JP2009063609A - 画像形成装置、トナー料金算出システム - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置で作製されるプリント物の画質を良好に維持するとともに、使用できなくなったトナーに対する負担をユーザに負わせない様にする仕組みを提供する。
【解決手段】トナーカートリッジにユーザ識別情報を記録し、当該トナーカートリッジを用いてプリント作製を行う画像形成装置と、回収したトナーカートリッジよりユーザ識別情報の読取りとトナー残量測定を行ってトナー料金を算出するトナー料金算出システム。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置が品質劣化したトナーを用いてのプリント作製をなくす画像形成装置と、当該画像形成装置で使用できなくなったトナーに対する経済的な損失をユーザに与えない様にするトナー料金算出システムに関する。

複写機やプリンタ等をはじめとする電子写真方式の画像形成装置は、役所や企業の様な大量の文書作成を多く行うオフィスを中心に普及してきた。また、最近ではＳＯＨＯに代表される業務形態の多様化に対応した画像形成装置の開発も進められ、部品点数の軽減や材質変更等により、操作の簡易化や装置のコンパクト化が実現されている。

一般に画像形成装置は、イメージングカートリッジやトナーカートリッジ、あるいはプロセスカートリッジと呼ばれるトナー収納部材（以下、トナーカートリッジあるいはカートリッジともいう）を装填し、そこからトナー供給を受けて画像形成を行うものである。トナーカートリッジを装填後、画像形成装置でのプリント作製が進むと、トナーの消費によりカートリッジ内のトナーがだんだん少なくなるので、ある段階でトナーカートリッジを新しいものに交換することで、画像形成装置へのトナー供給は継続される。

トナーカートリッジの交換は、一般に画像形成装置に設けられたトナー残量検知手段やプリント作製枚数記憶手段からの情報に基づいて行われている。この様な方法の具体例としては、たとえば、原稿画像の読取りとプリント画像の読取りを行い、両者の読取結果を比較してトナー交換時期を表示する技術がある（たとえば、特許文献１参照）。また、カートリッジに記憶媒体を設け、記憶媒体に記憶されている情報を画像形成装置の作動に応じて加工し、加工した情報からトナーカートリッジの交換時期を決める技術もある（たとえば、特許文献２参照）。さらに、感光体の帯電電位とトナー画像濃度を測定し、測定結果よりカートリッジ内の調整が必要とされる部位を表示して交換を促す様にした技術もある（たとえば、特許文献３参照）。この様に、画像形成装置からの情報に基づいてトナーカートリッジの交換を行える様にした技術が従来より検討されてきた。
特開平７−３３４０４２号公報 特開平９−１９０１４２号公報 特開平６−２６２８００号公報

一般に、トナーは画像形成装置内に未使用の状態で長期間保管されることがあっても、帯電性等をはじめとする性能がみだりに低下する様なことが起こらない様に設計されているものである。しかしながら、市場では高温高湿環境の様な過酷な環境下に長期間トナーが放置されることも想定され、この様なケースではその性能を安定に維持することが困難になってくる。

たとえば、高温高湿環境の下に長期にわたりおかれると、トナーは温度や湿度の影響を受けて凝集や帯電性変動という品質に関わる問題の発生も想定され、品質の劣化したトナーを用いてプリントを作製すると、良好な画質のプリントが得られなってしまう。また、品質の劣化したトナーを使うと、画像形成装置に負荷を加えることもあり、画像形成装置を故障させる原因にもなる。

この様に、トナーカートリッジに収容されているトナーが劣化して所定品質のプリントが得られにくくなってきた時は、トナーカートリッジを新しいものに交換してトナーの更新が必要になる。すなわち、トナーカートリッジを交換するケースとしては、プリント作製の進行に伴うトナー消費に伴う交換の他、作製されるプリント物の画質を維持するために交換するケースもある。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、作製したプリントの画質から使用中のトナーの品質を判断することにより、使用中のトナーカートリッジの交換を決めることのできる画像形成装置を提供することを第１の目的とするものである。

ところで、トナーカートリッジ内にトナーが十分に残っている状態で、新しいトナーカートリッジに交換しなければならないことで新たな出費が発生することは、ユーザにとってなかなか納得できないことであるといえる。すなわち、プリント物の品質維持はとても大事なことだと頭ではわかっているけれど、背に腹は代えられないという理由で品質が低下したトナーでもむだなく使いきりたいという気持ちが出てもおかしくないことである。

この様に、プリント物の画質を維持したいが、劣化したトナーをむだにして経済的な負担を負いたくないというニーズが市場には存在していたものと考えられる。

本発明は、劣化して使用できないと判定されたトナーに対する負担をユーザに負わせない様にするトナー料金算出システムを提供することを第２の目的とするものである。

すなわち、本発明は、画像形成装置で作製されるプリント物の画質を良好に維持するとともに、プリント作製に使用できなくなったトナーに対する経済的負担をユーザに負わせない様にする仕組みを提供することを目的とするものである。

本発明者は、上記課題が以下に記載の構成により解消されることを見出した。

請求項１に記載の発明は、
『少なくとも、
ユーザを識別するユーザ識別情報を記録する記録手段を有するトナーカートリッジに収容されたトナーを用いて作製したプリント物の画質評価を行う画質評価手段と、
前記トナーカートリッジ内のトナー量を検知するトナー残量検知手段と、
前記画質評価手段により得られた画質評価結果と、前記トナー残量検知手段により検知されたトナー量に基づいて、使用中のトナーカートリッジの交換を判定するトナーカートリッジ交換判定手段と、を有し、
前記トナーカートリッジ交換判定手段は、
前記画質評価手段により得られる画質評価結果を、前記トナー残量検知手段により得られるトナー量検知結果よりも優先させて、使用中のトナーカートリッジの交換を判定するものであることを特徴とする画像形成装置。』というものである。

請求項２に記載の発明は、
『少なくとも、
ユーザを識別するユーザ識別情報が記録された記録手段を有するトナーカートリッジより、前記記録手段に記録されているユーザ識別情報を読み取るユーザ識別情報読取手段と、
前記ユーザ識別情報を管理するユーザ識別情報管理手段と、
前記画像形成装置より回収されたトナーカートリッジ内のトナー残量を測定するトナー残量測定手段と、
前記トナー残量測定手段の測定結果に基づいて、トナー残量分の料金を算出する料金算出手段と、
前記料金算出手段により算出されたトナー料金と前記ユーザ識別情報とを照合する情報照合手段と、
を有することを特徴とするトナー料金算出システム。』というものである。

請求項３に記載の発明は、
『前記トナー料金システムは、請求項１に記載の画像形成装置で使用された前記トナーカートリッジに記録されたユーザ識別情報を読み取り、前記トナーカートリッジのトナー残量を測定した後、前記トナー残量分の料金を算出し、前記トナー料金と前記ユーザ識別情報の照合を行うものであることを特徴とする請求項２に記載のトナー料金算出システム。』というものである。

先ず、本発明に係る画像形成装置によれば、品質の劣化したトナーを用いてプリント作製を行うことがなくなり、作製されるプリント物の画質を良好に維持できる様になった。そして、本発明に係るトナー料金算出システムにより、劣化して使用できなくなった分のトナー料金がユーザに正確に返却される様になり、ユーザは使えなくなったトナー分の経済的な負担を強いられることがなくなった。すなわち、本発明によれば、ユーザは使用中のトナーが劣化してプリント作製に使用できなくなっても、使えなくなった分のトナー料金を懸念することなく、新しいトナーに交換できるので、作製されるプリント物の画質を良好に維持することができる様になった。

本発明は、品質劣化したトナーでプリント作製を行わない様にする画像形成装置と、劣化して使えなくなったトナーに対し、ユーザに経済的な損失を与えない様にするトナー料金算出システムの発明である。本発明によれば、ユーザに対して、プリント物の画質を一定レベル以上に維持することが保障できる様になり、また、購入したトナーが劣化等の理由で使用できなくなっても、使用できなくなったトナー代金はユーザにフィードバックされる様になる。

本発明は、画像形成装置で使用中のトナーカートリッジの交換が必要になったとき、仮にカートリッジ内にトナーが残っていても、ユーザが残存トナーに未練をもたずにトナーカートリッジを交換できる様にしている。トナーカートリッジに収容されたトナーは、カートリッジを画像形成装置に装填後、その画像形成装置が設置されている環境下におかれる。画像形成装置が温湿度の影響をそれほど受けない環境に設置されたものであれば、環境によるトナー品質への影響はそれほど懸念する必要はないが、たとえば、高温高湿環境の様な過酷な環境となると、環境によるトナー品質への影響を無視できなくなる。

一方、トナーカートリッジには、たとえば、Ａ４サイズで数千枚分のトナーが収容されているので、プリント枚数の少ない機器はトナーが長期間その環境下におかれることになり、機器の設置環境が厳しくなるほどその影響は大きくなってくる。

また、トナーカートリッジの購入に際して、ユーザは少なからず料金を負担することになる。特に、フルカラーの画像形成装置では、複数のトナーカートリッジを同時交換することもあり、コストパフォーマンスの面からトナーカートリッジ内のトナーをむだなく使いたいという気持ちが出てくるのはごく自然な感情といえる。この様な状況から、画質維持の観点から品質劣化したトナーを使用するのはよくないとわかっていながら、トナーをむだにしたくないという気持ちが優り、背に腹は代えられずに劣化したトナーを使用することが市場で起きても不思議なことはないといえる。

本発明は、この様な背景から見出されたものであり、プリント物の画像品質を良好に維持するとともに、トナーが使用できなくなることによる経済的損失をユーザに与えない様にすることを実現させようとしたものである。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明は、画像形成装置にトナーを供給するトナーカートリッジを、個々のユーザを識別するユーザ識別情報を記録する記録手段を有するものとすることで実現されるものである。すなわち、下記構成からなる画像形成装置とトナー料金算出システムに上記構成のトナーカートリッジに記録されているユーザ識別情報を介在させることにより実現することができるのである。

本発明に使用可能な画像形成装置は、少なくとも、以下の構成を有する。すなわち、
（１）ユーザを識別するユーザ識別情報を記録する記録手段を有するトナーカートリッジに収容されたトナーを用いて作製したプリント物の画質評価を行う画質評価手段
（２）トナーカートリッジ内のトナー量を検知するトナー残量検知手段
（３）画質評価手段により得られた画質評価結果とトナー残量検知手段により検知されたトナー量に基づいて、使用中のトナーカートリッジの交換を判定するトナーカートリッジ交換判定手段
を有するものである。そして、前記トナーカートリッジ交換判定手段が、画質評価手段により得られる画質評価結果をトナー残量検知手段により得られるトナー量検知結果よりも優先させて使用中のトナーカートリッジの交換を判定するものである。

すなわち、本発明に係る画像形成装置は、上記構成とすることにより、プリント画質に問題がないと判定された下では使用中のトナーでプリント作製を継続し、カートリッジ中のトナーが消費され尽くしたときに、新しいトナーカートリッジに交換する。一方、プリントの画質が所定レベルに到達していないと判定された下では、ただちに、使用中のトナーを新しいものに交換する様に作動する。この様に、本発明に係る画像形成装置は、トナーカートリッジ内の残存トナー量の結果よりも作製したプリント物の画質評価結果を優先させて、使用中のトナーの交換を判断するものである。

また、本発明に使用可能なトナー料金算出システムは、少なくとも、以下の構成を有する。すなわち、
（１）ユーザを識別するユーザ識別情報が記録された記録手段を有するトナーカートリッジより、前記記録手段に記録されているユーザ識別情報を読み取るユーザ識別情報読取手段
（２）ユーザ識別情報を管理するユーザ識別情報管理手段
（３）回収されたトナーカートリッジのトナー残量を測定するトナー残量測定手段
（４）トナー残量測定手段の測定結果に基づいて、残った分のトナー料金を算出する料金算出手段
（５）料金算出手段により算出したトナー料金とユーザ識別情報とを照合する照合手段
を有するものである。上記構成により、本発明ではユーザより回収してきたトナーカートリッジに記録されたユーザ識別情報の読取りと管理が行えるので、回収してきたトナーカートリッジの所有者をメーカーサイドで特定することができる。そして、回収してきたトナーカートリッジの残トナーの測定結果より算出されるトナー料金とユーザ識別情報とを照合することにより、各ユーザに対して未使用分のトナー料金を確実にフィードバックすることができる様になる。

そして、本発明は上記構成からなる画像形成装置とトナー料金返却システムとを組み合わせることにより、作製プリントの画像品質を良好に維持し、かつ、トナーが使用できなくなった時に発生する損失分のトナー代金をユーザに返却できる様にしている。

最初に、本発明の概要を図１を用いて説明する。図１は、本発明の全体像を示す概略図で、ユーザとメーカーとの間でトナーカートリッジを介して本発明が実現されることを示している。本発明は、記録媒体１３９を有するトナーカートリッジ１３の流通を介して、ユーザに対して作製されるプリントの画質を良好に維持し、プリントの画質からトナーを新しいものに交換した場合には、使用できなくなったトナー料金を返却できる様にしている。

図１は、ユーザサイドの画像形成装置１０（以下、プリンタともいう）とメーカーとの間でトナーカートリッジ１３を流通させていることを示している。図１は、ユーザとメーカーとの間でのトナーカートリッジの流通が、一見、１個のトナーカートリッジ１３を同一ユーザに返却させる様にも見えるが、１つのトナーカートリッジを同一ユーザに返却することを必須とするものではない。

図１は、トナーカートリッジ１３がメーカーサイドでトナー充填されて市場に供給され、購入したユーザがプリンタ１０でプリント作製に使用することを示す。そして、トナーを消費して空になったトナーカートリッジ１３’は、カートリッジ交換によりプリンタ１０より外され、メーカーに回収される。メーカーに回収されたトナーカートリッジ１３’は、記録されているユーザ識別情報の読取りやトナー残量測定が行われ、さらに、新しいトナーが充填されて、再びユーザに供給される。

ユーザサイドのプリンタ（画像形成装置）１０は、プリント作製を行う構成と、プリンタ１０の駆動制御、トナーカートリッジ１３の記録媒体１３９へのユーザ識別情報の書込みや記録媒体１３９に記録された情報の読出し等を制御する制御部２０を有する。

メーカーサイドには、サーバコンピュータ１００が設けられている。サーバコンピュータ１００は、トナー残量測定装置３００により得られる回収したトナーカートリッジ１３’に記録されたユーザ識別情報の読出し、トナー残量測定、トナー残量測定結果に基づくトナー料金の算出を行う装置の動作制御や得られた情報の管理を行うものである。つまり、サーバコンピュータ１００は、前述した動作を行うトナー残量測定装置３００やユーザ識別情報読取装置４００と接続してこれらの作動を制御している。

また、メーカーサイドには、回収トナーカートリッジ１３’のトナーを新しいものに交換するトナー充填装置２００が示され、サーバーコンピュータ１００と接続してオンラインでトナー充填を行えるが、本発明ではオンラインで行うトナー充填に限定するものではない。つまり、手作業による充填作業の様に、サーバコンピュータ１００に充填装置を接続せずに作業を行うケースも含むものである。

なお、本発明の必須の構成要件ではないが、図１に示す様に、プリンタ１０やサーバーコンピュータ１００をネットワークに接続する形態をとることも可能である。この様に、ネットワークを活用することで、ユーザサイドとメーカーサイドの間での情報のやりとりが行い易くなり好ましい。

次に、ユーザサイドでのトナーカートリッジの動きについて説明する。図１に示す様に、ユーザがトナーカートリッジ１３を購入してプリンタ１０に装填することにより、プリンタ１０はプリント作製が行える様になる。トナーカートリッジ１３がプリンタ１０に装填されると、プリンタ１０に内蔵される制御部２０は、トナーカートリッジ１３を検知し、トナーカートリッジ１３に設けられている記録媒体１３９にユーザ識別情報を書き込む様に制御する。この様にして、プリンタ１０に装填されたトナーカートリッジ１３にはユーザ識別情報が書き込まれる。

ユーザ識別情報が記録されたトナーカートリッジ１３は、使用済みのトナーカートリッジ１３’としてメーカーに回収されると、メーカーは記録されたユーザ識別情報を読み取る。メーカーは、記録されたユーザ識別情報からそのトナーカートリッジを使用したユーザを確定する。メーカーは、使用済トナーカートリッジ１３’のトナー残量を測定し、その測定結果から残量分のトナー料金を算出するが、このとき、算出したトナー料金をユーザ識別情報と照合させ、ユーザに正確なトナー料金をフィードバックすることができる。

この様に、回収されたトナーカートリッジ１３’に記録されたユーザ識別情報により、メーカーはトナーカートリッジを使用したユーザを特定し、ユーザに返却するトナー料金を正確にフィードバックすることができる。

ユーザ識別情報は、個々のユーザを識別、特定することができる様にした識別情報のことで、メーカーのサーバーコンピュータ１００に予め登録しておく。そして、メーカーがユーザから使用済みのトナーカートリッジ１３’を回収した時、これに記録されているユーザ識別情報を検知し、検知したユーザ識別情報をサーバーコンピュータ１００に登録しておいたユーザ識別情報とを照合する。この様にして、回収してきたトナーカートリッジ１３’を使用していたユーザを確認することができる。

ユーザ識別情報には、機器を購入した個々のユーザを識別するＩＤ番号やユーザが自由に決めた文字や数字を配列させたもの等の他に、個々の画像形成装置を識別するものでもよい。個々の画像形成装置を識別する識別情報としては、たとえば、機番とかシリアルナンバーと呼ばれるものが挙げられる。

プリンタ１０にトナーカートリッジ１３が装填され、記録媒体１３９にユーザ識別情報が記録された後、プリンタ１０ではトナーカートリッジ１３に収容されているトナーを用いてプリント作製が行われることになる。このとき、プリンタ１０の作動は制御部２０により制御される。また、制御部２０は、プリンタ１０による作製プリントの画質評価が行える様にすることで、作製プリントの品質面に基づくトナー保障を行うことができる。

すなわち、制御部２０は、使用中のトナーカートリッジ１３に収容されているトナーを用いて作製したプリント画像の画質を評価し、画質評価結果からトナー品質が所定レベルにあるか否かを判断する。制御部２０により、使用中のトナーが品質上問題ないレベルのものと判断された時は使用中のトナーでのプリント作製が継続される。一方、使用中のトナーでは所定レベルの画質が得られないと判断された場合は、新しいトナーカートリッジに交換することをユーザに促す様に制御する。

本発明では、記録媒体１３９に記録されているユーザ識別情報をメーカーのサーバーコンピュータ１００に記録されているユーザ識別情報と照合することで、使用済みのトナーカートリッジのトナー残量に関する情報を各ユーザに正確にフィードバックできる。

次に、制御部２０で行われるトナーカートリッジ交換の判断について説明する。制御部２０が行うトナーカートリッジ交換の判断は、たとえば、図２に示すフローにしたがって行われる。

ユーザによりプリンタ１０の電源がＯＮされ（ステップＳ０１）た後、初期動作を経てプリンタ１０はプリント作製が可能な状態になると（ステップＳ０２）、制御部２０は使用中のトナーカートリッジのトナー残量を検知する（ステップＳ０３）。

トナー残量が不十分と判断された場合（ステップＳ０４のＮｏ）、制御部２０は新しいトナーカートリッジ１３への交換の指示をユーザに出す（ステップＳ０８）。一方、トナー残量が十分と判断された場合は（ステップＳ０４のＹｅｓ）、制御部２０は使用中のトナーで作製される画質の検知を行う（ステップＳ０５）。

ステップＳ０５の画質の検知で、制御部２０が所定レベルの画質と判断した場合（ステップＳ０６のＹｅｓ）は、使用中のトナーは劣化していないと判断され、使用中のトナーによりプリント作製が行われる（ステップＳ０７）。一方、画質が所定レベルに到らないと判断した場合（ステップＳ０６のＮｏ）、制御部２０は新しいトナーカートリッジに交換する様にユーザに指示を出す（ステップＳ０８）。この様に、本発明ではトナーカートリッジ１３にトナーが十分ある場合でも、そのトナーで作製された画質が悪いと判断した時には新しいトナーに交換する様、ユーザに働きかけることができる。

そして、新しいトナーカートリッジに交換されたことを確認すると（ステップＳ０９のＹｅｓ）、制御部２０は新しいトナーカートリッジ１３の記録媒体１３９にユーザ識別情報の書込みを行わせる（ステップＳ１０）。ユーザ識別情報が書き込まれた後、プリンタ１０では新しいトナーによるプリント作製が行われる（ステップＳ０７）。

この様に、本発明に係る画像形成装置では、内蔵される制御部２０により使用中のトナーで作製される画質を評価し、画質が所定レベルに到らないと判断した場合には新しいトナーカートリッジに交換してプリント作製を行う様にしている。また、本発明では使用中のトナーで作製される画質を優先させてトナーカートリッジ交換を判断しており、仮にトナーカートリッジの中に十分なトナーがあっても、それを使用せず、新しいトナーに交換してプリント作製を行う様にしている。

したがって、本発明に係る画像形成装置は、画質を優先させてトナーカートリッジの交換を行う様にするので、たとえば、高温高湿環境等の厳しい環境下に設置した画像形成装置も所定レベルの画質を有するプリント物をいつも提供することができる。

次に、本発明に係る画像形成装置を制御する制御部２０について説明する。図３は、制御部２０の構成を示すブロック図である。制御部２０は、画像形成装置１０に内蔵された形態を採り、ＣＰＵ２１、メモリ２２や図示していない画像処理用ＩＣ、入出力ポート、通信用インターフェイス、駆動回路等より構成される。制御部２０は、図３に示す様に、画像形成ユニットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ等をはじめとする画像形成装置１０の各構成部位と接続し、これら構成部位の作動を制御するものである。

また、制御部２０は、画像形成装置１０に設けられた情報書込部２９よりトナーカートリッジ１３の記録媒体１３９にユーザ識別情報を記録させることができる。さらに、画像形成装置１０に設けられた情報読出部２４を介してトナーカートリッジ１３の記録媒体１３９にメーカーで記録した情報を読み出すこともできる。

制御部２０を構成するメモリ２２には、使用中のトナーで作製される画質を評価するプログラムやトナーカートリッジ１３中のトナー残量を検知するプログラム等が収納されている。制御部２０は、これらのプログラムを駆動させることにより、図２に示したトナー残量検知や画質評価、及び、トナーカートリッジ交換の判定を行うことができる。

ここで、本発明に係る画像形成装置の構成を図３のブロック図に示す部位で説明する。先ず、本発明でいう「ユーザを識別するユーザ識別情報を記録する記録手段を有するトナーカートリッジに収容されたトナーを用いて作製したプリント物の画質評価を行う画質評価手段」は、画質検知部２５と制御部２０から構成されるものである。また、「トナーカートリッジ内のトナー量を検知するトナー残量検知手段」は、トナー残量検知部２６と制御部２０から構成されるものである。

さらに、「画質評価手段により得られた画質評価結果とトナー残量検知手段により検知されたトナー量に基づいて使用中のトナーカートリッジの交換を判定するトナーカートリッジ交換判定手段」は、制御部２０より構成されるものである。すなわち、制御部２０はメモリ２２に記録されている画質評価プログラム２２２を作動させ、画質読取部で検知した画質を評価して使用中のトナーの品質を判定する。また、メモリ２２に記録されているトナー残量評価プログラム２２３を作動させ、トナー残量検知部２６で検知したトナー残量を評価してトナー残量の判定を行う。そして、上記手順により得られた画質評価結果でトナーの品質が劣化していると判断した時は、トナーが十分残っていても、新しいトナーカートリッジへの交換を行う様に判定する。つまり、本発明でいう「画質評価手段により得られる画質評価結果をトナー残量検知手段により得られるトナー量検知結果よりも優先させて、使用中のトナーカートリッジの交換を判定する」とは、制御部２０で行われる上記判断のことをいうものである。

次に、制御部２０で行われる画質評価とトナー残量評価について説明する。

本発明で行われる使用中のトナーで作製された画質の評価は、先ず、画像形成装置１０で作製した画質を画質検知部２５で検知し、検知結果が制御部２０に送られる。制御部２０は、メモリ２２の画質評価プログラム２２２を作動させ、送られてきた画質情報を評価する。そして、作製された画質が所定レベルに到達していないと判断した場合は、制御部２０が使用中のトナーが劣化しているものと判断しており、新しいトナーカートリッジに交換する様、情報表示部（モニタ）２７を介してユーザに指示する。

一方、作製された画質が所定レベル内にあると判断した場合は、制御部２０が使用中のトナーは劣化していないものと判断し、そのままプリント作製を行う様にする。

この様に、制御部２０は、所定レベルの品質を有すると判定したトナーでプリントを作製する様にプリント作製を制御し、所定の品質を有するトナーでプリント作製が行われるので、作製されるプリント物の画質は良好なものに維持される。なお、情報表示部（モニタ）２７に表示するメッセージは、制御部２０により上記判断を行った時に、自動的にメモリ２２の表示情報選択プログラム２２４を作動させることで、状況に応じたメッセージが表示される様になっている。なお、制御部２０による画質評価方法の具体例を後で説明する。

また、本発明で行われる使用中のトナーカートリッジ１３におけるトナー残量検知は、各画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ内に設けられたトナー残量検知部２６によりトナー残量が検知され、この検知結果が制御部２０に送られる。制御部２０は、メモリ２２のトナー残量評価プログラム２２３を作動させ、送られてきた残量検知結果を評価し、トナーカートリッジ中のトナー残量がプリント作製に十分な量のものかを判断する。

制御部２０がトナー残量が十分あると判断した場合、上述の手順で判断した画質評価が問題なければ、使用中のトナーによりプリント作製を行う。一方、トナーカートリッジ中にプリント作製に十分な量のトナーがないと判断した場合は、新しいトナーカートリッジに交換する様、情報表示部（モニタ）２７を介してユーザに指示する。なお、情報表示部（モニタ）２７に表示するメッセージは、制御部２０が上記判断を行った時に、自動的にメモリ２２の表示情報選択プログラム２２４を作動させて、状況に応じたメッセージが表示される様になっている。

この様に、制御部２０は、画像形成装置１０で使用中のトナーカートリッジ１３中のトナー残量の検知結果から、トナー残量がプリント作製できる量あるかを判断している。なお、制御部２０によるトナー残量検知方法の具体例を後で説明する。

以上の様に、本発明に係る画像形成装置１０は、内蔵される制御部２０により、使用中のトナーの画質評価を行い、その結果に基づいて新しいトナーカートリッジへの交換を判断することができる。また、使用中のトナーカートリッジのトナー残量を評価し、その結果からトナーカートリッジの交換を判断することもできる。そして、本発明に係る画像形成装置は、前述した様に、使用中のトナーカートリッジに十分なトナーがあっても、画質評価の結果、所定レベルの画質が得られていないと判断した時には、新しいトナーカートリッジに交換する様に制御する。この様に、本発明に係る画像形成装置は、これらの評価のうち、画質評価の結果を優先させてトナーカートリッジの交換を判断している。

また、本発明では、画像形成装置で使用できないと判断され、交換したトナーカートリッジに残存するトナーに対し、メーカーが残存分のトナー費用をユーザに返却する様にしている。ユーザは、トナーカートリッジに残ったトナーをむりに使いきろうとしなくなり、プリント画質を良好に維持することができる。

また、ユーザが品質の劣化したトナーを使用するケースでは、トナーがカートリッジの摺動部に固着している等、トナーが使用しにくい状態になっていることが多い。この様なケースでは、ユーザはトナーを使い易くするため、カートリッジをみだりにたたいたり部品を取り外して使用することが予想される。手荒な扱いや部品を取り外した状態で使用されたトナーカートリッジは、カートリッジ自体の品質も低下することになり、使用済みのトナーカートリッジを回収した後、メーカーは耐久性を確認し、紛失した部品を補充する等の対応が必要になる。本発明によれば、ユーザが品質の低下したトナーをむりに使用することがなくなるので、ユーザサイドで手荒な扱いや部品の取外しの機会が減り、使用済みのトナーカートリッジを再使用するケースで品質確認や部品補充を行う手間を低減させることができる。

次に、トナーカートリッジ１３に個人識別情報を記録する方法について説明する。前述した様に、本発明ではトナーカートリッジ１３を画像形成装置１０に装填したとき、トナーカートリッジ１３の記録媒体１３９にユーザ識別情報の書込みを行う。ユーザ識別情報の書込みは、各画像形成ユニットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋに新しいトナーカートリッジ１３が装填されると、トナーカートリッジ装填部２８より制御部２０に向けて信号が送信される。制御部２０に信号が送られると、メモリ２２のユーザ識別情報記録部２２１に記録されているシリアルナンバー等に代表されるユーザ識別情報が情報書込部２９よりトナーカートリッジ１３の記録媒体１３９に書き込まれる。

トナーカートリッジ１３に設けられた記録媒体１３９にユーザ識別情報が入力されることにより、メーカーは使用済みトナーカートリッジ１３’の所有者をユーザ識別情報から確認することができる。そして、メーカーは、使用済みトナーカートリッジ１３’のトナー残量を測定し、トナー残量に応じた返却費用を算出した後、この返却費用の情報をユーザ識別情報と照合させることができる。その結果、メーカーは各ユーザに対してトナー残量に応じたトナー料金を正確に返却できる。この様に、本発明では、回収されたトナーカートリッジ１３に設けられた記録媒体１３９に記録されたユーザ識別情報をメーカーが読み取ることにより、メーカーはカートリッジにトナー残量に応じたトナー料金をユーザに返却することができる。

次に、メーカーサイドでの使用済みトナーカートリッジの取扱いについて説明する。

図１に示す様に、ユーザサイドで出た使用済みトナーカートリッジ１３’は、メーカーに回収される。なお、本発明でいうメーカーとは、トナー製造とカートリッジ回収を両方行う業者の他に、使用済みトナーカートリッジの回収のみを行う業者も含むもので、ユーザサイドで出た使用済みトナーカートリッジを回収する業者を総称してメーカーという。

本発明では、使用済みトナーカートリッジ１３’の記録媒体１３９に記録されているユーザ識別情報とトナーカートリッジ１３’のトナー残量とを照合させることで、プリント作製に使用できなくなった分のトナー料金をユーザに返却できる様にしている。図１に示す様に、メーカーは、回収したトナーカートリッジ１３’の記録媒体１３９に記録されているユーザ識別情報を読み取るユーザ識別情報読取装置４００と、トナーカートリッジ１３’に残っているトナー量を測定するトナー残量測定装置３００を有する。また、メーカーはサーバコンピュータ１００を有する。サーバコンピュータ１００は、トナーカートリッジ１３を供給する全ユーザのユーザ識別情報を管理している。また、ユーザ識別情報読取装置４００で読み取られたユーザ識別情報の照合や、トナー残量測定装置３００で得られたトナー残量に基づくトナー料金の算出、さらには、ユーザ識別情報とトナー料金の照合を行って、正確なトナー料金返却を実現している。

メーカーサイドでは、たとえば、図４に示す様なフローにしたがって、市場より回収してきたトナーカートリッジ１３’に残っていたトナー分の料金をユーザにフィードバックすることができる。先ず、メーカーはユーザより回収してきたトナーカートリッジ１３’の記録媒体１３９に記録されているユーザ識別情報をユーザ識別情報読取装置４００で読み取る（ステップＳ１１）。ユーザ識別情報読取装置４００により読み取られたユーザ識別情報はサーバコンピュータ１００に送られ、サーバコンピュータ１００は送られたユーザ識別情報を照合する（ステップＳ１２）。照合によりメーカーは回収したトナーカートリッジ１３’を使用していたユーザを特定することができる。

次に、トナー残量測定装置３００により回収してきた使用済みトナーカートリッジ１３’のトナー残量測定が行われる（ステップＳ１３）。トナー残量測定装置３００で測定されたトナー残量はサーバコンピュータ１００に送られ、サーバコンピュータ１００はトナー残量情報に基づいてユーザに返却するトナー料金を算出する（ステップＳ１４）。

次に、サーバコンピュータ１００は、算出したトナー料金を前述のユーザ識別情報と照合させる（ステップＳ１５）。この様に、サーバコンピュータ１００でトナー料金とユーザ識別情報の照合を行うことにより、メーカーは各ユーザに返却するトナー料金を正確に求めることができる。そして、メーカーは各ユーザにトナーカートリッジ１３’に残っていた分のトナー料金を返却する（ステップＳ１６）。

本発明では、各ユーザにトナー料金を返却する具体的な方法は、特に限定するものではなく、公知の方法で対応することを想定している。

また、本発明では、メーカーからユーザへのトナー料金返却だけでなく、ユーザがメーカーに返却されるトナー料金を確認することもできる様になっている。たとえば、図１に示す様に、ユーザサイドのプリンタ１０をネットワークに接続し、プリンタ１０に内蔵される制御部２０を利用してネットワークに接続されたサーバコンピュータ１００にアクセスすることで確認が行える。また、サーバコンピュータ１００と画像形成装置１０をネットワーク接続させることで、ネットを介してユーザにトナー料金返却日を予め連絡することもできる様になる。ユーザはメーカーからの入金日を予め把握することができるので、ユーザの経営を支援する面で好ましいものになる。

図５は、サーバコンピュータ１００のブロック図である。サーバコンピュータ１００は、ＣＰＵ１１０、メモリ１２０や図示していない画像処理用ＩＣ、入出力ポート、通信用インターフェイス、駆動回路等より構成される。サーバコンピュータ１００は、ユーザ識別情報をはじめとする各種情報を保管しておくデータベース１０１と接続しており、データベース１０１に保管した情報を管理、活用している。

また、サーバコンピュータ１００は、回収したトナーカートリッジ１３’のトナー残量を測定するトナー残量測定装置３００や、回収したトナーカートリッジ１３’に記録されたユーザ識別情報を読み取るユーザ識別情報読取装置４００と接続し、これらの装置の作動を制御する。また、トナー残量測定装置３００で測定されたトナー残量の情報が送られ、この情報からトナー料金の算出を行う。さらに、ユーザ識別情報読取装置４００で読み取られたユーザ識別情報とデータベース１０１に保管されているユーザ識別情報とを照合することにより、回収したトナーカートリッジ１３’を使用していたユーザを特定することができる。そして、サーバコンピュータ１００は、算出したトナー料金とユーザ識別情報とを照合することにより、回収してきたトナーカートリッジ１３’を使用していたユーザに残量分のトナー料金の返却を行える様にしている。

サーバコンピュータ１００を構成するメモリ１２０には、ユーザ識別情報管理プログラム１２１や料金計算プログラム１２２、ユーザ識別情報／返却料金情報照合プログラム１２３等、トナーカートリッジ１３’より得られる情報を利用するプログラムが登録されている。ユーザ識別情報管理プログラム１２１は、ユーザ識別情報読取装置４００により読み取られたユーザ識別情報を、データベース１０１に保管されているユーザ識別情報と照合して、回収したトナーカートリッジ１３’のユーザを特定するプログラムである。

料金計算プログラム１２２は、トナー残量測定装置３００により測定されたトナー残量より、残量分のトナー料金を算出するプログラムである。具体的には、トナーの種類等に基づいて予め決めているトナー単価に、測定により得られたトナー残量を乗じて、ユーザに返却すべきトナー料金を算出する。たとえば、トナー単価を１０ｇあたり３０円とした時、回収したトナーカートリッジ１３’内にトナーが２０ｇ残っていた場合は、ユーザに返却するトナー料金は３０（円／１０ｇ）×２０（ｇ）＝６０円となる。

ユーザ識別情報／返却料金情報照合プログラム１２３は、ユーザ識別情報管理プログラムにより照合したユーザ識別情報と料金計算プログラム１２２で算出したトナーカートリッジ１３’に残っていた分のトナー料金とを照合するプログラムである。すなわち、このプログラムは、ユーザ識別情報とトナー料金とを照合することにより、回収したトナーカートリッジ１３’を使用していたユーザに返却するトナー料金を対応させる操作を行うものである。なお、ユーザ識別情報／返却料金情報照合プログラム１２３で作製した各ユーザに返却するトナー料金の情報をデータベース１０１に保管することも可能である。

ここで、本発明に係るトナー料金算出システムの構成を図５のブロック図に示す部位と対応させて説明する。「ユーザを識別するユーザ識別情報が記録された記録手段を有するトナーカートリッジより、記録手段に記録されたユーザ識別情報を読み取るユーザ識別情報読取手段」は、ユーザ識別情報読取装置４００とサーバコンピュータ１００から構成される。すなわち、ユーザ識別情報読取装置４００とサーバコンピュータ１００のメモリ１２０のユーザ識別情報管理プログラム１２１が該当するものである。また、「ユーザ識別情報を管理するユーザ識別情報管理手段」もサーバコンピュータ１００のメモリ１２０にあるユーザ識別情報管理プログラム１２１が該当するものである。

「画像形成装置より回収されたトナーカートリッジ内のトナー残量を測定するトナー残量測定手段」はトナー残量測定装置３００が該当するものである。また、「トナー残量測定手段の測定結果に基づいて、トナー残量分の料金を算出する料金算出手段」はサーバコンピュータ１００のメモリ１２０の料金計算プログラム１２２が該当するものである。

さらに、「料金算出手段により算出されたトナー料金とユーザ識別情報とを照合する情報照合手段」は、サーバコンピュータ１００のメモリ１２０のユーザ識別情報／返却料金情報照合プログラム１２３が該当するものである。

次に、ユーザ識別情報／返却料金情報照合プログラム１２３でユーザ識別情報とトナー料金とを正確に照合させる方法としては、たとえば、以下の方法が挙げられる。先ず、トナーカートリッジ１３’に、予め、個々のトナーカートリッジを識別できる様にするためのカートリッジ識別情報を付与しておく。ユーザ識別情報読取装置４００はユーザ識別情報の読取りとともにカートリッジ識別情報の読取りも行う。サーバコンピュータ１００には、ユーザ識別情報とカートリッジ識別情報が送られ、両情報を対応させた形態で管理する。

また、トナー残量測定装置３００もトナー残量測定を行うとともにカートリッジ識別情報を読み取っておく。トナー残量測定装置３００よりサーバコンピュータ１００にこれらの情報を送る時、トナー残量とカートリッジ識別情報と対応させた形でサーバコンピュータ１００に送り、トナー残量とカートリッジ識別情報とが対応した形で管理できる様にする。そして、料金計算プログラム１２２ではカートリッジ識別情報と対応させた状態でトナー料金を算出することができる。さらに、ユーザ識別情報／返却料金照合プログラム１２３では、カートリッジ識別情報を介して、ユーザ識別情報とトナー料金とを照合させることができる。この様な方法で、ユーザ識別情報とトナー料金を照合させることができるが、本発明はこれに限定するものではなく、公知の照合方法も利用できる。

また、メモリ１２０には、ユーザ識別情報とトナー残量情報とを照合させるユーザ識別情報／トナー残量情報照合プログラム１２４や、トナー残量そのものを情報管理するトナー残量情報管理プログラム１２５を登録しておくこともできる。さらに、これらのプログラムを介して得られた情報をデータベース１０１に保管することも可能である。

この様に、回収したトナーカートリッジ１３’の記録媒体１３９に記録されたユーザ識別情報をメーカーが活用することにより、ユーザにトナーカートリッジに残っていた分のトナー料金を算出し、正確に返却できる様にした。すなわち、メーカーは、ユーザから回収したトナーカートリッジ内に残ったトナー量を測定し、測定結果から残っていた分のトナー料金を算出し、算出したトナー料金をユーザ識別情報と照合させることにより、各ユーザにトナー料金を返却することができる。なお、トナー料金の具体的な返却方法は、ここでは説明しないが、図５に示す様に、サーバコンピュータ１００に設けられた出力部１０５や情報表示部（モニタ）１０６を利用して、ユーザへのトナー料金返却を促進させることも可能である。その結果、ユーザは使用中のトナーが劣化により交換しなければならない時も、残った分のトナー料金がメーカーから返却されるので、トナー交換に伴う経済的な負担を負うことがない。したがって、品質の低下したトナーをユーザがもったいないといってむりやり使うことがなくなり、ユーザサイドでのプリント物の画質を良好に維持することができる。

また、図５には示していないが、図１に示すトナー充填装置２００をサーバコンピュータ１００に接続させて、サーバコンピュータ１００による制御の下でトナー充填を行うことも可能である。

本発明に係る画像形成装置は、使用中のトナーで作製される画質の評価と、トナーカートリッジ内のトナー残量を検知することができる。そして、画質評価結果とトナー残量検知結果の２つの情報を用いて使用中のトナーカートリッジの交換を判断することができる。本発明では、画質が悪いと判断された場合には、トナーカートリッジにトナーが十分残っていても、新しいトナーに交換する様にしている。この様に、本発明では、トナーカートリッジの交換を画質の評価結果に基づいて行っており、画質の評価結果がトナー残量検知結果よりも優先される。

そして、プリントの画質維持の観点からトナーが残っているトナーカートリッジに対して、ユーザが残ったトナーを使いたくなる気持ちを起こさせない様に、前述のトナー料金算出システムを用いることで対応している。したがって、高温高湿環境下で使用する場合の様に、トナーの品質が劣化し易い環境でプリント作製を行っていても、プリント物の画質を良好に維持することができる。また、残ったトナーをむりやり使うために、ユーザがトナーカートリッジを手荒に扱ったり、部品を外す様なこともなくなり、回収したトナーカートリッジの耐久性や部品補充に気を払う必要がなくなる。

次に、本発明に使用されるトナーカートリッジについて説明する。

本発明に使用されるトナーカートリッジ１３は、各種情報の書込みや消去が自由に行え、しかも、電源を切っても内容が消去されない半導体メモリ等の記録媒体１３９を有する。記録媒体１３９は、個々のユーザを識別する情報であるユーザ識別情報を記録するものである。

本発明では、トナーカートリッジ１３の記録媒体１３９中にユーザ識別情報を記録することにより、使用済みトナーカートリッジ１３’を回収したメーカーがトナーカートリッジ内に残った分のトナー料金をユーザにフィードバックできる。

記録媒体１３９へのユーザ識別情報の書込みは、たとえば、ユーザがトナーカートリッジを購入し、トナーカートリッジを画像形成装置に装填したときに、画像形成装置を制御する制御部２０により行うことができる。トナーカートリッジにユーザ識別情報が記録されることにより、メーカーは使用済みトナーカートリッジ１３’を使用したユーザを特定することができる。そして、メーカーは、回収したトナーカートリッジのトナー残量を測定し、トナー残量分にあたる料金情報とユーザ識別情報と照合させることにより、各ユーザに返却すべきトナー料金をフィードバックできる様にしている。

この様に、トナーカートリッジ１３の記録媒体１３９に記録されたユーザ識別情報を介することで、回収したトナーカートリッジに残っていた分のトナー料金を各ユーザにフィードバックできるので、ユーザはトナーを残しても経済的な負担を受けることがない。その結果、ユーザによる劣化トナーの使用をなくし、常時所定品質を有するトナーを用いてプリント作製が行われるので、プリント物の画質を良好な状態に維持することができる。

また、トナーカートリッジにユーザ識別情報が付与することにより、ユーザとメーカーとの間ではいつも同じトナーカートリッジを介してトナーの提供が行える様になる。つまり、トナーを再充填したトナーカートリッジ１３は記録媒体１３９に記録されているユーザの下にいつも届けられる様になるので、トナーカートリッジを一度購入すれば、これを繰り返し使用しながらメーカーからのトナー供給を受けることができる。したがって、トナーカートリッジを必要以上に生産する必要がなくなり、石油資源や電力等のエネルギーの消費を節約、低減化することができる。

次に、本発明に使用可能なトナーカートリッジの具体的な形態を説明する。なお、本発明でいう「トナーカートリッジ」とは、内部にトナーを充填するためのトナー充填部を有するとともに、カートリッジごとそのまま画像形成装置に装填されてトナー補給を行うものを意味する。本発明でいうトナーカートリッジの具体的な形態としては、たとえば以下のものが挙げられる。
（１）トナー充填部のみからなるボトル形状のもの
（２）トナー充填部に加えて現像剤搬送部材や現像剤担持体（現像ローラ）等の現像部材を配置したユニット方式のもの
（３）トナー充填部と現像部材、感光体ドラム及びクリーニング手段等の部材を配置したユニット方式のもの。

上記（１）のボトル形状のトナーカートリッジは「トナーボトル」とも呼ばれるもので、また、（２）の現像部材と一体としたものは「現像装置」あるいは「現像ユニット」等と呼ばれるものである。さらに、（３）のトナーカートリッジは「イメージングカートリッジ」あるいは「プロセスカートリッジ」とも呼ばれるものである。

図６に、本発明でいうトナーカートリッジの一例を示す。すなわち、図６の（ａ）に上記（１）のトナーボトルの一例を、（ｂ）に上記（２）の現像ユニットの一例を、さらに、（ｃ）に上記（３）のプロセスカートリッジの一例を示す。

また、本発明に使用されるトナーカートリッジは、ＩＣチップやフラッシュメモリに代表される記録媒体（記録手段）１３９を有するものである。すなわち、トナーカートリッジに、各種情報の消去・書き込みが自由に行え、しかも、電源を切っても内容が消えない半導体メモリを設けることにより、トナーカートリッジを介して各種情報の書込みや読出しを行うことができる。

次に、本発明に使用可能な電子写真方式の画像形成装置（プリンタ１０）の具体例を説明する。図７は、本発明に使用可能な画像形成装置の全体構成の一例で、複数の感光体が並列に配置されたいわゆるタンデム方式と呼ばれるフルカラー画像形成装置である。図７の画像形成装置１０は、４組の画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋが中間転写体である中間ベルト１４ａに沿って設けられた構成からなるものである。４組の画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは、たとえば、図６（ｃ）に示す様なトナーカートリッジの形態でそれぞれの部位をユニットで供給することも可能である。この場合、画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは、以下に述べる感光ドラムや現像部材等の各種構成部材を内部に配置し、かつ、所定量のトナーを充填したユニット構造の筐体で供給される。トナーカートリッジの形態で供給される場合、画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは画像形成装置内の所定位置にそれぞれ装填され、収納されている現像剤を感光体ドラムに供給して現像を行い、所定枚数の画像形成を行って現像剤がなくなると、装置より取り外し、新しいトナーカートリッジに交換することになる。

各画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは、有機感光体（ＯＰＣ）に代表される感光体１５等、以下（１）〜（４）に示す装置より構成されるものである。
（１）感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｂｋ
円筒状の基体の外周面上に導電層及び光導電体層が形成されてなり、図示しない駆動源より供給される動力や中間ベルト１４ａとの従動により回転して、下記に記載の装置により表面に静電潜像が形成される。
（２）帯電部１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋ
スコロトロン帯電器よりなり、感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｂｋの移動方向に対し直交方向に配設され、トナーと同極性のコロナ放電により、感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｂｋ表面に一様な電位を与える。
（３）露光部１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｂｋ
たとえば、ポリゴンミラー等により感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｂｋの回転軸と平行方向に走査を行い、帯電装置１１により一様帯電された感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｂｋ表面に、画像データに基づく像露光を行って潜像形成する。
（４）現像部１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９Ｂｋ
感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｂｋ表面にトナーを供給して、トナー画像を形成するものである。さらに、現像部１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９Ｂｋは、回転可能な構造を有し、トナーを搬送、保持し、保持されたトナーを感光体ドラム１５Ｙ〜１５Ｂｋ表面に供給する現像ローラ１９１Ｙ、１９１Ｍ、１９１Ｃ、１９１Ｂｋを有する。

画像形成部Ｙでは、イエロー（黄色）のトナー画像を形成し、画像形成部Ｍでは、マゼンタ色のトナー画像を形成し、画像形成部Ｃではシアン色のトナー画像を形成し、さらに、画像形成部Ｂｋでは、黒色のトナー画像を形成する。

図７の画像形成装置１０では、各画像形成部Ｙ〜Ｂｋの感光体ドラム１５Ｙ〜１５Ｂｋ上に形成された各色トナー画像が、タイミングを合わせて搬送される中間転写ベルト１４ａ上に転写部１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｂｋを介して順次転写される。この様にして、中間転写ベルト１４ａ上に各カラートナーを重ね合わせてなるフルカラートナー画像が形成される。中間転写ベルト１４ａ上に形成されたフルカラートナー画像は、２次転写部１４ｂで転写シートＰ上に一括転写され、分離部１６で中間転写ベルト１４ａより分離される。転写シートＰ上に転写したフルカラートナー画像は、定着装置１７で溶融、冷却されることで転写シートＰ上に固定され、フルカラー画像が固定された転写シートＰ、すなわち、プリント物Ｐは、排出口１８より画像形成装置１０外に排出される。

また、画像形成装置１０は図７に示してはいないが、図３のブロック図に示した様に、筐体上に表示手段（モニタ）２７を設けることも可能で、表示手段２７の設置により、使用中のトナーカートリッジ交換の伝達等の種々の情報伝達をユーザに行える。

上記画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋを構成する現像部１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９Ｂｋは、トナーとキャリアより構成される二成分系現像剤やトナーのみから構成される一成分系現像剤を用いて、感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｂｋ表面に形成されている静電潜像を現像するものである。また、現像部１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９Ｂｋは、たとえば、図６（ｂ）に示す形状を有するトナーカートリッジ１３の形態で供給されるものもあり、この場合、現像ローラをはじめとする現像部材が配置された内部に所定量のトナーが収納された形態で供給される。トナーカートリッジ１３の形態で供給される現像装置（現像部）１９は、画像形成装置内の所定位置に装填後、収納される現像剤を感光体ドラムに供給して現像を行う。そして、所定枚数のプリント作製を行って収納された現像剤がなくなったら、トナーカートリッジ１３’を装置より取り外して、新しいトナーカートリッジ１３に更新する。

図６（ｂ）に示す現像ユニットタイプのトナーカートリッジ１３（現像装置１９）の構成断面の例を図８に示す。トナーカートリッジ１３は、感光体ドラムにトナー供給を行う現像ローラ１９１に隣接してバッファ室１３２を、バッファ室１３２に隣接してホッパ１３３等を有する。現像ローラ１９１は、導電性の円柱基体と、基体の外周にシリコーンゴム等の硬度の高い物質を用いて形成した弾性層を有する。

図中、現像ローラ１９１の直上に、本発明でいうトナーに関する情報を検知する検知手段に該当するトナー状態検知部２４１が配置されている。トナー状態検知部２４１は、たとえば、光センサやＣＣＤ等が用いられ、現像ローラ１３１上に形成されたトナー層を構成するトナーを検知する。

バッファ室１３２にはトナー規制部材であるブレード１３４が現像ローラ１９１に圧接させた状態で配置されている。ブレード１３４は、現像ローラ１３１上のトナーの帯電量及び付着量を規制するものである。また、現像ローラ１９１の回転方向に対してブレード１３１の下流側に、現像ローラ１９１上のトナー帯電量や付着量の規制を補助する補助ブレード１３５をさらに設けることも可能である。

現像ローラ１９１には供給ローラ１３６が押圧されている。供給ローラ１３６は、図示しないモータにより現像ローラ１９１と同一方向（図中反時計回り方向）に回転駆動する。供給ローラ１３６は、導電性の円柱基体と基体の外周にウレタンフォームなどで形成された発泡層を有する。

ホッパ１３３にはトナーＴが収容されている。また、ホッパ１３３にはトナーを攪拌する回転体１３７が設けられている。回転体１３７には、フィルム状の搬送羽根が取付けられており、回転体１３７の矢印方向への回転によりトナーを搬送する。搬送羽根により搬送されたトナーは、ホッパ１３３とバッファ室１３２を隔てる隔壁に設けられた通路１３４を介してバッファ室１３２に供給される。なお、搬送羽根の形状は、回転体１３７の回転に伴い羽根の回転方向前方でトナーを搬送しながら撓むとともに、通路１３８の左側端部に到達すると真っ直ぐの状態に戻るようになっている。このように羽根はその形状を湾曲状態を経て真っ直ぐに戻るようにすることでトナーを通路１３８に供給している。

また、通路１３８には通路１３８を閉鎖する弁３２１が設けられている。この弁はフィルム状の部材で、一端が隔壁の通路３２右側面上側に固定され、トナーがホッパ１３３から通路１３８に供給されると、トナーからの押圧力により右側に押されて通路１３８を開けるようになっている。その結果、バッファ室１３２内にトナーが供給される。

また、弁３２１の他端には規制部材３２２が取り付けられている。規制部材３２２と供給ローラ１３６は、弁３２１が通路１３８を閉鎖した状態でも僅かな隙間を形成する様に配置される。規制部材３２２は、バッファ室１３２の底部に溜まるトナー量が過度にならないように調整するもので、現像ローラ１３１から供給ローラ１３６に回収されたトナーがバッファ室１３２の底部に多量に落下しないように調整される。

トナーカートリッジ１３では、画像形成時に現像ローラ１９１が矢印方向に回転駆動するとともに供給ローラ１３６の回転によりバッファ室１３２のトナーが現像ローラ１３１上に供給される。現像ローラ１３１上に供給されたトナーは、ブレード１３４、補助ブレード１３５により帯電、薄層化された後、像担持体との対向領域に搬送され、像担持体上の静電潜像の現像に供される。現像に使用されなかったトナーは、現像ローラ１３１の回転に伴ってバッファ室１３２に戻り、供給ローラ１３６により現像ローラ１３１から掻き取られ回収される。

なお、図６（ｂ）に示す様に、トナーカートリッジ１３の筐体上に、ユーザ識別情報をはじめとする各種情報の記録や、記録した情報を読取手段により読取りが行える様にした半導体メモリに代表される記録媒体１３９が設けられている。また、トナーカートリッジ１３を出荷するとき、メーカーは記録媒体１３９に各トナーカートリッジを識別するためのカートリッジ識別情報を入力しておくことも可能である。

前述した様に、本発明では画像形成装置に搭載したトナーカートリッジの交換を、トナーカートリッジ内のトナー残量と使用中のトナーにより作製されるプリント画像の画質評価結果に基づいて判断するものである。そして、トナーカートリッジ交換の判断を行う際、画質評価結果情報を優先させることにより、所定品質の画像形成が可能なトナーによるプリント作製が行われ、作製プリントの画像品質を一定レベル以上に維持することができる。この様に、プリント物の画像品質をいつも一定レベル以上に維持することを実現することで、ユーザに対して、所定の品質を有するトナーを常時使用させ、プリント物の画質を良好な方向に維持させる様にする効果を発現することができる。

すなわち、本発明により、カートリッジ交換の指示が出た時、仮にプリント作製に十分な量のトナーがカートリッジ内に残っていても、ユーザは画質維持の観点から残トナーを使用せず、品質に問題のないトナーを積極的に使おうと心懸ける様になる。トナーカートリッジ内に残トナーがある状態で交換しても、残った分のトナー料金がメーカーよりフィードバックされるので、ユーザはトナーが残っていても、新しいトナーを使用してプリント物の画質向上に意識を持てる様になる。

この様に、本発明ではプリンタ１０に内蔵される制御部２０が使用中のトナーで作製した画質を評価し、その結果に基づいて、使用中のトナーの使用を判断するものである。すなわち、画質に問題がないと判断された場合、使用中のトナーカートリッジでプリント作製が継続され、トナーが空になった時、新しいトナーカートリッジに交換することになる。制御部２０は、前述した様に、トナーカートリッジ内のトナー残量を検出し、その検出結果に基づいて、トナーカートリッジ交換を判断している。ここで、トナー残量検知方法の具体例を説明する。

画像形成装置１０におけるトナー消費は、図６に示す形態のトナーカートリッジ１３に収容されて画像形成装置１０に装填され、プリントの作製に応じて各画像形成部にトナーが補給されることにより行われるものである。ここで、トナー消費量は印字ドット数に比例するものであり、また、トナーカートリッジにおける作動部の総作動量との間に一定の関係を有するものである。なお、トナーカートリッジにおける作動部とは、トナーカートリッジを構成する部位の中で画像形成装置からの駆動力により作動が可能な部位のことをいう。

たとえば、図６（ａ）のボトル形状のトナーカートリッジは、画像形成装置に装填後、トナーを収容する円筒状の容器本体を回転させてトナー補給を行うもので、円筒状の容器本体が作動部に該当するものである。つまり、図６（ａ）のトナーカートリッジは、トナー消費量とトナーカートリッジの総回転量との間に一定の関係を有するものである。

また、図６（ｂ）や図６（ｃ）に示すトナーカートリッジは、画像形成装置に装填後、現像ローラや感光体ドラム等の構成部材が作動するもので、これらの部材が作動部に該当するものである。たとえば、図６（ｂ）のトナーカートリッジは、トナー消費量と現像ローラの総回転数との間に一定の関係が成立するものであり、図６（ｃ）のトナーカートリッジは、トナー消費量と現像ローラや感光体ドラムの総回転数との間等に一定の関係が成立するものである。

ここで、トナー残量検知方法の一例として、画像形成装置における累積印字ドット数と、図６（ａ）に示すボトル形状のトナーカートリッジにおける累積回転量から、カートリッジ中のトナー残量を検知する方法を図９を用いて説明する。図９は、累積印字ドット数とボトル形状のトナーカートリッジの累積回転数の関係を示すグラフである。

図９に示す様に、グラフの横軸は画像信号の積算数である累積印字ドット数、縦軸は図トナーボトルの累積回転数を示す。ここで、図９の縦軸に示す累積回転数は、図６（ａ）に示すボトル形状のトナーカートリッジにおける累積総作動量を意味している。また、累積印字ドット数は図３のブロック図中の出力画像処理部２３による処理回数から得られ、トナーボトルの累積回転数は図３のトナーカートリッジ装填部２８からの作動量情報信号から得られる。トナーカートリッジ装填部２８からの作動量情報信号は、たとえば、トナーカートリッジ１３を駆動させるモータの駆動信号を利用することで得られる。

なお、トナーカートリッジ１３の累積回転数は、所定量のトナーを収容してなる未使用の新しいトナーカートリッジを装填してからの累積回転数である。同様に、累積印字ドット数も未使用の新しいトナーカートリッジを装填してから、プリント作製で出力された累積の印字ドット数を表すものである。

図９において、累積印字ドット数がＭ₀までの安定領域では、累積印字ドット数とトナーカートリッジ１３の累積回転数は比例関係で増加している。しかしながら、トナーカートリッジ１３内のトナー量が少なくなってくると、トナーカートリッジ装填部におけるトナー搬送効率が徐々に低下し、安定領域の限界点であるｅ点を過ぎると、この比例関係が崩れてくる。その結果、線分Ｇの右端部Ｒは直線の対応関係を示さず、曲線の対応関係を示す様になる。なお、図９中で安定領域の限界点を示すｅ点のトナーカートリッジ１３の累積回転数をＮ₀とする。この線分Ｇの曲線領域Ｒを検知することで、トナーカートリッジ１３の交換を必要とするトナーカートリッジ交換時期を決めることができる。図３に示す制御部２０は、出力画像処理部２３及びトナーカートリッジ装填部２８からの信号を比較して曲線領域Ｒを検知し、この検知結果に基づいてトナーカートリッジの交換時期を決める。

なお、トナー残量は、図９に示す線分Ｇから算出することができる。すなわち、累積印字ドット数または累積回転数に比例したトナー消費量を計算し、トナーカートリッジ１３のトナー容量からトナー消費量を差し引いて、連続値あるいは多段階の値としてトナー残量を求めることができる。図９に示す実施形態により算出されるトナー残量は、制御部２０が画像形成装置１０に装填されたトナーカートリッジ１３の累積回転数と画像形成部における累積印字ドット数の値から算出する様に制御する。

なお、本発明に適用可能なトナー残量の検知方法は、図９に示す方法のみに限定されるものではなく、連続的あるいは多段階にトナー残量の検知が行える方法であればよい。たとえば、ピエゾ素子を用いる方法や光学検知を用いる方法等の従来技術が挙げられる。また、特開２００４−２４０８３６号公報や特開２００２−１４９０２０号公報に記載の露光部での発光回数や発光時間と１ドットあたりのトナー消費量とを用いることにより、トナー使用量の算出を行う方法等も挙げられる。

また、本発明では、上記トナー残量や、累積回転数、累積印字ドット数等、ユーザサイドでプリント作製を行うことにより得られる情報をプリンタ１０に内蔵される制御部２０がトナーカートリッジ１３の記録媒体１３９に記録する様に制御することもできる。

次に、本発明で実施可能なプリント物の画質評価の具体例について説明する。前述した様に、本発明で使用される画像形成装置１０では、制御装置２０により、作製したプリント物の画質評価を行うことができる。

ところで、画像形成装置１０には、図示していないが、様々な画質補正手段が設けられており、通常、実際のプリント作製を行うときは、これらの画質補正手段により種々の画質補正が行われ、補正条件の下で作製したプリント物が得られる様になっている。この様な画質補正手段によりベストの仕上がりのプリント物を作製し、このプリント物の画質を評価する方法の他に、画質補正を全く行わない状態のプリント物を作製し、このプリント物で画質を評価する方法もある。このうち、画質補正を全く行わずに作製したプリント物の画質は、トナー品質を直接反映した画像が得られるので、トナー品質の視点でトナーカートリッジ交換の実施を判断する本発明で行う画質評価に好適なものである。

たとえば、高温高湿環境等の過酷な画像形成環境下でプリント物を作製する画像形成装置では、過酷な設置環境が使用中のトナーの品質に大きく影響を与えることになる。本発明は、前述した様に、トナー品質に起因する影響をプリント物の画質を通してチェックするもので、トナー品質の影響をストレートに反映させることができるプリント作製条件が求められる。そして、画質補正を行わずに作製したプリント物は、トナー品質の影響を検知し易く、トナー品質に関連する画質への影響を検知し易いものほど、トナー劣化による画質低下の影響をより早い段階で検知することができるのである。

以下に、本発明で実施可能な画質評価の一例を図１０を用いて説明する。

図１０（ａ）は本発明で実施可能な画質評価の流れを示すフローチャートである。図１０のフローによる画質評価は、制御部２０により、感光体ドラム１５上に形成した静電潜像をトナー現像させ、形成されたトナー画像を観測して、その観測結果を予め記録しておいた基準と比較することにより行うものである。以下にその一例を示す。

先ず、図１０（ａ）のＳＴＥＰ１に示す標準劣化曲線の作成を行う。この標準劣化曲線は、前述した基準に該当するもので、劣化を起こしていない感光体ドラム１５上に劣化していないトナーを用いて形成したパッチ画像により作成されるものである。この画質評価は、図１０（ｂ）に示す感光体上に濃度の異なるパッチ画像を形成し、形成したパッチ画像濃度に基づいて画質の評価を行うものである。以下に、画質評価に用いるパッチ画像の作製手順について説明する。

最初に、感光体ドラム１５上に複数のパッチ潜像を形成する。具体的には、一定強度のレーザ光をパルス変調させて露光量を変化させて露光を行うことにより、感光体ドラム１５上に複数のパッチ潜像を形成することが可能である。次に、この様にして形成したパッチ潜像をトナーで現像する。

パッチ潜像の形成方法には、上述した一定強度のレーザ光をパルス変調させて露光量を変化させて形成する方法の他に、レーザ光の強度を変化させて露光を行うことで感光体ドラム１５上の露光部電位を変化させてパッチ潜像を形成する方法もある。この様に、レーザの強度を一定にして時間を変えて露光量を変化させて形成する方法や露光量を一定にしてレーザ光の強度を変化させて形成する方法がある。さらに、レーザ光の強度と露光量を一定にしておき、露光を行う際に感光体ドラム１５の帯電電位を変化させて複数のパッチ潜像を作製する方法もある。

レーザ光の強度を一定にして、パルス変調により露光量を変えて複数段階の濃度のパッチ画像を形成する方法は、面積階調画像、すなわち、網点画像による画質評価に適しており、たとえば、解像度に関する画質評価を行うのに適している。また、レーザ光の強度を変化させる方法や、感光体ドラムの帯電電位を変化させる方法は、写真画像等の連続階調画像からなる画質評価に適しており、階調性に関する画質評価を行うのに適している。この様に、画質評価の内容に応じて、つまり、解像度に関する画質評価と階調性に関する画質評価とを選択できる様にしておくとよい。

図１０（ｂ）に示すパッチトナー像は、トナー濃度を段階的に変化させて形成した１０個のパッチＰ１〜Ｐ１０よりなり、これらのパッチトナー像を形成するトナー量を光学センサ等を用いて検出することにより、露光量とトナー量との関係を求められる。

基準状態、すなわち、環境の影響等による劣化が起きていないトナーを用いた画像形成状態は、劣化を起こしていない感光体ドラム１５上に劣化を起こしていないトナーでパッチ画像を形成するもので、露光量とトナー量の間に理想の関係が成立する。この状態でパッチトナー像の形成を繰り返し行い、プリント枚数と使用したトナー量との相関性を示す曲線を作製する。この様にして、プリント枚数と使用したトナー量との相関性を示す曲線が図１１に示すもので、これを標準劣化曲線と呼ぶ。図１１の標準劣化曲線は、基準状態で作製した図１０（ｂ）に示すパッチＰ１〜Ｐ１０を用いて作成するものである。

この様にして、画像形成装置１０における基準状態でのプリント枚数と使用トナー量との相関性を示す標準劣化曲線を作製し、これをプログラムにして制御部２０のメモリ２２に保管しておく。

次に、稼働中の画像形成装置１０でプリント物の画質評価を行う。

ＳＴＥＰ２で、上述した手順で、感光体ドラム１５上にＰ１〜Ｐ１０からなる複数のパッチ潜像を作製し、ＳＴＥＰ３でパッチ潜像を現像してパッチトナー像を形成し、さらに、ＳＴＥＰ４でパッチトナー像のトナー量を検知する。

そして、ＳＴＥＰ５として、ＳＴＥＰ４で検知したトナー量を、検知時点でのプリント枚数に対応した標準劣化曲線上のトナー量と比較し、ＳＴＥＰ６で画質評価を行う。なお、ＳＴＥＰ５で行うトナー量の比較は、パッチＰ１〜Ｐ１０のそれぞれについて行う。

画質評価は様々な手法が実施できるが、たとえば、次の様な手法がある。

先ず、基準状態で得たトナー量と、稼働状態におかれている画像形成装置のＭ枚プリント時で検知したトナー量との差を２乗した値Ａを求める。すなわち、
Ａ＝〔（基準状態でのトナー量）−（稼働状態での中の現実のトナー量）〕²
次に、基準状態で得たトナー量と、標準劣化曲線上のＭ枚プリント時点におけるトナー量との差を２乗した値Ｂを求める。すなわち、
Ｂ＝〔（基準状態でのトナー量）−（プリント枚数Ｍ時点の標準劣化曲線上のトナー量）〕²
さらに、基準状態でのトナー量と、標準劣化曲線上の最小トナー量との差を２乗した値Ｃを求め、これを最大ずれ量とする。すなわち、
Ｃ＝〔（理想のトナー量）−（標準劣化曲線上の最小トナー量）〕²。

これらの値Ａ、Ｂ、Ｃの関係を評価して、以下の様に画質評価を行う。すなわち、
Ｓｔａｇｅ１：Ａ≦Ｂ 良好
Ｓｔａｇｅ２：Ｂ＜Ａ≦Ｃ 画質が低下傾向にあるが補正により画質維持されている
Ｓｔａｇｅ３：Ｃ＜Ａ 劣化が進み画質が低下している
なお、最大ずれ量Ｃの演算に用いる最小トナー量は、図１１中ＤＬで示すものである。

制御部２０は、パッチトナー像のトナー量の検知結果を上記Ｓｔａｇｅ１〜３に分類する評価に適用させ、図１０（ｂ）に示す１０個のパッチＰ１〜１０の各々について行って、全体としての画質状態を判断する。そして、その結果に基づいて使用中のトナーカートリッジ交換の必要性を判断する。

上記に示す様な画質評価は、図３に示す様に、制御部２０を構成するメモリ２２にプリント画像画質評価プログラム２２２を登録しておき、画質検知部２５より入力された画像情報に基づいてこのプログラム２２２を作動させる。そして、制御部２０は実際の画質データとメモリ２２に予め記録しておいた基準状態における画質データとを比較することにより、プリント作製に用いられたトナーの劣化状態を判定する。

この様な手順で、パッチトナー像による画質評価が行われる。なお、実際にプリント物を作製する画像形成工程では、ＳＴＥＰ４でトナー量を検知後、検知したトナー量に基づいて、帯電条件、露光条件、現像条件等の画像形成条件を補正して、適正な画質のプリント物を作製する状態にする。

また、上記画質評価方法の他、画質補正を行って作製したプリント物を用いて画質評価を行い、その評価結果に基づいてトナーカートリッジ交換の判断を行う方法もある。

前述した様に、本発明によれば、ユーザは品質の劣化したトナーを用いてプリント物を作製することがなくなり、プリント物はその画質を良好に維持することができる様になる。また、劣化したトナーの使用機会の損失に対し、ユーザに対して劣化トナー分の費用保障を行って経済的な負担を解消させている。すなわち、本発明では、前述した構成を採ることにより、ユーザに対して作製するプリント物の画質保障と、劣化して使えなくなったトナーへの経済保障という２つの保障が同時に行えるトナー保障システムを実現させている。

本発明の全体像を示す概略図である。 トナーカートリッジの交換を判断する際のフローを示すフロー図である。 プリンタを制御する制御部のブロック図である。 ユーザへの返却料金を算出、連絡する際のフローを示すフロー図である。 メーカーサイドで使用されるサーバコンピュータのブロック図である。 本発明に使用可能なトナーカートリッジの一例を示す斜視図である。 本発明に使用可能な画像形成装置の構成の一例を示す断面図である。 図６（ｂ）に示すトナーカートリッジの構成例を示す断面図である。 トナー残量検知に使用される累積印字ドット数とカートリッジの累積回転数の関係を示すグラフである。 画質評価フローと画質評価用のパッチトナー像を示す模式図である。 図１０のパッチトナー像より形成される標準劣化曲線のグラフである。

符号の説明

１０ プリンタ（画像形成装置）
１３、１３’ トナーカートリッジ
１３９ 記録媒体
２０ 制御部
２１ ＣＰＵ
２２ メモリ
２２２ 画質評価プログラム
２２３ トナー残量評価プログラム
２４ 情報読出部
２５ 画質検知部
２６ トナー残量検知部
２７ 情報表示部（モニタ）
１００ サーバコンピュータ
１０１ データベース
１０５ 出力部
１１０ ＣＰＵ
１２０ メモリ
１２１ ユーザ識別情報管理プログラム
１２２ 料金計算プログラム
１２３ ユーザ識別情報／返却料金情報照合プログラム
２００ トナー充填装置
３００ トナー残量測定装置
４００ ユーザ識別情報読取装置

Claims (3)

1. 少なくとも、
   ユーザを識別するユーザ識別情報を記録する記録手段を有するトナーカートリッジに収容されたトナーを用いて作製したプリント物の画質評価を行う画質評価手段と、
   前記トナーカートリッジ内のトナー量を検知するトナー残量検知手段と、
   前記画質評価手段により得られた画質評価結果と、前記トナー残量検知手段により検知されたトナー量に基づいて、使用中のトナーカートリッジの交換を判定するトナーカートリッジ交換判定手段と、を有し、
   前記トナーカートリッジ交換判定手段は、
   前記画質評価手段により得られる画質評価結果を、前記トナー残量検知手段により得られるトナー量検知結果よりも優先させて、使用中のトナーカートリッジの交換を判定するものであることを特徴とする画像形成装置。
2. 少なくとも、
   ユーザを識別するユーザ識別情報が記録された記録手段を有するトナーカートリッジより、前記記録手段に記録されているユーザ識別情報を読み取るユーザ識別情報読取手段と、
   前記ユーザ識別情報を管理するユーザ識別情報管理手段と、
   前記画像形成装置より回収されたトナーカートリッジ内のトナー残量を測定するトナー残量測定手段と、
   前記トナー残量測定手段の測定結果に基づいて、トナー残量分の料金を算出する料金算出手段と、
   前記料金算出手段により算出されたトナー料金と前記ユーザ識別情報とを照合する情報照合手段と、
   を有することを特徴とするトナー料金算出システム。
3. 前記トナー料金システムは、
   請求項１に記載の画像形成装置で使用された前記トナーカートリッジに記録されたユーザ識別情報を読み取り、
   前記トナーカートリッジのトナー残量を測定した後、前記トナー残量分の料金を算出し、前記トナー料金と前記ユーザ識別情報の照合を行うものであることを特徴とする請求項２に記載のトナー料金算出システム。

Images