(57)【要約】【課題】簡素な構成で画像形成装置とカートリッジとの間の通信を実現する技術を提供する。【解決手段】本発明は、カートリッジから供給された消耗品を使用して画像形成処理を行う画像形成装置を提供する。カートリッジは、画像形成処理に関係する情報を格納する記憶媒体と、画像形成装置と光通信を行うためのカートリッジ側光デバイスと、を有する。この画像形成装置は、画像形成処理に使用される装置側光デバイスと、光通信を制御する装置側制御部と、を備える。装置側制御部は、装置側光デバイスを制御して、カートリッジ側光デバイスを介した記憶媒体との通信を行う。【選択図】図４
2010151944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カートリッジから供給された消耗品を使用して画像形成処理を行う画像形成装置であって、
前記カートリッジは、前記画像形成処理に関係する情報を格納する記憶媒体と、前記画像形成装置と光通信を行うためのカートリッジ側光デバイスと、を有し、
前記画像形成装置は、
前記画像形成処理に使用される装置側光デバイスと、
前記光通信を制御する装置側制御部と、
を備え、
前記装置側制御部は、前記装置側光デバイスを制御して、前記カートリッジ側光デバイスを介した前記記憶媒体との通信を行う画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置であって、さらに、
前記画像形成処理に使用される感光体と、
前記装置側光デバイスから除電用の光である除電光の供給を受ける第１の端部と、前記除電光を前記感光体に放射する側面部と、前記除電光を前記カートリッジ側光デバイスに供給する第２の端部と、を有する導光管と、
を備える画像形成装置。
【請求項３】
請求項２記載の画像形成装置であって、
前記装置側制御部は、前記装置側光デバイスを制御して単位時間当たりの平均光量を維持しつつ、パルス幅と周波数の少なくとも一方を変調して前記除電光を供給する画像形成装置。
【請求項４】
画像形成装置に消耗品を供給するカートリッジであって、
前記画像形成装置は、前記画像形成処理に使用される装置側光デバイスを有し、
前記カートリッジは、
前記画像形成処理に関係する情報を格納する記憶媒体と、
前記画像形成装置と光通信を行うためのカートリッジ側光デバイスと、
前記光通信を制御するカートリッジ側制御部と、
を備え、
前記カートリッジ側制御部は、前記カートリッジ側光デバイスを制御して、前記装置側光デバイスを介した前記画像形成装置との通信を行うカートリッジ。
【請求項５】
請求項４記載のカートリッジであって、さらに、
前記装置側光デバイスから供給される光によって、前記光通信に使用される電力を発生させる電力発生部を備えるカートリッジ。
【請求項６】
画像形成システムであって、
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の画像形成装置と、
請求項４または５に記載のカートリッジと、
を備える画像形成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置とカートリッジとの間の通信に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置において、プロセスの実行に使用される消耗品（プロセスカートリッジ）の交換時期やプロセスの管理を適切に実行するために消耗品と画像形成装置との間で通信を行う技術が提案されている（特許文献１、特許文献２）。これらの通信は、接点不良による不具合の発生を未然に防止するために、たとえば電波や電磁誘導を利用した非接触通信によって実現されている。
【特許文献１】特開２００１−１９４９６６公報
【特許文献２】特開２００７−５２１４９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、電波や電磁誘導を利用した非接触通信は、電波の送信や受信にアンテナを必要とし、さらに画像形成装置内の苛酷な電磁環境において通信の信頼性を確保するために複雑な構成を必要としていた。一方、電磁干渉に強い耐性を有する光通信の実装については十分な検討がなされていなかった。
【０００４】
本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するために完成されたものであって、簡素な構成で画像形成装置とカートリッジとの間の通信を実現する技術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】
【０００５】
[適用例１]
カートリッジから供給された消耗品を使用して画像形成処理を行う画像形成装置であって、
前記カートリッジは、前記画像形成処理に関係する情報を格納する記憶媒体と、前記画像形成装置と光通信を行うためのカートリッジ側光デバイスと、を有し、
前記画像形成装置は、
前記画像形成処理に使用される装置側光デバイスと、
前記光通信を制御する装置側制御部と、
を備え、
前記装置側制御部は、前記装置側光デバイスを制御して、前記カートリッジ側光デバイスを介した前記記憶媒体との通信を行う画像形成装置。
【０００６】
適用例１の画像形成装置は、画像形成処理に使用される装置側光デバイスを制御してカートリッジと光通信を行うことができるので、画像形成処理用の装置側光デバイスを流用することによって簡易な構成でカートリッジが有する記憶媒体の読み書きを実現することができる。一方、光通信は、電気的な接点を使用する際の接点不良、あるいはＩＣタグを利用する際の電磁干渉といった通信不良の問題を回避することができるという利点をも有している。
【０００７】
なお、「画像形成処理に使用される装置側光デバイス」としては、たとえば露光デバイスや除電ランプ、消耗品の残量検知用発光デバイスといった種々の発光デバイスを使用することができる。このように、「画像形成処理に使用される装置側光デバイス」は、何らかの形で画像形成処理に使用され、光通信にも流用できるものであれば良い。
【０００８】
また、「画像形成処理に関係する情報」とは、たとえば画像形成処理としての電子写真プロセスのパラメータや消耗品の残量といった情報のほか、カートリッジの交換時期（処理枚数）といった管理情報をも含むことができる。このような管理情報は、画像形成処理に直接使用されるものではないが、たとえば画像形成装置の表示装置に表示して管理情報の運用にユーザが利用することができる。さらに、これら情報は、上述のデータや情報だけでなく画像形成装置のファームウェアや特定のネットワークにアクセスするための情報といった多様な情報をも含むことができる。このように、「画像形成処理に関係する情報を格納する記憶媒体記憶媒体」は、様々な「画像形成処理に関係する情報」を単独あるいは組み合わせて格納するものとして構成することができる。
【０００９】
[適用例２]
適用例１の画像形成装置であって、さらに、
前記画像形成処理に使用される感光体と、
前記装置側光デバイスから除電用の光である除電光の供給を受ける第１の端部と、前記除電光を前記感光体に放射する側面部と、前記除電光を前記カートリッジ側光デバイスに供給する第２の端部と、を有する導光管と、
を備える画像形成装置。
【００１０】
適用例２の画像形成装置は、感光体の除電に利用される光を利用するとともに、導光管の端部から放出される光をカートリッジ側光デバイスに供給することによって光通信を実現することができるので、導光管の端部に光デバイスを装備するだけで極めて簡易に光通信用の構成を実装することができる。なお、導光管は、たとえば光回路を構成するために分岐して第３の端部を有するように構成しても良い。
【００１１】
[適用例３]
適用例３の画像形成装置であって、
前記装置側制御部は、前記装置側光デバイスを制御して単位時間当たりの平均光量を維持しつつ、パルス幅と周波数の少なくとも一方を変調して前記除電光を供給する画像形成装置。
【００１２】
適用例３の画像形成装置では、単位時間当たりの平均光量を維持しつつ、パルス幅と周波数の少なくとも一方が変調されるので、除電機能を維持しつつ光通信を行うことができる。これにより、除電プロセスの実行中であるか否かに拘わらず光通信を実行することができる。なお、「平均光量の維持」は、変調の有無による平均光量の変動を抑制して実質的に平均光量を維持するように変調方法が構成されていれば良く、平均光量が完全に一致する必要はない。
【００１３】
[適用例４]
画像形成装置に消耗品を供給するカートリッジであって、
前記画像形成装置は、前記画像形成処理に使用される装置側光デバイスを有し、
前記カートリッジは、
前記画像形成処理に関係する情報を格納する記憶媒体と、
前記画像形成装置と光通信を行うためのカートリッジ側光デバイスと、
前記光通信を制御するカートリッジ側制御部と、
を備え、
前記カートリッジ側制御部は、前記カートリッジ側光デバイスを制御して、前記装置側光デバイスを介した前記画像形成装置との通信を行うカートリッジ。
【００１４】
適用例４のカートリッジは、画像形成処理に使用される装置側光デバイスを介して画像形成装置と光通信を行うことができるので、画像形成処理に使用される装置側光デバイスを利用することによって簡易な構成でカートリッジが有する記憶媒体の読み書きを実現することができる。
【００１５】
なお、「カートリッジ側制御部」は、画像形成装置から装置側光デバイスを介して入力された信号に応じて、画像形成装置による記憶媒体の読み書きを実行するためのインターフェースとして機能する「インターフェース回路」をも含む広い意味を有している。具体的には、たとえば画像形成装置からの制御指令に応じて、カートリッジ側光デバイスがカートリッジ側制御部によって制御されるような構成も含まれる。
【００１６】
[適用例５]
適用例４のカートリッジであって、さらに、
前記装置側光デバイスから供給される光によって、前記光通信に使用される電力を発生させる電力発生部を備えるカートリッジ。
【００１７】
適用例５のカートリッジは、装置側光デバイスから供給される光によって電力を発生させることができるので、電気的な接点不良の問題の原因となる電気的な接点を排除することができるという設計自由度を提供することができる。
【００１８】
なお、本発明は、上記以外の種々の形態で実現可能であり、たとえば画像形成装置方法、画像形成装置とカートリッジとを備える画像形成システム、画像形成制御装置、通信装置、通信制御方法、さらには、通信制御を実現するプログラムやプログラム製品などの種々の形態で実現することが可能である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、簡素な構成で画像形成装置とカートリッジとの間の通信を実現する技術を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．本発明の第１実施例における画像形成装置の構成：
Ｂ．本発明の第２実施例における画像形成装置の構成：
Ｃ．本発明の第３実施例における画像形成装置の構成：
Ｄ．変形例：
【００２１】
Ａ．本発明の第１実施例における画像形成装置の構成：
図１は、本発明の第１実施例における画像形成装置の一例であるプリンタ１００（特許請求の範囲における「画像形成装置」の一例）の概略構成を示す側断面図である。プリンタ１００には、ブラックＫのトナーを格納するブラックカートリッジ２００Ｋと、イエローＹのトナーを格納するイエローカートリッジ２００Ｙと、マゼンタＭのトナーを格納するマゼンタカートリッジ２００Ｍと、及びシアンＣのトナーを格納するシアンカートリッジ２００Ｃと、が装着されている。
【００２２】
プリンタ１００は、本体ケーシング１０２と、本体ケーシング１０２の底部に装備された供給トレイ１０４と、印刷媒体としての印刷用紙１０３を搬送する搬送機構１１０と、供給トレイ１０４から搬送機構１１０に印刷用紙１０３を供給する供給ローラ１０５と、定着器１０７とを備えている。
【００２３】
プリンタ１００は、ダイレクトタンデム方式でカラー印刷を行うように構成されている。具体的には、プリンタ１００は、搬送機構１１０上において、４色（ブラックＫ、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ）のトナーを印刷用紙１０３に連続して付着させ、定着器１０７で一括して定着処理を行うことによってカラー印刷を行うことができる。
【００２４】
図２は、本発明の第１実施例におけるシアンカートリッジ２００Ｃの構成を示す側断面図である。シアンカートリッジ２００Ｃは、各色のカートリッジ２００Ｍ、２００Ｙ、２００Ｋとほぼ同一の構成を有するので、以下では、説明を分かりやすくするためにシアンカートリッジ２００Ｃを例にとって説明する。
【００２５】
シアンカートリッジ２００Ｃは、電子写真プロセスに直接関与する構成要素として、帯電プロセスを実行するための感光体２２１Ｃと、感光体２２１Ｃに対して帯電プロセスを実行するための帯電器２２２Ｃと、感光体２２１Ｃに対して現像プロセスを実行するための現像ローラ２２４Ｃと、除電プロセスを実行するための導光管２２６Ｃと、を備えている。このような感光体２２１Ｃをも有するカートリッジは、プロセスカートリッジとも呼ばれる。
【００２６】
一方、プリンタ１００は、電子写真プロセスに直接関与する構成要素として、露光プロセスを実行するための露光装置１２３Ｃと、転写プロセスを実行するための転写ローラ１２５Ｃと、を備えている。転写ローラ１２５Ｃは、搬送ベルト１１１と、搬送ベルト１１１を駆動する駆動ローラ１１２とともに、搬送機構１１０（図１）の一部を構成している。
【００２７】
シアンカートリッジ２００Ｃは、さらに、シアントナーを収容するシアントナー収納部２５４Ｃと、シアントナーを攪拌するアジテータ２５５Ｃと、シアントナー収納部２５４Ｃから現像ローラ２２４Ｃにシアントナーを補給する補給ローラ２３４Ｃと、これらを格納するカートリッジ筐体２５０Ｃと、感光体２２１から帯電前に余分なトナーを除去するクリーニングローラ２３２Ｃと、を備えている。
【００２８】
このような構成によって、各色のカートリッジ２００Ｃ、２００Ｍ、２００Ｙ、２００Ｋが装着されたプリンタ１００（特許請求の範囲における「画像形成システム」の一例）は、電子写真プロセスの各工程を実行することができる。
【００２９】
図３は、本発明の第１実施例におけるシアンカートリッジ２００Ｃとプリンタ１００の光学的な接続状態を示す断面図である。シアンカートリッジ２００Ｃは、本実施例では、シアンカートリッジ装着部１５０Ｃに対して、機械的、光学的（信号系）、および電気的（電力系）に接続されている。
【００３０】
シアンカートリッジ装着部１５０Ｃは、装着部筐体１５１Ｃと、装着部筐体１５１Ｃに装備された除電ランプ１５２Ｃｔ（特許請求の範囲における「装置側光デバイス」の一例）と、光受信デバイス１５２Ｃｒ（特許請求の範囲における「装置側光デバイス」の一例）と、を備えている。除電ランプ１５２Ｃｔは、本実施例では、除電のための赤外光を発光する発光素子（ＬＥＤ）を使用している。光受信デバイス１５２Ｃｒは、本実施例では、赤外光の受光に応じて電気信号を生成する受光素子（フォトダイオード）を使用している。
【００３１】
赤外線を利用する通信方式は、リモコンやノートパソコン、携帯電話などで広く普及しており、可視光が多く赤外光が少ないオフィス等の屋内において干渉を受け難いという利点を有している。可視光通信は、プリンタ１００の筐体の隙間（たとえば印刷用紙の排出部）から回折して侵入してくる可視光による干渉を受け得る一方、赤外線通信方式は外部からの光による干渉を受けにくいからである。
【００３２】
シアンカートリッジ２００Ｃは、除電ランプ１５２Ｃｔから供給された赤外光を感光体２２１Ｃの表面に照射する導光管２２６Ｃと、カートリッジ基板２６０Ｃと、を備えている。導光管２２６Ｃは、除電ランプ１５２Ｃｔから除電用の赤外光を入射する導光管入射端部２２６Ｃｉｎと、赤外光を外部に射出する導光管射出端部２２６Ｃｏｕｔとを有している。
【００３３】
カートリッジ基板２６０Ｃは、光受信デバイス２５２Ｃｒ（特許請求の範囲における「カートリッジ側光デバイス」の一例）と、光送信デバイス２５２Ｃｔ（特許請求の範囲における「カートリッジ側光デバイス」の一例）と、これらを制御するＩＣチップ２７０Ｃと、を基板上に備えている。
【００３４】
光受信デバイス２５２Ｃｒは、導光管射出端部２２６Ｃｏｕｔから赤外光が射出される位置に装備されている。光送信デバイス２５２Ｃｔは、シアンカートリッジ装着部１５０Ｃが有する光受信デバイス１５２Ｃｒに対向する位置に装備されている。これにより、シアンカートリッジ２００Ｃは、プリンタ１００との間の光通信が可能となる。
【００３５】
図４は、本発明の第１実施例におけるプリンタ１００とシアンカートリッジ２００Ｃの機能ブロック図を示す説明図である。プリンタ１００は、メイン基板１７０と、メイン基板１７０等に電力を供給する電源１８０と、搬送機構１１０（図１、図２）やアジテータ２５５Ｃ（図２）等を駆動するメインモータ１９１と、光通信のための受信回路１３１と、除電ランプ駆動回路１３２と、を備えている。一方、シアンカートリッジ２００Ｃは、カートリッジ基板２６０Ｃを備え、メイン基板１７０から電力供給を受けている。
【００３６】
プリンタ１００とシアンカートリッジ２００Ｃとの間の通信経路は、以下の通りである。プリンタ１００は、除電ランプ駆動回路１３２によって除電ランプ１５２Ｃｔの駆動電流を変調することによってシアンカートリッジ２００Ｃの光受信デバイス２５２Ｃｒに対して光信号を送信することができる。一方、シアンカートリッジ２００Ｃは、カートリッジ基板２６０Ｃが有するＩＣチップ２７０Ｃによって光送信デバイス２５２Ｃｔの駆動電流を変調してプリンタ１００の光受信デバイス１５２Ｃｒに対して送信することができる。
【００３７】
図５は、本発明の第１実施例におけるＩＣチップ２７０Ｃを中心とした機能ブロック図を示す説明図である。ＩＣチップ２７０Ｃは、除電ランプ１５２Ｃｔや光受信デバイス１５２Ｃｒといった光デバイスとの高周波信号のやり取りを行うＲＦ回路２７２Ｃと、トナーの残量データや制御プログラムといったデータを格納する不揮発性メモリ２７３Ｃと、これらを制御する制御回路２７１Ｃと、を備えている。ＲＦ回路２７２は、変調回路２７２Ｃｅと、復調回路２７２Ｃｄとを備えている。
【００３８】
不揮発性メモリ２７３Ｃは、電子写真プロセスのパラメータの設定やトナー残量といった電子写真プロセスに使用するデータのほか、カートリッジの交換時期（処理枚数）といった管理情報をも含むことができる。このような管理情報は、画像形成処理に直接使用されるものではないが、たとえばプリンタ１００の表示装置に表示して管理情報の運用にユーザが利用することができる。さらに、これら情報は、上述のデータや情報だけでなくプリンタ１００のファームウェアや特定のネットワークにアクセスするための情報といった多様な情報をも含むことができる。このように、不揮発性メモリ２７３Ｃは、様々な「画像形成処理に関係する情報」を単独あるいは組み合わせて含むことができる。
【００３９】
プリンタ１００からシアンカートリッジ２００Ｃへの間の通信は、以下のようにして行われる。すなわち、除電ランプ駆動回路１３２は、メイン基板１７０からの信号に応じて光送信デバイス２５２Ｃｔへの供給電力を変動（本実施例では、オンオフ）させる。光送信デバイス２５２Ｃｔは、この供給電力のオンオフによって発光量を変調させて光に信号を伝送させることができる（直接変調方式）。本明細書では、このような光は光信号と呼ばれる。
【００４０】
光信号は、感光体２２１Ｃに供給されるとともに、感光体２２１Ｃに供給されずに残った光が導光管２２６Ｃを通過し、光受信デバイス２５２Ｃｒで受信される。光受信デバイス２５２Ｃｒは、光信号に応じて電圧を発生させて復調回路２７２Ｃｄに電気信号として信号を伝達する。復調回路２７２Ｃｄは、復調処理を行って制御回路に復調された電気信号を送信する。制御回路は、復調された信号に応じて不揮発性メモリ２７３Ｃへのデータを書き込み等の処理を実行する。
【００４１】
一方、シアンカートリッジ２００Ｃからプリンタ１００への間の通信は、以下のようにして行われる。すなわち、ＩＣチップ２７０Ｃは、送信すべきデータを電気信号として変調回路２７２Ｃｅに送信する。変調回路２７２Ｃｅは、この電気信号に応じて駆動電流を変調して光送信デバイス２５２Ｃｔを駆動する。光送信デバイス２５２Ｃｔは、光信号として変調された光を光受信デバイス１５２Ｃｒに放射する。
【００４２】
光受信デバイス１５２Ｃｒは、光信号に応じて電圧を発生させて受信回路１３１に電気信号として信号を伝達する。受信回路１３１は、復調処理を行ってメイン基板１７０に復調された電気信号を送信する。このようにして、プリンタ１００は、受信した信号に応じて電子写真プロセスのパラメータの設定やトナー残量に応じた処理といったシアンカートリッジ２００Ｃに適した処理を実行することができる。
【００４３】
図６は、本発明の第１実施例における除電ランプ１５２Ｃｔによる光通信の変調方法を示す説明図である。この変調は、除電ランプ１５２Ｃｔによる除電プロセスと両立するように構成されている。除電プロセスは、パルス幅変調によって除電に要請される平均光量の赤外光が除電ランプ１５２Ｃｔによって放射されることによって行われる。非通信時の平均光量は、オン時間のパルス幅周期におけるデューティ（＝オン時間Ｄｎ÷パルス幅周期Ｔｐ）として制御される。
【００４４】
光通信における変調は、このデューティを維持した状態で行われる。具体的には、符号「０」は、オン時間Ｄ１の短パルスと、一定時間経過後のオン時間Ｄ２の長パルスと、によって形成される波形とすることによって変調することができる。一方、符号「１」は、オン時間Ｄ３の長パルスと、一定時間経過後のオン時間Ｄ４のパルスと、によって形成される波形とすることによって変調することができる。
【００４５】
この変調処理では、信号周期Ｔｓにおいては、通信時のオン時間Ｄ１とオン時間Ｄ２の和と、オン時間Ｄ３とオン時間Ｄ４の和と、がいずれも非通信時のオン時間Ｄｎの２倍となるように設定されているので、除電プロセスのデューティ（＝（オン時間Ｄ１＋オン時間Ｄ２）÷信号周期Ｔｓ、あるいは（オン時間Ｄ３＋オン時間Ｄ４）÷信号周期Ｔｓ）が維持されることになる。これにより、除電プロセス中にも通信を実行することができる。ただし、除電プロセスのデューティの維持は本発明に必須の構成要素ではなく、デューティは実質的に維持（デューティの変動抑制）されていればよい。
【００４６】
光通信における復調は、たとえば非同期通信においては、奇数番目の立ち上がりエッジに応じてトリガを発生させ、所定のむだ時間経過後の読み込みタイミングにおけるオンオフ状態に応じて行うことができる。具体的には、符号「０」の波形は、トリガの後の読み込みタイミングにおいてはオフ状態となっているので、読み込みタイミングにおけるオフ状態を符号「０」と復調することができる。一方、符号「１」の波形は、トリガの後の読み込みタイミングにおいてはオン状態となっているので、読み込みタイミングにおけるオン状態を符号「１」と復調することができる。
【００４７】
このように、第１実施例では、除電プロセスという画像形成処理（電子写真プロセス）に使用される除電ランプ１５２Ｃｔを制御してカートリッジと光通信を行うことができるので、簡易な構成で複数のカートリッジ２００Ｃ、２００Ｙ、２００Ｍ、２００Ｋの各々が有する記憶媒体の読み書きを実現することができる。一方、光通信は、電気的な接点を使用する際の接点不良、あるいはＩＣタグを利用する際の電磁干渉といった通信不良の問題を回避することができるという利点をも有している。
【００４８】
Ｂ．本発明の第２実施例における画像形成装置の構成：
図７は、本発明の第２実施例におけるプリンタ１００ａとシアンカートリッジ２００Ｃａの機能ブロック図を示す説明図である。シアンカートリッジ２００Ｃａは、プリンタ１００ａのメイン基板１７０から電力供給を受けていない点で第１実施例の構成（図４）と相違する。シアンカートリッジ２００Ｃａは、プリンタ１００ａから供給される光エネルギから電力を生成して、コンデンサ２８０に充電することができる。
【００４９】
図８は、本発明の第２実施例におけるＩＣチップ２７０Ｃａを中心とした機能ブロック図を示す説明図である。ＩＣチップ２７０Ｃａは、電力発生回路２７４Ｃを有する点で第１実施例のＩＣチップ２７０Ｃ（図５）と相違する。電力発生回路２７４Ｃは、信号周期Ｔｓの電気信号から電力を抽出して整流する共振回路２７４Ｃｒｅｓと、整流された電力を昇圧するチャージポンプ回路２７４Ｃｃｐと、を備える。このようにして生成された電力は、前述のようにコンデンサ２８０に充電される。
【００５０】
コンデンサ２８０は、ＩＣチップ２７０Ｃａに対して安定的に電力を供給するとともに、光通信時においてプリンタ１００ａの電源が不意に断状態となったときに通信を完了させるためのカートリッジ側電力として使用できるような容量に設定されている。これにより、プリンタ１００ａは、各色のカートリッジ２００Ｃ、２００Ｙ、２００Ｍ、２００Ｋとの電気的な接続を排除して、電気接点の不良に起因する信頼性の低下を抑制することができる。
【００５１】
本発明の第２実施例では、さらに通信方法も省電力の光通信方式に変更されている。省電力の光通信方式は、第１実施例の受信回路１３１と、光受信デバイス１５２Ｃｒと、光送信デバイス２５２Ｃｔと、がそれぞれ送受信回路１３１ａと、光送受信デバイス１５２Ｃｔｒと、光変調デバイス２５２Ｃｍと、に変更されることによって実現されている。このように、発光デバイスの外部で変調される変調方式は、発光デバイスで直接変調される直接変調方式（前述）に対して、外部変調方式と呼ばれる。
【００５２】
第２実施例の光変調デバイス２５２Ｃｍは、反射率変調光通信に使用できるデバイスであればよく、たとえば液晶光変調器を用いた光デバイスが利用可能である。光送受信デバイス１５２Ｃｔｒは、所定の光量の光を放射するとともに、光受信デバイスとしても機能する光デバイスである。光送受信デバイス１５２Ｃｔｒは、たとえば光送信デバイスと光受信デバイスとを組み合わせて構成することもできる。送受信回路１３１ａは、光送受信デバイス１５２Ｃｔｒを駆動して光の放射と光通信の受信とを行う。
【００５３】
このように、プリンタ１００ａ側でのみ光通信のための発光を行うように構成すれば、シアンカートリッジ２００Ｃａにおける電力消費を顕著に逓減することができる。これにより、電力発生回路２７４Ｃの構成を簡素化するとともに、コンデンサ２８０の容量を小さくすることができる。ただし、プリンタ１００ａ側でのみの発光は、光によるシアンカートリッジ２００Ｃａへのエネルギ供給のための必須の構成要素ではない。
【００５４】
Ｃ．本発明の第３実施例における画像形成装置の構成：
図９は、本発明の第３実施例におけるプリンタ１００ｂとシアンカートリッジ２００Ｃｂの機能ブロック図を示す説明図である。第３実施例のプリンタ１００ｂは、第１実施例のプリンタ１００からシアンカートリッジ２００Ｃへの電力供給系統（図４）が削除されている点で相違し、他の構成を共通にする。
【００５５】
一方、第３実施例のシアンカートリッジ２００Ｃｂは、光スイッチ２５２ＳＷを使用する光回路が装備されている点で第１実施例のシアンカートリッジ２００Ｃと相違し、ＩＣチップ２７０Ｃを共通にする。光スイッチ２５２ＳＷは、除電ランプ１５２Ｃｔから供給される除電用赤外光の出力先をシアンカートリッジ２００Ｃｂとプリンタ１００ｂ（帰還）のいずれかに切り替えることができるスイッチである。この光スイッチ２５２ＳＷは、オンオフ変調することによってシアンカートリッジ２００Ｃｂからプリンタ１００ｂへの信号送信に利用することができる。
【００５６】
図１０は、本発明の第３実施例における光スイッチ２５２ＳＷの装備状態を示す説明図である。図１１は、本発明の第３実施例における光スイッチ２５２ＳＷの構成と機能を示す説明図である。光スイッチ２５２ＳＷは、２つの入射光路Ｌ１ｉｎ、Ｌ２ｉｎと、２つの射出光路Ｌ１ｏｕｔ、Ｌ２ｏｕｔと、電極２５２ＳＷｅとを備える全反射型の導波路型光スイッチである。
【００５７】
光スイッチ２５２ＳＷの光接続の状態は以下のとおりである。入射光路Ｌ１ｉｎは、導光管２２６から射出された除電用赤外光を入射する。入射光路Ｌ２ｉｎは、閉鎖状態となっている。射出光路Ｌ１ｏｕｔは、プリンタ１００ｂからシアンカートリッジ２００Ｃへの信号送信に使用される。射出光路Ｌ２ｏｕｔは、シアンカートリッジ２００Ｃからプリンタ１００ｂへの信号送信に使用される。この信号送信は、カートリッジ基板２６０Ｃｂに形成された光路Ｌ２６０ＣＬ（図１０）を経由して行われる。
【００５８】
光スイッチ２５２ＳＷの作動内容は以下のとおりである。電極２５２ＳＷｅの接地状態（図示しない筐体接地による等電位状態）においては、光スイッチ２５２ＳＷは、電極近傍の光路が透過状態なので、入射光路Ｌ１ｉｎに入射された除電用赤外光を射出光路Ｌ２ｏｕｔに導くことになる（Ｌｗ２）。これにより、プリンタ１００ｂは、シアンカートリッジ２００Ｃｂの正常な装着状態を確認することができる。
【００５９】
電極２５２ＳＷｅの高電位差状態においては、光スイッチ２５２ＳＷは、電極近傍の光路が屈折率の変動によって全反射状態となるので、入射光路Ｌ１ｉｎに入射された除電用赤外光を射出光路Ｌ１ｏｕｔに導くことになる（Ｌｗ１）。これにより、プリンタ１００ｂは、シアンカートリッジ２００Ｃｂに対して直接変調方式の光通信による信号送信が可能となる。プリンタ１００ｂからシアンカートリッジ２００Ｃｂへの光通信の方法は、第１実施例と同様である。
【００６０】
一方、シアンカートリッジ２００Ｃからプリンタ１００ｂへの信号送信は、電極２５２ＳＷｅへの印加電位をオンオフすることによって実現される。この印加電位のオンオフは、除電光をオンオフ変調することによって外部変調方式の光通信による信号送信を可能とする。この外部変調は、除電ランプ１５２Ｃｔの放射光を一定として行ってもよいし、あるいはパルス幅変調と重畳させて行ってもよい。
【００６１】
図１２は、本発明の第３実施例におけるＩＣチップ２７０Ｃを中心とした機能ブロック図を示す説明図である。第３実施例の機能ブロック図は、光送信デバイス２５２Ｃｔ（図５）が光スイッチ２５２ＳＷに置き換えられている点で第１実施例の機能ブロック図と相違する。
【００６２】
このように、第３実施例では、除電ランプ１５２Ｃｔ以外の発光デバイスが不要となるので、さらに簡素に構成することが可能となる。加えて、シアンカートリッジ２００Ｃｂの電力消費を逓減することができるので、電力発生回路２７４Ｃやコンデンサ２８０と組み合わせて、電気接点を必要としないさらに簡素な構成を実現することもできる。
【００６３】
Ｄ．変形例：
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。特に、上記各実施例における構成要素中の独立請求項に記載された要素以外の要素は、付加的な要素なので適宜省略可能である。さらに、独立請求項に記載された要素についても、本願明細書に開示された範囲で独立請求項に記載されていない要素と適宜入れ替えが可能である。
【００６４】
さらに、上述の実施例において、上述の利点や効果の各々の全てが本願発明の必須の構成要件につながるものではなく、本願発明は、上述の利点や効果の各々を簡易に実現させる設計自由度を与えるものであって、少なくとも一つの利点あるいは効果を実現させるものであれば良い。
【００６５】
Ｄ−１．第１変形例：上述の各実施例では、プリンタ１００側の光デバイスとして除電ランプ１５２Ｃｔを使用しているが、これに限られず、たとえばトナー残量検知装置用の発光デバイスや露光装置といった種々の光デバイスを使用することができる。
【００６６】
図１３は、変形例におけるプリンタ１００ｃとシアンカートリッジ２００Ｃｃの機能ブロック図を示す説明図である。トナー残量検知装置は、トナーセンサ駆動回路１３４と、光送信デバイス１３３Ｃｔと、光受信デバイス１３３Ｃｒと、を備えている。トナー残量検知装置は、一対の透明な窓２８１Ｃ、２８２Ｃを通過する光量に基づいてトナーの残量を検知する装置である。トナー残量検知装置を利用する構成としては、たとえば一対の透明な窓２８１Ｃ、２８２Ｃの一方に光スイッチ２５２ＳＷを使用する第３実施例の構成が簡易に適用可能である。
【００６７】
一方、露光装置１２３Ｃは、露光デバイス駆動回路１３３と、露光ランプ１２３Ｃ１と、ポリゴンミラー１２３Ｃ２と、ポリゴンモーター１９２とを備えている。露光装置１２３Ｃを光通信に流用する構成としては、導光孔２５１Ｃを経由して光通信を行うモードを設けて光受信デバイス２５２Ｃｒに露光を供給することによって光通信を実現する構成が簡易に適用可能である。この光通信は、たとえばポリゴンミラー１２３Ｃ２が所定の方向（光受信デバイス２５２Ｃｒに露光が向く方向）に向いているときに（回転中あるいは停止中）、送信可能な状態となる。特に、回転中の送信は、高精度の回転周期と露光位置制御の機能を利用したパルス信号としての送信を簡易に実装することもできる。
【００６８】
なお、露光ランプとして多数の発光ダイオードを使用し、ポリゴンミラーを削除した構成にも簡易に適用することができる。このように、本発明で使用可能な装置側光デバイスは、何らかの形で画像形成処理に使用され、光通信にも利用（流用）できるものであれば良い。
【００６９】
Ｄ−２．第２変形例：上述の各実施例や変形例では、カートリッジ側が制御回路を有しているが、カートリッジとプリンタとが光通信で接続されていればよく、カートリッジ側は、プリンタによって制御されるためのインターフェース回路を有するだけの構成としてもよい。
【００７０】
このように、本発明で使用可能な「カートリッジ側制御部」は、画像形成装置から装置側光デバイスを介して入力された信号に応じて、画像形成装置による記憶媒体の読み書きを実行するためのインターフェースとして機能する「インターフェース回路」をも含む広い意味を有している。具体的には、たとえば画像形成装置からの制御指令に応じて、カートリッジ側光デバイスがカートリッジ側制御部によって制御されるような構成も含まれる。
【００７１】
Ｄ−３．第３変形例：上述の各実施例や変形例では、感光体をも有するプロセスカートリッジを使用する構成が例示されているが、これに限られず感光体や導光管を有しないトナーカートリッジのようなカートリッジにも本発明は適用することができる。このように、本発明は、広く一般にカートリッジから供給された消耗品を使用して画像形成処理に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第１実施例における画像形成装置の一例であるプリンタ１００の概略構成を示す側断面図。
【図２】本発明の第１実施例におけるシアンカートリッジ２００Ｃの構成を示す側断面図。
【図３】本発明の第１実施例におけるシアンカートリッジ２００Ｃとプリンタ１００の光学的な接続状態を示す断面図。
【図４】本発明の第１実施例におけるプリンタ１００とシアンカートリッジ２００Ｃの機能ブロック図を示す説明図。
【図５】本発明の第１実施例におけるシアンカートリッジ２００Ｃが有するＩＣチップ２７０Ｃを中心とした機能ブロック図を示す説明図。
【図６】本発明の第１実施例における除電ランプ１５２Ｃｔによる光通信の変調方法を示す説明図。
【図７】本発明の第２実施例におけるプリンタ１００ａとシアンカートリッジ２００Ｃａの機能ブロック図を示す説明図。
【図８】本発明の第２実施例におけるシアンカートリッジ２００Ｃａが有するＩＣチップ２７０Ｃａを中心とした機能ブロック図を示す説明図。
【図９】本発明の第３実施例におけるプリンタ１００ｂとシアンカートリッジ２００Ｃｂの機能ブロック図を示す説明図。
【図１０】本発明の第３実施例における光スイッチ２５２ＳＷの装備状態を示す説明図。
【図１１】本発明の第３実施例における光スイッチ２５２ＳＷの構成と機能を示す説明図。
【図１２】本発明の第３実施例におけるシアンカートリッジ２００Ｃｂが有するＩＣチップ２７０Ｃを中心とした機能ブロック図を示す説明図。
【図１３】変形例におけるプリンタ１００ａとシアンカートリッジ２００Ｃｃの機能ブロック図を示す説明図。
【符号の説明】
【００７３】
１００、１００ａ、１００ｂ…プリンタ
１０２…本体ケーシング
１０３…印刷用紙
１０４…供給トレイ
１０５…供給ローラ
１０７…定着器
１１０…搬送機構
１１１…搬送ベルト
１１２…駆動ローラ
１２３Ｃ…露光装置
１２３Ｃ１…露光ランプ
１２３Ｃ２…ポリゴンミラー
１２５Ｃ…転写ローラ
１３１…受信回路
１３１ａ…送受信回路
１３２…除電ランプ駆動回路
１３３Ｃｒ…光受信デバイス
１３３Ｃｔ…光送信デバイス
１３４…トナーセンサ駆動回路
１５０Ｃ…シアンカートリッジ装着部
１５１Ｃ…装着部筐体
１５２Ｃｔｒ…光送受信デバイス
１５２Ｃｒ…光受信デバイス
１５２Ｃｔ…除電ランプ
１７０…メイン基板
１８０…電源
１９１…メインモータ
１９２…ポリゴンモーター
２００Ｃ、２００Ｃａ、２００Ｃｂ…シアンカートリッジ
２００Ｋ…ブラックカートリッジ
２００Ｍ…マゼンタカートリッジ
２００Ｙ…イエローカートリッジ
２２１、２２１Ｃ…感光体
２２２Ｃ…帯電器
２２４Ｃ…現像ローラ
２２６Ｃｏｕｔ…導光管射出端部
２２６Ｃｉｎ…導光管入射端部
２２６Ｃ…導光管
２３２Ｃ…クリーニングローラ
２３４Ｃ…補給ローラ
２５０Ｃ…カートリッジ筐体
２５２Ｃｍ…光変調デバイス
２５２ＳＷｅ…電極
２５２ＳＷ…光スイッチ
２５２Ｃｒ…光受信デバイス
２５２Ｃｔ…光送信デバイス
２５４Ｃ…シアントナー収納部
２５５Ｃ…アジテータ
２６０Ｃ、２６０Ｃａ、２６０Ｃｂ…カートリッジ基板
２７０Ｃ…ＩＣチップ
２７１Ｃ…制御回路
２７２Ｃｄ…復調回路
２７２Ｃｅ…変調回路
２７３Ｃ…不揮発性メモリ
２７４Ｃｒｅｓ…共振回路
２７４Ｃｃｐ…チャージポンプ回路
２７４Ｃ…電力発生回路
２８０…コンデンサ
２８１Ｃ、２８２Ｃ…透明な窓
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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