JP2000338768A - トナーカートリッジの交換検知装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決課題】 部品点数の増加に伴うコストアップを招
くことなく、トナーカートリッジが新しいものと交換さ
れたか否かを正確に検知することが可能なトナーカート
リッジの交換検知装置及びこれを用いた画像形成装置を
提供することを課題とする。 【解決手段】 トナーカートリッジから補給されるトナ
ーの有無を検知するトナー空検知手段の検知結果が、ト
ナーニアエンプティ又はトナーエンプティ状態からトナ
ーフル状態に変化した後に、このトナー空検知手段が連
続して当該トナーフル状態を検知した状態で、現像手段
に補給されたトナー量に相当するパラメータの積算値
が、所定値より大きくなった場合に、前記トナーカート
リッジが交換されたと判別する判別手段を備えるように
構成して課題を解決した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電子写真方式を
用いた複写機やプリンター等の画像形成装置に使用され
るトナーカートリッジの交換検知装置及びこれを用いた
画像形成装置に関し、特に、トナーカートリッジ交換の
誤検知を防止可能としたトナーカートリッジの交換検知
装置及びこれを用いた画像形成装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電子写真方式を用いた複
写機やプリンター等の画像形成装置においては、感光体
ドラム上に原稿の画像に対応した静電潜像を形成し、こ
の静電潜像を現像装置により現像してトナー像とし、当
該トナー像を転写用紙上に転写・定着することにより、
画像を形成するように構成されている。上記感光体ドラ
ム上に形成された静電潜像を現像する現像装置は、現像
工程を繰り返すことによって、徐々にトナーが消費され
るため、当該現像装置には、トナーカートリッジが装着
されたトナーボックスからトナーを補給するようになっ
ている。

【０００３】また、上記トナーカートリッジが空となっ
た場合には、当該トナーカートリッジからトナーボック
スへトナーが補給されなくなるため、このトナーカート
リッジからトナーボックスへトナーが補給されなくなっ
たことを、トナー空センサーによって検知し、画像形成
装置の操作パネルに設けられた表示部に、トナーがまも
なく無くなる”トナーニアエンプティ”状態であること
を表示し、ユーザーに新たなトナーカートリッジの注文
等を促すように構成されている。そして、上記トナーボ
ックス内のトナーがすべて補給された場合には、トナー
が無い”トナーエンプティ”状態であることを表示する
とともにマシンをシャットダウンし、ユーザーに新たな
トナーカートリッジと交換することを促すメッセージ
を、画像形成装置の操作パネルに設けられた表示部に表
示するようになっている。

【０００４】ところで、最近の複写機やプリンター等の
画像形成装置においては、マシンの状態を示す各情報を
電話回線やＬＡＮ等の通信回線を介して、離れた場所で
把握し管理する”ＥＰＳＶ”と呼ばれる機能を有してい
るものがある。このＥＰＳＶ機能を有する画像形成装置
の中には、マシンの情報として、トナーカートリッジが
交換されたことを情報として送信するものがある。

【０００５】その際、従来の画像形成装置では、トナー
カートリッジが交換されたことを示すトナーカートリッ
ジ交換情報を送信するタイミングとして、トナーニアエ
ンプティ状態またはトナーエンプティ状態が解除された
時点で、トナーカートリッジが交換されたという情報を
送信するように構成されていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
の場合には、次のような問題点を有している。すなわ
ち、上記従来の画像形成装置の場合には、トナーニアエ
ンプティ状態またはトナーエンプティ状態が解除された
時点で、トナーカートリッジが交換されたという情報を
送信するように構成されていた。しかしながら、トナー
ニアエンプティ状態では、トナーカートリッジ内にまだ
トナーが残っていることがあり、トナーニアエンプティ
状態またはトナーエンプティ状態のときに、トナーカー
トリッジを新しいものと交換することなく、トナーカー
トリッジを振って再装着されることがある。すると、ト
ナーカートリッジが新しいものと交換されていないにも
かかわらず、トナーカートリッジ内に残っていたトナー
が補給され、トナーニアエンプティ状態またはトナーエ
ンプティ状態が解除されてしまうため、トナーカートリ
ッジが交換されたという誤情報が送信されてしまう場合
があるという問題点があった。

【０００７】また、上記従来の画像形成装置において
は、トナーニアエンプティ状態またはトナーエンプティ
状態のときに、トナーカートリッジを振って再装着した
場合以外であっても、何らかの操作のために画像形成装
置のフロントカバーを開閉すると、当該フロントカバー
を閉じた際の衝撃等によって、トナーカートリッジ内に
残っていたトナーが補給され、トナーカートリッジが新
しいものと交換されていないにもかかわらず、トナーニ
アエンプティ状態またはトナーエンプティ状態が解除さ
れてしまい、やはりトナーカートリッジが交換されたと
いう誤情報が送信されてしまう場合があるという問題点
があった。

【０００８】このように、ユーザーがトナーカートリッ
ジを新しいものと交換していないにもかかわらず、ＥＰ
ＳＶ機能によってトナーカートリッジが交換されたとい
う誤情報が送信されてしまうと、当該ＥＰＳＶ機能によ
ってユーザーのトナーカートリッジの交換周期を管理し
たりする場合など、ユーザーのトナーカートリッジの交
換周期が誤って認識されたり、不本位に予備のトナーカ
ートリッジが自動的に発注されてしまったりするという
問題点を有していた。

【０００９】かかる問題点を解決するためには、トナー
カートリッジが新しいものと交換されたか否かを検知す
る新たなセンサーを設けることも考えられるが、こうし
た場合には、新たなセンサーを設ける分だけ部品点数が
増加し、コストアップにつながるという新たな問題点が
生じる。

【００１０】そこで、この発明は、上記従来技術の問題
点を解決するためになされたもので、その目的とすると
ころは、部品点数の増加に伴うコストアップを招くこと
なく、トナーカートリッジが新しいものと交換されたか
否かを正確に検知することが可能なトナーカートリッジ
の交換検知装置及びこれを用いた画像形成装置を提供す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１に記
載の発明は、現像手段に補給すべきトナーを収容したト
ナーカートリッジが交換されたか否かを検知するトナー
カートリッジの交換検知装置において、前記トナーカー
トリッジから補給されるトナーの有無を検知するトナー
空検知手段の検知結果が、トナーニアエンプティ又はト
ナーエンプティ状態からトナーフル状態に変化した後
に、このトナー空検知手段が連続して当該トナーフル状
態を検知した状態で、前記現像手段に補給されたトナー
量に相当するパラメータの積算値が、所定値より大きく
なった場合に、前記トナーカートリッジが交換されたと
判別する判別手段を備えるように構成したものである。

【００１２】なお、前記現像手段に補給されたトナー量
に相当するパラメータとしては、例えば、現像手段にト
ナーを補給するトナーボックスのトナー補給モーターの
駆動時間が用いられるが、これに限定されるものではな
く、画像露光手段による画像露光の画素数や、画像が形
成される転写用紙の枚数等を用いても良い。

【００１３】また、請求項２に記載の発明は、前記所定
値を、前記トナー空検知手段の検知結果が、トナーニア
エンプティ又はトナーエンプティ状態からトナーフル状
態に変化したとき、トナーカートリッジを交換すること
なしに、現像手段に補給可能なトナーの総量に相当する
量以上に設定したことを特徴とする請求項１に記載のト
ナーカートリッジの交換検知装置である。

【００１４】さらに、請求項３に記載の発明は、現像手
段にトナー補給手段を介して、トナーを収容したトナー
カートリッジからトナーを補給し、前記現像手段によっ
て潜像担持体上に形成された静電潜像を現像することに
より画像を形成する画像形成装置において、前記トナー
補給手段に設けられ、前記トナーカートリッジから補給
されるトナーの有無を検知するトナー空検知手段と、前
記トナー空検知手段の検知結果が、トナーニアエンプテ
ィ又はトナーエンプティ状態からトナーフル状態に変化
した後に、このトナー空検知手段が連続して当該トナー
フル状態を検知した状態で、前記現像手段に補給された
トナー量に相当するパラメータの積算値が、所定値より
大きくなった場合に、前記トナーカートリッジが交換さ
れたと判別する判別手段を備えるように構成したもので
ある。

【００１５】

【実施の形態】以下にこの発明を図示の実施の形態に基
づいて説明する。

【００１６】実施の形態１ 図２はこの発明の実施の形態１に係るトナーカートリッ
ジの交換検知装置を適用した画像形成装置としてのデジ
タル複写機を示すものである。

【００１７】図２において、１はデジタル複写機の本体
を示すものであり、このデジタル複写機本体１の上部に
は、原稿２を１枚ずつ分離した状態で自動的に搬送する
自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）３と、当該自動原稿搬送装
置３によって搬送される原稿２の画像を読み取る画像読
取装置４が配設されている。この画像読取装置４は、プ
ラテンガラス５上に載置された原稿２を光源６によって
照明し、原稿２からの反射光像を、フルレートミラー７
及びハーフレートミラー８、９及び結像レンズ１０から
なる縮小光学系を介してＣＣＤ等からなる画像読取素子
１１上に走査露光して読み取るように構成されている。

【００１８】上記画像読取装置４によって読み取られた
原稿２の画像情報は、図示しない一時記憶装置に記憶さ
れ、必要に応じてＩＰＳ（Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓ
ｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）１２によって所定の画像処理が
施された後、この画像処理が施された画像情報に応じて
ＲＯＳ（Ｒａｓｔｅｒ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｃａｎｎｅ
ｒ）１３によって感光体ドラム１４上に画像露光が施さ
れ、静電潜像が形成される。上記ＲＯＳ１３は、画像情
報に応じてレーザービームを出射する半導体レーザー１
５と、当該半導体レーザー１５から出射されるレーザー
ビームを走査するポリゴンミラー１６と、当該ポリゴン
ミラー１６によって走査されるレーザービームを、感光
体ドラム１４上に露光するためのミラー１７、１８とか
ら構成されている。上記感光体ドラム１４は、ＲＯＳ１
３による画像露光に先立って、スコロトロンからなる一
次帯電器１９によって、所定極性の所定の電位に一様に
帯電された後、上述したように、ＲＯＳ１３によって原
稿２の画像が露光され、静電潜像が形成される。上記感
光体ドラム１４上に形成された静電潜像は、現像装置２
０によって現像されてトナー像となる。このトナー像
は、転写コロトロン２１の帯電によって転写用紙２２上
に転写されるとともに、当該トナー像が転写された転写
用紙２２は、分離コロトロン２３の除電によって感光体
ドラム１４から分離される。上記感光体ドラム１４から
トナー像が転写される転写用紙２２は、複写機本体１の
内部に複数配置された給紙カセット２４、２５、２６、
２７のいずれかより、給紙ロール２８によって給紙さ
れ、搬送ロール２９及びプリレジロール３０を介して、
レジストゲート３１まで一端搬送されて停止する。そし
て、上記転写用紙２２は、感光体ドラム１４の表面に形
成されるトナー像と同期して開くレジストゲート３１を
通過して、当該レジストゲート３１の下流側に配設され
たレジストロール３２によって、感光体ドラム１４の表
面まで搬送され、上述したように、当該感光体ドラム１
４の表面に形成されたトナー像が転写された後、感光体
ドラム１４の表面から分離される。

【００１９】上記感光体ドラム１４の表面から分離され
た転写用紙２２は、定着器３３へと搬送され、当該定着
器３３によって転写用紙２２上に熱及び圧力でトナー像
が定着される。このトナー像が定着された転写用紙２２
は、定着器３３の出口ロール３４によって、通常の片面
複写の場合には、そのまま排出ロール３５により機外の
排出トレイ３６上に排出される。また、両面複写の場合
には、片面にトナー像が定着された転写用紙２２は、そ
のまま排出ロール３５によって機外に排出されずに、反
転ゲート３７によって下向きに搬送方向が変更され、３
つのロールが圧接されたトリロール３８及び反転ロール
３９によって、反転通路４０へと一旦搬送される。そし
て、上記転写用紙２２は、今度は逆転する反転ロール３
９及び両面ロール４１によって両面用通路４２へと搬送
され、この両面用通路４２からプリレジロール３０を介
して、レジストゲート３１まで一旦搬送されて停止し、
上述したように、当該レジストゲート３１及びレジスト
ロール３２によって、感光体ドラム１４上のトナー像と
同期して搬送され、トナー像の転写・定着工程が行われ
た後、排出ロール３５によって排出トレイ３６上に排出
される。

【００２０】なお、トナー像の転写工程が終了した後の
感光体ドラム１４の表面は、クリーニング装置４３によ
って残留トナーや紙粉等が除去され、次の画像形成工程
に備える。

【００２１】図３は上記の如く構成されるデジタル複写
機の画像形成部を拡大して示したものである。

【００２２】感光体ドラム１４は、スコロトロンからな
る一次帯電器１９によって、所定極性の所定の電位に一
様に帯電された後、当該感光体ドラム１４の表面には、
ＲＯＳ１３によって原稿２の画像が走査露光され、静電
潜像が形成される。この感光体ドラム１４上に形成され
た静電潜像は、現像装置２０によって現像されてトナー
像となり、このトナー像は、転写前帯電器４４による補
助帯電を受けた後、前述したように、所望の給紙カセッ
ト２４〜２７から給紙・搬送される転写用紙２２上に、
転写コロトロン２１の帯電によって転写されるととも
に、当該トナー像が転写された転写用紙２２は、分離コ
ロトロン２３の除電によって感光体ドラム１４上から分
離される。この感光体ドラム１４上から分離された転写
用紙２２は、定着器３３へ搬送され、当該定着器３３に
よってトナー像が定着されて、片面複写の場合には、そ
のまま排出トレイ３６上に排出され、両面複写の場合に
は、裏面への画像形成工程が繰り返される。

【００２３】なお、トナー像の転写工程が終了した後の
感光体ドラム１４の表面は、クリーニング装置４３のク
リーニングブラシ４５等によって残留トナーや紙粉等が
除去された後、イレーズランプ４６による露光を受け、
残留電荷が消去されて、次の画像形成工程に備えるよう
になっている。

【００２４】図４は上記現像装置２０を示すものであ
る。

【００２５】この現像装置２０は、図４に示すように、
黒色のトナーとキャリアとからなる二成分系の現像剤５
６を有する現像装置にて形成されており、その構造は、
二成分系の現像剤５６を収容した現像装置ハウジング５
２と、上記現像装置ハウジング５２の感光体ドラム１４
側に配設される現像ロール５３と、この現像ロール５３
の背面側に配設される現像剤搬送用パドル５７と、この
現像剤搬送用パドル５７の背面側に配設される現像剤搬
送兼攪拌用オーガ５４、５５と、現像ロール５３により
搬送される現像剤５６を層厚規制するブレード６０と、
で構成されている。この場合、上記現像ロール５３は、
例えばアルミニウム合金やステンレス鋼等の非磁性導電
性部材からなる現像スリーブ５８と、その内部に固定状
態に配置されたマグネットロール５９から構成されてい
る。

【００２６】また、上記現像装置２０の内部には、当該
現像装置２０とは別体に構成されたトナー補給手段とし
てのトナーボックスから、トナー補給用のモータを回転
駆動することにより、図示しない補給用のオーガによっ
て、トナーが現像剤搬送兼攪拌用オーガ５５の一端部側
に供給されるようになっている。

【００２７】図５は上記の如く構成されるデジタル複写
機のフロントカバーは閉じているが、プロセス部を透視
した状態を示す外観斜視図である。なお、この図５に示
すデジタル複写機では、自動原稿搬送装置３の代わり
に、通常のプラテンカバーが取り付けられている。

【００２８】上記デジタル複写機本体１の内部には、感
光体ドラム１４を保持したドラムユニット６０が設けら
れており、このドラムユニット６０は、メンテナンス時
や交換時等に、感光体ドラム１４を手前側に引き出すこ
とによって、当該感光体ドラム１４の交換が可能なよう
に取り付けられている。また、デジタル複写機本体１の
内部には、感光体ドラム１４及び現像装置２０の手前側
に、トナーカートリッジ６２が装着されたトナー補給手
段としてのトナーボックス６１が、その一端部を支点と
して略９０度手前側に回動自在に取り付けられている。

【００２９】図６は上記の如く構成されるデジタル複写
機のフロントカバーを開いた状態で、尚かつ、トナーカ
ートリッジ及びトナーボックスを取り外した状態を示す
側面図である。

【００３０】図６において、６０は上述したように感光
体ドラム１４が取り付けられたドラムユニットを示すも
のであり、この感光体ドラム１４の側方には、現像装置
２０が配設されている。この現像装置２０は、当該現像
装置２０の背面側に設けられた本体ガイド部６３を、デ
ジタル複写機本体１側に設けられた現像装置ガイド部６
４に沿わせて脱着するようになっている。上記現像装置
２０の位置決めは、図示しないリアフレームに設けられ
た位置決め用の孔に、現像装置２０の背面側に突設され
た図示しないスタッドを嵌合するとともに、複写機本体
１のフロント側のフレームに突設された位置決め部材と
しての２本の現像装置位置決め用のスタッド６５、６６
に、現像装置２０のフロント側の上部に設けられた位置
決め部材の２つの孔６７、６８を嵌合することによって
行われる。その際、上記デジタル複写機本体１のリアフ
レームに設けられた高さ位置決め用の孔と、現像装置２
０のフロント側に設けられた位置決め部材の２つの孔６
７、６８は、複写機本体１の水平方向に沿った長孔とな
っており、現像装置２０は、これらの長孔６７、６８に
沿って感光体ドラム１４と接離する方向にスライド可能
となっている。なお、上記２本の現像装置位置決め用の
スタッド６５、６６のうち、一方のスタッド６５には、
現像装置２０の脱落を防止するため、スクリュー６５ａ
が締結されるようになっている。また、他方のスタッド
６６は、スタッド６５よりも長く形成されており、後述
するように、トナーボックスの高さ方向の位置決め部材
としての機能をも兼ねるように構成されている。

【００３１】また、上記現像装置２０は、最適な画像を
得るために、感光体ドラム１４の表面と所定の間隙を設
けてセットされ、又、当該現像装置２０や感光体ドラム
１４のメンテナンスや交換等のため、これら現像装置２
０や感光体ドラム１４を脱着する際には、次に述べるよ
うに、トナーボックス６１の回動動作に連動する連動機
構６９によって、感光体ドラム１４から離間する方向に
スライドし、当該現像装置２０や感光体ドラム１４の脱
着を可能としている。

【００３２】この現像装置２０に装着されるトナーボッ
クス６１は、図６及び図７に示すように、複写機本体１
のフロント側フレーム７０の水平板部７１、７２に設け
られた回動軸７３、７４を中心にして、回動自在に複写
機本体１に取り付けられており、トナーカートリッジ６
２を交換する際や、現像装置２０や感光体ドラム１４を
脱着する際に、複写機本体１に対して開閉可能となって
いる。上記トナーボックス６１の下端部に設けられた回
動軸７４には、ギア７５が一体的に取り付けられてお
り、このギア７５は、隣接するギア７６に噛合されてい
る。また、上記ギア７６に一体的に設けられたカサバギ
ア７７は、複写機本体１のフロント側フレーム７０の垂
直板部７８に回動自在に取り付けられたカサバギア７９
に噛合されており、このカサバギア７９には、ギア８０
が一体的に取り付けられているとともに、当該ギア８０
は、ギア８１に噛合されている。このギア８１は、図８
に示すように、現像装置２０の背面側に沿って平行に配
設されたクランクシャフト８２の端部に取り付けられて
おり、クランクシャフト８２のクランク部８３には、現
像装置２０の背面側に突設されたシャフトガイド部材８
４が挿通されている。そして、上記トナーボックス６１
を９０度回動させることによって、ギア７５、７６、７
７、７９、８０、８１を介して、クランクシャフト８２
が１８０度回転し、現像装置２０を図６に示すように感
光体ドラム１４に最も近接した現像位置から、感光体ド
ラム１４から最も離間した引き出し位置へと移動させる
ことが可能なように構成されている。

【００３３】上記現像装置２０の後方には、図６に示す
ように、シャフトガイド部材８４が取り付けられた枠体
８５が設けられており、この枠体８５は、現像装置２０
のスライド方向と同一方向に移動可能となっている。こ
の現像装置２０の後方に設けられた枠体８５のガイド部
６４と現像装置２０に設けられたガイド部６３とは、前
述したように、互いに係合するように配置されているた
め、枠体８５と現像装置２０は、感光体ドラム１４と接
離する水平方向に一体となってスライドするようになっ
ている。上記クランクシャフト８２は、図８に示すよう
に、現像装置２０側のシャフトガイド部材８４に対応し
た部分がクランク形状に形成されており、図６に示すよ
うに、シャフトガイド部材８４の長孔８６にクランクシ
ャフト８２のクランク部８３が挿通されている。そし
て、上記の如くトナーボックス６１の回動に伴ってクラ
ンクシャフト８２が回転することにより、シャフトガイ
ド部材８４を介して枠体８５がスライドするとともに、
現像装置２０も同時にスライドするようになっている。

【００３４】その結果、トナーボックス６１をセットし
た状態では、最適な画像を得るための位置まで現像装置
２０を感光体ドラム１４側にスライドさせ、又、トナー
ボックス６１を開いた状態では、現像装置２０や感光体
ドラム１４を脱着可能な位置まで、現像装置２０をスラ
イドさせるように、トナーボックス６１、クランクシャ
フト８２及び枠体８５は配置されている。

【００３５】また、上記現像装置２０と感光体ドラム１
４の軸方向の両端部には、図６に示すように、それぞれ
押し付け部８７、８８が固定した状態で設けられてお
り、現像装置２０を感光体ドラム１４側にスライドさせ
ることにより、両者の押し付け部８７、８８が互いに当
接して最適な現像装置２０の現像ロール５３と感光体ド
ラム１４とのスペースを得るようになっている。なお、
上記現像装置２０を安定した状態で感光体ドラム１４に
押しつけるために、シャフトガイド部材８４の内部に
は、ばね８９が挿入されている。

【００３６】図９は上記現像装置２０にトナーを補給す
るトナーボックス６１を示すものである。

【００３７】このトナーボックス６１は、図９に示すよ
うに、現像装置２０の一側にあって上端部が現像装置の
側方に位置する高さまで設けられており、このトナーボ
ックス６１は、その一端に設けられた回動軸７３、７４
により水平面内で回動可能となっている。そして、上記
トナーボックス６１に装着されたトナーカートリッジ６
２を交換する際は、複写機本体１の前面に設けられたフ
ロントカバーを開けて、トナーボックス６１を露出させ
るとともに、トナーボックス６１を回動軸７３、７４を
中心として９０度回動させてトナーカートリッジ６２を
交換するようになっている。

【００３８】図９において、９０はトナーボックス本体
であり、その上部には、トナーを収容したトナーカート
リッジ６２が載置状態に配設されている。このトナーカ
ートリッジ６２の内部には、収容されたトナー９１を所
定のタイミングで攪拌することにより、トナー９１のブ
ロッキング等を防止するとともに、トナーをトナー供給
口６２ａへ搬送する攪拌搬送手段としてのコイル状のア
ジテータ９２が回転可能に設けられている。

【００３９】また、トナーボックス本体９０の底部に
は、図９乃至図１１に示すように、断面Ｕ字形状の３つ
の筒状案内部９３ａ、９３ｂ、９３ｃが設けられてお
り、これらの筒状案内部９３ａ、９３ｂ、９３ｃの内部
には、トナーを搬送するオーガ９４ａ、９４ｂ、９４ｃ
が回転可能に設けられている。これらのオーガ９４ａ、
９４ｂ、９４ｃによって搬送されるトナーは、筒状案内
部９３ｂの底面に設けられたトナー排出口９５を介し
て、現像装置２０の外部に突出した補給部のトナー補給
口９６内に供給される。そして、この補給部のトナー補
給口９６内に供給されたトナーは、補給部内に設けられ
たオーガ５５によって現像装置２０の内部に搬送され、
現像工程に使用されるようになっている。

【００４０】更に、上記トナーカートリッジ６２の内部
に設けられたコイル状のアジテータ９２は、図１２に示
すように、第１の駆動モーター１０５によって回転駆動
されるようになっており、トナーボックス本体９０内の
筒状案内部９３ａ、９３ｂ、９３ｃに設けられたオーガ
９４ａ、９４ｂ、９４ｃは、第２の駆動モーター１０６
によって図示しないギアを介して回転駆動されるように
なっている。

【００４１】上記トナーボックス６１のトナー排出口９
５には、図１３及び図１４に示すように、スライドシャ
ッター９７が設けられ、トナーボックス６１を複写機本
体１にセットすることによって、現像装置２０のフロン
ト側に突出したシャッター押し付け部９８が、スライド
シャッター９７のガイド部９９を押圧し、スライドシャ
ッター９７が開くように構成されている。また、トナー
ボックス６１を開くことで、図１４に示すように、現像
装置２０のシャッター押し付け部９８がスライドシャッ
ター９７のガイド部９９から離れ、ばね１００によりス
ライドシャッター９７は戻され、トナー排出口９５は閉
じた状態となる。現像装置２０のトナー補給口９６に
は、図１５に示すように、トナー補給口９６の周縁を囲
むようにウレタン１０１が貼られており、その上にはＰ
ＥＴフィルムシール１０２が貼られている。上記ＰＥＴ
フィルムシール１０２とスライドシャッター９７は、ウ
レタン１０１をつぶしながら、ＰＥＴフィルムシール１
０２と接触しており、トナーボックス６１のトナー排出
口９５と現像装置のトナー補給口９６は密閉され、トナ
ーの漏れを防ぐようになっている。なお、トナー補給口
９６の位置がばらつきによりずれても、ウレタン１０１
が変形するので密閉状態を保つことができる。

【００４２】また、この実施の形態では、図７に示すよ
うに、トナーボックス６１の現像装置２０側の側面に、
平板状の高さ方向位置決め部材１０３が設けられてい
る。この高さ方向位置決め部材１０３の下面は、現像装
置２０の位置決めスタッド６６の上側水平接面に面一で
あるように設定され、トナーボックス６１をデジタル複
写機本体１にセットすると、高さ方向位置決め部材１０
３が現像装置２０の位置決めスタッド６６上に載るよう
に構成されている。上記現像装置２０の位置決めスタッ
ド６６は、先端に行くに従って細くなるようにテーパが
ついており、トナーボックス６１がトナーカートリッジ
６２の重みで下方に下がった時や、変形によって下がっ
た時もスムーズにトナーボックス６１の高さ位置決め部
材１０３が、現像装置２０の位置決めスタッド６６上に
載るようになっている。

【００４３】ところで、この実施の形態１に係るデジタ
ル複写機では、現像装置に補給すべきトナーを収容した
トナーカートリッジが交換されたか否かを検知するトナ
ーカートリッジの交換検知装置が用いられている。

【００４４】この実施の形態１では、トナー補給手段に
設けられ、トナーカートリッジから補給されるトナーの
有無を検知するトナー空検知手段と、前記トナー空検知
手段の検知結果が、トナーニアエンプティ又はトナーエ
ンプティ状態からトナーフル状態に変化した後に、この
トナー空検知手段が連続して当該トナーフル状態を検知
した状態で、前記現像手段に補給されたトナー量に相当
するパラメータの積算値が、所定値より大きくなった場
合に、前記トナーカートリッジが交換されたと判別する
判別手段を備えるように構成されている。

【００４５】すなわち、この実施の形態１では、図１１
に示すように、トナーボックス本体９０のトナーカート
リッジ６２からトナーが落下する位置に、トナーカート
リッジ６２から補給されるトナーの有無を検知するトナ
ー空検知手段としてのトナー空センサー１０７が設けら
れている。

【００４６】図１はこの実施の形態１に係るトナーカー
トリッジの交換検知装置が適用されたデジタル複写機の
制御回路を示すブロック図である。

【００４７】図１において、１１０はデジタル複写機の
画像形成動作を制御するとともに、トナー空センサー１
０７の検知結果が、トナーニアエンプティ又はトナーエ
ンプティ状態からトナーフル状態に変化した後に、この
トナー空センサー１０７が第２の駆動モーター１０６の
駆動中に連続して当該トナー有りを検知した状態で、現
像装置２０にトナーを補給するトナー補給モーターであ
る第２の駆動モーター１０６の駆動時間の積算値が、所
定時間Ｔより大きくなった場合に、トナーカートリッジ
６２が交換されたと判別する判別手段としての機能を兼
ねた制御手段としてのＣＰＵ、１１１は第２の駆動モー
ター１０６の駆動時間を積算し、トナーニアエンプティ
状態になると積算時間がリセットされるカウンタ、１０
５はトナーカートリッジ６２内に設けられたオーガ９２
を回転駆動する第１の駆動モータ、１０６はトナーボッ
クス６２内に設けられたオーガ９４ａ、９４ｂ、９４ｃ
を回転駆動する第２の駆動モータ、１０７はトナーボッ
クス６１に設けられたトナー空センサーをそれぞれ示す
ものである。なお、上記カウンタ１１１は、ＣＰＵ１１
０で実行されるソフトウエアーのプログラムで構成して
もよい。そして、上記ＣＰＵ１１０は、トナーカートリ
ッジ６２の交換情報としてトナーニアエンプティ状態が
解除され、トナーフル状態でトナー補給モーターとして
の第２の駆動モータ１０６の駆動時間を積算し、この第
２駆動モータ１０６の駆動時間の積算時間が、一定時間
Ｔ以上となったときに、トナーカートリッジ６２の交換
情報を電話回線やＬＡＮ等の通信回線を介して送信する
ように構成されている。

【００４８】ここで、上記一定時間Ｔの値は、下記の式
で決定される。 Ｔ≒（Ａ＋Ｂ）／Ｃ Ａ：トナーニアエンプティ後にトナーボックス６１から
排出可能なトナー量（ｍｇ） Ｂ：トナーニアエンプティ時におけるトナーカートリッ
ジ６２内の最大トナー残量（ｍｇ） Ｃ：トナーディスペンスレート（ｍｇ／ｓ）

【００４９】このように、上記一定時間Ｔは、トナーニ
アエンプティ時に、トナーカートリッジ６２を新たなも
のと交換することなく、既使用のトナーカートリッジ６
２及びトナーボックス９０からトナーを補給可能な第２
の駆動モーター１０６の最大駆動時間の積算値に、略等
しい値に設定されている。しかし、この一定時間Ｔを大
きく設定しすぎると、トナーカートリッジ６２の交換情
報を送信するタイミングが遅れてしまうので望ましくな
い。

【００５０】一例としては、上記トナーニアエンプティ
後にトナーボックス６１から排出可能なトナー量Ａが６
０ｇ、トナーニアエンプティ時におけるトナーカートリ
ッジ６２内の最大トナー残量Ｂが１５ｇ、トナーディス
ペンスレートＣが１５０ｍｇ／ｓｅｃに設定され、一定
時間Ｔは、５００ｓｅｃに設定される。

【００５１】トナーニアエンプティとは、トナー補給モ
ーターである第２の駆動モーター１０６の駆動時に、ト
ナー空センサー１０７がトナー無しを連続してＡｓｅｃ
（例えば、１０ｓｅｃ）検知した場合を言い、この状態
では、基本的にトナーボックス９０内のトナー分だけ画
像形成が可能である。

【００５２】また、トナーエンプティとは、トナーニア
エンプティからＢｓｅｃ（例えば、５００ｓｅｃ）まで
トナー補給モーター１０６を駆動し、トナーボックス６
１内の補給可能なトナーがなくなった場合を言い、この
状態では、マシンがシャットダウンされる。

【００５３】さらに、トナーニアエンプティ解除とは、
トナーエンプティ状態でトナー空センサー１０７がトナ
ー有りを連続してＣｓｅｃ（例えば、２ｓｅｃ）検知し
た場合を言う。

【００５４】又、トナーフルの状態とは、トナーニアエ
ンプティまたはトナーエンプティでは無い状態を言う。

【００５５】以上の構成において、この実施の形態に係
るデジタル複写機では、次のようにして、部品点数の増
加に伴うコストアップを招くことなく、トナーカートリ
ッジが新しいものと交換されたか否かを正確に検知する
ことが可能となっている。

【００５６】すなわち、この実施の形態１に係るデジタ
ル複写機では、図２及び図３に示すように、原稿２の画
像の複写工程が繰り返されると、現像装置２０内のトナ
ーが徐々に消費されるが、この現像装置２０には、トナ
ーボックス９０からトナーが所定のタイミングで補給さ
れる。

【００５７】上記トナーボックス６１は、図５に示すよ
うに、トナーを収容したトナーカートリッジ６２を備え
ており、当該トナーボックス６１には、トナーカートリ
ッジ６２からトナーが供給されるようになっている。

【００５８】上記トナーボックス６１のトナー落下位置
には、図１１に示すように、トナー空センサー１０７が
設けられており、このトナー空センサー１０７によって
トナーの有無が検知される。上記トナーボックス６１に
は、図９に示すように、トナー空センサー１０７がトナ
ー無しをＤｓｅｃ（例えば、０．５ｓｅｃ）検知する
と、トナーカートリッジ６２内に設けられたオーガ９２
を所定時間だけ回転駆動することにより、当該トナーカ
ートリッジ６２からトナー供給口６２ａを介してトナー
が供給される。

【００５９】そして、上記トナーカートリッジ６２から
トナーボックス６１にトナーが徐々に供給され、トナー
カートリッジ６２内のトナー残量が少なくなると、トナ
ーカートリッジ６２内のオーガ９２を所定時間だけ回転
駆動しても、トナーボックス６１内にトナーが供給され
なくなる。すると、上記トナーボックス６１内に設けら
れたトナー空センサー１０７は、図１６に示すように、
トナー補給モーターである第２の駆動モーター１０６を
所定時間だけ駆動しても、トナー空センサー１０７がト
ナー無しを上記所定時間連続してＡｓｅｃ（例えば、１
０ｓｅｃ）検知し、トナーニアエンプティ状態となる。

【００６０】このトナーニアエンプティ状態となると、
ＣＰＵ１１０は、図１に示すように、図示しない操作パ
ネルの表示部に、トナーカートリッジ６２を新たなもの
と交換することを促すメッセージを表示する。ユーザー
は、このトナーカートリッジ６２を新たなものと交換す
ることを促すメッセージを見て、トナーニアエンプティ
状態の間、又はトナーエンプティ状態となったときに、
トナーカートリッジ６２を新たなものと交換する作業を
行なう。トナーカートリッジ６２が新たなものと交換さ
れたと見なされる場合、例えばデジタル複写機のフロン
トカバーの開閉動作に伴って、第１の駆動モーター１０
５が所定時間だけ駆動され、トナーカートリッジ６２か
らトナーボックス６１にトナーが補給され、トナー空セ
ンサー１０７の検知状態がトナーフル状態に変化する。

【００６１】すると、ＣＰＵ１１０は、図１６に示すよ
うに、トナー空センサー１０７の検知状態がトナーニア
エンプティからトナーフル状態に変化すると、トナー補
給モーターである第２の駆動モーター１０６の駆動時間
をカウンタ１１１によって積算する動作を開始する。そ
して、上記ＣＰＵ１１０は、トナー補給モーターである
第２の駆動モーター１０６の駆動時間の積算値が、一定
時間Ｔより大きくなったことを判別すると、トナーカー
トリッジ６２が交換されたとして、トナーカートリッジ
６２の交換情報を通信回線を介して、ＥＰＳＶ機能に基
づいて送信するようになっている。

【００６２】一方、上記の如くトナーニアエンプティ状
態となると、ＣＰＵ１１０は、図示しない操作パネルの
表示部に、トナーカートリッジ６２を新たなものと交換
することを促すメッセージを表示するが、ユーザーは、
このトナーカートリッジ６２を新たなものと交換する代
わりに、当該トナーカートリッジ６２内に残っているト
ナーを有効に利用するため、使用中のトナーカートリッ
ジ６２を振って、再度トナーボックス６１に装着して使
用する場合がある。

【００６３】この場合には、図１７に示すように、使用
中のトナーカートリッジ６２からトナーボックス６１に
トナーが補給され、トナー空センサー１０７の検知状態
がトナーフル状態に変化する。

【００６４】すると、ＣＰＵ１１０は、図１７に示すよ
うに、トナー空センサー１０７の検知状態がトナーニア
エンプティ状態からトナーフル状態に変化すると、トナ
ー補給モーターである第２の駆動モーター１０６の駆動
時間をカウンタ１１１によって積算する。しかし、トナ
ーカートリッジ６２が新たなものと交換されていない場
合には、トナーカートリッジ６２内に残ったトナー、及
びトナーボックス６１から補給されるトナーの量は、最
大でも一定値以下に限られるため、トナー空センサー１
０７のトナーフル状態は、一定時間Ｔを越えて連続する
ことがない。そのため、上記トナー空センサー１０７の
トナーフル状態は、一定時間Ｔが経過する以前に、トナ
ーニアエンプティ状態に変化し、ＣＰＵ１１０は、トナ
ー空センサー１０７の検知状態がトナーフル状態からト
ナーニアエンプティ状態に変化すると、カウンタ１１１
のカウント値をリセットする。

【００６５】また、上記トナー空センサー１０７の検知
状態がトナーニアエンプティ状態となると、ＣＰＵ１１
０は、図示しない操作パネルの表示部に、トナーカート
リッジ６２を新たなものと交換することを促すメッセー
ジを表示する。

【００６６】ユーザーは、このトナーカートリッジ６２
を新たなものと交換することを促すメッセージを見て、
トナーニアエンプティ状態の間、又はトナーエンプティ
状態となったときに、今度はトナーカートリッジ６２を
新たなものと交換する作業を行なうことになる。トナー
カートリッジ６２が新たなものと交換されると、デジタ
ル複写機のフロントカバーの開閉動作に伴って、第１の
駆動モーター１０５が所定時間だけ駆動され、トナーカ
ートリッジ６２からトナーボックス６１にトナーが補給
され、トナー空センサー１０７の検知状態がトナーフル
状態に変化する。

【００６７】すると、ＣＰＵ１１０は、図１７に示すよ
うに、トナー空センサー１０７の検知状態がトナーニア
エンプティ状態からトナーフル状態に変化すると、再
度、トナー補給モーターである第２の駆動モーター１０
６の駆動時間をカウンタ１１１によって積算する。そし
て、上記ＣＰＵ１１０は、トナー補給モーターである第
２の駆動モーター１０６の駆動時間の積算値が、一定時
間Ｔより大きくなったことを判別すると、トナーカート
リッジ６２が交換されたとして、はじめてトナーカート
リッジ６２の交換情報を通信回線を介して、ＥＰＳＶ機
能に基づいて送信するようになっている。

【００６８】このように、上記実施の形態１では、トナ
ーニアエンプティ状態またはトナーエンプティ状態が解
除されたときに、トナーカートリッジ６２が交換された
という情報を送信するのではなく、ＣＰＵ１１０は、ト
ナーボックス６１に設けられたトナー空センサー１０７
の検知状態が、トナーニアエンプティ、トナーエンプテ
ィ状態からトナーフル状態に変化した後に、トナー補給
モーターである第２の駆動モーター１０６の駆動時間を
積算し、トナーニアエンプティ状態になると積算時間を
リセットして、当該積算時間が一定時間Ｔより大きくな
った場合に、トナーカートリッジ６２が交換されたと判
別し、トナーカートリッジ６２の交換情報を送信するよ
うになっている。

【００６９】そのため、上記デジタル複写機では、トナ
ーニアエンプティ状態となった場合に、トナーカートリ
ッジ６２を新たなものと交換することなく、トナーカー
トリッジ６２を振って再度装着して使用したときでも、
誤ってトナーカートリッジ６２の交換情報が送信される
ことがなく、トナーカートリッジ６２が新しいものと交
換されたか否かを正確に検知することが可能となる。

【００７０】また、この実施の形態では、トナーカート
リッジ６２の交換のみを検知する新たなセンサー等を設
ける必要がないので、部品点数の増加に伴うコストアッ
プを招くことがなく、トナーカートリッジが新しいもの
と交換されたか否かを正確に検知することができる。

【００７１】なお、前記実施の形態１では、現像手段に
補給されたトナー量に相当するパラメータとして、現像
装置２０にトナーを補給するトナーボックス６１のトナ
ー補給モーターである第２の駆動モーター１０６の駆動
時間を用いた場合について説明したが、これに限定され
るものではなく、ＲＯＳ１３による画像露光の画素数
や、画像が形成される転写用紙２２の枚数等を用いるよ
うに構成しても良い。

【００７２】

【発明の効果】以上のとおり、この発明によれば、部品
点数の増加に伴うコストアップを招くことなく、トナー
カートリッジが新しいものと交換されたか否かを正確に
検知することが可能なトナーカートリッジの交換検知装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１はこの発明の実施の形態１に係るトナー
カートリッジの交換検知装置を適用した画像形成装置の
制御回路を示すブロック図である。

【図２】 図２はこの発明の実施の形態１に係るトナー
カートリッジの交換検知装置を適用した画像形成装置と
してのデジタル複写機を示す構成図である。

【図３】 図３はデジタル複写機の画像形成部を示す構
成図である。

【図４】 図４は現像装置を示す構成図である。

【図５】 図５はこの発明の実施の形態１に係るトナー
カートリッジの交換検知装置を適用した画像形成装置と
してのデジタル複写機を示す外観斜視図である。

【図６】 図６はデジタル複写機の現像装置の接離機構
を示す構成図である。

【図７】 図７はデジタル複写機の現像装置の接離機構
を示す構成図である。

【図８】 図８はデジタル複写機の現像装置の接離機構
を示す構成図である。

【図９】 図９はトナー補給手段を示す構成図である。

【図１０】 図１０はトナーカートリッジを示す断面図
である。

【図１１】 図１１はトナーボックスを示す平面図であ
る。

【図１２】 図１２はトナー補給手段を示す縦断面図で
ある。

【図１３】 図１３は現像装置とトナーボックスとの接
続部を示す底面図である。

【図１４】 図１４は現像装置とトナーボックスとの接
続部を示す底面図である。

【図１５】 図１５は現像装置とトナーボックスとの接
続部を示す側面図である。

【図１６】 図１６はトナー空センサーの検知状態及び
トナー補給モーターの駆動時間を積算するカウントを示
すタイミングチャートである。

【図１７】 図１７はトナー空センサーの検知状態及び
トナー補給モーターの駆動時間を積算するカウントを示
すタイミングチャートである。

【符号の説明】

２０：現像装置、６１：トナーボックス、６２：トナー
カートリッジ、１０６：第２の駆動モーター、１０７：
トナー空センサー、１１０：ＣＰＵ（判別手段）、１１
１：カウンタ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像手段に補給すべきトナーを収容した
   トナーカートリッジが交換されたか否かを検知するトナ
   ーカートリッジの交換検知装置において、 前記トナーカートリッジから補給されるトナーの有無を
   検知するトナー空検知手段の検知結果が、トナーニアエ
   ンプティ又はトナーエンプティ状態からトナーフル状態
   に変化した後に、このトナー空検知手段が連続して当該
   トナーフル状態を検知した状態で、前記現像手段に補給
   されたトナー量に相当するパラメータの積算値が、所定
   値より大きくなった場合に、前記トナーカートリッジが
   交換されたと判別する判別手段を備えたことを特徴とす
   るトナーカートリッジの交換検知装置。
2. 【請求項２】 前記所定値は、前記トナー空検知手段の
   検知結果が、トナーニアエンプティ又はトナーエンプテ
   ィ状態からトナーフル状態に変化したとき、トナーカー
   トリッジを交換することなしに、現像手段に補給可能な
   トナーの総量に相当する量以上に設定したことを特徴と
   する請求項１に記載のトナーカートリッジの交換検知装
   置。
3. 【請求項３】 現像手段にトナー補給手段を介して、ト
   ナーを収容したトナーカートリッジからトナーを補給
   し、前記現像手段によって潜像担持体上に形成された静
   電潜像を現像することにより画像を形成する画像形成装
   置において、 前記トナー補給手段に設けられ、前記トナーカートリッ
   ジから補給されるトナーの有無を検知するトナー空検知
   手段と、 前記トナー空検知手段の検知結果が、トナーニアエンプ
   ティ又はトナーエンプティ状態からトナーフル状態に変
   化した後に、このトナー空検知手段が連続して当該トナ
   ーフル状態を検知した状態で、前記現像手段に補給され
   たトナー量に相当するパラメータの積算値が、所定値よ
   り大きくなった場合に、前記トナーカートリッジが交換
   されたと判別する判別手段を備えたことを特徴とする画
   像形成装置。