JP2013029663A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー補給のシーケンスに従ってトナーを補給する動作に連動してボトルＩＤを読み取れるようにする。
【解決手段】ボトル装着検知センサは、トナー補給部１にトナーボトル３が装着されたことを検知する。回転駆動手段は、トナー補給のためにトナーボトルを回転させる。読み取り手段は、トナーボトルの外周面に設けられた固有パターンを、トナーボトルの回転に連動して読み取る。トナー残量検知手段は、トナーなし検知レベルを検知する。制御手段は、ボトル装着検知センサ７０からトナーボトルが装着されたときの検知信号を受けた後、トナー残量検知手段からＮ回目のトナーなし検知レベルが検知されたときの検知信号を受けたときに、回転駆動手段を制御してトナーボトルを回転させてトナーを補給する動作に連動して、トナーボトルの固有パターンを読み取らせるよう読み取り手段を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、使用状態にセットされたトナーボトルから、そのトナーボトルの固有情報の読み取りを行えるようにしたトナー補給装置及びこれを装着した画像形成装置に関する。

近年、効率化のために画像形成装置をネットワークで接続し、消耗品の交換情報を自動送信することで交換用の消耗品をユーザ先に自動発送するシステムが提案されている。このシステムでは、消耗品の使用状況の判別を、新しい消耗品を装着したかどうかで判別している。

このようなシステムを構成するための画像形成装置で用いられる、消耗品に個別情報を付与してその情報を読み取る方法には、以下に示すような構成が提案されている。

例えば、容器に付与された文字、マーク、バーコード等によって容器情報を読み取る容器情報読み取り手段（イメージセンサ）が予め規定された定位置にて読み取りを行う構成が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、トナー補給機構を利用するものでは、簡単な読み取り手段で確実にトナーボトルに担持されている情報（バーコード）を読み取る。これと共に、読み取る際には、トナー補給時と逆方向にトナーボトルを回転させる構成が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

さらに、個別情報を読み取る方法には、本体側通信制御手段との間で非接触のデータ交換を行うカートリッジ側ＩＣタグと、本体側通信制御手段との間で非接触のデータ交換を行う本体側ＩＣタグとを備える。そして、この本体側通信制御手段は、画像形成用カートリッジが同装置本体から取り外されているときに、本体側ＩＣタグとの間で非接触のデータ交換を行う。これにより、本体側ＩＣタグには、装置本体のメンテナンス履歴を含む固有情報を書き込ませる構成が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。

特開平６−３１６０６０号公報 特開２００５−３４５７７３号公報 特開２００８−２０３３９７号公報

しかしながら、前述した特許文献１又は特許文献３の構成では、容器情報を読み取るために、高価なイメージセンサ又はＩＣタグを用いるので、製品価格が高価になる。また、前述した特許文献２の構成では、回転するトナーボトルの固有情報検知を安価な構成で行うために反射型センサを用いると共にボトルを正逆回転させて行う。このため、この構成では、ボトルの固有情報の読み取りが完了するまでトナー補給が行えずトナーの供給が遅れてしまう虞がある。そこで、この構成では、トナーボトルをトナーの補給動作方向に回転させて外周面のバーコードの読み取りを行うように構成することが考えられる。

しかし、このように構成した場合には、バーコード等の固有情報を読み取るために回転させることによって、通常時の補給量に比べてトナー補給量が多くなる場合がある。さらに、このように構成した場合には、トナー補給部にトナーが溢れてトナーボトルの回転動作や出し入れの操作のときに画像形成装置内に過補給のトナーが飛散する虞があった。

本発明の目的は、トナー補給のシーケンスに従ってトナーを補給する動作に連動してボトルＩＤを読み取れるようにし、トナーを安定して適切な補給量で補給できるようにする。これと共に、ボトルの内部にトナーが残った状態でのボトルの途中取り出しがされた場合でも補給トナーによるホッパー部のトナー溢れを防止できるようにした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、本発明の画像形成装置は、トナーを収納したトナーボトルが着脱可能に装着されるトナー補給部と、前記トナーボトルが装着されたことを検知するボトル装着検知手段と、前記トナーを前記トナー補給部に補給させるために前記トナーボトルを回転させる回転駆動手段と、前記トナーボトルの外周面に設けられた固有パターンを、前記トナーボトルの回転に連動して読み取る読み取り手段と、前記トナー補給部でトナー量が供給を要するレベルに至ったときのトナーなし検知レベルを検知するトナー残量検知手段と、前記ボトル装着検知手段と前記トナー残量検知手段とからそれぞれ検知信号を受けると共に、前記回転駆動手段と前記読み取り手段とを駆動制御する制御手段とを備え、前記制御手段が、前記ボトル装着検知手段から前記トナーボトルが装着されたときの検知信号を受けた後、前記トナー残量検知手段からＮ回目のトナーなし検知レベルが検知されたときの検知信号を受けたときに、前記回転駆動手段を制御して前記トナーボトルを回転させて前記トナーを補給する動作に連動して、前記トナーボトルの前記固有パターンを読み取らせるよう前記読み取り手段を制御することを特徴とする。

本発明によれば、トナー補給のシーケンスに従ってトナーを補給する動作に連動してボトルＩＤを読み取れるようにし、トナーを安定して適切な補給量で補給できるようにする。これと共に、ボトルの内部にトナーが残った状態でのボトルの途中取り出しがされた場合でも補給トナーによるホッパー部のトナー溢れを防止できる。さらに、本発明によれば、トナーボトルの交換後、画像形成装置で画像形成動作が行われてトナーが消費されてなくなり、トナーを補給する際にボトルＩＤを読みとる動作が行われる。すなわち、この画像形成装置では、トナー補給のシーケンスに従ってトナーを補給する動作に連動してボトルＩＤが読みとられる。よって、本発明によれば、トナーボトルの交換後にボトルＩＤを読み取るためだけにトナーボトルを逆回転させる等の動作を省略し、トナーボトルの交換後に画像形成の動作を迅速に開始できるという効果がある。

本発明の第１実施の形態に係る電子写真方式を用いた４色カラーの画像形成装置を示す概略構成説明図である。 本第1実施の形態に係る画像形成装置におけるトナー補給部を取り出して示す断面図及び要部拡大断面図である。 本第1実施の形態に係る画像形成装置におけるトナー補給部を取り出して示す斜視図である。 本第1実施の形態に係る画像形成装置におけるプロセスカートリッジの断面図である。 (ａ)(ｂ)は、本第1実施の形態に係る画像形成装置におけるトナーボトル検知部の概略構成説明図である。 本第1実施の形態に係る画像形成装置のプロセスカートリッジに取付られるバーコードを取り出して示す正面図である。 本第1実施の形態に係る画像形成装置の制御系を示すブロック図である。 本第1実施の形態に係る画像形成装置におけるトナーボトル検知制御の手順を示すフローチャートである。 本第1実施の形態に係る画像形成装置におけるトナーボトル検知制御時の補給トナー量の状態を例示するグラフである。 本第1実施の形態に係る画像形成装置のトナー補給部におけるトナー量の状態を示す模式図である。 本発明の第２実施の形態に係る画像形成装置におけるトナーボトル検知制御の手順を示すフローチャートである。 本第２実施の形態に係る画像形成装置におけるトナーボトル検知制御時の補給トナー量の状態を例示するグラフである。 本第２実施の形態に係る画像形成装置のトナー補給部におけるトナー量の状態を示す模式図である。 (ａ)は、本発明を適用した画像形成装置のトナーボトル装着部開口近傍における補給トナーの状況を示す断面図、(ｂ)は、本発明を適用していない比較例の画像形成装置において、トナーボトル装着部開口近傍でトナーが過補給された状況を示す断面図である。

以下、本発明の第１実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本第１実施の形態に係る電子写真方式を用いた４色カラーの画像形成装置を示す概略構成説明図であり、６０は、画像形成装置の本体である。この画像形成装置６０は、４色の画像形成部を中間転写ベルト上に並べて配置した、いわゆる中間転写タンデム方式の画像形成装置として構成されている。

この画像形成装置６０では、次のようにして画像形成を行う。まず、この画像形成装置６０では、印字データに基づいて露光装置５０（５０ｙ、５０ｍ、５０ｃ、５０ｂｋ）で感光体１７（１７ｙ、１７ｍ、１７ｃ、１７ｂｋ）上に静電潜像を形成する。そして、この画像形成装置６０では、形成した静電潜像を現像装置（２１ｙ、２１ｍ、２１ｃ、２１ｂｋ）で現像してトナー像を形成する。

この画像形成装置６０では、トナー像を、一次転写装置（６０ｙ、６０ｍ、６０ｃ、６０ｂｋ）により中間転写体６２上に転写し、２次転写部６４（６４ａ、６４ｂ）で給紙装置６３から供給されたシート材Ｓ上に転写する。次に、この画像形成装置６０では、シートＳ上に転写されたトナー像を、定着手段６８によりシート材Ｓに定着させた後、排紙トレイ８０上に排出する。

また、この画像形成装置６０では、現像装置でトナー像を形成するが、現像装置へトナー供給を行うため、着脱可能なトナーボトル３（３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂｋ）を利用する。

この画像形成装置６０では、装置本体のホッパー部１（１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｋ）（図２に図示）に、トナーが供給され、次にホッパー部１に形成された排出口１１を介して現像装置へ供給されるよう構成されている。

次に、この画像形成装置におけるトナー補給部について、図２を参照して説明する。この画像形成装置６０に装着される、現像器にトナーを補給するトナー補給部１には、その上方にトナー供給部２が配置されている。トナー供給部２には、トナーを供給するためのトナーボトル３が着脱可能に装着される。このため、トナー補給部１には、トナー供給部２の側方にトナーを収容するトナーボトル３を略水平にかつ回転自在に支持するガイド部材４（４ａ、４ｂ）が配置されている。

このトナーボトル３は、トナーの収容室を形成する筒部３ｂと、一側にトナー排出口５を有する筒部３ａと、を有する。このトナーボトル３は、筒部３ｂの内周面にスパイラル状の突条６が設けられており、トナーボトルの回転によって内部に収容したトナーをトナー排出口５の方向に搬送するように構成されている。筒部３ａ端末部には、トナーボトル３からトナーが漏れないようにキャップ部材７（シール部７ｂ）が、開閉可能に取付けられている。

一方、トナー補給部１側には、キャップ部材７の移動機構８が配設されている。このトナー補給部１は、トナーボトル３が所定位置に装着されるとボトル駆動モータ９の第１の回転方向の回転によって移動機構８のチャック部８ａが矢印Ａ方向に往復移動してキャップ部材７の嵌合部７ａと嵌合する。この動作により、キャップ部材７は、トナー供給部２とトナー排出口５が連通する位置まで移動する。

このキャップ部材７と移動機構８とは、嵌合した状態で一体的にボトル駆動モータによって回転駆動されるようになっている。このキャップ部材７と移動機構８とは、ボトル駆動モータが第１の回転方向と逆の第２の回転方向に回転駆動したときに、トナーボトル３に収容されているトナーをトナー排出口５の方向に搬送するように構成されている。

このように構成されているトナーボトル３は、回転駆動されることによりボトル内に収納したトナーを、トナーボトル３の内周面に配置したスパイラル状の突条６によってねじ送り移動させて、排出口５より排出させる。このトナーボトル３のトナー搬出動作により、トナーは、トナー供給部２から漸次トナー補給部１へ補給される。また、このトナー供給部２には、トナー残量検知手段として機能するトナーレベルセンサ１０が配置されておりトナー供給部２のトナー量を所定量に維持する制御に利用されている。

このようにしてトナー補給部１に補給されたトナーは、図３に示すプロセスカートリッジ２０のトナー補給口１２に接続された排出口１１を通して現像カートリッジ２１に供給される。

このプロセスカートリッジ２０は、図４の断面図に示すように、ドラムカートリッジ２２及び現像カートリッジ２１で構成されている。プロセスカートリッジ２０のトナー補給口１２に供給されたトナーは、トナー搬送スクリュー１３、１４、１５で搬送循環されながら潜像担持体である感光ドラムである感光体１７と対向する現像ローラ１６に供給されるようになっている。

次に、この画像形成装置に装着されるトナーボトル検知部について、図５（ａ）の回転軸方向から見た概略側面図及び図５（ｂ）の回転軸に直行する方向から見た正面図を参照して説明する。

このトナーボトル３は円筒状に形成されていて、画像形成装置に配置されたボトル駆動モータ９により矢印Ｗｄ方向に回転し、内周面部に突設されたスパイラル状の突条６により、トナーを排出口５方向に搬送／排出する。

このトナーボトル３の外周部には、回転方向に沿って一次元バーコードラベル３１が貼着されている。この一次元バーコードラベル３１上のバーコードＢＣには、トナーボトルの固有番号の表示が構成されている。

また、このバーコードＢＣを読み取るため、トナーボトル３上の一次元バーコードラベル３１に対向する隣接位置には、ＩＤパターン検知センサ３０が所定位置に固定して配置されている。このＩＤパターン検知センサ３０は、ＬＥＤからなる発光素子とホトトランジスタからなる受光素子とで構成される反射型読取手段として構成されている。

すなわち、固有パターンは１次元バーコードで構成されている。また、読み取り手段としてのＩＤパターン検知センサ３０は、内蔵した発光素子から発光された光をバーコードパターン面に反射させその反射光を受光素子にて検出する反射型センサとして構成されている。

このＩＤパターン検知センサ３０は、予めバーコードの白色部と黒色部の出力差が所定値以上になるようにＬＥＤの光量が補正されている。従って、このＩＤパターン検知センサ３０は、バーコードのバーのエッジを読み込んでバーの幅と白黒の組合せのパターンを確実に読み取ることができる。このＩＤパターン検知センサ３０は、トナーボトルを装着した後のトナー補給の動作のときに、トナーボトル３の回転に伴って図６に矢印Ｃで示すように走査が行われることにより一次元バーコードＢＣを読み取る。

次に、本第１実施の形態に係る画像形成装置の制御系について、図７のブロック図を参照して説明する。

この画像形成装置６０では、制御手段としてのＣＰＵ１００が、ＲＯＭ１０１に記憶されているプログラムに従って作動してトナーボトル３の回転／挿抜動作のためにボトル駆動モータ９を制御し、表示部１０４に表示を行う。なお、この図７で、１０２はＣＰＵ１００が使用するＲＡＭであり、１０３は不揮発性メモリである。

このＣＰＵ１００は、トナー補給用の制御動作により、ボトル駆動モータ９を回転させ、トナーボトル３を図５のＷｄ方向に回転させて、トナーをトナーボトル３から排出させることによりトナー補給を行う。また、このＣＰＵ１００は、ボトル駆動モータ９を逆方向に回転制御することにより、トナーボトル３のキャップ部材７を開閉動作させる。

また、このＣＰＵ１００は、トナーボトルの固有ＩＤの読み取り制御を実行した後に、読み取った固有ＩＤを不揮発性メモリ１０３に記憶させる。このＣＰＵ１００は、読み取った固有ＩＤを不揮発性メモリ１０３に記憶する際、画像形成装置本体の固有情報を関連づけて記憶する。具体的には、トナーの色情報、新規読み込み日時、装着履歴、枚数カウンタ、機種／機番、仕向け情報等を固有ＩＤと関連づけて記憶する。

また、この画像形成装置６０では、トナーボトルを装着し、トナーボトルの固有ＩＤをメモリに記憶させた後に、トナーボトル内にトナーを残した使用中に取り出して再度装着する場合がある。このような場合に、このＣＰＵ１００は、装着履歴のみをカウントアップして上書きするよう制御する。

このＣＰＵ１００は、ＬＡＮインターフェース部１０５を介してＬＡＮ１０６、インターネット１０７及び在庫管理システムサーバ１０８と接続されている。そして、このＣＰＵ１００は、読み取ったトナーボトルのＩＤ情報及び画像形成装置本体の情報を含むデータを、適宜在庫管理システムサーバ１０８に伝送する。

よって、ＩＤ情報等を含むデータを受信した在庫管理システムサーバ１０８は、このＩＤ情報により画像形成装置６０に新品のトナーボトルが装填されたことを確認する。そして、この在庫管理システムサーバ１０８は、新品のトナーボトルが装填されたことを確認した場合に、トナーボトルの自動発送を行う。

次に、画像形成装置において、トナーボトルを交換しながらトナーを継続的に供給できるようにＣＰＵ１００が実行する、トナーボトルの交換確認処理の手順について、図８のフローチャートを参照して説明する。

この画像形成装置６０では、この画像形成装置本体が使用場所に設置されたときにトナーボトル管理制御が開始される。そして、ＣＰＵ１００は、この画像形成装置６０におけるトナー補給部１内のトナーの残量が少なくなったことがトナーレベルセンサ１０で検知されると、トナーボトル３からトナーが供給されるように制御する。このため、ＣＰＵ１００は、トナー補給部１にトナーボトル３からトナーを供給するため、ボトル駆動モータ９を駆動して、トナーボトル３に収容されたトナーが供給口に供給されるように、トナーボトル３を回転させる。

ここで、ＣＰＵ１００は、所定時間トナーボトル３に回転動作をさせてもトナーレベルセンサ１０でトナーが検知されない場合に、トナーボトル３が空となったため、新たなトナーボトル３と交換が必要と判断する。そして、ＣＰＵ１００は、新たなトナーボトル３と交換が必要と判断した場合に、表示部１０４に、トナーボトル３の交換を促す表示であるトナーボトル交換表示を行う。これと共に、ＣＰＵ１００は、トナーボトルの交換確認処理（トナーボトルのＩＤ読み取り処理）を開始させる。

このトナーボトルの交換確認処理が開始されるとＣＰＵ１００は、トナーボトル交換表示に従って操作／表示部１０４の操作でトナーボトル３の取り出しが行われるまで待機する（ステップＳ１でＮＯ）。そして、ＣＰＵ１００は、トナーボトル３が取り外されたと判断すると（ステップＳ１でＹＥＳ）、トナーが充填されている新たなトナーボトル３が装着されるまで待機する（ステップＳ２でＮＯ）。

次に、ＣＰＵ１００は、ユーザ操作により、新たなトナーボトル３の装着操作（装着検知位置までの挿入）が行われ、後述するボトル装着検知センサ７０（不図示））でトナーボトル３の装着検知を行う。そして、ＣＰＵ１００は、新たなトナーボトル３が装着されたことを検出した場合（ステップＳ２でＹＥＳ）に、キャップ部材７を図２に示す開放位置に移動させる方向にボトル駆動モータ９を駆動させる（ステップＳ３）。なお、ここで、キャップ部材７を図２に示す開放位置に移動させる方向とは、トナーボトルを回転させる方向と逆の回転方向である。

次に、ＣＰＵ１００は、トナー残量検知手段として機能するトナーレベルセンサ１０のトナーレベル検知結果に基づいてトナー補給が必要となるまで、待機する（ステップＳ４でＮＯ）。そして、ＣＰＵ１００は、トナーレベルセンサ１０からトナーなしの検知信号を受信した場合（ステップＳ４でＹＥＳ）に、ボトル駆動モータ９を駆動制御してトナーボトル３を回転させる。これにより、トナーボトル３は回転され、その内部に収容されているトナーが、供給口を通ってトナー補給部１に補給される（ステップＳ５）。

次に、ＣＰＵ１００は、ＩＤパターン検知センサ３０で、トナーボトル３の外周面に貼り付けられたバーコードラベル３１表面の白色部と黒色部のバーの幅と組合せで構成されたバーコードを読み取る。そして、ＣＰＵ１００は、読み取ったバーコードの検知結果と、予めＲＡＭ１０２に格納されたバーパターン文字列変換データとを比較して、バーコードをトナーボトル３の固有ＩＤ番号に変換する（ステップＳ６）。なお、ＣＰＵ１００は、ボトルＩＤを読み取っている間にトナーレベルセンサ１０でトナー有りが検知（ステップＳ７でＮＯ）されても、ボトル駆動モータ９の駆動を継続させてボトルの回転を継続させる（ステップＳ８）。

次に、ＣＰＵ１００は、バーコードを読み取るために所定時間トナーボトル３を回転させてから固有ＩＤの読み取りが完了したかを判断する。そして、ＣＰＵ１００は、固有ＩＤの読み取りが完了したと判別した場合（ステップＳ９でＹＥＳ）にステップ１０へ進む。さらに、ＣＰＵ１００は、トナーレベルセンサ１０でトナー有りと検知されるまで待機する（ステップＳ１０でＮＯ）。そして、ＣＰＵ１００は、トナー有りと検知された場合（ステップＳ１０でＹＥＳ）に、ボトル駆動モータ９を停止させる（ステップＳ１１）ことによりボトルの回転を停止させてステップ１２に進む。

また、前述のステップ９で、ＩＤの読み取りがバーコードの欠損等で完了していないと判断された場合（ステップＳ９でＮＯ）には、ステップＳ１３に進む。

次に、ステップ１２において、ＣＰＵ１００は、ステップ６で得られたＩＤ番号が不揮発性メモリ１０３内に記憶しているＩＤ番号と重複しているかどうかを判断する。ＣＰＵ１００は、重複していると判断した場合（ステップＳ１４でＹＥＳ）にステップ１４へ進む。また、ＣＰＵ１００は、重複していないと判断した場合（ステップＳ１２でＮＯ）に、ステップ１５へ進む。

ステップ１４においてＣＰＵ１００は、不揮発性メモリ１０３に保存されているＩＤ番号中のステップ６で読み取ったＩＤ番号と重複するＩＤ番号のデータを特定する。そして、ＣＰＵ１００は、この重複するＩＤ番号のデータに対して、ＩＤ番号の装着履歴（ボトルの取り出し／装着の回数、日時）のみを上書き保存し、本トナーボトルの交換確認処理を終了する。

また、ステップ１５においてＣＰＵ１００は、ステップ６で読み取ったＩＤ番号と、このＩＤ番号に関連付けされた本体情報を、不揮発性メモリ１０３に記憶保存して、本トナーボトルの交換確認処理を終了する。なお、この本体情報には、トナーの色情報、新規読み込み日時、装着履歴、枚数カウンタ、機種／機番及び仕向け情報が含まれる。

さらに、ステップＳ１３においてＣＰＵ１００は、ＩＤ番号が読み取れないとのエラー履歴を、装着履歴（ボトルの取り出し／装着の回数、日時）と共に不揮発性メモリ１０３に記憶して、本処理を終了する。

次に、本第１実施の形態に係る画像形成装置において、トナーボトル３のＩＤ番号を読み取る動作の際に、トナーが過補給とならないようにするための条件について、図９及び図１０を参照して説明する。

図９は本第１実施の形態におけるトナーボトル検知制御時の補給トナー量を示すグラフであり、図１０は本第１実施の形態の画像形成装置におけるトナー補給部１のトナー量の状態を模式的に示す説明図である。図９、図１０において、Ｖｒｍａｘはバーコード読取り時の最大ボトル回転量Ｌｒｍａｘ時の最大トナー補給量、Ｖｓはトナー補給信号発生時のホッパーに受入れ可能なトナー量である。

本第１実施の形態に係る画像形成装置では、トナーボトル３からのトナー補給量が適正となるように構成する。

このため、トナー補給量は、最悪条件でも下記の条件式を満足するように、トナー補給部１及びトナーレベルセンサ１０及びバーコードラベル３１の長さＬが設定されている。

（条件式）
Ｌｒｍａｘ＜トナー補給時のボトル回転量Ｌｒ
又は、Ｌｒｍａｘ＞ＬｒかつＶｒｍａｘ＜Ｖｓ
このように構成された画像形成装置では、トナーボトル３のＩＤ番号を読み取るためにトナーボトル３を所定角度だけ回転させる。このとき、トナーボトル３の回転に伴ってトナーボトル３からトナーが供給されることになるが、上述の条件式を満足するように構成された画像形成装置では、トナー補給量が限界を超えて過補給になることがない。このため、本画像形成装置では、ＩＤパターン検知制御を行えるようにするために、トナー補給シーケンスを変える必要がない。

また、画像形成装置では、トナーボトル３の途中取り出し（トナーボトル３の内部にトナーが残った状態でのボトルの取り出し）がされた場合の過補給トナーの溢れ出しが問題となる。

しかし、本第１実施の形態に係る画像形成装置では、トナーボトル３を途中取り出した場合にトナー補給部１にある過補給トナーが、トナー補給部１におけるトナーボトル３の装着部開口４０から溢れ出ないように構成されている。

このように構成した場合の効果は、例えば、図１４に示すように、本第１実施の形態に係る画像形成装置の場合を示す（ａ）、従来構成の比較例に係る画像形成装置の場合を示す（ｂ）を比較すると理解される。この図１４には、トナーボトル装着部開口４０近傍の補給トナー（Ｔ１、Ｔ２）の状況が示されている。この図１４（ａ）に示す本第１実施の形態に係る画像形成装置の場合では、トナーボトル３用の装着部開口４０からトナーが溢れ出ていない。しかし、図１４（ｂ）に示す比較例に係る画像形成装置の場合では、トナーボトル３用の装着部開口４０からトナーが溢れ出てしまう。

また、本第１実施の形態に係る画像形成装置では、トナーボトル３を途中取り出したときに現像カートリッジ２１及びトナー補給部１にトナーが存在するので、画像形成工程を即時停止する必要はない。しかしながら、この画像形成装置では、トナーボトルの抜き出し後に画像形成工程が長く続行されるとトナー不足となる。そこで、本画像形成装置では、ＣＰＵ１００が、トナーボトル３の途中取り出し後、所定枚数の画像形成を許容し、所定枚数の画像形成後に画像形成装置を停止させるように制御する。

なお、本第１実施の形態に係る画像形成装置では、トナーボトルと現像カートリッジとの間にトナー補給部を設けているが、トナーボトルから直接現像カートリッジにトナーを補給する場合にも本発明を適用できる。その場合には、図３で示すトナー搬送手段（トナー搬送スクリュー）１３部のトナー補給を受ける際のバッファー容量（Ｖｂｓ）をＶｒｍａｘに対してＶｂｓ＞Ｖｒｍａｘなる関係を満足するように構成すればよい。また本第１実施の形態では、ボトルの固有パターンにバーコードラベル上のバーコードを適用したものについて説明したが、レーザー刻印機によってトナーボトルに直接刻印されたバーパターンを適用することも可能である。

（第２実施の形態）
次に、本発明の第２実施の形態について、図１１乃至図１３を参照して説明する。本第２実施の形態では、トナーボトル３からのトナー排出量が所定回数以降でないと最悪条件下でＬｒｍａｘ＞ＬｒかつＶｒｍａｘ＜Ｖｓなる条件を満足できない場合に対応した画像形成装置について説明する。

次に、本第２実施の形態に係る、トナーボトルを交換しながらトナーを継続的に供給できるようにＣＰＵ１００が実行する、トナーボトルの他の交換確認処理の手順について、図１１のフローチャートを参照して説明する。

このトナーボトルの交換確認処理が開始されるとＣＰＵ１００は、トナーボトル３の取り出しが行われるまで待機する（ステップＳ２１でＮＯ）。このトナーボトルの交換確認処理では、ユーザが、トナーボトル交換表示に従って表示部１０４上等で操作が行われたことをＣＰＵ１００が検知する。そして、これを検知したＣＰＵ１００は、トナーボトル３の取り出しが行われたと判別すると（ステップＳ２１でＹＥＳ）、ステップＳ２２へ進む。

次に、ＣＰＵ１００は、ユーザが操作してトナーボトル３の装着操作（装着検知位置までの挿入）が行われ、図示しないボトル装着検知センサ７０がこれを検知するまで待機する（ステップＳ２２でＮＯ）。

次に、ボトル装着検知センサ７０は、トナーボトル３が装着されたことを検知したときに、その検知信号をＣＰＵ１００に送信する。すると、このトナーボトル３が装着されたことを示す検知信号を受信したＣＰＵ１００は、トナーボトル３が装着されたと判断し（ステップＳ２２でＹＥＳ）次のステップＳ２３へ進む。

そして、ＣＰＵ１００は、装着されたトナーボトル３のキャップ部材７を図２に示す開放位置に移動させる方向にボトル駆動モータ９を駆動させる（ステップＳ２３）。このときのトナーボトル３の回転方向は、トナー補給のためにトナーボトル３を回転させる方向とは逆の回転方向である。その後、ＣＰＵ１００は、トナーなしであることを検知した回数をリセット（Ｍ＝０）する（ステップＳ２４）。

次に、ＣＰＵ１００は、トナーレベルセンサ１０のトナーレベル検知結果に基づいてトナー補給の要否を判断し、トナーなしと判断されるまで待機する（ステップＳ２５でＮＯ）。また、ＣＰＵ１００は、トナーなしと判断した場合（ステップＳ２５でＹＥＳ）に、ボトル駆動モータ９を駆動させてトナーボトル３を回転駆動する。すると、トナーボトル３の回転によって収容されたトナーは、供給口を通り、トナー補給部１に補給される。この時、ＣＰＵ１００は、トナー補給回数の履歴Ｋ（Ｋ＝Ｍ＋１）を演算しＲＡＭ１０２に保存する（ステップＳ２６）。

次に、ＣＰＵ１００は、トナー補給回数の履歴ＫがボトルＩＤの読み取りのトリガー回数Ｎに一致するかを判断し、一致しないと判断した場合（ステップＳ２７でＮＯ）にステップＳ２８へ進む。そしてＣＰＵ１００は、トナーレベルセンサ１０のトナーレベル検知結果が「トナー有り」となるまでトナーボトル３を回転させてトナー補給を続行する。

次に、ＣＰＵ１００は、トナーレベルセンサ１０のトナーレベル検知結果が「トナー有り」となったと判定した場合（ステップＳ２８でＹＥＳ）に、トナーボトル３の回転を停止する（ステップＳ２９）。そして、ＣＰＵ１００は、トナーなしであることを検知した回数Ｍをトナー補給回数の履歴Ｋに更新して（ステップＳ３０）、ステップＳ２５へ戻り、ステップＳ２６及びステップＳ２７へ進むという動作を繰り返す。そして、ＣＰＵ１００は、ステップＳ２７で、トナー補給回数の履歴ＫがボトルＩＤの読み取りのトリガー回数Ｎに一致すると判断された場合（ステップＳ２７でＹＥＳ）に、ステップＳ３１に進む。

次に、ＣＰＵ１００は、ＩＤパターン検知センサ３０でトナーボトル３の外周面に貼り付けられたバーコードラベル３１表面の白色部と黒色部のバーの幅と組合せで構成されたバーコードを読み取る（ステップＳ３１）。次に、ＣＰＵ１００は、ＩＤパターン検知センサ３０によるバーコードの検知結果と、予めＲＡＭ１０２に格納されたバーパターン文字列変換データとを比較してバーコードをトナーボトル３の固有ＩＤ番号に変換する。次に、ＣＰＵ１００は、ボトルＩＤを読み取っている間にトナーレベルセンサ１０で「トナー有り」が検知された場合（ステップＳ３２でＮＯ）にステップＳ３２へ進む。次に、ＣＰＵ１００は、バーコードを読み取るための所定時間だけボトル駆動モータ９の駆動を継続させてボトルの回転を継続させる（ステップＳ３３）。

次に、ＣＰＵ１００は、バーコードを読み取るための所定時間経過時に、固有ＩＤの読み取りが完了したかを判断する（ステップＳ３４）。そして、ＣＰＵ１００は、読み取りが完了したと判断した場合（ステップＳ３４でＹＥＳ）に、トナーレベルセンサ１０で「トナー有り」の状態が検知されるまで待機する（ステップＳ３５でＮＯ）。

次に、ＣＰＵ１００は、トナーレベルセンサ１０で「トナー有り」の状態が検知されたときに（ステップＳ３５でＹＥＳ）、ボトル駆動モータ９を停止することによりボトルの回転を停止させる（ステップＳ３６）。

次に、ＣＰＵ１００は、ステップＳ３１で読み取ったＩＤ番号が、不揮発性メモリ１０３内に記憶しているＩＤ番号と一致しているかどうかを判断する。そして、ＣＰＵ１００は、読み取ったＩＤ番号と記憶しているＩＤ番号とが一致している場合（ステップＳ３７でＹＥＳ）にステップＳ３８へ進み、一致していない場合（ステップＳ３７でＮＯ）にステップＳ３９へ進む。

また、前述したステップＳ３４で、ＣＰＵ１００が、バーコードである固有ＩＤの読み取りをバーコードの欠損等で完了していない場合（ステップＳ３４でＮＯ）に、ステップＳ４０へ進む。

次に、ステップＳ３８へ進んだ場合にＣＰＵ１００は、記憶しているＩＤ番号に一致している読み取ったＩＤ番号のデータに対して、このＩＤ番号の装着履歴（ボトルの取り出し又は装着の回数、日時）のみを上書き保存する。その後、ＣＰＵ１００は、本トナーボトルの交換確認処理を終了する。

次に、ステップＳ３９へ進んだ場合にＣＰＵ１００は、ステップＳ３１で読み取ったＩＤ番号と、このＩＤ番号に関連付けされた本体情報とを、不揮発性メモリ１０３に記憶保存する。ここで、ＩＤ番号に関連付けされた本体情報には、トナーの色情報、新規読み込み日時、装着履歴、枚数カウンタ、機種／機番及び仕向け情報が含まれる。この後、ＣＰＵ１００は、本トナーボトルの交換確認処理を終了する。

次に、ステップＳ４０へ進んだ場合にＣＰＵ１００は、ＩＤが読み取れないとのエラー履歴を装着履歴（ボトルの取り出し／装着の回数、日時）と共に不揮発性メモリ１０３に記憶する。この後、ＣＰＵ１００は、本トナーボトルの交換確認処理を終了する。

次に、本第２実施の形態に係る画像形成装置において、トナーボトル３のＩＤ番号を読み取る動作の際に、トナーが過補給とならないようにするための条件について、図１２及び図１３を参照して説明する。

図１２は本第２実施の形態におけるトナーボトル検知制御時の補給トナー量を示すグラフであり、図１３は本第１実施の形態の画像形成装置におけるトナー補給部１のトナー量の状態を模式的に示す説明図である。

図１２、図１３において、Ｖｒｍａｘはバーコード読取り時の最大ボトル回転量Ｌｒｍａｘ時の最大トナー補給量である。また、Ｖｒｎｍａｘは、所定回数目であるＮ回目のトナー補給信号発生時にボトルから補給されるトナー量である。さらに、Ｖｓはトナー補給信号発生時に前記トナー補給部１に受入れ可能なトナー量である。

本第２実施の形態に係る画像形成装置では、トナーボトル３からのトナー補給量が適正となるように、トナー補給部１及びトナーレベルセンサ１０、バーコードラベル３１の長さＬを設定する。そして、本第２実施の形態に係る画像形成装置では、最悪条件でも下記の条件式を満足するように、トナーボトル３からのトナー補給量を設定する。

（条件式）
Ｌｒｍａｘ＞ＬｒかつＶｒｍａｘ＞Ｖｓとなるよう構成する。また、所定回数目以降であるＮ回目以降のトナー補給時のＶｒｎｍａｘ＜Ｖｓとなる時にバーコードを読み取るよう構成する。従ってトナーボトルのＩＤパターン検知制御を行うことによってトナー補給シーケンスを変える必要がない。ここで、トナーがこぼれないように設定する補給回数は、実験等で図１２に例示する補給トナー量を示すグラフを作成し、このグラフ上で適切と考えられるＶｒｎｍａｘの値に対応した補給回数Ｎを求める。また、バーコード読取り動作を実行する補給回数のＮ回目を設定する場合には、図１２から求めたＮ回目以降で、トナーボトル３のトナーが枯渇する以前の回数の間で、任意にバーコード読取り動作を開始する補給回数を設定しても良い。

なお、本第２実施の形態における、以上説明した以外の構成、作用及び効果は、前述した第１実施の形態と同様であるので、その詳細な説明を省略する。

要するに、本実施の形態に係る画像形成装置では、現像器にトナーを補給するトナー補給部１の上方にトナー供給部２が配置されている。このトナー供給部２には、トナーを供給するためのトナーボトル３が着脱可能に装着される。このトナーボトル３は、回転動作することにより、容器内部に突設されたスパイラル状の突条６によってトナーをねじ送り移動させ排出口５よりトナー供給部２へトナーを供給可能に構成されている。さらに、このトナーボトル３の外周面上の所定位置には、バーコードラベル３１が貼着されている。

この画像形成装置では、図７に示すように、制御手段としてのＣＰＵ１００に、ボトル駆動モータ９、トナーレベルセンサ１０、ＩＤパターン検知センサ３０及びボトル装着検知センサ７０が接続されている。

そして、この画像形成装置では、ＣＰＵ１００の制御により、トナーレベルセンサ１０が、トナー量が供給を要するレベルに至ったトナーなし検知レベルを検出した場合に、トナー供給制御動作を実行する。

このトナー供給制御動作では、ＣＰＵ１００が、ボトル駆動モータ９を所要時間駆動するよう制御してトナーボトル３を回転させることにより必要なトナー量だけ、トナー供給部２にトナーを供給する。

また、このトナー供給制御動作では、トナー補給動作の回数に対応して、トナーボトル３からのトナー補給量が、図９又は図１２のグラフに例示するように変化する。なお、この図９又は図１２のグラフに例示するデータは、予め実験等で求めて、制御手段のメモリ等に記憶されている。

また、ＣＰＵ１００は、トナーボトル３に収納されたトナーが全て消費され新たなトナーが充填されているトナーボトル３と交換された場合に、トナーボトル３が装着されたことをボトル装着検知センサ７０で検知する。

このＣＰＵ１００は、トナー供給のためトナーボトル３を回動させる動作の際に、ＩＤパターン検知センサ３０によってトナーボトル３のバーコードラベル３１に記載された情報の読み取り動作を、実行可能に構成されている。

このＣＰＵ１００は、トナーボトル３のバーコードラベル３１から読み取った情報をインターネット１０７を介して在庫管理システムサーバ１０８へ送信する機能を備える。

このように構成された画像形成装置では、トナーボトル３のトナーが全て消費されると、新しいトナーボトル３に交換される。このとき、ボトル装着検知センサ７０は、トナーボトル３が装着されたことを検知してＣＰＵ１００に伝達する。そして、新しいトナーボトル３に交換された画像形成装置では、通常の画像形成動作が実行される状態となる。これにより、この画像形成装置では、新しいトナーボトル３に交換された後にトナーレベルセンサ１０が、トナーの供給を要するレベルに至ったトナーなし検知レベルを検出するまで、通常の画像形成動作を行う。

この画像形成装置では、トナーボトル３が交換された後に、ＣＰＵ１００が、トナーレベルセンサ１０からトナーなし検知レベルを検出した信号を受信したときに、トナー補給とトナーボトル３のボトルＩＤの読み取りを行う。

ここで、この画像形成装置では、構成上の条件に対応して、トナーボトル３のボトルＩＤを読み取るタイミングが設定されている。

例えば、この画像形成装置が、図９に示すようなＶｒｍａｘ＜Ｖｓの関係が常に成立するように構成されている場合には、トナーボトル３の交換後、最初のトナー補給信号発生時に、トナー補給とボトルＩＤの読み取りを同時に行う。

但し、この場合でも、Ｎ回目以降のトナー補給信号発生時に、トナー補給とボトルＩＤの読み取りを同時に行うようにしても良い。なお、ここでＮ回目とは、一つのトナーボトル３（ボトルＩＤが同一のトナーボトル３）に対してＮ回目という意味である。よって、あるトナーボトル３から別のトナーボトル３に取り換えられたときには、Ｎ回目のカウントがリセットされる。

また、Ｖｓは、トナー補給信号発生時にトナー補給部１に受入れ可能なトナー量である。ここでのＶｒｍａｘは、バーコード読取り時の最大ボトル回転量Ｌｒｍａｘ時の最大トナー補給量である。

なお、バーコード読取り時の最大ボトル回転量Ｌｒｍａｘは、具体的に言うと、バーコードラベル３１におけるバーコード読取り時の回転方向先端に位置する頭のバーが読み取れなくなる位置から回転を開始したときに相当する。よって、バーコード読取り時の最大ボトル回転量Ｌｒｍａｘは、頭のバーが読み取れなくなる位置から最後のバーを読み取るまでのボトル回転量に、トナーボトル３の１回転量を加算したボトル回転量となる。

このＶｒｍａｘ＜Ｖｓの関係が成立する構成の画像形成装置では、トナーボトル３の交換後、最初のトナー補給信号発生時に、トナー補給とボトルＩＤの読み取りを同時に行う。この構成の画像形成装置では、トナー補給とボトルＩＤの読み取りを同時に行っても、トナー補給部１からトナーが溢れることはない。なお、この構成の画像形成装置では、ボトルＩＤの読み取り処理が完了した時点で、トナー補給処理が完了していない状態のときに、トナー補給完了の量に至るまで、トナー補給動作を継続しても良い。

この構成の画像形成装置では、ＣＰＵ１００が、ボトル装着検知センサ７０によりボトル装着を検知した後、最初にトナーレベルセンサ１０によりトナーなし検知レベルを検出するタイミングがある。このタイミングで、ＣＰＵ１００は、トナー補給及びボトルＩＤの読み取りの処理を同時に開始し、並行して処理する。

次に、この画像形成装置が、図１２に例示するようにＶｒｍａｘ＞Ｖｓの関係が生じることがあるように構成されている場合について説明する。この場合には、前述のように、トナーボトル３から補給されるトナー補給量は、トナー補給動作の回数Ｎに対応して、図１２のグラフに例示するように変化する。

この図１２のグラフに例示する場合には、ＶｒｍａｘがＶｓを上回る状態(Ｖｒｍａｘ＞Ｖｓ)と、Ｖｒｎｍａｘ＜Ｖｓの関係が生じる状態とが起こり得る。ここで、Ｖｒｎｍａｘは、Ｎ回目のトナー補給信号発生時にボトルから補給されるトナー量である。

よって、画像形成装置が、図１２に例示するようにＶｒｍａｘ＞Ｖｓの関係が生じることがあるように構成されている場合には、Ｖｒｎｍａｘ＜Ｖｓの関係が生じる補給回数Ｎ回目以降にボトルＩＤの読み取りの処理を実行する。なお、このＶｒｎｍａｘ＜Ｖｓの関係が生じる補給回数Ｎは、実験等で予め求めておき、制御部の記憶部に格納しておくことができる。

すなわち、Ｖｒｍａｘ＞Ｖｓの関係が生じることがあるように構成された画像形成装置では、ＣＰＵ１００が、ボトル装着検知センサ７０によりボトル装着を検知した後、補給回数Ｎ回以降にボトルＩＤの読み取りの処理を実行する。このため、この構成の画像形成装置では、ボトル装着の検知後に、最初にトナーレベルセンサ１０によりトナーなし検知レベルを検出したタイミングでトナー補給処理だけを実行する。この時から、この構成の画像形成装置では、トナー補給の回数をカウントし、トナー補給の回数が補給回数Ｎ回となったタイミングで、ＣＰＵ１００が、トナー補給及びボトルＩＤの読み取りの処理を同時に開始し、並行して処理する。なお、トナー補給の回数が補給回数Ｎ回目以降のタイミングを任意に選択してトナー補給及びボトルＩＤの読み取りの処理を実行するようにしても良い。

また、前述した画像形成装置では、ＣＰＵ１００が、ボトルＩＤの読み取りの処理で読み取った交換後のトナーボトル３のボトルＩＤを、インターネット１０７等を介して在庫管理システムサーバ１０８へ送信する。

上述のように、この画像形成装置によれば、トナーボトルの交換後、画像形成装置で画像形成動作が行われてトナーが消費されてなくなり、トナーを補給する際にボトルＩＤを読みとる動作が行われる。すなわち、この画像形成装置では、トナー補給のシーケンスに従ってトナーを補給する動作に連動してボトルＩＤが読みとられる。よって、この画像形成装置では、トナーボトルの交換後にボトルＩＤを読み取るためだけにトナーボトルを逆回転させる等の動作を省略し、トナーボトルの交換後に画像形成の動作を迅速に開始できる。

１ トナー補給部
２ トナー供給部
３ トナーボトル
９ ボトル駆動モータ
１０ トナーレベルセンサ
１２ トナー補給口
３０ ＩＤパターン検知センサ
３１ バーコードラベル
７０ ボトル装着検知センサ
１００ ＣＰＵ

Claims (4)

1. トナーを収納したトナーボトルが着脱可能に装着されるトナー補給部と、
   前記トナーボトルが装着されたことを検知するボトル装着検知手段と、
   前記トナーを前記トナー補給部に補給させるために前記トナーボトルを回転させる回転駆動手段と、
   前記トナーボトルの外周面に設けられた固有パターンを、前記トナーボトルの回転に連動して読み取る読み取り手段と、
   前記トナー補給部でトナー量が供給を要するレベルに至ったときのトナーなし検知レベルを検知するトナー残量検知手段と、
   前記ボトル装着検知手段と前記トナー残量検知手段とからそれぞれ検知信号を受けると共に、前記回転駆動手段と前記読み取り手段とを駆動制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段が、
   前記ボトル装着検知手段から前記トナーボトルが装着されたときの検知信号を受けた後、
   前記トナー残量検知手段からＮ回目のトナーなし検知レベルが検知されたときの検知信号を受けたときに、
   前記回転駆動手段を制御して前記トナーボトルを回転させて前記トナーを補給する動作に連動して、前記トナーボトルの前記固有パターンを読み取らせるよう前記読み取り手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記固有パターンの読取り時の最大ボトル回転量をＬｒｍａｘ、トナー補給時のボトル回転量をＬｒとしたとき、
   Ｖｒｍａｘ（Ｌｒｍａｘ時の最大トナー補給量）＜Ｖｓ（トナー補給信号発生時のホッパーに受入れ可能なトナー量）の関係が成立するように構成されている場合に、
   前記制御手段が、
   前記ボトル装着検知手段から前記トナーボトルが装着されたときの検知信号を受けた後、
   前記トナー残量検知手段から最初のトナーなし検知レベルが検知されたときの検知信号を受けたときに、
   前記回転駆動手段を制御して前記トナーボトルを回転させて前記トナーを補給する動作に連動して、前記トナーボトルの前記固有パターンを読み取らせるよう前記読み取り手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記固有パターンの読取り時の最大ボトル回転量をＬｒｍａｘ、トナー補給時のボトル回転量Ｌｒとしたとき、
   Ｖｒｍａｘ（Ｌｒｍａｘ時の最大トナー補給量）＞Ｖｓ（トナー補給信号発生時のホッパーに受入れ可能なトナー量）の関係が成立するように構成されている場合に、
   前記制御手段が、
   前記ボトル装着検知手段から前記トナーボトルが装着されたときの検知信号を受けた後、
   前記トナー残量検知手段からトナーなし検知レベルが検知されたときの検知信号を、Ｖｒｎｍａｘ（所定回数目の前記Ｌｒｍａｘ時の最大トナー補給量）＜Ｖｓ（トナー補給信号発生時のホッパーに受入れ可能なトナー量）の関係が成立する回数目以降に受けたときに、
   前記回転駆動手段を制御して前記トナーボトルを回転させて前記トナーを補給する動作に連動して、前記トナーボトルの前記固有パターンを読み取らせるよう前記読み取り手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記固有パターンは１次元バーコードであり、前記読み取り手段は内蔵した発光素子から発光された光をバーコードパターン面に反射させその反射光を受光素子にて検出する反射型センサであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。

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