JPH08335022A

JPH08335022A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH08335022A
Application number: JP7141607A
Authority: JP
Inventors: Kenjiro Hori; 謙治郎堀; Koichi Suzuki; 浩一鈴木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-06-08
Filing date: 1995-06-08
Publication date: 1996-12-17

Abstract

(57)【要約】【目的】感光体等を備え装置本体に着脱可能な像形成
ユニットの装着を電気的に容易に検出する。【構成】装置本体に着脱可能な像形成ユニットには感
光ドラム６と感光ドラム６に隣接する１次帯電ローラー
５を備えており、１次帯電ローラー５に所定の作用を発
揮させるためのフィードバック回路に設けた誤差アンプ
９の出力電圧と基準電圧１３とを比較する比較器１０に
よって像形成ユニットの装着を検出する装着検出手段を
形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機やプリンタ等の
画像形成装置に関するものであり、詳しくは感光体ドラ
ム等を備えた像形成ユニットを装置本体に着脱可能な画
像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真複写機や電子写真プリン
タ等の画像形成装置において、感光体ドラム、帯電器、
現像器等のような電子写真プロセス特有の部品は機械的
な摩耗やトナーの汚れを受けやすく、これら部品は消耗
品ないし定期交換部品として扱われることが多かった。

【０００３】この交換部品としての交換性を向上させる
ため、感光体ドラム、帯電器、現像器等を一体化させる
方法が広く採用されている。その一体化された像形成プ
ロセスユニットはトナーカートリッジと通常呼ばれてい
る。トナーカートリッジが装置本体に装着されたとき、
帯電高圧の電極、現像高圧の電極、そして感光体ドラム
に対する接地用電極等の装置本体側の各種高圧電極が各
々に対応するトナーカートリッジ側の高圧電極に接触す
る。

【０００４】このようなトナーカートリッジが装着され
ていない状態では当然画像形成ができないので、そのト
ナーカートリッジが装置本体に装着されたか否かを検出
することが必要であった。

【０００５】そしてトナーカートリッジの有無を検出す
る方法として、機械的スイッチあるいは光センサを装置
本体に取り付け、トナーカートリッジが装置本体に挿入
されたとき、その機械的スイッチあるいは光センサがア
クセスされるように形成した構成が広く採用されてい
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例では、各種高圧電極がごみやトナーの付着で汚染され
たり、トナーカートリッジの誤った挿入によって各種高
圧電極が破損された場合、あるいはトナーカートリッジ
の誤った挿入によって正常に高圧電極が接触しない場合
には、その異常状態を検出することができなかった。

【０００７】このため、各種高圧電極の構造やトナーカ
ートリッジと装置本体との取り付け構造を非常に信頼性
高くする必要があり、装置本体及びトナーカートリッジ
のコストを増加させていた。

【０００８】本発明は、上記従来の問題点を解消するた
めに成されたもので、感光体等を備え装置本体に着脱可
能な像形成ユニットの装着を電気的に容易に検出するこ
とができる画像形成装置の提供を目的とするものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このため、本発明に係る
画像形成装置は、感光体を或は感光体と該感光体に隣接
する帯電手段を備えて形成され装置本体に着脱可能な像
形成ユニットと、前記帯電手段に高圧交流を供給するＡ
Ｃ高圧増幅回路と、該ＡＣ高圧増幅回路から出力のＡＣ
電流を検出するＡＣ電流検出回路と、該ＡＣ電流検出回
路の出力電圧と第一の基準電圧との差電圧を増幅する差
電圧増幅器と、該差電圧増幅器の出力電圧に対応してＡ
Ｃ出力電圧の波形振幅が変化し前記ＡＣ高圧増幅回路に
入力させる可変振幅発信器とを備え、前記帯電手段によ
り前記感光体を帯電させ画像信号に基づいて感光体に画
像の潜像を形成し該潜像に記録剤を付着させて可視像と
し記録媒体に転写記録する画像形成装置であって、前記
ＡＣ電流検出回路の出力電圧と第二の基準電圧とを比較
する比較器を備えた前記着脱可能な像形成ユニットの装
着を検出する装着検出手段を有することを特徴とする構
成によって前記の目的を達成しようとするものである。

【００１０】或は、前記の差電圧増幅器の出力電圧と第
二の基準電圧とを比較する比較器を備えた前記着脱可能
な像形成ユニットの装着を検出する装着検出手段を有す
ることを特徴とする構成によって前記の目的を達成しよ
うとするものである。

【００１１】或は、感光体と該感光体に隣接する現像手
段を備えて形成され装置本体に着脱可能な像形成ユニッ
トと、前記現像手段に交流または矩形波の高電圧を供給
する高圧発生回路と、該高圧発生回路からの出力に接続
される電圧微分回路と、該電圧微分回路の出力に接続さ
れるピークホールド回路と、該ピークホールド回路の出
力電圧と基準電圧とを比較する比較器とを備え、前記感
光体に画像信号に基づいて画像の潜像を形成し前記現像
手段によって潜像を可視像とし記録媒体に転写記録する
画像形成装置であって、前記比較器により前記像形成ユ
ニットの装着を検出する装着検出手段を構成することを
特徴とする構成によって、前記の目的を達成しようとす
るものである。

【００１２】

【作用】上記の構成により、像形成ユニットの装着時と
未装着時の、比較器による比較結果は全く異なるので、
像形成ユニットが装置本体に装着されているか、装着さ
れていないかを明確に確認することができる。

【００１３】

【実施例】

（第１の実施例）図１は、本発明の第１の実施例に備え
るカートリッジまたは帯電器の有無を検出できる検出装
置を示すブロック図である。本実施例では１次帯電装置
に導電性抵抗体を使用した帯電ローラーを用いており、
本実施例の検出装置は１次帯電ローラーを用いた電子写
真装置におけるカートリッジ内の帯電器の検出装置であ
る。

【００１４】図１において、１は所定周期のＡＣ電圧を
発生する基準電圧発生装置である。２はフィールドバッ
クされてきた後記する誤差アンプの出力電圧により利得
が変化する可変利得アンプである。３は可変利得アンプ
２から受けたＡＣ電圧をＡＣの高電圧に変換する高圧変
換回路である。４は一定電圧のＤＣオフセット電圧印加
回路である。

【００１５】５は１次帯電ローラーであり、高圧変換回
路３とＤＣオフセット電圧印加回路４の重畳された図３
に示すような電圧波形が印加される。１次帯電ローラー
５は５−１の芯金と５−２のスポンジ状抵抗体により形
成されている。６は感光ドラムであり、６−１の導体部
と６−２の感光体で形成されている。

【００１６】７は電流整流用抵抗であり、高圧変換回路
３を流れる電流を電圧値として検出するためのものであ
る。８は半波整流回路であり、図４に示すように入力さ
れた交流電圧を整流し、ピーク値又は実行値を出力す
る。９は誤差アンプであり、半波整流回路８の出力と基
準電圧１２との差分を出力する。１０は比較器であり、
誤差アンプ９と基準電圧１３との電圧を比較する回路で
あって、この比較結果よりカートリッジ又は帯電器の有
無を判断する装置である。１１は一次帯電ローラー５お
よび感光ドラム６部分の等価回路であり、そのインピー
ダンスはスポンジ状抵抗体５−２の抵抗値、感光体６−
２の厚み等のパラメーター等によって決定される。カー
トリッジまたは帯電器のないときはこの等価回路１１の
インピーダンスは無限大となる。

【００１７】このように構成された装置において、カー
トリッジまたは帯電器の有無を検出する過程を以下に説
明する。

【００１８】上記説明したように、１次帯電ローラー５
には図３のような所定のＤＣオフセット電圧と所定周期
のＡＣ電圧が重畳された電圧波形が印加される。この波
形のＡＣ成分の電圧振幅は以下に説明のように決定され
る。

【００１９】半波整流回路８は高圧変換回路３の出力電
流を検出し、検出した出力を誤差アンプ９に出力する。
誤差アンプ９は半波整流回路８の出力値と基準電圧１２
との差分を増幅し、その出力を可変利得アンプ２に出力
する。可変利得アンプ２はＡＣ基準電圧１の周期でかつ
誤差アンプ９の出力に比例した振幅のＡＣ電圧を出力す
る。そして、高圧変換回路３は可変利得アンプ２より出
力されたＡＣ電圧に比例したＡＣ高圧を出力する。この
可変利得アップ２、高圧変換回路３、電流整流抵抗７、
半波整流回路８、誤差アンプ９の経路によって負帰還ル
ープが成立し、結果として半波整流回路８の出力電圧と
基準電圧１２が一致するように作用する。半波整流回路
８の出力は高圧変換回路３の出力電流を検出しているの
で、高圧変換回路３のＡＣ出力電流は一定電流となる。

【００２０】上記のように１次帯電ローラー５に印加さ
れるＡＣ電圧振幅は、１１の等価回路で表されるインピ
ーダンスに流れる電流が一定となるように制御される。

【００２１】以上説明したように１次帯電ローラー５に
定電圧のＤＣオフセットと定電流のＡＣ高圧が重畳され
た波形が印加される。このような波形を１次帯電ローラ
ー５に印加するのは公知の技術で、感光体６−２の表面
上に一様な電荷を帯電させるのに役立つ。

【００２２】尚、誤差アンプ９の出力と高圧変換回路３
によって出力されるＡＣ電圧の振幅とは比例関係にある
ので、誤差アンプ９の出力を検出することによって１次
帯電ローラーに印加されるＡＣ高圧の振幅を検出するこ
とができる。

【００２３】カートリッジまたは帯電器のない時は、等
価回路１１のインピーダンスは無限大となる。高圧変換
回路３が出力できる最大電圧は所定値に限定されるの
で、このときの１次ＡＣ電流はほとんど流れない。その
ため、半波整流回路８の出力電圧もほとんど０となる。
このため誤差アンプ９の出力は出力できる最大値まで高
くなり飽和する。

【００２４】スポンジ状抵抗体５−２の抵抗値、感光体
厚み等のばらつきにより等価回路１１のインピーダンス
は変化する。基準電圧１３の出力電圧はそのインピーダ
ンスが最大となるときの誤差アンプ９の出力する電圧よ
り高くなるように設定してある。

【００２５】したがってカートリッジもしくは帯電器が
ないときには、等価回路１１のインピーダンスは無限大
となり、それゆえ誤差アンプ９の出力電圧は基準電圧１
３の出力より高くなり、比較器１０の出力は反転する。

【００２６】上記の構成と作用によって、比較器１０の
出力を検出することで、カートリッジ又は帯電器の有無
を検出することができる。また、比較器１０を除いては
１次帯電装置として当然必要とすべき回路であるので、
コストアップ分は比較器のみで実現できる。

【００２７】（第２の実施例）図５は本発明の第２の実
施例に備える検出装置のブロック図である。１４以外の
回路構成、動作は前記実施例１と同様なので説明省略す
る。

【００２８】１４は比較器であり、半波整流回路８の出
力と基準電圧１５を比較する回路であって、この比較結
果により、カートリッジまたは帯電器の有無を検出す
る。

【００２９】前記第１の実施例で説明したように、等価
回路１１を流れるＡＣ電流は半波整流回路８の出力電圧
と比例関係にあるので、この出力値を検出することで等
価回路１１を流れる電流値を検出できる。

【００３０】カートリッジ又は帯電器６が装着されてい
ない時は等価回路１１のインピーダンスは無限大である
ので、等価回路１１には電流はほとんど０である。その
ため半波整流回路８の出力値はカートリッジまたは帯電
器のある時より著しく低くなる。

【００３１】基準電圧１５はカートリッジまたは帯電器
があるために等価回路のインピーダンスが最大となると
き、すなわち等価回路１１を流れる電流が最小となると
きの半波整流回路の出力電圧となるように設定する。し
たがって、カートリッジが有るときは半波整流回路８の
出力電圧が基準電圧１５に達するが、カートリッジが無
いときは等価回路１１のインピーダンスは無限大となる
ので、半波整流回路８の出力電圧は基準電圧１５に達し
ないので比較器１４の出力は反転する。

【００３２】上記の構成と作用により、比較器１４の出
力を検知することで、カートリッジまたは帯電器の有無
を検出することができる。

【００３３】（第３の実施例）図６は本発明の第３の実
施例に備えるカートリッジまたは現像器の有無を検出で
きる検出装置のブロック図である。

【００３４】本実施例では現像ローラにＤＣオフセット
電圧と矩形波電圧を重畳した電圧を印加し、現像ローラ
に付着したトナーを現像ローラに対向する感光体ドラム
に跳ばせる現像方式（いわゆるジャンピング現像方式）
を用いている。実施例３に備える検出装置はジャンピン
グ現像方式を用いたトナーカートリッジまたは現像器の
有無を検出する検出装置である。

【００３５】図６において、３０は感光体ドラムであ
り、その表面に電荷の像いわゆる潜像が不図示の露光装
置および帯電装置により形成されている。３１は感光体
ドラム３０に対向する現像ローラであり、その内部には
棒状磁石がある。その棒状磁石の磁力によって現像ロー
ラ３１の表面に帯電したトナーが付着する。３３は高圧
発生回路であり、図７−（ａ）に示されるようなＤＣオ
フセット電圧と矩形波電圧を重畳した電圧を出力し、そ
の電圧波形を現像ローラ３１に印加する。高圧発生回路
３３より出力される電圧波形により現像ローラ３１の表
面に付着したトナーは回転する感光体ドラム３０の表面
に跳び、結果として潜像はトナー像に変換される。この
現像プロセスはいわゆるジャンピング現像とよばれ、公
知の技術である。

【００３６】図６にて、３４，３５，３６，３７はトナ
ーカートリッジまたは現像器の有無を検出するために設
けられた回路である。３４は高圧発生回路３３から出力
された電圧波形の微分波形を出力する微分回路であり、
図７−（ｂ）に示されるような波形を出力する。３５は
ピークホールド回路であり、微分回路３４より出力され
る微分波形の最大値を所定期間保持する回路である。微
分回路３４により、微分波形は図７（ｃ）に示すような
ＤＣ電圧に変換される。３６は比較器であり、ピークホ
ールド回路３５より出力される電圧と３７の基準電圧発
生器から出力される電圧とを比較し、その結果を高低の
論理レベルに変換する回路である。

【００３７】上記の微分回路３４、ピークホールド回路
３５、比較器３６および基準電圧発生器３７により構成
された検出装置の動作を詳しく説明する。

【００３８】３２は現像ローラ３１および感光体ドラム
３０で構成される負荷を電気的に表した等価回路であ
り、抵抗とコンデンサの直列抵抗で表わされる。現像ロ
ーラ３１と感光体ドラム３０の間の間隙が狭まれば狭ま
れるほどそのコンデンサの容量値は大きくなる。もし現
像ローラ３１がない場合あるいは現像ローラ３１および
感光体ドラム３０を含むカートリッジがない場合は、等
価回路３２のコンデンサの容量値は僅少になり、インピ
ーダンスは無限大に近ずく。高圧発生回路３３の出力イ
ンピーダンスは当然零にはならないので、このような無
負荷の状態では高圧発生回路３３の出力波形の立ち上が
り時間は非常に短くなる。このとき微分回路３４の出力
のピーク値は高くなり、ピークホールド回路３５の出力
電圧は高くなる。無負荷の状態でのピークホールド回路
３５の出力電圧値を３７の出力電圧値より若干高くなる
ようにあらかじめ設定すれば、有負荷と無負荷の状態変
化によって比較器３６の出力は反転する。

【００３９】上記のように現像ローラ３１の有無あるい
は現像ローラ３１および感光体ドラム３０を含むトナー
カートリッジの有無によって比較器３６の出力は反転す
るので、比較器３６の出力をモニターすることによって
現像器ないしトナーカートリッジの有無を検出すること
ができる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
感光体、或は感光体と帯電器を備えたトナーカートリッ
ジの有無や、感光体と現像器を備えたトナーカートリッ
ジの有無を機械スイッチを用いることなく電気的に検出
することができる。

【００４１】これにより各種高圧接点の不良、トナーカ
ートリッジの誤挿入等の異常も検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すブロック図であ
る。

【図２】第１の実施例の動作を説明する動作波形図で
ある。

【図３】第１の実施例の動作を説明する動作波形図で
ある。

【図４】第１の実施例の動作を説明する動作波形図で
ある。

【図５】本発明の第２の実施例を示すブロック図であ
る。

【図６】本発明の第３の実施例を示すブロック図であ
る。

【図７】第３の実施例の動作を説明する動作波形図で
ある。

【符号の説明】

１基準電圧２可変利得アンプ３高圧変換回路４ＤＣオフセット電圧引加回路５１次帯電ローラー６感光ドラム７電流整流抵抗８半波整流回路９誤差アンプ１０比較器１２基準電圧１３基準電圧

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体と該感光体に隣接する帯電手段を
備えて形成され装置本体に着脱可能な像形成ユニット
と、前記帯電手段に高圧交流を供給するＡＣ高圧増幅回
路と、該ＡＣ高圧増幅回路から出力のＡＣ電流を検出す
るＡＣ電流検出回路と、該ＡＣ電流検出回路の出力電圧
と第一の基準電圧との差電圧を増幅する差電圧増幅器
と、該差電圧増幅器の出力電圧に対応してＡＣ出力電圧
の波形振幅が変化し前記ＡＣ高圧増幅回路に入力させる
可変振幅発信器とを備え、前記帯電手段により前記感光
体を帯電させ画像信号に基づいて感光体に画像の潜像を
形成し該潜像に記録剤を付着させて可視像とし記録媒体
に転写記録する画像形成装置であって、前記ＡＣ電流検出回路の出力電圧と第二の基準電圧とを
比較する比較器を備えた前記着脱可能な像形成ユニット
の装着を検出する装着検出手段を有することを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項２】感光体を内部に収めて形成され装置本体
に着脱可能な像形成ユニットと、前記感光体に隣接する
帯電手段と、該帯電手段に高圧交流を供給するＡＣ高圧
増幅回路と、該ＡＣ高圧増幅回路から出力のＡＣ電流を
検出するＡＣ電流検出回路と、該ＡＣ電流検出回路の出
力電圧と第一の基準電圧との差電圧を増幅する差電圧増
幅器と、該差電圧増幅器の出力電圧に対応してＡＣ出力
電圧の波形振幅が変化し前記ＡＣ高圧増幅回路に入力さ
せる可変振幅発信器とを備え、前記帯電手段により前記
感光体を帯電させ画像信号に基づいて感光体に画像の潜
像を形成し該潜像に記録剤を付着させて可視像とし記録
媒体に転写記録する画像形成装置であって、前記ＡＣ電流検出回路の出力電圧と第二の基準電圧とを
比較する比較器を備えた前記着脱可能な像形成ユニット
の装着を検出する装着検出手段を有することを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項３】感光体と該感光体に隣接する帯電手段を
備えて形成され装置本体に着脱可能な像形成ユニット
と、前記帯電手段に高圧交流を供給するＡＣ高圧増幅回
路と、該ＡＣ高圧増幅回路から出力のＡＣ電流を検出す
るＡＣ電流検出回路と、該ＡＣ電流検出回路の出力電圧
と第一の基準電圧との差電圧を増幅する差電圧増幅器
と、該差電圧増幅器の出力電圧に対応してＡＣ出力電圧
の波形振幅が変化し前記ＡＣ高圧増幅回路に入力させる
可変振幅発信器とを備え、前記帯電手段により前記感光
体を帯電させ画像信号に基づいて感光体に画像の潜像を
形成し該潜像に記録剤を付着させて可視像とし記録媒体
に転写記録する画像形成装置であって、前記差電圧増幅器の出力電圧と第二の基準電圧とを比較
する比較器を備えた前記着脱可能な像形成ユニットの装
着を検出する装着検出手段を有することを特徴とする画
像形成装置。
【請求項４】感光体を内部に収めて形成され装置本体
に着脱可能な像形成ユニットと、前記感光体に隣接する
帯電手段と、該帯電手段に高圧交流を供給するＡＣ高圧
増幅回路と、該ＡＣ高圧増幅回路から出力のＡＣ電流を
検出するＡＣ電流検出回路と、該ＡＣ電流検出回路の出
力電圧と第一の基準電圧との差電圧を増幅する差電圧増
幅器と、該差電圧増幅器の出力電圧に対応してＡＣ出力
電圧の波形振幅が変化し前記ＡＣ高圧増幅回路に入力さ
せる可変振幅発信器とを備え、前記帯電手段により前記
感光体を帯電させ画像信号に基づいて感光体に画像の潜
像を形成し該潜像に記録剤を付着させて可視像とし記録
媒体に転写記録する画像形成装置であって、前記差電圧増幅器の出力電圧と第二の基準電圧とを比較
する比較器を備えた前記着脱可能な像形成ユニットの装
着を検出する装着検出手段を有することを特徴とする画
像形成装置。
【請求項５】感光体と該感光体に隣接する現像手段を
備えて形成され装置本体に着脱可能な像形成ユニット
と、前記現像手段に交流または矩形波の高電圧を供給す
る高圧発生回路と、該高圧発生回路からの出力に接続さ
れる電圧微分回路と、該電圧微分回路の出力に接続され
るピークホールド回路と、該ピークホールド回路の出力
電圧と基準電圧とを比較する比較器とを備え、前記感光
体に画像信号に基づいて画像の潜像を形成し前記現像手
段によって潜像を可視像とし記録媒体に転写記録する画
像形成装置であって、前記比較器により前記像形成ユニットの装着を検出する
装着検出手段を構成することを特徴とする画像形成装
置。