(57)【要約】      （修正有）【課題】検知部へのトナーが適切に堆積するように構成し、トナーが所定量に達したことを確実に検知するようにした現像剤収容容器を提供する。【解決手段】トナーが落下する落下口を有し落下するトナーを収容する収容部と、収容部の内部で検知光を導くための光路を形成する第一プリズム１４ａとを有する現像剤収容容器であって、第一プリズム１４ａ及び第二プリズム１４ｂを含む鉛直断面において、第一プリズム１４ａと第二プリズム１４ｂが互いに対向する領域で導入口２３ａに最も近い点Ｐ１と導入口２３ａから最も遠い点Ｐ２とを結ぶ直線Ｌと水平とがなす角θが紛体の安息角より大きくなるように、第一プリズム１４ａと第二プリズム１４ｂとが構成される。【選択図】図９
2015219333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤が落下する落下口を有し落下する前記現像剤を収容する収容部と、
前記収容部の内部で検知光を導くための光路を形成する第一光学部と、
前記第一光学部に対向して配設され前記第一光学部に導かれた検知光を前記収容部の外に導くための光路を形成する第二光学部と、
前記第一光学部と前記第二光学部との間の前記光路に設けられ、前記収容部に収容される前記現像剤が蓄積可能な空間部と、
前記空間部に前記現像剤を導くガイド部と、
前記空間部と連絡する開口部を備え、前記空間部の周囲を覆うケーシング部と、
前記開口部よりも重力方向下方の前記ケーシング部に設けられ、前記ケーシング部に導入された前記現像剤を排出可能な排出口と、
を有し、
前記第一光学部及び前記第二光学部を含む鉛直断面において、
前記第一光学部と前記第二光学部が互いに対向する領域で前記開口部に最も近い点と前記開口部から最も遠い点とを結ぶ直線と水平とがなす角が前記現像剤の安息角より大きくなるように、前記第一光学部と前記第二光学部とが構成されることを特徴とする現像剤収容容器。
【請求項２】
前記第一光学部の前記開口部に最も近い点と前記第二光学部の前記開口部から最も遠い点とを結ぶ直線と水平とがなす角が前記現像剤の拡散角より小さくなるように、前記第一光学部と前記第二光学部とが構成されることを特徴とする請求項１に記載の現像剤収容容器。
【請求項３】
画像を形成する画像形成部と、
請求項１または請求項２に記載の現像剤収容容器と、
を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤を収容する収容容器の内部の現像剤量を検知する現像剤収容容器及び当該現像剤収容容器を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用した画像形成装置にあっては、一つもしくは複数の像担持体（感光体）が設けられている。像担持体の周辺に帯電部、像露光部、現像部、クリーニング部が設けられており、それぞれの像担持体に形成した単色のトナー像を、ベルト部材の中間転写体上に重畳転写（一次転写）する。像担持体上に僅かに残った転写残トナーはクリーニング部により回収され、回収トナー搬送部により運ばれ、回収トナー容器へ落下されて貯蔵される。
【０００３】
そして、中間転写体ベルト上に担持されている可視像を普通紙等の転写紙に転写（二次転写）して記録画像を得る。ここでも中間転写体ベルト上に僅かに残った転写残トナーは中間転写体のクリーニング部により回収され、同様に、回収トナー搬送部により運ばれ、回収トナー容器へ落下されて貯蔵される。中間転写体ベルトから可視像を転写された転写紙は、定着装置に搬送されて可視像の定着を受けた後に排出される。
【０００４】
上述の工程にて回収トナー容器内に貯蔵された回収トナーは、所定量貯まると交換が必要となる。回収トナーが所定の量に達したことは、回収トナー検知部が判断し、交換が必要であるとユーザへ交換を促す。
【０００５】
このような回収トナー検知部として、従来、回収トナー容器の周囲に発光素子と受光素子を設け、それと対向するように回収トナー容器に発光側反射面（第１反射面）と受光側反射面（第２反射面）とを備えたプリズムを備えた構成がある。更には、第１反射面と第２反射面を鉛直方向に配置し、その光路上にトナーが入ったことを検知する空間を有して、トナーが該空間を遮光することにより回収トナー量が所定の量に達したことを判断する構成がある（特許文献１参照）。特許文献１の構成によれば、トナーが第２反射面に堆積していき、最終的にトナーが第２反射面を覆うことで、トナーが検知光を遮る。これにより、回収トナー容器に貯蔵されたトナーが所定量に達したことを判断していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−１６５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の構成において、第２反射面にトナーが堆積していくものの、第２反射面の全域を覆わないうちに、堆積トナーが上方にある第１反射面の端部に達することがある。この場合、第１反射面と第２反射面の間のトナーが入り込む部分を覆ってしまうことになり、トナーが第２反射面に蓄積することを阻害し、トナーが所定量に達していることを検知できないおそれがある。
【０００８】
本発明は、検知部へのトナーが適切に堆積するように構成し、トナーが所定量に達したことを確実に検知することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、
現像剤が落下する落下口を有し落下する前記現像剤を収容する収容部と、
前記収容部の内部で検知光を導くための光路を形成する第一光学部と、
前記第一光学部に対向して配設され前記第一光学部に導かれた検知光を前記収容部の外に導くための光路を形成する第二光学部と、
前記第一光学部と前記第二光学部との間の前記光路に設けられ、前記収容部に収容される前記現像剤が蓄積可能な空間部と、
前記空間部に前記現像剤を導くガイド部と、
前記空間部と連絡する開口部を備え、前記空間部の周囲を覆うケーシング部と、
前記開口部よりも重力方向下方の前記ケーシング部に設けられ、前記ケーシング部に導入された前記現像剤を排出可能な排出口と、
を有し、
前記第一光学部及び前記第二光学部を含む鉛直断面において、
前記第一光学部と前記第二光学部が互いに対向する領域で前記開口部に最も近い点と前記開口部から最も遠い点とを結ぶ直線と水平とがなす角が前記現像剤の安息角より大きくなるように、前記第一光学部と前記第二光学部とが構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記構成により、検知部へのトナーが適切に堆積するように構成し、トナーが所定量に達したことを確実に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】画像形成装置の全体図。
【図２】画像形成装置から現像剤収容容器への搬送経路を示す図。
【図３】現像剤収納容器の全体図。
【図４】現像剤収納容器の側面図。
【図５】現像剤量検知システムの構成を示す断面図。
【図６】プリズムユニットの外観を示す斜視図。
【図７】トナーの拡散角を説明する図。
【図８】トナーの安息角を説明する図。
【図９】プリズムユニットの詳細構成を示す断面図。
【図１０】回収トナーが所定量に達したときの状態を示す図。
【図１１】具体的なプリズムの位置関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、この発明を実施するための形態を実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対位置等は、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるから、特に特定的な記載が無い限りは、発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、一般的に、トナーは現像剤に含まれるものであるが、以下では、トナーも現像剤も、同じ紛体を意味するものとして表現する。
【００１３】
＜画像形成装置＞
本実施例に係る現像剤収容容器を有する画像形成装置について説明する。図１は画像形成装置の全体図である。まず、図１を用いて画像形成装置の動作について説明する。
【００１４】
図１に示す画像形成装置６０は、電子写真方式を用いたカラーの画像形成装置である。画像形成装置６０は、電子写真画像形成プロセスを利用した画像形成装置である。図１に示すように、画像形成装置６０は装置本体６０Ａを有し、装置本体６０Ａの内部に、画像形成部５１が設けられる。画像形成部５１は、感光体ドラム６１１（像担持体）、一次転写ローラ６１８（一次転写部）等を含む。
【００１５】
なお、以下の説明において、画像形成部５１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｂｋ）のトナー像を形成するため、４セット存在する。各セットは、現像装置に収納されるトナーの色以外は同様の構成である。このため、以下の説明では、必要な場合を除き、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの添え字を省略する。
【００１６】
画像形成部５１はプロセスカートリッジとして装置本体６０Ａに組み込まれる構成となっていても良い。プロセスカートリッジは、感光体ドラム６１１とこれに作用するプロセス手段を有する。
【００１７】
画像形成装置６０は、４色の画像形成部を中間転写ベルト６０５上に並べて配置した、所謂中間転写タンデム方式の画像形成装置であり、厚紙対応力や生産性に優れる点から近年主流になっている。
【００１８】
＜シート材の搬送プロセス＞
記録材Ｓは、記録材収納庫６１内のリフトアップ装置６２上に積載される形で収納されているものと、手差しトレイのように本体側面に積載されているものがある。リフトアップ装置６２に積載される記録材Ｓは、給送ローラ対６３により画像形成タイミングに合わせて給送される。ここで、給送ローラ対６３には、分離ローラ等による摩擦分離を利用する方式を用いるものとする。給送ローラ対６３により送り出された記録材Ｓは、搬送パス６４ａ及び搬送パス６４ｂを通過し、レジストローラ６５へと搬送される。
【００１９】
レジストローラ６５は、記録材Ｓと画像の相対位置を合わせるための装置であり、記録材Ｓのスキュー補正やタイミング補正を行った後、二次転写部へと送られる。二次転写部は、対向する二次転写内ローラ６０８および二次転写外ローラ６６により形成される記録材Ｓへのトナー像の転写ニップ部であり、所定の加圧力と静電的負荷バイアスを与えることで記録材Ｓ上にトナー像を吸着させる。
【００２０】
＜画像の作像プロセス＞
以上説明した二次転写部までの記録材Ｓの搬送プロセスに対して、同様のタイミングで二次転写部まで送られて来る画像の形成プロセスについて説明する。画像形成部５１は、主に感光体ドラム６１１、帯電装置６１２、露光装置６０９、現像装置６１３、一次転写ローラ６１８、および感光体クリーナ６１４等を有する。各部の制御は画像形成装置内部の制御部７０において行われる。
【００２１】
予め帯電装置６１２により表面を一様に帯電されて矢印Ｄ方向に回転する感光体ドラム６１１に対し、送られてきた画像情報の信号に基づいて露光装置６０９が駆動され、回折部材６１０を適宜経由して静電像が形成される。感光体ドラム６１１上に形成された静電像は、現像装置６１３によるトナー現像を経て、感光体ドラム６１１上にトナー像として顕在化する。その後、一次転写ローラ６１８により所定の加圧力および静電的負荷バイアスが与えられ、中間転写ベルト６０５上にトナー像が転写される。
【００２２】
その後、感光体ドラム６１１上に僅かに残った転写残トナーは、感光体クリーナ６１４により回収され、再び次の画像形成に備える。ここで回収された転写残トナーは、図２に示すように、搬送路２１により搬送され、収容容器１１（現像剤収容容器）へ落下して貯蔵される。図２は画像形成装置から現像剤収容容器への搬送経路を示す図である。図２の断面図は、画像形成装置６０を図１と別の位置で切った断面を示している。
【００２３】
次に、中間転写ベルト６０５について説明する。中間転写ベルト６０５は、駆動ローラ６０６、テンションローラ６０７および二次転写内ローラ６０８等のローラによって張架され、矢印Ｂ方向へと駆動する。先述のＹ、Ｍ、ＣおよびＢｋの各画像形成機構により並列処理される各色の画像形成プロセスは、中間転写ベルト６０５上に一次転写された上流色のトナー像上に重ね合わせるタイミングで行われる。その結果、最終的にはフルカラーのトナー像が中間転写ベルト６０５上に形成され、二次転写部へと搬送される。
【００２４】
＜二次転写以降のプロセス＞
以上、それぞれ説明した記録材Ｓの搬送プロセスおよび画像形成プロセスを以って、二次転写部において記録材Ｓ上にフルカラーのトナー像が二次転写される。ここでも中間転写ベルト６０５上に僅かに残った転写残トナーは、中間転写ベルト６０５のクリーニング装置６１９により回収され、同様に、図２に示す搬送路２１により搬送され、収容容器１１へ落下して貯蔵される。
【００２５】
その後、記録材Ｓは定着前搬送部６７により定着装置６８へと搬送される。定着装置６８は、対向するローラもしくはベルト等による所定の加圧力と、ヒータ等の熱源による加熱効果を加えて記録材Ｓ上にトナー像を溶融固着させる。このようにして得られた定着画像を有する記録材Ｓは、そのまま排出トレイ６００上に排出する排出搬送パス６９か、もしくは両面画像形成を要する場合には反転搬送装置１０が有する反転誘導パス２のいずれかに搬送されるべく経路選択が行われる。
【００２６】
両面画像形成を要する場合、記録材Ｓは反転誘導パス２からスイッチバックパス４へと引き込まれ、反転ローラ６の回転方向を正逆転させること（所謂スイッチバック動作）を行う。これにより、先後端を入れ替え、両面搬送パス３を介して再び画像形成部５１へと搬送される。
【００２７】
＜現像剤収容構成＞
図２に示されるように、装置本体６０Ａの内部には、トナーＴないしは現像剤を収容する収容容器１１と、回収したトナーを搬送する搬送路２１が配置される。前述のように、感光体ドラム６１１上に僅かに残った転写残トナーは、感光体クリーナ６１４により回収される。また、中間転写ベルト６０５上に僅かに残った転写残トナーは、クリーニング装置６１９により回収される。回収された転写残トナーは、搬送路２１により搬送され、収容容器１１へ落下して貯蔵・蓄積される。
【００２８】
図３は現像剤収納容器の全体図である。図３に示される収容容器１１は、トナーＴ（現像剤）が落下する落下口１２を有し、落下してくるトナーＴをその内部の空間である収容部１１ａで収容する。収容容器１１の側面で落下口１２から右側に寄った位置には、反射型センサ１７（図４参照）から出た光を屈折させるプリズムユニット１３が配置される。
【００２９】
図４は現像剤収納容器の側面図である。プリズムユニット１３は図４に示すように、収容容器１１の内側に入り込むように設置されている。このように、プリズムユニット１３が収容容器１１の外周面より出張らない構成であるため、収容容器１１が装置本体６０Ａにセットされる際に、プリズムユニット１３がセットの障害となることはない。
【００３０】
反射型センサ１７は、装置本体６０Ａ側に配置されており、収容容器１１が装置本体６０Ａの所定の位置に配置された際に、反射型センサ１７はプリズムユニット１３に対向する位置に配置される。反射型センサ１７を収容容器１１に直接設置することも可能である。しかし、収容容器１１は定期交換部品であり、交換性を損なうことや、ランニングコストが上がってしまう点で、本実施例においては、装置本体６０Ａ側に反射型センサ１７を残す構成をとっている。
【００３１】
＜現像剤量検知システムの概略構成＞
図５は現像剤量検知システムの構成を示す断面図である。図５に示される現像剤量検知システム１００は、プリズムユニット１３と、反射型センサ１７とを備える。プリズムユニット１３は、収容容器１１に対して着脱可能であり、容易に交換及び清掃することが可能である。プリズムユニット１３は、プリズム１４と、被覆部材２２（ケーシング部）と、導入部材２３（図６参照）と、を備える。後述のように、被覆部材２２は、検知領域２０と連絡する導入口２３ａ（開口部）を備え、検知領域２０の周囲を覆う。
【００３２】
まず、反射型センサ１７（検知部）は、検知光を発光する発光素子１８と、発光素子１８が発光した検知光を受光する受光素子１９を有する。そして、反射型センサ１７は、発光素子１８から受光素子１９までの光路Ｋがトナーによって遮光されると、収容容器１１の内部のトナーが所定量に満ちたことを検知する。ここでは、反射型センサ１７は、収容容器１１の外側に配置される。トナーは後述の検知領域２０において遮光される。
【００３３】
次に、プリズムユニット１３は、収容容器１１の内側にプリズム１４を有する。プリズム１４は、収容容器１１の内側に配置され、検知光の光路Ｋを規定する部材である。プリズム１４は、光路Ｋの途中に、検知光を反射する反射面を含む第一プリズム１４ａ（第一光学部）及び第二プリズム１４ｂ（第二光学部）を有する。第一プリズム１４ａと第二プリズム１４ｂは鉛直方向に対向して配設される。
【００３４】
第一プリズム１４ａ及び第二プリズム１４ｂは、上下方向に並べられる。すなわち、第一プリズム１４ａは、上側に配置され、第二プリズム１４ｂは、下側に配置される。第一プリズム１４ａは、図５中の傾斜面が、検知光を反射する第一反射面１５となっている。また、第二プリズム１４ｂは、図５中の傾斜面が、検知光を反射する第二反射面１６となっている。
【００３５】
第一反射面１５及び第二反射面１６の配置、並びに、反射型センサ１７の配置は、次のとおりである。まず、反射型センサ１７の発光素子１８から出た検知光が第一反射面１５で略鉛直下向きに屈曲させられる。次に、当該光は、第二反射面１６で更に反射型センサ１７の受光素子１９へと屈曲させられる。
【００３６】
検知領域２０（空間部）は、収容容器１１の内側に規定され、光路Ｋの途中でトナーが蓄積可能に規定される空間である。特に、検知領域２０は、第一プリズム１４ａ及び第二プリズム１４ｂの間に規定される。
【００３７】
プリズムユニット１３の全体構成について説明する。図６はプリズムユニットの外観を示す斜視図である。図６に示すように、プリズムユニット１３は、内部のプリズム１４（図５参照）を覆う被覆部材２２を有する。この被覆部材２２によって、落下口１２（図３参照）から落下してきたトナーが、導入部材２３（ガイド部）を経由せずにプリズム１４に規定される検知領域２０（図８参照）に侵入することを防止する。一方、トナーは、導入部材２３にガイドされ、検知領域２０に流入する。流入したトナーは検知領域２０において蓄積する。トナーが検知領域２０において蓄積すると、検知光の光路Ｋ（図５参照）を塞ぐこととなり、トナーが検知される。
【００３８】
次に、プリズムユニット１３の詳細な構成とトナーの具体的な検知方法の説明をする前に、当該構成の決定の前提となる角度（拡散角α、安息角β）について説明する。図７はトナーの拡散角を説明する図である。図８はトナーの安息角を説明する図である。
【００３９】
＜トナー拡散角α＞
図７に示すように、トナーは自由落下する際、垂直に落下するのではなく、空気抵抗などの影響を受けて拡散しながら落下する。そこで、その拡散の程度として拡散角αを定義する。
【００４０】
まず、図７に示すように、漏斗５０にトナーＴを満たす。この際のトナーとしては、実際に収容容器１１に回収されたトナーが望ましい。なぜなら、画像形成などを経ていないトナー、つまり現像装置６１３内のトナーは劣化が少なく、収容容器１１に回収されるトナーとは拡散の仕方に差があるためである。更に、十分に撹拌してトナーの凝集度を低下させておくことでより拡散しやすいトナーになる。
【００４１】
そして、漏斗５０を加振することで、漏斗５０先端からトナーを徐々に紙の上に落下させる。そして、紙上のトナーの広がり長さＬを測定し、漏斗５０と紙との高さＨもあらかじめ測定しておく。これにより、トナーの拡散する方向と水平との角度が求まる。これを拡散角αとする。なお、拡散角αを求める実験の環境条件としては高温高湿の方がより拡散しやすいのでその条件下で行うのが好ましい。
【００４２】
本実施形態では、拡散角及び、後述する安息角の測定条件を以下のように設定する。即ち、温度２７．５度、湿度８０％の環境下で、画像デューティが３％の画像を形成したときに回収される回収トナーにて、測定するものとする。
【００４３】
＜トナー安息角β＞
図８に示すように、漏斗５０にトナーＴを満たす。この際のトナーとしては、実際に収容容器１１に回収されたトナーが望ましい。なぜなら、画像形成などを経ていないトナー、つまり現像装置６１３内のトナーは劣化が少なく、実際に収容容器１１に回収されるトナーとはその流動性に差があるからである。
【００４４】
そして、漏斗５０を加振することで徐々に漏斗先端からトナーＴをテーブルに落下させトナーを堆積させていく。この時に堆積したトナーとテーブルとのなす角が安息角βである。
【００４５】
漏斗５０からのトナーＴの排出が微小であるほど、トナーは堆積しやすくなる。このため、漏斗５０の先端径は極力小さい方がよく、例えばφ２〜３程度が好ましい。そして加振することで、よりトナーを自由落下に近い状態で堆積させることができる。安息角βを求める実験の環境条件としては流動性を悪化させるために高温高湿で行うのが好ましい。
【００４６】
＜プリズムユニットの詳細構成及び検知方法＞
図９はプリズムユニットの詳細構成を示す断面図である。前述のように、プリズム１４は、落下口１２（図３参照）の側は被覆部材２２によって覆われているため、収容容器１１にて回収し落下口１２から落下したトナーが検知領域２０に直接侵入することを防止している。
【００４７】
一方で、プリズムユニット１３には、収容容器１１における落下口１２から見て、被覆部材２２よりも収容容器１１の側面の側に導入部材２３が設けられる。導入部材２３があることで、落下口１２から落下したトナーは、導入口２３ａからプリズムユニット１３に導入され、導入部材２３にガイドされつつ下方に移動する。
【００４８】
ここで、プリズムユニット１３には、導入口２３ａよりも重力方向下方の被覆部材２２に設けられ、被覆部材２２に導入されたトナーを排出可能な排出口２４がある。このため、収容容器１１に蓄積するトナーが少ないうちは、トナーが排出口２４から落下し、収容容器１１の下方へと移動する。一方、トナーが多くなってくると、収容容器１１の下方には落下口１２から導入されたトナーが蓄積し、排出口２４の下方を塞ぐ。
【００４９】
図１０は回収トナーが所定量に達したときの状態を示す図である。図１０に示すように、排出口２４の下方が塞がれた後に導入口２３ａから導入されたトナーは、排出口２４より上に堆積していく。その後に導入部材２３に沿って搬送されたトナーは、後述のように安息角βを保ちつつ第二プリズム１４ｂ上に堆積されていく。そして、第二プリズム１４ｂ上に堆積したトナーが検知領域２０を覆うと検知光の光路Ｋ（図５参照）が遮られ、受光素子１９に発光素子１８から発せられた検知光が届かなくなるため、収容容器１１内部のトナーが所定量に達したことが検知される。
【００５０】
なお、図９において、第一プリズム１４ａの最下面のうち導入口２３ａに最も近い点（基準点Ｐ１）と第二プリズム１４ｂの最上面のうち導入口２３ａから最も遠い点（基準点（基準点Ｐ２）を結ぶ直線Ｌが、水平に対してなす角を角θとする。本実施例では、角θの大きさを次のように規定する。
【００５１】
図１１は具体的なプリズムの位置関係を示す図である。図１１はプリズムユニット１３の第一プリズム１４ａと第二プリズム１４ｂを含む任意の位置での断面図である。（ａ）及び（ｂ）は安息角βと角θの関係を示す図であり、（ｃ）及び（ｄ）は拡散角αと角θの関係を示す図である。また、（ａ）及び（ｃ）は実施例であり、（ｂ）及び（ｄ）は説明のための比較例である。
【００５２】
まず、設定する角θと安息角βとの関係を図１１（ａ）及び（ｂ）を用いて説明する。本実施例では、図１１（ａ）に示すように、角θ＞安息角βを満たす位置関係になっている必要がある。次に具体的に説明する。
【００５３】
図１１（ａ）に示すように、第二プリズム１４ｂ上にトナーが安息角βにて堆積し、堆積して形成される山の裾野が第二プリズム１４ｂの全域を覆うと、反射型センサ１７からの光路Ｋ（図５参照）が塞がれる。これにより、トナーの存在を検知することができる。
【００５４】
ここで、第一プリズム１４ａ及び第二プリズム１４ｂを含む鉛直断面において、第一プリズム１４ａの下面のうち導入口２３ａに最も近い点と第二プリズム１４ｂの上面のうち導入口２３ａから最も遠い点とを結んだ直線Ｌが水平となす角を角θとする。この場合、角θは、安息角βよりも大きい必要がある。この理由は、次の通りである。
【００５５】
角θが安息角βよりも小さい場合、第二プリズム１４ｂ上に安息角βにて堆積したトナーの山Ｍ１の裾野が第二プリズム１４ｂ全体を覆う前に、山Ｍ１の上部が第一プリズム１４ａに当接する（図１１（ｂ）参照）。すると、その後にトナーが堆積しても、トナーの山Ｍ１を高くすることになれども、トナーの山Ｍ１のうち第二プリズム１４ｂに堆積している裾野部分を拡げることにはならない。このため、トナーの山Ｍ１の裾野が第二プリズム１４ｂの全域を覆うことができなくなる。よって、堆積したトナーの山Ｍ１の上部が第一プリズム１４ａに当接することを防ぐために、図１１（ａ）のように、角θ＞安息角βの関係を満たす必要がある。
【００５６】
次に、設定する角θと拡散角αとの関係を図１１（ｃ）及び（ｄ）を用いて説明する。図１１（ｃ）に示すように、導入口２３ａから導入されたトナーは、拡散角αの角度で拡散しつつ落下する。ここで本実施例では、図１１（ｃ）に示すように、拡散角α＞角θを満たす位置関係になっている必要がある。次に具体的に説明する。
【００５７】
第一プリズム１４ａの基準点Ｐ１を通して拡散角αで直線を引くと、第二プリズム１４ｂの上面と交差する。すなわち、導入口２３ａから導入されたトナーが落下の際に拡散する範囲は、第二プリズム１４ｂの上部全域を覆わない。すると、導入口２３ａから落下したトナーが直接、第二プリズム１４ｂの検知面の全域を覆うことはない。このため、早期検知を防止することができる。
【００５８】
角θが拡散角αよりも大きい場合、導入口２３ａから落下したトナーが拡散すると、第二プリズム１４ｂの全域に直接届くようになる。すると、導入部材２３に蓄積する過程を経由することなくトナーが直接、第二プリズム１４ｂの検知面を覆う可能性があるため、現像剤量検知システム１００がトナーの早期検知のする恐れがある。これを防ぐために、上述の拡散角α＞角θの位置関係を満たす必要がある。
【００５９】
以上の考察を総合すると、本実施例において、第二プリズム１４ｂの基準点Ｐ２と第一プリズム１４ａの基準点Ｐ１を結んだ直線Ｌと水平とのなす角θ、トナー拡散角α、トナー安息角βの間には、拡散角α＞角θ＞安息角β、の関係式が成り立つ。
【００６０】
そして、上記関係式が、プリズムユニット１３の第一プリズム１４ａと第二プリズム１４ｂを含むすべての断面において成り立つことによって、プリズムユニット１３内で様々にトナーが堆積したとしても、誤検知を防止できる。
【００６１】
以上のように、上記関係式を満たす配置にすることで、飛散トナーやトナーの堆積による誤検知を防止し、トナーが所定の量に達したことを確実に検知することができる。
【００６２】
なお、本実施例においては第一プリズム１４ａを鉛直方向上部に配置し、第二プリズム１４ｂを鉛直方向下部に配置したが、これに限るものではない。例えば、第一プリズム１４ａが鉛直方向下部に配置され、第二プリズム１４ｂが鉛直方向上部に配置されるような構成であってもよい。この場合、第一プリズム１４ａ及び第二プリズム１４ｂを含む鉛直断面において、導入口２３ａに最も近い点（上述の実施例における基準点Ｐ１）は、上部にある第二プリズム１４ｂの導入口２３ａ側の端部となる。また、導入口２３ａから最も遠い点（上述の実施例における基準点Ｐ２）は、下部にある第一プリズム１４ａの導入口２３ａ側から遠い側の端部になる。
【符号の説明】
【００６３】
Ｋ…光路
Ｐ１、Ｐ２…基準点
Ｔ…トナー
１１…収容容器、１１ａ…収容部
１２…落下口
１４ａ…第一プリズム
１４ｂ…第二プリズム
１７…反射型センサ
１８…発光素子、１９…受光素子
２０…検知領域
２２…被覆部材、２３…導入部材
２３ａ…導入口、２４…排出口
５１…画像形成部、６０…画像形成装置、６０Ａ…装置本体
１００…現像剤量検知システム
【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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