JP6031892B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、粉体収容容器が装置本体に着脱可能に設置される画像形成装置に関する。

潜像担持体に形成された静電潜像をトナーを用いた現像装置によって可視像化する画像形成装置においては、画像形成に伴って現像装置内のトナーが消費されていく。そのため、従来からトナー容器を有するトナー補給装置を備え、そのトナー補給装置によってトナー容器に収容されたトナーを現像装置へ補給する画像形成装置が既に知られている。

また、トナー容器に関し、容器を回転させることで容器内のトナーを一方向に搬送する中空の略円筒状からなり、容器内のトナーを容器外に排出する開口部を長手方向の一端側に備えたものが知られている。

さらに、トナー容器のロット、製造年月日、トナーの残量・充填量、充填時期、種類、保存期間、リサイクル回数、リサイクル回数の上限などの使用履歴情報を記憶するためのＩＤチップを搭載したトナー容器が知られている。このトナー容器の使用履歴情報は、画像形成装置の通信手段から送信された無線信号を受信することでＩＤチップに記憶される。

また、トナー容器の再生処理を行うときは、ＩＤチップから使用履歴情報を読み出すことにより、トナー容器が再生可能かどうかについて判断が可能となる。

上述に関し、特許文献１には、長手方向の一端側に開口部が形成されるとともに、内部に収容したトナーが開口部に向けて搬送されるように構成された筒状の容器本体と、容器本体の開口部が内挿されるとともに、容器本体の開口部から排出されたトナーを容器外であって鉛直方向下方に排出するためのトナー排出口を底部に具備したキャップ部とからなるトナー容器が開示され、トナー容器のキャップ部の端面には電子情報格納部材としてのＲＦＩＤ用チップが設置されている。

また、特許文献２には、トナーボトルに搭載したＲＦＩＤタグとアンテナとの間で無線による信号の授受が行われる画像形成装置が開示されている。特許文献２において、トナーボトルは回転部と固定部とにより構成され、回転部に対して蓋状に形成される固定部の頂部に各トナーの属性情報等が格納されたＲＦＩＤタグが取り付けられている。

さらに、特許文献３には、一端にトナーを画像形成部に補給する補給開口が形成され、収容したトナーに対し回転動作によって補給開口に向かう搬送作用を与えるトナーボトルが開示されている。特許文献３において、トナーボトルの円筒部外周面には無線タグが設けられている。

ところで、上記のトナー容器に関する使用履歴情報を無線通信にてやり取りする場合、ＩＤチップが搭載されるトナー容器と、これが設置される画像形成装置との通信状態が安定していることが望ましい。そのため、特許文献１及び特許文献２では、トナー容器やトナーボトルにおいて固定配置されるキャップ部の端面にＩＤチップを設置してアンテナ部との距離を一定に確保している。

しかし、特許文献１及び特許文献２においては、ＲＦＩＤタグが取り付けられるキャップ部とその構成部品のコストが高いという問題がある。

一方、特許文献３におけるトナーボトルにおいては、特許文献１及び特許文献２のようなキャップ部を用いないのでコストが高いという問題は生じないが、トナーボトルの円筒部外周面にＲＦタグを設けているため、トナーボトルの回転によりＩＤチップとアンテナ部との距離が変動して安定した通信が行えないという問題がある。

そこで、本発明は、低コスト化とともに無線通信の安定化を図ることができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、粉体収容容器が装置本体に着脱可能に設置される画像形成装置であって、紛体収容容器は、容器の回転に応じて内部に収容される粉体を一方向に搬送する筒状の容器本体と、容器本体の回転中心軸の一方の端部側に設けられ、粉体を容器外に排出する開口部と、開口部が設けられる一方の端部側と対向する容器本体の回転中心軸の端部側に設けられ、少なくとも粉体に関する情報を格納する情報格納手段と、を備え、装置本体は、該装置本体に紛体収容容器を着脱可能に設置する設置手段と、情報格納手段と無線通信により粉体に関する情報の授受を行う通信手段と、を備え、情報格納手段は通信手段と無線通信により情報の授受を行い、容器本体が画像形成装置に設置されるとき情報格納手段が通信手段と所定間隔を空けて対向配置され、通信手段は、情報格納手段と通信するためのループアンテナを備え、該ループアンテナの縦方向と横方向の長さが同一であることを特徴とする。

本発明によれば、粉体収容容器が回転してもアンテナ部を備える通信手段と情報格納手段との距離を所定間隔維持することができるので、低コスト化とともに無線通信の安定化を図ることが可能となる。

本発明の実施形態の粉体収容容器を備えた画像形成装置の概略構成図である。 本発明の実施形態の粉体収容容器の概略斜視図である。 本発明の他の実施形態の粉体収容容器を備えた画像形成装置の概略斜視図である。 本発明の実施形態の画像形成装置に備わる通信手段を構成するループアンテナの模式図である。

本発明の実施形態の粉体収容容器を備えた画像形成装置としての電子写真方式を採用する複写機について図面を用いて以下説明する。図１（ａ）は本実施形態の複写機１の概略構成を示す正面図である。複写機１の上部には原稿載置用のコンタクトガラス１２が設けられ、このコンタクトガラス１２の下方に原稿照射ランプ２ａ、反射ミラー２ｂ、レンズ等を備えた光学ユニットが設けられている。

光学ユニットの下方には、トナー補給ユニット１１を介してドラム状の感光体３が回動可能に設けられ、その周囲に帯電装置４、現像装置５、転写装置６、クリーニング装置７、除電装置８などが配設されている。そして、感光体３の左方には転写装置６によりトナー像が転写された転写紙上に該トナー像を定着するための定着装置９が配設され、複写機１の下部には転写紙Ｐをストックするととも、感光体３に向けて送り出すための給紙部１０が設けられている。この複写機１全体の動作は周知であるので、説明を省略する。

上記トナー補給ユニット１１は、図１（ａ）の正面図に示すように、複写機の前面側の上部に設けられ、粉体収容容器としてのトナーボトル２０を保持するための容器保持手段としてのボトルホルダー２１を有している。このボトルホルダー２１は、図１（ｂ）の平面図に示すようにユニット右端に配された回動手段としての回動部２２により回転中心軸Ｚを介して、略水平面内で略９０度の範囲で回動自在に構成されている。なお、本発明において、上述した容器保持手段及び回動手段を含む、粉体収容容器を画像形成装置に設置する手段の上位概念としての構成を設置手段とする。

本実施形態においては、図１（ｂ）に示すように、回動部２２の回動によりユニット左端部側が複写機１の手前に引き出されたトナーボトル２０を載置するためのボトル載置用位置Ａと、ユニット全体が複写機１の前面に配されるトナー補給用位置Ｂとを取り得るようになっている。なお、このトナー補給ユニット１１は複写機１の前面を覆う不図示のフロントカバーよりも内側に設け、このフロントカバーを開いた状態で、トナー補給ユニット１１をボトル載置用位置Ａに引き出せるようにすることが望ましい。

そして、本実施形態におけるトナーボトル２０は、その回転により内部に収容されるトナーを後述するトナー開口部２５方向に搬送する筒状のトナー容器本体２４と、トナー容器本体２４の回転中心軸の一方の端部、つまり本実施形態では複写機１の前面の右方向に設けられ、トナーを容器外に排出するトナー開口部２５と、トナー容器本体２４の回転中心軸のもう一方の端部、つまり本実施形態では複写機１の前面の左方向に設けられ、トナーに関する情報を格納する情報格納手段としてＲＦＩＤタグなどのＩＤチップ２３とで構成される。

一方、図１に示すように、本実施形態の複写機１には、トナーボトル２０がトナー補給用位置Ｂにセットされた際、ＩＤチップ２３に対向する位置、つまりトナーボトル２０の回転軸線の延長状に通信手段としてのループアンテナ３０をＩＤチップ２３と所定間隔を空けて配置している。これによりトナーボトル２０の回転によりＩＤチップ２３それ自体回転はするものの自転であるため、アンテナ３０との距離を一定に維持することができる。

なお、本実施形態における上述の所定間隔とは、ループアンテナ３０とＩＤチップ２３とが無線通信によりトナーに関する情報等の授受を行う際に良好な通信状態を保持できる距離であればよく、特定の距離に限定されるものではない。また、本実施形態では、ループアンテナ３０とＩＤチップ２３との間で授受される情報が、上述のトナーに関する情報に限定されず、トナー容器のロット、製造年月日、トナーの残量・充填量、充填時期、種類、保存期間、リサイクル回数、リサイクル回数の上限などの使用履歴情報であってもよい。

また、本実施形態における上述の情報格納手段としてのＩＤチップ２３の取り付け位置について、上述の所定間隔を維持できるのであれば、トナーボトル２０の端部における厳密な取り付け位置を限定する必要は無い。例えば、図１においてはトナーボトル２０の左側端部付近にＩＤチップ２３が内包される構成をとるが、これに限定されず、トナーボトル２０の左側端部付近にＩＤチップ２３が外接される構成としてもよい。

なお、本実施形態において、ＲＦＩＤなどのＩＤチップ２３と信号（情報）の送受信を行う上述のループアンテナ３０は、不図示のＲＦＩＤ−Ｒ／Ｗボード上に形成されている。このＲＦＩＤ−Ｒ／Ｗボードは、例えば装置全体の制御を行う装置制御部としてのＡＳＩＣが搭載された制御ボードに接続されている。そして、ＲＦＩＤ−Ｒ／Ｗボードには、ＲＦＩＤタグとの間での信号の授受を行う変復調回路と、ＲＦＩＤ−Ｒ／Ｗボードと制御ボードとの間の信号の授受とを制御するＣＰＵが搭載されている。

次に、本実施形態の上述したトナーボトル２０の概略構成について図２を用いて説明する。図２は本実施形態のトナーボトル２０の斜視図である。本実施形態において、トナーボトル２０は回転可能な略円筒状に形成され、その回転軸中心を仮想軸線Ｏにて示している。そして、トナーボトル２０の一端面の回転軸の中心に円筒部の周径よりも小径のトナー開口部２５が形成されている。

トナー開口部２５はトナーボトル２０の円筒部外側に突出したカラー２４の先端部に形成され、このトナー開口部２５を封止するように図示しない栓が設けられている。そして、上記円筒部の内周面には、内部の収納トナーをトナーボトル２０の回転によりトナー開口部２５側に案内するための案内溝２６が螺旋状に形成されている。

また、本実施形態においては、上述の通り、トナー開口部２５とは反対側の一端面の回転中心に、少なくともトナーボトル２０に収容されたトナーに関する情報を格納し、複写機１側のループアンテナ３０と該情報を非接触状態で通信するＩＤチップ２３を配設した。これによりトナーボトル２０が回転によりＩＤチップ２３それ自体回転はするものの自転であるため、アンテナ３０との距離を一定に維持することができる。また、ＩＤチップ２３等の情報格納手段を設けるための専用のキャップ部等が不要となる。

次に、本発明の他の実施形態の画像形成装置としての複写機１００について図３を用いて以下説明する。なお、本実施形態の複写機１００における画像形成機構については、例えば上述した複写機１の構成のようにトナーを用いて画像形成を行う周知の機構であればよく、ここでは説明を省略する。また、上述した複写機１と同様の構成についても説明を省略する。

図３（ａ）に示すように、本実施形態においては、複写機本体１００の上方に設けたトナー容器格納部３００に、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応した４つのトナーボトル２００Ｙ、２００Ｍ、２００Ｃ、２００Ｋが着脱自在に格納される構成をとる。そして、トナー容器格納部３００のトナー容器挿入口を塞ぐ容器格納部カバー３００ａを開閉して、各色トナーボトル２００の着脱が行われる。また、容器格納部カバー３００ａ内側には各色トナー容器に対応するループアンテナ３０１Ｙ、３０１Ｍ、３０１Ｃ、３０１Ｋが取り付けられている。

また、本実施形態においても、上述の複写機１に設置されるトナーボトル２０同様に、各色トナーボトル２００の回転中心軸の一方の端部に情報格納手段としてのＩＤチップ２３０を設ける。なお、本発明において、上述のトナー容器格納部３００及び容器格納部カバー３００ａの上位概念としての構成は上述の設置手段である。

本実施形態におけるトナーボトルの着脱について、例えばシアントナーを収容するトナーボトル２００Ｃがトナー容器格納部３００に格納される場合を例として以下説明する。他のトナーボトルについては、トナーボトル２００Ｃと同様に着脱されるため説明を省略する。

まず、トナーボトル２００Ｃを複写機１００に着脱する際、容器格納部カバー３００ａを所定のヒンジ機構３０３を介してトナー容器格納部３００の天板方向へ折り畳むように開く。そして、トナー容器挿入口３０２Ｃからトナーボトル２００Ｃをトナー開口部２５０Ｃ側を先頭にして挿入してトナー容器格納部３００へ格納する。そして、トナーボトル２００Ｃのトナー容器格納部３００への格納終了後、容器格納部カバー３００ａを閉じる。なお、容器格納部カバーをトナー容器格納部へ回動可能に取り付ける手段として、本実施形態ではヒンジ機構を採用しているが一例であり、これに限定されるものではない。

図３（ｂ）は、本実施形態の複写機１００を左側面から見た拡大部分断面図である。図に示すように、本実施形態においては、容器格納部カバー３００ａが閉じられたときに、トナー容器挿入口と平行かつ複写機１００の天板側に垂直となる容器格納部カバー３００ａの正面壁内側にループアンテナ３０１Ｃが配置されている。このとき、ループアンテナ３０１Ｃは、トナー容器格納部３００へ格納されたトナーボトル２００Ｃの一端側に配設されたＩＤチップ２３０Ｃと所定間隔を空けて対向する位置、つまりはトナーボトル２０の回転軸線の延長状に配されることになる。

これにより、トナーをトナー開口部２５０Ｃ方向へ搬送するためトナーボトル２００Ｃを回転させることによりＩＤチップ２３０Ｃそれ自体回転はするものの自転であるため、アンテナ３００Ｃとの距離を一定に維持することができる。また、ＩＤチップ２３０Ｃ等の情報格納手段を設けるための専用のキャップ部等が不要となる。

なお、本実施形態では、４色のトナーを使用する複写機を例として説明したが、これに限定されず、例えば５色以上のトナーを使用する複写機等に適用されるものであってもよい。また、本実施形態においては、トナーボトルが複写機の正面部側から背面部側にかけてトナー容器格納部へ格納される構成をとるが、これに限定されず、例えばトナーボトルが右側面部から左側面部にかけてトナー容器格納部へ格納される構成をとってもよい。

次に、本発明の上述した各実施形態におけるループアンテナの構成について図４を用いて以下説明する。本発明の各実施形態においては、無線通信の更なる安定化を図るために上述した構成に加え、ループアンテナの形状を工夫する必要がある。

ここで、特許文献２に開示されるループアンテナとＲＦＩＤタグとの間で無線による通信を行うＲＦＩＤシステムにおいては、リーダライタ側のループアンテナと変復調回路とを同一プリント基板上に配置し、ループアンテナに対向させてＲＦＩＤタグを配置し、ループアンテナとそれを囲むプリント基板上の配線パターンとの間隙を、少なくともアンテナパターンの短辺の１／２以上としている。

特許文献２に開示されたＲＦＩＤシステムにおいては、ループアンテナと対向配置されるＲＦＩＤタグが固定部に取り付けられているためＲＦＩＤタグが回転することはなく、ループアンテナとの相互関係に変化が生じることはない。しかし、本実施形態のようにＩＤチップ自体が回転する構成をとる場合に、例えば引用文献２のように、アンテナパターンの短辺のみが規定され、長辺について規定されていない長方形状のループアンテナを採用するＲＦＩＤシステムでは、ＩＤチップとアンテナの回転方向の指向性の問題が発生する。

そこで、本発明者等は、ループアンテナの形状を以下の構成とすることにより、ループアンテナ自体が回転する構成をとる場合でも、ループアンテナの回転方向の指向性の問題が生じないことを治験した。

具体的には、本発明の実施形態のループアンテナを図４に示すようなアンテナパターンとした。すなわち、図４（ａ）のループアンテナ３１０のようにループアンテナの形状を横辺ａと縦辺ｂの長さが略同一である略正方形状とした。また、図４（ｂ）のループアンテナ３１１のようにループアンテナの形状を横径ｘと縦径ｙが略同一である略円形状とした。なお、本発明において、上述の横辺ａ及び横径ｘを総称して横方向の長さとし、上述の縦辺ｂ及び縦径ｙを総称して縦方向の長さとする。なお、本実施形態においては、上記ループアンテナの巻き数が略３重半で構成されているが一例でありこれに限定されるものではない。また本実施形態においては、ループの巻き方向が右巻きで構成されているがこれに限定されない。さらに、ループ間の幅についても特定の間隔に限定されるものではない。

上述のように、ループアンテナの横方向と縦方向の長さを略同一としたアンテナパターンとしたことにより、本実施形態のようにループアンテナ自体が回転する場合でも、例えば従来の長方形状のループアンテナに比べて回転方向の指向性を格段に向上させることができ、無線通信の安定化を図ることが可能となる。

１、１００ 複写機
２ａ 原稿照射ランプ
２ｂ 反射ミラー
３ 感光体
４ 帯電装置
５ 現像装置
６ 転写装置
７ クリーニング装置
８ 除電装置
９ 定着装置
１０ 給紙部
１１ トナー補給ユニット
１２ コンタクトガラス
２０、２００ トナーボトル
２１ ボトルホルダー
２２ 回動部
２３、２３０ ＩＤチップ
２４ トナー容器本体
２５、２５０ トナー開口部
３０、３０１、３１０、３１１ ループアンテナ
３００ トナー容器収容部
３００ａ 容器格納部カバー
３０２ トナー容器挿入口

特開２０１２−４２５３３号公報 特許第４８２８２１６号公報 特許第４３２９６７１号公報

Claims (5)

1. 粉体収容容器が装置本体に着脱可能に設置される画像形成装置であって、
   前記紛体収容容器は、
   容器の回転に応じて内部に収容される粉体を一方向に搬送する筒状の容器本体と、
   前記容器本体の回転中心軸の一方の端部側に設けられ、前記粉体を容器外に排出する開口部と、
   前記開口部が設けられる一方の端部側と対向する前記容器本体の回転中心軸の端部側に設けられ、少なくとも前記粉体に関する情報を格納する情報格納手段と、を備え、
   前記装置本体は、
   該装置本体に前記紛体収容容器を着脱可能に設置する設置手段と、
   前記情報格納手段と無線通信により粉体に関する情報の授受を行う通信手段と、を備え、
   前記情報格納手段は前記通信手段と無線通信により前記情報の授受を行い、
   前記容器本体が前記画像形成装置に設置されるとき前記情報格納手段が前記通信手段と所定間隔を空けて対向配置され、
   前記通信手段は、前記情報格納手段と通信するためのループアンテナを備え、該ループアンテナの縦方向と横方向の長さが同一である
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記設置手段は、
   前記粉体収容容器を保持する容器保持手段と、
   前記容器保持手段の一端を軸として前記容器保持手段を水平方向に回動させる回動手段とを備え、
   前記通信手段は、前記回動手段の回動により前記容器保持手段を介して前記粉体収容容器が画像形成装置本体に設置されるとき、前記情報格納手段と所定間隔を空けて対向する位置に配されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記設置手段は、
   前記粉体収容容器を格納する容器格納手段と、
   前記容器格納手段の前記粉体収容容器挿入口を塞ぐ容器格納カバーとを備え、
   前記通信手段は、前記容器格納カバーにより前記粉体収容容器挿入口が塞がれて前記粉体収容容器が画像形成装置本体に設置されるとき、前記情報格納手段と所定間隔を空けて対向する前記容器格納カバー内側に配されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記ループアンテナは略正方形状であることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記ループアンテナは略円形状であることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の画像形成装置。

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