JP4483349B2 - カートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、カートリッジに関し、特に、識別情報タグを装着するだけで、前記画像形成装への装着の可否が機械的に識別できるカートリッジに関する。

カラープリンタや複写機のような画像形成装置においては、トナー補給の利便性の点からイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナーを色別に充填した色別のトナーカートリッジを使用したり、感光ドラムとその周辺の構成要素を着脱可能な中央プロセシングユニットに纏め、保守点検や修理の便利を図ったりすることが広く行われている。

色別のトナーカートリッジを装着して使用する画像形成装置においては、仮に誤った位置にカートリッジを装着すると混色の問題が起きるから、各カートリッジを、夫々色別に決められた位置にのみ装着できるようにし、それ以外の位置には装着できないようにする必要がある。

また、トナーカートリッジや中央プロセシングユニットのようなカートリッジをＯＥＭ生産する場合には、複数の仕向け先に向けて生産する場合が一般的であるが、このような場合には、異なる仕向け先のカートリッジが流用できないようにすることが多い。

更に、画像形成装置に純正品ではないカートリッジを装着して使用することによるトラブルを防止するため、純正品以外のカートリッジが装着できないようにすることも多い。

これらの必要に対処する手段として、従来は、カートリッジの表面に各種の突起や凹陥部のようなハードキーを設け、ある特定の形状ハードキーを有するカートリッジのみが画像形成装置に機械的に装着でき、異なる形状のハードキーを有するカートリッジは機械的に装着できないようにすることが広く行われてきた。

非純正品のカートリッジが画像形成装置に機械的に装着できないようにする方法としては、たとえばトナーカートリッジのホッパ部に突き当たる面に、ロゴマークを模した形状の凸凹形状部を設け、ホッパ部にも前記凸凹形状が嵌合する位置に凹凸形状部を設けることが提案された（特許文献１）。

ロゴマークは非純正メーカでは使用できないから、非純正メーカのトナーカートリッジの前記面にはロゴマークを模した形状の凸凹形状部は設けられていない。したがって、非純正メーカのトナーカートリッジを交換部品として使用するときには、前記面に前記凸凹形状部を設ける必要があるから、前記面の形状を変更しなければならず、非純正品の使用が非常に困難になるというものである。

非純正品の使用を防止する方法としては、他に純正交換部品に所定のデータを保持するデータキャリアを設け、装置本体内にこのデータを読み出すデータ読出ユニットを設け、装着された交換部品が純正品かどうかを使用前に予め判別し、純正品であれば正常な動作を行い、非純正部品であれば正常動作を停止するか、または非純正部品の使用状態をメモリに保持する方法が提案された（特許文献２）。
特開２００１−０７５４５５号公報 特開平１０−０６９１３９号公報

しかしながら、カートリッジに、仕向け先毎に異なるハードキーやロゴマークを模した凹凸を設けると、仕向け先が多い場合には、ハードキーやロゴマークが異なる毎に多数の在庫を抱える必要がある。また、仕向け先に応じて異なる形状のハードキーやロゴマークを附すのは生産管理の点からも問題が多い。また、誤った形状のハードキーやロゴマークを附したカートリッジを出荷してしまうという問題もある。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、生産や在庫のコストが大幅に低減できるとともに生産、在庫管理が容易なカートリッジ、識別情報タグ、画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、画像形成装置の着脱部に着脱可能に装着されるカートリッジであって、前記カートリッジには、他のカートリッジと識別する識別情報が記憶された識別情報タグが装着されるとともに、前記識別情報タグには、前記着脱部に設けられた切り欠き部と係合することによって前記カートリッジを前記着脱部に装着可能とするように形成された識別キーが設けられ、前記カートリッジは、同一の形状の識別情報タグを装着する複数のタグ取付部を有し、前記識別情報タグは前記タグ取付部のうちの１つに装着され、 前記タグ取付部の壁面には、前記壁面の特定部分を切り欠くことによって前記識別タグが装着可能になる切欠き部が複数箇所形成され、前記切欠き部は、２箇所以上を切り欠くと前記識別情報タグが固定できなくなるように形成されてなることを特徴とするカートリッジに関する。

前記カートリッジにおいては、識別キーをカートリッジ側に設ける代りに識別情報タグに設けているので、仕向け先が異なる場合においてもカートリッジの形状や構造を共通にすることができ、仕向け先によって識別キーの形状を変えたカートリッジを作製する必要がない。

したがって、注文に応じてカートリッジと識別情報タグとの組み合わせ方や識別情報タグを装着する位置を替えればよいから、多種類の在庫を抱える必要がなく、在庫費用や製造費を大幅に圧縮できる。また、生産管理や在庫管理も容易である。
また、前記カートリッジにおいては、識別情報タグを装着する位置を変えることによって他のカートリッジとの識別を行うことができるから、たとえば仕向け先が異なっても識別情報タグを替える必要がない。したがって、カートリッジ、識別情報タグとも１種類で充分であるから、在庫費用や製造費を特に効果的に圧縮でき、また、生産管理や在庫管理も特に容易である。
さらに、前記カートリッジにおいては、カートリッジおよび識別情報タグの何れも仕向け先によらずに共通な構成とすることができ、仕向け先毎にカートリッジの壁面を切り欠く位置を変えることにより、識別情報タグの位置を変更して設定できる。したがって、在庫費用や製造費を大幅に圧縮でき、また生産管理や在庫管理も容易である。
加えて、前記カートリッジにおいては、前記切欠き部が、２箇所以上を切り欠くと前記識別情報タグを固定できなくなるように形成されているから、使用済みのカートリッジを回収して再生した後、識別情報タグを組み付けて再利用することが困難になる。したがって、不正に再生したカートリッジが大量に市場に出まわるのを防止できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のカートリッジにおいて、前記識別キーが前記カートリッジの表面から突出した突出部であるカートリッジに関する。

前述のように前記カートリッジにおいては、識別キーが表面から突出しているから、カートリッジの先端部に識別キーを設ければ、カートリッジと画像形成装置とが適合していないときは、前記カートリッジは、先端部は挿入できてもそれ以上は挿入できないから、カートリッジを奥まで挿入しなくても装着の可否を識別できる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のカートリッジにおいて、前記識別情報タグが、前記画像形成装置との間で非接触で通信する非接触通信タグであるカートリッジに関する。

前記カートリッジにおいては、前記識別情報タグと画像形成装置とを電気的に接続するコネクタなどは不要であるから、前記識別情報タグの配置の空間的な自由度が高い。また、コネクタの接触不良による識別情報の誤読などの問題が生じることもないから信頼性が高い。

前記非接触タグの例としては、無線で通信する無線通信タグなどがある。

請求項５に記載の発明は、画像形成装置の着脱部に着脱可能に装着されるカートリッジであって、
前記着脱部に設けられた切り欠き部に係合することによって前記カートリッジを前記着脱部に装着可能とするように形成された突出部である識別キーを備え、
前記識別キーの内部には、他のカートリッジと識別する識別情報が記憶された識別情報タグが設けられているカートリッジに関する。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載のカートリッジにおいて、同一機能を有するカートリッジでは前記識別情報タグに記憶させる情報を共通化したことを特徴とするカートリッジに関する。

前記カートリッジにおいては、識別情報タグの位置により、たとえば内部に充填されているトナーの色彩などの仕様が識別できる。また、前記識別情報タグが無線通信タグの場合には、前記画像形成装置には、夫々のカートリッジの識別情報タグとは１対１で対応するようにアンテナを設けることができるから、どのアンテナで受信したかにより、どのカートリッジからの情報かを識別できる。したがって、識別情報タグに入力する情報を共通化できる。識別情報タグに入力する情報を共通化することにより、コストを更に低減できる。

請求項５に記載の発明は、画像形成装置に着脱可能に装着されるカートリッジであって、他のカートリッジと識別する識別情報が記憶された識別情報タグと、前記カートリッジの装着可否を前記画像形成装置側で機械的に識別するための突出部である識別キーとを備え、前記識別情報タグは、前記識別キーの内部に収納されてなることを特徴とするカートリッジに関する。

前記カートリッジにおいては、通常はデッドスペースである識別キーの内側を識別情報タグとして利用しているから、カートリッジに識別情報タグを別付けする場合に比較してカートリッジ全体を小型化できる。

本発明は、画像形成装置に着脱可能に装着されるカートリッジに装着されるとともに、前記カートリッジを他のカートリッジと識別する識別情報が記憶された識別情報タグであって、前記カートリッジの装着可否を前記画像形成装置と機械的に係合して判別する識別キーが設けられてなることを特徴とする識別情報タグを包含する。

一のカートリッジを他のカートリッジと識別する識別キーは、カートリッジそのものではなく、前記識別情報タグに設けられているから、仕分け先の異なるカートリッジにおいてもカートリッジの形状や構造を共通化できる。

したがって、仕分け先毎に異なる形状のカートリッジを用意する必要がないから、多種類の在庫を抱える必要がなく、在庫費用や製造費を大幅に圧縮できる。また、生産管理や在庫管理も容易である。

前記識別情報タグは、カートリッジに装着された状態において、前記画像形成装置との間で非接触で通信する識別情報タグとすることができる。

前記識別情報タグは、画像形成装置との間で非接触で情報を授受するから、電気的に接続するコネクタなどは不要である。したがって、前記識別情報タグは、配置の空間的な自由度が高く、また、コネクタの接触不良による識別情報の誤読などの問題が生じることもない。

このような識別情報タグの例としては無線通信タグなどがある。

また、前記識別情報タグにおいては、前記識別キーを、前記カートリッジに装着したときに前記カートリッジの表面から突出するメカキー突出部とすることができる。

前記識別情報タグをカートリッジに装着すると、前記識別情報タグに設けられたメカキー突出部がカートリッジの表面から突出して識別キーを形成する。

したがって、前記カートリッジの先端に前記識別情報タグを装着するように前記カートリッジを形成すれば、前記識別キーは前記カートリッジの先端部に形成されるから、前記カートリッジが画像形成装置に適合しない場合には、先端部を挿入しただけでそれ以上挿入できなくなる。したがって、カートリッジを奥まで挿入しなくても装着の可否を識別できる。

前記識別情報タグは、前記メカキー突出部は内部が中空である識別情報タグを包含する。

識別情報タグは、筐体の内部に無線通信を行うためのアンテナおよび回路基板を収納した構成を有しているのが一般的である。そして、筐体は、通常は射出成形によって形成されるとともに、メカキー突出部は前記筐体と一体に形成されるのが普通である。したがって、メカキー突出部が大きな場合には引けが生じやすい。

しかしながら、前記識別情報タグにおいては、メカキー突出部の内部は中空であるから、メカキー突出部を筐体と一体に射出成形で形成する場合においても引けが生じることは殆どない。したがってメカキー突出部の寸法精度は良好である。また、メカキー突出部の内部空間を前記アンテナや回路基板を収納するのに使用できる。

前記識別情報タグは、前記画像形成装置との間で無線通信を行うためのアンテナおよび回路基板を有し、前記アンテナの少なくとも１部が前記メカキー突出部の内部に配設されてなる識別情報タグを包含する。

また、前記画像形成装置との間で無線通信を行うためのアンテナおよび回路基板を有する識別上方タグにおいて、前記回路基板の少なくとも１部を前記メカキー突出部の内部に配設することができる。

只単にメカキー突出部を設けた識別情報タグをカートリッジに装着した場合には、前記メカキー突出部を削除するだけで、本来なら前記カートリッジを装着できないはずの画像形成装置に装着できるようになり、その結果、本来装着すべきではないカートリッジを装着して使用することによる画質の劣化や画像形成装置の破損などが生じることがある。

前記識別情報タグにおいては、メカキー突出部を削除すると、内部に収納されていたアンテナや回路基板も破壊されるから、画像形成装置との間の通信が不可能になる。したがって、このような識別情報タグを装着したカートリッジを装着しても画像形成装置は動かないから、画質の劣化や画像形成装置の破損などのトラブルが発生するのを防止できる。

本発明は、また、請求項１〜５の何れか１項に記載のカートリッジが装着される画像形成装置であって、前記カートリッジを装着するときに、前記カートリッジに装着された識別情報タグによって形成された識別キーによって、前記カートリッジが装着可能か否かを機械的に識別することを特徴とする画像形成装置に関する。

前記画像形成装置においては、前記識別情報タグに記録された識別情報に基いて装置全体の制御を行うが、前記識別情報タグによって形成される識別キーにより、前記画像形成装置に装着すべきカートリッジか否かの識別を機械的に行うから、識別情報タグに記録する識別情報の種類を減らすことができる。

以上説明したように、本発明のカートリッジ、識別情報タグ、および画像形成装置によれば、生産や在庫のコストが大幅に低減できるとともに生産、在庫管理が容易になる。

１．実施形態１
以下、本発明の画像形成装置の一例であるレーザプリンタ、およびこのレーザプリンタにおける無線通信システムについて図面を参照して説明する。

（レーザプリンタの構成）
実施形態１に係るレーザプリンタ１０の全体的な構成を図１に示す。

レーザプリンタ１０においては、公知の電子写真プロセスにより、外部装置から入力した画像情報に基づいてトナー画像を形成し、形成されたトナー画像を記録紙等に転写させ、定着して画像を形成する。ここで、電子写真プロセスとは、電子写真感光体に対する帯電、レーザ露光による静電潜像の形成、トナーによる静電潜像の現像を経て電子写真感光体上に形成されたトナー画像を記録材に転写し、これを加熱定着することで記録材に画像を記録する一連のプロセスを言う。なお、レーザプリンタ１０においては、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）、およびシアン（Ｃ）の４色のトナーを用いてカラー画像を形成する。

図１に示すように、レーザプリンタ１０には、装置の外殻部を構成する筐体１２と、筐体１２の内側に設けられ、装置を構成する各種部品を支持するメインフレーム１４とを有する。

メインフレーム１４には、装置の幅方向（矢印Ｗ方向）に沿った一端部（図１では左端部）にプロセスユニット１６が配置されている。このプロセスユニット１６には、メインフレーム１４により装置の奥行方向に沿ってスライド可能に支持されたスライドフレーム１８が設けられており、このスライドフレーム１８には、中間転写ベルト、転写器、クリーニング器等の所定のプロセス部品（図示省略）が搭載されている。これにより、メンテナンス時には、プロセスユニット１６をメインフレーム１４内から外部へ引き出し、スライドフレーム１８に搭載されたプロセス部品の交換、点検作業などを容易に行うことができる。

メインフレーム１４には、プロセスユニット１６に隣接するように４個の感光体ドラム２０，２２，２４，２６が支持されると共に、これらの感光体ドラム２０，２２，２４，２６にそれぞれ接するように４台の現像器２１、２３、２５、２７が配置されている。これら４台の現像器２１、２３、２５、２７には、それぞれマゼンタ（Ｍ）トナー、イエロー（Ｙ）トナー、クロ（Ｋ）トナー、およびシアン（Ｃ）トナーが供給され、感光体ドラム２０，２２，２４，２６の外周面（像担持面）に形成された静電潜像にこれらのトナーを付着させて現像し、トナー画像を形成する。なお、以下においてマゼンタ（Ｍ）トナー、イエロー（Ｙ）トナー、クロ（Ｋ）トナー及びシアン（Ｃ）トナーをそれぞれ単にＭトナー、Ｙトナー、Ｋトナー、およびＣトナーと略称する。

４個の感光体ドラム２０，２２，２４，２６にそれぞれ形成されたトナー画像は、プロセスユニット１６側に配置された中間転写ベルト上に転写、重畳されてフルカラーのトナー画像を形成する。このフルカラーのトナー画像は、中間転写ベルトから記録紙等の記録材へ転写された後、加熱定着され記録材に記録される。

トナー画像が記録された記録材は、筐体１２の上面部に形成された排紙トレー部２８上又は、筐体１２の側面部に側方へ延出するように取り付けられた排紙トレー３０，３２上へ排紙される。

なお、レーザプリンタ１０は、Ｋトナーのみでモノクロのトナー画像を形成し、これを記録材へ転写、定着させてモノクロ画像を形成するように設定することもできる。

レーザプリンタ１０には、幅方向に沿ってメインフレーム１４に隣接するようにカートリッジホルダ３４が設けられている。カートリッジホルダ３４は、本発明の画像形成装置におけるトナーカートリッジ装着部に相当する。カートリッジホルダ３４には、図２に示すように、それぞれ略円柱状に形成された４個のトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２が着脱可能に装着されている。トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２内には、それぞれ内部にＭトナー、Ｙトナー、Ｋトナー、およびＣトナーが充填されている。

図１に示すように、筐体１２には、片側（図１の紙面手前側）の側面部にプロセスユニット１６及びカートリッジホルダ３４に対向してメンテナンス用の開閉扉１３が開閉可能に設けられている。これにより、ユーザ等は、開閉扉１３を開放させ、プロセスユニット１６及びカートリッジホルダ３４を外部に露出させることで、プロセスユニット１６をメインフレーム１４内から外側へ引き出し、またカートリッジホルダ３４に対してトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２をそれぞれ着脱することが可能になる。

図２に示すように、カートリッジホルダ３４には、トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２が着脱可能に装着される着脱部９６、９８、１００．１０２が、装置の高さ方向Ｈ（矢印Ｈ方向）、即ち垂直方向に沿って２列に設けられ、前記２列のうち、現像器２１、２３、２５、２７に近い側の一の列に３個の着脱部９８、１００、１０２が位置し、現像器２１、２３、２５、２７から遠い側の他の列に１個の着脱部９６が位置するように設けられている。

したがって、図１および図２に示すように、カートリッジホルダ３４に装着された４個のトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２は、軸線方向外側から見て逆Ｌ字状の配列になるから、トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２が高さ方向Ｈに沿って直線状に配列された場合と比較し、装置の高さ方向Ｈの寸法がコンパクトに収められている。

逆Ｌ字型に配列された着脱部９６、９８、１００、１０２に囲まれた空間、言い替えればトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２に囲まれた空間には、レーザプリンタ１０を制御する電子回路装置１１が収容されている。電子回路装置１１は、前記空間内に収容させることにより、現像器２１、２３、２５、２７で発生するトナークラウドから効果的に保護される。

なお、レーザプリンタ１０においては、通常は、フルカラー印刷よりはモノクロ印刷をすることが圧倒的に多いから、Ｋトナーの消費量が最も多いと考えられる。したがって、前記他の列に、Ｍトナーを収容するカートリッジ３６に変えてＫトナーを収容するトナーカートリッジ４０を配置し、前記一の列の真中にカートリッジ３６を配置するとともに、トナーカートリッジ４０として、トナーカートリッジ３６、３８、４２に比較して大型のものを用いれば、レーザプリンタ１０の寸法を増加させること無く、トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２の交換周期を延長させることができるから好ましい。

各着脱部９６、９８、１００、１０２は、図２〜図４に示すように、何れも軸線方向に沿った寸法が同一に形成されるとともに、カートリッジホルダ３４の手前側の端部にトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２を囲うように逆Ｌ字状に延在する手前側手前側支持プレート１０４によって前端部が支持され、カートリッジホルダ３４の奥側に手前側支持プレート１０４に相対するように設けられた奥側支持プレート１０５とによって後端部が支持されている。

手前側支持プレート１０４と奥側支持プレート１０５とは、垂直方向に延在する結合プレート１０３によって結合されている。結合プレート１０３は、カートリッジホルダ３４と電子回路装置１１を収容する空間とを仕切る機能も有する。

着脱部９６，１００，１０２は軸線方向に沿った位置、言い替えればレーザプリンタ１０の奥行き方向Ｄに沿った位置が何れも同一になるように配設され、着脱部９８のみが、着脱部９６，１００，１０２に対してレーザプリンタ１０の奥行き方向Ｄに沿って手前側に突出した位置に配設されている。各着脱部９６、９８、１００、１０２をこのように配設することにより、着脱部９８と着脱部９６とに設けられたトナー給送管１１４同士が干渉することが防止される。

図２〜図４に示すように、各着脱部９６、９８、１００、１０２は、何れも、支持ブラケット１０６と、支持ブラケット１０６に相対するように配設された駆動プレート１０８と、駆動プレート１０８と支持ブラケット１０６との間に奥行き方向Ｄに沿って掛け渡された２個のガイド部材１１０，１１２とから構成されている。各着脱部９６、９８、１００、１０２は、支持ブラケット１０６において手前側支持プレート１０４に支持され、駆動プレート１０８において奥側支持プレート１０５に支持されている。トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２は、カートリッジホルダ３４に挿脱するときは、ガイド部材１１０，１１２により奥行方向に沿って直線的に移動するように案内される。

支持ブラケット１０６は、図５に示すように、手前側支持プレート１０４に固定される固定部１０６Ａと、固定部１０６Ａに隣接するとともに、着脱部９６、９８、１００、１０２の軸線に対して直角に延在するシャッタ受け部材１０６Ｂと、シャッター受け部材１０６Ｂの下方に隣接するとともに、着脱部９６、９８、１００、１０２の軸線に対して直角に延在する円筒状のトナー導出部１０６Ｃと、シャッタ受け部材１０６Ｂを挟んで固定部１０６Ａの反対側に位置し、後述するトルク伝達軸１１６を軸支する軸受プレート１０６Ｄとから形成されている。シャッタ受け部材１０６Ｂは、上方に向かって凹陥する部分円筒状であり、その上面を係合シャッタ１０７が摺動する。シャッタ受け部材１０６Ｂには、トナー導出部１０６Ｃに連通する開口部１０６Ｅが設けられている。なお、係合シャッタ１０７は、トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２の後述するシャッター部材５６に係合してともに開閉する。

駆動プレート１０８は図４に示すように厚板状に形成され、その厚さ方向が装置の奥行方向と一致するように支持されている。駆動プレート１０８には、トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２の底面に対向する表面部に、トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２の従動連結板５２（図６参照）に噛合して駆動回転させる駆動連結板１０９が回転可能に配置されている。駆動連結板１０９は、従動連結板５２と対称的な形状に形成されている。駆動プレート１０８内には、それぞれ駆動モータ（図示省略）が内蔵され、この駆動モータは現像器２１、２３、２５、２７の作動時に回転して駆動連結板１０９を回転させる。駆動プレート１０８には、更にトルク伝達軸１１６が設けられている。トルク伝達軸１１６の支持ブラケット１０６側の末端には斜歯ギア１１６Ａが嵌着されている。

各着脱部９６、９８、１００、１０２には更に、図１〜図４に示すように現像器２１、２３、２５、２７にトナーを搬送するトナー給送管１１４が設けられている。トナー給送管１１４は、柔軟で半透明または透明なフレキシブルチューブからなり、一端が支持ブラケット１０６におけるトナー導出部１０６Ｃ、他端が現像器２１、２３、２５、２７に接続されている。トナー給送管１１４の内部には、螺旋状のオーガ（図示せず。）が配置されている。オーガ回転軸１１５には斜歯ギア１１５Ａが固定され、トルク伝達軸１１６の斜歯ギア１１６Ａと歯合している。これにより、駆動プレート１０８の駆動力は、トルク伝達軸１１６、斜歯ギア１１６Ａ、斜歯ギア１１５Ａの順でオーガ回転軸１１５に伝達されてオーガが回転する。

トナー給送管１１４は、前述のように半透明または透明なフレキシブルチューブであるから、各着脱部９６、９８、１００、１０２と現像器２１、２３、２５、２７との配置の制約が少なくなる。また、１本のチューブで済むから、複数の部材で構成する必要がない。更に、清掃後に内部にトナーが残っていないかどうかを外側から目視で容易に確認できる。

また、トナー給送管１１４の始点と終点とを結んだ勾配が水平方向に対して±２０度以内になるようにトナー給送管１１４を配設しているから、トナー給送管１１４の上り勾配や下り勾配が過大なときとは異なり、トナーが固まって密度が上昇し、トナー排出量が上昇したり、トナー搬送量がばらついて一定量に制御できないという問題が生じることがなく、トナーを所定の搬送量で安定に搬送できる。したがって、各着脱部９６、９８、１００、１０２毎に個別にオーガ１０５の回転を制御する必要がない。

各着脱部９６、９８、１００、１０２の入口部には、図３〜図５に示すように円周の一部が切れた短円筒状乃至円環状の本体側キー９９Ａ、９９Ｂ、９９Ｃ、９９Ｄが夫々設けられている。なお着脱部９６においては、本体側キー９９Ａは正面から見て切欠き部が左上に位置するように固定され、着脱部９８においては、本体側キー９９Ｂは正面から見て切欠き部が右下に位置するように固定されている。そして、着脱部１００においては、本体側キー９９Ｃは正面から見て切欠き部が下に位置するように固定され、着脱部９８においては、本体側キー９９Ｂは正面から見て切欠き部が上に位置するように固定されている。

トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２は、図６に示すように、有底円筒状のカートリッジ本体４４を備えている。カートリッジ本体４４の開口部は、図６〜図８に示すように、底板部４７を有する有底円筒状のキャップ部４６が嵌装されて覆蓋されている。キャップ部４６の内側には、図１に示すようにプレート状のハンドル部４８が底板部４７と一体に成形されている。なお、図２に示すように、トナーカートリッジ３６、４０、４２のキャップ部４６は何れも厚さ方向の寸法が同一であるが、トナーカートリッジ３８のキャップ部４６は、トナーカートリッジ３６、４０、４２のキャップ部４６に比較して厚さ方向の寸法が小さい。ここで、トナーカートリッジ３８が装着される着脱部９８は、前述のように、他の着脱部９６、１００、１０２に比較して手前側に突出して配置されているが、トナーカートリッジ３８のキャップ部４６は、厚さ方向の寸法が小さいから、トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２を着脱部９６、９８、１００、１０２に装着すると、トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２のキャップ部４６の端面の位置が同一平面上に揃う。これにより、トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２が着脱部９６、９８、１００、１０２に充分奥まで押し込まれない状態で装着されることが防止される。

カートリッジ本体４４の周壁部における開口部近傍には、図８に示すようにトナー供給口５４及びトナー充填口５５がそれぞれ開口している。トナー供給口５４の外周側には、周方向に沿ってスライド可能なシャッター部材５６が配置されている。シャッター部材５６は、トナー供給口５４を閉塞する閉塞位置とトナー供給口５４を開放する開放位置との間でスライド可能に形成され、コイルスプリング等の付勢部材（図示省略）により常に閉塞位置をとるように付勢されている。これにより、シャッター部材５６は、トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２がカートリッジホルダ３４に装着されていない状態では、閉塞位置に保持される。また、トナー充填口５５は、カートリッジ本体４４の外周面に固定されたキャップ部材５８によって閉塞されている。

図８に示すように、カートリッジ本体４４の底部における中心部に内周壁５０が設けられている。内周壁５０の内側には、円板状の従動連結板５２が、カートリッジ本体４４の軸線Ｓの回りに回転可能に設けられている。カートリッジ本体４４内には、ねじ軸状に形成されたトナー搬送用のスクリューフィーダ（図示省略）が同軸に配置されている。前記スクリューフィーダは一端部においてカートリッジ本体４４の底板に軸支されていると同時に、従動連結板５２が前記スクリューフィーダの回転軸に固定されている。従動連結板５２には、周方向に沿って複数の噛合爪５３が一体的に形成され、噛合爪５３によって駆動連結板１０９に噛合して回転する。従動連結板５２が回転すると、前記スクリューフィーダも一体となって回転する。

更に、内周壁５０とカートリッジ本体４４の内壁面との間には、４枚のリブ状の仕切板６０，６１，６２，６３が略半径方向に沿って形成されている。仕切板６０，６１，６２，６３は、カートリッジ本体４４の内壁面と内周壁５０との間に形成される環状の空間を周方向に沿って小空間に区画している。これらの小空間は、カートリッジ本体４４の先端面で開口すると共に、図６に示すように、後端側がカートリッジ本体４４の底板部４５により閉塞されている。

カートリッジ本体４４内においては、図６に示すように、仕切板６０と仕切板６１、および仕切板６１と仕切板６２とにより、それぞれ後述する１個の無線通信タグ７２を収納するための収納室６４，６６が形成されている。また仕切板６０と仕切板６３との間の小空間も、１個の無線通信タグ７２を収納する収納室６８として構成されているが、収納室６８は、図９に示すように、内周壁５０のエッジ部５０Ａ付近を境として機能的には収納部６８Ａと収納部６８Ｂとに分割されており、収納室６８では、２個の収納部６８Ａ，６８Ｂの何れかに選択的に無線通信タグ７２が収納可能とされている。従って、１個の無線通信タグ７２は、収納室６４、収納室６６及び収納室６８における２個の収納部６８Ａ，６８Ｂの何れかに選択的に収納され、この選択された収納室６４，６６及び収納部６８Ａ，６８Ｂに応じて取付位置が周方向に沿って変化する。収納室６４，６６及び収納部６８Ａ，６８Ｂは、本発明のカートリッジにおけるタグ取付部に相当する。

図６および図７に示すように、無線通信タグ７２は、断面形状が、軸方向から見た投影形状が収納室６４，６６に対応する略扇状であり、収納室６４、収納室６６、収納室６８における収納部６８Ａ，６８Ｂの何れかに嵌挿されることで、その収納室６４，６６及び収納部６８Ａ，６８Ｂの何れかの内部に収納、保持される。無線通信タグ７２には、外周面における挿入側の端部に外周側に突出する一対の掛止爪７４が形成され、さらに入口側の端面部に軸心Ｓ側へ突出する係合突起７６が形成されている。一方、カートリッジ本体４４の周壁部には、無線通信タグ７２における掛止爪７４に対応する掛止穴７８が収納室６４，６６及び収納部６８Ａ，６８Ｂ毎に形成され、内周壁５０の後端面には、無線通信タグ７２における係合突起７６に対応する係合凹部８０が収納室６４，６６及び収納部６８Ａ，６８Ｂ毎に形成されている。

従って、無線通信タグ７２は、収納室６４，６６及び収納部６８Ａ，６８Ｂの何れかに嵌挿されると、図７に示すように、その外周面をカートリッジ本体４４の内周面に密着させた状態となって、一対の掛止爪７４をそれぞれ一対の掛止穴７８に挿入すると共に、係合突起７６を係合凹部８０に係合させる。これにより、無線通信タグ７２は、軸方向に沿って確実に拘束され、かつ係合突起７６を係合凹部８０に係合することで周方向に沿ったガタツキの発生が確実に防止される。このとき、掛止穴７８に挿入された掛止爪７４は、無線通信タグ７２自体を内周側に弾性変形させなければ掛止穴７８から抜けない。このため、収納室６４，６６及び収納部６８Ａ，６８Ｂの何れかに嵌挿された無線通信タグ７２は、専用の治具等を用いなければ、カートリッジ本体４４から容易に取り外せないようになっている。

更に、図６および図８に示すように、無線通信タグ７２の外壁部８４即ち円柱状に湾曲した側の面からメカキー突出部７５が突出している。一方、カートリッジ本体４４の周壁部には、収納室６４、６６、６８Ａ、６８Ｂに対応して４個の切取部４９が等間隔に設けられている。切取部４９は切除可能に形成され、図６に示すように、切除することにより、無線通信タグ７２を装着したときにメカキー突出部７５を逃がす切欠き部５１を形成する。無線通信タグ７２を収納室６４、６６、６８Ａ、６８Ｂの何れかに装着するときは、装着しようとする収納室の周壁の切取部４９を削除して装着する。これにより、図７に示すように、カートリッジ本体４４から外側に向かって上方、下方、右上方、左方の何れかの方向にメカキー突出部７５が突出してカートリッジ側キー４３を形成する。したがって、トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２において、本体側キー９９Ａ、９９Ｂ、９９Ｃ、９９Ｄの切欠き部の方向に対応した方向にメカキー突出部７５が突出するように無線通信タグ７２を装着することにより、本体側キー９９Ａ、９９Ｂ、９９Ｃ、９９Ｄの切欠き部の方向とカートリッジ側キー４３の突出方向とを１対１に対応させることができる。故に、着脱部９６、９８、１００、１０２の夫々においては、トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２のうち、本体側キー９９Ａ、９９Ｂ、９９Ｃ、９９Ｄの切欠き部の方向とカートリッジ側キー４３の突出方向とが対応した１本だけを装着できるから、トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２の誤装着が生じることはない。レーザプリンタ１０においては、図１３に示すように、トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２は、夫々カートリッジ本体４４の底部から見てカートリッジ側キー４３が右上方、左方、下方、上方を向くように装着される。なお、カートリッジ側キー４３は、本発明のカートリッジにおける識別キーに相当する。

無線通信タグ７２内には、図９〜図１１に示すように、銅線等の導電性線材がコイル状に巻き巻かれて構成されたタグ側アンテナ８２が設けられている。タグ側アンテナ８２は、導電性線材の巻中心であるコイル軸ＴＣが無線通信タグ７２の厚さ方向と平行となるように設けられ、また軸直角方向に沿ったコイル面の形状が無線通信タグ７２の外周面に沿って湾曲している。具体的には、無線通信タグ７２には、図１０および図１１に示すように、互いに平行となるように湾曲した外壁部８４と内壁部８６とが設けられ、これらの外壁部８４と内壁部８６との間を巻芯部８８が連結している。この巻芯部８８の外周側に導電性線材が巻かれることにより、軸方向に沿って扁平なタグ側アンテナ８２が無線通信タグ７２の外周面に沿って湾曲するように構成されている。

また、メカキー突出部７５は、内部が中空に形成され、タグ側アンテナ８２の内周側の空間と連続するとともに外部から密閉された隔室部９０を形成する。隔室部９０内には回路基板９２が納められており、この回路基板９２上には無線通信タグ７２の制御回路が１チップとして集積されたＩＣチップ９４が実装されている。ＩＣチップ９４は、回路基板９２等を介してタグ側アンテナ８２に電気的に接続されている。したがって、メカキー突出部７５を削除すると回路基板９２も切断され、ＩＣチップ９４も破壊されるから、無線通信タグ７２は、レーザプリンタ１０と必要な情報を授受することが出来なくなる。そのような無線通信タグ７２を装着したトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２を装着してもレーザプリンタ１０が作動することはない。したがって、非純正品のトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２を装着することによるレーザプリンタ１０の故障や画質劣化などのトラブルを未然に防止することができる。

無線通信タグ７２としては、このようにメカキー突出部７５に回路基板９２を収容したもののほか、図１２に示すようにアンテナ８２を収容したものも可能である。図１２に示す無線通信タグ７２は、外壁部８４と内壁部８６との間に扇形断面を有する内部空間９１が形成されている。そして内壁部８６に回路基板９２が固定され、回路基板９２に直角にアンテナ８２が立設されている。メカキー突出部７５は、矢張り同様に内部が中空に形成され、内部空間９１の一部を形成している。アンテナ８２は、一部がメカキー突出部７５の内部に収容されている。したがって、メカキー突出部７５を削除すると、アンテナ８２もともに切断され、破壊されるから、無線通信タグ７２は、レーザプリンタ１０と必要な情報を授受することが出来なくなる。したがって、図１１に示すような無線通信タグ７２を用いても、非純正品のトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２を装着することによるレーザプリンタ１０の故障や画質劣化などのトラブルを未然に防止することができる。

図２、図１０、図１１、および図１３に示すように、カートリッジホルダ３４には、着脱部９６、９８間における装置奥側及び着脱部１００，１０２間における装置奥側にそれぞれプレート状のアンテナユニット１１８、１２０が設置されている。アンテナユニット１１８，１２０には、それぞれ樹脂により薄肉プレート状に成形されたケーシング部１２２が設けられると共に、このケーシング部１２２内に銅線等の導電性線材が巻き回されたコイル状の本体側アンテナ１２４が配置されている。アンテナユニット１１８，１２０は、コイル軸がケーシング部１２２の厚さ方向と平行となり、かつ軸直角方向に沿った表裏面（コイル面）がケーシング部１２２の面方向と平行になっている。ここで、カートリッジホルダ３４における上段部に配置されたアンテナユニット１１８は、その面方向が装置の幅方向（矢印Ｗ方向）と直交するように支持され、中段部と下段部との間に配置されたアンテナユニット１２０は、その面方向が装置の高さ方向Ｈ（矢印Ｈ方向）と直交するように支持されている。

図１３に示すように、カートリッジホルダ３４にトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２が装着された状態では、上側のアンテナユニット１１８は、装置の幅方向に沿ってトナーカートリッジ３６，３８間に形成される隙間に挿入されるように支持され、また下側のアンテナユニット１２０は、装置の高さ方向Ｈに沿ってトナーカートリッジ４０，４２間に形成される隙間に挿入されるように支持される。ここで、トナーカートリッジ３６は、カートリッジホルダ３４において、現像器２１、２３、２５、２７から遠い側の他の列に装着され、トナーカートリッジ３８は、現像器２１、２３、２５、２７に近い側の一の列の最上段に装着される。そして、トナーカートリッジ４０およびトナーカートリッジ４２は、それぞれ前記一の段の中断および最下段に装着される。したがって、アンテナユニット１１８は、前記一方の列と前記他方の列とにおいて互いに隣接する２個のトナーカートリッジの間に位置するアンテナであり、アンテナユニット１２０は、前記一方の列における残りの２個のトナーカートリッジの間に位置するアンテナである。

一方、カートリッジホルダ３４における着脱部９６に装着されたトナーカートリッジ３６には、収納室６８における収納部６８Ａ内に無線通信タグ７２が嵌挿され、着脱部９８に装着されたトナーカートリッジ３８には収納室６４に無線通信タグ７２が嵌挿されている。これにより、トナーカートリッジ３６におけるタグ側アンテナ８２は、そのコイル面を本体側アンテナ１２４の厚さ方向に沿った一方のコイル面に十分に近接させつつ正対させ、またトナーカートリッジ３８におけるタグ側アンテナ８２は、そのコイル面を本体側アンテナ１２４の厚さ方向に沿った他方のコイル面に十分に近接させつつ対向させる。

また、カートリッジホルダ３４における着脱部１００に装着されたトナーカートリッジ４０には、収納室６６内に無線通信タグ７２が嵌挿され、着脱部１０２に装着されたトナーカートリッジ４２には収納室６８における収納部６８Ｂ内に無線通信タグ７２が嵌挿されている。これにより、トナーカートリッジ４０におけるタグ側アンテナ８２は、そのコイル面を本体側アンテナ１２４の上面側のコイル面に十分に近接させつつ正対させ、またトナーカートリッジ４２におけるタグ側アンテナ８２は、そのコイル面を本体側アンテナ１２４の下面側のコイル面に十分に近接させつつ正対させる。

ここで、タグ側アンテナ８２と本体側アンテナ１２４との電波送受信は、通常、アンテナ間の距離が短いほど効率が良くなり、またタグ側アンテナ８２と本体側アンテナ１２４とが同軸的な位置関係に近づくほど効率が良くなる。レーザプリンタ１０では、トナーカートリッジ３８，４０，４２に取り付けられたタグ側アンテナ８２については、本体側アンテナ１２４と同軸的に支持されており、アンテナ間の距離が一定の条件下では、略最高効率で本体側アンテナ１２４との電波送受信が可能になっている。またトナーカートリッジ３６に取り付けられたタグ側アンテナ８２については、本体側アンテナ１２４に一定角度（約２０°）傾いて支持されているが、本体側アンテナ１２４との距離が十分に小さいことから、十分に高い効率で電波送受信が可能である。換言すれば、無線通信タグ７２と本体側の無線通信装置１３０（図１４に示す。）との間で使用される電波出力を十分に小さくすれば、良好な無線通信状態を維持しつつ、本体側アンテナ１２４と通信関係が設定されていない無線通信タグ７２との混信が確実に防止可能になる。ここで無線通信装置１３０とアンテナユニット１１８、１２０とは、本発明の画像形成装置における通信制御部に相当する。

また、たとえば着脱部９６に、本来装着されるべきトナーカートリッジ３６に代えてトナーカートリッジ３８、４０、または４２を装着すると、無線通信タグ７２は、アンテナユニット１１８に相対する位置にはこないから、アンテナユニット１１８の本体側アンテナ１２４は、無線通信タグ７２からの電波を受信することができない。これは、着脱部９８、１００、１０２についても同様である。このように、着脱部９６、９８、１００、１０２に誤ったトナーカートリッジを装着すると、このトナーカートリッジに装着された無線通信タグ７２からの電波がアンテナユニット１１８およびアンテナユニット１２０の何れにおいても受信されないから、アンテナユニット１１８およびアンテナユニット１２０において無線通信タグ７２からの電波が受信されたか否かに基づいて着脱部９６、９８、１００、１０２に正しいトナーカートリッジが装着されたか否かを検知でき、誤ったトナーカートリッジが装着されたときは、自動的に警報を発生することができる。

レーザプリンタ１０において、トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２をカートリッジホルダ３４における対応する着脱部９６、９８、１００、１０２に装着する際には、先ず、トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２を奥行方向に沿って装置奥側へ挿入し、トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２の先端部を駆動プレート１０８に突き当てる。これにより、トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２の先端部が駆動プレート１０８に連結されて支持され、また支持ブラケット１０６のシャッター係合部がトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２のシャッター部材５６に係合する。

次いで、ハンドル部４８を用いてトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２を時計方向へ所定角度だけ回転させることで、トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２が着脱部９６、９８、１００、１０２に装着完了する。このとき、駆動プレート１０８に配置された駆動連結板がトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２の従動連結板５２に噛み合い、駆動プレート１０８に内蔵された駆動モータが、駆動連結板及び従動連結板５２を介してトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２内のスクリューフィーダへトルク伝達可能に連結される。またトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２の着脱部９６、９８、１００、１０２での回転に連動し、支持ブラケット１０６のシャッター係合部によりトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２のシャッター部材５６が閉塞位置から開放位置ヘスライドし、トナー供給口５４が開放される。

レーザプリンタ１０では、現像器２１、２３、２５、２７の作動時に、作動している現像器２１、２３、２５、２７に対応する駆動プレート１０８に内蔵された駆動モータを回転させる。これにより、トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２は、スクリューフィーダの作用によりトナー供給口５４からトナーが所定速度で排出され、このトナーがトナー給送管１１４を通して作動状態にある現像器２１、２３、２５、２７に供給される。このとき、現像器２１、２３、２５、２７に供給されるトナー量は、現像のために消費されるトナーの量と略等しくなるように設定されている。

カートリッジホルダ３４に装着されたトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２はトナーを一時的に収容するための容器として構成されている。すなわち、レーザプリンタ１０では、現像器２１、２３、２５、２７の作動時に、トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２内からトナーを排出させ、このトナーを現像器２１、２３、２５、２７に供給し、またトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２内に充填されたトナーが全て排出されると、そのトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２が新しいものに交換される。このとき、トナーがトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２内に密封されていることから、レーザプリンタ１０に対するトナー補給を簡単な作業で行え、またトナー補給時におけるトナー飛散による装置内外の汚染も効果的に防止できる。

（無線通信システムの構成及び動作）
次に、上記のように構成された本実施形態に係るレーザプリンタにおける無線通信システムの構成及び動作について説明する。

図１４には、本発明の実施形態に係る無線通信システムの構成がブロック図として示されている。この無線通信システム１２８は、４個のトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２にそれぞれ取り付けられた無線通信タグ７２及び装置本体側に配置された無線通信装置１３０により構成されている。無線通信装置１３０は、カートリッジホルダ３４に配置された２個のアンテナユニット１１８，１２０及び、これらのアンテナユニット１１８，１２０にそれぞれ内蔵された本体側アンテナ１２４に接続された本体部１３２を備えている。

前述したように、各トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２に取り付けられる無線通信タグ７２は、コイル上のタグ側アンテナ８２及び回路基板９２上に実装されたＩＣチップ９４を備えている。ＩＣチップ９４には、図7に示すように、ＣＰＵ１３４、送受信回路１３６、電源回路１３８、ＲＯＭ１４０及びＥＥＰＲＯＭ１４２が集積された単一素子として構成されている。ＣＰＵ１３４は、ＲＯＭ１４０に格納された制御プログラムに従って無線通信タグ７２全体を制御する。またＲＯＭ１４０には、制御プログラムに加えて、トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２の種類に応じた固有の情報としてマルチＩＤ、パスワード及びシステムＩＤが格納されている。ここで、マルチＩＤとは、基本的にトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２に種類に対応して予め決められたデータであり、またパスワード及びシステムＩＤは、それぞれ無線通信装置１３０との情報交換を許可された無線通信タグ７２であることを確認するためのデータである。

一方、ＥＥＰＲＯＭ１４２は、記憶情報を維持するための電力が不要とされた不揮発性の情報記憶素子であり、ＣＰＵ１３４により任意の情報を書き込むと共に、書き込まれた情報から任意のものを読み出すことが可能とされている。具体的には、ＥＥＰＲＯＭ１４２には、例えば、ＣＰＵ１３４により下記のような情報が書き込まれ、必要に応じて書き込まれた情報の内容が更新される。

(1) 感光体ドラム２０，２２，２４，２６に対する露光量、帯電量、現像バイアス等のプロセス情報
(2) トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２についてのロット番号、製造日、種類、保存期間、認識番号、リサイクル回数、リサイクル回数の上限値、カートリッジの構成部品の交換時期
(3) トナーについてのロット番号、製造日、充填量、種類、保存期間、リサイクル回数、リサイクル回数の上限値。

但し、トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２は、カートリッジ側キー４３の突出方向によって識別できるから、ＣＰＵ１３４に共通の情報を書きこむようにしてもよい。

無線通信タグ７２における送受信回路１３６は、情報送信時には、ＣＰＵ１３４から送られてきたパラレルの情報信号をシリアルの情報信号に変換した後、この情報信号により変調された電気信号をタグ側アンテナ８２へ出力する。これにより、タグ側アンテナ８２からは、ＣＰＵ１３４からの情報信号に対応する電波信号が出力（放射）される。また送受信回路１３６は、情報受信時には、タグ側アンテナ８２により受信した電波信号により得られた電気信号をシリアルの情報信号に復調した後、この情報信号をパラレルの情報信号に変換してＣＰＵ１３４に出力する。

無線通信タグ７２における電源回路１３８は、無線通信装置１３０との送受信時に、タグ側アンテナ８２に電磁誘導により生じた所定周波数の交流電流を情報信号から分離し、この交流電流を直流電流に変換した後、ＣＰＵ１３４及び送受信回路１３６に供給する。これにより、ＣＰＵ１３４及び送受信回路１３６には、無線通信装置１３０との送受信時に必要な電力が供給され、無線通信タグ７２には電池、バッテリ等の電源が不要とされている。

図１４に示すように、無線通信装置１３０の本体部には、ＣＰＵ１４４、送受信回路１４６、電源回路１４８、ＲＯＭ１５０、ＲＡＭ１５２及びインターフェイス回路１５４が設けられている。ここで、送受信回路１４６は、アンテナに対して２個の入出力端子１４６Ａ，１４６Ｂを備えており、一方の入出力端子１４６Ａにはアンテナユニット１１８の本体側アンテナ１２４が接続され、他方の入出力端子１４６Ｂにはアンテナユニット１２０の本体側アンテナ１２４が接続されている。送受信回路１４６は、無線通信タグ７２との情報送受信時に、情報の入出力先に応じて入出力端子１４６Ａ，１４６Ｂの一方のみをオン状態とし、他方をオフ状態とする。

ＣＰＵ１４４は、ＲＯＭ１５０に格納された制御プログラムに従って無線通信装置１３０全体を制御する。またＲＯＭ１５０には、制御プログラムに加えて、全てのトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２についてのマルチＩＤ、パスワード及びシステムＩＤが格納されている。ＣＰＵ１４４は、無線通信タグ７２から入力したマルチＩＤ及びパスワードをＲＯＭ１５０に格納されたマルチＩＤ及びパスワードと比較することで、電波通信中の無線通信タグ７２が取り付けられているトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２の種類を識別すると共に、無線通信装置１３０との情報交換を許可された無線通信タグ７２であることを確認する。

ＣＰＵ１４４は、インターフェイス回路１５４を通してレーザプリンタ１０の中央制御部（図示省略）から送られてきた各トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２毎の感光体ドラム２０，２２，２４，２６に対する露光量、帯電量、現像バイアス等のプロセス情報、このプロセス情報に基づいて演算されるトナー消費量等の書き込み情報をＲＡＭ１５２に一時記憶させた後、所定のタイミングでＲＡＭ１５２から送信情報を読み出し、無線通信タグ７２へ送信する。これにより、無線通信タグ７２のＣＰＵ１３４は、無線通信装置１３０から受信した書き込み情報をＥＥＰＲＯＭ１４２に書き込み、トナーの充填量から消費量を減算したトナー残量をＥＥＰＲＯＭ１４２に記録する。

本体部における送受信回路１４６は、情報送信時には、ＣＰＵ１４４から送られてきたパラレルの情報信号をシリアルの情報信号に変換した後、この情報信号により変調された電気信号を２個の本体側アンテナ１２４の何れかに出力する。これにより、本体側アンテナ１２４からは、ＣＰＵ１４４からの情報信号に対応する電波信号が出力（輻射）される。また送受信回路１４６は、情報受信時には、本体側アンテナ１２４により受信した電波により得られた電気信号をシリアルの情報信号に復調した後、この情報信号をパラレルの情報信号に変換してＣＰＵ１４４に出力する。

本体部における電源回路１４８は、無線通信タグ７２との交信中に所定周波数の交流電流を本体側アンテナ１２４に供給する。これにより、この本体側アンテナ１２４に対向するタグ側アンテナ８２には電磁誘導が生じ、前述したように、無線通信タグ７２に電力が供給される。ここで、電源回路１４８により本体側アンテナ１２４に供給される交流電流の周波数は、送受信回路１３６，１４６により情報伝送用に用いられる電気信号の周波数と送信時は同じ帯域が選択され、受信時は異なる帯域（例えば、高周波域）が選択されている。

また本体部のＣＰＵ１４４は、トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２内から全てのトナーが排出されたことを判断した時点で、そのトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２に取り付けられた無線通信タグ７２にカウントアップ信号を送信する。このカウントアップ信号を受けた無線通信タグ７２のＣＰＵ１３４は、ＥＥＰＲＯＭ１４２に書き込まれているトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２についてのリサイクル回数及びトナーについてのリサイクル回数に“１”を加算する。

図１５には、本実施形態に係る無線通信システム１２８における通信開始処理の一連の手順が示されている。レーザプリンタ１０では、電源投入、トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２の交換、ジャム等の異常発生後のリセット処理等が行われた場合に、無線通信装置１３０のＣＰＵ１４４により無線通信システム１２８の通信開始処理を行う。

なお、無線通信システム１２８において、無線通信装置１３０との通信が行われる通信先は、正確には各トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２に取り付けられ無線通信タグ７２であるが、以下の図１５のフローチャートに係る記載では、無線通信先を正確に区別する必要ない場合は、説明を簡略化するため無線通信装置１３０の通信先を単に「トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２」と記載する。

通信開始処理では、ステップ３００にて、無線通信装置１３０側のマルチＩＤ（Ｍ）とトナーカートリッジ３６側のマルチＩＤ（Ｍ）とが一致しているか否を判断する。ステップ３００で、無線通信装置１３０側のマルチＩＤ（Ｍ）とトナーカートリッジ３６側のマルチＩＤ（Ｍ）とが一致した場合、カートリッジホルダ３４の着脱部９６に適正なトナーカートリッジ３６が装着されていると判断し、ルーチンをステップ３０４へ移行し、無線通信装置１３０がトナーカートリッジ３６との通信を開始する。また無線通信装置１３０側のマルチＩＤ（Ｍ）とトナーカートリッジ３６側のマルチＩＤ（Ｍ）が一致しない場合には、ルーチンをステップ３０２へ移行し、カートリッジホルダ３４の着脱部９６にトナーカートリッジが装着されていないか、又は着脱部９６に装着されているトナーカートリッジが不適正なものであると判断し、所定のエラー処理を実行する。

ステップ３０４〜３０６で、無線通信装置１３０とトナーカートリッジ３６との間で、パスワード照合及びシステムＩＤ照合を順に行う。このとき、トナーカートリッジ３６側のパスワード及びシステムＩＤの何れかが適正でないと判断された場合には、着脱部９６に装着されているトナーカートリッジが不適正なものであると判断し、ルーチンをステップ３０８へ移行し、所定のエラー処理を実行する。またトナーカートリッジ３６側のパスワード及びシステムＩＤの双方が適正であると判断された場合には、ルーチンを３１０へ移行し、無線通信装置１３０のＣＰＵ１４４は、トナーカートリッジ３６における無線通信タグ７２を制御し、ＥＥＰＲＯＭ１４２から感光体ドラム２０，２２，２４，２６に対する露光量、帯電量、現像バイアス等のプロセス情報及びトナーについての充填量、種類及び保存期間等のトナー情報を読み取る。

ステップ３１２では、無線通信装置１３０におけるＣＰＵ１４４は、トナーカートリッジ３６におけるＣＰＵ１３４との間で、ＥＥＰＲＯＭ１４２から読み取った情報がＥＥＰＲＯＭ１４２に書き込まれているから情報と一致しているか否かを判断するリードチェックを実行し、双方の情報が一致している場合には、ルーチンをステップ３１４へ移行し、また双方の情報が一致していない場合には、ルーチンをステップ３１０にリターンし、ＥＥＰＲＯＭ１４２から読み取った情報がＥＥＰＲＯＭ１４２に書き込まれた情報と一致するまで、ＥＥＰＲＯＭ１４２に対する情報の読み取り処理を繰り返す。

ステップ３１４では、無線通信装置１３０のＣＰＵ１４４は、レーザプリンタ１０固有の識別番号、ユーザ固有の識別番号、トナーカートリッジ３６の使用開始時間等の初期情報をトナーカートリッジ３６における無線通信タグ７２へ送信し、この初期情報を無線通信タグ７２のＥＥＰＲＯＭ１４２に書き込む。ステップ３１６では、無線通信装置１３０におけるＣＰＵ１４４は、トナーカートリッジ３６におけるＣＰＵ１３４との間で、送信した初期情報がＥＥＰＲＯＭ１４２に誤り無く書き込まれた否かを判断するリードチェックを実行し、双方の情報が一致している場合には、トナーカートリッジ３６との通信開始処理を終了させる。また双方の初期情報が一致していない場合には、ルーチンをステップ３１４にリターンし、無線通信タグ７２に送信した初期情報がＥＥＰＲＯＭ１４２に書き込まれた情報と、ＥＥＰＲＯＭ１４２に対する情報の書き込み処理を繰り返す。

無線通信システム１２８では、上記したＭトナーを収容したトナーカートリッジ３６についての通信開始処理が完了したならば、他のＹ、Ｋ及びＣのトナーを収容したトナーカートリッジ３８，４０，４２との間でも、図8に示される一連の通信開始処理と基本的に同一の処理を順に実行する。レーザプリンタ１０の中央制御は、無線通信装置１３０と全てのトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２との間の通信開始処理が終了した後、画像形成動作が開始可能となるようにインターロックを解除する。

また中央制御部は、画像形成を１回行う毎に、又は画像形成を所定回数行う毎に、無線通信装置１３０におけるインターフェイス回路１５４を通して各トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２に対応するプロセス情報、トナー消費量等に関する情報をＣＰＵ１４４に出力する。ＣＰＵ１４４は、中央制御部からの情報を対応するトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２の無線通信タグ７２に送信すると共に、その無線通信タグ７２のＥＥＰＲＯＭ１４２に中央制御部からの情報を書き込む。

（実施形態の作用）
次に、上記のように構成された本実施形態に係るレーザプリンタ１０による作用について説明する。

本実施形態に係るレーザプリンタ１０の備える無線通信システム１２８では、トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２にそれぞれ配置されたタグ側アンテナ８２を、そのコイル軸ＴＣが着脱部９６、９８、１００、１０２に対する挿脱方向に対して略直交するようにトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２により支持することにより、タグ側アンテナ８２をトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２の端面部を覆うように配置する必要がなくなるので、トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２の端面部にキャップ部４６、従動連結板５２等が配置されている場合でも、これらの部品等に干渉しないように、無線通信タグ７２をトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２に容易に取り付けることができる。

また、本実施形態に係るレーザプリンタ１０においては、前述のように、トナーカートリッジ３６においてはカートリッジ側キー４３の突出方向が着脱部９６に設けられた本体側キー９９Ａの切欠き部の方向と一致している。同様に、カートリッジ側キー４３の突出方向は、トナーカートリッジ３８においては着脱部９８に設けられた本体側キー９９Ｂの切欠き部の方向と、トナーカートリッジ４０において着脱部１００に設けられた本体側キー９９Ｃの切欠き部の方向と、トナーカートリッジ４２において着脱部１０２に設けられた本体側キー９９Ｄの切欠き部の方向と一致している。したがって、トナーカートリッジ３６は、着脱部９６以外には装着できず、トナーカートリッジ３８は、着脱部９８以外には装着できない。同様に、トナーカートリッジ４０は、着脱部１００以外には装着できず、トナーカートリッジ４２は、着脱部１０２以外には装着できない。

更に、無線通信システム１２８では、本体側アンテナ１２４を、そのコイル軸ＢＣがトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２の着脱部９６、９８、１００、１０２に対する挿脱方向に略直交し、かつ該コイル軸ＢＣに直交するコイル軸直角方向に沿ったコイル面がてタグ側アンテナ８２のコイル面に対向するように、カートリッジホルダ３４に配置したことより、本体側アンテナ１２４を装置本体におけるトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２の端面部に対向する部分に配置する必要がなくなるので、装置本体におけるトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２の端面部に対向する部分に駆動連結板等の部品が配置されている場合でも、これらの部品へ干渉しないように、本体側アンテナ１２４を装置本体に容易に配置できる。

具体的には、無線通信システム１２８では、２個の本体側アンテナ１２４が２個のトナーカートリッジ３６，３８間に生じる隙間及び、２個のトナーカートリッジ４０，４２間に生じる隙間にそれぞれ配置されているので、従来、レーザプリンタでは有効利用されることが少なかった空間（デッドスペース）に本体側アンテナ１２４を配置でき、かつ本体側アンテナ１２４をタグ側アンテナ８２に十分に近接させつつ、タグ側アンテナ８２に対向させることも容易になるので、装置本体内の狭い空間に本体側アンテナ１２４を効率的に配置でき、かつ無線通信装置１３０と各トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２に取り付けられた無線通信タグ７２との間における電磁誘導による電力供給及び電波通信も確実に行えるようになる。

また無線通信システム１２８では、１個の本体側アンテナ１２４の表面部及び裏面部をそれぞれ異なるタグ側アンテナ８２に対向していることから、本体側アンテナ１２４を小型のもの、具体的には、タグ側アンテナ８２と略同一サイズにした場合でも、１個の本体側アンテナ１２４と２個のタグ側アンテナ８２との間での電磁誘導及び電波送受信を確実に実行できるようになる。

２．実施形態２
実施形態１に係るレーザプリンタ１０に使用できるトナーカートリッジの別の例について以下に説明する。

実施形態２に係るトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２は、図１６に示すように収納室６８Ａの壁面のうち、外周壁に切取部２４９Ａと切取部２４９Ｂとが１部が重なり合うように互いに隣接して設けられている。そして、内周壁５０に、無線通信タグ７２を固定する固定リブ２６８Ａ、２６８Ｂ、２６８Ｃがカートリッジ本体４４の軸線方向に沿って設けられている。

一方、図１７に示すように、収納室６８Ａに装着される無線通信タグ２７２の底面には、固定リブ２６８Ａ、２６８Ｂ、２６８Ｃに嵌合する凹溝２７４Ａ、２７４Ｂ、２７４Ｃが設けられている。

収容室６８Ａに無線通信タグ２７２を装着するときは、図１６に示すように、切取部２４９Ａと切取部２４９Ｂとの何れか一方を削除してメカキー突出部７５を逃がす切欠き部２５１を形成し、図１８に示すように、凹溝２７４Ａと凹溝２７４Ｃ、または凹溝２７４Ｂと凹溝２７４Ｃとが固定リブ２６８Ａ、２６８Ｂ、２６８Ｃのうちの２つに嵌合するように装着する。図１８において、実線は切取部２４９Ｂを削除したときの、二点鎖線は切取部２４９Ａを削除したときの無線通信タグ２７２の挿着位置を示す。切取部２４９Ｂを削除したときは、図１８において実線で示すように、凹溝２７４Ｂと凹溝２７４Ｃとが夫々固定リブ２６８Ｂと固定リブ２６８Ｃとに嵌合するように無線通信タグ２７２を装着する。このとき、固定リブ２６８Ａは、無線通信タグ２７２の左側の側面に当接する。一方、切取部２４９Ａを削除したときは、図１８において二点鎖線で示すように、凹溝２７４Ａと凹溝２７４Ｃとが夫々固定リブ２６８Ａと固定リブ２６８Ｂとに嵌合するように無線通信タグ２７２を装着する。ここで、図１６〜図１８に示すように、固定リブ２６８Ａ、２６８Ｂ、２６８Ｃは左から右に向かって配列されているから、切取部２４９Ａを削除して装着したときの無線通信タグ２７２の装着位置である第１の装着位置は、切取部２４９Ｂを削除して装着したときの無線通信タグ２７２の装着位置である第２の装着位置の左隣である。

これらの点を除いては、実施形態２に係るトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２、および無線通信タグ２７２の構成は、実施形態１で述べた通りである。

このように、実施形態２に係るトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２は、切取部２４９Ａと切取部２４９Ｂとの何れを削除するかを選択することにより、同一の収容室６８Ａにおいても無線通信タグ２７２の装着位置を選択できるから、カートリッジ側キー４３の位置も選択できる。したがって、たとえば、トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２に収容されたトナーの色だけでなく、どのメーカのレーザプリンタに装着すべきかという情報も、カートリッジ側キー４３の位置によって表すことができるから、無線通信タグ２７２に記録すべき情報を更に共通化できる。

３．実施形態３
実施形態１に係るレーザプリンタ１０に使用できるトナーカートリッジおよび前記トナーカートリッジに装着される無線通信タグの更に別の例について以下に説明する。

実施形態２に係るトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２は、図１９に示すように収納室６８Ａの外周壁に切取部３４９Ａと切取部３４９Ｂとが互いに隣接して設けられている。切取部３４９Ａと切取部３４９Ｂとには、装着した無線通信タグ３７２を収納室６８Ａから脱出しないように保持する保持爪３５０Ａおよび３５０Ｂが夫々設けられている。

一方、図２０に示すように、無線通信タグ３７２においては、外壁部８４即ち円柱状に湾曲した側の面における一方の短円寄りの部分からメカキー突出部７５が突出している。そして、メカキー突出部７５が突出する側の側板３７４Ａの上縁には、保持爪３５０Ａおよび３５０Ｂと係合して無線通信タグ３７２を係止する保持爪受け部３７１Ａおよび３７１Ｂがメカキー突出部７５を間に挟むように設けられている。

無線通信タグ３７２をトナーカートリッジ３６、３８、４０、４２の収納室６８Ａに装着するときは、図２１および図２２に示すように、切取部３４９Ａと切取部３４９Ｂとの一方を削除する。切取部３４９Ａを削除したときは、図２１に示すように、無線通信タグ３７２においては、切取部３４９Ａを削除して形成された切欠き部３５１Ａからメカキー突出部７５が突出し、同時に、残った切取部３４９Ｂの保持爪３５０Ｂが保持爪受け３７１Ｂと係合して無線通信タグ３７２を保持する。一方、切取部３４９Ｂを削除したときは、図２２に示すように、無線通信タグ３７２においては、メカキー突出部７５は切取部３４９Ｂを削除して形成された切欠き部３５１Ｂから突出し、同時に、残った切取部３４９Ｂの保持爪３５０Ｂが保持爪受け３７１Ｂと係合して無線通信タグ３７２を保持する。

このように、切取部３４９Ａおよび切取部３４９Ｂの何れか一方を削除したときは、残った方によって無線通信タグ３７２が保持される。

しかし、切取部３４９Ａと切取部３４９Ｂとの両方を削除すると、図２３に示すように、保持爪受け３７１Ａおよび保持爪受け３７１Ｂの何れかに係合して無線通信タグ３７２を保持する部材は無いから、無線通信タグ３７２は最早収容室６８Ａ内部には固定されず、自由に動き回る。したがって、メカキー突出部７５は、識別キーとしては機能し得なくなるので、トナーカートリッジ３６、３８、４０、４２のうち使用済みのものを回収してたとえば異なる色のトナーを充填し、無線通信タグ３７２を再装着して再生することは極めて困難である。

本発明は、識別情報タグを設けたカートリッジを装着して使用する形態の画像形成装置であれば、どのようなものにも適用できる。

図１は、実施形態１に係るレーザプリンタの全体的な構成を示す概略断面図である。 図２は、図１に示すレーザプリンタの備えるカートリッジホルダを斜め上方から見た構成を示す斜視図である。 図３は、図２に示すカートリッジホルダからトナーカートリッジを脱着したところを斜め前方から見たところを示す斜視図である。 図４は、図２に示すカートリッジホルダからトナーカートリッジを脱着したところを後方から見たところを示す斜視図である。 図５は、図２に示すカートリッジホルダの備える着脱部における入口部の構成を示す拡大斜視図である。 図６は、図１に示すレーザプリンタに装着されるトナーカートリッジを底面側から見たところを示す斜視図である。 図７は、図６に示すトナーカートリッジに無線通信タグを装着したところを示す斜視図である。 図８は、前記無線通信タグの外形を示す斜視図である。 図９は、前記無線通信タグの内部構造の一例を示す断面図である。 図１０は、無線通信タグを装着したトナーカートリッジの軸線方向に沿った断面を示す断面図である。 図１１は、無線通信タグを装着したトナーカートリッジの半径方向に沿った断面を示す断面図である。 図１２は、前記無線通信タグの内部構造の一例を示す断面図である 図１３は、無線通信タグを装着したトナーカートリッジをレーザプリンタに装着したときの、メカキー突出部とレーザプリンタに設けられたアンテナユニットとの相対的な位置関係を示す斜視図である。 図１４は、前記無線通信タグと本体側の無線通信装置とにより構成される無線通信システムの構成の概略を示すブロック図である。 図１５は、前記無線通信システムにおける通信開始処理の一連の手順を示すフローチャートである。 図１６は、実施形態２に係るトナーカートリッジの底面側の構成を示す斜視図である。 図１７は、図１６に示すトナーカートリッジに装着される無線通信タグの斜視図である。 図１８は、図１７に示す無線通信タグを図１６に示すトナーカートリッジの収納室に装着したところを底面から見たところを示す平面図である。 図１９は、実施形態３に係るトナーカートリッジの底面側の構成を示す斜視図である。 図２０は、図１９に示すトナーカートリッジに装着される無線通信タグの外形を示す斜視図である。 図２１は、図１９に示すトナーカートリッジにおいて、２枚の切取部のうちの１枚を削除して図２０に示す無線通信タグを装着したところを示す斜視図である。 図２２は、図１９に示すトナーカートリッジにおいて、２枚の切取部のうちの１枚を削除して図２０に示す無線通信タグを装着したところを示す斜視図である。 図２３は、図１９に示すトナーカートリッジにおいて切取部を２枚とも削除したときの無線通信タグの状対を示す。

符号の説明

１０ レーザプリンタ
２１ 現像器
２１ 現像部
３４ カートリッジホルダ
３６ カートリッジ
３６ トナーカートリッジ
３８ トナーカートリッジ
４０ トナーカートリッジ
４２ トナーカートリッジ
４３ カートリッジ側キー
４４ カートリッジ本体
４５ 底板部
４９ 切取部
５１ 切欠き部
６４ 収納室
６６ 収納室
６８Ａ 収納室
６８Ｂ 収納室
７２ 無線通信タグ
９６ 着脱部
９８ 着脱部
９９Ａ 本体側キー
９９Ｂ 本体側キー
９９Ｃ 本体側キー
９９Ｄ 本体側キー
１００ 着脱部
１０２ 着脱部
１２２ ケーシング部
１２４ 本体側アンテナ
１２８ 無線通信システム
１３０ 無線通信装置
２４９Ａ 切取部
２４９Ｂ 切取部
２５１ 切欠き部
２６８Ａ 固定リブ
２６８Ｂ 固定リブ
２６８Ｃ 固定リブ
２７２ 無線通信タグ
２７４Ａ 凹溝
２７４Ｂ 凹溝
２７４Ｃ 凹溝
３４９Ａ 切取部
３４９Ｂ 切取部
３５０Ａ 保持爪
３５０Ｂ 保持爪
３５１Ａ 切欠き部
３５１Ｂ 切欠き部
３７１Ａ 保持爪受け部
３７１Ｂ 保持爪受け部
３７２ 無線通信タグ
３７４Ａ 側板

Claims (5)

1. 画像形成装置の着脱部に着脱可能に装着されるカートリッジであって、
   前記カートリッジには、他のカートリッジと識別する識別情報が記憶された識別情報タグが装着されるとともに、前記識別情報タグには、前記着脱部に設けられた切り欠き部と係合することによって前記カートリッジを前記着脱部に装着可能とするように形成された識別キーが設けられ、前記カートリッジは、同一の形状の識別情報タグを装着する複数のタグ取付部を有し、前記識別情報タグは前記タグ取付部のうちの１つに装着され、 前記タグ取付部の壁面には、前記壁面の特定部分を切り欠くことによって前記識別タグが装着可能になる切欠き部が複数箇所形成され、前記切欠き部は、２箇所以上を切り欠くと前記識別情報タグが固定できなくなるように形成されてなることを特徴とするカートリッジ。
2. 前記識別キーは前記カートリッジの表面から突出した突出部である請求項１に記載のカートリッジ。
3. 前記識別情報タグは、前記画像形成装置との間で非接触で通信する非接触通信タグである請求項１または２に記載のカートリッジ。
   情報タグが装着可能になるように形成されてなる請求項４に記載のカートリッジ。
4. 同一機能を有するカートリッジにおいては、前記識別情報タグに記憶させる情報を共通化したことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のカートリッジ。
5. 画像形成装置の着脱部に着脱可能に装着されるカートリッジであって、
   前記着脱部に設けられた切り欠き部に係合することによって前記カートリッジを前記着脱部に装着可能とするように形成された突出部である識別キーを備え
   前記識別キーの内部には、他のカートリッジと識別する識別情報が記憶された識別情報タグが設けられている
   カートリッジ。

Images