JPH0429165A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は複写機、レーザビームプリンタ、ファクシミリ
等の如き電子写真法を採用する画像形成装置に関する。

（従来の技術） レーザビームプリンタの如き画像形成装置ては、像担持
体や現像器等の画像形成機器をカートリッジ容器内に一
体的に組み付け、これ等をプロセスカートリッジとして
装置本体内に着脱自在に配設するタイプのものは多い。

そして、このプロセスカートリッジは像担持体か寿命に
達したり、現像器内の現像剤（トナー）が使い尽くされ
た場合、このプロセスカートリッジ全体を交換すること
によりメンテナンスの容易化を図るものてあり、また、
色の異なるトナーを現像器内に充填したプロセスカート
リッジを互いに交換することにより多色画像の形成等を
も可能にするものである。

かかるプロセスカートリッジの一例を第１１図て説明す
ると、プロセスカートリッジ１００はカートリッジ容器
１００ａ内に像担持体である感光トラム１０１や現像器
等を有するものて、装置本体２００内の所定位置に着脱
自在に配設されている。

このプロセスカートリッジ１００が装置本体２００内に
装着されると、感光トラム１０１の右端部に設けられた
トラムギヤ１０１ａと装置本体２００側の駆動ギヤ２０
１か噛合し、感光トラム１０１は装置本体２００側の駆
動ギヤ２０１を介して不図示の駆動源により回転可能と
なる。

また、感光ドラムｌＯＯの左端部に設けられた伝達ギヤ
１０１ｂが装置本体２００側の転写ローラ２０２の転写
ギヤ２０２ａに噛合し、感光ドラム１０１の回転力か転
写ローラ２０２にも伝えられることとなる。

更に、プロセスカートリッジ１００か装置本体２００内
に装着されると、装置本体２００側の板バネ２０３が押
圧されて伸ばされ、スイッチ２０４かＯＮされて、装置
本体２００内にプロセスカートリッジ１００か装着され
たことがパネル等に表示される。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、以上の如きプロセスカートリッジ１００
を備えた画像形成装置においては、装置本体２００側の
駆動ギヤ２０１とトラムギヤ１０１ａとを噛合させたり
、伝達ギヤ１０１ｂと転写ギヤ２０２ａとを噛合させる
等の駆動力の伝達系以外は、板バネ２０３とスイッチ２
０４によるプロセスカートリッジ１００の着脱の有無の
判断及び、せいぜいホッパー内のトナーの有無の判断程
度しかなされていなかった。

従って、同一性能のプロセスカートリッジ１００の交換
には支障はないか、トナーの種類が異なる等、装置本体
２００側の機器の設定条件の変更をも必要とする異なっ
た性能を有するプロセスカートリッジ１００は、かかる
画像形成装置には使用できないといった不都合があった
。

このため１画像形成装置の持ちつる機能は限定され、プ
ロセスカートリッジｌＯＯの商品バリエーションも制約
を受けるという不都合があった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的と
する処は、種々の性能を有するプロセスカートリッジを
着脱でき、且つ該プロセスカートリッジで適正な画像形
成か可能な画像形成装置を提供するにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成すべく本発明は、少なくとも像担持体の
他現像手段を有するプロセスカートリッジか装置本体内
に着脱自在に配設される画像形成装置に３いて、電子写
真法に関する性能の異なるプロセスカートリッジか装置
本体内に装着された場合これを検知する検知手段と、該
検知手段の信号に基づき装置本体側のプロセス条件を自
動的に切り替える制御手段とを設けたことを特徴とする
。

（作用） 種々の性能を有するプロセスカートリッジか装置本体内
に装着されても、このプロセスカートリッジの性能を検
知手段て検知でき、且つ該検知手段の検知信号に基づい
て、制御手段により装置本体側の各種機器のプロセス条
件を変更できるため、このプロセスカートリッジの性能
に適した画像形成か可能となる。

（実施例） 以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

先ず、第１図により画像形成装置の概要を説明する。

図中ｌＯは像担持体である感光トラムてあり、該感光ド
ラム１０周りには一次帯電器１１、現像器１２、クリー
ニング器１３といった画像形成手段や、転写ローラ１４
といった転写手段か配設されている。該転写ローラ１４
や感光ドラムｌＯの上流側には給紙カセット１５、給紙
ローラ１６、レジストローラ１７か配設され、下流側に
は定着器１８、排紙ローラ１９、排紙トレー２０か配設
されている。尚、定着手段である定着器１８は加熱、加
圧ローラ１８ａ、１８ｂといった一対の定着ローラとか
ら構成され、加熱ローラ１８ａ内にはハロゲンヒータか
内装されてその外面温度か定着に適した一定温度にコン
トロールされている。

また、感光ドラムｌＯ等の上方にはレーザ装置２１、回
転ミラー２２及び折り返しミラー２３といった露光手段
か配設されている。

即ち、−成帯電器１１により一様帯電された感光ドラム
ｌＯ上に露光手段を介して画像光りが露光されると、感
光ドラム１０上には静電潜像が形成される。該静電潜像
は感光ドラム１０の回転とともに現像器１２の方へ向け
られ、該現像器１２により現像剤（トナー）が供給され
てトナー像として顕像化される。そして、該トナー像は
感光ドラムｌＯの回転とともに転写ローラ１４の方へ向
けられ、該転写ローラ１４を介して転写紙Ｐ上に転写さ
れる。尚、転写の終了した感光ドラム１０はクリーニン
グ器１３によりその残留トナーかクリーニングされ、つ
ぎの画像形成のために備えられる。

一方、給紙カセット１５内の転写紙Ｐは給紙ローラ１６
により一枚ずつ取り出された後、レジストローラ１７の
方へ送られ、該レジストローラ１７によりタイミングを
合されて感光ドラム１０の方へ送られる。そして、この
転写紙Ｐ上に転写ローラ１４を介してトナー像か転写さ
れると、この転写紙Ｐは定着器１８に送られ、該定着器
１８の加熱、加圧ローラ１８ａ間に挟持されつつ、その
トナー像か所定温度に加熱、加圧されて定着される。定
着作業の終了した転写紙Ｐは排紙ローラ１９を介して排
紙トレー２０上に積載される。

尚、装置本体ｌ内には駆動源としてスキャナモータ２４
とメインモータ２５（第２図参照）とかあり、スキャナ
モータ２４は露光手段の回転ミラー２２を回転駆動して
おり、メインモータ２５はそれ以外の回転機器（感光ド
ラムｌＯ１転写ローラ１４、現像器１２中の現像ローラ
１２ａ、給紙ローラ１６、レジストローラ１７、加熱、
加圧ローラ１８ａ、１８ｂ等）を回転駆動している。

ここで、第２図で示される如く、装置本体ｌ内にはＤＣ
コントローラ２６があり、該ＤＣコントローラ２６によ
って装置本体ｌ内の種々の機器が所定のプロセス条件（
露光条件１画像形成条件、転写条件、定着条件等）に合
うようにコントロールされている。

即ち、スキャナモータ２４はそのＯＮ−ＯＦＦタイミン
グの他、その回転速度かコントロールされ。

感光トラム１０への画像光りの露光速度か制御可能とな
っており、メインモータ２５もその０Ｎ−ＯＦＦタイミ
ングの他、その回転速度がコントロールされて、転写紙
Ｐ上への画像形成速度、即ち、プロセススピードが制御
可能となっている。

また、−成帯電器１１、現像ローラ１２ａ、転写ローラ
１４の感光トラムｌＯに印加される帯電用、現像用、転
写用バイアス電圧の大きさも高圧ユニット２７を介して
ＤＣコントローラ２６によって制御可能となっている。

更に、ＤＣコントローラ２６により、定着器１８の加熱
ローラ１８ａの温度コントロールや、露光手段のレーザ
装置２１の画像クロック条件のコントロール等が可能と
なっている。

さて、感光ドラム１Ｏ１−成帯電器１１．現像器１２、
クリーニング器１３といった画像形成機器はカートリッ
ジ容器３０ａ内に組み込まれ、装置本体ｌに対して一体
的に着脱されるプロセスカートリッジ３０を形成してい
る。

そして、このプロセスカートリッジ３０を交換すること
により、色彩の異なるトナーで画像を形成したり、文字
や画像プリントにそれぞれ適したトナーで画像を形成し
たり、解像度の異なる画像を形成したり、転写紙Ｐへの
紙質等に合った画像の形成等が可能となる。

このため、この画像形成装置においては、第２図て示さ
れる如く、上記の如き種々のタイプの画像形成か可能な
プロセスカートリッジ３０に対して、該プロセスカート
リッジ３０の性能に合った装置本体１側のプロセス条件
を決定する最適条件テーブル２８を設け、該最適条件テ
ーブル２８からの信号をＤＣコントローラ２６に送って
装置本体１側のプロセス条件（露光条件、画像形成条件
、転写条件、定着条件等）を変更てきるようにしている
。

また、プロセスカートリッジ３０と装置本体ｌ側に第２
図で示される如く、伝達部３２と検知部３３とからなる
検知手段３１を設け、プロセスカートリッジ３０に設け
られた伝達部３２を介して装置本体１側の検知部３３か
プロセスカートリッジ３０の種類（性能）を検知し、こ
の信号かＤＣコントローラ２６を介して前記最適条件テ
ーブル２８に送られるようになっている。

而して、所定のプロセスカートリッジ３０が装置本体１
内に装着されると、プロセスカートリッジ３０の伝達部
３２を介して装置本体１側の検知部３３かプロセスカー
トリッジ３０の種類（性能）を検知し、該プロセスカー
トリッジ３０内の種々の条件信号をこの検知部３３かＤ
Ｃコントローラ２６を介して最適条件テーブル２８に送
る。そして、該最適条件テーブル２８がこのプロセスカ
ートリッジ３０に合った装置本体側のプロセス条件（露
光条件、画像形成条件、転写条件、定着条件等）を選定
し、この選定信号をＤＣコントローラ２６に送ると、Ｄ
Ｃコントローラ２６は装置本体１内の各機器にこの信号
を送り、装置本体ｌ側の各機器はこのプロセス条件に合
った状態て作動することとなる。

以下種々の性能を有するプロセスカートリック３０につ
いて、その伝達部３２及び装置本体１側の検知部３３に
ついて具体的に説明する。

先ず、第３図はトナーの色が種々に異なるプロセスカー
トリッジ３０を装置本体ｌに装着して使用する場合につ
いての伝達部３２と検知ｍ３３を示している。伝達部３
２としてカートリッジ容器３０ａの前部側に爪状の突起
４０か設けられ、検知部３３として装置本体側に３つの
板ハネ付スイッチ４１，４１．４１か設けられている。

そして、プロセスカートリッジ３０が装置本体ｌ内に装
着された場合、前記突起４０と係合する板ハネ部４１ａ
が押されて、スイッチ部４１ｂがＯＮされるようになっ
ている。

即ち、突起４０の位置と数（最大３）によってＯＮされ
る板ハネ付スイッチ４１の位置と数か決定され、プロセ
スカートリッジ３０の装置本体１内への有無とともに計
７種類（トナー色にして７色）のプロセスカートリッジ
３０を検知できるようになっている。ここで、トナーの
定着温度はトナーの色によってそれぞれ違っているため
、例えば赤トナーを有するプロセスカートリッジ３０か
装着されたことか、最適条件テーブル２８に知うサれる
と、該最適条件テーブル２８からＤＣコントローラ２６
を介して、定着器１８に定着温度を例えば１８０度とす
るよう指示かなされる。

第４図及び第５図はトナーの種類か種々に異なるプロセ
スカートリッジ３０を装置本体１に装着して使用する場
合についての伝達部３２と検知部３３を示している。伝
達部３２としてカートリッジ容器３０ａから外部に突出
する爪状の突起５０を設け、検知部３３として装置本体
１側に発光部５１ａと受光部５１ｂとからなるフォトイ
ンタラプタ５１を３つ設けている。そして、プロセスカ
ートリウシ３０か装置本体ｌ内に装着された場合、前記
突起部５０かフォトインタラプタ５１の発行部５１ａと
受光部５１ｂ間に挿入され、発光部５１ａからの光か受
光部５１ｂ側に達しないようにしている。そして、この
場合も遮光されるフォトインタラプタ５１の位置と数に
より、プロセスカートリッジ３０の装置本体１内におけ
る有無とともに計７種類（７！！類のトナー）のプロセ
スカートリッジ３０を検知できるようになっている。

この場合、トナーとしては画像プリントに適したトナー
、文字プリントに適したトナー、カラープリント用の色
調の異なるトナー等が考えられ、トナーの相違により電
子写真法のプロセス条件（プロセススピード、定着温度
、帯電器等のバイアス電圧）か異なるものか対象となる
。

従って１例えば黒色の高精細用微粒子トナーを有するプ
ロセスカートリッジ３０か装置本体ｌに装着されたこと
か最適条件テーブル２８に知らされると、該最適条件テ
ーブル２８からＤＣコントローラ２６を介して定着器１
８に例えば定着温度を通常のものより１０℃上昇させて
１７５℃とするよう指示かなされる。

第６図及び第７図は所定の解像度て画像形成か可能なプ
ロセスカートリッジ３０を装置本体１に装着して使用す
る場合についての伝達部３２と検細部３３を示している
。伝達部３２はカートリッジ容器３０ａ内に配設される
抵抗体６０と、該抵抗体６０の各端部とバネ部材６１．
６１を介して電気的に接続され、該バネ部材６１．６１
を介してカートリッジ容器３０ａの外面に進退自在に突
出するピン部材６２．６２’とから構成されている。ま
た、検知部３３は前記ビン部材６２゜６２と電気的に接
離可能な接片６３，６３°と、該接片６３，６３’と電
気的に接続されている抵抗値判別回路６４とから構成さ
れている。

そして、プロセスカートリッジ３０が装置本体ｌ内に装
着されると、伝達部３２のピン部材６２．６２と検知部
３３の接片６３，６３とが電気的に接続されるため、抵
抗体６０に対して閉ループが形成され、抵抗値判別回路
６４により抵抗体６０の抵抗値が検知され、プロセスカ
ートリッジ３０の解像度が判別されることとなる。この
場合、抵抗体６０の抵抗値は種々のものが選定てきるた
め、プロセスカートリッジ３０の解像度の種類が多くて
も何ら問題なくプロセスカートリッジ３０を判別できる
こととなる。

尚、プロセスカートリッジ３０の解像度の判別用以外に
、もう１セット抵抗体６０．６０’　、バネ部材６１．
６１’　、ビン部材６２．８２’からなる伝達部３２を
設ければ、これを抵抗判別回路６４に設けられた別の接
片６３，６３”に連結させて、プロセスカートリッジ３
０の装置本体１内における有無を検知することも可能で
ある。

即ち、所定の解像度のプロセスカートリッジ３０を装置
本体１内に装着すれば、装置本体ｌ内のプロセス条件（
プロセススピード、画像光りの水平方向の信号密度（画
像クロック）等）もその解像度に合ったものにする必要
があるが、これ等の調整は検知部３３を介して最適条件
テーブル２８及びＤＣコントローラ２６によってなされ
る。

例えば、解像度６００　ｄｐｉのプロセスカートリッジ
３０が使用されていた画像形成装置に解像度３００　ｄ
ｐｉのプロセスカートリッジ３０を装着すれば、装置本
体１側ではメインモータ２５の回転速度を２倍にしてプ
ロセススピードをいままての２倍にしてやると共に、レ
ーザ装置２１を調整して画像光りの水平方向信号密度（
画像クロック）を繕にしてやる必要がある。また、この
ときは同時にその他の条件（前述の定着器温度等）も切
り換えられることは勿論である。

第８図は所定の紙質又は紙厚の転写紙Ｐにのみ良好な画
像形成が可能なプロセスカートリッジ３０を装置本体ｌ
に装着して使用する場合についての伝達部３２と検知部
３３を示している。伝達部３２はカートリッジ容器３０
ａの外面に接着、塗装、メツキ、インサート成形等によ
って形成された平面状の電気的良導体７０から構成され
ている。また、検知部３３はバネ７１を介して装置本体
ｌに取り付けられる４つのコンタクトピン７２から構成
され、上部３つのコンタクトピン７２はＤＣコントロー
ラ２６の方へ電気的に接続されているが、下部のコンタ
クトピン７２は接地されている。

そして、プロセスカートリッジ３０が装置本体ｌ内に装
着されると、下部のコンタクトピン７２とプロセスカー
トリッジ側の電気的良導体７０とは必ず電気的に接続さ
れるが、上部の３つのコンタクトピン７２と電気的良導
体７０とはプロセスカートリッジ３０の種類（性能）を
検知すべく所定のもののみか電気的に接続されるように
なっている。即ち、電気的良導体７０と接続す３つのコ
ンタクトピン７２の位置と数により、プロセスカートリ
ッジ３０の装置本体１内における有無とともに計７種類
のプロセスカートリッジ３０か検知てきるようになって
いる。

ここて、転写紙Ｐの紙質や厚さに合せてプロセスカート
リッジ３０の種類（性能）が異なる場合、これに合せて
装置本体ｌ側のプロセス条件（プロセススピード、画像
クロック、−成帯電器１１等のバイアス電圧）もこのプ
ロセスカートリッジに合ったものにする必要があるが、
これ等の調整は検知部３３を介して最適条件テーブル２
８及びＤＣコントローラ２６によってなされる。

また、プロセスカートリック３０にて画像形成可能な最
大転写紙Ｐのサイズを伝達部３２を介して検知部３３で
検知し、操作者がプロセスカートリッジ３０て対応不可
能な転写紙Ｐて画像形成を行なおうとした場合、ＤＣコ
ントローラ２６を介して警報を発するようにしてもよい
。

８９図及び第１Ｏ図はトナーの詰め替え可能なプロセス
カートリッジ３０を装置本体ｌに装着して使用する場合
についての伝達部３２と検知部３３を示している。伝達
部３２はカートリッジ容器３０ａに設けられた３対の入
射光孔８１、反射光孔８２及びカートリッジ容器３０ａ
内の３個の反射ミラー８０から構成され、検知部３３は
３対の発光素子８３及び受光素子８４とから構成されて
いる。

そして、カートリッジ容器３０ａの入射光孔８１は通常
は遮光性のあるテープ等て塞がれているか、プロセスカ
ートリッジ３０の種類を検知できるように、トナーの詰
め替え時に所定の発、受光素子８３．８４に対応する入
射光孔８１のテープ等を剥してやることにより、この発
光素子８３からの光は入射光孔８１．反射ミラー８０、
反射光孔８２を介して受光素子８４に達するため、この
プロセスカートリッジ３０の種類が装置本体ｌ側に検知
できることとなる。尚、入射光孔８１は必要によりテー
プ等で塞ぐことができるようになっているため、この検
知手段３１ではプロセスカートリッジ３０の装置本体ｌ
内における有無とともに計６種類（入射光孔８１がすべ
て全閉の場合を除外）のプロセスカートリッジ３０が検
知てきるようになっている。

即ち、トナーの詰め替えに当り、トナーによって装置本
体１側の最適プロセス条件が異なる場合、又はトナーの
詰め替え回数によって最適プロセス条件が異なる場合、
プロセスカートリッジ３０の入射光孔８１を開閉するこ
とにより、内蔵トナーの種類又はプロセスカートリッジ
３０の使用回数を装置本体ｌ側に検知させることかでき
、最適条件テーブル２８やＤＣコントローラ２６を介し
て、装置本体ｌ側に最適プロセス条件を設定てきること
となる。

以上、第３図乃至第１Ｏ図においてプロセスカートリッ
ク３０の各性能毎にプロセスカートリッジ３０の伝達部
３２と装置本体１側の検知部３３とを説明したが、プロ
セスカートリッジ３０の性能は以上説明したものか組み
合わさったものてもよく、従って、伝達部３２及び検知
部３３も以上説明したものか組み合わさったものであっ
てもよいのは勿論である。

（発明の効果） 以上の説明て明らかな如く本発明によれば、検知手段、
制御手段によりプロセスカートリッジの性能に応じた画
像形成か可能なため、−台の画像形成装置によって多用
な画像形成が可能となり、画像形成装置の機能を大幅に
広げることかできる。

また、プロセスカートリックの性能に応し、装置本体側
のプロセス条件か自動的に切り替えられるため、誤動作
かなく、常に最適条件て画像形成か可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は画像形成装置の側断面図、第２図は画像形成装
置のコントロール動作を示す制御ブロック図、第３図は
第１の検知手段等の斜視図、第４図は第２の検知手段等
の平面図、８８５図は同検知手段等の側面図、第６図は
第３の検知手段等の平面図、第７図は同検知手段等の側
面図、第８図は第４の検知手段等の斜視図、第９図は第
５の検知手段等の平面図、第１０図は同検知手段等の側
面図、第１１図は従来技術を説明するための図である。 ｌ・・・装置本体、１０・−・感光ドラム（像担持体）
、１２・・・現像器（現像手段）、２６・・・ＤＣコン
トローラ（制御手段）、３０・・・プロセスカートリッ
ジ、３１・・・検知手段。 特許出願人　　　キャノン株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも像担持体の他現像手段を有するプロセスカー
   トリッジが装置本体内に着脱自在に配設される画像形成
   装置において、電子写真法に関する性能の異なるプロセ
   スカートリッジが装置本体内に装着された場合これを検
   知する検知手段と、該検知手段の信号に基づき装置本体
   側のプロセス条件を自動的に切り替える制御手段とを設
   けたことを特徴とする画像形成装置。