JPH11296024A - プロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プロセスカートリッジのメモリへの給電およ
び通信を目的とした画像形成装置本体との間の電気的接
点を不要とする。 【解決手段】 装置本体とプロセスカートリッジ間に光
通信手段、さらにプロセスカートリッジに装置本体と機
械的に結合された発電機７を設け、装置本体とメモリ１
間の通信は光通信、メモリ１および光通信回路８７の電
源８５への給電は発電機７によって行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばプリンタあ
るいは複写機などとされる電子写真プロセスを用いた画
像形成装置に着脱可能に装着して使用するプロセスカー
トリッジに関し、特に、使用履歴、プロセス条件等のデ
ータを記録する不揮発性メモリを有するプロセスカート
リッジに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真画像形成プロセスを用い
た電子写真画像形成装置においては、電子写真感光体
（像担持体）および電子写真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、このカートリッジ
を電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするプロセス
カートリッジ方式が採用されている。このプロセスカー
トリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービス
マンによらずユーザー自身で行うことができるので、格
段に操作性を向上させることができた。そこでこのプロ
セスカートリッジ方式は、電子写真画像形成装置におい
て広く用いられている。

【０００３】なお、前述のプロセス手段とは、像担持体
を帯電する帯電手段、像担持体上の潜像を顕像化する現
像手段、および像担持体の表面を清掃するクリーニング
手段などである。

【０００４】上記のようなプロセスカートリッジには、
使用履歴、プロセス条件等のデータを記録する記憶手段
である不揮発性メモリを内蔵するものがあり、このメモ
リと、画像形成装置本体との通信、および画像形成装置
本体から不揮発性メモリへの給電は、いずれもプロセス
カートリッジと画像形成装置本体とを電気的接点を介し
て通電させることにより行っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、像担持体、帯電手段、および現像手段に印加
される高電圧によりプロセスカートリッジに内蔵された
メモリおよびその周辺回路が破壊される恐れがあり、ま
た、メモリと画像形成装置本体の通信回路を含む制御部
とが通電状態にあるために、高電圧がメモリおよびその
周辺回路に印加された場合には画像形成装置本体の制御
部をも破壊する恐れがあることから、メモリおよびその
周辺回路は、像担持体、帯電手段、および現像手段等と
は絶縁された位置に配置しなければならず、あるいは高
電圧印加部とは所定の空間距離、沿面距離を確保した位
置に配置しなければならなかった。

【０００６】したがって、プロセスカートリッジは、絶
縁構造を要求されるためにその構造が複雑になり、その
ため製造コストが高くなったり、プロセスカートリッジ
の外形形状が必要以上に大きくなる等の問題があった。

【０００７】また、プロセスカートリッジと画像形成装
置本体との通信、給電接点の位置や各電気回路の配置位
置が制約されていた。

【０００８】従って、本発明の目的は、簡単な構造で絶
縁ができ、通信接点や各電気回路の配置位置の制約を軽
減できるプロセスカートリッジを提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
プロセスカートリッジにて達成される。要約すれば、本
発明は、画像形成装置本体に着脱自在に装着されるプロ
セスカートリッジにおいて、像担持体と、該像担持体に
作用するプロセス手段と、プロセスカートリッジに関す
るデータを記憶する記憶手段と、前記画像形成装置本体
との間で通信を行う光通信手段と、前記画像形成装置本
体に機械的に結合された発電手段とを有することを特徴
とするプロセスカートリッジである。

【００１０】前記発電手段の出力は、少なくとも、前記
記憶手段および前記光通信手段の電源に供給されること
が好ましい。前記像担持体を支持する中心軸と同軸上
に、前記発電手段の回転軸を設けることが好ましい。前
記画像形成装置本体との通信は、前記画像形成装置本体
の駆動源が起動中に行うことが好ましい。前記画像形成
装置本体との間で通信を行う前記光通信手段は、前記画
像形成装置本体に含まれる発光素子および受光素子と互
いに対向する受光素子および発光素子を有することが好
ましい。前記プロセス手段は、帯電手段、現像手段、お
よびクリーニング手段のうち少なくとも一つを含むこと
が好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るプロセスカー
トリッジを図面に則して更に詳しく説明する。

【００１２】実施例１ まず、本発明の第１実施例に係るプロセスカートリッジ
および該プロセスカートリッジが着脱自在に装着された
画像形成装置について図２により説明する。なお、本実
施例の画像形成装置はレーザプリンタとする。

【００１３】図２において、レーザプリンタ本体３８
は、記録紙Ｓを収納するカセット３９、および、カセッ
ト３９から記録紙Ｓを繰り出す給紙ローラ４０を備えて
いる。

【００１４】給紙ローラ４０の下流には記録紙Ｓを同期
搬送するレジストローラ対４１が設けられ、また、レジ
ストローラ対４１の下流にはレーザスキャナ部４２から
のレーザ光に基づいて像担持体である感光ドラム５１上
にトナー像を形成するプロセスカートリッジ４３が着脱
自在に装着されている。感光ドラム５１上のトナー像
は、転写帯電器５５によって記録紙Ｓに転写される。

【００１５】さらに、プロセスカートリッジ４３の下流
には記録紙Ｓ上に形成されたトナー像を熱加圧定着する
定着器４４が設けられており、定着器４４の下流には記
録紙Ｓを排紙する排紙ローラ４５、記録の完了した記録
紙Ｓを積載する積載トレイ４６が設けられている。

【００１６】また、レーザスキャナ部４２は、レーザ光
を発光するレーザユニット４７、このレーザユニット４
７からのレーザ光を感光ドラム５１上に走査するための
ポリゴンモータ４８、結像レンズ群４９、折り返しミラ
ー５０等により構成されている。

【００１７】プロセスカートリッジ４３は、公知の電子
写真プロセスに必要な感光ドラム５１、前露光ランプ５
２、帯電手段である一次帯電器５３、現像手段である現
像器５４、クリーニング手段であるクリーナ５６から構
成され、後述する記憶手段としての不揮発性メモリ１を
内蔵している。

【００１８】また、駆動源であるメインモータ１５は、
給紙ローラ４０、レジストローラ対４１、定着器４４、
排紙ローラ４５に駆動力を与えており、さらに感光ドラ
ム５１を含むプロセスカートリッジ４３の発電手段とし
ての発電機７、感光ドラム５１、現像器５４にも駆動力
を与えている。

【００１９】つぎに、プロセスカートリッジのメモリお
よびその周辺回路部と、プリンタ本体通信回路部とにつ
いて、図１により説明する。

【００２０】まず、プロセスカートリッジメモリと周辺
回路部について説明する。プロセスカートリッジに内蔵
されたメモリ１は、カートリッジの使用履歴、プリンタ
本体のプロセス条件とのデータを記録するためのシリア
ル通信ＥＥＰＲＯＭ（例えばセイコー電子工業株式会社
製Ｓ−２９Ｘ９０Ａシリーズ）１である。

【００２１】プロセスカートリッジ４３は、上述のよう
に、ＥＥＰＲＯＭ１や周辺回路への電力を供給するため
の発電機７を備えており、発電機７はＥＥＰＲＯＭ１の
Ｖｃｃ端子とＧＮＤ端子とに接続されている。発電機７
とＶｃｃ端子との間には発電機７からの電流を制限する
ための抵抗６が接続されている。

【００２２】そして、抵抗６のＶｃｃ端子側と、発電機
７をＧＮＤ端子を結ぶラインとの間には、ＥＥＰＲＯＭ
１への供給電圧を安定させるための発光ダイオード８が
接続されている。この発光ダイオード８は発電機７の両
端に発生した電圧を約３Ｖにクランプさせるとともに、
プリンタ本体にはＥＥＰＲＯＭ１に電力が供給されたこ
とを光で伝達する目的をも兼ねている。

【００２３】また発光ダイオード８と並列に、発光ダイ
オード９と、この発光ダイオード９に直列に接続された
駆動トランジスタ１０および電流制限抵抗５とが配され
ている。駆動トランジスタ１０はベース抵抗１４を介し
てＥＥＰＲＯＭ１のＤＯ端子に接続されている。

【００２４】同様に、発光ダイオード８、９と並列に、
各プルアップ抵抗４、３、２が直列に接続されたフォト
トランジスタ１１、１２、１３が配されており、プルア
ップ抵抗４とフォトトランジスタ１１の間、プルアップ
抵抗３とフォトトランジスタ１２の間、プルアップ抵抗
２とフォトトランジスタの間は、それぞれＥＥＰＲＯＭ
１のチップセレクト入力端子ＣＳ、シリアルクロック入
力端子ＳＫ、シリアルデータ入力端子ＤＩに接続されて
いる。

【００２５】ついで、プリンタ本体通信回路部について
説明する。

【００２６】前述のように、プリンタ本体にはプロセス
カートリッジに与える駆動力を発生させるためのモータ
１５が設けられており、モータ１５には、モータ１５を
駆動するトランジスタ２１が接続されている。トランジ
スタ２１には、ベース抵抗３４を介してトランジスタ２
１のベースを駆動するトランジスタ３５が接続され、ト
ランジスタ３５はベース抵抗３６を介してＣＰＵ２４の
入力ポートＯＰ１に接続されている。

【００２７】また、電圧安定用発光ダイオード８からの
光を受け、ＥＥＰＲＯＭ１に電力が供給されていること
をＣＰＵ２４の入力ポートＩＰ１に電気信号として伝達
するためのフォトトランジスタ２２を備えており、フォ
トトランジスタ２２にはプルアップ抵抗１６が直列に接
続されている。

【００２８】さらに、フォトトランジスタ２２と並列
に、フォトトランジスタ２３およびこのフォトトランジ
スタ２３と直列に接続されたプルアップ抵抗１７とが配
されている。

【００２９】同様に、発光ダイオード２５、２６、２７
が並列に配され、また、発光ダイオード２５、２６、２
７にはそれぞれプルアップ抵抗１８、１９、２０とトラ
ンジスタ３０、３１、３２とが直列に接続されている。

【００３０】トランジスタ３０、３１、３２はそれぞれ
ベース抵抗２８、２９、３３を介して、ＣＰＵ２４の入
力ポートＯＰ２、ＯＰ３、ＯＰ４に接続されている。プ
リンタ本体通信回路部の発光ダイオード２５、２６、２
７からの光信号は、ＥＥＰＲＯＭ１におけるフォトトラ
ンジスタ１１、１２、１３とプルアップ抵抗２、３、４
によって電気信号に変換され、チップセレクト入力端子
ＣＳ、シリアルクロック入力端子ＳＫ、シリアルデータ
入力端子ＤＩにそれぞれ入力される。

【００３１】またプリンタ本体通信回路部の発光ダイオ
ード２５、２６、２７は、電流制限抵抗１８、１９、２
０とトランジスタ３０、３１、３２とベース抵抗２８、
２９、３０によってＣＰＵ２４の出力ポートＯＰ２、Ｏ
Ｐ３、ＯＰ４によるオン・オフ制御を可能にしている。

【００３２】また、ＥＥＰＲＯＭ１には出力端子として
シリアルデータ出力端子ＤＯが設けられており、ＣＰＵ
２４へのデータ通信はデータ入力と同様にプロセスカー
トリッジ内の第２発光ダイオード９とプリンタ本体内の
フォトトランジスタ２３を介して光通信によって行われ
る。

【００３３】発光ダイオード９の駆動トランジスタ１
０、電流制限抵抗５、ベース抵抗１４によりＥＥＰＲＯ
Ｍ１のシリアルデータ出力端子の電気信号が第２発光ダ
イオード９を介して光信号に変換、プリンタ本体の通信
回路部のフォトトランジスタ２３とプルアップ抵抗１７
によって光信号を電気信号に変換し、ＣＰＵ１４の入力
ポートＩＰ２に入力される。

【００３４】つぎに、本実施例の制御を図３のフローチ
ャートに基づいて説明する。

【００３５】まず、モータ１５が起動しているかどうか
を判断し（Ｓ１０１）、起動している場合には、リード
・ライト動作すなわち読み出し・書き込み動作を行うか
判断する（Ｓ１０２）。モータ１５が回転していると、
モータ１５と機械的に連結された発電機７に電圧が発生
し、第１発光ダイオード８が点灯する。ＥＥＰＲＯＭ１
に電力が供給されると、電力供給完了を検知するＣＰＵ
入力ポートＩＰ１がＬＯＷになるまで待機した後（Ｓ１
０３）、リード動作かライト動作かを判断し（Ｓ１０
４）、リード動作またはライト動作を行う（Ｓ１０５、
Ｓ１０６）。

【００３６】図４には本実施例におけるプロセスカート
リッジメモリおよび周辺回路部と、プリンタ本体通信回
路部とのブロック図が示される。

【００３７】図４において、ＣＰＵ２４はモータドライ
ブ回路９０にモータ１５の起動の指令を送り、モータド
ライブ回路９０はモータ１５を駆動する。モータ１５の
動力はモータ１５の駆動ギヤ８２から、感光ドラム５１
の支持軸５１ａに直結させたプロセスカートリッジ内の
ギヤ８３に伝達し、さらに発電機７の回転軸９１に直結
させたギア８４へ伝達する。ギヤ８３は、同時に感光ド
ラム５１に駆動を伝達する。

【００３８】発電機７で発生した電力は電源回路８５へ
送電され、メモリ１と光通信回路８７の電源として使わ
れる。プロセスカートリッジ４３内のメモリ１と光通信
回路８７は、電気信号で通信を行い、また光通信回路８
７は、プリンタ本体の光通信回路８８と光通信を行う。
光通信回路８８とＣＰＵ１は電気信号で通信を行う。

【００３９】このように、感光ドラム、帯電器、現像
器、およびクリーナを有し、プリンタ本体に着脱自在に
装着して使用するプロセスカートリッジに、不揮発性メ
モリ、発光素子、受光素子および発電機を設け、不揮発
メモリとプリンタ本体との間の通信を光通信により行う
ことにより、プロセスカートリッジのメモリおよびその
周辺回路とプリンタ本体の制御部との通信が電気的に絶
縁でき、通信接点の位置や各電気回路の配置位置の制約
を軽減することができる。

【００４０】また、プロセスカートリッジに発電機を設
け、プロセスカートリッジに内蔵されたメモリへの給電
を発電機によって行うことにより、プロセスカートリッ
ジのメモリへのプリンタ本体からの給電を電気的に絶縁
でき、給電接点の位置や各電気回路の配置位置の制約を
軽減することができる。

【００４１】実施例２ つぎに、本発明の第２実施例について図５により説明す
る。図５に示す本実施例の構成が図４に示した第１実施
例と異なるのは、発電機７の回転軸９１を感光ドラム５
１の駆動軸５１ａに直結させた点にあり、その他の構成
は同様である。

【００４２】このような構成とすることによっても、プ
ロセスカートリッジに発電機７を設け、プロセスカート
リッジに内蔵されたメモリ１への給電を上記発電機７に
よって行うことにより、プロセスカートリッジのメモリ
１へのプリンタ本体からの給電を電気的に絶縁でき、給
電接点の位置や各電気回路の配置位置の制約を軽減する
ことができる。

【００４３】また、従来、プリンタ本体の駆動源と感光
ドラム間の駆動を伝達するギヤのコギングが原因となっ
て、ギヤ歯のピッチで規則的に画像に現れる濃度ムラを
軽減する方策として、感光ドラムの支持軸にイナーシャ
を持たせるためのフライホイールを取り付けていたが、
本実施例のように、フライホイールの代わりに発電機を
取り付けることにより、イナーシャを大きくすることが
できると共に上記の効果をも得ることができ、これによ
り、部品点数が削減でき信頼性の向上とコストの削減が
可能となる。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、像担持体と、該像担持体に作用するプロセス
手段と、プロセスカートリッジに関するデータを記憶す
る記憶手段と、前記画像形成装置本体との間で通信を行
う光通信手段と、前記画像形成装置本体に機械的に結合
された発電手段とを有することにより、簡単な構造で電
気的に絶縁ができ、通信接点や各電気回路の配置位置の
制約を軽減できる。

【００４５】また、像担持体を支持する中心軸と同軸上
に、前記発電手段の回転軸を設けることにより、濃度ム
ラの発生を防止するための、像担持体の中心軸のイナー
シャを大きくすることができ、これにより、従来用いて
いたフライホイールを除去でき、部品点数が削減でき、
信頼性の向上とコストの削減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例におけるプロセスカートリ
ッジメモリの周辺回路部とプリンタ本体通信回路部を示
す回路図である。

【図２】第１実施例のプロセスカートリッジと画像形成
装置を示す概略構成図である。

【図３】第１実施例の制御を示すフローチャートであ
る。

【図４】第１実施例の要部構成を示すブロック図であ
る。

【図５】第２実施例の要部構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１ 不揮発メモリ（記憶手段） ７ 発電機（発電手段） ８、９、２５、２６、２７ 発光素子（光通信手
段） １１、１２、１３、２２、２３ 受光素子（光通信手
段） １５ モータ（駆動源） ５１ 感光ドラム（像担持体） ５３ 一次帯電器（帯電手段） ５４ 現像器（現像手段） ５６ クリーナ（クリーニング手段）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像形成装置本体に着脱自在に装着され
   るプロセスカートリッジにおいて、 像担持体と、該像担持体に作用するプロセス手段と、プ
   ロセスカートリッジに関するデータを記憶する記憶手段
   と、前記画像形成装置本体との間で通信を行う光通信手
   段と、前記画像形成装置本体に機械的に結合された発電
   手段とを有することを特徴とするプロセスカートリッ
   ジ。
2. 【請求項２】 前記発電手段の出力は、少なくとも、前
   記記憶手段および前記光通信手段の電源に供給されるこ
   とを特徴とする請求項１のプロセスカートリッジ。
3. 【請求項３】 前記像担持体を支持する中心軸と同軸上
   に、前記発電手段の回転軸を設けることを特徴とする請
   求項１のプロセスカートリッジ。
4. 【請求項４】 前記画像形成装置本体との通信は、前記
   画像形成装置本体の駆動源が起動中に行うことを特徴と
   する請求項１のプロセスカートリッジ。
5. 【請求項５】 前記画像形成装置本体との間で通信を行
   う前記光通信手段は、前記画像形成装置本体に含まれる
   発光素子および受光素子と互いに対向する受光素子およ
   び発光素子を有することを特徴とする請求項１のプロセ
   スカートリッジ。
6. 【請求項６】 前記プロセス手段は、帯電手段、現像手
   段、およびクリーニング手段のうち少なくとも一つを含
   むことを特徴とする請求項１のプロセスカートリッジ。