JP2003241586A - カートリッジの識別装置及び識別方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 フォトセンサ（回転周期検出部）７は、
攪拌バー３の回転周期を検出し、ＣＰＵ（カートリッジ
識別部）２１は検出した回転周期と、所定の回転周期と
を比較して、不一致であるとき、搭載されているカート
リッジを非専用のカートリッジと判断する。 【効果】 攪拌バー３の回転周期を測定することによっ
て搭載されたカートリッジのギア比を識別でき、予め定
められた所定の回転数のカートリッジ以外では印刷でき
ないようにすることが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタ等の印刷
装置に用いられるカートリッジの識別装置及び識別方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリンタ等の印刷装置では、画質を維持
するために所定枚数印刷終了毎にドラムカートリッジ及
びトナーカートリッジを交換することが望ましい。この
場合に、外形に互換性があり特性の異なる製品と交換さ
れる場合が起こり得る。特性の異なる製品に交換される
と微妙な仕様の違いから画質の低下はもとより印刷装置
の故障原因にもなり兼ねない。そこで、印刷装置に用い
られる専用品の使用を規定している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、専用品
の使用を規定しているが、この措置だけでは十分でな
く、時には、外見上全く同様の特性の異なる製品が専用
品と誤認されて使用される場合も発生する。この場合
に、かかる誤認をすぐに検出して専用品以外の使用を完
全に防止できるドラムカートリッジ及びトナーカートリ
ッジの識別方法の実現が望まれていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は以上の点を解決
するため次の構成を採用する。 〈構成１〉印刷装置に専用に装着され、内部のトナーを
攪拌するために所定の周期で回転する攪拌バーを有する
カートリッジの識別装置において、上記攪拌バーの回転
周期を検出する回転周期検出部と、検出した回転周期
と、上記所定の回転周期とを比較して、不一致と判断す
ると上記カートリッジを非専用のカートリッジと判断す
るカートリッジ識別部とを備えることを特徴とするカー
トリッジの識別装置。

【０００５】〈構成２〉印刷装置に専用に装着され、内
部のトナーを攪拌するために回転する攪拌バーを有する
カートリッジの識別装置において、上記攪拌バーは、所
定の波形信号を出力する波形信号出力手段を有し、波形
信号を検出する波形信号検出部と、上記検出した波形信
号と、上記所定の波形信号とを比較して、不一致と判断
すると上記カートリッジを非専用のカートリッジと判断
するカートリッジ識別部とを備えることを特徴とするカ
ートリッジの識別装置。

【０００６】〈構成３〉印刷装置に専用に装着され、内
部のトナーを攪拌するために所定の周期で回転する攪拌
バーを有するカートリッジを識別するカートリッジの識
別方法であって、上記攪拌バーの回転周期を検出し、検
出した回転周期と、上記所定の回転周期とを比較して、
不一致であるとき、上記カートリッジを非専用のカート
リッジと識別するカートリッジの識別方法。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
例を用いて説明する。 〈具体例１〉具体例１のドラムカートリッジ及びトナー
カートリッジ（以後単にカートリッジと記す）の識別装
置では、従来からプリンタ等の印刷装置に採用されてい
るカートリッジのトナー量検出装置において、トナー攪
拌バーの回転周期を検出し、この回転周期が、所定の周
期と一致する場合に、当該カートリッジを専用品として
識別する。そこで、最初にカートリッジのトナー量検出
装置の構成及び動作について説明する。

【０００８】図１は、具体例１の構成のブロック図であ
る。図１より、具体例１によって用いられるカートリッ
ジのトナー量検出装置は、トナータンク１と、トナー２
と、攪拌バー３と、センサレバー４と、マグネット５
と、マグネット６と、フォトセンサ７とを備える。

【０００９】トナータンク１は、後に説明する感光体ド
ラム８と平行に並んで配置される、上部が空間で下部が
半円筒形の壁面をなすトナーを堆積する部分である。ト
ナータンク内部には、半円筒形の壁面の底部に堆積する
トナー２と、半円筒形の中心線を回転中心として壁面に
沿って回転するトナー攪拌バー３とが配置される。

【００１０】トナー２は、帯電された感光体ドラム８上
に付着されるカーボン粉末である。攪拌バー３は、トナ
ー供給ローラ１０の表面にトナーを均一に供給するため
に、トナーを攪拌する部分である。この攪拌バー３に
は、磁気力によってトナータンク１の壁面の外部から攪
拌バー３を検出するためのマグネット６が配置されてい
る。構造の詳細については後に他の図を用いて詳細に説
明する。

【００１１】センサレバー４は、トナータンク１の下部
壁面の外部に配置され、トナータンク１の内部で回転す
る攪拌バー３が上記下部壁面に近づいたとき、上記マグ
ネット６の磁気力によって支点１４を回転中心として吸
引される部分である。この吸引力を増強するために先端
にマグネット６と逆極性のマグネット５が配置されてい
る。フォトセンサ７は、発光素子と受光素子との間を上
記センサレバー４が遮ってオン・オフする光インタラプ
タである。

【００１２】更に、トナー量検出装置の周辺には、帯電
ローラ９と、トナー供給ローラ１０と、現像ローラ１１
と、クリーニングローラ１２と、トナーカートリッジ１
３が配置される。帯電ローラ９は、感光体ドラム８の表
面に負の静電荷を帯電させるローラである。感光体ドラ
ム８は、図示していない露光器によって露光されドラム
表面に静電潜像が形成される部分である。

【００１３】現像ローラ１１は、トナー２を用いて感光
体ドラム８の表面の静電潜像を現像するローラである。
トナー供給ローラ１０は、現像ローラ１１にトナー２を
供給するローラである。クリーニングローラ１２は、用
紙上に画像を転写した後、感光体ドラム８の表面に残存
するトナー２を除去するローラである。

【００１４】次に、本発明において重要な役割を持つ攪
拌バーの構造について図を用いて詳細に説明する。図２
は、攪拌バーの外形図である。（ａ）は、攪拌バーの正
面図である。（ｂ）は、攪拌バーの底面図である。
（ｃ）は、攪拌バーの左側面図である。

【００１５】図２に示す通り攪拌バーは、回転レバー３
−１と、レバー軸３−２、レバー軸先３−３とによって
構成される。回転レバー３−１は、コの字型に形成さ
れ、トナーを攪拌する部分である。レバー軸３−２、は
トナータンク１（図１）の半円筒形の中心線に攪拌バー
の回転中心を支持する部分である。レバー軸先３−３
は、ギア１５を介して回転力を受け入れる部分である。
（ｃ）の拡大図に示す通り、半円柱状でありギア１５の
内径に挿入され、ギアの突起部１５−１から回転力を受
け入れる部分である。以上説明した構造は一実施例であ
り、本発明は、この実施例に限定されるものではない。

【００１６】次に、カートリッジのトナー量検出装置の
動作について説明する。図３は、トナー量検出装置の動
作説明図（その１）である。（ａ）は、トナー量満タン
の場合の動作を、（ｂ）は、トナー量不足の場合の動作
を、それぞれ表している。図４は、トナー量検出装置の
動作説明図（その２）である。（ａ）は、トナー量満タ
ンの場合の動作を、（ｂ）は、トナー量不足の場合の動
作を、それぞれ表している。

【００１７】図３（ａ）トナー量満タンの場合の動作に
ついて説明する。その説明中に図４（ａ）を含めて説明
する。図３（ａ）の左側にギア１５（図２）を介して攪
拌バー回転力を伝達する様子について説明し、図３
（ａ）の右側に攪拌バー３に応じたセンサレバーの動作
について説明する。左図のステップＳ１からステップＳ
４に従って説明する。

【００１８】ステップＳ１ ギアの突起部１５−１の回転によってレバー軸先３−３
は、拘束回転され、攪拌バー３がトナータンク１の頂点
に達した状態である（右図のＳ１）。尚、ここではセン
サレバー４はトナータンク１の壁面から離れた状態にあ
り（図上点線）、フォトセンサ７は遮断されていないの
で、その出力は１である（図４（ａ））。 ステップＳ２ レバー軸先３−３がトナータンク１の頂点に達すると、
レバー軸先３−３は、ギアの突起部１５−１からの拘束
回転を解かれ、攪拌バー３の自重によって攪拌バー３が
トナー２によって拘束されるまで回転落下し右図のＳ２
で停止する。

【００１９】ステップＳ３ 攪拌バー３の自重による回転の後を追って、ギアの突起
部１５−１がレバー軸先３−３の位置に追い付く。 ステップＳ４ ギアの突起部１５−１の回転によってレバー軸先３−３
は、拘束回転され、攪拌バー３がトナータンク１の下部
壁面に達した状態である（右図のＳ４）。この時マグネ
ット５とマグネット６との吸引力によってセンサレバー
４は攪拌バー３に吸引される。図上の点線の状態から実
線の状態に移動する。その結果フォトセンサ７は遮断さ
れる。引き続きギアの突起部１５−１の回転によってレ
バー軸先３−３は、拘束回転され上記ステップＳ１へ向
かい、以下同様の動作を繰り返す。尚、攪拌バー３がト
ナータンク１の下部壁面を通過する時にフォトセンサ７
は遮断され、その出力は０になる（図４（ａ））。

【００２０】図３（ｂ）トナー量不足の場合の動作につ
いて説明する。その説明中に図４（ｂ）を含めて説明す
る。図３（ｂ）の左側にギア１５（図２）を介して攪拌
バー回転力を伝達する様子について説明し、（ａ）の右
側に攪拌バー３に応じたセンサレバーの動作について説
明する。左図のステップＳ１からステップＳ４に従って
説明する。

【００２１】ステップＳ１ ギアの突起部１５−１の回転によってレバー軸先３−３
は、拘束回転され、攪拌バー３がトナータンク１の頂点
に達した状態である（右図のＳ１）。尚、ここではセン
サレバー４はトナータンク１の壁面から離れた状態にあ
り、フォトセンサ７は遮断されていない（図上点線）の
で、その出力は１である（図４（ｂ））。 ステップＳ２ レバー軸先３−３がトナータンク１の頂点に達すると
（ステップＳ１）、レバー軸先３−３は、ギアの突起部
１５−１からの拘束回転を解かれ、攪拌バー３の自重に
よってレバー軸先３−３がギアの突起部１５−１に接触
するまで回転落下し右図のＳ２で停止する。

【００２２】ステップＳ３ レバー軸先３−３は、攪拌バー３の自重による回転によ
ってギアの突起部１５−１の回転の後を追って、攪拌バ
ー３がトナータンク１の下部壁面に達するまで回転落下
を続ける。攪拌バー３がトナータンク１の下部壁面に達
した時（右図のＳ３）マグネット５とマグネット６との
吸引力によってセンサレバー４は攪拌バー３に吸引され
る。図上の点線の状態から実線の状態に移動する。その
結果フォトセンサ７は遮断され０となる（図４
（ｂ））。

【００２３】ステップＳ４ その後ギアの突起部１５−１は回転を続け、レバー軸先
３−３を拘束回転させる位置に達する。ステップＳ３か
らステップＳ４に至るまでの間、攪拌バー３がトナータ
ンク１の下部壁面に達したまま（右図のＳ３）センサレ
バー４は、図上の実線の状態を維持し続ける。その結果
フォトセンサは遮断され続ける。尚、攪拌バー３は、ト
ナータンク１の下部壁面に留まっている間フォトセンサ
７は遮断され、その出力は０になる（図４（ｂ））。以
後、突起部１５−１の回転によってレバー軸先３−３
は、拘束回転され上記ステップＳ１へ向かい、以下同様
の動作を繰り返す。

【００２４】以上の説明で留意すべき事項は以下の通り
である。即ち、トナー量が不足するとフォトセンサオフ
の時間が長くなるのでトナー量不足を検出できる。又ト
ナー量満タンの場合（図４の（ａ））であっても、トナ
ー量不足の場合（図４の（ｂ））であっても、その回転
周期Ｔ０は等しいということである。

【００２５】以上でドラムカートリッジのトナー量検出
装置の説明を終了したので、この装置を用いた具体例１
のドラムカートリッジの識別装置について説明する。既
に冒頭に記載したように、具体例１のカートリッジの識
別装置は、トナー攪拌バーの回転周期を検出し、この回
転周期が、所定の周期と一致する場合に、当該カートリ
ッジを専用品として識別する。以下にその詳細について
説明する。

【００２６】図５は、具体例１のドラムカートリッジ識
別方法原理図である。（ａ）は、攪拌バーの回転周期が
Ｔ１である場合を、（ｂ）は、攪拌バーの回転周期がＴ
２である場合を、（ｃ）攪拌バーの回転周期がＴ３であ
る場合を、それぞれ表している。

【００２７】感光体ドラム８（図１）の回転速度が一定
であると攪拌バー３（図１）の回転数は、感光体ドラム
８（図１）から攪拌バー３（図１）に至る動力伝達のギ
ア比によって決まる。その回転周期を測定することによ
って、ギア比を判別することができる。具体例１では、
予めギア比を特定し、そのギア比を持ったドラムカート
リッジのみを専用品として識別する。尚、このギア比
は、通常、ドラムカートリッジの内部にあって外部から
観察できない部分に搭載されている複数個のギアによっ
て特定される。

【００２８】次に、カートリッジの識別回路について説
明する。図６は、具体例１のカートリッジ識別回路ブロ
ック図である。図６より、具体例１のカートリッジの識
別回路は、ＣＰＵ（カートリッジ識別部）２１と、フォ
トセンサ信号回路（回転周期検出部）２２と、ＲＯＭ２
３と、ＥＥＰＲＯＭ２４と、操作パネル２５とから構成
される。これら全ての構成は、ドラムカートリッジの識
別回路用として専用に備えられるものではなく、通常他
の機能に用いられている構成部分と兼用される。

【００２９】ＲＯＭ２３又はＥＥＰＲＯＭ２４は、予め
特定されているギア比が搭載されたカートリッジ（専用
品）の攪拌バー３（図１）の回転周期が記憶される部分
である。フォトセンサ信号回路（回転周期検出部）２２
は、フォトセンサ７（図１）の出力を波形成形して出力
する部分である。この出力を図５に表している。

【００３０】ＣＰＵ（カートリッジ識別部）２１は、フ
ォトセンサ信号回路（回転周期検出部）２２から出力信
号（図５）を受け入れて、その回転周期Ｔ１、Ｔ２、Ｔ
３を検出し、ＲＯＭ２３又はＥＥＰＲＯＭ２４に、予め
記憶されている所定の回転周期（専用品の回転周期）と
比較して専用品を識別する部分である。即ち、回転周期
が一致した時は、装填されたカートリッジを専用品と断
定して通常の印刷動作を開始する。一致しない場合に
は、操作パネル２５にカートリッジが異なる旨表示して
印刷動作を行わない。以上の動作によって搭載されてい
るカートリッジの使用可否を判定される。

【００３１】〈具体例１の効果〉以上説明したように、
トナー量検出装置を用いて攪拌バーの回転周期を測定す
ることによって搭載されたカートリッジのギア比を識別
でき、予め定められた所定の回転数のカートリッジ（専
用品）以外では印刷できないようにする誤印刷防止機能
を備えることが可能になる。

【００３２】〈具体例２〉図７は、具体例２のカートリ
ッジ識別回路ブロック図である。図７より、具体例２の
カートリッジの識別回路は、ＣＰＵ（カートリッジ識別
部）２１と、ＲＯＭ２３と、ＥＥＰＲＯＭ２４と、操作
パネル２５と、波形信号出力手段３１と、フォトセンサ
信号回路（波形信号検出部）３２から構成される。これ
ら全ての構成は、ドラムカートリッジの識別回路用とし
て専用に備えられるものではなく、通常他の機能に用い
られている構成部分と兼用される。

【００３３】波形信号出力手段３１は、攪拌バー３（図
１）に備える専用品特有の波形信号をフォトセンサ信号
回路（波形信号検出部）３２へ送出する部分である。図
を用いて構成の詳細について説明する。図８は、波形信
号出力手段の説明図である。（ａ）は、攪拌バーの正面
図である。（ｂ）は、攪拌バーの底面図である。（ｃ）
は、攪拌バーの左側面図である。

【００３４】図８に示す通り波形信号出力手段を有する
攪拌バーは、回転レバー３１−１と、レバー軸３−２
と、レバー軸先３−３とによって構成される。回転レバ
ー３１−１は、コの字型に形成され、トナーを攪拌する
部分である。その底面にはマグネット３１−２と、マグ
ネット３１−３を備える。レバー軸３−２、はトナータ
ンク１（図１）の半円筒形の中心線に攪拌バーの回転中
心を支持する部分である。レバー軸先３−３は、ギア１
５を介して回転力を受け入れる部分である。以上説明し
た構造は一例であり、本発明は、この例に限定されるも
のではない。

【００３５】再度７に戻って具体例２のカートリッジ識
別回路の説明を続ける。フォトセンサ信号回路（波形信
号検出部）３２は、フォトセンサ７（図１）の出力を波
形成形して出力する部分である。ＲＯＭ２３又はＥＥＰ
ＲＯＭ２４は、予めカートリッジ（専用品）の攪拌バー
３（図１）に備える波形信号出力手段３１が出力する波
形信号を記憶する部分である。

【００３６】ＣＰＵ（カートリッジ識別部）２１は、フ
ォトセンサ信号回路（波形信号検出部）２２から出力信
号を受け入れて、その波形信号を検出し、ＲＯＭ２３又
はＥＥＰＲＯＭ２４に、予め記憶されている所定の波形
信号と比較する。その波形信号が一致した時は、装填さ
れたカートリッジを専用品と断定して通常の印刷動作を
開始する。一致しない場合には、操作パネル２５にカー
トリッジが異なる旨表示して印刷動作を行わない。

【００３７】次に、図を用いて具体例２の動作について
説明する。攪拌バー３（図１）が、トナータンク１（図
１）内を回転し、マグネット３１−２（図８）とマグネ
ット３１−３（図８）がトナータンク１の下部壁面を通
過するとき、センサレバー４（図１）に備えるマグネッ
ト５（図１）は吸引される。その結果フォトセンサ７は
波形信号を出力する。

【００３８】図９は、具体例２の動作説明図である。図
９は、波形信号出力手段３１（図７）（図８のマグネッ
ト３１−２及びマグネット３１−３）によって送出され
た波形信号をフォトセンサ信号回路（波形信号検出部）
３２（図７）が受け入れた応答を表している。

【００３９】図９において、経過時間Ｔａと経過時間Ｔ
ｂとは、それぞれマグネット３１−２（図８）及びマグ
ネット３１−３（図８）の応答に対応する。即ち、上記
波形信号である。この波形信号は、マグネットの数量や
大きさ等によって自由に設定できる。予め専用品の波形
信号が設定されＲＯＭ２３（図７）又はＥＥＰＲＯＭ２
４（図７）に記憶される。

【００４０】ＣＰＵ（カートリッジ識別部）２１（図
７）は、フォトセンサ信号回路（波形信号検出部）３２
（図７）から受け入れた波形信号とＲＯＭ２３（図７）
又はＥＥＰＲＯＭ２４（図７）から読み出した所定の波
形信号とを比較して不一致と判断すると、搭載されたカ
ートリッジは非専用品であると判断し、動作を停止し、
非専用品が搭載されている旨操作パネル２５に表示す
る。

【００４１】〈具体例２の効果〉以上説明したように、
攪拌バー上に複数個のマグネット（波形信号出力手段）
を備えることによって専用品の波形信号を自由に設定す
ることが可能に成る。その結果、予め定められた所定の
波形信号を出力する専用品のカートリッジ以外では印刷
できないようにする誤印刷防止機能を備えることが可能
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】具体例１の構成のブロック図である。

【図２】攪拌バーの外形図である。

【図３】トナー量検出装置の動作説明図（その１）であ
る。

【図４】トナー量検出装置の動作説明図（その２）であ
る。

【図５】具体例１のドラムカートリッジ識別方法原理図
である。

【図６】具体例１のカートリッジ識別回路ブロック図で
ある。

【図７】具体例２のカートリッジ識別回路ブロック図で
ある。

【図８】波形信号出力手段の説明図である。

【図９】具体例２の動作説明図である。

【符号の説明】

１ トナータンク ２ トナー ３ 攪拌バー ４ センサレバー ５ マグネット ６ マグネット ７ フォトセンサ ８ 感光体ドラム ９ 帯電ローラ １０ トナー供給ローラ １１ 現像ローラ １２ クリーニングローラ １３ トナーカートリッジ １４ 支点 １５ ギア １６ 光

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H027 DA01 DA27 DA32 DD02 DD07 DE02 DE04 DE07 DE10 EC06 EC18 ED08 EE01 EF09 GA30 GA54 HA02 HA12 HB01 HB13 HB15 ZA07 2H077 AB04 AB14 AB15 AC04 AD02 AD06 DA15 DA24 DA36 DA52 DA65 DA86 DB14 EA14 GA04

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印刷装置に専用に装着され、内部のトナ
   ーを攪拌するために所定の周期で回転する攪拌バーを有
   するカートリッジの識別装置において、 前記攪拌バーの回転周期を検出する回転周期検出部と、 検出した回転周期と、前記所定の回転周期とを比較し
   て、不一致と判断すると前記カートリッジを非専用のカ
   ートリッジと判断するカートリッジ識別部とを備えるこ
   とを特徴とするカートリッジの識別装置。
2. 【請求項２】 印刷装置に専用に装着され、内部のトナ
   ーを攪拌するために回転する攪拌バーを有するカートリ
   ッジの識別装置において、 前記攪拌バーは、所定の波形信号を出力する波形信号出
   力手段を有し、 波形信号を検出する波形信号検出部と、 前記検出した波形信号と、前記所定の波形信号とを比較
   して、不一致と判断すると前記カートリッジを非専用の
   カートリッジと判断するカートリッジ識別部とを備える
   ことを特徴とするカートリッジの識別装置。
3. 【請求項３】 印刷装置に専用に装着され、内部のトナ
   ーを攪拌するために所定の周期で回転する攪拌バーを有
   するカートリッジを識別するカートリッジの識別方法で
   あって、 前記攪拌バーの回転周期を検出し、 検出した回転周期と、前記所定の回転周期とを比較し
   て、不一致であるとき、前記カートリッジを非専用のカ
   ートリッジと識別するカートリッジの識別方法。