WO2018225632A1

WO2018225632A1 - カートリッジ

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Publication number: WO2018225632A1
Application number: PCT/JP2018/021106
Authority: WO
Inventors: 篤史遠藤
Original assignee: キヤノン株式会社
Priority date: 2017-06-05
Filing date: 2018-06-01
Publication date: 2018-12-13
Also published as: US10935928B2; US20200096938A1; CN110720079A; JP2018205537A

Abstract

画像形成装置（１）に着脱可能なカートリッジ（８０）であって、樹脂製のケーシング（８９）と、画像形成装置（１）に出力する情報を記憶する面状のメモリチップ（３０）と、ケーシング（８９）の外面に設けられ、メモリチップ（３０）をはめるために形成された凹部（９１）と、ケーシング（８９）と一体に形成され、メモリチップ（３０）の面と交差する方向にケーシング（８９）の外面から突出して設けられ、メモリチップ（３０）の面と交差する方向へのメモリチップ（３０）の移動を規制する規制部（９４，１９４）と、を有し、メモリチップ（３０）が凹部（９１）の側壁（９３）により実質的に囲まれるような姿勢でメモリチップ（３０）が凹部（９１）内で変位可能な状態で取り付けられている。

Description

カートリッジ

　本発明は、電子写真方式や静電記録方式等の画像形成装置に適用される着脱可能なカートリッジに関する。

　従来、電子写真方式を用いた画像形成装置では、感光ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像に、着色料等を包有した樹脂等を現像させて可視画像化する。このような画像形成装置では、例えば、ドラムカートリッジ、現像剤カートリッジ、トナーカートリッジ等、装置本体から着脱可能に設けられ、ユーザ自身が交換可能とした消耗品カートリッジを採用することが普及している。消耗品カートリッジでは、カートリッジと装置本体との間で、例えば、カートリッジの製造年月日やロットナンバー等の情報の通信を行うことが本体の品質を維持する上で重要となる。

　カートリッジと装置本体との間で情報を通信する手段として、消耗品カートリッジに設けられたメモリのメモリ側接点部と、装置本体に設けられた本体側接点部と、が普及している。この場合、消耗品カートリッジが装置本体に装着された際、メモリ側接点部と本体側接点部とが接触を行うことで導通し、メモリがメモリ側接点部及び本体側接点部を介して、装置本体に設けられた制御部に接続されることで情報の通信が行われる。

　ここで、装置本体とカートリッジに設けられたメモリとの間で行われる接触式の情報交換では、下記のような不具合が発生する虞がある。即ち、メモリ側接点部と本体側接点部との間で接触している際に、カートリッジ自身の回転等の動作により発生する振動や、装置本体に保持されるカートリッジと装置本体との間で生じる微小なガタ等の影響を受ける場合がある。これにより、接点部同士の摩擦で表面に傷が発生してしまい、接触不良が生じる虞がある。

　このような接触不良の発生を抑制するために、メモリを保持する保持部材が設けられ、メモリは保持部材によりカートリッジに対し着脱可能に保持されるカートリッジが提案されている（特開２０１６－１２８９３３公報）。このカートリッジでは、保持部材により保持されたメモリは、カートリッジに対して接点と直交する方向に移動可能に保持されており、接点部同士の摩擦を防止して接触の安定化を図っている。これにより、カートリッジ自身の動作により受ける振動や、カートリッジ自身の動作で起こる接点部の摩擦による傷発生の影響を受けにくい安定した接触を実現可能になる。

　しかしながら、上述した特開２０１６－１２８９３３公報に記載のカートリッジでは、メモリを保持する保持部材を新たに設ける必要があるため、部品点数が増加する。

　本開示は、簡易な構成で、本体側接点部とメモリ側接点部との間での接触不良を抑制するカートリッジを提供することを目的とする。

　本発明の一態様によるカートリッジは、画像形成装置に着脱可能なカートリッジであって、樹脂製のケーシングと、画像形成装置に出力する情報を記憶する面状のメモリチップと、前記ケーシングの外面に設けられ、前記メモリチップをはめるために形成された凹部と、前記ケーシングと一体に形成され、前記メモリチップの面と交差する方向に前記ケーシングの外面から突出して設けられ、前記メモリチップの面と交差する方向への前記メモリチップの移動を規制する規制部と、を有し、前記メモリチップが前記凹部の側壁により実質的に囲まれるような姿勢で前記メモリチップが前記凹部の内部で変位可能な状態で取り付けられている。

　本発明の一態様によるカートリッジは、画像形成装置に着脱可能なカートリッジであって、樹脂製のケーシングと、前記画像形成装置に出力する情報を記憶する面状のメモリチップと、前記ケーシングの外面に設けられ、前記ケーシングと一体に形成され、前記メモリチップが前記メモリチップの面方向へ移動することを規制して前記メモリチップを保持する保持部と、前記ケーシングと一体に形成され、前記ケーシングの外面から突出して設けられた棒状の突出部と、を有し、前記メモリチップの面と直交する方向から見たときに、前記棒状の突出部の一部は前記メモリチップとオーバーラップしている。

　本発明の一態様によるカートリッジは、画像形成装置に着脱可能なカートリッジであって、樹脂製のケーシングと、前記画像形成装置に出力する情報を記憶する面状のメモリチップと、前記ケーシングの外面に設けられ、前記メモリチップがはまるように前記ケーシングと一体に形成され、前記メモリチップを保持する保持部と、前記ケーシングと一体に形成され、前記ケーシングの外面から突出して設けられ、前記メモリチップの面と交差する方向への前記メモリチップの移動を規制する規制部と、を有し、前記規制部は、前記メモリチップが前記保持部に取り付けられた後に熱変形により加工されて形成される。

　本発明の一態様によるカートリッジによれば、簡易な構成で、本体側接点部とメモリ側接点部との間での接触不良を抑制することができる。本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照符号を付す。

実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。実施の形態に係るドラムカートリッジを示す断面図である。実施の形態に係るドラムカートリッジを示す斜視図である。実施の形態に係るドラムカートリッジの前側を示す斜視図である。実施の形態に係るドラムカートリッジの後側を示す斜視図である。実施の形態に係るドラムカートリッジとレールとのロック機構を示す断面図である。実施の形態に係る装置本体の接点装置を示す斜視図である。実施の形態に係るドラムカートリッジのメモリ部を示す斜視図である。実施の形態に係る装置本体の接点装置及びカートリッジのメモリ部が接続した状態を示す縦断面図である。実施の形態に係るカートリッジのメモリ部を示す背面図である。実施の形態に係るドラムカートリッジのメモリ部の支持部の熱かしめ部を形成する前の状態を示す水平断面図である。実施の形態に係るドラムカートリッジのメモリ部の支持部の熱かしめ部を形成する途中の状態を示す水平断面図である。実施の形態に係るドラムカートリッジのメモリ部の変形例を示す斜視図である。実施の形態に係るドラムカートリッジのメモリ部の変形例を示す水平断面図である。

　以下、本実施の形態の画像形成装置１を、図１～図１４を参照しながら詳細に説明する。尚、本実施の形態では、ドラムカートリッジ８０を使用する画像形成装置１の一例として、タンデム型のフルカラープリンタに適用した場合について説明している。但し、タンデム型の画像形成装置のカートリッジに限られず、他の方式の画像形成装置のカートリッジであってもよく、また、フルカラーであることにも限られず、モノクロやモノカラーであってもよい。あるいは、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施することができる。また、本実施の形態では、画像形成装置１は、中間転写ベルト４４ｂを有し、感光ドラム８１から中間転写ベルト４４ｂに各色のトナー像を一次転写した後、各色の複合トナー像をシートＳに一括して二次転写する方式としている。但し、これには限られず、シート搬送ベルトで搬送されたシートに感光ドラムから直接に転写する方式を採用してもよい。また、本実施の形態では、現像剤として、非磁性のトナーと磁性のキャリアからなる二成分現像剤を使用している。

　図１に示すように、画像形成装置１は、筐体としての画像形成装置本体（以下、装置本体という）１０を備えている。装置本体１０は、不図示の画像読取部及びシート給送部と、画像形成部４０と、シート搬送部１１と、不図示のシート排出部と、制御部１２と、を備えている。画像形成装置１は、画像読取部や、パーソナルコンピュータ等のホスト機器、あるいはデジタルカメラやスマートフォン等の外部機器からの画像信号に応じて、４色フルカラー画像を記録材に形成することができる。尚、記録材であるシートＳは、トナー像が形成されるものであり、具体例として、普通紙、普通紙の代用品である樹脂製のシート、厚紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート等がある。

　画像形成部４０は、ドラムカートリッジ（カートリッジ）８０と、現像装置２０と、トナー容器４２と、レーザスキャナ４３と、中間転写ユニット４４と、二次転写部４５と、定着装置４６とを備えている。画像形成部４０は、画像情報に基づいてシートＳに画像を形成可能である。尚、本実施の形態の画像形成装置１は、フルカラーに対応するものであり、ドラムカートリッジ８０ｙ，８０ｍ，８０ｃ，８０ｋは、イエロー（ｙ）、マゼンタ（ｍ）、シアン（ｃ）、ブラック（ｋ）の４色それぞれに同様の構成で別個に設けられている。トナー容器４２ｙ，４２ｍ，４２ｃ，４２ｋも同様に、イエロー（ｙ）、マゼンタ（ｍ）、シアン（ｃ）、ブラック（ｋ）の４色それぞれに同様の構成で別個に設けられている。このため、図１中では４色の各構成について同符号の後に色の識別子を付して示すが、図２及び明細書中では色の識別子を付さずに符号のみで説明する場合がある。尚、本実施の形態では、搬送されるシートＳの搬送方向に水平に直交する幅方向、即ち画像形成装置１の奥行方向を前後方向Ｄ１とし、前側をＦ、後側をＲとする。また、画像形成装置１の正面に向かって左右の方向を左右方向Ｄ２とし、上下の方向を上下方向Ｄ３とし、上側をＵ、下側をＤとする。

　トナー容器４２は、例えば円筒形状のボトルであり、トナーが収容され、各ドラムカートリッジ８０の上方に、トナーホッパを介して連結して配置されている。レーザスキャナ４３は、帯電ローラ８２により帯電された感光ドラム８１の表面を露光して、感光ドラム８１の表面上に静電潜像を形成する。

　ドラムカートリッジ８０は、一体にユニット化された感光体ユニットであり、装置本体１０に対して着脱可能に取り付けられている。図２に示すように、ドラムカートリッジ８０は、トナー像を担持して回転可能な感光ドラム８１と、帯電ローラ８２と、クリーニングブレード８５と、帯電ローラ８２に接触した清掃ローラ８６と、ケーシング８９とを有している。本実施の形態では、感光ドラム８１、帯電ローラ８２、清掃ローラ８６、クリーニングブレード８５を、ケーシング８９に設けて、ドラムカートリッジ８０として一体化している（図３参照）。ケーシング８９は、樹脂製で、装置本体１０に対して着脱可能である。ドラムカートリッジ８０は、耐久寿命の異なる現像装置２０とは別体としている。また、感光ドラム８１と、帯電ローラ８２と、現像装置２０と、後述する一次転写ローラ４７及び現像スリーブ２４とについても、イエロー（ｙ）、マゼンタ（ｍ）、シアン（ｃ）、ブラック（ｋ）の４色それぞれに同様の構成で別個に設けられている。

　感光ドラム８１は、アルミニウムシリンダの外周の表面８１ａに負極性の帯電極性を持つよう形成された感光層を有し、所定のプロセススピード（周速度）で回転する。帯電ローラ８２は、感光ドラム８１の表面８１ａに接触して、感光ドラム８１の表面８１ａを、例えば、一様な負極性の暗部電位に帯電させる。感光ドラム８１の表面８１ａでは、帯電後、レーザスキャナ４３によって画像情報に基づいて静電像が形成される。感光ドラム８１は、形成された静電像を担持して、周回移動し、現像装置２０の現像スリーブ２４によってトナーで現像される。現像されたトナー像は、後述する中間転写ベルト４４ｂに一次転写される。一次転写後の感光ドラム８１は、不図示の前露光部によって表面を除電される。クリーニングブレード８５は、感光ドラム８１の表面８１ａに接して配置され、一次転写後の感光ドラム８１の表面８１ａに残留する転写残留トナー等の残留物を清掃する。ドラムカートリッジ８０の詳細な構成については、後述する。

　図１に示すように、中間転写ユニット４４は、ドラムカートリッジ８０ｙ，８０ｍ，８０ｃ，８０ｋの上方に配置されている。中間転写ユニット４４は、駆動ローラ４４ａや従動ローラ、一次転写ローラ４７ｙ，４７ｍ，４７ｃ，４７ｋ等の複数のローラと、これらのローラに巻き掛けられた中間転写ベルト４４ｂとを備えている。一次転写ローラ４７ｙ，４７ｍ，４７ｃ，４７ｋは、感光ドラム８１ｙ，８１ｍ，８１ｃ，８１ｋにそれぞれ対向して配置され、中間転写ベルト４４ｂに当接し、感光ドラム８１のトナー像を中間転写ベルト４４ｂに一次転写する。

　中間転写ベルト４４ｂには、一次転写バイアスの印加により、感光ドラム８１に形成されたトナー像が一次転写部で一次転写される。二次転写部４５は、二次転写内ローラ４５ａと二次転写外ローラ４５ｂとを備え、二次転写外ローラ４５ｂと中間転写ベルト４４ｂとのニップ部において二次転写バイアスが印加されることにより、中間転写ベルト４４ｂのトナー像をシートＳに二次転写する。定着装置４６は、定着ローラ４６ａ及び加圧ローラ４６ｂを備え、定着ローラ４６ａと加圧ローラ４６ｂとの間をシートＳが挟持され搬送されることにより、シートＳに転写されたトナー像は加熱及び加圧されてシートＳに定着される。

　制御部１２はコンピュータにより構成され、例えばＣＰＵと、各部を制御するプログラムを記憶するＲＯＭと、データを一時的に記憶するＲＡＭと、外部と信号を入出力する入出力回路とを備えている。ＣＰＵは、画像形成装置１の制御全体を司るマイクロプロセッサであり、システムコントローラの主体である。ＣＰＵは、入出力回路を介して、画像読取部、シート給送部、画像形成部４０、シート搬送部１１、操作部に接続され、各部と信号をやり取りすると共に動作を制御する。

　次に、このように構成された画像形成装置１における画像形成動作について説明する。

　画像形成動作が開始されると、感光ドラム８１が回転して表面が帯電ローラ８２により帯電される。そして、レーザスキャナ４３により画像情報に基づいてレーザ光が感光ドラム８１に対して照射され、感光ドラム８１の表面上に静電潜像が形成される。この静電潜像に現像装置２０によってトナーが付着することにより現像されて、トナー画像として可視化され、中間転写ベルト４４ｂに転写される。

　一方、このようなトナー像の形成動作に並行してシート給送部が動作し、中間転写ベルト４４ｂのトナー画像にタイミングを合わせて、シートＳが二次転写部４５に搬送される。また、中間転写ベルト４４ｂからシートＳに画像が転写され、シートＳは、定着装置４６に搬送され、ここで未定着トナー像が加熱及び加圧されてシートＳの表面に定着され、装置本体１０から排出される。

　次に、ドラムカートリッジ８０の装置本体１０への着脱に関する構成について、図３～図６に基づいて詳細に説明する。ドラムカートリッジ８０の有する感光ドラム８１、帯電ローラ８２、クリーニングブレード８５（図２参照）は、画像形成を行うと劣化し、装置本体１０よりも早く寿命を迎えるため、ドラムカートリッジ８０はプリント量に応じて交換する必要がある。また、サービスマンによる出動時間の短縮化や、ドラムカートリッジ８０のユーザ交換化のために、交換の容易性が求められる。したがって、ドラムカートリッジ８０は装置本体１０の前後方向Ｄ１に着脱可能になっており、装置本体１０の正面側から容易に交換可能になっている。その構成について、以下に詳細に説明する。

　装置本体１０（図１参照）は、図３に示すように、前側Ｆに直立して設けられた前側フレーム板１３と、後側Ｒに直立して設けられた後側フレーム板１４と、を有している。また、前側フレーム板１３及び後側フレーム板１４には、前後方向Ｄ１を長手方向とするガイドレール１５がねじ止め等により固定されている。ガイドレール１５は、ドラムカートリッジ８０を下方から支持すると共に、各ドラムカートリッジ８０の着脱時にドラムカートリッジ８０を前後方向Ｄ１に案内する。

　図４に示すように、ケーシング８９の前側Ｆには、後側Ｒに突出した位置決め部８９ａ及び回転止め部８９ｂが形成されている。前側フレーム板１３には、位置決め部８９ａ及び回転止め部８９ｂに対向して、位置決め穴１３ａ及び回転止め穴１３ｂが形成されている。ドラムカートリッジ８０を装置本体１０に装着する際は、位置決め部８９ａ及び回転止め部８９ｂが位置決め穴１３ａ及び回転止め穴１３ｂに各々嵌合する。これにより、ドラムカートリッジ８０の前側Ｆにおいて、ドラムカートリッジ８０の装置本体１０に対する左右方向Ｄ２及び上下方向Ｄ３の位置決めが行われる。また、ケーシング８９の前側Ｆには、装置本体１０への着脱時に使用者が把持可能なように前側Ｆに突出した把持部８８が形成されている。

　図５に示すように、ケーシング８９の後側Ｒには、後側Ｒに突出した位置決め部８９ｃ及び回転止め部８９ｄが設けられている。位置決め部８９ｃは、ケーシング８９とは別体である略円筒形状の部材をケーシング８９にねじ止めして設けられている。後側フレーム板１４には、位置決め部８９ｃ及び回転止め部８９ｄに対向して、位置決め穴１４ａ及び回転止め穴１４ｂが形成されている。ドラムカートリッジ８０を装置本体１０に装着する際は、位置決め部８９ｃ及び回転止め部８９ｄが位置決め穴１４ａ及び回転止め穴１４ｂに各々嵌合する。これにより、ドラムカートリッジ８０の後側Ｒにおいて、ドラムカートリッジ８０の装置本体１０に対する左右方向Ｄ２及び上下方向Ｄ３の位置決めが行われる。

　図６に示すように、ガイドレール１５は、上側Ｕを開放した略チャネル形状であり、ガイドレール１５の前側Ｆには、上側Ｕに突出して上下方向Ｄ３に弾性変形可能に支持されたロック部１５ａが形成されている。ドラムカートリッジ８０は、ケーシング８９の前側Ｆの下面に形成されたロック穴８９ｅと、ケーシング８９の前側Ｆに設けられたロック解除部材８３と、を有している。ロック部１５ａがロック穴８９ｅに係合することにより、ドラムカートリッジ８０がガイドレール１５に対して前後方向Ｄ１にロックされる。ロック解除部材８３は、略Ｚ字形状からなり、ケーシング８９に設けられた回動軸８４に対し、略中央部を回動可能に軸支されている。ロック解除部材８３の一端部は、ケーシング８９の前端部に設けられた把持部８８の直下において前側Ｆに突出して、使用者が把持部８８と共に把持することで上側Ｕに押圧して操作可能な操作部８３ａとされている。ロック解除部材８３の他端部は、操作部８３ａの操作に伴い、ロック穴８９ｅに係合したロック部１５ａを上側Ｕから押し下げ可能な押し下げ部８３ｂとされている。

　次に、ドラムカートリッジ８０の装置本体１０に対する着脱の手順について説明する。ドラムカートリッジ８０が寿命を迎えた際、装置本体１０から寿命を迎えたドラムカートリッジ８０を取り出し、新品のドラムカートリッジ８０に交換する。この時、ドラムカートリッジ８０が、操作性向上の観点から装置本体１０の前後方向Ｄ１に着脱可能になっており、容易に交換が可能である。

　まず、ドラムカートリッジ８０の装着時には、使用者はドラムカートリッジ８０をガイドレール１５に載置して、ドラムカートリッジ８０の把持部８８等を把持しながら後側Ｒに押し込む。ドラムカートリッジ８０の底面は、ガイドレール１５の上面で支持される。ガイドレール１５は上側Ｕを開放した略チャネル形状で、ドラムカートリッジ８０に対し微小クリアランスを有して左右方向Ｄ２から挟み込むよう設けられているので、ドラムカートリッジ８０の挿入の際に左右方向Ｄ２に規制されながら円滑に案内される。ドラムカートリッジ８０を装置本体１０に挿入していくと、図６に示すように、ガイドレール１５のロック部１５ａが、ケーシング８９の底面に設けられたロック穴８９ｅに係合する。これにより、ドラムカートリッジ８０は、装置本体１０から前側Ｆに抜けないよう係止される。また、この時、ドラムカートリッジ８０は装置本体１０から前側Ｆに不図示の押圧部材によって押圧力を受けている。このため、ドラムカートリッジ８０のロック穴８９ｅの後側Ｒの縁部がロック部１５ａに後側Ｒから当接することで、前後方向Ｄ１の位置決めがなされ、装着が完了する。

　また、ドラムカートリッジ８０の離脱時には、使用者はドラムカートリッジ８０の把持部８８を把持すると同時に操作部８３ａをつまんで上側Ｕに押し上げる。これにより、ロック解除部材８３は、回動軸８４を中心に回転方向Ｒ１に回動し、同時に押し下げ部８３ｂが回動することでロック部１５ａを弾性的に押し下げることで、ドラムカートリッジ８０の装置本体１０へのロックが解除される。そして、使用者は、ドラムカートリッジ８０のロックを解除してから、把持部８８をつまんで、ドラムカートリッジ８０を装置本体１０から前側Ｆに引き抜くことができる。尚、ドラムカートリッジ８０の離脱時にも、ドラムカートリッジ８０はガイドレール１５により案内されるので、左右方向Ｄ２に規制されながら円滑に引き抜くことができる。

　次に、ドラムカートリッジ８０のメモリ部（メモリチップ）３０及び装置本体１０の接点装置５０の接触部分の構成について、図７～図９に基づいて詳細に説明する。図７に示すように、装置本体１０の後側フレーム板１４には、接点装置５０が取り付けられている。接点装置５０は、ホルダ５１と、コネクタ５２とを有している。ホルダ５１は、後側フレーム板１４に対して、不図示のスナップフィット又はねじ止め等により固定されている。コネクタ５２は、ホルダ５１に対して、不図示のスナップフィット又はねじ止め等により固定されている。

　コネクタ５２は、コネクタ本体５３と、本体側接点部５４と、不図示の束線と、を有している。本体側接点部５４は、低抵抗部材で形成されており、本実施の形態では、例えば、銅合金を基材として、ニッケル及び金をメッキすることで形成されている。本体側接点部５４は、コネクタ本体５３の前側Ｆの面から前側Ｆに突出して設けられると共に、前後方向Ｄ１に弾性変形可能となっている。束線は、コネクタ本体５３の内部で本体側接点部５４と電気的に接続されており、装置本体１０の制御部１２に接続されている。

　図８に示すように、ドラムカートリッジ８０の後側Ｒの端部には、メモリ部３０が設けられている。即ち、メモリ部３０は、ドラムカートリッジ８０が画像形成装置１に挿入される挿入方向（後側Ｒ方向）において下流側の側面に取り付けられている。メモリ部３０は、記憶素子３１と、基板３２と、基板３２に設けられたメモリ側接点部３３と、を有し、画像形成装置１に出力する情報を記憶する面状、即ち平板状の情報記憶装置である。記憶素子３１には、例えば、ドラムカートリッジ８０の製造年月日やロットナンバー等の情報が記憶されている。メモリ部３０は、ドラムカートリッジ８０の装置本体１０への装着時に、メモリ側接点部３３が装置本体１０の本体側接点部５４に接触する位置に設けられている。即ち、メモリ部３０は、少なくともメモリ側接点部３３の一部をケーシング８９の外部に露出して設けられている。メモリ部３０は、ケーシング８９に対して各方向Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３に微小な隙間を有して移動を規制された状態で、本実施の形態では熱かしめによって取り付けられている。

　図９に示すように、ドラムカートリッジ８０を装置本体１０に装着することで、本体側接点部５４とメモリ側接点部３３とが前後方向Ｄ１を接触方向として接触する。この時、本体側接点部５４は前後方向Ｄ１に弾性変形可能であるので、メモリ側接点部３３は本体側接点部５４から前側Ｆへの反力を受けた状態で接触する。即ち、メモリ側接点部３３は、ケーシング８９が装置本体１０に装着された場合に、装置本体１０に設けられた本体側接点部５４に接触する。ドラムカートリッジ８０が装置本体１０に装着されて位置決めされると、メモリ側接点部３３は本体側接点部５４から所定の反力を受けながら接触が行われることで、電気的に安定して接続される。ドラムカートリッジ８０が装置本体１０に位置決めされ、本体側接点部５４とメモリ側接点部３３とが接触状態になることで、制御部１２とメモリ部３０とでカートリッジ情報や本体情報の交換を行うことが可能となる。

　次に、ドラムカートリッジ８０のメモリ部３０の支持部９０の構成について、図１０～図１２に基づいて詳細に説明する。ドラムカートリッジ８０は、ケーシング８９にメモリ部３０を保持する支持部９０を有している。支持部９０は、ケーシング８９の後側Ｒの端部において、前側Ｆに凹んだ凹部（保持部）９１と、凹部９１の左右方向Ｄ２の両端部に設けられた熱かしめ部（規制部、突出部）９４と、を有すると共に、ケーシング８９に一体化されている。支持部９０は、メモリ部３０をケーシング８９から取り外し不能にしている。凹部９１は、後側Ｒから視て略長方形状であり、メモリ部３０の少なくとも一部が前後方向Ｄ１に入り込んでおり、後側Ｒに面した底部（凹み面）９２と、左右方向Ｄ２及び上下方向Ｄ３に面した側壁部（側壁）９３と、を有している。

　凹部９１は、ケーシング８９の外面に設けられ、メモリ部３０を嵌めるために形成されている。メモリ部３０は、凹部９１の側壁部９３により実質的に囲まれるような姿勢で、メモリ部３０が凹部９１内で変位可能な状態で取り付けられている。凹部９１は、ケーシング８９の側面に設けられ、凹部９１の底部９２がケーシング８９の側面に沿って形成されている。メモリ部３０は、凹部９１の底部９２がメモリ部３０の面と対向するように、取り付けられている。これにより、凹部９１は、メモリ部３０がメモリ部３０の面方向へ移動することを規制して、メモリ部３０を保持する。

　熱かしめ部９４は、前後方向Ｄ１に関して、メモリ部３０を挟んで底部９２と反対側に設けられ、メモリ部３０が当接することにより凹部９１から離れる方向への移動を規制する（図１２参照）。熱かしめ部９４は、ケーシング８９と一体に形成され、メモリ部３０の面と交差する方向にケーシング８９の外面から突出して設けられ、メモリ部３０の面と交差する方向へのメモリ部３０の移動を規制する。尚、熱かしめ部９４は、ケーシング８９に設けられ、ケーシング８９の外面から突出して設けられた突起部（突出部）９５を熱かしめすることで形成されている（図１１参照）。突起部９５は、底部９２と直交する方向にケーシング８９の外面から突出して、略棒状に形成されている。熱かしめ部９４は、メモリ部３０が凹部９１に取り付けられた後に、熱変形により加工されて形成される。

　第１の規制部である凹部９１の底部９２及び熱かしめ部９４は、前後方向Ｄ１に関して、メモリ部３０のケーシング８９に対する移動を第１の範囲内に規制すると共に、第１の範囲内で移動可能に保持する（図１２参照）。第２の規制部である凹部９１の側壁部９３は、左右方向Ｄ２及び上下方向Ｄ３に関して、メモリ部３０のケーシング８９に対する移動を第２の範囲内に規制すると共に、第２の範囲内で移動可能に保持する（図１０参照）。

　本実施の形態では、メモリ部３０は、例えば、左右方向Ｄ２の長さＸｍ＝６．５ｍｍ、上下方向Ｄ３の幅Ｚｍ＝３．５ｍｍ、前後方向Ｄ１の厚さＹｍ＝１ｍｍの略直方体形状を有している。図１０に示すように、ケーシング８９の凹部９１の左右方向Ｄ２の長さＸ１及び上下方向Ｄ３の幅Ｚ１は、メモリ部３０の長さＸｍ及び幅Ｚｍよりもそれぞれ大きく設けられており、メモリ部３０との間に必ず隙間が生じるようになっている。ここでは、例えば、ケーシング８９の凹部９１の長さＸ１＝７ｍｍ、幅Ｚ１＝４ｍｍとしている。即ち、本実施の形態では、凹部９１の側壁部９３がメモリ部３０のケーシング８９に対する移動を規制する第２の範囲は、左右方向Ｄ２の長さＸ１＝７ｍｍ、上下方向Ｄ３の幅Ｚ１＝４ｍｍとしている。尚、第２の範囲は、装置本体１０に装着されたドラムカートリッジ８０が装置本体１０に対して左右方向Ｄ２及び上下方向Ｄ３に移動可能な量よりも大きくしている。

　また、図１２に示すように、ケーシング８９の凹部９１の底部９２と熱かしめ部９４との前後方向Ｄ１の深さＹ１はメモリ部３０の厚さＹｍよりも大きく設けられており、メモリ部３０との間に必ず隙間が生じるようになっている。ここでは、例えば、深さＹ１＝１．５ｍｍとしている。即ち、本実施の形態では、凹部９１の底部９２及び熱かしめ部９４がメモリ部３０のケーシング８９に対する移動を規制する第１の範囲は、前後方向Ｄ１の深さＹ１＝１．５ｍｍとしている。

　本実施の形態では、熱かしめ部９４は、後側Ｒから視て長方形のメモリ部３０の２本の短辺に当接可能な位置に設けられている。熱かしめ部９４は、メモリ部３０の短手の辺３０１，３０２に対向して設けられている。本実施形態では、熱かしめ部９４は、第１熱かしめ部（第一の規制部、第一の突出部）９４１と、第２熱かしめ部（第二の規制部、第二の突出部）９４２との複数設けられている。第１熱かしめ部９４１はメモリ部３０の短手の第一の辺３０１に対向して設けられ、第２熱かしめ部９４２はメモリ部３０の短手の第二の辺３０２に対向して設けられている。これら第１熱かしめ部９４１及び第２熱かしめ部９４２は、互いにメモリ部３０の長手方向に対向して配置されている。即ち、熱かしめ部９４は、左右方向Ｄ２を長手方向として設けられたメモリ部３０の左右の両端部に設けられている。これにより、熱かしめ部９４が長辺部に設けられた場合に比べて、メモリ部３０が凹部９１の内部で移動した際に脱落しにくくできると共に、メモリ側接点部３３に重なる面積を小さくすることができる。

　ここで、メモリ部３０の左右方向Ｄ２の両縁部に熱かしめ部９４を形成する手順について説明する。まず、図１１に示すように、熱かしめ部９４が形成される前に、凹部９１の左右方向Ｄ２の両隣に隣接して、後側Ｒに突出した突起部９５が設けられている。突起部９５は、例えば、直径１．５ｍｍ、ケーシング８９の後端面からの高さ２．６ｍｍの略円柱形状とする。そして、ケーシング８９の凹部９１に対し、メモリ部３０が取り付けられる。この際、メモリ部３０は、左右方向Ｄ２及び上下方向Ｄ３（図１０参照）に関しては、凹部９１の側壁部９３に対して微小クリアランスを有しており、凹部９１の側壁部９３により第２の範囲で移動可能に規制される。また、この状態において、前後方向Ｄ１に関しては規制がない状態で、メモリ部３０は自由に移動可能となっている。但し、後述する熱かしめを行う際は、メモリ部３０は、重力Ｇを受けることで凹部９１の底部９２に接触して保持された状態となる。

　ケーシング８９に設けられた突起部９５に対し、金型（カシメホーン）９６により熱かしめが行われる。金型９６は、不図示の熱供給部に接続され、熱供給部から供給される熱により約２００℃程度にまで加熱される。金型９６は、製造上のタクトタイム減少の観点から、熱伝導率が高い真鍮製等を使用することが望ましい。金型９６の先端部には、メモリ部３０に突き当たる突当部９７と、突起部９５と接触して溶融を行う溶融部９８とが設けられている。金型９６が加熱された状態で溶融部９８が突起部９５の先端部と接触することで、突起部９５が溶融する。

　次に、突起部９５及び金型９６の寸法について説明する。金型９６の突当部９７がメモリ部３０に突き当たる際、溶融部９８と突起部９５との重なる部分（図１２中、破線部分）の体積Ｖ１の材料が溶融する。溶融された突起部９５は、ケーシング８９、金型９６、メモリ部３０の隙間に設けられた空間９９（図１２中、ハッチング部分）に充填される。この際、溶融された突起部９５の体積Ｖ１と空間９９の体積Ｖ２との関係が、Ｖ２＞Ｖ１を満たすようにＶ１とＶ２を設定することで、メモリ部３０と突起部９５との間に微小な隙間Ｃが設けられる。

　突起部９５が成型された後、金型９６が冷却されることで、溶融した突起部９５が定着する。熱かしめ後の熱かしめ部９４は、左右方向Ｄ２及び上下方向Ｄ３（図１０参照）に関しては、メモリ部３０と重なるオーバーラップ部９４ａを有し、かつ前後方向Ｄ１に関しては、メモリ部３０との間に微小隙間Ｃを有する。即ち、メモリ部３０の面と直交する方向から見たときに、棒状の突出部の一部であるオーバーラップ部９４ａは、メモリ部３０とオーバーラップしている。この時、メモリ部３０はケーシング８９から脱落しないように、オーバーラップ部９４ａの凹部９１への左右方向Ｄ２の突出長さであるオーバーラップ長さｒが設定される（図１０参照）。左右方向Ｄ２に関し、メモリ部３０の長さをＸｍ、凹部９１の長さをＸ１とすると、オーバーラップ長さｒを、Ｘ１－ｒ＜Ｘｍ、即ち、ｒ＞Ｘ１－Ｘｍの関係を満たすようにすることで、メモリ部３０のケーシング８９に対する脱落を回避できる。以上により、メモリ部３０はケーシング８９から後側Ｒに脱落することはなく、かつ左右方向Ｄ２及び上下方向Ｄ３には、凹部９１の領域内を自由に移動可能に保持される。

　上述したように本実施の形態の画像形成装置１によれば、支持部９０は、凹部９１の底部９２及び熱かしめ部９４、及び凹部９１の側壁部９３により各方向Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３に関してケーシング８９に対する移動を規制する。また、支持部９０は、ケーシング８９に一体化されている。このため、支持部９０はケーシング８９に一体化されているので、着脱可能な別部材の保持部材を利用する場合に比べて、ドラムカートリッジ８０の小型化を図ると共にメモリ部３０の着脱を困難にすることができる。

　特に、本実施の形態では、熱かしめ部９４を利用してメモリ部３０を保持している。このため、支持部９０は、メモリ部３０をケーシング８９から取り外し不能にしている。即ち、メモリ部３０を取り外す際は、熱かしめ部９４を破壊する必要があり、また取り外した場合に再度取り付けることは困難である。これにより、メモリ部３０をドラムカートリッジ８０から容易に外せなくなると共に再度の取り付けが困難であるので、市場での誤使用を防止することが可能となる。

　ところで、本実施の形態の支持部９０との比較として、メモリ部３０がケーシング８９の凹部９１に対し、両面テープで貼り付けられて固定されている場合を考える。ドラムカートリッジ８０は、ドラムクリーナ起因で発生する画像不良の発生を防止するために、感光ドラム８１が画像形成を終了する際、回転停止を行う前に逆回転を行う。ドラムカートリッジ８０は、装置本体１０の前側フレーム板１３及び後側フレーム板１４に対し嵌合で位置決めされてはいるものの、装置本体１０に対し、微小な嵌合ガタを有している（そのガタ量は半径方向で例えば３０μｍ程度）。この嵌合ガタが、感光ドラム８１の正回転の際、ドラムカートリッジ８０が位置決め部を中心に一方向にガタ寄せされていたのが、逆回転すると、逆方向にガタ寄せされるまでドラムカートリッジ８０が回転移動する。このドラムカートリッジ８０の微小回転により、ケーシング８９に固定されたメモリ部３０のメモリ側接点部３３と本体側接点部５４とが摩擦摺動することで、本体側接点部５４がメモリ側接点部３３の表面に傷を発生してしまう。これにより、メモリ側接点部３３と本体側接点部５４との接触不良が発生し、メモリ部３０と制御部１２との間で通信エラーが発生してしまう虞がある。

　これに対し、本実施の形態のドラムカートリッジ８０では、上述した支持部９０を有しているので、接点の接触方向と直交（交差）する方向（左右方向Ｄ２及び上下方向Ｄ３）に、移動可能となっている。これにより、ドラムカートリッジ８０が逆回転により移動した際にも、ドラムカートリッジ８０の移動に対し追従して相対移動することなく接点位置が保たれる。それにより、メモリ側接点部３３と本体側接点部５４とでの摩擦摺動が無くなり、本体側接点部５４がメモリ側接点部３３の表面に傷を発生するのを防止し、安定した接点をとることが可能である。即ち、メモリ側接点部３３と本体側接点部５４との摩擦を防止して接触の安定化を図り、接触不良を抑制することができる。

　特に、本実施の形態では、凹部９１の側壁部９３がメモリ部３０の移動を規制する第２の範囲は、装置本体１０に装着されたドラムカートリッジ８０が装置本体１０に対して左右方向Ｄ２及び上下方向Ｄ３に移動可能な量よりも大きくしている。これにより、画像形成装置１の動作中にドラムカートリッジ８０が装置本体１０に対してガタにより最大限に移動しても、メモリ側接点部３３と本体側接点部５４とは相対移動することなく接点位置を維持することができる。

　また、本実施の形態の画像形成装置１によれば、熱かしめ部９４は、長方形状のメモリ部３０の２本の短辺に当接可能な位置に設けられている。このため、熱かしめ部９４が長辺部に設けられた場合に比べて、メモリ部３０が凹部９１の内部で移動した際に脱落しにくくできると共に、メモリ側接点部３３に重なる面積を小さくすることができる。

　上述した実施の形態の画像形成装置１では、規制部として熱かしめ部９４を適用した場合について説明したが、これには限られない。例えば、図１３及び図１４に示すように、規制部として、ケーシング８９と一体形成されて設けられた爪部１９４を適用してもよい。この場合、爪部１９４は、凹部９１に入り込んだメモリ部３０の後側Ｒに重なるように設けられ、爪部１９４によって限りメモリ部３０をケーシング８９から取り外せないようになっている。尚、爪部１９４の保持角（図１４中のθ）は、鋭角であることが好ましい。これによれば、爪部１９４を破壊しない限りメモリ部３０をケーシング８９から取り外せなくなる。このように爪部１９４を適用した場合も、爪部１９４はケーシング８９に一体化されているので、着脱可能な別部材の保持部材を利用する場合に比べて、ドラムカートリッジ８０の小型化を図ると共にメモリ部３０の着脱を困難にすることができる。

　また、本実施の形態の画像形成装置１では、カートリッジとしてドラムカートリッジ８０を適用した場合について説明したが、これには限られない。例えば、画像形成部材として現像スリーブ２４を収容した現像カートリッジ等、他の種類のカートリッジに適用してもよい。

　本カートリッジは、電子写真方式や静電記録方式等の画像形成装置に適用される着脱可能なカートリッジに用いることが可能であり、特にメモリチップが取り付けられたものに用いて好適である。

　本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。本願は、２０１７年６月５日提出の日本国特許出願特願２０１７－１１０８５５を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。

１…画像形成装置、１０…装置本体、３０…メモリ部（メモリチップ）、８０…ドラムカートリッジ（カートリッジ）、８９…ケーシング、９０…支持部、９１…凹部（保持部）、９２…底部（凹み面）、９３…側壁部（側壁）、９４…熱かしめ部（規制部、突出部）、９５…突起部（突出部）、１９４…爪部（規制部、突出部）、９４１…第１熱かしめ部（第一の規制部、第一の突出部）、９４２…第２熱かしめ部（第二の規制部、第二の突出部）。

Claims

　画像形成装置に着脱可能なカートリッジであって、
　樹脂製のケーシングと、
　前記画像形成装置に出力する情報を記憶する面状のメモリチップと、
　前記ケーシングの外面に設けられ、前記メモリチップをはめるために形成された凹部と、
　前記ケーシングと一体に形成され、前記メモリチップの面と交差する方向に前記ケーシングの外面から突出して設けられ、前記メモリチップの面と交差する方向への前記メモリチップの移動を規制する規制部と、を有し、
　前記メモリチップが前記凹部の側壁により実質的に囲まれるような姿勢で前記メモリチップが前記凹部の内部で変位可能な状態で取り付けられているカートリッジ。
　前記凹部は、前記ケーシングの側面に設けられ、前記凹部の凹み面が前記ケーシングの側面に沿って形成されている請求項１に記載のカートリッジ。
　前記規制部は、前記ケーシングの外面から突出して設けられた突出部を熱かしめすることで形成された熱かしめ部である請求項１又は２に記載のカートリッジ。
　前記規制部は、前記ケーシングに設けられた爪部である請求項１又は２に記載のカートリッジ。
　前記凹部の凹み面が前記メモリチップの面と対向するように前記メモリチップは取り付けられ、前記規制部は前記凹み面と直交する方向に前記ケーシングの外面から突出している請求項１乃至４のいずれか１項に記載のカートリッジ。
　前記メモリチップは、カートリッジが画像形成装置に挿入される挿入方向において下流側の側面に取り付けられる請求項１乃至５のいずれか１項に記載のカートリッジ。
　前記規制部は、前記メモリチップの短手の辺に対向して設けられる請求項１乃至６のいずれか１項に記載のカートリッジ。
　前記規制部は複数設けられ、第一の規制部は前記メモリチップの短手の第一の辺に対向して設けられ、第二の規制部は前記メモリチップの短手の第二の辺に対向して設けられる請求項１乃至７のいずれか１項に記載のカートリッジ。
　前記第一の規制部と前記第二の規制部は、互いに前記メモリチップの長手方向に対向して配置されている請求項８に記載のカートリッジ。
　画像形成装置に着脱可能なカートリッジであって、
　樹脂製のケーシングと、
　前記画像形成装置に出力する情報を記憶する面状のメモリチップと、
　前記ケーシングの外面に設けられ、前記ケーシングと一体に形成され、前記メモリチップが前記メモリチップの面方向へ移動することを規制して前記メモリチップを保持する保持部と、
　前記ケーシングと一体に形成され、前記ケーシングの外面から突出して設けられた棒状の突出部と、を有し、
　前記メモリチップの面と直交する方向から見たときに、前記棒状の突出部の一部は前記メモリチップとオーバーラップしているカートリッジ。
　前記保持部は、前記ケーシングの側面に設けられた凹み部であり、前記保持部の凹み面が前記ケーシングの側面に沿って形成されている請求項１０に記載のカートリッジ。
　前記棒状の突出部は、前記ケーシングに設けられた突出部を熱かしめすることで形成された熱かしめ部を有する請求項１０又は１１に記載のカートリッジ。
　前記棒状の突出部は、前記ケーシングに設けられた爪部である請求項１０又は１１に記載のカートリッジ。
　前記メモリチップは、カートリッジが画像形成装置に挿入される挿入方向において下流側の側面に取り付けられる請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載のカートリッジ。
　前記棒状の突出部は、前記メモリチップの短手の辺に対向して設けられる請求項１０乃至１４のいずれか１項に記載のカートリッジ。
　前記棒状の突出部は複数設けられ、第一の突出部は前記メモリチップの短手の第一の辺に対向して設けられ、第二の突出部は前記メモリチップの短手の第二の辺に対向して設けられる請求項１０乃至１５のいずれか１項に記載のカートリッジ。
　前記第一の突出部と前記第二の突出部は、互いに前記メモリチップの長手方向に対向して配置されている請求項１６に記載のカートリッジ。
　画像形成装置に着脱可能なカートリッジであって、
　樹脂製のケーシングと、
　前記画像形成装置に出力する情報を記憶する面状のメモリチップと、
　前記ケーシングの外面に設けられ、前記メモリチップがはまるように前記ケーシングと一体に形成され、前記メモリチップを保持する保持部と、
　前記ケーシングと一体に形成され、前記ケーシングの外面から突出して設けられ、前記メモリチップの面と交差する方向への前記メモリチップの移動を規制する規制部と、を有し、
　前記規制部は、前記メモリチップが前記保持部に取り付けられた後に熱変形により加工されて形成されるカートリッジ。
　前記保持部は、前記ケーシングの側面に設けられた凹み部であり、前記保持部の凹み面が前記ケーシングの側面に沿って形成されている請求項１８に記載のカートリッジ。
　前記規制部は、前記ケーシングに設けられた突出部を熱かしめすることで形成された熱かしめ部である請求項１８又は１９に記載のカートリッジ。
　前記熱かしめ部は、前記ケーシングの外面から突出する方向において前記規制部の先端である請求項２０に記載のカートリッジ。
　前記メモリチップは、カートリッジが画像形成装置に挿入される挿入方向において下流側の側面に取り付けられる請求項１８乃至２１のいずれか１項に記載のカートリッジ。
　前記規制部は、前記メモリチップの短手の辺に対向して設けられる請求項１８乃至２２のいずれか１項に記載のカートリッジ。
　前記規制部は複数設けられ、第一の規制部は前記メモリチップの短手の第一の辺に対向して設けられ、第二の規制部は前記メモリチップの短手の第二の辺に対向して設けられる請求項１８乃至２３のいずれか１項に記載のカートリッジ。
　前記第一の規制部と前記第二の規制部は、互いに前記メモリチップの長手方向に対向して配置されている請求項２４に記載のカートリッジ。