JP4376861B2 - プロセスカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、本体装置に対して着脱自在に装着されている交換部材が新品状態である場合、当該新品状態である事を本体装置に検知させるための状態検知機構に関する。

複写機などの画像形成装置には、感光体カートリッジ、現像槽カートリッジ、帯電ユニット、およびクリーナユニットなどの各種プロセスカートリッジが着脱可能に設けられる。これらカートリッジには、使用によって劣化の生じるものや、消耗材が使い切られるものがあるため、適当な時期で別のカートリッジと交換する必要が生じる。このとき、新品状態のカートリッジに交換される場合もあれば、既に使用されたがまだ使用可能である使用済状態のカートリッジに交換される場合もある。

さらに、画像形成装置においては、プロセスカートリッジの交換時期を検知してオペレータにこの交換時期を通知するため、また、プロセスカートリッジの使用履歴に合わせてプロセス条件を適正化するために、プロセスカートリッジの使用履歴を記録することが多い。

ここで、新たに装着されたカートリッジが未使用状態（新品状態）である場合には、装着開始時から履歴を記録することに問題は起こらないが、使用済状態の場合には既にある程度使用されているので、装着開始時から新品と同様に履歴の記録を開始すると、その交換時期やプロセス条件の適正化を誤る原因となる。従って、プロセスカートリッジが画像形成装置に装着される際に、そのプロセスカートリッジが未使用状態であるか使用済状態であるかを画像形成装置側で識別できるようになっているのが好ましい。

プロセスカートリッジが画像形成装置に装着される際、装着されたカートリッジが未使用状態か使用済状態かを画像形成装置側において識別できる手段は、例えば、以下に示す特許文献１〜３に開示されている。

そのなかでも、特許文献３においては、図６に示すようなイニシャル検知機構２００が開示されている。このイニシャル検知機構２００は、画像形成装置に装着される感光体カートリッジに設けられるものであり、シャフト体２３０と、シャフト体２３０に対してＦ方向に摺動可能に嵌めこまれる移動体２１０と、孔部２２０ａが形成されたカバー部材２２０と、から構成される。また、移動体２１０には軸体２１０ａが形成されている。

このイニシャル検知機構２００によれば、感光体カートリッジが未使用状態のとき、図６（ａ）に示すように、移動体２１０は、その軸体２１０ａがカバー部材２２０の内側から孔部２２０ａを貫通して画像形成装置のセンサ２５０に接触するような位置に配されている。なお、以下では、この図６（ａ）における移動体２１０の配される位置を位置ａと称する。

また、移動体２１０は、位置ａにおいて、圧縮しているバネ部材２６０によってセンサ２５０から離間する方向（Ｆ方向）に付勢されているものの、軸体２１０ａの周面に形成されている突起２１０ｂが孔部２２０ａ周囲のカバー部材２２０の外表面に当接することによって、上記付勢による移動が制限されている。つまり、移動体２１０は、位置ａにおいて静止している。

そして、感光体カートリッジが使用されると、シャフト体２３０が回転すると共に移動体２１０かつ軸体２１０ａも回転する（Ｆ方向を軸とした回転）。さらに、この回転によって、軸体２１０ａに形成されている突起２１０ｂは、カバー部材２２０の孔部２２０ａ周囲におけるカバー部材２２０の外表面上を摺動し、この外表面の一部が切り欠かれた切欠穴（不図示）に対向する位置まで移動する。

そして、突起２１０ｂが切欠穴に対向すると、突起２１０ｂはカバー部材２２０の外表面に当接しなくなる。これにより、移動体２１０は、バネ部材２６０の復元力によってセンサ２５０から離間する方向（Ｆ方向）に移動する。さらに、図６（ｂ）に示すように、移動体２１０は、その内側底面がシャフト体２３０の端部に当接することによって静止し、軸体２１０ａがセンサ２５０から離間するような位置に配される。なお、以下では、この図６（ｂ）における移動体２１０の配される位置を位置ｂと称する。

この位置ｂに配される移動体２１０は、バネ部材２６０によってシャフト体２３０の端部に押圧されることによって支持されている。したがって、位置ｂにおいて支持される移動体２１０は、振動等によって僅かに位置ａの方向（Ｆ方向と逆方向）に移動する事があっても結局バネ部材２６０によって位置ｂに押し戻され、その結果、位置ｂに維持され、自動的に位置ａに戻ることはない。

以上示したイニシャル検知機構２００によれば、感光体カートリッジが未使用状態のとき、移動体２１０は位置ａに配され、移動体２１０の軸体２１０ａが画像形成装置のセンサ２５０に接触している。そして、画像形成装置は、センサ２５０と軸体２１０ａとが接触している場合、感光体カートリッジが未使用状態であると識別する。

また、感光体カートリッジが使用されると、移動体２１０は位置ａから位置ｂに移動し、軸体２１０ａがセンサ２５０から離間する。そして、画像形成装置は、センサ２５０と軸体２１０ａとが非接触の場合、感光体カートリッジが使用済状態であると識別する。

このようにして、イニシャル検知機構２００においては、画像形成装置側で感光体カートリッジが未使用状態であるか否かを識別することが可能になる。
特開平２−９９９８０号公報（平成２年４月１１日公開） 特開平２−３０８２７７号公報（平成２年１２月２１日公開） 特開２００３−２７１０３９号公報（平成１５年９月２５日公開）

上述したイニシャル検知機構２００においては、感光体カートリッジが未使用状態から使用済状態になることによって移動体２１０が位置ａから位置ｂに移動すると、この移動体２１０は自動的に位置ａに戻らない。ところが、作業員の手作業によって、イニシャル検知機構２００を分解し、移動体２１０が再度位置ａに配置されるようにイニシャル検知機構２００を組み立て直す事が可能である。このような事を可能にしている理由は、消耗して回収された感光体カートリッジがリサイクルされて新品状態（未使用状態）に戻った後、この感光体カートリッジのイニシャル検知機構２００における移動体２１０を再度位置ａに配置するためである。

しかし、このような構成の場合、使用済状態（使用可能）のまま画像形成装置から取り外されて放置されており、この使用済状態のまま画像形成装置に再装着される予定の感光体カートリッジについて、何も知らないユーザ等が、イニシャル検知機構２００を分解し、移動体２１０が位置ａに配されるようにイニシャル検知機構２００を組み立て直す事もありえる。仮に、このような事が起こった場合、感光体カートリッジが画像形成装置に再装着されると、画像形成装置は使用済状態の感光体カートリッジを未使用状態として誤検知してしまうことになる。

本発明は、本体装置に装着される交換部品の状態を検知することの可能な状態検知機構であって、従来の構成よりも誤検知を抑制できる状態検知機構を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、本体装置に対して着脱自在に装着される交換部材に構成される支持機構と、上記支持機構に支持される可動子とを含み、上記交換部材が上記本体装置に使用されていない未使用状態では上記可動子は第１所定位置に配され、上記未使用状態が解除されると上記可動子は第１所定位置から離間した第２所定位置に配され、上記本体装置が上記第１所定位置に配される可動子を検出することによって上記未使用状態を検知する状態検知機構において、上記交換部材が上記本体装置に使用されると、本体装置からもたらされる駆動力によって上記可動子にトルクを伝達するトルク伝達手段と、上記可動子に形成される突起部材と、を含み、上記支持機構は、上記可動子を支持すると共に、上記第１所定位置に配される可動子に対して第２所定位置に向けた圧力を作用させることによって、上記可動子を第１所定位置から第２所定位置に変位させる可動子変位部材と、上記第１所定位置に配される上記可動子に形成される上記突起部材に当接することによって、上記変位を規制する第１規制部材と、上記第１所定位置に配される上記可動子に形成される上記突起部材に当接することによって、上記トルクの回転方向と同一回転方向の上記可動子の回転を規制する第２規制部材と、を含み、上記トルクが上記可動子に伝達されると、上記第２規制部材と上記突起部材との当接箇所に上記トルクによる負荷が作用し、この負荷によって上記突起部材が破壊されることを特徴とする。

上記構成によれば、上記交換部材が上記未使用状態では上記可動子は第１所定位置に配されており、未使用状態が解除されると上記可動子は第１所定位置から離間した第２所定位置に配され、上記本体装置は上記第１所定位置に配される可動子を検出することによって上記未使用状態を検知している。

ここで、上記交換部材が上記本体装置に使用されると、トルク伝達手段によって、第１所定位置に配される可動子に上記トルクが伝達されることになる。さらに、第１所定位置に配される可動子に上記トルクが伝達されることによって、この可動子における突起部材と上記第２規制部材との当接箇所に上記トルクによる負荷が作用し、この負荷によって上記突起部材が破壊される。これにより、第１所定位置に配される可動子において、第１規制部材に当接する突起部材が存在しなくなり、第１所定位置から第２所定位置への可動子の変位に対する規制が解除される。したがって、第１所定位置に配される可動子は、可動子変位部材から作用する圧力（第２所定位置に向けた圧力）によって第１所定位置から第２所定位置へ変位することになる。それゆえ、交換部材が使用されると（つまり未使用状態が解除されると）、未使用状態では第１所定位置に配されていた可動子を第２所定位置に変位させることが可能になる。

さらに、以上の構成では、未使用状態が解除された後、例えば、ユーザ等の正規業者以外の者が手作業によって可動子を無理に第１所定位置に戻そうとしても、可動子に形成される突起部材が破壊されているため、第１所定位置から第２所定位置への可動子の変位に対する規制が行われず、結局、可動子は可動子変位部材から作用する圧力によって第２所定位置に配されることになる。

したがって、以上の構成では、ユーザ等が手作業によって可動子を第２所定位置から第１所定位置に戻すように状態検知機構を組み立て直すことができず、未使用状態が解除された後で、可動子がユーザ等の手作業によって第１所定位置に戻されることは起こらない。それゆえ、使用済状態の交換部材が未使用状態として誤検知されてしまう事態を抑制することが可能になる。

また、本発明の状態検知機構において、上記可動子変位部材は、上記可動子を弾性的に支持すると共に、上記第１所定位置に配される可動子に対して第２所定位置に向けた復元力を上記圧力として作用させる弾性部材であることが好ましい。

上記構成によれば、弾性部材という簡易かつ安価な部材で上記可動子変位部材を実現できるというメリットがある。

さらに、本発明の状態検知機構において、上記突起部材は、上記第２規制部材よりも硬度の低い材質からなることが好ましい。

上記構成によれば、上記突起部材は上記第２規制部材よりも破壊され易く、上記第２規制部材と上記突起部材との当接箇所に上記トルクによる負荷を作用させた場合、上記突起部材を簡単に破壊させることが可能になる。

また、本発明の状態検知機構において、上記支持機構には、上記交換部材に嵌めこまれると共に上記第１規制部材および第２規制部材を形成した支持機構本体が含まれており、この支持機構本体にはさらに第１係合部材が形成されており、上記支持機構本体に形成されている第１係合部材と、上記交換部材に形成されている第２係合部材とが係合することによって、上記支持機構本体は上記交換部材に嵌め込まれており、上記交換部材から離間する方向に向けた引張力が上記支持機構本体に与えられ、この引張力によって上記第１係合部材に作用する負荷が所定量以上になると、上記第１係合部材は破壊する構成であることが好ましい。

上記構成によれば、例えば、ユーザ等が手作業によって支持機構本体を交換部材から無理に取り外そうとした場合、上記支持機構本体に形成されている第１係合部材は破壊されることになる。ここで、支持機構本体は、上記第１係合部材が上記交換部材の第２係合部材に係合することによって上記交換部材に嵌めこまれるものであるため、第１係合部材が破壊されては支持機構本体を交換部材に再度嵌め込むことが不可能になる。

それゆえ、上記構成によれば、例えば、ユーザ等が状態検知機構を交換部材から取り外してこの状態検知機構を改造しようとしても、改造した状態検知機構を交換部材に嵌め込むことはできず、状態検知機構がユーザ等の正規業者以外の者に改造されることを抑制できる。

また、上記本体装置は画像形成装置であり、上記交換部材は画像形成装置のプロセスカートリッジであってもよい。画像形成装置には、交換部材としてのプロセスカートリッジが多数装着されるため、以上示した状態検知機構は画像形成装置に好適に利用することができる。

以上のように、本発明の状態検知機構は、本体装置に対して着脱自在に装着される交換部材に構成される支持機構と、上記支持機構に支持される可動子とを含み、上記交換部材が上記本体装置に使用されていない未使用状態では上記可動子は第１所定位置に配され、上記未使用状態が解除されると上記可動子は第１所定位置から離間した第２所定位置に配され、上記本体装置が上記第１所定位置に配される可動子を検出することによって上記未使用状態を検知する状態検知機構において、上記交換部材が上記本体装置に使用されると、本体装置からもたらされる駆動力によって上記可動子にトルクを伝達するトルク伝達手段と、上記可動子に形成される突起部材と、を含み、上記支持機構は、上記可動子を支持すると共に、上記第１所定位置に配される可動子に対して第２所定位置に向けた圧力を作用させることによって、上記可動子を第１所定位置から第２所定位置に変位させる可動子変位部材と、上記第１所定位置に配される上記可動子に形成される上記突起部材に当接することによって、上記変位を規制する第１規制部材と、上記第１所定位置に配される上記可動子に形成される上記突起部材に当接することによって、上記トルクの回転方向と同一回転方向の上記可動子の回転を規制する第２規制部材と、を含み、上記トルクが上記可動子に伝達されると、上記第２規制部材と上記突起部材との当接箇所に上記トルクによる負荷が作用し、この負荷によって上記突起部材が破壊されることを特徴とする。

それゆえ、ユーザ等が手作業によって可動子を第２所定位置から第１所定位置に戻すように状態検知機構を組み立て直すことができず、未使用状態が解除された後で、可動子がユーザ等の手作業によって第１所定位置に戻されることは起こらない。それゆえ、使用済状態の交換部材が未使用状態として誤検知されてしまう事態を抑制することが可能になる。

本発明の一実施形態について図に基づいて説明すれば以下のとおりである。

まず、本実施形態に係る状態検知機構を備えた感光体カートリッジ（交換部材）を装着した画像形成装置（本体装置）の概略について説明する。図５は、この画像形成装置１の内部構成を示した模式図である。

画像形成装置１は、電子写真方式のレーザプリンタであって、同図に示すように、感光体ドラム２、帯電ローラ３、露光部（図示せず）、現像装置４、転写用放電ローラ５、クリーニング部６、除電部（図示せず）、および、定着装置７を備えている。なお、図５において、Ｐは記録用紙、Ｌは上記露光部から照射されて感光体ドラム２表面に静電潜像を書き込む光ビームを示している。

感光体ドラム２は、所定方向（図５に示す矢印Ａ方向）に回転しており、まず、その外周表面が帯電ローラ３によって均一帯電される。均一帯電された感光体ドラム２の表面には、露光部により画像データに応じて制御される光ビームＬが照射され、静電潜像が形成されて保持される。

なお、感光体ドラム２は、上述した感光体カートリッジに構成されるものである。この感光体カートリッジは画像形成装置１に着脱自在に装着されるものであり、その構成の詳細については後で説明する。

感光体ドラム２上に形成された静電潜像は、感光体ドラム２の回転によって、現像装置４と対向する位置まで移動し、現像装置４にトナーが供給されることによってトナー像になって可視化される。このとき、現像装置４の現像ローラ４ａは、感光体ドラム２に供給するトナーを担持搬送するために所定方向（図５に示す矢印Ｂ方向）に回転している。

なお、本実施の形態では、感光体ドラム２は有機光半導体で構成されており、帯電ローラ３によって−７００Ｖに帯電される。現像ローラ４ａは、円筒状の導電性ゴム弾性材料で構成されており、−４００Ｖの現像バイアスが印加されて感光体ドラム２と等しい周速度でＢ方向に回転している。

転写用放電ローラ５は、感光体ドラム２上に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写する。クリーニング部６は、転写用放電ローラ５よりも感光体ドラム２の回転方向下流側に配置されており、転写後の感光体ドラム２表面の残留トナーを除去する。また、クリーニング部６のさらに下流側には図示しない除電部が配されており、この除電部は、感光体ドラム２表面を除電する。

定着装置７は、ローラ対からなり、トナー像が転写された後の用紙Ｐがローラ間に搬送されると、該用紙Ｐを加熱および加圧し、トナー像を用紙Ｐ上に定着させる。

次に、上述した感光体ドラム２を構成している感光体カートリッジについて、図１に基づいて説明する。

図１は、本実施形態に係る状態検知機構を備えた感光体カートリッジ１０の一部の断面を示した模式図である。

感光体カートリッジ１０は、同図に示すように、感光体ドラム２、感光体ドラム２の回転駆動軸をなす円柱状の第１駆動軸３１、廃トナー搬送スクリュー１１、廃トナー搬送スクリュー１１の回転駆動軸をなす円柱状の第２駆動軸１２、ギア１３、ギア１４、円柱状のシャフト体１５、可動子１６、カバー２０、バネ部材２１、および、フレーム２２を備えている。なお、本実施形態における状態検知機構は、以上示したシャフト体１５、可動子１６、カバー２０、バネ部材２１によって構成されることになる。さらに、可動子１６を支持する支持機構４０は、カバー２０とバネ部材２１とによって実現されている。

感光体カートリッジ１０は、Ｃ方向に向けて挿入されることによって画像形成装置１に装着され、Ｄ方向に向けて引き出されることによって画像形成装置１から取り外される。なお、Ｃ方向とは、画像形成装置１の正面から裏面に向けた方向であり、Ｄ方向とは、画像形成装置１の裏面から正面に向けた方向である。

感光体ドラム２は、第１駆動軸３１の長手方向中央部かつ軸周りに嵌着されており、この第１駆動軸３１を中心軸として円柱状に形成されている。なお、第１駆動軸３１は、画像形成装置１に備えられている原動機（不図示）からの駆動力が伝達されると、図中Ｄ方向を回転軸とした回転を行うものである。

廃トナー搬送スクリュー１１は、図５のクリーニング部６で回収された廃トナーを搬送するためのスクリュー型コンベヤである。この廃トナー搬送スクリュー１１は、第２駆動軸１２と軸方向が同一になるようにこの第２駆動軸の一部に装着されている。

ギア１３は、第１駆動軸３１の軸周りに環装されており、ギア１４は、ギア１３と噛合している。

さらに、ギア１４には、ギア１４の回転軸方向に貫通した貫通穴（不図示）が形成されている。また、ギア１４の回転軸とシャフト体１５の回転軸とが一致するように、ギア１４の貫通穴の一方の開口部にシャフト体１５の端部が挿入され、シャフト体１５がギア１４に固着される。さらに、ギア１４の回転軸と第２駆動軸１２の回転軸とが一致するように、ギア１４の貫通穴の他方の開口部に第２駆動軸１２の端部が挿入され、第２駆動軸１２がギア１４に固着される。

以上の構成において、感光体カートリッジ１０の使用が開始されると、原動機からの駆動力に基づいて第１駆動軸３１にトルクが与えられ、Ｄ方向を回転軸として感光体ドラム２とギア１３とが同一回転方向で回転する。

また、ギア１４は、Ｄ方向を回転軸とし、ギア１３の回転方向とは逆方向に回転する。さらに、ギア１４の回転に伴い、シャフト体１５および廃トナー搬送スクリュー１１も、ギア１４と同一回転軸かつ同一回転方向で回転する。そして、廃トナー搬送スクリュー１１は、回転することによって、図４のクリーニング部で回収された廃トナーを搬送する。

つまり、画像形成装置１からの駆動力によって第１駆動軸３１にトルクが与えられると、このトルクはシャフト体１５および廃トナー搬送スクリュー１１にまで伝達されるようになっている。

つぎに、シャフト体１５、可動子１６、支持機構４０（カバー２０、バネ部材２１）から構成される状態検知機構について、図１および図２を用いて詳細に説明する。図２は、この状態検知機構５０を示した分解斜視図である。

図２に示すように、シャフト体１５の外周面には、Ｄ方向（シャフト体１５の回転軸方向）と平行な方向に沿って延設されるレール状のリブ１５ｃが形成されている。なお、このリブ１５ｃは、Ｄ方向と垂直方向に向けて立設している構成であり、Ｄ方向に向けた高さが均等になるように形成されている。さらに、このリブ１５ｃは、シャフト体１５の周方向に沿った方向において等間隔に３つ設けられている。

また、図１および図２に示すように、可動子１６は、円柱部１６ａと、円柱部１６ａよりも径の小さな円柱形状であって円柱部１６ａの底面１６ｆの中央付近から突出している軸体１６ｂと、から構成される。また、円柱部１６ａの外周面にはフランジ１６ｃが形成され、軸体１６ｂの外周面には突起部材１６ｄが形成されている。なお、円柱部１６ａと軸体１６ｂとの各々の中心軸が一致するように、軸体１６ｂは円柱部１６ａから突出している。

さらに、円柱部１６ａは、底面１６ｆと対向する側が開放している中空状部材である。そして、円柱部１６ａの内側周面１６ｅ（図１参照）には、リブ１５ｃと嵌合すると共にリブ１５ｃ上を摺動する案内溝（不図示）が形成されている。なお、この案内溝は、リブ１５ｃの数に合わせて、内側周面１６ｅの周方向に沿った方向において等間隔に３つ設けられている。

そして、各リブ１５ｃを各案内溝に嵌め込むことによって、図１に示すように、シャフト体１５の端部（ギア１４側とは逆の端部）が円柱部１６ａの内側に嵌め込まれる。ただし、図１の状態において、シャフト体１５は、一方の端部が円柱部１６ａに装着され、他方の端部がギア１４に装着され、中央付近はリブ１５ｃの一部と共に外部に露出されるように円柱部１６ａに嵌め込まれる。また、図１の状態において、円柱部１６ａの底面１６ｆの裏面とシャフト体１５との間には空洞が形成されるように、シャフト体１５は円柱部１６ａに嵌め込まれる。これにより、可動子１６は、シャフト体１５上をＤ方向に摺動できるようになっている。

つぎに、カバー２０の構成について、図１〜図３に基づいて詳細に説明する。図３は、画像形成装置１の裏面側からカバー２０を描写した模式図である。

カバー２０は、図１および図２に示すように、底面２０ａと対向する側が開放することによって内側に空洞が形成されている中空円筒形状であって、感光体カートリッジ１０に取り付けられるものである。

また、カバー２０には、図１および図３に示すように、底面２０ａの中央付近に軸体１６ｂよりも広径の円形状の孔部２０ｂが形成されている。さらに、カバー２０には、孔部２０ｂの外周であってカバー２０の外面に形成される縁部２０ｅと、縁部２０ｅの一部が切り欠かれて形成される切欠穴２０ｃとが構成されている。さらに、カバー２０には、底面２０ａからＣ方向に向けて立設しており、縁部２０ｅと切欠穴２０ｃとを囲うリング状の壁部２０ｆが形成されている。また、カバー２０には、壁部２０ｆから孔部２０ｂに渡って形成されており、縁部２０ｅの一部からＣ方向に突起しているストッパ部材２０ｇが形成されている。

そして、図１に示すように、可動子１６は、軸体１６ｂの先端がＣ方向に向くようにして、カバー２０の内側に挿入される。

さらに、感光体カートリッジ１０が未使用状態（新品状態）の場合、可動子１６は、図１に示すように、軸体１６ｂがカバー２０の内側から孔部２０ｂを貫通して画像形成装置のセンサ３２に接触するように配置される。

なお、本実施形態では、以下に示す手順によって、可動子１６の軸体１６ｂを孔部２０ｂに貫通させる。まず、軸体１６ｂの先端とカバー２０の内側とを対向させる。つぎに、軸体１６ｂの外周面に形成されている突起部材１６ｄと切欠穴２０ｃとを対向させてから、軸体１６ｂを孔部２０ｂに挿入する。このようにすれば、軸体１６ｂを孔部２０ｂに挿入する際、突起部材１６ｄがカバー２０の内側の壁面にひっかかることがない。そして、突起部材１６ｄがカバー２０の内側から切欠穴２０ｃを通過した後、図３に示すように、可動子１６をＥ方向に約半周ほど回転させる。このようにすれば、図１および図３に示すように、可動子１６の突起部材１６ｄは、カバー２０の縁部２０ｅに当接することになる。

感光体カートリッジ１０が未使用状態（画像形成装置１に使用されていない状態）の場合、可動子１６は、図１および図３に示す位置に配され、突起部材１６ｄが縁部２０ｅに当接している。なお、以下では、この図１および図３における可動子１６の位置を第１所定位置と称する。

さらに、図１および図２に示すように、可動子１６とカバー２０の内側との間にはバネ部材２１が構成される。このバネ部材２１の一方の端部は、可動子１６のフランジ１６ｃに係合されており、バネ部材２１の他方の端部はカバー２０の底面２０ａの裏面に当接している。これにより、可動子１６は、カバー２０およびバネ部材２１からなる支持機構４０に弾性的に支持されることになる。

そして、可動子１６が第１所定位置に配されている状態において、バネ部材２１は、カバー２０の内側で圧縮している。さらに、図１に示すように、可動子１６は、圧縮しているバネ部材２１の復元力によってセンサ３２から離間する方向（Ｄ方向）に付勢されているものの、可動子１６の軸体１６ｂの突起部材１６ｄがカバー２０の縁部２０ｅに当接しているため、上記復元力による移動が規制され、上記第１所定位置において静止している。

以上示した図１〜図３の構成において、感光体カートリッジ１０が使用されると、画像形成装置１からの駆動力によってシャフト体１５にトルクが与えられる。これにより、シャフト体１５が回転し、この回転によって可動子１６も回転する。つまり、シャフト体（トルク伝達手段）１５は、画像形成装置１から伝達されるトルクをさらに可動子１６に伝達し、この伝達されるトルクによって可動子１６は回転する。なお、この回転の回転方向は図３に示すＥ方向であり、この回転の軸方向は図１に示すＤ方向である。

この回転によって、突起部材１６ｄは、孔部２０ｂの周囲の縁部２０ｅを摺動してストッパ部材２０ｇに当接する位置まで移動する。このストッパ部材２０ｇは突起部材１６ｄに当接することによって可動子１６の回転（図３に示すＥ方向の回転）を規制するような位置に形成されている。そして、突起部材１６ｄとストッパ部材２０ｇとが当接すると、この当接箇所に上記トルクによる負荷が発生し、この負荷によって突起部材１６ｄは破壊される。

突起部材１６ｄが破壊されると、圧縮しているバネ部材２１の復元力による移動の規制が解除されるため、可動子１６は、この復元力によって、シャフト体１５上を摺動するようにしてセンサ３２から離間する方向（Ｄ方向）に移動する。

そして、可動子１６は、図４に示すように、可動子１６の内側全面にシャフト体１５が当接するまでＤ方向に移動し、軸体１６ｂがセンサ３２から離間するような位置に配される。また、図４においては、参照符αに示されるように、突起部材１６ｄは破壊されている状態である。なお、以下では、この図４における可動子１６の位置を第２所定位置（第１所定位置から離間した位置）と称する。

また、図４に示すように、この第２所定位置に配される可動子１６の円柱部１６ａにおける底面１６ｆの裏面全体は、バネ部材２１によってもたらされる復元力によってシャフト体１５の先端に押さえつけられている。したがって、第２所定位置に配される可動子１６は、振動等によって僅かに第１所定位置の方向（Ｃ方向）に移動する事があっても結局バネ部材２１の復元力によって第２所定位置に押し戻され、その結果、第２所定位置に維持され、第１所定位置に戻ることはない。

このような状態検知機構５０において、感光体カートリッジ１０が未使用状態のとき、可動子１６は上記第１所定位置に配され、軸体１６ｂの先端が画像形成装置１のセンサ３２に接触している（図１参照）。そして、画像形成装置１は、センサ３２と軸体１６ｂの先端とが接触している場合、可動子１６が上記第１所定位置に配されていることを検知し、感光体カートリッジ１０が未使用状態であると識別する。

また、感光体カートリッジ１０が使用されると（つまり、未使用状態が解除されると）、可動子１６は上記第１所定位置から第２所定位置に移動し、軸体１６ｂがセンサ３２から離間する（図４参照）。そして、画像形成装置１は、センサ３２と軸体１６ｂとが非接触の場合、可動子１６が上記第２所定位置に配されていることを検知し、感光体カートリッジ１０が使用済状態（既に使用されたがまだ使用可能である状態を含む）であると識別する。このようにして、本実施形態の状態検知機構５０においては、画像形成装置１側で感光体カートリッジ１０が未使用状態であるか否かを識別することが可能になる。

以上説明したように、本実施形態の状態検知機構５０においては、感光体カートリッジ１０に構成される支持機構４０が、バネ部材（可動子変位部材、弾性部材）２１、縁部（第１規制部材）２０ｅ、ストッパ部材（第２規制部材）２０ｇを含んでいる。

バネ部材２１は、可動子１６を支持すると共に、上記第１所定位置に配される可動子１６に対して第２所定位置に向けた圧力（復元力）を作用させることによって、可動子１６を第１所定位置から第２所定位置に変位させる機能を有している。縁部２０ｅは、第１所定位置に配される可動子１６に形成される突起部材１６ｄに当接することによって、上記変位を規制する機能を有している。さらに、ストッパ部材２０ｇは、上記第１所定位置に配される可動子１６に形成される突起部材１６ｄに当接することによって、シャフト体１５から伝達されるトルクの回転方向と同一回転方向の可動子１６の回転（図３のＥ方向の回転）を規制する機能を有している。

そして、感光体カートリッジ１０が画像形成装置１に使用されると、シャフト体（トルク伝達手段）１５によって、第１所定位置に配される可動子１６にトルクが伝達されることになる。さらに、このトルクが可動子１６に伝達されることによって、可動子１６は突起部材１６ｄがストッパ部材２０ｇに当接するまで回転し、ストッパ部材２０ｇと突起部材１６ｄとの当接箇所に上記トルクによる負荷が作用し、この負荷によって突起部材１６ｄが破壊される。

これにより、第１所定位置に配される可動子１６において、縁部２０ｅに当接する突起部材１６ｄが存在しなくなり、第１所定位置から第２所定位置への可動子１６の変位に対する規制が解除される。そして、第１所定位置に配される可動子１６は、バネ部材２１から作用する復元力（第２所定位置に向けた圧力）によって第１所定位置から第２所定位置へ変位することになる。それゆえ、感光体カートリッジ１０が使用されると（つまり未使用状態が解除されると）、未使用状態では第１所定位置に配されていた可動子１６を第２所定位置に変位させることが可能になる。

さらに、以上の構成では、未使用状態が解除された後、例えば、ユーザ等の正規業者以外の者が手作業によって可動子１６を無理に第１所定位置に戻そうとしても、可動子１６に形成される突起部材１６ｄが破壊されているため（図４の参照符α）、第１所定位置から第２所定位置への可動子の変位に対する規制が行われず、結局、可動子１６はバネ部材２１から作用する復元力によって第２所定位置に配されることになる。

したがって、以上の構成では、ユーザ等が手作業によって可動子１６を第２所定位置から第１所定位置に戻すように状態検知機構５０を組み立て直すことができず、未使用状態が解除された後で、可動子１６がユーザ等の手作業によって第１所定位置に戻されることは起こらない。それゆえ、使用済状態の感光体カートリッジ１０が未使用状態として誤検知されてしまう事態を抑制することが可能になる。

また、以上示した構成では、第１所定位置の可動子１６を第２所定位置に変位させるための可動子変位部材として、第１所定位置に配される可動子１６に対して第２所定位置に向けた復元力を作用させるバネ部材（弾性部材）２１が用いられている。この構成によれば、弾性部材という簡易かつ安価な部材で上記可動子変位部材を実現できるというメリットがある。

また、可動子１６かつカバー２０は樹脂からなるものである。但し、突起部材１６ｄの硬度がストッパ部材２０ｇよりも低くなるように構成することが好ましい。このようにするためには、例えば、カバー２０においては、ストッパ部材２０ｇの材質のみを金属とし、その他の箇所の材質は樹脂にすると共に、突起部材１６ｄを含めた可動子１６の材質は樹脂にすればよい。この構成によれば、突起部材１６ｄはストッパ部材２０ｇよりも破壊され易くなり、突起部材１６ｄとストッパ部材２０ｇとの当接箇所に上記トルクによる負荷を作用させた場合、突起部材１６ｄを簡単に破壊させることが可能になる。

また、以上の構成において、支持機構４０には、感光体カートリッジ１０に嵌めこまれると共に縁部２０ｅおよびストッパ部材２０ｇを形成したカバー（支持機構本体）２０が含まれている。ここで、カバー２０には、図１および図２に示すように、爪部（第１係合部材）２０ｈが形成されており、この爪部２０ｈが、感光体カートリッジ１０のフレーム２２（第２係合部材）と係合することによって、カバー２０が感光体カートリッジ１０に嵌めこまれるようになっている。

この構成において、カバー２０を感光体カートリッジ１０から離間させる方向（Ｃ方向）の引張力がカバー２０に与えられ、この引張力によって爪部２０ｈに作用する負荷が所定量以上になると、爪部２０ｈは破壊される。つまり、例えば、ユーザ等が手作業によってカバー２０を感光体カートリッジ１０から無理に取り外そうとした場合、爪部２０ｈは破壊されることになる。ここで、カバー２０は、爪部２０ｈが感光体カートリッジ１０のフレーム２２に係合することによって感光体カートリッジ１０に嵌めこまれるものであるため、爪部２０ｈが破壊されてはカバー２０を感光体カートリッジ１０に再度嵌め込むことが不可能になる。

それゆえ、上記構成によれば、例えば、ユーザ等が状態検知機構５０を感光体カートリッジ１０から取り外してこの状態検知機構５０を改造しようとしても、改造した状態検知機構５０を感光体カートリッジ１０に再度嵌め込むことはできず、状態検知機構５０がユーザ等の正規業者以外の者に改造されることを抑制できる。

また、可動子１６の突起部材１６ｄは、可動子１６の回転方向（図３のＥ方向）において、根元の幅が先端の幅よりも狭くなっている形状であることが好ましい。このような形状であれば、突起部材１６ｄとストッパ部材２０ｇとの当接箇所に上記トルクによる負荷を作用させた場合、突起部材１６ｄをより簡単に破壊させることが可能になる。

なお、以上示した状態検知機構５０は感光体カートリッジ１０に構成されているが、感光体カートリッジ１０に限定されるものではなく、現像槽カートリッジ、帯電ユニット、およびクリーナユニットなどの各種プロセスカートリッジに構成されてもよい。また、画像形成装置のプロセスカートリッジ限定されるものではなく、本体装置に対して着脱自在に装着される交換部材であれば、状態検知機構５０を適用することが可能である。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、上述した実施形態において開示された各技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明の状態検知機構は、本体装置に着脱自在に装着される交換部材の状態を本体装置側にて検知させる構成に好適である。この本体装置の一例としては画像形成装置が挙げられ、交換部材の一例としては画像形成装置に装着される各種プロセスカートリッジが挙げられる。

本発明の一実施形態に係る状態検知機構を備えた感光体カートリッジの一部の断面を示したものであって、可動子が第１所定位置に配されている状態を示した模式図である。 本発明の一実施形態に係る状態検知機構を示した分解斜視図である。 本発明の一実施形態に係る状態検知機構に構成されるカバーを示した模式図である。 本発明の一実施形態に係る状態検知機構を備えた感光体カートリッジの一部の断面を示したものであって、可動子が第２所定位置に配されている状態を示した模式図である。 本発明の一実施形態に係る状態検知機構が構成されている感光体カートリッジを装着した画像形成装置の内部構成を示した模式図である。 従来技術のイニシャル検知機構の断面を示した模式図であって、（ａ）は軸体とセンサとが接触している場合の模式図であって、（ｂ）は軸体とセンサとが離間している場合の模式図である。

符号の説明

１ 画像形成装置（本体装置）
１０ 感光体カートリッジ（交換部材）
１５ シャフト体（トルク伝達手段）
１６ 可動子
１６ａ 円柱部
１６ｂ 軸体
１６ｃ フランジ
１６ｄ 突起部材
１６ｅ 内側周面
１６ｆ 底面
２０ カバー（支持機構本体）
２０ａ 底面
２０ｂ 孔部
２０ｃ 切欠穴
２０ｅ 縁部（第１規制部材）
２０ｆ 壁部
２０ｇ ストッパ部材（第２規制部材）
２０ｈ 爪部（第１係合部材）
２１ バネ部材（可動子変位部材、弾性部材）
２２ フレーム（第２係合部材）
３２ センサ
４０ 支持機構
５０ 状態検知機構

Claims (4)

1. 電子写真方式の画像形成装置に着脱自在に装着されるプロセスカートリッジであって、
   上記画像形成装置の原動機から伝達される駆動力によって回転するものであり、上記画像形成装置における画像形成処理に利用される回転部材と、
   上記プロセスカートリッジが上記画像形成装置にて使用されたことのない未使用状態では第１所定位置に配され、上記未使用状態が解除されると第１所定位置から離れた第２所定位置に配されるようになっている可動子とを有し、
   第１所定位置に配されている可動子を上記画像形成装置に検出させることによって上記画像形成装置に上記未使用状態を検知させるようになっており、
   上記回転部材が回転すると、上記回転部材を回転させるための上記駆動力を利用して上記可動子にトルクを与えて上記可動子を回転させるトルク伝達手段と、
   第１所定位置に配されている可動子に対して、弾性力によって第１所定位置から第２所定位置に向けた押圧力を与える弾性部材と、
   上記可動子を支持するカバー部材とを有し、
   上記可動子に突起部材が形成されており、
   上記カバー部材には、
   上記第１所定位置に配される上記可動子の上記突起部材に当接することにより、第２所定位置に向けた上記可動子の変位を規制し、上記可動子を第１所定位置に留まらせる当接部と、
   上記第１所定位置に配される上記可動子の上記突起部材に当接することにより、上記トルクによって上記可動子が回転する時の回転方向と同一回転方向の上記可動子の回転を規制するストッパ部材とが形成されており、
   上記第１所定位置に配される上記可動子に上記トルクが与えられると、上記ストッパ部材と上記突起部材との当接箇所に上記トルクによる負荷が作用し、この負荷によって上記突起部材が破壊され、
   上記突起部材が破壊されると、上記弾性部材から上記可動子に与えられる上記押圧力によって上記可動子が第１所定位置から第２所定位置に変位するようになっていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
2. 上記突起部材は、上記ストッパ部材よりも硬度の低い材質からなることを特徴とする請求項１に記載のプロセスカートリッジ。
3. 上記カバー部材に第１係合部材が形成されており、
   第１係合部材と係合することによって、上記カバー部材を装着するようになっている本体フレームを有し、
   上記本体フレームから離間する方向に向けた引張力が上記カバー部材に与えられ、この引張力によって上記第１係合部材に作用する負荷が所定量以上になると、上記第１係合部材は破壊することを特徴とする請求項１または２に記載のプロセスカートリッジ。
4. 上記回転部材は感光体ドラムであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。

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