JP4022076B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式に基づく画像形成装置では、トナーが消耗品であるため、所定期間あるいは所定枚数画像形成が行われた時点でトナー交換をする必要がある。このトナー交換に際し、機種の異なる装置用のトナーや、純正品ではない海賊版のトナーを用いたり、場合によっては廃トナーを再使用したりする等、不適合トナーを用いることがある。このため、異種トナーが混入することで、画像形成に際して画像異常が発生したり、装置が故障したりするトラブルが生じることがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、不適合トナーの使用を未然に防止することが可能な画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成装置においては上記目的を達成するため、現像器を有し、記録媒体に未定着像を形成する像形成部と、前記未定着像を前記記録媒体に定着する定着部とを備えた画像形成装置であって、前記現像器は円筒形状のトナーカートリッジを着脱自在に保持可能なものであり、かつ、該トナーカートリッジは前記現像器に装着後、円筒軸周りに所定角度回転させた後に使用状態となるものであり、さらに、前記トナーカートリッジはそれ自体に関する情報が記録される記録手段を有し、前記画像形成装置は、前記画像形成装置本体側に設けられ、前記記録手段と前記装置本体側との間で前記トナーカートリッジに関する情報を交換して前記記録手段から情報を読み取り及び／又は書き込みする情報交換手段と、該情報交換手段が読み取った前記記録手段の情報を判断する判断手段とを備え、前記像形成部は、前記判断手段の判断に基づいて像形成するものであり、前記情報交換手段は、前記トナーカートリッジが装着された後、円筒軸周りに所定角度回転されて使用状態となった場合において前記記録手段と情報交換可能なように設けられ、かつ、前記情報交換手段及び前記判断手段が前記トナーカートリッジが使用状態にあるか否かを検出するセンサを兼ねる構成としたのである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像形成装置及び画像形成方法に係る電子写真プリンタの一実施形態を図に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
電子写真プリンタ１は、図１に示すように、ハウジング１ａ内の感光ドラム２の回りに主帯電器３、ＬＥＤプリントヘッド４、現像ユニット５、転写帯電器６、分離帯電器７、クリーニング前帯電器８、キャリア回収ユニット９、クリーニングユニット１０及び除電ランプ１１が配置され、記録媒体ＭRCが搬送される搬送経路の感光ドラム２下流側に定着ユニット２０が配置されている。また、電子写真プリンタ１は、搬送経路の感光ドラム２上流側にガイド板１３とトラクタ１４が、搬送経路の定着ユニット２０と対向する位置に搬送ユニット１５が、それぞれ設けられている。更に電子写真プリンタ１は、後述する情報交換手段３３がＩＤタグ５１から読み取った情報を判断する判断手段３１を有している。そして、電子写真プリンタ１は、図２に示すように、像形成に関与する像形成部ＰIFに２４Ｖの動作電圧が、判断手段３１及び情報交換手段３３を含む制御部Ｐcrに５Ｖの動作電圧が、それぞれ電源４０から印加される。このとき、電源４０と像形成部ＰIFとの間を接続するメインパワーライン４１には、図２に示すように、スイッチ４２が設けられている。スイッチ４２は、通常は閉じており、電子写真プリンタ１の図示しないパネルドアを開いた場合等に図示のように開き、像形成部ＰIFの電気的作動を停止させる。
【００２２】
ここで、判断手段３１は、図１に示すように、電子写真プリンタ１のハウジング１ａ内に設けられる中央処理ユニット（ＣＰＵ）で、後述するリーダ／ライタ３４と接続されている。
【００２３】
また、像形成部ＰIFには、感光ドラム２、主帯電器３、ＬＥＤプリントヘッド４、現像ユニット５、クリーニング前帯電器８、キャリア回収ユニット９、クリーニングユニット１０及び除電ランプ１１が含まれる。
【００２４】
一方、情報交換手段３３は、後述する現像ユニット５もしくはその周辺に設けられ（図１参照）、図３に示すように、リーダ／ライタ３４とアンテナ３５を有している。現像ユニット５自体が定期的に交換されるような部品である場合は、情報交換手段３３は、現像ユニット５自体に設けるよりも、電子写真プリンタ１の本体側、即ち、後述する現像ユニット５のトナーカートリッジ５ｂ挿入方向奥部側の側板１ｄに設けることが好ましい。
【００２５】
リーダ／ライタ３４は、現像ユニット５のトナーカートリッジ５ｂに設けられる後述するＩＤタグ５１に記録されたトナーカートリッジ５ｂ自体に関する情報を読み取ったり、書き込んだりする。アンテナ３５は、判断手段３１からの指令に基づいてＩＤタグ５１との間で電波の双方向通信により情報交換を実行する。これにより、リーダ／ライタ３４が、トナーカートリッジ５ｂ自体に関する情報をＩＤタグ５１から読み取ったり、書き込んだりする。また、リーダ／ライタ３４は、トナーカートリッジ５ｂの装着時に、ＩＤタグ５１との間で情報交換することにより、トナーカートリッジ５ｂの装着状態を検出することも可能である。
【００２６】
更に、電子写真プリンタ１では、記録媒体ＭRCは連続紙が使用されるが、カット紙も使用できる。記録媒体ＭRCは、図示のように、ハウジング１ａ右側の導入口１ｂから導入され、左側の排出口１ｃから排出される。
【００２７】
感光ドラム２は、円筒形のドラムの表面に光電材料からなる感光層が形成され、ＬＥＤプリントヘッド４から照射される光によって静電潜像が表面に形成される。
【００２８】
主帯電器３によって感光ドラム２の表面を一様に帯電し、ＬＥＤプリントヘッド４からの光ビームによって感光ドラム２の表面を露光し、記録情報に対応した静電潜像を形成する。
【００２９】
現像ユニット５は、感光ドラム２と対向配置され、ハウジング５ａ内下部に現像ロール５ｃと、トナーにキャリアを適宜の混合比で混合した２成分現像剤（図示せず）が収納されている。現像ロール５ｃは、前記２成分現像剤を感光ドラム２上に担持して搬送しつつ、前記静電潜像を現像する回転自在なスリーブ（非磁性の金属管）からなるローラで、内部に回転自在な磁石５ｄを有している。磁石５ｄは、軸方向に長い永久磁石で複数の極が周方向に配置されている。
【００３０】
ハウジング５ａは、図４に示すように、トナーカートリッジ５ｂが着脱自在に挿着される挿着部５ｅを有し、トナーカートリッジ５ｂの挿入方向奥部側には阻止部材５ｆが設けられている。阻止部材５ｆは、図５（ａ）に示すように、電磁ソレノイド等のアクチュエータ５ｇによって駆動され、トナー交換のためにトナーカートリッジ５ｂが挿着部５ｅから引き抜かれたときに挿着部５ｅ内へ突出する。また、ハウジング５ａは、挿着部５ｅの下部に、トナー残量を検出し、トナー残量に関する信号を判断手段３１へ出力する図示しない残量センサが設けられている。一方、トナーカートリッジ５ｂには、補給トナーが収容され、図示しない補給機構によって適宜補給トナーを前記現像剤に供給し、トナーとキャリアの混合比を所期の範囲に維持している。また、トナーカートリッジ５ｂは、図３及び図４に示すように、ＩＤタグ５１が設けられている。
【００３１】
ＩＤタグ５１は、トナーカートリッジ５ｂ自体に関する情報がリーダ／ライタ３４によって非接触で記録される不揮発性メモリ等の情報記憶媒体を備えた記録手段で、前記情報がリーダ／ライタ３４を介して非接触で読み取られたり、書き込まれて記録される。これにより、トナーカートリッジ５ｂは、ＩＤタグ５１に記録された前記情報に基づいて特定，識別される。
【００３２】
このとき、記録される情報としては、大きく分けて以下の３種類の情報がある。(1)海賊版トナーの使用を抑制するための情報、例えば、トナーに関する製造日時，製造ロット番号，使用期限，製造メーカ，仕向先，使用済みか否か，トナーカートリッジ５ｂを挿着した日時，プリンタ本体に固有のコード等がある。(2)トナーカートリッジ５ｂの特定自体が正常か否かをチェックするための情報、例えば、チェックディジットやチェックサム等がある。(3)付加価値的な使用方法に関する情報、例えば、電子写真プリンタ１で用いるトナーに適合させて画像形成条件を最適な条件に設定するための現像・転写・定着条件等がある。
【００３３】
一方、記録手段としては、ＩＤタグ５１の他に、一次元・二次元コードを含むバーコード、光学文字認識（OCR: Optical Character Recognition）あるいは磁気コードがある。また、記録手段としては、トナーカートリッジ５ｂに所定の電気抵抗値を与え、トナーカートリッジ５ｂを挿着部５ｅに挿着すると、図６に示すように、電子写真プリンタ１の本体Ｂ側とトナーカートリッジ５ｂとの間に電気回路Ｃerが形成され、電気回路Ｃerには、電源４０と電流計等の検出器Ｄcを設けた構成とし、検出器Ｄcによって検出される電流値によってトナーカートリッジ５ｂを特定，識別してもよい。
【００３４】
転写帯電器６は、トナーの帯電極性とは逆極性の放電を行い、感光ドラム２上に現像された未定着のトナー像を記録媒体ＭRCに転写する。
【００３５】
分離帯電器７は、記録媒体ＭRCを感光ドラム２から電気的に分離させる帯電器で、交番電圧が印加されるコロトロン帯電器が使用される。さらに、感光ドラム２外周の分離帯電器７とクリーニング前帯電器８との間には、記録媒体ＭRCの先頭を感光ドラム２から機械的に分離させる分離爪１２が設けられている。
【００３６】
クリーニング前帯電器８は、記録媒体ＭRCに転写されずに感光ドラム２の表面に残留したトナーや、僅かに存在するキャリア，現像剤への添加剤，紙粉等を後述するクリーニングユニット１０におけるブラシローラ１０ｂのバイアス電圧と逆極性に帯電させ、ブラシローラ１０ｂで除去し易くする。
【００３７】
キャリア回収ユニット９は、ハウジング内に回収ローラ９ａとブレードを収納したもので、ブレードは回収ローラ９ａが回収したキャリアを回収ローラの表面から掻き落とす。
【００３８】
クリーニングユニット１０は、ハウジング１０ａ内にブラシローラ１０ｂと回収ローラ１０ｃが設けられている。ブラシローラ１０ｂは、感光ドラム２の表面から残留したトナーをブラシで掻き取ってクリーニングする。回収ローラ１０ｃは、バイアス電圧が印加され、ブラシローラ１０ｂが回収したトナーを静電的に回収する。回収されたトナーは、図示しないブレードによって回収ローラ１０ｃから掻き落とされる。
【００３９】
除電ランプ１１は、基板上にＬＥＤチップを適宜の間隔で複数個配列した構成を有し、光照射によって感光ドラム２の表面から残留電荷を除去する。
【００４０】
搬送ユニット１５は、鋼板（すなわち強磁性素材）製の筐体１５ｃに支持された２本の搬送ローラ１５ａ間に搬送ベルト１５ｂを掛け渡して構成されている。電子写真プリンタ１は、図１に示すように、記録媒体が搬送される搬送経路が、搬送ユニット１５の前後で略直線で、略水平となるように構成され、記録媒体ＭRCは１対のスカフローラ１６によって搬送のための張力が付与されている。但し、搬送ユニット１５は、中間に補助ローラ１５ｄが僅かに上方へ偏倚させて配置されている。
【００４１】
定着ユニット２０は、ハウジング２０ａ内に輻射熱源となる２本のフラッシュランプ２１、反射板２２、反射板２２を冷却する放熱フィン２３が設けられ、搬送ユニット１５に対向するハウジング２０ａの前面には保護ガラス２４が配置されている。また、定着ユニット２０は、記録媒体ＭRCの搬入側、かつ、印字面側に、記録媒体ＭRCから見て保護ガラス２４の表面と略等距離の位置に磁石２５が配置され、記録媒体ＭRCの搬送方向に見て磁石２５の下流側に、空気を吸引する吸引ダクト２６が設けられている。
【００４２】
反射板２２は、内面が高い反射率を有するアルミニウム等の金属を板金加工して成形されている。但し、反射板２２は、金属であると板金加工のため形状の自由度が低く任意の形状に成形することができないうえ重くなる。このため、反射板２２は、金属蒸着したポリイミド等の耐熱性樹脂で成形してもよい。例えば、厚0.１〜0.５ｍｍ程度の厚さを有するポリイミドフィルムを真空成形によって所望の反射板形状に一体成形し、アルミニウム，銀，金等の金属を内面に蒸着して製造する。
【００４３】
磁石２５は、飛散トナーを捕捉して保護ガラス２４に付着するトナーを低減することで、保護ガラス２４の汚れ低減を目的に設ける永久磁石である。このとき、搬送ユニット１５は、筐体１５ｃが前記のように強磁性素材からなる。このため、磁石２５は、磁力線が記録媒体ＭRCを横切るかたちとなるので、より効果的に飛散トナーを捕捉することができる。従って、磁石２５は、上記目的からは、保護ガラス２４の表面よりも記録媒体ＭRC側に設けてもよい。
【００４４】
吸引ダクト２６は、図１においてハウジング１ａの紙面表裏方向に配置され、搬送ユニット１５側に開口を有し、図示しない脱臭・脱煙用のフィルタ及びブロワ等の吸引手段を介してハウジング１ａ外部と連通している。吸引ダクト２６は、このようにして定着ユニット２０周りの空気を吸引し、脱臭・脱煙用のフィルタを介してハウジング１ａの外部へ排出することで、主として定着ユニット２０における未定着トナー像の定着によって発生するトナー成分の不快な臭気や煙を除去する。
【００４５】
また、電子写真プリンタ１は、ハウジング１ａの一対の側板１ｄ間にステー１ｅ，１ｆが配置され、ステー１ｅ，１ｆとハウジング１ａとの間に遮蔽板１ｇ，１ｈが設けられている。
【００４６】
遮蔽板１ｇ，１ｈは、像形成部ＰIFと定着ユニット２０との間における気流を遮蔽する目的で設けるものである。但し、電子写真プリンタ１では、図１からも明らかなように、この気流は、主に像形成部ＰIFの上側を流れることから、少なくとも遮蔽板１ｇが設けてあれば良い。以上のように、電子写真プリンタ１では、像形成部ＰIFが一対の側板１ｄ、ステー１ｅ，１ｆ、遮蔽板１ｇ，１ｈ及び記録媒体ＭRCを搬送する搬送経路で形成される略閉空間内に配置されていることになる。
【００４７】
そして、電子写真プリンタ１は、図示のように、像形成部ＰIFと定着ユニット２０との中間部、即ち、ステー１ｅ上部と定着ユニット２０上部との間にファン１７が設けられている。
【００４８】
ファン１７は、図１において記録媒体ＭRC上面の像形成面に向かって気流を吹き付け、記録媒体ＭRCに沿って像形成部ＰIF及び定着ユニット２０の少なくとも一方へ向かう気流を発生させる。このとき、図１に示すように、ファン１７へは排出口１ｃを通って電子写真プリンタ１の外気が導入される。また、ハウジング１ａに、別途ファン１７へ外気を導く開口やダクト等を設けてもよい。
【００４９】
電子写真プリンタ１は以上のように構成され、以下に述べる画像形成方法により記録媒体ＭRCに未定着トナー像を定着して所望のプリントを行う。
【００５０】
先ず、クリーニングユニット１０で表面が清掃され、矢印方向に一定の速度で回転する感光ドラム２は、除電ランプ１１で表面の残留電荷が除去され、主帯電器３で一様に帯電される。
【００５１】
次に、ＬＥＤプリントヘッド４が、感光ドラム２に光ビームを照射し、記録情報に対応した静電潜像を感光ドラム２の表面に形成する。この静電潜像は感光ドラム２の回転により、現像ユニット５で現像され、未定着トナー像（可視像）となる。
【００５２】
そして、感光ドラム２上に現像された未定着トナー像は、矢印で示した搬送経路に沿って搬送されてくる記録媒体ＭRC上に転写帯電器６で転写される。未定着トナー像が転写された記録媒体ＭRCは、分離帯電器７で感光ドラム２から離され、搬送ユニット１５によって定着ユニット２０へ搬送される。
【００５３】
定着ユニット２０では、フラッシュランプ２１が発光し、発生した熱により未定着トナー像が溶融し記録媒体ＭRC上に定着される。
【００５４】
電子写真プリンタ１においては、上記のようにして、記録情報に対応した画像が記録媒体ＭRC上に形成され、クリーニング前帯電器８での帯電、キャリア回収ユニット９でのキャリア回収、クリーニングユニット１０での感光ドラム２の表面クリーニングの後、除電ランプ１１によって感光ドラム２の残留潜像が消去されて、引き続く次の画像形成に供される。
【００５５】
このとき、電子写真プリンタ１においては、以下のようにして不適合トナーの使用が未然に防止される。
【００５６】
先ず、電子写真プリンタ１は、図２に示すように、電源４０と像形成部ＰIFとの間を接続するメインパワーライン４１に、通常は閉じており、図示しないパネルドアを開いた場合等に像形成部ＰIFの電気的作動を停止させるスイッチ４２が設けられている。このため、通常の状態では、電子写真プリンタ１は、スイッチ４２が閉じ、像形成に関与する像形成部ＰIFに２４Ｖの動作電圧が、判断手段３１及び情報交換手段３３を含む制御部Ｐcrに５Ｖの動作電圧が、それぞれ電源４０から印加されている。
【００５７】
これに対し、トナー補給のために図示しないパネルドアを開いた場合等には、電子写真プリンタ１は、図２に示すようにスイッチ４２が開く。このため、電子写真プリンタ１は、像形成に関与する像形成部ＰIFへの動作電圧の供給が遮断されるが、判断手段３１及び情報交換手段３３を含む制御部Ｐcrに５Ｖの動作電圧の供給は継続される。このため、判断手段３１及び情報交換手段３３が作動しているので、例えば、不適合なトナーカートリッジを現像ユニット５に挿着しようとしたときには、情報交換手段３３がその情報をキャッチすることができるので、種々の態様によって不適合なトナーカートリッジの挿着に対処することができる。
【００５８】
例えば、ＩＤタグ５１と情報交換するリーダ／ライタ３４が読み込んだ情報に基づいて、判断手段３１が、挿着されようとしているトナーカートリッジが不適合であると判断したときには、前記のように阻止部材５ｆが図５（ａ）に示すように挿着部５ｅ内へ突出し、不適合なトナーカートリッジの挿着を阻止する。この場合、不適合なトナーカートリッジ５ｂの挿着を阻止する阻止部材５ｆに代えて、トナーカートリッジを挿着できても、トナー供給口を下側に向け、トナーを供給できる状態にトナーカートリッジを回転させて使用可能状態とすることを阻止する阻止部材としてもよい。かかる阻止部材は、不適合なトナーカートリッジのトナーがハウジング５ａ内の正常なトナーに混入しないよう構成されておればよい。
【００５９】
一方、判断手段３１が、挿着されようとしているトナーカートリッジが適合であると判断したときには、アクチュエータ５ｇが作動して、阻止部材５ｆが図５（ｂ）に示すように挿着部５ｅから後退し、阻止部材５ｆによる阻止が解放される。
【００６０】
また、判断手段３１は、像形成部ＰIFが作動を開始する前にリーダ／ライタ３４が読み込んだＩＤタグ５１の情報を判断してもよい。このようにすると、現像ユニット５に不適合なトナーカートリッジ５ｂが挿着されたとしても、像形成部ＰIFの作動を停止することにより、不適合トナーの使用を未然に防止することができる。例えば、リーダ／ライタ３４が、図８に示すように、トナーカートリッジ５ｂが挿着された後、回転されて使用状態となった場合において情報交換可能なように設けられ、像形成部ＰIFが作動を開始する前にリーダ／ライタ３４が読み込んだＩＤタグ５１の情報を判断手段３１が判断するとともに、トナーカートリッジ５ｂが正常な使用可能位置に挿着されているかどうかを検出することができる。
【００６１】
また、リーダ／ライタ３４は、前記プロセスを経て適正なトナーカートリッジ５ｂが現像ユニット５に挿着されたときに、判断手段３１からの指令に基づいてＩＤタグ５１の情報を新たなものに書き換える。
【００６２】
更に、リーダ／ライタ３４は、現像ユニット５の前記残量センサから判断手段３１へ出力されたトナー残量に関する信号に基づき、判断手段３１から入力される信号に基づいてトナーが所定量まで減少したことをＩＤタグ５１の新たな情報として書き換える。
【００６３】
電子写真プリンタ１においては、上記いずれかの対策あるいはこれらの対策を適宜組み合わせることにより、不適合トナーの使用を未然に防止している。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、不適合トナーの使用を未然に防止することが可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置及び画像形成方法に係る一実施形態を示すもので、画像形成方法を適用した電子写真プリンタの概略構成を示す断面正面図である。
【図２】図１に示す電子写真プリンタの電源回路図である。
【図３】図１に示す電子写真プリンタの記憶手段と判断手段及び情報交換手段を含む制御部との関係を示すブロック図である。
【図４】現像ユニットへトナーカートリッジを挿着する状態を示す斜視図である。
【図５】現像ユニットへのトナーカートリッジの挿着を阻止する阻止部材と、阻止を解放する状態を示す要部拡大図である。
【図６】記録手段の他の態様を示す概略図である。
【図７】現像ユニットへトナーカートリッジが挿着された回転前の状態を示す要部拡大図である。
【図８】現像ユニットへトナーカートリッジが挿着された後、回転して使用状態となった場合を示す要部拡大図である。
【符号の説明】
１ 電子写真プリンタ
１ｄ 側板
１ｅ，１ｆ ステー
１ｇ，１ｈ 遮蔽板
２ 感光ドラム
３ 主帯電器
４ ＬＥＤプリントヘッド
５ 現像ユニット
５ｃ 現像ロール
５ｄ 磁石
６ 転写帯電器
７ 分離帯電器
８ クリーニング前帯電器
９ キャリア回収ユニット
１０ クリーニングユニット
１０ｂ ブラシローラ
１１ 除電ランプ
１２ 分離爪
１３ ガイド板
１４ トラクタ
１５ 搬送ユニット
１６ スカッフローラ
１７ ファン
２０ 定着ユニット
２１ フラッシュランプ
２２ 反射板
２３ 放熱フィン
２４ 保護ガラス
２５ 磁石
２６ 吸引ダクト
３１ 判断手段
３３ 情報交換手段
３４ リーダ／ライタ
３５ アンテナ
４０ 電源
４１ メインパワーライン
４２ スイッチ
５１ ＩＤタグ
Ｂ 本体（電子写真プリンタの）
Ｃer 電気回路
Ｄc 検出器
ＭRC 記録媒体
Ｐcr 制御部
ＰIF 像形成部
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式に基づく画像形成装置では、トナーが消耗品であるため、所定期間あるいは所定枚数画像形成が行われた時点でトナー交換をする必要がある。このトナー交換に際し、機種の異なる装置用のトナーや、純正品ではない海賊版のトナーを用いたり、場合によっては廃トナーを再使用したりする等、不適合トナーを用いることがある。このため、異種トナーが混入することで、画像形成に際して画像異常が発生したり、装置が故障したりするトラブルが生じることがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、不適合トナーの使用を未然に防止することが可能な画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成装置においては上記目的を達成するため、現像器を有し、記録媒体に未定着像を形成する像形成部と、前記未定着像を前記記録媒体に定着する定着部とを備えた画像形成装置であって、前記現像器は円筒形状のトナーカートリッジを着脱自在に保持可能なものであり、かつ、該トナーカートリッジは前記現像器に装着後、円筒軸周りに所定角度回転させた後に使用状態となるものであり、さらに、前記トナーカートリッジはそれ自体に関する情報が記録される記録手段を有し、前記画像形成装置は、前記画像形成装置本体側に設けられ、前記記録手段と前記装置本体側との間で前記トナーカートリッジに関する情報を交換して前記記録手段から情報を読み取り及び／又は書き込みする情報交換手段と、該情報交換手段が読み取った前記記録手段の情報を判断する判断手段とを備え、前記像形成部は、前記判断手段の判断に基づいて像形成するものであり、前記情報交換手段は、前記トナーカートリッジが装着された後、円筒軸周りに所定角度回転されて使用状態となった場合において前記記録手段と情報交換可能なように設けられ、かつ、前記情報交換手段及び前記判断手段が前記トナーカートリッジが使用状態にあるか否かを検出するセンサを兼ねる構成としたのである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像形成装置及び画像形成方法に係る電子写真プリンタの一実施形態を図に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
電子写真プリンタ１は、図１に示すように、ハウジング１ａ内の感光ドラム２の回りに主帯電器３、ＬＥＤプリントヘッド４、現像ユニット５、転写帯電器６、分離帯電器７、クリーニング前帯電器８、キャリア回収ユニット９、クリーニングユニット１０及び除電ランプ１１が配置され、記録媒体ＭRCが搬送される搬送経路の感光ドラム２下流側に定着ユニット２０が配置されている。また、電子写真プリンタ１は、搬送経路の感光ドラム２上流側にガイド板１３とトラクタ１４が、搬送経路の定着ユニット２０と対向する位置に搬送ユニット１５が、それぞれ設けられている。更に電子写真プリンタ１は、後述する情報交換手段３３がＩＤタグ５１から読み取った情報を判断する判断手段３１を有している。そして、電子写真プリンタ１は、図２に示すように、像形成に関与する像形成部ＰIFに２４Ｖの動作電圧が、判断手段３１及び情報交換手段３３を含む制御部Ｐcrに５Ｖの動作電圧が、それぞれ電源４０から印加される。このとき、電源４０と像形成部ＰIFとの間を接続するメインパワーライン４１には、図２に示すように、スイッチ４２が設けられている。スイッチ４２は、通常は閉じており、電子写真プリンタ１の図示しないパネルドアを開いた場合等に図示のように開き、像形成部ＰIFの電気的作動を停止させる。
【００２２】
ここで、判断手段３１は、図１に示すように、電子写真プリンタ１のハウジング１ａ内に設けられる中央処理ユニット（ＣＰＵ）で、後述するリーダ／ライタ３４と接続されている。
【００２３】
また、像形成部ＰIFには、感光ドラム２、主帯電器３、ＬＥＤプリントヘッド４、現像ユニット５、クリーニング前帯電器８、キャリア回収ユニット９、クリーニングユニット１０及び除電ランプ１１が含まれる。
【００２４】
一方、情報交換手段３３は、後述する現像ユニット５もしくはその周辺に設けられ（図１参照）、図３に示すように、リーダ／ライタ３４とアンテナ３５を有している。現像ユニット５自体が定期的に交換されるような部品である場合は、情報交換手段３３は、現像ユニット５自体に設けるよりも、電子写真プリンタ１の本体側、即ち、後述する現像ユニット５のトナーカートリッジ５ｂ挿入方向奥部側の側板１ｄに設けることが好ましい。
【００２５】
リーダ／ライタ３４は、現像ユニット５のトナーカートリッジ５ｂに設けられる後述するＩＤタグ５１に記録されたトナーカートリッジ５ｂ自体に関する情報を読み取ったり、書き込んだりする。アンテナ３５は、判断手段３１からの指令に基づいてＩＤタグ５１との間で電波の双方向通信により情報交換を実行する。これにより、リーダ／ライタ３４が、トナーカートリッジ５ｂ自体に関する情報をＩＤタグ５１から読み取ったり、書き込んだりする。また、リーダ／ライタ３４は、トナーカートリッジ５ｂの装着時に、ＩＤタグ５１との間で情報交換することにより、トナーカートリッジ５ｂの装着状態を検出することも可能である。
【００２６】
更に、電子写真プリンタ１では、記録媒体ＭRCは連続紙が使用されるが、カット紙も使用できる。記録媒体ＭRCは、図示のように、ハウジング１ａ右側の導入口１ｂから導入され、左側の排出口１ｃから排出される。
【００２７】
感光ドラム２は、円筒形のドラムの表面に光電材料からなる感光層が形成され、ＬＥＤプリントヘッド４から照射される光によって静電潜像が表面に形成される。
【００２８】
主帯電器３によって感光ドラム２の表面を一様に帯電し、ＬＥＤプリントヘッド４からの光ビームによって感光ドラム２の表面を露光し、記録情報に対応した静電潜像を形成する。
【００２９】
現像ユニット５は、感光ドラム２と対向配置され、ハウジング５ａ内下部に現像ロール５ｃと、トナーにキャリアを適宜の混合比で混合した２成分現像剤（図示せず）が収納されている。現像ロール５ｃは、前記２成分現像剤を感光ドラム２上に担持して搬送しつつ、前記静電潜像を現像する回転自在なスリーブ（非磁性の金属管）からなるローラで、内部に回転自在な磁石５ｄを有している。磁石５ｄは、軸方向に長い永久磁石で複数の極が周方向に配置されている。
【００３０】
ハウジング５ａは、図４に示すように、トナーカートリッジ５ｂが着脱自在に挿着される挿着部５ｅを有し、トナーカートリッジ５ｂの挿入方向奥部側には阻止部材５ｆが設けられている。阻止部材５ｆは、図５（ａ）に示すように、電磁ソレノイド等のアクチュエータ５ｇによって駆動され、トナー交換のためにトナーカートリッジ５ｂが挿着部５ｅから引き抜かれたときに挿着部５ｅ内へ突出する。また、ハウジング５ａは、挿着部５ｅの下部に、トナー残量を検出し、トナー残量に関する信号を判断手段３１へ出力する図示しない残量センサが設けられている。一方、トナーカートリッジ５ｂには、補給トナーが収容され、図示しない補給機構によって適宜補給トナーを前記現像剤に供給し、トナーとキャリアの混合比を所期の範囲に維持している。また、トナーカートリッジ５ｂは、図３及び図４に示すように、ＩＤタグ５１が設けられている。
【００３１】
ＩＤタグ５１は、トナーカートリッジ５ｂ自体に関する情報がリーダ／ライタ３４によって非接触で記録される不揮発性メモリ等の情報記憶媒体を備えた記録手段で、前記情報がリーダ／ライタ３４を介して非接触で読み取られたり、書き込まれて記録される。これにより、トナーカートリッジ５ｂは、ＩＤタグ５１に記録された前記情報に基づいて特定，識別される。
【００３２】
このとき、記録される情報としては、大きく分けて以下の３種類の情報がある。(1)海賊版トナーの使用を抑制するための情報、例えば、トナーに関する製造日時，製造ロット番号，使用期限，製造メーカ，仕向先，使用済みか否か，トナーカートリッジ５ｂを挿着した日時，プリンタ本体に固有のコード等がある。(2)トナーカートリッジ５ｂの特定自体が正常か否かをチェックするための情報、例えば、チェックディジットやチェックサム等がある。(3)付加価値的な使用方法に関する情報、例えば、電子写真プリンタ１で用いるトナーに適合させて画像形成条件を最適な条件に設定するための現像・転写・定着条件等がある。
【００３３】
一方、記録手段としては、ＩＤタグ５１の他に、一次元・二次元コードを含むバーコード、光学文字認識（OCR: Optical Character Recognition）あるいは磁気コードがある。また、記録手段としては、トナーカートリッジ５ｂに所定の電気抵抗値を与え、トナーカートリッジ５ｂを挿着部５ｅに挿着すると、図６に示すように、電子写真プリンタ１の本体Ｂ側とトナーカートリッジ５ｂとの間に電気回路Ｃerが形成され、電気回路Ｃerには、電源４０と電流計等の検出器Ｄcを設けた構成とし、検出器Ｄcによって検出される電流値によってトナーカートリッジ５ｂを特定，識別してもよい。
【００３４】
転写帯電器６は、トナーの帯電極性とは逆極性の放電を行い、感光ドラム２上に現像された未定着のトナー像を記録媒体ＭRCに転写する。
【００３５】
分離帯電器７は、記録媒体ＭRCを感光ドラム２から電気的に分離させる帯電器で、交番電圧が印加されるコロトロン帯電器が使用される。さらに、感光ドラム２外周の分離帯電器７とクリーニング前帯電器８との間には、記録媒体ＭRCの先頭を感光ドラム２から機械的に分離させる分離爪１２が設けられている。
【００３６】
クリーニング前帯電器８は、記録媒体ＭRCに転写されずに感光ドラム２の表面に残留したトナーや、僅かに存在するキャリア，現像剤への添加剤，紙粉等を後述するクリーニングユニット１０におけるブラシローラ１０ｂのバイアス電圧と逆極性に帯電させ、ブラシローラ１０ｂで除去し易くする。
【００３７】
キャリア回収ユニット９は、ハウジング内に回収ローラ９ａとブレードを収納したもので、ブレードは回収ローラ９ａが回収したキャリアを回収ローラの表面から掻き落とす。
【００３８】
クリーニングユニット１０は、ハウジング１０ａ内にブラシローラ１０ｂと回収ローラ１０ｃが設けられている。ブラシローラ１０ｂは、感光ドラム２の表面から残留したトナーをブラシで掻き取ってクリーニングする。回収ローラ１０ｃは、バイアス電圧が印加され、ブラシローラ１０ｂが回収したトナーを静電的に回収する。回収されたトナーは、図示しないブレードによって回収ローラ１０ｃから掻き落とされる。
【００３９】
除電ランプ１１は、基板上にＬＥＤチップを適宜の間隔で複数個配列した構成を有し、光照射によって感光ドラム２の表面から残留電荷を除去する。
【００４０】
搬送ユニット１５は、鋼板（すなわち強磁性素材）製の筐体１５ｃに支持された２本の搬送ローラ１５ａ間に搬送ベルト１５ｂを掛け渡して構成されている。電子写真プリンタ１は、図１に示すように、記録媒体が搬送される搬送経路が、搬送ユニット１５の前後で略直線で、略水平となるように構成され、記録媒体ＭRCは１対のスカフローラ１６によって搬送のための張力が付与されている。但し、搬送ユニット１５は、中間に補助ローラ１５ｄが僅かに上方へ偏倚させて配置されている。
【００４１】
定着ユニット２０は、ハウジング２０ａ内に輻射熱源となる２本のフラッシュランプ２１、反射板２２、反射板２２を冷却する放熱フィン２３が設けられ、搬送ユニット１５に対向するハウジング２０ａの前面には保護ガラス２４が配置されている。また、定着ユニット２０は、記録媒体ＭRCの搬入側、かつ、印字面側に、記録媒体ＭRCから見て保護ガラス２４の表面と略等距離の位置に磁石２５が配置され、記録媒体ＭRCの搬送方向に見て磁石２５の下流側に、空気を吸引する吸引ダクト２６が設けられている。
【００４２】
反射板２２は、内面が高い反射率を有するアルミニウム等の金属を板金加工して成形されている。但し、反射板２２は、金属であると板金加工のため形状の自由度が低く任意の形状に成形することができないうえ重くなる。このため、反射板２２は、金属蒸着したポリイミド等の耐熱性樹脂で成形してもよい。例えば、厚0.１〜0.５ｍｍ程度の厚さを有するポリイミドフィルムを真空成形によって所望の反射板形状に一体成形し、アルミニウム，銀，金等の金属を内面に蒸着して製造する。
【００４３】
磁石２５は、飛散トナーを捕捉して保護ガラス２４に付着するトナーを低減することで、保護ガラス２４の汚れ低減を目的に設ける永久磁石である。このとき、搬送ユニット１５は、筐体１５ｃが前記のように強磁性素材からなる。このため、磁石２５は、磁力線が記録媒体ＭRCを横切るかたちとなるので、より効果的に飛散トナーを捕捉することができる。従って、磁石２５は、上記目的からは、保護ガラス２４の表面よりも記録媒体ＭRC側に設けてもよい。
【００４４】
吸引ダクト２６は、図１においてハウジング１ａの紙面表裏方向に配置され、搬送ユニット１５側に開口を有し、図示しない脱臭・脱煙用のフィルタ及びブロワ等の吸引手段を介してハウジング１ａ外部と連通している。吸引ダクト２６は、このようにして定着ユニット２０周りの空気を吸引し、脱臭・脱煙用のフィルタを介してハウジング１ａの外部へ排出することで、主として定着ユニット２０における未定着トナー像の定着によって発生するトナー成分の不快な臭気や煙を除去する。
【００４５】
また、電子写真プリンタ１は、ハウジング１ａの一対の側板１ｄ間にステー１ｅ，１ｆが配置され、ステー１ｅ，１ｆとハウジング１ａとの間に遮蔽板１ｇ，１ｈが設けられている。
【００４６】
遮蔽板１ｇ，１ｈは、像形成部ＰIFと定着ユニット２０との間における気流を遮蔽する目的で設けるものである。但し、電子写真プリンタ１では、図１からも明らかなように、この気流は、主に像形成部ＰIFの上側を流れることから、少なくとも遮蔽板１ｇが設けてあれば良い。以上のように、電子写真プリンタ１では、像形成部ＰIFが一対の側板１ｄ、ステー１ｅ，１ｆ、遮蔽板１ｇ，１ｈ及び記録媒体ＭRCを搬送する搬送経路で形成される略閉空間内に配置されていることになる。
【００４７】
そして、電子写真プリンタ１は、図示のように、像形成部ＰIFと定着ユニット２０との中間部、即ち、ステー１ｅ上部と定着ユニット２０上部との間にファン１７が設けられている。
【００４８】
ファン１７は、図１において記録媒体ＭRC上面の像形成面に向かって気流を吹き付け、記録媒体ＭRCに沿って像形成部ＰIF及び定着ユニット２０の少なくとも一方へ向かう気流を発生させる。このとき、図１に示すように、ファン１７へは排出口１ｃを通って電子写真プリンタ１の外気が導入される。また、ハウジング１ａに、別途ファン１７へ外気を導く開口やダクト等を設けてもよい。
【００４９】
電子写真プリンタ１は以上のように構成され、以下に述べる画像形成方法により記録媒体ＭRCに未定着トナー像を定着して所望のプリントを行う。
【００５０】
先ず、クリーニングユニット１０で表面が清掃され、矢印方向に一定の速度で回転する感光ドラム２は、除電ランプ１１で表面の残留電荷が除去され、主帯電器３で一様に帯電される。
【００５１】
次に、ＬＥＤプリントヘッド４が、感光ドラム２に光ビームを照射し、記録情報に対応した静電潜像を感光ドラム２の表面に形成する。この静電潜像は感光ドラム２の回転により、現像ユニット５で現像され、未定着トナー像（可視像）となる。
【００５２】
そして、感光ドラム２上に現像された未定着トナー像は、矢印で示した搬送経路に沿って搬送されてくる記録媒体ＭRC上に転写帯電器６で転写される。未定着トナー像が転写された記録媒体ＭRCは、分離帯電器７で感光ドラム２から離され、搬送ユニット１５によって定着ユニット２０へ搬送される。
【００５３】
定着ユニット２０では、フラッシュランプ２１が発光し、発生した熱により未定着トナー像が溶融し記録媒体ＭRC上に定着される。
【００５４】
電子写真プリンタ１においては、上記のようにして、記録情報に対応した画像が記録媒体ＭRC上に形成され、クリーニング前帯電器８での帯電、キャリア回収ユニット９でのキャリア回収、クリーニングユニット１０での感光ドラム２の表面クリーニングの後、除電ランプ１１によって感光ドラム２の残留潜像が消去されて、引き続く次の画像形成に供される。
【００５５】
このとき、電子写真プリンタ１においては、以下のようにして不適合トナーの使用が未然に防止される。
【００５６】
先ず、電子写真プリンタ１は、図２に示すように、電源４０と像形成部ＰIFとの間を接続するメインパワーライン４１に、通常は閉じており、図示しないパネルドアを開いた場合等に像形成部ＰIFの電気的作動を停止させるスイッチ４２が設けられている。このため、通常の状態では、電子写真プリンタ１は、スイッチ４２が閉じ、像形成に関与する像形成部ＰIFに２４Ｖの動作電圧が、判断手段３１及び情報交換手段３３を含む制御部Ｐcrに５Ｖの動作電圧が、それぞれ電源４０から印加されている。
【００５７】
これに対し、トナー補給のために図示しないパネルドアを開いた場合等には、電子写真プリンタ１は、図２に示すようにスイッチ４２が開く。このため、電子写真プリンタ１は、像形成に関与する像形成部ＰIFへの動作電圧の供給が遮断されるが、判断手段３１及び情報交換手段３３を含む制御部Ｐcrに５Ｖの動作電圧の供給は継続される。このため、判断手段３１及び情報交換手段３３が作動しているので、例えば、不適合なトナーカートリッジを現像ユニット５に挿着しようとしたときには、情報交換手段３３がその情報をキャッチすることができるので、種々の態様によって不適合なトナーカートリッジの挿着に対処することができる。
【００５８】
例えば、ＩＤタグ５１と情報交換するリーダ／ライタ３４が読み込んだ情報に基づいて、判断手段３１が、挿着されようとしているトナーカートリッジが不適合であると判断したときには、前記のように阻止部材５ｆが図５（ａ）に示すように挿着部５ｅ内へ突出し、不適合なトナーカートリッジの挿着を阻止する。この場合、不適合なトナーカートリッジ５ｂの挿着を阻止する阻止部材５ｆに代えて、トナーカートリッジを挿着できても、トナー供給口を下側に向け、トナーを供給できる状態にトナーカートリッジを回転させて使用可能状態とすることを阻止する阻止部材としてもよい。かかる阻止部材は、不適合なトナーカートリッジのトナーがハウジング５ａ内の正常なトナーに混入しないよう構成されておればよい。
【００５９】
一方、判断手段３１が、挿着されようとしているトナーカートリッジが適合であると判断したときには、アクチュエータ５ｇが作動して、阻止部材５ｆが図５（ｂ）に示すように挿着部５ｅから後退し、阻止部材５ｆによる阻止が解放される。
【００６０】
また、判断手段３１は、像形成部ＰIFが作動を開始する前にリーダ／ライタ３４が読み込んだＩＤタグ５１の情報を判断してもよい。このようにすると、現像ユニット５に不適合なトナーカートリッジ５ｂが挿着されたとしても、像形成部ＰIFの作動を停止することにより、不適合トナーの使用を未然に防止することができる。例えば、リーダ／ライタ３４が、図８に示すように、トナーカートリッジ５ｂが挿着された後、回転されて使用状態となった場合において情報交換可能なように設けられ、像形成部ＰIFが作動を開始する前にリーダ／ライタ３４が読み込んだＩＤタグ５１の情報を判断手段３１が判断するとともに、トナーカートリッジ５ｂが正常な使用可能位置に挿着されているかどうかを検出することができる。
【００６１】
また、リーダ／ライタ３４は、前記プロセスを経て適正なトナーカートリッジ５ｂが現像ユニット５に挿着されたときに、判断手段３１からの指令に基づいてＩＤタグ５１の情報を新たなものに書き換える。
【００６２】
更に、リーダ／ライタ３４は、現像ユニット５の前記残量センサから判断手段３１へ出力されたトナー残量に関する信号に基づき、判断手段３１から入力される信号に基づいてトナーが所定量まで減少したことをＩＤタグ５１の新たな情報として書き換える。
【００６３】
電子写真プリンタ１においては、上記いずれかの対策あるいはこれらの対策を適宜組み合わせることにより、不適合トナーの使用を未然に防止している。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、不適合トナーの使用を未然に防止することが可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置及び画像形成方法に係る一実施形態を示すもので、画像形成方法を適用した電子写真プリンタの概略構成を示す断面正面図である。
【図２】図１に示す電子写真プリンタの電源回路図である。
【図３】図１に示す電子写真プリンタの記憶手段と判断手段及び情報交換手段を含む制御部との関係を示すブロック図である。
【図４】現像ユニットへトナーカートリッジを挿着する状態を示す斜視図である。
【図５】現像ユニットへのトナーカートリッジの挿着を阻止する阻止部材と、阻止を解放する状態を示す要部拡大図である。
【図６】記録手段の他の態様を示す概略図である。
【図７】現像ユニットへトナーカートリッジが挿着された回転前の状態を示す要部拡大図である。
【図８】現像ユニットへトナーカートリッジが挿着された後、回転して使用状態となった場合を示す要部拡大図である。
【符号の説明】
１ 電子写真プリンタ
１ｄ 側板
１ｅ，１ｆ ステー
１ｇ，１ｈ 遮蔽板
２ 感光ドラム
３ 主帯電器
４ ＬＥＤプリントヘッド
５ 現像ユニット
５ｃ 現像ロール
５ｄ 磁石
６ 転写帯電器
７ 分離帯電器
８ クリーニング前帯電器
９ キャリア回収ユニット
１０ クリーニングユニット
１０ｂ ブラシローラ
１１ 除電ランプ
１２ 分離爪
１３ ガイド板
１４ トラクタ
１５ 搬送ユニット
１６ スカッフローラ
１７ ファン
２０ 定着ユニット
２１ フラッシュランプ
２２ 反射板
２３ 放熱フィン
２４ 保護ガラス
２５ 磁石
２６ 吸引ダクト
３１ 判断手段
３３ 情報交換手段
３４ リーダ／ライタ
３５ アンテナ
４０ 電源
４１ メインパワーライン
４２ スイッチ
５１ ＩＤタグ
Ｂ 本体（電子写真プリンタの）
Ｃer 電気回路
Ｄc 検出器
ＭRC 記録媒体
Ｐcr 制御部
ＰIF 像形成部
Claims (1)
- 現像器を有し、記録媒体に未定着像を形成する像形成部と、前記未定着像を前記記録媒体に定着する定着部とを備えた画像形成装置であって、前記現像器は円筒形状のトナーカートリッジを着脱自在に保持可能なものであり、かつ、該トナーカートリッジは前記現像器に装着後、円筒軸周りに所定角度回転させた後に使用状態となるものであり、さらに、前記トナーカートリッジはそれ自体に関する情報が記録される記録手段を有し、前記画像形成装置は、前記画像形成装置本体側に設けられ、前記記録手段と前記装置本体側との間で前記トナーカートリッジに関する情報を交換して前記記録手段から情報を読み取り及び／又は書き込みする情報交換手段と、該情報交換手段が読み取った前記記録手段の情報を判断する判断手段とを備え、前記像形成部は、前記判断手段の判断に基づいて像形成するものであり、前記情報交換手段は、前記トナーカートリッジが装着された後、円筒軸周りに所定角度回転されて使用状態となった場合において前記記録手段と情報交換可能なように設けられ、かつ、前記情報交換手段及び前記判断手段が前記トナーカートリッジが使用状態にあるか否かを検出するセンサを兼ねることを特徴とする画像形成装置。
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