JP2021196459A

JP2021196459A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2021196459A
Application number: JP2020102030A
Authority: JP
Inventors: 哲郎古川; Tetsuo Furukawa; 良太渋谷; Ryota Shibuya
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2020-06-12
Filing date: 2020-06-12
Publication date: 2021-12-27
Also published as: US11543768B2; US20210389719A1

Abstract

【課題】カートリッジのメモリ手段と装置本体の接点部とを電気的に接触させるためのシンプルな構成が求められている。【解決手段】本体電気接点ユニットは、装着状態において付勢部材から付勢力を受けることでカートリッジと係合し第１位置に位置決めされ、未装着状態において保持部材の被位置決め部が枠体の位置決め部に位置決めされることによって第２位置に位置決めされ、第２位置は、前記装着方向に直交する方向に見た時に、前記装着状態における前記付勢力の方向に交差する方向において、第１位置と異なる位置であることを特徴とする。【選択図】図６

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置であって、装置本体に着脱可能に構成されたカートリッジを備える画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置において、感光体及び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、装置本体に対し着脱可能に構成されているものが知られている。

このようなカートリッジとして、製造番号や使用状況等の情報を記憶するメモリ手段を搭載したものがある。メモリ手段を搭載することにより、装置本体と情報のやりとりをしてカートリッジの使用状況に応じて画像形成プロセスの制御を変更するなどをして画像形成装置の性能を最大限に引き出すことができる。

カートリッジのメモリ手段と装置本体との通信は、コネクタやバネ材を使用しメモリ手段と装置本体の接点部とを接触させる接触方式のものが広く採用されている。

特許文献１には、カートリッジを着脱するための開口部に対し開閉するカバー部材の開閉動作に連動して、装置本体の接点部がカートリッジのメモリタグに接触するように移動する構成が開示されている。

特開２０１５−１１０５５

しかしながら、特許文献１においては、カバー部材の開閉動作に連動して装置本体の接点部を移動させるための連動機構が必要になり、構成が複雑になりやすいという課題がある。

本発明の目的は、カートリッジのメモリ手段と装置本体の接点部とを電気的に接触させるためのシンプルな構成を提供することである。

本発明の第１の側面は、装置本体と、前記装置本体に装着方向に着脱可能なカートリッジと、を有する画像形成装置であって、前記カートリッジは情報を記憶するメモリ手段を有し、前記装置本体は、枠体と、前記カートリッジが前記装置本体に装着された装着状態において、前記メモリ手段と電気的に接触する本体電気接点部と、前記本体電気接点部を保持し被位置決め部を有する保持部材と、を備え、前記枠体に対して移動可能に構成された本体電気接点ユニットと、前記装着状態において、前記本体電気接点部が前記カートリッジの前記メモリ手段に接触するように前記本体電気接点ユニットを付勢する付勢部材であって、一端及び他端がそれぞれ前記本体電気接点ユニット及び前記枠体に支持された付勢部材と、前記カートリッジが前記装置本体に装着されていない未装着状態において、前記本体電気接点ユニットの前記枠体に対する位置が決まるように前記保持部材の前記被位置決め部と係合するように構成され、前記枠体に設けられた位置決め部と、を有し、前記本体電気接点ユニットは、前記装着状態において前記付勢部材から付勢力を受けることで前記カートリッジと係合し第１位置に位置決めされ、前記未装着状態において前記保持部材の前記被位置決め部が前記枠体の前記位置決め部に位置決めされることによって第２位置に位置決めされ、前記２位置は、前記装着方向に直交する方向に見た時に、前記装着状態における前記付勢力の方向に交差する方向において、前記第１位置と異なる位置であることを特徴とする。

本発明によれば、カートリッジのメモリ手段と装置本体の接点部とを電気的に接触させるためのシンプルな構成を提供することができる。

本実施例に係る電子写真方式の画像形成装置としてのレーザビームプリンタの断面図（ａ）本実施例に係るカートリッジＢの側面図（ｂ）メモリタグ基板がある側から見たカートリッジＢの長手端部の斜視図（ａ）コネクタユニット及びコイルばねの斜視図（ｂ）コネクタユニット及びコイルばねの分解斜視図装着状態におけるコネクタユニットの位置を示す拡大図（ａ）装着状態におけるメモリタグ保持部とコネクタとコイルばねとをＸ方向から見た図（ｂ）図５（ａ）のコネクタ付近の拡大図（ｃ）図５（ａ）のＥ−Ｅ断面未装着状態におけるコネクタユニットの位置を示す拡大図（ａ）カートリッジのメモリタグ保持部がコネクタユニットと係合する直前のメモリタグ基板とコネクタユニットの位置を示す拡大図（ｂ）カートリッジのメモリタグ保持部がコネクタユニットと係合し始めた時のメモリタグ基板とコネクタユニットの位置を示す拡大図（ｃ）カートリッジのメモリタグ保持部がコネクタユニットと係合しコネクタユニットが第１位置にある時のメモリタグ基板とコネクタユニットの位置を示す拡大図現像ユニットが揺動した時のコネクタユニットの位置を示す拡大図

〔実施例１〕
本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の実施形態について説明する。

＜画像形成装置＞
画像形成装置の全体構成について説明する。図１は、本実施例に係る電子写真方式の画像形成装置としてのレーザビームプリンタの断面図である。画像形成装置は、装置本体Ａと、装置本体Ａに着脱可能に構成されたプロセスカートリッジ（以下、カートリッジＢと記載する）と、を有する。装置本体Ａは、画像形成装置からカートリッジＢを除いた部分である。カートリッジＢの装置本体Ａに対する装着方向は図１の矢印Ｍ方向である。以後、カートリッジＢが装置本体Ａに装着された状態を装着状態、カートリッジＢが装置本体Ａに装着されていない状態を未装着状態、と表す。

カートリッジＢは、感光ドラム６２を回転可能に支持するドラムユニット６２０と、現像ローラ３２を回転可能に支持する現像ユニット３２０と、を有する。現像ユニット３２０は、現像ローラ３２が感光ドラム６２に接近した位置と、現像ローラ３２が感光ドラム６２から離れた位置と、の間を揺動可能にドラムユニット６２０に支持されている。

装置本体Ａには、カートリッジＢの像担持体としての感光体ドラム６２に潜像を形成するための露光装置３（レーザスキャナユニット）が設けられている。また、カートリッジＢの下方に記録媒体（以下、シート材ＰＡと記載する）を収納するシートトレイ４が設けられている。

装置本体Ａは、更に、シート材ＰＡの搬送方向Ｄに沿って配置された、ピックアップローラ５ａ、給送ローラ対５ｂ、搬送ローラ対５ｃ、転写ローラ７、定着装置９、排出ローラ対１０、排出トレイ１１を有する。

尚、本実施例において、カートリッジＢの装着方向Ｍは、感光ドラム６２の回転軸線に直交する方向であるものの、これに限定されない。

＜画像形成プロセス＞
画像形成プロセスの概略について説明する。プリントスタート信号に基づいて、感光体ドラム６２は矢印Ｒ方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。

バイアス電圧が印加された帯電ローラ（帯電部材）６６は、ドラム６２の外周面に接触し、ドラム６２の外周面を一様均一に帯電する。

露光装置３は、画像情報に応じたレーザ光Ｌを出力する。レーザ光Ｌは、感光ドラム６２の外周面を走査露光する。これにより、ドラム６２の外周面には画像情報に対応した静電潜像が形成される。

一方、カートリッジＢ内のトナーは、現像ローラ３２に担持されている。感光ドラム５２上の静電潜像に応じて現像ローラ３２から感光ドラム６２へトナーが供給され、静電潜像を現像する。これにより、感光ドラム６２上の静電潜像はトナー像として可視像化される。

また、図１に示すように、レーザ光Ｌの出力タイミングとあわせて、ピックアップローラ５ａ、給送ローラ対５ｂ、搬送ローラ対５ｃによってシート材ＰＡがシートトレイ４からドラム６２と転写ローラ７との間の転写位置へ搬送される。転写位置において、トナー像はドラム６２からシート材ＰＡに転写される。

トナー像が転写されたシート材ＰＡは、ドラム６２から分離されて定着装置９に搬送される。そしてシート材ＰＡは、定着装置９を構成するニップ部で加圧・加熱定着処理が行われてトナー像はシート材ＰＡに定着される。トナー像の定着処理を受けたシート材ＰＡは、排出ローラ対１０まで搬送され、排出トレイ１１に排出される。

＜カートリッジのメモリタグ基板＞
カートリッジＢが有するメモリタグ基板について説明する。図３（ａ）は、本実施例に係るカートリッジＢの側面図である。図３（ｂ）は、メモリタグ基板１０３がある側から見た
カートリッジＢの長手端部の斜視図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）において、Ｚ方向はメモリタグ基板１０３に垂直な方向であり、Ｙ方向はＸ方向とＺ方向に垂直な方向である。図３（ｂ）におけるＸ方向は、感光ドラム６２の回転軸線方向である。

カートリッジＢは、図３（ａ）に示すように、メモリタグ基板１０３（メモリ手段）を有する。メモリタグ基板１０３は、装着方向Ｍ（図１）において、現像ユニット３２０の下流側の端面に設けられたメモリタグ保持部１０００によって保持されている。

メモリタグ基板１０３は、カートリッジ接点１０３ａと、記憶部としてのメモリと、を有する。メモリにはカートリッジの製造番号や使用状況等の情報が記憶されている。

メモリタグ保持部１０００は、位置決め部としてのリブ１０２ａ、１０２ｂを有する。リブ１０２ａ及びリブ１０２ｂはＹ方向に並び、それらの間にメモリタグ基板１０３が配置されている。リブ１０２ａ及びリブ１０２ｂは、Ｙ方向及びＺ方向に延びるように構成されている。

＜コネクタユニット＞
装置本体Ａのコネクタユニット２００について説明する。図３（ａ）は、本実施例に係るコネクタユニット２００及びコイルばね２０３の斜視図である。図３（ｂ）は、本実施例に係るコネクタユニット２００及びコイルばね２０３の分解斜視図である。図４は、装着状態におけるメモリタグ基板１０３に対するコネクタユニット２００の位置を示す拡大図である。

装置本体Ａは、図３に示すように、コネクタユニット２００（本体電気接点ユニット）と、コネクタユニット２００をカートリッジＢのメモリタグ基板１０３に向けて付勢する付勢手段としてのコイルばね２０３と、を有する。本実施例のコイルばね２０３は圧縮コイルばねであり、コイルばね２０３は、中心軸線ＣがＺ方向と平行もしくは略平行になるように廃位置されている（図４）。

コネクタユニット２００は、コネクタ２０１（本体電気接点部）と、コネクタ２０１を保持する保持部材２０２と、を有する。コネクタ２０１は、本体電気接点２０１ａと、被位置決め部としての突出部２０４、２０５と、を有している。突出部２０４は、間隔をあけてＸ方向に並ぶ突出部２０４ａと２０４ｂを有する。突出部２０５は、間隔をあけてＸ方向に並ぶ突出部２０５ａと２０５ｂを有する。

保持部材２０２は、コネクタ２０１を保持し、図３及び図４に示すように、被位置決め部としての第１穴部２０２ａ及び第２穴部２０２ｂを有する。また、図３（ｂ）に示すように、第１穴部２０２ａ及び第２穴部２０２ｂはそれぞれ、Ｘ方向に延びる第１内周面２０２１ａ及び第２内周面２０２１ｂを有する。Ｘ方向に見ると、第１穴部２０２ａは、コイルばね２０３を挟んで第２穴部２０２ｂの反対側に設けられている。保持部材２０２は、コネクタ２０１と一体的になるように固定されている。保持部材２０２のコネクタ２０１に対する固定方法は、コネクタ２０１と接着する方法や、保持部材２０２に弾性変形する爪部を設けてコネクタ２０１と係合させる方法が考えられる。

装置本体Ａは、図４に示すように、本体位置決め部としての第１軸部２０６（第１ボス）及び第２軸部２０７（第２ボス）を有する。第１軸部２０６及び第２軸部２０７はそれぞれ、装置本体Ａの本体枠体２０００からＹ方向とＺ方向に垂直な方向（Ｘ方向）に延び、保持部材２０２の第１穴部２０２ａ及び第２穴部２０２ｂの中にある。

コネクタユニット２００の移動は、図４に示すように、第１穴部２０２ａの第１内周面２０２１ａ及び第２穴部２０２ｂの第２内周面２０２１ｂがそれぞれ第１軸部２０６及び第２軸部２０７に接触して規制される。このように、コネクタユニット２００は、本体枠体２０００に対してＹ方向及びＺ方向に所定の範囲で移動可能に構成されている。

コイルばね２０３は、図４に示すように、装着状態において、コネクタユニット２００がカートリッジＢのメモリタグ基板１０３に近づく方向にコネクタ２０１を付勢する。コイルばね２０３の一端及び他端は、コネクタ２０１及び枠体２０００のばね支持部２００１に支持されている。図４に示す装着状態において、コイルバネ２０３によってコネクタ２０１が受ける付勢力の方向をＦとする。

＜カートリッジ装着状態のコネクタユニットの位置＞
装着状態におけるコネクタユニット２００の位置及び位置決めについて図４及び図５を用いて説明する。図５（ａ）は、装着状態におけるメモリタグ保持部１０００とコネクタ２０１とコイルバネ２０３とをＸ方向から見た図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のコネクタ２０１付近を拡大した図である。図５（ｃ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ断面である。図５においては、位置決め構造が見やすくなるように保持部材２０２を不図示にしている。

装着状態において、コネクタユニット２００はメモリタグ保持部１０００と係合させることでカートリッジＢに対して位置決めされている。この時のメモリタグの位置を第１位置とする。

コネクタユニット２００のメモリタグ保持部１０００に対する位置決め構成について説明する。図５（ｃ）に示すように、コネクタ２０１の突出部２０４ａと２０４ｂの隙間及び突出部２０５ａと２０５ｂの隙間にそれぞれ、メモリタグ保持部１０００のリブ１０２及びリブ１０３が嵌る。これによって、コネクタユニット２００のＸ方向の位置が決まる。更に、コネクタ２０１の突出部２０４ａと突出部２０５ａの隙間及び突出部２０４ｂと突出部２０５ｂの隙間にメモリタグ保持部１０００の面１０７ａと面１０７ｂの間の部分（位置決め部）が嵌ることで、Ｙ方向の位置が決まる。

コイルばね２０３は、装着状態において、コネクタユニット２００（コネクタ２０１）がカートリッジＢのメモリタグ基板１０３に近づく方向にコネクタ２０１を付勢する。これによって、コネクタ２０１がメモリタグ保持部１０００の端面に突き当たり、コネクタユニット２００のＺ方向の位置が決まる。

尚、コイルばねの一端及び他端は、コネクタ２０１及び本体枠体２０００のばね支持部２００１に支持されている。また、装着状態におけるコイルばねの中心軸線Ｃは、Ｚ方向と平行もしくは略平行である。

以上説明したようにコネクタユニット２００のメモリタグ保持部１０００に対する位置が決まった状態において、コネクタ２０１の本体電気接点２０１ａと、メモリタグ基板１０３のカートリッジ接点１０３ａと、が接触し電気的に通信可能な状態になる。

また、装着状態においては、保持部材２０２の第１穴部２０２ａの第１内周面２０２１ａ、第２穴部２０２ｂの第２内周面２０２１ｂはそれぞれ、第１軸部２０６（第１ボス）及び第２軸部２０７（第２ボス）と接触していない。これによって、コネクタユニット２００のカートリッジＢのメモリタグ基板１０３対する位置精度が向上する。

＜カートリッジ未装着状態のコネクタユニットの位置＞
本実施例の特徴である、未装着状態におけるコネクタユニット２００の位置について説明する。図６は、未装着状態におけるコネクタユニット２００の位置を示す拡大図である。

未装着状態におけるコネクタユニット２００は、装着方向に直交する方向（Ｘ方向）に見た時に、中心軸線Ｃに交差する方向において第１位置よりも下方の位置（第２位置）に待機している。

コネクタユニット２００の第２位置は、装置本体Ａに対するカートリッジＢの装着軌跡の関係上、カートリッジＢのメモリ保持部１０００が装置本体Ａのコネクタユニット２００と係合しやすい位置である。これについては後述する。

コネクタユニット２００は、未装着状態において、本体枠体２０００に位置決めされている。保持部材２０２の第１穴部２０２ａの第１内周面２０２１ａ及び第２穴部２０２ｂの第２内周面２０２１ｂがそれぞれ、コイルばね２０３の付勢力によって第１軸部２０６及び第２軸部２０７に接触する。これによって、コネクタユニット２００の本体枠体２０００に対するＹ方向及びＺ方向の位置が決まる。更に詳細に説明すると、第１軸部２０６の円筒面が第１内周面２０２１ａに接触して保持部材２０２の中心位置が決まり、第２軸部２０７が第２内周面２０２１ｂに接触することで第１軸部２０６を中心とする保持部材２０２の回転が規制される。こうして、保持部材２０２が本体枠体２０００に位置決めされたコネクタユニット２００は、中心軸線Ｃ（Ｚ方向）に直交する（交差する）方向において第１位置よりも下方にずれた第２位置に位置決めされる。

中心軸線Ｃの方向は、図４に示す装着状態においてコネクタ２０１がコイルばね２０３から受ける付勢力の方向Ｆと同じである。つまり、本実施例におけるコネクタユニット２００の第２位置は、装着状態においてコネクタ２０１がコイルばね２０３から受ける付勢力の方向Ｆに交差する方向に関し第１位置と異なる位置であることが特徴である。

従来、コイルばね２０３からコネクタ２０１が受ける付勢力の方向Ｆと交差する方向において装着状態における位置と異なる位置でコネクタユニット２００を待機させるためには、次のような構成にする必要があった。それは、コイルばね２０３とは別に引張りばね等の付勢部材を設けて、それによって付勢力の方向Ｆと交差する方向に付勢する構成である。この構成の場合、装着状態においてコネクタユニットの本体電気接点がカートリッジ接点と接触するために不要な方向の力がコネクタユニットに作用し続けるという課題がある。これに対し、本実施例は、コイルばね２０３と、保持部材２０２と、第１軸部２０６及び第２軸部２０７と、を用いた簡易な構成によって未装着時におけるコネクタユニットの位置を決めることができる。従って、装着時にコネクタユニットに不要な方向の力が作用することを抑制できるので、本体電気接点とカートリッジ接点の良好な接触状態を維持できるという効果を奏する。

＜カートリッジ装着軌跡とコネクタユニットの位置＞
カートリッジＢの装置本体Ａに対する装着軌跡と、コネクタユニット２００の位置について説明する。図７（ａ）は、カートリッジＢのメモリタグ保持部１０００がコネクタユニット２００と係合する直前のメモリタグ基板１０３とコネクタユニット２００の位置を示す拡大図である。図７（ｂ）は、カートリッジＢのメモリタグ保持部１０００がコネクタユニット２００と係合し始めた時のメモリタグ基板１０３とコネクタユニット２００の位置を示す拡大図である。図７（ｃ）は、カートリッジＢの装置本体Ａに対する装着が完了した時のメモリタグ基板１０３とコネクタユニット２００の位置を示す図である。

カートリッジＢは、装置本体Ａに装着される時に、図７（ａ）に示す位置に到達すると、装置本体Ａのガイド部にガイドされつつ矢印Ｒ２の方向に向きを変えながら移動する。この時、コネクタユニット２００は第２位置で待機している。この後、コネクタユニット２００は、図７（ｂ）に示すように、メモリタグ保持部１０００に係合し始めてカートリッジＢの矢印Ｒ２方向の移動に伴い、矢印Ｒ１方向に向きを変えながら移動し、図７（ｃ）に示す第１位置に至る。

以上説明したように、コネクタユニット２００は、カートリッジＢと共に上方に向きを変えながら移動するメモリタグ保持部１０００と移動途中で係合する。従って、中心軸線Ｃに交差する方向において第１位置よりも下方にある第２位置においてコネクタユニット２００を待機させることで、コネクタユニット２００とメモリタグ保持部１０００は係合しやすくなる。

尚、本実施例においては、コネクタユニット２００の第２位置は、中心軸線Ｃに交差する方向において第１位置よりも下方にあるものの、中心軸線Ｃに交差する方向において第１位置と異なる位置でも良い。

＜現像ユニットの揺動＞
図８は、装着状態におけるカートリッジＢにおいて現像ユニット３２０がドラムユニット６２０に対して揺動した時のコネクタユニット２００の位置を示す拡大図である。

感光ドラム６２から現像ローラ３２が離間してカートリッジＢのメモリタグ基板１０３がコネクタユニット２００から離れる方向（矢印Ｈ）に移動しようとした場合について説明する。コネクタユニット２００は、現像ユニット３２０が揺動しても、コイルばね２０３によってコネクタ２０１がメモリタグ基板１０３に向けて付勢されているので、メモリタグ基板１０３と係合が維持される。コネクタユニット２００は、メモリタグ基板１０３に追従して矢印Ｉ方向に移動し、本体電気接点２０１ａとカートリッジ接点１０３ａの接触状態は維持される。

尚、本実施例におけるコイルばねは圧縮コイルばねであったが、捩りコイルばね等の他の付勢部材を用いても良い。また、装置本体のガイド部材の形状によって本実施例とはカートリッジの装着軌跡が異なる場合であっても、本発明は効果を奏する。

１０３メモリタグ基板
１０３ａカートリッジ接点
２００コネクタユニット
２０１コネクタ
２０１ａ本体電気接点
２０２保持部材
２０３コイルばね
２０６第１軸部
２０７第２軸部
１０００メモリタグ保持部
２０００本体枠体
Ａ装置本体
Ｂカートリッジ

Claims

装置本体と、前記装置本体に装着方向に着脱可能なカートリッジと、を有する画像形成装置であって、
前記カートリッジは情報を記憶するメモリ手段を有し、
前記装置本体は、
枠体と、
前記カートリッジが前記装置本体に装着された装着状態において、前記メモリ手段と電気的に接触する本体電気接点部と、前記本体電気接点部を保持し被位置決め部を有する保持部材と、を備え、前記枠体に対して移動可能に構成された本体電気接点ユニットと、
前記装着状態において、前記本体電気接点部が前記カートリッジの前記メモリ手段に接触するように前記本体電気接点ユニットを付勢する付勢部材であって、一端及び他端がそれぞれ前記本体電気接点ユニット及び前記枠体に支持された付勢部材と、
前記カートリッジが前記装置本体に装着されていない未装着状態において、前記本体電気接点ユニットの前記枠体に対する位置が決まるように前記保持部材の前記被位置決め部と係合するように構成され、前記枠体に設けられた位置決め部と、
を有し、
前記本体電気接点ユニットは、前記装着状態において前記付勢部材から付勢力を受けることで前記カートリッジと係合し第１位置に位置決めされ、前記未装着状態において前記保持部材の前記被位置決め部が前記枠体の前記位置決め部に位置決めされることによって第２位置に位置決めされ、
前記第２位置は、前記装着方向に直交する方向に見た時に、前記装着状態における前記付勢力の方向に交差する方向において、前記第１位置と異なる位置であることを特徴とする画像形成装置。
前記枠体の前記位置決め部は、前記直交する方向に延びる第１ボス及び第２ボスを含み、
前記保持部材の前記被位置決め部は、前記直交する方向に延びる第１内周面を有する第１穴部と、前記直交する方向に延びる第２内周面を有する第２穴部と、を含み、
前記本体電気接点ユニットは、
前記未装着状態において、前記第１ボス及び前記第２ボスがそれぞれ前記第１内周面及び前記第２内周面に接触することで前記第２位置に位置決めされ、
前記装着状態において、前記第１ボス及び前記第２ボスがそれぞれ前記第１内周面及び前記第２内周面に接触せず、前記カートリッジと係合して前記第１位置に位置決めされる、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記保持部材の前記第１穴部は、前記直交する方向に見ると、前記付勢部材を挟んで前記第２穴部と反対側に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
前記付勢部材は圧縮コイルばねであり、前記装着状態における前記付勢力の方向は、前記圧縮コイルばねの中心軸線であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。