(57)【要約】【課題】  省スペースで配置自由度が高く、高精度かつ安価なトナー検出装置を提供すること。【解決手段】  トナー（導電性材料を含む）とトナーを収容する非導電性の容器と、容器を着脱自在に支持する容器支持部材と、容器に無線ＩＤチップを備え、無線ＩＤチップと電波の送受信を行い、無線ＩＤチップのＩＤナンバーを取得するＩＤリーダを備え、無線ＩＤチップをトナーが所定量に達した際にＩＤリーダの送信した電波が届いてもトナーの導電性材料により無線ＩＤチップが電波の送受信を行えない距離に配置した。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの導電性材料を含むトナーと前記トナーを収容する非導電性の容器と、前記容器を着脱自在に支持する非導電性の容器支持部材と、前記容器または支持部材のいずれか一方に少なくとも１つの無線ＩＤチップを備え、前記無線ＩＤチップに対して電波を送信し、無線ＩＤチップにＩＤナンバーを送信させ、送信された電波を受信し前記無線ＩＤチップのＩＤナンバーを取得するＩＤリーダを備え、
前記ＩＤリーダを前記容器内の前記トナー量に関わらず前記ＩＤリーダからの電波が無線ＩＤチップに届く位置に配置し、その上で、前記無線ＩＤチップを前記トナーが所定量に達した際に前記ＩＤリーダの送信した電波が前記無線ＩＤチップに届いても前記トナーの導電性材料の影響により前記無線ＩＤチップが電波の送受信を行えなくなる前記無線ＩＤチップの動作不能域に配置した事を特徴とするトナー検知装置。
【請求項２】
少なくとも１つの導電性材料を含むトナーと前記トナーを収容する非導電性の容器と、前記容器を着脱自在に支持する容器支持部材と、前記容器に少なくとも１つの無線ＩＤチップを備え、前記無線ＩＤチップに対して電波を送信し、無線ＩＤチップにＩＤナンバーを送信させ、送信された電波を受信し前記無線ＩＤチップのＩＤナンバーを取得するＩＤリーダを備え、
前記ＩＤリーダを前記容器内の前記トナー量に関わらず前記ＩＤリーダからの電波が無線ＩＤチップに届く位置に配置し、その上で、前記無線ＩＤチップを前記トナーが所定量に達した際に前記ＩＤリーダの送信した電波が前記無線ＩＤチップに届いても前記トナーの導電性材料の影響により前記無線ＩＤチップが電波の送受信を行えなくなる前記無線ＩＤチップの動作不能域に配置した事を特徴とするトナー検知装置。
【請求項３】
前記トナーは導電性材料として磁性体を含む１成分トナーである事を特徴とする請求項１〜２に記載のトナー検知装置。
【請求項４】
前記トナーは導電性材料のキャリアと非導電性材料の樹脂トナーで構成される２成分トナーである事を特徴とする請求項１〜２に記載のトナー検知装置。
【請求項５】
前記容器がトナー容器とフタで構成され、前記フタに前記無線ＩＤチップを備える事を特徴とする請求項１〜４に記載のトナー検知装置。
【請求項６】
前記フタに配置された前記無線ＩＤチップは、前記フタが前記トナー容器に取り付けたときに内側になる面に配置されている事を特徴とする請求項５に記載のトナー検知装置。
【請求項７】
前記フタに取り付けた前記無線ＩＤチップは、前記フタの凹部に埋め込まれている事を特徴とする請求項６に記載のトナー検知装置。
【請求項８】
前記容器に前記無線ＩＤチップを備え、前記トナー容器が前記トナーの付着を防止する機能を備える非導電性材料である事を特徴とする請求項１〜４に記載のトナー検知装置。
【請求項９】
前記トナー容器の材質がアクリルである事を特徴とする請求項８に記載のトナー検知装置。
【請求項１０】
前記容器の内壁に前記トナーの付着を防止する付着防止材を備え、前記付着防止材の前記トナーと接する面の反対側に前記無線ＩＤチップを備える事を特徴とする請求項１〜４に記載のトナー検知装置。
【請求項１１】
前記付着防止材がアクリルシートである事を特徴とする請求項１０に記載のトナー検知装置。
【請求項１２】
前記無線ＩＤチップを複数備え、前記無線ＩＤチップを前記容器内の前記トナーの堆積する方向に配置した事を特徴とする請求項１〜１１に記載のトナー検知装置。
【請求項１３】
前記トナーが所定量に達した際の前記無線ＩＤチップと前記トナーとの距離が５ｍｍ以下である事を特徴とする請求項１〜１２に記載のトナー検知装置。
【請求項１４】
前記無線ＩＤチップと前記ＩＤリーダを結ぶ直線上に前記トナーを含めて導電性材料を用いた部材がない事を特徴とする請求項１〜１３に記載のトナー検知装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４に記載のトナー検知装置を画像形成部にトナーを補給するトナー補給装置として備え、前記ＩＤリーダが前記無線ＩＤチップのＩＤナンバーを検出した時に容器内のトナーがなくなったと判断する制御部を備える事を特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
請求項１〜１４に記載のトナー検知装置を画像形成部から廃棄されるトナーの回収を行うトナー回収装置として備え、前記ＩＤリーダが前記無線ＩＤチップのＩＤナンバーを検出しなくなった時に容器内のトナーが所定量に達したと判断する制御部を備える事を特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
導電性部材と非導電性部材と、前記非導電性部材に取り付けた無線ＩＤチップと、前記無線ＩＤチップに対して電波を送信し、前記無線ＩＤチップにＩＤナンバーを送信させ、送信された電波を受信し前記無線ＩＤチップのＩＤナンバーを取得するＩＤリーダを備え、
前記ＩＤリーダを前記ＩＤリーダの送信した電波が前記導電性部材の有無に関わらず前記無線ＩＤチップに届く位置に配置し、その上で、前記無線ＩＤチップと前記導電性部材との位置が前記ＩＤリーダの送信した電波が前記無線ＩＤチップに届いているにも関わらず前記導電性部材の影響により前記無線ＩＤチップが電波の送受信を行えなくなる前記無線ＩＤチップの動作不能域に配置され時に前記ＩＤリーダが前記無線ＩＤチップのＩＤナンバーを取得できないことで、前記導電性部材が前記無線ＩＤチップに対して所定位置に存在するか否かを判定する事を特徴とする導電性部材と非導電性部材の位置検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンターなどの画像形成装置のトナー検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トナーを用いた画像形成を行う画像形成装置では容器内のトナー量を検出する方法として、ピエゾセンサを用いた方法や、透過型センサを用いた方法、トナー重量を検出する方法などが提案されている。
【０００３】
又、従来例としては、例えば特許文献１と特許文献２をあげることが出来る。
【特許文献１】特開平７−５６４３１号公報
【特許文献２】特開２００４−３５４５２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
いずれの方法も一長一短があり、ピエゾセンサを用いる方法は汚れに強く安定した検出を行える、トナーを直接検知するため精度が高いなどの利点があるが、センサが高価、トナーに接触させて使用するため着脱をするカートリッジなどには利用しずらいなどの問題がある。透過型センサを用いる方法はトナーに非接触で検出するため着脱する部分にも使用可能であり、センサも比較的安価であるなどの利点があるが、検出窓での透過量でトナーの有無を検出するため汚れに弱く、検出窓は光が透過できる素材でなければならないため別部品で検出窓を形成するか、トナー容器材質が限定されてしまうなどの問題がある。トナー重量を検出する方法はトナーに非接触で検出するため着脱する部分にも使用可能であり、センサも比較的安価、重量変化で変位するステージにより検知するためトナー容器材料の制約は少ないなどの利点があるが、ステージを支えるバネの精度で検出がばらつくため検出精度を上げるためには調整機構が必要になる、検出装置としてセンサ以外に可動ステージなどの追加部品、可動スペースが必要になるなどの問題がある。そして、いずれの方法で使用するセンサは有線であり、本体で制御する必要から本体側に接続されていなくてはならない、このため配線や配置に制約があるという課題があった。
【０００５】
本発明はこのような現状に鑑みてなされたもので、トナー検出に無線ＩＤチップを利用することにより省スペースで配置自由度が高く、高精度かつ安価なトナー検出装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
少なくとも１つの導電性材料を含むトナーと前記トナーを収容する非導電性の容器と、前記容器を着脱自在に支持する非導電性の容器支持部材と、前記容器または支持部材のいずれか一方に少なくとも１つの無線ＩＤチップを備え、前記無線ＩＤチップに対して電波を送信し、無線ＩＤチップにＩＤナンバーを送信させ、送信された電波を受信し前記無線ＩＤチップのＩＤナンバーを取得するＩＤリーダを備え、前記ＩＤリーダを前記容器内の前記トナー量に関わらず前記ＩＤリーダからの電波が無線ＩＤチップに届く位置に配置し、その上で、前記無線ＩＤチップを前記トナーが所定量に達した際に前記ＩＤリーダの送信した電波が前記無線ＩＤチップに届いても前記トナーの導電性材料の影響により前記無線ＩＤチップが電波の送受信を行えなくなる前記無線ＩＤチップの動作不能域に配置した事を特徴とするトナー検知装置を用いる。
【発明の効果】
【０００７】
以上説明したように、本発明によれば、トナー（導電性材料を含む）が無線ＩＤチップ近傍にあると無線ＩＤチップがＩＤリーダの電波に対して送受信が行えなくなることを利用して、トナーの補給、回収のどちらにも適用可能な省スペースで配置自由度が高く、高精度かつ安価なトナー検出装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（第一の実施例）
以下に本発明の第一の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。
【０００９】
図１は本発明の第一の実施例であるトナー回収装置の要部説明図である。
【００１０】
トナー回収装置は複写機の画像形成部でシート材に転写されなかったトナーや、現像装置内で劣化したトナーを回収する装置であり、ケース１、フタ２、無線ＩＤチップ３、トナー搬送パイプ４、ＩＤリーダ５、支持部材１００で構成される。
【００１１】
フタ２は非導電性材料からなり、フタ２にはアンテナを含めた無線ＩＤチップ３が取り付けられている。無線ＩＤチップ３はフタ２がケース１に取り付けられる際にケース１の内側になる位置に配置されている。ケース１も非導電性材料からなり、本体から着脱可能で、所定位置に据え置くことでトナー搬送パイプ４より図示しないクリーナで回収されたトナー１０が搬送され、ケース１へ充填される。トナー１０は１成分トナーであり導電性材料（磁性体）を含んでいる。ＩＤリーダ５は無線ＩＤチップに電波２０を送信し、無線ＩＤチップの送信する電波２１を受信して無線ＩＤチップのＩＤナンバーを検出している。
【００１２】
図１（ａ）はトナー１０が無線ＩＤチップ３に到達していない状態であり、このときＩＤリーダ５の送信する電波２０を受信した無線ＩＤチップ３は電波２１を発信し、ＩＤリーダ５で受信しＩＤナンバーを検知できるため、ケース１内部のトナー１０は所定量に達していないと判断される。その後、トナー搬送パイプ４からトナー１０が供給されると図１（ｂ）の状態になる。無線ＩＤチップ３の周りにトナー１０が隣接しているとトナー１０に含まれる導電性材料が無線ＩＤチップ３の電波の受発信を妨害してしまうため、ＩＤリーダ５の送信した電波２０に対して無線ＩＤチップ３の電波が送信されずＩＤリーダ５は無線ＩＤチップ３のＩＤナンバーを検出することができなくなる。つまり、無線ＩＤチップ３には導電性材料が隣接すると電波の受発信が行えなくなる動作不能域が存在し、この性質を利用する事で、無線ＩＤチップ３のＩＤナンバーをＩＤリーダ５が検出できなくなった＝トナー１０が無線ＩＤチップ３のある所に達した→ケース１内のトナー１０が所定量に達したと判断することができる。ちなみに、図１（ａ）において、ＩＤリーダを５’の位置に配置した場合、ＩＤリーダの発信する電波２０’はトナー１０で遮断され無線ＩＤチップ３に届かないため、トナー１０が所定量に達していないにも関わらずＩＤナンバーを検出できないため誤検知してしまう。そのためＩＤリーダ５はトナー１０の量に関わらず無線ＩＤチップ３へ電波の送信が可能となる場所に配置する必要がある。無線ＩＤチップ３とＩＤリーダ５を結ぶ直線上に検知対象に関わらず導電性材料があることは望ましくない。このように無線ＩＤチップ３とＩＤリーダの配置に一部制限があるものの、無線ＩＤチップは非常に小型であるためセンサ配置自由度が高く、ケース１の容量を圧迫しない。また、無線により検知ができるため配線の必要がない、着脱する部材にもセンサを配置できる等の利点がある。
【００１３】
所定量に達した判断はＩＤリーダの情報を受け取る図示しない制御部で行われ、回収したトナーの廃却指示が出される。トナー１０はフタ２を外して廃却するか、ケース１を交換する。その際にフタ２に無線ＩＤチップが取り付けられているためフタ２のトナー１０を清掃してトナーを廃却したケース１に戻すか、交換したケース１に取り付けるようにすれば本体側ではＩＤナンバー検出から、トナーが廃却されたことと、ケース１が機内に設置されたことを検出する事ができる。トナー量の検出には最低限無線ＩＤチップ３周辺のトナーが除去されていれば良いためケース１のトナー１０除去作業も内部の壁面に付着したトナー１０を完全に除去する必要がなく清掃作業時間が短縮できる。もしも、ケース１交換の際にフタ２を新しくする場合には本体側でＩＤナンバーを新たに登録する必要がある。
【００１４】
トナーとして１成分トナーではなくキャリア（導電性材料）とトナー（非導電性材料）で構成される２成分トナーを用いた画像形成方法を用いる複写機の場合も図２に示すようにケース１内にトナー１０ａとキャリア１０ｂを混在させる回収方法であればキャリア１０ｂにより電波の受発信が妨害されるため同様の検出方法でトナー量を検知することができる。
【００１５】
また、図３に示すようにフタ２’のように複数の無線ＩＤチップ３ａ〜ｄを配置してＩＤナンバーの検出できるもとできないものからケース１内のトナー１０の量を多段階で検出する事が可能になる。この際複数の無線ＩＤチップに対してＩＤリーダ５は増やす必要はないため低コストで多段検知が可能になる。
【００１６】
図１、２の説明においては、分かりやすくするためにフタ２に対して無線ＩＤチップを凸になるように図示しているが、無線ＩＤチップはフタの厚みに対して十分に薄くすることが可能であるためフタ２に埋め込んで使用することも可能である。ただし、無線ＩＤチップはアンテナの違いでＩＤリーダとの電波の送受信が可能な導電性材料との間隔が異なるため、埋め込む深さは無線ＩＤチップが導電性材料により受発信不能になる間隔以下にしなければならない。
【００１７】
また、図４に示すようにケース１の外壁側の凹部に無線ＩＤチップ３を埋め込んで検知することも可能である。この方法であればフタ２を省略することが可能になる。ただし、先にも述べたが無線ＩＤチップはアンテナの違いでＩＤリーダとの電波の送受信が可能な導電性材料との間隔が異なるため、無線ＩＤチップ３ｄはトナー１０と空間Ｇで電波の送受信が不可になるものをあえて使用する必要がある。空間Ｇの距離は検知誤差を抑えるためにも５ｍｍ以下が望ましい。また、ケース１内のトナーを除去する場合に内壁面１ａのトナーを十分に清掃しないと誤検知の原因となる。ケース１の材質としてアクリル樹脂等を用いるとトナーが付着しにくいのだがケース１のコストが非常に高くなってしまう。そこでケース１の内面のすくなくとも無線ＩＤチップのある内壁面１ａにトナー付着を防止するコートを施す方法や、図５に示すようにケース１の内壁面１ａにアクリルシート等のトナー付着防止シート６を貼り付けるなどの方法でコスト上昇を抑えることができる。図５において無線ＩＤチップ３ｄはトナー付着防止シート６に取り付けているが、図４のようにケース１に取り付け内壁面１ａにトナー付着防止シート６を貼り付けても良い。
【００１８】
ＩＤリーダ５をトナー検知のためだけに複写機に搭載すると従来よりもコストが高くなる可能性があるが、ＩＤリーダ５は無線ＩＤチップを搭載した保守パーツの認識手段や、有価証券偽造防止のための認識手段として複写機へ搭載される可能性が高いため、トナー検知装置のコストアップ要因にはならないと考える事ができる。また無線ＩＤチップ３についても物流分野で大量の需要が期待されており今後チップのコストは非常に低くなる事が予想される。そのため複数用いたとしても従来用いているセンサに対して大幅なコストダウンが可能となる。
【００１９】
（第二の実施例）
以下に本発明の第二の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図６は本発明の第二の実施例であるトナー回収装置の要部説明図である。
【００２１】
本発明第二の実施例においては、本発明第一の実施例と比較して無線ＩＤチップ３ａ〜ｄを本体側の支持部材（非導電性材料）１００に取り付けている点が異なる。ケース１内のトナー１０に対して空間Ｇを隔て配置しているため、無線ＩＤチップ３ａ〜ｄは空間Ｇを隔てて導電性材料があるときに送受信不能となるものを使用する必要がある。空間Ｇの距離は検知誤差を抑えるためにも５ｍｍ以下が望ましい。本発明の第一の実施例に対してケース１を交換する際にケース１側に無線ＩＤチップがないため再登録の手間がいらない点、ケース１の交換コストが低くできる点が利点として挙げられる。しかしＩＤナンバーを利用したケース１の有無検知はできない。
【００２２】
（第三の実施例）
以下に本発明の第三の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
図７は本発明の第三の実施例であるトナー補給装置の要部説明図である。
【００２４】
トナー補給装置は複写機の画像形成部にトナーを供給する装置であり、カートリッジケース３１、カートリッジフタ３２、カートリッジホルダ３３、補給スクリュー３４、攪拌軸３５、攪拌羽３６ａ〜ｂ及び無線ＩＤチップ３ａ〜ｂ、ＩＤリーダ５で構成される。
【００２５】
カートリッジケース３１、天板３２、カートリッジホルダ３３、補給スクリュー３４、攪拌軸３５、攪拌羽３６ａ〜ｂは非導電性材料からなり、トナーカートリッジ３０を構成している。トナーカートリッジ３０はカートリッジホルダ３３から着脱可能になっている。カートリッジケース３１内に補給スクリュー３４、攪拌軸３５、攪拌羽３６ａ〜ｂを組み付け後天板３２で密閉し図示しない補給穴からトナー１１を所定量補給した後、補給穴も密閉することで、ユーザーがカートリッジ３０を交換する際にトナー１１が漏れないようにしている。トナーカートリッジ３０がカートリッジホルダ３３に設置されると、開口部３１が解放され、図示しない駆動源が補給スクリュー３４の回転させて開口部３１からトナーを供給する。カートリッジホルダ３３は図示しない現像装置にトナーを搬送している。攪拌軸３５を回転させる事で攪拌羽３６ａ〜ｂがトナー１１を攪拌しつつ、カートリッジケース３１とカートリッジフタ３２の壁面に残ったトナー１１を掻き落とす。カートリッジケース３１の壁面には無線ＩＤチップ３ａ〜ｃが埋め込まれている。無線ＩＤチップを用いたトナー１１の検知方法は本発明の第一の実施例と同様であるため省略する。攪拌羽３６ａ〜ｂにより壁面に残ったトナー１１は掻き取られているため、図７において無線ＩＤチップ３ｃにトナー１１が残留することによる誤検知は発生しない。
【００２６】
攪拌羽をもつトナーカートリッジにおいて無線ＩＤチップを用いたトナー検知が行える事を述べたが、攪拌機能を持たないトナーカートリッジにおいても本発明の第一の実施例における図５で示した方法と同様の対応を行う事で誤検知の原因となる壁面でのトナー付着を防止し、良好なトナー検知を行うことができる。
【００２７】
トナーカートリッジ３０は中のトナー１１を供給し終えると新品と交換する必要があるため、無線ＩＤチップの異なるカートリッジが投入されることになる。そのため同じ種類のトナーカートリッジに取り付けられた無線ＩＤチップのＩＤナンバーのうち所定箇所を固定し、固定値からカートリッジの種類を特定し、正しいカートリッジが挿入されたかを検知し、ＩＤナンバーの更新を行うようにしている。これによりカートリッジ３０を交換するたびにトナー検出に用いるＩＤナンバーをユーザーが更新する手間を省く事ができる。
【００２８】
（第四の実施例）
以下に本発明の第四の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２９】
図８は本発明の第四の実施例であるトナー補給装置の要部説明図である。
【００３０】
本発明の第三の実施例ではトナーカートリッジ３０に無線ＩＤチップを備える構成で説明を行ったが本発明の第四の実施例ではカートリッジホルダ３３’に無線ＩＤチップ３ａ〜ｄを備えた構成を示す。
【００３１】
トナー１１の検知方法に関しては本発明第二の実施例と同様であるため説明を省略する。無線ＩＤチップ３ａ〜ｄは空間Ｇを隔ててトナー１１（導電性材料）があるときに送受信不能となるものを使用する必要がある点や空間Ｇの距離は検知誤差を抑えるためにも５ｍｍ以下が望ましい点も同様である。
【００３２】
トナーカートリッジ３０’はカートリッジ内のトナー１１が消費されると新品と交換する必要があるため無線ＩＤチップのコスト入らない分消耗品のコストを抑えることができる。本発明の第二の実施例で示したトナー回収装置のケースよりも交換頻度は高いためコスト削減の効果は大きい。ただし、トナーカートリッジ３０’がＩＤナンバー持っていないため無線ＩＤチップを用いたカートリッジ３０’の有無検知はできない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第一の実施例に係るトナー回収装置の要部説明図。
【図２】第一の実施例に係る２成分トナー時における検出方法の説明図。
【図３】第一の実施例に係るトナー回収装置の要部説明図。
【図４】第一の実施例に係るトナー回収装置の要部拡大図。
【図５】第一の実施例に係るトナー回収装置の要部拡大図。
【図６】第二の実施例に係るトナー回収装置の要部説明図。
【図７】第三の実施例に係るトナー補給装置の要部説明図。
【図８】第四の実施例に係るトナー補給装置の要部説明図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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