(57)【要約】【課題】製造コストの上昇を防ぐと共に、正規のプロセスカートリッジのみを使用可能にすること。【解決手段】画像形成装置１００は、後方から現像剤攪拌部材３０６に押圧されて回転し、上死点を超えた際に筐体３０２に収容された現像剤の上面まで自由落下する回転部材３０９と、回転軸部３０５の回転軸方向に沿って回転部材３０９に設けられた複数の保持部３２１ａ、３２１ｂの中から選択された位置に取り付けられた磁性体３２０と、を備えるプロセスカートリッジ１０２と、回転部材３０９の下方であって、画像形成装置１００の奥行き方向に沿って設けられた複数の支持部２０１の中から選択された位置に取り付けられ、磁性体３２０の磁界の強度を検出する磁気センサー２０３を備える本体部１０１と、を有する。【選択図】図４
2016142949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を用いて記録材に画像を形成する画像形成装置であって、
前記現像剤を収容する筐体と、前記筐体に回転可能に支持される回転軸部と、前記回転軸部に取り付けられ、前記筐体に収容された前記現像剤を回転しながら攪拌する攪拌部材と、前記回転軸部に遊嵌され、前記攪拌部材の回転方向に対して後方から前記攪拌部材に押圧されて回転すると共に、上死点を超えた際に前記筐体に収容された前記現像剤の上面まで自由落下する回転部材と、前記回転部材に設けられる磁性体と、を備えるカートリッジと、
前記回転部材の下方に設けられ、前記磁性体の磁界の強度を検出する磁気センサーと、
前記磁気センサーを実装した基板が取り付けられ、前記カートリッジを着脱自在に保持する本体部と、
を有し、
前記回転部材には、前記回転軸部の回転軸方向に沿って複数の保持部が形成され、
前記磁性体は、前記複数の保持部の少なくとも１箇所以上に保持され、
前記本体部には、前記回転軸部の回転軸方向に沿って複数の支持部が形成され、
前記磁気センサーを実装した基板は、前記複数の支持部のいずれかに取り付けられる、
画像形成装置。
【請求項２】
前記磁気センサーは、前記磁性体の磁界の強度が、所定のレベル以上の時にＯＮ信号を出力し、前記所定レベル未満の時にＯＦＦ信号を出力し、
前記ＯＮ信号の長さが所定の第１閾値を越えた場合、及び、回転動作中の規定時間内に前記ＯＮ信号が検出できない場合に、所定のメッセージを表示部に表示させる制御部を更に具備する、
請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記カートリッジが交換されてから、前記磁気センサーがＯＮ信号を出力するまで、前記画像形成装置の起動を禁止する、
請求項２記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤を用いて記録材に画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、プリンタ又はファクシミリ等の画像形成装置としては、感光体及び感光体に作用するプロセス手段を一体化したプロセスカートリッジを、画像形成装置の本体部に着脱自在に装着するものが知られている。かかるプロセスカートリッジは、トナー等の現像剤を充填した現像剤容器と、現像剤容器から供給される現像剤を用いて感光体等により記録材に画像を形成する画像形成部と、を備えている。プロセスカートリッジを備える画像形成装置は、現像剤容器に充填されている現像剤が無くなった場合等にプロセスカートリッジごと交換可能であり、交換メンテナンス性を向上させることができる。
【０００３】
特許文献１は、充填されているトナーの色が異なるプロセスカートリッジを、所定の位置に挿入することにより、画質及び色調が最も良い画像を出力可能にする画像形成装置を開示する。特許文献１の画像形成装置は、プロセスカートリッジに非互換キーを設けると共に画像形成装置の本体部に非互換レールを設け、非互換キーと非互換レールとを凹凸係合することにより、正規のプロセスカートリッジのみを挿入可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−８４５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１においては、非互換キーを削る等、プロセスカートリッジに簡単な改造を加えると、本来装置に適合しない類似のプロセスカートリッジ（以下、「非正規カートリッジ」という）を挿入して画像形成装置を使用することができてしまうという課題を有する。また、画像形成装置に対して、正規のプロセスカートリッジのみを使用可能にするために新たな機構又はシステムを追加すると、部品点数又は組立工数等が増加して製造コストの上昇を招くという課題を有する。
【０００６】
本発明の目的は、新たな機構又はシステムを追加することなく、正規のプロセスカートリッジのみを使用可能にすることができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る画像形成装置は、現像剤を用いて記録材に画像を形成する画像形成装置であって、前記現像剤を収容する筐体と、前記筐体に回転可能に支持される回転軸部と、前記回転軸部に取り付けられ、前記筐体に収容された前記現像剤を回転しながら攪拌する攪拌部材と、前記回転軸部に遊嵌され、前記攪拌部材の回転方向に対して後方から前記攪拌部材に押圧されて回転すると共に、上死点を超えた際に前記筐体に収容された前記現像剤の上面まで自由落下する回転部材と、前記回転部材に設けられる磁性体と、を備えるカートリッジと、前記回転部材の下方に設けられ、前記磁性体の磁界の強度を検出する磁気センサーと、前記磁気センサーを実装した基板が取り付けられ、前記カートリッジを着脱自在に保持する本体部と、を有し、前記回転部材には、前記回転軸部の回転軸方向に沿って複数の保持部が形成され、前記磁性体は、前記複数の保持部の少なくとも１箇所以上に保持され、前記本体部には、前記回転軸部の回転軸方向に沿って複数の支持部が形成され、前記磁気センサーを実装した基板は、前記複数の支持部のいずれかに取り付けられる、構成を採る。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、現像剤の残量を検出するための部材を用いて、装着されたプロセスカートリッジが正規なものであるか否かを検出することができるので、製造コストの上昇を防ぐことができると共に、正規のプロセスカートリッジのみを使用可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の要部の斜視図
【図２】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の断面図
【図３】本発明の実施の形態における現像剤攪拌部材及び回転部材の斜視図
【図４】本発明の実施の形態における本体部、現像剤攪拌部材及び回転部材の斜視図（正規のプロセスカートリッジを挿入した場合の例）
【図５】本発明の実施の形態における本体部、現像剤攪拌部材及び回転部材の斜視図（非正規のプロセスカートリッジを挿入した場合の例）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を適宜参照して、本発明の一実施の形態につき、詳細に説明する。
【００１１】
＜画像形成装置の構成＞
本発明の一実施の形態に係る画像形成装置１００の構成につき、図１から図５を参照しながら、以下に詳細に説明する。
【００１２】
画像形成装置１００は、本体部１０１及びプロセスカートリッジ１０２を有している。本体部１０１は、プロセスカートリッジ１０２が着脱自在に装着される。プロセスカートリッジ１０２は、感光体及び感光体に作用するプロセス手段を一体化したものである。
【００１３】
＜本体部の構成＞
本発明の実施の形態における本体部１０１の構成につき、図１から図５を参照しながら、以下に詳細に説明する。なお、図２において、現像剤容器３０１に充填される現像剤及び現像剤収容部３０２ｂ、３０２ｃに収容される現像剤の記載を省略している。
【００１４】
本体部１０１は、支持部２０１と、基板２０２と、磁気センサー２０３と、を有している。
【００１５】
支持部２０１は、本体部１０１の筐体の一部であり、その上端に基板２０２を取付可能な構成となっている。支持部２０１は、画像形成装置１００の奥行き方向（図４、図５参照）に複数設けられる。なお、画像形成装置１００にプロセスカートリッジ１０２が装着された際、画像形成装置１００の奥行き方向は、後述する回転軸部３０５の軸方向と同一の方向となる。
【００１６】
基板２０２は、いずれかの支持部２０１の上端に、溶接により固定される。基板２０２には、磁気センサー２０３を含む種々の電子回路が実装される。基板２０２が取り付けられる支持部２０１は、画像形成装置１００の機種、仕様、ブランド若しくは仕向け地等によって適宜決められる。
【００１７】
磁気センサー２０３は、典型的にはホール素子であり、基板２０２に実装される。磁気センサー２０３は、後述する回転部材３０９が設けられる現像剤収容部３０２ｂの下方に設けられ、回転部材３０９に設けられた磁性体３２０による磁界の強度を検出する。そして、磁気センサー２０３は、その磁界の強度が所定のレベル以上になると高電位の信号（ＯＮ信号）を出力する。一方、磁気センサー２０３は、その磁界の強度が所定のレベル未満の場合には低電位の信号（ＯＦＦ信号）を出力する。
【００１８】
＜プロセスカートリッジの構成＞
本発明の実施の形態におけるプロセスカートリッジ１０２の構成につき、図１から図５を参照しながら、以下に詳細に説明する。
【００１９】
プロセスカートリッジ１０２は、現像剤容器３０１と、筐体３０２と、回転軸部３０３と、現像剤攪拌部材３０４と、回転軸部３０５と、現像剤攪拌部材３０６と、回転軸部３０７と、現像剤攪拌部材３０８と、回転部材３０９と、補給ローラ３１１と、現像ローラ３１２と、感光体３１３と、を有している。
【００２０】
現像剤容器３０１には、図示しない現像剤が充填されている。
【００２１】
筐体３０２は、現像剤容器３０１を収容する現像剤容器収納部３０２ａと、現像剤容器３０１から供給される現像剤を収容する現像剤収容部３０２ｂと、現像剤収容部３０２ｂから供給される現像剤を収容する現像剤収容部３０２ｃと、を備えている。
【００２２】
回転軸部３０３は、現像剤容器３０１に対して回転可能に支持され、図示しないモータの回転駆動力により回転する。
【００２３】
現像剤攪拌部材３０４は、現像剤容器３０１の内部において、回転軸部３０３に取り付けられ、回転軸部３０３の回転により、現像剤容器３０１に充填されている現像剤を攪拌する。
【００２４】
回転軸部３０５は、現像剤収容部３０２ｂに対して回転可能に支持され、図示しないモータの回転駆動力により回転する。
【００２５】
現像剤攪拌部材３０６は、現像剤収容部３０２ｂの内部において、回転軸部３０５に取り付けられ、回転軸部３０５の回転により、現像剤収容部３０２ｂに収容されている現像剤を攪拌する。
【００２６】
回転軸部３０７は、現像剤収容部３０２ｃに対して回転可能に支持され、図示しないモータの回転駆動力により回転する。
【００２７】
現像剤攪拌部材３０８は、現像剤収容部３０２ｃの内部において、回転軸部３０７に取り付けられ、回転軸部３０７の回転により、現像剤収容部３０２ｃに収容されている現像剤を攪拌する。
【００２８】
回転部材３０９は、回転軸部３０５に遊嵌されており、現像剤攪拌部材３０６の回転方向に対して後方より現像剤攪拌部材３０６に押圧されて回転する。回転部材３０９は、上死点を超えた際に、現像剤攪拌部材３０６とは無関係に自重により現像剤収容部３０２ｂに収容されている現像剤の上面まで自由落下する。回転部材３０９には、回転軸部３０５の軸方向（＝画像形成装置１００の奥行き方向）に沿って２つの保持部３２１ａ、保持部３２１ｂが設けられている。
【００２９】
磁性体３２０は、プロセスカートリッジ１０２の種別に応じて、保持部３２１ａ及び保持部３２１ｂのいずれか一方又は両方に保持される。
【００３０】
プロセスカートリッジ１０２の種別（現像剤の種類（色、性質））は、画像形成装置１００の機種等によって決まっている。本発明では、画像形成装置１００に応じた正規のプロセスカートリッジ１０２において、磁性体３２０の取付位置を、少なくとも保持部３２１ａあるいは保持部３２１ｂの内、基板２０２の取付位置の上方のものとする。
【００３１】
図４は、正規のプロセスカートリッジ１０２を挿入した場合を示している。この場合、磁性体３２０は、基板２０２の取付位置の上方にある保持部３２１ｂに取り付けられている。
【００３２】
図５は、非正規のプロセスカートリッジ１０２を挿入した場合を示している。この場合、磁性体３２０は、基板２０２の取付位置の上方には無い保持部３２１ａに取り付けられている。
【００３３】
補給ローラ３１１は、回転することにより、現像剤収容部３０２ｂに収容されている現像剤を現像ローラ３１２に供給する。
【００３４】
現像ローラ３１２は、負又は正電位が印加されており、補給ローラ３１１により供給された現像剤に負又は正電荷を与える。現像ローラ３１２は、回転することにより、負又は正電荷を与えた現像剤を感光体３１３に供給して現像する。
【００３５】
感光体３１３は、帯電した帯電面に対してレーザ光で走査されて静電潜像を形成し、現像ローラ３１２より供給された現像剤により静電潜像から現像剤像を形成する。感光体３１３は、搬送されてきた図示しない記録材を加圧ローラとの間で所定の温度で加圧挟持して、記録材に現像剤像を転写して画像を形成する。
【００３６】
＜画像形成装置の動作＞
本実施の形態に係る画像形成装置１００の動作につき、以下に詳細に説明する。
【００３７】
現像剤攪拌部材３０６は、モータの回転により、回転軸部３０５と共に回転し、現像剤を攪拌する。
【００３８】
回転部材３０９は、現像剤攪拌部材３０６の回転方向に対して後方より現像剤攪拌部材３０６により押圧され、上死点まで、現像剤攪拌部材３０６と一緒に回転する。回転部材３０９は、上死点を超えた際に、現像剤収容部３０２ｂに収容された現像剤の上面まで自由落下する。回転部材３０９は、自由落下した後、現像剤攪拌部材３０６が回転して回転部材３０９に追い付いた際に、現像剤攪拌部材３０６により再び後方から押圧されて現像剤収容部３０２ｂに収容されている現像剤を攪拌しながら回転する。
【００３９】
このような回転部材３０９の回転の過程において、図４に示すように、基板２０２（磁気センサー２０３）の取付位置に対応する保持部３２１ｂに磁性体３２０が保持されている場合、磁気センサー２０３は、磁性体３２０が磁気センサー２０３の検出範囲内に到達し、磁性体３２０による磁界の強度が所定のレベル以上になると、高電位の信号（ＯＮ信号）を出力する。また、磁気センサー２０３は、磁性体３２０が磁気センサー２０３の検出範囲外に離脱し、磁性体３２０による磁界の強度が所定のレベル未満になると、低電位の信号（ＯＦＦ信号）を出力する。
【００４０】
この場合、現像剤収容部３０２ｂに収容された現像剤の残量が少ないほど、磁性体３２０が磁気センサー２０３の検出範囲内に存在する期間が長くなる。
【００４１】
したがって、ＯＮ信号の検出長さを判定することにより、現像剤の残量の多少を容易に判断することができる。そこで、画像形成装置１００の制御部（図示せず）は、ＯＮ信号の検出長さが所定の第１閾値を越えた場合に、図示しない表示部に「ＣＨＥＣＫ  ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ」の文字等を表示させる。これにより、ユーザにプロセスカートリッジ１０２の交換の必要性（現像剤の残量が少ないこと）を知らせることができる。
【００４２】
一方、図５に示すように、基板２０２（磁気センサー２０３）の取付位置に対応しない保持部３２１ａに磁性体３２０が保持される場合には、磁性体３２０は、常に、磁気センサー２０３の検出範囲外に存在することになる。
【００４３】
この場合、磁気センサー２０３は、磁性体３２０による磁界の強度を所定のレベル未満でしか検出できないため、低電位の信号（ＯＦＦ信号）を継続して出力する。
【００４４】
したがって、回転動作中に規定時間内にＯＮ信号を検出できないことにより、正規のプロセスカートリッジ１０２が装着されているか否かを容易に判断することができる。そこで、画像形成装置１００の制御部は、回転動作中の規定時間内にＯＮ信号を検出できない場合に、図示しない表示部に「ＣＨＥＣＫ  ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ」の文字等を表示させる。これにより、ユーザにプロセスカートリッジ１０２の交換の必要性（非正規のプロセスカートリッジ１０２が装着されていること）を知らせることができる。また、制御部は、プロセスカートリッジ１０２が交換されてから、磁気センサー２０３が高電位の信号（ＯＮ信号）を出力するまでは、画像形成装置１００の起動を禁止する。
【００４５】
以上のように、本実施の形態によれば、画像形成装置１００の機種等に応じて、基板２０２（磁気センサー２０３）取付位置を変更し、基板２０２の取付位置に対応する位置に磁性体３２０を取り付けることにより、画像形成装置１００の機種等に応じた正規のカートリッジのみを使用可能にすることができる。
【００４６】
また、本実施の形態では、従来から現像剤の残量を検出するために用いられてきた回転部材３０９、磁性体３２０及び磁気センサー２０３により、画像形成装置１００に装着されたプロセスカートリッジ１０２の適否を検出することができるので、画像形成装置の製造コストの上昇を抑えることができる。
【００４７】
なお、プロセスカートリッジ１０２の製造者は、磁性体３２０を適宜選択して取り付ければ良いので、画像形成装置１００の機種等に応じた正規のプロセスカートリッジ１０２を容易に製造することができる。
【００４８】
一方、プロセスカートリッジ１０２には、回転部材３０９等が取り付けられた後、図示しない蓋部が接着され、回転部材３０９を取り出すことができなくなるため、第三者は、非正規のプロセスカートリッジ１０２を容易に改造することできない。
【００４９】
また、一般に、磁気センサー２０３の信頼性は高いので、本実施の形態によれば、装着されたプロセスカートリッジ１０２の適否の検出精度を向上させることができる。
【００５０】
また、本発明は、部材の種類、配置、個数等は前述の実施の形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。
【００５１】
具体的には、上記実施の形態では、磁性体３２０を保持するための２つの保持部３２１ａ、３２１ｂを設ける場合について説明したが、本発明はこれに限られず、回転部材３０９に３つ以上の保持部を回転軸部３０５の軸方向に沿って設けるようにしても良い。この場合、磁気センサー２０３の検出範囲に１つの保持部のみが含まれるようにする。これにより、画像形成装置１００の機種等に応じて３種類以上のプロセスカートリッジを製造することができる。
【００５２】
また、上記実施の形態において、検出部と被検出部のセットとして、磁気センサー２０３と磁性体３２０を用いる場合について説明したが、本発明はこれに限られず、電流センサーと電極等、他のセットを用いても良い。
【００５３】
また、上記実施の形態において、現像剤容器から現像剤収容部を介して補給ローラに現像剤を供給するようにしたが、現像剤容器を用いずに現像剤収容部に現像剤を充填して、現像剤収容部から補給ローラに現像剤を供給するようにしてもよい。
【００５４】
また、上記実施の形態において、補給ローラ、現像ローラ及び感光体を含んで一体にしたプロセスカートリッジを交換可能にしたが、補給ローラ、現像ローラ及び感光体を含まないカートリッジを交換可能にしてもよい。
【００５５】
また、上記実施の形態において、現像剤容器に現像剤攪拌部材を設けたが、現像剤容器に現像剤撹拌部材を設けなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、現像剤を用いて記録材に画像を形成する画像形成装置に用いるに好適である。
【符号の説明】
【００５７】
１００  画像形成装置
１０１  本体部
１０２  プロセスカートリッジ
２０１  支持部
２０２  基板
２０３  磁気センサー
３０１  現像剤容器
３０２  筐体
３０２ａ  現像剤容器収納部
３０２ｂ  現像剤収容部
３０３、３０５、３０７  回転軸部
３０４、３０６、３０８  現像剤攪拌部材
３０９  回転部材
３１１  補給ローラ
３１２  現像ローラ
３１３  感光体
３２０  磁性体
３２１ａ、３２１ｂ  保持部
【図１】
2016142949.tif 000003
【図２】
2016142949.tif 000004
【図３】
2016142949.tif 000005
【図４】
2016142949.tif 000006
【図５】
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