(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置移動型現像方式に用いる複数のトナーカートリッジを備えた現像装置において、該現像装置のトナーカートリッジは複数の端子を有するコネクタを介して読み書きが行われる情報記録媒体を備え、前記コネクタの端子は現像装置の移動方向に対して平行に複数列で配置され、複数の端子の内のアース用端子が金属製現像ローラの軸方向外側の列に配置されていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記情報記録媒体にはトナー交換情報が記録されていることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の現像装置を用いた画像形成装置であって、現像装置の外側に位置して前記コネクタと電気的に接続可能にされる離接装置が配設されていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法を用いる複写機、プリンタ、ファックス等の画像形成装置に係わり、特に、複数の現像装置を選択的に像担持体に対向するように移動させる位置移動型現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真法を用いる画像形成装置においては、現像器に対応して設けられるトナー補給容器をカートリッジ化し、または、現像手段とトナー収容容器を一体化してカートリッジ化し、さらには、それに加えて感光体ドラムを一体化してカートリッジ化する方式があり、カートリッジを交換することにより簡単にメンテナンスを行うことができるとともに、使用済みのカートリッジをリサイクルに回して再利用するシステムも構築されている。
【０００３】
ところで、カートリッジを交換した場合、新品トナーの成分や帯電量によって印字品質や画像品質に差が生じることがあり、その違いに対処するための調整を行う必要がある。また、トナーの使用情報や何回リサイクルしたかの情報を伝達することができれば非常に便利である。
【０００４】
そのために、従来、特開平７ー２３４５７８号公報においては、新品トナーが収納され、かつ装置本体に対して着脱可能に設けられたトナーカートリッジを備えた電子写真記録装置において、前記トナーカートリッジに情報記録媒体（磁気媒体）を設け、この情報記録媒体に対して、トナーカートリッジの製造年月日、寿命、記録動作による使用回数、使用開始時期、装置本体に対する着脱回数、収納トナーの成分情報、あるいは装置本体の固有情報の書き込み或いは読み取りを可能にする手段（磁気ヘッド）を装置本体に設ける方式を提案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、画像形成装置として、感光体上に複数色の静電潜像を順次形成し、この静電潜像をロータリー現像装置により各色トナー像に順次現像した後、各色トナー像を中間転写媒体上に重ねて転写し、この中間転写媒体上に転写されたフルカラートナー像を転写材に転写した後、定着する方式がある。
【０００６】
このロータリー現像装置においても、各色現像手段と各色トナー収容容器を一体化してカートリッジ化し、各色のカートリッジを交換することにより簡単にメンテナンスを行うことができるとともに、使用済みのカートリッジをリサイクルに回して再利用する方式がある。
【０００７】
このロータリー現像装置の各色カートリッジに、上記特開平７ー２３４５７８号公報の方式を適用しようとすると、回転する各色カートリッジと各色カートリッジを支持するフレームとの間に磁気ヘッドを移動走査可能に設ける必要があり、構成が複雑となり、かつ装置が大型化してしまうという問題を有している。
【０００８】
また、トナーが磁性体であったり、現像ローラに磁気ローラを用いると、磁気媒体が外部磁界の影響を受けてデータ化けや消去といった悪影響が発生するという問題や、周辺の磁界の影響を受けやすいので、周囲にコイルの実装された基板（例えば電源基板）を配置することができないという問題や、データの読み書き時に磁気媒体と磁気ヘッドが接触するので、ＩＣによるデータ読み書きに比べて寿命が短く、カートリッジのリサイクルに不適であるという問題を有している。
【０００９】
そこで、カートリッジ側の情報記録媒体と装置本体側とを離接可能なコネクタを介して書き込み或いは読み取りを可能にする方式が考えられるが、コネクタ同士を嵌合軸線上で位置決めすることは困難であり、その場合に複数の端子間の距離が長くなり、嵌合時に特に端部の端子がこじられて端子が損傷して接続不良が生じてしまうという問題が生じる。
【００１０】
上記の問題は、ロータリー現像装置のみならず、各色現像装置を像担持体に対して水平移動させる現像装置に共通する問題である。
【００１１】
本発明は、上記従来の問題を解決するものであって、複数の現像装置を選択的に像担持体に対向するように移動させる位置移動型現像装置において、各現像装置に情報記録媒体を設け、この情報記録媒体に対してコネクタを介してトナー交換情報を書き込み或いは読み取りを可能にするとともに、コネクタの信頼性を向上させることができる現像装置およびそれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の現像装置は、位置移動型現像方式に用いる複数のトナーカートリッジを備えた現像装置において、該現像装置のトナーカートリッジは複数の端子を有するコネクタを介して読み書きが行われる情報記録媒体を備え、前記コネクタの端子は現像装置の移動方向に対して平行に複数列で配置され、複数の端子の内のアース用端子が金属製現像ローラの軸方向外側の列に配置されていることを特徴とし、請求項２記載の発明は、請求項１において、情報記録媒体にはトナー交換情報が記録されていることを特徴とし、請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の現像装置を用いた画像形成装置であって、現像装置の外側に位置して前記コネクタと電気的に接続可能にされる離接装置が配設されていることを特徴とする。
以上
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１〜図８は、本発明の現像装置の１実施形態を示し、図１は画像形成装置の全体構成図である。なお、各図面間で同一の構成については同一番号を付して説明を省略する場合がある。
【００１４】
画像形成装置１の装置本体２内には、感光体ドラムからなる像担持体３が配設され、図示しない駆動手段によって図示矢印方向に回転駆動される。この像担持体３の周囲には、その回転方向に沿って、像担持体３を一様に帯電するための帯電装置４、像担持体３上に静電潜像を形成するための露光装置５、静電潜像を現像するためのロータリー現像装置６、像担持体３上に形成された単色のトナー像を一次転写するための中間転写装置７が配設されている。
【００１５】
ロータリー現像装置６は、イエロー用現像装置６Ｙ、マゼンタ用現像装置６Ｍ、シアン用現像装置６Ｃおよびブラック用現像装置６Ｋが支持フレーム８に装着され、支持フレーム８は図示しない駆動モータにより回転駆動される構成になっている。これらの複数の現像装置６Ｙ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｋは、像担持体３の１回転毎に選択的に一つの現像装置の現像ローラ６ａが像担持体３に対向するように回転移動するようにされている。なお、各現像装置には各色のトナーが収納されたトナー収納部が形成されている。
【００１６】
中間転写装置７は、駆動ローラ９および従動ローラ１０と、両ローラにより図示矢印方向に駆動される中間転写ベルトベルト１１と、ベルト１１の裏面で像担持体３に対向して配設された一次転写ローラ１２と、ベルト１１上の残留トナーを除去する転写ベルトクリーナ（図示せず）と、駆動ローラ９に対向して配設され、中間転写ベルト１１に形成された４色フルカラー像を転写材（紙等）上に転写するための二次転写ローラ１４とからなっている。
【００１７】
装置本体２の底部には給紙カセット１５が配設され、給紙カセット１５内の転写材は、ピックアップローラ１６、転写材搬送路１７、二次転写ローラ１４、定着装置１９を経て排紙トレイ２０に搬送されるように構成されている。
【００１８】
上記構成からなる画像形成装置の作用について説明する。図示しないコンピュータからの画像形成信号が入力されると、像担持体３、現像装置６の現像ローラ６ａおよび中間転写ベルト１１が回転駆動し、先ず、像担持体３の外周面が帯電装置４によって一様に帯電され、一様に帯電された像担持体３の外周面に、露光装置５によって第１色目（例えばイエロー）の画像情報に応じた選択的な露光がなされ、イエローの静電潜像が形成される。
【００１９】
像担持体３上に形成された潜像位置には、イエロー用現像装置６Ｙが回動してその現像ローラ６ａが当接し、これによってイエローの静電潜像のトナー像が像担持体体３上に形成され、次に、像担持体３上に形成されたトナー像は一次転写ローラ１２により中間転写ベルト１１上に転写される。このとき、二次転写ローラ１４は中間転写ベルト１１から離間されている。
【００２０】
上記の処理が画像形成信号の第２色目、第３色目、第４色目に対応して、像担持体３と中間転写ベルト１１の１回転による潜像形成、現像、転写が繰り返され、画像形成信号の内容に応じた４色のトナー像が中間転写ベルト１１上において重ねられて転写される。そして、このフルカラー画像が二次転写ローラ１４に達するタイミングで、転写材が搬送路１７から二次転写ローラ１４に供給され、このとき、二次転写ローラ１４が中間転写ベルト１１に押圧されるとともに二次転写電圧が印加され、中間転写ベルト１１上のフルカラートナー像が転写材上に転写される。そして、この転写材上に転写されたトナー像は定着装置１９により加熱加圧され定着される。中間転写ベルト１１上に残留しているトナーは転写ベルトクリーナ（図示せず）によって除去される。
【００２１】
次に、本発明における現像装置の詳細について説明する。図１において、各色現像装置６Ｙ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｋのハウジング容器を構成する各カートリッジ２１は、略十字形状の境界プレート８の間に装着されており、使用済の各カートリッジ２１を新規のものに交換できるようにされている。各カートリッジ（現像装置）２１には、情報記録媒体３７を備える雄側コネクタ２２が搭載されている。
【００２２】
一方、ロータリー現像装置６の外側下方に位置して離接装置２３が配設されている。離接装置２３には駆動モータと摺動機構（図示せず）が内蔵されており、摺動機構の先端に雌側コネクタ２４が設けられている。図１の状態では、雌側コネクタ２４は、ロータリー現像装置６の下方に待避しており、例えば、マゼンタ用現像装置６Ｍを図示の位置で停止させ、離接装置２３を駆動させると、雌側コネクタ２４が上方に移動し雄側コネクタ２２に嵌合されて電気的接続が行われ、制御装置４０内の読み書き手段４１により、前記情報記録媒体３７に対するトナー交換情報の読み取り及び書き込みを行うことが可能にされている。
【００２３】
図２は、図１のロータリー現像装置６をＡ方向から見た図である。図２には、図１で説明した金属製現像ローラ６ａ、境界プレート８、カートリッジ２１、雄側コネクタ２２が示されている。なお、以下の説明で左、右は、図１で前方、Ｘ方向から見ていうものとする。
【００２４】
カートリッジ２１は、略十字形状の境界プレート８の間に装着されている。境界プレート８の一端は円板フレーム２５に固定されており、円板フレーム２５は軸２６を介して左側板２７に回動自在に支持されている。円板フレーム２５には嵌合ピン２９が設けられ、カートリッジ２１には該嵌合ピン２９に嵌合する孔が形成されており、嵌合ピン２９の嵌合によりカートリッジ２１が固定されるようになっている。
【００２５】
カートリッジ２１の右側端部には、窪み部が形成されており該窪み部に雄側コネクタ２２が嵌合され、窪み部の底面に形成された２つの突起３０にコネクタ２２の孔を嵌合して溶着にて固定されている。なお、３１はカートリッジ２１に形成された把手用の凹部、３２は右側板、３３は左側板に設けられたホームポジションセンサである。
【００２６】
図３は、図１におけるコネクタ２２、２４の離接ポジションとカートリッジ２１の交換ポジションを説明するための図である。図３（Ａ）には、図１および図２で説明した、像担持体３、各色現像装置６Ｙ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｋ、現像ローラ６ａ、境界プレート８、円板フレーム２５、軸２６、ホームポジションセンサ３３、雄側コネクタ２２、雌側コネクタ２４が示されている。
【００２７】
図３（Ａ）は、現像ポジションを示している。軸２６には切欠３４ａを有する検出板３４が固定されており、ホームポジションセンサ３３が切欠３４ａの位置を光学的に検出することにより、イエロー用現像装置６Ｙの現像ポジションを設定し、現像ローラ６ａを像担持体３に当接するようにしている。その他の現像装置６Ｃ、６Ｍ、６Ｋの現像ポジションは演算により設定している。
【００２８】
本実施形態においては、この現像ポジションを、雄側コネクタ２２と雌側コネクタ２４の離接ポジションとして利用している。図で一点鎖線で示す３２ａは右側板３２（図２）に形成されたカートリッジ着脱用の開口であり、現像ポジションにおいては、カートリッジ２１が開口３２ａに邪魔されて着脱不能にされている。そして、図３（Ｂ）に示すように、ロータリー現像装置６が回動し、カートリッジ２１と開口３２ａが重なるポジションでカートリッジ２１を着脱可能にしている。
【００２９】
図４は、図３におけるコネクタ２２、２４の離接動作を説明するための図である。雄側コネクタ２２は、ネジ３５によりカートリッジ２１に固定され、雌側コネクタ２４は、ネジ３６により離接装置２３に固定されている。雄側コネクタ２２の底部には、回路基板３９が設けられこれに本発明に関わる情報記録媒体３７が装着されている。そして、図４（Ａ）に示す両コネクタ２２、２４が離れた状態から、離接装置２３の駆動により、雌側コネクタ２４が図４（Ｂ）に示すように、雄側コネクタ２２内に嵌合、接続される。
【００３０】
図５は、図４の情報記録媒体３７と制御装置の制御系のブロック図である。情報記録媒体３７は、ＥＥＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＩＣ、不揮発性メモリ等の読み書き可能なメモリである。制御装置４０は、ＣＰＵ（読み書き手段）４１、ＲＡＭ４２、ＲＯＭ４３、Ｉ／Ｏポート４４から構成され、Ｉ／Ｏポート４４と情報記録媒体３７間は、５Ｖ（電源）、ＧＮＤ（アース）、ＣＳ（チップセレクト：アクセス信号）、ＣＬＫ（クロック信号）、Ｒ／Ｗ（読込か書込かの区別を行う信号）、ＤＡＴＡ（データ）で前述のコネクタ２２、２４を介して接続されている。
【００３１】
情報記録媒体３７とＣＰＵ４１は、ＤＡＴＡを介してトナー交換情報のやりとり（読み取り、書き込み）が行われる。このトナー交換情報およびその使用例について説明する。
【００３２】
その１例としては、カートリッジ２１の出荷段階で情報記録媒体３７に製造年月日の書き込みを行い、カートリッジ２１をロータリー現像装置６に装着した時、装置本体２側のＣＰＵ４１でその書込情報を読み取ることにより、極端に保証期間を過ぎたカートリッジが挿入された場合、装置の動作を停止したりユーザに警告を出力することにより、画像品質の低下を未然に防止することができる。
【００３３】
他の例としては、カートリッジ２１の出荷段階で情報記録媒体３７に印字可能枚数の書き込みを行い、カートリッジ２１をロータリー現像装置６に装着した時、ＣＰＵ４１でその書込情報を読み取り、以後の記録枚数と比較してトナー残量を演算することにより、ユーザにカートリッジ交換時期を警告することができる。
【００３４】
また、ＣＰＵ４１側でカートリッジ２１の使用開始時期を書き込むことにより、印字可能枚数に達していない場合でも、極端に保証期間を過ぎた場合、ユーザに警告を出力することにより、画像品質の低下を未然に防止することができる。
【００３５】
また、カートリッジ２１の出荷段階で情報記録媒体３７にトナーの成分情報の書き込みを行い、カートリッジ２１をロータリー現像装置６に装着した時、ＣＰＵ４１でその書込情報を読み取り、そのトナーに合わせた画像形成条件を設定することにより、トナーの特性を活かした画像品質を得ることができる。
【００３６】
また、カートリッジ２１の出荷段階で情報記録媒体３７に、カートリッジが新品であるか否か、或いは交換回数の書き込みを行い、カートリッジ２１をロータリー現像装置６に装着した時、ＣＰＵ４１でその書込情報を読み取り、新品の場合にはロータリー現像装置６を回転させてトナーをほぐす動作を行わせるようにしたり、交換回数によりリサイクル回数の限度をリサイクル業者に警告したりすることができる。
【００３７】
図６および図７は、本発明に係わる雄側コネクタの１実施形態を示し、図６（Ａ）は平面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＢ方向から見た側面図、図６（Ｃ）は図６（Ａ）のＣ方向から見た側面図、図７（Ａ）は図６（Ａ）の背面図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）のＢ−Ｂ線で切断し矢印方向に見た断面図である。
【００３８】
図６において、雄側コネクタ２２は、基部４５と、基部４５の上方に立設された端子支持部４６と、基部４５の下方に立設された記録媒体固定部４７と、端子支持部４６の両側に端子支持部４６より更に突出するように形成された、先端が円錐形状でロッド状のガイド部材４９と、基部４５に形成された２つの固定用穴５０とを備えている。
【００３９】
図６（Ｂ）に示すように、端子支持部４６の一方の側面には、データ用端子５１、アース用端子５２、５３、Ｒ／Ｗ（読込／書込信号）用端子５４の４つの端子が配設され、図６（Ｃ）に示すように、端子支持部４６の他方の側面には、クロック（ＣＬＫ）用端子５５、電源用端子５６、チップセレクト用端子５７の３つの端子が配設されている。なお、一方のアース端子５３の先端は端子支持部４６の上面に位置するように設けられ、他の端子の先端は、アース用端子５３の先端より低い位置になるように配設されている。なお、端子の数はこれに限定されるものではなく、必要に応じて増減が可能である。
【００４０】
図７（Ｂ）には、アース用端子５３とチップセレクト用端子５７が図示されているが、各端子は、端子支持部４６の一部分で外側に湾曲する湾曲部５９を有し、この湾曲部５９により雌側コネクタの端子と弾性接触するように構成されている。また、記録媒体固定部４７には、情報記録媒体３７を備える基板３９が固定されている。基板３９の裏面には回路パターン（図示せず）が形成されており、この回路パターンに各端子５１〜５７の端部が弾性接触するようにされている。
【００４１】
図８は、雌側コネクタ２４の平面図である。雌側コネクタ２４には、一対のガイド穴６０が形成されており、このガイド穴６０に雄側のコネクタ２２のガイド部材４９が嵌合される。また、Ｉ／Ｏポート４４への接続用端子６１〜６７が設けられており、それぞれ雄側のコネクタ２２の端子５１〜５７に接続可能にされている。なお、６９は固定用穴である。
【００４２】
本実施形態においては、図２に示すように、雄側コネクタ２２の端子５１〜５４と端子５５〜５７は、ロータリー現像装置６の移動方向Ｚに対して平行に２列Ｒ１、Ｒ２となるように配置されている。無論、雌側コネクタ２４の端子６１〜６４と端子６５〜６７もロータリー現像装置６の移動方向Ｚに対して平行に２列となるように配置されている。なお、２列に限定されるものでなく３列以上の複数列に配置してもよい。
【００４３】
雄側コネクタ２２を離接ポジションに移動させたとき、雄側コネクタ２２と雌側コネクタ２４の嵌合軸線を完全に一致させることはできず、雌側コネクタ２４は雄側コネクタ２２に対して斜め方向で嵌合、接続されることになる。このとき端子５１〜５７を１列に配置している場合には、両端の端子間の距離が長くなり、嵌合時に特に端部の端子がこじられて端子が損傷して接続不良が生じてしまう。
【００４４】
しかしながら、本実施形態においては、ロータリー現像装置６の移動方向Ｚに対して平行に複数の列Ｒ１、Ｒ２となるように配置しているので、各列の端子間距離が短くなるため、こじられにくくなり端子が損傷して接続不良が生じてしまうことがなく、接点としての信頼性を向上させることができる。
【００４５】
さらに、金属製現像ローラ６ａの軸方向外側の列Ｒ１にアース用端子５２、５３を配置させているので、金属製現像ローラ６ａとアース用端子５２、５３とで電磁シールド空間が形成され、他の信号用端子を電磁遮蔽することができる。
【００４６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変更が可能であり、従来公知の技術に適用させるようにしてもよいし、従来公知の技術を組み合わせるようにしてもよい。
【００４７】
例えば、上記実施形態においては、ロータリー現像方式に適用させているが、各色現像装置を選択的に像担持体に対向するように水平又は斜め方向に移動させる現像方式に適用してもよく、本発明においては、これらを位置移動型現像方式として定義している。
【００４８】
また、上記実施形態においては、カートリッジ２１側に雄側のコネクタ２２を、装置本体２側に雌側コネクタ２４を設けているが、装置本体２側に雄側のコネクタ２２を、カートリッジ２１側に雌側コネクタ２４を設けるようにしてもよく、本発明においては、雄側のコネクタ２２を単にコネクタとして定義している。
【００４９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、位置移動型現像方式に用いる現像装置において、該現像装置は複数の端子を有するコネクタを介して読み書きが行われる情報記録媒体を備え、前記コネクタの端子は複数列で配置され、複数の端子の内のアース用端子が金属製現像ローラの軸方向外側の列に配置されているので、各列の端子間距離が短くなるため、こじられ難くなり接点としての信頼性を向上させることができるとともに、金属製現像ローラとアース用端子とで電磁シールド空間が形成され、他の信号用端子を電磁遮蔽することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の現像装置の１実施形態を示し、画像形成装置の全体構成図である。
【図２】図１のロータリー現像装置６をＡ方向から見た図である。
【図３】図１におけるコネクタ２２、２４の離接ポジションとカートリッジ２１の交換ポジションを説明するための図である。
【図４】図３におけるコネクタ２２、２４の離接動作を説明するための図である。
【図５】図４の情報記録媒体３７と制御装置の制御系のブロック図である。
【図６】本発明に係わる雄側コネクタの１実施形態を示し、図６（Ａ）は平面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＢ方向から見た側面図、図６（Ｃ）は図６（Ａ）のＣ方向から見た側面図である。
【図７】図７（Ａ）は図６（Ａ）の背面図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）のＢ−Ｂ線で切断し矢印方向に見た断面図である。
【図８】図１の雌側コネクタ２４の平面図である。
【符号の説明】
６ａ…現像ローラ
２１…カートリッジ（現像装置）
２２…雄側コネクタ（コネクタ）
２３…離接装置
３７…情報記録媒体
５１〜５７…端子
５２、５３…アース用端子
Ｒ１、Ｒ２…列
【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】
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【図７】
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【図８】
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