(57)【要約】【課題】プロセスカートリッジに接点を設けることに起因する種々の問題も緩和する。【解決手段】画像形成装置は、例えば、画像形成装置に対して着脱自在に装着されるプロセスカートリッジと、プロセスカートリッジに備えられる高圧回路と、プロセスカートリッジに備えられ、少なくとも高圧回路に電力を供給する電源装置とを含む。【選択図】図２
2008122717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置であって、
前記画像形成装置に対して着脱自在に装着されるプロセスカートリッジと、
前記プロセスカートリッジに備えられ、潜像を形成するために使用される高圧回路と、
前記プロセスカートリッジに備えられ、少なくとも前記高圧回路に電力を供給する電源装置と
を含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記電源装置は、
前記画像形成装置に設けられた駆動手段により駆動されて発電する発電機
を含む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】
前記画像形成装置の本体側に設けられた第１通信回路と、
前記プロセスカートリッジ側に設けられ、前記高圧回路を制御するための制御信号を非接触通信により受信する第２通信回路と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１通信回路及び前記第２通信回路は、無線通信回路又は光通信回路であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記プロセスカートリッジ側に設けられた記憶回路をさらに備え、
前記第２通信回路は、前記第１通信回路を介して前記記憶回路から情報を読み出すことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
画像形成装置に対して着脱自在に装着されるプロセスカートリッジであって、
潜像を形成するために使用される高圧回路と、
少なくとも前記高圧回路に電力を供給する電源装置と
を含むことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項７】
画像形成装置に対して着脱自在に装着されるプロセスカートリッジの内部で電力を発電する発電工程と、
前記プロセスカートリッジに備えられる高圧回路に前記電力を供給する電力供給工程と
を含むことを特徴とする電力供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体に画像を形成する画像形成装置、プロセスカートリッジ及び電力供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーザビームプリンタ（ＬＢＰ）に代表される画像形成装置は、その安さと印字品質の高さから急速に普及している。このようなＬＢＰにおいては、消耗品であるトナーと感光ドラムをプロセスカートリッジとして一体化することが一般的である。プロセスカートリッジは、画像形成装置に対して着脱自在に装着されることはいうまでもない。
【０００３】
特許文献１によれば、プロセスカートリッジを採用した画像形成装置が記載されている。とりわけ、特許文献１に添付された図１に示されるように、カートリッジは、感光ドラム、その感光ドラムに潜像を形成するための帯電ローラ、潜像に対しトナーにより具体画像を形成せしめる現像器を備えている。帯電ローラ及び現像器は、高電圧信号を受け、感光ドラムに所定の電圧を印加する。この高電圧信号は、カートリッジの外側に配置された接点（図３）を介して、画像形成装置の本体から供給される。また、カートリッジの上部には、画像形成装置の各種制御を行うための情報を格納した不揮発メモリが設けられている。本体側のコントローラは、他の接点を介して不揮発メモリから情報を読み出す。
【特許文献１】特開２００５−３３８３９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、接点の接続を長期にわたり安定化させることは難しい。また、従来技術のように、高圧接点やメモリ接点のために金属部材やコネクタを配置すれば、他の部品の配置に制約が生じてしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、例えば、プロセスカートリッジに接点を設けることに起因する種々の問題を緩和することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の画像形成装置は、例えば、画像形成装置に対して着脱自在に装着されるプロセスカートリッジと、プロセスカートリッジに備えられる高圧回路と、プロセスカートリッジに備えられ、少なくとも高圧回路に電力を供給する電源装置とを含む。なお、高圧回路は、潜像を形成するために使用される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、プロセスカートリッジに接点を設けることに起因する種々の問題も緩和できる。例えば、従来はプロセスカートリッジの外部に設けられていた電源装置を内部に設けることで、接点の数を従来よりも削減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に本発明の一実施形態を示す。もちろん以下で説明される個別の実施形態は、本発明の上位概念、中位概念及び下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。
【０００９】
［実施例１］
図１は、実施例に係る画像形成装置１００の概略断面図である。画像形成装置１００は、例えば、印刷装置、プリンター、複写機、複合機、ファクシミリのいずれにより実現されてもよい。
【００１０】
１０１は、記録紙である。記録紙１０１は、記録材、記録媒体、用紙、シート、転写材、転写紙と呼ばれることもある。１０３は、記録紙を給紙するための給紙ローラである。１０４、１０５は、給紙された記録紙をさらに搬送する搬送ローラである。１０８は、感光ドラム１２１に形成されたトナー像を記録紙１０１に転写するための転写ローラである。１２０は、画像形成装置に対して着脱自在に装着され、感光ドラム１２１を内蔵したプロセスカートリッジである。１１０は、レーザ光を操作するためのスキャナユニットである。１１１は、未定着のトナー像を記録紙上に定着させる定着器である。１１３は、画像の形成された記録紙を排紙するための排紙ローラである。１１５は、各種ローラを駆動するためのメインモータである。エンジンコントローラ１１６は、例えば、メインモータ１１５、スキャナユニット１１０、定着器１１１を駆動する回路である。
【００１１】
プロセスカートリッジ１２０は、感光ドラム１２１、現像器１２２、現像スリーブ１２３、クリーナ容器１２４、制御基板１２５、発電機１２６、帯電ローラ１２７を備えている。プロセスカートリッジ内部の各種信号を端的に説明すると、プロセスカートリッジ１２０の内部で発電機１２６によって発電された電力が制御基板１２５に供給される。制御基板１２５に設けられた電源回路で高電圧が生成され、現像器１２２や帯電ローラ１２７に供給される。
【００１２】
図２は、実施例に係る動作原理を説明するための図である。画像形成装置１００の本体側に設けられたエンジンコントローラ１１６には、メインモータ１１５を駆動するためのモータドライバ２１７、画像形成エンジン全体を制御するマイコン２１８、光通信回路２１９が含まれる。
【００１３】
プロセスカートリッジ１２０上の制御基板１２５は、高電圧を発生するための電源回路２３１、帯電ローラ１２７などに高電圧を印加するための高圧回路２３２、光通信回路２３３を備える。上述の発電機１２６と電源回路２３１により、少なくとも高圧回路２３２に電力を供給する電源装置が実現される。この高圧回路２３２は、本体側から電力の供給を受ける必要がないため、高圧接点が不要となる。よって、高圧接点に関しては、従来問題であった接続安定性の問題が根本的に解決される。また、高圧接点のための金属部材やコネクタが不要となるため、他の部品の配置に関する自由度がますことになろう。
【００１４】
光通信回路２３３は、光通信回路２１９と非接触通信を行う。なお、光通信回路２１９、２３３は、非接触通信を行う通信回路の一例に過ぎない。すなわち、光通信回路２１９、２３３は、無線通信回路であってもよい。このように、非接触通信を採用することで、通信接点に関する接続安定性の問題が根本的に解決される。
【００１５】
画像形成装置１００の実際動作に即して制御機構を説明する。画像形成が指示されると、マイコン２１８は、モータドライバ２１７に制御信号を送信する。モータドライバ２１７は、制御信号に応じてメインモータ１１５を駆動する。メインモータ１１５が駆動されると、その回転軸に結合されたギア２２８を介して、ギア２２９、２３０が回転される。ギア２２９の回転により、ギア２２９に連結された発電機１２６が発電を開始する。すなわち、発電機１２６は、電源回路２３１に電力（例：２４Ｖの電圧）を供給し始める。
【００１６】
電源回路２３１は、発電機１２６から供給された２４Ｖの電圧を各回路に必要な電圧に変換する。例えば、電源回路２３１は、高圧回路２３２には２４Ｖの電圧を供給し、光通信回路２３３には３．３Ｖの電圧を供給する。電源回路２３１は、電力供給手段の一例である。
【００１７】
マイコン２１８は、メインモータ１１５を回転させる一方で、光通信回路２１９を介して、プロセスカートリッジ１２０上の高圧回路２３２へ制御信号を送信する。プロセスカートリッジ１２０上の光通信回路２３３は、光通信回路２１９から制御信号を受信し、高圧回路２３２へ送信する。高圧回路２３２は、制御信号を受信し、増幅して、潜像を形成するための帯電や現像のための所定の信号に変換する。
【００１８】
図３は、実施例に係る電源回路の一例を示す図である。電源回路２３１は、レギュレータＩＣ３０１を備えている。レギュレータＩＣ３０１は、発電機１２６から供給された２４Ｖの電圧を３.３Ｖの電圧へ変換する。
【００１９】
図４は、実施例に係るエンジンコントローラ１１６に内蔵されるマイコン２１８周辺の回路図である。光通信回路２１９は、発光素子４４３、４４４、４４５を具備している。各発光素子は、その下段に配置されるトランジスタにより駆動される。マイコン２１８は、現像生成信号４４０、帯電出力決定用のＰＷＭ信号４４１、帯電出力決定用の駆動信号４４２を出力する。
【００２０】
図５は、実施例に係るマイコン２１８から出力される各信号の波形を示す図である。現像生成信号４４０は、１.８ｋＨｚのパルスであり、そのデューティーは３３％ないし５０％の間で設定される。ＰＷＭ信号４４１は、１２ｋＨｚのパルスであり、そのデューティーは１０％に固定されている。駆動信号４４２は、１２ｋＨｚのパルスであり、そのデューティーは、０ないし１００％の間で設定される。これらの各信号は、光通信回路２１９が備える対応する発光素子４４３、４４４、４４５により光信号に変換され、プロセスカートリッジ１２０に向けて送信される。
【００２１】
図６は、実施例に係るプロセスカートリッジ１２０に設けられる制御基板１２５の一例を示す回路図である。とりわけ、図６には、光通信回路２３３と高圧回路２３２が中心に示されている。
【００２２】
光通信回路２３３に設けられた受光素子６４６、６４７、６４８は、本体側に設けられた対応する発光素子４４３、４４４、４４５から送信された光信号を受信して、それぞれ電気信号に変換する。
【００２３】
変換された電気信号の１つである現像生成信号６６０は、電圧増幅部６５０で電圧増幅され、続いて電流増幅部６５１で電流増幅される。さらに、現像生成信号６６０は、ＤＣカット用のコンデンサ６５２でＤＣ成分をカットされる。その後、現像生成信号６６０は、昇圧及びＤＣ成分生成部６５３により、所定の電圧（例：ＡＣ成分で２.４ｋＶ、１.８ｋＨｚ；  ＤＣ成分で６００Ｖ）の現像高圧信号６６５に変換される。ＤＣ成分の大小は、元の現像生成信号４４０のデューティーによって制御される。
【００２４】
帯電出力決定用のＰＷＭ信号６６１は、ＤＣ変換部６５４によりＤＣ変換され、続いて増幅部６５５により増幅される。さらに、電圧制御部６５６は、このＰＷＭ信号６６１に基づいて、昇圧制御部６５７の基準電圧を決定する。同様に、帯電出力決定用の駆動信号６６２は、スイッチング部６５８を駆動し、昇圧制御部６５７の入力に必要となるＡＣパルスを生成する。昇圧制御部６５７は、ＡＣパルスを受け昇圧整流し、例えば１２００ＶのＤＣ帯電信号６６６を生成する。ＤＣ帯電信号６６６のＤＣ電圧値は、元の駆動信号４４２のデューティーに基づいて制御される。
【００２５】
本発明によれば、プロセスカートリッジに接点を設けることに起因する種々の問題が緩和される。例えば、従来はプロセスカートリッジの外部に設けられていた電源装置や高圧回路を、プロセスカートリッジ１２０の内部に設けることで、高圧接点の数を従来よりも削減できる。また、高圧接点のための金属部材やコネクタが不要となるため、他の部品の配置に関する自由度がますことになろう。
【００２６】
電源装置は、バッテリーなどでもよいが、画像形成装置１００に設けられた駆動手段としてのメインモータ１１５により駆動されて発電する発電機１２６を含むことがより好ましい。バッテリーは、充電されるか、交換される必要があるため、取り扱いに関して面倒だからである。
【００２７】
また、画像形成装置の本体側に設けられた第１通信回路である光通信回路２１９と、プロセスカートリッジ側に設けられ、高圧回路を制御するための制御信号を非接触通信により受信する第２通信回路である光通信回路２３３を設ければ、通信接点も削減できる。これにより、通信接点に関する接続の不安定性も緩和できる。また、通信接点のための金属部材やコネクタが不要となるため、他の部品の配置に関する自由度がますことになろう。
【００２８】
なお、光通信回路２１９や光通信回路２３３は、接点を使用しないで通信を行えればよいため、例えば、無線通信回路であってもよい。さらに、無線通信回路は、赤外線通信回路であってもよいことはいうまでもない。なお、外来の電磁波ノイズへの耐性からは、無線通信回路よりも光通信回路のほうが好ましいだろう。
【００２９】
［実施例２］
実施例１は、高圧回路２３２とその電源装置をプロセスカートリッジ１２０上に配置し、さらに非接触通信を行うことにより接点を削減する発明であった。
【００３０】
ところで、プロセスカートリッジ１２０の制御基板１２５にマイコンと記憶回路（例：不揮発メモリ）を搭載することも考えられる。この場合、本体側のエンジンコントローラ１１６は、当該マイコンと通信したり、不揮発メモリから必要な情報を読み出したりする必要がある。しかしながら、従来技術のように通信用接点を設けたのでは、接続性の不安定性の問題が生じる。また、他の部品の配置に制約が生じてしまう。
【００３１】
そこで、実施例２として、プロセスカートリッジ１２０側に設けられたマイコンや記憶回路などと通信するための接点を削減する発明について説明する。
【００３２】
図７は、実施例に係る動作原理を説明するための図である。なお、実施例１と共通する事項には同一の参照符号を付すことで、説明の重複を避けることにする。
【００３３】
実施例１と比較して異なる部分を中心に説明する。まず、光通信回路７１９、７３３は、非接触で双方向通信を実行する通信回路である。また、制御基板１２５上には、制御回路７３４が設けられている。
【００３４】
図８は、実施例に係るエンジンコントローラ１１６に内蔵されるマイコン２１８周辺の回路図である。とりわけ、光通信回路７１９は、上述した発光素子４４５に代えて受光素子８４５を採用している。なお、上述した発光素子４４５に加えて、受光素子８４５が採用されてもよい。
【００３５】
図９は、実施例に係るプロセスカートリッジ１２０に設けられる制御基板１２５の一例を示す回路図である。とりわけ、図９には、光通信回路７３３と高圧回路２３２が中心に示されている。
【００３６】
とりわけ、光通信回路７３３は、上述の受光素子６４８に代えて発光素子９４８を採用している。このように、光通信回路７３３と光通信回路７１９は、非接触で双方向通信を実行できる。なお、上述の受光素子６４８に加えて、発光素子９４８が採用されてもよい。
【００３７】
制御回路７３４は、マイコン９７０を具備している。すなわち、マイコン９７０は、光通信回路７３３を介して受信した信号に基づいて、高圧回路２３２を制御する。また、制御回路７３４は、記憶回路の一例である不揮発メモリ９７１も具備している。マイコン９７０は、不揮発メモリ９７１から情報を読み出して、光通信回路７３３を介してエンジンコントローラ１１６へ送信する。このように、エンジンコントローラ１１６は、光通信回路７１９を介して、不揮発メモリ９７１に記憶されている情報を読み出すことができる。
【００３８】
以上説明したように、実施例２よれば、プロセスカートリッジ１２０側に設けられた記憶回路の情報を、第２通信回路である光通信回路７１９は、第１通信回路である光通信回路７３３を介して読み出すことができる。よって、プロセスカートリッジ１２０側に記憶回路が設けられる画像形成装置においても、記憶回路に関連する接点を削減できる。
【００３９】
なお、光通信回路７１９や光通信回路７３３は、接点を使用しないで通信を行えればよいため、例えば、無線通信回路であってもよい。さらに、無線通信回路は、赤外線通信回路であってもよいことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施例に係る画像形成装置１００の概略断面図である。
【図２】実施例に係る動作原理を説明するための図である。
【図３】実施例に係る電源回路の一例を示す図である。
【図４】実施例に係るエンジンコントローラ１１６に内蔵されるマイコン２１８周辺の回路図である。
【図５】実施例に係るマイコン２１８から出力される各信号の波形を示す図である。
【図６】実施例に係るプロセスカートリッジ１２０に設けられる制御基板１２５の一例を示す回路図である。
【図７】実施例に係る動作原理を説明するための図である。
【図８】実施例に係るエンジンコントローラ１１６に内蔵されるマイコン２１８周辺の回路図である。
【図９】実施例に係るプロセスカートリッジ１２０に設けられる制御基板１２５の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０１‥‥記録紙
１０３‥‥給紙ローラ
１０４、１０５‥‥搬送ローラ
１０８‥‥転写ローラ
１１０‥‥スキャナユニット
１１１‥‥定着器
１１３‥‥排紙ローラ
１１５‥‥メインモータ
１１６‥‥エンジンコントローラ
１２０‥‥プロセスカートリッジ
１２５‥‥制御基板
１２６‥‥発電機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008122717.tif 000008
【図７】
2008122717.tif 000009
【図８】
2008122717.tif 000010
【図９】
2008122717.tif 000011