(57)【要約】【課題】  トナー等の粉体の残量を簡易な構成で確認する。【解決手段】  歯車４０は、軸部４８ａに回転自在に支持されている。ナット部材４４がフランジ５４に向けて締め付けられると、駆動歯車６６から歯車４０に伝達された駆動力が摩擦力によって負荷受け部材２８及びナット部材４４に対して伝達される。負荷受け部材２８に駆動力が伝達されている状態において、負荷受け部材２８、歯車４０、すべり板４２ａ〜４２ｄ及びナット部材４４は、トナーボックス１４内のトナー残量が所定量よりも多い場合には、歯車４０とフランジ５４及びすべり板４２ａそれぞれとの間ですべりが生じて停止し、トナーボックス１４内のトナー残量が所定量よりも少なくなった場合には、歯車４０とフランジ５４及びすべり板４２ａそれぞれとの間で生じる摩擦力などにより回転する。ナット部材４４が回転すると、凹凸部６４と板ばね材４６とが接触してたたかれ音が発生する。【選択図】          図４
2005352221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに収容された粉体により負荷を受ける負荷受け部材と、この負荷受け部材の負荷を機械的に検知する検知手段と、この検知手段の検知結果を報知する報知手段とを有することを特徴とする粉体残量検出装置。
【請求項２】
トナーボックスに収容されたトナーにより負荷を受ける負荷受け部材と、この負荷受け部材の負荷を機械的に検知する検知手段と、この検知手段の検知結果を報知する報知手段とを有することを特徴とするトナー残量検出装置。
【請求項３】
前記検知手段は、前記負荷受け部材に駆動力を伝達する駆動力伝達手段と、この駆動力伝達手段が前記負荷受け部材に伝達する駆動力を制限する制限手段とを有し、前記負荷受け部材に伝達される駆動力と前記負荷受け部材が受ける負荷とのバランスにより、前記負荷受け部材の負荷を検知することを特徴とする請求項２記載のトナー残量検出装置。
【請求項４】
前記報知手段は、前記負荷受け部材の負荷に応じて回転し、回転方向に凹凸部を有する被接触部材と、この被接触部材の凹凸部に接触する接触部材とを有することを特徴とする請求項２又は３記載のトナー残量検出装置。
【請求項５】
前記報知手段は、前記負荷受け部材の負荷に応じて回転し、回転方向に凹凸部を有する被接触部材と、この被接触部材の凹凸部に接触して報知信号をオンオフするスイッチとを有することを特徴とする請求項２又は３記載のトナー残量検出装置。
【請求項６】
前記負荷受け部材はフランジが形成された回転軸を具備し、前記検知手段は、前記回転軸に回転自在に支持された回転部と、この回転部に駆動力を伝達する駆動力伝達手段と、前記回転部を前記フランジに向けて押圧する押圧手段とを有し、前記フランジ、前記回転部及び前記押圧手段の間に生じる摩擦力によって前記負荷受け部材が回転することにより、前記負荷受け部材の負荷を検知することを特徴とする請求項２記載のトナー残量検出装置。
【請求項７】
前記押圧手段は、前記回転部を押圧する圧力が可変であることを特徴とする請求項６記載のトナー残量検出装置。
【請求項８】
請求項２乃至７いずれか記載のトナー残量検出装置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、粉体、例えばトナーの残量を検出する粉体残量検出装置に関し、トナー残量検出装置及び画像形成装置に応用することができるものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば電子写真方式の画像形成装置には、感光体に形成された潜像を可視化するためのトナーを供給するトナー供給装置が用いられている。この種のトナー供給装置において、トナーを攪拌する攪拌部材を回転させる電動機の回転数、電源電流値又は角速度の変化を観測することによってトナーの残量を検知するトナー残量検出装置を設けることは公知である（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】実開昭６１−１３２８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例においては、トナーの残量を検知するために、電気又は磁気の信号の変化を検知しており、構成が複雑になるという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、トナー等の粉体の残量を簡易な構成で確認することができる粉体残量検出装置、トナー残量検出装置及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の第１の特徴とするところは、ハウジングに収容された粉体により負荷を受ける負荷受け部材と、この負荷受け部材の負荷を機械的に検知する検知手段と、この検知手段の検知結果を報知する報知手段とを有する粉体残量検出装置にある。
【０００７】
上記粉体残量検出装置は、例えばトナー残量検出装置であり、本発明の第２の特徴とするところは、トナーボックスに収容されたトナーにより負荷を受ける負荷受け部材と、この負荷受け部材の負荷を機械的に検知する検知手段と、この検知手段の検知結果を報知する報知手段とを有するトナー残量検出装置にある。したがって、トナー等の粉体の残量に応じた負荷を検知手段によって機械的に検知することができるので、トナー等の粉体の残量を簡易な構成でユーザに報知することができる。
【０００８】
好適には、前記検知手段は、前記負荷受け部材に駆動力を伝達する駆動力伝達手段と、この駆動力伝達手段が前記負荷受け部材に伝達する駆動力を制限する制限手段とを有し、前記負荷受け部材に伝達される駆動力と前記負荷受け部材が受ける負荷とのバランスにより、前記負荷受け部材の負荷を検知する。したがって、電気又は磁気の信号の変化を検知することなく、トナー等の粉体の残量に応じた負荷を検知手段によって検知することができるので、トナー等の粉体の残量を簡易な構成でユーザに報知することができる。
【０００９】
また、好適には、前記報知手段は、前記負荷受け部材の負荷に応じて回転し、回転方向に凹凸部を有する被接触部材と、この被接触部材の凹凸部に接触する接触部材とを有する。即ち、回転する被接触部材の凹凸部に接触部材が接触することによって機械的に生じる、例えば音などの信号により、報知手段は、検知手段の検知結果を報知することができる。
【００１０】
また、好適には、前記報知手段は、前記負荷受け部材の負荷に応じて回転し、回転方向に凹凸部を有する被接触部材と、この被接触部材の凹凸部に接触して報知信号をオンオフするスイッチとを有する。即ち、回転する被接触部材の凹凸部に接触部材が接触することにより、報知信号がオンオフするので、トナーの残量を簡易な構成で確認することができる。
【００１１】
また、好適には、前記負荷受け部材はフランジが形成された回転軸を具備し、前記検知手段は、前記回転軸に回転自在に支持された回転部と、この回転部に駆動力を伝達する駆動力伝達手段と、前記回転部を前記フランジに向けて押圧する押圧手段とを有し、前記フランジ、前記回転部及び前記押圧手段の間に生じる摩擦力によって前記負荷受け部材が回転することにより、前記負荷受け部材の負荷を検知する。即ち、負荷受け部材が受ける負荷よりも、フランジ等に生じる摩擦力によって負荷受け部材に伝達される駆動力が大きい場合に負荷受け部材が回転することにより、検知手段は、負荷受け部材が受ける負荷を検知することができる。
【００１２】
また、好適には、前記押圧手段は、前記回転部を押圧する圧力が可変である。したがって、フランジ、回転部及び押圧手段の間に生じる摩擦力が可変になるので、負荷受け部材が回転を開始するトナーの残量を変えることができる。
【００１３】
また、本発明の第３の特徴とするところは、上記記載のトナー残量検出装置を有する画像形成装置にある。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、トナー等の粉体の残量を簡易な構成で確認することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、本発明の実施形態に係るトナー残量検出装置を有し、画像形成装置に用いられる現像装置１０が示されている。現像装置１０は、トナーを収容し、例えば電子写真方式の画像形成装置において、感光体などの像担持体に担持された静電潜像をトナーにより可視化する。この現像装置１０は、ハウジング１２を有し、このハウジング１２は、トナーボックス（ホッパー部）１４と現像部１６とに分かれている。トナーボックス１４は、攪拌部１８を有する回転部材２０が配置され、トナーが収容されている。攪拌部１８は、攪拌部本体２２に可撓性の攪拌板２４の一端が固定されて構成され、この攪拌板２４の先端がハウジング１２の内面に接触するように回転する。攪拌部本体２２は、駆動伝達部である歯車２６に回転方向を拘束するように連結されている。つまり、歯車２６から伝達される駆動力によって攪拌部１８が回転することにより、回転部材２０は、トナーボックス１４内のトナーを攪拌し、かつトナーを現像部１６側に搬送する。また、トナーボックス１４には、回転部材２０よりも下方に回転自在に支持された負荷受け部材２８が設けられている。この負荷受け部材２８は、後述するトナー残量検出装置３８に含まれる。
【００１６】
現像部１６には、内部にマグネットロールが配置された現像ロール３０が配置されている。この現像ロール３０は、例えば像担持体（図示せず）に対峙し、この対峙された部分が現像位置となっている。また、現像部１６は、前述したトナーボックス１４とは開口部３２を介して連通しており、この開口部３２から現像部１６へトナーが搬送される。
【００１７】
現像ブレード３４は、一端が取付け部３６を介してハウジング１２に固定されている。この現像ブレード３４は、板ばね等の弾性体により付勢されて現像ロール３０に接しており、現像ロール３０上に搬送されたトナーを帯電させると共に、トナーの層厚を規制している。
【００１８】
図２及び図３において、トナー残量検出装置３８が示されている。トナー残量検出装置３８は、負荷受け部材２８、歯車４０、すべり板４２ａ〜４２ｄ、ナット部材４４及び板ばね材４６を有する。負荷受け部材２８は、軸部４８ａ，４８ｂと、この軸部４８ａ，４８ｂを軸として回転する回転部５０とを有し、軸部４８ａ，４８ｂそれぞれがトナーボックス１４の側面を貫通することにより、トナーボックス１４に回転自在に支持されている。軸部４８ａは、反回転部側の一端に例えば二方向からＤカットされ、かつ、ねじ切りされたネジ部５２が形成されているとともに、トナーボックス１４の外側にフランジ５４が形成されている。また、軸部４８ａには、例えばフランジ５４側から順に歯車４０、すべり板４２ａ〜４２ｄ及びナット部材４４が装着されており、歯車４０及びすべり板４２ａ〜４２ｄがフランジ５４とナット部材４４との間に支持されている。
【００１９】
歯車４０は、丸穴５６を有し、軸部４８ａが丸穴５６を貫通することにより、軸部４８ａに回転自在に支持されている。また、歯車４０には、例えばモータ６８の回転による駆動力が駆動歯車６６を介して伝達される。
すべり板４２ａ，４２ｂそれぞれは、例えば丸穴５８を有し、軸部４８ａが丸穴５８を貫通することにより、軸部４８ａに回転自在に支持されている。すべり板４２ｃ，４２ｄそれぞれは、例えばネジ部５２に係合する穴部６０を有し、軸部４８ａの回転とともに回転するようにされている。ナット部材４４は、ネジ部５２に係合するネジ穴６２を有する円板状の固定部材であり、例えば外周にのこぎり状の凹凸部６４が形成されている。ナット部材４４の凹凸部６４には、例えば弾性を有する板ばね材４６が付勢して当接しており、ナット部材４４が回転すると、板ばね材４６が凹凸部６４に接触し、たたかれ音が発生するようにされている。つまり、ナット部材４４は、板ばね材４６に対する被接触部材でもある。なお、ナット部材４４は、ネジ部５２に係合するネジ穴が設けられた歯車などのその他の形状であってもよい。
【００２０】
次に、歯車４０による駆動力の伝達について説明する。
図４において、歯車４０が駆動力を伝達する状態が示されている。上述したように、歯車４０は、軸部４８ａに回転自在に支持されている。つまり、歯車４０は、駆動歯車６６から伝達される駆動力のみがかかっている場合には、軸部４８ａに対して駆動力を伝達することなく、空転する。ナット部材４４がフランジ５４に向けて軸方向に締め付けられている場合には、歯車４０は、フランジ５４とすべり板４２ａとの間に挟まれて、フランジ５４に向けて押圧されており、駆動歯車６６から駆動力が伝達されると、フランジ５４との間に生じる摩擦力により、フランジ５４に駆動力を伝達する。また、ナット部材４４がフランジ５４に向けて軸方向に締め付けられている場合には、駆動歯車６６から歯車４０へ駆動力が伝達されると、歯車４０とすべり板４２ａとの間、すべり板４２ａ，４２ｂの間及びすべり板４２ｂ，４２ｃの間にも摩擦力が生じるので、歯車４０に伝達された駆動力は、すべり板４２ａ〜４２ｄを介してナット部材４４及びネジ部５２にも伝達される。このように、ナット部材４４がフランジ５４に向けて締め付けられている場合には、駆動歯車６６から歯車４０に伝達された駆動力が負荷受け部材２８に対して伝達され、負荷受け部材２８、歯車４０、すべり板４２ａ〜４２ｄ及びナット部材４４が軸部４８ａ，４８ｂを回転軸として略一体に回転する。なお、負荷受け部材２８が回転する方向は、例えば右回り（図１において時計回り）になるようにされている。
【００２１】
一方、トナーボックス１４内にはトナーが収容されているので、負荷受け部材２８は、回転力（駆動される力）に対する負荷（抵抗力）をトナーから受ける。つまり、歯車４０とフランジ５４及びすべり板４２ａそれぞれとの間で生じる摩擦力などにより負荷受け部材２８に伝達される駆動力よりも、負荷受け部材２８がトナーから受ける負荷が大きい場合、歯車４０とフランジ５４及びすべり板４２ａそれぞれとの間ですべりが生じ、負荷受け部材２８の回転は妨げられる。ただし、トナーが使用されて、トナーの残量が少なくなると、負荷受け部材２８がトナーから受ける負荷は小さくなる。よって、負荷受け部材２８に駆動力が伝達されている状態において、負荷受け部材２８、歯車４０、すべり板４２ａ〜４２ｄ及びナット部材４４は、トナーボックス１４内のトナー残量が所定量よりも多い場合には、歯車４０とフランジ５４及びすべり板４２ａそれぞれとの間ですべりが生じて停止し、トナーボックス１４内のトナー残量が所定量よりも少なくなった場合には、歯車４０とフランジ５４及びすべり板４２ａそれぞれとの間で生じる摩擦力などにより回転する。また、ナット部材４４が回転することにより、凹凸部６４と板ばね材４６とが接触し、たたかれ音が発生するので、ユーザは、トナーボックス１４内のトナーが所定の量よりも少なくなったことを確認することができる。つまり、負荷受け部材２８等が回転することによってトナー残量が所定量よりも少なくなったことが検知され、凹凸部６４と板ばね材４６とが接触することによって検知結果が報知される。
【００２２】
さらに、ナット部材４４は、ネジ穴６２がネジ部５２に係合することにより、フランジ５４との間に支持されている歯車４０及びすべり板４２ａ〜４２ｄをフランジ５４側に向けて軸方向に締め付けること、及び、フランジ５４側から開放することが可能である。よって、ユーザは、歯車４０とフランジ５４及びすべり板４２ａそれぞれとの間の摩擦力を調整することができ、負荷受け部材２８が回転を開始するトナーの残量を調整することができる。また、ユーザは、すべり板４２ａ〜４２ｄの数及び形状を変えることにより、フランジ５４とナット部材４４との間の押圧及び歯車４０に対して生じる摩擦力を調整することができる。
【００２３】
次に上記実施形態の作用について説明する。
現像装置１０においては、回転部材２０の歯車２６を介して攪拌部１８が回転すると、攪拌板２４の回転によりトナーボックス１４内のトナーが攪拌され、攪拌された一部のトナーが開口部３２を介して現像部１６に供給される。この現像部１６に供給された新しいトナーは、現像ロール３０上に残った現像剤と共に現像ロール３０内のマグネットロールの磁力により現像ロール３０に付着され、現像ブレード３４により帯電されると共に層厚規制され、像担持体（図示せず）との現像位置まで搬送され、この現像位置において像担持体へ移動する。
【００２４】
トナーボックス１４内のトナーが所定の量よりも多い場合には、歯車４０は、駆動歯車６６から伝達された駆動力を負荷受け部材２８に伝達することなく、空転する。トナーボックス１４内のトナーが使用されることにより、トナーが所定の量よりも少なくなった場合には、駆動歯車６６から歯車４０へ伝達された駆動力が負荷受け部材２８及びナット部材４４に伝達され、負荷受け部材２８及びナット部材４４が回転を始める。負荷受け部材２８は、回転することにより、トナーを攪拌するとともに、回転部材２０に向けて搬送する。ナット部材４４が回転すると、凹凸部６４と板ばね材４６とが接触してたたかれ音が発生し、ユーザは、トナーボックス１４内のトナーが所定の量以下になったことを確認することができる。
【００２５】
次に、トナー残量検出装置の変形例について説明する。
図５において、トナー残量検出装置３８の変形例が示されている。
図５に示すように、トナー残量検出装置３８の変形例は、板ばね材４６に替えて表示部７０を有する。表示部７０は、電源に接続されたＬＥＤ（Light Emitting Diode）７２と、このＬＥＤ７２をオンオフさせるスイッチ７４とを有する。スイッチ７４は、例えば可撓性を有する変位部材７６、及びＬＥＤ７２が接続された固定部材７８から構成される。変位部材７６は、ナット部材４４の凹凸部６４に接触するようにされており、ナット部材４４が回転すると、凹凸部６４に沿って変位し、固定部材７８に接触してＬＥＤ７２が点燈するようにされている。つまり、歯車４０に伝達された駆動力が負荷受け部材２８及びナット部材４４に対して伝達されると、変位部材７６が固定部材７８に対して接離（スイッチ７４がオンオフ）し、ＬＥＤ７２が点滅する。よって、ユーザは、トナーボックス１４内のトナーが所定の量以下になったことを確認することができる。このように、トナーボックス１４内のトナーが所定の量以下になったことを、ユーザに示す方法（報知方法）は、機械的なものでなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係るトナー残量検出装置を有し、画像形成装置に用いられる現像装置の側面から見た断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るトナー残量検出装置を示す断面図である。
【図３】負荷受け部材のフランジ及びネジ部、並びに負荷受け部材の軸部に支持される歯車、すべり板及びナット部材を示す斜視図である。
【図４】駆動歯車から歯車に伝達された駆動力を軸部及びナット部材に伝達する状態を示す拡大断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るトナー残量検出装置の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０    現像装置
１２    ハウジング
１４    トナーボックス
１６    現像部
１８    攪拌部
２０    回転部材
２４    攪拌板
２８    負荷受け部材
３２    開口部
３８    トナー残量検出装置
４０    歯車
４２ａ〜４２ｄ    すべり板
４４    ナット部材
４６    板ばね材
４８ａ，４８ｂ    軸部
５０    回転部
５２    ネジ部
５４    フランジ
６２    ネジ穴
６４    凹凸部
６６    駆動歯車
６８    モータ
７０    表示部
７２    ＬＥＤ
７４    スイッチ
７６    変位部材
【図１】
2005352221.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005352221.tif 000006
【図５】
2005352221.tif 000007