JP2008158374A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーカートリッジにフェライトコア等の磁性体を設けることなくトナーの種類、トナー容量、製造番号、機種コード、出荷地域コード、シリアルナンバー等の製造情報等を識別することが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】カートリッジ検出手段は、前記トナーカートリッジに形成された磁性トナー充填セル４ａ，４ｂ，４ｃと、前記磁性トナー充填セルに対向するように装置本体に配置された検出コイル５ａ，５ｂ，５ｃと、前記磁性トナー充填セルと前記検出コイルで形成される磁気回路に基づいて変化する前記検出コイルのインダクタンスを検出するインダクタンス検出回路を備えて構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、装置本体に着脱可能に装着されたトナーカートリッジを検出するカートリッジ検出手段を備えてなる画像形成装置に関する。

画像形成装置には、トナー等の消耗品をユーザが容易に交換することができるように交換ユニットとして構成しているものが多い。

また、トナー交換ユニットの場合、トナーの種類、トナー容量、製造番号、機種コード、出荷地域コード、シリアルナンバー等の製造情報を前記トナー交換ユニットに設けられた不揮発性メモリ等に記憶しておき、前記トナー交換ユニットを前記画像形成装置に装着した直後等に、前記画像形成装置は、前記不揮発性メモリと前記画像形成装置と通信することで、前記製造情報を読み出していた。

しかし、前記画像形成装置に前記不揮発性メモリと前記画像形成装置との通信には電極端子の接続が必要となり、前記電気端子の接触不良による通信異常が発生することがある。

前記不揮発性メモリと前記画像形成装置の通信異常を防ぐため、トナーカートリッジが装着されることで前記画像形成装置本体に設けられたコイルと前記トナーカートリッジ側にフェライト等の磁性体を備え、前記磁性体が磁気誘導することを利用し、前記コイルと前記磁性体によるインダクタンスの変化により、トナーの種類、トナー容量、製造番号、機種コード、出荷地域コード、シリアルナンバー等の製造情報等を識別する画像形成装置が特許文献１に記載されている。

特許文献１では、装置に脱着可能なカートリッジを持つ画像形成装置において、装置にカートリッジ装着有無を検知する装着検知手段と、装着されたカートリッジの種類を検知する種類検知手段と、複数種のカートリッジの画像形成条件を記憶するメモリ手段と、を備え、カートリッジに前記装着検知手段で検出可能な第１の識別手段と、前記種類検知手段で検出可能な第２の識別手段と、を備え、前記装着検知手段でカートリッジの装着有りを検知し、かつ前記種類検知手段で前記メモリ手段に画像形成条件が記憶されていない種類のカートリッジを検知した場合は、前記カートリッジの画像形成条件を入力手段により登録可能な画像形成装置が提案されている。

特開２００３−３４５１８５号公報

上述の構成によると、前記画像形成装置本体に設けられたコイルに対応する位置に前記トナーカートリッジにフェライトコアなど磁性体を配置するように構成する必要がある。トナーカートリッジは消耗品であり、前記トナーカートリッジに磁性体を追加することでトナーカートリッジの価格が上がり、リサイクルやリデュースを考慮した場合できる限り部品点数を少なくすることが望ましい。

本発明の目的は、上述の問題に鑑み、磁性トナーを用いたトナーカートリッジにおいて、前記トナーカートリッジにフェライトコア等の磁性体を設けることなくトナーの種類、トナー容量、製造番号、機種コード、出荷地域コード、シリアルナンバー等の製造情報等を識別することが可能な画像形成装置を提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明による画像形成装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、装置本体に着脱可能に装着されたトナーカートリッジを検出するカートリッジ検出手段を備えてなる画像形成装置であって、前記カートリッジ検出手段は、前記トナーカートリッジに形成された磁性トナー充填セルと、前記磁性トナー充填セルに対向するように装置本体に配置された検出コイルと、前記磁性トナー充填セルと前記検出コイルで形成される磁気回路に基づいて変化する前記検出コイルのインダクタンスを検出するインダクタンス検出回路を備えて構成されている点にある。

上述の構成によれば、トナーカートリッジ内の磁性トナーを検出のための磁性体として利用することができる。前記磁性トナー充填セルと、前記磁性トナー充填セルに対向するように配置された検出コイルによって磁気回路が形成され、当該磁性回路により変化する前記検出コイルのインダクタンスを前記インダクタンス検出回路で検出することにより、前記トナーカートリッジの機種、容量、又は、接続の有無等のトナーカートリッジの個別情報を検出することができる。

同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記磁性トナー充填セルは、前記トナーカートリッジの磁性トナー収容部から磁性トナーを供給する磁性トナー供給路を介して接続され、磁性トナーが充填された状態で、前記磁性トナー充填セルの磁気抵抗が前記磁性トナー供給路の磁気抵抗より小さくなるように構成されている点にある。

上述の構成によれば、トナーを磁性体として用いるため、前記磁性トナー供給路により磁性トナーが前記磁性トナー充填セルに供給される。前記磁性トナー供給路の磁気抵抗が大きいと、前記磁性トナー充填セルと前記検出コイルにより発生する磁気回路に影響してしまうため、前記磁性トナー供給路の磁気抵抗を小さくすることで前記検出コイルのインダクタンスを前記インダクタンス検出回路で正確に検出することができる。

同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、前記磁性トナーの透磁率μが、トナー色毎に異なるように設定され、前記インダクタンス検出回路により検出されたインダクタンスに基づいて前記トナーカートリッジに収容されたトナー色を識別するトナー色検出手段を備えている点にある。

上述の構成によれば、前記磁性トナーの透磁率μはトナー色毎に異なるため、前記磁性トナーの透磁率μをトナー色毎に設定することで、前記インダクタンス検出回路検出されたインダクタンスにより前記トナー色検出手段によりトナー色を識別することができる。

以上説明した通り、本発明によれば、磁性トナーを用いたトナーカートリッジにおいて、前記トナーカートリッジにフェライトコア等の磁性体を設けることなくトナーの種類、トナー容量、製造番号、機種コード、出荷地域コード、シリアルナンバー等の製造情報等を識別する画像形成装置を提供することができるようになった。

以下に、本発明を適用したカートリッジ検出手段を備えた装置本体に着脱可能に装着されるトナーカートリッジを備えた画像形成装置について説明する。

前記カートリッジ検出手段は、図１（ａ）から（ｃ）に示すように、画像形成装置本体側に装備されたトナーカートリッジ格納部１００と、前記カートリッジ格納部１００に内部に格納されるトナーカートリッジ１と、磁性トナー収容部２と、磁性トナー供給路３ａ，３ｂ，３ｃと、磁性トナー充填セル４ａ，４ｂ，４ｃと、前記トナーカートジッリ収容部１００に配置された検出コイル５ａ，５ｂ，５ｃとで構成されている。

前記磁性トナー収容部２は、磁性トナー収容部２から磁性トナーを供給する磁性トナー供給路３ａ，３ｂ，３ｃを介して前記磁性トナー充填セル４ａ，４ｂ，４ｃに接続されるように構成されている。

前記磁性トナー充填セル４ａ，４ｂ，４ｃは、前記カートリッジ格納部１００に配置された前記検出コイル５ａ，５ｂ，５ｃに対向するように配置されている。

さらに、前記磁性トナー充填セル４ａ，４ｂ，４ｃは、磁性トナーが充填された状態で、前記磁性トナー充填セル４ａ，４ｂ，４ｃの磁気抵抗が前記磁性トナー供給路３ａ，３ｂ，３ｃの磁気抵抗より小さくなるように構成されている

前記検出コイル５ａ，５ｂ，５ｃは、発振回路の一部であり、例えば図２に示すような、ＬＣ発振回路を設けておけばよい。ＬＣ発振回路を設けることで前記磁性トナー充填セル４ａ，４ｂ，４ｃと前記検出コイル５ａ，５ｂ，５ｃで形成される磁気回路に基づいて前記インダクタンス検出回路は変化するインダクタンスを検出するよう構成されている。

図１（ｂ）、（ｃ）に示すように、前記トナーカートリッジ１を前記トナーカートリッジ格納部１００に装着すると、前記検出コイル５ａ，５ｂ，５ｃに対して前記磁性トナー充填セル４ａ，４ｂ，４ｃが対向配置され、前記検出コイル５ａ，５ｂ，５ｃの磁路が変化し、その結果、前記検出コイル５ａ，５ｂ，５ｃコイルのインダクタンスが変化する。この変化により、ＬＣ発振回路の発振周波数も変化し、この発振周波数の変化をカートリッジ装着有無およびカートリッジの個別情報の検出に用いることができる。

発振周波数の変化の検出は、図３の周波数計数回路に示すように、画像形成装置内の制御手段となるＣＰＵ１３がＬＣ発振回路１０、ゲート信号生成手段１１、カウンタ１２を経由した信号を受け取ることで、現状の周波数を知ることができる。例えば、前記検出コイル５ａよりインダクタンス検出回路は、カートリッジ装着有無を検知するは、トナーカートリッジ１の未装着時の発振回路の周波数がａ［Ｈｚ］、トナーカートリッジ１の装着によりｃ［Ｈｚ］となる場合に、バラツキなども考慮してａとｃの間となる周波数ｂ[Ｈｚ] （ａ＜ｂ＜ｃ）を判定基準として設け、周波数計数値がｂ［Ｈｚ］以下ならば、未装着、ｂ［Ｈｚ］よりも大きければ装着されていると判定するように構成されている。

また、この前記検出コイル５ａ，５ｂ，５ｃと前記磁性トナー充填セル４ａ，４ｂ，４ｃの接点部分の距離つまりギャップ長を調整すれば周波数を変化させることができ、これを用いればいくつかの周波数パターンを持たせ、カートリッジの種類判定などに利用が可能となる。さらに、この前記検出コイル５と前記磁性トナー充填セル４の組み合わせを複数設けることで多種類の情報を表現することができる。

前記カートリッジ検出手段により、図４（ａ）に示すように、前記検出コイル５ａと前記磁性トナー充填セル４ａを用いて前記トナーカートリッジ１の装着検出（Ｓ１）を行う。装着有無の判定は、予め実験などで決められた周波数を設定することで装着されているか否かを判断し、さらに、前記カートリッジ検出手段は、予め実験などで決められた周波数より、前記検出コイル５ｂと前記磁性トナー充填セル４ｂ（Ｓ２）、および、前記検出コイル５ｃと前記磁性トナー充填セル４ｃ（Ｓ３）の周波数が閾値以下であれば０、閾値以上であれば１と判断することでＳ２，Ｓ３の組合せよりトナー色がＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂの何れかであるかを判断することができる。

さらに、前記トナーカートリッジ１の前記磁性トナーの透磁率μが、トナー色毎に異なるように設定され、前記インダクタンス検出回路により検出されたインダクタンスに基づいて前記トナーカートリッジに収容されたトナー色を識別するトナー色検出手段を備えている場合、図４（ｂ）に示すように、前記カートリッジ検出手段により前記検出コイル５ａと前記磁性トナー充填セル４ａを用いて前記トナーカートリッジ１の装着検出（Ｓ１）を行う。

前記インダクタンス検出回路は、前記トナー色検出手段（トナー色）によりトナー色毎に異なるように設定された透磁率μに基づいて前記トナーカートリッジに収容されたトナー色がＹ，Ｍ、Ｃ，Ｂの何れかを判断し、さらに、前記カートリッジ検出手段は、予め実験などで決められた周波数より、前記検出コイル５ｂと前記磁性トナー充填セル４ｂ（Ｓ２）、および、前記検出コイル５ｃと前記磁性トナー充填セル４ｃ（Ｓ３）の周波数が閾値以下であれば０、閾値以上であれば１と判断することでＳ２，Ｓ３の組合せより、前記トナーカートリッジの機種、例えば、仕向や容量を判断することができる。

以下、別実施形態について説明する。

上述の実施形態では、３対の前記磁性トナー充填セル４及び前記検出コイル５について説明したが、前記磁性トナー充填セル４及び前記検出コイル５の数はこれに限るものではなく、前記トナーカートリッジにより識別する項目に応じて適宜変更することができる。

さらに、図４（ｃ）に示すように、３対の前記磁性トナー充填セル４及び前記検出コイル５であっても、前記磁性トナー供給路３に蓋６を設けることで、前記磁性トナー充填セル４に磁性トナーが供給される事を防ぎ使用する磁性トナー充填セルを選択することができる。

上述の実施形態では、本発明を適用した画像形成装置として、複写機能を備えた複写機について説明したが、前記画像形成装置は、着脱可能な交換ユニットを使用する構成を有する機器であれば複写機以外であってもよく、例えばプリンタ、ＦＡＸ、または複合機等であってもよい。

上述した実施形態は何れも本発明の一実施例に過ぎず、当該記載により本発明の範囲が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明による作用効果を奏する範囲において適宜変更することができることはいうまでもない。

本発明によるカートリッジ検出手段の説明図 ＬＣ発振回路の回路図 周波数検出回路の回路図 トナーカートリッジの状態のテーブルを示す説明図

符号の説明

１：トナーカートリッジ
２：磁性トナー収容部
３：磁性トナー供給路
４：磁性トナー充填セル
５：検出コイル
６：蓋
１００：トナーカートリッジ格納部

Claims (3)

1. 装置本体に着脱可能に装着されたトナーカートリッジを検出するカートリッジ検出手段を備えてなる画像形成装置であって、
   前記カートリッジ検出手段は、前記トナーカートリッジに形成された磁性トナー充填セルと、前記磁性トナー充填セルに対向するように装置本体に配置された検出コイルと、前記磁性トナー充填セルと前記検出コイルで形成される磁気回路に基づいて変化する前記検出コイルのインダクタンスを検出するインダクタンス検出回路を備えて構成されている画像形成装置。
2. 前記磁性トナー充填セルは、前記トナーカートリッジの磁性トナー収容部から磁性トナーを供給する磁性トナー供給路を介して接続され、磁性トナーが充填された状態で、前記磁性トナー充填セルの磁気抵抗が前記磁性トナー供給路の磁気抵抗より小さくなるように構成されている請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記磁性トナーの透磁率μが、トナー色毎に異なるように設定され、前記インダクタンス検出回路により検出されたインダクタンスに基づいて前記トナーカートリッジに収容されたトナー色を識別するトナー色検出手段を備えている請求項１または２記載の画像形成装置。

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