JP3800890B2

JP3800890B2 - Image forming apparatus, improper cartridge detection method, and storage medium

Info

Publication number: JP3800890B2
Application number: JP30302999A
Authority: JP
Inventors: 嘉広伊藤; 一夫小古山
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1999-10-25
Filing date: 1999-10-25
Publication date: 2006-07-26
Anticipated expiration: 2019-10-25
Also published as: JP2001125376A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ，ファクシミリ，複写機等の画像形成装置に交換可能にセットされるカートリッジが、消耗品（トナー，インク等）を詰め替えた不適正なものかどうかを検出するための方法及び装置及びシステム並びに記憶媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば電子写真式のプリンタでは、現像媒体としてトナーを充填したトナーカートリッジが用いられている。このトナーカートリッジでは、その製造時に一定量のトナーが充填されており、プリンタに交換可能にセットされる。このトナーカートリッジは、補充瓶からのトナーをプリンタ内のトナー収納室へ補給することが不要であるため、手や衣服がトナーで汚れる心配がなく、また、トナーカートリッジを交換するだけでよいので、操作が簡単である等の利点がある。
【０００３】
前記トナーカートリッジを更に発展させ、感光ドラム，帯電ローラ，現像ローラ，クリーニング部等を取り付けたプロセスカートリッジも知られている。このプロセスカートリッジでは、感光ドラム等の寿命に合わせた量のトナーが充填されており、トナーの交換と同時に感光ドラム等も交換されるから、メンテナンスが簡便であり、またメンテナンス契約も特に必要とされない等の利点があるため、個人用プリンタ等に広く使用されている。
【０００４】
使用済みのカートリッジは、カートリッジ販売業者を介してプリンタメーカーに回収される。プリンタメーカーは、環境汚染防止や資源の有効活用の観点から、使用済みカートリッジを分解し、各部品を検査して正常なものは再使用し、またプラスチック部品は溶解・ペレット化して、プラスチック材料として再利用をしている。また、カートリッジのリサイクルによって、カートリッジの販売価格の引き下げも図っている。
【０００５】
使用済みのカートリッジの全てがプリンタメーカーに戻されるのではなく、その一部がトナー詰め替え業者にまわされる。トナー詰め替え業者は、所定の料金で詰め替えを請け負い、カートリッジを分解して適当なトナーを補給する。また、使用済みのカートリッジを購入し、これを分解し、トナーを補給してから、再生カートリッジとして、新品のカートリッジに比べてかなり安い価格で一般ユーザーに販売するトナー詰め替え業者もある。
【０００６】
カートリッジの製造時に充填されるトナー（純正品）は、プリンタのプロセス特性（感光ドラムの特性，帯電電圧，クリーニング特性，定着特性）を考慮して、トナーの成分を決定している。しかし、トナー詰め替え業者が使用するトナーは、その組成成分が純正品のトナーとは異なっているため、印字品質の低下を起こすことがある。また、トナーを詰め替えたカートリッジを長期間使用すると、感光ドラム、帯電ローラなどの性能が劣化するため、印字品質が低下したり、故障の発生の要因となる。
【０００７】
印字品質の低下や、故障が発生した場合に、補給したトナーに原因があるにもかかわらず、ユーザーはプリンタに原因があると誤解することが多い。これによって、地道に積み上げてきたプリンタの信頼性が一挙に失われることになる。また、ユーザーによっては、プリンタを製造したメーカーを信頼しなくなり、このメーカーが取り扱う全製品に対して嫌悪感を懐くこともある。
【０００８】
プリンタメーカーの信頼性を維持するには、詰め替え業者によるトナーの詰め替えを事前に防止したり、あるいはトナーを詰め替えたカートリッジは再使用できないようにする等の対策を考慮することが必要である。
【０００９】
トナーを詰め替えたカートリッジの発生を防止する対策としては、特開平７−２８３２０号公報に、プリント枚数をカウントするカウンタと、現像ローラの回転を阻止する電磁ブレーキを設けたプロセスカートリッジが記載されている。このプロセスカートリッジでは、トナーの消費量をプリント枚数から間接的に調べ、プリント枚数が一定値に達したときに、トナー切れが発生したと推測し、電磁ブレーキを作動させる。この電磁ブレーキによって現像ローラの回転が阻止されるから、いったんトナー切れとなると、トナーの補充の有無にかかわらず、プロセスカートリッジを使用することができなくなる。したがって、トナーは入っているが、電磁ブレーキがかかっているプロセスカートリッジは、トナーが詰め替えられた不適正なカートリッジであると判断される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記カートリッジには、電磁ブレーキやカウンタが必要となるため、プロセスカートリッジが複雑で大型化し、コスト高となるという問題がある。また、電磁ブレーキがかかっている状態は直ぐに分かるので、プロセスカートリッジの分解時に、電磁ブレーキを除去するか、あるいはブレーキがきかない状態にすることができるから、有効な対策方法とはいえない。
【００１１】
また、文字数の多いプリントと、文字数が極端に少ないプリントとがあるから、プリント枚数からトナーの残量を予測するものでは、トナーの残量を正確に測定することはできない。そのために、トナーが残っているにもかかわらず、電磁ブレーキが作動してプロセスカートリッジが使用できなくなることがある。これは資源の無駄となる。
【００１２】
本発明は、カートリッジの大型化を招くことなく、また簡単かつ安価な構成で、不適正に消耗品が詰め替えられた不適正カートリッジを確実に検出することを目的とする。
【００１３】
本発明の更に別の目的は、不適正カートリッジの使用禁止状態が外部から分からないようにすることで、その解除をしにくくすることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の消耗品詰め替えカートリッジの検出装置は、画像形成装置に交換可能にセットされるカートリッジの内部に収納された消耗品の物性値を測定する測定手段と、消耗品の物性値の範囲が記憶された記憶手段と、この記憶手段から物性値の範囲を読み出し、測定された物性値が範囲外であるときには、消耗品詰め替えカートリッジであると判定する判定手段とからなることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項２記載の消耗品詰め替えカートリッジの検出装置は、消耗品詰め替えカートリッジであると判定されたときに、警告表示する表示手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項３記載の消耗品詰め替えカートリッジの検出装置は、消耗品詰め替えカートリッジであると判定されたときに、このカートリッジがセットされた画像形成装置の画像形成動作を禁止する禁止手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項４記載の消耗品詰め替えカートリッジの検出装置は、消耗品詰め替えカートリッジの判定は、カートリッジが画像形成装置にセットされたときに行われることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項５記載の消耗品詰め替えカートリッジの検出装置は、物性値は消耗品の濃度であり、測定手段は、カートリッジに設けられた発光素子と受光素子を備え、消耗品が付着した現像ローラまたは感光ドラムに発光素子から光を照射し、その反射光を受光素子で検出することによって、消耗品の濃度を測定することを特徴とするものである。
【００１９】
請求項６記載の消耗品詰め替えカートリッジの検出装置は、記憶手段は、カートリッジに設けられていることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項７記載の消耗品詰め替えカートリッジの検出装置は、物性値の範囲は、カートリッジの製造時において、カートリッジに収納されている消耗品の物性値を測定して、測定値を中心とした一定範囲であり、各カートリッジ毎に求めた物性値の範囲を前記記憶手段に書き込むことを特徴とするものである。
【００２１】
請求項８記載の消耗品詰め替えカートリッジの検出方法は、画像形成装置に交換可能にセットされるカートリッジの内部に収納された消耗品の物性値を測定し、測定した物性値が予め定められた範囲から外れているときに、消耗品詰め替えカートリッジであると判定することを特徴とするものである。
【００２２】
請求項９記載の消耗品詰め替えカートリッジの検出システムは、画像記録に使用する消耗品を収納した消耗品収納室と、この消耗品収納室に収納された消耗品の物性値を測定する測定手段と、消耗品の物性値の範囲を記憶する記憶手段とを有するカートリッジと、記録紙に画像を形成する画像形成部と、記憶手段から物性値の範囲を読み出し、測定した物性値が範囲外であるときには、消耗品詰め替えカートリッジであると判定して、警告を発し、あるいは画像形成動作を禁止する手段とを有する画像形成装置とからなることを特徴とするものである。
【００２３】
請求項１０記載の消耗品詰め替えカートリッジの検出システムは、画像記録に使用する消耗品を収納した消耗品収納室と、この消耗品収納室に収納された消耗品の物性値を測定する測定手段と、消耗品の機種を特定するためのタイプ情報が割り当てられたカートリッジと、記録紙に画像を形成する画像形成部と、物性値の範囲をタイプ情報毎に記憶する記憶手段と、セットされたカートリッジのタイプ情報に基づいて物性値の範囲を記憶手段から読み出し、測定手段で測定した物性値が範囲外であるときには、消耗品詰め替えカートリッジであると判定して、警告を発し、あるいは画像形成動作を禁止する手段とを有する画像形成装置とからなることを特徴とするものである。
【００２４】
請求項１１記載の消耗品詰め替えカートリッジの検出システムは、カートリッジには、静電潜像が形成される感光ドラムと、この感光ドラムを帯電させる帯電ローラと、静電潜像をトナーで現像してトナー像にする現像ローラとが設けられていることを特徴とするものである。
【００２５】
請求項１２記載の記憶媒体は、カートリッジがセットされたときに消耗品の物性値を測定するステップと、カートリッジ内の記憶手段に記録された物性値の範囲を読み出すステップと、測定した物性値が範囲外であるときは、消耗品詰め替えカートリッジであると判定するステップとを実行するプログラムを記憶したことを特徴とするものである。
【００２６】
請求項１３記載の記憶媒体は、カートリッジがセットされたときに消耗品の物性値を測定するステップと、カートリッジのタイプ情報を読み出すステップと、タイプ情報に対応した物性値の範囲を読み出すステップと、測定した物性値が範囲外であるときは、消耗品詰め替えカートリッジであると判定するステップとを実行するプログラムを記憶したことを特徴とするものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明が適用される電子写真方式のプリンタを示すものである。プリンタ１０は、プリンタ本体１１にカートリッジ１２が交換可能にセットされている。このカートリッジ１２には、トナー１４が充填されたトナー室１３の他に、感光ドラム１５，帯電ローラ１６，現像ローラ１７が設けられており、いわゆるプロセスカートリッジの形態をしている。この感光ドラム１５は約４００Ｖに帯電され、現像ローラ１７は約２５０Ｖに帯電される。
【００２８】
トナー室１３内のトナー１４は、回転中の現像ローラ１７の外周に静電吸着して搬送される。トナー１４には、黒色のトナー粒子と、白色の研磨粒子とを混合したものが用いられている。トナー粒子はポリエステルを主成分としており、添加剤として用いられる電荷制御剤によって負極性に帯電する。研磨粒子にはアクリルビーズが用いられており、正極性に帯電する。研磨粒子は、トナー粒子の表面に付着してトナー粒子と現像ローラ１７とのスペーサとして作用しており、プリント後にトナー粒子が現像ローラ１７の上に残留するのを防止する。なお、トナー粒子と研磨粒子との混合比、すなわち、トナー１４の濃度は、プリンタのプロセス特性（感光ドラムの特性，帯電電圧，クリーニング特性，定着特性）を考慮して定められている。
【００２９】
感光ドラム１５は、金属製の円筒体の外周面に、光導電性の皮膜が設けられている。帯電ローラ１６は、金属製の軸と、その外周に嵌め込んだ導電性を有する発泡ウレタンの筒体と、この発泡ウレタンの外側に嵌めた半導電性を有するプラスチック製のチューブとからなる。この帯電ローラ１６は発泡ウレタンの弾力によって、感光ドラム１５の外周面に接触している。また、感光ドラム１５，帯電ローラ１６，現像ローラ１７に電圧を印加するために、感光ドラム１５の円筒体と、帯電ローラ１６及び現像ローラ１７の軸は、プリンタ本体１１の内部に設置された帯電回路に接続されている。この接続のために、カートリッジ１２と、プリンタ本体１１には電気接点（図示せず）が設けられている。
【００３０】
給紙トレイ２０上には、複数枚の記録紙２１がセットされている。給紙トレイ２０の一番上にある記録紙２１が給紙ローラ２２で引き出され、一対の搬送ローラ２３に向けて給紙される。搬送ローラ対２３は、記録紙２１をニップして転写位置に搬送する。この転写位置には、転写ローラ２４が配置されており、カートリッジ１２がセットされたときに、転写ローラ２４と感光ドラム１５が接触する。
【００３１】
プリント時には、感光ドラム１５が一定速度で時計方向に回転する。この感光ドラム１５は、帯電ローラ１６に接触しながら通過するときに外周面が一様に帯電される。また、半導体レーザ２６は、画像データに応じて駆動され、強度変調されたレーザ光を発生する。このレーザ光は、ポリゴンミラー２７を経て、回転中の感光ドラム２４に入射する。ポリゴンミラー２７は、レーザ光を感光ドラム２４の軸方向（主走査方向）に振らすことで、ラスタスキャンをする。感光ドラム１５は、レーザ光が照射された部分が除電されるから、その外周に静電潜像が形成される。
【００３２】
感光ドラム１５の回転によって、トナー像は転写位置まで移動する。この転写位置では、記録紙２１が、転写ローラ２４と感光ドラム１５との間に挟まれて、感光ドラム１５の周速度と同じ速度で移動している。転写ローラ２４は、トナー像と逆の電位にバイアスされているから、感光ドラム１５上のトナー像が記録紙２１に転写される。
【００３３】
感光ドラム１５がさらに回転すると、静電潜像が現像ローラ１７に向かって移動する。この現像ローラ１７は帯電されており、トナーを静電吸着している。また、このトナーには、逆極性に帯電した研磨粒子が付着している。感光ドラム１５の静電潜像が現像ローラ１７に接触すると、静電潜像の電位は現像ローラ１７の電位よりも高いので、現像ローラ１７のトナーが静電潜像へ転移し、トナー像に可視化される。
【００３４】
トナー像が転写された記録紙２１は、定着器２９に向かって搬送される。この定着器２９は、一対の定着ローラ３０と、ヒータ（図示せず）とから構成されており、トナーを加熱して溶融する。溶融したトナーは、記録紙２１に吸着される。定着処理された記録紙２１は、プリンタ本体１１から排紙される。
【００３５】
図２〜図４は、カートリッジの一例を示すものである。図２は上部カートリッジを示し、図３は下部カートリッジを示す。また、図４は組立状態を示す。上部カートリッジ３２及び下部カートリッジ３３の本体３４，３５は、黒色をしたプラスチック成形品である。
【００３６】
図２及び図４において、上部カートリッジ３２には、トナー室１３が形成されており、製造時に所定量のトナー１４が充填されている。このトナー室１３の下方には、細長なトナー供給口１３ａが形成されており、使用前にはシールテープ（図示せず）で封鎖されている。また、トナー室１３の側面には、トナー１４を充填するための充填口（図示せず）が設けられており、トナー１４の充填後はキャップ３７で封止されている。符号３８は、トナー室１３の天板であり、上部カートリッジ本体３４に接着されている。
【００３７】
上部カートリッジ本体３４には、帯電ローラ１６が回転自在に取り付けられている。この帯電ローラ１６に近接した位置に、露光開口３９が形成されており、この露光開口３９を通ってレーザ光が感光ドラム１５に入射する。
【００３８】
上部カートリッジ３２を下部カートリッジ３３に結合するために、上部カートリッジ本体３４には、トナー室１３側に２個の係止爪４０が、そして帯電ローラ１６側に２個の係止爪４１が形成されている。なお、符号４２〜４４は、図４で明らかなように、露光室４５内にトナー１４が入り込まないように、隙間を塞ぐためのスポンジテープである。
【００３９】
図３及び図４において、下部カートリッジ本体３５には、感光ドラム１５，現像ローラ１７が回転自在に取り付けられている。また、下部カートリッジ本体３５には、プリンタ本体１１内に設けた駆動ギヤ（図示せず）に噛合する従動ギヤ４６が設けられている。また、現像ローラ１７と同軸に取り付けられるギヤ４７は、従動ギヤ４６と噛合しており、感光ドラム１５と同軸に取り付けられるギヤ４８は、ギヤ４７と噛合している。このため、従動ギヤ４６の回転は、ギヤ４７を介して現像ローラ１７に伝達され、更にギヤ４８を介して感光ドラム１５に伝達される。また、感光ドラム１５の下方に位置する部分に開口４９が形成されている。この開口６２を介して転写ローラ２４が入り込んで感光ドラム１５に接触する。
【００４０】
支持プレート５０の先端には、クリーニングブレード５１が取り付けられており、感光ドラム１５に付着している余分なトナーを掻き落とす。この掻き落とされたトナーを廃トナー室５２内に集めるために、下部カートリッジ本体３５にスクイシート５３が取り付けられている。この廃トナー室５２は、支持プレート５０，クリーニングブレード５１，スクイシート５３で区画されている。
【００４１】
前記支持プレート５０の上端がスポンジテープ４４に接触しているから、廃トナー室５２と露光室４５とが仕切られ、それにより使用済みトナーが露光室４５を経てカートリッジ１２から漏れ出ないようにしている。また、スポンジテープ４２が下部カートリッジ本体３５の内側に接触し、そしてスポンジテープ４３が規制ブレードの上端に接触している。これらのスポンジテープ４２，４３によって、トナー室１３側と露光室４５とを仕切ることで、未使用のトナー１４が露光室４５を経てカートリッジ１２から漏れ出るのを防止する。
【００４２】
下部カートリッジ本体３５には、係合穴５６と、係止突起５７が設けられている。上部カートリッジ３２を下部カートリッジ３３に嵌め込むと、係合穴５６に上部カートリッジ本体３４の係止爪４０が嵌合し、係止突起５７に上部カートリッジ本体３４の係止爪４１が係合する。これらの係止爪４０，４１，係合穴５６，係止突起５７によって、上部カートリッジ３２と下部カートリッジ３３とが一体的に組み立てられる。
【００４３】
プリンタの電気構成を示す図５において、プリンタ本体１１には、ＣＰＵ６０，メモリ６１（以下、プリンタメモリという），レーザ２６やポリゴンミラー２７等からなる画像形成部６２，定着器２９，表示器６３，感光ドラム１５や帯電ローラ１６等に電圧を印加する帯電回路６４、駆動用のモータ６５が設けられている。モータ６５は、ドライバ６６によって駆動され、感光ドラム１５と現像ローラ１７を回転させる。また、プリンタ本体１１とカートリッジ１２には、各電気部品を電気的に接続するための電気接点（図示せず）が設けられている。
【００４４】
カートリッジ１２には、感光ドラム１５，制御回路７０，メモリ（以下、カートリッジメモリという）７１，発光素子７２，受光素子７３などが設けられている。発光素子７２及び受光素子７３は物性値としてトナー濃度を測定する測定手段を構成しており、制御回路７０からの制御信号によって測定を開始する。発光素子７２は、トナーが吸着した現像ローラ１７に対して一定量の光を照射しており、現像ローラ１７からの反射光が受光素子７３に入射する。受光素子７３は、この反射光を電気信号に光電変換して制御回路７０へと伝送し、ここで対数変換する。受光素子７３によって、現像ローラ１７の表面に付着したトナーの濃度（正確には濃度に相関した数値）が求められる。トナー濃度は、新品のカートリッジに収納された純正品と、トナー詰め替え業者が詰め替えたトナーによって違っているから、このトナー濃度を測定することで、詰め替えカートリッジかどうかを判断することができる。
【００４５】
カートリッジメモリ７１には、プリンタメーカーが使用する純正のトナー濃度の範囲を表すデータが記録されている。この範囲は、カートリッジ１２の製造時に、個々のカートリッジ毎にトナー濃度を複数回測定し、その平均値を中心とし、測定のばらつきを考慮して、所定の範囲に決めてある。
【００４６】
各カートリッジ毎に測定部を使用して、純正品の物性値の範囲を決めるから、測定部の測定精度にばらつきがあっても、これに影響されることなく、純正品の判断をすることができる。なお、簡単には、実験で決定した共通な範囲をカートリッジメモリ７１に書き込んでも良い。
【００４７】
ＣＰＵ６０は、プリンタ１０の各部をシーケンス制御する他に、制御回路７０を介して、トナー室１３内のトナー濃度の測定を行う。それとともに、カートリッジメモリ７１に書き込まれた範囲を読み出し、測定値と比較する。ＣＰＵ６０は、トナー濃度の測定値が範囲外であると検出したときは、カートリッジはトナーが詰め替えられた不適正なものであると判断する。そして、ＣＰＵ６０は、表示器６３に新品の適正なカートリッジに交換すべきこと、プリントが禁止されることなどを表示し、さらに画像形成部６２の動作を禁止する。
【００４８】
以下、上記構成による作用について、図６を参照しながら説明する。プリンタ本体１１のカートリッジ室（図示せず）にカートリッジ１２を装填するには、まず、新しいカートリッジ１２からシールテープを剥がしてトナー供給口１３ａを開口させる。トナー排出口１３ａが開くと、トナー室１３内のトナー１４が現像ローラ１７へ供給可能となる。次に、カートリッジ室の蓋を開いて、カートリッジ１２をカートリッジ室に装填する。カートリッジ１２がカートリッジ室に完全に装填されると、カートリッジ１２とプリンタ本体１１とが電気的に接続される。
【００４９】
プリンタ電源をＯＮすると、カートリッジがセットされているか否かのチェックを行う。ＣＰＵ６０は、カートリッジがセットされていない場合は、表示器６３にカートリッジをセットする旨を表示して警告を行う。また、プリンタ電源が既にＯＮされている場合には、カートリッジ室の蓋が閉じたことを検知するスイッチ（図示せず）からの信号によって、カートリッジのセットを検出する。
【００５０】
カートリッジ１２がセットされていることを検出すると、ＣＰＵ６０は、プリンタ本体１１のウオームアップを行うとともに、制御回路７０を介してトナー室１３に収納されているトナー１４の濃度を測定し、その測定値とカートリッジメモリ７１に書き込まれた物性値範囲とを比較する。ここで、トナー詰め替え業者が製造するトナーの成分は、プリンタメーカーが製造する純正品と異なっているため、トナー濃度はカートリッジメモリ７１に書き込まれた純正品の物性値範囲から外れている。このとき、ＣＰＵ６０は、カートリッジ１２はトナーが詰め替えられた不適正なものであると判断して、カートリッジを交換すべき旨の警告表示をするとともに、パソコンなどからプリント要求があってもそれを受け付けず、結果的に画像形成部６２のプリント動作を禁止する。
【００５１】
また、プリンタメーカーから提供された正規のカートリッジでない場合は、発光素子７２及び受光素子７３が設けられていないことがある。このようなカートリッジでは、トナー濃度の測定を行うことができない。この場合も、ＣＰＵ６０は、トナーが詰め替えられた不適正なカートリッジであると判断し、警告表示するとともにプリント動作を禁止する。
【００５２】
一方、ＣＰＵ６０は、トナー濃度の測定値が、カートリッジメモリ７１に書き込まれた物性値範囲内であった場合には、プリンタメーカーから提供された適正なカートリッジであると判断して、画像形成部６２のプリント動作を許容する。ＣＰＵ６０は、パソコン等からプリント要求があると、画像形成部６２をシーケンス制御して記録紙２１に画像や文字を記録する。
【００５３】
また、トナーを詰め替えた不適正なカートリッジでは、パソコンなどからプリント要求があったとしても、プリンタ１０がプリント動作を実行しない。結果的に、トナー詰め替えを未然に防止することができる。また、不適正なトナーの使用による印字品質の低下を防止するとともに、プリンタの故障防止に寄与する。更に、プロセスカートリッジでは、感光ドラム１５等の部品が品質保証期間を経過した状態で使用されるのを防止し、それによる印字品質の低下を防ぐことができる。
【００５４】
使用済みのカートリッジは、カートリッジの販売業者を介して、プリンタメーカーに回収されてリサイクルが行われる。プリンタメーカーは、係止爪４０を係合穴５６から外し、また係止爪４１を係止突起５７から外して、カートリッジ１２を上部カートリッジ３２と下部カートリッジ３３とに分解する。カートリッジ１２の分解後、清掃してから各部品を検査する。故障した部品又は寿命がきた部品を交換してから、上部カートリッジ３２のキャップ３７を外して、トナー１４をトナー室１３内に補充する。トナー１４の補充後、キャップ３７を再び嵌め込み、トナー室１３を密閉した後、上部カートリッジ３２と下部カートリッジ３３とを組み立てる。
【００５５】
カートリッジ１２の組み立て後、検査器具にカートリッジ１２をセットして、現像ローラ１５を回転させてテスト現像を行う。テスト時のトナー濃度を複数回測定し、その平均値を算出する。算出された平均値を中心とした所定範囲を表すデータをカートリッジメモリ７１に記憶する。
【００５６】
また、使用済みのカートリッジの一部は、トナー詰め替え業者に送られる。このトナー詰め替え業者は、プリンタメーカーと同様の手順で、分解、クリーニング、シールテープの貼り付けをしてから、上部カートリッジ３２のキャップ３７を外して、トナー１４をトナー室１３内に補充する。トナー１４の補充後、キャップ３７を再び嵌め込み、トナー室１３を密閉する。上部カートリッジ３２と下部カートリッジ３３とを組み立て、包装してからユーザーへ返送する。このトナー詰め替えがされたカートリッジは、プリンタメーカーが製造したものと比べ、トナー濃度が異なるため、前述のように、トナーが詰め替えられた不適正なカートリッジとして判定され、プリントすることができない。
【００５７】
図７は、カートリッジの種類を表す、タイプ情報を各カートリッジに割り当てるとともに、プリンタメモリに各タイプ情報とその物性値範囲とを格納した例を示す。カートリッジメモリ７１には、製造時にカートリッジのタイプ情報が書き込まれる。ＣＰＵ６０は、セットされたカートリッジ１２のタイプ情報を読み出す。ＣＰＵ６０は、制御回路７０を介してトナー室１３内のトナー濃度を測定し、この測定値から、トナーが純正品がどうかの判定をする。
【００５８】
カートリッジは、プリンタの種類に応じて各種のタイプが用意されている。また、カートリッジのタイプによって、使用するトナーが異なっている。そこで、カートリッジのタイプと、そのトナーの物性値の範囲がプリンタメモリ６１に予め記憶してある。なお、トナーの種類を表すタイプ情報を用いても良いことは勿論である。
【００５９】
この例では、図８に示すように、ＣＰＵ６０は、カートリッジ１２のセットが検出されると、前述したような手順でトナー濃度の測定を行う。トナー濃度を測定する手段が設けられていないものは、正規のカートリッジでないと判断される。
【００６０】
トナー濃度の測定後、カートリッジメモリ７１からタイプ情報を読み出す。このタイプ情報に基づき、プリンタメモリ６１に格納されている物性値の範囲を読み出す。そして、前述したように、測定値が物性値の範囲内かどうかから、詰め替えカートリッジがどうかを判定する。
【００６１】
カートリッジのタイプをカートリッジメモリ７１に記憶するほかに、カートリッジに凹凸を設け、この凹凸をプリンタ本体１１のマイクロスイッチで検出してタイプを特定しても良い。さらには、反射部と非反射部を組み合わせた光学的コードパターンや、導通部と非導通部を組み合わせた電気接点パターンを用いても良い。
【００６２】
図９は、記憶媒体（ＣＤ，フロッピー，ＩＣメモリ，ＭＯ等）に格納された、トナー詰め替えカートリッジの検出・使用禁止の手順を実行し、または機能や手段を実現するためのプログラムをプリンタにインストールする例を示す。プリンタ本体８０は、パソコン８１に接続されており、パソコン８１の文字データや画像データがプリンタ本体８０に送られて記録紙にプリントされる。
【００６３】
図６に示すようなトナー詰め替えカートリッジの検出・使用禁止の手順の実行がプリンタ本体８０に与えられていない場合には、トナーが詰め替えられたカートリッジを検出したり、その使用を禁止することができない。このようなプリンタ本体８０に対しては、トナーが詰め替えられたカートリッジの検出・使用禁止のプログラムをインストールすることが必要である。
【００６４】
記憶媒体であるＣＤ８２には、図６あるいは図８に示すフローチャートを実行するプログラムが記憶されている。このＣＤ８２は、パソコン８１のＣＤドライブ（図示せず）にセットされる。パソコン８１は、ＣＤ８２に記憶されたプログラムを読み出し、プリンタ本体８０のハードディスク８３に書き込む。
【００６５】
プリンタ本体８０のＣＰＵ８４は、ハードディスク８３に書き込まれたプログラムを実行することで、前述したように、トナーが詰め替えられたカートリッジを検出し、そして警告及び使用禁止をする。
【００６６】
入力装置８５は、スキャナー，デジタルカメラ等からの画像データや文字データを入力するためのものである。ＲＯＭ８６は、プリント部８７のプリント動作を制御するためのプログラムや、画像処理するためのプログラム等が格納されている。また、ＲＡＭ８８には、データを一時的に記憶するために使われる。
【００６７】
なお、ＣＤ８２をプリンタ本体８０に直接セットして、必要なプログラムをプリンタ本体８０に書き込んでもよい。更には、ＣＤをプリンタ本体８０にセットしたまま使用し、このＣＤから読み出したプログラムを実行して、カートリッジのチェックを行っても良い。
【００６８】
前述した例は、プロセスカートリッジであるが、本発明は、トナーだけを収納したトナーカートリッジに対しても利用することができる。また、本発明は、プリンタの他に、ファクシミリ，複写機等の画像形成装置にも適用される。
【００６９】
前述した例は、物性値としてトナー濃度を用いることで、トナーの同一性を判定しているが、抵抗値などの他の物性値を測定しても良い。また、本発明は、インクジェットプリンタ用のインクを収納したインクカートリッジ，ドットプリンタ用のインクリボンを収納したリボンカートリッジ，サーマルプリンタ用のインクリボンを収納したリボンカートリッジ等にも適用することができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明は、消耗品収納室に収納される消耗品の物性値を測定し、その測定値が予め定められた物性値範囲外であるときに、消耗品の詰め替えが行われたカートリッジであると判断するから、消耗品詰め替えカートリッジを簡単かつ確実に検出することができる。
【００７１】
また、本発明は、消耗品詰め替えカートリッジであることを検出したときに、警告表示をしたり、プリントを禁止するようにしたから、粗悪な消耗品を用いることによって印字品質が低下したり、寿命に達したカートリッジを再使用することによってプリンタが故障するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子写真式プリンタの一例を示す概略図である。
【図２】上部カートリッジの斜視図である。
【図３】下部カートリッジの斜視図である。
【図４】上部カートリッジと下部カートリッジとを組み立てたカートリッジの断面図である。
【図５】電子写真式プリンタの電気構成を示すブロック図である。
【図６】図５の電子写真式のプリンタの動作を示すフローチャートである。
【図７】プリンタメモリの物性値範囲を記憶した電子写真式プリンタのブロック図である。
【図８】図７の電子写真式のプリンタの動作を示すフローチャートである。
【図９】消耗品詰め替えカートリッジの検出・使用禁止のプログラムを、記憶媒体からプリンタにインストールする例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０プリンタ
１１プリンタ本体
１２カートリッジ
１３トナー室
１４トナー
３２上部カートリッジ
３３下部カートリッジ
６０ＣＰＵ
６１プリンタメモリ
７１カートリッジメモリ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and apparatus for detecting whether or not a cartridge that can be replaced in an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, or a copying machine is improperly refilled with consumables (toner, ink, etc.). And a system and a storage medium.
[0002]
[Prior art]
For example, in an electrophotographic printer, a toner cartridge filled with toner is used as a development medium. This toner cartridge is filled with a certain amount of toner at the time of manufacture, and is set to be replaceable in a printer. This toner cartridge does not need to replenish the toner from the replenishing bottle into the toner storage chamber in the printer, so there is no fear that the hands and clothes are stained with toner, and it is only necessary to replace the toner cartridge. There are advantages such as simple operation.
[0003]
There is also known a process cartridge in which the toner cartridge is further developed and a photosensitive drum, a charging roller, a developing roller, a cleaning unit and the like are attached. This process cartridge is filled with an amount of toner corresponding to the life of the photosensitive drum and the like, and the photosensitive drum and the like are also replaced at the same time as the replacement of the toner, so that maintenance is simple and no maintenance contract is particularly required. Therefore, it is widely used for personal printers.
[0004]
Used cartridges are collected by a printer manufacturer through a cartridge vendor. The printer manufacturer disassembles used cartridges, inspects each part and reuses normal parts from the viewpoint of environmental pollution prevention and effective use of resources, and plastic parts are melted and pelletized to produce plastic materials. Reusing. In addition, the cartridge sales price is reduced by recycling the cartridges.
[0005]
Instead of returning all used cartridges to the printer manufacturer, some of them are sent to a toner refiller. The toner refilling company contracts refilling at a predetermined charge, disassembles the cartridge, and replenishes appropriate toner. Some toner refillers purchase used cartridges, disassemble them, replenish the toner, and sell them to general users as remanufactured cartridges at a considerably lower price than new cartridges.
[0006]
The toner (genuine product) filled at the time of manufacture of the cartridge determines the toner component in consideration of the printer process characteristics (photosensitive drum characteristics, charging voltage, cleaning characteristics, fixing characteristics). However, since the toner used by the toner refilling company is different in composition from genuine toner, the print quality may be deteriorated. In addition, if a cartridge refilled with toner is used for a long period of time, the performance of the photosensitive drum, charging roller and the like deteriorates, which causes a decrease in print quality and causes failure.
[0007]
When the print quality deteriorates or a failure occurs, the user often misunderstands that there is a cause in the printer despite the cause in the replenished toner. As a result, the reliability of printers built up steadily is lost. Also, some users may not trust the manufacturer that manufactured the printer, and may be disgusted by all the products handled by the manufacturer.
[0008]
In order to maintain the reliability of the printer manufacturer, it is necessary to consider measures such as preventing toner refilling by a refiller in advance or preventing the refilled cartridge from being reused.
[0009]
As a countermeasure for preventing the occurrence of a cartridge refilled with toner, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-28320 describes a process cartridge provided with a counter for counting the number of printed sheets and an electromagnetic brake for preventing the rotation of the developing roller. . In this process cartridge, the amount of toner consumed is indirectly checked from the number of printed sheets, and when the number of printed sheets reaches a certain value, it is estimated that the toner has run out, and the electromagnetic brake is operated. Since this electromagnetic brake prevents the developing roller from rotating, once the toner runs out, the process cartridge cannot be used regardless of whether or not the toner is replenished. Therefore, the process cartridge in which the toner is contained but the electromagnetic brake is applied is determined to be an improper cartridge in which the toner is refilled.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the cartridge requires an electromagnetic brake and a counter, there is a problem that the process cartridge is complicated and large, and the cost is high. In addition, since the state where the electromagnetic brake is applied is readily known, the electromagnetic brake can be removed or the brake cannot be applied when disassembling the process cartridge, which is not an effective countermeasure method.
[0011]
Also, since there are prints with a large number of characters and prints with a very small number of characters, it is not possible to accurately measure the remaining amount of toner if the amount of remaining toner is predicted from the number of printed sheets. For this reason, the electromagnetic brake is activated and the process cartridge may not be used even though the toner remains. This is a waste of resources.
[0012]
An object of the present invention is to reliably detect an improper cartridge in which a consumable item is improperly refilled with a simple and inexpensive configuration without increasing the size of the cartridge .
[0013]
Still another object of the present invention is to make it difficult to release the improper cartridge by preventing the use prohibition state from being recognized from the outside .
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a detection device for a consumable goods refill cartridge according to claim 1 comprises a measuring means for measuring a physical property value of a consumable article housed in a cartridge set in the image forming apparatus in a replaceable manner. , Storage means for storing the range of the physical property value of the consumable, and determination means for reading out the range of the physical property value from the storage means and determining that the cartridge is a consumable refill cartridge when the measured physical property value is out of the range It is characterized by the following.
[0015]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a detection device for a consumable goods refill cartridge, comprising a display means for displaying a warning when it is determined that the cartridge is a consumable goods refill cartridge.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, there is provided the consumable refill cartridge detection device, further comprising a prohibiting unit that prohibits an image forming operation of the image forming apparatus in which the cartridge is set when it is determined that the cartridge is a consumable refill cartridge. It is a feature.
[0017]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the consumable goods refill cartridge detection device, wherein the determination of the consumable goods refill cartridge is performed when the cartridge is set in the image forming apparatus.
[0018]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a detection device for a consumable product refill cartridge, wherein the physical property value is the concentration of the consumable product, and the measuring means includes a light emitting element and a light receiving device provided in the cartridge. The drum is irradiated with light from the light emitting element, and the reflected light is detected by the light receiving element, thereby measuring the concentration of the consumables.
[0019]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the detection device for the consumable goods refill cartridge, wherein the storage means is provided in the cartridge.
[0020]
8. The detection device for a consumable goods refill cartridge according to claim 7, wherein the range of the physical property value is a fixed range centered on the measured value by measuring the physical property value of the consumable goods contained in the cartridge at the time of manufacture of the cartridge. The physical property value range obtained for each cartridge is written in the storage means.
[0021]
9. The method for detecting a consumable refill cartridge according to claim 8, wherein the physical property value of the consumable stored in the cartridge set to be replaceable in the image forming apparatus is measured, and the measured physical property value is in a predetermined range. When it is out of the range, it is determined that the cartridge is a consumable refill cartridge.
[0022]
10. A consumable refill cartridge detection system according to claim 9, comprising: a consumable storage chamber storing consumables used for image recording; and a measuring means for measuring physical property values of the consumables stored in the consumable storage chamber. The cartridge has a storage means for storing the physical property value range of the consumables, the image forming unit for forming an image on the recording paper, and the physical property value range is read from the storage means, and the measured physical property value is out of the range. In some cases, it is determined that the cartridge is a consumable refill cartridge, and an image forming apparatus having a means for issuing a warning or prohibiting an image forming operation is provided.
[0023]
A consumable refill cartridge detection system according to claim 10, comprising: a consumable storage chamber storing consumables used for image recording; and a measuring means for measuring physical property values of the consumables stored in the consumable storage chamber. , A cartridge to which type information for specifying a consumable model is assigned, an image forming unit that forms an image on recording paper, a storage unit that stores a range of physical property values for each type information, and a set cartridge Based on the type information, the physical property value range is read from the storage means, and when the physical property value measured by the measuring means is out of the range, it is determined that the cartridge is a consumable refill cartridge, and a warning is issued or an image forming operation is performed. And an image forming apparatus having a prohibiting unit.
[0024]
12. The detection system for a consumable cartridge refill cartridge according to claim 11, wherein the cartridge includes a photosensitive drum on which an electrostatic latent image is formed, a charging roller for charging the photosensitive drum, and developing the electrostatic latent image with toner. A developing roller for forming a toner image is provided.
[0025]
The storage medium according to claim 12 includes a step of measuring a physical property value of the consumable when the cartridge is set, a step of reading a range of the physical property value recorded in the storage means in the cartridge, and the measured physical property value When it is out of range, a program for executing a step of determining that the cartridge is a consumable refill cartridge is stored.
[0026]
The storage medium according to claim 13 includes a step of measuring a physical property value of the consumable when the cartridge is set, a step of reading the type information of the cartridge, a step of reading a range of the physical property value corresponding to the type information, When the measured physical property value is out of the range, a program for executing the step of determining that the cartridge is a consumable refill cartridge is stored.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an electrophotographic printer to which the present invention is applied. In the printer 10, a cartridge 12 is set in the printer main body 11 so as to be replaceable. In addition to the toner chamber 13 filled with the toner 14, the cartridge 12 is provided with a photosensitive drum 15, a charging roller 16, and a developing roller 17, and is in the form of a so-called process cartridge. The photosensitive drum 15 is charged to about 400V, and the developing roller 17 is charged to about 250V.
[0028]
The toner 14 in the toner chamber 13 is conveyed by electrostatic attraction to the outer periphery of the rotating developing roller 17. As the toner 14, a mixture of black toner particles and white abrasive particles is used. The toner particles contain polyester as a main component and are negatively charged by a charge control agent used as an additive. Acrylic beads are used for the abrasive particles and are charged positively. The abrasive particles adhere to the surface of the toner particles and act as a spacer between the toner particles and the developing roller 17 and prevent the toner particles from remaining on the developing roller 17 after printing. The mixing ratio of the toner particles and the abrasive particles, that is, the concentration of the toner 14 is determined in consideration of printer process characteristics (photosensitive drum characteristics, charging voltage, cleaning characteristics, fixing characteristics).
[0029]
The photosensitive drum 15 is provided with a photoconductive film on the outer peripheral surface of a metal cylinder. The charging roller 16 includes a metal shaft, a foamed urethane cylinder fitted on the outer periphery thereof, and a semiconductive plastic tube fitted on the outside of the foamed urethane. The charging roller 16 is in contact with the outer peripheral surface of the photosensitive drum 15 by the elasticity of urethane foam. Further, in order to apply a voltage to the photosensitive drum 15, the charging roller 16, and the developing roller 17, the cylindrical body of the photosensitive drum 15 and the shafts of the charging roller 16 and the developing roller 17 are charged inside the printer main body 11. Connected to the circuit. For this connection, the cartridge 12 and the printer main body 11 are provided with electrical contacts (not shown).
[0030]
A plurality of recording sheets 21 are set on the sheet feeding tray 20. The recording paper 21 at the top of the paper feed tray 20 is pulled out by the paper feed roller 22 and fed toward the pair of transport rollers 23. The conveying roller pair 23 nips the recording paper 21 and conveys it to the transfer position. A transfer roller 24 is disposed at this transfer position, and when the cartridge 12 is set, the transfer roller 24 and the photosensitive drum 15 come into contact with each other.
[0031]
At the time of printing, the photosensitive drum 15 rotates clockwise at a constant speed. When the photosensitive drum 15 passes while contacting the charging roller 16, the outer peripheral surface is uniformly charged. The semiconductor laser 26 is driven according to image data and generates intensity-modulated laser light. This laser light is incident on the rotating photosensitive drum 24 through the polygon mirror 27. The polygon mirror 27 performs raster scanning by oscillating laser light in the axial direction (main scanning direction) of the photosensitive drum 24. Since the photosensitive drum 15 is neutralized at the portion irradiated with the laser beam, an electrostatic latent image is formed on the outer periphery thereof.
[0032]
As the photosensitive drum 15 rotates, the toner image moves to the transfer position. At this transfer position, the recording paper 21 is sandwiched between the transfer roller 24 and the photosensitive drum 15 and moved at the same speed as the peripheral speed of the photosensitive drum 15. Since the transfer roller 24 is biased to a potential opposite to that of the toner image, the toner image on the photosensitive drum 15 is transferred to the recording paper 21.
[0033]
When the photosensitive drum 15 further rotates, the electrostatic latent image moves toward the developing roller 17. The developing roller 17 is charged and electrostatically adsorbs toner. In addition, abrasive particles charged to a reverse polarity are attached to the toner. When the electrostatic latent image on the photosensitive drum 15 comes into contact with the developing roller 17, the potential of the electrostatic latent image is higher than the potential of the developing roller 17, so that the toner on the developing roller 17 is transferred to the electrostatic latent image and becomes a toner image. Visualized.
[0034]
The recording paper 21 onto which the toner image has been transferred is conveyed toward the fixing device 29. The fixing device 29 includes a pair of fixing rollers 30 and a heater (not shown), and heats and melts the toner. The melted toner is adsorbed on the recording paper 21. The fixed recording paper 21 is discharged from the printer main body 11.
[0035]
2 to 4 show an example of the cartridge. FIG. 2 shows the upper cartridge, and FIG. 3 shows the lower cartridge. FIG. 4 shows the assembled state. The main bodies 34 and 35 of the upper cartridge 32 and the lower cartridge 33 are black plastic molded products.
[0036]
2 and 4, a toner chamber 13 is formed in the upper cartridge 32, and a predetermined amount of toner 14 is filled at the time of manufacture. An elongated toner supply port 13a is formed below the toner chamber 13, and is sealed with a seal tape (not shown) before use. Further, a filling port (not shown) for filling the toner 14 is provided on the side surface of the toner chamber 13 and is sealed with a cap 37 after the toner 14 is filled. Reference numeral 38 denotes a top plate of the toner chamber 13 and is bonded to the upper cartridge body 34.
[0037]
The charging roller 16 is rotatably attached to the upper cartridge body 34. An exposure opening 39 is formed at a position close to the charging roller 16, and laser light enters the photosensitive drum 15 through the exposure opening 39.
[0038]
In order to couple the upper cartridge 32 to the lower cartridge 33, the upper cartridge body 34 is formed with two locking claws 40 on the toner chamber 13 side and two locking claws 41 on the charging roller 16 side. ing. Note that reference numerals 42 to 44 denote sponge tapes for closing the gaps so that the toner 14 does not enter the exposure chamber 45, as is apparent from FIG.
[0039]
3 and 4, a photosensitive drum 15 and a developing roller 17 are rotatably attached to the lower cartridge main body 35. The lower cartridge body 35 is provided with a driven gear 46 that meshes with a drive gear (not shown) provided in the printer body 11. A gear 47 attached coaxially with the developing roller 17 meshes with the driven gear 46, and a gear 48 attached coaxially with the photosensitive drum 15 meshes with the gear 47. Therefore, the rotation of the driven gear 46 is transmitted to the developing roller 17 through the gear 47 and further transmitted to the photosensitive drum 15 through the gear 48. An opening 49 is formed in a portion located below the photosensitive drum 15. The transfer roller 24 enters through the opening 62 and contacts the photosensitive drum 15.
[0040]
A cleaning blade 51 is attached to the tip of the support plate 50 and scrapes off excess toner adhering to the photosensitive drum 15. A squeeze sheet 53 is attached to the lower cartridge body 35 in order to collect the scraped toner in the waste toner chamber 52. The waste toner chamber 52 is partitioned by a support plate 50, a cleaning blade 51, and a squeeze sheet 53.
[0041]
Since the upper end of the support plate 50 is in contact with the sponge tape 44, the waste toner chamber 52 and the exposure chamber 45 are partitioned so that the used toner does not leak from the cartridge 12 through the exposure chamber 45. Yes. Further, the sponge tape 42 is in contact with the inside of the lower cartridge body 35, and the sponge tape 43 is in contact with the upper end of the regulating blade. By partitioning the toner chamber 13 side and the exposure chamber 45 by these sponge tapes 42 and 43, the unused toner 14 is prevented from leaking from the cartridge 12 through the exposure chamber 45.
[0042]
The lower cartridge body 35 is provided with an engagement hole 56 and a locking projection 57. When the upper cartridge 32 is fitted into the lower cartridge 33, the locking claw 40 of the upper cartridge body 34 is fitted into the engagement hole 56, and the locking claw 41 of the upper cartridge body 34 is engaged with the locking projection 57. The upper cartridge 32 and the lower cartridge 33 are integrally assembled by the locking claws 40 and 41, the engagement hole 56, and the locking projection 57.
[0043]
In FIG. 5 showing the electrical configuration of the printer, the printer main body 11 includes a CPU 60, a memory 61 (hereinafter referred to as a printer memory), an image forming unit 62 including a laser 26 and a polygon mirror 27, a fixing device 29, a display device 63, A charging circuit 64 for applying a voltage to the photosensitive drum 15, the charging roller 16, and the like, and a driving motor 65 are provided. The motor 65 is driven by a driver 66 and rotates the photosensitive drum 15 and the developing roller 17. The printer body 11 and the cartridge 12 are provided with electrical contacts (not shown) for electrically connecting the electrical components.
[0044]
The cartridge 12 includes a photosensitive drum 15, a control circuit 70, a memory (hereinafter referred to as a cartridge memory) 71, a light emitting element 72, a light receiving element 73, and the like. The light emitting element 72 and the light receiving element 73 constitute measuring means for measuring the toner density as a physical property value, and the measurement is started by a control signal from the control circuit 70. The light emitting element 72 irradiates the developing roller 17 with the toner adsorbed thereon with a certain amount of light, and the reflected light from the developing roller 17 enters the light receiving element 73. The light receiving element 73 photoelectrically converts the reflected light into an electric signal and transmits it to the control circuit 70, where it is logarithmically converted. The density of toner adhering to the surface of the developing roller 17 (more precisely, a numerical value correlated with the density) is obtained by the light receiving element 73. Since the toner density differs depending on the genuine product stored in the new cartridge and the toner refilled by the toner refilling company, it is possible to determine whether the toner cartridge is a refill cartridge by measuring the toner density.
[0045]
In the cartridge memory 71, data representing a genuine toner density range used by the printer manufacturer is recorded. This range is determined to be a predetermined range at the time of manufacturing the cartridge 12 by measuring the toner density a plurality of times for each cartridge and taking the measurement variation into consideration, centering on the average value.
[0046]
Since the measuring unit is used for each cartridge to determine the range of the physical property values of the genuine product, even if the measurement accuracy of the measuring unit varies, the genuine product can be judged without being affected by this. it can. For simplicity, a common range determined by experiment may be written in the cartridge memory 71.
[0047]
The CPU 60 measures the toner density in the toner chamber 13 via the control circuit 70 in addition to performing sequence control of each unit of the printer 10. At the same time, the range written in the cartridge memory 71 is read and compared with the measured value. When the CPU 60 detects that the measured value of the toner density is out of the range, the CPU 60 determines that the cartridge is improper with the refilled toner. Then, the CPU 60 displays on the display device 63 that a new, proper cartridge should be replaced, that printing is prohibited, and the operation of the image forming unit 62 is further prohibited.
[0048]
Hereinafter, the operation of the above configuration will be described with reference to FIG. In order to load the cartridge 12 into the cartridge chamber (not shown) of the printer main body 11, first, the seal tape is peeled off from the new cartridge 12, and the toner supply port 13a is opened. When the toner discharge port 13 a is opened, the toner 14 in the toner chamber 13 can be supplied to the developing roller 17. Next, the lid of the cartridge chamber is opened, and the cartridge 12 is loaded into the cartridge chamber. When the cartridge 12 is completely loaded in the cartridge chamber, the cartridge 12 and the printer main body 11 are electrically connected.
[0049]
When the printer power is turned on, it is checked whether or not a cartridge is set. When the cartridge is not set, the CPU 60 displays a warning on the display 63 that the cartridge is set, and gives a warning. If the printer power supply is already turned on, the cartridge set is detected by a signal from a switch (not shown) for detecting that the lid of the cartridge chamber is closed.
[0050]
When it is detected that the cartridge 12 is set, the CPU 60 warms up the printer main body 11 and measures the density of the toner 14 stored in the toner chamber 13 via the control circuit 70, and the measured value. And the physical property value range written in the cartridge memory 71 are compared. Here, since the toner component manufactured by the toner refiller is different from the genuine product manufactured by the printer manufacturer, the toner density is out of the physical property value range of the genuine product written in the cartridge memory 71. At this time, the CPU 60 determines that the cartridge 12 is improperly refilled with toner, displays a warning that the cartridge should be replaced, and accepts a print request from a personal computer or the like. As a result, the printing operation of the image forming unit 62 is prohibited.
[0051]
Further, when the cartridge is not a regular cartridge provided by a printer manufacturer, the light emitting element 72 and the light receiving element 73 may not be provided. Such a cartridge cannot measure the toner concentration. Also in this case, the CPU 60 determines that the cartridge is an improper cartridge refilled with toner, displays a warning, and prohibits the printing operation.
[0052]
On the other hand, when the measured value of the toner density is within the physical property value range written in the cartridge memory 71, the CPU 60 determines that the cartridge is an appropriate cartridge provided by the printer manufacturer, and the image forming unit 62. Printing operation is allowed. When there is a print request from a personal computer or the like, the CPU 60 performs sequence control on the image forming unit 62 to record images and characters on the recording paper 21.
[0053]
In addition, with an improper cartridge refilled with toner, the printer 10 does not execute a printing operation even when a print request is received from a personal computer or the like. As a result, toner refilling can be prevented. In addition, it prevents print quality from being deteriorated due to inappropriate use of toner, and contributes to prevention of printer failure. Further, in the process cartridge, it is possible to prevent parts such as the photosensitive drum 15 from being used after the quality guarantee period has elapsed, and to prevent deterioration in print quality due to this.
[0054]
Used cartridges are collected by a printer manufacturer via a cartridge vendor and recycled. The printer manufacturer disassembles the cartridge 12 into the upper cartridge 32 and the lower cartridge 33 by removing the engaging claw 40 from the engaging hole 56 and removing the engaging claw 41 from the engaging projection 57. After disassembling the cartridge 12, each part is inspected after cleaning. After replacing the failed part or the part whose life has expired, the cap 37 of the upper cartridge 32 is removed, and the toner 14 is replenished into the toner chamber 13. After the toner 14 is replenished, the cap 37 is fitted again and the toner chamber 13 is sealed, and then the upper cartridge 32 and the lower cartridge 33 are assembled.
[0055]
After the cartridge 12 is assembled, the cartridge 12 is set on an inspection instrument, and the developing roller 15 is rotated to perform test development. The toner density during the test is measured a plurality of times, and the average value is calculated. Data representing a predetermined range centered on the calculated average value is stored in the cartridge memory 71.
[0056]
A part of the used cartridge is sent to a toner refilling company. This toner refilling company removes the cap 37 of the upper cartridge 32 and replenishes the toner 14 into the toner chamber 13 after disassembling, cleaning, and applying a seal tape in the same procedure as the printer manufacturer. After the toner 14 is replenished, the cap 37 is fitted again, and the toner chamber 13 is sealed. The upper cartridge 32 and the lower cartridge 33 are assembled, packaged, and returned to the user. Since the toner refilled cartridge has a different toner density compared to the cartridge manufactured by the printer manufacturer, as described above, the cartridge is determined as an inappropriate cartridge refilled with toner and cannot be printed.
[0057]
FIG. 7 shows an example in which type information representing the type of cartridge is assigned to each cartridge, and each type information and its physical property value range are stored in the printer memory. In the cartridge memory 71, cartridge type information is written at the time of manufacture. The CPU 60 reads the type information of the set cartridge 12. The CPU 60 measures the toner density in the toner chamber 13 via the control circuit 70, and determines whether the toner is a genuine product from this measured value.
[0058]
Various types of cartridges are prepared according to the type of printer. Also, the toner used varies depending on the type of cartridge. Therefore, the type of cartridge and the range of physical property values of the toner are stored in the printer memory 61 in advance. Of course, type information representing the type of toner may be used.
[0059]
In this example, as shown in FIG. 8, when the CPU 60 detects the setting of the cartridge 12, the CPU 60 measures the toner density according to the procedure described above. A cartridge that is not provided with a means for measuring the toner density is determined not to be a regular cartridge.
[0060]
After measuring the toner density, the type information is read from the cartridge memory 71. Based on this type information, the range of physical property values stored in the printer memory 61 is read out. Then, as described above, it is determined whether the refill cartridge is based on whether the measured value is within the range of the physical property value.
[0061]
In addition to storing the cartridge type in the cartridge memory 71, the cartridge may be provided with irregularities, and the irregularities may be detected by a micro switch of the printer body 11 to specify the type. Furthermore, an optical code pattern in which a reflective part and a non-reflective part are combined, or an electrical contact pattern in which a conductive part and a non-conductive part are combined may be used.
[0062]
FIG. 9 shows a procedure for detecting and prohibiting use of a toner refill cartridge stored in a storage medium (CD, floppy, IC memory, MO, etc.) or installing a program for realizing a function or means in a printer. An example is shown. The printer main body 80 is connected to a personal computer 81, and character data and image data of the personal computer 81 are sent to the printer main body 80 and printed on recording paper.
[0063]
If the execution of the detection / use prohibition procedure of the toner refill cartridge as shown in FIG. 6 is not given to the printer main body 80, the toner refilled cartridge cannot be detected or its use cannot be prohibited. . For such a printer main body 80, it is necessary to install a program for prohibiting detection / use of a cartridge refilled with toner.
[0064]
A program for executing the flowchart shown in FIG. 6 or FIG. 8 is stored in the CD 82 as a storage medium. This CD 82 is set in a CD drive (not shown) of the personal computer 81. The personal computer 81 reads the program stored in the CD 82 and writes it in the hard disk 83 of the printer main body 80.
[0065]
The CPU 84 of the printer main body 80 executes the program written in the hard disk 83, thereby detecting the cartridge refilled with toner as described above, and warning and prohibiting use.
[0066]
The input device 85 is for inputting image data and character data from a scanner, a digital camera, or the like. The ROM 86 stores a program for controlling the printing operation of the printing unit 87, a program for image processing, and the like. The RAM 88 is used for temporarily storing data.
[0067]
Note that the CD 82 may be directly set in the printer main body 80 and a necessary program may be written in the printer main body 80. Further, the cartridge may be checked by using a CD set in the printer main body 80 and executing a program read from the CD.
[0068]
The above-described example is a process cartridge, but the present invention can also be used for a toner cartridge containing only toner. The present invention is also applied to an image forming apparatus such as a facsimile machine and a copying machine in addition to a printer.
[0069]
In the above-described example, the toner density is determined by using the toner density as the physical property value, but other physical property values such as a resistance value may be measured. The present invention can also be applied to an ink cartridge containing ink for an ink jet printer, a ribbon cartridge containing an ink ribbon for a dot printer, a ribbon cartridge containing an ink ribbon for a thermal printer, and the like.
[0070]
【The invention's effect】
As described above in detail, the present invention measures the physical property value of the consumables stored in the consumable storage chamber, and refills the consumables when the measured value is outside the predetermined physical property value range. Therefore, it is possible to easily and reliably detect the consumable cartridge refill cartridge.
[0071]
Further, according to the present invention, when it is detected that the cartridge is a consumable refill cartridge, a warning is displayed or printing is prohibited. It is possible to prevent the printer from malfunctioning by reusing the cartridge that has reached the limit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of an electrophotographic printer.
FIG. 2 is a perspective view of an upper cartridge.
FIG. 3 is a perspective view of a lower cartridge.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a cartridge in which an upper cartridge and a lower cartridge are assembled.
FIG. 5 is a block diagram showing an electrical configuration of an electrophotographic printer.
6 is a flowchart showing the operation of the electrophotographic printer of FIG.
FIG. 7 is a block diagram of an electrophotographic printer that stores a physical property value range of a printer memory.
8 is a flowchart showing the operation of the electrophotographic printer of FIG.
FIG. 9 is a block diagram illustrating an example of installing a consumable refill cartridge detection / use prohibition program from a storage medium to a printer.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Printer 11 Printer main body 12 Cartridge 13 Toner chamber 14 Toner 32 Upper cartridge 33 Lower cartridge 60 CPU
61 Printer memory 71 Cartridge memory

Claims

A consumable storage chamber for storing toner as a consumable for use in image formation, a photosensitive drum for forming an electrostatic latent image, a charging roller for charging the photosensitive drum, and a toner attached to the photosensitive drum for the static In an image forming apparatus in which a cartridge having a developing roller for developing an electrostatic latent image is replaceably loaded in the apparatus main body.
Measuring means for measuring physical property values of consumables housed in the cartridge, a cartridge memory provided in the cartridge and storing predetermined physical property value ranges of the consumables, and from the cartridge memory And a determination unit that reads out a range of physical property values and determines that the cartridge is an inappropriate cartridge in which a consumable is improperly refilled when the measurement value measured by the measurement unit is out of the range. Image forming apparatus.

The range is a fixed range centered on a measurement value obtained by measuring a physical property value of a consumable stored in the cartridge at the time of manufacture of the cartridge, and the range of the physical property value obtained for each cartridge is the cartridge memory. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is stored in the image forming apparatus.

A consumable storage chamber for storing toner as a consumable for use in image formation, a photosensitive drum for forming an electrostatic latent image, a charging roller for charging the photosensitive drum, and a toner attached to the photosensitive drum for the static In an image forming apparatus in which a cartridge having a developing roller for developing an electrostatic latent image is replaceably loaded in the apparatus main body.
Measuring means for measuring physical property values of consumables stored in the cartridge, cartridge memory provided in the cartridge and storing type information indicating the type of the cartridge or consumables, and provided in the apparatus main body A printer memory for storing a predetermined range of physical property values corresponding to the type information, and reading the physical property value range corresponding to the type information read from the cartridge memory from the printer memory; An image forming apparatus comprising: a determination unit that determines that the cartridge is an improper cartridge in which a consumable item is improperly refilled when the measurement value measured by the measurement unit is out of the range.

4. An image forming apparatus according to claim 1, further comprising display means for displaying a warning when it is determined that the cartridge is not appropriate.

5. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a prohibiting unit that prohibits an image forming operation of the image forming apparatus in which the cartridge is set when the cartridge is determined to be the inappropriate cartridge. apparatus.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein the determination of the inappropriate cartridge is performed when the cartridge is set in the apparatus main body.

The physical property value is the concentration of consumables, and the measuring means includes a light emitting element and a light receiving element provided in the cartridge, and irradiates light from the light emitting element to a developing roller or a photosensitive drum to which the consumables are attached, and reflects the reflected light. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the concentration of the consumable is measured by detecting light with a light receiving element.

A consumable storage chamber for storing toner as a consumable for use in image formation, a photosensitive drum for forming an electrostatic latent image, a charging roller for charging the photosensitive drum, and a toner attached to the photosensitive drum for the static In a method for detecting an improper cartridge, which has a developing roller that develops an electrostatic latent image, and detects an improper cartridge by examining a cartridge that is replaceably loaded in the apparatus main body of the image forming apparatus.
A measurement step for measuring a physical property value of a consumable stored in the cartridge, a physical property value range reading step for reading a predetermined physical property value range from a cartridge memory provided in the cartridge, and a measured measurement value And a determination step of determining that the cartridge is an improper cartridge in which consumables are improperly refilled when the cartridge is out of the range.

The range is a fixed range centered on a measurement value obtained by measuring a physical property value of a consumable stored in the cartridge at the time of manufacture of the cartridge, and the range of the physical property value obtained for each cartridge is the cartridge memory. The improper cartridge detection method according to claim 8, wherein the cartridge is stored in the cartridge.

A consumable storage chamber for storing toner as a consumable for use in image formation, a photosensitive drum for forming an electrostatic latent image, a charging roller for charging the photosensitive drum, and a toner attached to the photosensitive drum for the static In a method for detecting an improper cartridge, which has a developing roller that develops an electrostatic latent image, and detects an improper cartridge by examining a cartridge that is replaceably loaded in the apparatus main body of the image forming apparatus.
A measuring step for measuring physical property values of consumables housed in the cartridge, a type information reading step for reading out type information indicating the type of the cartridge or the consumables from a cartridge memory provided in the cartridge, and a predetermined step A physical property value range reading step for reading a physical property value range corresponding to the type information from a printer memory provided in the apparatus main body, and when the measured value is out of the range, a consumable item is improperly used. And a determination step of determining that the cartridge is a refilled improper cartridge.

11. The method of detecting an improper cartridge according to claim 8, further comprising a warning step of displaying a warning when it is determined that the cartridge is improper.

The improper cartridge according to any one of claims 8 to 11, further comprising a prohibiting step for prohibiting an image forming operation of the image forming apparatus in which the cartridge is set when it is determined that the cartridge is the improper cartridge. Detection method.

13. The method of detecting an improper cartridge according to claim 8, wherein the determination of the improper cartridge is performed when the cartridge is set in the apparatus main body.

The physical property value is the concentration of consumables. In the measuring step, light is emitted from the light emitting element to the developing roller or the photosensitive drum to which the consumables are attached by the light emitting element and the light receiving element provided in the cartridge, and the reflection is performed. The method for detecting an improper cartridge according to any one of claims 8 to 13, wherein the concentration of the consumable is measured by detecting light with a light receiving element.

A consumable storage chamber for storing toner as a consumable used for image formation, a photosensitive drum for forming an electrostatic latent image, a charging roller for charging the photosensitive drum, and a toner attached to the photosensitive drum In a storage medium for storing a program for causing a computer to execute an improper cartridge detection process for checking an improper cartridge by examining a cartridge having a developing roller for developing an electrostatic latent image.
The program includes a measuring step of measuring a physical property value of a consumable when the cartridge is set, a physical property value range reading step of reading a predetermined physical property value range from a cartridge memory in the cartridge, and a measured physical property And a determination step of determining that the cartridge is an improper cartridge in which consumables are refilled improperly when the value is out of the range.

The range is a fixed range centered on a measurement value obtained by measuring a physical property value of a consumable stored in the cartridge at the time of manufacture of the cartridge, and the range of the physical property value obtained for each cartridge is the cartridge memory. The storage medium according to claim 15, wherein the storage medium is stored in the storage medium.

A consumable storage chamber for storing toner as a consumable used for image formation, a photosensitive drum for forming an electrostatic latent image, a charging roller for charging the photosensitive drum, and a toner attached to the photosensitive drum In a storage medium for storing a program for causing a computer to execute an improper cartridge detection process for checking an improper cartridge by examining a cartridge having a developing roller for developing an electrostatic latent image.
The program includes a measurement step for measuring a physical property value of the consumable when the cartridge is set, and a type information reading step for reading out type information indicating the type of the cartridge or the consumable from the cartridge memory in the cartridge. The physical property value range reading step for reading the physical property value range corresponding to the type information from the printer memory in the apparatus main body, and when the measured physical property value is out of the range, the consumables are improperly refilled. And a determination step of determining that the cartridge is a cartridge.

18. The storage medium according to claim 15, further comprising a warning step for displaying a warning when it is determined that the cartridge is not appropriate.

19. The storage medium according to claim 15, further comprising a prohibiting step for prohibiting an image forming operation of an image forming apparatus in which the cartridge is set when it is determined that the cartridge is an inappropriate cartridge.

The physical property value is the concentration of consumables. In the measuring step, light is emitted from the light emitting element to the developing roller or the photosensitive drum to which the consumables are attached by the light emitting element and the light receiving element provided in the cartridge, and the reflection is performed. The storage medium according to claim 15, wherein the concentration of the consumable is measured by detecting light with a light receiving element.

In an image forming apparatus in which a cartridge for storing consumables used for image formation is loaded in the apparatus main body in a replaceable manner,
Measuring means for measuring physical property values of consumables housed in the cartridge, a cartridge memory provided in the cartridge and storing predetermined physical property value ranges of the consumables, and from the cartridge memory And a determination unit that reads out a range of physical property values and determines that the cartridge is an inappropriate cartridge in which a consumable is improperly refilled when the measurement value measured by the measurement unit is out of the range. Image forming apparatus.

The range is a fixed range centered on a measurement value obtained by measuring a physical property value of a consumable stored in the cartridge at the time of manufacture of the cartridge, and the range of the physical property value obtained for each cartridge is the cartridge memory. The image forming apparatus according to claim 21, wherein the image forming apparatus is stored in the image forming apparatus.

In an image forming apparatus in which a cartridge for storing consumables used for image formation is loaded in the apparatus main body in a replaceable manner,
Measuring means for measuring physical property values of consumables stored in the cartridge, cartridge memory provided in the cartridge and storing type information indicating the type of the cartridge or consumables, and provided in the apparatus main body A printer memory for storing a predetermined range of physical property values corresponding to the type information, and reading the physical property value range corresponding to the type information read from the cartridge memory from the printer memory; An image forming apparatus comprising: a determination unit that determines that the cartridge is an improper cartridge in which a consumable item is improperly refilled when the measurement value measured by the measurement unit is out of the range.

24. The image forming apparatus according to claim 21, further comprising display means for displaying a warning when it is determined that the cartridge is not appropriate.

25. The image forming apparatus according to claim 21, further comprising a prohibiting unit that prohibits an image forming operation of the image forming apparatus in which the cartridge is set when the cartridge is determined to be the inappropriate cartridge. apparatus.

26. The image forming apparatus according to claim 21, wherein the determination of the inappropriate cartridge is performed when the cartridge is set in the apparatus main body.

The physical property value is the concentration of consumables, and the measuring means includes a light emitting element and a light receiving element provided in the cartridge, and irradiates light from the light emitting element to a developing roller or a photosensitive drum to which the consumables are attached, and reflects the reflected light. 27. The image forming apparatus according to claim 21, wherein the density of the consumable is measured by detecting light with a light receiving element.

In a method for detecting an improper cartridge, in which a consumable used for image formation is stored and a cartridge that is replaceably loaded in the apparatus main body of the image forming apparatus is checked to detect an improper cartridge.
A measurement step for measuring a physical property value of a consumable stored in the cartridge, a physical property value range reading step for reading a predetermined physical property value range from a cartridge memory provided in the cartridge, and a measured measurement value And a determination step of determining that the cartridge is an improper cartridge in which consumables are improperly refilled when the cartridge is out of the range.

The range is a fixed range centered on a measurement value obtained by measuring a physical property value of a consumable stored in the cartridge at the time of manufacture of the cartridge, and the range of the physical property value obtained for each cartridge is the cartridge memory. The improper cartridge detection method according to claim 28, wherein the cartridge is stored in the cartridge.

In a method for detecting an improper cartridge, in which a consumable used for image formation is stored and a cartridge that is replaceably loaded in the apparatus main body of the image forming apparatus is checked to detect an improper cartridge.
A measuring step for measuring physical property values of consumables housed in the cartridge, a type information reading step for reading out type information indicating the type of the cartridge or the consumables from a cartridge memory provided in the cartridge, and a predetermined step A physical property value range reading step for reading a physical property value range corresponding to the type information from a printer memory provided in the apparatus main body, and when the measured value is out of the range, a consumable item is improperly used. And a determination step of determining that the cartridge is a refilled improper cartridge.

31. The method of detecting an improper cartridge according to claim 28, further comprising a warning step of displaying a warning when the improper cartridge is determined.

32. The improper cartridge according to claim 28, further comprising a prohibiting step for prohibiting an image forming operation of the image forming apparatus in which the cartridge is set when it is determined that the cartridge is the improper cartridge. Detection method.

33. The method of detecting an improper cartridge according to claim 28, wherein the determination of the improper cartridge is performed when the cartridge is set in the apparatus main body.

The physical property value is the concentration of consumables. In the measuring step, light is emitted from the light emitting element to the developing roller or the photosensitive drum to which the consumables are attached by the light emitting element and the light receiving element provided in the cartridge, and the reflection is performed. 34. The improper cartridge detection method according to claim 28, wherein the concentration of the consumable is measured by detecting light with a light receiving element.

The range is a fixed range centered on a measurement value obtained by measuring a physical property value of a consumable stored in the cartridge at the time of manufacture of the cartridge, and the range of the physical property value obtained for each cartridge is the cartridge memory. 36. The storage medium according to claim 35, wherein the storage medium is stored in the storage medium.

A consumable storage chamber for storing toner as a consumable used for image formation, a photosensitive drum for forming an electrostatic latent image, a charging roller for charging the photosensitive drum, and a toner attached to the photosensitive drum In a storage medium for storing a program for causing a computer to execute an improper cartridge detection process for checking an improper cartridge by examining a cartridge having a developing roller for developing an electrostatic latent image.
The program includes a measurement step for measuring a physical property value of the consumable when the cartridge is set, and a type information reading step for reading out type information indicating the type of the cartridge or the consumable from the cartridge memory in the cartridge. The physical property value range reading step for reading the physical property value range corresponding to the type information from the printer memory in the apparatus main body, and when the measured physical property value is out of the range, the consumables are improperly refilled And a determination step of determining that the cartridge is a cartridge.

The storage medium according to any one of claims 35 to 37, further comprising a warning step of displaying a warning when it is determined that the cartridge is improper.

The storage medium according to any one of claims 35 to 38, further comprising a prohibiting step for prohibiting an image forming operation of an image forming apparatus in which the cartridge is set when it is determined that the cartridge is an inappropriate cartridge.

The physical property value is the concentration of consumables. In the measuring step, light is emitted from the light emitting element to the developing roller or the photosensitive drum to which the consumables are attached by the light emitting element and the light receiving element provided in the cartridge, and the reflection is performed. 40. The storage medium according to claim 35, wherein the concentration of the consumable is measured by detecting light with a light receiving element.