(57)【要約】【課題】現像剤収容器の初期容量に応じて適切な劣化状態まで現像剤を使用できるようにする画像形成システム等を提供することを目的とする。【解決手段】画像形成システムは、現像剤（トナーＴ）が収容される第１現像剤収容器（現像カートリッジ５Ｃ）と、第１現像剤収容器よりも多くの現像剤が収容される第２現像剤収容器（現像カートリッジ５Ｂ）と、第１現像剤収容器または第２現像剤収容器が同位置に着脱可能な画像形成装置を備えている。そして、所定量の現像剤が残っている第２現像剤収容器が画像形成装置に装着されているときよりも、前記所定量と同じ量の現像剤が残っている第１現像剤収容器が画像形成装置に装着されているときの方が、受光時間（一定時間の間に受光素子が所定値以上の強度の光を受光している時間）が短くなるように、第１現像剤収容器が構成されている。【選択図】図２
2010186077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤が収容される第１現像剤収容器と、
前記第１現像剤収容器よりも多くの現像剤が収容される第２現像剤収容器と、
前記第１現像剤収容器または前記第２現像剤収容器が同位置に着脱可能な画像形成装置と、を備えた画像形成システムであって、
前記第１現像剤収容器および前記第２現像剤収容器は、
現像剤を収容する現像剤収容室と、
前記現像剤収容室の互いに対向する側壁に設けられる一対の光透過部と、を備え、
前記画像形成装置は、
光を出射する発光素子と、
前記発光素子からの光を前記一対の光透過部を通して受光する受光素子と、
一定時間の間に前記受光素子が所定値以上の強度の光を受光している受光時間の割合が判定閾値を超えた場合に、現像剤収容器の交換時期であると判定する判定手段と、を備え、
所定量の現像剤が残っている第２現像剤収容器が画像形成装置に装着されているときよりも、前記所定量と同じ量の現像剤が残っている第１現像剤収容器が画像形成装置に装着されているときの方が、前記受光時間が短くなるように、前記第１現像剤収容器が構成されていることを特徴とする画像形成システム。
【請求項２】
前記第１現像剤収容器および前記第２現像剤収容器は、
前記現像剤収容室の内部で回転可能に設けられ、前記発光素子から前記受光素子への光路を定期的に所定時間塞ぐ遮光部材を備え、
前記第１現像剤収容器の遮光部材は、前記光路を前記第２現像剤収容器の遮光部材よりも長い時間塞ぐように、前記第２現像剤収容器の遮光部材よりも回転方向に長く形成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成システム。
【請求項３】
前記第１現像剤収容器および前記第２現像剤収容器は、
前記現像剤収容室の内部で回転可能に設けられ、前記現像剤収容室内の現像剤を搬送する搬送部材と、
前記現像剤収容室の内部で回転可能に設けられ、前記発光素子から前記受光素子への光路を定期的に所定時間塞ぐ遮光部材と、を備え、
前記第１現像剤収容器の遮光部材は、前記光路を前記第２現像剤収容器の遮光部材よりも長い時間塞ぐように、前記搬送部材に対する位置が前記第２現像剤収容器の遮光部材とは回転方向で異なるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成システム。
【請求項４】
前記第１現像剤収容器および前記第２現像剤収容器は、
前記現像剤収容室の内部で回転可能に設けられ、前記発光素子から前記受光素子への光路を定期的に所定時間塞ぐ遮光部材を備え、
前記第１現像剤収容器には、前記光路を前記第２現像剤収容器の遮光部材よりも長い時間塞ぐように、前記第２現像剤収容器よりも前記遮光部材が多く設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成システム。
【請求項５】
現像剤を収容する現像剤収容室と、
前記現像剤収容室の互いに対向する側壁に設けられる一対の光透過部と、
前記現像剤収容室の内部で回転可能に設けられ、前記一対の光透過部を通過する光を定期的に所定時間塞ぐ遮光部材とを備え、
前記現像剤収容室内に最初に収容される現像剤の初期容量が異なる小容量タイプと大容量タイプの少なくとも２つのタイプに設定可能であり、一の画像形成装置の同位置に着脱可能な現像剤収容器であって、
前記小容量タイプは、前記大容量タイプに比べ、前記遮光部材が回転方向に長く形成されていることを特徴とする現像剤収容器。
【請求項６】
現像剤を収容する現像剤収容室と、
前記現像剤収容室の互いに対向する側壁に設けられる一対の光透過部と、
前記現像剤収容室の内部で回転可能に設けられ、前記現像剤収容室内の現像剤を搬送する搬送部材と、
前記現像剤収容室の内部で回転可能に設けられ、前記一対の光透過部を通過する光を定期的に所定時間塞ぐ遮光部材とを備え、
前記現像剤収容室内に最初に収容される現像剤の初期容量が異なる小容量タイプと大容量タイプの少なくとも２つのタイプに設定可能であり、一の画像形成装置の同位置に着脱可能な現像剤収容器であって、
前記小容量タイプの遮光部材は、前記大容量タイプの遮光部材よりも光を塞ぐ時間が長くなるように、搬送部材に対する位置が前記大容量タイプの遮光部材とは回転方向で異なる位置に配置されていることを特徴とする現像剤収容器。
【請求項７】
現像剤を収容する現像剤収容室と、
前記現像剤収容室の互いに対向する側壁に設けられる一対の光透過部と、
前記現像剤収容室の内部で回転可能に設けられ、前記一対の光透過部を通過する光を定期的に所定時間塞ぐ遮光部材とを備え、
前記現像剤収容室内に最初に収容される現像剤の初期容量が異なる小容量タイプと大容量タイプの少なくとも２つのタイプに設定可能であり、一の画像形成装置の同位置に着脱可能な現像剤収容器であって、
前記小容量タイプは、前記大容量タイプの遮光部材よりも光を塞ぐ時間が長くなるように、前記大容量タイプに比べ、前記遮光部材が多く設けられていることを特徴とする現像剤収容器。
【請求項８】
現像剤を収容する現像剤収容室と、
前記現像剤収容室の互いに対向する側壁に設けられる一対の光透過部と、
前記現像剤収容室の内部で回転可能に設けられ、前記一対の光透過部を通過する光を定期的に所定時間塞ぐ遮光部材とを備え、
前記現像剤収容室内に最初に収容される現像剤の初期容量が異なる小容量タイプと大容量タイプの少なくとも２つのタイプに設定可能であり、一の画像形成装置の同位置に着脱可能な現像剤収容器の製造方法であって、
前記小容量タイプを製造する場合には、前記大容量タイプに用いる遮光部材よりも回転方向に長く形成された遮光部材を使用することを特徴とする現像剤収容器の製造方法。
【請求項９】
現像剤を収容する現像剤収容室と、
前記現像剤収容室の互いに対向する側壁に設けられる一対の光透過部と、
前記現像剤収容室の内部で回転可能に設けられ、前記現像剤収容室内の現像剤を搬送する搬送部材と、
前記現像剤収容室の内部で回転可能に設けられ、前記一対の光透過部を通過する光を定期的に所定時間塞ぐ遮光部材とを備え、
前記現像剤収容室内に最初に収容される現像剤の初期容量が異なる小容量タイプと大容量タイプの少なくとも２つのタイプに設定可能であり、一の画像形成装置の同位置に着脱可能な現像剤収容器の製造方法であって、
前記小容量タイプの遮光部材が前記大容量タイプの遮光部材よりも光を塞ぐ時間が長くなるように、前記小容量タイプの遮光部材を、搬送部材に対して前記大容量タイプの遮光部材とは回転方向で異なる位置に配置することを特徴とする現像剤収容器の製造方法。
【請求項１０】
現像剤を収容する現像剤収容室と、
前記現像剤収容室の互いに対向する側壁に設けられる一対の光透過部と、
前記現像剤収容室の内部で回転可能に設けられ、前記一対の光透過部を通過する光を定期的に所定時間塞ぐ遮光部材とを備え、
前記現像剤収容室内に最初に収容される現像剤の初期容量が異なる小容量タイプと大容量タイプの少なくとも２つのタイプに設定可能であり、一の画像形成装置の同位置に着脱可能な現像剤収容器の製造方法であって、
前記小容量タイプを製造する場合には、前記大容量タイプの遮光部材よりも光を塞ぐ時間が長くなるように、前記大容量タイプを製造する場合に比べ、前記遮光部材を多く設けることを特徴とする現像剤収容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤の初期容量が異なる少なくとも２種類の現像剤収容器と、各現像剤収容器を同位置に着脱可能な画像形成装置とを備える画像形成システムと、この画像形成システムの画像形成装置に装着される現像剤収容器およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式の画像形成装置には、トナー（現像剤）を収容したカートリッジ（現像剤収容器）を着脱可能に備え、カートリッジ内のトナーを感光体に供給して画像形成を行うものがある。このような画像形成装置では、カートリッジの側壁に対向する一対の光透過窓を設け、一方の光透過窓から入射した光を他方の光透過窓から検知することで得られる受光信号に基づいてカートリッジ内のトナーの量を推定する構成が用いられることがある（特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、カートリッジ内のトナーは、繰り返し撹拌されることで徐々に劣化（帯電性能が低下）し、所定の印字枚数を超えると初期の帯電性能が得られなくなって、形成される画像の質が低下する。したがって、良好な画像を形成するためには、カートリッジ内のトナーをすべて使い切らずに、所定量残す必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−００５２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、カートリッジは、トナーの初期容量が異なる複数種類、例えば、大容量タイプと小容量タイプの２種類が設定され、販売されることが多い。しかし、従来の画像形成装置では、トナーの初期容量に拘わらず、トナーの量が一定量以下になったときにカートリッジの交換時期であると判定していた。
【０００６】
トナーの劣化の状態はおよそカートリッジの使用時間に応じるため、同じトナー残量であっても、大容量タイプに比較すると、小容量タイプの残トナーは画像の質を低下させるほど劣化が進行していない。そのため、トナーの初期容量に拘わらず、トナーの量が一定量以下になったときに交換時期であると判定すると、小容量タイプでは、残トナーが未だ使用に耐え得るにも拘わらず交換時期と判定してしまい、トナーを有効に使用できないという問題があった。
【０００７】
本発明は、以上のような背景に鑑みてなされたものであり、カートリッジ（現像剤収容器）の初期容量に応じて適切な劣化状態まで現像剤を使用できるようにする画像形成システム、現像剤収容器および現像剤収容器の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明に係る画像形成システムは、現像剤が収容される第１現像剤収容器と、前記第１現像剤収容器よりも多くの現像剤が収容される第２現像剤収容器と、前記第１現像剤収容器または前記第２現像剤収容器が同位置に着脱可能な画像形成装置と、を備えた画像形成システムであって、前記第１現像剤収容器および前記第２現像剤収容器は、現像剤を収容する現像剤収容室と、前記現像剤収容室の互いに対向する側壁に設けられる一対の光透過部と、を備え、前記画像形成装置は、光を出射する発光素子と、前記発光素子からの光を前記一対の光透過部を通して受光する受光素子と、一定時間の間に前記受光素子が所定値以上の強度の光を受光している受光時間の割合が判定閾値を超えた場合に、現像剤収容器の交換時期であると判定する判定手段と、を備え、所定量の現像剤が残っている第２現像剤収容器が画像形成装置に装着されているときよりも、前記所定量と同じ量の現像剤が残っている第１現像剤収容器が画像形成装置に装着されているときの方が、前記受光時間が短くなるように、前記第１現像剤収容器が構成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る画像形成システムによれば、所定量の現像剤が残っている第２現像剤収容器が画像形成装置に装着されているときよりも、前記所定量と同じ量の現像剤が残っている第１現像剤収容器が画像形成装置に装着されているときの方が、受光時間が短くなる。これにより、第２現像剤収容器内の現像剤が所定残量となったときに一定時間に対する受光時間の割合が判定閾値を超えるのに対し、第１現像剤収容器内の現像剤が前記所定残量となっても受光時間の割合が判定閾値を超えないといった状況を作り出すことができる。
【００１０】
その結果、判定手段は、大容量タイプの第２現像剤収容器については現像剤が所定残量となったときに交換時期と判定するのに対し、小容量タイプの第１現像剤収容器については前記所定残量よりも少ない残量となったときに交換時期と判定する。そのため、従来は有効に使用できなかった小容量タイプの第１現像剤収容器内の現像剤を適切な劣化状態まで使用することができる。
【００１１】
また、本発明に係る現像剤収容器は、現像剤を収容する現像剤収容室と、前記現像剤収容室の互いに対向する側壁に設けられる一対の光透過部と、前記現像剤収容室の内部で回転可能に設けられ、前記一対の光透過部を通過する光を定期的に所定時間塞ぐ遮光部材とを備え、前記現像剤収容室内に最初に収容される現像剤の初期容量が異なる小容量タイプと大容量タイプの少なくとも２つのタイプに設定可能であり、一の画像形成装置の同位置に着脱可能な現像剤収容器であって、前記小容量タイプは、前記大容量タイプに比べ、前記遮光部材が回転方向に長く形成されていることを特徴とする。
【００１２】
なお、遮光部材を長く形成する代わりに以下のように構成してもよい。すなわち、小容量タイプの遮光部材の搬送部材に対する位置を、大容量タイプの遮光部材よりも光を塞ぐ時間が長くなるように、大容量タイプの遮光部材とは回転方向で異なる位置に配置してもよい。また、小容量タイプについては、大容量タイプよりも多くの遮光部材を設けてもよい。
【００１３】
本発明に係る現像剤収容器によれば、小容量タイプの方が大容量タイプよりも光を塞ぐ時間が長くなるので、画像形成装置において小容量タイプの方が大容量タイプよりも受光時間を短くでき、小容量タイプの現像剤を適切な劣化状態まで使用することができる。
【００１４】
なお、前述した現像剤収容器の製造方法は、以下のように行えばよい。
タイプによって遮光部材の長さが異なる現像剤収容器を製造する方法では、小容量タイプを製造する場合に、大容量タイプに用いる遮光部材よりも回転方向に長く形成された遮光部材を使用すればよい。
【００１５】
また、タイプによって遮光部材の搬送部材に対する位置が異なる現像剤収容器を製造する方法では、小容量タイプの遮光部材が大容量タイプの遮光部材よりも光を塞ぐ時間が長くなるように、小容量タイプの遮光部材を、搬送部材に対して大容量タイプの遮光部材とは回転方向で異なる位置に配置させればよい。
【００１６】
さらに、タイプによって遮光部材の数が異なる現像剤収容器を製造する方法では、小容量タイプを製造する場合に、大容量タイプを製造する場合よりも多くの遮光部材を設ければよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、所定量の現像剤が残っている第２現像剤収容器が画像形成装置に装着されているときよりも、前記所定量と同じ量の現像剤が残っている第１現像剤収容器が画像形成装置に装着されているときの方が、受光時間が短くなるので、現像剤収容器の初期容量に応じて適切な劣化状態まで現像剤を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの断面図である。
【図２】大容量タイプの現像カートリッジを示す拡大断面図（ａ）と、小容量タイプの現像カートリッジを示す拡大断面図（ｂ）である。
【図３】現像カートリッジ周辺の構成を示す図２のIII−III断面図である。
【図４】受光素子の受光信号を示すタイムチャートである。
【図５】（ａ）〜（ｄ）はアジテータの動作とトナーの動きを説明するための断面図である。
【図６】タイプに応じて遮光部材の位置を変える形態を示す図であり、小容量タイプの現像カートリッジを示す拡大断面図（ａ）と、大容量タイプの現像カートリッジを示す拡大断面図（ｂ）である。
【図７】図６の形態における受光素子の受光信号を示すタイムチャートである。
【図８】タイプに応じて遮光部材の数を変える形態を示す図であり、小容量タイプの現像カートリッジを示す拡大断面図（ａ）と、大容量タイプの現像カートリッジを示す拡大断面図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜レーザプリンタの概略構成＞
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明において、方向はレーザプリンタを使用するユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１における左側を「前」、右側を「後」とし、手前側を「右」、奥側を「左」とする。また、図１における上下方向を「上下」とする。
【００２０】
図１に示すように、レーザプリンタ１は、本体筐体２内に、用紙Ｐを供給する給紙部３と、露光装置４と、用紙Ｐ上にトナー像を転写するプロセスユニット５と、用紙Ｐ上に転写されたトナー像を熱定着させる定着装置６とを主に備えている。
【００２１】
給紙部３は、本体筐体２内の下部に設けられ、用紙Ｐを収容する給紙トレイ３１と、用紙Ｐの前側を持ち上げる用紙押圧板３２およびリフトレバー３３と、ピックアップローラ３４と、給紙ローラ３５と、給紙パッド３６と、レジストローラ３７とを主に備えている。給紙トレイ３１内の用紙Ｐは、リフトレバー３３と用紙押圧板３２によってピックアップローラ３４に寄せられ、ピックアップローラ３４によって送り出される。送り出された用紙Ｐは、給紙ローラ３５と給紙パッド３６によって１枚ずつ分離され、レジストローラ３７を通り、感光体ドラム５１と転写ローラ５３との間に向けて搬送される。
【００２２】
露光装置４は、本体筐体２内の上部に設けられ、図示しないレーザ発光部と、回転駆動するポリゴンミラー４１と、レンズ４２，４３と、反射鏡４４，４５とを主に備えている。レーザ発光部から出射された画像データに基づくレーザ光（鎖線参照）は、ポリゴンミラー４１、レンズ４２、反射鏡４４、レンズ４３、反射鏡４５の順に反射または通過して、感光体ドラム５１の表面上に高速走査にて照射される。
【００２３】
プロセスユニット５は、露光装置４の下方に配置され、本体筐体２に設けられたフロントカバー２１を開いたときにできる開口から本体筐体２に対して着脱可能に装着される構成となっている。このプロセスユニット５は、感光体ユニット５Ａと、現像剤収容器の一例としての現像カートリッジ５Ｂとから構成されている。
【００２４】
感光体ユニット５Ａは、感光体フレーム５０Ａ内に、感光体ドラム５１と、帯電器５２と、転写ローラ５３とを主に備えている。また、現像カートリッジ５Ｂは、感光体ユニット５Ａに対して着脱可能に装着される構成となっており、現像フレーム５０Ｂ内に、現像ローラ５４と、供給ローラ５５と、層厚規制ブレード５６とを主に備え、現像剤の一例としてのトナーを収容するトナー収容室５８（現像剤収容室）を有する。
【００２５】
プロセスユニット５では、感光体ドラム５１の表面が、帯電器５２により一様に帯電された後、露光装置４からのレーザ光の高速走査によって露光されることで、感光体ドラム５１上に画像データに基づく静電潜像が形成される。また、トナー収容室５８内のトナーは、供給ローラ５５を介して現像ローラ５４に供給され、現像ローラ５４と層厚規制ブレード５６との間に進入して一定厚さの薄層として現像ローラ５４上に担持される。
【００２６】
現像ローラ５４上に担持されたトナーは、現像ローラ５４から感光体ドラム５１上に形成された静電潜像に供給される。これにより、静電潜像が可視像化され、感光体ドラム５１上にトナー像が形成される。その後、感光体ドラム５１と転写ローラ５３との間を用紙Ｐが搬送されることで感光体ドラム５１上のトナー像が用紙Ｐ上に転写される。
【００２７】
定着装置６は、プロセスユニット５の後方に設けられ、加熱ローラ６１と、加熱ローラ６１との間で用紙Ｐを挟持する加圧ローラ６２とを主に備えている。用紙Ｐに転写されたトナー像は、加熱ローラ６１と加圧ローラ６２との間を用紙Ｐが搬送されることで熱定着される。トナー像が熱定着された用紙Ｐは、定着装置６から排出経路２３に搬送され、排出経路２３から排出ローラ２４によって排紙トレイ２２上に排出される。
【００２８】
＜現像カートリッジの交換時期の判定＞
次に、現像カートリッジ５Ｂの交換時期の判定について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明においては、まず交換時期の判定に関係する現像カートリッジ５Ｂおよび本体筐体２の構成について説明した後、本実施形態の交換時期の判定について説明する。
【００２９】
（現像カートリッジの構成）
レーザプリンタ１に装着可能な現像カートリッジ５Ｂは、トナーの初期容量が異なる２種類のタイプが設定されるようになっている。具体的には、例えば、印字可能枚数が６０００枚に設定された大容量タイプと、印字可能枚数が３０００枚に設定され、大容量タイプよりもトナーの初期容量が少ない小容量タイプである。
【００３０】
ここで、図２（ａ）には、第２現像剤収容器の一例としての大容量の現像カートリッジ５Ｂを示し、図２（ｂ）には、第１現像剤収容器の一例としての小容量の現像カートリッジ５Ｃを示している。そして、本実施形態においては、これら２種類の現像カートリッジ５Ｂ，５Ｃと、これら２種類の現像カートリッジ５Ｂ，５Ｃが同位置に着脱される前述したレーザプリンタ１とによって画像形成システムが構成されている。
【００３１】
各タイプの現像カートリッジ５Ｂ，５Ｃは、トナー収容室５８内に収容されるトナーＴの初期容量が異なるだけであるため基本的に構成は略同一であるが、本実施形態では後述する遮光部材７６，７６Ｃの構造が大きく異なっている。以下に、各現像カートリッジ５Ｂ，５Ｃの構造を、共通部分も含めて詳細に説明する。
【００３２】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、各現像カートリッジ５Ｂ，５Ｃは、現像フレーム５０Ｂによって、供給ローラ５５などが配置される現像室５７と、トナーＴが収容されるトナー収容室５８とに区画されている。現像室５７とトナー収容室５８とは、連通部５９によって連通している。この連通部５９は、供給ローラ５５のローラ部分の軸方向における略全幅にわたって形成されており、トナーＴは、連通部５９を介して現像室５７とトナー収容室５８との間を相互に行き来できるようになっている。
【００３３】
トナー収容室５８には、回転することでトナーＴを撹拌するアジテータ７０が配置されている。また、図３に示すように、トナー収容室５８（現像フレーム５０Ｂ）の互いに対向する側壁５０Ｌ，５０Ｒには、左右方向において対向する透明な一対の光透過部の一例としての光透過窓６０が設けられている。
【００３４】
図２に示すように、アジテータ７０は、回転支軸７１と、シート取付部７２と、搬送部材の一例としてのシート部材７３と、ワイパー取付部７４と、ワイパー７５と、遮光部材７６（または遮光部材７６Ｃ）とから主に構成されている。
回転支軸７１は、現像ローラ５４および供給ローラ５５の軸方向（左右方向）に沿って延びる軸であり、その両端が現像フレーム５０Ｂの側壁５０Ｌ，５０Ｒ（図２では一方のみ図示）に回転可能に支持されている。
【００３５】
シート取付部７２は、回転支軸７１から径方向外側に延びるように形成されており、その先端にシート部材７３が貼着などによって固定されている。
シート部材７３は、アジテータ７０の回転によって、先端がトナー収容室５８の底壁などに摺接しながらトナーＴを撹拌し、さらに現像室５７に向けて搬送する可撓性のシート状部材である。
【００３６】
ワイパー取付部７４は、回転支軸７１の軸方向両端付近にそれぞれ１箇所ずつ設けられている（図３参照）。このワイパー取付部７４は、側面から見て、シート取付部７２の回転方向後方において、シート取付部７２に対して略直角となる位置に、回転支軸７１から径方向外側に延びるように形成されている。ワイパー取付部７４には、回転支軸７１の軸方向外側の面にワイパー７５が貼着などによって固定されている。
【００３７】
ワイパー７５は、図３に示すように、光透過窓６０に摺接して光透過窓６０に付着したトナーＴを拭き取る部材であり、ウレタンゴムなどの可撓性を有する材料から形成されている。なお、図３はワイパー７５が光透過窓６０と摺接するときの位置を示している。
【００３８】
遮光部材７６，７６Ｃは、一対の光透過窓６０を通過する光（後述する発光素子８１から受光素子８２への光路）を定期的に所定時間塞ぐ部材であり、シート部材７３とワイパー７５との間に設けられてシート部材７３およびワイパー７５とともに一体に回転可能となっている。また、遮光部材７６，７６Ｃは、現像フレーム５０Ｂの側壁５０Ｌに近い位置、すなわち、発光素子８１側に配置されている。そして、図２（ｂ）に示す小容量タイプの現像カートリッジ５Ｃ内に設けられる遮光部材７６Ｃは、図２（ａ）に示す大容量タイプの現像カートリッジ５Ｂ内に設けられる遮光部材７６に比べ、回転方向に長く形成されている。これにより、小容量タイプの遮光部材７６Ｃは、大容量タイプよりも光を長い時間塞ぐようになっている。
【００３９】
なお、このような２種類のタイプの現像カートリッジ５Ｂ，５Ｃを製造するためには、小容量タイプを製造する際に、大容量タイプに用いる遮光部材７６よりも回転方向に長く形成された遮光部材７６Ｃを使用すればよい。具体的な製造方法としては、長さが異なる遮光部材７６，７６Ｃをタイプに応じて選択して回転支軸７１に固着する方法や、２種類のタイプに対応する型によってシート取付部７２、回転支軸７１、遮光部材７６（７６Ｃ）およびワイパー取付部７４を一体に形成する方法などが挙げられる。
【００４０】
以上のように構成されるアジテータ７０は、回転支軸７１に対して、本体筐体２内に設けられたモータＭから回転駆動力が付与されることで、トナー収容室５８内を図２の反時計回り方向に回転し、シート部材７３によってトナーＴを撹拌・搬送する。また、シート部材７３、遮光部材７６（７６Ｃ）およびワイパー７５は、回転支軸７１を中心に一体に回転し、この順で光透過窓６０を順次通過する。
【００４１】
（本体筐体の構成）
図３に示すように、レーザプリンタ１は、本体筐体２内に、発光素子８１と、受光素子８２と、現像カートリッジ５Ｂ，５Ｃの交換時期を判定する判定手段１１０と、ユーザにメッセージを報知する報知手段３００とを備えている。
【００４２】
発光素子８１と受光素子８２とは、本体筐体２に装着された現像カートリッジ５Ｂ，５Ｃの一対の光透過窓６０を挟むようにして対向して配置されている。このような発光素子８１および受光素子８２としては、公知の光センサを採用することができる。
【００４３】
図３に破線で示すように、発光素子８１から出射された光は、一方の光透過窓６０を通ってトナー収容室５８内に入り、他方の光透過窓６０を通って受光素子８２で受光される。受光素子８２は、受光した光の強度に応じて出力電圧値が変化する素子であり、光を受光することで図４に示すような受光信号を判定手段１１０に出力する。
【００４４】
ここで、受光信号について図４および図５を参照しながら説明する。本実施形態では、受光した光の強度が最小のときに出力電圧値が最大となり、受光した光の強度が最大のときに出力電圧値が最小となる受光素子８２を採用しているため、図４において、出力電圧値が大きいほど受光した光の強度が小さく、出力電圧値が小さいほど受光した光の強度が大きくなる。なお、「Ｖ０」は、受光素子８２が光を受光していない状態における出力値（受光した光の強度が最小のときの出力値）である。また、図４の波形は、現像カートリッジ５Ｂ，５Ｃ内のトナー残量がある程度少なめになったときの波形を示している。
【００４５】
図５（ａ）に示すように、アジテータ７０の回転によってシート部材７３がトナー収容室５８の底壁に摺接しながらトナーＴを掻き集め現像室５７側に搬送する過程において、掻き集められたトナーＴが光透過窓６０を完全に覆うと、受光素子８２はほぼ光を受光していない状態となるので、出力電圧値は最大値Ｖ０となる（図４の領域ＳＡ）。
【００４６】
アジテータ７０の回転によってシート部材７３が一対の光透過窓６０の間を通過すると、シート部材７３に搬送されることで一対の光透過窓６０の間のトナーＴの量が減るので、シート部材７３と遮光部材７６との間を光が通って、受光素子８２が受光する光の強度が強くなる（図４の領域ＳＢにおける破線の前半部分）。
【００４７】
ここで、領域ＳＢは、シート部材７３が光透過窓６０を通過してからワイパー７５が光透過窓６０を拭き取るまでの時間的領域である。そのため、領域ＳＢにおいては、ワイパー７５で光透過窓６０が拭き取られていないので（光透過窓６０に多少トナーＴが付着しているので）、光が最大値よりも多少弱めの強度になっている。
【００４８】
そして、図５（ｂ）に示すように、遮光部材７６によって発光素子８１と受光素子８２間の光が完全に遮断されると、出力電圧値は再び最大値Ｖ０となる（図４の領域ＳＢにおける破線の中間部分）。その後、遮光部材７６が光の光路から外れると、遮光部材７６とワイパー７５との間を光が通って、受光素子８２が受光する光の強度が強くなる（図４の領域ＳＢにおける破線の後半部分）。
【００４９】
この領域ＳＢにおける破線の波形は、大容量タイプの遮光部材７６に対応した波形である。これに対し、小容量タイプでは、遮光部材７６Ｃが大容量タイプよりも回転方向に長く形成されているので、図４に実線で示すように領域ＳＢにおいては、光が遮光部材７６Ｃで遮光され続け、出力電圧値が略最大値Ｖ０に維持されるようになっている。
【００５０】
図５（ｃ）に示すように、ワイパー７５によって光透過窓６０に付着したトナーＴが拭き取られると、図４に示すように、受光素子８２が受光する光の強度が最大となって、出力電圧値は最小となる（領域ＳＣ）。
【００５１】
図５（ａ）〜（ｃ）の過程で、トナーＴは現像室５７内に溜まるが、図５（ｄ）に示すように、その一部が崩れることで、トナーＴは連通部５９を通ってトナー収容室５８内に流れ込んでくる。この流れ込んだトナーＴが、光透過窓６０の少なくとも一部を覆うことにより、受光素子８２が受光する光の強度が小さくなるので、出力電圧値は大きくなる（領域ＳＤ）。
【００５２】
その後、図２に示すように、シート部材７３がトナー収容室５８の上壁や前壁に摺接している間は、光透過窓６０付近のトナーＴの移動量が小さいので出力電圧値は略一定のレベルで推移する（領域ＳＥ）。そして、シート部材７３がトナー収容室５８の底壁に溜まったトナーＴに入り込んで、トナー収容室５８の底壁に摺接しながらトナーＴを徐々に掻き集め現像室５７側に搬送することで、トナーＴによって光透過窓６０が徐々に覆われるので出力電圧値は大きくなっていき（領域ＳＦ）、光透過窓６０が完全に覆われることで出力電圧値は最大となる（領域ＳＡ）。
【００５３】
図３に示すように、判定手段１１０は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力回路などを備えて構成されている。この判定手段１１０は、ＲＯＭに記憶されたプログラムやデータ、受光素子８２からの出力などに基づいて、現像カートリッジ５Ｂ，５Ｃの交換時期を判定する。
【００５４】
交換時期の判定の基本的な流れを簡単に説明すると、図４に示すように、判定手段１１０は、まず、１又は複数個の周期（１周期はアジテータ７０が１回転する時間）が含まれる一定時間内において、出力電圧値が予め設定された受光基準値Ｖ１を超えた時間（図４では出力電圧値がＶ１を下回る時間）を算出する。ここで、受光基準値Ｖ１を超えた時間とは、所定値以上の強度の光を受光している時間を意味し、以下の説明では、便宜上「受光時間」ともいう。次に、判定手段１１０は、一定時間の間における受光時間の割合を算出する。そして、判定手段１１０は、予め設定された判定閾値と比較して、算出した割合が判定閾値を超えた場合に現像カートリッジ５Ｂ，５Ｃが交換時期であると判定する。
【００５５】
なお、出力電圧値が受光基準値Ｖ１を超えたか否かの判定方法は特に限定されない。例えば、一定時間内の受光信号を微小な時間に区切って単位時間ごとに出力電圧値が受光基準値Ｖ１を超えたか否か判定してもよいし、一定時間内の受光信号を連続的にモニタリングして出力電圧値が受光基準値Ｖ１を超えたか否か判定してもよい。また、一定時間内の受光信号から、所定時間ごとに出力電圧値をいわば点として取得（サンプリング）し、所定時間ごとの出力電圧値（各サンプリング点）が受光基準値を超えたか否かを判定してもよい。この場合は、全サンプリング点の数に占める、判定基準値を超えたサンプリング点の数の割合を算出し、この割合が判定閾値を超えたか否かで交換時期を判定することができる。
【００５６】
報知手段３００は、レーザプリンタ１を使用するユーザに対してメッセージを報知するものである。本実施形態では、報知手段３００は、判定手段１１０が「現像カートリッジ５Ｂ，５Ｃの交換時期である」と判定した場合に、その旨のメッセージをユーザに対して報知する。このような報知手段３００としては、例えば、文字や絵などでメッセージを報知する液晶ディスプレイや、音でメッセージを報知するスピーカ、光の点滅でメッセージを報知するランプなどを採用することができる。また、液晶ディスプレイ、スピーカ、ランプなどを２つ以上組み合わせた報知手段を採用してもよい。
【００５７】
＜現像カートリッジの交換時期の判定方法＞
次に、現像カートリッジの交換時期の判定方法について説明する。
所定量のトナーＴが残っている大容量タイプの現像カートリッジ５Ｂがレーザプリンタ１に装着されている場合には、図４に示すように、領域ＳＢにおいては破線、その他の領域においては実線となる出力電圧値の波形が得られる。これに対し、前記所定量と同量のトナーＴが残っている小容量タイプの現像カートリッジ５Ｃがレーザプリンタ１に装着されている場合には、図４に示すように、各領域において実線となる出力電圧値の波形が得られる。
【００５８】
したがって、大容量タイプにおいては、領域ＳＢにおいて出力電圧値が受光基準値Ｖ１を超える時間がでてくるが、小容量タイプにおいては、領域ＳＢにおいて出力電圧値が受光基準値Ｖ１を超えることはない。すなわち、所定量のトナーＴが残っている大容量タイプの現像カートリッジ５Ｂがレーザプリンタ１に装着されているときよりも、前記所定量と同じ量のトナーＴが残っている小容量タイプの現像カートリッジ５Ｃがレーザプリンタ１に装着されているときの方が、受光時間（受光基準値Ｖ１を超えた時間）が短くなるようになっている。
【００５９】
これにより、大容量タイプの現像カートリッジ５Ｂ内のトナーＴが所定残量となったときに一定時間に対する受光時間の割合（例えば１３／１００）が判定閾値（例えば１２％）を超えるのに対し、小容量タイプの現像カートリッジ５Ｃ内のトナーＴが前記所定残量となっても受光時間の割合（例えば１１／１００）が判定閾値を超えないといった状況を作り出すことができる。
【００６０】
その結果、判定手段１１０は、大容量タイプの現像カートリッジ５ＢについてはトナーＴが所定残量となったときに交換時期と判定するのに対し、小容量タイプの現像カートリッジ５Ｃについては前記所定残量よりも少ない残量となったときに交換時期と判定する。そのため、従来は有効に使用できなかった小容量タイプの現像カートリッジ５Ｃ内のトナーＴを適切な劣化状態まで使用することができる。
【００６１】
また、本実施形態によれば、小容量タイプのトナーＴを有効に利用することができるようになるので、小容量タイプの印字可能枚数を増やすことが可能となる。また、印字可能枚数を例えば３０００枚のままにして、小容量タイプに収容するトナーＴの量（トナーＴの初期容量）を減らすことが可能となる。
【００６２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【００６３】
前記実施形態では、タイプに応じて遮光部材の長さを変更したが、本発明はこれに限定されず、図６（ａ），（ｂ）に示すように、タイプに応じて遮光部材７６の位置を変更してもよい。具体的に、図６（ａ）に示す小容量タイプの遮光部材７６のシート部材７３に対する位置を、図６（ｂ）に示す大容量タイプの遮光部材７６Ｄよりも光を塞ぐ時間が長くなるように、大容量タイプの遮光部材７６Ｄとは回転方向で異なる位置に配置してもよい。ここで、図６の形態では、前記実施形態の大容量タイプの現像カートリッジ５Ｂを小容量タイプとして用い、この現像カートリッジ５Ｂの遮光部材７６の位置を変更して大容量タイプの現像カートリッジ５Ｄとしている。
【００６４】
なお、このような２種類のタイプの現像カートリッジ５Ｂ，５Ｄを製造するためには、小容量タイプの遮光部材７６が大容量タイプの遮光部材７６Ｄよりも光を塞ぐ時間が長くなるように、小容量タイプの遮光部材７６を、シート部材７３に対して大容量タイプの遮光部材７６Ｄとは回転方向で異なる位置に配置すればよい。また、遮光部材７６，７６Ｄを異なる位置に配置する方法としては、シート取付部７２に対する角度を治具で測りつつ遮光部材７６，７６Ｄを回転支軸７１に固着する方法や、２種類のタイプに対応する型によってシート取付部７２、回転支軸７１、遮光部材７６（７６Ｄ）およびワイパー取付部７４を一体に形成する方法などが挙げられる。
【００６５】
より具体的には、図６（ａ）に示す小容量タイプの現像カートリッジ５Ｂでは、前記実施形態と同様に、シート部材７３とワイパー７５との間に、遮光部材７６が配置される。これに対し、図６（ｂ）に示す大容量タイプの現像カートリッジ５Ｄでは、光を遮る機能があまり発揮されないような位置、例えばシート部材７３で搬送されるトナーＴと側面視で重なる位置（シート部材７３から回転方向前方へはみ出す位置）に遮光部材７６Ｄが配置される。
【００６６】
これにより、図７に示すように、小容量タイプでは、前記実施形態の大容量タイプと同様の波形、すなわち実線で示す波形（領域ＳＢにおいて遮光部材７６で光が所定時間だけ遮られた波形）が得られる。これに対し、大容量タイプでは、遮光部材７６Ｄで光を遮る期間が、シート部材７３で搬送されるトナーＴで光が遮られる期間（領域ＳＡ）と重なるため、領域ＳＢでは、小容量タイプとは異なり、常にＶ０より小さい出力電圧値が得られる（実線と破線を含むジグザグの波形）。
【００６７】
そのため、大容量タイプでは、領域ＳＢにおける破線で示した波形が受光基準値Ｖ１を超えた時間分だけ受光時間が、小容量タイプよりも長くなる。そのため、図６に示す形態においても、前記実施形態と同様に、小容量タイプでは、大容量タイプよりも少ない残量までトナーＴを使用することができ、トナーＴが適切な劣化状態となったときに交換することができる。
【００６８】
また、図８（ａ），（ｂ）に示すように、タイプに応じて遮光部材７６の数を変更してもよい。具体的に、図８（ｂ）に示す大容量タイプの現像カートリッジ５Ｂには、前記実施形態と同様に、遮光部材７６を１つだけ設け、図８（ａ）に示す小容量タイプの現像カートリッジ５Ｅには、大容量タイプの遮光部材７６よりも光を塞ぐ時間が長くなるように、大容量タイプよりも多く（図８では２つ）の遮光部材７６を回転方向にずらして設けてもよい。
【００６９】
なお、このような２種類のタイプの現像カートリッジ５Ｂ，５Ｅを製造するためには、小容量タイプを製造する際に、大容量タイプを製造する場合に比べ、遮光部材７６を多く設ければよい。また、タイプに応じて遮光部材の数を変更する方法としては、作業者がタイプに応じた数の遮光部材７６を適宜選択して回転支軸７１に固着する方法や、２種類のタイプに対応する型によって遮光部材７６の数が異なるアジテータ７０を形成する方法などが挙げられる。
【００７０】
これによれば、小容量タイプで遮光部材７６を多くすることで、図２（ｂ）の形態のように回転方向に長い遮光部材７６Ｃを設けるのと同じ効果を得ることができる。すなわち、図４に示すように、領域ＳＢにおいて、小容量タイプ（実線）では、２つの遮光部材７６によって大容量タイプ（破線）よりも長い時間光を遮るので、大容量タイプよりも受光時間が短くなる。そのため、図８に示す形態においても、前記実施形態と同様に、小容量タイプでは、大容量タイプよりも少ない残量までトナーＴを使用することができ、トナーＴが適切な劣化状態となったときに交換することができる。
【００７１】
なお、図８の形態では、大容量タイプの遮光部材７６の数を「１」、小容量タイプの遮光部材７６の数を「２」としたが、本発明はこれに限定されず、小容量タイプが大容量タイプよりも遮光部材の数が多ければよい。例えば、大容量タイプの遮光部材７６の数を「０」、小容量タイプの遮光部材７６の数を「１」としてもよい。
【００７２】
前記実施形態では、有色の現像フレーム５０Ｂに透明な光透過窓６０を光透過部として設ける構造を採用したが、本発明はこれに限定されず、透明の現像フレームのうち光が通る部分を光透過部としてもよい。
【００７３】
前記実施形態では、レーザプリンタ１に装着可能な現像カートリッジの種類を２種類とした例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、３種類以上に設定してもよい。
【００７４】
前記実施形態では、受光した光の強度が最小のときに出力電圧値が最大となり、受光した光の強度が最大のときに出力電圧値が最小となる受光素子８２を採用したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、受光した光の強度が最小のときに出力電圧値が最小となり、受光した光の強度が最大のときに出力電圧値が最大となる受光素子を採用してもよい。
【００７５】
前記実施形態では、現像剤収容器の一例として、現像ローラ５４、供給ローラ５５およびトナー収容室５８を有する現像カートリッジ５Ｂを採用したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、主にトナー収容室を有するトナーカートリッジを採用してもよいし、前記実施形態の感光体ユニット５Ａと現像カートリッジ５Ｂとが一体（着脱不能）に構成されたプロセスユニット（プロセスカートリッジ）を採用してもよい。
【００７６】
前記実施形態では、画像形成装置の一例としてレーザプリンタ１を採用したが、本発明はこれに限定されず、例えば、複写機や複合機などを採用してもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１      レーザプリンタ
５Ｂ    現像カートリッジ
５Ｃ    現像カートリッジ
５０Ｌ，５０Ｒ  側壁
５８    トナー収容室
６０    光透過窓
７０    アジテータ
７１    回転支軸
７２    シート取付部
７３    シート部材
７４    ワイパー取付部
７５    ワイパー
７６    遮光部材
７６Ｃ  遮光部材
８１    発光素子
８２    受光素子
１１０  判定手段
Ｔ      トナー
Ｖ１    受光基準値
【図１】
2010186077.tif 000003
【図２】
2010186077.tif 000004
【図３】
2010186077.tif 000005
【図４】
2010186077.tif 000006
【図５】
2010186077.tif 000007
【図６】
2010186077.tif 000008
【図７】
2010186077.tif 000009
【図８】
2010186077.tif 000010