画像形成装置及びプロセスカートリッジ
【課題】 現像装置を含むプロセスカートリッジにおいて、余分な検知手段を用いずに、トナーシールの有無、及び、カートリッジが画像形成装置本体に装着されたかどうかを検出する手段を提供する。
【解決手段】 トナーシールが除去されずにカートリッジが装置本体に装着されたとき、トナーシールの導電層と現像スリーブとが電気的に導通するような構成とする。このとき、トナーシールと板金との間の静電容量に対応する電気信号が検知される。一方、トナーシールが除去されてからカートリッジが装置本体に装着されたとき、現像スリーブと板金との間の静電容量に対応する電気信号が検知されるため、静電容量の違いによってトナーシールの有無を判定できる。カートリッジが装置本体に装着されていないときは、現像スリーブと板金が本体と導通せず、検知される電気信号がゼロレベルになるため、カートリッジが装着されていないと判定できる。
【解決手段】 トナーシールが除去されずにカートリッジが装置本体に装着されたとき、トナーシールの導電層と現像スリーブとが電気的に導通するような構成とする。このとき、トナーシールと板金との間の静電容量に対応する電気信号が検知される。一方、トナーシールが除去されてからカートリッジが装置本体に装着されたとき、現像スリーブと板金との間の静電容量に対応する電気信号が検知されるため、静電容量の違いによってトナーシールの有無を判定できる。カートリッジが装置本体に装着されていないときは、現像スリーブと板金が本体と導通せず、検知される電気信号がゼロレベルになるため、カートリッジが装着されていないと判定できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジ及び該プロセスカートリッジを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、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、感光体及びプロセス手段を一体的にカートリッジ化し、画像形成装置に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が用いられている。現像手段を含むプロセスカートリッジや、感光体を含まず、プロセス手段として現像手段のみを有するプロセスカートリッジ（所謂現像カートリッジ）においては、例えばカートリッジ輸送中などにトナーが飛散するのを防ぐため、トナーを収容するための現像容器の開口部がトナーシールで密閉されている。このトナーシールは、カートリッジを画像形成装置本体に装着して画像形成を行う際には取り除かれている必要がある。カートリッジを画像形成装置に装着する前に、ユーザーによってシールが引き抜かれることで、はじめて現像スリーブにトナーが供給される。
【０００３】
しかしながら、トナーシールを引かなくても画像形成装置に装着できるカートリッジの場合、ユーザーがトナーシールを引き忘れたままカートリッジを画像形成装置に挿入するおそれがある。トナーシールが残ったままではトナーが現像スリーブに供給されないため、プリント紙に印字できず、白紙が排出されることになる。ユーザーが画像形成装置の近くにいない場合には、トナーシールの引き忘れに気づかずに、印字が行われないまま白紙を排出し続ける可能性がある。
【０００４】
そこで、現像スリーブとアンテナとの間の静電容量を用いて、トナーシールの有無を判断する手段が提案されている。特許文献１では、前記静電容量に対応した電流を出力するアンテナと、画像形成装置本体の検知回路との接点を、絶縁性のトナーシールによって絶縁する構成が開示されている。この構成により、トナーシールが引き抜かれていない状態では、前記検知回路における検出出力がゼロレベルになり、トナーシールの引き忘れをユーザーに知らせることができる。また、トナーシールが引き抜かれている場合には、現像スリーブとアンテナとの間の静電容量からトナー残量を検知するような構成とすることもできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２０８００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、カートリッジが画像形成装置本体に装着されていない状態においても、前記検知回路における検出出力がゼロレベルになる。したがって、前記検出出力がゼロレベルのとき、カートリッジが装着されていないのか、トナーシールが取り除かれていないのか、判断ができない。そのため、カートリッジの有無を検知するには、例えばカートリッジの突起をフォトセンサーで検知するなど、別の検知手段が必要になる。
【０００７】
本発明は、余分な検知手段を用いずにトナーシールが取り除かれたかどうか、及び、カートリッジが画像形成装置本体に装着されたかどうかを検出する手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、本発明に係る画像形成装置、及び、プロセスカートリッジにて達成される。第１の本発明は、現像剤を担持搬送して感光体に供給する現像剤担持体と、内部に導電性の検出部材を有し、前記現像剤を収容するための第１の部屋、及び、前記現像剤担持体が配設されており、開口部を介して前記第１の部屋と連通し、前記開口部を通って前記第１の部屋から進入した前記現像剤を前記現像剤担持体に供給する第２の部屋を備えた現像容器と、使用開始前において前記開口部を封止するように設けられ、使用開始に際して前記開口部から除去されるシール部材であって、前記開口部を封止している状態で少なくとも前記開口部に位置する部分に前記現像剤担持体と電気的に導通した導電層を有するシール部材と、を備えたプロセスカートリッジと、前記プロセスカートリッジを着脱可能に支持する支持手段と、前記現像剤担持体に交流成分を有するバイアス電圧を印加するための電圧印加手段と、前記現像剤担持体に前記バイアス電圧が印加されている状態で、前記シール部材が前記開口部を封止しているときは、前記シール部材と前記検出部材との間の静電容量の大きさに応じた電気信号を出力し、前記シール部材が前記開口部から除去されているときは、前記現像剤担持体と前記検出部材との間の静電容量の大きさに応じた電気信号を出力する信号形成手段と、前記信号形成手段が第１基準静電容量値以下に対応する前記電気信号を出力したときは、前記プロセスカートリッジが装着されていないと判定し、前記第１基準静電容量値より大きい第２基準静電容量値以上に対応する前記電気信号を出力したときは、前記シール部材が除去されていないと判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【０００９】
第２の本発明は、現像剤を担持搬送して感光体に供給する現像剤担持体と、前記現像剤を収容するための第１の部屋、及び、前記現像剤担持体が配設されており、開口部を介して前記第１の部屋と連通し、前記開口部を通って前記第１の部屋から進入した前記現像剤を前記現像剤担持体に供給する第２の部屋を備えた現像容器と、使用開始前において前記開口部を封止するように設けられ、使用開始に際して前記開口部から除去されるシール部材とを備えたプロセスカートリッジを着脱可能に支持する支持手段と、本体側第１接点と、本体側第２接点と、本体側第３接点と、前記本体側第１接点と前記本体側第３接点に交流成分を有するバイアス電圧を印加するための電圧印加手段と、前記本体側第２接点から入力された電流を用いて電気信号を出力する信号形成手段と、前記電気信号に基づいて、前記プロセスカートリッジが装着されているかどうか、及び、前記シール部材が前記開口部から除去されているかどうかを判定する判定手段と、を有する画像形成装置本体に装着可能な前記プロセスカートリッジであって、前記第１の部屋に配設された導電性の検出部材と、前記現像剤担持体と電気的に導通するカートリッジ側第１接点であって、前記画像形成装置本体に装着された状態において前記本体側第１接点と電気的に接続するカートリッジ側第１接点と、前記検出部材と電気的に導通するカートリッジ側第２接点であって、前記画像形成装置本体に装着された状態において前記本体側第２接点と電気的に接続するカートリッジ側第２接点と、前記画像形成装置本体に装着された状態において前記本体側第３接点と電気的に接続するカートリッジ側第３接点と、を備え、前記シール部材は、前記開口部を封止している状態において少なくとも前記開口部に位置する部分に前記カートリッジ側第３接点と電気的に導通した導電層を有し、前記検出部材は、前記本体側第１接点を介してカートリッジ側第１接点に、及び、前記本体側第３接点を介してカートリッジ側第３接点に前記バイアス電圧が印加されている状態で、前記シール部材が前記開口部を封止しているときは、前記シール部材と前記検出部材との間の静電容量の大きさに応じた電流を、前記シール部材が前記開口部から除去されているときは、前記現像剤担持体と前記検出部材との間の静電容量の大きさに応じた電流を、夫々前記カートリッジ側第２接点から前記本体側第２接点に出力することを特徴とするプロセスカートリッジである。
【００１０】
第３の本発明は、現像剤を担持搬送して感光体に供給する現像剤担持体と、前記現像剤を収容するための第１の部屋、及び、前記現像剤担持体が配設されており、開口部を介して前記第１の部屋と連通し、前記開口部を通って前記第１の部屋から進入した前記現像剤を前記現像剤担持体に供給する第２の部屋を備えた現像容器と、使用開始前において前記開口部を封止するように設けられ、使用開始に際して前記開口部から除去されるシール部材とを備えたプロセスカートリッジを着脱可能に支持する支持手段と、本体側第１接点と、本体側第２接点と、前記本体側第１接点に交流成分を有するバイアス電圧を印加するための電圧印加手段と、前記本体側第２接点から入力された電流を用いて電気信号を出力する信号形成手段と、前記電気信号に基づいて、前記プロセスカートリッジが装着されているかどうか、及び、前記シール部材が前記開口部から除去されているかどうかを判定する判定手段と、を有する画像形成装置本体に装着可能な前記プロセスカートリッジであって、前記第１の部屋に配設された導電性の検出部材と、前記現像剤担持体と電気的に導通するカートリッジ側第１接点であって、前記画像形成装置本体に装着された状態において前記本体側第１接点と電気的に接続するカートリッジ側第１接点と、前記検出部材と電気的に導通するカートリッジ側第２接点であって、前記画像形成装置本体に装着された状態において前記本体側第２接点と電気的に接続するカートリッジ側第２接点と、を備え、
前記シール部材は、前記開口部を封止している状態において少なくとも前記開口部に位置する部分に前記現像剤担持体と電気的に導通した導電層を有し、前記検出部材は、前記本体側第１接点を介してカートリッジ側第１接点に前記バイアス電圧が印加されている状態で、前記シール部材が前記開口部を封止しているときは、前記シール部材と前記検出部材との間の静電容量の大きさに応じた電流を、前記シール部材が前記開口部から除去されているときは、前記現像剤担持体と前記検出部材との間の静電容量の大きさに応じた電流を、夫々前記カートリッジ側第２接点から前記本体側第２接点に出力することを特徴とするプロセスカートリッジである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、余分な検知手段を用いることなく、トナーシールが取り除かれたかどうか、及び、カートリッジが画像形成装置本体に装着されたかどうかを検知することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１におけるトナーシールが除去される前のプロセスカートリッジと本体の模式図
【図２】実施例１におけるトナーシールが除去された後のプロセスカートリッジと本体の模式図
【図３】実施例１における検知された静電容量とトナー残量との関係図
【図４】実施例１における検知の流れを示すフローチャート
【図５】実施例２におけるトナーシールが除去される前のプロセスカートリッジと本体の模式図
【図６】レーザービームプリンターの主要部の概略構成図
【図７】トナーシールが除去される前の現像容器の概略図
【図８】トナーシールが引き抜かれている状態の現像容器の概略図
【図９】トナーシールが除去された後の現像容器の概略図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１４】
本実施例では、画像形成装置として電子写真プロセス利用のレーザービームプリンターを用いた場合の例を説明する。
【００１５】
図６は、本発明に従うレーザービームプリンターの主要部の概略構成図である。図６において、プリンター本体にプロセスカートリッジ１６が装着されている状態である。プロセスカートリッジ１６は、感光体１、及び、接触帯電部材としての帯電ローラ２、現像装置３、クリーニング装置９の３つのプロセス手段を備え、支持手段としてのカートリッジ支持台２９に対して着脱可能である。
【００１６】
感光体１は、帯電ローラ２によって、表面を所定の極性（本例は負）・電位に一様に帯電処理された後、レーザースキャナ５からの露光によって、目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像装置３の現像スリーブ６により負に帯電されたトナーが供給され、反転現像される。現像スリーブ６には、電圧印加手段としての高圧電源２０から直流電圧に交流電圧を重畳して合成された、交流電圧成分を含む所定のバイアス電圧が印加される。一方、感光体１上のトナー像とタイミングを合わせて、記録材が感光体１と転写ローラ８との当接ニップ部（転写部）へ給送される。転写ローラ８には高圧電源（図示せず）から所定の転写バイアス電圧が印加され、感光体１上のトナー像が記録材に転写される。トナー像が転写された記録材は、定着装置３０のニップ部へ搬送され、トナー像が定着処理された後、画像形成物として排出される。
【００１７】
プロセスカートリッジ１６がカートリッジ支持台２９に装着されると、プリンター本体と機械的・電気的にカップリングして、プリンター本体側の駆動機構で感光体１や現像スリーブ６等の駆動が可能となる。また、プリンター本体側の電源から、帯電ローラ２や現像スリーブ６等への所定のバイアス電圧印加が可能となる。
【００１８】
次に現像装置３について説明する。
【００１９】
トナーは、現像容器１２内部の第１の部屋としてのトナー室Ｔ１に収容されている。トナー室Ｔ１は、現像枠体３１から成る第２の部屋としての現像室Ｔ２と、区画壁１２ａに形成された開口部１２ｂを介して連通している。カートリッジ使用開始に際してトナーシール１１が開口部１２ｂから除去されることにより、開口部１２ｂが開放され、トナー室Ｔ１内のトナーが現像室Ｔ２に進入する。現像室Ｔ２では、トナー室Ｔ１から進入したトナーが現像スリーブ６に供給される。現像スリーブ６は回転可能な現像剤担持体であり、内部にマグネットが固定されている。本実施例において、トナーは一成分磁性トナーであり、マグネットの磁力により現像スリーブ６上に担持され、現像スリーブ６の回転によって感光体１と現像スリーブ６とが対向する現像領域へと搬送される。現像領域へ搬送されるトナーの量は、例えばウレタンゴムから成る弾性ブレード１０によって規制される。
【００２０】
次にシール部材としてのトナーシール１１について説明する。
【００２１】
図７は、カートリッジ使用開始前において、トナーシール１１が開口部１２ｂから取り除かれる前の状態における現像容器１２の概略図である。トナーシール１１は、カバーフィルム１１ａと、その一端に接合されたテアテープ１１ｂから成る。カバーフィルム１１ａは、現像容器１２の区画壁１２ａに熱溶着され、開口部１２ｂを封止することにより、トナーを現像容器１２内に密閉している。一方、テアテープ１１ｂは、カバーフィルム１１ａに重なるように折り返されている。テアテープ１１ｂの両端のうち、カバーフィルム１１ａに接合していない側の一端は、現像容器１２の外に突出している。この突出部Ｑは、ユーザーがトナーシール１１をプロセスカートリッジ１６から引き抜くときの取っ手とされている。図７では、現像スリーブ６を支持するための現像枠体３１が取り外された状態が図示されているが、現像枠体３１は、実際には現像容器１２の区画壁１２ａのうち、トナーシールの外側部分に熱溶着される。図８に示すように、ユーザーが突出部Ｑを矢印方向に引っ張ることにより、カバーフィルム１１ａが帯状に引き裂かれ、開口部１２ｂが開放される。
【００２２】
図９は、トナーシール１１を引き抜いた後の状態における現像容器１２の概略図である。トナー室Ｔ１内のトナーは、開口部１２ｂを通って現像室Ｔ２に進入し、現像スリーブ６上に担持されて感光体１へ供給される。
【００２３】
本実施例のトナーシール１１は、表層からポリエステル層（強度維持層）、アルミニウム層、ポリエステル層、シーラント層（容器接着層）の多層構成になっている。トナーシール１１が除去される前の状態において、少なくとも開口部１２ｂに位置する部分に導電層としてのアルミニウム層が存在している。導電層の少なくとも一部はトナーシール１１の表面に露出しており、導線等をつなぐことが可能となっている。なお、トナーシールの材料についてはこれに限るものでなく、導電層としてアルミニウム以外に例えばステンレススチール、導電性プラスチックなどを用いてもよい。また、本実施例では、カバーフィルム１１ａを帯状に引き裂く構成としたが、区画壁１２ａから全て剥ぎ取られるような構成としてもよい。
【００２４】
次に、プロセスカートリッジ１６の有無、トナーシール１１の有無、トナー残量の検知構成について説明する。
【００２５】
図１は、トナーシール１１が除去されていないプロセスカートリッジ１６が、プリンター本体のカートリッジ支持台２９に装着された状態における現像容器１２の断面及びプリンター内部の構成を表す模式図である。図１では、開口部１２ｂがトナーシール１１によって封止されており、トナーはトナー室Ｔ１にしか存在しない。トナー室Ｔ１内には、導電性の検出部材である板金１４が配設されている。現像スリーブ６はカートリッジ側第１接点３４ａと、板金１４はカートリッジ側第２接点３５ａと、トナーシール１１の導電層はカートリッジ側第３接点３６ａと、導線等を介して夫々電気的に導通している。プロセスカートリッジがカートリッジ支持台２９に装着された状態において、カートリッジ側第１接点３４ａ、カートリッジ側第２接点３５ａ、カートリッジ側第３接点３６ａは、夫々、プリンター本体の本体側第１接点３４ｂ、本体側第２接点３５ｂ、本体側第３接点３６ｂと電気的に接触している。本体側第１接点３４ｂと本体側第３接点３６ｂには、プリンター本体内にある電源２０から交流成分を含むバイアス電圧が印加される。したがって、トナーシール１１が引き抜かれる前のプロセスカートリッジ１６をカートリッジ支持台２９に装着すると、カートリッジ側第１接点３４ａとカートリッジ側第３接点３６ａとが電気的に導通することになる。すなわち、この状態において、トナーシール１１の導電層と現像スリーブ６とが電気的に導通している。
【００２６】
本実施例において、トナーシールと板金との間の静電容量を、現像スリーブと板金との間の静電容量より十分に大きくする必要がある。この条件を満たす限り、導電層部分の面積や形状は問わない。
【００２７】
一方、図２は、トナーシール１１が除去されたプロセスカートリッジ１６が、カートリッジ支持台２９に装着された状態における現像容器１２の断面及びプリンター内部の構成を表す模式図である。トナーシール１１が開口部１２ｂから除去されたことにより、トナー室Ｔ１と現像室Ｔ２とが連通して、トナー室Ｔ１内のトナーが現像室Ｔ２内に進入し、現像装置３が使用可能な状態になっている。
【００２８】
電源２０から現像スリーブ６に交流成分を含むバイアス電圧を印加すると、板金１４に誘起された電流に基づいて、静電容量検出回路１５で処理が行われ、トナーシール１１の有無、プロセスカートリッジ１６の有無、現像容器１２内のトナー残量が検知される。
【００２９】
以下、静電容量検出回路１５について詳細に説明する。静電容量検出回路１５には、板金１４に誘起された電流を整流する第１整流回路１８、及び、該第１整流回路１８で発生した電流信号を電圧Ｖｄｃに変換する第１電流−電圧変換回路１９が設けられている。第１整流回路１８は、本体側第２接点３５ｂと電気的に導通している。また、電源２０に対して現像スリーブ６と並列に接続され、所定の静電容量Ｃｓを有するコンデンサ２１、該コンデンサ２１と直列に接続された第２整流回路２２、及び、該第２整流回路２２で発生した電流信号を電圧Ｖｓに変換する第２電流−電圧変換回路２３が設けられている。コンデンサ２１として、検出したいトナー量に応じた静電容量を有するものを選択することにより、任意の検出レベルを設定できる。また、コンデンサ２１を可変コンデンサとして、静電容量を調整してもよい。さらに、第１電流−電圧変換回路１９からの出力電圧Ｖｄｃと、第２電流−電圧変換回路２３からの出力電圧Ｖｓとの差分を出力する信号形成手段としてのオペアンプ２４、及び、該オペアンプ２４からの出力信号を受け、その信号レベルを判定する判定手段としてのＣＰＵ２５が設けられている。
【００３０】
なお、本実施例では、第１整流回路１８及び第２整流回路２２で発生する電流信号を電圧に変換する構成としたが、これに限るものではない。
【００３１】
図３は、本実施例において検知された静電容量とトナー残量との関係図を示す。以下、図３を用いて、本実施例の検知方法について説明する。
【００３２】
図２のように、トナーシール１１が除去されたプロセスカートリッジ１６がプリンター本体に装着され、本体側第１接点３４ｂ、及び、本体側第３接点３６ｂにバイアス電圧が印加されているとき、板金１４と現像スリーブ６との間の静電容量の大きさに応じた電圧信号がオペアンプ２４から出力される。このとき、板金１４と現像スリーブ６との間の静電容量は、板金１４と現像スリーブ６との間に存在するトナー量が多いほど大きく、トナー未消費状態で最大値Ｃ２となり、トナーがなくなった状態で最小値Ｃ３となる。本実施例では、トナー残量が少なくなったことをユーザーに知らせるために、静電容量がＣ３よりやや大きく、Ｃ２より小さいＣｌｏｗを基準値として設定している。Ｃｌｏｗは、現像容器１２内のトナーが僅少となってユーザーにその旨報知する必要のあるトナー残量に対応する値である。オペアンプ２４から出力される電圧信号に対応する静電容量がＣｌｏｗ以下のときは、ＣＰＵ２５によって、トナー残量が少ないと判定され、プリンター本体の操作パネル等に設けられている表示器に警告が表示される。
【００３３】
一方、プロセスカートリッジ１６がプリンター本体に装着されていない状態においては、本体側第１接点３４ｂ、本体側第３接点３６ｂにバイアス電圧が印加されている状態であっても、現像スリーブ６と本体側第１接点３４ｂ、及び、板金１４と本体側第２接点３５ｂとが電気的に導通しない。そのため、オペアンプ２４から出力される電圧信号に対応する静電容量の大きさは、Ｃ０ゼロレベルとなり、現像容器１２内のトナーが空の状態Ｃ３よりも極めて小さくなる。したがって、静電容量がＣ０以上Ｃ３未満となるような第１基準静電容量値Ｃ５を閾値に設定することで、プロセスカートリッジ１６の有無を判別することができる。すなわち、オペアンプ２４から出力される電圧信号に対応する静電容量の大きさがＣ５以下のときは、ＣＰＵ２５によって、プロセスカートリッジ１６がプリンター本体に装着されていないと判定される。
【００３４】
一方、図１のように、トナーシール１１が除去されずにプロセスカートリッジ１６がプリンター本体に装着されている状態においては、トナーシール１１が本体側第３接点３６ｂと電気的に導通する。本体側第１接点３４ｂ、及び、本体側第３接点３６ｂにバイアス電圧が印加されているとき、トナーシール１１と板金１４との間の静電容量に対応した電圧信号が、オペアンプ２４から出力される。このとき、現像スリーブ６と板金１４との間の静電容量も電圧信号に含まれるが、微小なので無視できる。図１の状態では、トナーシール１１が除去されていないので、トナー室Ｔ１にはトナーが満たされている。本体側第１接点３４ｂ、本体側第３接点３６ｂにバイアス電圧が印加されている状態において、オペアンプ２４から出力される電圧信号に対応する静電容量Ｃ１は、Ｃ２より大きくなる。したがって、静電容量がＣ２以上Ｃ１未満となるような第２基準静電容量値Ｃ４を閾値に設定することで、トナーシール１１の有無を判別することができる。すなわち、オペアンプ２４から出力される電圧信号に対応する静電容量の大きさがＣ４以上のときは、ＣＰＵ２５によって、トナーシール１１が除去されていないと判定される。
【００３５】
図４は、プロセスカートリッジ１６の有無、トナーシール１１の有無、トナー残量の検知の流れを示すフローチャートである。以下、図４を用いて本実施例の検知処理を説明する。
【００３６】
まず、プリンター本体の電源がＯＮになると（Ｓ１）、現像スリーブ６に電源２０から交流成分を含むバイアス電圧を印加するようにＣＰＵ２５が電源２０を制御する（Ｓ２）。オペアンプ２４から出力される電圧信号に対応した静電容量が検知され（Ｓ３）、Ｃ５以下であるか否かがＣＰＵ２５によって判断される（Ｓ４）。検知された静電容量がＣ５以下のとき（Ｓ４のＹＥＳ）、ＣＰＵ２５は、「カートリッジ無し」が表示されるようにプリンター本体の表示部を制御する（Ｓ８）。一方、検知された静電容量がＣ５より大きいときは（Ｓ４のＮＯ）、Ｃ４以上であるか否かがＣＰＵ２５によって判断される（Ｓ５）。検知された静電容量がＣ４以上のとき（Ｓ５のＹＥＳ）、ＣＰＵ２５は、「トナーシール有り」が表示されるようにプリンター本体の表示部を制御する（Ｓ９）。この状態において、プリンターは画像形成を行うことができない。一方、検知された静電容量がＣ４より小さいときは、Ｃｌｏｗ以下であるか否かがＣＰＵ２５によって判断される（Ｓ６）。検知された静電容量がＣｌｏｗ以下のとき（Ｓ６のＹＥＳ）、ＣＰＵ２５は、「トナーＬｏｗ」が表示されるようにプリンター本体の表示部を制御する（Ｓ１０）。検知された静電容量がＣｌｏｗより大きいときは（Ｓ６のＮＯ）、印刷動作待ちとなり、画像形成が可能な状態になる（Ｓ７）。
【００３７】
なお、図４では、プリンター本体の電源がＯＮになると（Ｓ１）バイアス電圧を印加するように制御する（Ｓ２）としたが、プリンター本体の電源がＯＮの状態でプロセスカートリッジ１６を本体に挿入したときや、プリンター本体の電源がＯＮの状態でプロセスカートリッジ１６を出し入れするためのドア（図示せず）を閉じたときにも、バイアス電圧を印加するように制御してもよい。
【００３８】
以上のような構成により、プロセスカートリッジ１６の有無、及び、トナーシール１１の有無の検知が可能となる。なお、本実施例においては、現像容器１２内のトナー残量も合わせて検知する構成としたが、プロセスカートリッジ１６の有無、トナーシール１１の有無だけを検知するようにしてもよい。
【００３９】
また、本実施例では、現像剤担持体として現像スリーブ６を用いる構成としたが、これに限るものではない。例えば非磁性トナーを使用するプリンターにおいて、現像ローラ（ゴムローラ）の芯金にバイアス電圧を印加するようにしてもよい。
【００４０】
また、本実施例では、カートリッジとして、感光体１、及び、帯電ローラ２、現像装置３、クリーニング装置９の３つのプロセス手段を備えたプロセスカートリッジ１６を用いたが、これに限るものではなく、現像装置を含むカートリッジであればよい。
【実施例２】
【００４１】
本実施例は、プロセスカートリッジ１６側で、トナーシール１１と現像スリーブ６を電気的に導通させるものである。図５は、トナーシール１１が除去されていないプロセスカートリッジ１６が、プリンター本体に装着された状態における現像容器１２の断面及びプリンター内部の構成を表す模式図ある。図５において、トナーシール１１と現像スリーブ６とが導線等によって現像容器１２内で電気的に導通している。本実施例においては、カートリッジ側第３接点３６ａ、及び、本体側第３接点３６ｂは必要ない。そのため、実施例１の場合よりも部材を減らすことができ、コスト的に有利である。
【００４２】
本実施例においても、静電容量検出回路１５を用いてトナーシール１１の有無、プロセスカートリッジ１６の有無、及び、現像容器１２内のトナー残量を検知することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１ 感光体
３ 現像装置
６ 現像スリーブ
１１ トナーシール
１１ａ カバーフィルム
１１ｂ テアテープ
１２ 現像容器
１２ａ 区画壁
１２ｂ 開口部
１４ 板金
１５ 静電容量検出回路
１６ プロセスカートリッジ
２４ オペアンプ
２５ ＣＰＵ
２９ カートリッジ支持台
３１ 現像枠体
３４ａ カートリッジ側第１接点
３４ｂ 本体側第１接点
３５ａ カートリッジ側第２接点
３５ｂ 本体側第２接点
３６ａ カートリッジ側第３接点
３６ｂ 本体側第３接点
Ｔ１ トナー室
Ｔ２ 現像室
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジ及び該プロセスカートリッジを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、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、感光体及びプロセス手段を一体的にカートリッジ化し、画像形成装置に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が用いられている。現像手段を含むプロセスカートリッジや、感光体を含まず、プロセス手段として現像手段のみを有するプロセスカートリッジ（所謂現像カートリッジ）においては、例えばカートリッジ輸送中などにトナーが飛散するのを防ぐため、トナーを収容するための現像容器の開口部がトナーシールで密閉されている。このトナーシールは、カートリッジを画像形成装置本体に装着して画像形成を行う際には取り除かれている必要がある。カートリッジを画像形成装置に装着する前に、ユーザーによってシールが引き抜かれることで、はじめて現像スリーブにトナーが供給される。
【０００３】
しかしながら、トナーシールを引かなくても画像形成装置に装着できるカートリッジの場合、ユーザーがトナーシールを引き忘れたままカートリッジを画像形成装置に挿入するおそれがある。トナーシールが残ったままではトナーが現像スリーブに供給されないため、プリント紙に印字できず、白紙が排出されることになる。ユーザーが画像形成装置の近くにいない場合には、トナーシールの引き忘れに気づかずに、印字が行われないまま白紙を排出し続ける可能性がある。
【０００４】
そこで、現像スリーブとアンテナとの間の静電容量を用いて、トナーシールの有無を判断する手段が提案されている。特許文献１では、前記静電容量に対応した電流を出力するアンテナと、画像形成装置本体の検知回路との接点を、絶縁性のトナーシールによって絶縁する構成が開示されている。この構成により、トナーシールが引き抜かれていない状態では、前記検知回路における検出出力がゼロレベルになり、トナーシールの引き忘れをユーザーに知らせることができる。また、トナーシールが引き抜かれている場合には、現像スリーブとアンテナとの間の静電容量からトナー残量を検知するような構成とすることもできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２０８００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、カートリッジが画像形成装置本体に装着されていない状態においても、前記検知回路における検出出力がゼロレベルになる。したがって、前記検出出力がゼロレベルのとき、カートリッジが装着されていないのか、トナーシールが取り除かれていないのか、判断ができない。そのため、カートリッジの有無を検知するには、例えばカートリッジの突起をフォトセンサーで検知するなど、別の検知手段が必要になる。
【０００７】
本発明は、余分な検知手段を用いずにトナーシールが取り除かれたかどうか、及び、カートリッジが画像形成装置本体に装着されたかどうかを検出する手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、本発明に係る画像形成装置、及び、プロセスカートリッジにて達成される。第１の本発明は、現像剤を担持搬送して感光体に供給する現像剤担持体と、内部に導電性の検出部材を有し、前記現像剤を収容するための第１の部屋、及び、前記現像剤担持体が配設されており、開口部を介して前記第１の部屋と連通し、前記開口部を通って前記第１の部屋から進入した前記現像剤を前記現像剤担持体に供給する第２の部屋を備えた現像容器と、使用開始前において前記開口部を封止するように設けられ、使用開始に際して前記開口部から除去されるシール部材であって、前記開口部を封止している状態で少なくとも前記開口部に位置する部分に前記現像剤担持体と電気的に導通した導電層を有するシール部材と、を備えたプロセスカートリッジと、前記プロセスカートリッジを着脱可能に支持する支持手段と、前記現像剤担持体に交流成分を有するバイアス電圧を印加するための電圧印加手段と、前記現像剤担持体に前記バイアス電圧が印加されている状態で、前記シール部材が前記開口部を封止しているときは、前記シール部材と前記検出部材との間の静電容量の大きさに応じた電気信号を出力し、前記シール部材が前記開口部から除去されているときは、前記現像剤担持体と前記検出部材との間の静電容量の大きさに応じた電気信号を出力する信号形成手段と、前記信号形成手段が第１基準静電容量値以下に対応する前記電気信号を出力したときは、前記プロセスカートリッジが装着されていないと判定し、前記第１基準静電容量値より大きい第２基準静電容量値以上に対応する前記電気信号を出力したときは、前記シール部材が除去されていないと判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【０００９】
第２の本発明は、現像剤を担持搬送して感光体に供給する現像剤担持体と、前記現像剤を収容するための第１の部屋、及び、前記現像剤担持体が配設されており、開口部を介して前記第１の部屋と連通し、前記開口部を通って前記第１の部屋から進入した前記現像剤を前記現像剤担持体に供給する第２の部屋を備えた現像容器と、使用開始前において前記開口部を封止するように設けられ、使用開始に際して前記開口部から除去されるシール部材とを備えたプロセスカートリッジを着脱可能に支持する支持手段と、本体側第１接点と、本体側第２接点と、本体側第３接点と、前記本体側第１接点と前記本体側第３接点に交流成分を有するバイアス電圧を印加するための電圧印加手段と、前記本体側第２接点から入力された電流を用いて電気信号を出力する信号形成手段と、前記電気信号に基づいて、前記プロセスカートリッジが装着されているかどうか、及び、前記シール部材が前記開口部から除去されているかどうかを判定する判定手段と、を有する画像形成装置本体に装着可能な前記プロセスカートリッジであって、前記第１の部屋に配設された導電性の検出部材と、前記現像剤担持体と電気的に導通するカートリッジ側第１接点であって、前記画像形成装置本体に装着された状態において前記本体側第１接点と電気的に接続するカートリッジ側第１接点と、前記検出部材と電気的に導通するカートリッジ側第２接点であって、前記画像形成装置本体に装着された状態において前記本体側第２接点と電気的に接続するカートリッジ側第２接点と、前記画像形成装置本体に装着された状態において前記本体側第３接点と電気的に接続するカートリッジ側第３接点と、を備え、前記シール部材は、前記開口部を封止している状態において少なくとも前記開口部に位置する部分に前記カートリッジ側第３接点と電気的に導通した導電層を有し、前記検出部材は、前記本体側第１接点を介してカートリッジ側第１接点に、及び、前記本体側第３接点を介してカートリッジ側第３接点に前記バイアス電圧が印加されている状態で、前記シール部材が前記開口部を封止しているときは、前記シール部材と前記検出部材との間の静電容量の大きさに応じた電流を、前記シール部材が前記開口部から除去されているときは、前記現像剤担持体と前記検出部材との間の静電容量の大きさに応じた電流を、夫々前記カートリッジ側第２接点から前記本体側第２接点に出力することを特徴とするプロセスカートリッジである。
【００１０】
第３の本発明は、現像剤を担持搬送して感光体に供給する現像剤担持体と、前記現像剤を収容するための第１の部屋、及び、前記現像剤担持体が配設されており、開口部を介して前記第１の部屋と連通し、前記開口部を通って前記第１の部屋から進入した前記現像剤を前記現像剤担持体に供給する第２の部屋を備えた現像容器と、使用開始前において前記開口部を封止するように設けられ、使用開始に際して前記開口部から除去されるシール部材とを備えたプロセスカートリッジを着脱可能に支持する支持手段と、本体側第１接点と、本体側第２接点と、前記本体側第１接点に交流成分を有するバイアス電圧を印加するための電圧印加手段と、前記本体側第２接点から入力された電流を用いて電気信号を出力する信号形成手段と、前記電気信号に基づいて、前記プロセスカートリッジが装着されているかどうか、及び、前記シール部材が前記開口部から除去されているかどうかを判定する判定手段と、を有する画像形成装置本体に装着可能な前記プロセスカートリッジであって、前記第１の部屋に配設された導電性の検出部材と、前記現像剤担持体と電気的に導通するカートリッジ側第１接点であって、前記画像形成装置本体に装着された状態において前記本体側第１接点と電気的に接続するカートリッジ側第１接点と、前記検出部材と電気的に導通するカートリッジ側第２接点であって、前記画像形成装置本体に装着された状態において前記本体側第２接点と電気的に接続するカートリッジ側第２接点と、を備え、
前記シール部材は、前記開口部を封止している状態において少なくとも前記開口部に位置する部分に前記現像剤担持体と電気的に導通した導電層を有し、前記検出部材は、前記本体側第１接点を介してカートリッジ側第１接点に前記バイアス電圧が印加されている状態で、前記シール部材が前記開口部を封止しているときは、前記シール部材と前記検出部材との間の静電容量の大きさに応じた電流を、前記シール部材が前記開口部から除去されているときは、前記現像剤担持体と前記検出部材との間の静電容量の大きさに応じた電流を、夫々前記カートリッジ側第２接点から前記本体側第２接点に出力することを特徴とするプロセスカートリッジである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、余分な検知手段を用いることなく、トナーシールが取り除かれたかどうか、及び、カートリッジが画像形成装置本体に装着されたかどうかを検知することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１におけるトナーシールが除去される前のプロセスカートリッジと本体の模式図
【図２】実施例１におけるトナーシールが除去された後のプロセスカートリッジと本体の模式図
【図３】実施例１における検知された静電容量とトナー残量との関係図
【図４】実施例１における検知の流れを示すフローチャート
【図５】実施例２におけるトナーシールが除去される前のプロセスカートリッジと本体の模式図
【図６】レーザービームプリンターの主要部の概略構成図
【図７】トナーシールが除去される前の現像容器の概略図
【図８】トナーシールが引き抜かれている状態の現像容器の概略図
【図９】トナーシールが除去された後の現像容器の概略図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１４】
本実施例では、画像形成装置として電子写真プロセス利用のレーザービームプリンターを用いた場合の例を説明する。
【００１５】
図６は、本発明に従うレーザービームプリンターの主要部の概略構成図である。図６において、プリンター本体にプロセスカートリッジ１６が装着されている状態である。プロセスカートリッジ１６は、感光体１、及び、接触帯電部材としての帯電ローラ２、現像装置３、クリーニング装置９の３つのプロセス手段を備え、支持手段としてのカートリッジ支持台２９に対して着脱可能である。
【００１６】
感光体１は、帯電ローラ２によって、表面を所定の極性（本例は負）・電位に一様に帯電処理された後、レーザースキャナ５からの露光によって、目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像装置３の現像スリーブ６により負に帯電されたトナーが供給され、反転現像される。現像スリーブ６には、電圧印加手段としての高圧電源２０から直流電圧に交流電圧を重畳して合成された、交流電圧成分を含む所定のバイアス電圧が印加される。一方、感光体１上のトナー像とタイミングを合わせて、記録材が感光体１と転写ローラ８との当接ニップ部（転写部）へ給送される。転写ローラ８には高圧電源（図示せず）から所定の転写バイアス電圧が印加され、感光体１上のトナー像が記録材に転写される。トナー像が転写された記録材は、定着装置３０のニップ部へ搬送され、トナー像が定着処理された後、画像形成物として排出される。
【００１７】
プロセスカートリッジ１６がカートリッジ支持台２９に装着されると、プリンター本体と機械的・電気的にカップリングして、プリンター本体側の駆動機構で感光体１や現像スリーブ６等の駆動が可能となる。また、プリンター本体側の電源から、帯電ローラ２や現像スリーブ６等への所定のバイアス電圧印加が可能となる。
【００１８】
次に現像装置３について説明する。
【００１９】
トナーは、現像容器１２内部の第１の部屋としてのトナー室Ｔ１に収容されている。トナー室Ｔ１は、現像枠体３１から成る第２の部屋としての現像室Ｔ２と、区画壁１２ａに形成された開口部１２ｂを介して連通している。カートリッジ使用開始に際してトナーシール１１が開口部１２ｂから除去されることにより、開口部１２ｂが開放され、トナー室Ｔ１内のトナーが現像室Ｔ２に進入する。現像室Ｔ２では、トナー室Ｔ１から進入したトナーが現像スリーブ６に供給される。現像スリーブ６は回転可能な現像剤担持体であり、内部にマグネットが固定されている。本実施例において、トナーは一成分磁性トナーであり、マグネットの磁力により現像スリーブ６上に担持され、現像スリーブ６の回転によって感光体１と現像スリーブ６とが対向する現像領域へと搬送される。現像領域へ搬送されるトナーの量は、例えばウレタンゴムから成る弾性ブレード１０によって規制される。
【００２０】
次にシール部材としてのトナーシール１１について説明する。
【００２１】
図７は、カートリッジ使用開始前において、トナーシール１１が開口部１２ｂから取り除かれる前の状態における現像容器１２の概略図である。トナーシール１１は、カバーフィルム１１ａと、その一端に接合されたテアテープ１１ｂから成る。カバーフィルム１１ａは、現像容器１２の区画壁１２ａに熱溶着され、開口部１２ｂを封止することにより、トナーを現像容器１２内に密閉している。一方、テアテープ１１ｂは、カバーフィルム１１ａに重なるように折り返されている。テアテープ１１ｂの両端のうち、カバーフィルム１１ａに接合していない側の一端は、現像容器１２の外に突出している。この突出部Ｑは、ユーザーがトナーシール１１をプロセスカートリッジ１６から引き抜くときの取っ手とされている。図７では、現像スリーブ６を支持するための現像枠体３１が取り外された状態が図示されているが、現像枠体３１は、実際には現像容器１２の区画壁１２ａのうち、トナーシールの外側部分に熱溶着される。図８に示すように、ユーザーが突出部Ｑを矢印方向に引っ張ることにより、カバーフィルム１１ａが帯状に引き裂かれ、開口部１２ｂが開放される。
【００２２】
図９は、トナーシール１１を引き抜いた後の状態における現像容器１２の概略図である。トナー室Ｔ１内のトナーは、開口部１２ｂを通って現像室Ｔ２に進入し、現像スリーブ６上に担持されて感光体１へ供給される。
【００２３】
本実施例のトナーシール１１は、表層からポリエステル層（強度維持層）、アルミニウム層、ポリエステル層、シーラント層（容器接着層）の多層構成になっている。トナーシール１１が除去される前の状態において、少なくとも開口部１２ｂに位置する部分に導電層としてのアルミニウム層が存在している。導電層の少なくとも一部はトナーシール１１の表面に露出しており、導線等をつなぐことが可能となっている。なお、トナーシールの材料についてはこれに限るものでなく、導電層としてアルミニウム以外に例えばステンレススチール、導電性プラスチックなどを用いてもよい。また、本実施例では、カバーフィルム１１ａを帯状に引き裂く構成としたが、区画壁１２ａから全て剥ぎ取られるような構成としてもよい。
【００２４】
次に、プロセスカートリッジ１６の有無、トナーシール１１の有無、トナー残量の検知構成について説明する。
【００２５】
図１は、トナーシール１１が除去されていないプロセスカートリッジ１６が、プリンター本体のカートリッジ支持台２９に装着された状態における現像容器１２の断面及びプリンター内部の構成を表す模式図である。図１では、開口部１２ｂがトナーシール１１によって封止されており、トナーはトナー室Ｔ１にしか存在しない。トナー室Ｔ１内には、導電性の検出部材である板金１４が配設されている。現像スリーブ６はカートリッジ側第１接点３４ａと、板金１４はカートリッジ側第２接点３５ａと、トナーシール１１の導電層はカートリッジ側第３接点３６ａと、導線等を介して夫々電気的に導通している。プロセスカートリッジがカートリッジ支持台２９に装着された状態において、カートリッジ側第１接点３４ａ、カートリッジ側第２接点３５ａ、カートリッジ側第３接点３６ａは、夫々、プリンター本体の本体側第１接点３４ｂ、本体側第２接点３５ｂ、本体側第３接点３６ｂと電気的に接触している。本体側第１接点３４ｂと本体側第３接点３６ｂには、プリンター本体内にある電源２０から交流成分を含むバイアス電圧が印加される。したがって、トナーシール１１が引き抜かれる前のプロセスカートリッジ１６をカートリッジ支持台２９に装着すると、カートリッジ側第１接点３４ａとカートリッジ側第３接点３６ａとが電気的に導通することになる。すなわち、この状態において、トナーシール１１の導電層と現像スリーブ６とが電気的に導通している。
【００２６】
本実施例において、トナーシールと板金との間の静電容量を、現像スリーブと板金との間の静電容量より十分に大きくする必要がある。この条件を満たす限り、導電層部分の面積や形状は問わない。
【００２７】
一方、図２は、トナーシール１１が除去されたプロセスカートリッジ１６が、カートリッジ支持台２９に装着された状態における現像容器１２の断面及びプリンター内部の構成を表す模式図である。トナーシール１１が開口部１２ｂから除去されたことにより、トナー室Ｔ１と現像室Ｔ２とが連通して、トナー室Ｔ１内のトナーが現像室Ｔ２内に進入し、現像装置３が使用可能な状態になっている。
【００２８】
電源２０から現像スリーブ６に交流成分を含むバイアス電圧を印加すると、板金１４に誘起された電流に基づいて、静電容量検出回路１５で処理が行われ、トナーシール１１の有無、プロセスカートリッジ１６の有無、現像容器１２内のトナー残量が検知される。
【００２９】
以下、静電容量検出回路１５について詳細に説明する。静電容量検出回路１５には、板金１４に誘起された電流を整流する第１整流回路１８、及び、該第１整流回路１８で発生した電流信号を電圧Ｖｄｃに変換する第１電流−電圧変換回路１９が設けられている。第１整流回路１８は、本体側第２接点３５ｂと電気的に導通している。また、電源２０に対して現像スリーブ６と並列に接続され、所定の静電容量Ｃｓを有するコンデンサ２１、該コンデンサ２１と直列に接続された第２整流回路２２、及び、該第２整流回路２２で発生した電流信号を電圧Ｖｓに変換する第２電流−電圧変換回路２３が設けられている。コンデンサ２１として、検出したいトナー量に応じた静電容量を有するものを選択することにより、任意の検出レベルを設定できる。また、コンデンサ２１を可変コンデンサとして、静電容量を調整してもよい。さらに、第１電流−電圧変換回路１９からの出力電圧Ｖｄｃと、第２電流−電圧変換回路２３からの出力電圧Ｖｓとの差分を出力する信号形成手段としてのオペアンプ２４、及び、該オペアンプ２４からの出力信号を受け、その信号レベルを判定する判定手段としてのＣＰＵ２５が設けられている。
【００３０】
なお、本実施例では、第１整流回路１８及び第２整流回路２２で発生する電流信号を電圧に変換する構成としたが、これに限るものではない。
【００３１】
図３は、本実施例において検知された静電容量とトナー残量との関係図を示す。以下、図３を用いて、本実施例の検知方法について説明する。
【００３２】
図２のように、トナーシール１１が除去されたプロセスカートリッジ１６がプリンター本体に装着され、本体側第１接点３４ｂ、及び、本体側第３接点３６ｂにバイアス電圧が印加されているとき、板金１４と現像スリーブ６との間の静電容量の大きさに応じた電圧信号がオペアンプ２４から出力される。このとき、板金１４と現像スリーブ６との間の静電容量は、板金１４と現像スリーブ６との間に存在するトナー量が多いほど大きく、トナー未消費状態で最大値Ｃ２となり、トナーがなくなった状態で最小値Ｃ３となる。本実施例では、トナー残量が少なくなったことをユーザーに知らせるために、静電容量がＣ３よりやや大きく、Ｃ２より小さいＣｌｏｗを基準値として設定している。Ｃｌｏｗは、現像容器１２内のトナーが僅少となってユーザーにその旨報知する必要のあるトナー残量に対応する値である。オペアンプ２４から出力される電圧信号に対応する静電容量がＣｌｏｗ以下のときは、ＣＰＵ２５によって、トナー残量が少ないと判定され、プリンター本体の操作パネル等に設けられている表示器に警告が表示される。
【００３３】
一方、プロセスカートリッジ１６がプリンター本体に装着されていない状態においては、本体側第１接点３４ｂ、本体側第３接点３６ｂにバイアス電圧が印加されている状態であっても、現像スリーブ６と本体側第１接点３４ｂ、及び、板金１４と本体側第２接点３５ｂとが電気的に導通しない。そのため、オペアンプ２４から出力される電圧信号に対応する静電容量の大きさは、Ｃ０ゼロレベルとなり、現像容器１２内のトナーが空の状態Ｃ３よりも極めて小さくなる。したがって、静電容量がＣ０以上Ｃ３未満となるような第１基準静電容量値Ｃ５を閾値に設定することで、プロセスカートリッジ１６の有無を判別することができる。すなわち、オペアンプ２４から出力される電圧信号に対応する静電容量の大きさがＣ５以下のときは、ＣＰＵ２５によって、プロセスカートリッジ１６がプリンター本体に装着されていないと判定される。
【００３４】
一方、図１のように、トナーシール１１が除去されずにプロセスカートリッジ１６がプリンター本体に装着されている状態においては、トナーシール１１が本体側第３接点３６ｂと電気的に導通する。本体側第１接点３４ｂ、及び、本体側第３接点３６ｂにバイアス電圧が印加されているとき、トナーシール１１と板金１４との間の静電容量に対応した電圧信号が、オペアンプ２４から出力される。このとき、現像スリーブ６と板金１４との間の静電容量も電圧信号に含まれるが、微小なので無視できる。図１の状態では、トナーシール１１が除去されていないので、トナー室Ｔ１にはトナーが満たされている。本体側第１接点３４ｂ、本体側第３接点３６ｂにバイアス電圧が印加されている状態において、オペアンプ２４から出力される電圧信号に対応する静電容量Ｃ１は、Ｃ２より大きくなる。したがって、静電容量がＣ２以上Ｃ１未満となるような第２基準静電容量値Ｃ４を閾値に設定することで、トナーシール１１の有無を判別することができる。すなわち、オペアンプ２４から出力される電圧信号に対応する静電容量の大きさがＣ４以上のときは、ＣＰＵ２５によって、トナーシール１１が除去されていないと判定される。
【００３５】
図４は、プロセスカートリッジ１６の有無、トナーシール１１の有無、トナー残量の検知の流れを示すフローチャートである。以下、図４を用いて本実施例の検知処理を説明する。
【００３６】
まず、プリンター本体の電源がＯＮになると（Ｓ１）、現像スリーブ６に電源２０から交流成分を含むバイアス電圧を印加するようにＣＰＵ２５が電源２０を制御する（Ｓ２）。オペアンプ２４から出力される電圧信号に対応した静電容量が検知され（Ｓ３）、Ｃ５以下であるか否かがＣＰＵ２５によって判断される（Ｓ４）。検知された静電容量がＣ５以下のとき（Ｓ４のＹＥＳ）、ＣＰＵ２５は、「カートリッジ無し」が表示されるようにプリンター本体の表示部を制御する（Ｓ８）。一方、検知された静電容量がＣ５より大きいときは（Ｓ４のＮＯ）、Ｃ４以上であるか否かがＣＰＵ２５によって判断される（Ｓ５）。検知された静電容量がＣ４以上のとき（Ｓ５のＹＥＳ）、ＣＰＵ２５は、「トナーシール有り」が表示されるようにプリンター本体の表示部を制御する（Ｓ９）。この状態において、プリンターは画像形成を行うことができない。一方、検知された静電容量がＣ４より小さいときは、Ｃｌｏｗ以下であるか否かがＣＰＵ２５によって判断される（Ｓ６）。検知された静電容量がＣｌｏｗ以下のとき（Ｓ６のＹＥＳ）、ＣＰＵ２５は、「トナーＬｏｗ」が表示されるようにプリンター本体の表示部を制御する（Ｓ１０）。検知された静電容量がＣｌｏｗより大きいときは（Ｓ６のＮＯ）、印刷動作待ちとなり、画像形成が可能な状態になる（Ｓ７）。
【００３７】
なお、図４では、プリンター本体の電源がＯＮになると（Ｓ１）バイアス電圧を印加するように制御する（Ｓ２）としたが、プリンター本体の電源がＯＮの状態でプロセスカートリッジ１６を本体に挿入したときや、プリンター本体の電源がＯＮの状態でプロセスカートリッジ１６を出し入れするためのドア（図示せず）を閉じたときにも、バイアス電圧を印加するように制御してもよい。
【００３８】
以上のような構成により、プロセスカートリッジ１６の有無、及び、トナーシール１１の有無の検知が可能となる。なお、本実施例においては、現像容器１２内のトナー残量も合わせて検知する構成としたが、プロセスカートリッジ１６の有無、トナーシール１１の有無だけを検知するようにしてもよい。
【００３９】
また、本実施例では、現像剤担持体として現像スリーブ６を用いる構成としたが、これに限るものではない。例えば非磁性トナーを使用するプリンターにおいて、現像ローラ（ゴムローラ）の芯金にバイアス電圧を印加するようにしてもよい。
【００４０】
また、本実施例では、カートリッジとして、感光体１、及び、帯電ローラ２、現像装置３、クリーニング装置９の３つのプロセス手段を備えたプロセスカートリッジ１６を用いたが、これに限るものではなく、現像装置を含むカートリッジであればよい。
【実施例２】
【００４１】
本実施例は、プロセスカートリッジ１６側で、トナーシール１１と現像スリーブ６を電気的に導通させるものである。図５は、トナーシール１１が除去されていないプロセスカートリッジ１６が、プリンター本体に装着された状態における現像容器１２の断面及びプリンター内部の構成を表す模式図ある。図５において、トナーシール１１と現像スリーブ６とが導線等によって現像容器１２内で電気的に導通している。本実施例においては、カートリッジ側第３接点３６ａ、及び、本体側第３接点３６ｂは必要ない。そのため、実施例１の場合よりも部材を減らすことができ、コスト的に有利である。
【００４２】
本実施例においても、静電容量検出回路１５を用いてトナーシール１１の有無、プロセスカートリッジ１６の有無、及び、現像容器１２内のトナー残量を検知することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１ 感光体
３ 現像装置
６ 現像スリーブ
１１ トナーシール
１１ａ カバーフィルム
１１ｂ テアテープ
１２ 現像容器
１２ａ 区画壁
１２ｂ 開口部
１４ 板金
１５ 静電容量検出回路
１６ プロセスカートリッジ
２４ オペアンプ
２５ ＣＰＵ
２９ カートリッジ支持台
３１ 現像枠体
３４ａ カートリッジ側第１接点
３４ｂ 本体側第１接点
３５ａ カートリッジ側第２接点
３５ｂ 本体側第２接点
３６ａ カートリッジ側第３接点
３６ｂ 本体側第３接点
Ｔ１ トナー室
Ｔ２ 現像室
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を担持搬送して感光体に供給する現像剤担持体と、
内部に導電性の検出部材を有し、前記現像剤を収容するための第１の部屋、及び、前記現像剤担持体が配設されており、開口部を介して前記第１の部屋と連通し、前記開口部を通って前記第１の部屋から進入した前記現像剤を前記現像剤担持体に供給する第２の部屋を備えた現像容器と、
使用開始前において前記開口部を封止するように設けられ、使用開始に際して前記開口部から除去されるシール部材であって、前記開口部を封止している状態で少なくとも前記開口部に位置する部分に前記現像剤担持体と電気的に導通した導電層を有するシール部材と、
を備えたプロセスカートリッジと、
前記プロセスカートリッジを着脱可能に支持する支持手段と、
前記現像剤担持体に交流成分を有するバイアス電圧を印加するための電圧印加手段と、
前記現像剤担持体に前記バイアス電圧が印加されている状態で、前記シール部材が前記開口部を封止しているときは、前記シール部材と前記検出部材との間の静電容量の大きさに応じた電気信号を出力し、前記シール部材が前記開口部から除去されているときは、前記現像剤担持体と前記検出部材との間の静電容量の大きさに応じた電気信号を出力する信号形成手段と、
前記信号形成手段が第１基準静電容量値以下に対応する前記電気信号を出力したときは、前記プロセスカートリッジが装着されていないと判定し、前記第１基準静電容量値より大きい第２基準静電容量値以上に対応する前記電気信号を出力したときは、前記シール部材が除去されていないと判定する判定手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記信号形成手段において、前記第１基準静電容量値以上かつ前記第２基準静電容量値以下に対応する前記電気信号が出力されたとき、前記判定手段は、前記電気信号に応じて前記現像容器内の現像剤の残量を判定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
現像剤を担持搬送して感光体に供給する現像剤担持体と、
前記現像剤を収容するための第１の部屋、及び、前記現像剤担持体が配設されており、開口部を介して前記第１の部屋と連通し、前記開口部を通って前記第１の部屋から進入した前記現像剤を前記現像剤担持体に供給する第２の部屋を備えた現像容器と、
使用開始前において前記開口部を封止するように設けられ、使用開始に際して前記開口部から除去されるシール部材とを備えたプロセスカートリッジを着脱可能に支持する支持手段と、
本体側第１接点と、
本体側第２接点と、
本体側第３接点と、
前記本体側第１接点と前記本体側第３接点に交流成分を有するバイアス電圧を印加するための電圧印加手段と、
前記本体側第２接点から入力された電流を用いて電気信号を出力する信号形成手段と、
前記電気信号に基づいて、前記プロセスカートリッジが装着されているかどうか、及び、前記シール部材が前記開口部から除去されているかどうかを判定する判定手段と、
を有する画像形成装置本体に装着可能な前記プロセスカートリッジであって、
前記第１の部屋に配設された導電性の検出部材と、
前記現像剤担持体と電気的に導通するカートリッジ側第１接点であって、前記画像形成装置本体に装着された状態において前記本体側第１接点と電気的に接続するカートリッジ側第１接点と、
前記検出部材と電気的に導通するカートリッジ側第２接点であって、前記画像形成装置本体に装着された状態において前記本体側第２接点と電気的に接続するカートリッジ側第２接点と、
前記画像形成装置本体に装着された状態において前記本体側第３接点と電気的に接続するカートリッジ側第３接点と、を備え、
前記シール部材は、前記開口部を封止している状態において少なくとも前記開口部に位置する部分に前記カートリッジ側第３接点と電気的に導通した導電層を有し、
前記検出部材は、前記本体側第１接点を介してカートリッジ側第１接点に、及び、前記本体側第３接点を介してカートリッジ側第３接点に前記バイアス電圧が印加されている状態で、前記シール部材が前記開口部を封止しているときは、前記シール部材と前記検出部材との間の静電容量の大きさに応じた電流を、前記シール部材が前記開口部から除去されているときは、前記現像剤担持体と前記検出部材との間の静電容量の大きさに応じた電流を、夫々前記カートリッジ側第２接点から前記本体側第２接点に出力することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項４】
現像剤を担持搬送して感光体に供給する現像剤担持体と、
前記現像剤を収容するための第１の部屋、及び、前記現像剤担持体が配設されており、開口部を介して前記第１の部屋と連通し、前記開口部を通って前記第１の部屋から進入した前記現像剤を前記現像剤担持体に供給する第２の部屋を備えた現像容器と、
使用開始前において前記開口部を封止するように設けられ、使用開始に際して前記開口部から除去されるシール部材とを備えたプロセスカートリッジを着脱可能に支持する支持手段と、
本体側第１接点と、
本体側第２接点と、
前記本体側第１接点に交流成分を有するバイアス電圧を印加するための電圧印加手段と、
前記本体側第２接点から入力された電流を用いて電気信号を出力する信号形成手段と、
前記電気信号に基づいて、前記プロセスカートリッジが装着されているかどうか、及び、前記シール部材が前記開口部から除去されているかどうかを判定する判定手段と、
を有する画像形成装置本体に装着可能な前記プロセスカートリッジであって、
前記第１の部屋に配設された導電性の検出部材と、
前記現像剤担持体と電気的に導通するカートリッジ側第１接点であって、前記画像形成装置本体に装着された状態において前記本体側第１接点と電気的に接続するカートリッジ側第１接点と、
前記検出部材と電気的に導通するカートリッジ側第２接点であって、前記画像形成装置本体に装着された状態において前記本体側第２接点と電気的に接続するカートリッジ側第２接点と、を備え、
前記シール部材は、前記開口部を封止している状態において少なくとも前記開口部に位置する部分に前記現像剤担持体と電気的に導通した導電層を有し、
前記検出部材は、前記本体側第１接点を介してカートリッジ側第１接点に前記バイアス電圧が印加されている状態で、前記シール部材が前記開口部を封止しているときは、前記シール部材と前記検出部材との間の静電容量の大きさに応じた電流を、前記シール部材が前記開口部から除去されているときは、前記現像剤担持体と前記検出部材との間の静電容量の大きさに応じた電流を、夫々前記カートリッジ側第２接点から前記本体側第２接点に出力することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項５】
前記判定手段が、前記信号形成手段が第１基準静電容量値以下に対応する前記電気信号を出力したときは、前記プロセスカートリッジが装着されていないと判定し、前記第１基準静電容量値より大きい第２基準静電容量値以上に対応する前記電気信号を出力したときは、前記シール部材が除去されていないと判定する画像形成装置本体に装着可能であることを特徴とする請求項３又は４に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１】
現像剤を担持搬送して感光体に供給する現像剤担持体と、
内部に導電性の検出部材を有し、前記現像剤を収容するための第１の部屋、及び、前記現像剤担持体が配設されており、開口部を介して前記第１の部屋と連通し、前記開口部を通って前記第１の部屋から進入した前記現像剤を前記現像剤担持体に供給する第２の部屋を備えた現像容器と、
使用開始前において前記開口部を封止するように設けられ、使用開始に際して前記開口部から除去されるシール部材であって、前記開口部を封止している状態で少なくとも前記開口部に位置する部分に前記現像剤担持体と電気的に導通した導電層を有するシール部材と、
を備えたプロセスカートリッジと、
前記プロセスカートリッジを着脱可能に支持する支持手段と、
前記現像剤担持体に交流成分を有するバイアス電圧を印加するための電圧印加手段と、
前記現像剤担持体に前記バイアス電圧が印加されている状態で、前記シール部材が前記開口部を封止しているときは、前記シール部材と前記検出部材との間の静電容量の大きさに応じた電気信号を出力し、前記シール部材が前記開口部から除去されているときは、前記現像剤担持体と前記検出部材との間の静電容量の大きさに応じた電気信号を出力する信号形成手段と、
前記信号形成手段が第１基準静電容量値以下に対応する前記電気信号を出力したときは、前記プロセスカートリッジが装着されていないと判定し、前記第１基準静電容量値より大きい第２基準静電容量値以上に対応する前記電気信号を出力したときは、前記シール部材が除去されていないと判定する判定手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記信号形成手段において、前記第１基準静電容量値以上かつ前記第２基準静電容量値以下に対応する前記電気信号が出力されたとき、前記判定手段は、前記電気信号に応じて前記現像容器内の現像剤の残量を判定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
現像剤を担持搬送して感光体に供給する現像剤担持体と、
前記現像剤を収容するための第１の部屋、及び、前記現像剤担持体が配設されており、開口部を介して前記第１の部屋と連通し、前記開口部を通って前記第１の部屋から進入した前記現像剤を前記現像剤担持体に供給する第２の部屋を備えた現像容器と、
使用開始前において前記開口部を封止するように設けられ、使用開始に際して前記開口部から除去されるシール部材とを備えたプロセスカートリッジを着脱可能に支持する支持手段と、
本体側第１接点と、
本体側第２接点と、
本体側第３接点と、
前記本体側第１接点と前記本体側第３接点に交流成分を有するバイアス電圧を印加するための電圧印加手段と、
前記本体側第２接点から入力された電流を用いて電気信号を出力する信号形成手段と、
前記電気信号に基づいて、前記プロセスカートリッジが装着されているかどうか、及び、前記シール部材が前記開口部から除去されているかどうかを判定する判定手段と、
を有する画像形成装置本体に装着可能な前記プロセスカートリッジであって、
前記第１の部屋に配設された導電性の検出部材と、
前記現像剤担持体と電気的に導通するカートリッジ側第１接点であって、前記画像形成装置本体に装着された状態において前記本体側第１接点と電気的に接続するカートリッジ側第１接点と、
前記検出部材と電気的に導通するカートリッジ側第２接点であって、前記画像形成装置本体に装着された状態において前記本体側第２接点と電気的に接続するカートリッジ側第２接点と、
前記画像形成装置本体に装着された状態において前記本体側第３接点と電気的に接続するカートリッジ側第３接点と、を備え、
前記シール部材は、前記開口部を封止している状態において少なくとも前記開口部に位置する部分に前記カートリッジ側第３接点と電気的に導通した導電層を有し、
前記検出部材は、前記本体側第１接点を介してカートリッジ側第１接点に、及び、前記本体側第３接点を介してカートリッジ側第３接点に前記バイアス電圧が印加されている状態で、前記シール部材が前記開口部を封止しているときは、前記シール部材と前記検出部材との間の静電容量の大きさに応じた電流を、前記シール部材が前記開口部から除去されているときは、前記現像剤担持体と前記検出部材との間の静電容量の大きさに応じた電流を、夫々前記カートリッジ側第２接点から前記本体側第２接点に出力することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項４】
現像剤を担持搬送して感光体に供給する現像剤担持体と、
前記現像剤を収容するための第１の部屋、及び、前記現像剤担持体が配設されており、開口部を介して前記第１の部屋と連通し、前記開口部を通って前記第１の部屋から進入した前記現像剤を前記現像剤担持体に供給する第２の部屋を備えた現像容器と、
使用開始前において前記開口部を封止するように設けられ、使用開始に際して前記開口部から除去されるシール部材とを備えたプロセスカートリッジを着脱可能に支持する支持手段と、
本体側第１接点と、
本体側第２接点と、
前記本体側第１接点に交流成分を有するバイアス電圧を印加するための電圧印加手段と、
前記本体側第２接点から入力された電流を用いて電気信号を出力する信号形成手段と、
前記電気信号に基づいて、前記プロセスカートリッジが装着されているかどうか、及び、前記シール部材が前記開口部から除去されているかどうかを判定する判定手段と、
を有する画像形成装置本体に装着可能な前記プロセスカートリッジであって、
前記第１の部屋に配設された導電性の検出部材と、
前記現像剤担持体と電気的に導通するカートリッジ側第１接点であって、前記画像形成装置本体に装着された状態において前記本体側第１接点と電気的に接続するカートリッジ側第１接点と、
前記検出部材と電気的に導通するカートリッジ側第２接点であって、前記画像形成装置本体に装着された状態において前記本体側第２接点と電気的に接続するカートリッジ側第２接点と、を備え、
前記シール部材は、前記開口部を封止している状態において少なくとも前記開口部に位置する部分に前記現像剤担持体と電気的に導通した導電層を有し、
前記検出部材は、前記本体側第１接点を介してカートリッジ側第１接点に前記バイアス電圧が印加されている状態で、前記シール部材が前記開口部を封止しているときは、前記シール部材と前記検出部材との間の静電容量の大きさに応じた電流を、前記シール部材が前記開口部から除去されているときは、前記現像剤担持体と前記検出部材との間の静電容量の大きさに応じた電流を、夫々前記カートリッジ側第２接点から前記本体側第２接点に出力することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項５】
前記判定手段が、前記信号形成手段が第１基準静電容量値以下に対応する前記電気信号を出力したときは、前記プロセスカートリッジが装着されていないと判定し、前記第１基準静電容量値より大きい第２基準静電容量値以上に対応する前記電気信号を出力したときは、前記シール部材が除去されていないと判定する画像形成装置本体に装着可能であることを特徴とする請求項３又は４に記載のプロセスカートリッジ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２１５３４２（Ｐ２０１１−２１５３４２Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８２８２６（Ｐ２０１０−８２８２６）
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【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２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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