JP4259918B2 - 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、メモリを搭載した消耗材ユニットを使用して画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子写真方式やインクジェット方式の複写機、ファクシミリ、プリンタ、或いはこれらの装置の機能が1台の装置に複合化された複合機などの画像形成装置では、画像を被記録媒体に形成するため、電子写真方式では粉体状のトナーが、インクジェット方式ではインクが使用されている。電子写真方式では、更に、静電潜像を中間被記録媒体に形成するために感光体が使用されており、2成分現像方式では、トナーに加えて、このトナーを帯電させて感光体に移動させる役割を担う現像剤(キャリアとトナーの混合)も使用されている。
【0003】
これらのインク、トナー、現像剤、或いは感光体は、画像形成とともに消費され、或いは画像形成頻度に応じた寿命を有する消耗材であり、一般のユーザが容易に交換できるように考案されている場合が多い。例えば、インクはインクカートリッジ、トナーはトナーカートリッジ、現像剤は現像ユニット、感光体は感光体ユニットとして、それぞれカートリッジやユニット形態として一体的に構成されている。更に、トナーと現像剤が一体的にユニット化されたトナー/現像ユニットや、感光体とトナー、或いは、感光体と現像剤とトナーが一体的にユニット化された画像形成ユニットまたはプロセスカートリッジなどの、様々な消耗材ユニットが考案されている。
【0004】
前記の消耗材ユニットは、一般ユーザが交換することを前提としている場合、構造上一体的にユニット化されているのみならず、画像形成装置への挿脱も簡単に行えるように工夫がなされている。また、消耗材ユニットには寿命があるため、その消耗材ユニットによる累積画像形成枚数などの履歴をカウントしてその情報を画像形成装置側に持たせるようにしている場合も多い。
【0005】
また、昨今の画像形成装置では、利用者のユーザービリティを向上させるために、プロセスカートリッジなどの着脱可能な消耗材ユニットにフラッシュメモリなどの電子デバイスを搭載することにより、製造出荷時に個々の消耗材ユニットに固有のデータを書き込み、この消耗材ユニットを画像形成装置本体に装着した際、画像形成装置側がこのデータを参照し、その消耗材ユニットの最適条件での画像形成動作を行わせる機能などを付加する試みがなされている。
【0006】
さらに特許文献1では、この考え方を進め、画像形成装置本体側の制御基板上に電磁波を送出するアンテナを設け、消耗材ユニットに、電磁波を受信し、自身の動作を賄うための電力を発生する不揮発性メモリを設けることにより、制御基板と、消耗材ユニットの不揮発性メモリとを物理的に信号線で接続などすることなく、非接触でのメモリアクセスを高安全性、高信頼性を両立させて実現するものが開示されている。
【0007】
【特許文献1】
特開2002−149039号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、接触型、非接触方いずれのメモリにしろ、個々の消耗材ユニットに固有の情報しか記憶していないので、トナーカートリッジのように同時に数本セットで販売されることのある消耗材ユニットでも、使用済みの消耗材ユニットと新たな消耗材ユニットとの間で履歴を引き継ぐことができない。そのため、次のような問題が起こり得た。
【0009】
すなわち、セットで購入したトナーカートリッジの在庫がある間は、トナーカートリッジの寿命が来ても在庫から取り替えればいいので、ユーザはすぐに販売店に注文する必要はないが、購入時点からだいぶん月日が経過しているため、それに気づかなかったり、あるいは在庫管理が徹底していなかったりしてうっかりと注文をしてしまうことがある。
【0010】
したがって、セット販売による割安な価格でトナーカートリッジを購入したにもかかわらず、かえって経費をロスしたり、余剰な在庫を抱えて返品を余儀なくされたりして、ユーザ、販売店ともに不利益が大きくなるという問題があった。このような問題が起こる要因には、現状のメモリ搭載型トナーカートリッジでは、セット品の在庫管理をユーザ自身の記憶や記録に頼らざるを得ないことが大きかった。
【0011】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、複数の同一種類の消耗材ユニットから構成される消耗材ユニットセットの在庫管理を画像形成装置で行えるユーザフレンドリな画像形成装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、画像形成装置に使用される消耗材が内在して一体的に交換可能に構成されるとともに前記消耗材に関するデータを記憶する記憶手段を搭載する消耗材ユニットを備え、前記消耗材ユニットが複数の同一種類の消耗材ユニットから構成される一組の消耗材ユニットセットの一つであり、これら各消耗材ユニットの前記記憶手段に、使用済み消耗材ユニットと新しい消耗材ユニットとの間で履歴を引き継ぎながら更新されるデータであって少なくとも消耗材ユニットセットの未使用消耗材ユニットの本数に関するものを予め記憶させたことを特徴とする。
【0013】
これによると、使用済み消耗材ユニットから新たな消耗材ユニットに消耗材ユニットセットに関するデータが引き継がれるため、セットを使い切るまで画像形成装置により消耗材ユニットセットの在庫管理が行われる。
【0015】
そして、前記記憶手段にRFID(非接触型書き換え可能不揮発性メモリ)を使用することで、画像形成装置本体と消耗材ユニットとの間で1対1の無線通信が行え、履歴を確実に引き継ぐことができる。
【0016】
なお、このような消耗材ユニットとしては、セットで販売されることの多いトナーカートリッジが好適である。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を添付図に基づいて説明する。図1は、画像形成装置の印字部の概略図である。図1において、印字部は、図上時計方向に回転し、帯電器1と露光部2とによりその表面に静電潜像が形成される感光体8と、該感光体8上の静電潜像を現像してトナー画像にする現像装置3と、転写器5により感光体8から用紙Pに転写されたトナー画像を定着する定着装置7と、転写後感光体8上に残留する電荷とトナーを除去する除電・クリーニング装置6とから構成される。
【0018】
2成分現像方式の場合、現像装置3は、その内部にキャリアとトナーとが所定の比率で混合され、撹拌ローラ3bにより攪拌される現像剤3cを有し、その現像剤3cを、現像ローラ3aを介して近接する感光体8の表面に運び、感光体8上の静電潜像を現像する。また、現像装置3の上部には、所定の量のトナー4aが充填されたトナー供給容器4が装着され、必要に応じてトナー4aを現像装置3に供給する。1成分現像方式の場合、キャリアは使用せずトナーのみ使用するため、上記の例で、現像剤3cとトナー4aとをトナーに置き換えるとよい。
【0019】
以上のような構成において、先に説明したように、例えば、トナーはトナーカートリッジ10、現像剤や現像装置は現像ユニット14、感光体は感光体ユニット15として、それぞれユーザが交換可能なカートリッジやユニット形態として一体的に構成されることも多い。更に、トナーと現像剤が一体的にユニット化されたトナー/現像ユニット11や、感光体とトナー、或いは、感光体と現像剤とトナーが一体的にユニット化された画像形成ユニット(またはプロセスカートリッジ)12などの、様々な消耗材ユニットが考案されている。
【0020】
以下、本発明の実施形態を理解しやすくするために、消耗材ユニットの例として、トナーカートリッジ10を使用して説明するが、本発明に係る消耗材ユニットは、トナーカートリッジ10や上記した各種のカートリッジやユニットに限定されず、様々な消耗品や消耗材を含んだ形態のユニットのことであり、通常、ユニットとして一体的に交換可能に構成されたものを意味する。
【0021】
このようなトナーカートリッジ10には、そのカートリッジを管理するためのデータが記憶されるメモリが搭載されている。そのメモリには、画像形成装置の電源切断時にもデータが記憶されるように、書き換え可能な不揮発性メモリが使用される場合が多い。さらに、このメモリの形態としては、無線でデータ転送と給電が行われるRFIDメモリ(Radio Frequency IDentificationメモリ、非接触型書き換え可能不揮発性メモリ)などが一般的に使用される。
【0022】
次に、上記したメモリが搭載されたトナーカートリッジが装置本体に装着された場合の本発明に係わる構成部品を説明する。図2は、RFIDメモリ22が搭載されたトナーカートリッジ10を画像形成装置20に装着する場合の概略斜視図である。この例は、画像形成装置20の本体側に設けられた開口部21からトナーカートリッジ10をスライドさせて挿入するもので、挿入後、RFIDメモリ22はそのアンテナ23と画像形成装置20の本体側に設けられたRFID制御回路24のアンテナ25とを介して、RFID制御回路24と無線で交信を行う。このようにRFIDメモリ22を使用することで、RFID制御回路24が使用する周波数にRFIDメモリ22の同調回路が同調して、データの書き込みや読み出しに必要な電力がアンテナ23、25を介してRFID制御回路24からRFIDメモリ22に供給されるため、両者を接続するコネクタや配線が不要になるというメリットがある。
【0023】
トナーカートリッジ10が開口部21に完全に挿入されると、開口部21の後部に設けられたトナーカートリッジ脱着センサ26がトナーカートリッジ10によりONされて、その装着を検出する。そして、開口部に設けられたトナー残存判定センサ28がONされて、トナーカートリッジ10内のトナーの存否を監視する。
【0024】
ところで、このトナーカートリッジ10は、数本を一組としてセットで販売されることがある。今、ユーザが3本一組で販売されるトナーカートリッジセット(以下、符号TSを付す。)を購入した場合について説明する。このトナーカートリッジセットTSは、3本のトナーカートリッジ10A,10B,10Cから構成されている。
【0025】
図3は、本実施形態を説明するためのトナーカートリッジのRFIDメモリに記憶されるデータの一例を示すものである。この図に示されているように、データに含まれる項目として、トナーカートリッジの識別番号、トナーの充填量、トナーカートリッジのセット本数、累積トナー消費回数(以下、符号SPを付す。)、トナー残量(以下、符号Wを付す。)、総トナー残量(以下、符号TWを付す。)、トナーカートリッジの在庫本数(以下、符号Rを付す。)、及び、以上のデータ項目のデータが正常に書き込まれているか否かの判定に使用されるチェックサムまたはCRC(Cyclic Redundancy Check、巡回冗長検査)である。尚、これら以外のデータ項目については、本実施形態の説明には無関係であるので、説明の便宜上、省略している。
【0026】
上記データのうち、その内容が変動しないデータ項目は識別番号、トナーの充填量、セット本数であり、以後、総称して固定データと呼称する。また、その他のデータ項目は画像形成ジョブごとにその内容が変わるものであり、総称して変動データと呼称する。
【0027】
そして、未使用のトナーカートリッジセットTSのトナーカートリッジ10A,10B,10CのそれぞれのRFIDメモリ22A,22B,22Cには、あらかじめ上記各データとして図3のような値が格納されている。
【0028】
ここで、トナーカートリッジセットTSに特有のデータについて補足説明すると、「セット本数」とはセットで販売されたトナーカートリッジの本数の意味であり、この例では 3本セットなので、トナーカートリッジの製造工程において、“3”がすべてのRFIDメモリ22A,22B,22Cに格納される。また、「累積トナー消費回数SP」とは、トナーカートリッジからトナーが消費されることで、トナーカートリッジセットTS全体を通してトナーカートリッジが画像形成に寄与した回数である。
【0029】
また、「総トナー残量TW」は、トナーカーカートリッジセットTS全体にわたるトナー残量を表わし、トナーカートリッジすべてが未使用の初期状態では、トナー充填量にセット本数を乗じた値となる(同一のトナーカートリッジのセット品の場合)。すなわち、この例では、100g×3本=300gとなるので、“300”がすべてのすべてのRFIDメモリ22A,22B,22Cにトナーカートリッジの製造工程において格納されている。そして、「在庫本数R」は、トナーカートリッジセットTSの未使用のトナーカートリッジの本数を表わし、すべてのトナーカートリッジが未使用の初期状態では、セット本数と同一の値となる。
【0030】
次に、これらトナーカートリッジ10A,10B,10Cのそれぞれに搭載されたメモリ22A,22B,22Cに、図3を参照して説明したデータを書き込む場合の本発明に係わる回路について説明する。図4は、本発明に係わるトナーカートリッジ10Aに搭載されたRFIDメモリ22Aへ書き込みを行う回路のブロック図である。尚、このブロック図ではトナーカートリッジ10Aのメモリ22Aへの書き込みに関与しない回路は省略している。また、このブロック図では、トナーカートリッジ10Aを画像形成装置20の本体に装着した場合を示しているが、トナーカートリッジ10B又は10Cを装着すれば、図4中のメモリ22Aがメモリ22B又は22Cとなることはいうまでもない。
【0031】
画像形成装置20全体の制御を行うCPU41が接続された内部バス40に、図2を参照して説明した、トナー残存判定センサ28とトナーカートリッジ脱着センサ26が接続されている。CPU41は、この2つのセンサからの検知信号を受け、その信号に基づき後述する制御を行う。主記憶部42は、画像形成装置20の主制御のための記憶部であり、その特定の領域に図3で説明したデータ項目の最新の内容を記憶している。RFIDメモリ制御回路24は、RFIDメモリ22Aの変動データ領域と少なくとも同じ容量を持つバッファメモリ24aを備えている。さらにRFIDメモリ制御回路24は、CPU41からのコマンドと主記憶部42に格納されている各項目の変動データを受け、RFIDメモリ22が記憶するのと同じ順番とデータ形式で、内蔵するバッファメモリ24aに格納した後に、アンテナ23と25を介して、RFIDメモリ22Aに変動データとその書き込み開始番地を転送する。RFIDメモリ22Aは、この変動データと書き込み開始番地を受けて、その指定された番地から変動データを書き込む。
【0032】
次に、図4を参照して説明した回路を使用し、トナーカートリッジセットを使い終わるまでのシーケンスを図5及び図6を使用して具体的に説明する。図5は、そのフローチャートであり、図6は、RFIDメモリの所定データ項目の推移を示す図である。図6においては、使用中若しくは使用済みのトナーカートリッジのRFIDメモリを実線で示し、未使用のものを点線で示している。
【0033】
まず、1本目のトナーカートリッジ10Aを開口部21に挿入し、トナーカートリッジ着脱センサ26が1本目のトナーカートリッジ10Aの装着を検出する(ステップS1)と、RFIDメモリ22Aに格納されているデータが読み取られる(ステップS2)。
【0034】
そして、トナーカートリッジセットTSが認識され、ユーザに通知される(ステップS3)。ステップS3の吹出し説明欄は、その旨を表示により通知する場合のその通知例を示している。同欄内の「残り」の表記と黒い帯は、総トナー残量TWの目盛りを表わしている。
【0035】
以上のステップS1〜S3により、図6(a)のようなトナーカートリッジ10Aの初期データが画像形成装置に読み取られる。
【0036】
そして、画像形成装置を使って、通常のプリント動作を実行する(ステップS4)。1回のプリント動作の度に、RFIDメモリ22Aの累積トナー消費回数SPが更新される(ステップS5)。そして、ステップS6で、トナー残存判定センサ28がトナーが枯渇したことを判定するまで、この動作が繰り返される。
【0037】
以上のステップS4〜S6は、図6(b)の使用中を示す矢印の過程に対応している。
【0038】
そして、ステップS6でトナー残存判定センサ28によるトナー枯渇の判定がなされると、在庫本数Rを−1し、トナー残量Wに“0”、総トナー残量TWを“200”を格納して、更新し(ステップS7)、ユーザにトナーカートリッジの交換を催促する(ステップS8)。続いて、次のトナーカートリッジに履歴を引き継ぐために、1本目のトナーカートリッジ10AのRFIDメモリ22Aから累積トナー消費回数SP、総トナー残量TW、及び在庫本数Rの値(図6(c)参照)を読み取り、記憶する(ステップS9)。
【0039】
尚、ステップS8の吹出し説明欄は、その旨を表示により通知する場合のその通知例を示している。総トナー残量TWを示す「残り」目盛りの黒の領域が、トナーカートリッジ1本分減っていることが分かる。同欄内の「通算プリント」とは、1本目のトナーカートリッジ10Aを使い始めて、トナーを使い切った時点での累積プリント枚数、すなわち、累積トナー消費回数SPの値を表わしている。この例では、30,025枚プリントしたことが分かる。
【0040】
以上のステップS7〜S9により、図6(c)のように1本目のトナーカートリッジ10AのRFIDメモリ22Aのデータが更新され、トナーカートリッジ10Aは取り外された後、リサイクルのため回収される。
【0041】
そして、新たなトナーカートリッジ10Bを開口部21に挿入し、トナーカートリッジ着脱センサ26が2本目のトナーカートリッジ10Bの装着を検知する(ステップS10)と、RFIDメモリ22Bの累積トナー消費回数SP、総トナー残量TW、及び在庫本数Rの値が更新され(ステップS11)、1本目のトナーカートリッジ10Aから履歴が引き継がれる(図6(d)参照)。そして、RFIDメモリ22Bに格納されているデータが読み取られる(ステップS12)。なお、CPU41は、装着前後のトナーカートリッジの識別番号の異同によって個々のトナーカートリッジを認識しており、誤って若しくは交換以外の理由で同一のトナーカートリッジが装着された場合は、着脱が行われなかったものとみなして取り外す直前の状態に戻る。
【0042】
以上のステップS10〜S12により、図6(d)のような更新されたトナーカートリッジ10Bの初期データが画像形成装置に読み取られる。
【0043】
そして、画像形成装置を使って、通常のプリント動作を実行する(ステップS13)。1回のプリント動作の度に、RFIDメモリ22Bの累積トナー消費回数SP、トナー残量W、総トナー残量TWが更新される(ステップS14)。そして、ステップS15でトナーが枯渇したと判断されるまで、この動作が繰り返される。
【0044】
以上のステップS13〜S15は、図6(e)の使用中を示す矢印の過程に対応している。
【0045】
そして、ステップS15で、トナーが枯渇したと判定されると、在庫本数Rを−1し、トナー残量Wに“0”、総トナー残量TWを“100”を格納して、更新し(ステップS16)、ユーザにトナーカートリッジの交換を催促する(ステップS17)。続いて、次のトナーカートリッジに履歴を引き継ぐために、2本目のトナーカートリッジ10BのRFIDメモリ22Bから累積トナー消費回数SPと総トナー残量TW、及び在庫本数Rの値(図6(f)参照)を読み取り、記憶する(ステップS18)。
【0046】
尚、ステップS17の吹出し説明欄は、その旨を表示により通知する場合のその通知例を示している。総トナー残量TWを示す「残り」目盛りの黒の領域が、トナーカートリッジ2本分減っていることが分かる。また、同欄内の「通算プリント」の値から、通算60,085枚プリントしたことが分かる。
【0047】
以上のステップS16〜S18により、図6(f)のように2本目のトナーカートリッジ10BのRFIDメモリ22Aのデータが更新され、トナーカートリッジ10Bは取り外された後、リサイクルのため回収される。
【0048】
そして、新たなトナーカートリッジ10Cを開口部21に挿入し、トナーカートリッジ着脱センサ26が3本目のトナーカートリッジ10Cの装着を検知する(ステップS19)と、RFIDメモリ22Cの累積トナー消費回数SP、総トナー残量TW、及び在庫本数Rの値が更新され(ステップS20)、2本目のトナーカートリッジ10Bから履歴が引き継がれる(図6(g)参照)。そして、RFIDメモリ22Cに格納されているデータが読み取られる(ステップS21)。
【0049】
以上のステップS19〜S21により、図6(g)のような更新されたトナーカートリッジ10Cの初期データが画像形成装置に読み取られる。
【0050】
そして、画像形成装置を使って、通常のプリント動作を実行する(ステップS22)。1回のプリント動作の度に、RFIDメモリ22Cの累積トナー消費回数SP、トナー残量W、総トナー残量TWが更新される(ステップS23)。そして、ステップS24でトナーが枯渇したと判断されるまで、この動作が繰り返される。
【0051】
以上のステップS22〜S24は、図6(h)の使用中を示す矢印の過程に対応している。
【0052】
そして、ステップS24でトナー残存判定センサ28によるトナー枯渇の判定がなされると、在庫本数Rを−1し、トナー残量Wに“0”、総トナー残量TWを“0”を格納して、更新し(ステップS25)、在庫本数Rが零になったことが確認されると、ユーザにトナーカートリッジの注文を催促する(ステップS26)。
【0053】
尚、ステップS26の吹出し説明欄は、その旨を表示により通知する場合のその通知例を示している。欄内の「通算プリント」の値から、トナーカートリッジTS通算で90,126枚プリントしたことが分かる。
【0054】
以上のステップS25、S26により、図6(i)のように3本目のトナーカートリッジ10CのRFIDメモリ22Cのデータが更新され、トナーカートリッジ10Cは取り外された後、リサイクルのため回収される。
【0055】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によると、画像形成装置が同一種類の消耗材ユニットのセットを認識し、このセットの在庫を使い切るまでは、交換用の消耗材ユニットとしてセット品を指定してくるため、無駄がなく、ユーザフレンドリ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】 画像形成装置の印字部の概略図である。
【図2】 RFIDメモリが搭載されたトナーカートリッジを画像形成装置に装着する場合の概略斜視図である。
【図3】 本実施形態を説明するためのトナーカートリッジのメモリに記憶されるデータの一例を示すものである。
【図4】 本発明に係わるトナーカートリッジセットに搭載されたRFIDメモリへ書き込みを行う回路のブロック図である。
【図5】 本発明に係わるトナーカートリッジセットを使い終わるまでのシーケンスを示すフローチャートである。
【図6】 トナーカートリッジセットのRFIDメモリの所定データ項目の推移の一例を図5と関連付けて示す図である。
【符号の説明】
1 帯電器
2 露光部
3 現像装置
3b 撹拌ローラ
3a 現像ローラ
3c 現像剤
4 トナー供給容器
4a トナー
5 転写器
6 除電・クリーニング装置
7 定着装置
8 感光体
10 トナーカートリッジ
TS トナーカートリッジセット
10A,10B,10C トナーカートリッジセットTSのトナーカートリッジ11 トナー/現像ユニット
12 画像形成ユニット
14 現像ユニット
15 感光体ユニット
20 画像形成装置
21 開口部
22 RFIDメモリ
22A トナーカートリッジ10AのRFIDメモリ
22B トナーカートリッジ10BのRFIDメモリ
22C トナーカートリッジ10CのRFIDメモリ
23、25 アンテナ
24 RFIDメモリ制御回路
24a バッファメモリ
26 トナーカートリッジ脱着センサ
27 保護カバー
28 トナー残存判定センサ

Claims (3)

  1. 画像形成装置に使用される消耗材が内在して一体的に交換可能に構成されるとともに前記消耗材に関するデータを記憶する記憶手段を搭載する消耗材ユニットを備え、前記消耗材ユニットが複数の同一種類の消耗材ユニットから構成される一組の消耗材ユニットセットの一つであり、これら各消耗材ユニットの前記記憶手段に、使用済み消耗材ユニットと新しい消耗材ユニットとの間で履歴を引き継ぎながら更新されるデータであって少なくとも消耗材ユニットセットの未使用消耗材ユニットの本数に関するものを予め記憶させたことを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記記憶手段はRFID(非接触型書き換え可能不揮発性メモリ)であることを特徴とする請求項に記載の画像形成装置。
  3. 前記消耗材ユニットはトナーカートリッジであ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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