JP3542402B2 - Process cartridge - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、記録媒体に画像を形成する例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ及びワードプロセッサなどの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関するものである。
【0002】
なお、本願明細書にて、プロセスカートリッジとは、プロセス手段としての帯電手段、現像手段又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、例えば電子写真複写機、電子写真プリンタなどの画像形成装置本体に対して着脱可能とするものであるか、又は、前記プロセス手段としての帯電手段、現像手段及びクリーニング手段の少なくとも一つと、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画像形成装置本体に対して着脱可能とするものであるか、更には、前記プロセス手段としての現像手段と、電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものをいう。
【0003】
【従来の技術】
電子写真複写機、電子写真プリンタなどの電子写真記録方式を用いた画像形成装置は、電子写真感光体に一様帯電を行なった後、画像情報に応じた露光を行なって静電潜像を形成し、次いで、現像手段にて前記潜像に現像剤を付着させて可視画像(トナー像)とし、その後このトナー像を記録媒体に転写して画像を得る。
【0004】
このような装置においては、電子写真感光体、帯電手段、現像手段、クリーニング手段等を枠体内にまとめてカートリッジ化することにより、ユーザー自身がプロセスカートリッジを画像形成装置本体に対して交換自在とすることによって、メンテナンスを容易にしたものが実用化されている。
【0005】
このようなカートリッジは装置本体に対して着脱の機会が多いため、装置本体内にカートリッジが装着されているか否かを検出して確認する必要が生じる。
【0006】
従来よりカートリッジの装着有無の検出はタクトスイッチやアクチュエータといった機械的構造部品によって行われていた。即ち、カートリッジが装置本体に装着されると、アクチュエータによりタクトスイッチをオンとし、カートリッジが装置本体から取り出されるとアクチュエータによりタクトスイッチをオフとする。アクチュエータにより作動されるタクトスイッチからのオン、オフ信号によりプロセスカートリッジの装着の有無が判定される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前述の従来技術を更に発展させたものである。
【0008】
そこで、本発明の目的は、タクトスイッチやアクチュエータといった機械的部品を用いないので、機械的制約が少なく、装置の小型化が可能であり、又装置価格を増大させることのないプロセスカートリッジを提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係るプロセスカートリッジにて達成される。要約すれば、本発明は、画像形成装置本体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形成された静電潜像を現像するための現像剤担持体と、
前記現像剤担持体によって、前記静電潜像を現像するために用いられる現像剤を収納するための現像剤収納容器と、
前記現像剤担持体を支持する現像枠体と、
前記現像剤収納容器と前記現像枠体とを結合する、金属部材である接続部材であって、前記現像剤収納容器、及び、前記現像枠体の外側に配置された接続部材と、
を有し、
前記現像剤担持体に印加電圧を印加することによって生じる、前記現像剤担持体と前記接続部材との間に生じる静電容量の値によって、前記プロセスカートリッジの前記画像形成装置本体への装着の有無が前記画像形成装置本体によって検出されるように構成したことを特徴とするプロセスカートリッジである。
【0013】
【実施例】
以下、本発明に係るプロセスカートリッジを図面に則して更に詳しく説明する。
【0014】
実施例1
先ず、図3を参照して、本発明に従って構成されるプロセスカートリッジ100を装着可能な画像形成装置101の一実施例を説明する。本実施例にて、画像形成装置101は、電子写真プリンタとされるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0015】
本実施例にて、画像形成装置101はプロセスカートリッジ100を備えており、このプロセスカートリッジ100は、例えば電子写真感光体とされるドラム状の像担持体、即ち、感光体ドラム10と、その周囲に配置された帯電手段2、現像手段3、クリーニング手段4などの画像形成用のプロセス手段とを有する。本実施例では、帯電ローラとされる帯電手段2及びクリーニングブレード4Aを備えたクリーニング手段4は、廃トナー容器枠体16内に一体に組込まれ、現像スリーブのような現像剤担持体3Aを備えた現像手段3は、現像容器枠体17内に一体に組込まれ、更に、この現像容器枠体17に供給する現像剤Tを収容したトナー容器枠体18が前記現像容器枠体17に隣接して配置される。これら廃トナー容器枠体16、現像容器枠体17及びトナー容器枠体18は、プラスチック製とされ、これら枠体16、17、18を適当な接続手段により結合し、一体化されている。
【0016】
このプロセスカートリッジ100は、画像形成装置内に設けられたカートリッジ装着手段5を介して画像形成装置本体101に対して脱着自在とされる。プロセスカートリッジ100を装置本体101に対して着脱するには、本実施例では装置本体101の上部に配置された装置本体蓋(ドア)111を開くことによって行なう。即ち、装置本体101の上部にはヒンジ111aによって開閉可能な装置本体蓋111が取付けられており、この装置本体蓋111をヒンジ111aの回りに揺動することによって開くと、装置本体101内にはカートリッジ装着スペースが設けてあり、装置本体開口部111bを介してプロセスカートリッジ100を装置本体内へと挿入し、装着手段5によって担持することにより、プロセスカートリッジ100は画像形成装置101に取り外し可能に装着される。
【0017】
又、感光体ドラム10の下方の装置本体101には、転写帯電手段110が配置される。この転写帯電手段110に対し給紙側には給紙トレイ104、給紙ローラ105、レジストローラ106が配置され、一方、排紙側には、定着手段107、排出ガイド108、排出ローラ109、排紙トレイ103が配置される。
【0018】
更に、図3にて、プロセスカートリッジ100の左側上部には、露光手段であるスキャナユニット102が配置され、画像情報に基づいた画像光を感光体ドラム10へと照射する。スキャナユニット102は、レーザドライバ、スキャナモータドライバ、光学系などで構成される。
【0019】
上記構成にて、画像形成装置101は、帯電手段2により一様帯電された感光体ドラム10上に、露光手段102により画像情報に基づいた画像光が照射されると、感光体ドラム10表面を選択的に露光して画像情報に応じた潜像を形成する。この静電潜像は感光体ドラム10の回転に伴ない現像手段3に対向する位置に送られる。現像手段3は、現像スリーブ3Aにて現像剤(トナー)を担持し搬送し、感光体ドラム10上の潜像を可視画像、即ち、トナー像とする。
【0020】
一方、給紙トレイ104内の転写紙のような記録媒体Pは、給紙ローラ105によりレジストローラ106に送られ、更に、このレジストローラ106によってタイミングを合わされて感光体ドラム10と転写帯電手段110との間に搬送される。そして、転写帯電手段110の作用により、この転写紙P上に感光体ドラム10上のトナー像が転写される。
【0021】
転写されたトナー像を担持する転写紙Pは、定着手段107に送られてそのトナー像が永久像とされた後、排出ガイド108、排出ローラ109により排紙トレイ103上に積載される。
【0022】
又、転写の終了した感光体ドラム10は、その残留トナーがクリーニング手段4のブレード4Aにより除去され、次の画像形成工程に供される。
【0023】
次に、本発明に従ったプロセスカートリッジ100について更に説明する。
【0024】
図1に、上述したプロセスカートリッジ100の詳細が示される。本実施例にて、プロセスカートリッジ100は、例えば電子写真感光体とされるドラム状の像担持体、即ち、感光体ドラム10と、少なくとも1つのプロセス手段を備えている。
【0025】
ここで、プロセス手段としては、例えば感光体ドラム10の表面を帯電させる帯電手段2、感光体ドラム10にトナー像を形成する現像手段3、感光体ドラム10表面に残留したトナーを除去するためのクリーニング手段4などがある。本実施例のプロセスカートリッジ100は、図1に示すように、感光体ドラム10の周囲に帯電手段2、トナー(現像剤)Tを収納した現像手段3、及びクリーニング手段4を配置し、それぞれ廃トナー容器枠体16及び現像容器枠体17で覆って一体的にカートリッジ化され、画像形成装置本体101に対して着脱自在に構成されている。
【0026】
上述したように、本実施例によれば、プロセスカートリッジ100は、廃トナー容器枠体16、現像容器枠体17及びトナー容器枠体18の大きく3つの枠体からなるフレームにて構成され、一体的に結合されるが、本実施例では、現像容器枠体17とトナー容器枠体18とは、図1及び図2にて理解されるように、金属部材13にて両枠体17、18の隣接する底部がカートリッジの幅方向に沿って一体に接続される。従って、金属部材13は現像スリーブ11と静電容量を構成する位置関係にある。更に、この接続部材である金属部材13は、カートリッジ100を装置本体101に装着したとき電気的に画像形成装置101に接続するための接点板として、更には、検出信号取り出しのための検出部材としての機能も兼ねている。
【0027】
プロセスカートリッジ100が画像形成装置101に装着された場合の電気的接続態様を図4及び図5に示す。
【0028】
本実施例によれば、図1及び図2を参照すれば理解されるように、プロセスカートリッジ100のフレーム底部の一側部には、更に、プロセスカートリッジ100の接点板14、15が配置されている。この接点板14及び15は、それぞれ現像スリーブ3A及び帯電手段2に接続されている。又、プロセスカートリッジ100のこれら接点板13、14、15は、プロセスカートリッジ100が装置本体101に装着されたとき、装置本体に設けられている接点113、114、115にそれぞれ接続される。
【0029】
装置本体101には制御部112が設置されており、この制御部112は、図5に示すように、帯電手段2及び現像スリーブ3Aへと高圧を出力するための高圧電源部152、カートリッジ100の装着有無を検出する検出回路153、その他、図示していないが低圧電源部、駆動回路などを有する。装置本体101には、更に、シーケンスコントローラ154、イメージコントローラ151及び表示部155が設けられており、前記カートリッジ有無検出回路153からの検出信号は、シーケンスコントローラ154及びイメージコントローラ151を介して表示部155に伝達され、カートリッジ100が装着されていないときは、そのことをユーザに知らせる。カートリッジ100の装着有無検出については後で詳しく説明する。
【0030】
前記装置本体101の接点113、114、115は、画像形成装置の制御部112へと電気的に連結しており、金属部材(接点板)13に接続された接点113は、制御部112のカートリッジの装着有無検出回路153の入力接点118に接続され、現像スリーブ3Aの接点板14に接続される接点114は、制御部112の高圧電源部152の現像出力回路の出力部117に接続されており、帯電手段2の接点板15に接続される接点115は、制御部112の高圧電源部152の帯電出力回路の出力部116に接続されている。
【0031】
従って、装置本体101の制御部112でつくられた帯電出力は出力部116より出力され、装置本体の接点115及びプロセスカートリッジ100の接点板15を介して帯電手段ローラ2に給電される。同様に、制御部112からの現像出力も出力部117より出力され、装置本体の接点114及びプロセスカートリッジ100の接点板14を介して現像スリーブ3Aに給電される。
【0032】
又、現像スリーブ3Aに印加された現像出力、例えば矩形波高圧AC出力+DC高圧出力は、現像スリーブ3Aと金属部材13間の静電容量Cを介して装置本体の制御部112の接点118に入力される。
【0033】
次に、カートリッジの装着有無を検出するための電気的検出回路の一実施例について図6及び図7を参照して説明する。
【0034】
本実施例にて、電気的検出回路は、図6に示すように、接点118からの信号が入力される入力部133と、入力部133で検出された信号をピークホールドするピークホールド回路130と、その結果を基準電圧と比較するコンパレータ131とを有し、プロセスカートリッジ100の装着の有無を判定する。
【0035】
図7に、前記電気検出回路の具体的回路の一実施例を示す。入力部133には、現像スリーブ3Aに印加された現像出力信号が、現像スリーブ3Aと金属部材13間の静電容量Cを介して装置本体の制御部112の接点118に入力される。入力部133では、現像スリーブ3Aと金属部材13間の静電容量Cと抵抗132、121、122とにより微分回路が形成されるため、矩形波とされる現像出力(現像スリーブ印加電圧)は、図8に示されるように、微分されてパルス状の検出波形となる。又、マイナス出力はダイオード120によってクランプされる。この入力部113からの検出信号は、ピークホールド回路130へと入力される。
【0036】
ピークホールド回路130は、オペアンプ123、ダイオード124、抵抗125、コンデンサ126などから構成され、上記入力部113からの検出信号は、ピークホールド回路によりDC電圧に変換される。この変換された信号は、コンパレータ128により基準電圧127と比較され、プロセスカートリッジ(CRG)有無検出信号129として判定される。
【0037】
従って、画像形成装置101にプロセスカートリッジ100が装着されている場合には、制御部112に接点118より現像出力信号が入力するため、コンパレータ128への入力信号が基準電圧127より大きくなるように設定しておくことによって、CRG有無検出信号129はハイレベルとなる。又、プロセスカートリッジ100が装着されていない場合には、接点118よりの現像出力信号が制御部112に入力しないため、コンパレータ128への入力はゼロレベルとなり、コンパレータ128はロウレベルをCRG有無検出信号129として出力する。
【0038】
図9に本実施例の作動態様を示すフローチャートを参照するとより良く理解されるように、画像形成装置101の電源投入時若しくは装置本体蓋(ドア)111が閉じられた場合には、画像形成装置は初期動作を行なう(S10)。このとき制御部112は高圧を出力し、カートリッジの装着の有無の判定を行なう(S11〜S13)。つまり、制御部112では、現像高圧を出力し、CRG有無検出信号129がハイレベル(False)であればプロセスカートリッジ100が装着されていると判断し、スタンバイ(プリント待ち)の状態になり(S13)、画像形成のための動作に入る。しかし、CRG有無検出信号129がロウレベル(True)であれば、プロセスカートリッジ100が装着されていないと判断し、画像形成動作を停止すると共に、シーケンスコントローラ154はカートリッジ無しをイメージコントローラ151に伝える(S14)。イメージコントローラ151は、表示部155によりプロセスカートリッジ100が未装着であることをユーザに報知する。
【0039】
参考例1
図10に本発明のプロセスカートリッジ100の第1の参考例を示す。本参考例にてプロセスカートリッジ100は、実施例1と同様の構成とされ、同じ構成及び作用をなす箇所には同じ参照番号を付し、説明は省略する。
【0040】
本参考例の特徴は、現像スリーブ3Aと検出部材19との間にインピーダンス素子20を電気的に接続し、インピーダンスの有無を検出することでプロセスカートリッジ100の画像形成装置への装着の有無を判定する構成にある。
【0041】
前記検出部材19は、実施例1で説明した接点板14、15と同じく、プロセスカートリッジのフレーム底部の、本参考例ではトナー容器枠体18の底部の一側部に配置され、プロセスカートリッジ100が装置本体101に装着されたとき、装置本体に設けられている接点113に接続される。この接点113は、上述したように、制御部112の接点118を介してカートリッジ装着有無検出回路に接続される。もし、プロセスカートリッジ100に、実施例1で説明したように、現像容器枠体17とトナー容器枠体18とを結合する接続部材としての金属部材13が設けられている場合には、前記検出部材19は、この金属部材13にて代用することも可能である。
【0042】
本参考例においても、カートリッジの装着有無を検出するための電気的検出回路は、図6及び図7に例示した検出回路と同様のものを使用し得る。ただ、本参考例ではインピーダンス素子20として、コンデンサ、抵抗、バリスタ等を使用でき、その時の現像スリーブ3Aへの印加電圧(矩形波高圧AC出力+DC高圧出力)と検出波形は図11に示す通りである。
【0043】
つまり、図11(1)は、インピーダンス素子20がコンデンサとされる場合であり、検出波形は微分波形となる。図11(2)は、インピーダンス素子20が抵抗とされる場合であり、現像出力をインピーダンス素子(抵抗)20と、図7の入力部133の抵抗132などで分圧した波形が得られる。又、図11(3)は、インピーダンス素子20がバリスタとされる場合であり、現像出力からバリスタ電圧を引いた電圧が得られる。
【0044】
本参考例では、インピーダンス20として何を使用するかによって検出回路の定数設定などを最適にする必要がある。又、インピーダンス素子20に挿入する素子は、コンデンサ、抵抗、バリスタを2つ以上組合せて並列又は直列接続した構成とすることも可能である。
【0045】
以上の構成により、実施例1で説明したと同様に、画像形成装置101へのプロセスカートリッジ100の装着の有無が判定される。
【0046】
参考例2
図12に本発明のプロセスカートリッジ100の第2の参考例を示す。本参考例にてロセスカートリッジ100は、実施例1と同様の構成とされ、同じ構成及び作用をなす箇所には同じ参照番号を付し、説明は省略する。
【0047】
本参考例の特徴は、帯電手段2と検出部材19との間にインピーダンス素子21を電気的に接続し、インピーダンスの有無を検出することでプロセスカートリッジ100の画像形成装置への装着の有無を判定する構成にある。
【0048】
本参考例においても、カートリッジの装着有無を検出するための電気的検出回路は、図6及び図7に例示した検出回路と同様のものを使用し得る。ただ、本参考例のインピーダンス素子21としては、参考例1と同様に、コンデンサ、抵抗、バリスタ等を使用できる。その時の現像スリーブへの印加電圧(矩形波高圧AC出力+DC高圧出力)と検出波形を図13に示す。
【0049】
図13(1)は、インピーダンス素子21がコンデンサとされる場合であり、図13(2)は、インピーダンス素子21が抵抗とされる場合であり、又、図13(3)は、インピーダンス素子21としてバリスタを使用した場合である。
【0050】
本参考例においても、インピーダンス20として何を使用するかによって検出回路の定数設定などを最適にする必要がある。又、インピーダンス素子21に挿入する素子はコンデンサ、抵抗、バリスタを2つ以上組合せて並列又は直列接続した構成とすることも可能である。
【0051】
以上の構成により、実施例1で説明したと同様にして、画像形成装置101へのプロセスカートリッジ100の装着の有無が判定される。
【0052】
参考例3
図14に本発明のプロセスカートリッジ100の第3の参考例を示す。本参考例にてプロセスカートリッジ100は、実施例1と同様の構成とされ、同じ構成及び作用をなす箇所には同じ参照番号を付し、説明は省略する。
【0053】
本参考例の特徴は、感光ドラム10と検出部材19との間に電源電池22を挿入し、プロセスカートリッジ100の画像形成装置への装着の有無を判定する構成にある。
【0054】
更に説明すると、図4及び図5に図示するように、感光体ドラム10は、ドラムアース接点26を有しており、プロセスカートリッジ100が画像形成装置101に装着された際には、感光体ドラム10は、このドラムアース接点26を介して画像形成装置本体101に設けられたドラムアース接点25に接続される。この装置本体101のドラムアース接点25は、制御部112のドラムアース接点150に接続されている。
【0055】
本参考例によれば、図14に示すように、プロセスカートリッジ100のフレームの外側に、トナー容器枠体18の底部に設けた検知部材19と、感光体ドラム10のドラムアース接点26との間に電源である電池22が接続される。プロセスカートリッジ100が画像形成装置へと装着されると、この検知部材19が装置本体101のドラムアース接点25を介して制御部112のドラムアース接点150に接続される。
【0056】
従って、本参考例では、プロセスカートリッジ有無検出回路は検出部材19からの電圧の有無を検出するだけで良いため、図7に示す検出回路は、基準電圧127とコンパレータ128だけで構成できる。
【0057】
以上の構成により、実施例1で説明したと同様にして、画像形成装置101へのプロセスカートリッジ100の装着の有無が判定される。
【0058】
参考例4
図15は、カートリッジ化された現像装置200を示す。
【0059】
本参考例の現像装置200は、上記実施例1で説明したプロセスカートリッジ100から、感光体ドラム10、帯電手段2、クリーニングブレード4Aなどが一体に取り付けられている廃トナー容器枠体16を除いて一体化したカートリッジと考えることができる。従って、実施例1のプロセスカートリッジ100と同じ構成及び作用を成すものには同じ参照番号を付し、説明を援用する。
【0060】
つまり、上記実施例1によれば、プロセスカートリッジ100は、廃トナー容器枠体16、現像容器枠体17及びトナー容器枠体18の大きく3つの枠体から構成され、これら枠体が一体に結合されていたが、本参考例の現像装置200は、現像容器枠体17及びトナー容器枠体18の2つの枠体が一体に結合され、カートリッジ化される。
【0061】
この現像装置200においても、プロセスカートリッジ100の場合と同様に、現像装置のフレームに金属部材13及び接点14を設け、実施例1と同様に作動させることにより、現像装置の有無の検知をなすことができる。
【0062】
勿論、実施例1以外の、即ち、上記参考例1にて説明したプロセスカートリッジ100においても、図16に示すように、現像容器枠体17及びトナー容器枠体18の2つの枠体のみを一体に結合し、カートリッジ化し、現像装置とすることができる。この現像装置200においても、プロセスカートリッジ100の場合と同様に、現像装置のフレームに検知部材19及び接点14を設け、参考例1と同様に作動させることにより、現像装置の有無の検知をなすことができる。
【0063】
尚、前述の実施例及び参考例によれば、フレーム(容器)の外側に検知部材を設けたので、フレーの内側、即ち容器内に検知部材を設置した場合と比べて、トナー漏れの生ずるおそれがない。
つまり、前述の実施例及び参考例によれば、プロセスカートリッジ或は現像装置の容器の外側に、検知部材を設け、この検知部材からの検知信号、即ち、静電容量、インピーダンス或は電圧を検知することによって、プロセスカートリッジ或は現像装置の有無を検出する構成とされるので、タクトスイッチやアクチュエータといった機械的構成部品を使用する必要がなく、機械的制約が少なく、装置の小型化が可能であり、又装置価格を増大させることがないといった効果を奏し得る。
【0064】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、現像剤収納容器と現像枠体とを結合する金属部材である接続部材を、プロセスカートリッジの画像形成装置本体への装着の有無を検出するのに用いることによって、接続部材に機能を兼用させることができ、装置の小型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のプロセスカートリッジを示す断面図である。
【図2】図1のプロセスカートリッジの底面図である。
【図3】本発明のプロセスカートリッジを適用した画像形成装置の一実施例の全体構成を示す断面図である。
【図4】図1のプロセスカートリッジ及び画像形成装置本体の電気的接続態様を示す図である。
【図5】プロセスカートリッジ有無検出手段の概略構成図である。
【図6】プロセスカートリッジ有無検出電気回路のブロック図である。
【図7】プロセスカートリッジ有無検出電気回路の一実施例を示す回路図である。
【図8】図1のプロセスカートリッジにおけるプロセスカートリッジ有無検出電気回路の動作波形を示す図である。
【図9】プロセスカートリッジ有無検出動作のフローチャートである。
【図10】本発明の参考例のプロセスカートリッジを示す断面図である。
【図11】図10のプロセスカートリッジにおけるプロセスカートリッジ有無検出電気回路の動作波形を示す図である。
【図12】本発明の他の参考例のプロセスカートリッジを示す断面図である。
【図13】図12のプロセスカートリッジにおけるプロセスカートリッジ有無検出電気回路の動作波形を示す図である。
【図14】本発明の他の参考例のプロセスカートリッジを示す断面図である。
【図15】本発明の他の参考例の現像装置を示す断面図である。
【図16】本発明の他の参考例の現像装置を示す断面図である。
【符号の説明】
2 帯電手段
3 現像手段
3A 現像剤担持体
4 クリーニング手段
5 装着手段
10 像担持体(感光体ドラム)
13、19 金属部材(検出部材)
14、15 接点板
16 廃トナー容器枠体
17 現像容器枠体
18 トナー容器枠体
20、21 インピーダンス素子
22 電源(電池)
100 プロセスカートリッジ
101 画像形成装置本体
200 現像装置[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus for forming an image on a recording medium, such as an electrophotographic copying machine, an electrophotographic printer, and a word processor.Process cartridge that can be attached to and detached from the deviceIt is about.
[0002]
In the specification of the present application, a process cartridge refers to a charging unit, a developing unit or a cleaning unit as a process unit, and an electrophotographic photosensitive member, which are integrally formed into a cartridge. A cartridge which is detachably mountable to an image forming apparatus main body such as a photographic printer, or in which at least one of a charging unit, a developing unit and a cleaning unit as the process unit and an electrophotographic photosensitive member are integrally formed. The cartridge may be detachable from the main body of the image forming apparatus, or the developing means as the process means and the electrophotographic photosensitive member may be integrally formed into a cartridge, and the cartridge may be formed into an image forming apparatus. It refers to one that can be attached to and detached from the device main body.
[0003]
[Prior art]
2. Description of the Related Art An image forming apparatus using an electrophotographic recording method, such as an electrophotographic copying machine and an electrophotographic printer, forms an electrostatic latent image by uniformly charging an electrophotographic photosensitive member and then performing exposure according to image information. Then, a developer is attached to the latent image by a developing unit to form a visible image (toner image), and then the toner image is transferred to a recording medium to obtain an image.
[0004]
In such an apparatus, the electrophotographic photosensitive member, the charging means, the developing means, the cleaning means, and the like are collectively formed into a cartridge into a cartridge, so that the user himself can replace the process cartridge with the image forming apparatus main body. As a result, a device that facilitates maintenance has been put to practical use.
[0005]
Since such a cartridge is frequently attached to and detached from the apparatus main body, it is necessary to detect and confirm whether or not the cartridge is mounted in the apparatus main body.
[0006]
Conventionally, the presence or absence of the mounting of the cartridge has been detected by mechanical structural components such as a tact switch and an actuator. That is, when the cartridge is mounted on the apparatus main body, the tact switch is turned on by the actuator, and when the cartridge is removed from the apparatus main body, the tact switch is turned off by the actuator. The presence or absence of the mounting of the process cartridge is determined based on the on / off signal from the tact switch operated by the actuator.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention is a further development of the prior art described above.
[0008]
Therefore, an object of the present invention is to provide a process that does not use mechanical parts such as a tact switch and an actuator, and thus has less mechanical restrictions, can be downsized, and does not increase the price of the device.CartridgeTo provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The above object is a process according to the present invention.In cartridgeAchieved. In summary, the present invention relates to a process cartridge detachable from the image forming apparatus main body,
Electrophotographic photoreceptorWhen,
For developing an electrostatic latent image formed on the electrophotographic photosensitive member.A developer carrier,
A developer accommodating container for accommodating a developer used for developing the electrostatic latent image by the developer carrier;
A developing frame supporting the developer carrier,
A connection member that is a metal member that couples the developer storage container and the development frame body, the developer storage container, and a connection member disposed outside the development frame body,
Has,
By applying an applied voltage to the developer carrier, by the value of the capacitance generated between the developer carrier and the connection member,Of the process cartridgeSaidWhether it is attached to the image forming apparatus bodyDepends on the image forming apparatus main body.To be detectedConstitutionProcess cartridge characterized by the following:It is.
[0013]
【Example】
Hereinafter, the present inventionSuch a process cartridgeThis will be described in more detail with reference to the drawings.
[0014]
Example 1
First, an embodiment of an
[0015]
In this embodiment, the
[0016]
The
[0017]
Further, a
[0018]
Further, in FIG. 3, a
[0019]
With the above configuration, the
[0020]
On the other hand, a recording medium P such as transfer paper in the
[0021]
The transfer paper P carrying the transferred toner image is sent to the fixing
[0022]
Further, the residual toner on the
[0023]
Next, the
[0024]
FIG. 1 shows the details of the
[0025]
Here, as the process means, for example, a charging means 2 for charging the surface of the
[0026]
As described above, according to the present embodiment, the
[0027]
FIGS. 4 and 5 show electrical connections when the
[0028]
According to the present embodiment, as will be understood with reference to FIGS. 1 and 2,
[0029]
As shown in FIG. 5, the
[0030]
The
[0031]
Accordingly, the charging output generated by the
[0032]
Further, the development output applied to the developing
[0033]
Next, an embodiment of an electrical detection circuit for detecting whether or not a cartridge is mounted will be described with reference to FIGS.
[0034]
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the electrical detection circuit includes an
[0035]
FIG. 7 shows an embodiment of a specific circuit of the electric detection circuit. A development output signal applied to the developing
[0036]
The
[0037]
Therefore, when the
[0038]
As can be better understood with reference to the flowchart of FIG. 9 showing the operation mode of the present embodiment, when the power of the
[0039]
Reference Example 1
FIG. 10 shows a
[0040]
BookReference exampleThe feature is that the
[0041]
The
[0042]
BookReference exampleIn this case, the same electrical detection circuit as that shown in FIGS. 6 and 7 can be used as the electrical detection circuit for detecting whether or not the cartridge is mounted. Just a bookReference exampleIn this case, a capacitor, a resistor, a varistor, or the like can be used as the
[0043]
That is, FIG. 11A shows a case where the
[0044]
BookReference exampleThen, it is necessary to optimize the setting of the constant of the detection circuit and the like depending on what is used as the
[0045]
With the above configuration, it is determined whether or not the
[0046]
Reference Example 2
FIG. 12 shows a
[0047]
BookReference exampleIs characterized in that the impedance element 21 is electrically connected between the charging means 2 and the
[0048]
BookReference exampleIn this case, the same electrical detection circuit as that shown in FIGS. 6 and 7 can be used as the electrical detection circuit for detecting whether or not the cartridge is mounted. Just a bookReference exampleAs the impedance element 21 ofReference Example 1Similarly, a capacitor, a resistor, a varistor and the like can be used. FIG. 13 shows the voltage applied to the developing sleeve (rectangular wave high voltage AC output + DC high voltage output) and the detected waveform at that time.
[0049]
13A shows a case where the impedance element 21 is a capacitor, FIG. 13B shows a case where the impedance element 21 is a resistor, and FIG. 13C shows a case where the impedance element 21 is a resistor. Is a case where a varistor is used.
[0050]
BookReference exampleIn this case, it is necessary to optimize the constant setting of the detection circuit depending on what is used as the
[0051]
With the above configuration, it is determined whether the
[0052]
Reference Example 3
FIG. 14 shows a
[0053]
BookReference exampleIs characterized in that a
[0054]
More specifically, as shown in FIGS. 4 and 5, the
[0055]
BookReference exampleAccording to FIG. 14, as shown in FIG.To the
[0056]
Therefore, the bookReference exampleIn this case, since the process cartridge presence / absence detection circuit only needs to detect the presence / absence of the voltage from the
[0057]
With the above configuration, it is determined whether the
[0058]
Reference example 4
FIG.Is a cartridge1 shows the developed developing
[0059]
BookReference exampleIs integrated with the
[0060]
That is, according to the first embodiment, the
[0061]
Also in this developing
[0062]
Of course, other than the first embodiment, that is,Reference Example 1Also in the
[0063]
Note that the aforementionedExamples and Reference ExamplesAccording to the method, since the detection member is provided outside the frame (container), there is no possibility of toner leakage as compared with the case where the detection member is provided inside the frame, that is, inside the container.
That is, according to the above-described embodiment and the reference example, a detection member is provided outside the process cartridge or the container of the developing device, and a detection signal from this detection member, that is, a capacitance, an impedance, or a voltage is detected. This makes it possible to detect the presence or absence of a process cartridge or a developing device. Therefore, there is no need to use mechanical components such as a tact switch and an actuator, so that there are few mechanical restrictions and the size of the device can be reduced. In addition, there can be provided an effect that the price of the apparatus is not increased.
[0064]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention,By using a connection member, which is a metal member that couples the developer storage container and the development frame, to detect whether or not the process cartridge is attached to the image forming apparatus main body, the connection member can also have a function. Can be realized and the size of the device can be reduced..
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a process cartridge according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a bottom view of the process cartridge of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an entire configuration of an embodiment of an image forming apparatus to which the process cartridge of the present invention is applied.
FIG. 4 is a diagram illustrating an electrical connection between the process cartridge and the image forming apparatus main body of FIG. 1;
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a process cartridge presence / absence detection unit.
FIG. 6 is a block diagram of a process cartridge presence / absence detection electric circuit.
FIG. 7 is a circuit diagram showing an embodiment of a process cartridge presence / absence detection electric circuit.
8 is a diagram showing operation waveforms of a process cartridge presence / absence detection electric circuit in the process cartridge of FIG. 1;
FIG. 9 is a flowchart of a process cartridge presence / absence detection operation.
FIG. 10 of the present invention.Reference exampleFIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the process cartridge of FIG.
11 is a diagram showing operation waveforms of a process cartridge presence / absence detection electric circuit in the process cartridge of FIG.
FIG. 12 shows another example of the present invention.Reference exampleFIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the process cartridge of FIG.
13 is a diagram showing operation waveforms of a process cartridge presence / absence detection electric circuit in the process cartridge of FIG.
FIG. 14 of the present invention.Other reference examplesFIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the process cartridge of FIG.
FIG. 15 of the present invention.Other reference examplesFIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the developing device.
FIG. 16 shows another example of the present invention.Reference exampleFIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the developing device.
[Explanation of symbols]
2 Charging means
3 Developing means
3A developer carrier
4 Cleaning means
5 Mounting means
10 Image carrier (photoconductor drum)
13, 19 Metal member (detection member)
14, 15 contact plate
16 Waste toner container frame
17 Developing container frame
18 Toner container frame
20, 21 impedance element
22 Power supply (battery)
100 process cartridge
101 Image Forming Apparatus Main Body
200 Developing device
Claims (1)
電子写真感光体と、
前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための現像剤担持体と、
前記現像剤担持体によって、前記静電潜像を現像するために用いられる現像剤を収納するための現像剤収納容器と、
前記現像剤担持体を支持する現像枠体と、
前記現像剤収納容器と前記現像枠体とを結合する、金属部材である接続部材であって、前記現像剤収納容器、及び、前記現像枠体の外側に配置された接続部材と、
を有し、
前記現像剤担持体に印加電圧を印加することによって生じる、前記現像剤担持体と前記接続部材との間に生じる静電容量の値によって、前記プロセスカートリッジの前記画像形成装置本体への装着の有無が前記画像形成装置本体によって検出されるように構成したことを特徴とするプロセスカートリッジ。In a process cartridge detachable from the image forming apparatus main body,
An electrophotographic photoreceptor ,
A developer carrier for developing an electrostatic latent image formed on the electrophotographic photosensitive member ,
A developer accommodating container for accommodating a developer used for developing the electrostatic latent image by the developer carrier;
A developing frame supporting the developer carrier,
A connection member that is a metal member that couples the developer storage container and the development frame body, the developer storage container, and a connection member disposed outside the development frame body,
Has,
Generated by applying a voltage applied to said developer carrying member, the presence or absence of the mounting of the by the value of the electrostatic capacitance generated between the developer carrying member and said connecting member, to said image forming apparatus main body of the process cartridge A process cartridge configured to be detected by the image forming apparatus main body .
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