(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を外部から供給するための供給口と、
前記供給口を介して前記現像剤を収容する収容部と、
前記供給口の開閉を可能とした第１のシャッター部材と、
前記現像剤の量を検知する検知機構と、
前記検知機構に駆動力を伝達する駆動力伝達機構とを有し、
前記駆動力伝達機構は、前記第１のシャッター部材の開閉と連動して、前記検知機構に前記駆動力を伝達することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置において、
前記駆動力は、回転力であり、
前記検知機構は、
前記駆動力伝達機構からの回転力を受ける駆動力伝達部と、
回転頂点まで駆動力伝達部から回転力を受けて前記収容部内の前記現像剤を攪拌し、その後、前記収容部内の前記現像剤の表面まで自重落下する攪拌部と、
前記攪拌部の落下位置を検出する落下位置検出部と、
を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の現像装置において、
前記駆動力伝達機構は、
前記駆動力伝達部に連結する第１のカップリング部と、駆動源に連結する第２のカップリング部とで構成されるカップリング構造を有することを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項２に記載の現像装置において、
前記落下位置検出部は、
前記攪拌部と共に回転し、光を通過する光通過部を一部に有する遮光板と、
前記光通過部を通過した光を受光し、前記受光した光を照射する導光路と、
を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項３に記載の現像装置において、
前記第１のシャッター部材の開閉と連動し、前記第１のカップリング部及び前記第２のカップリング部が連結するために移動する距離であるカップリング距離が、前記第１のシャッター部材の開閉動作の距離である開閉距離と異なることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項５に記載の現像装置において、
前記カップリング距離が、前記開閉距離に対して小さいことを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載の現像装置において、
前記現像装置は、
前記現像装置へ補充するための現像剤を充填する充填部と、現像剤を補充するための補充口と、前記補充口の開閉を可能とした第２のシャッター部材とを有する補充容器が着脱自在であり、
前記第２のシャッター部材が、前記第１のシャッター部材の開閉と連動して開閉動作を行うことを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項７に記載の現像装置において、
前記第１シャッター部材と前記第２のシャッター部材とが一体となることを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項７、又は請求項８に記載の現像装置において、
前記第１のシャッター部材の開閉動作方向に対する
前記供給口の幅をＬ１とし、
前記補充口の幅をＬ２とし、
前記カップリング距離をＬ３としたとき、
Ｌ１−Ｌ２＞Ｌ３
の関係にあることを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
請求項２に記載の現像装置において、
前記落下位置検出部は、
前記攪拌部と共に回転し、光を反射する反射部と、光を反射しない非反射部とを有する反射板を備えることを特徴とする。
【請求項１１】
補充容器から補充される現像剤を収容する現像装置であって、
前記現像剤の収容部内部に回転可能に設けられた回転体と、
駆動源が発生する駆動力を前記回転体に伝達する駆動力伝達機構と、
前記現像剤の移動を阻止するように移動し、前記現像剤の移動を許容するように移動するシャッター部材と、を備え、
前記駆動力伝達機構は、
前記回転体に連結する第１の係合部と前記駆動源に連結する第２の係合部とを含み、
前記補充容器から前記現像装置への前記現像剤の移動をシャッター部材が阻止する場合に前記第１の係合部と前記第２の係合部とが離脱し、前記補充容器から前記現像装置への前記現像剤の移動を前記シャッター部材が許容する場合に前記第１の係合部と前記第２の係合部とが係合する、ことを特徴とする現像装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の現像装置において、
前記シャッター部材は、自装置の長手方向に沿って移動することを特徴とする現像装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の現像装置において、
前記第１の係合部と前記第２の係合部とは、前記シャッター部材が移動する方向に係合し、又は離脱するように構成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載の現像装置において、
前記回転体は、攪拌部材であることを特徴とする現像装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の現像装置において、
前記攪拌部材は、前記現像剤を攪拌後、前記現像剤の表面まで自重落下するものであり、
前記攪拌部材の落下位置を検出する落下位置検出部をさらに備えることを特徴とする現像装置。
【請求項１６】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の現像装置において、
前記現像装置は、
前記現像装置へ補充するための現像剤を充填する充填部と、現像剤を補充するための補充口と、前記補充口の開閉を可能とした第２のシャッター部材とを有する補充容器が着脱自在であり、
前記第２のシャッター部材が、前記第１のシャッター部材の開閉と連動して開閉動作を行うことを特徴とする現像装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の現像装置において、
前記第１シャッター部材と前記第２のシャッター部材とが一体となることを特徴とする現像装置。
【請求項１８】
補充容器から補充される現像剤を収容する現像装置であって、
内部に回転可能に設けられた回転体と、
前記回転体に回転力を伝達する駆動力伝達機構と、を備え、
前記回転体は、回転頂点まで前記回転力を受けて前記現像剤を攪拌する攪拌部であり、
前記駆動力伝達機構は、
前記補充容器から前記現像装置への前記現像剤の移動をシャッター部材が阻止する場合に前記回転力の伝達を遮断し、前記補充容器から前記現像装置への前記現像剤の移動を前記シャッター部材が許容する場合に前記回転力を伝達する、ことを特徴とする現像装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の現像装置において、
前記攪拌部は、前記現像剤を攪拌後、前記現像剤の表面まで自重落下するものであり、
前記攪拌部の落下位置を検出する落下位置検出部をさらに備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２０】
請求項１ないし請求項１９のいずれか１項に記載の現像装置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、現像装置、及びこの現像装置を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置や、プリンタ部とスキャナ部とを備える複合機等の画像形成装置においては、感光体の表面を一様に、かつ、均一に帯電させ、帯電させられた表面を露光して静電潜像を形成し、静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成している。そして、トナー像は用紙に転写された後、定着させられて画像が形成される。
【０００３】
このような従来の画像形成装置には、現像装置内のトナー残量を検出するトナー残量検出機構が設けられている。
トナー残量検出機構は、トナー残量が少ないと、ある所定の高さからトナー表面まで自重落下する回転体である。画像形成装置は、トナー残量検出機構である回転体が自重落下している時間の長さによって、トナー残量を検出している（引用文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２３５３７号公報（段落００２１〜００２４等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、従来の画像形成装置は、トナーカートリッジの交換を可能にするために、現像装置にトナーカートリッジを着脱自在な構成にし、トナーカートリッジや現像装置に形成されるトナー供給口にはトナー供給口シャッターが設けられることが多い。
そのため、前記トナー残量検出機構を用いてトナー残量を検出する従来の画像形成装置では、新品のトナーカートリッジを現像装置に装着しても、トナーカートリッジや現像装置に設けられたトナー供給口シャッターが閉じている場合、トナーがトナーカートリッジから現像装置に供給されずに、新品のトナーカートリッジが装着されているにも関わらずトナー無し状態と判断され、トナーカートリッジの交換を促してしまうという問題があった。
【０００６】
また、この問題を解決するために、トナー供給口シャッター（第１のシャッター部材）の開閉を検知するためのセンサ類を画像形成装置に備える構成とすることも考えられるが、センサ類を用いない場合に比べて画像形成装置の構成が複雑になる。
【０００７】
本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、センサ類の数を増加させることなく、トナー供給口（供給口）にある第１のシャッター部材の開閉状態とトナー残量の検出をすることができる現像装置、及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明に係る一の現像装置は、現像剤を外部から供給するための供給口と、前記供給口を介して前記現像剤を収容する収容部と、前記供給口の開閉を可能とした第１のシャッター部材と、前記現像剤の量を検知する検知機構と、前記検知機構に駆動力を伝達する駆動力伝達機構とを有し、前記駆動力伝達機構は、前記第１のシャッター部材の開閉と連動して、前記検知機構に前記駆動力を伝達することを特徴とする。
また、本発明に係る他の現像装置は、補充容器から補充される現像剤を収容する現像装置であって、前記現像剤の収容部内部に回転可能に設けられた回転体と、駆動源が発生する駆動力を前記回転体に伝達する駆動力伝達機構と、前記現像剤の移動を阻止するように移動し、前記現像剤の移動を許容するように移動するシャッター部材と、を備え、前記駆動力伝達機構は、前記回転体に連結する第１の係合部と前記駆動源に連結する第２の係合部とを含み、前記補充容器から前記現像装置への前記現像剤の移動をシャッター部材が阻止する場合に前記第１の係合部と前記第２の係合部とが離脱し、前記補充容器から前記現像装置への前記現像剤の移動を前記シャッター部材が許容する場合に前記第１の係合部と前記第２の係合部とが係合する、ことを特徴とする。
【０００９】
この検知機構は、前記駆動力は、回転力であり、前記検知機構は、前記駆動力伝達機構からの回転力を受ける駆動力伝達部と、回転頂点まで駆動力伝達部から回転力を受けて前記収容部内の前記現像剤を攪拌し、その後、前記収容部内の前記現像剤の表面まで自重落下する攪拌部と、前記攪拌部の落下位置を検出する落下位置検出部と、を備えるようにすることが好ましい。
また、前記落下位置検出部は、前記攪拌部と共に回転し、光を通過する光通過部を一部に有する遮光板と、前記光通過部を通過した光を受光し、前記受光した光を照射する導光路と、を備えるようにすることが好ましい。前記遮光板に光を照射する発光素子と、前記導光路から照射された光を受光し、受光信号を出力する受光素子とを備え、攪拌部の回転周期Ｔの間に前記受光信号のデューティ比の変化を用いて、前記収容部内のトナーの量を判定すると共に、前記回転周期Ｔの時間内に前記受光信号が変化しなかった場合に、前記第１のシャッター部材が閉鎖していると判定することが好ましい。
また、前記駆動力伝達機構は、前記駆動力伝達部に連結する第１のカップリング部と、駆動源に連結する第２のカップリング部とで構成されるカップリング構造を有することが好ましい。
【００１０】
また、本発明に係る画像形成装置は、前記記載の現像装置と、遮光板に光を照射する発光素子と、導光路から照射された光を受光し、受光信号を出力する受光素子と、攪拌部の回転周期Ｔの間に前記受光信号のデューティ比の変化を用いて、前記収容部内のトナーの量を判定すると共に、前記回転周期Ｔの時間内に前記受光信号が変化しなかった場合に、前記第１のシャッター部材が閉鎖していると判定する制御部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、トナー残量を検出するセンサ類を用いてトナー供給口にあるシャッターの開閉状態を検出することができる。これにより、余計なセンサ類を用いることなく、トナー供給口にあるシャッターの開閉状態とトナー残量の検出をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る画像形成装置の縦断面図（概略）である。
【図２】第１実施形態に係る画像形成装置の要部拡大縦断面図（概略）である。
【図３】第１実施形態に係る現像装置の縦断面図である。
【図４】第１実施形態に係る現像装置（トナーカートリッジ装着済み）の縦断面図である。
【図５】第１実施形態に係る現像装置の外観斜視図である。
【図６】第１実施形態に係るトナーカートリッジの外観斜視図である。
【図７】第１実施形態に係る現像装置（トナーカートリッジ装着済み）の外観斜視図である。
【図８Ａ】第１実施形態に係る検知機構、駆動力伝達機構、及び周辺装置の外観斜視図である。
【図８Ｂ】第１実施形態に係るスパイラル、カップリングギヤ、及びリンク部材の外観斜視図である。
【図９】第１実施形態に係る現像装置の側面図、及び縦断面図である。
【図１０】第１実施形態に係る現像装置の上面図である。
【図１１】第１実施形態に係る現像装置の要部拡大上面図である。
【図１２】第１実施形態に係る駆動力伝達機構（トナー供給口が閉じた状態）を説明するための図である。
【図１３】第１実施形態に係る駆動力伝達機構（カップリング部が噛み合わない状態その１）を説明するための図である。
【図１４】第１実施形態に係る駆動力伝達機構（カップリング部が噛み合わない状態その２）を説明するための図である。
【図１５】第１実施形態に係る駆動力伝達機構（トナー供給口が開いた状態）を説明するための図である。
【図１６】第１実施形態に係る検知機構の外観斜視図である。
【図１７】第１実施形態に係る検知機構を構成する回転体の外観斜視図である。
【図１８】第１実施形態に係る検知機構を構成する遮光板の外観斜視図である。
【図１９】第１実施形態に係る検知機構を構成する駆動ギヤを説明するための図である。
【図２０】第１実施形態に係る検知機構を構成する発光素子、受光素子の外観斜視図である。
【図２１】第１実施形態に係る検知機構によるトナー残量検知動作（トナーが十分にあるとき）を説明するための図である。
【図２２】第１実施形態に係る検知機構によるトナー残量検知動作（トナーが少ないとき）を説明するための図である。
【図２３】第１実施形態に係る検知機構を構成する受光素子が光を認識するタイムチャート（トナー残量が十分な場合、トナー残量が少ない場合）である。
【図２４】第１実施形態に係る検知機構を構成する受光素子が光を認識するタイムチャート（トナー供給口が閉じた状態）である。
【図２５Ａ】第１実施形態に係る現像装置にトナーカートリッジが装着される様子を示す図である。
【図２５Ｂ】第１実施形態に係る現像装置に形成される第１のラッチ部材がラッチ規制部から解除される様子を示す図である。
【図２６】第２実施形態に係る現像装置の側面図、縦断面図、及び要部拡大縦断面図である。
【図２７】第２実施形態に係る現像装置の要部拡大上面図である。
【図２８】第２実施形態に係る現像装置の要部拡大縦断面図、及び駆動力伝達機構（カップリング部が噛み合わない状態）を説明するための図である。
【図２９】第２実施形態に係る現像装置の要部拡大縦断面図、及び駆動力伝達機構（カップリング部が噛み合った状態）を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態につき詳細に説明する。
なお、各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、参照する図面において、本発明を構成する部材の寸法は、説明を明確にするために誇張して表現されている場合がある。なお、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。
【００１４】
[第１実施形態]
≪第１実施形態に係る画像形成装置の構成≫
以下、図１〜図２５Ｂを参照して、第１実施形態に係る画像形成装置の構成について説明する。
第１実施形態に係る画像形成装置１００は、例えば、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置や、プリンタ部とスキャナ部とを備える複合機等である。ここでは、画像形成装置１００として、カラープリンタを想定して説明する。
【００１５】
図１は、第１実施形態に係る画像形成装置の縦断面図（概略）である。
図１に示す画像形成装置１００は、露光装置としてのＬＥＤヘッド３と、用紙搬送路１５と、媒体搬送ローラ１６，１７，１８，１９と、給紙カセット２０と、スタッカ２１と、用紙繰り出し部２２と、現像装置としての現像器２３と、転写ベルトユニット２４と、定着部２５と、(紙厚)検知部２６と、ロワーフレーム２８と、トップカバー３０と、制御部９９と、を備えて構成される。また、転写ベルトユニット２４は、転写ベルト１１と、転写ローラ１２とを備えている。
【００１６】
画像形成装置１００のロワーフレーム２８には、媒体搬送ローラ１６，１７，１８，１９を有する概ねＳ状の用紙搬送路１５が配設されており、用紙搬送路１５の端部に記録媒体を収納する給紙カセット２０とスタッカ２１とが設けてある。用紙搬送路１５には給紙カセット２０から記録媒体を繰り出す用紙繰り出し部２２、記録媒体の紙厚を検知する(紙厚)検知部２６、繰り出された記録媒体を静電効果により転写ベルト１１に付着させて搬送する転写ベルトユニット２４、トナーを記録媒体に定着させる定着部２５が設けてある。また、用紙搬送路１５を挟んで、転写ベルトユニット２４と対向する位置に、４つの現像器２３が配列されている。
【００１７】
図２は、第１実施形態に係る画像形成装置の要部拡大縦断面図（概略）である。具体的には、図２には、図１に示す画像形成装置１００の現像器２３、転写ローラ１２、及び印刷された記録媒体１３の概略が記載されている。なお、現像器２３については、ここでは、画像形成に関連する構成のみ説明する。
図２に示す現像装置としての現像器２３は、感光体１と、帯電部材２と、現像ローラ６と、現像ブレード７と、供給ローラ８と、クリーニングブレード９とを含んで構成され、現像器２３には、トナーカートリッジ５が装着される。
【００１８】
画像形成装置１００の感光体１は、所定の回転速度で回転可能であり、表面に電荷を蓄える感光層が形成され、露光によって表面の電荷を除去することができる。感光体１の表面には、所定電圧を印加可能であり、帯電部材２が一定の圧力で感光体１の表面に接触している。感光体１の上部には、感光体１の表面に静電潜像を形成するための露光装置としてのＬＥＤヘッド３が配置される。弾性体でつくられたクリーニングブレード９が、トナー４をかきとるためエッジ部を感光体１の表面に一定の圧力で接触するように配置されており、感光体の表面の電荷を除去するための除電部２７が配置されている。
【００１９】
また、現像ローラ６には、トナーカートリッジ５から供給されたトナー４を現像ローラ６に供給するためのトナー供給ローラ８が一定の圧力で接触し、トナー供給ローラ８により現像ローラ６に供給されたトナーを一定の厚さに規制する現像ブレード７が配置され、感光体１と現像ローラ６とは、所定のバイアス電圧が印加され、トナー４が静電気力で感光体１まで移動する。
【００２０】
トナー４を収納したトナーカートリッジ５は、現像器２３上部に配置され、トナーカートリッジ５の内部からトナー４が供給される。フレーム１０は、現像器２３の外枠を構成する。感光体１の下部には、転写ベルト１１、および転写ローラ１２が配置される。転写ベルト１１および転写ローラ１２は、図示していない電源より電圧が印加され、記録媒体１３上にトナー１４が転写される。
【００２１】
＜現像器＞
次に、図２に示した現像装置としての現像器２３のより詳細な構成を説明する。
図３は現像器２３の縦断面図であり、図４は現像器２３（トナーカートリッジ５装着済み）の縦断面図であり、図５は現像器２３の外観斜視図であり、図６はトナーカートリッジ５の外観斜視図であり、図７は現像器２３（トナーカートリッジ５装着済み）の外観斜視図である。
【００２２】
第１実施形態に係る現像装置としての現像器２３は、図３及び図４に示すように、上部に第１のトナー供給口５５を有し、現像剤(トナー)を収容する収容部としてのフレーム１０と、第１のトナー供給口５５の開閉を可能にした第１のシャッター部材５７と、フレーム１０内のトナーの量を検知する検知機構としてのトナー残量検知機構３１と、トナー残量検知機構３１に駆動源としてのモータ８１(図８Ａ参照)の駆動力(回転力)を伝達する駆動力伝達機構９８(図８Ａ参照)と、を備える。
【００２３】
（フレーム）
収容部としてのフレーム１０は、トナーを収容できるように、一定の内部空間を有して形成される。現像器２３のフレーム１０の全体形状を図５に示す。フレーム１０は、トナーカートリッジ５が装着される面に、現像剤としてのトナーを供給するための供給口としての第１のトナー供給口５５(図３参照)を有する。第１のトナー供給口５５は、現像器２３にトナーカートリッジ５(図６参照)から、トナーを供給するための貫通孔である。第１のトナー供給口５５は、現像器２３にトナーカートリッジ５が装着された状態(図７参照)で、図４に示すように、トナーカートリッジ５に形成される第２のトナー供給口５６と連通する。これにより、トナーカートリッジ５から現像器２３にトナーが補充される。
【００２４】
（第１のシャッター部材）
第１のシャッター部材５７は、第１のトナー供給口５５の上部に形成され、長手方向(図３及び図４では断面に対して垂直方向、図５ではα１，α２方向)にスライド可能である。第１のシャッター部材５７は、長手方向にスライドすることで、第１のトナー供給口５５を塞いだり、開放したりする。
第１のシャッター部材５７は、トナーカートリッジ５が装着されていない状態(図５参照)では、図３に示すように、第１のトナー供給口５５を塞ぎ、トナーカートリッジ５が装着されている状態(図７参照)では、図４に示すように、第１のトナー供給口５５を開放する。
【００２５】
第１のシャッター部材５７の側面には、第１のラッチ部材５９が形成される。第１のラッチ部材５９は、第１のシャッター部材５７が閉じた状態の場合、現像器２３のフレーム１０に形成されるラッチ規制部６１と結合することでロックされ、それにより、第１のシャッター部材５７はスライド動作が規制される。また、図示していないが、フレーム１０には、第１のシャッター部材５７の移動量を規制する移動量規制部が設けられている。
なお、第１のシャッター部材５７の開閉動作は、駆動力伝達機構９８(図８Ａ参照)を介してトナー残量検知機構３１(図３参照)と連動する。第１のシャッター部材５７とトナー残量検知機構３１への駆動伝達との連動については、駆動力伝達機構９８(図８Ａ参照)の構成で説明する。
【００２６】
（駆動力伝達機構）
駆動力伝達機構９８は、図８Ａに示すように、減速ギヤ５０と、カップリングギヤ５１と、カップリングギヤ５１に一体に形成され回転軸５２に沿って、カップリングギヤ５１と同期してα１，α２方向にスライド可能な第１のカップリング部５３と、スパイラル９７が有する回転軸５２と同軸上に形成され、第１のカップリング部５３と係合する第２のカップリング部５４と、を備える。
【００２７】
減速ギヤ５０は、駆動ギヤ３３及びカップリングギヤ５１と歯合する。カップリングギヤ５１は、減速ギヤ５０と歯合し、回転軸５２上でα１，α２方向にスライド可能であり、回転軸５２は、カップリングギヤ５１を軸支して、カップリングギヤ５１の回転軸となる。第１のカップリング部５３、第２のカップリング部５４は、つめの形が略三角形状のかみあいクラッチとして構成される。
【００２８】
図８Ｂを参照して、スパイラル９７及びカップリングギヤ５１のさらに詳細な構成を説明する。
スパイラル９７は、現像剤搬送部としての羽部９７ａと回転軸５２と第２のカップリング部５４とを有する。また、カップリングギヤ５１は、歯部５１ａと、歯部５１ａ及び第１のカップリング部５３の間に形成された溝部５１ｃと、嵌合孔５１ｂとからなる。ここで、嵌合孔５１ｂには回転軸５２が嵌入している。また、溝部５１ｃにはリンク部材６４に形成された引掛部６４ａが嵌合する。ここで、リンク部材６４に形成された引掛部６４ａの幅ｄは、溝部５１ｃの径よりも大きく第１のカップリング部５３及び歯部５１ａの径よりも小さいため、リンク部材６４がα１、α２の方向に移動するのに伴って、カップリングギヤ５１が第２のカップリング部５４に対してα１又はα２の方向にスライド移動する。
【００２９】
また、駆動力伝達機構９８は、現像器２３内のトナーの残量を検知するトナー残量検知機構３１と、回転軸５２を有するスパイラル９７と、感光体１(図３参照)を回転するギヤ８５と、現像ローラ６(図３参照)を回転するギヤ８６と、ギヤ８７と、供給ローラ８を回転するギヤ８８と、画像形成装置１００に配設されるモータ８１と、ギヤ８２，８３，８４と、直接又は間接的に駆動力が伝達可能に接続される。
【００３０】
具体的には、駆動源としてのモータ８１の駆動力は、最初にモータ８１の回転軸からギヤ８２に伝達され、次にギヤ８３に伝達され、次にギヤ８４に伝達され、次にギヤ８５に伝達され、次にギヤ８６に伝達され、次にギヤ８７に伝達され、次にギヤ８８に伝達され、次にギヤ８９に伝達され、次にギヤ９０に伝達され、次にギヤ９１に伝達され、次にスパイラル９７が有する回転軸５２と同軸上に形成された第２のカップリング部５４に伝達される。
【００３１】
次に、モータ８１の駆動力は、第２のカップリング部５４とα１，α２方向にスライド可能な第１のカップリング部５３とが係合しているか否かにより、伝達されるか否かが決定する。ここで、第２のカップリング部５４とα１，α２方向にスライド可能な第１のカップリング部５３とが係合しているか否かは、第１のシャッター部材５７の開閉状態により異なり、詳細は後記する。
【００３２】
第２のカップリング部５４とα１，α２方向にスライド可能な第１のカップリング部５３とが係合している場合に、モータ８１の駆動力は、次に第１のカップリング部５３に伝達し、次に第１のカップリング部５３と同期するカップリングギヤ５１に伝達し、次に減速ギヤ５０に伝達し、最後にトナー残量検知機構３１の駆動ギヤ３３に伝達し、駆動ギヤ３３の駆動力によりトナー残量検知機構３１の回転体３２及び遮光板３４を回転する。一方、第２のカップリング部５４とα１，α２方向にスライド可能な第１のカップリング部５３とが係合していない場合に、モータ８１の駆動力は、カップリングギヤ５１以降のギヤに伝達しない。
【００３３】
このように、画像形成装置１００に配設されるモータ８１は、トナー残量検知機構３１に駆動力(回転力)を与えるために、各種ギヤや駆動力伝達機構９８を介して駆動力を伝達する。
【００３４】
トナー残量検知機構３１は、現像器２３内のトナーの残量を検知する。また、トナー残量検知機構３１への駆動伝達は、第１のシャッター部材５７がα１方向にスライドする動作に連動する。トナー残量検知機構３１の詳細な説明は後記する。
【００３５】
スパイラル９７は、図９に示すように、トナーカートリッジ５の長手方向の中央に配置される第２のトナー供給口５６から供給されるトナーを、現像器２３の長手方向の両端に均一に移動するためのトナー搬送部材である。スパイラル９７は、上記したように、モータ８１の駆動力によって回転軸５２を中心に回転する。
【００３６】
次に、第１のシャッター部材５７の開閉状態に連動させ、第２のカップリング部５４とα１，α２方向にスライド可能な第１のカップリング部５３とを係合させる連動機構について図１０〜図１５を参照して説明する。
図１０に示すように、連動機構は、第１のシャッター部材５７が有する当接部としてのリンク保持部６３と、カップリングギヤ５１に連結され、長手方向(α１，α２方向)にスライド可能なリンク部材６４と、で構成される。
【００３７】
リンク保持部６３は、第１のシャッター部材５７が駆動力伝達機構９８上部まで延在している部分の側面に形成される。リンク保持部６３は、第１のシャッター部材５７がα１方向にスライドすることにより、リンク部材６４の被当接部としての引っ掛け部７９に当接し、その後、リンク部材６４をα１方向に引っ張る。
【００３８】
リンク部材６４は、略Ｌ字形状をなし、一端をカップリングギヤ５１と連結し、他端には引っ掛け部７９を有する。リンク部材６４は、α１方向にスライド可能に第１のシャッター部材５７に取り付けられているが、α２方向へ付勢力を発生する圧縮コイルバネ６５によりα１方向へのスライドは制限されている。そのため、リンク部材６４は、α１方向へ一定以上の付勢力を与えなければ、α１方向にスライドしない。圧縮コイルバネ６５は、一端を現像器２３のフレーム１０に設けられた保持部１０ａに保持され、他端がリンク部材６４に形成された突き当て部６４ｂに突き当たることで伸縮する。これにより、リンク部材６４がα１方向にスライドした場合、リンク部材６４をα２方向(カップリングギヤ５１が有する第１のカップリング部５３と、回転軸５２に形成される第２のカップリング部５４とが噛み合わない方向)に付勢する。
【００３９】
図１２に示す、第１のシャッター部材５７を閉じた状態から、α１方向に第１のシャッター部材５７をスライドすると、図１３に示す状態になる。図１３に示す状態では、リンク部材６４の引っ掛け部７９は、第１のシャッター部材５７のリンク保持部６３に引っかからない位置である。この位置では、リンク部材６４は、圧縮コイルバネ６５でα２方向に付勢されているため、リンク部材６４はα１方向にスライドしない。そのため、リンク部材６４と連動してスライドするカップリングギヤ５１もスライドせず、第１のカップリング部５３が回転軸５２に形成される第２のカップリング部５４と連結することもなく、駆動ギヤ３３に駆動が伝わらない。
【００４０】
図１３に示す状態から、さらに、第１のシャッター部材５７をα１方向にスライドすると、図１４に示す状態になる。図１４に示す状態では、リンク部材６４の引っ掛け部７９は、第１のシャッター部材５７のリンク保持部６３に当接している位置である。この位置よりさらに第１のシャッター部材５７を圧縮コイルバネ６５の付勢力に反してα１方向にスライドすると、リンク部材６４の引っ掛け部７９がリンク保持部６３に引っ張られることにより、リンク部材６４は、α１方向にスライドを開始する。
【００４１】
図１５に示す状態は、第１のシャッター部材５７のα１方向へのスライドが完了した状態であり、第１のトナー供給口５５が開放された状態である。図１５に示す状態では、カップリングギヤ５１の第１のカップリング部５３と回転軸５２の第２のカップリング部５４とが嵌めあうことで、回転軸５２からの駆動力がカップリングギヤ５１に伝達可能になる。カップリングギヤ５１に駆動力が伝わると、減速ギヤ５０を介して、駆動ギヤ３３に駆動力が伝わり、駆動ギヤ３３内の駆動力伝達部３８(図１９参照)によって回転体３２の駆動力受動部３７(図１７参照)を押すことで、攪拌部としての回転体３２が回転する。回転体３２が回転することで、回転体３２に取り付けられた遮光板３４も回転する。
【００４２】
なお、第１のシャッター部材５７が一定距離スライドしてから、リンク部材６４がスライドを開始するようにしているのは、第１のシャッター部材５７が、トナーの安定供給が可能である開状態の位置にあるときに、第１のカップリング部５３と第２のカップリング部５４とが係合するようにするためである。これにより、第１のシャッター部材５７の開きが不十分である場合には、第１のカップリング部５３と第２のカップリング部５４とが係合せず、結果として回転体３２に駆動力が伝達されることがない。そのため、第１のシャッター部材５７の開状態が中途半端である(全開状態でない)ときに、後記する制御部９９は、第１のシャッター部材５７が開状態である(開放されている)と判定することはない。詳細は、トナー残量検知機構３１及び制御部９９で説明する。
【００４３】
また、トナーカートリッジ５の第２のシャッター部材５８を閉める揚合、リンク部材６４は圧縮コイルバネ６５によりα２方向に押圧されるため、カップリングギヤ５１の第１のカップリング部５３と、回転軸５２の第２のカップリング部５４とは、離れた状態で維持される。
【００４４】
（トナー残量検知機構）
図１６を参照して、トナー残量検知機構３１の構成を説明する。
検知機構としてのトナー残量検知機構３１は、攪拌部としてのクランク状の回転体３２と、回転体３２に駆動力(回転力)を与える駆動ギヤ３３と、遮光板３４と、導光路３５と、カバー３６と、を備える。なお、発光素子４５及び受光素子４９は、画像形成装置１００(図１参照)に配設されている。また、遮光板３４と、導光路３５とを併せて落下位置検出部と呼ぶ場合がある。
【００４５】
図１７を参照して、回転体３２の構成を説明する。
攪拌部としての回転体３２は、クランク状に形成される。回転体３２は、駆動ギヤ３３と接続（図１９参照）し、駆動ギヤ３３から駆動力を受ける駆動力受動部３７と、駆動力受動部３７が受けた駆動力により回転するクランク部４４と、先端に略Ｔ字形状が形成され、遮光板３４と結合する固定部４０と、を備える。攪拌部としての回転体３２は、現像器２３内を回転することで、現像器２３内のトナーを攪拌する。
【００４６】
図１８を参照して、遮光板３４の構成を説明する。
遮光板３４は、「コ」の字形の切り欠き(長方形状の切り欠き)である光通過部としてのコの字部３９を一部に有する円盤形状の円盤部４１と、円盤部４１の中心から円盤面に対して垂直方向に延在した延在部の先端にＴ溝部４３と、を備える。遮光板３４は光を透過しない材料、色等を用いて作成される。Ｔ溝部４３には、回転体３２の固定部４０が取り付けられ、それにより、遮光板３４は、回転体３２とともに回転する。
【００４７】
ここで、遮光板３４は、コの字部３９と、回転体３２のクランク部４４及び駆動力受動部３７とが同じ位相になるように取り付ける。すなわち、コの字部３９が回転中心に対して回転頂点に位置している場合には、クランク部４４及び駆動力受動部３７も同じように回転中心に対して回転頂点に位置する。
【００４８】
図１９を参照して、駆動ギヤ３３の構成を説明する。
駆動ギヤ３３は、回転体３２が回転頂点から自重落下可能なように、回転体３２の駆動力受動部３７の一方の側面のみ当接するように形成された駆動力伝達部３８を備える。駆動力伝達部３８は、モータからの駆動力により駆動ギヤ３３内部をα３方向に回転し、駆動ギヤ３３の内部に駆動力伝達部３８と離間可能な状態で配設されている回転体３２の駆動力受動部３７をα３方向に付勢する。
【００４９】
これにより、回転体３２は、クランク部４４がトナー４の表面から回転頂点までは、駆動力伝達部３８に付勢されながら一体となって回転し、回転頂点を過ぎた地点で、クランク部４４の重みにより駆動力伝達部３８の回転速度よりも速い回転速度でトナー４の表面まで自重落下する。一方、駆動力伝達部３８は、回転頂点を過ぎても同じ回転速度で回転し続け、トナー４の表面で自重落下した回転体３２の駆動力受動部３７と当接し、再び回転頂点まで回転体３２と一体となって回転する。ここで、遮光板３４のコの字部３９は、駆動力受動部３７及びクランク部４４と同じ位相になるように取り付けられているので、遮光板３４のコの字部３９は、駆動力受動部３７及びクランク部４４と同じように回転する。
【００５０】
図２０を参照して、導光路３５の構成を説明する。
導光路３５は、ＰＭＭＡ(Polymenthyl Methacrylate)などの透明材でできており、画像形成装置１００に設けられた発光素子４５から、カバー３６(図１６参照)の孔部４８を通して光を受光する入射部４６と、入射部４６から受けた光の方向を変えた後に、画像形成装置１００に設けられた受光素子４９にカバー３６の孔部４８を通して方向を変えた光を出す出射部４７から成る。
【００５１】
ここで、受光素子４９に光が伝わるのは、遮光板３４のコの字部３９が出射部４７と受光素子４９との間にある場合であり、コの字部３９がそれ以外の位置にある場合には、円盤部４１が出射部４７から受光素子４９に伝えられる光を遮光する。そのため、受光素子４９は、回転体３２の動作と連動する遮光板３４が導光(通過、又は透過)と遮光を繰り返すことにより反応し、受光素子４９は、光が伝わっていることを示す受光信号を制御部９９に出力する。
【００５２】
図２１は、現像器２３内にトナーが十分にあるときの回転体３２の動作を説明する図である。図２２は、現像器２３内にトナーが少ないときの回転体３２の動作を説明する図である。
【００５３】
図２１に示すように、現像器２３内にトナー４が十分に満たされている場合、回転体３２は、回転体３２の回転頂点から駆動ギヤ３３の駆動力伝達部３８に押されても、自重落下動作が回転頂点に近いトナー４の表面の位置で遮られる。
一方、図２２に示すように、現像器２３内にトナー４が少ない場合、回転体３２は、現像器２３内にトナー４が満たされている場合に比べて、自重落下動作が回転頂点から遠い位置のトナー４の表面で遮られる。これにより、現像器２３内にトナー４が少ない場合、回転体３２の自重落下時間は、トナー４が十分に満たされている場合に比べて長くなる。
【００５４】
回転体３２のクランク部４４と遮光板３４のコの字部３９が同位相のため、回転体３２が自重落下し、クランク部４４が下にあるときは、遮光板３４のコの字部３９も下になる。そのため、例えば、図２３のタイムチャートのように、現像器２３内にトナー４が少ない場合、遮光板３４が導光路３５の出射部４７からの光を導光(通過)する導光時間が長くなる。
一方、現像器２３内にトナー４が十分に満たされている場合、遮光板３４が導光路３５の出射部４７からの光を導光(通過)する導光時間が短くなる。
【００５５】
このように、現像器２３内のトナー４の量により回転体３２の回転動作が変化し、それに伴い遮光板３４のコの字部３９が光を通過する時間が変化する。同時に、円盤部４１が光を遮光する時間も変化する。したがって、トナー残量検知機構３１は、受光素子４９が認識する導光時間と遮光時間の差により現像器２３のトナー量の判別が可能となる。
【００５６】
＜制御部＞
図１に示す、制御部９９は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)を含むＬＳＩ(Large Scale Integration)等で構成される。制御部９９は、受光素子４９から受け取った光が伝わっている事を示す受光信号を用いて、トナー４の残量の判定、及び第１のシャッター部材５７が開放されているか否かの判定を行う。また、制御部９９は、それ以外にも画像形成装置１００全体の制御を行う。
【００５７】
（トナーの残量の判定）
制御部９９は、受光素子４９から受け取った光が伝わっていることを示す受光信号を用いてトナーの残量を判定する。例えば、制御部９９は、回転体３２の回転周期Ｔの間に受光素子４９から受け取った受光信号のデューティ比(図２３に示すｔ２／Ｔ)が一定以上になった場合に、トナーの残量が少ないと判定する。
【００５８】
（第１のシャッター部材５７が開放されているか否かの判定）
制御部９９は、受光素子４９から受け取った光が伝わっていることを示す受光信号を用いて第１のシャッター部材５７が開放されているか否かの判定を行う。例えば、回転体３２の回転周期Ｔの時間内に受光信号を常に受け取っている場合(図２４に示すｔ２／Ｔ＝１)、又は、回転体３２の回転周期Ｔの時間内に受光信号を常に受け取っていない場合(図４に示すｔ２／Ｔ＝０)のように、受光信号が変化しなかった場合に第１のシャッター部材５７が開いていないと判定する。
【００５９】
＜トナーカートリッジ＞
図６を参照し、補充容器としてのトナーカートリッジ５の構成を説明する。
トナーカートリッジ５の側面には、現像器２３の取付け孔６８(図５参照)に嵌る第１のポスト６９が設けられている。また、トナーカートリッジ５の底面には、現像器２３のＵ字溝部７０(図５参照)に嵌る第２のポスト７１が設けられている。第２のポスト７１は、第１のポスト６９と反対側にＣ面７２が設けられている。また、トナーカートリッジ５の側面には、現像器２３の着脱用ガイドリブ７３(図５参照)に嵌るガイド部７４が設けられている。
【００６０】
また、トナーカートリッジ５には、外周部６６を囲み、かつ外周部６６に設けられた現像剤としてのトナーを補充するための補充口としての第２のトナー供給口５６(図４参照)を塞ぎ、長手方向(α１，α２方向)にスライド可能に設けられた第２のシャッター部材５８が設けられている。第２のシャッター部材５８の底面には、ラッチ規制孔６７が設けられており、外周部６６に設けられた第２のラッチ部材６０がラッチ規制孔６７に嵌ることにより開閉時のロックがされている。
【００６１】
また、第２のシャッター部材５８の底面には、第２の凸部７８が設けられている。第２の凸部７８は、第２のシャッター部材５８が開く方向であるα１方向にスライドした場合に、外周部６６に設けられた案内部６６ａ(図２５Ｂ参照)と当接することで、内側方向に弾性変形し、現像器２３の第１のラッチ部材５９を外側方向に押下する(図２５Ｂ参照)。それにより、第１のラッチ部材５９は、ラッチ規制部６１(図２５Ａ参照)との係合が解除される。なお、図２５Ａは、現像器２３にトナーカートリッジ５が装着される様子を示す。また、図２５Ｂは、第１のラッチ部材５９がラッチ規制部６１から解除される様子を示す。
【００６２】
また、図９に示すように、トナーカートリッジ５の外周部６６には、弾性部材としてのシール部材９５が両面テープによって接着されている。シール部材９５は、外周部６６と第２のシャッター部材５８との間において、外周部６６及び第２のシャッター部材５８と当接することで機密性を高め、トナーが外周部６６と第２のシャッター部材５８との隙間から漏れることを防止している。本実施形態においては、弾性部材としてのシール部材９５は、発泡ウレタンフォームで形成されている。
【００６３】
＜現像装置が備える他の構造＞
図５を参照し、現像装置としての現像器２３が備える他の構造について説明する。
現像器２３のフレーム１０には、トナーカートリッジ５(図６参照)の側面に設けられた第１のポスト６９が嵌る取付け孔６８が設けられている。また、現像器２３のフレーム１０には、トナーカートリッジ５の底面に設けられた第２のポスト７１が嵌るＵ字溝部７０が設けられている。また、現像器２３のフレーム１０には、トナーカートリッジ５の側面に設けられたガイド部７４が嵌る、トナーカートリッジ５の着脱用ガイドリブ７３が設けられている。
【００６４】
また、現像器２３の第１のシャッター部材５７には、トナーカートリッジ５の底面に設けられた第２のラッチ部材６０を押下する、第１の凸部７７が設けられている。また、現像器２３の第１のシャッター部材５７には、トナーカートリッジ５の底面に設けられた第２の凸部７８により押下される、第１のラッチ部材５９が設けられている。トナーカートリッジ５が現像器２３に装着される時、現像器２３の第１のシャッター部材５７に設けられた第１の凸部７７は、トナーカートリッジ５の第２のラッチ部材６０を押下する(図２５Ａ参照)。それにより、第２のラッチ部材６０は、トナーカートリッジ５の第２のシャッター部材５８のラッチ規制孔６７(図６参照)から解除される。それにより、第２のシャッター部材５８がスライド可能な状態となる。
【００６５】
また、トナーカートリッジ５に設けられた第２の凸部７８は、現像器２３の第１のラッチ部材５９を押下することで、第１のラッチ部材５９がラッチ規制部６１との係合が解除される位置まで内側方向に弾性変形する(図２５Ｂ参照)。それにより、第１のシャッター部材５７がスライド可能な状態となる。ここで、現像器２３の第１のシャッター部材５７には、トナーカートリッジ５が装着された場合に、トナーカートリッジ５の第２のシャッター部材５８に設けられたリブ７６が嵌る溝部７５が設けられている。そのため、第１のシャッター部材５７と第２のシャッター部材５８とは別々にスライドすることはなく、必ず一体となってスライドする。
【００６６】
また、図９に示すように、現像器２３のフレーム１０には、弾性部材としてのシール部材９６が両面テープによって接着されている。シール部材９６は、現像器２３と第２のシャッター部材５８との間において、現像器２３のフレーム１０及び第２のシャッター部材５８と当接することで機密性を高め、現像器２３と第２のシャッター部材５８との隙間からトナーが漏れることを防止している。本実施形態においては、弾性部材としてのシール部材９６は、発泡ウレタンフォームで形成されている。
以上で、第１実施形態に係る画像形成装置の構成の説明を終了する。
【００６７】
≪第１実施形態に係る画像形成装置の動作≫
以下、構成の説明で用いた図面を適宜参照して、第１実施形態に係る画像形成装置の動作について説明する。
【００６８】
（画像形成動作）
図１及び図２を参照して、画像形成装置１００が行う画像形成動作について説明する。
給紙カセット２０から給紙された記録媒体１３は、媒体搬送ローラ１６〜１９を介して用紙搬送路１５を通過する。用紙搬送路１５の途中にある検知部２６は、記録媒体１３の厚さを検知する。また、用紙搬送路１５の途中にある転写ベルトユニット２４上で、現像器２３にて形成された画像が転写ローラ１２により記録媒体１３へ転写され、その後、定着部２５により記録媒体１３へ画像が定着され、スタッカ２１へ搬送される。
【００６９】
次に、画像形成動作における現像器２３内の動作を説明する。
トナーカートリッジ５から供給されたトナー４は、トナー供給ローラ７により現像ローラ６に供給され、現像ローラ６に供給されたトナー４は、現像ブレード８により一定の厚さに規制され、感光体１上にＬＥＤヘッド３によって作られた静電潜像にトナー４を現像する。
【００７０】
現像されたトナー４は、転写ローラ１２によって記録媒体１３に静電気的に転写される。記録媒体１３上に転写されず、感光体１表面に残ったトナー４は、クリーニングブレード９によりかきとられ、かきとられたトナー４は廃トナー搬送スパイラル(図示せず)によって廃トナー回収部２９へと搬送される。クリーニングされた感光体１の表面で、静電潜像に使用された箇所とその他の箇所との電気的な差を均一にするために、除電部２７からの光により、感光体１の表面を全て除電され、帯電部材２は、電気的に感光体１を帯電する。
以上で、画像形成装置１００が行う画像形成動作についての説明を終了する。
【００７１】
（トナーカートリッジの着脱動作）
図２５Ａを参照して、トナーカートリッジ５の装着動作について説明する。
現像器２３の側面に設けられた取付け孔６８に、トナーカートリッジ５に設けられた第１ポスト６９を嵌め、現像器２３の反対側の側面に設けられたガイドリブ７３にトナーカートリッジ５のガイド部７４をガイドすることで、トナーカートリッジ５が傾きながら現像器２３に装着されていく。そして、トナーカートリッジ５に設けられた第２のポスト７１が現像器２３のフレーム１０に設けられたＵ字溝部７０(図５参照)に入り込む。ここで、トナーカートリッジ５が傾きながら着脱されるが、第２のポスト７１のＣ面７２があることで、Ｕ字溝部７０の入り口との干渉を避け、スムーズな着脱が可能になる。
【００７２】
一方、トナーカートリッジ５に設けられた第２のシャッター部材５８のリブ７６(図６参照)は、現像器２３の第１のシャッター部材５７に設けられた溝部７５(図２５Ａ参照)に嵌る。その状態で、トナーカートリッジ５の第２のシャッター部材５８をスライドさせると、図２５Ｂに示すように、第２の凸部７８が案内部６６ａによって第１のラッチ部材５９の方向(内側方向)に弾性変形することで第１のラッチ部材５９に当接する。更に、第２の凸部７８によって第１のラッチ部材５９が内側方向に弾性変形し、第１のラッチ部材５９とラッチ規制部６１との係合が解除される位置まで弾性変形する。これにより、第１のシャッター部材５７は、ラッチ規制部６１から解除される。
【００７３】
また、当該動作と同時に、現像器２３の第１のシャッター部材５７に設けられた第１の凸部７７は、トナーカートリッジ５の第２のラッチ部材６０を押下する。それにより、第２のラッチ部材６０はトナーカートリッジ５の第２のシャッター部材５８のラッチ規制孔６７(図６参照)から解除される。
これらの動作により、現像器２３の第１のシャッター部材５７及びトナーカートリッジ５の第２のシャッター部材５８が一体となってスライドし、現像器２３に設けられた第１のトナー供給口５５(図４参照)と、トナーカートリッジ５に設けられた第２のトナー供給口５６(図４参照)がオーバーラップし、開口される。
【００７４】
第１のシャッター部材５７は、一定距離スライドした位置で図示しない移動量規制部によって移動が規制され、それに伴いトナーカートリッジ５の第２のシャッター部材５８の移動も止まる。第１のシャッター部材５７及び第２のシャッター部材５８の移動が規制される位置では、現像器２３に設けられた第１のトナー供給口５５(図４参照)、及びトナーカートリッジ５に設けられた第２のトナー供給口５６(図４参照)は、共に全開状態である。なお、第１のシャッター部材５７及び第２のシャッター部材５８は、移動が規制された全開状態の位置で保持される。それは、以下の理由による。
【００７５】
第２のシャッター部材５８は、図９に示すように、シール部材９５及びシール部材９６に当接することで摩擦力が発生するので、第２のシャッター部材５８を動作させるためには、５００ｇ重程度の外力が必要となる。一方、図１５に示すように、第２のシャッター部材５８が開いた状態にある場合、圧縮コイルバネ６５によって、第１のシャッター部材５７を介して第２のシャッター部材５８を閉じる方向に５０ｇ重程度の付勢力が働く。すなわち、第２のシャッター部材５８を動作させるためには５００ｇ重程度の外力が必要なのに対して、圧縮コイルバネ６５による付勢力はそれよりも十分に小さい５０ｇ重程度の付勢力であるので、第１のシャッター部材５７及び第２のシャッター部材５８は、図１５に示す全開状態が保持される。
【００７６】
現像部２３からトナーカートリッジ５を取り外す動作は、上記説明したトナーカートリッジの装着動作の逆の動作を行う。
以上で、トナーカートリッジ５の着脱動作についての説明を終了する。
【００７７】
（検知機構への駆動力伝達動作）
図１４、図１５、及び図１６を参照して、検知機構としてのトナー残量検知機構３１への駆動力伝達動作について説明する。
トナーカートリッジ５を装着することで、図１４に示すように、現像器２３の第１のシャッター部材５７がα１方向にスライドし、第１のシャッター部材５７のリンク保持部６３は、リンク部材６４の引っ掛け部７９に当接し、リンク部材６４もα１方向にスライドする。
【００７８】
図１５に示すように、リンク部材６４がα１方向にスライドすると、リンク部材６４に連結されたカップリングギヤ５１も回転軸５２上でα１方向にスライドし、カップリングギヤ５１の第１のカップリング部５３と回転軸５２の第２のカップリング部５４とが嵌る。これにより、回転軸５２からの駆動力は、カップリングギヤ５１に伝達可能になる。
【００７９】
回転軸５２からの駆動力がカップリングギヤ５１に伝達可能な状態で、カップリングギヤ５１に駆動力が伝わると、減速ギヤ５０を介して、駆動ギヤ３３に駆動力が伝わり、駆動力伝達部３８(図１９参照)によって回転体３２の駆動力受動部３７(図１７参照)を押すことで、回転体３２(図８Ａ参照)が回転する。回転体３２が回転することで、回転体３２に取り付けられた遮光板３４(図８Ａ参照)も回転する。
【００８０】
図１６に示すように、画像形成装置１００に設けられた発光素子４５から照射される光は、導光路３５(図２０参照)の入射部４６から入射し、導光路３５によって向きを変えられ、出射部４７から光を出射する。出射した光は、カバー３６の孔部４８を通って、画像形成装置１００に設けられた受光素子４９へと伝わる。ここで、カバー３６と出射部４７(図２０参照)との間に、遮光板３４があり、遮光板３４の円盤部４１がカバー３６の孔部４８を覆うことで遮光し、円盤部４１のコの字部３９(図１８参照)が、カバー３６と出射部４７との間に来ると導光する。
【００８１】
受光素子４９は、光が伝わっていることを示す受光信号を制御部９９に伝え、制御部９９は、受光素子４９から受け取った光が伝わっていることを示す受光信号を用いてトナーの残量を判定する。
【００８２】
一方、トナーカートリッジ５の第２のシャッター部材５８のスライド位置によって、図１３に示すように、現像器２３の第１のシャッター部材５７が完全にスライドしていない位置にある場合、リンク部材６４の引っ掛け部７９は、第１のシャッター部材５７のリンク保持部６３に引っかからない位置であり、リンク部材６４は圧縮コイルバネ６５で付勢されているため、リンク部材６４がα１方向にスライドしない。
【００８３】
この場合、リンク部材６４と連動してα１方向にスライドするカップリングギヤ５１もスライドしないため、第１のカップリング部５３は、回転軸５２の第２のカップリング部５４と連結せず、駆動ギヤ３３に駆動力が伝わらない。また、駆動ギヤ３３が回転しないため、回転体３２と遮光板３４は共に回転せず、画像形成装置１００に設けられた発光素子４５から照射される光は、受光素子４９に対して、円盤部４１が遮光し続けるか、コの字部３９が導光(通過)し続けることになる。
【００８４】
受光素子４９の照射、遮光のどちらかの動作が続き、回転体３２の回転周期Ｔを超えると、制御部９９は、トナーカートリッジ５の第２のシャッター部材５８が正確に開いていないと判断し、現像器２３の動作を止め、アラームを表示する。
また、図１４に示すように、リンク部材６４の引っ掛け部７９が第１のシャッター部材５７のリンク保持部に引っかかっていても、カップリングギヤ５１と回転軸５２の第１のカップリング部５３と、第２のカップリング部５４とが噛み合わない位置の場合にも同様に、制御部９９は、現像器２３の動作を止め、アラームを表示する。
以上で、検知機構としてのトナー残量検知機構３１への駆動力伝達動作についての説明を終了する。
【００８５】
以上のように、第１実施形態に係る画像形成装置１００は、第１のシャッター部材５７の位置をセンサなどで直接読み取らず、簡単な駆動力伝達機構９８とトナー量検知用のトナー残量検知機構３１を第１のシャッター部材５７の位置を判断することに兼用するようにした。これにより、第１のシャッター部材５７の位置をセンサで直接読み取るよりも低コストな画像形成装置１００を製造することができる。
【００８６】
また、第１実施形態に係る画像形成装置１００は、トナーカートリッジ５の第２のシャッター部材５８がスライドされていないために、トナーカートリッジ５からのトナー４の補充が出来ない状況では、印刷動作をすることができないようにした。これにより、トナー不足による印刷カスレの発生を防止することができる。
【００８７】
また、第１実施形態に係る画像形成装置１００は、トナーカートリッジ５の第２のシャッター部材５８のスライドが十分でないために、トナーカートリッジ５からのトナー４の補充が十分に出来ない状況下では、印刷動作をすることができないようにした。これにより、印刷動作中にトナー補充が間に合わないことによる、印刷カスレなどの発生を防止することができる。
【００８８】
また、トナーカートリッジ交換直後では、トナーが十分に充填されるまで空回し動作などを行う必要がある。その場合に、従来の現像器のシャッター位置を読み取ることが出来ない画像形成装置では、シャッターが開いていない場合、現像器にトナーが充填されず、トナーエンプティのままになってしまい、トナー交換のアラームが出てしまう場合があるが、第１実施形態に係る画像形成装置１００は、第１のシャッター部材５７の位置を判断することができる。これにより、同様の現象の発生をなくすことができる。すなわち、トナーカートリッジ５にトナー４がないことにより現像器２３にトナー４が補充できない場合と、トナーカートリッジ５の第２のシャッター部材５８が正確に開いていないことにより現像器２３にトナー４が補充できない場合とを判断することができる。
【００８９】
[第２実施形態]
≪第２実施形態に係る画像形成装置の構成≫
以下、図２６及び図２７を参照して、第２実施形態に係る画像形成装置１００ａの構成の内、第１実施形態に係る画像形成装置１００と異なる点について説明する。
図２６は、第２実施形態に係る現像装置としての現像器２３ａの側面図、及び縦断面図である。図２７は、第２実施形態に係る現像装置としての現像器２３ａの要部拡大上面図である。
【００９０】
第２実施形態に係る現像器２３ａは、図２６に示すように、現像器２３ａに設けられた第１のシャッター部材５７、及びトナーカートリッジ５に設けられた第２のシャッター部材５８の移動方向に対しての現像器２３ａの第１のトナー供給口５５の幅をＬ１、トナーカートリッジ５のトナー供給口５６の幅をＬ２とした場合に、図２７に示すように、カップリングギヤ５１に設けられた第１のカップリング部５３、及び回転軸５２に設けられた第２のカップリング部５４の噛み合い量と、第１のシャッター部材５７が完全に閉まった状態での第１のカップリング部５３、及び第２のカップリング部５４の間の隙間量とを足した距離であるカップリングギヤ５１の移動可能量Ｌ３とすると、Ｌ１〜Ｌ３の寸法関係が、Ｌ１−Ｌ２＞Ｌ３である。
【００９１】
≪第２実施形態に係る画像形成装置の動作≫
以下、図２６〜図２９を参照して、第２実施形態に係る画像形成装置の動作の内、第１実施形態に係る画像形成装置の動作と異なる点について説明する。
【００９２】
（検知機構への駆動伝達動作）
トナーカートリッジ５を装着することで、トナーカートリッジ５の第２のシャッター部材５８をα１方向にスライドさせ、現像器２３ａの第１のシャッター部材５７が同時にα１方向にスライドする。一定距離スライドすると、図２８に示すように、第１のシャッター部材５７のリンク保持部６３は、リンク部材６４の引っ掛け部７９に当接し、リンク部材６４もスライドを開始する。リンク部材６４がスライドすることで、カップリングギヤ５１もスライド移動を開始する。
【００９３】
ここで、第２実施形態に係る現像器２３ａは、図２６に示すように、第１のシャッター部材５７、及び第２のシャッター部材５８の移動方向に対しての現像器２３ａの第１のトナー供給口５５の幅をＬ１、トナーカートリッジ５のトナー供給口５６の幅をＬ２、図２７に示すように、第１のカップリング部５３、及び第２のカップリング部５４の噛み合い量と、第１のシャッター部材５７が完全に閉まった状態での第１のカップリング部５３、及び第２のカップリング部５４の間の隙間量とを足した距離であるカップリングギヤ５１の移動可能量Ｌ３とした場合に、Ｌ１〜Ｌ３の寸法関係が、Ｌ１−Ｌ２＞Ｌ３である。このため、図２８に示すように、第１のカップリング部５３と、第２のカップリング部５４とが噛み合っていない場合でも、トナーカートリッジ５の第２のトナー供給口５６が現像器２３ａの第１のトナー供給口５５に完全にオーバーラップし連通した状態になる。
【００９４】
次に、図２８に示す状態から、さらに現像器２３ａの第１のシャッター部材５７をα１方向にスライドさせると、図２９に示すように、カップリングギヤ５１の第１のカップリング部５３は、回転軸５２の第２のカップリング部５４と噛み合う。その後、現像器２３ａの第１のシャッター部材５７は、図示しない移動量規制部によってスライド移動が規制され、それと共にトナーカートリッジ５の第２のシャッター部材５８の移動も止まる。
【００９５】
ここで、現像器２３ａの第１のトナー供給口５５と、トナーカートリッジ５の第２のトナー供給口５６とが、Ｌ１一Ｌ２＞Ｌ３の寸法関係のため、第１のカップリング部材５３と、第２のカップリング部材５４とが噛み合う領域では、第１のトナー供給口５５と、第２のトナー供給口５６とが確実にオーバーラップする。
以上で、検知機構としてのトナー残量検知機構３１への駆動力伝達動作についての説明を終了する。
【００９６】
以上のように、第２実施形態に係る画像形成装置１００ａが備える現像器２３ａは、トナー残量検知機構３１へ駆動伝達が始まる時には、第１のシャッター部材５７及び第２のシャッター部材５８のスライド方向に対して、第１のトナー供給口５５と、第２のトナー供給口５６とが確実にオーバーラップし連通することができる。これにより、トナーカートリッジ５からのトナー供給不良をなくすことができ、安定的なトナー供給による印字品位の確保が可能となる。
【００９７】
[変形例]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を変えない範囲で実施することができる。実施形態の変形例を以下に示す。
【００９８】
（画像形成装置）
第１実施形態、及び第２実施形態では、画像形成装置１００としてカラープリンタを想定して説明したが、本発明は、カラープリンタ以外にも、プリンタ、ファックス、コピー機、およびそれらを複合的に持つ装置に適用可能である。
【００９９】
（トナー残量検知機構）
第１実施形態、及び第２実施形態に係るトナー残量検知機構３１は、遮光板３４及び導光路３５を備える構成とした。しかしながら、トナー残量検知機構３１は、導光路３５を備えず、遮光板３４に代えて反射板を回転体３２に取り付け、反射板が発光素子４５からの光を受光素子４９に反射する構成としてもよい。この場合、制御部９９は、受光素子４９が光を検知する時間を元に現像器２３，２３ａ内のトナー量、及び第１のシャッター部材５７の位置の検知を行うことが可能で、第１実施形態、及び第２実施形態と同様の効果を得ることが出来る。
【０１００】
（駆動力伝達機構）
第１実施形態、及び第２実施形態に係る駆動力伝達機構９８の第１のカップリング部５３、第２のカップリング部５４は、つめの形が略三角形状のかみあいクラッチとして構成していたが、それ以外の構成としてもよい。例えば、角形つめ、台形つめ、スパイラルつめ等のかみあいクラッチとして構成してもよいし、摩擦クラッチを用いることもできる。
【符号の説明】
【０１０１】
１            感光体
２            帯電部材
３            ＬＥＤヘッド
４            トナー
５            トナーカートリッジ（補充容器）
６            現像ローラ
７            現像ブレード
８            供給ローラ
９            クリーニングブレード
１０          フレーム（収容部）
１１          転写ベルト
１２          転写ローラ
１３          記録媒体
２３，２３ａ  現像器
３１          トナー残量検知機構（検知機構）
３２          回転体（攪拌部）
３３          駆動ギヤ
３４          遮光板
３５          導光路
３７          駆動力受動部
３８          駆動力伝達部
３９          コの字部（光通過部）
４５          発光素子
４６          入射部
４７          出射部
４９          受光素子
５０          減速ギヤ
５１          カップリングギヤ
５２          回転軸
５３          第１のカップリング部
５４          第２のカップリング部
５５          第１のトナー供給口（供給口）
５６          第２のトナー供給口（補充口）
５７          第１のシャッター部材
５８          第２のシャッター部材
６３          リンク保持部
６４          リンク部材
６５          圧縮コイルバネ
６６          外周部
７９          引っ掛け部
８１          モータ
８２〜９１    ギヤ
９７          スパイラル
９８          駆動力伝達機構
９９          制御部
１００，１００ａ  画像形成装置
【図１】
0005675510.tif 000002
【図２】
0005675510.tif 000003
【図３】
0005675510.tif 000004
【図４】
0005675510.tif 000005
【図５】
0005675510.tif 000006
【図６】
0005675510.tif 000007
【図７】
0005675510.tif 000008
【図８Ａ】
0005675510.tif 000009
【図８Ｂ】
0005675510.tif 000010
【図９】
0005675510.tif 000011
【図１０】
0005675510.tif 000012
【図１１】
0005675510.tif 000013
【図１２】
0005675510.tif 000014
【図１３】
0005675510.tif 000015
【図１４】
0005675510.tif 000016
【図１５】
0005675510.tif 000017
【図１６】
0005675510.tif 000018
【図１７】
0005675510.tif 000019
【図１８】
0005675510.tif 000020
【図１９】
0005675510.tif 000021
【図２０】
0005675510.tif 000022
【図２１】
0005675510.tif 000023
【図２２】
0005675510.tif 000024
【図２３】
0005675510.tif 000025
【図２４】
0005675510.tif 000026
【図２５Ａ】
0005675510.tif 000027
【図２５Ｂ】
0005675510.tif 000028
【図２６】
0005675510.tif 000029
【図２７】
0005675510.tif 000030
【図２８】
0005675510.tif 000031
【図２９】
0005675510.tif 000032