(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を収容する収容部を有する現像装置において、
光を前記現像装置の外部に発する発光部と、
前記収容部の前記現像剤の量に応じて前記発光部から発せられる光を遮光する遮光部とを備え、
前記遮光部は、
前記収容部内に設けられ回転し、前記現像剤を搬送する現像剤搬送部材と、
前記収容部外に設けられ、該現像剤搬送部材とともに回転して前記発光部からの光を遮光する遮光部材と、
を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
現像剤を収容する収容部を有する現像装置において、
光を前記現像装置の外部に発する発光部と、
前記収容部の前記現像剤の量に応じて前記発光部から発せられる光を遮光する遮光部とを備え、
前記遮光部は、
前記現像剤の収容表面の位置に応じて移動し前記発光部からの光を遮光する遮光部材を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
現像剤を収容する収容部を有する現像装置において、
光を前記現像装置の外部に発する発光部と、
前記収容部の前記現像剤の量に応じて前記発光部から発せられる光を遮光する遮光部とを備え、
前記遮光部は、
前記収容部内に設けられ回転し、前記現像剤を搬送する現像剤搬送部材と、
前記収容部外に設けられ、該現像剤搬送部材とともに回転して前記発光部からの光を遮光する遮光部材と、を有し、
前記現像剤搬送部材は、前記現像剤の量に応じて前記遮光部材の回転周期中の遮光デューティ比を変更する遮光デューティ比変更部材
を更に備えることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の現像装置において、
前記発光部を清掃する清掃部材を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の現像装置を装着可能な画像形成装置において、
前記発光部からの光を受光する受光部と、
該受光部で受光した光に基づいて、前記収容部の現像剤の量を検出する現像剤量検出部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像形成装置において、
前記現像装置が正常に接続されているか否かを検知する接続状態検知部
を更に備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項５に記載の画像形成装置において、
前記受光部へ入る外光を遮蔽する外光遮光部材
を更に備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
現像剤を収容する収容部を有する現像剤収容装置において、
外部へ光を発する発光部と、
前記収容部の前記現像剤の量に応じて前記発光部から発せられる光を遮光する遮光部とを備え、
前記遮光部は、
前記収容部内に設けられ回転し、前記現像剤を搬送する現像剤搬送部材と、
前記収容部外に設けられ、該現像剤搬送部材とともに回転して前記発光部からの光を遮光する遮光部材と、
を備えることを特徴とする現像剤収容装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷装置（プリンタ）、特に、電子写真方式に係る現像剤収容装置、現像装置、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の現像剤収容装置、現像装置、及び画像形成装置においては、画像形成装置に着脱可能な現像剤収容装置又は現像装置の内に充填されているトナーの残量を検出する必要がある（特許文献１参照）。そのために、現像装置内にトナー攪拌手段が設けられ、このトナー攪拌手段の回転動作の一周期の間で、トナー残量の差によって特定の一動作点に停滞する時間のデューティ比を変化させ、このデューティ比をトナー残量に変換する従来例が知られている。
【０００３】
このようなトナー攪拌手段の動作を検出する手段として、装置本体に備えられた発光素子からトナー攪拌手段の回転運動周期に同期させた反射板に光を照射し、この反射板により形成される反射光を装置本体に備えられた受光素子により受光しデューティ比を検出する。
【０００４】
トナーカートリッジには、光透過窓が設けられ、トナー攪拌手段の回転運動周期に同期し発光素子からの光信号が透過する。その結果、発光素子までの光路がデューティ比として検出されることから、トナーの残量が換算される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３１１７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のような従来の現像剤収容装置、現像装置、及び画像形成装置では、光路を長く確保する必要があり、反射手段と長い光路によって光量は減衰してしまう。そのため、発光素子の発光量を多く確保しなければならない。
【０００７】
そのため、発光量を多くすることにより、意図しない乱反射が増大し、この乱反射を減少させるには安定な光軸を設ける必要があるから、乱反射光の検出安定性を満足することは非常に困難である。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、乱反射光の検出安定性が可能な現像剤収容装置、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】
【０００９】
（１）  上記目的を達成するために、本発明は、現像剤を収容する収容部を有する現像装置において、光を前記現像装置の外部に発する発光部と、前記収容部の前記現像剤の量に応じて前記発光部から発せられる光を遮光する遮光部とを備え、前記遮光部は、前記収容部内に設けられ回転し、前記現像剤を搬送する現像剤搬送部材と、前記収容部外に設けられ、該現像剤搬送部材とともに回転して前記発光部からの光を遮光する遮光部材と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
このような発明においては、現像装置において、現像装置の外部に発光部が発光する。このとき、収容部の現像剤の所定の量に応じて発光した光を遮光する結果、検出安定性が可能となる。
【００１１】
（２）また、本発明の前記現像装置を装着可能な画像形成装置において、前記発光部からの光を受光する受光部と、該受光部で受光した光に基づいて、前記収容部の現像剤の量を検出する現像剤量検出部と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
このような発明によれば、前記発光部からの光は、受光部で受光される。現像剤量検出部は、受光した光に基づいて現像剤の量が検出される。
遮光される。
【００１３】
（３）  さらにまた、本発明は、現像剤を収容する収容部を有する現像剤収容装置において、外部へ光を発する発光部と、前記収容部の前記現像剤の量に応じて前記発光部から発せられる光を遮光する遮光部とを備え、前記遮光部は、前記収容部内に設けられ回転し、前記現像剤を搬送する現像剤搬送部材と、前記収容部外に設けられ、該現像剤搬送部材とともに回転して前記発光部からの光を遮光する遮光部材と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
これにより、このような発明によれば、前記発光部からの光が、収容部の現像剤の量に応じて遮光される。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように本発明の現像剤収容装置、現像装置、及び画像形成装置は、乱反射光の検出安定性が得られるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第１の実施の形態）
以下、本発明を実施するための最良の形態の第１の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明に係る印刷装置（プリンタ）１の縦断面を示す図である。図２は、図１の画像形成装置２０内の現像装置４ａの構成を示す図である。
【００１７】
本発明に係る画像形成装置２０は、電子写真方式の印刷装置（プリンタ）１の中央に内蔵され、図１中の右側からＹＭＣK各成分４基すなわち４つの印刷機構備えている。
【００１８】
詳しく述べると、図１に示すように、イエローの印刷機構４、マゼンダの印刷機構５、シアンの印刷機構６、及びブラックの印刷機構７が、タンデム方式に備えられている。各印刷機構は、プリンタに対して着脱可能で同様の機構を有するもので、印刷機構内収容されている現像剤（トナー）の色のみが異なる。ここでは、代表してイエローの印刷機構４について説明する。
【００１９】
イエローの印刷機構４には、所定の量の現像剤（トナー）を収容する収容器（トナーカートリッジ）を着脱可能に有する現像装置（イメージドラムカートリッジ）４ａ、後述するカバーに取り付けられるＬＥＤヘッド４ｂ、除電ランプ４ｃ、及び転写ローラ４ｅが備えられている。
【００２０】
図1及び図２に示すように、現像装置４ａは、感光体ローラ（ドラム）２２に外接する位置に配置される帯電ローラ２３、現像部２４、クリーニングローラ２５、搬送手段２６、発光部２７、遮光手段２８、搬送手段駆動ギア２９、及び感光体駆動ギヤ３０を一体化したもので、消耗品として印刷装置１から脱着可能に装着される。
【００２１】
画像形成装置２０の下方には転写ベルト１１が回転可能に配置されている。転写ベルト１１は、印刷媒体Ｐを保持して搬送するためのもので、駆動ローラ１１ａ及び従動ローラ１１ｂの周りに配置され、これによって、回転駆動される。更に、転写ベルト１１の下方にはカセットトレイ８が装着される。カセットトレイ８には印刷媒体（用紙）Ｐが重複収容され、ホッピングローラ９により印刷媒体Ｐが１枚ずつ上方に繰り出されるようになっている。
【００２２】
画像形成装置２０の左側には定着器１２が設けられている。定着器１２は、印刷媒体Ｐ上に転写されるトナー画像を印刷媒体Ｐに定着させるもので、加熱ローラ１２ａと、圧接ローラ１２ｂと、を具備している。
【００２３】
画像形成装置２０の上部にはカバー１３が開閉可能に設けられている。カバー１３には上述のように各ＬＥＤヘッド４ｂ、５ｂ、６ｂ、７ｂが取り付けられ、また、その上部は、排出された印刷媒体Ｐが載置されるスタッカ部１３ａとなっている。
【００２４】
画像形成装置２０には、低圧電源２及び高圧電源３が設けられている。低圧電源２は、定着器１２内の熱源、即ち、加熱ローラ１２ａ内のハロゲンランプに電力を供給する。高圧電源３は、各現像装置４ａ，５ａ，６ａ，７ａ及び各転写ローラ４ｅ，５ｅ，６ｅ，７ｅに対し、各々独立に高圧電力を供給するように構成されており、各トナー色及び現像装置の装着位置に応じた電圧を印加するように制御される。
【００２５】
図２において、印刷装置１に内蔵される制御部３３は、画像制御装置２０の動作全体を制御し、イエロー現像装置４ａを駆動するモータ４ｄの回転を制御する。
【００２６】
図4及び図５に示すように、制御部３３は、現像装置４ａと、螺旋形状のバネ部品（付勢部品）のような導電性を有する接続部品（導電部材）３２により印刷装置１の本体に接続される。図４の非接続状態から図５の接続状態に移行すると、接続部品（導電部材）３２は、印刷装置１の本体の突起１−１と現像装置４aの突起３２−１との間に装着され、印刷装置１の本体側の電力が現像装置４a側に供給される。尚、図4の現像装置４aが外されている状態で、ユーザーが接続部品（導電部材）３２を触っても静電気はフレームグラウンド（FG）に流れる。
【００２７】
感光体ドラム２２は、制御部３３が制御するモータ４ｄによって感光体駆動ギア３０によって駆動される。感光体駆動ギア３０は、搬送手段駆動ギア２９を駆動して現像部２４よりも上方に位置する現像剤（トナー）搬送手段２６を駆動し、現像剤（トナー）搬送手段２６と同一の動作周期で遮光手段２８が回転動作するように構成される。
【００２８】
図２及び図３に示すように、前記遮光手段２８は、現像剤（トナー）搬送手段２６の回転動作と同一の回転周期で動作し、現像装置４ａに内蔵された発光素子２７に対向する位置に配され、発光された光を遮蔽する遮光部（遮光板）である。詳しく述べると、制御部３３における基板上の受光素子３４と、発光部２７との間に回転軌道が重なるように現像装置４ａ内に配置され、前記回転軌道は、発光素子２７による照射光を印刷装置１に内蔵された受光素子３４に対して遮光するように配置される。すなわち、前記遮光手段２８は、その遮光面が、現像装置４aの窓４Aの開口面積より大きく構成され、窓４Aの近傍に設けられている結果、光が外部に漏れないように作用する。
【００２９】
図６乃至図１０は、現像装置４ａの駆動状態を示す側面図である。
【００３０】
前記制御部３３に接続されるモータ４ｄによって駆動される感光体駆動ギヤ３０は、搬送手段駆動ギヤ２９を時計回り方向に駆動し、前記搬送手段駆動ギヤ２９と同一回転の中心を持つ搬送手段２６及び搬送手段２６に取り付けられた遮光手段２８を同じく時計回りに回転駆動させるように設置している。詳しく述べると、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂに図示されているように、搬送手段２６の先端部２６−１が下方の下死点位置のとき、遮光手段２８が上方の上死点位置に配される。
【００３１】
図６Ａでは、搬送手段２６は、現像部２４上方の現像剤（トナー）搬送路内に位置する現像剤（トナー）を攪拌する役割を持っている。他方、遮光手段２８が搬送手段駆動ギア２９の上方に位置する。このとき、発光素子３４による照射光は、遮光される。また、図６Bに示すように、遮光手段２８は、突出部Zが形成された搬送手段駆動ギヤ２９に対して回転自在に設けられている。搬送手段駆動ギヤ２９が回転すると、突出部Zが遮光手段２８と接触する結果、遮光手段２８が自由落下により回転する。
【００３２】
図７Ａでは、搬送手段駆動ギア２９の駆動により回転する結果、現像剤（トナー）搬送路内に位置する搬送手段２６の先端部２６−１が上方の上死点に位置する。このとき、図７Ｂに示すように、遮光手段２８は下方の下死点にまで移動し、発光素子３４による照射光が受光部３４の受光素子に照射される。
【００３３】
続いて、本発明の第１の実施の形態における画像形成装置１の動作について図面を用いて詳細に説明する。
【００３４】
制御部３３に接続されたモータ４ｄは、感光体ローラ２２を回転させる。感光体ローラ２２は表面が帯電している結果、画像情報に合わせて静電潜像が感光体ローラ２２に形成される。このとき、現像剤容器３１内に充填された所定量の現像剤（トナー）は、搬送装置２６により現像装置４ａに内蔵された現像部２４の収容部に供給され、静電潜像が形成された感光体ローラ２２上にトナー像を現像する。
【００３５】
感光体ローラ２２の回転動作に同期して感光体駆動ギア３０は、搬送手段駆動ギア２９を時計回り方向に駆動し、搬送手段駆動ギア２９と同一の回転中心を持つ搬送手段２６及び搬送手段２６に取り付けられた遮光手段２８を同じく時計回りに回転駆動させる。
【００３６】
図６Ａに示されているように、搬送手段２６は、トナー搬送路内に位置するトナー攪拌の役割を持つ搬送手段２６の先端部２６−１が、回転中心よりも下方の下死点に位置する。この場合、図６Ｂに示すように、搬送手段駆動ギヤ２９を介して遮光手段２８は、上死点の位置「０時」にある。
【００３７】
図７Ａに示されているように、搬送手段駆動ギヤ２９を駆動させることにより、搬送手段２６の先端部２６−１が回転中心よりも上方の上死点の位置（図８参照）に回転移動される。
【００３８】
図１１は、第１の実施の形態における画像形成装置の電気回路図である。
【００３９】
図１１に示されるように、制御部３３は、発光ＯＮ信号を受ける入力端子と発光ＯＮ信号出力３３−１ａを生成するバッファ３３−１及び光照射信号入力３３−２ａを受けるバッファ３３−２を備える。発光ＯＮ信号出力３３−１ａが生じ、トランジスタ３３−３がＯＮしトランジスタ３３−４ＯＮする結果、５Ｖ電源から抵抗器Ｒ２で制限される電流が接続部品３２に通電し、発光部２７の発光素子（ＬＥＤ）を発光させる。
【００４０】
他方、受光部３４は、発光素子すなわちフォトダイオード等の光電変換素子であって、光の照射を受けると、５Ｖ電源から抵抗器Ｒ３を介して０Ｖ（アース）に電流が流れる。バッファ３３−２の入力端子には、「０」（Ｌレベル）が光照射信号入力３３−２ａとして入力される。しかしながら、図１１に示すように、受光部３４では、遮光手段２８が上方に移動し、発光部２７と受光部３４との間には遮光手段２８が位置する場合には、バッファ３３−２の入力端子には、遮光部２７からの光の照射はなく「１」（Ｈレベル）が光照射信号入力３３−２ａとして入力される。
【００４１】
図１３及び図１４を参照して、トナー搬送路内に位置する搬送手段２６の先端部２６−１が自重で自由落下し、トナー搬送路の底に位置した際に、遮光手段２８は、上方に移動し、遮光位置に停止する。
【００４２】
図１２は、トナー搬送路内にトナー残量が少なくなった場合、図１５は、トナー残量の十分な場合の光照射信号入力変化を示す図である。
【００４３】
上述したように、搬送手段２８は、トナー搬送路内に位置し、感光体ローラ２２の回転周期に同期しているため、トナー残量に関わらず、一定の回転周期で回転する。図６Ａで搬送手段駆動ギア２９の駆動により回転する期間は、光照射信号入力３３−２ａは変化しない。図７Ａの搬送手段駆動ギヤ２９の制御を離れ、回転中心よりも上方の上死点に位置するときに自重で自由落下するためトナーが充填されている場合には図９のようにトナーの負荷により落下停止されるため遮光時間は短くなる。
【００４４】
その結果、トナー残量が十分なほど遮光時間が短くなるため、搬送手段２６の一定な回転周期中で照射時間（光照射信号「０」）と遮光時間（光照射信号「１」）とのデューティ比に変化が生じる。
【００４５】
前記デューティ比は、制御部３３によって検出され、予め決定されている値に対応するトナー残量を参照することによって、制御部３３は、トナー残量が検出される。
【００４６】
図６Ａに示されるように、トナー搬送路内に位置するトナー攪拌の役割を持つ搬送手段２６の先端部２６−１が自重で自由落下しトナー搬送路の底に位置した際、図６Ｂの搬送手段２６の先端部２６−１が回転中心よりも上方に位置する。
【００４７】
トナー残量が少ない場合、図１３から図１４の状態へ即座に自由落下するので、搬送手段駆動ギヤ２９の駆動により回転している期間が短く、図１２に示すように、光照射信号入力３３−２ａがトナー残量によって変化しない期間（照射時間）ｔ１が短くなって遮光時間ｔ２が長くなる。
【００４８】
これに対して、トナー残量の十分な場合、照射時間ｔ１が長くなり、図１５に示すように、発光部２７の発光素子の遮光時間ｔ２と照射時間ｔ１とのデューティ比（ｔ２／ｔ１）は、減少する。
【００４９】
本発明は、現象装置に発光素子と搬送手段とに同期した遮光手段を備えることを特徴としている。本発明の実施の形態では、光量を減衰させてしまう反射部品と、反射光を遮光するための反射率の低い広い空間の確保が不要となる。光路を最小に構成可能となるため、発光素子の発光量を低く抑えられる結果、外乱光の影響を抑えることができトナー残量の検出安定性を向上させることが可能となる。
【００５０】
（第２の実施の形態）
図１６及び図１７には、本発明の第２の実施の形態における現像剤収容装置、現像装置、及び画像形成装置が図示されている。
【００５１】
第２の実施の形態では、第１の実施の形態との相違点を述べると、現像装置４ａ内に充填されたトナーの残量によってトナー搬送路内で降下する現像剤表面に応じて発光部２７からの光を遮光する遮光手段２８を備えることである。
【００５２】
前記遮光手段２８は、第１の実施の形態のように搬送手段２６とは連動していないため、制御部３３によって駆動される感光体ローラ駆動ギア３０の動作や搬送手段駆動ギヤ２９の動作に影響を受けない位置に配置される。
【００５３】
トナー搬送路に内蔵される前記遮光手段２８は、現像剤表面と水平に設置され、印刷によるトナー消費に応じて降下する現像剤表面と同一の位置に搬送手段２６へ近接する方向へ降下する。搬送手段２６は、現像剤表面を水平にするようにトナーを撹拌し、搬送する役目を有する。
【００５４】
また、トナー搬送路の外に設置される遮光手段２８は、発光部２７と受光部３４を遮光する位置に配置され、トナー消費に応じて降下すると遮光手段２８も同期して降下し、発光部２７と受光部３４で形成される光路を確保する方法に移動する。
【００５５】
トナーが少なくなると、光路は完全に確保され、発光部２７による受光部３４への光の照射量は、最大となるように遮光手段２８の駆動範囲を制限するように遮光手段２８を配置している。
【００５６】
次に、本発明の第２の実施の形態における現像剤収容装置、現像装置、及び画像形成装置の動作を説明する。
【００５７】
遮光手段２８は、第１の実施の形態のように搬送手段２６と連動していない。そのため、制御部３３によって駆動される感光体ローラ駆動ギヤ３０の動作や搬送手段駆動ギヤ２９の動作に影響を受けず、トナー搬送路内に内蔵される前記遮光手段２８は、印刷によるトナー消費に応じて降下する現像剤表面と同一の位置に搬送手段２６へ近接する方向へ降下する。
【００５８】
また、トナー搬送路の外に設置される遮光手段２８は、発光部２７と受光部３４を遮光する位置に配置され、トナー消費に応じて降下すると、遮光手段２８も同期して降下し、発光部２７と受光部３４で形成される光路を確保する方向に移動する。
【００５９】
トナーが少なくなると、遮光手段２８が発光部２７と受光部３４で形成される光路よりも下方に移動する。そのため、光路は、完全に確保され発光部２７による受光部３４への光の照射は、徐々に多くなる。
【００６０】
その結果、トナー残量が十分なほど遮光され、トナー残量が不足するほど、受光部３４の受光量は、増加する。そのため、制御部３３は、受光部３４の受光量を検出し、予め決定されている受光量に対応するトナー量を参照する。これにより、制御部３３は、トナー容器内及び現像装置４ａ内のトナー残量を把握することが可能となる。
【００６１】
ところで、第１の実施の形態では、トナー残量検出まで少なくとも搬送手段の回転動作で一周期の時間を要している。これに対して、第２の実施の形態では、トナー残量に応じて遮光量が決定される。そのため、受光部の受光量を検出するだけでトナー量を安定にする結果、高速な検出が可能となる。
【００６２】
発光部２７は、発光時間が長いほど劣化するものであるため、第１の実施の形態よりも発光時間を短縮できる。そのため、発光部２７の劣化を抑制し、安定した光量の継続供給性が向上する。その結果、トナー残量検出結果に対しても検出安定性は向上する。
【００６３】
また、上記動作の説明では、トナー残量が十分に充填されている場合には、遮光手段２８が発光部２７による受光部３４への光の照射を完全に遮光する例を示した。
【００６４】
しかし、トナー残量が十分に充填されている場合に、受光部３４への光の照射量は、最大となるように遮光手段２８の動作範囲を限定しても、制御部３３は、トナー容器内及び現像装置４ａ内のトナー残量を把握することが可能となる。
【００６５】
以上説明したように、本発明は、現像装置内に充填された現像剤の残量によって降下する現像剤表面に対し、充填された現像剤表面の位置に応じて前記発光部からの光を遮光する遮光手段を備えたことを特徴とする。
【００６６】
第２の実施の形態が実施されることにより、第１の実施の形態と同様に光量を減少させる反射部品と、反射光を遮光するための反射率の低い広い空間の確保が不要となる。そのため、光路を最小に構成可能となり、発光素子の発光量を低く抑えられる。その結果、外乱光の影響を抑えられトナー残量の検出の安定性を向上させることが可能になる。
【００６７】
更に、遮光手段は、搬送手段と連動していないため、第１の実施の形態では、トナー残量検出まで少なくとも搬送手段の回転動作で一周期の時間を要したのに対して、第２の実施の形態では、トナー残量に応じて遮光量が決定される。そのため、受光部の受光量を検出するだけで安定し高速な検出が可能となる。
【００６８】
（第３の実施の形態）
図１８は、本発明の第３の実施の形態における現像剤収容装置、現像装置、及び画像形成装置を示しており、第１の実施の形態との相違点は、遮光手段２８の発光部２７と対向する面に清掃部材３５を備える。
【００６９】
前記清掃部材３５は、遮光手段２８の回転動作中に発光部２７と対向する位置に面した場合に、発光部２７の表面に付着した微小な埃やトナーを掻き落とすものである。
【００７０】
そのため、清掃部材３５は、遮光手段２８の回転動作に対して、検出誤差の許容範囲内の負荷となる弾力性を有するブラシ材料である。
【００７１】
前記清掃部材３５は、遮光手段２８の回転動作中に発光部２７と対向する位置に面した場合に、発光部２７の表面に付着した微小な埃やトナーを掻き落とすように作用する。
【００７２】
そのため、度重なる印刷動作によって、経時的に発光部２７の表面が微小な埃やトナーが付着した汚れを清掃する。
【００７３】
但し、遮光手段２８の回転動作に対して、検出誤差の許容範囲外の負荷となる弾力性を有した材料の場合には、遮光手段２８の回転動作を阻害してしまう。そのため、検出誤差の許容範囲内に抑える必要がある。
【００７４】
しかし、トナーが充分にある場合には、遮光手段は、発光部位置を通過するとき、ギヤにより、回転させられるため、問題はない。
【００７５】
本発明の第３の実施の形態における現像装置は、遮光手段２８の発光部２７と対向する面に清掃部材３５を備えることを特徴とする。
【００７６】
本発明の第３の実施の形態を実施することにより、第１の実施の形態と同様に光量を減少させる反射部品と、反射光を遮光するための反射率の低い広い空間の確保が不要となる。そのため、光路を最小に構成可能となり、発光素子の発光量を低く抑えられる。
【００７７】
その結果、外乱光の影響を抑えられトナー残量の検出安定性を向上させることが可能となる。更に、発光部２７の汚れによる発光量減少を抑制し、安定した光量の継続供給性が向上する。その結果、安定した光量の継続供給性が向上する。従って、トナー残量検出結果に対しても検出安定性は向上する。
【００７８】
（図１１の電子回路の変形例）
図１９は、図１１の電子回路図の変形例を示す図で、図１１の電子回路との相違点を述べる。
【００７９】
図１９の変形例においては、制御３３内部では、発光ＯＮ信号出力が生成されＯＮした場合、接続確認信号入力によってアナログ信号電圧が検出可能である。現像装置４ａが制御部３３へ適切に接続されているかを検知するために分圧抵抗器Ｒ４，Ｒ５が配置されている。
【００８０】
発光ＯＮ信号出力を生成しＯＮした状態では、抵抗器Ｒ２、接続部品３２、発光部２７の発光電流が流れる。他方、接続部品３２が適切に接続されず、切断された状態では、接続部品３２には電流が流れないため、抵抗器Ｒ４とＲ５とで分圧される電圧値が接続確認信号入力として印加される。
【００８１】
このときの検出電圧値を制御部３３は、「未接続」と判断するアナログ電圧範囲を設定する。
【００８２】
また、発光ＯＮ信号出力を生成しＯＮした状態でも、接続部品３２が適切に接続されず、フレームなどの金属部材とショートした状態では、接続部品３２には電流が流れないが、抵抗器Ｒ２を経由して接続部品３２からフレーム等のＧＮＤへ電流が流れる。そのため、Ｒ４とＲ５及びＲ２の合成抵抗器で決定される電圧値が接続確認信号入力として印加される。
【００８３】
このときの検出電圧値を制御部３３は、「ショート」と判断するアナログ電圧範囲を設定する。正常に接続され発光ＯＮ信号出力を生成したＯＮ状態では、Ｒ４とＲ５及び発光部２７の順方向電圧で決定される電圧値が接続確認信号入力として印加される。このときの検出電圧値を制御部３３は、「正常」と判断するアナログ電圧範囲を設定する。
【００８４】
次に、図１９の変形例にかかる電子回路の動作を説明する。
【００８５】
トナー残量を検出する前に予備動作として現像装置４ａと制御部３３が正常に接続されているか検出する接続確認信号を生成する。
【００８６】
もし、第１の実施の形態の場合、トナー残量検出動作中に受光部３４が受光する光が搬送手段２６の回転周期と相違し、照射状態や遮光状態が継続した場合とする。
【００８７】
この場合、制御部３３は現像装置４ａが不良であると判断する。しかしながら、不良判別には、搬送手段２６を一回転以上させる必要があるため異常検出に要する時間が必要以上にかかり、しかもモータ４ｄを回転開始させるためオペレータに一瞬でも正常起動したかのような誤解を与える煩わしさを感じさせていた。
【００８８】
（第４の実施の形態）
図２１は、本発明の第４の実施の形態の動作を示すタイムチャートである。
【００８９】
オペレータによってカバー１３がクローズされ、印刷待機状態になったら発光ＯＮ信号出力３３−１ａを生成してなる結果、接続確認信号入力３３−３ａの電位を確認する。
【００９０】
このとき、正常接続時の電位が検出されれば、接点は異常ではなく、現像装置４ａも適切に印刷装置１へ実装されたことを検出し、確実なトナー残量検出を開始可能となる。
【００９１】
しかし、正常接続時の電位が検出されず接続部品が開放状態の電位が検出されれば、接点異常、又は現像装置の印刷装置への適切な実装の異常を検出し、搬送手段２６を回転前にオペレータに注意を促すことができる。
【００９２】
また、正常接続時の電位が検出されず接続部品３２がショート状態の電位が検出されれば、接点異常又は現像装置４ａ異常を検出する。搬送手段２６を回転前にオペレータに修理を促す結果、駆動停止される。
【００９３】
なお、図１９の変形例にかかる電子回路では、接続確認信号入力３３−３ａをバッファ３３−１のアナログ電圧入力端子に印加する構成としたが、二入力型のコンパレータ（比較器）を用いて基準電圧に対する比較電圧を変更する手段を備える構成としても良い。接続確認時のアナログ電圧範囲を検出し同様の効果を期待できることは言うまでもない。
【００９４】
図１９の変形例にかかる電子回路では、現像装置と制御部が適切に接続されているか否かを検出するための接続確認信号入力３３−３ａを確認することを特徴としている。
【００９５】
図１９の変形例にかかる電子回路を適用した場合、第１の実施の形態の図１１の電子回路と同様に光量を減少させる反射部品と、反射光を遮光するための反射率の低い広い空間の確保が不要となる。そのため、光路を最小に構成可能となり、発光素子の発光量を低く抑えられる。その結果、外乱光の影響を抑えられトナー残量の検出安定性を向上させることが可能となる。
【００９６】
ところで、第１の実施の形態の図１１の電子回路を適用した場合、発光部２７の発光異常を制御部３３が検出まで少なくとも現像剤（トナー）搬送手段の回転動作で一周期の時間を要する。
【００９７】
これに対して、図１９の変形例にかかる電子回路では、トナー残量を検出（Ｓ９）する前に発光異常等の接続異常・接続部品破損を検出（Ｓ３，Ｓ５，Ｓ７）できる。そのため発光異常等を高速検出可能となって検出安定性は向上する。
【００９８】
図２１は、本発明の第４の実施の形態における現像部及び画像形成装置の概略構成図である。
【００９９】
本発明の第４の実施の形態では、第１の実施の形態との相違点は、外乱光遮光部品３６又は外乱光遮光塗料３７である。
【０１００】
制御部３３は、受光部３４を実装するための部品実装面と、外乱光遮光部品３６または外乱光遮光塗料３７を有する裏面と、から成る基板を備える。外乱光遮光部品３６は、基板の厚み分だけ透過する外乱光を抑制するために配置された部品であり、外乱光遮光塗料３７は、この部品と同一の位置に印刷された遮光性の材料である。
【０１０１】
続いて、第４の実施の形態における現像剤収容装置、現像装置、及び画像形成装置の動作について図２１を用いて詳細に説明する。
【０１０２】
発光部２７による発光は、遮光手段２８で遮光されずに、受光部３４へ入射され受光される場合がある。例えば、印刷装置１本体の壁面や現像装置４ａの壁面によって乱反射した光である。また、外部からの外乱光も存在する。
【０１０３】
発光部２７と受光部３４とで形成される光路の光軸を一致させることで印刷装置１本体の壁面や現像装置４ａの壁面によって乱反射した光の照射は、最小とすることができる。しかしながら、外部からの外乱光は、別途手段を用いて遮光する必要がある。
【０１０４】
前記外部光は、カバー１３を開けているときに入射される。カバー１３の開閉を検知して閉じている場合のみ受光部に照射される照射量を検出する。
【０１０５】
しかしながら、カバー１３を閉じた状態でも、外光が入る場合がある。また、制御部３３の基板の材料は、銅箔パターンの無いエリアでは、微量ながら光透過する性質を持つため、図２１中で制御部３３よりも右側より入射される外乱光は、受光部に対して検出誤差となり安定した受光を検出できないという欠点がある。
【０１０６】
そのために、制御部３３の基板は、受光部３４を実装するための部品実装面と、外乱光遮光部品３６または外乱光遮光塗料３７を有する裏面と、から成り、背面をベタパターンとして完全に遮光できれば最良である。
【０１０７】
ところで、基板上の銅伯パターンは、電気接続用であるため絶縁部分となる銅箔スリットが局所的に必要となり容易にベタパターンを設置することが困難という欠点がある。
【０１０８】
しかしながら、外乱光遮光部品３６は、基板の厚み分だけ透過する外乱光を抑制するために配置された部品であり、外乱光遮光塗料３７は、この部品と同一の位置に印刷された遮光性の材料である。そのため、外乱光遮光塗料３７を印刷してシルクパターンが構成されている。その結果、発光部２７による受光部３４への光の照射は、受光部３４の安定したトナー残量検出を可能としている。
【０１０９】
上述したように、本発明の第４の実施の形態における現像剤収容装置、現像装置、及び画像形成装置では、制御部の発光部２７側の部品実装面とは、裏側すなわち反対側に位置する裏面に外乱光を遮光する手段として外乱光遮光部品３６または外乱光遮光塗料３７を備えることを特徴とする。
【０１１０】
第４の実施の形態の構成を適用することにより、第１の実施の形態と同様に光量を減少させる反射部品と、反射光を遮光するための反射率の低い広い空間の確保が不要となる。そのため、光路を最小に構成可能となり、発光素子の発光量を低く抑えられる。
【０１１１】
その結果、外乱光の影響を抑えられトナー残量の検出安定性を向上させることが可能となる。更に、発光部２７以外の発光源からの外乱光を抑制し、受光部に対して安定した照射光の供給性が向上する。従って、トナー残量検出結果に対しても検出安定性は向上する。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
以上説明した本発明の第１ないし第４の実施の形態に係る現像剤収容装置、現像装置、及び画像形成装置は、プリンタに適用した場合を説明したが、プリンタに限られず、ＭＦＰ、ファクシミリ、複写装置等の回転するローラを用いた装置であれば利用可能である。
【０１１３】
詳しく述べると、本発明は、トナー残量を検出するための現像剤収容装置、現像装置、及び画像形成装置において利用することが可能である。トナー残量が検出可能であれば、検出し発生する波及効果、例えば、印刷の停止条件の設定、残量表示、残量通知等を考慮し検出結果を発展利用させることが可能である。
【０１１４】
ところで、本発明の実施の形態に係る現像装置が単一の例を説明したが、カラープリンタ等では複数の現像装置を備えても良い。この場合、現像装置の数に合わせて、接続部品及び検出回路を適宜増加させることによって複数の現像装置を備えるプリンタでも利用可能となる。
【０１１５】
本発明の第１ないし第４の実施の形態ではトナー容器が現像装置に着脱可能な例を示したが、プリンタ装置本体に対して現像装置が着脱可能であれば良い。従って、トナー容器は着脱可能でも不可でも利用可能である。また、現像装置に発光部、遮光部を設ける代わりに、トナーカートリッジに設けることにより、本発明は、現像剤収容装置としても利用できる。
【０１１６】
図１８の第３の実施の形態を実施することにより、第１の実施の形態と同様に光量を減少させる反射部品と、反射光を遮光するための反射率の低い広い空間の確保が不要となる。そのため、光路を最小に構成可能となり、発光素子の発光量を低く抑えられる。
【０１１７】
その結果、外乱光の影響を抑えられトナー残量の検出安定性を向上させることが可能となる。更に、発光部２７の汚れによる発光量減少を抑制し、安定した光量の継続供給性が向上する。その結果、安定した光量の継続供給性が向上する。従って、トナー残量検出結果に対しても検出安定性は向上する。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態における現像剤収容装置、現像装置、及び画像形成装置にかかる印刷装置本体の縦断面図である。
【図２】図１の現像装置の周辺の構成を示す縦断面図である。
【図３】図２の遮光手段２８の形状を示す図である。
【図４】現像装置を印刷装置本体に接続する前の状態を示す図である。
【図５】図５の接続部分の接続状態を示す図である。
【図６Ａ】図２の現像装置の周辺の要部の構成を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ａの遮光手段の周辺部を示す図である。
【図７Ａ】図６Ａの状態から遮光手段が約１８０度回転した状態を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ａの遮光手段の周辺部を示す図である。
【図８】図７Ａの現像剤（トナー）搬送手段の先端部の周辺部を示す図である。
【図９Ａ】図７Ａの状態から遮光手段が更に１３５度回転した状態を示す図である。
【図９Ｂ】図９Ａの遮光手段の周辺部を示す図である。
【図１０】図８の状態から現像剤（トナー）搬送手段の先端部が回転した状態を示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態における現像剤収容装置、現像装置、及び画像形成装置にかかる電子回路図である。
【図１２】図１１の光照射信号入力端子における光照射信号の推移を示すタイミングチャートで、トナー残量が少ない場合を示す。
【図１３】図１２のトナー残量が少ない場合、現像剤（トナー）搬送手段の先端部が上死点位置の「０時」にある状態を示す図である。
【図１４】図１３の搬送手段の先端部が「０時」から「５時」に即座に回転した状態を示す図である。
【図１５】図１１の光照射信号入力端子における光照射信号の推移を示すタイミングチャートで、トナー残量が十分多い場合を示しており、この場合の現像剤（トナー）搬送手段の先端部の状態は、図８図及び図１０に対応する。
【図１６】本発明の第２の実施の形態における現像剤収容装置、現像装置、及び画像形成装置にかかる要部を示す図である。
【図１７】図１６の現像装置を示す図である。
【図１８】本発明の第３の実施の形態における現像剤収容装置、現像装置、及び画像形成装置にかかる要部の構成を示す説明図である。
【図１９】図１１の電子回路の変形例を示す図である。
【図２０】図１９の動作を示すフローチャート図である。
【図２１】本発明の第４の実施の形態における現像剤収容装置、現像装置、及び画像形成装置にかかる要部の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１  印刷装置
１Ａ  窓
４  印刷機構
４ａ  現像装置
４ｂ  ＬＥＤヘッド
４ｃ  除電ランプ
４ｅ  転写ローラ
６  感光ドラム
７  定着部
１１、１２  転写ベルト
１１ａ  駆動ローラ
１１ｂ  従動ローラ
２０  画像形成装置
２２  感光体ドラム
２３  帯電ローラ
２５  クリーニングローラ
２６  現像剤（トナー）搬送手段
２６Ａ  現像剤（トナー）
２６−１  現像剤（トナー）搬送手段の先端部
２７  発光部
２８  遮光板（遮光手段、遮光部）
２９  搬送手段駆動ギヤ
３０  感光体駆動ギヤ
３２  接続部品（導電部材）
３３  制御部
３４  受光部
Ｐ  印刷媒体（用紙）
【図１】
0004630166.tif 000002
【図２】
0004630166.tif 000003
【図３】
0004630166.tif 000004
【図４】
0004630166.tif 000005
【図５】
0004630166.tif 000006
【図６Ａ】
0004630166.tif 000007
【図６Ｂ】
0004630166.tif 000008
【図７Ａ】
0004630166.tif 000009
【図７Ｂ】
0004630166.tif 000010
【図８】
0004630166.tif 000011
【図９Ａ】
0004630166.tif 000012
【図９Ｂ】
0004630166.tif 000013
【図１０】
0004630166.tif 000014
【図１１】
0004630166.tif 000015
【図１２】
0004630166.tif 000016
【図１３】
0004630166.tif 000017
【図１４】
0004630166.tif 000018
【図１５】
0004630166.tif 000019
【図１６】
0004630166.tif 000020
【図１７】
0004630166.tif 000021
【図１８】
0004630166.tif 000022
【図１９】
0004630166.tif 000023
【図２０】
0004630166.tif 000024
【図２１】
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