(57)【要約】    【課題】  より高精度となるトナー残量検知装置及び該装置を有する画像形成装置を提供する。    【解決手段】  トナーを収容する容器１内のトナー残量を、発光部材２と受光部材３を用いて検知するトナー残量検知装置であり、容器１内に設置され発光部材２の光を受光部材３に導く棒状導光部材を有し、棒状導光部材が発光側棒状導光部材７と受光側棒状導光部材８に分けられ、発光部材２と発光側棒状導光部材７間及び受光側棒状導光部材８受光部材３間にそれぞれ筒状で内面が反射する光ガイド部材１１，１２を配設する。【選択図】  図２
2005266068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを収容する容器内のトナー残量を、発光部材と受光部材を用いて検知するトナー残量検知装置において、
前記容器内に設置され前記発光部材の光を前記受光部材に導く棒状導光部材を有し、該棒状導光部材が発光側棒状導光部材と受光側棒状導光部材に分けられ、前記発光部材と前記発光側棒状導光部材間及び前記受光側棒状導光部材と前記受光部材間にそれぞれ筒状で内面が反射する光ガイド部材を配設したことを特徴とするトナー残量検知装置。
【請求項２】
請求項１に記載のトナー残量検知装置において、前記発光部材と前記発光側棒状導光部材間及び前記受光側棒状導光部材と前記受光部材間の少なくとも一方の前記光ガイド部材が、光の照射方向上流側が下流側より大径となる略円錐状に形成されていることを特徴とするトナー残量検知装置。
【請求項３】
請求項２に記載のトナー残量検知装置において、略円錐状に形成された前記光ガイド部材の小径側端面の開口断面積がその光の照射方向下流側に隣接する部材の断面積より小さいことを特徴とするトナー残量検知装置。
【請求項４】
請求項１ないし３に何れか一項に記載のトナー残量検知装置を有す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、トナーを収容する容器内のトナー残量を、発光部材と受光部材を用いて検知するトナー残量検知装置及び該トナー残量検知装置を有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子複写機、プリンタ、ファクシミリ、印刷機またはこれらの少なくとも２つの機能を備えた複合機などとして構成される画像形成装置において用いられる、上記形式のトナー残量検知装置は既に知られている。図１は、従来のトナー残量検知装置を示す断面説明図である。
【０００３】
図１において、容器１は、現像装置やトナーカートリッジなどのトナーを収容する容器である。この容器１に収容されたトナー６の残量を検知するには、容器外に設けられた発光部材２が発生する光を容器１の内部に導入すると共に、該光を別の経路を通じて容器外に導出して受光部材３に入射させる必要がある。
【０００４】
このような容器１内へ光の導入及び導出をする手段として、従来は、棒状レンズ等の棒状導光部材７，８が用いられている。しかも、これらの棒状導光部材の容器内にある端部は、光の通過を可能とするためトナーが付着するのを防止する必要がある。このため、容器１の内部でトナーを攪拌している攪拌部材４の一部に清掃部材５を取り付け、攪拌部材４の回転に合わせて清掃部材５により棒状導光部材７，８の端部の断面を清掃するように構成されている。そして、トナー残量の検知においては、トナー攪拌部材４が回転することにより、トナー６が舞い、棒状導光部材７の端面等にトナー６が付着する。次に、清掃部材５が該付着したトナーを掻き落とし、トナーが少ないと棒状導光部材７から出た光は、棒状導光部材８に入射し、該棒状導光部材８の中を反射していき、受光部材３に入射し、受光部材３の検出信号を解析することで、トナー残量が評価される。
【０００５】
このように構成されたトナー残量検知装置では、受光部材３に入射される光量が少ないと検知精度が落ちるという問題があった。
【特許文献１】特開平２００２‐２６８３５８号公報
【特許文献２】特開２００２‐２８７４７７号公報
【０００６】
そこで、このような問題の対策として、特許文献１には棒状導光部材を被覆材で覆って赤外線量の減少を抑えることが開示されている。また、特許文献２には棒状導光部材を屈曲させて対向する棒状導光部材端部同士の断面積を大きくとることにより光の減少を抑えることが開示されている。
【０００７】
これら特許文献に記載された装置も光量減少を抑えるのに有効な手段であるが、上記トナー残量検知装置の検知精度を高めるにはさらなる光量の減少を抑制することが要望されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記した従来の事情に鑑み、より高精度となるトナー残量検知装置及び該装置を有する画像形成装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は、トナーを収容する容器内のトナー残量を、発光部材と受光部材を用いて検知するトナー残量検知装置において、前記容器内に設置され前記発光部材の光を前記受光部材に導く棒状導光部材を有し、該棒状導光部材が発光側棒状導光部材と受光側棒状導光部材に分けられ、前記発光部材と前記発光側棒状導光部材間及び前記受光側棒状導光部材と前記受光部材間にそれぞれ筒状で内面が反射する光ガイド部材を配設したことを特徴としている。
【００１０】
なお、本発明において、前記発光部材と前記発光側棒状導光部材間及び前記受光側棒状導光部材と前記受光部材間の少なくとも一方の前記光ガイド部材が、光の照射方向上流側が下流側より大径となる略円錐状に形成されていると、効果的である。
【００１１】
さらに、本発明において、略円錐状に形成された前記光ガイド部材の小径側端面の開口断面積がその光の照射方向下流側に隣接する部材の断面積より小さいと、効果的である。
【００１２】
また、上記課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、請求項１ないし３に何れか一項に記載のトナー残量検知装置を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の構成によれば、発光部材から受光部材の間において検知光量の無駄な損失をなくして安定した出力を得られることにより、確実なるトナー残量検知が得られる。
【００１４】
請求項２及び３の構成によれば、より確実なトナー残量検知が可能となり、高信頼のトナー残量検知装置を提供することができる。
請求項４の構成によれば、上記効果が得られる画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係るトナー残量検知装置について説明する。
図２は、本発明の一実施形態を示す説明図である。容器１は、現像装置やトナーカートリッジなどのトナー６を収容する容器である。この容器の外側には、赤外線光を発生する発光ダイオードなどのような発光部材２と、該容器１の中を通過してくる光を検知するためのフォトダイオードなどのような受光部材３が配置されている。
【００１６】
容器１内には、棒状レンズ等の棒状導光部材７，８が配置され、本例では上記発光部材２、棒状レンズ等の棒状導光部材７，８、受光部材３は直線上に並ぶように配置されている。上記発光部材２から出射した光は、棒状導光部材７の一端（図２においては左端）に入射し、棒状導光部材７の内部を通過して、その他端（図２においては右端）から出射する。トナー６が十分ある場合は、棒状導光部材７から出射した光は、トナー６により遮断されるが、トナーが少なくなると、該光は、別の棒状導光部材８の一端（図２においては左端）に入射し、棒状導光部材８の内部を通過して、その他端（図２においては右端）から出射し、受光部材３に入射する。受光部材３の光検知信号は、不図示のトナー残量検知制御回路に入力され、該光検知信号のレベルや変動状態に応じて、トナー残量を判断し、不図示の画像形成装置などの表示部にトナー残量状態を表示させる。
【００１７】
また、容器１内においては、トナー攪拌部材４が回転しており、容器１内のトナーを攪拌すると共に、トナー攪拌部材４の一部（図２においては、略中央部）にＰＥＴなどで形成された清掃部材５が取り付けられている。この清掃部材５は、トナー攪拌部材４の回転により、棒状導光部材７，８の端部の断面を清掃する。
【００１８】
かかる構成のトナー残量検知装置において、検知精度を高めるには検知光の光量の減少を抑えることが最も有効な手段の１つである。そこで、本発明者は発光部材２と棒状導光部材７の間及び別の棒状導光部材８と受光部材３の間において光の損失があることを見出しした。
【００１９】
そこで、図２に示すように、発光部材２と棒状導光部材７の間及び別の棒状導光部材８と受光部材３の間にそれぞれ筒状、例えば円筒状の光ガイド部材１１，１２を設けている。この光ガイド部材１１，１２は、光を遮断する材料から作られているとともに、その内面が反射するように構成されている。なお、内面を反射させるものとしては光ガイド部材自体を反射する材質のもので構成してもよいし、内面に反射部材を貼着したり、反射する処理を施したりしたものであってもよい。
【００２０】
このように構成したトナー残量検知装置は発光部材２と棒状導光部材７の間及び別の棒状導光部材８と受光部材３の間での光の損失を抑えることができ、検知精度を高めることができる。
【００２１】
図３は本発明に係るトナー残量検知装置の別の実施形態を示す説明図である。本例では、光ガイド部材１１，１２を光の進行方向上流側が下流側よりも大径となる略円錐状に形成している。すなわち、光ガイド部材１１，１２は光の進行方向において徐々につぼまるように形成している。具体的には、発光部材２の発光部の断面積をＳ１、光ガイド部材１１の大径側断面積をＳ２、その小径側断面積をＳ３とすると、光ガイド部材１１の大径側断面積Ｓ２は発光部の断面積Ｓ１及び小径側断面積Ｓ３の何れよりも大きく設定している。同様に、棒状導光部材８の受光側断面積をＳ４、光ガイド部材１２の大径側断面積をＳ５、その小径側断面積をＳ６とすると、光ガイド部材１２の大径側断面積Ｓ５は棒状導光部材８の受光側断面積Ｓ４及び小径側断面積Ｓ６の何れよりも大きく設定している。
【００２２】
このように構成することによって、出射光が発散光束であっても光ガイド部材１１，１２によって光の取り込みを大きくとることができ、光の損失を抑えて高信頼のトナー残量検知装置を提供することができる。
【００２３】
図４は本発明に係るトナー残量検知装置のさらに別の実施形態を示す説明図である。本例では図３に示した実施形態と同様に略円錐状の光ガイド部材１１，１２を用いているが、その光ガイド部材１１，１２の小径の開口面積をその光進行方向下流側に隣接する部材の開口面積より小さくなるように設定されている。より詳しく説明すると、上記したように、符号Ｓ１を発光部材２の発光部の断面積、Ｓ２を光ガイド部材１１の大径側断面積、Ｓ３をその小径側断面積、Ｓ４を棒状導光部材８の受光側断面積、Ｓ５を光ガイド部材１２の大径側断面積及びＳ６をその小径側断面積とする。さらに、棒状導光部材７の発光部側の断面積をＳ７受光部材３の受光部の断面積をＳ８としたとき、上記光ガイド部材１１の大径側断面積Ｓ２は発光部の断面積Ｓ１及び小径側断面積Ｓ３の何れよりも大きく、そして光ガイド部材１２の大径側断面積Ｓ５は棒状導光部材８の受光側断面積Ｓ４及び小径側断面積Ｓ６の何れよりも大きく設定するとともに、光ガイド部材１１の小径側断面積Ｓ３より棒状導光部材７の発光部側断面積Ｓ７を大きく設定している。さらに、光ガイド部材１２の小径側断面積Ｓ６より受光部材３の受光部断面積Ｓ８を大きく設定している。
【００２４】
このように構成されたトナー残量検知装置は、光ガイド部材１１，１２の大径部の断面積が光の進行方向における上流側の部材の断面積より大きく、小径部の断面積はその下流側の部材の断面積より小さいので、上流側から受けた検知光を、光量を損失させることがなく下流側に導くことができる。よって、高精度なトナー残量検知装置を提供することができる。
【００２５】
なお、トナー残量検知装置はトナーカートリッジや現像装置に用いられるが、現像装置へ補給するトナーを一時的に貯めるサブホッパー等にも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来のトナー残量検出装置の概略図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すトナー残量検出装置の概略図である。
【図３】本発明の別の実施形態を示すトナー残量検出装置の概略図である。
【図４】本発明のさらに別の実施形態を示すトナー残量検出装置の概略図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  容器
２  発光部材
３  受光部材
７，８ 棒状導光部材
１１，１２  光ガイド部材
【図１】
2005266068.tif 000003
【図２】
2005266068.tif 000004
【図３】
2005266068.tif 000005
【図４】
2005266068.tif 000006