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発明の名称 電子写真画像形成装置およびプロセスカートリッジ
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−143308
公開日 平成11年(1999)5月28日
出願番号 特願平9−320440
出願日 平成9年(1997)11月6日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】倉橋 暎
発明者 酒井 宏明
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 プロセスカートリッジを着脱可能で、記録媒体に画像を形成するための電子写真画像形成装置において、電子写真感光体と、前記電子写真感光体に作用するプロセス手段とを有し、前記電子写真感光体またはプロセスカートリッジに含まれる回転部材に対してプロセスカートリッジを識別可能な2値化情報を記録したプロセスカートリッジを取り外し可能に装着するための装着手段と、前記2値化情報を非接触で認識可能な読み取り手段と、前記プロセスカートリッジの使用状態を記憶する不揮発性メモリーとを具備することを特徴とする電子写真画像形成装置。
【請求項2】 前記不揮発性メモリーに記憶する前記プロセスカートリッジの使用状態は、前記電子写真感光体の回転時間を含む請求項1の電子写真画像形成装置。
【請求項3】 前記不揮発性メモリーに記憶する前記プロセスカートリッジの使用状態は、前記電子写真感光体を帯電する帯電時間を含む請求項1の電子写真画像形成装置。
【請求項4】 プロセスカートリッジを着脱可能で、記録媒体に画像を形成するための電子写真画像形成装置において、電子写真感光体と、前記電子写真感光体に作用するプロセス手段とを有し、前記電子写真感光体またはプロセスカートリッジに含まれる回転部材に対して、プロセスカートリッジが有する像形成条件を2値化情報として記録したプロセスカートリッジを取り外し可能に装着するための装着手段と、前記2値化情報を非接触で認識可能な読み取り手段と、前記像形成条件を変更する変更手段とを具備することを特徴とする電子写真画像形成装置。
【請求項5】 前記像形成条件は、前記電子写真感光体を帯電する帯電時間量を含む請求項4の電子写真画像形成装置。
【請求項6】 前記像形成条件は、前記電子写真感光体を露光する露光強度を含む請求項4の電子写真画像形成装置。
【請求項7】 前記像形成条件は、前記電子写真感光体の潜像を現像するための現像バイアスを含む請求項4の電子写真画像形成装置。
【請求項8】 前記プロセス手段は、少なくとも、前記電子写真感光体に帯電を行うための帯電手段、前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像する現像手段、前記電子写真感光体に残留したトナーを除去するためのクリーニング手段のいずれか一つであることを特徴とする請求項1から7のいずれかの項に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項9】 前記2値化情報はバーコード情報であり、前記読み取り手段はバーコードリーダである請求項1または4の電子写真画像形成装置。
【請求項10】 画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、電子写真感光体と、前記電子写真感光体に作用するプロセス手段とを有し、前記電子写真感光体または前記プロセスカートリッジに含まれる回転部材に対して、前記プロセスカートリッジを識別可能な2値化情報を記録するとともに、前記画像形成装置本体に前記2値化情報を非接触で認識可能な読み取り手段と、前記プロセスカートリッジの使用状態を記憶する不揮発性メモリーとを具備することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項11】 画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、電子写真感光体と前記像担持体にプロセスカートリッジに作用するプロセス手段とを有し、前記電子写真感光体または前記プロセスカートリッジに含まれる回転部材に対して、前記プロセスカートリッジが有する像形成条件を2値化情報として記録するとともに、前記画像形成装置本体に前記プロセスカートリッジの2値化情報を非接触で認識可能な読み取り手段と、前記像形成条件を変更する変更手段とを具備することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項12】 前記プロセス手段は、少なくとも、前記電子写真感光体に帯電を行うための帯電手段、前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像する現像手段、前記電子写真感光体に残留したトナーを除去するためのクリーニング手段のいずれか一つであることを特徴とする請求項9または10のプロセスカートリッジ。
【請求項13】 前記2値化情報はバーコード情報であり、前記読み取り手段はバーコードリーダである請求項10または11のプロセスカートリッジ。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばプリンタ(レーザビームプリンタ、LEDプリンタ等)、あるいは電子写真複写機など電子写真画像形成方式を利用して記録媒体に画像を形成する画像形成装置、および前記画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電子写真方式を応用した画像形成装置としてレーザプリンタ等が知られている。図4に、電子写真感光体(以下「感光体ドラム」という)1と、電子写真感光体1に作用する複数のプロセス手段とを備えたプロセスカートリッジCを、装着手段20によって装置本体に着脱可能としたレーザプリンタの一例を示す。
【0003】上記プロセス手段としては、感光体ドラム1を帯電する帯電手段6、感光体ドラム1に形成された静電潜像をトナーによって現像する現像装置3,および感光体ドラム1に残留したトナーを除去するクリーニング装置6を含み、これらの手段を一体としてプロセスカートリッジCを構成している。
【0004】一方、装置本体には、露光装置2、転写手段4、定着装置7、および記録媒体たる転写材Pを収納する給紙カセットTが設けられている。
【0005】感光体ドラム1はその表面を帯電手段である帯電ローラ6により所望の電位に帯電される。露光装置2は、所望電位に帯電された感光体ドラム1の表面に対して、画像情報に応じたレーザ光Lをオン/ オフさせて照射し、電荷を除電することで静電潜像を感光体ドラム1上に形成する。
【0006】現像装置3は現像剤(以下「トナー」という)を収容する現像容器32、および現像スリーブ31から構成される。現像スリーブ31からは、静電潜像に応じてトナーが供給され、感光体ドラム1上にはトナー像が形成される。
【0007】一方、転写材Pが、給紙カセットTからレジストローラ8にタイミングを合わせられて搬送路を介して転写部に供給される。
【0008】そして、感光体ドラム1上のトナー像は、転写部に到達した転写材P上に、転写手段である転写ローラ4の作用により転写される。転写材Pは定着装置7に送られ、転写材上の未定着トナー像が定着装置7により加熱加圧されることで転写材に永久定着され、画像形成装置外に排出される。
【0009】なお、転写時に感光体ドラム1上に残ったトナーや紙粉などはクリーニング装置5によって取り除かれる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、レーザプリンタ等の電子写真画像形成装置において、メンテナンス性の利点から、感光体ドラム、トナーを収容した現像装置、クリーニング装置、および帯電手段を一つにまとめたプロセスカートリッジ方式が、近年、主流となっている。
【0011】しかしながら、ネットワーク環境で使用される場合が増加するにつれて紙種の多様化(サイズや秤量等)やプリントモードの増加(両面プリントやトナーセーブモード)に伴い、プロセスカートリッジを構成する画像形成部品である感光体ドラム、現像装置、クリーニング装置、帯電手段、トナーの耐久性(使用量)に大きなばらつきが生じるようになったため、プロセスカートリッジの寿命を判断するときに不都合が生じるようになった。
【0012】トナーの残量については容易に検知可能であり、トナーがなくなったところで寿命と判断できるが、感光体ドラムの寿命、もしくは他の部品についてはその判断が困難である。これは印字率の違いと紙の長さにより感光体ドラムを含めた駆動部品の使用状態が大きく異なるためであり、トナーの消費率に対して感光体ドラムが先に寿命となった場合、帯電不良等の画像問題が生じる。
【0013】この問題を解決するために、従来はメカニカルに感光体ドラムの回転数を計数するか、もしくはプロセスカートリッジに記憶装置を設け、プロセスカートリッジの使用状況を記憶する方法(特公平07−0043549号参照)が提案されている。
【0014】本発明は上記のような電子写真画像形成装置およびプロセスカートリッジをさらに発展させたものである。
【0015】従って、本発明の目的は、プロセスカートリッジの寿命検知および使用状態の管理をコストアップすることなく簡単に行うことができるプロセスカートリッジおよび前記プロセスカートリッジを着脱自在とした電子写真画像形成装置を提供することである。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る電子写真画像形成装置およびプロセスカートリッジにて達成される。要約すれば、本発明は、プロセスカートリッジを着脱可能で、記録媒体に画像を形成するための電子写真画像形成装置において、電子写真感光体と、前記電子写真感光体に作用するプロセス手段とを有し、前記電子写真感光体またはプロセスカートリッジに含まれる回転部材に対してプロセスカートリッジを識別可能な2値化情報を記録したプロセスカートリッジを取り外し可能に装着するための装着手段と、前記2値化情報を非接触で認識可能な読み取り手段と、前記プロセスカートリッジの使用状態を記憶する不揮発性メモリーとを具備することを特徴とする電子写真画像形成装置である。
【0017】前記不揮発性メモリーに記憶する前記プロセスカートリッジの使用状態は、前記電子写真感光体の回転時間を含むことが好ましい。別の態様によれば、前記不揮発性メモリーに記憶する前記プロセスカートリッジの使用状態は、前記電子写真感光体を帯電する帯電時間を含むことが好ましい。
【0018】本発明による他の態様によれば、プロセスカートリッジを着脱可能で、記録媒体に画像を形成するための電子写真画像形成装置において、電子写真感光体と、前記電子写真感光体に作用するプロセス手段とを有し、前記電子写真感光体または前記プロセスカートリッジに含まれる回転部材に対して、前記プロセスカートリッジが有する像形成条件を2値化情報として記憶したプロセスカートリッジを取り外し可能に装着するための装着手段と、前記2値化情報を非接触で認識可能な読み取り手段と、前記像形成条件を変更する変更手段とを具備することを特徴とする電子写真画像形成装置が提供される。
【0019】前記像形成条件は、前記電子写真感光体を帯電する帯電時間量を含むことが好ましい。別の態様によれば、前記像形成条件は、前記電子写真感光体を露光する露光強度を含むことが好ましい。さらに別の態様によれば、前記像形成条件は、前記電子写真感光体の潜像を現像するための現像バイアスを含むことが好ましい。
【0020】また、本発明による他の態様によれば、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、電子写真感光体と、前記電子写真感光体に作用するプロセス手段とを有し、前記電子写真感光体または前記プロセスカートリッジに含まれる回転部材に対して、前記プロセスカートリッジを識別可能な2値化情報を記録するとともに、前記画像形成装置本体に前記2値化情報を非接触で認識可能な読み取り手段と、前記プロセスカートリッジの使用状態を記憶する不揮発性メモリーとを具備することを特徴とするプロセスカートリッジが提供される。
【0021】さらに、本発明による他の態様によれば、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、電子写真感光体と前記像担持体にプロセスカートリッジに作用するプロセス手段とを有し、前記電子写真感光体または前記プロセスカートリッジに含まれる回転部材に対して、前記プロセスカートリッジが有する像形成条件を2値化情報として記録するとともに、前記画像形成装置本体に前記プロセスカートリッジの2値化情報を非接触で認識可能な読み取り手段と、前記像形成条件を変更する変更手段とを具備することを特徴とするプロセスカートリッジが提供される。
【0022】上記の発明において、前記プロセス手段は、少なくとも、前記電子写真感光体に帯電を行うための帯電手段、前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像する現像手段、前記電子写真感光体に残留したトナーを除去するためのクリーニング手段のいずれか一つであることが好ましい。
【0023】また、上記の発明において、前記2値化情報はバーコード情報であり、前記読み取り手段はバーコードリーダであることが好ましい。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電子写真画像形成装置およびプロセスカートリッジを図面に則して更に詳しく説明する。なお、つぎに説明する実施例では、本発明の電子写真画像形成装置およびプロセスカートリッジは図4に示す電子写真画像形成装置およびプロセスカートリッジに具現化されるものとする。したがって、電子写真画像形成装置およびプロセスカートリッジの全体的構成、機能についての詳しい説明は省略し、本発明の特徴部について説明する。
【0025】実施例1本発明の実施例1について図1から図3について説明する。本実施例は、電子写真感光体である感光体ドラムにバーコード記録したプロセスカートリッジのシリアルナンバーと、プロセスカートリッジ内の画像形成部品の使用状況を記憶できる画像形成装置本体内の不揮発性メモリーについてであり、その不揮発性メモリーにはプロセスカートリッジのシリアルナンバーをバーコード情報として記録するとともに、プロセスカートリッジの使用状況を記憶する。ここでの使用状況は感光体ドラム1をはじめとする駆動部材の回転数、もしくは帯電手段の高圧印加時間であり、その値を設計寿命と比較してプロセスカートリッジの寿命を判断するものである。
【0026】図1に感光体ドラム1にバーコード200をプリントした状態と画像形成装置本体側に設けられたバーコード読取装置100を示す。
【0027】本実施例におけるバーコード200はプロセスカートリッジCのシリアル番号(製造番号)を情報として含んでいる。バーコード読取装置100は感光体ドラム1の非画像域1aに記録されたバーコード200に対し光源としてのLED101により光を照射させ、その反射光を受光素子としてのPIN−PD102で検出する。とくに光源と受光素子については限定するものではなく、汎用のバーコードリーダーに用いるもので十分である。
【0028】図2に示すブロック図において、制御装置としてのCPU103により感光体ドラム1の回転に同期させてLEDドライバ104を駆動し、PIN−PD102によって検出された光強度信号をA/Dコンバータ105によりCPU103に2値化データ(情報)として取り込む。その反射光情報は光強度信号としてドラムの回転速度(プロセススピード)に対応した2値化データが得られる。
【0029】このように、一定の速度で回転する感光体ドラム1にバーコード200を記録することにより、読取装置100は固定の簡単なものにすることが可能である。
【0030】そして、シリアルナンバーによって識別されたプロセスカートリッジの感光体ドラム1の回転数や帯電手段6の帯電時間、現像装置3の回転数を不揮発性メモリー106に格納し、これらと予め設定しておいたそれぞれの寿命とをCPU103に引き出して比較することにより、プロセスカートリッジCが正常に使用可能かどうかを判断する。
【0031】上記のように、画像形成部品単品の使用状況を画像形成装置本体で管理することにより、プロセスカートリッジの交換、ジャム処理時の着脱を行ってもその情報が失われることなく、寿命による画像不良等の問題を防止できるプロセスカートリッジを提供することができる。
【0032】本実施例は図1に示したように、感光体ドラム1の非画像域1aにバーコード記録を行った例を示したが、本実施例の変形例として、図3に示すように、感光体ドラム1の側面1bにバーコード記録することもできる。
【0033】この場合、プロセスカートリッジの側面にバーコード情報の読取用検出穴を開ける必要があるが、LED101とPIN−PD102を側面の電装基盤に実装できるため、図2に示したブロック図を1枚の基盤上に実現可能となり、バーコードリーダ部分を簡単で安価に構成できる。
【0034】また、本実施例では、感光体ドラムにバーコード記録を行った例を示したが、プロセスカートリッジにおいて他の駆動ギヤ等の回転部材にバーコード記録を行っても同様の効果が得られるのはもちろんである。
【0035】上記のように本実施例においては、プロセスカートリッジの感光体ドラム等の回転部材にシリアルナンバーをバーコード記録することにより、安価な構成で非接触読み出しが可能となり、そのシリアルナンバーに対応した使用状況を画像形成装置本体内に設けた不揮発性メモリーに記憶することにより、画像形成部品の寿命管理を行い、画像不良等の問題が発生する前にプロセスカートリッジの寿命をユーザーに知らせることができる。
【0036】実施例2つぎに本発明の実施例2について説明する。
【0037】実施例1では感光体ドラム1にプロセスカートリッジのシリアルナンバーのみを記録し、そのプロセスカートリッジに対応する使用状況を画像形成装置本体の不揮発性メモリーで管理する場合の例を示したが、シリアルナンバー以外の情報として、感光体ドラムの感度特性や帯電装置の帯電特性等の像形成手段を合わせてバーコード記録することにより、プロセスカートリッジを画像形成装置に組み込んだときに最適な状態で使用できるように補正を行うことが可能となる。
【0038】例えば、プロセスカートリッジ単体での特性測定時(出荷チェック)において、感光体ドラムの白地電位(Vd)が適性値(例えばVd=−650V)になる場合の帯電電流値を予めバーコード記録しておき、画像形成装置本体の変更手段によりその情報を参照して高圧出力を変更する。
【0039】また白地電位補正後の状態において、明部電位(Vl)が適性値(例えばVl=−150V)になるレーザー光量をバーコード記録し、高圧出力と同様にレーザー光量を補正することにより、感光体ドラムの感度ばらつきと、帯電装置の帯電能力のばらつきを補正することができる。
【0040】また、現像スリーブ31と感光体ドラム1の距離の測定値から現像バイアスの補正情報を加えることにより、濃度の安定した画像出力を行えるプロセスカートリッジを提供することができる。
【0041】上記のように、本実施例においては、シリアルナンバーの他にプロセスカートリッジを最適な条件で使用できる画像形成装置の高圧出力やレーザー光量等のパラメータを合わせてバーコード記録することにより常に安定した画像形成を行うことができる。
【0042】なお、上記実施例1、2においては、本発明を、感光体ドラム、帯電手段、現像装置、クリーニング装置を一体としたプロセスカートリッジに適用した場合について説明したが、少なくとも、感光体ドラムと、帯電手段、現像装置、およびクリーニング装置のいずれか一つとを一体としたプロセスカートリッジに適用できる。
【0043】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明の電子写真画像形成装置およびプロセスカートリッジによれば、装置本体が、電子写真感光体またはプロセスカートリッジに含まれる回転部材に対して前記プロセスカートリッジを識別可能な2値化情報を記憶したプロセスカートリッジを取り外し可能に装着するための装着手段と、前記2値化情報を非接触で認識可能な読み取り手段と、前記プロセスカートリッジの使用状態を記憶する不揮発性メモリーとを具備することにより、前記プロセスカートリッジの寿命検知および使用状況の管理をコストアップすることなく簡単に行うことができ、よって画像不良の発生を防止でき、常に安定した画像形成を行うことができる。
【0044】また、装置本体が、電子写真感光体またはプロセスカートリッジに含まれる回転部材に対して、プロセスカートリッジが有する像形成条件を2値化情報として記憶したプロセスカートリッジを取り外し可能に装着するための装着手段と、前記2値化情報を非接触で認識可能な読み取り手段と、前記像形成条件を変更する変更手段とを具備することによっても、上記と同様の効果を得ることができる。




 

 


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