(57)【要約】【課題】  潜像担持体と各プロセス手段を一体化して形成するものであっても、プロセスカートリッジ自体の交換を可能とし、且つユーザまたはサービスマンが容易に、潜像担持体及び各プロセス手段を各々独立して交換することが可能であり、また、カートリッジのセッティングを容易に行なうことが可能な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内の回転体の１つである感光体３は、画像形成装置本体側の所定の位置に備えられた通信部５０３との通信を行うためのアンテナ５０１と、ＩＣチップ５０２とを有する。特に、アンテナは、感光体が回転した場合でも、本体側通信部との通信が可能となるように、円周状に張り巡らされている。【選択図】  図８
2005234499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する像担持体と、
前記像担持体の表面を一様に帯電する帯電ローラを有する帯電手段と、
前記担持体上の静電潜像を現像する現像ローラを有する現像手段と、
前記像担持体上の静電線像をペーパー等の転写体、もしくは中間転写ベルト上へ転写する静電転写機能を有する転写手段と、
前記担持体の表面に残留した現像剤を除去・回収するクリーニング手段と、
転写体に転写された画像を定着させる定着手段と、
トナーを格納し供給するためのトナーボトルとを有し、
更に、前記像担持体、帯電手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段、定着手段、トナーボトルのうち、少なくとも２つ以上がユニット化され、該ユニットを着脱可能としたプロセスカートリッジを装着できる構造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ＩＣチップを有し、
更に、前記画像形成装置は、前記ＩＣチップの情報を読み書きを行い、前記プロセスカートリッジの使用履歴を残す記憶手段を有し、
更に、前記プロセスカートリッジは、内部の回転体の外周上にＩＣチップの通信および電源用のアンテナを這いまわしている、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記回転体は、本体側と通信が確立することでセットされたことを検知する検知手段を有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記ＩＣチップは、機器ＩＤおよび使用実績情報を含む機器情報を記憶する第１の記憶手段を有し、
前記画像形成装置は、本体に装備した作像ユニットに送信する使用実績値および割当寿命値を含む本体側管理情報を記憶する第２の記憶手段を有し、
更に、前記第１の記憶手段、第２の記憶手段に格納されたデータの読み出しをする読み出し手段と、を有することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の静電複写プロセスを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置において、現像装置内のトナーは画像形成によって消費されるために、それを補給する必要があり、例えば、二成分現像剤の場合は、磁性キャリアを交換する必要があった。また、画像形成装置内のその他の部材も、感光体の摩耗・劣化による交換、帯電装置の汚れによる交換、クレーニングブレードの摩耗による交換等を行わなければならない部材がある。
そこで、サービスマンがユーザの元へ出向し、それぞれ交換するする部品又は部材の交換を行っていた。しかし、画像形成装置及び内部部品・部材の耐久性が高まったことにより、メンテナンスの必要性が低くなってきていた。
そこで、従来、帯電装置、現像装置またはクリーニング装置と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするプロセスカートリッジによって、サービスマンがユーザのもとに出向することなく、一体化されたプロセスカートリッジそのものをユーザが交換していた。
【０００３】
特に、近年では、カートリッジと画像形成装置との間で、トナーの消耗度などの情報のやり取りを行うことにより、装置を有効に活用できるようになっている。
この種の従来の技術として、例えば、画像形成装置本体とこれに装着する複数の画像形成用カートリッジに搭載された非接触通信ＩＣタグとの間で、非接触方式で情報のやり取りを行うことが可能な画像形成装置がある（特許文献１参照）。
【０００４】
また、例えば、必要以上にカートリッジのコストアップをさせることなく、カートリッジの記憶手段（メモリ）を利用して画像形成装置本体の使用情報を収集し、活用することが可能な画像形成装置がある（特許文献２参照）。
【０００５】
また、例えば、電子写真感光体を管理するための管理情報を非接触で記録できるようにして、電子写真感光体の管理の向上を図った電子写真感光体及びその管理システムがある（特許文献３参照）。
【０００６】
また、例えば、使用限界の管理情報を保存するメモリを内蔵するプロセスカートリッジの使用限界を管理するための処理を迅速且つ適正に行うことにより、カートリッジメモリに管理情報を全て保存することによる不利益を解消することが可能な画像形成装置がある（特許文献４参照）。
【特許文献１】特開２００１−２２２３０号公報
【特許文献２】特開２００１−２２２２０３号公報
【特許文献３】特開２００３−１９５６９０号公報
【特許文献４】特開２００２−１８２５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、各部材の寿命に関係なく、ユーザまたはサービスマンは一体化したプロセスカートリッジ全体を交換していた。これは、交換性には寄与するが、使用できる部品も同時期に交換しなければならないため資源の無駄につながってしまい、消費者から不満が生じていた。
【０００８】
また、プロセスカートリッジ内のユニットを交換したときに、交換した部品が確実にセットできていることを確認する手段がないために、部品の交換は熟練したユーザまたはサービスマンが慎重に行なう必要があり、一般のユーザにとってはコストのかかるものであった。
【０００９】
本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、潜像担持体と各プロセス手段を一体化して形成するものであっても、プロセスカートリッジ自体の交換を可能とし、且つユーザまたはサービスマンが容易に、潜像担持体及び各プロセス手段を各々独立して交換することが可能であり、また、カートリッジのセッティングを容易に行なうことが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、回転する像担持体と、前記像担持体の表面を一様に帯電する帯電ローラを有する帯電手段と、前記担持体上の静電潜像を現像する現像ローラを有する現像手段と、前記像担持体上の静電線像をペーパー等の転写体、もしくは中間転写ベルト上へ転写する静電転写機能を有する転写手段と、前記担持体の表面に残留した現像剤を除去・回収するクリーニング手段と、転写体に転写された画像を定着させる定着手段と、トナーを格納し供給するためのトナーボトルとを有し、更に、前記像担持体、帯電手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段、定着手段、トナーボトルのうち、少なくとも２つ以上がユニット化され、該ユニットを着脱可能としたプロセスカートリッジを装着できる構造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ＩＣチップを有し、更に、前記画像形成装置は、前記ＩＣチップの情報を読み書きを行い、前記プロセスカートリッジの使用履歴を残す記憶手段を有し、更に、前記プロセスカートリッジは、内部の回転体の外周上にＩＣチップの通信および電源用のアンテナを這いまわしている、ことを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、前記回転体は、本体側と通信が確立することでセットされたことを検知する検知手段を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、前記ＩＣチップは、機器ＩＤおよび使用実績情報を含む機器情報を記憶する第１の記憶手段を有し、前記画像形成装置は、本体に装備した作像ユニットに送信する使用実績値および割当寿命値を含む本体側管理情報を記憶する第２の記憶手段を有し、更に、前記第１の記憶手段、第２の記憶手段に格納されたデータの読み出しをする読み出し手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、回転する像担持体と、前記像担持体の表面を一様に帯電する帯電ローラを有する帯電手段と、前記担持体上の静電潜像を現像する現像ローラを有する現像手段と、前記像担持体上の静電線像をペーパー等の転写体、もしくは中間転写ベルト上へ転写する静電転写機能を有する転写手段と、前記担持体の表面に残留した現像剤を除去・回収するクリーニング手段と、転写体に転写された画像を定着させる定着手段と、トナーを格納し供給するためのトナーボトルとを有し、更に、前記像担持体、帯電手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段、定着手段、トナーボトルのうち、少なくとも２つ以上がユニット化され、該ユニットを着脱可能としたプロセスカートリッジを装着できる構造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ＩＣチップを有し、更に、前記画像形成装置は、前記ＩＣチップの情報を読み書きを行い、前記プロセスカートリッジの使用履歴を残す記憶手段を有し、更に、前記プロセスカートリッジは、内部の回転体の外周上にＩＣチップの通信および電源用のアンテナを這いまわしている、ことにより、プロセスカートリッジがどの方向にセットされても、プロセスカートリッジと画像形成装置本体との通信が可能となる。これは、従来では保守作業としてのプロセスカートリッジのセットを、保守作業に熟練したユーザやサービスマンが行なっていたのが、本発明により、その作業に慣れていないユーザでも、誤り無く容易に保守作業を行なうことが可能であることを意味する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下の実施例では、軸回転する部品として、プロセスカートリッジ内の感光体に対して、その外周に本体との通信用アンテナを円周状に這いまわし、感光体をセットした位置によらず本体と通信を行なっているので、最も好ましい実施形態の一つである。
【実施例】
【００１５】
次に、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態である画像形成装置におけるプロセスカートリッジの構造を示す概略図である。
プロセスカートリッジ１は、プロセスカートリッジ枠体２（以下、「枠体」と記すことがある）に、潜像担持体である感光体３（図示しない）と、各プロセス手段として帯電手段である帯電モジュール４と、現像手段である現像モジュール５と、クリーニング手段であるクリーニングモジュール６とを有する。なお、感光体３、帯電モジュール４、現像モジュール５、クリーニングモジュール６は、モジュール単位で新しいものと交換することが可能なものである。
ここで、「モジュール」とは、交換できる単位を表現したものであり、例えば、「クリーニングモジュール」と「クリーニング装置」とは、それぞれ異なるものを示している。
【００１６】
図２は、プロセスカートリッジの構造を示す概略断面図でる。
プロセスカートリッジ枠体２は、第１のプロセスカートリッジ枠体２ａ（以下、「第１枠体」と記す）と、第２のプロセスカートリッジ枠体２ｂ（以下、「第２枠体」と記す）とが、係合部２ｃを軸として、開放位置と閉塞位置との間を回転可能に係合している。
なお、閉塞位置のとき、枠体２ａ，２ｂは感光体３が取り外せないように囲っている。
係合部２ｃは、突起部と穴部をそれぞれの枠体２ａ，２ｂに設けて、この穴部に突起部を挿入して係合させ、突起部にＣリングで抑えて抜けないようにする。
さらに、閉塞位置時において第１、第２のプロセスカートリッジ枠体がオーバーラップしている個所に設けられた穴部に対して、図示しない枠体位置決部材に植立された２本のピンによって貫通させることにより、第１又は第２枠体２ａ、２ｂを位置決すると同時に固定する。これによって、プロセスカートリッジ枠体２は、第１枠体２ａ又は第２枠体２ｂを一体に成形することなく組立ることで、容易に分離することができ、また、下記に説明する各プロセス手段および感光体を別個に入れ換えることができる。
【００１７】
また、この枠体２には、図２に示すように、検知手段を設けてもよい。検知手段として、プロセスカートリッジ１内の温湿度を検知するための温湿度センサ２１、感光体３の電位を検知する電位センサ２２、現像後の感光体３上の現像されたトナー量を検知するトナー濃度センサ２３を配設している。
【００１８】
温湿度センサ２１は、第２プロセスカートリッジ枠体２ｂに配置され、正の温度特性を有する、例えば、白金、タングステン、ニクロム、カンタル、または負の温度係数を有する、例えば、ＳｉＣ（炭化けい素）、ＴａＮ（窒化タンタル）等の微細線もしくは薄膜、サーミスタ等の微小感温素子による検出素子によって検知する。
なお、前記温湿度センサ２１は、図２に示すように、第２枠体２ｂの上部に配設するが、この位置に限定されるものではない。
【００１９】
電位センサ２２は、第２プロセスカートリッジ枠体２ｂに配置され、電位検知部と制御部とで構成されるが、電位センサ２２は被測定物の感光体３表面から１〜３ｍｍの間隔をおいて配設することで、感光体３の表面電位を検知することが可能である。
この電位センサ２２を、図２に示すように、第１枠体２ａの上部で、帯電モジュール４と現像モジュール５の間であって、露光するレーザ光の下流側に配設する。この位置で、パッチ状のベタ黒部になる潜像を形成した感光体３の電位を検知し、検知した信号が図示しない信号線（ハーネス）を通して画像形成装置１００本体に送信され、この制御部で現像モジュール５が印加する現像バイアスの大きさを決定し、電源を制御して電圧を印加する。
なお、この電位センサ２２は、位置に限定されるものではなく、白地背景部となる感光体３の電位を検知して、ベタ黒部を形成するレーザ光の光量、露光時間を制御してもよい。
【００２０】
トナー濃度センサ２３（以下、「Ｐセンサ」と記す）は、第１プロセスカートリッジ枠体に配置され、感光体３上の画像形成領域外に形成されたベタ黒部の潜像をトナーで可視像化し、このベタ黒部のトナー付着量を画像濃度として光学的に検知し、検知結果を信号として制御部へ送信する。
Ｐセンサ２３は、図示しない発光素子（例えば、ＬＥＤ）と受光素子とで構成され、ベタ黒部からの反射した発光素子の光量を受光素子がとらえて感光体３上のトナー量を得るようになっている。この感光体３上のトナー量を検知して、制御部に記録されているテーブルから、現像モジュール５内に収容されている現像剤のトナー濃度を決定する。このＰセンサは、現像モジュール５の下流側に設ける。
なお、このように感光体に関係する各センサはカートリッジ枠体に配置することにより、各プロセス手段の交換を容易にすることができる。また、交換可能な各プロセス手段を安価にすることが可能である。
【００２１】
信号線ハーネスは、プロセスカートリッジ１の奥側にまとめて、プロセスカートリッジ１の奥側に設けるコネクタ部に接続させる。
プロセスカートリッジ１の奥側にはコネクタ部が形成され、画像形成装置本体側の電気回路と接続される。このコネクタ部には、上述したセンサから伸びたハーネスが取り付けられる。各ハーネスは回転軸２ｃを這わせるようにされる。この構成により、上述したカートリッジ枠体の自由な回転移動を実現でき、感光体３および各プロセス手段の交換性を上げる。
【００２２】
この他に、例えば、転写前除電装置２５、クリーニング前除電装置２６を配設しても良い。
転写前除電装置２５は転写領域の上流側に、クリーニング前除電装置２６は転写領域から下流側でクリーニング装置（クリーニング装置は、クリーニングモジュールとは異なる物を示している。）の上流側に設けて、感光体３上の電荷を減衰させることで、転写又はクリーニングしやすくする。特に、クリーニング前除電装置２６は感光体３上に転写されなかった残留トナーをクリーニングしやすくする。
これらは発光手段としては、発光ダイオード（ＬＤ）、ＬＥＤ、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）、蛍光灯等を配設し、いずれも感光体３を露光して感光体３上の電荷を減衰させることができる。発光手段は、ＥＬ又はＬＤが好ましく、さらに、構造が簡単であり、ＥＬを用いることが一層好ましい。また、帯電装置の上流側に帯電前除電を設けても良い。感光体３の残留電位を消去して、感光体を一様に帯電させることができる。
【００２３】
図３は、プロセスカートリッジ内の感光体の構成を示す概略図である。また、図４は、画像形成装置に組み込まれたプロセスカートリッジ奥側の状態を示す概略図である。
感光体３は、図３に示すように、円筒状のアルミニウム基板３５上に感光層３６を設ける。円筒状の感光体３である場合には、円筒内部の両端にフランジ３１、３２を設けている。
プロセスカートリッジ奥側のフランジ３１は、中心部に画像形成装置１００の本体に設けられる駆動軸１０１を通すための軸受３３が形成される。軸受３３の内面にはギア３４が形成されており、駆動軸１０１に設けるギア１０２と嵌合される。
また、プロセスカートリッジ手前側のフランジ３２は、中心部に嵌合部が形成される。この嵌合部は、感光体３のプロセスカートリッジへの装着時に、プロセスカートリッジ枠体２ａに取り付けられた位置決部に嵌合する。位置決部は感光体３を押し返す方向に、スプリング（図示しない）により付勢されている。
【００２４】
前記感光体３のプロセスカートリッジへの装着は、フランジ３２の嵌合部を位置決部に押圧しつつ、プロセスカートリッジ枠体に装着することで行われ、取り外し時にはその逆である。なお、この感光体３は、プロセスカートリッジ枠体２の奥側側板１１に設ける係止部１２に係止させるだけで、画像形成が行えるほど高精度には位置決めされてはいない。画像形成装置１００は、画像形成装置１００本体奥側板１１１にプロセスカートリッジ１の枠体奥側板１１に設ける穴部１３に合わせた軸受１０３を備えている。
駆動軸１０１は、プロセスカートリッジ１の穴部１３に挿嵌させて、画像形成装置１００とプロセスカートリッジ１の位置決をする。さらに、この駆動軸１０１は、感光体３のフランジ３１における軸受３３に挿入すると共に、駆動軸１０１のギア１０２とフランジ３１に設けるギア３４に嵌合させる。
【００２５】
この画像形成装置１００の本体に配設する駆動軸１０１を回転させると、駆動軸１０１のギア１０２が感光体３のギア３４を介して感光体３を回転させる。また、感光体３は、プロセスカートリッジ１の枠体２に固定せず、係止させているだけで、画像形成装置１００本体に設ける駆動軸１０１を感光体３に挿嵌させることで、感光体３の位置決めをする。この画像形成装置１００本体に設けられる駆動軸１０１によって、さらに、プロセスカートリッジ１と感光体３との位置決めが同時に行われる。この構成のように、高精度に感光体を駆動するためには感光体３の回転軸を持たせることが有効だが、本実施例においては、駆動軸１０１を画像形成装置本体側に設け、プロセスカートリッジ１を貫通させつつ、位置決めすることにより、感光体およびプロセスカートリッジを安価にすることができ、かつ高精度で回転駆動できる。
【００２６】
図５は、画像形成装置の構成を示した概略図である。
画像形成装置１００には、中央に、無端ベルトである中間転写ベルト４０がある。中間転写ベルト４０は、例えば伸びの少ないフッ素樹脂や伸びの大きなゴム材料に帆布など伸びにくい材料で構成された基層に弾性層を設けた複層ベルトである。弾性層は、例えばフッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムの表面に、例えばフッ素系樹脂をコーティングして平滑性のよいコート層を形成したものである。
中間転写ベルト４０は、３つの支持ローラ４１〜４３に掛け廻されており、時計廻りに回動駆動される。第２の支持ローラ４２の左に、画像転写後に中間転写ベルト４０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置４４がある。
【００２７】
第１の支持ローラ４１と第２の支持ローラ４２との間の中間転写ベルト４０には、その移動方向に沿って、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）およびシアン（Ｃ）の各色作像ユニット（作像プロセス機器）からなる作像装置４５があり、各色作像ユニットはそれぞれ個別に交換用にユニット化され、プリンタ本体に対して脱着可能に装着されている。各色作像ユニットには、感光体ドラム３、ならびに該感光体ドラムを荷電する帯電器、潜像を現像する現像器、クリーニング装置およびその他の周辺機器でなる作像関連機器４６がある。
【００２８】
作像装置４５の上方には、各色作像ユニットの各感光体ドラムに画像形成のためのレーザ光を照射するレーザ露光装置５１がある。レーザ露光装置も作像プロセス機器であり、交換用にユニット化されている。
作像プロセス機器であり交換用にユニット化された中間転写ベルト４０の下方には、作像プロセス機器であって交換用にユニット化された２次転写装置５２がある。２次転写装置は、２つのローラ５３の間に、無端ベルトである２次転写ベルト５４を掛け渡して、中間転写ベルト４０を押し上げて第３の支持ローラ４３に押当てるように配置したものである。この２次転写ベルト５４は、中間転写ベルト４０上の画像を、用紙上に転写する。
【００２９】
２次転写装置５２の横には、用紙上の転写画像を定着する定着装置５５があり、トナー像が転写された用紙がそこに送り込まれる。定着装置も作像プロセス機器であって、交換用にユニット化されている。定着装置は、無端ベルトである定着ベルト５６に加熱、加圧ローラ５７を押し当てたものである。
２次転写装置５２および定着装置５５の下方に、表面に画像を形成した直後の用紙を、裏面にも画像を記録するために表裏を反転して送り出すシート反転装置５８がある。このシート反転装置も、作像プロセス機器であって、交換用にユニット化されている。
【００３０】
スタートスイッチが押されると、原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００に原稿があるときは、それをコンタクトガラス６２上に搬送してから、ＡＤＦ４００に原稿が無いときにはコンタクトガラス上に手置きの原稿を読むために直ちに、スキャナ３００を駆動し、第１キャリッジ６３および第２キャリッジ６４を読み取り走査駆動する。そして、第１キャリッジ６３上の光源からコンタクトガラスに光を発射するとともに原稿面からの反射光を第１キャリッジ６３上の第１ミラーで反射して第２キャリッジ６４に向け、第２キャリッジ上のミラーで反射して結像レンズ６５を通して読取りセンサであるＣＣＤ６６に結像する。ＣＣＤ６６で得た画像信号に基づいてＫ、Ｙ、Ｍ、Ｃの各色記録データが生成される。
【００３１】
また、スタートスイッチが押されたときに、中間転写ベルト４０の回動駆動が開始されるとともに、作像装置４５の各作像ユニットの作像準備が開始され、そして各色作像ユニットの作像シーケンスが開始されて、各色作像ユニットに各色記録データに基づいて変調された露光レーザが投射され、各色作像プロセスにより、各色トナー像が中間転写ベルト４０上に一枚の画像として、重ね転写される。
このトナー画像の先端が２次転写装置５２に進入するときに、同時に先端が２次転写装置５２に進入するようにタイミングをはかって用紙が２次転写装置５２に送り込まれ、これにより中間転写ベルト４０上のトナー像が用紙に転写する。トナー像が移った用紙は定着装置５５に送り込まれ、そこでトナー像が用紙に定着する。
【００３２】
なお、上述の用紙は給紙テーブル２００の給紙ローラ７２の１つを選択回転駆動し、ペーパーバンク７３に多段に備える給紙カセット７４の１つからシートを繰り出し、分離ローラ７５で１枚だけ分離して給紙路７６に入れ、搬送ローラ７７で搬送して画像形成装置１００内の給紙路７８に導き、レジストローラ７９に突き当てて止めてから、前述のタイミングで２次転写装置５２に送り出されるものである。
また、手差しトレイ８１上に用紙を差し込んで給紙することも可能である。ユーザが手差しトレイ８１上に用紙を差し込んでいるときには、画像形成装置１００が給紙ローラ８０を回転駆動して手差しトレイ８１上のシートの一枚を分離して手差し給紙路８３に引き込み、同じくレジストローラ７９に突き当てて止める。
【００３３】
定着装置５５で定着処理を受けて排出される用紙は、切換爪８５で排出ローラ８６に案内して排紙トレイ８７上にスタックする。または、切換爪８５でシート反転装置５８に案内して、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を転写した後、排出ローラ８６で排紙トレイ８７上に排出する。
一方、画像転写後の中間転写ベルト４０上に残留する残留トナーは、中間転写体クリーニング装置４４で除去し、再度の画像形成に備える。
【００３４】
レジストローラ７９は、一般的には接地されて使用されることが多いが、用紙の紙粉除去のためにバイアス電圧を印加することも可能である。
例えば、導電性ゴムローラを用いバイアスを印加する。直径１８ｍｍで、表面を１ｍｍ厚みの導電性ＮＢＲゴムとする。電気抵抗はゴム材の体積抵抗で１０９Ωｃｍ程度である。このようにバイアスを印加したレジストローラ７９を通過した後の紙表面は、若干マイナス側に帯電している。よって、中間転写ベルト４０からシートへの転写では、レジストローラ７９に電圧を印加しなかった場合に比べて転写条件が変わり、転写条件を変更する場合がある。中間転写ベルト４０には、トナーを転写する側（表側）には−８００Ｖ程度の電圧を印加し、紙裏面側は＋２００Ｖ程度の電圧を印加する。
一般的に、中間転写方式は紙粉が感光体にまで移動しずらいため、紙粉転写を避ける考慮をする必要が少なくアースになっていても良い。また、印加電圧としてＤＣバイアスが印加されているが、これはシートをより均一帯電させるためＤＣオフセット成分を持ったＡＣ電圧でも良い。
【００３５】
図６は、画像形成装置の内部構成を示したブロック図である。
画像形成装置は、システムコントローラ６００、操作パネル６２０、原稿スキャナ３００、給紙バンク２００、ＡＤＦ４００、及び画像形成装置（画像形成部）１００を含み構成されている。
システムコントローラ６００は、ワークメモリ６０１、フレームメモリ６０２、ＮＶＲＡＭ６０３、ＲＡＭ６０４、ＲＯＭ６０５、ＣＰＵ６０６、外部機器通信制御６０７、システムインターフェース６０８、ＦＩＦＯメモリ（First In First Outメモリ）６０９、ＦＩＦＯメモリ６１０、メモリコントローラ６１１、ＨＤＤＣ６５０、バス制御６１２〜６１４を含み構成されている。
操作パネル６２０は、入力装置６２１、表示装置６２２、操作パネル制御装置６２３から構成され、更に、操作パネル制御装置６２３は、ＣＰＵ６２４、ＲＯＭ６２５、ＲＡＭ６２６を含み構成されている。
【００３６】
画像形成装置（画像形成部）１００は、リーダ／ライタモジュール１７０、発受信回路１８１、プロセスコントローラ１３１、ＲＡＭ１３２、ＲＯＭ１３３ａ、装備した作像ユニットに送信する使用実績値および割当寿命値を含む本体側管理情報を記憶する不揮発メモリ１３３ｂ、書き込みインターフェース１３４、作像ユニット４５、及びインターフェース１３６を含み構成される。
原稿スキャナ３００は、読取ユニット３０１、出力インターフェース３０２、ＳＢＵ、及びバス制御を含み構成される。
【００３７】
原稿スキャナ３００の、原稿を光学的に読み取る読取ユニット３０１は、原稿に対する原稿照明光源の走査を行い、ＳＢＵ（センサボードユニット）のＣＣＤ６６に原稿像を結像する。原稿像、すなわち原稿に対する光照射の反射光をＣＣＤ６６で光電変換してＲ・Ｇ・Ｂ画像信号を生成し、ＳＢＵ上でＲＧＢ画像データに変換し、かつシェーディング補正し、そして出力インターフェース３０２で画像データバスを介して画像データ処理器ＩＰＰ(Image Processing Processor)に送出する。
ＩＰＰは、分離生成（画像が文字領域か写真領域かの判定：像域分離）、地肌除去、スキャナガンマ変換、フィルタ、色補正、変倍、画像加工、プリンタガンマ変換および階調処理を行う。ＩＰＰは画像処理をおこなうプログラマブルな演算処理手段である。
【００３８】
スキャナ３００からＩＰＰに転送された画像データは、ＩＰＰにて光学系およびデジタル信号への量子化に伴う信号劣化（スキャナ系の信号劣化）が補正され、フレームメモリ６０２に書き込まれる。システムコントローラ６００は、スキャナアプリケーション、ファクシミリアプリケーション、プリンタアプリケーションおよびコピーアプリケーション等の複数アプリケーションの機能を有し、システム全体の制御を行う。
操作パネル制御装置６２３は、操作パネル６２０の入力を解読して本システムの設定とその状態内容を表示する装置である。
画像データバス／制御コマンドバスは、画像データと制御コマンドが時分割で転送されるバスである。
【００３９】
システムコントローラ６００上のＣＰＵ６０６は、該システムコントローラ６００の制御を行う。ＲＯＭ６０５にはシステムコントローラ６００の制御プログラムが書かれている。ＲＡＭ６０４は、ＣＰＵ６０６が使用する作業用メモリである。ＮＶＲＡＭ６０３は、不揮発性メモリであり、システム全体の情報の保管を行う。
外部機器通信制御６０７は、画像読み取り、画像蓄積或いは画像印刷を要求する外部機器（例えば、同種の複写機、画像スキャナ、パソコン、プリンタ、ファクシミリ等）を行うものであり、ネットワークに接続するための物理Ｉ／Ｆの制御を行う。
ネットワーク接続された外部機器通信制御６０７がネットワークからデータを受信すると、電気的な信号より通信データの内容だけシステムインターフェース６０８に送る。システムインターフェース６０８では、規定されたプロトコルに従い受信データを論理変換しＣＰＵ６０６に送る。
ＣＰＵ６０６では、論理変換された受信データを判断し処理を行う。また、ＣＰＵ６０６が、ネットワークにデータを送信する時は、受信とは逆の手順で、システムＩ／Ｆ６０８、外部機器通信制御６０７に送信データが伝達され、電気信号としてネットワーク上に送出される。
【００４０】
システムインターフェース６０８は、ＣＰＵ６０６の命令によりシステム内で処理される、原稿読み取りデータ、ファクシミリ受信データ、パソコンのドキュメントデータ（印刷命令）の転送制御、並びにパソコンのドキュメントデータの印刷用のイメージデータ（画像データ）への変換と転送を行う。
ワークメモリ６０１は、プリンタで使用する画像展開（ドキュメントデータからイメージデータへの変換）の作業用メモリである。
フレームメモリ６０２は、電源が供給され続けている状態で即座に印刷される読み取り画像や書込み画像のイメージデータを、一時蓄える作業用メモリである。
ＨＤＤＣ６５０は、システムのアプリケーションプログラムならびに画像形成装置１００の作像プロセス機器の機器付勢情報を格納するアプリケーションデータベース、ならびに、読み取り画像や書き込み画像のイメージデータ、すなわち画像データ、ならびにドキュメントデータを蓄える画像データベースとして用いられるハードディスクＨＤＤとそのコントローラである。イメージデータおよびドキュメントデータは、符号化されたりドットイメージであったりする。
【００４１】
ＦＩＦＯバッファメモリ６１０は、入力画像をフレームメモリ６０２へ書込む時のデータ転送速度変換を行う。すなわち、転送元と転送先のデータ送出／受入れタイミングの差、転送単位のデータ量の相違、転送速度差等を吸収するデータの一時蓄積を行い、転送元の転送タイミングおよび速度でデータを受け入れ、転送先の転送タイミングおよび速度でデータを送り出す。
同様に、ＦＩＦＯバッファメモリ６０９は、フレームメモリ６０２の画像データを出力画像としてデータ転送する時の速度変換を行う。
【００４２】
メモリコントローラ６１１は、ＣＰＵ６０６の制御なしにフレームメモリ６０２及び、ＨＤＤＣ６５０とバス間の画像の入出力をコントロールすることが可能である。また、操作ボード６２０の入力装置６２１が受けたコマンドに応じて、フレームメモリ６０２を利用して、ＨＤＤＣ６５０に蓄積している画像の編集、加工あるいは画像合成を行う。メモリコントローラ６１１は、ＨＤＤＣ６５０のＨＤＤからワークメモリ６０１又はフレームメモリ６０２への画像情報の読み出しと、おもに画像データアドレス変更操作による、転写紙に対する画像の印刷方向の変更、画像の回転、画像の組み合わせ編集と、画像データに対する設定値の加減乗除による濃度変換、画像データ同士の論理積演算や論理和演算による画像トリミングおよび合成と、このように処理した画像情報のＨＤＤへの書込みとによって、各種の画像加工および編集を行うことができる。
画像の読み取り変倍は画像読取ユニット３０１が行い、印刷変倍はＩＰＰが行う。
【００４３】
操作パネル制御装置６２３上のＣＰＵ６２４は、操作パネル６２０の入出力制御を行う。すなわち、操作パネル６２０の入力読込みおよび表示出力を制御する。ＲＯＭ６２５には、操作パネル６２０の制御プログラムが書かれている。ＲＡＭ６２６は、ＣＰＵ６２４で使用する作業用メモリである。
入力装置６２１は、操作パネル６２０の入力キーおよび入力パネルを操作してユーザがシステム設定の入力を行うための装置である。
表示装置６２２は、操作パネル６２０にあって、ユーザにシステムの設定内容、動作状態等を表示するものであり、表示灯および表示パネルを含む。
【００４４】
主走査及び副走査の基本倍率調整値は、システム調整工程でサンプル画像による倍率測定が行われ、操作パネル制御装置６２３により設定が行われる。また、主走査、副走査の四辺縁なし倍率調整値は、ユーザまたはメンテナンス担当者により、印刷画像から画像欠け及び余白が発生していないか確認され、それらを抑制する倍率調整値が操作パネル６２０により設定される。図５に示す画像形成装置１００の作像装置４５の各色作像ユニット（Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの４種）、レーザ露光装置５１、レジストローラ７９、中間転写ベルト４０、２次転写ベルト５４、定着装置５５およびシート反転装置５８はそれぞれ、作像プロセス機器としてプリンタ本体に対して着脱可能にユニット化されて装着されている。
【００４５】
図７は、作像プロセスユニット（以下、「プロセスカートリッジ」と言う）に組み込まれた発受信回路からシステムコントローラまでのユニット管理データ伝送系の概要を示した図である。
１つの発受信回路１８１ａには、超小型無線管理チップ１９５ａと、それに動作電圧を与えるための受電コイル１９１ａ、整流平滑回路１９３ａおよび定電圧回路１９４ａがある。受電コイル１９１ａはユニットケースの端面にあり、画像形成装置本体側の給電コイル１７７ａとの磁気結合が密になるように、磁性体コアに巻回されている。受電コイル１９１ａには、整流平滑回路１９３ａが接続されている。
画像形成装置本体には、発受信回路１８１ａを装備したプロセスカートリッジが装着されたときに、前記受電コイル１９１ａが対向する位置に給電コイル１７７ａが配設されており、プロセスカートリッジがプリンタ本体に装着されているときには、受電コイル１９１ａが接するほどの近距離で給電コイル１７７ａに対向する。
【００４６】
他のユニットにも発受信回路１８１ａと同一仕様の発受信回路１８１ｂ，１８１ｃ，１８１ｄ，・・・が備わっており、それらのユニットがプリンタ本体に装着されたときに各発受信回路の各受電コイルに対向する給電コイル１７７ｂ，１７７ｃ，１７７ｄ，・・・がプリンタ本体に配設されている。給電コイル１７７ａ〜１７７ｄ，・・・は、選択接続回路１７６の第１〜第Ｎｐｄの入出力ポートの各ポートに接続されている。
【００４７】
システムコントローラ６００がプロセスコントローラ１３１に状態読取を指示すると、プロセスコントローラ１３１は開閉スイッチ回路１７３を閉じる。そして、選択接続回路１７６を入出力ポート０から第１ポートへの電圧出力に切換えて、第１ポートに結合されたユニットの発受信回路１８１に対するデータ転送を終えると第２ポートへの電圧出力に切換えて、第２ポートでのデータ転送を終えると第３ポートへの電圧出力に切換えるという具合に、第Ｎｐｄポートまで電圧出力を切換えてデータ転送をしてから、開閉スイッチ回路１７３を開く。
開閉スイッチ回路１７３を閉じている間、交流電圧発生器１７４が交流電圧を発生し、これによって第１番の給電コイル１７７ａに交流電流が流れ、交流磁界が発生する。この交流磁界によって、発受信回路１８１ａの受電コイル１９１ａに交流電流が誘起されて、整流平滑回路１９３ａの平滑コンデンサを充電する。平滑コンデンサの充電電圧が所定値に達してから定電圧回路１９４ａが管理チップ１９５ａへの電圧印加を開始する。
【００４８】
発受信回路１８１ａ，１８１ｂ，１８１ｃ，１８１ｄ，・・・には、通信信号送信用の発光ダイオードと受信用のフォトトランジスタを対にした送受信端１９９があって、受電コイル１９１と並んでおり、これに対応する同様な送受信端１７８ａがプリンタ本体にあって、送電コイル１７７ａと並んでいる。
プロセスカートリッジの送受信端１９９ａとプリンタ本体側の送受信端１７８ａとは、送信用および受信用あわせて２対のフォトカプラを構成する。すなわち、無線通信の中の光通信を行うものとした。
【００４９】
プロセスコントローラ１３１は、読み出し命令または書き込み命令を管理チップ１９５に送信する。
管理チップ１９５は、読み出し命令に応答してその内部の不揮発メモリである管理メモリ１９８のデータを読み出してプロセスコントローラ１３１に送出する。また、書込み命令に応答してプロセスコントローラ１３１が送り込んでくるデータを管理メモリ１９８に更新書き込みする。
プロセスコントローラ１３１は、第１ポート（に通信結合しているユニット）に対する管理データの読み書きを終えると、今度は、選択接続回路１７６を第１ポートから第２ポートへの電圧出力とデータ転送接続に切換えて、発受信回路１８１ｂに対してデータの送受信を行う。管理チップ１９５が有する管理メモリ１９８には、プロセスカートリッジの特性値、例えば、カートリッジのＩＤや使用履歴（使用実績）の情報等、が記録されている。
【００５０】
図８は、プロセスカートリッジ内の回転体の構成を示した図である。
プロセスカートリッジ内の回転体の一例として、ここでは、感光体を例に挙げる。
感光体３は、図に示すように画像形成装置本体側の所定の位置に備えられた通信部５０３との通信を行うためのアンテナ５０１と、ＩＣチップ５０２とを有する。特に、アンテナは、感光体が回転した場合でも、本体側通信部との通信が可能となるように、円周状に張り巡らされている。
なお、本図のアンテナ５０１は、図７の受電コイル１９１に相当する。また、本図のＩＣチップ５０２は、図７の発受信回路１８１に相当し、また、本図の通信部５０３は、図７の給電コイル１７７に相当する。
すなわち、画像形成装置の感光体においては、ＹＭＣＫ各色用に感光体が用意されていて、各色感光体の各々にアンテナ、ＩＣチップが備えられている。
例えば、図７の１７７ａ，１９１ａ，１８１ａ，・・・はＹ色感光体のための部品であり、１７１ｂ，１９１ｂ，１８１ｂ，・・・はＭ色用感光体のための部品、１７１ｃ，１９１ｃ，１８１ｃ，・・・はＣ色用感光体のための部品、・・・といった具合である。
【００５１】
図８に示すように、プロセスカートリッジ内の回転体の外周に、ＲＦＩＤの送受信用のコイルを這いまわすことにより、回転体に取り付けられたＲＦＩＤの向きにかかわらず、本体との通信部５０３とアンテナ５０１が面し、通信を行うことが可能となる。
また、この通信が確立することでセット検知を行うことが可能である。
【００５２】
図９は、プロセスカートリッジを画像形成装置にセットしたときの動作の流れを示した図である。
ユーザが部品を装着すると、画像形成装置は全部品が装着されたか否かをチェックし（ステップＳ１）、全て装着されている場合（ステップＳ１／Ｙｅｓ）は、画像形成の動作、或いはその待機をする（ステップＳ２）。また、装着されていない場合（ステップＳ１／Ｎｏ）は、装着されていない部品について、操作部にその旨を表示し（ステップＳ３）、ユーザにより全ての部品が装着されるのを待つ。
これによってプロセスカートリッジ内の部品交換を行った際に、部品をセットし忘れるのを未然に防ぐことが可能となる。
【００５３】
以上の説明から明らかなように、回転する像担持体と、前記像担持体の表面を一様に帯電する帯電ローラを有する帯電手段と、前記担持体上の静電潜像を現像する現像ローラを有する現像手段と、前記像担持体上の静電線像をペーパー等の転写体、もしくは中間転写ベルト上へ転写する静電転写機能を有する転写手段と、前記担持体の表面に残留した現像剤を除去・回収するクリーニング手段と、転写体に転写された画像を定着させる定着手段と、トナーを格納し供給するためのトナーボトルとを有し、更に、前記像担持体、帯電手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段、定着手段、トナーボトルのうち、少なくとも２つ以上がユニット化され、該ユニットを着脱可能としたプロセスカートリッジを装着できる構造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ＩＣチップを有し、更に、前記画像形成装置は、前記ＩＣチップの情報を読み書きを行い、前記プロセスカートリッジの使用履歴を残す記憶手段を有し、更に、前記プロセスカートリッジは、内部の回転体の外周上にＩＣチップの通信および電源用のアンテナを這いまわしている、ことにより、プロセスカートリッジがどの方向にセットされても、プロセスカートリッジと画像形成装置本体との通信が可能となる。これは、従来では保守作業としてのプロセスカートリッジのセットを、保守作業に熟練したユーザやサービスマンが行なっていたのが、本発明により、その作業に慣れていないユーザでも、誤り無く容易に保守作業を行なうことが可能であることを意味する。
【００５４】
また、回転体と本体との通信が確立したことにより部品がセットされたことを検知するので、部品のセットが正しく行なわれたか否かを容易に判断することが可能であり、保守作業を容易に行なうことができる。
【００５５】
また、ＩＣチップ及び本体の不揮発メモリに機器のＩＤや使用実績などの機器情報を記憶し、読み出すことが可能であるので、機器情報に基づいたカートリッジの管理を行なうことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施形態である画像形成装置におけるプロセスカートリッジの構造を示す概略図である。
【図２】プロセスカートリッジの構造を示す概略断面図である。
【図３】プロセスカートリッジ内の感光体の構成を示す概略図である。
【図４】プロセスカートリッジ奥側の状態を示す概略図である。
【図５】画像形成装置の構成を示した概略図である。
【図６】画像形成装置の内部構成を示したブロック図である。
【図７】作像プロセスユニットに組み込まれた発受信回路からシステムコントローラまでのユニット管理データ伝送系の概要を示した図である。
【図８】プロセスカートリッジ内の回転体の構成を示した図である。
【図９】プロセスカートリッジを画像形成装置にセットしたときの動作を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１    プロセスカートリッジ
２    プロセスカートリッジ枠体
３    感光体
４    帯電モジュール
５    現像モジュール
６    クリーニングモジュール
１１    枠体の奥側側板
１２    係止部
１３    プロセスカートリッジの穴部
３１    フランジ（プロセスカートリッジ奥側）
３２    フランジ（プロセスカートリッジ手前側）
３３    軸受
３４    ギア
３５    円筒状アルミニウム基盤
３６    感光層
１００    画像形成装置
１０１    駆動軸
１３１    プロセスコントローラ
１７０    リーダ／ライタモジュール
１７１    コントローラ
１７２    通信回路
１７３    開閉スイッチ回路
１７４    交流電圧発生器
１７６    選択接続回路
１７７    給電コイル
１７８    送受信端（画像形成装置側）
１８１    発受信回路
１９１    受電コイル
１９３    整流平滑回路
１９４    定電圧回路
１９５    無線管理チップ
１９６    通信回路
１９７    読み書き回路
１９８    管理メモリ
１９９    送受信端（プロセスカートリッジ側）
２００    給紙テーブル
３００    原稿スキャナ
４００    原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）
５０１    アンテナ
５０２    ＩＣチップ
５０３    通信部
６００    システムコントローラ
６２０    操作パネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005234499.tif 000008
【図７】
2005234499.tif 000009
【図８】
2005234499.tif 000010
【図９】
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