JPH10207209A

JPH10207209A - 識別型カートリッジ

Info

Publication number: JPH10207209A
Application number: JP9012645A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiko Umezawa; 信彦梅澤; Kiyoshi Oshima; 清大嶋; Nobuhito Yokogawa; 信人横川; Kiyotaka Ota; 清高太田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-01-27
Filing date: 1997-01-27
Publication date: 1998-08-07

Abstract

(57)【要約】【課題】回転部位を有するカートリッジにあっても、
トナー或いはトナー容器に関する各種情報を支障なく、
しかも煩わしさを伴うことなく認識可能であって、もっ
てカートリッジの誤装着等を防止し、常に最適な画像形
成を確保し、場合によっては複数種のトナーに対してカ
ートリッジを共通化可能として、カートリッジの有効な
再利用を可能とする。【解決手段】半導体記憶部材を備え、当該半導体記憶
部材に接続した導電性端子３５を回転部位自体に、当該
回転部位が回転しても接触点が変位しないように取り付
ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、レーザプ
リンタ、ファックス等の画像形成装置に着脱自在に装填
されるカートリッジに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真式画像形成装置では、現像時に
静電潜像へトナー／現像剤（以下「トナー」と称する）
を静電的に付着させて可視像化を行う。よってこの動作
を繰り返すにつれて、トナーは消費され、最終的には貯
蔵部から当該トナーが無くなる。そこで、新たなトナー
を貯蔵トナーがなくなるかその前に補充する必要がある
が、取り扱いの簡便さを考慮して一般的にトナーカート
リッジを交換することによってトナー補充がなされてい
る。

【０００３】しかしながら、各画像形成装置において
は、転写紙にトナー画像を複写するための像担持体が複
写速度等に応じて幾種類もの機種に分類され、それに応
じて各機種で使用されるトナーも複数種類準備されてお
り、更には同一複写条件下で使用されるトナーであって
も順次新しいものが開発されている。それ故に、各種の
トナーを収容するカートリッジについても、サイズも形
式も様々なものを準備する必要がある。フルカラーの画
像形成装置であれば一つの装置で四種類（四色）のトナ
ーが必要となる。

【０００４】従来、上記のような紛らわしさを解決すべ
く、様々な識別型のトナーカートリッジが提案された。
その目的とするところは、新旧カートリッジの判別、ユ
ニット交換時期の検知、異種トナー混入防止、カートリ
ッジ誤装着防止、カートリッジの共通化、カートリッジ
交換検知、混色防止、プロセス制御等様々であり、また
それぞれに対応する達成手段として、カートリッジに各
種センサーを付設したり、カートリッジ形状に工夫を施
したりしている。

【０００５】例えば特開昭６３−８２４９３号公報で提
案された技術によれば、複数種のトナーを共通形状のカ
ートリッジに収容しながらも、マーカコード（バーコー
ド）等により、情報手段を当該カートリッジにもたせ、
当該情報手段を画像形成装置本体側の反射型センサ等に
より識別してトナーの誤装着を防止する。

【０００６】特開平１−２３２３６０号公報では、１台
の複写機でも特性の異なる複数種のトナーを用いること
ができるようにするために、その内部に封入されたトナ
ーの特性の相違に応じてこれを識別するための識別情報
を有したカートリッジに対して、その識別情報を検知す
るための検知手段と、当該検知手段の検出信号によって
上記トナーの特性毎に複写プロセス条件を制御する制御
手段とを備えた複写機が提案されている。

【０００７】また特開平２−７２３８１号公報に開示さ
れた技術では、トナーを収容した容器（カートリッジ）
に、少なくとも収容トナー固有のデータを含む情報を記
憶させた記憶素子を設けると共に、この容器が装着され
る装置側に、上記記憶素子に記憶された情報を読み取る
読み取り手段を設けるようになっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら特開昭６
３−８２４９３号公報で提案された技術では、光反射型
の光学センサを用いるために、飛散トナー等による汚染
によって誤検知する確率が非常に高く、信頼性に欠け
る。しかも情報手段としてマーカコード（バーコード）
を用いているので、情報の書き換えも不可能である。

【０００９】特開平１−２３２３６０号公報に係る技術
では、情報の識別手段として反射型フォトインタラプタ
等を例示しているが、情報を多値化するためには、それ
ぞれに応じた各種センサを同時に併せ持たなければなら
ず、多くの情報を識別するのに適さない。光学式識別手
段を用いる場合には、上記特開昭６３−８２４９３号の
開示技術と同様の問題を呈することになる。また特開平
２−７２３８１号公報に示された技術では、カートリッ
ジにおける口部近傍のテーパー部周囲全体にわたり複数
の電極を設けるようにし、これら電極に記憶素子を制御
する信号線、データの入出力を行うデータ線、電力を供
給する電源線等の各線を接続させているので、装着の際
に装置本体側の接続部にカートリッジが僅かでも捩じれ
てセットされるようなことがあると接続不良を起こすた
め、慎重な操作を必要とする。更に信号線やデータ線
等、各線の対応箇所がそれぞれ１箇所に特定されている
ため、それぞれの電極が相対的に移動することができな
い。言い替えれば、回転部位を有するカートリッジにあ
っては当該構成を採用することができず、適用タイプに
大きな制約がある。

【００１０】したがって本発明の課題は、回転部位を有
するカートリッジにあっても、トナー或いはトナー容器
に関する各種情報を支障なく、しかも煩わしさを伴うこ
となく認識可能であって、もってカートリッジの誤装着
等を防止し、常に最適な画像形成を確保し、場合によっ
ては複数種のトナーに対してカートリッジを共通化可能
として、カートリッジの有効な再利用を可能とすること
にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明に係るカートリッジは、半導体記憶部材を
備え、当該半導体記憶部材に接続した導電性端子を回転
部位自体に、当該回転部位が回転しても接触点が変位し
ないように取り付けている。

【００１２】回転タイプのカートリッジであっては、回
転軸線に垂直な向きで容器外周面の全周にわたって上記
導電性端子が設けられるか、回転軸線に垂直な容器端面
において当該軸線に対して同心に導電性端子が設けられ
ているのが好適である。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の詳細を、以下に詳細に説
明する。なお当然ながら、以下の実施形態は、本発明を
具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する
ものではない。

【００１４】図１は、本発明に係るトナーカートリッジ
を備えるレーザープリンタの内部機構の全体構成概略図
である。図中符号１０で示すものは、プリンタ本体であ
る。当該プリンタ本体１０内には、ほぼ中央にドラム状
の像担持体たる感光体１１が設けられている。この感光
体１１の周りには、図中矢印で示す駆動方向に、帯電装
置１２、現像装置１３、転写装置１４、クリーニング装
置１５が配置される。本図では図示されないが、本発明
に係るカートリッジは、現像装置１３に対してプリンタ
前面又は側面に配置されている。また、帯電装置１２、
クリーニング装置１５、現像装置１３の上方には、光書
き込み装置１７が配置される。そして、装置本体１０の
図中右側には用紙Ｐを収容した給紙カセット１８が着脱
自在に取り付けられている。

【００１５】そして、このレーザープリンタを使用して
用紙Ｐに画像記録を行う時は、給紙コロ２０を回転駆動
して給紙カセット１８内から用紙Ｐを画像形成部方向に
送り出し、その用紙Ｐをタイミングをとってレジストロ
ーラ対１９で感光体１１の下側に搬送する。

【００１６】感光体１１は、矢示する時計方向に回転駆
動し、その際、帯電装置１２によって表面を一様に帯電
され、その後、光書き込み装置１７からのレーザー光を
照射されて表面上に静電潜像を形成する。このドラム表
面上の潜像は、現像装置１３との対向位置を通る時にト
ナーによって可視像化される。トナーにより可視像化さ
れた画像情報は、感光体１１の下側に搬送されてきた用
紙Ｐ上面へ転写装置１４によって転写される。

【００１７】そして、画像転写後の用紙Ｐは定着装置１
６へ搬送され、当該定着装置１６で転写画像が定着され
る。そうして定着装置１６を出た用紙Ｐは搬送路２１内
を通って搬送され、排紙ローラ対２２で排出されて排紙
トレイ２３上にストックされる。

【００１８】他方、画像転写後の感光体１１は、その表
面の残留トナーをクリーニング装置１５によって除去さ
れる。次に、半導体記憶部材と、当該半導体記憶部材に
納められている情報を引き出すための導電性端子を設け
た、本発明に係るトナーカートリッシについて具体的に
説明する。半導体記憶部材としては、具体的にバックア
ップメモリ、フラッシュメモリ、不揮発性ＲＡＭ等であ
り、この記憶部材には様々な情報が書き込まれている。
例えば、初期的に書き込まれている情報としては、トナ
ーのロット、色、粒径、成分（磁性、非磁性）、帯電特
性、融点温度等の作像プロセスコントロールに必要な条
件が挙げられる。またカートリッジの使用途中に随時書
き換えられうる情報として、カートリッジの使用履歴、
トナーエンド情報、トナー残量等が挙げられる。

【００１９】近年、図２に示されるような容器周面に螺
旋状溝３３を形成した容器回転型のカートリッジ３１を
使用する画像形成装置が増えてきた。このようなカート
リッジでは、容器自体が当該容器に一体的に取り付けら
れたギヤ３２によって回転し、その回転によって容器周
面に突き出た螺旋部３３でトナーが供給開口３４側へ搬
送されるようになっており、したがってトナー撹拌のた
めの部品を特に設ける必要がない等、多くの利点を有し
ているが、容器自体が回転するため、特開平２−７２３
８１号に開示の構成を適用することができない。そこで
本発明では図３に示されるように、カートリッジ３１の
回転軸線に垂直な向きで容器外周面の全周にわたって導
電性端子３５が備えられる。この導電性端子３５は容器
内部或いは外周面に配置された半導体記憶部材と接続さ
れているとともに、カートリッジ３１’が本体装置に装
着された状態で、本体装置に配設された導電性端子３６
に接触するようになる。このような構成によって、カー
トリッジ３１’が回転しても常に半導体記憶部材と本体
装置のＣＰＵとの間で通信を行うことができることとな
る。なお、図示の例ではカートリッジ側の導電性端子３
５がカートリッジ３１’及びギア３２とともに回転する
が、当該導電性端子３５がカートリッジ３１’に嵌挿さ
れているだけでギヤ３２と一体的に回転せず、その位置
に停止しているか、カートリッジの回転に不規則に連れ
回りするように取り付けられていてもよい。

【００２０】また上記の例と同じ回転型カートリッジに
おいて、容器周面でなく、容器の平坦面、図４及び図５
の例では供給開口３４近傍の端面に、カートリッジの回
転軸線から放射方向に同心に必要数の導電性端子３５’
が配設されてなっていてもよい（図５）。この導電性端
子３５’も、カートリッジ３１''が本体装置に装着され
た状態で、本体装置に配設された導電性端子３６’（図
４）に接触するようになる。図４の例では本体装置側の
導電性端子３６’を１つのみ示しているが、実際には図
５に示されたカートリッジ側の複数の導電性端子３５’
にそれぞれ対応して本体装置側の端子も設けられてい
る。このような構成によって、カートリッジ３１''が回
転しても常に半導体記憶部材と本体装置のＣＰＵとの間
で通信を行うことができる。図示の例ではトナー供給開
口側に導電性端子を設けているが、反対側、所謂底面側
に設けるようにしてもよい。

【００２１】更に図６に示されるように、カートリッジ
４１自体は装着位置で本体装置に固定され、内部に配設
されたアジテータ４２（撹拌部片を省略し軸部のみ図示
する）が回転して、当該回転によってカートリッジ周側
壁に軸線方向に平行に形成された開口部４３からトナー
補給を行うようなタイプの場合には、そのアジテータ４
２の軸部に導電性端子４５を配設することができる。当
該端子４５は本体装置側の導電性端子４６と接触して、
半導体記憶部材と本体側のＣＰＵとで通信可能とするも
のである。

【００２２】以上のような構成において、各種情報をど
のようなフローでどのように活用していくのかを以下に
説明する。まず、装置本体にセットされているカートリ
ッジ内にトナーが無くなると、新しいトナーカートリッ
ジに交換される。このカートリッジに具備された半導体
記憶部材（メモリ）は既述のカートリッジ側の導電性端
子と接続しており、装置本体の所定位置にカートリッジ
をセットすることによって当該導電性端子が本体装置側
の端子と接続され、カートリッジの半導体記憶部材と本
体装置側のＣＰＵとが通信可能となる。この接続関係を
図７に示す。カートリッジが確実にセットされたか否か
の検知を従来はフォトインタラプタ等のセンサを利用し
て行っていたが、カートリッジ側の端子と本体装置側の
端子の位置関係を、カートリッジが確実にセットされた
時のみ接触するような位置関係としておき、半導体記憶
部材と本体ＣＰＵの間で情報のやり取りが行えない時に
は、当該ＣＰＵはセット検知エラーの警告を出すように
なっている。これにより、新たにセット検知用センサを
別個に設ける必要がなくなり、省スペース化を図ること
ができた。また図８に示されるように、半導体記憶部材
に納められた情報は本体装置側の検知手段により検知さ
れ、ＣＰＵへと送られ、そこで各プロセス条件の設定が
行われ、その上でプリント動作が開始する。例えば図９
のフローに示すように、ＣＰＵでは、トナーの種類に関
する情報がその装置に適合するものであるかを判断し、
不適であるならば、ユーザー側に使用不可である旨を警
告して装置を使用不可状態とする。適合する場合には使
用を許可して通常のプリント動作を可能とする。あるい
は検知された情報に基づいて作像プロセス条件をコント
ロールし、そのトナーが適合するようなプロセスコント
ロール（例えば、現像条件、帯電条件、転写条件、定着
条件を変化させる）を行うことも可能である。

【００２３】また上記半導体記憶部材は、書き換えも可
能であるので、経時的に変化するカートリッジ内の情
報、例えばトナー残量や、トナーカートリッジのＯＮ、
ＯＦＦタイム（トナーカートリッジの非動作時間）を書
き込んで記憶させておくこともできる（図１０、１
１）。トナー残量は、圧電センサーや、トナーカートリ
ッジのタイプによってはトルクセンサー等を用いて検知
することができ、それによって時間とともに半導体記憶
部材の情報を書き換えることが可能である。そうするこ
とにより、従来トナーエンド時しか検知していなかった
トナー残量をリアルタイムで検出して記憶するので、そ
の情報を本体装置のオペレーションパネル等に表示すれ
ば、ユーザーが大量にプリントアウトしたい時などに
は、その表示された残量より、新しいカートリッジにあ
らかじめ交換しておいた方がいいか否かを判断すること
が容易となり、プリント途中でトナーが無くなったりカ
ートリッジ交換が必要になるなどの不具合を防止でき
る。

【００２４】また、このような大量コピー等の理由で途
中で一旦取り外されたカートリッジについても、半導体
記憶部材にそのカートリッジ内のトナー残量が記憶され
ているので再セットの際にそれが新品でないことを予め
了解することができる。これはセットされたカートリッ
ジが新品であるか否かを直ちに判別可能であるというこ
とである。また従来タイプのカートリッジの中には、一
旦取り外すと、その際にカートリッジに設けられた突起
等を破損させて、形状的にカートリッジの新旧を判別す
るようにしたものがあるが、そのようなものではトナー
がカートリッジ内に残っていても再セットすることがで
きない不具合があったが、本発明に係るカートリッジで
はそのような不具合もない。

【００２５】既述のように、トナーカートリッジのＯＮ
タイム、ＯＦＦタイムをカウントしておくことでカート
リッジ内のトナーの状態を把握することも可能である。
即ち、通常においてトナーは放置されていると環境にも
よるが、流動性が低下し、凝集しやすくなるが、ＯＦＦ
タイムの時間を記憶しておけば、カートリッジタイプに
もよるが、容器回転量を変えたり、アジテータの回転量
を変えることにより、トナー補給量を一定に保つことが
可能となる。また、半導体記憶部材がトナーカートリッ
ジに付設されていることによって、前述のように装置よ
りカートリッジを取り外したときでもＯＦＦタイムを確
実に検知できる。

【００２６】最終的にカートリッジ内が空となると、ト
ナーエンド情報が半導体記憶部材に書き込まれ、そのカ
ートリッジが誤って再び装置本体に装着されてもすぐに
ユーザに空である旨を告知することが可能となる。ま
た、トナーエンド時とほぼ同時にカートリッジをリサイ
クルするような場合は、その使用回数を情報として書き
込んでおけば、誤ってそのカートリッジ自体の寿命より
多く再利用されることを防止できる。このようにカート
リッジをリサイクルする場合において、例えばバーコー
ド等で情報をカートリッジに付与するとなると、カート
リッジタイプ毎の使用履歴情報のバーコードを作り、こ
れをカートリッジに貼付することになり、再利用の際は
これを剥がし再び、新しいものと貼り替える必要があっ
て、かなり面倒な作業が生じることになる。それに比
べ、本発明のように書き換え可能な半導体記憶部材を用
いるようにすれば、内部情報を書き換えるだけでそのま
まカートリッジを再利用することが可能となり、更には
煩雑な作業も必要としないのでコストの面でも有利とな
る。更には、導電性端子を介して本体装置側のＣＰＵと
やりとりするので、光反射型センサー等の従来型識別手
段よりも汚染に強く、誤検知も少ない。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、半導体記憶部材を備
え、当該半導体記憶部材に接続した導電性端子を回転部
位自体に、当該回転部位が回転しても接触点が変位しな
いように取り付けているので、回転部位が動いてもトナ
ー或いはトナー容器に関する各種情報を支障なく、しか
も煩わしさを伴うことなく常に認識可能であって、もっ
てカートリッジの誤装着等が防止される。場合によって
は複数種のトナーに対してカートリッジが共通化可能と
なって、カートリッジの一段と有効な再利用が可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】半導体記憶部材を備えたカートリッジを装着す
べきレーザープリンタの全体的内部機構の概略構成図で
ある。

【図２】従来公知の回転タイプのカートリッジの概略側
面図である。

【図３】本発明の第１実施態様に係るカートリッジと本
体装置側の端子接触を示す概略側面図である。

【図４】本発明の第２実施態様に係るカートリッジと本
体装置側の端子接触を示す概略側面図である。

【図５】図４のカートリッジのトナー供給開口側から見
た図である。

【図６】本発明の第３実施態様に係るカートリッジと本
体装置側の端子接触直前を示す概略断面図である。

【図７】カートリッジの半導体記憶部材と本体ＣＰＵの
接続を示す概念ブロック図である。

【図８】半導体記憶部材の情報に基づき作像プロセス条
件を設定する際のフローである。

【図９】半導体記憶部材の情報に基づきトナーの適否を
判断する際のフローである。

【図１０】カートリッジにおいて経時的に変化するトナ
ー残量の情報を利用する際の概念ブロック図である。

【図１１】カートリッジにおいて経時的に変化するＯ
Ｎ、ＯＦＦタイム及び使用履歴の情報を利用する際の概
念ブロック図である。

【符号の説明】

３１’ トナーカートリッジ３２駆動用ギヤ３３螺旋溝３５カートリッジ側導電性端子３６本体装置側導電性端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者太田清高東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体記憶部材を備え、当該半導体記憶
部材に接続した導電性端子を回転部位に、当該回転部位
が回転しても接触点が変位しないように取り付けている
ことを特徴とする識別型カートリッジ。
【請求項２】回転タイプのカートリッジであって、回
転軸線に垂直な向きで容器外周面の全周にわたって前記
導電性端子が設けられたことを特徴とする請求項１に記
載のカートリッジ。
【請求項３】回転タイプのカートリッジであって、回
転軸線に垂直な容器端面において当該軸線に対して同心
に前記導電性端子が設けられたことを特徴とする請求項
１に記載のカートリッジ。