JP3571584B2

JP3571584B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP3571584B2
Application number: JP19454599A
Authority: JP
Inventors: 健一永田; 俊英森本; 彰中熊; 久志国広
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-07-08
Filing date: 1999-07-08
Publication date: 2004-09-29
Anticipated expiration: 2019-07-08
Also published as: JP2001022230A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、フアクシミリ、プリンター等の画像形成装置、及びこの装置本体に着脱自在なトナーカートリッジ、現像カートリッジ及びプロセスカートリッジなどの画像形成用カートリッジに関し、詳しくは、自己に関する情報を通信により前記装置本体との間で読み出しおよび書き込み可能な画像形成用カートリッジとその画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像形成装置においては、メンテナンスの容易化を図るために、現像器に対応して設けられるトナー補給容器をカートリッジ化し、また、現像手段と現像剤収容容器（トナー補給容器）とを一体的に結合してカートリッジ化し、あるいは感光体ドラムと現像手段と現像剤収容容器とを一体化してカートリッジ化する方策が出現している。さらに、これら画像形成用カートリッジの交換時の誤装着防止や寿命判定を容易に行うために、カートリッジに記憶素子を搭載したものも出現している。
【０００３】
この種の従来の技術としては、トナーカートリッジの情報を装置本体が読取る提案がある（例えば、特開平４−１６８２号公報参照）。この画像形成装置では、現像装置のトナー補給部にトナーカートリッジを装着するときの誤装着（不適合機種装着）防止機構として、トナー補給部に、情報読み取り手段としてのバーコードリーダーを設置し、このバーコードリーダーでトナーカートリッジに表示されたバーコード情報を読み取り、その読み取り結果を判定することで、誤挿入防止シャッタを動作させ、不適合機種の誤装着を防止するようにしている。
【０００４】
さらに、情報記憶媒体である磁気媒体を備えた現像剤補給容器が、現像器のトナー補給部に設置された際に、現像剤補給容器の磁気媒体と装置本体に設置された磁気へッドとの間で情報のやりとりを行い、現像剤補給容器の保持している情報を本体装置側へ付与して、その判定結果で不適合機種の誤装着防止を図る提案もよく知られている（例えば、特開平７−２３４５７８号公報参照）。
【０００５】
また、不揮発性記憶素子であるＥＥＰＲＯＭをカード基板に搭載し、このカード基板と感光体ユニットを同時にレーザプリンタに装着し、前記カード基板と前記レーザプリンタ本体の間で電気回路を構成させ、記録動作ごとに更新される転写材への記録動作回数の情報を電気信号で前記カード基板側へ付与して、前記転写材への記録動作回数の情報と転写材への記録動作の回数に換算したトナーカートリッジの寿命に関する情報とを前記レーザプリンタ本体側の制御回路で判定し、感光体ユニットが寿命に達したことを表示する提案もよく知られている（例えば、第２６３５１６６号特許公報参照）。
【０００６】
このように、トナーカートリッジやプロセスカートリッジのメンテナンス、不適合機種の誤装着防止、さらにはリサイクル対策として、これらのカートリッジに前記対策用の情報を書き込んだバーコード、反射シール、磁気カード、不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭなどを装着している例が多い。
【０００７】
バーコード、反射シールでは履歴、メンテナンスの情報の書き込みができないため、部品の劣化状況が判定できず、リサイクル時に多大な労力を要する。磁気カードは、前記情報の書き込みが可能だが、装置本体とのデータの送信・受信用に接触タイプの磁気ヘッドが必要となり、装着時に磁気ヘッドの曲げ・破損により接触不良を起こしやすい。また、記憶容量が少なく使いづらい。ＥＥＰＲＯＭも前記情報の書き込みが可能だが、装置本体とのデータの送信・受信用に接触タイプのコネクターが必要となり、装着時にコネクターの破損により接触不良を起こしやすい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本出願人は、上記の問題点を改善するため、カートリッジ上の不揮発性メモリと装置本体とのデータの送受信を非接触で行い、カートリッジの装着時における電極又は磁気ヘッドの損傷あるいは接触不良を防止すると共に、情報の記憶・更新機能により、カートリッジのリサイクル時の情報更新を容易に行い得る提案を行ってきている。
【０００９】
しかしながら、装置本体に装着するカートリッジが現像カートリッジ、トナーカートリッジあるいはプロセスカートリッジのように複数個存在する場合、これら各カートリッジに搭載した非接触通信ＩＣタグと装置本体とで情報のやり取りを行うときには、装置本体側の通信装置として、カートリッジの個数に合わせて複数の通信装置が必要となり、システムが非常に高価になることが判明した。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者らは、図２に示すように、非接触通信ＩＣタグと情報の読みとり書き込みをするために、本体装置側にある通信装置に接続された送受信兼用アンテナ１個（図示）または送信アンテナ１個及び受信アンテナ１個の組み合わせ（図示せず）によって、アンテナ部の構成を簡略化し、さらに、装置本体側の制御部では、複数の非接触通信ＩＣタグの情報を個別に読み出しまたは書き込みすることにより、複数のカートリッジに搭載した非接触通信ＩＣタグに対して装置本体側の通信装置を１個で済むようにし、安価な通信システムを提供するようにした。
【００１１】
上記のような簡略化したアンテナ部は、複数の非接触通信ＩＣタグとの間で送受信可能とするには、これをカバーできる指向性が要求される。従って、アンテナ部の構成としては、物理的に各非接触通信ＩＣタグと対向する範囲を覆う程度の大きさのものが好適であるが、その指向性が良好ならば、さらに小型のものを使用してもよい。アンテナ部は、上述のように、送受信兼用アンテナ１個であっても、送信アンテナ１個と受信アンテナ１個とを組み合わせた構成のいずれを採用してもよい。いずれの場合も、樹脂板などに金属薄膜をループ状に数回巻いた構成が例示できる。
【００１２】
装置本体側のアンテナ部と各カートリッジの非接触通信ＩＣタグとの配置関係は、装置本体の一側を、開閉扉により開閉自在な画像形成用カートリッジ装着面とし、各画像形成用カートリッジの非接触通信ＩＣタグをカートリッジの本体装着状態で装着面側に配置するようにし、この装着面に対向する、開閉扉の裏側に装置本体側のアンテナ部を配置する構成が好適である。
【００１３】
このアンテナ部と電気的に接続された制御部は、アンテナ部と同様に開閉扉の裏側に配置してもよいが、制御部を構成するデバイスの信頼性を考慮すれば、開閉扉よりも装置本体側に配置し、両者を電気的に接続する構成の方が望ましい。
【００１４】
装置本体側の制御部が、複数の非接触通信ＩＣタグとの間で個別に読み出し又は書き込み動作を行うには、例えば、各非接触通信ＩＣタグ側に自己の識別パスワードを発信する機能を持たせ、装置本体側の制御部は、各非接触通信ＩＣタグの不揮発性メモリ内の情報を読み取るために応答要求信号を発信する機能と、非接触通信ＩＣタグからのパスワードなどの応答信号を解読できる機能とを持たせれば、個別の情報の読み出し書き込みが可能となる。すなわち、装置本体側の制御部からの応答要求信号を発信し、カートリッジ側の非接触通信ＩＣタグがこれを受けて応答信号を発信すれば、装置本体側の制御部では、これを受信解読し、各非接触通信ＩＣタグとの通信の順序を決め、１番目の非接触通信ＩＣタグに通信開始の信号を発信する。その１番目の非接触通信ＩＣタグからは不揮発性メモリに記憶されているカートリッジに関する情報を発信し、この応答信号を装置本体側の通信装置が受信、解読するようにすれば、個別の情報のやり取りが可能となる。
【００１５】
この際、その他の非接触通信ＩＣタグはスリープモ−ドにして通信は行わないようにすることが望ましい。そして、１番目の非接触通信ＩＣタグの通信が終了したら、１番目の非接触通信ＩＣタグをスリープモードにして、２番目の非接触通信ＩＣタグに通信開始の信号を発信し、同様の動作を繰り返すようにすればよい。３個以上のカートリッジの場合も同様な制御で実行可能である。
【００１６】
画像形成用カートリッジは、画像形成に使用される、主にリサイクル可能な種々の構成部材を一体化してカートリッジ化したものであり、トナーカートリッジ、現像カートリッジ、プロセスカートリッジ等が例示できる。トナーカートリッジは、現像器にトナーを補給するために現像器に対応して設けられるトナー補給容器をカートリッジ化したものであり、現像カートリッジは、現像器とトナーホッパーを一体化してカートリッジ化したものをいう。プロセスカートリッジは、現像器、帯電装置、クニーニング装置のうち、少なくとも一つと感光体ドラムとが一体化してカートリッジ化したものをいう。画像形成用カートリッジは、上記例示のカートリッジ以外にも、転写ユニットなど、種々の構成部材を一体化させてカートリッジ化させたものを含む概念である。
【００１７】
画像形成用カートリッジに搭載される非接触通信ＩＣタグは、電波により非接触で読み取り／書き込み装置側と通信するデバイスといい、その構造としては、樹脂板に金属薄膜をループ状に数回巻いて形成されたアンテナと、その樹脂板の上に固定されアンテナと電気的に接続されたＩＣチップとで構成されたものが例示できる。ＩＣチップには、カートリッジの認識番号などのデータを記憶するＥＥＰＲＯＭまたは強誘電体メモリなどの不揮発性メモリ及び送受信回路などを備えている。特に、このＩＣチップに、通信用の電波を整流して電力を供給する電源回路を備えた構成を採用すれば、電池を内蔵する必要もないため、メンテナンスが不要となる利点がある。
【００１８】
不揮発性メモリには、各カートリッジに応じて種々の情報を保有させることができる。例えば、会社コード、使用済みか否か、機種コード、トナー、現像剤）、感光体ドラムの特性に関する情報、カートリッジの容器に関する例えば材質などの情報、カートリッジの使用履歴に関する情報、転写材への記録動作の回数、感光体ドラムの回転数あるいは画素数に換算したカートリッジの寿命に関する情報、及びこれら実際の転写材の記録動作回数、回転数あるいは画素数の情報などである。これらの情報を保有させれば、リサイクル、寿命検知、画像形成条件の設定も容易に行うことができる。
【００１９】
また、不揮発性メモリを使用しているので、上記の情報は、カートリッジのリサイクル時に新しい情報に書き換え可能であり、例えば、リサイクル時に新しい現像剤又はトナーを充填したときには、転写材の記録動作回数の情報、又は画素数の情報、又は感光体ドラムの回転数の情報を更新することができる。また、プロセスカートリッジにおいては、リサイクル処理制御装置において、非接触通信ＩＣタグが保有する感光体ドラムの交換回数などのカートリッジの使用履歴に関する情報を読み出し、感光体ドラム以外のリサイクル可能な個々の部品が感光体ドラムの交換回数で規定した個々のリサイクルの上限回数に達しているか否かを判断し、上限回数に達しているならば、リサイクル可能な個々の部品を交換するようにするなど、リサイクル可能な個々の部品の寿命管理も行うようにすれば、リサイクルが有効に行い得る。
【００２０】
上記のような情報を保有する非接触通信ＩＣタグ付きの画像形成用カートリッジを画像形成装置本体に装着した場合、装置本体側の制御部との間で以下のような制御が可能となる。すなわち、装置本体の制御部では、カートリッジの寿命判定用として、転写材への記録動作回数、画素数、又は感光体ドラムの回転数（以下、単に「転写材への記録動作回数など」という）の情報を非接触通信ＩＣタグに書き込み、情報の更新を行うと共に、転写材の記録動作回数などに換算した画像形成用カートリッジの寿命と、非接触通信ＩＣタグが保有する実際の転写材への記録動作回数などとを比較して、画像形成用カートリッジが寿命に近付いたと判断したとき、その旨を表示するようにすれば、例えば、現像カートリッジやトナーカートリッジの場合、現像剤又はトナーがなくなって無駄なコピー動作を行うことが未然に防止でき、事前にカートリッジを交換することができる。また、プロセスカートリッジの場合は、感光体ドラムが寿命となって画質が落ちた無駄なコピー動作を行うことが防止でき、事前に感光体ドラムを交換できる。さらに、装置本体の制御部では、上記のごとき転写材の記録動作回数などが増加して画像形成用カートリッジの寿命に達したときに、その旨を表示・警告し、かつ画像形成動作を禁止するように制御することも可能である。
【００２１】
不揮発性メモリに、リサイクル回数などの使用履歴情報、あるいは適合機種情報を保有させれば、装置本体側の制御部では、これらの情報を読み出し、使用済みの場合はその旨を表示・警告するように制御できる。特に、画像形成用カートリッジの使用を開始したときに、非接触通信ＩＣタグに「使用済み」情報を書き込むようにすれば、使用を開始したカートリッジから非接触通信ＩＣタグだけを取り出して、非接触通信ＩＣタグが搭載されていない不適合なカートリッジに搭載して不正に使用することを禁止することができる。
【００２２】
装置本体側の制御部において、不適合機種や不揮発性メモリが保持されていない画像形成用カートリッジが装着されたときに所定の画像形成条件（正規の画像形成条件よりもレベルダウンした条件）で装置本体を動作させ、適合機種が装着された場合に最適な画像形成条件で装置本体を動作させるように制御することもできる。所定の画像形成条件とは、トナー消費量を基準値から所定量ずらした画像形成条件、あるいは定着装置の定着温度を基準値より所定量低下させた画像形成条件をいい、これにより、ユーザーが不適合なカートリッジを使用していることを認識させ、不適合カートリッジの使用による画質の劣化、ひいては装置の故障を防止するためにカートリッジの交換を促すことができる。また、最適な画像形成条件とは、そのカートリッジに応じた最適な画像形成条件であり、非接触通信ＩＣタグが保有する画像形成条件を読み出して、これに基づいて決定された最適な条件に従って画像形成を行うことをいう。
【００２３】
さらに、制御部では、画像形成用カートリッジを装着したにも拘らず、電磁リレーなどのセンサからなる、装置本体に設けられた装着検出手段から、装着信号が入力されないときに、画像形成用カートリッジの誤装着を表示・警告するようにすれば、誤装着したカートリッジの使用による装置の故障を防止できることになる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施の形態は本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００２５】
図１は複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に用いられる電子写真プロセスの全体的な構成を示すもので、この全体構成は、帯電、露光、現像、転写、クリ−ニング、定着、及び除電などの工程からなる。
【００２６】
感光体ドラム１は、矢符Ｓ１方向に回転可能に設けられる。感光体ドラム１の表面は、帯電手段２である高圧電源２１を具備したコロナチャージャ（図示）や接触ローラ帯電器（図示せず）によって所定の電荷量に均一に帯電され、露光手段３で所定の静電潜像ポテンシヤルを形成することによって静電潜像を担持する。
【００２７】
感光体ドラム１は、金属または樹脂製の導電性基体と、その表面に形成される下引き層と、その上に形成される感光層とを含んで構成される。感光層は、下引き層上に形成される比較的薄いキャリア発生層（ＣＧＬ）と、最外層に形成されるポリカーボネイトを主成分とした比較的薄いキャリア移動層（ＣＴＬ）とで構成される。露光によってキャリア発生層でキャリアが発生し、該キャリアによって感光体ドラム１に帯電した電荷が相殺されて前記静電潜像ポテンシャルが形成される。
【００２８】
感光体ドラム１に担持された静電潜像は、該ドラム１が回転することによつて現像剤担持体４１と接触する現像領域４２に搬送される。前記方向Ｓ１とは反対の矢符Ｓ３の方向に回転する現像剤担持体４１は、感光体ドラム１に圧接される。そして、現像剤（デベロッパー）１４１内蔵の現像槽（現像器）４内にある現像剤担持体（現像ローラ）４１に担持されたトナーが感光体ドラム１の静電潜像に従つて移動し付着することによって静電潜像が顕像化され、現像される。現像剤担持体４１には、図示しない接続された電源から所定のバイアス電圧が印加される。
【００２９】
現像後、感光体ドラム１に付着したトナーは、所定の転写領域に搬送される。転写領域には給紙手段によって紙などの転写材Ｐが給紙されており、感光体ドラム１上にトナー像と同期して接触する。
【００３０】
転写領域に設けられる転写手段１５には高圧電源５１を具備したチャージャ型（図示）や接触ローラ型（図示せず）があり、トナー１０が転写される側の極性（トナーと逆の極性）の電圧５４を感光体ドラム１に印加する。これによって、トナー１０が転写材Ｐに移動し、トナー像が転写される。転写チャージャで与えた電荷により転写材Ｐと感光体ドラム１は静電的に密着しており、転写材Ｐを定着手段８に導くために感光体ドラム１から剥離する必要がある。剥離手段１９には高圧電源９１を具備したチャージャ型（図示）や感光体ドラム１の曲率による方法、剥離爪（図示せず）がある。チャージャ型の剥離手段１９により転写材ＰにＡＣ電圧９４をかけて転写材Ｐの電位を感光体ドラム１の表面電位と同じ電位にまで下げると、転写材Ｐと感光体ドラム１の間には吸引力が働かなくなり、転写材Ｐは自重で感光体ドラム１から分離される。
【００３１】
転写材Ｐが感光体ドラム１から分離された後、該転写材Ｐ上のトナーは定着手段８によって定着される。例えば、熱融解によって定着される。そして、装置外部に排紙される。
【００３２】
転写後の感光体ドラム１の表面は、クリーニング手段６によって清掃された後、除電手段７によって表面に残存する電荷が除去され、電気的に初期化される。該除電手段７には、光除電ランプや接触除電器がある。
【００３３】
以上が電子写真プロセスであるが、これらのプロセスで使用される主要構成部材は、メンテナンスの容易化を図るためカートリッジ化されている。これらの画像形成用カートリッジとして、現像カートリッジ１４２及びプロセスカートリッジ１５２が例示できる。
【００３４】
図１に示す構成部材を例にすると、現像カートリッジ１４２は、現像器４とトナーホッパー１０１とを一体化してカートリッジ化したもので、現像器４には、現像剤１４１以外に現像剤担持体としての現像ローラ４１と、現像剤を攪拌するためのアジテータ１３１と、トナーホッパー１０１からトナーを補給するためのトナー補給ローラ１２１とが内蔵されている。一方、トナーホッパー１０１側にはトナーが内蔵され、トナー補給ローラ１２１の回転駆動によりトナーを現像器４側に供給されるようになっている。一方、プロセスカートリッジ１５２は、感光体ドラム１とクリーニング手段６及び除電手段７を一体化してカートリッジ化したものである。
【００３５】
以下、電波により非接触で読みとり／書き込み装置側と通信するデバイスである非接触通信ＩＣタグ１４３，１５３を固定した現像カートリッジ１４２及びプロセスカートリッジ１５２について説明する。この場合は２個のカートリッジについて説明しているが、３個以上の場合も同様に成立する。
【００３６】
図２は画像形成用カートリッジ１４２，１５２を画像形成装置本体である複写機本体に装着する様子を示した斜視図である。装置本体１７１の一側に前面開閉扉１７２により開閉自在とされた画像形成用カートリッジ１４２，１５２の装着面１７３が配置されており、各画像形成用カートリッジ１４２、１５２の本体装着状態で装着面側に非接触通信ＩＣタグ１４３，１５３が接着剤または埋め込み等の手段により固定されている。
【００３７】
上記非接触通信ＩＣタグの配置は一例であり、これ以外の配置であってもよい。すなわち、装置本体に複数の画像形成用カートリッジ１４２，１５２が装着され、この各カートリッジに搭載された非接触通信ＩＣタグ１４３，１５３，１６３が、開閉扉１７２の一面とは限らず、装置本体の一面に揃って配置され、前記一面に対向して装置本体側通信装置１７４の送受信用アンテナ１７５が配置され、各ＩＣタグ１４３、１５３、１６３と送受信用アンテナ１７５との間で通信が可能な態様であればよい。
【００３８】
一方、各カートリッジ１４２，１５２が装着される装置本体側には、非接触通信ＩＣタグ１４３，１５３の情報を読みとり書き込みするために、装置本体側の通信装置１７４（図示せず）の一部である送受信兼用アンテナ１７５（図示）が、装置前面扉１７２の裏側に１個設置されており、非接触通信ＩＣタグ１４３，１５３と装置本体側の通信装置１７４との間で、現像カートリッジ１４２またはプロセスカートリッジ１５２の使用量や製造番号、その他の情報がやり取りされるようになっている。
【００３９】
装置本体側のアンテナ１７５は、送受信兼用のものであって、図４に示すように、複数の非接触通信ＩＣタグとの間で送受信可能な指向性を有し、物理的には各非接触通信ＩＣタグと対向する範囲を覆う程度の大きさに設定され、樹脂板に金属薄膜をループ状に数回巻いた構成となっている。
【００４０】
図３（ａ）は非接触通信ＩＣタグの平面図、同図（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。非接触通信ＩＣタグ１４３，１５２の構造は、図３に示すように、樹脂板（基板層）１８１に金属薄膜１８２をループ状に数回巻いて形成されたアンテナ１８３と、その樹脂板１８１の上に固定されたＩＣチップ１８４とで構成される。アンテナ１８３とＩＣチップ１８４は電気的に接続され、これらが保護膜１８５で覆われている。
【００４１】
次に、カートリッジに取り付けられた非接触通信ＩＣタグと複写機などの画像形成装置本体側の通信装置との間で構成される非接触通信システムについて説明する。
【００４２】
図４は、本実施の形態で用いる非接触通信システムの全体構成を示したブロック図であり、図中左側の装置本体内には装置本体側の読みとり／書き込み装置である通信装置１７４が有り、同じく右側に各カートリッジに搭載された非接触通信ＩＣタグ１４３、１５３、１６３が有る。図５は図４に示したブロック図をさらに詳しく描いたものである。図４及び図５に示した３個の非接触通信ＩＣタグのうち、２つの非接触通信ＩＣタグ１４３，１５３は現像カートリッジとプロセスカートリッジに搭載されたものであるが、残りの１個の非接触通信ＩＣタグ１６３は、トナーカートリッジ、転写ユニットあるいは定着ユニットなど、カートリッジ化されたいずれのカートリッジに搭載されたものであってもよい。
【００４３】
図４及び図５に示すように、装置本体側の通信装置１７４は、その全体制御を行なう主制御回路１７６と、装置本体内の制御回路２０１とのデータの入出力を制御するインターフェイス部１７７と、送信信号をパラレル信号からシリアル信号に変換した後伝送用の所定の信号に変調して送受信用兼用アンテナ１７５に送る送信回路１７８と、送受信用兼用アンテナ１７５で受けた受信信号を伝送用の所定の信号から復調した後シリアル信号からパラレル信号に変換して制御回路１７６に送る受信回路１７９と、これら各回路に電源を供給する電源回路１８０と、送受信兼用アンテナ１７５とから構成されている。そして、通信装置１７４の主制御回路１７６、及び装置本体側の制御回路２０１の両方を含んで装置本体側の制御部が構成されている。いずれの制御回路１７６，２０１もＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどのハードウエアを集積したＩＣあるいはＬＳＩなどにより構成されている。
【００４４】
装置本体側の制御部では、各種センサ及びスイッチ、並びにカートリッジ側からの情報を読み込み演算処理し、カートリッジ側の非接触通信ＩＣタグ１４３，１５３，１６３、装置本体の画像形成部、及び表示手段２０３並びに警告手段２０４に対して所定動作を実行するようになっている。具体的には、以下の動作を実行する。
【００４５】
ａ）制御部は、各非接触通信ＩＣタグ側に個別の情報のやり取りができるようになっている。すなわち、制御部は、各非接触通信ＩＣタグの不揮発性メモリ内の情報を読み取るために応答要求信号を発信する機能と、非接触通信ＩＣタグからのパスワードなどの応答信号を受信・解読できる機能とを有している。さらに、制御部は、各非接触通信ＩＣタグとの通信の順序を決め、１番目の非接触通信ＩＣタグから順番に情報の送受信を行い得るようになっている。
【００４６】
ｂ）制御部は、非接触通信ＩＣタグが保有する、転写材への記録動作回数などに換算したカートリッジの寿命情報を読み出し、同じく非接触通信ＩＣタグが保有する実際の転写材への記録動作回数などを読み出し、両者を比較してカートリッジが寿命に近付いたと判断したときに、表示手段２０３及び警告手段２０４にカートリッジを交換するよう表示・警告するようになっている。
【００４７】
ｃ）制御部では、カートリッジの非接触通信ＩＣタグが保有する、転写材への記録動作回数などに換算したカートリッジの寿命情報を読み出し、同じく非接触通信ＩＣタグが保有する実際の転写材への記録動作回数などとを比較して上記カートリッジが寿命に達したときに、その表示・警告をすると共に、画像形成部に対して画像形成動作を禁止する信号を出力するようになっている。
【００４８】
ｄ）制御部は、カートリッジの非接触通信ＩＣタグが保有するカートリッジ情報を読み出し、適正カートリッジか否かを判断すると共に、その適否を表示するよう表示手段２０３を制御するようになっている。
【００４９】
ｅ）制御部は、装着検出手段２０５からの誤装着信号を受けたとき、誤装着であることを表示・警告するよう表示手段２０３及び警告手段２０４を制御するようになっている。装着検出手段２０５は、不適合品あるいは適合品に拘わらず、装置本体にカートリッジをセットする際の取り付け状態が間違っていないか否か、暫定装着状態か否か、あるいは完全装着状態か否かを判断するために、例えば、取り付け方向が正しいか、取り付け場所が適切か、取り付けた後にロックしているか否かを電磁リレーなどの各種センサ、スイッチからの信号に基づいて判断するものであり、この装着検出手段２０５は、これら各種センサ、スイッチ類から構成されている。
【００５０】
ｆ）制御部は、画像形成動作によりカートリッジの使用が開始されたならば、非接触通信ＩＣタグに「使用済み」情報を書き込むようになっている。また、制御部は、カートリッジの非接触通信ＩＣタグが保有するリサイクル回数情報を読み出し、使用済みか否かを判断すると共に、使用済みの場合にその旨を表示するよう表示手段２０３を制御するようになっている。
【００５１】
ｇ）制御部は、カートリッジに送受信可能な非接触通信ＩＣタグを備えておらず、その情報が読み出せない場合、あるいは読み出した情報から現像カートリッジが不適合と判断した場合でも、使用者側で操作される続行指令信号に従って、自己が保有する画像形成条件を読み出し、所定の画像形成条件で装置本体の画像形成部を制御し、また、カートリッジが適合と判断した場合に、非接触通信ＩＣタグが保有する画像形成条件に従って最適な条件で画像形成部を制御するようになっている。
【００５２】
ここで、所定の画像形成条件とは、正規の画像形成条件よりもレベルダウンした画像形成条件をいい、コピー画質などを、通常レベルよりも低下させることをいう。これにより、ユーザーに不適合であることを認識させ、パイレーツ品（海賊品、偽造品、正規品でない互換品などをいう）の使用を防止できることになる。
【００５３】
具体的には、トナー消費量が正規の基準値よりもはるかに多く消費される画像形成条件とする。そのための手段としては、帯電電位を通常の設定値よりも高く設定する、あるいは露光手段としての光量を少なくしてコピー全体の明るさを暗めに設定し、トナー消費を多くする。また、別の手段として、定着温度制御を所定の条件にレベルダウンさせ、転写材へのトナーの定着性を悪くするようにする。また、最適な画像形成条件とは、正規の画像形成条件であって、装置本体を動作させる上でコピー品質を低下させることなく問題が生じない画質形成条件をいう。
【００５４】
非接触通信ＩＣタグ１４３，１５３，１６３は、その全体の制御を行なう制御回路２１１と、カートリッジの認識番号などのデータを記憶するＥＥＰＲＯＭまたは強誘電体メモリなどの不揮発性メモリ２１２と、送信信号をパラレル信号からシリアル信号に変換した後伝送用の所定の信号に変調して送受信用兼用アンテナ２１３に送る送信回路２１４と、送受信用兼用アンテナ２１３で受けた受信信号を伝送用の所定の信号から復調した後シリアル信号からパラレル信号に変換して制御回路２１１に送る受信回路２１５と、通信用の電波を整流して電力を供給する電源回路２１６と、送受信兼用アンテナ２１３とから構成されている。
【００５５】
特に、不揮発性メモリ２１２として強誘電体メモリを使用すれば、書き換え回数の上限が１０^１０〜１０^１２であり、ＥＥＰＲＯＭを使用する場合に比べてリサイクル回数を格段に増やすことができる。
【００５６】
不揮発性メモリ２１２の中には、露光量、帯電量、現像バイアスなどの像形成条件、カートリッジのロット、製造日、種類、保存期間、認識番号、リサイクル回数、リサイクル回数の上限、カートリッジの構成部品の交換時期（リサイクル回数で換算）、トナーのロット、製造日、充填量、種類、保存期間、リサイクル回数、リサイクル回数の上限、リサイクル回数で換算したカートリッジの構成部品の交換時期、カートリッジを装着した画像形成装置の動作可否などの情報を記億させる。
【００５７】
次に、複数のカートリッジに取り付けられた非接触通信ＩＣタグと画像形成装置本体側の通信装置との間で構成される非接触通信システムの動作について図６〜図８のフローチャートに従つて説明すると、現像カートリッジを装置本体に装着する場合、図２の矢印の方向に現像カートリッジの先端が装置本体の現像カートリッジ装着部分の奥に達するまで押し込んで装置本体に装着すれば、電磁リレー等の装着検出手段２０５により装着が検知される。
【００５８】
図示しないが、制御部では、装着検出手段２０５からの装着信号が入力されない場合は、誤装着であると判断し、表示手段２０３及び警告手段２０４に対して誤装着を表示・警告して誤装着したカートリッジの使用による装置の故障を防止するようにする。
【００５９】
カートリッジの装着状態で、非接触通信ＩＣタグは画像形成装置の内部に収容される。この状態で、装置本体側には通信装置１７４（図示せず）と、その装置前面扉裏にある送受信兼用アンテナ１７５（図示）が配されており、プロセスカートリッジも同様にして装置本体に装着した後、装置前面扉を閉じると非接触通信ＩＣタグ１５３は装置本体の前面扉裏の送受信兼用アンテナ１７５と相対する位置になる。そこで、電源スイッチを入れると、読み取り／書き込みモード（Ｒ／Ｗモード）がＯＮになり、非接触通信ＩＣタグ１４３、１５３と装置本体側の通信装置１７４は通信可能になる。
【００６０】
装置本体側の通信装置１７４は、複数のカートリッジに取り付けられた各非接触通信ＩＣタグ１４３，１５３，１６３に対して、不揮発性メモリ内の情報読み取りのために応答要求信号を発信し、各非接触通信ＩＣタグ１４３、１５３、１６３はこれを受信して、各非接触通信ＩＣタグ認識用のパスワードなどを応答信号として発信する。
【００６１】
万一、非接触通信ＩＣタグの無いカートリッジが有つたらディスプレイ上に「不適合カートリッジである事及びその理由」を表示して、ユーザーにカートリッジの交換を促す。
【００６２】
不適合なカートリッジを交換しない場合は、トナー消費量を基準値から所定量ずらした画像形成条件または／及び、定着手段の定着温度を基準値より所定量低下させた画像形成条件に設定してユーザーに不適合なカートリッジを使用していることを認識させ、カートリッジの交換を促す。
【００６３】
次に、この応答信号を装置本体側の通信装置１７４が受信、解読して、各非接触通信ＩＣタグとの通信の順序を決め、１番目の非接触通信ＩＣタグに通信開始の信号を発信する。その１番目の非接触通信ＩＣタグからは不揮発性メモリに記憶されているカートリッジに関する情報を発信し、この応答信号を装置本体側の通信装置が受信、解読して、装置本体の制御回路２０１に送り、その他の非接触通信ＩＣタグはスリープモ−ドにして通信は行わない。１番目の非接触通信ＩＣタグの通信が終了したら、１番目の非接触通信ＩＣタグはスリープモードにして、２番目の非接触通信ＩＣタグに通信開始の信号を発信し、同様の事を繰り返す。３個以上のカートリッジの場合も同様である。
【００６４】
装置本体内の制御回路２０１は、これらのカートリッジ情報からカートリッジやトナーの状態を把握し、会社コードが違う、使用済みである、機種が不適性である、カートリッジの部品が交換時期を過ぎている、トナーの種類が複写機に適合しないものである、非接触通信ＩＣタグが無い等、何らかの異常を検知した場合には、ディスプレイ上に「不適合カートリッジであること及びその理由」を表示して、ユーザーにカートリッジの交換を促す。
【００６５】
不適合なカートリッジを取り外して交換する場合は、装置本体側の通信装置と非接触通信ＩＣタグの通信は終了し、不適合なカートリッジを交換した後、再度、図６−１のフローチャートの「スタート」から始める。
【００６６】
不適合なカートリッジを交換しない場合は、上記と同様に所定の画像形成条件に設定してユーザーに不適合なカートリッジを使用していることを認識させ、カートリッジの交換を促す。
【００６７】
各カートリッジの使用を開始したときには、非接触通信ＩＣタグに「使用済み」の情報を書き込む。このことにより、使用途中のカートリッジから非接触通信ＩＣタグだけ取り出して不適合なカートリッジに取り付けて使用するということを防止できる。
【００６８】
その後、画質調整、画像形成動作を開始したら各非接触通信ＩＣタグに使用量を記憶及び更新させる。画像形成動作の回数を重ね、どれかのカートリッジがコピー枚数等で換算された寿命の９割に到達したことを検知したら、使用量の残量が残り少なくなつたことを表示する。さらに、画像形成動作の回数を重ね、どれかのカートリッジがコピー枚数等で換算された寿命に到達したことを検知したら、寿命に到達したことを表示し、かつ警告して画像形成動作を禁止する。その後、読み取り／書き込みモード（Ｒ／Ｗモード）をＯＦＦにして、そのカートリッジを取り出し、新しいカートリッジと取り替える。
【００６９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明によると、装置本体と複数の画像形成用カートリッジに搭載される非接触通信ＩＣタグとの間で情報のやり取りを行う通信装置において、装置本体側のアンテナを１個とし、複数の非接触通信ＩＣタグの情報を個別に読み出し又は書き込み可能とする制御部を設けたので、通信システムの簡略化・低廉化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す画像形成装置に用いられる電子写真プロセスの全体構成図
【図２】同じく画像形成用カートリッジを装置本体に装着する様子を示す斜視図
【図３】（ａ）は非接触通信ＩＣタグの平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図
【図４】同じく非接触通信システムの全体構成を示すブロック図
【図５】図４のブロック図をさらに詳細に示すブロック図
【図６】非接触通信システムの動作フローの前半部分を示すチャート
【図７】同じく中間部分を示すフローチャート
【図８】同じく後半部分を示すフローチャート
【符号の説明】
１４２現像カートリッジ
１４３非接触通信ＩＣタグ
１５２プロセスカートリッジ
１５３非接触通信ＩＣタグ
１６３非接触通信ＩＣタグ
１７４通信装置
１７５アンテナ
２０１装置本体制御回路
２１１非接触通信ＩＣタグ側の制御回路
２１２不揮発性メモリ

Claims

画像形成装置本体に装着されるトナーカートリッジやプロセスカートリッジなどの複数の画像形成用カートリッジのそれぞれに搭載された不揮発性記憶素子内蔵の非接触通信ＩＣタグとの間で、非接触方式でデータの送受信が可能な通信装置を備え、前記通信装置は、送信アンテナ１個及び受信アンテナ１個の組み合わせ、又は送受信兼用アンテナ１個からなる送受信用アンテナ部と、前記複数の非接触通信ＩＣタグの情報を個別に読み出し又は書き込み可能とする制御部とが設けられ、
前記非接触通信ＩＣタグが、前記各画像形成用カートリッジの一面に搭載されると共に、前記装置本体側の一面に揃って配置され、
前記送受信用アンテナ部が、前記画像形成装置本体内に装着された画像形成用カートリッジの全ての非接触通信ＩＣタグとの間で通信可能にカバーする指向性を備えて、前記装置本体側の一面に対向して配置されたループアンテナであることを特徴とする画像形成装置。
前記装置本体の一側に開閉扉により開閉自在な画像形成用カートリッジの装着面が配置され、前記各画像形成用カートリッジの非接触通信ＩＣタグは、画像形成用カートリッジの本体装着状態で装着面側に配置され、前記装着面に対向する前記開閉扉の裏側に装置本体側の送受信用アンテナ部が配置され、該送受信用アンテナ部と電気的に接続された制御部が装置本体側に配置された請求項１記載の画像形成装置。
前記複数の画像形成用カートリッジは、トナーカートリッジ、現像カートリッジ、及びプロセスカートリッジのうち、２以上のカートリッジである請求項１又は２記載の画像形成装置。
前記プロセスカートリッジは、現像器、帯電装置、クリーニング装置のうち、少なくとも一つと感光体ドラムとが一体化されたものである請求項３記載の画像形成装置。
前記制御部は、前記非接触通信ＩＣタグへの電力供給を電波で行うようにした請求項１又は２記載の画像形成装置。
前記制御部は、前記非接触通信ＩＣタグの保有する転写材の記録動作の回数、感光体ドラムの回転数又は画素数に換算した画像形成用カートリッジの寿命と、前記非接触通信ＩＣタグが保有する実際の転写材への記録動作回数、感光体ドラムの回転数又は画素数とを比較して、画像形成用カートリッジが寿命に近付いたと判断したときに、その旨を表示するようにした請求項１又は２記載の画像形成装置。
前記制御部は、非接触通信ＩＣタグの保有する転写材の記録動作の回数、感光体ドラムの回転数又は画素数に換算した画像形成用カートリッジの寿命と、前記非接触通信ＩＣタグが保有する実際の転写材への記録動作回数、感光体ドラムの回転数又は画素数とを比較して、画像形成用カートリッジが寿命に達したと判断したときに、その旨を表示・警告すると共に、画像形成動作を禁止するようにした請求項１又は２記載の画像形成装置。
前記制御部は、画像形成用カートリッジに搭載された非接触通信ＩＣタグの保有する情報を読み出し認識した結果、少なくとも何れか一つの画像形成用カートリッジが不適合と判断した場合、あるいは非接触通信ＩＣタグがなく情報が読み出せず、画像形成用カートリッジが不適合と判断した場合、その旨表示・警告すると共に、ユーザーからの続行指令を受けて所定の画像形成条件で装置本体を動作させるようにした請求項１又は２記載の画像形成装置。
前記所定の画像形成条件が、トナー消費量を基準値から所定量ずらした画像形成条件、あるいは定着温度を基準値より所定量低下させた画像形成条件である請求項８記載の画像形成装置。
前記制御部は、画像形成用カートリッジのそれぞれに搭載された非接触通信ＩＣタグの保有する情報を読み出し認識した結果、画像形成用カートリッジ全てが適合と判断したときに、前記非接触通信ＩＣタグが保有する画像形成条件を基に最適な画像形成条件で装置本体を動作させるようにした請求項１又は２記載の画像形成装置。
前記制御部は、装置本体に設けられた装着検出手段から装着信号が入力されないときに、画像形成用カートリッジの誤装着を表示・警告するようにした請求項１又は２記載の画像形成装置。
前記制御部は、前記画像形成用カートリッジの使用を開始したときに、前記非接触通信ＩＣタグに「使用済み」情報を書き込むようにした請求項１又は２記載の画像形成装置。