JP3658381B2 - 電子写真画像形成装置およびプロセスカートリッジ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真画像形成装置およびプロセスカートリッジに関する。
【０００２】
ここでプロセスカートリッジとしては、プロセス手段としての、帯電手段、現像手段またはクリーニング手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを電子写真画像形成装置の本体に対して着脱可能とするものである。あるいは、プロセス手段としての、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感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものである。さらに、少なくともプロセス手段、現像手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して電子写真画像形成装置の本体に着脱可能にするものをいう。
【０００３】
また、電子写真画像形成装置は、電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体に画像を形成するものである。例えば電子写真複写機、電子写真プリンター（例えば、ＬＥＤプリンター、レーザービームプリンター等）、電子写真ファクシミリおよび電子写真ワードプロセッサ等が含まれる。
【０００４】
【従来の技術】
従来、電子写真画像形成装置においては、電子写真感光体およ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電子写真画像形成装置の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ユーザー自身で行なうことができるので、格段に操作性を向上することができた。そこでこのプロセスカートリッジ方式は、電子写真画像形成装置において広く用いられている。
【０００５】
このようなカートリッジ方式の電子写真画像形成装置では、電子写真画像形成装置と機能が一致しているカートリッジのみを装着することができる構造になっている。
【０００６】
すなわち、機能が一致していないカートリッジを電子写真画像形成装置に装着しようとすると、カートリッジあるいは電子写真画像形成装置の本体側で、そのカートリッジを装着することができないようにしている。すなわち、誤挿入防止機能を備えている。これは、装置の仕様、型式等により、カートリッジの機能が異なる。一方、その装置における画像形成に適合しない場合でも、部品の共通化等によって外観の似たカートリッジがある。そのため、万一、互換性を持たないカートリッジの誤装着が行なわれると、良好な画像形成ができないばかりでなく、装置の故障を招く原因となるおそれがある。
【０００７】
そこで従来より、電子写真画像形成装置において、カートリッジの非互換機能を具備した構成が提案され、実施されている。例えば、互換性判別のためのセンサを用いる方法、あるいは、適合するプロセスカートリッジの被駆動ギヤのみと噛み合い可能とする駆動機構等が知られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術によれば、互換性判断のためのセンサを用いると、高価な判別用のセンサを必要とする。また、カートリッジ側にもそのセンサを動作させる部品を取り付ける必要があり、コストの上昇を招く。
【０００９】
また、ギヤの噛み合わせにより非互換機能を持たせる構成のものであれば、カートリッジの装着位置近傍で互換性が判別される。そのため、互換性判別のタイミングが遅くなる。
【００１０】
本発明は、上記従来の技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成によって確実にプロセスカートリッジの非互換性を持たせることのできる電子写真画像形成装置およびプロセスカートリッジを提供することを目的とするものである。
【００１１】
本発明の他の目的は、信頼性の高いプロセスカートリッジの誤装着防止機能を有するプロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置を提供するものである。
【００１２】
本発明の他の目的は、電子写真画像形成装置と機能が一致しないプロセスカートリッジを、前記電子写真画像形成装置に設けられたカートリッジ装着部へ装着することを防止することのできるプロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置を提供するものである。
【００１３】
本発明の他の目的は、電子写真画像形成装置と機能が一致するプロセスカートリッジのみを、前記電子写真画像形成装置に設けられたカートリッジ装着部へ装着することのできるプロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置を提供するものである。
【００１４】
本発明の他の目的は、簡単な構成でもって、電子写真画像形成装置と機能が一致しないプロセスカートリッジを、前記電子写真画像形成装置に設けられたカートリッジ装着部へ装着することを防止することのできるプロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置を提供するものである。
【００１５】
本発明の他の目的は、電子写真画像形成装置と機能が一致するプロセスカートリッジが、電子写真画像形成装置に設けられたカートリッジ装着部へ装着されることは許容し、電子写真画像形成装置と機能が一致しないプロセスカートリッジの場合には、プロセスカートリッジの一部が電子写真画像形成装置の一部に接触することによって、カートリッジ装着部へ装着することを妨げられるプロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置を提供するものである。
【００１６】
本発明の他の目的は、シャッターが電子写真画像形成装置の一部に接触することによって、電子写真画像形成装置と機能が一致しないプロセスカートリッジを、前記電子写真画像形成装置に設けられたカートリッジ装着部へ装着することを防止することのできるプロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置を提供するものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の電子写真画像形成装置は、記録媒体に画像を形成するための電子写真画像形成装置において、電子写真感光体と、前記電子写真感光体に作用するプロセス手段と、前記電子写真感光体を保護する感光体保護部を有しており、前記電子写真感光体を保護する保護位置と、前記保護位置から退避して前記電子写真感光体を露出する退避位置との間を移動可能なシャッターと、前記シャッターを前記保護位置から前記退避位置へ移動させるためのシャッター移動部と、を備えたプロセスカートリッジを取り外し可能に装着するためのカートリッジ装着部と、前記カートリッジ装着部に前記プロセスカートリッジを装着する際に、前記プロセスカートリッジを案内するための案内手段と、前記プロセスカートリッジが前記案内手段に案内されて、前記カートリッジ装着部へ向かって移動する際に、前記シャッター移動部と係合して前記シャッターを前記保護位置から前記退避位置へ開くためのシャッター開放手段と、前記電子写真画像形成装置と機能が一致しないプロセスカートリッジが挿入される際に、前記プロセスカートリッジが前記カートリッジ装着部へ向かって移動する移動方向において、前記シャッター移動部と前記シャッター開放手段とが係合する係合位置の上流側でもって、前記シャッター移動部と係合して前記シャッターを前記保護位置から前記退避位置の方向へ移動させる誤挿入防止係合部と、前記誤挿入防止係合部と前記シャッター移動部とが係合することによって前記退避位置方向へ移動した前記シャッターと当接する本体シャッター当接部であって、前記シャッターと当接することによって前記プロセスカートリッジのさらなる前記移動を規制する本体シャッター当接部と、を有することを特徴とする。
【００１８】
さらに、前記プロセスカートリッジを前記電子写真画像形成装置内へ挿入するための開口部を有し、前記誤挿入防止係合部は、前記開口部の上方に位置する周縁部であるとよい。
【００１９】
前記本体シャッター当接部は、前記電子写真感光体に情報光を照射するための光学系を収納する光学ユニットの外壁の一部、または／および前記光学ユニットの固定台の一部であるとよい。
【００２０】
本発明のプロセスカートリッジは、電子写真画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、電子写真感光体と、前記電子写真感光体に作用するプロセス手段と、前記電子写真感光体を保護する感光体保護部を有しており、前記電子写真感光体を保護する保護位置と、前記保護位置から退避して前記電子写真感光体を露出する退避位置との間を移動可能なシャッターと、前記プロセスカートリッジを前記電子写真画像形成装置に装着する際に、前記電子写真画像形成装置に設けられたシャッター開放手段と係合することによって、前記シャッターを前記保護位置から退避位置へ移動させるためのシャッター移動部であって、プロセスカートリッジと機能が一致しない電子写真画像形成装置へプロセスカートリッジが挿入される際に、前記プロセスカートリッジが前記電子写真画像形成装置内へ移動する移動方向において、前記シャッター移動部と前記シャッター開放手段とが係合する係合位置の上流側でもって、前記電子写真画像形成装置に設けられた誤挿入防止係合部と係合して前記シャッターを前記保護位置から前記退避位置方向へ移動させるシャッター移動部と、前記誤挿入防止係合部と前記シャッター移動部とが係合することによって前記シャッターが前記退避位置方向へ移動した際に、前記電子写真画像形成装置への前記プロセスカートリッジのさらなる前記移動を規制するために、前記電子写真画像形成装置に設けられた本体シャッター当接部と当接する、前記シャッターに設けられたカートリッジシャッター当接部と、を有することを特徴とする。
【００２１】
前記シャッター移動部が、前記電子写真画像形成装置のシャッター開放手段に係合するカム部であるとよい。
【００２２】
前記シャッター移動部が、プロセスカートリッジと機能が一致しない電子写真画像形成装置の開口部に配設された干渉手段に係合するように構成されていることを特徴とするとよい。
【００２３】
前記シャッター移動部が、プロセスカートリッジと機能が一致しない電子写真画像形成装置の開口部の周縁部に干渉するように構成されていることを特徴とするとよい。
【００２４】
【作用】
シャッターの開閉動作を利用して、簡単かつ信頼性の高いプロセスカートリッジの誤挿入防止（非互換性）機能を持たせることができる。
【００２５】
すなわち、低コストにて、ユーザビリティーの高いプロセスカートリッジの非互換機能を実現できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
〔全体構造〕
図１ないし図１０は、本発明の第１ないし第３の実施の形態、および、第１ないし第２の参考例による電子写真画像形成装置の全体構成とプロセスカートリッジの装着案内手段である着脱ガイド機構を説明するものである。以下、プロセスカートリッジの長手方向とは、プロセスカートリッジを電子写真画像形成装置へ着脱する方向と交差する方向（略直交する方向）であり、記録媒体の表面と平行であり、かつ、記録媒体の搬送方向と交差（略直交）する方向である。また、左右とは記録媒体の搬送方向に従って記録媒体Ｐを上から見て右または左である。また、プロセスカートリッジの上面とは、プロセスカートリッジを電子写真画像形成装置へ装着した状態で上方に位置する面であり、下面とは下方に位置する面である。ここで、記録媒体Ｐとは、例えば、記録紙、ＯＨＰシート等が含まれる。
【００２８】
図１に示すように、この電子写真画像形成装置（レーザービームプリンタ）は、光学手段としての光学系１から画像情報に基づいた情報光をプロセスカートリッジ２内のドラム形状の電子写真感光体である感光体ドラム１１へ照射して、感光体ドラム１１に静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像剤（トナー）で現像してトナー像を形成する。そして、前記トナー像の形成と同期して、搬送系３のカセット３ａから記録媒体Ｐをピックアップローラ３ｂおよびこれに圧接する圧接部材３ｃで一枚ずつ分離給送する。そして、感光体ドラム１１に形成したトナー像を転写手段としての転写ローラ４に電圧印加することによって記録媒体Ｐに転写する。そして、その記録媒体Ｐを搬送ガイド３ｆによって定着手段５へと搬送する。
【００２９】
定着手段５は、駆動ローラ５ａと、ヒータ５ｂを内蔵するとともに支持体５ｃによって回転可能に支持された筒状シートで構成された定着回転体５ｄとを有する。そして、通過する記録媒体Ｐに熱および圧力を印加して転写トナー像を定着する。この記録媒体Ｐを排出ローラ３ｄで搬送し、反転搬送経路を通して排出部６へと排出する。
【００３０】
電子写真画像形成装置の装置本体１００には、開閉部材１０１と搬送系３、定着手段５やプロセスカートリッジ（以下、「カートリッジ」という。）２を駆動するための駆動手段が配設されている。この駆動手段は、駆動源としてのモーター（図示せず）からの駆動力をギヤ列（図示せず）によって各回転体を駆動する。
【００３１】
カートリッジ２への駆動力も前述のギヤ列を介して大ギヤ（図示せず）に伝えられる。さらに、この大ギヤを経てカートリッジ２に伝達させる。大ギヤとカートリッジ２の間の駆動力の伝達は本体カップリング１１０とドラムカップリング１５との噛合によって行なわれる。ここで本体カップリング１１０（図６参照）は、大ギヤの回転軸に同軸に形成された断面が略正３角形のねじれた穴を有する。また、ドラムカップリング１５（図３参照）は、感光体ドラム１１の一端部に固定されたギヤフランジに感光体ドラム１１の回転軸と同軸線上に設けられた、断面が略正３角形のねじれた凸部を有する。このカップリング結合により、駆動力の伝達と、大ギヤと感光体ドラム１１の調心、位置出しが行なわれる（特開平１０−２４０１０３号公報参照）。
【００３２】
（プロセスカートリッジの内部構成）
プロセスカートリッジ２は、電子写真感光体である感光体ドラム１１と、これに作用するプロセス手段として、感光体ドラム１１に形成された静電潜像を現像するための現像手段２０を有する。
【００３３】
図２に示すように、カートリッジ２は、感光層を有する感光体ドラム１１を回転し、帯電手段としての帯電ローラ１２へ電圧印加して前記感光体ドラム１１の表面を一様に帯電する。この帯電した感光体ドラム１１に対して光学系１からの画像情報に基づいた情報光（光像）Ｌを露光開口部１０ａを通して露光する。これによって、感光体ドラム１１表面に静電潜像を形成する。そして、該静電潜像を現像手段２０によって現像する。
【００３４】
現像手段２０は、固定磁石２１ａを内蔵した現像剤担持体である現像ローラ２１を回転させるとともに、現像ブレード２２によって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を現像ローラ２１の表面に形成する。そして、そのトナーを前記潜像に応じて感光体ドラム１１に転移させることによって、トナー像を形成する。
【００３５】
そして、転写ローラ４に前記トナー像と逆極性の電圧を印加してトナー像を記録媒体Ｐに転写する。その後、クリーニングブレード１３ａによって感光体ドラム１１に残留したトナーを掻き落とす。そして、除去したトナーをスクイシート１３ｂによってすくい取り、除去トナー収納部１３ｃへ集める。このような構成のクリーニング手段１３によって感光体ドラム１１上の残留トナーを除去する。
【００３６】
このように、カートリッジ２は、感光体ドラム１１を回転可能に支持し、クリーニング手段１３および帯電ローラ１２を設けたクリーニング枠体１４と、現像ローラ２１、トナー収容部２３ａ、トナー撹拌部材２３ｂ、および、現像室２３ｃを設けた現像枠体２４とを有する。そして、現像枠体２４は、現像手段２０の現像ローラ２１が感光体ドラム１１に対し所定の間隔をあけて平行に対向できるようにクリーニング枠体（ドラム枠体）１４に対し回動可能に支持されている。そして、現像ローラ２１と感光体ドラム１１との間の間隔保持を行なうスペーサ（図示せず）を現像ローラ２１の両端部に配置してある。
【００３７】
図３に示すように、現像枠体２４の両側面にはホルダー部材３１、３２が配設されている。このホルダー部材３１、３２は、現像枠体２４をクリーニング枠体１４に回転可能に吊るための結合穴が形成された吊り腕を持つ。現像枠体２４とクリーニング枠体１４の間には間隔を保持するために所定の加圧力がバネ（図示せず）によって与えられている。
【００３８】
カートリッジ２は、現像枠部材２４ａと蓋部材２４ｂを溶着して一体化した現像枠体２４と、クリーニング枠体１４とをホルダー部材３１、３２によって結合して構成している。このカートリッジの長手方向両側面には、図３および図４に示すように、図１の装置本体１００に対して矢印Ｘで示す方向にカートリッジを着脱可能に装着するための装着ガイド４１、４２が設けられている。また、感光体ドラム１１の回転軸と同軸線上に有り、装置本体１００に設けられた位置決め手段で支持される位置決めガイド４３、４４が設けられている。位置決めガイド４３、４４は左右で直径の異なる円筒ボスである。そして、反駆動側の位置決めガイド４４にはカートリッジの装着方向後方に伸ばした装着補助ガイド４４ａが設けられている。
【００３９】
装着ガイド４１、４２には、装置本体１００に設けられた移動ガイド１１１（案内手段、図６参照）で受けられる下面４１ａ、４２ａと、装着ガイド４１、４２のカートリッジ挿入方向（Ｘ方向）の先端側には先端部４１ｂ、４２ｂが設けられている。この先端部４１ｂ、４２ｂは下面４１ａ、４２ａとつながる円弧を上面とつながる円弧より大きくしてある。
【００４０】
また、前記下面４１ａ、４２ａの挿入方向の後端角部に設けられた後端下角部４１ｃ、４２ｃには、下面４１ａ、４２ａとの挟角を鋭角にした斜面部４１ｄ、４２ｄが設けられている。そして、上面の挿入方向後端部は上面と直交する直交面４１ｅ、４２ｅを有する。装着ガイド４１、４２の後端は、カートリッジ２の重心位置より後方まで設けてある。そして、装着ガイド４１、４２でカートリッジ２を支持すると、カートリッジは常に前下がりな姿勢を維持する。なお、装着ガイド４１、４２は枠体１４の側面で位置決めガイド４３、４４の上方に設けてある。
【００４１】
カートリッジ２には、図２に示すように、感光体ドラム１１の転写ローラ４に対向する転写開口部１０ｂと露光開口部１０ａとを一体的に覆うことができるシャッターであるドラムシャッター５０がクリーニング枠体（ドラム枠体）１４に回転可能に設けられている。なお、シャッター５０は本実施の形態に限定されずに、例えば、転写開口部１０ｂのみあるいは露光開口部１０ａのみを開閉可能に覆うものであってもよい。
【００４２】
図２ないし図５に示すように、シャッター５０は、感光体ドラム１１が転写ローラ４と当接する転写開口部１０ｂを覆うことができる感光体保護部であるドラム保護部５１と、クリーニング枠体１４の露光開口部１０ａ付近で回転可能に支持されるための回転軸５２と、回転軸５２の両端でクリーニング枠体１４と摺動する摺動部５３、５４とを有している。そして、両端の摺動部５３、５４をつなぐ部分では、摺動部５３、５４より太い大径部５５と、シャッター５０が閉じた状態のときに露光開口部１０ａを塞ぐ露光シャッター部５６が設けてある。さらに、シャッター５０は、ドラム保護部５１の両端部と回転軸５２の外側で両者をつなぐ左右２箇所に設けた連結部５７、および、回転軸５２の右端に配置されカートリッジ２の上側に突出したシャッター移動部であるカム部５８が設けられている。また、さらに、右側の連結部５７に設けられ、シャッター５０の長手方向で外側に延びたリブ５７ａが設けられている。そして、リブ５７ａは装置本体１００のシャッターガイドに受けられ、シャッター５０が開いた姿勢を保持する。
【００４３】
このシャッター５０にはネジリコイルバネ５３ａ（図５）のバネ力によって、シャッター５０が感光体ドラム１１を覆う方向に付勢力が加えられている。これによりカートリッジ２が装置本体１００より取り出されている状態では、図２の２点破線で示すように、シャッター５０が転写開口部１０ｂを覆う閉じた状態を維持する。そして、カートリッジ２が、装置本体１００内にあって画像形成動作可能な状態では、後述するドラムシャッター開閉機構によって回転し、図２の実線で示すような転写開口部１０ｂを露出させ感光体ドラム１１と転写ローラ４が当接可能な開口姿勢をとる。
【００４４】
すなわち、シャッター５０は、前記感光体を保護する感光体保護部を有して、前記感光体を保護する保護位置と、前記保護位置から退避して前記感光体を露出する退避位置との間を移動可能である。
【００４５】
次に、カートリッジ２の装着動作を、図６ないし図１０を用いて説明する。
【００４６】
装置本体１００の開閉部材１０１を完全に開くと（全開状態）、カーリッジ２を着脱するための本体開口部２００が現れる。この状態では図６に示すように、装置本体１００内の左右の移動ガイド１１１がカートリッジ２の挿入方向奥側に下がった姿勢で現れる。移動ガイド１１１の挿入方向上流側には補助ガイド１１２が左右に略対称に本体側板１０２に固定されている。
【００４７】
カートリッジ２には前述のように位置決めガイド４３、４４と、カートリッジ２の着脱方向に沿った形状をしたリブ状の装着ガイド４１、４２が設けられている。さらに現像枠体２４の底面から突出する突起部３１ａ、３２ａが長手方向両端のホルダー部材３１、３２に設けられている（図４参照）。
【００４８】
カートリッジ２が装置本体１００の開口部から挿入されていくと、カートリッジ２の装着ガイド４１、４２を装置本体１００内の左右の移動ガイド（以下、「ガイド」という。）１１１と補助ガイド１１２で受ける。
【００４９】
なお、カートリッジ２は、クリーニング枠体１４を前方にして、また、現像枠体２４を後方にして、感光体ドラム１１と交差する方向で装置本体１００に装着される。このときに、シャッター５０はクリーニング枠体１４の前方へ退避する。すなわち、シャッター５０は装着方向前方へ退避する。
【００５０】
図８に示すように、カートリッジ２が装置本体１００内に挿入された状態で、現像枠体２４の下面が装置本体１００内の当接リブ１１３と接するポイントは、カートリッジ２の重心位置より挿入方向で後方に設定してある。そのため、カートリッジ２は装着方向後側（上流側）になる現像枠体２４を持ち上げた姿勢をとる。このため、本体開口部２００から挿入されたカートリッジ２は装着ガイド４１、４２の先端４１ｂ、４２ｂの下側をガイド１１１のガイド溝１１１ａ、現像枠体２４の下面を前述の当接リブ１１３で支持される。また、装着ガイド４１、４２の下角部４１ｃ、４２ｃは持ち上げられている。
【００５１】
ガイド１１１は、開閉部材１０１の開閉動作に連動して装置本体１００の奥へ移動する。このため、ガイド１１１の後端（開閉部材側端面）にカートリッジ２が係合すると、ガイド１１１が装置本体１００の内部へ逃げてしまう。そこで、ガイド１１１のガイド溝１１１ａへカートリッジ２の装着ガイド４１、４２を入れることができなくなる。これを防ぐために、カートリッジ２の装着方向（Ｘ方向）においてガイド１１１の上流側に、本体側板１０２に固定され、かつガイド１１１の後端に連なる着脱補助部を構成する補助ガイド１１２を設けている。この補助ガイド１１２によって上述の問題が解決され、カートリッジ２の装着ガイド４１、４２は確実にガイド溝１１１ａへ案内される。
【００５２】
ここまで開閉部材１０１の回転に連動してカートリッジ２が移動する状態を説明してきた。次に、その移動に伴なうシャッター５０の開閉動作を説明する。
【００５３】
シャッター５０の開閉動作は、図６、図７、図８に示すようにカートリッジ２を装置本体１００に装着する段階では行なわず、カートリッジ２が開閉部材１０１の回転に伴ない装置本体１００の内部を移動する段階（図９および図１０参照）で行なう。
【００５４】
すなわち、開閉部材１０１を閉じる動作でカートリッジ２が移動する段階でシャッター５０を開く。
【００５５】
開閉部材１０１の閉動作に連動してカートリッジ２が奥へ移動すると、カートリッジ２に回転可能に支持されているシャッター５０が回転し、図２に示す転写開口部１０ｂと露光開口部１０ａを露出してカートリッジ２を画像形成可能な状態にする。
【００５６】
詳しく説明すると、開閉部材１０１の閉動作に連動してカートリッジ２が移動すると、図８に示すように、装置本体１００内の所定の位置で光学系１を載せたシャッター開放手段である光学ユニット１０３またはその固定台である支持台１０３ａにシャッター５０のカム部５８が接する。そして、シャッターバネ５３ａの弾性力に抗いながらシャッター５０を時計回りに回転させる。これによって、転写および露光開口部を露出させ始める。
【００５７】
カートリッジ２が奥へ移動するにつれて、シャッター５０のカム部５８は光学ユニット１０３または支持台１０３ａの角部と接した後、カム部５８の先端の頂点部を光学ユニット１０３または支持台１０３ａの下面に当接させながら移動していく（図９）。カートリッジ２が搬送系３のフレーム３ｅに向かって下がるにつれて、シャッター５０はその開角を大きくしていく。
【００５８】
開閉部材１０１の回転に連動したガイド１１１の移動が止まり、それに伴なうカートリッジ２の移送が終了する。すると、図１０に示すように、シャッター５０は所定の開角となる。そして、開口部１０ｂと開口部１０ａ（図２）を露出させ、カートリッジ２が画像形成動作可能な状態になる。
【００５９】
〔第１の実施の形態〕
図１１は第１の実施の形態を示す。これは、上記の全体構造を有する電子写真画像形成装置に、不適正な、すなわち、電子写真画像形成装置の機能と機能が一致しないカートリッジ２ａが挿入されるのを防ぐための誤挿入防止機構を設けている。この誤挿入防止機構は、装置本体１００の開口部２００の上方の周縁に、リブ、壁等の誤挿入防止係合部（干渉手段）１０４を設けている。そして、不適正なカートリッジ２ａを挿入したときには、シャッター５０ａのカム部（シャッター移動部）５８ａが誤挿入防止係合部１０４に係合して回転駆動される。これによって、挿入直後のシャッター５０ａが開く。
【００６０】
適正な、すなわち、電子写真画像形成装置の機能と機能が一致するカートリッジ２のシャッター５０のカム部５８（シャッター移動部）は、不適正なカートリッジ２ａのシャッター５０ａのカム部５８ａとは長手方向の異なる位置に設けられている。そこでカム部５８は、係合部１０４に係合することなく、装置本体１００の奥まで挿入される。そしてカム部５８は、前述のように開閉部材１０１を閉じる動作に連動してシャッター開放手段である光学ユニット１０３、または、その支持台１０３ａに係合して、シャッター５０を適正位置で開く。すなわち、機能が一致するカートリッジ２の装置本体１００への装着を許容する。ここで、光学ユニット１０３は、ポリゴンミラー１０３−１、レンズ１０３−２、ミラー１０３−３によって構成される光学系１を搭載するユニットである。この光学ユニット１０３は、支持台１０３ａに支持されている。そして、光学ユニット１０３には開口１０３ｅが設けられている。開口１０３ｅは、感光体ドラム１１に照射するレーザー光Ｌを出射するためのものである。
【００６１】
なお、誤挿入防止壁を設けて、適正なカートリッジ２のカム部５８の軌跡上のみ除かれた開口部を形成してもよい。
【００６２】
不適正なカートリッジ２ａが装置本体１００の開口部２００から挿入（装着）されると、その直後にシャッター５０ａのカム部５８ａが係合部１０４に当接する。そして、バネ５３ａのバネ圧に抗いながらシャッター５０ａを時計回りに回転させ、転写開口部１０ｂと露光開口部１０ａを開放させ始め、シャッター５０ａは開放状態となる。
【００６３】
このように、不適正なカートリッジ２ａは、挿入直後に開口し、開口したシャッター５０ａは前記光学ユニット１０３の側面１０３ｃ、あるいは、支持台１０３ａに突き当たる。そのため、不適正なカートリッジ２ａのそれ以上の挿入は阻止される。
【００６４】
不適正なカートリッジ２ａが装置本体１００内へ収まり切らず、開閉部材１０１も閉じない。そのため、画像形成動作が不可能な状態となる。
【００６５】
他方、適正なカートリッジ２を挿入する際は、前述のように、シャッター５０のカム部５８の挿入軌跡上で、係合部１０４は干渉しない構成である。そのため、シャッター５０を適正位置で開く動作を行ない、画像形成動作可能な状態になる。
【００６６】
電子写真画像形成装置の装置本体の開口に誤挿入防止用の壁等を設けて適正なカートリッジのシャッターのカム部のみ通過できる構成にする替わりに、シャッターのカム部の数を増やして対応してもよい。すなわち、シャッターのカム部を長手方向に複数設けることで、上記と同様の誤挿入防止機構を持たせてもよい。
【００６７】
本実施の形態によれば、カートリッジのシャッターのカム部の位置をカートリッジ長手方向で異なる配置にする。これによって、カートリッジの外枠構成等は大きく変えることがない。また、非互換性を検出するためのセンサを用いる場合のように部品点数を増やすことがない。さらに、簡単かつ安価な構成でカートリッジの非互換性を持たせて、ユーザビリティーおよび低価格化に貢献できる。
【００６８】
〔第２の実施の形態〕
図１２ないし図１４は第２の実施の形態を示す。
【００６９】
この実施の形態は、不適正なカートリッジが挿入されるのを防ぐための誤挿入防止機構として、装置本体１００の開口部２００の上縁にリブ、壁等の誤挿入防止係合部１０５を設けた。そして、図１２に示す適正なカートリッジ２のシャッター５０のカム部５８はその開口部を通過自在とする。そして、図１３に示す不適正なカートリッジ２ｂのシャッター５０ｂに設けた長尺なカム部５８ｂは係合部１０５に係合して回転駆動される。これによってシャッター５０ｂが開く。
【００７０】
すなわち、適正なカートリッジ２のシャッター５０のカム部５８は、係合部１０５に係合することなく、装置本体１００の奥まで挿入される。そしてシャッター５０は、前述のように開閉部材１０１を閉じる動作に連動して開く。
【００７１】
不適正なカートリッジ２ｂを装置本体１００へ挿入する際には、カートリッジ２ｂのシャッター５０ｂのカム部５８ｂが長尺である。そのために、係合部１０５に当接し、カートリッジ２ｂを挿入直後に、シャッター５０ｂは開口動作を行なう。そして、光学ユニット１０３の側面（外壁）１０３ｃ、または、支持台１０３ａに突き当たり、それ以上の挿入は阻止される。
【００７２】
なお、図１４に示すように、カートリッジ２ｂを適正なカートリッジとして装着する装置本体１００ｂには、カートリッジ２ｂのシャッター５０ｂのカム部５８ｂを通過させるに充分な開口部が設けられている。そして、開閉部材１０１ｂを閉じる動作によって、ガイド１１１ｂとともにカートリッジ２ｂが奥へ挿入される過程で、光学系１ｂの光学ユニット１０３または支持台１０３ａにカム部５８ｂが摺接する。これによって、適正な位置でシャッター５０ｂが開かれる。そして、前述のように保護部５１ｂ等が開口する。
【００７３】
カートリッジのシャッターのカム部の形状を変更するだけで、カートリッジの片側互換性を実現できる。
【００７４】
すなわち、第１の実施の形態と同等の作用、効果を有するだけでなく、片側のみ非互換性を必要とする場合に有効である。
【００７５】
以下、前述した実施の形態１および２をまとめると次のとおりである。
【００７６】
記録媒体に画像を形成するための電子写真画像形成装置において感光体ドラム１１と、前記感光体ドラム１１に作用するプロセス手段（少なくとも、帯電手段１２、クリーニング手段１３、現像手段２０のいずれか一つ）と、前記感光体ドラム１１を保護する感光体保護部（ドラム保護部５１）を有して、前記感光体ドラム１１を保護する保護位置と、前記保護位置から退避して前記感光体ドラム１１を露出する退避位置との間を移動可能なシャッター５０と、前記シャッター５０を前記保護位置から前記退避位置へ移動させるためのシャッター移動部（カム部５８）と、を備えたプロセスカートリッジ（以下、「カートリッジ」という。）２を取り外し可能に装着するためのカートリッジ装着部１１４と、前記装着部１１４に前記カートリッジ２を装着する際に、前記カートリッジ２を案内するための案内手段（ガイド１１１）と、前記カートリッジ２が前記案内手段（ガイド１１１）に案内されて、前記装着部１１４へ向かう移動路に沿って移動する際に、前記シャッター移動部（カム部５８）に係合して前記シャッター５０を前記保護位置から前記退避位置へ開くためのシャッター開放手段（光学ユニット１０３、支持台１０３ａ）と、装置本体１００、１００ｂと機能が一致しないカートリッジ２、２ａが前記装置本体１００、１００ｂへ挿入される際に、前記カートリッジ２、２ａを前記装着部１１４に装着する装着方向において、前記シャッター移動部（カム部５８）と前記シャッター開放手段（光学ユニット１０３、支持台１０３ａ）とが係合する係合位置の上流側でもって、前記シャッター移動部（カム部５８）と係合して前記シャッター５０を開く誤挿入防止係合部１０４、１０５と、前記シャッター移動部（カム部５８）が前記誤挿入防止係合部１０４、１０５と係合することによって、前記退避位置方向へ移動した前記シャター５０と当接する本体シャッター当接部（光学ユニット１０３、支持台１０３ａ）であって、前記シャッター５０と当接することによって前記カートリッジ２の挿入を規制する本体シャッター当接部（光学ユニット１０３、支持台１０３ａ）と、を有する電子写真画像形成装置である。
【００７７】
ここで、誤挿入防止係合部１０４、１０５は、前記装置本体１００に設けられた前記カートリッジ２、２ａを前記装置本体１００内へ挿入するための開口部２００の上方に位置する周縁部２００ａである。
【００７８】
また前記シャッター当接部（光学ユニット１０３、支持台１０３ａ）は、前記感光体ドラム１１に情報光を照射するための光学系を収納する光学ユニット１０３の外壁１０３ｃの一部、または／および、前記光学ユニット支持台１０３ａの一部である。
【００７９】
また、電子写真画像形成装置の装置本体１００に着脱可能なプロセスカートリッジ２において、感光体ドラム１１と、前記感光体ドラム１１に作用するプロセス手段（少なくとも、帯電手段１２、クリーニング手段１３、現像手段２０のいずれか一つ）と、前記感光体ドラム１１を保護する感光体保護部（ドラム保護部５１）を有して、前記感光体ドラム１１を保護する保護位置と、前記保護位置から退避して前記感光体ドラム１１を露出する退避位置との間を移動可能なシャッター５０と、前記カートリッジ２を前記装置本体１００に装着する際に、前記装置本体１００に設けられたシャッター開放手段（光学ユニット１０３、支持台１０３ａ）と係合することによって前記シャッター５０を前記保護位置から退避位置へ移動させるためのシャッター移動部（カム部５８）であって、カートリッジ２、２ａと機能が一致しない装置本体１００へカートリッジが挿入される際に、前記カートリッジ２を前記装置本体１００へ装着する装着方向において、前記シャッター移動部（カム部５８）と前記シャッター開放手段（光学ユニット１０３、支持台１０３ａ）とが係合する係合位置の上流側でもって、前記装置本体１００に設けられた誤挿入防止係合部１０４、１０５と係合して前記シャッター５０を前記保護位置から前記退避位置へ移動させるシャッター移動部（カム部５８）と、前記シャッター移動部（カム部５８）が前記誤挿入防止係合部１０４、１０５と係合することによって、前記シャッター５０が前記退避位置方向へ移動した際に、前記装置本体１００への前記カートリッジ２、２ａの挿入を規制するために、前記装置本体１００に設けられた本体シャッター当接部（光学ユニット１０３、支持台１０３ａ）と当接する、前記シャッター５０に設けられたカートリッジシャッター当接部５０ｆと、を有するプロセスカートリッジである。ここでカートリッジシャッター当接部５０ｆは、シャッター５０の外側表面の一部である（図２）。
【００８０】
〔第３の実施の形態〕
図１５は第３の実施の形態を示す。これは、不適正なカートリッジ２ｃの誤挿入を阻止し、適正なカートリッジ２のみを挿入するための誤挿入防止用案内手段である挿入ガイド１０６を装置本体１００に設けたものである。
【００８１】
適正なカートリッジ２の底部の、例えば突起部３１ａ、３２ａ（図４）には、挿入ガイド１０６に干渉することなく挿入軌跡を実現するための誤挿入防止用案内部である凹形状を設けてある。そして、不適正なカートリッジ２ｃが挿入されたときのみ、移動路が変更され、本体開口部２００近傍にてドラムシャッター５０ｃが開口してドラム保護部５１ｃ等が開き、それ以上の挿入を防止する。
【００８２】
プロセスカートリッジの底部に切欠け等を設けるだけでよい。そのため、カートリッジの枠体の大きさや形状を大きく変更する必要がないという利点がある。その他の点は第１の実施の形態と同様である。
【００８３】
〔第１の参考例〕
図１６は第１の参考例を示す。これは、不適正なカートリッジが挿入されるのを防ぐための誤挿入防止機構として、装置本体１００の上部に誤挿入防止用磁気手段である磁性体１０７を設けてある。そして、不適正なカートリッジ２ｄを挿入したときには、シャッター５０ｄに設けられた誤挿入防止用磁気部材である磁石５９ｄが磁性体１０７によって吸引されて回転駆動される。これによってシャッター５０ｄが開く。
【００８４】
適正なカートリッジ２のシャッター５０は、磁性体１０７による磁気吸引力を受けることなく、装置本体１００の奥まで挿入される。そしてシャッター５０は、前述のように開閉部材１０１を閉じる動作に連動して開く。
【００８５】
〔第２の参考例〕
図１７および図１８は第２の参考例を示す。これは、図１７に示すように、ドラムシャター５０を駆動するために、シャッター５０の天面に位置する部分にシャッター移動用磁気部材である磁石５９を設けたものである。図１８に示す不適正なカートリッジ２ｅの磁石５９ｅは、カートリッジ長手方向で異なる位置に設けられている。
【００８６】
光学ユニット１０３または支持台１０３ａが非磁性体の場合は、光学ユニット１０３の入口近傍に、カートリッジ２の磁石５９に対向するように、シャッター開放用磁気手段である逆極性の磁性体１０８を配置構成する。
【００８７】
なお、光学ユニット１０３または支持台１０３ａが磁性体であれば、磁性体１０８を省略することができる。
【００８８】
また、装置本体１００の開口近傍には、不適正なカートリッジ２ｅの磁石５９ｅに対向する天井面に、誤挿入防止用磁気手段である逆極性の磁性体１０９を設けて、挿入直後のカートリッジ２ｅのシャッター５０ｅを磁気吸引力によって開く。
【００８９】
これは、カートリッジ２を装置本体１００へ挿入し、ドラムシャッター５０の開閉を行なうためのカム部５８の働きを、磁気吸引力で置き換えたものである。図１７に示すように、カートリッジ２が装置本体１００へ挿入され、カートリッジ２のシャッター５０が光学ユニット１０３の下へ入り込むと同時に、カートリッジ２に回転可能に支持されているシャッター５０は磁気吸引力により光学ユニット１０３へ吸引されて回転し、転写開口部と露光開口部を露出してカートリッジ２を画像形成可能な状態にする。
【００９０】
他方、図１８に示すように、装置本体１００へ不適正なカートリッジ２ｅを挿入すると、カートリッジ２ｅの装着ガイドが装置本体１００のガイド１１１へ入る位置でカートリッジ２ｅのシャッター５０ｅが磁石５９ｅと磁性体１０９による磁気吸引力によって開口する。
【００９１】
さらに、カートリッジ２ｅが奥へ挿入されると、開口したシャッター５０ｅは光学ユニット１０３、または、支持台１０３ａの角部や垂直な面に突き当たり、カートリッジ２ｅのそれ以上の挿入は阻止される。
【００９２】
カートリッジ２ｅが装置本体１００内へ収まり切らず、開閉部材１０１も閉じないため、画像形成動作不可能な状態となる。
【００９３】
各参考例は、カム等による機械的なドラムシャッター開口に制約等がある場合に、磁気吸引力を代用するもので、省スペース化、小型化等にも大きく貢献できる。
【００９４】
本発明を応用した前記各実施の形態は、上述のとおり構成されているので、以下に記載するような効果を奏する。
【００９５】
装置本体の機能と一致しないカートリッジが装着されたときには、装置本体の開口部近傍で開いたシャッターが装置本体の内部構造に突き当たり、それ以上挿入できないようにする。これによって、装置本体側とカートリッジ側において設計上の大きな変更を伴なわずに、比較的低コストで確実な非互換性を持たせることができる。また、ユーザビリティーの向上に貢献できる。
【００９６】
なお、ここで機能が一致していない場合とは、例えば、画像形成のプロセススピードの不一致、現像剤の残量を検出するための残検機能の有無、あるいは、ファクシミリ用のプロセスカートリッジと、レーザービームプリンタ用のカートリッジの相違、および、カートリッジにメモリーが搭載されている場合に、装置本体にメモリーとの交信を行なう機能を備えていない場合等が挙げられる。
【００９７】
なお、前述した実施の形態では、シャッター開放手段と本体シャッター当接部とを兼用した。すなわち、いずれも、光学ユニット１０３の外壁１０３ｃ、または、その支持台１０３ａである。しかしながら、本発明では、これに限定されずに、シャッター開放手段と本体シャッター当接部は兼用しなくてもよい。例えば、いずれか一方を装置本体１００に設けられた固定壁にしてもよい。また、両者は光学ユニット１０３、支持台１０３ａに限定されるものではなくて、例えば、装置本体１００に設けられた固定壁であってもよい。また、シャッター移動部はカム部５８に限定されずに、例えばリンク機構の一部であってもよい。
【００９８】
換言すれば、簡単で低コストな構成によって非互換性を持たせることで、電子写真画像形成装置の部品の共有化を促進し、製造コストを削減することができる。
【００９９】
従来のように非互換性を持たせるための判別用センサ等を必要とせず、また、プロセスカートリッジのみならず装置本体の構造を複雑化させることもない。そして、多品種間の組立工程や組立装置の共通化、さらには梱包形態の流用も実現可能である。
【０１００】
【発明の効果】
本発明によれば、信頼性の高い、プロセスカートリッジの誤装着防止を実現することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】 電子写真画像形成装置の全体構成を説明する図である。
【図２】 図１のプロセスカートリッジを示す模式断面図である。
【図３】 図１のプロセスカートリッジを右側（紙面後方）からみた斜視図である。
【図４】 図１のプロセスカートリッジを左側（紙面手前）からみた斜視図である。
【図５】 ドラムシャッターのみを示す斜視図である。
【図６】 装置本体にプロセスカートリッジを挿入する第１工程を説明する図である。
【図７】 装置本体にプロセスカートリッジを挿入する第２工程を説明する図である。
【図８】 装置本体にプロセスカートリッジを挿入する第３工程を説明する図である。
【図９】 装置本体の開閉部材を閉じる動作に連動してプロセスカートリッジを挿入する第４工程を説明する図である。
【図１０】 装置本体の開閉部材を閉じる動作に連動してプロセスカートリッジを最終位置に挿入する第５工程を説明する図である。
【図１１】 第１の実施の形態を説明する図である。
【図１２】 第２の実施の形態において適正なプロセスカートリッジを挿入する場合を示す図である。
【図１３】 第２の実施の形態において不適正なプロセスカートリッジを挿入する場合を示す図である。
【図１４】 第２の実施の形態における片側互換性を説明する図である。
【図１５】 第３の実施の形態を説明する図である。
【図１６】 第１の参考例を説明する図である。
【図１７】 第２の参考例において適正なプロセスカートリッジを挿入する場合を示す図である。
【図１８】 第２の参考例において不適正なプロセスカートリッジを挿入する場合を示す図である。
【符号の説明】
１、１ｂ 光学系
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ プロセスカートリッジ
３ 搬送系
４ 転写ローラ
５ 定着手段
１１ 感光体ドラム
１２ 帯電手段
１３ クリーニング手段
１４ クリーニング枠体（ドラム枠体）
２０ 現像手段
２１ 現像ローラ
２２ 現像ブレード
２３ａ トナー収容部
２４ 現像枠体
３１、３２ ホルダー部材
４１、４２ 装着ガイド
４３、４４ 位置決めガイド
５０、５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、５０ｅ ドラムシャッター（シャッター）
５０ｆ カートリッジシャッター当接部
５１、５１ｂ、５１ｃ ドラム保護部（感光体保護部）
５２ 回転軸
５６ 露光シャッター部
５８、５８ａ、５８ｂ、５８ｃ カム部（シャッター移動部）
５９、５９ｄ、５９ｅ 磁石
１００、１００ｂ 装置本体
１０１、１０１ｂ 開閉部材
１０２ 本体側板
１０３、１０３ｂ 光学ユニット（シャッター開放手段、本体シャッター当接部）
１０３ａ 支持台
１０３ｃ 側面（外壁）
１０４、１０５ 誤挿入防止係合部
１０６ 挿入ガイド
１０７、１０８、１０９ 磁性体
１１１、１１１ｂ ガイド（案内手段）
１１２ 補助ガイド
１１３ 当接リブ
１１４ カートリッジ装着部
２００ 本体開口部（開口部）

Claims (7)

1. 記録媒体に画像を形成するための電子写真画像形成装置において、
   電子写真感光体と、前記電子写真感光体に作用するプロセス手段と、前記電子写真感光体を保護する感光体保護部を有しており、前記電子写真感光体を保護する保護位置と、前記保護位置から退避して前記電子写真感光体を露出する退避位置との間を移動可能なシャッターと、前記シャッターを前記保護位置から前記退避位置へ移動させるためのシャッター移動部と、を備えたプロセスカートリッジを取り外し可能に装着するためのカートリッジ装着部と、
   前記カートリッジ装着部に前記プロセスカートリッジを装着する際に、前記プロセスカートリッジを案内するための案内手段と、
   前記プロセスカートリッジが前記案内手段に案内されて、前記カートリッジ装着部へ向かって移動する際に、前記シャッター移動部と係合して前記シャッターを前記保護位置から前記退避位置へ開くためのシャッター開放手段と、
   前記電子写真画像形成装置と機能が一致しないプロセスカートリッジが挿入される際に、前記プロセスカートリッジが前記カートリッジ装着部へ向かって移動する移動方向において、前記シャッター移動部と前記シャッター開放手段とが係合する係合位置の上流側でもって、前記シャッター移動部と係合して前記シャッターを前記保護位置から前記退避位置の方向へ移動させる誤挿入防止係合部と、
   前記誤挿入防止係合部と前記シャッター移動部とが係合することによって前記退避位置方向へ移動した前記シャッターと当接する本体シャッター当接部であって、前記シャッターと当接することによって前記プロセスカートリッジのさらなる前記移動を規制する本体シャッター当接部と、
   を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
2. さらに、前記プロセスカートリッジを前記電子写真画像形成装置内へ挿入するための開口部を有し、前記誤挿入防止係合部は、前記開口部の上方に位置する周縁部であることを特徴とする請求項１記載の電子写真画像形成装置。
3. 前記本体シャッター当接部は、前記電子写真感光体に情報光を照射するための光学系を収納する光学ユニットの外壁の一部、または／および前記光学ユニットの固定台の一部であることを特徴とする請求項１または２記載の電子写真画像形成装置。
4. 電子写真画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
   電子写真感光体と、
   前記電子写真感光体に作用するプロセス手段と、
   前記電子写真感光体を保護する感光体保護部を有しており、前記電子写真感光体を保護する保護位置と、前記保護位置から退避して前記電子写真感光体を露出する退避位置との間を移動可能なシャッターと、
   前記プロセスカートリッジを前記電子写真画像形成装置に装着する際に、前記電子写真画像形成装置に設けられたシャッター開放手段と係合することによって、前記シャッターを前記保護位置から退避位置へ移動させるためのシャッター移動部であって、プロセスカートリッジと機能が一致しない電子写真画像形成装置へプロセスカートリッジが挿入される際に、前記プロセスカートリッジが前記電子写真画像形成装置内へ移動する移動方向において、前記シャッター移動部と前記シャッター開放手段とが係合する係合位置の上流側でもって、前記電子写真画像形成装置に設けられた誤挿入防止係合部と係合して前記シャッターを前記保護位置から前記退避位置方向へ移動させるシャッター移動部と、
   前記誤挿入防止係合部と前記シャッター移動部とが係合することによって前記シャッターが前記退避位置方向へ移動した際に、前記電子写真画像形成装置への前記プロセスカートリッジのさらなる前記移動を規制するために、前記電子写真画像形成装置に設けられた本体シャッター当接部と当接する、前記シャッターに設けられたカートリッジシャッター当接部と、
   を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
5. 前記シャッター移動部が、前記電子写真画像形成装置のシャッター開放手段に係合するカム部であることを特徴とする請求項４に記載のプロセスカートリッジ。
6. 前記シャッター移動部が、プロセスカートリッジと機能が一致しない電子写真画像形成装置の開口部に配設された干渉手段に係合するように構成されていることを特徴とする請求項４または５に記載のプロセスカートリッジ。
7. 前記シャッター移動部が、プロセスカートリッジと機能が一致しない電子写真画像形成装置の開口部の周縁部に干渉するように構成されていることを特徴とする請求項４ないし６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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