JPS5977449A - プロセスカ−トリツジとプロセスカ−トリツジを用いる画像形成装置 - 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】 本発明は、本体装置内の像形成手段を複数組合せてこの
本体装置に対して着脱可能に構成したプロセスカートリ
ッジ、及びこのカートリッジを用いた画像形成装置に関
するものである。

一般に電子写真法を適用した複写装置では、その使用が
長時間に及ぶと感光体の交換、現像剤の補給や交換、帯
電線の清掃、その他調整や交換が心壁で、このような保
守作業は、専門のサービスマンが行っている。しかし、
この複写て゛ 装置を常時良好な状態作動させるのに、上記専へ 門知識を持つサービスマンに頼ることなく、保守作業を
する手法が提案されている。その−例として、装置に内
包する放電器、現像器、感光ドラム等の各構成部材を単
体、又は組合せたものを単に新しいものと交換する方法
がある。

また、このようなプロセスカートリッジを本体装置に対
して簡単に交換できるようにすれば、ユーザは捨耳目的
に応じた現像特性や画像再現性を有した各種のプロセス
カートリッジを用意し、適当なカートリッジを選択して
使用できる。

例えば高いエツジ効果を有した現像により書類を良好に
再生するプロセスカートリッジ、逆に中間調を良好に再
生し写真等に適したプロセスカートリッジ、又は黒色、
赤色等の現像器を有したプロセスカートリッジが考えら
れる。

このようなプロセスカートリッジがいくつかある場合、
ユーザにとっては使用する装置に装填されているプロセ
スカートリッジの種類を常に確認する操作が必要となろ
う。何ぜならば、使用目的に合致したカートリッジ以外
のカートリッジが本体装置に装填されていた場合、ユー
ザはそれに気付かずに目的に合わない画質のコピーを得
た後、装填しであるカー）　ＩＪツジが不適確であった
ことに気付き、同時に無駄なコピーをしてしまうことに
なる。

本発明の目的は、このような点を考慮し、本り操作性の
向上を実現するととにある。

更に他の目的は、カートリッジの持つ機能をユーザに知
らせると同時に、カートリッジの機能に合致した画像形
成条件に、本体装置の像形成手段を自動設定し、高品質
の画像を形成することにある。

上記目的を達成する本発明は、像形成手段の少なくとも
一部分を有し、本体装置に対して着脱可能なプロセスカ
ートリッジが、本体装置側の表示部にカート・リッジの
内容を表示するだめのこのカー）　ＩＪッジの使用目的
に対応した信号源ヲ有するプロセスカートリッジである
。更にこのプロセスカートリッジの信号源は、カートリ
ッジの内容表示と同時に像形成条件をも設定するように
することも有効である。

また、本発明は像形成手段の少なくとも一部分を有した
プロセスカートリッジを着脱可能に構成した画像形成装
置において、上記プロセスカー）　ＩＪツジがその使用
目的に対応して有する信号源に基づいて本体装置の表示
部に装填したプロセスカートリッジの内容を表示する手
段を有するプロセスカートリッジを用いる画像形成装置
にある。更にこの上記信号源により像形成手段の条件設
定をすることも有効である。

以下、本発明の詳細を実施例及び図面に従って説明する
。

第１図は本発明の一実施例を適用した電子写真複写装置
の主要部断面図である。

図の装置１は電子写真法を用いた複写装置で、導電性ド
ラム基体上に光導電層を設けた感光ドラム２が、矢印方
向に回転可能なように軸支されている。このドラム２の
周囲にはドラムの回転方向に従って、コロナ放電器３、
短焦点光学素子アＶイ４、現像器５、転写コロナ放電器
６、クリーニング器７が配設されている。そしてこの装
置１では、感光ドラム２と共に放電器３、現像器５そし
てクリーニング器７が筐体８によシ一体的に支持されて
いる。この筺体８は本体側に固設されているガイドレー
ル９により案内支持され、本体装置に対して着脱される
。なお現像器５としては、従来周知の上部に現像剤をし
ている。具体的には現像剤としては磁性トナーによる一
成分現像剤やトナーと磁性キャリアとを使用する二成分
現像剤の使用が適用できる。

また、回転体５ｂとしては、表面に磁極を有した回転す
る磁気ローラ、又は内部に磁気ローラを有しその周面に
沿う様に非磁性スリーブを設けたもの等の使用が可能で
ある０また、クリーニング器としては、ブレード板を使
用したもの、又はファーブラシを使用したものが適用で
きる。

上記第１図の実施例においては、現像器は−の 成分磁性現像剤を用い後者構成の回転体を適用へ し、クリーニング器７は前者の構成を適用している。

上記複写装置においては、コロナ放電器３で感光ドラム
２の表面を所定極性で均一に帯電し、次いで装置本体上
部の往復移動する原稿台１゜の原稿をランプ１１で照明
し、反射光を素子アレイ４を介してドラム２上に露光し
て潜像を形成する。形成された潜像は現像器５により現
像され、その現像像は転写コロナ放電器６により転写さ
れる。転写材は転写材供給トレイ１２に操作者の手動作
により供給され、搬送ロー２１３とタイミングローラ１
４を介して転写部に搬送される。転写を終了した転写材
は分離手段１５により分離され、移動路１６を介して定
着器１７に送られて定着され、更に排出ローラ１８を介
して排紙トレイ１９上に送９出される。

第２図は、上記装置本体とプロセスカートリッジ〆の着
脱関係を示す斜視図で、上記感光ドラムを内包するプロ
セスカートリッジは、本体の前とびら２０を開け、操作
者が手動作で上記Ｖ−ル９に沿って筐体８を引出すこと
、又は押し込むことにより行う。図中の矢印２１はプロ
セスカートリッジの着脱にともなうカートリッジ筐体の
移動方向を示す。

以上のような画像形成装置においては、例えばプロセス
カートリッジのみを交換することで、同一の本体装置を
用いて異色のコピーを得ることができる。即ち、現像器
５内のトナーを黒か又は赤にし、使用目的に合ったカー
トリッジを本体に装填することで、この選択したカー）
　ＩＪッジに応じて黒刷りコピー、又は赤刷りコピーを
得ることが可能である。以後簡略のため、黒刷り又は赤
刷りコピーを得るだめのプロセスカートリッジを黒カー
トリッジ又は赤カートリッジと呼ぶ。これらのカートリ
ッジは必要に応じて感光ドラム２の分光感度や色補正用
フィルタ２２を用い、分光透過率を変えることにより選
択的に特定の色を強調することも可能である。

このように例えば色別の２種類のプロセスカートリッジ
をユーザが同時に所有する場合、ユーザは今どちらのプ
ロセスカートリッジが入っているかを判別する必要を生
じる。

第３図は本体装置内のプロセスカートリッジの種類を確
認するだめの一実施例を示す説明図である。図はプロセ
スカートリッジと本体装置との信号発生手段の関係を示
す。

図中、プロセスカー）　ＩＪッジ８の端部に設けた凸部
２３．２４は信号発生源で、黒カートリッジには凸部２
３が、そして赤カートリッジには凸部２４が設けられて
いる。一方、各凸部に対応して本体装置側には２つのマ
イクロスイッチ２５．２６が固定しである。そして、上
記プロセスカートリッジが本体装置に装填されると、装
填したカートリッジに応じてスイッチ２５又は２６の一
方がＯＮとなり、第４図に示すような表示器により、装
填されたカートリッジの内容が第１図の表示部２７に自
動的に表示される。

この第４図の２８．２９は表示ランプ、３ｏはランプの
電源を示し、この電源は本体側にある。

なお、第１図において２７ａは黒カートリッジが本体に
装填されている場合に点灯する表示部Ｊ で一方、２７ｂ赤カートリツジが装填されてぃへ るとき点灯する表示部を示す。

これによりユーザは本体装置に装填中のプロセスカート
リッジが何であるかを、第２図の前とびら２０を開くこ
となく確認することが可能となり、操作性の向」二に寄
与する。

−力、このような異なった機能のカートリッジを本体装
置に装填するときは、装填したカートリッジに応じて本
体装置側の画像形成条件を上記信号発生源２３．２４を
用いて設定することも出来る。例えば、上記のような黒
色トナーを用いた黒カー）　ＩＪッジに対して、赤色ト
ナーを用いた赤カートリッジは用いるトナーの特性が異
なるだめ潜像形成または現像の条件を一定にしたままで
両者共良好な画像を得ることは難かしい。そのような場
合、第５図に示すような回路を用いて信号源を利用し、
夫々のカー）　ＩＪッジに応じて適切な現像バイアスを
変えることによシ、装填したすべてのカートリッジに対
して良好な画像を得ることが可能となる。

即ち、第５図において、３０ａは電源、２５ａ。

２６ａはカートリッジに機能に応じて設けられた信号源
によって押されるスイッチ、２８ａ。

２９ａは表示部のランプそして、３１は現像バイアス電
源である。現像バイアス′亀源はリモート端子１、又は
２０入力電圧がＯ■になると、夫々異なった電圧を発生
し、この電圧が現像器５に印加されることになっている
。第５図で例えば黒カートリッジが装填されると、スイ
ッチ２５ａが押され、表示ランプ２８ａが点灯すると共
にバイアス電源のリモート端子１が０■になり、黒カー
トリッジ用のバイアスが現像器５の現像ローラ部に印加
される。

ここでカートリッジを黒カートリッジを取出して赤カー
トリッジを装置に装填すると、この場合、赤カートリッ
ジは他方のスイッチ２４ａを押すことになる。これによ
シ表示ランプ２９ａが点灯し、赤カートリッジの現像条
件に適した現像バイアスが現像器に印加される。これら
のカートリッジに応じて可変な現像バイアスは基準バイ
アスに更に付加している直流電圧でもよい。また、基準
バイアスが交流の場合には、ＡＯ分波高値又は基準バイ
アスの周波数を可変としても良い。

ところで第５図のような実施例の他には、夫々のカート
リッジに応じて帯電器３に印加される電圧を変えること
や、又照明ランプ１１の点灯電圧を変えることによって
静電潜像の電位を夫々のカートリッジに応じて変えて、
現像特性の差を潜像から補償することも可能である０機
能や使用目的が相違するプロセスカートリッジの他の実
施例として、ラインコピー用カートリッジと写真コピー
用カートリッジとがある。

例えば第６図の原稿濃度とコピー濃度との関係で示すと
、ラインコピー用カートリッジの場合には、完成コピー
の白色から黒色に至るコピー濃度ＣＤ）と原稿側の白か
ら黒色に至る濃度との関係を示す曲線の傾きγが、曲線
Ａのように急激に立上っており、その結果、うすい文字
や細線などが高コントラストではっきりと再現される。

しかし、逆に中間調の再生は難かしく、写真などは硬調
となり、コントラストの大きすぎる原稿に忠実でない画
像となってしまう。一方、写真コピー用カートリッジは
曲線Ｂのような特性をもっており、細線やりすい文字に
対してはうすい画像しか得られないが、写真は原稿にほ
ぼ近いものを得ることができる。

このような異なる画像特性を有した別のプロセスカート
リッジを作成する一例としては、感度の異なった（　Ｅ
−Ｖ特性の異なった）感光体をプロセスカートリッジに
適用することが考えられる。例えば、第７図に示すよう
に露光量−電位の関係（Ｅ−Ｖ特性）がラインコピー用
カートリッジの感光体の場合には曲線Ｃのようにγが急
激に立っており、又、写真コピー用カートリッジの場合
には曲線りのようにγがゆるやかに傾いている感光体を
夫々使用することにより、上記の夫々の特性を得ること
ができる。又この場合、異なった感光を有する感光体の
特性に応じて、露光用ラング１１の光量を変える必要が
あり得る。具体的には、第７図の場合を例にとると、コ
ピーにかぶりのない電位を１００Ｖとした場合、白地原
稿でかぶらないためには曲線Ｃ及びＤを有する感光体に
応じて、白地原稿の場合の光量を曲線ＣのときＥＯｌそ
して曲線りのときＥＤに設定するために、露光用のラン
プへの印加電圧を変化させたわ、又は露光量調整用の絞
り手段により露光量を制御する。具体的には、例えばＯ
ＰＣ感光体を例にとるとＥｏ　＝　１０１ｕｘ−ｓｅｃ
であるような感光体（曲線Ｃ）と、ＥＤ＝　１５　／ｕ
ｘ−ｓｅｅであるような感光体（曲線Ｄ）があった場合
、ラングがノ為ロゲンランプであれば、光量は印加電圧
のおよそ３．３６乗に比例するので曲線Ｃの場合に点灯
電圧を６０Ｖとし、曲線りの感光体の場合６８Ｖとすれ
ばよい。これはランプ点灯電圧制御回路の抵抗を上記ス
イッチ２５．２６により切換るだけで容易に成し得る。

又光学系のＶンズの開口を変化させる絞りが備えられて
いる場合、上記の例をとれば曲線Ｃの感光体の場合、Ｆ
ナンバーをＦ１５．５とし、曲線りの感光体の場合Ｆ／
４．５となるように絞υを変えてもよい。なお、この場
合は例えばスイッチ２５．２６によって絞り羽根の停止
位置を規制するストッパーの位置を変えることなどによ
って行なうことが出来る。

このようなカートリッジを用いるときも、第一の実施例
と同様にカートリッジの使用目的に応じた信号発生手段
を持つことにより、本体装置に装填した装置の機能を表
示すると共に、装填したカー）　ＩＪッジの目的に応じ
て画像形成条件を変えることがｉ］能である。即ち、第
５図に示した制御方法と同じ方法で本体装置に表示し、
同時に露光量ランプ１１の光量全変化させることも可能
となる。

第８図の例は上記装置本体への装填カートリッジの内容
表示と像形成条件の設定に加え、感光体の特性がばら付
いているときの像形成条件の補正をも可能にするもので
ある。図中のプロセスカートリッジ３２には特定な４箇
所のうち１箇所に凸部を取付けられる。そして、この凸
部３３，３４，３５，３６のうち凸部３３　、３４は黒
カー）　ＩＪッジ用、そして凸部３５．３６は赤カー）
　ＩＪツジ用となっている。本体装置側には各凸部の位
置に対応した４個のマイクロスイッチ３３ａ、３４ａ、
３５ａ、３６ａが配列されている。

ところで、感光ドラムの作成においては、作成時期に応
じて材料の混合比や化学又は物理的な処理が相違し、感
度にばら付きを生じることがある。従って、同じ黒カー
トリッジを本体に装填しても、感光体によって高感度の
感光体と低感度の感光体とで画質が相違することがある
。

第８図の実施例はこの問題点を解決するもので、同じ黒
カー）　ＩＪツジでも感光体の高度が高いカートリッジ
は凸部を３３の位置に設け、逆に低いカートリッジであ
れば３４の位置に設ける。

勿論、この凸部の位置は実施例の如く２箇所に限らず、
多くすることにより更に高度な制御が可能となる。上記
構成のプロセスカートリッジを本体装置に装填すること
でマイクロスイッチにより制御回路を選択すれば感光体
の感度に合せてコロナ放電器３の帯電量や露光量、又は
現像バイアス等を変化させることが容易に行え、感光体
の感度の相違によるコピー像のばら付きを保償すること
が可能となる。勿論、信号源は、上記表示とこのばら付
きを保償することのみに用いても良い。

感光ドラムの感度の相違による画像形成条件の設定例と
しては、光量によシ明部電位を一定に保つことで行なう
場合、明部電位を一１００Ｖにするだめの標準の感度が
１２　ｅｕｘ−ｓｅｃであり、感光ドラムにより１０〜
１４　ｅｕｘ−ｓｅｅの範囲でばらつく場合、１２〜１
４　ｅｕｘ−ｓｅｃの感光ドラムに対しては、スイッチ
３４ａを押す凸部を設る。一方、ばらつきが１０〜１２
１ｕｘ−ｓｅｃの感光ドラムに対しては、スイッチ３３
ａを押す凸部を設ける。上記スイッチ３３ａ、３４ａは
、ランプ点灯制御回路の抵抗を切換えるスイッチとする
ことで、前記実施例の如くランプ点灯電圧を切換ること
か出来る。この実施例の場合スイッチ３３ａで１１　ｅ
ｕｘ−ｓｅｃ　、スイッチ３４ａで１３　ｅｕｘ−ｓｅ
ｃの光量が得られるようにしておけば、どの感光ドラム
に対しても適正な光量を与えることが出来る。

又、別の設定例として、現像バイアスを上記凸部の取付
は位置を設定することで変える方法もある。例えば固定
された光量では、感光ドラムの明部電位が−５０〜−１
５０Ｖまでばらつく場合がある。この様なときには、現
像バイアスの直流電圧が明部電位側で一３０Ｖが最も適
正な電圧であるような現像システムの場合には、明部電
位が−５０〜−１００Ｖの感光ドラムに対しては現像ロ
ーラに一１０５Ｖのバイアス電圧を印加する。一方、−
１００〜−１５０■の明部電位の感光ドラムに対しては
、−１５５Ｖのバイアス電圧を同現像ローラに印加すれ
ばよい。この様な現像バイアスの変更は、第５図で示し
た実施例と同様な方法で切換えることが出来る。

第９図は上記プロセスカートリッジ３７に対する信号源
の取付は例を示すカー）　ＩＪッジの部分斜視図を示す
。プロセスカートリッジの筐体を形成するときは、その
カートリッジがどの様な目的に使用されるカートリッジ
か、又はどの様な特性の感光体が装着されるかわからな
い。

このため、筐体成形時にはその一部に第９図の３７ａの
如き溝を複数形成しておく。そして、実際にカートリッ
ジの特性、又は感光体の特性が明らかになった時点で、
ピン３８を所定の溝に挿入すれば良い。この挿入は、普
通の形状のピン３８に上記溝部３７ａに嵌合する凸部３
８ａを設けておき、このピン３８を溝３７ａに沿って挿
入する。

上記構成によりプロセスカートリッジノ特性が明確にな
った時点で、この特性に合致した信号ピンを筐体に設け
れば良いため、特性に応じた筐体をその特性に応じて複
数種類に渡り予め形成しておく必妾がなくなる。従って
、筐体の使用目的又は感光体の特性に変化を生じた場合
でも、ピンの設定によシどのプロセスカー）　ＩＪッジ
にも設定し得るため、複数種類の筐体を準備する必碧も
なくなる。

上記ピンの構成例としては、上記第９図の様に普通の形
状を持つ信号ビンを普通の溝に嵌合させる他に、第１０
図の如く切取り可能な凸部と ３９をプロセスカートリッジの酊体詣一体に成形しても
良い。この場合、カートリッジ内容の条件が設定された
後、この条件に合せて凸部３９の を折り取ったシして所定のパターン表；信号ビンを構成
する。第１１図はイぎ号源の取付は位置の変形例で、図
中４１はプロセスカートリッジの筐体、４２は１３号源
となる凸部、そして４３は本体側のマイクロスイッチで
、矢印はカートリッジの着脱方向を示す。

なお、上記プロセスカートリッジの信号源及び本体装置
側に設ける検知手段としては、上記実施例で述べたカー
トリッジ側の凹凸形状とマイクロスイッチとの組合せ以
外のものも適用し得る。

例えは、カートリッジ側に選択的に磁気部材を取付け、
これを本体側に並べたホールＩＣで検知したり、又は本
体装置側の光源と受光素子との間の光路を、カートリッ
ジ側に選択的に設けた凸部で遮断することでも検知でき
る。

上記信号源と検知手段との数は実施例のものに限定され
ず、数が多いほど高度の表示又は表示とともに画像形成
条件の補正が可能となる。

一方、プロセスカートリッジ内に配設するプロセス手段
としては、」：記実施例では感光ドラム、コロナ帯電器
、現像器、クリーニング器を一体的に有している。しか
し、カートリッジ内に配設するプロセス手段はこれら実
施例のものに限られず、例えば帯′１に器と感光ドラム
との組合せ、又は他の像形成のために用いる手段を組合
せることができる。

なお、本発明のプロセスカートリッジの適用機種は、上
記の如き電子写真複写装置に限られず、画像露光に変調
されたレーザ光や発光ダイオード素子アレイを用いる記
録装置に対しても有効である。記録装置の具体例として
は、ファクシミリ装置の画像出力や電子計算機の画像出
力がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用し得る電子写真複写装置の要部断
面図。第２図はプロセスカー）　ＩＪッジの着脱状態を
示す装置斜視図。第３図はカートリッジの種類を本体装
置に知らせる機構を示す説明図。第４図は表示のだめの
回路図。第５図は表示とともに現像条件を変更するだめ
の回路図。第６図は原稿鑓度とコピー濃度との関係を示
すグラフ。第７図は露光量と表面電位との関係を示すグ
ラフ。第８図はカー）　ＩＪッジの使用目的とは関係の
ない部分の条件を補正する手段を有するカートリッジの
斜視図。第９図と第１０図は本体のスイッチを作動させ
る凸部の実施例を示す斜視図、第１１図はカートリッジ
に設ける信号源の取付は変形例の平面図を示す。 図において、８はプロセスカートリッジ、２３゜２４．
３８．３９は信号源を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　画像形成装置の本体に対して着脱可能なプロセス
   カートリッジにおいて、 画像形成のために使用するプロセス手段と、このプロセ
   スカー）　ＩＪッジの内容を本体装置側に表示させるの
   に、上記カートリッジに取付けられた信号源と、 を有する。 ２、画像形成装置において、 画像形成のために使用するプロセス手段を内包し、本体
   装置に対して着脱可能なプロセスカートリッジを本体の
   所定位置に案内するためのガイド手段と、 上記カー）　ＩＪッジ側に設けられた信号源を、このカ
   ートリッジが本体装置に装填された状態で検知する検知
   手段と、 上記検知手段の検知結果に基′いて、装填さ八 れたカートリッジの内容を本体装置に表示する表示手段
   と、 を有する。