JP6424598B2 - コネクタ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、コネクタ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置としては、ユーザの利便性を向上させる目的で、画像形成装置本体と、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジとから構成したものがある。かかる画像形成装置において、画像形成装置本体とプロセスカートリッジとを電気的に接続する技術としては、例えば、特許文献１、２等に記載されたものが既に提案されている。

特許文献１は、電気回路を結合あるいは分離する対をなす一組のコネクタにおいて、前記コネクタのいずれか一方にＩＣを有し、前記ＩＣの信号のやり取りを前記コネクタの他方を介して行うものである。

特許文献２は、電気回路を結合あるいは分離する対をなす一組のコネクタにおいて、ＩＣを有する一方のコネクタと、一端側が前記一方のコネクタと接続し他端側が線材接続用コネクタと接続して前記ＩＣの信号の送受信を仲介して行なう他方のコネクタと、を有し、前記ＩＣの端子間隔と線材接続用コネクタの接触子間隔は互いに異なり、前記他方のコネクタ内部で異なる間隔の間隔変換を行うものである。

特開平０９−２１３４０７号公報 特開平１０−３１２８７０号公報

この発明は、着脱自在な一対のコネクタ部材のうち、一方のコネクタ部材に集積回路を設け、且つ当該一方のコネクタ部材に集積回路と接続する接続手段を設けた場合に比較して、コネクタ部材の構成を簡略化することを目的とする。

請求項１に記載された発明は、複数の第１電極を有する集積回路を固定した状態で保持し、前記複数の第１電極に外部から接触可能な第１のコネクタ部材と、
前記第１のコネクタ部材に対して着脱自在であり、前記第１のコネクタ部材が装着されたとき、前記集積回路の複数の第１電極に直接的に接続される接続手段を有する第２のコネクタ部材と、
を備え、
前記第１のコネクタ部材は、前記集積回路以外からの信号線が接続される複数の第２電極を、当該複数の第２電極に外部から接触可能なよう固定した状態で更に備え、
前記第２のコネクタ部材は、前記第１のコネクタ部材が装着されたとき、前記複数の第２電極に直接的に接続される第２の接続手段を有することを特徴とするコネクタである。

請求項２に記載された発明は、前記集積回路は複数の面を有し、前記集積回路の前記複数の第１電極が配置されている面とは異なる面に不揮発性メモリが取り付けられている請求項１に記載のコネクタである。

請求項３に記載された発明は、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジ本体と、
前記画像形成装置本体側の接続手段を有する第２のコネクタ部材に対して着脱自在であり、前記画像形成装置本体側の第２のコネクタ部材に装着されたとき、前記接続手段に直接的に接続される複数の第１電極を有する集積回路を固定した状態で保持する第１のコネクタ部材と、
を備え、
前記第１のコネクタ部材は、前記集積回路以外からの信号線が接続される複数の第２電極を、当該複数の第２電極に外部から接触可能なよう固定した状態で更に備え、
前記第２のコネクタ部材は、前記第１のコネクタ部材が装着されたとき、前記複数の第２電極に直接的に接続される第２の接続手段を有することを特徴とするプロセスカートリッジである。
また、請求項４に記載された発明は、前記集積回路は複数の面を有し、前記集積回路の前記複数の第１電極が配置されている面とは異なる面に不揮発性メモリが取り付けられている請求項３に記載のプロセスカートリッジである。

請求項５に記載された発明は、画像形成装置本体と、
前記画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジと、
前記プロセスカートリッジ側に設けられ、複数の第１電極を有する集積回路を固定した状態で保持し、前記複数の第１電極に外部から接触可能な第１のコネクタ部材と、
前記画像形成装置本体側に設けられ、前記第１のコネクタ部材に対して着脱自在であり、前記第１のコネクタ部材が装着されたとき、前記集積回路の複数の第１電極に直接的に接続される接続手段を有する第２のコネクタ部材と、
を備え、
前記第１のコネクタ部材は、前記集積回路以外からの信号線が接続される複数の第２電極を、当該複数の第２電極に外部から接触可能なよう固定した状態で更に備え、
前記第２のコネクタ部材は、前記第１のコネクタ部材が装着されたとき、前記複数の第２電極に直接的に接続される第２の接続手段を有することを特徴とする画像形成装置である。
また、請求項６に記載された発明は、前記集積回路は複数の面を有し、前記集積回路の前記複数の第１電極が配置されている面とは異なる面に不揮発性メモリが取り付けられている請求項５に記載の画像形成装置である。

請求項１に記載された発明によれば、着脱自在な一対のコネクタ部材のうち、一方のコネクタ部材に集積回路を設け、且つ当該一方のコネクタ部材に集積回路と接続する接続手段を設けた場合に比較して、コネクタ部材の構成を簡略化することができる。
また、請求項１に記載された発明によれば、着脱自在な一対のコネクタ部材のうち、一方のコネクタ部材に集積回路を設け、且つ当該一方のコネクタ部材に集積回路以外からの信号線を接続する接続手段を設けた場合に比較して、コネクタ部材の構成を簡略化することができる。

請求項２に記載された発明によれば、前記集積回路は複数の面を有し、前記集積回路の前記複数の第１電極が配置されている面とは異なる面に不揮発性メモリが取り付けられていない場合に比較して、集積回路を小型化することができる。

請求項３に記載された発明によれば、プロセスカートリッジ本体側のコネクタ部材に集積回路を設け、且つ当該プロセスカートリッジ本体側のコネクタ部材に集積回路と接続する接続手段を設けた場合に比較して、プロセスカートリッジ本体のコネクタ部材の構成を簡略化することができる。
請求項４に記載された発明によれば、前記集積回路は複数の面を有し、前記集積回路の前記複数の第１電極が配置されている面とは異なる面に不揮発性メモリが取り付けられていない場合に比較して、プロセスカートリッジ本体のコネクタ部材を小型化することができる。

請求項５に記載された発明によれば、プロセスカートリッジ側のコネクタ部材に集積回路を設け、且つ当該プロセスカートリッジ側のコネクタ部材に集積回路と接続する接続手段を設けた場合に比較して、画像形成装置本体とプロセスカートリッジとを接続するコネクタ部材の構成を簡略化することができる。
請求項６に記載された発明によれば、前記集積回路は複数の面を有し、前記集積回路の前記複数の第１電極が配置されている面とは異なる面に不揮発性メモリが取り付けられていない場合に比較して、画像形成装置本体とプロセスカートリッジとを接続するコネクタ部材を小型化することができる。

この発明の実施の形態１に係る画像形成装置を示す全体構成図である。 この発明の実施の形態１に係る画像形成装置の画像形成部を示す構成図である。 プロセスカートリッジの要部を示す斜視構成図である。 プロセスカートリッジの要部を示す斜視構成図である。 画像形成装置のフロントカバーを開けた状態を示す斜視構成図である。 画像形成装置のフロントカバーを開けてプロセスカートリッジを引き出した状態を示す斜視構成図である。 この発明の実施の形態１に係るコネクタを示す斜視構成図である。 この発明の実施の形態１に係るコネクタを分解した状態を示す斜視構成図である。 プラグを示す六面構成図である。 レセプタクルの装着状態を示す斜視構成図である。 ＣＲＵＭを示す構成図である。 プラグを示す断面構成図である。 レセプタクルの装着状態を示す断面構成図である。 レセプタクルを示す分解斜視図である。 レセプタクルを示す断面図である。 レセプタクルの装着部を示す斜視構成図である。 コネクタのプラグとレセプタクルとを装着した状態を示す断面図である。

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

[実施の形態１]
図１はこの発明の実施の形態１に係るコネクタ及びプロセスカートリッジを適用した画像形成装置の全体の概要を示し、図２はその画像形成装置における要部（作像装置など）を拡大して示している。

＜画像形成装置の全体の構成＞
実施の形態１に係る画像形成装置１は、例えばモノクロプリンタとして構成されたものである。この画像形成装置１は、画像データに基づいて記録媒体に画像を形成する画像形成手段の一例としての画像形成部２を備えている。

画像形成部２は、現像剤を構成するトナーで現像されるトナー像を形成する作像装置１０と、作像装置１０で形成されるトナー像を記録媒体の一例としての記録用紙５に転写する転写装置２０と、転写装置２０の転写位置Ｔに供給すべき所要の記録用紙５を収容して搬送する給紙装置５０と、転写装置２０で転写された記録用紙５上のトナー像を定着させる定着装置４０等を備えている。なお、図１中、符号１ａはフレーム等の支持構造部材、外装カバー等で形成される画像形成装置本体を示している。

作像装置１０は、ブラック（Ｋ）色のトナー像を専用に形成する一つの作像装置で構成されている。この作像装置１０は、画像形成装置本体１ａの内部空間において一方（図示例では、左側）の側壁寄りの所要位置に配置されている。

作像装置１０は、図１に示されるように、回転する像保持体の一例としての感光体ドラム１１を備えており、この感光体ドラム１１の周囲に、次のような各装置が主に配置されている。主な装置とは、感光体ドラム１１の像形成が可能な周面（像保持面)を所要の電位に帯電させる帯電装置１２と、感光体ドラム１１の帯電された周面に画像の情報（信号）に基づく光を照射して電位差のある静電潜像を形成する静電潜像形成手段の一例としての露光装置１３と、その静電潜像をブラック（Ｋ）色の現像剤のトナーで現像してトナー像にする現像手段の一例としての現像装置１４と、転写後における感光体ドラム１１の像保持面に残留して付着するトナー等の付着物を取り除いて清掃するドラム清掃装置１５等である。

感光体ドラム１１は、接地処理される円筒状又は円柱状の基材の周面に感光材料からなる光導電性層（感光層）を有する像保持面を形成したものである。この感光体ドラム１１は、図示しない回転駆動装置から動力が伝達されて矢印Ａで示す方向に回転可能に支持されている。

帯電装置１２は、感光体ドラム１１に接触した状態で配置される帯電ロール等の接触型の帯電装置で構成される。帯電装置１２には図示しない帯電用高圧電源によって帯電用電圧が印加される。帯電用電圧としては、現像装置１４が反転現像を行うものである場合、その現像装置１４から供給されるトナーの帯電極性と同じ極性の電圧又は電流が供給される。なお、帯電装置１２は、帯電ロールの周面を清掃するロール状の清掃部材１２１を備えている。

露光装置１３は、画像形成装置１に入力される画像の情報に応じて構成される光を、帯電された後の感光体ドラム１１の周面に対して照射して静電潜像を形成するものである。露光装置１３には、潜像形成時になると画像形成装置１に任意の手段で入力される画像の情報（信号）が送信される。

露光装置１３は、感光体ドラム１１の軸方向に沿って配列された複数の発光素子としてのＬＥＤ（Light Emitting Diode）により感光体ドラム１１に画像情報に応じた光を照射して静電潜像を形成するＬＥＤプリントヘッドからなるものである。なお、露光装置１３としては、画像情報に応じて構成されるレーザー光を感光体ドラム１１の軸方向に沿って偏向走査するものを用いても良い。

現像装置１４は、図２に示されるように、開口部と現像剤４の収容室が形成された筐体１４０の内部に、現像剤４を保持して感光体ドラム１１と向き合う現像領域まで搬送する現像ロール１４１と、現像剤４を撹拌しながら現像ロール１４１を通過させるよう搬送するスクリューオーガ等の撹拌搬送部材１４２，１４３と、一方の撹拌搬送部材１４２が収容された第１の収容室と他方の撹拌搬送部材１４３が収容された第２の収容室を仕切る仕切り壁１４４と、現像ロール１４１に保持される現像剤の量（層厚）を規制するロール状の層厚規制部材１４５などを配置して構成されたものである。この現像装置１４には、その現像ロール１４１と感光体ドラム１１の間に現像用電圧が図示しない電源装置から供給される。また、現像ロール１４１や撹拌搬送部材１４２，１４３は、図示しない回転駆動装置からの動力が伝達されて所要の方向に回転する。さらに、上記現像剤４としては、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤が使用される。なお、図１中、符号１４６は少なくともトナーを含む現像剤を収容する現像剤収容容器の一例としてのトナーカートリッジを、１４７はトナーカートリッジ１４６から現像装置１４に現像剤を供給する現像剤供給装置をそれぞれ示している。

現像装置１４は、筐体１４０の内部に収容された現像剤４のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段の一例としてのトナー濃度センサ１４８を備える。トナー濃度センサ１４８は、筐体１４０の一方の撹拌搬送部材１４３が収容された第２の収容室下方の壁面に取り付けられている。トナー濃度センサ１４８としては、例えば、透磁率センサが用いられる。

転写装置２０は、転写位置Ｔにおいて感光体ドラム１１の周面に接触し回転するとともに転写用電圧が供給される転写ロールを備えた接触型の転写装置である。転写用電圧としては、トナーの帯電極性と逆の極性を示す直流の電圧が図示しない電源装置から供給される。

ドラム清掃装置１５は、図２に示されるように、容器状の本体１５０の内部に配置されて残留トナー等の付着物を取り除いて清掃する清掃板１５１と、清掃板１５１で回収された付着物を外部の回収容器まで搬送する図示しないスクリューオーガ等の搬送部材１５２とを備えるよう構成されている。清掃板１５１としては、ゴム等の材料からなる板状の部材（例えばブレード）が使用される。

ところで、この実施の形態では、感光体ドラム１１と、この感光体ドラム１１の周囲に配置される帯電装置１２、現像装置１４、ドラム清掃装置１５等の画像形成部材とが一体的に組み付けられており、交換ユニットの一例としてのプロセスカートリッジ３０を構成している。プロセスカートリッジ３０は、図３に示されるように、感光体ドラム１１、帯電装置１２、現像装置１４、ドラム清掃装置１５を一体的に装着したプロセスカートリッジ本体３１を備える。プロセスカートリッジ３０は、画像形成装置本体１に対して着脱自在となっている。プロセスカートリッジ本体３１の前面側のフレーム３２には、図４に示されるように、当該プロセスカートリッジ３０を画像形成装置本体１に対して着脱自在する際に手で把持する取手部３３が設けられている。なお、プロセスカートリッジ３０は、感光体ドラム１１と、この感光体ドラム１１の周囲に配置される帯電装置１２、現像装置１４、ドラム清掃装置１５等の画像形成部材のすべてを含む必要はなく、これらの画像形成部材のうち、感光体ドラム１１と、帯電装置１２及び現像装置１４とから構成しても良く、感光体ドラム１１と現像装置１４とから構成しても良い。

画像形成装置本体１ａは、図５に示されるように、その正面（使用者が操作時に向き合う側面）側にフロントカバー６０を備えている。フロントカバー６０は、その下端部に設けられたヒンジ部６１を介して画像形成装置本体１ａに対して開閉自在に取り付けられている。

画像形成装置本体１ａは、フロントカバー６０を開くことで露出する内部カバー６２を備える。内部カバー６２は、その正面側にプロセスカートリッジ３０を着脱するための正面略矩形状に形成された開口部６３と、トナーカートリッジ１４６を着脱するための正面略円形状に形成された開口部６４とを有している。プロセスカートリッジ３０は、開口部６３を介して画像形成装置本体１ａの内部に設けられた図示しないガイドレール等の案内部材に沿って移動させることで、画像形成装置本体１ａに対して着脱される。プロセスカートリッジ３０は、画像形成装置本体１ａに装着されることにより、画像形成装置本体１ａ側から駆動力及び電力の供給を受ける。また、プロセスカートリッジ３０は、画像形成装置本体１ａに装着されることで、後述するコネクタ７０を介して画像形成装置本体１ａの制御回路１００と電気的に接続され、電気信号のやりとり（通信）が可能となる。

定着装置４０は、図１に示されるように、表面温度が予め定められた温度に保持されるよう加熱手段によって加熱されるロール形態又はベルト形態（この実施の形態ではロール形態）の加熱用回転体４１と、この加熱用回転体４１に所要の圧力で接触して回転するロール形態又はベルト形態（この実施の形態ではベルト形態）の加圧用回転体４２などを配置して構成されたものである。この定着装置４０では、加熱用回転体４１と加圧用回転体４２が接触する接触部が所要の定着処理（加熱及び加圧）を行う定着処理部となる。

給紙装置５０は、画像形成装置本体１ａの下方側の位置に存在するように配置される。この給紙装置５０は、所望のサイズ、種類等の記録用紙５を積載した状態で収容する単数（又は複数）の用紙収容体５１と、用紙収容体５１から記録用紙５を１枚ずつ送り出す送出装置５２ａ，５２ｂとで主に構成されている。用紙収容体５１は、例えば、画像形成装置本体１ａの正面側に引き出すことができるように取り付けられている。

給紙装置５０と転写装置２０との間には、給紙装置５０から送り出される記録用紙５を転写位置Ｔまで搬送する複数の用紙搬送ロール対５３，５４や搬送ガイド材５５で構成される給紙搬送路５６が設けられている。給紙搬送路５６において転写位置Ｔの直前の位置に配置される用紙搬送ロール対５４は、例えば記録用紙５の搬送時期を調整するロール（レジストロール）として構成されている。

転写装置２０の下流側には、当該転写装置２０によりトナー像が転写された記録用紙５を定着装置４０へと搬送する搬送ガイド材５７が配置されている。また、定着装置４０の入口には、記録用紙５を加熱用回転体４１と加圧用回転体４２が接触する定着処理部へと案内する入口ガイド部材４３が、その出口には、定着処理が施された記録用紙５を搬送する搬送ロール４４がそれぞれ設けられている。

定着装置４０の下流側には、当該定着装置４０によりトナー像が定着された記録用紙５を、装置本体１ａの上部に配置された用紙排出部５７に排出するための用紙排出ロール５８を備えた用紙排出搬送路５９が設けられている。

図１中、符号１００は、画像形成装置１の動作を統括的に制御する制御装置を示している。制御装置１００は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、あるいはこれらＣＰＵやＲＯＭ等を接続するバス、通信インターフェイスなどを備えている。

＜画像形成装置の基本的な動作＞
以下、画像形成装置１による基本的な画像形成動作について説明する。

前記作像装置１０を使用して、ブラック色（Ｋ）のトナー像からなるモノクロ画像を形成するときの画像形成動作を説明する。

画像形成装置１は、画像形成動作（プリント）の要求の指令情報を受けると、作像装置１０、転写装置２０、定着装置４０等が始動する。

そして、作像装置１０においては、まず感光体ドラム１１が矢印Ａで示す方向に回転し、帯電装置１２が感光体ドラム１１の表面を所要の極性（実施の形態１ではマイナス極性）及び電位に帯電させる。続いて、露光装置１３が、帯電後の感光体ドラム１１の表面に対し、画像形成装置１に入力される画像の信号に基づいて発光される光を照射し、その表面に所要の電位差で構成される静電潜像を形成する。

続いて、現像装置１４が、感光体ドラム１１に形成された静電潜像に対し、所要の極性（マイナス極性）に帯電されたトナーを供給して静電的に付着させて現像を行う。この現像により、感光体ドラム１１に形成された静電潜像は、トナーで現像されたトナー像として顕像化される。現像装置１４は、静電潜像をトナー像により顕像化することによりトナーを消費する。現像装置筐体１４０内のトナー濃度は、第２の収容室に配置されたトナー濃度センサ１４８により検出される。トナー濃度センサ１４８の検出信号は、制御装置１００へと送られる。制御装置１００は、トナー濃度センサ１４８によって検出された現像装置１４内のトナー濃度に基づいて、予め定められたタイミングで現像剤供給装置１４７を駆動することにより、トナーカートリッジ１４６から現像装置１４に少なくともトナーを含む現像剤を供給する。

続いて、作像装置１０の感光体ドラム１１上に形成されたトナー像が転写位置Ｔまで搬送されると、転写装置２０が、そのトナー像を記録用紙５に対して転写させる。

また、転写が終了した作像装置１０では、ドラム清掃装置１５が感光体ドラム１１の表面に残留するトナー等の付着物を掻き取るように除去して感光体ドラム１１の表面を清掃する。これにより、作像装置１０は次の作像動作が可能な状態にされる。

一方、給紙装置５０では、作像動作に合わせて所要の記録用紙５を給紙搬送路５６に送り出す。給紙搬送路５６では、レジストロールとしての用紙搬送ロール対５４が記録用紙５を転写時期に合わせて転写位置Ｔに送り出して供給する。

続いて、トナー像が転写された記録用紙５は、搬送ガイド材５７を介して定着装置４０まで搬送される。定着装置４０では、回転する加熱用回転体４１と加圧用回転体４２との間の定着処理部に入口ガイド部材４３を介して転写後の記録用紙５を導入して通過させることにより、必要な定着処理（加熱及び加圧）をして未定着のトナー像を記録用紙５に定着させる。最後に、定着が終了した後の記録用紙５は、用紙排出搬送路５９を介して用紙排出ロール５８により、例えば画像形成装置１の上部に設けられた用紙排出部５７に排出される。

以上の動作により、モノクロの画像が片面に形成された記録用紙５が出力される。

制御装置１００は、画像形成動作が実行される毎に、感光体ドラム１１の回転数やプリント枚数などの寿命パタメータを累積的にカウントし、画像形成動作が終了する際に、カウントされた感光体ドラム１１の回転数やプリント枚数などの寿命パタメータを、後述するようにトナーカートリッジ１４６に設けられた記憶手段に書き込む。

画像形成装置１では、画像形成動作を継続する間に、感光体ドラム１１の感光体層の膜厚が摩耗等により減少する。そのため、当該感光体ドラム１１の感光体層の膜厚が予め定められた値にまで減少するなど、感光体ドラム１１を含むプロセスカートリッジ３０が寿命に達した場合、あるいは寿命に近い状態となった場合を寿命パラメータに基づいて制御装置１００が検出する。すると、制御装置１００は、図示しないユーザインターフェイスあるいは画像形成装置１が接続されたパーソナルコンピュータの表示画面にプロセスカートリッジ３０の交換を促すメッセージを表示する。そして、ユーザによって交換ユニットとしてのプロセスカートリッジ３０が新たなものと交換される。

プロセスカートリッジ３０は、感光体ドラム１１の累積的な回転数や、プロセスカートリッジ３０によって画像が形成された累積的なプリント枚数などの寿命パラメータを記憶し、感光体ドラム１１の寿命を検知するための記憶手段（集積回路）の一例としてのＣＲＵＭ（Customer Replaceable Unit Memory）７１２を備えている。なお、ＣＲＵＭ７１２に記憶される情報としては、感光体ドラム１１の寿命を検知することが可能な情報であれば良く、例えば、感光体ドラム１１の累積的な回転数や累積的なプリント枚数以外に、画像データの累積的な画素数、現像装置１４の累積的な動作時間、現像装置１４に供給される累積的なトナー量などであっても良い。

プロセスカートリッジ３０を交換するには、図６に示されるように、ユーザが画像形成装置本体１のフロントカバー６０を開き、プロセスカートリッジ３０に設けられた取手部３３を介して当該プロセスカートリッジ３０を画像形成装置本体１の正面側に引き出すことにより、使用済のプロセスカートリッジ３０を画像形成装置本体１から取り出す。

その後、新たなプロセスカートリッジ３０を画像形成装置本体１の開口部６３を介して当該画像形成装置本体１の内部に図示しない案内部材によって案内された状態で所要の位置まで押し込むことで、新たなプロセスカートリッジ３０が画像形成装置本体１の所要の位置に装着される。

プロセスカートリッジ３０は、画像形成装置本体１の所要の位置に装着されることで、画像形成装置本体１から駆動力及び電力の供給を受けることが可能となるとともに、画像形成装置本体１側の制御装置１００と電気的に接続される。

画像形成装置１は、図７に示されるように、プロセスカートリッジ３０と画像形成装置本体１ａとを電気的に接続及び切断することが可能なコネクタ７０を備えている。

＜コネクタの構成＞
図７はこの発明の実施の形態１に係るコネクタをワイヤーハーネスとともに示す斜視図、図８はコネクタの分解斜視図、図９はコネクタの結合状態を示す六面図である。

コネクタ７０は、図７乃至図９に示されるように、プロセスカートリッジ３０側に取り付けられる第１コネクタ部材の一例としてのオス型のプラグ７１と、画像形成装置本体１側に取り付けられる第２コネクタ部材の一例としてのメス型のレセプタクル７２とを備えている。プラグ７１とレセプタクル７２とは、互いに着脱自在である。プラグ７１は、図３に示されるように、プロセスカートリッジ本体３１のフレーム３２の内面側（画像形成装置本体の内部に位置する側）に嵌め込みやネジ止めの手段により固定した状態で取り付けられている。一方、レセプタクル７２は、図１０に示されるように、プロセスカートリッジ３０の画像形成装置本体１ａに対する装着位置であって、プロセスカートリッジ３０のプラグ７１に対応した位置に、当該プロセスカートリッジ３０の装着位置の誤差（位置ずれ）を吸収可能なように、画像形成装置本体１ａに対し着脱方向と交差する鉛直方向及び水平方向の二方向に沿って移動を許容する所謂フローティング状態で取り付けられている。なお、図１０中、符号３４はプロセスカートリッジ３０に設けられ、画像形成装置本体１ａの内部フレーム６５に突き当てることでプラグ７１の位置決めを行う突当部材を示している。

プラグ７１は、合成樹脂等の絶縁性材料から略直方体状に形成されたプラグハウジング７１０を備えている。プラグハウジング７１０は、図７に示されるように、画像形成装置１の正面側から見た形状が高さに比較して幅が狭い縦長の矩形状に形成されている。また、プラグハウジング７１０は、その正面側の端面に縦長の幅の狭い矩形状に形成された開口部７１１を有している。この開口部７１１は、複数の第１電極を有する集積回路の一例としてのＩＣ（Integrated Circuit）メモリであるＣＲＵＭ７１２をプラグハウジング７１０に着脱するためのものである。ここで、集積回路とは、集積回路自体を含むことは勿論のこと、回路基板に実装された状態の集積回路をも含む。また、集積回路が有する複数の電極とは、集積回路自体に設けられた複数の電極（端子）は勿論のこと、集積回路が実装された基板に設けられ且つ集積回路の複数の電極にそれぞれ接続された複数の電極をも含むものである。ＣＲＵＭ７１２は、図１１に示されるように、略平面矩形状に形成されたプリント基板からなるＩＣ基板７１３を備える。ＩＣ基板７１３には、その一方の面に集積回路の一例としての不揮発性メモリであるＥＥＰ-ＲＯＭ７１４が実装されている。また、ＩＣ基板７１３には、その他方の面にＥＥＰ-ＲＯＭ７１４の端子に接続された複数（図示例では、４つ）の第１電極７１５_１〜７１５_４が外部に露出した状態で外部から接触可能に設けられている。４つの第１電極７１５_１〜７１５_４は、ＥＥＰ-ＲＯＭ７１４のＧＮＤ端子、ＣＬＫ端子、ＶＣＣ端子、ＤＡＴＡ端子にそれぞれ接続されている。なお、図示の実施形態では、ＥＥＰ-ＲＯＭ７１４に対して４つの第１電極７１５_１〜７１５_４を設けているが、第１電極７１５_１〜７１５_４の数は、４に限定されるものではなく、３以下であっても５以上であっても良いことは勿論である。また、ＥＥＰ-ＲＯＭ７１４の電極端子と第１電極７１５の数は、同数である必要はなく、ＥＥＰ-ＲＯＭ７１４の電極端子より第１電極７１５の数が少なくとも良い。なお、図１１中、符号７１３ａ，７１３ｂはＣＲＵＭ７１２をプラグハウジング７１０から取り外す際などに使用する孔部を示している。

このように、ＣＲＵＭ７１２は、交換可能な不揮発性メモリであるＥＥＰ-ＲＯＭ７１４を備えたモジュールである。ＩＣ基板７１３の４つの第１電極７１５_１〜７１５_４は、装着方向に沿って細長い矩形状に形成されており、装着方向と交差する方向に沿って互いに所要の間隔を隔てて平行に配置されている。４つの第１電極７１５_１〜７１５_４のうち、一方の端部に配置されたＧＮＤ電極７１５_１は、装着方向に沿った先端側に突出しており、他の電極７１５_２〜７１５_４に比較して長さが長く設定されている。そのため、プラグ７１に装着されたＣＲＵＭ７１２のＧＮＤ電極７１５_１が後述するレセプタクル７２側の接触子７２３と接触して最初に接続され、その後に他の電極７１５_２〜７１５_４がレセプタクル７２側の接触子７２３と接触して接続される。

プラグハウジング７１０は、図８に示されるように、着脱方向Ｚと交差する方向Ｘに沿った一方の側面に、ＣＲＵＭ７１２を小さな力で圧入する等の手段により固定した状態で保持する保持部７１６を備えている。保持部７１６は、プラグハウジング７１０の端面に設けられた着脱用の開口部７１１に連通している。保持部７１６は、ＣＲＵＭ７１２のＩＣ基板７１３の平面形状と略相似形状を有する。保持部７１６のＣＲＵＭ７１２の着脱方向Ｚと交差する幅方向Ｙの両端には、ＣＲＵＭ７１２の一端縁の表裏両面を覆った状態で案内する案内溝７１６ａと、ＣＲＵＭ７１２の他端縁を接触した状態で案内する案内壁７１６ｂとが設けられている。また、保持部７１６は、着脱方向Ｚに沿った先端部にＣＲＵＭ７１２の先端縁を突き当てることで抜け止め状態に位置決めする突当壁７１６ｃを備えている。さらに、保持部７１６は、ＣＲＵＭ７１２の一方の面に実装されたＥＥＰ-ＲＯＭ７１４を収容するように、プラグハウジング７１０の一側面よりも内側に窪んだ形状に形成された凹所７１６ｄを備えている。また、凹所７１６ｄのＣＲＵＭ７１２の着脱方向Ｚと交差する幅方向Ｙの両端側には、図７及び８に示されるように、ＣＲＵＭ７１２の一方の面に接触して当該ＣＲＵＭ７１２を案内する凸部７１７が着脱方向Ｚに沿ってそれぞれ設けられている。なお、ＣＲＵＭ７１２は、プラグハウジング７１０に装着された状態で、プロセスカートリッジ３０の着脱等に伴う外力が作用した際に不本位に移動することがないよう、保持部７１６の案内溝７１６ａの幅や案内溝７１６ａと案内壁７１６ｂとの間隔などが適宜設定され、保持力を以て保持されている。

プラグハウジング７１０は、図１２に示されるように、そのＣＲＵＭ７１２が装着された側と反対側の側面にトナー濃度センサ１４８のワイヤーハーネス１４８ａが接続される第２電極の一例としての複数（図示例では、３つ）の接触子（コンタクト）７１８を固定した状態で保持する第２の保持部７１９を備えている。この第２の保持部７１９は、プラグハウジング７１０の着脱方向と交差する方向の一端部に、プラグハウジング７１０の着脱方向に沿って設けられた複数（図示例では、３つ）の凹形状の溝部７１９ａから構成されている。溝部７１９ａの基端部は、プラグハウジング７１０の基端部に設けられた挿入孔７１９ｂに連通されている。

溝部７１９ａは、上述したように、トナー濃度センサ１４８のワイヤーハーネス１４８ａの各信号線１４８ｂが圧着される接触子７１８を圧入等の手段により固定した状態で保持するものである。接触子７１８は、図８の下端部に示されるように、薄い金属板などの板状又は棒状の導電性材料を必要に応じてプレス加工等により曲げ加工や成形加工することで、先端７１８ａが尖った角柱形状や円柱形状などの中空又は中実の棒状に形成されている。また、接触子７１８の基端部７１８ｂ（トナー濃度センサ１４８のワイヤーハーネス１４８ａが接続される側）は、剛性を高めるとともにワイヤーハーネス１４８ａとの接続を確実にするため断面略Ｕ字形状に折り曲げて形成されている。接触子７１８の基端部７１８ｂには、ワイヤーハーネス１４８ａの信号線１４８ｂが圧着等の手段で接続される。

接触子７１８は、挿入孔７１９ｂ側から挿入されて溝部７１９ａに固定した状態で保持されることによってプラグハウジング７１０の所要の位置に固定され且つ当該接触子７１８の一部（図１２(ａ)中、下方に位置する面）が露出し、外部から接触子７１８に接触することが可能に取り付けられている。

プラグハウジング７１０のＣＲＵＭ７１２の装着方向Ｚと交差する方向Ｙの両外側面には、図８に示されるように、プラグ７１をレセプタクル７２に装着する際に、当該プラグ７１をレセプタクル７２に対して装着方向Ｚと交差する方向Ｘに沿って位置決めするための溝部７１９ｃがそれぞれ設けられている。

一方、画像形成装置本体１側に取り付けられるレセプタクル７２は、合成樹脂等の絶縁性材料からプラグ７１に比較して一回り大きな略直方体形状に形成されたレセプタクルハウジング７２０を備える。レセプタクルハウジング７２０は、図７に示されるように、その正面側の端面にプラグ７１を着脱するため縦長の矩形状に形成された開口部７２１を有している。また、レセプタクルハウジング７２０の内部には、図１３に示されるように、開口部７２１に連通した状態でプラグ７１を収容するため当該プラグ７１の外周形状に対応した形状の凹所７２２が設けられている。

さらに、レセプタクルハウジング７２０は、図１４に示されるように、プラグ７１が装着されたとき、ＣＲＵＭ７１２の複数の第１電極７１５_１〜７１５_４及び複数の接触子７１８_１〜７１８_３にそれぞれ直接的に接続される接続手段として、片側に４個、他側に３個合計７個のレセプタクル接触子（コンタクト）７２３を備える。７個のレセプタクル接触子７２３は、すべて同様に構成されている。

レセプタクル接触子７２３は、図１４に拡大して示されているように、薄い金属板などの板状又は棒状の導電性材料を必要に応じてプレス加工等により曲げや接続加工あるいは成形加工することで、正面略Ｈ形状に形成されている。レセプタクル接触子７２３は、その中間部７２３ａが細長い矩形状の平板を成している。また、細長い矩形状の平板を成す中間部７２３ａの一方の長辺には、レセプタクルハウジング７２０に装着して固定するための係止片７２３ｂがそれぞれ長手方向に沿った反対方向に突出するよう設けられている。一方、中間部７２３ａの他方の長辺には、制御回路１００に接続するためのワイヤーハーネス１０１の信号線を圧接等の手段により接続するための第１の接続部７２３ｃと、プラグ７１側のＣＲＵＭ７１２の複数の電極７１５_１〜７１５_４及び接触子７１８_１〜７１８_３に接触することで電気的に接続するための第２の接続部７２３ｄとがそれぞれ反対方向に突出するように設けられている。更に説明すると、第１の接続部７２３ｃはレセプタクルハウジング７２０の外側に向けて、第２の接続部７２３ｄはレセプタクルハウジング７２０の内側に向けてそれぞれ突出するように設けられている。第２の接続部７２３ｄの先端寄り側面（凹所７２２の内側に向けた面）には、プラグ７１側のＣＲＵＭ７１２の複数の電極７１５_１〜７１５_４及び接触子７１８_１〜７１８_３に接触する小さな正面略三角形状に形成された凸部７２３ｄ’を有している。なお、第２の接続部７２３ｄは、第１の接続部７２３ｃより長く形成されている。

レセプタクル接触子７２３は、図１４に示されるように、レセプタクルハウジング７２０の基端側（画像形成装置本体１に取り付けられる側）の端面に設けられた第１及び第２の凹部７２４，７２５に挿入した状態で装着される。このとき、レセプタクル接触子７２３の第２の接続部７２３ｄは、図１５に示されるように、その凸部７２３ｄ’がレセプタクルハウジング７２０内の凹所７２２の所要位置に突出するよう位置決めされて固定される。その結果、これらのレセプタクル接触子７２３の第２の接続部７２３ｄは、その凸部７２３ｄ’がプラグ７１側のＣＲＵＭ７１２の４つの第１電極７１５_１〜７１５_４と３つのレセプタクル接触子とに対応した位置にそれぞれ位置決めされる。

レセプタクルハウジング７２０の第１及び第２の凹部７２４，７２５には、図１４に示されるように、レセプタクル接触子７２３を案内し位置決め固定するための溝７２４ａ，７２５ａが所要の間隔で設けられている。さらに、レセプタクルハウジング７２０の第１の凹部７２４には、図８に示されるように、制御装置１００に接続するためのワイヤーハーネス１０１のうち、４本の信号線１０１ａをレセプタクル接触子７２３の第１の接続部７２３ｃに圧接により接続するため合成樹脂又は合成ゴム製の４極の圧接ソケット７２６が圧入等の手段により装着される。ワイヤーハーネス１０１の４本の信号線１０１ａには、その先端に端子１０１ｂが圧着等の手段により接続されている。また、各信号線１０１ａに接続された端子１０１ｂは、圧接ソケット７２６の所要位置に挿入された状態で固定され、圧接ソケット７２６の内部において端子１０１ｂとレセプタクル接触子７２３の第１の接続部７２３ｃとが圧接により接続される。

また、レセプタクルハウジング７２０の第２の凹部７２５には、制御装置１００に接続するためのワイヤーハーネス１０１のうち、３本のワイヤーハーネス１０１ｃをレセプタクル接触子７２３の第１の接続部７２３ｃに圧着により接続するため合成樹脂又は合成ゴム製の３極の圧着ソケット７２７が圧入される。ワイヤーハーネス１０１の３本の信号線１０１ｃには、その先端に端子１０１ｂと同様の図示しない端子が圧着等の手段により接続されている。また、各信号線１０１ｃに接続された端子は、圧接ソケット７２７に挿入された状態で固定され、圧接ソケット７２７の内部において当該端子とレセプタクル接触子７２３の第１の接続部７２３ｃとが圧接により接続される。

また、レセプタクルハウジング７２０は、図１３に示されるように、画像形成装置本体１に装着するための装着部７２８を備えている。この装着部７２８は、レセプタクルハウジング７２０の両側面に設けられたスナップ結合部からなる。装着部７２８は、レセプタクルハウジング７２０の両側面の開口部７２１側に、外方に短く突出するように設けられた側板７２８ａと、側板７２８ａの外側の端部からレセプタクルハウジング７２０の両側面に沿って略平行に撓み変形が可能なように相対的に薄く設けられた可撓板７２８ｂとを備える。また、両可撓板７２８ｂの先端には、断面略三角形状に形成された係合突起７２８ｃが両可撓板７２８ｂの表面から側方へ突出するように設けられている。２つの係合突起７２８ｃの先端部の間隔は、後述する内部フレーム６５の開口部６６の開口幅よりも小さく設定されている。

さらに、レセプタクルハウジング７２０の基端部には、画像形成装置本体１の内部フレーム６２に当接することで、当該レセプタクルハウジング７２０の着脱方向に沿った位置を決める位置決め部７２９が各角部に対応した４箇所に設けられている。

一方、画像形成装置本体１の内部フレーム６５には、図１６に示されるように、レセプタクル７２のレセプタクルハウジング７２０を装着するため、レセプタクルハウジング７２０の外形よりも僅かに大きな略矩形状の開口部６６が設けられている。開口部６６は、その開口幅がレセプタクルハウジング７２０の幅よりも大きく、且つその開口高さがレセプタクルハウジング７２０の高さ（後述する左右の可撓板７２８ｂ間の距離）よりも高く設定されている。なお、図１４中、符号６７は、内部フレーム６５に設けられたプロセスカートリッジ３０を着脱するための開口部を示している。

レセプタクル７２は、図１３に示されるように、画像形成装置本体１の内部フレーム６５に形成された開口部６６にレセプタクルハウジング７２０を挿入し、当該レセプタクルハウジング７２０の位置決め部７２９が画像形成装置本体１の内部フレーム６５の表面に当接するまで押し込むことで、スナップ係合部からなる装着部７２８のうち、断面略三角形状に形成された係合突起７２８ｃの傾斜面が内部フレーム６５の開口部６６の内周端縁に当接して、左右の可撓板７２８ｂが内側に撓むように弾性変形し、係合突起７２８ｃの基端部が開口部６６を通過した時点で、左右の可撓板７２８ｂが元の形状に復帰する。こうすることで、レセプタクルハウジング７２０は、位置決め部７２９と係合突起７２８ｃとによって内部フレーム６５を挟んだ状態で保持することにより画像形成装置本体１の所要位置に固定した状態で装着される。その際、画像形成装置本体１の開口部６６とレセプタクルハウジング７２０との間には、隙間が存在するため、レセプタクルハウジング７２０は、隙間の範囲内でレセプタクル７２の装着方向と交差する方向に沿った移動が許容される。

＜画像形成装置の特徴部分の動作＞
この実施の形態に係るコネクタを適用した画像形成装置１では、次のようにしてプロセスカートリッジの交換が行われる。

プロセスカートリッジ３０は、図７に示されるように、コネクタ７０を介してＣＲＵＭ７１２に記憶された感光体ドラム１１の寿命等に関する情報が制御装置１００により読み出し及び書き込み自在であるとともに、トナー濃度センサ１４８からの検出信号がワイヤーハーネス１４８ａを介して制御装置１００により受信可能となっている。制御装置１００は、ＣＲＵＭ７１２に記憶された感光体ドラム１１の寿命等に関する情報に基づいて、感光体ドラム１１の感光体層の膜厚が予め定められた値まで減少するなどの予め定められた交換条件を満たしたと判断した場合に、新たなプロセスカートリッジ３０との交換を促すメッセージをユーザインターフェイスや画像形成装置１が接続されたパーソナルコンピュータの表示画面等に表示する。プロセスカートリッジ３０の交換に際しては、図５に示されるように、画像形成装置１のフロントカバー６１を開いた状態で、プロセスカートリッジ３０を画像形成装置本体１の正面側に引き出して、使用済のプロセスカートリッジ３０を画像形成装置本体１から取り外す。

その際、図３に示されるように、プロセスカートリッジ３０の移動に伴って当該プロセスカートリッジ本体３１に設けられたプラグ７１が画像形成装置本体１の正面側に移動し、当該プラグ７１が画像形成装置本体１側のレセプタクル７２から取り外される。

その後、新たなプロセスカートリッジ３０を画像形成装置本体１の正面側に設けられた開口部６３を介して画像形成装置本体１の内部の所要位置へと装着する。このプロセスカートリッジ３０の装着動作に伴って当該プロセスカートリッジ３０に設けられたコネクタ７０のプラグ７１が画像形成装置本体側のレセプタクル７２に装着される。その後、画像形成装置１のフロントカバー６０が閉じられる。

コネクタ７０のプラグ７１がレセプタクル７２に装着されると、図１７に示されるように、プラグ７１の一方の側面に露出したＣＲＵＭ７１２の４つの電極７１５_１〜７１５_４と、レセプタクル７２の内部の一方の側面に配置された４つの接触子７２３とが接触又は圧接し、プラグ７１の他方の側面に露出したトナー濃度センサ１４８のハーネスワイヤ１４８ａに接続された３つの接触子７１８_１〜７１８_３と、レセプタクル７２の内部の他方の側面に配置された３つの接触子７２３とが接触又は圧接することにより、電気的に接続される。その結果、プロセスカートリッジ３０のＣＲＵＭ７１２及びトナー濃度センサ１４８は、画像形成装置本体１側の制御装置１００と信号のやりとり（通信）が可能な状態となる。

更に説明すると、レセプタクル７２は、図１７に示されるように、プラグ７１を装着した際、ＣＲＵＭ７１２の４つの第１電極７１５_１〜７１５_４に片側に配置されたレセプタクル接触子７２３の第２の接続部７２３ｄの凸部７２３ｄ’が、トナー濃度センサ１４８が接続された３つの接触子７１８に他側に配置されたレセプタクル接触子７２３の凸部７２３ｄ’がそれぞれ接触し、プラグ７１側のＣＲＵＭ７１２及びトナー濃度センサ１４８とそれぞれ接続される。

なお、レセプタクル接触子７２３の４つの第１電極７１５_１〜７１５_４及び３つの接触子７１８_１〜７１８_３に対する接触圧は、レセプタクル接触子７２３のレセプタクルハウジング７２０に対する配置や形状等によって適宜設定されている。

このように、上記実施の形態に係るコネクタ７０では、プロセスカートリッジ３０側に設けられるプラグ７１に、当該プラグ７１に装着されるＣＲＵＭ７１２及びトナー濃度センサ１４８からのワイヤーハーネス１４８ａに電気的に接続するための接続端子等の接続手段を設ける必要がなく、プラグ７１の構成が簡略化される。また、プロセスカートリッジ３０側に設けられるプラグ７１に接続手段を設ける必要がない分だけ、プラグ７１が小型化されるとともに部品コストが低減される。さらに、プラグ７１が装着されるプロセスカートリッジ３０も小型化され、画像形成装置１も小型化される。

なお、前記実施の形態では、画像形成装置としてモノクロの画像形成装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、イエロー（Ｙ）色、マゼンタ（Ｍ）色、シアン（Ｃ）色、及びブラック（Ｋ）色の各色に対応した作像装置を備えたフルカラーの画像形成装置に適用しても良いことは勿論である。

また、前記実施の形態では、プラグとレセプタクルとを備えたコネクタについて説明したが、これに限定されるものではなく、雄型のプラグと雌型のプラグ等との組み合わせてコネクタとして構成してもよいことは勿論である。

さらに、前記実施の形態では、コネクタを画像形成装置に適用した場合について説明したが、コネクタは画像形成装置以外の画像読取装置等の機器に適用しても良い。

１…画像形成装置、１ａ…画像形成装置本体、３０…プロセスカートリッジ、７０…コネクタ、７１…プラグ、７２…レセプタクル、７１０…プラグハウジング、７１１…開口部、７１２…ＣＲＵＭ、７１３…ＩＣ基板、７１４…ＥＥＰ-ＲＯＭ７１４、７１５_１〜７１５_４…第１電極、７２０…レセプタクルハウジング、７２１…開口部、７２２…凹所、７２３…レセプタクル接触子。

Claims (6)

1. 複数の第１電極を有する集積回路を固定した状態で保持し、前記複数の第１電極に外部から接触可能な第１のコネクタ部材と、
   前記第１のコネクタ部材に対して着脱自在であり、前記第１のコネクタ部材が装着されたとき、前記集積回路の複数の第１電極に直接的に接続される接続手段を有する第２のコネクタ部材と、
   を備え、
   前記第１のコネクタ部材は、前記集積回路以外からの信号線が接続される複数の第２電極を、当該複数の第２電極に外部から接触可能なよう固定した状態で更に備え、
   前記第２のコネクタ部材は、前記第１のコネクタ部材が装着されたとき、前記複数の第２電極に直接的に接続される第２の接続手段を有することを特徴とするコネクタ。
2. 前記集積回路は複数の面を有し、前記集積回路の前記複数の第１電極が配置されている面とは異なる面に不揮発性メモリが取り付けられている請求項１に記載のコネクタ。
3. 画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジ本体と、
   前記画像形成装置本体側の接続手段を有する第２のコネクタ部材に対して着脱自在であり、前記画像形成装置本体側の第２のコネクタ部材に装着されたとき、前記接続手段に直接的に接続される複数の第１電極を有する集積回路を固定した状態で保持する第１のコネクタ部材と、
   を備え、
   前記第１のコネクタ部材は、前記集積回路以外からの信号線が接続される複数の第２電極を、当該複数の第２電極に外部から接触可能なよう固定した状態で更に備え、
   前記第２のコネクタ部材は、前記第１のコネクタ部材が装着されたとき、前記複数の第２電極に直接的に接続される第２の接続手段を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
4. 前記集積回路は複数の面を有し、前記集積回路の前記複数の第１電極が配置されている面とは異なる面に不揮発性メモリが取り付けられている請求項３に記載のプロセスカートリッジ。
5. 画像形成装置本体と、
   前記画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジと、
   前記プロセスカートリッジ側に設けられ、複数の第１電極を有する集積回路を固定した状態で保持し、前記複数の第１電極に外部から接触可能な第１のコネクタ部材と、
   前記画像形成装置本体側に設けられ、前記第１のコネクタ部材に対して着脱自在であり、前記第１のコネクタ部材が装着されたとき、前記集積回路の複数の第１電極に直接的に接続される接続手段を有する第２のコネクタ部材と、
   を備え、
   前記第１のコネクタ部材は、前記集積回路以外からの信号線が接続される複数の第２電極を、当該複数の第２電極に外部から接触可能なよう固定した状態で更に備え、
   前記第２のコネクタ部材は、前記第１のコネクタ部材が装着されたとき、前記複数の第２電極に直接的に接続される第２の接続手段を有することを特徴とする画像形成装置。
6. 前記集積回路は複数の面を有し、前記集積回路の前記複数の第１電極が配置されている面とは異なる面に不揮発性メモリが取り付けられている請求項５に記載の画像形成装置。

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