JP2021060507A - トナーボトル、トナー補給装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーの量を検出する変位センサーを用いてトナーボトルの非互換検知を行うことができるトナーボトルを提供する。【解決手段】トナーボトル３１は、トナーを収容し、補給側装着部３０に着脱可能に装着される。トナーボトル３１は、円筒状に形成され、補給側装着部３０に軸周りに回転可能に支持される容器本体３２を備え、容器本体３２の周壁には、搬送溝３４Ｇを螺旋状に凹ませることで径方向内側に突出した螺旋状の搬送リブ３４が形成され、容器本体３２は、搬送溝３４Ｇの部分において、補給側装着部３０に対して装着可能なトナーボトル３１であることを示す判別用の誘電率を有し、補給側装着部３０に装着されたトナーボトル３１の容器本体３２に対向して配置される変位センサー４０によって、所定量のトナーに応じた誘電率と判別用の誘電率とに対応した静電容量が検出される。【選択図】図６

Description

本発明は、トナーボトル、トナー補給装置および画像形成装置に関する。

従来のトナー容器の一例として、所定の色のトナーに対応したトナー補給部に対し、所定の色のトナーを収容したトナー容器の装着を許可し、他の色のトナーを収容したトナー容器の装着を禁止する非互換構造を備えたものが知られている。具体的には、トナー容器に備えられた装着部は、トナー補給部に設けられた被装着部の突出ボスの孔に挿入される位置決め用の突起と、被装着部において突出部が設けられていない位置に進入する４つの互換キーと、を有している。トナー容器の装着時に被装着部の突出部と当接する位置に設けられていた突出部材が予め切除されることによって、突起が突出ボスの孔に挿入可能となる。

特開２０１８−１０９７９３号公報

ところで、トナー補給部には、トナー容器に収容されたトナーの残量をセンサーで検出する残量検知構造が備えられていることが多い。従来のトナー補給部では、非互換構造と残量検知構造とを別々に設けなければならず、トナー容器およびトナー補給部の構造が複雑になり、製造コストを削減することが困難であった。

本発明は、上記のような課題を解決するために、トナーの量を検出する変位センサーを用いて非互換検知を行うことができるトナーボトル、トナー補給装置および画像形成装置を提供する。

上記した目的を達成するため、本発明は、トナーを収容し、装着部に着脱可能に装着されるトナーボトルであって、前記トナーボトルは、円筒状に形成され、前記装着部に軸周りに回転可能に支持される容器本体を備え、前記容器本体の周壁には、搬送溝を螺旋状に凹ませることで径方向内側に突出した螺旋状の搬送リブが形成され、前記容器本体は、前記搬送溝の部分において、前記装着部に対して装着可能な前記トナーボトルであることを示す判別用の誘電率を有し、前記装着部に装着された前記トナーボトルの前記容器本体に対向して配置される変位センサーによって、所定量の前記トナーに応じた誘電率と前記判別用の誘電率とに対応した静電容量が検出される。

この場合、前記容器本体のうち少なくとも前記変位センサーに対向する対向部位において、前記判別用の誘電率となるように、嵌合部材が前記搬送溝に嵌め込まれていることが好ましい。

この場合、前記容器本体のうち少なくとも前記変位センサーに対向する対向部位において、前記判別用の誘電率が、前記搬送溝の溝幅と溝深さの少なくとも何れか一方によって設定されていることが好ましい。

上記した目的を達成するため、本発明のトナー補給装置は、上記のいずれかに記載のトナーボトルと、前記トナーボトルが着脱可能に装着され、前記容器本体を軸周りに回転可能に支持する装着部と、前記装着部に装着された前記トナーボトルの前記容器本体に対向して配置され、前記容器本体に収容された前記トナーの量に応じた静電容量を検出する変位センサーと、を備え、前記変位センサーは、所定量の前記トナーに応じた誘電率と前記判別用の誘電率とに対応した静電容量を検出する。

この場合、前記装着部は、互いに異なる色の前記トナーを収容した複数の前記トナーボトルを装着するために複数設けられ、複数の前記容器本体は、前記搬送溝の部分において、互いに異なる前記判別用の誘電率を有していることが好ましい。

この場合、前記変位センサーは、前記容器本体を挟んで対向して配置された送信電極と受信電極との間の電界変化を検出することが好ましい。

他の場合、前記変位センサーは、前記容器本体の一方の周面に対向して配置された送信電極と受信電極との間の電界変化を検出することが好ましい。

上記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、上記のいずれかに記載のトナー補給装置を備えた。

本発明によれば、トナーの量を検出する変位センサーを用いてトナーボトルの非互換検知を行うことができる。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の内部構造を示す概略図（正面図）である。 本発明の第１実施形態に係るトナー補給装置を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るトナーボトルを示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るトナー補給装置の一部を示す概略図（正面図）である。 本発明の第１実施形態に係るトナー補給装置の内部構造を示す断面図（正面図）である。 図４のＶＩ−ＶＩ断面図である。 本発明の第１実施形態に係るトナー補給装置の変位センサーが検出する非互換静電容量を示すグラフである。 本発明の第２実施形態に係るトナーボトルの一部を示す断面図（側面図）である。 本発明の第３実施形態に係るトナー補給装置の一部を示す概略図（正面図）である。

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、図面に示す「Ｆｒ」は「前」を示し、「Ｒｒ」は「後」を示し、「Ｌ」は「左」を示し、「Ｒ」は「右」を示し、「Ｕ」は「上」を示し、「Ｌｏ」は「下」を示している。本明細書では方向や位置を示す用語を用いるが、それらの用語は説明の便宜のために用いるものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

［第１実施形態］
図１を参照して、第１実施形態に係る画像形成装置１について説明する。図１は画像形成装置１の内部構造を示す概略図（正面図）である。

［画像形成装置の概要］
画像形成装置１は、電子写真方式で形成したフルカラーのトナー像をシートＳに転写して画像形成するカラープリンターである。図１に示すように、画像形成装置１は、略直方体状の外観を構成する装置本体２を備えている。装置本体２の下側には、給紙カセット３が着脱可能に装着されている。給紙カセット３には、例えば、紙製のシートＳ（またはシートＳの束）が収容される。装置本体２の上面には、画像形成されたシートＳを受ける排紙トレイ４が設けられている。なお、シートＳは、紙製に限らず、樹脂フィルムやＯＨＰシート等であってもよい。

また、画像形成装置１は、給紙部５と、画像形成部６と、定着装置７と、トナー補給装置１２と、廃トナー回収装置１３と、を装置本体２の内部に備えている。給紙部５は、給紙カセット３から排紙トレイ４まで延びる搬送路８の上流側に設けられている。定着装置７は搬送路８の下流側に設けられ、画像形成部６は搬送路８において給紙部５と定着装置７との間に設けられている。トナー補給装置１２は、画像形成部６よりも上方に設けられている。廃トナー回収装置１３は、画像形成部６よりも下方に設けられている。

画像形成部６は、中間転写ユニット１４と、４つのドラムユニット１５と、光走査装置１６と、含んでいる。中間転写ユニット１４は、排紙トレイ４の下方に設けられている。４つのドラムユニット１５は、中間転写ユニット１４の下側で左右方向に並んで設けられている。光走査装置１６は、各ドラムユニット１５の下側に設けられている。

中間転写ユニット１４は、装置本体２の内部の右側に配置された駆動ローラー２０Ａと装置本体２の内部の左側に配置された従動ローラー２０Ｂとに巻き掛けられた中間転写ベルト２１を有している。駆動ローラー２０Ａがモーター（図示せず）によって回転駆動されると、中間転写ベルト２１が左回りに回転する（図１の矢印参照）。また、従動ローラー２０Ｂの左側にはベルトクリーニング装置２２が配置されている。

４つのドラムユニット１５は、４色のトナーに対応して設けられている。各ドラムユニット１５は、感光体ドラム２３と、帯電装置２４と、現像装置２５と、一次転写ローラー２６と、ドラムクリーニング装置２７と、除電装置２８と、を含んでいる。なお、４つのドラムユニット１５は同様の構成を有しているため、以下、１つのドラムユニット１５について説明する。

感光体ドラム２３は、中間転写ベルト２１の下側表面に接触しながらモーター（図示せず）によって回転駆動される。帯電装置２４、現像装置２５、一次転写ローラー２６、ドラムクリーニング装置２７および除電装置２８は、感光体ドラム２３の周囲に転写プロセス順に配置されている。一次転写ローラー２６は、中間転写ベルト２１を挟んで上側から感光体ドラム２３に対向配置されている。中間転写ベルト２１（駆動ローラー２０Ａ）の右側には、二次転写ローラー２９が接触している。

詳細は後述するが、トナー補給装置１２には、４つのトナーボトル３１が着脱可能に装着されている。４つのトナーボトル３１には、互いに異なる４色（イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック）の補給用のトナー（現像剤）が収容されている。４つのトナーボトル３１は、中間搬送部５０（後述する）を介して４つの現像装置２５に連通しており、補給用のトナーを４つの現像装置２５に供給する。廃トナー回収装置１３には、回収ボトル６０が着脱可能に装着されている。回収ボトル６０には、シートＳに転写されずに排出される廃トナーが収容（回収）される。

また、画像形成装置１には、画像形成部６等の制御対象機器を適宜制御するための制御部１７が設けられている。制御部１７は、メモリーに記憶されたプログラムやパラメーターに従って各種の演算処理を実行するプロセッサー等を含んでいる。なお、制御部１７は、プログラム等を実行するプロセッサー等に代えて、集積回路等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現されてもよい。

ここで、画像形成装置１の動作について説明する。制御部１７は、入力された画像データに基づいて、以下のように画像形成処理を実行する。

帯電装置２４は、感光体ドラム２３の表面を帯電させる。光走査装置１６は、感光体ドラム２３に向けて画像データに対応した露光を行い、感光体ドラム２３の表面に静電潜像を形成する。現像装置２５は、トナー補給装置１２のトナーボトル３１から供給されたトナーを用いて感光体ドラム２３の表面に形成された静電潜像をトナー像に現像する。４つの感光体ドラム２３に担持された４色のトナー像は、一次転写バイアスを印加された一次転写ローラー２６によって、中間転写ベルト２１に順番に一次転写される。これにより、中間転写ベルト２１の表面には、フルカラーのトナー像が形成される。

一方、給紙部５は、給紙カセット３内のシートＳを搬送路８に送り出す。二次転写ローラー２９は、中間転写ベルト２１との間を通過するシートＳに中間転写ベルト２１上のトナー像を二次転写する。定着装置７は、シートＳにトナー像を熱定着させる。その後、シートＳは、排紙トレイ４に排出される。ドラムクリーニング装置２７は、一次転写後に感光体ドラム２３の表面に残留した廃トナー（残留トナー）を除去する。除電装置２８は、除電光を照射して感光体ドラム２３の電荷を除去する。また、ベルトクリーニング装置２２は、二次転写後に中間転写ベルト２１の表面に残留した廃トナーを除去する。感光体ドラム２３や中間転写ベルト２１から除去された廃トナーは、廃トナー回収装置１３の回収ボトル６０に回収される。

［トナー補給装置］
次に、図２ないし図５を参照して、トナー補給装置１２について説明する。図２はトナー補給装置１２を示す斜視図である。図３はトナーボトル３１を示す斜視図である。図４はトナー補給装置１２の一部を示す概略図（正面図）である。図５はトナー補給装置１２の内部構造を示す概略図（断面図）である。

図２ないし図５に示すように、トナー補給装置１２は、４つの補給側装着部３０（装着部）と、４つのトナーボトル３１と、変位センサー４０と、中間搬送部５０と、を含んでいる。

＜補給側装着部＞
４つの補給側装着部３０は、中間転写ユニット１４（現像装置２５）よりも上方において左右方向に並んで配置されている（図１参照）。図２に示すように、４つの補給側装着部３０は、４つのトナーボトル３１を装着するための空間を構成している。装置本体２の上側前面には、トナーボトル３１を着脱するための補給側装着部３０の補給側開口部３０Ａが形成されている。補給側装着部３０には、補給側開口部３０Ａを開閉するための補給用カバー３７が設けられている。補給用カバー３７は、下部にある軸を中心に回転可能に設けられている。

＜トナーボトル＞
図２に示すように、各々のトナーボトル３１は、補給用のトナーを収容し、補給側装着部３０に着脱可能に装着される。各々のトナーボトル３１は、補給側装着部３０に対して前後方向にスライド可能に支持されている。図３に示すように、各々のトナーボトル３１は、容器本体３２と、キャップ３３と、を含んでいる。なお、黒色のトナーを収容するためのトナーボトル３１（容器本体３２）は他のトナーボトル３１（容器本体３２）よりも太く（大径）に形成されており、このトナーボトル３１を挿入する右端の補給側装着部３０も他の補給側装着部３０よりも大径に形成されている（図１参照）。また、４つのトナーボトル３１は、太さの違いを除いて、同一構成であるため、以下、１つのトナーボトル３１について説明する。これと同様の理由で、以下、１つの補給側装着部３０について説明する。また、以下の説明では、トナーボトル３１を補給側装着部３０に装着した状態を基準として方向を設定する。なお、トナーは、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤でもよいし、磁性トナーから成る一成分現像剤でもよい。また、４つのトナーボトル３１（４つの補給側装着部３０）は、全て同じ大きさ（直径）であってもよい。

（容器本体）
容器本体３２は、例えば、ＰＥＴ樹脂（ポリエチレンテレフタラート）等の合成樹脂材料で前後方向に長い略円筒状に形成されている。容器本体３２の内部には、補給用のトナーが収容されている。容器本体３２の周壁には、螺旋状に凹んだ搬送溝３４Ｇが形成されている。また、容器本体３２の周壁には、搬送溝３４Ｇを螺旋状に凹ませることで、径方向内側に突出した螺旋状の搬送リブ３４が形成されている（後述する図６参照）。搬送リブ３４は、容器本体３２と略同一の厚みで一体に形成されている。

容器本体３２の前端面には、ユーザーが把持するための把持部Ｇが突き出している。容器本体３２の後部は他の部分よりも細く形成されており、容器本体３２の後端面は開口している（図示せず）。容器本体３２の後部（細くなった部分）には、略円環状の伝達ギア３５が固定されている。伝達ギア３５は、シャフトやギア等の動力伝達機構（図示せず）を介して駆動モーターＭに接続されている。詳細は後述するが、容器本体３２は駆動モーターＭに駆動されて軸周りに回転し、搬送リブ３４は容器本体３２と共に回転して容器本体３２の内部のトナーに軸方向に沿った搬送力を作用させる。

（キャップ）
キャップ３３は、伝達ギア３５よりも後方に配置され、容器本体３２の後端面（開口）を覆うように容器本体３２に取り付けられている。キャップ３３は、容器本体３２の後端部（軸方向一端部）を軸周りに回転可能に支持している。キャップ３３は、容器本体３２の内部に連通する連通口３６を有している。連通口３６は、キャップ３３の下側面に形成された略矩形状の穴である。また、キャップ３３には、連通口３６を開閉するためのシャッター（図示せず）が軸方向（前後方向）にスライド可能に設けられている。トナーボトル３１が補給側装着部３０から取り外された状態では、シャッターは連通口３６を閉じている。

＜変位センサー＞
図３および図４に示すように、変位センサー４０は、補給側装着部３０に装着されたトナーボトル３１に対向して配置され、トナーボトル３１に収容されたトナーの量によって変化する静電容量を検出する。詳細には、変位センサー４０は、トナーボトル３１を挟んで対向して配置された送信電極４１と受信電極４２との間の電界変化を検出する相互容量方式の静電容量センサーである。なお、変位センサー４０では、トナーボトル３１の容積に対するトナーの残量を０〜１００％まで検出することができるが、これに限らず、検出可能なトナー量は自由に設定してもよい。

送信電極４１および受信電極４２は、それぞれ、前後方向に長い長方形状の基板４１Ａ，４２Ａに実装されている。基板４１Ａ，４２Ａは、前後方向に沿って起立姿勢で設けられ、補給側装着部３０のフレーム（図示せず）に固定されている。送信電極４１および受信電極４２は、基板４１Ａ，４２Ａの容器本体３２側の面に形成されている。送信電極４１はトナーボトル３１の左側に配置され、受信電極４２はトナーボトル３１の右側に配置されている。送信電極４１および受信電極４２は、制御部１７に電気的に接続されている。送信電極４１および受信電極４２は、トナーボトル３１と略平行に配置されている。送信電極４１および受信電極４２は、容器本体３２の前側（軸方向中央よりも他方）において容器本体３２に非接触となる位置に配置されている。

＜中間搬送部＞
図５に示すように、中間搬送部５０は、４つの補給側装着部３０と４つの現像装置２５との間に設けられている。中間搬送部５０は、中間筐体５１と、４つの中間補給管５２と、４つの中間排出管５３と、４つの中間搬送路５４と、中間搬送スクリュー５５と、を含んでいる。

中間筐体５１は、略直方体状に形成され、中間転写ベルト２１で囲まれた範囲に配置されている。各々の中間補給管５２は、中間筐体５１の上面後部から上方に向かって延び、補給側装着部３０に接続されている。各々の中間排出管５３は、中間筐体５１の下面後部から下方に向かって延び、現像装置２５（図５では１つのみ図示している。）に接続されている。各々の中間搬送路５４は、中間筐体５１の内部にて略クランク状に形成され、中間補給管５２と中間排出管５３とを連通させている。中間搬送スクリュー５５は、全ての中間搬送路５４の水平部分を貫くように設けられている。中間搬送スクリュー５５は、左右方向に延びた軸の周面に螺旋状の羽根を有し、モーター（図示せず）によって回転駆動される。

［トナーボトルの装着］
ここで、トナーボトル３１を補給側装着部３０に装着する手順について説明する。図２に示すように、ユーザーは、補給用カバー３７を開放して補給側開口部３０Ａを露出させ、把持部Ｇを手前に向け、且つ連通口３６を下方に向けたトナーボトル３１を補給側装着部３０（補給側開口部３０Ａ）に差し込む。トナーボトル３１を差し込む過程で、シャッターは、補給側装着部３０の一部に接触して相対的に前方にスライドして連通口３６を開放する。開放された連通口３６は中間補給管５２の上流端に接続される（図５参照）。その後、ユーザーは補給用カバー３７を閉じる。

以上によって、トナーボトル３１の装着が完了する。この状態で、補給側装着部３０は、キャップ３３を固定し、容器本体３２を軸周りに回転可能に支持している。また、この状態で、伝達ギア３５は動力伝達機構を介して駆動モーターＭに連結され、連通口３６は中間搬送部５０を介して現像装置２５に接続される。

［トナーの補給］
制御部１７からのトナー補給指令によって駆動モーターＭが駆動されると、伝達ギア３５と一体となって容器本体３２が軸周りに回転する。補給側装着部３０に装着された容器本体３２（搬送リブ３４）が軸周りに回転することで、容器本体３２の内部に収容された補給用のトナーが後方に設けられた連通口３６に向かって搬送される。図５に示すように、トナーは、連通口３６から中間補給管５２を通って中間搬送路５４に送られる。また、トナーは、中間搬送スクリュー５５の回転によって中間搬送路５４内を搬送され、中間排出管５３を通って現像装置２５内に供給（補給）される。

トナーボトル３１内のトナーの残量が減少するに従って、送信電極４１と受信電極４２の間の電界（静電容量）が変化する。制御部１７は、定期的に変位センサー４０からの出力（検出結果）を受け取ってトナーボトル３１内におけるトナーの残量を判定する。制御部１７は、トナーボトル３１が空になった（またはトナーが少なくなった）と判定した場合、例えば、画像形成装置１に備えられたタッチパネル（図示せず）に、トナーボトル３１が空になったことやトナーボトル３１の交換を促すメッセージ等を表示する。

空になった（またはトナーが少なくなった）トナーボトル３１を交換する場合、ユーザーは、補給用カバー３７を開放し、把持部Ｇを掴んでトナーボトル３１を手前に引き出して補給側装着部３０から離脱させる。トナーボトル３１の引き出しに伴って、シャッターはバネ（図示せず）で後方に付勢されて連通口３６を閉じる。なお、空になったトナーボトル３１は、廃トナー回収装置１３に装着されて回収ボトル６０として流用されるが、これに限らず、トナーボトル３１とは異なる専用の回収ボトル６０が用意されてもよい。

［非互換構造］
ところで、トナー補給装置１２は、現像装置２５に異なる色のトナーが補給されることを防止するために、互換性を有するトナーボトル３１だけを装着可能にする非互換構造を備えている。換言すれば、非互換構造とは、所定の色のトナーに対応した補給側装着部３０に対し、所定の色のトナーを収容したトナーボトル３１の装着を許可し、他の色のトナーを収容したトナーボトル３１の装着を禁止するための仕組みである。

図６を参照して、第１実施形態に係るトナー補給装置１２の非互換構造について説明する。図６は、図４のＶＩ−ＶＩ断面図である。

トナー補給装置１２では、各々の容器本体３２が、搬送溝３４Ｇの部分において、補給側装着部３０に対して装着可能なトナーボトル３１であることを示す判別用の誘電率を有し、変位センサー４０が、判別用の誘電率を検出することによって非互換検知を実現している。つまり、非互換構造は、判別用の誘電率を有するトナーボトル３１と変位センサー４０とで構成されている。

各々の容器本体３２のうち変位センサー４０に対向する対向部位Ｐにおいて、判別用の誘電率となるように、嵌合部材３８が搬送溝３４Ｇに嵌め込まれている。４つの嵌合部材３８は、例えば、繊維（紐、布、紙（植物繊維）等を含む。）、樹脂（合成繊維、ゴム、スポンジ等を含む。）若しくは金属またはそれらの組み合わせによって、搬送溝３４Ｇに嵌合可能な形状に形成されている。各々の嵌合部材３８は、例えば、接着剤や両面テープ等によって搬送溝３４Ｇの表面に固定されている。４つの嵌合部材３８は、互いに異なる判別用の誘電率を有している。具体的には、嵌合部材３８を構成する素材（例えば、紙、樹脂、金属等）を変更したり、同一の素材であっても素材の種類（例えば、金属であれば、鉄、銅、アルミニウム等）を変更したり、嵌合部材３８の大きさや形状を変更したりすることで、嵌合部材３８毎に固有の判別用の誘電率が設定される。

なお、嵌合部材３８は、搬送溝３４Ｇに嵌め込まれた状態で、容器本体３２の外周面から径方向外側に突出しないことが好ましい。また、図６では、嵌合部材３８が搬送溝３４Ｇに対して隙間なく嵌め込まれていたが、これに限らず、嵌合部材３８は、搬送溝３４Ｇの底部から浮いた位置に固定されてもよい（図示せず）。つまり、嵌合部材３８と搬送溝３４Ｇの底部との間に空間ができてもよい。

変位センサー４０は、所定量のトナーに応じた誘電率と判別用の誘電率とに対応した静電容量（以下、「非互換静電容量」ともいう。）を検出する。制御部１７のメモリー（図示せず）には、４つのトナーボトル３１と４つの補給側装着部３０とに対応付けされた４つの非互換静電容量が予め記憶されている。ここで、「所定量」とは、一例として、新品のトナーボトル３１に入っているトナー量であって、容器本体３２が満杯状態になるトナー量を指すものとする。なお、「所定量」は、満杯状態になるトナー量に限らず、製造者等が自由に設定することができる。また、「満杯状態」とは、容器本体３２の内部がトナーで完全に満たされることを指すものではなく、トナーの補給（搬送）を阻害することが無いように、多少の空間を有する状態を含む概念である。

［変位センサーを用いた非互換検知］
次に、図７を参照して、変位センサー４０を用いた非互換検知について説明する。図７は変位センサー４０が検出する非互換静電容量を示すグラフである。なお、図７に示す非互換静電容量の値は、説明のために示す値であって、必ずしも正確な値を示すものではない。

制御部１７は、補給用カバー３７が開放され、空になったトナーボトル３１が引き出され、新品のトナーボトル３１が装着された場合に、トナーボトル３１の非互換検知を実行する。なお、新品のトナーボトル３１に交換して補給用カバー３７が閉塞された後に、非互換検知が実行されてもよい。また、以下の説明では、トナーの色毎に区別するために、トナー補給装置１２の構成の符号として、トナーの色の頭文字を括弧書きで追加している。また、各色で共通する説明では、符号として算用数字のみを使用する。

例えば、イエロートナー用のトナーボトル３１（Ｙ）には紙製の嵌合部材３８（Ｙ）が設けられ、マゼンタトナー用のトナーボトル３１（Ｍ）には樹脂製の嵌合部材３８（Ｍ）が設けられ、シアントナー用のトナーボトル３１（Ｃ）には金属製の嵌合部材３８（Ｃ）が設けられているとする。なお、ブラックトナー用のトナーボトル３１（Ｋ）は、他のトナーボトル３１より太いため、入れ間違えることが無いため、嵌合部材３８を設けていないが、嵌合部材３８（Ｋ）を設けてもよい。

制御部１７は、変位センサー４０からの出力（検出結果）を受け取る。ここでは、一例として、トナーボトル３１（Ｙ）を交換する場合について説明する。

トナーボトル３１（Ｙ）がイエロートナー用の補給側装着部３０（Ｙ）に装着された場合、変位センサー４０の検出結果は、制御部１７のメモリーに予め記憶されたトナーボトル３１（Ｙ）に対応した非互換静電容量（Ｙ）と一致する（図７の実線参照）。このため、制御部１７は、各色のトナーボトル３１が正しく補給側装着部３０に装着されていると判定し、補給用カバー３７が閉じられた後に画像形成処理の実行を許可する。

一方、誤ってトナーボトル３１（Ｍ）が補給側装着部３０（Ｙ）に装着された場合、変位センサー４０の検出結果は、制御部１７のメモリーに予め記憶された非互換静電容量（Ｙ）と一致しない（図７の二点鎖線参照）。このため、制御部１７は、補給側装着部３０（Ｙ）に対し、イエロートナーを収容したトナーボトル３１（Ｙ）が装着されていないと判定し、タッチパネルに、補給側装着部３０（Ｙ）に対応したトナーボトル３１が装着されていないことを示すメッセージ等を表示する。この場合、制御部１７は、画像形成処理の実行を規制する。

以上説明した第１実施形態に係るトナー補給装置１２（トナーボトル３１）では、変位センサー４０が、トナーの残量に応じた静電容量に加えて、容器本体３２の判別用の誘電率に応じた静電容量（非互換静電容量）を検出する構成とした。この構成によれば、トナーの残量を検出する変位センサー４０を用いて非互換検知を実現することができ、現像装置２５に異なる色のトナーが補給されることを防止することができる。残量検知用の変位センサー４０を非互換検知用のセンサーとして兼用することができるため、非互換検知と残量検知とを別々のセンサーで行う場合に比べて、トナーボトル３１および補給側装着部３０の構造を簡単にすることができ、製造コストを削減することができる。

また、円筒状の容器本体３２が軸周りに回転するため、容器本体３２の回転によって変位センサー４０と容器本体３２との距離が変化することがなく、当該距離を一定に保つことができる。これにより、変位センサー４０が正確な静電容量を検出することができるため、トナーボトル３１内のトナーの残量を適正に検出することができる。

また、第１実施形態に係るトナー補給装置１２（トナーボトル３１）によれば、容器本体３２の形状や容器本体３２の素材を変更することなく、嵌合部材３８の素材、大きさ、形状等のうち少なくとも１つを変更することで、対向部位Ｐの判別用の誘電率を変えることができる。これにより、例えば、トナーの色毎に判別用の誘電率を設定することができる。

また、第１実施形態に係るトナー補給装置１２によれば、４つのトナーボトル３１がトナーの色毎に異なる判別用の誘電率を有しているため、変位センサー４０によって４つのトナーボトル３１を識別することができる。これにより、異なる色のトナーが現像装置２５に補給されることを防止することが可能になる。

なお、第１実施形態に係るトナーボトル３１では、嵌合部材３８が、対向部位Ｐに形成された搬送溝３４Ｇに嵌め込まれていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、嵌合部材３８は、搬送溝３４Ｇ全体に嵌め込まれていてもよい（図示せず）。

［第２実施形態］
次に、図８を参照して、第２実施形態に係るトナーボトル６１について説明する。図８はトナーボトル６１の一部を示す断面図（側面図）である。なお、以降の説明では、第１実施形態に係るトナー補給装置１２（トナーボトル３１）と同様の構成には同一の符号を付し、同様の説明は省略する。

第２実施形態に係るトナーボトル６１では、４つの容器本体３２の搬送溝３４Ｇが、対向部位Ｐにおいて互いに異なる溝幅Ｗを有している。一例としては、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に、搬送溝３４Ｇの溝幅Ｗが広く形成されている（図８ではトナーボトル６１（Ｙ），６１（Ｍ）だけを示している。）。また、例えば、１つのトナーボトル６１において、対向部位Ｐに形成された搬送溝３４Ｇの溝幅Ｗは、他の部位の搬送溝３４Ｇの溝幅Ｗよりも広く形成されている。なお、１つのトナーボトル６１において、対向部位Ｐに形成された搬送溝３４Ｇの溝幅Ｗは、他の部位の搬送溝３４Ｇの溝幅Ｗよりも狭く形成されてもよい。

搬送溝３４Ｇの溝幅Ｗを変えることで、搬送溝３４Ｇ内の空間の容積（空気の量）が変わるため、４つの容器本体３２は互いに異なる判別用の誘電率を有することになる。変位センサー４０は、固有の判別用の誘電率に対応した静電容量を検出することで、非互換検知を実行することができる。

以上説明した第２実施形態に係るトナーボトル６１では、容器本体３２のうち変位センサー４０に対向する対向部位Ｐにおいて、判別用の誘電率が、搬送溝３４Ｇの溝幅Ｗによって設定されていた。これにより、トナーの残量を検出する変位センサー４０を用いてトナーボトル６１の非互換検知を行うことができる等、第１実施形態に係るトナーボトル３１と同様の作用、効果を得ることができる。

なお、第２実施形態に係るトナーボトル６１では、４つのトナーボトル６１が互いに異なる搬送溝３４Ｇの溝幅Ｗを有していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、対向部位Ｐに形成された搬送溝３４Ｇの溝深さＤが、他の部位の搬送溝３４Ｇの溝深さＤよりも深くまたは浅く形成されてもよい。また、例えば、対向部位Ｐに形成された搬送溝３４Ｇの溝幅Ｗと溝深さＤの両方（以下、「太さ」ともいう。）が、他の部位の搬送溝３４Ｇの太さと異なっていてもよい。さらに、第２実施形態に係るトナーボトル６１では、対向部位Ｐとその他の部位とで搬送溝３４Ｇの溝幅Ｗが異なっていたが、本発明はこれに限定されない。１つのトナーボトル６１において、対向部位Ｐとその他の部位との区別なく、搬送溝３４Ｇ全体が同じ太さ（溝幅Ｗ、溝深さＤ）で形成されてもよい。また、第２実施形態に係るトナーボトル６１の特徴と第１実施形態に係るトナーボトル３１の特徴とを組み合わせてもよい。すなわち、搬送溝３４Ｇの溝幅Ｗや溝深さＤを変更し、且つ搬送溝３４Ｇに嵌合部材３８を嵌め込んでもよい。

［第３実施形態］
次に、図９を参照して、第３実施形態に係るトナー補給装置６２について説明する。図９はトナー補給装置６２の一部を示す概略図（正面図）である。

第３実施形態に係るトナー補給装置６２では、変位センサー７０の送信電極７１および受信電極７２が、１つの基板７０Ａに上下方向に並んで実装されている。図９では、一例として、送信電極７１が基板７０Ａの下側に配置され、受信電極７２が基板７０Ａの上側に配置されているが、送・受信電極７１，７２の配置は上下を入れ替えてもよい。変位センサー７０は、トナーボトル３１の右側面に対向して配置された送信電極７１と受信電極７２との間の電界変化を検出する相互容量方式の静電容量センサーである。

以上説明した第３実施形態に係るトナー補給装置６２によれば、トナーの残量を検出する変位センサー７０を用いてトナーボトル３１の非互換検知を行うことができる等、第１実施形態に係るトナー補給装置１２と同様の作用、効果を得ることができる。なお、第３実施形態に係るトナー補給装置６２の変位センサー７０を第２実施形態に適用してもよい。

なお、第１〜第３実施形態に係るトナー補給装置１２，６２は、画像形成装置１に備えられた制御部１７によって制御されていたが、本発明はこれに限定されない。制御部１７とは別に、トナー補給装置１２，６２を制御するための専用の制御部（図示せず）を設けてもよい。また、専用の制御部が、制御部１７と協働してトナー補給装置１２，６２を制御してもよい。

また、第１〜第３実施形態の説明では、一例として、本発明を画像形成装置１（カラープリンター）に適用した場合を示したが、これに限らず、例えば、モノクロプリンター、複写機、ファクシミリまたは複合機等に本発明を適用してもよい。

なお、上記実施形態の説明は、本発明に係るトナーボトル、トナー補給装置および画像形成装置における一態様を示すものであって、本発明の技術範囲は、上記実施態様に限定されるものではない。本発明は技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよく、特許請求の範囲は技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様を含んでいる。

１ 画像形成装置
１２，６２ トナー補給装置
３０ 補給側装着部（装着部）
３０Ａ 補給側開口部
３１，６１ トナーボトル
３２ 容器本体
３４ 搬送リブ
３４Ｇ 搬送溝
３８ 嵌合部材
４０，７０ 変位センサー
４１，７１ 送信電極
４２，７２ 受信電極
Ｄ 溝深さ
Ｐ 対向部位
Ｗ 溝幅

Claims (8)

1. トナーを収容し、装着部に着脱可能に装着されるトナーボトルであって、
   前記トナーボトルは、円筒状に形成され、前記装着部に軸周りに回転可能に支持される容器本体を備え、
   前記容器本体の周壁には、搬送溝を螺旋状に凹ませることで径方向内側に突出した螺旋状の搬送リブが形成され、
   前記容器本体は、前記搬送溝の部分において、前記装着部に対して装着可能な前記トナーボトルであることを示す判別用の誘電率を有し、
   前記装着部に装着された前記トナーボトルの前記容器本体に対向して配置される変位センサーによって、所定量の前記トナーに応じた誘電率と前記判別用の誘電率とに対応した静電容量が検出されることを特徴とするトナーボトル。
2. 前記容器本体のうち少なくとも前記変位センサーに対向する対向部位において、前記判別用の誘電率となるように、嵌合部材が前記搬送溝に嵌め込まれていることを特徴とする請求項１に記載のトナーボトル。
3. 前記容器本体のうち少なくとも前記変位センサーに対向する対向部位において、前記判別用の誘電率が、前記搬送溝の溝幅と溝深さの少なくとも何れか一方によって設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載のトナーボトル。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載のトナーボトルと、
   前記トナーボトルが着脱可能に装着され、前記容器本体を軸周りに回転可能に支持する装着部と、
   前記装着部に装着された前記トナーボトルの前記容器本体に対向して配置され、前記容器本体に収容された前記トナーの量に応じた静電容量を検出する変位センサーと、を備え、
   前記変位センサーは、所定量の前記トナーに応じた誘電率と前記判別用の誘電率とに対応した静電容量を検出することを特徴とするトナー補給装置。
5. 前記装着部は、互いに異なる色の前記トナーを収容した複数の前記トナーボトルを装着するために複数設けられ、
   複数の前記容器本体は、前記搬送溝の部分において、互いに異なる前記判別用の誘電率を有していることを特徴とする請求項４に記載のトナー補給装置。
6. 前記変位センサーは、前記容器本体を挟んで対向して配置された送信電極と受信電極との間の電界変化を検出することを特徴とする請求項４または５に記載のトナー補給装置。
7. 前記変位センサーは、前記容器本体の一方の周面に対向して配置された送信電極と受信電極との間の電界変化を検出することを特徴とする請求項４または５に記載のトナー補給装置。
8. 請求項４ないし７のいずれか１項に記載のトナー補給装置を備えた画像形成装置。

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