JP2008139637A - 画像形成装置のアンテナ位置補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体が逆回転することなく、メモリタグの取り付け精度ばらつきによる通信エラーを防止できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明による画像形成装置は、現像剤を収容する現像器を複数着脱可能であり、且つ、回転軸を中心に回転させることによって、装着された現像器のいずれか一つを現像位置に移動させる現像器保持ユニットを備える画像形成装置において、現像器に取り付けられた通信ユニット（メモリタグ）と無線通信可能なアンテナユニットと、アンテナユニットの位置を補正するためのアンテナ駆動部と、を備える。これにより、アンテナユニットと通信ユニットとの間で通信エラーとなった場合、アンテナユニットの位置を通信ユニットと通信可能な位置に補正することができるため、通信ユニットの取り付け精度ばらつきによる通信エラーを防止可能になる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、画像形成装置における、現像器に搭載された非接触メモリと通信するためのアンテナの位置補正処理に関する。

従来、画像形成装置として、帯電させた感光体に露光を行い静電潜像を形成し、カラー印刷に用いられる色のトナーを各色ごとに収容した複数の現像器（いわゆる、トナーカートリッジ）をロータリー（現像器保持ユニット）の回転軸の周りに配置してこれを回転させ順次現像位置に切り替えて感光体上にトナー像を形成させることによって、フルカラーの多色画像を形成するもの（いわゆる、４サイクル方式）が知られている。

特許文献１には、このような４サイクル方式の画像形成装置が記載されている。特許文献１記載の発明では、画像形成装置に装着される現像器に消耗品データ管理用のメモリタグを貼り付けておき、画像形成装置本体側に設置された無線アンテナを介してメモリタグにデータを読み書きできるようになっている。このとき、ロータリーの停止位置やメモリタグの貼り付け位置のばらつきを考慮して、無線アンテナとメモリタグが設計中心の位置関係になるようにロータリーが停止されるようになっている。
国際公開第０３／０９８３５６号パンフレット

ところで、上記従来の４サイクル方式の画像形成装置では、ロータリーが回転するため、現像器に貼り付けたメモリタグに無線（接点レス）でデータを読み書きする必要があるが、メモリタグ固定位置のばらつき度合い（図１５参照）によっては無線通信可能範囲外にロータリーが停止する可能性があり、この場合には、メモリタグにデータを読み書きできなくなる。

この点について、一般に、メモリタグの読取精度は、メモリタグと通信アンテナのロータリー周方向位置ずれが約３ｍｍ以内であれば通信可能であるが、これを超えると通信できなくなる。なお、現像器にメモリタグを貼り付ける際の貼り付け精度は、±０．５ｍｍ程である。また、ロータリーの停止位置についても、ロータリーの回転１度につき、周方向に１ｍｍ〜２ｍｍ程のずれが生じる。

そこで、メモリタグの取り付け精度ばらつきによる通信エラーを防止するために、ロータリーを回転させてメモリ読取可能なポジションを見つけて記憶しておき、以降、そのポジションでメモリを読み取る、という方式が考えられる。この方式も有効であるが、ロータリーを回転させるため、感光体が逆回転する可能性があり、より好ましい方式が求められている。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、感光体が逆回転することなく、メモリタグの取り付け精度ばらつきによる通信エラーを防止できる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明による画像形成装置は、現像剤を収容する現像器を複数着脱可能であり、且つ、回転軸を中心に回転させることによって、装着された現像器のいずれか一つを現像位置に移動させる現像器保持ユニットを備える画像形成装置である。このとき、現像器の外面には、現像器に関するデータを記録するメモリを備えた通信ユニットが取り付けられる。また、画像形成装置は、通信ユニットと無線通信可能なアンテナユニットと、アンテナユニットの位置を補正するためのアンテナ駆動部と、を備えることを特徴とする。

かかる発明によれば、現像器保持ユニット（ロータリー）に装着された現像器に取り付けられた通信ユニット（メモリタグ等）とアンテナユニットの間で通信エラーとなった場合、アンテナユニットの位置を通信ユニットと通信可能な位置に補正することが可能になるため、メモリタグ等の通信ユニットの取り付け精度ばらつきによる通信エラーを防止できる画像形成装置を提供することができるようになる。また、通信位置を補正する際に、アンテナユニット側を動かして位置補正し、現像器保持ユニット（ロータリー）側を動かすことがないので、感光体が逆回転することなく、現像剤（トナー）の逆流を防ぐことが可能になる。

好適には、アンテナユニットは、現像器保持ユニットに近接する位置に設けられ、アンテナ駆動部は、アンテナユニットの位置を、現像器保持ユニットの周方向前後に所定量移動させることにより、現像器保持ユニットの回転が所定の位置で停止したときに、現像器保持ユニットに装着された一の現像器に取り付けられた通信ユニットにアンテナユニットが近接するよう位置補正を行うことを特徴とする。かかる発明によれば、メモリアクセス位置に現像器保持ユニットが停止した場合において通信エラーとなった場合に、現像器保持ユニットの停止位置を補正することなく、アンテナユニット側の位置を補正することにより、メモリタグ等の通信ユニットの現像器への取り付け精度ばらつきによる通信エラーを防止できる画像形成装置を提供することができるようになる。

また、画像形成装置は、一の現像器に取り付けられた通信ユニットの取り付け位置に関するデータを記憶する記憶手段を備え、アンテナ駆動部は、記憶手段に記憶されたデータに基づいて、アンテナユニットの位置補正を行うものであることが好ましい。かかる発明によれば、現像器に固定される通信ユニットの位置は個々にばらつきをもっているが、この個々のばらつきを補正することが可能になる。

さらに好適には、通信ユニットの取り付け位置に関するデータは、一の現像器が現像器保持ユニットに装着されたときに前記記憶手段に記憶されることを特徴とする。かかる発明によれば、アンテナユニットの位置補正に関するデータを、現像器を交換したときに行うことができるようになる。

また、本発明による位置補正方法は、現像剤を収容する現像器を複数着脱可能であり、且つ、回転軸を中心に回転させることによって、装着された現像器のいずれか一つを現像位置に移動させる現像器保持ユニットを備える画像形成装置において、現像器の外面に取り付けられた現像器に関するデータを記録するメモリを備えた通信ユニットと無線通信可能なアンテナユニットの位置を補正する方法である。このとき、通信ユニットの取り付け位置に関するデータを取得するステップと、取得されたデータに基づいて、アンテナユニットの位置を、現像器保持ユニットの周方向前後に所定量移動させるステップと、を備え、これにより、現像器保持ユニットの回転が所定の位置で停止したときに、現像器保持ユニットに装着された一の現像器に取り付けられた通信ユニットにアンテナユニットが近接するよう位置補正される、ことを特徴とするものである。

さらに、本発明のプログラムは、上記位置補正方法の各ステップを、画像処理装置の備えるコンピュータに実行させることを特徴とする。本発明のプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の光学ディスク、磁気ディスク、半導体メモリなどの各種の記録媒体を通じて、又は通信ネットワークなどを介してダウンロードすることにより、コンピュータにインストール又はロードすることができる。

なお、本明細書等において、手段とは、単に物理的手段を意味するものではなく、その手段が有する機能をソフトウェアによって実現する場合も含む。また、１つの手段が有する機能が２つ以上の物理的手段により実現されても、２つ以上の手段の機能が１つの物理的手段により実現されてもよい。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。

［画像形成装置の概要］
まず、図１〜図５を用いて、本発明に係る画像形成装置の一実施形態であるレーザビームプリンタ（以下「プリンタ」という。）１０を例にとって、その概要について説明する。図１は、プリンタ１０を構成する主要構成要素を示した縦断側面図である。図２は、プリンタ１０の制御ユニット１００の電気的構成を示すブロック図である。図３は、現像器保持ユニット５０の斜視図である。図４は、着脱部５０ｄにイエロー現像器５４が装着された状態の現像器保持ユニット５０を示す図である。図５は、装着された現像器と現像器保持ユニットとの位置を示す図である。

＜プリンタ１０の構成＞
本実施の形態に係るプリンタ１０は、図１等に示すように、潜像を担持する像担持体の一例としての感光体２０の回転方向に沿って、帯電ユニット３０、露光ユニット４０、現像器保持ユニット５０、一次転写ユニット６０、中間転写体７０、クリーニングブレード７６を有し、さらに、二次転写ユニット８０、定着ユニット９０、ユーザへの報知手段をなし液晶パネルでなる表示ユニット９５、これらのユニット等を制御しプリンタとしての動作を司る制御ユニット１００、及び、電源ユニット９８を有している。

感光体２０は、円筒状の導電性基材とその外周面に形成された感光層を有し、中心軸を中心に回転可能であり、本実施の形態においては、図１中の矢印で示すように時計回りに回転する。帯電ユニット３０は、感光体２０を帯電するための装置である。本実施形態においては、感光体２０と、クリーニングブレード７６と、帯電ユニット３０とが、廃トナー収容部を備えた１つの感光体ユニット７５として構成されている。

現像器保持ユニット５０は、感光体２０上に形成された潜像を、現像器５１、５２、５３、５４に収容された現像剤の一例としてのトナーＴ、すなわち、ブラック現像器５１に収容されたブラック（Ｋ）トナー、マゼンタ現像器５２に収容されたマゼンタ（Ｍ）トナー、シアン現像器５３に収容されたシアン（Ｃ）トナー及びイエロー現像器５４に収容されたイエロー（Ｙ）トナーを用いて現像するための装置である。

この現像器保持ユニット（ロータリーユニット）５０は回転軸５０ｅを備え、回転軸を中心として、現像器５１、５２、５３、５４が着脱可能な４つの着脱部５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄを周方向に９０°間隔で備えている。そして、着脱部５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄは、回転軸５０ｅを中心に現像器保持ユニット５０が回転することにより移動する。

着脱部５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄは、現像器保持ユニット５０の中心に設けられた回転軸５０ｅから放射状の４方向に９０°の間隔にて形成された４つの壁部５０ｆのうち、隣接する２つの壁部５０ｆにて区画される同一空間に設けられている。すなわち、現像器保持ユニット５０には、回転軸５０ｅを中心として、周方向に９０°間隔にて、ブラック現像器５１が着脱可能な着脱部５０ａ、マゼンタ現像器５２が着脱可能な着脱部５０ｂ、シアン現像器５３が着脱可能な着脱部５０ｃ、イエロー現像器５４が着脱可能な着脱部５０ｄ、が設けられている。

本実施形態においては、着脱部５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄが移動することにより、４つの現像器５１、５２、５３、５４の位置を動かすことを可能としている。すなわち、前記４つの現像器５１、５２、５３、５４は、回転軸５０ｅを中心として、それらの相対位置を維持したまま回転可能となっている。そして、現像器５１、５２、５３、５４は、着脱部５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄに装着された状態で着脱部５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄの移動に伴って現像位置に移動した際に、それぞれの現像器５１、５２、５３、５４に収容されたトナーにて、感光体２０に担持された潜像を現像する。なお、各現像器の詳細については、後述する。

回転軸５０ｅにはロータリー駆動モータからなる回転駆動部（図示略）がクラッチを介して接続されており、現像器保持ユニット駆動制御回路１１７の制御に基づいて該ロータリー駆動モータを駆動することで支持フレーム、すなわち、４つの壁部５０ｆを回転させ、４つの現像器５１、５２、５３、５４のうち、いずれか一つの現像器を選択的に感光体２０と対向する現像位置（図１０（Ｂ）参照）に位置決めできるように構成されている。

このロータリー駆動モータは定電圧で駆動されるステッピングモータであり、所定のホームポジションから回し始めて、何ステップ分のパルスをステッピングモータへ入力したかによって、現像器保持ユニット５０のポジション（位相）を判断できる。なお、ホームポジションの検出は、現像器保持ユニット５０に設けられたポジション検出板５５と、プリンタ１０本体側に固設されたポジション検出センサ５７とに基づいて検出するようになっている。

また、着脱部５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄは、図３等に示すように、それぞれ、各現像器の連結部材５９０（後述）に設けられた連結凸部と嵌合可能な連結穴５９、現像器着脱開口１０ｅから挿入された現像器に設けられた被ガイド部５４９と係合して現像器を装着位置に案内するためのガイド部５６、及び、各現像器を、現像器保持ユニット５０の外周方向に付勢するためのばね５７６、を備えている。例えば、図４に示すように、着脱部５０ｄに設けられた連結穴５９は、イエロー現像器５４の連結部材５９０に設けられた連結凸部の一例である連結ピン５９５ａ、５９５ｂ（後述）と嵌合する。図５に示すように、ガイド部５６は、着脱部を構成する各々２つの壁部５０ｆにそれぞれ設けられ、隣接する２つの壁部５０ｆにて区画される同一空間側に突出するように、２つの壁部５０ｆにそれぞれ形成された垂直な面を有し、イエロー現像器５４の長手方向に沿うように配置されている。すなわち、同一空間側に向かうように隣接する壁部５０ｆに設けられたガイド部５６は、それらの面がいずれも回転軸５０ｅ側に向けられて、それらの面がなす角度がほぼ９０°になるように形成されている。そして、イエロー現像器５４は、当該イエロー現像器５４が有する被ガイド部５４９が、ガイド部５６の垂直な２つの面の回転軸５０ｅ側に配置され、被ガイド部５４９がガイド部５６に沿うように挿入されて装着される。

また、着脱部５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄには、図３、図５に示すように、ばね５７６が設けられている。例えば、着脱部５０ｄに設けられたばね５７６は、イエロー現像器５４を、現像器保持ユニット５０の外周方向に向かって付勢する。これにより、イエロー現像器５４を現像器着脱開口１０ｅから、被ガイド部５４９がガイド部５６の垂直な面の回転軸５０ｅ側に沿わせて挿入していくと、イエロー現像器５４は、ばね５７６により外周方向に付勢される。また、着脱部５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄは、図３に示すように、それぞれ、各現像器に設けられた位置決めピン５８８（後述）と嵌合可能な位置決め穴５８、を備えている。すなわち、着脱部５０ｄに設けられた位置決め穴５８に、イエロー現像器５４に設けられた位置決めピン５８８が嵌合することにより、イエロー現像器５４は、所定の位置に位置決めされて装着される。

また、感光体ユニット７５は、一次転写ユニット６０と露光ユニット４０との間に設けられ、感光体２０、帯電ユニット３０、クリーニングブレード７６、及び、クリーニングブレード７６により掻き落とされたトナーを収容する不図示の廃トナー収容部を有している。

制御ユニット１００は、図２に示すようにメインコントローラ１０１と、ユニットコントローラ１０２とで構成され、メインコントローラ１０１には画像信号が入力され、この画像信号に基づく指令に応じてユニットコントローラ１０２が前記各ユニット等を制御して画像を形成する。

なお、露光ユニット４０、一次転写ユニット６０、中間転写体７０、二次転写ユニット８０、定着ユニット９０などについては、通常のプリンタと同様であるので、その詳細な説明は省略する。

＜プリンタ１０の動作＞
次に、このように構成されたプリンタ１０の動作について、他の構成要素にも言及しつつ説明する。

まず、不図示のホストコンピュータからの画像信号がインターフェイス（Ｉ／Ｆ）１１２を介してプリンタ１０のメインコントローラ１０１に入力されると、このメインコントローラ１０１からの指令に基づくユニットコントローラ１０２の制御により感光体２０、現像器５１、５２、５３、５４に設けられた現像ローラ５１０、及び、中間転写体７０が回転する。感光体２０は、回転しながら、帯電位置において帯電ユニット３０により順次帯電される。

感光体２０の帯電された領域は、感光体２０の回転に伴って露光位置に至り、露光ユニット４０によって、第１色目、例えばイエローＹの画像情報に応じた潜像が該領域に形成される。また、現像器保持ユニット５０は、イエロー（Ｙ）トナーを収容したイエロー現像器５４を、感光体２０に対向した現像位置に位置させる。感光体２０上に形成された潜像は、感光体２０の回転に伴って現像位置に至り、イエロー現像器５４によってイエロートナーで現像される。これにより、感光体２０上にイエロートナー像が形成される。感光体２０上に形成されたイエロートナー像は、感光体２０の回転に伴って一次転写位置に至り、一次転写ユニット６０によって、中間転写体７０に転写される。この際、一次転写ユニット６０には、トナーの帯電極性とは逆の極性の一次転写電圧が印加される。なお、この間、二次転写ユニット８０は、中間転写体７０から離間している。

上記の処理が、第２色目、第３色目、及び、第４色目について繰り返して実行されることにより、各画像信号に対応した４色のトナー像が、中間転写体７０に重なり合って転写される。これにより、中間転写体７０上にはフルカラートナー像が形成される。中間転写体７０上に形成されたフルカラートナー像は、中間転写体７０の回転に伴って二次転写位置に至り、二次転写ユニット８０によって記録媒体に転写される。なお、記録媒体は、給紙トレイ９２から、給紙ローラ９４、レジローラ９６を介して二次転写ユニット８０へ搬送される。また、転写動作を行う際、二次転写ユニット８０は中間転写体７０に押圧されるとともに二次転写電圧が印加される。記録媒体に転写されたフルカラートナー像は、定着ユニット９０によって加熱加圧されて記録媒体に融着される。一方、感光体２０は一次転写位置を経過した後に、クリーニングブレード７６によって、その表面に付着しているトナーが掻き落とされ、次の潜像を形成するための帯電に備える。掻き落とされたトナーは、廃トナー収容部に回収される。

＜制御ユニットの概要＞
次に、制御ユニット１００の構成について図２を参照しつつ説明する。制御ユニット１００は、メインコントローラ１０１とユニットコントローラ１０２とを有している。メインコントローラ１０１は、ＣＰＵ１１１と、不図示のコンピュータと接続するためのインターフェイス（Ｉ／Ｆ）１１２と、コンピュータから入力された画像信号を記憶するための画像メモリ１１３と、電気的に書き換え可能なＥＥＰＲＯＭ１１４ａ、ＲＡＭ１１４ｂ、各種制御用のプログラムを備えたプログラムＲＯＭ等からなるメインコントローラ側メモリ１１４と、を備えている。

メインコントローラ１０１のＣＰＵ１１１は、インターフェイスを介して入力される画像データの画像メモリ１１３への読み込み及び読み出しの制御とともに、コンピュータから入力された制御信号に基づいてユニットコントローラ１０２のＣＰＵ１２０と同期させて装置全体の制御を司っている。

ユニットコントローラ１０２は、ＣＰＵ１２０と、電気的に書き換え可能なＥＥＰＲＯＭ１１６ａ、ＲＡＭ、各種制御用のプログラムを備えたプログラムＲＯＭ等からなるユニットコントローラ側メモリ１１６と、装置本体の各ユニット（帯電ユニット３０、露光ユニット４０、現像器保持ユニット５０、一次転写ユニット６０、感光体ユニット７５、二次転写ユニット８０、定着ユニット９０、表示ユニット９５）を駆動制御するための各駆動制御回路等を有している。

ユニットコントローラ１０２のＣＰＵ１２０は、各駆動制御回路と電気的に接続され、メインコントローラ１０１のＣＰＵ１１１からの制御信号に基づいて各駆動制御回路を制御する。すなわち、各ユニットが備えるセンサ等からの信号を受信することによって、各ユニットの状態を検出しつつ、メインコントローラ１０１から入力される信号に基づいて、各ユニットを制御する。

また、ユニットコントローラ１０２が備えるＣＰＵ１２０は、シリアルインターフェイス１２１を介して、シリアルＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性記憶素子（以下「本体側メモリ」ともいう。）１２２に接続されている。この本体側メモリ１２２には、装置制御のために必要となるデータが記憶されている。

また、ＣＰＵ１２０は、シリアルインターフェイス１２１、通信制御モジュール１２３、及び、装置側アンテナとしてのアンテナユニット１２４を介して、各現像器５１、５２、５３、５４に設けられた通信ユニット５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａと、無線にて通信可能となっている。アンテナユニット１２４と通信ユニット５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａとの通信により、制御ユニット１００は、各現像器５１、５２、５３、５４に設けられた通信ユニット５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａに情報を書き込み、また、各現像器５１、５２、５３、５４に設けられた通信ユニット５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａから情報を読み込むことも可能である。通信ユニット５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａについては後述する。

［現像器の概要］
次に、図６を用いて、現像器５１、５２、５３、５４の構成、及び、動作について説明する。図６は、現像器５１、５２、５３、５４の斜視図である。

なお、現像器保持ユニット５０には、ブラック（Ｋ）トナーを収容したブラック現像器５１、マゼンタ（Ｍ）トナーを収容したマゼンタ現像器５２、シアン（Ｃ）トナーを収容したシアン現像器５３、及び、イエロー（Ｙ）トナーを収容したイエロー現像器５４を装着することができるが、各現像器の構成、及び、動作は同様であるので、以下、イエロー現像器５４（以下、単に「現像器５４」ともいう。）について説明する。

＜現像器の構成＞
まず、現像器５４の構成について説明する。現像器５４は、現像剤担持体の一例である現像５１０、トナーＴを収容するハウジング５４０、位置決めピン５８８、連結部材５９０を有している。

現像ローラ５１０は、トナーＴを担持して感光体２０と対向する現像位置に搬送し、該現像位置に搬送されたトナーＴによって感光体２０に担持された潜像を現像する。また、現像ローラ５１０は、図６に示すとおり、その長手方向両端部、すなわち、軸部５１０ｂにてハウジング５４０に支持されており、中心軸を中心として回転可能である。また、現像ローラ５１０は、感光体２０の回転方向（図１において時計方向）と逆の方向（図１において反時計方向）に回転する。その中心軸は、感光体２０の中心軸よりも下方にある。

ハウジング５４０は、一体成型された複数のハウジング部、すなわち、上ハウジング部と下ハウジング部とを溶着して製造されている。また、ハウジング５４０には、通信ユニット５４ａが取り付けられている。この通信ユニット５４ａの構成及びハウジング５４０に対する取付け位置等については、後述する。

また、ハウジング５４０の長手方向においてプリンタ１０の手前側（装着方向上流側）に配置される第２側壁５４７には、取付け凸部（図示略）が設けられていて、連結部材５９０の取付け穴（図示略）と嵌合可能である。

位置決めピン５８８は、図６に示すように、現像器５４本体の長手方向一端側、すなわち現像器５４の装着方向において下流側に設けられている。この位置決めピン５８８は、現像器５４が着脱部５０ｄに装着された際に、着脱部５０ｄに係合して、より具体的には、図４に示すように、着脱部５０ｄに設けられた位置決め穴５８に嵌合して、着脱部５０ｄに対する現像器本体の位置決めをする機能を有している。

［通信ユニットとアンテナユニットの構成］
次に、図７〜図９を参照しつつ、現像器に設けられた通信ユニット、及び、プリンタ１０本体側に設けられたアンテナユニットの構成について、データの送受信構成を含めて説明する。

図７は、通信ユニット５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａの構成を示す平面図である。図８は、アンテナユニット１２４の構成を示す平面図である。図９は、通信ユニット及び送受信部の内部構成を説明するためのブロック図である。

現像器５１、５２、５３、５４には、それぞれ通信ユニット５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａが取り付けられているが、各現像器に取り付けられた通信ユニットの構成及び現像器本体に対する通信ユニットの取付け位置等は、いずれの現像器であっても同じなので、以下、イエロー現像器５４に取り付けられている通信ユニット５４ａを例にとって説明する。

通信ユニット５４ａは、現像器５４が着脱部５０ｄに装着された状態で、プリンタ１０本体側のアンテナユニット１２４と非接触状態で通信可能である。前述したように、現像器５４は、着脱部５０ｄが移動することにより移動する。そして、通信ユニット５４ａは、現像器５４が現像位置とは異なる通信位置に移動した際に、プリンタ１０本体に設けられたアンテナユニット１２４と非接触状態で通信する。通信ユニット５４ａは、現像器保持ユニット５０の回転軸５０ｅを中心とする直径方向において、アンテナユニット１２４より内側に設けられている。

図７に示すように、通信ユニット５４ａは、長方形状の可撓性を有する薄板プラスチック製の基材としての薄板基材５４ｉ、銅箔を長方形の平面コイル状に配線したアンテナ５４ｄ、アンテナの両端部に設けられたアンテナ端子５４ｊ、メモリを有し外部アンテナとの通信するための素子としての非接触ＩＣチップ５４ｂ、非接触ＩＣチップ５４ｂのチップ端子とアンテナ端子５４ｊとを接続するアルミ製の２つの連結部５４ｋ、及び、これらを覆って５４ｉとの間に挟むフィルム状の保護シート５４ｍを有している。

そして、通信ユニット５４ａは、図６に示すように、ハウジング５４０の長手方向に沿って設けられた外面５４３に取り付けられている。この通信ユニット５４ａは、全体としてごく小型かつ薄型で、片面に粘着性を持たせてシールとして対象物に貼着させることもできる。メモリタグなどと呼ばれ、多種市販されているものである。

図８に示すように、プリンタ１０本体側に設けられるアンテナユニット１２４は、樹脂製の板材にて形成された基材１２４ａと、通信ユニット５４ａとほぼ同様に基材１２４ａの外形に沿ってコイル状に引き回された銅箔でなるアンテナ１２４ｂと、アンテナ１２４ｂの端部に設けられたアンテナ端子１２４ｃと、樹脂製でフィルム状の保護シート１２４ｄとを有している。また、２つのアンテナ端子１２４ｃには、それぞれ導線１２４ｅが接続され通信制御モジュール１２３を介して制御ユニット１００と接続されている。ここで、本実施形態のアンテナユニット１２４は、保護シート１２４ｄを有する構成としたが、保護シート１２４ｄは必ずしも設けられていなくとも構わない。

また、アンテナユニット１２４は、現像器保持ユニット５０の周方向（図１０（Ｂ）の矢印参照）に、現像器保持ユニット５０の外縁に沿って所定の振幅の範囲内で可動するように設けられている。すなわち、このアンテナユニット１２４には、アンテナユニット駆動モータからなるアンテナユニット駆動部（図示略）が接続されており、アンテナユニット駆動制御回路１１８の制御に基づいて該アンテナユニット駆動モータを駆動することで、アンテナユニット１２４を所定の基準位置から現像器保持ユニット５０の周方向にスライドさせ、任意の位置に位置決めできるように構成されている。

このアンテナユニット駆動モータは定電圧で駆動されるステッピングモータであり、基準位置からモータを回し始めて、何パルスをステッピングモータへ入れたかによって、アンテナユニット１２４のポジション（位相）を調整できる。なお、例えば、アンテナユニット１２４に設けられた検出板（図示略）と、プリンタ１０本体側に設けられた検出センサとにより、基準位置を検出できるようになっている。

そして、アンテナユニット１２４は、現像器保持ユニット５０が通信位置（図１０（Ｂ）参照）に位置するとき、アンテナユニット１２４に対向する位置にある現像器（図１０（Ｂ）では現像器５４）が現像器保持ユニット５０に装着された時に検出・記録した位置補正情報に基づいて、アンテナユニットを可動させ、アンテナユニット１２４のアンテナ１２４ｂと現像器５４に取り付けられた通信ユニット５４ａのアンテナ５４ｄとが対向する位置に位置決めされる。

なお、位置補正情報とは、通信ユニット５４ａを現像器５４に取り付ける際のばらつきを補正し、アンテナユニット１２４と通信ユニット５４ａとの間の通信を確実に行うための情報である。アンテナユニット１２４は、この位置補正情報に基づいて基準位置からの移動量を求める。なお、位置補正情報の検出処理については後述する。

また、図９に示すように、非接触ＩＣチップ５４ｂは、共振用コンデンサ５４ｃ、整流器５４ｅ、信号解析部ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）５４ｆ、制御部５４ｇ、メモリセル５４ｈを有している。メモリセル５４ｈは、ＮＡＮＤ型フラッシュＲＯＭなど電気的に読み書き可能な不揮発性のメモリであり、書き込まれた情報を記憶しておくこと、及び、記憶した情報を外部から読み取ることが可能なものである。

通信ユニット５４ａとアンテナユニット１２４とが所定の位置関係、例えば、相互距離が１０ｍｍ以内にあれば、互いに非接触状態にて、情報を送受信可能となっている。そして、通信ユニット５４ａのアンテナ５４ｄと、アンテナユニット１２４とは、互いに無線にて通信し合い、メモリセル５４ｈに保存された情報の読み取りやメモリセル５４ｈへの情報の書き込みを行う。また、プリンタ１０本体の通信制御モジュール１２３で発生された高周波信号は、アンテナユニット１２４を介して高周波磁界として誘起される。この高周波磁界は、通信ユニット５４ａのアンテナ５４ｄを介して吸収され、整流器５４ｅで整流されて非接触ＩＣチップ５４ｂ内の各回路を駆動する直流電力源となる。

通信ユニット５４ａのメモリセル５４ｈには、各種の情報が記憶されている。例えば、通信ユニット毎に固有のシリアル番号等のＩＤ情報、現像器５４を製造した年月日、現像器５４の仕向地を特定するための情報、現像器５４が製造された製造ラインを特定するための情報、現像器５４が対応可能な機種を特定するための情報、現像器５４に収容されているトナーの量を示すための情報としてトナー残量情報等が記憶されている。

通信ユニット５４ａのメモリセル５４ｈに記憶されているＩＤ情報は、記憶通信ユニットの工場製造時において、書き込み処理されることとすればよい。このＩＤ情報をプリンタ１０本体で読み取ることによって、個々の通信ユニット５４ａ、５１ａ、５２ａ、５３ａを識別することが可能になる。

なお、通信ユニット５４ａのメモリ５４ｈにデータをリード／ライトする時間はたかだか数約ｍ秒であるので、アンテナユニット１２４は、現像器保持ユニット５０が静止している状態のみならず、現像器保持ユニット５０が移動している状態においても、通信ユニット５４ａと無線通信することとしてもよい。すなわち、アンテナユニット１２４は、移動中の通信ユニット５４ａに対しても無線通信可能としてもよい。

［通信ユニット通信時の動作］
次に、図１０を参照しつつ、現像器に設けられた通信ユニット５４ａと、プリンタ１０本体側に設けられたアンテナユニット１２４との間で通信する際の現像器保持ユニット５０及びアンテナユニット１２４の動作について説明する。

図１０は、現像器保持ユニット５０のポジションを示す図である。前述したように、現像器５４等は、ロータリー駆動モータの駆動に伴って移動する。この際、各現像器が所定位置に位置するように、着脱部は移動する。この所定位置として、第一ポジションとしての待機位置、第二ポジションとしての現像位置及び通信位置、並びに、第三ポジションとしての着脱位置がある。

図１０（Ａ）は待機位置を示す図である。印字を行わないときには、この待機位置に現像器保持ユニット５０が保持される。図１０（Ｃ）は着脱位置を示す図である。このポジションは、現像器をプリンタ１０本体に対して着脱するときに利用され、一の現像器（同図では現像器５２）が現像器着脱開口１０ｅを通して着脱可能な位置になる。なお、図１０では、待機位置と着脱位置を異なるものとしているが、待機位置と着脱位置とが同じポジションになるよう、待機位置で現像器を取り出せるように現像器着脱開口１０ｅを設けてもよい。

図１０（Ｂ）は現像位置及び通信位置を示す図である。現像を行うときには、現像保持ユニット５０がこのポジションに位置するよう、ロータリー駆動モータが駆動制御される。このポジションでは、一の現像器（同図では現像器５１）の現像ローラ５１０が感光体２０と対向する。同時に、他の一の現像器（同図では現像器５４）の通信ユニット５４ａがアンテナユニット１２４とほぼ対向する位置になる。このとき、前述のとおり、アンテナユニット駆動制御回路１１８は、現像器５４の装着時に検出してメモリに保持しておいた位置補正情報に基づいてアンテナユニット１２４を基準位置から所定量スライド移動させ、アンテナユニット１２４が通信ユニット５４ａと対向して通信可能な位置に位置決めされるよう制御する。

なお、アンテナユニット１２４の基準位置は、通信ユニット５４ａの取り付けにより生じるばらつきの中心値により定めることが好ましい。すなわち、設計値どおりの箇所に通信ユニット５４ａが取り付けられた現像器５４が設計値どおりに現像器保持ユニット５０に装着された場合に、当該通信ユニット５４ａに対向する位置に設定することが好ましい。

［位置補正情報の検出］
次に、図１１〜図１４を参照しつつ、位置補正情報を検出・記録する処理について説明する。
図１１は、現像器を取り出す際のフローチャートであり、図１２は、取出し時の動作タイミングを示すタイミングチャートである。また、図１３は、現像器を装着する際のフローチャートであり、図１４は、装着時の動作タイミングを示すタイミングチャートである。

まず、現像器を取り出す際の動作について説明する。図１１及び図１２に示すように、取出し動作は、（１）現像器保持ユニット５０を回転させて通信位置（メモリアクセス位置）に現像器５４を移動、（２）通信ユニット５４ａに所定データを書込み、（３）現像器保持ユニット５０を回転させて着脱位置に現像器５４を移動、という動作からなる。以下、詳細に説明する。

ＣＰＵ１２０が現像器５４の交換命令を受け取ると（Ｓ２００）、現像器保持ユニット駆動制御回路１１７の制御によりロータリー駆動モータを駆動させ、現像器保持ユニット５０を回転させる（Ｓ２０２）。ロータリー駆動モータに入力するパルスの個数により現像器保持ユニット５０のポジションを検出し、通信位置で回転を停止させる（Ｓ２０４）。

通信位置にきたとき、通信ユニット５４ａに関して予め検出して記録しておいた位置補正情報に基づいてアンテナユニット１２４の周方向の位置が補正された後、アンテナユニット１２４と通信ユニット５４ａとの間で通信が行われ、所定のデータが通信ユニット５４ａのメモリに５４ｈ書き込まれる（Ｓ２０６）。

メモリにデータが書き込まれた後、再びロータリー駆動モータを駆動させ、現像器保持ユニット５０を回転させる（Ｓ２０８）。そして、着脱位置で回転を停止させる（Ｓ２１０）。その後、ユーザは現像器５４をプリンタ１０本体から取り出すことが可能となる。

次に、現像器を装着する際の動作について説明する。図１３及び図１４に示すように、装着動作は、（１）現像器装着後、現像器保持ユニット５０を回転させて通信位置（メモリアクセス位置）に停止、（２）アンテナユニット１２４の位置を移動させながらデータ読出し可能な位置を検出、（３）メモリアクセス位置を補正するための補正位置情報を記録、という動作からなる。以下、詳細に説明する。

プリンタ１０本体に現像器５４が装着されると（Ｓ２２０）、現像器保持ユニット駆動制御回路１１７の制御によりロータリー駆動モータを駆動させ、現像器保持ユニット５０を回転させる（Ｓ２２２）。そして、通信位置で回転を停止させる（Ｓ２２４）。

ここで、通信制御モジュール１２３が、基準位置に位置するアンテナユニット１２４を介して通信ユニット５４ａから所定データを読出すことができるか否かを検知する（Ｓ２２６）。そして、データを読み出すことができれば（Ｓ２２６：Ｙｅｓ）、補正位置情報をメモリ１１６に記録して（Ｓ２３６）、処理を終了する。このとき、補正位置情報としては、補正なしの旨を記録する。また、データを読み出すことができなければ（Ｓ２２６：Ｎｏ）、アンテナ位置調整処理に移行する。

アンテナ位置調整処理においては、まず、アンテナユニット駆動制御回路１１８の制御に基づいて、現像器保持ユニット５０の回転方向（図１０の矢印Ｙ）（以下「ＣＣＷ側」という。）にＮステップ分、アンテナユニット駆動モータを駆動させ、アンテナユニット１２４を移動させる（Ｓ２２８）。その間、通信制御モジュール１２３がアンテナユニット１２４を介して通信ユニット５４ａから所定データを読出すことができるか否かを検知する（Ｓ２３０）。データを読み出すことができれば（Ｓ２３０：Ｙｅｓ）、補正位置情報をメモリ１１６に記録して（Ｓ２３６）、処理を終了する。このとき、補正位置情報としては、ＣＣＷ側にＮステップの旨を記録する。また、データを読み出すことができなければ（Ｓ２３０：Ｎｏ）、さらに逆方向にアンテナユニット１２４を移動させて、アンテナ位置調整処理を続ける。

このとき、アンテナユニット駆動制御回路１１８の制御に基づいて、現像器保持ユニット５０の回転方向（図１０の矢印Ｙ）と逆方向（図１０（Ｂ）の矢印Ｘ）（以下「ＣＷ側」という。）に２Ｎステップ分、アンテナユニット駆動モータを駆動させ、アンテナユニット１２４を移動させる（Ｓ２３２）。これにより、アンテナユニット１２４は、基準位置からＣＷ側にＮステップ分移動することになる。その間、通信制御モジュール１２３がアンテナユニット１２４を介して通信ユニット５４ａから所定データを読出すことができるか否かを検知する（Ｓ２３４）。データを読み出すことができれば（Ｓ２３４：Ｙｅｓ）、補正位置情報をメモリ１１６に記録して（Ｓ２３６）、処理を終了する。このとき、補正位置情報としては、ＣＷ側にＮステップの旨を記録する。また、データを読み出すことができなければ（Ｓ２３４：Ｎｏ）、通信ユニット５４ａとの通信することができないものと判断して、エラーを返す。

こうして、現像器５４の装着時に補正位置情報を検出・記録する。そして、その後は、記録した補正位置情報を読み出してアンテナユニット１２４の位置を補正することが可能となるため、通信ユニット５４ａの取り付け位置にばらつきがあっても、感光体２０を逆回転させることなく、確実に通信を行うことができるようになる。なお、プリンタ１０の初期動作後や、プリンタ１０が画像を形成する前に、アンテナユニット１２４は基準位置に位置している。

なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、他の様々な形で実施することができる。このため、上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈されるものではない。例えば、上述の各処理ステップは処理内容に矛盾を生じない範囲で任意に順番を変更して又は並列に実行することができる。

また、本実施形態では、現像器をプリンタ１０に装着する際に補正位置情報を検出・記録する例を示したが、プリンタ１０に電源が投入された後の初期化動作において、補正位置情報を検出・記録するようにしてもよい。

さらに、本実施形態では、アンテナユニット１２４を周方向に動かす例を示したが、横方向（現像器の長手方向）にも動かすようにしてもよい。しかし、一般に、アンテナユニットは横方向に長く、横方向には設計中心から５〜１０ｍｍ程度のずれがあっても通信可能であるため、現実的には周方向に移動させれば足りる。

また、本実施形態では、所定の基準位置（ホームポジション）から回し始めて、何ステップ分のパルスをステッピングモータへ入力したかによって、現像器保持ユニット５０及びアンテナユニット１２４のポジションを判断しているが、エンコーダを使用してポジションを検出してもよい。さらに、基準位置の検出は、検出板（遮光板）と検出センサ（光学センサ等の位置センサ）を設け、遮光板がセンサを横切ってから所定ステップ数でホームポジションに停止させるようにしてもよい。また、爪でロックをかけてホームポジションに止まるようにし、回転時はロックを外して、そこから何ステップかでポジションを判断するようにしてもよい。

さらに、本実施形態のカラーレーザプリンタ１０では、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの４色のトナーが詰められた４個の現像器５１、５２、５３、５４を現像器保持ユニット５０に装着するもの（いわゆる、４サイクル方式）としたが、現像器保持ユニット５０が回転可能な機構を有するものであれば、３個以下の現像器を装着するものでもよいし、５個以上の現像器を装着するものでもよい。

また、本実施形態では、記録剤として複数の色のトナーが詰められた現像器を装着するプリンタ１０について説明したが、同様の現像器を装着する複写機、ファクシミリなど、各種の画像形成装置に適用可能である。

プリンタ１０を構成する主要構成要素を示した縦断側面図である。 プリンタ１０の制御ユニット１００の電気的構成を示すブロック図である。 現像器保持ユニット５０の斜視図である。 現像器５４が装着された状態の現像器保持ユニット５０を示す図である。 装着された現像器と現像器保持ユニットとの位置を示す図である。 現像器５４の斜視図である。 通信ユニット５４ａの構成を示す平面図である。 アンテナユニット１２４の構成を示す平面図である。 通信ユニット及び送受信部の内部構成を説明するためのブロック図である。 現像器保持ユニット５０のポジションを示す図である。 現像器を取り出す際のフローチャートである。 現像器取出し時の動作タイミングを示すタイミングチャートである。 現像器を装着する際のフローチャートである。 現像器装着時の動作タイミングを示すタイミングチャートである。 メモリタグの固定ばらつきを示す図である。

符号の説明

１０ プリンタ、１０ｅ 現像器着脱開口、２０ 感光体、３０ 帯電ユニット、４０ 露光ユニット、５０ 現像器保持ユニット、５０ａ〜ｄ 着脱部、５０ｅ 回転軸、５０ｆ 壁部、５１〜５４ 現像器、５１ａ〜５４ａ 通信ユニット、５１ｂ〜５４ｂ チップ、５１ｃ〜５４ｃ 共振用コンデンサ、５１ｄ〜５４ｄ アンテナ、５１ｅ〜５４ｅ 整流器、５１ｇ〜５４ｇ 制御部、５１ｈ〜５４ｈ メモリセル（メモリ）、５１ｉ〜５４ｉ 薄板基材、５１ｊ〜５４ｊ アンテナ端子、５１ｋ〜５４ｋ 連結部、５１ｍ〜５４ｍ 保護シート、５５ ポジション検出板、５６ ガイド部、５７ ポジション検出センサ、５８ 穴、５９ 連結穴、６０ 一次転写ユニット、７０ 中間転写体、７５ 感光体ユニット、７６ クリーニングブレード、８０ 二次転写ユニット、９０ 定着ユニット、９２ 給紙トレイ、９４ 給紙ローラ、９５ 表示ユニット、９６ レジローラ、９８ 電源ユニット、１００ 制御ユニット、１０１ メインコントローラ、１０２ ユニットコントローラ、１１３ 画像メモリ、１１４ メインコントローラ側メモリ、１１６ ユニットコントローラ側メモリ、１１７ 現像器保持ユニット駆動制御回路、１１８ アンテナユニット駆動制御回路、１２１ シリアルインターフェイス、１２２ 本体側メモリ、１２３ 通信制御モジュール、１２４ アンテナユニット、１２４ａ 基材、１２４ｂ アンテナ、１２４ｃ アンテナ端子、１２４ｄ 保護シート、１２４ｅ 導線、５１０ 現像ローラ、５１０ｂ 軸部、５４０ ハウジング、５４３ 外面、５４７ 側壁、５４９ 被ガイド部、５７６ バネ、５８８ 位置決めピン、５９０ 連結部材、５９５ａ 連結ピン

Claims (6)

1. 現像剤を収容する現像器を複数着脱可能であり、且つ、回転軸を中心に回転させることによって、装着された現像器のいずれか一つを現像位置に移動させる現像器保持ユニットを備える画像形成装置であって、
   前記現像器の外面には、前記現像器に関するデータを記録するメモリを備えた通信ユニットが取り付けられ、
   前記画像形成装置は、
   前記通信ユニットと無線通信可能なアンテナユニットと、
   前記アンテナユニットの位置を補正するためのアンテナ駆動部と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記アンテナユニットは、前記現像器保持ユニットに近接する位置に設けられ、
   前記アンテナ駆動部は、前記アンテナユニットの位置を、前記現像器保持ユニットの周方向前後に所定量移動させることにより、前記現像器保持ユニットの回転が所定の位置で停止したときに、前記現像器保持ユニットに装着された一の現像器に取り付けられた通信ユニットに前記アンテナユニットが近接するよう位置補正を行う、
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成装置は、前記一の現像器に取り付けられた通信ユニットの取り付け位置に関するデータを記憶する記憶手段を備え、
   前記アンテナ駆動部は、前記記憶手段に記憶されたデータに基づいて、前記アンテナユニットの位置補正を行う、
   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. 前記通信ユニットの取り付け位置に関するデータは、前記一の現像器が前記現像器保持ユニットに装着されたときに前記記憶手段に記憶される、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 現像剤を収容する現像器を複数着脱可能であり、且つ、回転軸を中心に回転させることによって、装着された現像器のいずれか一つを現像位置に移動させる現像器保持ユニットを備える画像形成装置において、前記現像器の外面に取り付けられた前記現像器に関するデータを記録するメモリを備えた通信ユニットと無線通信可能なアンテナユニットの位置を補正する方法であって、
   前記通信ユニットの取り付け位置に関するデータを取得するステップと、
   前記取得されたデータに基づいて、前記アンテナユニットの位置を、前記現像器保持ユニットの周方向前後に所定量移動させるステップと、
   を備え、これにより、前記現像器保持ユニットの回転が所定の位置で停止したときに、前記現像器保持ユニットに装着された一の現像器に取り付けられた通信ユニットに前記アンテナユニットが近接するよう位置補正される、
   ことを特徴とするアンテナ位置補正方法。
6. 請求項５に記載のアンテナ位置補正方法を、画像形成装置の備えるコンピュータに実行させるためのプログラム。

Images