JP2007199505A - 現像剤補給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＩＣの接点電極に接触する接点バネがへたりにくいトナーカートリッジを提供すること。
【解決手段】複写機本体に着脱可能に装着されるトナーカートリッジ６０において、トナーを収容するトナー収容器６１と、前記トナー収容器６１に形成され、前記トナーが排出されるトナー排出部６３と、前記トナー収容器６１に固定されるＩＣ基板保持ブラケット６５１と、前記ＩＣ基板保持ブラケット６５１に取り付けられ、ＩＣ６５２１が実装されるＩＣ基板６５２と、前記ＩＣ基板保持ブラケット６５１に配設され、前記ＩＣ基板６５２を位置決めするとともに、前記複写機本体１０と係合して前記複写機本体１０と前記ＩＣ基板６５２との間に隙間Ｇを形成する位置決めボス６５１３とを具備している。
【選択図】図９

Description

本発明は、電子写真複写機、ファクシミリ、プリンタなどの画像形成装置に装着されて、現像装置に現像剤を補給する現像剤補給装置に関する。

電子写真複写機、ファクシミリ、プリンタなどの画像形成装置において、トナーカートリッジ（現像剤補給装置）は、現像装置にトナーを補給するものであって、画像形成装置に対して着脱可能に装着されている。トナーカートリッジが着脱可能に装着されているのは、トナーカートリッジのトナーが無くなったときに、ユーザが自分で交換作業を行えるようにするためである。

ところで、各メーカーは、製品管理と印字品質を保持する観点から、製造したそれぞれの画像形成装置に対して専用のカートリッジを定めている。これは、品質の悪いトナーカートリッジが使用されると、印字品質が低下したり、ときには画像形成装置が故障することがあるためである。

しかしながら、トナーカートリッジには似た形状のものもあるため、ユーザが目視でトナーカートリッジを識別することは困難である。そこで、ユーザの経験や感覚に頼らないトナーカートリッジの識別方法が望まれている。

以上の要望を満たすべく、近年、バージョン情報や仕向け情報などを記憶したＩＣチップ（電子部品）を具備するＩＣトナーカートリッジが開発された（例えば、特許文献１を参照。）。

ＩＣトナーカートリッジは、トナーを収容するトナー収容器（現像剤収容器）と、トナー収容器に形成された排出口を開閉するシャッターと、トナー収容器に形成された充填口を閉塞するキャップとで構成されていて、トナー収容器にはＩＣチップを保持するための取り付け部材が固定されている。

ＩＣトナーカートリッジが画像形成装置に装着されると、画像形成装置の内部に配置された接点部材の接点バネにＩＣチップの電極が接触する。これにより、ＩＣチップに記憶されたバージョン情報や仕向け情報は、画像形成装置の内部に配置された制御装置に読み取られ、トナーカートリッジの種類が認識される。
特開２００４−１３３４８１号公報

しかしながら、従来のＩＣトナーカートリッジにおいて、接点部材の接点バネは、接点部材からトナーカートリッジに突出していて、トナーカートリッジが交換されるたびに、ＩＣチップによって押圧される。そのため、トナーカートリッジの交換回数が増加するにつれて、接点部材の接点バネは、弾性が劣化してしまい、即ちへたってしまい、接点バネとＩＣチップとの接続不良の原因となる。特に、ユーザによるトナーカートリッジの交換が乱暴であると、接点部材の板バネに過激な押圧がかかり、接点バネが非常に早くへたってしまう。

従来のＩＣトナーカートリッジにおいて、取り付け部材は、ポリスチレン（ＰＳ）などの材料によって形成されている。ところが、取り付け部材は、ＩＣチップが実装される回路基板を保持するため、安全規格上、難燃グレードの高い材料が使用されることが望ましい。しかしながら、難燃グレードの高い材料は高価であるため、取り付け部材がトナー収容器と一体に製造されると、ＩＣトナーカートリッジの価格上昇の原因となる。これは、消耗品であるトナーカートリッジにとって大きな問題である。

従来のＩＣトナーカートリッジにおいて、ＩＣチップは、トナー収容器の排出口付近に配置される。そのため、トナー収容器の排出口からトナーが排出されると、ＩＣチップの電極がトナーで汚染されやすく、接点部材の接点バネとＩＣチップの電極との接触不良の原因となる。

本発明は、電子部品の電極に接触する接点バネがへたりにくく、電子部品の電極に現像材が付着しにくく、しかも安価な現像材補給装置を提供する。

本発明における現像材補給装置は、以下のように構成されている。

（１）画像形成装置に着脱可能に装着される現像剤補給装置において、現像剤を収容する現像剤収容器と、前記現像剤収容器に形成され、前記現像剤が排出される排出部と、前記現像剤収容器に固定される取り付け部材と、前記取り付け部材に取り付けられ、電子機器が実装される基板と、前記取り付け部材に配設され、前記基板を位置決めするとともに、前記画像形成装置と係合して前記画像形成装置と前記基板との間に隙間を形成する係合部材とを具備している。

（２）画像形成装置に着脱可能に装着される現像剤補給装置において、現像剤を収容する現像剤収容器と、前記現像剤収容器に形成され、前記現像剤が排出される排出部と、前記現像剤収容器に固定され、前記現像剤収容器と別体であって、かつ、前記現像剤収容器よりも難燃グレードが高い材料で形成された取り付け部材と、前記取り付け部材に取り付けられ、電子部品が実装される基板とを具備している。

（３）画像形成装置に着脱可能に装着される現像剤補給装置において、現像剤を収容する現像剤収容器と、前記現像剤収容器の一端に形成され、前記現像剤が排出される排出部と、前記現像剤収容器の他端に固定される取り付け部材と、前記取り付け部材に取り付けられ、電子部品が実装される基板とを具備している。

本発明によれば、電子部品の電極に接触する接点バネがへたりにくい。電子部品の電極に現像材が付着しにくい。現像材補給装置が安価になる。

以下、図面を参照しながら、本発明における一実施形態について説明する。
（電子写真複写機の構成）
図１は本発明の一実施形態における電子写真複写機の斜視図である。図１に示すように、電子写真複写機は、複写機本体１０と、スキャナユニット２０と、自動原稿送り装置３０と、給紙カセット４０と、接点部材５０（図３に図示）と、トナーカートリッジ６０とを具備している。以降、説明の便宜上、電子写真複写機の利用者から見て、前側、後側、右側、左側を定義する。なお、前側とは、利用者に近い側、後側とは、利用者から遠い側である。

［複写機本体１０］
図２は同実施形態における前面カバー１０Ａが開放された電子写真複写機の斜視図である。図２に示すように、複写機本体１０は、前面カバー１０Ａによって開閉される収容空間１０Ｂを備えていて、その内部にはスキャナユニット２０によって読み取られた原稿画像を用紙に形成する画像形成部１１が設けられている。

画像形成部１１は、所定方向に回転する感光体ドラムを備えている。感光体ドラムの周囲には、感光体ドラムの回転方向に沿って順に、感光体ドラムの表面を帯電する帯電チャージャ、感光体ドラムの表面に静電潜像を形成するレーザユニット、感光体ドラムの表面に形成された静電潜像をトナーで現像する現像装置、感光体ドラムの表面に現像されたトナー像を用紙に転写させる転写装置、感光体ドラムの表面に残留しているトナーを除去するクリーニング装置、感光体ドラムの表面を除電する除電ランプが配設されている。即ち、本実施形態における、画像形成部１１は、極めて一般的な電子写真複写機と同じ構成を具備している。

［スキャナユニット２０］
スキャナユニット２０は、原稿の画像を読み取るものであって、複写機本体１０の上側に配設されている。このスキャナユニット２０は、複写機本体１０の筐体上壁に形成された開口に嵌め込まれる透明な原稿載置台と、原稿載置台に載置された原稿に原稿載置台を通して光を照射する光源と、当該原稿で反射して戻ってきた光を受光する受光素子とを備えている。

［自動原稿送り装置３０］
自動原稿送り装置３０は、載置される原稿を原稿載置台に送り込むものであって、スキャナユニット２０の上側に配設されている。この自動原稿送り装置３０は、その左端が複写機本体１０の筐体に対して回動可能に連結されている。これによって、自動原稿送り装置３０の右端が上方に引き上げられると、自動原稿送り装置３０とスキャナユニット２０との間から原稿載置台が露出する。

［給紙カセット４０］
給紙カセット４０は、複写機本体１０の下側に配設されていて、複数の用紙を収容している。給紙カセット４０に収容されている用紙は、複写機本体１０内に配置された搬送系によって、複写機本体１０の画像形成部１１に送り込まれる。

［接点部材５０］
接点部材５０は、複写機本体１０の筐体内の後側における、カートリッジ収容空間１０Ｃに対応する位置に配設されている。したがって、トナーカートリッジ６０が複写機本体１０に装着されると、複写機本体１０に配設された接点部材５０と、トナーカートリッジ６０の後端に配設された識別ユニット６５とが対向することになる。

図３は同実施形態における接点部材５０の斜視図である。図３に示すように、接点部材５０は、コネクタ基板保持ブラケット５１と、コネクタ基板５２と、６つの接点バネ５３とを具備している。

コネクタ基板保持ブラケット５１は、ブラケット本体５１１と、２つの爪部５１２と、３つのフランジ部５１３とで構成される。ブラケット本体５１１は長方形型をしていて、その所定位置には６つのスリット開口５１１ａが千鳥状に配設されている。これらスリット開口５１１ａは上下に長く、それぞれブラケット本体５１１の両側に連通している。爪部５１２は、ブラケット本体５１１の裏面における、左端と右端にそれぞれ配置されていて、コネクタ基板５２の縁部を保持している。フランジ部５１３は、ブラケット本体５１１の周縁に連結されていて、ネジによって複写機本体１０に固定されている。

コネクタ基板５２は、ブラケット本体５１１の裏側、即ちブラケット本体５１１よりさらに後側に、ブラケット本体５１１と平行に配置されていて、ブラケット本体５１１の反対にある板面にはコネクタ（図示しない）が実装されている。このコネクタは、６系統の配線を持ち、複写機本体１０の内部に配置された制御装置にハーネスによって接続されている。６系統の配線は、それぞれコネクタ基板５２における、ブラケット本体５１１に対向する板面に形成された６つの接点電極５２ａ（１つのみ図示）と導通している。

接点バネ５３は、１本の針金を曲げて作製されたものであって、図９に示すように、ループ部５３１と、コネクタ接点部５３２と、ＩＣ接点部５３３とで構成される。なお、図９に示される２つのＩＣ接点部５３３は、それぞれＩＣ基板６５２に押圧されている状態と、押圧されていない状態とを示している。ループ部５３１は、ブラケット本体５１１に形成されたボス部５１１ｂに巻きつけられていて、接点バネ５３全体を支持している。コネクタ接点部５３２は、ループ部５３１からコネクタ基板５２に向かって延びていて、その先端にはコネクタ基板５２の接点電極５２ａに接触する接点５３２ａが形成されている。ＩＣ接点部５３３は、ループ部５３１からＩＣ基板６５２に向かって延びていて、その途中にはスリット開口５１１ａから突出してＩＣ基板６５２の接点電極６５２ａに接触する接点５３３ａが形成されている。即ち、ＩＣ接点部５３３の接点５３３ａは、コネクタ基板保持ブラケット５１の前面よりも、複写機本体１０における前側に突出している。

［トナーカートリッジ６０］
トナーカートリッジ６０は、図２に示すように、複写機本体１０の筐体内に形成された前後に延びるカートリッジ収容空間１０Ｃに装着されていて、必要に応じて、その下側に配置される現像装置にトナーを補給する。

図４は同実施形態におけるトナーカートリッジ６０の斜視図、図５は同実施形態におけるトナーカートリッジ６０の斜視図、図６は同実施形態におけるトナーカートリッジ６０の斜視図である。

図４−図６に示すように、トナーカートリッジ６０は、トナー収容器（現像剤収容器）６１と、トナー充填部６２と、トナー排出部（排出部）６３と、オーガ６４と、識別ユニット６５とを具備している。以降、トナーカートリッジ６０において、カートリッジ収容空間１０Ｃに挿入されるときに先頭となる側を後側、後尾となる側を前側と定義する。

トナー収容器６１は、長尺な筒型に形成されていて、その内部にはトナー（現像剤）が収容されている。トナー収容器６１の材料としては、難燃グレードがＨＢ程度であるポリスチレンなどが使用される。

トナー充填部６２は、トナー収容器６１にトナーを充填するためのものであって、トナー収容器６１の前端に配設されている。

トナー排出部６３は、トナー収容器６１に収容されたトナーを排出するためのものであって、トナー収容器６１の前端に配設されている。トナー排出部６３は、トナー収容器６１の底壁から下側に突出する排出部材６３１と、排出部材６３１の下壁に形成される排出口６３２と、排出口６３２を開閉するシャッター６３３とで構成される。シャッター６３３は、排出部材６３１に対してトナー収容器６１の長手方向に滑動可能に配設されている。これにより、トナーカートリッジ６０がカートリッジ収容空間１０Ｃに挿入されると、その挿入動作に連動してシャッター６３３が滑動して、排出口６３２が開放される。また、トナーカートリッジ６０がカートリッジ収容空間１０Ｃから離脱されると、その離脱動作に連動してシャッター６３３が滑動して、排出口６３２が閉塞される。

オーガ６４は、トナー収容器６１の内部における、排出口６３２に対応する位置に、トナー収容器６１の長手方向に沿って配設されていて、その周面には羽部６４ａが螺旋状に形成されている。これにより、オーガ６４が回転すると、トナー収容器６１に収容されたトナーは、羽部６４ａの動きによって排出口６３２に向けて搬送される。

オーガ６４の端部は、トナー収容器６１の後側の壁部から外側に突出していて、その先端にはカップリング部材６４ｂが配設されている。カップリング部材６４ｂは、複写機本体１０の内部に配設された駆動装置からの駆動を受けて、オーガ６４を回転させる。

識別ユニット６５は、トナーカートリッジ６０のバージョンや仕向けを識別するためのものであって、トナー収容器６１の後端に配設されている。

図７は同実施形態における識別ユニット６５の斜視図である。図７に示すように、識別ユニット６５は、ＩＣ基板保持ブラケット（取り付け部材）６５１と、ＩＣ基板（基板）６５２とを具備している。

ＩＣ基板保持ブラケット６５１は、ブラケット本体６５１１と、２つの爪部６５１２と、３つの位置決めボス（係合部材）６５１３と、４つのフランジ部６５１４とで構成されている。ＩＣ基板保持ブラケット６５１の製造は、トナー収容器６１とは別に行われる。ＩＣ基板保持ブラケット６５１の材料としては、難燃グレードがＶ−０程度であるポリスチレンなどが使用される。

ブラケット本体６５１１は長方形型をしていて、トナー収容器６１の反対側にはＩＣ基板６５２を収容するための凹部６５１１ａが形成されている。爪部６５１２は、ブラケット本体６５１１の凹部６５１１ａにおける、左側と右側にそれぞれ配置されていて、ＩＣ基板６５２の縁部を保持している。位置決めボス６５１３は、ＩＣ基板保持ブラケット６５１と一体であって、ＩＣ基板６６の孔部６５２ｂに突入してＩＣ基板６５２を位置決めしている。これによって、ＩＣ基板６５２は、ＩＣ基板保持ブラケット６５１に対して正確に位置決めされ、接点部材５０の接点バネ５３のＩＣ接点部５３３とＩＣ基板６５２の接点電極６５２ａとが確実に接触することになる。

位置決めボス６５１３は、ＩＣ基板６５２の孔部６５２ｂから突出して、ＩＣ基板６５２の接点電極６５２ａの表面よりも、トナー収容器６１から離間した位置にまで及んでいる。即ち、トナー収容器６１の後端から位置決めボス６５１３の端面までの距離は、トナー収容器６１の後端から接点電極６５２ａの表面までの距離よりも大きい。したがって、トナーカートリッジ６０が識別ユニット６５を先頭にしてカートリッジ収容空間１０Ｃに挿入されると、位置決めボス６５１３の端面が接点部材５０のコネクタ基板保持ブラケット５１のブラケット本体５１１に衝突して、図９に示すように、位置決めボス６５１３の端面により規定される平面と、ＩＣ基板６５２の板面との間に隙間Ｇが形成される。換言すれば、トナーカートリッジ６０がカートリッジ収容空間１０Ｃに挿入されても、コネクタ基板保持ブラケット５１のブラケット本体５１１と、ＩＣ基板保持ブラケット６５１の位置決めボス６５１３との衝突によって、接点部材５０に対する識別ユニット６５の極端な接近が規制されている。

フランジ部６５１４は、ＩＣ基板保持ブラケット６５１の周縁に連結されていて、その所定位置には孔部６５１４ａが形成されている。図７に示すように、トナー収容器６１の後端に形成された取り付けボス６１ａは、これらの孔部６５１４ａに挿入される。そして、ＩＣ基板保持ブラケット６５１のフランジ部６５１４とトナー収容器６１の取り付けボス６１ａは、溶着などによって、しっかりと固定されている。

ＩＣ基板６５２は、ブラケット本体６５１１の凹部６５１１ａに収容されていて、ブラケット本体６５１１に対向する板面にはＩＣ（電子部品）６５２１が実装されている。ＩＣ６５２１は、６系統の配線を持ち、バージョン、仕向け、ロット番号、オーガ６４の回転回数などの情報を記憶している。６系統の配線は、それぞれＩＣ基板６５２における、ＩＣ６５２１の裏側にある板面に形成された６つの接点電極６５２ａと導通している。ＩＣ基板６５２の接点電極６５２ａからずれた位置には、位置決めボス６５１３が挿入される３つの孔部６５２ｂが形成されている。

（トナーカートリッジ６０の装着）
先ず、トナーカートリッジ６０が後端を先頭にしてカートリッジ収容空間１０Ｃに挿入される。すると、トナーカートリッジ６０の後端に位置する識別ユニット６５の接点電極６５２ａが複写機本体１０の内部に配置された接点部材５０の接点バネ５３のＩＣ接点部５３３に接触して、識別ユニット６５のＩＣ６５２１と複写機本体１０の制御装置とが接続される。

ここからトナーカートリッジ６０がさらに挿入されると、識別ユニット６５の位置決めボス６５１３が複写機本体１０の内部に配設された接点部材５０のコネクタ基板保持ブラケット５１に衝突する。すると、トナーカートリッジ６０が停止して、接点部材５０のコネクタ基板保持ブラケット５１と、識別ユニット６５のＩＣ基板保持ブラケット６５１との間に隙間Ｇが形成される。即ち、トナーカートリッジ６０の挿入は、識別ユニット６５の位置決めボス６５１３と接点部材５０のコネクタ基板保持ブラケット５１との衝突によって規制されている。そのため、トナーカートリッジ６０の装着が繰り返されても、接点バネ５３がへたりにくいから、識別ユニット６５の接点電極６５２ａと、接点部材５０の接点バネ５３との接続不良が発生しない。

（本実施形態による作用）
本実施形態において、識別ユニット６５は、複写機本体１０の内部に配置される接点部材５０のコネクタ基板保持ブラケット５１と衝突して、カートリッジ収容空間１１Ｂに挿入されるトナーカートリッジ６０の深さを規制する複数の位置決めボス６５１３を具備している。

そのため、トナーカートリッジ６０がカートリッジ収容空間１０Ｃに装着された状態であっても、接点部材５０のコネクタ基板保持ブラケット５１と、識別ユニット６５のＩＣ基板保持ブラケット６５１との間には隙間Ｇが形成されているから、トナーカートリッジ６０の装着が繰り返されても、接点バネ５３がへたりにくくなり、識別ユニット６５の接点電極６５２ａと、接点部材５０の接点バネ５３との接続不良が発生することがない。

しかも、これらの位置決めボス６５１３は、ＩＣ基板６５２を位置決めするために配設された既存の部材である。そのため、識別ユニット６５に対して新たに部材を追加する必要がないから、識別ユニット６５が大型化することもない。

本実施形態において、トナー収容器６１は長尺な筒状をしていて、その前端にトナー排出部６３を備え、後端に識別ユニット６５を備えている。即ち、トナー排出部６３と識別ユニット６５は、長尺なトナー収容器６１の長手方向における、互いに反対となる位置に配設されている。

そのため、トナー排出部６３から排出されたトナーによって、接点部材５０や識別ユニット６５が汚染されることがないから、トナーの付着などに起因する識別ユニット６５の接点電極６５２ａと接点部材５０の接点バネ５３との接続不良が防止される。

本実施形態において、トナー収容器６１は、難燃グレードがＨＢ程度である安価なポリスチレンによって形成されていて、識別ユニット６５（ＩＣ基板６５２を除く）だけが難燃グレードがＶ−０程度である高価なポリスチレンによって形成されている。

そのため、トナー収容器６１と識別ユニット６５の両方が難燃グレードがＶ−０程度であるポリスチレンによって形成された場合に比べ、トナーカートリッジ６０の製造コストが遥かに低減される。

本発明は、前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

本発明の一実施形態における電子写真複写機の斜視図。 同実施形態における前面カバーが開放された電子写真複写機の斜視図。 同実施形態における接点部材の斜視図。 同実施形態におけるトナーカートリッジの斜視図。 同実施形態におけるトナーカートリッジの斜視図。 同実施形態におけるトナーカートリッジの斜視図。 同実施形態における識別ユニットの斜視図。 同実施形態における識別ユニットが取り付けられたトナーカートリッジの斜視図。 同実施形態における隙間の概略図。

符号の説明

１０…複写機本体（画像形成装置）、６０…トナーカートリッジ（現像剤補給装置）、６１トナー収容器（現像剤収容器）、６３…トナー排出部（排出部）、６５１…ＩＣ基板保持ブラケット（取り付け部材）、６５２…ＩＣ基板（基板）、６５１３…位置決めボス（係合部材）、６５２１…ＩＣ（電子機器）。

Claims (3)

1. 画像形成装置に着脱可能に装着される現像剤補給装置において、
   現像剤を収容する現像剤収容器と、
   前記現像剤収容器に形成され、前記現像剤が排出される排出部と、
   前記現像剤収容器に固定される取り付け部材と、
   前記取り付け部材に取り付けられ、電子機器が実装される基板と、
   前記取り付け部材に配設され、前記基板を位置決めするとともに、前記画像形成装置と係合して前記画像形成装置と前記基板との間に隙間を形成する係合部材とを具備していることを特徴とする現像剤補給装置。
2. 画像形成装置に着脱可能に装着される現像剤補給装置において、
   現像剤を収容する現像剤収容器と、
   前記現像剤収容器に形成され、前記現像剤が排出される排出部と、
   前記現像剤収容器に固定され、前記現像剤収容器と別体であって、かつ、前記現像剤収容器よりも難燃グレードが高い材料で形成された取り付け部材と、
   前記取り付け部材に取り付けられ、電子部品が実装される基板とを具備していることを特徴とする現像剤補給装置。
3. 画像形成装置に着脱可能に装着される現像剤補給装置において、
   現像剤を収容する現像剤収容器と、
   前記現像剤収容器の一端に形成され、前記現像剤が排出される排出部と、
   前記現像剤収容器の他端に固定される取り付け部材と、
   前記取り付け部材に取り付けられ、電子部品が実装される基板とを具備していることを特徴とする画像形成装置。

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