プロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置
【課題】形状が同じで現像剤の色が異なるプロセスカートリッジの組み立て工程において明るさに制約のある環境においても正確にラベル情報の識別を行う。
【解決手段】形状が同じで現像剤の色が異なるプロセスカートリッジにおいて、現像剤の色とラベルの色を識別するために、直接色を識別するのではなく、ラベルに設けた識別部のマークの配列を、マークと同数の読み取り部で読み取る。
【解決手段】形状が同じで現像剤の色が異なるプロセスカートリッジにおいて、現像剤の色とラベルの色を識別するために、直接色を識別するのではなく、ラベルに設けた識別部のマークの配列を、マークと同数の読み取り部で読み取る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を採用した複写機やプリンタ等に使用される現像装置、プロセスカートリッジおよびこれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、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、像担持体及びこれ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、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にユーザー自身で行うことができ、格段に操作性を向上させることができる。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採用されるに至っている。
【０００３】
また、図８に示すように、複数のプロセスカートリッジを一列に並べたインライン型の画像形成装置200が提供されている。このような画像形成装置では色の異なる現像剤を収容したプロセスカートリッジ207を複数個用い、多色画像を形成することが可能となる。
【０００４】
このような画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジの例としては、電子写真感光体（以下感光体ドラムと称す）201（201a〜201ｄ）や、帯電手段、クリーニング装置を有したクリーニングユニット250（250a〜250ｄ）と、現像剤担持体としての現像ローラ、現像ブレード、現像剤収容部を有する現像ユニット204（204a〜204ｄ）からなり、クリーニングユニット250と現像ユニット204が結合されプロセスカートリッジ207を形成しているものがある。また、感光体ドラム201近傍には、プロセスカートリッジ207単体のときに感光体ドラム201への光の照射を防止し、傷が付くのを防止するためのシャッタ部材254（254a〜254ｄ）が設けられている。シャッタ部材254は開閉可能となっており、画像形成装置200にプロセスカートリッジ207が装着され、前カバーを閉めると同時に開き、感光体ドラム201が露出するようになっている。
【０００５】
この種の多色画像形成装置に用いる複数のプロセスカートリッジ207は、所定の現像剤を収容したプロセスカートリッジ207を画像形成装置本体200の所定の位置に装着される必要がある。しかしながら、プロセスカートリッジ207は一般に収容する現像剤の種類に関わらず同一形状、同一形態で作成されている。そのため、プロセスカートリッジ207にはその外観から現像剤の種類が判別できるよう、ラベル類を貼り付けているものがある。このラベルには現像剤と同じ色を素材そのものや印刷で表したもの、プロセスカートリッジ207の型番を表示したもの、色を表す記号や文字を印刷したものなどがある。また画像形成装置本体200にも同様のラベルを貼り付け、ユーザーが視覚的にプロセスカートリッジ207の装着場所を特定できるようにされているものもある。（特許文献1参照）
これらのラベルはプロセスカートリッジ207を画像形成装置本体200に装着した時点で装着場所を確認し易いよう、シャッタ部材254に設けられることが多い。また、プロセスカートリッジ207単体のときに外観から識別が容易になるよう、クリーニングユニットの天面251a(251aa〜251ad)にもラベルを設けることがある。
【特許文献１】特開2003-195728号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の構成の中で、ラベルによるプロセスカートリッジの現像剤の種類を判別する手段として、ラベルに現像剤と同じ色を印刷して識別するようにしたものにあっては、プロセスカートリッジの組立工程において同一形状で現像剤のみが異なるプロセスカートリッジに対し、所定のラベル類を貼り付けるため、ラベルの色を直接識別する場合があった。これはラベルに照明を当て、その光の反射をCCDカメラ等で取り込み、画像処理を行って色の識別するものである。この情報と現像剤の色を識別し、現像剤とラベルが所定の組合せであることを判別する。
【０００７】
しかしながらプロセスカートリッジには感光体ドラムが組み込まれており、特にシャッタ部材にラベルを設けた場合、ラベルの確認のためにドラム近傍に光を照射することは極力避けることが望ましい。このような環境下においても色を直接認識することは可能であるが、より安価な読み取り装置が望まれる。
【０００８】
本発明の目的とするところは形状が同じで現像剤の色が異なるプロセスカートリッジにおいて、現像剤の色とラベルの色を識別するために、直接色を識別するのではなく、ラベルに設けた識別部のマークの配列を、マークと同数の読み取り部で読み取るようにすることで安定して識別が可能な手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る第一の発明におけるプロセスカートリッジ及び画像形成装置の代表的な構成は、プロセスカートリッジの情報を表示するラベルに、形状が同一で、光の反射率が異なる複数のマークを一列に配置した識別部を設け、マークの数と同数の読み取り部で反射光量の差を検知することでラベルの情報を読み取り、一方、現像剤収容部に設けた窓部から現像剤の情報を読み取り、両者からプロセスカートリッジの現像剤の種類とラベルの情報が一致するか否かを判別する検査方法であることを特徴とする。
【００１０】
また本発明の第二のプロセスカートリッジおよび画像形成装置においては、識別部のマークを複数列配置し、一列分のマークと同数の読み取り部を設け、複数列分の情報を用い、プロセスカートリッジの現像剤の種類とラベルの情報が一致するか否かを判別する検査方法であることを特徴とする。
【００１１】
（作用）
本発明によれば、明るさに制約のある環境においてもラベル情報の識別を行うことが可能となる。また光の反射量の差のみで判別をおこなうため、検査装置を簡易的なものとすることも可能である。
【発明の効果】
【００１２】
上記説明した如く、本発明に係るプロセスカートリッジの検査方法においては、ラベルに設けた識別部にあてた照明の反射光量のみを基にラベルの種類を識別するため、明るさに制約のある環境下においても信頼性の高い検査を行うことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
［第一実施形態］
本発明に係る現像装置、現像カートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置の第一実施形態について、図を用いて説明する。
【００１４】
（画像形成装置の全体構成）
まず画像形成装置の全体構成について、図２および図３を参照して概要説明する。
【００１５】
図２に示す画像形成装置100は、垂直方向に並設された像担持体である４個の感光体ドラム1（１ａ〜1ｄ）を備えている。感光体ドラム１（1a〜1d）は、駆動手段（不図示）によって、同図中、反時計回りに回転駆動される。感光体ドラム１（1a〜1d）の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラム表面を均一に帯電する帯電装置2（2a〜2d）、画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光体ドラム１（1a〜1d）上の静電潜像を形成するスキャナユニット3（3ａ〜3ｄ）、静電潜像に現像剤であるトナーを付着させてトナー像として現像する現像ユニット4（4a〜4d）、感光体ドラム１（1a〜1d）上のトナー像を転写材Ｓに転写させる静電転写装置５、転写後の感光体ドラム１表面に残った転写残トナーを除去するクリーニング装置60（60ａ〜60ｄ）等が配設されている。ここで、感光体ドラム１と帯電装置２、現像ユニット４、クリーニング装置60は一体的にカートリッジ化されプロセスカートリッジ７（7a〜7d）を形成している。
【００１６】
また、画像形成装置には図２に示すように、すべての感光体ドラム1（１ａ〜1ｄ）に対向し、接するように循環移動する静電転写ベルト11が配設される。
【００１７】
図２および図３に示すように、画像形成の動作としては、プロセスカートリッジ7（７ａ〜7ｄ）が、画像形成のタイミングに合わせて順次駆動され、その駆動に応じて感光体ドラム1（１ａ〜1ｄ）が反時計回り方向に回転駆動される。そして、各々のプロセスカートリッジ７に対応するスキャナユニット3が順次駆動される。この駆動により、帯電装置2（2a〜2ｄ）は感光体ドラム１の周面に一様な電荷を付与し、スキャナユニット3は、その感光体ドラム１（1a〜1d）周面に画像信号に応じて露光を行って感光体ドラム１周面上に静電潜像を形成する。現像ユニット4（4a〜4d）内の現像ローラ40は、静電潜像の低電位部にトナーを転移させて感光体ドラム１周面上にトナー像を形成（現像）する。
【００１８】
最上流の感光体ドラム１a周面上のトナー像の先端が、静電転写ベルト11との対向点に回転搬送されてくるタイミングで、その対向点に転写材Ｓの画像形成開始位置が一致するように、レジストローラ対19が回転を開始して転写材Ｓを静電転写ベルト11へ給送する。
【００１９】
搬送された転写材Ｓには、各感光体ドラム１と転写ローラ12との間に形成される電界によって、各感光体ドラム１のトナー像が順次転写される。４色のトナー像を転写された転写材Ｓは、定着部20に搬入される。転写材Ｓは、定着部20で上記トナー像を熱定着された後、排出ローラ対23によって、排出部24から画像面を下にした状態で本体外に排出される。
【００２０】
（プロセスカートリッジ）
次に本発明を実施したプロセスカートリッジについて図３および図４により詳細に説明する。図３はトナーを収納したプロセスカートリッジ７の主断面を、図４はプロセスカートリッジ7の斜視図を示している。なお、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各プロセスカートリッジ7（7a〜7d）は同一構成である。
【００２１】
プロセスカートリッジ７は、感光体ドラム１と、帯電手段2およびクリーニング手段60を備えたクリーニングユニット50、および感光体ドラム１上の静電潜像を現像する現像手段を有する現像ユニット４に分かれている。
【００２２】
クリーニングユニット50は、感光体ドラム１が軸受を介してクリーニング枠体51に回動自在に取り付けてられている。感光体ドラム１の周上には、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させるための帯電装置２、および感光体ドラム１上に残った現像剤（以下トナーと称す）を除去するためのクリーニング装置としてのクリーニングブレード60が配置され、さらにクリーニングブレード60によって感光体ドラム１表面から除去された残留トナーは、トナー送り機構52によってクリーニング枠体後方に設けられた廃トナー室53に順次送られる。そして図示後方の一方端に図示しない駆動モータの駆動力を伝達することにより、感光体ドラム１を画像形成動作に応じて図示反時計回りに回転駆動させるようにしている。
【００２３】
現像ユニット４は、感光体ドラム１と接触して矢印E方向に回転する現像ローラ40、およびトナーが収容されたトナー容器41と現像枠体45とから構成される。図４に示すように、現像ローラ40は保持部材47および48を介して回転自在に現像枠体45に支持され、また図3に示すように、現像ローラ40の周上には、現像ローラ40と接触して矢印F方向に回転するトナー供給ローラ43と現像ブレード44がそれぞれ配置されている。さらにトナー容器41内には収容されたトナーを撹拌するとともにトナー供給ローラ43に搬送するためのトナー搬送機構42が設けられている。
【００２４】
そして現像ユニット４は、現像ユニット４の両端に取り付けられた保持部材47、48にそれぞれ設けられた揺動中心である支持軸49を中心に、ピン49ａによって現像ユニット４全体が像担持体ユニット50に対して揺動自在に支持された吊り構造となっており、プロセスカートリッジ７単体（プリンタ本体に装着しない）状態においては、支持軸49を中心に回転モーメントにより現像ローラ40が感光体ドラム１に接触するよう、付勢部材である加圧バネ（不図示）によって現像ユニット４が常に付勢されている。
【００２５】
現像時、トナー搬送機構42によって収納されたトナーがトナー供給ローラ43へ搬送されると、矢印F方向に回転するトナー供給ローラ43が、そのトナーを矢印E方向に回転する現像ローラ40との摺擦によって現像ローラ40に供給し、現像ローラ40上に担持させる。現像ローラ40上に担持されたトナーは、現像ローラ40の回転にともない現像ブレード44のところに至り、現像ブレード44がトナーを規制して所定のトナー薄層に形成する。さらに現像ローラ40上のトナー薄層は感光体ドラム１と現像ローラ40とが接触した現像部に搬送され、現像部において、図示しない電源から現像ローラ40に印加した直流現像バイアスにより、感光体ドラム１の表面に形成されている静電潜像に付着して、潜像を現像する。現像に寄与せずに現像ローラ40の表面に残留したトナーは、現像ローラ40の回転にともない現像枠体内に戻され、トナー供給ローラ43との摺擦部で現像ローラ40から剥離、回収される。回収されたトナーは、トナー搬送機構42により残りのトナーと撹拌混合される。
【００２６】
ここで、トナー供給ローラは現像ローラに対しその表面が侵入するように設定されており、そのニップ領域（トナー供給ローラつぶされている領域）でトナーの供給や現像ローラ表面の現像残トナーの剥離を行っている。
【００２７】
本発明のように感光体ドラム１と現像ローラ40が接触して現像を行う接触現像方式においては、感光体ドラム１は剛体とし、現像ローラ40は弾性体を有するローラとすることが好ましい。この弾性体としては、ソリッドゴム単層やトナーへの帯電付与性を考慮してソリッドゴム層上に樹脂コーティングを施したもの等が用いられる。
【００２８】
（プロセスカートリッジの本体への着脱）
次にプロセスカートリッジの、画像形成装置への装着部について図２および図５を用いて説明する。
【００２９】
プロセスカートリッジ7は各画像プロセスに関連する部材（感光体ドラム1やトナー、帯電装置2、現像ローラ40など）の寿命やトナーの使用量等を考慮してある所定量の画像形成の後は新しいものと交換するように構成されている。プロセスカートリッジの交換は、図5に示すように、画像形成装置100の前カバーを開けた後、画像形成装置本体のプロセスカートリッジガイド部へ、感光体ドラムを手前にし、感光体ドラムの軸線方向と直角方向に取り出しあるいは装着を行うことでなされる。
【００３０】
図５に示すように、画像形成装置100にはプロセスカートリッジ7の幅以上の幅を有する装入口26が設けられており、装入口26の両側面にはプロセスカートリッジ7を正規の位置へと導くためのガイド27（27a〜27d）、および28（28a〜28d）がプロセスカートリッジ7の数に合わせて設けられている。
【００３１】
一方、前ドア25には静電転写ベルト11、転写ローラ12等が取り付けられており、前ドアを開けることで、装入口26が開放されるようになっている。
【００３２】
また、装入口26の横にはプロセスカートリッジ7の識別を行うための本体識別ラベル29（29a〜29d）が設けられている。本実施例において、本体識別ラベル29にはプロセスカートリッジ7に収容されているトナーの色を表す背景色および、文字が印刷されている。
【００３３】
（シャッタ部材）
感光体ドラム1は、外光に長時間曝されるとその特性が劣化し、また、プロセスカートリッジ7単体での取扱い時に感光体ドラム1が露出していると損傷を受ける、あるいは感光体ドラム1表面に異物が付着する可能性がある。このような劣化や異物の付着を防止するために、図3に示すように、クリーニング枠体51の、感光体ドラム51が露出する開口部を覆うシャッタ部材54が設けられている。
【００３４】
図３および図６に示すように、シャッタ部材54は感光体ドラム1を覆う位置と露出させる位置に移動可能であり、その動作はクリーニング枠体51に回転支点を有するシャッタ軸55およびシャッタアーム56を介して、リンク機構によって開閉するようになっている。なお、シャッタ部材54は、プロセスカートリッジ7単体では感光体ドラム1を覆う位置に保持されるようシャッタアーム56に設けられたバネ（不図示）により付勢されている。
【００３５】
前カバー25を開き、プロセスカートリッジ7を画像形成装置に装入した時点では、シャッタ部材54はプロセスカートリッジ7単体のときと感光体ドラム1を覆った状態となっている。したがってプロセスカートリッジ7が装入された時点で、後述するシャッタ部材に設けられたラベルと本体識別ラベル29が長手方向においてほぼ同位置に並び、ユーザの誤装着を防止し易いようになっている。
【００３６】
続いて、画像形成装置の前カバー25が閉じられると画像形成装置に設けられたシャッタ開閉レバー（不図示）がシャッタアーム56の作用部56aを回動させ、シャッタ部材54は感光体ドラム1が露出する位置へと開く（図６ 二点鎖線で表すシャッタ部材54参照）。感光体ドラム1が露出することにより、感光体ドラム1は画像形成装置の転写部12と対向し、画像形成が可能な状態となる（図２参照）。
【００３７】
（識別ラベル）
本実施例において画像形成装置100には異なる4色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のプロセスカートリッジ7を装着することでフルカラー画像を形成するが、プロセスカートリッジ7の外観上の形状は同一であり、トナーのみが各色で異なるものである。このため、プロセスカートリッジ7には外観上各色の判別ができるよう、図７に示すように、シャッタ部材54およびクリーニング枠体51の天面51aにラベル71および72が貼り付けられている。このラベル71,72にはトナーの色に対応してそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの背景色を印刷し、その他に製品のロゴマークやユーザへの取扱い説明などが印刷されている（不図示）。
【００３８】
プロセスカートリッジ7の製造工程においては、トナーの種類とラベル71,72の種類を判別してそれぞれが間違いなく組み付けられる必要がある。そのため、本実施例においては、クリーニング枠体51の天面に貼るラベル72には丸形状のマーク6個を一列に配置し、識別部72aを設けている。またシャッタ部材54に貼り付けるラベル71aについては、丸形状のマーク3個を二列に配置し識別部71aとしている。
【００３９】
本実施例の場合、丸形状のマークはφ4〜φ6の大きさで、検査用の光の反射量に差を出すため白色と黒色を採用している。また、識別部71aおよび72aのマークはプロセスカートリッジ7のトナーの種類により白/黒の配列が異なっている。
【００４０】
本実施例において、ラベル71および72は材質がPS（ポリスチレン）で厚さ50μｍ〜100μｍのシート部材を用い、片面には先述した背景色、ロゴマーク、識別部71a,72aなどを印刷し、裏面はシャッタ部材54およびクリーニング枠体50への取り付け用として粘着剤が塗布されている。
【００４１】
プロセスカートリッジ7の組立工程内にはラベル71および72に設けられた識別部71a,72aを読み取る読み取り部81および82が設けられている。この読み取り部81,82は、識別部71a,72aに当てられた照明からの照射光に対する反射光を2値（ある閾値に対し、反射光あり、なしの判断を行う）で読み取るセンサーであり、ラベルの識別部71a,72aの、一列に配置されたマークと同数配置されている。読み取り部81,82はシャッタ部材54に貼り付けられたラベル71用とクリーニング枠体天面51aに貼り付けられたラベル82用に各々設けられている。
【００４２】
プロセスカートリッジ7がラベルの検査工程に至ると、感光体ドラムへの影響がないレベルの明るさの照明が点灯され、同時に読み取り部81,82がラベル71,72の識別部71a,72aへと近づく。ここで読み取り部81,82はラベル71,72の各マークの反射光を読み取り、反射光がある（以下○と表す）、あるいはない（以下×と表す）という2値の情報を出す。
【００４３】
また、シャッタ部材54に設けたラベル71aについては、読み取り部81が一列目のマークを読み終えた後2列目のマークも同様に読み取る。
【００４４】
したがって、読み取りが行われると、図7の例では××○○○○といった2値情報が得られる。
【００４５】
一方で現像枠体45のトナー収容部41にはトナーの色識別を行うための窓部45aが設けられている（図３参照）。窓部45aは透明の材質でできているため、トナー収容部41に収容されているトナーの色を識別することが可能となっている。また、窓部45aは感光体ドラム1から離れた場所にあるため、従来のような色識別を直接行うことが可能である。
【００４６】
そして、ラベルの識別部71a,72aから得られる2値情報の配列をあらかじめ決めておき、現像枠体45の窓部45aから得られたトナーの色の情報と、ラベルの識別部71a,72aから得られた情報を照合し、トナーの色とラベルが合致しているかどうかの判別を行う。
【００４７】
このような構成においては、感光体ドラム1の近傍でラベルの情報を読み取る場合に、光の反射があるかないかのみを判定基準として用いるため、照明の光量を落とすことが可能であり、読み取り部も安価で信頼性の高いセンサーを使用することができる。
【００４８】
（その他の実施の形態）
上記各実施形態においては、本発明を適用したプロセスカートリッジ、及びこれを着脱可能な画像形成装置として説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、現像装置のみを着脱可能に構成した現像カートリッジ、クリーニングユニットのみを着脱可能にした感光体ドラムカートリッジなどにも適用し、同様の効果を得ることが可能である。
【００４９】
またラベルに設けたマークの数や配列は本実施の形態に限定されるものではなく、必要となる情報の種類や、ラベルの面積、形状に伴って適宜変更されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態に係るプロセスカートリッジの斜視図である。
【図２】画像形成装置の全体構成図である。
【図３】プロセスカートリッジの断面説明図である。
【図４】プロセスカートリッジの分解斜視図である。
【図５】画像形成装置の構成を説明する図である。
【図６】プロセスカートリッジのシャッタ構成を説明する図である。
【図７】プロセスカートリッジの検査方法を説明する図である。
【図８】従来の画像形成装置を表す図である。
【符号の説明】
【００５１】
Ｓ 転写材
１ 感光体ドラム
２ 帯電装置
３ スキャナユニット
４ 現像ユニット
５ 静電転写装置
６ クリーニング装置
７ プロセスカートリッジ
11 静電転写ベルト
12 転写ローラ
19 レジストローラ対
20 定着部
23 排出ローラ対
24 排出部
40 現像ローラ
41 トナー収容部
42 トナー搬送機構
43 トナー供給ローラ
44 現像ブレード
45 現像枠体
45a 窓部
47、48 保持部材
49 支持軸
49ａ ピン
50 クリーニングユニット
51 クリーニング枠体
52 トナー送り機構
53 廃トナー室
54 シャッタ部材
55 シャッタ軸
56 シャッタアーム
60 クリーニングブレード
71 シャッタ部材用ラベル
71a 識別部
72 クリーニング枠体用ラベル
72a 識別部
81,82 読み取り部
100 画像形成装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を採用した複写機やプリンタ等に使用される現像装置、プロセスカートリッジおよびこれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、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、像担持体及びこれ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、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にユーザー自身で行うことができ、格段に操作性を向上させることができる。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採用されるに至っている。
【０００３】
また、図８に示すように、複数のプロセスカートリッジを一列に並べたインライン型の画像形成装置200が提供されている。このような画像形成装置では色の異なる現像剤を収容したプロセスカートリッジ207を複数個用い、多色画像を形成することが可能となる。
【０００４】
このような画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジの例としては、電子写真感光体（以下感光体ドラムと称す）201（201a〜201ｄ）や、帯電手段、クリーニング装置を有したクリーニングユニット250（250a〜250ｄ）と、現像剤担持体としての現像ローラ、現像ブレード、現像剤収容部を有する現像ユニット204（204a〜204ｄ）からなり、クリーニングユニット250と現像ユニット204が結合されプロセスカートリッジ207を形成しているものがある。また、感光体ドラム201近傍には、プロセスカートリッジ207単体のときに感光体ドラム201への光の照射を防止し、傷が付くのを防止するためのシャッタ部材254（254a〜254ｄ）が設けられている。シャッタ部材254は開閉可能となっており、画像形成装置200にプロセスカートリッジ207が装着され、前カバーを閉めると同時に開き、感光体ドラム201が露出するようになっている。
【０００５】
この種の多色画像形成装置に用いる複数のプロセスカートリッジ207は、所定の現像剤を収容したプロセスカートリッジ207を画像形成装置本体200の所定の位置に装着される必要がある。しかしながら、プロセスカートリッジ207は一般に収容する現像剤の種類に関わらず同一形状、同一形態で作成されている。そのため、プロセスカートリッジ207にはその外観から現像剤の種類が判別できるよう、ラベル類を貼り付けているものがある。このラベルには現像剤と同じ色を素材そのものや印刷で表したもの、プロセスカートリッジ207の型番を表示したもの、色を表す記号や文字を印刷したものなどがある。また画像形成装置本体200にも同様のラベルを貼り付け、ユーザーが視覚的にプロセスカートリッジ207の装着場所を特定できるようにされているものもある。（特許文献1参照）
これらのラベルはプロセスカートリッジ207を画像形成装置本体200に装着した時点で装着場所を確認し易いよう、シャッタ部材254に設けられることが多い。また、プロセスカートリッジ207単体のときに外観から識別が容易になるよう、クリーニングユニットの天面251a(251aa〜251ad)にもラベルを設けることがある。
【特許文献１】特開2003-195728号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の構成の中で、ラベルによるプロセスカートリッジの現像剤の種類を判別する手段として、ラベルに現像剤と同じ色を印刷して識別するようにしたものにあっては、プロセスカートリッジの組立工程において同一形状で現像剤のみが異なるプロセスカートリッジに対し、所定のラベル類を貼り付けるため、ラベルの色を直接識別する場合があった。これはラベルに照明を当て、その光の反射をCCDカメラ等で取り込み、画像処理を行って色の識別するものである。この情報と現像剤の色を識別し、現像剤とラベルが所定の組合せであることを判別する。
【０００７】
しかしながらプロセスカートリッジには感光体ドラムが組み込まれており、特にシャッタ部材にラベルを設けた場合、ラベルの確認のためにドラム近傍に光を照射することは極力避けることが望ましい。このような環境下においても色を直接認識することは可能であるが、より安価な読み取り装置が望まれる。
【０００８】
本発明の目的とするところは形状が同じで現像剤の色が異なるプロセスカートリッジにおいて、現像剤の色とラベルの色を識別するために、直接色を識別するのではなく、ラベルに設けた識別部のマークの配列を、マークと同数の読み取り部で読み取るようにすることで安定して識別が可能な手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る第一の発明におけるプロセスカートリッジ及び画像形成装置の代表的な構成は、プロセスカートリッジの情報を表示するラベルに、形状が同一で、光の反射率が異なる複数のマークを一列に配置した識別部を設け、マークの数と同数の読み取り部で反射光量の差を検知することでラベルの情報を読み取り、一方、現像剤収容部に設けた窓部から現像剤の情報を読み取り、両者からプロセスカートリッジの現像剤の種類とラベルの情報が一致するか否かを判別する検査方法であることを特徴とする。
【００１０】
また本発明の第二のプロセスカートリッジおよび画像形成装置においては、識別部のマークを複数列配置し、一列分のマークと同数の読み取り部を設け、複数列分の情報を用い、プロセスカートリッジの現像剤の種類とラベルの情報が一致するか否かを判別する検査方法であることを特徴とする。
【００１１】
（作用）
本発明によれば、明るさに制約のある環境においてもラベル情報の識別を行うことが可能となる。また光の反射量の差のみで判別をおこなうため、検査装置を簡易的なものとすることも可能である。
【発明の効果】
【００１２】
上記説明した如く、本発明に係るプロセスカートリッジの検査方法においては、ラベルに設けた識別部にあてた照明の反射光量のみを基にラベルの種類を識別するため、明るさに制約のある環境下においても信頼性の高い検査を行うことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
［第一実施形態］
本発明に係る現像装置、現像カートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置の第一実施形態について、図を用いて説明する。
【００１４】
（画像形成装置の全体構成）
まず画像形成装置の全体構成について、図２および図３を参照して概要説明する。
【００１５】
図２に示す画像形成装置100は、垂直方向に並設された像担持体である４個の感光体ドラム1（１ａ〜1ｄ）を備えている。感光体ドラム１（1a〜1d）は、駆動手段（不図示）によって、同図中、反時計回りに回転駆動される。感光体ドラム１（1a〜1d）の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラム表面を均一に帯電する帯電装置2（2a〜2d）、画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光体ドラム１（1a〜1d）上の静電潜像を形成するスキャナユニット3（3ａ〜3ｄ）、静電潜像に現像剤であるトナーを付着させてトナー像として現像する現像ユニット4（4a〜4d）、感光体ドラム１（1a〜1d）上のトナー像を転写材Ｓに転写させる静電転写装置５、転写後の感光体ドラム１表面に残った転写残トナーを除去するクリーニング装置60（60ａ〜60ｄ）等が配設されている。ここで、感光体ドラム１と帯電装置２、現像ユニット４、クリーニング装置60は一体的にカートリッジ化されプロセスカートリッジ７（7a〜7d）を形成している。
【００１６】
また、画像形成装置には図２に示すように、すべての感光体ドラム1（１ａ〜1ｄ）に対向し、接するように循環移動する静電転写ベルト11が配設される。
【００１７】
図２および図３に示すように、画像形成の動作としては、プロセスカートリッジ7（７ａ〜7ｄ）が、画像形成のタイミングに合わせて順次駆動され、その駆動に応じて感光体ドラム1（１ａ〜1ｄ）が反時計回り方向に回転駆動される。そして、各々のプロセスカートリッジ７に対応するスキャナユニット3が順次駆動される。この駆動により、帯電装置2（2a〜2ｄ）は感光体ドラム１の周面に一様な電荷を付与し、スキャナユニット3は、その感光体ドラム１（1a〜1d）周面に画像信号に応じて露光を行って感光体ドラム１周面上に静電潜像を形成する。現像ユニット4（4a〜4d）内の現像ローラ40は、静電潜像の低電位部にトナーを転移させて感光体ドラム１周面上にトナー像を形成（現像）する。
【００１８】
最上流の感光体ドラム１a周面上のトナー像の先端が、静電転写ベルト11との対向点に回転搬送されてくるタイミングで、その対向点に転写材Ｓの画像形成開始位置が一致するように、レジストローラ対19が回転を開始して転写材Ｓを静電転写ベルト11へ給送する。
【００１９】
搬送された転写材Ｓには、各感光体ドラム１と転写ローラ12との間に形成される電界によって、各感光体ドラム１のトナー像が順次転写される。４色のトナー像を転写された転写材Ｓは、定着部20に搬入される。転写材Ｓは、定着部20で上記トナー像を熱定着された後、排出ローラ対23によって、排出部24から画像面を下にした状態で本体外に排出される。
【００２０】
（プロセスカートリッジ）
次に本発明を実施したプロセスカートリッジについて図３および図４により詳細に説明する。図３はトナーを収納したプロセスカートリッジ７の主断面を、図４はプロセスカートリッジ7の斜視図を示している。なお、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各プロセスカートリッジ7（7a〜7d）は同一構成である。
【００２１】
プロセスカートリッジ７は、感光体ドラム１と、帯電手段2およびクリーニング手段60を備えたクリーニングユニット50、および感光体ドラム１上の静電潜像を現像する現像手段を有する現像ユニット４に分かれている。
【００２２】
クリーニングユニット50は、感光体ドラム１が軸受を介してクリーニング枠体51に回動自在に取り付けてられている。感光体ドラム１の周上には、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させるための帯電装置２、および感光体ドラム１上に残った現像剤（以下トナーと称す）を除去するためのクリーニング装置としてのクリーニングブレード60が配置され、さらにクリーニングブレード60によって感光体ドラム１表面から除去された残留トナーは、トナー送り機構52によってクリーニング枠体後方に設けられた廃トナー室53に順次送られる。そして図示後方の一方端に図示しない駆動モータの駆動力を伝達することにより、感光体ドラム１を画像形成動作に応じて図示反時計回りに回転駆動させるようにしている。
【００２３】
現像ユニット４は、感光体ドラム１と接触して矢印E方向に回転する現像ローラ40、およびトナーが収容されたトナー容器41と現像枠体45とから構成される。図４に示すように、現像ローラ40は保持部材47および48を介して回転自在に現像枠体45に支持され、また図3に示すように、現像ローラ40の周上には、現像ローラ40と接触して矢印F方向に回転するトナー供給ローラ43と現像ブレード44がそれぞれ配置されている。さらにトナー容器41内には収容されたトナーを撹拌するとともにトナー供給ローラ43に搬送するためのトナー搬送機構42が設けられている。
【００２４】
そして現像ユニット４は、現像ユニット４の両端に取り付けられた保持部材47、48にそれぞれ設けられた揺動中心である支持軸49を中心に、ピン49ａによって現像ユニット４全体が像担持体ユニット50に対して揺動自在に支持された吊り構造となっており、プロセスカートリッジ７単体（プリンタ本体に装着しない）状態においては、支持軸49を中心に回転モーメントにより現像ローラ40が感光体ドラム１に接触するよう、付勢部材である加圧バネ（不図示）によって現像ユニット４が常に付勢されている。
【００２５】
現像時、トナー搬送機構42によって収納されたトナーがトナー供給ローラ43へ搬送されると、矢印F方向に回転するトナー供給ローラ43が、そのトナーを矢印E方向に回転する現像ローラ40との摺擦によって現像ローラ40に供給し、現像ローラ40上に担持させる。現像ローラ40上に担持されたトナーは、現像ローラ40の回転にともない現像ブレード44のところに至り、現像ブレード44がトナーを規制して所定のトナー薄層に形成する。さらに現像ローラ40上のトナー薄層は感光体ドラム１と現像ローラ40とが接触した現像部に搬送され、現像部において、図示しない電源から現像ローラ40に印加した直流現像バイアスにより、感光体ドラム１の表面に形成されている静電潜像に付着して、潜像を現像する。現像に寄与せずに現像ローラ40の表面に残留したトナーは、現像ローラ40の回転にともない現像枠体内に戻され、トナー供給ローラ43との摺擦部で現像ローラ40から剥離、回収される。回収されたトナーは、トナー搬送機構42により残りのトナーと撹拌混合される。
【００２６】
ここで、トナー供給ローラは現像ローラに対しその表面が侵入するように設定されており、そのニップ領域（トナー供給ローラつぶされている領域）でトナーの供給や現像ローラ表面の現像残トナーの剥離を行っている。
【００２７】
本発明のように感光体ドラム１と現像ローラ40が接触して現像を行う接触現像方式においては、感光体ドラム１は剛体とし、現像ローラ40は弾性体を有するローラとすることが好ましい。この弾性体としては、ソリッドゴム単層やトナーへの帯電付与性を考慮してソリッドゴム層上に樹脂コーティングを施したもの等が用いられる。
【００２８】
（プロセスカートリッジの本体への着脱）
次にプロセスカートリッジの、画像形成装置への装着部について図２および図５を用いて説明する。
【００２９】
プロセスカートリッジ7は各画像プロセスに関連する部材（感光体ドラム1やトナー、帯電装置2、現像ローラ40など）の寿命やトナーの使用量等を考慮してある所定量の画像形成の後は新しいものと交換するように構成されている。プロセスカートリッジの交換は、図5に示すように、画像形成装置100の前カバーを開けた後、画像形成装置本体のプロセスカートリッジガイド部へ、感光体ドラムを手前にし、感光体ドラムの軸線方向と直角方向に取り出しあるいは装着を行うことでなされる。
【００３０】
図５に示すように、画像形成装置100にはプロセスカートリッジ7の幅以上の幅を有する装入口26が設けられており、装入口26の両側面にはプロセスカートリッジ7を正規の位置へと導くためのガイド27（27a〜27d）、および28（28a〜28d）がプロセスカートリッジ7の数に合わせて設けられている。
【００３１】
一方、前ドア25には静電転写ベルト11、転写ローラ12等が取り付けられており、前ドアを開けることで、装入口26が開放されるようになっている。
【００３２】
また、装入口26の横にはプロセスカートリッジ7の識別を行うための本体識別ラベル29（29a〜29d）が設けられている。本実施例において、本体識別ラベル29にはプロセスカートリッジ7に収容されているトナーの色を表す背景色および、文字が印刷されている。
【００３３】
（シャッタ部材）
感光体ドラム1は、外光に長時間曝されるとその特性が劣化し、また、プロセスカートリッジ7単体での取扱い時に感光体ドラム1が露出していると損傷を受ける、あるいは感光体ドラム1表面に異物が付着する可能性がある。このような劣化や異物の付着を防止するために、図3に示すように、クリーニング枠体51の、感光体ドラム51が露出する開口部を覆うシャッタ部材54が設けられている。
【００３４】
図３および図６に示すように、シャッタ部材54は感光体ドラム1を覆う位置と露出させる位置に移動可能であり、その動作はクリーニング枠体51に回転支点を有するシャッタ軸55およびシャッタアーム56を介して、リンク機構によって開閉するようになっている。なお、シャッタ部材54は、プロセスカートリッジ7単体では感光体ドラム1を覆う位置に保持されるようシャッタアーム56に設けられたバネ（不図示）により付勢されている。
【００３５】
前カバー25を開き、プロセスカートリッジ7を画像形成装置に装入した時点では、シャッタ部材54はプロセスカートリッジ7単体のときと感光体ドラム1を覆った状態となっている。したがってプロセスカートリッジ7が装入された時点で、後述するシャッタ部材に設けられたラベルと本体識別ラベル29が長手方向においてほぼ同位置に並び、ユーザの誤装着を防止し易いようになっている。
【００３６】
続いて、画像形成装置の前カバー25が閉じられると画像形成装置に設けられたシャッタ開閉レバー（不図示）がシャッタアーム56の作用部56aを回動させ、シャッタ部材54は感光体ドラム1が露出する位置へと開く（図６ 二点鎖線で表すシャッタ部材54参照）。感光体ドラム1が露出することにより、感光体ドラム1は画像形成装置の転写部12と対向し、画像形成が可能な状態となる（図２参照）。
【００３７】
（識別ラベル）
本実施例において画像形成装置100には異なる4色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のプロセスカートリッジ7を装着することでフルカラー画像を形成するが、プロセスカートリッジ7の外観上の形状は同一であり、トナーのみが各色で異なるものである。このため、プロセスカートリッジ7には外観上各色の判別ができるよう、図７に示すように、シャッタ部材54およびクリーニング枠体51の天面51aにラベル71および72が貼り付けられている。このラベル71,72にはトナーの色に対応してそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの背景色を印刷し、その他に製品のロゴマークやユーザへの取扱い説明などが印刷されている（不図示）。
【００３８】
プロセスカートリッジ7の製造工程においては、トナーの種類とラベル71,72の種類を判別してそれぞれが間違いなく組み付けられる必要がある。そのため、本実施例においては、クリーニング枠体51の天面に貼るラベル72には丸形状のマーク6個を一列に配置し、識別部72aを設けている。またシャッタ部材54に貼り付けるラベル71aについては、丸形状のマーク3個を二列に配置し識別部71aとしている。
【００３９】
本実施例の場合、丸形状のマークはφ4〜φ6の大きさで、検査用の光の反射量に差を出すため白色と黒色を採用している。また、識別部71aおよび72aのマークはプロセスカートリッジ7のトナーの種類により白/黒の配列が異なっている。
【００４０】
本実施例において、ラベル71および72は材質がPS（ポリスチレン）で厚さ50μｍ〜100μｍのシート部材を用い、片面には先述した背景色、ロゴマーク、識別部71a,72aなどを印刷し、裏面はシャッタ部材54およびクリーニング枠体50への取り付け用として粘着剤が塗布されている。
【００４１】
プロセスカートリッジ7の組立工程内にはラベル71および72に設けられた識別部71a,72aを読み取る読み取り部81および82が設けられている。この読み取り部81,82は、識別部71a,72aに当てられた照明からの照射光に対する反射光を2値（ある閾値に対し、反射光あり、なしの判断を行う）で読み取るセンサーであり、ラベルの識別部71a,72aの、一列に配置されたマークと同数配置されている。読み取り部81,82はシャッタ部材54に貼り付けられたラベル71用とクリーニング枠体天面51aに貼り付けられたラベル82用に各々設けられている。
【００４２】
プロセスカートリッジ7がラベルの検査工程に至ると、感光体ドラムへの影響がないレベルの明るさの照明が点灯され、同時に読み取り部81,82がラベル71,72の識別部71a,72aへと近づく。ここで読み取り部81,82はラベル71,72の各マークの反射光を読み取り、反射光がある（以下○と表す）、あるいはない（以下×と表す）という2値の情報を出す。
【００４３】
また、シャッタ部材54に設けたラベル71aについては、読み取り部81が一列目のマークを読み終えた後2列目のマークも同様に読み取る。
【００４４】
したがって、読み取りが行われると、図7の例では××○○○○といった2値情報が得られる。
【００４５】
一方で現像枠体45のトナー収容部41にはトナーの色識別を行うための窓部45aが設けられている（図３参照）。窓部45aは透明の材質でできているため、トナー収容部41に収容されているトナーの色を識別することが可能となっている。また、窓部45aは感光体ドラム1から離れた場所にあるため、従来のような色識別を直接行うことが可能である。
【００４６】
そして、ラベルの識別部71a,72aから得られる2値情報の配列をあらかじめ決めておき、現像枠体45の窓部45aから得られたトナーの色の情報と、ラベルの識別部71a,72aから得られた情報を照合し、トナーの色とラベルが合致しているかどうかの判別を行う。
【００４７】
このような構成においては、感光体ドラム1の近傍でラベルの情報を読み取る場合に、光の反射があるかないかのみを判定基準として用いるため、照明の光量を落とすことが可能であり、読み取り部も安価で信頼性の高いセンサーを使用することができる。
【００４８】
（その他の実施の形態）
上記各実施形態においては、本発明を適用したプロセスカートリッジ、及びこれを着脱可能な画像形成装置として説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、現像装置のみを着脱可能に構成した現像カートリッジ、クリーニングユニットのみを着脱可能にした感光体ドラムカートリッジなどにも適用し、同様の効果を得ることが可能である。
【００４９】
またラベルに設けたマークの数や配列は本実施の形態に限定されるものではなく、必要となる情報の種類や、ラベルの面積、形状に伴って適宜変更されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態に係るプロセスカートリッジの斜視図である。
【図２】画像形成装置の全体構成図である。
【図３】プロセスカートリッジの断面説明図である。
【図４】プロセスカートリッジの分解斜視図である。
【図５】画像形成装置の構成を説明する図である。
【図６】プロセスカートリッジのシャッタ構成を説明する図である。
【図７】プロセスカートリッジの検査方法を説明する図である。
【図８】従来の画像形成装置を表す図である。
【符号の説明】
【００５１】
Ｓ 転写材
１ 感光体ドラム
２ 帯電装置
３ スキャナユニット
４ 現像ユニット
５ 静電転写装置
６ クリーニング装置
７ プロセスカートリッジ
11 静電転写ベルト
12 転写ローラ
19 レジストローラ対
20 定着部
23 排出ローラ対
24 排出部
40 現像ローラ
41 トナー収容部
42 トナー搬送機構
43 トナー供給ローラ
44 現像ブレード
45 現像枠体
45a 窓部
47、48 保持部材
49 支持軸
49ａ ピン
50 クリーニングユニット
51 クリーニング枠体
52 トナー送り機構
53 廃トナー室
54 シャッタ部材
55 シャッタ軸
56 シャッタアーム
60 クリーニングブレード
71 シャッタ部材用ラベル
71a 識別部
72 クリーニング枠体用ラベル
72a 識別部
81,82 読み取り部
100 画像形成装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のプロセスカートリッジをそれぞれ着脱可能に装着しうるように構成された複数のカートリッジ装着部を備えた画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
現像剤を収容する現像剤収容部および収容された現像剤を外観から識別するための窓部と、
電子写真感光体と前記電子写真感光体を回転自在に支持するとともに前記電子写真感光体の一部を露出させる開口部を有するカートリッジ枠体と、
プロセスカートリッジに関する情報を表示するためのラベルと、
ラベルには形状が同一で、かつ光を照射した時の反射率が異なる複数のマークを一列に配置した識別部を有し、
プロセスカートリッジの組立工程において、ラベルに設けられた識別部の各々のマークと同数の読み取り部を設け、発光源からの照射光による反射光の光量の差を読み取り得られる情報と、現像剤収容部の窓部により確認された現像剤の種類とが一致するか否かを検査するプロセスカートリッジの検査方法。
【請求項２】
前記マーク部材を複列配置することで識別部を構成し、一列のマークの数に対応した数の読み取り部を設け、発光源からの反射光の光量差を複数列分読み取り、その情報と現像剤の種類が一致するか否かを検査する、請求項１に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項３】
請求項１および２に記載のプロセスカートリッジを有する画像形成装置。
【請求項１】
複数のプロセスカートリッジをそれぞれ着脱可能に装着しうるように構成された複数のカートリッジ装着部を備えた画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
現像剤を収容する現像剤収容部および収容された現像剤を外観から識別するための窓部と、
電子写真感光体と前記電子写真感光体を回転自在に支持するとともに前記電子写真感光体の一部を露出させる開口部を有するカートリッジ枠体と、
プロセスカートリッジに関する情報を表示するためのラベルと、
ラベルには形状が同一で、かつ光を照射した時の反射率が異なる複数のマークを一列に配置した識別部を有し、
プロセスカートリッジの組立工程において、ラベルに設けられた識別部の各々のマークと同数の読み取り部を設け、発光源からの照射光による反射光の光量の差を読み取り得られる情報と、現像剤収容部の窓部により確認された現像剤の種類とが一致するか否かを検査するプロセスカートリッジの検査方法。
【請求項２】
前記マーク部材を複列配置することで識別部を構成し、一列のマークの数に対応した数の読み取り部を設け、発光源からの反射光の光量差を複数列分読み取り、その情報と現像剤の種類が一致するか否かを検査する、請求項１に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項３】
請求項１および２に記載のプロセスカートリッジを有する画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−２５３４４（Ｐ２００７−２５３４４Ａ）
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２０８６０７（Ｐ２００５−２０８６０７）
【出願日】平成１７年７月１９日（２００５．７．１９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月１９日（２００５．７．１９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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