JP3732847B2

JP3732847B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP3732847B2
Application number: JP2004131948A
Authority: JP
Inventors: 嘉広伊藤; 一夫小古山; 健渡辺
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2004-04-27
Filing date: 2004-04-27
Publication date: 2006-01-11
Anticipated expiration: 2019-09-30
Also published as: JP2004227012A

Description

本発明は、画像形成に使用される消耗品を収納するカートリッジ、及び、プリンタ，ファクシミリ，複写機等など、前記カートリッジが交換可能に装填される画像形成装置に関するものである。

例えば電子写真式のプリンタでは、現像媒体としてトナーを充填したトナーカートリッジが用いられている。このトナーカートリッジでは、その製造時に一定量のトナーが充填されており、プリンタに交換可能にセットされる。このトナーカートリッジ内のトナーが殆どなくなると、プリンタの表示器にトナー切れが表示されるから、新しいトナーカートリッジに交換される。

前記トナー切れの状態は、トナー残量測定装置によってトナー残量を測定することで検出される。トナー残量測定装置としては、例えば、下記特許文献１に記載されているように、トナーカートリッジが装填されるカートリッジ室に、光源とホトセンサーとを配置したものが知られている。トナーカートリッジの両側壁には透明窓が形成されているから、一対の透明窓を通して光源からの光がホトセンサーに入射する。トナー残量が少なくなるとホトセンサーの出力は大きくなるので、ホトセンサーの出力が一定値に達したときに、トナー切れであると判定する。

前記トナーカートリッジは、補充瓶からのトナーをプリンタ内のトナー収納室へ補給することが不要であるため、手や衣服がトナーで汚れる心配がなく、またトナーカートリッジを交換するだけでよいので、操作が簡単である等の利点がある。

前記トナーカートリッジを更に発展させ、感光ドラム，帯電ローラ，現像ローラ，クリーニング部等を取り付けたプロセスカートリッジも知られている。このブロセスカートリッジでは、感光ドラム等の寿命に合わせた量のトナーが充填されており、トナーの交換と同時に感光ドラム等も交換されるから、メンテナンスが簡便であり、またメンテナンス契約も特に必要とされない等の利点があるため、個人用プリンタ等に広く使用されている。

使用済みのカートリッジは、カートリッジ販売業者を介してプリンタメーカーに回収される。プリンタメーカーは、環境汚染防止や資源の有効活用の観点から、使用済みカートリッジを分解し、各部品を検査して正常なものは再使用し、またプラスチック部品は溶解・ペレット化して、プラスチック材料として再利用をしている。また、このカートリッジのリサイクルによって、カートリッジの販売価格の引下げも図っている。

使用済みのカートリッジの全てがプリンタメーカーに戻されるのではなく、その一部がトナーの詰め替え業者にまわされる。トナー詰め替え業者は、所定の料金で詰め替えを請け負い、カートリッジを分解してから適当なトナーを補給する。また、使用済みのカートリッジを購入し、これにトナーを補給してから、再生カートリッジとして、新品のカートリッジに比べてかなり安い価格で一般ユーザーに販売するトナー詰め替え業者もある。

カートリッジの製造時に充填されるトナー（純正品）は、プリンタのプロセス特性（感光ドラムの特性，帯電電圧，クリーニング特性，定着特性）を考慮して、トナーの成分を決定している。しかし、トナー詰め替え業者が使用するトナーは、その組成成分が純正品のトナーとは異なっているため、印字品質の低下を起こすことがある。また、トナーが定着ローラにこびりついたりして、定着ローラを損傷することもある。

印字品質の低下や、故障が発生した場合に、補給したトナーに原因があるにもかかわらず、ユーザーはプリンタに原因があると誤解することが多い。これによって、地道に積み上げてきたプリンタの信頼性が一挙に失われることになる。また、ユーザーによっては、プリンタを製造したメーカーを信頼しなくなり、このメーカーが取り扱う全製品に対して嫌悪感を懐くこともある。

プリンタメーカーの信頼性を維持するには、詰め替え業者によるトナーやインク等の消耗品の詰め替えを事前に防止したり、あるいは消耗品を詰め替えた不適正なカートリッジは再使用できないようにする等の対策を考慮することが必要である（例えば、下記特許文献２及び特許文献３参照）。

消耗品の詰め替え防止対策としては、前述した特許文献１には、プリント枚数をカウントするカウンタと、現像ローラの回転を阻止する電磁ブレーキを設けたプロセスカートリッジが記載されている。このプロセスカートリッジでは、トナーの消費量をプリント枚数から間接的に調べ、プリント枚数が一定値に達したときに、トナー切れが発生したと推測し、電磁ブレーキを作動する。この電磁ブレーキによって、現像ローラの回転が阻止されるから、いったんトナー切れとなると、トナーの補充の有無にかかわらず、プロセスカートリッジを使用することができなくなる。したがって、トナーは入っているが、電磁ブレーキがかかっているプロセスカートリッジは、トナーの詰め替え品であると判断することができる。

特開平７−２８３２０号公報特開平３−２２０５７２号公報特開平１０−６９１３９号公報

しかしながら、従来の消耗品詰め替え防止対策では、プロセスカートリッジに電磁ブレーキやカウンタを設けなければならないため、プロセスカートリッジが複雑で大型化し、コスト高となるという問題がある。また、電磁ブレーキがかかっている状態は直ぐに分かるので、プロセスカートリッジの分解時に、電磁ブレーキを除去するか、あるいはブレーキがきかない状態にすることができるから、有効な詰め替え防止策とはいえない。

本発明は、カートリッジの大型化を招くことなく、また簡単かつ安価な構成で、トナーやインク等の消耗品を詰め替えた不適正なカートリッジを確実に検出することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、消耗品が収納されたカートリッジが交換可能に装填され、前記カートリッジ内に収納された消耗品によって記録紙にプリントを行う画像形成装置において、装填されている前記カートリッジ内のカートリッジメモリから前記カートリッジの識別情報を読み出す情報読出手段と、読み出された識別情報を、装置本体に設けられた装置本体メモリに書き込む情報書き込み手段とを設けたことを特徴とする。

前記カートリッジメモリから読み出した識別情報と、既に装置本体メモリ内に書き込み済みの識別情報とを照合するＩＤ照合手段を設けることが好ましい。

前記情報書き込み手段は、前記カートリッジが使用済みであることを表す使用済み情報として、前記消耗品を使い切ったことを表す空情報又は前記カートリッジが前記装置本体から取り出されたことを表す取り出し情報の少なくとも一方を、前記識別情報に関連付けて書き込むことが好ましい。

前記ＩＤ照合によって、前記装置本体メモリ内に同じ識別情報が見つかった場合には、さらに、その識別情報に関連付けられた前記使用済み情報の有無を調べて、前記使用済み情報が有る場合には、前記識別情報を持つカートリッジが、消耗品が不適正に詰め替えられた不適正カートリッジであると判定し、前記使用済み情報が無い場合には、適正なカートリッジであると判定する判定手段を備えていることが好ましい。

前記判定手段が不適正カートリッジであると判定した場合に、その旨を警告する警告手段を設けることが好ましい。

前記判定手段が不適正カートリッジであると判定した場合に、当該不適正なカートリッジによるプリント動作を禁止する禁止手段を設けることが好ましい。

前記判定手段が適正なカートリッジであると判定した場合には、プリント動作を許容することが好ましい。

前記カートリッジが装置本体に装填されたことを検知するカートリッジ検知手段が設けられており、前記判定手段による前記カートリッジの適否の判定は、前記カートリッジが前記装置本体に装填されたときに行われることが好ましい。

前記判定手段による前記カートリッジの適否の判定は、前記装置本体の電源がオンされたときに行われることが好ましい。

本発明の別の画像形成装置は、消耗品が収納されたカートリッジが交換可能に装填され、前記カートリッジ内に収納された消耗品によって記録紙にプリントを行う画像形成装置において、装填されている前記カートリッジ内のカートリッジメモリから前記カートリッジの識別情報を読み出す情報読出手段と、読み出された識別情報を、装置本体に設けられた装置本体メモリに書き込む第１の情報書き込み手段と、前記カートリッジメモリから読み出した識別情報と、既に装置本体メモリ内に書き込み済みの識別情報とを照合するＩＤ照合手段と、前記消耗品の推定使用量に基づいて、前記カートリッジの使用済み判定を行い、使用済みと判定した場合には、使用済みであることを表す使用済み情報として、前記消耗品を使い切ったことを表す空情報又は前記カートリッジが前記装置本体から取り出されたことを表す取り出し情報の少なくとも一方を、前記カートリッジメモリに書き込む第２の情報書き込み手段と、前記ＩＤ照合によって、前記装置本体メモリ内に同じ識別情報が見つかった場合には、前記カートリッジメモリ内の前記使用済み情報を調べて、前記使用済み情報が有る場合には、当該識別情報を持つカートリッジが前記不適正カートリッジであると判定し、前記使用済み情報が無い場合には、適正なカートリッジであると判定する判定手段とを備えていることを特徴とする。

前記判定手段による前記カートリッジの適否の判定は、前記装置本体の電源をオンしたときに行われることが好ましい。

以上詳細に説明したように、本発明は、消耗品が収納されたカートリッジが交換可能に装填され、前記カートリッジ内に収納された消耗品によって記録紙にプリントを行う画像形成装置において、装填されている前記カートリッジ内のカートリッジメモリから前記カートリッジの識別情報を読み出す情報読出手段と、読み出された識別情報を、装置本体に設けられた装置本体メモリに書き込む情報書き込み手段とを設けたから、消耗品を詰め替えた不適正なカートリッジの使用を阻止することができる。

図１は、本発明が適用される電子写真方式のプリンタを示すものである。プリンタ１０は、プリンタ本体１１にカートリッジ１２が交換可能にセットされている。このカートリッジ１２には、トナー１３が充填されたトナー室１４の他に、感光ドラム１５，帯電ローラ１６，現像ローラ１７が設けられており、いわゆるプロセスカートリッジの形態をしている。

感光ドラム１５は、金属製の円筒体の外周面に、光導電性の皮膜が設けられている。帯電ローラ１６は、金属製の軸と、その外周にはめ込んだ導電性を有する発泡ウレタンの筒体と、この発泡ウレタンの外側に嵌めた半導電性を有するプラスチック製のチューブとからなる。この帯電ローラ１６は発泡ウレタンの弾力によって、感光ドラム１５の外周面に接触している。また、感光ドラム１５と帯電ローラ１６との間に一定の電圧を印加するために、感光ドラム１５の円筒体と、帯電ローラ１６の軸は、プリンタ本体１１内の電源回路に接続されている。この接続のために、カートリッジ１２と、プリンタ本体１１には電気接点（図示せず）が設けられている。

給紙トレイ２０上には、複数枚の記録紙２１がセットされている。給紙トレイ２０の一番上にある記録紙２１が給紙ローラ２２で引き出され、一対の搬送ローラ２３に向けて給紙される。搬送ローラ対２３は、記録紙２１をニップして転写位置に搬送する。この転写位置には、転写ローラ２４が配置されており、カートリッジ１２がセットされたときに、その感光ドラム１５に接触する。

プリント時には、感光ドラム１５が一定速度で時計方向に回転する。この感光ドラム１５は、帯電ローラ１６に接触しながら通過するときに外周面が一様に帯電される。また、半導体レーザ２６は、画像データに応じて駆動され、強度変調されたレーザ光を発生する。このレーザ光は、ポリゴンミラー２７を経て、回転中の感光ドラム１５に入射する。ポリゴンミラー２７は、レーザ光を感光ドラム１５の軸方向（主走査方向）に振らすことで、ラスタスキャンをする。感光ドラム１５は、レーザ光が照射された部分が除電されるから、その外周に静電潜像が形成される。

トナー室１３内のトナー１４は、回転中の現像ローラ１７の外周に付着して搬送される。トナー１４は、現像ローラ１７に付着して搬送される間に、規制ブレード２８（図４参照）を通過する。この通過時に、トナー１４は、規制ブレード２８との摩擦により、感光ドラム１５と逆極性に帯電される。このトナー１４が感光ドラム１５まで運ばれると、静電力で感光ドラム１５に吸着されるため、感光ドラム１５の静電潜像がトナー像に可視化される。

感光ドラム１５の回転によって、トナー像は転写位置まで移動する。この転写位置では、記録紙２１が、転写ローラ２４と感光ドラム１５との間に挟まれて、感光ドラム１５の周速度と同じ速度で移動している。転写ローラ２４は、トナー像と逆の電位にバイアスされているから、感光ドラム１５上のトナー像が記録紙２１に転写される。

トナー像が転写された記録紙２１は、定着器２９に向かって搬送される。この定着器２９は、一対の定着ローラ３０と、ヒータ（図示せず）とから構成されており、トナーを加熱して溶融する。溶融したトナーは、記録紙２１に吸着される。定着処理された記録紙２１は、プリンタ本体１１から排紙される。

図２〜図４は、カートリッジの一例を示すものである。図２は上部カートリッジを示し、図３は下部カートリッジを示す。また、図４は組立状態を示す。上部カートリッジ３２及び下部カートリッジ３３の本体３４，３５は、黒色をしたプラスチック成形品である。

図２及び図４において、上部カートリッジ３２には、トナー室１３が形成されており、製造時に所定量のトナーが充填されている。このトナー室１３の下方には、細長なトナー供給口１３ａが形成されており、使用前にはシールテープ（図示せず）で封鎖されている。また、トナー室１３の側面には、トナーを充填するための充填口（図示せず）が設けられており、トナーの充填後はキャップ３７で封止されている。符号３８は、トナー室１３の天板であり、上部カートリッジ本体３４に接着されている。

上部カートリッジ本体３４には、帯電ローラ１６が回転自在に取り付けられている。この帯電ローラ１６に近接した位置に、露光開口３９が形成されており、この露光開口３９を通ってレーザ光が感光ドラム１５に入射する。

上部カートリッジ３２を下部カートリッジ３３に結合するために、上部カートリッジ本体３４には、トナー室１３側に２個の係止爪４０が、そして帯電ローラ１６側に２個の係止爪４１が形成されている。なお、符号４２〜４４は、図４で明らかなように、露光室４５内にトナー１４が入り込まないように、隙間を塞ぐためのスポンジテープである。

図３及び図４において、下部カートリッジ本体３５には、感光ドラム１５，現像ローラ１７が回転自在に取り付けられている。また、下部カートリッジ本体３５には、プリンタ本体１１内に設けた駆動ギヤ（図示せず）に噛合する従動ギヤ４６が設けられている。この従動ギヤ４６の回転は、ギヤ４７を介して現像ローラ１７に伝達され、更にギヤ４８を介して感光ドラム１５に伝達される。感光ドラム１５の下方に位置する部分に開口４９が形成されている。この開口４９を介して転写ローラ２４が入り込んで感光ドラム１５に接触する。

支持プレート５０の先端には、クリーニングブレード５１が取り付けられており、感光ドラム１５に付着している余分なトナーを掻き落とす。この掻き落とされたトナーを廃トナー室５２内に集めるために、下部カートリッジ本体３５にスクイシート５３が取り付けられている。この廃トナー室５２は、支持プレート５０，クリーニングブレード５１，スクイシート５３で区画されている。

前記支持プレート５０の上端がスポンジテープ４４に接触しているから、廃トナー室５２と露光室４５とが仕切られ、それにより使用済みトナーが露光室４５を経てカートリッジ１２から漏れ出ないようにしている。また、スポンジテープ４２が下部カートリッジ本体３５の内側に接触し、そしてスポンジテープ４３が規制ブレード２８の上端に接触している。これらのスポンジテープ４２，４３によって、トナー室１３側と露光室４５とを仕切ることで、未使用のトナー１４が露光室４５を経てカートリッジ１２から漏れ出るのが防止されている。

下部カートリッジ本体３５には、係合穴５６と、係止突起５７が設けられている。上部カートリッジ３２を下部カートリッジ３３に嵌め込むと、係合穴５６に上部カートリッジ本体３４の係止爪４０が嵌合し、係止突起５７に上部カートリッジ本体３４の係止爪４１が係合する。これらの係止爪４０，４１，係合穴５６，係止突起５７によって、上部カートリッジ３２と下部カートリッジ３３とが一体的に組み立てられる。

プリンタの電気構成を示す図５において、プリンタ本体１１には、ＣＰＵ６０，メモリ６１，プリント部６２，表示器６３，プリント枚数カウンタ６４が設けられている。カートリッジ１２には、メモリ６５が設けられている。このメモリ６５とＣＰＵ６０とを電気的に接続するために、カートリッジ１２の外面には電気接点（図示せず）が設けられ、またプリンタ本体１１にも電気接点（図示せず）が設けられている。メモリ６１，６５としては、バックアップが不要なＥＥＰＲＯＭが用いられる。

プリント数カウンタ６４は、プリントした記録紙の枚数をカウントするためのもので、１枚プリントする毎にカウントアップされる。１枚あたりに使用されるトナーの使用量の平均値は、経験的に算出されている。よって、新品のカートリッジに充填されるトナーの量は決まっているので、何枚プリントしたかがわかれば、トナーの残量がおおよそどの程度残っているかを予測することができる。プリンタ１０には、新品のカートリッジに充填されるトナーの量に応じて、予めプリント可能枚数が所定値として設定される。

ＣＰＵ６０は、プリント数カウンタ６４のカウント値をプリンタ稼動情報として、それをもとにトナーの残量が所定量以下に減少したことを予測し、カウント値が予め設定された所定値以上になると、トナー切れと判断する。トナー切れと判断された状態で、カートリッジの取り出し動作が行われると、空情報がフラグの形態でメモリ６５又は６１に書き込まれる。

また、ＣＰＵ６０は、プリンタ１０の各部をシーケンス制御する他に、空情報の有無からトナーの詰め替えが行われた不適正なカートリッジかどうかを判定する。もし、トナー詰め替えが行われた不適正なカートリッジであると判定した場合は、表示器６３に詰め替えであること，適正なカートリッジに交換すべきこと、プリントが禁止されること等を表示し、そしてプリント部６２の作動を禁止する。表示器６３は、操作パネル（図示せず）とともに、プリンタ本体１１の外面に設けられている。

メモリ（以下、プリンタメモリという）６１には、各カートリッジに識別情報（ＩＤ）が与えられている場合は、プリンタ本体１１にセットしたことがあるカートリッジのＩＤと、その空情報とを記憶する。このＩＤ等の情報を暗号化するか、あるいは情報の読み出しに特殊の暗号を使用することで、詰め替え業者による情報の読み出しや、書換えができないように、適宜な情報の保護を図るのがよい。

プリント部６２は、レーザ２６やポリゴンミラー２７等の記録系，定着器２９，転写ローラ２４とカートリッジ１２と給紙ローラ２２と搬送ローラ２３とを駆動するモータ，帯電ローラ１６に電圧を印加する電源回路等から構成されている。

メモリ（以下、カートリッジメモリという）６５には、空情報が書き込まれる。この情報に対しても前述した保護を図るのがよい。なお、各カートリッジにＩＤが与えられている場合は、ＩＤがカートリッジメモリ６５に製造時に書き込まれている。

以下、上記構成による作用についてフローチャートを参照しながら説明する。図６は、カートリッジメモリ６５に空情報を書き込むようにした例を示すものである。プリンタ本体１１のカートリッジ室（図示せず）にカートリッジ１２を装填するには、まずカートリッジ室の蓋を開く。次に、カートリッジ１２をカートリッジ室に挿入する。カートリッジ１２がカートリッジ室に完全に装填されると、カートリッジメモリ６５がＣＰＵ６０に接続され、また感光ドラム１５と帯電ローラ１６とがプリント部６２の電源回路に接続される。

プリンタ電源をＯＮすると、カートリッジ１２のチェックが行われる。また、プリンタ電源がすでにＯＮされているときには、カートリッジ室の蓋が閉じたことを検知するスイッチ（図示せず）からの信号を受けて、ＣＰＵ６０はカートリッジ１２がセットされたと判断し、カートリッジ１２のチェックを行う。まず、ＣＰＵ６０は、カートリッジメモリ６５の有無をチェックする。カートリッジメモリ６５には、空情報の他に、カートリッジメモリありを示すフラグが書き込まれている。ＣＰＵ６０は、このフラグが読み出せたときには、プリンタメーカから提供された正規のカートリッジであると判定する。

他方、正規のカートリッジでない場合には、カートリッジメモリ６５は設けられていないことがある。このようなカートリッジでは、フラグを読み出すことができない。この正規のカートリッジでないものに対しては、トナーが詰め替えられた不適正なカートリッジと同等に扱い、ＣＰＵ６０は、警告表示するとともに、パソコン等からプリント要求があってもそれを受け付けず、結果的にプリント部６２のプリント動作を禁止する。

正規のカートリッジの場合には、カートリッジメモリ６５から空情報のデータを読み出す。新品のカートリッジや、使用中のものであってもトナー切れとなったことがないカートリッジでは、カートリッジメモリ６５に空情報が書き込まれていない。他方、いったんトナー切れとなったものは、空情報がカートリッジメモリ６５に書き込まれている。なお、この空情報のデータが改ざんされると、トナーの詰め替えの事実を検出することができなくなる。そこで、データの改ざんを防止するために、暗号化したデータを使用してＣＰＵ６０でこれをデコードしたり、あるいはデータの読み出しに特殊なプロトコルを使うのがよい。

ＣＰＵ６０は、カートリッジメモリ６５に空情報が書き込まれていない場合は、トナーの詰め替えが行われていない適正なカートリッジであると判断する。空情報が書き込まれている場合には、トナーの詰め替えが行われた不適正なカートリッジであると判断する。

ＣＰＵ６０は、トナーの詰め替えが行われた不適正なカートリッジであると判断した場合は、トナー詰め替えであること、プリント品質が劣化すること、適正なカートリッジを装填すべきこと等の警告をするとともに、プリント動作を禁止する。

他方、ＣＰＵ６０は、トナーの詰め替えが行われていない適正なカートリッジであると判断した場合は、プリント部６２のプリント動作を許容する。ＣＰＵ６０は、パソコン等からプリント要求があると、プリント部６２をシーケンス制御して記録紙２１に画像や文字を記録する。

このプリンタ１０の正常動作中は、１枚プリントする毎にプリント枚数カウンタ６４をカウントアップする。カウント値が所定値に達すると、トナー切れと判断し、表示器６３にカートリッジを交換すべきことを表示する。なお、交換表示がなされても、実際には、所定量のトナー１４が残っているので、そのままプリンタを稼働して適当な枚数のプリントをすることができる。

カートリッジを交換する場合には、まず、プリンタ本体１１から使用済みのカートリッジ１２を取り出す。カートリッジ室の蓋を開き、カートリッジロックレバーを操作してカートリッジのロックを解除する。この蓋の開き動作又はカートリッジロックレバーが操作されたことを検出するスイッチを設けて、カートリッジの取り出し準備操作がされたことを検知する。このスイッチからの信号を受け取ると、ＣＰＵ６０は、プリント枚数カウンタ６４をチェックして、カウント値が所定値以上の場合には、カートリッジメモリ６５に空情報を書き込む。他方、カウント値が所定値に達していない場合には、空情報の書き込みは行われない。

このように、カートリッジメモリ６５への空情報の書き込みは、カートリッジ１２の取り出し操作に連動して行われる。その際に、プリント枚数カウンタ６４のカウント値をチェックするようにしている。これは、トナーが充分に残っている使用途中のカートリッジ１２が取り出された場合に、空情報が書き込まれないようにするためである。これにより、使用途中のカートリッジ１２をプリンタに再びセットしても、カートリッジメモリ６５には空情報が書き込まれていないので、不適正なカートリッジと判断されることはない。

次に、新しいカートリッジからシールテープを剥がしてトナー供給口１３ａを開口させる。トナー排出口１３ａが開くと、トナー室１３内のトナー１４が現像ローラ１７へ供給可能となる。この新しいカートリッジをカートリッジ室に装填してから、カートリッジ室の蓋を閉じると、前述したように空情報の有無がチェックされる。新品のカートリッジには、空情報が書き込まれていないので、前述したようにプリンタを正常動作させることができる。

ユーザーによっては、空となったカートリッジに対して、トナーの補充を詰め替え業者に依頼することがある。詰め替え業者は、係止爪４０を係合穴５６から外し、また係止爪４１を係止突起５７から外して、カートリッジ１２を上部カートリッジ３２と下部カートリッジ３３とに分解する。

カートリッジ１２の分解後、各部を清掃してから、上部カートリッジ３２のトナー排出口１３ａに、シールテープを張りつけてこれを閉鎖する。次に、上部カートリッジ３２のキャップ３７を外して、トナーをトナー室１３内に補充する。トナーの補充後に、キャップ３７を再びはめ込み、トナー室１３を密閉する。詰め替え業者は、トナーの補充後に、上部カートリッジ３２と下部カートリッジ３３とを組み立て、この組み立てられたカートリッジ１２を包装してユーザーへ発送する。

詰め替え業者から戻されてきた不適正なカートリッジをプリンタ本体１１にセットすると、前述したように空情報のチェックが行われる。この詰め替え品では、一度トナー切れとなっているから、カートリッジメモリ６５に空情報が書き込まれている。このため、ＣＰＵ６０はトナーの詰め替えが行われた不適正なカートリッジであると判断し、警告表示するとともに、プリントを禁止する。

プリント禁止の状態では、パソコン等からプリント要求があっても、プリンタ１０はプリント動作を実行しないため、トナー詰め替えをした不適正なカートリッジは使用することができない。結果的に、ユーザーは、これ以降トナーの詰め替え依頼を断念し、プリンタメーカーから提供されている適正なカートリッジを使用することになる。これは、不適正なトナーの使用による印字品質の低下を防止し、またプリンタの故障防止に寄与する。更に、プロセスカートリッジでは、感光ドラム１５等の部品が品質保証期間を経過した状態で使用されるのを防止し、それによる印字品質の低下を防ぐことができる。

図７は、カートリッジを識別するためのＩＤを各カートリッジに割り当てるとともに、プリンタメモリ６１にＩＤとともに空情報を記憶させる例を示す。また、この例では、一度使用され、トナー切れと判断されたカートリッジには、そのカートリッジメモリ６５に、空情報の代わりに、取り出し情報を書き込むようにしている。

カートリッジ１２のセットが検出されると、ＣＰＵ６０は、前述したような手順でカートリッジメモリ６５の有無をチェックする。カートリッジメモリ６５が設けられていないものは、正規のカートリッジでないと判断される。また、カートリッジメモリ６５が設けられていても、ＩＤを読み出すことができないときは、正規のカートリッジでないと判断される。

また、ＩＤを暗号化して使用したり、あるいはその読み出し手順に特殊なプロトコルを使用することにより、正規のカートリッジ以外では、たとえカートリッジメモリ６５が設けられていても、ＩＤを読みだすことができない。これらの場合、警告表示するとともに、プリント動作を禁止する。

次に、正規のカートリッジの場合、ＩＤ及び取り出し情報が読み出される。読みだされた情報の内、はじめにＩＤの照合が行われる。この照合では，まず、ＩＤのデータフォーマットから正規のＩＤかどうかをチェックする。ＩＤ自体のチェック後に、このＩＤがプリンタメモリ６１に記憶されているかどうかを検査する。これは、一度使用されたカートリッジでは、そのＩＤがプリンタメモリ６１に記憶されているから、ＩＤ照合によって、新品のカートリッジであるか、あるいは前にプリンタ本体１１にセットしたことがあるカートリッジかどうかが判断される。

ＩＤ照合によって、一度使用したことがあるカートリッジであると判定されると、１Ｄに基づいて空情報のデータをプリンタメモリ６１から読みだす。もし、空情報がある場合は、トナーが詰め替えられた不適正なカートリッジであると判断し、警告表示とプリントの禁止をする。他方、空情報がないときはトナー詰め替えがされていない適正なカートリッジであると判断し、プリンタ１０を正常動作させる。

また、ＩＤ照合によってＩＤが一致しない場合には、次に、取り出し情報の有無をチェックする。取り出し情報が有る場合には、不適正なカートリッジであると判断し、警告表示とプリントの禁止をする。他方、取り出し情報が無い場合には、新品の適正なカートリッジであると判断し、ＩＤをプリンタメモリ６１に書き込む。この場合には、プリンタが正常動作してプリントをすることができる。

このように、ＩＤ照合とともに、取り出し情報のチェックを行うことにより、新品のカートリッジか、他のプリンタで一度使用されたカートリッジかの区別を行うことができるようになる。これにより、トナーの詰め替えを行ったカートリッジを他のプリンタで使用するというカートリッジの転用を防止することができる。

プリンタの正常動作中に、プリンタ枚数カウンタ６４が所定値に達すると、ＩＤに関係づけて空情報がプリンタメモリ６１に書き込まれるとともに、カートリッジを交換すべきことが表示される。

カートリッジメモリ６５への取り出し情報の書き込みは、カートリッジの取り出し準備動作に連動して行われる。したがって、プリンタメモリ６１に空情報が書き込まれても、カートリッジを取り出さない限り、そのままプリンタを稼働して適当な枚数のプリントをすることができる。

カートリッジ１２をプリンタ本体１１から取り出す際に、空情報のチェックが行われる。プリンタメモリ６１に空情報が書き込まれている場合には、カートリッジメモリ６５に取り出し情報が書き込まれる。空情報がプリンタメモリ６１に書き込まれていない場合には、取り出し情報の書き込みは行われない。したがって、取り出した使用途中のカートリッジ１２を再度プリンタ本体１１にセットすれば、プリンタを正常に動作させることができる。

使用済みの空のカートリッジは、カートリッジの販売業者を介して、プリンタメーカーに回収されてリサイクルが行われる。プリンタメーカーは、カートリッジを分解し、清掃してから各部品を検査する。正常な部品は再使用し、故障や使用期間が経過した部品は素材に戻して再利用する。また、各部品が正常で、カートリッジ全体がそのまま使用できるものは、純正のトナーを充填することができる。この場合には、カートリッジメモリ６５に書き込まれていた空情報や取り出し情報を消去する。また、カートリッジメモリにＩＤを記憶するものでは、新しいＩＤを書き込む。この純正なトナーを充填したものは、適正なカートリッジとして取り扱われる。

カートリッジメモリ６５の情報自体を暗号化したり、暗号で書き込みや消去が保護されている場合、プリンタメーカーがトナーの充填を行うときには、プリンタメーカーは、情報自体が暗号で書き込まれているときは、暗号を入力して情報をクリアし、また、暗号で書き込みや消去が保護されているときは、暗号入力で保護を解除してから情報の書き込みや消去を行う。

また、カートリッジメモリだけが故障していることがある。このような場合には、カートリッジメモリだけを簡単に交換できる方が、リサイクルする上で望ましい。そこで、カートリッジメモリは、カートリッジから取外しができるようにするのがよい。

上記例では、カートリッジの転用を防止するために、カートリッジメモリにカートリッジＩＤとともに取り出し情報を使用している。これ以外にも、カートリッジメモリにプリンタＩＤと空情報を記憶させる方法を用いても、同様の効果が得られる。この場合、まず、プリンタにカートリッジがセットされると、プリンタのＩＤがカートリッジメモリに書き込まれる。そして、トナー切れと判断された時に、カートリッジメモリに空情報が書き込まれる。

プリンタは、カートリッジがセットされると、カートリッジメモリからプリンタＩＤを読み出す。プリンタＩＤがセットされていなければ、新品のカートリッジと判断してプリンタを正常動作させる。他方、プリンタＩＤがセットされている場合、プリンタＩＤの照合を行う。ＩＤが不一致の場合、カートリッジの転用と判断する。一致した場合、空情報の有無をチェックする。空情報があれば、トナーの詰め替えが行われたものと判断し、無ければプリンタを正常に動作させる。

また、上記例では、プリンタの稼動情報として、プリントした記録紙の枚数を使用し、これをプリント枚数カウンタでカウントすることにより、トナーの残量が所定量以下に減少したことを予測するようにしている。プリンタの稼動情報としては、これ以外にも、例えば、図８に示すように、プリンタが印字するデータ数の累積値を使用して、トナーの残量が所定量以下に減少したことを予測するようにしてもよい。

また、上記例では、プリンタ稼動情報をプリンタ側のＣＰＵでカウントし、そのカウント値に基づいて、カートリッジメモリに空情報の書き込みを行っている。これ以外にも、例えば、カートリッジ側にカートリッジメモリとともにＣＰＵを設け、空情報の書き込みをカートリッジ側で行うようにしてもよい。この場合、プリンタは、１枚プリントする毎にカートリッジに対してデータを送る。カートリッジＣＰＵは、このデータを受け取ると、カートリッジメモリのプリント枚数を更新する。このカートリッジＣＰＵは、プリント枚数が所定値に達すると、空情報をカートリッジメモリに書き込む。

また、上記例は、プロセスカートリッジであるが、本発明は、トナーだけを収納したトナーカートリッジに対しても利用することができる。本発明は、更にインクジェットプリンタ用のインクを収納したインクカートリッジ，ドットプリンタ用のインクリボンを収納したリボンカートリッジ，サーマルプリンタ用のインクリボンを収納したリボンカートリッジ等にも適用することができる。また、本発明は、プリンタの他に、ファクシミリ，複写機等の画像形成装置にも適用される。

図９は、記憶媒体（ＣＤ，フロッピー（登録商標），ＩＣメモリ，ＭＯ等）に格納された詰め替えカートリッジの検出・使用禁止のプログラムをプリンタにインストールする例を示す。プリンタ８０は、パソコン８１に接続されており、パソコン８１の文字データや画像データがプリンタ本体８０に送られて記録紙にプリントされる。

図６〜図８に示すような詰め替えカートリッジの検出・使用禁止機能がプリンタ本体８０に与えられていない場合には、トナーを詰め替えたカートリッジの使用を阻止することができない。このようなプリンタ本体８０に対しては、詰め替えカートリッジの検出・使用禁止のプログラムをインストールすることが必要である。

記憶媒体であるＣＤ８２には、例えば、図７に示すフローチャートを実行するプログラムが記憶されている。このＣＤ８２は、パソコン８１のＣＤドライブ（図示せず）にセットされる。パソコン８１は、ＣＤ８２に記憶されたプログラムを読み出し、プリンタ本体８０のハードディスク８３に書き込む。

プリンタ本体８０のＣＰＵ８４は、ハードディスク８３に書き込まれたプログラムを実行することで、前述したようにトナーを詰め替えたカートリッジを検出し、そして警告及び使用禁止をする。

入力装置８５は、スキャナー，デジタルカメラ等からの画像データや文字データを入力するためのものである。ＲＯＭ８６は、プリント部８７のプリント動作を制御するためのプログラムや、画像処理するためのプログラム等が格納されている。また、ＲＡＭ８８には、データを一時的に記憶するために使われる。

なお、ＣＤ８２をプリンタ本体８０に直接セットして、必要なプログラムをプリンタ本体８０に書き込んでもよい。更には、ＣＤをプリンタ本体８０にセットしたまま使用し、このＣＤから読み出したプログラムを実行して、トナー詰め替えカートリッジの判定等をしてもよい。

電子写真式プリンタの一例を示す概略図である。上部カートリッジの斜視図である。下部カートリッジの斜視図である。上部カートリッジと下部カートリッジとを組み立てたカートリッジの断面図である。電子写真式プリンタの電気構成を示すブロック図である。カートリッジメモリに空情報を書き込むようにした例を示すフローチャートである。カートリッジメモリにＩＤを記憶し、プリンタメモリに空情報を書き込むようにした例を示すフローチャートである。プリンタ稼動情報として、印字データ累積数を使用した例を示すフローチャートである。詰め替えカートリッジの検出・禁止のプログラムを記憶媒体からプリンタにインストールする例を示すブロック図である。

符号の説明

１０プリンタ
１１プリンタ本体
１２カートリッジ
１３トナー室
１４トナー
３２上部カートリッジ
３３下部カートリッジ
６４プリント枚数カウンタ

Claims

消耗品としてトナーが収納された消耗品収納室，静電潜像を形成するための感光ドラム，前記感光ドラムを帯電させる帯電ローラ，前記帯電ローラにトナーを付着させて前記静電潜像を現像する現像ローラを備えたカートリッジが交換可能に装填され、前記カートリッジ内に収納された消耗品によって記録紙にプリントを行う画像形成装置において、
装填されている前記カートリッジ内のカートリッジメモリから前記カートリッジの識別情報を読み出す情報読出手段と、
読み出された識別情報を、装置本体に設けられた装置本体メモリに書き込むとともに、前記カートリッジが使用済みであることを表す使用済み情報として、前記消耗品を使い切ったことを表す空情報又は前記カートリッジが前記装置本体から取り出されたことを表す取り出し情報の少なくとも一方を、前記識別情報に関連付けて、前記装置本体メモリに書き込む情報書き込み手段と、
前記カートリッジメモリから読み出した識別情報と、既に装置本体メモリ内に書き込み済みの識別情報とを照合するＩＤ照合手段と、
前記ＩＤ照合手段によって、前記装置本体メモリ内に同じ識別情報が見つかった場合には、さらに、その識別情報に関連付けられた前記使用済み情報の有無を調べて、前記使用済み情報が有る場合には、前記識別情報を持つカートリッジが、消耗品が不適正に詰め替えられた不適正カートリッジであると判定し、前記使用済み情報が無い場合には、適正なカートリッジであると判定する判定手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
前記判定手段が不適正カートリッジであると判定した場合に、その旨を警告する警告手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記判定手段が不適正カートリッジであると判定した場合に、当該不適正なカートリッジによるプリント動作を禁止する禁止手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
前記判定手段が適正なカートリッジであると判定した場合には、プリント動作を許容することを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の画像形成装置。
前記カートリッジが装置本体に装填されたことを検知するカートリッジ検知手段が設けられており、前記判定手段による前記カートリッジの適否の判定は、前記カートリッジが前記装置本体に装填されたときに行われることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の画像形成装置。
前記判定手段による前記カートリッジの適否の判定は、前記装置本体の電源がオンされたときに行われることを特徴とする請求項１〜５いずれか記載の画像形成装置。
消耗品としてトナーが収納された消耗品収納室，静電潜像を形成するための感光ドラム，前記感光ドラムを帯電させる帯電ローラ，前記帯電ローラにトナーを付着させて前記静電潜像を現像する現像ローラを備えたカートリッジが交換可能に装填され、前記カートリッジ内に収納された消耗品によって記録紙にプリントを行う画像形成装置において、
装填されている前記カートリッジ内のカートリッジメモリから前記カートリッジの識別情報を読み出す情報読出手段と、
読み出された識別情報を、装置本体に設けられた装置本体メモリに書き込む第１の情報書き込み手段と、
前記カートリッジメモリから読み出した識別情報と、既に装置本体メモリ内に書き込み済みの識別情報とを照合するＩＤ照合手段と、
前記消耗品の推定使用量に基づいて、前記カートリッジの使用済み判定を行い、使用済みと判定した場合には、使用済みであることを表す使用済み情報として、前記消耗品を使い切ったことを表す空情報又は前記カートリッジが前記装置本体から取り出されたことを表す取り出し情報の少なくとも一方を、前記カートリッジメモリに書き込む第２の情報書き込み手段と、
前記ＩＤ照合手段によって、前記装置本体メモリ内に同じ識別情報が見つかった場合には、前記カートリッジメモリ内の前記使用済み情報を調べて、前記使用済み情報が有る場合には、当該識別情報を持つカートリッジが前記不適正カートリッジであると判定し、前記使用済み情報が無い場合には、適正なカートリッジであると判定する判定手段とを備えていることを特徴とする画像形成装置。
前記判定手段が不適正カートリッジであると判定した場合に、その旨を警告する警告手段を設けたことを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
前記判定手段が不適正カートリッジであると判定した場合に、当該不適正なカートリッジによるプリント動作を禁止する禁止手段を設けたことを特徴とする請求項７又は８記載の画像形成装置。
前記判定手段が適正なカートリッジであると判定した場合には、プリント動作を許容することを特徴とする請求項７〜９いずれか記載の画像形成装置。
前記カートリッジが装置本体に装填されたことを検知するカートリッジ検知手段が設けられており、前記判定手段による前記カートリッジの適否の判定は、前記カートリッジが前記装置本体に装填されたときに行われることを特徴とする請求項７〜１０いずれか記載の画像形成装置。
前記判定手段による前記カートリッジの適否の判定は、前記装置本体の電源をオンしたときに行われることを特徴とする請求項７〜１１いずれか記載の画像形成装置。
消耗品が収納されたカートリッジが交換可能に装填され、前記カートリッジ内に収納された消耗品によって記録紙にプリントを行う画像形成装置において、
装填されている前記カートリッジ内のカートリッジメモリから前記カートリッジの識別情報を読み出す情報読出手段と、
読み出された識別情報を、装置本体に設けられた装置本体メモリに書き込むとともに、前記カートリッジが使用済みであることを表す使用済み情報として、前記消耗品を使い切ったことを表す空情報又は前記カートリッジが前記装置本体から取り出されたことを表す取り出し情報の少なくとも一方を、前記識別情報に関連付けて、前記装置本体メモリに書き込む情報書き込み手段と、
前記カートリッジメモリから読み出した識別情報と、既に装置本体メモリ内に書き込み済みの識別情報とを照合するＩＤ照合手段と、
前記ＩＤ照合手段によって、前記装置本体メモリ内に同じ識別情報が見つかった場合には、さらに、その識別情報に関連付けられた前記使用済み情報の有無を調べて、前記使用済み情報が有る場合には、前記識別情報を持つカートリッジが、消耗品が不適正に詰め替えられた不適正カートリッジであると判定し、前記使用済み情報が無い場合には、適正なカートリッジであると判定する判定手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
前記判定手段が不適正カートリッジであると判定した場合に、その旨を警告する警告手段を設けたことを特徴とする請求項１３記載の画像形成装置。
前記判定手段が不適正カートリッジであると判定した場合に、当該不適正なカートリッジによるプリント動作を禁止する禁止手段を設けたことを特徴とする請求項１３又は１４記載の画像形成装置。
前記判定手段が適正なカートリッジであると判定した場合には、プリント動作を許容することを特徴とする請求項１３〜１５いずれか記載の画像形成装置。
前記カートリッジが装置本体に装填されたことを検知するカートリッジ検知手段が設けられており、前記判定手段による前記カートリッジの適否の判定は、前記カートリッジが前記装置本体に装填されたときに行われることを特徴とする請求項１３〜１６いずれか記載の画像形成装置。
前記判定手段による前記カートリッジの適否の判定は、前記装置本体の電源がオンされたときに行われることを特徴とする請求項１３〜１７いずれか記載の画像形成装置。
消耗品が収納されたカートリッジが交換可能に装填され、前記カートリッジ内に収納された消耗品によって記録紙にプリントを行う画像形成装置において、
装填されている前記カートリッジ内のカートリッジメモリから前記カートリッジの識別情報を読み出す情報読出手段と、
読み出された識別情報を、装置本体に設けられた装置本体メモリに書き込む第１の情報書き込み手段と、
前記カートリッジメモリから読み出した識別情報と、既に装置本体メモリ内に書き込み済みの識別情報とを照合するＩＤ照合手段と、
前記消耗品の推定使用量に基づいて、前記カートリッジの使用済み判定を行い、使用済みと判定した場合には、使用済みであることを表す使用済み情報として、前記消耗品を使い切ったことを表す空情報又は前記カートリッジが前記装置本体から取り出されたことを表す取り出し情報の少なくとも一方を、前記カートリッジメモリに書き込む第２の情報書き込み手段と、
前記ＩＤ照合手段によって、前記装置本体メモリ内に同じ識別情報が見つかった場合には、前記カートリッジメモリ内の前記使用済み情報を調べて、前記使用済み情報が有る場合には、当該識別情報を持つカートリッジが前記不適正カートリッジであると判定し、前記使用済み情報が無い場合には、適正なカートリッジであると判定する判定手段とを備えていることを特徴とする画像形成装置。
前記判定手段が不適正カートリッジであると判定した場合に、その旨を警告する警告手段を設けたことを特徴とする請求項１９記載の画像形成装置。
前記判定手段が不適正カートリッジであると判定した場合に、当該不適正なカートリッジによるプリント動作を禁止する禁止手段を設けたことを特徴とする請求項１９又は２０記載の画像形成装置。
前記判定手段が適正なカートリッジであると判定した場合には、プリント動作を許容することを特徴とする請求項１９〜２１いずれか記載の画像形成装置。
前記カートリッジが装置本体に装填されたことを検知するカートリッジ検知手段が設けられており、前記判定手段による前記カートリッジの適否の判定は、前記カートリッジが前記装置本体に装填されたときに行われることを特徴とする請求項１９〜２２いずれか記載の画像形成装置。
前記判定手段による前記カートリッジの適否の判定は、前記装置本体の電源をオンしたときに行われることを特徴とする請求項１９〜２３いずれか記載の画像形成装置。