| 【発明の名称】 |
カートリッジおよび画像形成装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】君塚 純一
【氏名】藤井 健一
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| 【要約】 |
【課題】カートリッジに搭載されたメモリユニットを静電気放電から保護する。
【解決手段】カートリッジ３の廃トナー容器３ｍを形成するケース８０の内側にメモリユニット２１を貼り付けると共に、その外側を防護壁８１で覆う。これにより、ユーザがカートリッジ３を手でつかんでもメモリユニット２１に接触することがなく、静電気放電から守ることができる。更に、トナーに起因する不具合の発生を防止できる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 画像形成装置本体に着脱可能なカートリッジにおいて、前記画像形成装置本体側と非接触状態で通信可能なメモリユニットを有し、該メモリユニットは外部に対して非露出状態にて取り付けられることを特徴とするカートリッジ。
【請求項２】 前記メモリユニットは前記カートリッジの枠体内部に取り付けられることを特徴とする請求項１のカートリッジ。
【請求項３】 トナーを収容するためのトナー容器を有し、前記メモリユニットは、前記トナー容器の内部に取り付けられ、かつ、隔離部材によりトナーから隔離されることを特徴とする請求項１のカートリッジ。
【請求項４】 前記メモリユニットは、前記カートリッジの枠体外部に設けられた凹部内に収容され、さらに充填剤によって覆われてなることを特徴とする請求項１のカートリッジ。
【請求項５】 前記メモリユニットは、不揮発性メモリ本体と、通信手段とを有することを特徴とする請求項１から４のいずれかのカートリッジ。
【請求項６】 前記カートリッジの枠体は、非磁性、かつ非導電性の材料で構成されることを特徴とする請求項２から５のいずれかのカートリッジ。
【請求項７】 前記充填剤は、非磁性、かつ非導電性の材料で構成されることを特徴とする請求項４から６のいずれかのカートリッジ。
【請求項８】 カートリッジが着脱可能な画像形成装置において、前記カートリッジには、画像形成装置本体に設けられた通信ユニットと非接触状態で通信可能なメモリユニットが設けられ、前記メモリユニットは外部に対して非露出状態で取り付けられることを特徴とする画像形成装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタや複写機、ファクシミリ等の画像形成装置および該画像形成装置本体に着脱可能なカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、複写機やプリンタ等の画質向上や交換ユニットの寿命の正確な管理等を目的として交換ユニットに記憶手段としての半導体メモリを取付けた技術が種々提案されている。例えば特開平８−１６０６８０号公報には半導体メモリを電子写真式プリンタに着脱自在なプロセスカートリッジに取付けることが記載されている。
【０００３】上記公報にて開示されたプロセスカートリッジは、感光体ドラム、帯電器、現像器、およびクリーナを一体化して、電子写真方式の画像形成装置に容易に着脱可能としたものである。また、上記プロセスカートリッジの記憶手段は、半導体の不揮発性メモリである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記プリンタでは、不揮発性メモリと画像形成装置本体との接続はコネクタによって行われていた。
【０００５】しかしながら、メモリへの信号は微弱であり、そのためコネクタのわずかな接触不良でも誤動作の原因になることがわかった。
【０００６】そこで、画像形成装置本体とプロセスカートリッジ側のメモリを電磁的結合手段により接続する構成として、機械的には非接触で、その電磁的結合手段を介して双方向の通信を行うことにより、コネクタの接触不良を回避することが提案された。
【０００７】このように、電磁的結合手段を介して双方向通信を行う場合、画像形成装置本体側に通信ユニットを設け、プロセスカートリッジ側にワイヤレス通信手段を含むメモリユニットを設けている。
【０００８】しかし、このメモリユニットが静電気放電にさらされると、これらを構成する半導体などの素子が破壊されることがあった。
【０００９】また、上述の従来例では、現像剤であるトナーが磁性を帯びている場合、このトナーがメモリユニットのアンテナ（通信手段）に近づくと、アンテナの共振点がずれて通信ができなくなる問題があった。また、導電性トナーが使われることもあり、この場合も同様の問題がある。更に、トナーの化学成分がメモリや通信用ＩＣのパッケージを溶かすこともある。
【００１０】なお、上記説明においては、カートリッジとしてプロセスカートリッジの場合について説明したが、現像剤を収容する現像容器と、現像剤を感光体ドラムに担持搬送する現像手段としての現像ローラとを一体的に有し、画像形成装置本体に対して着脱可能に装着される現像カートリッジについても、上記と同様の問題がある。ここで、カートリッジは、プロセスカートリッジおよび現像カートリッジを含むものとする。
【００１１】従って、本発明の主な目的は、メモリユニットを静電気放電から防ぐことのできるカートリッジおよび画像形成装置を提供することである。
【００１２】本発明の他の目的は、現像剤に起因するメモリユニットの通信手段における共振点のずれを防止し、かつ、現像剤の化学成分による腐蝕からメモリユニットを保護することのできるカートリッジおよび画像形成装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係るカートリッジおよび画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、画像形成装置本体に着脱可能なカートリッジにおいて、前記画像形成装置本体と非接触状態で通信可能なメモリユニットを有し、該メモリユニットは外部に対して非露出状態にて取り付けられることを特徴とするカートリッジである。
【００１４】本発明による一実施態様によれば、前記メモリユニットは前記カートリッジの枠体内部に取り付けられることが好ましい。また、トナーを収容するためのトナー容器を有し、前記メモリユニットは、前記トナー容器の内部に取り付けられ、かつ、隔離部材により廃トナーから隔離されることが好ましい。
【００１５】本発明による他の実施態様によれば、前記メモリユニットは、前記カートリッジの枠体外部に設けられた凹部の内部に収容され、さらに充填剤によって覆われてなる。前記カートリッジの枠体および充填剤は、非磁性、かつ非導電性の材料で構成される。
【００１６】また、本発明による他の実施態様によれば、前記メモリユニットは、不揮発性メモリ本体と、通信手段とを有する。
【００１７】本発明による他の態様によれば、カートリッジが着脱可能な画像形成装置において、前記カートリッジには、画像形成装置本体に設けられた通信ユニットと非接触状態で通信可能なメモリユニットが設けられ、前記メモリユニットは外部に対して非露出状態で取り付けられることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るカートリッジおよび画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１９】実施例１本発明の第１実施例について図１〜図３により説明する。まず、図１により本実施例の画像形成装置について説明する。
【００２０】図１において、画像形成装置１には、プロセスカートリッジ３が着脱可能に装着されている。着脱可能なユニットであるプロセスカートリッジ３は、像担持体である感光ドラム３ａ、感光ドラム３ａの表面を一様に帯電する帯電手段である帯電ローラ３ｂ、感光ドラム３ａ上に形成された静電潜像をトナー像として可視像化するための現像手段である現像ローラ３ｃ、トナーを貯えるためのトナー容器３ｅ、および感光ドラム３ａ上の余剰トナーを回収するクリーニング手段としてのクリーナ３ｄから一体的に構成されている。
【００２１】図２により更にプロセスカートリッジ３について説明する。
【００２２】トナー容器３ｅ内には、トナーを攪拌し、現像ローラ３ｃなどを収容する現像室３ｆに送るための攪拌棒３ｇが設けられ、また、現像室３ｆ内には、上記現像ローラ３ｃおよび現像ローラ３ｃ上のトナー層厚を規制するドクターブレード３ｈが配置されている。現像ローラ３ｃはマグネットが内包し、感光ドラム３ａに対して微小な隙間を保持しながら当接される。
【００２３】トナー容器３ｅと現像室３ｆとを区画するプラスチックの壁部３ｈ下端には、ピアノ線のような強度のある鋼線で作られたトナー検出アンテナ３ｊが現像ローラ３ｃと平行に取り付けられており、現像ローラ３ｃに印加される現像バイアスＡＣ電圧がトナーを介してアンテナ３ｊに誘導する電圧を検知することで現像室３ｆ内のトナー量を検知する。
【００２４】クリーナ３ｄは、転写後に感光ドラム３ｃ上に残留したトナーを除去するブレード３ｋを有し、ブレード３ｋに除去したトナーを廃トナー容器３ｍ内に貯蔵する。
【００２５】プロセスカートリッジ３の装着方向先端における枠体８０の内側、つまり、廃トナー容器３ｍの内側には半導体の記憶手段であるメモリユニット２１が取り付けられている。装置本体のメモリユニット２１と対向する位置には取付部材８ａが支持されており、この取付部材８ａに本体側の通信ユニット２２が取り付けられる。
【００２６】プロセスカートリッジ３の側方には、画像書き込み手段であるレーザスキャナユニット１４が設けられ、入力された画像信号に基づいて変調されたレーザ光９により感光ドラム３ａを走査露光する。
【００２７】感光ドラム３ａの下面に対向して、給紙カセット２から給紙ローラ１２によりピックアップされ、さらにレジストローラ２４により転写タイミングがとられた記録紙Ｐに、現像された画像を転写するための転写手段である転写ローラ４が配置されている。
【００２８】記録材Ｐの搬送方向において、転写ローラ４の下流には、記録材Ｐに転写されたトナー像を熱加圧定着させるための定着器５が設けられている。定着器５の下流には、記録材Ｐを機外に排紙するための用紙搬送ローラ６、および排紙ローラ７が配設されている。
【００２９】以下、上記構成の画像形成装置における画像形成プロセスについて説明する。
【００３０】感光ドラム３ａの表面を帯電ローラ３ｂにより帯電させ、レーザスキャナユニット１４により走査して感光ドラム３ａの表面に潜像を形成する。この潜像を現像ローラ３ｃで現像してトナー像を形成する。
【００３１】一方、給紙カセット２内の記録材Ｐは給紙ローラ１２によりピックアップされ、レジストローラ対２４に給紙され、タイミングをとられて転写位置に送られる。
【００３２】この転写位置で感光ドラム３ａ上のトナー像は転写ローラ４の作用により記録材Ｐに転写される。トナー像が転写された記録材Ｐは定着器５に搬送され、熱加圧されることにより定着される。その後、記録材Ｐは排紙ローラ７により画像形成装置本体１の外に排出され、トレイ８に積載される。
【００３３】図３は、本実施例の画像形成装置における制御系を示すブロック図である。
【００３４】図３において、画像形成制御回路２３はメインモータ２５、スキャナモータ１５、給紙クラッチ１６、レジストクラッチ１７、高圧ユニット１８、定着器ヒータ駆動回路１９などを制御し、画像形成装置１が画像形成するための制御を行っている。
【００３５】そのため画像形成制御回路２３は、ワンチップのマイクロコンピュータで構成されるＣＰＵ１３やドライブ回路２６を搭載し、ドライブ回路２６は、感光ドラム３ａや給紙ローラ１２、レジストローラ２４、その他のローラや定着器５などを駆動するメインモータ２５、レーザスキャナユニット１４に含まれるスキャナモータ１５、給紙ローラ１２を制御する給紙クラッチ１６、レジストローラ２５の駆動を制御するレジストクラッチ１７、帯電ローラ３ｂや現像ローラ３ｃ、転写ローラ４に高電圧を供給する高圧ユニット（ＨＶＴ）１８、定着器５の中のヒータを駆動する定着器ヒータ駆動回路１９を備えている。
【００３６】高圧ユニット１８は感光ドラム３ａの帯電用、現像用、転写用の３種の高圧電源がある。
【００３７】帯電用の高圧電源は高圧交流（ＨＶＡＣ）２７と高圧直流（ＨＶＤＣ）２８の出力を重畳させたもので、その出力端子２９から帯電ローラ３ｂに出力する。転写用は高圧直流プラス（ＨＶＴＲ＋）３０と高圧直流マイナス（ＨＶＴＲ−）３１の切替出力になっており、この出力は端子３２から転写ローラ４へ出力される。現像用は高圧交流（ＤＢＡＣ）３３と高圧直流（ＤＢＤＣ）３４の重畳になっており、端子３５から現像ローラ３ｃへ出力される。
【００３８】プロセスカートリッジ３に取り付けられたメモリユニット２１は、感光ドラム３ａの使用時間などを記憶させ、感光ドラム３ａの寿命判定などに用いられる。
【００３９】通信ユニット２２はメモリユニット２１と非接触にて通信を行うための、ＩＣにコイル等を取り付けたものである。
【００４０】本体側通信ユニット２２について、更に詳細に説明する。
【００４１】通信ユニット２２は、通信を行うための変調、復調回路を含むＩＣ４０を具備し、ＩＣ４０は、ＣＰＵ１３とのシリアル信号インターフェース部４１を含み、該インターフェース部４１は、チップセレクト信号の入力端子であるＣＳ端子、シリアルクロックの入力端子であるＳＫ端子、シリアル信号出力端子であるＤＯ端子、およびシリアル信号の入力のための端子であるＤＩ端子を備えている。
【００４２】シリアル信号はメモリのアドレス指定、リード・ライトの指定、およびメモリに記憶するデータおよびメモリから読み出したデータを時系列で同じ信号ラインにのせる。
【００４３】更に、エンコーダ４２、プロトコルコントローラ４３、デコーダ４４、送信用の変調器４５、および受信用の復調器４６を備えている。
【００４４】ＣＰＵ１３からのシリアル信号はプロトコルコントローラ４３で通信に適したプロトコルに変換されてエンコーダ４２にロードされ、送信変調器４５から高周波信号として出力される。受信されたデータは復調器４６で高周波からベースバンドの信号に復調され、デコーダ４４でＣＰＵ１３に適合するシリアル信号にデコードされ、インターフェース部４１からＣＰＵ１３へ送られる。
【００４５】通信ユニット２２は、高周波信号を電磁波として送受するための、アンテナであるコイル４７とコンデンサ４８からなるタンク回路を備えている。
【００４６】通信ユニット２２は、図４に示されるように、扁平なモールドケース２２ａ中に密閉された構成とされている。
【００４７】つぎに、再度図３により、メモリユニット２１の回路について説明する。
【００４８】メモリユニット２１はまず高周波信号を送受するため第１アンテナであるコイル４９とコンデンサ５０で構成されるタンク回路を備えている。
【００４９】このタンク回路には整流回路５１、送信変調回路５２、復調器５３が接続される。整流回路５１の出力は電源回路６０に接続され、記憶手段である不揮発性メモリ５８に電源を供給する。さらに、デコーダ５４、プロトコルコントローラ５５、エンコーダ５６、メモリインターフェース回路５７、およびＥＥＰＲＯＭや強誘電体メモリなどの不揮発性メモリ５８で構成される。
【００５０】復調器５３で高周波からベースバンド信号に復調されると、デコーダ５４でプロトコルコントローラ５５の制御にしたがってメモリ５８に送るのに適した信号に変換される。
【００５１】そしてメモリインターフェース回路５７でアドレスとデータに分けられて、かつリードライトのコマンドにしたがってメモリ５８と読み出し書き込み動作が実行される。
【００５２】メモリ５８から読み出されたデータはメモリインターフェース５７からエンコーダ５６に送られて通信に適したプロトコルに変換され、送信変調器５２からタンク回路に送られる。
【００５３】このメモリユニット２１は、図４に示すように、変調復調器とメモリを一体化したＩＣ５９、コイル４９、およびコンデンサ５０を扁平なモールドケース２１ａに密閉した構成とされている。
【００５４】次に、本発明の特徴部分であるメモリユニット２１の取付構造について再度図２により説明する。
【００５５】本実施例のメモリユニット２１は、廃トナー容器３ｍを形成する枠体としてのケース８０の内側に貼り付けられる。ケース８０はプロセスカートリッジ３の外壁の一部であり、絶縁性プラスチックで構成されている。つまり、非磁性かつ非導電性の材料で構成される。メモリユニット２１を外部に対して非接触状態で取り付けることにより、メモリユニット２１を静電気放電から保護することができる。
【００５６】更に説明すると、モリユニット２１はそれ自体一応モールドで囲われているが、その厚みが薄かったり、隙間があると帯電した人体から放電する静電気放電電流によりＩＣ５９が破壊される。また、カートリッジ３はユーザがかならず手で持つものであり、メモリユニット２１がカートリッジ３のケースの外側にあると静電気放電から保護することが難しい。静電気放電から保護するためには、メモリユニット２１のモールドの厚みを十分に確保する必要があり、その場合、メモリユニット２１が大型になりコストが高くなってしまう。
【００５７】しかしながら、本実施例のように、メモリユニット２１をケース８０の内側に装着することにより、メモリユニット２１はケース８０によって静電気放電から守られるので、メモリユニット２１としてはモールドがほとんど不要となり、薄いプリント基板上にコイルパターンを設けＩＣ５９やコンデンサ５０を載せたものをケース８０の壁面に貼り付けるだけでもよい。
【００５８】また、本実施例では、メモリユニット２１の周囲に斜面を有する隔離部材としての防護壁８１を設け、廃トナーがメモリユニット２１に近づくのを防ぐ構成とした。つまり、メモリユニット２１を廃トナーから隔離する構成とした。
【００５９】これは、トナーが磁性を有しており、そのため廃トナー容器２ｍに廃トナーが充満してくると廃トナーの磁性によりアンテナコイル４９のインダクタンスが変化し、コンデンサ５０との共振周波数が変化して本体側通信ユニット２２からの電磁波を受信する効率が非常に低下してしまうのを防ぐためである。
【００６０】また、トナーはプラスチックの種類によっては溶かす場合があり、あるいは、メモリユニット２１をプリント基板上に作ったときは電極が腐蝕される場合もあるが、本実施例の防護壁８１により、トナーがメモリユニット２１に接近することがないので、上記のような問題の発生を未然に防止することができる。
【００６１】上記のように、防護壁８１が斜面を形成しているのは、トナーがそのエッジ部に滞留するのを防ぎ、トナーの流動性を良くするためのものである。
【００６２】なお、カートリッジ３のケース８０の内側で廃トナーが近づかない場所にメモリユニット２１を配置できればこの防護壁８１を不要することもできる。
【００６３】実施例２つぎに、本発明の第２実施例について図５により説明する。図５は、廃トナー容器３ｍのケース８０の断面の一部を示すしている。
【００６４】第１実施例のように、カートリッジ５の内側にメモリユニット２１を収めることは静電気放電からの保護に有効であるが、組立て時に廃トナー容器３ｍのケース８０の内側にあらかじめメモリユニット２１を取り付けるのは作業性が良くない。そこで、本実施例では、メモリユニット２１の取り付け作業性の改善を図ったものである。
【００６５】本実施例では、図５に示すように、ケース８０の外側における本体側通信ユニット２２との対向部に図中下方に開口部を有する凹部すなわち窪み８０ａを設け、その窪み８０ａの中にメモリユニット２１を収める構成とした。この場合、窪み８０ａを形成する外側壁８２は静電気放電からメモリユニット２１を守るために機能し、内側壁８３は廃トナーがメモリユニット２１に近づくことを防止するために機能する。
【００６６】更に、外側壁８２の沿面距離が不足して静電気がメモリユニット２１に到達する場合は、メモリユニット２１を覆うように充填剤８４を窪み８０ａにつめることにより、静電気放電からメモリユニット２１を保護することができる。なお、充填剤８４は非磁性、かつ非導電性の材料で構成されている。
【００６７】なお、本実施例では、窪み８０ａの形状を図中下方に開口部を有する構成としたが、これに限定されることはなく、メモリユニット２１を静電気放電から保護でき、かつ取り付け作業性が改善される構成であればよい。
【００６８】例えば、図６に示すように、窪み８０ｂを図中左方向に全体的に開放された形状とし、その底部にメモリユニット２１を取り付け、さらにメモリユニット２１を充填剤８４により全体的に覆うような構成としてもよく、取り付け作業性は明らかに改善される。
【００６９】上記実施例では、本発明を、メモリユニット２１を廃トナー容器３ｍの内部あるいは外部に取り付ける構成について説明したが、これに限定されるものではなく、メモリユニット２１をトナー容器３ｅの内部あるいは外部に取り付ける構成に適用してもよい。つまり、カートリッジ３の枠体内部あるいは外部にとりつける構成に適用することができる。
【００７０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明のカートリッジおよび画像形成装置によれば、カートリッジが画像形成装置本体側と非接触状態で通信可能なメモリユニットを有し、該メモリユニットを外部に対して非露出状態にて取り付けることにより、メモリユニットを静電気放電から防ぐことができ、また、メモリユニットの通信手段の共振点のずれを防止し、かつ、現像剤の化学成分による腐蝕からメモリユニットを保護することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１００７
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年４月１９日（２０００．４．１９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７５６３８
【弁理士】
【氏名又は名称】倉橋 暎
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| 【公開番号】 |
特開２００１−３０５９３５（Ｐ２００１−３０５９３５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１１月２日（２００１．１１．２） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１１７８５１（Ｐ２０００−１１７８５１） |
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