JP2007187907A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーカートリッジ側ＲＦＩＤタグと現像装置側ＲＦＩＤタグとの間で安定した通信を行う。
【解決手段】トナーカートリッジ３０の底面に平坦状のタグ取付部３５を形成し、このタグ取付部３５にカートリッジ側ＩＤタグＴＧ２を取り付ける。また、トナーカートリッジ装着部１１の内部であって、カートリッジ側ＩＤタグＴＧ２の対向する位置に現像側タグＴＧ１を取り付ける。
【選択図】図７

Description

本発明は、磁性体トナーを用いて静電潜像を現像する画像形成装置に関するものである。

近年、現像装置に現像装置側ＲＦＩＤを取り付けると共に、現像装置にトナーを供給するトナーカートリッジにもトナーカートリッジ側ＲＦＩＤを取り付け、両ＲＦＩＤ間で種々のデータを送受信する画像形成装置が知られている。そして、この従来の画像形成装置では、トナーカートリッジ側ＲＦＩＤタグは、トナーカートリッジの上蓋の表側に取り付けられ、現像装置側ＲＦＩＤは、トナーカートリッジが装着されるトナーカートリッジ装着部の底面に取り付けられていた。

また、特許文献１では、カートリッジ部品の上端部又は下端部と装置本体との間に生じる空間にＲＦＩＤタグを配設し、本体側アンテナをタグ側アンテナに十分に近接させつつ、無線通信装置と装置本体との間で良好な通信を行い得る無線通信システムが開示されている。
特開平２００３−２７１０４２号公報

しかしながら、トナーカートリッジ内部に収納された磁性体トナーの高さは、磁性体トナーが消費されるにつれて低くなると共に、トナーカートリッジの内部で磁性体トナーが飛翔してトナーカートリッジの内壁や上蓋に付着する等して、トナーカートリッジ側ＲＦＩＤタグと現像装置側ＲＦＩＤタグとの間の磁界が大きく乱れ、両無線通信装置間で安定した通信を行うことができなくなるという問題があった。また、特許文献１の無線通信システムは無線通信装置と装置本体との間で良好な通信を目的とするものであり、磁性体トナーによる磁界の変化が考慮されていない。

本発明の目的は、トナーカートリッジ側無線通信装置と現像装置側無線通信装置との間で安定した通信を行うことができる画像形成装置を提供することである。

本発明による画像形成装置は、現像装置へ磁性体トナーを供給するトナーカートリッジと、前記トナーカートリッジが装着されるトナーカートリッジ装着部を備える現像装置と、前記トナーカートリッジの底面に配設されたトナーカートリッジ側無線通信装置と、前記トナーカートリッジ装着部の内側であって、前記トナーカートリッジ側ＲＦＩＤと対向する位置に配設され、前記トナーカートリッジ側無線通信装置と通信する現像装置側無線通信装置とを備えることを特徴とする。

この構成によれば、トナーカートリッジ側無線通信装置は、トナーカートリッジの筐体の底面に配設されている。また、現像装置側無線通信装置は、トナーカートリッジ装着部の内側であって、トナーカートリッジ側無線通信装置と対向する位置に配設されている。

そのため、トナーカートリッジ側無線通信装置と現像装置側無線通信装置との間に、トナーカートリッジが存在していないため、トナーカートリッジ内部で側壁や上蓋等に付着した磁性体トナーによって、両無線通信装置間の磁界が乱されず、安定した通信を行うことができる。また、トナーカートリッジ側無線通信装置と現像装置側無線通信装置とが近接して配置されるため、両無線通信装置間で安定した通信を実現することができる。

また、上記構成において、前記現像装置は、前記トナーカートリッジから供給された磁性体トナーを攪拌して現像ローラに供給するトナー攪拌室を備え、前記トナー攪拌室は、前記現像装置側無線通信装置と前記トナーカートリッジ側無線通信装置とに対して一定距離離間して配設されていることが好ましい。

この構成によれば、トナー攪拌室がトナーカートリッジ側無線通信装置と現像装置側無線通信装置とに対して一定距離離間して配設されているため、トナー攪拌室内部で攪拌される磁性体トナーが、トナーカートリッジ側無線通信装置と現像装置側無線通信装置との間の磁界に及ぼす影響が弱まり、両無線通信装置に安定した通信を行わせることができる。

更に、トナーカートリッジにある程度のトナーが残存していれば、トナー攪拌室内部で攪拌されるトナーが両無線通信装置間の磁界に及ぼす影響が残存するトナーに対して相対的に小さくなる結果、より安定した通信を実現することができる。

また、上記構成において、前記トナーカートリッジ側無線通信装置と前記現像装置側無線通信装置との電波の強度は、前記トナーカートリッジに最大量のトナーを収容したとき場合に、通信可能な強度に設定されていることが好ましい。

この構成によれば、トナーカートリッジ側無線通信装置と現像装置側無線通信装置との間の電波の強度は、トナーカートリッジが最大量のトナーを収容したときに、通信可能な強度に設定されている。そのため、トナーカートリッジに収納されたトナーの高さはトナーが消費されるにつれて低くなるが、これにより、磁性体トナーの量が減る結果、トナーカートリッジ側無線通信装置と現像装置側無線通信装置との間の通信可能距離はトナーの高さが低くなるにつれて増加するため、両無線通信装置は、トナーカートリッジに残存するトナー量に関わらず、安定した通信を行うことができる。

また、上記構成において、前記トナーカートリッジ装着部の筐体内部に、前記現像装置側無線通信装置の上面を覆うカバーを装着することが好ましい。

この構成によれば、現像装置側無線通信装置とトナーカートリッジ側無線通信装置とは、カバーを介して対向するため、両無線通信装置が直接接触して、両無線通信装置を構成する回路がショートするような事態を回避することができる。

本発明によれば、トナーカートリッジ側無線通信装置と現像装置側無線通信装置との間で安定した通信を行うことができる。

図１は、本発明の実施の形態による画像形成装置１の全体概略図である。画像形成装置１は、ネットワークプリンタプリンタ、ファクシミリ、並びにコピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能及びファクシミリ機能等の各種機能を兼ね備えたデジタル複合機等から構成される。

画像形成装置１は、装置本体２の下部に配設された給紙部１００と、この給紙部１００の上方に配設された用紙搬送部２００と、給紙部１００の上方に配設された画像形成部３００と、この画像形成部３００の上方に配設された定着部４００と、これら画像形成部３００及び定着部４００の上方に配設された画像読取部５００とを備えている。

給紙部１００は、給紙カセット１０１に積層載置された用紙の束を、給紙ローラ１１５の回転動作によって最上位の用紙から１枚ずつ用紙搬送部２００に給紙する。用紙搬送部２００は、給紙部１００から給紙された用紙を、各種ローラ対２０２によって画像形成部３００に搬送する。更に、給紙部１００は、画像形成部３００及び定着部４００において画像形成がなされた用紙を、排出ローラ２０５によって装置本体２の側部に設けられた用紙排出トレイ２０４に排出する。

画像読取部５００は、コンタクトガラス上に載置された原稿に、露光ランプから光を照射し、反射鏡を介してその反射光をＣＣＤラインセンサ等からなる光電変換部に導くことにより、原稿の画像情報を読み取る。画像形成部３００は、上記画像読取部５００の下方に配設され、電子写真プロセスによって、用紙上に所定のトナー像を形成する。そして、画像形成部３００は、回転可能に軸支された光導電性を有する感光体ドラム３０１を備えている。感光体ドラム３０１の周囲には、その回転方向に沿って、帯電装置３０２、露光装置３０３、現像装置１０、転写装置３０５、クリーニング装置３０６及び除電装置（図示せず）が配設されている。

定着部４００は、上記画像形成部３００の用紙搬送方向の下流側に配置され、画像形成部３００においてトナー像が転写された用紙を、一対の定着ローラ４０１によって挟んで加熱し、用紙上のトナー像を定着させる。

画像形成装置１の基本的な作動状態を簡単に説明すると、帯電装置３０２により図１で時計方向に回転する感光体ドラム３０１が一様に帯電され、上記画像読取部５００で読み取られた画像情報に基づいて露光装置３０３（レーザー走査装置等）からの画像露光により感光体ドラム３０１上に静電潜像が形成され、現像装置１０により静電潜像に磁性体からなるトナーが付着されてトナー像が形成される。

上記のようにトナー像が形成された感光体ドラム３０１に向けて、給紙部１００から用紙搬送部２００を通って用紙が画像形成部３００に搬送され、この画像形成部３００において転写ローラ等からなる転写装置３０５により感光体ドラム３０１の表面におけるトナー像が用紙に転写される。そして、トナー像が転写された用紙は感光体ドラム３０１から分離され、定着部４００に搬送されてトナー像が定着される。定着部４００を通過した用紙は、排出ローラ２０５を経て用紙排出トレイ２０４に排出される。そして、転写装置３０５による転写後に感光体ドラム３０１はクリーニング装置３０６及び除電装置で残留トナー、残留電荷を除去して、必要に応じて再び帯電装置３０２で帯電される。

図２はトナーカートリッジが装着されていない現像装置１０の外観図を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は斜視図を示している。また、図３は、トナーカートリッジが装着されていない現像装置１０の上面図を示し、（ａ）は基板カバー２０を取り付けた状態を示し、（ｂ）は基板カバー２０を取り外した状態を示している。なお、図２において、ｘ軸は、現像装置１０の長手方向を示し、ｙ軸は前方向を示し、ｚ軸は上方向を示している。

図２に示すように現像装置１０は、トナーカートリッジが装着されるトナーカートリッジ装着部１１を備えている。トナーカートリッジ装着部１１は、現像装置１０の後方（−ｙ方向）側に配設され、ｘ方向を長手方向とし、上面が開放された箱体から構成されている。そして、この開放された上面からトナーカートリッジが挿入されて装着される。また、現像装置１０のｙ方向側の端部には、現像ローラ１２が配設されている。この現像ローラ１２は、ｘ方向を長手方向とする円筒状の部材から構成され、図１に示す感光体ドラム３０１と対向する位置に配設されている。

トナーカートリッジ装着部１１のｘ方向の両端に配設された側壁１５，１６の内側には、トナーカートリッジを案内するための、ｚ方向を長手方向とし、側壁１５、１６の内側に向けてやや突出したガイド１４が形成されている。

トナーカートリッジ装着部１１の底面１７のｙ方向側の端部付近、かつ、ｘ方向の中央部付近には、ｘ方向を長手方向とし、長手方向の長さが現像装置１０の長手方向の長さに対して約１／３のトナー供給口１３が形成されている。トナー供給口１３は、トナーカートリッジから供給されるトナーを後述するトナー攪拌室に供給するための孔である。

図３（ａ）に示す基板カバー２０は、底面１７のｘ方向に対して左側の位置に取り付けられる平板状の部材である。この基板カバー２０は、ｙ方向に対して下側の一辺にほぼ等間隔で３個の固定部１８が形成されている。この固定部１８は−ｚ方向に突出している。一方、底面１７の固定部１８に対応する位置には、図３（ｂ）に示すように孔１９が形成されており、基板カバー２０は、この孔１９に固定部１８がはめ込まれることで、底面１７に取り付けられる。なお、基板カバー２０の取り付け方法はこの手法に限定されず、ねじを用いて取り付けても良い。

図３（ｂ）に示すように、底面１７の基板カバー２０が取り付けられる位置には、−ｚ方向に多少陥没した、上面視が矩形状の回路収納部２１が形成されている。回路収納部２１の内部には回路基板２２が取り付けられている。この回路基板２２には、現像装置１０を制御するための種々の電気回路と、トナーカートリッジに取り付けられたトナーカートリッジ側ＲＦＩＤタグとの間で種々のデータを送受信する現像装置側ＲＦＩＤタグ（以下、「現像側タグ」と呼ぶ。トナーカートリッジ側無線通信装置の一例）ＴＧ１とが実装されている。本実施の形態では現像側タグＴＧ１として、アクティブ型のＲＦＩＤタグが採用されている。

図４は、トナーカートリッジの外観図を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は上側からの斜視図、（ｃ）は下側からの斜視図を示している。トナーカートリッジ３０は、ｚ方向に開口する細長い箱状の容器本体部３１と、この容器本体部３１の開口部を閉塞する蓋部３２とを備えている。容器本体部３１の内部には、磁性体から構成されるトナーが収納されている。

容器本体部３１のｙ方向側の端部には、容器本体部３１に収納されたトナーを図３（ａ）に示すトナー供給口１３を介して攪拌室の内部に供給するトナー供給口３７が形成されている。このトナー供給口３７は、図３（ａ）に示すトナー供給口１３とほぼ同じ大きさである。図２（ｂ）に示すトナーカートリッジ装着部１１にトナーカートリッジ３０が装着されると、図４（ｃ）に示すトナー供給口３７はトナー供給口１３と連通する。

容器本体部３１の内部には、移送スクリュー（図略）及び攪拌搬送ブレード（図略）が配設されている。移送スクリューは、ｘ方向を長手方向とするスパイラル形状を有し、容器本体部３１の側壁３３によって両端が回動可能に軸支されている。この移送スクリューは、回転することで容器本体部３１に収納されているトナーをトナー供給口３７に搬送し、現像装置１０にトナーを供給する。攪拌搬送ブレードは、側壁３３によって回転可能に軸支され、容器本体部３１に収納されているトナーを攪拌して移送スクリュー側に導く。

図４（ｃ）に示すように、トナーカートリッジ３０の底面３４の回路基板２２と対向する領域には平坦状のタグ取付部３５が形成されている。タグ取付部３５には、トナーカートリッジに取り付けられるＲＦＩＤタグであるトナーカートリッジ側ＲＦＩＤタグ（以下、「カートリッジ側タグ」と呼ぶ。トナーカートリッジ側無線通信装置の一例）ＴＧ２が取り付けられている。このカートリッジ側タグＴＧ２は、シールタイプのＲＦＩＤタグであり、タグ取付部３５に貼り付けられている。本実施の形態では、カートリッジ側タグＴＧ２として、パッシブ型のＲＦＩＤタグが採用されている。また、使用する周波数帯域として、１３．５６ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚ、８６０ＭＨｚ〜９１１ＭＨｚのいずれのＲＦＩＤタグを採用してもよい。

図４（ｂ）に示すように、側壁３３の、−ｙ方向の端部付近には、ｚ方向を長手方向とする凸部３６が形成されている。この凸部３６は、図２（ｂ）に示すガイド１４に案内され、トナーカートリッジ３０はトナーカートリッジ装着部１１に位置決めされる。

図５は、トナーカートリッジ装着部１１にトナーカートリッジ３０が装着された現像装置１０を示し、（ａ）は側面図を示し、（ｂ）は上面からの斜視図を示している。

図５（ａ）、（ｂ）に示すように、トナーカートリッジ装着部１１から蓋部３２が露出するようにトナーカートリッジ３０がトナーカートリッジ装着部１１に装着されていることが分かる。図６は、図５（ｂ）の現像装置１０のＡ−Ａ方向からの断面図を示している。図６において、ハッチングを施している箇所は断面を示している。

図６に示すように、トナーカートリッジ３０の前方であってトナー供給口１３の下部には、トナー攪拌室４１が配設され、トナー攪拌室４１のｙ方向側には、トナー攪拌室４２が配設されている。トナー攪拌室４１には、ｘ方向を長手方向とし、両端が現像装置１０の側壁によって回転可能に軸支された攪拌ミキサー４１１が配設されている。攪拌ミキサー４１１は、ｘ方向を長手方向とする回転軸４１２を備えている。回転軸４１２にはｘ方向に沿って所定間隔でスパイラル４１３が形成されている。また、回転軸４１２にはｘ方向に沿って所定間隔で羽４１４が形成されている。

トナー攪拌室４１とトナー攪拌室４２とを仕切る壁４３の一部には、図略の孔が形成され、攪拌ミキサー４１１によって攪拌されたトナーはこの孔を通って、トナー攪拌室４１に供給される。

トナー攪拌室４２には、ｘ方向を長手方向とし、両端が現像装置１０の側壁によって回転可能に軸支された攪拌ミキサー４２１が配設されている。攪拌ミキサー４２１は、ｘ方向を長手方向とする回転軸４２２を備えている。回転軸４２２には、ｘ方向に沿って所定間隔でスパイラル４２３が形成されている。また、回転軸４２２には、ｘ方向に沿って所定間隔で羽４２４が形成されている。

トナー攪拌室４２のｙ方向の端部には、一部が露出するように現像ローラ１２が配設されている。現像ローラ１２は、ｘ方向を軸心として回転することで、表面にトナーの薄膜を形成し、感光体ドラム３０１にトナーを供給し、感光体ドラム３０１の表面にトナー像を形成する。なお、トナー攪拌室４１，４２は、トナーを長手方向に搬送しつつ攪拌させることでトナーを帯電させる。

トナーカートリッジ３０のトナー供給口３７の上側には、半円筒状のトナーシャッター３８が側壁３３によって回転可能に軸支されている。図６ではトナーシャッター３８は、周面が下側に位置しており、トナー供給口３７を閉塞している。通常使用時では、トナーシャッター３８の周面は上側の位置に回転し、トナー供給口３７を開放する。

図７は、図６に示す回路基板２２の周辺の拡大図を示している。図７に示すようにカートリッジ側タグＴＧ２と回路基板２２の現像側タグＴＧ１とが基板カバー２０を介して対向するように配設されていることが分かる。なお、回路基板２２は、ネジ２３によって現像装置１０の筐体の底面に取り付けられている。

次に、本発明の効果について説明する。図６に示すＡ、Ｂは、トナーカートリッジ３０が収容するトナーの高さを示し、Ａは満タン時におけるトナーの高さを示し、Ｂはトナー切れを起こすときのトナーの高さを示している。トナーカートリッジ３０に収納されたトナーは、消費されるにつれて高さが低くなっていく。

トナーの高さがＡの位置からＢの位置に変化していくにつれて、カートリッジ側タグＴＧ２と現像側タグＴＧ１との磁界は変化するが、トナーが消費されるにつれてトナーカートリッジ３０に収容されるトナーの量は減少するため、この磁界の変化はカートリッジ側タグＴＧ２と現像側タグＴＧ１との通信可能距離を長くするように作用する。ここで、現像側タグＴＧ１が出力する電波の強度とカートリッジ側タグＴＧ２が出力する電波の強度とは、トナーの高さがＡの位置にあるときに通信することができる強度に予め設定されている。そのため、トナーが消費されるにつれてトナーの高さが低くなって、両タグ間の磁界が変化しても、両タグは通信することができる。

ところで、トナーカートリッジ３０に収容されたトナーは飛翔して蓋部３２や側壁等に付着し、トナーカートリッジ３０の内部の磁界を大きく変化させてしまう。

従来の画像形成装置では、蓋部３２にカートリッジ側タグが装着されていたため、この付着したトナーによって、カートリッジ側タグと現像側タグとの間の磁界が大きく変化してしまい、両タグ間で通信することができなくなる虞があった。

一方、本画像形成装置１では、カートリッジ側タグＴＧ２は、トナーカートリッジの底面に取り付けられ、現像側タグＴＧ１はカートリッジ側タグＴＧ２と対向する位置に取り付けられているため、蓋部３２等に付着するトナーによって両タグ間の磁界が大きく変動されず、両タグ間において安定した通信を行うことができる。また、両タグ間の距離は、従来の画像形成装置に比して大幅に短くされているため、これによっても、安定した通信を実現することができる。

更に、現像側タグＴＧ１及びカートリッジ側タグＴＧ２は、トナーカートリッジ３０の下側に配設されており、上部には常にトナーカートリッジ３０により収納されたトナーが存在している。そのため、トナー攪拌室４１の内部で攪拌されるトナーによって、両ＲＦタグ間の磁界は変化されず、安定した通信を行うことができる。

本発明の実施の形態による画像形成装置の全体概略図である。 トナーカートリッジが装着されていない現像装置の外観図を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は斜視図を示している。 トナーカートリッジが装着されていない現像装置の上面図を示し、（ａ）は基板カバーを取り付けた状態を示し、（ｂ）は基板カバーを取り外した状態を示している。 トナーカートリッジの外観図を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は上側からの斜視図、（ｃ）は下側からの斜視図を示している。 トナーカートリッジ装着部にトナーカートリッジが装着された現像装置を示し、（ａ）は側面図を示し、（ｂ）は上面からの斜視図を示している。 図５（ｂ）に示す現像装置のＡ−Ａ方向からの断面図を示している。 図６に示す回路基板２２の周辺の拡大図を示している。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 装置本体
１０ 現像装置
１１ トナーカートリッジ装着部
１２ 現像ローラ
１３ トナー供給口
１４ ガイド
１５，１６ 側壁
１７ 底面
１８ 固定部
１９ 孔
２０ 基板カバー
２１ 回路収納部
２２ 回路基板
３０ トナーカートリッジ
３１ 容器本体部
３２ 蓋部
３３ 側壁
３４ 底面
３５ タグ取付部
３７ トナー供給口
３８ トナーシャッター
４１ トナー攪拌室
４２ トナー攪拌室
ＴＧ１ 現像側タグ
ＴＧ２ カートリッジ側タグ

Claims (4)

1. 現像装置へ磁性体トナーを供給するトナーカートリッジと、
   前記トナーカートリッジが装着されるトナーカートリッジ装着部を備える現像装置と、
   前記トナーカートリッジの底面に配設されたトナーカートリッジ側無線通信装置と、
   前記トナーカートリッジ装着部の内側であって、前記トナーカートリッジ側無線通信装置と対向する位置に配設され、前記トナーカートリッジ側無線通信装置と通信する現像装置側無線通信装置とを備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記現像装置は、前記トナーカートリッジから供給された磁性体トナーを攪拌して現像ローラに供給するトナー攪拌室を備え、
   前記トナー攪拌室は、前記現像装置側無線通信装置と前記トナーカートリッジ側無線通信装置とに対して一定距離離間して配設されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記トナーカートリッジ側無線通信装置と前記現像装置側無線通信装置との電波の強度は、前記トナーカートリッジのトナー収容量を最大としたときに、通信可能な強度に設定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記トナーカートリッジ装着部の筐体内部に、前記現像装置側無線通信装置の上面を覆うカバーを装着したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。

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