JP2015014663A - 画像形成装置及びトナー収容容器 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、安価な構成で、トナー収容容器の交換検知と回転検知を行い、ユーザーに煩わしい操作を行わせることなく、早期に記録材の出力が可能となる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】トナーを収容したトナー収容容器Ｔを挿抜可能に装着し、前記トナー収容容器Ｔを回転することで前記トナー収容容器Ｔからトナーを排出する画像形成装置において、前記トナー収容容器Ｔに設けられた位相検知部２０ｍを検知することで前記トナー収容容器Ｔの回転位相を検知する位相検知センサＴＳを有し、前記位相検知センサＴＳにより、前記トナー収容容器Ｔの画像形成装置に対する引き抜き又は装着を検知する。
【選択図】 図１３

Description

本発明は、トナー収容容器の回転検知及び交換検知を同一検知手段にて行う画像形成装置に関する。トナー収容容器が挿抜可能に装着される画像形成装置及びこれに用いられるトナー収容容器に関する。

従来、特許文献１に示すように、挿抜可能なトナー収容容器を画像形成装置に装着して、装着したトナー収容容器の回転動作に伴ってポンプ部を往復運動させ、排出口からトナーを排出する構成が開示されている。

特開２０１０−２５６８９３号公報

しかしながら、トナー収容容器内のトナーが空となった後のトナー収容容器の交換作業において、交換完了を直接検知する手段が無いため、ユーザーにトナー収容容器の交換完了を確認（ユーザーがトナー収容容器の交換完了を入力）する必要があった。

また、上記確認作業後、トナー収容容器を回転動作させ、現像装置内のトナー量が増加したことを検知して初めてトナー収容容器が交換されたことが把握可能となる。そのため、装置が交換完了を認識するまでに時間を要し、記録材の出力においてユーザーを待たせることがあった。

そこで本発明の目的は、安価な構成で、トナー収容容器の交換検知と回転検知を行い、ユーザーに煩わしい操作を行わせることなく、早期に記録材の出力が可能となる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明は、トナーを収容したトナー収容容器を挿抜可能に装着し、前記トナー収容容器を回転することで前記トナー収容容器からトナーを排出する画像形成装置において、前記トナー収容容器に設けられた位相検知部を検知することで前記トナー収容容器の回転位相を検知する位相検知手段と、前記位相検知手段からの信号により前記トナー収容容器の回転停止位置を決定する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記トナー収容容器を画像形成装置から引き抜いた際の前記位相検知手段からの信号により前記トナー収容容器が画像形成装置から引き抜かれたことを判断することを特徴とする。

更に、前記制御手段は、前記トナー収容容器が画像形成装置から引き抜かれたことを判断した後、前記トナー収容容器を画像形成装置に挿入した際の前記位相検知手段からの信号により前記トナー収容容器が画像形成装置に装着されたことを判断することを特徴とする。

本発明によれば、安価な構成で、トナー収容容器の交換とトナー収容容器の位相を検知することが可能となる。その結果、ユーザーに煩わしい交換確認操作を行わせることなく、トナー収容容器交換後、早期に記録材の出力が可能となる。

画像形成装置の動作説明をする断面図 トナー収容容器の断面図 トナー収容容器の部分拡大図 画像形成装置の上視図 画像形成装置の背面図 補給装置の左側面図 制御ブロック図 トナー補給動作の制御フローを説明するフローチャート 補給駆動装置の説明図 実施例１におけるトナー収容容器の斜視図 実施例１におけるトナー収容容器の回転遷移図 実施例１における回転検知遷移図 実施例１におけるトナー収容容器の挿抜遷移図 実施例１における挿抜検知遷移図 トナー補給動作の制御フローを説明するフローチャート 実施例２におけるトナー収容容器の斜視図 実施例２における画像形成装置の右側面図 実施例２における補給駆動装置の動作図 実施例２における扉開閉ロック機構の動作図 実施例２におけるトナー収容容器の挿抜遷移図 実施例２における挿抜検知遷移図 トナー補給動作の制御フローを説明するフローチャート

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

〔実施例１〕
＜画像形成装置について＞
本発明に係る画像形成装置について説明する。図１は、電子写真方式を用いたカラー画像形成装置の断面図であり、画像形成装置２００は４色の画像形成部を中間転写ベルト７上に並べて配置した、所謂中間転写タンデム方式の画像形成装置である。この中間転写タンデム方式は、高いプロダクティビティや様々なメディアの搬送に対応できる点から、近年主流となっている構成である。なお、図１において、記録材の搬送方向と直交する幅方向が装置の前奥方向である。

＜記録材の搬送プロセス＞
記録材Ｓは記録材収納庫１０上に積載される形で収納されており、摩擦分離方式を採用した給送ローラ６１により画像形成タイミングに合わせて給送される。給送ローラ６１により送り出された記録材Ｓは搬送パスを通過し、レジストローラ６２へと搬送される。レジストローラ６２において斜行補正やタイミング補正を行った後、記録材Ｓは二次転写部Ｔ２へと送られる。二次転写部Ｔ２は、対向する二次転写内ローラ８および二次転写外ローラ９により形成される転写ニップ部であり、所定の加圧力と静電的負荷バイアスを与えることで記録材Ｓ上にトナー像を吸着させる。

＜画像の作像プロセス＞
以上説明した二次転写部Ｔ２までの記録材Ｓの搬送プロセスに対して、同様のタイミングで二次転写部Ｔ２まで送られて来る画像の形成プロセスについて説明する。

画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、主に感光体１ａ〜１ｄ、帯電装置２ａ〜２ｄ、露光装置３ａ〜３ｄ、現像装置１００ａ〜１００ｄ、現像容器１０１ａ〜１０１ｄ、一次転写装置Ｔ１ａ〜Ｔ１ｄ、および感光体クリーナ６ａ〜６ｄ等から構成される。

予め前記帯電装置２ａ〜２ｄにより表面を一様に帯電され、図示しない現像駆動装置によって回転駆動される前記感光体１ａ〜１ｄに対し、送られてきた画像情報の信号に基づいて前記露光装置３ａ〜３ｄが駆動され、回折手段を適宜経由して静電潜像が形成される。次に、感光体１ａ〜１ｄ上に形成された静電潜像は、前記現像装置１００ａ〜１００ｄによるトナー現像を経て、トナー像として顕在化する。その後、前記一次転写装置Ｔ１ａ〜Ｔ１ｄにより所定の加圧力および静電的負荷バイアスが与えられ、中間転写ベルト７上にトナー像が転写される。最後に、感光体１ａ〜１ｄ上に僅かに残った転写残トナーは前記感光体クリーナ６ａ〜６ｄにより回収され、再び次の作像プロセスに備える。

なお、前記現像装置１００ａ〜１００ｄ各々には、トナーと磁性キャリアの比率を透磁率に応じて電圧で出力するインダクセンサＩＳが設けられ、インダクセンサＩＳの値に応じてトナー量が低下した際には、対応するトナー収容容器Ｔａ〜Ｔｄ（Ｔｂ〜ＴｄはＴａと同形状）からトナーが供給される。このとき、トナー補給装置７０ａ〜７０ｄ（７０ｂ〜７０ｄは７０ａと同形状のため、図１では７０ａのみ図示し、以下７０と略す）は、対応する前記現像装置１００ａ〜１００ｄと駆動を同期しながらトナー補給を行う。補給動作については後述する。

トナー収容容器Ｔａ〜Ｔｄは、画像形成装置に対して挿抜可能に装着される。なお、ここではトナー収容容器Ｔａ〜Ｔｄの画像形成装置に対する挿抜方向は、画像形成装置に設置されたトナー収容容器Ｔａ〜Ｔｄの回転方向と交差する方向である。ここで、図４に示すようにトナー収容容器Ｔａ〜Ｔｄは前側板５００、後側板６００間に懸架されたトナー収容容器保持部材ＴＭａ〜ＴＭｄにそれぞれ収容保持される。トナー収容容器保持部材ＴＭａ〜ＴＭｄは前側板５００、後側板６００間にそれぞれ独立に懸架されている。また、前記現像駆動装置は後側板６００に締結、設置されている。

以上説明した画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは図１の場合、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｂｋ）の４セット存在する。ただし、色数は４色に限定されるものではなく、また色の並び順もこの限りではない。また、前記現像容器１０１ａ〜１０１ｄ内部には予め非磁性トナーと磁性キャリアを混合した二成分現像剤が収容されるが、磁性トナー又は非磁性トナーのみの一成分現像剤の場合もある。本実施例は、二成分現像剤（初期剤）が収容された場合に関する記述を行う。

次に、前記中間転写ベルト７について説明する。前記中間転写ベルト７は図示しない中間転写ベルトフレームに設置されている。中間転写ベルト７は無端ベルトであり、中間転写ベルトへの駆動伝達手段を兼ねる前記二次転写内ローラ８、テンションローラ１７、二次転写上流ローラ１８によって張架され、図中矢印Ｒ７方向へと搬送駆動される。前記Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢｋの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにより並列処理される各色の作像プロセスは、中間転写ベルト１上に一次転写された上流色のトナー像上に順次重ね合わせるタイミングで行われる。その結果、最終的にはフルカラーのトナー像が中間転写ベルト７上に形成され、前記二次転写部Ｔ２へと搬送される。なお、二次転写部Ｔ２を通過した後の転写残トナーは、転写クリーナ装置１１によって回収される。

＜二次転写以降のプロセス＞
以上、それぞれ説明した搬送プロセスおよび作像プロセスを以って、前記二次転写部において記録材Ｓとフルカラートナー像のタイミングが一致し、二次転写が行われる。その後、記録材Ｓは定着装置１３へと搬送される。定着装置１３は対向するローラにより形成された定着ニップ内で、通過する記録材Ｓに所定の圧力と熱量を与えて、記録材Ｓ上にトナー像を溶融固着させるものである。したがって、前記定着装置１３は熱源となるヒータを備え、常に最適な温度が維持されるように制御されている。こうして画像定着された記録材Ｓは、排出トレイ６３上に排出されるか、もしくは両面画像形成を要する場合には図示しない反転搬送装置へと搬送されるかの経路選択が行われる。

＜トナー収容容器＞
次に、トナー収容容器保持部材ＴＭａ〜ＴＭｄ（各保持部材とも共通形状のため、以下ＴＭと訳す）に保持されるトナー収容容器Ｔａ〜Ｔｄ（各容器とも共通形状のため、以下Ｔと訳す）について図２を用いて説明する。

トナー収容容器Ｔは図２（ａ）に示すように、中空円筒状に形成され内部にトナーを収容する内部空間を備えたトナー収容部２０を有している。さらに、トナー収容容器Ｔは、トナー収容部２０の長手方向（現像剤搬送方向）一端側にフランジ部２１（非回転部とも呼ぶ）を有している。また、トナー収容部２０はこのフランジ部２１に対して相対回転可能に構成されている。

フランジ部２１には、図２（ｂ）に示すように、トナー収容部２０内から搬送されてきたトナーを一時的に貯留するための中空の排出部２１ｈが設けられている。この排出部２１ｈの底部には、トナー収容容器Ｔの外へトナーの排出を許容する、つまり、トナー補給装置７０へトナーを補給するための小さな排出口２１ａが形成されている。このフランジ部２１は、トナー収容容器を画像形成装置に装着した際（設置時）に回転不可能となるように設けられている。フランジ部２１には、トナー収容容器Ｔの画像形成装置に対する挿抜時に、トナー収容容器保持部材ＴＭと面接触しつつ、容器の回転軸線方向に案内される平面（底面）２１ｅが設けられている（図１０参照）。このフランジ部２１の底面２１ｅが、トナー収容容器保持部材ＴＭに面接触することで、トナー収容容器Ｔのフランジ部２１が装置本体に対して回転しない状態で挿入・装着される。

本例のポンプ部２０ｂは、排出口２１ａを介して吸気動作と排気動作を交互に行わせる吸排気機構として機能する。

ポンプ部２０ｂは、図２（ｂ）に示すように、排出部２１ｈと円筒部２０ｋとの間に設けられており、円筒部２０ｋに接続、固定されている。つまり、ポンプ部２０ｂは円筒部２０ｋとともに一体的に回転可能となる。また、本例のポンプ部２０ｂは、その内部にトナーを収容可能な構成となっている。

そして、本例では、ポンプ部２０ｂとして、往復動に伴いその容積が可変な樹脂製の容積可変型ポンプ（蛇腹状ポンプ）を採用している。具体的には、図２（ａ）〜図２（ｂ）に示すように、蛇腹状のポンプを採用しており、「山折り」部と「谷折り」部が周期的に交互に複数形成されている。

また、ポンプ部２０ｂは、図２（ｂ）に示すように、排出部２１ｈ側の端部がフランジ部２１の内面に設けられたリング状のシール部材２７を圧縮した状態で、排出部２１ｈに対して相対回転可能に固定されている。

トナー収容容器Ｔにはギア部２０ａが設けられている。このギア部２０ａは、ポンプ部２０ｂの長手方向一端側に固定されている。つまり、ギア部２０ａ、ポンプ部２０ｂ、円筒部２０ｋは、一体的に回転可能な構成となっている。

従って、ギア部２０ａに入力された回転駆動力はポンプ部２０ｂを介して円筒部２０ｋ（搬送部２０ｃ）伝達される仕組みとなっている。

一方、フランジ部２１の内周面には、このカム突起２０ｄが嵌り込む従動部として機能するカム溝２１ｂが全周に亘り形成されている。このカム溝２１ｂについて、図３を用いて説明する。図３において、矢印Ａは円筒部２０ｋの回転方向（カム突起２０ｄの移動方向）、矢印Ｂはポンプ部２０ｂの伸張方向、矢印Ｃはポンプ部２０ｂの圧縮方向を示している。また、円筒部２０ｋの回転方向Ａに対するカム溝２１ｃのなす角度をα、カム溝２１ｄのなす角度をβとする。また、カム溝２１ｂのポンプ部２０ｂの伸縮方向Ｂ、Ｃにおける振幅（＝ポンプ部２０ｂの伸縮長さ）をＬとする。

具体的には、このカム溝２１ｂは、これを展開した図３に示すように、円筒部２０ｋ側から排出部２１ｈ側へ傾斜した溝部であるカム溝２１ｃと、排出部２１ｈ側から円筒部２０ｋ側へ傾斜した溝部であるカム溝２１ｄとが、交互に連結された構造となっている。本例では、α＝βに設定している。

従って、本例では、このカム突起２０ｄとカム溝２１ｂが、ポンプ部２０ｂへの駆動伝達機構として機能する。つまり、このカム突起２０ｄとカム溝２１ｂは、ギア部２０ａが受けた回転駆動力を、ポンプ部２０ｂを往復移動させる方向への力（円筒部２０ｋの回転軸線方向への力）に変換し、これをポンプ部２０ｂへ伝達する機構として機能する。

＜補給構成＞
次に、トナー収容容器Ｔからトナーを排出させるための補給構成について図４〜図７を用いて述べる。

図４は装置本体の上視図、図５は装置本体の背面図であり、図６は補給装置の左側面図、図７は補給制御ブロック図である。

前側板５００と後側板６００に張架されたトナー収容容器保持部材ＴＭにトナー収容容器Ｔが着脱自在に収容されている。また、画像形成装置の装置本体に開閉可能に設けられた開閉部材としての前扉７００が、トナー収容容器の挿抜側を覆っている。

後側板６００には補給駆動装置Ｄａｂ，Ｄｃｄ（Ｄａｂ，Ｄｃｄは同形状のため、以下Ｄと略す）が設置されている。補給駆動装置Ｄはボトル駆動モータ８０と駆動を減速伝達するためのギア列（詳細は後述する）から構成され、ギア列の最終段には駆動ギア４５が設置される。駆動ギア４５はトナー収容容器Ｔ上のギア部２０ａと駆動連結する。

以上により、ボトル駆動モータ８０からの駆動がトナー収容容器Ｔへと伝達され、トナー収容容器Ｔのトナー補給動作が可能となる。

ボトル駆動モータ８０は、その回転時期、回転回数が図７に示すＣＰＵ５０により決定される。この時、トナー収容容器Ｔのポンプ部２０ｂが補給毎に縮んだ状態（図２（ｂ））から開始可能なように、位相検知手段としての位相検知センサＴＳの値を元に制御手段としてのＣＰＵ５０が回転停止位置を決定する（詳細は後述する）。また、ボトル駆動モータ８０の回転時期、回転回数は、図７に示すＣＰＵ５０が、インダクセンサＩＳから出力される値が、所定の閾値に対して上か下かで判断される。

制御フローを図８に示す。記録材Ｓの通紙動作に伴って、ＣＰＵ５０がインダクセンサＩＳからの出力値を受け（ＳＴＥＰ２）、閾値以上なら補給動作は行わない（ＳＴＥＰ３）、閾値未満なら１ブロック分補給する（ＳＴＥＰ４）。ここでの１ブロックとは、位相検知センサＴＳがＯＮからＯＦＦを経てＯＮに戻るまでを指す。詳細は後述する。

通紙が終了（ＳＴＥＰ５）なら補給制御も終了（ＳＴＥＰ６）、後続紙が通紙されるなら、ＳＴＥＰ２へ戻る制御フローとなる。

また、ボトル駆動モータ８０は図１７に示す前扉７００がトナー収容容器Ｔの挿抜方向を覆っている状態（前扉センサＣＳがＯＮ）のみで動作可能となる。表示部６０には、前扉７００の開閉を検知する開閉検知手段としての前扉センサＣＳのＯＮ−ＯＦＦ状態に応じて前扉７００の開閉状態が表示される。

これにより、所定量のトナーがトナー収容容器Ｔからトナー補給装置７０内へと安定的に送られる。

トナー補給装置７０は収容部７１、搬送モータ９０、ギア列７３に駆動連結されたスクリュー７２等により構成される。トナー補給装置７０は収容部７１内部にトナーを収容可能である。トナー補給装置７０は、前述のとおり、搬送モータ９０が現像駆動装置と同期しながら回転することで、トナー補給装置７０内へと送られたトナーを現像装置１００へと搬送し、前述の画像形成動作が行われる。

＜補給駆動構成＞
次に、補給駆動構成について図９用いて述べる。

図９は補給駆動装置Ｄを画像形成装置背面側から見た図である。補給駆動装置Ｄにおいては、ボトル駆動モータ８０と同軸上に設けられたピニオンギア４１が揺動ギア４２と噛み合った状態で設置されている（図６参照）。揺動ギア４２は、ギアフレーム４０に設けられた、ピニオンギア４１を中心とする円弧状の長穴４０ａに移動可能に支持されている。これにより、揺動ギア４２は、ピニオンギア４１を介してボトル駆動モータ８０の回転が伝達された際に、回転しつつ長穴４０ａに沿って揺動する。

揺動ギア４２はボトル駆動モータ８０が図９中、時計回りに回転することで、右方向へ揺動し、ギアフレーム４０に回転可能に支持された段ギア４３と噛み合う。逆に、ボトル駆動モータ８０が反時計回りに回転することで、左方向へ揺動し、ギアフレーム４０に回転可能に支持された段ギア４４と噛み合う。揺動ギア４２が段ギア４３と噛み合っているときは段ギア４４側へ駆動は伝達されず、揺動ギア４２が段ギア４４と噛み合っているときは、段ギア４３側へ駆動が伝達されない。段ギア４３，４４より下流においては、所定の減速を行いながら、トナー収容容器Ｔ上のギア部２０ａへと駆動が連結される。つまり、ボトル駆動モータ８０が図９中、反時計回りに回転することでトナー収容容器Ｔａ，Ｔｃを動作させることができ、時計回りに回転することでトナー収容容器Ｔｂ，Ｔｄを動作させることができる。

＜トナー収容容器回転検知構成＞
次に本実施例の特徴的な構成を有するトナー収容容器回転検知構成について図１０〜図１２を用いて詳細に述べる。

図１０はトナー収容容器Ｔが画像形成装置本体内に設置されている状態の斜視図である。

トナー収容容器Ｔにはギア部２０ａと共に一体となって回転する位相検知部２０ｍが設けられている。位相検知部２０ｍはポンプ部２０ｂの伸縮状態を検知するためのもので、図１１（ａ）の設置状態が図２（ｂ）のポンプ部２０ｂの状態（ポンプ部２０ｂが縮んだ状態）と対応する位相関係にある。

位相検知部２０ｍはトナー収容容器Ｔのトナー収容部２０の周面に突出して設けられている。ここでは位相検知部２０ｍはトナー収容部２０の周面に２箇所設けられており、図１０中図示しない一方の位相検知部２０ｍは、図１０に示す位相検知部２０ｍと１８０°の位相関係を有する位置にあり、こちらもポンプ部２０ｂが縮んだ状態となるように構成されている。

位相検知部２０ｍと接触可能な検知フラグＴＦは、画像形成装置側に回転可能に支持されている。検知フラグＴＦは、トナー収容容器Ｔの位相検知部２０ｍが接触していない状態では、位相検知センサＴＳの光軸を遮らない位置に位置している（図１１（ｂ）（ｄ）参照）。そして、図１０に示すようにトナー収容容器Ｔの位相検知部２０ｍが前記検知フラグＴＦに接触することで、位相検知センサＴＳの光軸を遮る位置に変位する。これにより、赤外線フォトセンサである検知センサＴＳは、位相検知部２０ｍが所定の位置にあることを検知し、トナー収容容器の回転位相を検知する。

図１１、図１２を用いて詳細に説明する。図１１は装置背面側からトナー収容容器Ｔを見た図であり、図１２は回転検知センサ信号遷移図である。図１１（ａ）〜図１１（ｄ）の状態と図１２に示す（ａ）〜（ｄ）の位相検知センサＴＳのＯＮ−ＯＦＦ信号が対応する。また、図１０の状態が図１１（ａ）と対応している。

初期状態（図１１（ａ））では位相検知センサＴＳがＯＮとなる。トナー収容容器Ｔに駆動が入力されると、非回転部であるフランジ部２１に対してトナー収容部２０が矢印Ｚ方向に回転し、このトナー収容部２０の周面に設けられた位相検知部２０ｍも矢印Ｚ方向に回転する。位相検知部２０ｍが矢印Ｚ３方向に回転し、検知フラグＴＦが位相検知センサＴＳから離れることで位相検知センサＴＳがＯＦＦとなる（図１１（ｂ））。

図１１（ｂ）の状態が図２（ａ）のポンプ部２０ｂの状態（ポンプ部２０ｂが伸びた状態）と対応する位相関係にある。

さらに位相検知部２０ｍが回転を続けると、図１１（ｃ）の状態となり、位相検知センサＴＳがＯＮとなる。図１１（ａ）の状態から図１１（ｃ）の状態へと遷移することでトナー収容容器Ｔからトナーが排出される。ここまでがトナー排出の一周期分となる。さらに位相検知部２０ｍが回転を続けると、図１１（ｄ）の状態となり、そこから図１１（ａ）の状態へと遷移する。

本構成においては、トナー補給の停止時に位相検知部２０ｍが図１１（ａ）の状態か図１１（ｃ）の状態となるようにＣＰＵ５０がボトル駆動モータ８０の回転を制御する。すなわち、トナー補給動作は図１１（ａ）の状態か図１１（ｃ）の状態から開始される。

＜トナー収容容器交換検知構成＞
次に本実施例の特徴的な構成を有するトナー収容容器交換検知構成について図１０、図１３、図１４を用いて詳細に述べる。本実施例では、位相検知手段としての位相検知センサＴＳにより、トナー収容容器Ｔの画像形成装置に対する引き抜き又は装着を検知する。

図１０に示すように、トナー収容容器Ｔのフランジ部２１には挿抜検知部２１ｍが設けられている。挿抜検知部２１ｍは、トナー収容容器Ｔの挿抜方向Ｚ１，Ｚ２に位相検知部２０ｍと同一面になるようにフランジ部２１に設けられている。挿抜検知部２１ｍはトナー収容容器Ｔの本体挿抜方向投影面に対して、位相検知部２０ｍと同一半径Ｒ１を有する。すなわち、挿抜検知部２１ｍは、トナー収容容器Ｔを図１０中矢印Ｚ２方向（本体からトナー収容容器Ｔを抜く方向）へ移動した際、位相検知センサＴＳがＯＮする位置に構成されている。

また、フランジ部２１の外周半径はＲ２となり、Ｒ１＞Ｒ２の関係となるように、また、検知フラグＴＦがＲ２の面に当接した際は位相検知センサＴＳがＯＦＦとなるように構成されている。

位相検知部２０ｍと挿抜検知部２１ｍ、位相検知センサＴＳの関係を図１３、図１４を用いて詳細に説明する。

図１３はトナー収容容器Ｔを本体上面から見た図であり、図１４は回転検知センサ信号遷移図である。図１３（ａ）〜図１３（ｄ）の状態と図１４に示す（ａ）〜（ｄ）の位相検知センサＴＳのＯＮ−ＯＦＦ信号が対応する。また、図１３（ａ）の状態が図１０の状態と対応する。

図１３（ａ）に示す初期状態では、位相検知部２０ｍが検知フラグＴＦと接触して、検知フラグＴＦが位相検知センサＴＳの光軸を遮る位置に位置しているため、位相検知センサＴＳがＯＮとなっている。

図１３（ａ）に示す初期状態から、トナー収容容器Ｔを図１３中矢印Ｚ２方向へ移動すると、図１３（ｂ）に示すように位相検知部２０ｍが検知フラグＴＦから離れて、検知フラグＴＦが位相検知センサＴＳの光軸を遮らない位置に変位する。これにより、位相検知センサＴＳがＯＦＦとなる。

さらにトナー収容容器Ｔを図１３中矢印Ｚ２方向へ移動すると、図１３（ｃ）に示すように挿抜検知部２１ｍが検知フラグＴＦと接触して、検知フラグＴＦが位相検知センサＴＳの光軸を遮る位置に変位する。これにより、位相検知センサＴＳが再びＯＮとなる。

その後、さらにトナー収容容器Ｔを図１３中矢印Ｚ２方向へ移動すると、図１３（ｄ）に示すように挿抜検知部２１ｍが検知フラグＴＦから離れて、検知フラグＴＦが位相検知センサＴＳの光軸を遮らない位置に変位する。これにより、位相検知センサＴＳが再びＯＦＦとなる。このようにして、装置本体からトナー収容容器Ｔが引き抜かれる。

ここで、前扉７００が開状態（前扉センサＣＳがＯＦＦ）かつ、位相検知センサＴＳがＯＮ〜ＯＦＦ〜ＯＮ〜ＯＦＦとなった場合に、トナー収容容器Ｔが装置本体から引き抜かれたことが判断できる。

トナー収容容器Ｔを装置本体へ設置する際は、トナー収容容器Ｔの非回転部であるフランジ部２１の底面２１ｅ（図１０参照）が、トナー収容容器保持部材ＴＭと面接触しつつ、挿入方向（容器の回転軸線方向）に案内される。これにより、トナー収容容器Ｔのフランジ部２１は、トナー収容容器保持部材ＴＭにより回転規制されつつ、案内される。このため、トナー収容容器Ｔはフランジ部２１が装置本体に対して回転しない状態で挿入され、フランジ部２１（非回転部）に設けられた挿抜検知部２１ｍが必ず位相検知センサＴＳをＯＮする。このようにして、そのため、位相検知センサＴＳがＯＮした場合、トナー収容容器Ｔが装置本体へ挿入されたことが判断できる。

なお、ここでは、トナー収容容器Ｔのフランジ部２１の回転を規制する構成として、フランジ部２１の底面（平面）２１ｅがトナー収容容器保持部材ＴＭと面接触する構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、トナー収容容器保持部材ＴＭに、フランジ部２１の側面２１ｆ（図１０参照）と当接してフランジ部２１の回転を規制する規制部を設けた構成としても良い。

＜交換検知フロー＞
ここで、交換検知構成について、トナー収容容器Ｔの交換するフローを図１５を用いて説明する。

上述のＣＰＵ５０からの指令でインダクセンサＩＳの値を閾値以上にするような補給制御を行っているが、所定枚数以上通紙してもインダクセンサＩＳの値が閾値以上とならない場合、ＣＰＵ５０がトナーなし表示を表示部６０に出す（ＳＴＥＰ１０１）。

トナーなしをユーザーが表示部６０で確認し、前扉７００を開けるとＣＰＵ５０が前扉センサＣＳからＯＦＦの信号を得る（ＳＴＥＰ１０２）。

ユーザーがトナー収容容器Ｔを引き抜くとＣＰＵ５０は位相検知センサＴＳからＯＮ〜ＯＦＦ〜ＯＮ〜ＯＦＦの信号を得（ＳＴＥＰ１０３）、ＣＰＵ５０がトナー収容容器Ｔが本体から引き抜かれたことを判断する（ＳＴＥＰ１０４）。

ユーザーが新品のトナー収容容器Ｔを本体に挿入すると、ＣＰＵ５０が位相検知センサＴＳからの１回以上のＯＮ信号を得（ＳＴＥＰ１０５）、トナー収容容器Ｔを挿入完了と判断する（ＳＴＥＰ１０６）。

ユーザーが前扉７００を閉めると、ＣＰＵ５０が前扉センサＣＳからＯＮの信号を得（ＳＴＥＰ１０７）、ＣＰＵ５０がトナー収容容器Ｔの交換完了を判断する（ＳＴＥＰ１０８）。

これらのフローが完了すると、ＣＰＵ５０が表示部６０に出していたトナーなし表示を消す。

以上によりトナー収容容器Ｔの交換検知と回転検知を同一の検知手段（位相検知センサＴＳ）にて行うことによって、安価で、ユーザーにトナー収容容器Ｔの交換を確認するような煩わしい操作を行わせることなく、早期に記録材の出力が可能となる。

〔実施例２〕
本発明の実施例２について説明する。図１６に本発明の実施例２に係るトナー収容容器Ｔを装置本体に設置した際の斜視図を示す。前述した実施例１では、トナー収容容器Ｔの装置本体への挿入により、トナー収容容器Ｔのフランジ部２１に設けた挿抜検知部２１ｍが位相検知センサＴＳをＯＮすることで、トナー収容容器Ｔが装置本体へ装着されたことを検知している。これに対して実施例２に係るトナー収容容器Ｔのフランジ部２１には、実施例１に対して挿抜検知部２１ｍが設けられていない。実施例２では、トナー収容容器Ｔが引き抜かれた際に前扉７００をロックする機構を設けて、前扉７００を閉じたことに起因する、前扉センサＣＳがＯＮとなったことで、トナー収容容器Ｔが装置本体に装着されたことを検知するようにしている。以下、説明する。

作像プロセスは基本的に実施例１と同じ図１に示した画像形成装置において行われ、トナー収容容器Ｔの内部構成、トナー補給構成、トナー収容容器回転検知構成は同様である。

従って、画像形成装置の動作説明については省略し、トナー収容容器の交換検知構成を中心に説明する。

＜補給駆動構成＞
補給駆動構成について、図１７、図１８を用いて説明する。図１７は画像形成装置の本体右側面図である。図１７（ａ）はトナー収容容器Ｔが画像形成装置本体内に設置され、前扉７００が閉じた状態、図１７（ｂ）は図１７（ａ）の状態から前扉７００を開けた状態、図１７（ｃ）は図１７（ｂ）からトナー収容容器Ｔを引き抜いた状態である。図１８は本体背面から見た補給駆動装置Ｄの図であり、図１８（ａ）、図１８（ｂ）、図１８（ｃ）の状態は、それぞれ図１７（ａ）、図１７（ｂ）、図１７（ｃ）の状態と対応している。

前扉７００を図１７中矢印Ｘ１方向へ回動させること（前扉７００を開ける操作）によって図１７（ｂ）の状態となる。この時、前扉７００の開閉に応じて開閉レバー３０ａｂ，３０ｃｄが動作する。前扉７００に付勢されている開閉レバー３０ａｂ，３０ｃｄ（各部材とも共通形状のため、以下３０と訳す）は、前扉７００の開動作に伴って矢印Ｘ２方向へ移動する。

この時、前扉７００の閉状態（信号ＯＮ）を検知していた前扉センサＣＳは、前扉７００を開けたことによって、信号がＯＦＦとなる。

補給駆動装置Ｄにおいては、ボトル駆動モータ８０と同軸上に設けられたピニオンギア４１が揺動ギア４２と噛み合った状態で設置されている（図６参照）。揺動ギア４２は、ギアフレーム４０に設けられた、ピニオンギア４１を中心とする円弧状の長穴４０ａに移動可能に支持されている。これにより、揺動ギア４２は、ピニオンギア４１を介してボトル駆動モータ８０の回転が伝達された際に、回転しつつ長穴４０ａに沿って揺動する。

揺動ギア４２はボトル駆動モータ８０が図１８中、時計回りに回転することで、長穴４０ａに沿って右方向へ揺動し、ギアフレーム４０に回転可能に支持された段ギア４３と噛み合う。逆に、揺動ギア４２はボトル駆動モータ８０が反時計回りに回転することで、長穴４０ａに沿って左方向へ揺動し、ギアフレーム４０に回転可能に支持された段ギア４４と噛み合う。揺動ギア４２が段ギア４３と噛み合っているときは段ギア４４側へ駆動は伝達されず、揺動ギア４２が段ギア４４と噛み合っているときは、段ギア４３側へ駆動が伝達されない。段ギア４３，４４より下流においては、所定の減速を行いながら、トナー収容容器Ｔ上のギア部２０ａへと駆動が連結される。つまり、ボトル駆動モータ８０が図９中、反時計回りに回転することでトナー収容容器Ｔａ，Ｔｃを動作させることができ、時計回りに回転することでトナー収容容器Ｔｂ，Ｔｄを動作させることができる。

前扉７００が図１７（ｂ）に示す開状態（ユーザーがトナー収容容器Ｔを触れることが可能な状態）となると、図１８（ｂ）に示すように、ロック部材３３が段ギア４３，４４と噛み合う。つまり、前扉７００の開動作に伴ってトナー収容容器Ｔの回転は抑制され、前扉７００の閉動作に伴ってトナー収容容器Ｔの回転抑制は解放される。

＜トナー収容容器交換検知構成＞
次に本実施例の特徴的な構成を有するトナー収容容器交換検知構成について図１６〜図２１を用いて詳細に説明する。

図１９は本体右側面から扉開閉ロック機構ＬＴを見た図であり、図１９（ａ）、図１９（ｂ）、図１９（ｃ）の状態はそれぞれ図１７（ａ）、図１７（ｂ）、図１７（ｂ）の状態と対応している。

図１９（ａ）に示す状態は、図１７（ａ）に示すようにトナー収容容器が装置本体に装着され、前扉７００が閉められている状態であり、この状態では前扉７００によって開閉レバー３０が図１９（ａ）に示す位置に規制されている。そのため、ロックバネ３４によって回動方向（矢印Ｘ３方向）に付勢されているリンクアーム３１は、ロックバネ３４の付勢力に抗して前記開閉レバー３０により実線位置に規制されている。

この状態から図１７（ｂ）に示すように前扉７００を開放すると、図１９（ｂ）に示すように開閉レバー３０の規制が解除される。そのため、リンクアーム３１がロックバネ３４の付勢力により矢印Ｘ３方向に回動し、その回動に伴って開閉レバー３０が矢印Ｘ２方向に移動される。

リンクアーム３１の端部には突起部３１ａが設けられており、突起部３１ａはスライダ３２のガイド溝３２ａに係合している。前述の如くリンクアーム３１が矢印Ｘ３方向に回動することによって、リンクアーム３１の突起部３１ａがスライダ３２のガイド溝３２ａに案内されつつこれを押すため、スライダ３２が矢印Ｘ４方向へ移動する。リンクアーム３２には、ロック部材３３の突起部３３ａと係合してこれを案内するガイド溝３２ｂが設けられている。リンクアーム３１の回動に伴ってスライダ３２が矢印Ｘ４方向へ移動することで、ガイド溝３２ｂに係合している突起部３３ａが案内されて、ロック部材３３が矢印Ｘ５方向へ移動する。

この状態で、装置本体からトナー収容容器Ｔを取り出すことが可能となる。

図２０はトナー収容容器Ｔを本体上面から見た図であり、図２１は回転検知センサ信号遷移図である。図２０（ａ）〜図２０（ｄ）の状態と図２１に示す（ａ）〜（ｄ）の位相検知センサＴＳのＯＮ−ＯＦＦ信号が対応する。また、図２０（ａ）の状態が図１６の状態と対応する。

図２０（ａ）に示す初期状態では、位相検知部２０ｍが検知フラグＴＦと接触して、検知フラグＴＦが位相検知センサＴＳの光軸を遮り、位相検知センサＴＳがＯＮとなっている。

図２０（ａ）に示す初期状態から、トナー収容容器Ｔを図２０（ａ）中矢印Ｚ２方向へ移動する。これにより、図２０（ｂ）に示すように位相検知部２０ｍが検知フラグＴＦから離れて、検知フラグＴＦが位相検知センサＴＳの光軸を遮らない位置に変位することで、位相検知センサＴＳがＯＦＦとなる。

さらにトナー収容容器Ｔを図２０中矢印Ｚ２方向へ移動すると、図２０（ｃ）及び図２０（ｄ）に示す状態（位相検知センサＴＳがＯＦＦのまま）となった後、装置本体からトナー収容容器Ｔが引き抜かれる。

ここで、前扉７００が開状態（前扉センサＣＳがＯＦＦ）かつ、位相検知センサＴＳがＯＮ〜ＯＦＦとなった場合に、トナー収容容器Ｔが装置本体から引き抜かれたことが判断できる。

トナー収容容器Ｔが装置本体から引き抜かれると、扉開閉ロック機構ＬＴが動作するが、詳細な動作を図１７、図１８、図１９を用いて説明する。

扉開閉ロック機構ＬＴは、スライドロック４６，４７、ボトルアーム４８、ボトルレバー４９から構成されている。

図１７（ａ）に示すように前扉７００を開いた後、トナー収容容器Ｔを装置本体から引き抜くと、トナー収容容器Ｔとボトルレバー４９との当接（図１７（ｂ）参照）が解除される。このボトルレバー４９はボトルアーム４８と当接しており、ボトルアーム４８はバネ等の付勢部材により矢印Ｘ８方向に付勢されている。そのため、前述の如く当接が解除されると、ボトルレバー４９はボトルアーム４８に押されて図１９（ｃ）中矢印Ｘ１０方向へ回動する。このボトルアーム４８は、それぞれスライドロック４６，４７が有する傾斜した長穴４６ａ，４７ａと係合しているボス４８ａを有している。そのため、前述のボトルレバー４９の回動に伴うボトルアーム４８の矢印Ｘ８方向への移動により、図１８（ｃ）に示すように、スライドロック４６，４７が長穴４６ａ，４７ａを介してボトルアーム４８のボス４８ａに押されて、スライドロック４６，４７がそれぞれ矢印Ｘ６、Ｘ７方向へ移動する。スライドロック４６，４７が移動すると、スライドロック４６，４７のロック部４３１，４４１が図１８（ｂ）に示す位置から図１８（ｃ）に示す位置に移動してスライダ３２の移動方向投影面内に進入してスライダ３２の規制面３２１に係合する。これにより、ロック部４３１，４４１がスライダ３２の図１９（ｂ）矢印Ｘ４方向とは逆方向への移動を規制する。このため、スライダ３２に連結された回動可能なリンクアーム３１、及びリンクアーム３１に当接している開閉レバー３０の移動も規制され、結果的に前扉７００を閉じることができなくなる。

すなわち、扉開閉ロック機構ＬＴは、前扉７００の開動作に伴って移動した開閉レバー３０（図４中の３０ａｂ，３０ｃｄ）をトナー収容容器Ｔの引き抜き動作により前扉７００の閉動作を規制する規制位置（図１５に示す位置）にロックする。これにより、前述の引き抜き動作後、トナー収容容器Ｔが未挿入の際は、扉開閉ロック機構ＬＴによりロックされた開閉レバー３０ａｂ，３０ｃｄにより前扉７００の閉動作が抑制される。これにより、ＣＰＵ５０が、前扉センサＣＳからの信号により前扉７００が閉められていないことを検知して、トナー収容容器Ｔが画像形成装置本体に対して未装着であることを検知する。

つまり、ＣＰＵ５０は、トナー収容容器Ｔを引き抜いたことは位相検知センサＴＳで把握する。一方、トナー収容容器Ｔを装置本体に設置（装着）した状態は、前扉７００を閉じたことに起因する、前扉センサＣＳがＯＮとなったことを間接的な手法で検知する。

すなわち、前述の引き抜きの手順とは逆の手順で、トナー収容容器Ｔの挿入動作により、ロック部４３１，４４１によるスライダ３２の移動規制が解除され、扉開閉ロック機構ＬＴによる開閉レバー３０ａｂ，３０ｃｄのロックが解除される。このため、開閉レバー３０ａｂ，３０ｃｄによる前扉７００の閉動作の抑制も解除され、トナー収容容器Ｔが画像形成装置に装着されることで前扉７００の閉動作も可能となる。これにより、前述のトナー収容容器Ｔの引き抜き動作の後、前扉センサＣＳがＯＮされることで、トナー収容容器の交換が行われたことを把握することができる。

なお、上記ではスライドロック４６，４７の動作を同時に説明したが、一方のみでも、スライダ３２の移動を規制することが可能である。

＜交換検知フロー＞
ここで、交換検知構成について、トナー収容容器Ｔの交換するフローを図２２を用いて説明する。

上述のＣＰＵ５０からの指令でインダクセンサＩＳの値を閾値以上にするような補給制御を行っているが、所定枚数以上通紙してもインダクセンサＩＳの値が閾値以上とならない場合、ＣＰＵ５０がトナーなし表示を表示部６０に出す（ＳＴＥＰ２０１）。

トナーなしをユーザーが表示部６０で確認し、前扉７００を開けるとＣＰＵ５０が前扉センサＣＳからＯＦＦの信号を得る（ＳＴＥＰ２０２）。

ユーザーがトナー収容容器Ｔを引き抜くとＣＰＵ５０は位相検知センサＴＳからＯＮ〜ＯＦＦの信号を得（ＳＴＥＰ２０３）、ＣＰＵ５０がトナー収容容器Ｔが本体から引き抜かれたことを判断する（ＳＴＥＰ２０４）。

ユーザーが新品のトナー収容容器Ｔを本体に挿入すると、上述の扉開閉ロック機構ＬＴ
が解除され、前扉７００を閉めることが物理的に可能となる。

ユーザーが前扉７００を閉めると、ＣＰＵ５０が前扉センサＣＳからＯＮの信号を得（ＳＴＥＰ２０５）、ＣＰＵ５０がトナー収容容器Ｔの挿入完了（ＳＴＥＰ２０６）と交換完了を判断する（ＳＴＥＰ２０７）。

これらのフローが完了すると、ＣＰＵ５０が表示部６０に出していたトナーなし表示を消す。

以上によりトナー収容容器Ｔの交換検知と回転検知を同一の検知手段（位相検知センサＴＳ）にて行うことによって、安価で、ユーザーにトナー収容容器Ｔの交換を確認するような煩わしい操作を行わせることなく、早期に記録材の出力が可能となる。

なお、前述した実施例２では、単一の前扉の開閉を検知するセンサを用いてトナー収容容器の装着を間接的に検知する構成を例示したが、例えば各色毎に専用の交換扉を設けて、その開閉をそれぞれセンサで検知する構成にすることで、各色毎のトナー収容容器の交換を検知できる。しかしながら、本発明ではそのような構成ではなく、前扉の開閉検知だけでは、どの色のトナー収容容器が引き抜かれたかは検知できない構成となっている。

ＣＳ …前扉センサ
ＩＳ …インダクセンサ
ＬＴ …扉開閉ロック機構
Ｔ，Ｔａ〜Ｔｄ …トナー収容容器
ＴＦ …検知フラグ
ＴＳ …位相検知センサ
２０ …トナー収容部
２０ｍ …位相検知部
２１ …フランジ部
２１ｍ …挿抜検知部
３０ａｂ，３０ｃｄ …開閉レバー
５０ …ＣＰＵ
２００ …画像形成装置
７００ …前扉

Claims (9)

1. トナーを収容したトナー収容容器を挿抜可能に装着し、前記トナー収容容器を回転することで前記トナー収容容器からトナーを排出する画像形成装置において、
   前記トナー収容容器に設けられた位相検知部を検知することで前記トナー収容容器の回転位相を検知する位相検知手段と、
   前記位相検知手段からの信号により前記トナー収容容器の回転停止位置を決定する制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記トナー収容容器を画像形成装置から引き抜いた際の前記位相検知手段からの信号により前記トナー収容容器が画像形成装置から引き抜かれたことを判断することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記トナー収容容器が画像形成装置から引き抜かれたことを判断した後、前記トナー収容容器を画像形成装置に挿入した際の前記位相検知手段からの信号により前記トナー収容容器が画像形成装置に装着されたことを判断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. 前記トナー収容容器は、画像形成装置に対する挿抜時に画像形成装置に設けた保持部材に回転を規制されつつ案内されるフランジ部と、前記フランジ部に対して相対回転可能に設けられ、トナーを収容する内部空間を備えた中空円筒状のトナー収容部と、前記トナー収容部の周面に設けられ、前記トナー収容部の回転と同期する位相検知部と、前記トナー収容容器の挿抜方向に前記位相検知部と同一面となるように前記フランジ部に設けられた挿抜検知部と、を有し、
   前記制御手段は、前記位相検知手段により前記挿抜検知部を検知することで前記トナー収容容器の画像形成装置に対する引き抜き又は装着を判断することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記トナー収容容器を画像形成装置から引き抜く際に、前記位相検知手段により前記位相検知部及び前記挿抜検知部を検知することで、前記トナー収容容器が画像形成装置から引き抜かれたことを判断することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、前記トナー収容容器を画像形成装置に挿入する際に、前記位相検知手段により前記挿抜検知部を検知することで、前記トナー収容容器が画像形成装置に装着されたことを判断することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
6. 画像形成装置に開閉可能に設けられ、前記トナー収容容器の挿抜側を覆う開閉部材と、
   前記開閉部材の開閉を検知する開閉検知手段と、
   前記開閉部材の開閉に伴って移動する開閉レバーと、
   前記開閉部材の開動作に伴って移動した開閉レバーを前記トナー収容容器の引き抜き動作により前記開閉部材の閉動作を規制する規制位置にロックし、前記トナー収容容器の挿入動作により前記開閉レバーのロックを解除する扉開閉ロック機構と、を有し、
   前記トナー収容容器が未挿入の際は前記扉開閉ロック機構により前記規制位置にロックされた前記開閉レバーにより前記開閉部材の閉動作を規制し、
   前記制御手段は、前記開閉検知手段により前記開閉部材が閉められていないことを検知することで、前記トナー収容容器が画像形成装置に対して未装着であることを判断することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、前記トナー収容容器を画像形成装置から引き抜く際に、前記位相検知手段により前記位相検知部を検知することで、前記トナー収容容器が画像形成装置から引き抜かれたことを判断することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記制御手段は、前記トナー収容容器を画像形成装置に装着する際に、前記開閉検知手段により前記開閉部材が閉められたことを検知することで、前記トナー収容容器が画像形成装置に装着されたことを判断することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
9. トナー収容容器に設けられた位相検知部を検知することで前記トナー収容容器の回転位相を検知する位相検知手段と、前記位相検知手段からの信号により前記トナー収容容器の回転停止位置を決定する制御手段と、を有する画像形成装置に対して挿抜可能に装着して回転することで内部に収容したトナーを排出するトナー収容容器であって、
   画像形成装置に対する挿抜時に画像形成装置に設けた保持部材に回転を規制されつつ案内されるフランジ部と、
   前記フランジ部に対して相対回転可能に設けられ、トナーを収容する内部空間を備えた中空円筒状のトナー収容部と、
   前記トナー収容部の周面に設けられ、前記トナー収容部の回転と同期する位相検知部と、を有し、
   さらに、前記トナー収容容器の画像形成装置に対する挿抜方向に前記位相検知部と同一面となるように前記フランジ部に設けられ、画像形成装置に対するトナー収容容器の挿抜により前記位相検知手段に検知される挿抜検知部を有することを特徴とするトナー収容容器。

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