JP2003195725A - プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置 - Google Patents

プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置

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JP2003195725A JP2001399103A JP2001399103A JP2003195725A JP 2003195725 A JP2003195725 A JP 2003195725A JP 2001399103 A JP2001399103 A JP 2001399103A JP 2001399103 A JP2001399103 A JP 2001399103A JP 2003195725 A JP2003195725 A JP 2003195725A
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photosensitive drum
memory
image forming
forming apparatus
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置を大型化することなく、メモリー部材を
有するプロセスカートリッジおよび画像形成装置を提供
する。 【解決手段】 プロセスカートリッジ7に設けられたメ
モリー部材201と本体の通信ユニット202との間を
非接触通信機構とするとともに、通信部をカートリッジ
のスラスト押圧機構部の押圧部74c回りに設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を採
用する複写機やプリンタ等に使用されるプロセスカート
リッジおよびこれを用いた電子写真画像形成装置に関す
るものである。特にメモリ部材を用いたプロセスカート
リッジおよびこのプロセスカートリッジを着脱可能な電
子写真画像形成装置に関するものである。
【0002】ここで、電子写真画像形成装置とは、電子
写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するも
のである。そして、電子写真画像形成装置の例として
は、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ(例え
ば、レーザービームプリンタ、LEDプリンタ等)、フ
ァクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。
【0003】また、プロセスカートリッジとは、帯電手
段、現像手段またはクリーニング手段と電子写真感光体
ドラムとを一体的にカートリッジ化し、このカートリッ
ジを電子写真画像形成装置本体に対して着脱可能とする
ものである。および、帯電手段、現像手段、クリーニン
グ手段の少なくとも1つと電子写真感光体ドラムとを一
体的にカートリッジ化して電子写真画像形成装置本体に
着脱可能とするものである。更に、少なくとも現像手段
と電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化し
て電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものをい
う。
【0004】さらに、メモリー部材とは、前記プロセス
カートリッジに取り付けられ、プロセスカートリッジに
関する情報を記憶するものである。メモリー部材の記憶
素子としては、例えば、FeRAMあるいは強磁性体メ
モリ等の不揮発性メモリが用いられる。
【0005】
【従来の技術】電子写真画像形成装置(以下、画像形成
装置という)では、帯電手段によって一様に帯電された
像担持体である電子写真感光体に選択的な露光を行い、
像担持体表面に潜像を形成する。そして、現像手段から
供給された現像剤(トナー)によって前記潜像を顕像化
した後に記録媒体に転写し、更に像を熱や圧力などで定
着させることで記録媒体上に画像記録を行っている。
また、転写後に像担持体上に残留した現像剤は、クリー
ニングブレード等のクリーニング手段で除去され、クリ
ーニング容器内に残留現像剤(除去トナー)として収容
されるので、像担持体表面に現像剤が残留しない状態で
次の現像を行うことができる。
【0006】電子写真方式を用いた画像形成装置では、
その使用が長時間に及ぶと感光体ドラムの交換、現像剤
の補給や交換、その他(帯電器、クリーナ容器など)の
調整・清掃・交換が必要となるが、このような保守作業
は専門知識を有するサービスマン以外は事実上困難であ
った。
【0007】そこで、電子写真画像形成プロセスを用い
た画像形成装置においては、電子写真感光体及び前記電
子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にカート
リッジ化して、このカートリッジを画像形成装置本体に
着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されて
いる。このプロセスカートリッジ方式によれば、装置の
メンテナンスをサービスマンによらずユーザー自身で行
うことができるので、格段に操作性を向上させることが
出来た。そこでこのプロセスカートリッジ方式は画像形
成装置において広く用いられている。
【0008】このような電子写真画像形成装置において
は、画像形成装置本体あるいはプロセスカートリッジの
メンテナンスを容易にする手段として、以下の方法が用
いられている。
【0009】プロセスカートリッジに記憶素子(記憶手
段)を内蔵し、この記憶素子にサービス情報を登録して
おく。
【0010】プロセスカートリッジを画像形成装置本体
に装着した際に、画像形成装置本体側に設けられたコネ
クタとプロセスカートリッジ側に設けられたコネクタと
を接続させる。
【0011】コネクタを介して記憶素子の情報を画像形
成装置本体に取り込む。
【0012】画像形成装置本体ではその情報に基づい
て、プロセスカートリッジの交換時期などを判断してそ
の旨を表示する。
【0013】これにより、ユーザーに対して画像形成装
置あるいはプロセスカートリッジのメンテナンスを促す
ことができる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】プロセスカートリッジ
に設けられた記憶素子と画像形成装置本体との電気的接
続にコネクタを用いた場合、コネクタを取付けるために
プロセスカートリッジの形状が複雑化し、その結果、プ
ロセスカートリッジが大型化する傾向がある。
【0015】本発明は、上記従来の技術をさらに発展さ
せたものである。
【0016】本発明の目的は、装置を大型化することな
く、メモリー部材を有するプロセスカートリッジおよび
このプロセスカートリッジを着脱可能な電子写真画像形
成装置を提供することである。ここでメモリー部材は以
下の構成になっている。 情報を記憶するための記憶素子を有し、前記記憶素子
が記憶した情報はアンテナを介して画像形成装置本体に
伝達される。 前記メモリー部材と前記画像形成装置本体とは電気的
に非接触である。 前記メモリー部材と前記画像形成装置本体との情報伝
達は無線通信で行われる。
【0017】
【課題を解決するための手段】かかる本発明は請求項の
番号と同番号を付して示せば次の通りである。
【0018】本出願にかかる第1の発明は、電子写真画
像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにお
いて、電子写真感光体ドラムと、電子写真感光体ドラム
に作用するプロセス手段と、プロセスカートリッジに関
する情報を記憶して、電子写真画像形成装置本体側の通
信手段と通信して情報交換できるメモリー部材と、前記
電子写真感光体ドラムとプロセス手段とメモリー部材を
支持するカートリッジ枠体と、を有し、メモリー部材
は、電子写真感光体ドラムの軸線と交差する面に配置さ
れることを特徴とするプロセスカートリッジである。
【0019】本出願にかかる第2の発明は、交差する面
が電子写真感光体ドラムの軸線方向の位置決めにおける
電子写真画像形成装置本体に突き当てる突き当て面と反
対側の面であることを特徴とする第1の発明に記載のプ
ロセスカートリッジである。
【0020】本出願にかかる第3の発明は、交差する面
が電子写真感光体ドラムの軸線方向の位置決めにおい
て、突き当て面を電子写真画像形成装置本体に突き当て
るためにプロセスカートリッジを付勢する電子写真画像
形成装置本体に設けられた付勢手段と対向する位置であ
ることを特徴とする第2の発明に記載のプロセスカート
リッジである。
【0021】本出願にかかる第4の発明は、前記メモリ
ー部材は、基体と、前記基体に設けられた情報を記憶す
るための記憶素子と、前記プロセスカートリッジを前記
画像形成装置本体に装着したときに、前記記憶素子に記
憶された情報を前記画像形成装置本体に設けられた本体
アンテナに送信するための、前記基体に設けられたメモ
リーアンテナと、前記記憶素子に記憶された情報を前記
メモリーアンテナに送信するために、前記基体に設けら
れた送信部材と、前記基体および前記基体に設けられた
記憶素子、送信部材、メモリーアンテナを覆う外装部材
と、を有することを特徴とする第1から第3の発明の何
れか1つに記載のプロセスカートリッジである。
【0022】本出願にかかる第5の発明は、プロセスカ
ートリッジを着脱可能で、記録媒体に画像を形成する電
子写真画像形成装置において、電子写真感光体ドラム
と、電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段と、
プロセスカートリッジに関する情報を記憶し電子写真画
像形成装置本体側の通信手段と電気的に非接触で情報交
換できるメモリー部材と、電子写真感光体ドラムとプロ
セス手段とメモリー部材を支持するカートリッジ枠体と
を有し、メモリー部材は電子写真感光体ドラムの軸線と
交差する面に配置されるプロセスカートリッジを着脱可
能に装着するための装着手段と、記録媒体を搬送するた
めの搬送手段と、メモリーアンテナから送信されたデー
タを受信する本体アンテナと、プロセスカートリッジを
位置決めするためにプロセスカートリッジを電子写真感
光体ドラムの軸線方向に付勢する付勢手段とを有し、付
勢部材はメモリー部材と対向する位置に配置されること
を特徴とする電子写真画像形成装置である。
【0023】
【発明の実施の形態】(実施の形態1)以下に、本発明
に係る多色画像形成装置の実施の形態について図面によ
り詳しく説明する。
【0024】以下の説明において長手方向とは記録媒体
の搬送方向に直角で且つ記録媒体の表面に平行な方向を
いう。また、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの
各色の画像形成部については夫々の部材の符号は数字の
次にイエローはa、マゼンタはb、シアンはc、ブラッ
クはkを付して表す。また、各画像形成部の何れか1つ
を代表して表わす場合及び各画像形成部全体を示す場合
はa〜dを付さず数字の符号をのみを用いる。
【0025】(多色画像形成装置の全体構成)まず多色
画像形成装置の全体構成について、図1を参照して概要
説明する。なお、図1は多色画像形成装置の一態様であ
るフルカラーレーザービームプリンタの全体構成を示す
縦断面図である。
【0026】同図に示す多色画像形成装置本体(以下、
装置本体ともいう)100は、垂直方向に並設された4
個の電子写真感光体ドラム(以下、感光体ドラムとい
う)1a,1b,1c,1dを備えている。感光体ドラ
ム1は、駆動手段(不図示)によって、同図中、反時計
回りに回転駆動される。感光体ドラム1の周囲には、そ
の回転方向に従って順に、感光体ドラム1表面を均一に
帯電する一次帯電手段である帯電装置2(2a,2b,
2c,2d)、画像情報に基づいてレーザービームを照
射し感光体ドラム1上の静電潜像を形成するスキャナユ
ニット3(3a,3b,3c,3d)、静電潜像にトナ
ーを付着させてトナー像として現像する現像装置4(4
a,4b,4c,4d)、感光体ドラム1上のトナー像
を記録媒体である転写材Sに転写させる静電転写装置
5、転写後の感光体ドラム1表面に残った転写残トナー
を除去するクリーニング装置6(6a,6b,6c,6
d)等が配設されている。
【0027】ここで、感光体ドラム1と帯電装置2、現
像装置4、クリーニング装置6は一体的にカートリッジ
化されプロセスカートリッジ7を形成している(図2参
照)。
【0028】以下、感光体ドラム1から順に詳述する。
【0029】感光体ドラム1は、例えば直径30mmの
アルミシリンダの外周面に感光層を設けて構成したもの
である。感光体ドラム1は、その両端部を支持部材によ
って回転自在に支持されており、一方の端部に装置本体
100に設けた駆動モータ(不図示)からの駆動力が伝
達されることにより、反時計周りに回転駆動される。
【0030】帯電装置2としては、接触帯電方式のもの
を使用することができる。帯電部材は、ローラ状に形成
された導電性ローラであり、このローラを感光体ドラム
1表面に当接させるとともに、このローラに帯電バイア
ス電圧を印加することにより、感光体ドラム1表面を一
様に帯電させるものである。本実施の形態1においては
反転現像系を用いるので、感光体ドラム1表面はマイナ
ス極性に帯電されている。
【0031】スキャナユニット3は、図1に示すように
感光体ドラム1の略水平方向に配置され、レーザーダイ
オード(不図示)によって画像信号に対応する画像光
が、スキャナモーター(不図示)によって高速回転され
るポリゴンミラー9(9a,9b,9c,9d)に照射
される。ポリゴンミラー9に反射した画像光は、結像レ
ンズ10(10a,10b,10c,10d)を介して
帯電済みの感光体ドラム1表面を選択的に露光して静電
潜像を形成するように構成している。
【0032】図2に示すように現像装置4はそれぞれイ
エロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを
夫々収納したトナー容器41(41a,41b,41
c,41d)を有する。トナー容器41内のトナーをト
ナー送り機構42によってトナー供給ローラ43へ送り
込み、図示時計方向(矢印Z)に回転するトナー供給ロ
ーラ43および現像ローラ40の外周に圧接された現像
ブレード44によって図示時計方向(矢印Y)に回転す
る現像ローラ40の外周にトナーを塗布し、且つトナー
に電荷を付与する。
【0033】そして潜像が形成された感光体ドラム1と
対向した現像ローラ40に現像バイアスを印加すること
により、潜像に応じて感光体ドラム1上にトナー現像を
行なうものである。
【0034】図1に示すように静電転写装置5には、す
べての感光体ドラム1a,1b,1c,1dに対向し、
接するように循環移動する静電搬送ベルト11が配設さ
れる。静電搬送ベルト11には樹脂フィルムや、ゴム基
層上に樹脂層が設けられた多層フィルム状部材が用いら
れている。この静電搬送ベルト11は、駆動ローラ1
3、従動ローラ14a,14b、テンションローラ15
に張架されていて、図中左側の外周面に転写材Sを静電
吸着して上記感光体ドラム1に転写材Sを接触させるべ
く循環移動する。これにより、転写材Sは静電転写ベル
ト11により転写位置まで搬送され、感光体ドラム1上
のトナー像を転写される。
【0035】この静電転写ベルト11の内側に当接し、
4個の感光体ドラム1a,1b,1c,1dに対向した
位置に転写ローラ12(12a,12b,12c,12
d)が並設される。これら転写ローラ12には、転写時
にプラス極性のバイアスが印加されて、プラス極性の電
荷が静電転写ベルト11を介して転写材Sに付与され
る。このとき生じた電界により、感光体ドラム1に接触
中の転写材Sに、感光体ドラム1上のマイナス極性のト
ナー像が転写される。
【0036】給紙部16は、画像形成部に転写材Sを給
紙搬送するものであり、複数枚の転写材Sが給紙カセッ
ト17に収納されている。画像形成時には給紙ローラ
(半月ローラ)18、レジストローラ対19が画像形成
動作に応じて駆動回転し、給紙カセット17内の転写材
Sを1枚毎、分離給送するとともに、転写材S先端はレ
ジストローラ対19に突き当たり一旦停止し、ループを
形成した後静電転写ベルト11の回転と画像書出し位置
の同期をとって、レジストローラ対19によって静電転
写ベルト11へと給紙されていく。
【0037】定着部20は、転写材Sに転写された複数
色のトナー画像を定着させるものであり、回転する加熱
ローラ21aと、これに圧接して転写材Sに熱及び圧力
を与える加圧ローラ21bとからなる定着ローラ対21
を有する。
【0038】すなわち、感光体ドラム1上のトナー像を
転写した転写材Sは定着部20を通過する際に定着ロー
ラ対21で搬送されるとともに、定着ローラ対21によ
って熱及び圧力を与えられる。これによって複数色のト
ナー像が転写材S表面に定着される。
【0039】画像形成の動作としては、プロセスカート
リッジ7a,7b,7c,7dが、印字タイミングに合
わせて順次駆動され、その駆動タイミングに応じて感光
体ドラム1a,1b,1c,1dが、反時計回り方向に
回転駆動される。そして、各々のプロセスカートリッジ
7a,7b,7c,7dに対応するスキャナユニット3
a,3b,3c,3dが順次駆動される。この駆動によ
り、帯電ローラ2は感光体ドラム1の周面に一様な電荷
を付与し、スキャナユニット3は、その感光体ドラム1
周面に画像信号に応じて露光を行ない感光体ドラム1周
面上に静電潜像を形成する。現像装置4内の現像ローラ
40は、静電潜像の低電位部にトナーを転移させて感光
体ドラム1周面上にトナー像を形成(現像)する。
【0040】最上流の感光体ドラム1aの周面上のトナ
ー像の先端が、静電転写ベルト11との対向点に回転搬
送されてくるタイミングで、その対向点に転写材Sの印
字開始位置が一致するように、レジストローラ対19が
回転を開始して転写材Sを静電転写ベルト11へ給送す
る。
【0041】転写材Sは静電吸着ローラ22と静電転写
ベルト11とによって挟み込むようにして静電転写ベル
ト11の外周に圧接し、かつ静電転写ベルト11と静電
吸着ローラ22との間に電圧を印加することにより、誘
電体である転写材Sと静電転写ベルト11の誘電体層に
電荷を誘起し、転写材Sを静電転写ベルト11の外周に
静電吸着するように構成している。これにより、転写材
Sは静電転写ベルト11に安定して吸着され、最下流の
転写部まで搬送される。ここで静電吸着ローラ22は静
電搬送ベルト11を介して従動ローラ14aと対向して
いる。
【0042】このように搬送されながら転写材Sは、各
感光体ドラム1a,1b,1c,1dと転写ローラ12
a,12b,12c,12dとの間に形成される電界に
よって、各感光体ドラム1a,1b,1c,1dのトナ
ー像を順次転写される。
【0043】4色のトナー像を転写された転写材Sは、
ベルト駆動ローラ13の曲率により静電転写ベルト11
から分離され、定着部20に搬入される。転写材Sは、
定着部20で上記トナー像を熱定着された後、排紙ロー
ラ対23によって、排紙部24から画像面を下にした状
態で装置本体外に排出される。
【0044】次に本発明を実施したプロセスカートリッ
ジ7について図2及び図3により詳細に説明する。図2
及び図3はトナーを収納したプロセスカートリッジ7の
主断面および斜視図を示している。なお、イエロー、マ
ゼンダ、シアン、ブラックの各プロセスカートリッジ7
a,7b,7c,7dは同一構成である。
【0045】プロセスカートリッジ7は、像担持体であ
る感光体ドラム1と、一次帯電手段およびクリーニング
手段を備えたクリーナユニット50、および感光体ドラ
ム1上の静電潜像を現像する現像手段を有する現像ユニ
ット4に分かれている。なお、現像装置4はユニット化
されており現像ユニット4ともいう。
【0046】クリーナユニット50には、感光体ドラム
1が軸受73a,73bを介してカートリッジ枠体とし
てのクリーニング枠体51に回動自在に取り付けてられ
ている。感光体ドラム1の周上には、感光体ドラム1の
外周面に設けられた感光層を一様に帯電させるための一
次帯電手段である帯電装置2、および転写後に感光体ド
ラム1上に残った現像剤(残留トナー)を除去するため
のクリーニングブレード60が配設されている。さら
に、クリーニングブレード60によって感光体ドラム1
の表面から除去された残留トナー(除去トナー)は、ト
ナー送り機構52によってクリーニング枠体51の後方
に設けられた除去トナー室53に順次送られる。
【0047】現像ユニット4は、感光体ドラム1と接触
して矢印Y方向に回転する現像ローラ40、およびトナ
ーが収容されたトナー容器41と現像枠体45とを有す
る。現像ローラ40は軸受け部材(不図示)を介して回
転自在に現像枠体45に支持され、また現像ローラ40
の周上には、現像ローラ40と接触して矢印Z方向に回
転するトナー供給ローラ43と現像ブレード44がそれ
ぞれ配置されている。さらにトナー容器41内には収容
されたトナーを撹拌するとともにトナー供給ローラ43
に搬送するためのトナー送り機構42が設けられてい
る。
【0048】そして現像ユニット4は、現像ユニット4
の両端に取り付けられた軸受部材47,48にそれぞれ
設けられた支持軸穴49に嵌入されたピン49aによっ
て支持軸穴49を中心にして現像ユニット4全体がクリ
ーナユニット50に対して揺動自在に支持された吊り構
造となっている。プロセスカートリッジ7単体の状態
(プリンタ本体に装着しない状態)においては、支持軸
穴49を中心に回転モーメントにより現像ローラ40が
感光体ドラム1に接触するように圧縮コイルばね54に
よって現像ユニット4が常に付勢されている。
【0049】現像時には、トナー容器41内に収納され
たトナーがトナー攪拌機構42によってトナー供給ロー
ラ43へ搬送される。矢印Z方向に回転するトナー供給
ローラ43が、そのトナーを矢印Y方向に回転する現像
ローラ40との摺擦によって現像ローラ40に供給し、
現像ローラ40上に担持させる。
【0050】現像ローラ40上に担持されたトナーは、
現像ローラ40の回転にともなって現像ブレード44の
ところに至り、現像ブレード44がトナーを規制して所
定のトナー薄層を形成し、トナーに所望の帯電電荷量を
付与する。現像ローラ40上で薄層化されたトナーは、
現像ローラ40の回転につれて、感光体ドラム1と現像
ローラ40とが接触した現像部に搬送され、現像部にお
いて、図示しない電源から現像ローラ40に印加した直
流現像バイアスにより、感光体ドラム1の表面に形成さ
れている静電潜像に付着して、潜像を現像化する。静電
潜像の現像化に寄与せずに現像ローラ40の表面に残留
したトナーは、現像ローラ40の回転にともなって現像
器内に戻され、トナー供給ローラ43との摺擦部で現像
ローラ40から剥離、回収される。回収されたトナー
は、トナー攪拌機構42により残りのトナーと撹拌混合
される。
【0051】本発明のように感光体ドラム1と現像ロー
ラ40が接触して現像を行なう接触現像方式において
は、感光体ドラム1は剛体とし、現像ローラ40は表層
(感光体ドラム1との当接部)を弾性体とすることが好
ましい。この弾性体としては、ソリッドゴム単層やトナ
ーへの帯電付与性を考慮してソリッドゴム層上に樹脂コ
ーティングを施したもの等が用いられる。
【0052】次に本発明を実施したプロセスカートリッ
ジ7を装置本体100に装着した際のプロセスカートリ
ッジ7の位置決めについて説明する。
【0053】始めに、プロセスカートリッジ7の構成に
ついて、図4を用いて説明する。
【0054】感光体ドラム1は外周面に感光層を設けた
感光体ドラムシリンダー70の長手方向(軸線方向)両
端部に樹脂製フランジ71b,71cが嵌入していて、
少なくとも一方の樹脂製フランジ71bには感光体ドラ
ムシリンダー70の内周面70aと当接する接点部材8
1が固定されているユニット構成になっている。樹脂製
フランジ71b,71cには感光体ドラムシリンダー7
0と同心の貫通孔71b1,71c1が設けられてい
て、導電性軸部材72が嵌入している。
【0055】このとき、導電性軸部材72と接点部材8
1は接点81aで接触していて、感光体ドラムシリンダ
ー70と導電性軸部材72は導通が取れている。導電性
軸部材72は感光体ドラム1の長手より外側に延伸して
いて、延伸部72a,72bには導電性軸部材72を回
動自在に支持する軸受部材73a,73bが配設されて
いる。軸受部材73a,73bはクリーニング枠体51
の軸受部材支持部51a,51bに固定されているた
め、感光体ドラム1は軸受部材73a,73bを介して
クリーニング枠体51に対して位置決めされている。
【0056】次に、プロセスカートリッジ7および感光
体ドラム1の装置本体100に対する位置決めについて
説明する。始めに、感光体ドラム1の位置決めについて
図5、図6及び図9を用いて説明する。軸受部材73
a,73bは外周面が装置本体100を構成する板金製
の左側板74、右側板75に当接する長手(感光体ドラ
ム軸線方向)位置にある。左側板74、右側板75には
軸受部材73a,73bが突き当る突き当て面74a,
74bおよび75a,75bが設けられていて、軸受部
材73a,73bの外周面を突き当てる。これにより、
感光体ドラム1は軸受部材73a,73bを介して左側
板74、右側板75に対して位置決めされている。ま
た、感光体ドラム1は位置決めのために左側板74、右
側板75に対して押圧されている。
【0057】次に感光体ドラム1の押圧方法について説
明する。ここでは、長手方向一端側(右側板75)につ
いて詳述するが、他端側も同様の構成である。図6に示
すように軸受部材73bの外周面のうち、右側板75の
突き当て面75a,75bと対向する範囲以外の領域
は、軸受部材73b保持のためにクリーニング枠体51
の一部である軸受部材支持部51bで覆われている。
【0058】一方、右側板75には金属製の軸76がか
しめられていて、軸76にねじりコイルばね77が支持
されている。ねじりコイルばね77の両腕部77a,7
7bは互いに遠ざかる方向にばね力を生ずるように近づ
けてたわんでいる。ねじりコイルばね77の一端側の腕
部77aは、右側板75に設けられた穴78に嵌めこみ
固定されている。ねじりコイルばね77aの他端側の腕
部77bは、プロセスカートリッジ7を装置本体100
に装着していない単体の場合には、右側板75に設けら
れた穴部79に先端の曲げ部77cを引っ掛けて回転方
向の位置規制をされている。プロセスカートリッジ7装
着時には、ねじりコイルばね77の他端側の腕部77b
がクリーニング枠体51に設けられた押圧部51cを付
勢することによって、軸受部材73bが突き当て面75
a,75bに押圧され、プロセスカートリッジ7および
感光体ドラム1が右側板75に対して位置決めされる。
【0059】次に、感光体ドラム1の軸線中心における
プロセスカートリッジ7の回転方向位置は、図5、図
6、図8に示すように、クリーニング枠体51に設けら
れた回転止め部51hが、装置本体100に設けられた
カートリッジラジアル受け部100aにプロセスカート
リッジ7の自重によって突き当たって決まる。
【0060】次に、プロセスカートリッジ7のスラスト
方向(感光体ドラム1の軸線方向)位置決めについて、
図8、図10を用いて説明する。ここでは、右側板75
側にプロセスカートリッジ7のスラスト方向位置基準が
あるものとする。装置本体100の左側板74には、プ
ロセスカートリッジ7を装置本体100の右側板75側
に付勢する付勢手段としてカートリッジスラスト押圧部
材74cが設けられている。プロセスカートリッジ7が
装置本体100に装着されたとき、前記カートリッジス
ラスト押圧部材74cが図8に示すクリーニング枠体5
1に設けられたスラスト押圧受け部51jを押圧するこ
とにより、図6に示すクリーニング枠体51に設けられ
た突き当て面を構成するスラスト突き当て部51iが、
右側板75に設けられたカートリッジスラスト受け部1
00bに突き当てられて、プロセスカートリッジ7の装
置本体100に対するスラスト方向の位置が決まる。
【0061】前記カートリッジスラスト押圧部材74c
は樹脂でできていて、一端側を左側板74に固定された
バネ部74c1と、押圧部74c2とからなる。プロセ
スカートリッジ7が装置本体100に装着された時に
は、前記バネ部74c1が撓んだ状態で前記押圧部74
c2とスラスト押圧受け部51jが対向するようなスラ
スト位置関係にすることにより、スラスト方向にクリー
ニング枠体51およびプロセスカートリッジ7を付勢す
る力を生じる構成になっている(図8、図9参照)。
【0062】このようにして、装置本体100に装着さ
れたプロセスカートリッジ7は、装着手順を逆にたどる
ことで、装置本体100から分離することができる。従
ってプロセスカートリッジ7は、装置本体100に対し
て着脱自在の構成となっている。
【0063】(情報無線通信システム)画像形成装置本
体100とプロセスカートリッジ7との情報無線通信シ
ステムの概要について説明する。
【0064】本実施の形態に係る無線通信システムは、
プロセスカートリッジ7に磁気コアを設けてこれを通信
用アンテナとしている。また、装置本体100にインダ
クタを設けてこれを通信用アンテナとしている。プロセ
スカートリッジ7を装置本体100に装着した際に、装
置本体100とプロセスカートリッジ7との情報通信
は、磁気コアを介したインダクタ誘導の電磁誘導による
無線で行われる。すなわち、本実施の形態においては、
装置本体100とプロセスカートリッジ7との情報通信
に電磁エネルギーを用いることにより、アンテナ間の無
線で行っている。これによって装置本体100とプロセ
スカートリッジ7に情報伝達のためのコネクタを設ける
ことによるプロセスカートリッジ7の大型化や、メカ的
な接触不良などによる通信の不具合を回避することがで
きる。
【0065】次に、図8〜図12を用いて本実施の形態
に係る情報無線通信システムの構成について説明する。
図10に示すようにプロセスカートリッジ7にはメモリ
ー部材としてのメモリユニット201が設けられてい
る。また、装置本体100には本体通信手段としての通
信ユニット202が設けられている。前記メモリユニッ
ト201と前記通信ユニット202のアンテナユニット
202bとの間には、通信を行う非接触通信機構が構成
されている。
【0066】即ち、メモリユニット201のアンテナ2
01a2とアンテナユニット202bとは接触すること
なく、電気的に通信でもって情報を伝達する。
【0067】通信ユニット202は、少なくとも装置本
体100に固定された通信制御ユニット202aと、そ
こに接続された装置本体アンテナとしてのアンテナユニ
ット202bとを有する。アンテナユニット202b
は、前述のカートリッジスラスト押圧部材74cに取付
けられている。詳述すると、カートリッジ押圧部材74
cの押圧部74c2は、カートリッジ対向面74c2a
とアンテナユニット対向面74c2bとを有し、アンテ
ナユニット202bは、アンテナユニット対向面74c
2bを不図示の付勢手段によって付勢押圧されている。
【0068】メモリユニット201は、基板ユニット2
01aと、前記基板ユニット201aを覆うメモリ外装
部材201bとからなる(図11参照)。それぞれの構
成については後述する。メモリユニット201は、カー
トリッジスラスト押圧部材74cと対向する位置に配置
され、クリーニング枠体51の面51kに対して両面テ
ープ等の手段を用いて一体的に取付けられる。これによ
り、メモリ外装部材201bの本体対向面201b1
が、プロセスカートリッジ7のスラスト押圧受け部51
jを形成する。
【0069】ここで、メモリー部材であるメモリユニッ
ト201は、感光体ドラム1の軸線と交差する面51k
に配置されている。この面51kはクリーニング枠体5
1に設けてある。
【0070】また、交差する面51kは、感光体ドラム
1の軸線方向の位置決めにおける装置本体100に突き
当てる突き当て面である本体対向面201b1(51
j)と反対側の面である。
【0071】また、交差する面51kは、感光体ドラム
1の軸線方向の位置決めにおいて、突き当て面を装置本
体100に突き当てるためにプロセスカートリッジ7を
付勢する装置本体100に設けられた付勢手段であるカ
ートリッジスラスト押圧部材74cと対向する位置であ
る プロセスカートリッジ7が装置本体100に装着される
と、メモリユニット201とカートリッジスラスト押圧
部材74cとが対向した状態で位置が決まる。このと
き、メモリ外装部材201bとカートリッジ押圧部材7
4cの押圧部74c2とによって、基板ユニット201
aに設けられた後述するメモリ通信用アンテナ201a
2とアンテナユニット202bとの間隙が規定される。
【0072】ここでは、プロセスカートリッジ7の装置
本体100に対するスラスト方向位置を決めるためのス
ラスト押圧構成が、プロセスカートリッジ7に設けられ
たメモリ通信用アンテナ201a2と、装置本体100
に設けられたアンテナユニット202bとの間隙を規定
する構成を兼ねている。
【0073】メモリユニット201の構成について説明
する。
【0074】図11に示すようにメモリユニット201
は、基板ユニット201aと、基板ユニット201aを
覆うメモリ外装部材201bとからなる。ここで、外装
部材201bは記憶素子、通信部材、メモリアンテナを
覆うものである。基板ユニット201aは、情報を記憶
するための記憶素子201a1と、メモリーアンテナと
しての磁気コアであるメモリ通信用アンテナ201a2
とが基体としての基板201a3に一体的に搭載され、
ユニット化されたものである。
【0075】前記メモリ通信用アンテナ201a2は、
基板201a3の表面(本体側アンテナユニット202
bと対向する側)201a3aと裏面201a3bとに
導通パターン201a2aを有する。導通パターン20
1a2aは、エポキシ樹脂製の基板201a3の長方形
の外形に沿った渦巻状で、パターン焼付けによって形成
されている。この導通パターン201a2aは、基板表
面201a3aを通過し、次いで基板201a3を貫通
して基板裏面201a3bに至り、再び基板201a3
を貫通して基板表面201a3aに戻る経路になってい
て電気的に接続している。また、導通パターン201a
2aの一端と他端は、記憶素子201a1の送信回路2
01a1aと電気的に接続している(図12参照)。
【0076】記憶素子201a1は、基板裏面201a
3bの略中央で導通パターン201a2aの内側に設け
られている。さらに、樹脂からなるボンディング201
cに覆われて保護されている。また、記憶素子201a
1にはFeRAMが用いられていて、記憶される情報は
プロセスカートリッジ7に関するものである。例えば、
感光体ドラム1の回転時間、帯電手段の帯電時間、現像
剤の残量等である。
【0077】メモリ外装部材201bは、本体対向面2
01b1を有する表外装部材201b3と裏外装部材2
01b2とからなり、接着、溶着等の手段を用いて結合
することにより、内部に基板ユニット201aを挿入可
能な中空形状を形成する。メモリ外装部材201bの材
質は、前述のカートリッジ押圧部材75cによる押圧付
勢に耐え得る物理的強度を有し、かつ、静電的シールド
性を有するものが用いられている。具体的には、誘電率
2〜5の非誘電性部材である。ここで、上記誘電率はA
STM試験法(D150)における測定値である。メモ
リ外装部材201bの材質としては、ポリスチレン樹
脂、アクリルニトリルブタジエン樹脂やポリカーボネー
ト樹脂が適宜用いられる。
【0078】ここで、記憶素子201a1の内部構造に
ついて、図12を用いて詳述する。図12は記憶素子の
回路説明図である。記憶素子201a1は、基板201
a3上に設けられた送信部材としての送信回路201a
1aと一体的に構成されていて、送信回路201a1a
は記憶素子201a1に記憶された情報をメモリ通信用
アンテナ(メモリアンテナともいう)201a2に送信
する。メモリ通信用アンテナ201a2は、導通パター
ン201a2a、コイル201a2b、コンデンサ20
1a2cとで構成され、送信回路201a1aの整流回
路301、送信変調回路302、復調器303が接続さ
れる。さらに、デコーダ304、プロトコルコントロー
ラ305、エンコーダ306、メモリインターフェース
回路307、および強誘電体メモリやEEPROMなど
の不揮発性メモリ308で構成される。上記メモリ30
8からメモリアンテナまでの間の部材は記憶素子である
メモリ308からメモリアンテナまでの送信部材を構成
している。
【0079】整流回路301の出力は電源回路309に
接続され、不揮発性メモリ308に電源を供給する。復
調器303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304でプロトコルコントローラ305の
制御に従って不揮発性メモリ308に送るのに適した信
号に変換される。そして、メモリインターフェース回路
307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従って不揮発性メモリ308の読み
出し書き込み動作が実行される。不揮発性メモリ308
から読み出されたデータは、メモリインターフェース回
路307からエンコーダ306に送られて通信に適した
プロトコルに変換されて、送信変調回路302からメモ
リ通信用アンテナ201a2に送られる。
【0080】(実施の形態2)ここでは、実施の形態1
と重複する部分については同符号を付して、説明を省略
する。
【0081】プロセスカートリッジ7のスラスト方向
(感光体ドラム1の軸線方向)位置決めに関する実施の
形態2について図13、図14を用いて説明する。ここ
でも、実施の形態1と同様に、右側板75側にスラスト
方向位置基準があるものとする。左側板74には、樹脂
製のカートリッジスラスト押圧受け部401が設けられ
ている。この受け部401は左側板74に固定されてい
る。一方、プロセスカートリッジ7の、前記カートリッ
ジスラスト押圧受け部401対向部には、クリーニング
枠体51と一体的に構成されたカートリッジスラスト押
圧部402が設けられている。
【0082】プロセスカートリッジ7が装置本体100
に装着されたとき、カートリッジスラスト押圧部402
が、装置本体100側に設けられたカートリッジスラス
ト押圧受け部401を押圧することによってスラスト付
勢力が発生し、クリーニング枠体51に設けられたスラ
スト突き当て部51iが、右側板75に設けられたカー
トリッジスラスト受部100bに突き当てられて、スラ
スト方向の位置が決まる(図6参照)。カートリッジス
ラスト押圧部402は、クリーニング枠体51と一体的
にポリスチレン樹脂で形成され,一端側がクリーニング
枠体51と一体になったバネ部402aと、他端側に設
けられた押圧部402bとからなる片持ち梁構成であ
る。プロセスカートリッジ7を装置本体100に装着し
たときには、バネ部402aが撓んだ状態で押圧部40
2bとカートリッジスラスト押圧受け部401が対向す
るような位置関係になっていて、スラスト方向(長手方
向)に付勢力を生じる構成になっている。
【0083】押圧部402bには、メモリユニット20
1が両面テープ等の手段によって一体的に取付けられ、
メモリ外装部材201bの本体対向面201b1によっ
て、前記押圧部402bが形成される。一方、本体アン
テナとしてのアンテナユニット202bは、装置本体1
00側のカートリッジスラスト押圧受け部401に取付
けられている。すなわち、カートリッジスラスト押圧受
け部401は、カートリッジ対向面401aと、アンテ
ナユニット対向面401bとを有し、アンテナユニット
202bは、不図示の付勢手段によってアンテナユニッ
ト対向面401bに向って付勢されている。
【0084】これにより、実施の形態1と同様に、プロ
セスカートリッジ7に設けられたメモリ通信用アンテナ
201a2と、装置本体100に設けられたアンテナユ
ニット202bとの間隙を規定し、同様の効果を得るこ
とができる。
【0085】
【発明の効果】以上説明したように、プロセスカートリ
ッジに設けられたメモリユニットと、画像形成装置本体
に設けられた通信ユニットとの間は、電気的に非接触な
通信機構としている。これにより、プロセスカートリッ
ジや画像形成装置本体に情報伝達のためのコネクタを設
けることによる大型化や、メカ的な接触不良などによる
通信の不具合を回避することができる。また、カートリ
ッジの本体に対するスラスト押圧構成として、本体側に
設けられたスラスト押圧部材に、本体側のアンテナユニ
ットを一体的に取付け、カートリッジ側のスラスト押圧
受け面をメモリユニットで構成することによって、カー
トリッジの位置決めとメモリユニットの位置決めを同時
に行うことができ、メモリユニットの位置決めのための
機構を別途設けることを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】多色画像形成装置の縦断面図である。
【図2】プロセスカートリッジの縦断面図である。
【図3】プロセスカートリッジを構成しているクリーニ
ング枠体と現像装置の斜視図である。
【図4】感光体ドラムの断面図である。
【図5】プロセスカートリッジの装着部分を示す多色画
像形成装置の斜視図である。
【図6】プロセスカートリッジの装着部分を示す多色画
像形成装置の右側面図である。
【図7】プロセスカートリッジの正面、右側面、平面を
示す斜視図である。
【図8】実施の形態1におけるプロセスカートリッジの
左側面、正面、平面を示す斜視図である。
【図9】プロセスカートリッジの左側面の装着部分を示
す多色画像形成装置の斜視図である。
【図10】実施の形態1におけるプロセスカートリッジ
のスラスト押圧構成を示す水平断面図である。
【図11】メモリーユニット(メモリー部材)の縦断面
図である。
【図12】基板上のメモリ通信用アンテナと記憶素子の
電気回路図である。
【図13】実施の形態2におけるプロセスカートリッジ
の左側面、正面、平面を示す斜視図である。
【図14】実施の形態2におけるプロセスカートリッジ
のスラスト押圧構成を示す断面図である。
【符号の説明】
1,1a,1b,1c,1d…感光体ドラム 2,2a,2b,2c,2d…帯電装置 3,3a,3b,3c,3d…スキャナユニット 4,4a,4b,4c,4d…現像装置,現像ユニット 5…静電転写装置 6,6a,6b,6c,6d…クリーニング装置 7,7a,7b,7c,7d…プロセスカートリッジ 9,9a,9b,9c,9d…ポリゴンミラー 10,10a,10b,10c,10d…結像レンズ 11…静電搬送ベルト 12,12a,12b,12c,12d…転写ローラ 13…ベルト駆動ローラ 14a,14b…従動ローラ 15…テンションローラ 16…給紙部 17…給紙カセット 18…給紙ローラ(半月ローラ) 19…レジストローラ対 20…定着部 21…定着ローラ対 21a…加熱ローラ 21b…加
圧ローラ 22…静電吸着ローラ 23…排紙ローラ 24…排紙部 40…現像ローラ 41,41a,41b,41c,41d…トナー容器 42…トナー送り機構 43…トナー供給ローラ 44…現像ブレード 45…現像枠体 47,48…軸受部材 49…支持軸穴 49a…ピン 50…クリーナユニット 51…クリーニング枠体 51a,51b…軸受部材支
持部 51c…押圧部 51h…回転止め部 51i…スラスト突き当て部 5
1k…クリーニング枠体 51の感光体ドラムの軸線と交叉する面 51j…スラ
スト押圧受け部 52…トナー送り機構 53…除去トナー室 54…圧縮コイルばね 60…クリーニングブレード 70…感光体ドラムシリンダー 70a…内周面 71b,71c…樹脂製フランジ 71b1,71c1
…貫通孔 72…導電性軸部材 72a,72b…延伸部 73a,73b…軸受部材 74…左側板 74a,74b…突き当て面 74c…カートリッジスラスト押圧部材 74c1…バ
ネ部 74c2…押圧部 74c2a…カートリッジ対向面 74c2b…アンテ
ナユニット対向面 75…右側板 75a,75b…突き当て面 76…軸 77…ねじるコイルばね 77a,77b…腕部 77
c…曲げ部 78…穴 79…穴部 81…接点部材 81a…接点 100…多色画像形成装置(装置本体) 100a…カートリッジラジアル受け部 100b…カートリッジスラスト受け部 201…メモリユニット 201a…基板ユニット 2
01a1…記憶素子 201a1a…送信回路 201a2…メモリ通信用ア
ンテナ 201a2a…導通パターン 201a2b…コイル 201a2c…コンデンサ 201a3…基板 201
a3a…基板表面 201a3b…基板裏面 201b…メモリ外装部材
201b1…本体対向面 201b2…裏外装部材 201b3…表外装部材 2
01c…ボンディング 202…通信ユニット 202a…通信制御ユニット 202b…アンテナユニット 301…整流回路 302…送信変調回路 303…復調器 304…デコーダ 305…プロトコルコントローラ 306…エンコーダ 307…メモリインターフェース回路 308…不揮発性メモリ 309…電源回路 401…カートリッジスラスト押圧受け部(実施の形態
2) 401a…カートリッジ対向面(実施の形態2) 401b…アンテナユニット対向面(実施の形態2) 402…カートリッジスラスト押圧部(実施の形態2) 402a…バネ部(実施の形態2) 402b…押圧部
(実施の形態2) S…転写材 Y,Z…矢印
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前嶋 英樹 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 三浦 幸次 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2H027 DA44 DA45 HB02 HB15 HB17 ZA09 2H071 BA01 DA06 DA08 DA13 DA15 EA00

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子写真画像形成装置本体に着脱可能な
    プロセスカートリッジにおいて、 電子写真感光体ドラムと、 電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段と、 プロセスカートリッジに関する情報を記憶して、電子写
    真画像形成装置本体側の通信手段と通信して情報交換で
    きるメモリー部材と、 前記電子写真感光体ドラムとプロセス手段とメモリー部
    材を支持するカートリッジ枠体と、 を有し、 メモリー部材は、電子写真感光体ドラムの軸線と交差す
    る面に配置されることを特徴とするプロセスカートリッ
    ジ。
  2. 【請求項2】 交差する面は、電子写真感光体ドラムの
    軸線方向の位置決めにおける電子写真画像形成装置本体
    に突き当てる突き当て面と反対側の面であることを特徴
    とする請求項1に記載のプロセスカートリッジ。
  3. 【請求項3】 交差する面は、電子写真感光体ドラムの
    軸線方向の位置決めにおいて、突き当て面を電子写真画
    像形成装置本体に突き当てるためにプロセスカートリッ
    ジを付勢する電子写真画像形成装置本体に設けられた付
    勢手段と対向する位置であることを特徴とする請求項2
    に記載のプロセスカートリッジ。
  4. 【請求項4】 前記メモリー部材は、 基体と、 前記基体に設けられた情報を記憶するための記憶素子
    と、 前記プロセスカートリッジを前記画像形成装置本体に装
    着したときに、前記記憶素子に記憶された情報を前記画
    像形成装置本体に設けられた本体アンテナに送信するた
    めの、前記基体に設けられたメモリーアンテナと、 前記記憶素子に記憶された情報を前記メモリーアンテナ
    に送信するために、前記基体に設けられた送信部材と、 前記基体および前記基体に設けられた記憶素子、送信部
    材、メモリーアンテナを覆う外装部材と、 を有することを特徴とする請求項1から3の何れか1つ
    に記載のプロセスカートリッジ。
  5. 【請求項5】 プロセスカートリッジを着脱可能で、記
    録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置におい
    て、 電子写真感光体ドラムと、 電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段と、 プロセスカートリッジに関する情報を記憶し電子写真画
    像形成装置本体側の通信手段と電気的に非接触で情報交
    換できるメモリー部材と、 電子写真感光体ドラムとプロセス手段とメモリー部材を
    支持するカートリッジ枠体と、 を有し、メモリー部材は電子写真感光体ドラムの軸線と
    交差する面に配置されるプロセスカートリッジを着脱可
    能に装着するための装着手段と、 記録媒体を搬送するための搬送手段と、 メモリーアンテナから送信されたデータを受信する本体
    アンテナと、 プロセスカートリッジを位置決めするためにプロセスカ
    ートリッジを電子写真感光体ドラムの軸線方向に付勢す
    る付勢手段と、 を有し、 付勢部材はメモリー部材と対向する位置に配置されるこ
    とを特徴とする電子写真画像形成装置。
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