JP6519525B2

JP6519525B2 - 画像形成装置及び交換部品

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Publication number: JP6519525B2
Application number: JP2016095106A
Authority: JP
Inventors: 晴基佐山
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2016-05-11
Filing date: 2016-05-11
Publication date: 2019-05-29
Anticipated expiration: 2036-05-11
Also published as: JP2017203866A

Description

本発明は、画像形成装置と、当該画像形成装置の本体部に対して着脱可能な交換部品に関する。

一般に、画像形成装置は、トナーカートリッジ、感光体ユニット、定着ユニット、インクカートリッジなどの、画像形成装置の本体部に対して着脱可能な交換可能な交換部品を備えている。上記のような交換部品が交換されるときに、正しい種類の交換部品とは異なる種類の交換部品が誤って装着されてしまうと、画像の品質が低下したり、画像形成装置が正常に動作しなかったり、画像形成装置が故障したりするおそれがある。

そこで、上記のような問題を解消するために、交換部品に設けられた情報記憶部から当該交換部品に関する情報を読み出すことによって、例えば、色の異なるトナーカートリッジが誤って装着されていないかどうかを判別することが可能な画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−２０２１９号公報

しかしながら、上記の画像形成装置では、前記情報記憶部の故障、又は前記情報記憶部から前記交換部品に関する情報を読み出すための配線の故障などにより、前記情報記憶部に記憶されている情報が読み出せなくなるおそれがある。そうすると、正しい種類の交換部品が装着されているかどうかを判別することができなくなってしまう。

本発明の目的は、情報記憶部又は配線の故障時においても、正しい種類の交換部品が装着されているかどうかを判別することが可能な画像形成装置及び交換部品を提供することにある。

本発明の一の局面に係る画像形成装置は、本体部と、前記本体部に対して着脱可能な交換部品と、を備える。前記交換部品は、交換部品側基板と、情報記憶部と、交換部品側接触端子と、発光部と、を含む。前記交換部品側基板は、少なくとも側壁の一部が透光性を有する基板である。前記情報記憶部は、前記交換部品側基板上に設けられ、前記本体部に送信すべき交換部品情報を記憶する。前記交換部品側接触端子は、前記交換部品側基板に設けられ、前記交換部品情報を前記本体部に送信するための接触端子である。前記発光部は、前記交換部品側基板の内層に設けられ、前記交換部品側基板の側壁を通じて前記交換部品側基板の外部に向けて発光する。前記本体部は、本体側基板と、本体側接触端子と、受光部と、制御部と、を含む。前記本体側基板は、少なくとも側壁の一部が透光性を有する基板である。前記本体側接触端子は、前記本体側基板上に設けられ、前記交換部品が前記本体部に装着されている時に前記交換部品側接触端子と接触する。前記受光部は、前記本体側基板の内層に設けられ、前記交換部品が前記本体部に装着されている時に前記発光部が発する光を前記本体側基板の側壁を通じて受光する。前記制御部は、前記本体側接触端子を通じて受信される前記交換部品情報と、前記受光部が受光する光とに基づいて、前記交換部品の種類に応じた制御を行う。

本発明の他の局面に係る交換部品は、画像形成装置の本体部に対して着脱可能な交換部品であって、交換部品側基板と、情報記憶部と、交換部品側接触端子と、発光部と、を備える。前記交換部品側基板は、少なくとも側壁の一部が透光性を有する基板である。前記情報記憶部は、前記交換部品側基板上に設けられ、前記本体部に送信すべき交換部品情報を記憶する。前記交換部品側接触端子は、前記交換部品側基板上に設けられ、前記交換部品情報を前記本体部に送信するための接触端子である。前記発光部は、前記交換部品側基板の内層に設けられ、前記交換部品側基板の側壁を通じて前記交換部品側基板の外部に向けて発光する。

本発明によれば、情報記憶部又は配線の故障時においても、正しい種類の交換部品が装着されているかどうかを判別することが可能な画像形成装置及び交換部品が提供される。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。図２は、本発明の実施形態に係る画像形成装置に装着される途中のトナーカートリッジを示す図である。図３は、本発明の実施形態に係る画像形成装置に装着されたトナーカートリッジを示す図である。図４は、本発明の実施形態に係る画像形成装置における交換部品側基板及び本体側基板の断面図である。図５は、本発明の実施形態に係る画像形成装置における交換部品側基板及び本体側基板の平面図である。図６は、本発明の実施形態に係る画像形成装置における交換部品側基板及び本体側基板のブロック図である。図７は、本発明の実施形態に係る画像形成装置における制御部によって実行される交換部品判別処理の流れを示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

［画像形成装置１０の概略構成］
まず、図１を参照しつつ、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の構成について説明する。

画像形成装置１０は、画像データに基づいて画像を形成するプリント機能と共に、スキャン機能、ファクシミリ機能、及びコピー機能などの複数の機能を有する複合機である。また、本発明は、プリンター装置、ファクシミリ装置、及びコピー機などの画像形成装置に適用可能である。

図１に示されるように、画像形成装置１０は、ＡＤＦ１、画像読取部２、画像形成部３、給紙部４、及び操作表示部５を備える。

ＡＤＦ１は、不図示の原稿セット部、複数の搬送ローラー、原稿押さえ、及び排紙部を備え、画像読取部２によって読み取られる原稿を搬送する自動原稿搬送装置である。画像読取部２は、不図示の原稿台、光源、複数のミラー、光学レンズ、及びＣＣＤを備え、原稿から画像データを読み取ることが可能である。

画像形成部３は、画像読取部２で読み取られた画像データに基づいて電子写真方式でカラー又はモノクロの画像を形成する画像形成処理（印刷処理）を実行することが可能である。また、画像形成部３は、外部のパーソナルコンピューター等の情報処理装置から入力された画像データに基づいて前記印刷処理を実行することも可能である。

給紙部４は、画像形成部３にシートを供給する。例えば、前記シートは、紙、コート紙、ハガキ、封筒、及びＯＨＰシートなどのシート材料である。

操作表示部５は、不図示の全体制御部からの制御指示に応じて各種の情報を表示する液晶ディスプレーなどの表示部、及びユーザー操作に応じて前記全体制御部に各種の情報を入力する操作キー又はタッチパネルなどの操作部を有する。

次に、画像形成部３の構成についてより詳細に説明する。

図１に示されるように、画像形成部３は、複数の画像形成ユニット３１〜３４、光走査装置３５、中間転写ベルト３６、二次転写ローラー３７、及び定着装置３８を備える。

画像形成ユニット３１はＹ（イエロー）、画像形成ユニット３２はＣ（シアン）、画像形成ユニット３３はＭ（マゼンタ）、画像形成ユニット３４はＫ（ブラック）に対応する電子写真方式の画像形成ユニットである。

画像形成ユニット３１は、感光体ドラム、帯電ローラー、現像部、一次転写ローラー、及びドラム清掃部を備える。また、画像形成ユニット３２〜３４各々も、画像形成ユニット３１と同様の構成を備える。

光走査装置３５は、画像形成ユニット３１〜３４各々が備える前記感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する。

中間転写ベルト３６は、画像形成ユニット３１〜３４各々が備える前記感光体ドラムの表面に形成されたトナー像が転写される無端状のベルト部材である。

二次転写ローラー３７は、中間転写ベルト３６の表面に付着したトナー像を前記シートに転写する。

定着装置３８は、二次転写ローラー３７によって前記シートに転写されたトナー像を前記シートに溶融定着させる。

画像形成部３は、図１に示されるように、装着部３１７〜３４７を更に備える。これらの装着部３１７〜３４７には、それぞれ、トナーカートリッジ３１６〜３４６が着脱可能になっている。すなわち、トナーカートリッジ３１６〜３４６（本発明の交換部品の一例）は、画像形成部３の本体部に対して着脱可能になっている。

トナーカートリッジ３１６は、画像形成ユニット３１に供給されるイエローのトナーを収容する。トナーカートリッジ３２６は、画像形成ユニット３２に供給されるシアンのトナーを収容する。トナーカートリッジ３３６は、画像形成ユニット３３に供給されるマゼンタのトナーを収容する。トナーカートリッジ３４６は、画像形成ユニット３４に供給されるブラックのトナーを収容する。

なお、トナーカートリッジ３１６〜３４６は、収容するトナーの色以外の構成は共通である。また、装着部３１７〜３４７は、装着されるトナーカートリッジが異なるだけであり、それらの構成は共通である。そのため、以下では、トナーカートリッジ３１６と装着部３１７の組み合わせについてのみ説明を行う。

図２に示すように、トナーカートリッジ３１６の所定位置には、交換部品側基板６が設けられている。一方、装着部３１７の所定位置には、本体側基板７が設けられている。

交換部品側基板６上には、情報記憶部６４及び複数の交換部品側接触端子６５などが設けられている。情報記憶部６４には、前記本体部に送信すべき交換部品情報が記憶されている。前記交換部品情報は、トナーカートリッジ３１６に関する情報であって、例えば、トナーカートリッジ３１６の識別情報、品質判定情報、収容するトナーの色（ここではイエロー）、及び収容するトナーの残量などを含む。交換部品側接触端子６５には、前記交換部品情報を前記本体部に送信するための接触端子（後述する交換部品側接触端子６５Ｂ）が含まれている。

本体側基板７上には、制御部７４及び複数の本体側接触端子７５などが設けられている。本体側接触端子７５は、図３に示すように、トナーカートリッジ３１６が装着部３１７に装着されている時に交換部品側接触端子６５と接触する。制御部７４は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭなどの制御機器を備え、本体側接触端子７５を通じて受信される前記交換部品情報等に基づいて、トナーカートリッジの種類に応じた制御を行う。当該制御の詳細については後述する。

ところで、交換部品に設けられた情報記憶部から当該交換部品に関する情報を読み出すことによって、例えば、色の異なるトナーカートリッジが誤って装着されていないかどうかを判別することが可能な画像形成装置が知られている。しかしながら、このような画像形成装置では、前記情報記憶部の故障、又は前記情報記憶部から前記交換部品に関する情報を読み出すための配線の故障などにより、前記情報記憶部に記憶されている情報が読み出せなくなるおそれがある。そうすると、正しい種類の交換部品が装着されているかどうかを判別することができなくなってしまう。

これに対して、本実施形態に係る画像形成装置１０では、交換部品側基板６及び本体側基板７を以下で説明するような構成にすることによって、情報記憶部６４又は配線（例えば、後述する通信端子７５Ｂなど）の故障時においても、正しい種類の交換部品が装着されているかどうかを判別することが可能である。

以下、図４〜図６を参照しつつ、交換部品側基板６及び本体側基板７の構成について、より詳細に説明する。

交換部品側基板６の第１主面６１には、複数の交換部品側接触端子６５が設けられている。交換部品側基板６の第２主面６２には、情報記憶部６４が設けられている。情報記憶部６４及び複数の交換部品側接触端子６５は、交換部品側基板６に形成されたスルーホール６８を通じて電気的に接続されている。

複数の交換部品側接触端子６５には、電源供給端子６５Ａ、２つの通信端子６５Ｂ、及びグランド端子６５Ｃが含まれている。情報記憶部６４には、電源供給端子６５Ａ及びスルーホール６８を通じて前記本体部から電力が供給される。

交換部品側基板６の内層６３には、発光部６６が設けられている。発光部６６は、情報記憶部６４と交換部品側接触端子６５とを接続しているスルーホール６８の中途部に、内層配線６９を通じて電気的に接続されており、発光部６６には、電源供給端子６５Ａ及びスルーホール６８の中途部を通じて前記本体部から電力が供給される。発光部６６は、前記本体部から供給される電力により、不可視光を発する。

交換部品側基板６は、ガラスエポキシ基板である。すなわち、交換部品側基板６の内層６３（側壁６７を含む）は半透明であり、透光性を有する。よって、発光部６６から発せられる不可視光は、交換部品側基板６の側壁６７を通じて交換部品側基板６の外部に向けて照射される。

本体側基板７の第１主面７１には、制御部７４及び複数の本体側接触端子７５が設けられている。本体側基板７の第２主面７２には、特に何も設けられていない。制御部７４及び複数の本体側接触端子７５は、第１主面７１上に形成された配線を通じて電気的に接続されている。

複数の本体側接触端子７５には、電源供給端子７５Ａ、２つの通信端子７５Ｂ、及びグランド端子７５Ｃが含まれている。

本体側基板７の内層７３には、受光部７６が設けられている。受光部７６は、内層配線７８を通じて制御部７４に電気的に接続されている。

本体側基板７も、交換部品側基板６と同じく、ガラスエポキシ基板である。すなわち、本体側基板７の内層７３（側壁７７を含む）は半透明であり、透光性を有する。トナーカートリッジ３１６が装着部３１７に装着されている時、交換部品側基板６及び本体側基板７は同一平面上に位置し、発光部６６及び受光部７６は、互いに対向する位置関係となる。よって、発光部６６から発せられる不可視光は、交換部品側基板６の側壁６７及び本体側基板７の側壁７７を通じて、受光部７６に照射される。すなわち、受光部７６は、トナーカートリッジ３１６が装着部３１７に装着されている時に、発光部６６が発する光を本体側基板７の側壁７７を通じて受光することができる。そして、受光部７６における受光量に応じた電気信号が、内層配線７８を通じて制御部７４に供給される。

図６に示すように、制御部７４は、情報記憶部６４に記憶されている前記交換部品情報を、通信端子６５Ｂ及び通信端子７５Ｂを通じて取得することができる。また、制御部７４には、受光部７６における受光量に応じた電気信号が、受光部７６から供給される。これにより、制御部７４は、本体側接触端子７５を通じて受信される前記交換部品情報と、受光部７６が受光する光とに基づいて、トナーカートリッジの種類に応じた制御を行うことができる。

本実施形態では、発光部６６から発せられる光の光量が、トナーカートリッジ３１６、３２６、３３６、３４６毎に異なっている。したがって、制御部７４は、受光部７６から供給される電気信号に基づいて、受光部７６による受光量が規定値か否か（すなわち、正しい種類のトナーカートリッジ３１６が装着されている場合の受光量と同じか否か）を判定することによって、正しい種類のトナーカートリッジ３１６が装着されているか否かを判断することができる。

次に、図７を参照しつつ、制御部７４によって実行される交換部品判別処理の手順の一例について説明する。ここで、ステップＳ１、Ｓ２・・・は、制御部７４により実行される処理手順（ステップ）の番号を表している。なお、前記交換部品判別処理は、例えば、トナーカートリッジが交換されたタイミングで実行される。また、前記交換部品判別処理は、装着部３１７、３２７、３３７、３４７毎に個別に実行される。

＜ステップＳ１＞
まず、ステップＳ１において、制御部７４は、情報記憶部６４に記憶されている前記交換部品情報を、通信端子６５Ｂ及び通信端子７５Ｂを通じて読み込む。

＜ステップＳ２＞
ステップＳ２において、制御部７４は、前記交換部品情報を正常に読み込めたか否かを判断する。そして、前記交換部品情報を正常に読み込めたと判断されると（Ｓ２：Ｙｅｓ）、処理がステップＳ３に移行する。一方、前記交換部品情報を正常に読み込めなかったと判断されると（Ｓ２：Ｎｏ）、処理がステップＳ４に移行する。

＜ステップＳ３＞
ステップＳ３において、制御部７４は、前記交換部品情報に基づいて、現在装着されているトナーカートリッジの種類が正しいか否かを判断する。例えば、イエローのトナーに対応する装着部３１７において、情報記憶部６４から読み込まれた前記交換部品情報に含まれる「収容するトナーの色」が「イエロー」である場合には、トナーカートリッジの種類は正しいと判断される。一方、前記交換部品情報に含まれる「収容するトナーの色」が「イエロー」以外である場合には、トナーカートリッジの種類は正しくないと判断される。

ステップＳ３において、現在装着されているトナーカートリッジの種類が正しいと判断されると（Ｓ３：Ｙｅｓ）、処理がステップＳ４に移行する。一方、現在装着されているトナーカートリッジの種類が正しくないと判断されると（Ｓ３：Ｎｏ）、処理がステップＳ７に移行する。

＜ステップＳ４＞
ステップＳ４において、制御部７４は、受光部７６から供給される電気信号に基づいて、受光部７６における受光量を検出する。

＜ステップＳ５＞
ステップＳ５において、制御部７４は、受光部７６における受光量が規定値であるか否か（すなわち、正しい種類のトナーカートリッジ３１６が装着されている場合の受光量と同じか否か）を判断する。なお、本実施形態では、装着部３１７、３２７、３３７、３４７毎に、トナーの色に応じて異なる既定値が前記ＲＯＭ等に予め記憶されている。

ステップＳ５において、受光部７６における受光量が規定値であると判断されると（Ｓ５：Ｙｅｓ）、処理がステップＳ６に移行する。一方、受光部７６における受光量が規定値ではないと判断されると（Ｓ５：Ｎｏ）、処理がステップＳ７に移行する。

＜ステップＳ６＞
ステップＳ６において、制御部７４は、現在装着されているトナーカートリッジの種類が正しいと判断し、現在装着されているトナーカートリッジの使用を許可するための使用許可信号を前記全体制御部に送信する。そして、前記交換部品判別処理は終了する。この結果、前記全体制御部によって、現在装着されているトナーカートリッジからのトナーの供給が行われることになる。

＜ステップＳ７＞
ステップＳ７において、制御部７４は、現在装着されているトナーカートリッジの種類が正しくないと判断し、現在装着されているトナーカートリッジの使用を禁止するための使用禁止信号を前記全体制御部に送信する。そして、前記交換部品判別処理は終了する。この結果、前記全体制御部によって、現在装着されているトナーカートリッジからのトナーの供給が行われることはない。さらに、前記全体制御部によって、例えば、正しい種類のトナーカートリッジを装着するようにユーザーに促すための通知処理が行われる。

なお、制御部７４によって実行される前記交換部品判別処理の一部又は全部が、前記全体制御部によって実行されてもよい。

以上のように、本実施形態では、受光部７６における受光量に基づいてトナーカートリッジの種類を判別することができる。よって、例えば、情報記憶部６４、通信端子６５Ｂ、通信端子７５Ｂなどの故障時においても、正しい種類の交換部品が装着されているかどうかを判別することが可能である。

また、本実施形態では、交換部品側基板６の第１主面６１には、複数の交換部品側接触端子６５が設けられており、交換部品側基板６の第２主面６２には、情報記憶部６４が設けられており、交換部品側基板６の内層６３には、発光部６６が設けられている。よって、交換部品側基板６のサイズ（面積）を小さくすることができる。また、発光部６６が、交換部品側基板６の内層６３に設けられており、外部には露出していないので、他の物体との接触による発光部６６の損傷を防止することができる。

また、本実施形態では、発光部６６は、情報記憶部６４と交換部品側接触端子６５とを接続しているスルーホール６８の中途部に、内層配線６９を通じて電気的に接続されている。よって、発光部６６用のスルーホールを別途形成する必要がない。また、他の物体との接触による内層配線６９の損傷を防止することができる。

また、本実施形態では、発光部６６から不可視光が発せられる。よって、発光部６６から発せられる光が画像形成装置１０の外部に漏れたとしても、その光がユーザーに視認されることがなく、外部に漏れた光によってユーザーを不快にさせてしまうことがない。

また、本実施形態では、受光部７６は、内層配線７８を通じて制御部７４に電気的に接続されている。よって、他の物体との接触による内層配線７８の損傷を防止することができる。

なお、本実施形態では、受光部７６によって受光される光の光量に基づいて、トナーカートリッジの種類が判別されるが、本発明はこれに限定されない。発光部６６が発する光の特性（例えば、光量、周波数、波長、点滅周期など）がトナーカートリッジの種類に応じて異なってさえいれば、受光部７６によって受光される光の特性に基づいてトナーカートリッジの種類を判別することが可能である。

さらには、受光量に関係なく、受光部７６によって光が受光されるか否かによって、トナーカートリッジの種類が判別されてもよい。例えば、受光部７６によって光が受光される場合には、現在の画像形成装置１０に対応するトナーカートリッジであると判断され、受光部７６によって光が受光されない場合には、現在の画像形成装置１０よりも古いバージョンの機種用のトナーカートリッジであると判断されてもよい。

また、本実施形態では、トナーカートリッジの種類が判別されるが、本発明はこれに限らない。例えば、感光体ユニット、定着ユニット、インクカートリッジなど、画像形成装置の本体部に対して着脱可能な任意の交換部品に対して、本発明を適用することができる。

６交換部品側基板
７本体側基板
１０画像形成装置
６１第１主面
６２第２主面
６３内層
６４情報記憶部
６５交換部品側接触端子
６５Ａ電源供給端子
６５Ｂ通信端子
６５Ｃグランド端子
６６発光部
６７側壁
６８スルーホール
６９内層配線
７１第１主面
７２第２主面
７３内層
７４制御部
７５本体側接触端子
７５Ａ電源供給端子
７５Ｂ通信端子
７５Ｃグランド端子
７６受光部
７７側壁
７８内層配線
３１７〜３４７装着部
３１６〜３４６トナーカートリッジ

Claims

本体部と、前記本体部に対して着脱可能な交換部品と、を備える画像形成装置であって、
前記交換部品は、
少なくとも側壁の一部が透光性を有する交換部品側基板と、
前記交換部品側基板上に設けられ、前記本体部に送信すべき交換部品情報を記憶する情報記憶部と、
前記交換部品側基板に設けられ、前記交換部品情報を前記本体部に送信するための交換部品側接触端子と、
前記交換部品側基板の内層に設けられ、前記交換部品側基板の側壁を通じて前記交換部品側基板の外部に向けて発光する発光部と、
を含み、
前記本体部は、
少なくとも側壁の一部が透光性を有する本体側基板と、
前記本体側基板上に設けられ、前記交換部品が前記本体部に装着されている時に前記交換部品側接触端子と接触する本体側接触端子と、
前記本体側基板の内層に設けられ、前記交換部品が前記本体部に装着されている時に前記発光部が発する光を前記本体側基板の側壁を通じて受光する受光部と、
前記本体側接触端子を通じて受信される前記交換部品情報と、前記受光部が受光する光とに基づいて、前記交換部品の種類に応じた制御を行う制御部と、
を含み、
前記交換部品側接触端子は、前記交換部品側基板の第１主面に設けられており、
前記情報記憶部は、前記交換部品側基板の第２主面に設けられており、
前記情報記憶部及び前記交換部品側接触端子は、前記交換部品側基板に形成されたスルーホールを通じて電気的に接続されており、
前記情報記憶部には、前記交換部品側接触端子及び前記スルーホールを通じて前記本体部から電力が供給され、
前記発光部は、前記スルーホールの中途部に電気的に接続されており、
前記発光部には、前記交換部品側接触端子及び前記スルーホールの中途部を通じて前記本体部から電力が供給され、
前記交換部品が前記本体部に装着されている時に前記交換部品側基板の側壁と前記本体側基板の側壁とが対向し、
前記本体側接触端子は、前記本体側基板の第１主面に設けられており、前記交換部品の着脱方向に沿って延在し、前記交換部品が前記本体部に装着されている時に前記交換部品側接触端子の上面と接触する、
画像形成装置。
前記発光部は、不可視光を発する請求項１に記載の画像形成装置。
前記交換部品側基板及び前記本体側基板は、内層が半透明の基板である請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
前記交換部品側基板及び前記本体側基板は、ガラスエポキシ基板である請求項３に記載の画像形成装置。
前記発光部が発する光の特性が、前記交換部品の種類に応じて異なっている請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
前記発光部が発する光の光量が、前記交換部品の種類に応じて異なっている請求項５に記載の画像形成装置。
前記交換部品が前記本体部に装着されている時に前記交換部品側基板及び前記本体側基板が同一平面上に位置する請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。