JP2015025910A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プロセスカートリッジにおける着脱方向の側面に端子が配置される構成であっても、端子における摩耗を防止でき、端子間を確実に接続させることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】プロセスカートリッジ２０は、情報記憶手段と、情報記憶手段に接続されたカートリッジ側端子２１ａと、を備え、画像形成装置は、プロセスカートリッジ２０を係止する係止手段２２と、カートリッジ側端子２１ａに接続可能な本体側端子２１ｃと、を備える。カートリッジ側端子２１ａは、プロセスカートリッジ２０における着脱方向の側面に配置される。係止手段２２は、プロセスカートリッジ２０が該係止手段２２に係止されることにより、本体側端子２１ｃをカートリッジ側端子２１ａに向けて移動させ、画像形成装置と情報記憶手段とを接続させるよう構成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、着脱可能なプロセスカートリッジを有する画像形成装置に関する。

近年における電子写真方式を利用した画像形成装置は、例えば現像装置、帯電装置、転写装置、定着装置、トナーカートリッジ等、いくつかの部品で構成されるひとまとまりの構成を、装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジとして構成している。そして、こうした着脱自在なプロセスカートリッジを装置本体に装着して動作させる構成とすることで、点検補修作業や交換作業を容易にしている。

また、こうした各種のプロセスカートリッジにＩＤチップなどの情報記憶手段を備え、装置本体にＩＤチップコネクタなどの情報読取手段を設ける構成が知られている。こうした構成により、プロセスカートリッジの製造年月日、種類、状態等の情報を装置本体と送受信したり、プロセスカートリッジの情報記憶手段に記憶させる情報を書き換え可能としている。

近年、装置小型化に伴い、こうしたＩＤチップコネクタなどの情報読取手段を設けるスペースが限定される傾向にある。このため、プロセスカートリッジの情報記憶手段と情報読取手段とを接続させる端子を、プロセスカートリッジの着脱方向に平行な向きで接触させる配置とすることが困難となる場合も多くなっている。こうした場合、プロセスカートリッジにおける着脱方向の側面に端子を配置する場合が多い。

また、こうした着脱可能なプロセスカートリッジを備える技術として、特許文献１，２が知られている。特許文献１を参照すると、プロセスカートリッジを所定位置で係止する回動可能な係止手段を備えた構成が記載されている。

また、特許文献２を参照すると、ＩＤチップの保持部を、プロセスカートリッジの着脱方向に対して交差する仮想平面上で移動可能とし、接触不良の防止を図る構成が記載されている。

しかしながら、上述のようにプロセスカートリッジの情報記憶手段と、装置本体の情報読取手段とを接続させる端子を、プロセスカートリッジにおける着脱方向の側面に配置すると、装着の過程で端子間を擦って摩耗させるおそれがあった。こうして端子間で摩耗させてしまうと、場合によって削り粉が周囲に付着し、接触不良や破損といった問題を引き起こすおそれがあった。

また、上述した特許文献１は、プロセスカートリッジと装置本体とを接続させるための端子を備えた構成についてまで考慮されたものではなかった。

また、上述した特許文献２は、プロセスカートリッジと装置本体とを接続させるための端子を、プロセスカートリッジの着脱方向に平行な向きで接触させる配置であり、着脱方向の側面に端子が配置される場合についてまで考慮されたものではなかった。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、プロセスカートリッジにおける着脱方向の側面に端子が配置される構成であっても、端子における摩耗を防止でき、端子間を確実に接続させ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。

かかる目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置は、着脱可能なプロセスカートリッジを有する画像形成装置であって、プロセスカートリッジは、情報記憶手段と、情報記憶手段に接続されたカートリッジ側端子と、を備え、画像形成装置は、プロセスカートリッジを係止する係止手段と、カートリッジ側端子に接続可能な本体側端子と、を備え、カートリッジ側端子は、プロセスカートリッジにおける着脱方向の側面に配置され、係止手段は、プロセスカートリッジが該係止手段に係止されることにより、本体側端子をカートリッジ側端子に向けて移動させ、画像形成装置と情報記憶手段とを接続させるよう構成されたことを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、プロセスカートリッジにおける着脱方向の側面に端子が配置される構成であっても、端子における摩耗を防止でき、端子間を確実に接続させることができる。

本発明の実施形態としての画像形成装置の構成を概略的に示す図である。 該画像形成装置における排紙カバー２４の開状態を示す図である。 第１の実施形態としてのトナーカートリッジ２０周りの構成を非装着状態で示す図である。 第１の実施形態としてのトナーカートリッジ２０周りの構成を装着状態で示す図である。 第２の実施形態としてのトナーカートリッジ２０周りの構成を装着状態で示す図である。 第３の実施形態としてのトナーカートリッジ２０周りの構成を装着状態で示す図である。 第４の実施形態としてのトナーカートリッジ２０周りの構成を装着状態で示す図である。 第５の実施形態としてのトナーカートリッジ２０周りの構成を装着状態で示す図である。 第６の実施形態としてのトナーカートリッジ２０周りの構成を装着状態で示す図である。 第７の実施形態としてのトナーカートリッジ２０周りの構成を装着状態で示す図である。

次に、本発明に係る画像形成装置を適用した一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。図１に、本発明の各実施形態に共通する画像形成装置の一例としてのカラープリンタの構成を概略的に示す。

図１に示す画像形成装置は、装置本体上部に像担持体としての中間転写ベルト１が配置されており、該中間転写ベルト１はローラ２，３に巻き掛けられ、その一方のローラが駆動ローラとして反時計方向に回転駆動することにより矢印方向に走行駆動される。

また、中間転写ベルト１の下部走行辺には、第１ないし第４の作像ユニット４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが対向配置されている。第１ないし第４の作像ユニット４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、像担持体としてドラム状の感光体５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを有し、その各感光体上にマゼンタトナー像、シアントナー像、イエロートナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成される。

第１ないし第４の作像ユニット４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、その像担持体上にトナー像を形成する構成とその作用は実質的に全て同一であるため、第１の作像ユニット４ａの感光体５ａにトナー像を形成する構成についてのみ以下に説明する。

感光体５ａは、図１中における時計方向に回転駆動され、このとき帯電ローラ６によって像担持体表面が所定の極性に均一に帯電される。次いでその帯電面に、レーザ書き込みユニット７から出射する光変調されたレーザビームＬが照射される。これによって感光体５ａ上に静電潜像が形成され、その静電潜像が現像装置８によって例えばマゼンタトナー像として可視像化される。

このようにして形成されたマゼンタトナー像は、感光体５ａと中間転写ベルト１を挟んで配置された転写ローラ９にトナーと逆極性の電圧が印加され、これによって感光体５ａ上のマゼンタトナー像が中間転写ベルト１上に転写される。中間転写ベルト１に転写されず、感光体５ａ上に残された転写残トナーは、クリーニング装置１０によって除去される。

同様にして、第２ないし第４の作像ユニット４ｂ，４ｃ，４ｄの感光体５ｂ，５ｃ，５ｄ上にシアントナー像、イエロートナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成される。そして、これらのトナー像がマゼンタトナー像の転写された中間転写ベルト１上に順次重ね合されて転写される。

このようにして中間転写ベルト１上に形成された４色のトナー像はベルト走行に伴って図１中の右端のローラ２と対向する２次転写ローラ１１が設けられた２次転写部へ移動する。

一方、装置本体の下部には給紙部１２が設けられ、該給紙部１２から給紙手段１３によって例えば転写紙より成る記録材Ｐが矢印方向に給送される。給紙された記録材Ｐは、レジストローラ１４に突き当てられた後、記録材に正しくトナー像が転写されるタイミングで中間転写ベルト１の２次転写部へ送り込まれる。
そして、２次転写ローラ１１に対し中間転写ベルト１上のトナーと逆極性の電圧が印加され、これによって中間転写ベルト１上に重ね転写されたトナー像が記録材Ｐ上に転写される。

トナー像が転写された記録材Ｐは、上方へ搬送されて定着装置１５を通過し、トナー像が定着された後、排紙ローラ１６を介して装置本体上部に設けられた排紙カバー２４の上面に排出される。また、２次転写後、記録材Ｐに転写されなかった転写残トナーはローラ３と中間転写ベルト１を挟んで配置されたベルトクリーニング装置１８に除去される。

各現像装置８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄに補給するトナーを収納した剤収納容器としてのトナーカートリッジ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、排紙カバー２４と中間転写ベルト１の間の所定位置に装着される。

また、図２に示すように、排紙カバー２４は開閉可能に設けられ、トナーカートリッジ２０を装置本体外側に対して開放、露出させられるようになっている。こうして、トナーカートリッジ２０が装置本体に対して着脱自在に設けられている。こうしてトナーカートリッジ２０が装置本体に取り付けられることにより、装置本体にトナーを補給するプロセスカートリッジとして機能する。

次に、本発明の各実施形態としての、上述したトナーカートリッジ２０を装置本体に着脱可能とする構成について説明する。

〔第１の実施形態〕
図３、図４に、第１の実施形態としてのトナーカートリッジ２０周りの構成について、図２の右側面から見た要部を概略的に示す。図３は、トナーカートリッジ２０を装置本体から取り外した状態を示し、図４は、トナーカートリッジ２０を装置本体に取り付けた状態を示す。

トナーカートリッジ２０は、不揮発性の情報記憶手段としてのＩＤチップ（不図示）と、そのＩＤチップに接続されたカートリッジ側端子２１ａとを備える。このＩＤチップは、トナーカートリッジ２０の製造年月日、種類、状態等の情報を記憶する。また、カートリッジ側端子２１ａは、トナーカートリッジ２０の着脱方向における側面に設けられる。

装置本体のセット部５０には、トナーカートリッジ２０が装着完了の所定位置にセットされることでそのトナーカートリッジ２０を係止する係止手段としての係止部材２２が設けられる。係止部材２２は、所定の回転軸２２ｂ回りに回動可能であるよう装置本体に取り付けられる。
係止部材２２は、回転軸２２ｂに対する一方に係合凸部２２ａと、端子接続部２１ｂとが配設され、他方に押下突起２２ｃが配設される。

係合凸部２２ａは、トナーカートリッジ２０が装着完了の所定位置にセットされることで、そのトナーカートリッジ２０に配設された係合凹部３０に係合するように形成される。また、こうしてトナーカートリッジ２０がセットされることで、所定の位置決め部材により、トナーカートリッジ２０が装着完了の所定位置に位置決めされて取り付けられる。

端子接続部２１ｂは、カートリッジ側端子２１ａと接触することでトナーカートリッジ２０のＩＣチップと情報の送受信を行うための本体側端子２１ｃを備える。また、装置本体にはＩＤチップコネクタなどの情報読取手段が設けられ、本体側端子２１ｃに接続されている。
このため、本体側端子２１ｃがカートリッジ側端子２１ａと接触することにより、トナーカートリッジ２０の製造年月日、種類、状態等の情報を装置本体の情報読取手段から読み出したり、ＩＣチップに情報を記録したりといった送受信が可能となる。また、装置本体がこうした情報の送受信を行うＩＤチップコネクタなどの情報読取手段を備えることで、トナーカートリッジ２０内の情報を検知する検知手段として機能する。この本体側端子２１ｃは、金属の薄板を曲げた電極などで構成することができる。

係合凸部２２ａは、端子接続部２１ｂよりもトナーカートリッジ２０の着脱方向における外側に配設される。このため、着脱方向における外側に対して、係合凸部２２ａが端子接続部２１ｂの本体側端子２１ｃを被装するように配置される。

押下突起２２ｃは、トナーカートリッジ２０が装着完了の所定位置にセットされることでそのトナーカートリッジ２０により押下される突起であり、セット部５０から露出して配設される。

こうした構成により、図３に示すように、装置本体に対してトナーカートリッジ２０が非装着状態では、係止部材２２が回転軸２２ｂを中心にセット部５０の壁側に揺動し、退避した状態となっている。このため、係止部材２２の係合凸部２２ａ、および、その下側の端子接続部２１ｂも、トナーカートリッジ２０が装着完了となる所定位置から退避した状態となっている。

トナーカートリッジ２０の非装着状態から装着状態に至る過程で、図４に示すように、トナーカートリッジ２０が装着方向に押下されて装着完了の所定位置にセットされる。この時、係止部材２２に設けられた押下突起２２ｃが、トナーカートリッジ２０の底面により装着方向に押下される。このことにより、係止部材２２が回転軸２２ｂを中心に回動し、本体側端子２１ｃが、カートリッジ側端子２１ａに近づく方向に移動する。そして、係止部材２２の係合凸部２２ａがトナーカートリッジ２０の係合凹部３０に引っ掛かり、カートリッジ側端子２１ａと本体側端子２１ｃとが接触する。

トナーカートリッジ２０を取り外す際には、係止部材２２の係合凸部２２ａをトナーカートリッジ２０から離間する方向に回動させることでロック状態を解除できる。

次に、第１の実施形態による効果について説明する。
本実施形態では、トナーカートリッジ２０に装着完了時用の被係止部としての係合凹部３０を設け、また装置本体側には、揺動式の係止部材２２を設ける。係止部材２２は、トナーカートリッジ２０が装着完了の所定位置に配置された際にその係合凹部３０に係合する係合凸部２２ａを備える。
また、係止部材２２は、トナーカートリッジ２０が装着完了の所定位置に配置されることで押下される押下突起２２ｃを備え、このため、トナーカートリッジ２０が装着方向に移動されるのに連動して回動する。このため、トナーカートリッジ２０が装着完了の所定位置に配置される際に、係合凸部２２ａが装着方向に略直交する方向から係合凹部３０に近づくように移動し、トナーカートリッジ２０が装着完了位置で確実に固定されるようになっている。

また同時に、トナーカートリッジ２０が装着完了の所定位置に配置される際に係止部材２２が回動することで、係止部材２２の本体側端子２１ｃが装着方向に略直交する方向からカートリッジ側端子２１ａに近づくように移動して当接する。このため、トナーカートリッジ２０が装着完了の所定位置に向けて移動されている途中には、本体側端子２１ｃがカートリッジ側端子２１ａから離間する方向に退避した状態となっている。
このため、トナーカートリッジ２０における着脱方向の側面にカートリッジ側端子２１ａが配置される構成でありながらも、カートリッジ側端子２１ａと本体側端子２１ｃとの間で擦り合わせが発生せず、端子間での摩耗を防止することができる。このため、摩耗による削り粉の発生がなく、接触不良や破損を引き起こすことなく、端子間を確実に接続させることができる。また、トナーカートリッジ２０のセット方法ミスによりカートリッジ側端子２１ａや本体側端子２１ｃを破損することを防ぐことができる。

また、係合凸部２２ａが、端子接続部２１ｂよりもトナーカートリッジ２０の着脱方向における外側に配設される。このため、トナーカートリッジ２０の装着途中に、本体側端子２１ｃがカートリッジ側端子２１ａから離間する方向に退避した状態では、着脱方向における外側に対して、係合凸部２２ａが奥側の本体側端子２１ｃを被装した状態となる。このため、トナーカートリッジ２０の装着時に、薄い金属板などによる本体側端子２１ｃをユーザが誤って曲げて破損することを防止することができる。

〔第２の実施形態〕
次に、第２の実施形態について、図５を参照して説明する。
第２の実施形態では、図５に示すように、係止部材２２をセット部５０の壁側に向けて付勢する付勢手段としてのバネ２３を設けている。

このように、バネ２３で係止部材２２をセット部５０の壁側に向けて付勢する構成とすることで、トナーカートリッジ２０の非装着状態における係止部材２２の姿勢を、トナーカートリッジ２０から離間した位置に固定することができる。このため、ユーザがトナーカートリッジ２０を装着する際に、係止部材２２の係合凸部２２ａおよび本体側端子２１ｃを確実に退避状態とすることができる。このため、ユーザがトナーカートリッジ２０を装着する際の操作感を向上させることができる。

〔第３の実施形態〕
次に、第３の実施形態について、図６を参照して説明する。
第３の実施形態では、図６に示すように、トナーカートリッジ２０およびセット部５０を上側から被装する排紙カバー２４の下面に、係止部材の移動を規制する形状のリブ２４ａを設ける。

このように、トナーカートリッジ２０に隣接する開閉可能な排紙カバー２４の内側に、係止部材２２の回動を規制する規制部としてのリブ２４ａを設けることで、輸送時の落下衝撃等に対する耐性を向上させることができる。すなわち、輸送時の落下衝撃等により係合凸部２２ａでのロックが外れてトナー補給口のシャッターが開き、トナーが装置内に散らばる等の不具合を防ぐことができる。

〔第４の実施形態〕
次に、第４の実施形態について、図７を参照して説明する。
第４の実施形態では、図７に示すように、係止部材２２における着脱方向の外側端部に、凸形状の操作凸部２２ｄを形成している。

このように、係止部材２２における着脱方向の外側端部に、ユーザが回動操作を行うための操作凸部２２ｄを形成することで、トナーカートリッジ２０を抜く際の係止部材２２操作時に、ユーザの指を掛かり易くすることができる。このため、トナーカートリッジ２０の抜き取り動作における操作性を向上させることができる。

〔第５の実施形態〕
次に、第５の実施形態について、図８を参照して説明する。
第５の実施形態では、図８に示すように、係止部材２２における着脱方向の外側端部に、凹形状の操作凹部２２ｅを形成している。

このように、係止部材２２における着脱方向の外側端部に、ユーザが回動操作を行うための操作凹部２２ｅを形成することで、トナーカートリッジ２０を抜く際の係止部材２２操作時に、ユーザの指を掛かり易くすることができる。このため、トナーカートリッジ２０の抜き取り動作における操作性を向上させることができる。

〔第６の実施形態〕
次に、第６の実施形態について、図９を参照して説明する。
第６の実施形態では、図９に示すように、係止部材２２の係合凸部２２ａとトナーカートリッジ２０の係合凹部３０の位置を、トナーの色毎に異なる位置としている。

このように、係止部材２２の係合凸部２２ａとトナーカートリッジ２０の係合凹部３０の位置を各色毎に異なる位置とすることにより、色セット間違いによるトナーカートリッジ２０の誤セットを防止することができる。

〔第７の実施形態〕
次に、第７の実施形態について、図１０を参照して説明する。
第７の実施形態では、図１０に示すように、１つのトナーカートリッジ２０に対して係止部材２２を複数設けた構成としている。図１０の例では、トナーカートリッジ２０の一端側に係止部材２２が配設され、他端側に係止部材４０が配設された場合について示す。この場合、トナーカートリッジ２０には、係止部材２２の係合凸部２２ａに対応する位置に係合凹部３０が形成され、係止部材４０の係合凸部４０ａに対応する位置に係合凹部３１が形成される。係止部材２２と係止部材４０は同形状であってよい。

このように、１つのトナーカートリッジ２０に対して係止部材２２を複数備えることで、装置本体に対するロックをより確実とすることができる。

また、トナーカートリッジ２０を着脱方向の外側に向けて付勢する付勢手段としてのバネ２５を、トナーカートリッジ２０の装着時に底面から押圧するように配設している。

このように、装置本体のセット部５０にバネ２５を設けることで、トナーカートリッジ２０が装着完了の所定位置にセットされていない非装着状態ではトナーカートリッジ２０がセット部５０から浮き上がるようにすることができる。このため、トナーカートリッジ２０が装着完了の所定位置にセットされた装着状態であるか、非装着状態であるかを確認しやすくすることができる。このため、ユーザによる操作性を向上させることができる。

また、係止部材２２の係合凸部２２ａとトナーカートリッジ２０の係合凹部３０や、係止部材４０の係合凸部４０ａとトナーカートリッジ２０の係合凹部３１の間を隙間無く接触させ、ガタを抑制することができる。このため、装置本体に対して精度良くトナーカートリッジ２０を位置決めすることができる。

〔各実施形態について〕
なお、上述した各実施形態は本発明の好適な実施形態であり、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々変形して実施することが可能である。

例えば、上述した実施形態は、電子写真方式の画像形成装置において、現像装置、帯電装置、転写装置、定着装置の少なくとも一つを含む装置本体に対して着脱自在に設けられた各種のプロセスカートリッジに適用することができる。すなわち、トナーカートリッジ２０に限定されず、各種のプロセスカートリッジにも本発明は同様に適用することができる。この場合、係止手段としての係止部材が、対応する形状とされ、プロセスカートリッジを装置本体に係止することとなる。

２０ トナーカートリッジ
２１ａ カートリッジ側端子
２１ｂ 端子接続部
２１ｃ 本体側端子
２２ 係止部材
２２ａ 係合凸部
２２ｂ 回転軸
２２ｃ 押下突起
２２ｄ 操作凸部
２２ｅ 操作凹部
２３ バネ（第１の付勢手段の一例）
２４ 排紙カバー
２４ａ リブ（規制部の一例）
２５ バネ（第２の付勢手段の一例）
３０ 係合凹部
５０ セット部

特開２０００−９８６８０号公報 特開２０１２−２２６２８９号公報

Claims (9)

1. 着脱可能なプロセスカートリッジを有する画像形成装置であって、
   前記プロセスカートリッジは、
   情報記憶手段と、
   前記情報記憶手段に接続されたカートリッジ側端子と、を備え、
   前記画像形成装置は、
   前記プロセスカートリッジを係止する係止手段と、
   本体側端子と、を備え、
   前記カートリッジ側端子は、前記プロセスカートリッジにおける着脱方向の側面に配置され、
   前記係止手段は、前記プロセスカートリッジが該係止手段に係止されることにより、前記本体側端子を前記カートリッジ側端子に向けて移動させ、前記画像形成装置と前記情報記憶手段とを接続させるよう構成されたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記係止手段は、所定の回動軸回りに回動可能に設けられた係止部材であり、
   前記係止部材は、
   前記プロセスカートリッジが該係止部材に係止される所定位置に配置されることで該プロセスカートリッジにより押下される押下突起が、前記回動軸に対する一方に配設され、
   前記回動軸に対する他方には、前記本体側端子が配設され、
   前記押下突起が押下されて前記回動軸回りに回動することにより、前記本体側端子が前記カートリッジ側端子に近づく方向に移動するよう設けられたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記係止部材は、前記押下突起が押下されて前記回動軸回りに回動することにより前記プロセスカートリッジに設けられた被係止部と係合する係合凸部を備え、
   前記本体側端子は、前記係合凸部よりも前記プロセスカートリッジの着脱方向における奥側に配設されたことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記係止部材は、前記押下突起が前記プロセスカートリッジの装着方向に押下されて前記回動軸回りに回動することにより、該装着方向に略直交する方向から前記本体側端子が前記カートリッジ側端子に近づくように移動するよう設けられたことを特徴とする請求項２または３記載の画像形成装置。
5. 前記係止部材を、前記本体側端子が前記カートリッジ側端子から離れる方向に付勢する第１の付勢手段を備えたことを特徴とする請求項２から４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記プロセスカートリッジを被装する開閉可能なカバーを備え、
   前記カバーにおける前記プロセスカートリッジの側には、前記係止部材の回動を規制する規制部が設けられたことを特徴とする請求項２から５の何れか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記係止部材は、前記プロセスカートリッジの着脱方向における外側に、回動操作のための操作凸部が形成されたことを特徴とする請求項２から６の何れか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記係止部材は、前記プロセスカートリッジの着脱方向における外側に、回動操作のための操作凹部が形成されたことを特徴とする請求項２から６の何れか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記係止部材は、１つの前記プロセスカートリッジに対して複数設けられ、
   前記プロセスカートリッジを該プロセスカートリッジの着脱方向における外側に向けて付勢する第２の付勢手段を備えたことを特徴とする請求項２から８の何れか１項に記載の画像形成装置。

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