JP2006201430A - カートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー等が詰め替えられたカートリッジをより確実に判別できる方式を提供する。
【解決手段】メモリ部１１１は、カートリッジ１１０の印刷可能用紙数を記憶し、カートリッジ状態出力部１１２は、カートリッジ１１０が新品であるか否かを示す信号を出力する。カートリッジ状態制御部１２２は、カートリッジ１１０がプリンタ本体１２０に装着されると、カートリッジ状態出力部１１２の出力を調べて、当該出力がＨレベルの信号の場合は、カートリッジ１１０が新品であると判断すると共に、カートリッジ状態出力部１１２に、以後、Ｌレベルの信号を出力するよう指示する。一方、出力がＬレベルの信号の場合は、メモリ部１１１とメモリ部１２１の内容を比較し、両者が一致した場合は、カートリッジ１１０は純正品であると判断し、一致しなかった場合は、カートリッジ１１０は純正品でない（再充填等がされたもの）と判断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置及びこれに装着されているカートリッジに関する。

複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置においては、トナー等の消耗材がなくなった場合、消耗材を収容するカートリッジを交換することで、消耗材の補充がされるのが一般的である。

トナー等の消耗材がなくなった使用済みのカートリッジは、カートリッジの小売業者等を介して、画像形成装置の製造業者に回収され、可能な範囲でリサイクルされる。一方、画像形成装置の製造業者以外の第三者によって、トナーの再充填を行われることによって、カートリッジの再利用がされる場合もある。

画像形成装置の製造業者が供給するカートリッジ（純正品）に充填されるトナー等は、各画像形成装置の特性を考慮して、その成分等が決定されている。一方、第三者が使用するトナー等は、その成分等が純正品と必ずしも一致していないため、画像形成装置の製造業者が供給するカートリッジ（純正品）と同等に画像形成装置が動作する場合もあるが、画像形成装置の本来の印字品質を維持することができず、最悪の場合は、故障の原因になるおそれもある。従って、少なくとも、利用者に、印字品質の低下や故障の可能性が無いかの確認を促すために、純正品のカートリッジと、第三者によって再充填がされたカートリッジとの判別ができることが望ましい。

特開２００１−１００５３０号公報（以下、特許文献１という）には、トナー等が詰め替えられたカートリッジを確実に検出するため、カートリッジにメモリを設け、当該メモリに対して、定期的にトナー残量を測定して書き込んでおき、取り出されたカートリッジがプリンタ本体に再度セットされたときに、トナー残量を測定し、当該測定したトナー残量と、メモリから読み出したトナー残量とを比較することで、トナーが詰め替えられたカートリッジを検出する方法が記載されている。

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、トナーの再充填をすると共に、新品のカートリッジのメモリの内容をコピーする等して、メモリに書き込まれているトナー残量が書き換えられると、純正品との区別ができなくなる。

特開２００１−１００５３０号公報

本発明の目的は、トナー等が詰め替えられたカートリッジをより確実に判別することができる方式を提供することにある。

本発明に係るカートリッジは、画像形成装置が消費する消耗材（例えば、トナー）を収容するカートリッジであって、当該カートリッジに関する情報を記憶するメモリ部と、当該カートリッジの状態を示す信号を出力するカートリッジ状態出力部とを備えたことを特徴とする。

この場合において、前記カートリッジ状態出力部は、前記画像形成装置からの指示によって、一度だけ出力状態を変化させることができるようにしてもよい。

また、以上の場合において、前記カートリッジ状態出力部は、当該カートリッジが新品であるか否かを示す信号を出力するようにしてもよいし、当該カートリッジのトナー残量が所定量以下であるか否かを示す信号を出力するようにしてもよい。

また、前記カートリッジ状態出力部は、例えば、ヒューズで構成される。更に、前記メモリ部は、当該カートリッジで印刷可能な用紙の枚数を記憶するようにしてもよい。

本発明に係る画像形成装置は、前記カートリッジが装着される画像形成装置であって、前記カートリッジ状態出力部の出力信号の検出及び制御を行うカートリッジ状態制御部を備えたことを特徴とする。

この場合において、前記カートリッジ状態制御部は、前記カートリッジの判別処理において、前記カートリッジ状態出力部の出力状態が第一の状態である場合は、前記カートリッジ状態出力部の出力状態を第二の状態に変化させ、前記カートリッジ状態出力部の出力状態が第二の状態である場合は、前記カートリッジのメモリ部の内容が正常であるか否かを判別するようにしてもよい。

また、前記カートリッジ状態制御部は、前記カートリッジに収容された消耗材の残量が所定量以下であると判断した場合に、前記カートリッジ状態出力部の出力状態を変化させるようにしてもよい。

また、以上の場合において、前記カートリッジに関する情報を記憶するための第二のメモリ部を更に備え、前記カートリッジ状態制御部は、前記カートリッジ状態出力部の出力状態が第一の状態である場合は、前記カートリッジのメモリ部から読み出した情報を、前記第二のメモリ部に記憶させるようにしてもよい。

本発明によれば、トナー等が詰め替えられたカートリッジをより確実に判別することができるようになる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下では、本発明を、電子写真式のプリンタに適用した場合について説明する。

≪第一実施形態≫
図１は、本発明によるプリンタの構成を示す図である。同図に示すように、本発明が適用されるプリンタ１００は、カートリッジ１１０と、プリンタ本体１２０とを備える。

カートリッジ１１０は、プリンタ１００による印刷で使われるトナーを収容するものであり、通常のカートリッジ（例えば、プロセスカートリッジやトナーカートリッジ）が備える構成要素以外に、メモリ部１１１と、カートリッジ状態出力部１１２とを備える。

プリンタ本体１２０は、カートリッジ１１０に収容されたトナーを使って、印刷処理を行うもので、通常のプリンタが備える構成要素以外に、メモリ部１２１と、カートリッジ状態制御部１２２とを備える。

カートリッジ１１０のメモリ部１１１は、カートリッジ１１０に関する情報（例えば、印刷可能枚数やトナー残量等）を記憶する記憶装置であり、例えば、不揮発性の半導体メモリ等で構成される。カートリッジ１１０のカートリッジ状態出力部１１２は、カートリッジ１１０の状態（例えば、新品であるか否か等）を示す信号を出力するものである。

プリンタ本体１２０のメモリ部１２１は、カートリッジ１１０のメモリ部１１１と同様に、カートリッジ１１０に関する情報（例えば、印刷可能枚数やトナー残量等）を記憶する記憶装置であり、例えば、不揮発性の半導体メモリ等で構成される。プリンタ本体１２０のカートリッジ状態制御部１２２は、カートリッジ１１０がプリンタ本体１２０に装着された状態において、カートリッジ状態出力部１１２の出力を検出したり、カートリッジ状態出力部１１２の出力を制御したりするものである。また、カートリッジ状態制御部１２２は、カートリッジ１１０がプリンタ本体１２０に装着された状態において、メモリ部１１１の読み書きを行う。更に、カートリッジ状態制御部１２２は、メモリ部１２１の読み書きを行う。

図２は、カートリッジ状態出力部１１２及びカートリッジ状態制御部１２２の具体的な構成例を示す図である。

同図に示すように、カートリッジ状態出力部１１２は、ヒューズ２１０を備える。一方、カートリッジ状態制御部１２２は、ＣＰＵ２２０と、トランジスタ２３０と、プルダウン抵抗２４０，２５０とを備える。なお、カートリッジ状態出力部１１２とカートリッジ状態制御部１２２とは、カートリッジ１１０がプリンタ本体１２０内の所定の位置にセットされると、コネクタ２６０を介して接続される。

同図に示すように、ＣＰＵ２２０の出力端子ａは、トランジスタ２３０のベース端子と接続され、トランジスタ２３０のコレクタ端子は、コネクタ２６０を介して、ヒューズ２１０の一方の端子２１１と接続され、トランジスタ２３０のエミッタ端子は接地されている。また、ヒューズ２１０の他方の端子２１２には、プリンタ本体１２０側から適宜供給される電源電圧Ｖｃｃが接続される。また、ヒューズ２１０の端子２１１は、コネクタ２６０を介して、ＣＰＵ２２０の入力端子ｂにも接続される。また、プルダウン抵抗２４０の一方の端子は、ＣＰＵ２２０の出力端子ａとトランジスタ２３０のベース端子とを接続する信号線２２１に接続され、プルダウン抵抗２４０の他方の端子は接地される。また、プルダウン抵抗２５０の一方の端子は、ＣＰＵ２２０の入力端子ｂとヒューズ２１０の端子２１１とをコネクタ２６０を介して接続する信号線２２２に接続され、プルダウン抵抗２５０の他方の端子は接地される。

新品のカートリッジ１１０では、ヒューズ２１０は短絡状態であり、その結果、コネクタ２６０及び信号線２２２を介して、ＣＰＵ２２０の入力端子ｂには、Ｖｃｃが入力される。一方、カートリッジ１１０の使用を開始した後に、ＣＰＵ２２０が出力端子ａからトランジスタ２３０に対して、Ｈ（High）レベルの信号を出力すると、トランジスタ２３０が動作（オン）して、ヒューズ２１０の端子２１１がほぼ接地された状態になる。その結果、ヒューズ２１０に規定以上の電流が流れ、ヒューズ２１０が溶断して短絡状態から開放状態に変わる。ヒューズ２１０が開放状態になると、ＣＰＵ２２０の入力端子ｂには、プルダウン抵抗２５０を介して、ＧＮＤが入力される。以上のような回路構成により、ＣＰＵ２２０は、入力端子ｂに入力される信号の電圧によって、カートリッジ１１０の状態（例えば、新品であるか否か）を判別することができ、また、出力端子ａから出力する信号の電圧によって、カートリッジ状態出力部１１２によって示されるカートリッジ１１０の状態を制御することができる。

次に、以上のような構成を有するプリンタ１００の動作について説明する。なお、以下では、新品状態のカートリッジ１１０では、カートリッジ状態出力部１１２がＨレベルの信号を出力しており、メモリ部１１１には、カートリッジ１１０に充填されているトナー量に対応して、カートリッジ１１０で印刷可能な用紙の枚数が予め書き込まれているとする。

図３は、本発明によるカートリッジの判別処理の流れを示すフローチャートである。本処理は、例えば、電源投入時や、カートリッジを収容する部分の蓋やカバー等が閉じられた時に、実行される処理である。

同図に示すように、まず、カートリッジ状態制御部１２２は、カートリッジ１１０が所定の位置にセットされているか否かを判別する（Ｓ３０１）。その結果、カートリッジ１１０が所定の位置にセットされていない場合は（Ｓ３０１：Ｎｏ）、その旨を利用者に通知する（Ｓ３０７）。当該通知は、例えば、プリンタ１００の表示部に適当なメッセージを表示することで行われる。

一方、カートリッジ１１０が所定の位置にセットされている場合は（Ｓ３０１：Ｙｅｓ）、次に、カートリッジ１１０が新品状態であるか否かを判別する（Ｓ３０２）。具体的には、カートリッジ１１０のカートリッジ状態出力部１１２がＨレベルの信号を出力していれば、新品状態であると判断し、Ｌ（Low）レベルの信号を出力していれば、新品状態ではないと判断する。

判別の結果、カートリッジ１１０が新品状態であった場合は（Ｓ３０２：Ｙｅｓ）、次に、カートリッジ状態の変更処理を行う（Ｓ３０３）。具体的には、それまで、Ｈレベルの信号を出力していたカートリッジ１１０のカートリッジ状態出力部１１２に、Ｌレベルの信号を出力させるようにする。図２に示した構成例の場合は、ＣＰＵ２２０が出力端子ａからトランジスタ２３０に対してＨレベルの信号を出力することによって、ヒューズ２１０を溶断させ開放状態にする。

次に、カートリッジ状態制御部１２２は、カートリッジ１１０のメモリ部１１１から、当該カートリッジ１１０で印刷可能な用紙の枚数を読み出して、プリンタ本体１２０のメモリ部１２１に記憶させる（Ｓ３０４）。そして、以後、プリンタ１００で印刷が行われるたびに、メモリ部１２１（又はメモリ部１１１）に記憶されている印刷可能用紙数を読み出し、読み出した値から印刷した枚数を減算し、その結果を、メモリ部１２１及びメモリ部１１１に書き戻す。このような処理を行うことにより、カートリッジ１１０で印刷可能な用紙の枚数（そして、間接的にトナー残量）がカートリッジ１１０及びプリンタ本体１２０で同期して管理されることになる。

一方、カートリッジ１１０が新品状態であるか否かの判別の結果、カートリッジ１１０が新品状態でなかった場合は（Ｓ３０２：Ｎｏ）、次に、カートリッジ１１０のメモリ部１１１の内容が正常か否かを判別する（Ｓ３０５）。具体的には、カートリッジ１１０のメモリ部１１１から読み出した内容と、プリンタ本体１２０のメモリ部１２１から読み出した内容とを比較し、両メモリ部１１１，１２１の内容が一致した場合は、正常であると判断し、両メモリ部１１１，１２１の内容が一致しなかった場合は、正常でないと判断する。例えば、トナー詰め替え業者において、メモリ部１１１に記憶された情報が書き換えられた場合に、両メモリ部１１１，１２１の内容が一致しなくなる。

判別の結果、カートリッジ１１０のメモリ部１１１の内容が正常であった場合は（Ｓ３０５：Ｙｅｓ）、カートリッジ１１０は純正品であると判断して、処理を終了する。一方、カートリッジ１１０のメモリ部１１１の内容が正常でなかった場合は（Ｓ３０５：Ｎｏ）、カートリッジ１１０は純正品でない（再充填等がされたもの）と判断して、利用者に対して警告を行う（Ｓ３０６）。

以上のような処理を行うことにより、トナー詰め替え業者等において、使用済みのカートリッジにトナーが補充されると共に、メモリ部１１１に記憶された情報が書き換えられた場合であっても、そのような非純正カートリッジと純正カートリッジとを区別できるので、利用者に必要な警告等を行うことができる。

また、未使用のカートリッジと使用済みのカートリッジが混ざってしまったような場合であっても、カートリッジ状態出力部１１２の出力信号を見ることで、各カートリッジ１１０が未使用か、使用済みかを簡単に判別することができる。

≪第二実施形態≫
上述した第一実施形態では、新品のカートリッジ１１０の使用を開始した直後に、カートリッジ状態の変更（ヒューズの溶断）を行ったが、以下では、他のタイミングでカートリッジ状態を変更する実施形態について説明する。なお、以下では、基本的に、第一実施形態と実質的に異なる部分についてのみ説明する。

本実施形態では、新品のカートリッジ１１０の使用を開始した直後ではなく、カートリッジ１１０を使って印刷を繰り返した結果、メモリ部１１１，１２１に記憶された印刷可能な用紙の枚数が所定枚数（例えば、１００枚）以下になった時（トナー残量が所定量以下になった時）に、カートリッジ状態の変更（ヒューズの溶断）を行う。

図４は、第二実施形態におけるカートリッジの判別処理の流れを示すフローチャートである。

同図に示すように、まず、カートリッジ状態制御部１２２は、カートリッジ１１０が所定の位置にセットされているか否かを判別する（Ｓ４０１）。その結果、カートリッジ１１０が所定の位置にセットされていない場合は（Ｓ４０１：Ｎｏ）、その旨を利用者に通知する（Ｓ４０７）。

一方、カートリッジ１１０が所定の位置にセットされている場合は（Ｓ４０１：Ｙｅｓ）、次に、カートリッジ１１０のトナー残量が充分か否かを判別する（Ｓ４０２）。具体的には、カートリッジ１１０のカートリッジ状態出力部１１２がＨレベルの信号を出力していれば、印刷可能な用紙の枚数が所定枚数以上、すなわち、トナー残量が充分な状態であると判断し、Ｌレベルの信号を出力していれば、印刷可能な用紙の枚数が所定枚数未満、すなわち、トナー残量が少なく、カートリッジの交換が必要な状態であると判断する。

判別の結果、カートリッジ１１０のトナー残量が充分であった場合は（Ｓ４０２：Ｙｅｓ）、次に、カートリッジ１１０のメモリ部１１１から、当該カートリッジ１１０で印刷可能な用紙の枚数を読み出して、プリンタ本体１２０のメモリ部１２１に記憶させる（Ｓ４０４）。

一方、カートリッジ１１０のトナー残量が少なく、カートリッジの交換が必要な状態であった場合は（Ｓ４０２：Ｎｏ）、次に、カートリッジ１１０のメモリ部１１１の内容が正常か否かを判別する（Ｓ４０５）。具体的には、カートリッジ１１０のメモリ部１１１から読み出した内容と、プリンタ本体１２０のメモリ部１２１から読み出した内容とを比較し、両メモリ部１１１，１２１の内容が一致した場合は、正常であると判断する。

判別の結果、カートリッジ１１０のメモリ部１１１の内容が正常であった場合は（Ｓ４０５：Ｙｅｓ）、カートリッジ１１０は純正品であると判断して、処理を終了する。一方、カートリッジ１１０のメモリ部１１１の内容が正常でなかった場合は（Ｓ４０５：Ｎｏ）、カートリッジ１１０は純正品でない（再充填等がされたもの）と判断して、利用者に対して警告を行う（Ｓ４０６）。

図５は、本実施形態における印刷処理の流れを示すフローチャートである。

同図に示すように、まず、プリンタ１００に接続されたコンピュータ等から文書等の印刷が指示されると、指示された文書の印刷を行う（Ｓ５０１）。

そして、指示された文書等の印刷が終了すると、メモリ部の更新処理を行う（Ｓ５０２）。具体的には、メモリ部１２１（又はメモリ部１１１）に記憶されている印刷可能用紙数を読み出し、読み出した値から、今回印刷した枚数を減算し、その結果を、メモリ部１２１及びメモリ部１１１に書き戻す。

次に、更新された印刷可能用紙数が所定数（例えば、１００枚）未満であるか否かを判別する（Ｓ５０３）。判別の結果、所定数未満ではない場合は（Ｓ５０３：Ｎｏ）、そのまま処理を終了する。

一方、所定数未満であった場合は（Ｓ５０３：Ｙｅｓ）、更に、更新された印刷可能用紙数が０以下であるか否かを判別する（Ｓ５０４）。判別の結果、０以下でなかった場合は（Ｓ５０４：Ｎｏ）、カートリッジ状態の変更処理を行う（Ｓ５０５）。具体的には、それまで、Ｈレベルの信号を出力していたカートリッジ１１０のカートリッジ状態出力部１１２に、Ｌレベルの信号を出力させるようにする。そして、利用者にトナーが少なくなったので、カートリッジの交換が必要である旨を通知して（Ｓ５０６）、処理を終了する。

一方、判別の結果、更新された印刷可能用紙数が０以下であった場合は（Ｓ５０４：Ｙｅｓ）、利用者にカートリッジが交換されるまで印刷ができない旨を通知して、カートリッジが交換されるまで、プリンタ１００でのプリント動作を禁止にする（Ｓ５０７）。

以上のような処理を行うことにより、カートリッジの交換が必要である旨通知された後に、トナー詰め替え業者等において、トナーが補充されると共に、メモリ部１１１に記憶された情報が書き換えられた場合であっても、そのような非純正カートリッジと純正カートリッジとを区別できるので、利用者に必要な警告等を行うことができる。

本発明によるプリンタの構成を示す図である。 カートリッジ状態出力部１１２及びカートリッジ状態制御部１２２の具体的な構成例を示す図である。 第一実施形態におけるカートリッジの判別処理の流れを示すフローチャートである。 第二実施形態におけるカートリッジの判別処理の流れを示すフローチャートである。 第二実施形態における印刷処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１００ プリンタ
１１０ カートリッジ
１１１ メモリ部
１１２ カートリッジ状態出力部
１２０ プリンタ本体
１２１ メモリ部
１２２ カートリッジ状態制御部
２１０ ヒューズ
２１１，２１２ 端子
２２０ ＣＰＵ
２２１，２２２ 信号線
２３０ トランジスタ
２４０，２５０ プルダウン抵抗
２６０ コネクタ

Claims (10)

1. 画像形成装置で消費される消耗材を収容するカートリッジであって、
   当該カートリッジに関する情報を記憶するメモリ部と、
   当該カートリッジの状態を示す信号を出力するカートリッジ状態出力部と
   を備えたことを特徴とするカートリッジ。
2. 前記カートリッジ状態出力部は、前記画像形成装置からの指示によって、一度だけ出力状態を変化させることができる
   ことを特徴とする請求項１に記載のカートリッジ。
3. 前記カートリッジ状態出力部は、当該カートリッジが新品であるか否かを示す信号を出力する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカートリッジ。
4. 前記カートリッジ状態出力部は、当該カートリッジのトナー残量が所定量以下であるか否かを示す信号を出力する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカートリッジ。
5. 前記カートリッジ状態出力部は、ヒューズで構成される
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のカートリッジ。
6. 前記メモリ部は、当該カートリッジで印刷可能な用紙の枚数を記憶する
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のカートリッジ。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のカートリッジが装着される画像形成装置であって、
   前記カートリッジ状態出力部の出力信号の検出及び制御を行うカートリッジ状態制御部を備えたことを特徴とする画像形成装置。
8. 前記カートリッジ状態制御部は、前記カートリッジの判別処理において、
   前記カートリッジ状態出力部の出力状態が第一の状態である場合は、前記カートリッジ状態出力部の出力状態を第二の状態に変化させ、
   前記カートリッジ状態出力部の出力状態が第二の状態である場合は、前記カートリッジのメモリ部の内容が正常であるか否かを判別する
   ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記カートリッジ状態制御部は、
   前記カートリッジに収容された消耗材の残量が所定量以下であると判断した場合に、前記カートリッジ状態出力部の出力状態を変化させる
   ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
10. 前記カートリッジに関する情報を記憶するための第二のメモリ部を更に備え、
    前記カートリッジ状態制御部は、
    前記カートリッジ状態出力部の出力状態が第一の状態である場合は、前記カートリッジのメモリ部から読み出した情報を、前記第二のメモリ部に記憶させる
    ことを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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