(57)【要約】【課題】  トナー残量を精度良く検出する現像装置を提供する。【解決手段】  現像装置６０は、内壁９０を有する第１のトナー室７０と、第２のトナー室７２と、開口部８８と、攪拌搬送部材７６とを有する。攪拌搬送部材７６は、弾性部７８を有し、この弾性部７８には接触部８０が設けられている。内壁９０は、前記開口部８８へ向けて上方に立ち上がる立上がり部７４を有し、この立上がり部７４には被接触部８２が突出している。攪拌搬送部７６は、前記開口部８８を介してトナーＴを前記第２のトナー室７２に搬送する。第１のトナー室７０のトナー残量が所定値以下になると接触部８０と被接触部８２とが接触し、トナー残量検知回路のスイッチは閉じられ、トナー残量が所定値になったことを検知する。【選択図】          図２
2005250186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内壁を有する第１のトナー室と、
第２のトナー室と、
前記第１のトナー室と前記第２のトナー室とを連通させる開口部と、
前記第１のトナー室に収容されたトナーを前記第２のトナー室に前記開口部を介して搬送するよう前記第１のトナー室に設けられた攪拌搬送部材とを有し、
前記第１のトナー室の内壁は、前記開口部へ向けて上方に立ち上がる立上がり部を有し、
前記攪拌搬送部材は、可撓性を有すると共に前記第１のトナー室内壁に向けて延びる弾性部を有し、
この弾性部に接触部を設けると共に、この接触部に接触する被接触部を前記立上がり部に設けてなる
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記接触部は、前記弾性部に複数設けられてなることを特徴とする
請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記被接触部は、前記立上がり部に複数設けられてなることを特徴とする
請求項１記載の現像装置。
【請求項４】
前記接触部とこの接触部に接触する被接触部とは、線接触あるいは点接触する形状からなることを特徴とする
請求項１乃至３いずれか記載の現像装置。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれか記載の現像装置を有し、
前記接触部とこの接触部に接触する被接触部との接触を検知する接触検知手段を有する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記接触検知手段は、前記接触部とこの接触部に接触する被接触部との接触を所定回数検知したときにトナーエンプティと判定する判定手段を有することを特徴とする
請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記接触検知手段は、前記接触部とこの接触部に接触する被接触部との接触を所定期間続けて検知したときにトナーエンプティと判定する判定手段を有することを特徴とする
請求項５記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー残量検出機構が設けられた現像装置及びこの現像装置を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１においては、トナー室内のトナーを、回転駆動軸に設けられたシート状弾性材によりトナー排出口へ搬送する現像装置において、シート状弾性材とトナー室内面とに設置された導通部材が接したことを検知する検知手段を設け、この検知信号により所定のトナー残量を検出することが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−３２８３７０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、トナー室内のトナーはシート状弾性材の搬送によりトナー室の搬送下流側に偏るが、上記特許文献１の現像装置は、トナー室内の導通部材が回転部材の軸真下よりも搬送上流側に設けられているため、トナー室内の搬送下流側にトナーが多量に存在するにもかかわらずトナーエンプティと検出してしまう。また、シート状弾性材とトナー室内面とに設置された導通部材にトナーが付着することで検出不良が生ずる。
【０００５】
本発明の目的は、トナー残量を精度良く検出する現像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】
本発明の第１の特徴とするところは、内壁を有する第１のトナー室と、第２のトナー室と、前記第１のトナー室と前記第２のトナー室とを連通させる開口部と、前記第１のトナー室に収容されたトナーを前記第２のトナー室に前記開口部を介して搬送するよう前記第１のトナー室に設けられた攪拌搬送部材とを有し、前記第１のトナー室の内壁は、前記開口部へ向けて上方に立ち上がる立上がり部を有し、前記攪拌搬送部材は、可撓性を有すると共に前記第１のトナー室内壁に向けて延びる弾性部を有し、この弾性部に１又は２以上の接触部を設けると共に、この接触部に接触する被接触部を前記立上がり部に設けてなる現像装置である。
【０００７】
好ましくは、前記接触部は、前記弾性部に複数設けられてなることを特徴とする。また、好ましくは、前記被接触部は、前記立上がり部に複数設けられてなることを特徴とする。
【０００８】
好ましくは、前記接触部とこの接触部に接触する被接触部とは、線接触あるいは点接触する形状からなることを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明は、上述した特徴を持つ現像装置を有し、前記接触部とこの接触部に接触する被接触部との接触を検知する接触検知手段を有することを特徴とする画像形成装置を含むものである。
【００１０】
好ましくは、前記接触検知手段は、前記接触部とこの接触部に接触する被接触部との接触を所定回数検知したときにトナーエンプティと判定する判定手段を有することを特徴とする。また、好ましくは、前記接触検知手段は、前記接触部とこの接触部に接触する被接触部との接触を所定期間続けて検知したときにトナーエンプティと判定する判定手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、トナー室内のトナー残量の検出精度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に本発明の実施形態について説明する。
図１において、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の概要が示されている。画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、この画像形成装置本体１２内に像形成手段１４が搭載され、この画像形成装置本体１２の上部に後述する排出部１６が設けられていると共に、この画像形成装置本体１２の下部に例えば２段の給紙ユニット１８ａ，１８ｂが配置されている。さらに、画像形成装置本体１２の下方には、オプションとして着脱装着される２段の給紙ユニット１８ｃ，１８ｄが配置されている。
【００１３】
それぞれの給紙ユニット１８ａ〜１８ｄは、給紙ユニット本体２０と、記録媒体が収納される給紙カセット２２とを有する。給紙カセット２２は、給紙ユニット本体２０に対して摺動自在に装着され、正面方向（図１の右方向）に引き出される。また、給紙カセット２２の奥端近傍上部にはピックアップロール２４が配置され、このピックアップロール２４の後方にリタードロール２６及びフィードロール２８が配置されている。さらにオプションの給紙ユニット１８ｃ，１８ｄには、それぞれ対をなす送りロール３０が設けられている。
【００１４】
搬送路３２は、最下端の給紙ユニット１８ｄのピックアップロール２４から排出口３４までの記録媒体通路であり、この搬送路３２は、画像形成装置本体１２の裏面（図１の左側面）近傍にあって、最下端の給紙ユニット１８ｄの送りロール３０から後述する定着装置３６まで略鉛直に形成されている部分を有する。この搬送路３２の定着装置３６の上流側に後述する転写装置４２と像担持体４４が配置され、さらに転写装置４２と像担持体４４の上流側にレジストロール３８が配置されている。さらに、搬送路３２の排出口３４の近傍には排出ロール４０が配置されている。
【００１５】
したがって、給紙ユニット１８ａ〜１８ｄの給紙カセット２２からピックアップロール２４により送り出された記録媒体は、リタードロール２６及びフィードロール２８により捌かれて搬送路３２に導かれ、レジストロール３８により一次停止され、タイミングをとって後述する転写装置４２と像担持体４４との間を通って現像剤像が転写され、この転写された現像剤像が定着装置３６により定着され、排出ロール４０により排出口３４から排出部１６へ排出される。
【００１６】
ただし、両面印刷の場合は、反転路に戻される。即ち、搬送路３０の排出ロール４０の手前は２股に別れ、その分かれた部分に切換爪４６が設けられていると共に、分かれた部分からレジストロール３８まで戻る反転路４８が形成されている。この反転路４８には搬送ロール５０ａ〜５０ｃが設けられており、両面印刷の場合には、切換爪４６が反転路４８を開く側に切り換えられ、排出ロール４０に記録媒体の後端手前がかかる時点で排出ロール４０が反転し、記録媒体が反転路４８に導かれ、レジストロール３８、転写装置４２と像担持体４４及び定着装置３６を通って排出口３４から排出部１６へ排出されるものである。
【００１７】
排出部１６は、画像形成装置本体に対して回動自在の傾斜部５２を有する。この傾斜部５２は、排出口部分が低く、正面方向（図１の右方向）に向けて徐々に高くなるよう傾斜しており、排出口部分を下端とし、高くなった先端を上端としている。この傾斜部５２は下端を中心に回動自在であるよう画像形成装置本体１２に支持されている。図１で２点鎖線で示すように、傾斜部５２を上方に回転して開いたときには、開放部５４が形成され、この開放部５４を介して後述するプロセスカートリッジ６４が脱着できるようにしてある。
【００１８】
像形成手段１４は、電子写真方式のもので、感光体からなる像担持体４４と、この像担持体４４を一様帯電する例えば帯電ロールからなる帯電装置５６と、この帯電装置５６により帯電された像担持体４４に、光により潜像を書き込む光書込み装置５８と、この光書込み装置５８により形成された像担持体４４の潜像をトナーにより可視化する後述の現像装置６０と、この現像装置６０によるトナー像を記録媒体に転写する例えば転写ロールからなる転写装置４２と、像担持体４４に残存するトナーをクリーニングする例えばブレードからなるクリーニング装置６２と、転写装置４２により転写された記録媒体上のトナー像を記録媒体に定着させる例えば加圧ロールと加熱ロールとからなる定着装置３６とから構成されている。光書込み装置５８は例えば走査型のレーザ露光装置からなり、前述した給紙ユニット１８ａ〜１８ｄと平行で画像形成装置本体１２の正面近傍に配置され、現像装置６０内を横切って像担持体４４を露光する。なお、この実施形態においては、光書込み装置５８として走査型のレーザ露光装置を用いたが、他の実施形態としてＬＥＤや面発光レーザ等を用いることができる。
【００１９】
プロセスカートリッジ６４は、像担持体４４、帯電装置５６、現像装置６０及びクリーニング装置６２を一体化したものである。このプロセスカートリッジ６４は、排出部１６の傾斜部５２の直近下方に配置されており、前述したように、傾斜部５２を開いたときに形成される開放部５４を介して脱着される。
【００２０】
図２乃至図６において本発明の実施形態に係る現像装置６０が示されている。図２乃至図４は、この現像装置６０の側面断面図である。現像装置６０は、内壁９０を有する第１のトナー室７０と、第２のトナー室７２と、前記第１のトナー室７０と前記第２のトナー室７２とを連通させる開口部８８と、攪拌搬送部材７６とを有する。前記第１のトナー室７０の内壁９０は、前記開口部８８へ向けて上方に立ち上がる立上がり部７４を有する。攪拌搬送部材７６は、前記第１のトナー室７０に設けられ、この第１のトナー室７０に収容されたトナーＴを前記第２のトナー室７２に前記開口部８８を介して搬送する。この攪拌搬送部材７６は、前記第１のトナー室内壁に向けて延びる弾性部７８を有する。この弾性部７８は、可撓性を有し、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムを材料として作られている。また弾性部７８は、この弾性部７８の表面に接触部８０を設けている。被接触部８２は、この接触部８０と接触するように前記立上がり部７４に内壁９０から突出して設けられている。前記接触部８２とこの接触部８０とは共に導電性材料で作られている。また、矢印は攪拌搬送部材７６の回転方向を示している。なお、図２乃至図４においては、同様の部分については同一の符号を付している。
【００２１】
図５において、接触部８０と被接触部８２とが接触する部分の詳細が示されている。被接触部８２は、弾性部７８の接触部８０と点接触あるいは線接触する形状からなる。即ち、接触部８０と被接触部８２とが接触する面積は小さいため、トナーＴが接触部８０と被接触部８２とに挟まれる部分に入り込む余地は少ない。よって、接触部８０と被接触部８２との接触部分はトナーＴ付着による影響を受けることは少なく、トナーＴ付着による接触不良が防がれる。
【００２２】
図６において、前記接触部８０とこの接触部８０に接触する被接触部８２との接触を検知する接触検知手段が示されている。ここで、接触検知手段は、攪拌搬送部材７６の例えば２つ接触部８０ａ、８０ｂ（まとめて取り扱うときは接触部８０とする。）と、第１のトナー室７０の内壁９０に設けられた被接触部８２と、この２つの接触部８０ａ、８０ｂと被接触部８２との接触を検知するトナー残量検知回路１００とを有する。２つの接触部８０ａ、８０ｂは、例えば弾性部７８を含んで攪拌搬送部材７６の長手方向の両端に互いに離れて設けられている。この２つの接触部８０ａ、８０ｂは、攪拌搬送部材７６の両端を介して、トナー残量検知回路１００に接続されている。即ち、トナー残量検出回路１００は、２つの接触部８０ａ、８０ｂが短絡して接続されると閉じられる回路を有する。
【００２３】
被接触部８２は、離れて設けられた２つの接触部８０ａ、８０ｂの両方に接して短絡することができる長さを有する。この被接触部８２は、第１のトナー室７０内で攪拌搬送部材７６の弾性部７８が当接する位置に、この弾性部７８の長手方向に沿って設けられている。
【００２４】
図７において、前記トナー残量検知回路１００の回路構成が示されている。トナー残量検出回路１００は、接触部８０と被接触部８２とからなるスイッチ９８と、この接触部８０と被接触部８２との接触回数をカウントするカウンタ９２と、接触してからの期間を測定するタイマ９６と、カウンタ９２又はタイマ９６の値を基にしてトナーエンプティを検出するか否かを判定する検出判定部９４とを有する。カウンタ９２は、例えばフリップフロップ含む回路で構成され、スイッチ９８が閉じられたことによるトランジスタ１０２のエミッタ側の電気的変化を検知して、値を増加するものである。タイマ９６は、トランジスタ１０２のエミッタ側の電気的変化を検知したことを契機として動作を開始する。検出判定部９４は、カウンタ９２の値が所定値となったときにトナーエンプティと判定する。また、検出判定部９４は、タイマ９６の出力より、電気的変化を所定期間検知し続けたときにトナーエンプティと判定してもよい。
【００２５】
現像ローラ８４は例えば円柱状であり、前記第２のトナー室７２に設けられている。薄層化機構８６は、例えば樹脂から構成されており、現像ローラ８４に接するように配置され、現像ローラ８４の余剰トナーを掻き落とし、現像ローラ８４上のトナーを薄層に形成する。そして、現像ローラ８４は、像担持体４４に対峙し、この現像ローラ８４により搬送されたトナーを像担持体４４に供給する。
【００２６】
なお、第２のトナー室７２内又は第１のトナー室７０と第２のトナー室７２との連通部分にさらに他の攪拌部材を設け、これにより現像ローラ８４へトナーを供給するようにしてもよい。
【００２７】
次に、上記実施形態の作用について説明する。
像担持体４４が帯電装置５６により一様に帯電され、この帯電された像担持体４４には、画像信号に基づいて光書込み装置５８から発した光が照射され、潜像書き込み位置において潜像が形成される。この光書込み装置５８により形成された像担持体４４の潜像は現像装置６０のトナーにより可視化される。
【００２８】
第１のトナー室７０に収容されたトナーＴは、攪拌搬送部材７６により攪拌され、開口部８８を介して第２のトナー室７２に搬送される。この第２のトナー室７２に搬送されたトナーが、現像ローラ８４に供給され、薄層化機構８６によって現像ローラ８４上に薄層として形成され、像担持体４４へ供給される。
【００２９】
一方、給紙カセット２２の一つに収納された記録媒体はピックアップロール２４により送り出され、リタードロール２６及びフィードロール２８により捌かれて搬送路３２に導かれ、レジストロール３８により一時停止され、タイミングを取って転写装置４２と像担持体４４との間に導かれる。
【００３０】
記録媒体が転写装置４２と像担持体４４との間に導かれると、像担持体４４上のトナーが転写装置４２により記録媒体に転写される。このトナーが転写された記録媒体は、定着装置３６を通って排出口３４から排出部１６へ排出される。
【００３１】
このようにして、第１のトナー室７０内のトナーＴは減少する。
第１のトナー室７０内のトナー残量が所定値以上である場合、図２に示すように弾性部７８はトナーの抵抗で撓み、トナーＴが接触部８０と被接触部８２との間に存在することからこの接触部８０と被接触部８２とが接触することはない。
【００３２】
引き続いて第１のトナー室７０内のトナーＴが減少すると、図３に示すようにトナーＴは第１のトナー室７０の立上がり部７４を有する搬送下流側に偏る。しかし、この状態においてもトナーＴの存在により、接触部８０と被接触部８２とは接触しない。
【００３３】
さらに第１のトナー室７０内のトナーＴが減少し、トナー残量が所定値以下になると、図４に示すように、接触部８０と被接触部８２とが接触する。このとき、トナー残量検知回路１００のスイッチ９８は閉じられ、カウンタ９２は電気的変化を検知し、記録されている接触回数を増加する。
【００３４】
カウンタ９２により記録された接触回数は、検出判定部９４によって判定される。接触回数が所定値に達すると、検出判定部９４はトナーエンプティであると判定する。また、タイマ９６の出力を用いた場合においては、電気的変化が所定期間例えば数ミリ秒から数秒間検知され続けると、検出判定部９４はトナーエンプティであると判定する。このように、ノイズによる誤検出を予防することにより、トナー残量検出精度は向上される。
【００３５】
図８及び図９において、上記実施形態の変形例が示されている。接触検知手段は、攪拌搬送部材７６の１つ接触部８０と、第１のトナー室７０の内壁９０に設けられた例えば５つの被接触部８２ａ〜８２ｅ（まとめて取り扱うときは被接触部８２とする。）と、この接触部８０と５つ被接触部８２ａ〜８２ｅとの接触を検知するトナー残量検知回路１００とを有する。接触部８０は、攪拌搬送部材７６の弾性部７８の先端に長手方向に沿って設けられている。５つの被接触部８２ａ〜８２ｅは、第１のトナー室７０の内壁９０に弾性部７８が当接する位置に、前記接触部８０と平行して互いに離れて配置されている。
【００３６】
トナー残量検知回路１００は、５つの被接触部８２ａ〜８２ｅと接続されている。即ち、トナー残量検知回路１００は、接触部８０と被接触部８２ａ〜８２ｅとの接触を検知するために複数のスイッチ９８、カウンタ９２及びタイマ９６を有することになる。検出判定部９４は、１又は２以上のカウンタ９２の値が所定値となったときにトナーエンプティと判定する。また、検出判定部９４は、１又は２以上のタイマ９６の出力より、電気的変化を所定期間検知し続けたときにトナーエンプティと判定してもよい。この場合、判定に用いられるカウンタ９２の所定値又はタイマ９６の所定期間は、それぞれのカウンタ９２又はタイマ９６に対して独立に設定されることができる。
【００３７】
攪拌搬送部材７６がトナーＴを第１のトナー室７０から第２のトナー室７２に搬送することで第１のトナー室７０内のトナー残量が所定値以下になると、トナー残量検知回路１００は、接触部８０と被接触部８２ａ〜８２ｅとが接触することで、トナー残量が所定値であることを検知する。第１のトナー室７０内に２以上の被接触部８２を設けることで、トナー残量検知回路１００は、例えば２以上の被接触部８２のいずれかによって回路が閉じられたかを判定することにより、第１のトナー室７０の長手方向のトナー偏りを検知することが可能となる。また、判定に用いられるそれぞれのカウンタ９２の所定値又はタイマ９６の所定期間が独立に設定されることで、さらに精度良くトナー偏りを検知できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る現像装置を示す側面断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る現像装置におけるトナー搬送を示す側面断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る現像装置の接触部と被接触部との接触を示す側面断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る現像装置の接触部と被接触部との接触を詳細に示す側面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る画像形成装置の接触検知手段を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る画像形成装置のトナー残量検知回路の回路構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る画像形成装置の接触検知手段を示す図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る画像形成装置のトナー残量検知回路の回路構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０ 画像形成装置
４４ 像担持体
６０ 現像装置
７０ 第１のトナー室
７４ 立上がり部
７６ 攪拌搬送部材
７８ 弾性部
８０ 接触部
８２ 被接触部
８８ 開口部
９０ 内壁
９２ カウンタ
９４ 検出判定部
９６ タイマ
９８ スイッチ
１００ トナー残量検出回路
【図１】
2005250186.tif 000003
【図２】
2005250186.tif 000004
【図３】
2005250186.tif 000005
【図４】
2005250186.tif 000006
【図５】
2005250186.tif 000007
【図６】
2005250186.tif 000008
【図７】
2005250186.tif 000009
【図８】
2005250186.tif 000010
【図９】
2005250186.tif 000011