JP2005062682A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像形成装置において、プロセスカートリッジを構成する各部品のうち、使用により性能が劣化する部品についても再利用を可能とし、且つ、リサイクル時にプロセスカートリッジを分解した際に、各部品ごとのリサイクル履歴情報を確実に識別することを可能とする手段を提供する。
【解決手段】 本画像形成装置は、装置本体と、この装置本体に着脱自在に設けられ、ケーシング、現像ローラ、及び供給ローラを収容するプロセスカートリッジとを具備してなる画像形成装置であって、現像ローラのリサイクル履歴情報を提示する第１情報提示手段が現像ローラに、供給ローラのリサイクル履歴情報を提示する第２情報提示手段が供給ローラにそれぞれ取り付けられ、第１情報提示手段及び第２情報提示手段から各リサイクル履歴情報を読み取る読取手段が装置本体に設けられたものである。
【選択図】 図２

Description

本発明は、着脱自在なプロセスカートリッジを備えた画像形成装置に関し、特に、プロセスカートリッジを構成する各部品のリサイクルに関する履歴情報を提示する手段を有する画像形成装置に関するものである。

プリンタ、コピー機、ファックス機等に用いられる画像形成装置は、一様に帯電させた電子写真感光体に画像情報に応じて選択的な露光をして潜像を形成する。そして、この潜像をトナーで顕像化して、このトナー像を記録媒体に転写することにより画像記録を行う。このような装置にあっては、前記電子写真感光体、及びこの電子写真感光体に作用する帯電部、現像部、クリーニング部等の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装置本体にに着脱自在とする方式が採用される。この方式によれば、カートリッジに収容されたトナーを使い果たしたり、カートリッジが寿命に達した場合に、ユーザーがカートリッジを交換することで容易にメンテナンスを行うことが可能となっている。

近年、環境保護の観点等から、このようなカートリッジのリサイクルが進められているが、その多くは、新品と同等の品質を維持できる部品のみを選別して再利用することにより、画像形成装置全体としての画像品質を保証するものであって、使用により性能が劣化する部品については、その再利用はすすんでいない。これは、性能が劣化した部品を再利用した場合に、濃度不良等の画像不具合が発生することのないよう、各部品の使用状況に応じた対策を適宜施す必要があるが、各部品ごとのリサイクル履歴に関する情報を正確に識別する手段がないために、適切な対策を施すことができないという問題があるからである。

この問題を解決すべく、装置本体とこの装置本体に着脱自在に設けられたプロセスカートリッジとを備える画像形成装置においては、プロセスカートリッジを構成する各部品について、その再使用回数等のリサイクル履歴情報をメモリー素子等からなる情報記録媒体に記録し、この情報記録媒体をプロセスカートリッジを形成する枠体の外側表面に配設する方法が用いられる。この場合、画像形成時において、読み取り手段によって情報記録媒体内のリサイクル記録情報を読み取り、読み取った再使用回数に応じて現像バイアス条件を最適な値に制御することで、画像形成装置全体としての画像品質を新品同等のものとする。これにより、性能の劣化が見られる部品についても、その再利用を図ることが可能となっている（特許文献１参照）。

特開平９−１２０２４９号公報

しかし、画像形成装置では、プロセスカートリッジの外側における先端部に情報記録媒体を設けているために、リサイクル時においてプロセスカートリッジを分解した際に、各部品ごとのリサイクル履歴情報が分からなくなってしまうという問題があった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、装置本体と、これに着脱自在に設けられたプロセスカートリッジとを備える画像形成装置において、プロセスカートリッジを構成する各部品のうち、使用により性能が劣化する部品についても再利用を可能とし、且つ、リサイクル時にプロセスカートリッジを分解した際に、各部品ごとのリサイクル履歴情報を確実に識別することを可能とする手段を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１の発明は、装置本体と、この装置本体に着脱自在に設けられ、トナーを収容するためのケーシング、感光体ドラム上に形成された潜像を現像する現像ローラ、及びこの現像ローラにトナーを供給する供給ローラを収容するプロセスカートリッジとを具備してなる画像形成装置であって、前記現像ローラのリサイクル履歴情報を提示する第１情報提示手段が前記現像ローラに、前記供給ローラのリサイクル履歴情報を提示する第２情報提示手段が前記供給ローラにそれぞれ取り付けられ、前記第１情報提示手段及び第２情報提示手段から前記各リサイクル履歴情報を読み取る読取手段が前記装置本体に設けられたものである。

請求項２の発明は、前記現像ローラ及び前記供給ローラは、両端部が前記ケーシングに回転自在に支持されたローラ軸と、このローラ軸の周りに設けられたローラ本体とを有してなり、前記第１情報提示手段及び前記第２情報提示手段は、前記ローラ本体の端面にそれぞれ取り付けられたものである。

請求項３の発明は、前記現像ローラ及び前記供給ローラは、両端部が前記ケーシングを貫通して回転自在に支持されたローラ軸と、このローラ軸の周りに設けられたローラ本体とを有してなり、前記第１情報提示手段及び前記第２情報提示手段は、前記ローラ軸の端面にそれぞれ取り付けられたものである。

請求項４の発明は、前記第１情報提示手段及び前記第２情報提示手段は、前記現像ローラまたは前記供給ローラの前記各リサイクル履歴情報がデジタルデータとして記録されたフィルム体であることを特徴とするものである。

請求項５の発明は、前記第１情報提示手段及び前記第２情報提示手段は、前記フィルム体上に前記現像ローラまたは前記供給ローラの前記各リサイクル履歴情報がインクにて記録されてなり、前記読取手段は、撮像素子であることを特徴とするものである。

請求項６の発明は、前記第１情報提示手段及び前記第２情報提示手段は、前記フィルム体上に前記現像ローラまたは前記供給ローラの前記各リサイクル履歴情報が磁気インクにて記録されてなり、前記読取手段は、磁気センサであることを特徴とするものである。

請求項７の発明は、前記読取手段によって読み取られた前記現像ローラの前記リサイクル履歴情報に基づいて、前記現像ローラへの印加電圧の大きさを適正化するものである。

請求項８の発明は、前記現像ローラへの印加電圧の適正化は、前記現像ローラのリサイクル回数が多くなるほど、または、走行距離が長くなるほど、前記感光体ドラムの露光後の表面電位と前記現像ローラの電位との差が大きくなるように、前記現像ローラに印加する電圧の大きさを変更するものである。

請求項９の発明は、前記読取手段によって読み取られた前記供給ローラの前記リサイクル履歴情報に基づいて、前記供給ローラへの印加電圧の大きさを適正化するものである。

請求項１０の発明は、前記供給ローラへの印加電圧の適正化は、前記供給ローラのリサイクル回数が多くなるほど、または、走行距離が長くなるほど、前記現像ローラの電位と前記供給ローラの電位との差が大きくなるように、前記供給ローラに印加する電圧の大きさを変更するものである。

請求項１１の発明は、装置本体と、この装置本体に着脱自在に設けられ、トナーを収容するためのケーシング、感光体ドラム上に形成された潜像を現像する現像ローラ、及びこの現像ローラにトナーを供給する供給ローラを収容するプロセスカートリッジとを具備してなる画像形成装置であって、前記現像ローラのリサイクル履歴情報及び前記供給ローラのリサイクル履歴情報を、デジタルデータとして提示する複数本のピンが、前記ケーシングの側壁から外側へと突出するようにして取り付けられ、このピンの存在を検出するピン検出手段が、前記装置本体に設けられたものである。

請求項１２の発明は、前記各ピンは導電性部材からなり、前記ピン検出手段は、前記各ピンを介して流れる電流を検出した時に前記各ピンの存在を検出するものである。

請求項１３の発明は、前記ピン検出手段によって検出された前記現像ローラの前記リサイクル履歴情報に基づいて、前記現像ローラへの印加電圧の大きさを適正化するものである。

請求項１４の発明は、前記現像ローラへの印加電圧の適正化は、前記現像ローラのリサイクル回数が多くなるほど、または、走行距離が長くなるほど、前記感光体ドラムの露光後の表面電位と前記現像ローラの電位との差が大きくなるように、前記現像ローラに印加する電圧の大きさを変更するものである。

請求項１５の発明は、前記ピン検出手段によって検出された前記供給ローラの前記リサイクル履歴情報に基づいて、前記供給ローラへの印加電圧の大きさを適正化するものである。

請求項１６の発明は、前記供給ローラへの印加電圧の適正化は、前記供給ローラのリサイクル回数が多くなるほど、または、走行距離が長くなるほど、前記現像ローラの電位と前記供給ローラの電位との差が大きくなるように、前記供給ローラに印加する電圧の大きさを変更するものである。

本発明に係る画像形成装置によれば、プロセスカートリッジをリサイクルしてその構成部品を再利用する場合に、各部品について、そのリサイクル履歴についての情報を識別することが可能となり、性能が劣化した部品についても再利用を図ることができる。

また、本発明によれば、現像ローラのリサイクル履歴情報を提示する第１情報提示手段を現像ローラに、また、供給ローラのリサイクル履歴情報を提示する第２情報提示手段を供給ローラにそれぞれ取り付けたことにより、リサイクル時にプロセスカートリッジを分解した際に、各部品ごとのリサイクル履歴情報を確実に識別することができる。

また、本発明によれば、第１情報提示手段及び第２情報提示手段を、現像ローラ及び供給ローラを構成するローラ本体の端面にそれぞれ取り付けたことにより、第１情報提示手段及び第２情報提示手段を比較的大きく形成することができ、多くのリサイクル履歴情報を記録させることができる。

また、本発明によれば、第１情報提示手段及び第２情報提示手段を、現像ローラ及び供給ローラを構成するローラ軸の端面にそれぞれ取り付けたことにより、各情報提示手段をプロセスカートリッジの外部から読み取るために、ケーシングの側壁に検出窓を設ける必要がないので、ケーシングの加工に要する手間を削減できるとともに、部品点数が減り、コスト節減を図ることができる。

また、本発明によれば、読取手段によって読み取られた現像ローラ及び供給ローラの各リサイクル履歴情報に基づいて、前記現像ローラ及び供給ローラへの印加電圧の大きさを適正化することにより、使用により特性の変化した現像ローラや供給ローラを再利用した場合でも、濃度不良等の画像不具合が発生することを防止することができる。

また、本発明によれば、現像ローラ及び供給ローラのリサイクル履歴情報をデジタルデータとして提示する複数本のピンを、ケーシングの側壁に取り付け、このピンの存在を検出することにより各リサイクル履歴情報を検出するピン検出手段を設けたことにより、簡易な構造で各リサイクル履歴情報を識別することができ、ケーシングの加工に要する手間を削減できるとともに、コスト節減を図ることができるという利点がある。

プロセスカートリッジを構成する各部品のうち、使用により性能が劣化する部品についてもその再利用を可能とするという目的を、最小の部品点数で、且つ安価なコストで実現した。

本発明の実施例１について図面に基づいて説明する。尚、図１は、実施例１に係る画像形成装置１を示す概略縦断面図であり、図２は、図１におけるプロセスカートリッジ５近傍について拡大した図である。実施例１に係る画像形成装置１は、装置本体２と、この装置本体２に着脱自在に設けられ、現像ローラ３及び供給ローラ４を有するプロセスカートリッジ５とを備えてなるものであって、現像ローラ３のリサイクル履歴情報が記録され、現像ローラ３の端面３ａに貼付された第１フィルム体６（第１情報提示手段）と、供給ローラ４のリサイクル履歴情報が記録され、供給ローラ４の端面４ａに貼付された第２フィルム体７（第２情報提示手段）と、各フィルム体６，７からリサイクル履歴情報を読み取る第１ＣＣＤセンサ８（読取手段）及び第２ＣＣＤセンサ９（読取手段）と、各ＣＣＤセンサ８，９から送られたリサイクル履歴情報に基づいて、現像ローラ３に接続された第１電源装置１０及び供給ローラ４に接続された第２電源装置１１を制御するコントローラ１２とを具備する印加電圧適正化機構１３により、現像ローラ３及び供給ローラ４に印加する電圧値が適正化されるものである。

まず、本発明に係る画像形成装置１の動作について、図１に基づいて概説する。画像形成装置１は、図に示すように、帯電ブラシ１４によって均一に帯電した感光体ドラム１５の表面に、ＬＥＤヘッド１６から画像情報に基づいた光像を露光して潜像を形成し、現像ローラ３で潜像に応じたトナー像を形成することにより可視像化する。一方、画像形成が開始されると、給紙トレイ１７に載置された記録用紙Ｐの最上紙Ｐｔがピックアップローラ１８により取り出されて搬送路１９へと送り出される。そして、搬送路１９に適宜配置された搬送ローラ２０により記録用紙Ｐは搬送路１９に沿って搬送され、レジストローラ２１が前記トナー像の形成と同期して駆動回転することにより記録用紙Ｐを感光体ドラム１５へと搬送する。感光体ドラム１５へと搬送された記録用紙Ｐは、転写ローラ２２によって感光体ドラム１５に押圧され、この転写ローラ２２に、感光体ドラム１５上のトナー像と逆極性の電圧を印加することにより、感光体ドラム１５上のトナーが記録用紙へと転写される。更に、記録用紙Ｐは、搬送路１９に沿って下流へと搬送され、図示しないヒータを内蔵する定着ローラ２３によって圧力と熱を印加されることにより、記録用紙Ｐ上のトナーが記録用紙Ｐに定着する。その後、記録用紙Ｐは排紙ローラ２４によって排紙トレイ２５へと排出されるものとなっている。また、感光体ドラム１５に当接して設けられた拡散ブラシ２６は、記録用紙Ｐに転写しきれずに感光体ドラム上１５に残留したトナーや紙粉等を、感光体ドラム１５の表面から浮き上がらせる役割を果たしている。

本実施例に係る画像形成装置１では、図１に示すように、前記感光体ドラム１５と、この感光体ドラム１５に対して作用する帯電ブラシ１４及び拡散ブラシ２６とを一体化してドラムカートリッジ２７としている。また、現像ローラ３等からなる所謂現像ユニットを一体化してプロセスカートリッジ５としている。このドラムカートリッジ２７及びプロセスカートリッジ５の構成は、本実施例に限られず適宜設計変更が可能であり、例えば、プロセスカートリッジ５が感光体ドラム１５や帯電ブラシ１４をも含んだ構成とすることも可能である。

プロセスカートリッジ５は、画像形成装置１の装置本体２に着脱自在に設けられている。すなわち、図に詳細は示さないが、装置本体２の内部にはプロセスカートリッジ５を収容するためのカートリッジ装着部が設けられている。このカートリッジ装着部は、プロセスカートリッジ５を嵌め入れるために装置本体２の内部に形成された空間を有して構成されており、その空間の形状はプロセスカートリッジ５の外形に略合致する形状となっている。プロセスカートリッジ５は、このカートリッジ装着部に嵌め入れられることにより装置本体２に装着され、また、上方へと引き出されることにより、装置本体２から取り外されものとなっている。これにより、ユーザーがプロセスカートリッジ５を容易に交換することが可能となっている。

プロセスカートリッジ５は、図２に示すように、トナーＴを収容するためのトナー溜め部２８が形成されたケーシング２９と、前記感光体ドラム１５上の潜像をトナーＴを用いて現像する現像ローラ３と、この現像ローラ３にトナーを供給する供給ローラ４と、トナー溜め部２８に収容されたトナーＴを撹拌して供給ローラ４側へと送り出すアジテータ３０と、現像ローラ３に当接する規制ブレード３１とを具備してなるものである。

現像ローラ３は、図３に示すように、中空の円筒形の形状を有するウレタンゴム部材３２（ローラ本体）にローラ軸３３が挿通されてなるものであり、その表面に担持したトナーＴを感光体ドラム１５に供給して、感光体ドラム１５の表面の潜像を可視像化する、所謂現像手段の役割を果たすものである。また、現像ローラ３は現像手段としての役割を果たすと同時に、所謂クリーニング手段としての役割も果たしている。すなわち、現像ローラ３は、画像形成時に感光体ドラム１５が回転を開始してから１回転目を行う際には現像手段としての役割を果たし、感光体ドラム１５が２回転目を行う際には、前記記録用紙Ｐに転写し切れずに感光体ドラム１５の表面に残留し、前記拡散ブラシ２６の作用により感光体ドラム１５の表面から浮き上がったトナーＴを除去する役割を果たしている。このように、現像ローラ３を、現像手段及びクリーニング手段として兼用することにより、クリーニング手段を別途設ける必要がなくコストダウンを図ることができるという利点がある。また、現像ローラ３は、図２に示すように、電圧値可変型の第１電源装置１０に接続されており、現像ローラ３に対して任意の大きさの電圧を印加することが可能となっている。これにより、露光後の感光体ドラム１５の表面と現像ローラ３との電位差を調節し、現像ローラ３から感光体ドラム１５へと移動するトナーの量を変化させることにより、形成される画像の濃淡を調節することが可能となっている。

現像ローラ３は、図３に示すように、ローラ軸３３の端部３３ａが、同心軸受３４を介してケーシング２９に回転自在に取り付けられている。すなわち、ケーシング２９の側壁２９ａに形成された軸受挿通孔３５に対して、同心軸受３４がケーシング２９の内側から嵌め込むようにして取り付けられ、この同心軸受３４にローラ軸３３の端部３３ａを挿通させることにより、現像ローラ３はケーシング２９に回転自在に取り付けられている。以下、更に詳細に説明する。

同心軸受３４は、図３及び図４に示すように、ケーシング２９の側壁２９ａに形成された軸受挿通孔３５に嵌め込まれる取付部３６と、この取付部３６の下端に設けられたフランジ部３７とを具備し、取付部３６及びフランジ部３７を貫通してローラ軸挿通孔３８が形成されてなるものである。

取付部３６は、図３及び図４に示すように、円筒の一部が軸方向に沿って切除されて回り止め３９が形成されてなり、同心軸受３４をケーシング２９に取り付けるためのものである。すなわち、図３に示すように、ケーシング２９の側壁２９ａには、取付部３６の形状に略合致する形状の軸受挿通孔３５がケーシング２９を貫通して形成されており、この軸受挿通孔３５に取付部３６を嵌め込むことにより、同心軸受３４がケーシング２９に取り付けられる。ここで、取付部３６に回り止め３９を形成したことにより、同心軸受３４と軸受挿通孔３５の間には大きな摩擦力が生じ、同心軸受３４自体が回転しないものとなっている。

フランジ部３７は、図３に示すように、ケーシング２９の内側面２９ｂに密接し、同心軸受３４が軸受挿通孔３５からケーシング２９の外部へと抜け落ちることを防止するためのものである。従って、フランジ部３７は、軸受挿通孔３５より大きく形成すればよく、その形状及び大きさは、本実施例に限られず適宜設計変更が可能である。

ローラ軸挿通孔３８は、現像ローラ３のローラ軸３３の一端部３３ａが挿通されるものであり、図４に示すように、ローラ軸３３の外径より若干大きい外径を有する孔が、取付部３６及びフランジ部３７を貫通して形成されている。また、ローラ軸挿通孔３８は、その中心軸Ｃ１が、取付部３６の中心軸Ｃ１’と略一致するように形成されている。

供給ローラ４は、図３に示すように、中空の円筒形の形状を有するスポンジ材４０（ローラ本体）にローラ軸４１が挿通されてなるものであり、前記トナー溜め部２８に収容されたトナーＴをスポンジ材４０で捕捉して、現像ローラ３に供給するものである。この供給ローラ４は、図２に示すように、電圧値可変型の第２電源装置１１に接続されており、供給ローラ４に対して任意の大きさの電圧を印加することが可能となっている。これにより、現像ローラ３と供給ローラ４との電位差を調節し、供給ローラ４から現像ローラ３へと移動するトナーＴの量を変化させることにより、形成される画像の濃淡を調節することが可能となっている。

供給ローラ４は、図３に示すように、ローラ軸４１の端部４１ａが、偏心軸受４２を介してケーシング２９に回転自在に取り付けられている。すなわち、ケーシング２９の側壁２９ａに形成された軸受挿通孔４３に対して、偏心軸受４２がケーシング２９の内側から嵌め込むようにして取り付けられ、この偏心軸受４２に供給ローラ４のローラ軸４１の一端部４１ａを挿通させることにより、供給ローラ４はケーシング２９に回転自在に取り付けられている。以下、更に詳細に説明する。

偏心軸受４２は、図３及び図５に示すように、ケーシング２９の側壁２９ａに形成された軸受挿通孔４３に嵌め込まれる取付部４４と、この取付部４４の下端に設けられたフランジ部４５とを具備し、取付部４４及びフランジ部４５を貫通してローラ軸挿通孔４６が形成されてなるものである。この偏心軸受４２の取付部４４及びフランジ部４５は、同心軸受３４の取付部３６及びフランジ部３７と同様の構成、機能を有するものであり、ここでは詳細な説明は省略する。

ローラ軸挿通孔４６は、供給ローラ４のローラ軸４１の一端部４１ａが挿通されるものであり、図５に示すように、ローラ軸４１の外径より若干大きい外径を有する孔が、取付部４４及びフランジ部４５を貫通して形成されている。また、ローラ軸挿通孔４６は、その中心軸Ｃ２が、取付部４４の中心軸Ｃ２’から偏心量ｄだけ偏心するようにして形成されている。尚、図における２点鎖線は、同心軸受３４のローラ軸挿通孔３８の位置を示したものである。

この偏心軸受４２を用いることにより、プロセスカートリッジ５を使用後に回収し、使用により径の小さくなった供給ローラ４を再利用することが可能となっている。すなわち、スポンジ材４０からなる供給ローラ４は、現像ローラ３との接触による摩耗によりその径が経時的に小さくなり、現像ローラ３との接触状態が悪くなる。これにより、供給ローラ４から現像ローラ３に十分な量のトナーが供給されず、画像品質が劣化するという問題がある。本実施例では、偏心軸受４２を用いることにより、この問題の解決を図っている。

より詳細に説明するに、供給ローラ４をリサイクルする前の状態においては、図１３に示すように、供給ローラ４についても、現像ローラ３と同様に、ローラ軸４１の両端部４１ａが同心軸受３４を介してケーシング２９に取り付けられている。この時、現像ローラ３のローラ軸３３と供給ローラ４のローラ軸４１との間の距離Ｌ１は、現像ローラ３の半径Ｒと供給ローラ４の半径ｒとを加えた大きさに略等しくなっており、これにより、現像ローラ３と供給ローラ４とは互いに接触するものとなっている。一方、供給ローラ４のリサイクル時においては、図３に示すように、供給ローラ４は使用により小さくなり、その半径が（ｒ−ｄ）となっている。この場合、供給ローラ４のローラ軸４１を、偏心軸受４２を介してケーシング２９に取り付ける。このとき、偏心軸受４２を、ケーシング２９の側壁２９ａに形成された既存の軸受挿通孔４３を利用して取り付けることにより、軸受のケーシング２９への取り付け位置をリサイクル前から移動させることなく、供給ローラ４の配置位置を、偏心軸受４２のローラ軸挿通孔４６の中心軸Ｃ２の偏心量ｄ分だけ、すなわち、供給ローラ４の半径が小さくなった分だけ、現像ローラ３側へと移動させることができる。これにより、偏心軸受４２を取り付けるために、ケーシング２９に図示しない新たな軸穴挿通孔を設ける必要がない。尚、図３における１点鎖線は、リサイクル前において軸受挿通孔４３に取り付けられた同心軸受３４のローラ軸挿通孔３８の中心軸Ｃ１の位置を示している。以上により、使用により径の小さくなった供給ローラ４を再利用する場合でも、現像ローラ３と供給ローラ４との接触状態を良好に保つことが可能となっている。尚、偏心量ｄの大きさは、供給ローラ４のリサイクル回数等に応じて任意の大きさとすることができる。

規制ブレード３１は、図２に示すように、一端部がケーシング２９に取り付けられるとともに、他端部が現像ローラ３に対してカウンター方向に当接するようにして設けられたものであり、図に詳細は示さないが、現像ローラ３に付着したトナーＴを均一化してトナー薄層を形成するためのものである。

アジテータ３０は、図２に示すように、ケーシング２９のトナー溜め部２８に収容されたトナーＴを撹拌し、トナーＴが凝集することを防止するとともに、トナー溜め部２８から供給ローラ４側へとトナーＴを送り出すものである。このアジテータ３０は、ケーシング２９の長手方向に沿って配置され、その両端部がケーシング２９に回転可能に支持された回転軸３０ａと、この回転軸３０ａからその径方向に向かって突設された薄い板状の撹拌羽３０ｂとを具備している。撹拌動作時には、回転軸３０ａが図示しない駆動機構により回転駆動され、これに伴って撹拌羽３０ｂがケーシング２９内を撹拌するものとなっている。

ケーシング２９は、トナーＴを収容するための容器であり、図２に示すように、その内部にはトナー溜め部２８が形成されている。また、図６乃至図８に示すように、ケーシング２９の側壁２９ａには第１検出窓４７、及び第２検出窓４８が設けられている。第１検出窓４７は、図２に示すように現像ローラ３の端面３ａに貼付された前記第１フィルム体６を、プロセスカートリッジ５の外部に配置された前記第１ＣＣＤセンサ８によって読み取ることを可能とするものであり、図８に示すように、ケーシング２９の側壁２９ａにおける第１フィルム体６に向かい合う位置に、第１フィルム体６の大きさよりも若干大きい貫通孔４９を形成し、この貫通孔４９に透光部材５０が嵌め込まれてなるものである。また、第２検出窓４８は、図２に示すように供給ローラ４の端面４ａに貼付された前記第２フィルム体７を、前記第２ＣＣＤセンサ９によって読み取ることを可能とするものであり、ケーシング２９の側壁２９ａにおける第２フィルム体７に対向した位置に、第１検出窓４７と同様に設けられている。

また、ケーシング２９の側壁２９ａには、図６及び図７に示すように、透光窓５１が設けられている。この透光窓５１は、図３に示すように、ケーシング２９の側壁２９ａにおける現像ローラ３と供給ローラ４の間の位置に、略平行四辺形の貫通孔５２を形成し、この貫通孔５２に、接触位置確認窓５３とトナー切れ検出窓５４が形成された、例えばアクリル板等の透光部材５５が嵌め込まれてなるものである。

接触位置確認窓５３は、現像ローラ３と供給ローラ４の正常な接触位置の目安を示すものであり、現像ローラ３と供給ローラ４がこの接触位置確認窓５３の内側で接触しているかどうかを見ることで、その接触位置Ｘが正常であるかどうかを判別できるものとなっている。これにより、前述のように、使用により径の小さくなった供給ローラ４をリサイクル前よりも現像ローラ３側へと移動させて再利用した場合に、供給ローラ４が現像ローラ３に正常に接触しているかどうかをプロセスカートリッジ５の外部から容易に確認することができるので、例えば、画像形成装置１の出荷時に、この接触位置確認窓５３を見ることで検査を行い、接触位置確認窓５３の内側で現像ローラ３と供給ローラ４とが接触しているものを良品とし、現像ローラ３と供給ローラ４とが接触してないもの、または接触位置Ｘが接触位置確認窓５３の内側に入っていないものを不良品として除去することができる。

トナー切れ検出窓５４は、図６及び図７に示すように、装置本体２に設けられたフォトセンサＳ（トナー切れ検出センサ）により、プロセスカートリッジ５のトナー切れを検出するためのものである。すなわち、フォトセンサＳは、トナー切れ検出窓５４の内側にトナーＴの存在を検出した場合には、プロセスカートリッジ５の内部に十分な量のトナーＴが収容されていると判断する。一方、トナー切れ検出窓５４の内側にトナーＴが検出されない場合、フォトセンサＳは、プロセスカートリッジ５のトナー切れを検出したものと判断し、前記コントローラ１２に対して検出信号を発する。この検出信号を受けたコントローラ１２は、装置本体２に設けられた図示しないランプを点滅させる等して、ユーザーにトナー切れを知らせるものとなっている。尚、フォトセンサＳは、図に詳細は示さないが、発光素子と受光素子により構成され、発光素子から発せられた光が受光素子によって検出されるか否かによって、物体の有無を検知するものである。

以下、印加電圧適正化機構１３による、現像ローラ３及び供給ローラ４への印加電圧の適正化について説明する。現像ローラ３及び供給ローラ４をリサイクルして再利用する場合、現像ローラ３は使用によりその表面粗さが小さくなってトナーの担持力が低下し、供給ローラ４は使用によりその径が小さくなっているというように、それぞれの特性が新品時と比較して変化している。従って、現像ローラ３及び供給ローラ４に印加する電圧の大きさを、新品時における初期設定と同じ設定としたのでは、濃度不良等の画像不具合が生じる場合がある。現像ローラ３及び供給ローラ４への印加電圧の適正化とは、この不具合を防止するために、現像ローラ３及び供給ローラ４の使用状況に応じて、それぞれに印加する電圧の大きさを最適な値に変化させることをいう。

印加電圧適正化機構１３は、図２に示すように、現像ローラ３のリサイクル履歴情報が記録され、現像ローラ３の端面３ａに貼付された第１フィルム体６と、供給ローラ４のリサイクル履歴情報が記録され、供給ローラ４の端面４ａに貼付された第２フィルム体７と、各フィルム体６，７からリサイクル履歴情報を読み取る第１ＣＣＤセンサ８及び第２ＣＣＤセンサ９と、各ＣＣＤセンサ８，９から送られた各リサイクル履歴情報に基づいて、前記第１電源装置１０及び前記第２電源装置１１を制御するコントローラ１２とを具備してなるものである。

第１フィルム体６（第１情報提示手段）は、ポリマー、磁気テープ、ボール方式電子等からなるシート状の部材の表面６ａに、現像ローラ３のリサイクル履歴情報がインクにて記録され、裏面６ｂに図示しない粘着層が形成されてなるものであり、図８に示すように、現像ローラ３の端面３ａ、すなわち現像ローラ３を構成する前記ウレタンゴム部材３２の端面に、前記粘着層を介して貼付されている。このように、第１フィルム体６を現像ローラ３の端面３ａに貼付することにより、第１フィルム体６を比較的大きく形成することができ、多くのリサイクル履歴情報を記録させることができるという利点がある。尚、第１フィルム体６に記録されたリサイクル履歴情報は書き換え可能となっている。すなわち、プロセスカートリッジ５のリサイクル時において、プロセスカートリッジ５を分解して現像ローラ３を取り出し、新たなリサイクル履歴情報に書き換えることが可能となっている。

この第１フィルム体６に記録されるリサイクル履歴情報としては、例えば、プロセスカートリッジ５のトナー充填量や、現像ローラ３の走行距離や、現像ローラ３のリサイクル回数や、プロセスカートリッジ５の初期状態における検査データ等が挙げられる。より詳細に説明するに、前記プロセスカートリッジ５のトナー充填量とは、そのプロセスカートリッジ５が、画像形成装置１の出荷時に内蔵されるプロセスカートリッジ５なのか、それとも交換用のプロセスカートリッジ５なのかを識別するための情報である。これは、出荷時に内蔵されるプロセスカートリッジ５と、交換用のプロセスカートリッジ５とではその内部に収容されるトナー量が異なるために、プロセスカートリッジ５自体としての寿命が来たときにおける現像ローラ３の使用状態が両者では異なるからである。また、前記現像ローラ３の走行距離に代えて、現像ローラ３の総回転数、総駆動時間、または総印字数等を用いることも可能である。また、前記現像ローラ３のリサイクル回数は、新品出荷時を０として、リサイクルするごとに１ずつを足して１、２、３・・として記録していく。また、前記プロセスカートリッジ５の初期状態における検査データとしては、例えば、現像ローラ３の径の大きさ、現像ローラ３の製造年月日、現像ローラ３の材料特性等が挙げられる。

以上、現像ローラ３のリサイクル履歴情報が記録された第１フィルム体６について説明したが、これと同様に、図２に示すように、供給ローラ４の端面４ａにも供給ローラ４のリサイクル履歴情報が記録された第２フィルム体７が貼付されている。この第２フィルム体７の構成、記録されるリサイクル履歴情報の内容については、第１フィルム体６と同様であり、ここでは詳細な説明は省略する。尚、現像ローラ３及び供給ローラ４のリサイクル履歴情報を、図示しない１つのフィルム体にまとめて記録して、このフィルム体を現像ローラ３または供給ローラ４いずれか一方の端面３ａ，４ａに貼付することも可能であるが、本実施例のように、現像ローラ３と供給ローラ４のそれぞれについてそのリサイクル履歴情報が記録されたフィルム体６，７を別々に貼付することにより、リサイクル時に、プロセスカートリッジ５を分解して現像ローラ３及び供給ローラ４を取り出して別々に取り扱っても、それぞれのリサイクル履歴情報を確実に識別することができるという利点がある。

第１ＣＣＤセンサ８（読取手段）は、第１検出窓４７を通して、第１フィルム体６に記録された現像ローラ３のリサイクル履歴情報を読み取るためのものであり、図に詳細は示さないが、第１フィルム体６に光を照射する光源と、その反射光を収束させるレンズと、収束光を電気信号に変換する電荷結合素子（Charge Coupled Device）を具備してなるものである。この第１ＣＣＤセンサ８は、図８に示すように、装置本体２の側壁２ａにおいて、第１検出窓４７に向かい合う位置に取り付けられた断面略Ｌ字形のブラケット５６の上に設置されている。また、図６に示すように、これと同様にして、装置本体２の側壁２ａにおける第２検出窓４８に向かい合う位置にもブラケット５６が取り付けられ、このブラケット５６の上に第２ＣＣＤセンサ９が設置されており、第２検出窓４８を通して、第２フィルム体７に記録された供給ローラ４のリサイクル履歴情報を読み取るものとなっている。各ＣＣＤセンサ８，９は、プロセスカートリッジ５が装置本体２に装着されたことを検知した時に、各フィルム体６，７からリサイクル履歴情報を読み取り、読み取られたリサイクル履歴情報は、コントローラ１２へ送られるものとなっている。

コントローラ１２は、図２に示すように、第１ＣＣＤセンサ８及び第２ＣＣＤセンサ９から受け取った各リサイクル履歴情報に基づいて、第１電源装置１０及び第２電源装置１１を制御し、現像ローラ３及び供給ローラ４に印加する電圧の大きさを変化させるものである。より詳細に説明するに、コントローラ１２内部には、各リサイクル履歴情報とそれに応じて現像ローラ３及び供給ローラ４に印加すべき最適の電圧値とが図示しないテーブルとして記憶されており、コントローラ１２は、第１ＣＣＤセンサ８及び第２ＣＣＤセンサ９から受け取った各リサイクル履歴情報に基づいて、前記テーブルを参照することにより現像ローラ３及び供給ローラ４に印加する電圧値を決定する。これにより、コントローラ１２から第１電源１０及び第２電源１１に対して制御信号が発せられ、現像ローラ３及び供給ローラ４に印加される電圧が適正な値へと変更されるものとなっている。

印加電圧の適正化に際しては、現像ローラ３のリサイクル回数が多くなるほど、または走行距離が長くなるほど、露光後の感光体ドラム１５の表面電位と現像ローラ３の電位との差が新品時の初期設定より大きくなるように、現像ローラ３に印加する電圧の大きさを変更する。また、供給ローラ４のリサイクル回数が多くなるほど、または走行距離が長くなるほど、現像ローラ３の電位と供給ローラ４の電位との差が新品時の初期設定より大きくなるように、供給ローラ４に印加する電圧の大きさを変更する。これにより、供給ローラ４から現像ローラ３へと供給されるトナー量、及び現像ローラ３から感光体ドラム１５へと供給されるトナー量が増加するので、現像ローラ３及び供給ローラ４の特性の変化による濃度不良等の画像不具合を防止することができる。表１は、印加電圧の適正化についてその一例を示したものである。

尚、本実施例では、各フィルム体６，７の表面に各リサイクル履歴情報を記録する手段としてインクを用い、このリサイクル履歴情報を読み取るための手段としてＣＣＤセンサ８，９を使用したが、これに限られず、例えば、図に詳細は示さないが、各フィルム体６，７の表面に記録する手段としてインクに代えて磁気インクを用い、読取手段としてＣＣＤセンサ８，９に代えて磁気センサを用いることも可能である。

本発明の実施例２について図面に基づいて説明する。図９は、本実施例に係る画像形成装置７０におけるプロセスカートリッジ７１について拡大した図であるが、図に示すように、画像形成装置７０は、現像ローラ３のリサイクル履歴情報が記録された第１フィルム体７２（第１情報提示手段）が現像ローラ３のローラ軸３３の端面３３ｂに貼付され、供給ローラ４のリサイクル履歴情報が記録された第２フィルム体７３（第２情報提示手段）が供給ローラ４のローラ軸４１の端面４１ｂに貼付された点を除いては第１実施例に係る画像形成装置１と同様であり、図において、画像形成装置１と同一の部材については同一の符号を付し、ここでは詳細な説明は省略する。

第１フィルム体７２は、図９に示すように、現像ローラ３のローラ軸３３の縦断面より若干小さく形成され、ローラ軸３３の端面３３ｂに貼付されている。この時、図１０に示すように、ローラ軸３３はその端部がケーシング２９の側壁２９ａを貫通して外部へと突出して設けられており、第１フィルム体７２はケーシング２９の外側に位置している。従って、第１フィルム体７２を読み取るための第１ＣＣＤセンサ８は、画像形成装置１の装置本体２の側壁２ａにおいて、ローラ軸３３に向かい合う位置に取り付けられたブラケット５６の上に設置されている。これにより、第１実施例のように、前記第１フィルム体６を第１ＣＣＤセンサ８で読み取るためにケーシング２９の側壁２９ａに第１検出窓４７を設ける必要がなく、ケーシング２９の加工に要する手間を削減できるとともに、前記透光部材５０が不要となる分、部品点数が減り、コスト節減を図ることができるという利点がある。

本発明の実施例３について図面に基づいて説明する。本実施例に係る画像形成装置８０は、図１１及び図１２に示すように、印加電圧適正化機構１３を構成する現像ローラ３及び供給ローラ４の各リサイクル履歴情報を提示する手段として、第１フィルム体６及び第２フィルム体７に代えて、ケーシング２９の側壁２９ａから外側に突出して設けられた複数本のピン８１を用い、また、前記各リサイクル履歴情報を読み取る手段として、前記ＣＣＤセンサ８，９に代えて、ピンの存在を検出するピン検出手段８２を用いたものであり、それ以外の点については第１実施例に係る画像形成装置１と同様であり、図において、画像形成装置１と同一の部材については同一の符号を付し、ここでは詳細な説明は省略する。

ピン８１は、図１１に示すように、略円柱形状を有する導電性部材８３の下端部に取付代８４が形成されてなるものである。本実施例では、４本のピン８１を用い、２本のピン８１ａで現像ローラ３のリサイクル回数を、残りの２本のピン８１ｂで供給ローラ４のリサイクル回数をデジタルデータとして提示することとしている。すなわち、ピン８１を取り付けることで１を、取り付けないことで０を表し、２本のピン８１ａ，８１ｂで２桁の２進数を表すことにより、リサイクル回数０回から３回までを表すこととしている。もちろん、ピン８１の本数は本実施例に限られず、リサイクル回数に応じて任意に設定することが可能である。

ピン検出手段８２は、図１２に示すように、電源装置８５に接続され、Ｖ字型の突出部８６が形成された板バネ部材８７と、トランジスタ８８を介してコントローラ１２に接続された板金部材８９とを具備してなるものであり、板バネ部材８７と板金部材８９は装置本体２の側壁２ａに取り付けられている。これにより、ケーシング２９の側壁２９ａにピン８１が取り付けられたプロセスカートリッジ９０が、装置本体２に装着された場合、板バネ部材８７の突出部８６がピン８１に接触するとともに、板金部材８９の一端部８９ａがピン８１に接触することにより、板バネ部材８７側からピン８１を介して板金部材８９側へと電流が流れ、トランジスタ８８により増幅されてコントローラ１２へと送られるものとなっている。コントローラ１２は、この電流を検出することによりピン８１の存在を検出する。一方、ケーシング２９の側壁２９ａにピン８１が取り付けられていない場合は電流が発生せず、コントローラ１２はピン８１の存在を検出しない。このようにして、コントローラ１２は、４本のピン８１それぞれについてその存在または不存在を検出することにより、現像ローラ３及び供給ローラ４についてそのリサイクル回数を検出し、これに応じて前記第１電源装置１０及び前記第２電源装置１１に対して制御信号を発して、現像ローラ３及び供給ローラ４に対する印加電圧を適正化するものとなっている。以上のように、第１情報提示手段及び第２情報提示手段をピン８１とし、読取手段をピン検出手段８２とすることにより、構造が簡易となり、ケーシング２９の加工に要する手間を削減できるとともに、コスト節減を図ることができるという利点がある。

現像ローラ及び供給ローラの使用状況に応じて、情報提示手段に記録されたリサイクル履歴情報を動的に書き換えていくことも可能である。

本発明の実施例１に係る画像形成装置１を示す概略縦断面図。 実施例１に係るプロセスカートリッジ５を示す概略縦断面図。 実施例１に係る現像ローラ３及び供給ローラ４の端部近傍を拡大した概略横断面図。 実施例１に係る同心軸受３４を示す概略斜視図。 実施例１に係る偏心軸受４２を示す概略斜視図。 実施例１に係るプロセスカートリッジ５近傍を示す概略斜視図。 実施例１に係るプロセスカートリッジ５のケーシング２９の側壁２９ａを拡大した図。 実施例１に係る現像ローラ３の端部近傍を拡大した概略縦断面図。 本発明の実施例２に係る画像形成装置７０のプロセスカートリッジ７１を示す概略縦断面図。 実施例２に係るプロセスカートリッジ７１の近傍を示す概略斜視図。 実施例３に係るプロセスカートリッジ９０の近傍を示す概略斜視図。 実施例３に係るピン８１及びピン検出手段８２の構成を示す図。 リサイクル前における、現像ローラ３及び供給ローラ４の端部近傍を拡大した概略横断面図。

符号の説明

１，７０，８０ 画像形成装置
２ 装置本体
３ 現像ローラ
４ 供給ローラ
５，７１，９０ プロセスカートリッジ
６ 第１フィルム体（第１情報提示手段）
７ 第２フィルム体（第２情報提示手段）
８ 第１ＣＣＤセンサ（読取手段）
９ 第２ＣＣＤセンサ（読取手段）
１５ 感光体ドラム
２９ ケーシング
３２ ウレタンゴム部材（ローラ本体）
３３ ローラ軸（現像ローラ）
４０ スポンジ材（ローラ本体）
４１ ローラ軸（供給ローラ）
８１ ピン
８２ ピン検出手段
Ｔ トナー

Claims (16)

1. 装置本体と、この装置本体に着脱自在に設けられ、トナーを収容するためのケーシング、感光体ドラム上に形成された潜像を現像する現像ローラ、及びこの現像ローラにトナーを供給する供給ローラを収容するプロセスカートリッジとを具備してなる画像形成装置であって、
   前記現像ローラのリサイクル履歴情報を提示する第１情報提示手段が前記現像ローラに、前記供給ローラのリサイクル履歴情報を提示する第２情報提示手段が前記供給ローラにそれぞれ取り付けられ、
   前記第１情報提示手段及び前記第２情報提示手段から前記各リサイクル履歴情報を読み取る読取手段が前記装置本体に設けられたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記現像ローラ及び前記供給ローラは、両端部が前記ケーシングに回転自在に支持されたローラ軸と、このローラ軸の周りに設けられたローラ本体とを有してなり、前記第１情報提示手段及び前記第２情報提示手段は、前記ローラ本体の端面にそれぞれ取り付けられたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記現像ローラ及び前記供給ローラは、両端部が前記ケーシングを貫通して回転自在に支持されたローラ軸と、このローラ軸の周りに設けられたローラ本体とを有してなり、前記第１情報提示手段及び前記第２情報提示手段は、前記ローラ軸の端面にそれぞれ取り付けられたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記第１情報提示手段及び前記第２情報提示手段は、前記現像ローラまたは前記供給ローラの前記各リサイクル履歴情報がデジタルデータとして記録されたフィルム体であることを特徴とする請求項１乃至３記載の画像形成装置。
5. 前記第１情報提示手段及び前記第２情報提示手段は、前記フィルム体上に前記現像ローラまたは前記供給ローラの前記各リサイクル履歴情報がインクにて記録されてなり、前記読取手段は、撮像素子であることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記第１情報提示手段及び前記第２情報提示手段は、前記フィルム体上に前記現像ローラまたは前記供給ローラの前記各リサイクル履歴情報が磁気インクにて記録されてなり、前記読取手段は、磁気センサであることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
7. 前記読取手段によって読み取られた前記現像ローラの前記リサイクル履歴情報に基づいて、前記現像ローラへの印加電圧の大きさを適正化することを特徴とする請求項１乃至６記載の画像形成装置。
8. 前記現像ローラへの印加電圧の適正化は、前記現像ローラのリサイクル回数が多くなるほど、または、走行距離が長くなるほど、前記感光体ドラムの露光後の表面電位と前記現像ローラの電位との差が大きくなるように、前記現像ローラに印加する電圧の大きさを変更することを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
9. 前記読取手段によって読み取られた前記供給ローラの前記リサイクル履歴情報に基づいて、前記供給ローラへの印加電圧の大きさを適正化することを特徴とする請求項１乃至８記載の画像形成装置。
10. 前記供給ローラへの印加電圧の適正化は、前記供給ローラのリサイクル回数が多くなるほど、または、走行距離が長くなるほど、前記現像ローラの電位と前記供給ローラの電位との差が大きくなるように、前記供給ローラに印加する電圧の大きさを変更することを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
11. 装置本体と、この装置本体に着脱自在に設けられ、トナーを収容するためのケーシング、感光体ドラム上に形成された潜像を現像する現像ローラ、及びこの現像ローラにトナーを供給する供給ローラを収容するプロセスカートリッジとを具備してなる画像形成装置であって、
    前記現像ローラのリサイクル履歴情報及び前記供給ローラのリサイクル履歴情報を、デジタルデータとして提示する複数本のピンが、前記ケーシングの側壁から外側へと突出するようにして取り付けられ、このピンの存在を検出するピン検出手段が、前記装置本体に設けられたことを特徴とする画像形成装置。
12. 前記各ピンは導電性部材からなり、前記ピン検出手段は、前記各ピンを介して流れる電流を検出した時に前記各ピンの存在を検出することを特徴とする請求項１１記載の画像形成装置。
13. 前記ピン検出手段によって検出された前記現像ローラの前記リサイクル履歴情報に基づいて、前記現像ローラへの印加電圧の大きさを適正化することを特徴とする請求項１１及び１２記載の画像形成装置。
14. 前記現像ローラへの印加電圧の適正化は、前記現像ローラのリサイクル回数が多くなるほど、または、走行距離が長くなるほど、前記感光体ドラムの露光後の表面電位と前記現像ローラの電位との差が大きくなるように、前記現像ローラに印加する電圧の大きさを変更することを特徴とする請求項１３記載の画像形成装置。
15. 前記ピン検出手段によって検出された前記供給ローラの前記リサイクル履歴情報に基づいて、前記供給ローラへの印加電圧の大きさを適正化することを特徴とする請求項１１乃至１４記載の画像形成装置。
16. 前記供給ローラへの印加電圧の適正化は、前記供給ローラのリサイクル回数が多くなるほど、または、走行距離が長くなるほど、前記現像ローラの電位と前記供給ローラの電位との差が大きくなるように、前記供給ローラに印加する電圧の大きさを変更することを特徴とする請求項１５記載の画像形成装置。

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