JP2019174667A - ドラムカートリッジおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コストを抑えつつ、センサを交換することができるドラムカートリッジおよび画像形成装置を提供する。【解決手段】ドラムカートリッジ５０は、画像形成装置に着脱可能であり、感光体ドラム５２と、現像ローラを有する現像カートリッジが着脱可能な筐体５１と、筐体５１に現像カートリッジが装着された状態において、現像カートリッジを検出可能なセンサ５４と、画像形成装置と電気的に接続可能なコネクタ５５であって、センサ５４により検出された信号を画像形成装置に通信可能なコネクタ５５とを備える。【選択図】図４

Description

本発明は、感光体ドラムを備えるドラムカートリッジと、ドラムカートリッジが着脱可能な画像形成装置に関する。

従来、感光体ドラムを備えるドラムカートリッジと、ドラムカートリッジが着脱可能な画像形成装置が知られている（特許文献１参照）。ドラムカートリッジは、現像ローラを有する現像カートリッジが着脱可能な筐体と、筐体に対して回動可能なプロセス側アクチュエータとを備えている。現像カートリッジは、突起を有する検出ギヤを備えている。突起は、検出ギヤの回転に伴って動く。プロセス側アクチュエータは、現像カートリッジが筐体に装着された状態で検出ギヤが回転し、突起がプロセス側アクチュエータに当接した場合に回動して筐体から突出する。

画像形成装置は、発光素子と受光素子を有するフォトセンサと、発光素子と受光素子の間に配置される遮光部を有する本体側アクチュエータとを備えている。本体側アクチュエータは、ドラムカートリッジが画像形成装置に装着された状態で、プロセス側アクチュエータが回動して本体側アクチュエータに当接した場合に回動する。本体側アクチュエータが回動すると、遮光部が発光素子と受光素子の間から退避する。これにより、発光素子からの検出光が受光素子に受光される。画像形成装置は、フォトセンサにより検出された信号に基づき、現像カートリッジが新品であるか否かを判断したり、現像カートリッジの印刷可能枚数などの仕様を判断したりする。

特開２０１１−１８０２６８号公報

ところで、従来は、フォトセンサの検出精度が低くなると、画像形成装置を交換する必要があり、コストが高くなることがあった。

そこで、本発明は、コストを抑えつつ、センサを交換することができるドラムカートリッジおよび画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係るドラムカートリッジは、画像形成装置に着脱可能なドラムカートリッジであって、感光体ドラムと、現像ローラを有する現像カートリッジが着脱可能な筐体と、筐体に現像カートリッジが装着された状態において、現像カートリッジを検出可能なセンサと、画像形成装置と電気的に接続可能なコネクタであって、センサにより検出された信号を画像形成装置に通信可能なコネクタと、を備える。

この構成によれば、センサの検出精度が低くなった場合には、ドラムカートリッジを交換することで、コストを抑えつつ、センサを交換することができる。

また、センサは、現像カートリッジが備えるギヤの動きを検出可能である構成とすることができる。

また、センサは、現像カートリッジが備える突起であって、ギヤの回転に伴って動く突起を直接検出可能である構成とすることができる。

これによれば、検出精度を向上させることができる。

また、センサは、発光部と、発光部と向かい合う受光部と、を備える構成とすることができる。

また、ギヤは、突起を有し、現像カートリッジが筐体に装着された状態でギヤが回転した場合に、突起が発光部と受光部の間を通る構成とすることができる。

また、ギヤは、突起とギヤの回転方向に並ぶ第１突起をさらに有し、第１位置から第２位置へ回転可能であってもよい。この構成において、ギヤが第１位置の状態において現像カートリッジが筐体に装着された場合、第１突起が発光部と受光部の間に位置してもよい。

これによれば、ギヤが第１位置の状態において現像カートリッジが筐体に装着された場合、センサにより現像カートリッジが装着されているか否かを検出することができる。

また、センサは、ギヤが第１位置の状態において現像カートリッジが筐体に対して着脱される場合に、突起と第１突起とギヤとに接触しない構成とすることができる。

これによれば、ギヤが第１位置の状態において現像カートリッジを着脱する際の突起や第１突起、ギヤの移動軌跡上からセンサを退避させる必要がないため、ドラムカートリッジを簡易な構成とすることができる。

また、ギヤは、突起とギヤの回転方向に並ぶ第２突起をさらに有し、第１位置から第２位置へ回転可能であってもよい。この構成において、ギヤが第２位置の状態において現像カートリッジが筐体に装着された場合、第２突起が発光部と受光部の間に位置してもよい。

これによれば、ギヤが第２位置の状態において現像カートリッジが筐体に装着された場合、センサにより現像カートリッジが装着されているか否かを検出することができる。

また、センサは、ギヤが第２位置の状態において現像カートリッジが筐体に対して着脱される場合に、突起と第２突起とギヤとに接触しない構成とすることができる。

これによれば、ギヤが第２位置の状態において現像カートリッジを着脱する際の突起や第２突起、ギヤの移動軌跡上からセンサを退避させる必要がないため、ドラムカートリッジを簡易な構成とすることができる。

また、ドラムカートリッジは、中継基板をさらに備え、コネクタとセンサは、中継基板を介して電気的に接続された構成とすることができる。

また、ドラムカートリッジは、複数の感光体ドラムと、複数のセンサと、を備え、筐体は、複数の感光体ドラムのそれぞれに対応する現像カートリッジが着脱可能である構成とすることができる。

また、ドラムカートリッジは、中継基板をさらに備え、コネクタと複数のセンサは、中継基板を介して電気的に接続された構成とすることができる。

これによれば、コネクタとセンサを接続する配線の取り回しを簡略化できるので、ドラムカートリッジを簡易な構成とすることができる。

また、前記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、上述したドラムカートリッジが着脱可能な画像形成装置であって、ドラムカートリッジが着脱可能な本体筐体と、ドラムカートリッジが本体筐体に装着された場合にコネクタと電気的に接続される本体コネクタと、を備える。

この構成によれば、センサの検出精度が低くなった場合には、ドラムカートリッジを交換することで、コストを抑えつつ、センサを交換することができる。

本発明によれば、コストを抑えつつ、センサを交換することができる。

本発明の実施形態に係るドラムカートリッジを備えた画像形成装置の断面図である。 検知ギヤが新品位置の状態における、センサと現像カートリッジを第１方向における一方側から見た図（ａ）と、各ギヤを示す図（ｂ）である。 センサと新品位置の状態の検知ギヤの斜視図である。 ドラムカートリッジの斜視図である。 センサと現像カートリッジの第１方向における一方側を示す斜視図である。 現像カートリッジが装着された状態のドラムカートリッジと画像形成装置の構成を示す図である。 センサと新品位置から旧品位置に向けて回転する検知ギヤを第１方向における一方側から見た図（ａ）〜（ｅ）である。 検知ギヤが旧品位置となる直前の状態における、センサと現像カートリッジの一部を第１方向における一方側から見た図（ａ）と、検知ギヤとアジテータギヤの一部を示す図（ｂ）である。 検知ギヤが旧品位置の状態における、センサと現像カートリッジの一部を第１方向における一方側から見た図（ａ）と、検知ギヤとアジテータギヤの一部を示す図（ｂ）と、センサと検知ギヤの斜視図（ｃ）である。

次に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明では、後述する感光体ドラム５２および現像ローラ６２の軸方向を、第１方向とする。また、複数の感光体ドラム５２の並び方向を、第２方向とする。第２方向は、第１方向と交差する。好ましくは、第２方向は、第１方向と直交する。また、シートトレイ２１と排出トレイ１２が向かい合う方向を、第３方向とする。第３方向は、第１方向および第２方向と交差する。好ましくは、第３方向は、第１方向および第２方向と直交する。

図１に示すように、カラープリンタ１は、画像形成装置の一例である。カラープリンタ１は、本体筐体１０と、シート供給部２０と、画像形成部３０と、シート排出部９０とを備えている。

本体筐体１０は、カバー１１と、排出トレイ１２とを有している。カバー１１は、本体筐体１０の第２方向における一方側に位置する。カラープリンタ１は、カバー１１を開くことで、本体筐体１０に対し、後述するプロセスユニット５が着脱可能である。さらに言えば、カラープリンタ１は、本体筐体１０に対し、後述するドラムカートリッジ５０が着脱可能である。排出トレイ１２は、本体筐体１０の第３方向における一方側に位置する。

シート供給部２０は、シートトレイ２１と、シート供給機構２２とを備えている。シートトレイ２１は、紙などのシートＳを収容する。シートトレイ２１は、本体筐体１０内の第３方向における他方側に位置する。シート供給機構２２は、シートトレイ２１内のシートＳを画像形成部３０に供給する。

画像形成部３０は、露光装置４０と、プロセスユニット５と、転写ユニット７０と、定着装置８０とを備えている。

露光装置４０は、画像データに基づく光ビーム（一点鎖線参照）を出射して感光体ドラム５２の表面を露光する。露光装置４０は、本体筐体１０内の第３方向における一方側に位置する。

プロセスユニット５は、感光体ドラム５２にトナー像を形成する。プロセスユニット５は、第３方向における本体筐体１０内のシートトレイ２１と露光装置４０との間に位置する。プロセスユニット５は、ドラムカートリッジ５０と、複数の現像カートリッジ６０とを備えている。

ドラムカートリッジ５０は、筐体５１と、複数の感光体ドラム５２と、複数の帯電器５３とを備えている。ドラムカートリッジ５０は、カラープリンタ１に着脱可能である。ドラムカートリッジ５０は、カラープリンタ１に装着された状態において、第３方向における本体筐体１０内のシートトレイ２１と露光装置４０との間に位置する。

筐体５１は、４つの感光体ドラム５２を回転可能に支持する。また、筐体５１は、４つの感光体ドラム５２のそれぞれに対応する４つ帯電器５３を支持する。筐体５１は、現像カートリッジ６０が着脱可能である。詳しくは、筐体５１は、４つの感光体ドラム５２のそれぞれに対応する４つの現像カートリッジ６０が個別に着脱可能である。

帯電器５３は、対応する感光体ドラム５２に向かい合う。帯電器５３は、第２方向に並んでいる。帯電器５３は、対応する感光体ドラム５２の表面を帯電する。
感光体ドラム５２は、その表面が帯電器５３により帯電された後、露光装置４０からの光ビームにより露光されることで表面に静電潜像が形成される。

現像カートリッジ６０は、ドラムカートリッジ５０に装着された状態で、プロセスユニット５として、ドラムカートリッジ５０とともにカラープリンタ１に着脱可能である。現像カートリッジ６０は、ドラムカートリッジ５０に装着された状態で、第２方向に並んでいる。

現像カートリッジ６０は、それぞれ、現像筐体６１と、現像ローラ６２と、供給ローラ６３と、アジテータ６５とを有している。現像カートリッジ６０は、ドラムカートリッジ５０に装着された状態で、現像ローラ６２が対応する感光体ドラム５２に向かい合う。

現像筐体６１は、内部にトナーを収容可能である。現像筐体６１は、現像ローラ６２、供給ローラ６３およびアジテータ６５を回転可能に支持する。
現像ローラ６２は、感光体ドラム５２の表面に形成された静電潜像にトナーを供給することで、感光体ドラム５２の表面にトナー像を形成する。
供給ローラ６３は、現像ローラ６２にトナーを供給する。
アジテータ６５は、回転することで現像筐体６１内のトナーを攪拌する。

転写ユニット７０は、感光体ドラム５２に形成されたトナー像をシートＳに転写する。転写ユニット７０は、第３方向における本体筐体１０内のシートトレイ２１とプロセスユニット５との間に位置する。転写ユニット７０は、駆動ローラ７１と、従動ローラ７２と、搬送ベルト７３と、複数の転写ローラ７４とを備えている。

駆動ローラ７１と従動ローラ７２は、第２方向に離間している。搬送ベルト７３は、駆動ローラ７１と従動ローラ７２に架け渡されている。搬送ベルト７３は、駆動ローラ７１および従動ローラ７２とともに回転する。搬送ベルト７３は、シート供給部２０から供給されたシートＳを、感光体ドラム５２との間で第２方向における一方側から他方側に向けて搬送する。

転写ローラ７４は、４つの感光体ドラム５２に対応して４つ配置されている。転写ローラ７４は、対応する感光体ドラム５２と第３方向において搬送ベルト７３を挟んで向かい合う。転写ローラ７４は、感光体ドラム５２の表面のトナー像を、搬送ベルト７３上を搬送されるシートＳに転写する。

定着装置８０は、シートＳに転写されたトナー像をシートＳに熱定着する。定着装置８０は、本体筐体１０内の第２方向における他方側に位置する。さらに言えば、定着装置８０は、プロセスユニット５および転写ユニット７０よりも第２方向における他方側に位置する。定着装置８０は、加熱ローラ８１と、加圧ローラ８２とを備えている。定着装置８０は、加熱ローラ８１と加圧ローラ８２との間でシートＳを搬送することで、トナー像をシートＳに熱定着する。

シート排出部９０は、トナー像が熱定着されたシートＳを本体筐体１０の外に排出する。シート排出部９０は、定着装置８０よりも第３方向における一方側に位置する。シート排出部９０は、搬送ローラ９１と、排出ローラ９２とを備えている。シート排出部９０は、搬送ローラ９１および排出ローラ９２により画像が形成されたシートＳを本体筐体１０の外の排出トレイ１２上に排出する。

図２（ａ），（ｂ）に示すように、現像カートリッジ６０は、現像筐体６１の第１方向における一方側に、それぞれ、ギヤカバー６６と、カップリング１１０と、現像ギヤ１２０と、供給ギヤ１３０と、アイドルギヤ１４０と、アジテータギヤ１５０と、検知ギヤ２００とをさらに備えている。

ギヤカバー６６は、現像筐体６１の第１方向における一方側に位置する少なくとも１つのギヤを覆う。具体的に、ギヤカバー６６は、カップリング１１０の一部と、供給ギヤ１３０と、アイドルギヤ１４０と、アジテータギヤ１５０と、検知ギヤ２００の一部を覆う。ギヤカバー６６は、スクリュー６９により現像筐体６１の第１方向における一方側の外表面に固定される。

カップリング１１０は、現像ローラ６２などを回転させるための部材である。カップリング１１０は、第１方向に延びる軸１１０Ｘについて回転可能である。カップリング１１０は、カラープリンタ１から駆動力を受けることにより回転可能である。詳しくは、カップリング１１０は、第１方向の一端に、第１方向に凹む凹部１１１を有している。凹部１１１は、図示しないカラープリンタ１の駆動入力部材と係合可能である。凹部１１１は、駆動部材と係合し駆動力を受けるにより回転する。カップリング１１０は、現像ギヤ１２０、供給ギヤ１３０およびアイドルギヤ１４０と噛み合うカップリングギヤ１１２を有している。

現像ギヤ１２０は、現像ローラ６２のシャフトである現像ローラシャフト６２Ａに装着されている。現像ギヤ１２０は、第１方向に延びる軸６２Ｘについて現像ローラ６２とともに回転可能である。
供給ギヤ１３０は、供給ローラ６３のシャフトである供給ローラシャフト６３Ａに装着されている。供給ギヤ１３０は、第１方向に延びる軸６３Ｘについて供給ローラ６３とともに回転可能である。

アイドルギヤ１４０は、第１方向に延びる軸１４０Ｘについて回転可能である。アイドルギヤ１４０は、カップリング１１０のカップリングギヤ１１２と噛み合う第１ギヤ部１４１と、アジテータギヤ１５０と噛み合う第２ギヤ部１４２とを有している。

アジテータギヤ１５０は、アジテータ６５のシャフトであるアジテータシャフト６５Ａに装着されている。アジテータギヤ１５０は、第１方向に延びる軸６５Ｘについてアジテータ６５とともに回転可能である。アジテータギヤ１５０は、アイドルギヤ１４０の第２ギヤ部１４２と噛み合う第３ギヤ部１５１と、検知ギヤ２００と噛み合い可能な第４ギヤ部１５２とを有している。

検知ギヤ２００は、ギヤの一例である。検知ギヤ２００は、第１方向に延びる軸２００Ｘについて回転可能である。検知ギヤ２００は、アジテータギヤ１５０の第４ギヤ部１５２と係合した場合にアジテータギヤ１５０とともに回転可能である。図３に示すように、検知ギヤ２００は、円板部２１０と、ギヤ部２２０と、欠歯部２２２と、係合突起２３０とを有している。

円板部２１０は、孔２１１を有している。円板部２１０の孔２１１は、現像筐体６１の第１方向における一方側の側壁が有するシャフト６１Ａ（図２（ｂ）参照）に挿入されている。これにより、検知ギヤ２００は、シャフト６１Ａの周りで回転可能である。

ギヤ部２２０は、複数のギヤ歯２２１を有する。ギヤ部２２０は、円板部２１０の外周面の一部に位置する。
欠歯部２２２は、ギヤ歯２２１が無い部分である。欠歯部２２２は、ギヤ部２２０と第１方向において同じ位置であって、円板部２１０の外周面の他部に位置する。

係合突起２３０は、円板部２１０の外周面から、円板部２１０の径方向に外側に突出している。係合突起２３０は、ギヤ部２２０および欠歯部２２２と第１方向において異なる位置に位置する。係合突起２３０は、検知ギヤ２００の回転方向におけるギヤ部２２０の下流側の端部と第１方向に並ぶ。係合突起２３０は、第１方向においてギヤ部２２０および欠歯部２２２よりも、現像筐体６１の第１方向における一方側の外表面から遠い。係合突起２３０は、検知ギヤ２００の回転方向においてギヤカバー６６のストッパ６６Ｂに係合することで、検知ギヤ２００の姿勢を規定する（図９（ｂ）参照）。

検知ギヤ２００は、第１突起２４１と、第２突起２４２と、第３突起２４３と、第４突起２４４とをさらに有している。第３突起２４３および第４突起２４４は、突起の一例である。第１突起２４１、第２突起２４２、第３突起２４３および第４突起２４４は、円板部２１０の第１方向における一方側に位置する。具体的には、第１突起２４１、第２突起２４２、第３突起２４３および第４突起２４４は、円板部２１０の第１方向における一方側の側面から、第１方向における一方側に突出している。

第１突起２４１、第２突起２４２、第３突起２４３および第４突起２４４は、検知ギヤ２００の回転方向において所定の長さを有する、詳しくは、第３突起２４３および第４突起２４４は、検知ギヤ２００の回転方向における長さが略等しい。第１突起２４１は、検知ギヤ２００の回転方向における長さが第３突起２４３および第４突起２４４よりも長い。第２突起２４２は、検知ギヤ２００の回転方向における長さが第１突起２４１、第３突起２４３および第４突起２４４よりも短い。

第１突起２４１、第３突起２４３、第４突起２４４および第２突起２４２は、図３の時計回りにこの順に並ぶ。詳しくは、第３突起２４３は、第１突起２４１と検知ギヤ２００の回転方向に所定の間隔をあけて並ぶ。第４突起２４４は、第３突起２４３と検知ギヤ２００の回転方向に所定の間隔をあけて並ぶ。第２突起２４２は、第４突起２４４と検知ギヤ２００の回転方向に所定の間隔をあけて並ぶ。

第１突起２４１、第２突起２４２、第３突起２４３および第４突起２４４は、検知ギヤ２００の回転に伴って動く。つまり、第１突起２４１、第２突起２４２、第３突起２４３および第４突起２４４は、検知ギヤ２００とともに移動可能である。詳しくは、第１突起２４１、第２突起２４２、第３突起２４３および第４突起２４４は、検知ギヤ２００とともに回転可能である。

第１突起２４１、第２突起２４２、第３突起２４３および第４突起２４４は、検知ギヤ２００と一体に形成されている。つまり、検知ギヤ２００は、第１突起２４１、第２突起２４２、第３突起２４３および第４突起２４４を含む。

検知ギヤ２００は、新品位置から旧品位置へ回転可能である。新品位置は、第１位置の一例である。旧品位置は、第２位置の一例である。図２（ｂ）に示すように、検知ギヤ２００は、新品位置の状態において、ギヤ部２２０の複数のギヤ歯２２１の少なくとも１つがアジテータギヤ１５０の第４ギヤ部１５２の図示しないギヤ歯と係合する。また、図９（ｂ）に示すように、検知ギヤ２００は、旧品位置の状態において、ギヤ部２２０の複数のギヤ歯２２１のいずれもが第４ギヤ部１５２の図示しないギヤ歯と係合しない。言い換えると、検知ギヤ２００は、旧品位置の状態において、欠歯部２２２が第４ギヤ部１５２の図示しないギヤ歯と向かい合う。

図２（ａ）に示すように、検知ギヤ２００は、ギヤカバー６６が有する開口６６Ａから一部が外部に露出する。詳しくは、検知ギヤ２００は、新品位置の状態において主に第１突起２４１の一部が開口６６Ａから露出する。また、図９（ａ）に示すように、検知ギヤ２００は、旧品位置の状態において主に第２突起２４２が開口６６Ａから露出する。また、検知ギヤ２００は、現像カートリッジ６０が筐体５１に装着された状態で初期位置から旧品位置に向けて回転する場合に第３突起２４３および第４突起２４４が開口６６Ａから露出する（図７参照）。

図４に示すように、ドラムカートリッジ５０は、筐体５１や感光体ドラム５２などのほかに、複数のセンサ５４と、コネクタ５５とをさらに備えている。

筐体５１は、第１フレーム５１Ａと、第２フレーム５１Ｂと、第３フレーム５１Ｃと、第４フレーム５１Ｄとを有している。第１フレーム５１Ａと第２フレーム５１Ｂは、第１方向において向かい合う。第３フレーム５１Ｃは、第１フレーム５１Ａおよび第２フレーム５１Ｂの第２方向における一方側の端部同士を連結する。第４フレーム５１Ｄは、第１フレーム５１Ａおよび第２フレーム５１Ｂの第２方向における他方側の端部同士を連結する。第３フレーム５１Ｃと第４フレーム５１Ｄは、第２方向において向かい合う。

第１フレーム５１Ａおよび第２フレーム５１Ｂは、装着ガイド５１Ｇを有する（第１フレーム５１Ａにある一方のみ図示）。装着ガイド５１Ｇは、筐体５１に対する現像カートリッジ６０の着脱をガイドする。装着ガイド５１Ｇは、第１フレーム５１Ａの装着ガイド５１Ｇと、第２フレーム５１Ｂの図示しない装着ガイドとが第１方向において対称形状を有している。装着ガイド５１Ｇは、４組が筐体５１に装着可能な４つの現像カートリッジ６０に対応して配置されている。

現像カートリッジ６０は、筐体５１に装着されると、第１方向における第１フレーム５１Ａと第２フレーム５１Ｂの間に配置される。このとき、第１フレーム５１Ａは、現像筐体６１の第１方向における一方側の外表面およびギヤカバー６６と第１方向において向かい合う。また、第２フレーム５１Ｂは、現像筐体６１の第１方向における他方側の外表面と第１方向において向かい合う。

第３フレーム５１Ｃは、ハンドル５１Ｈを有する。ハンドル５１Ｈは、第３フレーム５１Ｃの第２方向における一方側の面から、第２方向における一方側に突出している。ハンドル５１Ｈは、ドラムカートリッジ５０をカラープリンタ１の本体筐体１０に装着したり、本体筐体１０から外したりする際に、ユーザによりつかまれる。

感光体ドラム５２および帯電器５３は、第１フレーム５１Ａと第２フレーム５１Ｂの間に位置する。感光体ドラム５２は、第１方向における一端部が第１フレーム５１Ａに回転可能に支持されている。また、感光体ドラム５２は、第１方向における他端部が第２フレーム５１Ｂに回転可能に支持されている。

センサ５４は、第１方向において第１フレーム５１Ａと第２フレーム５１Ｂの間に位置する。センサ５４は、第１フレーム５１Ａに配置されている。図５に示すように、センサ５４は、ドラムカートリッジ５０の筐体５１に現像カートリッジ６０が装着された状態で、現像カートリッジ６０の第１方向における一方側に位置する。

センサ５４は、筐体５１に現像カートリッジ６０が装着された状態において、現像カートリッジ６０を検出可能である。詳しくは、センサ５４は、現像カートリッジ６０が備える検知ギヤ２００の動きを検出可能である。より詳しくは、センサ５４は、検知ギヤ２００の回転に伴って動く突起２４１〜２４４（図３参照）を直接検出可能である。

センサ５４は、フォトインタラプタである。具体的には、センサ５４は、発光部５４Ａと、発光部５４Ａと第２方向において向かい合う受光部５４Ｂとを備えている。発光部５４Ａは、受光部５４Ｂに向けて光を出射する。受光部５４Ｂは、発光部５４Ａからの光を受光可能である。センサ５４は、発光部５４Ａからの光を受光部５４Ｂが受光した場合、オン信号を出力する。また、センサ５４は、発光部５４Ａからの光を受光部５４Ｂが受光しない場合、オフ信号を出力する。

センサ５４は、現像カートリッジ６０がドラムカートリッジ５０の筐体５１に装着された場合、センサ５４の一部が検知ギヤ２００と第１方向において向かい合う。具体的には、センサ５４は、発光部５４Ａが検知ギヤ２００と第１方向において向かい合う。

センサ５４は、検知ギヤ２００が新品位置の状態において、検知ギヤ２００の第１突起２４１が発光部５４Ａと受光部５４Ｂの間に位置する場所に配置されている。また、図９（ａ）に示すように、センサ５４は、検知ギヤ２００が旧品位置の状態において、検知ギヤ２００の第２突起２４２が発光部５４Ａと受光部５４Ｂの間に位置する場所に配置されている。

さらに、図７（ｂ），（ｄ）に示すように、センサ５４は、現像カートリッジ６０が筐体５１に装着された状態で検知ギヤ２００が新品位置から旧品位置に向けて回転した場合に、第３突起２４３および第４突起２４４が発光部５４Ａと受光部５４Ｂの間を通る場所に配置されている。

図２（ａ）に示すように、センサ５４は、検知ギヤ２００が新品位置の状態において現像カートリッジ６０がドラムカートリッジ５０の筐体５１に対して着脱される場合に、突起２４１〜２４４と検知ギヤ２００とに接触しない。

詳しくは、センサ５４は、検知ギヤ２００の円板部２１０に対し、第１方向において異なる位置に配置されている。具体的には、センサ５４は、検知ギヤ２００の円板部２１０に対し、第１方向における一方側に配置されている。さらに言えば、センサ５４は、第１方向において円板部２１０よりも現像筐体６１の第１方向における一方側の外表面から遠い。これにより、センサ５４は、現像カートリッジ６０が着脱される場合に、検知ギヤ２００の円板部２１０、ギヤ部２２０および係合突起２３０に接触しない。

一方、センサ５４は、検知ギヤ２００の突起２４１〜２４４に対しては、第１方向において重なる位置に配置されている。しかし、センサ５４は、検知ギヤ２００が新品位置の状態において現像カートリッジ６０が筐体５１に着脱される際の、突起２４１〜２４４の移動軌跡外に配置されている。特に、センサ５４は、第１突起２４１および第２突起２４２の移動軌跡外に配置されている。これにより、センサ５４は、検知ギヤ２００が新品位置の状態において現像カートリッジ６０が着脱される場合に、突起２４１〜２４４に接触しない。

なお、検知ギヤ２００が新品位置の状態において現像カートリッジ６０が着脱される場合、第１突起２４１は、発光部５４Ａと受光部５４Ｂの間を通る。

図９（ａ）に示すように、センサ５４は、検知ギヤ２００が旧品位置の状態において現像カートリッジ６０がドラムカートリッジ５０の筐体５１に対して着脱される場合にも、突起２４１〜２４４と検知ギヤ２００とに接触しない。

詳しくは、センサ５４は、検知ギヤ２００が旧品位置の状態において現像カートリッジ６０が筐体５１に着脱される際の、突起２４１〜２４４の移動軌跡外に配置されている。特に、センサ５４は、第２突起２４２および第４突起２４４の移動軌跡外に配置されている。これにより、センサ５４は、検知ギヤ２００が旧品位置の状態において現像カートリッジ６０が着脱される場合に、突起２４１〜２４４に接触しない。

なお、検知ギヤ２００が旧品位置の状態において現像カートリッジ６０が着脱される場合、第２突起２４２は、発光部５４Ａと受光部５４Ｂの間を通る。

図４に示すように、センサ５４は、筐体５１に装着可能な４つの現像カートリッジ６０に対応して４つ配置されている。４つのセンサ５４は、第２方向に並んでいる。

コネクタ５５は、第４フレーム５１Ｄに配置されている。コネクタ５５は、第４フレーム５１Ｄの第２方向における他方側の面に位置する。言い換えると、コネクタ５５は、第２方向において筐体５１のハンドル５１Ｈと反対に配置されている。また、コネクタ５５は、第１方向において、第４フレーム５１Ｄの中央よりも一方側に位置している。言い換えると、コネクタ５５は、第４フレーム５１Ｄの第１方向における中央よりも後述する中継基板５６（図６参照）に近い。

コネクタ５５は、ドラムカートリッジ５０がカラープリンタ１の本体筐体１０に装着された場合に、カラープリンタ１と電気的に接続可能である。コネクタ５５は、各センサ５４と電気的に接続されている。これにより、コネクタ５５は、ドラムカートリッジ５０がカラープリンタ１に装着された場合に、各センサ５４により検出された信号をカラープリンタ１に通信可能である。

図６に示すように、ドラムカートリッジ５０は、中継基板５６をさらに備えている。
コネクタ５５と４つのセンサ５４は、中継基板５６を介して電気的に接続されている。詳しくは、コネクタ５５は、ハーネス５７により中継基板５６と電気的に接続されている。また、４つのセンサ５４は、それぞれ、ハーネス５８により中継基板５６と電気的に接続されている。

中継基板５６は、各センサ５４により検出された信号をコネクタ５５に出力する。中継基板５６は、第１フレーム５１Ａ（図４参照）に立てられた状態で配置されている。中継基板５６は、現像カートリッジ６０がドラムカートリッジ５０の筐体５１に装着された場合、現像カートリッジ６０と第１方向において向かい合う。中継基板５６は、カップリング１１０（図５参照）とカラープリンタ１の駆動入力部材との係合を妨げないように、カップリング１１０よりも第３方向における一方側に位置する。

カラープリンタ１は、本体コネクタ１５と、メイン基板１６とをさらに備えている。
本体コネクタ１５は、ドラムカートリッジ５０が本体筐体１０に装着された場合に、ドラムカートリッジ５０のコネクタ５５と電気的に接続される。本体コネクタ１５は、ハーネス１７によりメイン基板１６と電気的に接続されている。これにより、ドラムカートリッジ５０がカラープリンタ１に装着された場合に、各センサ５４により検出された信号を中継基板５６を介してカラープリンタ１に出力可能である。

本体コネクタ１５は、第２方向における一方側を向いている。また、ドラムカートリッジ５０のコネクタ５５は、第２方向における他方側を向いている。そして、コネクタ５５と本体コネクタ１５は、第２方向において向かい合う。これにより、ドラムカートリッジ５０を第２方向における他方側へ移動させて本体筐体１０に装着していくことで、コネクタ５５を本体コネクタ１５に接続することができる。また、ドラムカートリッジ５０を第２方向における一方側へ移動させて本体筐体１０から外していくことで、コネクタ５５と本体コネクタ１５との接続を解除することができる。

メイン基板１６は、本体筐体１０内に位置している。メイン基板１６は、カラープリンタ１の各部を制御する。メイン基板１６は、カラープリンタ１に装着された現像カートリッジ６０が新品であるか否かを判断可能である。また、メイン基板１６は、カラープリンタ１に装着された現像カートリッジ６０の印刷可能枚数などの仕様を判断可能である。

次に、現像カートリッジ６０、ドラムカートリッジ５０およびカラープリンタ１の作用および効果について説明する。
カラープリンタ１を使用する場合、ドラムカートリッジ５０に現像カートリッジ６０を装着する。検知ギヤ２００が新品位置の状態、つまり、現像カートリッジ６０が新品である場合、検知ギヤ２００の第１突起２４１がセンサ５４の発光部５４Ａと受光部５４Ｂ（図５参照）の間に位置する。

次に、現像カートリッジ６０が装着された状態のドラムカートリッジ５０をカラープリンタ１に装着し、コネクタ５５を本体コネクタ１５に接続させる。その後、カバー１１（図１参照）を閉じる。

現像カートリッジ６０が新品である場合、第１突起２４１が発光部５４Ａと受光部５４Ｂの間に位置することで、センサ５４は、オフ信号を中継基板５６を介してメイン基板１６に出力する。これにより、メイン基板１６は、現像カートリッジ６０が装着されていると判断することができる。

なお、ドラムカートリッジ５０に現像カートリッジ６０が装着されていない場合、発光部５４Ａからの光が遮られずに受光部５４Ｂで受光されるため、センサ５４は、オン信号を出力する。メイン基板１６は、カバー１１を閉じられた状態において、センサ５４からオン信号が出力されている場合、現像カートリッジ６０が装着されていないと判断する。

また、ドラムカートリッジ５０がカラープリンタ１に装着されていない場合、センサ５４からの信号が出力されない。メイン基板１６は、カバー１１を閉じられた状態において、センサ５４から信号が出力されていない場合、ドラムカートリッジ５０が装着されていないと判断する。

メイン基板１６は、すべての現像カートリッジ６０が装着されていると判断すると、現像カートリッジ６０のカップリング１１０に係合する図示しない駆動入力部材を駆動させる。そうすると、図２（ｂ）に示すように、カップリング１１０、現像ギヤ１２０、供給ギヤ１３０、アイドルギヤ１４０、アジテータギヤ１５０が回転する。これにより、現像ローラ６２、供給ローラ６３およびアジテータ６５が駆動する。

また、検知ギヤ２００が新品位置の状態においては、ギヤ部２２０の複数のギヤ歯２２１の少なくとも１つがアジテータギヤ１５０のギヤ歯と係合しているので、アジテータギヤ１５０の回転力が検知ギヤ２００に伝達され、検知ギヤ２００が反時計回りに回転する。

検知ギヤ２００が新品位置から回転すると、図７（ａ）に示すように、第１突起２４１が発光部５４Ａと受光部５４Ｂの間から退避する。これにより、センサ５４の出力信号がオフ信号からオン信号に切り替わる。メイン基板１６は、駆動入力部材の駆動を開始してから所定時間内にセンサ５４の出力信号がオフ信号からオン信号に切り替わった場合、現像カートリッジ６０が新品であると判断する。

検知ギヤ２００がさらに回転すると、図７（ｂ）に示すように、第３突起２４３が発光部５４Ａと受光部５４Ｂの間に位置する。これにより、センサ５４の出力信号がオン信号からオフ信号に切り替わる。検知ギヤ２００がさらに回転すると、図７（ｃ）に示すように、第３突起２４３が発光部５４Ａと受光部５４Ｂの間から退避する。これにより、センサ５４の出力信号がオフ信号からオン信号に切り替わる。

検知ギヤ２００がさらに回転すると、図７（ｄ）に示すように、第４突起２４４が発光部５４Ａと受光部５４Ｂの間に位置する。これにより、センサ５４の出力信号がオン信号からオフ信号に切り替わる。検知ギヤ２００がさらに回転すると、図７（ｅ）に示すように、第４突起２４４が発光部５４Ａと受光部５４Ｂの間から退避する。これにより、センサ５４の出力信号がオフ信号からオン信号に切り替わる。

検知ギヤ２００がさらに回転すると、図８（ａ），（ｂ）に示すように、検知ギヤ２００のギヤ部２２０のギヤ歯２２１がアジテータギヤ１５０のギヤ歯から離れてギヤ部２２０とアジテータギヤ１５０との係合が外れる。これにより、アジテータギヤ１５０の回転力が検知ギヤ２００に伝達されなくなる。

その後、検知ギヤ２００は、図示しないバネの付勢力により、図８（ａ），（ｂ）に示す位置から図９（ａ）〜（ｃ）に示す旧品位置に回転する。検知ギヤ２００が旧品位置に回転すると、第２突起２４２が発光部５４Ａと受光部５４Ｂの間に位置する。これにより、センサ５４の出力信号がオン信号からオフ信号に切り替わる。

旧品位置に回転した検知ギヤ２００は、係合突起２３０がギヤカバー６６のストッパ６６Ｂに係合する。検知ギヤ２００は、旧品位置の状態においては、欠歯部２２２がアジテータギヤ１５０のギヤ歯と向かい合うとともに、図示しないバネの付勢力により係合突起２３０がストッパ６６Ｂに押し当てられることで、以後、アジテータギヤ１５０が回転しても回転しない。

以上の動作の過程において、検知ギヤ２００が新品位置から回転し始めた後、センサ５４の出力信号は、６回切り替わる。センサ５４の出力信号のパターン、例えば、切り替わり回数や、オフ信号またはオン信号の長さ、切り替わりタイミングなどは、検知ギヤ２００の突起の数や、検知ギヤ２００の回転方向における突起の長さ、突起同士の間隔、突起の位置などにより変えることができる。

メイン基板１６は、センサ５４の出力信号のパターンと、現像カートリッジ６０の印刷可能枚数などの仕様とをあらかじめ対応させて記憶させておくことにより、センサ５４の出力信号から現像カートリッジ６０の仕様を判断することができる。

検知ギヤ２００が旧品位置の状態、つまり、現像カートリッジ６０がカラープリンタ１に装着されて新品検知および仕様検知が行われた旧品の場合、この現像カートリッジ６０をドラムカートリッジ５０に装着すると、検知ギヤ２００の第２突起２４２がセンサ５４の発光部５４Ａと受光部５４Ｂの間に位置する。そして、旧品の現像カートリッジ６０が装着された状態のドラムカートリッジ５０をカラープリンタ１に装着し、カバー１１を閉じると、この場合も、センサ５４は、オフ信号を出力する。これにより、メイン基板１６は、現像カートリッジ６０が装着されていると判断することができる。

なお、現像カートリッジ６０が旧品の場合、駆動入力部材を駆動させてアジテータギヤ１５０などを回転させても、検知ギヤ２００は回転しないため、センサ５４は、オフ信号を出力し続ける。つまり、センサ５４の出力信号は切り替わらない。メイン基板１６は、駆動入力部材の駆動を開始してから所定時間内にセンサ５４の出力信号が切り替わらない場合、現像カートリッジ６０が旧品であると判断する。

以上説明したドラムカートリッジ５０およびカラープリンタ１によれば、センサ５４の検出精度が低くなった場合には、ドラムカートリッジ５０を交換することで、カラープリンタ１を交換することなく、センサ５４を交換することができる。これにより、カラープリンタ自体を交換する場合と比較してコストを抑えつつ、センサ５４を交換することができる。また、ドラムカートリッジ５０が、センサ５４により検出された信号をカラープリンタ１に通信可能なコネクタ５５を備えるので、センサ５４により検出された信号に基づき、カラープリンタ１で新品検知および仕様検知を行うことができる。

また、センサ５４が検知ギヤ２００の突起２４１〜２４４を直接検出可能であるので、例えば、突起をアクチュエータを介して検出する場合よりも検出精度を向上させることができる。これにより、新品検知および仕様検知の安定性を高めることができる。また、アクチュエータを動かす必要がないことで、検知ギヤ２００の回転の安定性が増すため、検知ギヤ２００とともに回転する現像ギヤ１２０、供給ギヤ１３０およびアジテータギヤ１５０の回転を安定させることができる。これにより、現像ローラ６２、供給ローラ６３およびアジテータ６５の駆動を安定させることができる。

また、検知ギヤ２００が新品位置の状態の現像カートリッジ６０が装着された場合、第１突起２４１が発光部５４Ａと受光部５４Ｂの間に位置するので、センサ５４により現像カートリッジ６０が装着されているか否かを検出することができる。また、検知ギヤ２００が旧品位置の状態の現像カートリッジ６０が装着された場合、第２突起２４２が発光部５４Ａと受光部５４Ｂの間に位置するので、センサ５４により現像カートリッジ６０が装着されているか否かを検出することができる。つまり、現像カートリッジ６０の装着検知と、現像カートリッジ６０の新品検知および仕様検知とを１種類のセンサ５４により行うことができる。これにより、ドラムカートリッジ５０の部品点数を削減して低コスト化を図ったり、ドラムカートリッジ５０を簡易な構成としたりすることができる。

また、検知ギヤ２００が新品位置の状態において現像カートリッジ６０がドラムカートリッジ５０に対して着脱される場合に、センサ５４が突起２４１〜２４４に接触しないので、現像カートリッジ６０を着脱する際の突起２４１〜２４４の移動軌跡上からセンサ５４を退避させる必要がない。また、検知ギヤ２００が旧品位置の状態において現像カートリッジ６０がドラムカートリッジ５０に対して着脱される場合に、センサ５４が突起２４１〜２４４に接触しないので、現像カートリッジ６０を着脱する際の突起２４１〜２４４の移動軌跡上からセンサ５４を退避させる必要がない。これにより、センサ５４を移動させるための機構を備えなくてもよいので、ドラムカートリッジ５０を簡易な構成とすることができる。

また、４つのセンサ５４とコネクタ５５が中継基板５６を介して接続されているので、コネクタ５５とセンサ５４とを接続する配線の取り回しを簡略化することができる。これにより、ドラムカートリッジ５０を簡易な構成とすることができる。

以上に発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

例えば、上述の実施形態では、ドラムカートリッジ５０が１つのコネクタ５５を備える構成であったが、コネクタは複数であってもよい。

また、上述の実施形態では、第１突起２４１、第２突起２４２、第３突起２４３および第４突起２４４が検知ギヤ２００と一体に形成されていたが、これに限定されない。例えば、第１突起、第２突起、第３突起および第４突起は、少なくとも１つが検知ギヤと別部品であってもよい。

また、上述の実施形態では、センサ５４により現像カートリッジ６０の装着検知を行ったが、ドラムカートリッジまたは画像形成装置は、センサ５４とは別に、現像カートリッジの装着検知を行うセンサを備えていてもよい。この場合、検知ギヤは、第１突起および第２突起を備えない構成とすることができる。

また、上述の実施形態では、センサ５４が、現像カートリッジ６０が備える突起２４１〜２４４を直接検出可能であったが、センサは、突起を間接的に検出可能であってもよい。例えば、ドラムカートリッジは、筐体に対して回動可能なアクチュエータであって、検知ギヤの回転に伴って動く突起が当接可能なアクチュエータを備える。そして、アクチュエータは、センサの発光部と受光部の間に位置する遮光部を有し、突起が当接した場合に遮光部が発光部と受光部の間から退避する構成とすることができる。

また、上述の実施形態では、センサ５４がフォトインタラプタであって検知ギヤ２００の動きを検出可能であったが、これに限定されない。例えば、センサは、筐体の第１フレームに配置された発光部と、筐体の第２フレームに配置された受光部とを有するものであってもよい。すなわち、センサは、第１方向における発光部と受光部の間に、筐体に装着された現像カートリッジが配置される構成であってもよい。この構成では、現像カートリッジが筐体に装着されていない場合には、発光部からの光が受光部で受光される。一方、現像カートリッジが筐体に装着された場合には、発光部からの光が現像カートリッジにより遮られることで、受光部で受光されない。

また、上述の実施形態では、センサの一例として発光部と受光部を備えるフォトインタラプタを例示したが、静電誘導センサなどであってもよい。

また、上述の実施形態では、コネクタ５５と複数のセンサ５４が中継基板５６を介して電気的に接続されていたが、コネクタと複数のセンサは、ハーネスにより直接電気的に接続されていてもよい。

また、上述の実施形態では、画像形成装置の一例として多色の画像を形成可能なカラープリンタ１を例示したが、画像形成装置は単色の画像を形成するモノクロプリンタであってもよい。

画像形成装置がモノクロプリンタである場合、この画像形成装置に着脱可能なドラムカートリッジは、感光体ドラムとセンサをそれぞれ１つ備え、筐体に対し１つの現像カートリッジが着脱可能な構成とすることができる。この場合において、コネクタと１つのセンサは、直接電気的に接続されていてもよいし、中継基板を介して電気的に接続されていてもよい。

また、画像形成装置は、ＬＥＤから出射された光により感光体ドラムを露光するプリンタであってもよい。また、画像形成装置は、プリンタではなく、コピー機や複合機などであってもよい。

また、画像形成装置は、本体筐体に複数のドラムカートリッジが着脱可能であり、複数のドラムカートリッジのそれぞれに対応して複数の本体コネクタを備えていてもよい。

また、上述した実施形態および変形例で説明した各要素は、適宜組み合わせて実施することが可能である。

１ カラープリンタ
１０ 本体筐体
１５ 本体コネクタ
５０ ドラムカートリッジ
５１ 筐体
５２ 感光体ドラム
５４ センサ
５４Ａ 発光部
５４Ｂ 受光部
５５ コネクタ
５６ 中継基板
６０ 現像カートリッジ
６２ 現像ローラ
２００ 検知ギヤ
２４１ 第１突起
２４２ 第２突起
２４３ 第３突起
２４４ 第４突起

Claims (13)

1. 画像形成装置に着脱可能なドラムカートリッジであって、
   感光体ドラムと、
   現像ローラを有する現像カートリッジが着脱可能な筐体と、
   前記筐体に前記現像カートリッジが装着された状態において、前記現像カートリッジを検出可能なセンサと、
   前記画像形成装置と電気的に接続可能なコネクタであって、前記センサにより検出された信号を前記画像形成装置に通信可能なコネクタと、を備えることを特徴とするドラムカートリッジ。
2. 前記センサは、前記現像カートリッジが備えるギヤの動きを検出可能であることを特徴とする請求項１記載のドラムカートリッジ。
3. 前記センサは、前記現像カートリッジが備える突起であって、前記ギヤの回転に伴って動く突起を直接検出可能であることを特徴とする請求項２に記載のドラムカートリッジ。
4. 前記センサは、発光部と、前記発光部と向かい合う受光部と、を備えることを特徴とする請求項３に記載のドラムカートリッジ。
5. 前記ギヤは、前記突起を有し、
   前記現像カートリッジが前記筐体に装着された状態で前記ギヤが回転した場合に、前記突起が前記発光部と前記受光部の間を通ることを特徴とする請求項４に記載のドラムカートリッジ。
6. 前記ギヤは、前記突起と前記ギヤの回転方向に並ぶ第１突起をさらに有し、第１位置から第２位置へ回転可能であり、
   前記ギヤが前記第１位置の状態において前記現像カートリッジが前記筐体に装着された場合、前記第１突起が前記発光部と前記受光部の間に位置することを特徴とする請求項５に記載のドラムカートリッジ。
7. 前記センサは、前記ギヤが前記第１位置の状態において前記現像カートリッジが前記筐体に対して着脱される場合に、前記突起と前記第１突起と前記ギヤとに接触しないことを特徴とする請求項６に記載のドラムカートリッジ。
8. 前記ギヤは、前記突起と前記ギヤの回転方向に並ぶ第２突起をさらに有し、第１位置から第２位置へ回転可能であり、
   前記ギヤが前記第２位置の状態において前記現像カートリッジが前記筐体に装着された場合、前記第２突起が前記発光部と前記受光部の間に位置することを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか１項に記載のドラムカートリッジ。
9. 前記センサは、前記ギヤが前記第２位置の状態において前記現像カートリッジが前記筐体に対して着脱される場合に、前記突起と前記第２突起と前記ギヤとに接触しないことを特徴とする請求項８に記載のドラムカートリッジ。
10. 中継基板をさらに備え、
    前記コネクタと前記センサは、前記中継基板を介して電気的に接続されたことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のドラムカートリッジ。
11. 複数の前記感光体ドラムと、複数の前記センサと、を備え、
    前記筐体は、複数の前記感光体ドラムのそれぞれに対応する前記現像カートリッジが着脱可能であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のドラムカートリッジ。
12. 中継基板をさらに備え、
    前記コネクタと複数の前記センサは、前記中継基板を介して電気的に接続されたことを特徴とする請求項１１に記載のドラムカートリッジ。
13. 請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のドラムカートリッジが着脱可能な画像形成装置であって、
    前記ドラムカートリッジが着脱可能な本体筐体と、
    前記ドラムカートリッジが前記本体筐体に装着された場合に前記コネクタと電気的に接続される本体コネクタと、を備えることを特徴とする画像形成装置。

Images