JP2007147684A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 スタート専用のトナーカートリッジを使用せず、また、現像ユニット自体にも新品検知手段を追加することなく、それまで使用していたトナーカートリッジを引き続き使用した状態で現像ユニットを新品に交換できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 着脱可能な現像ユニット１７と、この現像ユニットに対し着脱可能なトナーカートリッジ１６を備えている画像形成装置において、前記現像ユニット１７を新品に交換した時に、前記現像ユニット１７と共に交換前まで使用していたトナーカートリッジ１６を交換後もそのまま継続して使用することができるようにした。
【選択図】 図３

Description

本発明は、レーザプリンタや複写機、レーザファックス等、現像ユニットが着脱可能で、かつ現像ユニットに対しトナーカートリッジが着脱可能な構成を有する画像形成装置に関するものである。

近年、レーザプリンタや複写機、レーザファックスといった画像形成装置において、現像ユニットや感光体ユニット、書き込みユニット等のように、画像形成装置の各構成要素をユニット化し、各ユニットが故障した場合や寿命に達した時にユニットごと交換する方法が用いられている。
なかでも、現像ユニットはトナーカートリッジと一体化したり、現像ユニット内部にトナーカートリッジを着脱可能に構成したりしている場合がある。画像形成装置から着脱可能なこの現像ユニットに対し、トナーカートリッジが着脱可能な構成をとる場合、現像ユニットが交換されたことを検知するために、新品の現像ユニットに対しては、新品の現像ユニット専用のスタート専用トナーカートリッジが使用される場合がある。
これは、トナーカートリッジについても通常、新品かそうでないのかを判別する判別手段をもたせることが一般的で、その機構を現像ユニットにも流用することでコストダウンに繋がるからである。
ユニットにヒューズを設け、新品処理後にヒューズを溶断するような技術によって、画像形成装置本体が新品の場合や、各ユニットが新品と判断された場合に本体またはそのユニットの初期化処理を行うか、又はＦＤ（フロッピー（登録商標）ディスク）にこのような初期化情報を格納する技術が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
特許第３３１２１８２号公報 特開２０００−１６８１９６公報

しかしながら、この新品現像ユニットに、スタート専用のトナーカートリッジをセットし、このトナーカートリッジで現像ユニットの新品検知を行う場合、それまで使用していたトナーカートリッジを一旦外す必要がある。
もし、取り外したトナーカートリッジにトナーが残っていた場合は、スタート専用のトナーカートリッジのトナーがなくなった後、交換して使用できるが、ユーザからはどれくらいトナーが残っているか判らずに、それまで使用していた現像ユニットとトナーカートリッジを一緒に廃棄するという問題があった。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、スタート専用のトナーカートリッジを使用せず、また、現像ユニット自体にも新品検知手段を追加することなく、それまで使用していたトナーカートリッジを引き続き使用した状態で現像ユニットを新品に交換できる画像形成装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、着脱可能な現像ユニットと、該現像ユニットに対し着脱可能なトナーカートリッジを備えている画像形成装置において、前記現像ユニットを新品に交換した時に、前記現像ユニットと共に交換前まで使用していたトナーカートリッジを交換後もそのまま継続して使用できるように制御する制御手段を備えたことを特徴とする。
また請求項２に記載の発明は、前記制御手段は、前記現像ユニットを新品に交換した時に、前記トナーカートリッジも同時に新品に交換した場合と、前記現像ユニットと共に交換前まで使用していた前記トナーカートリッジを交換後もそのまま継続して使用した場合とで異なる制御を行う請求項１記載の画像形成装置を特徴とする。
また請求項３に記載の発明は、前記制御手段は、前記現像ユニットと前記トナーカートリッジを同時に新品に交換した場合と、前記現像ユニットは交換せず、前記トナーカートリッジだけ新品に交換した場合とで異なる制御を行う請求項１記載の画像形成装置を特徴とする。
また請求項４に記載の発明は、前記制御手段は、前記現像ユニットを新品に交換した時に、前記トナーカートリッジも同時に新品に交換した場合と、それまで他で使用していた中古品のトナーカートリッジを使用した場合とで異なる制御を行う請求項１記載の画像形成装置を特徴とする。
また請求項５に記載の発明は、前記制御手段は、前記現像ユニットが新品に交換されたことを外部からの指示により認識する請求項１記載の画像形成装置を特徴とする。
また請求項６に記載の発明は、前記現像ユニット又は前記トナーカートリッジに関するデータの種類を識別する識別手段を備えた請求項１記載の画像形成装置を特徴とする。
また請求項７に記載の発明は、前記識別手段は、前記トナーカートリッジに搭載された不揮発性メモリである請求項６記載の画像形成装置を特徴とする。

本発明によれば、現像ユニットスタート専用のトナーカートリッジを使用せず、また現像ユニット自体にも新品検知手段を追加することなく、それまで使用していたトナーカートリッジを引き続き使用した状態で現像ユニットを新品に交換できる。これにより、交換前のトナーカートリッジで現像ユニット交換を行うので、交換前の現像ユニットとともにまだ使用できるトナーカートリッジが廃棄されるのを防ぐことができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の画像形成装置の実施形態として１ドラムの中間転写方式のカラー複写機を示す概略図である。
図１に示すカラー複写機Ａは上部にスキャナユニット４を配置し、中央部にベルト式の感光体ユニット１を備え、この感光体ユニット１の図面右側には中間転写ベルトクリーニングユニット２が配置され、その右側には定着ユニット塗布ユニット３が配置されている。
感光体ユニット１の下方周部には感光体ベルトクリーニングユニット１０、感光体廃トナーボトル１１、帯電ユニット１２が配置され、感光体ユニット１と接して右側に中間転写ベルトユニット７、中間転写廃トナーボトル９、２次転写ユニット８が配置され、その上部には、定着ユニット６及び排紙ユニット５が配置されている。
感光体ユニット１の図面左側には現像ユニット１７が配置され、この現像ユニット１７にはトナーカートリッジ１６が配置されている。現像ユニット１７の下方には書き込みユニット１５が感光体ユニット１を露光できる位置に配置されており、書き込みユニット１５の下方には給紙ユニットを構成する第１給紙トレイ１３及び第２給紙トレイ１４が配置されている。

図２は画像形成装置のプロセスレイアウトを示す概略図である。図２の画像形成装置のプロセスレイアウトに沿って印刷時の動作を説明する。現像ユニット１７は上からＢｋ、Ｙ、Ｃ、Ｍの順にセットされていて、各現像ユニット１７の中にはトナーカートリッジ１６がセットされている。フルカラーの印刷の場合、まず、ブラックの画像を、書き込み（感光体）→現像→転写（中間転写）→クリーニング（感光体）の順で中間転写ベルトユニット７の中間転写ベルト７ａ上に作像を行う。
次に、マゼンタ、シアン、イエローの順で前記手順を繰り返し、中間転写ベルト７ａ上に色を重ねていき、フルカラーの画像を作成する。中間転写ベルト７ａ上に作成されたフルカラー画像は、２次転写ユニット８の２次転写ローラ８ａで用紙Ｐ上に転写される。そして、中間転写ベルト７ａ上の未転写トナーをクリーニングして、一回のフルカラー印刷が終了する。

図３は画像形成装置、現像ユニット、及びトナーカートリッジの構成を示す概略斜視図である。図３には、画像形成装置（カラー複写機）Ａ本体、トナーカートリッジ１６、現像ユニット１７、不揮発性メモリ接続端子１８、左カバー１９が示してある。図示はしてないが、画像形成装置（カラー複写機）Ａ本体には、本発明による各制御を実行する制御機能を有する制御系（制御手段）が組み込まれている。
図４は現像ユニット交換時に制御手段が実行する処理を説明するフローチャートである。以下、図３と図４に従い説明する。
画像形成装置Ａの左カバー１９を開くと、画像形成装置Ａ内部に現像ユニット１７がセットされている。この現像ユニット１７にはさらにトナーカートリッジ１６がセットされている。
トナーがなくなった場合など、トナーカートリッジ１６のみを交換する場合は、画像形成装置Ａの前カバー（図示せず）を開き、そこからトナーカートリッジ１６のみを交換する。
各トナーカートリッジ１６にはそれぞれ不揮発性メモリ（図示せず）が装着されていて、その不揮発性メモリからトナーカートリッジ１６に関する情報などを取得する。不揮発性メモリに記録されているデータには、トナーカートリッジ１６の新品情報、現像ユニット１７の新品情報、トナー残量等がある。
さらに、識別手段である不揮発性メモリは、記録されているデータの種類、例えば、現像ユニット１７が新品かそうでないか、あるいはトナーカートリッジ１６が新品か、それまで使われていたトナーカートリッジか、他で使用していた中古品か等に関するデータの種類を識別する。
現像ユニット１７の情報とトナーカートリッジ１６の情報をトナーカートリッジ１６に搭載された不揮発性メモリに集約することで、現像ユニット１７とトナーカートリッジ１６の各々が不揮発性メモリ等で情報を持つよりも安価になり、コスト的に有利になる。
トナーカートリッジ１６の新品情報と現像ユニットの新品情報は、それぞれ新品でなくなったときに新品のときと異なる値に書き換わる。トナー残量はトナーカートリッジ１６に残っているトナーの残量に関する情報が記録されている。
不揮発性メモリにトナーカートリッジ１６の識別番号、画像形成装置Ａの識別番号などが記録されていても良い。
トナーカートリッジ１６の不揮発性メモリは、現像ユニット１７に開いた穴から不揮発性メモリ接続端子１８に接続され、画像形成装置Ａと通信し、不揮発性メモリ内のデータのリード／ライト（読み取り／書き込み）を行う。本書で記載している新品は、新しく未使用の現像ユニット又はトナーカートリッジをしており、中古品とは対象の画像形成装置以外で使用されたことがあるトナーカートリッジを意味している。

現像ユニット１７は故障した場合や寿命が来た時には新品の現像ユニットと交換する。現像ユニット１７の寿命の判断は、印刷枚数やその色の作像回数をカウントして行う。寿命の判断に関連するモータの回転時間、使用開始されてからの時間など用いても良い。
現像ユニット１７の寿命が来た時に、ユーザに対しそのことを知らせるために、操作パネル（図示せず）に表示を出すか、又はネットワークを通じてユーザに知らせることもできる。この状態で、交換したい現像ユニット１７にはそれまで使用されていたトナーカートリッジ１６が入ったままになっている。
通常、トナーカートリッジ１６が空になるタイミングと、現像ユニット１７が交換されるタイミングは一致せず、現像ユニット１７を交換する時にトナーカートリッジ１６内にトナーが残っていることがある。
この場合、まず、これから交換する現像ユニット１７の色を画像形成装置Ａの操作パネルから予め指示する。画像形成装置Ａはこの内部の不揮発性メモリ（図示せず）にこれから交換される現像ユニット１７の色を交換フラグセットして記録しておく。それからユーザは画像形成装置Ａの電源をオフする。
交換する現像ユニットＡの色のトナーカートリッジ１６を前カバー（図示せず）から引き抜き、取り出しておく。続いて、左カバー１９を開け、不揮発性メモリ接続端子１８を外し、交換する現像ユニット１７を引き出して外す。
次いで、新品の現像ユニット１７を逆の手順で画像形成装置Ａにセットし、不揮発性メモリ接続端子１８を繋ぎ、左カバー１９を閉じる。前カバーから取り外して置いてあったトナーカートリッジ１６を新しい現像ユニット１７にセットする。最後に、画像形成装置Ａの電源をオンする。
電源オン後、画像形成装置Ａはトナーカートリッジ１６の不揮発性メモリと通信を試みる（Ｓ１）。通信確立に成功かどうかを判断し（Ｓ２）、通信確立に成功しなかった場合は、トナーカートリッジ１６がセットされていないと判断し、画像形成装置Ａの操作パネル（図示せず）にトナーカートリッジ未接続を表示する（Ｓ８）。

ステップＳ２において、通信確立に成功した場合は、引き続きトナーカートリッジ１６の不揮発性メモリからデータ読み取り（リード）を行う（Ｓ３）。次いで、現像ユニットスタート専用で、かつトナーカートリッジ１６が新品であるかどうかを判断する（Ｓ４）。
トナーカートリッジ１６の不揮発性メモリの情報からトナーカートリッジ１６が現像ユニットスタート専用で、かつトナーカートリッジ１６が新品であると判断した場合、現像ユニット１７が交換されたと判断し、現像ユニット１７に関する情報の初期化を行ない（Ｓ５）、現像ユニット交換時のトナー補給動作を行う（Ｓ６）。
現像ユニット１７に関する情報には、現像ユニット１７の交換回数のカウントアップ、現像ユニット１７の寿命情報のクリア、交換前の現像ユニット１７の印刷用紙枚数、作像枚数などがある。現像ユニット交換時のトナー補給動作は、現像ユニット１７を交換せず、トナーカートリッジ１６のみを交換した場合と異なる制御でも良いし、同じでも良い。かかる制御を行なう機能は図示しないが画像形成装置Ａに組み込まれた制御系に包含されている。
トナー補給後、トナーに関する情報を初期化する（Ｓ７）。トナーに関する情報には、トナー残量のクリアや、交換前のトナーでの印刷枚数、作像回数、トナー交換回数のカウントアップ、使用したトナーの画素カウント値のクリアなどがある。
現像ユニット交換時にトナーカートリッジ１６も新品に交換した場合と、それまで使用していたトナーカートリッジを引き続き使用した場合とで異なる制御を行うことによって、トナーの残量を正確に計算したり、トナーカートリッジ交換回数を正確にカウントしたりすることができる。
この現像ユニット情報の初期化（Ｓ５）、現像ユニット交換時のトナー補給動作（Ｓ６）、トナー情報の初期化（Ｓ７）の順序は前後しても良い。例えば、現像ユニット交換時のトナー補給動作（Ｓ６）が成功した場合にのみ、現像ユニット情報の初期化（Ｓ５）、トナー情報の初期化（Ｓ７）を行い、トナー補給動作失敗の時は初期化しないで以前の状態のままを維持するといったことも考えられる。
トナーカートリッジ１６が現像ユニットスタート専用でかつトナーカートリッジ１６が新品でない場合、先ほど操作パネルからユーザが指示した、これから交換する現像ユニット１７の色に対する交換フラグがセットされているか否かを確認する（Ｓ９）。
該当色の現像ユニット交換フラグがセットされていた場合は、現像ユニット１７が新品に交換されたと判断し、現像ユニット関連の情報の初期化を行ない（Ｓ１０）、続いて、現像ユニット交換時のトナー補給動作を実施する（Ｓ１１）。この時の現像ユニット関連の情報初期化（Ｓ１０）と同時に、現像ユニット交換フラグのクリアも行う。

次に、トナーカートリッジ１６が新品か、他の画像形成装置で使用された中古品か、それともその画像形成装置Ａで現像ユニット交換前まで使用されていたトナーカートリッジ１６かを判断する（Ｓ１２）。
新品かまたは中古品のトナーカートリッジであれば、トナー残量などをその交換されたトナーカートリッジの情報に更新しなければならない。そこで、トナー情報の初期化（Ｓ１３）を実行する。
現像ユニット交換時、トナーカートリッジ１６も新品に交換した場合と、それまで他の画像形成装置で使用していた中古品のトナーカートリッジ１６を使用した場合とで制御を変えることによって、例えばトナーカートリッジ１６が新品ならトナー残量を１００％にして、トナーカートリッジ１６が中古品なら以前の画像形成装置で使用時の残量を引き継ぐことなどができる。
なお、トナーカートリッジ１６が新品か、他の画像形成装置で使用された中古品か、交換されていないのか判断する方法は、トナーカートリッジ１６の不揮発性メモリ内の新品フラグ、画像形成装置のシリアル番号情報などから判断することを想定しているが、別の方法でも良い。

トナーカートリッジ１６が交換されていないことが判れば（Ｓ１２）、その時はトナー残量などの情報はそれまでの情報をそのまま使用すればよいので、トナー情報の初期化は行わない。こうして、それまで使用していたトナーカートリッジ１６を、現像ユニット１７の新品交換後も引き続き使用できる。
ステップＳ９で、現像ユニット交換フラグがセットされていない場合は、トナーカートリッジ１６が新品かどうかを判断する（Ｓ１４）。新品であれば、トナーカートリッジ交換時のトナー補給動作を行い（Ｓ１５）、トナー情報を初期化する（Ｓ１６）。ステップＳ１４で新品でないと判断された場合は何もしない。
トナーカートリッジ１６が現像ユニットスタート専用の時の現像ユニット交換時のトナー補給動作（Ｓ６）と、現像ユニット交換フラグがセットされていた時の現像ユニット交換時のトナー補給動作（Ｓ１１）は、同じ補給動作の制御を行ってもよいし、別の補給動作にしても良い。
例えば、現像ユニットスタート専用のトナーカートリッジ１６と、通常のトナーカートリッジ１６でトナー補給能力に差がある場合は、トナー補給能力の劣っている方の補給時間を長くすることが考えられる。現像ユニット情報初期化（Ｓ５とＳ１０）についても同じである。

図４のフローチャートの例では、現像ユニット１７が新品に交換されたことを検知する検知手段は、トナーカートリッジ１６がスタート専用で、且つトナーカートリッジ１６が新品の場合（Ｓ４）と、現像ユニット交換フラグがセットされている場合（Ｓ９）の２通りある。しかし、現像ユニットスタート専用のトナーカートリッジ１６がない場合や制御が不要の場合は、ステップＳ４からステップＳ７の制御を省いても良い。
現像ユニット１７とトナーカートリッジ１６を同時に新品に交換した場合と、トナーカートリッジ１６だけを新品にした場合とで異なる制御にすることによって、現像ユニット交換時に固有のトナー補給動作をさせることができる。
その場合には、現像ユニットスタート専用のトナーカートリッジ１６が不要になる。また、現像ユニット１７自体には新たに新品検知手段を追加することなく、現像ユニット１７を新品に交換できる。
かくして、現像ユニット１７が新品に交換されたことをユーザの指示で認識させることによって、別途新品検知用の機構を追加することなく安価に現像ユニット交換をすることができる。

本発明の画像形成装置の例として、１ドラムの中間転写方式のカラー複写機を示す概略図である。 画像形成装置のプロセスレイアウトを示す概略図である。 画像形成装置、現像ユニット、及びトナーカートリッジの構成を示す概略斜視図である。 現像ユニット交換時の処理を説明するフローチャートである。

符号の説明

Ａ 画像形成装置（カラー複写機）、１６ トナーカートリッジ、１７ 現像ユニット

Claims (7)

1. 着脱可能な現像ユニットと、該現像ユニットに対し着脱可能なトナーカートリッジを備えている画像形成装置において、前記現像ユニットを新品に交換した時に、前記現像ユニットと共に交換前まで使用していたトナーカートリッジを交換後もそのまま継続して使用できるように制御する制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記現像ユニットを新品に交換した時に、前記トナーカートリッジも同時に新品に交換した場合と、前記現像ユニットと共に交換前まで使用していた前記トナーカートリッジを交換後もそのまま継続して使用した場合とで異なる制御を行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記現像ユニットと前記トナーカートリッジを同時に新品に交換した場合と、前記現像ユニットは交換せず、前記トナーカートリッジだけ新品に交換した場合とで異なる制御を行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記現像ユニットを新品に交換した時に、前記トナーカートリッジも同時に新品に交換した場合と、それまで他で使用していた中古品のトナーカートリッジを使用した場合とで異なる制御を行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、前記現像ユニットが新品に交換されたことを外部からの指示により認識することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
6. 前記現像ユニット又は前記トナーカートリッジに関するデータの種類を識別する識別手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
7. 前記識別手段は、前記トナーカートリッジに搭載された不揮発性メモリであることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。

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