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
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Description
【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)
- 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。 - 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。
- 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。
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