JP3563790B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明はプロセスカートリッジを画像形成装置に確実に装着したことを判別することが出来る画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
プリンタ等の画像形成装置は、帯電器によって一様に帯電させた電子写真感光体に選択的な露光をして潜像を形成し、現像器によって前記潜像を現像剤(以下「トナー」という)で顕像化すると共に、該トナーによる像を記録媒体に転写して画像記録を行う。このような装置にあっては、各部材のメンテナンスは専門のサービスマンが行っていた。
【0003】
そこで、前記電子写真感光体、帯電器、現像器、クリーニング部等を一体構造にまとめてカートリッジ化することにより、使用者が前記カートリッジを装置本体に装填することによって、トナーの補給や寿命に達した電子写真感光体の部品交換可能とし、メンテナンスを容易にしたものが実用化されている。
【0004】
このようなプロセスカートリッジを用いる画像形成装置にあっては、プロセスカートリッジが装置本体内に装着されているか否かを判別するために、装置本体内にフォトセンサやマイクロスイッチ等を設け、カートリッジに設けた突起やカートリッジ枠体を検出することによってカートリッジ装着の有無を検出するようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来はプロセスカートリッジが装置本体に装着されているか否かは検出出来るが、例えばドラムシャッタが正常に開放された状態で装着されているか否かまでは検出し得なかった。
【0006】
ドラムシャッタは、電子写真感光体を保護するためのものでありカートリッジ使用前はカートリッジ枠体のドラム開口を閉じて電子写真感光体を保護し、プロセスカートリッジを装置本体に装着すると、これに連動してドラムシャッタが前記開口を開放し、電子写真感光体に形成したトナー像を記録媒体に転写可能にするものである。
【0007】
上記ドラムシャッタはプロセスカートリッジを持ち運ぶ際に破損等すると開放不能となる場合があり、このカートリッジを装置本体に装着してもドラムシャッタが正規位置に開放しない。このとき、カートリッジ有無センサはカートリッジが装置本体に挿入されていれば検出信号を出力してしまい、ドラムシャッタが開いていない旨の警告は発しない。
【0008】
従って、使用者が記録開始キーを操作すると画像形成不良、或いは紙詰まり等を生じてしまう。
【0009】
本発明は従来の上記課題を解決するものであり、その目的とするところは、カートリッジの装着有無のみならず、例えばドラムシャッタが正規位置まで開放してあるか否かを識別し、更にはカートリッジの種類を識別することが可能な画像形成装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、電子写真感光体と、該電子写真感光体に作用する少なくとも1つのプロセス手段を有するプロセスカートリッジを着脱可能であって、電子写真感光体に形成した像を記録媒体に転写するための転写手段と、前記記録媒体を搬送する搬送手段と、を有し、前記記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、プロセスカートリッジを画像形成装置本体に着脱する際に可動する可動部材と、前記可動部材に設けられ、プロセスカートリッジの装着状態を検出するための被検出部と、前記被検出部を検出する単一の検出手段と、を有し、前記検出手段は、前記プロセスカートリッジを画像形成装置本体に装着する際に前記可動部材が正規位置まで移動する間、前記被検出部の検出動作を行い、前記検知手段の状態が、最終的に検出状態であるか、或いは一旦検出状態になった後最終的に未検出状態であるか、或いは最初から未検出状態のままであるか、をもとに、プロセスカートリッジの装着状態、及びプロセスカートリッジの種類を判断するよう構成したことを特徴とする。
【0011】
【作用】
上記構成にあっては、カートリッジが装置本体に対して装着状態であっても、可動部材として例えば電子写真感光体を保護するシャッタ部材が正規の位置にないと、装置本体の検出手段がシャッタ部材に設けた被検出部を検出し得ない。従って、検出手段により、プロセスカートリッジが正常な状態で装着されていないことが検出される。
【0012】
また、前記と同一の検出手段によってプロセスカートリッジを画像形成装置本体に装着する際に可動部材が正規位置まで移動する間、被検出部の検出動作を行うことでカートリッジが正常な状態で装置本体に装着されているか否かのみならず、装着されたカートリッジの種類も検出することが可能となる。
【0013】
【実施例】
次に本発明に係る一実施例としての画像形成装置について、図面を参照して具体的に説明する。尚、ここでは、最初に第1乃至第3参考例としてプロセスカートリッジの装着状態と種類の検出とを個別に行う例を示し、次に本発明の実施例であるプロセスカートリッジの装着状態とカートリッジの種類とを単一の検出手段で検出する例について説明する。
【0014】
〔第1参考例〕
まず第1参考例に係るプロセスカートリッジ及び画像形成装置について、図1乃至図4を参照して説明する。尚、図1及び図2は画像形成装置の構成説明図であり、図3はプロセスカートリッジの構成説明図、図4はプロセスカートリッジが正常に装着された状態説明図である。
【0015】
ここでは説明の順序として、まずプロセスカートリッジ及びこれは装着した画像形成装置の全体構成を説明し、次にプロセスカートリッジが正常に装着されたか否かの検出構成について説明する。
【0016】
{全体構成}
まず全体構成を図1乃至図3を参照して説明すると、この画像形成装置Aは、図1及び図2に示すように、読取手段1からの画像情報に基づいて光像を照射して電子写真感光体に潜像を形成し、その潜像を現像手段によってトナー像にして記録媒体2に転写するものである。尚、以下説明する画像形成装置Aは、電子写真画像形成方法を用いて画像形成を行う電子写真画像形成装置である。
【0017】
前記読取手段1は、原稿ガラス1a上に画像面を下向きにして載置した原稿に対した光源1bから光照射し、その反射光を複数枚のミラー1c及び合焦レンズ1dを介してプロセスカートリッジB内の電子写真感光体へ照射して潜像を形成し、その潜像を現像手段によってトナー像として可視像化する。
【0018】
一方、前記像の形成と同期して、記録媒体2を給紙カセット3aからピックアップローラ3b、反転ローラ3c、更には搬送ローラ対3d及びレジストローラ対3e等からなる搬送手段3で搬送し、且つプロセスカートリッジBとしてカートリッジ化された画像形成部において、前記電子写真感光体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2に転写し、その記録媒体2を搬送ベルト3fによって定着手段5へと搬送する。
【0019】
この定着手段5はヒータを有する定着回転体5aと前記回転体5aに記録媒体2を押圧して搬送する駆動ローラ5bとからなり、記録媒体2が回転体5aとローラ5b間を通過する際に熱及び圧力を印加してトナー像を定着するものである。
【0020】
そして定着手段5を通過した記録媒体2は排出ローラ対3gによって排出トレイ6へと排出される。
【0021】
前記画像形成部を構成するプロセスカートリッジBは、図3に示すように、感光層を有する電子写真感光体としての感光体ドラム7を回転し、その表面を帯電手段である帯電ローラ8への電圧印加によって一様に帯電し、前記読取手段1からの光像を露光用開口を介して感光体ドラム7に露光して潜像を形成し、現像手段9によって現像するようにしている。この現像手段9は、トナー溜め9a内のトナーをトナー送り部材9bで送り出し、固定磁石9cを内蔵した現像ローラ9dを回転させると共に、現像ブレード9e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9dの表面に形成し、そのトナーを前記潜像に応じて感光体ドラム7へ転移させることによってトナー像を形成して可視像化する。
【0022】
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2に転写した後は、クリーニングブレード10aによって感光体ドラム7に残留したトナーを掻き落とすと共に、スクイシート10bによってすくい取り、廃トナー溜め10cへ集めるクリーニング手段10によって感光体ドラム7上に残留したトナーを除去するように構成している。
【0023】
前記感光体ドラム7や現像ローラ9d等は下枠体11aと上枠体11bとを結合したカートリッジ枠体11に支持されてカートリッジ化されている。
【0024】
前記プロセスカートリッジBは画像形成装置Aに装着されるが、そのために前記画像形成装置Aは、図1に示すように、下本体12と上本体13とで装置本体を構成してなり、上本体13は回動支軸14を中心にして回動可能であり、下本体12に対して所謂鰐口状に開閉可能である。そして前記上本体13にはプロセスカートリッジBの装着手段が設けてある。この装着手段は、図1及び図2に示すように、プロセスカートリッジBの短手方向両側を支持する装着ガイド15が一定間隔を隔てて設けてあり、このガイド15にカートリッジ枠体11の一部を係止してプロセスカートリッジBを挿入、引き出すことによってプロセスカートリッジBを着脱するものである。
【0025】
{カートリッジの検出構成}
次にプロセスカートリッジが正常に装着されたか否かの検出構成について説明する。
【0026】
このプロセスカートリッジBは、図3に示すように、カートリッジ枠体11の下方に感光体ドラム7を露出させるためのドラム開口16が設けてあり、上方には露光開口17が設けてある。そして、可動部材として感光体ドラム7を保護するためのドラムシャッタ部材18がドラム開口16を開閉可能に取り付けてあり、露光開口17を開閉可能な露光シャッタ部材19が取り付けてある。
【0027】
ここで、前記ドラムシャッタ部材18は、図4に示すように、軸20を中心にしてカートリッジ枠体11に回動可能に取り付けてあり、該軸20に取り付けた捩じりコイルバネ(図示せず)によって常時シャッタ部材18が閉じる方向へ付勢されている。
【0028】
そして装着ガイド15にプロセスカートリッジBを挿入した後、上本体13を閉じると、下本体12に設けたシャッタ開閉部材21に、ドラムシャッタ部材18に設けたシャッタレバー18aが当たり、シャッタ部材18がバネの付勢力に抗して図4の矢印a方向に回転して開放状態となるり、上本体13を開くとバネの付勢力によって閉じる。
【0029】
前記シャッタ部材18には、図4に示すように、被検出部としてのリブ18bが設けてあり、装置本体にはシャッタ部材18の開放状態を検出可能な検出手段としての透過型フォトセンサ22が設けてある。
【0030】
従って、プロセスカートリッジBを装着し、上本体13を閉じたときにシャッタ部材18が正規位置まで開放すると、該シャッタ部材18に設けたリブ18bが検出センサ22の光路に入り込む。これにより、センサ22がオフしてプロセスカートリッジBが正常に装着され、且つドラムシャッタ部材18が正規位置に開いていることを検出する。
【0031】
一方、プロセスカートリッジBを装着ガイド15に挿入し、上本体13を閉じてもドラムシャッタ部材18が正規位置に開いていないときは、リブ18bがセンサ22の位置にないためにセンサ22がオンしたままになる。このため、プロセスカートリッジBを装着して上本体13を閉じたときに、センサ22がオフしないときはシャッタ部材18が正常に開いていないとして、表示部に装着異常表示を行い、使用者にプロセスカートリッジBが正常にセットされていないことを警告する。
【0032】
これにより、使用者はドラムシャッタ部材18が正常に開いていない状態で記録開始キーを操作することがなくなり、無駄な画像形成を行ったり、紙詰まり等を生じさせることがない。
【0033】
〔第2参考例〕
次にプロセスカートリッジが正常に装着されたか否かの検出構成の第2参考例について、図5を参照して説明する。
【0034】
画像形成装置に装着するプロセスカートリッジは、種々の色トナー(例えば黒トナー、赤トナー、青トナー等)を収納したもの、或いは収納トナー量が異なるもの等、種々のものがある。そして、これらカートリッジの種類に応じて画像形成条件(例えば現像バイアス値、定着温度の値等)を変える必要がある。
【0035】
そこで、図5(a)に示すように、装置本体にカートリッジ検出手段として、二個のフォトセンサ23a,23bを設け、プロセスカートリッジBのドラムシャッタ部材18に設ける被検出部としてのリブ18bの形状を、図5(b),(c),(d)に示すようにカートリッジBの種類によって異ならせる。
【0036】
これにより、プロセスカートリッジBが装着されてドラムシャッタ部材18が正常に開いた状態で、図5(b)に示すように上センサ23aがオフし、下センサ23bがオンした場合、図5(c)に示すように上センサ23aがオンし、下センサ23bがオフした場合、図5(d)に示すように上下センサ23a,23bの双方がオフした場合の3種類のカートリッジBを識別することが出来る。
【0037】
そして、本参考例では前記検出したカートリッジの種類に応じて現像バイアス値や定着温度等の画像形成条件を変えるように構成している。
【0038】
尚、この参考例では3種類のカートリッジを検出する例を示しているが、前記センサの数を増加すると共に、リブの形状をセンサ数に応じて多様にすれば、より多くのカートリッジ種類を検出することが可能となる。
【0039】
上記のようにセンサを複数設けると共に、該センサによって検出されるリブの形状をプロセスカートリッジの種類に応じて異ならせることにより、プロセスカートリッジが装置本体に対して装着されてドラムシャッタ部材が正規位置に開放しているか否かを検出するセンサによって、プロセスカートリッジの種類まで検出することが出来る。
【0040】
このため、カートリッジの装着状態検出とカートリッジ種類の検出のセンサを兼用することにより、センサ数を減少させてカートリッジ識別を効率よく行うことが可能となり、またセンサ設置スペースを小さくして省スペース化が可能となる。
【0041】
〔第3参考例〕
前述した第1参考例及び第2参考例では、プロセスカートリッジの検出手段として透過型のフォトセンサを用い、被検出部としてドラムシャッタ部材にリブを設けた例を示したが、反射率の相違によって検出するように構成することも可能である。
【0042】
例えば、図6に示すように、上本体13に設ける検出手段として反射型のフォトセンサ24を設け、このセンサ24が検出する被検出部をプロセスカートリッジBを装置本体に装着し、且つドラムシャッタ部材18が正規位置に開放したときに前記センサ24と対向するドラムシャッタ部材面に他の面と光の反射率が異なるラベル25を貼着する。
【0043】
これにより、プロセスカートリッジBが装着されてドラムシャッタ部材18が正規位置まで開くと、センサ24から発光した光がラベル25で反射してセンサ24に受光されてオンするようになり、プロセスカートリッジBが正常な状態で装着されていることを検出することが出来る。
【0044】
尚、この参考例では被検出部として反射率の異なるラベル25を用いた例を示したが、ラベルの代わりにドラムシャッタ部材18の所定位置に反射率の異なるペイントを行うことによって被検出部を設けるようにしても同様の効果を得ることが出来る。
【0045】
〔第1実施例〕
次に本発明の実施例について説明する。前述した第2参考例では複数の透過型フォトセンサを用いることにより、プロセスカートリッジの種類を検出可能にした例を示したが、本実施例は1個の透過型フォトセンサによってプロセスカートリッジの種類及び装着状態を検出するものである。
【0046】
例えば、プロセスカートリッジの種類によってドラムシャッタ部材18に設ける被検出部としてのリブ18bの形状を異ならせ、ある種類のリブ形状は、図7(a)に示すように、プロセスカートリッジBを上本体13に装着して該上本体13を閉じ、ドラムシャッタ部材18が正規位置まで開いたときに、リブ18bがフォトセンサ22の位置、即ちフォトセンサ22の光を切った位置にあるようにする。
【0047】
一方、他の種類のプロセスカートリッジBのリブ形状は、図7(b)に示すように、プロセスカートリッジBを上本体13に装着して該上本体13を閉じ、ドラムシャッタ部材18が正規位置まで開いたときに、リブ18bがフォトセンサ22の光を一度切った後、正規位置ではセンサ22の光を切らない位置にあるようにする。
【0048】
尚、プロセスカートリッジBが装着されていない状態ではセンサ22が反応しない。
【0049】
これにより、フォトセンサ22が最終的にオフ状態にあるか、或いは一旦オフ状態になった後最終的にオン状態にあるか、更には最初からオン状態のままであるかを検出することにより、プロセスカートリッジBの装着状態のみならず、カートリッジの種類まで検出することが可能となる。
【0050】
そして、この実施例にあっても前記検出したカートリッジ種類に応じて現像バイアス値や定着温度等の画像形成条件を変えるように構成している。
【0051】
この実施例の構成にあっては、反射型センサよりも安価な透過型センサ1個によって、プロセスカートリッジBの装着状態及びカートリッジの種類を検出することが可能となる。
【0052】
特に、本実施例のように装置本体が下本体12と上本体13からなり、上本体13が開いている状態にあっても、警告表示部である表示パネル等が通電状態にある画像形成装置にあっては、プロセスカートリッジBが装置本体に装着されてからドラムシャッタ部材18が正規の位置に開放してセッティングされるまでにセンサ22は常時検出可能であるために効果的である。
【0053】
〔他の実施例〕
前述したプロセスカートリッジBは前述のように単色の画像を形成する場合のみならず、現像手段を複数設け、複数色の画像(例えば2色画像、3色画像或いはフルカラー等)を形成するカートリッジにも好適に適用することが出来る。
【0054】
また現像方法としても、公知の2成分磁気ブラシ現像法、カスケード現像法、タッチダウン現像法、クラウド現像法等の種々の現像法を用いることが可能である。
【0055】
また電子写真感光体としては、前記感光体ドラムに限定されることなく、例えば次のものが含まれる。まず感光体としては光導電体が用いられ、光導電体としては例えばアモルファスシリコン、アモルファスセレン、酸化亜鉛、酸化チタン及び有機光導電体(OPC)等が含まれる。また前記感光体を搭載する形状としては、例えばドラム状、ベルト状等の回転体及びシート状等が含まれる。尚、一般的にはドラム状又はベルト状のものが用いられており、例えばドラムタイプの感光体にあっては、アルミ合金等のシリンダー上に光導電体を蒸着又は塗工等を行ったものである。
【0056】
また帯電手段の構成も、前述した第1参考例では所謂接触帯電方法を用いたが、他の構成として従来から用いられているタングステンワイヤーの三方周囲にアルミ等の金属シールドを施し、前記タングステンワイヤーに高電圧を印加することによって生じた正又は負のイオンを感光体ドラムの表面に移動させ、該ドラムの表面を一様に帯電する構成を用いても良いことは当然である。
【0057】
尚、前記帯電手段としては前記ローラ型以外にも、ブレード型(帯電ブレード)、パッド型、ブロック型、ロッド型、ワイヤ型等のものでも良い。
【0058】
また感光体ドラムに残存するトナーのクリーニング方法としても、ブレード、ファーブラシ、磁気ブラシ等を用いてクリーニング手段を構成しても良い。
【0059】
また前述したプロセスカートリッジとは、例えば電子写真感光体等と、少なくともプロセス手段の1つを備えたものである。従って、そのプロセスカートリッジの態様としては、前述した実施例のもの以外にも、例えば電子写真感光体と帯電手段とを一体的にカートリッジ化し、装置本体に着脱可能にするもの。電子写真感光体と現像手段とを一体化的にカートリッジ化し、装置本体に着脱可能にするもの。電子写真感光体とクリーニング手段とを一体的にカートリッジ化し、装置本体に着脱可能にするもの。更には電子写真感光体と、前記プロセス手段の2つ以上のものを組み合わせて一体的にカートリッジ化し、装置本体に着脱可能にするもの等がある。
【0060】
即ち、前述したプロセスカートリッジとは、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画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。及び帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも一つと電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものである。更に少なくとも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装置本体に着脱可能とするものをいう。
【0061】
更に前述した実施例では画像形成装置として電子写真複写機を例示したが、本発明はこれに限定する必要はなく、例えばレーザービームプリンタ、ファクシミリ装置、或いはワードプロセッサ等の他の画像形成装置に使用することも当然可能である。
【0062】
【発明の効果】
本発明は前述したように、プロセスカートリッジの可動部材にプロセスカートリッジの装着状態を検出するための被検出部を設け、この被検出部を装置本体に設けた検出手段で検出するようにしたために、プロセスカートリッジが装置本体に対して装着状態であっても、可動部材として例えば電子写真感光体を保護するシャッタ部材が正規の位置にないと、これを検出することが出来る。
【0063】
よって、プロセスカートリッジが正常に装着されていることを確認することにより、画像形成の無駄や紙詰まりの発生等を未然に防止することが可能となる。
【0064】
また、前記と同一の検出手段によってプロセスカートリッジを画像形成装置本体に装着する際に可動部材が正規位置まで移動する間、被検出部の検出動作を行うことでカートリッジが正常な状態で装置本体に装着されているか否かのみならず、装着されたカートリッジの種類も検出することが可能となる。
【0065】
よって、カートリッジの装着状態や種類等を検出するための検出手段の構成を簡単にすることが出来ると共に、検出手段の設置スペースを小さくし、且つ束線も少なくし、更には組立性も良くすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に第1参考例に係る画像形成装置の上本体が開いた状態の説明図である。
【図2】上本体が閉じた状態の画像形成装置の構成説明図である。
【図3】プロセスカートリッジの構成説明図である。
【図4】プロセスカートリッジが正常な状態で装置本体に装着された状態説明図である。
【図5】カートリッジ種類を検出可能な構成説明図である。
【図6】検出手段として反射型フォトセンサを用いた参考例の説明図である。
【図7】1個の透過型フォトセンサにより、カートリッジ種類を検出可能とした実施例の説明図である。
【符号の説明】
1…光学系、2…記録媒体、3…搬送手段、4…転写ローラ、5…定着手段、6…排出部、7…感光体ドラム、8…帯電ローラ、9…現像手段、10…クリーニング手段、11…カートリッジ枠体、12,13…本体、14…軸、15…装着ガイド、16…ドラム開口、17…露光開口、18…ドラムシャッタ部材、18a…シャッタレバー、18b…リブ、19…露光シャッタ部材、20…軸、21…シャッタ開閉部材、22…センサ、23a,23b…センサ、24…反射センサ、25…ラベル
Claims (4)
- 電子写真感光体と、該電子写真感光体に作用する少なくとも1つのプロセス手段を有するプロセスカートリッジを着脱可能であって、電子写真感光体に形成した像を記録媒体に転写するための転写手段と、前記記録媒体を搬送する搬送手段と、を有し、前記記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
プロセスカートリッジを画像形成装置本体に着脱する際に可動する可動部材と、
前記可動部材に設けられ、プロセスカートリッジの装着状態を検出するための被検出部と、
前記被検出部を検出する単一の検出手段と、
を有し、
前記検出手段は、前記プロセスカートリッジを画像形成装置本体に装着する際に前記可動部材が正規位置まで移動する間、前記被検出部の検出動作を行い、前記検知手段の状態が、最終的に検出状態であるか、或いは一旦検出状態になった後最終的に未検出状態であるか、或いは最初から未検出状態のままであるか、をもとに、プロセスカートリッジの装着状態、及びプロセスカートリッジの種類を判断するよう構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 前記可動部材は、前記電子写真感光体を保護するためのシャッタ部材であることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 前記検出手段は、前記被検出部の通過を検知可能なフォトセンサであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記プロセス手段は、帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも一つである請求項1ないし請求項3のいずれか1つに記載の画像形成装置。
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