JP4272860B2 - カートリッジおよびこれを用いた画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電子写真複写機や電子写真プリンター等の電子写真画像形成装置に使用されるプロセスカートリッジまたは現像カートリッジ、そしてこれらを用いる電子写真画像形成装置に関する。
【０００２】
ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体に画像を形成するものである。
【０００３】
例えば、電子写真複写機、電子写真プリンター（ＬＥＤプリンター、レーザービームプリンターなど）、電子写真ファクシミリ装置、および、電子写真ワードプロセッサーなどが含まれる。
【０００４】
ここで、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段、クリーニング手段、中間転写手段の少なくとも一つと、画像担持体である電子写真感光ドラムを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。
【０００５】
また、現像カートリッジとは、電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための現像部材及びトナーを収納するトナー収納部を一体的にカートリッジ化し、電子写真画像形成装置本体に対して着脱可能にしたものである。
【０００６】
【従来の技術】
従来、電子写真感光体及び帯電手段、現像手段、クリーニング手段等を一体にまとめてカートリッジ化し、このカートリッジを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。
【０００７】
このカートリッジ方式により操作性が一層向上され、上記プロセス手段のメンテナンスをユーザ自身が容易に行うことが可能となった。そこで、このカートリッジ方式は画像形成装置本体において広く用いられている。
【０００８】
また、近年種々のサービス情報やプロセス情報をメモリに記憶し、このメモリをカートリッジに搭載した製品が実現されている。画像形成装置本体はこのカートリッジのメモリの情報を活用することにより、印字画質やカートリッジのメンテナンスをより一層向上させている。そして、画像形成装置との通信手段として電気的接触によりカートリッジのメモリと通信を行っているものがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら接触式通信の場合、確実な接触、安定した導通および高耐久性を実現するためには画像形成装置本体の接触式通信機構やカートリッジ側のメモリの接点が複雑になりプリンターの小型化や低コスト化が難しい側面があった。
【００１０】
例えば、従来から用いられているオスメス式のコネクター式接触接続構成の場合、
▲１▼ 消耗品の装着方向の自由度が少ない。
【００１１】
▲２▼ コネクター式接点機構を収めるために、消耗品および本体のサイズが大型化してしまう。
【００１２】
▲３▼ メモリを含めたコネクター式接点機構が高価である。
等の理由により、従来式のメモリ接続構成は、小型ローコストプリンタの消耗品への展開が難しかった。そして、中小企業や個人事務所および一般ユーザでの需要が多い小型ローコストプリンタ分野にカートリッジのメモリを活用した製品を十分に提供できない状況となっていた。
【００１３】
本実施例の目的とするところは、低コスト、小スペースで信頼性の高い接触式通信機構を提供することにより、小型ローコストプリンタ分野に留まらず、あらゆる分野の消耗品のメモリをより一層積極的に活用できるようにしたものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の構成を特徴とする記憶媒体および現像カートリッジおよびこれを用いた画像形成装置であり、請求項と対応する番号を付して示せば以下のとおりである。
【００１５】
記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置において、
前記電子写真画像形成装置の装置本体に公転可能に支持されたロータリであって、情報を記憶する記憶媒体と、電子写真感光体に形成された静電潜像をトナーを用いて現像する為の現像ローラと、前記トナーを収納する収納部と、前記収納部に収納された前記トナーを攪拌するために回転する攪拌部材と、を備えた複数の現像カートリッジが取り外し可能に装着されたロータリと、
前記複数の現像カートリッジを前記ロータリに着脱する為の、前記装置本体に設けられた装着開口と
前記装着開口を開閉するドアと、
前記記憶媒体に情報の読み出しまたは書き込みをおこなうためのコネクターと、
前記コネクターを前記記憶媒体に接触させて、情報の読み出しまたは書き込みをおこなわせる加圧位置と、前記コネクターを前記記憶媒体から離間させる離間位置との間を移動させる接離制御機構であって、前記装着開口から前記現像カートリッジを着脱可能な取り出し位置に位置する現像カートリッジよりも前記ロータリの回転方向において下流側の前記現像カートリッジの前記記憶媒体に対して前記コネクターを接触、離間させる接離制御機構と、
前記複数の現像カートリッジのうち何れかの現像カートリッジは所定の印刷ジョブ完了後、または、前記画像形成装置の電源オン時、または、前記ドアを閉じた際に、前記ロータリの回転を停止させた後に前記接離制御機構を動作させて前記コネクターを前記記憶媒体に接触させる制御手段であって、前記複数の現像カートリッジのうち何れかの現像カートリッジの寿命予告を検知した場合は、最も寿命に近い現像カートリッジを優先的に前記取り出し位置に停止させ、前記複数の現像カートリッジのうち何れの現像カートリッジも前記寿命予告を検知していない場合は、特定の現像カートリッジが毎回前記取り出し位置に停止しないように、前記ロータリの動作を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
【００１８】
（４）（１）〜（３）に記載の電子写真画像形成装置本体内に公転可能に支持されたロータリに装着されるカートリッジは、電子写真感光体に形成された潜像を現像するための現像ローラを有する現像カートリッジであることを特徴とする電子写真画像形成装置の現像カートリッジ。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わるカラー画像形成装置の実施の形態を図面に従って説明する。
【００２０】
なお、以下の説明において、装置前面とは転写プロセスから定着プロセスへの記録媒体の搬送上流側の面を指し（図１において右側）、装置本体およびプロセスカートリッジに関して左右とは、装置前面から見て左または右である。また長手方向とは、記録媒体の表面と平行であり、且つ、記録媒体の搬送方向と公差（略直交）する方向である。
【００２１】
{カラー画像形成装置の画像形成動作概略}
まず、カラー画像形成装置の全体構成について、図１を参照して概略説明する。
【００２２】
図１は本発明を実施したカラー電子写真画像形成装置の一形態で、現像カートリッジとドラムカートリッジ及び中間転写体ユニットを画像形成装置本体に装填したカラーレーザービームプリンターの概略構成を示す縦断面図である。
【００２３】
このカラー画像形成装置本体は、図１に示すように、露光手段３から画像情報に基づいた光像を照射して像担持体（以下感光ドラム１）に像剤像（以下トナー像）を形成する。そして、前記トナー像の形成と同期して転写材を搬送手段によって搬送し、前記感光ドラム１に形成したトナー像が中間転写体５aに転写される。
【００２４】
次にその中間転写体上５aのトナー像が第二の転写手段によって転写材に転写し、その転写材を加圧ローラ８aと加熱ローラ８ｂを有する定着手段８に搬送し、転写材上のトナー像を定着して排出部１０へ排出するように構成している。
【００２５】
さらに詳細に画像形成工程を説明する。
【００２６】
中間転写ベルト５ａの回転と同期して感光体ドラム１は図１の矢印方向（反時計回り）に回転する。ここで感光体ドラム１表面を帯電装置２によって均一に帯電するとともに、露光手段３によって、例えばイエロー画像の光照射を行い、感光体ドラム１上にイエローの静電潜像を形成する。
【００２７】
露光手段は次の工程を経て行われる。露光手段３は外部装置等から読み込んだ画像情報に基づいて光照射することによって感光ドラム１へ光像を照射するものであり、レーザーダイオード、及びポリゴンミラー、スキャナーモーター、結像レンズ、反射ミラーが収納してある。
【００２８】
そして外部機器等から画像信号が与えられると、レーザーダイオードが前記画像信号に応じて発光し、ポリゴンミラーに前記画像光として照射する。このポリゴンミラーはスキャナーモーターによって高速回転し、前記ポリゴンミラーで反射した画像光が結像レンズ及び反射ミラーを介して前記感光ドラム１の表面を選択的に露光し、その結果感光ドラム１上に静電潜像を形成する。
【００２９】
この静電潜像形成と同時にイエローの現像器４Ｙを現像位置に回転移動し、所定のバイアス電圧を印加させ静電潜像にイエロートナーを付着させて現像する。その後、中間転写ベルト５ａを挟んで感光ドラム１と対向して配置された１次転写ローラ５ｊにトナーと逆極性のバイアス電圧を印加して感光体ドラム１上のイエローのトナー像を中間転写ベルト５ａ上に１次転写する。
【００３０】
上述のようにイエロートナー像の１次転写が終了すると、次の現像器が回転移動し、感光体ドラムに対向した位置に位置決めされる。以上の工程を、マゼンタ、シアン、そしてブラックの各色についても繰り返すことによって、中間転写ベルト５ａ上に４色のトナー像を重ね合わせる。
【００３１】
この間、２次転写ローラ１１は、中間転写ベルト５ａとは非接触状態にある。この時、クリーニングユニットとしてのクリーニング帯電ローラ５ｆも中間転写ベルト５ａとは非接触状態に位置する。
【００３２】
そして、中間転写ベルト５ａ上に４色のトナー像形成完了後、２次転写ローラ１１が図１のように中間転写ベルト５ａに圧接される。更に前記２次転写ローラ１１の圧接と同期して、給送手段であるレジストローラ対７近辺の所定の位置で待機していた転写材が中間転写ベルト５ａと２次転写ローラ１１のニップ部に送り出される。
【００３３】
ここで、レジストローラ対７の直前には転写材の先端を検知してレジストローラ対７の回転駆動力を遮断し、転写材を所定の位置で待機させるレジ前センサ14が設けられている。
【００３４】
２次転写ローラ１１にはトナーと逆極性のバイアス電圧が印加されており、中間転写ベルト５ａ上のトナー像は、搬送されてきた転写材の表面に一括して２次転写される。
【００３５】
トナー像が２次転写された転写材は、搬送ベルトユニット１２を経由して定着器８に搬送され定着が行われ、排紙ローラ対１３によって排紙ガイド１５に沿って搬送され、排出ローラ対９によってカラー画像形成装置上部の排紙トレー１０に排出され、画像形成を完了する。
【００３６】
一方、２次転写終了後にクリーニング用帯電ローラ5ｆが中間転写ベルト5ａに圧接され、中間転写ベルト表面と２次転写残の残留トナーは所定のバイアス電圧が印加され残留電荷が除電される。
【００３７】
除電された残留トナーは、１次転写ニップ部を介して中間転写ベルト５ａから感光ドラム１へ静電気的に再転写され、中間転写ベルト５ａ表面がクリーニングされる。 なお、感光ドラム１に再転写された２次転写残の残留トナーは、感光ドラム１用のクリーニングブレード６によって除去し回収される。
【００３８】
回収された残留トナーは、廃トナーとして後述する搬送する搬送経路をたどり、廃トナーボックス２１６に回収され蓄積される。
【００３９】
｛カートリッジの着脱｝
図３４に示すように、装置本体の上蓋６４を反時計方向に開くと、カートリッジを装着する装着開口部６５が露出される。本実施例では、現像カートリッジ４およびプロセスカートリッジ５の複数のカートッジはすべてこの装着開口部６５から着脱できるようになっている。
【００４０】
一方ジャム処理等もプロセスカートリッジ５を装置本体から取り外すことにより、前記装着開口部６５から行うことが可能となっている。
【００４１】
このように、消耗品の交換およびジャム処理等が装置本体の１つのドア（上蓋６４）を開けることによりアクセス可能となっており、ユーザビリティが向上した構成となっている。
【００４２】
次に現像カートリッジ４の着脱および位置決めについて説明する。
【００４３】
｛現像カートリッジの着脱および位置決め｝
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを収納した現像カートリッジはロータリ６７内の所定位置に固定される。ここで、現像カートリッジのロータリへの位置決め方法について図９、図１０、図１１で詳細に説明する。
【００４４】
現像カートリッジの装着は前記装着開口部６５より矢印の方向に真っ直ぐに挿入することで行われる。
【００４５】
装置本体内にはロータリユニット６６が配置され、ロータリ６７は中心軸５１を中心に公転し、その中心軸５１の両サイドには円盤状のロータリフランジ５０が固定されている。
【００４６】
前記ロータリフランジ５０には、現像カートリッジ４の着脱を案内するガイド溝５０ｃと、現像カートリッジ４の位置決め中心である第１の受部５０ａと、現像カートリッジの回転止めを行う第２の受部５０ｂが形成されている。
【００４７】
そして第一の受部５０ａの長手側面には位置決め中心軸上に穴５０ｄが設けられている。この穴５０ｄはロータリから現像カートリッジの脱落を防止するための引っ掛け穴の役目をする。
【００４８】
一方、現像カートリッジ４の左右の側面には、現像カートリッジの着脱を案内するガイドリブ３５４と、現像カートリッジ４の位置決め中心である円弧状の第１の突起部３５２と、現像カートリッジ４の回転止めを行う円弧状の第２の突起部３５３が形成されている。
【００４９】
前記ロータリ６７のカートリッジガイド溝５０ｃには、現像カートリッジ４を紙面反時計方向に回転付勢するための付勢ばね５３が配置されており、この付勢ばね５３により、現像カートリッジ４の第２の突起部はロータリフランジ５０の第２の受部５０ｂに密着させられる。
【００５０】
また、図３、図４に示されるように、第一突起部３５２の端面から、長手方向に伸縮可能な突起部３８０ａが突出している。この可動突起部３８０ａは、現像カートリッジ４の長手のおよそ半分の長さを持つ棒状部材３８０の端部に形成されていて、この棒状部材３８０を摺動させることにより、前述のように第一突起部３５２端面から可動突起部３８０ａが突き出たり引っ込んだりする。以降この棒状部材３８０をスライダー部材と呼ぶ。
【００５１】
そして、現像カートリッジ長手中央付近には、ヒンジ状の把手３８１が設けられていて、不図示のねじりコイルバネによって開く方向に付勢されている。
【００５２】
また、ヒンジ把手３８１は左右２つのヒンジ片部材３８１ａ、３８１ｂが対になって構成されているが、それぞれのヒンジ片部材が前記スライダー部材３８０と連結していて、ヒンジ把手３８１の開閉動作に連動してスライダー部材３８０が往復移動する。
【００５３】
通常の状態ではヒンジ把手３８１が前記ねじりコイルバネ３８２に付勢され開いた状態になっており、スライダー部材３８０の突起部３８０ａは前記第１突起部３５２端面から突き出ている。そして、ヒンジ把手３８１を掴むとヒンジは閉じられ、スライダー部材３８０の突起部３８０ａは前記第１突起部３５２端面よりも内側に引っ込むよう構成されている。
【００５４】
また、各ヒンジ片は回動部を中心として掴む部分と逆側にギアの歯３８１ｄが形成されていて、両者のギアが噛合っている。そのため、片方のヒンジ片だけを閉じても、もう一方のヒンジ片も閉じ、両方のスライダーが常に同時に往復動作する構成になっている。
【００５５】
現像カートリッジ挿入時には、ヒンジ把手３８１を掴んでロータリフランジのガイド溝５０ｃに現像カートリッジ両側面のガイドリブ３５４を沿わせて挿入する。次に、ロータリフランジ側面の第１受部５０ａに現像カートリッジ側面に形成された円弧状の第１突起部３５２が突き当たった地点で、掴んでいたヒンジ把手３８１を離す。そうすると、前記可動突起部３８０ａが第１突起部３５２端面より突き出し、第１受部５０ａ長手側面に設けられた前述の引っ掛け穴５０ｄに引っかかる。
【００５６】
第１突起部３５２と可動突起部３８０ａは同軸上に設けられているため、現像カートリッジは第１突起部３５２を中心に揺動可能であるが、カートリッジガイド溝５０ｃには、現像カートリッジを紙面反時計方向に回転付勢するための付勢ばね５３が配置されており、この付勢ばね５３により、現像カートリッジの第２の突起部３５３はロータリフランジ５０の第２の受部５０ｂに密着させられて現像カートリッジの位置が固定される。
【００５７】
一方、現像カートリッジ離脱の際は、図４に示されるように、ヒンジ把手３８１を掴むことで前記可動突起部３８０ａが引っ込み、前記引っ掛け穴５０ｄから外れて、上方向に離脱可能になる。
【００５８】
このように、現像カートリッジ４はユーザの操作によって離脱、装着が可能であり、前述した固定方法によってロータリから現像カートリッジは離脱することなくロータリの回転が行えるようになっている。
【００５９】
次にプロセスカートリッジ５の着脱および位置決めについて説明する。
【００６０】
{プロセスカートリッジの着脱および位置決め}
図１、図２６、図２７、図３５に於いて、プロセスカートリッジ5のカラー画像形成装置本体Ａへの着脱、及び所定位置への固定方法について説明する。
【００６１】
カラー画像形成装置本体Ａの上蓋６４を開くと、感光体ドラム軸受けを支持する支持部２２に設けられた感光体ドラム1への回転駆動力伝達カップリングと、中間転ベルト駆動軸の軸受け部を支持する支持部２３に設けられた、中間転写ベルト駆動ローラへの回転駆動力伝達カップリングが、軸方向へスライドして退避した状態となる（連結解除状態）。
【００６２】
カップリングの退避、連結機構については、特開平11−109836等に有るような方法があり、本実施例では説明を省略する。
【００６３】
図２６、図２７に示すように装置本体内側には感光体ドラム用ガイドレール30、と中間転写体用ガイドレール31が段差を設けて、両サイドに設けてある。
【００６４】
図３５に示すように、プロセスカートリッジ５は、装置開口部６５より矢印方向に一旦真っ直ぐ下に挿入され、途中から左側に方向を変えて装着される。
【００６５】
具体的には、プロセスカートリッジ5の感光体ドラム右側軸受け106、左回転軸102を感光体ドラム用ガイドライン30へ、中間転写ベルト駆動ローラ２４０の右側軸受け205、左側軸受け201と、左右サイドカバー２６０、２６１に設けられた突起部203、204を中間転写体用ガイドレール31に夫々載せてスライドさせながら挿入していく。
【００６６】
そして最終的には、感光体ドラム右側軸受け106、左回転軸102は感光体ドラム軸受けを支持する支持部２２に落ち込み、中間転写ベルト駆動ローラ２４０の右側軸受け205、左側軸受け201は中間転ベルト駆動軸の軸受け部を支持する支持部２３に落ち込む。
【００６７】
一方、左右サイドカバーに設けられた突起部203、204は位置決め溝２４に夫々落ち込み、不図示のねじりコイルばねにより夫々装置本体フレームの位置決めに押し付けられ固定される。
【００６８】
｛現像カートリッジの駆動構成｝
次に、現像カートリッジ４の駆動構成について詳細に説明する。
【００６９】
図９に示すように前記ロータリフランジ５０の両サイドには、ロータリ側板５４が配置されており、前記中心軸５１はロータリフランジ５０およびロータリ側板５４を串刺しにする形で係止されている。言い換えると、ロータリフランジ５０と中心軸５１はロータリ側板５４に支えられて公転可能に保持されている。
【００７０】
前記ロータリ側板５４の片方には複数のギアが噛合い可能に固定されている。現像カートリッジの入力ギア３０７は、このロータリ側板５４に配置されたギア列の内、最下流の終端ギア５５と噛合い、現像ローラ３０５、塗布ローラ、攪拌部材等を回転駆動させている。
【００７１】
本実施例においては、現像カートリッジがロータリフランジ５０と共に所定角度公転することにより、ロータリ側板５４の終端ギア５５と接続される。ここで、現像カートリッジがロータリの公転と共に回転移動する際に、ロータリ側板５４の終端ギア５５の歯先と現像カートリッジの入力ギア３０７の歯先同士がぶつかって歯が正しく噛合わない可能性がある。このようなケースの場合、本実施例では現像カートリッジはロータリフランジ５０の第１の受部５０ａを中心にいったん揺動退避することにより、歯が確実に噛合うように構成している。
【００７２】
さらに詳しく説明すると、図２８に示すようにロータリ側板５４の終端ギア５５と現像カートリッジの入力ギア３０７の歯先同士がぶつかった場合は、その衝撃により現像カートリッジがロータリフランジ５０の第１の受部５０ａを中心にロータリの半径方向に若干揺動する。この現像カートリッジの揺動により歯先同士のぶつかりは解消され、先に説明したロータリフランジ５０の付勢ばね５３により現像カートリッジが所定位置に位置決めされる。
【００７３】
また、現像カートリッジの駆動が完了し、次のポジションへ現像カートリッジを公転させる場合において、ロータリフランジ５０の終端ギア５５が万一スルー状態に開放できなかった場合も、現像カートリッジの揺動機構により、現像カートリッジとロータリフランジ５０はロータリの終端ギア５５の噛合い部より離脱できる。
【００７４】
現像カートリッジの入力ギア３０７はロータリ側板５４の終端ギア５５から駆動を受けると、噛合い力Ｆを受ける。この噛合い力Ｆにより、現像カートリッジはロータリフランジ５０の第１の受部５０ａを中心に紙面反時計方向の回転モーメントを受ける。
【００７５】
この回転モーメントにより現像カートリッジの第２の突起部はロータリフランジ５０の第２の受部５０ｂに押し付けられ、駆動中に現像カートリッジがロータリフランジ５０の位置決め部から動くことを抑止している。なお、この噛合い力はロータリ内で閉じた力の系になっているので、後で説明する現像カートリッジの感光ドラムに対する加圧力への影響は少ない。
【００７６】
｛記憶媒体｝
本実施例の現像カートリッジに取り付けられる記憶媒体７０は、プリント基板上に記憶素子７１と電気接点部７２を配置したタグ状部材（以下メモリタグと呼ぶ）である。
【００７７】
まず、図５、図８をもとにメモリタグ７０の構成を説明する。
【００７８】
メモリタグ７０にはカートリッジの使用情報や画像形成プロセスをコントロールする各種設定情報や履歴情報が保存されている。画像形成装置本体のエンジンコントローラは、メモリタグ７０のデータを適時読み込み/書き込み（以下Ｒ/Ｗという）することにより、各カートリッジの使用情報を検知している。メモリタグ７０へのＲ/Ｗはエンジンコントローラがコネクター８０の接点を介して行っている。
【００７９】
メモリタグ７０に用いている記憶素子は基板中央に配置され、記憶素子７１の周りは樹脂７３でコーティングされている。電気接点部７２は記憶素子７１の両側に１ヶ所づつ計２ヶ所72a,72bが配置されている。さらに、電気接点部72の両側即ち、基板の両端部に装置本体の記録手段であるコネクターの突起部が突き当たる突き当て平面部74a,74bが設けられている。そして、電気接点部72a,72bと突き当て平面部74a,74bはメモリタグ７０の長手方向に一列に配置されている。
【００８０】
メモリタグ７０に使用されるプリント基板の基材は、例えば、ガラス布エポキシ、ガラス基材エポキシ、ガラス紙エポキシ、紙エポキシ、紙ポリエステル、紙フェノール等が利用可能であり、片面基板、両面基板のどちらでも製造可能である。
【００８１】
メモリタグ７０の電気接点部７２のエリアは四角形状をしており、装置本体のコネクター８０の当接位置変動に対応できる最低幅を確保している。本実施例の電気接点部７２は銅はく面にNiめっきを施し、更に金めっきを行っている。このように多層めっきを行い、電気接点部の腐蝕や磨耗を防いでいる。
【００８２】
本実施例においては、表層の金めっきの厚みを０．０５μｍ以上、望ましくは０．３μｍ以上を確保しており、画像形成装置のコネクター８０を１０００回以上の挿抜試験において、低く安定した接触抵抗を保つことが可能となっている。
【００８３】
本実施例のメモリタグ７０の突き当て平面部７４は基板のレジスト面と同一面になっている。即ち、基板端部のレジスト面を突き当て平面部に使用している。また、電気接点部の高さは突き当て平面部と同じになるよう製造されている。
【００８４】
次にメモリタグ７０の取り付け構成について説明する。
【００８５】
現像カートリッジ４の外面には、メモリタグ７０を取り付けるための一段凹んだ座面が形成されており、この凹んだ座面は、ロータリの回転軸５１を中心とする半径方向の線分に対して鉛直になるよう形成されている。即ち、メモリタグ７０はロータリの回転方向の接平面に対して平行になるように固定されている。
【００８６】
このため、後述するＲ/Ｗの停止位置において、装置本体のコネクター８０はメモリタグ７０に対して鉛直に突き当たることができ、安定したワイピング動作と導通をとることが可能となっている。
【００８７】
図６、図７に示すように現像カートリッジ４の凹んだ座面３６０には複数の凸リブが配置されている。凹んだ座面の中央にはメモリタグの逆付け防止の凸リブ３６１が配置されており、前記中央の凸リブ３６１の左右にはメモリタグを突き当てて短手方向の位置を決める凸リブ362a,362bが形成されている。
【００８８】
一方、メモリタグ７０にはの電気接点部の間の長手中央部に切り欠き７５が形成されている。メモリタグ７０を現像カートリッジ４に取り付ける際には、メモリタグ７０の長辺をメモリタグ位置決め用の凸リブ３６１に突き当てて短手方向の位置を決めている。
【００８９】
また、メモリタグ７０は中央の切り欠きを現像カートリッジ４の逆付け防止の凸リブ３６１に合わせることで、誤ってメモリタグ７０を１８０°回転させた時、左右を間違って取り付けることを防止している。
【００９０】
さらに本実施例においては、メモリタグ７０は中央の切り欠き７５を矩形の凹溝にしており、この凹溝の幅を現像カートリッジ４の逆付け防止の凸リブ３６１に係合させている。即ち、メモリタグ７０の矩形の凹溝７５と現像カートリッジ４の逆付け防止の凸リブ３６１を係合することにより、メモリタグ７０の長手方向の位置を現像カートリッジ４に対して正確に位置決めできるように取り付けられる。
【００９１】
長手方向の位置決め部の形状を穴にし、カートリッジ側の位置決めリブをボスにして係合させる場合、カートリッジの取り付け面に対して真っ直ぐに取り付けないと、メモリタグの穴とカートリッジの軸の間でこじりが発生し組立性が悪化する恐れがある。
【００９２】
しかし、本実施例のメモリタグは位置決めの切り欠き７５が矩形の凹溝形状なので、カートリッジの取り付け面に対して必ずしも真っ直ぐに突き当てなくても、位置決め部の係合が可能であるので、組立性が悪化することを押さえることができる。
【００９３】
また、メモリタグ７０に形成される長手方向の位置決め部の形状を穴にした場合は、メモリタグの幅が大きくなってしまうが、本実施例においては矩形の凹溝の形状であるので、メモリタグの幅の大型化を押さえることができる。
【００９４】
さらに、メモリタグの長手を位置決めする切り欠きを凹溝形状したことにより、メモリタグ７０を取り付ける容器側の位置決め凸リブ３６１は、必ずしも金型の抜き方向に対して平行でなくてもよく、容器デザインが異なる他機種のカートリッジに対しても位置決めの対応が簡単にできる。
【００９５】
ところで、本実施例のメモリタグ７０はカートリッジに対して、両面テープ等の粘着剤で取り外し可能に固定されている。そして、メモリタグ７０の取り付け面には、マイナスドライバー等の市販工具が差し込める取り外しを補助する凹溝３６４が形成されている。
【００９６】
このため、工場での出荷検査の際、メモリタグ７０に故障や傷が発見された場合、前記凹溝３６４に工具を差し込んで簡単にメモリタグ７０を取り外し交換できる。
【００９７】
また、周知の回収システムでリサイクル工場に回収されたカートリッジのメモリタグや故障等でメーカに返却されたカートリッジについても、上述と同様に簡単に取り外しができるので、メモリタグのＲ/Ｗ装置をカートリッジの種類毎に用意する必要がなく、１つの工具で全種類のカートリッジの履歴情報を調べることができる。
【００９８】
そして、メモリタグ７０の履歴情報を調べることにより、市場で発生した品質問題を正確に把握することができる。また、履歴情報を分析することで、より顧客満足度の高いカートリッジを開発することが可能となる。
【００９９】
このように本実施例のメモリタグは、小型で組立性、分解性もよく、用途が異なる複数の製品においても取り付けが可能となるので、メモリタグの共通化が促進できる。そして、メモリタグのマスメリットを大きくすることにより、メモリタグのコストダウンを図ることが可能となる。
【０１００】
｛コネクター構成｝
次に、メモリタグに読み書き（Ｒ/Ｗ）の記録を行う画像形成装置本体に配置されるコネクターの構成について図１４、図１５、図１６をもとに説明する。
【０１０１】
コネクター８０は後述する機構により画像形成装置本体内でカートリッジに対して退避自在に固定されている。コネクター８０の両端には突起部82a,82bが形成されており、この突起部の内側に金属製のコンタクトピン81が４つ配置されている。そして、前記コンタクトピンと突起部はコネクターの長手方向に沿って一列に配置されている。
【０１０２】
本実施例のコンタクトピン81は、メモリタグに配置された２ヶ所の電気接点部72a,72bに対して、各々２つのコンタクトピンが接触し導通される。このように電気接点部１ヶ所に対して複数のコンタクトピンが接触しているので、何らかの原因で片方のコンタクトピンが導通不良になった場合も、もう一方のコンタクトピンで導通を保証できるように冗長設計されている。
【０１０３】
コンタクトピンは、銅合金等の薄板を切断、曲げ加工を施して製造されているメモリタグの電気接点部と同様に、コンタクトピンの先端部にはＮｉめっきを施し、さらに金めっきを行っており、耐久性と信頼性を上げている。
【０１０４】
コンタクトピンの先端部は切断方向に対して９０°折り曲げられており、切断面のエッジ部がメモリタグの電気接点部に接触する形状となっている。図２０、図２１、図２２に示すように、コンタクトピンの先端部がメモリタグの電気接点部に突き当たると先端部が弾性変形し電気接点部の表面を一定量摺擦移動する。
【０１０５】
即ち、本実施例のコンタクトピンの先端部は、メモリタグの電気接点部の表面をワイピングするばね構造になっている。よって、万一メモリタグの電気接点部が飛散トナー等の汚物で汚染されても、これを削り落として清掃することができ、安定した導通を確保できるようになっている。
【０１０６】
コンタクトピン81の先端部の変形量Δｓは、コネクター80の両端に形成された突起部82a,82bの高さで正確に管理されており、この突起部がメモリタグ70の基板の端面74a,74bに突き当たることで、コンタクトピン81の先端部は一定量の変移される。
【０１０７】
本実施例においては、コンタクトピンが所定量変移したときのコンタクトピンの先端部、すなわちメモリタグの電気接点部と接触している先端部の頂点は、図２１のＸ位置に示されるように、コネクターの両端に形成された突起部の頂点とほぼ一直線に並ぶように設計されている。
【０１０８】
このように本実施例のコネクター80はメモリタグ70に接触する部分が一直線に並ぶので、後述するコネクターホルダー83でコネクター80を回転移動させた場合において、コンタクトピンの変形量および接触圧のばらつきを少なくすることができる。
【０１０９】
また、図２０に示すようにコンタクトピンの外側の遠いところ、すわわち、コネクターの両端に突き当て用の突起部が配置されているので、突起部の高さ寸法が公差内でばらついてもコネクターが大きく傾斜することはない。従って、４本のコンタクトピンの接触圧が左右で不均一になって、導通が不安定になる影響を少なくできる。
【０１１０】
なお、本実施例では、コンタクトピンの先端部を突き当て方向に０．５〜２ｍｍ変移させ、電気接点部の短手方向に０．５〜２ｍｍワイピングさせている。この時の接触圧は４０〜８０ｇ/ピンとなっている。
【０１１１】
ところで、コンタクトピンをメモリタグの電気接点部に対して所定量正確に変形させるには、コネクターの突起部を電気接点部に直接突き当てることが望ましいが、この場合、メモリタグの電気接点部の幅をさらに拡大する必要があり、高価な金めっき等を施した場合はコストアップになってしまう。
【０１１２】
また、コネクターの突起部は樹脂なので、耐久により樹脂粉（絶縁物）がメモリタグの電気接点部に固着することも考えられる。前述したコンタクトピンのワイピングにより樹脂粉を清掃することは可能だが、トナーとは違い、樹脂粉はより強固に固着することが考えられる。
【０１１３】
コンタクトピンのワイピングだけで完全に清掃を行うには、コンタクトピンの当接圧を強くし、ワイピングの移動量を拡大する等の対策が必要になる。しかしながら、このようなことを行うと、メモリタグの電気接点部のめっき剥がれが促進され、カートリッジの寿命前に導通不良が発生する可能性が考えられる。
【０１１４】
本実施例ではコネクターの突起部をメモリタグの電気接点部とは別の同一面に突き当てるので、電気接点部の幅を大きくすることなく、正確に接触させることが可能となっている。そして、コネクターの突起部の磨耗粉は直接メモリタグの電気接点部には付着しないので、接触抵抗の増大を防ぐことができる。
【０１１５】
｛コネクターの接離制御機構｝
次に、コネクター80の接離制御機構について図１７、図１８、図１９、図３３、図３４を用いて説明する。
【０１１６】
コネクター80はコネクターホルダー83に取り外し可能に固定されている。万一、コネクター80の接点に異常が発生した場合は、コネクターホルダー83からコネクター80だけを取り外して交換できるようになっている。
【０１１７】
コネクターホルダー83はコネクターの長手方向と平行な回転軸85をもっており、この回転軸85を中心にコネクターとコネクターホルダーは一体で回転移動する。コネクターホルダーの回転軸85a,85bはロータリステー63から出ている固定用アームに係合しており、回転可能に支持されている。
【０１１８】
コネクターホルダー83の裏側には、前記回転軸８５と鉛直に外側に伸びる退避アーム86が形成されている。コネクター80およびコネクターホルダー83の離間および加圧動作は、前記退避アーム86の終端リブと接離カム91の当接および退避により制御される。
【０１１９】
コネクターホルダー83は不図示のコネクター加圧ばねで回転可能に付勢されており、退避アーム86と接離カム91が接してない状態では、コネクター80はメモリタグ70に当接する方向に加圧される。退避アーム86と接離カム91が接している場合は、コネクター80はメモリタグ70に対して退避されている。これらコネクターホルダー83とコネクター80の離間および加圧動作は、接離カム91を所定時間回転させることにより行われる。
【０１２０】
接離カム91の回転中心である加圧回転軸９０の終端には回転フラグ９２が取り付けられており、この回転フラグ92が離間検知センサー93を遮るタイミングを検知することで、接離カム91の回転方向を検出している。
【０１２１】
接離カム91はロータリ６７の接離を行う不図示の接離モータにより回転駆動されるが、後述するロータリの接離制御と兼用されている。具体的には、接離モータの回転方向を切り替えることにより、コネクター80を２つの位置、即ち、メモリタグ70と接触する加圧位置と退避した離間位置のいずれかに移動される。
【０１２２】
コネクター80がメモリタグ70と接触する加圧時は、接離モータを所定時間、逆回転することで行われる。そして、接離カム91が所定角度回転することにより、コネクターホルダー83の退避アーム86が接離カムから離れ、上述したように、コネクター80がメモリタグ70に対して押し出させて当接される。
【０１２３】
コネクター80がメモリタグ70から退避する離間時は、接離モータを所定時間、正回転することで行われる。加圧時とは逆にコネクターホルダー83の退避アーム86は接離カム91で引き戻され、コネクター80はメモリタグ70に対して離間される。
【０１２４】
なお、離間検知センサー93を監視することで、コネクター80の加圧/退避の位置検知を行っている。この制御は後述するロータリの接離動作にも兼用されている。
【０１２５】
コネクターホルダー８３の中央には、ガイドリブ８４が配置されており、現像カートリッジ４のガイド溝３６３に侵入するようになっている。本実施例では、ガイドリブ８４をガイド溝３６３に係合させており、コネクターのメモリタグに対するスラスト方向の位置ずれを少なくできるように構成している。
【０１２６】
｛記憶媒体のＲ/Ｗ｝
本実施例の現像カートリッジは、図１２、図１３に示すようにロータリに装着可能な取り出しポジションから９０°下流側でメモリタグのＲ/Ｗを行っている。
【０１２７】
本実施例の現像カートリッジ４は装置本体に固定される一般のカートリッジとは異なり、ロータリで公転移動を繰り返している。従って、現像カートリッジのメモリタグと装置本体のコネクターは非常に多くの接触が繰り返される。
【０１２８】
仮に、１色のカートリッジの寿命が５０００枚の場合、ジョブ終了毎にメモリタグへのＲ/Ｗを行った場合、１色のメモリタグには最大で５０００回のＲ/Ｗが行われる。
【０１２９】
一方、装置本体のコネクターは、イエロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色の４色のメモリタグと接触するので、カートリッジ１セット当たり最大で２万回の接触が繰り返される。装置本体の寿命が１０万枚の場合、コネクターは最大で４０万回接触を行う計算になる。
【０１３０】
また、カートリッジの印字率が低い場合は、規定寿命の倍以上の印字枚数で使用されることがあり、カートリッジのメモリタグに対しては、接触回数が線形的に増加することが考えられる。
【０１３１】
このような非常に多くの接触回数を保証するには、メモリタグおよびコネクターの双方において、技術的にハードルが高いものとなる。本実施例のメモリタグおよびコネクターは、低コストで信頼性のあるものを目指しており、Ｒ/Ｗの接触回数を少なくするために以下のような制御を行っている。
【０１３２】
読み出し時は、▲１▼電源ＯＮ時 ▲２▼カートリッジドアを閉じた時 ▲３▼ビデオコントローラから指示が出された時 に行われる。
【０１３３】
一方、書き込み時は、▲１▼所定枚数のジョブ完了後 ▲２▼ビデオコントローラから指示が出された時 に行われる。
【０１３４】
本実施例においては、例えば５０枚毎にメモリタグに書き込みを行い、使用情報を更新している。なお、５０枚以上の連続出力の場合は、所定枚数のジョブ完了後にメモリタグに書き込みを行っている。カートリッジを途中で交換する場合や、新品に交換する際は、不図示のパネルボタンを押すことで、交換カートリッジに対して使用情報の更新の書き込みが行われ、取り出し位置までカートリッジが回転移動する。
【０１３５】
ＤＣコントローラには、カートリッジのメモリ内容を記憶するミラーメモリが内蔵されており、カートリッジの使用情報の確認は、装置本体のミラーメモリの情報を読み出すことで行われ、毎回カートリッジのメモリタグに対しての読み込み動作は行われない。
【０１３６】
電源ＯＦＦ時やカートリッジドアが開いている場合は、カートリッジが別の物に交換された可能性があるので、毎回カートリッジのメモリ内容を確認する必要がある。
【０１３７】
本実施例においては、電源ＯＮ時とカートリッジドアが閉じられた時は、取り出しポジションのカートリッジのみメモリタグの読み込み動作を行っている。
【０１３８】
所定ジョブ終了後は、カートリッジは取り出しポジションに移動されるが、本実施例おいては、４色のカートリッジを順次取り出しポジションにローテ−ション移動させている。
【０１３９】
例えば、前回のジョブ終了後、取り出しポジションにイエロー色があった場合、次のジョブ終了後は２番目の色順であるマゼンタ色を取り出しポジションに移動させている。そして、次のジョブ終了後は３番目の色順であるシアン色を取り出しポジションに移動させる。さらに次のジョブ終了後は４番目の色順であるブラック色を取り出しポジションに移動させる。
【０１４０】
即ち、イエロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色の順で、毎ジョブ終了後、取り出しポジションにあるカートリッジをローテーションさせている。
【０１４１】
カートリッジドアは、現像カートリッジの交換以外に、ジャム処理やプロセスカートリッジを交換する場合も開け閉めされる。
【０１４２】
このように特定の色のカートリッジが取り出しポジションに来ないようにしているので、前述した現像カートリッジの交換以外でカートリッジドアを開けられた場合に、毎回特定色のカートリッジのメモリタグへのアクセスが集中する機会を少なくできる。
【０１４３】
また、装置本体の電源を毎日ＯＦＦすることも十分考えられるが、毎日電源をＯＮした場合においても、カートリッジ取り出し位置に特定色のカートリッジがこないので、電源ＯＮ毎に特定のカートリッジのメモリタグへのアクセスが集中する機会を少なくできる。
【０１４４】
上記方法以外でのメモリタグへのアクセス数を低減する方法を次に説明する。
【０１４５】
メモリタグに接触した回数をカウントしこの回数をメモリタグに記憶させ、この接触カウント数が一番少ない現像カートリッジを取り出し位置に戻すことにより、前記実施例と同様に、特定のカートリッジのメモリタグへのアクセスが集中することを防ぐことができる。
【０１４６】
これまで説明したように、カートリッジのメモリタグに対するＲ/Ｗアクセスの条件を設定し、カートリッジの取り出し位置の色をローテーションすることで、メモリタグおよびコネクターのＲ/Ｗ回数を大幅に少なくすることができる。
【０１４７】
なお、本実施例の現像カートリッジは、取り出し位置以外のポジションでは、ロータリから現像カートリッジを取り出すことができない構成になっていることは言うまでもない。
【０１４８】
また、カートリッジのトナー寿命予告を検知した場合は、４色の中で一番寿命に近いカートリッジを優先的に取り出し位置に移動させている。
【０１４９】
｛現像カートリッジの加圧構成｝
本実施例では、ロータリに４色の現像カートリッジが収納されるが、現像カートリッジの感光ドラムに対する加圧は以下のように行っている。
【０１５０】
図９、図２８に示すようにロータリフランジ５０はロータリ側板５４に対して公転可能に保持されていると説明したが、両サイドのロータリ側板５４はその上部に回動可能に配置された揺動軸６０によって装置本体の側板に位置決め固定されている。言い換えると、現像カートリッジとロータリフランジ５０およびロータリ側板５４はこれらが一体となって揺動する構成となっている。即ち、現像カートリッジ４とロータリ６７が一体となった揺動運動によって現像カートリッジ４は感光体ドラムに対して加圧離間される構成となっている。
【０１５１】
ロータリ６７の接離動作は、加圧カム９４を回転することで行われるが、加圧カム９４は加圧回転軸９０と同一軸上に配置されており、前述したコネクター80の接離カム91と同軸の配置になっている。そして、前述したコネクターの接離制御と同様に、接離モータの回転方向を切り替えることで、ロータリ６７を２つの位置、すなわち加圧位置と離間位置に移動する。
【０１５２】
ロータリ加圧時は接離モータを所定時間、正回転することで行われる。この正回転により、加圧カム９４が所定量回転し、ロータリ６７は感光体ドラムに対して押し出される。
【０１５３】
ロータリ離間時は接離モータが逆回転することで加圧時とは反対の動作を行う。
【０１５４】
なお、本実施例においては、ロータリ６７の離間ポジションはハーフ離間と全離間の２つを選択できるようになっている。具体的には、ドラムに対して現像カートリッジは、ハーフ離間位置ではＬ/２＝約２ｍｍ、全離間位置ではＬ＝約４ｍｍ離れている。
【０１５５】
よって、ロータリは、加圧位置、ハーフ離間位置、全離間位置の３つの位置に移動可能となっている。この３つのロータリの停止位置は、接離モータで加圧カム９４を０°、９０°、１８０°の３ステップに回転させることで行われる。
【０１５６】
本実施例においては、画像形成中は、ハーフ離間位置でロータリ６７を公転、接離動作を行っている。ロータリ６７の全離間は、現像カートリッジ４の取り出しポジション位置および現像カートリッジ４のメモリタグへのＲ/Ｗ時に行っている。
【０１５７】
全離間位置から感光体ドラムに現像カートリッジ４を当接させる場合に比べ、ハーフ離間位置から現像カートリッジ４を当接させた場合、短い移動距離でロータリ６７を加圧することができ、感光体ドラムに対するショックおよび動作音を約半分にすることが可能となっている。
【０１５８】
｛ロータリの回転制御｝
図９に示すように両サイドのロータリフランジ５０の外周面にはギアが一体形成されており、これと噛合う一対の従動ギア５９が両サイドに配置されている。両サイドの従動ギア５９は回転軸で連結されており、片方のロータリフランジ５０が回転すると、この従動ギア５９を介して、もう片方のロータリフランジ５０が同位相で回転されるように構成されている。
【０１５９】
このような駆動構成したことにより、ロータリフランジ５０の公転時や現像ローラ駆動時において、ロータリフランジ５０のどちらか一方がねじれてしまうことを防止している。
【０１６０】
ロータリ側板５４の揺動中心、即ち揺動軸６０にはロータリフランジ５０を回転させるロータリ駆動ギアが配置されており、不図示のロータリ駆動モータ６１に接続されている。
【０１６１】
ロータリ駆動モータ６１の回転軸の終端には、公知のエンコーダ６２取り付けられており、ロータリ駆動モータ６１の回転量を検知し、回転数を制御している。一方、ロータリフランジ５０の外周には側方に突出したフラグ５７が形成されており、図２８にしめすロータリ側板５４に固定されたフォトインタラプタ５８を通過するよう回転している。
【０１６２】
本実施例においては、前記フラグ５７がフォトインタラプタ５８を遮った時を基準にして、所定角度ロータリが公転するように制御している。この公転角度の制御は前記エンコーダ６２により回転量を検知して制御している。また、従来はパルスモータ等を使ってロータリの回転量を制御していたが、励磁による高調波が耳障りな側面があったが、本実施例ではＤＣモータで駆動制御を行っているので、より静かなロータリの駆動を行える。
【０１６３】
現像カートリッジの駆動時は、ロータリ６７が回転してずれてしまう恐れがあるので、ロータリの回転をロックする必要がある。ロータリ６７の駆動モータであるＤＣモータに電気的ブレーキをかけてロータリ６７の回転をロックすることは可能だが、長時間これを行うとＤＣモータが昇温して焼き切れてしまう可能性が大きい。
【０１６４】
本実施例においては、図３６に示すようにロータリ６７といっしょに回転する従動ギア５９の回転軸上にブレーキ溝９５を配置しており、現像カートリッジ４の停止位置毎にブレーキ溝９５にストッパ９６の爪を差し込んでいる。このストッパ９６の上げ下げは、所定のタイミングでソレノイド９７をＯＮ/ＯＦＦすることにより行われる。
【０１６５】
このようにメカブレーキを用いて、ロータリ６７の停止位置がずれないようにしている。
【０１６６】
｛現像カートリッジの構成｝
図２に示すように現像カートリッジはトナー収納部と現像部に大別される。トナー収納部には所定色のトナーが充填されており攪拌手段が回転することによってトナーを現像部に所定量搬送する。搬送されたトナーは現像部においてスポンジ状のトナー供給ローラの回転によって現像ローラ３０５表面に供給され、さらに薄板状の現像ブレードと現像ローラ３０５との摩擦により電荷を付与され薄層化される。薄層化された現像ローラ３０５上のトナーは、回転により現像部に搬送され、所定の現像バイアスを印加することにより感光ドラムの静電潜像をトナー像に可視化させる。
【０１６７】
感光ドラム上の潜像の可視化に寄与しなかった残トナー、すなわち、現像ローラ３０５表面の未現像トナーは、再度トナー供給ローラ部で剥ぎ取られ、またこれと同時に新しいトナーが現像ローラ３０５上に供給されて新たな現像動作が連続的に行われる。
【０１６８】
{プロセスカートリッジ５の構成}
本実施形態では感光体ドラム１と、中間転写ベルト５a、廃トナーボックス２１６とを含む部分を一体型プロセスカートリッジに構成している。
【０１６９】
図２３にプロセスカートリッジ５の左側面から見た縦断面図を示す。図２４にプロセスカートリッジ５の左側面から見た斜視図、図２５に右側面から見た斜視図を示す。
【０１７０】
プロセスカートリッジ５は感光体ドラム１を含む感光体ドラムユニット２０と、中間転写ベルト５aおよび廃トナーボックス２１６を含む中間転写体ユニット２１の二つのユニットで構成されている。
【０１７１】
中間転写体ユニット２１の投影上方向に感光体ドラムユニット２０を配置し、中間転写体ユニット２１の左右側板２６０、２６１が、感光体ドラムユニット２０の両側面まで伸びて、感光体ドラムユニット２０側面から保持する構成になっている。
【０１７２】
｛感光体ドラムユニット２０の構成｝
図２４、図２５に示すように感光体ドラムユニット２０には、感光体ドラム1が両端を回転自在に右側軸受け１０６と左側回転軸１０２により保持され、右側端部のカップリング１２４を介して装置本体から所定の回転駆動力が伝達されるようになっている。
【０１７３】
又、感光体ドラム1には帯電ローラ2が両端の軸受けを介して、圧縮ばね１２６により所定の力で圧接され、従動回転するようになっている。
【０１７４】
軸受けの少なくとも片方は導電性の材料で構成され、帯電ローラ2に所定の帯電バイアス電圧を印加する事により、感光体ドラム1表面を一様にマイナス帯電させるようになっている。
【０１７５】
又、感光体ドラムユニット20には画像形成装置本体に着脱する動作に連動して開閉するドラムシャッター１１９が設けられている。
【０１７６】
更に、感光体ドラム1にはクリーニングブレード6が所定の位置に設けられ、前述の中間転写ベルト５a上の残留トナーを感光体ドラム1上に回収し、感光体ドラム1上の残留トナーと共に掻き取るように構成されている。
【０１７７】
更に、掻き取られた廃トナーはスクイシート１２７により中間転写ベルト5ａ上への落下が阻止され、クリーニングブレード6とスクイシート１２７の間に溜まった残留トナーは送り羽根１５１が回転することにより、感光体ドラム容器１２９の奥へ、つまり感光体ドラム1から離れる方向へと掃き出される。
【０１７８】
そして、送り羽根１５１よりも更に奥側に第一スクリュー１２８が設けられ、第一スクリュー１２８が回転することにより、廃トナーは装置前面から見て左側へ搬送される。（図２３において手前方向）
感光体ドラム容器１２９では、第一スクリュー１２８が配置されている溝部の左端に下方向へ開口１５２が設けられていて、廃トナーは第一スクリュー１２８によって左端に搬送され開口１５２から落下し、中間転写ベルトユニット21の受け口253aへと送り出される。開口152の下面には不図示のシール部材が設けられており、受け口253aとの接合部でのトナー漏れを防止している。
【０１７９】
｛中間転写ベルトユニット21の構成｝
次に、中間転写ベルトユニット21の構成について説明する。
【０１８０】
図１に示すように中間転写ベルトユニット21は、中間転写ベルト5ａによって感光体ドラム1から転写された像を転写材へ転写する手段と、廃トナーを回収貯蓄する手段とを有する。以下に各手段別に中間転写ベルトユニットの構成を説明する。
【０１８１】
｛中間転写手段｝
図２３に示すように中間転写ベルト5ａは中間転写体フレーム２４５に、駆動ローラ２４０と従動ローラ２４１の２本のローラにより懸回張設されている。
【０１８２】
駆動ローラ２４０は両端を回転自在に右側軸受け205と左側軸受け201により保持され、右側端部のカップリング２４２を介して装置本体から所定の回転駆動力が伝達されるようになっている。従動ローラ両端の軸受け２４３には圧縮ばね２４４が設けられ、中間転写ベルト5ａに所定の張力を与えるようになっている。
【０１８３】
中間転写ベルト5ａを挟んで、感光体ドラム1と対向する位置には、1次転写ローラ5ｊが設けられ、不図示の軸受けを介して、圧縮ばね２４７により所定の力で圧接され、従動回転するようになっている。
【０１８４】
軸受けの少なくとも片方は導電性の材料で構成され、1次転写ローラ5ｊにＤＣプラスバイアスを印加する事により、感光体ドラム1表面上のトナーを中間転写体ベルト5ａ上に1次転写する。
【０１８５】
又、中間転写ベルト駆動ローラ２４０に対向する位置には、中間転写ベルト５a上の残留トナーに所定のバイアス電圧を印加し、残留電荷を所定極性の電荷にそろえる為のクリーニング帯電ローラ部２２３が設けられている。
【０１８６】
クリーニング帯電ローラ5ｆとクリーニング補助ローラ5ｐは不図示の軸受けを介して、圧縮ばねにより所定の力で圧接され、従動回転するようになっている。
【０１８７】
クリーニング補助ローラ5ｐはＤＣプラスバイアイを印加しており、中間転写ベルト５a上にあるマイナス電荷の残留トナーをプラス側に帯電させている。次にクリーニング帯電ローラ5ｆにＤＣプラスバイアイとＡＣバイアスを印加し残留トナーを均一なプラス側に帯電させ、次工程の中間転写ベルトのクリーニングを容易にしている。
【０１８８】
次に、1次転写ローラ5ｊにＤＣプラスバイアスを印加し、感光体ドラム1上にＤＣマイナスバイアスを印加することにより、感光体ドラムと中間転写ベルトに電位差を生じさせる。そして、残留トナーは感光体ドラム1上に静電気的に再転写され、クリーニングブレード６で除去し感光体ドラムユニット２０に回収され、前述したように廃トナーボックス２１６に蓄積される。
【０１８９】
｛廃トナー回収貯蓄手段｝
図２３に示すように中間転写体ユニットには、中間転写ベルト５aを中心として感光体ドラムユニット20の反対側に廃トナーボックス２１６が設けられている。廃トナーボックス２１６は中間転写体フレーム２４５の一部に仕切り板２５０を接合して箱状に形成されていて、感光体ドラム1上の残留トナーは最終的にこの廃トナーボックス２１６内に収納される。
【０１９０】
中間転写体フレーム２４５の左側面に羽根車カバー２５３がシール部材を挟んで結合している。羽根車カバー２５３は上側に開口２５３aがあり、感光体ドラム容器１２９の左端下部に設けられた開口１５２とシール部材を挟んで接合していて、開口152から落下した廃トナーが羽根車カバー２５３内部に落下する。
【０１９１】
羽根車カバー２５３内部には羽根車２５５が左側面から見て反時計周りに回転し内部の廃トナーを廃トナーボックス２１６の方へ搬送している。廃トナーボックス２１６の左側面に、羽根車カバー２５３がオーバーラップしていて、オーバーラップした部分に、羽根車カバー２５３内部に通じている穴が設けられている。
【０１９２】
さらに、前記穴から長手方向に伸びた位置に、第二スクリュー２５８が設けられていて、羽根車２５５によって搬送された廃トナーが、第二スクリュー２５８を回転することで廃トナーボックス左側から右側奥へと搬送されていく。
【０１９３】
廃トナーボックス２１６には第二スクリュー２５８と垂直な複数の隔壁によって、いくつかの小部屋に仕切られており、左端の小部屋から右隣の小部屋へと順次満たされていく。そして一番右側の小部屋には廃トナーボックス２１６の満タンを検知する検知部２６９が設けられている。
【０１９４】
以上説明したように、本実施例のカートリッジおよびこれを用いた画像形成装置は、以下に述べる効果を得る。
【０１９５】
（１）記憶媒体に対する画像形成装置本体のコネクターの接触回数を大幅に低減することができ、記憶媒体の電気接点部および装置本体のコネクターの磨耗を少なくできる。そして、高価な電気接点部およびコネクターを使用する必要がない為に、画像形成装置本体およびカートリッジのコストアップを押えることができる。
【０１９６】
（２）記憶媒体に対する画像形成装置本体のコネクターの接触回数が少ないことより、耐久により接点部の接触抵抗の上昇を押えることができ、安定した読み書き（Ｒ/Ｗ）を行うことができる。
【０１９７】
（３）（１）（２）において、安価で信頼性の高い接触式通信が可能となったため、従来の非接触式通信では必要だった変調信号の変換処理部が不要となり、画像形成装置本体のさらなるコストダウンが可能となった。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の電子写真画像形成装置によれば、特定の現像カートリッジの記憶媒体へのアクセスが集中することを防ぐことができ、記憶媒体およびコネクターの磨耗を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施した電子写真方式の画像形成装置の縦断面図
【図２】現像カートリッジの断面図
【図３】現像カートリッジの斜視図
【図４】現像カートリッジのスライダー移動を示す斜視図
【図５】メモリタグの平面図
【図６】メモリタグの取り付け方法を示す斜視図
【図７】メモリタグが取り付いた状態を示す斜視図
【図８】メモリタグの通信ブロック図
【図９】ロータリの斜視図
【図１０】ロータリへの現像カートリッジ装着方向の側面図
【図１１】ロータリへの現像カートリッジ装着方向の斜視図
【図１２】ロータリに現像カートリッジが装着された斜視図
【図１３】Ｒ/Ｗポジションの斜視図
【図１４】コネクターの斜視図
【図１５】コネクターホルダーにコネクターが取り付いた斜視図
【図１６】図１５の側面図
【図１７】コネクターホルダーの移動方向を示す斜視図
【図１８】コネクターホルダーの移動方向を示す斜視図
【図１９】コネクターホルダーの移動方向を示す斜視図
【図２０】コネクターメモリタグの当接状態を示す図
【図２１】コネクターメモリタグの当接状態を示す図
【図２２】コネクターメモリタグの当接状態を示す図
【図２３】プロセスカートリッジの主断面図
【図２４】プロセスカートリッジの斜視図
【図２５】プロセスカートリッジの斜視図
【図２６】プロセスカートリッジの装着を説明する斜視図
【図２７】プロセスカートリッジの装着を説明する斜視図
【図２８】現像カートリッジの駆動状態を示す側面図
【図２９】ロータリの当接状態を示す断面図
【図３０】ロータリのハーフ離間状態を示す断面図
【図３１】ロータリの全離間状態を示す断面図
【図３２】現像カートリッジの着脱位置およびメモリアクセス位置を示す断面図
【図３３】コネクターの離間状態を示す断面図
【図３４】コネクターの当接状態を示す断面図
【図３５】カートリッジの着脱を示す断面図
【図３６】ロータリのブレーキ機構を示す斜視図
【符号の説明】
１ 感光体ドラム
２ 帯電ローラ
３ 露光手段
４ 現像カートリッジ
５ プロセスカートリッジ
６ クリーニングブレード
５ａ 中間転写ベルト
５ｆ クリーニング帯電ローラ
５ｊ 1次転写ローラ
２１６ 廃トナー容器
２０ 感光体ドラムユニット
２１ 中間転写ベルトユニット
２８ 第一スクリュー
５０ ロータリフランジ
５０ａ 第１の受部
５０ｂ 第２の受部
５０ｃ ガイド溝
５１ 中心軸
５２ 固定ばね
５３ 付勢ばね
５４ ロータリ側板
５５ 終端ギア
５６ 現像駆動モータ
５７ フラグ
５８ フォトインタラプタ
５９ 従動ギア
６０ 揺動軸
６１ ロータリ駆動モータ
６２ エンコーダ
６３ ロータリステー
６４ 上蓋
６５ 装着開口部
６６ ロータリユニット
６７ ロータリ
７０ メモリタグ
７２ 電気接点部
７４ 突き当て平面部
７５ 矩形の凹溝
８０ コネクター
８１ コンタクトピン
８２ 突起部
８３ コネクターホルダー
８５ 回転軸
８６ 退避アーム
９０ 加圧回転軸
９１ 接離カム
９２ 回転フラグ
９３ 離間検知センサー
９４ 加圧カム
９５ ブレーキ溝
９６ ストッパ
９７ ソレノイド
９８ ロータリ加圧バネ
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電子写真複写機や電子写真プリンター等の電子写真画像形成装置に使用されるプロセスカートリッジまたは現像カートリッジ、そしてこれらを用いる電子写真画像形成装置に関する。
【０００２】
ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体に画像を形成するものである。
【０００３】
例えば、電子写真複写機、電子写真プリンター（ＬＥＤプリンター、レーザービームプリンターなど）、電子写真ファクシミリ装置、および、電子写真ワードプロセッサーなどが含まれる。
【０００４】
ここで、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段、クリーニング手段、中間転写手段の少なくとも一つと、画像担持体である電子写真感光ドラムを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。
【０００５】
また、現像カートリッジとは、電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための現像部材及びトナーを収納するトナー収納部を一体的にカートリッジ化し、電子写真画像形成装置本体に対して着脱可能にしたものである。
【０００６】
【従来の技術】
従来、電子写真感光体及び帯電手段、現像手段、クリーニング手段等を一体にまとめてカートリッジ化し、このカートリッジを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。
【０００７】
このカートリッジ方式により操作性が一層向上され、上記プロセス手段のメンテナンスをユーザ自身が容易に行うことが可能となった。そこで、このカートリッジ方式は画像形成装置本体において広く用いられている。
【０００８】
また、近年種々のサービス情報やプロセス情報をメモリに記憶し、このメモリをカートリッジに搭載した製品が実現されている。画像形成装置本体はこのカートリッジのメモリの情報を活用することにより、印字画質やカートリッジのメンテナンスをより一層向上させている。そして、画像形成装置との通信手段として電気的接触によりカートリッジのメモリと通信を行っているものがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら接触式通信の場合、確実な接触、安定した導通および高耐久性を実現するためには画像形成装置本体の接触式通信機構やカートリッジ側のメモリの接点が複雑になりプリンターの小型化や低コスト化が難しい側面があった。
【００１０】
例えば、従来から用いられているオスメス式のコネクター式接触接続構成の場合、
▲１▼ 消耗品の装着方向の自由度が少ない。
【００１１】
▲２▼ コネクター式接点機構を収めるために、消耗品および本体のサイズが大型化してしまう。
【００１２】
▲３▼ メモリを含めたコネクター式接点機構が高価である。
等の理由により、従来式のメモリ接続構成は、小型ローコストプリンタの消耗品への展開が難しかった。そして、中小企業や個人事務所および一般ユーザでの需要が多い小型ローコストプリンタ分野にカートリッジのメモリを活用した製品を十分に提供できない状況となっていた。
【００１３】
本実施例の目的とするところは、低コスト、小スペースで信頼性の高い接触式通信機構を提供することにより、小型ローコストプリンタ分野に留まらず、あらゆる分野の消耗品のメモリをより一層積極的に活用できるようにしたものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の構成を特徴とする記憶媒体および現像カートリッジおよびこれを用いた画像形成装置であり、請求項と対応する番号を付して示せば以下のとおりである。
【００１５】
記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置において、
前記電子写真画像形成装置の装置本体に公転可能に支持されたロータリであって、情報を記憶する記憶媒体と、電子写真感光体に形成された静電潜像をトナーを用いて現像する為の現像ローラと、前記トナーを収納する収納部と、前記収納部に収納された前記トナーを攪拌するために回転する攪拌部材と、を備えた複数の現像カートリッジが取り外し可能に装着されたロータリと、
前記複数の現像カートリッジを前記ロータリに着脱する為の、前記装置本体に設けられた装着開口と
前記装着開口を開閉するドアと、
前記記憶媒体に情報の読み出しまたは書き込みをおこなうためのコネクターと、
前記コネクターを前記記憶媒体に接触させて、情報の読み出しまたは書き込みをおこなわせる加圧位置と、前記コネクターを前記記憶媒体から離間させる離間位置との間を移動させる接離制御機構であって、前記装着開口から前記現像カートリッジを着脱可能な取り出し位置に位置する現像カートリッジよりも前記ロータリの回転方向において下流側の前記現像カートリッジの前記記憶媒体に対して前記コネクターを接触、離間させる接離制御機構と、
前記複数の現像カートリッジのうち何れかの現像カートリッジは所定の印刷ジョブ完了後、または、前記画像形成装置の電源オン時、または、前記ドアを閉じた際に、前記ロータリの回転を停止させた後に前記接離制御機構を動作させて前記コネクターを前記記憶媒体に接触させる制御手段であって、前記複数の現像カートリッジのうち何れかの現像カートリッジの寿命予告を検知した場合は、最も寿命に近い現像カートリッジを優先的に前記取り出し位置に停止させ、前記複数の現像カートリッジのうち何れの現像カートリッジも前記寿命予告を検知していない場合は、特定の現像カートリッジが毎回前記取り出し位置に停止しないように、前記ロータリの動作を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
【００１８】
（４）（１）〜（３）に記載の電子写真画像形成装置本体内に公転可能に支持されたロータリに装着されるカートリッジは、電子写真感光体に形成された潜像を現像するための現像ローラを有する現像カートリッジであることを特徴とする電子写真画像形成装置の現像カートリッジ。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わるカラー画像形成装置の実施の形態を図面に従って説明する。
【００２０】
なお、以下の説明において、装置前面とは転写プロセスから定着プロセスへの記録媒体の搬送上流側の面を指し（図１において右側）、装置本体およびプロセスカートリッジに関して左右とは、装置前面から見て左または右である。また長手方向とは、記録媒体の表面と平行であり、且つ、記録媒体の搬送方向と公差（略直交）する方向である。
【００２１】
{カラー画像形成装置の画像形成動作概略}
まず、カラー画像形成装置の全体構成について、図１を参照して概略説明する。
【００２２】
図１は本発明を実施したカラー電子写真画像形成装置の一形態で、現像カートリッジとドラムカートリッジ及び中間転写体ユニットを画像形成装置本体に装填したカラーレーザービームプリンターの概略構成を示す縦断面図である。
【００２３】
このカラー画像形成装置本体は、図１に示すように、露光手段３から画像情報に基づいた光像を照射して像担持体（以下感光ドラム１）に像剤像（以下トナー像）を形成する。そして、前記トナー像の形成と同期して転写材を搬送手段によって搬送し、前記感光ドラム１に形成したトナー像が中間転写体５aに転写される。
【００２４】
次にその中間転写体上５aのトナー像が第二の転写手段によって転写材に転写し、その転写材を加圧ローラ８aと加熱ローラ８ｂを有する定着手段８に搬送し、転写材上のトナー像を定着して排出部１０へ排出するように構成している。
【００２５】
さらに詳細に画像形成工程を説明する。
【００２６】
中間転写ベルト５ａの回転と同期して感光体ドラム１は図１の矢印方向（反時計回り）に回転する。ここで感光体ドラム１表面を帯電装置２によって均一に帯電するとともに、露光手段３によって、例えばイエロー画像の光照射を行い、感光体ドラム１上にイエローの静電潜像を形成する。
【００２７】
露光手段は次の工程を経て行われる。露光手段３は外部装置等から読み込んだ画像情報に基づいて光照射することによって感光ドラム１へ光像を照射するものであり、レーザーダイオード、及びポリゴンミラー、スキャナーモーター、結像レンズ、反射ミラーが収納してある。
【００２８】
そして外部機器等から画像信号が与えられると、レーザーダイオードが前記画像信号に応じて発光し、ポリゴンミラーに前記画像光として照射する。このポリゴンミラーはスキャナーモーターによって高速回転し、前記ポリゴンミラーで反射した画像光が結像レンズ及び反射ミラーを介して前記感光ドラム１の表面を選択的に露光し、その結果感光ドラム１上に静電潜像を形成する。
【００２９】
この静電潜像形成と同時にイエローの現像器４Ｙを現像位置に回転移動し、所定のバイアス電圧を印加させ静電潜像にイエロートナーを付着させて現像する。その後、中間転写ベルト５ａを挟んで感光ドラム１と対向して配置された１次転写ローラ５ｊにトナーと逆極性のバイアス電圧を印加して感光体ドラム１上のイエローのトナー像を中間転写ベルト５ａ上に１次転写する。
【００３０】
上述のようにイエロートナー像の１次転写が終了すると、次の現像器が回転移動し、感光体ドラムに対向した位置に位置決めされる。以上の工程を、マゼンタ、シアン、そしてブラックの各色についても繰り返すことによって、中間転写ベルト５ａ上に４色のトナー像を重ね合わせる。
【００３１】
この間、２次転写ローラ１１は、中間転写ベルト５ａとは非接触状態にある。この時、クリーニングユニットとしてのクリーニング帯電ローラ５ｆも中間転写ベルト５ａとは非接触状態に位置する。
【００３２】
そして、中間転写ベルト５ａ上に４色のトナー像形成完了後、２次転写ローラ１１が図１のように中間転写ベルト５ａに圧接される。更に前記２次転写ローラ１１の圧接と同期して、給送手段であるレジストローラ対７近辺の所定の位置で待機していた転写材が中間転写ベルト５ａと２次転写ローラ１１のニップ部に送り出される。
【００３３】
ここで、レジストローラ対７の直前には転写材の先端を検知してレジストローラ対７の回転駆動力を遮断し、転写材を所定の位置で待機させるレジ前センサ14が設けられている。
【００３４】
２次転写ローラ１１にはトナーと逆極性のバイアス電圧が印加されており、中間転写ベルト５ａ上のトナー像は、搬送されてきた転写材の表面に一括して２次転写される。
【００３５】
トナー像が２次転写された転写材は、搬送ベルトユニット１２を経由して定着器８に搬送され定着が行われ、排紙ローラ対１３によって排紙ガイド１５に沿って搬送され、排出ローラ対９によってカラー画像形成装置上部の排紙トレー１０に排出され、画像形成を完了する。
【００３６】
一方、２次転写終了後にクリーニング用帯電ローラ5ｆが中間転写ベルト5ａに圧接され、中間転写ベルト表面と２次転写残の残留トナーは所定のバイアス電圧が印加され残留電荷が除電される。
【００３７】
除電された残留トナーは、１次転写ニップ部を介して中間転写ベルト５ａから感光ドラム１へ静電気的に再転写され、中間転写ベルト５ａ表面がクリーニングされる。 なお、感光ドラム１に再転写された２次転写残の残留トナーは、感光ドラム１用のクリーニングブレード６によって除去し回収される。
【００３８】
回収された残留トナーは、廃トナーとして後述する搬送する搬送経路をたどり、廃トナーボックス２１６に回収され蓄積される。
【００３９】
｛カートリッジの着脱｝
図３４に示すように、装置本体の上蓋６４を反時計方向に開くと、カートリッジを装着する装着開口部６５が露出される。本実施例では、現像カートリッジ４およびプロセスカートリッジ５の複数のカートッジはすべてこの装着開口部６５から着脱できるようになっている。
【００４０】
一方ジャム処理等もプロセスカートリッジ５を装置本体から取り外すことにより、前記装着開口部６５から行うことが可能となっている。
【００４１】
このように、消耗品の交換およびジャム処理等が装置本体の１つのドア（上蓋６４）を開けることによりアクセス可能となっており、ユーザビリティが向上した構成となっている。
【００４２】
次に現像カートリッジ４の着脱および位置決めについて説明する。
【００４３】
｛現像カートリッジの着脱および位置決め｝
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを収納した現像カートリッジはロータリ６７内の所定位置に固定される。ここで、現像カートリッジのロータリへの位置決め方法について図９、図１０、図１１で詳細に説明する。
【００４４】
現像カートリッジの装着は前記装着開口部６５より矢印の方向に真っ直ぐに挿入することで行われる。
【００４５】
装置本体内にはロータリユニット６６が配置され、ロータリ６７は中心軸５１を中心に公転し、その中心軸５１の両サイドには円盤状のロータリフランジ５０が固定されている。
【００４６】
前記ロータリフランジ５０には、現像カートリッジ４の着脱を案内するガイド溝５０ｃと、現像カートリッジ４の位置決め中心である第１の受部５０ａと、現像カートリッジの回転止めを行う第２の受部５０ｂが形成されている。
【００４７】
そして第一の受部５０ａの長手側面には位置決め中心軸上に穴５０ｄが設けられている。この穴５０ｄはロータリから現像カートリッジの脱落を防止するための引っ掛け穴の役目をする。
【００４８】
一方、現像カートリッジ４の左右の側面には、現像カートリッジの着脱を案内するガイドリブ３５４と、現像カートリッジ４の位置決め中心である円弧状の第１の突起部３５２と、現像カートリッジ４の回転止めを行う円弧状の第２の突起部３５３が形成されている。
【００４９】
前記ロータリ６７のカートリッジガイド溝５０ｃには、現像カートリッジ４を紙面反時計方向に回転付勢するための付勢ばね５３が配置されており、この付勢ばね５３により、現像カートリッジ４の第２の突起部はロータリフランジ５０の第２の受部５０ｂに密着させられる。
【００５０】
また、図３、図４に示されるように、第一突起部３５２の端面から、長手方向に伸縮可能な突起部３８０ａが突出している。この可動突起部３８０ａは、現像カートリッジ４の長手のおよそ半分の長さを持つ棒状部材３８０の端部に形成されていて、この棒状部材３８０を摺動させることにより、前述のように第一突起部３５２端面から可動突起部３８０ａが突き出たり引っ込んだりする。以降この棒状部材３８０をスライダー部材と呼ぶ。
【００５１】
そして、現像カートリッジ長手中央付近には、ヒンジ状の把手３８１が設けられていて、不図示のねじりコイルバネによって開く方向に付勢されている。
【００５２】
また、ヒンジ把手３８１は左右２つのヒンジ片部材３８１ａ、３８１ｂが対になって構成されているが、それぞれのヒンジ片部材が前記スライダー部材３８０と連結していて、ヒンジ把手３８１の開閉動作に連動してスライダー部材３８０が往復移動する。
【００５３】
通常の状態ではヒンジ把手３８１が前記ねじりコイルバネ３８２に付勢され開いた状態になっており、スライダー部材３８０の突起部３８０ａは前記第１突起部３５２端面から突き出ている。そして、ヒンジ把手３８１を掴むとヒンジは閉じられ、スライダー部材３８０の突起部３８０ａは前記第１突起部３５２端面よりも内側に引っ込むよう構成されている。
【００５４】
また、各ヒンジ片は回動部を中心として掴む部分と逆側にギアの歯３８１ｄが形成されていて、両者のギアが噛合っている。そのため、片方のヒンジ片だけを閉じても、もう一方のヒンジ片も閉じ、両方のスライダーが常に同時に往復動作する構成になっている。
【００５５】
現像カートリッジ挿入時には、ヒンジ把手３８１を掴んでロータリフランジのガイド溝５０ｃに現像カートリッジ両側面のガイドリブ３５４を沿わせて挿入する。次に、ロータリフランジ側面の第１受部５０ａに現像カートリッジ側面に形成された円弧状の第１突起部３５２が突き当たった地点で、掴んでいたヒンジ把手３８１を離す。そうすると、前記可動突起部３８０ａが第１突起部３５２端面より突き出し、第１受部５０ａ長手側面に設けられた前述の引っ掛け穴５０ｄに引っかかる。
【００５６】
第１突起部３５２と可動突起部３８０ａは同軸上に設けられているため、現像カートリッジは第１突起部３５２を中心に揺動可能であるが、カートリッジガイド溝５０ｃには、現像カートリッジを紙面反時計方向に回転付勢するための付勢ばね５３が配置されており、この付勢ばね５３により、現像カートリッジの第２の突起部３５３はロータリフランジ５０の第２の受部５０ｂに密着させられて現像カートリッジの位置が固定される。
【００５７】
一方、現像カートリッジ離脱の際は、図４に示されるように、ヒンジ把手３８１を掴むことで前記可動突起部３８０ａが引っ込み、前記引っ掛け穴５０ｄから外れて、上方向に離脱可能になる。
【００５８】
このように、現像カートリッジ４はユーザの操作によって離脱、装着が可能であり、前述した固定方法によってロータリから現像カートリッジは離脱することなくロータリの回転が行えるようになっている。
【００５９】
次にプロセスカートリッジ５の着脱および位置決めについて説明する。
【００６０】
{プロセスカートリッジの着脱および位置決め}
図１、図２６、図２７、図３５に於いて、プロセスカートリッジ5のカラー画像形成装置本体Ａへの着脱、及び所定位置への固定方法について説明する。
【００６１】
カラー画像形成装置本体Ａの上蓋６４を開くと、感光体ドラム軸受けを支持する支持部２２に設けられた感光体ドラム1への回転駆動力伝達カップリングと、中間転ベルト駆動軸の軸受け部を支持する支持部２３に設けられた、中間転写ベルト駆動ローラへの回転駆動力伝達カップリングが、軸方向へスライドして退避した状態となる（連結解除状態）。
【００６２】
カップリングの退避、連結機構については、特開平11−109836等に有るような方法があり、本実施例では説明を省略する。
【００６３】
図２６、図２７に示すように装置本体内側には感光体ドラム用ガイドレール30、と中間転写体用ガイドレール31が段差を設けて、両サイドに設けてある。
【００６４】
図３５に示すように、プロセスカートリッジ５は、装置開口部６５より矢印方向に一旦真っ直ぐ下に挿入され、途中から左側に方向を変えて装着される。
【００６５】
具体的には、プロセスカートリッジ5の感光体ドラム右側軸受け106、左回転軸102を感光体ドラム用ガイドライン30へ、中間転写ベルト駆動ローラ２４０の右側軸受け205、左側軸受け201と、左右サイドカバー２６０、２６１に設けられた突起部203、204を中間転写体用ガイドレール31に夫々載せてスライドさせながら挿入していく。
【００６６】
そして最終的には、感光体ドラム右側軸受け106、左回転軸102は感光体ドラム軸受けを支持する支持部２２に落ち込み、中間転写ベルト駆動ローラ２４０の右側軸受け205、左側軸受け201は中間転ベルト駆動軸の軸受け部を支持する支持部２３に落ち込む。
【００６７】
一方、左右サイドカバーに設けられた突起部203、204は位置決め溝２４に夫々落ち込み、不図示のねじりコイルばねにより夫々装置本体フレームの位置決めに押し付けられ固定される。
【００６８】
｛現像カートリッジの駆動構成｝
次に、現像カートリッジ４の駆動構成について詳細に説明する。
【００６９】
図９に示すように前記ロータリフランジ５０の両サイドには、ロータリ側板５４が配置されており、前記中心軸５１はロータリフランジ５０およびロータリ側板５４を串刺しにする形で係止されている。言い換えると、ロータリフランジ５０と中心軸５１はロータリ側板５４に支えられて公転可能に保持されている。
【００７０】
前記ロータリ側板５４の片方には複数のギアが噛合い可能に固定されている。現像カートリッジの入力ギア３０７は、このロータリ側板５４に配置されたギア列の内、最下流の終端ギア５５と噛合い、現像ローラ３０５、塗布ローラ、攪拌部材等を回転駆動させている。
【００７１】
本実施例においては、現像カートリッジがロータリフランジ５０と共に所定角度公転することにより、ロータリ側板５４の終端ギア５５と接続される。ここで、現像カートリッジがロータリの公転と共に回転移動する際に、ロータリ側板５４の終端ギア５５の歯先と現像カートリッジの入力ギア３０７の歯先同士がぶつかって歯が正しく噛合わない可能性がある。このようなケースの場合、本実施例では現像カートリッジはロータリフランジ５０の第１の受部５０ａを中心にいったん揺動退避することにより、歯が確実に噛合うように構成している。
【００７２】
さらに詳しく説明すると、図２８に示すようにロータリ側板５４の終端ギア５５と現像カートリッジの入力ギア３０７の歯先同士がぶつかった場合は、その衝撃により現像カートリッジがロータリフランジ５０の第１の受部５０ａを中心にロータリの半径方向に若干揺動する。この現像カートリッジの揺動により歯先同士のぶつかりは解消され、先に説明したロータリフランジ５０の付勢ばね５３により現像カートリッジが所定位置に位置決めされる。
【００７３】
また、現像カートリッジの駆動が完了し、次のポジションへ現像カートリッジを公転させる場合において、ロータリフランジ５０の終端ギア５５が万一スルー状態に開放できなかった場合も、現像カートリッジの揺動機構により、現像カートリッジとロータリフランジ５０はロータリの終端ギア５５の噛合い部より離脱できる。
【００７４】
現像カートリッジの入力ギア３０７はロータリ側板５４の終端ギア５５から駆動を受けると、噛合い力Ｆを受ける。この噛合い力Ｆにより、現像カートリッジはロータリフランジ５０の第１の受部５０ａを中心に紙面反時計方向の回転モーメントを受ける。
【００７５】
この回転モーメントにより現像カートリッジの第２の突起部はロータリフランジ５０の第２の受部５０ｂに押し付けられ、駆動中に現像カートリッジがロータリフランジ５０の位置決め部から動くことを抑止している。なお、この噛合い力はロータリ内で閉じた力の系になっているので、後で説明する現像カートリッジの感光ドラムに対する加圧力への影響は少ない。
【００７６】
｛記憶媒体｝
本実施例の現像カートリッジに取り付けられる記憶媒体７０は、プリント基板上に記憶素子７１と電気接点部７２を配置したタグ状部材（以下メモリタグと呼ぶ）である。
【００７７】
まず、図５、図８をもとにメモリタグ７０の構成を説明する。
【００７８】
メモリタグ７０にはカートリッジの使用情報や画像形成プロセスをコントロールする各種設定情報や履歴情報が保存されている。画像形成装置本体のエンジンコントローラは、メモリタグ７０のデータを適時読み込み/書き込み（以下Ｒ/Ｗという）することにより、各カートリッジの使用情報を検知している。メモリタグ７０へのＲ/Ｗはエンジンコントローラがコネクター８０の接点を介して行っている。
【００７９】
メモリタグ７０に用いている記憶素子は基板中央に配置され、記憶素子７１の周りは樹脂７３でコーティングされている。電気接点部７２は記憶素子７１の両側に１ヶ所づつ計２ヶ所72a,72bが配置されている。さらに、電気接点部72の両側即ち、基板の両端部に装置本体の記録手段であるコネクターの突起部が突き当たる突き当て平面部74a,74bが設けられている。そして、電気接点部72a,72bと突き当て平面部74a,74bはメモリタグ７０の長手方向に一列に配置されている。
【００８０】
メモリタグ７０に使用されるプリント基板の基材は、例えば、ガラス布エポキシ、ガラス基材エポキシ、ガラス紙エポキシ、紙エポキシ、紙ポリエステル、紙フェノール等が利用可能であり、片面基板、両面基板のどちらでも製造可能である。
【００８１】
メモリタグ７０の電気接点部７２のエリアは四角形状をしており、装置本体のコネクター８０の当接位置変動に対応できる最低幅を確保している。本実施例の電気接点部７２は銅はく面にNiめっきを施し、更に金めっきを行っている。このように多層めっきを行い、電気接点部の腐蝕や磨耗を防いでいる。
【００８２】
本実施例においては、表層の金めっきの厚みを０．０５μｍ以上、望ましくは０．３μｍ以上を確保しており、画像形成装置のコネクター８０を１０００回以上の挿抜試験において、低く安定した接触抵抗を保つことが可能となっている。
【００８３】
本実施例のメモリタグ７０の突き当て平面部７４は基板のレジスト面と同一面になっている。即ち、基板端部のレジスト面を突き当て平面部に使用している。また、電気接点部の高さは突き当て平面部と同じになるよう製造されている。
【００８４】
次にメモリタグ７０の取り付け構成について説明する。
【００８５】
現像カートリッジ４の外面には、メモリタグ７０を取り付けるための一段凹んだ座面が形成されており、この凹んだ座面は、ロータリの回転軸５１を中心とする半径方向の線分に対して鉛直になるよう形成されている。即ち、メモリタグ７０はロータリの回転方向の接平面に対して平行になるように固定されている。
【００８６】
このため、後述するＲ/Ｗの停止位置において、装置本体のコネクター８０はメモリタグ７０に対して鉛直に突き当たることができ、安定したワイピング動作と導通をとることが可能となっている。
【００８７】
図６、図７に示すように現像カートリッジ４の凹んだ座面３６０には複数の凸リブが配置されている。凹んだ座面の中央にはメモリタグの逆付け防止の凸リブ３６１が配置されており、前記中央の凸リブ３６１の左右にはメモリタグを突き当てて短手方向の位置を決める凸リブ362a,362bが形成されている。
【００８８】
一方、メモリタグ７０にはの電気接点部の間の長手中央部に切り欠き７５が形成されている。メモリタグ７０を現像カートリッジ４に取り付ける際には、メモリタグ７０の長辺をメモリタグ位置決め用の凸リブ３６１に突き当てて短手方向の位置を決めている。
【００８９】
また、メモリタグ７０は中央の切り欠きを現像カートリッジ４の逆付け防止の凸リブ３６１に合わせることで、誤ってメモリタグ７０を１８０°回転させた時、左右を間違って取り付けることを防止している。
【００９０】
さらに本実施例においては、メモリタグ７０は中央の切り欠き７５を矩形の凹溝にしており、この凹溝の幅を現像カートリッジ４の逆付け防止の凸リブ３６１に係合させている。即ち、メモリタグ７０の矩形の凹溝７５と現像カートリッジ４の逆付け防止の凸リブ３６１を係合することにより、メモリタグ７０の長手方向の位置を現像カートリッジ４に対して正確に位置決めできるように取り付けられる。
【００９１】
長手方向の位置決め部の形状を穴にし、カートリッジ側の位置決めリブをボスにして係合させる場合、カートリッジの取り付け面に対して真っ直ぐに取り付けないと、メモリタグの穴とカートリッジの軸の間でこじりが発生し組立性が悪化する恐れがある。
【００９２】
しかし、本実施例のメモリタグは位置決めの切り欠き７５が矩形の凹溝形状なので、カートリッジの取り付け面に対して必ずしも真っ直ぐに突き当てなくても、位置決め部の係合が可能であるので、組立性が悪化することを押さえることができる。
【００９３】
また、メモリタグ７０に形成される長手方向の位置決め部の形状を穴にした場合は、メモリタグの幅が大きくなってしまうが、本実施例においては矩形の凹溝の形状であるので、メモリタグの幅の大型化を押さえることができる。
【００９４】
さらに、メモリタグの長手を位置決めする切り欠きを凹溝形状したことにより、メモリタグ７０を取り付ける容器側の位置決め凸リブ３６１は、必ずしも金型の抜き方向に対して平行でなくてもよく、容器デザインが異なる他機種のカートリッジに対しても位置決めの対応が簡単にできる。
【００９５】
ところで、本実施例のメモリタグ７０はカートリッジに対して、両面テープ等の粘着剤で取り外し可能に固定されている。そして、メモリタグ７０の取り付け面には、マイナスドライバー等の市販工具が差し込める取り外しを補助する凹溝３６４が形成されている。
【００９６】
このため、工場での出荷検査の際、メモリタグ７０に故障や傷が発見された場合、前記凹溝３６４に工具を差し込んで簡単にメモリタグ７０を取り外し交換できる。
【００９７】
また、周知の回収システムでリサイクル工場に回収されたカートリッジのメモリタグや故障等でメーカに返却されたカートリッジについても、上述と同様に簡単に取り外しができるので、メモリタグのＲ/Ｗ装置をカートリッジの種類毎に用意する必要がなく、１つの工具で全種類のカートリッジの履歴情報を調べることができる。
【００９８】
そして、メモリタグ７０の履歴情報を調べることにより、市場で発生した品質問題を正確に把握することができる。また、履歴情報を分析することで、より顧客満足度の高いカートリッジを開発することが可能となる。
【００９９】
このように本実施例のメモリタグは、小型で組立性、分解性もよく、用途が異なる複数の製品においても取り付けが可能となるので、メモリタグの共通化が促進できる。そして、メモリタグのマスメリットを大きくすることにより、メモリタグのコストダウンを図ることが可能となる。
【０１００】
｛コネクター構成｝
次に、メモリタグに読み書き（Ｒ/Ｗ）の記録を行う画像形成装置本体に配置されるコネクターの構成について図１４、図１５、図１６をもとに説明する。
【０１０１】
コネクター８０は後述する機構により画像形成装置本体内でカートリッジに対して退避自在に固定されている。コネクター８０の両端には突起部82a,82bが形成されており、この突起部の内側に金属製のコンタクトピン81が４つ配置されている。そして、前記コンタクトピンと突起部はコネクターの長手方向に沿って一列に配置されている。
【０１０２】
本実施例のコンタクトピン81は、メモリタグに配置された２ヶ所の電気接点部72a,72bに対して、各々２つのコンタクトピンが接触し導通される。このように電気接点部１ヶ所に対して複数のコンタクトピンが接触しているので、何らかの原因で片方のコンタクトピンが導通不良になった場合も、もう一方のコンタクトピンで導通を保証できるように冗長設計されている。
【０１０３】
コンタクトピンは、銅合金等の薄板を切断、曲げ加工を施して製造されているメモリタグの電気接点部と同様に、コンタクトピンの先端部にはＮｉめっきを施し、さらに金めっきを行っており、耐久性と信頼性を上げている。
【０１０４】
コンタクトピンの先端部は切断方向に対して９０°折り曲げられており、切断面のエッジ部がメモリタグの電気接点部に接触する形状となっている。図２０、図２１、図２２に示すように、コンタクトピンの先端部がメモリタグの電気接点部に突き当たると先端部が弾性変形し電気接点部の表面を一定量摺擦移動する。
【０１０５】
即ち、本実施例のコンタクトピンの先端部は、メモリタグの電気接点部の表面をワイピングするばね構造になっている。よって、万一メモリタグの電気接点部が飛散トナー等の汚物で汚染されても、これを削り落として清掃することができ、安定した導通を確保できるようになっている。
【０１０６】
コンタクトピン81の先端部の変形量Δｓは、コネクター80の両端に形成された突起部82a,82bの高さで正確に管理されており、この突起部がメモリタグ70の基板の端面74a,74bに突き当たることで、コンタクトピン81の先端部は一定量の変移される。
【０１０７】
本実施例においては、コンタクトピンが所定量変移したときのコンタクトピンの先端部、すなわちメモリタグの電気接点部と接触している先端部の頂点は、図２１のＸ位置に示されるように、コネクターの両端に形成された突起部の頂点とほぼ一直線に並ぶように設計されている。
【０１０８】
このように本実施例のコネクター80はメモリタグ70に接触する部分が一直線に並ぶので、後述するコネクターホルダー83でコネクター80を回転移動させた場合において、コンタクトピンの変形量および接触圧のばらつきを少なくすることができる。
【０１０９】
また、図２０に示すようにコンタクトピンの外側の遠いところ、すわわち、コネクターの両端に突き当て用の突起部が配置されているので、突起部の高さ寸法が公差内でばらついてもコネクターが大きく傾斜することはない。従って、４本のコンタクトピンの接触圧が左右で不均一になって、導通が不安定になる影響を少なくできる。
【０１１０】
なお、本実施例では、コンタクトピンの先端部を突き当て方向に０．５〜２ｍｍ変移させ、電気接点部の短手方向に０．５〜２ｍｍワイピングさせている。この時の接触圧は４０〜８０ｇ/ピンとなっている。
【０１１１】
ところで、コンタクトピンをメモリタグの電気接点部に対して所定量正確に変形させるには、コネクターの突起部を電気接点部に直接突き当てることが望ましいが、この場合、メモリタグの電気接点部の幅をさらに拡大する必要があり、高価な金めっき等を施した場合はコストアップになってしまう。
【０１１２】
また、コネクターの突起部は樹脂なので、耐久により樹脂粉（絶縁物）がメモリタグの電気接点部に固着することも考えられる。前述したコンタクトピンのワイピングにより樹脂粉を清掃することは可能だが、トナーとは違い、樹脂粉はより強固に固着することが考えられる。
【０１１３】
コンタクトピンのワイピングだけで完全に清掃を行うには、コンタクトピンの当接圧を強くし、ワイピングの移動量を拡大する等の対策が必要になる。しかしながら、このようなことを行うと、メモリタグの電気接点部のめっき剥がれが促進され、カートリッジの寿命前に導通不良が発生する可能性が考えられる。
【０１１４】
本実施例ではコネクターの突起部をメモリタグの電気接点部とは別の同一面に突き当てるので、電気接点部の幅を大きくすることなく、正確に接触させることが可能となっている。そして、コネクターの突起部の磨耗粉は直接メモリタグの電気接点部には付着しないので、接触抵抗の増大を防ぐことができる。
【０１１５】
｛コネクターの接離制御機構｝
次に、コネクター80の接離制御機構について図１７、図１８、図１９、図３３、図３４を用いて説明する。
【０１１６】
コネクター80はコネクターホルダー83に取り外し可能に固定されている。万一、コネクター80の接点に異常が発生した場合は、コネクターホルダー83からコネクター80だけを取り外して交換できるようになっている。
【０１１７】
コネクターホルダー83はコネクターの長手方向と平行な回転軸85をもっており、この回転軸85を中心にコネクターとコネクターホルダーは一体で回転移動する。コネクターホルダーの回転軸85a,85bはロータリステー63から出ている固定用アームに係合しており、回転可能に支持されている。
【０１１８】
コネクターホルダー83の裏側には、前記回転軸８５と鉛直に外側に伸びる退避アーム86が形成されている。コネクター80およびコネクターホルダー83の離間および加圧動作は、前記退避アーム86の終端リブと接離カム91の当接および退避により制御される。
【０１１９】
コネクターホルダー83は不図示のコネクター加圧ばねで回転可能に付勢されており、退避アーム86と接離カム91が接してない状態では、コネクター80はメモリタグ70に当接する方向に加圧される。退避アーム86と接離カム91が接している場合は、コネクター80はメモリタグ70に対して退避されている。これらコネクターホルダー83とコネクター80の離間および加圧動作は、接離カム91を所定時間回転させることにより行われる。
【０１２０】
接離カム91の回転中心である加圧回転軸９０の終端には回転フラグ９２が取り付けられており、この回転フラグ92が離間検知センサー93を遮るタイミングを検知することで、接離カム91の回転方向を検出している。
【０１２１】
接離カム91はロータリ６７の接離を行う不図示の接離モータにより回転駆動されるが、後述するロータリの接離制御と兼用されている。具体的には、接離モータの回転方向を切り替えることにより、コネクター80を２つの位置、即ち、メモリタグ70と接触する加圧位置と退避した離間位置のいずれかに移動される。
【０１２２】
コネクター80がメモリタグ70と接触する加圧時は、接離モータを所定時間、逆回転することで行われる。そして、接離カム91が所定角度回転することにより、コネクターホルダー83の退避アーム86が接離カムから離れ、上述したように、コネクター80がメモリタグ70に対して押し出させて当接される。
【０１２３】
コネクター80がメモリタグ70から退避する離間時は、接離モータを所定時間、正回転することで行われる。加圧時とは逆にコネクターホルダー83の退避アーム86は接離カム91で引き戻され、コネクター80はメモリタグ70に対して離間される。
【０１２４】
なお、離間検知センサー93を監視することで、コネクター80の加圧/退避の位置検知を行っている。この制御は後述するロータリの接離動作にも兼用されている。
【０１２５】
コネクターホルダー８３の中央には、ガイドリブ８４が配置されており、現像カートリッジ４のガイド溝３６３に侵入するようになっている。本実施例では、ガイドリブ８４をガイド溝３６３に係合させており、コネクターのメモリタグに対するスラスト方向の位置ずれを少なくできるように構成している。
【０１２６】
｛記憶媒体のＲ/Ｗ｝
本実施例の現像カートリッジは、図１２、図１３に示すようにロータリに装着可能な取り出しポジションから９０°下流側でメモリタグのＲ/Ｗを行っている。
【０１２７】
本実施例の現像カートリッジ４は装置本体に固定される一般のカートリッジとは異なり、ロータリで公転移動を繰り返している。従って、現像カートリッジのメモリタグと装置本体のコネクターは非常に多くの接触が繰り返される。
【０１２８】
仮に、１色のカートリッジの寿命が５０００枚の場合、ジョブ終了毎にメモリタグへのＲ/Ｗを行った場合、１色のメモリタグには最大で５０００回のＲ/Ｗが行われる。
【０１２９】
一方、装置本体のコネクターは、イエロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色の４色のメモリタグと接触するので、カートリッジ１セット当たり最大で２万回の接触が繰り返される。装置本体の寿命が１０万枚の場合、コネクターは最大で４０万回接触を行う計算になる。
【０１３０】
また、カートリッジの印字率が低い場合は、規定寿命の倍以上の印字枚数で使用されることがあり、カートリッジのメモリタグに対しては、接触回数が線形的に増加することが考えられる。
【０１３１】
このような非常に多くの接触回数を保証するには、メモリタグおよびコネクターの双方において、技術的にハードルが高いものとなる。本実施例のメモリタグおよびコネクターは、低コストで信頼性のあるものを目指しており、Ｒ/Ｗの接触回数を少なくするために以下のような制御を行っている。
【０１３２】
読み出し時は、▲１▼電源ＯＮ時 ▲２▼カートリッジドアを閉じた時 ▲３▼ビデオコントローラから指示が出された時 に行われる。
【０１３３】
一方、書き込み時は、▲１▼所定枚数のジョブ完了後 ▲２▼ビデオコントローラから指示が出された時 に行われる。
【０１３４】
本実施例においては、例えば５０枚毎にメモリタグに書き込みを行い、使用情報を更新している。なお、５０枚以上の連続出力の場合は、所定枚数のジョブ完了後にメモリタグに書き込みを行っている。カートリッジを途中で交換する場合や、新品に交換する際は、不図示のパネルボタンを押すことで、交換カートリッジに対して使用情報の更新の書き込みが行われ、取り出し位置までカートリッジが回転移動する。
【０１３５】
ＤＣコントローラには、カートリッジのメモリ内容を記憶するミラーメモリが内蔵されており、カートリッジの使用情報の確認は、装置本体のミラーメモリの情報を読み出すことで行われ、毎回カートリッジのメモリタグに対しての読み込み動作は行われない。
【０１３６】
電源ＯＦＦ時やカートリッジドアが開いている場合は、カートリッジが別の物に交換された可能性があるので、毎回カートリッジのメモリ内容を確認する必要がある。
【０１３７】
本実施例においては、電源ＯＮ時とカートリッジドアが閉じられた時は、取り出しポジションのカートリッジのみメモリタグの読み込み動作を行っている。
【０１３８】
所定ジョブ終了後は、カートリッジは取り出しポジションに移動されるが、本実施例おいては、４色のカートリッジを順次取り出しポジションにローテ−ション移動させている。
【０１３９】
例えば、前回のジョブ終了後、取り出しポジションにイエロー色があった場合、次のジョブ終了後は２番目の色順であるマゼンタ色を取り出しポジションに移動させている。そして、次のジョブ終了後は３番目の色順であるシアン色を取り出しポジションに移動させる。さらに次のジョブ終了後は４番目の色順であるブラック色を取り出しポジションに移動させる。
【０１４０】
即ち、イエロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色の順で、毎ジョブ終了後、取り出しポジションにあるカートリッジをローテーションさせている。
【０１４１】
カートリッジドアは、現像カートリッジの交換以外に、ジャム処理やプロセスカートリッジを交換する場合も開け閉めされる。
【０１４２】
このように特定の色のカートリッジが取り出しポジションに来ないようにしているので、前述した現像カートリッジの交換以外でカートリッジドアを開けられた場合に、毎回特定色のカートリッジのメモリタグへのアクセスが集中する機会を少なくできる。
【０１４３】
また、装置本体の電源を毎日ＯＦＦすることも十分考えられるが、毎日電源をＯＮした場合においても、カートリッジ取り出し位置に特定色のカートリッジがこないので、電源ＯＮ毎に特定のカートリッジのメモリタグへのアクセスが集中する機会を少なくできる。
【０１４４】
上記方法以外でのメモリタグへのアクセス数を低減する方法を次に説明する。
【０１４５】
メモリタグに接触した回数をカウントしこの回数をメモリタグに記憶させ、この接触カウント数が一番少ない現像カートリッジを取り出し位置に戻すことにより、前記実施例と同様に、特定のカートリッジのメモリタグへのアクセスが集中することを防ぐことができる。
【０１４６】
これまで説明したように、カートリッジのメモリタグに対するＲ/Ｗアクセスの条件を設定し、カートリッジの取り出し位置の色をローテーションすることで、メモリタグおよびコネクターのＲ/Ｗ回数を大幅に少なくすることができる。
【０１４７】
なお、本実施例の現像カートリッジは、取り出し位置以外のポジションでは、ロータリから現像カートリッジを取り出すことができない構成になっていることは言うまでもない。
【０１４８】
また、カートリッジのトナー寿命予告を検知した場合は、４色の中で一番寿命に近いカートリッジを優先的に取り出し位置に移動させている。
【０１４９】
｛現像カートリッジの加圧構成｝
本実施例では、ロータリに４色の現像カートリッジが収納されるが、現像カートリッジの感光ドラムに対する加圧は以下のように行っている。
【０１５０】
図９、図２８に示すようにロータリフランジ５０はロータリ側板５４に対して公転可能に保持されていると説明したが、両サイドのロータリ側板５４はその上部に回動可能に配置された揺動軸６０によって装置本体の側板に位置決め固定されている。言い換えると、現像カートリッジとロータリフランジ５０およびロータリ側板５４はこれらが一体となって揺動する構成となっている。即ち、現像カートリッジ４とロータリ６７が一体となった揺動運動によって現像カートリッジ４は感光体ドラムに対して加圧離間される構成となっている。
【０１５１】
ロータリ６７の接離動作は、加圧カム９４を回転することで行われるが、加圧カム９４は加圧回転軸９０と同一軸上に配置されており、前述したコネクター80の接離カム91と同軸の配置になっている。そして、前述したコネクターの接離制御と同様に、接離モータの回転方向を切り替えることで、ロータリ６７を２つの位置、すなわち加圧位置と離間位置に移動する。
【０１５２】
ロータリ加圧時は接離モータを所定時間、正回転することで行われる。この正回転により、加圧カム９４が所定量回転し、ロータリ６７は感光体ドラムに対して押し出される。
【０１５３】
ロータリ離間時は接離モータが逆回転することで加圧時とは反対の動作を行う。
【０１５４】
なお、本実施例においては、ロータリ６７の離間ポジションはハーフ離間と全離間の２つを選択できるようになっている。具体的には、ドラムに対して現像カートリッジは、ハーフ離間位置ではＬ/２＝約２ｍｍ、全離間位置ではＬ＝約４ｍｍ離れている。
【０１５５】
よって、ロータリは、加圧位置、ハーフ離間位置、全離間位置の３つの位置に移動可能となっている。この３つのロータリの停止位置は、接離モータで加圧カム９４を０°、９０°、１８０°の３ステップに回転させることで行われる。
【０１５６】
本実施例においては、画像形成中は、ハーフ離間位置でロータリ６７を公転、接離動作を行っている。ロータリ６７の全離間は、現像カートリッジ４の取り出しポジション位置および現像カートリッジ４のメモリタグへのＲ/Ｗ時に行っている。
【０１５７】
全離間位置から感光体ドラムに現像カートリッジ４を当接させる場合に比べ、ハーフ離間位置から現像カートリッジ４を当接させた場合、短い移動距離でロータリ６７を加圧することができ、感光体ドラムに対するショックおよび動作音を約半分にすることが可能となっている。
【０１５８】
｛ロータリの回転制御｝
図９に示すように両サイドのロータリフランジ５０の外周面にはギアが一体形成されており、これと噛合う一対の従動ギア５９が両サイドに配置されている。両サイドの従動ギア５９は回転軸で連結されており、片方のロータリフランジ５０が回転すると、この従動ギア５９を介して、もう片方のロータリフランジ５０が同位相で回転されるように構成されている。
【０１５９】
このような駆動構成したことにより、ロータリフランジ５０の公転時や現像ローラ駆動時において、ロータリフランジ５０のどちらか一方がねじれてしまうことを防止している。
【０１６０】
ロータリ側板５４の揺動中心、即ち揺動軸６０にはロータリフランジ５０を回転させるロータリ駆動ギアが配置されており、不図示のロータリ駆動モータ６１に接続されている。
【０１６１】
ロータリ駆動モータ６１の回転軸の終端には、公知のエンコーダ６２取り付けられており、ロータリ駆動モータ６１の回転量を検知し、回転数を制御している。一方、ロータリフランジ５０の外周には側方に突出したフラグ５７が形成されており、図２８にしめすロータリ側板５４に固定されたフォトインタラプタ５８を通過するよう回転している。
【０１６２】
本実施例においては、前記フラグ５７がフォトインタラプタ５８を遮った時を基準にして、所定角度ロータリが公転するように制御している。この公転角度の制御は前記エンコーダ６２により回転量を検知して制御している。また、従来はパルスモータ等を使ってロータリの回転量を制御していたが、励磁による高調波が耳障りな側面があったが、本実施例ではＤＣモータで駆動制御を行っているので、より静かなロータリの駆動を行える。
【０１６３】
現像カートリッジの駆動時は、ロータリ６７が回転してずれてしまう恐れがあるので、ロータリの回転をロックする必要がある。ロータリ６７の駆動モータであるＤＣモータに電気的ブレーキをかけてロータリ６７の回転をロックすることは可能だが、長時間これを行うとＤＣモータが昇温して焼き切れてしまう可能性が大きい。
【０１６４】
本実施例においては、図３６に示すようにロータリ６７といっしょに回転する従動ギア５９の回転軸上にブレーキ溝９５を配置しており、現像カートリッジ４の停止位置毎にブレーキ溝９５にストッパ９６の爪を差し込んでいる。このストッパ９６の上げ下げは、所定のタイミングでソレノイド９７をＯＮ/ＯＦＦすることにより行われる。
【０１６５】
このようにメカブレーキを用いて、ロータリ６７の停止位置がずれないようにしている。
【０１６６】
｛現像カートリッジの構成｝
図２に示すように現像カートリッジはトナー収納部と現像部に大別される。トナー収納部には所定色のトナーが充填されており攪拌手段が回転することによってトナーを現像部に所定量搬送する。搬送されたトナーは現像部においてスポンジ状のトナー供給ローラの回転によって現像ローラ３０５表面に供給され、さらに薄板状の現像ブレードと現像ローラ３０５との摩擦により電荷を付与され薄層化される。薄層化された現像ローラ３０５上のトナーは、回転により現像部に搬送され、所定の現像バイアスを印加することにより感光ドラムの静電潜像をトナー像に可視化させる。
【０１６７】
感光ドラム上の潜像の可視化に寄与しなかった残トナー、すなわち、現像ローラ３０５表面の未現像トナーは、再度トナー供給ローラ部で剥ぎ取られ、またこれと同時に新しいトナーが現像ローラ３０５上に供給されて新たな現像動作が連続的に行われる。
【０１６８】
{プロセスカートリッジ５の構成}
本実施形態では感光体ドラム１と、中間転写ベルト５a、廃トナーボックス２１６とを含む部分を一体型プロセスカートリッジに構成している。
【０１６９】
図２３にプロセスカートリッジ５の左側面から見た縦断面図を示す。図２４にプロセスカートリッジ５の左側面から見た斜視図、図２５に右側面から見た斜視図を示す。
【０１７０】
プロセスカートリッジ５は感光体ドラム１を含む感光体ドラムユニット２０と、中間転写ベルト５aおよび廃トナーボックス２１６を含む中間転写体ユニット２１の二つのユニットで構成されている。
【０１７１】
中間転写体ユニット２１の投影上方向に感光体ドラムユニット２０を配置し、中間転写体ユニット２１の左右側板２６０、２６１が、感光体ドラムユニット２０の両側面まで伸びて、感光体ドラムユニット２０側面から保持する構成になっている。
【０１７２】
｛感光体ドラムユニット２０の構成｝
図２４、図２５に示すように感光体ドラムユニット２０には、感光体ドラム1が両端を回転自在に右側軸受け１０６と左側回転軸１０２により保持され、右側端部のカップリング１２４を介して装置本体から所定の回転駆動力が伝達されるようになっている。
【０１７３】
又、感光体ドラム1には帯電ローラ2が両端の軸受けを介して、圧縮ばね１２６により所定の力で圧接され、従動回転するようになっている。
【０１７４】
軸受けの少なくとも片方は導電性の材料で構成され、帯電ローラ2に所定の帯電バイアス電圧を印加する事により、感光体ドラム1表面を一様にマイナス帯電させるようになっている。
【０１７５】
又、感光体ドラムユニット20には画像形成装置本体に着脱する動作に連動して開閉するドラムシャッター１１９が設けられている。
【０１７６】
更に、感光体ドラム1にはクリーニングブレード6が所定の位置に設けられ、前述の中間転写ベルト５a上の残留トナーを感光体ドラム1上に回収し、感光体ドラム1上の残留トナーと共に掻き取るように構成されている。
【０１７７】
更に、掻き取られた廃トナーはスクイシート１２７により中間転写ベルト5ａ上への落下が阻止され、クリーニングブレード6とスクイシート１２７の間に溜まった残留トナーは送り羽根１５１が回転することにより、感光体ドラム容器１２９の奥へ、つまり感光体ドラム1から離れる方向へと掃き出される。
【０１７８】
そして、送り羽根１５１よりも更に奥側に第一スクリュー１２８が設けられ、第一スクリュー１２８が回転することにより、廃トナーは装置前面から見て左側へ搬送される。（図２３において手前方向）
感光体ドラム容器１２９では、第一スクリュー１２８が配置されている溝部の左端に下方向へ開口１５２が設けられていて、廃トナーは第一スクリュー１２８によって左端に搬送され開口１５２から落下し、中間転写ベルトユニット21の受け口253aへと送り出される。開口152の下面には不図示のシール部材が設けられており、受け口253aとの接合部でのトナー漏れを防止している。
【０１７９】
｛中間転写ベルトユニット21の構成｝
次に、中間転写ベルトユニット21の構成について説明する。
【０１８０】
図１に示すように中間転写ベルトユニット21は、中間転写ベルト5ａによって感光体ドラム1から転写された像を転写材へ転写する手段と、廃トナーを回収貯蓄する手段とを有する。以下に各手段別に中間転写ベルトユニットの構成を説明する。
【０１８１】
｛中間転写手段｝
図２３に示すように中間転写ベルト5ａは中間転写体フレーム２４５に、駆動ローラ２４０と従動ローラ２４１の２本のローラにより懸回張設されている。
【０１８２】
駆動ローラ２４０は両端を回転自在に右側軸受け205と左側軸受け201により保持され、右側端部のカップリング２４２を介して装置本体から所定の回転駆動力が伝達されるようになっている。従動ローラ両端の軸受け２４３には圧縮ばね２４４が設けられ、中間転写ベルト5ａに所定の張力を与えるようになっている。
【０１８３】
中間転写ベルト5ａを挟んで、感光体ドラム1と対向する位置には、1次転写ローラ5ｊが設けられ、不図示の軸受けを介して、圧縮ばね２４７により所定の力で圧接され、従動回転するようになっている。
【０１８４】
軸受けの少なくとも片方は導電性の材料で構成され、1次転写ローラ5ｊにＤＣプラスバイアスを印加する事により、感光体ドラム1表面上のトナーを中間転写体ベルト5ａ上に1次転写する。
【０１８５】
又、中間転写ベルト駆動ローラ２４０に対向する位置には、中間転写ベルト５a上の残留トナーに所定のバイアス電圧を印加し、残留電荷を所定極性の電荷にそろえる為のクリーニング帯電ローラ部２２３が設けられている。
【０１８６】
クリーニング帯電ローラ5ｆとクリーニング補助ローラ5ｐは不図示の軸受けを介して、圧縮ばねにより所定の力で圧接され、従動回転するようになっている。
【０１８７】
クリーニング補助ローラ5ｐはＤＣプラスバイアイを印加しており、中間転写ベルト５a上にあるマイナス電荷の残留トナーをプラス側に帯電させている。次にクリーニング帯電ローラ5ｆにＤＣプラスバイアイとＡＣバイアスを印加し残留トナーを均一なプラス側に帯電させ、次工程の中間転写ベルトのクリーニングを容易にしている。
【０１８８】
次に、1次転写ローラ5ｊにＤＣプラスバイアスを印加し、感光体ドラム1上にＤＣマイナスバイアスを印加することにより、感光体ドラムと中間転写ベルトに電位差を生じさせる。そして、残留トナーは感光体ドラム1上に静電気的に再転写され、クリーニングブレード６で除去し感光体ドラムユニット２０に回収され、前述したように廃トナーボックス２１６に蓄積される。
【０１８９】
｛廃トナー回収貯蓄手段｝
図２３に示すように中間転写体ユニットには、中間転写ベルト５aを中心として感光体ドラムユニット20の反対側に廃トナーボックス２１６が設けられている。廃トナーボックス２１６は中間転写体フレーム２４５の一部に仕切り板２５０を接合して箱状に形成されていて、感光体ドラム1上の残留トナーは最終的にこの廃トナーボックス２１６内に収納される。
【０１９０】
中間転写体フレーム２４５の左側面に羽根車カバー２５３がシール部材を挟んで結合している。羽根車カバー２５３は上側に開口２５３aがあり、感光体ドラム容器１２９の左端下部に設けられた開口１５２とシール部材を挟んで接合していて、開口152から落下した廃トナーが羽根車カバー２５３内部に落下する。
【０１９１】
羽根車カバー２５３内部には羽根車２５５が左側面から見て反時計周りに回転し内部の廃トナーを廃トナーボックス２１６の方へ搬送している。廃トナーボックス２１６の左側面に、羽根車カバー２５３がオーバーラップしていて、オーバーラップした部分に、羽根車カバー２５３内部に通じている穴が設けられている。
【０１９２】
さらに、前記穴から長手方向に伸びた位置に、第二スクリュー２５８が設けられていて、羽根車２５５によって搬送された廃トナーが、第二スクリュー２５８を回転することで廃トナーボックス左側から右側奥へと搬送されていく。
【０１９３】
廃トナーボックス２１６には第二スクリュー２５８と垂直な複数の隔壁によって、いくつかの小部屋に仕切られており、左端の小部屋から右隣の小部屋へと順次満たされていく。そして一番右側の小部屋には廃トナーボックス２１６の満タンを検知する検知部２６９が設けられている。
【０１９４】
以上説明したように、本実施例のカートリッジおよびこれを用いた画像形成装置は、以下に述べる効果を得る。
【０１９５】
（１）記憶媒体に対する画像形成装置本体のコネクターの接触回数を大幅に低減することができ、記憶媒体の電気接点部および装置本体のコネクターの磨耗を少なくできる。そして、高価な電気接点部およびコネクターを使用する必要がない為に、画像形成装置本体およびカートリッジのコストアップを押えることができる。
【０１９６】
（２）記憶媒体に対する画像形成装置本体のコネクターの接触回数が少ないことより、耐久により接点部の接触抵抗の上昇を押えることができ、安定した読み書き（Ｒ/Ｗ）を行うことができる。
【０１９７】
（３）（１）（２）において、安価で信頼性の高い接触式通信が可能となったため、従来の非接触式通信では必要だった変調信号の変換処理部が不要となり、画像形成装置本体のさらなるコストダウンが可能となった。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の電子写真画像形成装置によれば、特定の現像カートリッジの記憶媒体へのアクセスが集中することを防ぐことができ、記憶媒体およびコネクターの磨耗を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施した電子写真方式の画像形成装置の縦断面図
【図２】現像カートリッジの断面図
【図３】現像カートリッジの斜視図
【図４】現像カートリッジのスライダー移動を示す斜視図
【図５】メモリタグの平面図
【図６】メモリタグの取り付け方法を示す斜視図
【図７】メモリタグが取り付いた状態を示す斜視図
【図８】メモリタグの通信ブロック図
【図９】ロータリの斜視図
【図１０】ロータリへの現像カートリッジ装着方向の側面図
【図１１】ロータリへの現像カートリッジ装着方向の斜視図
【図１２】ロータリに現像カートリッジが装着された斜視図
【図１３】Ｒ/Ｗポジションの斜視図
【図１４】コネクターの斜視図
【図１５】コネクターホルダーにコネクターが取り付いた斜視図
【図１６】図１５の側面図
【図１７】コネクターホルダーの移動方向を示す斜視図
【図１８】コネクターホルダーの移動方向を示す斜視図
【図１９】コネクターホルダーの移動方向を示す斜視図
【図２０】コネクターメモリタグの当接状態を示す図
【図２１】コネクターメモリタグの当接状態を示す図
【図２２】コネクターメモリタグの当接状態を示す図
【図２３】プロセスカートリッジの主断面図
【図２４】プロセスカートリッジの斜視図
【図２５】プロセスカートリッジの斜視図
【図２６】プロセスカートリッジの装着を説明する斜視図
【図２７】プロセスカートリッジの装着を説明する斜視図
【図２８】現像カートリッジの駆動状態を示す側面図
【図２９】ロータリの当接状態を示す断面図
【図３０】ロータリのハーフ離間状態を示す断面図
【図３１】ロータリの全離間状態を示す断面図
【図３２】現像カートリッジの着脱位置およびメモリアクセス位置を示す断面図
【図３３】コネクターの離間状態を示す断面図
【図３４】コネクターの当接状態を示す断面図
【図３５】カートリッジの着脱を示す断面図
【図３６】ロータリのブレーキ機構を示す斜視図
【符号の説明】
１ 感光体ドラム
２ 帯電ローラ
３ 露光手段
４ 現像カートリッジ
５ プロセスカートリッジ
６ クリーニングブレード
５ａ 中間転写ベルト
５ｆ クリーニング帯電ローラ
５ｊ 1次転写ローラ
２１６ 廃トナー容器
２０ 感光体ドラムユニット
２１ 中間転写ベルトユニット
２８ 第一スクリュー
５０ ロータリフランジ
５０ａ 第１の受部
５０ｂ 第２の受部
５０ｃ ガイド溝
５１ 中心軸
５２ 固定ばね
５３ 付勢ばね
５４ ロータリ側板
５５ 終端ギア
５６ 現像駆動モータ
５７ フラグ
５８ フォトインタラプタ
５９ 従動ギア
６０ 揺動軸
６１ ロータリ駆動モータ
６２ エンコーダ
６３ ロータリステー
６４ 上蓋
６５ 装着開口部
６６ ロータリユニット
６７ ロータリ
７０ メモリタグ
７２ 電気接点部
７４ 突き当て平面部
７５ 矩形の凹溝
８０ コネクター
８１ コンタクトピン
８２ 突起部
８３ コネクターホルダー
８５ 回転軸
８６ 退避アーム
９０ 加圧回転軸
９１ 接離カム
９２ 回転フラグ
９３ 離間検知センサー
９４ 加圧カム
９５ ブレーキ溝
９６ ストッパ
９７ ソレノイド
９８ ロータリ加圧バネ
Claims (3)
- 記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置において、
前記電子写真画像形成装置の装置本体に公転可能に支持されたロータリであって、情報を記憶する記憶媒体と、電子写真感光体に形成された静電潜像をトナーを用いて現像する為の現像ローラと、前記トナーを収納する収納部と、前記収納部に収納された前記トナーを攪拌するために回転する攪拌部材と、を備えた複数の現像カートリッジが取り外し可能に装着されたロータリと、
前記複数の現像カートリッジを前記ロータリに着脱する為の、前記装置本体に設けられた装着開口と
前記装着開口を開閉するドアと、
前記記憶媒体に情報の読み出しまたは書き込みをおこなうためのコネクターと、
前記コネクターを前記記憶媒体に接触させて、情報の読み出しまたは書き込みをおこなわせる加圧位置と、前記コネクターを前記記憶媒体から離間させる離間位置との間を移動させる接離制御機構であって、前記装着開口から前記現像カートリッジを着脱可能な取り出し位置に位置する現像カートリッジよりも前記ロータリの回転方向において下流側の前記現像カートリッジの前記記憶媒体に対して前記コネクターを接触、離間させる接離制御機構と、
前記複数の現像カートリッジのうち何れかの現像カートリッジは所定の印刷ジョブ完了後、または、前記画像形成装置の電源オン時、または、前記ドアを閉じた際に、前記ロータリの回転を停止させた後に前記接離制御機構を動作させて前記コネクターを前記記憶媒体に接触させる制御手段であって、前記複数の現像カートリッジのうち何れかの現像カートリッジの寿命予告を検知した場合は、最も寿命に近い現像カートリッジを優先的に前記取り出し位置に停止させ、前記複数の現像カートリッジのうち何れの現像カートリッジも前記寿命予告を検知していない場合は、特定の現像カートリッジが毎回前記取り出し位置に停止しないように、前記ロータリの動作を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記複数の現像カートリッジのうち何れの現像カートリッジも前記寿命予告を検知していない場合は、前記読み出しまたは書き込みの回数が一番少ないカートリッジが優先的に前記取り出し位置に停止するように制御することを特徴とする請求項１に記載の電子写真画像形成装置。
- 前記複数の現像カートリッジは、イエロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色のトナーをそれぞれに有し、
前記制御手段は、前記複数の現像カートリッジのうち何れの現像カートリッジも前記寿命予告を検知していない場合は、前記取り出し位置に停止させる前記現像カートリッジを、イエロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色の順でローテーションさせる制御をおこなうことを特徴とする請求項１に記載の電子写真画像形成装置。
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