JP2004246372A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 使用済みのカートリッジの再使用を禁止すること。
【解決手段】 消耗品を収容するカートリッジには、ＣＰＵとメモリとが設けられている。カートリッジＣＰＵは、カートリッジの使用中に、感光ドラムの回転数の累積値を求め、その値をカートリッジメモリに書き込む。プリンタは、、カートリッジメモリに書き込まれた累積値を読み出して、累積値が所定値以上に達しているとトナーの残量が所定量以下であると推定し、カートリッジを使用済みと判定する。カートリッジが使用済みであると判定されると、カートリッジが再使用できないことを警告表示するとともに、カートリッジを作動不能にする。
【選択図】 図６

Description

本発明は、プリンタ，ファクシミリ，複写機等、消耗品を収納するカートリッジが交換可能にセットされる画像形成装置に関するものである。

例えば電子写真式のプリンタでは、現像媒体としてトナーを充填したトナーカートリッジが用いられている。このトナーカートリッジでは、その製造時に一定量のトナーが充填されており、プリンタに交換可能にセットされる。このトナーカートリッジは、補充瓶からのトナーをプリンタ内のトナー収納室へ補給することが不要であるため、手や衣服がトナーで汚れる心配がなく、またトナーカートリッジを交換するだけでよいので、操作が簡単である等の利点がある。

このトナーカートリッジを更に発展させ、感光ドラム，帯電ローラ，現像ローラ，クリーニング部等を取り付けたプロセスカートリッジが知られている。このプロセスカートリッジでは、トナーの交換と同時に感光ドラム等も交換されるから、メンテナンスが簡便であり、メンテナンス契約も特に必要とされない等の利点があるため、個人用プリンタ等に広く使用されている。

使用済みのカートリッジは、カートリッジ販売業者を介してプリンタメーカーに回収される。プリンタメーカーは、環境汚染防止や資源の有効活用の観点から、使用済みカートリッジを分解し、各部品を検査して正常なものは再使用し、またプラスチック部品は溶解・ペレット化して、プラスチック材料として再利用をしている。また、このカートリッジのリサイクルによって、カートリッジの販売価格の引下げも図っている。

使用済みのカートリッジの全てがプリンタメーカーに戻されるのではなく、その一部がトナーの詰め替え業者にまわされる。トナー詰め替え業者は、所定の料金で詰め替えを請け負い、カートリッジを分解して適当なトナーを補給する。また、使用済みのカートリッジを購入し、これを分解し、トナーを補給してから、再生カートリッジとして、新品のカートリッジに比べてかなり安い価格で一般ユーザーに販売するトナー詰め替え業者もある。

カートリッジの製造時に充填されるトナー（純正品）は、プリンタのプロセス特性（感光ドラムの特性，帯電電圧，クリーニング特性，定着特性）を考慮して、トナーの成分を決定している。しかし、トナー詰め替え業者が使用するトナーは、その組成成分が純正品のトナーとは異なっているため、印字品質の低下を起こすことがある。また、トナーが定着ローラにこびりついたりして、定着ローラを損傷することもある。

印字品質の低下や、故障が発生した場合に、補給したトナーに原因があるにもかかわらず、ユーザーはプリンタに原因があると誤解することが多い。これによって、地道に積み上げてきたプリンタの信頼性が一挙に失われることになる。また、ユーザーによっては、プリンタを製造したメーカーを信頼しなくなり、このメーカーが取り扱う全製品に対して嫌悪感を懐くこともある。

プリンタメーカーの信頼性を維持するには、詰め替え業者によるトナーやインク等の消耗品の詰め替えを事前に防止したり、あるいは消耗品を詰め替えた不適正なカートリッジは再使用できないようにする等の対策を考慮することが必要である。

消耗品の詰め替え防止対策としては、下記特許文献１に、プリント枚数をカウントするカウンタと、現像ローラの回転を阻止する電磁ブレーキを設けたプロセスカートリッジが記載されている。このプロセスカートリッジでは、トナーの消費量をプリント枚数から間接的に調べ、プリント枚数が一定値に達したときに、トナー切れが発生したと推測し、電磁ブレーキを作動する。この電磁ブレーキによって、現像ローラの回転が阻止されるから、いったんトナー切れとなると、トナーの補充の有無にかかわらず、プロセスカートリッジを使用することができなくなる。このため、トナーは入っているが、電磁ブレーキがかかっているプロセスカートリッジは、これをプリンタにセットしても使用することができない。これにより、ユーザーはトナーの詰め替えを断念すると考えられるので、間接的にトナーの詰め替えが防止される。

特開平７−２８３２０号公報

しかしながら、従来のトナー詰め替え防止対策では、プロセスカートリッジに電磁ブレーキを設けなければならないため、プロセスカートリッジが複雑で大型化するという問題がある。また、電磁ブレーキがかかっている状態は直ぐに分かるので、プロセスカートリッジの分解時に、電磁ブレーキを除去するか、あるいはブレーキがきかない状態にすることができるから、カートリッジの再使用を確実に禁止することはできない。このため、有効な詰め替え防止策にならない。

本発明は、カートリッジの大型化を招くことなく、また簡単な構成で、消耗品（トナー，インク）を使い切った使用済みカートリッジの再使用を禁止して消耗品の詰め替えを防止することを目的とするものである。

本発明の画像形成装置は、装置本体に交換可能にセットされるカートリッジ内に収納され画像形成に使用される消耗品の推定使用量を測定するための測定手段と、前記カートリッジに設けられたカートリッジメモリに、測定された推定使用量を書き込む書き込み手段と、前記推定使用量が前記カートリッジメモリに予め設定された所定値に達したときに、前記カートリッジが使用済みであると判定する判定手段と、この判定手段が使用済の判定をした場合に、前記カートリッジが画像形成に使用できないことを表示する表示器とを備えたことを特徴とする。

また、本発明の別の画像形成装置は、装置本体に交換可能にセットされるカートリッジ内に収納され画像形成に使用される消耗品の推定使用量を測定するための測定手段と、前記カートリッジに設けられたカートリッジメモリに、測定された推定使用量を書き込む書き込み手段と、前記推定使用量と前記カートリッジメモリに予め設定された所定値との比較により前記消耗品の残量を間接的に調べて、その残量が所定量以下になったと推定されたときに、前記カートリッジが使用済みであると判定する判定手段と、この判定手段が使用済の判定をした場合に、前記カートリッジが画像形成に使用できないことを表示する表示器とを備えたことを特徴とする。

前記カートリッジは、例えば、消耗品収納室及び現像ローラを有するカートリッジであり、前記測定手段は、前記現像ローラの回転を検出する回転検出手段であり、前記書き込み手段は、この回転検出手段からの信号に基づいて、回転数の累積値を、前記カートリッジメモリに書き込み、前記判定手段は、前記累積値に基づいて使用済み判定を行う。

前記カートリッジは、例えば、消耗品収納室，感光ドラム，帯電ローラ，現像ローラを有するカートリッジであり、前記測定手段は、感光ドラム，現像ローラ，帯電ローラ又は帯電ローラの回転を検出する回転検出手段であり、前記書き込み手段は、この回転検出手段からの信号に基づいて、回転数の累積値を、前記カートリッジメモリに書き込み、前記判定手段は、前記累積値に基づいて使用済み判定を行う。

また、本発明の別の画像形成装置は、装置本体に交換可能にセットされるカートリッジ内に収納された消耗品の残量を直接的に調べる残量測定手段と、前記カートリッジに設けられたカートリッジメモリに、測定された消耗品の残量を書き込む書き込み手段と、前記消耗品の残量が前記カートリッジメモリに予め設定された所定量以下になったときに、前記カートリッジが使用済みであると判定する判定手段と、この判定手段が使用済の判定をした場合に、前記カートリッジが画像形成に使用できないことを表示する表示器とを備えたことを特徴とする。

前記カートリッジは、例えば、消耗品収納室及び現像ローラを有するカートリッジであり、前記消耗品の残量を直接的に調べる残量測定手段は、前記消耗品収納室に設けられたフォトセンサを含む。さらに、前記カートリッジには、感光ドラム，帯電ローラが設けられている。

以上詳細に説明したように、本発明は、装置本体に交換可能にセットされるカートリッジ内に収納され画像形成に使用される消耗品の推定使用量や残量を測定し、その測定結果を前記カートリッジに設けられたカートリッジメモリに書き込み、測定結果が前記カートリッジメモリに予め設定された所定値に達したときに、前記カートリッジが使用済みであると判定する判定し、この判定手段が使用済の判定をした場合に、前記カートリッジが画像形成に使用できないことを表示器に表示するようにしたから、不適正な消耗品の詰め替えが防止される。

図１は、本発明が適用される電子写真方式のプリンタを示すものである。プリンタ１０は、プリンタ本体１１にカートリッジ１２が交換可能にセットされている。このカートリッジ１２には、トナー１４が充填されたトナー室１３の他に、感光ドラム１５，帯電ローラ１６，現像ローラ１７が設けられており、いわゆるプロセスカートリッジの形態をしている。

感光ドラム１５は、金属製の円筒体の外周面に、光導電性の皮膜が設けられている。帯電ローラ１６は、金属製の軸と、その外周にはめ込んだ導電性を有する発泡ウレタンの筒体と、この発泡ウレタンの外側に嵌めた半導電性を有するプラスチック製のチューブとからなる。この帯電ローラ１６は発泡ウレタンの弾力によって、感光ドラム１５の外周面に接触している。また、感光ドラム１５と帯電ローラ１６との間に一定の電圧を印加するために、感光ドラム１５の円筒体と、帯電ローラ１６の軸は、プリンタ本体１１内の電源回路に接続されている。この接続のために、カートリッジ１２と、プリンタ本体１１には電気接点（図５の符号６８参照）が設けられている。

給紙トレイ２０上には、複数枚の記録紙２１がセットされている。給紙トレイ２０の一番上にある記録紙２１が給紙ローラ２２で引き出され、一対の搬送ローラ２３に向けて給紙される。搬送ローラ対２３は、記録紙２１をニップして転写位置に搬送する。この転写位置には、転写ローラ２４が配置されており、カートリッジ１２がセットされたときに、その感光ドラム１５に接触する。

プリント時には、感光ドラム１５が一定速度で時計方向に回転する。この感光ドラム１５は、帯電ローラ１６に接触しながら通過するときに外周面が一様に帯電される。また、半導体レーザ２６は、画像データに応じて駆動され、強度変調されたレーザ光を発生する。このレーザ光は、ポリゴンミラー２７を経て、回転中の感光ドラム１５に入射する。ポリゴンミラー２７は、レーザ光を感光ドラム１５の軸方向（主走査方向）に振らすことで、ラスタスキャンをする。感光ドラム１５は、レーザ光が照射された部分が除電されるから、その外周に静電潜像が形成される。

トナー室１３内のトナー１４は、回転中の現像ローラ１７の外周に付着して搬送される。トナー１４は、現像ローラ１７に付着して搬送される間に、規制ブレード２８（図４参照）を通過する。この通過時に、トナー１４は、規制ブレード２８との摩擦により、感光ドラム１５と逆極性に帯電される。このトナー１４が感光ドラム１５まで運ばれると、静電力で感光ドラム１５に吸着されるため、感光ドラム１５の静電潜像がトナー像に可視化される。

感光ドラム１５の回転によって、トナー像は転写位置まで移動する。この転写位置では、記録紙２１が、転写ローラ２４と感光ドラム１５との間に挟まれて、感光ドラム１５の周速度と同じ速度で移動している。転写ローラ２４は、トナー像と逆の電位にバイアスされているから、感光ドラム１５上のトナー像が記録紙２１に転写される。

トナー像が転写された記録紙２１は、定着器２９に向かって搬送される。この定着器２９は、一対の定着ローラ３０と、ヒータ（図示せず）とから構成されており、トナーを加熱して溶融する。溶融したトナーは、記録紙２１に吸着される。定着処理された記録紙２１は、プリンタ本体１１から排紙される。

図２〜図４は、カートリッジの一例を示すものである。図２は上部カートリッジを示し、図３は下部カートリッジを示す。また、図４は組立状態を示す。上部カートリッジ３２及び下部カートリッジ３３の本体３４，３５は、黒色をしたプラスチック成形品である。

図２及び図４において、上部カートリッジ３２には、トナー室１３が形成されており、製造時に所定量のトナーが充填されている。このトナー室１３の下方には、細長なトナー供給口１３ａが形成されており、使用前にはシールテープ（図示せず）で封鎖されている。また、トナー室１３の側面には、トナーを充填するための充填口（図示せず）が設けられており、トナーの充填後はキャップ３７で封止されている。符号３８は、トナー室１３の天板であり、上部カートリッジ本体３４に接着されている。

カートリッジ１２が組み立てられた状態では、キャップ３７が外部に露呈しないように、キャップ３７は、下部カートリッジ本体３５によって覆われている。したがって、カートリッジ１２がいったん組み立てられた以降は、上部カートリッジ本体３４と下部カートリッジ本体３５とに分解しない限り、トナーが充填できないようになっている。

上部カートリッジ本体３４には、帯電ローラ１６が回転自在に取り付けられている。この帯電ローラ１６に近接した位置に、露光開口３９が形成されており、この露光開口３９を通ってレーザ光が感光ドラム１５に入射する。

符号５４は、露光開口３９を覆って感光ドラム１５へのレーザ光を遮断するシャッタである。このシャッタ５０は、露光開口３９を開く開き位置とそれを閉じる閉じ位置との間で移動自在に取り付けられている。このシャッタ５０は、開き位置にセットされて出荷される。そして、カートリッジ１２が使用され、トナー１４の残量が所定量以下になってカートリッジ１２が使用済みとなると、シャッタ５０が閉じ位置に移動し露光開口３９を閉鎖する。これにより、カートリッジ１２が作動不能になりその再使用が禁止される。

また、上部カートリッジ３２を下部カートリッジ３３に結合するために、上部カートリッジ本体３４には、トナー室１３側に２個の係止爪４０が、そして帯電ローラ１６側に２個の係止爪４１が形成されている。なお、符号４２〜４４は、図４で明らかなように、露光室４５内にトナー１４が入り込まないように、隙間を塞ぐためのスポンジテープである。

図３及び図４において、下部カートリッジ本体３５には、感光ドラム１５，現像ローラ１７が回転自在に取り付けられている。また、下部カートリッジ本体３５には、プリンタ本体１１内に設けた駆動ギヤ（図示せず）に噛合する従動ギヤ４６が設けられている。この従動ギヤ４６の回転は、ギヤ４７を介して現像ローラ１７に伝達され、更にギヤ４８を介して感光ドラム１５に伝達される。感光ドラム１５の下方に位置する部分に開口４９が形成されている。この開口４９を介して転写ローラ２４が入り込んで感光ドラム１５に接触する。

また、従動ギア４６は、トナー１４の残量が所定量以下になりカートリッジ１２が使用済みとなると、ロック機構によってその回転が阻止される。このロック機構は、ロックピン５１と、このロックピン５１を駆動するソレノイド（図示せず）とからなる。ロックピン５１は、従動ギア４６に形成された歯４６ａの回転経路内に挿入される挿入位置と、その回転経路から退避する退避位置との間で移動自在に取り付けられている。ソレノイドは、周知のように、可動鉄心と、この可動鉄心に巻きつけられたコイルとからなり、コイルに電流を流して磁界を発生させ、その磁力によって可動鉄心を移動させるものである。

カートリッジ１２が使用済みになるとソレノイドへの通電が開始される。ソレノイドへ通電されると、ロックピン５１は、可動鉄心の押圧を受けて挿入位置に移動する。この挿入位置では、ロックピン５１が歯４６ａの間に入り込むので、従動ギア４６が回転しようとすると、歯４６ａがロックピン４６ａと係合する。このため、従動ギア４６の回転が阻止され、感光ドラム１５，現像ローラ１７がロックされる。

支持プレート５３の先端には、クリーニングブレード５４が取り付けられており、感光ドラム１５に付着している余分なトナーを掻き落とす。この掻き落とされたトナーを廃トナー室５５内に集めるために、下部カートリッジ本体３５にスクイシート５６が取り付けられている。この廃トナー室５５は、支持プレート５３，クリーニングブレード５４，スクイシート５６で区画されている。

前記支持プレート５３の上端がスポンジテープ４４に接触しているから、廃トナー室５５と露光室４５とが仕切られ、それにより使用済みトナーが露光室４５を経てカートリッジ１２から漏れ出ないようにしている。また、スポンジテープ４２が下部カートリッジ本体３５の内側に接触し、そしてスポンジテープ４３が規制ブレード２８の上端に接触している。これらのスポンジテープ４２，４３によって、トナー室１３側と露光室４５とを仕切ることで、未使用のトナー１４が露光室４５を経てカートリッジ１２から漏れ出るのが防止されている。

下部カートリッジ本体３５には、係合穴５７と、係止突起５８が設けられている。上部カートリッジ３２を下部カートリッジ３３に嵌め込むと、係合穴５７に上部カートリッジ本体３４の係止爪４０が嵌合し、係止突起５８に上部カートリッジ本体３４の係止爪４１が係合する。これらの係止爪４０，４１，係合穴５７，係止突起５８によって、上部カートリッジ３２と下部カートリッジ３３とが一体的に組み立てられる。

プリンタ及びカートリッジの電気構成を示す図５において、プリンタ本体１１には、ＣＰＵ（以下、プリンタＣＰＵという）６０，メモリ（以下、プリンタメモリという）６１，レーザ２６やポリゴンミラー２７等からなる画像形成部６２，表示器６３，帯電ローラ１６に電圧を印加する帯電回路６４，転写ローラ２４とカートリッジ１２と給紙ローラ２２と搬送ローラ２３とを駆動するモータ６６が設けられている。

プリンタＣＰＵ６０は、プリンタ１０の各部をシーケンス制御する。プリンタ本体１１とカートリッジ１２には、それぞれを電気的に接続するために、プリンタ側接点６８ａ，６８ｂ，６８ｃと、カートリッジ側接点６９ａ，６９ｂ，６９ｃとが設けられている。駆動モータ６６は、ドライバ６７によって駆動され、従動ギア４６，ギア４７，４８を介して感光ドラム１５を回転させる。

カートリッジ１２には、感光ドラム１５等の他、ＣＰＵ（以下、カートリッジＣＰＵという）７１，メモリ（以下、カートリッジメモリという）７２，回転検出部７３，シャッタ駆動部７４，表示器７５，ロック機構７６，スイッチ７７が設けられている。本例では、感光ドラム１５の回転数の累積値をもとにトナーの残量を間接的に調べて、カートリッジ１２が使用済みであることを判定している。

すなわち、１枚プリントする際のトナーの使用量は、文字数に応じて変化するが、その平均値については経験的に知られている。また、１枚プリントする際に感光ドラム１５が何回転するのかは、感光ドラム１５の直径とプリントサイズとに応じて決まる。したがって、感光ドラム１５の回転数の累積値がわかれば、トナーがどれだけ残っているかをおおよそ調べることができる。

回転検出部７３は、感光ドラム１５の累積値をカウントするために、感光ドラム１５の回転を検出するものである。この回転検出部７３としては、例えば、光源と、この光を受ける受光部とからなるフォトインタラプタが使用される。

感光ドラム１５の一端には、突起１５ａが設けられている。光源と受光部とは、この突起１５ａを挟んで対面する位置に配置される。感光ドラム１５が回転して、突起１５ａが回転検出部７３を通過すると、光源から受光部に向かう光が、一瞬遮断される。回転検出部７３は、この突起１５ａの通過を検知することで感光ドラム１５が１回転したことを検出する。なお、フォトインタラプタの代わりに反射型フォトセンサを使用してもよい。また、マイクロスイッチを設けて、突起１５ａでこれをＯＮさせることにより、突起１５ａの通過を検知するようにしてもよい。

回転検出部７３は、感光ドラム１５が１回転したことを検出すると、カートリッジＣＰＵ７１に検出信号を出力する。カートリッジＣＰＵ７１は、検出信号を受けると、カートリッジメモリ７２に記憶した前回までの回転数の累積値に「１」を加算し、この新しい累積値をカートリッジメモリ７２に書き込む。

カートリッジメモリ７２には、カートリッジ１２が使用済みであると判定する際の基準となる所定値が予め設定されている。この所定値としては、感光ドラム１５の回転数が使用される。なお、感光ドラム１５の回転数と、現像ローラ，帯電ローラ，転写ローラ２４などの回転数とは相関関係にあるので、現像ローラ１７，帯電ローラ１６，転写ローラ２４などの回転数からトナーの残量を調べてもよい。この場合には、感光ドラム１５の回転数と等価の回転数が所定値として用いられる。また、、感光ドラム１５の代わりに、例えば、現像ローラ１７の回転を検出する場合は、現像ローラ１７の回転数と等価な回転数が用いられる。

プリンタＣＰＵ６０は、プリント動作中、カートリッジＣＰＵ７１を介して、カートリッジメモリ７２の累積値を読み出して、累積値が所定値以上になると、トナー１４の残量が所定量以下になったと推定し、カートリッジ１２が使用済みであると判定する。プリンタＣＰＵ６０は、カートリッジ１２が使用済みであると判定すると、カートリッジ１２のトナーがなくなったこと、新品のカートリッジに交換すべきこと等を表示器６３に表示する。表示器６３は、操作パネル（図示せず）とともに、プリンタ本体１１の外面に設けられている。

シャッタ駆動部７４は、シャッタ５０を駆動するためのもので、カートリッジ１２が使用済みと判断されたときに作動して、シャッタ５０を閉じ位置に移動させる。ロック機構７６は、ソレノイドを駆動するためのもので、シャッタ駆動部７４と同様に、カートリッジ１２が使用済みと判断されたときに作動して、ロックピン５１を挿入位置に移動させる。これらシャッタ駆動部７４及びロック機構７６はプリンタＣＰＵ６０によって制御される。

また、スイッチ７７は、帯電回路６４から帯電ローラ１６への給電経路上に配置されており、カートリッジ１２が使用済みと判断されたときに、その給電経路をオフする。このスイッチ７７もプリンタＣＰＵ６０で制御される。表示器７５は、カートリッジ１２の本体外面にもうけられており、カートリッジ１２が使用済みと判定されたときに、トナーがなくなったこと、カートリッジ１２が使用禁止となったこと等を表示する。なお、表示器６３，７５としては、液晶ディスプレイで警告メッセージを表示するようにしているが、液晶ディスプレイの他に、例えば、音声で警告するものでも良い。

以下、上記構成による作用について図６に示すフローチャートを参照しながら説明する。プリンタ本体１１のカートリッジ室（図示せず）にカートリッジ１２を装填するには、まず、新しいカートリッジからシールテープを剥がしてトナー供給口１３ａを開口させる。トナー排出口１３ａが開くと、トナー室１３内のトナー１４が現像ローラ１７へ供給可能となる。次に、カートリッジ室の蓋を開いて、カートリッジ１２をカートリッジ室に装填する。カートリッジ１２がカートリッジ室に完全に装填されると、カートリッジ１２とプリンタ本体１１とが電気的に接続される。

新品のカートリッジの場合には、カートリッジ１２は正常に作動して、プリント動作が行われる。プリンタＣＰＵ６０は、パソコン等からプリント要求があると、画像形成部６２をシーケンス制御して記録紙２１に画像や文字を記録する。

このプリンタ１０の正常動作中、カートリッジＣＰＵ７１は、感光ドラム１５が１回転する毎に回転検出部７３からの検出信号を受けて、カートリッジメモリ７２の累積値を更新する。プリンタＣＰＵ６０は、更新毎にカートリッジメモリ７２の累積値を読み出す。累積値が所定値以上に達すると、カートリッジが使用済みになったと判断し、表示器６３にトナーがなくなったこと等を表示する。

また、プリンタＣＰＵ６０は、シャッタ駆動部７４を作動させてシャッタ５０を閉じ位置に移動し露光開口３９を閉鎖する。また、スイッチ７７をオフして帯電ローラ１６への給電を断ち、感光ドラム１５の帯電を停止させる。さらに、ロック機構７２を作動させて従動ギア４２の回転を阻止し、感光ドラム１５，現像ローラ１７の回転をロックする。これらにより、カートリッジ１２が作動不能となり、その使用が禁止される。

トナーがなくなった使用済みのカートリッジは、カートリッジの販売業者を介して、プリンタメーカーに回収されてリサイクルが行われる。プリンタメーカーは、カートリッジを分解し、清掃してから各部品を検査する。正常な部品は再使用し、故障や使用期間が経過した部品は素材に戻して再利用する。

ユーザーによっては、トナーがなくなったカートリッジに対して、トナーの補充を詰め替え業者に依頼することがある。詰め替え業者は、係止爪４０を係合穴５７から外し、また係止爪４１を係止突起５８から外して、カートリッジ１２を上部カートリッジ３２と下部カートリッジ３３とに分解する。

カートリッジ１２の分解後、各部を清掃してから、上部カートリッジ３２のトナー排出口１３ａに、シールテープを張りつけてこれを閉鎖する。次に、上部カートリッジ３２のキャップ３７を外して、トナーをトナー室１３内に補充する。トナーの補充後に、キャップ３７を再びはめ込み、トナー室１３を密閉する。詰め替え業者は、トナーの補充後に、上部カートリッジ３２と下部カートリッジ３３とを組み立て、この組み立てられたカートリッジ１２を包装してユーザーへ発送する。

ユーザーは、詰め替え業者によってトナーが詰め替えられた不適正なカートリッジをプリンタ本体１１にセットする。しかし、前述のように、一度使用済みと判定されたカートリッジ１２は、露光開口３９が閉鎖され、感光ドラム１５の帯電が停止され、感光ドラム１５，現像ローラ１７もロックされて作動不能にされており、その再使用が禁止されている。

カートリッジ１２が再使用禁止の状態では、パソコン等からプリント要求があっても、プリンタ１０はプリント動作を実行できないため、トナーが詰め替えられた不適正なカートリッジを使用することができない。結果的に、ユーザーは、これ以降トナーの詰め替え依頼を断念し、プリンタメーカーから提供されている適正なカートリッジを使用することとなる。これは、粗悪なトナーの使用による印字品質の低下を防止し、またプリンタの故障防止に寄与する。更に、プロセスカートリッジでは、感光ドラム１５等の部品が品質保証期間を経過した状態で使用されるのを防止し、それによる印字品質の低下を防ぐことができる。

図７は、カートリッジ１２が使用済みであると判定されたときに、カートリッジ１２に設けられた電気回路を電気的に破壊してカートリッジ１２を作動不能にして、その再使用を禁止する例である。なお、同一部材については同一符号を付す。この例では、帯電回路６４からカートリッジＣＰＵ７１への給電経路上にスイッチ８１を設けている。プリンタＣＰＵ６０は、カートリッジ１２が使用済みであると判定すると、スイッチ８１をオンして、カートリッジＣＰＵ７１に対して帯電回路６４から高電圧を印加し、カートリッジＣＰＵ７１を電気的に破壊する。これにより、プリンタＣＰＵ６０は、カートリッジＣＰＵ７１との通信ができなくなりカートリッジ１２の再使用が禁止される。

上記例では、プリンタＣＰＵ６０がカートリッジメモリ７２に書き込まれた感光ドラム１５の回転数の累積値を読み込んで、それをもとにカートリッジ１２が使用済みであると判定しているが、この判定をカートリッジＣＰＵ７１に行わせるとともに、カートリッジＣＰＵ７１によって、シャッタ駆動部７４，ロック機構７６，スイッチ７７を制御するようにしてもよい。また、カートリッジＣＰＵ７１を設けなくてもよく、プリンタＣＰＵ６０が回転検出部７３からの検出信号を受け取ってカートリッジメモリ７２の累積値の更新を行うようにしてもよい。

また、トナーの残量を感光ドラム１５の回転数の累積値から間接的に調べるようにしているが、例えば、トナー収納室にフォトセンサを設けて、トナーの残量を実測することにより直接的に調べるようにしてもよい。

図８及び図９に示すカートリッジ８３は、カートリッジを分解したときに、カートリッジを作動不能にして、その再使用を禁止する例である。
このカートリッジ８３の廃トナー室５５の隣には、分解検出スイッチ８４と回路基板８６が設けられている。分解検出スイッチ８４は、カートリッジ８３が分解されたことを検出するためのものである。分解検出スイッチ８４は、一対の接片８４ａ，８４ｂからなり、下部カートリッジ本体３５に取り付けられている。この分解検出スイッチ８４は、回路基板８６に電気的に接続されている。また、上部カートリッジ本体３４には、Ｌ形をした押圧片３４ａが設けられている。

この押圧片３４ａは、上部カートリッジ本体３４と下部カートリッジ本体３５とが組み立てられた時に接片８４ａの開放端を押圧して、両接片８４ａ，８４ｂを非接触状態にするためのものである。上部カートリッジ本体３４と、下部カートリッジ本体３５とが分離されると、押圧片３４ａが接片８４ａから離れて、両接片８４ａ，８４ｂが接触し分解検出スイッチ８４がオンする。なお、この分解検出手段として、分解検出スイッチの他、例えば、フォトセンサ等を使用してもよい。

カートリッジＣＰＵ７１は、この分解検出スイッチ８４のオンを検出して、シャッタ駆動部７４，ロック機構７６を作動させるとともに、スイッチ７７をオフする。また、表示器７５に警告表示をする。これらは、回路基板８６に設けられた電源電池８７によって給電を受けて作動する。なお、分解検出スイッチ８４がオンしたときに、カートリッジＣＰＵ７１に高電圧を印加してカートリッジＣＰＵ７１を電気的に破壊するようにしてもよい。

図１０のフローチャートに示すように、カートリッジ８３が分解されると、分解検出スイッチ８４がオンする。これにより、カートリッジＣＰＵ７１が表示器７５，シャッタ駆動部７４，ロック機構７６を作動させて、警告表示，露光開口３９の閉鎖，感光ドラム１５の帯電停止，感光ドラム１５及び現像ローラ１７のロックがなされる。これにより、カートリッジ８３が作動不能となり、その再使用が禁止される。トナーを詰め替えるためには、カートリッジ８３を分解しなければならないので、これにより、トナー詰め替え業者による不正なトナーの詰め替えを防止することができる。

図１１は、記憶媒体（ＣＤ，フロッピー（Ｒ），ＩＣメモリ，ＭＯ等）に格納されたトナー残量の測定・カートリッジの使用禁止の手順を実行し、または機能や手段を実現するためのプログラムをプリンタにインストールする例を示す。プリンタ本体９０は、パソコン９１に接続されており、パソコン９１の文字データや画像データがプリンタ本体９０に送られて記録紙にプリントされる。

図６に示すようなトナー残量の測定・カートリッジを作動不能にする手順の実行がプリンタ本体９０に与えられていない場合には、トナーの残量を調べたり、カートリッジを作動不能にすることができない。このようなプリンタ本体９０に対しては、トナー残量の測定・カートリッジを作動不能にするプログラムをインストールすることが必要である。

記憶媒体であるＣＤ９２には、例えば、図６に示すフローチャートを実行するプログラムが記憶されている。このＣＤ９２は、パソコン９１のＣＤドライブ（図示せず）にセットされる。パソコン９１は、ＣＤ９２に記憶されたプログラムを読み出し、プリンタ本体９０のハードディスク９３に書き込む。

プリンタ本体９０のＣＰＵ９４は、ハードディスク９３に書き込まれたプログラムを実行することで、前述したようにトナーの残量を調べて、警告及びカートリッジを作動不能にする。

入力装置９５は、スキャナー，デジタルカメラ等からの画像データや文字データを入力するためのものである。ＲＯＭ９６は、プリント部９７のプリント動作を制御するためのプログラムや、画像処理するためのプログラム等が格納されている。また、ＲＡＭ９８には、データを一時的に記憶するために使われる。

なお、ＣＤ９２をプリンタ本体９０に直接セットして、必要なプログラムをプリンタ本体９０に書き込んでもよい。更には、ＣＤをプリンタ本体９０にセットしたまま使用し、このＣＤから読み出したプログラムを実行して、トナーの残量を調べて、カートリッジを作動不能にしてもよい。

上記例では、使用禁止手段として、露光開口を閉鎖するシャッタ，感光ドラムへの帯電を停止させるスイッチ，感光ドラム及び現像ローラのロック機構を組み合わせた例で説明しているが、このうち、いずれか１つだけでもよい。

また、上記例では、プロセスカートリッジであるが、本発明は、トナーだけを収納したトナーカートリッジに対しても利用することができる。本発明は、更にインクジェットプリンタ用のインクを収納したインクカートリッジ，ドットプリンタ用のインクリボンを収納したリボンカートリッジ，サーマルプリンタ用のインクリボンを収納したリボンカートリッジ等にも適用することができる。また、本発明は、プリンタの他に、ファクシミリ，複写機等の画像形成装置にも適用される。

電子写真式プリンタの一例を示す概略図である。 上部カートリッジの斜視図である。 下部カートリッジの斜視図である。 上部カートリッジと下部カートリッジとを組み立てたカートリッジの断面図である。 電子写真式プリンタの電気構成を示すブロック図である。 トナーの残量を調べてカートリッジが使用済みとなったときに、カートリッジを作動不能にする例を示すフローチャートである。 ＣＰＵを電気的に破壊してカートリッジを作動不能にする例を示すブロック図である。 カートリッジが分解されたときに、カートリッジを作動不能にする例を示すカートリッジの断面図である。 図８の電気構成を示すブロック図である。 図８の例の作用を示すフローチャートである。 カートリッジの残量測定及びカートリッジを作動不能にするプログラムを記憶媒体からプリンタにインストールする例を示すブロック図である。

符号の説明

１０ プリンタ
１１ プリンタ本体
１２ カートリッジ
１３ トナー室
１４ トナー
３２ 上部カートリッジ
３３ 下部カートリッジ
６０ プリンタＣＰＵ
６１ プリンタメモリ
７１ カートリッジＣＰＵ
７２ カートリッジメモリ
７３ 回転検出部
７６ ロック機構
７４ シャッタ駆動部
７７， ８１ スイッチ
８４ 分解検出スイッチ

Claims (7)

1. 装置本体に交換可能にセットされるカートリッジ内に収納され画像形成に使用される消耗品の推定使用量を測定するための測定手段と、
   前記カートリッジに設けられたカートリッジメモリに、測定された推定使用量を書き込む書き込み手段と、
   前記推定使用量が前記カートリッジメモリに予め設定された所定値に達したときに、前記カートリッジが使用済みであると判定する判定手段と、
   この判定手段が使用済の判定をした場合に、前記カートリッジが画像形成に使用できないことを表示する表示器とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 装置本体に交換可能にセットされるカートリッジ内に収納され画像形成に使用される消耗品の推定使用量を測定するための測定手段と、
   前記カートリッジに設けられたカートリッジメモリに、測定された推定使用量を書き込む書き込み手段と、
   前記推定使用量と前記カートリッジメモリに予め設定された所定値との比較により前記消耗品の残量を間接的に調べて、その残量が所定量以下になったと推定されたときに、前記カートリッジが使用済みであると判定する判定手段と、
   この判定手段が使用済の判定をした場合に、前記カートリッジが画像形成に使用できないことを表示する表示器とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
3. 前記カートリッジは、消耗品収納室及び現像ローラを有するカートリッジであり、前記測定手段は、前記現像ローラの回転を検出する回転検出手段であり、前記書き込み手段は、この回転検出手段からの信号に基づいて、回転数の累積値を、前記カートリッジメモリに書き込み、前記判定手段は、前記累積値に基づいて使用済み判定を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記カートリッジは、消耗品収納室，感光ドラム，帯電ローラ，現像ローラを有するカートリッジであり、前記測定手段は、感光ドラム，現像ローラ，帯電ローラ又は帯電ローラの回転を検出する回転検出手段であり、前記書き込み手段は、この回転検出手段からの信号に基づいて、回転数の累積値を、前記カートリッジメモリに書き込み、前記判定手段は、前記累積値に基づいて使用済み判定を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
5. 装置本体に交換可能にセットされるカートリッジ内に収納された消耗品の残量を直接的に調べる残量測定手段と、
   前記カートリッジに設けられたカートリッジメモリに、測定された消耗品の残量を書き込む書き込み手段と、
   前記消耗品の残量が前記カートリッジメモリに予め設定された所定量以下になったときに、前記カートリッジが使用済みであると判定する判定手段と、
   この判定手段が使用済の判定をした場合に、前記カートリッジが画像形成に使用できないことを表示する表示器とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
6. 前記カートリッジは、消耗品収納室及び現像ローラを有するカートリッジであり、前記消耗品の残量を直接的に調べる残量測定手段は、前記消耗品収納室に設けられたフォトセンサを含むことを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
7. 前記カートリッジには、さらに、感光ドラム，帯電ローラが設けられていることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。

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