(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成に使用される消耗品としてトナーを収納する消耗品収納室，静電潜像を形成するための感光ドラム，この感光ドラムを帯電させる帯電ローラ，前記感光ドラムにトナーを付着させて前記静電潜像を現像する現像ローラを有するカートリッジが装置本体に交換可能に装填される画像形成装置において、
前記カートリッジの内部に収納された消耗品の物性値を測定する測定手段と、前記カートリッジに設けられ予め定められた前記消耗品の物性値の範囲が記憶されたカートリッジメモリと、このカートリッジメモリから前記物性値の範囲を読み出し、前記測定手段によって測定された測定値が範囲外であるときには、不適正に消耗品が詰め替えられた不適正カートリッジであると判定する判定手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記範囲は、カートリッジの製造時にカートリッジに収納されている消耗品の物性値を測定して得た測定値を中心とした一定範囲であり、各カートリッジ毎に求めた物性値の範囲が前記カートリッジメモリに格納されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
画像形成に使用される消耗品としてトナーを収納する消耗品収納室，静電潜像を形成するための感光ドラム，この感光ドラムを帯電させる帯電ローラ，前記感光ドラムにトナーを付着させて前記静電潜像を現像する現像ローラを有するカートリッジが装置本体に交換可能に装填される画像形成装置において、
前記カートリッジの内部に収納された消耗品の物性値を測定する測定手段と、カートリッジに設けられており、カートリッジ又は消耗品の種類を表すタイプ情報が格納されるカートリッジメモリと、前記装置本体に設けられており、予め定められ前記タイプ情報に対応して物性値の範囲を格納するプリンタメモリと、前記カートリッジメモリから読み出した前記タイプ情報に対応した前記物性値の範囲を前記プリンタメモリから読み出し、前記測定手段によって測定された測定値が範囲外であるときには、不適正に消耗品が詰め替えられた不適正カートリッジであると判定する判定手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記不適正カートリッジであると判定されたときに、警告表示する表示手段を設けたことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記不適正カートリッジであると判定されたときに、このカートリッジがセットされた画像形成装置の画像形成動作を禁止する禁止手段を設けたことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記不適正カートリッジの判定は、カートリッジが装置本体にセットされたときに行われることを特徴とする請求項１〜５いずれか記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記物性値は消耗品の濃度であり、前記測定手段は、カートリッジに設けられた発光素子と受光素子を備え、消耗品が付着した現像ローラまたは感光ドラムに発光素子から光を照射し、その反射光を受光素子で検出することによって、消耗品の濃度を測定することを特徴とする請求項１〜６いずれか記載の画像形成装置。
【請求項８】
画像形成に使用される消耗品としてトナーを収納する消耗品収納室，静電潜像を形成するための感光ドラム，この感光ドラムを帯電させる帯電ローラ，前記感光ドラムにトナーを付着させて前記静電潜像を現像する現像ローラを有しており、画像形成装置の装置本体に交換可能に装填されるカートリッジを調べて不適正なカートリッジを検出する不適正カートリッジの検出方法において、
前記カートリッジの内部に収納された消耗品の物性値を測定する測定ステップと、予め定められた物性値の範囲を前記カートリッジに設けられたカートリッジメモリから読み出す物性値範囲読み出しステップと、測定した測定値が前記範囲から外れているときに、不適正に消耗品が詰め替えられた不適正カートリッジであると判定する判定ステップとからなることを特徴とする不適正カートリッジの検出方法。
【請求項９】
前記範囲は、カートリッジの製造時にカートリッジに収納されている消耗品の物性値を測定して得た測定値を中心とした一定範囲であり、各カートリッジ毎に求めた物性値の範囲が前記カートリッジメモリに格納されることを特徴とする請求項８記載の不適正カートリッジの検出方法。
【請求項１０】
画像形成に使用される消耗品としてトナーを収納する消耗品収納室，静電潜像を形成するための感光ドラム，この感光ドラムを帯電させる帯電ローラ，前記感光ドラムにトナーを付着させて前記静電潜像を現像する現像ローラを有しており、画像形成装置の装置本体に交換可能に装填されるカートリッジを調べて不適正なカートリッジを検出する不適正カートリッジの検出方法において、
前記カートリッジの内部に収納された消耗品の物性値を測定する測定ステップと、カートリッジ又は前記消耗品の種類を表すタイプ情報を前記カートリッジに設けられたカートリッジメモリから読み出すタイプ情報読み出しステップと、予め定められ前記タイプ情報に対応した物性値の範囲を前記装置本体に設けられたプリンタメモリから読み出す物性値範囲読み出しステップと、測定した測定値が前記範囲から外れているときに、不適正に消耗品が詰め替えられた不適正カートリッジであると判定する判定ステップとからなることを特徴とする不適正カートリッジの検出方法。
【請求項１１】
前記不適正カートリッジであると判定されたときに、警告表示する警告ステップを含むことを特徴とする請求項８〜１０いずれか記載の不適正カートリッジの検出方法。
【請求項１２】
前記不適正カートリッジであると判定されたときに、このカートリッジがセットされた画像形成装置の画像形成動作を禁止する禁止ステップを含むことを特徴とする請求項８〜１１いずれか記載の不適正カートリッジの検出方法。
【請求項１３】
前記不適正カートリッジの判定は、カートリッジが装置本体にセットされたときに行われることを特徴とする請求項８〜１２いずれか記載の不適正カートリッジの検出方法。
【請求項１４】
前記物性値は消耗品の濃度であり、前記測定ステップでは、前記カートリッジに設けられた発光素子と受光素子によって、消耗品が付着した現像ローラまたは感光ドラムに発光素子から光を照射し、その反射光を受光素子で検出することによって、消耗品の濃度を測定することを特徴とする請求項８〜１３いずれか記載の不適正カートリッジの検出方法。
【請求項１５】
画像形成に使用される消耗品としてトナーを収納する消耗品収納室，静電潜像を形成するための感光ドラム，この感光ドラムを帯電させる帯電ローラと、前記感光ドラムにトナーを付着させて前記静電潜像を現像する現像ローラを有するカートリッジを調べて不適正カートリッジを検出する不適正カートリッジ検出処理をコンピュータに実行させるプログラムを記憶する記憶媒体において、
前記プログラムは、前記カートリッジがセットされたときに消耗品の物性値を測定する測定ステップと、カートリッジ内のカートリッジメモリから予め定められた物性値の範囲を読み出す物性値範囲読み出しステップと、測定した物性値が範囲外であるときは、不適正に消耗品が詰め替えられた不適正カートリッジであると判定する判定ステップとを含むことを特徴とする記憶媒体。
【請求項１６】
前記範囲は、カートリッジの製造時にカートリッジに収納されている消耗品の物性値を測定して得た測定値を中心とした一定範囲であり、各カートリッジ毎に求めた物性値の範囲が前記カートリッジメモリに格納されることを特徴とする請求項１５記載の記憶媒体。
【請求項１７】
画像形成に使用される消耗品としてトナーを収納する消耗品収納室，静電潜像を形成するための感光ドラム，この感光ドラムを帯電させる帯電ローラと、前記感光ドラムにトナーを付着させて前記静電潜像を現像する現像ローラを有するカートリッジを調べて不適正カートリッジを検出する不適正カートリッジ検出処理をコンピュータに実行させるプログラムを記憶する記憶媒体において、
前記プログラムは、カートリッジがセットされたときに消耗品の物性値を測定する測定ステップと、カートリッジ又は消耗品の種類を表すタイプ情報をカートリッジ内のカートリッジメモリから読み出すタイプ情報読み出しステップと、予め定められ前記タイプ情報に対応した物性値の範囲を前記装置本体内のプリンタメモリから読み出す物性値範囲読み出しステップと、測定した物性値が範囲外であるときは、不適正に消耗品が詰め替えられた不適正カートリッジであると判定する判定ステップとを含むことを特徴とする記憶媒体。
【請求項１８】
前記不適正カートリッジであると判定されたときに、警告表示する警告ステップを含むことを特徴とする請求項１５〜１７いずれか記載の記憶媒体。
【請求項１９】
前記不適正カートリッジであると判定されたときに、このカートリッジがセットされた画像形成装置の画像形成動作を禁止する禁止ステップを含むことを特徴とする請求項１５〜１８いずれか記載の記憶媒体。
【請求項２０】
前記物性値は消耗品の濃度であり、前記測定ステップでは、前記カートリッジに設けられた発光素子と受光素子によって、消耗品が付着した現像ローラまたは感光ドラムに発光素子から光を照射し、その反射光を受光素子で検出することによって、消耗品の濃度を測定することを特徴とする請求項１５〜１９いずれか記載の記憶媒体。
【請求項２１】
画像形成に使用される消耗品を収納するカートリッジが装置本体に交換可能に装填される画像形成装置において、
前記カートリッジの内部に収納された消耗品の物性値を測定する測定手段と、前記カートリッジに設けられ予め定められた前記消耗品の物性値の範囲が記憶されたカートリッジメモリと、このカートリッジメモリから前記物性値の範囲を読み出し、前記測定手段によって測定された測定値が範囲外であるときには、不適正に消耗品が詰め替えられた不適正カートリッジであると判定する判定手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２２】
前記範囲は、カートリッジの製造時にカートリッジに収納されている消耗品の物性値を測定して得た測定値を中心とした一定範囲であり、各カートリッジ毎に求めた物性値の範囲が前記カートリッジメモリに格納されることを特徴とする請求項２１記載の画像形成装置。
【請求項２３】
画像形成に使用される消耗品を収納するカートリッジが装置本体に交換可能に装填される画像形成装置において、
前記カートリッジの内部に収納された消耗品の物性値を測定する測定手段と、カートリッジに設けられており、カートリッジ又は消耗品の種類を表すタイプ情報が格納されるカートリッジメモリと、前記装置本体に設けられており、予め定められ前記タイプ情報に対応して物性値の範囲を格納するプリンタメモリと、前記カートリッジメモリから読み出した前記タイプ情報に対応した前記物性値の範囲を前記プリンタメモリから読み出し、前記測定手段によって測定された測定値が範囲外であるときには、不適正に消耗品が詰め替えられた不適正カートリッジであると判定する判定手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２４】
前記不適正カートリッジであると判定されたときに、警告表示する表示手段を設けたことを特徴とする請求項２１〜２３いずれか記載の画像形成装置。
【請求項２５】
前記不適正カートリッジであると判定されたときに、このカートリッジがセットされた画像形成装置の画像形成動作を禁止する禁止手段を設けたことを特徴とする請求項２１〜２４いずれか記載の画像形成装置。
【請求項２６】
前記不適正カートリッジの判定は、カートリッジが装置本体にセットされたときに行われることを特徴とする請求項２１〜２５いずれか記載の画像形成装置。
【請求項２７】
前記物性値は消耗品の濃度であり、前記測定手段は、カートリッジに設けられた発光素子と受光素子を備え、消耗品が付着した現像ローラまたは感光ドラムに発光素子から光を照射し、その反射光を受光素子で検出することによって、消耗品の濃度を測定することを特徴とする請求項２１〜２６いずれか記載の画像形成装置。
【請求項２８】
画像形成に使用される消耗品を収納され画像形成装置の装置本体に交換可能に装填されるカートリッジを調べて不適正なカートリッジを検出する不適正カートリッジの検出方法において、
前記カートリッジの内部に収納された消耗品の物性値を測定する測定ステップと、予め定められた物性値の範囲を前記カートリッジに設けられたカートリッジメモリから読み出す物性値範囲読み出しステップと、測定した測定値が前記範囲から外れているときに、不適正に消耗品が詰め替えられた不適正カートリッジであると判定する判定ステップとからなることを特徴とする不適正カートリッジの検出方法。
【請求項２９】
前記範囲は、カートリッジの製造時にカートリッジに収納されている消耗品の物性値を測定して得た測定値を中心とした一定範囲であり、各カートリッジ毎に求めた物性値の範囲が前記カートリッジメモリに格納されることを特徴とする請求項２８記載の不適正カートリッジの検出方法。
【請求項３０】
画像形成に使用される消耗品を収納され画像形成装置の装置本体に交換可能に装填されるカートリッジを調べて不適正なカートリッジを検出する不適正カートリッジの検出方法において、
前記カートリッジの内部に収納された消耗品の物性値を測定する測定ステップと、カートリッジ又は前記消耗品の種類を表すタイプ情報を前記カートリッジに設けられたカートリッジメモリから読み出すタイプ情報読み出しステップと、予め定められ前記タイプ情報に対応した物性値の範囲を前記装置本体に設けられたプリンタメモリから読み出す物性値範囲読み出しステップと、測定した測定値が前記範囲から外れているときに、不適正に消耗品が詰め替えられた不適正カートリッジであると判定する判定ステップとからなることを特徴とする不適正カートリッジの検出方法。
【請求項３１】
前記不適正カートリッジであると判定されたときに、警告表示する警告ステップを含むことを特徴とする請求項２８〜３０いずれか記載の不適正カートリッジの検出方法。
【請求項３２】
前記不適正カートリッジであると判定されたときに、このカートリッジがセットされた画像形成装置の画像形成動作を禁止する禁止ステップを含むことを特徴とする請求項２８〜３１いずれか記載の不適正カートリッジの検出方法。
【請求項３３】
前記不適正カートリッジの判定は、カートリッジが装置本体にセットされたときに行われることを特徴とする請求項２８〜３２いずれか記載の不適正カートリッジの検出方法。
【請求項３４】
前記物性値は消耗品の濃度であり、前記測定ステップでは、前記カートリッジに設けられた発光素子と受光素子によって、消耗品が付着した現像ローラまたは感光ドラムに発光素子から光を照射し、その反射光を受光素子で検出することによって、消耗品の濃度を測定することを特徴とする請求項２８〜３３いずれか記載の不適正カートリッジの検出方法。
【請求項３５】
画像形成に使用される消耗品としてトナーを収納する消耗品収納室，静電潜像を形成するための感光ドラム，この感光ドラムを帯電させる帯電ローラと、前記感光ドラムにトナーを付着させて前記静電潜像を現像する現像ローラを有するカートリッジを調べて不適正カートリッジを検出する不適正カートリッジ検出処理をコンピュータに実行させるプログラムを記憶する記憶媒体において、
前記プログラムは、前記カートリッジがセットされたときに消耗品の物性値を測定する測定ステップと、カートリッジ内のカートリッジメモリから予め定められた物性値の範囲を読み出す物性値範囲読み出しステップと、測定した物性値が範囲外であるときは、不適正に消耗品が詰め替えられた不適正カートリッジであると判定する判定ステップとを含むことを特徴とする記憶媒体。
【請求項３６】
前記範囲は、カートリッジの製造時にカートリッジに収納されている消耗品の物性値を測定して得た測定値を中心とした一定範囲であり、各カートリッジ毎に求めた物性値の範囲が前記カートリッジメモリに格納されることを特徴とする請求項３５記載の記憶媒体。
【請求項３７】
画像形成に使用される消耗品としてトナーを収納する消耗品収納室，静電潜像を形成するための感光ドラム，この感光ドラムを帯電させる帯電ローラと、前記感光ドラムにトナーを付着させて前記静電潜像を現像する現像ローラを有するカートリッジを調べて不適正カートリッジを検出する不適正カートリッジ検出処理をコンピュータに実行させるプログラムを記憶する記憶媒体において、
前記プログラムは、カートリッジがセットされたときに消耗品の物性値を測定する測定ステップと、カートリッジ又は消耗品の種類を表すタイプ情報をカートリッジ内のカートリッジメモリから読み出すタイプ情報読み出しステップと、予め定められ前記タイプ情報に対応した物性値の範囲を前記装置本体内のプリンタメモリから読み出す物性値範囲読み出しステップと、測定した物性値が範囲外であるときは、不適正に消耗品が詰め替えられた不適正カートリッジであると判定する判定ステップとを含むことを特徴とする記憶媒体。
【請求項３８】
前記不適正カートリッジであると判定されたときに、警告表示する警告ステップを含むことを特徴とする請求項３５〜３７いずれか記載の記憶媒体。
【請求項３９】
前記不適正カートリッジであると判定されたときに、このカートリッジがセットされた画像形成装置の画像形成動作を禁止する禁止ステップを含むことを特徴とする請求項３５〜３８いずれか記載の記憶媒体。
【請求項４０】
前記物性値は消耗品の濃度であり、前記測定ステップでは、前記カートリッジに設けられた発光素子と受光素子によって、消耗品が付着した現像ローラまたは感光ドラムに発光素子から光を照射し、その反射光を受光素子で検出することによって、消耗品の濃度を測定することを特徴とする請求項３５〜３９いずれか記載の記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ，ファクシミリ，複写機等の画像形成装置に交換可能にセットされるカートリッジが、消耗品（トナー，インク等）を詰め替えた不適正なものかどうかを検出するための方法及び装置及びシステム並びに記憶媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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。
【０００３】
前記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も知られている。このプロセスカートリッジでは、感光ドラム等の寿命に合わせた量のトナーが充填されており、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、また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。
【０００４】
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、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き下げも図っている。
【０００５】
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。
【０００６】
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、トナーを詰め替えたカートリッジを長期間使用すると、感光ドラム、帯電ローラなどの性能が劣化するため、印字品質が低下したり、故障の発生の要因となる。
【０００７】
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。
【０００８】
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の詰め替えを事前に防止したり、あるいはトナーを詰め替えた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。
【０００９】
トナーを詰め替えたカートリッジの発生を防止する対策としては、特開平７−２８３２０号公報に、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させる。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。したがって、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、トナーが詰め替えられた不適正なカートリッジであると判断される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記カートリッジには、電磁ブレーキやカウンタが必要となるため、プロセスカートリッジが複雑で大型化し、コスト高とな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、有効な対策方法とはいえない。
【００１１】
また、文字数の多いプリントと、文字数が極端に少ないプリントとがあるから、プリント枚数からトナーの残量を予測するものでは、トナーの残量を正確に測定することはできない。そのために、トナーが残っているにもかかわらず、電磁ブレーキが作動してプロセスカートリッジが使用できなくなることがある。これは資源の無駄となる。
【００１２】
本発明は、カートリッジの大型化を招くことなく、また簡単かつ安価な構成で、不適正に消耗品が詰め替えられた不適正カートリッジを確実に検出することを目的とする。
【００１３】
本発明の更に別の目的は、不適正カートリッジの使用禁止状態が外部から分からないようにすることで、その解除をしにくくすることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の消耗品詰め替えカートリッジの検出装置は、画像形成装置に交換可能にセットされるカートリッジの内部に収納された消耗品の物性値を測定する測定手段と、消耗品の物性値の範囲が記憶された記憶手段と、この記憶手段から物性値の範囲を読み出し、測定された物性値が範囲外であるときには、消耗品詰め替えカートリッジであると判定する判定手段とからなることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項２記載の消耗品詰め替えカートリッジの検出装置は、消耗品詰め替えカートリッジであると判定されたときに、警告表示する表示手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項３記載の消耗品詰め替えカートリッジの検出装置は、消耗品詰め替えカートリッジであると判定されたときに、このカートリッジがセットされた画像形成装置の画像形成動作を禁止する禁止手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項４記載の消耗品詰め替えカートリッジの検出装置は、消耗品詰め替えカートリッジの判定は、カートリッジが画像形成装置にセットされたときに行われることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項５記載の消耗品詰め替えカートリッジの検出装置は、物性値は消耗品の濃度であり、測定手段は、カートリッジに設けられた発光素子と受光素子を備え、消耗品が付着した現像ローラまたは感光ドラムに発光素子から光を照射し、その反射光を受光素子で検出することによって、消耗品の濃度を測定することを特徴とするものである。
【００１９】
請求項６記載の消耗品詰め替えカートリッジの検出装置は、記憶手段は、カートリッジに設けられていることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項７記載の消耗品詰め替えカートリッジの検出装置は、物性値の範囲は、カートリッジの製造時において、カートリッジに収納されている消耗品の物性値を測定して、測定値を中心とした一定範囲であり、各カートリッジ毎に求めた物性値の範囲を前記記憶手段に書き込むことを特徴とするものである。
【００２１】
請求項８記載の消耗品詰め替えカートリッジの検出方法は、画像形成装置に交換可能にセットされるカートリッジの内部に収納された消耗品の物性値を測定し、測定した物性値が予め定められた範囲から外れているときに、消耗品詰め替えカートリッジであると判定することを特徴とするものである。
【００２２】
請求項９記載の消耗品詰め替えカートリッジの検出システムは、画像記録に使用する消耗品を収納した消耗品収納室と、この消耗品収納室に収納された消耗品の物性値を測定する測定手段と、消耗品の物性値の範囲を記憶する記憶手段とを有するカートリッジと、記録紙に画像を形成する画像形成部と、記憶手段から物性値の範囲を読み出し、測定した物性値が範囲外であるときには、消耗品詰め替えカートリッジであると判定して、警告を発し、あるいは画像形成動作を禁止する手段とを有する画像形成装置とからなることを特徴とするものである。
【００２３】
請求項１０記載の消耗品詰め替えカートリッジの検出システムは、画像記録に使用する消耗品を収納した消耗品収納室と、この消耗品収納室に収納された消耗品の物性値を測定する測定手段と、消耗品の機種を特定するためのタイプ情報が割り当てられたカートリッジと、記録紙に画像を形成する画像形成部と、物性値の範囲をタイプ情報毎に記憶する記憶手段と、セットされたカートリッジのタイプ情報に基づいて物性値の範囲を記憶手段から読み出し、測定手段で測定した物性値が範囲外であるときには、消耗品詰め替えカートリッジであると判定して、警告を発し、あるいは画像形成動作を禁止する手段とを有する画像形成装置とからなることを特徴とするものである。
【００２４】
請求項１１記載の消耗品詰め替えカートリッジの検出システムは、カートリッジには、静電潜像が形成される感光ドラムと、この感光ドラムを帯電させる帯電ローラと、静電潜像をトナーで現像してトナー像にする現像ローラとが設けられていることを特徴とするものである。
【００２５】
請求項１２記載の記憶媒体は、カートリッジがセットされたときに消耗品の物性値を測定するステップと、カートリッジ内の記憶手段に記録された物性値の範囲を読み出すステップと、測定した物性値が範囲外であるときは、消耗品詰め替えカートリッジであると判定するステップとを実行するプログラムを記憶したことを特徴とするものである。
【００２６】
請求項１３記載の記憶媒体は、カートリッジがセットされたときに消耗品の物性値を測定するステップと、カートリッジのタイプ情報を読み出すステップと、タイプ情報に対応した物性値の範囲を読み出すステップと、測定した物性値が範囲外であるときは、消耗品詰め替えカートリッジであると判定するステップとを実行するプログラムを記憶したことを特徴とするものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
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。この感光ドラム１５は約４００Ｖに帯電され、現像ローラ１７は約２５０Ｖに帯電される。
【００２８】
トナー室１３内のトナー１４は、回転中の現像ローラ１７の外周に静電吸着して搬送される。トナー１４には、黒色のトナー粒子と、白色の研磨粒子とを混合したものが用いられている。トナー粒子はポリエステルを主成分としており、添加剤として用いられる電荷制御剤によって負極性に帯電する。研磨粒子にはアクリルビーズが用いられており、正極性に帯電する。研磨粒子は、トナー粒子の表面に付着してトナー粒子と現像ローラ１７とのスペーサとして作用しており、プリント後にトナー粒子が現像ローラ１７の上に残留するのを防止する。なお、トナー粒子と研磨粒子との混合比、すなわち、トナー１４の濃度は、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）を考慮して定められている。
【００２９】
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、その外周に嵌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，帯電ローラ１６，現像ローラ１７に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及び現像ローラ１７の軸は、プリンタ本体１１の内部に設置された帯電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（図示せず）が設けられている。
【００３０】
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、転写ローラ２４と感光ドラム１５が接触する。
【００３１】
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２４に入射する。ポリゴンミラー２７は、レーザ光を感光ドラム２４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。
【００３２】
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。
【００３３】
感光ドラム１５がさらに回転すると、静電潜像が現像ローラ１７に向かって移動する。この現像ローラ１７は帯電されており、トナーを静電吸着している。また、このトナーには、逆極性に帯電した研磨粒子が付着している。感光ドラム１５の静電潜像が現像ローラ１７に接触すると、静電潜像の電位は現像ローラ１７の電位よりも高いので、現像ローラ１７のトナーが静電潜像へ転移し、トナー像に可視化される。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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１４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１４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１４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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。また、現像ローラ１７と同軸に取り付けられるギヤ４７は、従動ギヤ４６と噛合しており、感光ドラム１５と同軸に取り付けられるギヤ４８は、ギヤ４７と噛合している。このため、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。また、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６２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。
【００４０】
支持プレート５０の先端には、クリーニングブレード５１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５２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５３が取り付けられている。この廃トナー室５２は、支持プレート５０，クリーニングブレード５１，スクイシート５３で区画されている。
【００４１】
前記支持プレート５０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５２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から漏れ出るのを防止する。
【００４２】
下部カートリッジ本体３５には、係合穴５６と、係止突起５７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５６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５７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５６，係止突起５７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。
【００４３】
プリンタの電気構成を示す図５において、プリンタ本体１１には、ＣＰＵ６０，メモリ６１（以下、プリンタメモリという），レーザ２６やポリゴンミラー２７等からなる画像形成部６２，定着器２９，表示器６３，感光ドラム１５や帯電ローラ１６等に電圧を印加する帯電回路６４、駆動用のモータ６５が設けられている。モータ６５は、ドライバ６６によって駆動され、感光ドラム１５と現像ローラ１７を回転させる。また、プリンタ本体１１とカートリッジ１２には、各電気部品を電気的に接続するための電気接点（図示せず）が設けられている。
【００４４】
カートリッジ１２には、感光ドラム１５，制御回路７０，メモリ（以下、カートリッジメモリという）７１，発光素子７２，受光素子７３などが設けられている。発光素子７２及び受光素子７３は物性値としてトナー濃度を測定する測定手段を構成しており、制御回路７０からの制御信号によって測定を開始する。発光素子７２は、トナーが吸着した現像ローラ１７に対して一定量の光を照射しており、現像ローラ１７からの反射光が受光素子７３に入射する。受光素子７３は、この反射光を電気信号に光電変換して制御回路７０へと伝送し、ここで対数変換する。受光素子７３によって、現像ローラ１７の表面に付着したトナーの濃度（正確には濃度に相関した数値）が求められる。トナー濃度は、新品のカートリッジに収納された純正品と、トナー詰め替え業者が詰め替えたトナーによって違っているから、このトナー濃度を測定することで、詰め替えカートリッジかどうかを判断することができる。
【００４５】
カートリッジメモリ７１には、プリンタメーカーが使用する純正のトナー濃度の範囲を表すデータが記録されている。この範囲は、カートリッジ１２の製造時に、個々のカートリッジ毎にトナー濃度を複数回測定し、その平均値を中心とし、測定のばらつきを考慮して、所定の範囲に決めてある。
【００４６】
各カートリッジ毎に測定部を使用して、純正品の物性値の範囲を決めるから、測定部の測定精度にばらつきがあっても、これに影響されることなく、純正品の判断をすることができる。なお、簡単には、実験で決定した共通な範囲をカートリッジメモリ７１に書き込んでも良い。
【００４７】
ＣＰＵ６０は、プリンタ１０の各部をシーケンス制御する他に、制御回路７０を介して、トナー室１３内のトナー濃度の測定を行う。それとともに、カートリッジメモリ７１に書き込まれた範囲を読み出し、測定値と比較する。ＣＰＵ６０は、トナー濃度の測定値が範囲外であると検出したときは、カートリッジはトナーが詰め替えられた不適正なものであると判断する。そして、ＣＰＵ６０は、表示器６３に新品の適正なカートリッジに交換すべきこと、プリントが禁止されることなどを表示し、さらに画像形成部６２の動作を禁止する。
【００４８】
以下、上記構成による作用について、図６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１２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。
【００４９】
プリンタ電源をＯＮすると、カートリッジがセットされているか否かのチェックを行う。ＣＰＵ６０は、カートリッジがセットされていない場合は、表示器６３にカートリッジをセットする旨を表示して警告を行う。また、プリンタ電源が既にＯＮされている場合には、カートリッジ室の蓋が閉じたことを検知するスイッチ（図示せず）からの信号によって、カートリッジのセットを検出する。
【００５０】
カートリッジ１２がセットされていることを検出すると、ＣＰＵ６０は、プリンタ本体１１のウオームアップを行うとともに、制御回路７０を介してトナー室１３に収納されているトナー１４の濃度を測定し、その測定値とカートリッジメモリ７１に書き込まれた物性値範囲とを比較する。ここで、トナー詰め替え業者が製造するトナーの成分は、プリンタメーカーが製造する純正品と異なっているため、トナー濃度はカートリッジメモリ７１に書き込まれた純正品の物性値範囲から外れている。このとき、ＣＰＵ６０は、カートリッジ１２はトナーが詰め替えられた不適正なものであると判断して、カートリッジを交換すべき旨の警告表示をするとともに、パソコンなどからプリント要求があってもそれを受け付けず、結果的に画像形成部６２のプリント動作を禁止する。
【００５１】
また、プリンタメーカーから提供された正規のカートリッジでない場合は、発光素子７２及び受光素子７３が設けられていないことがある。このようなカートリッジでは、トナー濃度の測定を行うことができない。この場合も、ＣＰＵ６０は、トナーが詰め替えられた不適正なカートリッジであると判断し、警告表示するとともにプリント動作を禁止する。
【００５２】
一方、ＣＰＵ６０は、トナー濃度の測定値が、カートリッジメモリ７１に書き込まれた物性値範囲内であった場合には、プリンタメーカーから提供された適正なカートリッジであると判断して、画像形成部６２のプリント動作を許容する。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。
【００５３】
また、トナーを詰め替えた不適正なカートリッジでは、パソコンなどからプリント要求があったとしても、プリンタ１０がプリント動作を実行しない。結果的に、トナー詰め替えを未然に防止することができる。また、不適正なトナーの使用による印字品質の低下を防止するとともに、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。
【００５４】
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、係止爪４０を係合穴５６から外し、また係止爪４１を係止突起５７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、清掃してから各部品を検査する。故障した部品又は寿命がきた部品を交換してから、上部カートリッジ３２のキャップ３７を外して、トナー１４をトナー室１３内に補充する。トナー１４の補充後、キャップ３７を再び嵌め込み、トナー室１３を密閉した後、上部カートリッジ３２と下部カートリッジ３３とを組み立てる。
【００５５】
カートリッジ１２の組み立て後、検査器具にカートリッジ１２をセットして、現像ローラ１５を回転させてテスト現像を行う。テスト時のトナー濃度を複数回測定し、その平均値を算出する。算出された平均値を中心とした所定範囲を表すデータをカートリッジメモリ７１に記憶する。
【００５６】
また、使用済みのカートリッジの一部は、トナー詰め替え業者に送られる。このトナー詰め替え業者は、プリンタメーカーと同様の手順で、分解、クリーニング、シールテープの貼り付けをしてから、上部カートリッジ３２のキャップ３７を外して、トナー１４をトナー室１３内に補充する。トナー１４の補充後、キャップ３７を再び嵌め込み、トナー室１３を密閉する。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、包装してからユーザーへ返送する。このトナー詰め替えがされたカートリッジは、プリンタメーカーが製造したものと比べ、トナー濃度が異なるため、前述のように、トナーが詰め替えられた不適正なカートリッジとして判定され、プリントすることができない。
【００５７】
図７は、カートリッジの種類を表す、タイプ情報を各カートリッジに割り当てるとともに、プリンタメモリに各タイプ情報とその物性値範囲とを格納した例を示す。カートリッジメモリ７１には、製造時にカートリッジのタイプ情報が書き込まれる。ＣＰＵ６０は、セットされたカートリッジ１２のタイプ情報を読み出す。ＣＰＵ６０は、制御回路７０を介してトナー室１３内のトナー濃度を測定し、この測定値から、トナーが純正品がどうかの判定をする。
【００５８】
カートリッジは、プリンタの種類に応じて各種のタイプが用意されている。また、カートリッジのタイプによって、使用するトナーが異なっている。そこで、カートリッジのタイプと、そのトナーの物性値の範囲がプリンタメモリ６１に予め記憶してある。なお、トナーの種類を表すタイプ情報を用いても良いことは勿論である。
【００５９】
この例では、図８に示すように、ＣＰＵ６０は、カートリッジ１２のセットが検出されると、前述したような手順でトナー濃度の測定を行う。トナー濃度を測定する手段が設けられていないものは、正規のカートリッジでないと判断される。
【００６０】
トナー濃度の測定後、カートリッジメモリ７１からタイプ情報を読み出す。このタイプ情報に基づき、プリンタメモリ６１に格納されている物性値の範囲を読み出す。そして、前述したように、測定値が物性値の範囲内かどうかから、詰め替えカートリッジがどうかを判定する。
【００６１】
カートリッジのタイプをカートリッジメモリ７１に記憶するほかに、カートリッジに凹凸を設け、この凹凸をプリンタ本体１１のマイクロスイッチで検出してタイプを特定しても良い。さらには、反射部と非反射部を組み合わせた光学的コードパターンや、導通部と非導通部を組み合わせた電気接点パターンを用いても良い。
【００６２】
図９は、記憶媒体（ＣＤ，フロッピー，ＩＣメモリ，ＭＯ等）に格納された、トナー詰め替えカートリッジの検出・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８０は、パソコン８１に接続されており、パソコン８１の文字データや画像データがプリンタ本体８０に送られて記録紙にプリントされる。
【００６３】
図６に示すようなトナー詰め替えカートリッジの検出・使用禁止の手順の実行がプリンタ本体８０に与えられていない場合には、トナーが詰め替えられたカートリッジを検出したり、その使用を禁止することができない。このようなプリンタ本体８０に対しては、トナーが詰め替えられたカートリッジの検出・使用禁止のプログラムをインストールすることが必要である。
【００６４】
記憶媒体であるＣＤ８２には、図６あるいは図８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ＣＤ８２は、パソコン８１のＣＤドライブ（図示せず）にセットされる。パソコン８１は、ＣＤ８２に記憶されたプログラムを読み出し、プリンタ本体８０のハードディスク８３に書き込む。
【００６５】
プリンタ本体８０のＣＰＵ８４は、ハードディスク８３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、トナーが詰め替えられたカートリッジを検出し、そして警告及び使用禁止をする。
【００６６】
入力装置８５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。ＲＯＭ８６は、プリント部８７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、ＲＡＭ８８には、データを一時的に記憶するために使われる。
【００６７】
なお、ＣＤ８２をプリンタ本体８０に直接セットして、必要なプログラムをプリンタ本体８０に書き込んでもよい。更には、ＣＤをプリンタ本体８０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、カートリッジのチェックを行っても良い。
【００６８】
前述した例は、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。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。
【００６９】
前述した例は、物性値としてトナー濃度を用いることで、トナーの同一性を判定しているが、抵抗値などの他の物性値を測定しても良い。また、本発明は、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。
【００７０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明は、消耗品収納室に収納される消耗品の物性値を測定し、その測定値が予め定められた物性値範囲外であるときに、消耗品の詰め替えが行われたカートリッジであると判断するから、消耗品詰め替えカートリッジを簡単かつ確実に検出することができる。
【００７１】
また、本発明は、消耗品詰め替えカートリッジであることを検出したときに、警告表示をしたり、プリントを禁止するようにしたから、粗悪な消耗品を用いることによって印字品質が低下したり、寿命に達したカートリッジを再使用することによってプリンタが故障するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子写真式プリンタの一例を示す概略図である。
【図２】上部カートリッジの斜視図である。
【図３】下部カートリッジの斜視図である。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】図５の電子写真式のプリンタの動作を示すフローチャートである。
【図７】プリンタメモリの物性値範囲を記憶した電子写真式プリンタのブロック図である。
【図８】図７の電子写真式のプリンタの動作を示すフローチャートである。
【図９】消耗品詰め替えカートリッジの検出・使用禁止のプログラムを、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  ＣＰＵ
６１  プリンタメモリ
７１  カートリッジメモリ
【図１】
0003800890.tif 000002
【図２】
0003800890.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003800890.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003800890.tif 000007
【図７】
0003800890.tif 000008
【図８】
0003800890.tif 000009
【図９】
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