JP5265477B2

JP5265477B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP5265477B2
Application number: JP2009173941A
Authority: JP
Inventors: 仁速水
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2009-07-27
Filing date: 2009-07-27
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2029-07-27
Also published as: JP2011028017A

Description

本発明は、プリンタや複写機等の画像形成装置に関し、特に、トナーを収容したトナーコンテナの管理を無線タグを用いて行う画像形成装置に関するものである。

トナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いて感光体ドラム表面の静電潜像を現像する現像装置を備えたプリンタやファクシミリ、複写機等の画像形成装置は、装置本体に装着されたトナーコンテナから供給されるトナーを用いて静電潜像をトナー像化し、このトナー像を用紙等に転写することによって画像形成を行う。そして、トナーコンテナ内のトナーがなくなると、ユーザによって新しいトナーコンテナに交換されることにより、画像形成装置内にトナーが補充される。

この場合、新しく交換されたトナーコンテナが画像形成装置のメーカの正規純正品であれば問題ないが、純正品以外のトナーコンテナ（非純正品）が使用されるケースが見受けられるようになってきた。純正品以外のトナーコンテナが使用されると、画像形成装置の性能が十分に発揮されないばかりでなく、画像形成装置の故障の原因にもなり得る。

そこで、近年開発された多くの画像形成装置では、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification：無線自動認識）技術等を利用してトナーコンテナの管理が行われている（特許文献１〜６参照）。この場合、トナーコンテナやトナーの情報をタグ情報として記憶した無線タグがトナーコンテナに取り付けられ、トナーコンテナ装着後、画像形成装置本体側に配設された通信回路がタグ情報を読み取ることによって、装着されたトナーコンテナが純正品であるかを判別することができる。

特開平１０−２２８５２３号公報特開２００７−０１８１９７号公報特開２００６−２８０１１９号公報

しかしながら、上記のようなＲＦＩＤタグを用いてトナーコンテナの管理を行う場合、ＲＦＩＤタグが偽装されて非純正トナーコンテナに取り付けられると、この非純正品を判別することができない。また、機械スイッチ等を用いて判別する方法も考えられるが、模倣が簡単なことから、機械スイッチを取り付けるコストに比べて非純正品を判別できる効果が低いと考えられる。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、装着されたトナーコンテナが純正品であるか否かを簡単に判別することができる画像形成装置を提供することを目的とするものである。

請求項１に記載の発明の画像形成装置は、画像データに基づいて記録媒体に画像を形成する装置本体と、前記装置本体に対して着脱自在に装着可能であるトナーコンテナと、前記トナーコンテナに取り付けられた無線タグと、前記無線タグに対して質問信号を出力し、前記無線タグから送信された応答信号を受信することで無線通信を行う通信手段と、前記トナーコンテナが前記装置本体に装着されたとき、前記通信手段が出力した質問信号に応答して当該トナーコンテナに取り付けられた無線タグから送信された応答信号の信号強度を検出する検出手段と、前記装置本体の純正トナーコンテナに取り付けられた無線タグから送信される応答信号の信号強度を記憶する記憶手段と、前記検出手段が検出した信号強度と前記記憶手段が記憶する信号強度を比較し、両者が異なる場合、前記装置本体に非純正トナーコンテナが装着されたと判断する判別手段と、を備える。

この構成によれば、判別手段が検出手段が検出した応答信号の信号強度（装置本体に装着されたトナーコンテナに取り付けられた無線タグから送信された応答信号の信号強度）と記憶手段に記憶されている信号強度（純正トナーコンテナに取り付けられた無線タグから送信される応答信号の信号強度）を比較して、装着されたトナーコンテナが純正品であるか否かを判別することにより、機械スイッチ等の特別な装置を取り付けることなく、簡単に装着されたトナーコンテナが純正品であるか否かを判別することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置であって、前記検出手段は、更に、前記装置本体に装着されているトナーコンテナに取り付けられた無線タグから送信された応答信号の信号強度を前記画像形成装置の工場出荷時に検出するものであり、前記記憶手段は、前記検出手段が前記画像形成装置の工場出荷時に検出した応答信号の信号強度を前記純正トナーコンテナに取り付けられた無線タグから送信される応答信号の信号強度として記憶するものである。

一般的に、画像形成装置の工場出荷時には予め純正トナーコンテナが装着されている。従って、工場出荷時に検出手段が無線タグから送信された応答信号の信号強度を検出し、この信号強度を記憶手段が記憶することにより、純正トナーコンテナに取り付けられた無線タグから送信された応答信号の信号強度を簡単に記憶することができる。

この発明によれば、判別手段が検出手段が検出した応答信号の信号強度と記憶手段に記憶されている信号強度を比較して、装着されたトナーコンテナが純正品であるか否かを判別することにより、機械スイッチ等の特別な装置を取り付けることなく、簡単に装着されたトナーコンテナが純正品であるか否かを判別することができる。

画像形成装置の内部構造の一実施形態を説明するための概略断面図。画像形成装置の電気的構成を示すブロック図。ＲＦＩＤ通信部及びＲＦＩＤタグの電気的構成を示すブロック図。トナーコンテナの純正／非純正を判断する処理の流れを示すフローチャート。

以下、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について図面を参照して説明する。尚、以下の実施形態では、本発明における画像形成装置としてプリンタを例に挙げて説明するが、これ以外に複写機や、コピー、スキャナ、ファクシミリ、プリンタ等の複数の機能を備えた複合機であってもよい。また、本実施の形態ではカラー画像を印刷可能な画像形成装置を例に説明するが、モノクロ画像のみ印刷可能な画像形成装置であってもよい。

図１は、本発明における画像形成装置１の内部構造の一実施形態を説明するための概略断面図である。図１に示すように、本実施形態の画像形成装置１は、箱形を呈した装置本体１１を備えている。装置本体１１は、コンピュータ等の外部機器から伝送された画像データに基づき画像を形成する画像形成部１２と、この画像形成部１２によって形成され、転写材としての用紙Ｐに転写されたトナー画像に定着処理を施す定着部１３と、用紙を貯留する用紙貯留部１４と、画像形成部１２へトナーを補給するトナー補給部１５が内装されているとともに、装置本体１１の上部に定着処理後の用紙Ｐが排出される用紙排出部１６を備えて構成されている。

装置本体１１の上面適所には、用紙Ｐの出力条件等を入力操作するための操作パネル（不図示）やユーザに対するメッセージ等を表示する表示パネル（不図示）が設けられている。この操作パネルには、電源キーやスタートボタン、各種機能を設定するための設定キー等が設けられている。

用紙貯留部１４は、装置本体１１内における露光装置１２４より下方位置に挿脱可能に装着された用紙トレイ１４１を備えている。用紙トレイ１４１は上面が全面開口の箱体を備えて構成され、複数枚の用紙Ｐが積層されてなる用紙束Ｐ１が貯留可能になっている。用紙トレイ１４１に貯留された用紙束Ｐ１の最上位の用紙Ｐは、下流端（図１における右端）の上面が用紙束Ｐ１からピックアップローラ１４２の駆動で用紙搬送路１１１へ向けて繰り出されるようになっており、１枚ずつ繰り出され用紙Ｐは、搬送ローラ対１１２の駆動で用紙搬送路１１１を通って画像形成部１２における第２転写ローラ１１３と駆動ローラ１２５ａ（中間転写ベルト１２５ｃ）との間のニップ部へ向けて送り込まれる。

画像形成部１２は、用紙貯留部１４から給紙された用紙Ｐにトナー画像を形成させるものであり、本実施の形態では、上流側（図１における左側）から下流側へ向けて順次配設された、ブラック色のトナー（現像剤）を用いるブラック用現像ユニット１２Ｋ、イエロー色のトナーを用いるイエロー用現像ユニット１２Ｙ、シアン色のトナーを用いるシアン用現像ユニット１２Ｃ、マゼンタ色のトナーを用いるマゼンタ用現像ユニット１２Ｍを備える。以下、これらの現像ユニットを包括して「現像ユニット１２」と表記する。

そして、各現像ユニット１２は、感光体ドラム１２１と、感光体ドラム１２１の周面を均一に帯電させる帯電装置１２２と、帯電された感光ドラム１２１の周面に画像データに基づいたレーザ光を照射して静電潜像を感光体ドラム１２１の周面に形成させる露光装置１２４と、感光体ドラム１２１の周面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置１２３と、感光体ドラム１２１の周面に形成されたトナー像を中間転写ベルト１２５ｃに転写する転写ローラ１２６と、トナー像が転写された後の感光体ドラム１２１の周面に残存するトナーを除去するクリーニング装置１２７をそれぞれ備えている。

感光体ドラム１２１の上方位置には、中間転写体１２５が設けられている。この中間転写体１２５は、駆動ローラ１２５ａ及び従動ローラ１２５ｂ間に張設された無端の中間転写ベルト１２５ｃを有し、その中間転写ベルト１２５ｃの下側に各感光体ドラム１２１の周面が当接するようになっている。この中間転写ベルト１２５ｃは、各感光体ドラム１２１に対応して設けられた転写ローラ１２６によって感光体ドラム１２１の周面に押し付けられた状態で各感光体ドラム１２１と同期しながら駆動ローラ１２５ａと従動ローラ１２５ｂとの間を周回するようになっている。

従って、中間転写ベルト１２５ｃが周回することによりその表面に対し現像ユニット１２Ｋの感光体ドラム１２１によるブラックトナーのトナー像の転写が行われ、次いで中間転写ベルト１２５ｃの同一位置に現像ユニット１２Ｙの感光体ドラム１２１によるイエロートナーのトナー像の転写が重ね塗り状態で行われ、次いで中間転写ベルト１２５ｃの同一位置に現像ユニット１２Ｃの感光体ドラム１２１によるシアントナーのトナー像の転写が重ね塗り状態で行われ、最後に現像ユニット１２Ｍの感光体ドラム１２１によるマゼンタトナーのトナー像の転写が行われる。これによって中間転写ベルト１２５ｃの表面にブラックトナー、イエロートナー、シアントナー及びマゼンタトナーが重ね塗りされたカラーのトナー像が形成される。

画像形成部１２の図１における右方位置には、上下方向に延びた用紙搬送路１１１が形成されている。この用紙搬送路１１１には、適所に搬送ローラ対１１２が設けられ、用紙貯留部１４から繰り出された用紙Ｐは、この搬送ローラ対１１２の駆動で駆動ローラ１２５ａに掛け回されている中間転写ベルト１２５ｃへ向けて搬送される。

この用紙搬送路１１１には、駆動ローラ１２５ａと対向した位置に中間転写ベルト１２５ｃの表面と当接した第２転写ローラ１１３が設けられ、用紙搬送路１１１を搬送されつつある用紙Ｐが転写ベルト１２５ｃと第２転写ローラ１１３とに押圧挟持されることによって中間転写ベルト１２５ｃ上のトナー像が用紙Ｐに転写される。

定着部１３は、画像形成部１２で転写された用紙上のトナー像に対し定着処理を施すものであり、内部にハロゲンランプ等の通電発熱体が装着された加熱ローラ３０と、この加熱ローラ３０の周面に対して対向配置された加圧ローラ４０を備えている。中間転写ベルト１２５ｃのトナー像が転写された状態で定着部１３へ供給された用紙Ｐは、回転する加熱ローラ３０と加圧ローラ４０とのニップ部を通過することによって、加熱ローラ３０からの熱を得て定着処理が施される。

定着処理の完了した用紙Ｐは、定着部１３の上部から延設された排紙搬送路１１４を通って装置本体１１の頂部に設けられた用紙排出部１６の排紙トレイ１６１へ向けて排出される。

トナー補給部１５は、画像形成部１２の各現像ユニット１２に対応してブラック用トナーコンテナ１５１Ｋ、イエロー用トナーコンテナ１５１Ｙ、シアン用トナーコンテナ１５１Ｃ及びマゼンタ用トナーコンテナ１５１Ｍ（以下、まとめて「トナーコンテナ１５１」という）を備えて構成されている。各トナーコンテナ１５１には各色のトナーが収容されており、装置本体１１に対して着脱自在に構成されている。トナーコンテナ１５１内のトナー量が少なくなると、新しいトナーコンテナ１５１と交換することによって装置本体１１内にトナーが再び補充される。

また、各トナーコンテナ１５１にはＲＦＩＤタグ１５２Ｋ、１５２Ｙ、１５２Ｃ及び１５２Ｍ（以下、まとめて「ＲＦＩＤタグ１５２」という）が取り付けられている。このＲＦＩＤタグ１５２は、トナーコンテナ１５１の製品番号、仕向け地情報等のトナーコンテナ１５１の種別情報を記憶するメモリと、メモリに記憶された情報を信号に乗せて発信する通信回路を備えて構成されている。この通信回路から発信された信号は装置本体１１に設置されているＲＦＩＤ基板２１上の対応するＲＦＩＤ通信部２１１Ｋ、２１１Ｙ、２１１Ｃ及び２１１Ｍ（以下、まとめて「ＲＦＩＤ通信部２１１」という）がそれぞれ受信する。

図２は、本実施の形態における画像形成装置１の電気的構成を示すブロック図である。画像形成装置１は、制御部３１、記憶部３２、ＲＦＩＤ通信部２１１、画像メモリ３３、画像処理部３４、画像形成部１２、入力操作部３５及びネットワークＩ／Ｆ部３６を備えて構成されている。尚、図１を用いて説明した構成要素と同じものには同符号を付して、説明を省略する。

記憶部３２は、画像形成装置１の備える種々の機能を実現するためのプログラムやデータ等を記憶する。本実施の形態では記憶部３２は信号強度記憶部３２１として機能する。信号強度記憶部３２１は、純正トナーコンテナに取り付けられたＲＦＩＤタグ１５２から送信された応答信号の信号強度を記憶する。

一般的に、画像形成装置１の工場出荷時や画像形成装置１に初めて電源が投入される時は、純正トナーコンテナが画像形成装置１に予め装着されている。この時に、後述する強度検出回路２０６がＲＦＩＤタグ１５２から送信される応答信号の信号強度を検出し、信号強度記憶部３２１が純正トナーコンテナに取り付けられたＲＦＩＤタグ１５２から送信された応答信号の信号強度として記憶する。このように、画像形成装置１の工場出荷時や画像形成装置１に初めて電源が投入される時に装着されている純正トナーコンテナを利用することによって、簡単に純正トナーコンテナに取り付けられたＲＦＩＤタグ１５２から送信された応答信号の信号強度を把握することができる。

画像メモリ３３は、ネットワークＩ／Ｆ部３６を介して外部装置から送信された画像データを一時的に記憶する。画像処理部３４は、画像メモリ３３に記憶されている画像データに対して画像補正や拡大・縮小等の画像処理を施す。画像形成部１２は、画像メモリ３３から出力された画像データに基づいてトナー像を形成する。入力操作部３５は、画像形成装置１の電源のオン／オフ操作を行う電源キー、印刷ジョブをリセットするリセットキーや表示パネル等を備える。ネットワークＩ／Ｆ部３６は、ＬＡＮボード等の通信モジュールから構成され、ネットワークＩ／Ｆ部３６と接続されたネットワーク（不図示）を介して外部装置と種々のデータの送受信を行う。

制御部３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）等によって構成され、記憶部３２に記憶されたプログラムを読み出して処理を実行し、各機能部への指示信号の出力、データ転送等を行って画像形成装置１を統括的に制御するものである。制御部３１は、トナーコンテナ判別部３１１を有する。

トナーコンテナ判別部３１１は、ＲＦＩＤ通信部２１１が受信したＲＦＩＤタグ１５２の応答信号の信号強度と信号強度記憶部３２１に記憶されている信号強度（つまり、純正トナーコンテナに取り付けられたＲＦＩＤタグから送信される信号強度）を比較し、両者の信号強度が同じであれば、装着されたトナーコンテナ１５１は純正品であると判断する。両者の信号強度が異なる、又はＲＦＩＤ通信部２１１が応答信号を受信できなかった（例えば、ＲＦＩＤタグ１５２から正常に応答信号が送信されなかった、又はＲＦＩＤタグ１５２が取り付けられておらず、応答信号の送信がなかった）場合、装着されたトナーコンテナ１５１は非純正品であると判断する。

一般的に、画像形成装置１の純正トナーコンテナには、ＲＦＩＤ通信部２１１がＲＦＩＤタグと安定した無線通信ができるように、最適な信号強度レベルの応答信号が発信されるＲＦＩＤタグが取り付けられる。しかし、非純正トナーコンテナに取り付けられたＲＦＩＤタグは、純正トナーコンテナに取り付けられたＲＦＩＤタグとは材質や仕様が異なる可能性が高く、ＲＦＩＤ通信部２１１にとって最適な信号強度で応答信号を発信するとは限らない。画像形成装置１に非純正トナーコンテナが装着されると、画像形成部１２が形成する画像の品質を確保できないばかりでなく、画像形成装置１の故障の原因にもなり得る。

そこで、トナーコンテナ判別部３１１は、ＲＦＩＤ通信部２１１が受信したＲＦＩＤタグ１５２の応答信号の信号強度と信号強度記憶部３２１に記憶されている信号強度を比較して、装着されたトナーコンテナが純正品であるか否かを判断する。そして、トナーコンテナ判別部３１１が装着されたトナーコンテナが非純正品であると判別した場合、制御部３１は入力操作部３５の表示パネルに非純正トナーコンテナが装着された旨をユーザに伝える警告メッセージを表示させる。

図３は、ＲＦＩＤ通信部２１１及びＲＦＩＤタグ１５２の電気的構成を示すブロック図である。ＲＦＩＤ通信部２１１は、変調回路２０２、アンテナ２０３、復調回路２０５及び強度検出回路２０６等を有し、制御部３１の制御によって動作する。

制御部３１はＲＦＩＤタグ１５２に対するコマンド情報を変調回路２０２に出力し、変調回路２０２はこのコマンド情報に応じて搬送波を変調する。アンテナ２０３は変調波を質問信号として発信する。ＲＦＩＤタグ１５２のアンテナ４１は、アンテナ２０３から発信された質問信号を受信して、電気信号に変換し、通信制御部４２へ出力する。通信制御部４２は、アンテナ４１が受信した質問信号を復調してコマンド情報を抽出し、このコマンド情報に応じて予め記憶している各種情報を応答信号としてアンテナ４１に発信させる。

アンテナ２０３はアンテナ４１から発信された応答信号を受信して電気信号に変換し、復調回路２０５へ出力する。復調回路２０５は変調された電気信号を復調して情報を抽出し、抽出した情報を制御部３１へ出力する。強度検出回路２０６は、アンテナ２０３が受信した応答信号の信号強度を検出し、検出結果を制御部３１へ出力する。

図４は、本実施の形態におけるトナーコンテナ１５１の純正／非純正を判断する処理の流れを示すフローチャートである。まず、画像形成装置１の工場出荷時や画像形成装置１に初めて電源が投入される時等の純正トナーコンテナが画像形成装置１に装着されているときに、強度検出回路２０６はＲＦＩＤタグ１５２から送信される応答信号の信号強度を検出し、制御部３１は検出された信号強度を信号強度記憶部３２１に記憶させる。

その後、画像形成装置１の稼働中にトナー補給等の目的でトナーコンテナ１５１が抜き出され、再び装着されると（ステップＳ１１；ＹＥＳ）、制御部３１はＲＦＩＤ通信部２１１に対して無線通信を開始させる（ステップＳ１２）。ＲＦＩＤ通信部２１１がトナーコンテナ１５１に取り付けられたＲＦＩＤタグ１５２から応答信号を受信した場合（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、トナーコンテナ判別部３１１は強度検出回路２０６が検出したＲＦＩＤタグ１５２から送信された応答信号の信号強度と信号強度記憶部３２１に記憶された信号強度を比較する（ステップＳ１４）。両者の信号強度が同じである場合（ステップＳ１４；ＹＥＳ）、トナーコンテナ判別部３１１は装着されたトナーコンテナ１５１は純正品であると判断する（ステップＳ１５）。

尚、強度検出回路２０６が検出した応答信号の信号強度と信号強度記憶部３２１に記憶された信号強度は、完全に一致する必要はなく、トナーコンテナ判別部３１１は両者の強度差が所定の許容範囲内であればトナーコンテナ１５１は純正品と判断する。

一方、両者の信号強度が異なる場合（ステップＳ１４；ＮＯ）、又はＲＦＩＤ通信部２１１が応答信号を受信できなかった場合（ステップＳ１３；ＮＯ）、トナーコンテナ判別部３１１は装着されたトナーコンテナ１５１は非純正品であると判断する。そして制御部３１は、入力操作部３５の表示パネルに非純正トナーコンテナが装着された旨をユーザに伝える警告メッセージを表示させる（ステップＳ１６）。

以上、説明したように、トナーコンテナ判別部３１１がＲＦＩＤ通信部２１１が受信したＲＦＩＤタグ１５２の応答信号の信号強度と信号強度記憶部３２１に記憶されている信号強度（つまり、純正トナーコンテナに取り付けられたＲＦＩＤタグから送信される信号強度）を比較して、装着されたトナーコンテナが純正品であるか否かを判別することにより、装着されたトナーコンテナが純正品であるか否かを簡単に判別することができる。更に、非純正トナーコンテナが装着された場合、制御部３１が表示パネルに非純正トナーコンテナが装着された旨をユーザに伝える警告メッセージを表示させることにより、画像形成装置１の性能を十分に発揮できないばかりでなく、故障の原因にもなりうることをユーザに対して警告することができる。

１画像形成装置
１１装置本体
１２画像形成部
１５１トナーコンテナ
１５２ＲＦＩＤタグ（無線タグ）
２１１ＲＦＩＤ通信部（通信手段）
２０２変調回路
２０３アンテナ
２０５復調回路
２０６強度検出回路（検出手段）
３１制御部
３１１トナーコンテナ判別部（判別手段）
３２記憶部
３２１信号強度記憶部（記憶手段）

Claims

画像データに基づいて記録媒体に画像を形成する装置本体と、
前記装置本体に対して着脱自在に装着可能であるトナーコンテナと、
前記トナーコンテナに取り付けられた無線タグと、
前記無線タグに対して質問信号を出力し、前記無線タグから送信された応答信号を受信することで無線通信を行う通信手段と、
前記トナーコンテナが前記装置本体に装着されたとき、前記通信手段が出力した質問信号に応答して当該トナーコンテナに取り付けられた無線タグから送信された応答信号の信号強度を検出する検出手段と、
前記装置本体の純正トナーコンテナに取り付けられた無線タグから送信される応答信号の信号強度を記憶する記憶手段と、
前記検出手段が検出した信号強度と前記記憶手段が記憶する信号強度を比較し、両者が異なる場合、前記装置本体に非純正トナーコンテナが装着されたと判断する判別手段と、
を備えた画像形成装置。
前記検出手段は、更に、前記装置本体に装着されているトナーコンテナに取り付けられた無線タグから送信された応答信号の信号強度を前記画像形成装置の工場出荷時に検出するものであり、前記記憶手段は、前記検出手段が前記画像形成装置の工場出荷時に検出した応答信号の信号強度を前記純正トナーコンテナに取り付けられた無線タグから送信される応答信号の信号強度として記憶するものである請求項１に記載の画像形成装置。