JP4613560B2 - 画像形成装置およびカートリッジ - Google Patents
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Description
前記「カートリッジ」としては、現像器を有する現像カートリッジ、または現像器および像担持体を有するプロセスカートリッジ等がある。
前記CRUM(カートリッジユニットに装着されたメモリ)に記憶された前記履歴情報(環境履歴情報または使用履歴情報等)は、カートリッジの交換時期を判別する際、またはカートリッジのメンテナンスを行う際等に必要な情報として利用される。
そして、前記各現像器カートリッジは前記現像位置に回転移動した状態で、前記画像形成装置本体から回転力が伝達され且つ現像ロールに現像バイアスが印加されるように構成されている。
前記各現像が前記現像位置に回転移動した状態で、前記画像形成装置本体から回転力が伝達される構成は従来周知(参考文献:特開2000−231238号公報、特開2000−321858号公報)である。
前記問題点を解決するため、従来は摩擦接触させずに板バネを接触させる機構や金メッキを施す等の特殊な対応策を採用していたため、コスト高になるという問題点があった。
(1)現像バイアスを給電しない期間にCRUMとの通信を行うことにより、共通の接続端子を利用して画像形成装置本体からカートリッジへの現像バイアスの給電と、画像形成装置本体のCPUとカートリッジ装着メモリとの通信とを行なうことができる。
(2)現像バイアス給電時に流れる高電圧電流により、接続端子の表面の酸化皮膜が除去されるので、長期に渡って安定した通信を行うことが可能となる。
本発明は、前記検討結果に鑑み、次の記載内容(O01)を課題とする。
(O01)CRUM(着脱可能なカートリッジに設けたメモリ)と、カートリッジが着脱可能に装着される画像形成装置本体のコントローラとの通信を、低コストで確実に行えるようにすること。
前記課題を解決するために、第1発明のカートリッジは、画像形成装置本体に対して着脱可能に装着されるカートリッジであって下記の構成要件(A01)〜(A05)を備えたことを特徴とする。
(A01)回転する像担持体(PR)表面に形成された静電潜像をトナー像に現像するトナーを収容し且つ画像形成装置本体(U1)に着脱可能に装着される現像容器(V)、
(A02)前記現像容器(V)に回転可能に支持され回転時に前記現像容器(V)内のトナーを前記像担持体(PR)表面と対向する位置に搬送し且つ現像バイアスが印加される現像スリーブ(R0c)、
(A03)現像動作の履歴情報を記憶するカートリッジ装着メモリ(CRUM)、
(A04)前記画像形成装置本体(U1)の本体側接続端子(48)に接続されるカートリッジ側接続端子(52)、
(A05)前記カートリッジ側接続端子(52)を、現像スリーブ(R0c)に接続する現像スリーブ接続線(61)とカートリッジ装着メモリ(CRUM)に接続するCRUM接続線(62)とのいずれかに切り換えて接続するカートリッジ側切替スイッチ(63)であって、前記現像スリーブ(R0c)に現像バイアスを印加する際には前記カートリッジ側接続端子(52)を現像スリーブ接続線(61)に接続し、カートリッジ装着メモリ(CRUM)と画像形成装置本体(U1)側との間で通信を行う際には前記カートリッジ側接続端子(52)を前記CRUM接続線(62)に接続する前記カートリッジ側切替スイッチ(63)。
前記構成要件(A01)〜(A05)を備えた第1発明のカートリッジ(GY,GM,GC,GK)の現像容器(V)は、画像形成装置本体(U1)に対して着脱可能に装着される。前記現像容器(V)は、回転する像担持体(PR)表面に形成された静電潜像をトナー像に現像するトナーを収容する。
前記現像容器(V)に回転可能に支持された現像スリーブ(R0c)は、回転時に前記現像容器(V)内のトナーを前記像担持体(PR)表面と対向する位置に搬送する。前記像担持体(PR)表面と対向する位置に搬送されたトナーは、現像スリーブ(R0c)に印加される現像バイアスにより、像担持体(PR)表面の静電潜像をトナー像に現像するために使用される。
カートリッジ装着メモリ(CRUM)は、現像動作の履歴情報を記憶する。
カートリッジ側接続端子(52)は、前記画像形成装置本体(U1)の本体側接続端子(48)に接続される。
カートリッジ側切替スイッチ(63)は、前記カートリッジ側接続端子(52)を、現像スリーブ(R0c)に接続する現像スリーブ接続線(61)とカートリッジ装着メモリ(CRUM)に接続するCRUM接続線(62)とのいずれかに切り換えて接続する。また、前記カートリッジ側切替スイッチ(63)は、前記現像スリーブ(R0c)に現像バイアスを印加する際には前記カートリッジ側接続端子(52)を現像スリーブ接続線(61)に接続し、カートリッジ装着メモリ(CRUM)と画像形成装置本体(U1)側との間で通信を行う際には前記カートリッジ側接続端子(52)を前記CRUM接続線(62)に接続する。
前記第1発明では、一つのカートリッジ側接続端子(52)を、現像バイアス給電用端子および通信用端子として使用するので、カートリッジ側接続端子数を減少させることができる。また、前記カートリッジ側接続端子(52)に高電圧の現像バイアスが流れる時にカートリッジ側接続端子(52)表面に付着した酸化被膜を除去することができるので、長期にわたって安定した通信を行うことができる。
第1発明の形態1のカートリッジ(GY,GM,GC,GK)は、前記第1発明において下記の構成要件(A06)を備えたことを特徴とする。
(A06)前記現像スリーブ(R0c)が回転するときには前記カートリッジ側接続端子(52)を前記現像スリーブ接続線(61)に接続し且つ前記現像スリーブ(R0c)が回転しないときには前記カートリッジ側接続端子(52)をCRUM接続線(62)に接続する前記カートリッジ側切替スイッチ(63)。
第1発明の形態1のカートリッジ(GY,GM,GC,GK)では、前記カートリッジ側切替スイッチ(63)は、前記現像スリーブ(R0c)が回転するときには前記カートリッジ側接続端子(52)を前記現像スリーブ接続線(61)に接続し且つ前記現像スリーブ(R0c)が回転しないときには前記カートリッジ側接続端子(52)をCRUM接続線(62)に接続する。
第1発明の形態2のカートリッジ(GY,GM,GC,GK)は、前記第1発明の形態1において下記の構成要件(A07)を備えたことを特徴とする。
(A07)前記現像スリーブ(R0c)の回転時と停止時とで機械的に切り替わる前記カートリッジ側切替スイッチ(63)。
(第1発明の形態2の作用)
前記構成要件(A07)を備えた第1発明の形態2のカートリッジ(GY,GM,GC,GK)では、前記カートリッジ側切替スイッチ(63)は、前記現像スリーブ(R0c)の回転時と停止時とで機械的に切り替わる。前記カートリッジ側切替スイッチ(63)の切替動作は前記現像スリーブ(R0c)を回転させるための回転伝達機構の回転力を利用して行うことが可能である。その場合、カートリッジ側切替スイッチ(63)の切替回路を設ける必要がなくなる。
第2発明の画像形成装置本体(U1)は、現像器を有するカートリッジ(GY,GM,GC,GK)が着脱可能であり、下記の構成要件(A08),(A09)を備えたことを特徴とする。
(A08)カートリッジ(GY,GM,GC,GK)が画像形成装置本体(U1)に装着されたときにカートリッジ側接続端子(52)に接続される本体側接続端子(48)、
(A09)前記カートリッジ側接続端子(52)に現像バイアスを給電するときには前記本体側接続端子(48)に現像バイアス電源(54)を接続し且つ前記カートリッジ側接続端子(52)にカートリッジ装着メモリ(CRUM)との通信信号を送信するときには前記本体側接続端子(48)に本体側コントローラ(C)の通信信号出力端(56)を接続する本体側切替スイッチ(58)。
前記構成要件(A08),(A09)を備えた第2発明の画像形成装置本体(U1)は、現像器を有するカートリッジ(GY,GM,GC,GK)が着脱可能である。
画像形成装置本体(U1)の本体側接続端子(48)は、カートリッジ(GY,GM,GC,GK)が画像形成装置本体(U1)に装着されたときに、カートリッジ側接続端子(52)に接続される。
本体側切替スイッチ(58)は、前記カートリッジ側接続端子(52)に現像バイアスを給電するときには前記本体側接続端子(48)に現像バイアス電源(54)を接続し且つ前記カートリッジ側接続端子(52)にカートリッジ装着メモリ(CRUM)との通信信号を送信するときには前記本体側接続端子(48)に本体側コントローラ(C)の通信信号出力端を接続する。
前記第2発明では、一つの本体側接続端子(48)を現像バイアス給電用端子および通信用端子として使用するので、本体側接続端子(48)数を減少させることができる。また、前記本体側接続端子(48)に高電圧の現像バイアスが流れる時に本体側接続端子(48)表面に付着した酸化被膜を除去することができるので、長期にわたって安定した通信を行うことができる。
第3発明の画像形成装置は、下記の構成要件(A010),(A011)を備えたことを特徴とする。
(A010)前記第1発明または第1発明の形態1もしくは2のいずれか記載のカートリッジ(GY,GM,GC,GK)、
(A011)前記第2発明の画像形成装置本体(U1)。
(第3発明の作用)
前記構成要件(A010),(A011)を備えた第3発明の画像形成装置は、前記第1発明または第1発明の形態1もしくは2のいずれか記載のカートリッジ(GY,GM,GC,GK)が奏する作用と同様の作用を奏する。また、第3発明の画像形成装置は、前記第2発明の画像形成装置本体(U1)が奏する作用と同様の作用を奏する。
(E01)CRUM(着脱可能なカートリッジに設けたメモリすなわち、カスタマリプレイサブルユニット装着メモリ)と、カートリッジが着脱可能に装着される画像形成装置本体のコントローラとの通信を、低コストで確実に行うことができる。
なお、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をX軸方向、左右方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向とし、矢印X,−X,Y,−Y,Z,−Zで示す方向または示す側をそれぞれ、前方、後方、右方、左方、上方、下方、または、前側、後側、右側、左側、上側、下側とする。
また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
図1は本発明の実施例1のロータリ式現像装置を備えた画像形成装置の全体説明図である。
図1において、画像形成装置Uは、上面にプラテンガラス(透明な原稿台)PGを有する画像形成装置本体としてのデジタル式の複写機U1と、前記プラテンガラスPG上に着脱自在に装着される自動原稿搬送装置(オートドキュメントフィーダ、ADF)U2とを備えている。
前記自動原稿搬送装置U2は、複写しようとする複数の原稿Giが重ねて載置される原稿給紙トレイTG1を有している。前記原稿給紙トレイTG1に載置された複数の各原稿Giは順次プラテンガラスPG上の複写位置を通過して原稿排紙トレイTG2に排出されるように構成されている。
前記自動原稿搬送装置U2は、その後端部(−X端部)に設けた左右方向に延びるヒンジ軸(図示せず)により前記複写機U1に対して回動可能であり、原稿Giを作業者が手でプラテンガラスPG上に置く場合に上方に回動される。
前記UIは、画像形成装置Uのユーザがコピースタート等の作動指令信号を入力操作するコピースタートキー、コピー設定枚数入力キー(図示せず)等の入力操作部材と、画像形成装置Uの現在の設定状態に関する情報の表示等が行われる表示部(図示せず)とを有している。
複写を行うADFモードの場合は、前記露光光学系Aはホーム位置に停止した状態で、プラテンガラスPG上の複写位置を順次通過する各原稿Giを露光する。
原稿Giを作業者が手でプラテンガラスPG上に置いて複写を行うプラテンモードの場合、露光光学系Aは移動しながらプラテンガラスPG上の原稿(図示せず)を露光走査する。露光された前記原稿Giからの反射光は、前記露光光学系Aを通ってCCD(固体撮像素子)上に収束される。前記CCDは、その撮像面上に収束された原稿反射光をR(赤)、G(緑)、B(青)の電気信号に変換する。
前記レーザ駆動信号出力装置DLは、入力された画像データに応じたレーザ駆動信号をROS(画像書込装置)に出力する。
前記ROSの下方に配置されたドラム状の像担持体PRは、矢印A1方向に回転する。前記像担持体PR表面は帯電器CCにより一様に帯電された後、潜像書込位置Q1において前記ROS(潜像書込装置)のレーザビームLにより露光走査されて静電潜像が形成される。フルカラー画像を形成する場合は、K(黒),Y(イエロー),M(マゼンタ),C(シアン)の4色の画像に対応した静電潜像が順次形成され、モノクロ画像の場合はK(黒)画像に対応した静電潜像のみが形成される。
前記像担持体PRへのレーザビームLによる潜像書込は、中間転写ベルトBの非画像部に設けられた基準マークBmaをベルト位置センサSNbが検知してから所定の時間経時後に開始される。フルカラー画像の場合は、各色を重ね合わせるので、前記ベルト位置センサSNbが基準マークBmaを検知してからレーザビームLによる潜像書込開始までの時間は各色同一である。
前記静電潜像が形成された像担持体PR表面は回転移動して現像領域Q2、1次転写領域Q3を順次通過する。
なお、前記現像領域Q2および一次転写領域Q3の間には、像担持体PR上に形成された小さな面積の濃度検出用トナー像(すなわち、パッチ)の濃度を検出するトナー像濃度センサSNdが配置されている。
前記1次転写領域Q3は、矢印A2方向に回転移動する中間転写ベルトBがロール状の1次転写器T1により像担持体PR表面に圧接される領域である。前記1次転写器T1にはロータリ式現像装置Gで使用される現像用のトナーの帯電極性と逆極性の1次転写電圧が電源回路Eから供給される。前記電源回路EはコントローラCにより制御される。
前記矢印A2方向に回転移動する中間転写ベルトBは、駆動ロールRd、テンションロールRt、ウォーキングロールRw、フリーロール(アイドラロール)RfおよびバックアップロールT2aにより回転可能に支持されている。バックアップロールT2aには中間転写ベルトBを挟んで2次転写ロールT2bが配置されている。前記2次転写ロールT2bは、昇降することにより前記バックアップロールT2aと離隔および圧接可能(離接可能)に配置されている。前記2次転写ロールT2bが中間転写ベルトBと圧接する領域(ニップ)により2次転写領域Q4が形成されている。
また、前記バックアップロールT2aには前記トナーの帯電極性と同極性の2次転写電圧が電源回路Eから供給される。前記各ロールT2a,T2bにより2次転写器T2が構成されている。
単色のモノカラー画像を形成する場合には1個の現像器のみを使用して、単色トナー像が中間転写ベルトB上に1次転写される。
前記レジロールRrに搬送された記録シートSは、前記前記1次転写された多重トナー像または単色トナー像が2次転写領域Q4に移動するのにタイミングを合わせて、転写前シートガイドSG1から2次転写領域Q4に搬送される。
前記2次転写領域Q4において前記2次転写器T2は、中間転写ベルトB上のトナー像を記録シートSに静電的に一括して2次転写する。2次転写後の中間転写ベルトBはベルトクリーナCL2により残留トナーが除去される。
トナー像が2次転写された前記記録シートSは、シートガイドSG2、シート搬送ベルトBHにより定着領域Q5に搬送され、定着領域Q5を通過する際に加熱ロールFhおよび加圧ロールFpを有する定着装置Fにより加熱定着される。
前記定着装置Fにより未定着トナー像が加熱定着された記録シートSは、排紙ローラRhから排紙トレイTRhに排出されるようになっている。
前記シート反転路SH3およびシート循環路SH4の接続部に設けられたシート状のマイラーゲートGT2は、通過する記録シートSが下方に搬送される際には弾性変形により記録シートSの下方への移動を許し、マイラーゲートGT2を通過した記録シートSがスイッチバックして上方に搬送される場合にはシート循環路SH4の方向に向かわせるように構成されている。前記シート循環路SH4に沿って複数のシート搬送ロールRaが配置されている。
両面複写の場合には1面目のトナー像が転写されて定着された記録シートSはシート反転路SH3で反転されてから、前記2次転写領域Q4に再送され、2面目にトナー像が転写される。
なお、前記符号SH1〜SH4,Rp,Rs,Rr,Ra,GT1,GT2等で示す構成要素からシート搬送装置SHが構成される。
図2は本発明のロータリ式現像装置の実施例1の要部の拡大断面図である。
図3は本発明のロータリ式現像装置の実施例1の前記図2とは異なる要部の拡大断面図である。
図2、図3において、現像容器支持部材Hは、前記各現像器カートリッジGY〜GKが装着される前後一対の回転プレートPL1,PL2(後述する図5参照)と回転軸GAとを有する。
画像形成装置Uの動作時には、前記現像容器支持部材Hの回転にともなって、前記各現像器カートリッジGY〜GKは前記像担持体PRと対向する第1停止位置(現像位置)P1、前記第1停止位置P1から時計回り方向に90°回転した第2停止位置P2、180°回転した第3停止位置P3、および270°回転した第4停止位置P4に順次回転し、停止する。
前記第1停止位置P1に停止した現像器カートリッジGY,GM,GC,GKの現像ロールR0には回転力が伝達され、現像動作の実行が可能となる。また、前記第1停止位置P1に停止した現像器カートリッジGY,GM,GC,GKには新しい現像剤の補給が行われ、また、劣化した現像剤の排出が可能となる。なお、前記各色の現像器カートリッジGY〜GKは現像動作を行わない時には、前記図2、図3に示す位置から時計方向に45°回転した位置に停止している。
これらの詳細な構成は、従来公知(参考文献:前記特許文献1,2参照)である。
図5は同実施例1の現像器カートリッジを、回転する現像容器支持部材に装着した状態を示す図である。
図6は前記図5の要部拡大図である。
図7は回転移動するロータリ式現像装置に回転力を伝達するための固定側回転力伝達部材の説明図である。
前記ロータリ式現像装置Gの回転軸GAは軸方向中央部の断面外形が四角の角筒部GA0、軸方向前側部分の前側円筒部GA1、および軸方向後側部分の後側円筒部GA2を有している。前記前側円筒部GA1および後側円筒部GA2はそれぞれ、ベアリングBR1およびBR2を介して前記固定円筒部材F1aおよび後側固定フレームF2に回転自在に支持されている。
前記回転軸GA、前側回転プレートPL1および後側回転プレートPL2により、前記K,Y,M,Cの4色の各現像器カートリッジGY,GM,GC,GKを支持して回転する現像容器支持部材Hが構成されている。
前記後側回転プレートPL2の後面には4本のスタッドSTD(図4、図7参照)を介してリングギヤG1(図4〜図7参照)が固定されている。リングギヤG1は後側固定フレームF2に支持されたロータリモータM1(図5、図7、図10参照)の出力軸に連結されたギヤG2と噛み合っている。
したがって、リングギヤG1は、ロータリモータM1の回転時に回転し、前記リングギヤG1の回転に伴って前記現像容器支持部材Hが回転する。
前記排出現像剤搬送部材11の前記排出用回転軸11aの後端部は搬送部材後端支持部材12(図5参照)に回転自在に支持されており、前記搬送部材後端支持部材12は前記現像剤排出筒7の後端部に固定されている。
前記排出用回転軸11aの前端部は、前記回転軸GAの前端に回転自在に支持されており、その後端にはギヤG3(図5参照)が固着されている。前記ギヤG3には回転力伝達用のギヤG4(図5参照)が噛み合っている。前記ギヤG4には現像剤排出モータM2(図5および、図10のブロック線図参照)の回転力が伝達される。前記現像剤排出モータM2の駆動時には前記ギヤG3、ギヤG4および排出用回転軸11aが一体的に回転駆動される。
なお、この実施例1において前記排出現像剤搬送部材11は、前記現像器カートリッジGY〜GKが第1停止位置P1以外の位置(図2、図3に示す位置から時計方向に45°回転した位置)に停止しているときは回転を停止している。
また前記角筒部GA0の各側面にはそれぞれピン挿入孔4(図2、図5参照)が形成されている。前記ピン挿入孔4は、各現像器カートリッジGY,GM,GC,GKの突出ピンV1a(図7、図8参照、後述)が挿入される孔であり、各現像器現像器カートリッジGY,GM,GC,GKを位置決め固定するために使用される孔である。
前記ギヤG7の回転軸の後端部は前記リングギヤG1の内側を通って、前記リングギヤG1後側の前記後側固定フレームF2に回転可能に支持されており、前記後側回転プレートPL2後面側の前記ギヤG7と同軸のギヤG8は、回転駆動用のギヤG9と噛合っている。前記ギヤG9には現像器駆動用モータM3(図9参照)の回転力が伝達されている。
前記入力ギヤG5と一体的に回転する前記4個の各一体回転ギヤG6に隣接して補給用搬送軸装着孔13(図4に1個のみ図示)が設けられている。補給用搬送軸装着孔13は後述の補給用回転軸15a(図5参照)の後端を回転自在に支持する部材である。
前記現像剤補給筒14(図5、図8参照)の前方(X方向)側である前記前側固定フレームF1の前面側(X側)には、固定円筒部材F1a(図4、図5参照)が固定されている。
図4、図5において、前記固定円筒部材F1aは、前側固定フレームF1の前面に接続されるフレーム固定用リング状連結部材Lb、その前面側に順次接続されて前記現像容器Vへ各色の現像剤を補給するためのK(黒)用リング状連結部材Lk、Y(イエロー)用リング状連結部材Ly、M(マゼンタ)用リング状連結部材Lm、C(シアン)用リング状連結部材Lc、および前壁用リング状連結部材Lfにより構成されている。
図4において、前記Y,M,C,K用の各リング状連結部材Ly,Lm,Lc,Lkの上部にはそれぞれ、トナー補給口Thが設けられている。
また、前記各現像器カートリッジGY〜GKの前記補給用回転軸15a(図8C参照)前端のベアリング16は、前記各回転円筒部材Bk,By,Bm,Bcのベアリング収容孔(図示せず)に収容される。その状態で前記各現像剤搬入口14a(図8C参照)から前記各現像器カートリッジGY〜GKに現像剤が搬入されるようになっている。
なお、前記固定円筒部材F1a内部に、回転円筒部材Bk,By,Bm,Bc,Bfを有する回転円筒部材Bを収容し、前記各リング状連結部材Ly,Lm,Lc,Lkの上部に設けた各トナー補給口Th(図4参照)から補給されるトナーを前記現像剤補給筒14から各現像容器Vに補給するロータリ式現像装置G(図1参照)は従来公知(参考文献:前記特許文献1,2参照)である。
図8は前記図5に示す現像容器の斜視図で、図8Aは前記現像容器から現像剤補給筒が取り外されている状態を示す図、図8Bは前記図8Aの現像容器の後端部に設けたギヤの配置を示す図、図8Cは前記現像容器に現像剤補給筒が取り付けられている状態を示す図である。
図8において、現像器カートリッジGKの現像容器Vは、容器下部を形成する容器本体V1および容器上部を形成する容器カバーV2を連結して構成されており、容器内部に負極性に帯電されるトナーおよび正極性に帯電される磁性キャリアから成る2成分現像剤を収容している。
図8Aにおいて、前記容器本体V1はそれぞれその外側面に前後一対の突出ピンV1a,V1aを有しており、前記一対の突出ピンV1a,V1aは、前記回転軸GAのピン挿入孔4,4(図2、図5参照)に挿入されている。前記突出ピンV1a,V1aは、現像容器Vを位置決めするために使用される。
前記図8において、前記容器カバーV2は、前記ロール収容壁V2aと、容器上壁V2bと、前記容器上壁V2bの右側から下方に伸びて前記容器本体V1の側壁に当接する被係止側壁V2cを有している。
図8Bにおいて、前記ギヤG12およびG13は噛み合っており、前記ギヤG11およびG12は中間ギヤG14を介して接続されている。
なお、前記符号18〜37,G11〜G14,R0,R1,R2,Vで示された要素から前記各現像器カートリッジGY,GM,GC,GKが構成されている。
図4、図9において前記前側回転プレートPL1および後側回転プレートPL2には4個のベアリング装着溝41が形成されている。
前記現像容器Vの一対の突出ピンV1a,V1aは、前記回転軸GAのピン挿入孔4,4(図2、図5参照)に挿入されて位置決めされ、前記ロール軸R0a外端のベアリングR0b,R0bは前記各ベアリング装着溝41に装着されてクランパ42によりクランプされる。
クランパ42はヒンジ軸42a周りに回動可能な部材で、クランパ42のネジ貫通孔42b(図9B参照)に貫通するネジ(図示せず)がクランパ固定部材43のネジ孔43a(図9B参照)に螺合して前記クランパ固定部材43に固定される。
このため、入力ギヤG5に回転力が入力されると、前記入力ギヤG5と一体的に回転するギヤG6からロール軸R0aの後端部のギヤG11に回転力が伝達され、ギヤG11から順次ギヤG14,G12,G13に回転力が伝達される。ギヤG11,G12,G13が回転すると、前記現像ロールR0および攪拌搬送部材(R1+R2)が回転する。前記攪拌搬送部材(R1+R2)の回転により、現像容器V内の現像剤は攪拌、搬送される。
また、前記補給用回転軸15a後端のギヤG10も前記一体回転ギヤG6と噛み合っているので補給用回転軸15aにも回転力が伝達される。
図6、図10Bにおいて、画像形成装置本体U1の前側固定フレームF1には板バネ貫通口F1bが形成されている。前側固定フレームF1の前面(X側の面)には絶縁部材46が前記板バネ貫通口F1bを塞ぐ状態で固定されている。前記絶縁部材46の前面側には導電性端子部材47が固定されている。前記導電性端子部材47には板バネ製の本体側接続端子48が固定されている。本体側接続端子48は前記板バネ貫通口F1bを貫通して前側固定フレームF1の後面側に突出している。
図10、図11において、本体側コントローラCは、CPUおよび通信用の送受信回路を有している。
現像バイアス用の高圧電源(現像バイアス用電源)54に接続する現像バイアス給電線55と、前記本体側コントローラCの通信信号出力端56に接続する通信線57とは、本体側切替スイッチ58を介して、前記本体側接続端子48に接続されている。
前記本体側切替スイッチ58はリレースイッチであり、その切替位置を制御するコイル58aは24Vの出力線を有する低圧電源回路59に接続されている。前記コイル58aにはFET(電界効果トランジスタ)が直列接続されている。前記FETのゲートには本体側コントローラCからH(ハイ)レベルおよびL(ロー)レベルのいずれかの電圧が印加される。
FETのゲートにLレベルの信号が入力された状態では、前記コイル58aに電流が流れず、本体側切替スイッチ58は通信線57を本体側接続端子48に接続する。また、FETのゲートにHレベルの信号が入力された状態では、前記コイル58aに電流が流れて、本体側切替スイッチ58は高圧電源54を本体側接続端子48に接続する。
前記カートリッジ側切替スイッチ63は、前記現像スリーブR0cの回転時には現像スリーブR0cに接続する現像スリーブ接続線61をカートリッジ側接続端子52に接続し、前記現像スリーブの非回転時にはCRUMに接続するCRUM接続線62をカートリッジ側接続端子52に接続する。
前記現像スリーブR0cの回転時にカートリッジ側切替スイッチ63を、現像スリーブ接続線61およびカートリッジ側接続端子52を接続する位置に移動させる構成としては例えば図16に示す構成を採用することが可能である。
図16において、現像スリーブR0cの回転時に回転するロール軸R0aの回転に伴って回転するギヤG14に噛み合うギヤG15の軸G15aには、トルクリミッタTLを介して、回転部材RAが装着されている。回転部材RAには、カートリッジ側切替スイッチ63を押すための突起RA1がを付けられている。
図16Bにおいて、ロール軸R0aの回転時には、突起RA1により、カートリッジ側切替スイッチ63を押し切った所でトルクリミッタTLの回転が止まるように構成されている。前記突起RA1に駆動方向とは逆向きに作用するようにバネSPが取り付けられている。このバネSPは、トルクリミッタTLの作動時の力よりも小さい力が作用するバネとする。駆動時(図16B参照)にはトルクリミッタTLの回転駆動を邪魔せず、駆動が停止した時(図16Aの参照)には前記バネSPの力によりトルクリミッタTLの突起がスイッチから離れる。
図12のフローチャートの各ST(ステップ)の処理は、前記本体側コントローラCのROMに記憶されたプログラムに従って実行される。また、このCRUM(カートリッジ装着メモリ)読出処理は画像形成装置の他の各種処理と並行してマルチタスクで実行される。
図12に示すCRUM(カートリッジ装着メモリ)読出処理は電源オンにより開始される。
図12のステップST1において、電源オンした時か否か判断する。この判断は電源オン時判別フラグの値が「1」になったか否かにより判断する。なお電源オン時判別フラグは、初期値は「0」(すなわち、電源オン時は「0」)であり、電源オン時に初期化処理(画像形成装置の各部分のチェック処理)が終了すると「1」になるフラグである。
ST1においてノー(N)の場合はST2に移り、イエス(Y)の場合はST3に移る。
ノー(N)の場合はST1に戻り、イエス(Y)の場合はST3に移る。
ST3においてロータリモータM1(図5参照)により回転軸GAを図2、図3で時計方向に回転させて、最初の現像器カートリッジGKを現像位置に回転させる。なお、前記各色の現像器カートリッジGY〜GKは現像動作を行わない時には、前記図2、図3に示す位置から時計方向に45°回転した位置に停止している。
ST3において最初の現像器カートリッジが現像位置(図2、図3の第1停止位置P1)に回転させてからST4に移る。
ST4において、現像位置の現像剤カートリッジの現像スリーブR0c(図示せず)を、モータM3(図4参照)により回転させる。
ST6において現像スリーブを停止させる。
次にST7においてCRUM(カートリッジ装着メモリ)の読出しを行う。
ST8においてエラーが発生したか否かを判断する。この判断はCRUMの記憶データを正確に読み出せたか否かにより判断する。ノー(N)の場合はST9に移り、イエス(Y)の場合はST10に移る。
ST9において全現像器のカーリッジのCRUM読出チェックは終了したか否か判断する。ノー(N)の場合は前記ST3に戻り、イエス(Y)の場合は前記ST1に戻る。
前記ST10において次の処理を行う。
(1)エラーが発生した現像剤カートリッジをカートリッジ着脱位置(図2、図3の第3停止位置P3参照)に移動
(2)UI(ユーザインタフェース)の表示部(図示せず)にCRUM読取異常発生を表示
次に、前記ST1に戻る。
図13は実施例1のプロセスコントロール処理時の現像装置の動作制御とCRUM(カートリッジ装着メモリ)書込処理のフローチャートである。
この図13のプロセスコントロール処理時の現像装置の動作制御とCRUM書込処理のフローチャートは画像形成装置の他の各種処理と並行してマルチタスクで実行される。図13のフローチャートの各ST(ステップ)の処理は、前記本体側コントローラCのROMに記憶されたプログラムに従って実行される。
また、図13示すフローチャートは前記画像形成装置U2が電源オンになると開始される。
前記プロセスコントロール指示フラグFLは、初期値が「0」であり、設定した条件が成立した時(例えば、画像記録枚数が設定枚数(例えば100枚)カウントされる毎)に、FL=「1」になるフラグである。プロセスコントロール指示フラグFLの値は他のプログラム(例えば、プロセスコントロール制御プログラム)により書き換えられる。なお、プロセスコントロール制御プログラムは図13のプロセスコントロール処理時の現像装置の動作制御と平行して実行される。なお、プロセスコントロール処理では、像担持体表面に小さなパッチ(濃度測定用の画像)を形成し、そのパッチの濃度を測定して、画像形成パラメータ(現像バイアス、帯電バイアス、レーザビーム強度等)の調整を行う。
ST21においてノー(N)の場合はST21の処理を繰返し実行する。ST21においてイエス(Y)の場合はST22に移る。
ST22において現像器カートリッジを現像位置に回転させる。
ST23において現像スリーブを回転させる。
ST25において現像スリーブを停止する。
ST26においてCRUM(カートリッジ装着メモリ)に、現像ロール回転数、画像記録枚数、または現像ドット数等のデータの書き込みを行う。CRUMに書き込まれたデータは、現像器カートリッジGY〜GKのメンテナンス等に利用される。
ST27においてCRUM書込処理時にエラーが発生したか否かを判断する。ノー(N)の場合はST28に移り、イエス(Y)の場合はST29に移る。
ST28において全現像器のカーリッジCRUM書込は終了したか否か判断する。ノー(N)の場合は前記ST22に戻り、イエス(Y)の場合は前記ST21に戻る。
前記ST29において次の処理を行う。
(1)エラーが発生した現像剤カートリッジをカートリッジ着脱位置(図2、図3の第3停止位置P3参照)に移動する。
(2)UIの表示部(図示せず)にCRUM書込異常発生を表示する。
次に、前記ST21に戻る。
図14は実施例1のCRUM(カートリッジ装着メモリ)読出処理のタイムチャートである。
CRUM読出処理では電源オンまたはカバーが閉じられた時に各CRUMからデータを読出し、本体コントローラCのRAMにデータを保持する作業を行う。すなわち、図14のタイムチャートに示すCRUM読出処理では次の処理(1)〜(5)を実行する。
(1)まずロータリーモータM1(図5参照)を所定の現像器カートリッジのカートリッジ側接続端子52が本体側接続端子48に当接するまで回転する。
(2)次に現像モータM3を回転させる。その後現像バイアスを印加することにより、接続端子52,48表面の酸化皮膜等の接点の抵抗を除去する。
(3)現像モータM3を停止した後、CRUM通信を行いデータを読出して本体コントローラCのRAMに書き込む。
(4)CRUM読出時にカートリッジ無し、ID不一致(各色毎にIDを持っており正しいカートリッジを判別する)等によりエラーが発生した場合には現像器カートリッジを着脱位置(図1、図2の第3停止位置P3参照)まで移動して、UIの表示部にエラー発生を表示する。
(5)前記(1)〜(4)の作業を各現像器カートリッジに対して行い、全現像器カートリッジのCRUMの読出を行ったところでCRUM読出処理(初期化処理)を終了する。
CRUM書込処理は、所定枚数印字後に実行されるプロセス条件調整のための作業時(プロセスコントロール処理時)に、本体コントローラCのRAMに記憶されたデータ(現像ロールの回転数、印字枚数、または印字ドット数等)をCRUMに書き込む。
図15のタイムチャートに示す、プロセスコントロール処理時の現像装置の動作制御とCRUM書込処理では次の処理(1)〜(5)を実行する。
(1)まずロータリーモータM1(図5参照)を所定の現像器カートリッジのカートリッジ側接続端子52が本体側接続端子48に当接するまで回転する。
(2)次に現像モータM3を回転させる。その後現像バイアスを印加することにより、接続端子52,48表面の酸化皮膜等の接点の抵抗を除去する。なお、プロセスコントロールの他の処理を同時に並行して実行する。
(3)現像モータM3を停止した後、CRUM通信を行いデータを本体コントローラCのRAMのデータをCRUMに書き込む。
(4)CRUM書込時にカートリッジ無し、ID不一致(各色毎にIDを持っており正しいカートリッジを判別する)等によりエラーが発生した場合には現像器カートリッジを着脱位置(図1、図2の第3停止位置P3参照)まで移動して、UIの表示部にエラー発生を表示する。
(5)前記(1)〜(3)の作業を各現像器カートリッジを回転させながら行い、全現像器カートリッジのCRUMの書込を行ったところでプロセスコントロール処理およびCRUM書込処理を終了する。
また、一つのカートリッジ側接続端子52を現像バイアス給電用端子および通信用端子として使用するので、カートリッジ側接続端子数を減少させることができる。また、前記カートリッジ側接続端子52に高電圧の現像バイアスが流れる時にカートリッジ側接続端子52表面に付着した酸化被膜を除去することができるので、長期にわたって安定した通信を行うことができる。
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更実施例を下記に例示する。
(H01)本発明はロータリ式現像装置の現像器カートリッジだけでなく、種々のカートリッジに適用することが可能である。
CRUM…カートリッジ装着メモリ、
GY,GM,GC,GK…カートリッジ、
PR…像担持体、
U1…画像形成装置本体、
V…現像容器、
48…本体側接続端子、
52…カートリッジ側接続端子、
54…現像バイアス電源(高圧電源)、
55…現像バイアス給電線、
56…通信信号出力端、
58…本体側切替スイッチ、
61…現像スリーブ接続線、
62…CRUM接続線、
63…カートリッジ側切替スイッチ、
Claims (5)
- 下記の構成要件(A01)〜(A05)を備え、画像形成装置本体に対して着脱可能に装着されるカートリッジ、
(A01)回転する像担持体表面に形成された静電潜像をトナー像に現像するトナーを収容し且つ画像形成装置本体に着脱可能に装着される現像容器、
(A02)前記現像容器に回転可能に支持され回転時に前記現像容器内のトナーを前記像担持体表面と対向する位置に搬送し且つ現像バイアスが印加される現像スリーブ、
(A03)現像動作の履歴情報を記憶するカートリッジ装着メモリ、
(A04)前記画像形成装置本体の本体側接続端子に接続されるカートリッジ側接続端子、
(A05)前記カートリッジ側接続端子を、現像スリーブに接続する現像スリーブ接続線とカートリッジ装着メモリに接続するCRUM接続線とのいずれかに切り換えて接続するカートリッジ側切替スイッチであって、前記現像スリーブに現像バイアスを印加する際には前記カートリッジ側接続端子を現像スリーブ接続線に接続し、カートリッジ装着メモリと画像形成装置本体側との間で通信を行う際には前記カートリッジ側接続端子を前記CRUM接続線に接続する前記カートリッジ側切替スイッチ。 - 下記の構成要件(A06)を備えた請求項1記載のカートリッジ、
(A06)前記現像スリーブが回転するときには前記カートリッジ側接続端子を前記現像スリーブ接続線に接続し且つ前記現像スリーブが回転しないときには前記カートリッジ側接続端子をCRUM接続線に接続する前記カートリッジ側切替スイッチ。 - 下記の構成要件(A07)を備えた請求項1記載のカートリッジ、
(A07)前記現像スリーブの回転時と停止時とで機械的に切り替わる前記カートリッジ側切替スイッチ。 - 下記の構成要件(A08),(A09)を備え、現像器を有するカートリッジが着脱可能な画像形成装置本体、
(A08)カートリッジが画像形成装置本体に装着されたときにカートリッジ側接続端子に接続される本体側接続端子、
(A09)前記カートリッジ側接続端子に現像バイアスを給電するときには前記本体側接続端子に現像バイアス電源を接続し且つ前記カートリッジ側接続端子にカートリッジ装着メモリとの通信信号を送信するときには前記本体側接続端子に本体側コントローラの通信信号出力端を接続する本体側切替スイッチ。 - 下記の構成要件(A010),(A011)を備えた画像形成装置、
(A010)前記請求項1ないし3のいずれか記載のカートリッジ、
(A011)前記請求項4記載の画像形成装置本体。
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