JP2008020617A - 画像形成装置および画像形成装置のカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置において、適正でないトナーカートリッジが装着されたとき、そのトナーが装置内部に供給されることを防止する。
【解決手段】トナーカートリッジ１４には、ケース３２に収容されたトナー４２が外部に出ないようにするシャッタ３８が設けられている。シャッタは、開口４０を開閉することができる。シャッタに取り付けられた非接触ＩＣタグ４４に記憶された情報に基づき、制御部５４はアクチュエータ５０を制御する。適正なトナーカートリッジが挿入された場合は、アクチュエータのピン５２が進出し、シャッタの動きを阻止する。この状態で、ケース３２を回転させると、シャッタは動かず、開口が開放されトナーが供給される。適正でないトナーカートリッジが挿入されると、ピンは進出せず、シャッタは開口を覆ったまま、ケースと共に回転する。これにより、不適正トナーの装置内への供給が防止される。
【選択図】図４

Description

本発明は、複写機、プリンタなどの画像形成装置に関し、特に記録剤の収容された交換部品であるカートリッジの誤装着に関する。

複写機、プリンタなどの画像形成装置は、トナーやインクなどの記録剤を用いて、用紙などの媒体上に、原稿または外部装置から送られた画像情報に基づき、画像の形成を行う装置である。記録剤は消耗品であり、補充する必要がある。記録剤の補充方法として、記録剤をカートリッジやボトルなどと呼ばれる容器に収容し、画像形成装置にこの容器を装着して補充を行う方法が知られている。記録剤が空になった容器は取り外され、新たに記録剤が充填された容器が取り付けられる。

近年、記録剤の容器などの交換部品に、この交換部品に係る情報を記憶した記憶装置を取り付け、この記憶された情報に基づき画像形成過程の設定を変更して、画像形成処理を行う技術が提案されている。また、下記特許文献１においては、非接触ＩＣタグ、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグ等と呼ばれる無線技術を利用した記憶装置が用いられている。さらに、この文献には、装着されたトナーカートリッジが適切なものか、この交換部品に取り付けられている記憶装置に記憶された情報に基づき判断する技術が記載されている。

特開２００４−５３７６１号公報

しかし、前述の公報の装置においては、トナーカートリッジが適切でないことを判断しているものの、これの装着を阻止してはいない。したがって、誤装着されたときには、適切でないトナーが画像形成装置に供給されてしまう。例えば、カラー画像形成装置であれば、装着すべき色のカートリッジを間違えると、本来供給されるべき色のトナーと異なる色のトナーが供給されてしまい、通常の保守作業では対応できなくなってしまう。

本発明は、適切でないトナー等の記録剤が装置内に供給されてしまうことを防止する。

本発明の画像形成装置は、記録剤を収容したカートリッジの、収容した記録剤が排出されないよう蓋をする蓋手段の開閉を、このカートリッジに取り付けられた非接触ＩＣタグに記憶された情報に基づき制御する。すなわち、適正でないトナーが収容されているカートリッジが装着された場合、その蓋手段を開かないようにして記録剤が装置内に侵入することを防止する。具体的には、通常であれば、蓋手段に当接して、これを開けるようにするアクチュエータを、蓋手段に当接しないようにして、蓋手段が開かないようにする。

カートリッジの蓋手段は、またカートリッジ本体に対してスライド可能に設けられたシャッタとすることができ、また非接触ＩＣタグは、このシャッタに取り付けることができる。シャッタは、カートリッジの装着動作により、スライドして開くようにでき、このスライドによって装置本体に対しては相対的に動かないようにできる。これにより、装置本体側に設けられた、非接触ＩＣタグと通信を行うためのアンテナとの相対位置が変わらないようにできる。そして、シャッタが開く前に非接触ＩＣタグに記憶された情報を読み取ることができ、シャッタが開いた後も、タグとの通信を行うことができる。

カートリッジの蓋手段は、カートリッジの開口を塞ぐ栓またはシールとすることができる。アクチュエータは、この栓またはシールを突いて、これを除去し、開口を開放させる。

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。図１は、タンデム型の多色画像形成部を有する電子写真方式の画像形成装置１０の内部の概略構成を示す図である。この画像形成装置１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色に対応した画像形成部を有し、カラー画像を形成可能な画像形成装置である。

上記４色に対応した画像形成部１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋには、それぞれに対応した色のトナーを収容したトナーカートリッジ１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋから適宜トナーが供給される。なお、「Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ」は、上記の４色に対応しており、画像形成部、トナーカートリッジなどの説明において、色を特定する必要のある場合のみ、「１２，１４」などの符号に付して用いる。以降説明する構成要素についても、同様である。

画像形成部１２は、感光体ドラム１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋおよび現像部１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋを含む。感光体ドラム１６は、レーザ走査光学系２０によりレーザが走査され、形成すべき画像の色分解された潜像がそれぞれ色のドラム１６上に形成される。この潜像に対し、現像部１８よりトナーが付与され、潜像が現像される。このトナー画像が、各色の感光体ドラム１６に対向する共通の中間転写体ベルト２２に転写（一次転写）され、各色の画像が見当されて一つのカラートナー画像が形成される。中間転写体ベルト２２上のトナー画像は、このベルトの周回によって用紙搬送路２４に隣接する位置に送られる。用紙搬送路２４を通って、給紙トレイ２６から排紙トレイ２８に向けて用紙が搬送される。用紙が、用紙搬送路２４上の中間転写体ベルト２２に対向する位置を通るときに、ベルト２２上のトナー画像が用紙に転写（二次転写）される。用紙は、さらに送られて、定着ローラ３０により加熱、加圧されてトナーが定着される。

画像形成装置１０においては、各トナーカートリッジ１４に収容されたトナーが無くなると、トナーが充填されたトナーカートリッジと交換することによりトナーの補充が行われる。４色のトナーカートリッジ１４のうち、イエロー、マゼンタ、シアンのトナーカートリッジ１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃは、部品の共通化のため同一の形状であり、収容されているトナーの色のみ異なる。したがって、カートリッジ装着位置に、本来装着すべき色のトナーカートリッジと違う色のトナーカートリッジを装着すると、現像部１８など装置内部に誤った色のトナーが供給されてしまう。こうなった後、トナーを除去するのは、通常の保守作業では、対応することができない。

この画像形成装置１０は、色を含め、その他適正でないトナーカートリッジ１４が装着された場合、そのカートリッジに収容されたトナーが装置内部に供給されることを防止している。このために、トナーカートリッジ１４に、収容されたトナー等に関する情報を記憶した非接触ＩＣタグを設け、記憶された情報に基づきトナーの供給を制御している。

図２は、トナーカートリッジ１４の外観を示す斜視図である。前述のように、イエロー、マゼンタ、シアンのカートリッジ１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃは、外観上同一形状である。また、ブラックのカートリッジ１４Ｋは、他の色のカートリッジに比べて径がやや大きいが、基本的な構造は、同様のものである。図２に示すように、トナーカートリッジ１４は、外観が略円筒状のケース３２に取っ手３４が設けられたトナーカートリッジ本体３６と、トナーを排出する開口４０（図３参照）を開閉するシャッタ３８を含む。トナーカートリッジ１４を、画像形成装置１０に装着するときには、矢印Ａの方向に挿入した後、取っ手３４を持って矢印Ｂの方向に回す。開口４０は、挿入方向の奥側の、ケース３２の下方に設けられ、カートリッジ１４が装着された際には、開口４０は下を向いて開口し、トナーがここから排出され、画像形成装置１０の内部に供給される。

図３−５には、トナーカートリッジ１４の、開口４０を横切る断面が示されている。図３は、図２の矢印Ａの方向に挿入し、まだ矢印Ｂの方向への回転をさせていない状態を示す図である。以降、この状態を挿入状態と記す。なお、矢印Ａ方向の挿入時においては、開口４０およびシャッタ３８が所定の位置となるように、トナーカートリッジ１４およびこれを装着する画像形成装置１０の部分には、凹凸の係合形状が形成されている。

図示するように、ケース３２内には、トナー４２が収容されており、シャッタ３８が開口４０を閉じていることで、トナー４２がこぼれ出さないようにされている。シャッタ３８は、開口４０を開口するために、ケース３２に設けられたガイド４１に沿ってスライド可能となっている。また、シャッタ３８には、非接触ＩＣタグ４４が取り付けられている。非接触ＩＣタグ４４は、マイコン、半導体メモリ、共振回路、アンテナ等を内蔵しており、外部の機器と通信により情報のやりとりを行うものである。画像形成装置１０の本体側には、トナーカートリッジ１４が挿入状態にあるときの非接触ＩＣタグ４４に対向する位置に、このタグとの通信を行うリーダライタ（通信部）４６が配置されている。リーダライタ４６は、非接触ＩＣタグ４４と対向する面にアンテナ４８を備えている。アンテナ４８が非接触ＩＣタグ４４と対向すればよく、リーダライタ４６は他の場所に配置されてもよい。非接触ＩＣタグ４４には、取り付けられているトナーカートリッジ固有の情報が記憶されている。このカートリッジ固有の情報は例えば、収容されたトナーの色、そのカートリッジを特定するためのＩＤ識別コード、製造メーカ、使用の履歴などがある。

前述のように、図３に示されるトナーカートリッジ１４の挿入状態においては、アンテナ４８が、非接触ＩＣタグ４４と対向するようになっている。言い換えれば、トナーカートリッジ１４は、装着するために挿入される際に、閉じたシャッタ３８に取り付けられた非接触ＩＣタグ４４がアンテナ４８に対向する位置となるように、挿入時の位置が決められている。この位置となるように、ケース３２の外径の凹凸等の形状が定められている。

図３に、さらに示されるように、シャッタ３８の下側の端付近の画像形成装置１０の本体側にアクチュエータ５０が配置されている。アクチュエータ５０は、進退可能なピン５２を備え、図３には、このピンが退避した状態が示されている。ピン５２が進出した状態は図４に示されており、ここに示されるように、ピン５２はシャッタ３８の側方に進出する。

図３のトナーカートリッジ１４の挿入状態において、リーダライタ４６は、非接触ＩＣタグ４４との通信を行い、制御部５４はこの通信により得られた情報に基づき、挿入されたトナーカートリッジ１４が適正なものであるかを判断する。適正なものであると判断すると、制御部５４はアクチュエータ５０に対し、ピン５２を進出するよう指令する。

図４は、ピン５２が進出した状態で、トナーカートリッジ１４を図２の矢印Ｂの方向に回転させ、トナーカートリッジ１４が画像形成装置１０に装着された状態を示している。シャッタ３８の側面にピン５２が当接して、シャッタ３８は動きが阻止され、その位置に留まる。一方で、トナーカートリッジの本体は回転されて、これにより、開口４０が開放される。つまり、トナーカートリッジ本体からみた場合、シャッタ３８はガイド４１に沿ってスライドし、開口４０が開けられる。この開口４０から、トナー４２がケース３２内より排出されて、画像形成装置１０内に供給される。また、シャッタ３８は、アンテナ４８に対する位置は変化せず、リーダライタ４６と通信可能な位置に維持される。これにより、トナーカートリッジ１４が装着された後も、非接触ＩＣタグ４４との通信が可能であり、情報の書き込み、読み出しが可能となっている。このように、シャッタ３８の開放の前後双方において、非接触ＩＣタグ４４とアンテナ４６が対向するので、タグに記憶された情報に基づくシャッタ３８の開放と、トナーカートリッジ装着後のタグとの通信の双方を確実に行うことができる。

図５は、ピン５２が進出しない状態で、トナーカートリッジ１４を回転させた状態を示している。前述のように挿入状態において、挿入されたトナーカートリッジ１４が適正なものでないと、制御部５４が判断すると、ピン５２の進出の指令はなされず、シャッタ３８は、開口４０を塞いだまま、トナーカートリッジ本体が回転される。シャッタ３８は、ケース３２に収容されたトナー４２が排出されるのを阻止し、画像形成装置１０に供給されるのを防止する。

シャッタ３８が開閉したか否かは、シャッタ３８が装置の奥に位置するので、トナーカートリッジ１４の交換作業者には分からない。そこで、画像形成装置１０の前面側に、適正なトナーカートリッジが装着されたことを示すランプ等の報知手段を設けることも好ましい。もちろん、適正でないトナーカートリッジが装着された場合に、これを報知するようにもできる。

図６−９は、トナーカートリッジの他の例として、箱形のものの外観および画像形成装置への装着動作を示す図である。

図６は、箱形のトナーカートリッジ１１４の外観を示す斜視図である。図６に示すように、トナーカートリッジ１１４は、外観が略箱形のケース１３２に取っ手１３４が設けられたトナーカートリッジ本体１３６と、トナーを排出する開口１４０（図７参照）を開閉するシャッタ１３８を含む。トナーカートリッジ１４を、画像形成装置１０に装着するときには、矢印Ｃの方向に挿入する。トナーカートリッジ１１４が装着された際には、開口１４０は下を向いて開口し、トナーがここから排出され、画像形成装置の内部に供給される。

図７は、トナーカートリッジ１１４を、画像形成装置のカートリッジ装着部１１０に挿入時の状態を示す図であり、特にケース１３２に設けられた係合凹部１５６に、カートリッジ装着部１１０の係合突起１５８が係合した状態が示されている。この１段目の挿入による位置が、前述の円筒形のトナーカートリッジ１４における挿入状態に対応する。シャッタ１３８には、円筒形のトナーカートリッジと同様、非接触ＩＣタグ１４４が取り付けられている。図７の挿入位置において、非接触ＩＣタグ１４４は、アンテナ４８と対向する位置にある。なお、アンテナ４８、リーダライタ４６、制御部５４およびアクチュエータ５０の構成は、前述の円筒形のトナーカートリッジ１４の実施形態に用いられるものと同様の機能を有するものであり、説明は省略する。

図７の挿入状態において、制御部５４により適正なトナーカートリッジであると判断
されると、ピン５２が進出し、シャッタ１３８のこれ以上の動きを阻止する。この状態でトナーカートリッジ１１４がさらに挿入（２段目の挿入）されると、図８に示す装着位置となり、開口１４０が開いて、収容されているトナー１４２が画像形成装置の内部に供給される。挿入されたトナーカートリッジが適正でないと判断された場合は、図９に示すように、ピン５２は進出せず、シャッタ１３８は、トナーカートリッジ本体１３６と共にスライドし、開口１４０は閉じた状態に維持される。これにより、適正でないトナーが装置内に供給されることが阻止される。

以上、図２および図６に示されたトナーカートリッジは、画像形成装置の記録剤を収容し、収容する記録剤が送出される開口を覆うシャッタを有するカートリッジであって、このシャッタには、当該カートリッジに関する情報を記憶した非接触ＩＣタグが取り付けられている。また、シャッタは、画像形成装置本体に設けられたアクチュエータが、このシャッタに当接した状態でカートリッジの装着動作を行うと、前記開口を開放するものである。また、前記非接触ＩＣタグに記録された情報に基づき、前記アクチュエータのシャッタへの当接が制御される。

図１０，１１には、記録剤としてインクを用いる場合の実施形態が示されている。インクを収容するインクタンク２００は、装置にインクを供給するための抽出口２０２が設けられている。インクタンク２００を装着する前にあっては、この抽出口２０２は、蓋手段、この実施形態においてはアルミシール２０４により封止されている。蓋手段は、アルミシールなどの膜状のものに限らず、円柱などの立体的形状を有する栓であってもよい。インクタンク２００には、また非接触ＩＣタグ２０８が取り付けられている。取りつけ位置に関しては、インクタンク２００が画像形成装置に装着された際、この非接触ＩＣタグ２０８と通信を行うためアンテナに対向するような位置であればよく、この実施形態においては、抽出口２０２が設けられた底面に取り付けられている。インクタンク２００が装着されるホルダ２０６には、非接触ＩＣタグ２０８と通信を行うためのリーダライタ２１０およびアンテナ２１２が固定されている。さらに、インクタンク２００が装着された際、抽出口２０２に対向する位置にはアクチュエータ２１４が配置されている。アクチュエータ２１４はニードル２１６を備え、ニードル２１６は制御部２１８の指令に基づき進退する。

図１１のように、インクタンク２００がホルダ２０６に装着されると、リーダライタ２１０は、非接触ＩＣタグ２０８と通信を行い、この通信に基づき制御部２１８が、インクタンク２００が適正なものかを判断する。適正なものであれば、ニードル２１６を進出させ、アルミシール２０４を突き破り、抽出口２０２を開放する。また、適正なものでなければ、ニードル２１６を進出させず、抽出口２０２を開放しない。これにより、適正でないインクが画像形成装置内に供給されることを防止する。

本実施形態においては、多色の画像形成装置において、トナーカートリッジの誤装着によって、異なる色のトナーが装置に供給されトナーが混ざってしまうのを防止する観点から説明したが、個々の色のトナーカートリッジにおいて、適正でないものが装着され、トナーが供給されてしまうのも防止できる。また、単色の画像形成装置においても、適正でないトナーが供給されるのを防止することができる。

また、スライドして、トナーカートリッジの開口を開放するシャッタを有する場合には、このシャッタに非接触ＩＣタグを装着することにより、シャッタの開放の前後双方において、タグとの通信が可能となる。

画像形成装置の概略構成を示す図である。 トナーカートリッジの外観斜視図である。 図２のトナーカートリッジが画像形成装置に挿入された状態を示す断面図であり、特にシャッタが開く前の状態を示す図である。 適正なトナーカートリッジが装着され、シャッタが開いた状態を示す断面図である。 不適正なトナーカートリッジが装着され、シャッタが開かなかった状態を示す断面図である。 トナーカートリッジの他の例の外観斜視図である。 図６のトナーカートリッジが画像形成装置に挿入された状態を示す断面図であり、特にシャッタが開く前の状態を示す図である。 適正なトナーカートリッジが装着され、シャッタが開いた状態を示す断面図である。 不適正なトナーカートリッジが装着され、シャッタが開かなかった状態を示す断面図である。 記録剤がインクの場合の実施形態を示す図である。 記録剤がインクの場合の実施形態を示す図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置、１４ トナーカートリッジ、３２ ケース、３６ カートリッジ本体、３８ シャッタ、４０ 開口、４２ トナー、４４ 非接触ＩＣタグ、４６ リーダライタ、４８ アンテナ、５０ アクチュエータ、５２ ピン、５４ 制御部。

Claims (5)

1. 記録剤を収容し、収容する記録剤が排出されないよう蓋をする蓋手段を有するカートリッジを着脱することにより記録剤の補充を行う画像形成装置であって、
   前記カートリッジに取り付けられ、取り付けられたカートリッジに関する情報を記憶した非接触ＩＣタグと、
   画像形成装置本体側に設けられ、前記非接触ＩＣタグと通信して情報の送受を行う通信部と、
   蓋手段に当接してこれの開き動作を制御するアクチュエータと、
   前記通信部を介して取得した非接触ＩＣタグに係る情報に基づき、前記アクチュエータを制御する制御部と、
   を有する画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置であって、
   前記蓋手段は、カートリッジ本体に対しスライド可能に設けられたシャッタであり、前記アクチュエータが当接した状態で、カートリッジを画像形成装置本体に装着する動作を行うと、この動作によって開き、
   前記非接触ＩＣタグは、前記シャッタに取り付けられ、
   前記通信部はアンテナを有し、アンテナはカートリッジ装着時において前記非接触ＩＣタグに対向する位置に配置され、
   シャッタの開閉前後においてアンテナと非接触ＩＣタグは対向位置にある、
   画像形成装置。
3. 請求項１に記載の画像形成装置であって、
   前記蓋手段は、カートリッジの開口を塞ぐ栓またはシールであって、前記アクチュエータは栓またはシールを突いてこれを除去して蓋を開く、
   画像形成装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置であって、
   当該画像形成装置は、多色画像を形成可能な画像形成装置であって、複数の色ごとに前記カートリッジの装着部が設けられ、
   前記制御部は、装着されたカートリッジの非接触ＩＣタグに記憶された色に関する情報が、その装着部に装着されるべき色と異なるとき、前記アクチュエータが蓋手段を開かないように制御する、
   画像形成装置。
5. 画像形成装置の記録剤を収容し、収容する記録剤が送出される開口を覆うシャッタを有するカートリッジであって、
   シャッタに、当該カートリッジに関する情報を記録した非接触ＩＣタグが取り付けられた、画像形成装置のカートリッジ。

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