JP5845696B2 - 粉体容器、画像形成装置及び粉体容器発注システム - Google Patents

Description

本発明は、粉体容器、画像形成装置及び粉体容器発注システムに関する。

潜像担持体の表面に画像データに基づく静電潜像を露光形成する電子写真記録方式の画像形成装置が知られている。この画像形成装置では、その静電潜像を現像装置によりトナー現像し、潜像担持体表面のトナー像を、記録用紙などの記録媒体に転写して画像形成する。

従来の電子写真方式の画像形成装置は、一様に帯電させた像担持体の表面を露光手段としてのレーザによって画像情報に応じて露光することで、像担持体の表面に画像情報に対応した静電潜像を形成する。そして、この像担持体の表面に、現像剤としてのトナーを現像手段の現像ローラによって供給して、静電潜像の可視化すなわち現像を行うようにしている。現像手段の内部には、安定した現像性を実現するために所定量のトナーが貯留され、このトナーは、帯電量を均一化するために、撹拌部材で撹拌されるようになっている。現像手段の内部のトナーは、現像の進行と共に減少するので、トナーの量が所定量まで低下すると、これをトナー量検知手段が検知して、トナー収容手段としてのトナー容器から新しいトナーが現像手段に補給されるようになっている。

トナー容器は現像手段に一体化したものとカートリッジ形式で別体化したものがある。一体化したものはトナー容器のトナーが少なくなるか空になるとトナーボトルから新しいトナーを補給する。別体化したトナー容器（トナーボトルまたはトナーカートリッジ）は容器ごと新しいものに交換するだけなので手間がかからない。このような画像形成装置では、下記に示すようにトナーボトル交換時に特定の制御を行う場合がある。

特許文献１（特開２００９‐２４４４３６号公報）では、劣化トナーと新品トナーが混ざることによる地汚れ（かぶり）が発生するのを防止するために、新品トナーボトルが装着された場合に、現像装置内のトナーを排出する制御が示されている。

特許文献２（特開２００６‐０７９５２９号公報）では、トナーボトルの交換日から所定日数後までに消耗品を配達するシステムが示されている。

特許文献３（特開２００７‐０５２０５１号公報）では、トナーリサイクル系で、新品ボトル装着時の補給作動でリサイクルトナーが多量に現像装置に流れ込んで地汚れが発生するのを防止するため、新品ボトルが装着された場合にリサイクル経路の駆動を止める制御が示されている。

いずれの場合においても、新品トナーボトルが装着されたことを検知する必要があるので、トナーボトルにＩＣチップ等の不揮発性記憶素子を取り付けている。そして、この記憶素子に対して画像形成装置からトナー消費履歴等を記録することにより、装着されたトナーボトルが新品であるか一度使用した旧品であるかを判別するようにしている。

トナーボトルにＩＣチップ等の不揮発性記憶素子を取り付けると、通常のものより割高になる。本発明の目的は、ＩＣチップ等の記憶素子を使用することなく残量を検知可能な粉体容器、画像形成装置及び粉体容器発注システムを提供することにある。

前記課題するため本発明は、粉体を消費する粉体消費装置に着脱自在に装着して前記粉体消費装置に粉体を補給するための粉体容器であって、前記粉体容器はその粉体補給口を複数の異なる蓋位置で閉じる蓋を備え、前記粉体消費装置の使用履歴に関する情報を前記複数の異なる蓋位置で表すようにしたことを特徴とする。

本発明は蓋の位置で粉体消費装置の使用履歴に関する情報を表すため、ＩＣチップ等を用いることなく粉体残量等を検知することが可能になるから、粉体容器のコストを低減することが可能である。

本発明の実施形態に係るレーザ複写機の概略構成を示す側面図である。 図１のレーザ複写機に使用するプロセスユニットの側面図である。 図１のレーザ複写機に使用するプロセスユニットの斜視図である。 本発明の実施形態に係るトナーボトルであって、（Ａ）はトナーボトルの側面図、（Ｂ）はトナーボトルの断面図である。 本発明の実施形態に係るトナーボトルの補給口と蓋の斜視図である。 本発明の実施形態に係るトナーボトルの補給口と蓋の断面図であって、（Ａ）は蓋装着前の状態、（Ｂ）は新品ボトルの蓋位置、（Ｃ）は旧品ボトルの蓋位置を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るトナーボトルをトナーカートリッジに装着した状態の断面図である。 本発明の実施形態に係るトナーボトルの蓋を開閉する蓋開閉装置（トナーボトル装着直後）の断面図である。 本発明の実施形態に係る新品トナーボトルの蓋の開閉作動を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る旧品トナーボトルの蓋の開閉作動を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るトナーボトルの蓋を開閉する蓋開閉装置（開蓋初期）の断面図である。 本発明の実施形態に係るトナーボトルの蓋を開閉する蓋開閉装置（開蓋完了）の断面図である。 本発明の実施形態に係るトナーボトルの蓋を開閉する蓋開閉装置（トナー補給作動完了）の断面図である。 本発明の実施形態に係るトナーボトルの蓋を開閉する蓋開閉装置（閉蓋完了）の断面図である。 本発明の実施形態に係るレーザ複写機の最大補給回数の設定制御を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るレーザ複写機の制御部を示す略図である。 本発明の実施形態に係るレーザ複写機のトナー消費量の異常を検知するフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係るトナーボトルの補給口と蓋の斜視図である。 図１７の補給口と蓋を軸方向（18A-18A、18B-18B、18C-18C）から見た図であって、（Ａ）は補給口の正面図、（Ｂ）は蓋の第２段部分の断面図、（Ｃ）は第１段部分の正面図である。 図１７の補給口と蓋の縦断面図であって、（Ａ）は補給口と蓋の分離状態、（Ｂ）は補給口に蓋の第２段部分だけが入った状態の縦断面図、（Ｃ）は補給口に蓋の第１段部分と第２段部分の両方が入った状態の縦断面図である。 （Ａ）は蓋を装着した状態で示す補給口の正面図、（Ｂ１）は蓋を装着した状態で示す補給口の斜視図、（Ｂ２）は蓋を装置した状態で示す補給口の変形例の斜視図、（Ｃ１）は蓋を装置した状態で示す補給口の側面図、（Ｃ２）は蓋を装置した状態で示す補給口の変形例の側面図である。 蓋の形式が異なる本発明の他の実施形態に係るトナーボトルの蓋を開閉する蓋開閉装置の断面図である。 蓋の形式が異なる本発明のさらに他の実施形態に係るトナーボトルの蓋を開閉する蓋開閉装置の断面図である。 電源オンからのトナーボトルの回転角度と、蓋位置センサ及びボトル検知センサの各出力との関係を示す図である。 トナーボトルと蓋の相対回転角度とトナー残量との関係を示す図である。 電源オン時からのトナーボトルの駆動時間と、蓋位置センサ及びボトル検知センサの各出力との関係を示す図である。 蓋位置センサの出力発生時とボトル検知センサの出力発生時の時間差と、トナー残量との関係を示す図である。 画像形成装置本体側のトナー残量更新制御を示すフロー図である。 トナーボトルのトナー残量とボトル１回転当たりのトナー補給量との関係を示す図である。 画像形成装置本体側のトナー消費量予測を行う制御部のブロック図である。 トナー消費量予測工程の工程図である。 トナー消費量予測に基づくトナー発注管理の工程図である。 本発明の粉体容器発注システムの実施形態で使用する消耗品調達システムの概略図である。

以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態につき説明する。図１は、この発明に係る画像形成装置の一例としてのレーザ複写機であって、その本体の概略構成を示すものである。なお、本発明はモノクロ画像形成装置とカラー画像形成装置のどちらにも適用可能であるが、簡略化のためにモノクロ画像形成装置としてのレーザ複写機を以下説明する。

（レーザ複写機本体）
レーザ複写機本体（以下、「複写機本体」という）は、像担持体に画像を形成する作像装置１００を有する。この作像装置１００の上に、原稿画像を読み取る画像読取装置２００、さらにその上に背面側を支点に上下に開閉自在の自動原稿搬送装置４００を配置している。また、作像装置１００の下には、記録媒体を供給する媒体収納装置３００などを設けている。

作像装置１００には、プロセスユニットＰＵを備える。プロセスユニットＰＵには、ケース１０内にドラム状の感光体１２を設け、その感光体１２のまわりに帯電装置、現像装置、クリーニング装置などを備える。感光体１２には、プロセスユニットＰＵの転写窓ｗを通してローラ状の転写装置１４が接触する。そして、作像装置１００には、それら感光体１２と転写装置１４とが接触する位置を転写位置ａとし、その転写位置ａを通って下方から上方へと延びる記録媒体搬送路１６を形成する。

ここで、プロセスユニットは、例えば、ｉ）帯電手段、現像剤担持体又はクリーニング手段と像担持体とを一体ユニット化し、このユニット体を複写機本体に対して着脱可能にしたもの。ii）帯電手段、現像剤担持体、クリーニング手段の少なくとも一つと像担持体とを一体ユニット化して複写機本体に着脱可能としたもの。iii）現像剤担持体と像担持体とを一体ユニット化して複写機本体に着脱可能としたもの。のいずれであってもよい。

記録媒体搬送路１６には、転写位置ａの手前に一対のレジストローラ１８を配置する。他方、転写位置ａの先には、定着装置２０、排出ローラ２２を備える。排出ローラ２２の先には、作像装置１００と画像読取装置２００との間に、画像記録済みの記録媒体を排出してスタックする媒体スタックスペース２４を設けてなる。

図中符号２６は、作像装置１００に備えるレーザ書込み装置である。また、符号２８は、プロセスユニットＰＵの現像装置にトナーを補給するトナーボトルである。

画像読取装置２００には、コンタクトガラス３０の下に、光源３２、複数のミラー３４、結像レンズ３６、ＣＣＤ等のイメージセンサ３８などを備える。そして、コンタクトガラス３０に沿って光源３２を移動し、光源３２からの光をコンタクトガラス３０上の原稿面で反射し、その反射光をミラー３４で反射して結像レンズ３６で結像し、原稿画像をイメージセンサ３８で読み取る。

この複写機を用いてコピーをとるときは、自動原稿搬送装置４００に原稿をセットし、または自動原稿搬送装置４００を開いて画像読取装置２００のコンタクトガラス３０上に直接原稿をセットする。そして、操作表示部３９のスタートスイッチを押し、自動原稿搬送装置４００を駆動してコンタクトガラス３０上に搬送した原稿、またはあらかじめコンタクトガラス３０上にセットしてある原稿の画像情報を、画像読取装置２００で読み取る。

同時に、プロセスユニットＰＵの感光体１２を反時計まわりに回転してその表面を帯電装置で一様に帯電し、次いで画像読取装置２００の読取内容に応じてレーザ書込み装置２６からレーザ光Ｌを照射することにより書込みを行って感光体１２上に静電潜像を形成する。その後現像装置でトナーを付着してその静電潜像を現像し、感光体１２上にトナー画像を形成する。

一方、適宜の送出ローラ４０を回転し、媒体収納装置３００内に多段に備える複数の媒体カセット４２中の対応する媒体カセット４２内から記録媒体Ｐを繰り出す。この記録媒体Ｐを記録媒体搬送路４４を通して複数対の搬送ローラ４６で搬送し、作像装置１００の記録媒体搬送路１６に入れて一対のレジストローラ１８間に突き当てて止める。

そして、感光体１２上の上述したトナー画像にタイミングを合わせてレジストローラ１８を回転し、プロセスユニットＰＵのケース１０で案内して転写位置ａへと導き、感光体１２上のトナー画像を転写装置１４で該記録媒体Ｐへと転写する。

画像転写後の記録媒体Ｐは、定着装置２０に入れ、定着ローラ２１Ａと加圧ローラ２１Ｂとで熱と圧力とを加えて転写画像を定着する。そして、排出ローラ２２で排出して画像記録済みの記録媒体Ｐを媒体スタックスペース２４に排出してスタックする。

トナー画像転写後の感光体１２の表面は、プロセスユニットＰＵのクリーニング装置でクリーニングして残留トナーを除去する。

（複写機の要部）
図２は、複写機の要部の概略構成を示す概略図である。これから分かるように、感光体１２のまわりには、その横に設けるローラ状の帯電装置１１から感光体１２の矢印Ａで示す回転方向に順に、下に現像装置５２、横に転写装置１４と用紙分離装置１５、上にクリーニング装置５３を備える。コピーを取るときは、公知のとおり、不図示のコンタクトガラス上に原稿をセットしてから、コピースイッチを押し、図示しない光学読取装置で原稿の画像を読み取ると同時に、感光体１２と転写装置１４間に記録媒体Ｐを送り込む。

感光体１２は、所定の周速度で回転し、その回転にともない、クリーニングパッド５４で清掃する帯電装置５１で表面を一様に帯電し、その表面に不図示の光書込み装置からレーザ光Ｌを照射して書き込みを行う。そして感光体１２上に、上記読み取った原稿画像の静電潜像を形成し、続いて現像装置５２位置を通るときトナーを付着して同静電潜像を逐次可視像化する。この可視像化して形成したトナー画像を、上述したとおり感光体１２と転写装置１４間に搬送した記録媒体Ｐ上に転写装置１４で転写する。

転写後、記録媒体Ｐは、用紙分離装置１５で放電して、静電的に付着する感光体１２から分離し、不図示の定着装置へ搬送してそこで転写画像を定着し、不図示の排紙部へと排出する。用紙分離装置１５に代えて分離爪を設け、感光体１２から機械的に分離するようにしてもよい。他方、画像転写後の感光体１２は、表面に残った残留トナーを、クリーニング装置５３に備えるクリーニングブレード５５で掻き落として表面を清掃した後、不図示の除電ランプで除電して表面電位を初期化する。

（プロセスユニット）
上述した感光体１２、帯電装置５１、現像装置５２及びクリーニング装置５３は、図２、図３のように１つのユニットケース５６内に配置されたプロセスユニットＰＵを構成する。このようなプロセスユニットＰＵにおいて、上述した現像装置５２は、下部側に現像剤収容部５７を設け、上部側に現像剤担持部５８を設けて構成することができる。現像剤収容部５７には、キャリアとトナーとよりなる乾式二成分現像剤を収容し、その現像剤を撹拌しながら搬送する押し出し部材５９を設ける。

ここで、現像装置５２内に設けた不図示のトナー濃度センサについて説明する。このトナー濃度センサは、トナー濃度が低下するにつれて磁性体のキャリアが密集してその透磁率が高まる現象に着目し、磁性体の透磁率から現像剤中のトナーとキャリアの混合比すなわちトナー濃度を検知する。そして、トナー濃度センサの信号に基づいて、トナー濃度が一定になるようにトナーの補給タイミングを決定するようにしている。

トナー濃度センサは現像装置５２内の残留トナーの量がゼロ（トナーエンド）または少量（トナーニアエンド）になったことを検知するトナーエンドセンサとしても機能し、その検知情報を複写機の操作パネル上のトナーエンド警告灯で表示するようにしている。前記トナーエンドやトナーニアエンドは、トナー濃度センサにより検知する他、トナー消費量にほぼ比例する作像画像の画素数の積算値によって検知してもよい。

なお、「トナーエンド」はそれ以降１枚たりとも出力ができない状態を意味するものではなく、トナーエンド検知以降もある程度の枚数は正常に出力できる。したがって、トナーエンド状態となった場合でも現像装置内にはトナーが残っており、直ちにジョブを中断して粉体容器（トナーカートリッジあるいはトナーボトル）の交換を行わなければならない状態ではない。

図２の現像剤担持部５８には、現像窓６０を通して感光体１２と対向する位置に、内部に磁石を有する現像スリーブ（現像剤担持体）６１を設ける。また、感光体１２への現像剤の供給量を制御する現像ドクタ（現像剤規制部材）６２を設ける。

感光体１２の上に配置したクリーニング装置５３には、ユニットケース５６のクリーニングケース部５６ａ内に、クリーニングブレード５５で掻き落した残留トナーを掻き上げる回収羽根６３を備える。また、回収羽根６３により掻き上げた残留トナーを図３から分かるように感光体１２の軸方向に搬送するコイル状のトナー搬送部材６４を備える。

そして、プロセスユニットＰＵに、クリーニング装置５３で回収したトナーを、さらにパイプ等で形成した搬送通路を通して、スクリュー、コイル、ベルト等の搬送部材を用いたり重力を利用したりして、現像装置５２の現像剤収容部５７に戻すトナーリサイクル装置６５を備える。このプロセスユニットＰＵでは、感光体１２の駆動系と同期してトナーリサイクル装置６５も駆動される。

そして、現像装置５２では、複写時、不図示の駆動モータを駆動し、その駆動を伝達して現像スリーブ６１を回転するとともに、押し出し部材５９を回転して現像剤を撹拌し、トナーとキャリアを摩擦帯電しながら現像スリーブ６１へ搬送する。一方、現像スリーブ６１に所定バイアスを印加して現像剤中のトナーを感光体１２の表面に静電的に付着し、その表面上の潜像を可視像化する。

一方、クリーニング装置５３では、感光体１２の回転をギヤでトナー搬送部材６４に伝達することで同搬送部材６４を回転駆動し、感光体１２から除去した残留トナーをトナー搬送部材６４で搬送する。そして残留トナーをクリーニングケース部５６ａ内の手前側に集め、トナーリサイクル装置６５で現像装置５２に戻す。

複写機の現像装置５２では、像担持体である感光体１２は図２のようにＡ方向（図中反時計まわり）に回転し、現像剤担持体である現像スリーブ６１はＢ方向（図中時計まわり）に回転する。

現像スリーブ６１には、現像剤規制部材である現像ドクタ６２の先端を対向させる。現像ドクタ６２は、薄い金属板で基端を上向きに折り曲げて断面Ｌ形状につくり、現像スリーブ６１の軸方向に沿って水平に配置して、両端を不図示の支持板で支持する。

（トナーボトル）
次に、粉体容器としてのトナーボトル２８について説明する。このトナーボトル２８は図４（Ａ）（Ｂ）に示すように例えば樹脂などにより円筒形状に形成したものであって、トナーボトル２８の前面壁２８ａの中央にトナーボトル２８の軸線方向に円筒状に突出した補給口２８ｂを有する。この補給口２８ｂに、トナーボトル２８を複写機本体から取り外した時に内部のトナーが不用意に外部に出るのを防止するため、図５の右側に示す蓋２９を軸線方向に着脱自在に装着するようにしている。補給口２８ｂの内側の縁には蓋２９の装着を容易にするテーパ面２８ｋが形成されている。

一方、トナーボトル２８の底面壁２８ｃの中央に、ボトルの直径方向に延びた突起２８ｄを形成している。この突起２８ｄに対して、複写機本体側に配置した駆動部のジョイント溝を係合するようにしている。そして、前述したトナー濃度センサの出力情報もしくは作像画像の画素数情報から、トナー補給が必要と判断された場合に、駆動部が駆動してその回転トルクが突起２８ｄに伝達され、トナーボトル２８を所定回転数だけ回転するようにしている。

トナーボトル２８の内周面には、ボトル内のトナーをボトルの補給口２８ｂ側に順次移動させるための螺旋状の突起２８ｅが形成されている。すなわち、螺旋状の突起２８ｅと突起２８ｅの間に螺旋状の溝が形成されている。そして複写機のジョブ実行中にトナー濃度センサの出力情報もしくは作像画像の画素数情報から、トナー補給が必要と判断された場合に、トナーボトル２８が駆動部によって回転されることでトナーボトル２８内のトナーが補給口２８ｂから吐出するようになっている。

なお、この時のトナーボトル２８の回転角度は、後述する蓋２９の第１突起２９ｄと第２突起２９ｅの周方向等配角度の整数倍となるように駆動部が制御される。つまり、第１突起２９ｄと第２突起２９ｅの組を例えば３組周方向等配角度で配置した場合、トナーボトル２８の回転角度は１２０°の整数倍となるように駆動部が制御される。また、第１突起２９ｄと第２突起２９ｅの組を４組周方向等配角度で配置した場合は、トナーボトル２８の回転角度は９０°の整数倍となるように駆動部が制御される。これにより、トナーカートリッジ内で蓋２９を補給口２８ｂに装着する際に、トナーボトル２８の補給口２８ｂにおける切欠き２８ｈの開口部２８ｊの位置と、蓋２９の第１突起２９ｄの位置とを周方向で合わせることができる。

蓋２９は、例えば樹脂などにより図５、図６に示す形状に成形されている。すなわち、蓋２９はトナーボトル２８に対する装着側に底面を有するカップ状に成形され、その内側底面の中央に軸部２９ａが軸線方向に突設されている。この軸部２９ａは、トナーボトル２８とは反対側の蓋２９の開口側からやや飛び出す位置まで延びており、その先端は基端側よりやや大径の円形頭部２９ａ１を形成している。蓋２９の底面側角部は補給口２８ｂにスムーズに装着できるように約４５°で傾斜したテーパ面２９ｃとされている。テーパ面２９ｃに続く蓋２９の外径は、補給口２８ｂの内径よりわずかに大きくされ、蓋２９を補給口２８ｂに軽く圧入するようにしている。

蓋２９の開口側縁部に隣接した外周面には、第１突起２９ｄと、この第１突起２９ｄの両側に隣接した一対の第２突起２９ｅが形成されている。第２突起２９ｅは補給口２８ｂに装着された蓋２９の位置が変わるのを防止する移動防止機構を構成する。このような第１突起２９ｄと第２突起２９ｅの組は、図５と図６では１組だけを示すが、１組だけでなく蓋の周方向に複数組で形成するのが望ましい。例えば、第１突起２９ｄと第２突起２９ｅの組を蓋の周方向等配位置に３組または４組で形成すると、１組だけ形成した場合に比べて蓋２９の開閉ないし脱着時に蓋２９に作用する力の偏りが少なくなり、よりスムーズな蓋２９の開閉・脱着が可能になる。移動防止機構としての第２突起２９ｅは一例であって、補給口２８ｂに装着された蓋２９の位置が変わるのを防止する構成であればよい。従って、例えば補給口２８ｂ側に第２突起２９ｅのような突起を形成し、この突起を蓋２９側に嵌め込むようにしても機能的に同等の移動防止機構を構成することができる。

第１突起２９ｄと第２突起２９ｅの両側には、蓋２９の周壁を軸線方向に切り欠いた形のスリット２９ｂが形成されている。このスリット２９ｂは第１突起２９ｄと第２突起２９ｅの長さよりも十分長く延びており、これにより第１突起２９ｄと第２突起２９ｅが蓋の径方向に弾性的に変位可能になっている。

第１突起２９ｄと第２突起２９ｅの図６で左端の位置は同じであるが、第１突起２９ｄの右端は蓋２９の開口縁まで延びているが、第２突起２９ｅの右端は第１突起２９ｄの中央付近で終わっている。つまり、第１突起２９ｄと第２突起２９ｅの蓋２９の軸線方向における長さを比べると、第１突起２９ｄの方が第２突起２９ｅの約二倍の長さである。また、第１突起２９ｄの上面は逆Ｖ字状の複合テーパ面を構成しているのに対し、第２突起２９ｅの上面は第１突起２９ｄの左端のテーパ面の開始位置付近から下り傾斜となる単一テーパ面を構成している。第１突起２９ｄと第２突起２９ｅの図６で左端は蓋の周面に対して垂直なストッパ面２９ｇを構成し、このストッパ面２９ｇに第１突起２９ｄと第２突起２９ｅの上面のテーパ面が接続している。なお、実際に機能するのは第２突起２９ｅの左端のストッパ面２９ｇの方である。

次に、蓋２９が装着される補給口２８ｂの構造について説明する。図５、図６に示すように、補給口２８ｂに隣接するようにして矩形状の切欠き２８ｈが形成されている。図５、図６では１つの切欠き２８ｈだけを示すが、蓋２９の第１突起２９ｄと第２突起２９ｅの組と同数で形成する。蓋２９を装着した状態では第１突起２９ｄの一部と第２突起２９ｅが切欠き２８ｈ内にちょうど収まるようになっている。第１突起２９ｄと第２突起２９ｅを複数組等配位置に形成する場合は、その複数等配状態に対応させて切欠き２８ｈも同数で等配状態に形成する。切欠き２８ｈの周方向中央部分は、開口部２８ｊを通じて補給口２８ｂに続いている。開口部２８ｊはトナーボトル２８の軸線方向に延びていて、その周方向両側を補給口２８ｂの一対の張り出し部２８ｉによって挟まれている。そして蓋２９を図６（Ｂ）のように補給口２８ｂに装着すると、蓋２９の第１突起２９ｄが開口部２８ｊに入って蓋２９の回転を防止するようになっている。

トナーボトル２８とその蓋２９は以上のように構成され、トナーボトル２８にトナーを充填して蓋２９を補給口２８ｂに対して図６（Ａ）の状態から図６（Ｂ）のように装着すると、蓋２９の第２突起２９ｅが補給口２８ｂの切欠き２８ｈ内に嵌まる。この際、第２突起２９ｅが補給口２８ｂの張り出し部２８ｉを超えることができるように第１突起２９ｄを少し押し下げる。図６（Ｂ）の状態では第２突起２９ｅの前方に張り出し部２８ｉがあるので、蓋２９は図６（Ｂ）の第１閉位置にロックされる。この図６（Ｂ）の蓋位置が新品トナーボトルの蓋位置であって、この状態でトナーボトル２８がユーザーの元まで搬送される。蓋２９は第１閉位置にロックされているで、搬送中の振動や衝撃で蓋２９の位置がずれることがない。従って、後述する新品検知時（図１１）の光学センサ９４による誤検知のおそれがない。

図６（Ｃ）は蓋２９をいったん図６（Ａ）のように補給口２８ｂから取り外し、その後第１突起２９ｄを押し下げないで再度補給口２８ｂに装着した状態である（第２閉位置）。この場合は第２突起２９ｅのストッパ面２９ｇが張り出し部２８ｉに当たるので、それ以上深く補給口２８ｂに入れることができない。但し、前述のように蓋２９は補給口２８ｂに圧入しているので、簡単に補給口２８ｂから外れることはない。

このように、トナーボトル２８の蓋２９の位置が新品と旧品で異なるので、トナーボトル２８を装着する複写機側のセンサで簡単に新品か旧品かを判別することができる。また、トナーボトル２８の蓋２９の位置は目視によっても確認できるので、複写機に装着する前のトナーボトル２８の新品と旧品の識別が容易である。

以上説明したトナーボトル２８は、図２のトナーカートリッジＴＣ内に着脱自在に装着可能である。このようなトナーカートリッジＴＣは、例えば特開平１０−２３２５４１号公報に記載のように周知であって、一般的に下ハウジングと上ハウジングからなる外装部材を有する。外装部材はトナーカートリッジＴＣ全体を被うもので、下ハウジングの凹状の部位にトナーボトル２８を収納し、この凹状の部位に被せるようにして上ハウジングを組み合わせることによりトナーボトル２８を保持する。

このようなトナーカートリッジＴＣは、トナーボトル２８を内部に収容した状態でトナーカートリッジＴＣごと複写機のプロセスユニットＰＵに着脱自在であるため、トナーボトル２８を直接交換するのに比べてトナー漏れを心配することなく迅速容易にトナーを補給できる。また、トナーボトル２８が外装部材で被われるので、トナーカートリッジＴＣ単品としての見栄えもよくなる。また、上ハウジングは下ハウジングとともにトナーボトル２８の脱落を防止し、かつ、複写機内の熱源、主として定着装置２０からの熱によるトナーボトル２８の温度上昇を防止する。

前記下ハウジングはトナー補給手段を有し、このトナー補給手段はトナーカートリッジが複写機本体に装着された状態で駆動力が与えられると、トナーボトル２８の回転に従い、トナーボトル２８内のトナーを現像装置５２に向けて搬送補給する機能を有する。

トナーカートリッジは図７に示すようにボトル保持部材８０を有し、このボトル保持部材８０の外側にさらにカバー８２が配置されている。そしてトナーボトル２８の前端側がボトル保持部材８０によって保持され、また外装部材の不図示の上ハウジングの前端側がカバー８２の内側に保持されるようになっている。トナーボトル２８の外周面複数箇所には図４（Ａ）と図７に示すように突起２８ｍが形成され、この突起２８ｍがボトル保持部材８０の内周面に当接することによりトナーボトル２８の径方向の位置が定まるようになっている。ボトル保持部材８０は第１リブ８０ａと第２リブ８０ｂを有し、第１リブ８０ａにトナーボトル２８の前面壁２８ａを当接させることでトナーボトル２８の前後方向の位置決めを行う。

ボトル保持部材８０の第２リブ８０ｂは、トナーボトル２８の補給口２８ｂの外周を覆うように円環状に形成されている。そしてトナーボトル２８を図７のようにトナーカートリッジのボトル保持部材８０に装着すると、蓋２９の第１突起２９ｄが第２リブ８０ｂによって半径方向内側に押されるようになっている。また、第２リブ８０ｂの内周面の一箇所または複数箇所に形成された不図示の平面部が、補給口の外周面の一部に同様に形成された平面部と当接し、これによりトナーボトル２８の回転力が前記平面部を通じてボトル保持部材８０に伝達されるようになっている。従って、トナーボトル２８が回転する時はこれと一体的にボトル保持部材８０も回転する。なお、カバー８２はボトル保持部材８０が回転する時の周方向ガイドとしても機能する。

第２リブ８０ｂの外周面には、この第２リブ８０ｂを延長する方向に円筒部８０ｃが同軸的に連結されている。この円筒部８０ｃにはトナーが内側から外側に通過できるように不図示の複数の穴が形成され、またその先端側内周面に図８のように雌ネジ部８０ｄが形成されている。この雌ネジ部８０ｄは後述する蓋位置検知部材９１をトナー補給作動と連動して移動させるためのもので、螺旋状の突条を円筒部８０ｃの内周面で２〜５回程度周回するように形成してなる。円筒部８０ｃの外周面にはマイラーやゴム等の弾性材料からなる複数の押し出し部材５９が円周方向等配状態で配置されている。そして、トナーボトル２８を回転させてトナー補給作動をする時に、押し出し部材５９の先端がカバー８２の一部で構成されたホッパー部８４の内面を擦りながら周回して、トナーボトル２８の補給口２８ｂから補給されたトナーを掻き上げるようにしている。

（蓋開閉装置）
カバー８２の中心部には、図８に示すようにトナーボトル２８の蓋２９を開閉するための軸部材７６を含む蓋開閉装置が配置されている。この軸部材７６はトナーボトル２８の軸線の延長線上に位置し、図８で左右方向に移動可能とされている。軸部材７６の右端部には直径方向の貫通孔が形成され、この貫通孔にスライド軸８６が嵌挿されている。このスライド軸８６の両端は、トナーカートリッジの端部に配置された不図示の蓋開閉ハンドルのカム部に当接している。そして、蓋開閉ハンドルを所定の開蓋方向に操作することにより軸部材７６が図８で矢印Ｊ方向に移動して蓋２９を開き、また蓋開閉ハンドルを逆方向に操作することによって軸部材７６が反対方向に移動して蓋２９を閉じるようにしている。

軸部材７６の先端にはコレットチャック７０が取り付けられている。このコレットチャック７０はその先端側が弾性的に拡縮可能な複数本のアーム部７０ａで構成され、これらアーム部７０ａの拡縮によって蓋２９の軸部２９ａの頭部２９ａ１を把持したり開放したりできるようになっている。コレットチャック７０の各アーム部７０ａの内面には内リブ７０ｂが形成され、アーム部７０ａで蓋２９の軸部２９ａの先端にある頭部２９ａ１を把持した状態で内リブ７０ｂが頭部２９ａ１に当接するようになっている。

コレットチャック７０はその先端側以外の大部分が円筒ケース７２に収容され、蓋開閉ハンドルの操作によってコレットチャック７０が円筒ケース７２に対して軸線方向に相対移動するようになっている。そして、蓋開閉ハンドルの開蓋方向の操作でコレットチャック７０が円筒ケース７２内に軸線方向に相対的に引き込まれることによって、アーム部７０ａの外側面が円筒ケース７２の突起７２ａに押圧されてアーム部７０ａが弾性的に収縮するようになっている。円筒ケース７２はその軸線方向すなわち図８の左右方向に移動可能であって、シール７５を介してカバー８２に支持されている。円筒ケース７２とカバー８２との間にはバネ７３が配設され、このバネ７３によって円筒ケース７２がトナーボトル２８側に付勢されている。

円筒ケース７２の外周面には、筒状の蓋位置検知部材９１が円筒ケース７２に対して軸線方向に相対移動可能に取り付けられている。この蓋位置検知部材９１は円筒ケース７２との間に配置されたバネ９２によってトナーボトル２８側に付勢されている。また蓋位置検知部材９１は半径方向外側に立ち上がった立上部９１ａを有し、この立上部９１ａの左右方向移動位置すなわち軸線方向位置がカバー８２の外側に固定配置された光学センサ（蓋位置検知機構）９４によって検知されるようになっている。カバー８２には立上部９１ａが通過可能なスリット８２ｂが形成され、蓋位置検知部材９１が図８の位置から右方向に移動可能になっている。なお、立上部９１ａとスリット８２ｂは蓋位置検知部材９１の回り止めの機能も兼ねている。

蓋位置検知部材９１の外周面には当該外周面をほぼ一周する螺旋状の突条９１ｂが形成されている。この突条９１ｂは、ボトル保持部材８０と一体に回転する雌ネジ部８０ｄのネジ溝に対して進入可能であって、ボトル保持部材８０と雌ネジ部８０ｄが回転することによって軸線方向に移動してネジ溝を通り抜けるように構成されている。そして、トナー補給作動によりボトル保持部材８０が回転して突条９１ｂが雌ネジ部８０ｄのネジ溝に対して図８で左側から右側に進入すると、ボトル保持部材８０が回転するにつれて蓋位置検知部材９１が蓋２９から次第に離れる方向に移動するようになっている。蓋位置検知部材９１には、その突条９１ｂが形成された先端側から軸線方向所定長さにわたってスリット９１ｃが形成されている。このスリット９１ｃは前記蓋２９の第１突起２９ｄと第２突起２９ｅの組と同数で形成され、周方向に隣り合う２つのスリット９１ｃの周方向間隔のちょうど中央に蓋２９の第１突起２９ｄが位置する位置関係になっている。そしてこのスリット９１ｃによって、蓋位置検知部材９１の突条９１ｂが半径方向に弾性的に変位可能とされている。

（新旧トナーボトルの装着）
次に、図９Ａ、図９Ｂによって、トナーボトル２８をトナーカートリッジに装着する際の蓋２９の第１突起２９ｄと第２突起２９ｅの作動を、ボトル保持部材８０の第２リブ８０ｂおよびトナーボトル２８の補給口２８ｂの張り出し部２８ｉとの関係で説明する。なお、蓋２９と、コレットチャック７０および位置検知部材９１との関係については後述する。

図９Ａ（ａ）〜（ｃ）は新品のトナーボトル２８をトナーカートリッジに装着する際の蓋２９の作動を示すもので、図９Ａ（ａ）は新品トナーボトル２８をトナーカートリッジに装着する直前の状態を示している。この状態ではトナーボトル２８が未使用で蓋２９を一度も開蓋していないので、図６（Ｂ）のように蓋２９がトナーボトル２８の補給口２８ｂに深い位置（第１閉位置）に嵌って補給口２８ｂを閉塞している。この時、第２突起２９ｅは補給口２８ｂの切欠き２９ｈ内にあってその前端が補給口２８ｂの張り出し部２８ｉに当接しているので、蓋２９の開蓋動作がロックされている。

図９（Ｂ）は新品トナーボトル２８をトナーカートリッジに装着した状態を示す。この状態では蓋２９の第１突起２９ｄがトナーカートリッジ側のボトル保持部材８０の第２リブ８０ｂに押圧され、第１突起２９ｄとこれに隣接する第２突起２９ｅが補給口２８ｂの内側に弾性変位する。これにより第２突起２９ｅのテーパ面の前端側が補給口２８ｂの張り出し部２８ｉよりも低い位置に移動する。従って、この図９Ａ（ｂ）の状態では第２突起２９ｅのテーパ面が張り出し部２８ｉを乗り越え可能であり、蓋２９を右方向すなわち開蓋方向に移動させることが可能になる。

図９Ａ（ｃ）は図９Ａ（ｂ）の状態から蓋２９を少し引き出した状態を示している。蓋２９の引き出しは前述したコレットチャック７０により行う。蓋２９を図９Ａ（ｂ）で右方向に引き出すと、第２突起２９ｅのテーパ面が補給口２８ｂの張り出し部２８ｉに押圧されて第２突起２９ｅが図９Ａ（ｃ）のように補給口２８ｂの内側に弾性的に移動しつつ前進する。一方、第１突起２９ｄのテーパ面の頂部が蓋位置検知部材９１の内側に入り込んで蓋位置検知部材９１の内面に当接し、この内面を蓋２９の弾性復元力によって外側に押圧する。これにより蓋位置検知部材９１の突条９１ｂが半径方向外側に弾性移動する。これにより突条９１ｂが後述するように雌ネジ部８０ｄのネジ溝に進入可能となる。

また、第２突起２９ｅのテーパ面が張り出し部２８ｉを乗り越えてそのストッパ面２９ｇの上端が張り出し部２８ｉのテーパ面２８ｋに対向する。この状態から蓋２９をさらに引き出すと、蓋２９と蓋位置検知部材９１が一体的に引き出し方向に移動するが、蓋２９をそのまま元の方向に移動させると、ストッパ面２９ｇの上端が張り出し部２８ｉのテーパ面２８ｋを乗り越えるので、蓋２９は図９Ａ（ｂ）の元の位置まで戻る。

次に、図９Ｂ（ａ）〜（ｃ）により旧品トナーボトル２８をトナーカートリッジに装着する際の蓋２９の作動を説明する。ここで「旧品」とは、蓋２９を一度でも開蓋してトナーの補給作動を行ったことがあるトナーボトル２８のことをいう。通常は新品トナーボトル２８を装着すると最後まで使い切るのが普通であるが、従来のトナーエンド検知方法ではトナーボトル２８がまだ十分使用可能であるにも拘わらずトナーエンドまたはトナーニアエンドが検知される場合がある。このような場合にトナーボトル２８をいったん取り出して他のトナーボトルをトナーカートリッジに装着した後、再び使いかけの前のトナーボトル２８を再装着して使用する場合がある。旧品トナーボトル２８とはこのようなものを指す。

図９Ｂ（ａ）は旧品トナーボトル２８をトナーカートリッジに装着する直前の状態を示している。この状態では蓋２９の第２突起２９ｅのストッパ面２９ｇが補給口２８ｂの張り出し部２８ｉに当接しており、蓋２９は図６（Ｃ）のように新品のものよりも浅い位置（第２閉位置）で補給口２８ｂに嵌って補給口２８ｂを閉塞している。この時、蓋２９は補給口２８ｂにロックされていないので、第１突起２９ｄを押圧しないでも蓋２９に軸線方向の力を作用させることで蓋２９を開蓋させることができる。

図９Ｂ（ｂ）は、旧品トナーボトル２８をトナーカートリッジに装着中の状態を示している。この時、蓋２９の第１突起２９ｄはボトル保持部材８０の第２リブ８０ｂによって押圧され、第１突起２９ｄと第２突起２９ｅは弾性的に下方に移動している。トナーボトル２８を図９Ｂ（ｂ）で右方向にさらに押し込むと、図９Ｂ（ｃ）のように蓋２９の先端２９ｆと第１突起２９ｄで円筒ケース７２と蓋位置検知部材９１を押しながら第１突起２９ｄがボトル保持部材８０の第２リブ８０ｂを乗り越える。そして第１突起２９ｄが第２リブ８０ｂを乗り越えた途端、第１突起２９ｄと第２突起２９ｅが蓋２９の弾性復元力で元の高さ位置に復帰する。図９Ｂ（ｃ）の蓋２９の位置は第２突起２９ｅのストッパ面２９ｇが補給口２８ｂの張り出し部２８ｉに当接した第２閉位置であり、蓋２９は前方には移動可能であるが後方すなわち第２閉位置から第１閉位置に移動することはできない。

（トナーボトルの蓋の開閉作動）
次に、前述した蓋２９の第１突起２９ｄと第２突起２９ｅの作動説明に加えて、図８、図１０〜図１３に基づいて、トナーボトル２８の蓋２９の開閉作動をコレットチャック７０および蓋位置検知部材９１との関係を含めて説明する。図８は新品トナーボトル２８をトナーカートリッジに装着した直後の状態を示し、トナーボトル２８の蓋２９は補給口２８ｂの深い位置（第１閉位置）に嵌って補給口２８ｂを閉塞している。また、蓋位置検知部材９１はバネ９２によってボトル保持部材８０の第２リブ８０ｂの先端に当接し、円筒ケース７２の先端面７２ｂはバネ７３によってトナーボトル２８の補給口２８ｂの先端と蓋２９の先端２９ｆに当接している。

この状態から前述した蓋開閉ハンドルを開蓋方向に操作して軸部材７６を図１０のように矢印Ｊ方向に移動させると、コレットチャック７０に軸部２９ａの頭部２９ａ１を掴まれた蓋２９が蓋位置検知部材９１と一体的に図１１のように移動して開蓋する。これによりトナーボトル２８内のトナーが補給口２８ｂからカバー８２の内側のホッパー部８４に対して供給可能になる。この時、蓋位置検知部材９１の立上部９１ａが光学センサ９４の検知範囲に到達し、光学センサ９４によって検知された立上部９１ａの位置によって新品トナーボトル２８が装着されたことが複写機の制御装置に認識される。そしてこの新品検知情報が複写機の制御装置内の不揮発性メモリなどの所定の記憶装置に記憶され、この情報に基づいて後述する新品検知時の複写機の所定の制御が実行される。

また、図１１の開蓋状態からトナー補給作動をまったく行わないまま直ちに蓋開閉ハンドルを元の方向に戻すと、軸部材７６が図１１の位置から左動し、コレットチャック７０に掴まれた蓋２９が蓋位置検知部材９１を保持したまま図１０の状態に復帰する。そして蓋開閉ハンドルを最初の位置（蓋閉位置）まで戻すと、蓋２９がコレットチャック７０の弾性的な内リブ７０ｂに押されて最初の図８の位置まで戻る。この時、蓋２９の第１突起２９ｄは蓋２９が図８の位置に戻る直前まで図９Ａ（ｃ）のように蓋位置検知部材９１を保持している関係で第２突起２９ｅのストッパ面２９ｇが低くなっており、これにより第２突起２９ｅがテーパ面２８ｋと張り出し部２８ｉを乗り越えることができる。

一方、蓋２９を図１１のように開蓋すると、蓋位置検知部材９１の突条９１ｂは半径方向外側に弾性変形した状態でボトル保持部材８０の雌ネジ部８０ｄのネジ溝の入口に到達する。この状態からトナー補給作動の開始によりトナーボトル２８とボトル保持部材８０が一体的に回転すると、突条９１ｂが雌ネジ部８０ｄのネジ溝に進入する。そしてトナーボトル２８とボトル保持部材８０が所定回転数以上回転すると、図１２のように突起７２ａが雌ネジ部８０ｄを通過して反対側に押し出される。同時に、今まで蓋２９の第１突起２９ｄのテーパ面頂部を押圧していた蓋位置検知部材９１の内周面が当該テーパ面頂部から外れる。これにより、蓋２９の第１突起２９ｄと第２突起２９ｅが蓋２９の弾性力により図５に示す自然状態に復帰し、蓋位置検知部材９１の突条９１ｂも元の高さ位置に戻る。また、第１突起２９ｄのテーパ面に対して蓋位置検知部材９１の先端がバネ９２の力で当接した状態になる。

図１２の状態から蓋開閉ハンドルを元の方向に戻すと図１３のようになる。この図１３からわかるように、蓋２９は図８の最初の位置までは戻らず、補給口２８ｂに対してやや浅く装着される第２閉位置までしか戻らない。すなわち、本発明のトナーボトル２８では蓋２９をいったん開蓋して補給作動を行った場合、蓋２９を図１３の浅い第２閉位置にしか戻すことができず、再び図８の最初の第１閉位置までは戻すことはできなくなる。これは、図１２の状態では蓋２９の第１突起２９ｄが蓋位置検知部材９１から外れて内側方向に押圧されなくなっているためで、蓋２９が元の第１閉位置まで戻る前に第２突起２９ｅの後面のストッパ面２９ｇが図９Ｂ（ｃ）のように補給口２８ｂの張り出し部２８ｉに当接するからである。このように、蓋２９を第２閉位置から第１閉位置に戻すことができないので、旧品トナーボトル２８を新品トナーボトル２８として誤検知するおそれがない。

このように、蓋開閉ハンドルを最初の位置（蓋閉位置）まで戻し、蓋２９の軸部２９ａの頭部２９ａ１をコレットチャック７０の内リブ７０ｂで押しても、蓋２９は図１３の位置までしか戻らない。また、この時、蓋位置検知部材９１は蓋２９の第１突起２９ｄの先端に当接してボトル保持部材８０の第２リブ８０ｂからは離間した位置にある。

要するに、移動防止機構としての第２突起２９ｅは、蓋２９が第１閉位置から第２閉位置に移動するのを防止する第１機能と、第２閉位置から第１閉位置に移動するのを防止する第２機能を有する。第１機能はトナーボトルを複写機に装着していない状態で有効であるが、トナーボトル２８を複写機に装着する装着動作と連動して第１機能無効化手段を構成する第１突起２９ｄと第２リブ８０ｂの協働作用により無効になる。第２機能はトナーボトルを一度でも複写機に装着して補給作動した後に第２機能有効化手段により有効となる。この第２機能有効化手段は、トナーボトル２８を回転する駆動部、ボトル保持部材８０の雌ネジ部８０ｄ、蓋位置検知部材９１の突条９１ｂなどで構成される。

一方、図１３の位置まで戻った蓋２９を蓋開閉ハンドルにより再度開蓋作動すると、蓋位置検知部材９１が図１２のように移動する。この際、蓋位置検知部材９１は蓋２９の第１突起２９ｄから外れてその突条９１ｂが元のように低位置に戻っているので、ボトル保持部材８０の雌ネジ部８０ｄと干渉しない。また、図１３の状態からトナーボトル２８をいったんトナーカートリッジから取り出し、再度トナーカートリッジに装着して蓋開閉ハンドルにより蓋２９を開蓋作動した場合も、蓋位置検知部材９１の突条９１ｂが以上と同様に図１２のように移動する。そして図１２の状態で蓋位置検知部材９１の立上部９１ａの位置が光学センサ９４によって検知されることで旧品トナーボトルが装着されたことが複写機の制御装置に認識される。この旧品検知情報は複写機の制御装置内の不揮発性メモリなどの所定の記憶装置に記憶され、この情報に基づいて後述する旧品検知時の複写機の所定の制御が実行される。

本発明の実施形態は、前述のように、蓋２９をいったん開蓋して補給作動を行った場合、蓋２９を図１３の浅い第２閉位置までしか戻すことができなくなる。このため、新品トナーボトル２８を装着後に短時間の補給作動（新品検知情報に基づく補給作動）を行い、その直後に間違って蓋開閉ハンドルを最初の位置（閉蓋位置）まで戻してから再度開蓋作動すると、実質的に新品トナーボトル２８であるのに旧品検知時の制御しか実行できない。これでは大量のトナーがボトル内に残ってしまい無駄である。そこで、新品トナーボトル２８の装着後の新品検知情報を、複写機の制御装置内の記憶装置に、新品トナーボトル２８装着後のボトル回転数が所定値に達するまで、又は新品トナーボトル２８装着後の複写機の所定稼動時間が経過するまで暫定記憶する。そしてこの間は、光学センサ９４の検知結果に拘わらず、記憶した新品検知情報に基づいて新品検知時制御を行うことにした。これにより、蓋開閉ハンドルの誤操作による旧品検知時制御を防止することができる。

（新旧トナーボトルの検知による複写機の制御）
本発明の実施形態は、前述のように、トナーボトル２８の蓋２９の位置によって、トナーカートリッジＴＣに対して新品トナーボトルが装着されたか、あるいは旧品トナーボトル２８が装着されたかを、その装着時期とともにボトル毎に判断することができる。そこで、以下に説明するように、新旧トナーボトル２８の装着とその時期を検知することで、トナーカートリッジの最大補給回数の設定と、トナー消費量の正常・異常の判定も行うようにした。これら設定と判定は、画像形成装置としての多くの複写機に本来備わっている制御系を一部変更することで実施可能である。

（トナーカートリッジの最大補給回数設定）
本発明の画像形成装置としての複写機は、新旧各トナーボトル２８の装着タイミングを光学センサ９４の信号で検知し、この検知情報に基づいて、トナーカートリッジの最大補給回数の設定を行う。前述したように、トナーの補給は現像装置５２内に設けたトナー濃度センサの信号に基づいて行うのであるが、トナー濃度センサは周囲温度の影響やトナーの流動性の変化によるトナー補給量の変動の影響を受けやすい。このため、現像装置５２のトナー残量を正確に検知することは困難である。

一方、粉体容器（トナーカートリッジあるいはトナーボトル）の交換によりトナーを補充する場合、ユーザーの待ち時間が長くなってしまう。すなわち、トナーエンドを迎えてから粉体容器（トナーカートリッジあるいはトナーボトル）を交換し、再び複写が可能となるまでのトナーエンドリカバリーモードの時間が長くかかるので待ち時間が長くなる。また、ジョブ中にトナーエンドを迎えた場合、残り数枚が僅かであったとしてもトナーエンドリカバリが終わるまで待たねばならず、ユーザーにとっては大きな不満になりうる。そこで、トナーカートリッジの最大補給回数を予め設定しておき、補給回数が設定値に達すると、トナー濃度センサの測定値に拘わらず、ネットワークなどを経由してサービス管理会社やサービス担当者にそのことを通知する。これにより、トナーカートリッジを早期に補充することが可能になり、ユーザーの待ち時間を短縮することができる。

図１４はトナーカートリッジの補給回数の設定制御を示すフローチャートであって、ステップＳ１でジョブが実行され、続くステップＳ２で前回の制御終了時からトナーボトルが交換されたか否かが判断される。トナーボトルが交換されていない場合はステップＳ３でジョブが終了したかどうかが判断され、ジョブが終了していない場合はステップＳ１に戻ってジョブが継続され、ジョブが終了している場合はそのまま制御終了となる。

ステップＳ２でトナーボトルが交換されたと判断された場合、ステップＳ４でトナーエンドか否かが判断される。トナーエンドでない場合はステップＳ１に戻ってジョブが継続され、トナーエンドの場合はステップＳ５でトナーボトルの蓋の位置から当該トナーボトルが新品か否かが判断される。すなわち、光学センサ９４によってトナーボトル２８の蓋２９の位置が検知され、蓋２９の位置によってトナーボトルが新品か旧品かが判断される。

トナーボトルが新品である場合、ステップＳ６で新品時のトナーエンドリカバリ動作での最大補給回数Ｎが例えばＮ＝５０回と設定され、トナーエンドの検知信号が消えるまでトナーが補給される。この時の補給回数のカウントの仕方は、トナーボトル２８を一定の回転数（例えば５回転）だけ回転させてトナーを補給した時に補給回数を「１回」とカウントする。数回トナー補給してもトナーエンドの検知信号が消えない場合は、トナーエンドの検知信号が消えるまでさらに補給を継続する。最大補給回数Ｎの設定時からの補給回数の合計が５０回に達した時点で、その時点でのトナーエンドの検知信号の有無に拘わらず、補給動作が終了となる。

この時、複写機の操作パネルの表示部に「トナーボトルを交換してください」のように表示することで、ユーザーによるトナーボトルまたはトナーカートリッジの交換を速やかに行うことが出来る。なお、５０回の補給動作終了直後に検知信号が消えない場合があったとしても、その場合でも現像装置５２内にはある程度のトナーが残っている。このため、そのような場合でもユーザーは直ちにジョブを中断してトナーボトルまたはトナーカートリッジを交換する必要はなく、ある程度の枚数まではジョブを継続することが可能である。

ステップＳ５でトナーボトルが旧品であると判断されると、ステップＳ７で旧品時のトナーエンドリカバリ動作での最大補給回数ｎが例えばｎ＝３回と設定される。そして前記同様にトナーエンドの検知信号が消えるまで補給作動が行われる。最大補給回数ｎの設定時からの補給回数の合計が３回に達した時点で、その時点でのトナーエンドの検知信号の有無に拘わらず、補給動作が終了となる。この時も、複写機の操作パネルの表示部に「トナーボトルを交換してください」のように表示することで、ユーザーによるトナーボトルまたはトナーカートリッジの交換を速やかに行うことが出来る。旧品の場合、最大補給回数をトナーエンドの検知信号が消える最低限の補給回数に設定しておくことで、ユーザーの待ち時間を短縮できるとともに、必要にして十分なトナー補給も確保できる。

複写機から取り出したトナーボトルまたはトナーカートリッジが、実はまだ十分に使用可能であることが分かった場合、新品を装着する代わりに、取り出したトナーボトルまたはトナーカートリッジをそのまま再装着して使用を継続したい場合がある。この場合、取り出したトナーボトルまたはトナーカートリッジの重量に基づいて、前記最大補給回数ｎを複写機の操作パネルからの手入力により３回＜Ｎ≦５０回の任意の値に修正可能にしてもよい。

なお、ユーザーが誤って空のトナーボトルをトナーカートリッジに装着した場合、当該トナーカートリッジの蓋の位置は旧品位置であるため、前述と同様に補給回数が最大でｎ＝３回に設定される。このため、ステップＳ５の設定後に形だけのトナーエンドリカバリ動作が行われるが、ユーザーが空のトナーボトルの装着に気付かないまま、新品時と同じようにトナーエンドリカバリ動作を５０回繰り返す事態が回避される。そして最大補給回数Ｎの設定時からの補給回数の合計が３回に達した時点で補給動作が終了となり、ユーザーは複写機の操作パネルの表示部に従いボトル交換作業をすることで空のトナーボトルから新品のトナーボトルに早期に交換することができる。

以上のように、ステップＳ５でトナーボトルが旧品であると判断されると、ステップＳ７で旧品時のトナーエンドリカバリ動作での最大補給回数ｎがｎ＝３回と設定されるが、同時にトナーリサイクル装置６５の駆動系を停止させる制御を追加してもよい。リサイクルトナーは、一度作像工程を通過することによりＳｉなどの外添剤がトナーから遊離するかまたは埋め込まれてしまい、その結果、トナーの流動性が低下し、あるいは摩擦帯電能力も低下してしまう。このためにトナーが帯電不足となり、多量にリサイクルトナーが現像装置５２に戻されると定着した画像の濃度低下や地汚れが発生しやすい。

前述した旧品時のトナーエンドリカバリ動作では最大補給回数が少ないので、現像装置５２内のリサイクルトナーの割合が増加しやすい。そこで、ステップＳ５でトナーボトルが旧品であると判断されると同時にトナーリサイクル装置６５の駆動系を停止させる。これにより現像装置５２に供給されるトナーは旧品トナーボトル２８からの新しいトナーのみとなり、帯電量の低いリサイクルトナーが補給されないために地汚れなどの異常を防止できる。

なお、前述した最大補給回数Ｎとｎの設定は、新旧トナーボトルの蓋の位置（第１閉位置と第２閉位置）を検知することを利用した制御の一例である。新旧トナーボトルの蓋の位置によって、トナーの補給方法を最大補給回数以外で変更する別の制御手段を設けてもよいことは勿論である。

（トナー消費量異常の判定）
本発明の画像形成装置としての複写機は、新旧各トナーボトル２８の装着タイミングを光学センサ９４の信号で検知し、この検知情報に基づいて複写機のトナー消費量が正常か異常かを自動的に判定する判定手段を有する。

図１５は複写機の制御部５００を略図的に示したもので、この制御部５００はログデータ記憶部５１０、トナー消費量検出部５２０、新品検知検出部５３０を有する。そして制御部５００において図１６に示すフローチャートが実行されるようになっている。なお、旧品のトナーボトル２８は正確なトナー残量が分からない場合が多いので、旧品のトナーボトル２８の装着タイミングを使用した異常判定は省略した。

トナー濃度センサによってトナーエンドが検知された場合、まず制御部５００内にある新品検知検出部５３０の前回の新品検知のタイミング情報、すなわち新品トナーボトルの装着時期の情報をトナー消費量検出部５２０で読み込む。
次に、制御部５００内のトナー消費量検出部５２０は、ログデータ記憶部５１０より、前回の新品検知時以降の複写機の稼働状況に基づいて用紙サイズごとの画素カウンタＡを読み込む（図１６のステップＳ１）。
次に、トナー消費量検出部５２０は、ログデータ記憶部５１０より、前回の新品検知時以降の複写機稼働状況に基づいて用紙サイズごとの枚数カウンタＢを読み込む（図１６のステップＳ２）。

次に、制御部５００内での演算に使用するトナー消費量を算出する。１画素当たりに感光体上に現像されるトナー重量Ｃ（ｇ）を予めトナー消費量検出部５２０に記憶しておくことにより、用紙サイズごとのトナー消費量ｍ（ｇ）は、ｍ＝Ａ×Ｂ×Ｃとなる。これを用紙サイズのすべてについて計算してその総和をとることによって、前回の新品検知時以降の複写機のトナー消費量ｍを算出することが可能となる（図１６のステップＳ３）。

理想的には、前回の新品検知時以降のトナー消費量ｍ（ｇ）と、トナーボトル重量Ｍ（ｇ）の関係は、ｍ／Ｍ＝１とならなければならないが、実際は誤差があるのでｍ／Ｍ＝１とはならない。そこで、予め誤差を見込んだｍ／Ｍの閾値を設定し、この閾値未満の場合にトナー消費量が異常であると判断することにした。本実施例では、この閾値を０．９とし、ｍ／Ｍ＜０．９の場合に異常であると判断することにした（図１６のステップＳ４）。異常の原因としては、例えばトナーボトルの装着不良などでトナー補給が正常に行われていないことが考えられる。

本実施例では、異常と判断するタイミングはトナーボトル１本ごとであるが、トナーボトル数本分ごとの計算結果で判断するようにしてもよい。また、前述のように閾値未満ではなく閾値以上、例えば１．１≦ｍ／Ｍの場合に別の異常があると判断してもよい。このような異常の原因としては例えば制御系のトラブルが考えられる。

異常と判断された場合には、例えば、当該複写機の制御部５００内に格納してある顧客情報部の情報に基づいて、当該複写機を担当しているサービス管理会社やサービス担当者にネットワークを経由して自動メール等で通知することができる。この通知により、当該管理会社や担当者は複写機の顧客に連絡を取って早期に異常の状況を確認したり、顧客の当該複写機設置場所に先に出向いて異常個所を早期に発見し問題を解決したりすることが可能となる。また、異常と判断された場合には、複写機の操作パネルの表示部に「トナーボトルが正常に装着されているか確認してください」などの表示を出したり、複写機本体を停止したりすることができる。複写機本体を停止した場合は、異常のさらなる進行を阻止するとともに、異常状況の保存と確認が可能になる（図１６のステップＳ５）。

以上はトナー消費量の算出を画素データにより行う場合であるが、トナーボトル２８を回転させてトナー補給する方式においては、トナーボトル２８の回転数からトナー消費量を算出することも可能である。この場合は、ボトル１回転当たりのトナー排出量Ｑを予め制御部５００に記憶させておき、この１回転当たりのトナー排出量Ｑと、前回の新品検知時から現在までのボトル回転数Ｎの積Ｑ・Ｎによりトナー消費量を算出する。このトナー消費量算出方法でも前述した画素データに基づく異常検知と同様の異常検知が可能である。

（第２実施形態）
次に、本発明の他の実施形態（以下、第２実施形態という）を図１７〜図３１に基づいて説明する。前述の実施形態（以下、第１実施形態という）は、トナー補給の前後でトナーボトル２８の蓋２９を図６（Ｂ）の第１閉位置から図６（Ｃ）の第２閉位置に軸方向に移動するようにした。これに対して以下の第２実施形態は、トナーボトル１２８を交換した後の画像形成装置としてのレーザ複写機の累積トナー消費量の増大（トナーボトルの残量減少）に対応させて、トナーボトル１２８に対する蓋１２９（２２９）の相対回転位置を段階的に変えるようにした。こうすることで蓋１２９（２２９）の回転位置からトナー残量を知ることができる。蓋１２９（２２９）の形式は、例えば、図１７〜図１９に示す第１形式（蓋１２９）と、図２１Ｂに示す第２形式（蓋２２９）が可能である。第２実施形態は蓋１２９（２２９）の回転位置を多段階に選択できるので、より正確なトナー残量を知ることができ、図３１のようにネットワークを活用した粉体容器などの消耗品の調達システムで利用することができる。

蓋１２９（２２９）の回転位置を段階的に変えるために、第２実施形態で使用するトナーボトル１２８は、トナーボトル１２８の補給口１２８ｂと蓋１２９（２２９）の形状を第１実施形態のものから変更している。トナーボトル１２８本体の基本的形状は第１実施形態の図４（Ａ）（Ｂ）のトナーボトル２８と同様である。すなわち、トナーボトル１２８の内周面には、ボトル内のトナーをボトルの補給口１２８ｂ側に順次移動させるための不図示の螺旋状の突起が形成され、トナーボトル１２８が回転されることでボトル内のトナーが補給口１２８ｂから吐出するようになっている。但し、第２実施形態ではトナーボトル１２８に対する蓋１２９（２２９）の回転方向位置によってトナーボトル１２８内のトナー残量が一目で分かるように、図２０のように補給口１２８ｂの外周面に残量表示部１８６又は１８７を設けている。残量表示部１８６、１８７の表示形式は図示例では２種類であるが、他の任意の表示形式を採用してよい。

第２実施形態で使用するトナーボトル１２８は、図１７〜図１９に示すように、トナーボトル１２８の一端に形成された円筒状の補給口１２８ｂの内周面に、補給口１２８ｂの出口に隣接するように、内歯歯車状の内周凹凸形状Ｎが形成されている。一方、補給口１２８ｂに装着する蓋１２９（２２９）の形状は、第１形式に係る蓋１２９では、円盤状の第１段部分１２９ｂと、この第１段部分１２９ｂから所定の隙間ｃを明けて離間したリング状の第２段部分１２９ｃの二段構成にしている。そして第１段部分１２９ｂの外周に、内周凹凸形状Ｎに軸線方向から嵌合する第１外周凹凸形状Ｇ１が形成され、第２段部分１２９ｃの外周に、内周凹凸形状Ｎに軸線方向から嵌合する第２外周凹凸形状Ｇ２が形成されている。第１段部分１２９ｂと第２段部分１２９ｃは、周方向９０°間隔で周縁部に配置した４本の連結部１２９ｄによって互いに連結されている。連結部１２９ｄの数は４本である必要はなく、例えば３本又は５本としてもよい。そして、蓋１２９を図１９（Ｂ）のように開いた状態で第１段部分１２９ｂと第２段部分１２９ｃの間の隙間ｃからトナーが排出されるようになっている。すなわち、隙間ｃがトナーの実質的な排出口として機能する。

蓋１２９の第２外周凹凸形状Ｇ２はラチェット歯車のように凹凸の歯を傾斜させたものであって、この第２外周凹凸形状Ｇ２を図１９（Ｂ）のように補給口１２８ｂの内周凹凸形状Ｎに嵌合した状態で、トナーボトル１２８を固定して蓋１２９を矢印Ａ方向に回転することは可能であるが、反対の矢印Ｂ方向には回転できない。つまり、第２外周凹凸形状Ｇ２でワンウェイ係合構造が構成されている。このワンウェイ係合構造は、トナーボトル１２８側から見ると、蓋１２９を固定した状態でトナーボトル１２８を図１９の矢印Ｂ方向に回転させることはできるが、矢印Ａ方向には回転させることができない。この関係を図２０を参照して説明すると、図２０の（Ｂ１）又は（Ｂ２）で蓋１２９を固定してトナーボトル１２８を時計方向に回転させると、蓋１２９の文字表示１８５の矢印が示す残量表示部１８６、１８７のトナー残量が少なくなる。トナーボトル１２８を固定して蓋１２９を反時計方向に回転させる場合も、蓋１２９の文字表示１８５の矢印が示す残量表示部１８６、１８７のトナー残量が少なくなる。

これに対して蓋１２９の第１外周凹凸形状Ｇ１は、補給口１２８ｂの内周凹凸形状Ｎと相補的であって、図１９（Ｃ）のように蓋１２９を閉じると第１外周凹凸形状Ｇ１が内周凹凸形状Ｎに嵌合し、蓋１２９はいずれの回転方向にも回転不能となる（移動防止機構）。これにより、蓋１２９が勝手に回転することによる誤作動を防止することができる。蓋１２９の第１段部分１２９ｂの外周には、図１８に示すように、半径方向に突出した突起部１２９ｅが形成されている。この突起部１２９ｅは、後述するように蓋位置センサ（蓋位置検知機構）１８８によって蓋１２９の回転位置を検知するためのものである。

蓋１２９の第１段部分１２９ｂの前面中央には、トナーボトル２８に対する蓋１２９の着脱の際に、本体側のコレットチャック１７０を係合させるための軸部１２９ａが形成されている。そして、この軸部１２９ａの先端頭部の外周面に外周凹凸形状１２９ａ１が形成されている。この外周凹凸形状１２９ａ１は、ラチェット歯車のように凹凸の歯を傾斜させたものである。コレットチャック１７０側には、図２１Ａのように、軸部１２９ａの外周凹凸形状１２９ａ１に嵌合する内周凹凸形状１７０ｂが拡縮可能な４分割の各アーム部１７０ａの内面に形成されている。そして軸部１２９ａの外周凹凸形状１２９ａ１にコレットチャック１７０の内周凹凸形状１７０ｂを嵌合させた状態で、コレットチャック１７０を固定して蓋１２９を図１７で矢印Ａ方向に回転させることはできるが、矢印Ｂ方向に回転させることはできないワンウェイ係合構造が構成されている。

蓋１２９の第１段部分１２９ｂの前面には、図２０のように、軸部１２９ａの周囲に矢印付きの「トナー残量」の文字表示１８５が付されている。また、補給口１２８ｂの外周面には、図２０（Ｂ１）のように「Ｆｕｌｌ」、「５０％」、「ＥＮＤ」の各文字を帯状目盛の両端と中央に配した表示１８６が付されている。

トナーボトル１２８は、第１実施形態と同様に、図２１Ａに示すようにトナーカートリッジＴＣに装着された状態でレーザ複写機の本体装置６００に装着される。図２１Ａは、蓋１２９の軸部１２９ａの先端頭部である外周凹凸形状１２９ａ１をコレットチャック１７０で掴んで蓋１２９を引き出し、蓋１２９の第１段部分１２９ｂと第２段部分１２９ｃの間の隙間ｃをホッパー部１８４に連通させた状態を示している。この状態で補給モータ１９７によってトナーボトル１２８を回転することで、ボトル内のトナーを隙間ｃから排出し、本体装置６００にトナーを補給できるようになっている。

第２実施形態のトナーカートリッジＴＣが第１実施形態のトナーカートリッジＴＣと異なるのは、１）蓋位置検知部材９１と光学センサ９４が、蓋１２９の突起部１２９ｅと蓋位置センサ１８８に代替されていること、２）ボトル検知センサ１８９又は１９０が設けられていること、３）コレットチャック１７０の内周面に内周凹凸形状１７０ｂが形成されていること、及び４）コレットチャック１７０を支持する軸部材１７６が複数のギヤ１９１〜１９３と蓋駆動モータ（蓋位置変更機構）１９４によって回転駆動されるようになっていることである。

蓋駆動モータ１９４と当該モータ１９４に連結されたギヤ１９１は本体装置６００に配置され、他のギヤ１９２とギヤ１９３はトナーカートリッジＴＣ側に配置されている。ギヤ１９３は軸部材１７６の外周に固定され、またギヤ１９２は中間ギヤとして支軸１９８に取り付けられている。そしてトナーカートリッジＴＣをレーザ複写機に装着した段階で本体装置６００側のギヤ１９１にトナーカートリッジＴＣ側のギヤ１９２が噛み合い、トナーボトル１２８を補給モータ（蓋位置変更機構）１９７で回転すると、基本的に蓋駆動モータ１９４も補給モータ１９７に同期して同方向に同じ回転数で回転するようになっている。その他は第１実施形態のトナーカセットと同じ構成である。

図２１Ａの状態で補給モータ１９７によってトナーボトル１２８を矢印Ｂ方向に回転させると、ボトルの回転力が補給口１２８ｂの内周凹凸形状Ｎと蓋１２９の第２外周凹凸形状Ｇ２の係合を介して蓋１２９に伝達されるので、トナーボトル１２８と蓋１２９が一体的に回転する。所要のトナーが補給された段階で補給モータ１９７の駆動を停止し、その時点のトナー消費量（トナー残量）を後述する図２６のトナー残量更新制御フローに従って決定し、当該消費量に対応する量だけ補給モータ１９７によってトナーボトル１２８を逆方向（図２１Ａで矢印Ｂ方向）に回転する。この時、蓋駆動モータ１９４は停止し、コレットチャック１７０により蓋１２９が回転しないように拘束しておく。トナーボトル１２８の矢印Ｂ方向の回転は第２外周凹凸形状Ｇ２のワンウェイ係合構造により蓋１２９に伝わらず、蓋１２９がコレットチャック１７０によって回転を拘束された状態でトナーボトル１２８のみが回転する。

この結果、図２０において蓋１２９側の文字表示１８５の矢印が示す補給口１２８ｂ側の表示のレベルがＥＮＤ側に移動する。このようにして、トナーボトル１２８の残量を蓋１２９の回転位置で表すことができる。なお、補給モータ１９７を駆動する代わりに、補給モータ１９７を停止したままで蓋駆動モータ１９４によって蓋１２９を矢印Ａ方向に回転させてもよい。この場合も蓋１２９の第２外周凹凸形状Ｇ２がワンウェイ係合構造として機能する。

なお、図２１Ａのトナーボトル１２８には図１７〜図１９に示す第１形式の蓋１２９を使用しているが、蓋を補給口１２８ｂから完全に離脱させた状態でトナーを補給する場合でも本発明を適用可能である。図２１Ｂはこのような適用例を示したもので、トナーボトル１２８に第２形式の蓋２２９を使用している。この場合、蓋２２９を補給口１２８ｂに装着した状態で蓋２２９が勝手に回転しないように、補給口１２８ｂの内周凹凸形状Ｎと蓋２２９の第１外周凹凸形状Ｇ１を形成しておく。これにより蓋２２９が勝手に回転することによる誤作動を防止することができる。なお、コレットチャック１７０で掴む軸部２２９ａの先端頭部の外周凹凸形状２２９ａ１は、蓋２２９を補給口１２８ｂから離脱させるので特にワンウェイ係合構造にする必要はなく、コレットチャック１７０との間で蓋２２９が勝手に回転しない凹凸形状であればよい。

蓋１２９、２２９の回転位置は、蓋１２９、２２９の突起部１２９ｅ、２２９ｅをトナーカートリッジＴＣ側の蓋位置センサ１８８で検知することにより検知されるようになっている。なお、この蓋位置センサ１８８に光学センサを使用する場合、トナーで蓋位置センサ１８８の表面が汚れるのを防止するために、突起部１２９ｅ、２２９ｅによって蓋位置センサ１８８の表面に付着したトナーを掻き取る位置構成にするか、蓋位置センサ１８８の近傍に別途掻き取り部材を設けるようにするとよい。また、蓋位置センサ１８８として光学センサ以外の非接触式センサを使用することも可能である。

また、トナーボトル１２８の回転位置は、ボトルの底面又は側面に設けた被検知物１９５又は１９６をトナーカートリッジＴＣ側に配置したボトル検知センサ１８９又は１９０で検知することにより検知されるようになっている。そして、蓋位置センサ１８８で検知された蓋１２９の角度位置と、ボトル検知センサ１８９、１９０で検知されたボトルの角度位置が、本体装置６００の不図示の制御部に出力され、当該制御部において図２２のように２つの角度位置のズレすなわち角度Ｄ（＝角度Ｂ−角度Ａ）が検出されるようになっている。図２２の上側が蓋の回転角度、下側がボトルの回転角度である。蓋位置センサ１８８とボトル検知センサ１８９又は１９０の検知タイミングは、レーザ複写機の電源オン時又はレーザ複写機の前カバーを閉じた時など、トナーボトル１２８を取り出した可能性のあるタイミングで行うとよい。

前記角度Ａ、Ｂは、補給モータ１９７の単位駆動時間当たりのトナーボトル１２８の回転角を予め決めておくことで、その駆動時間に基づいて算出することができる。そして図２４のように駆動時間の差Δｔを検知することによって角度Ｄを算出することができる。この図２４は、補給モータ１９７を駆動した時に、まず始めにトナーボトル１２８の被検知物１９５又は１９６がボトル検知センサ１８９によって検知され、それからΔｔを経過した時点で蓋１２９、２２９の突起部１２９ｅ、２２９ｅが蓋位置センサ１８８によって検知されることを示している。

駆動時間の差Δｔは図２５に示すようにトナー残量と一定の関係を有する。この関係を予め本体装置６００の制御部に記憶させておくことにより、角度Ｄに置き換えることなく時間差Δｔに基づいてトナー残量を検知することも可能になる。図２５の左下がりの直線が図２３の左下がりの直線に対応する。トナーボトル１２８の残量が１００％の時に時間差Δｔをゼロに設定することもでき、この場合はトナー残量ゼロ（トナーエンド）でΔｔが最大になる。

角度Ｄの範囲は−３６０°≦Ｄ≦＋３６０°であり、図２３はこの角度Ｄとトナー残量の関係を示している。トナーボトル１２８が新品（トナー残量１００％）のときの前記角度ＤをＸとすると、当該トナーボトル１２８をレーザ複写機に装着してトナー補給すると、最終的にはトナー残量がゼロになる。この間、トナー補給の度に、当該トナー補給量に対応する量だけ、補給モータ１９７によってトナーボトル１２８が図２１Ａ、図２１Ｂで矢印Ｂ方向に回転されるか、蓋駆動モータ１９４によって蓋１２９、２２９が図２１Ａ、図２１Ｂで矢印Ａ方向に回転される。これにより、角度Ｄの値は図２３のＸから右側に移動する。従って、図２３の関係を予め本体装置６００の制御部に記憶させておくことにより、角度Ｄに基づいてトナー残量を検知することが可能になる。

次に、トナー残量の設定手順を図２６のフローチャートにより説明する。このフローチャートの機能は後述の図２８の制御部６０１に組み込むことができる。トナー残量設定の前提条件として、この第２実施形態では、トナーボトル１２８の残量表示を１１段階（Ｆｕｌｌ＝残量１０、残量９、…、残量１、ＥＮＤ＝残量ゼロ）で行うものとし（トナー残量：Ｎ＝０〜１０）、トナーボトル１２８を３０回転する毎にトナーボトル１２８内のトナーの１０％が消費（補給用に排出）されるものとする（ボトル回転数：Ｒ）。残量表示は１１段階よりもさらに多くしてもよいし、少なくしてもよい。

図２６のステップＳ１でプリント命令が出されると、ステップＳ２でトナーエンドセンサが出力を出す。トナーエンドは、例えば図２の現像装置５２内に設けたトナー濃度センサや、作像画像の画素数の積算値や、或いは補給モータ１９７の回転時間によって検知する。トナーエンドセンサの出力が「トナーなし」の場合はステップＳ３に進み、ここでＮ＝０と置き換えられた後、ステップＳ４に進んで蓋１２９、２２９がその回転位置に拘わらずトナーエンド表示部まで一気に回転される。

図２０のようにトナー残量をアナログ表示する場合、「ＥＮＤ」表示に近付くと、残量がゼロであるのか、或いはあと僅かであるのかの見分けが難しくなる。前記のようにトナーエンドを検知して蓋１２９、２２９をトナーエンド表示部まで一気に回転させることでトナーエンド表示の信頼性を高めることができる。なお、画素数の積算値や補給モータ１９７の回転時間では一般的にある程度の誤差が発生するので、トナーエンドはトナーエンドセンサで検知するのが信頼性の観点から望ましい。本体装置にトナー濃度センサの他に別途専用のトナーエンドセンサがある場合はこの専用のトナーエンドセンサの検知結果を優先してもよい。

トナーエンドセンサの出力が「トナーあり」の場合はステップＳ５に進み、ここでＮ＝１であるか否かが判定される。Ｎ＝１の場合は直ちにトナー残量の設定終了となる（蓋１２９、２２９の回転なし）。少しでもトナーが残っていれば「ＥＮＤ」表示にせず、残量１を表示するためである。Ｎ＝１でない場合、ステップＳ６に進み、トナーボトル１２８の回転数Ｒが３０回転以上であるか否かが判定される。３０回転以上の場合、ステップＳ７に進み、ここでＲ＝Ｒ−３０の置き換えと、Ｎ＝Ｎ−１の置き換えが実行される。その後、ステップＳ８に進行し、１目盛分だけ蓋１２９、２２９を回転させてトナー残量の設定を終了する。なお、回転数Ｒと残量Ｎの値は制御部５００のメモリに格納し、回転数Ｒに対してその後のトナーボトル１２８の回転数を加算する。

図２６のフローチャートは、トナーボトル１２８を３０回転する毎にトナーボトル１２８内のトナーの１０％が消費（補給用に排出）されることを前提としているが、実際はトナーボトル１２８内の残留トナー量が少なくなるにつれて、トナーボトル１２８を同じ１回転させてもトナー補給量は次第に少なくなってくる。すなわち、図２７に示すように、トナー残量が多いときはトナーボトル１２８１回転当たりのトナー補給量は狙いの補給量Ｍとほぼ同じかＭに近い量である。

しかし、レーザ複写機がトナーを消費してトナーボトル１２８内の残留トナー量が少なくなると、トナーボトル１２８を１回転させた時の内部のトナー移動量が減少し、トナー補給量が次第に少なくなってくる。このようなトナー補給量の変化を１０％消費時のトナーボトル１２８の回転数に反映させることでより正確な残量表示を行うことができる。例えば、狙いの補給量をＭとすると、トナー残量ＮがＮ＝４（Ｍの４０％）、Ｎ＝３（Ｍの３０％）、Ｎ＝２（Ｍの２０％）と少なくなってくると、前記「３０回転」を２．５倍の「７５回転」、３．３倍の「９９回転」、５倍の「１５０回転」にする。

図２８はレーザ複写機の本体装置６００のトナー消費量予測を行う制御部６０１とトナーボトル情報部６０５の構成図である。制御部６０１は、画像形成装置制御部６０２、画素カウンタ検出部６０３及び枚数カウンタ検出部６０４を有する。トナーボトル情報部６０５は、トナーボトル検知部６０６、トナー消費量算出部６０７及びトナー消費量予測部６０８を有する。本体装置６００にトナーボトル１２８ないしトナーカートリッジＴＣがセットされると、トナーボトル検知部６０６によってトナーボトル１２８に対する蓋１２９、２２９の位置が検知される。

すなわち、トナーボトル１２８の被検知物１９５又は１９６を検知するボトル検知センサ１８９又は１９０の出力と、蓋１２９、２２９の突起部１２９ｅ、２２９ｅを検知する蓋位置センサ１８８の出力が検知され、例えば図２４、図２５のように、両センサの出力時の時間差Δｔによって当該トナーボトル１２８の残量が検知される。ここで、新品トナーボトル１２８でトナー残量が１００％の時に時間差Δｔがゼロであるとし、レーザ複写機のトナー消費量に応じたトナーボトル１２８と蓋１２９、２２９の相対回転を、例えばトナーを５％消費（補給）する毎に実行するものとする。この相対回転は、例えば図２１Ｂにおいて補給モータ１９７でトナーボトル１２８を矢印Ａ方向に回転する間、蓋駆動モータ１９４を一時的に補給モータ１９７と同期駆動せずにｔ秒間だけ停止することで実現することができる。

同様の相対回転は、図２１Ａの場合はトナーボトル１２８を矢印Ｂ方向にｔ秒間だけ回転することで実現することができる。このような相対回転によって図２４の時間差Δｔが発生し、この時間差Δｔが例えば１０ｔ秒間であればトナー残量が、１００％−（１０×５％）＝５０％と判断され、時間差Δｔが１５ｔ秒間であればトナー残量が、１００％−（１５×５％）＝２５％と判断される。この情報は表示部７００に伝えられ、本体装置６００に配置した不図示の表示パネルに「トナー残量５０％」、「トナー残量２５％」などと表示される。そして、トナー消費量予測部６０８の結果が顧客管理情報部８００に格納される。

図２９はトナー消費量の予測手順を示すもので、最初に前回のトナーボトル１２８のセット時からの経過日数を算出する。次に当該期間内での記録媒体の使用枚数を記録し、平均使用枚数を算出する。次に当該期間内での画素カウンタを記録し、続いて平均画素数を記録する。これで平均トナー消費量を算出することができる。そしてこの平均トナー消費量に基づいてトナー消費量予測を行い、当該予測値は例えば本体装置６００のパネル等に表示する。

本発明の第２実施形態は、前記のようにトナー消費量予測を本体装置６００のパネルに表示するだけでなく、トナー消費量の予測値に基づいて、図３０のように、トナーボトルの発注処理を自動で行うようにすることも可能である。この自動発注は、例えば 図３１のように、レーザ複写機の上位ホストとしてのクライアント装置（ＰＣ）と消耗品調達サーバ９１０とをネットワーク９３０を介して接続することで実現することができる。クライアント装置９００は消耗品調達サーバ９１０に対して複数接続することができる。

図３０を参照して、トナーボトル１２８のセットから自動発注までを順を追って説明する。まず、トナーボトル１２８ないしトナーカートリッジＴＣを本体装置６００にセットしたことをボトル検知部６０６で検知し、当該検知時点からの日数期間を読み込む。続いて、その期間内でのプリント使用枚数を枚数カウンタ検出部６０４にて記録し、当該期間内での１日平均使用枚数を算出する。また、当該期間内にプリントされた積算画素についても画素カウンタ検出部６０３にて記憶し、１枚当たりの平均画素数を算出する。そして予め１画素当たりのトナー消費量を把握しておくことで、１日平均使用枚数と１枚当たりの平均画素数の情報から、１日当たりの平均トナー消費量及び１枚当たりの平均消費量が算出される。前記日数期間の読み込み、記録・記憶及び算出動作は、すべてトナー消費量算出部６０７にて実行される。

続いて、トナー消費量予測部６０８にて、トナーエンドになるまでの使用枚数予測が行われる。この予測は、トナーボトル検知部６０６によるトナーボトル１２８セット時の情報と、現在のトナー残量の検知情報と、トナーボトル１２８セット時からの１日当たりの平均トナー消費量及び１枚当たりの平均トナー消費量の関係から、現在を基準としたトナーエンドとなるまでの日数及び印刷可能枚数を予測するものである。これらの情報は、トナー消費量予測部６０８から表示部７００に伝えられ、図示しない本体表示パネルに表示される。

次に、トナーボトルの発注処理であるが、この処理を行う前提として、ユーザーはトナー残量、残り使用可能枚数、残り使用可能日数の少なくとも1つを、トナー自動発注の設定値としてレーザ複写機側に設定する必要がある。図３０は使用可能日数をレーザ複写機側に設定する例であり、ユーザーは残り使用可能日数が何日になった場合にトナーボトル１２８を発注するかをレーザ複写機側に設定する。そして、トナー消費量予測による使用可能日数がユーザー設定値よりも大きいか否かが判定され、使用可能日数がユーザーの設定値以下になると、トナーボトル１２８の発注処理が行われる。

すなわち、トナー消費量予測に基づいて算出したトナーボトル１２８の残り使用可能日数がユーザーの設定値に達した時点で、図２８の本体装置６００内にある顧客管理情報部８００から必要な情報が読み出され、レーザ複写機の上位クライアント装置９００とネットワーク９３０を経由して消耗品調達サーバ９１０に当該情報（トナーボトル１２８の種類や交換日など）が送信される。そして消耗品調達サーバ９１０からの出荷指示に基づいて、販売者が消耗品をトラック等の輸送手段を用いて発注者に納品し、納品時に使用済みのトナーボトル１２８を回収する。またクライアント装置９００では、あらかじめトナーの在庫状況、顧客の情報等を管理し、供給できるまでの日数を考慮した上でユーザーの設定した値になる前に消耗品調達サーバ９１０に情報が伝わるようにし、顧客側で急にトナー使用量が増えた場合に備えて早めにトナーボトル１２８の供給を開始するようにしてもよい。

以上、本発明の第１実施形態と第２実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。例えば第１実施形態では蓋２９を軸方向に移動させ、第２実施形態では蓋１２９、２２９を回転させるようにしたが、軸方向移動（二段階以上）と回転方向移動の両方を組み合わせ、トナーカートリッジ側にも軸方向センサと回転方向センサの両方を備えることにより、さらに多くの情報を蓋の位置で表すことが可能となる。
また、粉体容器としてはトナーボトルのようないわゆるハードボトルに限る必要はなく、可撓性の長袋状容器の底部に外側から凸部材を押し当てて長手方向に移動させることにより、容器内部のトナーを容器端部に形成した排出口から押し出す形式の粉体容器にも本発明を適用可能である。この場合、トナーの補給量を検知するためにボトルの回転数に代えて前記凸部材の往復動回数を使用することができる。

２８、１２８ トナーボトル（粉体容器）
２９、１２９、２２９ 蓋
７０、１７０ コレットチャック
９１ 蓋位置検知部材（蓋位置検知機構）
９４ 光電センサ（蓋位置検知機構）
１８５ 文字表示
１８６、１８７ 残量表示部
１８８ 蓋位置センサ（蓋位置検知機構）
１８９ 、１９０ ボトル検知センサ
１９４ 蓋駆動モータ（蓋位置変更機構）
１９７ 補給モータ（蓋位置変更機構）
Ｎ 補給口の内周凹凸形状
Ｇ１ 蓋の第１外周凹凸形状
Ｇ２ 蓋の第２外周凹凸形状

特開２００９‐２４４４３６号公報 特開２００６‐０７９５２９号公報 特開２００７‐０５２０５１号公報

Claims (7)

1. 粉体を消費する粉体消費装置に着脱自在に装着して前記粉体消費装置に粉体を補給するための粉体容器であって、前記粉体容器はその粉体補給口を複数の異なる蓋位置で閉じる蓋を備え、
   前記粉体容器の内面に当該容器の一方向の回転によりその内部の粉体を前記粉体補給口側に移動させる螺旋溝を形成し、
   前記蓋を前記粉体補給口に装着した状態で開閉可能とし、
   前記粉体補給口の内周に内周凹凸形状を形成すると共に、前記蓋の外周に第１外周凹凸形状及び第２外周凹凸形状を形成し、
   前記蓋を前記粉体補給口に閉状態で装着したときに前記第１外周凹凸形状が前記内周凹凸形状に嵌合し、前記蓋を前記粉体補給口に開状態で装着したときに前記第２外周凹凸形状が前記内周凹凸形状に嵌合するように構成し、かつ、
   前記第１外周凹凸形状は前記内周凹凸形状に対して前記粉体容器の一方向回転と逆方向回転の両方で係合する構造にして当該構造により、前記粉体容器の粉体補給口に装着した蓋の位置が変わるのを防止する移動防止機構を構成し、前記第２外周凹凸形状は前記内周凹凸形状に対して前記粉体容器の一方向回転に係合するが当該一方向回転とは反対の方向の回転で係合しないワンウェイ係合構造にして、前記粉体消費装置の使用履歴に関する情報を前記複数の異なる蓋位置で表すようにしたことを特徴とする粉体容器。
2. 粉体を消費する粉体消費装置に着脱自在に装着して前記粉体消費装置に粉体を補給するための粉体容器であって、前記粉体容器はその粉体補給口を複数の異なる蓋位置で閉じる蓋を備え、
   前記蓋を前記粉体補給口に装着した状態で開閉可能とし、前記粉体容器が一度も前記粉体消費装置に装着されていない状態で第１閉位置にあり、前記粉体容器が一度でも前記粉体消費装置に装着されて粉体補給してから取り出した状態で前記第１閉位置と異なる第２閉位置にあるようにするすることで、前記粉体消費装置の使用履歴に関する情報を前記第１及び第２閉位置で表すようにしたことを特徴とする粉体容器。
3. 粉体を消費する粉体消費装置としての画像形成装置であって、当該画像形成装置は、
   当該画像形成装置に着脱自在に装着して前記画像形成装置に粉体を補給するための粉体容器と、
   前記粉体容器の粉体補給口を複数の異なる蓋位置で閉じる蓋と、
   前記蓋の位置を検知する蓋位置検知機構と、
   前記蓋の位置を変更する蓋位置変更機構とを有し、
   前記蓋位置変更機構は、前記粉体容器装着後の前記画像形成装置の粉体消費量に対応して、前記粉体容器を前記蓋に対して回転させることで、前記画像形成装置の使用履歴に関する情報を前記蓋位置で表すようにしたことを特徴とする画像形成装置。
4. 粉体を消費する粉体消費装置としての画像形成装置であって、当該画像形成装置は、
   当該画像形成装置に着脱自在に装着して前記画像形成装置に粉体を補給するため回転させることにより内部の粉体を粉体補給口側に移動させるようにした粉体容器と、
   前記粉体容器の粉体補給口を複数の異なる蓋位置で閉じる蓋と、
   前記蓋の位置を検知する蓋位置検知機構と、
   前記蓋の位置を変更する蓋位置変更機構と、
   前記粉体容器をその１回転当たりの予定粉体補給量に基づいて必要回転数だけ回転させる駆動手段とを有し、
   前記蓋位置変更機構は、前記蓋の位置を変更することで前記画像形成装置の使用履歴に関する情報を前記蓋位置で表すようにし、前記駆動手段は、前記蓋位置によって前記１回転当たりの予定粉体補給量を補正することを特徴とする画像形成装置。
5. 粉体を消費する粉体消費装置としての画像形成装置であって、当該画像形成装置は、
   当該画像形成装置に着脱自在に装着して前記画像形成装置に粉体を補給するための粉体容器と、
   前記粉体容器の粉体補給口を複数の異なる蓋位置で閉じる蓋と、
   前記蓋の位置を検知する蓋位置検知機構と、
   前記蓋の位置を変更する蓋位置変更機構と、
   前記粉体容器の内部に残った粉体残量がゼロ又は少であることを検知するエンドセンサとを有し、
   当該エンドセンサからの信号と、前記蓋位置検知機構からの信号に基づいて、前記蓋の位置を変更することで前記画像形成装置の使用履歴に関する情報を前記蓋位置で表すようにしたことを特徴とする画像形成装置。
6. 粉体を消費する粉体消費装置としての画像形成装置であって、当該画像形成装置は、
   当該画像形成装置に着脱自在に装着して前記画像形成装置に粉体を補給するための粉体容器と、
   前記粉体容器の粉体補給口を複数の異なる蓋位置で閉じる蓋と、
   前記蓋の位置を検知する蓋位置検知機構と、
   前記蓋の位置を変更する蓋位置変更機構と、
   前記粉体容器の粉体を使用して記録した記録媒体の枚数を記録する使用枚数記録手段と、
   前記記録媒体に出力した画素数を記録する出力画素数記録手段とを有し、
   前記蓋位置検知機構からの信号に基づいて、前記粉体容器の粉体残量により出力可能な記録媒体の枚数又は出力可能な日数を予測するとともに、当該予測枚数又は日数を画像形成装置本体側表示部に表示するようにしたことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項６に記載の画像形成装置をネットワークを介して粉体容器調達サーバに接続し、前記蓋位置検知機構からの信号と、前記予測枚数又は日数に基づいて、少なくとも前記粉体容器の交換日を含む発注情報を前記調達サーバに送出するようにしたことを特徴とする粉体容器発注システム。

Images