JP2008164665A - トナー収容装置，及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】可撓性の撹拌部材の塑性変形によりトナー収容手段内の現像剤を搬送する搬送力が低下したトナー収容手段の識別を可能とする。
【解決手段】回転軸６２の回転により回転する可撓性の撹拌部材６０と，撹拌部材６０のトナー収容手段の内壁に摺接する先端部６０ａに隣接し，前記撹拌部材６０に固定された検出部６１と，回転軸６２の回転により変化する検出部６１までの距離に応じて変化する物理量を検出し，該物理量の変化に応じて変化する信号を出力するセンサ１４と，該センサ１４の出力信号を受信し，前記撹拌部材６０の先端部６０ａが前記トナー収容手段の内壁に摺接した状態で前記センサ１４から前記検出部６１までが所定距離となってから，前記検出部６１が前記センサ上を通過するまでの時間経過に対する前記信号の変化率を検出する変化率検出手段を設けた。
【選択図】図３

Description

本発明は，現像剤を収容し，該現像剤を撹拌するための可撓性を有する撹拌部材を備えたトナー収容装置，及びトナー収容装置を備える画像形成装置に係り，特に上記撹拌部材の塑性変形を識別することのできるトナー収容装置等に関するものである。

プリンタ，複写機，ファクシミリ等の画像形成装置においては，トナーコンテナ内に収容されたトナーを用いて感光体上に画像を形成し，該画像を用紙に印刷する。
トナーコンテナは，内部に収容されたトナーを撹拌するために，可撓性の撹拌部材を具備している。撹拌部材の一端部は，トナーコンテナ内に回転可能に保持された回転軸に固定されており，回転軸の回転によって，撹拌部材の先端部がトナーコンテナの内壁に摺接する。

撹拌部材の先端部がトナーコンテナの内壁に摺接するとき，弾力性を有する撹拌部材はトナーコンテナの内壁に圧接されることにより弾性変形する。弾性変形した撹拌部材は，撹拌部材の進行方向に沿った押圧力をもってトナーをトナー供給口側へと搬送する。また，撹拌部材の先端部がトナーコンテナの内壁に圧接された状態で進行するので，可撓性フィルムの先端部によりトナーコンテナの内壁に付着したトナーをかき取ることができる（例えば，特許文献１）。
特開２００３−９８８１６号公報

トナーコンテナ内のトナーは，画像形成装置が印刷を行うことにより消費され，空になったトナーコンテナは，内部にトナーを再充填されて再利用される。
ところで，撹拌部材の先端部がトナーコンテナの内壁に摺接しているとき，撹拌部材はトナーコンテナの内壁から応力を受けている。従って，長期間に亘り繰り返し再利用されたトナーコンテナにおいては，撹拌部材がトナーコンテナの内壁から長期間に亘り応力を受けており，該応力によって撹拌部材の塑性変形が進行し，元の平板状の形状に戻らなくなっている場合がある。

塑性変形した撹拌部材においては，トナーコンテナ内のトナーをトナー供給口に搬送する搬送力が低下する。撹拌部材の搬送力が低下すると，トナーコンテナ内にトナーが残留しているにも関わらず，トナーコンテナからトナーが供給されない事態が発生する問題があった。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，可撓性の撹拌部材の塑性変形に起因してトナー収容手段内の現像剤を搬送する搬送力が低下したトナー収容手段を識別することが可能なトナー収容装置，及び画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は，現像剤を収容するトナー収容手段と，前記トナー収容手段内に設けられ，該トナー収容手段に対して回転可能に保持された回転軸，及び前記回転軸から該回転軸の径方向に突出した先端部が前記回転軸の回転により前記トナー収容手段の内壁に摺接する可撓性の撹拌部材とを有してなる撹拌手段とを備えたトナー収容装置であって，以下（１）〜（４）の構成要素を備えて構成されている。
（１）前記撹拌部材の前記先端部近傍に設けられてなる検出部。
（２）前記トナー収容手段の外壁近傍に設けられ，前記回転軸の回転による前記検出部までの距離の変化に応じて変化する物理量を検出するセンサ。
（３）該センサが検出した前記物理量の経時的変化を検出する変化率検出手段。
（４）前記変化率検出手段により検出された結果に基づき前記撹拌部材に生じた塑性変形の程度を判断する判断手段。

上記本発明に係るトナー収容装置のトナー収容手段内において，回転軸の回転により撹拌部材が回転して撹拌部材の先端部がトナー収容手段の内壁に摺接しているとき，トナー収容手段の内壁と検出部との間隔は，撹拌部材が弾性変形しかしていない（塑性変形のない）場合から，撹拌部材の塑性変形の進行に伴って変化する。

このようなトナー収容手段の内壁と検出部との間隔の変化は，回転軸の回転，即ち時間経過に対するセンサから検出部までの距離の変化率として検出される。このように検出された変化率に基づいて，トナー収容手段の再利用が可能であるか，再利用が好ましくないか，或いは，再利用が不可であるかを判断することができる。
このことにより，撹拌部材の塑性変形に起因してトナー搬送能力が低下したトナーコンテナを識別することができるので，トナー搬送能力が低下したトナーコンテナの再利用を防ぎ，トナーコンテナ内に十分な量のトナーが残留しているにも関わらず，トナーコンテナから印刷に必要な量のトナーが供給されないことを防止することができる。

具体的な構成において，前記物理量の経時的変化が，前記回転軸の回転によって前記センサと前記検出部との間が所定距離となってから前記センサ上を前記検出部が通過するまでの，前記センサから前記検出部までの距離の変化に対応した変化率である。

該具体的な構成によれば，センサから検出部までの距離が所定距離となってから，検出部がセンサ上を通過するまでの間，時間の経過に対するセンサから検出部までの距離の変化率は，撹拌部材の塑性変形の進行に伴って変化する。

更に具体的な構成において，前記センサにより検出される物理量が，前記センサと前記検出部との間の透磁率であり，前記撹拌部材と前記検出部が，それぞれ電気的絶縁性材料と導電性材料から構成される。

更に具体的構成において，前記撹拌部材が所定回数回転した後に，前記変化率検出手段に対して変化率の検出を指示する検出制御手段を更に備えており，更に，前記トナー収容手段内の前記現像剤の残量を検出する残量検出器を備え，該残量検出器により検出された前記現像剤量が所定量以下となった後に，前記検出制御手段が前記変化率検出手段に対して変化率の検出を指示する。

該具体的構成によれば，センサの検出結果にトナー収容手段内のトナーが及ぼす影響が小さく，及び，トナー収容手段内のトナー中を進行する撹拌部材がトナーから受ける抵抗力により変形することがない状態で，変化率検出手段による変化率の検出を行うことができるので，変化率の大きさに基づいて撹拌部材の塑性変形の程度を正確に検出することができる。

更に具体的な構成において，上記センサが前記現像剤を含む透磁率を検出することによって，前記残量検出器を兼ねており，前記センサから出力された前記信号に基づき，前記センサ近傍に前記現像剤が存在するときにオン信号を生成するデジタル信号生成手段と，前記オン信号が連続して出現する前記回転軸の回転角度範囲，或いは時間を検出する残量検出手段を備える。

該具体的構成によれば，残量検出器を別に設ける場合に比べて部品点数を減らすことができる。

更に具体的な構成において，前記判断手段により判断された前記撹拌部材の塑性変形の程度に関する情報を記憶する記憶手段と，該記憶手段に記憶された前記情報を外部装置に出力する出力手段とを更に備え，上記記憶手段と上記出力手段とが前記トナー収容手段に装着されている。
該構成によれば，トナー収容手段単体の場合であっても，外部装置に出力されたこのトナー収容手段についての撹拌部材の塑性変形の程度に関する情報から，このトナー収容手段のトナー供給能力を識別することができる。

また，画像形成装置として表現される本発明は，現像剤を収容するトナー収容手段を着脱可能に格納する格納室と，前記トナー収容手段から供給される前記現像剤を用いて可視像を形成する現像手段とを備えてなる画像形成装置であって，以下（１）〜（５）の構成要素を備えて構成される。
（１）前記トナー収容手段内に設けられ，該トナー収容手段に対して回転可能に保持された回転軸，及び前記回転軸から該回転軸の径方向に突出した先端部が前記回転軸の回転により前記トナー収容手段の内壁に摺接する可撓性の撹拌部材とを有してなる撹拌手段。
（２）前記撹拌部材の前記先端部の近傍に設けられてなる検出部。
（３）前記トナー収容手段の外壁近傍に設けられ，前記回転軸の回転による前記検出部までの距離の変化に応じて変化する物理量を検出するセンサ。
（４）該センサが検出した前記物理量の経時的変化を検出する変化率検出手段。
（５）前記変化率検出手段により検出された結果に基づき前記撹拌部材に生じた塑性変形の程度を判断する判断手段。

具体的な構成において，前記物理量の経時的変化が，前記回転軸の回転によって前記センサと前記検出部との間が所定距離となってから前記センサ上を前記検出部が通過するまでの，前記センサから前記検出部までの距離の変化に対応した変化率である。

更に具体的な構成において，前記センサから出力された前記信号に基づき，前記センサ近傍を前記検出部が通過するときにオン信号を生成するデジタル信号生成手段と，所定時間内に出力されるオン信号の有無により前記格納室内の前記トナー収容手段の有無を検知する格納確認手段とを備える。

本発明によれば，撹拌部材の塑性変形に起因してトナー収容手段内の現像剤を搬送する搬送力が低下したトナーコンテナを識別できるので，トナー搬送能力が低下したトナーコンテナの再利用を防ぎ，トナーコンテナ内に十分な量のトナーが残留しているにも関わらず，トナーコンテナから印刷に必要な量のトナーが供給されないことを防止することができる。

以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は，本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体斜視図，図２は，本発明の実施形態に係るトナーコンテナの全体斜視図，図３は，トナーコンテナの断面図と現像手段の概略図，図４は，撹拌手段の平面図，図５は，撹拌部材が初期形状である場合の撹拌手段の側面図，図６は，撹拌部材が初期形状である場合の撹拌手段の回転軸が更に回転した側面図，図７は，撹拌部材が塑性変形した場合の撹拌手段の側面図，図８は，撹拌部材が塑性変形した場合の撹拌手段の回転軸が更に回転した側面図，図９は，画像形成装置から取り外されたトナーコンテナに記憶された情報を読み取る外部装置の概略図，図１０は，トナー量が十分である場合のデジタル信号を示すグラフ，図１１は，トナーが存在する状態でのトナーコンテナの断面図，図１２は，トナーが存在する状態でのデジタル信号を示すグラフ，図１３は，制御部による処理手順を表すフローチャートである。

図１に示すプリンタ機能と複写機機能を併せ持つ複合機は，本発明に係る画像形成装置１の一例である。該画像形成装置１においては，給紙カセット１１から供給される用紙に所定の画像を印刷し，印刷後の用紙を排紙トレー１３に搬送する。また，画像形成装置１は表示パネル１２を具備し，該表示パネル１２に，印刷状況等の画像形成装置１の状態に関する情報が表示される。
該画像形成装置１は，内部に，画像の印刷に用いるトナー（現像剤の一例）を収容するトナーコンテナ２（トナー収容手段の一例）と，トナーコンテナ２から供給されたトナーを用い，印刷すべき画像を形成する現像手段とを備えている。トナーコンテナ２は，画像形成装置１の格納室１０内に，画像形成装置１の本体に着脱可能な状態で格納されている。

図２に示すように，トナーコンテナ２の外観は，略長方形の底部２０と，該底部２０の全外周から底部２０と略垂直に延出された４つの側部２１と，該側部２１に囲まれた開口を塞ぐ蓋部２２とから構成された略直方体状である。更に，トナーコンテナ２の長手方向の一側部２１に，後述の撹拌部材と搬送スクリューをそれぞれ回転させる撹拌部材用歯車３とスクリュー用歯車４，両歯車を駆動するためのモータ５が装備されている。

図３に示すように，トナーコンテナ２内に収容されたトナー９は，トナーコンテナ２の底部２０上に貯められている。該トナー９は，熱可塑性樹脂を主成分とする粒径６.３μｍ〜８.５μｍの粉体であり，内添剤として磁性粉とワックス，外添剤としてシリカと酸化チタンを含有している。このようなトナー９は正電位に帯電している。尚，トナー９は，負電位に帯電していてもよく，非磁性のトナーが磁性材料の粉体であるキャリアと混合されていてもよい。

トナーコンテナ２は，トナー９を収容すると共に内部のトナー９を撹拌し，また，内部のトナー９を現像手段７に供給する役割を果たす。そのため，トナーコンテナ２は，底部２０に設けられたトナー供給口２３と，内部のトナー９を撹拌すると共に該トナー９をトナー供給口２３まで搬送するための撹拌手段６と，上記トナー供給口２３まで搬送したトナー９を該トナー供給口２３から排出するための搬送スクリュー２６とを備えている。

撹拌手段６は，図４に示すように，円柱状の回転軸６２と，該回転軸６２から突出する撹拌部材６０とを具備している。回転軸６２の長手方向の一端部が撹拌用歯車３に連結されおり，回転軸６２は，トナーコンテナ２内で回転可能に保持されている。
一方，撹拌部材６０は，可撓性部材であるポリエステルフィルムシート製である。該撹拌部材６０は，略長方形状に形成されており，撹拌部材６０の長手方向に沿った一端部６０ｂ側が，回転軸６２の軸方向の両端部間に固定されている。撹拌部材６０は，回転軸６２に固定された一端部６０ｂ側から，回転軸６２の断面の半径方向，即ち回転軸６２の軸方向と直交する方向に突出している。
尚，撹拌部材６０は，可撓性部材であれば，フィルムより厚い板状の部材であってもよい。

上記回転軸６２の回転により撹拌部材６０が回転するとき，撹拌部材６０の回転軸６２から伸びる方向の先端部６０ａが，トナーコンテナ２の底部２０側においてトナーコンテナ２の内壁に摺接し，トナーコンテナ２の蓋部２２側においてトナーコンテナ２の内壁から離れる。
図３に示すように，撹拌部材６０の先端部６０ａがトナーコンテナ２の内壁に摺接するとき，撹拌部材６０は，トナーコンテナ２の内壁に圧接されてその弾性を発揮した状態でトナー９中を進行し，トナー９をトナー供給口２３へと搬送する。また，トナーコンテナ２の内壁に付着したトナー９は，撹拌部材６０の先端部６０ａによりかきとられる。

図４に示すように，撹拌部材６０の複数箇所に，先端部６０ａ側から回転軸６２側に向けて切りかかれた切欠部６７が形成されており，各切欠部６７は，撹拌部材６０の先端部６０ａ側から回転軸６２側に向けてトナー供給口２３の位置から遠ざかるように傾斜している。従って，回転軸６２の回転に伴う撹拌部材６０の回転により，トナーコンテナ２内のトナー９は，撹拌部材６０に形成された切欠部６７に沿って，撹拌部材６０の進行方向と直交する方向に力を受け，回転軸６２の軸方向の両側からトナー供給口２３に向けて搬送される。

図３に示すように，撹拌部材６０によりトナーコンテナ２のトナー供給口２３まで搬送されたトナー９は，トナー供給口２３から搬送スクリュー２６によりトナーコンテナ２内から排出され，現像手段７へと供給される。トナーコンテナ２から現像手段７に供給されたトナー９は，トナー収容部７０に一時的に収容される。トナー収容部７０の出口にはマグネットローラ７１が設置されており，磁性を有する（或いは，前記キャリアと混合された非磁性の）トナー９は，マグネットローラ７１に付着する。トナー９は，マグネットローラ７１の回転によって，トナー収容部７０内から感光体ドラム７２側へと搬送され，感光体ドラム７２表面に形成された静電潜像上に静電気力により付着し，現像手段７による現像処理の進行に伴って消費される。

現像手段７による印刷が繰り返され，空になったトナーコンテナ２は，図１に示す画像形成装置１の格納室１０から取り出され，内部にトナーを再充填された後，再び格納室１０内に格納されて再利用される。

撹拌部材６０は，図３に示し，且つ前記したように，トナーコンテナ２の内壁に圧接しているときに応力を受け，図５，図６に示される初期形状の撹拌部材６０は，経時的に，図７，図８に示される撹拌部材６０のように，折れ曲がりを生じた状態に塑性変形する。

塑性変形が進行した撹拌部材６０においては，先端部６０ａがトナーコンテナ２の内壁に圧接されないので撹拌部材６０の弾性が発揮されず，トナー９を押圧する力，即ちトナー搬送力が低下する。このような撹拌部材６０のトナー搬送力の低下に伴って，トナーコンテナ２のトナー供給能力が低下する。

トナー供給能力が低下したトナーコンテナ２の再利用を防ぐためには，撹拌部材６０の塑性変形の進み具合を検出することが必要である。
撹拌部材６０の塑性変形の進み具合を検出するために，図３に示すように，透磁率センサ１４と，この透磁率センサ１４による検出が可能であって，トナーコンテナ２の撹拌部材６０に設けられた検出部６１を用いる。

透磁率センサ１４は，そのセンサ面１４ａをトナーコンテナ２の底部２０の外壁に当接，または近接させて固定されている。従って，トナーコンテナ２の撹拌部材６０が回転しているとき，撹拌部材６０の先端部６０ａは，センサ面１４ａ上を通過する前後で，トナーコンテナ２の底部２０の内壁に摺接した状態となる。

図４に示すように，検出部６１は，アルミニウムや鉄等の導電材料製のシートであり，長方形状に形成されている。該検出部６１は，撹拌部材６０の先端部６０ａの近傍に貼り付けられて固定され，撹拌部材６０と一体化している。
撹拌部材６０上において，検出部６１は，撹拌部材６０の回転によりトナーコンテナ２の内壁に摺接する撹拌部材６０の先端部６０ａの回転軸６２側に隣接しており，後述のように撹拌部材６０が塑性変形したときに撹拌部材６０に生じる折れ曲がり部６０ｅよりも先端部６０ａ側に配置されている。検出部６１が，撹拌部材６０ｂの先端部６０ａ上にのみに配置されている場合，或いは回転軸６２近傍のみに配置されている場合，撹拌部材６０の塑性変形による検出部６１の位置の変化が殆どなく，撹拌部材６０の塑性変形の進み具合を検出することが困難になる。
また，検出部６１は，トナーコンテナ２の内壁に摺接する撹拌部材６０の面と反対側の面に取り付けられる。従って，撹拌部材６０の寸法バラツキ等によって，撹拌部材６０の先端部よりも回転軸６２側の部分，即ち，検出部６１を貼り付けた部分の裏面がトナーコンテナ２の内壁に接触した場合にも，検出部６１はトナーコンテナ２の内壁に接触せず，トナーコンテナ２の内壁との接触による磨耗等の劣化を生じない。

検出部６１の略中央を通る平面Ｍは，回転軸６２の軸方向と直交しており，この平面Ｍは，透磁率センサ１４のセンサ面１４ａと直交している。従って，検出部６１は，回転軸６２の回転により透磁率センサ１４のセンサ面１４ａ上を通過する。

ところで，図５，６に示す初期形状の撹拌部材６０から，図７，図８に示す撹拌部材６０のように塑性変形が進み，折れ曲がり部６０ｅが顕著となるに従って，検出部６１とトナーコンテナ２の内壁との距離が徐々に変化する。

図３に示す透磁率センサ１４により検出される透磁率（物理量の一例）の大きさは，センサ面１４ａから検出部６１までの距離に応じて変化する。
このような透磁率センサ１４を用いて，図５と図７に示すように，回転軸６２の回転によりセンサ面１４ａから検出部６１までが所定距離ｄ１となってから，図６と図８に示すように，検出部６１がセンサ面１４ａ上を通過するまでの間において，回転軸６２の回転，即ち時間の経過に対するセンサ面１４ａから検出部６１までの距離の変化率を検出する。尚，センサ面１４ａから検出部６１までが所定距離ｄ１となるとき，撹拌部材６０の先端部６０ａはトナーコンテナ２の内壁に摺接している。

検出部６１がセンサ面１４ａ上を通過するとき，検出部６１とセンサ面１４ａの間隔は，図７に示す撹拌部材６０が初期形状である状態から，図８に示す撹拌部材６０の塑性変形の進行に伴って変化する。

従って，回転軸６２の回転によりセンサ面１４ａから検出部６１までが所定距離ｄ１となってから，センサ面１４ａ上を検出部６１が通過するまでの間，回転軸６２の回転，即ち時間の経過に対するセンサ面１４ａから検出部６１までの距離の変化率は，撹拌部材６０の塑性変形の進行に伴って変化する。

このような撹拌部材６０の塑性変形に起因するセンサ面１４ａから検出部６１までの距離の時間経過に対する変化率の変化は，透磁率センサ１４により検出される透磁率の時間経過に対する変化率の変化として検出され，この変化率の変化を検出することで，撹拌部材６０の塑性変形の進み具合が判別される。

図３に示す透磁率センサ１４からは，透磁率センサ１４により検出された透磁率，即ち，センサ面１４ａから検出部６１までの距離に対応するアナログ信号が出力される。画像形成装置の制御部１５は，透磁率センサ１４に接続されており，透磁率センサ１４から出力された信号を，回転軸６２の回転，即ち時間の経過に対応させる。

制御部１５は，センサ面１４ａから検出部６１までが所定距離ｄ１となってから，検出部６１がセンサ面１４ａ上を通過するまでの回転軸６２の回転，即ち時間の経過に対するアナログ信号の変化率を検出する変化率検出機能を有している。

制御部１５は，更に，変化率検出機能により検出された変化率の大きさに基づいて撹拌部材６０の塑性変形の程度を判断するトナー供給能力判断機能を有している。
トナー供給能力判断機能は，変化率検出機能により検出された変化率の大きさを所定の基準値と比較し，該変化率の大きさが基準値未満である場合，撹拌部材６０に塑性変形が生じていない，或いは撹拌部材６０に生じている塑性変形がトナー供給能力に影響を及ぼさない程度であるものと判断する。一方，変化率の大きさが基準値以上である場合，撹拌部材６０が塑性変形しておりトナー供給能力が低下しているものと判断し，変化率の大きさが基準値を大きく超える限界値以上である場合，トナー供給能力が消失したものと判断する。

このようなトナーコンテナ２のトナー供給能力に関する情報は，図１に示す画像形成装置１本体の表示パネル１２に表示される。トナーコンテナ２のトナー供給能力が低下していないと判断された場合，表示パネル１２には現在使用中のトナーコンテナ２の再利用が可能である旨の情報が表示される。一方，トナーコンテナ２のトナー供給能力が低下していると判断された場合，表示パネル１２には現在使用中のトナーコンテナ２の再利用が好ましくない旨の情報が表示され，トナーコンテナ２のトナー供給能力が消失していると判断された場合，表示パネル１２には現在使用中のトナーコンテナ２の再利用が不可である旨の情報表示がされる。
ユーザは，表示パネル１２に表示されたトナーコンテナ２のトナー供給能力に関する情報によって，現在使用しているトナーコンテナ２を再利用するか否かを決定することができる。

更に，トナーコンテナ２は，図９に示すように記憶手段としてのＥＥＰＲＯＭ２８と，該記憶手段に記憶された情報を外部装置に出力するための出力手段としてのタグ２９を装備している。ＥＥＰＲＯＭ２８は，トナー供給能力判断機能により判断された結果，即ちトナーコンテナ２のトナー供給能力に関する情報を記憶する。

このようなＥＥＰＲＯＭ２８及びタグ２９が装備されたトナーコンテナ２は，画像形成装置の本体から取り外された状態においても，ＲＦＩＤ（ＲＡＤＩＯ ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＩＤＥＮＴＩＦＩＣＡＴＩＯＮ）による無線交信によって，タグ２９によりＥＥＰＲＯＭ２８に記憶された当該トナーコンテナ２のトナー供給能力に関する情報を外部装置１００に送信することができる。

トナーコンテナ２から当該トナーコンテナ２のトナー供給能力に関する情報を受信した外部装置１００の表示部１０１には，当該トナーコンテナ２の再利用が可能である旨の表示，当該トナーコンテナ２の再利用が好ましくない旨の表示，或いは当該トナーコンテナ２の再利用が不可である旨の表示がされる。
このようにして，ユーザは，前記画像形成装置の本体から取り外されたトナーコンテナ２についても，そのトナーコンテナ２のトナー供給能力を知ることがでる。

ところで，図３に示すように，トナーコンテナ２にトナー９が存在するとき，透磁率センサ１４により検出される透磁率は，トナー９による影響を受ける。図５と図６，或いは図７と図８に示すように，制御部１５の変化率検出機能は，センサ面１４ａから検出部６１までが所定距離ｄ１となってから検出部６１がセンサ面１４ａ上を通過するまでの透磁率の回転軸６２の回転，即ち時間の経過に対する変化率を検出するものであるから，この変化率の検出を正確に行うためには，トナーコンテナ２内にトナー９が殆ど存在せず，検出される透磁率にトナー９の影響が出現しない状態であることが望ましい。

そのため，制御部１５は，更に，透磁率センサ１４のセンサ面１４ａ近傍にトナー９が存在しているときにオン信号が出現するデジタル信号を生成するデジタル信号生成機能，及び生成されたデジタル信号に基づいてトナー残量を検出するトナー残量検出機能を有している。
デジタル信号生成機能によれば，トナーコンテナ２内に十分な量のトナー９が存在し，透磁率センサ１４のセンサ面１４ａ近傍に常にトナー９が存在するとき，図１０に示すように，回転軸６２の回転角度に関わらず，常にデジタル信号のオン信号が出現する。

一方，トナーコンテナ２内のトナー量が減少すると，図１１に示すように，撹拌部材６０の先端部６０ａにより搬送されたトナー９がセンサ面１４ａ近傍を通過するときにのみセンサ面１４ａ近傍にトナー９が存在し，センサ面１４ａ近傍にトナー９が存在しない状態が出現する。

このとき，デジタル信号のオン信号は，図１２に示すように，撹拌部材６０の先端部６０ａにより搬送されたトナー９と検出部６１がセンサ面１４ａ近傍を通過するときに出現する。

撹拌部材６０の先端部６０ａにより搬送されるトナー量は，トナーコンテナ２内のトナー量の減少に伴って減少する。従って，撹拌部材６０の先端部６０ａに搬送されたトナー９がセンサ面１４ａ近傍を通過する間にデジタル信号に連続して出現するオン信号の数，即ちオン信号の幅（Ｗａ：回転軸６２が回転する角度，即ち時間の経過に対応）が減少する。トナー残量検出機能は，デジタル信号に出現するオン信号の幅に基づいて，トナーコンテナ２内のトナー量を検出する。

尚，制御部１５が上記のようなトナー残量検出機能を有さない場合，回転軸６２を所定回数回転させた後に変化率の検出を行う構成とすることもできる。
また，トナーコンテナ２内にトナー９が存在する状態では，撹拌部材６０がトナー９から受ける抵抗力によっても変形するので，この点からも，撹拌部材６０の塑性変形の進み具合が判別を，トナーコンテナ２内にトナー９が殆ど存在しない状態で行うことが望ましい。

制御部は，トナー残量検出機能により検出されたトナーコンテナ２内のトナー量が所定量以下となってから，変化率検出機能を作動させ，該変化率検出機能により検出された変化率の大きさに基づいて撹拌部材６０の塑性変形の進み具合を判別する。
尚，デジタル信号生成機能により生成されるデジタル信号には，トナーコンテナ２内にトナー９がない状態であっても，検出部６１がセンサ面１４ａ近傍を通過するときにオン信号が出現するので，制御部は，このデジタル信号に基づき，トナーコンテナ２が格納室に収容されていることを検知するトナーコンテナ格納確認機能も有している。

次に，図１３により画像形成装置の制御部の処理手順について説明する。以下に示すＳ１〜Ｓ１８は，処理手順（ステップ）の識別符号を表ている。
制御部の処理は，画像形成装置の本体の電源がオン状態となった時点で開始する。そして，透磁率センサから出力されるアナログ信号を受信し，デジタル信号生成機能によって，透磁率センサから出力されたアナログ信号に基づいてデジタル信号を生成する（Ｓ１）。

デジタル信号生成機能は，例えば，回転軸が５.８秒間に一回転し，回転軸の回転速度が一様である場合，透磁率センサから出力された信号を０.１秒毎に受信する。即ち，回転軸が一回転する間，透磁率センサから出力された信号を５８回受信する。

制御部のトナーコンテナ格納確認機能は，デジタル信号生成機能により生成されたデジタル信号のオン信号出現回数が基準値以上であれば（Ｓ２のＹＥＳ），前記トナーコンテナ内の検出部が前記センサ面上を通過しており，格納室内にトナーコンテナが格納されていると判断する。一方，オン信号出現回数が基準値未満であれば（Ｓ２のＮＯ），格納室内にトナーコンテナが格納されていないと判断し，図１に示す画像形成装置１の表示パネル１２に，格納室１０内にトナーコンテナ２が格納されていない旨の表示を行う（Ｓ４）。
具体的には，回転軸が一回転する時間内においてオン信号の出現回数が１８回（第１基準）未満であったとき，格納室内にトナーコンテナが格納されていないと判断する。

制御部は，格納室内にトナーコンテナが格納されていると判断した後，残量検出機能にトナーコンテナ内のトナー残量を検出するための指示を出す（Ｓ３のＹＥＳ）。
前述のように，トナーコンテナ内のトナー残量の減少に伴って，回転軸が一回転間にデジタル信号に出現するオン信号の回数が減少する。具体的には，回転軸が一回転間にデジタル信号に出現するオン信号の回数が４８回（第２基準）未満であり（Ｓ６のＮＯ），且つ，積算されたトナー消費量が所定値を超えた場合（Ｓ７のＹＥＳ），トナーコンテナ内のトナー残量が少ないと判断する。そして，図１に示す画像形成装置１の表示パネル１２にトナーコンテナ２内のトナー残量が少ない旨の表示がされる（Ｓ８）。

さらに，制御部は，トナーコンテナ内のトナー残量が僅かであると判断した後，変化率検出機能の作動を指示し（Ｓ９のＹＥＳ），トナーコンテナ内のトナーによる影響を受けない状態で，撹拌部材の塑性変形の程度に対応する変化率を検出する（Ｓ１０）。そして，トナー供給能力判断機能によって，所定の基準値と検出した変化率の大きさとを比較する（Ｓ１１）。

そして，トナー供給能力判断機能の判断結果の情報，即ち現在使用中のトナーコンテナについて，再利用可が可能である旨の情報，再利用が好ましくない旨の情報，或いは，再利用が不可である旨の情報を，画像形成装置の表示パネルに表示すると共にＥＥＰＲＯＭに書き込む（Ｓ１２〜Ｓ１８）。

尚，上記実施形態においては，トナーコンテナ２内の撹拌部材６０について，該撹拌部材６０の塑性変形の程度を検出するようにしたが，図３に示す画像形成装置本体側のトナー収容部７０についても同様の撹拌部材を設け，この撹拌部材の塑性変形の程度を上記構成により検出することも可能である。

本発明は，プリンタ，複写機，ファクシミリ等に利用可能である。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体斜視図。 本発明の実施形態に係るトナーコンテナの全体斜視図。 トナーコンテナの断面図と現像手段の概略図。 撹拌手段の平面図。 撹拌部材が初期形状である場合の撹拌手段の側面図。 撹拌部材が初期形状である場合の撹拌手段の回転軸が更に回転した側面図。 撹拌部材が塑性変形した状態での撹拌手段の側面図。 撹拌部材が塑性変形した状態での撹拌手段の回転軸が更に回転した側面図。 画像形成装置から取り外されたトナーコンテナに記憶された情報を読み取る外部装置の概略図。 トナー量が十分である場合のデジタル信号を示すグラフ。 トナーが存在する状態でのトナーコンテナの断面図。 トナーが存在する状態でのデジタル信号を示すグラフ。 制御部による処理手順を表すフローチャート。

符号の説明

１…画像形成装置
２…トナーコンテナ
６…撹拌手段
７…現像手段
９…トナー
１０…格納室
１２…表示パネル
１４…透磁率センサ
１５…制御部
２８…ＥＥＰＲＯＭ
２９…タグ
６０…撹拌部材
６０ａ…先端部
６０ｅ…折れ曲がり部
６１…検出部
６２…回転軸
７０…トナー収容部
１００…外部装置
１０１…表示部

Claims (10)

1. 現像剤を収容するトナー収容手段と，
   前記トナー収容手段内に設けられ，該トナー収容手段に対して回転可能に保持された回転軸，及び前記回転軸から該回転軸の径方向に突出した先端部が前記回転軸の回転により前記トナー収容手段の内壁に摺接する可撓性の撹拌部材を有してなる撹拌手段と，
   前記撹拌部材の前記先端部近傍に設けられてなる検出部と，
   前記トナー収容手段の外壁近傍に設けられ，前記回転軸の回転による前記検出部までの距離の変化に応じて変化する物理量を検出するセンサと，
   該センサが検出した前記物理量の経時的変化を検出する変化率検出手段と，
   前記変化率検出手段により検出された結果に基づき前記撹拌部材に生じた塑性変形の程度を判断する判断手段と，
   を備えてなるトナー収容装置。
2. 前記物理量の経時的変化が，前記回転軸の回転によって前記センサと前記検出部との間が所定距離となってから前記センサ上を前記検出部が通過するまでの，前記センサから前記検出部までの距離の変化に対応した変化率である請求項１に記載のトナー収容装置。
3. 前記センサにより検出される物理量が，前記センサと前記検出部との間の透磁率であり，前記撹拌部材と前記検出部が，それぞれ電気的絶縁性材料と導電性材料から構成されてなる請求項１または請求項２に記載のトナー収容装置。
4. 前記撹拌部材が所定回数回転した後に，前記変化率検出手段に対して変化率の検出を指示する検出制御手段を更に備えてなる請求項１乃至請求項３の何れかに記載のトナー収容装置。
5. 前記トナー収容手段内の前記現像剤の残量を検出する残量検出器を更に備え，該残量検出器により検出された前記現像剤量が所定量以下となった後に，前記検出制御手段が前記変化率検出手段に対して変化率の検出を指示する請求項４に記載のトナー収容装置。
6. 上記センサが前記現像剤を含む透磁率を検出することによって，前記残量検出器を兼ねており，
   前記センサから出力された前記信号に基づき，前記センサ近傍に前記現像剤が存在するときにオン信号を生成するデジタル信号生成手段と，
   前記オン信号が連続して出現する前記回転軸の回転角度範囲，或いは時間を検出する残量検出手段を備える請求項５に記載のトナー収容装置。
7. 前記判断手段により判断された前記撹拌部材の塑性変形の程度に関する情報を記憶する記憶手段と，該記憶手段に記憶された前記情報を外部装置に出力する出力手段とを更に備え，上記記憶手段と上記出力手段とが前記トナー収容手段に装着されている請求項２乃至請求項６の何れかに記載のトナー収容装置。
8. 現像剤を収容するトナー収容手段を着脱可能に格納する格納室と，
   前記トナー収容手段から供給される前記現像剤を用いて可視像を形成する現像手段と，
   前記トナー収容手段内に設けられ，該トナー収容手段に対して回転可能に保持された回転軸，及び前記回転軸から該回転軸の径方向に突出した先端部が前記回転軸の回転により前記トナー収容手段の内壁に摺接する可撓性の撹拌手段と，
   前記撹拌部材の前記先端部の近傍に設けられてなる検出部と，
   前記トナー収容手段の外壁近傍に設けられ，前記回転軸の回転による前記検出部までの距離の変化に応じて変化する物理量を検出するセンサと，
   該センサが検出した前記物理量の経時的変化を検出する変化率検出手段と，
   前記変化率検出手段により検出された結果に基づき前記撹拌部材に生じた塑性変形の程度を判断する判断手段と，
   を備えてなる画像形成装置。
9. 前記物理量の経時的変化が，前記回転軸の回転によって前記センサと前記検出部との間が所定距離となってから前記センサ上を前記検出部が通過するまでの，前記センサから前記検出部までの距離の変化に対応した変化率である請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記センサから出力された前記信号に基づき，前記センサ近傍を前記検出部が通過するときにオン信号を生成するデジタル信号生成手段と，
    所定時間内に出力されるオン信号の有無により前記格納室内の前記トナー収容手段の有無を検知する格納確認手段とを備えてなる請求項８または請求項９に記載の画像形成装置。

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