JP2007292968A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成でＩＣチップの誤検知や読み取り不良を防止可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】カラープリンタ１００内にはトナーカートリッジ５ａ〜５ｄが並列に配置されている。フロントカバー２２は、支点２２ａ、２２ｂを中心としてカラープリンタ１００本体に回動可能に支持されており、トップカバー２４の端面２４ａには、フロントカバー２２の端面２２ｃに設けられた挟持部３２に表裏方向から挟持される嵌合部３０が４箇所に形成されている。フロントカバー２２を閉じた状態では嵌合部３０が挟持部３２により挟持されるため、トップカバー２４が凸状或いは凹状に反っている場合でも各トナーカートリッジ５ａ〜５ｄ上のＩＣチップ２６とトップカバー２４裏面のＩＣチップリーダ２８との距離が一定に保持される。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機やプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特にトナーカートリッジ等の交換部品に搭載されたＩＣチップの誤検知を防止する方法に関する。

従来、像担持体上に形成された静電潜像にトナーを付着させて可視画像（トナー像）とし、記録媒体上に転写する電子写真方式の画像形成装置が知られており、近年、複数色のトナーを用いてフルカラー画像を形成可能なカラー画像形成装置の開発が盛んに行われている。

このような画像形成装置においては、現像装置にトナーを補給するトナー容器をカートリッジ化したトナーカートリッジ、或いは現像装置とトナー容器を一体化した現像カートリッジを用いることにより、メンテナンス性を向上させる方法が実用化されている。しかし、トナーカートリッジや現像カートリッジは外見上、未使用カートリッジと使用済みカートリッジとの区別がつかないため、カートリッジの交換時に誤って使用済み品を装着する場合があった。また、外見上は同一であるが画像形成装置の型式や仕様によって使用するカートリッジが異なる場合にも、同様に誤装着のおそれがあった。

そこで、カートリッジの交換時における誤装着の防止や寿命判断を容易且つ確実に行う方法が提案されており、特許文献１、２には、カートリッジ側にＩＣチップを搭載するとともに、画像形成装置側に設けられた読み取り用アンテナやリーダ／ライタモジュール（Ｒ／Ｗモジュール）等の読取手段でＩＣチップに記憶された各種情報を読み取ることにより、カートリッジの管理（例えば、カートリッジの型式や品番等の管理）に利用する無線自動識別（Radio Frequency Identification、以下ＲＦＩＤという）が開示されている。

ＲＦＩＤの仕組みについて以下に説明を行う。ＩＣチップのメモリにデータを書き込む場合には、Ｒ／Ｗモジュールは書き込み命令およびデータを含んだ電磁波を発生させ、ＩＣチップはこの電磁波を得て起動され、書き込み命令に従ってメモリへのデータの書き込みが行われる。また、ＩＣチップのメモリからデータを読み出す場合には、読み取り用アンテナ或いはＲ／Ｗモジュールは読み出し命令を含んだ電磁波を発生させ、ＩＣチップはこの電磁波を得て起動され、読み出し命令に従ってＩＣチップからメモリに記憶されたデータをＲ／Ｗモジュールに送信する。

このため、ＲＦＩＤに基づいた無線通信では、アンテナやＲ／Ｗモジュール等の読取手段から放射される電磁波は、読取手段とＩＣチップの距離が離れるほど、より大きな出力が必要となる。また、読取手段に対するＩＣチップの傾きの変化によっても無線通信に必要な電磁波の送信出力は変化する。

しかしながら、特許文献１、２の方法では、特に、読取手段が装置本体の外装カバー裏面に設けられている場合、外装カバーの成型時に反りやねじれ等の変形が発生することもあるため、ＩＣチップから読取手段までの距離や読取手段に対するＩＣチップの傾きが変動してしまい、正確な読み取りが行えないという問題点があった。

一方、特許文献３には、ＩＣチップの取り付け位置や受信感度、カートリッジの装着位置等のバラツキを考慮して、Ｒ／Ｗモジュールの送信出力値としてＩＣチップとの無線通信に支障を来たさない最大値を用いるタグデータ読み取り装置が開示されている。

特許文献３の方法によれば、Ｒ／ＷモジュールとＩＣチップとのＲＦＩＤに基づいた無線通信を良好に行うことができるものの、Ｒ／ＷモジュールとＩＣチップとの通信状態に関係なく、常に一定の強い電磁波がＲ／Ｗモジュールから出力されるため、装置本体から不要な電磁波ノイズが漏出して他の電子機器へ悪影響を及ぼすおそれがあった。なお、ここではカートリッジを例に挙げてＲＦＩＤの問題点を説明したが、装置本体と脱着可能な他の交換部品についても事情は同じである。
特開２００１−２２２３０号公報 特開２００５−１７３１５１号公報 特開２００５−７８１００号公報

本発明は、上記問題点に鑑み、簡易な構成でＩＣチップの誤検知や読み取り不良を防止可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、表面にＩＣチップが搭載され装置本体に対し着脱可能な交換部品と、該交換部品に対向配置され装置本体の外装面の一部を構成する第１のカバーと、該第１のカバーの裏面に前記ＩＣチップと所定の間隔を隔てて対向配置される読取手段と、前記第１のカバーに隣接して配置され装置本体の外装面の一部を構成する開閉自在な第２のカバーと、を備えた画像形成装置において、前記第２のカバーは前記第１のカバーの端面に対し略垂直方向に当接又は離間するとともに、前記第１又は第２のカバーのうちいずれか一方の端面に１つ以上の嵌合部を設け、他方の端面に前記嵌合部を表裏方向から挟持する１つ以上の挟持部を設けたことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記挟持部の開口端は、断面テーパ状に形成されることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記交換部品は装置内部に並列配置される複数のカートリッジであり、前記第２のカバーは前記カートリッジの並列方向に対し垂直に開閉されることを特徴としている。

本発明の第１の構成によれば、第２のカバーを閉じた状態では嵌合部が挟持部により挟持され、第１のカバーが凸状或いは凹状に反っている場合でも反りが矯正されるため、交換部品上のＩＣチップと第１のカバー裏面の読取手段との距離が一定に保持され、ＩＣチップの読み取り不良や誤検知を効果的に防止可能となる。また、第１のカバーと第２のカバーとの接合面の段差も解消されて略面一となるため、画像形成装置の外観も良くなる。

また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、挟持部の開口端を断面テーパ状に形成することにより、第１のカバーが凸状或いは凹状に反っている場合でも開口端に沿って嵌合部を挟持部内に誘導可能となり、第２のカバーの開閉を円滑に行うことができる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成の画像形成装置において、第２のカバーを並列配置された複数のカートリッジの並列方向に対し垂直に開閉可能とすることにより、第１のカバーの各カートリッジに対向する部分の反りを効率良く矯正することができ、各カートリッジ上のＩＣチップと第１のカバー裏面の読取手段との距離を一定に保持し易くなる。

以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の表示装置が搭載されたカラープリンタの外観斜視図である。カラープリンタ１００の前面（図の右側面）には樹脂製のカセットカバー２１、フロントカバー２２が装着されている。カセットカバー２１は、給紙カセット９ａ（図２参照）の一部であり、外部に露出してカラープリンタ１００本体の外装面の一部を構成する。

フロントカバー２２は手差しトレイ９ｂ（図２参照）の外側に装着され、下端部を支点として上下に開閉可能となっており、下方向に回動させて開放した状態では手差しトレイ９ｂが使用可能となり、上方向に回動させて閉鎖した状態（図１の状態）ではカラープリンタ１００本体の外装面の一部を構成している。カラープリンタ１００の上面には画像が形成された用紙をストックする排出トレイ１７と、操作ボタンや表示ランプ等が搭載された表示装置２３とが配置されている。２４はフロントカバー２２に隣接して設けられ排出トレイ１７の一部（前方部分）を構成するトップカバーであり、裏面にはトナーカートリッジ５ａ〜５ｄの上面に貼付されたＩＣチップ２６（図３参照）の情報を読み取るＩＣチップリーダ（図４参照）が搭載されている。

図２は、カラープリンタの内部構造を示す側面断面図である。カラープリンタ１００では、画像形成動作を行う場合、装置本体内において、図中反時計回りに回転する感光体ドラム１が帯電ユニット２により一様に帯電され、図示しないパーソナルコンピュータ等から送信された原稿画像データに基づく露光ユニット３からのレーザビームにより感光体ドラム１上に静電潜像が形成される。

４は現像剤（以下、トナーという）を感光体ドラム１上に供給するロータリー式の現像ユニットである。現像ユニット４は、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色の現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄを備えており、現像装置４ａ〜４ｄを感光体ドラム１に対向する位置に順次回転移動させることにより、感光体ドラム１上の静電潜像にトナーが付着されて各色のトナー像が形成される。現像装置４ａ〜４ｄへのトナー補給はトナーカートリッジ５ａ〜５ｄから行われる。

６はトナー像が転写される中間転写ベルトであり、感光体ドラム１に当接しながら図示しない駆動手段により図中時計回りに回転する。中間転写ベルト６には誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。

ユーザにより画像形成開始が入力されると、所定のタイミングにより感光体ドラム１上にシアンのトナー像の形成を行う。そして、中間転写ベルト６に所定の転写電圧で電界が付与された後、一次転写ローラ７ａにより感光体ドラム１上のシアンのトナー像が中間転写ベルト６上に転写される。その後、感光体ドラム１の表面に残留したトナーがクリーニングユニット８により除去され、現像ユニット４は所定量回転して、上記と同様に今度はマゼンタのトナー像が感光体ドラム１上に形成され、中間転写ベルト６上に転写される。

以下、上述と同様の方法により、感光体ドラム１によってそれぞれイエロー及びブラックのトナー像が中間転写ベルト６上に転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。７ｂは中間転写ベルト６の下部に位置する二次転写ローラである。

上記のようにトナー像が形成された中間転写ベルト６に向けて、給紙カセット９ａと、その上方に設けられる手差しトレイ（スタックバイパス）９ｂとから成る給紙機構９より用紙が給紙ローラ１０及びレジストローラ対１１を経由して搬送され、転写ローラ７ｂにより中間転写ベルト６の表面に形成されたトナー像が用紙に転写される。そして、トナー像が転写された用紙は用紙搬送路１２に沿って定着ローラ対１３ａを有する定着部１３に搬送されてトナー像が定着される。定着部１３を通過した用紙は、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられる。用紙の片面のみに画像を形成する場合は、そのまま用紙搬送路１５及び排出ローラ対１６を介して排出トレイ１７上に排出される。

一方、用紙の両面に画像を形成する場合は、定着部１３を通過した用紙は用紙搬送路１５内のフィードローラ１８により搬送方向を下方向に切り換えられた後、分岐部１４において画像面を上向きにして用紙再搬送路１９へ振り分けられ、さらに反転ローラ２０及びレジストローラ対１１を経由して画像面が下向きの状態で二次転写ローラ７ｂに再搬送される。中間転写ベルト６上に形成された次の画像が、二次転写ローラ７ｂにより用紙の画像が形成されていない面に転写され、定着部１３に搬送されてトナー像が定着された後、排出ローラ対１６より排出トレイ１７上に排出される。

図３は、カラープリンタ１００のフロントカバー２２を開放した状態を示す斜視図である。カラープリンタ１００内には、イエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの４色のトナーを収容したトナーカートリッジ５ａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄが並列に配置されている。各トナーカートリッジ５ａ〜５ｄにはロックレバー２５が設けられており、ロックレバー２５を回動させてロック機構（図示せず）を解除することによりトナーカートリッジ５ａ〜５ｄの着脱が可能となる。

フロントカバー２２は、支点２２ａ、２２ｂ（図５参照）を中心としてカラープリンタ１００本体に対し上下に回動可能に支持されており、トップカバー２４の端面２４ａには、フロントカバー２２の端面２２ｃに設けられた挟持部３２（後述）に表裏方向から挟持される嵌合部３０が４箇所に形成されている。

図４は、図３におけるトップカバー２４を取り外した状態を示す斜視図である。各トナーカートリッジ５ａ〜５ｄの上面には、収容されるトナーの色や使用済みか否か等のトナーに関する情報や、膜圧値等の感光体ドラムの特性に関する情報が記憶されたＩＣチップ２６が搭載されている。ＩＣチップ２６として書き換え可能なＲＡＭ等の不揮発性メモリを使用することにより、例えば使用済みトナーカートリッジに新たなトナーを充填してリサイクルを行う場合に情報を更新することができる。また、ＩＣチップ２６をテープ等で着脱可能に貼付しておけば、使用済みカートリッジからＩＣチップ２６を回収してリサイクル使用が可能となる。

トップカバー２４（図３参照）の裏面には基板２７が搭載されており、基板２７の各ＩＣチップ２６と対峙する位置にはＩＣチップリーダ２８が配置されている。ＩＣチップリーダ２８は、ＩＣチップ２６に記憶された情報を非接触で読み取り可能であり、ループアンテナ、パッチアンテナ、スロットアンテナ、ノッチアンテナ、誘電体アンテナ等の受信用アンテナが用いられる。なお、ＩＣチップリーダ２８として送受信可能なＲ／Ｗモジュールを用いることにより、ＩＣチップ２６上の情報を書き換え可能な構成としても良い。

図５はフロントカバー２２を裏面側から見た斜視図である。フロントカバー２２の左右には、支点２２ａ、２２ｂを有する支持部３１が突設されており、端面２２ｃには断面コ字状の挟持部３２が４箇所に設けられている。

図６は、フロントカバー２２を閉じた状態を装置内側から見た斜視図である。なお、ここではフロントカバー２２とトップカバー２４との関係を説明するため、トナーカートリッジ５ａ〜５ｄは記載を省略している。各挟持部３２は、それぞれトップカバー２４に形成された４箇所の嵌合部３０（図３参照）と対応する位置に設けられており、フロントカバー２２を閉じた状態で嵌合部３０を表裏方向から挟持する。

嵌合部３０及び挟持部３２の断面形状を図７に示す。図７（ａ）に示すように、嵌合部３０はトップカバー２４の端面２４ａからフロントカバー２２の端面２２ｃ方向に突設されている。一方、フロントカバー２２の端面２２ｃには嵌合部３０と同一形状の凹部を有する挟持部３２が設けられている。

フロントカバー２２を開放状態から閉じていくと、端面２２ｃはトップカバー２４の端面２４ａに対し略垂直方向から接近し、嵌合部３０が挟持部３２の開口端３２ａから挟持部３２内に挿入される。また、開口端３２ａは断面テーパ状に形成されており、トップカバー２４の反りによって嵌合部３０の位置が高さ方向にずれている場合でも、開口端３２ａに沿って嵌合部３０を挟持部３２内に円滑に誘導可能となっている。そして、図７（ｂ）に示すように、フロントカバー２２が閉じられた状態では嵌合部３０は挟持部３２により表裏方向（図７の上下方向）から挟持される。

この構成により、トップカバー２４が凸状或いは凹状に反っている場合でも、フロントカバー２２を閉じた状態では挟持部３２の挟持によって所定量撓んで反りが矯正され、トップカバー２４はフロントカバー２２に対し略面一となる。従って、各トナーカートリッジ５ａ〜５ｄ上のＩＣチップ２６とトップカバー２４裏面のＩＣチップリーダ２８との距離が一定に保持され、ＩＣチップ２６の読み取り不良や誤検知を効果的に防止可能となる。さらに、フロントカバー２２とトップカバー２４との接合部３３の段差も解消されるため、カラープリンタ１００の外観も良くなる。

また、図３及び図４に示したように、フロントカバー２２はトナーカートリッジ５ａ〜５ｄの並列方向に対し垂直に開閉されるため、トップカバー２４の各トナーカートリッジ５ａ〜５ｄに対向する部分の反りを効率良く矯正することができ、各トナーカートリッジ５ａ〜５ｄ上のＩＣチップ２６とトップカバー２４裏面のＩＣチップリーダ２８との距離を一定に保持し易くなる。

なお、フロントカバー２２を開放するとトップカバー２４の撓みは元の状態に戻るものの、ＩＣチップ２６の読み取りは装置の稼働状態、即ちフロントカバー２２を閉じた状態で行われるためＩＣチップリーダ２８の読み取り性能に影響はなく、またフロントカバー２２を開放した状態ではフロントカバー２２とトップカバー２４とが遠く離れるため、装置の美観にも影響を与えるおそれはない。

嵌合部３０及び挟持部３２の個数については特に制限はなく、少なくとも１箇所に設けておけばトップカバー２４の反りを矯正できる。しかし、例えば嵌合部３０及び挟持部３２を中央１箇所に設けた場合、挟持部分から離れたトップカバー２４の両端部分での反りを十分に解消することができず、トナーカートリッジ５ａ、５ｄに搭載されたＩＣチップ２６の読み取り不良が発生するおそれがある。そのため、嵌合部３０及び挟持部３２は複数箇所に設ける方が好ましく、上記実施形態のようにＩＣチップリーダ２８の配置に合わせて４箇所に設けることがより好ましい。

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上記実施形態では、トップカバー２４の端面２４ａに嵌合部３０を設け、フロントカバー２２の端面２２ｃに挟持部３２を設けたが、トップカバー２４の端面２４ａに挟持部３２を設け、フロントカバー２２の端面２２ｃに嵌合部３０を設けても良い。また、ここではトップカバー２４の裏面にＩＣチップリーダ２８を設けたが、フロントカバー２２に対向するトナーカートリッジ５ａ〜５ｄ表面にＩＣチップ２６を設け、フロントカバー２２の裏面にＩＣチップリーダ２８を設けるとともに、トップカバー２４を開閉可能な構成としても良い。

また、上記実施形態ではトナーカートリッジ５ａ〜５ｄにＩＣチップ２６を貼付する構成としたが、トナーカートリッジに限定されるものではなく、装置本体と脱着可能な交換部品であればよい。例えば現像装置とトナー容器を一体化した現像カートリッジや、感光体ドラムと現像装置とクリーニング部とを筐体内に一体化したプロセスカートリッジにＩＣチップ２６を貼付する構成にも全く同様に適用できる。また、本発明はカラープリンタに限らず、アナログ及びデジタル方式のモノクロ複写機、カラー複写機やファクシミリ等の、種々の画像形成装置に適用することができる。

本発明は、表面にＩＣチップが搭載され装置本体に対し着脱可能な交換部品と、該交換部品に対向配置され装置本体の外装面の一部を構成する第１のカバーと、該第１のカバーの裏面にＩＣチップと所定の間隔を隔てて対向配置される読取手段と、第１のカバーに隣接して配置され装置本体の外装面の一部を構成する開閉自在な第２のカバーと、を備えた画像形成装置において、第２のカバーは第１のカバーの端面に対し略垂直方向に当接又は離間するとともに、第１又は第２のカバーのうちいずれか一方の端面に１つ以上の嵌合部を設け、他方の端面に嵌合部を表裏方向から挟持する１つ以上の挟持部を設けたものである。

これにより、第１のカバーが凸状或いは凹状に反っている場合でも第１のカバーの反りを矯正できるため、交換部品上のＩＣチップと第１のカバー裏面の読取手段との距離が一定に保持され、ＩＣチップの読み取り不良や誤検知を防止可能な画像形成装置を簡便且つ低コストで提供することができる。また、第１のカバーと第２のカバーとの接合部の段差も解消されて略面一となるため、画像形成装置の外観の向上にも寄与する。

また、挟持部の開口端を断面テーパ状に形成したので、第１のカバーが凸状或いは凹状に反っている場合でも嵌合部を挟持部内に円滑に誘導可能となり、第２のカバーの開閉動作をスムーズに行うことができる。さらに、交換部品が並列配置された複数のカートリッジである場合、第２のカバーをカートリッジの並列方向に対し垂直に開閉可能とすれば、各カートリッジに対向する部分の反りを効率良く矯正することができ、各カートリッジ上のＩＣチップと第１のカバー裏面の読取手段との距離を一定に保持し易くなる。

は、本発明のカラープリンタの外観斜視図である。 は、カラープリンタの内部構造を示す側面断面図である。 は、カラープリンタのフロントカバーを開放した状態を示す斜視図である。 は、図３のトップカバーを取り外した状態を示す斜視図である。 は、フロントカバーを裏面側から見た斜視図である。 は、カラープリンタのフロントカバーを閉じた状態を装置内側から見た斜視図である。 は、嵌合部及び挟持部の構成を示す断面拡大図である。

符号の説明

５ａ〜５ｄ トナーカートリッジ（交換部品）
２２ フロントカバー（第２のカバー）
２２ａ、２２ｂ 支点
２２ｃ （フロントカバー）端面
２４ トップカバー（第１のカバー）
２４ａ （トップカバー）端面
２６ ＩＣチップ
２７ 基板
２８ ＩＣチップリーダ（読取手段）
３０ 嵌合部
３２ 挟持部
３２ａ 開口端
３３ 接合部
１００ カラープリンタ（画像形成装置）

Claims (3)

1. 表面にＩＣチップが搭載され装置本体に対し着脱可能な交換部品と、該交換部品に対向配置され装置本体の外装面の一部を構成する第１のカバーと、該第１のカバーの裏面に前記ＩＣチップと所定の間隔を隔てて対向配置される読取手段と、前記第１のカバーに隣接して配置され装置本体の外装面の一部を構成する開閉自在な第２のカバーと、を備えた画像形成装置において、
   前記第２のカバーは前記第１のカバーの端面に対し略垂直方向に当接又は離間するとともに、前記第１又は第２のカバーのうちいずれか一方の端面に１つ以上の嵌合部を設け、他方の端面に前記嵌合部を表裏方向から挟持する１つ以上の挟持部を設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記挟持部の開口端は、断面テーパ状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記交換部品は装置内部に並列配置される複数のカートリッジであり、前記第２のカバーは前記カートリッジの並列方向に対し垂直に開閉されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。

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