(57)【要約】【課題】安価で現像剤のレベル検出が確実な現像剤容器および画像形成装置を提供する。【解決手段】現像剤を収容するハウジング１６と、ハウジング１６内に揺動可能に保持され、自由端が、外力によって現像剤中を移動可能であるが、自重によっては現像剤中で沈降しない検出部材２０と、検出部材２０を現像剤の上に押し上げるカム２５と、検出部材２０に保持された磁石２３と、ハウジング１６の外側に、検出部材２０の自由端が下降したときに磁石２３が対向する位置に固定されたマグネットリードスイッチ２６とを有する現像剤容器１において、磁石２３とハウジング１６の側壁１６ａとの隙間Ｇが１．４ｍｍ以下となるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を収容するハウジングと、
前記ハウジング内に揺動可能に保持され、自由端が、外力によって前記現像剤中を移動可能であるが、自重によっては前記現像剤中で沈降しない検出部材と、
前記検出部材を前記現像剤の上に押し上げるカムと、
前記検出部材に前記ハウジングの側壁に対向するように保持された磁石と、
前記ハウジングの外側に、前記検出部材の前記自由端が下降したときに前記磁石が対向する位置に固定されたマグネットリードスイッチとを有し、
前記磁石と前記ハウジングの側壁との隙間を１．４ｍｍ以下としたことを特徴とする現像剤容器。
【請求項２】
前記磁石が前記ハウジングの側壁から離隔しないように、前記検出部材を案内する規制部材をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の現像剤容器。
【請求項３】
前記規制部材は、前記検出部材の自由端に当接することを特徴とする請求項２に記載の現像剤容器。
【請求項４】
前記規制部材は、前記ハウジングの他の側壁に突設したリブであることを特徴とする請求項３に記載の現像剤容器。
【請求項５】
前記カムは、前記現像剤を撹拌する撹拌部材を保持する撹拌軸に設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の現像剤容器。
【請求項６】
前記磁石と前記ハウジングの側壁との隙間が０．１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の現像剤容器。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の現像剤容器を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤容器および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナーによって画像を形成する電子写真方式の画像形成装置では、現像剤を収容し、収容する現像剤の量（レベル）を一定に保つことができる現像剤容器が求められる。例えば、現像器に必要量の現像剤を適宜供給可能とするため、現像剤ボトルと現像器との間に、一定レベルの現像剤を保持する現像剤バッファまたはホッパを設けることが好ましい。
【０００３】
容器内の粉体レベルを検出するセンサとして、容器の側壁に透明な確認窓を設けて、レーザ光によって粉体の有無を確認する光学センサが考えられる。しかしながら、現像剤の量を確認するために光学センサを用いると、確認窓への現像剤の付着によってセンサの光路が遮断されてしまい、誤検知が発生する。
【０００４】
また、現像剤の粉体面上に浮かぶ検出部材を設け、検出部材に設けた磁石をマグネットリードスイッチで検出する方法もあるが、二成分方式の現像剤を用いる場合、磁石にキャリアが付着して、十分な磁界を形成できず、マグネットリードスイッチが磁石を検出できなくなるという問題がある。
【０００５】
特許文献１には、現像剤を撹拌する撹拌軸の周りに回転可能に保持され、撹拌部材によって上死点まで持ち上げられ、自重で現像剤の中に沈降し、磁性体を含む検知体を設け、透磁率センサによって検知体が下死点に達したことを確認し、検知体が上死点から下死点に達するまでの時間の変化によって、現像剤のレベルを推定する現像剤補給装置（バッファ）が記載されている。
【０００６】
現像剤のような粉体中で、検知体の沈降速度を十分に速くすることは難しく、また、沈降速度のばらつきも大きいため、検知体が上死点から下死点に達するまでの時間から、正確な現像剤のレベルを算出することは難しい。さらに、検知体の動きを解析するマイコンなどが必要であるため、システムが高価になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３６００１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記問題点に鑑みて、本発明は、安価で現像剤のレベル検出が確実な現像剤容器および画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明による現像剤容器は、現像剤を収容するハウジングと、前記ハウジング内に揺動可能に保持され、自由端が、外力によって前記現像剤中を移動可能であるが、自重によっては前記現像剤中で沈降しない検出部材と、前記検出部材を前記現像剤の上に押し上げるカムと、前記検出部材に前記ハウジングの側壁に対向するように保持された磁石と、前記ハウジングの外側に、前記検出部材の前記自由端が下降したときに前記磁石が対向する位置に固定されたマグネットリードスイッチとを有し、前記磁石と前記ハウジングの側壁との隙間を１．４ｍｍ以下としたものとする。
【００１０】
この構成によれば、磁石に付着するキャリアの層を１．４ｍｍ以下に制限することができるので、ハウジングの外に形成する磁界の強度が十分に高く、マグネットリードスイッチによって確実に検出できる。
【００１１】
また、本発明の現像剤容器において、前記磁石が前記ハウジングの側壁から離隔しないように、前記検出部材を案内する規制部材をさらに有してもよい。
【００１２】
この構成によれば、磁石とハウジングの側壁との距離が大きくなり、磁石に許容限度を超えるキャリアが付着して、実効的な磁束密度が低下することを防止できる。
【００１３】
また、本発明の現像剤容器において、前記規制部材は、前記検出部材の自由端に当接してもよい。
【００１４】
この構成によれば、撓みまたは遊びによりハウジングの側壁との距離が変化しやすい検出部材の自由端を、ハウジングの側壁から離隔しないように規制部材によって案内するので、磁石に許容限度を超えるキャリアが付着することを防止できる。
【００１５】
また、本発明の現像剤容器において、前記規制部材は、前記ハウジングの他の側壁に突設したリブであってもよい。
【００１６】
この構成によれば、規制部材を小さくできるので、ハウジング内の空間を分割せず、現像材の動きを阻害しないようにできる。
【００１７】
また、本発明の現像剤容器において、前記カムは、前記現像剤を撹拌する撹拌部材を保持する撹拌軸に設けられていてもよい。
【００１８】
この構成によれば、現像剤の撹拌と、検出部材の押し上げとが同じ撹拌軸によってなされるので、駆動機構が複雑化しない。
【００１９】
また、本発明の現像剤容器において、前記磁石と前記ハウジングの側壁との隙間が０．１ｍｍ以上であってもよい。
【００２０】
この構成によれば、キャリアが磁石とハウジングの側壁との間に噛み込んで、検出部材の揺動を阻害することを防止できる。
【００２１】
また、本発明による画像形成装置は、前記現像剤容器のいずれかを備えるものとする。
【００２２】
この構成によれば、現像剤のレベルを一定に保つことができる簡単な構成の現像剤容器を用いるので、画像品質の安定した画像形成装置を安価に提供できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、現像剤の粉体面上で揺動する検出部材の磁石と、ハウジングの側壁との隙間を１．４ｍｍ以下にしたことで、磁石に許容限度を超えるキャリアが付着せず、マグネットリードスイッチによって磁石を確実に検出して、粉体面の高さを確認できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一つの実施形態の画像形成装置の概略構成図である。
【図２】図１の現像剤バッファの平面図である。
【図３】図２の現像剤バッファのＡ−Ａ断面図である。
【図４】図２の現像剤バッファのＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図２の現像剤バッファの検出部材および撹拌軸の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１に、本発明の一つの実施形態である画像形成装置１の構成を示す。画像形成装置１は、トナーとキャリアとを含む二成分方式の現像剤を用いて、トナー画像を形成する電子写真方式の画像形成装置である。
【００２６】
画像形成装置１は、ドラム状の感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電器３と、帯電した感光体２の表面を選択露光して除電し、静電潜像を形成する露光器４と、感光体２上の静電潜像にトナーを供給してトナー画像を現像する現像器５と、感光体２上に現像されたトナー画像を不図示の搬送装置によって供給される記録媒体に、静電気力によって転写する転写器６と、転写器６によって転写できずに感光体２上に残留するトナーを掻き落とすクリーナ７と、感光体２を除電する除電器８とを有する。
【００２７】
現像器５は、現像剤を収容するハウジング９の中に、磁力によってキャリアを保持して回転し、キャリアと共にトナーを静電潜像が形成された感光体２にトナーを近接させ、静電気力によってトナーを静電潜像に転移させる現像ローラ１０と、ハウジング９内で現像剤を撹拌搬送して現像ローラ１０に供給する撹拌搬送スクリュ１１とを有する。
【００２８】
現像器５の上には、現像器５が消費したトナー量や現像器５内のトナー濃度などに応じて、適宜、必要な量の現像剤を現像器５に供給する現像剤バッファ（現像剤容器）１２が配置されている。現像剤バッファ１２は、収容した現像剤の量（粉体面の高さ）が一定になるように、現像剤ボトル１３から新しい現像剤が補給される。このため、画像形成装置１は、現像器５、現像剤バッファ１２および現像剤ボトル１３の動作を制御する制御装置１４を有し、さらに、ユーザインターフェイスとなる操作部１５を有する。
【００２９】
図２に、現像剤バッファ１２の平面図、図３および４に、図２のＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図を示す。現像剤バッファ１２は、上部が開口し、両側が垂直なホッパ状のハウジング１６と、収容している現像剤を現像器５に所望量だけ供給するための供給スクリュ１７と、ハウジング１６内に収容する現像剤を撹拌するための板状の撹拌部材１８を有する攪拌軸１９（図５参照）と、攪拌軸１９の上方に、一端がハウジング１６の垂直な側壁１６ａに枢支され、撹拌軸１９に接近または離隔するように揺動可能に設けられた検出部材２０（図５参照）とを有する。
【００３０】
検出部材２０は、自由端側に、粉体面の上に載置され得る検出板部２１を有し、垂直な側壁１６ａに対向するように磁石２２を保持している。さらに、検出部材２０は、磁石２２近傍の自由端側に、自由端側のハウジング１６の側壁１６ｂに突設された垂直なリブからなる規制部材２３に摺接する摺接部２４が突設されている。規制部材２３は、摺接部２４に当接して、磁石２２と対向する側壁１６ａとの隙間Ｇが１．４ｍｍ以上とならないように、検出部材２０の水平方向の揺動および軸方向の移動を規制する。
【００３１】
また、撹拌軸１９には、検出部材２０と当接可能なカム２５が設けられている。カム２５は、撹拌軸１９の回転角度に応じて、検出部材２０の揺動の下限を定める。さらに、ハウジング１６の磁石２２が対向する側壁１６ａの外側には、検出部材２０が所定位置まで下方に揺動したとき磁石２２に対向する位置にマグネットリミットスイッチ２６が配設されている。マグネットリミットスイッチ２６は、磁石２２に対向すると、磁石２２が形成する磁界によって動作する電気接点を有する。つまり、マグネットリミットスイッチ２６は、検出部材２０が磁石２２を対向させる所定の角度になったことを接点出力する。
【００３２】
検出部材２０は、検出板部２１が現像剤に対して大きな抵抗を示すので、自重によっては、現像剤の中に沈降しないが、カム２５によって押し上げられると、検出板部２１の上に現像剤があっても、現像剤中を移動して（現像剤を押しのけて）上方に揺動する。現像剤バッファ１２では、撹拌軸１９が一定速度で回転するので、カム２５によって定期的に検出部材２０が上方に押し上げられ、検出板部２１が現像剤の粉体面上に持ち上げられた後、カム２５が後退して検出板部２１が粉体面の上に座する。
【００３３】
このため、検出部材２０は、粉体面が一定の高さ以下になると、磁石２２を間欠的にマグネットリミットスイッチ２６に対向させるので、マグネットリミットスイッチ２６が磁石２２を検知したときは、ハウジング１６内に収容されている現像剤の量が、所定量より少なくなっている。
【００３４】
現像剤には磁性体であるキャリアが含まれるため、磁石２２にはキャリアが付着する。磁石２２の磁束は、透磁率が低いキャリアに誘導されやすいため、磁石２２にキャリアが多く付着するほど、キャリアの外に導出される磁束（見かけ上の磁石の磁束数）が少なくなる。このため、磁石２２に許容限度を超えるキャリアが付着すると、マグネットリミットスイッチ２６の検出位置における磁束密度が低くなり、マグネットリミットスイッチ２６では、検出部材２０の下降を検出できなくなる。
【００３５】
しかしながら、本発明では、磁石２２と対向する側壁１６ａとの隙間Ｇを１．４ｍｍ以下にしている。このため、磁石には、１．４ｍｍ以上のキャリアの層が付着することがなく、マグネットリミットスイッチ２６に十分な磁界を印加することができる。
【００３６】
磁石２２と対向する側壁１６ａとの隙間Ｇ（磁石２２に付着するキャリアの厚み）を変えて、磁石２２の見かけ上の磁束密度を測定すると、隙間Ｇ＝１ｍｍで磁束密度４．２ｍＴ、隙間Ｇ＝１．４ｍｍで磁束密度４．０ｍＴ、隙間Ｇ＝１．５ｍｍで磁束密度３．６ｍＴとなった。マグネットリミットスイッチ２６を確実に動作させるには、４．０ｍＴ以上の磁束密度が必要であった。したがって、本発明では、磁石２２と対向する側壁１６ａとの隙間Ｇを１．４ｍｍ以下にしている。
【００３７】
また、磁石２２と対向する側壁１６ａとの隙間Ｇが小さすぎると、隙間にキャリアが噛み込んで、検出部材２０の揺動を阻害する畏れがある。そこで、磁石２２と対向する側壁１６ａとの隙間Ｇを０．１ｍｍ以上にすれば、検出部材２０の揺動が確保できる。
【００３８】
本発明では、検出部材２０と対向する側壁１６ａとの隙間を規定することにより、キャリアを含む二成分方式の現像剤のレベルセンサとして、安価なマグネットリミットスイッチ２６を利用可能とした。このため、簡単なシーケンス制御によって、現像剤のレベル制御ができ、二成分方式の安価な画像形成装置を提供可能となった。
【符号の説明】
【００３９】
１…画像形成装置
５…現像器
１２…現像剤バッファ（現像剤容器）
１６…ハウジング
１６ａ，１６ｂ…側壁
１８…撹拌部材
１９…撹拌軸
２０…検出部材
２１…検出板部
２２…磁石
２３…リブ（規制部材）
２４…摺接部
２５…カム
２６…マグネットリミットスイッチ
Ｇ…磁石と側壁との隙間
【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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