JP2005195790A - トナーカートリッジ、及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーカートリッジにおけるトナー残量の検出感度の管理を行なうことが可能なトナーカートリッジを提供する。
【解決手段】トナーカートリッジ２２にＩＣタグ８１を設け、トナー残量センサ５３に係わる情報をＩＣタグ８１のメモリに書き込んだり該メモリから読み出している。このため、例えばトナーカートリッジ２２のリサイクルに際し、トナーカートリッジ２２のリサイクル回数や、トナーカートリッジ２２に装着された状態でのトナー残量センサ５３の検出感度等を容易に管理することができ、トナーカートリッジ２２内のトナーの残量の判定を常に正確に行なうことが可能になる。
【選択図】図１５

Description

本発明は、電子写真方式あるいは静電記録方式等の画像形成装置に着脱自在に装着されるトナーカートリッジ、及びそれを用いた画像形成装置に関する。

周知の様に電子写真方式あるいは静電記録方式等の画像形成装置としては、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等がある。この種の画像形成装置においては、静電潜像を感光体上に形成し、トナーを現像装置から感光体へと供給し、トナーにより感光体上の静電潜像を現像して、感光体上にトナー像を形成し、このトナー像を感光体から記録用紙に転写し、記録用紙を加熱及び加圧して、トナー像を記録用紙上に定着させている。

この様な画像形成装置においては、トナーが消費されることから、トナーを補給する必要がある。例えば、現像装置上にホッパーを設け、このホッパー上にトナーカートリッジを着脱自在に取り付け、トナーカートリッジからホッパーへとトナーを落下させ、ホッパーから現像装置へとトナーを供給している。

更に、トナーカートリッジ内のトナー残量を検出し、トナー残量が少なくなったときに、この旨を表示して、トナーカートリッジの交換を促し、これによりトナー供給の中断を未然に防いでいる。

例えば、特許文献１には、発光素子及び受光素子を有するトナー残量センサを用いて、トナーカートリッジ内のトナー残量を検出するという技術が開示されている。より具体的には、トナーカートリッジの底近くに垂直溝を設け、この垂直溝を挟んで、２組の発光素子及び受光素子を対向配置している。トナーが十分にあるときには、トナーが垂直溝に入り込むので、各発光素子の光がトナーにより遮断されて各受光素子で受光されない。また、トナーが少なくなって、垂直溝内のトナーが無くなると、各発光素子の光が各受光素子で受光される。従って、トナーがあるときと少ないときとでは、各受光素子の出力レベルが異なり、各受光素子の出力レベルに基づいて、トナー残量が無くなったと判定することができる。

一方、近年、トナーカートリッジが空になると、このトナーカートリッジを回収して、これにトナーを充填し、これを再利用するというリサイクルが盛んに行われている。このリサイクルに際しては、トナーカートリッジの耐久性等を考慮し、トナーカートリッジのリサイクル回数や寿命等を管理する必要がある。

例えば、特許文献２には、非接触通信ＩＣタグをトナーカートリッジに搭載し、トナーカートリッジのリサイクル回数や寿命等の情報をＩＣタグに書き込んだりＩＣタグから読み出し、これによりトナーカートリッジ及びその周辺機器を管理するという技術が開示されている。
特開平０７−５６４３１号公報 特開２００１−２２２３０号公報

ところで、特許文献１では、トナーカートリッジのトナー残量を検出するための各発光素子及び各受光素子を画像形成装置側に設けており、トナーカートリッジを画像形成装置に装着したときに、トナーカートリッジ底近くの垂直溝を挟んで、各発光素子及び各受光素子が対向する。従って、トナーカートリッジ底近くの垂直溝の壁は、各発光素子から各受光素子へと光を透過する。

一方、トナーカートリッジのトナーが無くなる度に、トナーカートリッジを交換する必要がある。これらのトナーカートリッジを比較すると、寸法や形状が一致する筈であるが、微妙な差異があり、トナーカートリッジ底近くの垂直溝の壁の透光率にも差異があり、各発光素子と各受光素子間の光伝達効率に差が生じる。

また、トナーカートリッジのリサイクルを繰り返すと、トナーカートリッジ本体表面に多数の傷が付く。これに伴って、トナーカートリッジ底近くの垂直溝の壁にも傷が付き、これにより壁の透光率が低下して、各発光素子と各受光素子間の光伝達効率が低下する。

この様に各発光素子と各受光素子間の光伝達効率が変化すると、トナー残量の検出感度が変化し、トナー残量の誤判定を招く。

しかしながら、特許文献１には、トナーカートリッジとトナー残量の検出感度との関わり合いについては全く記述されていない。

また、特許文献２では、非接触通信ＩＣタグをトナーカートリッジに搭載し、リサイクル回数や寿命等をトナーカートリッジ側で管理しているものの、トナーカートリッジ内のトナー残量の検出に関する記述がなく、トナーカートリッジとトナー残量の検出感度との関わり合いについても全く記述されていない。

従って、従来は、トナーカートリッジにおけるトナー残量の検出感度を管理するまでには至っていないと言える。

そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、トナーカートリッジにおけるトナー残量の検出感度の管理を行なうことが可能なトナーカートリッジ及びそれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、画像形成装置に着脱自在に装着され、画像形成装置側の光学式トナー残量センサの発光素子を点灯したときの該光学式トナー残量センサの受光素子の受光出力に基づいて、トナー残量を検出されるトナーカートリッジにおいて、光学式トナー残量センサに係わる情報を記憶する記憶手段と、前記情報を外部に対して送受する通信手段とを備えている。

また、本発明においては、トナーカートリッジは、リサイクルされて、繰り返し用いられるものである。

更に、本発明においては、光学式トナー残量センサに係わる情報は、トナーカートリッジ内のトナーの透光率を示している。

一方、本発明は、上記本発明のトナーカートリッジを着脱自在に装着される画像形成装置において、画像形成装置に対するトナーカートリッジの着脱に伴い、トナーカートリッジに着脱される光学式トナー残量センサと、トナーカートリッジ内の光学式トナー残量センサに係わる情報を該トナーカートリッジの通信手段から受信する受信手段と、受信手段により受信された情報に基づいて、光学式トナー残量センサを制御する制御手段とを備えている。

本発明は、画像形成装置へのトナーカートリッジの装着に伴って、画像形成装置側の光学式トナー残量センサがトナーカートリッジに装着されることを前提とし、トナーカートリッジに、光学式トナー残量センサに係わる情報を記憶する記憶手段及び該情報を外部に対して送受する通信手段を設けている。例えば、工場からのトナーカートリッジの出荷に際し、光学式トナー残量センサに係わる情報として、このトナーカートリッジに装着された状態での光学式トナー残量センサの検出感度を記憶手段に記憶する。そして、画像形成装置への該トナーカートリッジの装着に伴って、画像形成装置側の光学式トナー残量センサが該トナーカートリッジに装着されたときに、通信手段により記憶手段内の検出感度を画像形成装置へと送信する。画像形成装置では、この検出感度を受信し、この受信した検出感度に応じて光学式トナー残量センサの検出感度を調整しつつ、光学式トナー残量センサによりトナーカートリッジ内のトナーの残量を検出する。従って、トナーカートリッジの交換等により、トナーカートリッジに装着された状態での光学式トナー残量センサの検出感度が変化しても、記憶手段内の検出感度に応じて光学式トナー残量センサの検出感度を調整することができ、トナーの残量の判定を常に正確に行なうことが可能になる。

尚、記憶手段及び通信手段としては、無線通信が可能なＩＣタグ、一般的なＩＣ、近年になって普及しつつある周辺機器接続制御用ＩＣ等がある。周辺機器接続制御用ＩＣは、ＰＩＣ（Peripheral Interface Controller）と称され、ＣＰＵと同様に、演算処理機能、データの送受信機能、及びメモリ等を有している。従って、このＰＩＣを通信手段だけではなく記憶手段としても利用することができる。このＰＩＣは、メインのＣＰＵとは別に周辺機器に設けられ、周辺機器の制御を行なうためのものである。人間にたとえると、頭脳がメインのＣＰＵに相当し、自律神経がＰＩＣに相当する。また、このＰＩＣが低コストで提供されているため、通信手段や記憶手段等を低コストで実現することができる。

また、トナーカートリッジは、リサイクルされて、繰り返し用いられる。この場合は、トナーカートリッジ本体表面に多数の傷が付き、光学式トナー残量センサの発光素子から受光素子へと至る光がその途中で通過するトナーカートリッジの壁にも傷が付き、この壁の透光率が変化し、光学式トナー残量センサの検出感度が変化する。このため、先に述べた様にトナーカートリッジに装着された状態での光学式トナー残量センサの検出感度を記憶手段に記憶し、通信手段により記憶手段内の検出感度を画像形成装置に送信し、画像形成装置側で光学式トナー残量センサの検出感度を調整することが極めて有効となる。

更に、トナーの色等によりトナーの透光率が異なり、これが光学式トナー残量センサの検出感度の変化の原因となる。そこで、光学式トナー残量センサに係わる情報として、トナーカートリッジ内のトナーの透光率を画像形成装置に送信し、画像形成装置側で、この透光率に応じて光学式トナー残量センサの検出感度を調整すれば、トナーの残量の判定を正確に行なうことができる。

尚、本発明の画像形成装置は、上記本発明のトナーカートリッジと同様の作用及び効果を達成することができる。

以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明の画像形成装置の実施例１を示す側面図である。本実施例の画像形成装置は、カラー画像を記録用紙に記録するカラーレーザープリンタであり、露光ユニット１、各画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ、中間転写ベルトユニット２、定着ユニット３、用紙搬送装置４、給紙トレイ５、及び排紙トレイ６等を備えている。

この画像形成装置において、記録用紙は、給紙トレイ５に積載収容されており、ピックアップローラ７-1により１枚ずつ給紙トレイ５から引き出されて、搬送ローラ４-１によりレジストローラ８へと搬送される。あるいは、記録用紙は、手差しトレイ９に載置され、ピックアップローラ７-2により引き出されて、各搬送ローラ４-4〜４-6によりレジストローラ８へと搬送される。レジストローラ８は、記録用紙を一旦停止させて、記録用紙の先端を揃え、記録用紙の先端が中間転写ベルトユニット２の中間転写ベルト１１上に形成されるトナー像の先端に重なるタイミングで、記録用紙を２次転写ローラ１２へと搬送する。

各画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のトナー像をそれぞれ形成して、各色のトナー像を中間転写ベルトユニット２の中間転写ベルト１１に転写する。これらの画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、各現像器２１ａ〜２１ｄ、各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄ、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ、各帯電器２４ａ〜２４ｄ、及び各クリーナユニット２５ａ〜２５ｄ等を備えている。

各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄは、中間転写ベルト１１を介してそれぞれの１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄに押圧されており、矢印方向Ｂに回転移動する中間転写ベルト１１と同一の周速度で、中間転写ベルト１１と共に回転される。また、各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄも、矢印方向Ｂに回転移動する中間転写ベルト１１と同一の周速度で、中間転写ベルト１１に追従回転する。

各帯電器２４ａ〜２４ｄは、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄに接触するローラ型やブラシ形のもの、あるいはチャージャー型のものであり、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ表面を一様に帯電させる。

露光ユニット１は、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄへのそれぞれのレーザー光を出射するレーザー光源１ａ、及び各レーザー光をそれぞれの感光体ドラム２３ａ〜２３ｄに導く複数のミラー１ｂ等を有しており、画像データに応じて各レーザー光を変調しつつ、各レーザー光をそれぞれの感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ表面に照射して、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ表面にそれぞれの静電潜像を形成する。

尚、露光ユニット１として、ＥＬやＬＥＤ等の発光素子をアレイ状に並べた書き込みヘッドを用いても良い。

各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄは、黒、イエロー、マゼンタ、シアンのトナーを収容している。各現像器２１ａ〜２１ｄは、各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄからそれぞれの色のトナーを供給され、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ表面の静電潜像にそれぞれの色のトナーを付着させて、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ表面にそれぞれの色のトナー像を形成する。これらのトナー像は、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄから中間転写ベルト１１に転写されて重ね合わせられる。

中間転写ベルトユニット２は、中間転写ベルト１１、各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄ、駆動支持ローラ３１と従動支持ローラ３２、及び２次転写ローラ３３等を備えており、中間転写ベルト１１を駆動支持ローラ３１と従動支持ローラ３２に掛け渡して回転移動可能に支持し、各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄ及び２次転写ローラ３３を中間転写ベルト１１に押し付けている。

中間転写ベルト１１は、例えば厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度の合成樹脂フィルムにより形成される。２次転写ローラ３３は、左右に移動可能に支持されており、右方向に移動されたときに、駆動支持ローラ３１との間に中間転写ベルト１１を挟み込んで、ニップ域を形成する。駆動支持ローラ３１は、２次転写ローラ３３のバックアップローラとしての役目を果たしつつ、各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄと各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ間のそれぞれのニップ域を下流側にして、回転駆動され、中間転写ベルト１１を引っ張って矢印方向Ｂに回転移動させる。これにより、各ニップ域が安定的に維持される。

尚、各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄと各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ間のそれぞれのニップ域をより安定的に形成するために、各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄ及び各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄのうちの一方を硬質材料で形成し、他方を弾性材料で形成するのが好ましい。

各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄは、例えば金属製の直径８mm〜１０mmの軸の外周を導電性の弾性材（ＥＰＤＭ、発泡ウレタン等）により被覆したものである。各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄは、該各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄと各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ間のニップ域に中間転写ベルト１１を挟み込んだ状態で、トナーの帯電極性とは逆極性のバイアス電圧を印加され、それぞれの電界を中間転写ベルト１１を介して各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ表面のトナーに作用させ、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ表面のトナーを中間転写ベルト１１へと引き付けて転写させる。これにより、各色のトナー像が中間転写ベルト１１に転写されて重ね合わせられる。

尚、各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄとして、ローラの代わりに、ブラシ等を用いても構わない。

クリーニングユニット３４は、例えば中間転写ベルト１１表面に摺接するクリーニングブレードであり、中間転写ベルト１１表面に残留したトナーを除去して、次回に印字される画像のカブリ等を防止する。

こうして中間転写ベルト１１に転写され重ね合わせられた各色のトナー像は、該中間転写ベルト１１の回転移動に伴い、駆動支持ローラ３１と２次転写ローラ３３間のニップ域へと搬送される。そして、中間転写ベルト１１上の各色のトナー像の先端とレジストローラ８により搬送されて来た記録用紙の先端が重ねられ、各色のトナー像と記録用紙が重ね合わせられて、各色のトナー像が記録用紙に転写される。

引き続いて、記録用紙は、定着ユニット３へと搬送され、ここで加圧ローラ３ａと加熱ローラ３ｂ間に挟み込まれる。これにより、記録用紙上の各色のトナーが加熱余裕されて混合され、各色のトナー像が記録用紙上にカラー画像として定着される。

更に、記録用紙は、用紙搬送装置４により排紙トレイ６へと搬送されて、ここにフェイスダウンで排出される。

尚、画像形成ステーションＰａだけを用いて、モノクロ画像を形成し、モノクロ画像を中間転写ベルトユニット２の中間転写ベルト１１に転写することも可能である。このモノクロ画像も、カラー画像と同様に、中間転写ベルト１１から記録用紙に転写され、記録用紙上定着される。

また、記録用紙の表面だけではなく、両面の印字を行なう場合は、記録用紙の表面の画像を定着ユニット３により定着した後に、記録用紙を用紙搬送装置４の搬送ローラ４-3により搬送する途中で、搬送ローラ４-3を停止させてから逆回転させ、記録用紙を用紙搬送装置４の反転経路４ｒに通して、記録用紙の表裏を反転させてから、記録用紙をレジストローラ８へと導き、記録用紙の表面と同様に、記録用紙の裏面に画像を記録して定着し、記録用紙を排紙トレイ６に排出する。

次に、各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄについて詳述する。ここでは、図２に示す様に各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄを各現像器２１ａ〜２１ｄから取り外すことができ、各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄを新たなものに交換することにより、各色のトナーを補給している。

図３は、トナーカートリッジ２２（各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄの共通符号を２２とする）を現像器２１（各現像器２１ａ〜２１ｄの共通符号を２１とする）に装着する前の状態を正面側から見て示す斜視図である。また、図４は、装着前のトナーカートリッジ２２及び現像器２１を裏面側から見て示す斜視図である。更に、図５は、装着後のトナーカートリッジ２２及び現像器２１を裏面側から見て示す斜視図である。また、図６は、装着前のトナーカートリッジ２２及び現像器２１を側方から見て示す縦断面図であり、図７は、装着後のトナーカートリッジ２２及び現像器２１を側方から見て示す縦断面図である。また、図８は、装着後のトナーカートリッジ２２及び現像器２１を正面側から見て拡大して示す断面図であり、図９は、現像器２１を正面側から見て拡大して示す斜視図である。

トナーカートリッジ２２は、その奥行きｔを現像器２１の奥行きＴよりも十分に短くされているものの、その高さｈを奥行きｔよりも十分に長くされて、その容積を確保されている。トナーカートリッジ２２の奥行きｔを短くしたことから、トナーカートリッジ２２を画像形成装置の前面寄りに装着した状態では、トナーカートリッジ２２が画像形成装置の奥の部品に干渉することはない。また、画像形成装置のフロントドアを開けると、トナーカートリッジ２２が最も手前にあるので、トナーカートリッジ２２の交換が容易である。

トナーカートリッジ２２は、図８に示す様にその底のトナー供給口２２ｆ、及びトナー供給口２２ｆ周囲の鍔２２ｇを有している。また、現像器２１は、その天板のトナー受け入れ口２１ｆ、及びトナー受け入れ口２１ｆ両側の案内溝２１ｇを有しており、図９に示す様に各案内溝２１ｇにガイド板４１を挿入し、ガイド板４１をバネ（図示せず）により画像形成装置の手前の方（矢印方向Ｃ）に付勢して、ガイド板４１の一端４１ａをトナー受け入れ口２１ｆの縁に当接させ、ガイド板４１を閉じている。

トナーカートリッジ２２を装着するときには、トナーカートリッジ２２を現像器２１の天板に載せて、トナーカートリッジ２２の鍔２２ｇを現像器２１の案内溝２１ｇに差し込んで、トナーカートリッジ２２を画像形成装置の奥の方（図３の矢印方向Ｄ）へとスライドさせ、ガイド板４１をトナーカートリッジ２２の鍔２２ｇにより押して、ガイド板４１を開き、トナーカートリッジ２２のトナー供給口２２ｆと現像器２１のトナー受け入れ口２１ｆを重ね合わせる。この後、図７に示す様にトナーカートリッジ２２のトナー供給口２２ｆを封止している二つ折りのシール４２を引っ張り剥して除去し、トナーカートリッジ２２のトナー供給口２２ｆと現像器２１のトナー受け入れ口２１ｆ間を通じさせて、トナーカートリッジ２２から現像器２１へのトナー供給を可能にする。

トナーカートリッジ２２内のトナーが無くなったときには、トナーカートリッジ２２を画像形成装置の手前の方へとスライドさせて取り外す。

こうしてトナーカートリッジ２２が装着及び取り外されて、その交換が行なわれる。

また、トナーカートリッジ２２の側壁には、上凹部２２ｉ及び下凹部２２ｊを形成し、上凹部２２ｉ及び下凹部２２ｊ間に清掃部材４３を突設している。トナーカートリッジ２２内部では、上凹部２２ｉ及び下凹部２２ｊが内向きに突出しており、上凹部２２ｉの下面に透明板４４を取付け、下凹部２２ｊの上面に透明板４５を取付け、各透明板４４、４５を対向配置し、各透明板４４、４５間にスペースＳ１を設けている。

図１０（ａ）及び（ｂ）は、清掃部材４３を示す平面図及び側面図である。図１０（ａ）及び（ｂ）から明らかな様に清掃部材４３は、一対の支持片４３ｂをトナーカートリッジ２２の側壁に突設し、各支持片４３ｂにより弾性片４３ａを支持したものであり、弾性片４３ａとトナーカートリッジ２２の側壁間にスペースＳ２を設けている。

更に、トナーカートリッジ２２では、従動軸４６を一対の軸受け４７により回転自在に支持し、従動軸４６に攪拌部材４８を固定支持している。従動軸４６の一端は、トナーカートリッジ２２の側壁から突出しており、その端面に十字溝４６ａを形成している。攪拌部材４８は、各棒体４８ａを略矩形状に組み合わせて相互に固定したものである。各棒体４８ａのうちの従動軸４６に平行な１本は、トナーカートリッジ２２の側壁近傍まで突出しており、この棒体４８ａの一端に可撓性フィルム片４９を取付けている。図１１に拡大して示す様に、この棒体４８ａの一端にスリット４８ｂを形成し、このスリット４８ｂに可撓性フィルム片４９を差し込んで接着剤で固定し、この棒体４８ａの回転軌跡である円柱周面に対して可撓性フィルム片４９を垂直に交差させている。

従動軸４６が回転すると、攪拌部材４８が回転され、トナーカートリッジ２２内のトナーが攪拌される。また、攪拌部材４８の回転に伴い、可撓性フィルム片４９も回転する。このとき、トナーカートリッジ２２の側壁近傍まで突出した棒体４８ａは、図１２に示す様にその回転途中で各透明板４４、４５間のスペースＳ１を通過し、可撓性フィルム片４９もスペースＳ１を通過する。

一方、現像器２１上方の画像形成装置の本体側には、カートリッジ駆動部５１を設けている。カートリッジ駆動部５１では、駆動軸５２を軸支し、駆動軸５２の十字型先端５２ａを画像形成装置の手前側に突出させている。駆動軸５２は、モータ及びギヤユニット（図示せず）により回転駆動される。また、カートリッジ駆動部５１の側壁にトナー残量センサ５３を取付けている。

トナー残量センサ５３は、カートリッジ駆動部５１の側壁に固定された基部５４、発光部５５、及び受光部５６を備えており、発光部５５及び受光部５６を基部５４に突設して対向配置している。発光部５５は、発光ダイオード５７を内蔵し、発光ダイオード５７の光を受光部５６へと出射する。受光部５６は、フォトトランジスタ５８を内蔵し、発光ダイオード５７からの光をフォトトランジスタ５８に受光する。

先に述べた様にトナーカートリッジ２２を現像器２１の天板に載せて画像形成装置の奥の方へとスライドさせ装着し、トナーカートリッジ２２のトナー供給口２２ｆと現像器２１のトナー受け入れ口２１ｆを重ね合わせた状態では、カートリッジ駆動部５１の駆動軸５２の十字型先端５２ａがトナーカートリッジ２２の従動軸４６の十字溝４６ａに嵌合し、駆動軸５２と従動軸４６が相互に連結され、かつトナー残量センサ５３の発光部５５及び受光部５６がトナーカートリッジ２２の上凹部２２ｉ及び下凹部２２ｊに嵌合する。

そして、駆動軸５２の十字型先端５２ａと従動軸４６の十字溝４６ａが嵌合すると、駆動軸５２と従動軸４６間が連結され、駆動軸５２の回転が従動軸４６に伝達される。従って、カートリッジ駆動部５１の駆動軸５２が回転駆動されると、トナーカートリッジ２２の従動軸４６が回転し、攪拌部材４８も回転する。この攪拌部材４８の回転によりトナーカートリッジ２２内のトナーが攪拌され、可撓性フィルム片４９も回転して各透明板４４、４５間のスペースＳ１を周期的に通過する。

また、トナー残量センサ５３の発光部５５及び受光部５６がトナーカートリッジ２２の上凹部２２ｉ及び下凹部２２ｊに嵌合した状態では、発光部５５の発光ダイオード５７と受光部５６のフォトトランジスタ５８が上凹部２２ｉの透明板４４、下凹部２２ｊの透明板４５、及びスペースＳ１を介して対向する。

先に述べた様にトナーカートリッジ２２を現像器２１の天板に載せて画像形成装置の奥の方へとスライドさせ装着するに際し、図１３（ａ）〜（ｄ）に示す様にトナー残量センサ５３の発光部５５の光出射面及び受光部５６の光入射面が清掃部材４３の弾性片４３ａに摺接して、この弾性片４３ａにより光出射面及び光入射面のトナーの汚れが掻き落とされる。このため、発光部５５の光出射面及び受光部５６の光入射面の汚れにより、後で述べる発光部５５及び受光部５６によるトナーの検出が阻害されることがない。

ここで、図１４（ａ）に示す様にトナーカートリッジ２２内のトナーが十分にあり、各透明板４４、４５間のスペースＳ１がトナーで満たされているときには、発光部５５の発光ダイオード５７の光がスペースＳ１のトナーにより遮蔽され、この光が受光部５６のフォトトランジスタ５８で受光されることはない。また、可撓性フィルム片４９は、攪拌部材４８と共に回転し、トナーに侵入して、トナー内で抵抗を受けて棒体４８ａの両側で撓み、略二つ折りの状態になる。このため、各透明板４４、４５間のスペースＳ１を通過するに際し、可撓性フィルム片４９が各透明板４４、４５に接触することはなく、可撓性フィルム片４９の摺接によりトナーが各透明板４４、４５の表面に擦り付けられることがなく、各透明板４４、４５の表面に傷が付かなくて済む。

また、図１４（ｂ）に示す様にトナーカートリッジ２２内のトナーが減少して、トナーのレベルが各透明板４４、４５間にあるときには、下側の透明板４４がトナーで覆われるので、発光部５５の発光ダイオード５７からの光がスペースＳ１のトナーによりある程度吸収され、弱い光が受光部５６のフォトトランジスタ５８で受光される。また、可撓性フィルム片４９は、各透明板４４、４５間のスペースＳ１を通過するに際し、棒体４８ａの両側で撓んで、その下側縁がトナーを均し、その上側縁が上側の透明板４４表面に摺接して該表面のトナーの汚れを掻き落とす。

更に、図１４（ｃ）に示す様にトナーカートリッジ２２内のトナーがより減少して、トナーのレベルが下側の透明板４５以下になったときには、スペースＳ１のトナーが無くなり、発光部５５の発光ダイオード５７の光が各透明板４４、４５を通過して、この光が受光部５６のフォトトランジスタ５８で受光される。従って、発光ダイオード５７の光が殆ど弱められずにフォトトランジスタ５８で受光されることになる。また、可撓性フィルム片４９は、各透明板４４、４５間のスペースＳ１を通過するに際し、棒体４８ａの両側で撓んで、その両側縁が各透明板４４、４５表面に摺接して該各表面のトナーの汚れを掻き落とす。このため、各透明板４４、４５表面の汚れにより発光部５５の発光ダイオード５７の光が弱められることがなく、発光ダイオード５７の光がフォトトランジスタ５８で確実に受光される。また、攪拌部材４９の回転により僅かに残っているトナーが攪拌され、トナーが上方に跳ね上げられてから下方に落下するものの、各透明板４４、４５近傍に落下したトナーがトナーカートリッジ２２の内向き突出した上凹部２２ｉに引っ掛かるので、この落下したトナーにより各透明板４４、４５表面が汚れることはない。つまり、上凹部２２ｉは、トナーが各透明板４４、４５に降り掛かることを防止する屋根の役目を果たす。

この様にトナーカートリッジ２２内のトナーのレベルが下側の透明板４５を超えるときには、光がフォトトランジスタ５８で受光されず、トナーのレベルが各透明板４４、４５間にあるときには、弱い光がフォトトランジスタ５８で受光され、トナーのレベルが下側の透明板４５以下のときには、発光ダイオード５７の光が殆ど弱められずにフォトトランジスタ５８で受光される。このため、フォトトランジスタ５８の受光出力レベルに基づいて、トナーカートリッジ２２内のトナー残量レベルを判定することができる。

また、トナーカートリッジ２２内のトナーのレベルが下側の透明板４５以下のときには、可撓性フィルム片４９により各透明板４４、４５表面の汚れが掻き落とされ、かつ上凹部２２ｉが各透明板４４、４５の屋根となって、トナーが各透明板４４、４５に降り掛かることが防止されるので、各透明板４４、４５表面の汚れにより発光部５５の発光ダイオード５７の光が弱められず、トナー残量センサ５３によるトナー残量レベルの検出を確実に行なうことができる。

更に、トナーが各透明板４４、４５間のスペースＳ１に降り掛ることがないので、スペースＳ１でトナーのレベルが安定する。その上、可撓性フィルム片４９がスペースＳ１で略水平方向に通過するので、スペースＳ１でトナーが均される。また、トナーカートリッジ２２の奥行きｔを現像器２１の奥行きＴよりも十分に短く設定していることから、攪拌部材４９の攪拌によるトナーカートリッジ２２内のトナーの均しが容易になり、トナーカートリッジ２２全体のトナーの偏りが少なくなる。このため、トナー残量センサ５３によるトナー残量レベルの検出を正確に行なうことができる。

また、トナー残量センサ５３を攪拌部材４９の攪拌中心の直下に配置しているので、トナーカートリッジ２２内のトナーが攪拌部材４９により攪拌されつつ攪拌中心の直下に落下し、トナーのレベルがトナー残量センサ５３近傍で安定する。このため、トナー残量が極めて少なくなったときでも、トナー残量センサ５３による検出が確実に行なわれる。尚、攪拌部材４９の攪拌中心の直下ではなくても、トナー残量センサ５３を攪拌中心の下方に配置すれば、略同様の効果が得られる。

更に、可撓性フィルム片４９が各透明板４４、４５の表面に摺接しても、該各表面が軽くなでられるだけであり、該各表面に傷が付き難い。また、可撓性フィルム片４９と該各表面との間の摩擦が小さく、攪拌部材４９に加わる負荷の増大を抑えることができ、攪拌部材４９の回転むらが発生せずに済む。

図１５は、本実施例の画像形成装置におけるトナー残量検出装置を示すブロック図である。このトナー残量検出装置において、発光ダイオード５７ａとフォトトランジスタ５８ａ、発光ダイオード５７ｂとフォトトランジスタ５８ｂ、発光ダイオード５７ｃとフォトトランジスタ５８ｃ、発光ダイオード５７ｄとフォトトランジスタ５８ｄは、各トナーカートリッジ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄのトナー残量を検出するそれぞれのトナー残量センサ５３である。

制御部６１は、各発光ダイオード５７ａ〜５７ｄを別々に駆動制御し、各フォトトランジスタ５８ａ〜５８ｄの受光出力をワイヤードオアを介して入力し、各フォトトランジスタ５８ａ〜５８ｄの受光出力レベルに基づいて、各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄのトナー残量レベルを検出する。また、制御部６１は、各発光ダイオード５７ａ〜５７ｄの駆動電流を調節すると共に、各フォトトランジスタ５８ａ〜５８ｄの負荷抵抗を調節し、これにより各トナー残量センサ５３のトナー検出感度を校正して一致させる。この校正は、各発光ダイオード５７ａ〜５７ｄ及び各フォトトランジスタ５８ａ〜５８ｄの特性のバラツキを補償するために行われる。

ここでは、各発光ダイオード５７ａ〜５７ｄと各トランジスタ６２ａ〜６２ｄをそれぞれ対応付けて直列接続している。そして、各発光ダイオード５７ａ〜５７ｄのアノードをライン６３により共通接続し、また各トランジスタ６２ａ〜６２ｄのエミッタを共通接続し、各トランジスタ６２ａ〜６２ｄのベースをそれぞれのライン６４ａ〜６４ｄを通じて制御部６１の各端子Ｓｙ、Ｓｍ、Ｓｃ、Ｓｋに接続している。制御部６１は、各ライン６４ａ〜６４ｄを通じて、各トランジスタ６２ａ〜６２ｄのいずれかを選択してオンにする。各トランジスタ６２ａ〜６２ｄのいずれかが選択されてオンにされると、選択されたトランジスタと該トランジスタに対応する発光ダイオードの直列回路が導通状態となる。

制御部６１は、規定の駆動電流に対応するデューティー比の矩形波出力を生成し、この矩形波出力を端子ＰＷＭから平滑回路６５に出力する。平滑回路６５は、各抵抗、コンデンサ、及び第１演算増幅器６６からなり、矩形波出力を平滑化して、矩形波出力の平均的な電圧を第２演算増幅器６７に出力する。第２演算増幅器６７は、平滑回路６５からの電圧を非反転入力端子に入力すると共に、選択され導通状態となったトランジスタと発光ダイオードの直列回路からの電流を反転入力端子に入力し、非反転入力端子の電圧と反転入力端子の電圧との差を出力する。これにより、選択され導通状態となったトランジスタと発光ダイオードの直列回路に、制御部６１の端子ＰＷＭからの矩形波出力のデューティー比に対応する規定の駆動電流が流れ、該発光ダイオードが規定の駆動電流に対応する光強度で発光する。すなわち、制御部６１の端子ＰＷＭから矩形波出力が出力されると、この矩形波出力の平均的な電圧が平滑回路６５で生成され、この電圧が第２演算増幅器６７で電圧電流変換されて、矩形波出力のデューティー比に対応する規定の駆動電流が生成され、選択され導通状態となったトランジスタと発光ダイオードの直列回路に規定の駆動電流が流れて、該発光ダイオードが規定の駆動電流に対応する光強度で発光する。従って、端子ＰＷＭからの矩形波出力のデューティー比を調節することにより、発光ダイオードの光強度を制御することができる。

また、各フォトトランジスタ５８ａ〜５８ｄのエミッタをライン６８によりワイヤードオア接続し、各抵抗７１ａ〜７１ｄと各トランジスタ７２ａ〜７２ｄをそれぞれ対応付けて直列接続し、各抵抗７１ａ〜７１ｄをライン６８に接続し、各トランジスタ７２ａ〜７２ｄのエミッタを接地し、各トランジスタ７２ａ〜７２ｄのベースをそれぞれのライン７３ａ〜７３ｄを通じて制御部６１の各端子Ｇ０、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３に接続している。

制御部６１は、各ライン７３ａ〜７３ｄを通じて、各トランジスタ７２ａ〜７２ｄのうちの０乃至４個を選択的にオンにする。これにより、ライン６８と接地間に、各抵抗７１ａ〜７１ｄのうちの０乃至４個が選択的に挿入されて、ライン６８と接地間の抵抗値が調節設定され、各フォトトランジスタ５８ａ〜５８ｄの抵抗負荷が設定される。例えば、各抵抗７１ａ〜７１ｄの抵抗値Ｒ３、Ｒ２、Ｒ１、Ｒ０の比を８：４：２：１に設定し、各抵抗７１ａ〜７１ｄのうちの０乃至４個を選択的に挿入することにより、ライン６８と接地間の抵抗値を調節する。

この様な回路構成において、制御部６１は、先に述べた様に規定の駆動電流を平滑回路６５及び第２演算増幅器６７を通じて出力しつつ、各トランジスタ６２ａ〜６２ｄのいずれかを選択しオンにして、この選択しオンにしたトランジスタと発光ダイオードの直列回路に駆動電流を流し、１つのトナー残量センサ５３の該発光ダイオードを発光させる。このとき、このトナー残量センサ５５が装着されたトナーカートリッジ内のトナー残量レベルに応じて、このトナー残量センサ５５のフォトトランジスタの受光レベルが決まる。制御部６１は、このトナー残量センサ５３のフォトトランジスタの受光出力をライン６８のワイヤードオアを介して端子Ａ／Ｄに入力して、この受光出力を監視しており、この受光出力レベルに基づいて、このトナーカートリッジ内のトナー残量レベルを判定する。

このとき、制御部６１は、図１６に示す様な校正データテーブルＤに基づいて、各トナー残量センサ５３別に、トナー検出感度の校正を行なってから、トナー残量センサ５３の検出出力に基づくトナー残量レベルの判定を行なう。この校正とは、先に述べた様に各発光ダイオード５７ａ〜５７ｄの駆動電流を調節すると共に、各フォトトランジスタ５８ａ〜５８ｄの負荷抵抗を調節し、これにより各トナー残量センサ５３のトナー検出感度を校正して一致させることである。より具体的には、制御部６１は、校正データテーブルＤに基づいて、トナー残量センサ５３の発光ダイオードの駆動電流に対応するデューティー比を求め、このデューティー比の矩形波出力を生成して出力することにより、この駆動電流を平滑回路６５及び第２演算増幅器６７を通じて発光ダイオードに流す。同時に、制御部６１は、校正データテーブルＤに基づいて、各トランジスタ７２ａ〜７２ｄのうちの０乃至４個を選択し、各ライン７３ａ〜７３ｄを通じて、各トランジスタ７２ａ〜７２ｄのうちの選択したものをオンにして、トナー残量センサ５３のフォトトランジスタの抵抗負荷を設定する。この結果、各トナー残量センサ５３による各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄのトナー残量レベルの判定をバラツキなく正確に行なうことが可能になる。

また、制御部６１は、同一のトナー残量センサ５３による検出を一定周期に規定回数だけ繰り返して、それぞれの検出結果を得た後、同一となった複数の検出結果を抽出し、異なる検出結果を除去し、同一となった複数の検出結果に基づいて、トナーカートリッジ内のトナー残量レベルを判定する。例えば、図１７のグラフに示す様に攪拌部材４８と共に回転する可撓性フィルム４９の回転周期をＴとし、トナー残量センサ５３による検出周期をＴｓとすると、Ｔｓ＝７Ｔ／６と設定して、トナー残量センサ５３による検出を一定周期７Ｔで６回だけ繰り返し、同一となる筈の５回の検出結果を抽出して、異なる１回の検出結果を除去し、同一となった５回の検出結果に基づいて、トナーカートリッジ内のトナー残量レベルを判定する。あるいは、Ｔｓ＝７Ｔ／８と設定して、トナー残量センサ５３による検出を一定周期７Ｔで８回だけ繰り返し、同一となる筈の７回の検出結果を抽出して、異なる１回の検出結果を除去し、同一となった７回の検出結果に基づいて、トナーカートリッジ内のトナー残量レベルを判定する。

これは、可撓性フィルム４９が各透明板４４、４５間のスペースＳ１を通過するときには、トナー残量センサ５３の発光ダイオードとフォトトランジスタ間の光路が可撓性フィルム４９により遮られて、トナー残量センサ５３によるトナー残量の検出が困難になることから、可撓性フィルム４９の回転周期Ｔとトナー残量センサ５３による検出周期Ｔｓを僅かにずらして、可撓性フィルム４９がスペースＳ１を通過していないときに行なわれるトナー残量センサ５３の検出回数を増やすと共に、可撓性フィルム４９がスペースＳ１を通過しているときに行なわれるトナー残量センサ５３の検出回数を減らし、その上で、同一となった複数の検出結果を抽出して、異なる１回の検出結果を除去することにより、可撓性フィルム４９がスペースＳ１を通過していないときの検出結果だけを得るためである。これにより、トナー残量レベルの判定を正確に行なうことが可能になる。

この様な判定は、各現像器２１ａ〜２１ｄのトナー残量センサ５５が順次選択される度に、繰り返して行われる。そして、制御部６１は、各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄのいずれかのトナー残量レベルが低くなったと判定すると、このトナー残量レベルが低くなったトナーカートリッジ内の色のトナー像について、印字ドット数（該色のトナーの消費量に対応する）の計数を開始し、この印字ドット数が既定値に達すると、このトナーカートリッジ内のトナーが無くなったものとみなし、このトナー残量が無くなったトナーカートリッジを表示ユニット（図示せず）に表示したり、音声メッセージをスピーカ（図示せず）により発音して、このトナーカートリッジの交換を促し、これによりトナー供給の中断を未然に防ぐ。

次に、図１６の校正データテーブルＤについて詳述する。まず、校正データテーブルＤは、画像形成装置の工場出荷時に設定される。これは、各トナー残量センサ５３の発光ダイオード及びフォトトランジスタの特性のバラツキを補償するためである。

例えば、制御部６１は、各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄが取り外されている状態で、各現像器２１ａ〜２１ｄのトナー残量センサ５３を順次選択し、トナー残量センサ５３を選択する度に、選択したトナー残量センサ５３の発光ダイオードに駆動電流を流し、このトナー残量センサ５３のフォトトランジスタの受光出力を入力しつつ、矩形波出力のデューティー比の変更により駆動電流を変更すると共に、各トランジスタ７２ａ〜７２ｄのオンオフによりトナー残量センサ５３のフォトトランジスタの抵抗負荷を変更して、フォトトランジスタの受光出力レベルを規定値に調節する。そして、受光出力レベルが規定値となったときの矩形波出力のデューティー比及び各トランジスタ７２ａ〜７２ｄのオンオフ状態を求めて、これらの矩形波出力のデューティー比及び各トランジスタ７２ａ〜７２ｄのオンオフ状態を校正データテーブルＤに記憶する。これにより、各現像器２１ａ〜２１ｄのトナー残量センサ５３毎に、トナー検出感度を校正して一致させるための矩形波出力のデューティー比及び各トランジスタ７２ａ〜７２ｄのオンオフ状態が校正データテーブルＤに記憶される。

この様にトナー残量センサ５３の発光部５５及び受光部５６をトナーカートリッジ２２の上凹部２２ｉ及び下凹部２２ｊに嵌合させ、発光ダイオード５７及びフォトトランジスタ５８を各透明板４４、４５を介して対向させている。これにより、発光ダイオード５７の光が各透明板４４、４５を通じてフォトトランジスタ５８に入射するという光路が形成される。そして、トナーカートリッジ２２内のトナーのレベルが下側の透明板４５を超えるときには、光がフォトトランジスタ５８で受光されず、トナーのレベルが各透明板４４、４５間にあるときには、弱い光がフォトトランジスタ５８で受光され、トナーのレベルが下側の透明板４５以下のときには、発光ダイオード５７の光が殆ど弱められずにフォトトランジスタ５８で受光される。このため、フォトトランジスタ５８の受光出力レベルに基づいて、トナーカートリッジ２２内のトナー残量レベルを判定することができる。

また、上凹部２２ｉ及び下凹部２２ｊに配置しているので、トナーが上方から落下してきても、上凹部２２ｉが屋根となって、トナーが各透明板４４、４５に直接降り掛かることが防止され、各透明板４４、４５が汚れ難い。これにより、トナー残量レベルの判定を常に正確に行なうことができる。また、トナーが各透明板４４、４５間のスペース１に直接降り掛かることがないので、スペース１でのトナーのレベルが安定し、トナー残量レベルの判定をより正確に行なうことができる。

また、カラー画像形成装置では、各色のトナーを収容した各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄ及び各色のトナー像を形成する各現像器２１ａ〜２１ｄをタンデムに配置するため、画像形成装置の小型化が困難である。ところが、各トナーカートリッジをフロントドア近傍に配置していることから、各トナーカートリッジをフロントドアに接近させることが可能になり、画像形成装置の小型化が可能である。特に、トナーカートリッジの高さｈを該トナーカートリッジの奥行きｔよりも長く設定し、更にトナーカートリッジの幅を狭くすれば、トナーカートリッジが小型化され、画像形成装置もより小型化することができる。また、画像形成装置に対する各トナーカートリッジの着脱を容易に行ない得る。

ところで、本実施例の画像形成装置では、図４及び図５に示す様にトナーカートリッジ２２の裏面側にＩＣタグ８１を貼り付けている。このＩＣタグ８１は、周知の非接触通信ＩＣタグであり、アンテナと、メモリを含む集積回路とを備え、アンテナを通じての情報通信、メモリに対する情報の読み書き、及び情報の処理等を行なうことができる。しかも、アンテナで受信した電磁波から電力を生成して、この電力を用いて動作するので、格別な電力供給を必用としない。

トナーカートリッジ２２を画像形成装置の現像器２１に装着した状態では、図１５に示す様に制御部６１は、アンテナ６９を通じて、情報をトナーカートリッジ２２のＩＣタグ８１に対して送受し、この情報をＩＣタグ８１のメモリに対して読み書きする。

また、トナーカートリッジ２２のリサイクル工場では、トナーカートリッジ２２の出荷に際し、リーダライタ（図示せず）を用いて、情報をトナーカートリッジ２２のＩＣタグ８１に対して送受し、この情報をＩＣタグ８１のメモリに対して読み書きしている。

図１８は、トナーカートリッジ２２のＩＣタグ８１のメモリに対して読み書きされる情報の種類等を示す図表である。この図表によれば、ＩＣタグ８１のメモリに対して読み書きされる情報として、トナーカートリッジ２２の製品コードＣｄと製造番号Ｃｎ、トナーカートリッジ２２のリサイクル回数Ｒｃ、トナーカートリッジ２２の交換パーツのリサイクル回数Ｒｐ、トナーカートリッジ２２の各透明板４４、４５を通じてのトナー残量センサ５３の検出感度Ｃｃ、トナーカートリッジ２２内のトナーに対するトナー残量センサ５３の検出感度Ｃｔ、画像形成装置本体製品コードＭｃ、画像形成装置本体製造番号Ｍｎ、及びトナーカートリッジ２２からのトナー供給により印刷された記録用紙の累積記録枚数Ｐ等がある。

例えば、トナーカートリッジ２２の製品コードＣｄ、製造番号Ｃｎ、リサイクル回数Ｒｃ、及び交換パーツのリサイクル回数Ｒｐは、リサイクル工場のリーダライタのみにより書き込まれ、画像形成装置の制御部６１による書き込みが禁止され、またリサイクル工場のリーダライタ及び画像形成装置の制御部６１により読み出される。

リサイクル工場では、リーダライタにより、回収されたトナーカートリッジ２２の製品コードＣｄ、製造番号Ｃｎ、リサイクル回数Ｒｃ、交換パーツのリサイクル回数Ｒｐを該トナーカートリッジ２２のＩＣタグ８１のメモリから読み出すと、製品コードＣｄ及び製造番号Ｃｎがそれぞれの規定値に一致するか否かを判定し、一致しなければ、あるいは製品コードＣｄ及び製造番号Ｃｎが無ければ、回収されたトナーカートリッジ２２が規定のものではないとみなして、回収されたトナーカートリッジ２２のリサイクルを行なわない。

また、製品コードＣｄ及び製造番号Ｃｎがそれぞれの規定値に一致すれば、回収されたトナーカートリッジ２２が規定のものであるとみなして、リサイクル回数Ｒｃを参照する。そして、リサイクル回数Ｒｃが「１０」以下であれば、ＩＣタグ８１のメモリ内のリサイクル回数Ｒｃを歩進して更新し、回収されたトナーカートリッジ２２の清掃及びトナーの充填を行なう。また、交換パーツのリサイクル回数Ｒｐを参照し、リサイクル回数Ｒｐが「３」に達していれば、ＩＣタグ８１のメモリ内のリサイクル回数Ｒｐを「０」に戻し、回収されたトナーカートリッジ２２の消耗部品を交換する。消耗部品としては、トナーカートリッジ２２の各透明板４４、４５及び可撓性フィルム片４９等がある。これにより、トナーカートリッジ２２がリサイクルされ出荷される。

更に、リサイクル回数Ｒｃが「１０」を超えていれば、トナーカートリッジ２２をマテリアルリサイクルの工場に回す。

画像形成装置では、制御部６１により、装着されたトナーカートリッジ２２の製品コードＣｄ、製造番号Ｃｎ、リサイクル回数Ｒｃ、交換パーツのリサイクル回数Ｒｐを該トナーカートリッジ２２のＩＣタグ８１のメモリから読み出すと、製品コードＣｄ及び製造番号Ｃｎがそれぞれの規定値に一致するか否かを確認し、一致しなければ、あるいは製品コードＣｄ及び製造番号Ｃｎが無ければ、装着されたトナーカートリッジ２２が規定のものではないとみなして、この旨を該画像形成装置のユーザに報知する。また、リサイクル回数Ｒｃ及び交換パーツのリサイクル回数Ｒｐを参照し、リサイクル回数Ｒｃが「１０」以下であり、かつリサイクル回数Ｒｐが「３」以下であるか否かを確認し、否であれば、この旨を報知する。

また、トナーカートリッジ２２の各透明板４４、４５を通じてのトナー残量センサ５３の検出感度Ｃｃ、及びトナーカートリッジ２２内のトナーに対するトナー残量センサ５３の検出感度Ｃｔは、リサイクル工場のリーダライタにより書き込まれ、画像形成装置の制御部６１により読み出される。

トナーカートリッジ２２のリサイクルを繰り返すと、トナーカートリッジ２２本体表面に傷が付き、トナーカートリッジ２２の各透明板４４、４５にも傷が付く。また、トナーカートリッジ２２の交換の度に、先に述べた様に各透明板４４、４５が清掃部材４３に摺接することから、これによっても各透明板４４、４５に傷が付く。このため、トナーカートリッジ２２の各透明板４４、４５を通じてのトナー残量センサ５３の検出感度が変化する。

また、トナーカートリッジ２２に充填されるトナーの色や材質等によりトナーの透光率が異なり、トナーカートリッジ２２内のトナーに対するトナー残量センサ５３の検出感度が変化する。

そこで、リサイクル工場では、回収されたトナーカートリッジ２２を清掃し、空のトナーカートリッジ２２に画像形成装置のトナー残量センサ５３と同等のものを装着してから、トナー残量センサ５３の発光ダイオードの駆動電流を調節すると共に、トナー残量センサ５３のフォトトランジスタの負荷抵抗を調節して、フォトダイオードの受光出力レベルを規定値に調節した上で、トナーカートリッジ２２の各透明板４４、４５を通じてのトナー残量センサ５３の検出感度Ｃｃを求め、リーダライタにより、検出感度Ｃｃをトナーカートリッジ２２のＩＣタグ８１のメモリに書き込む。

また、トナーカートリッジ２２内のトナーを適宜に充填し、トナーが下側の透明板４５を僅かに覆う状態にしてから、トナー残量センサ５３の発光ダイオードの駆動電流を調節すると共に、トナー残量センサ５３のフォトトランジスタの負荷抵抗を調節して、フォトダイオードの受光出力レベルを他の規定値に調節した上で、トナーカートリッジ２２内のトナーに対するトナー残量センサ５３の検出感度Ｃｔを求め、リーダライタにより、検出感度Ｃｔを該トナーカートリッジ２２のＩＣタグ８１のメモリに書き込む。

尚、各検出感度Ｃｃ、Ｃｔは、発光ダイオードの駆動電流及びフォトトランジスタの負荷抵抗に対応する。

画像形成装置では、制御部６１により、トナーカートリッジ２２の各透明板４４、４５を通じてのトナー残量センサ５３の検出感度Ｃｃ、及びトナーカートリッジ２２内のトナーに対するトナー残量センサ５３の検出感度Ｃｔを該トナーカートリッジ２２のＩＣタグ８１のメモリから読み出す。そして、先に述べた校正データテーブルＤにおける矩形波出力のデューティー比及び各トランジスタ７２ａ〜７２ｄのオンオフ状態に対応するトナー残量センサ５３の検出感度をＣｓとすると、各検出感度Ｃｓ、Ｃｃ、Ｃｔを掛け合わせて、補償済み検出感度Ｃｓ・Ｃｃ・Ｃｔを求め、この補償済み検出感度Ｃｓ・Ｃｃ・Ｃｔに対応する矩形波出力のデューティー比及び各トランジスタ７２ａ〜７２ｄのオンオフ状態を設定して、トナー残量センサ５３の検出感度を補償済み検出感度Ｃｓ・Ｃｃ・Ｃｔに調節する。

これにより、トナー残量センサ５３の発光ダイオード及びフォトトランジスタの特性のバラツキが補償されるだけではなく、トナーカートリッジ２２の各透明板４４、４５の傷及びトナーカートリッジ２２内のトナーの透光率によるトナー残量センサ５３の検出感度のずれが補償され、トナー残量センサ５３によるトナー残量の検出をより高精度で行なうことが可能になる。

また、画像形成装置本体製品コードＭｃ、画像形成装置本体製造番号Ｍｎ、及びトナーカートリッジ２２からのトナー供給により印刷された記録用紙の累積記録枚数Ｐは、画像形成装置の制御部６１により書き込まれ、リサイクル工場のリーダライタにより読み出されてクリアされる。

画像形成装置では、制御部６１により、画像形成装置本体製品コードＭｃ、画像形成装置本体製造番号Ｍｎ、及び記録用紙の累積記録枚数Ｐをトナーカートリッジ２２のＩＣタグ８１のメモリに書き込む。

リサイクル工場では、リーダライタにより、画像形成装置本体製品コードＭｃ、画像形成装置本体製造番号Ｍｎ、及び記録用紙の累積記録枚数Ｐをトナーカートリッジ２２のＩＣタグ８１のメモリから読み出すと、画像形成装置本体製品コードＭｃ及び画像形成装置本体製造番号Ｍｎがそれぞれの規定値に一致するか否かを判定し、一致しなければ、あるいは画像形成装置本体製品コードＭｃ及び画像形成装置本体製造番号Ｍｎが無ければ、回収されたトナーカートリッジ２２が想定外の状態で使用されたものとみなし、トナーカートリッジ２２の異常の有無を検査する。また、累積記録枚数Ｐが規定値を超えるか否かを判定し、超えていれば、やはり回収されたトナーカートリッジ２２が想定外の状態で使用されたものとみなし、トナーカートリッジ２２の異常の有無を検査する。

この様に本実施例では、トナーカートリッジ２２にＩＣタグ８１を設け、トナー残量センサ５３に係わる情報をＩＣタグ８１のメモリに書き込んだり該メモリから読み出している。このため、例えばトナーカートリッジ２２のリサイクルに際し、トナーカートリッジ２２のリサイクル回数や、トナーカートリッジ２２に装着された状態でのトナー残量センサ５３の検出感度等を容易に管理することができ、トナーカートリッジ２２内のトナーの残量の判定を常に正確に行なうことが可能になる。

尚、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、多様に変形することができる。例えば、可撓性フィルム片４９を透明材料で形成し、かつトナー残量センサ５５の発光ダイオードとフォトダイオード間の光路の幅よりも可撓性フィルム片４９を支持する棒体４８ａの一端の幅を狭くしても良い。この場合は、可撓性フィルム片４９及び棒体４８ａの一端が各透明板４４、４５間のスペースＳ１を通過するに際し、可撓性フィルム片４９及び棒体４８ａの一端により該光路が完全に遮断されずに済み、トナー残量の判定が可能になる。従って、先に述べた様な可撓性フィルム４９の回転周期Ｔとトナー残量センサ５５による検出周期Ｔｓを僅かにずらして、同一となった複数の検出結果を抽出しなくても良い。

また、トナー残量センサ５３の発光ダイオードの駆動電流を変更すると共に、トナー残量センサ５３のフォトトランジスタの抵抗負荷を変更して、トナー残量センサ５３のトナー検出感度を校正する代わりに、各トナー残量センサ５３別に、トナー残量の判定のためにフォトトランジスタの受光出力と比較される基準値を変更して、トナー残量センサ５３のトナー検出感度を校正しても良い。

更に、トナー残量センサ５３として、発光ダイオード５７とフォトトランジスタ５８を対向配置した透過式のものを例示しているが、この代わりに図１９（ａ）、（ｂ）に示す様な発光ダイオード５７とフォトトランジスタ５８を並設し、発光ダイオード５７とフォトトランジスタ５８を各透明板４４、４５、及びスペースＳ１を介して白板５９と対向配置させた反射式のものを適用しても構わない。

この反射式のトナー残量センサ５３Ａでは、発光ダイオード５７の光が白板５９で反射され、この反射光がフォトトランジスタ５８に入射するという往復光路を形成しており、トナーがスペースＳ１にあるときには、往復光路が遮断されて、フォトトランジスタ５８が受光せず、トナーがスペースＳ１に無いときには、往復光路が通じて、フォトトランジスタ５８が受光する。このため、フォトトランジスタ５８の受光出力レベルに基づいて、トナーカートリッジ２２内のトナー残量が無くなったか否かを判定することができる。

また、ＩＣタグの代わりに、一般的なＩＣ、近年になって普及しつつある周辺機器接続制御用ＩＣ等をトナーカートリッジに設け、ＩＣ及び周辺機器接続制御用ＩＣ等をコネクタ等を通じて画像形成装置の制御部６１に接続しても良い。周辺機器接続制御用ＩＣは、ＰＩＣ（Peripheral Interface Controller）と称され、ＣＰＵと同様に、演算処理機能、データの送受信機能、及びメモリ等を有している。従って、このＰＩＣを通信手段だけではなく記憶手段としても利用することができる。このＰＩＣは、メインのＣＰＵとは別に周辺機器に設けられ、周辺機器の制御を行なうためのものである。人間にたとえると、頭脳がメインのＣＰＵに相当し、自律神経がＰＩＣに相当する。

本発明の画像形成装置の実施例１を示す側面図である。 図１の画像形成装置における各トナーカートリッジを取り外した状態を示す側面図である。 トナーカートリッジを現像器に装着する前の状態を正面側から見て示す斜視図である。 装着前のトナーカートリッジ及び現像器を裏面側から見て示す斜視図である。 装着後のトナーカートリッジ及び現像器を裏面側から見て示す斜視図である。 装着前のトナーカートリッジ及び現像器を側方から見て示す縦断面図である。 装着後のトナーカートリッジ及び現像器を側方から見て示す縦断面図である。 装着後のトナーカートリッジ及び現像器を正面側から見て拡大して示す断面図である。 現像器を正面側から見て拡大して示す斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）は、トナーカートリッジの清掃部材を示す平面図及び側面図である。 トナーカートリッジの攪拌部材に取り付けられた可撓性フィルム片を拡大して示す正面図である。 トナーカートリッジの攪拌部材の攪拌に伴い、可撓性フィルム片が各透明板間のスペースを通過する様子を示す正面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、トナーカートリッジの着脱に際し、トナー残量センサの発光部の光出射面及び受光部の光入射面がトナーカートリッジの清掃部材により清掃される様子を示す正面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、トナー残量センサによるトナーカートリッジ内のトナー残量の検出を説明するために用いた正面図である。 本実施例の画像形成装置におけるトナー残量検出装置を示すブロック図である。 トナー残量センサの校正に用いられる校正データテーブルＤを示す概念図である。 トナーカートリッジの攪拌部材と共に回転する可撓性フィルムの回転周期Ｔ、及びトナー残量センサによる検出周期Ｔｓを示すグラフである。 トナーカートリッジのＩＣタグのメモリに対して読み書きされるトナー残量センサに係わる情報の種類等を示す図表である。 （ａ）及び（ｂ）は、トナー残量センサの他の例を示す正面図及び側面図である。

符号の説明

１ 露光ユニット
２ 中間転写ベルトユニット
３ 定着ユニット
４ 用紙搬送装置
５ 給紙トレイ
６ 排紙トレイ
２１、２１ａ〜２１ｄ 現像器
２２、２２ａ〜２２ｄ トナーカートリッジ
４４、４５ 透明板
４８ 攪拌部材
４９ 可撓性フィルム
５３ トナー残量センサ
５７ 発光ダイオード
５８ フォトトランジスタ
６１ 制御部
８１ ＩＣタグ
Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ 画像形成ステーション

Claims (4)

1. 画像形成装置に着脱自在に装着され、画像形成装置側の光学式トナー残量センサの発光素子を点灯したときの該光学式トナー残量センサの受光素子の受光出力に基づいて、トナー残量を検出されるトナーカートリッジにおいて、
   光学式トナー残量センサに係わる情報を記憶する記憶手段と、
   前記情報を外部に対して送受する通信手段と
   を備えることを特徴とするトナーカートリッジ。
2. トナーカートリッジは、リサイクルされて、繰り返し用いられることを特徴とする請求項１に記載のトナーカートリッジ。
3. 光学式トナー残量センサに係わる情報は、トナーカートリッジ内のトナーの透光率を示すことを特徴とする請求項１に記載のトナーカートリッジ。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載のトナーカートリッジを着脱自在に装着される画像形成装置において、
   画像形成装置に対するトナーカートリッジの着脱に伴い、トナーカートリッジに着脱される光学式トナー残量センサと、
   トナーカートリッジ内の光学式トナー残量センサに係わる情報を該トナーカートリッジの通信手段から受信する受信手段と、
   受信手段により受信された情報に基づいて、光学式トナー残量センサを制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
   
   

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