JP2009210774A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】純正品ではないカートリッジ又はトナーが使用された場合でも、画質低下を招くことなく画像形成を行うこと。
【解決手段】装置本体に装着されたカートリッジが非純正品である場合(ステップS13;NO)、又はカートリッジは純正品だが収容されているトナーが非純正品である場合(ステップS15;NO)、制御部はユーザに対して非純正品が使用されている旨を放置し、印刷を続行するか否かの指示入力を受け付ける(ステップS17)。印刷を続行する場合(ステップS18;YES)、モード設定部は通常よりキャリブレーションの回数が多いキャリブレーションモードに設定して印刷を行う(ステップS19)。
【選択図】図3

Description

本発明は、トナーを用いて記録媒体に画像を形成するプリンタや複写機等の画像形成装置に関し、特に、画像形成装置に対して着脱可能なカートリッジを用いる画像形成装置に関するものである。
電子写真方式のプリンタや複写機等の画像形成装置は、装置本体に装着されたカートリッジから供給されるトナーを用いて静電潜像をトナー像化し、このトナー像を用紙等に転写することによって画像形成を行う。
このような画像形成装置においては、装置本体の設置環境(温度や湿度)や装置内部の状態変化に応じて、用紙に付着するトナーの量が変化する等して、画像形成の際に濃度特性等の出力特性が変化することがある。出力特性の変化は画質低下の原因となる。そこで、特許文献1又は2に記載されているように、多くの画像形成装置では画像形成の際に濃度特性の調整(以下「キャリブレーション」という)が行われている。キャリブレーションの方法としては、例えばグレースケールを含む画像パッチを形成してその濃度を測定し、測定結果に基づいて現像装置の現像バイアスを調整するものがある。
また、画像形成装置に装着されたカートリッジ内のトナーがなくなると、ユーザによって新しいカートリッジに交換されることにより、画像形成装置内にトナーが補充される。この場合、新しく交換されたカートリッジが画像形成装置のメーカの正規純正品又はメーカに認定された製品(以下、単に「純正品」と言う)であれば問題ないが、純正品以外のカートリッジ(非純正品)が使用されるケースが見受けられるようになってきた。非純正品のカートリッジが使用されると、画像形成装置の性能が十分に発揮されないばかりでなく、装置故障や画質低下の原因にもなり得る。
そこで、近年開発された多くの画像形成装置では、RFID(Radio Frequency Identification:無線自動認識)技術等を利用してカートリッジの管理が行われている。この場合、カートリッジやトナーの情報をタグ情報として記憶した無線タグがカートリッジに取り付けられ、カートリッジ装着後、画像形成装置本体側に配設された通信回路がタグ情報を読み取ることによって、装着されたカートリッジが純正品であるかを識別している。そして、非純正のカートリッジが装着された場合、クリーニングやキャリブレーションの回数を増やすことによって、装置故障や画質低下を防ぐ画像形成装置が特許文献3及び4において提案されている。
特開2006−64778号公報 特開2007−124435号公報 特開2005−115054号公報 特開2005−115055号公報
しかしながら、純正カートリッジに安価な非純正トナーを充填させて使用されるケースがある。この場合、従来の技術では、使用されるトナーは非純正品であるにも関わらず、装置本体には純正カートリッジが装着されたと識別され、通常の画像形成が行われていた。そのため、非純正品の使用による画質低下等のトラブルを防ぐことができなかった。
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、純正品ではないカートリッジ又はトナーが使用された場合でも、画質低下を招くことなく画像形成を行う画像形成装置を提供することを目的とするものである。
本発明の請求項1に記載の発明は、トナーを用いて記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段に補給する前記トナーを収容し、装置本体に対して着脱自在に装着可能なカートリッジと、前記装置本体に装着されたカートリッジが前記装置本体に対する純正品であるか否かを判別するカートリッジ判別手段と、前記装着されたカートリッジが純正品であると判別されたとき、そのカートリッジの収容するトナーが前記装置本体に対する純正品であるか否かを判別するトナー判別手段と、前記画像形成手段に対して通常の画像形成を行わせる標準モードと、前記標準モードよりキャリブレーションの回数を多くするキャリブレーションモードの何れか一方のモードに設定する設定手段と、を備え、前記装着されたカートリッジが純正品でないと判別されたとき、又は前記装着されたカートリッジの収容するトナーが純正品でないと判別されたとき、前記設定手段は前記キャリブレーションモードに設定することを特徴としている。
この発明によれば、装置本体に非純正カートリッジが装着された場合、又は純正カートリッジが装着されたが収容されているトナーが非純正品であった場合はキャリブレーションの回数が標準モードより多いキャリブレーションモードで印刷することで画像の濃度調整を頻繁に行うことにより、画質低下を抑えることができる。ここでキャリブレーションとは、形成される画像の濃度特性を調整することをいう。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の画像形成装置であって、前記装着されたカートリッジの収容するトナーが前記トナー判別手段によって純正品でないと判別されたとき、前記画像形成手段による画像形成を行うか否かの指示入力を受け付ける受付手段と、前記画像形成を行わないという指示入力を受け付けたとき、前記画像形成手段による画像形成を中止させる中止手段と、を更に備えることを特徴としている。
この発明によれば、カートリッジやトナーが非純正品であった場合、ユーザは画像形成を行わないという指示入力を行って画像形成を中止させることができ、非純正品の使用による装置故障等を防ぐことができる。また、高画質印刷を行いたい場合、カートリッジやトナーが非純正品であるとユーザが所望する画質で印刷できない場合がある。このようなとき、ユーザは画像形成を行わないという指示入力を行って画像形成を中止させることにより、無駄な印刷を避けることができる。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の画像形成装置であって、前記カートリッジに配設され、タグ情報を記憶した無線タグと、前記無線タグに記憶されたタグ情報を無線通信を用いて読み取る通信手段と、を更に備え、前記カートリッジ判別手段は前記通信手段によって読み取られたタグ情報を用いて前記装着されたカートリッジが純正品であるか否かを判別することを特徴としている。
この発明によれば、無線タグを用いることによって、装着されたカートリッジが純正品であるかを電気的に簡単に識別することができる。
装置本体に非純正カートリッジが装着された場合、又はカートリッジに収容されているトナーが非純正品であった場合はキャリブレーションの回数が標準モードより多いキャリブレーションモードで印刷することで画像の濃度調整を頻繁に行うことにより、画質低下を抑えることができる。
以下、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について図面を参照して説明する。尚、本実施の形態では画像形成装置としてプリンタを例に説明する。その他に、複写機、ファクシミリ等や各機能を備えた複合機であってもよい。また、本実施の形態ではトナーとキャリアを含む二成分現像方式のプリンタを例に説明するが、トナーを用いて画像を形成し、そのトナーが充填されたカートリッジが装置本体に対して着脱可能な構成である画像形成装置であればよく、インクジェットプリンタ等に本発明を適用しても構わない。更に、本実施の形態では中間転写ベルト方式のプリンタを例に説明するが、転写ドラム方式やタンデム方式を採用したプリンタであってもよい。そして、本実施の形態ではカラープリンタを例に説明するが、モノクロプリンタであってもよい。
図1は、本実施の形態におけるプリンタ1の概略断面図である。図1に示すように、プリンタ1は、装置本体内にマゼンタ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)及びブラック(K)の各色別に画像形成部2M、2C、2Y及び2K(以下、統括して「画像形成部2」という)が並設されている。
画像形成部2は、用紙に対するカラー画像の形成(印刷)を行うものであり、例えば感光体ドラム3、感光体ドラム3の周囲に配設された帯電部4、露光部5、現像部6及び感光体クリーニング部7を備えている。
帯電部4は、感光体ドラム3の表面を所定電位に均一に帯電させるものである。露光部5は、後述する画像メモリ32に記憶されている画像データに基づき生成された光を感光体ドラム3に照射し、感光体ドラム3の表面上に静電潜像を形成するものである。現像部6は、感光体ドラム3に形成された静電潜像に対してカートリッジ61から供給されるトナーを付着させることで、トナー像としての静電潜像を顕在化させるものである。感光体クリーニング部7は、後述する中間ベルト10へのトナー画像の一次転写後、感光体ドラム3の表面に付着したトナーを除去するものである。
カートリッジ61は、各現像部6に対応してマゼンタ、シアン、イエロー及びブラック用のトナーが収容されており、装置本体に対して着脱自在に構成されている。カートリッジ61内のトナー量が少なくなると、新しいカートリッジと交換することによって装置本体内にトナーが再び補充される。
また、各カートリッジ61にはRFIDタグ62が取り付けられている。このRFIDタグ62は、取り付けられているカートリッジ61の製品番号や純正品としての認定を受けているプリンタの製品番号、収容しているトナーの仕様、残量情報等の物品情報やRFIDタグ62固有の識別情報(以下、まとめて「タグ情報」という)を記憶するメモリと、メモリに記憶された情報を電磁波に乗せて発信する通信回路を備えて構成されている。この通信回路から発信された電磁波は装置本体に設置されているRFID基板20上の対応するRFID通信部21がそれぞれ受信する。RFID通信部21は受信した電磁波を電気信号に変換し、後述する制御部31へ出力する。
画像形成部2の下方には、感光体ドラム3の表面に顕在化したトナー像の中間転写を行うための中間転写ローラ9及び中間ベルト10が配設されている。中間ベルト10は、所定のベルト体からなり、各感光体ドラム3と対向配置された中間転写ローラ9によって感光体ドラム3に押圧された状態で駆動ローラ11〜13によって無端回転するように構成されている。感光体ドラム3上に形成される各色のトナー像は、無端回転される中間ベルト10上にそれぞれタイミングを合わせてマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの順に転写されて重ね合わされる。これにより、中間ベルト10上に4色からなるカラー画像が形成される。
駆動ローラ13と対向する位置には、中間ベルト10を介して二次転写ローラ14が設けられている。二次転写ローラ14は、中間ベルト10上のカラー画像を用紙へ転写するものである。
また、プリンタ1は、画像形成部2へ向けて給紙を行う給紙部15を備えている。給紙部15は、各サイズの用紙を収納する給紙カセット151、用紙が搬送される経路である搬送路152及び搬送路152中の用紙の搬送を行う搬送ローラ153等を備え、給紙カセット151から1枚ずつ取り出された用紙を画像形成部2、即ち二次転写ローラ14の位置へ向けて搬送する。また、給紙部15は、二次転写処理された用紙を定着部16へ搬送し、この定着処理された用紙をプリンタ本体上部の排出トレイ17へ排出する。
搬送路152における二次転写ローラ14より下流側の適所には、定着部16が設けられている。定着部16は、用紙に転写されたトナー像を定着させるものである。定着部16は加圧ローラ161及び加熱ローラ162からなり、加熱ローラ162の熱によって用紙上のトナーを溶かし、加圧ローラ161によって圧力をかけてトナーを用紙上に定着させる。
また、プリンタ1は、除電クリーニング部18及び濃度センサ19を備えている。除電クリーニング部18は、中間ベルト10上のトナー(残留トナー)を除去するものである。濃度センサ19は、中間ベルト10上に転写されたトナー像の光学濃度を検出する。この濃度センサ19は、例えば反射光を検出する鏡面反射型センサであり、中間ベルト10表面の検出位置に対して所定角度だけ傾斜して配置されたLED光源と、受光素子としてのフォトトランジスタ等によって構成される。そして中間ベルト10上のトナー像に対してLED光源から光が照射され、その反射光の量をフォトトランジスタが検出することによってトナー像の光学濃度(以下、単に「濃度」と表記する)を測定する。濃度センサ17は測定結果を電気信号に変換し、後述する制御部31へ出力する。尚、濃度センサ17は、トナー像の濃度情報を検出できるセンサであればよく、例えばトナー像を撮像して取得した画像から濃度を検出できるセンサであってもよい。
図2は、プリンタ1の電気的構成を示す機能ブロック図である。プリンタ1は、制御部31、画像メモリ32、記憶部33、給紙部15、画像処理部35、画像形成部2、除電クリーニング部18、濃度センサ19、RFID通信部21、入力操作部36及びネットワークI/F部37を備えて構成されている。尚、図1において説明した構成要素と同じものには同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
制御部31は、CPU(Central Processing Unit)等によって構成され、入力された指示信号等に応じて所定のプログラムに基づいた処理を実行し、各機能部への指示信号の出力、データ転送等を行ってプリンタ1を統括的に制御するものである。また制御部31は、カートリッジ判別部311、トナー判別部312、モード設定部313及びキャリブレーション部314として機能する。
カートリッジ判別部311は、RFID通信部21が受信したタグ情報と、記憶部33の純正カートリッジ情報記憶部331に記憶されている情報とを比較して、装置本体に装着されたカートリッジが純正品であるか否かを判別する。トナー判別部311は、カートリッジ判別部311において装着されたカートリッジが純正品であると判別された場合、画像形成部2に画像パッチを形成させてその画像パッチの濃度を濃度センサ19に測定させ、測定結果と記憶部332の純正トナー情報記憶部332に記憶されている情報とを比較してカートリッジに収容されているトナーが純正品であるか否かを判別する。
モード設定部313は、画像形成時のモードを標準モードとキャリブレーションモードの何れか一方に設定する。標準モードとは通常の画像形成を行うモードで、キャリブレーションや中間ベルト10のクリーニング(以下、単に「ベルトクリーニング」という)を通常のタイミングで行う。キャリブレーションモードとは標準モードよりもキャリブレーションの回数を多くし、非純正トナーによる画質低下等のトラブルを避けるための処置を標準モードよりも多く行うモードである。モード設定部313は、装着されたカートリッジが純正品であり且つ収容されているトナーも純正品であるときは標準モードに設定し、装着されたカートリッジが非純正品であるとき(この場合、収容されているトナーも同様に非純正品であると見なす)又は装着されたカートリッジ内のトナーが非純正品であるときはキャリブレーションモードに設定する。
キャリブレーション部314は、濃度センサ19から出力された画像パッチの濃度測定結果に基づいて、画像形成部2で形成される画像の濃度調整を行う。具体的には、例えば、濃度センサ19によって測定された各色の濃度に基づいて対応する色の現像部6の現像バイアスを決定して変更させ、形成される画像の濃度調整を行う。
画像メモリ32は、ネットワークI/F部37を介して図略の外部装置(パソコン等)から送信されてきた画像データを一時的に記憶する。
記憶部33は、プリンタ1の備える種々の機能を実現するためのプログラムやデータ等を記憶する。本実施の形態では、純正カートリッジ情報記憶部331及び純正トナー情報記憶部332として機能する。純正カートリッジ情報記憶部331は、純正カートリッジに取り付けられたRFIDタグ62のみが記憶しているタグ情報(例えば、カートリッジの製品番号やプリンタの製品番号等)を記憶する。カートリッジ判別部311はRFIDタグ62から読み出したタグ情報と純正カートリッジ情報記憶部331に記憶された情報とを比較して、装着されたカートリッジが純正品であるか否かを判別する。
純正トナー情報記憶部332は、純正トナーで形成された画像パッチの濃度情報を記憶する。トナー判別部312は濃度センサ19から出力された測定結果と純正トナー情報記憶部332に記憶された情報とを比較して、装着されたカートリッジが収容するトナーが純正品であるか否かを判別する。
画像処理部35は、ネットワークI/F部37を介して入力された画像データに対して画像補正や拡大・縮小等の画像処理を施す。入力操作部36は、電源キーやスタートボタン、各種機能を設定するための設定キーや各種メッセージを表示する表示パネルを有し、ユーザによって操作がなされると操作信号を制御部31へ出力する。ネットワークI/F部37は、LANボード等の通信モジュールから構成され、ネットワークI/F部37と接続されたネットワーク(不図示)を介して外部装置と種々のデータの送受信を行う。
図3は、プリンタ1の印刷処理の流れを示すフローチャートである。尚、図3に示すフローチャートに基づいたアルゴリズムは、記憶部33に制御プログラムとして記憶されており、動作開始時に制御部31が記憶部33から読み出すことによって実行される。後述する図4及び5に示すフローチャートも同様である。
ネットワークI/F部37が画像データを受信すると(ステップS11;YES)、カートリッジ判別部311は、RFID通信部21に対して各RFIDタグ62のタグ情報を読み出させ、読み出させたタグ情報と純正カートリッジ情報記憶部331に記憶されている情報とを比較して、装着されているカートリッジが純正品であるか否かを判別する(ステップS12)。
カートリッジが純正品である場合(ステップS13;YES)、トナー判別部312は画像形成部2に画像パッチを形成させて、濃度センサ19に画像パッチの濃度を測定させる(ステップS14)。そして測定結果と純正トナー情報記憶部332に記憶されている濃度情報とを比較して、トナーが純正品であるか否かを判別する。具体的には、濃度センサ19の測定結果と純正トナー情報記憶部332に記憶されている濃度情報とが一致したら、トナー判別部312はカートリッジ61に純正トナーが収容されていると判別する。トナーが純正品である場合(ステップS15;YES)、モード設定部313は標準モードに設定し、制御部31は標準モード印刷処理へ処理を移行する(ステップS16)。
一方、カートリッジが非純正品(ステップS13;NO)又はカートリッジは純正品だが収容されているトナーが非純正品である場合(ステップS15;NO)、制御部31は非純正品が使用されている旨を通知するメッセージと印刷を続行するか否かの指示入力を促すメッセージを入力操作部36の表示パネルに表示させる(ステップS17)。表示するメッセージには、非純正品が使用されているために適正な印刷が行われず、例えば画質低下、装置故障が発生する恐れがあることを明記する。尚、メッセージはネットワークI/F部37を介してパソコン等の外部装置の表示画面に表示させてもよい。
例えば、ユーザがカートリッジやトナーが非純正品であることを知らずに印刷しようとした場合、この時点でユーザは印刷を行わないという指示入力を行って印刷を中止させることができ、非純正品の使用による装置故障等を防ぐことができる。また、ユーザが高画質印刷を行いたい場合、カートリッジやトナーが非純正品であるとユーザが所望する画質で印刷できない場合がある。このようなとき、ユーザは印刷を中止させることにより、無駄な印刷を避けることができる。
ユーザによって印刷続行の指示入力があった場合(ステップS18;YES)、モード設定部313はキャリブレーションモードに設定し、制御部31はキャリブレーションモード印刷処理へ処理を移行する(ステップS19)。印刷を続行しない指示入力があった場合(ステップS18;NO)、制御部31は画像形成を中止し(ステップS20)、処理を終了する。
図4は、プリンタ1による標準モード印刷の処理の流れを示したフローチャートである。まず制御部31は、除電クリーニング部18にベルトクリーニングを行わせる(ステップS21)。その後、キャリブレーション部314は画像形成部2に画像パッチを形成させて濃度センサ19に濃度を測定させてキャリブレーションを行う(ステップS22)。
そして制御部31はワーキングメモリ(不図示)内に設定した変数i(1以上の整数)に1を代入し(ステップS23)、画像メモリ32に記憶された画像データのうちiページ目の画像データに基づいて画像形成部2が用紙Pに画像を形成する(ステップS24)。残りのページがある場合(ステップS25;YES)、制御部31は変数iに1を加算して(ステップS26)、画像形成部2はiページ目の画像形成を繰り返す。
印刷が終了したら(ステップS25;YES)、制御部31は除電クリーニング部18に対してベルトクリーニングを行わせ(ステップS27)、図3のステップS16へ処理を戻す。
図5は、プリンタ1によるキャリブレーションモード印刷の処理の流れを示したフローチャートである。まず制御部31は、除電クリーニング部18にベルトクリーニングを行わせる(ステップS31)。その後、キャリブレーション部314は画像形成部2に画像パッチを形成させて濃度センサ19に濃度を測定させてキャリブレーションを行う(ステップS32)。
そして制御部31は変数iに1を代入し(ステップS33)、画像メモリ32に記憶された画像データのうちiページ目の画像データに基づいて画像形成部2が用紙Pに画像を形成する(ステップS34)。残りのページがある場合(ステップS35;YES)、制御部31は変数iに1を加算して(ステップS36)、画像形成部2はiページ目の画像形成を繰り返す。その後、再びキャリブレーション部314はキャリブレーションを行って(ステップS37)、ステップS34へ処理を移行する。
このように、標準モードではキャリブレーションは印刷処理の最初(ステップS22)の1回のみ行うが、キャリブレーションモードでは1ページ毎に行う。尚、キャリブレーションを行うタイミングはこれに限らず、例えば2ページ等の所定ページ毎であってもよい。または、画像形成を行う画像データのデータ量に応じてキャリブレーションの回数やタイミングを決定してもよい。
印刷が終了したら(ステップS35;YES)、制御部31はベルトクリーニングを行わせ(ステップS38)、図3のステップS19へ処理を戻す。
以上説明したように、装置本体に非純正カートリッジが装着された場合、又は純正カートリッジが装着されたが収容されているトナーが非純正品であった場合は印刷時のキャリブレーションの回数が多いキャリブレーションモードで印刷することで濃度調整を頻繁に行うことにより、画質低下を抑えることができる。
また、カートリッジやトナーが非純正品であることをユーザに報知し、印刷を続行するか否かの指示入力を受け付けることにより、ユーザは印刷を中止させることができ、非純正品の使用による装置故障等を防ぐことができる。また、ユーザが高画質印刷を行いたいとき、カートリッジやトナーが非純正品であるとユーザが所望する画質で印刷できない場合がある。このようなとき、ユーザは印刷を中止させることにより、無駄な印刷を避けることができる。
プリンタの概略断面図。 プリンタの電気的構成を示すブロック図。 プリンタの印刷処理の流れを示すフローチャート。 標準モード時の印刷処理の流れを示すフローチャート。 キャリブレーションモード時の印刷処理の流れを示すフローチャート。
符号の説明
1 プリンタ 32 画像メモリ
10 中間ベルト 33 記憶部
15 給紙部 331 純正カートリッジ情報記憶部
18 除電クリーニング部 332 純正トナー情報記憶部
19 濃度センサ 35 画像処理部
2 画像形成部(画像形成手段) 36 入力操作部(受付手段)
20 RFID基板 37 ネットワークI/F部
21 RFID通信部(通信手段) 61 カートリッジ
31 制御部(中止手段) 62 RFIDタグ(無線タグ)
311 カートリッジ判別部(カートリッジ判別手段)
312 トナー判別部(トナー判別手段)
313 モード設定部(設定手段)
314 キャリブレーション部

Claims (3)

  1. トナーを用いて記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
    前記画像形成手段に補給する前記トナーを収容し、装置本体に対して着脱自在に装着可能なカートリッジと、
    前記装置本体に装着されたカートリッジが前記装置本体に対する純正品であるか否かを判別するカートリッジ判別手段と、
    前記装着されたカートリッジが純正品であると判別されたとき、そのカートリッジの収容するトナーが前記装置本体に対する純正品であるか否かを判別するトナー判別手段と、
    前記画像形成手段に対して通常の画像形成を行わせる標準モードと、前記標準モードよりキャリブレーションの回数を多くするキャリブレーションモードの何れか一方のモードに設定する設定手段と、
    を備え、前記装着されたカートリッジが純正品でないと判別されたとき、又は前記装着されたカートリッジの収容するトナーが純正品でないと判別されたとき、前記設定手段は前記キャリブレーションモードに設定することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記装着されたカートリッジの収容するトナーが前記トナー判別手段によって純正品でないと判別されたとき、前記画像形成手段による画像形成を行うか否かの指示入力を受け付ける受付手段と、
    前記画像形成を行わないという指示入力を受け付けたとき、前記画像形成手段による画像形成を中止させる中止手段と、
    を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記カートリッジに配設され、タグ情報を記憶した無線タグと、
    前記無線タグに記憶されたタグ情報を無線通信を用いて読み取る通信手段と、
    を更に備え、前記カートリッジ判別手段は、前記通信手段によって読み取られたタグ情報を用いて前記装着されたカートリッジが純正品であるか否かを判別することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
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