JPH10198150A - 電子写真機械用のカートリッジ及びカートリッジ内の トナー量を決定する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トナーを使用する電子写真出力機械にカート
リッジの内容に関する情報を伝達すると共に、そのよう
な情報と、機械の動作中にカートリッジ内に残存してい
るトナー量に関連する連続データとを組み合わせるため
の簡単且つ効果的な方法および装置を提供して、正確且
つ効率的な機械動作を促進する。 【解決手段】 電子写真機械用のカートリッジは、内
部に回転自在に取付けられて、トナーとの係合を為す攪
拌器を担持するサンプと、前記攪拌器の第１端部に結合
されたコード化装置と、前記機械の駆動機構に連結可能
な前記攪拌器の第２端部に連結されたトルク感知継手と
を具備する。前記コード化装置は、カートリッジ特性情
報を表す符号を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真（ＥＰ）
機械に関し、更に詳細には、そうした機械用の交換可能
な供給カートリッジに関するものであり、カートリッジ
に関する情報が機械に対して提供されて、正確且つ効率
的な機械動作を促進している。

【０００２】

【従来の技術】Lexmark International, Inc.社など、
多くの電子写真出力装置（例えばレーザ・プリンタ、コ
ピー機、ファックス幾など）のメーカでは、従来、最良
の印刷品質及び最長のカートリッジ寿命を得るために機
械の制御を変更できるように、ＥＰカートリッジに関す
る情報が出力装置に利用できるように要望していた。

【０００３】従来技術は、ＥＰ機械に詳細なＥＰカート
リッジ特性について知らせる装置或いは入力方法を十分
に備えている。例えば、１９９３年５月４日発行の米国
特許第５，２０８，６３１号には、色データをマッピン
グするために色座標系の特殊な座標をカートリッジ内の
ＰＲＯＭ中に埋め込むことによって、再生機械内のカー
トリッジ内に含まれるトナーの比色特性を識別する技法
が開示されている。

【０００４】他の従来技術、例えば１９９４年２月２２
日発行の米国特許第５，２８９，２４２号には、ＥＰプ
リンタ内に装填されているトナー印刷カートリッジのタ
イプを表示する方法およびシステムが開示されている。
これは、フタまたはカバーを閉じた場合に機械内の接点
と合致するようにカートリッジ上に取り付けられた導電
性ストリップを本質的には含む。センサは、プリンタ内
に装填されている印刷カートリッジのタイプをユーザに
知らせる２位置スイッチである。この方法は効果的であ
るが、機械に提供される情報量が限られる。

【０００５】他の従来技術、例えば１９９４年１１月１
５日発行の米国特許第５，３６５，３１２号では、現在
の充填状態に関する情報または他の状態データを含むメ
モリ・チップが保持されている。印刷媒体の消耗状態
は、消費量を経験的にカウントすることによって与えら
れる。帯電画像を調色又はトナー化するのに必要なトナ
ーの量の平均に、帯電画像キャリヤの回転数を掛ける
か、または光センサによる文字のインキング度を掛け
る。いずれの方法でも、計算が正確とは言えず、ページ
上の平均インク被覆面積、あるいはフォント選択によっ
て大きく変化する文字密度に依存する。したがって、よ
く見ても、消費計算は正確さを欠く。

【０００６】文献には、レーザ・プリンタにおいてトナ
ー・レベルを検出するいくつかの方法が示されている。
これらの方法の大部分は、トナー低下状態、またはトナ
ーが固定のレベルよりも上にあるかまたは下にあるかを
検出するものである。残っている未使用のトナーの量を
効果的に測定する方法または装置はほとんどない。一例
として、Ｌｅｘｍａｒｋ（登録商標）プリンタでは、現
在、光学技法を使用してトナー低下状態を検出してい
る。この方法は、光線をトナー容器のあるセクションか
らフォト・センサ上へ通過させようとするものである。
トナーは、そのレベルがプリセットした高さよりも下が
るまで光線を妨害する。

【０００７】他の一般的な方法では、トナーをシル上で
かき回して動かす回転撹拌器またはトナー・パドルに対
するトナーの影響又は効果を測定して、それをトナー付
加ロールへ、次いで現像ロールへ、最後にＰＣドラムへ
送るようにしている。パドルの回転軸は水平である。パ
ドルは、３６０度回転する間、トナー・サプライに入っ
たり、出たりする。トナーは、パドルがトナー表面と接
触する点とパドルがトナーから出る点との間でパドルの
動きに抵抗し、パドル・シャフト上にトルク負荷を生成
する。１）トナーの存在によって生じたトルク負荷が固
定のパドル位置において所与のしきい値よりも小さいか
どうかを検出するか、または２）トナーの表面が固定の
高さよりも低いかどうかを検出することによって、トナ
ー低下が検出される。

【０００８】どちらの方法でも、トナーと接触した場合
に負荷トルクを受ける被駆動部材（パドル）に駆動トル
クを与える駆動部材がある。これら２つの部材が互いに
無関係に慎重に画定された形で回転するある自由度が存
在する。上記の第１の方法１）では、パドルに負荷が加
わらない場合、両方の部材がともに回転する。しかし、
負荷が加わると、パドルは、駆動部材よりも負荷の増大
とともに増大する角距離だけ遅れる。第２の方法２）で
は、負荷が加わらないパドルは、バネ力または重力のも
とで、駆動部材の回転よりも進む。負荷が加わる（すな
わち、パドルがトナーの表面と接触する）と、駆動部材
と被駆動部材は再び整合し、ともに回転する。パドルの
回転の適切な位置において駆動部材と被駆動部材の相対
的な回転のずれ（位相差としても知られている）を測定
することによって、トナーの存在を検知することができ
る。

【０００９】従来技術では、２つのディスクの位相差を
測定することによってこの相対的なずれが検知されてい
る。第１のディスクは、パドルに駆動トルクを与えるシ
ャフトに固定的に取り付けられる。第２のディスクは、
第１のディスクに近接して、パドルのシャフトに固定的
に取り付けられる。通常、どちらのディスクもその中に
符合ノッチまたはスロットを有する。スロットまたはノ
ッチの整合、すなわちそれらが重なる程度は、ディスク
の位相関係、したがって駆動部材と被駆動部材の位相を
示す。

【００１０】上記の方法および別形態を示す様々な技術
を以下に示す。

【００１１】１９７７年１月１８日発行のRicoh Co.社
の米国特許第４，００３，２５８号には、２つのディス
クを使用してパドル駆動シャフトに対するトナー・パド
ル位置を測定する方法が開示されている。パドルがその
回転の頂部に達すると、パドルと駆動シャフトとの結合
は、重力のもとでパドルがトナー表面上で静止するまで
またはその回転の底部になるまで自由落下することを許
容している。パドルが落下する間の角度が固定の量（１
８０度近辺）よりも大きければ、トナー低下が検出され
る。１つのバネが２つのディスクを連結しているが、こ
のバネは、トナー検出には使用されない。バネは、トナ
ー容器から現像機へトナーを振り落とすのに使用され
る。

【００１２】１９９３年６月１日発行のOki Electric C
o.社の米国特許第５，２１６，４６２号には、ディスク
間の位相分離がパドルへのトルク負荷を示すように、バ
ネが２つのディスクを連結しているシステムが開示され
ている。このタイプのシステムでは不安定さが目立つ。
さらにこの米国特許第５，２１６，４６２号には、パド
ルがその上死位置からトナーの表面まで自由落下する上
記米国特許と同様のシステムが開示されている。パドル
の位置は、トナー容器の外側のレバーに対する磁気的結
合を介して検知される。このレバーは、パドルがその回
転の底部に近づくと光スイッチを励起する。光スイッチ
によって検知されながらパドルが上死点から容器の底部
まで落下するのにかかる時間が所与の値よりも小さい場
合、トナー低下が表示される。

【００１３】１９８６年６月３日発行のMinolta Camera
Co.社の米国特許第４，５９２，６４２号には、トナー
を直接測定するパドルを使用せず、その代わりにパドル
の動きを利用して「フロート又は浮き」をトナーの表面
の上に引き上げ、それを再びトナー表面の上部に降ろす
システムが開示されている。「フロート」がトナー低下
位置にくると、スイッチが励起される。「フロート」が
トナー低下位置においてかなりの時間を費やす場合、装
置はトナー低下を知らせる。この特許は、容器内のトナ
ーの量を測定できることを暗示しているが、明細書に
は、単にトナー低下状態を検出するための非常に非直線
的で、ほとんど二元的な形で動作することが示されてい
る。

【００１４】１９９１年２月５日発行のXerox Corp.社
の米国特許第４，９８９，７５４号は、トナーを撹拌ま
たは搬送する内部パドルがない点で他の技法とは異なっ
ている。代わりに、トナー容器全体が水平軸回りを回転
する。内部のトナーが容器とともに回転すると、トナー
は、それとともに回転可能なレバーを引く。トナー・レ
ベルが低くなると、レバーは、トナーの動きによってそ
の基準位置からずれなくなり、重力のもとでその基準位
置に戻る。この位置から、レバーはトナー低下を示すた
めにスイッチを励起する。

【００１５】更に、１９８７年１２月８日発行のRank X
erox Limited社の米国特許第４，７１１，５６号には、
廃棄トナー・タンクが満杯になる時を検出する手段が開
示されている。この特許では、底部からタンク内に供給
される廃棄トナーによって押し上げられるフロートを使
用している。フロートは、タンクの上部に達するとスイ
ッチを励起させる。

【００１６】１９９１年７月３０日発行のFujitsu Limi
ted社の米国特許第５，０３６，３６３号には、市販の
振動センサを使用して固定のレベルにあるトナーの存在
を検出している。この特許には、センサ出力に対するセ
ンサ清浄機構の影響が無視できる簡単なタイミング方法
が開示されている。

【００１７】１９９４年９月２０日発行のXerox Corp.
社の米国特許第５，３４９，３７７号には、黒色画素を
計算し、それらに画素の近傍における単位面積当たりの
画素に基づいてトナー使用量について重み付けすること
によって、トナー使用量、したがって容器内に残ってい
るトナーの量を計算するアルゴリズムが開示されてい
る。これは、以下に開示する本発明の方法および装置と
は異なる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上記のことに鑑みて、
本発明の主要な目的は、カートリッジ特性情報をコード
化装置によって表すと共に、該コード化装置からそうし
た情報を読み取るための装置及び方法を提供することで
ある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の一局面は、電子
写真機械用のカートリッジに係わり、トナーとの係合の
ために内部的に回転自在に取り付けられた撹拌器を担持
するサンプと、前記撹拌器の第１端部に結合されたコー
ド化装置と、前記機械における駆動機構に連結可能な前
記撹拌器の第２端部に連結されたトルク感知継手とを備
える。前記コード化装置はカートリッジ特性情報を表す
コード化手段を含む。そうしたコード化手段は、内部に
トナーを有する前記サンプの一部を通るような前記撹拌
器移動に対する抵抗成分を示すように読み取れる符号を
含むことができ、前記サンプ内に残存するトナー量の指
針を与える。サンプ内に残存するトナー量を示す抵抗成
分は、前記コード化装置の移動に対する前記駆動機構の
移動の間の遅れによって決定される。また、そうしたコ
ード化手段は、トナー量を示すように読み取れる符号の
代替として或いはそれに加えて、事前選択カートリッジ
特性情報を表す符号を含むことができる。

【００２０】本発明の他の局面は、撹拌器に関連して回
転する単一のコード化プレートを有するカートリッジに
向けられ、その単一のコード化プレートがカートリッジ
内のトナー量を決定する符号を含んでおり、本発明の更
なる他の局面は、事前選択されたカートリッジ情報を表
す符号を含むようなコード化プレートを有するカートリ
ッジに向けられている。そうした符号は、好ましくは、
複数の符号指示器、例えば、コード化プレート内及び／
或いは該プレート上に形成された開口、窓、切欠、反射
性領域等々の符号指示器を含む。

【００２１】本発明のカートリッジ内のトナー量を決定
する一方法としては、前記駆動機構の回転的位置を決定
する段階と、前記コード化プレートの相対的な位置を決
定する段階と、前記駆動機構の回転的位置と前記コード
化プレートの相対的位置との間の遅れを測定する段階
と、の諸段階を含む。

【００２２】添付の図面と関連して行った以下の説明を
参照すれば、本発明の他の目的およびより完全な理解が
得られよう。

【００２３】

【発明の実施の形態】次に、図面、特に図１を参照する
と、本発明に従って構成されたレーザ・プリンタ１０が
示されている。図１は、印刷受容媒体経路１１が示され
る共に、本発明に従って構成された交換供給電子写真
（ＥＰ）カートリッジ３０を含むプリンタ１０の概略側
面図である。図示のように、機械１０は、少なくとも１
つの媒体供給トレイ１２を支持するケーシングまたはハ
ウジング１０ａを含む。トレイ１２では、ピッカ・アー
ム１３によって、印刷受容媒体１２ａ（例えば紙）のカ
ット・シートが媒体経路１１へ送られ、この例ではカー
トリッジ３０の一部をなす印刷エンジンを通り、機械１
０内に入る。送りモータ・ドライブ・アセンブリ１５
（図３）は、媒体をピンチ・ローラ対１６〜２３中およ
びそのニップ間に送り、媒体受容出力トレイ２６内に入
れる駆動動作を行う。

【００２４】本発明によれば、図１および図２で参照さ
れるように、カートリッジ３０は、カートリッジ３０が
機械１０内のその基準位置に収まっている場合に、カー
トリッジ内に残っているトナーの量に関する（機械の動
作中）連続データを含むカートリッジ特性、あるいは／
および、例えばカートリッジのタイプまたはサイズ、ト
ナー容量、トナーのタイプ、光導電性ドラムのタイプな
ど、予め選択されたカートリッジ特性に関する情報を機
械１０へ伝送または伝達するためのエンコーダ・ホイー
ル・センサまたはリーダ３１ａと協働するようになされ
たエンコーダ・ホイール３１を含む。このために、エン
コーダ・ホイール３１は、この例ではシャフト３２の一
端３２ａに取り付けられており、該シャフトは、円筒形
トナー供給サンプ３３内で回転できるように同軸状に取
り付けられている。シャフト３２には、シャフト３２か
ら放射状に延び、サンプ３３に沿って軸方向に延びるエ
ンコーダ・ホイール３１と同期して回転できるように、
トナー撹拌器またはパドル３４が取り付けられている。
カートリッジのトナー３５のレベル（容量によって異な
る）は、一般に、ほぼ９：００位置から、反時計方向に
３：００位置まで延びるものとして示されている。パド
ル３４が矢印３４ａの方向に反時計回りに回転すると、
トナーがサンプ３３のシル３３ａ上で動く。（パドル３
４には、通常、パドルがトナー３５を通過する際にパド
ルへの抵抗が小さくなるように、複数の大きい開口３４
ｂが図３に示されるように設けられている）。図２およ
び図３に最もよく示されているように、シル３３ａ上で
動いたトナーは、現像ロール３７と周知の形で相互作用
するトナー付加ロール３６へ送られ、次いで媒体経路１
１内にある光導電性（ＰＣ）ドラム３８であって、媒体
経路１１内において該ドラムに提示された印刷受容媒体
１２ａにテキスト情報および図形情報を付与する。

【００２５】次に、図３を参照すると、モータ送りアセ
ンブリ１５は、適切な歯車駆動装置１５ｂを介して、例
えばＰＣドラム３８および現像ロール３７用の駆動列４
０、トナー付加ロール３６に対して多数の異なる駆動回
転を与え、且つ、可変トルク装置を介してシャフト３２
の一端３２ｂに結合されている駆動モータ１５ａを含ん
でいる。駆動モータ１５ａは、例えばステッピング・モ
ータ、より好ましい実施形態ではブラシレス直流モータ
など従来のタイプのものでよい。ステッピング・モータ
を含めて、任意のいくつかのタイプのモータが駆動装置
として使用できるが、モータ・シャフトの運動の測定可
能な有限の増分をもたらすホール効果かまたは周波数発
生フィードバック・パルスが得られるので、ブラシレス
直流モータが理想的である。フィードバックは所定の距
離測定値を補償する。距離測定値は、駆動装置をステッ
ピング・モータに限定しないために「ステップ」ではな
く増分と呼ぶことにする。

【００２６】この例ではカートリッジ３０の一部をなす
駆動列４０は、現像ロール３７に直接結合され、アイド
ラ・ギヤ４０ｂを介してギヤ４０ｃによってトナー付加
ロール３６に結合された被駆動ギヤ４０ａを含む。ギヤ
４０ｃは、適切な減速ギヤ４０ｄおよび４０ｅを介して
最終駆動ギヤ４１を駆動する。図５および図６を参照し
ながら以下により詳細に説明するように、駆動ギヤ４１
は、可変トルク感知継手によってシャフト３２の端部３
２ｂに結合される。

【００２７】図３において、ギヤ４１は、ギヤ４１およ
びそのウェブ４２がシャフト３２の端部３２ｂのまわり
を無制限に自由に動くようにするベアリングの働きをす
るカラー４３に接続された取付ウェブまたはフランジ４
２を含むものとして示されている。次に、図４を参照す
ると、可変トルク感知継手の駆動側がギヤ４１のウェブ
４２に取り付けられている。このために、継手の駆動側
はコイルねじりバネ４４を含む。バネ４４の一方の脚４
４ａはギヤ４１のウェブ４２に固定され、バネ４４の他
方の脚４４ｂは自立している。

【００２８】次に、図５を参照すると、継手の片側（被
駆動側）が示されている。このために、シャフト３２の
キー（平）シャフト端３２ｂを受容するように寸法決定
されたキー中央開口４６を有するアーバ４５が示されて
いる。理解しやすいように、図６にはアーバ４５の反対
側が示されている。アーバ４５は、放射状に延びるイヤ
部分４７ａ、４７ｂを含む。イヤ部分４７ａ、４７ｂの
延長終端は、ギヤ４１のウェブ４２と関連するフランジ
４８に重なる。ウェブ４２に対向するアーバ４５の裏面
または背面４５ａ（図６参照）は、依存強化脚部分４９
ａ、４９ｂを含む。カラー４６ａは、ギヤ４１のウェブ
４２と衝合し、アーバ４５の残りの部分をギヤ４１のウ
ェブ４２から離間させておく。また、アーバ４５の背面
４５ａの裏面には、バネ４４の自立脚４４ｂを把持する
クリップ５０が取付けられている。

【００２９】したがって、バネ４４の一端４４ａ（図
４）はギヤ４１のウェブ４２に接続され、バネ４４の他
端４４ｂはアーバ４５に接続される。アーバ４５は、カ
ートリッジ３０のサンプ３３中で回転できるように取り
付けられたシャフト３２にキー止めされる。したがっ
て、ギヤ４１は、バネ４４およびアーバ４５を介してシ
ャフト３２に接続される。ギヤ４１が回転すると、バネ
の端部４４ｂが回転しやすいアーバ４５内のキャッチ５
０に押し付けられて、シャフト３２上のパドル３４が回
転するようになる。パドルが最初にサンプ３３内のトナ
ー３５に係合すると、加わった抵抗によりねじりが増大
し、バネ４４が巻き上がり、それによりエンコーダ・ホ
イール３１がギヤ４１の回転位置より遅れる。フランジ
４８上に取り付けられたストップ５１および５２は、過
大な巻上げまたはバネ４４の過度の緊張を防ぐ。サンプ
３３がトナー３５のフル設計レベルになっている場合、
イヤ４７a、４７ｂはそれぞれストップ５１および５２
と係合する。したがって、パドル３４がサンプ３３中を
動こうとした際にトナー３５に当たって受ける抵抗のた
めに、バネ４４によりパドル・シャフト３２がギヤ４１
および駆動列４０に対して遅れる。パドル３４に当たる
トナーのために受ける抵抗が大きいほど、遅延も大き
い。以下により詳細に説明するように、パドル３４がサ
ンプ３３を反時計回りに９：００位置（図２参照）から
ほぼ５：００位置まで進む際に、ギヤ４１（実際はモー
タ１５ａ）およびエンコーダ・ホイール３１が進む距離
の差は、どのくらいのトナー３５がサンプ３３内に残っ
ているか、したがってカートリッジ３０がトナー低下に
なる前に、どのくらいのページがまだＥＰ機械またはプ
リンタ１０によって印刷できるかの目安となる。この測
定技法について、エンコーダ・ホイール３１の基準位置
を見つける方法およびホイールを読み取る方法と関連し
てより詳細に説明する。

【００３０】次に、その電子回路の主要部品を示す、機
械１０の簡易電子図である図７を参照すると、機械に
は、それぞれ「エンジン電子回路カード(Engine Electr
onicsCard)」および「ラスタ・イメージ・プロセッサ電
子回路カード(Raster Image Processor Electronics Ca
rd)」と書かれたボード８０および９０（以下それぞれ
ＥＥＣおよびＲＩＰと呼ぶ）を担持する２つのプロセッ
サ（マイクロプロセッサ）が使用されている。通常通
り、プロセッサは、メモリ、入出力装置およびボード上
の小形システム・コンピュータと関連する他の備品を含
む。図7に示されるＥＥＣ８０は、一般に、カード上の
ＲＯＭ８０ａ内に含まれ、そのオンボード・プロセッサ
と関連するプログラムを介して機械機能を制御する。例
えば、機械上の、レーザ・プリントヘッド８２、モータ
送りアセンブリ１５、高電圧電源８３およびカバーが開
いた際に状態の変化をＥＥＣ８０に示すカバー・スイッ
チ８３ａ、エンコーダ・ホイール３１上のコードを読み
取り、ＥＥＣ８０に必要なカートリッジ情報を知らせ、
ＥＰカートリッジ３０のサンプ３３内のトナー供給に関
する連続データを与えるエンコーダ・ホイール・センサ
３１ａ、機械が動作している時にはＲＩＰの制御下にあ
るが、製造中はＥＥＣによって制御することができ、Ｒ
ＩＰが導入されていない場合でも製造試験状態を表示す
るのに有用な様々な機械状態をオペレータに示すディス
プレイ８１などである。消去または消滅ランプ・アセン
ブリ８４およびＭＰＴ排紙機能など、他の機能は、ＥＥ
Ｃ８０によって制御されるものとして示されている。他
の共用機能、例えばフューザ・アセンブリ８６および低
電圧電源８７が、ＲＩＰ９０とＥＥＣ８０および他の周
辺装置との間の通信を可能にする相互接続カード８８
（ブッシュおよび電力線を含む）を介して備えられてい
る。相互接続カード８８は、ネットワーク９１、不揮発
性メモリ９２（例えばハード・ドライブ）への接続、も
ちろんホスト９３、例えばパーソナル・コンピュータな
どのコンピュータへの接続に使用できる通信インタフェ
ース８９を介して他の周辺装置に接続できる。

【００３１】ＲＩＰは、主としてネットワークまたはホ
ストから印刷すべき情報を受信し、それを印刷するため
にビットマップなどに変換する役目を果たす。シリアル
・ポート９４およびパラレル・ポート９５はＲＩＰカー
ド９０から分離できるように示されているが、通常、そ
れらはカード上にあるかまたはその一部になっている。

【００３２】議論の前に、プログラミング・フローチャ
ートによって、本発明による機械の動作、新規のエンコ
ーダ・ホイール３１の構造について説明する必要があ
る。このために、次に図８を参照すると、エンコーダ・
ホイール３１は、ディスク形状をしており、シャフト３
２の同じ形状の端部３２ａによって受容できるようにキ
ー中央開口３１ｂを含むことが好ましい。ホイールは、
識別のために開始基準線Ｄ０に関して配置されることが
好ましいその中にいくつかのスロットまたは窓を含む。
「時計面」から見ると、Ｄ０は、ホイール３１の開始／
基準窓５４の後縁に沿って、６：００のところにある。
（回転方向矢印３４ａに注意）。パドル３４は、ホイー
ル３１（したがってサンプ３３）に関して上死点（ＴＤ
Ｃ）のところにあるのが概略的に示されている。エンコ
ーダ・ホイール・センサ３１ａの位置は、固定であり、
機械に取り付けられているが、議論のために、図中のＤ
０と整合し、実質上図１に概略的に示されるように配置
されていると仮定する。

【００３３】パドル３４は一般に（矢印３４ａによって
示される反時計回りに）３：００位置から９：００位置
までサンプ内のトナーと接触せず、またパドルが少なく
とも１２：００（ＴＤＣ）位置から９：００位置まで動
く際、シャフト速度はかなり均一であると仮定できるの
で、カートリッジ３０に関する情報は、６：００位置か
らほぼ９：００位置の間にホイール上にコード化される
ことが好ましい。このために、ホイール３１は、その後
縁がそれぞれＤ０に関してＤ１〜Ｄ７のところにある放
射状に延び、等間隔に離間したスロットまたは窓０〜６
を具備する。スロット０〜６はそれぞれ、図１２に関し
て以下に詳細に説明するように、１つまたは複数のデカ
ル９６などによって選択的に覆われる情報またはデータ
・ビット位置を示す。この時点では、複数のアパーチャ
５６〜５９は、同じ半径を有するアークに沿って、ただ
しデータ・スロットまたは窓０〜６に隣接して配置され
ると言うだけに留めておく。アパーチャ５６と５７の間
の間隔は、アパーチャ５８と５９の間の間隔よりも小さ
いことに留意されたい。

【００３４】覆われたスロットと覆われないスロット０
〜６の組合せによって表されるコード化されたデータ
は、ＥＰカートリッジ初期容量、トナー・タイプ、ＯＥ
Ｍタイプ・カートリッジとして認められているかいない
かに関する必要な情報、または正確な機械の動作に望ま
しいまたは必要な他の情報をＥＥＣ８０に示す。隣接す
るスロット６は、隣接するスロットまたは窓の後縁間の
距離に等しい幅を有する停止窓５５であり、例えばＤ１
＝（Ｄ２−Ｄ１、Ｄ３−Ｄ２など）＝窓５５の幅であ
る。また、停止窓５５は、停止窓５５の幅に等しい距離
だけスロット６の後縁から離間することに留意された
い。すなわち、距離Ｄ８−Ｄ７＝窓５５の幅の２倍であ
り、窓５５の幅はスロット０〜６の幅よりも広い。

【００３５】ほぼ５：００位置から６：００位置までの
隣接するスロット０は、開始／基準窓５４である。開始
／基準窓５４は、他の窓幅よりもわざと広くしてある。
この幅の違いのために、ホイール位置およびエンコーダ
・ホイール・センサ３１ａへのデータ・ビット提示の開
始を判定することが容易になる。この理由については、
図９および図１０のプログラミング・フローチャートを
検討すればよりよく理解できよう。

【００３６】送りモータ１５ａ位置に対するエンコーダ
・ホイール３１の遅延（計算した増分）に関する情報を
ＥＥＣ８０に提供するために、追加の３つのスロットま
たは窓「ａ」、「ｂ」および「ｃ」がそれぞれＤ９、Ｄ
１０、Ｄ１１のところに設けられている。スロット
「ａ」の後縁（角距離Ｄ９）はＤ０から２００゜であ
り、スロット「ｂ」の後縁（角距離Ｄ１０）はＤ０から
２１５゜であり、スロット「ｃ」の後縁（角距離Ｄ１
１）はＤ０から２３０゜である。図８から、スロット
「ａ」がＤ０においてセンサ３１を通過する時には、パ
ドル３４はすでに、下死点（６：００位置）を２０゜
（２００゜−１８０゜）、窓またはスロット「ｂ」を３
５゜（２１５゜−１８０゜）、スロット「ｃ」を５０゜
（２３０゜−１８０゜）だけ通過していることが分か
る。スロット「ａ」、「ｂ」および「ｃ」の配置の重要
度については、図１１と関連して以下に詳細に説明す
る。

【００３７】次に、図９および図１０を参照すると、機
械始動に必要なコード、およびトナー・サンプ３３内の
トナー３５レベルの測定を含む、エンコーダ・ホイール
上でコード化された情報の読取りを示すプログラミング
および機能フローチャートがそれぞれ示されている。最
初に、大きいまたは極端な速度変化条件下で参照用に異
なるテーブルが必要であるとしても、機械の速度は、動
作（すなわち、解像度、トナー・タイプ、色など）によ
って異なるので、信頼できないまたは測定できないこと
を理解するのがよい。したがって、それと実際の値を比
較して残っているトナーの量を判定できる異なる解像度
を得るために、いくつかの速度ごとの基準値をＲＯＭ８
０ａ内に記憶するのではなく、代わりにモータが進んだ
角距離を基準としてエンコーダ・ホイール３１が進んだ
角「距離」を読み取り、次いで２つの角測定値の差を基
準値またはベースラインと比較して、サンプ３３内に残
っているトナー３５の量を判定する。観測によって、エ
ンコーダ・ホイールが開始または基準（Ｄ０）と
「ａ」、「ｂ」、「ｃ」の間で進む距離が常に同じであ
ることが分かる。したがって、モータが進むべき距離を
測定し、その後スロット「ａ」を検知し、スロット
「ｂ」を検知し、スロット「ｃ」を検知し、次いでその
差を測定した遅延であるとする。本質上、おそらく何を
測定しているのかを理解するのに読者にとってより分か
り易い方法は、ギヤ４１（送りモータ・アセンブリ１５
の一部としてギヤ列４０）の角度のずれに対してパドル
３４の角度のずれを測定することである。以下で議論す
るように、最大数（遅延数）は、最大トルク（最大抵
抗）を与えるパドル位置を示す。この数は、ＲＯＭ内の
参照テーブルを使用する必要があることを示し、どのく
らいのトナー３５がカートリッジ３０のサンプ３３内に
残っているかの目安を与える。

【００３８】まず図９を参照すると、機械１０の始動
後、またはカバーを開き、後で閉じた後、論理ブロック
６０に示されるように、ローリング平均をリセットす
る。簡単に言えば、「ｎ」（例えば５または６）個のサ
ンプル測定値を検査し、それらの平均を記憶し、カート
リッジ３０のエンコーダ・ホイール３１上のコードを読
取り、前にそこにあったものと比較し、次いで記憶す
る。このようにする理由は、最後の電源オンまたは機械
１０の始動以降、ユーザがＥＰカートリッジを交換する
場合、新しいサンプ内に異なるトナー・タイプ、トナー
・レベルなどがあるからである。したがって、古いデー
タに頼らないようにするために、新しいカートリッジ・
データおよびカートリッジ３０内に残っているトナー３
５の量を含む新しいデータを固定する。したがって、Ｅ
ＥＣ８０内で新しい「ローリング平均」を作成する。ホ
スト通知に関して、機械が始動した場合またはカバーを
一度開いた場合はたいてい、新しいカートリッジが導入
されていないので、古いデータが報告され、通常前の情
報に信頼が置かれる。

【００３９】次の論理ステップ６１は、エンコーダ・ホ
イール３１の「基準位置を見つける」ことである。トナ
ー・レベルかまたはカートリッジ特性アルゴリズムが適
切に動作するように、ホイール３１の「基準位置」をま
ず見つけなければならない。エンジンは、例えば停止窓
位置５５に止まることができ、またシステム内のバック
ラッシュのために、モータは、エンコーダ・ホイールが
実際に動く前に、測定した「全窓幅」が開始／基準窓５
４であるように見えるほど十分な距離を動くので、必然
的に、ＥＥＣ８０は、センサ３１ａを介して、窓がホイ
ールの基準位置または開始位置を判定し始める前に窓の
開始を見なければならない。以下に、開始／基準窓５４
を見つけるプログラムの一部を疑似コードの形で示す。
前に議論したように、開始／基準窓５４は、停止窓５５
またはそれに関してエンコーダ・ホイール３１上の他の
スロットまたは窓よりも広い。 'Find the home window first(まず基準窓を見つける) ’This loop runs on motor "increments"(このループはモータ”増分” によって動作する) HomeFound = False while (! HomeFound) If(found the start of a Window) Then WindowWidth = 0 While(not at the end of Window){increment WindowWidth} If(WindowWidth > MINIMUM_HOME_WIDTH AND WindowWidth < MAXIMUM_HOME_WIDTH) Then HomeFound = True End if End While

【００４０】上記のアルゴリズムにおいて、’HomeFoun
d’は偽にセットされ、ループは、窓またはスロットの
幅が最小値以上かつ最大値以下の条件を満たすまで動作
する。次いで’HomeFound’は真にセットされ、ループ
が終わる。したがって、このアルゴリズムは本質上思想
が表現できている。窓を見、窓を識別のために所定の最
小幅および最大幅と比較し、次いでそれらの条件が満た
された場合に「基準窓」５４が見つかったことを示す。

【００４１】アルゴリズムがホームを適切に見つけられ
るように、アルゴリズムは、停止窓５５を識別した後
で、停止窓５５の位置が開始／基準窓５４に対して妥当
であるか、もちろん窓幅が容認できるかを検査する。こ
れは、図９の論理ブロックまたはステップ６２、６３お
よび６４において行われる。この条件が満たされない場
合、構成情報が再び取られる。この検査がパスされれ
ば、カバーの閉じまたは電源オンサイクルが起こるま
で、構成情報を見続ける必要はない。これにより、エン
ジンが開始／基準窓５４を誤認識し、したがってカート
リッジ３０を誤定義する潜在的な状態が防げる。

【００４２】「ホイールを読み取る」ための疑似コード
について議論する前に、エンコーダ・ホイール３１の回
転の一部は、そのセクションが使用でき、「窓・バーコ
ード」としてほとんど読み取ることができるほど一定速
度に近いことを思い出すことが有益である。図８を参照
すると、それは、スロットまたは窓０〜６を含む開始／
基準窓５４の後縁から停止窓５５の後縁までのエンコー
ダ・ホイール３１のセクションである。これは、パドル
３４が当たらないエンコーダ・ホイール３１のセクショ
ン内またはサンプ３３内のトナー３５内にあることが好
ましい。このセクションが光センサ３１上を通過する
と、カートリッジに関する読出し専用情報を収集するた
めに復号されるシリアル・ビット・ストリームが生成さ
れる。このセクションに含まれる情報は、その特定のＥ
Ｐカートリッジ情報、または「知りたい」情報を有する
機械の動作に不可欠な情報を含む。この情報は、例えば
２つまたはそれ以上の異なる種別に分類できる。１つ
は、カートリッジ「製造」詳細、すなわちカートリッジ
・サイズ、トナー容量、トナー・タイプ、光導電（Ｐ
Ｃ）ドラム・タイプを示す情報であり、カートリッジを
製造する際に個別設定される。もう１つは、例えばＯＥ
Ｍ宛先に応じてカートリッジ出荷の前に個別設定される
一意の「カートリッジ種類」の数を見込む情報である。
後者の分類では、例えば、カートリッジが粗悪な印刷を
もたらしたり、何らかの安全問題を有したり、機械を何
らかの形で破壊すると思われるベンダからのカートリッ
ジの使用を抑止する。あるいは、機械がＯＥＭユニット
としてベンダ自身のロゴに対してベンダに供給される場
合、カートリッジは、ベンダのロゴ・カートリッジが機
械にとって容認できるものとなるようにコード化され
る。窓を遮蔽することによる選択的コーディングは、図
１２と関連して詳細に説明するスティックオンデカル動
作を介して実施される。

【００４３】「ホームを見つける」コードは、開始／基
準窓５４を判定し、窓５４の後縁から各窓０〜６の後縁
に対応する距離を測定する。この収集は、エンジンが
（データ・窓０〜６よりも大きく、開始／基準窓５４よ
りも小さい円周幅を有するように設計された）停止窓５
５を検出するまで続く。いくつかの整数乗算を使用し
て、各窓０〜６の基準窓５４の後縁からの記録された距
離を使用して読み取ったバイト内の各ビットの状態をセ
ットする。

【００４４】プログラムのエンコーダ・ホイールを読み
取る部分を疑似コードの形で以下に示す。 'Find Home(ホームを見つける)’（上記参照） ’Gather distances for all of the data window(全てのデータ・窓について距 離を収集する) ’This loop runs on motor "increments"(このループはモータ”増分”によっ て動作する) Finished = False WindowNumber = 0 CumulativeCount = 0 while (!Finished) CumulativeCount = CumulativeCount + 1 If(the start of a window is found) Then WindowWidth = 0 While (not at the end of Window) increment WindowWidth increment CumulativeCount End While If(WindowWidth > Minimum Stop window Width AND WindowWidth < Maximum Stop Window Width AND CumulativeCount > Minimum Stop Position AND CumulativeCount < Maximum Stop Position)Then ’we must ensure that the stop window is really what we found(我 々は、停止窓がほんとうに我々が見つけるものであることを確認する必要がある Finished = True StopDistanceFromHome = CumulativeCount Else DistanceFromHome(WindowNumber) = CumulativeCount WindowNumber = WindowNumber + 1 End If' check for stop window End If' check for start of window End While ’Now translate measurements into physical bits(次に測定値を物理ビットに 変換する) DataValue = 0 ’First divide the number of samples taken by 9(まず採取したサンプルの数 を９で割る) BitDistance = StopDistanceFromHome / 9 For I = 0 To WindowNumber - 1 BitNumber = DistanceFromHome(I) / BitDistance 'What is being determined is the bit number corresponding to the ’measurement by rounding up DistanceFromHome(I) / BitDistance.(判 定中のものがDistanceFromHome(I)/BitDistanceを丸めることによって測定値に 対応するビット数になる) If((DistanceFromHome(I) - (BitDistance * BitNumber)) * 2 > BitDistance )Then BitNumber = BitNumber + 1 End If DataValue = DataValue + 1(SHIFTLEFT) BitNumber - 1 Next' Window number DataValue = -DataValue 'invert result since windows are logic 0's

【００４５】上記に疑似コードの形で示したホイールを
読み取るためのプログラムは、非常に簡単である。した
がって、論理ステップ６３（図９）では、窓またはスロ
ット０〜６の後縁間の距離Ｄ１−Ｄ７が等間隔に離間し
た（すなわち、Ｄ７−Ｄ６＝ある定数「Ｋ」、Ｄ５−Ｄ
４＝定数「Ｋ」など）図８と関連して議論したように、
モータ増分を各データ・ビット、および停止ビットの後
縁ごとに記憶する。また、停止窓５５の後縁は、スロッ
ト６の後縁からＫの２倍の距離のところにある。停止窓
５５の後縁からその前縁までの距離（すなわち窓５５の
幅）は、前縁から１「ビット」距離または「Ｋ」に等し
いが、この幅は、その幅がスロット０〜６の幅よりも大
きく、開始／基準窓５４の幅よりも小さい限り、任意の
都合のよい距離でよい。したがって、上記の疑似コード
の行’First divide the numberof samples taken by
9’は、（開始／基準窓またはスロット５４の後縁か
ら）、Ｄ１からＤ７までは７ビット、Ｄ８まではさらに
２つ加わることを意味し、したがって’／９’は、窓
（開始／基準窓５４の後縁から停止窓５５の後縁まで）
間の間隔「Ｋ」を与え、これとこの距離の仮定した値と
を比較し、このようにしてビット・窓０〜６および停止
窓５５が見つかったことを確認する。停止窓５５がいま
説明した技法によって正確に識別されない場合は、論理
ステップ６４から論理ステップ６１への分岐において、
ブロック６１において上述したように、もう一度基準位
置を見つけるコードを開始する。

【００４６】論理ブロックまたはステップ６５におい
て、プログラムの次の論理ステップは、プログラムのデ
ータ・エンコード化アルゴリズム位置に進むことであ
る。上記の疑似コードでは、これはＲＥＭステートメン
ト「’Now translate measurements into physical bit
s」から始まる。ここで、コード化の際、エンコーダ・
ホイール３１は、ビット０〜６のいくつかが、光がそこ
を通過しないようにデカルなどによって覆われていると
仮定する。６以外のすべてのデータ・ビット・スロット
および停止窓５５が覆われていると仮定する。距離Ｄ８
／９の読みは、データ・スロットまたは窓０〜６間の間
隔を与える。したがって、スロットＤ７間での距離、す
なわちスロット６の後縁は、「Ｋ」（ビット間隔）の７
倍にあり、したがってビット７が放射性であること、ビ
ット表示が１００００００、または論理が反転した場合
は０１１１１１１であることを示す。見つかった数は、
場合によってはパドル質量、回転速度などのファクタに
応じて、切り上げて丸められるかまたは切り捨てて丸め
られる。いくつかの例では、これは、０．２以上の読み
を切り上げて丸め、０．２以下の読みを切り捨てて丸め
ることを意味する。例えば、６．３は７に丸められ、
７．１５は７に丸められる。

【００４７】論理ステップ６６では、「パドル回転中機
械が停止するか」と尋問する。そうであれば、論理ステ
ップ６７を開始する。このようにする理由は、パドルが
停止した場合、特にサンプ３３の一定量のトナー３５を
含む部分において、バネ４４のねじりを解放するため
に、モータ１５ａをいくつかの増分バックアップするた
めである。これにより、必要な場合、ＥＰカートリッジ
３０を取り外すまたは交換することができる。この論理
ステップでは、論理ブロック６２において始まったモー
タ増分の増分計算からステップ「バックアップ」の数を
減分することを見込む。

【００４８】次に図１０を参照すると、エンコーダ・ホ
イール３１が回転すると、パドル３４がサンプ３３内の
トナー３５に入る。論理ステップ６２に関して上述した
ように、モータ増分を計算する。次いで、論理ステップ
６８ａ、６８ｂおよび６８ｃにおいて、それぞれホイー
ル３１のスロット「ａ」、「ｂ」および「ｃ」の後縁に
おいて、モータ増分をＳ２００、Ｓ２１５およびＳ２３
０として記録する。これらの数Ｓ２００、Ｓ２１５およ
びＳ２３０を、サンプ３３内のトナー３５がなくなる数
のベースライン（または他の選択した基準）から引き、
次いでこれがサンプ内の異なる３つの位置においてパド
ル３４とともに、サンプ内のトナーの抵抗のために遅延
を直接示す。これをそれぞれ論理ステップ６９ａ〜６９
ｃに示す。前に述べたように、トナー・パドル３４への
負荷トルクと、トナー供給容器またはサンプ３３内に残
っているトナー３５の量との間には相関関係がある。図
１１にこの関係を示す。図１１には、トルクが縦軸上に
インチオンスで、パドル３４の回転度が横軸上にとられ
てる。

【００４９】図１１を簡単に参照すると、このデータの
いくつかの特徴が残っているトナーの量を示すものとし
て顕著である。第１の特徴は、トルクのピークの大きさ
である。例えば、３０グラムのトナー３５がサンプ３３
内に残っている場合、トルクは２インチオンスに近い
が、１５０グラムではトルクは４インチオンスに近く、
２７０グラムではトルクは８インチオンスに近い。第２
の特徴は、トルク曲線のピークの位置がトナーの量が変
化してもほとんど動かないことである。このことは、ピ
ークが生じる位置の近くでトルクを測定すると、残って
いるトナーが測定できることを示している。これが、図
８に示すように、スロット「ａ」の後縁（距離Ｄ９）が
Ｄ０から２００゜であり、スロット「ｂ」の後縁（距離
Ｄ１０）がＤ０から２１５゜であり、スロット「ｃ」の
後縁（距離Ｄ１１）がＤ０から２３０゜である理由であ
る。他の明らかな特徴はトルク負荷の開始の位置であ
る。さらに第３の特徴はトルク曲線の下の面積である。

【００５０】このプロセスの別の見方では、Ｄ９、Ｄ１
０およびＤ１１の角距離測定値は既知であるが、抵抗が
ねじりバネ４４に蓄えられた際に克服されるように、モ
ータが回る必要がある増分の数は、窓「ａ」、次いで
「ｂ」、次いで「ｃ」において読みを得るために、モー
タが進む距離（回転増分）の差となる。次いで、遅延を
論理ステップ７０および７１において比較し、論理ステ
ップ７２、７３または７４においてローリング平均和ま
で最大遅延を合計する。その後、ローリング平均和から
新しい平均計算を行う。これを論理ステップ７５に示
す。論理ブロック７６に示すように、次いで新しいロー
リング平均に従って事前計算され、ＥＥＣ８０と関連す
るＲＯＭ８０ａに記憶された参照テーブルからサンプ３
３内のトナー３５のレベルを判定する。

【００５１】論理ブロック７７において、最も古いデー
タ点をローリング平均和から引き、次いで論理ブロック
６１（基準位置を見つける）に戻って使用するためにロ
ーリング平均和を報告する。トナー・レベルが最後の測
定値から変化した場合、比較論理ブロック７８の場合と
同様に、この状態を、論理ブロック７９に示すように、
ローカルＲＩＰプロセッサ９０およびホスト・マシン、
例えばパーソナル・コンピュータに報告する。

【００５２】エンコーダ・ホイール３１のコーディング
は、上記に簡単に述べたように、スロット０〜６のうち
の選択したスロットをデカルによって覆うことによって
達成される。ＯＥＭベンディーの注文に応じるために、
在庫を減らすために、本発明の他の特徴に応じて、有限
のスペースの条件下でも、そのようなデカルをホイール
３１の正確な領域に迅速かつ正確に当てる問題がもたら
される。エンコーダ・ホイール３１のスロット０〜６の
間隔が密なために、予め切断され、好ましくは接着性の
裏付きデカル９６を使用して、デカルをどのくらい切断
するまたは打ち抜くかに応じて、予め選択したスロット
を選択的に覆う。整合ピンを整合ツール１００と関連し
て使用することによって、デカル９６の非常に正確な位
置決めが達成される。他のデカルをホイールの他の領域
に配置できるので、エンコーダ・ホイール３１上の整合
穴５６〜５９の間隔は各領域で様々である。

【００５３】このために、上述のように、エンコーダ・
ホイールまたはディスクにはスロットに隣接して２対の
アパーチャがあり、対５８、５９の一方のアパーチャ
は、対の他方のアパーチャ５６〜５７よりも大きい距離
離間している。次に、図１２を参照すると、デカル９６
は、スロットを覆うために、スロット０〜２、または３
〜６の少なくとも１つに嵌合するように寸法決定され
る。図示のように、デカル９６は、その中にアパーチャ
の対の一方、すなわち５８、５９または５６、５７に対
応する離間したアパーチャを有する。ツール１００は、
そこから突出し、アパーチャの対の一方の間隔に対応す
る一対のピン９７、９８を有し、したがって、デカル内
のアパーチャがツールの突出したピンと嵌合した場合、
ツールの突出したピンがエンコーダ・ホイールまたはデ
ィスクのアパーチャの一方の対と嵌合し、それによりデ
カルがディスクの選択したスロット上に正確に位置決め
される。デカル９６は、接着側がツールに対抗しないよ
うにツール上に設置する。次いで、ツール１００をデカ
ル９６がホイールの表面とかたく接触するまで押し込
む。

【００５４】ピン９７および９８がアパーチャ５６と５
７の間の間隔に等しい間隔離間している場合、デカル
は、ツール１００上で一回、不正確なアパーチャ５８お
よび５９と関連するスロットを覆うように配置すること
はできない。反対の条件もそうである。したがって、ス
ロットを適切に覆うために正確なデカルが適切に配置さ
れるように、ピン９７、９８の間隔の異なる２つのその
ようなツール１００が備えられる。あるいは、正確な間
隔を得るために変形したピンを受容する余分の穴を有す
る単一のツール１００が備えられる。

【００５５】この選択ビット遮蔽の方法は、プロセス
が、露出されていないホイール３１が残っている製造ラ
インの最後時に行われるので好ましい。ピンの間隔の異
なるツール１００を使用すれば、オペレータはエンコー
ダ・ホイール３１に容易に触れることができ、デカルの
不整合を防ぐことができる。

【００５６】図１３乃至図１７は、図９及び図１０に示
されている本発明方法における改良に関する。そうした
改良は、例えば、停止窓５５（又は停止ビット）の配置
に関する過誤の発生率をいっそう低減するコードにおけ
る改良である。図９と比較される図１３に示されるよう
に、追加的なステップ１６０，１６１，１６２が提供さ
れており、ステップ１６１に関連する更なる論理が図１
５に示され、ステップ１６２に関連する更なる論理が図
１６に示されている。更には、図１０に比較され、且
つ、図１７まで続く図１４に示されるものは、パドル３
４の回転速度や、関連されたコード化（符号化）プレー
ト又はエンコーダ・ホイール３１に関係なく、サンプ内
に残存するトナー量（トナー・レベル）を、幾分より高
められた精度で決定する現行のより好適な方法である。
以下の議論において、図９及び図１０の対応する機能ス
テップと共通の又は実質的に同一の図１３乃至図１７に
示された機能ブロックは、同一の要素番号が付されてお
り、そうした共通ステップの詳細は以下に繰り返さない
ことにする。

【００５７】図９及び図１０に示されるように、予め選
択されたカートリッジ特性（又は事前選択カートリッジ
特性）の読取りに関連されたステップや、サンプ３３内
のトナー・レベルの決定に関連するステップは平行して
実行される。しかしながら、図１３及び図１４に関して
のステップ１６０に示されるように、そうした平行処理
は事前選択カートリッジ特性の復号化（デコーディン
グ）が成就するまで続けられ、その後、サンプ３３内の
トナー・レベルの決定に関連するステップのみ（図１３
におけるステップ６６及び６７と、図１４及び図１７の
各種ステップ）が実行される。そうした事前選択カート
リッジ特性は、例えば、初期カートリッジ容量、トナー
種類、ＰＣドラム種類、ＯＥＭタイプ・カートリッジと
して認められているか否か等の情報を含み得る。当業者
であれば理解して頂けるように、そうした平行処理は、
例えば、単一プロセッサ内における平行経路の複数のプ
ログラム・ステップを織り交ぜることによって、或いは
各経路用に別個のプロセッサを用いることによっての様
々な方法で達成可能である。

【００５８】次に図１３で参照されるように、機械１０
が始動された後、或いはプリンタ・カバーが開けられて
閉じられた後、「ローリング平均」として識別される変
数がステップ６０でリセットされる。このローリング平
均のリセットは、ホイール３１からの事前選択カートリ
ッジ特性を表す符号（コード）の読取りに関連するステ
ップ、即ち、ステップ６１，６２，１６０，６３，１６
１，６４，６５，１６２の実行に先行すると共に、ステ
ップ６６で開始して図１４及び図１７まで続くカートリ
ッジ３０のサンプ３３内残存トナー量の決定に先行して
生ずる。

【００５９】適切な動作のための事前選択カートリッジ
特性ステップ或いはトナー・レベル決定ステップには、
ステップ６１におけるようにホイール３１の「基準位
置」を先ず見出さなければならない。ホイール３１の基
準位置を決定するためのエンコーダ・ホイール３１やそ
の読取りに関する先の議論が、図１３乃至図１７に示さ
れた改良にそのまま適用可能である。更に先に議論した
「ホイールを読み取る（ホイール読取り）」のための疑
似コード（又は疑似符号）が、窓幅に関連するコードの
部分が簡略化され得ることを除いて、エンコーダ・ホイ
ールの読取りにそのまま適用可能であり、以下の如くで
ある。 If(WindowWidth > Minimum Stop window Width AND CumulativeCount < Maximum Stop Position)Then ’we must ensure that the stop window is really what we found( 我々は、停止窓がほんとうに我々が見つけるものであることを確認する必要があ る) Finished = True

【００６０】ステップ６２で、駆動モータのシャフト回
転の増分数のカウント（計数）が、開始／基準窓５４の
追従エッジ（後縁）に関連された位置で始まる。その
後、ステップ１６０で、事前選択カートリッジ特性を表
すコードの復号化が成就したかどうかについて調べられ
る。もしこの事前選択カートリッジ特性コードの復号化
が成就していなければ、事前カートリッジ特性及びトナ
ー・レベル決定の平行処理が続けられ、もし成就すれ
ば、そうした平行処理を終了し、カートリッジ３０内の
トナー・レベル決定に関連したステップのみが実行され
る。

【００６１】ホイール３１の事前選択カートリッジ特性
の復号化中、ステップ６３では、開始窓５４の追従エッ
ジからデータ・ビット窓０〜６及び停止窓５５の各々ま
でのモータ増分数が記録される。その後、図１５のステ
ップが実行される。

【００６２】次に図１５で参照されるように、基準窓５
４と停止窓又はビット５５との間に７ビット以上が見出
されたかが、ステップ１６５で調べられる。もし、イエ
スであれば、ステップ６１が再度実行され、基準位置が
もう一度見出される。エンコード・ホイール３１上にお
ける有限数のスロット又はビットの過剰の有無を検出し
決定するこの試験は、ホイールの回転に伴って、センサ
が開状態から閉状態への遷移或いはその逆の何れかを検
出するようになり、はずみが生じ得るためにより好まし
い。もしはずみ期間が非常に短ければ、それが窓（スロ
ット）としては拒絶され、さもなければそれは通過し得
て無効窓として考えられる。そうした筋書きにおいて、
特定のカートリッジは物理的に可能なものよりもより多
くのビット窓を有するように見える場合がある。各ビッ
ト窓検出後、先の基準検出から検出されたビット窓の数
は最大値と比較され、もしあまりにも多くの窓が検出さ
れたならば、コードは基準状態を見出すためのステップ
に経路１９４を介して戻る。

【００６３】更なる調査が望ましいことが生じ得る他の
状態は、センサ信号が一方の状態から他方の状態へ遷移
し、直ちに元の状態へ戻る場合であり、これは追加的或
いは余分な窓の検出を指示するものである。そうした状
態のための試験はステップ１６６で実行される。図８に
示され且つ既に議論したように、ホイール上でのビット
又はスロット距離は既知であり且つ写像されている。ホ
イール３１上での同一領域内で２ビット又は２スロット
と見えるようなものの識別は、ホイール３１のその特別
な回転のための事前選択カートリッジ特性の読取りにお
ける過誤として識別され、経路１９４を介しての図１３
に示されたステップ６１の再実行への復帰となる。

【００６４】また図１５で参照されるように、ステップ
１６７は、コード・ビット０〜６が停止ビットと取り違
えられていないことを保証するために実行される。こう
してステップ１６７では、続行されたモータ増分数が、
基準窓５４の追従エッジと停止窓５５の追従エッジとの
間の距離に関連されたそうした増分における所与の最大
数と比較される。もしモータ増分数がその所与の最大数
以上であれば、戻りループ１９４を介して図１３のステ
ップ６１が再入力され、このループは正しい読取りが達
成されるまで続けられか、或いはエラー・コードが機械
オペレータにとって不可避の過誤を示すまで続行され
る。もしモータ増分数が所定の最大数と同等か或いはそ
れ以上であれば、ステップ１６８が実行され、測定され
た窓（又はスロット）幅が最小停止幅よりも大きいかが
決定される。もしそうでなければ、ステップ６３が１８
４を介して再入力される。停止窓５５の幅がスロット窓
幅よりも大きい場合、ステップ１６９で、リーダ／セン
サの閉塞期間（モータ増分数での期間）が、最後のビッ
ト読取り、例えばスロット６に対する停止窓５５の読取
りを示すべく充分な増分数であるかを決定するために調
べられる。もしスロット６が覆われていれば、距離又は
閉塞読取りは更に長くさえなるであろう。センサの閉塞
が充分な期間生じない場合、図１３のステップ６５が実
行される。

【００６５】エンコーダ・ホイール３１の正確な読取り
をいっそう確保すべく、スプリング４４が既知のトルク
値まで予め装填（プレロード）される。好ましくは、こ
のプレロード値はできる限り小さくして、サンプ３３内
におけるトナーの低レベルの正確な読取りを可能とす
る。このプレロードは、例えば、図４のタブ５１及び５
２の双方或いは何れかの代わりに調整可能なタブ停止部
材を提供することによって達成可能である。そうした調
整可能なタブ停止部材は、例えば、回転自在な偏心停止
部材で可能である。

【００６６】ステップ６５は、エンコーダ・ホイール３
１の事前選択カートリッジ特性コードの正確な復号化に
関するものであり、その詳細は、図１３のステップ１６
２を構成する図１６の各種ステップに関連してより完全
に説明される。先に詳述した疑似コードにおいて、これ
はＲＥＭステートメント「Now translate measurements
into physical bits」を伴って開始し、距離及び丸め
に関する議論が該当する。図１６における「ループ表」
として呼称し得る表１７０において、論理はコード・ホ
イール３１の各読取りＤ１〜Ｄ７のためのループ内に利
用され（図８参照）、これまで議論された丸めを考慮し
ている。留意すべきは、「コード登録」は、窓又はスロ
ット０〜６に対応する各ビット位置で読み取られ得るコ
ードであり、「１」が各ビット位置での開スロットを表
す。最終コードは７つの「コード登録」入力におけるビ
ットの各列の論理積をとった結果である。例えば、もし
スロット又は窓の何れもが覆われていなければ、最終コ
ード読取りは１１１１１１１となり、もしスロット０が
覆われていれば読取りは１１１１１１０となり、そし
て、もしスロット２も覆われていれば、読取りは１１１
１０１０となる。勿論、そうした二値表現は反転され
て、「０」ではなく「１」が覆われたスロットを表す。

【００６７】次いで、ループ表１７０から読取られたコ
ードは、論理ステップ１７１で参照又は照合（ルックア
ップ）表によって解釈又は翻訳され、その翻訳コードが
論理ステップ１７２においてＥＥＣ８０へ送られる。論
理的比較によって、もしそのコードが、ステップ１７３
で示されるように、ＥＥＣ８０におけるＮＶＲＡＭに記
憶されたものと同一であれば、そのコードの更なる読取
りは不必要であり、コード化プレート又はホイール３１
の事前選択カートリッジ特性コードの複号化は、機械始
動或いは機械カバー・サイクルの次の発生があってはじ
めて終了される。複号化時間を減らすため、同一コード
が連続的に２度読取られた後、このコードは今後の比較
のためにＮＶＲＡＭ内に記憶され（論理ステップ１７
５）、事前選択カートリッジ特性情報を表すコードの複
号化の各種ステップが終了する。コードが２度読取られ
なかった場合、カウンタは「１」に設定され、論理ステ
ップ１７４内に示されているように、線１９４を介して
経路は入力されて（図１３）、図１３のステップ６１で
始まるコードを再度読取る。

【００６８】ひとたび、事前選択カートリッジ特性コー
ドの複号化が完了すると、ステップ１６０での論理はホ
イール３１の更なる事前選択カートリッジ特性コード読
取りを無視し、この方法は、カートリッジ３０のサンプ
３３内のトナーの量又はレベルの決定に関する図１４に
関連して下述するような遅延ビット「ａ」、「ｂ」、並
びに「ｃ」の読取りのみに向きを変える。エンコーダ・
ホイール３１の現行での好適な構成において、スロット
「ａ」の追従エッジ（角度的な距離Ｄ９）がＤ０から１
８２゜、スロット「ｂ」の追従エッジ（角度的距離Ｄ１
０）がＤ０から１９７゜、スロット「ｃ」の追従エッジ
（角度的距離Ｄ１１）がＤ０から２１２゜である。

【００６９】再度図１３で参照されるように、論理ステ
ップ６６及び６７のための説明は前述のものと同一であ
り、ここで繰り返すことはしない。しかしながら、今後
の説明において、逆の運動が検出されたとき、カウンタ
は逆の増分数又はステップ数をカウントし、その同一数
が前方とは逆の運動とともに適用されるか或いは減ぜら
れて、カウントはホイールのその前方運動の再開の際に
再開させられる。例えば、単一ページ印刷ジョブにおい
て、エンコーダ・ホイールは一回転の完了前に停止する
ことになる。機械は移動モータを各停止後に短い距離を
逆に移動してギア・トレインにおける圧力を解放する。
上述したように、これは所望に応じてカートリッジの除
去及び／或いは交換を可能とする。修正なしで、これは
トナー・レベルの測定における相当な過誤を誘導し得
る。これを考慮して、バックアップ及び再開の間にカウ
ントされた過剰なモータ・パルスの量はトナー・レベル
検知用に測定された遅延カウント数から濾過されて除去
される。

【００７０】次に図１３には、先に図１０を参照して説
明したように、エンコーダ・ホイール３１の回転に伴っ
て、パドル３４がサンプ３３内のトナー３５に入る。図
１０を参照して上述したように、Ｄ９，Ｄ１０，Ｄ１１
の角度的距離は既知であり、そしてこれらのＤ９，Ｄ１
０，Ｄ１１に到達するために要求される無負荷モータ増
分数は既知である。モータは、トーション・スプリング
４４を介してパドル３４及びエンコーダ・ホイール３１
を回転する。しかしながら、パドル３４がトナー３５中
を移動すると、パドル対トナーの抵抗を招き、モータは
本質的には一定速度で回転している故に、これがトーシ
ョン・スプリング４４のねじれとなる。こうして、各配
置Ｄ９，Ｄ１０，Ｄ１１に到達するために要求されるモ
ータ増分の実際の数は、パドル３４が多量のトナーと係
合しているときの方が、より少ないトナー或いはトナー
無しと係合しているときよりも大きくなる。窓「ａ」、
「ｂ」、そして「ｃ」での読取りを得るべくモータが移
動（回転的な増分）しなければならない距離におけるこ
の相違は、サンプ３３内のトナーのレベルに対応する。

【００７１】論理ステップ６２に関連して先に説明した
ように（図１３）、モータ増分数はカウントされる。次
いで、モータ増分数は、ホイール３１のスロット
「ａ」、「ｂ」、「ｃ」における各追従エッジで、ステ
ップ６８ａ、６８ｂ、並びに６８ｃにおけるＳ２００，
Ｓ２１５，Ｓ２３０として記録され、ステップ６９ａ、
６９ｂ、並びに６９ｃで、それぞれ、サンプ３３内のト
ナー欠如となるような数の基線（ベースライン）から減
算される。これらの数は、パドル３４がサンプ内の３つ
の異なる位置（ａ、ｂ、並びにｃ）にあることによっ
て、サンプ３３内のトナーの抵抗による遅れを直に示
す。こうして、この遅れ又は遅延は決定され、ステップ
６９ａ乃至６９ｃにそれぞれ示される。先に述べたよう
に、トナー・パドル３４に対する負荷トルクとトナー供
給リザーバ又はサンプ３３内に残存するトナー３５の量
との間には相関関係がある。（図１１及びそれに関する
議論を参照のこと。）

【００７２】ステップ７０及び７１では、基線で正規化
された遅延各々が比較され、その３つの遅延の内の１つ
が選択されて、ステップ７２'、７３'或いは７４'で、
次の現行プリンタ動作速度（１分当たりのページ数：ｐ
ｐｍ）でのカートリッジ３０のトナー・レベルを決定す
るために使用される。図１４に示されるステップ７０
で、正規化遅延＠２００が用いられて、その値が正規化
遅延＠２１５の値よりも大きくなければトナー・レベル
を計算する。もし正規化遅延＠２００が正規化遅延＠２
１５より小さいか或いは同等であれば、ステップ７１
で、正規化遅延＠２１５が正規化遅延＠２３０より大き
いかが決定される。もしそうであれば、正規化遅延＠２
１５が用いられ、もしそうでなければ、正規化遅延＠２
３０がトナー・レベル決定に用いられる。代替的には、
最大遅延数字をトナー・レベル計算に用いることも可能
である。

【００７３】好ましくは、トナー・レベル決定に関して
選択された正規化遅延は、１分当たりのページ数（ｐｐ
ｍ）での特定機械速度におけるトナー・レベル質量（ト
ナーのグラム数）を計算するための式又は方程式に送ら
れる。異なるｐｐｍ印刷速度で、カートリッジ内に残存
するトナーのグラム数としての質量を決定する式は、線
形方程式：ｙ＝ｍｘ＋ｂであり、ここで、ｍは、グラム
数／パルス（又は増分数）で測定された傾斜であり、ｂ
は、ｘ＝０グラムの場合のｙ軸との交点或いは偏差であ
り、ｘは、パルス数或いは増分数の平均である。変数ｍ
及びｂのための値は、本質的には、種々の印刷速度に対
して一定である。これらの値は実験的に決定可能である
か、或いは、各種仮定に基づき計算又は決定され得る。
例えば、以下の表１は変数ｍ及びｂのための値を、エン
コーダ・ホイール回転の１度当たり１０．８０モータ・
パルス数の仮定で表している。

【表１】 上記の表１を用いて、例えば、８ｐｐｍ動作速度の場
合、上記方程式は：ｙ＝０．１８ｘ＋５５となる。従っ
て、もしｘ＝１００であれば、７３グラムのトナーがサ
ンプ３３内に残存していることが決定される。

【００７４】判明されたことは、単一速度機械、即ち、
ドラムを単一回転速度で稼働する機械では、測定された
遅延のローリング平均によって、その平均の結果から、
トナー・レベルをグラムで計算することを可能としてい
ることである。そのような限定された状況下、サンプ３
３内のトナー・レベルは、新しいローリング平均に従っ
て、ＥＥＣ８０に関連されたＲＯＭ８０ａ内に予め計算
されて記憶された参照表から決定されることが可能であ
る。しかしながら、多くのプリンタが多数の分解能又は
解像度、例えば３００ｄｐｉ（インチ当たりのドット
数）、６００ｄｐｉ、１２００ｄｐｉ等々を有すること
が可能であり、カートリッジ内に残されたトナー量を決
定するこの方法はたった１つの速度に対して正確である
ことを意味する。更に遅延はパドル速度及びトナー・レ
ベル双方の関数である。印刷ジョブが６００ｄｐｉ及び
１２００ｄｐｉでの交代的な印刷を要求する例におい
て、機械はこれらの解像度各々のために異なる速度で稼
働し、トナー・レベル測定はローリング平均法によって
決定することが難しく、その理由は、ローリング平均が
それら速度の全てで測定された複数の遅延を含むからで
ある。これを考慮するために、ローリング平均は速度と
は独立したパラメータ、即ちグラムとして解釈される。
論理ステップ７６'におけるように、先に提供された方
程式は最大遅延の測定量を直ちにグラムに変換する。次
いでローリング平均はグラムとして解釈され、即ち速度
とは独立したパラメータとして解釈され、それ故に速度
変化はトナー・レベル測定量に影響しない。これは論理
ステップ７５'に示されている。

【００７５】ステップ７６'に続いて、図１７の各種ス
テップが実行され、トナー・レベル又はトナー低下表示
が例えばＥＰ機械及び／或いは付属コンピュータへの報
告の準備が為される。ステップ１７６では、論理ステッ
プ７５'からのローリング平均の第１の値が記憶され
る。続く値は、ＭＩＮＡＶＧとの比較のためのＡＶＧ２
として記憶される。決定ステップ１７７において、ロー
リング平均（ＡＶＧ２）のための値は先行する値ＭＩＮ
ＡＶＧと比較される。もしＡＶＧ２がＭＩＮＡＶＧより
も小さくなければ（これは通常の状況である）、更なる
試験がステップ１７８で実行されて、これら２つの読取
り間の差が論理的であるかを決定する。もしこの差が３
０（グラム）よりも小さければ、その読取りは論理的で
ある考えられる。他方、もしこの差が３０よりも大きい
か或いは同等であれば、その読取りはノイズとして廃棄
され、再度、論理ブロック１７９がＡＶＧ２をクリアす
るために入力され、それをローリング平均の次の値でリ
セットする。もしその比較値がステップ１７８で３０よ
りも小さければ、ＭＩＮＡＶＧがステップ１８０でＡＶ
Ｇ２と同等であるとセットされ、ステップ１７９及び１
８１へ平行して送られる。機械に依存して判明されたこ
とは、ステップ１８１で示されるように、例えば３グラ
ム等のスケール・ファクター（ＳＦ：倍率）をＭＩＮＡ
ＶＧに付加することが望ましいことがあり得ることであ
る。

【００７６】カートリッジ３０のサンプ３３内に保持さ
れたトナー量は可変である。満杯カートリッジに対して
グラムで測定された標準トナー量は約４００グラムであ
る。ユーザは、機械内に使用のためのどのくらい残され
ているかを知りたがることがあり得て、例えば、サンプ
３３は半分まで一杯、３／４まで一杯、或いは１／８ま
で一杯かであり、これはステップ１８２で達成される。
ステップ１８１の結果、即ち、ＭＩＮＡＶＧ＋３グラム
はＥＥＣカード８０のＲＯＭ８０ａ内で照合される（図
７を参照のこと）。更に、論理ステップ１８２に示され
るように、もしトナー・レベルが増大すれば（こうした
ことはノイズによって時折生じ、カートリッジが最後の
測定以後に交換されていない限り）、この読取りは無視
され、先行するトナー・レベルが現行レベルとして転記
される。ステップ７９'では、ＲＯＭ出力が、プリンタ
・ディスプレイ上での直接的な読取りのために、サンプ
・レベルをローカル機械プロセッサへ戻すか、或いはそ
の読取りをホスト・コンピュータへ送る。

【００７７】その後、処理は図１４のステップ７７'に
戻り、ローリング平均を生成するために保持された５つ
から最も古い遅延値が削除される。ステップ７８'で
は、「基準位置」を捜し求める前に、即ち図１３のステ
ップ６１へ復帰する前に、処理が第１トナー・レベル・
スロットの後にＸステップ数（又は増分数）遅延する。
ステップ数Ｘは、第３トナー・レベル・スロットがセン
サを通過したことを確証するために選択される。その
後、図１３のステップ６２，１６０，６６が完了させら
れ、カートリッジ３０におけるサンプ３３内のトナー・
レベルを決定するための図１４及び図１７の各種ステッ
プが繰り返される。

【００７８】当業者には理解して頂けるように、エンコ
ーダ・ホイール３１等のコード化プレートは、例えば材
料内に複数のスロット又は開口を形成することによって
製造され得る。そうした材料は、好ましくは、ディスク
形状であり、例えばプラスチック或いは金属で形成可能
である。ディスク形状設計が好適であるが、本発明の精
神から逸脱することなく他の形状でも使用可能である。

【００７９】また、当業者には理解して頂けるように、
窓又はスロットは如何なる材料をも無しに、或いは代替
的には透明材料で装填することでも形成可能である。加
えて、エンコーダ３１は、例えば、各窓の縁部を画成す
ることによって等の、符号を画成するような、表面上に
デポジションされた被覆を有する透明材料から製作可能
であろうことが意図されており、その被覆はその表面上
に投光された光を移転するに効果的ではないものであ
る。

【００８０】図１８乃至図２２は、図１乃至図３、並び
に図８に示されるエンコーダ・ホイール３１に略対応す
るエンコーダ・ホイールの更なる例示的な実施例を示
す。例えば先ず図１８で参照されるように、エンコーダ
・ホイール３１は、強磁性材料から構成された同一スロ
ットが設けられたホイール１３１によって置き換え可能
である。この例におけるリーダ（読取り器）／センサ１
３１ａは例えば磁石１３２等の代替エネルギー源を含み
得て、レセプタ又はレシーバは、光学的なエンコーダ・
ホイールでのリーダ／センサ３１ａの代わりに、ホール
効果素子１３３等の磁界センサを含み得る。作動中、エ
ンコーダ・ホイール１３１の強磁性材料は永久磁石１３
２から出現する磁束を、ホイール１３１内におけるスロ
ット１３５がある部分を除いて阻止する。ホール効果素
子１３３或いは磁石１３２の何れかがプリンタ１０或い
はカートリッジ３０の一方または双方に取り付け可能で
ある。

【００８１】他の例においては、図１９及び図２０で参
照されるように、エンコーダ・ホイール２３１は他のリ
ーダ／センサ２３１ａと関連されて利用され得る。この
実施例において、エンコーダ・ホイール３１及び１３１
等のホイール内におけるスロット又は窓の代わりに、そ
うしたスロット又は窓が反射性部材２３５で置き換わっ
ている。この方式において、エンコーダ・ホイールのリ
ーダ／センサ２３１ａは、光源２３２とエンコーダ・ホ
イールの回転に伴って起動させられる光センサ又はレシ
ーバ２３３とを含み、光源からの光が反射性部材２３５
から反射される。エンコーダ・ホイール３１の窓又はス
ロットとホイール２３１の反射性部材２３５とを比較す
ると、図８の開始／基準窓５４が図１９及び図２０のに
おける開始／基準窓（反射性材料）１５４と対応してい
る一方で、図８におけるエンコーダ・ホイール３１の情
報スロット０及び１が、図２０での０'及び１'での反射
性部材２３５に対応していることを留意すべきである。
好ましくは、ホイール２３１は非反射性材料から形成さ
れて、散乱や光学的リーダ２３３によっての誤った読取
りを回避すべきである。このタイプの構造の長所は、リ
ーダ／センサ２３１ａがエンコーダ・ホイールの片面の
みに必要とされることであり、それで機械及びトナー・
カートリッジ設計を簡略化している。

【００８２】図２１及び図２２におけるエンコーダ・ホ
イール３３１の設計は、カムフォローアで起動させられ
るリーダ／センサ３３１ａを利用することと同様であり
得る。こうした実施例において、エンコーダ・ホイル３
３１は、当該エンコーダ・ホイールの周辺上の周囲に延
在するカム面３４０を含み、この周辺が適切なカム窪み
部或いは突部３４２を具備するカム・ローブ３４１とし
て動作する。エンコーダ・ホイール３１の窓又はスロッ
トとこれらのカム窪み部或いは突部３４２とを比較した
場合、図８における開始／基準窓５４が図２１及び図２
２の開始／基準窪み部３５４と対応する一方で、図８に
おけるエンコーダ・ホイール３１の情報スロット０及び
１が図２１及び図２２の０"及び１"でのカム窪み部３４
２と対応することに留意すべきである。

【００８３】図２１及び図２２のカムフォローア３６０
及び３７０は、それぞれ、多数の形態を採ることがで
き、各々がリーダ／センサ３３１ａと協働する。リーダ
／センサは多数の形態を採ることができ、例えば起動、
即ち状態変化に及んで信号を送出するマイクロ・スイッ
チ、或いは、カムフォローアが、エネルギー源や、それ
ら自体のリーダ／センサ３３１ａと関連されたレセプタ
又はレシーバを妨害するように動作することを除いて
は、リーダ／センサ３１ａまたは１３１ａと同様であり
得る。

【００８４】図２１の実施例において、カムフォローア
３６０は、シャフト３６２上の旋回するバー又はアーム
３６１として形成され、次いでそれが例えばカートリッ
ジ３０の適切な部分に取り付けられている。こうして、
アーム３６１は、バイアス・スプリング３６５の作用に
よって、カム面３４１に対して圧するようにしてこれと
係合する。図示の如くに、バイアス用の長尺スプリング
３６５はバー又はアーム３６１の一方端３６３に接続さ
れ、その他方端が好ましくはカートリッジ３０に固定さ
れている。カムが係合するアーム又はバーの先端はロー
ラ３６６を含み得て、摺動摩擦を低減している。バー又
はアーム３６１の反対端又はエネルギー妨害端３６４は
ピボット３６２回りでの往復動のために適切に位置決め
されている。

【００８５】図２２の実施例において、カムフォローア
３７０は、中央配置された、カムフォローア放出制限ス
ロット３７２を有する往復動バー３７１の形態を採って
おり、そのスロット内にはガイド・ピン３７３及び３７
４が位置決めされて、バー３７１の往復動（矢印３７９
のような）を可能としている。図示の如くに、バー３７
１の一方の先端３７５はローラ３７６を含み得て、カム
面３４１に対して圧するようにしてこれと係合する。フ
ォローア３７０の適切な追従を確保すべく、バイアス用
長尺スプリング３７７はバー３７１のローラ３７６を回
転するカム面に対してバイアスする。図２１の実施例に
おけるように、フォローア・バー３７１は、エネルギー
妨害部３７８を含み、エネルギー源とリーダ／センサ３
３１ａのレセプタとの間の経路に対する出入り往復を為
す。

【００８６】こうして本発明は、ホスト・コンピュータ
或いはトナーを利用するタイプの機械に対して、ＥＰカ
ートリッジの特性に関する情報を伝送する簡素でしかも
効果的な方法及び装置を提供するものである。そうした
情報は、機械動作中、カートリッジ内に残されたトナー
量や、事前選択されたカートリッジ特性情報の双方或い
は何れか一方に関する引き続くデータを含むことができ
る。更には、本発明は、カートリッジに関する初期情報
を変更するための、簡略化されているが、効果的な方法
及び手段を提供するものであり、これら手段及び方法
は、ＥＰカートリッジの製造符号化の現場での変更や終
了を見込めるほど、充分に正確であり且つ充分に簡略化
されている。

【００８７】以上、本発明をその好適実施例に関連して
説明したが、当業者であればご理解頂けるように、特許
請求の範囲の精神及び範疇から逸脱することなく、形態
的事項及び詳細事項に関しての各種変更等が可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】代表的な電子写真機械、図示の例ではプリンタ
内の用紙経路、および本発明に従って構成された交換供
給ＥＰカートリッジおよびそれを機械に挿入する方法を
示す概略側面図である。

【図２】図１の機械から取り外された図１に示されるカ
ートリッジの部分拡大簡略側面図である。

【図３】エンコーダ・ホイールと、カートリッジ内部被
駆動部品用の駆動機構に対するその相対位置を含む図１
および図２に示されるＥＰカートリッジの内部被駆動部
品の部分透視図である。

【図４】駆動ギヤと撹拌器／パドル用の被駆動シャフト
とのトルク感知継手の一部を示すトナー・サンプ用の撹
拌器／パドル駆動装置の部分拡大透視図である。

【図５】駆動ギヤへの結合によって撹拌器／パドル用の
被駆動シャフトを結合するトルク感知継手の他の部分を
示す点を除いて図４と同じ部分図である。

【図６】トルク感知継手の半分の反対側および撹拌器／
パドル・シャフトに連結する部分を示す図である。

【図７】電子回路の主要部品を示す、図１の機械の簡易
電気線図である。

【図８】図２に示される側と同じ側からであり、図３に
示される側と反対の側から見た、本発明に従って使用さ
れるエンコーダ・ホイールの拡大側面図である。

【図９】機械始動に必要なコードと、エンコーダ・ホイ
ール上にコード化された情報の読取りとを示すフローチ
ャートの第１の部分を示す図である。

【図１０】トナー・サンプ内のトナー・レベルの測定を
示す図８Ａのフローチャートの第２の部分を示す図であ
る。

【図１１】上死点またはエンコーダ・ホイールの基準位
置に対してトナー・パドルが様々な相対位置にあるとき
のサンプ内の異なる３つのトナー・レベルについてのト
ルク曲線のグラフ表示である。

【図１２】ホイールをＥＰカートリッジ情報でコード化
するエンコーダ・ホイール内の選択されたスロットを遮
断するための新規な装置を伴うエンコーダ・ホイールの
斜視図である。

【図１３】機械の始動、エンコーダ・ホイール上にコー
ド化された情報の読取り、トナー・サンプ内のトナー・
レベルの測定に関する代替方法のフローチャートの第１
部分を示す。

【図１４】図１３に示されるフローチャートの第２部分
を示す。

【図１５】図１３に示されるフローチャートの第３部分
を示す。

【図１６】図１３に示されるフローチャートの第４部分
を示す。

【図１７】図１３に示されるフローチャートの第５部分
を示す。

【図１８】断面図で示されたエンコーダ・ホイールを測
定するための本発明に係る代替的なホール効果式リーダ
／センサ構成を表示する。

【図１９】断面図で示されたエンコーダ・ホイールを測
定するための本発明に係る代替的な反射式リーダ／セン
サ構成を表示する。

【図２０】図１９に示されるエンコーダ・ホイールを１
９−１９線に沿って切り取った場合の断片的な側面図で
ある。

【図２１】カム面を具備するエンコーダ・ホイールとカ
ムフォローア式のリーダ／センサ機構との断片的な側面
図である。

【図２２】カム面を具備するエンコーダ・ホイールと代
替的なカムフォローア式のリーダ／センサ機構との断片
的な側面図である。

【符号の説明】

１０ レーザ・プリンタ １１ 印刷受容媒体経路 １２ａ 印刷受容媒体 １５ モータ・ドライブ・アセンブリ ３０ 交換供給電子写真（ＥＰ）カートリッジ ３１，１３１，２３１，３３１ エンコーダ・ホイール ３１ａ，１３１ａ，２３１ａ，３３１ａ エンコーダ・
ホイール・センサまたはリーダ ３３ トナー供給サンプ ３３ａ シル ３４ パドル ３５ トナー ５４ 開始／基準窓 ５５ 停止窓 ５６ アパーチャ ９６ デカル

フロントページの続き (72)発明者 スティーヴン・アラン・カリー アメリカ合衆国 40356 ケンタッキー、 ニコラスヴィル、ベント・トリー・コート 197 (72)発明者 ベンジャミン・キース・ニューマン アメリカ合衆国 40503 ケンタッキー、 レキシントン、グッドリッチ・アヴェニュ 104 (72)発明者 グレゴリー・ローレンス・リーム アメリカ合衆国 40515 ケンタッキー、 レキシントン、アベイウッド・ロード 2220 (72)発明者 アール・ドーソン・ワード・セカンド アメリカ合衆国 40475 ケンタッキー、 リッチモンド、リヴァーヒル・ドライヴ 777 (72)発明者 フィリップ・バイロン・ライト アメリカ合衆国 40509 ケンタッキー、 レキシントン、ミント・ヒル・レーン 670

Claims (39)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真機械用のカートリッジであっ
   て、 サンプであり、トナーと係合するために当該サンプ内に
   回転自在に取付けられた攪拌器を担持するサンプと、 前記攪拌器の第１端部に結合されたコード化装置と、 前記機械の駆動機構と連結可能な前記攪拌器の第２端部
   に連結されたトルク感知継手と、 前記コード化装置がカートリッジ特性情報を表すコード
   化手段を有することと、を備えるカートリッジ。
2. 【請求項２】 前記コード化手段が、前記サンプ内に残
   存するトナー量の指針を与えるべく、トナーを内部に有
   する前記サンプの一部を通過する攪拌器移動に対する抵
   抗成分を示すように読取れる符号を含む、請求項１に記
   載のカートリッジ。
3. 【請求項３】 前記コード化装置が前記トルク感知継手
   の一方側に取付けられ、前記機械の前記駆動機構が前記
   トルク感知継手の他方側に連結されており、前記抵抗成
   分が、前記コード化装置の移動に関連しての前記駆動機
   構の移動の間の遅れによって決定されている、請求項２
   に記載のカートリッジ。
4. 【請求項４】 前記コード化手段が、事前選択カートリ
   ッジ特性情報を表すコードを含む、請求項１に記載のカ
   ートリッジ。
5. 【請求項５】 前記コード化手段が複数の符号指示器を
   含む、請求項１に記載のカートリッジ。
6. 【請求項６】 前記複数の符号指示器が、複数の事前選
   択カートリッジ特性を表す、請求項５に記載のカートリ
   ッジ。
7. 【請求項７】 前記複数の符号指示器が複数のスロット
   を含む、請求項５に記載のカートリッジ。
8. 【請求項８】 前記複数の符号指示器が複数の窓を含
   む、請求項５に記載のカートリッジ。
9. 【請求項９】 前記複数の符号指示器が複数の切欠を含
   む、請求項５に記載のカートリッジ。
10. 【請求項１０】 前記複数の符号指示器が複数の反射領
    域を含む、請求項５に記載のカートリッジ。
11. 【請求項１１】 前記コード化手段が前記複数の符号指
    示器の内の少なくとも１つを覆うことによってコード化
    させられる、請求項５に記載のカートリッジ。
12. 【請求項１２】 前記複数の符号指示器が並列してい
    る、請求項５に記載のカートリッジ。
13. 【請求項１３】 電子写真機械であって、多量のトナー
    材を含有するサンプを有するとともに、前記機械の駆動
    機構に連結されたトルク感知継手を有するカートリッジ
    と、前記トルク感知継手が、前記トナー材内へ入って通
    過してから出るように前記サンプ内での攪拌器の回転を
    実行するために該攪拌器の第１端部にも連結されている
    ことと、前記攪拌器の第２端部に結合されたコード化装
    置と、を備え、前記コード化装置が、前記カートリッジ
    に対する事前選択特性情報を表すコードを含むことから
    成る電子写真機械。
14. 【請求項１４】 電子写真機械用のカートリッジであっ
    て、 多量のトナーを担持するサンプと、 前記サンプ内に取付けられたトナー攪拌器と、 前記攪拌器に関連して回転するとともに、前記カートリ
    ッジ内のトナー量を決定するコード化手段を含む単一の
    コード化プレートと、を備えるカートリッジ。
15. 【請求項１５】 前記コード化手段が少なくとも１つの
    符号指示器を含む、請求項１４に記載のカートリッジ。
16. 【請求項１６】 前記コード化手段が多数の符号指示器
    を含む、請求項１４に記載のカートリッジ。
17. 【請求項１７】 前記符号指示器が前記コード化プレー
    ト内の複数の開口を含む、請求項１６に記載のカートリ
    ッジ。
18. 【請求項１８】 前記符号指示器が前記コード化プレー
    ト内の複数の切欠を含む、請求項１６に記載のカートリ
    ッジ。
19. 【請求項１９】 前記符号指示器が、前記コード化プレ
    ートの少なくとも一方面上の複数の反射領域を含む、請
    求項１６に記載のカートリッジ。
20. 【請求項２０】 前記符号指示器が、前記コード化プレ
    ートの回転軸線回りに並列されている、請求項１６に記
    載のカートリッジ。
21. 【請求項２１】 前記コード化プレートがエンコーダ・
    ホイールを含む、請求項２０に記載のカートリッジ。
22. 【請求項２２】 像形成装置用のカートリッジであっ
    て、事前選択カートリッジ特性情報を表すコード化手段
    を有するコード化プレートを備える改良で特徴付けられ
    るカートリッジ。
23. 【請求項２３】 前記コード化手段が複数の符号指示器
    を含む、請求項２１に記載のカートリッジ。
24. 【請求項２４】 前記符号指示器が前記コード化プレー
    ト内の複数の開口を含む、請求項２３に記載のカートリ
    ッジ。
25. 【請求項２５】 前記符号指示器が前記コード化プレー
    ト内の複数の切欠を含む、請求項２３に記載のカートリ
    ッジ。
26. 【請求項２６】 前記符号指示器が、前記コード化プレ
    ートの少なくともに一方面上の複数の反射領域を含む、
    請求項２３に記載のカートリッジ。
27. 【請求項２７】 前記符号指示器が前記コード化プレー
    トの回転軸線回りに順次位置決めされている、請求項２
    ３に記載のカートリッジ。
28. 【請求項２８】 前記コード化プレートがエンコーダ・
    ホイールを含む、請求項２７に記載のカートリッジ。
29. 【請求項２９】 前記コード化プレートが前記複数の符
    号指示器の内の少なくとも１つを覆うことによってコー
    ド化されている、請求項２３に記載のカートリッジ。
30. 【請求項３０】 前記コード化手段が複数の事前選択カ
    ートリッジ特性を表している、請求項２２に記載のカー
    トリッジ。
31. 【請求項３１】 前記コード化手段が複数のコード化位
    置で二値的データを表している、請求項２２に記載のカ
    ートリッジ。
32. 【請求項３２】 前記コード化プレートが、前記カート
    リッジによって担持されたトナー量を決定するための符
    号を更に含む、請求項２２に記載のカートリッジ。
33. 【請求項３３】 電子写真機械用の交換可能なカートリ
    ッジであって、 多量のトナーを担持するためのサンプと、 前記サンプ内に担持されたトナー内に入って通過しか
    ら、該トナーとの係合解除を為すように回転するように
    取付けられた攪拌器と、前記攪拌器と結合されたコード
    化プレートであり、コード化プレートのリーダと協働す
    るように位置決めされ、カートリッジ特性情報を表すよ
    うに構成された符号指示手段を含むコード化プレート
    と、 前記攪拌器の第１端部に連結されるとともに、前記機械
    の駆動機構に連結されるための第２端部を有するトルク
    感知継手であり、前記カートリッジが前記機械内に据え
    られた際、前記攪拌器及びコード化プレートを回転させ
    るトルク感知継手と、を備える交換可能なカートリッ
    ジ。
34. 【請求項３４】 前記符号指示手段が前記コード化プレ
    ート内の複数の開口を含む、請求項３３に記載の交換可
    能なカートリッジ。
35. 【請求項３５】 光センサ及び光源であり、それらの間
    に前記コード化プレートを受容するために相互に離間さ
    れた光センサ及び光源を含んで、前記複数の開口の有無
    を検出する、請求項３４に記載の前記コード化プレート
    を読取る、コード化プレートのリーダ。
36. 【請求項３６】 磁界センサ及び磁石であり、それらの
    間に前記コード化プレートを受容するために相互に離間
    された磁界センサ及び磁石を含んで、前記複数の開口の
    有無を検出する、請求項３４の前記コード化プレートを
    読取る、コード化プレートのリーダ。
37. 【請求項３７】 前記符号指示手段が複数の反射面を含
    む、前記コード化プレートのリーダが光源と、前記反射
    面から反射された光を検出するための光センサとを含
    む、請求項３３に記載の交換可能なカートリッジ。
38. 【請求項３８】 前記符号指示手段が、前記コード化プ
    レート内に形成されるとともに、前記カートリッジに関
    する情報のディジタル表示を付与すべく配列された複数
    のカム面を含み、前記リーダが、前記カム面を圧するよ
    うにこれと係合するカムフォローアと、前記カムフォロ
    ーアと関連されて、前記情報を前記機械へ伝送する手段
    とを含む、請求項３３に記載の交換可能なカートリッ
    ジ。
39. 【請求項３９】 請求項３３の前記カートリッジ内の前
    記トナー量を決定する方法であって、 前記駆動機構の回転的位置を決定する段階と、 前記コード化プレートの相対的な位置を決定する段階
    と、 前記駆動機構の前記回転的な位置と前記コード化プレー
    トの前記相対的な回転的位置との間の遅れを測定する段
    階と、の諸段階を含む方法。