(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を収容する現像剤収容部と、
前記現像剤収容部内で現像剤を検知する現像剤検知手段と、
回転軸及び前記回転軸の周囲に螺旋状に設けた羽根を有し、前記現像剤収容部内の現像剤を搬送するスクリューと、を備えた現像剤収容装置において、
前記現像剤検知手段は、光を照射する発光素子と、前記発光素子から照射した光を射出する射出面と、前記射出面と重力方向に交差する方向に所定の間隔をあけて対向配置される受光面と、前記受光面から入射した光を受光する受光素子と、前記発光素子から前記射出面までの間と、前記受光面から前記受光素子までの間との少なくとも一方の間で光を導く導光体と、を有し、
前記導光体の少なくとも重力方向上方を覆うように、回動自在に配置された覆い部材と、
前記覆い部材から突出するように設けられ、前記羽根と係合する突出係合部を有し、前記スクリューの回転により前記羽根と前記突出係合部との係合位置がずれて前記覆い部材を回動させる駆動手段と、を有する、
ことを特徴とする現像剤収容装置。
【請求項２】
前記覆い部材は、前記導光体の周囲全体を覆い、
前記駆動手段は、前記覆い部材の回動方向複数個所に配置された複数の突出係合部を有し、
前記複数の突出係合部は、前記スクリューの回転により何れかの突出係合部が前記羽根と順次係合するように配置されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の現像剤収容装置。
【請求項３】
外部から現像剤が供給される現像剤供給口を有し、
前記現像剤検知手段は、前記現像剤供給口の重力方向下方に配置されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の現像剤収容装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤を収容する現像剤収容部内で現像剤を検知する現像剤検知手段を備えた現像剤収容装置に関し、特に、現像剤検知手段として光学式センサを使用した構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、ファクシミリ、プリンタなどの画像形成装置として、例えば、電子写真式、静電記録式などにより感光ドラムなどの像担持体に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置が収容した現像剤にて可視像とする構造が知られている。このような構造の場合、静電潜像を現像することによって現像装置内の現像剤が規定量以下に減少すると、補給用現像剤を現像剤供給装置から現像装置内に補給したり、現像剤を収容したカートリッジを交換したりする。なお、特許請求の範囲及び明細書で現像剤と言った場合、特に断りがない限り、一成分現像剤の場合のトナー、二成分現像剤の場合のトナー及び磁性キャリアを含む。また、二成分現像剤の場合の補給用現像剤は、トナーのみと、トナーとキャリアとが混合したものとの両方を含む。
【０００３】
このように現像剤の補給制御やカートリッジの交換などを行うためには、現像剤を収容する現像剤収容部内で現像剤の有無を検知する必要がある。例えば、トナーボトルから補給されるトナーを一時的に収容するトナーバッファーなどの収容部の内壁に圧電センサを設け、この圧電センサにより内部のトナー容量や有無を検知する構造がある。また、二成分現像剤を用いる構造で、現像容器に取り付けられた磁性センサを用いて内部の磁性キャリアを含む現像剤の有無を検知するものもある。
【０００４】
しかし小型の画像形成装置においては、スペース面の制約により現像剤検知手段として簡易な構成である光学式センサが多く用いられる。例えば、現像剤収容部に対向配置された発光素子と受光素子とを、凹部を有する収容部により覆った構造がある（特許文献１参照）。この構造の場合、凹部に現像剤が存在する場合には、発光素子から発せられた光が現像剤により遮られる為、現像剤の存在を検出することが可能となる。また、この構造の場合、凹部に直接接触して凹部内を清掃する清掃部材を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３５４５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の特許文献１に記載された構造の場合、凹部の発光素子の照射する光を射出する射出面と、この光が入射して受光素子に導かれる受光面とを確実に清掃しようとすると、清掃部材をこれら両面にある程度の当接圧で摺擦する必要がある。ここで、収容部として、ＰＣ（ポリカーボネート）やＰＳ（ポリスチレン）などの透明樹脂が用いられているが、清掃部材がある程度の力で摺擦すると、射出面及び受光面に傷がついたり、これら両面にくもりが発生したりする可能性がある。そして、長期間の使用後には発光素子の出力も僅かながら低下していくので、製品寿命の末期には傷や曇りの発生により誤検知が発生し易くなる可能性がある。更には、凹部を構成する樹脂と清掃部材を構成する弾性材との摺擦による帯電（チャージアップ）が発生し、現像剤収容部内の現像剤を静電気により上記両面に引き付けてしまう可能性もある。
【０００７】
これに対して、射出面と受光面とを重力方向と交差する方向（例えば水平方向）に配置すれば、上述のようにこれら両面を清掃しなくても、これら両面に現像剤が付着しにくくなる。このような構造の場合、射出面と受光面との間隔を適切にして検知精度を高めるべく、発光素子と射出面との間、受光面と受光素子との間との少なくとも一方に、光を導くための導光体（ライトガイド）を設ける必要がある。しかし、この導光体の上部には、現像剤が堆積する場合があり、導光体に現像剤が堆積したまま長期間放置したりすると、流動性が低くなった現像剤が氷柱のように射出面又は受光面に垂れ下がる場合がある。そして、この場合には、誤検知が生じてしまう。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑み、現像剤検知手段として光学式センサを用いた構造であっても誤検知が生じにくい構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部内で現像剤を検知する現像剤検知手段と、回転軸及び前記回転軸の周囲に螺旋状に設けた羽根を有し、前記現像剤収容部内の現像剤を搬送するスクリューと、を備えた現像剤収容装置において、前記現像剤検知手段は、光を照射する発光素子と、前記発光素子から照射した光を射出する射出面と、前記射出面と重力方向に交差する方向に所定の間隔をあけて対向配置される受光面と、前記受光面から入射した光を受光する受光素子と、前記発光素子から前記射出面までの間と、前記受光面から前記受光素子までの間との少なくとも一方の間で光を導く導光体と、を有し、前記導光体の少なくとも重力方向上方を覆うように、回動自在に配置された覆い部材と、前記覆い部材から突出するように設けられ、前記羽根と係合する突出係合部を有し、前記スクリューの回転により前記羽根と前記突出係合部との係合位置がずれて前記覆い部材を回動させる駆動手段と、を有する、ことを特徴とする現像剤収容装置にある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、少なくとも導光体の上方を覆い部材で覆っているため、現像剤は覆い部材に堆積する。したがって、覆い部材を回動させることにより、堆積した現像剤を振り落とすことができ、現像剤検知手段の誤検知を生じにくくできる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図。
【図２】同じく現像剤収容装置及びその周辺の構成を示す斜視図。
【図３】同じく現像剤収容装置及びその周辺の構成を示す概略構成断面図。
【図４】現像剤の補給動作を説明するための図。
【図５】そのフローチャート。
【図６】補給動作直後の状態の現像剤収容装置及びその周辺の構成を示す、（ａ）は概略構成横断面図、（ｂ）は概略構成縦断面図。
【図７】第１の実施形態に係る覆い部材及びその周辺の構成を示す斜視図。
【図８】同じく覆い部材の動作を説明するための図。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る覆い部材及びその周辺の構成を示す斜視図。
【図１０】同じく覆い部材の動作を説明するための図。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る覆い部材及びその周辺の構成を示す斜視図。
【図１２】同じく覆い部材の動作を説明するための図。
【図１３】本発明の第４の実施形態に係る現像剤収容装置及びその周辺の構成を示す斜視図。
【図１４】同じく図１３の上方から見た図。
【図１５】現像剤収容装置及びその周辺の構成を示す、（ａ）は概略構成横断面図、（ｂ）は概略構成縦断面図。
【図１６】第４の実施形態に係る覆い部材の動作を説明するために、補給動作直後の状態を示す、（ａ）はトナーボトルを省略した図１４と同様の図、（ｂ）は（ａ）の下方から見た図。
【図１７】同じく覆い部材が回動した状態を示す、図１６と同様の図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態について、図１ないし図８を用いて説明する。まず、図１を用いて画像形成装置及びカートリッジの概略構成を説明する。
【００１３】
＜画像形成装置＞
本実施形態は、タンデム型のカラー画像形成装置に本発明を適用したものである。図１に示すように、画像形成装置本体（以下、装置本体）１内の上部には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の計４色のカートリッジ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋが配置されている。
【００１４】
カートリッジ２は、それぞれ、像担持体である感光ドラム３の周囲に、帯電手段である帯電ローラ４、現像装置７、クリーニング装置５などを配置してなる。感光ドラム３は、円筒状に形成され、帯電ローラ４によって均一に帯電された後、表面に露光装置３ａからレーザ光（図１の破線）を照射され、静電潜像が形成される。現像装置７は、後述する現像剤収容装置３０の現像剤収容部３１（例えば図２参照）から補給されたトナーを、静電潜像を形成した感光ドラム３上に供給してトナー像を形成する。現像剤収容装置３０は、トナーボトル４０から、現像剤収容部３１内の各色のトナー量が規定量を下回らないように、トナー消費量に応じてトナーを補給する。
【００１５】
クリーニング装置５は、感光ドラム３上のトナー像を中間転写ベルト９に一次転写した後、感光ドラム３の表面に残留したトナーを除去する。このようなカートリッジ２は、装置本体１内の所定部に対して挿入装着され、また反対に装置本体１から抜き外しできるようになっている。このようにカートリッジ２などを装置本体１に着脱自在とすることにより、メンテナンスや消耗品の交換を行い易くして、製品の性能の維持を図っている。即ち、画像形成装置を長時間使用していると、各種部品が消耗して印字品質を低下させてしまうが、サービスマンやユーザーがカートリッジ２などを取り外してメンテナンスをしたり交換することで、規定の性能を維持できる。
【００１６】
また、装置本体１内の各カートリッジ２の図１の下側には、中間転写ベルト９を回転自在に張架している。即ち、中間転写ベルト９は、ベルトを無端状に形成したもので、駆動ローラ１２と、テンションローラ１３と、二次転写内ローラ１４とにより張架されている。駆動ローラ１２は図示しないモータにより駆動され中間転写ベルト９を回転させる。テンションローラ１３は、図示しない付勢手段により中間転写ベルト９に所定のテンションを付与して中間転写ベルト９の張力を調整し、負荷変動などによる中間転写ベルト９の撓みなどを防止する。二次転写内ローラ１４は、二次転写外ローラ１５と対向して配置され、中間転写ベルト９に形成されたトナー像を記録材に転写する。また、中間転写ベルト９内の各感光ドラム３と対向する位置には、それぞれ一次転写ローラ１６を配置し、各感光ドラム３に形成されたトナー像を中間転写ベルト９にそれぞれ転写する転写部を構成する。
【００１７】
原稿を印刷する場合には、原稿読取装置１７で読み取った画像データ或は外部端末から送られた画像データに基づいて、帯電された感光ドラム３上にレーザを発光し、感光ドラム３上に静電潜像を描く。次に、現像装置７により静電潜像を形成した感光ドラム３上にトナーを供給してトナー像を形成する。そして、このトナー像を、一次転写ローラ１６により中間転写ベルト９に一次転写する。この際、所定の転写バイアスを一次転写部に印加することにより、感光ドラム３上のトナー像を中間転写ベルト９上に転写する。中間転写ベルト９に一次転写されたトナー像は、二次転写内、外ローラ１４、１５により構成される二次転写部で、次述するような記録材搬送手段により搬送された記録材Ｓに二次転写される。二次転写部で転写されずに残留したトナーは、転写ベルトクリーナ１９によって回収される。
【００１８】
記録材搬送手段は、給紙カセット２０から記録材Ｓを二次転写部まで搬送する。即ち、給紙カセット２０からピックアップした記録材Ｓを、給紙部２１から搬送パス２２を通じて搬送方向下流に搬送し、レジストローラ対２３により、最終的な記録材Ｓの斜行補正と、画像形成部での画像書き込みと記録材搬送のタイミング合わせを行う。そして、所定のタイミングで二次転写部に記録材Ｓを搬送する。記録材Ｓに転写されたトナー像は、定着器２４により記録材Ｓに定着される。定着器２４の通過後、記録材Ｓは、排紙トレイ（フェイスダウン）２５に排出する排紙パス２６と、排紙トレイ（フェイスアップ）２７に排出する排紙パス２８との何れかに搬送される。排紙パス２６と２８との分岐点では、切替手段２９により２つの搬送路が切り換えられ、排紙トレイ２５または２７に印刷された記録材Ｓが排出される。
【００１９】
＜現像剤収容装置＞
次に、現像剤収容装置３０について説明する。本実施形態では、１色以上の複数の色のトナーが収容された筒状のトナーボトル４０が装置本体１に対して着脱自在に保持されている。そして、プリント動作によりトナーボトル４０内部のトナーが消費されたら、適宜ユーザーによりトナーボトル４０を交換することにより新たなトナーが補給され、画像形成を継続することができるようになっている。本実施形態では、現像装置７に収容する現像剤は、非磁性のトナーと磁性を有するキャリアとからなる二成分現像剤としている。
【００２０】
図２に示すように、現像剤収容装置３０は、現像剤を収容する現像剤収容部３１と、現像剤収容部内の現像剤を搬送する現像剤搬送手段であるスクリュー３２と、現像剤収容部内で現像剤を検知する現像剤検知手段であるセンサ３３と、を備える。
【００２１】
現像剤収容部３１は、トナーボトル４０から供給されるトナーを一時的に蓄えるトナーバッファーとして機能する。このために現像剤収容部３１は、現像装置７の上部に配置され、図３、４に示すように、現像装置７の現像容器７１と連通する開口部３１ａを有する。この開口部３１ａは、現像剤収容部３１内に配置されたスクリュー３２による現像剤搬送方向下流に形成されている。また、現像容器７１の開口部３１ａと連通する開口部７１ａは、現像容器内に配置された現像剤搬送手段であるスクリュー７２による搬送方向上流に形成されている。現像剤収容部３１は現像装置７の現像容器７１に対して着脱自在であり、開口部３１ａ、７１ａには、この着脱動作に連動して開閉する不図示のシャッタが設けられている。
【００２２】
また、現像剤収容部３１の上側の側方からトナーボトル４０が挿入配置される。トナーボトル４０は、内部の現像剤を開口部４１（現像剤供給口）から現像剤収容部３１内に供給する。トナーボトル４０の開口部４２は、現像剤収容部３１のスクリュー３２の搬送方向上流に配置される。トナーボトル４０は、現像剤収容部３１に対して着脱自在であり、トナーボトル保持部４３にセットされることにより、開口部４１が現像剤収容部３１の所定位置に配置される。
【００２３】
現像剤収容部３１のスクリュー３２は、回転軸３２ａ及び回転軸３２ａの周囲に螺旋状に設けた羽根３２ｂを有し、現像剤収容部３１の底部に配置される。具体的には、現像剤収容部３１の底部に重力方向下方に突出するように形成された、断面略半円筒状の搬送路３１ｂ内に、スクリュー３２を配置している。現像剤収容部３１内の現像剤は、重力により搬送路３１ｂ内に集まり、スクリュー３２によりこの搬送路３１ｂに沿って開口部３１ａまで搬送される。
【００２４】
また、センサ３３は、図２、図６（ｂ）に示すように、発光部３４と受光部３５とから構成される。発光部３４は、光を照射する発光素子３４ａと、発光素子３４ａから照射した光を射出する射出面３４ｂと、発光素子３４ａから射出面３４ｂまで光を導く第１の導光体である発光側ライトガイド３４ｃと、を備える。発光素子３４ａは、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などにより構成される。また、受光部３５は、受光面３５ｂと、受光面３５ｂから入射した光を受光する（検知する）フォトダイオードなどの受光素子３５ａと、受光面３５ｂから受光素子３５ａまで光を導く第２の導光体である受光側ライトガイド３５ｃと、を備える。そして、発光素子３４ａから照射した光が現像剤（トナー）に遮られて受光素子３５ａに受光されない場合に現像剤を検知する。
【００２５】
このように構成されるセンサ３３は、トナーボトル４０の開口部４２の下方で、スクリュー３２よりも上方に配置される。また、発光部３４と受光部３５とは、射出面３４ｂと受光面３５ｂとが、重力方向（鉛直方向）に交差する方向に所定の間隔をあけて対向配置される。本実施形態の場合、略水平方向に配置される。また、これら射出面３４ｂと受光面３５ｂとは、それぞれ重力方向とほぼ平行に、且つ、互いに平行となるように配置される。
【００２６】
また、発光側ライトガイド３４ｃ及び受光側ライトガイド３５ｃは、それぞれＰＳ（ポリスチレン）やＰＣ（ポリカーボネート）などの透明の樹脂で円筒状に成型されたものである。発光素子３４ａと受光素子３５ａとは、現像剤収容部３１の互いに対向する側壁３１ｃ、３１ｄにそれぞれ固定されているため、ライトガイドがなければ互いの間隔が大きすぎて正確な検知を行いにくい。本実施形態では、それぞれにライトガイド３４ｃ、３５ｃを設けることにより、射出面３４ｂと受光面３５ｂとの間隔を検知が行い易い間隔としている。また、ライトガイド３４ｃ、３５ｃは、互いに同形状とし、互いの中心軸がほぼ同一直線上に位置するように、且つ、ほぼ水平方向となるように配置される。
【００２７】
また、本実施形態の場合、ライトガイド３４ｃ、３５ｃのそれぞれの周囲全体を覆う覆い部材３６ａ、３６ｂを有する。覆い部材３６ａ、３６ｂは、図２、図６（ｂ）、図７に示すように、円筒状のライトガイド３４ｃ、３５ｃの外径よりも僅かに大きい内径を有する円筒状に形成されている。したがって、覆い部材３６ａ、３６ｂはライトガイド３４ｃ、３５ｃに緩く外嵌され、それぞれライトガイド３４ｃ、３５ｃに対して回動自在に配置される。
【００２８】
また、覆い部材３６ａ、３６ｂのライトガイド３４ｃ、３５ｃの軸方向に対する位置関係は、それぞれ、少なくとも射出面３４ｂ或は受光面３５ｂの周囲が覆われるようにしている。言い換えれば、覆い部材３６ａ、３６ｂの端面が、それぞれライトガイド３４ｃ、３５ｃの端面（射出面３４ｂ或は受光面３５ｂ）よりも突出することは許容する。これに対して、ライトガイド３４ｃ、３５ｃの端面は、それぞれ覆い部材３６ａ、３６ｂの端面からできるだけ突出しないようにする。即ち、ライトガイド３４ｃ、３５ｃの射出面３４ｂ或は受光面３５ｂ側の端部外周面ができるだけ露出しないようにする。但し、ライトガイド３４ｃ、３５ｃの端部外周面が多少露出しても、覆い部材３６ａ、３６ｂが回動して、この端部外周面に積もったトナーが振り落とされる範囲であれば、ライトガイドの端面が覆い部材の端面よりも突出することは許容する。
【００２９】
また、覆い部材３６ａ、３６ｂの円周方向１個所から径方向外方に突出するように、突出係合部３７ａ、３７ｂを設けている。このような突出係合部３７ａ、３７ｂは、板状で、覆い部材３６ａ、３６ｂの軸方向と平行に配置される。また、突出係合部３７ａ、３７ｂの側壁３１ｃ、３１ｄ側の側縁は、覆い部材３６ａ、３６ｂがライトガイド３４ｃ、３５ｃに対して回動した場合に、側壁３１ｃ、３１ｄと干渉しないように、この側壁３１ｃ、３１ｄに沿った形状としている。
【００３０】
また、突出係合部３７ａ、３７ｂの先端は、側壁３１ｃ、３１ｄと反対側に突出するようにしている。これにより、突出係合部３７ａ、３７ｂの先端が、スクリュー３２の羽根３２ｂと干渉する位置に配置される。本実施形態の場合、スクリュー３２は、発光部３４と受光部３５との間のほぼ中央に配置されている。このため、突出係合部３７ａ、３７ｂの先端を互いに近づく方向に突出させて、これら突出係合部３７ａ、３７ｂがスクリュー３２の羽根３２ｂと係合するようにしている。このような突出係合部３７ａ、３７ｂは、ライトガイド３４ｃ、３５ｃとスクリュー３２との位置関係によって、形状や設置位置を定め、スクリュー３２の羽根３２ｂと係合するようにする。
【００３１】
本実施形態の場合、このようにスクリュー３２の羽根３２ｂと突出係合部３７ａ、３７ｂとを係合させることにより、覆い部材３６ａ、３６ｂを回動させる駆動手段３８を構成している。即ち、駆動手段３８は、スクリュー３２と突出係合部３７ａ、３７ｂとを備える。不図示のモータを駆動することによりスクリュー３２が回転すると、このスクリュー３２の羽根３２ｂと突出係合部３７ａ、３７ｂとの係合位置がスクリュー３２の回転軸方向にずれる。そして、突出係合部３７ａ、３７ｂが固定された覆い部材３６ａ、３６ｂを回動させる。
【００３２】
このように構成される本実施形態の現像剤収容装置３０の作用について説明する。まず、画像形成装置でプリント（印刷）を開始して、現像装置７でトナーが消費されると、消費したトナーに応じた量が、現像剤収容部３１から現像装置７の現像容器７１内に開口部３１ａ、７１ａを通じて供給される。この供給量の算出は、例えば、現像装置７内の磁性キャリアとトナーの混合比を検出する磁性センサの検知情報や、プリント画像の情報より予測されるトナー消費量に基づいて行う。その他、感光ドラム３や中間転写ベルト９などの像担持体上のトナー像をセンサにて読み取った検知情報を用いる場合もある。何れにしても、これらのうちの少なくとも１つの情報から、現像装置７の現像容器７１内へ供給する必要なトナー量を画像形性装置の制御ユニットにて算出する。そして、現像剤収容部３１内のスクリュー３２を供給すべきトナー量に応じて回転させ、定量的にトナーを現像容器７１内に供給する。現像容器７１内に供給されたトナーは、スクリュー７２により攪拌、搬送され、現像に使用される。
【００３３】
一方、現像剤収容部３１内のトナー量は、センサ３３により検知する。即ち、図４（ａ）に示すように、発光部３４と受光部３５との間にトナーｔが存在しない場合、発光素子３４ａから照射された光が受光素子３５ａで検知され、現像剤収容部３１内のトナー量が少なくなっていることが検知される。この場合には、トナーボトル４０を回転駆動して、このトナーボトル４０から現像剤収容部３１内に供給される。次いで、図４（ｂ）に示すように、発光部３４と受光部３５との間にトナーｔが存在すると、発光素子３４ａから照射された光はトナーｔにより遮られ、受光素子３５ａにより検知できなくなる。これにより、現像剤収容部３１内に十分量のトナーｔが存在することを検知する。このようなトナーボトル４０から現像容器７１までのトナー搬送経路は、図３に矢印で示すようになる。
【００３４】
次に、トナーボトル４０をセットした後の現像剤（トナー）の補給動作のフローについて、図５を参照して説明する。まずトナーボトル保持部４３にトナーボトル４０がユーザーによりセットされると（Ｓ１）、所定のタイミングでトナーバッファーの残量検知シーケンスに入る。このシーケンスでは、センサ３３によりトナーの検知が行われる（Ｓ２）。ここで、センサ３３がトナーが存在しないことを検知すると、トナーボトル４０を回転駆動する（Ｓ３）。トナーボトル４０内にトナーが存在すれば、ボトル内部のトナーが開口部４１を通じて現像剤収容部３１内に供給される。この動作が、発光部３４と受光部３５との間で光を遮るまで繰り返されることにより、現像剤収容部３１内は所定のトナー量に保たれる。一方、トナーボトル４０を所定時間駆動してもセンサ３３の受光素子３５ａが光を受光し続ける場合（Ｓ４）には、トナーボトル４０が空であると判断する。そして、ユーザーにトナーボトル４０を交換するように画像形成装置の表示部にその旨の表示を行う（Ｓ５）。
【００３５】
Ｓ２でセンサ３３がトナーを検知した状態では、現像剤収容部３１内に所定量以上のトナーが存在することになり、この状態で、前述のように、現像剤収容部３１から現像装置７の現像容器７１に、必要に応じてトナー供給が行われる（Ｓ６、Ｓ７）。即ち、画像形成に伴って補給するトナー量が画像形成装置の制御ユニットで算出され、この制御ユニットから補給命令が出される（Ｓ６）。そして、この補給命令により現像剤収容部３１内のスクリュー３２が駆動し、現像剤収容部３１から現像容器７１にトナーが補給される（Ｓ７）。このように、本実施形態では、センサ３３の検知結果に基づきトナーボトル４０からの新たなトナーの供給を受けることにより、現像剤収容部３１内のトナー量が所定の量に保たれる。そして、この状態で、画像形成装置の制御ユニットが算出した必要なトナーを現像装置７内へ定量的に供給することにより、現像装置７内のトナーと磁性キャリアの混合比を所定の状態に常に保って安定した画像形成を行う。
【００３６】
一方で、このように光学式のセンサ３３の検知によりトナーの補給制御を行う場合、前述したように、センサ３３を構成するライトガイド３４ｃ、３５ｃにトナーが堆積して、センサ３３の誤検知が生じる可能性がある。ライトガイド３４ｃ、３５ｃへのトナーの堆積は、トナーボトル４０からのトナー補給時に現像剤収容部３１内でトナーが舞うため、センサ３３の設置位置に拘らずある程度生じる。特に、本実施形態の場合、センサ３３は、トナーボトル４０の開口部４１の下方に存在するため、トナー補給の度にトナーが堆積することが避けられない。
【００３７】
このように開口部４１の下方にセンサ３３を設置する理由は、現像剤収容部３１内を常に所定のトナー量に保つ為にトナー量変化に対する応答性を考慮したためである。この応答性を良好にするためには、センサ３３は、トナーボトル４０の開口部４１の近傍直下でトナー搬送スクリュー３２の近傍直上あたりに配置することが望ましい。そもそも、小型の画像形成装置ではそれ以外の場所に配置できるスペースが存在しない場合もある。更に、現像剤収容部３１の大容量化や、光学センサの発光素子の光を効率よく利用する為には、ライトガイド３４ｃ、３５ｃの突出量は大きくせざるを得ない。
【００３８】
このようにトナーボトル４０の開口部４１の下方にセンサ３３が配置される本実施形態の場合には、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、ライトガイド３４ｃ、３５ｃの上部にトナーボトル４０より排出されたトナーｔが堆積し易い。また、ライトガイド３４ｃ、３５ｃに堆積したトナーｔは、本実施形態のような覆い部材３６ａ、３６ｂがない状態では、スクリュー３２を駆動しても、移動させることはできない。
【００３９】
そして、このような状態で、例えば、堆積したトナーが吸湿した状態で高温にさらされ長期放置されることにより、紛体としての流動性が低い状態（粘り気が高く、軽微な凝固状態）となり易い。このときライトガイドの上部に単にトナーが堆積している状態では、光の射出及び受光には影響を及ぼさない為、特に問題は発生しない。だがこの堆積トナーを放置し、この状態が長く続くと、上記流動性の低い固まりが成長し氷柱のようにセンサ３３の光の射出面３４ｂ及び受光面３５ｂまで垂れ下がり、やがて光を遮ってしまい誤検知を誘発する懸念がある。
【００４０】
このような状況は、使用状況や使用環境により生じる可能性が高くなる。例えば、アジア地域のような高温多湿な地域にて連休時など長期間使用されない場合には可能性が高くなる。また、たまにしかプリントしない、或は、白黒プリントが主でカラー現像剤の消費は時々しか行われない場合なども可能性が高くなる。
【００４１】
このために本実施形態では、ライトガイド３４ｃ、３５ｃを覆い部材３６ａ、３６ｂにより覆い、これら覆い部材３６ａ、３６ｂをそれぞれ回動させて、ライトガイド３４ｃ、３５ｃの上部に堆積したトナーを振り落とすようにしている。即ち、ライトガイド３４ｃ、３５ｃの水平に伸びる筒状部を覆うリング形状を有し、ライトガイド３４ｃ、３５ｃを回転中心として揺動可能な覆い部材３６ａ、３６ｂを設けている。また、覆い部材３６ａ、３６ｂは、下側にリブ状の突出係合部３７ａ、３７ｂが設けられ、これら突出係合部３７ａ、３７ｂがスクリュー３２の羽根３２ｂ（リード部）と当接するように配置されている。
【００４２】
このような覆い部材３６ａ、３６ｂは、図８に示すように、スクリュー３２により揺動される。まず、図８（ａ）に示すように、トナーボトル４０からのトナー補給後は、覆い部材３６ａ、３６ｂの上部にトナーｔが堆積した状態となる。次に、画像形成装置の制御ユニットから現像装置７へのトナー補給の命令が出されると、現像剤収容部３１からトナーｔを現像装置７に搬送するために、スクリュー３２が駆動される。すると、スクリュー３２の羽根３２ｂ（リード部）が、図８（ｂ）に示すように、トナー搬送方向（矢印Ｔ方向）に移動し、突出係合部３７ａ、３７ｂに接触（係合）する。そして、羽根３２ｂと突出係合部３７ａ、３７ｂとの係合位置が矢印Ｔ方向に移動して、覆い部材３６ａ、３６ｂが矢印Ｒ方向に回動し、図８（ｃ）に示すように、覆い部材３６ａ、３６ｂからトナーｔが落下する。やがて、突出係合部３７ａ、３７ｂがスクリュー３２の羽根３２ｂの頂点を乗り越えると、覆い部材３６ａ、３６ｂが逆方向に回動し、図８（ｄ）に示すように、突出係合部３７ａ、３７ｂが次の羽根３２ｂに接触する。
【００４３】
本実施形態によれば、少なくともライトガイド３４ｃ、３５ｃの上方を覆い部材３６ａ、３６ｂで覆っているため、トナーは覆い部材３６ａ、３６ｂに堆積する。したがって、覆い部材３６ａ、３６ｂを回動させることにより、堆積したトナーを振り落とすことができ、センサ３３の誤検知を生じにくくできる。即ち、本実施形態の場合、スクリュー３２がトナーを搬送している間は、以上の動作を常に繰り返す。この為、画像形成装置が高温多湿状況下で長期放置された場合のような使用環境／使用条件であっても、ライトガイド３４ｃ、３５ｃ上にトナーが堆積する状態とならず、センサ３３による誤検知を誘発することを防止する。
【００４４】
なお、現像装置７へのトナー補給命令が無い（スクリュー３２が駆動しない）場合には、覆い部材３６ａ、３６ｂも揺動されないことになる。しかしながら、そもそも現像装置７にトナーを搬送しなければ現像剤収容部３１内のトナーが減少しない為、トナーボトル４０から補給動作も行われず、ライトガイド３４ｃ、３５ｃ上にトナーが降ってくることは殆ど無いので問題とならない。
【００４５】
また、本実施形態の場合、覆い部材３６ａ、３６ｂは、ライトガイド３４ｃ、３５ｃを覆う形で回動自在に取り付けられているので、振り落とし動作時に光学部材であるライトガイド３４ｃ、３５ｃに直接負荷が加わることを抑えられる。この為、ライトガイド３４ｃ、３５ｃの振動や位置変動による検出光の出力変動などといった誤検知に影響を及ぼす外乱をも低減する。
【００４６】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態について、図９及び図１０を用いて説明する。本実施形態は、前述の第１の実施形態とは、ライトガイド３４ｃ（３５ｃ）を覆う覆い部材３６ａ（３６ｂ）に設ける突出係合部３７ａ（３７ｂ）の数が異なる。即ち、本実施形態の場合、突出係合部３７ａ（３７ｂ）が、覆い部材３６ａ（３６ｂ）の回動方向複数個所に配置されている。また、これら複数の突出係合部３７ａ（３７ｂ）は、スクリュー３２の回転により何れかの突出係合部３７ａ（３７ｂ）がスクリュー３２の羽根３２ｂと順次係合するように配置している。本実施形態では、突出係合部３７ａ（３７ｂ）が、それぞれ１２０°の等間隔で３個設けられている。
【００４７】
本実施形態の場合も、第１の実施形態の場合と同様、スクリュー３２が駆動されると、スクリュー３２の羽根３２ｂが、図１０（ａ）から（ｂ）に示すように、トナー搬送方向（矢印Ｔ方向）に移動する。そして、羽根３２ｂが突出係合部３７ａ（３７ｂ）に接触（係合）し、係合位置が更に移動することにより、覆い部材３６ａ（３６ｂ）が矢印Ｒ方向に回動する。次いで、羽根３２ｂと係合していた突出係合部３７ａ（３７ｂ）が羽根３２ｂの頂点を越えた時点で、次の突出係合部３７ａ（３７ｂ）が次の羽根３２ｂの手前に入り込む。そして、スクリュー３２の駆動により、この突出係合部３７ａ（３７ｂ）と羽根３２ｂとの係合位置が、上述の場合と同様に矢印Ｔ方向に移動し、覆い部材３６ａ（３６ｂ）が回転する。この動作が繰り返されることにより、図１０（ｃ）に示すように、覆い部材３６ａ（３６ｂ）が常に同じ方向に３６０°回転し、覆い部材３６ａ（３６ｂ）に堆積したトナーｔが落下する。
【００４８】
本実施形態の場合、覆い部材３６ａ（３６ｂ）が常に同方向に３６０°回転する為、より確実にトナーを振り落とすことが可能となり、ライトガイド３４ｃ（３５ｃ）上にトナーが堆積することをより確実に防げる。なお、スクリュー３２の羽根３２ｂ（リード部）のピッチによっては、より確実に回転動作をさせる為に、突出係合部３７ａ（３７ｂ）を７２°以下の等間隔で５個以上設けることが望ましい。その他の構造及び作用は、上述の第１の実施形態と同様である。
【００４９】
［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態について、図１１及び図１２を用いて説明する。本実施形態の場合、覆い部材３６ａ（３６ｂ）の上部に断面形状が鋭角の楔形状部３９を設けている。即ち、覆い部材３６ａ（３６ｂ）の回動方向１個所に突出係合部３７ａ（３７ｂ）を設け、突出係合部３７ａ（３７ｂ）と１８０°対向する位置に、楔形状部３９を設けている。
【００５０】
これにより、覆い部材３６ａ（３６ｂ）の上部にトナーを堆積しにくくできる。そして、仮にスクリュー３２が駆動しなくても、トナーの堆積量を低減して、センサ３３による誤検知を低減できる。なお、本実施形態の場合、スクリュー３２の停止位置によっては、その効果が十分得られない状況もありうるが、第１の実施形態と同様に、スクリュー３２がトナーを搬送している間は、覆い部材３６ａ（３６ｂ）が常に揺動している（図１２）。このため、問題となることはない。その他の構造及び作用は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００５１】
［第４の実施形態］
本発明の第４の実施形態について、図１３ないし図１７を用いて説明する。本実施形態の場合、センサ３３を構成する発光部３４と受光部３５とを、現像剤収容部３１の同一の側壁３１ｃ（或は３１ｄ）に設けている。また、発光素子３４ａと受光素子３５ａとを１枚の基板５０に実装している。また、発光側ライトガイド３４ｃ´と受光側ライトガイド３５ｃ´とを、それぞれＬ字型に形成し、射出面３４ｂと受光面３５ｂとが側壁３１ｃとほぼ平行に対向するようにしている。そして、図１４に矢印で示すように、発光素子３４ａから側壁３１ｃと直交する方向に照射された光が、発光側ライトガイド３４ｃ´に導かれ、側壁３１ｃと平行な方向に折れ曲がり、射出面３４ｂから射出される。射出面３４ｂから射出された光は、受光面３５ｂから入射し、受光側ライトガイド３５ｃ´に導かれ、側壁３１ｃと直交する方向に折れ曲がり、受光素子３５ａで受光する。
【００５２】
本実施形態の場合、ライトガイド３４ｃ´、３５ｃ´は、射出面３４ｂから折れ曲がり部までを、受光面３５ｂから折れ曲がり部までを、それぞれ円筒部５１、５１としている。そして、覆い部材３６ａ、３６ｂを、これら円筒部５１、５１の周囲にそれぞれ配置し、円筒部５１、５１に対して回動自在としている。円筒部５１、５１はそれぞれ射出面３４ｂ又は受光面３５ｂに隣接する部分である。また、覆い部材３６ａ、３６ｂの回動方向１個所を互いに連結するように、突出係合部５２を設けている。言い換えれば、覆い部材３６ａ、３６ｂのそれぞれの突出係合部を互いに連結している。この突出係合部５２は、図１５に示すように、先端をスクリュー３２の羽根３２ｂと干渉する位置に配置している。
【００５３】
本実施形態の場合、突出係合部５２とスクリュー３２の羽根３２ｂとの係合位置が相対的に移動することにより、覆い部材３６ａ、３６ｂが回動し、覆い部材３６ａ、３６ｂ上に堆積したトナーを落下させる。即ち、図１６に示すように、覆い部材３６ａ、３６ｂ上にトナーｔが堆積した状態で、スクリュー３２を駆動する。すると、スクリュー３２の羽根３２ｂが矢印Ｔ方向に移動し、羽根３２ｂが突出係合部５２の端面が接触（係合）する。更にスクリュー３２が駆動すると、図１７に示すように、突出係合部５２が羽根３２ｂの斜面に沿って矢印Ｒ方向に回動され、覆い部材３６ａ、３６ｂ上のトナーｔが落下する。突出係合部５２が羽根３２ｂの頂点を越えると逆方向に回動し、次の羽根３２ｂに接触し、同様の動作が繰り返される。なお、突出係合部５２は、連結せずに、覆い部材３６ａ、３６ｂ毎に設けても良い。その他の構造及び作用は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００５４】
［他の実施形態］
上述の各実施形態は、適宜組み合わせて実施することも可能である。また、上述の各実施形態の説明において、二成分現像剤を用いた画像形性装置の現像剤収容装置について説明したが、本発明の構成は、内部に現像剤の搬送手段を持つ一成分現像剤を用いた構造で光学式センサにより現像剤を検出する構造にも適用できる。また、一成分現像剤、二成分現像剤の何れを使用した構造であっても、上述のようなトナーの補給部分以外の現像剤を収容する現像剤収容装置全般に適用可能である。
【００５５】
また、上述の各実施形態では、覆い部材３６ａ、３６ｂは、ライトガイドの周囲全体を覆うように構成しているが、少なくともライトガイドの重力方向上方で射出面３４ｂ又は受光面３５ｂに隣接する部分を覆うものであれば良い。即ち、前述したように、ライトガイド上に堆積したトナーを放置し、この状態が長く続くと、流動性の低い固まりが成長し氷柱のように射出面３４ｂ及び受光面３５ｂまで垂れ下がり、やがて光を遮ってしまう場合がある。したがって、覆い部材３６ａ又は３６ｂが、少なくともライトガイドの重力方向上方で射出面３４ｂ又は受光面３５ｂに隣接する部分を覆うものであれば、この覆い部材が回動することにより、射出面又は受光面に垂れ下がりそうなトナーを振り落とすことができる。また、射出面３４ｂ又は受光面３５ｂに隣接する部分とは、射出面３４ｂ又は受光面３５ｂの近傍、即ち、少し離れた部分を含む概念である。要は、覆い部材３６ａ、３６ｂが回動してトナーを振り落とし、上述のようにトナーが射出面又は受光面に垂れ下がることを防止できるように、覆い部材３６ａ、３６ｂを配置すれば良い。
【００５７】
また、上述の各実施形態では、射出面３４ｂと受光面３５ｂとが対向する方向は、略水平方向としているが、水平方向から多少傾いた方向、即ち、重力方向と交差する方向であれば良い。この場合、射出面３４ｂに光を導く発光側ライトガイド又は受光面３５ｂから光を導く受光側ライトガイドの上部に現像剤が堆積する場合があり、本発明を好ましく適用できる。但し、射出面３４ｂと受光面３５ｂとが対向する方向が、水平方向に対して傾き過ぎると何れかの面に直接現像剤が堆積してしまうため、水平方向に対する傾きは、この何れかの面に直接現像剤が堆積しにくい角度とする。
【００５８】
また、上述の各実施形態では、発光側と受光側との両方にライトガイドを設けたが、何れか一方にのみライトガイドを設けて他方についてはライトガイドを省略しても良い。例えば、発光素子と受光素子との何れか一方を現像剤収容部の側壁に埋め込み、この側壁に射出面或は受光面を設け、この面と所定の間隔をあけて受光面或は射出面が配置されるように、他方の素子と受光面或は射出面との間にライトガイドを設ける。そして、このライトガイドのみを覆い部材により覆う。
【符号の説明】
【００５９】
３０・・・現像剤収容装置、３１・・・現像剤収容部、３２・・・スクリュー（現像剤搬送手段）、３２ａ・・・回転軸、３２ｂ・・・羽根、３３・・・センサ（現像剤検知手段）、３４・・・発光部、３４ａ・・・発光素子、３４ｂ・・・射出面、３４ｃ、３４ｃ´・・・発光側ライトガイド（導光体）、３５・・・受光部、３５ａ・・・受光素子、３５ｂ・・・受光面、３５ｃ、３５ｃ´・・・受光側ライトガイド（導光体）、３６ａ、３６ｂ・・・覆い部材、３７ａ、３７ｂ、５２・・・突出係合部、３８・・・駆動手段、４１・・・開口部（現像剤供給口）
【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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【図１７】
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