JP3969127B2 - コネクタ、現像カートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はトナー消費量等のデータの読み取り／書き込みを行うためのメモリＩＣ基板を内蔵したコネクタ、該コネクタが取り付けられた現像カートリッジ及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ等の画像形成装置においては、現像カートリッジにメモリＩＣを取り付け、装置本体側コネクタと接続して各色トナーの残量情報、交換されたカートリッジか否かの新旧判別情報、カートリッジが装着されたか否かを本体側に知らせるための装着情報、現像バイアス等の画像形成条件、何回カートリッジが交換使用されたかのリサイクル情報等を書き込み、現像カートリッジを装着したときにその履歴情報が装置本体側において認識できるようにしている。
【０００３】
この場合、インクジェットプリンタ等のカートリッジにおいては、履歴情報が書き込まれるメモリＩＣ基板をコネクタに電線をかしめて繋いだり、メモリＩＣ基板をコネクタ端子にハンダ付けするようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の現像カートリッジに取り付けられるメモリＩＣにおいては、データの読み取り／書き込み時に装置本体側コネクタと接触して直接機械的力が加えられるため、メモリＩＣの接点寿命が短く、また、現像ローラには高い電圧が加えるられるため、その影響による電界ノイズを接点部材側が拾いやすく、静電気やトナー汚染等による誤動作が生じ、メモリＩＣの保護や接点の安定性確保の点が必ずしも十分とは言えなかった。
【０００５】
また、メモリＩＣ基板の端子を電線をかしめてコネクタと繋ぐ方法では、かしめ不良の発生、電線が切れる等の接点不良が発生し、メモリＩＣ基板をコネクタ端子にハンダ付けする方法では、ハンダ付け不良によって接点不良が発生する等の問題があるとともに、メモリＩＣを再利用しようとしても、熱を加えて取り外さなければならず、その場合取り外しても熱により書き込まれている情報が破壊されてしまうという問題がある。
【０００６】
また、特に、最も長い接点部材ほどアンテナとなって電界ノイズを拾いやすいことになる。そのため、本実施形態では、アース端子４３Ｇを現像ローラから最も遠い位置に配置するようにしている。もちろん、アース端子以外でも長い端子は外側に配置することが好ましい。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決しようとするもので、メモリＩＣ基板を着脱可能にするとともに、メモリＩＣ基板の挿入取り付けを安定化させ、基板の損傷を防止することを目的とする。
本発明は、本体装置側コネクタとの接続端子を一方の面に、弾性を有する樹脂からなるメモリＩＣ基板との接点を他方の面に有する導電性部材がスルーホールを通して一方の面から他方の面に渡って延びるように設けられ、本体装置側コネクタとの当接における衝撃受け部材として機能するコネクタの基板と、前記コネクタの基板の他方の面に一体的に設けられた接点保護部材とを備え、前記他方の面のメモリＩＣ基板との接点が複数列構成であるコネクタであって、前記導電性部材はコネクタの基板のメモリＩＣ基板側で折り曲げられてバネ性を付与され、そのバネ力でメモリＩＣ基板を接点保護部材の取り付け面に押しつけるようにしてコネクタの基板から離間した浮いた状態で保持するとともに、複数列のバネ支点が揃えられられることで荷重調整され、各列の接点数は同数でなく、多数接点の列が低荷重接点であるとともに、複数列の接点のうち低荷重接点をメモリＩＣ基板の先端と係合する位置決め取り付け部側に配置し、メモリＩＣ基板の先端を位置決め取り付け部に挿入し、メモリＩＣ基板の後端をフック部に係止することによりメモリＩＣ基板が装着されることを特徴とする。
また、本発明は、前記メモリＩＣ基板は、位置決め取り付け部に挿入される先端の中心からずらして位置決め用の切り欠きが形成されていること特徴とする。
また、本発明は、上記記載のコネクタを端部に固定した現像カートリッジを特徴としている。
また、本発明は、上記現像カートリッジを有する画像形成装置を特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は本実施形態の画像形成装置の例を説明する図である。
感光体１は図示しない帯電ユニットで帯電された後、露光ユニット２による画像露光で静電潜像が形成される。この静電潜像はロータリ現像ユニット３のロータリフレーム３０に装着された現像カートリッジ３１〜３４の現像ローラから一色ずつ順次４色のトナーが供給されて現像される。感光体１には、転写ベルト駆動ローラ５で駆動される転写ベルト４が１次転写位置で対向し、各色のトナー像は転写ベルト４に１次転写されてベルト上で色重ねされる。
【０００９】
一方、給紙カセット６から取り出された用紙は搬送路７を通り、転写ベルト駆動ローラ５と対向する転写ローラ８の２次転写位置で転写ベルト上の４色トナー像が一括転写される。このとき、転写ベルト４上の画像先端はベルト位置検出センサ９によって検出され、画像先端と用紙先端とが合うように制御される。２次転写された用紙は定着ユニット１０で定着され、両面印字の場合には再度搬送路７に戻り、裏面側に画像が転写される。転写、定着後の用紙は装置外に排出される。
【００１０】
ロータリ式現像ユニット３の４色の現像カートリッジ３１〜３４にはメモリＩＣ内蔵コネクタ４０（詳細は後述）がそれぞれ取り付けられ、装置本体側のコネクタ５０からデータの読み取り／書き込みができるようになっている。装置本体側コネクタ５０はモータ内蔵の駆動部５１により駆動されて前進／後退し、カートリッジ交換時には前進してコネクタ４０と電気的に接続してメモリＩＣのデータの読み取り／書き込みを行い、通常時は後退している。各現像カートリッジは、装置本体に設けられた現像カートリッジ交換用開口１１の位置で取り外して交換可能である。また、画像形成装置には排気ダクト１２が設けられ、現像ローラと感光体が当接する現像ニップ部付近の吸引口１４から飛散トナー等を吸引し、フィルタ１３を通して排気している。この場合、コネクタ接続部が飛散トナーから影響を受けないように、メモリＩＣ内蔵コネクタ４０と本体装置側コネクタ５０とが接続する位置は、現像ユニットの回転方向でみて現像ニップ部より上流側に配置する。
【００１１】
図２はロータリ式現像ユニットにおける現像カートリッジの交換、メモリＩＣのデータの読み取り／書き込み、現像待機の各ポジションを説明する図である。ロータリ式現像ユニットのホームポジションは、ポジション検出板３７の切り欠き位置をポジション検出センサ３６で検出することにより検知される。
【００１２】
図２（ａ）は現像器交換位置（ポジション▲１▼）を説明する図である。前述したように、装置本体側には現像器交換口１１が設けられており、ロータリ式現像ユニット３の各現像ローラ▲１▼〜▲４▼は、現像器交換口１１の位置において交換可能である。このポジション▲１▼においては、各現像カートリッジのコネクタ４０は本体側コネクタ５０とは対向せず、また感光体１も現像ローラと対向しない。
【００１３】
図２（ｂ）はメモリＩＣへの読み取り／書き込みと共に、現像ローラが感光体と対向して現像する位置を示している（ポジション▲２▼）。装置本体側から読み取り／書き込み指令が出ると、ポジション▲２▼の位置関係になって装置本体側コネクタ５０が動作し、コネクタ４０と接続してデータの読み取り／書き込みが行われる。
【００１４】
図２（ｃ）はロータリ現像器ユニットによる現像がある色から別の色に切り替わるときの途中の位置（ポジション▲３▼）で、感光体と現像ローラとは対向していない。
【００１５】
図３はコネクタ接続時と離間時とを説明する図である。
図３（ａ）に示すように、接続時には装置本体側コネクタ５０がモータ駆動で前進し、後述するようにメモリＩＣ内蔵コネクタ４０側のガイド部材でガイドされて嵌合し、端子同士が摺動して電気的に接続し、離間時にはコネクタ５０が装置本体側に後退して両者が離間する。なお、コネクタ４０はコネクタ固定ネジ４８で現像器ユニットに、コネクタ５０はコネクタ固定ピン５３で装置本体に固定されている。
【００１６】
図４はロータリ式現像ユニットを説明する図である。
ロータリ式現像ユニット３は板金からなる側板２０、２１に取り付けられ、ロータリフレーム３０に取り付けられた現像カートリッジ３１〜３４の端部にはメモリＩＣ内蔵コネクタ４０が固定されている。本実施形態では側板２１がギヤ駆動される側、側板２０が反駆動側で、駆動部の熱の影響を受けないように反駆動側の側板２０を絞って形成した収納部２２に設けたコネクタカバー３９にメモリＩＣ内蔵コネクタ４０が固定される。収納部２２は装置本体側コネクタ５０が離当接する面以外はコネクタ４０を包囲して現像ローラにかかる電圧の影響を受けないようにシールドする役割を果たしている。メモリＩＣ内蔵コネクタ４０自身はコネクタカバー３９で覆われ、収納部を形成する板金からメモリＩＣへ静電気の影響がないように、収納部内面には樹脂製リングからなるＩＣ保護部材３８が設けられている。
【００１７】
図５は本実施形態のメモリＩＣ内蔵コネクタを説明する図で、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は正面図、図５（ｃ）は図５（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
メモリＩＣ内蔵コネクタ４０は接続時の衝撃を受け止める部材である基板４１の一方の面（本体装置側コネクタと接続する表面）の外縁に近い両側部分に２つのガイド部材４２が直立して設けられ、基板４１の他方の面（裏面）にメモリＩＣ基板４６を内包する接点保護部材４５が備えられ、これらは筐体４７として一体に形成されている。また、ガイド部材４２と一体にガイド部材より内側に、接点部材４３、４４がそれぞれガイド部材４２と平行に直立して設けられている。ガイド部材４２を接点部材の外側に配置したのは、ガイド部材を包囲して本体側コネクタが嵌合する際の挿入安定性を図り、接点の接触状態を安定化させるためである。
【００１８】
本実施形態では筐体４７の表側（現像ローラ端部から遠い側）に４本の接点部材４３、裏側（現像ローラ端部に近い側）に３本の接点部材４４が２列構成にして設けられ、全体としてコンパクト化を図っている。もちろん、接点部材は２列に限定されず、１列や３列にしてもよい。これら接点部材の各端子は、図６に示すように、表側の４つの端子はデータ端子、装着検知端子、アース（ＧＮＤ）端子、データの読み込み／書き込み端子であり、裏側の３つの端子はクロック端子、電源端子、チップセレクト（ＣＳ）端子である。
【００１９】
これら接点部材４３、４４は、図５（ｃ）に示すように、接続時に本体側コネクタ端子が摺動して接触する接点端子４３ａ、４４ａを構成している。接点部材４３，４４は基板４１のスルーホールを通してその裏側に延び、メモリＩＣ基板４６の端子と弾性的に接触するバネ性の接点端子４３ｂ，４４ｂを備えている。そして、接点保護部材４５にメモリＩＣ基板４６を取り付けたとき、バネ性の接点端子４３ｂ，４４ｂがメモリＩＣ基板４６の端子に弾性的に接触し、メモリＩＣ基板４６は接点端子４３ｂ，４４ｂからのバネ力で接点保護部材４５の取り付け面に押しつけられ、基板４１から離間した浮いた状態で保持される。そのため、モータ駆動で本体側コネクタ５０が前進してコネクタ４０に当接しても、接点部材４３，４４の端子４３ａ、４４ａが本体側コネクタ端子と摺動して接触するだけで、当接の衝撃は基板４１で受け止められ、メモリＩＣ基板４６は基板４１から離間して支持されているので、メモリＩＣ基板４６の端子と接点４３ｂ，４４ｂとの接触部に衝撃は直接伝わらない。
【００２０】
このように、コネクタ４０は衝撃受け部材である基板４１の一方の面に本体側コネクタとの摺動接点をもち、基板４１の裏側に基板から浮いて支持されたメモリＩＣ基板との固定接点をもつようにしたので、本体側コネクタとの接続時の衝撃が基板４１で受け止められてメモリＩＣ基板側に伝えられず、メモリＩＣ基板との接点が安定して形成される。
また、コネクタに取付けられるメモリＩＣ基板はトナー汚れによる接点不良、静電気の影響によるデータ破壊等から守るため、直接表側に出さない所で接点を持たせることが望ましい。本実施形態においては、ＩＣメモリ基板を接点保護部材４５で覆い、その部分においてバネ性接点により支持するようにしている。
【００２１】
図５に示す７本の接点部材のうち、両側のガイド部材４２と１列に設けられた４本の接点部材は、図４から分かるように、現像ローラから離れた外側に位置し、残りの３本の接点部材は現像ローラ側に配置される。そして、前側の４本の接点部材のうち、アース端子である４３Ｇが最も長く形成され、本体側コネクタと接続するときに、１番最初に接触するようにしている。
【００２２】
ところで、現像するタイミングでは現像ローラには２ＫＶｐ−ｐの電圧がかかり、その影響による電界ノイズを接点部材側が拾いやすい。特に、最も長い接点部材ほどアンテナとなって電界ノイズを拾いやすいことになる。そのため、本実施形態では、アース端子４３Ｇを現像ローラから最も遠い位置に配置するようにしている。もちろん、アース端子以外でも長い端子は外側に配置することが好ましい。
【００２３】
図７はメモリＩＣ基板のコネクタ本体への装着を説明する図である。
図７（ａ）はコネクタの裏面側からみたメモリＩＣ基板装着状態を示す図であり、メモリＩＣ基板４６には切り欠き４６ａがその中心よりずれた位置に設けられ、切り欠きの両側において基板先端長さが異ならせてある。この基板先端に合わせる形でコネクタ本体側には窪みを有する位置決め取り付け部６０が形成され、この窪みの深さが切り欠きの両側において異なっている。そのため、左右を逆にして基板先端を位置決め取り付け部６０に挿入しようとしてもうまくいかず、誤挿入が防止できるようになっている。一方、基板の後端はコネクタ本体のフック６１に係止するように構成されている。
【００２４】
図７（ｂ）はメモリＩＣ基板の装着を説明する断面図である。本実施形態のメモリＩＣ基板４６は弾性（バネ性）を有する樹脂からなっており、基板先端を位置決め取り付け部６０に挿入し、基板の後端をコネクタ本体側に回転させながら押しつけ、基板の弾性を利用して反らせて挿入し、フック６１に係止する。このときメモリＩＣ基板の端子はバネ性の接点端子４３ｂ，４４ｂと弾性的に接触し、接点のバネ力によりメモリＩＣ基板は位置決め取り付け部６０、フック６１側に押しつけられており、装着が安定するとともに、接点状態が安定化する。
【００２５】
メモリＩＣ基板を再利用する場合、メモリＩＣ基板をインクジェットプリンタの場合のように、ハンダ付け等で固着してしまうと、これを取り外すためにはＩＣ自体に熱をかけてしまうことになり、メモリ内の情報が破壊されてしまう可能性がある。一方、メモリＩＣを取り付けたままでメモリ内の情報を読み取ろうとすると、インクジョットプリンタ等に比して装置が大きい電子写真装置では大きな装置の一部に取り付けたメモリＩＣに端子を当ててその内容を読み取ることになるためその操作だけでも極めて煩雑である。
【００２６】
そこで、本実施形態のようにバネ性の接点部材でメモリＩＣ基板との端子の接点をとることにより、メモリＩＣが着脱可能となり、コネクタ本体自体を固定したとしても、それを取り外すことによりメモリＩＣ自体は容易に取り外して回収でき、その内容を読み取って再利用に役立たせることが可能である。
【００２７】
図８はメモリＩＣ基板を装着するコネクタの要部断面図である。
コネクタ４０の筐体４７の両側に設けられた接点部材４３，４４はコネクタ本体の裏面側に延び、折り曲げてバネ性を付与し、それぞれ接点４３ｂ，４４ｂを形成している。コネクタ本体には、前述したように、位置決め取り付け部６０、フック６１が形成され、位置決め取り付け部６０に切り欠きを有するメモリＩＣ基板４６が位置決め取り付け部の窪みに入り込み、基板を押し倒してフック６１に係止して基板のバネ性を利用して装着する構造になっており、この時メモリＩＣ基板の端子６３，６４がコネクタ側の接点４３ｂ，４４ｂと接触して固定接点を構成する。
【００２８】
本実施形態においてはメモリＩＣ基板の端子は２列構成６３，６４で中央より位置決め取り付け部６０側に近くなるようにし、バネ支点Ｐ１，Ｐ２はできるだけ端子６３，６４から離すためにフック６１側に近くなるようにする。このような構成とすることにより、メモリＩＣ基板を装着したときに端子６３，６４と接点４３ｂ，４４ｂとがバネ力によりやわらかく当接し、安定した接点力が得られる。
【００２９】
また、バネ支点Ｐ１、Ｐ２の位置はほぼ同じ位置であるため、バネ支点から接点４３ｂまでの長さは、バネ支点から接点４４ｂより長く、同じバネ材料を使用しているため接点４３ｂの接点力は、接点４４ｂの接点力より小さい。メモリＩＣ基板の装着は、図示のように端子６３，６４に近い側の先端を位置決め取り付け部６０の窪みに挿入して基板を押し倒し、他端をフック部材に押し込んで係止するので、最初に当接する方の端子を接点力の小さい低バネ荷重接点４３ｂとして装着し易くしするとともに装着を安定化させ、また、弱い力で装着できるためメモリＩＣ基板が損傷しにくく再利用に資することができる。
【００３０】
また、図５で説明したように、接点部材４３は４接点側、接点部材４４は３接点側である。このように、複数列構成（本実施形態では２列）の接点の場合で各列の接点数が同数でない場合には、多数側の接点（低バネ荷重接点４３ｂ）を位置決め取り付け部側とすることにより、装着に要する力が大きくなるのを防ぎ、装着し易くするとともに、装着を安定化させ、また、弱い力で装着できるため、同様にメモリＩＣ基板が損傷しにくく再利用に資することができる。
【００３１】
また、低バネ荷重接点と高バネ荷重接点が同数でない場合には、上記のように低バネ荷重接点の数を多くする。低バネ荷重なので接点が多くても問題は生ぜず、接点部の力はバネ圧力で決まるので、数が増えても端子に対する支障は生じない。
【００３２】
また、多数側の接点（低バネ荷重接点４３ｂ）を位置決め取り付け部側としたときに、相対的に接点力の大きい高バネ荷重接点４４ｂをメモリＩＣ基板の中央部側にくるようにすると、メモリＩＣ基板を装着したときに中央部のバネ接点圧を高くすることができる。中央部のバネ接点圧を上げることにより、メモリＩＣ基板を装着した後、基板を中央から押し上げる状態となり、位置決め取り付け部側、フック部側共に均等に圧力がかかって、安定した取付けが可能である。
基板の取り付け状態が安定化する。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によればメモリＩＣ基板の端子とバネ接触する接点とが複数列構成であるコネクタの低荷重接点を位置決め取り付け部側に配置したことにより、メモリＩＣ基板を着脱可能にし、メモリＩＣ基板を弱い力で挿入できるため、挿入を安定させて基板の損傷を防止することができる。また、多数接点の列を低荷重接点とすることにより、同様にメモリＩＣ基板の挿入は安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の画像形成装置を説明する図である。
【図２】 現像カートリッジの交換、メモリＩＣのデータの読み書き、現像待機の各ポジションを説明する図である。
【図３】 メモリＩＣへのコネクタ接続と離間を説明する図である。
【図４】 ロータリ式現像器ユニットを説明する図である。
【図５】 メモリＩＣ内蔵のコネクタを説明する図である。
【図６】 コネクタ端子を説明する図である。
【図７】 メモリＩＣ基板のコネクタ本体への装着を説明する図である。
【図８】 メモリＩＣ基板を装着するコネクタの要部断面図である。
【符号の説明】
１…感光体、２…露光ユニット、３…ロータリ式現像ユニット、４…転写ベルト、５…転写ベルト駆動ローラ、６…給紙カセット、７…用紙搬送路、８…転写ローラ、９…位置検出センサ、１０…定着ユニット、１１…現像カートリッジ交換用開口、１２…排気ダクト、１３…フィルタ、１４…吸引口、２０，２１…側板、３０…ロータリフレーム、３１〜３４…現像カートリッジ、３６…ポジション検出センサ、３７…ポジション検出板、３８…ＩＣ保護部材、３９…コネクタカバー、４０，５０…コネクタ、４１…基板、４２…ガイド部材、４３，４４…接点部材、４５…接点保護部材、４６…メモリＩＣ基板、４６ａ…切り欠き、６０…位置決め取り付け部、６１…フック、６３，６４…端子。

Claims (4)

1. 本体装置側コネクタとの接続端子を一方の面に、弾性を有する樹脂からなるメモリＩＣ基板との接点を他方の面に有する導電性部材がスルーホールを通して一方の面から他方の面に渡って延びるように設けられ、本体装置側コネクタとの当接における衝撃受け部材として機能するコネクタの基板と、前記コネクタの基板の他方の面に一体的に設けられた接点保護部材とを備え、前記他方の面のメモリＩＣ基板との接点が複数列構成であるコネクタであって、
   前記導電性部材はコネクタの基板のメモリＩＣ基板側で折り曲げられてバネ性を付与され、そのバネ力でメモリＩＣ基板を接点保護部材の取り付け面に押しつけるようにしてコネクタの基板から離間した浮いた状態で保持するとともに、複数列のバネ支点が揃えられられることで荷重調整され、各列の接点数は同数でなく、多数接点の列が低荷重接点であるとともに、複数列の接点のうち低荷重接点をメモリＩＣ基板の先端と係合する位置決め取り付け部側に配置し、メモリＩＣ基板の先端を位置決め取り付け部に挿入し、メモリＩＣ基板の後端をフック部に係止することによりメモリＩＣ基板が装着されることを特徴とするコネクタ。
2. 前記メモリＩＣ基板は、位置決め取り付け部に挿入される先端の中心からずらして位置決め用の切り欠きが形成されていること特徴とする請求項１記載のコネクタ。
3. 請求項１または２記載のコネクタを端部に固定したことを特徴とする現像カートリッジ。
4. 請求項３記載の現像カートリッジを有する画像形成装置。

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