JPH10142913A - 識別型カートリッジ及び当該カートリッジを装着可能な画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数種のトナーに対してカートリッジを共通
化可能としながら、しかもカートリッジの誤装着を防止
し且つ全く異なる情報の書き換えを可能とすることでカ
ートリッジの再利用を可能とする。 【解決手段】 複数回の書き換えが可能な、特に好まし
くは画像形成装置への装着時に書き換えが可能な半導体
記憶部材２を備えたカートリッジ１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、レーザプ
リンタ、ファックス等の画像形成装置に着脱自在に装填
されるカートリッジ及び当該カートリッジを適用可能な
画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真式画像形成装置では、現像時に
静電潜像へトナー／現像剤（以下「トナー」と称する）
を静電的に付着させて可視像化を行う。よってこの動作
を繰り返すにつれて、トナーは消費され、最終的には貯
蔵部から当該トナーが無くなる。そこで、新たなトナー
を貯蔵トナーがなくなるかその前に補充する必要がある
が、取り扱いの簡便さを考慮して一般的にトナーカート
リッジを交換することによってトナー補充がなされてい
る。

【０００３】しかしながら、各画像形成装置において
は、転写紙にトナー画像を複写するための像担持体が複
写速度等に応じて幾種類もの機種に分類され、それに応
じて各機種で使用されるトナーも複数種類準備されてお
り、更には同一複写条件下で使用されるトナーであって
も順次新しいものが開発されている。それ故に、各種の
トナーを収容するカートリッジについても、サイズも形
式も様々なものを準備する必要がある。フルカラーの画
像形成装置であれば一つの装置で四種類（四色）のトナ
ーが必要となる。

【０００４】従来、上記のような紛らわしさを解決すべ
く、様々な識別型のトナーカートリッジが提案された。
その目的とするところは、新旧カートリッジの判別、ユ
ニット交換時期の検知、異種トナー混入防止、カートリ
ッジ誤装着防止、カートリッジの共通化、カートリッジ
交換検知、混色防止、プロセス制御等様々であり、また
それぞれに対応する達成手段として、カートリッジに各
種センサーを付設したり、カートリッジ形状に工夫を施
したりしている。

【０００５】例えば特開昭６３−８２４９１号公報や特
開昭６３−８２４９３号公報で提案された技術によれ
ば、複数種のトナーを共通形状のカートリッジに収容し
ながらも、マーカコード（バーコード）等により、情報
手段を当該カートリッジにもたせ、当該情報手段を画像
形成装置本体側の反射型センサ等により識別してトナー
の誤装着を防止する。

【０００６】同様に特開平４−６２５６４号公報に記載
された技術においても、カートリッジ内に収容されるト
ナーの種類に応じた最適条件を装置本体へ自動的に指示
すること及び装置本体に本来用いられるべきトナーを収
容するカートリッジが装着されたか否かを判別すること
ができるように、カートリッジ側に画像形成装置の動作
状態を設定指示するバーコードたる指示手段を設け、当
該指示手段で指示される情報を判別する光学的センタた
る判別手段を画像形成装置に設け、この判別手段にて判
別された情報に基づいて画像形成装置の動作状態を設定
する制御手段が備えられるようになっている。

【０００７】また特開平５−２４９８３０号公報に開示
された技術では、カートリッジの使用履歴をカートリッ
ジ外部に表示させ、カートリッジ交換検知を行う手段か
らの検知信号に基づき上記表示を１加算するようになっ
ている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら特開昭６
３−８２４９１号公報、特開昭６３−８２４９３号公報
及び特開平４−６２５６４号公報で提案された技術で
は、光反射型の光学センサを用いるために、飛散トナー
等による汚染によって誤検知する確率が非常に高く、信
頼性に欠ける。しかも情報手段としてマーカコード（バ
ーコード）を用いているので、情報の書き換えも不可能
である。また特開平５−２４９８３０号公報に開示の技
術では、その機構が複雑でありながら、カウンターとし
ての機能を有しているにすぎない。

【０００９】そこで本発明の課題は、複数種のトナーに
対してカートリッジを共通化可能としながら、しかもカ
ートリッジの誤装着を防止し且つ全く異なる情報の書き
換えを可能とすることでカートリッジの再利用を可能と
することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明に係るカートリッジは、書き換え可能な半
導体記憶部材を備える。この半導体記憶部材が複数回の
書き換えが可能であれば、好適である。しかも画像形成
装置への装着時に複数回の書き換えが可能であれば、好
都合である。また当該半導体記憶部材が導電性端子を備
えたタイプのものであれば、好ましい。一方、このカー
トリッジの特徴をユーザーに利便なものとするために
は、当該カートリッジからの情報を表示する手段を画像
形成装置が備えているのが良い。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の詳細を、以下に詳細に説
明する。なお当然ながら、以下の実施形態は、本発明を
具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する
ものではない。

【００１２】図１は、本発明に係るトナーカートリッジ
を備えるレーザープリンタの内部機構の全体構成概略図
である。図中符号１０で示すものは、プリンタ本体であ
る。当該プリンタ本体１０内には、ほぼ中央にドラム状
の感光体１１が設けられている。この感光体１１の周り
には、図中矢印で示す駆動方向に、帯電装置１２、現像
装置１３、転写装置１４、クリーニング装置１５が配置
される。また、帯電装置１２、クリーニング装置１５、
現像装置１３の上方には、光書き込み装置１７が配置さ
れる。そして、装置本体１０の図中右側には用紙Ｐを収
容した給紙カセット１８が着脱自在に取り付けられてい
る。図示していないが、本プリンタのパネルでは、カー
トリッジの半導体記憶部材からの各種情報を表示してい
る。

【００１３】そして、このレーザープリンタを使用して
用紙Ｐに画像記録を行う時は、給紙コロ２０を回転駆動
して給紙カセット１８内から用紙Ｐを画像形成部方向に
送り出し、その用紙Ｐをタイミングをとってレジストロ
ーラ対１９で感光体１１の下側に搬送する。

【００１４】感光体１１は、矢示する時計方向に回転駆
動し、その際、帯電装置１２によって表面を一様に帯電
され、その後、光書き込み装置１７からのレーザー光を
照射されて表面上に静電潜像を形成する。このドラム表
面上の潜像は、現像装置１３との対向位置を通る時にト
ナーによって可視像化される。トナーにより可視像化さ
れた画像情報は、感光体１１の下側に搬送されてきた用
紙Ｐ上面へ転写装置１４によって転写される。

【００１５】そして、画像転写後の用紙Ｐは定着装置１
６へ搬送され、当該定着装置１６で転写画像が定着され
る。そうして定着装置１６を出た用紙Ｐは搬送路２１内
を通って搬送され、排紙ローラ対２２で排出されて排紙
トレイ２３上にストックされる。

【００１６】他方、画像転写後の感光体１１は、その表
面の残留トナーをクリーニング装置１５によって除去さ
れる。次に、本発明に係る書き換え可能な半導体記憶部
材を有したトナーカートリッシについて具体的に説明す
る。図２及び図３でそれぞれ互いに異なるタイプのカー
トリッジとして示されるように、本発明に係るトナーカ
ートリッジには、書き換え可能である半導体記憶部材２
乃至４が設けられている。この半導体記憶部材２乃至４
としては、具体的にバックアップメモリ、フラッシュメ
モリ、不揮発性ＲＡＭ等を用いるのがよい。半導体記憶
部材を備えるトナーカートリッジは、図２に示されるよ
うに容器周面に螺旋状溝３（容器内周面から考える場合
には螺旋状突起）を形成した容器回転型のカートリッジ
１でも良いし、図３のように容器５自体は装着位置で固
定され、内部に配設されたアジテータ６（撹拌部片を省
略し軸部のみ図示する）の回転によって容器周側壁に形
成された開口部からトナー補給を行うようなタイプのも
の等、あらゆる形状のカートリッジを考慮することが可
能である。

【００１７】上記半導体記憶部材２乃至４には様々な情
報が書き込まれており、またそれは書き換えや追加も可
能である。例えば、初期的に書き込まれる情報として
は、トナーのロット、色、粒径、成分（磁性、非磁
性）、帯電特性、融点温度等の作像プロセスコントロー
ルに必要な条件が挙げられる。また、書き換え情報とし
ては、トナーカートリッジの使用履歴、トナーエンド情
報、トナー残量、動作履歴等が挙げられる。

【００１８】以上のような情報をどのようなフローでど
のように活用していくのかを以下に説明する。まず、装
置本体にセットされているカートリッジ内にトナーが無
くなると、新しいトナーカートリッジに交換される。こ
のカートリッジに具備された半導体記憶部材は、図２又
は３に示されるように、導電性端子７を有しており、装
置本体の所定位置にカートリッジをセットすることによ
って当該導電性端子７は、装置本体側の端子と接続され
る。この接続関係を図４に示す。上記情報は装置本体側
の検知手段により検知され、その情報は装置側のＣＰＵ
へと送られる。そして上記のように装置本体のパネル部
では、半導体記憶部材から出力された情報が表示され
る。図５のフローに示すように、ＣＰＵでは、各種情報
がその装置に適合するものであるかを判断し、そうでな
いものなら、ユーザー側に使用不可である旨を警告し、
適合する場合には使用を許可して通常のプリント動作を
可能とする。あるいは図６のフローに示すように、検知
された情報に基づいて作像プロセス条件をコントロール
し、そのトナーが適合するようなプロセスコントロール
（例えば、現像条件、帯電条件、転写条件、定着条件を
変化させる）を行うことも可能である。

【００１９】また上記半導体記憶部材は、書き換えも可
能であるので、経時的に変化するカートリッジ内の情
報、例えばトナー残量や、トナーカートリッジのＯＮ、
ＯＦＦタイム（トナーカートリッジの非動作時間）を書
き込んで記憶させておくこともできる（図７、８）。ト
ナー残量は、圧電センサーや、トナーカートリッジのタ
イプによってはトルクセンサー等を用いて検知すること
ができ、それによって時間とともに半導体記憶部材の情
報を書き換えることが可能である。そうすることによ
り、従来トナーエンド時しか検知していなかったトナー
残量をリアルタイムで検出して記憶するので、その情報
を装置本体のオペレーションパネル等に表示すれば、ユ
ーザーが大量にプリントアウトしたい時などには、その
表示された残量より、新しいカートリッジにあらかじめ
交換しておいた方がいいか否かを判断することが容易と
なり、プリント途中でトナーが無くなったりカートリッ
ジ交換が必要になるなどの不具合を防止できる。

【００２０】また、このような大量コピー等の理由で途
中で一旦取り外されたカートリッジについても、半導体
記憶部材にそのカートリッジ内のトナー残量が記憶され
ているので再セットの際にそれが新品でないことを予め
了解することができる。これはセットされたカートリッ
ジが新品であるか否かを直ちに判別可能であるというこ
とである。また従来タイプのカートリッジの中には、一
旦取り外すと、その際にカートリッジに設けられた突起
等を破損させて、形状的にカートリッジの新旧を判別す
るようにしたものがあるが、そのようなものではトナー
がカートリッジ内に残っていても再セットすることがで
きない不具合があったが、本発明に係るカートリッジで
はそのような不具合もない。

【００２１】既述のように、トナーカートリッジのＯＮ
タイム、ＯＦＦタイムをカウントしておくことでカート
リッジ内のトナーの状態を把握することも可能である。
即ち、通常においてトナーは放置されていると環境にも
よるが、流動性が低下し、凝集しやすくなるが、ＯＦＦ
タイムの時間を記憶しておけば、カートリッジタイプに
もよるが、容器回転量を変えたり、アジテーターの回転
量を変えることにより、トナー補給量を一定に保つこと
が可能となる。また、半導体記憶部材がトナーカートリ
ッジに付設されていることによって、前述のように装置
よりカートリッジを取り外したときでもＯＦＦタイムを
確実に検知できる。

【００２２】最終的にカートリッジ内が空となると、ト
ナーエンド情報が半導体記憶部材に書き込まれ、そのカ
ートリッジが誤って再び装置本体に装着されてもすぐに
ユーザに空である旨を告知することが可能となる。ま
た、トナーエンド時とほぼ同時にカートリッジをリサイ
クルするような場合は、その使用回数を情報として書き
込んでおけば、誤ってそのカートリッジ自体の寿命より
多く再利用されることを防止できる。このようにカート
リッジをリサイクルする場合において、例えばバーコー
ド等で情報をカートリッジに付与するとなると、カート
リッジタイプ毎の使用履歴情報のバーコードを作り、こ
れをカートリッジに貼付することになり、再利用の際は
これを剥がし再び、新しいものと貼り替える必要があっ
て、かなり面倒な作業が生じることになる。それに比
べ、本発明のように書き換え可能な半導体記憶部材を用
いるようにすれば、内部情報を書き換えるだけでそのま
まカートリッジを再利用することが可能となり、更には
煩雑な作業も必要としないのでコストの面でも有利とな
る。更には、導電性端子を介して装置本体側のＣＰＵと
やりとりするので、光反射型センサー等の従来型識別手
段よりも汚染に強く、誤検知も少ない。

【００２３】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、トナー
カートリッジに書き換え可能な半導体記憶部材を備える
ので、カートリッジ内のトナー情報を多数共有でき、し
かもその多数の情報を得るために複数のセンサーを設け
る必要もない。半導体記憶部材は個別情報をもたせるこ
とが容易であるので、トナーカートリッジの共通化が可
能となり、コスト的にも有利である。

【００２４】請求項２に記載の発明によれば、半導体記
憶部材が複数回の書き換えを可能としているので、半導
体記憶部材自体のリサイクルが可能となる。また請求項
３に記載の発明によれば、画像形成装置に装着していて
も書き換えが可能であるので、カートリッジに関する経
時的な情報を半導体記憶部材に付与することが可能とな
り、画像形成装置本体から一時的にカートリッジを取り
外すようなことになっても、その情報が失われない。請
求項４に記載のように、半導体記憶部材が導電性端子を
備えているならば、従来の反射型センターのように汚染
によって情報が左右されることがなく、誤検知を防止で
きる。

【００２５】請求項５に記載の発明によれば、半導体記
憶部材内の経時的もしくは定期的に書き換えられた情報
を画像形成装置上に表示するので、ユーザーが瞬時にト
ナー或いはカートリッジの情報を知ることが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】書き換え可能な半導体記憶部材を備えたカート
リッジを装着するレーザープリンタの全体的内部機構の
概略構成図である。

【図２】本発明に係る書き換え可能な半導体記憶部材を
備えたカートリッジの概略側面図である。

【図３】図２とは異なる構成のカートリッジの概略断面
図である。

【図４】カートリッジの半導体記憶部材と装置本体の接
続を示す概念図である。

【図５】半導体記憶部材の情報に基づきカートリッジの
適否を判断する際のフローである。

【図６】半導体記憶部材の情報に基づき作像プロセス条
件をコントロールする際のフローである。

【図７】カートリッジにおいて経時的に変化するトナー
残量の情報を利用する際のフローである。

【図８】カートリッジにおいて経時的に変化するＯＮ、
ＯＦＦタイム及び使用履歴の情報を利用する際のフロー
である。

【符号の説明】

１ トナーカートリッジ ２ 半導体記憶部材 ３ 螺旋溝 ７ 導電性端子

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 書き換え可能な半導体記憶部材を備えト
   ナーを内在するカートリッジ。
2. 【請求項２】 前記半導体記憶部材が複数回の書き換え
   が可能であることを特徴とする請求項１に記載のカート
   リッジ。
3. 【請求項３】 前記半導体記憶部材が、画像形成装置へ
   の装着時に複数回の書き換えが可能であることを特徴と
   する請求項１又は２に記載のカートリッジ。
4. 【請求項４】 前記半導体記憶部材が導電性端子を備え
   ていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に
   記載のカートリッジ。
5. 【請求項５】 上記請求項１〜４のいずれか一項に記載
   のカートリッジからの情報を表示する手段を備える画像
   形成装置。