれ感光ドラム２の対向位置に回転可能に配置され、感光ドラム２の中心方向に加圧されている。

転写帯電ローラ５４ｆＹ, ５４ｆＭ, ５４ｆＣ, ５４ｆＫは、不図示の高圧電源より給電され、中間転写ベルト５４ａの裏側からトナーと逆極性の帯電を行い、感光ドラム２上のトナー像を順次中間転写ベルト５４ａの上面に１次転写する。

２次転写部には転写部材として２次転写ローラ５４ｄが、２次転写対向ローラ５４ｇに対向した位置で中間転写ベルト５４ａに圧接している。２次転写ローラ５４ｄは、図示上下に揺動可能で且つ回転する。このとき、同時に中間転写ベルト５４ａには、バイアスが印加されるので中間転写ベルト５４ａ上のトナー像は記録媒体５２に転写される。

ここで、中間転写ベルト５４ａと２次転写ローラ５４ｄは各々駆動されている。記録媒体５２が２次転写部に突入すると、所定のバイアスが２次転写ローラ５４ｄに印加され、中間転写ベルト５４ａ上のトナー像は記録媒体５２に２次転写される。

このとき、両者に挟まれた状態の記録媒体５２は転写工程が行われると同時に、図示左方向に所定の速度で搬送され次工程である定着器５６に向けて搬送される。

転写工程の最下流側である中間転写ベルト５４ａの所定位置には、中間転写ベルト５４ａの表面に接離可能なクリーニングユニットが設けてあり、２次転写後に残った転写残トナーを除去する。

クリーニングユニット５５内には、転写残トナーを除去するためのクリーニングブレード５５ａが配置されている。クリーニングユニット５５は、不図示の回転中心で揺動可能に取り付けられており、クリーニングブレード５５ａは中間転写ベルト５４ａに食い込む方向に圧接している。クリーニングユニット５５内に取り込まれた転写残トナーは、送りスクリュー（不図示）により廃トナータンク（不図示）へ搬送され貯蔵される。

ここで、中間転写ベルト５４ａとしてはポリイミド樹脂から成るものを用いることができる。その他の材質としてはポリイミド樹脂に限定されるものではなく、ポリカーボネイト樹脂や、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリウレタン樹脂等のプラスチックや、フッ素系、シリコン系のゴムを好適に用いることができる。
［定着部］
前記現像手段によって感光ドラム２に形成されたトナー像は、中間転写ベルト５４ａを介して記録媒体５２上に転写される。そして、定着器５６は、記録媒体５２に転写されたトナー像を熱を用いて記録媒体５２に定着させる。

図１に示すように、定着器５６は、記録媒体５２に熱を加えるための定着ローラ５６ａと記録媒体５２を定着ローラ５６ａに圧接させるための加圧ローラ５６ｂを備えており、各ローラは中空ローラである。その内部にそれぞれヒータ（不図示）を有している。そして、回転駆動されることによって同時に記録媒体５２を搬送する。

即ち、トナー像を保持した記録媒体５２は定着ローラ５６ａと加圧ローラ５６ｂとにより搬送されると共に、熱及び圧力を加えられることによりトナー像が記録媒体５２に定着される。定着後の記録媒体５２は、排出ローラ５３ｈ，５３ｊにより排出され、装置本体１００上のトレー５７に積載される。
［プロセスカートリッジ及びトナー補給容器の装着］
次に、プロセスカートリッジ及びトナー補給容器の装着手順を図２、図３、図４及び図５を用いて説明する。装置本体１００の正面には、開閉自在な前ドア５８が配置されており、この前ドア５８を手前に開くと、プロセスカートリッジ及びトナー補給容器を挿入する開口部が露出される。

プロセスカートリッジを挿入する開口部には、回動可能に支持された芯決め板５９が配置されており、プロセスカートリッジを挿抜する場合は、この芯決め板５９を開放した後に行う。

装置本体１００内には、プロセスカートリッジの装着を案内するガイドレールＧと、トナー補給容器の装着を案内するガイドレール６１が固定されている。

プロセスカートリッジ及びトナー補給容器の装着方向は、感光ドラム２の軸線方向と平行な方向であり、ガイドレールＧ、６１も同様な方向に配置されている。プロセスカートリッジ及びトナー補給容器は、一旦、上記ガイドレールＧ、６１に沿って装置本体１００内の手前から奥側にスライドされ挿入される。

プロセスカートリッジが最奥部まで挿入されると、ドラムフランジ２ｂの中心穴２ｆに装置本体の芯決め軸６６が挿入され、感光ドラム２の奥側の回転中心位置が装置本体に対して決められる。又、これと同時にドラムフランジ２ｂに形成された駆動伝達部２ｇと駆動カップリング（凸）６２ａが連結され、感光ドラム２の回転駆動が可能となる。本発明で用いた駆動伝達部２ｇはねじれた三角柱形状を成しており、本体からの駆動力が加わることで駆動が伝達されると共に、感光ドラム２を奥側に引き込む力を発生させている。

更に、後側板６５には、プロセスカートリッジを位置決めする支持ピン６３ａ，６３ｂが配置されており、この支持ピン６３ａ，６３ｂがプロセスカートリッジのフレームに挿入され、プロセスカートリッジのフレームの位置が固定される。

装置本体１００の手前側には、回動可能な芯決め板５９が配置されており、この芯決め板５９に対してプロセスカートリッジの軸受ケース２ｃが支持固定される。これら一連の挿入動作により、感光ドラム２とプロセスカートリッジは装置本体に対して位置決めされる。

一方、トナー補給容器は最奥部まで挿入されると、後側板６５から突出した支持ピン６４に対して固定される。又、これと同時に駆動カップリング（凹）５ｅと駆動カップリング（凸）６２ｂが連結され、スクリュー５ａ及び撹拌軸５ｃの回転駆動が可能となる。

本発明の実施の形態を適用する新品時には色毎による差異のないプロセスカートリッジの装置への挿入方法並びに本体装置への装填後の色毎による非互換性について説明する。
（プロセスカートリッジの画像形成装置本体への着脱構成）
プロセスカートリッジ１の上部の着脱方向から見て左右には図５に示すようにフランジ状のガイド部１１０が設けられており、このガイド部１１０は、図１、図２の紙面に直角方向に設けられたガイドレールＧに係合し画像形成装置本体１００に着脱される。

又、ガイドレールＧには、色毎に異なる形状を持ち、それぞれ図１に示されるＧＹ，ＧＭ，ＧＣ，ＧＫとなっている。

本発明によるプロセスカートリッジ１には、図５に示すように、新品時には、色毎によらず各色同形状となっている。一度、プロセスカートリッジ１を本体内に挿入し、セットアップ完了状態となると、図６に示すように、プロセスカートリッジ１の着脱先端部に、ガイド部Ｇ以外に、非互換部１２０Ｙ，１２０Ｍ，１２０Ｃ，１２０Ｋが現れ、再着脱の再には、既に定められた色のプロセスカートリッジを所定の色場所にのみインストール可能とし、誤挿入の防止を行う。又、一度、本体装置が起動されると、プロセスカートリッジに取り付けられた、メモリタグＭと、本体装置に設けられる図示しない通信手段、並びに制御装置により、メモリタグＭ内に、色情報、ページカウントといった情報が書き加えられていく。

ここに、新品のプロセスカートリッジを一度本体内にインストールした際に、プロセスカートリッジが所定の色に定められる手順を説明する。

図に示されるように、プロセスカートリッジ１の先端には、４つのスイッチ部材ＳＷ（ＳＷＹ，ＳＷＭ，ＳＷＣ，ＳＷＫ）が備えられている。スイッチ部材ＳＷは、図に示すように、上面から押圧を受けると、プロセスカートリッジ１の着脱先端面より見て右側に非互換部１２０Ｙ，１２０Ｍ，１２０Ｃ，１２０Ｋがスライドし、プロセスカートリッジ１の外形側面に凸状になり出現する。又、各色のスイッチ部材ＳＷは、プロセスカートリッジ１内で、案内路５００Ｙ，５００Ｍ，５００Ｃ，５００Ｋ内を通り、非互換部１２０Ｙ，１２０Ｍ，１２０Ｃ，１２０Ｋをスライドさせるが、一度押圧を上面から受けると、各案内路の端面に、先端が入り込みロックされるため、非互換部が衝撃等により、再度プロセスカートリッジ１内に戻ることのないような機構となっている。

同時に、本体装置１００には、図４に示す、ＳＷＨが、各色（ＳＷＨＹ，ＳＷＨＭ，ＳＷＨＣ，ＳＷＨＫ）により、異なる位置に固定されており、挿入された新品のプロセスカートリッジに対して前記各色のスイッチ部材ＳＷを押圧可能とする。

同時に、上記構成では新品状態から、インストール状態により物理的にプロセスカートリッジの非互換を実現するが、視覚的に、ユーザへインストールされたプロセスカートリッジ１が所定の色に、特定されることを放置する。

前記色毎によるスイッチ部材ＳＷは、プロセスカートリッジ１内に着脱方向、図５に示すＭ方向に図示しないリンク機構により、図７に示す、プロセスカートリッジ正面に設けられる、色表示板５１０（５１０Ｙ，５１０Ｍ，５１０Ｃ，５１０Ｋ）が連動し表示される。或は、図１０に示されるように、透明で中に充填されたトナーが除けるような色表示窓５１１を備える場合では、上述のリンク機構が必要とならない。

上記構成により、新品時にはプロセスカートリッジに色毎による区別をなくし、一度インストールされると、色毎に非互換となり、誤挿入を防止し、視覚的にも、色毎に異なる表示板を表すことにより、ユーザが迷うことなく、且つ、違う色のプロセスカートリッジを装置本体１００へ装着することができなくなる。

本発明は、電子写真方式を採用する任意の画像形成装置に対して適用可能である。

本発明に係るカラー電子写真画像形成装置本体の縦断面図である。 本発明に係るプロセスカートリッジ及びトナー補給容器の縦断面図である。 本発明に係る画像形成装置本体の前ドアを開けた状態の概略を示す斜視図である。 本発明に係るプロセスカートリッジの長手方向の横断面図である。 本発明に係るトナーカートリッジの概略を示す斜視図である。 本発明に係るプロセスカートリッジの概略を示す斜視図である。 本発明に係るプロセスカートリッジの非互換部の凸部の概略を示す斜視図である。 本発明に係るプロセスカートリッジの非互換部の凸部の動作概略を示す斜視図である。 本発明に係るプロセスカートリッジ正面に配される表示色板の概略を示す斜視図である。 本発明に係るプロセスカートリッジ正面に配される色表示窓の概略を示す斜視図である。

符号の説明

１ プロセスカートリッジ
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色のプロセスカートリッジ
１ｂ 補給開口部、
１ｃ 露光開口
１１０ ガイドレール係合部
ａ 帯電部
ｂ 露光部
ｃ 現像部
ｄ 転写部
Ｍ メモリユニット
２ 感光ドラム、
２ａ ドラム軸
２ｂ 駆動側フランジ
２ｃ ドラム軸受部材
２ｄ 非駆動フランジ
２ｅ 軸受
２ｆ 中心穴
２ｇ 駆動伝達部、
３ 帯電装置（帯電ユニット）
３ａ 帯電ローラ
３ｂ 芯金
３ｃ 帯電ローラクリーニング部材
３ｄ 押しバネ
３ｅ クリーニングフィルム
３ｆ 支持部材
３ｇ 転写残トナー均一化手段（ブラシ）
３ｈ トナー帯電制御手段（ブラシ）
４ 現像装置（現像ユニット）
４ａ 現像ローラ
４ａ１ ジャーナル部
４ｂ マグネットローラ
４ｃ 規制ブレード
４ｄ 隔壁
４ｅＡ，４ｅＢ 撹拌スクリュー
４ｈ 現像剤収納部
４ｋ 現像スペーサー
５ トナーカートリッジ
５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色のトナーカートリッジ
５ａ スクリュー
５ｂ 撹拌板
５ｃ 撹拌軸
５ｄ 軸受
５ｅ 駆動カップリング（凹）
５ｆ 排出開口部
５ｆ１ 排出口カバー
５ｆ３ 排出口シャッター
５ｆ３ａ 回転中心、
５ｆ５ 開口
５ｈ ガイド
５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｋ 露光手段
５１ａ ポリゴンミラー
５１ｂ 結像レンズ
５１ｃ 反射ミラー
Ｌ レーザー光
５２ 記録媒体
５３ 給送手段
５３ａ 給送カセット
５３ｂ 給送ローラ
５３ｃ リタードローラ
５３ｄ 給送ガイド
５３ｅ，５３ｆ 搬送ローラ
５３ｇ レジストローラ
５３ｈ，５３ｊ 排出ローラ
５４ 中間転写ユニット
５４ａ 中間転写ベルト
５４ｂ 駆動ローラ
５４ｃ 従動ローラ
５４ｄ ２次転写ローラ
５４ｆＹ，５４ｆＭ，５４ｆＣ，５４ｆＫ 転写帯電ローラ
５４ｇ ２次転写対向ローラ
５５ 転写クリーニングユニット
５５ａ クリーニングブレード、
５６ 定着器
５６ａ 定着ローラ
５６ｂ 加圧ローラ
５７ トレー
５８ 前ドア
５９ 芯決め板
Ｇ，６１ ガイドレール、
ＧＹ，ＧＭ，ＧＣ，ＧＫ Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色に対応するガイドレール
６２ａ，６２ｂ 駆動カップリング
６３ａ，６３ｂ 支持ピン
６５ 後側板
６６ 芯決め軸
９１，９２ 支持ピン保持部
１００ 装置本体
１２０（１２０Ｙ，１２０Ｍ，１２０Ｃ，１２０Ｋ） 非互換部材
２００ カップリング位置決め部
５００（５００Ｙ，５００Ｍ，５００Ｃ，５００Ｋ） 案内路
５１０（５１０Ｙ，５１０Ｍ，５１０Ｃ，５１０Ｋ） 色表示板
５１１ 色表示窓
ＳＷＨ（ＳＷＨＹ，ＳＷＨＭ，ＳＷＨＣ，ＳＷＨＫ） 非互換部材押ピン
ＳＷ（ＳＷＹ，ＳＷＭ，ＳＷＣ，ＳＷＫ） スイッチ部材
Ｔ 案内路端面
Ｅ スイッチ部材ロック部

Claims (6)

1. 少なくとも２色以上のプロセスカートリッジを現像材並びにトナーを含むトナーカートリッジと独立して装着可能で、前記各々のカートリッジを装着するための開口部を有する画像形成装置において、
   前記現像材並びにトナーを含むトナーカートリッジが装着する場所が色毎により定められているのに対して、電子写真感光体ドラムと、少なくとも１つのプロセス手段を有した、前記画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジが色毎に違わず共通であることを特徴とする画像形成装置。
2. 少なくとも２色以上のプロセスカートリッジを現像剤並びにトナーを含むトナーカートリッジと独立して装着可能で、前記各々のカートリッジを装着するための開口部を有する画像形成装置において、
   前記現像剤並びに、トナーを含むトナーカートリッジ、プロセスカートリッジが装着する場所が色毎により非互換となる部材が本体画像形成装置に設けられており、電子写真感光体ドラムと、少なくとも１つのプロセス手段を有した、前記画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジが新品状態であるとき前記非互換部材により規制されることなく、装着可能となることを特徴とする画像形成装置。
3. 少なくとも２色以上のプロセスカートリッジを現像剤並びにトナーを含むトナーカートリッジと独立して装着可能で、前記各々のカートリッジを装着するための開口部を有する画像形成装置において、
   前記現像剤並びにトナーを含むトナーカートリッジが装着する場所が色毎により定められているのに対して、電子写真感光体ドラムと、少なくとも１つのプロセス手段を有した、前記画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジが色毎に違わず共通であり、トナーカートリッジよりトナー供給時に、各色毎に非互換となる部材が連動して作動することを特徴とする画像形成装置。
4. 前記プロセスカートリッジは、接触或は非接触により、画像形成装置と通信可能な記録装置を有し、新品状態から挿入された場所、或は補給されるトナーの色を記録装置内に記録し、画像形成装置とこれを通信し、該プロセスカートリッジの状態報知を行うことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の画像形成装置。
5. 前記プロセスカートリッジは、供給されたトナーの色を外観より判別可能な報知手段を有していることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の画像形成装置。
6. 前記プロセスカートリッジは、供給されたトナーの色を外観より判別可能な報知手段として、供給されたトナーを外観より、透明乃至可視できる部位並びに部材を有していることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。

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