(57)【要約】【課題】可撓性の撹拌部材の塑性変形によりトナー収容手段内の現像剤を搬送する搬送力が低下したトナー収容手段の識別を可能とする。【解決手段】回転軸６２の回転により回転する可撓性の撹拌部材６０に固定されてなる第１検出部６１と，回転軸６２に対する位置が固定されている第２検出部６５と，回転軸６２の回転による第１検出部６１までの距離の変化，及び第２検出部６５までの距離の変化に応じて変化する物理量を検出し，該物理量の変化に応じて変化する信号を出力するセンサ１４と，該センサ１４から出力された信号を受信し，回転軸６２の回転による第１検出部６１までの距離の変化に応じて変化する前記信号の変化と，回転軸６２の回転による第２検出部６５までの距離の変化に応じて変化する信号の変化との位相差を検出する位相差検出手段を設けた。【選択図】図３
2008164676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を収容するトナー収容手段と，
前記トナー収容手段内に設けられ，該トナー収容手段に対して回転可能に保持された回転軸，及び前記回転軸から該回転軸の径方向に突出した先端部が前記回転軸の回転により前記トナー収容手段の内壁に摺接する可撓性の撹拌部材を有してなる撹拌手段と，
前記撹拌部材の前記先端部の近傍に固定されてなる第１検出部と，
前記回転軸から該回転軸の径方向に向けて突出し，前記回転軸と一体に回転すると共に前記回転軸に対する位置が固定されている基準部材の先端近傍に設けられた第２検出部と，
前記トナー収容手段の内壁近傍に固定され，前記回転軸の回転による前記第１検出部までの距離の変化，及び前記第２検出部までの距離の変化に応じて変化する物理量を検出し，該物理量の変化に応じて変化する信号を出力するセンサと，
該センサから出力された前記信号を受信し，前記回転軸の回転による前記第１検出部までの距離の変化に応じて変化する前記信号の変化と，前記回転軸の回転による前記第２検出部までの距離の変化に応じて変化する前記信号の変化との位相差を検出する位相差検出手段と，
を備えてなるトナー収容システム。
【請求項２】
前記位相差検出手段により検出される前記位相差の大きさを所定の基準値と比較し，前記位相差と前記基準値との差に基づき前記撹拌部材に生じた塑性変形の程度を判断する判断手段を更に備えてなる請求項１に記載のトナー収容システム。
【請求項３】
前記センサから受信した前記信号に基づき，前記センサ近傍を前記第１検出部，或いは前記第２検出部が通過するときにオン信号が出現するデジタル信号を生成するデジタル信号生成手段を更に備え，
前記位相差検出手段が，前記第１検出部が前記センサ近傍を通過することにより出現したオン信号と，前記第２検出部が前記センサ近傍を通過することにより出現したオン信号との間の前記回転軸の回転角度差，或いは時間差を検出する請求項１または２に記載のトナー収容システム。
【請求項４】
前記センサにより検出される物理量が，前記センサから前記第１検出部までの距離，及び前記センサから前記第２検出部までの距離により変化する透磁率であり，前記撹拌部材と前記第１検出部が，それぞれ電気的絶縁性材料と導電性材料とから構成されてなる請求項１乃至請求項３の何れかに記載のトナー収容システム。
【請求項５】
前記第２検出部が，金属材料により形成された前記基準部材の一部である請求項４に記載のトナー収容システム。
【請求項６】
前記撹拌部材が所定回数回転した後に，前記位相差検出手段に対して位相差の検出を指示する検出制御手段を更に備えてなる請求項１乃至請求項５の何れかに記載のトナー収容システム。
【請求項７】
前記トナー収容手段内の前記現像剤の残量を検出する残量検出器を更に備え，該残量検出器により検出された前記現像剤量が所定量以下となった後に，前記検出制御手段が前記位相差検出手段に対して位相差の検出を指示する請求項６に記載のトナー収容システム。
【請求項８】
上記センサが前記現像剤を含む透磁率を検出することによって，前記残量検出器を兼ねており，
前記センサから出力された前記信号に基づき，前記センサ近傍に前記現像剤が存在するときにオン信号を生成するデジタル信号生成手段と，
前記オン信号が連続して出現する前記回転軸の回転角度範囲，或いは時間を検出する残量検出手段を備える請求項７に記載のトナー収容システム。
【請求項９】
前記判断手段により判断された前記撹拌部材の塑性変形の程度に関する情報を記憶する記憶手段と，該記憶手段に記憶された前記情報を外部装置に出力する出力手段とを更に備え，上記記憶手段と上記出力手段とが前記トナー収容手段に装着されている請求項２乃至請求項８の何れかに記載のトナー収容システム。
【請求項１０】
前記基準部材が前記回転軸から突出する方向と，前記撹拌部材が前記回転軸から突出する方向とが，前記回転軸を中心として互いに逆向きである請求項１乃至請求項９の何れかに記載のトナー収容システム。
【請求項１１】
前記基準部材が，前記回転軸の軸方向に垂直な棒状に形成されているか，或いは，回転軸の軸方向に沿って伸びる棒状の検出本体部と，該検出本体部の両端を前記回転軸に連結する一対の連結脚部とから略コ字状に形成されている請求項１乃至請求項１０の何れかに記載のトナー収容システム。
【請求項１２】
現像剤を収容するトナー収容手段と，
トナー収容手段内に設けられ，該トナー収容手段に対して回転可能に保持された回転軸，及び前記回転軸から該回転軸の径方向に突出した先端部が前記回転軸の回転により前記トナー収容手段の内壁に摺接する可撓性の撹拌部材を有してなる撹拌手段と，
を備えてなるトナー収容装置において，
前記撹拌部材の前記先端部の近傍に固定されてなると共に，前記回転軸の回転によって，前記トナー収容手段の前記内壁近傍に固定されたセンサとの距離が変化し，前記センサとの距離の変化により前記センサにより検出される物理量の大きさが変化する第１検出部と，
前記回転軸から該回転軸の径方向に向けて突出し，前記回転軸と一体に回転すると共に前記回転軸に対する位置が固定されている基準部材と，
上記基準部材の先端近傍に設けられ，前記回転軸の回転により前記センサとの距離が変化し，前記センサにより検出される前記物理量の大きさが前記回転軸の回転角度に対して一義的に定まる第２検出部と，
を備えてなるトナー収容装置。
【請求項１３】
現像剤を収容するトナー収容手段を着脱可能に格納する格納室と，
前記トナー収容手段から供給される前記現像剤を用いて可視像を形成する現像手段と，
前記トナー収容手段内に設けられ，該トナー収容手段に対して回転可能に保持された回転軸，及び前記回転軸から該回転軸の径方向に突出した先端部が前記回転軸の回転により前記トナー収容手段の内壁に摺接する可撓性の撹拌部材を有してなる撹拌手段と，
前記撹拌部材の前記先端部の近傍に固定されてなる第１検出部と，
前記回転軸から該回転軸の径方向に向けて突出し，前記回転軸と一体に回転すると共に前記回転軸に対する位置が固定されている基準部材の先端近傍に設けられた第２検出部と，
前記格納室内の前記トナー収容手段に近接して固定され，前記回転軸の回転による前記第１検出部までの距離の変化，及び前記第２検出部までの距離の変化に応じて変化する物理量を検出し，該物理量の変化に応じて変化する信号を出力するセンサと，
該センサから出力された前記信号を受信し，前記回転軸の回転による前記第１検出部までの距離の変化に応じて変化する前記信号の変化と，前記回転軸の回転による前記第２検出部までの距離の変化に応じて変化する前記信号の変化との位相差を検出する位相差検出機能を有する制御部と，
を備える画像形成装置。
【請求項１４】
前記制御部が，前記位相差の大きさを所定の基準値と比較し，前記位相差と前記基準値との差に基づき前記撹拌部材に生じた塑性変形の程度を判断する機能を更に備えてなる請求項１３に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記制御部が，前記センサから受信した前記信号に基づき，前記センサ近傍を前記第１検出部，或いは前記第２検出部が通過するときにオン信号が出現するデジタル信号を生成するデジタル信号生成機能を更に備え，
前記制御部の前記位相差検出機能は，前記第１検出部が前記センサ近傍を通過することにより出現したオン信号と，前記第２検出部が前記センサ近傍を通過することにより出現したオン信号との間の前記回転軸の回転角度差，或いは時間差を検出する請求項１４に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記制御部が，所定時間内に出力されるオン信号の有無により前記格納室内の前記トナー収容手段の有無を検知する機能を備えてなる請求項１５に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，現像剤を収容し，該現像剤を撹拌するための可撓性を有する撹拌部材を備えたトナー収容装置，及びトナー収容装置を備える画像形成装置に係り，特に上記撹拌部材の塑性変形を識別することのできるトナー収容装置等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ，複写機，ファクシミリ等の画像形成装置においては，トナーコンテナ内に収容されたトナーを用いて感光体上に画像を形成し，該画像を用紙に印刷する。
トナーコンテナは，内部に収容されたトナーを撹拌するために，可撓性の撹拌部材を具備している。該撹拌部材の一端部は，トナーコンテナ内に回転可能に保持された回転軸に固定されており，回転軸の回転によって，撹拌部材の先端部がトナーコンテナの内壁に摺接する。
【０００３】
撹拌部材の先端部がトナーコンテナの内壁に摺接するとき，弾力性を有する撹拌部材はトナーコンテナの内壁に圧接されることにより弾性変形する。弾性変形した撹拌部材は，撹拌部材の進行方向に沿った押圧力をもってトナーをトナー供給口側へと搬送する。また，撹拌部材の先端部がトナーコンテナの内壁に圧接された状態で進行するので，撹拌部材の先端部によりトナーコンテナの内壁に付着したトナーをかき取ることができる（例えば，特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−９８８１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
トナーコンテナ内のトナーは，画像形成装置が印刷を行うことにより消費され，空になったトナーコンテナは，内部にトナーを再充填されて再利用される。
ところで，撹拌部材の先端部がトナーコンテナの内壁に摺接しているとき，撹拌部材はトナーコンテナの内壁から応力を受けている。従って，繰り返し再利用されたトナーコンテナにおいては，撹拌部材がトナーコンテナの内壁から長期間に亘り応力を受けており，該応力によって撹拌部材の塑性変形が進行し，元の平板状の形状に戻らなくなっている場合がある。
【０００５】
塑性変形した撹拌部材においては，トナーコンテナ内のトナーをトナー供給口に搬送する搬送力が低下する。撹拌部材の搬送力が低下すると，トナーコンテナ内にトナーが残留しているにも関わらず，トナーコンテナからトナーが供給されない事態が発生する問題があった。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，可撓性の撹拌部材の塑性変形によりトナー収容手段内の現像剤を搬送する搬送力が低下したトナー収容手段を識別することが可能なトナー収容システム，トナー収容装置，及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は，現像剤を収容するトナー収容手段と，前記トナー収容手段内に設けられ，該トナー収容手段に対して回転可能に保持された回転軸，及び前記回転軸から該回転軸の径方向に突出した先端部が前記回転軸の回転により前記トナー収容手段の内壁に摺接する可撓性の撹拌部材とを有してなる撹拌手段とを有するトナー収容システムであって，更に，以下（１）〜（４）の構成要素を備えて構成されている。
（１）前記撹拌部材の前記先端部の近傍に固定されてなる第１検出部。
（２）前記回転軸から該回転軸の径方向に向けて突出し，前記回転軸と一体に回転すると共に前記回転軸に対する位置が固定されている基準部材の先端近傍に設けられた第２検出部。
（３）前記トナー収容手段の内壁近傍に固定され，前記回転軸の回転による前記第１検出部までの距離の変化，及び前記第２検出部までの距離の変化に応じて変化する物理量を検出し，該物理量の変化に応じて変化する信号を出力するセンサ。
（４）該センサから出力された前記信号を受信し，前記回転軸の回転による前記第１検出部までの距離の変化に応じて変化する前記信号の変化と，前記回転軸の回転による前記第２検出部までの距離の変化に応じて変化する前記信号の変化との位相差を検出する位相差検出手段。
【０００７】
上記本発明に係るトナー収容システムのトナー収容手段内において，回転軸の回転により撹拌部材が回転し，撹拌部材の先端部がトナー収容手段の内壁に摺接しているとき，塑性変形した撹拌部材の先端部は，弾性変形しかしていない（塑性変形のない）撹拌部材の先端部に比べ，回転軸の回転角度が同じであっても，撹拌部材の先端部の進行方向に対して後退している。一方，回転軸に対する位置が固定された基準部材に設けられた第２検出部は，基準部材に変形が生じないので，回転軸の回転角度が同じであれば同じ位置に存在する。
従って，撹拌部材が塑性変形することによって，第２検出部に対する第１検出部の相対位置が変化し，撹拌部材の塑性変形の程度が大きくなるに従って，第１検出部の位置が，第１検出部の進行方向に対して第２検出部から離れていく。
【０００８】
上記本発明に係るトナー収容システムは，このような撹拌部材の塑性変形に起因する第２検出部に対する第１検出部の位置の変化を，固定されたセンサから前記第１検出部までの距離の回転軸の回転による変化と，固定されたセンサから前記第２検出部までの距離の回転軸の回転による変化の位相差として検出するものである。
このことにより，撹拌部材の塑性変形に起因してトナー搬送能力が低下したトナーコンテナを識別することができるので，トナー搬送能力が低下したトナーコンテナの再利用を防ぎ，トナーコンテナ内に十分な量のトナーが残留しているにも関わらず，トナーコンテナから印刷に必要な量のトナーが供給されないことを防止することができる。
【０００９】
具体的な構成において，前記位相差検出手段により検出される前記位相差の大きさを所定の基準値と比較し，前記位相差と前記基準値との差に基づき前記撹拌部材に生じた塑性変形の程度を判断する判断手段を更に備えている。
【００１０】
該具体的構成によれば，位相差の大きさと所定の基準値との比較結果に基づいて，トナー収容手段の再利用が可能であるか，再利用が好ましくないか，或いは，再利用が不可であるかを判断することができる。
【００１１】
具体的構成において，前記センサから受信した前記信号に基づき，前記センサ近傍を前記第１検出部，或いは前記第２検出部が通過するときにオン信号が出現するデジタル信号を生成するデジタル信号生成手段を更に備え，前記位相差検出手段が，前記第１検出部が前記センサ近傍を通過することにより出現したオン信号と，前記第２検出部が前記センサ近傍を通過することにより出現したオン信号との間の前記回転軸の回転角度差，或いは時間差を検出する。
【００１２】
具体的構成において，前記センサにより検出される物理量が，前記センサから前記第１検出部までの距離，及び前記センサから前記第２検出部までの距離により変化する透磁率であり，前記撹拌部材と前記第１検出部が，それぞれ電気的絶縁性材料と導電性材料とから構成されてなり，更に，前記第２検出部が，金属材料により形成された前記基準部材の一部である。
【００１３】
該具体的構成によれば，センサにより検出される透磁率は，透磁率センサに第１検出部が近づくときと，センサに第２検出部が近づくときとで，同様の変化の傾向を示す。
【００１４】
具体的構成において，前記撹拌部材が所定回数回転した後に，前記位相差検出手段に対して位相差の検出を指示する検出制御手段を更に備えてなる。更に，前記トナー収容手段内の前記現像剤の残量を検出する残量検出器を備え，該残量検出器により検出された前記現像剤量が所定量以下となった後に，前記検出制御手段が前記位相差検出手段に対して位相差の検出を指示するものとして構成することが可能である。
【００１５】
該具体的構成によれば，センサの検出結果にトナー収容手段内のトナーが及ぼす影響が小さく，及び，トナー収容手段内のトナー中を進行する撹拌部材がトナーから受ける抵抗力により変形することがない状態で，位相差検出手段による位相差の検出を行うことができるので，位相差の大きさに基づいて撹拌部材の塑性変形の程度を正確に検出することができる。
【００１６】
本発明は，上記センサが前記現像剤を含む透磁率を検出することによって，前記残量検出器を兼ねており，前記センサから出力された前記信号に基づき，前記センサ近傍に前記現像剤が存在するときにオン信号を生成するデジタル信号生成手段と，前記オン信号が連続して出現する前記回転軸の回転角度範囲，或いは時間を検出する残量検出手段を備えて構成しても良い。
【００１７】
該具体的構成によれば，残量検出器を別に設ける場合に比べて部品点数を減らすことができる。
【００１８】
本発明は，前記判断手段により判断された前記撹拌部材の塑性変形の程度に関する情報を記憶する記憶手段と，該記憶手段に記憶された前記情報を外部装置に出力する出力手段とを更に備え，上記記憶手段と上記出力手段とが前記トナー収容手段に装着されたものとして構成することが可能である。
【００１９】
該構成によれば，トナー収容手段単体の場合であっても，外部装置に出力されたこのトナー収容手段についての撹拌部材の塑性変形の程度に関する情報から，このトナー収容手段のトナー供給能力を識別することができる。
【００２０】
更に，本発明における前記基準部材は，前記回転軸から突出する方向と，前記撹拌部材が前記回転軸から突出する方向とが，前記回転軸を中心として互いに逆向きとなるように配置されても良い。
【００２１】
該構成によれば，撹拌部材が変形した場合にも基準部材が撹拌部材に接触することがなく，撹拌部材の変形が基準部材との接触により阻害されることがないので，撹拌部材の塑性変形による位相差の変化を正確に検出することができる。
【００２２】
前記基準部材は，前記回転軸の軸方向に垂直な棒状に形成されているか，或いは，回転軸の軸方向に沿って伸びる棒状の検出本体部と，該検出本体部の両端を前記回転軸に連結する一対の連結脚部とから略コ字状に形成されたものが考えられる。
【００２３】
該構成によれば，基準部材がトナー収容手段内のトナー中を進行する場合に基準部材がトナーから受ける抵抗力が小さく，基準部材に変形を生じることがなく，回転軸に対する第２検出部の位置が変化することもないので，第２検出部に対する第２検出部の位置の変化に伴う位相差の変化から，撹拌部材の塑性変形の程度を正確に検出することができる。
【００２４】
トナー収容装置としての本発明は，現像剤を収容するトナー収容手段と，トナー収容手段内に設けられ，該トナー収容手段に対して回転可能に保持された回転軸，及び前記回転軸から該回転軸の径方向に突出した先端部が前記回転軸の回転により前記トナー収容手段の内壁に摺接する可撓性の撹拌部材を有してなる撹拌手段とを備えてなるトナー収容装置であって，以下（１）と（２）の構成要素を備えて構成されている。
（１）前記撹拌部材の前記先端部の近傍に固定されてなると共に，前記回転軸の回転によって，前記トナー収容手段の前記内壁近傍に固定されたセンサとの距離が変化し，前記センサとの距離の変化により前記センサにより検出される物理量の大きさが変化する第１検出部。
（２）前記回転軸から該回転軸の径方向に向けて突出し，前記回転軸と一体に回転すると共に前記回転軸に対する位置が固定されている基準部材の先端近傍に設けられ，前記回転軸の回転により前記センサとの距離が変化し，前記センサにより検出される前記物理量の大きさが前記回転軸の回転角度に対して一義的に定まる第２検出部。
【００２５】
また，画像形成装置として表現される本発明は，現像剤を収容するトナー収容手段を着脱可能に格納する格納室と，前記トナー収容手段から供給される前記現像剤を用いて可視像を形成する現像手段とを備えてなる画像形成装置であって，以下（１）〜（５）の構成要素を備えて構成される。
（１）前記トナー収容手段内に設けられ，該トナー収容手段に対して回転可能に保持された回転軸，及び前記回転軸から該回転軸の径方向に突出した先端部が前記回転軸の回転により前記トナー収容手段の内壁に摺接する可撓性の撹拌部材を有してなる撹拌手段。
（２）前記撹拌部材の前記先端部の近傍に固定されてなる第１検出部。
（３）前記回転軸から該回転軸の径方向に向けて突出し，前記回転軸と一体に回転すると共に前記回転軸に対する位置が固定されている基準部材の先端近傍に設けられた第２検出部。
（４）前記格納室内の前記トナー収容手段に近接して固定され，前記回転軸の回転による前記第１検出部までの距離の変化，及び前記第２検出部までの距離の変化に応じて変化する物理量を検出し，該物理量の変化に応じて変化する信号を出力するセンサ。
（５）該センサから出力された前記信号を受信し，前記回転軸の回転による前記第１検出部までの距離の変化に応じて変化する前記信号の変化と，前記回転軸の回転による前記第２検出部までの距離の変化に応じて変化する前記信号の変化との位相差を検出する位相差検出機能を有する制御部。
【００２６】
具体的構成において，前記制御部が，前記位相差の大きさを所定の基準値と比較し，前記位相差と前記基準値との差に基づき前記撹拌部材に生じた塑性変形の程度を判断する機能を更に備えてなる。
【００２７】
具体的構成において，前記制御部が，前記センサから受信した前記信号に基づき，前記センサ近傍を前記第１検出部，或いは前記第２検出部が通過するときにオン信号が出現するデジタル信号を生成するデジタル信号生成機能を更に備え，
前記制御部の前記位相差検出機能は，前記第１検出部が前記センサ近傍を通過することにより出現したオン信号と，前記第２検出部が前記センサ近傍を通過することにより出現したオン信号との間の前記回転軸の回転角度差，或いは時間差を検出する。
【００２８】
本発明は，前記制御部が，所定時間内に出力されるオン信号の有無により前記格納室内の前記トナー収容手段の有無を検知する機能を備えたものとして構成することも可能である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば，トナー搬送能力が撹拌部材の塑性変形により低下したトナーコンテナを識別できるので，トナー搬送能力が低下したトナーコンテナの再利用を防ぎ，トナーコンテナ内に十分な量のトナーが残留しているにも関わらず，トナーコンテナから印刷に必要な量のトナーが供給されないことを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は，本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体斜視図，図２は，本発明の実施形態に係るトナーコンテナの全体斜視図，図３は，トナーコンテナの断面図と現像手段の概略図，図４は，撹拌手段の平面図，図５は，初期形状の撹拌部材と塑性変形した撹拌部材とを併せて示すトナーコンテナの断面図，図６は，初期形状の撹拌部材が弾性変形した状態でのトナーコンテナの断面図，図７は，撹拌部材が塑性変形した状態でのトナーコンテナの断面図，図８は，撹拌部材が初期形状である状態と塑性変形した状態でのデジタル信号を示すグラフ，図９は，画像形成装置から取り外されたトナーコンテナに記憶された情報を読み取る外部装置の概略図，図１０は，トナー量が十分である場合のデジタル信号を示すグラフ，図１１は，トナーが存在する状態でのトナーコンテナの断面図，図１２は，トナーが存在する状態でのデジタル信号を示すグラフ，図１３は，制御部による処理手順を表すフローチャートである。
【００３１】
図１に示すプリンタ機能と複写機機能を併せ持つ複合機は，本発明に係る画像形成装置１の一例である。該画像形成装置１においては，給紙カセット１１から供給される用紙に所定の画像を印刷し，印刷後の用紙を排紙トレー１３に搬送する。また，画像形成装置１は表示パネル１２を具備し，該表示パネル１２に，印刷状況等の画像形成装置１の状態に関する情報が表示される。
該画像形成装置１は，内部に，画像の印刷に用いるトナー（現像剤の一例）を収容するトナーコンテナ２（トナー収容手段の一例）と，トナーコンテナ２から供給されたトナーを用いて，印刷すべき画像を形成する現像手段とを備えている。トナーコンテナ２は，画像形成装置１の格納室１０内に，画像形成装置１の本体に着脱可能な状態で格納されている。
【００３２】
図２に示すように，トナーコンテナ２の外観は，略長方形の底部２０と，該底部２０の全外周から底部２０と略垂直に延出された４つの側部２１と，該側部２１に囲まれた開口を塞ぐ蓋部２２とから構成された略直方体状である。更に，トナーコンテナ２の長手方向の一側部２１に，後述の撹拌部材と搬送スクリューをそれぞれ回転させる撹拌部材用歯車３とスクリュー用歯車４，両歯車を駆動するためのモータ５が装備されている。
【００３３】
図３に示すように，トナーコンテナ２内に収容されたトナー９は，トナーコンテナ２の底部２０上に貯められている。該トナー９は，熱可塑性樹脂を主成分とする粒径６.３μｍ〜８.５μｍの粉体であり，内添剤として磁性粉とワックス，外添剤としてシリカと酸化チタンを含有している。このようなトナー９は正電位に帯電している。尚，トナー９は，負電位に帯電していてもよく，非磁性のトナーが磁性材料の粉体であるキャリアと混合されていてもよい。
【００３４】
トナーコンテナ２は，トナー９を収容すると共に内部のトナー９を撹拌し，また，内部のトナー９を現像手段７に供給する役割を果たす。そのため，トナーコンテナ２は，底部２０に設けられたトナー供給口２３と，内部のトナー９を撹拌すると共に該トナー９をトナー供給口２３まで搬送するための撹拌手段６と，上記トナー供給口２３まで搬送したトナー９を該トナー供給口２３から排出するための搬送スクリュー２６とを備えている。
【００３５】
撹拌手段６は，図４に示すように，円柱状の回転軸６２と，該回転軸６２から突出する撹拌部材６０とを具備している。回転軸６２の長手方向の一端部が撹拌用歯車３に連結されおり，回転軸６２は，トナーコンテナ２内で回転可能に保持されている。
一方，撹拌部材６０は可撓性部材であるポリエステルフィルムシート製である。撹拌部材６０は，略長方形状に形成されており，撹拌部材６０の長手方向に沿った一端部６０ｂ側が，回転軸６２の軸方向の両端部間に固定されている。撹拌部材６０は，回転軸６２に固定された一端部６０ｂ側から，回転軸６２の断面の半径方向，即ち回転軸６２の軸方向と直交する方向に突出している。
尚，撹拌部材６０は，可撓性部材であれば，フィルムより厚い板状の部材であってもよい。
【００３６】
上記回転軸６２の回転により撹拌部材６０が回転するとき，撹拌部材６０の回転軸６２から伸びる方向の先端部６０ａが，トナーコンテナ２の底部２０側においてトナーコンテナ２の内壁に摺接し，トナーコンテナ２の蓋部２２側においてトナーコンテナ２の内壁から離れる。
図３に示すように，撹拌部材６０の先端部６０ａがトナーコンテナ２の内壁に摺接するとき，撹拌部材６０は，トナーコンテナ２の内壁に圧接されてその弾性を発揮した状態でトナー９中を進行し，トナー９をトナー供給口２３へと押圧して搬送する。また，トナーコンテナ２の内壁に付着したトナー９は，撹拌部材６０の先端部６０ａによりかきとられる。
【００３７】
図４に示すように，撹拌部材６０の複数箇所に，先端部６０ａ側から回転軸６２側に向けて切りかかれた切欠部６７が形成されており，各切欠部６７は，撹拌部材６０の先端部６０ａ側から回転軸６２側に向けてトナー供給口２３の位置から遠ざかるように傾斜している。従って，回転軸６２の回転に伴う撹拌部材６０の回転により，トナーコンテナ２内のトナー９は，撹拌部材６０に形成された切欠部６７に沿って，撹拌部材６０の進行方向と直交する方向に力を受け，回転軸６２の軸方向の両側からトナー供給口２３に向けて搬送される。
【００３８】
図３に示すように，撹拌部材６０によりトナーコンテナ２のトナー供給口２３まで搬送されたトナー９は，トナー供給口２３から搬送スクリュー２６によりトナーコンテナ２内から排出され，現像手段７へと供給される。トナーコンテナ２から現像手段７に供給されたトナー９は，トナー収容部７０に一時的に収容される。トナー収容部７０の出口にはマグネットローラ７１が設置されており，磁性を有する（或いは，前記キャリアと混合された非磁性の）トナー９は，マグネットローラ７１に付着する。トナー９は，マグネットローラ７１の回転によって，トナー収容部７０内から感光体ドラム７２側へと搬送され，感光体ドラム７２表面に形成された静電潜像上に静電気力により付着し，現像手段７による現像処理の進行に伴って消費される。
【００３９】
現像手段７による印刷が繰り返され，空になったトナーコンテナ２は，図１に示す画像形成装置１の格納室１０から取り出され，内部にトナーを再充填された後，再び格納室１０内に格納されて再利用される。
【００４０】
撹拌部材６０は，図３に示し，且つ前記したように，トナーコンテナ２の内壁に圧接しているときに応力を受け，図５に実線で示される初期形状の撹拌部材６０は，経時的に２点鎖線６０ｄで示すように，先端部６０ａ近傍に折れ曲がりを生じた状態に塑性変形する。塑性変形した撹拌部材６０に生じた折れ曲がりは，塑性変形の進行に伴って顕著になる。
【００４１】
塑性変形が進行した撹拌部材６０においては，先端部６０ａがトナーコンテナ２の内壁に圧接されないので撹拌部材６０の弾性が発揮されず，トナー９を押圧する力，即ちトナー搬送力が低下する。このような撹拌部材６０のトナー搬送力の低下に伴って，トナーコンテナ２のトナー供給能力が低下する。
【００４２】
トナー供給能力が低下したトナーコンテナ２の再利用を防ぐためには，撹拌部材６０の塑性変形の進み具合を検出することが必要である。
撹拌部材６０の塑性変形の進み具合を検出するために，図３に示すように，透磁率センサ１４と，この透磁率センサ１４による検出が可能であって，トナーコンテナ２内の撹拌手段６に設けられた第１検出部６１，及び第２検出部６５を用いる。
【００４３】
透磁率センサ１４は，そのセンサ面１４ａをトナーコンテナ２の底部２０の外壁に当接，または近接させて固定されている。従って，トナーコンテナ２の撹拌部材６０が回転しているとき，撹拌部材６０の先端部６０ａは，トナーコンテナ２の底部２０の内壁に摺接した状態で透磁率センサ１４のセンサ面１４ａ上を通過する。
【００４４】
図４に示すように，第１検出部６１は，鉄やアルミニウム等の導電材料製のシートであり，長方形状に形成されている。該第１検出部６１は，撹拌部材６０の先端部６０ａの近傍に貼り付けられて固定され，撹拌部材６０と一体化している。
また，第１検出部６１は，トナーコンテナ２の内壁に摺接する撹拌部材６０の面と反対側の面に取り付けられる。従って，撹拌部材６０の先端部よりも回転軸６２側の部分，即ち，第１検出部６１を貼り付けた部分の裏面がトナーコンテナ２の内壁に接触した場合にも，第１検出部６１はトナーコンテナ２の内壁に接触せず，トナーコンテナ２の内壁との接触による磨耗等の劣化を生じない。
【００４５】
一方，第２検出部６５は，回転軸６２から回転軸６２の軸方向と直交する方向に突出し，回転軸６２と一体に回転する基準部材６４に設けられている。また，基準部材６４の回転軸６２からの突出方向は，撹拌部材６０の回転軸６２からの突出方向と逆向きである。このような基準部材６４は，撹拌部撹拌部材６０に接触せず，撹拌部材６０の変形を妨げない。
【００４６】
基準部材６４は，鉄やアルミニウム等の金属製の線状部材，或いはパイプを略コ字状に折り曲げて形成されており，回転軸６２の軸方向に沿って棒状に伸びる第２検出部６５を構成する検出本体部と，該第２検出部６５の両端を回転軸６２に連結し，回転軸６２から回転軸６２の軸方向の垂直方向に突出する一対の連結脚部６６，６６とから構成されている。該連結脚部６６，６６の長さは，基準部材６４がその回転中にトナーコンテナ２の内壁に接触しない程度となっている。
このような第２検出部６５の位置は，基準部材６４がトナーコンテナ２の内壁に接触しないこと，且つ，基準部材６４がトナー９と接触してもほとんど曲がらない材質により構成されていることによって，回転軸６２に対して固定されている。
尚，基準部材６４の形状は，トナー９中を進行する際のトナー９から受ける抵抗を抑えるものであればよく，例えば，基準部材６４の形状は，略コ字状以外の回転軸６２の軸方向と垂直な棒状等でもよい。
【００４７】
第１検出部６１と第２検出部６５の略中央を通る平面Ｍは，回転軸６２の軸方向と直交しており，この平面Ｍは，透磁率センサ１４のセンサ面１４ａに交わっている。従って，第１検出部６１と第２検出部６５は，回転軸６２の回転により透磁率センサ１４のセンサ面１４ａ上を通過する。
第１検出部６１がセンサ面１４ａ上を通過するとき，撹拌部材６０の先端部６０ａは，トナーコンテナ２の内壁に摺接している状態となっている。また，第２検出部６５がセンサ面１４ａ上を通過するときの回転軸６２の回転角度は，回転軸６２からの基準部材６４と撹拌部材６０との突出方向が互いに逆向きであるので，第１検出部６１がセンサ面１４ａ上を通過するときの回転軸６２の回転角度と，およそ半回転分（１８０度）異なっている。
【００４８】
ところで，撹拌部材６０の塑性変形が進むに従って，撹拌部材６０に生じた折れ曲がりが顕著になり，第１検出部６１の位置は，第２検出部６５の位置から後退していく。
【００４９】
一方，透磁率センサ１４により検出される透磁率（物理量の一例）の大きさは，センサ面１４ａから第１検出部６１までの距離，及びセンサ面１４ａから第２検出部６５までの距離に応じて変化する。
第２検出部６５の位置は回転軸６２に対して固定されているので，第２検出部６５が透磁率センサ１４のセンサ面１４ａ上を通過するときの回転軸６２の回転角度は一定である。このような第２検出部６５に対する第１検出部６１の位置は，撹拌部材６０の塑性変形の進み具合によって変化するので，第２検出部６５がセンサ面１４ａ上を通過してから第１検出部６１がセンサ面１４ａ上を通過するまでの回転軸６２の回転角度は，撹拌部材６０の塑性変形の進み具合によって変化する。
【００５０】
このように撹拌部材６０の塑性変形に起因する第２検出部６５に対する第１検出部６１の位置の変化が，第２検出部６５がセンサ面１４ａ上を通過してから第１検出部６１が透磁率センサ１４のセンサ面１４ａ上を通過するまでの回転軸６２の回転角度，即ち位相差の変化として検出され，この位相差の変化を検出することで，撹拌部材６０の塑性変形の進み具合が判別される。
【００５１】
図７に示す撹拌部材６０が塑性変形している状態で検出される位相差Δθ′は，図６に示す撹拌部材６０が初期形状である（塑性変形を生じていない）状態で検出される位相差Δθに比較して大きく，撹拌部材６０が塑性変形している状態で検出される位相差Δθ′は，撹拌部材６０の塑性変形の進行に伴って大きくなる。
【００５２】
図３に示す透磁率センサ１４からは，透磁率センサ１４により検出された透磁率に対応するアナログ信号が出力される。画像形成装置の制御部１５は，透磁率センサ１４に接続されており，透磁率センサ１４から出力されたアナログ信号を，回転軸６２の一定の回転角度毎に受信し，受信したアナログ信号をデジタル信号生成機能によりデジタル信号に変換する。
【００５３】
第１検出部６１と第２検出部６５が共に導電性材料（アルミニウム，鉄等）から構成されているので，透磁率センサ１４により検出される透磁率は，第１検出部６１がセンサ面１４ａ近傍を通過するときと，第２検出部６５がセンサ面１４ａ近傍を通過するときとで，同様の変化の傾向を示す。
制御部１５のデジタル信号生成機能は，アナログ信号をデジタル信号に変換するための閾値を適切に設定することにより，図８に示すように，第１検出部６１と第２検出部６５がセンサ面１４ａ近傍を通過したとき，それぞれ第１のオン信号と第２のオン信号が出現するデジタル信号を生成する。
【００５４】
制御部１５は，デジタル信号に出現した第１のオン信号と第２のオン信号との間隔を，回転軸６２の回転角度として検出する位相差検出機能を備えている。図６に示す初期形状の撹拌部材６０が，経時的に図７に示すような塑性変形を生じることによって，デジタル信号に出現する第１のオン信号と第２のオン信号との間隔は，ΔθからΔθ′に増大する。
【００５５】
尚，図３に示す回転軸６２の回転速度が一定である場合，制御部１５は，一定時間毎に透磁率センサ１４から出力されたアナログ信号を所定時間毎に受信してデジタル信号を生成し，位相差検出機能によって，デジタル信号に出現した第１のオン信号と第２のオン信号との間隔を，時間として検出することも可能である。
【００５６】
制御部１５は，更に，位相差検出機能により検出された位相差の大きさに基づいて撹拌部材６０の塑性変形の程度を判断するトナー供給能力判断機能を有している。
トナー供給能力判断機能は，位相差検出機能により検出された位相差の大きさを所定の基準値と比較し，該位相差の大きさが基準値未満である場合，撹拌部材６０に塑性変形が生じていない，或いは撹拌部材６０に生じている塑性変形がトナー供給能力に影響を及ぼさない程度であるものと判断する。一方，位相差の大きさが基準値以上である場合，撹拌部材６０が塑性変形しておりトナー供給能力が低下しているものと判断し，位相差の大きさが基準値を超える限界値以上である場合，トナーコンテナ２のトナー供給能力が消失したものと判断する。
【００５７】
このようなトナーコンテナ２のトナー供給能力に関する情報は，図１に示す画像形成装置１本体の表示パネル１２に表示される。トナーコンテナ２のトナー供給能力が低下していないと判断された場合，表示パネル１２には現在使用中のトナーコンテナ２の再利用が可能である旨の情報が表示される。一方，トナーコンテナ２のトナー供給能力が低下していると判断された場合，表示パネル１２には現在使用中のトナーコンテナ２の再利用が好ましくない旨の情報が表示され，トナーコンテナ２のトナー供給能力が消失していると判断された場合，表示パネル１２には現在使用中のトナーコンテナ２の再利用が不可である旨の情報表示がされる。
ユーザは，表示パネル１２に表示されたトナーコンテナ２のトナー供給能力に関する情報によって，現在使用しているトナーコンテナ２を再利用するか否かを決定することができる。
【００５８】
更に，トナーコンテナ２は，図９に示すように記憶手段としてのＥＥＰＲＯＭ２８と，該記憶手段に記憶された情報を外部装置に出力するための出力手段としてのタグ２９を装備している。ＥＥＰＲＯＭ２８は，トナー供給能力判断機能により判断された結果，即ちトナーコンテナ２のトナー供給能力に関する情報を記憶する。
【００５９】
このようなＥＥＰＲＯＭ２８及びタグ２９が装備されたトナーコンテナ２は，画像形成装置の本体から取り外された状態においても，ＲＦＩＤ（ＲＡＤＩＯ  ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ  ＩＤＥＮＴＩＦＩＣＡＴＩＯＮ）による無線交信によって，タグ２９によりＥＥＰＲＯＭ２８に記憶された当該トナーコンテナ２のトナー供給能力に関する情報を外部装置１００に送信することができる。
【００６０】
トナーコンテナ２から当該トナーコンテナ２のトナー供給能力に関する情報を受信した外部装置１００の表示部１０１には，当該トナーコンテナ２の再利用が可能である旨の表示，または，当該トナーコンテナ２の再利用が好ましくない旨の表示，或いは当該トナーコンテナ２の再利用が不可である旨の表示がされる。
このようにして，ユーザは，画像形成装置の本体から取り外されたトナーコンテナ２についても，そのトナーコンテナ２のトナー供給能力を知ることがでる。
【００６１】
ところで，図３に示すように，トナーコンテナ２にトナー９が存在するとき，透磁率センサ１４により検出される透磁率は，トナー９による影響を受ける。トナーコンテナ２内に十分な量のトナー９が存在し，透磁率センサ１４のセンサ面１４ａ近傍に常にトナー９が存在している場合，透磁率センサ１４は，常にトナー９の透磁率を検出する。このような状態においては，センサ面１４ａ近傍を第１検出部６１，或いは第２検出部６５が通過しても，透磁率センサ１４に検出される透磁率に変化は殆ど生じない。
【００６２】
前述のようなデジタル信号生成機能によれば，トナーコンテナ２内に十分な量のトナー９が存在するとき，図１０に示すように，回転軸６２の回転角度に関わらず，常にデジタル信号のオン信号が出現する。
【００６３】
一方，トナーコンテナ２内のトナー量が減少すると，図１１に示すように，撹拌部材６０の先端部６０ａにより搬送されたトナー９がセンサ面１４ａ近傍を通過するときにのみセンサ面１４ａ近傍にトナー９が存在し，センサ面１４ａ近傍にトナー９が存在しない状態が出現する。
【００６４】
このとき，デジタル信号のオン信号は，図１２に示すように，撹拌部材６０の先端部６０ａにより搬送されたトナー９，第１検出部６１，第２検出部６５がセンサ面１４ａ近傍を通過するときに出現する。
【００６５】
撹拌部材６０の先端部６０ａにより搬送されるトナー量は，トナーコンテナ２内のトナー量の減少に伴って減少する。従って，撹拌部材６０の先端部６０ａに搬送されたトナー９がセンサ面１４ａ近傍を通過する間に，デジタル信号に連続して出現するオン信号の数，即ちオン信号の幅（Ｗａ）が減少する。制御部１５は，デジタル信号に出現するオン信号の幅に基づいて，トナーコンテナ２内のトナー量を検出するトナー残量検出機能を有する。
【００６６】
ところで，制御部１５の位相差検出機能は，デジタル信号に出現したオン信号の間隔に基づいて，第１検出部６１がセンサ面１４ａ上を通過してから第２検出部６５がセンサ面１４ａ上を通過するまでの位相差を検出するので，位相差の検出を正確に行うためには，トナーコンテナ２内にトナー９が殆ど存在せず，デジタル信号にトナー９によるオン信号が出現しない状態であることが望ましい。
また，トナーコンテナ２内にトナー９が存在する状態では，撹拌部材６０がトナー９から受ける抵抗力によっても変形するので，この点からも，撹拌部材６０の塑性変形の進み具合が判別を，トナーコンテナ２内にトナー９が殆ど存在しない状態で行うことが望ましい。
尚，制御部１５が上記のようなトナー残量検出機能を有さない場合，回転軸６２を所定回数回転させた後に位相差の検出を行う構成とすることもできる。
【００６７】
制御部１５は，トナー残量検出機能により検出されたトナーコンテナ２内のトナー量が所定量以下となってから，位相差検出機能を作動させ，該位相差検出機能により検出された位相差の大きさに基づいて撹拌部材６０の塑性変形の進み具合を判別する。
尚，デジタル信号生成機能により生成されるデジタル信号には，トナーコンテナ２内にトナー９がない状態であっても，第１検出部６１，第２検出部６５がセンサ面１４ａ近傍を通過するときにオン信号が出現するので，制御部１５は，このデジタル信号に基づき，トナーコンテナ２が図１に示す画像形成装置１の格納室１０に収容されていることを検知するトナーコンテナ格納確認機能も有している。
【００６８】
次に，図１３により画像形成装置の制御部の処理手順について説明する。以下に示すＳ１〜Ｓ１８は，処理手順（ステップ）の識別符号を表ている。
制御部の処理は，画像形成装置の本体の電源がオン状態となった時点で開始する。そして，透磁率センサから出力されるアナログ信号を受信し，デジタル信号生成機能によって，透磁率センサから出力されたアナログ信号に基づいてデジタル信号を生成する（Ｓ１）。
【００６９】
デジタル信号生成機能は，例えば，回転軸が５.８秒間に一回転し，回転軸の回転速度が一様である場合，透磁率センサから出力された信号を０.１秒毎に受信する。即ち，回転軸が一回転する間，透磁率センサから出力された信号を５８回受信する。
【００７０】
制御部のトナーコンテナ格納確認機能は，デジタル信号生成機能により生成されたデジタル信号のオン信号出現回数が基準値以上であれば（Ｓ２のＹＥＳ），前記トナーコンテナ内の第１検出部，或いは第２検出部が前記センサ面上を通過しており，格納室内にトナーコンテナが格納されていると判断する。一方，オン信号出現回数が基準値未満であれば（Ｓ２のＮＯ），格納室内にトナーコンテナが格納されていないと判断し，図１に示す画像形成装置１の表示パネル１２に，格納室１０内にトナーコンテナ２が格納されていない旨の表示を行う（Ｓ４）。
具体的には，回転軸が一回転する時間内においてオン信号の出現回数が１８回（第１基準）未満であったとき，格納室内にトナーコンテナが格納されていないと判断する。
【００７１】
制御部は，格納室内にトナーコンテナが格納されていると判断した後，残量検出機能にトナーコンテナ内のトナー残量を検出するための指示を出す（Ｓ３のＹＥＳ）。
前述のように，トナーコンテナ内のトナー残量の減少に伴って，回転軸が一回転間にデジタル信号に出現するオン信号の回数が減少する。具体的には，回転軸が一回転間にデジタル信号に出現するオン信号の回数が４８回（第２基準）未満であり（Ｓ６のＮＯ），且つ，積算されたトナー消費量が所定値を超えた場合（Ｓ７のＹＥＳ），トナーコンテナ内のトナー残量が少ないと判断する。そして，図１に示す画像形成装置１の表示パネル１２にトナーコンテナ２内のトナー残量が少ない旨の表示がされる（Ｓ８）。
【００７２】
さらに，制御部は，トナーコンテナ内のトナー残量が僅かであると判断した後，位相差検出機能の作動を指示し（Ｓ９のＹＥＳ），トナーコンテナ内のトナーによる影響を受けない状態で，撹拌部材の塑性変形の程度に対応する位相差を検出する（Ｓ１０）。そして，トナー供給能力判断機能によって，所定の基準値と検出した位相差の大きさとを比較する（Ｓ１１）。
【００７３】
トナー供給能力判断機能の判断結果の情報，即ち現在使用中のトナーコンテナについて，再利用可が可能である旨の情報，再利用が好ましくない旨の情報，或いは，再利用が不可である旨の情報を，画像形成装置の表示パネルに表示すると共にＥＥＰＲＯＭに書き込む（Ｓ１２〜Ｓ１８）。
【００７４】
尚，上記実施形態においては，トナーコンテナ２内の撹拌部材６０について，該撹拌部材６０の塑性変形の程度を検出するようにしたが，図３に示す画像形成装置本体側のトナー収容部７０についても同様の撹拌部材を設け，この撹拌部材の塑性変形の程度を上記構成により検出することも可能である。
【００７５】
また，上記実施の形態においては，透磁率センサ１４を用いて，透磁率センサ１４のセンサ面１４ａから第１検出部６１までの距離の変化，及び第２検出部６５までの距離の変化を検出したが，他の種類のセンサを用いて，該センサから第１検出部６１までの距離の変化，及び第２検出部６５までの距離の変化を検出してもよい。また，図５に示すように，センサ１４ｂを固定する位置は，トナーコンテナ２の底部２０側以外，例えば，例えば，トナーコンテナ２の蓋部２２側であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は，プリンタ，複写機，ファクシミリ等に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体斜視図。
【図２】本発明の実施形態に係るトナーコンテナの全体斜視図。
【図３】トナーコンテナの断面図と現像手段の概略図。
【図４】撹拌手段の平面図。
【図５】初期形状の撹拌部材と塑性変形した撹拌部材とを併せて示すトナーコンテナの断面図。
【図６】初期形状の撹拌部材が弾性変形した状態でのトナーコンテナの断面図。
【図７】撹拌部材が塑性変形した状態でのトナーコンテナの断面図。
【図８】撹拌部材が初期形状である状態と塑性変形した状態でのデジタル信号を示すグラフ。
【図９】画像形成装置から取り外されたトナーコンテナに記憶された情報を読み取る外部装置の概略図。
【図１０】トナー量が十分である場合のデジタル信号を示すグラフ。
【図１１】トナーが存在する状態でのトナーコンテナの断面図。
【図１２】トナーが存在する状態でのデジタル信号を示すグラフ。
【図１３】制御部による処理手順を表すフローチャート。
【符号の説明】
【００７８】
１…画像形成装置
２…トナーコンテナ
６…撹拌手段
７…現像手段
９…トナー
１０…格納室
１２…表示パネル
１４…透磁率センサ
１５…制御部
２８…ＥＥＰＲＯＭ
２９…タグ
６０…撹拌部材
６０ａ…先端部
６１…第１検出部
６２…回転軸
６４…基準部材
６５…第２検出部
７０…トナー収容部
１００…外部装置
１０１…表示部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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