(57)【要約】レーザプリンタ１に用いられるトナーＴの透磁率を検出する透磁率センサ１５と、トナーＴがレーザプリンタ１に適合しない場合にその事実をレーザプリンタ１のユーザに報知するために透磁率センサ１５からの出力に基づいてトナーＴの透磁率が所定範囲内にあるか否かを判断する磁気特性判断部３６とを有する消耗品検出装置を提供する。
2005008343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に用いられる消耗品の物性値を検出する物性検出器と、
前記消耗品が前記画像形成装置に適合しない場合にその事実を前記画像形成装置の操作者に報知するために前記物性検出器からの出力に基づいて前記消耗品の物性値が所定範囲内にあるか否かを判断する判断部と、を有する消耗品検出装置。
【請求項２】
前記物性検出器がトナーの透磁率を検出する透磁率センサであり、前記判断部は、該透磁率センサの高出力ピークの出力値に基づいて判断を行うことを特徴とする請求項１に記載の消耗品検出装置。
【請求項３】
前記物性検出器がトナーの透磁率を検出する透磁率センサであり、前記判断部は、該透磁率センサの隣接する低出力ピークの中間時点における出力値に基づいて判断を行うことを特徴とする請求項１に記載の消耗品検出装置。
【請求項４】
前記物性検出器がトナーの透磁率を検出する透磁率センサであり、前記判断部は、該透磁率センサの所定の出力値における低出力ピークの時間幅に基づいて判断を行うことを特徴とする請求項１に記載の消耗品検出装置。
【請求項５】
前記画像形成装置に前記消耗品の装着又は補充を検出する装着・補充検出器が備えられ、かつ、前記物性検出器による前記消耗品の物性値の検出は、該装着・補充検出器による前記消耗品の装着又は補充の検出に続いて行われることを特徴とする請求項１に記載に消耗品検出装置。
【請求項６】
前記画像形成装置に前記トナーの残量を検出する残量検出器が備えられ、かつ、該残量検出器が前記物性検出器を兼ねていることを特徴とする請求項２から請求項４のうちいずれか１項に記載の消耗品検出装置。
【請求項７】
画像形成装置に用いられる消耗品の物性値を検出するステップと、
前記検出結果に基づいて前記消耗品の物性値が所定範囲内にあるか否かを判断するステップと、
前記消耗品の物性値が前記所定範囲内にないと判断した場合に前記画像形成装置の操作者にその事実を報知するステップと、
を有する消耗品検出方法。
【請求項８】
コンピュータに、
画像形成装置に用いられる消耗品の物性値を検出するステップと、
前記検出結果に基づいて前記消耗品の物性値が所定範囲内にあるか否かを判断するステップと、
前記消耗品の物性値が前記所定範囲内にないと判断した場合に前記画像形成装置の操作者にその事実を報知するステップと、
を実行させる消耗品検出プログラム。
【請求項９】
前記事実の報知が、不具合発生の可能性を示す警告であることを特徴とする請求項９に記載の消耗品検出プログラム。
【請求項１０】
記録媒体を供給する媒体供給部と、着脱可能に備えられてトナー画像形成を行うプリントユニットと、画像形成後の前記記録媒体を排出する媒体排出部とを有する画像形成装置であって、
該画像形成装置に用いられる消耗品の物性値を検出する物性検出器と、該物性検出器からの出力に基づいて前記消耗品の物性値が所定範囲内にあるか否かを判断する判断部とを有する消耗品検出装置を備えている画像形成装置。
【請求項１１】
前記物性検出器がトナーの透磁率を検出する透磁率センサであり、前記判断部は、該透磁率センサの高出力ピークの出力値に基づいて判断を行うことを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記物性検出器がトナーの透磁率を検出する透磁率センサであり、前記判断部は、該透磁率センサの隣接する低出力ピークの中間時点における出力値に基づいて判断を行うことを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記物性検出器がトナーの透磁率を検出する透磁率センサであり、前記判断部は、該透磁率センサの所定の出力値における低出力ピークの時間幅に基づいて判断を行うことを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記消耗品の装着又は補充を検出する装着・補充検出器がさらに備えられ、かつ、前記物性検出器による前記消耗品の物性値の検出は、該装着・補充検出器による前記消耗品の装着又は補充の検出に続いて行われることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記トナーの残量を検出する残量検出器がさらに備えられ、かつ、該残量検出器が前記物性検出器を兼ねていることを特徴とする請求項１１から請求項１３のうちいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、一般に画像形成装置において用いられる消耗品（例えばトナー等の現像剤）を検出する消粍品検出装置に係り、特に電子写真方式の画像形成装置において用いられるトナーの物性を検出する消耗品検出装置、消耗品検出方法、消耗品検出プログラム、及び、その消耗品検出装置を備えた画像形成装置に関する。
本発明は、例えば電子写真方式のプリンタ、ファクシミリ、コピー機等の画像形成装置に好適である。ここにおいて、「電子写真方式の画像形成装置」とは、米国特許２，２９７，６９１に記載されたカールソンプロセスを利用した装置であり、典型的にはレーザプリンタであって、トナーを記録媒体（印刷用紙やＯＨＰフィルム等）に付着することによって記録するノンインパクトの画像形成装置をいう。
技術背景
電子写真方式の記録装置の一つであるレーザプリンタは高速・高解像・高品質であり、近年のオフィスオートメーション化に伴って今後ますます需要が増加するものと期待されている。その需要の増加に伴って、レーザプリンタの印字品質や耐久性の向上、良好な保守性等に対する要求もますます高まってきている。
レーザプリンタは、一般に感光体ドラムと露光によって感光体ドラム上に潜像を形成する光学ユニットとを含んでいる。感光体ドラムは前帯電部によって一様に負極に帯電され、光学ユニットから照射されたレーザビームによって露光されることにより、現像剤が付着される部分が除電されて潜像が形成される。潜像は、その後に現像装置を介してトナー像として可視化され、転写ユニットによりトナー像は印刷用紙に転写される。印刷用紙に転写されたトナー像は定着装置によって定着され、その後、印刷用紙が排出される。
このレーザプリンタにおいては、トナーカートリッジ・感光体ドラム・現像ユニット等を中心とする印字機能部をプリントユニットとしてユニット化したプリントユニット方式が主流となっている。このプリントユニット方式によれば、長期使用によりレーザプリンタの印字品質が低下したような場合は、ユーザがそのプリントユニットを交換することにより簡便に印字品質を回復させることができる。専門の作業者等がメンテナンスを行う必要もなく、ユーザが簡便にメンテナンスを行うことができるので大変便利である。プリントユニット全体を交換する必要がない場合でも、プリントユニットに備えられたトナーカートリッジを交換することにより簡便に印字品質を回復させることができる場合もある。
上記のように、レーザプリンタにおいてはプリントユニットやトナー等が最適設計されて使用されている。このプリントユニットは、一般に、そのレーザプリンタに適合したものがレーザプリンタメーカによって製造され販売される。いわゆる純正品と言われるこのようなプリントユニットは、メーカによってそのレーザプリンタに対する適合性が充分に調査・検討されたものである。したがって、レーザプリンタにそのプリントユニットを使用した場合に、高解像・高品質等のプリンタ性能を充分に発揮することができ、転写や定着においても問題を生じるようなことはない。
例えば、現像剤交換時に一定条件を検知したときには、撹拌動作と現像剤撹拌部へのリサイクルトナー補給を中止し、トナー過補給を防止する現像装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。不正にリサイクルされたトナーカートリッジを識別でき、不正にリサイクルされたトナーカートリッジを使用できないようにしたものも提案されている（例えば特許文献２参照）。さらに、現像装置に初期投入された現像剤の帯電量が現像剤の保管中の環境条件により極度に変化しているため、トナー濃度センサの出力が異常値を示してトナー濃度が制御できなくなる不都合を解消するものも提案されている（例えば特許文献３参照）。
また、プリントユニットやトナーカートリッジに情報記録可能なＩＣチップが装備されたものも実用化されている。このＩＣチップに印刷枚数・使用時間等の管理情報を記録することにより、このプリントユニット等が使用済みか否かの情報や交換時期をユーザに知らせることが行われている。
【特許文献１】  特開２００２−３４１６３４号公報
【特許文献２】  特開２００１−２１５７７９号公報
【特許文献３】  特開平１０−３３３４１８号公報
【発明の開示】
しかし、最近、上記純正品でない非純正品が販売されることが多くなってきている。この非純正品は、第三者が無断で製造・販売するプリントユニット（いわゆる海賊品）である。この非純正品は、レーザプリンタに対する適合性の検討が充分になされていない場合が多く、これをレーザプリンタに使用すると印刷品質が劣化したり、転写・定着において不具合が生じたりする場合がある。
また、プリントユニットそのものでなく、非純正品のトナーが使用される場合もある。トナーカートリッジ内のトナーがなくなった後に、このような非純正品のトナーがトナーカートリッジ内に入れられて使用されると、上記同様印刷品質の劣化や転写・定着における不具合が生じる場合がある。
例えば、現像ローラがマグネットローラであるプリンタにおいて磁性が付加されたトナーを用いる場合、純正品トナーよりも磁化の大きい非純正品のトナーを使用すると、現像ローラでの吸引力が大きくなり印字濃度が適正濃度よりも薄くなってしまう。逆に、純正品トナーよりも磁化の小さい非純正のトナーを使用すると、現像ローラでの吸引力が小さくなり印字濃度が適正濃度よりも濃くなってしまう。
これらの非純正品が製造・販売されると、純正品メーカであるプリンタメーカの販売数量や売上げに影響が出るばかりか、上記のような不具合が生じた場合にプリンタメーカに対してユーザからのクレーム（不具合報告・修理依頼）が来ることとなるので、その対応が煩雑となってしまう。また、上記ＩＣチップを用いて非純正品を検知することも考えられるが、プリントユニットやトナーカートリッジが高価となってしまう上に、非純正品のプリントユニットやトナーカートリッジそのものを検知することは可能であっても、トナーカートリッジ内に純正品トナーの代わりに非純正品トナーが入れ替えられたことを検知することはできない。
そこで、本発明は、このような従来の課題を解決する新規かつ有用な消耗品検出装置、消耗品検出方法、消耗品検出プログラム、及び、画像形成装置を提供することを概括的な目的とする。より特定的には、本発明は、不適合な消耗品を使用することにより生じる様々な不具合を回避することができる消耗品検出装置、消耗品検出方法、消耗品検出プログラム、及び、画像形成装置を例示的目的とする。
例えば、レーザプリンタやファクシミリ等の画像形成装置において、その装置に適合しないトナーを使用することによる印字品質の低下、トナー付着や用紙搬送ジャム等の故障を防止することは、本発明の目的の一つである。また、画像形成装置に適合しないプリントユニットを使用することによる故障を防止することも本発明の目的の一つである。結果としてユーザが安心して画像形成装置を使用することができるようにすることが本発明の目的である。
本発明の一側面としての消耗品検出装置は、画像形成装置に用いられる消耗品の物性値を検出する物性検出器と、消耗品が画像形成装置に適合しない場合にその事実を画像形成装置の操作者に報知するために物性検出器からの出力に基づいて消耗品の物性値が所定範囲内にあるか否かを判断する判断部とを有することを特徴とする。
この消耗品検出装置によれば、消耗品の物性値が所定範囲内にない場合に、その消耗品が画像形成装置に不適合であると判断することができる。例えば、その適合性を操作者（ユーザ）に報知する報知手段を画像形成装置が備えている場合や、この画像形成装置に接続されたコンピュータが報知手段として機能する場合は、消耗品が不適合であることをユーザが容易に知ることができる。したがって、操作者（ユーザ）が不用意に画像形成装置に不適合な消耗品、いわゆる非純正品を使用することによる印字品質の低下や画像形成装置の故障を防止することができる。
本発明の別の側面としての消耗品検出装置は、物性検出器がトナーの透磁率を検出する透磁率センサであり、判断部は、透磁率センサの高出力ピークの出力値に基づいて判断を行うことを特徴とする。
この消耗品検出装置によれば、トナーの透磁率に基づいてトナーの画像形成装置に対する適合性を判断することができる。さらに、透磁率センサの高出力ピークの出力値に基づいてトナーの適合性を判断するので、より確実に不適合なトナーを検知することができ、印字品質の低下や故障を確実に防止することができる。ここで、「透磁率センサの高出力ピーク」とは、略周期的に変動する透磁率センサの出力波形において、高出力側に凸形状に突出する出力波形部分を指す。
本発明の別の側面としての消耗品検出装置は、物性検出器がトナーの透磁率を検出する透磁率センサであり、判断部は、透磁率センサの隣接する低出力ピークの中間時点における出力値に基づいて判断を行うことを特徴とする。
この消耗品検出装置によれば、トナーの透磁率に基づいてトナーの画像形成装置に対する適合性を判断することができる。さらに、透磁率センサの隣接する低出力ピークの中間時点における出力値に基づいてトナーの適合性を判断するので、より確実に不適合なトナーを検知することができ、印字品質の低下や故障を確実に防止することができる。ここで、「透磁率センサの低出力ピーク」とは、略周期的に変動する透磁率センサの出力波形において、低出力側に凸形状に突出する出力波形部分を指す。
本発明の別の側面としての消耗品検出装置は、物性検出器がトナーの透磁率を検出する透磁率センサであり、判断部は、透磁率センサの所定の出力値における低出力ピークの時間幅に基づいて判断を行うことを特徴とする。
この消耗品検出装置によれば、トナーの流動性に基づいてトナーの画像形成装置に対する適合性を判断することができる。すなわち、透磁率センサの所定の出力値における低出力ピークの時間幅がトナーの流動性を示す指標となることを利用して、その流動性に基づいてトナーの適合性を判断する。したがって、より確実に不適合なトナーを検知することができ、印字品質の低下や故障を確実に防止することができる。
本発明の別の側面としての消耗品検出装置は、画像形成装置に消耗品の装着または補充を検出する装着・補充検出器が備えられ、かつ、物性検出器による消耗品の物性値の検出は、装着・補充検出器による消耗品の装着または補充の検出に続いて行われることを特徴とする。
この消耗品検出装置によれば、装着または補充直後の消耗品の物性値に基づいて、その消耗品の適合性を判断することができる。装着または補充直後の消耗品は、物性値に経時変化が殆どなく安定しているので、より一層確実に消耗品の適合性を判断することができる。その結果、不適合な消耗品の使用による印字品質の低下、故障等を確実に防止することができる。この装着・補充検出器が物性検出器を兼ねている場合は、さらに部品点数の減少・装置コストの低減等の効果をも得ることができる。
本発明の別の側面としての消耗品検出装置は、画像形成装置にトナーの残量を検出する残量検出器が備えられ、かつ、残量検出器が物性検出器を兼ねていることを特徴とする。
この消耗品検出装置によれば、残量検出器が物性検出器を兼ねているので、部品点数の増加や装置コストの増大を殆ど生じることなく、トナーの残量検出と物性検出とを行うことができる。
本発明の別の側面としての消耗品検出方法は、画像形成装置に用いられる消耗品の物性値を検出するステップと、検出結果に基づいて消耗品の物性値が所定範囲内にあるか否かを判断するステップと、消耗品の物性値が所定範囲内にないと判断した場合に画像形成装置の操作者にその事実を報知するステップとを有することを特徴とする。
この消耗品検出方法によれば、消耗品の物性値が所定範囲内にない場合に、その消耗品が画像形成装置に不適合であると判断して操作者（ユーザ）に報知することができる。例えばその報知手段を画像形成装置に備えていれば、画像形成装置上に消耗品が不適合である旨を表示することができる。画像形成装置に接続されたコンピュータが報知手段として機能する場合は、コンピュータの表示画面上に消耗品が不適合である旨を表示することができる。また、報知手段が音によってユーザに消耗品が不適合である旨を報知することも可能である。したがって、ユーザは消耗品が不適合であることを容易に知ることができ、不適合な消耗品の不用意な使用による印字品質の低下や画像形成装置の故障を防止することができる。
本発明の別の側面としての消耗品検出プログラムは、コンピュータに、画像形成装置に用いられる消耗品の物性値を検出するステップと、検出結果に基づいて消耗品の物性値が所定範囲内にあるか否かを判断するステップと、消耗品の物性値が所定範囲内にないと判断した場合に画像形成装置の操作者にその事実を報知するステップと、を実行させることを特徴とする。
この消耗品検出プログラムによれば、消耗品の物性値が所定範囲内にない場合に、その消耗品が画像形成装置に不適合であると判断して操作者（ユーザ）に報知することができる。例えばその報知手段を画像形成装置に備えていれば、画像形成装置上に消耗品が不適合である旨を表示することができる。画像形成装置に接続されたコンピュータが報知手段として機能する場合は、コンピュータの表示画面上に消耗品が不適合である旨を表示することができる。また、報知手段が音によってユーザに消耗品の不適合を報知することも可能である。したがって、ユーザは消耗品が不適合であることを容易に知ることができるので、不適合な消耗品の不用意な使用による印字品質の低下や画像形成装置の故障を防止することができる。
本発明の別の側面としての消耗品検出プログラムは、事実の報知が、不具合発生の可能性を示す警告であることを特徴とする。
この消耗品検出プログラムによれば、単に報知するのみならず、不適合であると判断した消耗品を使用することにより画像形成装置の不具合を発生させる可能性があることを警告するので、より効果的に不適合な消耗品の使用を防止することができる。その結果、確実に不適合な消耗品の使用による印字品質の低下や画像形成装置の故障を防止することができる。この消耗品検出プログラムは、画像形成装置内に備えられるファームウェアであってもよいし、画像形成装置と接続して使用されるコンピュータにインストールされる画像形成装置用ドライバソフトウェアであってもよい。もちろん、ファームウェアとドライバソフトウェアとが協働してこの消耗品検出プログラムとしての機能を発揮するものであってもよい。
本発明の別の側面としての画像形成装置は、記録媒体を供給する媒体供給部と、着脱可能に備えられて画像形成を行うプリントユニットと、画像形成後の前記記録媒体を排出する媒体排出部とを有する画像形成装置であって、画像形成装置に用いられる消耗品の物性値を検出する物性検出器と、物性検出器からの出力に基づいて消耗品の物性値が所定範囲内にあるか否かを判断する判断部とを有する消耗品検出装置を備えていることを特徴とする。
この画像形成装置によれば、使用される消耗品の物性値が所定範囲内にない場合に、その消耗品が画像形成装置に不適合であると判断することができる。例えば、その適合性を操作者（ユーザ）に報知する報知手段を画像形成装置が備えている場合や、この画像形成装置に接続されたコンピュータが報知手段として機能する場合は、消耗品が不適合であることをユーザが容易に知ることができる。したがって、画像形成装置に不適合な消耗品、いわゆる非純正品を操作者（ユーザ）が不用意に使用することによる印字品質の低下や画像形成装置の故障を防止することができる。
本発明の別の側面としての画像形成装置は、物性検出器がトナーの透磁率を検出する透磁率センサであり、判断部は、透磁率センサの高出力ピークの出力値に基づいて判断を行うことを特徴とする。
この画像形成装置によれば、トナーの透磁率に基づいてトナーの画像形成装置に対する適合性を判断することができる。さらに、透磁率センサの高出力ピークの出力値に基づいてトナーの適合性を判断するので、より確実に不適合なトナーを検知することができ、印字品質の低下や故障を確実に防止することができる。ここで、「透磁率センサの高出力ピーク」とは、略周期的に変動する透磁率センサの出力波形において、高出力側に凸形状に突出する出力波形部分を指す。
本発明の別の側面としての画像形成装置は、物性検出器がトナーの透磁率を検出する透磁率センサであり、判断部は、透磁率センサの隣接する低出力ピークの中間時点における出力値に基づいて判断を行うことを特徴とする。
この画像形成装置によれば、トナーの透磁率に基づいてトナーの画像形成装置に対する適合性を判断することができる。さらに、透磁率センサの隣接する低出力ピークの中間時点における出力値に基づいてトナーの適合性を判断するので、より確実に不適合なトナーを検知することができ、印字品質の低下や故障を確実に防止することができる。ここで、「透磁率センサの低出力ピーク」とは、略周期的に変動する透磁率センサの出力波形において、低出力側に凸形状に突出する出力波形部分を指す。
本発明の別の側面としての画像形成装置は、物性検出器がトナーの透磁率を検出する透磁率センサであり、判断部は、透磁率センサの所定の出力値における低出力ピークの時間幅に基づいて判断を行うことを特徴とする。
この画像形成装置によれば、トナーの流動性に基づいてトナーの画像形成装置に対する適合性を判断することができる。すなわち、透磁率センサの所定の出力値における低出力ピークの時間幅がトナーの流動性を示す指標となることを利用して、その流動性に基づいてトナーの適合性を判断する。したがって、より確実に不適合なトナーを検知することができ、印字品質の低下や故障を確実に防止することができる。
本発明の別の側面としての画像形成装置は、消耗品の装着または補充を検出する装着・補充検出器がさらに備えられ、かつ、物性検出器による消耗品の物性値の検出は、装着・補充検出器による消耗品の装着または補充の検出に続いて行われることを特徴とする。
この画像形成装置によれば、装着または補充直後の消耗品の物性値に基づいて、その消耗品の適合性を判断することができる。装着または補充直後の消耗品は、物性値に経時変化が殆どなく安定しているので、より一層確実に消耗品の適合性を判断することができる。その結果、不適合な消耗品の使用による印字品質の低下、故障等を確実に防止することができる。この装着・補充検出器が物性検出器を兼ねている場合は、さらに部品点数の減少・装置コストの低減等の効果をも得ることができる。
本発明の別の側面としての画像形成装置は、トナーの残量を検出する残量検出器がさらに備えられ、かつ、残量検出器が物性検出器を兼ねていることを特徴とする。
この画像形成装置によれば、残量検出器が物性検出器を兼ねているので、部品点数の増加や装置コストの増大を殆ど生じることなく、トナーの残量検出と物性検出とを行うことができる。
本発明の他の目的と更なる特徴は、以下、添付図面を参照して説明される実施例において明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】  第１図は、本発明の実施の形態１に係るレーザプリンタの内部構成を示す断面図である。
第２図は、第１図のレーザプリントに備えられるプリントユニットの要部断面及び消耗品検出装置の概略構成を示すブロック図である。
第３図は、第１アジテータ及び透磁率センサを示す断面図である。
第４図は、クリーナが透磁率センサのセンサ面を清掃する様子を示す断面図であり、（ａ）は、クリーナがセンサ面を清掃する前の状態を示し、（ｂ）はクリーナがセンサ面を清掃している状態を示す。
第５図は、透磁率センサからの出力波形の例を示すグラフである。
第６図は、本発明の実施の形態１に係るレーザプリンタにおけるトナー透磁率判断の動作手順を説明するフローチャートである。
第７図は、実施の形態１における透磁率センサからの出力波形を示すグラフである。
第８図は、本発明の実施の形態２に係るレーザプリンタにおけるトナー透磁率判断の動作手順を説明するフローチャートである。
第９図は、実施の形態２における透磁率センサからの出力波形を示すグラフである。
第１０図は、本発明の実施の形態３に係るレーザプリントに備えられるプリントユニットの要部断面及び消耗品検出装置の概略構成を示すブロック図である。
第１１図は、実施の形態３に係るレーザプリンタにおけるトナー流動性判断の動作手順を説明するフローチャートである。
第１２図は、実施の形態３における透磁率センサからの出力波形を示すグラフである。
第１３図は、実施の形態４に係るレーザプリンタにおけるトナー流動性判断の動作手順を説明するフローチャートである。
第１４図は、実施の形態４における透磁率センサからの出力波形を示すグラフであり、（ａ）は流動性の良いトナーを使用した場合の出力波形であり、（ｂ）は流動性の悪いトナーを使用した場合の出力波形である。
第１５図は、本発明の実施の形態５に係るレーザプリントに備えられるプリントユニットの要部断面及び消耗品検出装置の概略構成を示すブロック図である。
第１６図は、実施の形態５に係るレーザプリンタにおけるトナー流動性判断の動作手順を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、図面を参照して本発明の実施の形態１に係る消耗品検出装置及びそれを備えた画像形成装置について説明する。第１図は、画像形成装置としてのレーザプリンタ１の断面図である。このレーザプリンタ１は、記録媒体供給部としての給紙部２、搬送部３、画像形成ユニット４、定着ユニット５、記録媒体排出部としての排紙部６を有して大略構成される。
給紙部２は、複数枚の記録媒体としての記録紙Ｐを収納する給紙カセット２１から最上位の記録紙Ｐをホッパー２２によって取り出して装置内部の搬送部６へ供給するためのものである。給紙部２は、給紙カセット２１と、ホッパー２２と、給紙ローラ２３とを有している。給紙カセット２１は複数枚の用紙Ｐを収納するためのものである。ホッパー２２は、圧縮バネなどによって第１図の下方向に付勢されており、用紙Ｐを撥ね上げるものである。給紙ローラ２３はピックアップローラとも呼ばれ、給紙カセット２１にセットされている記録紙Ｐの最上位の記録紙Ｐに当接してこれを１枚ずつ繰り出すためのものである。
搬送部３は、給紙部２から供給される記録紙Ｐを搬送路ＦＰに沿って装置上部の排紙部６まで搬送するものである。搬送部３は、各種の（即ち、駆動及び従動の）搬送ローラ３１を有する。用紙Ｐは搬送ローラ３１によって第１図の左回り（反時計回り）に回転しつつ搬送され、排紙部６から排出されるようになっている。
画像形成ユニット４は、所望のトナー像を画像形成して、その画像を記録紙Ｐに転写するもので、画像露光ユニット７、プリントユニット８、転写ユニット９を有して大略構成される。その画像露光ユニット７は、形成画像の画像情報に基づきつつレーザ等の露光光源光を後述する感光体ドラム８３に照射することによって、その感光体ドラム８３上に形成画像の静電潜像を形成するためのものである。
プリントユニット８は、第２図に示すように、ドラムユニット８１、現像ユニット８２を有して構成され、ドラムユニット８１は、感光体ドラム８３、前帯電器８４、ドラムクリーナ８５を有して構成される。このプリントユニット８は、レーザプリンタ１に着脱可能に備えられている。このプリントユニット８は、所定時間の稼働や所定枚数のプリントによって所期の性能が維持されなくなった場合は消耗品として交換される。
感光体ドラム８３は、回転が可能なドラム状導体支持体上に感光性誘電体層を有し、像保持部材として使用される。感光体ドラム８３は、例えば、表面に機能分離型有機感光体が厚さ約２０μｍで塗布されたアルミニウム製ドラムから構成され、外径３０ｍｍを有して周速度７９ｍｍ／ｓで回転する。感光体ドラム８３は、前帯電器８４によってそのドラム表面が一様帯電された後に、露光光源によって形成画像が潜像形成されるようになっている。形成されたその潜像画像は、現像ユニット８２のトナーホッパー８６から供給されたトナーが用いられて可視化（現像）され、後述する転写ユニット９によってそのトナーが記録紙Ｐに転写されることにより記録紙Ｐ上に画像形成がされるようになっている。
前帯電器８４は、例えば、スコロトロン帯電器から構成され、感光体ドラム８３の表面に一定の電荷量（例えば、約−５４０Ｖ）を与えるようになっている。ドラムクリーナ８５は、記録紙Ｐにトナー転写した後の感光体ドラム８３表面に残余したトナーを清掃除去するためのものであり、例えばクリーニングブレード等により構成されている。このドラムクリーナ８５によって清掃除去されたトナーは、図示しないリサイクル機構によってトナーホッパー１３へと戻され、再利用されるようになっている。
現像ユニット８２は、感光体ドラム８３に形成された静電潜像をトナー像として可視化（現像）する機能を有する。現像ユニット８２は、現像ローラ１０、第１アジテータ１１、第２アジテータ１２、トナーホッパー１３を有して構成される。本実施の形態１では、現像剤にトナーＴを用いている。このトナーＴは消耗品であり使用に伴い減少していくので、適宜補充されるものである。トナーＴはトナーカートリッジ１４に貯留されており、そのトナーカートリッジ１４がプリントユニット８に装着されることによりトナーＴがトナーホッパー１３に供給される。トナーとしては磁性のものや非磁性のものがあり、また現像剤としては、トナーのみから構成される一成分のものや強磁性粉のキャリアと磁性トナーとが混合されたものがある。本実施の形態１においては、トナーＴとして磁性トナーを使用し、そのトナーＴと強磁性粉のキャリアとを混合したものを現像剤として用いている。その混合比は現像ローラ１０上で自動調整されるようになっている。
現像ローラ１０は内部に固定磁極を有し、外周のスリーブが回転して感光体ドラム８３上に磁性トナーを供給することにより感光体ドラム８３上の静電潜像を現像するものである。この現像ローラ１０の周囲には、強磁性粉であるキャリアと磁性トナーＴとが混合された現像剤が供給されている。現像剤中のトナーＴが少なくなると、トナーホッパー１３より現像ローラ１０上にトナーＴが供給される。トナーホッパー１３内のトナーＴが減少すると、後述する残量検出器としての透磁率センサ１５の出力波形より、トナーエンプティと判断してユーザに報知する。それによりユーザ（操作者）は、トナーＴが少なくなったことを知ることができ、トナーカートリッジ１４を交換することによってトナーＴを補給することができるようになっている。
第１アジテータ１１、第２アジテータ１２は、トナーホッパー１３に供給されたトナーＴを撹拌しつつ現像ローラ１０に向けて送り出すためのものである。第３図にその断面を示すように、第１アジテータ１１は回転軸に沿って延びる断面クランク状のプレート１１ａが回転することにより、プレート１１ａがトナーＴを撹拌しつつ現像ローラ１０へと送り出すようになっている。第２アジテータ１２についても略同様の構成であるので説明を省略する。
転写ユニット９は、転写ローラを有する。転写ローラは、記録紙Ｐの裏面（感光体ドラム８３のある面と反対面）から静電的にトナーＴを吸着するような電界を発生させ、転写電流を利用して感光体ドラム８３上に吸着しているトナー像を記録紙Ｐに転写する。
定着ユニット５は、転写ユニット９によって記録紙Ｐ上に転写されたトナー像を記録紙Ｐ上に半永久的に固着させるためのものである。転写直後のトナーＴは記録紙Ｐ上に静電力により付着しているだけなので外力によって簡単に剥がれ落ちる。この定着ユニット５は、記録紙Ｐに熱と圧力とを加えて記録紙Ｐ上のトナーＴを溶融圧着し、トナーＴを記録紙Ｐ内に浸透固着させるものである。排紙部６は、搬送部３によって搬送されてきた定着後の記録紙Ｐが排出される部分である。
残量検出器としての透磁率センサ１５は、プリントユニット８がレーザプリンタ１の装置本体に取り付けられた際に第１アジテータ１１近傍に位置するように、レーザプリンタ１の装置本体に備えられている。この透磁率センサ１５は、トナーホッパー１３内に貯留されたトナーＴの透磁率を第１アジテータ１１近傍において測定するためのセンサである。透磁率センサは、センサヘッドに巻かれた励磁コイルと検出コイルとを有して構成される。励磁コイルに流れる一定の交流電流によって励起される検出コイル側の電圧が、センサヘッドに接触する非検出体（本実施の形態１においてはトナーＴ）の透磁率に応じて変化することを利用して、非検出体の透磁率を検出するものである。後述するように、この透磁率センサ１５は、装着・補充検出器としても物性検出器としても機能するように構成されている。トナーホッパー１３にトナーＴが充分に供給されている場合はトナーＴの透磁率は高く検出され、トナーホッパー１３内のトナーＴが減少するに伴ってトナーＴの透磁率は低く検出される。それにより、透磁率センサ１５の出力に応じてトナーＴの残量を検出することができる。
この透磁率センサ１５からの出力はＡＤ変換器１５ａによりＡＤ変換され、残量判断部３２へと送られるようになっている。残量判断部３２は、透磁率センサ１５からの出力信号に基づき、トナーＴの残量を判断するためのものである。例えば、トナーＴの残量が充分である場合には残量判断部３２は信号出力しないが、トナーＴの残量が印字品質には影響しないがやや少なめであると判断した場合には、接続されたプリンタ制御部３３に向けてニアエンプティ信号を出力する。また、印字品質に悪影響するほどトナーＴの残量が減少した場合には、残量判断部３２は、トナー切れと判断してプリンタ制御部３３に向けてエンプティ信号を出力する。
例えば、透磁率センサ１５の出力がほぼ常に所定値より大きい場合に残量判断部３２はトナーＴの残量が充分であると判断し、透磁率センサ１５の出力がたびたび所定値を下回る場合にトナーＴの残量がやや少なめであると判断し、透磁率センサ１５の出力が所定値を下回る頻度が一定以上となった場合にトナー切れと判断する。また、例えば、透磁率センサ１５の出力が第１の所定値より大きい場合に残量判断部３２はトナーＴの残量が充分であると判断し、透磁率センサ１５の出力が第１の所定値以下となった場合にトナーＴの残量がやや少なめであると判断し、透磁率センサ１５の出力が第１の所定値よりも低い値の第２の所定値以下となった場合にトナー切れと判断するように構成してもよい。
プリンタ制御部３３は、ニアエンプティ信号を受け取った場合には、例えばレーザプリンタ１の表示部３４やレーザプリンタ１にネットワークを介して接続されたコンピュータ３５の画面に「トナーが少なくなっています」とメッセージ表示する。また、エンプティ信号を受け取った場合には、表示部３４やコンピュータ３５の画面に「トナーがありません」とメッセージ表示するとともに、レーザプリンタ１の動作を停止させる。このプリンタ制御部３３は、レーザプリンタ１の全体動作を制御するものであり、例えば演算処理装置を備えたコンピュータである。このプリンタ制御部３３には、後述する消耗品検出の一連の手順を実行するための消耗品検出プログラムが備えられている。
なお、消耗品検出プログラムは、本実施の形態１においては、ファームウェアとしてレーザプリンタ１内のプリンタ制御部３３に備えられているが、プリンタドライバソフトウェアとしてコンピュータ３５にインストールされるものであってもよい。また、ファームウェアとプリンタドライバソフトウェアとが協働して消耗品検出プログラムとしての機能を発揮するものであってももちろんよい。
トナー切れとなった場合は、ユーザが空になったトナーカートリッジ１４をプリントユニット８から取り外し、トナーＴが充填された新しいトナーカートリッジ１４をプリントユニット８に取り付けることによって、新たなトナーＴがトナーホッパー１３に供給される。
このプリントユニット８には、プリントユニット８の装着やトナーＴの補充を検出する装着・補充検出器も備えられている。この実施の形態１においては、透磁率センサ１５が装着・補充検出器としての機能を兼ね備え、プリントユニット８の装着や、トナーＴの補充を検出できるように構成されている。トナーＴの残量が増大した場合、例えば、トナー切れと判断された後に透磁率センサ１５の出力が高出力となった場合に、プリントユニット８が交換して装着されたか、またはトナーＴが補充されたと判断することができる。その装着または補充の判断は、残量判断部３２によって行われる。
このプリントユニット８には、プリントユニット８やトナーＴ等の消耗品の物性値を検出する物性検出器も備えられている。この実施の形態１においては、透磁率センサ１５が物性検出器としての機能を兼ね備え、トナーＴの物性値としての透磁率を検出できるように構成されている。消耗品の物性値はその消耗品を製造するメーカごとに異なるが、レーザプリンタ１は、純正品の消耗品を使用した場合に最適な性能を発揮するように調整されて製造されている。したがって、非純正品の消耗品を使用した場合には、レーザプリンタ１が充分な性能を発揮しなかったり故障してしまう等の不具合を生じてしまうことが考えられる。この透磁率センサ１５がトナーＴの透磁率を検出し、その出力値に基づいて磁気特性判断部（判断部）３６がトナーＴの透磁率が所定範囲内にあるか否かを判断することにより、レーザプリンタ１は、トナーＴが純正品であるか否かを判断することができるように構成されている。
例えば、透磁率センサ１５で検出されたトナーＴの透磁率が所定範囲内である場合は、磁気特性判断部３６は、トナーＴが純正品であることを示すＯＫ信号をプリンタ制御部３３へと出力する。トナーＴの透磁率が所定範囲内でない場合は、磁気特性判断部３６は、トナーＴが非純正品であることを示すＮＧ信号をプリンタ制御部３３へと出力する。
プリンタ制御部３３は、ＯＫ信号を受け取っても表示部３４やコンピュータ３５の画面にはメッセージを表示せず、ユーザはそのままレーザプリンタ１の使用を続けることができる。しかし、プリンタ制御部３３がＮＧ信号を受け取ると、プリンタ制御部３３は、表示部３４やコンピュータ３５の画面にトナーＴが非純正品であることをユーザに報知するためのメッセージを表示する。このメッセージは、例えば「トナーが非純正品です」と報知するだけのものであってもよいし、さらに、「このトナーを使用すると、印字品質が低下したり、プリンタが故障したりする可能性があります」と警告するものであってもよい。また、必要に応じて上記メッセージに加え、「このまま印刷を続けますか？」と、プリンタの使用を続行するか否かをユーザに判断させるものであってもよい。
このトナーＴの透磁率などの消耗品の物性値は、初期特性が一定のものであっても経時とともに変化する場合が多い。したがって、物性値の検出やそれが所定範囲内にあるか否かの判断は、物性値が経時変化する前に行った方がより高い精度で行うことができる。本実施の形態１においては、トナーＴの透磁率が所定範囲内であるか否かの判断は、トナーＴの補充又はプリントユニット８の装着に引き続き行われるようになっている。すなわち、残量判断部３２によってトナーＴの残量が増加したと判断された場合は、トナーＴが補充されたかまたは新たなプリントユニット８が装着されたと判断できるので、その判断の直後に磁気特性判断部３６がトナーＴの透磁率を判断するように構成されている。それにより、経時変化の影響を受けることなく、精度よくトナーＴが純正品であるか否かを判断することができる。
第１アジテータ１１は、第４図中紙面に垂直な方向に長く延びるように構成されている。その透磁率センサ１５に対向する部分には、透磁率センサ１５のセンサ面を清掃するためのクリーナ３７が設けられている。このクリーナ３７は、スポンジやブラシ等によって形成され、第４図に示すように第１アジテータ１１の周面に部分的に突出して設けられている。第１アジテータ１１が回転することにより、このクリーナ３７が透磁率センサ１５のセンサ面を一定周期で繰り返し清掃するようになっている。そのときの透磁率センサ１５からの出力波形を第５図に示す。
第５図において横軸は時間（ｔ）であり、縦軸は透磁率センサ１５からの出力電圧値（Ｖ）である。トナーホッパー１３内のトナーＴの量が充分であるとき、透磁率センサ１５からの出力値は領域Ａに示すように高出力値となる。この出力値はトナーＴ自体が有する透磁率に対応する指標値である。その値は、トナーＴ固有の物性値であり、トナーの種類によって異なる。この領域Ａに示すような、高出力側に凸形状となる出力領域を高出力ピークと呼ぶこととする。第１アジテータ１１が回転し、クリーナ３７が透磁率センサ１５のセンサ面を清掃すると、センサ面上からトナーＴが除去され、領域Ｂに示すように出力が一時的に低下する。しかし時間の経過とともに周囲のトナーＴがセンサ面上に再び堆積し、透磁率センサ１５の出力値が再び領域Ａに示すように高出力値となる。この領域Ｂに示すような、低出力側に凸形状となる出力領域を低出力ピークと呼ぶこととする。
第１アジテータ１１は、一定周期で繰り返し回転しているので、クリーナ３７も一定周期で繰り返し透磁率センサ１５のセンサ面を清掃する。したがって、透磁率センサ１５の出力波形も、一定周期で高出力と低出力とを繰り返す波形となる。クリーナ３７によりセンサ面のトナーＴが除去されてから再びセンサ面上にトナーＴが堆積するまでにかかる時間は、トナーＴの流動性に対応する指標値である。この流動性もトナーＴが固有に有する物性値であり、トナーの種類によって異なる。したがって、領域Ｂに示す低出力値から領域Ａに示す高出力値となるまでにかかる時間に対応して、トナーの流動性を判断することができ、この流動性によってトナーが純正品であるか否かを判断することも可能である。
なお、この実施の形態１においては、画像形成装置としてレーザプリンタ１を例にとって説明しているが、もちろん他の電子写真方式を用いる画像形成装置、例えばファクシミリやコピー機であってもよい。さらに、記録媒体としては記録紙Ｐに限られず、記録用フィルムシート等その表面にトナーを用いて画像形成可能な媒体を含むことはもちろんである。
次に、このレーザプリンタ１がトナーＴの透磁率を判断する動作について説明する。第６図は、このレーザプリンタ１におけるトナー透磁率判断の動作手順を説明するフローチャートである。なお、この実施の形態１においては、感光体ドラム８３の周速度７９ｍｍ／ｓ、第１および第２アジテータ１１，１２の回転外径２０ｍｍ、第１および第２アジテータ１１，１２の回転数６５．５ｒｐｍ、クリーナ３７の幅（第４図中紙面に垂直な方向の寸法）１０ｍｍ、透磁率センサ１５の検出信号出力サンプリング周期１０ｍｓとしている。
透磁率センサ１５は、ユーザがレーザプリンタ１を使用している間、一定間隔で常時トナーＴの透磁率を検出している。残量判断部３２は、検出されたトナーＴの透磁率に基づいて、プリントユニット８の有無を判断する（Ｓ．１）。すなわち、トナーＴの残量が充分である状態から急激にトナー切れの状態となった場合は、残量判断部３２はプリントユニット８が取り外されたものと判断することができる。例えば、本実施の形態１においては、プリントユニット８の有無を領域Ａにおける出力値（Ｖｍａｘ）と領域Ｂにおける出力値（Ｖｍｉｎ）との差によって判断している（第５図参照）。この２つの出力差が大きい場合はプリントユニット８が装着されていると判断することができ、出力差が小さくなった場合（例えば０．１Ｖ以下となった場合）はプリントユニット８が取り外されたと判断することができる。プリントユニット８が取り外されたと判断した場合は、トナー切れの場合と同様、レーザプリンタ１は表示部３４やコンピュータ３５の画面に「トナーがありません」等のエラーメッセージを表示することにより、プリント不可能な状態であることをユーザに報知する。なお、トナーＴとして非磁性トナーが使用された場合もＶｍａｘとＶｍｉｎの出力差が殆どないので、このレーザプリンタ１を使用することができなくなる。
プリントユニット８が装着されている場合は、残量判断部３２は、トナーニアエンプティ状態であるか否かを判断する（Ｓ．２）。このトナーニアエンプティ状態とは、トナーＴの残量が少なくなっているが印字品質に悪影響を与えるほどではない状態のことであって、ユーザは引き続きレーザプリンタ１を使用することができる。ただしトナーニアエンプティ状態の場合は、レーザプリンタ１は表示部３４やコンピュータ３５の画面に「トナーが少なくなっています」等のメッセージを表示し、ユーザにトナー切れが近いことを報知する。
さらにトナーニアエンプティ状態であると判断した場合は、次に残量判断部３２はトナーエンプティ状態であるか否かを判断する（Ｓ．３）。トナーエンプティ状態とは、トナー切れの状態であって、その状態で印刷を行うと印字品質に悪影響を生じるような状態である。この残量判断部３２がトナーエンプティ状態であると判断した場合は、レーザプリンタ１はその動作を停止する（Ｓ．４）とともに表示部３４やコンピュータ３５の画面に「トナーがありません」等のメッセージを表示する。
トナー切れの状態となると、レーザプリンタ１を使用することができなくなるので、ユーザは、トナーＴが満たされた新しいトナーカートリッジ１４と交換してプリントユニット８にトナーＴを補充する（Ｓ．５）。
上記の方法によってトナーＴが補充されると、トナーＴがプリントユニット８のトナーホッパー１３に供給される。それにより、透磁率センサ１５はトナーＴが補充されたことを検出し、トナーエンプティ状態が解除される（Ｓ．６）。プリントユニット８をレーザプリンタ１から一端取り外してトナーＴを補充した場合も、トナーホッパー１３にトナーＴが供給されたプリントユニット８がレーザプリンタ１に装着されると、透磁率センサ１５は、プリントユニット８の装着とトナーＴの補充を検出することができる。
トナーＴが補充されてトナーエンプティ状態が解除されると、それに続いて透磁率センサ１５からの高出力ピークの出力値に基づいてトナーＴが純正品であるか否かが判断される。具体的には、サンプリングされた透磁率センサ１５の出力値のうち、最大出力値Ｖｍａｘを検出し（Ｓ．７）、そのＶｍａｘが所定の出力値範囲内であるか否かを磁気特性判断部３６が判断する（Ｓ．８）。本実施の形態１においては、所定の出力値範囲は２．０Ｖ±０．２Ｖとされている（第７図参照）。
この最大出力値Ｖｍａｘが２．０Ｖ±０．２Ｖの範囲内であれば、トナーＴは純正品であると判断され、メッセージは表示されず、ユーザは再びレーザプリンタ１を使用することができる。最大出力値Ｖｍａｘが２．０Ｖ±０．２Ｖの範囲内でない場合は、トナーＴが非純正品、すなわちこのレーザプリンタ１に適合しないものと判断され、表示部３４やコンピュータ３５の画面に「このトナーを使用すると、印字品質が低下したり、プリンタが故障したりする可能性があります」と警告メッセージが表示される（Ｓ．９）。
この最大出力値Ｖｍａｘの検出を、第１アジテータ１１の１０回転周期分繰り返して行い、サンプリングされた１０回分の最大出力値Ｖｍａｘがすべて２．０Ｖ±０．２Ｖの範囲内である場合に純正品であると判断し、１０回分の最大出力値Ｖｍａｘのうち１回分でも２．０Ｖ±０．２Ｖの範囲内でない場合に非純正品であると判断するように構成すると、より一層確実に非純正品のトナーを検出することができる。
次に、本発明の実施の形態２に係る消耗品検出装置について説明する。なお、この実施の形態２においては、磁気特性判断部３６におけるトナーＴの透磁率の判断の手順が実施の形態１と異なるが、その他の構成は実施の形態１と同様であるので、説明は省略する。
第８図は、このレーザプリンタ１におけるトナー透磁率判断の動作手順を説明するフローチャートである。トナーエンプティ状態の解除（Ｓ．６）までの手順は第６図に示す手順と同様であるので説明を省略する。トナーエンプティ状態が解除されると、それに続いて透磁率センサ１５からの出力値において隣接する低出力ピークの中間時点の出力値に基づいてトナーＴが純正品であるか否かが判断される。具体的には、第９図に示すようにサンプリングされた透磁率センサ１５の出力値のうち、最小出力値Ｖｍｉｎ１に対応する時間ｔ１と、次の周期における最小出力値Ｖｍｉｎ２に対応する時間ｔ２とを検出する（Ｓ．１１）（Ｓ．１２）。次に、ｔｍｉｄ＝（ｔ１＋ｔ２）／２の時間に対応する出力電圧Ｖｍｉｄを算出し（Ｓ．１３）、そのＶｍｉｄが所定の出力範囲内であるか否かを磁気特性判断部３６が判断する（Ｓ．１４）。本実施の形態２においては、所定の出力値範囲は２．０Ｖ±０．２Ｖとされている。
この出力電圧Ｖｍｉｄが２．０Ｖ±０．２Ｖの範囲内であれば、トナーＴは純正品であると判断され、メッセージは表示されず、ユーザは再びレーザプリンタ１を使用することができる。出力電圧Ｖｍｉｄが２．０Ｖ±０．２Ｖの範囲内でない場合は、トナーＴが非純正品、すなわちこのレーザプリンタ１に適合しないものと判断され、表示部３４やコンピュータ３５の画面に「このトナーを使用すると、印字品質が低下したり、プリンタが故障したりする可能性があります」と警告メッセージが表示される（Ｓ．１５）。
この出力電圧Ｖｍｉｄの検出を、実施の形態１の場合と同様に第１アジテータ１１の１０回転周期分繰り返して行い、サンプリングされた１０回分の出力電圧Ｖｍｉｄがすべて２．０Ｖ±０．２Ｖの範囲内である場合に純正品であると判断し、１０回分の出力電圧Ｖｍｉｄのうち１回分でも２．０Ｖ±０．２Ｖの範囲内でない場合に非純正品であると判断するように構成すると、より一層確実に非純正品のトナーを検出することができる。
この実施の形態２によれば、クリーナ３７によるセンサ面の清掃直後の透磁率センサ１５の出力がノイズを含んで高出力となり、その値が変動するような場合であっても安定して非純正品のトナーを検出することができる。なお、この実施の形態２においては、ｔｍｉｄをｔｍｉｄ＝（ｔ１＋ｔ２）／２として算出しているが、もちろんそれに限られるものではなく、ｔｍｉｄ＝（ｔ１＋ｔ２）／３であってもｔｍｉｄ＝（ｔ１＋ｔ２）／４であってもよい。その除数は装置構成や設計値に応じて、適宜選択されるべき係数である。
次に、本発明の実施の形態３に係る消耗品検出装置について説明する。第１０図は、この実施の形態３に係るプリントユニット８の要部構成を示すブロック図である。なお、実施の形態１と同様の構成については同様の符号を付して説明を省略する。この実施の形態３においては、透磁率センサ１５からの出力に基づき、流動性判断部（判断部）３８がトナーＴの流動性を判断するように構成されている。その具体的な判断手順を第１１図のフローチャートに基づいて説明する。トナーエンプティ状態の解除（Ｓ．６）までの手順は第６図に示す手順と同様であるので説明を省略する。トナーエンプティ状態が解除されると、それに続いて透磁率センサ１５からの出力値において所定の出力値における低出力ピークの時間幅に基づいてトナーＴが純正品であるか否かが判断される。
クリーナ３７がセンサ面を清掃し、出力値が低出力ピーク値を示した後に出力が高出力値となるまでにかかる時間はトナーＴの流動性に対応している。すなわち、流動性の良いトナーを使用した場合は、低出力ピークから高出力ピークに至るグラフ部分３９（第１２図参照）の傾きが急であり、流動性の悪いトナーを使用した場合は、低出力ピークから高出力ピークに至るグラフ部分３９の傾きが緩やかである。したがって、このグラフ部分３９の傾きの程度に対応してトナーＴが純正品であるか否かを判断することができる。
透磁率センサ１５は最小出力値Ｖｍｉｎと最大出力値Ｖｍａｘとを検出する（Ｓ．２１）（Ｓ．２２）。次に、流動性判断部３８最大出力値Ｖｍａｘと最小出力値Ｖｍｉｎとの出力差（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）の１／２の値Ｖｍを算出し、そのＶｍの出力値において低出力ピークが呈する時間幅（すなわち、出力値がＶｍを下回ってから再びＶｍを上回るまでにかかった時間）ｔｔを算出する（Ｓ．２３）。
この時間幅ｔｔはトナーＴの流動性を示す指標値であり、時間幅ｔｔが所定範囲内であるか否かを流動性判断部３８が判断する（Ｓ．２４）。本実施の形態３においては、時間幅ｔｔが１８０ｍｓ以下であるときにトナーＴは純正品であると判断され、メッセージは表示されず、ユーザは再びレーザプリンタ１を使用することができる。時間幅ｔｔが１８０ｍｓより大きいときはトナーＴが非純正品、すなわちこのレーザプリンタ１に適合しないものと判断され、表示部３４やコンピュータ３５の画面に「このトナーを使用すると、印字品質が低下したり、プリンタが故障したりする可能性があります」と警告メッセージが表示される（Ｓ．２５）。
この時間幅ｔｔの算出を、実施の形態１の場合と同様に第１アジテータ１１の１０回転周期分繰り返して行い、サンプリングされた１０回分の時間幅ｔｔのうち１８０ｍｓ以下となったものが７回分以上である場合にトナーＴが純正品であると判断し、６回分以下である場合にトナーＴが非純正品であると判断するように構成すると、より一層確実に非純正品のトナーを検出することができる。
なお、この実施の形態３においては、ＶｍをＶｍ＝（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）／２として算出しているが、もちろんそれに限られるものではなく、（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）／３であっても（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）／４であってもよい。その除数は装置構成や設計値に応じて、適宜選択されるべき係数である。
次に、本発明の実施の形態４に係る消耗品検出装置について説明する。なお、この実施の形態４においては、流動性判断部３８におけるトナーＴの流動性の判断の手順が実施の形態３と異なるが、その他の構成は実施の形態３と同様であるので、説明は省略する。
第１３図は、このレーザプリンタ１におけるトナー流動性判断の動作手順を説明するフローチャートである。トナーエンプティ状態の解除（Ｓ．６）までの手順は第６図に示す手順と同様であるので説明を省略する。トナーエンプティ状態が解除されると、それに続いて透磁率センサ１５からの出力値の乱れ具合に基づいてトナーＴが純正品であるか否かが判断される。
クリーナ３７のセンサ面の清掃周期は第１アジテータ１１の回転周期から予めわかっているので、透磁率センサ１５の出力波形の周期も予めわかっている。この実施の形態４においては、第１アジテータ１１の回転数が６５．５ｒｐｍであるため、透磁率センサ１５の出力波形の周期は９１６ｍｓとなる。トナーＴの流動性が良い場合は第１４図（ａ）に示すように、透磁率センサ１５の出力波形は、１周期内で１つの高出力ピークと低出力ピークとを有する整然とした波形となる。しかし、トナーＴの流動性が悪い場合は第１４図（ｂ）に示すように出力波形が乱れ、１周期内に複数の高出力ピーク３９を有する波形となる。
したがって、透磁率センサ１５の出力値から高出力ピーク３９を検出し（Ｓ．３１）、１周期内の高出力ピーク３９の数を検出することにより（Ｓ．３２）、トナーＴが純正品であるか否かを判断することができる（Ｓ．３３）。１周期内の高出力ピーク３９の数が１である場合にトナーＴは純正品であると判断され、メッセージは表示されず、ユーザは再びレーザプリンタ１を使用することができる。１周期内の高出力ピーク３９の数が１でない場合にトナーＴが非純正品、すなわちこのレーザプリンタ１に適合しないものと判断され、表示部３４やコンピュータ３５の画面に「このトナーを使用すると、印字品質が低下したり、プリンタが故障したりする可能性があります」と警告メッセージが表示される（Ｓ．３４）。次に、本発明の実施の形態５に係る消耗品検出装置について説明する。第１５図は、この実施の形態５に係るプリントユニット８の要部構成を示すブロック図である。なお、実施の形態１と同様の構成については同様の符号を付して説明を省略する。この実施の形態５においては、透磁率センサ１５からの出力に基づき、磁気特性判断部３６がトナーＴの透磁率を判断するとともに流動性判断部３８がトナーＴの流動性を判断するように構成されている。その具体的な判断手順を第１６図のフローチャートに基づいて説明する。トナーエンプティ状態の解除（Ｓ．６）までの手順は第６図に示す手順と同様であるので説明を省略する。トナーエンプティ状態が解除されると、それに続いて透磁率センサ１５からの出力値に基づいてトナーＴが純正品であるか否かが判断される。その判断は、磁気特性判断部３６と流動性判断部３８とで行われる。
透磁率センサ１５は最小出力値Ｖｍｉｎと最大出力値Ｖｍａｘとを検出する（Ｓ．４１）（Ｓ．４２）。次に、流動性判断部３８最大出力値Ｖｍａｘと最小出力値Ｖｍｉｎとの出力差（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）の１／２の値Ｖｍを算出し、そのＶｍの出力値における低出力ピークの呈する時間幅（すなわち、出力値がＶｍを下回ってから再びＶｍを上回るまでにかかった時間）ｔｔを算出する（Ｓ．４３）。磁気特性判断部３６は、最大出力値Ｖｍａｘが所定範囲内（例えば２．０Ｖ±０．２Ｖ）であるか否かを判断する（Ｓ．４４）。最大出力値Ｖｍａｘが所定範囲内でない場合にトナーＴが非純正品であると判断され、表示部３４やコンピュータ３５の画面に警告メッセージが表示される（Ｓ．４５）。この磁気特性判断部３６における判断は、実施の形態１の場合と同様に１０周期分のサンプリングについて行われ、そのうち１回分でも所定範囲内でない場合には、トナーＴは非純正品であると判断される。
最大出力値Ｖｍａｘが所定範囲内である場合に、流動性判断部３８は、時間幅ｔｔが所定範囲内（例えば１８０ｍｓ以下）であるか否かを判断する（Ｓ．４６）。時間幅ｔｔが所定範囲内でない場合にトナーＴが非純正品であると判断され、表示部３４やコンピュータ３５の画面に警告メッセージが表示される（Ｓ．４５）。時間幅ｔｔが所定範囲内である場合には、トナーＴが純正品であると判断される（Ｓ．４７）。この流動性判断部３８における判断は、実施の形態３の場合と同様に１０周期分のサンプリングについて行われ、そのうち７回分以上が所定範囲内であればトナーＴは純正品であると判断される。
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【産業上の利用の可能性】
本発明の消耗品検出装置は、不適合な消耗品を使用することにより生じる様々な不具合の防止、例えば印字品質の低下、トナー付着や用紙搬送ジャム等の故障の防止を可能とする。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年10月25日(2005.10.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に用いられる消耗品の物性値を検出するステップと、
前記検出結果に基づいて前記消耗品の物性値が所定範囲内にあるか否かを判断するステップと、
前記消耗品の物性値が前記所定範囲内にないと判断した場合に前記画像形成装置の操作者にその事実を報知するステップと、
を有する消耗品検出方法。
【請求項２】
コンピュータに、
画像形成装置に用いられる消耗品の物性値を検出するステップと、
前記検出結果に基づいて前記消耗品の物性値が所定範囲内にあるか否かを判断するステップと、
前記消耗品の物性値が前記所定範囲内にないと判断した場合に前記画像形成装置の操作者にその事実を報知するステップと、
を実行させる消耗品検出プログラム。
【請求項３】
前記事実の報知が、不具合発生の可能性を示す警告であることを特徴とする請求項２に記載の消耗品検出プログラム。
【請求項４】
記録媒体を供給する媒体供給部と、着脱可能に備えられてトナー画像形成を行うプリントユニットと、画像形成後の前記記録媒体を排出する媒体排出部とを有する画像形成装置であって、
該画像形成装置に用いられる消耗品の物性値を検出する物性検出器と、該物性検出器からの出力に基づいて前記消耗品の物性値が所定範囲内にあるか否かを判断する判断部とを有する消耗品検出装置を備えている画像形成装置。
【請求項５】
前記物性検出器がトナーの透磁率を検出する透磁率センサであり、前記判断部は、該透磁率センサの高出力ピークの出力値に基づいて判断を行うことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記物性検出器がトナーの透磁率を検出する透磁率センサであり、前記判断部は、該透磁率センサの隣接する低出力ピークの中間時点における出力値に基づいて判断を行うことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記物性検出器がトナーの透磁率を検出する透磁率センサであり、前記判断部は、該透磁率センサの所定の出力値における低出力ピークの時間幅に基づいて判断を行うことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記消耗品の装着又は補充を検出する装着・補充検出器がさらに備えられ、かつ、前記物性検出器による前記消耗品の物性値の検出は、該装着・補充検出器による前記消耗品の装着又は補充の検出に続いて行われることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記トナーの残量を検出する残量検出器がさらに備えられ、かつ、該残量検出器が前記物性検出器を兼ねていることを特徴とする請求項５から請求項７のうちいずれか１項に記載の画像形成装置。
【国際調査報告】
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