JP3661740B2 - 現像装置および現像剤カートリッジ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は現像装置および現像剤カートリッジに関し、特に記録用紙上にトナー画像を形成するプリンタ装置、複写機、またはファクシミリ装置等において、現像器内の過剰な現像剤を回収する機能を備えた現像装置および現像剤カートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプリンタ、ファクシミリ装置、複写機等においては、トナー供給カートリッジ内のトナー残量を透磁率センサ等のセンサで検知し、該トナー供給カートリッジの交換時期を制御パネル上に表示することにより使用者に通知する方式が実施されている。
【０００３】
また、トナーの使用量をカウントし、トナー供給カートリッジ内のトナー残量を算出するトナーライフカウンタを持ち、このカウント値からトナー供給カートリッジの交換時期を制御パネル上に表示する方式が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
現在本発明者等が検討している画像形成装置の現像剤カートリッジは、現像剤として平均粒径が６〜１１μｍの非磁性トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤を用いたものである。二成分現像剤は、通常、画像形成が繰り返し行われると、帯電性が低下し、いずれ交換が必要となる。
【０００５】
この二成分現像剤を用いる現像剤カートリッジの交換時期を調べるために、前記透磁率センサを用いる方式を採用すると、現像剤カートリッジ内の非磁性トナーと磁性キャリアの混合分布が均一でないために、精度の良いデータが得られないという問題があった。
【０００６】
また、前記のトナーライフカウンタを使用した方式では、新品の現像剤カートリッジが装着されたという信号により前記トナーライフカウンタはクリアされるが、例えば一度画像形成装置から取出したカートリッジをそのまま再装着すると、該トナーライフカウンタはリセットされる。そこで、この状態でプリントを継続すると、カートリッジの交換時期が制御パネル上に表示される前に、現像器のトナーが許容量以上に消費され、画像濃度が低くなってしまうという問題がある。この問題を解決するために、実開平１−１８１０４７号公報には、カートリッジをカートリッジ収納容器にセットし回転させると、カートリッジに取付けた検知部材（例えば、リム）がセット検知スイッチと係合して折れ、その後は二度とセット検知スイッチと係合できないようにすることを提案している。
【０００７】
しかしながら、この公報に記された方式では、前記リムを折るための回転力を得るためにかなり大きな力がいるという問題があった。また該公報に記された方式を、回転装置に複数個の現像器を装着し該回転装置を回転させて潜像担持体上に形成された潜像を多色現像する現像装置に適用すると、電気配線の接続部が複雑になり、信頼性の低下を招くと共に、装置が大型化するという問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、前記した従来技術の問題点を除去し、単独の現像器に現像剤を補給するために使用される現像剤カートリッジの場合は勿論、回転装置に装着された複数個の現像器に現像剤を補給するために使用される現像剤カートリッジにおいても、信頼性が高く、かつ装置の大型化を招くことなくその新旧を判別できる現像剤カートリッジおよび現像装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、現像剤を収容する筒状の現像剤収容部と、該現像剤収容部の一端に装着された現像剤回収ボックスとを備えた現像剤カートリッジにおいて、現像器を複数個保持して回転する回転式現像装置の該現像器に着脱可能であって、該現像剤回収ボックスの一部に検知光を通す透明窓を設け、該現像剤回収ボックスの内面であって該透明窓と対向する位置に検知光反射部材を設け、前記検知光反射部材の内面を、その周囲面より突出させた点に第１の特徴がある。また、前記透明窓の内表面の少くとも前記検知光の通過領域に、粘性を持たせた点に第２の特徴がある。
【００１１】
前記第１、第２の特徴によれば、新品であるか否かの誤判定を低減または防止した現像剤カートリッジを提供することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。まず、本発明が適用される装置の一例であるフルカラープリンタ装置の概略の構成を、図１を参照して説明する。
【００１３】
図示されているように、感光体１の周囲には、帯電ロール３、露光装置４、現像アセンブリ５、濃度センサ６、転写ロール７、クリーナ装置８が配置されている。前記現像アセンブリ５は、フルカラー現像のための４台の現像装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃおよび５Ｋからなり、各現像装置は、それぞれ、感光体１上の潜像をイエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）および黒（Ｋ）のトナーで現像する。各色のトナーを現像する際には、図示しないモータによって現像アセンブリ５を矢印Ｒ方向に回転させ、当該色の現像装置が感光体１に当接するように位置合わせされる。感光体１上に現像された各色のトナー像は、転写ロール７によって中間転写体としてのベルト９に順次転写され、４色のトナー像が重ね合わされる。ベルト９はロール１０、１１、１２、および１３に張架されている。これらのうち、ロール１０は図示しない駆動源に結合されてベルト９を駆動する駆動ロールとして機能し、ロール１２は第２転写ロール１４のバックロールとして機能する。ベルト９を挟んでロール１３と対向する位置には、ベルトクリーナ１５が設けられていて、ベルト９上の残留トナーがブレードで掻き落とされる。
【００１４】
記録紙カセット１６、１７から引き出しロール１８、１９で搬送路に引き出された記録紙は、ロール対２０、２１、２２によってニップ部、つまり第２転写ロール１４とベルト９との当接部に給送される。ベルト９上に形成されたトナー像は、このニップ部で記録紙上に転写され、定着装置２３で熱定着されてトレイ２４またはトレイ２５に排出される。
【００１５】
感光体１またはベルト９からクリーナ８および１５で掻き落とされた廃トナーは廃トナー回収箱２６に回収される。特に、ベルトクリーナ１５から回収された廃トナーは管２７内をオーガ、搬送スクリュー等の搬送手段で廃トナー回収箱２６まで搬送される。
【００１６】
図２は、前記現像アセンブリ５、すなわち回転式現像装置の一具体例を示す断面図である。回転体３０のアーム３１には、図示されていない装着具により、現像装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃおよび５Ｋが実装されている。現像装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃおよび５Ｋは同構成であるので、現像装置５Ｙを代表に上げて説明すると、該現像装置５Ｙは現像器４０と現像剤カートリッジ５０から構成されている。
【００１７】
現像器４０内には、紙面に垂直な方向に長状のマグネットロール４１と、該マグネットロール４１と平行に延びる２本のスパイラルオーガ４２、４３が配置されている。ここで、マグネットロール４１が回転すると、スパイラルオーガ４２は該現像器４０内に収容されている現像剤４４を紙面と垂直な一方向に攪拌しながら搬送し、また、スパイラルオーガ４３はスパイラルオーガ４２の搬送方向とは逆方向に現像剤４４を攪拌しながら搬送して、現像剤４４をマグネットロール４１に均等に供給する。
【００１８】
マグネットロール４１は現像剤４４に含まれるキャリアを磁力によって吸着して磁気ブラシを形成し、キャリアに吸着したトナーを感光体１に供給する。これにより、感光体１上に形成された静電潜像は顕像化される。
【００１９】
現像剤カートリッジ５０は紙面に垂直な方向に長状の円筒体容器からなり、新しい現像剤の収容室と劣化した現像剤の回収室とに区分されている。新現像剤収容室には図示されていない供給口が設けられており、該供給口を介して新現像剤を現像器４０に導くためのほぼ円筒状のケーシング５１と通じている。該ケーシング５１内には、スパイラルオーガ５２が設置されており、補給される現像剤は該スパイラルオーガ５２により供給口５３に導かれ、現像器４０内に導入される。供給口５３の出口には、フラップ５４が設けられており、現像装置が位置Ｄにある時には開いている。
【００２０】
現像剤カートリッジ５０の劣化現像剤回収室５５には周回する回収通路５６が設けられており、該回収通路５６にはく字状に捻って折り曲げられた排出管５７が接続されている。該排出管５７の先端の回収口５８は現像器４０内に位置している。この回収口５８は前記供給口５３より上流側に向いており、スパイラルオーガ４２、４３によって攪拌・搬送されて現像器４０内を一周した現像剤が該供給口５３によって回収されるようになっている。
【００２１】
前記した現像装置５Ｙと同構成の現像装置５Ｋ、５Ｃ、５Ｍを有する回転式現像装置は、現像器がＤ位置にある時にフラップ５４は供給口５３を解放しており、必要に応じて新現像剤が現像器４０内に補給される。現像装置による感光体１上の潜像の現像が終わり、回転体が回転して現像装置がＤ位置からＥ位置に来ると、図示されているようにフラップ５４は半開きになると共に、回収口５８が上を向いて排出管５７を搬送される現像剤が逆流せずに、回収通路５６の方に流れる。この劣化現像剤は、現像装置がＦ位置からＧ位置に至までに回収通路５６を通って劣化現像剤回収室へ落とし込まれる。このように、周回する回収通路５６を設けることによって、回収される現像剤は現像器４０へ逆流することはなくなる。 一方、現像装置がＧ位置からＤ位置に至る途中で、現像剤カートリッジ５０内に設けられた図示されていないアジテータの作用により新現像剤はケーシング５１へと送られ、該ケーシング５１内のスパイラルオーガ５２により供給口５３へと導かれる。この時、フラップ５４は再び解放するので、新現像剤は現像器４０内に補給される。
【００２２】
前記した構成の回転式現像装置には、本発明により、その回転動作範囲外の所定の位置に、該現像剤カートリッジ５０が新品であるか否かを検知するための例えば反射型フォトセンサ等からなる新品検知手段６０が配置されている。
【００２３】
該新品検知手段６０は通常の現像時には現像剤カートリッジ５０と対向しないが、検知モードに入ると回転体３０のアーム３１が所定角度回転し、４個の現像剤カートリッジ５０のうちの一つが該新品検知手段６０と対向する基準位置（ホームポジション）に停止するように構成されている。具体的には、まずＹ色の現像剤カートリッジが該新品検知手段６０と対向して停止させられ、この現像剤カートリッジの検査が終ると回転体３０が９０度時計方向に回転させられ、次のＭ色の現像剤カートリッジが検知位置に停止させられて検査が行われる。同様に、Ｃ、Ｋ色の現像剤カートリッジは、回転体３０が９０度づつ時計方向に回転させられ検査される。
【００２４】
この実施形態では、非接触により現像剤カートリッジを検査できるようにしたので、構造を簡略化することができ、かつ回転式現像装置と本体との電気接点を削除できる。また、複数の現像剤カートリッジを一つの新品検知手段６０で行えるようにしたので、該新品検知手段６０のハーネス引回しが簡略化でき、また、装置の部品の削減、装置の小形化を達成できる。
【００２５】
なお、現像剤カートリッジ５０内で長時間の不使用等のために現像剤が固まりかけていたような場合には、この９０度毎の停止動作の衝撃により現像剤が攪拌され、現像剤カートリッジ５０内の現像剤攪拌部材が大きなトルクを受けて破損するのを防止することができるようになる。
【００２６】
次に、該現像剤カートリッジ５０の概略の構成について、図３の斜視図と図４の分解斜視図を参照して説明する。現像剤カートリッジ５０は、新しい現像剤を収容する収容ケース６１と、その一端を封鎖する脱着可能なキャップ６２と、収容ケース６１から該新しい現像剤を現像装置に供給するための通路の入り口である供給口６３と、現像装置から回収された劣化現像剤を取込む取込口７２と、該取込口７２を通って回収された劣化現像剤を収容する回収ケース７１と、該回収ケース７１に嵌め込まれる回収ボックス７５を有している。回収ボックス７５には、図４に示されているように、張出片７６が形成されており、該張出片７６に穿設された開口７７は回収ケース７１に回収ボックス７５が嵌め込まれた時、取込口７２と連通するようになっている。該回収ボックス７５には、ハンドル７８を有するキャップ７９が圧入によりはめ込まれるようになっている。
【００２７】
前記供給口６３と取込口７２の周辺には、周方向に沿って凹状部が形成されており、該凹状部がガイド溝を形成している。このガイド溝には現像剤カートリッジ５０の外面に沿って円弧状に湾曲したシャッタ７３が周方向へスライド可能に取り付けられている。また、回収ボックス７５と回収ケース７１の一部を取り囲むように、筒状のスライドカバー８１がスライド可能に装着されている。このスライドカバー８１はスプリング８２でシャッタ７３を覆う方向へ付勢されている。
【００２８】
このため、現像剤カートリッジ５０が回転体３０の現像剤カートリッジ装着部に装着されていない時には、シャッタ７３は供給口６３と取込口７２を図示されていない手段からの弾性力により塞ぎ、さらにその上を、スライドカバー８１が覆うようになる。
【００２９】
一方、該現像剤カートリッジ５０が回転体３０の現像剤カートリッジ装着部に挿入されると、前記シャッタ７３の幅方向に設けられている長溝７４が該現像剤カートリッジ装着部に形成された突起と係合し、前記ハンドル７８を指で摘んで回すと、現像剤カートリッジ５０が回動してシャッタ７３が移動し、供給口６３と取込口７２が開くようにされている。また、スライドカバー８１の傾斜した開放端が装置側の図示しないストッパに当り、シャッタ７３を露出させる。図３は、現像剤カートリッジ５０が現像剤カートリッジ装着部に装着された状態を示している。また、図４のシャッタ７３は供給口６３と取込口７２を覆った状態を示している。
【００３０】
次に、現像剤カートリッジ５０が新品であるか否かを判定するための、現像剤カートリッジに関する第１の形態について、図３、図４、図５、および図６を参照して説明する。図５は図３をＡ−Ａ´線で切った断面図、図６はＢ−Ｂ´線で切った断面図である。本形態では、回収ボックス７５の容器壁の一部であってキャップ７９の底部に近い位置に透明部材で形成された透明窓９１が設けられている。また、該回収ボックス７５の内壁であって、前記透明窓９１と対向する位置に光を反射する反射部材９２が設けられている。また、スライドカバー８１の一部に開口９３が形成されており、前記検知モードに入ると、新品検知手段６０、開口９３、透明窓９１および反射部材９２が一直線上に整列するようになっている。
【００３１】
新品検知手段６０は前記したように例えば反射型フォトセンサ等から構成されているので、劣化した現像剤が回収ボックス７５に回収されていない場合には、該新品検知手段６０から検知光ｓ1 が出力されると、検知光ｓ1 は透明窓９１を通って反射部材９２に当り反射し、反射光ｓ2 は該透明窓９１を通って新品検知手段６０の受光部に入り検出される。新品検知手段６０は該反射光ｓ2 の光量が所定のしきい値以上であると、現像剤カートリッジ５０が新品であると判断する。逆に現像剤カートリッジ５０が新品でない時には、回収された現像剤が回収ボックス７５内に溜まり、反射部材９２を覆うので反射光が弱まる。このため、前記反射光ｓ2 の光量は該しきい値未満となり、新品でないと判断される。
【００３２】
なお、この形態によれば、検知光の光路に対して、前記開口９３、透明窓９１および反射部材９２がずれ、検知光が新品検知手段６０の受光部で殆ど又は全く検知されない時には、現像剤カートリッジ５０がセット不良であると判定することもできる。
【００３３】
また、本形態において、反射部材９２を、図５に示されているように、曲面状に形成し、該曲面の仮想円の中心が回収ボックス７５の中心Ｏとほぼ一致するようにすると、現像剤カートリッジ５０の回転方向ｚの位置が多少ずれても、検知光ｓ1 と反射部材９２の反射点との位置（角度）は相対的に変わらず、誤検知の可能性を低減できるようになる。
【００３４】
次に、現像剤カートリッジ５０が新品であるか否かを判定するための、現像剤カートリッジに関する第２の形態を説明する。この形態は、図７に示されているように、新品検知手段６０から出た光ｓ1'が透明窓９１の表面で反射し、反射光ｓ2'が新品検知手段６０に入力して、現像剤カートリッジ５０が新品でないにも拘らず新品であると誤検知される恐れを解消するようにしたものである。
【００３５】
この形態は、図８に示されているように、前記透明窓９１の表面の予定位置、例えば中央部領域に、前記検知光が該外表面で反射して予定の方向に進むのを阻止する手段、例えば光拡散部材９４を設けた点に特徴がある。この構成によれば、検知光ｓ1'は光拡散部材９４に拡散され反射光ｓ2'とならず、ｓ3'となる。このため、反射光ｓ3'は新品検知手段６０の受光部で検知されなくなり、誤検知を防止できるようになる。なお、前記光拡散部材９４に代え光吸収部材を設けても良い。また、光拡散部材９４としては、透明窓９１の表面に形成された凸部、凹部または粗面であっても良いし、該表面に塗布または固着された、他の材料からなる光拡散部材であっても良い。
【００３６】
次に、現像剤カートリッジ５０が新品であるか否かを判定するための、現像剤カートリッジに関する第３の形態を説明する。この形態は、図９に示されているように、新品検知手段６０から出た検知光ｓ1'が透明窓９１の内面に付着したトナー（特に、Ｙ色トナー）で反射し、反射光ｓ2'が新品検知手段６０に入力して、新品であると誤検知される恐れを解消するようにしたものである。回収ボックス７５がＹ色の現像剤を回収するものである場合には、Ｙ色のトナーが透明窓９１の内面に付着すると該内面の反射率が大きくなり、前記した誤検知が起きる恐れが大きくなる。
【００３７】
そこで、本形態では、図１０、図１１に示されているように、検知光ｓ1'が透明窓９１の内面で反射して新品検知手段６０の受光部に至る経路に、光拡散部材（又は、光吸収部材）９５、９６を設けた。この構成によれば、透明窓９１の内面に付着したトナーで光が反射しても、反射光は新品検知手段６０の受光部に届かないので、誤検知を防止できる。
【００３８】
次に、現像剤カートリッジ５０が新品であるか否かを判定するための、現像剤カートリッジに関する第４の形態を説明する。この形態は、特にＹ色の現像剤カートリッジ５０が新品であるかないかを信頼性高く検知できるようにしたものである。すなわち、該現像剤カートリッジ５０の交換時には当然新品であると判定されるが、Ｙ色トナーは光反射率が高いので、該現像剤カートリッジ５０が使用されてＹ色トナーが反射部材９２（図５、図６参照）に付着または堆積された後も、新品と誤判定される恐れがある。この形態は、この恐れを低減または防止するようにしたものである。
【００３９】
この形態では、図１２に示されているように、前記透明窓９１の内面９１ｂを粗面にし、かつその粗さは使用するトナーの平均粒径より大きくした。この構成によれば、該内面９１ｂの粗面にＹ色トナーが効率良く付着するので、検知光ｓ1'と、反射部材９２上に存在するトナーによって反射された反射光ｓ2'が共に該粗面を通過することになり、反射光ｓ2'の光量が減衰されるので、誤検知を防止できるようになる。なお、該粗面に付着したトナーにより直接反射する光による誤検知は、透明窓９１の表面に、図９〜図１１を参照して説明した対策を講じることにより防止できる。
【００４０】
次に、本形態の効果を実験的に確かめたので、該実験結果を図１３(a) 〜(f) を参照して説明する。
同図(a) は新品検知手段６０から出力された検知光をＹ色現像剤１００に直接当てその反射光を受光部で検知した実験例を示し、同図(b) は該実験例の実験結果を示すものである。該(b) 図の横軸はトナーとキャリアとの構成比を現すＴＣ％、縦軸は新品検知手段６０の検知光を出力する発光ダイオードに印加する電圧を示している。該横軸の例えば「４」は、トナーが４％、キャリアが９６％であることを示している。そして、該(b) 図の棒グラフの区間は、発光ダイオードに印加する電圧が該区間の範囲内であれば、現像剤の有無を正常に判別できることを示している。上記のことは、(d) 図、(f) 図においても同様である。
【００４１】
(b) 図において、例えば、横軸のＴＣ％が４％の時には、発光ダイオード印加電圧が２．２〜４．７Ｖの範囲であればＹ色の現像剤が存在するかしないかを正常に判別でき、この範囲外であれば正常に判別できないことを示している。すなわち、発光ダイオードに印加する電圧が２．２Ｖ以下で、発光ダイオードから発光される光量が少なすぎると受光部の受光量が小さ過ぎて誤検知され、逆に４．７Ｖ以上で発光ダイオードから発光される検知光の光量が多過ぎると、Ｙ色現像剤の有無に関係なく、受光部の受光量がしきい値より大きくなって、誤検知されることを示している。なお、Ｙ色トナーが１００％の時には、Ｙ色トナーの反射率が反射部材９２の反射率に近いので、Ｙ色トナーの有無を正常に判別できる発光ダイオード印加電圧の範囲は非常に狭いことを示している。
【００４２】
同図(c) は新品検知手段６０から出力された検知光ｓ1 を前記透明窓９１を通してＹ色現像剤１００に当てた場合の実験例を示し、同図(d) はその実験結果を示している。該(d) 図から、検知光ｓ1 を透明窓９１を通すと、Ｙ色現像剤が存在するかしないかを正常に判別できる発光ダイオード印加電圧の範囲が(b) 図の場合より広がることが分かる。
【００４３】
次に、同図(e) は透明窓９１の内面に前記粗面９１ｂを形成した場合の実験例を示し、その実験結果である同図(f) から、Ｙ色の現像剤が存在するかしないかを正常に判別できる発光ダイオード印加電圧の範囲が(d) 図の場合よりさらに広がることが分かる。これは、該粗面９１ｂに付着したＹ色トナーが検知光ｓ1 と反射光ｓ2 を減衰させるためであると考えられる。
【００４４】
現像剤カートリッジ５０が新品であるか否かを判定するための、現像剤カートリッジに関する本発明の第１実施形態では、透明窓９１の内面９１ｂに粘性を持たせ、該透明窓９１の内面９１ｂにＹ色のトナーが付着するようにしている。該粘性を持たせる手段としては、例えば透明な両面テープを使用することができる。この構成によれば、内面９１ｂにＹ色トナーが効率良く付着するので、検知光ｓ 1' と、反射部材９２上に存在するトナーによって反射された反射光ｓ 2' が共にトナーが付着した透明窓を通過することになり、反射光ｓ 2' の光量が減衰されるので、誤検知を防止できるようになる。
【００４５】
前記の説明は、Ｙ色の現像剤を収容する現像剤カートリッジについて説明したが、本実施形態はＹ色以外の現像剤を収容する現像剤カートリッジにも有効であることは明らかである。
【００４６】
次に、現像剤カートリッジ５０が新品であるか否かを判定するための、現像剤カートリッジに関する第５の形態を説明する。この形態は、図１４に示されているように、反射部材９２の検知光ｓ1 反射光ｓ2 のなす鋭角の間に、検知光が透過できない光遮蔽部材１１０を設けた点に特徴がある。この特徴によれば、Ｙ色現像剤がない時には反射光ｓ2 は光遮蔽部材１１０に影響されずに新品検知手段６０の受光部に届くが、Ｙ色現像剤１１１が存在すると、その表面で反射された光は光遮蔽部材１１０で遮蔽されることになり、新品検知手段６０の受光部に届かなくなる。したがって、誤検知を防止することができるようになる。
【００４７】
次に、現像剤カートリッジ５０が新品であるか否かを判定するための、現像剤カートリッジに関する第６の形態を説明する。この形態は、図１５に示されているように、透明窓９１の内面を回収ボックス７５の周囲面より凸にした点に特徴がある。この特徴によれば、現像剤カートリッジ５０が回転体３０の回転によって回転しても、該透明窓９１の内面にトナーが付着しにくくなり、誤検知の可能性を低減させることができる。
【００４８】
すなわち、操作者が新しい現像剤カートリッジ５０を回転体３０に装着する時には、新しい現像剤カートリッジ５０を装着した後該回転体３０を手で回したり、検知モードに入った後に自動的に回動させられたりして、交換された新しい現像剤カートリッジ５０が新品検知手段６０と対向する位置に担持されるまでには、回転体３０は少なくとも１回転以上回転させられることになり、この間に回収現像剤が回収ボックス７５に入り、透明窓９１の内面に付着することがありうる。そうすると、現像剤カートリッジ５０が新品であるに拘らず、旧品と誤検知される恐れが生じるが、透明窓９１の内面を回収ボックス７５の周囲面より凸にすると、回収現像剤が該透明窓９１の内面に付着する可能性を低減することができるようになる。
【００４９】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、図１５に示されているように、反射部材９２の内面を回収ボックス７５の周囲面より、凸にした点に特徴がある。この特徴によれば、現像剤カートリッジ５０が回転体３０の回転によって回転しても、該反射部材９２の内面にトナーが付着しにくくなり、新品を旧品と誤検知する可能性を低減させることができる。
【００５０】
次に、現像剤カートリッジ５０が一度新品と判定された時には、プリント動作が所定量以上になるまでは、再度新品検知が行われても、トナーライフカウンタをクリアしないようにし、新品検知が誤検知されてもこれがトナーライフカウンタに影響を与えないようにした第７の形態を説明する。これは、一度新品の現像剤カートリッジ５０を回転体３０に装着し、新品検知でトナーライフカウンタをクリアした後、プリント動作をある程度行ってトナーを消費した場合であっても、再度新品検知をした時に回収ボックス７５内への回収現像剤量が少い場合には、新品であると誤検知され、トナーライフカウンタが再度クリアされる恐れがあるからである。なお、該誤検知により、トナーライフカウンタがクリアされると、現像剤カートリッジ５０内の現像剤残量とトナーライフカウンタとの相関が取れなくなり、現像剤カートリッジ５０の交換の指示を正確に出せなくなるという不具合を生ずる。
【００５１】
図１６を参照して、本実施形態の機能を説明する。ステップＳ１では、装置の電源がオンされたか否かが判断される。電源がオンされると必ず検知モードが実行されるので、ステップＳ２の判断が行われる。なお、検知モードは、電源オンのときに限らず、装置のカバーが開閉された時にも行うことができる。ステップＳ２の判断が肯定の時には、ステップＳ３に進んで、トナーライフカウンタをクリアし、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、フラグをオンにする。ステップＳ６ではプリント動作を行い、ステップＳ７では該プリント動作の進行と同期してトナーライフカウンタをカウントアップする。ステップＳ８では、電源がオフされたか否かを判断し、この判断が否定の時にはステップＳ９に進んで、トナーライフカウンタのカウント値が所定値Ｎ以上になったか否かが判断される。この判断が否定の時にはステップＳ２に戻って新品検知がなされたか否かが判断される。この判断が否定の時には、ステップＳ６に進んで、プリント動作が続行され、これと同期してトナーライフカウンタはカウントアップされる。
【００５２】
さて、一旦電源がオフされて再度電源がオンされたとか、電源がオンされている間に前記装置のカバーが開閉された等して、ステップＳ２の判断が肯定になったとすると、ステップＳ３に進み、フラグがオンであるか否かの判断が行われる。現在の状態では該フラグはオンされているから、ステップＳ３の判断は肯定となり、ステップＳ４、Ｓ５をスキップしてステップＳ６に進む。したがって、トナーライフカウンタのカウント値が所定値Ｎになるまでは、現像剤カートリッジ５０が新品であると誤検知されても、トナーライフカウンタはクリアされない。
【００５３】
ステップＳ６のプリント動作がどんどん行われ、これに応じてトナーライフカウンタがカウントアップされ、ステップＳ９の判断が肯定になると、ステップＳ１０に進んで、前記フラグがオフにされる。その後、ステップＳ２で新品検知が行われると、これは正しい新品検知とみなされ、ステップＳ４でトナーライフカウンタはクリアされる。なお、カウント値が所定値Ｎ以上になった時には、回収現像剤量は多くなっており、新品であると誤検知される恐れは殆どないからである。したがって、本実施形態でも、現像剤カートリッジ５０が新品であると誤検知された時の問題を回避することができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１〜２の発明によれば、新品であるか否かの誤判定を低減または防止した現像剤カートリッジを提供することができ
【００５５】
また、請求項２の発明によれば、Ｙ色現像剤カートリッジに対しても、新品であるか否かの判定を信頼性高く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用して好適なプリンタ装置の概略構成図である。
【図２】図１の回転式現像装置の構成を示す図である。
【図３】現像剤カートリッジの概略構成の斜視図である。
【図４】図３の現像剤カートリッジの分解斜視図である。
【図５】図３のＡ−Ａ´線断面図である。
【図６】現像剤カートリッジが新品であるか否かを判定するための第１の形態を含む、図３のＢ−Ｂ´線断面図である。
【図７】現像剤カートリッジに関する第２の形態を説明する断面図である。
【図８】現像剤カートリッジに関する第２の形態を説明する一部断面図である。
【図９】現像剤カートリッジに関する第３の形態を説明する断面図である。
【図１０】現像剤カートリッジに関する第３の形態を説明する一部断面図である。
【図１１】現像剤カートリッジに関する第３の形態を説明する一部断面図である。
【図１２】現像剤カートリッジに関する第４の形態を説明する一部断面図である。
【図１３】第４の形態の効果の説明図である。
【図１４】現像剤カートリッジに関する第５の形態を説明する断面図である。
【図１５】現像剤カートリッジに関する第６の形態および本発明の第２施形態を説明する断面図である。
【図１６】本発明の第３実施形態の機能を説明するフローチャートである。
【発明の属する技術分野】
この発明は現像装置および現像剤カートリッジに関し、特に記録用紙上にトナー画像を形成するプリンタ装置、複写機、またはファクシミリ装置等において、現像器内の過剰な現像剤を回収する機能を備えた現像装置および現像剤カートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプリンタ、ファクシミリ装置、複写機等においては、トナー供給カートリッジ内のトナー残量を透磁率センサ等のセンサで検知し、該トナー供給カートリッジの交換時期を制御パネル上に表示することにより使用者に通知する方式が実施されている。
【０００３】
また、トナーの使用量をカウントし、トナー供給カートリッジ内のトナー残量を算出するトナーライフカウンタを持ち、このカウント値からトナー供給カートリッジの交換時期を制御パネル上に表示する方式が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
現在本発明者等が検討している画像形成装置の現像剤カートリッジは、現像剤として平均粒径が６〜１１μｍの非磁性トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤を用いたものである。二成分現像剤は、通常、画像形成が繰り返し行われると、帯電性が低下し、いずれ交換が必要となる。
【０００５】
この二成分現像剤を用いる現像剤カートリッジの交換時期を調べるために、前記透磁率センサを用いる方式を採用すると、現像剤カートリッジ内の非磁性トナーと磁性キャリアの混合分布が均一でないために、精度の良いデータが得られないという問題があった。
【０００６】
また、前記のトナーライフカウンタを使用した方式では、新品の現像剤カートリッジが装着されたという信号により前記トナーライフカウンタはクリアされるが、例えば一度画像形成装置から取出したカートリッジをそのまま再装着すると、該トナーライフカウンタはリセットされる。そこで、この状態でプリントを継続すると、カートリッジの交換時期が制御パネル上に表示される前に、現像器のトナーが許容量以上に消費され、画像濃度が低くなってしまうという問題がある。この問題を解決するために、実開平１−１８１０４７号公報には、カートリッジをカートリッジ収納容器にセットし回転させると、カートリッジに取付けた検知部材（例えば、リム）がセット検知スイッチと係合して折れ、その後は二度とセット検知スイッチと係合できないようにすることを提案している。
【０００７】
しかしながら、この公報に記された方式では、前記リムを折るための回転力を得るためにかなり大きな力がいるという問題があった。また該公報に記された方式を、回転装置に複数個の現像器を装着し該回転装置を回転させて潜像担持体上に形成された潜像を多色現像する現像装置に適用すると、電気配線の接続部が複雑になり、信頼性の低下を招くと共に、装置が大型化するという問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、前記した従来技術の問題点を除去し、単独の現像器に現像剤を補給するために使用される現像剤カートリッジの場合は勿論、回転装置に装着された複数個の現像器に現像剤を補給するために使用される現像剤カートリッジにおいても、信頼性が高く、かつ装置の大型化を招くことなくその新旧を判別できる現像剤カートリッジおよび現像装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、現像剤を収容する筒状の現像剤収容部と、該現像剤収容部の一端に装着された現像剤回収ボックスとを備えた現像剤カートリッジにおいて、現像器を複数個保持して回転する回転式現像装置の該現像器に着脱可能であって、該現像剤回収ボックスの一部に検知光を通す透明窓を設け、該現像剤回収ボックスの内面であって該透明窓と対向する位置に検知光反射部材を設け、前記検知光反射部材の内面を、その周囲面より突出させた点に第１の特徴がある。また、前記透明窓の内表面の少くとも前記検知光の通過領域に、粘性を持たせた点に第２の特徴がある。
【００１１】
前記第１、第２の特徴によれば、新品であるか否かの誤判定を低減または防止した現像剤カートリッジを提供することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。まず、本発明が適用される装置の一例であるフルカラープリンタ装置の概略の構成を、図１を参照して説明する。
【００１３】
図示されているように、感光体１の周囲には、帯電ロール３、露光装置４、現像アセンブリ５、濃度センサ６、転写ロール７、クリーナ装置８が配置されている。前記現像アセンブリ５は、フルカラー現像のための４台の現像装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃおよび５Ｋからなり、各現像装置は、それぞれ、感光体１上の潜像をイエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）および黒（Ｋ）のトナーで現像する。各色のトナーを現像する際には、図示しないモータによって現像アセンブリ５を矢印Ｒ方向に回転させ、当該色の現像装置が感光体１に当接するように位置合わせされる。感光体１上に現像された各色のトナー像は、転写ロール７によって中間転写体としてのベルト９に順次転写され、４色のトナー像が重ね合わされる。ベルト９はロール１０、１１、１２、および１３に張架されている。これらのうち、ロール１０は図示しない駆動源に結合されてベルト９を駆動する駆動ロールとして機能し、ロール１２は第２転写ロール１４のバックロールとして機能する。ベルト９を挟んでロール１３と対向する位置には、ベルトクリーナ１５が設けられていて、ベルト９上の残留トナーがブレードで掻き落とされる。
【００１４】
記録紙カセット１６、１７から引き出しロール１８、１９で搬送路に引き出された記録紙は、ロール対２０、２１、２２によってニップ部、つまり第２転写ロール１４とベルト９との当接部に給送される。ベルト９上に形成されたトナー像は、このニップ部で記録紙上に転写され、定着装置２３で熱定着されてトレイ２４またはトレイ２５に排出される。
【００１５】
感光体１またはベルト９からクリーナ８および１５で掻き落とされた廃トナーは廃トナー回収箱２６に回収される。特に、ベルトクリーナ１５から回収された廃トナーは管２７内をオーガ、搬送スクリュー等の搬送手段で廃トナー回収箱２６まで搬送される。
【００１６】
図２は、前記現像アセンブリ５、すなわち回転式現像装置の一具体例を示す断面図である。回転体３０のアーム３１には、図示されていない装着具により、現像装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃおよび５Ｋが実装されている。現像装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃおよび５Ｋは同構成であるので、現像装置５Ｙを代表に上げて説明すると、該現像装置５Ｙは現像器４０と現像剤カートリッジ５０から構成されている。
【００１７】
現像器４０内には、紙面に垂直な方向に長状のマグネットロール４１と、該マグネットロール４１と平行に延びる２本のスパイラルオーガ４２、４３が配置されている。ここで、マグネットロール４１が回転すると、スパイラルオーガ４２は該現像器４０内に収容されている現像剤４４を紙面と垂直な一方向に攪拌しながら搬送し、また、スパイラルオーガ４３はスパイラルオーガ４２の搬送方向とは逆方向に現像剤４４を攪拌しながら搬送して、現像剤４４をマグネットロール４１に均等に供給する。
【００１８】
マグネットロール４１は現像剤４４に含まれるキャリアを磁力によって吸着して磁気ブラシを形成し、キャリアに吸着したトナーを感光体１に供給する。これにより、感光体１上に形成された静電潜像は顕像化される。
【００１９】
現像剤カートリッジ５０は紙面に垂直な方向に長状の円筒体容器からなり、新しい現像剤の収容室と劣化した現像剤の回収室とに区分されている。新現像剤収容室には図示されていない供給口が設けられており、該供給口を介して新現像剤を現像器４０に導くためのほぼ円筒状のケーシング５１と通じている。該ケーシング５１内には、スパイラルオーガ５２が設置されており、補給される現像剤は該スパイラルオーガ５２により供給口５３に導かれ、現像器４０内に導入される。供給口５３の出口には、フラップ５４が設けられており、現像装置が位置Ｄにある時には開いている。
【００２０】
現像剤カートリッジ５０の劣化現像剤回収室５５には周回する回収通路５６が設けられており、該回収通路５６にはく字状に捻って折り曲げられた排出管５７が接続されている。該排出管５７の先端の回収口５８は現像器４０内に位置している。この回収口５８は前記供給口５３より上流側に向いており、スパイラルオーガ４２、４３によって攪拌・搬送されて現像器４０内を一周した現像剤が該供給口５３によって回収されるようになっている。
【００２１】
前記した現像装置５Ｙと同構成の現像装置５Ｋ、５Ｃ、５Ｍを有する回転式現像装置は、現像器がＤ位置にある時にフラップ５４は供給口５３を解放しており、必要に応じて新現像剤が現像器４０内に補給される。現像装置による感光体１上の潜像の現像が終わり、回転体が回転して現像装置がＤ位置からＥ位置に来ると、図示されているようにフラップ５４は半開きになると共に、回収口５８が上を向いて排出管５７を搬送される現像剤が逆流せずに、回収通路５６の方に流れる。この劣化現像剤は、現像装置がＦ位置からＧ位置に至までに回収通路５６を通って劣化現像剤回収室へ落とし込まれる。このように、周回する回収通路５６を設けることによって、回収される現像剤は現像器４０へ逆流することはなくなる。 一方、現像装置がＧ位置からＤ位置に至る途中で、現像剤カートリッジ５０内に設けられた図示されていないアジテータの作用により新現像剤はケーシング５１へと送られ、該ケーシング５１内のスパイラルオーガ５２により供給口５３へと導かれる。この時、フラップ５４は再び解放するので、新現像剤は現像器４０内に補給される。
【００２２】
前記した構成の回転式現像装置には、本発明により、その回転動作範囲外の所定の位置に、該現像剤カートリッジ５０が新品であるか否かを検知するための例えば反射型フォトセンサ等からなる新品検知手段６０が配置されている。
【００２３】
該新品検知手段６０は通常の現像時には現像剤カートリッジ５０と対向しないが、検知モードに入ると回転体３０のアーム３１が所定角度回転し、４個の現像剤カートリッジ５０のうちの一つが該新品検知手段６０と対向する基準位置（ホームポジション）に停止するように構成されている。具体的には、まずＹ色の現像剤カートリッジが該新品検知手段６０と対向して停止させられ、この現像剤カートリッジの検査が終ると回転体３０が９０度時計方向に回転させられ、次のＭ色の現像剤カートリッジが検知位置に停止させられて検査が行われる。同様に、Ｃ、Ｋ色の現像剤カートリッジは、回転体３０が９０度づつ時計方向に回転させられ検査される。
【００２４】
この実施形態では、非接触により現像剤カートリッジを検査できるようにしたので、構造を簡略化することができ、かつ回転式現像装置と本体との電気接点を削除できる。また、複数の現像剤カートリッジを一つの新品検知手段６０で行えるようにしたので、該新品検知手段６０のハーネス引回しが簡略化でき、また、装置の部品の削減、装置の小形化を達成できる。
【００２５】
なお、現像剤カートリッジ５０内で長時間の不使用等のために現像剤が固まりかけていたような場合には、この９０度毎の停止動作の衝撃により現像剤が攪拌され、現像剤カートリッジ５０内の現像剤攪拌部材が大きなトルクを受けて破損するのを防止することができるようになる。
【００２６】
次に、該現像剤カートリッジ５０の概略の構成について、図３の斜視図と図４の分解斜視図を参照して説明する。現像剤カートリッジ５０は、新しい現像剤を収容する収容ケース６１と、その一端を封鎖する脱着可能なキャップ６２と、収容ケース６１から該新しい現像剤を現像装置に供給するための通路の入り口である供給口６３と、現像装置から回収された劣化現像剤を取込む取込口７２と、該取込口７２を通って回収された劣化現像剤を収容する回収ケース７１と、該回収ケース７１に嵌め込まれる回収ボックス７５を有している。回収ボックス７５には、図４に示されているように、張出片７６が形成されており、該張出片７６に穿設された開口７７は回収ケース７１に回収ボックス７５が嵌め込まれた時、取込口７２と連通するようになっている。該回収ボックス７５には、ハンドル７８を有するキャップ７９が圧入によりはめ込まれるようになっている。
【００２７】
前記供給口６３と取込口７２の周辺には、周方向に沿って凹状部が形成されており、該凹状部がガイド溝を形成している。このガイド溝には現像剤カートリッジ５０の外面に沿って円弧状に湾曲したシャッタ７３が周方向へスライド可能に取り付けられている。また、回収ボックス７５と回収ケース７１の一部を取り囲むように、筒状のスライドカバー８１がスライド可能に装着されている。このスライドカバー８１はスプリング８２でシャッタ７３を覆う方向へ付勢されている。
【００２８】
このため、現像剤カートリッジ５０が回転体３０の現像剤カートリッジ装着部に装着されていない時には、シャッタ７３は供給口６３と取込口７２を図示されていない手段からの弾性力により塞ぎ、さらにその上を、スライドカバー８１が覆うようになる。
【００２９】
一方、該現像剤カートリッジ５０が回転体３０の現像剤カートリッジ装着部に挿入されると、前記シャッタ７３の幅方向に設けられている長溝７４が該現像剤カートリッジ装着部に形成された突起と係合し、前記ハンドル７８を指で摘んで回すと、現像剤カートリッジ５０が回動してシャッタ７３が移動し、供給口６３と取込口７２が開くようにされている。また、スライドカバー８１の傾斜した開放端が装置側の図示しないストッパに当り、シャッタ７３を露出させる。図３は、現像剤カートリッジ５０が現像剤カートリッジ装着部に装着された状態を示している。また、図４のシャッタ７３は供給口６３と取込口７２を覆った状態を示している。
【００３０】
次に、現像剤カートリッジ５０が新品であるか否かを判定するための、現像剤カートリッジに関する第１の形態について、図３、図４、図５、および図６を参照して説明する。図５は図３をＡ−Ａ´線で切った断面図、図６はＢ−Ｂ´線で切った断面図である。本形態では、回収ボックス７５の容器壁の一部であってキャップ７９の底部に近い位置に透明部材で形成された透明窓９１が設けられている。また、該回収ボックス７５の内壁であって、前記透明窓９１と対向する位置に光を反射する反射部材９２が設けられている。また、スライドカバー８１の一部に開口９３が形成されており、前記検知モードに入ると、新品検知手段６０、開口９３、透明窓９１および反射部材９２が一直線上に整列するようになっている。
【００３１】
新品検知手段６０は前記したように例えば反射型フォトセンサ等から構成されているので、劣化した現像剤が回収ボックス７５に回収されていない場合には、該新品検知手段６０から検知光ｓ1 が出力されると、検知光ｓ1 は透明窓９１を通って反射部材９２に当り反射し、反射光ｓ2 は該透明窓９１を通って新品検知手段６０の受光部に入り検出される。新品検知手段６０は該反射光ｓ2 の光量が所定のしきい値以上であると、現像剤カートリッジ５０が新品であると判断する。逆に現像剤カートリッジ５０が新品でない時には、回収された現像剤が回収ボックス７５内に溜まり、反射部材９２を覆うので反射光が弱まる。このため、前記反射光ｓ2 の光量は該しきい値未満となり、新品でないと判断される。
【００３２】
なお、この形態によれば、検知光の光路に対して、前記開口９３、透明窓９１および反射部材９２がずれ、検知光が新品検知手段６０の受光部で殆ど又は全く検知されない時には、現像剤カートリッジ５０がセット不良であると判定することもできる。
【００３３】
また、本形態において、反射部材９２を、図５に示されているように、曲面状に形成し、該曲面の仮想円の中心が回収ボックス７５の中心Ｏとほぼ一致するようにすると、現像剤カートリッジ５０の回転方向ｚの位置が多少ずれても、検知光ｓ1 と反射部材９２の反射点との位置（角度）は相対的に変わらず、誤検知の可能性を低減できるようになる。
【００３４】
次に、現像剤カートリッジ５０が新品であるか否かを判定するための、現像剤カートリッジに関する第２の形態を説明する。この形態は、図７に示されているように、新品検知手段６０から出た光ｓ1'が透明窓９１の表面で反射し、反射光ｓ2'が新品検知手段６０に入力して、現像剤カートリッジ５０が新品でないにも拘らず新品であると誤検知される恐れを解消するようにしたものである。
【００３５】
この形態は、図８に示されているように、前記透明窓９１の表面の予定位置、例えば中央部領域に、前記検知光が該外表面で反射して予定の方向に進むのを阻止する手段、例えば光拡散部材９４を設けた点に特徴がある。この構成によれば、検知光ｓ1'は光拡散部材９４に拡散され反射光ｓ2'とならず、ｓ3'となる。このため、反射光ｓ3'は新品検知手段６０の受光部で検知されなくなり、誤検知を防止できるようになる。なお、前記光拡散部材９４に代え光吸収部材を設けても良い。また、光拡散部材９４としては、透明窓９１の表面に形成された凸部、凹部または粗面であっても良いし、該表面に塗布または固着された、他の材料からなる光拡散部材であっても良い。
【００３６】
次に、現像剤カートリッジ５０が新品であるか否かを判定するための、現像剤カートリッジに関する第３の形態を説明する。この形態は、図９に示されているように、新品検知手段６０から出た検知光ｓ1'が透明窓９１の内面に付着したトナー（特に、Ｙ色トナー）で反射し、反射光ｓ2'が新品検知手段６０に入力して、新品であると誤検知される恐れを解消するようにしたものである。回収ボックス７５がＹ色の現像剤を回収するものである場合には、Ｙ色のトナーが透明窓９１の内面に付着すると該内面の反射率が大きくなり、前記した誤検知が起きる恐れが大きくなる。
【００３７】
そこで、本形態では、図１０、図１１に示されているように、検知光ｓ1'が透明窓９１の内面で反射して新品検知手段６０の受光部に至る経路に、光拡散部材（又は、光吸収部材）９５、９６を設けた。この構成によれば、透明窓９１の内面に付着したトナーで光が反射しても、反射光は新品検知手段６０の受光部に届かないので、誤検知を防止できる。
【００３８】
次に、現像剤カートリッジ５０が新品であるか否かを判定するための、現像剤カートリッジに関する第４の形態を説明する。この形態は、特にＹ色の現像剤カートリッジ５０が新品であるかないかを信頼性高く検知できるようにしたものである。すなわち、該現像剤カートリッジ５０の交換時には当然新品であると判定されるが、Ｙ色トナーは光反射率が高いので、該現像剤カートリッジ５０が使用されてＹ色トナーが反射部材９２（図５、図６参照）に付着または堆積された後も、新品と誤判定される恐れがある。この形態は、この恐れを低減または防止するようにしたものである。
【００３９】
この形態では、図１２に示されているように、前記透明窓９１の内面９１ｂを粗面にし、かつその粗さは使用するトナーの平均粒径より大きくした。この構成によれば、該内面９１ｂの粗面にＹ色トナーが効率良く付着するので、検知光ｓ1'と、反射部材９２上に存在するトナーによって反射された反射光ｓ2'が共に該粗面を通過することになり、反射光ｓ2'の光量が減衰されるので、誤検知を防止できるようになる。なお、該粗面に付着したトナーにより直接反射する光による誤検知は、透明窓９１の表面に、図９〜図１１を参照して説明した対策を講じることにより防止できる。
【００４０】
次に、本形態の効果を実験的に確かめたので、該実験結果を図１３(a) 〜(f) を参照して説明する。
同図(a) は新品検知手段６０から出力された検知光をＹ色現像剤１００に直接当てその反射光を受光部で検知した実験例を示し、同図(b) は該実験例の実験結果を示すものである。該(b) 図の横軸はトナーとキャリアとの構成比を現すＴＣ％、縦軸は新品検知手段６０の検知光を出力する発光ダイオードに印加する電圧を示している。該横軸の例えば「４」は、トナーが４％、キャリアが９６％であることを示している。そして、該(b) 図の棒グラフの区間は、発光ダイオードに印加する電圧が該区間の範囲内であれば、現像剤の有無を正常に判別できることを示している。上記のことは、(d) 図、(f) 図においても同様である。
【００４１】
(b) 図において、例えば、横軸のＴＣ％が４％の時には、発光ダイオード印加電圧が２．２〜４．７Ｖの範囲であればＹ色の現像剤が存在するかしないかを正常に判別でき、この範囲外であれば正常に判別できないことを示している。すなわち、発光ダイオードに印加する電圧が２．２Ｖ以下で、発光ダイオードから発光される光量が少なすぎると受光部の受光量が小さ過ぎて誤検知され、逆に４．７Ｖ以上で発光ダイオードから発光される検知光の光量が多過ぎると、Ｙ色現像剤の有無に関係なく、受光部の受光量がしきい値より大きくなって、誤検知されることを示している。なお、Ｙ色トナーが１００％の時には、Ｙ色トナーの反射率が反射部材９２の反射率に近いので、Ｙ色トナーの有無を正常に判別できる発光ダイオード印加電圧の範囲は非常に狭いことを示している。
【００４２】
同図(c) は新品検知手段６０から出力された検知光ｓ1 を前記透明窓９１を通してＹ色現像剤１００に当てた場合の実験例を示し、同図(d) はその実験結果を示している。該(d) 図から、検知光ｓ1 を透明窓９１を通すと、Ｙ色現像剤が存在するかしないかを正常に判別できる発光ダイオード印加電圧の範囲が(b) 図の場合より広がることが分かる。
【００４３】
次に、同図(e) は透明窓９１の内面に前記粗面９１ｂを形成した場合の実験例を示し、その実験結果である同図(f) から、Ｙ色の現像剤が存在するかしないかを正常に判別できる発光ダイオード印加電圧の範囲が(d) 図の場合よりさらに広がることが分かる。これは、該粗面９１ｂに付着したＹ色トナーが検知光ｓ1 と反射光ｓ2 を減衰させるためであると考えられる。
【００４４】
現像剤カートリッジ５０が新品であるか否かを判定するための、現像剤カートリッジに関する本発明の第１実施形態では、透明窓９１の内面９１ｂに粘性を持たせ、該透明窓９１の内面９１ｂにＹ色のトナーが付着するようにしている。該粘性を持たせる手段としては、例えば透明な両面テープを使用することができる。この構成によれば、内面９１ｂにＹ色トナーが効率良く付着するので、検知光ｓ 1' と、反射部材９２上に存在するトナーによって反射された反射光ｓ 2' が共にトナーが付着した透明窓を通過することになり、反射光ｓ 2' の光量が減衰されるので、誤検知を防止できるようになる。
【００４５】
前記の説明は、Ｙ色の現像剤を収容する現像剤カートリッジについて説明したが、本実施形態はＹ色以外の現像剤を収容する現像剤カートリッジにも有効であることは明らかである。
【００４６】
次に、現像剤カートリッジ５０が新品であるか否かを判定するための、現像剤カートリッジに関する第５の形態を説明する。この形態は、図１４に示されているように、反射部材９２の検知光ｓ1 反射光ｓ2 のなす鋭角の間に、検知光が透過できない光遮蔽部材１１０を設けた点に特徴がある。この特徴によれば、Ｙ色現像剤がない時には反射光ｓ2 は光遮蔽部材１１０に影響されずに新品検知手段６０の受光部に届くが、Ｙ色現像剤１１１が存在すると、その表面で反射された光は光遮蔽部材１１０で遮蔽されることになり、新品検知手段６０の受光部に届かなくなる。したがって、誤検知を防止することができるようになる。
【００４７】
次に、現像剤カートリッジ５０が新品であるか否かを判定するための、現像剤カートリッジに関する第６の形態を説明する。この形態は、図１５に示されているように、透明窓９１の内面を回収ボックス７５の周囲面より凸にした点に特徴がある。この特徴によれば、現像剤カートリッジ５０が回転体３０の回転によって回転しても、該透明窓９１の内面にトナーが付着しにくくなり、誤検知の可能性を低減させることができる。
【００４８】
すなわち、操作者が新しい現像剤カートリッジ５０を回転体３０に装着する時には、新しい現像剤カートリッジ５０を装着した後該回転体３０を手で回したり、検知モードに入った後に自動的に回動させられたりして、交換された新しい現像剤カートリッジ５０が新品検知手段６０と対向する位置に担持されるまでには、回転体３０は少なくとも１回転以上回転させられることになり、この間に回収現像剤が回収ボックス７５に入り、透明窓９１の内面に付着することがありうる。そうすると、現像剤カートリッジ５０が新品であるに拘らず、旧品と誤検知される恐れが生じるが、透明窓９１の内面を回収ボックス７５の周囲面より凸にすると、回収現像剤が該透明窓９１の内面に付着する可能性を低減することができるようになる。
【００４９】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、図１５に示されているように、反射部材９２の内面を回収ボックス７５の周囲面より、凸にした点に特徴がある。この特徴によれば、現像剤カートリッジ５０が回転体３０の回転によって回転しても、該反射部材９２の内面にトナーが付着しにくくなり、新品を旧品と誤検知する可能性を低減させることができる。
【００５０】
次に、現像剤カートリッジ５０が一度新品と判定された時には、プリント動作が所定量以上になるまでは、再度新品検知が行われても、トナーライフカウンタをクリアしないようにし、新品検知が誤検知されてもこれがトナーライフカウンタに影響を与えないようにした第７の形態を説明する。これは、一度新品の現像剤カートリッジ５０を回転体３０に装着し、新品検知でトナーライフカウンタをクリアした後、プリント動作をある程度行ってトナーを消費した場合であっても、再度新品検知をした時に回収ボックス７５内への回収現像剤量が少い場合には、新品であると誤検知され、トナーライフカウンタが再度クリアされる恐れがあるからである。なお、該誤検知により、トナーライフカウンタがクリアされると、現像剤カートリッジ５０内の現像剤残量とトナーライフカウンタとの相関が取れなくなり、現像剤カートリッジ５０の交換の指示を正確に出せなくなるという不具合を生ずる。
【００５１】
図１６を参照して、本実施形態の機能を説明する。ステップＳ１では、装置の電源がオンされたか否かが判断される。電源がオンされると必ず検知モードが実行されるので、ステップＳ２の判断が行われる。なお、検知モードは、電源オンのときに限らず、装置のカバーが開閉された時にも行うことができる。ステップＳ２の判断が肯定の時には、ステップＳ３に進んで、トナーライフカウンタをクリアし、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、フラグをオンにする。ステップＳ６ではプリント動作を行い、ステップＳ７では該プリント動作の進行と同期してトナーライフカウンタをカウントアップする。ステップＳ８では、電源がオフされたか否かを判断し、この判断が否定の時にはステップＳ９に進んで、トナーライフカウンタのカウント値が所定値Ｎ以上になったか否かが判断される。この判断が否定の時にはステップＳ２に戻って新品検知がなされたか否かが判断される。この判断が否定の時には、ステップＳ６に進んで、プリント動作が続行され、これと同期してトナーライフカウンタはカウントアップされる。
【００５２】
さて、一旦電源がオフされて再度電源がオンされたとか、電源がオンされている間に前記装置のカバーが開閉された等して、ステップＳ２の判断が肯定になったとすると、ステップＳ３に進み、フラグがオンであるか否かの判断が行われる。現在の状態では該フラグはオンされているから、ステップＳ３の判断は肯定となり、ステップＳ４、Ｓ５をスキップしてステップＳ６に進む。したがって、トナーライフカウンタのカウント値が所定値Ｎになるまでは、現像剤カートリッジ５０が新品であると誤検知されても、トナーライフカウンタはクリアされない。
【００５３】
ステップＳ６のプリント動作がどんどん行われ、これに応じてトナーライフカウンタがカウントアップされ、ステップＳ９の判断が肯定になると、ステップＳ１０に進んで、前記フラグがオフにされる。その後、ステップＳ２で新品検知が行われると、これは正しい新品検知とみなされ、ステップＳ４でトナーライフカウンタはクリアされる。なお、カウント値が所定値Ｎ以上になった時には、回収現像剤量は多くなっており、新品であると誤検知される恐れは殆どないからである。したがって、本実施形態でも、現像剤カートリッジ５０が新品であると誤検知された時の問題を回避することができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１〜２の発明によれば、新品であるか否かの誤判定を低減または防止した現像剤カートリッジを提供することができ
【００５５】
また、請求項２の発明によれば、Ｙ色現像剤カートリッジに対しても、新品であるか否かの判定を信頼性高く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用して好適なプリンタ装置の概略構成図である。
【図２】図１の回転式現像装置の構成を示す図である。
【図３】現像剤カートリッジの概略構成の斜視図である。
【図４】図３の現像剤カートリッジの分解斜視図である。
【図５】図３のＡ−Ａ´線断面図である。
【図６】現像剤カートリッジが新品であるか否かを判定するための第１の形態を含む、図３のＢ−Ｂ´線断面図である。
【図７】現像剤カートリッジに関する第２の形態を説明する断面図である。
【図８】現像剤カートリッジに関する第２の形態を説明する一部断面図である。
【図９】現像剤カートリッジに関する第３の形態を説明する断面図である。
【図１０】現像剤カートリッジに関する第３の形態を説明する一部断面図である。
【図１１】現像剤カートリッジに関する第３の形態を説明する一部断面図である。
【図１２】現像剤カートリッジに関する第４の形態を説明する一部断面図である。
【図１３】第４の形態の効果の説明図である。
【図１４】現像剤カートリッジに関する第５の形態を説明する断面図である。
【図１５】現像剤カートリッジに関する第６の形態および本発明の第２施形態を説明する断面図である。
【図１６】本発明の第３実施形態の機能を説明するフローチャートである。
Claims (2)
- 現像剤を収容する筒状の現像剤収容部と、該現像剤収容部の一端に装着された現像剤回収ボックスとを備えた現像剤カートリッジにおいて、
現像器を複数個保持して回転する回転式現像装置の該現像器に着脱可能であって、該現像剤回収ボックスの一部に検知光を通す透明窓を設け、該現像剤回収ボックスの内面であって該透明窓と対向する位置に検知光反射部材を設け、前記検知光反射部材の内面を、その周囲面より突出させたことを特徴とする現像剤カートリッジ。 - 現像剤を収容する筒状の現像剤収容部と、該現像剤収容部の一端に装着された現像剤回収ボックスとを備えた現像剤カートリッジにおいて、
現像器を複数個保持して回転する回転式現像装置の該現像器に着脱可能であって、該現像剤回収ボックスの一部に検知光を通す透明窓を設け、該現像剤回収ボックスの内面であって該透明窓と対向する位置に検知光反射部材を設け、前記透明窓の内表面の少くとも前記検知光の通過領域に、粘性を持たせたことを特徴とする現像剤カートリッジ。
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