JP3673663B2 - プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプロセスカートリッジ及び前記プロセスカートリッジを着脱可能な電子写真画像形成装置に関するものである。
【０００２】
ここで電子写真画像形成装置としては、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、及び、電子写真ワードプロセッサ等が含まれる。
【０００３】
また、プロセスカートリッジとしては、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画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。或いは帯電手段、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画像形成装置本体に着脱可能にするものをいう。
【０００４】
【従来の技術】
従来、電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置においては、電子写真感光体及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画像形成装置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うことができるので、格段に操作性を向上することが出来た。そこでこのプロセスカートリッジ方式は画像形成装置において広く用いられている。
【０００５】
一方、このプロセスカートリッジ方式において、プロセスカートリッジを画像形成装置本体に着脱するにあたって、その操作性を容易にすることが望まれている。
【０００６】
そして、プロセスカートリッジを画像形成装置本体に装着をより簡単に行う為、所定の位置に装着すると必然的に電気接点が接続される構成になっている。
【０００７】
ここで、プロセスカートリッジが装置本体へ装着されたことを、前記装置本体が検出することのできるプロセスカートリッジ検出手段が知られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は弾性体を使わずに所定の接触圧を得ることで電極に係るコストダウンを図り、且つ、プロセスカートリッジの姿勢を定める位置決め部の位置決めと同時に電極の接続が図れるプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
主要な本発明は請求項と対応する番号を付して示めせば以下のとおりである。
【００１０】
本出願に係る第１の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作用するプロセス手段と、前記電子写真感光体を画像形成装置本体に対して位置決めするためのボスと、前記プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着された際に、前記画像形成装置本体が有する突当部材に設けられた本体電極であって、前記プロセス手段に前記画像形成装置本体から高圧電流を供給する為の、又は、前記電子写真感光体を接地するための本体電極と、電気的に接続されるカートリッジ電極と、前記カートリッジ電極を有するカートリッジ側位置決め部であって、前記ボスから離れた位置において、前記突当部材と当接することによって前記ボスを中心として前記プロセスカートリッジの回動するのを阻止して、前記プロセスカートリッジの位置を定めるカートリッジ側位置決め部と、を有することを特徴とするプロセスカートリッジである。
【００１２】
本出願に係る第３の発明はプロセスカートリッジを着脱可能で記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置において、
ａ．突当部材と、
ｂ．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前記電子写真画像形成装置の装置本体に対して位置決めするためのボスと、カートリッジ電極と、前記カートリッジ電極を有するカートリッジ側位置決め部であって、前記ボスから離れた位置において、前記突当部材と当接することによって前記ボスを中心として前記プロセスカートリッジの回動するのを阻止して、前記プロセスカートリッジの位置を定めるカートリッジ側位置決め部と、を有するプロセスカートリッジを取り外し可能に装着するプロセスカートリッジ装着部と、
ｃ．前記プロセス手段に高圧電流を供給する為の、又は、前記電子写真感光体を接地するための、前記突当部材に設けられた本体電極であって、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された際に、前記カートリッジ電極と電気的に接続する本体電極と、
ｄ．前記記録媒体を搬送するための搬送手段と、
を有することを特徴とする電子写真画像形成装置である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。画像形成装置の実施の形態としてレーザービームプリンターについて説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
プロセスカートリッジ及びこれを装着可能な画像形成装置について、図１乃至図１２を参照して具体的に説明する。なお、図１及び図２はプロセスカートリッジの外観説明図である。図３はプロセスカートリッジを装着した画像形成装置の構成模式説明図、図４はプロセスカートリッジの構成模式説明図、図５乃至図１２はプロセスカートリッジＢの装着手段の構成説明図、及び図１３乃至図１６は本発明を説明する詳細図である。
【００１９】
ではまず、プロセスカートリッジ及びこれを用いる画像形成装置の全体構成を説明する。
【００２０】
〔全体構成〕
この電子写真画像形成装置（レーザービームプリンタ）Ａは、図３に示すように、光学系１から画像情報に基づいた情報光をドラム形状の電子写真感光体である感光体ドラム７ヘ照射して該感光体ドラム７に潜像を形成し、この潜像を現像剤（以下「トナー」という）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、記録媒体２を収容した給紙カセット３ａからピックアップローラ３ｂ及びこれに圧接する圧接部材３ｃで一枚ずつ分離給送すると共に、搬送ローラ対３ｄ、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。この定着手段５は駆動ローラ５ａと、ヒータ５ｂを内蔵すると共に支持体５ｃによって回転可能に支持された筒状シートで構成した定着回転体５ｄからなり、通過する記録媒体２に熱及び圧力を印加して転写トナー像を定着する。そしてこの記録媒体２を排出ローラ対３ｇ，３ｈで搬送し、反転搬送経路を通して排出部６へ排出する如く構成している。なお、この画像形成装置Ａは、手差しトレイ３ｉ及びローラ３ｊ、によって手差し給送も可能となっている。
【００２１】
〔プロセスカートリッジ〕
一方、前記プロセスカートリッジＢは、電子写真感光体と、少なくとも１つのプロセス手段を備えたものである。ここでプロセス手段としては、例えば電子写真感光体を帯電させる帯電手段、電子写真感光体に形成された潜像を現像する現像手段、電子写真感光体表面に残留するトナーをクリーニングするためのクリーニング手段等がある。本実施の形態のプロセスカートリッジＢは、図４に示すように、感光層を有する電子写真感光体である感光体ドラム７を回転し、帯電手段である帯電ローラ８ヘ電圧印加して前記感光体ドラム７の表面を一様に帯電し、この帯電した感光体ドラム７に対して前記光学系１からの光像を露光開口部９を介して露光して潜像を形成し、該潜像を現像手段１０によって現像するように構成している。
【００２２】
前記現像手段１０は、トナー収納枠体１０ａ内のトナー送り手段である回転可能なトナー送り部材１０ｂ２でトナー収納枠体１０ａの開口部１０ｆへ送り出し、トナー現像枠体１２ｂの開口部１０ｈを通じてトナー現像枠体１２ｂ内へ送り出し、このトナーをトナー撹拌部材１０ｂ１で撹拌し、固定磁石１０ｃを内蔵した現像回転体である現像ローラ１０ｄを回転させると共に、現像ブレード１０ｅ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１０ｄ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ものである。
【００２３】
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に転写した後に、クリーニングブレード１１ａ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１１ｂによってすくい取り、廃トナー収納部１１ｃへ集めるクリーニング手段１１によって感光体ドラム７上の残留トナーを除去するように構成している。
【００２４】
尚、前記感光体ドラム７等の各部材は、トナー送り部材１０ｂ２を回転駆動されるように支持するトナー収納枠体１０ａとトナー撹拌部材１０ｂ１、現像ローラ１０ｄ、現像ブレード１０ｅ等の現像部材を内蔵するトナー現像枠体１２ｂ及び蓋部材１２ｃを溶着して一体化した現像ユニットＤと、廃トナー収納部１１ｃを構成し、感光体ドラム７、クリーニングブレード１１ａ、スクイシート１１ｂ及び帯電ローラ８を有するクリーニング枠体１３とをピン２３により結合しクリーニング枠体１３と現像ユニットＤ間に圧縮コイルばね２６を縮設して構成したカートリッジ枠体に収納してカートリッジ化され、画像形成装置Ａに設けたカートリッジ装着手段に対して着脱可能に装着される。感光体ドラム７を転写ローラ４に当接するための転写開口部１３ｎはドラムシャッタ部材２８により開閉される。ドラムシャッタ部材２８はアーム２７、リンク２９によりカートリッジ枠体に支持されている。ドラムシャッタ部材２８、アーム２７、リンク２７とカートリッジ枠体で四節連鎖機構をなしている。
【００２５】
〔プロセスカートリッジの着脱構成〕
次に前記プロセスカートリッジＢを画像形成装置Ａに対して着脱するための構成について説明する。
【００２６】
プロセスカートリッジＢの着脱は図５に示すように、開閉部材１５を開いて行う。カートリッジ装着手段は、軸１５ａ（図３参照）を中心にして開閉部材１５を開くと図６及び図７に示すように、カートリッジ装着スペースの左右両側面に前下がりであって、下方へ膨出する湾曲形状（本実施の形態では略円弧形状）に形成したガイドレール１６が略対称に設けてあり、その上方にはガイド部材１７が取り付けてある。更に前記ガイドレール１６の入口側にはプロセスカートリッジＢに備えるシャッタ部材２８を支持するリンク２９の当接部２９ｂ（図１、図２参照）が係合する引掛け部として第１傾斜面１６ａとこれに続いて前記第１傾斜面１６ａよりも大きな傾斜の第２傾斜面１６ｂが形成してある。
【００２７】
一方、ガイドレール１６に対応してプロセスカートリッジＢの長手方向両外側面にはガイドレール１６に沿ってガイドされるガイド部が形成してある。このガイド部は、カートリッジ枠体の長手方向両外側面の略左右対称位置から突出するように構成したものであり、図１及び図２に示すように、第１ガイド部となるボス１８ａと、第２ガイド部となるリブ１８ｂを一体化して構成している。前記ボス１８ａ部は感光体ドラム７の回転軸１８ｆの延長線上に位置し、リブ１８ｂは前記ボス１８ａから連続してプロセスカートリッジＢの挿入方向後方にガイドレール１６の形状に合わせて下方へ膨出した湾曲形状（本実施の形態では略円弧形状）延設している。
【００２８】
上記構成において、プロセスカートリッジＢを装着する場合には、図８乃至図１２に示すように、ボス１８ａ及びリブ１８ｂをガイドレール１６に沿わせてプロセスカートリッジＢの先端を画像形成装置Ａの光学系１の下に潜り込ませるように挿入する。ガイドレール１６は略円弧状に形成してあると共に、その上方にあるガイド部材１７もこれに倣った形状をしており、且つリブ１８ｂも同様な略円弧状であるために、挿入するに従ってプロセスカートリッジＢは略水平になる。更にプロセスカートリッジＢを押し込むと、図１２に示すように、画像形成装置Ａに設けた突当部材１９（不図示）がクリーニング枠体１３の先端の両端部付近に設けた当接面２０に当接し、次にプロセスカートリッジＢのボス１８ａがガイドレール１６の終端に形成した受け凹部１６ｃに落ち込む。これにより、感光体ドラム７の側端に固着され外周がドラムギアをなすドラムフランジ７ａ（図１６参照）が画像形成装置本体Ａ側の駆動ギア２２（図７参照）と噛み合い、プロセスカートリッジＢへ駆動力を伝達可能となる。
【００２９】
次に本発明の実施の形態１について説明する。図１３は本発明に係わる要所部分を示した図であり図１４は図１３の一部拡大図である。同図において、プロセスカートリッジＢはボス１８ａを中心にトナー収納枠体１０ａ側の方が重い為に常に自重によって矢印Ｃの方向に回転力が働いている。また、ドラムフランジ７ａ（図１６参照）が画像形成装置本体１４側の駆動ギア２２（図７参照）と噛み合い、矢印Ｄの方向に回転駆動されると感光体ドラム７とそれを支持する支持部材（不図示）との摩擦力によってプロセスカートリッジＢはさらに矢印Ｃの回転力を受ける。ここで前述の如く画像形成装置Ａに設けた突当部材１９はクリーニング枠体１３の先端の両端部付近に設けた当接面２０に当接し、所謂プロセスカートリッジＢの回り止めの役割を担っている。従って突当部材１９と当接面２０とは前述の自重による回転力と駆動ギア２２から受ける回転駆動によって常に加圧接触している。そこで突当部材１９と当接面２０とに電極を配置すればばね等の弾性部材を使わなくとも所定の接触圧を確保しながら互い電極を接続することができる。ここでは帯電手段に帯電電圧を供給する為の電極を例にして説明する。図１３、図１４及び図１の当接面２０には帯電接点１２０の一部が露出して設けてある。帯電接点１２０はクリーニング枠体１３に張り巡らされ図１５のように帯電ローラ軸８ａと接触している複合ばね８ｂを介して帯電ローラ８の軸８ａと電気的に接触している。この複合ばね８ｂはクリーニング枠体１３に設けたほぼ帯電ローラ８と感光体ドラム７の中心を結ぶ線上のガイド溝１３ｇに滑合している帯電ローラ軸受け８ｃと該ガイド溝１３ｇの一方端にあるばね座１２０ｂ間に縮設された複合ばね８ｂの圧縮コイルばね部８ｂ１のばね座側座巻部から帯電ローラ軸８ａに圧接する内部接点８ｂ２を有している。前記帯電バイアス接点１２０は図１３に示すように外部露出部１２０ａからクリーニング枠体１３内に入り、帯電ローラ８の一端側の帯電ローラ軸８ａの移動方向に対して横切るように折曲してばね座１２０ｂを終端としている。
【００３０】
一方画像形成装置Ａに設けた突当部材１９には前記帯電ローラ８に帯電電圧を供給するための電極１９ａが設けてある（図１４）。電極１９ａは不図示のＡＣ高圧増幅回路から帯電電圧の供給を受け、前記帯電接点１２０と前述の加圧接触によって電気的に接続し、帯電電圧を前記帯電ローラ８へ印加する。
【００３１】
前記突起部材１９とプロセスカートリッジ１３の当接部２０は電極１９ａ，１２０を有しない側は当接して位置決め部となる。そして、電極１９ａ，１２０を有する側は電極１９ａ，１２０が当接して位置決め部となると共に帯電接点部となる。従って、電極１９ａ，１２０を有する側では突起部材１９と当接部２０の位置には関係なく位置決め部が定まり、突起部材１９と当接部２０は位置決め機能は阻却され、電極１９ａ，１２０そのもの（電極１２０）又は電極１９ａの支持部材（突起部材１９ａ）が位置決め部材となっている。
【００３２】
（実施の形態２）
次に本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２はプロセスカートリッジＢの長手方向の一端のボス１８ａと画像形成装置Ａの受け凹部１６ｃに感光体ドラム７のアース接点を配置した場合を例に取って説明する。図１３においてプロセスカートリッジＢを支持する為の円筒形のボス１８ａは金属若しくは導電性樹脂で出来ており図１６のようにドラムフランジ７ａを回転自在に支持する回転軸１８ｆをも兼ねている。ボス１８ａは支持板金１８ｃとカシメ等によって一体化されており、図１７のように支持板金１８ｃが小ねじ１８ｄによりクリーニング枠体１３に取り付けられている。前記回転軸１８ｆはクリーニング枠体１３の穴１３ａに嵌合し、更にフランジ７ａの中心穴に嵌合し、感光体ドラム７を回転自在に支持する。回転軸１８ｆに支持される感光体ドラム７の一方端に対して他方端にはフランジ７ｄが固定され、クリーニング枠体１３の穴１３ｂに支持される回転軸１８ｇがフランジ７ｄを回転自在に支持している。また、図１６に示したようにボス１８ａの一端には一部に板ばね部を有し燐青銅等でできたドラムアース板１８ｅが当接されている。さらに、ドラムアース板１８ｅは感光体ドラム７の内周面に接触している。即ち、感光体ドラム７の内周面とドラムアース板１８ｅ、ドラムアース板１８ｅとボス１８ａとが電気的に接続することによりボス１８ａが感光体ドラム７のアース接点を兼ねることになる。
【００３３】
図１３に示すように画像形成装置Ａの受け凹部１６ｃには画像形成装置Ａのドラムアース接点１６ｄが設けられている。このドラムアース接点１６ｄはボス１８ａの周面に接し、且つプロセスカートリッジＢを担持するようにボス１８ａの下側にある。ドラムアース接点１６ｄはボス１８ａの座りを良くする為に凹部１６ｃに２個所設けられている。ボス１８ａはプロセスカートリッジＢの自重によって画像形成装置Ａのドラムアース接点１６ｄに加圧接触しているので、ばね等の弾性体を用いなくとも所定の加圧力を得ることができる。
【００３４】
なお、上述の実施の形態１ではプロセスカートリッジＢの当接面２０に帯電接点を配置した実施の形態を示し、実施の形態２ではボス１８ａに感光体ドラム７のアース接点を配置した実施の形態を示したが、それらの接点に限定するものではなく、帯電接点、感光体ドラムのアース接点、現像電圧を供給する為の現像バイアス接点等プロセスカートリッジＢと画像形成装置Ａとを電気的に接続するための接点であればいずれでも良い。
【００３５】
また、実施の形態２ではプロセスカートリッジＢの一方のボス１８ａを接点にする例を示したが、他方のボス（不図示）にも同様な接点を配置し、両方のボスに接点を配置すれば更なるコストダウンが可能となる。勿論、上述の実施の形態１及び実施の形態２をそれぞれ単独で利用しても、両方同時に利用しても良い。
【００３６】
上述の実施の形態１、２はプロセスカートリッジについてものべたが現像ローラ等の現像手段と、現像ローラへ供給するトナーを収容したトナー収納部とを一体的なカートリッジとして画像形成装置本体に着脱可能とした現像カートリッジ及びこの現像カートリッジを着脱可能で記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置にも適用されるものであり、この場合も現像カートリッジの位置決め部と、この位置決め部に対応する画像形成装置本体側の位置決め部には夫々電極を有し、現像カートリッジが画像形成装置本体に装着されると、両電極は接続され、画像形成装置本体に備える現像バイアス電源から現像バイアスが両電極を介して現像ローラに加えられる。又、後述の実施の形態５の現像手段の有無を検出する検出装置が画像形成装置本体に備えられる。
【００３７】
次に本発明の実施の形態３、４、５について順次説明する。これらの実施の形態３、４、５は前述の実施の形態１及び２で説明した本発明である画像形成装置とプロセスカートリッジとの電気接点構成によって成る電気回路を利用してプロセスカートリッジの有無を検知する手段である。
【００３８】
（実施の形態３）
先ず実施の形態３では実施の形態１に示した帯電手段に帯電バイアスを供給する回路を用いてプロセスカートリッジの有無を検知する実施の形態について説明する。
【００３９】
図１８は、本発明の実施の形態３に備えるプロセスカートリッジＢまたは帯電手段の有無を検出できる検出装置を示すブロック図である。本実施の形態では帯電手段に導電性抵抗体を使用した帯電ローラ８を用いており、本実施の形態の検出装置は帯電ローラ８を用いた電子写真装置におけるプロセスカートリッジＢ内の帯電手段の検出装置である。
【００４０】
図１８において２００は所定周期のＡＣ電圧を発生する基準電圧発生装置である。２０１はフィードバックされてきた後記する誤差アンプの出力電圧により利得が変化する可変振幅発振器である可変利得アンプである。２０２は可変利得アンプ２０１から受けたＡＣ電圧をＡＣの高電圧に変換するＡＣ高圧増幅回路としての高圧変換回路である。２０３は一定電圧のＤＣオフセット電圧印加回路である。
【００４１】
８は帯電ローラであり、高圧変換回路２０２とＤＣオフセット電圧印加回路２０３の重畳された図２０に示すような電圧波形が印加される。帯電ローラ８は帯電ローラ軸８ａとスポンジ状抵抗体８ｄにより形成されている。７は感光体ドラムであり、アルミニウム製ドラムの導体部７ｂとの感光体７ｃで形成されている。
【００４２】
２０４は電流整流抵抗であり、高圧変換回路２０２を流れる電流を電圧値として検出するＡＣ電流検出回路である。２０５は半波整流回路であり、図２１に示すように入力された交流電圧を整流し、ピーク値又は実効値を出力する。２０６は差電圧増幅機能を有する誤差アンプであり、半波整流回路２０５の出力と基準電圧発生器２０７から出力される第１の基準電圧との差分を出力する。上記電流整流用抵抗２０４、半波整流回路２０５第１の基準電圧２０７、誤差アンプ２０６でもってＡＣ電流検出回路を構成している。
【００４３】
２０８は比較器であり、誤差アンプ２０６と基準電圧発生器２０９から出力される第２の基準電圧との電圧を比較する回路であって、この比較結果よりプロセスカートリッジＢ又は帯電手段の有無を判断する装置である。２１０は帯電ローラ８および感光体ドラム７部分の等価回路であり、そのインピーダンスはスポンジ状抵抗体８ｄの抵抗値、感光体７ｃの厚み等のパラメーター等によって決定される。２１８は前述の帯電接点１９ａであり、２１９は前述のドラムアース接点である。プロセスカートリッジＢまたは帯電手段のないときもしくはプロセスカートリッジＢが完全に装着されず帯電接点２１８あるいはドラムアース接点２１９が接続されない時はこの等価回路２１０のインピーダンスは無限大となる。
【００４４】
このように構成された装置において、プロセスカートリッジＢまたは帯電器の有無を検出する過程を以下に説明する。
【００４５】
上記説明したように、帯電ローラ８には図２０のような所定のＤＣオフセット電圧と所定周期のＡＣ電圧が重畳された電圧波形が印加される。この波形のＡＣ成分の電圧振幅は以下に説明のように決定される。
【００４６】
半波整流回路２０５は高圧変換回路２０２の出力電流を検出し、検出した出力を誤差アンプ２０６に出力する。誤差アンプ２０６は半波整流回路２０５の出力値と第１の基準電圧（２０７）との差分を増幅し、その出力を可変利得アンプ２０１に出力する。可変利得アンプ２０１はＡＣ基準電圧（２００）の周期でかつ誤差アンプ２０６の出力に比例した振幅のＡＣ電圧を出力する。そして、高圧変換回路２０２は可変利得アンプ２０１より出力されたＡＣ電圧に比例したＡＣ高圧を出力する。この可変利得アンプ２０１、高圧変換回路２０２、電流整流抵抗２０４、半波整流回路２０５、誤差アンプ２０６の経路によって負帰還ループが成立し、結果として半波整流回路２０５の出力電圧と第１の基準電圧（２０７）が一致するように作用する。半波整流回路２０５の出力は高圧変換回路２０２の出力電流を検出しているので、高圧変換回路２０２のＡＣ出力電流は一定電流となる。
【００４７】
上記のように帯電ローラ８に印加されるＡＣ電圧振幅は、２１０の等価回路で表されるインピーダンスに流れる電流が一定となるように制御される。
【００４８】
以上説明したように帯電ローラ８に定電圧のＤＣオフセットと定電流のＡＣ高圧が重畳された波形が印加される。このような波形を帯電ローラ８に印加するのは公知の技術で、感光体７ｃの表面上に一様な電荷を帯電させるのに役立つ。
【００４９】
尚、誤差アンプ２０６の出力と高圧変換回路２０２によって出力されるＡＣ電圧の振幅とは比例関係にあるので、誤差アンプ２０６の出力を検出することによって帯電ローラ８に印加されるＡＣ高圧の振幅を検出することができる。
【００５０】
プロセスカートリッジＢまたは帯電手段のない時、もしくはプロセスカートリッジＢが完全に装着されない時は、帯電接点２１８、ドラムアース接点２１９が接続されないので等価回路２１０のインピーダンスは無限大となる。高圧変換回路２０２が出力できる最大電圧は所定値に限定されるので、このときの１次ＡＣ電流はほとんど流れない。そのため、半波整流回路２０５の出力電圧もほとんど０となる。このため誤差アンプ２０６の出力は出力できる最大値まで高くなり飽和する。
【００５１】
スポンジ状抵抗体８ｄの抵抗値、感光体厚み等のばらつきにより等価回路２１０のインピーダンスは変化する。第２の基準電圧発生器２０９の出力電圧はそのインピーダンスが最大となるときの誤差アンプ２０６の出力する電圧より高くなるように設定してある。
【００５２】
したがってプロセスカートリッジＢもしくは帯電手段がないとき、もしくはプロセスカートリッジＢが完全に装着されていない時は、等価回路２１０のインピーダンスは無限大となり、それゆえ誤差アンプ２０６の出力電圧は基準電圧２０９の出力より高くなり、比較器２０８の出力は反転する。
【００５３】
上記の構成と作用によって、比較器２０８の出力を検出することで、プロセスカートリッジ又は帯電手段の有無を検出することができる。また、比較器２１１を除いては帯電手段として当然必要とすべき回路であるので、コストアップ分は比較器のみ実現できる。
【００５４】
（実施の形態４）
図２２は本発明の実施の形態４に備える検出装置のブロック図である。符号２１２以外の回路構成、動作は前記実施の形態３と同様なので説明を援用する。
【００５５】
２１２は比較器であり、半波整流回路２０５の出力と基準電圧発生器２１３の出力電圧を比較する回路であって、この比較結果により、プロセスカートリッジＢまたは帯電手段の有無を検出する。
【００５６】
前記実施の形態３で説明したように、等価回路２１０を流れるＡＣ電流は半波整流回路２０５の出力電圧と比例関係にあるので、この出力値を検出することで等価回路２１０を流れる電流値を検出できる。
【００５７】
プロセスカートリッジＢまたは帯電手段が完全に装着されていない時は等価回路２１０のインピーダンスは無限大であるので、等価回路２１０に流れる電流はほとんど０である。そのため半波整流回路２０５の出力値はプロセスカートリッジＢまたは帯電手段のある時より著しく低くなる。
【００５８】
基準電圧発生器２１３の出力電圧はプロセスカートリッジＢまたは帯電手段があるために等価回路のインピーダンスが最大となるとき、すなわち等価回路２１０を流れる電流が最小となるときの半波整流回路２０５の出力電圧となるように設定する。したがって、プロセスカートリッジＢが有るときは半波整流回路２０５の出力電圧が基準電圧発生器２１３に達するが、プロセスカートリッジＢが無いときは等価回路２１０のインピーダンスは無限大となるので、半波整流回路２０５の出力電圧は基準電圧発生器２１３の出力電圧に達しないので比較器２１２の出力は反転する。
【００５９】
上記の構成と作用により、比較器２１２の出力を検知することで、プロセスカートリッジＢまたは帯電手段の有無を検出することができる。
【００６０】
（実施の形態５）
図２３は本発明の実施の形態５に備えるプロセスカートリッジＢまたは現像手段の有無を検出できる検出装置のブロック図である。
【００６１】
本実施の形態では現像ローラ１０ｄにＤＣオフセット電圧と矩形波電圧を重畳した電圧を印加し、現像ローラ１０ｄに付着したトナーを現像ローラ１０ｄに対向する感光体ドラム７に跳ばせる現像方式（いわゆるジャンピング現像方式）を用いている。実施の形態５に備える検出装置はジャンピング現像方式を用いたトナーカートリッジまたは現像手段の有無を検出する検出装置である。２２０は現像ローラに現像電圧を印加するための現像接点である。２１９は感光体ドラム７を接地するためのドラムアース接点である。
【００６２】
図２３において、７は感光体ドラムであり、その表面に電荷の像いわゆる潜像が不図示の露光装置および帯電装置により形成されている。１０ｄは感光体ドラム７に対向する現像ローラであり、その内部には棒状磁石１０ｇがある。その棒状磁石１０ｇの磁力によって現像ローラ１０ｄの表面に帯電したトナーが付着する。２１４は高圧発生回路であり、図２４（ａ）に示されるようなＤＣオフセット電圧と矩形波電圧を重畳した電圧を出力し、その電圧波形を現像ローラ１０ｄに印加する。高圧発生回路２１４により出力される電圧波形により現像ローラ１０ｄの表面に付着したトナーは回転する感光体ドラム７の表面に跳び、結果として潜像はトナー像に変換される。この現像プロセスはいわゆるジャンピング現像とよばれ、公知の技術である。
【００６３】
図２３にて、２１５、２１６、２１７、２２１はトナーカートリッジまたは現像手段の有無を検出するために設けられた回路である。２１５は高圧発生回路２１４から出力された電圧波形の微分波形を出力する微分回路であり、図２４（ｂ）に示されるような矩形波又は交流波形（サイン波）の波形を出力する。２１６はピークホールド回路であり、微分回路２１５より出力される微分波形の最大値を所定期間保持する回路である。微分回路２１５により、微分波形は図２４（ｃ）に示すようなＤＣ電圧に変換される。２１７は比較器であり、ピークホールド回路２１６より出力される電圧と２２１の基準電圧発生器から出力される電圧とを比較し、その結果を高低の論理レベルに変換する回路である。
【００６４】
上記の微分回路２１５、ピークホールド回路２１６、比較器２１７および基準電圧発生器２２１により構成された検出装置の動作を詳しく説明する。
【００６５】
２２２は現像ローラ１０ｄおよび感光体ドラム７で構成される負荷を電気的に表した等価回路であり、抵抗とコンデンサの直列抵抗で表わされる。現像ローラ１０ｄと感光体ドラム７の間の間隙が狭まれば狭まれるほどそのコンデンサの容量値は大きくなる。もし現像ローラ１０ｄがない場合あるいは現像ローラ１０ｄおよび感光体ドラム７を含むプロセスカートリッジＢがない場合は、等価回路２２２のコンデンサの容量値は僅少になり、インピーダンスは無限大に近ずく。高圧発生回路２１４の出力インピーダンスは当然零にはならないので、このような無負荷の状態では高圧発生回路２１４の出力波形の立ち上がり時間は非常に短くなる。このとき微分回路２１５の出力のピーク値は高くなり、ピークホールド回路２１６の出力電圧は高くなる。無負荷の状態でのピークホールド回路２１６の出力電圧値を基準電圧発生器２２１の出力電圧値より若干高くなるようにあらかじめ設定すれば、有負荷と無負荷の状態変化によって比較器２１７の出力は反転する。
【００６６】
上記のように現像ローラ１０ｄの有無あるいは現像ローラ１０ｄおよび感光体ドラム７を含むプロセスカートリッジの有無によって比較器２１７の出力は反転するので、比較器２１７の出力をモニターすることによって現像カートリッジ若しくはプロセスカートリッジの有無を検出することができる。
【００６７】
この実施の形態５は現像ローラ等の現像手段を有する現像カートリッジを着脱可能な電子写真画像形成装置に適用してもよい。
【００６８】
以上説明したように、本出願に係わる実施の形態によれば、画像形成装置本体とプロセスカートリッジとの電気接点を弾性体を用いなくとも所定の加圧力を持って接触させられるので、部品点数を削減できコストダウンが可能となる。
【００６９】
また、本出願に係る実施の形態によれば、電子写真感光体ドラムに導通する導電性のボス外周を位置決め部としているので別途ドラムアースをとる部材を設けることなく、位置決め部とアース用電極が得られる。
【００７２】
また、本出願に係る実施の形態よれば、現像カートリッジを位置決めすると位置決め部において現像バイアスを加える電極が同時に加圧されて接続される。
【００７３】
また、本出願に係る実施の形態よれば、プロセスカートリッジを着脱可能な電子写真画像形成装置において、プロセス手段へ高圧電流を加えるための電極がプロセスカートリッジの位置決めと同時に加圧して位置決め部において接続されるので、電気接点を弾性体を用いて加圧する必要がなくなり、部品点数を削減できコストダウンが可能となる。また、電極が不動であるので電極が可動である場合の電極設置スペースがなくてすむ。
【００７４】
また、本出願に係る実施の形態によれば、現像カートリッジを着脱可能な電子写真画像形成装置において、現像ローラへ現像バイアスを加えるための電極が現像カートリッジの位置決めと同時に加圧して位置決め部において接続されるので、電気接点を弾性体を用いて加圧する必要がなくなり、部品点数を削減できコストダウンが可能となる。また電極が不動であるので電極が可動である場合の電極設置スペースがなくてすむ。
【００７５】
また、本出願に係る実施の形態によれば、固定の電気接点によって構成される電気回路を用いてプロセスカートリッジ又は現像カートリッジの有無を検知するので、従来例で説明した弾性体のたわみしろであるストロークの途中でプロセスカートリッジ又は現像カートリッジが装着された場合の所謂不完全装着状態でプロセスカートリッジ又は現像カートリッジを検知してしまう誤検知を回避できる。言い換えれば固定の電気接点は従来例で説明した弾性体のたわみしろであるストロークが無い接点構成なので前述の所謂不完全装着を回避でき、万一接点間に僅かな隙間ができた場合の不完全装着が起きても、接点が接続されずプロセスカートリッジ又は現像カートリッジ有無検知手段によってユーザーにその旨知らせることができる。
【発明の効果】
本出願に係る発明によれば、電子写真感光体を画像形成装置本体に対して位置決めするためのボスから離れた位置において、画像形成装置本体の突当部材と当接することによってボスを中心としてプロセスカートリッジの回動するのを阻止してプロセスカートリッジの位置を定めるカートリッジ位置決め部がカートリッジ電極を有し、突当部材に本体電極が設けられているので、プロセスカートリッジが画像形成装置本体に装着されると、プロセスカートリッジは画像形成装置本体に対してボスを中心とする回動方向の位置が定まると同時にカートリッジ電極と本体電極が接続される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のプロセスカートリッジの左外側側面外観斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態のプロセスカートリッジの上面外観平面図である。
【図３】画像形成装置、プロセスカートリッジの構成を表す縦断面図である。
【図４】プロセスカートリッジの構成を表す縦断面図である。
【図５】プロセスカートリッジを着脱する状態を説明する画像形成装置の斜視図である。
【図６】プロセスカートリッジの着脱をガイドする画像形成装置の右側ガイド構成の斜視図である。
【図７】プロセスカートリッジの着脱をガイドする画像形成装置の左側ガイド構成の斜視図である。
【図８】プロセスカートリッジを画像形成装置に装着する状態説明図である。
【図９】プロセスカートリッジを画像形成装置に装着する状態説明図である。
【図１０】プロセスカートリッジを画像形成装置に装着する状態説明図である。
【図１１】プロセスカートリッジを画像形成装置に装着する状態説明図である。
【図１２】プロセスカートリッジを画像形成装置に装着する状態説明図である。
【図１３】本発明の実施の形態１、２を説明する側面図である。
【図１４】図１３の一部を拡大した部分拡大図である。
【図１５】帯電手段へ帯電バイアスを供給する為の電気的経路を説明した側面図である。
【図１６】ドラムアースの構成を説明する縦断面図である。
【図１７】ドラムアースの取り付け方法を説明した斜視図である。
【図１８】本発明の実施の形態３を説明するブロック図である。
【図１９】本発明の実施の形態３の動作を説明する動作波形図である。
【図２０】本発明の実施の形態３の動作を説明する動作波形図である。
【図２１】本発明の実施の形態３の動作を説明する動作波形図である。
【図２２】本発明の実施の形態４を説明するブロック図である。
【図２３】本発明の実施の形態５を説明するブロック図である。
【図２４】本発明の実施の形態５の動作を説明する動作波形図である。
【符号の説明】
Ａ…電子写真画像形成装置（レーザービームプリンタ）
Ｂ…プロセスカートリッジ
Ｄ…現像ユニット
１…光学系
２…記録媒体
３…搬送手段 ３ａ…給紙カセット ３ｂ…ピックアップローラ ３ｃ…圧接部材 ３ｄ…搬送ローラ対 ３ｅ…レジストローラ対 ３ｆ…搬送ベルト ３ｇ…排出ローラ対 ３ｈ…排出ローラ対 ３ｉ…手差しトレイ ３ｊ…ローラ
４…転写ローラ
５…定着手段 ５ａ…駆動ローラ ５ｂ…ヒータ ５ｃ…支持体 ５ｄ…定着回転体 ５ｇ…排出ローラ対
６…排出部
７…感光体ドラム ７ａ…ドラムフランジ ７ｂ…アルミ製ドラムの導体部
７ｃ…感光体 ７ｄ…フランジ
８…帯電ローラ ８ａ…帯電ローラ軸 ８ｂ…複合ばね ８ｂ１…圧縮コイルばね部 ８ｂ２…内部接点 ８ｃ…帯電ローラ軸受け ８ｄ…スポンジ状抵抗体
９…露光開口部
１０…現像手段 １０ａ…トナー収納枠体 １０ｂ１…トナー撹拌部材 １０ｂ２…トナー送り部材 １０ｃ…固定磁石 １０ｄ…現像ローラ １０ｅ…現像ブレード １０ｆ…開口部 １０ｇ…棒状磁石 １０ｈ…開口部
１１…クリーニング手段 １１ａ…クリーニングブレード １１ｂ…スクイシート １１ｃ…廃トナー収納部
１２ｂ…トナー現像枠体 １２ｃ…蓋部材
１３…クリーニング枠体 １３ａ，１３ｂ…穴 １３ｇ…ガイド溝
１５…開閉部材 １５ａ…軸
１６…ガイドレール １６ａ…第１傾斜面 １６ｂ…第２傾斜面 １６ｃ…受け凹部 １６ｄ…ドラムアース接点
１７…ガイド部材
１８ａ…ボス １８ｂ…リブ １８ｃ…支持板金 １８ｄ…小ねじ １８ｅ…ドラムアース板 １８ｆ…回転軸 １８ｇ…回転軸
１９…突当部材 １９ａ…電極
２０…当接面
２２…駆動ギア
２３…ピン
２６…圧縮コイルばね
２７…アーム
２８…ドラムシャッタ部材
２９…リンク ２９ｂ…当接部
１２０…導電性帯電接点 １２０ａ…外部露出部 １２０ｂ…ばね座
１２１…導電性現像接点
１２２…導電性トナー残量検出接点
１２４…接点部材
１２５…接点部材
１２６…接点部材
１２７…ホルダ
１２９…圧縮コイルばね
２００…基準電圧発生装置
２０１…可変利得アンプ
２０２…高圧変換回路
２０３…ＤＣオフセット電圧印加回路
２０４…電流整流用抵抗
２０５…半波整流回路
２０６…誤差アンプ
２０７…基準電圧発生器
２０８…比較器
２０９…基準電圧発生器
２１０…等価回路
２１１…比較器
２１２…比較器
２１３…基準電圧発生器
２１４…高圧発生回路
２１５…微分回路
２１６…ピークホールド回路
２１７…比較器
２１８…帯電接点
２１９…ドラムアース接点
２２０…現像接点
２２１…基準電圧発生器
２２２…等価回路

Claims (3)

1. 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作用するプロセス手段と、
   前記電子写真感光体を画像形成装置本体に対して位置決めするためのボスと、
   前記プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着された際に、前記画像形成装置本体が有する突当部材に設けられた本体電極であって、前記プロセス手段に前記画像形成装置本体から高圧電流を供給する為の、又は、前記電子写真感光体を接地するための本体電極と、電気的に接続されるカートリッジ電極と、
   前記カートリッジ電極を有するカートリッジ側位置決め部であって、前記ボスから離れた位置において、前記突当部材と当接することによって前記ボスを中心として前記プロセスカートリッジの回動するのを阻止して、前記プロセスカートリッジの位置を定めるカートリッジ側位置決め部と、
   を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
2. 前記プロセス手段とは前記電子写真感光体を一様に帯電する帯電手段であって、前記カートリッジ電極は前記帯電手段に導通している請求項１に記載のプロセスカートリッジ。
3. プロセスカートリッジを着脱可能で記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置において、
   ａ．突当部材と、
   ｂ．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前記電子写真画像形成装置の装置本体に対して位置決めするためのボスと、カートリッジ電極と、前記カートリッジ電極を有するカートリッジ側位置決め部であって、前記ボスから離れた位置において、前記突当部材と当接することによって前記ボスを中心として前記プロセスカートリッジの回動するのを阻止して、前記プロセスカートリッジの位置を定めるカートリッジ側位置決め部と、を有するプロセスカートリッジを取り外し可能に装着するプロセスカートリッジ装着部と、
   ｃ．前記プロセス手段に高圧電流を供給する為の、又は、前記電子写真感光体を接地するための、前記突当部材に設けられた本体電極であって、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された際に、前記カートリッジ電極と電気的に接続する本体電極と、
   ｄ．前記記録媒体を搬送するための搬送手段と、
   を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。

Images