JP4622385B2

JP4622385B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4622385B2
Application number: JP2004242131A
Authority: JP
Inventors: 智保延; 知一栗田; 秀夫市川
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2004-08-23
Filing date: 2004-08-23
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2024-08-23
Also published as: JP2006058743A

Description

本発明は、画像形成装置に係り、特に、画像形成装置本体に着脱可能な部品に無線タグが取り付けられる画像形成装置に関する。

電子写真画像形成プロセスを用いる複写機等の電子写真画像形成装置においては、一様に帯電させた感光体ドラムと呼ばれる電子写真感光体に選択的な露光をして静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーで顕像化するとともに、このトナー像を記録媒体に転写して画像記録を行う。このような装置にあっては、未使用のトナーを収納する容器をカートリッジ化してトナーカートリッジとし、あるいは電子写真感光体をカートリッジ化し、さらに電子感光体とその周辺の帯電装置、現像装置、クリーニング装置等も含めてプロセスカートリッジとすることが行われる。

これらのカートリッジが消耗され、やがて交換時期になると消費者等により取外され、新しいカートリッジに交換される。このように交換可能な消耗部品には、その消耗部品の履歴等をトレースするために、無線交信可能なメモリモジュールが取り付けられることがある。例えば、このメモリモジュールに、そのカートリッジの仕様等を記憶させておけば、カートリッジの交換の際に、複写機の仕様に合うものかどうかが判別でき、複写機の性能を保証できる。また、交換後に回収・リサイクルを行うときも、そのカートリッジの仕様等が読み出せるので、正しく回収・リサイクルを行うことができる。また、消費者の使用状況を記憶するようにすれば、それを読み出すことで故障解析等を容易に行うことができ、また消費者の消費動向等のデータを収集できるので、サービス向上に役立てることができる。

このような無線機能付きメモリモジュールとしては、アンテナと無線インタフェースと書き換え可能な半導体メモリ等を組合せた回路モジュールを用いることができる。例えば、アンテナ付きＲＦＩＤ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｔｙ）チップ、あるいは非接触ＩＣチップ、あるいは無線タグ（ＴＡＧ）等と呼ばれるものを用いることができる。そして、このような無線タグは、カートリッジのみならず、交換可能な部品やユニット、例えば回路基板等にも付されて用いられる。

無線タグと、装置本体側の送受信装置とは、近接して配置することが好ましい。特許文献１には、プロセスカートリッジを装置本体側に位置決めするためにプロセスカートリッジを感光体ドラムの軸線方向に付勢する付勢部材に装置本体側の送受信装置を配置し、付勢部材の対向する位置に無線タグを配置することが開示されている。

特開２００３−１９５７２５号公報

近年、複写機等の画像形成装置の小型化が進展するとともに、カートリッジ等の小型化も進み、無線タグを備える各種カートリッジや各種ユニット等の位置が近接し、複数の無線タグが近接して配置されることがある。このように、ごく近い位置関係で複数の無線タグが配置されると、カートリッジを交換してその無線タグに装置本体側の送受信部からアクセスするとき、隣接する無線タグが反応し、相互の干渉が起こりうる。

したがって、装置本体側の送受信装置と、装置本体側に着脱可能に組み込まれる部品に取り付けられた無線タグとの間の、より正確な位置関係の確保が望まれる。特許文献１においては、プロセスカートリッジの位置決め付勢部材の位置に、無線タグと本体側送受信装置を設けたものであり、無線タグに本体側送受信装置を押し付けることで、隙間方向の位置関係の確保を図っているが、平面的な位置関係は必ずしも正確でないことがある。

本発明は、平面的な位置関係を含めて、無線タグと本体側送受信装置との間のより正確な位置関係の確保を可能とする画像形成装置を提供することである。

本発明に係る画像形成装置は、画像形成装置本体と、画像形成装置本体に着脱可能な部品と、着脱可能部品に取り付けられる無線タグと、画像形成装置本体側に設けられ、無線タグと無線交信するための本体側送受信部と、を備える画像形成装置であって、着脱可能部品は、感光体又は感光体を含むプロセスカートリッジであって画像形成装置本体と位置決めするための位置決め基準部としての感光体中心軸を有し、前記感光体は、前記感光体中心軸と同軸に配置されて他との位置決めに用いられる感光体側位置決め部材に支持され、前記無線タグは前記感光体位置決め部材上に取り付けられており、前記画像形成装置は、前記感光体と所定の位置関係で配置される現像ロールを更に備え、前記現像ロールは、その中心軸と同軸に配置され前記感光体側位置決め部材との位置決めに用いられる現像ロール側位置決め部材に支持され、前記本体側送受信部は前記現像ロール側位置決め部材上に取り付けられることを特徴とする。

また、本発明の別態様の画像形成装置は、画像形成装置本体と、画像形成装置本体に着脱可能な部品と、
着脱可能部品に取り付けられる無線タグと、画像形成装置本体側に設けられ、無線タグと無線交信するための本体側送受信部と、を備える画像形成装置であって、着脱可能部品は感光体又は感光体を含むプロセスカートリッジであって画像形成装置本体と位置決めするための位置決め基準部としての感光体中心軸を有し、前記感光体は、前記感光体中心軸と同軸に配置されて他との位置決めに用いられる感光体側位置決め部材に支持され、前記無線タグは前記感光体位置決め部材上に取り付けられており、前記画像形成装置は前記感光体と所定の位置関係で配置されるＬＥＤプリンタヘッドを更に備え、前記本体側送受信部は前記ＬＥＤプリンタヘッド側に取り付けられることを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置よれば、画像形成装置に備えられる現像ロールを感光体と所定の位置関係で配置するために、現像ロールの中心軸と同軸に配置され、感光体側位置決め部材との位置決めに用いられる現像ロール側位置決め部材を有するものとし、本体側送受信部は、現像ロール側位置決め部材上に取り付けられることとする。これにより、無線タグは感光体側位置決め部材上に、本体側送受信部は、現像ロール側位置決め部材上に、それぞれ配置されるので、無線タグと本体側送受信装置との間のより正確な位置関係の確保が可能となる。

また、本発明の別態様の画像形成装置によれば、露光源として用いられるＬＥＤプリンタヘッドは、感光体と所定の位置関係で配置されるが、本体側送受信部を、ＬＥＤプリンタヘッド側に取り付けられることとしたので、感光体側位置決め部材上の無線タグと本体側送受信装置との間のより正確な位置関係の確保が可能となる。

以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態に付き詳細に説明する。以下において、画像形成装置としては、露光源としてＬＥＤプリンタヘッドを備える複写機とし、画像形成装置本体に着脱可能な部品として、感光体ドラムを含むプロセスユニットを取り上げる。ここで、プロセスカートリッジは、感光体ドラムの他、帯電ローラ、現像手段、クリーニング手段を含むものとして説明するが、感光体ドラムを含んでいればよく、これらをすべて含まなくてもよい。また、これら以外の要素、例えば電源等を含んでもよい。

また、着脱可能部品として、プロセスカートリッジそれ以外の交換部品、例えば現像カートリッジ又は現像ユニット、トナーカートリッジ、あるいは感光体ドラムをユニット化した感光体ユニット等の交換部品や、回路基板等であってもよい。また、露光源としてレーザビームスキャナ等を用いる画像形成装置でもよい。また画像形成装置としては、複写機以外のファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置であってもよい。また、カラー画像形成装置でもモノクロ画像形成装置でもよい。

また、市場でいわゆる無線タグと呼ばれているものにはさまざまな種類があるが、本明細書中で用いる無線タグの語は、市場で用いられる用語の如何を問わず、リーダライタのような無線送受信端末と無線交信が可能で、製品及び外箱に固定して取り付けが可能な、アンテナを含む無線機能付メモリモジュールを広くさすものとする。

図１は、電子写真複写機である画像形成装置１０の構成を示す図である。画像形成装置１０は、装置本体部１２と、これに着脱可能に設けられるプロセスカートリッジ２０を含む。プロセスカートリッジ２０は、感光体ドラム３０を含む電子写真の画像形成を行う主要要素をまとめてカートリッジ化したものである。装置本体部１２には、さらに、感光体ドラム３０に露光するための露光光学系としてのＬＥＤプリンタヘッド１４、紙等の画像転写媒体を搬送する搬送系１６、未使用の紙等を収納するストッカー１８が備えられる。

プロセスカートリッジ２０は、装置本体部１２に交換可能に組み込まれるもので、カートリッジ筐体２２の内部に電子写真画像形成を行う各要素が収納される。カートリッジ筐体２２の一部には露光部２４が設けられ、内部には、感光層を有し、中心軸３８の周りに回転する感光体ドラム３０と、感光体ドラム３０の表面を帯電させる帯電ローラ３２と、露光部２４からの光像によって感光体ドラム３０上に形成される静電潜像を現像して可視像化したトナー像とする現像ローラ３４を含む現像手段と、トナー像を転写ローラ等で記録媒体に転写した後感光体ドラム３０に残留するトナーを除去する図示されていないクリーニング手段とが収納される。

図２は、プロセスカートリッジ２０に無線タグ６０を取り付ける様子を示す図である。プロセスカートリッジ２０は、装置本体部１２に挿入する際、所定の組み込み位置にきちんと位置決めされて収納されるように、各種の位置決め手段が用いられる。図２の例では、プロセスカートリッジ２０のカートリッジ筐体２２に１組の位置決め穴４０，４２が設けられる。そして、装置本体部１２側に設けられる１組の位置決めピン５０，５２と合わせながら、プロセスカートリッジ２０の位置が決められる。この１組の穴４０，４２と１組のピン５０，５２の組み合わせを、位置決めと回転止めとに使い分けるため、一方を長穴としてもよい。

無線タグ６０は、カートリッジ筐体２２の外壁において、１組の位置決め穴４０，４２の近傍に取り付けられる。好ましくは、図２に示すように、１組の位置決め穴４０，４２に挟まれた領域に取り付けられるのがよい。また、本体側送受信装置７０は、装置本体部において、１組の位置決めピン５０，５２の近傍に取り付けられる。好ましくは、図２に示すように、１組の位置決めピン５０，５２に挟まれた領域に配置されるのがよい。ここで、本体側送受信装置７０とは、無線タグ６０と無線交信を行う機能を有する装置である。具体的には、アンテナと、送受信回路を有する回路装置で、図示されていない装置本体制御部に接続される。

図３は、無線タグ６０の平面図及び側面図である。無線タグ６０は、概略矩形形状の電子部品搭載回路モジュールであり、回路基板６２の上に無線タグＩＣ６４が配置され、これに接続されるアンテナを構成する周回配線６６がパターンとして形成され、全体として、適当な樹脂ポッティングあるいは樹脂封止が施される。必要があれば他の電子部品６８も配置され接続される。寸法の一例を述べると、回路基板６２は厚みが約０．４ｍｍで、約２２ｍｍ角の形状を有する。無線タグＩＣ６４は、厚みが約０．９ｍｍで、その大きさは縦横ともそれぞれ数ｍｍ程度である。アンテナを構成する周回配線は、例えば４ターン程度巻回される。なお、これらの数値は、あくまで説明のための一例に過ぎず、これ以外のものであってもよい。

位置決め用の穴４０，４２とピン５０，５２との間のはめあいは、相当高い精度が可能で、例えば、（１／１０〜１／１００）ｍｍ程度の精度は容易に実現できる。したがって、これらの穴４０，４２を基準に、その間に挟まれた領域に無線タグ６０を別途精度よく取り付け、ピン５０，５２を基準に、その間に挟まれた領域に本体側送受信装置７０を別途精度よく取り付けることで、無線タグ６０のアンテナを構成する周回配線６６を、平面的位置関係を含めて、本体側送受信装置７０により正確に向かい合わすことができる。

なお、穴４０，４２は、貫通穴でもよく、また、位置決めが十分な程度の深さを有すれば、底のある穴であってもよい。また、ピン５０，５２又は軸は、一様な直径の円柱状形状であってもよく、先端が先細りになるテーパ形状のものでもよい。また、断面形状は円でなくても楕円、矩形、多角形等あるいはこれらを組み合わせた形状でもよく、長手方向で断面形状が変化してもよい。これらにはまりあうように、穴４０，４２の形状も対応付けて形成される。また、ピン５０，５２又は軸の外周にねじを切り、穴４０，４２をねじ穴としてもよい。また、位置決め用のピン又は軸をプロセスカートリッジ２０側に設け、これに対応する穴を装置本体部１２側に設けるものとしてもよい。

図４、図５は、平面的位置関係を含めて位置決めをさらに精度よく行える無線タグ７２の構成を示す図である。図２、図３と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。この例において無線タグ７２は、回路基板７４に１組の穴７６，７８が設けられ、この穴７６，７８は装置本体部１２に設けられる位置決め用の１組のピン５０，５２にちょうど通される配置関係と大きさを有する。すなわち、この穴７６，７８の配置関係は、カートリッジ筐体２２に設けられる位置決め用の穴４０，４２の配置関係と同じで、穴７６，７８の寸法は、穴４０，４２と同じか若干大きめが好ましい。

このように無線タグ７２に、１組のピン５０，５２にちょうど通される穴７６，７８を設けることで、装置本体部１２側にプロセスカートリッジ２０が位置決めされて固定されると同時に、無線タグ６０も位置決めされ、装置本体部１２側とプロセスカートリッジ２０との間に挟まれて固定される。したがって、無線タグ７２とプロセスカートリッジ２０との間の位置決めに特別な作業を要せずに、無線タグ７２と本体側送受信装置７０との間の位置関係をより正確に確保できる。

プロセスカートリッジ２０は、上記のようにさまざまな要素をまとめて１つのユニットとしているが、その中でも中核の要素は、感光体ドラム３０である。感光体ドラム３０は中心軸３８の周りに回転するので、この中心軸３８に対する他の要素の平面的位置関係を含めた配置関係は、画像形成プロセスに大きな影響を与える。したがって、この中心軸３８を基準にして、プロセスカートリッジ２０における各要素の配置関係が考慮され、また、装置本体部１２との配置関係も考慮される。換言すれば、画像形成装置１０の多くの要素は、この中心軸３８に対する平面的位置関係を含めた位置決めの確保が常に検討される。その意味で、感光体ドラム３０の中心軸３８は、プロセスカートリッジ２０における平面的位置関係を含めた位置決めの基準部の１つである。

図６は、プロセスカートリッジ２０の感光体ドラム３０を収納する部分を示す図である。図１、図３等と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。感光体ドラム３０は、外径が例えば３０〜４０ｍｍのアルミニウム製のシリンダの上に有機感光体が塗布されたものである。シリンダの長手方向両端面にはポリアセタール等の潤滑性のよい樹脂でできたフランジがはめ込まれ、フランジの中心部には、金属製の中心軸３８が感光体ドラム３０の回転中心軸として貫通するための開口が設けられる。そして、中心軸３８は、プロセスカートリッジ２０のカートリッジ筐体２２の両支持部材８０，８１に支持され、外側に突き出る。

この中心軸３８は、上記のように、プロセスカートリッジ２０における平面的位置関係を含めた位置決めの基準部の１つであるので、中心軸３８と位置決めしてその近傍に無線タグを取り付けることが好ましい。図６では、支持部材８０の上に、無線タグ８２を取り付ける例を示している。無線タグ８２の回路基板８４には、中心軸３８を通すための穴８６がほぼ中心に設けられる。アンテナを構成する周回配線８８も、この穴８６の周りに巻回される。

このように、感光体ドラム３０の中心軸３８を真中に通すような穴８６を無線タグ８２に設けることで、無線タグ８２は中心軸３８に対し平面的位置関係が精度よく位置決めされて配置されることができる。感光体ドラム３０の中心軸３８は、装置本体部１２に対しても位置決めの基準部として用いられるので、本体側送受信部をこの中心軸３８の周りに配置することで、無線タグ８２のアンテナを構成する周回配線８８を、より正確な位置関係で本体側送受信装置に向かい合わすことができる。

図６の例では、無線タグ８２は、中心軸３８に同軸上に配置される。これ以外に、中心軸３８と位置決めを行った上で、中心軸３８の近傍に無線タグを配置するものとしてもよい。また、図６の例では、無線タグ８２は、支持部材８０の上に配置される。支持部材８０は、中心軸３８と同軸に配置される軸受部を支持する部材である。このように、中心軸３８と同軸に配置され、他との位置決めに用いられるものであれば、支持部材８０，８１以外のものでも、そこに無線タグを配置してもよい。

例えば、図１に戻ると、現像ローラ３４は感光体ドラム３０との位置関係、とくに隙間関係がきわめて重要であり、これらの間の位置決めに、現像ローラ３４に同軸に配置されるブロックと、感光体ドラム３０の中心軸３８に同軸に配置されるブロックとが用いられる。これらの位置決めに用いられるブロックとしては、回転軸を支持する軸受、軸受を支持する部材、軸を固定するキャップ、あるいは突き当て部材等が用いられる。具体的に感光体ドラム３０と現像ローラ３４との間の管理された隙間を確保するには、感光体ドラム３０の中心軸３８からの寸法が管理された位置決め部品に、現像ローラ３４の中心軸からの寸法が管理された位置決め部品を突き当てることが行われる。このような突き当てによる隙間管理は、トラッキングと呼ばれることがある。トラッキングに用いられる位置決め部品は、画像形成装置１０の構成によって選択することができる。例えば、軸を支持する軸受部を用いることが便利なときはこれを用いてもよく、軸を固定するキャップを用いることが便利なときはこれを選択して用いてもよい。

このように、感光体ドラム３０の中心軸３８から同軸で寸法が管理された位置決め部品と、現像ローラ３４の中心軸から同軸で寸法が管理された位置決め部品が用いられるときは、感光体ドラム３０の中心軸３８と同軸の位置決め部材上に無線タグを取り付け、現像ローラ３４中心軸と同軸の位置決め部材上に本体側送受信装置を取り付けることができる。このことで、平面的位置関係を含めて、精度よく、無線タグを本体側送受信装置に向かい合わせることができる。

感光体ドラム３０の中心軸３８は、装置本体部１２においても位置決めの基準部として働くので、感光体ドラム３０に対し性能上精度よく位置決めされる他の要素側に本体側送受信装置を取り付け、感光体ドラム３０の中心軸３８と同軸の位置決め部材上に無線タグを取り付けることができる。図１に再び戻ると、ＬＥＤプリンタヘッド１４は、感光体ドラム３０との配置関係の精度が要求される。そこで、ＬＥＤプリンタヘッド１４側に本体側送受信装置を取り付け、これに向かい合うように感光体ドラム３０の中心軸３８と同軸の位置決め部材上に無線タグを取り付けることがよい。このことで、平面的位置関係を含めて、精度よく、無線タグを本体側送受信装置に向かい合わせることができる。

本発明に係る実施の形態における画像形成装置の構成を示す図である。本発明に係る実施の形態において、位置決め用のピンと穴を用いてプロセスカートリッジに無線タグ６０を取り付ける様子を示す図である。無線タグ６０の平面図及び側面図である。本発明に係る実施の形態において、さらに精度よくプロセスカートリッジに無線タグ６０を取り付ける様子を示す図である。図４で用いられる無線タグの平面図及び側面図である。本発明に係る実施の形態において、プロセスカートリッジの感光体ドラムの中心軸を基準として無線タグを取り付ける様子を示す図である。図６で用いられる無線タグの平面図及び側面図である。

符号の説明

１０画像形成装置、１２装置本体部、１４ＬＥＤプリンタヘッド、１６搬送系、１８ストッカー、２０プロセスカートリッジ、２２カートリッジ筐体、２４露光部、３０感光体ドラム、３２帯電ローラ、３４現像ローラ、３８中心軸、４０，４２，７６，７８，８６穴、５０，５２ピン、６０，７２，８２無線タグ、６２，７４，８４回路基板、６４無線タグＩＣ、６６，８８周回配線、６８電子部品、７０本体側送受信装置、８０，８１支持部材。

Claims

画像形成装置本体と、
画像形成装置本体に着脱可能な部品と、
着脱可能部品に取り付けられる無線タグと、
画像形成装置本体側に設けられ、無線タグと無線交信するための本体側送受信部と、
を備える画像形成装置であって、
着脱可能部品は感光体又は感光体を含むプロセスカートリッジであって画像形成装置本体と位置決めするための位置決め基準部としての感光体中心軸を有し、前記感光体は、前記感光体中心軸と同軸に配置されて他との位置決めに用いられる感光体側位置決め部材に支持され、前記無線タグは前記感光体位置決め部材上に取り付けられており、
前記画像形成装置は、前記感光体と所定の位置関係で配置される現像ロールを更に備え、
前記現像ロールは、その中心軸と同軸に配置され前記感光体側位置決め部材との位置決めに用いられる現像ロール側位置決め部材に支持され、前記本体側送受信部は前記現像ロール側位置決め部材上に取り付けられる
ことを特徴とする画像形成装置。
画像形成装置本体と、
画像形成装置本体に着脱可能な部品と、
着脱可能部品に取り付けられる無線タグと、
画像形成装置本体側に設けられ、無線タグと無線交信するための本体側送受信部と、
を備える画像形成装置であって、
着脱可能部品は感光体又は感光体を含むプロセスカートリッジであって画像形成装置本体と位置決めするための位置決め基準部としての感光体中心軸を有し、前記感光体は、前記感光体中心軸と同軸に配置されて他との位置決めに用いられる感光体側位置決め部材に支持され、前記無線タグは前記感光体位置決め部材上に取り付けられており、
前記画像形成装置は前記感光体と所定の位置関係で配置されるＬＥＤプリンタヘッドを更に備え、
前記本体側送受信部は前記ＬＥＤプリンタヘッド側に取り付けられる
ことを特徴とする画像形成装置。