(57)【要約】【課題】カートリッジをリサイクルする際、各機能部品に関する固有情報を記憶手段に書き込む作業を必要としない画像形成装置を提供する。【解決手段】本発明のプリンタ１（画像形成装置）は、感光体３（機能部品）と現像ローラ１４（機能部品）を含むカートリッジ２と、感光体３と現像ローラ１４にそれぞれ設けられ、感光体３と現像ローラ１４に関する固有情報を記憶するためのＩＣチップ１６（記憶手段）と、ＩＣチップ１６の固有情報を読み込みまたは書き込み可能なアンテナ部１７（読み書き手段）とを備えるものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の機能部品を含むカートリッジと、
前記機能部品にそれぞれ設けられ、前記機能部品に関する固有情報を記憶するための記憶手段と、
前記記憶手段の固有情報を読み込みまたは書き込み可能な読み書き手段とを備える画像形成装置。
【請求項２】
前記読み書き手段は、前記画像形成装置の一方の側に単独で設けられており、前記記憶手段は、前記読み書き手段と対向するように前記機能部品の一方の側にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記機能部品は、像担持体、帯電手段、現像剤担持体およびクリーニングローラの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記固有情報は、前記機能部品の生産段階における各種情報や使用履歴であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記各種情報は、感光体の感度、外径、磁束密度分布、抵抗、寸法および物性の情報の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーもしくはモノクロのスタンドアローンもしくはネットワーク接続された複写機、プリンタ、ファクシミリ、複合機（ＭＦＰ）等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１２６００８号公報
【０００４】
従来の画像形成装置には、印字を行うための現像剤を供給するイメージングカートリッジが着脱自在に設けられており、このイメージングカートリッジは内部に収容する現像剤が無くなった場合、現像剤を詰め替えて再利用される。このとき、イメージングカートリッジ内部の機能部品、例えば、感光体、帯電ローラ、現像ローラおよびクリーニングローラは、それぞれ再利用可能かどうかを判断して利用可能である場合、生産ラインにおいて新たなイメージングカートリッジに組み込まれて再利用される。
【０００５】
前記特許文献１には、イメージングカートリッジの全ての機能部品に関する固有情報、例えば、使用履歴やリサイクル回数を記憶させた記憶手段を内蔵したものが開示されている。各機能部品に関する固有情報は、イメージングカートリッジの生産ラインにおいて記憶手段から読み出すことにより、各機能部品が再利用可能かどうかを判断するのに使用される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献１に開示された画像形成装置では、機能部品をイメージングカートリッジに組み込み新たなイメージングカートリッジを生産する際、組み込まれた各機能部品に対応する固有情報を記憶手段に書き込む作業が必要となり、生産性に問題があった。
【０００７】
そこで、本発明では、イメージングカートリッジをリサイクルする際、各機能部品に関する固有情報を記憶手段に書き込む作業を必要としない画像形成装置を提供することを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は、
複数の機能部品を含むカートリッジと、
前記機能部品にそれぞれ設けられ、前記機能部品に関する固有情報を記憶するための記憶手段と、
前記記憶手段の固有情報を読み込みまたは書き込み可能な読み書き手段とを備えたものである。
【０００９】
前記構成からなる画像形成装置では、各機能部品に関する固有情報は各機能部品にそれぞれ設けられた記憶手段に記憶されている。また、画像形成装置には読み込みまたは書き込み可能な読み書き手段が設けられているので、固有情報は画像形成装置において書き換えられる。機能部品をリサイクルする際、各機能部品の記憶手段の固有情報を参照することによって機能部品が再利用可能かどうかを判断し、利用可能な機能部品はそのままカートリッジに組み込まれる。これにより、従来の画像形成装置のように各機能部品に関する固有情報を生産ラインにおいて人手で記憶手段に書き込む作業が不要となり、生産性が向上する。
【００１０】
前記読み書き手段は、前記画像形成装置の一方の側に単独で設けられており、前記記憶手段は、前記読み書き手段と対向するように前記機能部品の一方の側にそれぞれ配置されていることが好ましい。
【００１１】
前記機能部品は、像担持体、帯電手段、現像剤担持体およびクリーニングローラの少なくとも１つであることが好ましい。
【００１２】
前記固有情報は、前記機能部品の生産段階における各種情報や使用履歴であることが好ましい。
【００１３】
また、前記各種情報は、感光体の感度、外径、磁束密度分布、抵抗、寸法および物性の情報の少なくとも１つを含むものであってもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
【００１５】
（第一実施形態）
図１は、本発明に係る画像形成装置の第一実施形態であるプリンタ１を示す。このプリンタ１内部には、イメージングカートリッジ２が着脱自在に設けられている。カートリッジ２は、図２に示すように、感光体３（像担持体）、帯電ローラ４（帯電手段）、露光装置５、現像装置６、および、クリーニング部８を備えている。
【００１６】
前記各構成部の基本機能は、公知であるので、ここでは概略説明する。まず、帯電ローラ４は、感光体３を帯電し、露光装置５は、画像信号に基づいて感光体３に露光して潜像を形成する。現像装置６は、感光体３に形成された潜像をトナーを用いて現像してトナー像として顕在化する。感光体３上に顕在化されたトナー像は、転写部７により用紙９上に転写される。クリーニング部８は、転写後に感光体３上に残留したトナーをクリーニングローラ８ａで電気的に吸着してクリーナハウジング８ｂに回収する。また、クリーニングローラ８ａは、感光体３の帯電量を減少して感光体３上に残留したトナーをブレード８ｃで掻き取りやすくする機能も有する。
【００１７】
前記現像装置６は、トナーからなる一成分現像剤１０を収容する現像剤槽１１を有している。この現像剤槽１１内には、図２中、左方から順に、攪拌ブレード１２、供給ローラ１３、現像ローラ１４（現像剤担持体）が配置されている。
【００１８】
攪拌ブレード１２と供給ローラ１３は、互いに平行に配置されてそれぞれ矢印ｒ１，ｒ２方向に回転駆動し、攪拌ブレード１２が現像剤槽１１内の現像剤１０を攪拌しつつ摩擦帯電させ、供給ローラ１３が現像剤１０を現像ローラ１４に供給するように構成されている。現像ローラ１４は、一部が感光体３と対向するように現像剤槽１１に配置されている。この現像ローラ１４は、周囲に複数の磁極が着磁された円柱形状の固定マグネット部材と、該マグネット部材に外装されて矢印ｒ３方向に回転駆動する円筒形状のスリーブ部材とからなっている。また、現像ローラ１４は電源１５に接続されており、感光体３はアース接続されている。電源１５は、現像ローラ１４に、ＤＣ成分に重畳した矩形波のＡＣバイアス（Ｖｐ−ｐ）を印加するためのものである。
【００１９】
また、本発明における機能部品である前記感光体３および現像ローラ１４には、図３に示すように、これら機能部品の一方の側にそれぞれＩＣチップ１６（記憶手段）が設けられている。このＩＣチップ１６は、カートリッジ２を、図１，３に示す矢印Ａ方向にプリンタ１内に挿入し、プリンタ１内の所定位置に取り付けたとき、プリンタ１の一方の側に設けられた単独のアンテナ部１７（読み書き手段）と対向するようにそれぞれ配置されている。前記アンテナ部１７は、前記ＩＣチップ１６が記憶する各機能部品に関する固有情報を非接触方式で読み込みまたは書き込みするためのものである。このように、ＩＣチップ１６が機能部品の一方の側に設けられているので単独のアンテナ部１７により各機能部品に関する固有情報を読み込みまたは書き込みすることができる。なお、アンテナ部１７をプリンタ１の一方の側のみに設けるのではなく両側に設け、ＩＣチップ１６を機能部品のいずれの側に設けるようにしてもよい。
【００２０】
前記感光体３のＩＣチップ１６には、感光体３の外径情報が記憶されている。また、前記現像ローラ１４のＩＣチップ１６には、現像ローラ１４の外径情報および抵抗情報が記憶されている。
【００２１】
また、プリンタ１内部には、後述するＡＣバイアス（Ｖｐ−ｐ）、ＤＣバイアス、帯電ローラ印加電圧およびクリーニングローラ印加電圧を設定するための図示しない制御部が設けられている。
【００２２】
次に、以上の構成からなるプリンタ１のカートリッジ２をリサイクルする場合について説明する。
【００２３】
現像装置６内の現像剤１０が無くなると、カートリッジ２はプリンタ１内から取り出され、メーカーに返却される。カートリッジ２をリサイクルする生産ラインにおいて、カートリッジ２が分解され、機能部品が取り出された後で、各機能部品は再利用可能か否かを判断される。再利用可能である場合、その機能部品は、そのままカートリッジ２に組み込まれ、新たなカートリッジ２としてリサイクルされる。このとき、各機能部品のＩＣチップ１６に固有情報がそれぞれ記憶されているので、従来の画像形成装置と異なり、新たなカートリッジ２に組み込まれた全ての各機能部品に関する固有情報を記憶手段に書き込む作業が不要であり、生産性が向上する。
【００２４】
プリンタ１において、現像ローラ１４と感光体３との間に印加される前記ＡＣバイアス（Ｖｐ−ｐ）は、以下のようにして設定される。まず、感光体３と現像ローラ１４に設けられた各ＩＣチップ１６から読み込んだそれぞれの外径情報に基づいて、感光体３と現像ローラ１４のギャップＸ（ｍｍ）（図３に図示）を算出する。次に、図４に示すデータデータテーブル２０ａに基づいて、ギャップＸ（ｍｍ）と現像ローラ１４の抵抗情報（現像ローラ抵抗ランクＡ〜Ｆ）に応じて印加するＡＣバイアス（Ｖｐ−ｐ）を求める。例えば、ギャップＸ（ｍｍ）が０．３０ｍｍであり現像ローラ１４の抵抗ランクがＣであった場合、ＡＣバイアス（Ｖｐ−ｐ）は１．５０ＫＶに設定される。
【００２５】
これにより、ＡＣバイアス（Ｖｐ−ｐ）が感光体３と現像ローラ１４のギャップや現像ローラ１４の抵抗値に対して高すぎる場合にはリーク（放電）が生じ、一方、低すぎる場合には画像濃度が薄くなるという問題が発生するが、本実施形態のプリンタ１によればＡＣバイアス（Ｖｐ−ｐ）を前記問題が生じない適正値に自動設定できる。また、新たなカートリッジ２がプリンタ１に取り付けられた後で、プリンタ１においてＡＣバイアス（Ｖｐ−ｐ）が設定されるので、生産ラインのライン調整や設定などをする必要がなくなり、生産ラインでの生産性が向上する。
【００２６】
次に、本発明に係るプリンタ１の他の実施形態について説明するが、前記実施形態と同様である部分は、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００２７】
（第二実施形態）
図５は、本発明に係る画像形成装置の第二実施形態であるプリンタ１のカートリッジ２を示す。このカートリッジ２の現像装置６には、第一実施形態と異なり、攪拌ブレード１２の代りに攪拌ローラ１２’が設けられている。また、現像剤槽１１の現像ローラ１４下方には、先端が現像ローラ１４に近接して、現像ローラ１４上の磁気ブラシの穂高を規制する穂高規制板２１が取り付けられている。
【００２８】
また、現像ローラ１４は電源１５’に接続されており、感光体３はアース接続されている。電源１５’は、現像ローラ１４にＤＣバイアスを印加するためのものである。
【００２９】
また、本実施形態における機能部品である感光体３および現像ローラ１４には、第１実施形態と同様にこれら機能部品の一方の側にそれぞれＩＣチップ１６が設けられている。前記感光体３のＩＣチップ１６には、感光体３の感度情報（感度ランク）、使用履歴（耐久枚数）および外径情報が記憶されている。また、前記現像ローラ１４のＩＣチップ１６には、現像ローラ１４の外径情報、および穂高規制板２１と現像ローラ１４との間の領域の磁束密度情報（磁束密度（Ｇ））が記憶されている。
【００３０】
プリンタ１において、現像ローラ１４と感光体３との間に印加される前記ＤＣバイアスは、以下のようにして設定される。まず、感光体３に設けられたＩＣチップ１６から読み込んだ感度ランクと耐久枚数から図６に示すデータテーブル２０ｂに基づいて、感光体３上での露光部電位（Ｖ）を求める。例えば、感光体３の感度ランクがＤであり耐久枚数が２０〜４０（千枚）であった場合、感光体３上での露光部電位は１４０Ｖとなる。
【００３１】
次に、現像ローラ１４と感光体３の外径情報に基づいて、感光体３と現像ローラ１４のギャップＸ（ｍｍ）を算出する。そして、図７に示すデータテーブル２０ｃに基づいて、ギャップＸ（ｍｍ）と現像ローラ１４の磁束密度（Ｇ）に応じて、画像濃度を確保するための感光体３と現像ローラ１４との間の必要電位ギャップを求める。例えば、ギャップＸ（ｍｍ）が０．３０ｍｍであり磁束密度が４２０〜４４０（Ｇ）であった場合、必要電位ギャップは２７０（Ｖ）と設定される。そして、前記感光体３上での露光部電位と必要電位ギャップを合計した絶対値をＤＣバイアス値として設定する。
【００３２】
これにより、画像濃度が安定する最適条件に自動設定することができる。また、新たなカートリッジ２がプリンタ１に取り付けられた後で、プリンタ１においてＤＣバイアス値が設定されるので、生産ラインのライン調整や設定などをする必要がなくなり、生産ラインでの生産性が向上する。
【００３３】
（第三実施形態）
本発明に係る画像形成装置の第三実施形態であるプリンタ１のカートリッジ２では、帯電ローラ４に電圧が印加されるようになっている。また、本実施形態における機能部品である感光体３および帯電ローラ４には、図８に示すように、前記実施形態と同様にこれら機能部品の一方の側にそれぞれＩＣチップ１６が設けられている。前記感光体３のＩＣチップ１６には、感光体３の使用履歴（耐久枚数）が記憶されている。また、帯電ローラ４のＩＣチップ１６には、帯電ローラ４の使用履歴（耐久枚数）が記憶されている。
【００３４】
プリンタ１において、帯電ローラ４に印加される印加電圧（Ｖ）は、図９に示すデータテーブル２０ｄに基づいて、感光体３と帯電ローラ４の耐久枚数に応じて求められる。例えば、感光体３の耐久枚数が２０〜４０（千枚）であり、帯電ローラ４の耐久枚数が２０〜４０（千枚）であった場合、印加電圧は１０２０Ｖとなる。
【００３５】
これにより、帯電ローラ４に印加される印加電圧を最適条件に自動設定することができる。また、新たなカートリッジ２がプリンタ１に取り付けられた後で、プリンタ１において帯電ローラ印加電圧が設定されるので、生産ラインのライン調整や設定などをする必要がなくなり、生産ラインでの生産性が向上する。
【００３６】
前記第三実施形態の変形例として、帯電ローラ４のＩＣチップ１６に、帯電ローラ４の使用履歴（耐久枚数）を記憶させるのではなく、帯電ローラ４の抵抗情報（抵抗ランク）を記憶させてもよい。そして、図１０に示すデータテーブル２０ｅに基づいて、帯電ローラ４に印加される印加電圧（Ｖ）を、感光体３の耐久枚数と帯電ローラ４の抵抗ランクに応じて求めるようにしてもよい。例えば、感光体３の耐久枚数が２０〜４０（千枚）であり、帯電ローラ４の抵抗ランクがＣであった場合、印加電圧は１０３０Ｖとなる。
【００３７】
（第四実施形態）
本発明に係る画像形成装置の第四実施形態であるプリンタ１のカートリッジ２では、クリーニングローラ８ａに電圧が印加されるようになっている。また、本発明における機能部品である感光体３およびクリーニングローラ８ａには、図１１に示すように、前記実施形態と同様にこれら機能部品の一方の側にそれぞれＩＣチップ１６が設けられている。前記感光体３のＩＣチップ１６には、感光体３の使用履歴（耐久枚数）が記憶されている。また、クリーニングローラ８ａのＩＣチップ１６には、クリーニングローラ８ａの使用履歴（耐久枚数）が記憶されている。
【００３８】
プリンタ１において、クリーニングローラ８ａに印加される印加電圧（Ｖ）は、図１２に示すデータテーブル２０ｆに基づいて、感光体３とクリーニングローラ８ａの耐久枚数に応じて求められる。例えば、感光体３の耐久枚数が２０〜４０（千枚）であり、クリーニングローラ８ａの耐久枚数が２０〜４０（千枚）であった場合、印加電圧は２００Ｖとなる。
【００３９】
これにより、クリーニングローラ８ａのクリーニング性能を最適条件に自動設定することができる。また、新たなカートリッジ２がプリンタ１に取り付けられた後で、プリンタ１においてクリーニングローラ印加電圧が設定されるので、生産ラインのライン調整や設定などをする必要がなくなり、生産ラインでの生産性が向上する。
【００４０】
前記第四実施形態の変形例として、クリーニングローラ８ａのＩＣチップ１６に、クリーニングローラ８ａの使用履歴（耐久枚数）を記憶させるのではなく、クリーニングローラ８ａの抵抗情報（抵抗ランク）を記憶させてもよい。そして、図１３に示すデータテーブル２０ｇに基づいて、クリーニングローラ８ａに印加される印加電圧（Ｖ）を、感光体３の耐久枚数とクリーニングローラ８ａの抵抗ランクに応じて求めるようにしてもよい。例えば、感光体３の耐久枚数が２０〜４０（千枚）であり、クリーニングローラ８ａの抵抗ランクがＣであった場合、印加電圧は２２０Ｖとなる。
【００４１】
なお、前記実施形態の画像形成装置はプリンタとして説明したが、本発明は乾式現像を用いた画像形成装置であれば普通紙複写機（ＰＰＣ）、プリンタ、ＦＡＸ、またはＭＦＰにも適用できる。また、単独のカートリッジを備えた画像形成装置に関して説明したが、タンデム型や４サイクル型のように複数のカートリッジを備え、各機能部品に関する固有情報を非接触方式で読み込みまたは書き込みするアンテナ部を備えたものであってもよい。
【００４２】
また、感光体３は、感光ベルトであってもよい。また、転写部７は、転写ローラ、転写ベルト、転写コロナチャージャー、または転写ベルトなどであればよい。また、帯電手段は帯電ローラ４に限らず、帯電磁気ブラシ、帯電ベルト、コロナチャージャー、スコロトロンチャージャー、帯電ブラシ、帯電フィルムなどであってもよい。また、クリーニング手段は、クリーニングローラ８ａに限らず、クリーニングブラシであってもよい。また、ＩＣチップ１６に用いられるメモリは、どのような記憶方式であってもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、複数の機能部品を含むカートリッジと、機能部品にそれぞれ設けられ、機能部品に関する固有情報を記憶するための記憶手段と、記憶手段の固有情報を読み込みまたは書き込み可能な読み書き手段とを備えるので、利用可能な機能部品はそのままカートリッジに組み込まれる。これにより、従来の画像形成装置のように各機能部品に関する固有情報を記憶手段に書き込む作業が不要となり、リサイクルする際の生産ラインでの生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係るプリンタを示した概略図。
【図２】図１のプリンタの要部を示した断面図。
【図３】図２に示すプリンタを上方から見た一部拡大断面図。
【図４】ＡＣバイアス（Ｖｐ−ｐ）を求めるときに用いられるデータテーブル。
【図５】本発明の第二実施形態に係るプリンタの要部を示した断面図。
【図６】露光部の感光体電位（Ｖ）を求めるときに用いられるデータテーブル。
【図７】画像濃度確保必要電位ギャップを求めるときに用いられるデータテーブル。
【図８】本発明の第三実施形態に係るプリンタの要部を上方から見た一部拡大断面図。
【図９】帯電ローラ印加電圧（Ｖ）を求めるときに用いられるデータテーブル。
【図１０】第三実施形態の変形例において、帯電ローラ印加電圧（Ｖ）を求めるときに用いられるデータテーブル。
【図１１】本発明の第四実施形態に係るプリンタの要部を上方から見た一部拡大断面図。
【図１２】クリーニングローラ印加電圧（Ｖ）を求めるときに用いられるデータテーブル。
【図１３】第四実施形態の変形例において、クリーニングローラ印加電圧（Ｖ）を求めるときに用いられるデータテーブル。
【符号の説明】
１…プリンタ（画像形成装置）
２…カートリッジ
３…感光体（機能部品）
４…帯電ローラ（機能部品）
８ａ…クリーニングローラ（機能部品）
１４…現像ローラ（機能部品）
１６…ＩＣチップ（記憶手段）
１７…アンテナ部（読み書き手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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