JPH07152307A - プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カートリッジの外観を変更することなく、カ
ートリッジの識別を確実になし得るプロセスカートリッ
ジ及び画像形成装置を提供する。 【構成】 像担持体と、前記像担持体に作用する少なく
とも１つのプロセス手段と、カートリッジの種類を電気
的に識別させるための識別手段とを設けてプロセスカー
トリッジを構成したことを特徴とするしてなる。また他
の構成は、前記プロセスカートリッジを装着するための
装着手段と、前記識別手段を電気的に検出するための検
出手段と、記録媒体を搬送するための搬送手段とを設け
て画像形成装置を構成したことを特徴としてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真方式により画像
を形成するためのプロセスカートリッジ及び前記プロセ
スカートリッジを装着可能な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像担持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で顕像
化すると共に、該現像剤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い、ユーザには
不便を伴うことがあった。

【０００３】そこで、前記像担持体、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、ユーザが前記プロセスカートリッジを
装置本体に装填することによって、現像剤の補給や寿命
に達した像担持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】前記のように画像形成部をカートリッジ化
した画像形成装置としては、複写機やレーザービームプ
リンタ、或いは普通紙ファクシミリ装置等があり、これ
ら装置に使用されるプロセスカートリッジは外観が同じ
ものが多い。

【０００５】そこで、従来ではプロセスカートリッジの
種類を識別するために、カートリッジ表面に型彫りした
り、所定事項を記載したシールを貼着したりしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】プロセスカートリッジ
は外観は同一であっても、装着すべき画像形成装置に応
じて内部構成が異なっているものがあり、異なる種類の
カートリッジを装着すると画像不良を生じたり、トラブ
ルが発生したりすることがある。

【０００７】しかしながら、前記プロセスカートリッジ
の識別は使用者がカートリッジを装着するときに、前記
型彫りやシールを見て行うために、見誤って画像形成装
置に装着すべきカートリッジと異なる種類のカートリッ
ジを装着してしまうことがある。

【０００８】そのために、プロセスカートリッジの種類
が異なる毎に外観を変更し、種類の異なるプロセスカー
トリッジは他の画像形成装置に装着出来ないようにする
ことも考えれらる。しかし、これはプロセスカートリッ
ジの部品の型を変更しなければならず、大量生産するカ
ートリッジではコストアップとなってしまう等の課題が
あった。

【０００９】本発明は従来の前記課題を解決するもので
あり、その目的とすることろは、カートリッジの部品の
型を変更することなく、カートリッジの識別を確実にな
し得るプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供せ
んとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明に係る代表的な構成は、像担持体と、前記像担
持体に作用する少なくとも１つのプロセス手段と、カー
トリッジの種類を電気的に識別させるための識別手段と
を設けてプロセスカートリッジを構成したことを特徴と
するしてなる。

【００１１】また他の構成は、前記プロセスカートリッ
ジを装着するための装着手段と、前記識別手段を電気的
に検出するための検出手段と、記録媒体を搬送するため
の搬送手段とを設けて画像形成装置を構成したことを特
徴としてなる。

【００１２】

【作用】前記構成にあっては、プロセスカートリッジを
装着したときに、識別手段の状態を検出することによ
り、プロセスカートリッジの種類が電気的に識別され
る。

【００１３】従って、使用者がプロセスカートリッジの
種類を誤って装着しても、自動的に検出され、これを表
示警告することが可能となる。

【００１４】

【実施例】次に本発明に係る一実施例として、プロセス
カートリッジを装着可能な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。

【００１５】〔第一実施例〕図１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説明図であり、図２は
プロセスカートリッジの構成説明図である。ここでは説
明の順序として、プロセスカートリッジを装着した画像
形成装置の全体構成を説明し、次にプロセスカートリッ
ジの種類を識別する構成について説明する。

【００１６】｛全体構成｝この画像形成装置Ａは、図１
に示すように、光学系１から画像情報に基づいた光像を
照射して像担持体である感光体ドラムに現像剤（以下
「トナー」という）の像を形成する。そして前記トナー
像の形成と同期して、記録媒体２をカセット３ａからピ
ックアップローラ３ｂ及びレジストローラ対３c1，３c2
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、前記感光体ドラム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を中間排出ローラ３ｄ及
びガイド板３ｅで定着手段５へと搬送する。この定着手
段５は駆動ローラ５ａ及びヒータ５ｂを内蔵する定着ロ
ーラ５ｃ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３ｆで搬送し、反転搬送経路を通して
排出部６へと排出する如く構成している。

【００１７】一方、前記画像形成部を形成するプロセス
カートリッジＢは、図１及び図２に示すように、感光層
を有する感光体ドラム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、前記光学系１からの光像を露光部９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10によって
現像するように構成している。この現像手段10は、トナ
ー溜め内のトナーをトナー送り部材10ａで送り出し、固
定磁石10ｂを内蔵した現像スリーブ10ｃを回転させると
共に、現像ブレード10ｄによって摩擦帯電電荷を付与し
たトナー層を現像スリーブ10ｃ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。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によって掬い取り、
廃トナー溜め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。尚、前記感光体ドラム７等の各部品は、第一枠
体12ａと第二枠体12ｂとを結合したハウジング12内に収
納してカートリッジ化され、装置本体13に設けられたカ
ートリッジ装着手段に対して着脱可能に装着される。

【００１８】前記カートリッジ装着手段は、軸14ａを中
心にして開閉部材14を開くと、該開閉部材14の左右内側
面に、図３（ａ），（ｂ）に示すように、カートリッジ
装着ガイド部材G1が取り付けてあり、この左右ガイド部
材G1にはプロセスカートリッジＢを挿入するためのガイ
ド部G2が対向して設けてある。このガイド部G2に沿って
プロセスカートリッジＢを挿入し、開閉部材14を閉じる
ことによってプロセスカートリッジＢを画像形成装置Ａ
に装着するものである。

【００１９】｛プロセスカートリッジの識別構成｝プロ
セスカートリッジは複写機やプリンタ、或いはファクシ
ミリ装置等の画像形成装置の種類に応じてトナーの種類
等が異なり、異なる種類のプロセスカートリッジを装着
すると画像不良を生ずることがある。そのために、本実
施例ではその画像形成装置に装着すべきプロセスカート
リッジか否かを識別するための手段が設けてある。

【００２０】図２及び図４に示すように、プロセスカー
トリッジＢのハウジング12であって、カートリッジＢを
画像形成装置Ａに装着する場合の挿入方向先端には識別
手段としての３枚の凸部15が一定間隔で設けてあり、装
置本体13のカートリッジ装着位置であって、装着された
カートリッジＢの前記凸部15と対向する位置には検出手
段としての３個のピン16ａを有するマイクロスイッチ16
が設けてある。従って、プロセスカートリッジＢを画像
形成装置Ａに装着すると、前記凸部15がピン16ａを押圧
し、押されたピン16ａに対応してマイクロスイッチ16が
電気的にオンする。

【００２１】ここで前記凸部15はその根元に折り目が入
れられており、簡単に折ることが出来るようになってい
る。そのため、カートリッジ内に収納するトナーの種類
等のカートリッジの種類に応じ、前記３枚の凸部15を選
択的に折って出荷する。従って、前記プロセスカートリ
ッジＢを画像形成装置Ａに装着すると、凸部15が折られ
た部分のピン16ａは押圧されず、凸部15が存在する部分
のピン16ａのみが押される。よって、マイクロスイッチ
16が選択的にオンすることになり、これによって装着さ
れたプロセスカートリッジＢの種類を判別することが可
能となる。

【００２２】そして本実施例では前記プロセスカートリ
ッジＢの種類の相違を表示手段で表示するようにしてい
る。即ち、図５に示すように、前記マイクロスイッチ16
によって電気的に検出した情報を、ＤＣコントローラ17
でコントロールし、画像形成装置Ａに設けた表示手段で
ある表示パネル18に表示するように構成している。これ
により、使用者は画像形成装置Ａに適したプロセスカー
トリッジＢを装着したか否かを容易に判別することが可
能となる。

【００２３】更に本実施例では前記ＤＣコントローラ17
からの信号をホストコンピュータ19に送り、誤ったプロ
セスカートリッジが装着された場合には画像形成装置Ａ
が動作しないように構成している。

【００２４】プロセスカートリッジの中には外形が同一
でも内部構成（トナーや帯電ローラの組成、或いは感光
体ドラムの機構部品等）が異なるものがあり、適合しな
いプロセスカートリッジを画像形成装置に装着して画像
を形成すると、画像不良を生ずるばかりか、トラブルを
生じてしまうことがある。

【００２５】例えば、同一外形のプロセスカートリッジ
をプロセススピードの異なる画像形成装置に使用した場
合である。この場合、高速機用のカートリッジは高速用
に機能部品をグレードアップしており、これを低速機に
使用するとコストパフォーマンスに問題がある。一方、
低速機用のカートリッジを高速機に使用すると高速機の
性能を充分に発揮出来ず、画像不良やトラブルの原因と
なる。従って、高速機には高速機用のカートリッジを装
着し、低速機には低速機用のカートリッジを装着する必
要がある。

【００２６】そのため、本実施例にあっては、画像形成
装置に適合しない種類のプロセスカートリッジが装着さ
れた場合には、前述したようにマイクロスイッチ16で検
出し、その信号がＤＣコントローラ17を介して画像形成
装置Ａの駆動を制御するホストコンピュータ19に送ら
れ、コンピュータ19が画像形成装置Ａを動作させないよ
うに構成している。これにより、画像不良やトラブルの
発生が未然に防止されるものである。

【００２７】〔第二実施例〕前述した第一実施例では、
プロセスカートリッジＢに凸部15を設け、装置本体側に
ピン16ａを有するマイクロスイッチ16を設けて装着され
るプロセスカートリッジＢの種類を識別するようにした
例を示したが、第二実施例として前記識別構成の他の実
施例を示す。尚、第一実施例と同一部材は同一符号を付
す。

【００２８】図６は第一実施例でプロセスカートリッジ
Ｂに設けた凸部15の代わりに、凹部20を設けた例であ
る。前記凹部20はプロセスカートリッジＢを装着しても
マイクロスイッチ16のピン16ａを押圧しない深さに構成
してあり、該凹部20にシール部材等を貼着した場合には
シール部材等を介して前記ピン16ａを押圧し得るように
構成している。このように構成しても前述した第一実施
例と同様の効果を得ることが可能である。

【００２９】図７は第一実施例で画像形成装置Ａに設け
たマイクロスイッチの代わりに、光センサで行う例であ
る。図７において21は発光素子21ａと受光素子21ｂとを
有するフォトカプラであり、発光素子21ａからの出射光
を受光素子21ｂが受光すると電気的にオンするものであ
る。

【００３０】プロセスカートリッジＢには複数の凸部15
が選択的に設けてあり、プロセスカートリッジＢを装置
本体13に装着すると、凸部15が発光素子21ａからの光が
プロセスカートリッジＢのハウジング12で反射して受光
素子21ｂへ至るのを遮蔽するように構成している。従っ
て、凸部15がある部分では発光素子21ａからの光が受光
素子21ｂへ至らず、凸部15がない部分では発光素子21ａ
からの光が受光素子21ｂへ至る。これにより、前述した
第一実施例と同様に、凸部15をカートリッジの種類に応
じて設けることにより、該カートリッジの種類を判別す
ることが可能となるものである。

【００３１】更に他の判別構成としては、図示しない
が、前述した第一実施例の凸部15の代わりにマグネット
を設け、マイクロスイッチ16のピン16ａの代わりにホー
ル素子を設けて構成してもよい。ホール素子は磁界を検
出するものであり、前記マグネットの取り付け位置をカ
ートリッジの種類に応じて選択することにより、カート
リッジの種類を判別することが可能となる。

【００３２】〔他の実施例〕前述した本発明に係るプロ
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。

【００３３】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。

【００３４】また像担持体としては、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。

【００３５】また帯電手段の構成も、前述した第一実施
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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】また前述したプロセスカートリッジとは、
像担持体としての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、例えば像担持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。像担持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。像担持体とクリー
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。更には像担持体と、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。

【００３９】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。

【００４０】更に前述した実施例では画像形成装置とし
てレーザービームプリンタを例示したが、本発明はこれ
に限定する必要はなく、例えば電子写真複写機、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。

【００４１】

【発明の効果】本発明は前述したように、カートリッジ
に種類を電気的に識別する手段を設けたために、使用者
が誤った種類のカートリッジを装置に装着しても、これ
が自動的に検出することが出来る。従って、画像不良や
トラブルの発生を未然に防止することが可能となるもの
である。

【００４２】更にカートリッジの部品の型を変更するこ
となく、カートリッジの種類の判別が可能であるため
に、カートリッジを安価に大量生産することが出来るも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るプロセスカートリッジ
を装着した画像形成装置の構成説明図である。

【図２】プロセスカートリッジの構成説明図である。

【図３】カートリッジ装着手段の説明図である。

【図４】カートリッジに設けた凸部とマイクロスイッチ
の関係説明図である。

【図５】カートリッジの種類検出のブロック説明図であ
る。

【図６】カートリッジに設けた凹部とマイクロスイッチ
の関係説明図である。

【図７】プロセスカートリッジの種類を光学的に検出す
る実施例の説明図である。

【符号の説明】

Ａ…画像形成装置、Ｂ…プロセスカートリッジ、１…光
学系、２…記録媒体、３…搬送手段、３ａ…カセット、
３ｂ…ピックアップローラ、３c1，３c2…レジストロー
ラ、３ｄ…中間搬送ローラ、３ｅ…ガイド板、３ｆ…排
出ローラ、４…転写ローラ、５…定着手段、５ａ…駆動
ローラ、５ｂ…ヒータ、５ｃ…定着ローラ、６…排出
部、７…感光体ドラム、８…帯電ローラ、９…露出部、
10…現像手段、10ａ…トナー送り部材、10ｂ…磁石、10
ｃ…現像スリーブ、10ｄ…現像ブレード、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…廃トナー溜め、12…ハウジング、12ａ…
第一枠体、12ｂ…第二枠体、13…装置本体、14…開閉部
材、14ａ…軸、15…凸部、16…マイクロスイッチ、16ａ
…ピン、17…ＤＣコントローラ、18…表示手段、19…ホ
ストコンピュータ、20…凹部、21…フォトカプラ、21ａ
…発光素子、21ｂ…受光素子

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像形成装置本体に装着可能なプロセス
   カートリッジにおいて、 像担持体と、 前記像担持体に作用する少なくとも１つのプロセス手段
   と、 カートリッジの種類を電気的に識別させるための識別手
   段と、 を設けたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
2. 【請求項２】 前記識別手段として、カートリッジ枠体
   に凸部又は凹部を設けた請求項１記載のプロセスカート
   リッジ。
3. 【請求項３】 前記識別手段として、カートリッジ枠体
   にマグネットを設けた請求項１記載のプロセスカートリ
   ッジ。
4. 【請求項４】 前記プロセスカートリッジとは、前記プ
   ロセス手段としての帯電手段、現像手段またはクリーニ
   ング手段と前記像担持体としての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請求項１記
   載のプロセスカートリッジ。
5. 【請求項５】 前記プロセスカートリッジとは、前記プ
   ロセス手段としての帯電手段、現像手段、クリーニング
   手段の少なくとも一つと、前記像担持体としての電子写
   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
   本体に対して着脱可能とするものである請求項１記載の
   プロセスカートリッジ。
6. 【請求項６】 前記プロセスカートリッジとは、少なく
   とも前記プロセス手段としての現像手段と、前記像担持
   体としての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対して着脱可能とするものであ
   る請求項１記載のプロセスカートリッジ。
7. 【請求項７】 プロセスカートリッジを装着して記録媒
   体に画像を形成する画像形成装置において、 像担持体と、前記像担持体に作用する少なくとも１つの
   プロセス手段と、カートリッジの種類を電気的に識別さ
   せるための識別手段とを設けたプロセスカートリッジを
   装着するための装着手段と、 前記識別手段を電気的に検出するための検出手段と、 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画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記検出手段を、マイクロスイッチで構
   成した請求項７記載の画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記検出手段を、光センサで構成した請
   求項７記載の画像形成装置。
10. 【請求項１０】 前記検出手段を、ホール素子で構成し
    た請求項７記載の画像形成装置。
11. 【請求項１１】 前記検出手段により、種類の異なるプ
    ロセスカートリッジを装着したときに、警告表示を行う
    ための表示手段を有する請求項７記載の画像形成装置。
12. 【請求項１２】 前記画像形成装置は、電子写真複写機
    であることを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
13. 【請求項１３】 前記画像形成装置は、レーザービーム
    プリンタであることを特徴とする請求項７記載の画像形
    成装置。
14. 【請求項１４】 前記画像形成装置は、ファクシミリ装
    置であることを特徴とする請求項７記載の画像形成装
    置。