处理单元和成像设备 【技术领域】
本发明涉及一种处理单元和包括这种处理单元的成像设备。
背景技术
在电子照相成像设备中使用的易耗部件随着频繁使用最终会达到其寿命的终期而在某天需要被替换。这些情况包括：调色剂盒的容器中待供应的调色剂已经用完的情况；处理单元中所用的显影剂在耐久性方面已退化的情况；和废弃调色剂容器已经充满废弃调色剂的情况。
一般情况下，成像设备被配置成检测已经达到寿命终期的易耗部件，并且提示用户更换新的易耗部件。这些配置之一是装配有用于识别新的或旧的易耗部件的新/旧检测机构的配置。由这种新/旧检测机构检测易耗部件寿命终期的可行方法包括：为易耗部件提供电存储装置；以及将信息写入存储装置中。然而，此种方法产生了以下问题：由于半导体存储装置非常昂贵而增加了运行成本，从而使易耗部件本身变得昂贵。
考虑到此问题，一种没有使用任何诸如半导体存储装置的昂贵部件而是使用了相对较便宜的新/旧检测机构的成像设备被公开(见日本专利特许公开第2003-316227号)。
为了保持高图像质量，替换成像设备中所使用的易耗部件的时机，特别是替换处理单元的时机是关键的。还存在进一步减小成像设备尺寸的需要。随着这种成像设备的尺寸上的减小，在其中使用的处理单元也必须被减小。因此，用于识别新的或旧的处理单元的新/旧检测机构也必须被减小。然而，日本专利特许公开第2003-316227号中所述的新/旧检测机构具有以下问题：由于其复杂的配置，新/旧检测机构不能适应处理单元的尺寸上的减小。此外，一旦替换处理单元，成像设备必须正确地将替换的处理单元识别为新的处理单元。然而，日本专利特许公开第2003-316227号中所述的技术产生不便之处，即如果在将处理单元安装在成像设备上的操作过程中偶然转动了新/旧检测机构的传动装置，即使处理单元是新的，该处理单元也不能被成像设备识别为新的处理单元。
考虑到前述问题，本发明意在提供一种处理单元，它即使在使成像设备小型化时也能使成像设备正确地将处理单元识别为新的或旧的。
【发明内容】
根据本发明的处理单元包括感光器、新/旧检测部件、旋转阻止器、和制动器。
感光器被配置成在其表面上形成静电潜像。新/旧检测部件具有作用部，当包括感光器的处理单元主体被安装在成像设备主体上时，该作用部以与感光器的旋转相关联的方式不可逆地旋转固定角度。新/旧检测部件是能使成像设备主体根据作用部是否由成像设备主体检测到而将处理单元识别为新的或旧的处理单元的部件。如本发明中所使用的表述“不可逆地旋转固定角度”表示作用部在已经旋转该固定角度后不能向回旋转，并且不能旋转比该固定角度更大的角度。旋转阻止器被设置在感光器上。制动器通过与旋转阻止器接合而防止感光器旋转。
本发明的前述和其它特征以及与之相伴的优点将从以下本发明的详细说明结合附图的内容变得更为明显。
【附图说明】
图1是示出根据本发明实施方式的成像设备的配置的视图；
图2是示出根据本发明实施方式的成像设备省略外框架地视图；
图3是示出根据本发明实施方式的成像设备省略外框架和废弃调色剂容器的视图；
图4是示出根据本发明实施方式的成像设备省略外框架、废弃调色剂容器和定位单元的视图；
图5是示出根据本发明实施方式的成像设备省略外框架、废弃调色剂容器、定位单元和显影单元的视图；
图6是示出根据本发明实施方式的成像设备的定位单元的视图；
图7A是示出包括在根据本发明实施方式的成像设备的处理单元中的感光鼓的端面的视图；
图7B是图7A中所示的感光鼓的部分透视图；
图8是示出根据本发明实施方式的成像设备的定位单元的视图；
图9是示出根据本发明实施方式的成像设备的显影单元的视图；
图10是示出根据本发明实施方式的成像设备的显影单元的视图；
图11是示出根据本发明实施方式的成像设备的处理单元的视图；
图12是示出根据本发明实施方式的成像设备的处理单元的视图；
图13A是示出根据本发明实施方式的成像设备的处理单元的视图；
图13B是示出在处理单元中臂部和旋转阻止器相互接合的状态的视图；
图14A是示出根据本发明实施方式的成像设备的处理单元的视图；
图14B是示出在处理单元中臂部和旋转阻止器相互分开的状态的视图；
图15是示出显影单元与根据本发明实施方式的成像设备的处理单元相接合的状态的视图；
图16是关于根据本发明实施方式的成像设备的一部分的框图；
图17是示出未使用的处理单元400已经刚刚被安装在成像设备100上的状态的视图；并且
图18是示出假定当安装在根据本发明实施方式的成像设备上的处理单元开始被使用时的状态的视图。
【具体实施方式】
此后，将参照附图详细说明根据实现本发明的最优方式的处理单元和包括该处理单元的成像设备。
图1是示出根据本发明实施方式的成像设备的配置的视图。
成像设备100被配置成根据从外部传输到其上的图像数据在预定纸张(即，记录纸张)上形成多色或单色图像。成像设备100包括文件处理装置120、进纸部80、图像形成部110、和递纸部90。
文件处理装置120包括文件载置台121、文件进给器122、和文件读取部123。文件载置台121由透明玻璃形成，并且被配置成允许文件置于其上。文件进给器122一张接一张地进给放在文件托盘上的文件纸张。能够在由箭头124指示的方向上绕轴转动的文件进给器122，允许文件通过暴露文件载置台121的上表面而被放在文件载置台121上。文件读取部123读取由文件进给器121进给的文件纸张、或置于文件载置台122上的文件。
进纸部80包括进纸盒81、手动进给盒82、捡拾辊83和84。进纸盒81是用于在其上容纳标准尺寸纸张的托盘。手动进给盒82是能够在其上接收非标准尺寸纸张的托盘。位于进纸盒81的端部附近的捡拾辊83从进纸盒81一张接一张地取出纸张，以将每一张纸张进给到纸张进给路径101。同样地，位于手动进给盒82的端部附近的捡拾辊84从手动进给盒82中一张接一张地取出纸张，以将每一张纸张进给到纸张进给路径101。
图像形成部110包括成像台31至34、曝光单元30、中间转印带单元50、和定影单元70。成像台31至34的每一个装配有感光鼓10、静电充电装置20、显影装置40和清洁单元60。成像台31至34的每一个与使用各个颜色，即黑(K)、青(C)、品红(M)和黄(Y)而形成的各个彩色图像中的一个相对应。在本实施方式中，将针对成像台31进行说明。
感光鼓10在成像过程中旋转，而且被配置成在其上含有显影剂图像。在感光鼓10周围，以感光鼓10旋转的方向从上游侧开始的顺序布置有静电充电装置20、曝光单元30、显影装置40、中间转印带单元50和清洁单元60。定影单元70被设置在纸张进给路径101上的图像形成部110中最下游的位置处。
静电充电装置20是用于均匀地将感光鼓10的外围表面静电地充电到预定电位的装置。除了图1所示的充电器类型的静电充电装置外，使用辊或刷的接触型静电充电装置也可被使用。
曝光单元30具有以下功能：根据输入的图像数据将处于静电充电状态下的感光鼓10暴露于光线下，由此根据感光鼓10的外围表面上的图像数据形成静电潜像。曝光单元30被构建为具有激光发射部、反射镜等的激光扫描单元(LSU)。在曝光单元30中，布置有用于激光光束扫描的多面镜和用于将由多面镜反射的激光光线引导到感光鼓10上的光学组件，诸如透镜和镜面。曝光单元30可以采用如下技术，即使用具有诸如EL或LED的其它发光装置的阵列的写入头。
显影装置40被配置成显现形成在感光鼓10上的静电潜像。
中间转印带单元50包括中间转印带51、中间转印带驱动辊52、中间转印带从动辊53、中间转印辊54和中间转印带清洁单元55。
中间转印带51被夹带在中间转印带驱动辊52、中间转印带从动辊53和中间转印辊54的周围，从而驱动中间转印带51以旋转。中间转印辊54执行用于将调色剂图像从感光鼓10转印到中间转印带51上的转印偏压的施加。
中间转印带51被放置以接触感光鼓10。中间转印带51具有通过将调色剂图像从感光鼓10转印到中间转印带51上而在其上形成调色剂图像的功能。中间转印带51通过使用具有例如大约100至大约150μm厚度的膜形成为环形带。
调色剂图像从感光鼓10到中间转印带51上的转印，通过中间转印辊54与中间转印带51的反面相接触而实现。中间转印辊54被施加以高转印偏压(即，具有与充电的调色剂的极性(-)相反的极性(+)的高电压)，以转印调色剂图像。中间转印辊54是包括作为基材的8至10mm直径的金属(例如，不锈钢)的轴和覆盖轴表面的导电弹性材料(例如，EPDM或聚氨酯泡沫)的辊。导电弹性材料能使中间转印带51被均匀地施加以高电压。尽管本实施方式使用辊形式的转印电极，还可使用刷等形式的转印电极。
如此在各个感光鼓10上显现的静电潜像被转印到中间转印带51上以相互叠加。由调色剂图像的叠加获得的图像信息通过中间转印带51的旋转进给到记录纸张与中间转印带51之间的接触位置处，并且随后通过置于接触位置处的转印辊56转印到记录纸张上。
此时，中间转印带51和转印辊56以预定挤压压力相互挤压，而转印辊56被施加以用于将调色剂转印到记录纸张上的电压(即，具有与充电的调色剂的极性(-)相反的极性(+)的高电压)。为了稳定地获得上述挤压压力，转印辊56和中间转印带驱动辊52之一包括硬质材料(例如，金属等)，而另一个包括诸如弹性辊(例如，弹性橡胶辊、膨胀树脂辊等)的软质材料。
通过感光鼓10与中间转印带51之间的接触附着在中间转印带51上的调色剂、或者在中间转印带51上剩余而没有通过转印辊56转印到记录纸张上的剩余调色剂，由中间转印带清洁单元55去除和收集。中间转印带清洁单元55包括，例如清洁刀片作为接触中间转印带51的清洁部件。与清洁刀片接触的中间转印带51由中间转印带从动辊53从其反面支持。
清洁单元60去除并且收集在显影操作后的图像转印操作之后残留在感光鼓10的外围表面上的剩余调色剂。
定影单元70包括加热辊71和加压辊72，它们被配置成在旋转的同时在其间夹持纸张。加热辊71基于来自未图示的温度检测器的信号由控制部控制，使得达到预定的定影温度。加热辊71具有如下功能：通过与加压辊72协同地将调色剂热结合到纸张上，熔化、混合和压力接触转印到纸张上的调色剂图像，由此通过热量将调色剂图像定影在纸张上。设置外部加热带73用于从外部加热加热辊71。
递纸部90具有收集盘91和纸张递送辊92。已经经过定影单元70的记录纸张通过经过递送辊92之间被递送到收集盘91上。收集盘91是用于积累已经完成打印的纸张的盘。
在需要双面打印的情况下，当已经完成如上所述的一面打印并且经过定影单元70的纸张在其后沿处被夹持在纸张递送辊92之间时，纸张递送辊92向后旋转以将纸张进给到进给辊102并且随后将纸张进给到进给辊103。此后，纸张在经过配准辊104之间后经受反面打印，并且随后被递送到收集盘91上。
图2是示出根据本发明实施方式的成像设备省略外框架的视图。
在成像设备100中，在已经进行转印后，剩余调色剂通常会残留在感光鼓10上。由于这种原因，成像设备100设置有用于去除残留在感光鼓10上的这些剩余调色剂的清洁单元4、和用于在其中存储由清洁单元4从感光鼓10上去除的废弃调色剂的废弃调色剂容器200。废弃调色剂容器200可以从成像设备100中去除。
图3是示出根据本发明实施方式的成像设备省略外框架和废弃调色剂容器的视图。
在废弃调色剂容器200后面，设置有调色剂排出口210和定位单元300。调色剂排出口210是用于将由清洁单元4从感光鼓10上去除的废弃调色剂运送到废弃调色剂容器200中的通道。定位单元300是用于相对于成像设备100定位包括感光鼓10的可替换处理单元400的单元。
图4是示出根据本发明实施方式的成像设备省略外框架、废弃调色剂容器和定位单元的视图。
在定位单元300后面，设置有显影装置40和处理单元400。显影装置40和处理单元400可以从成像设备100去除。
图5是示出根据本发明实施方式的成像设备省略外框架、废弃调色剂容器、定位单元和显影单元的视图。
成像设备100具有开放路径600。图5示出处理单元400被安装在开放路径600上的状态。处理单元400和显影装置40可以沿着开放路径600被去除。显影装置40在处理单元400已被安装在成像设备100上后被安装在成像设备100上。
图6是示出根据本发明实施方式的成像设备的定位单元的视图。
定位单元300由正面部件330和反面部件340构成。定位单元300包括操作部件311和312、枢轴支持部件321和322、和检测开关460。操作部件311和312以及枢轴支持部件321和322形成了由本发明限定的打开和关闭机构。检测开关460与由本发明限定的检测机构等效。
操作部件311和312各自为由操作器旋转的旋钮，用于将定位单元300固定到成像设备100上或者将定位单元300从固定状态释放。枢轴支持部件321和322各自被枢轴式地支持在成像设备100上。当处理单元400被安装在成像设备100上和从其上去除时，定位单元300可围绕枢轴支持部件321和322打开和关闭。
在处理单元400被定位单元300定位时，检测开关460能够通过被设置在处理单元400上的压按部410压按来检测全新状态的处理单元400。压按部410等效于由本发明限定的作用部。特别地，检测开关460具有待由压按部410压按的部分。当该部分被压按时，建立电接触以将处理单元400识别为新的处理单元。当该部分保持未被压按时，当前安装在成像设备100上的处理单元400被识别为旧的处理单元。
图7包括示出包括在根据本发明实施方式的成像设备的处理单元中的感光鼓的端面的视图。
图7A和7B是示出感光鼓10省略覆盖感光鼓10的端面的鼓盖450的视图。感光鼓10的端面等效于由本发明限定的旋转部。感光鼓10的端面设置有联动齿轮12和旋转阻止器32。鼓盖450在其上支撑初始检测传动装置411和制动器轴446。初始检测传动装置411等效于由本发明限定的新/旧检测部件。框架415附在感光鼓10上。鼓轴34呈突起形式。
初始检测传动装置411具有联动齿轮418，并且支撑在旋转支持部416周围从而以与联动齿轮12相连接的方式旋转。初始检测传动装置411还具有压按部410和接合部412。当处理单元400被安装在成像设备100上时，压按部410沿箭头P指示的方向以与感光鼓10的旋转相关联的方式不可逆地旋转固定角度。表述“不可逆地旋转固定角度”是指压按部410在已经旋转固定角度后由于接合部412与随后将描述的被接合部414之间的接合不能向后旋转，并且不能旋转比该固定角度更大的角度。
框架415具有被接合部414。一旦接合部412与被接合部414相接合，接合部412防止压按部410在初始检测传动装置411的联动旋转已经结束后沿与箭头P的方向相反的方向旋转至压按部410可能被检测开关460再次检测到的位置。当接合部412到达其与被接合部414相接合的位置时，联动齿轮418和12相互脱离，从而使压按部410不再旋转。也就是说，压按部410沿箭头P的方向不可逆地旋转固定角度。
初始检测传动装置411被用于将处理单元识别新的或旧的。制动器轴446有弹性地支撑制动器臂440，以将制动器臂440压向感光鼓10的端面。制动器臂440等效于由本发明限定的制动器。制动器臂440具有突部442和臂部444。旋转阻止器32通过与制动器臂440的接合防止感光鼓10的旋转。在安装在定位单元300中时，沿感光鼓10的轴向方向突起的鼓轴34被正确地定位在成像设备100中。
图7示出当处理单元400被安装在成像设备100上时，位于定位单元300所处的一侧上的感光鼓10的端面。当定位单元300在处理单元400已被安装在成像设备100上之后关闭时，初始检测传动装置411与检测开关460相接触。另一方面，当定位单元300在处理单元400处于安装在成像设备100上的状态下打开时，初始检测传动装置411被暴露，由此易于视觉上检查初始检测传动装置411是否指示全新状态或旧状态。
图8是示出根据本发明实施方式的成像设备的定位单元的视图。
定位单元300具有装配部36。定位单元300在处理单元400和显影装置40已被安装在成像设备100上之后被安装在成像设备100上。此时，感光鼓10的鼓轴34被安装在定位单元300的装配部36中，由此可正确地定位处理单元400。由于显影装置40与处理单元400相接合，显影装置40也被正确定位。
图9是示出根据本发明实施方式的成像设备的显影单元的视图。
显影装置40具有侧面部件42。侧面部件42可被安装在处理单元400中。由显影装置40与处理单元400之间的这种接合，显影装置40与处理单元400之间的间距保持恒定，稳定地保证图像的良好质量。
图10是示出根据本发明实施方式的成像设备的显影单元的视图。
图10从与图9的观看方向相反的方向示出显影装置40。侧面部件42具有制动器脱离突部22。制动器脱离突部22当显影装置40接合处理单元400时压按突部442。随后，臂部444与感光鼓10的端面间隔开从而从旋转阻止器32脱离，由此允许感光鼓10旋转。此种机构将在以后参照图13和14进行说明。
图11是示出根据本发明实施方式的成像设备的处理单元的视图。
图11中所示的处理单元400是新的。鼓盖450装配在处理单元400上。鼓盖450具有衬垫部420和开口部430。衬垫部420是保护压按部410免受损坏等的部件。开口部430被定位以暴露突部442。如此定位的开口部430在显影装置40接合处理单元400时允许制动器脱离突部22压按突部442。
图11示出假定在初始检测传动装置411以与感光鼓10的旋转相关联的方式旋转前的状态。当初始检测传动装置411处于此种状态下，当处理单元400在安装在成像设备100上之后被定位单元300定位时，压按部410压按检测开关460，由此可使成像设备100将处理单元400识别为新的处理单元。
处理单元400有一端设置有适于接收驱动力以驱动处理单元400的组件的驱动传动装置，且相对端设置有初始检测传动装置411。这种配置使得在不增加处理单元400的尺寸的条件下保证在其中放置初始检测传动装置411的一定空间成为可能。
图12是示出根据本发明实施方式的成像设备的处理单元的视图。
图12中所示的处理单元400是旧的。当显影单元40接合处理单元400时，制动器脱离突部22压按从开口部430暴露的突部442，以将臂部444从旋转阻止器32脱离，由此允许感光鼓10旋转。由于初始检测传动装置411以与联动齿轮12的旋转相关联的方式旋转，压按部410移动到衬垫部420的位置。当压按部410已经旋转到该位置时，接合部412与被接合部414相接合，以防止压按部410旋转到压按部410被检测开关460检测到的位置。由此，成像设备100不会将处理单元400识别为新的处理单元。
图13包括示出根据本发明实施方式的成像设备的处理单元的视图。
图13A示出省略鼓盖450的处理单元400。图13A中所示的处理单元400是新的。图13B是示出臂部444与旋转阻止器32相互接合的状态的视图。带状制动器臂部440具有由在其中包括弹簧的制动器轴446支持的中心部。弹簧偏置制动器臂部440，使得其突部442侧被推至远离感光鼓10，而其臂部444侧被推至接触感光鼓10。感光鼓10仅可沿箭头N的方向旋转。当臂部444接合旋转阻止器32时，感光鼓10被阻止旋转。
图14包括示出根据本发明实施方式的成像设备的处理单元的视图。
图14A示出省略鼓盖450的处理单元400。图14A中所示的处理单元400是旧的。图14B是示出臂部444与旋转阻止器32相互脱离的状态的视图。初始检测传动装置411具有联动齿轮418。当处理单元400是新的时，联动齿轮418处于与联动齿轮12相啮合的状态。由于当制动器脱离突部22压按突部442时臂部444与感光鼓10间隔开，臂部444从旋转阻止器32脱离以允许感光鼓10旋转。由此，当臂部444从旋转阻止器32脱离时，初始检测传动装置411随着感光鼓10的旋转以相关联的方式沿箭头P的方向旋转。
尽管旋转阻止器32也随着感光鼓10的旋转而旋转，由于如图14B所示，制动器轴446从感光鼓10间隔开，任何部件都不会干扰旋转阻止器32的旋转。当初始检测传动装置411旋转以经过预定位置时，接合部412与被接合部414相接合以防止初始检测传动装置411沿与箭头P的方向相对的方向旋转。由此，压按部410固定在所示的位置处，其允许成像设备100将处理单元400识别为旧的处理单元。
图15是示出显影装置与根据本发明实施方式的成像设备中的处理单元相接合的状态的视图。
当侧面部件42安装在鼓盖450中时，处理单元400和显影装置40大体上相互间定位。由此，当处理单元400和显影装置40被安装在成像设备100上时，处理单元400和显影装置40不会晃动，从而保证了高质量图像的形成。在将处理单元400和显影装置40安装在成像设备100上时，显影装置40在处理单元400已被安装在成像设备100上之后被安装。通过以此顺序在成像设备100上安装处理单元400和显影装置40，初始检测传动装置411在将处理单元400安装在成像设备100上的操作过程中不会意外旋转。
图16是关于根据本发明实施方式的成像设备的一部分的框图。该框图仅显示出与本发明相关的部分。
CPU 500连接到检测开关460、计数器510和显示部520的每一个上。检测开关460在由压按部410压按时生成ON信号。计数器510测量在新的处理单元400已经被安装在成像设备400上后进行打印的记录纸张的尺寸，并且对这种记录纸张计数。显示部520在成像设备100上显示多个信息项。
当检测开关460已由压按部410压按时，关于此事实的信息被传输到CPU 500，CPU 500进而传输指示计数器510重置其计数值的信号。当计数器510的计数值已经达到预定值时，关于此事实的信息被传输到CPU 500，CPU 500进而传输信号，指示显示部520显示需要更换处理单元400的结果的信息。
图17是示出处理单元安装在根据本发明实施方式的成像设备上的状态的视图。
图17示出未被使用的处理单元400已经刚刚被安装在成像设备100上的状态。在图17中，正面部件330从定位单元300省略以显示检测开关460。如上所述，定位单元300具有检测开关460。
以下是将处理单元400和显影装置40安装在成像设备100上的步骤。首先，处理单元400被安装在成像设备100上。随后，显影装置40被安装在成像设备100上以接合处理单元400。最后，处理单元400和显影装置40由定位单元300定位并且固定在成像设备100中。
当处理单元400和显影装置40由定位单元300固定到成像设备100上时，检测开关460由压按部410压按。通过由压按部410压按，检测开关460生成ON信号，使成像设备100将处理单元400识别为新的处理单元。
图18是示出假定在安装在根据本发明实施方式的成像设备上的处理单元开始被使用时的状态的视图。
当处理单元400开始使用时，初始检测传动装置411随着感光鼓10的旋转以相关联的方式旋转，从而使压按部410移动到衬垫部420的位置处。当压按部410到达该位置时，初始检测传动装置411的相关联旋转停止。由于在该位置处的压按部410不会压按检测开关460，计数器510不被重置。当压按部410处于该位置时，接合部412与被接合部414相接合以停止初始检测传动装置411的相关联的旋转。由此，即使当处理单元400在从成像设备100临时取出后再次安装在成像设备100上时，压按部410也不会返回其初始位置。由此，压按部410不会再次压按检测开关460。因此，即使当处理单元400重复地从成像设备100取出和固定在其上时，计数器510也会正确地计算处理单元400的使用次数。
前述实施方式从各个方面来讲是举例说明性的，不应该视为限制本发明。本发明的范围不由前述实施方式限定，而是由随附权利要求限定。另外，本发明的范围意在包括权利要求范围内和等价形式的意义和范围内的所有更改。