JP2001305935A - カートリッジおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【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。

Description

【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３
ｃ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３
ｆ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１
６、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２
５、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１
６、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（Ｄ
ＢＤＣ）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、Ｃ
ＰＵ１３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５
４、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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す概
略構成図である。

【図２】プロセスカートリッジおよびメモリユニットの
取付構成を示す拡大図である。

【図３】図１の画像形成装置の制御回路のブロック図で
ある。

【図４】通信ユニットとメモリユニットの一実施例を示
す斜視図である。

【図５】メモリユニットの取付構成に係る他の実施例を
示す要部断面図である。

【図６】メモリユニットの取付構成に係る他の実施例を
示す要部断面図である。

【符号の説明】

１ 画像形成装置 ３ プロセスカートリッジ（カートリッジ） ３ｍ 廃トナー容器 ２１ メモリユニット ２２ 通信ユニット ８０ ケース（枠体） ８１ 防護壁（隔離部材）

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。
6. 【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。
7. 【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。
8. 【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。