JP3540254B2

JP3540254B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3540254B2
Application number: JP2000208919A
Authority: JP
Inventors: 竹博加藤; 吉男西本; 学伊藤; 貴之今川; 秀樹関野; 一也岩林
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-07-10
Filing date: 2000-07-10
Publication date: 2004-07-07
Anticipated expiration: 2020-07-10
Also published as: JP2002023569A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カートリッジ式の現像剤補給容器を着脱自在に装着するデジタル複写機等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置では、現像装置における現像槽中の現像剤比率（Ｔ／Ｄ）が低下したときに、現像剤が現像剤補給容器から補給される。現像剤補給容器の交換作業などは、普通、ユーザによって行われることが多い。
【０００３】
ところで、画像形成装置においては、使用する現像剤の種類が異なることがある。例えば、同一種類の感光体ドラムを使うものでも、アナログ方式（正転現像方式）とデジタル方式（反転現像方式）とでは、使用する現像剤の極性が逆になる。また、同極性の現像剤であっても、その帯電特性（飽和帯電量）の違いによって含有成分（ＣＣＡや樹脂など）による抵抗値の差があり、さらに、黒トナーや赤トナーなどのカラー対応による色相の差がある。
【０００４】
このような装置間で互換性のない現像剤を間違って他の装置に補給すると、現像剤のキャリア上がり、及び、現像剤の吹き出しを生じ、装置内部の汚損したり感光体の劣化を早期化させるおそれがある。
【０００５】
このため、例えば、装置の形式毎に現像剤補給容器の形状を変えることにより、誤挿入を防止する技術が知られているが、これは、形式毎の容器成形のために、コストが大幅にアップしてしまう。
【０００６】
そこで、従来の画像形成装置として、特願平１１−１８１０３４号公報には、現像剤補給容器に乱数記憶用のＩＣチップを保持し、装置本体側のメモリ部で発生させた乱数と現像剤補給容器の乱数を照合させることにより、現像剤の誤挿入を防止しょうとする構成が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
なお、特公平４−６２０７５号公報においては、現像剤補給容器の装着時に現像剤の情報（補給量、ロットＮｏなど）を装着およびメモリし、その情報から画像形成のプロセス条件を変更する構成が開示されている。しかし、これは、現像剤補給容器の誤挿入を画像形成のプロセス条件の変更で対応するものに過ぎない。
【０００９】
この発明の目的は、現像剤の誤使用を防止できる画像形成装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えている。
【００１１】
(1) 装置本体に着脱自在に装着され、画像形成に伴って現像剤を補給する現像剤補給容器を有する画像形成装置において、
装置本体に設けられて現像剤消費量に関する情報としてトナー残量を記憶する本体側記憶手段と、現像剤補給容器に設けられて現像剤消費量に関する情報としてトナー残量を記憶する容器側記憶手段と、現像剤補給容器が装置本体に装着された際に容器側記憶手段から読み込んだトナー残量に関する情報と本体側記憶手段から読み出したトナー残量に関する情報とを照合して当該現像剤補給容器の装置本体に対する適否を判別する制御手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１２】
この構成においては、現像剤補給容器が装置本体に装着された際に、制御手段が本体側記憶手段と容器側記憶手段とにおける現像剤消費量に関する情報から現像剤補給容器が装置本体に適しているか否かを判断する。このため、例えば、現像剤の残量をＩＤ（照合番号）として各記憶手段に記憶させることにより、装置本体の記憶手段と現像剤補給容器の記憶手段との間で相互にデータの交換、照合が可能となり、現像剤の誤使用が防止される。
【００１３】
(2) 前記制御手段は、現像剤補給容器が装置本体に適合していると判定した場合は画像形成動作を許可し、現像剤補給容器が装置本体に適合していないと判定した場合は現像剤補給容器から装置本体側に現像剤を補給しないように制御することを特徴とする。
【００１４】
この構成においては、装置側記憶手段の記憶内容と容器側記憶手段の記憶内容とが整合するか否かに応じて、装着されている現像剤補給容器からの現像剤の補給の可否が判断される。したがって、現像剤補給容器が装置本体に適合しない場合には、現像剤補給容器から装置本体に現像剤の補給が行われることがなく、ユーザの判断ミスなどによる現像剤の誤使用、例えば、間違った色や極性のものを使ったりするおそれがなくなる。
【００１７】
(3) 前記制御手段は、現像剤補給容器の装置本体に対する適否の判別を電源投入毎に行うことを特徴とする。
【００１８】
この構成においては、装置本体に装着された現像剤補給容器の適否が電源投入毎に判断されるので、電源がオフされている状態で現像剤補給容器が誤挿入されたとしても、電源投入時にそのミスが分かり、現像剤補給容器の誤使用が未然、かつ確実に防止される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明に実施形態に係る画像形成装置の概略断面図である。図１において、画像形成装置Ｍは、上面に透明なガラスなどからなる原稿台１を備えている。原稿台１の下方には、スキャナ部２が配設されている。スキャナー部２は、原稿台１上に載置された原稿の画像面に光を照射する露光用光源２１、露光用光源２１の光の原稿からの反射光を反射するミラー２２ａ〜２２ｃ、ミラー２２ａ〜２２ｃにおいて反射した光をＣＣＤ２４の受光面に結像するレンズ２３、及び、受光面における受光量に応じた電気信号を出力するＣＣＤ２４を備えている。ＣＣＤ２４の出力信号は、図示しない画像処理部に入力され、デジタルデータに変換された後、所定の画像処理を施されて画像データとして後述するレーザースキャンユニット（ＬＳＵという。）３に供給される。
【００２０】
画像形成装置Ｍの略中央部には、感光体ドラム４が矢印Ｘ方向に回転自在に支持されている。感光体ドラム４の周囲には、帯電器７、ＬＳＵ３、現像装置５、及び転写器６等が感光体ドラム４の回転方向にこの順に配置されている。帯電器７は、コロナ放電等により、感光体ドラム４の表面に所定極性の電荷を均一に付与する。ＬＳＵ３は、画像処理部から供給された画像データに基づく画像光を感光体ドラム４の表面に照射する。これによって、感光体ドラム４の表面には、光導電作用によって静電潜像が形成される。現像装置５は、内部に収納したトナーを感光体ドラム１の表面に供給し、静電潜像をトナー像に顕像化する。
【００２１】
感光体ドラム４の回転に先立って、給紙ローラ９等によって給紙カセット８から用紙が１枚ずつ給紙されている。給紙された用紙は、前端をレジストローラ１０に当接させて一旦停止した後、感光体ドラム４の回転に同期して開始するレジストローラ１０の回転により、感光体ドラム４と転写器６との間に導かれる。転写器６は、感光体ドラム４と転写器６との間に導かれた用紙に対して転写電圧を印加し、感光体ドラム４の表面に担持されたトナー像を静電気力によって用紙の表面に転写する。転写工程を終了した用紙は、定着装置１１に搬送され、加熱及び加圧を受ける。これによって、用紙上の転写されたトナー像が一旦溶融した後、用紙の表面に堅牢に定着する。定着装置１１を通過した用紙は、排紙ローラ１２によって排紙トレイ１３上に排出される。なお、現像装置５は、画像形成装置Ｍに対して破線で示すように、着脱可能に装着されている。
【００２２】
現像装置５には、現像槽５Ａに対しての補給用のトナーが収容された現像剤補給器であるトナーボックス１４が、着脱可能に装着されている。このトナーボックス１４には、集積回路チップ部品（以下、ＩＣチップという。）１５が配備される一方、現像装置５側には、画像形成装置Ｍの制御手段であるＣＰＵ（図３）１７にインターフェースを介して接続されたコネクタ１６が設けられている。
【００２３】
トナーボックス１４を現像槽５Ａと一緒に画像形成装置Ｍの所定個所に装着することによってＩＣチップ１５がコネクタ１６に電気的に接続され、これにより、ＩＣチップ１５とＣＰＵ１７との間でデータの授受を行うことができるようになっている。
【００２４】
ＩＣチップ１５は、図３に示すように、この発明の容器側記憶手段であるメモリ３０を有しており、このメモリ３０には、そのアドレスに対応してトナーボックス１４に関する情報が格納されている。
【００２５】
例えば、アドレス０００１番地には、そのトナーボックス１４が使用可能とされる装置や型番、アドレス０００２番地には、そのトナーボックス１４に収納されている現像剤のロット番号、アドレス０００３番地には現像剤の内容量、アドレス０００４番地にはそのトナーボックスの容器をリサイクルした回数などが記憶されている。
【００２６】
一方、画像形成装置Ｍは、この発明の制御手段であるＣＰＵ１７を備えている。ＣＰＵ１７は、この発明の装置側記憶手段であるメモリ４０を有する。ＣＰＵ１７は、ＩＣチップ１５のメモリ３０から読み込んだデータをメモリ４０に書き込む。このメモリ４０には、画像形成装置Ｍに関するデータが予め格納されているメモリ４０を有している。
【００２７】
メモリ４０の各メモリエリア、例えば、アドレス０００１番地には予め格納された装置本体名や型番、アドレス０００２番地にはＩＣチップ１５のメモリ３０から読み込んだ現像剤ロット番号、アドレス０００３番地には像剤残量、アドレス０００４番地にはＩＣチップ１５のメモリ３０から読み込んだリサイクル回数などの情報が書き込まれる。
【００２８】
ＣＰＵ１７は、ＩＣチップ１５のメモリ３０から読み込んだ使用可能な装置名のなかに、画像形成装置Ｍのメモリ４０の装置名が含まれているか否かを判別し、その結果からそのトナーボックス１４が画像形成装置Ｍに適合しているか否かを画像形成装置Ｍの表示パネル（図示せず）に表示する。
【００２９】
また、ＣＰＵ１７は、リサイクル回数が限度を越えているか否かも判定して、トナーボックス１４の適否を表示する。現像剤残量の数値は、画像形成装置Ｍに装着されて認識されたトナーボックス１４を使用している間に、随時特定するために用いる。
【００３０】
また、ＩＣチップ１５のメモリ３０から読み込んだ内容量に関するデータは、トナーボックス１４のトナー供給ローラーの回転数、プロセス速度などから求めたトナーの消費量を上記初期値から差し引いて算出し、画像形成装置Ｍ側とＩＣチップ１５側に書き込まれる。
【００３１】
この時、トナーエンプティとなると、このことを表示パネルに表示し、トナーボックス１４の交換を促す。このようなＣＰＵ１７の判定は、画像形成装置Ｍの電源がＯＮされる毎に行われるようになっている。
【００３２】
図５は、上記画像形成装置Ｍの制御部におけるトナーボックス誤挿入防止時の処理手順を示すフローチャートである。まず、画像形成装置Ｍの電源がＯＮされると、ＣＰＵ１７は、画像形成装置Ｍのメモリ４０から、装着されるトナーボックス１４が満たすべき条件が記述された情報を読み出す（ｓ５１）。さらに、ＣＰＵ１７は、トナーボックス１４のＩＣチップ１５のメモリ３０から所定のアドレスに格納されているトナーボックス１４に関する情報（ＩＤ番号など）を読み出す（ｓ５２）。
【００３３】
ＣＰＵ１７は、画像形成装置Ｍの情報（トナー残量、デベ使用回数及び感光体寿命等のサプライ寿命に関する情報）とトナーボックス１４の情報とが合致しているか否かを判断し（ｓ５３）、画像形成装置Ｍの情報とトナーボックス１４の情報とが合致していなければ、トナーの使用を禁止する（ｓ６２）。画像形成装置Ｍが記憶している情報とトナーボックス１４から読み取った情報とが合致する場合には、ＣＰＵ１７は、アドレス０００５番地がイニシャルであるか否かに基づいて、装着されたトナーボックス１４が未使用品であるか否かの判別を行う（ｓ５４）。装着されたトナーボックス１４が未使用品である場合、ＣＰＵ１７は、トナーの初期残量値を発生した後（ｓ５５）、初期残量値をトナーボックス１４が有するＩＣチップ１５のメモリ３０に書き込む（ｓ５６）。
【００３４】
さらに、ＣＰＵ１７は、画像形成装置Ｍのメモリ４０に初期残量値を書き込むとともに、ＩＣチップ１５のメモリ３０内のアドレス０００５に使用（開始）中である旨を書き込む（ｓ５７）。これによって、ＣＰＵ１７は、画像形成処理の準備を完了し、通常コピーモードに移行する（ｓ５８）。
【００３５】
一方、トナーボックス１４が未使用品ではなく既に使用されていると判定した場合、すなわち、画像形成装置Ｍに装着されてから何回かトナーを現像槽５Ａに供給している場合には、ＣＰＵ１７は、既に使用中のトナーボックス１４が以前装着したものと同じであるか否かを確認するために、画像形成装置Ｍのメモリ４０に格納されている前回の使用時のトナー残量値を読み出し（ｓ５９）、さらに、トナーボックス１４のＩＣチップ１５のメモリ３０に格納されている残量値を読み出す（ｓ６０）。そして、ＣＰＵ１７は、画像形成装置Ｍのトナー残量値とトナーボックス１４のトナー残量値とを比較する（ｓ６１）。
【００３６】
両者のトナー残量値が合致していれば、コピーを行っても問題ないため、ＣＰＵ１７は、通常コピーモードに移行する（ｓ５８）。一方、両トナー残量値が合致していないときは、そのトナーボックス１４が以前に装着したものとは異なるので、ＣＰＵ１７は、トナーの使用を禁止する（ｓ６２）。
【００３７】
ＣＰＵ１７は、一例として上記の処理を画像形成装置Ｍに電源が投入される毎に実行する。
【００３８】
図６は、上記画像形成装置の制御部におけるコピー時の処理手順を示すフローチャートである。画像形成装置Ｍは、６００ｄｐｉ又は１２００ｄｐｉの解像度毎に異なるプロセス速度で画像形成処理を実行する。また、コピー枚数の計数の基準となる用紙サイズをＡ４サイズとし、Ａ４以下の用紙についてはＡ４と同じサイズとみなしてカウントするとともに、Ａ４を越えるサイズの記録用紙については、１枚コピーする毎に２枚のＡ４用紙についてコピーしたものとしてカウントする。
【００３９】
ＣＰＵ１７は、解像度が６００ｄｐｉか否かを判断し（ｓ１０１）、解像度が６００ｄｐｉである場合には、用紙サイズがＡ４以下であるか否かを判断する（ｓ１０３）。用紙がＡ４以下である場合、ＣＰＵ１７は、６００ｄｐｉの解像度におけるトナー消費量に応じたコピー枚数分の使用量を算出し、この値を減算したトナー残量を画像形成装置Ｍのメモリ４０に更新的に記憶するとともに（ｓ１０５）、トナーボックス１４のＩＣチップ１５にも使用量を減算した後のトナー残量を書き込む（ｓ１０９）。
【００４０】
ＣＰＵ１７は、用紙サイズがＡ４以下ではない場合、コピー枚数の計数値を２倍にした後のコピー枚数について６００ｄｐｉの解像度のトナー消費量に応じた使用量を算出し、この値を減算したトナー残量を画像形成装置Ｍのメモリ４０に更新的に記憶するとともに（ｓ１０６，ｓ１１０）、トナーボックス１４のＩＣチップ１５にも使用量を現在した後のトナー残量を書き込む（ｓ１０９）。
【００４１】
また、ＣＰＵ１７は、解像度が６００ｄｐｉではなく１２００ｄｐｉの場合、同様に用紙サイズがＡ４以下であるか否かを判断し（ｓ１０４）、用紙サイズがＡ４以下の場合は６００ｄｐｉの解像度を基準にして換算した係数Χを６００ｄｐｉの解像度のトナー消費量に乗算した値に応じてコピー枚数分の使用量を算出し、この値を現在したトナー残量を画像形成装置Ｍのメモリ４０に更新的に記憶するとともに（ｓ１０７）、トナーボックス１４のＩＣチップ１５にも使用量を減算した後のトナー残量を書き込む（ｓ１０９）。
【００４２】
ＣＰＵ１７は、用紙サイズがＡ４以下ではない場合、コピー枚数の計数値を２倍にした後のコピー枚数について、係数Χを６００ｄｐｉの解像度のトナー消費量に乗算した値に応じた使用量を算出し、この値を減算したトナー残量を画像形成装置Ｍのメモリ４０に更新的に記憶するとともに（ｓ１０８，ｓ１１１）、トナーボックス１４のＩＣチップ１５にも使用量を現在した後のトナー残量を書き込む（ｓ１０９）。
【００４３】
この後、ＣＰＵ１７は、トナーがエンプティか否かを確認し（ｓ１１２）、エンプティでない場合は、コピーを行っても問題はないため、ｓ１０１に戻り、通常のコピーモードを続行する。エンプティの場合は、ｓ１１３に進む。この場合、トナーボックス１４内にトナーがなく、コピーができない状態にあるので、そのトナーボックス１４の使用を禁止する旨をＩＣチップ１５に書き込む（ｓ１１３）。
【００４４】
上記したように、トナーボックス１４が画像形成装置Ｍに装着された際に、ＣＰＵ１７は、画像形成装置Ｍ側のメモリ４０及びトナーボックス１４側のメモリ３０におけるトナー消費量に関する情報からトナーボックス１４の画像形成装置Ｍに対する適否を判別するので、画像形成装置Ｍの形式に合わせてトナーボックス１４の形状を変えるものに比してコスト高が避けられるうえ、例えば、トナーの残量をＩＤ（照合番号）としてメモリ３０，４０に記憶させることにより、メモリ３０とメモリ４０との間で相互にデータの交換、照合が可能となり、トナー残量がなくなった際のトナーの使用を中止できる。これにより、トナーの誤挿入などを未然に防止できるとともに、トナーボックス１４の適切な時期での交換が可能となる。
【００４５】
また、トナーボックス１４が上記画像形成装置Ｍに適合していないと判断した場合には、装着されているトナーボックス１４から現像装置５内にトナーを補給しないように制御するため、色や極性が相違するトナーが誤って使用されることを未然に防止できる。
【００４７】
ところで、画像形成装置Ｍの電源がオフの状態では、トナーボックス１４の適否を判別できない可能性もある。この点で、上記構成においては、画像形成装置Ｍに装着されたトナーボックス１４の適否が電源投入毎に判断されるので、電源がオフの状態でトナーボックス１４が誤挿入されたとしても、電源投入時にそのミスが分かり、トナーボックス１４の誤使用を確実に防止することができる。
【００４８】
なお、１台の画像形成装置Ｍにおいて、例えば、６００ｄｐｉ又は１２００ｄｐｉなどのように異なる解像度の画像形成時にプロセス速度を変更する場合、プロセス速度毎に感光体ドラム４の劣化速度やトナーの消費速度が異なる。したがって、プロセス速度毎に異なるトナーの消費量を算出し、これを利用して各プロセス毎にトナー消費量を決めていく。
【００４９】
この方法を利用することにより、複数のプロセス速度を有する画像形成装置Ｍにおいて、適切なサプライ品の交換時期を知ることができる。
【００５０】
プロセス速度が異なることによって、同一解像度であっても、現像特性、転写効率特性等が異なることで、トナー消費量に差が発生する。さらに、２種のプロセス速度で解像度が異なるとき、例えば、上記装置Ｍのように主走査方向×副走査方向が６００ｄｐｉ×６００ｄｐｉと、１２００ｄｐｉ×１２００ｄｐｉと２種類ある場合、副走査には６００ｄｐｉの１ドットの直径が４２．５μｍであるのに対して、１２００ｄｐｉでは、２１．２５μｍと直径が１／２になることによって、理論的には、１ドット当たりのトナー付着量は１／４となるはずである。しかし、実際には、付着するトナーの形状は円柱状の付着ではなく、円錐状の付着に近い形状となり、上記１／４以下になることは明白である。
【００５１】
このようにトナーの付着状態を考慮し、（６００ｄｐｉの１ドットでのトナー消費量）：（１２００ｄｐｉの１ドットでのトナー消費量）＝１：Χの換算式をＣＰＵ１７にメモリする必要がある。その後、印字要求時に装置Ｍの動作プロセス速度の確認と、画像情報中の画素数を確認し、上記計算式を基に消費量の算出・積算を行う必要がある。
【００５２】
【発明の効果】
この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【００５３】
(1) 現像剤補給容器が装置本体に装着された際に、両者の記憶手段における現像剤消費量に関する情報から現像剤補給容器の装置本体に対する適否を判別するようにしたので、例えば、現像剤の残量をＩＤ（照合番号）として各記憶手段に記憶させることにより、装置本体側記憶手段と現像剤補給容器の記憶手段との間での相互のデータの交換、照合から、現像剤の誤使用を防止できる。
【００５４】
(2) 現像剤補給容器が装置本体に適合しない場合には、現像剤補給容器から装置本体に現像剤の補給を行わないようにしたことにより、ユーザの確認不足などによる現像剤（色違いなど）の誤使用を回避できる。
【００５６】
(3) 装置本体に装着された現像剤補給容器の適否が電源投入毎に判別するので、電源ＯＦＦ時に現像剤補給容器が誤挿入されたとしても、電源投入時にそのミスが分かり、現像剤補給容器の誤使用を未然、かつ確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態にかかる画像形成装置の概略断面図である。
【図２】画像形成装置の現像装置を示す断面図である。
【図３】現像装置の記憶手段における記憶情報の説明図である。
【図４】装置本体側の記憶手段における記憶情報の説明図である。
【図５】現像剤補給器の装着手順を示すフローチャートである。
【図６】コピー動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１４−現像剤補給器
１７−ＣＰＵ（制御手段）
３０−メモリ（容器側記憶手段）
４０−メモリ（装置側記憶手段）
Ｍ−画像形成装置

Claims

装置本体に着脱自在に装着されて、画像形成に伴って現像剤を補給する現像剤補給容器を有する画像形成装置において、
装置本体に設けられて現像剤消費量に関する情報としてトナー残量を記憶する本体側記憶手段と、現像剤補給容器に設けられて現像剤消費量に関する情報としてトナー残量を記憶する容器側記憶手段と、現像剤補給容器が装置本体に装着された際に容器側記憶手段から読み込んだトナー残量に関する情報と本体側記憶手段から読み出したトナー残量に関する情報とを照合して当該現像剤補給容器の装置本体に対する適否を判別する制御手段と、を備えていることを特徴とする画像形成装置。
前記制御手段は、現像剤補給容器が装置本体に適合していると判定した場合は、画像形成動作を許可し、現像剤補給容器が装置本体に適合していないと判定した場合は、現像剤補給容器から装置本体側に現像剤を補給しないように制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、現像剤補給容器の装置本体に対する適否の判別を電源投入毎に行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。