(57)【要約】【課題】透光性部品の、発光素子、受光素子に対向する面の外周に有色化したリブを設け、光量の減衰を抑制し、出射光量が大きくない発光素子でも使用可能である現像剤残量検知装置用部品およびこれを用いた現像剤残量検知装置ならびにこれを使用する現像器およびこの現像器を使用する静電作像装置を提供する。【解決手段】少なくとも１対の発光素子７と受光素子８とを用い、それらの間の光路上に存在する現像剤の有無で現像剤の残量を検知する現像剤残量検知装置５に用いられる現像剤残量検知装置用部品２２において、一方が発光素子７と対向するように配置され、他方が受光素子８と対向するように配置される透光性部品であり、前記発光素子７、もしくは前記受光素子８に対向する面にリブ形状部分２２ａを有する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１対の発光素子と受光素子とを用い、それらの間の光路上に存在する現像剤の有無で現像剤の残量を検知する現像剤残量検知装置に用いられる現像剤残量検知装置用部品において、一方が発光素子と対向するように配置され、他方が受光素子と対向するように配置される透光性部品を備え、該透光性部品は、前記発光素子、もしくは前記受光素子に対向する面にリブ形状部分を有することを特徴とする現像剤残量検知装置用部品。
【請求項２】
前記リブ形状部分を有色化していることを特徴とする請求項１記載の現像剤残量検知装置用部品。
【請求項３】
請求項１または２の現像剤残量検知装置用部品を用いたことを特徴とする現像剤残量検知装置。
【請求項４】
前記透光性部品の発光素子、または受光素子対向面の外周に有色のリブ形状部分を有していることを特徴とする請求項３記載の現像剤残量検知装置。
【請求項５】
前記リブ形状部分がそれを取り付けるケースを構成する部品の一部であることを特徴とする請求項４記載の現像剤残量検知装置。
【請求項６】
請求項３ないし５の現像剤残量検知装置を用いたことを特徴とする現像剤を収容する現像器。
【請求項７】
請求項６の現像器を用いることを特徴とする静電作像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真装置に用いられ現像装置、詳しくは現像装置内の現像剤の残量を検知する現像剤残量検知装置用部品およびこれを用いた現像剤残量検知装置ならびにこれを使用する現像器およびこの現像器を使用する静電作像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像形成装置または静電作像装置には現像装置が内蔵され、この現像装置には現像剤の残量を検出する手段としての現像剤残量検知装置が設置されている。
この現像剤残量検知装置では、現像剤が貯留された現像器の対向する側壁の外側に夫々一対の発光素子と受光素子とが対向配置され、これらの間に形成される光路に存在する現像器内の現像剤の有無で、現像剤の残量を検知するようになっている。
すなわち、現像器は現像剤を収容するケースと、このケースの上部開口を覆うカバーとからなり、ケースの対向する両側壁には透光性部品が設けられている。そして、画像形成装置の本体部には、発光素子と受光素子が透光性部品に対向する外側位置にそれぞれ設置されている。
この従来の現像剤残量検知装置において、発光素子からの光は一方の光透過部を透過してケース内に入射し、反対側の光透過部を透過して受光素子に到達する。ケース内に現像剤が十分に残存している場合には、発光素子からの光が現像剤により遮られ、受光素子に到達することが不可能で、十分な残量があることを示す。
一方、発光素子からの光が受光素子に入射するようになると、現像剤の残量が少なくなったこと、いわゆる現像剤エンドを検知する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現像器は感光体等との接離機能を有しているため、発光素子、受光素子と現像器が離れて設置されることは避けられない。そのため、発光素子から出た光は透光性部品に到達するまでに拡散するために、光量の減衰が避けられないものとなっている。
また、現像器内を通過した光が他方の透過性部品から受光素子に出射するさいにも同様に減衰してしまう。そのため、発光素子は出射光量が大きい部品を選定しなければならず、搭載する機器のコスト高につながっていた。
さらに、透過性部品は通常、プラスチック成形され、部品は成形後にベルトコンベア等の上に落下させ、所定の場所に回収されるが、落下のさいに透過性部品の発光素子、受光素子対向面から落下すると、これらの面の平滑性が損なわれてしまい、透過性に悪影響を与えてしまう。そのため、これらの部品は回収のさいに人手による丁寧な作業が必要となり、部品のコスト高につながっていた。
そこで本発明の目的は、上記の問題点を解決するために、透過性部品の発光素子、受光素子対向面の外周に有色化したリブを設け、光量の減衰を抑制し、出射光量が大きくない発光素子でも使用可能である現像剤残量検知装置用部品およびこれを用いた現像剤残量検知装置ならびにこれを使用する現像器およびこの現像器を使用する静電作像装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、少なくとも１対の発光素子と受光素子とを用い、それらの間の光路上に存在する現像剤の有無で現像剤の残量を検知する現像剤残量検知装置に用いられる現像剤残量検知装置用部品において、一方が発光素子と対向するように配置され、他方が受光素子と対向するように配置される透光性部品であり、前記発光素子、もしくは前記受光素子に対向する面にリブ形状部分を有する現像剤残量検知装置用部品を最も主要な特徴とする。
請求項２記載の発明では、前記リブ形状部分を有色化している請求項１記載の現像剤残量検知装置用部品を主要な特徴とする。
請求項３記載の発明では、請求項１または２の現像剤残量検知装置用部品を用いた現像剤残量検知装置を最も主要な特徴とする。
請求項４記載の発明では、前記透光性部品の発光素子、または受光素子対向面の外周に有色のリブ形状部分を有している請求項３記載の現像剤残量検知装置を主要な特徴とする。
請求項５記載の発明では、前記リブ形状部分がそれを取り付けるケースを構成する部品の一部である請求項４記載の現像剤残量検知装置を主要な特徴とする。
請求項６記載の発明では、請求項３ないし５の現像剤残量検知装置を用いた現像剤を収容する現像器を最も主要な特徴とする。
請求項７記載の発明では、請求項６の現像器を用いる静電作像装置を最も主要な特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置の一例として電子写真複写機を示す正面図である。図２は電子写真複写機の内部に設置されている現像装置を示す部分を切り出した斜視図である。図３は図２の現像装置の長手方向断面図である。図４は図２の現像装置の短手方向断面図である。
図１では感光体ドラム１と現像装置２の位置関係を単に示している。図２ないし図４は本発明に係る現像剤残量検知装置を備えた現像装置２の実施の形態を示している。なお、以下の実施の形態は現像器内部の光の伝達経路として光ファイバを用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、現像器内部の光の伝達については適正な手段を適用すればよい。
図２ないし図４において、現像装置２は、トナーを貯留するケース３と、このケース３の上部開口を覆うカバー４と、ケース３に主要部が組み込まれる現像剤残量検知装置５と、ケース３内に配設されている現像部（図示せず）とを備えている。ケース３およびカバー４の両壁には光ファイバ保持部（透光性部品）Ａ、Ｃを保持するための穴が対向するように貫通形成されている。
そして、カバー４の両壁の外側において、それぞれ発光素子７および受光素子８が対向し、臨むように配置されている。これらの発光素子７と受光素子８は図１の電子写真複写機９の本体部に固定されている。
また、透光性部品としての光ファイバ保持部Ａ、Ｃの、発光素子７、受光素子８に対向する面にリブを設けることによって成型後に自動落下させても、発光素子７、受光素子８に対向する面がコンベア等に接触しないため、これらの面の平滑性が損なわれない。
発光素子７は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）とされ、電子写真複写機９の本体部に備えられている図示しない電源に接続され、通電されたさいに発光するようになされている。
受光素子８は、例えばフォトトランジスタ（ＰＴ）とされ、本体部に備えられている図示しないＣＰＵに接続され、ＣＰＵの出力は本体部に備えられている図示しない表示装置に接続されている。
【０００６】
図３において、現像剤残量検知装置５は光ファイバ保持部Ｂの板状固定部１７（図４参照）と、板状固定部１７に取り付けられて発光端側の光ファイバ１０を保持する筒状保持部１１、発光端１２、検知空間１３を介して受光端１４、受光端側の光ファイバ１５を保持する筒状保持部１６を含んでいる。
図４に示す現像部６では、ケース３内の底部に攪拌ローラ１８と供給ローラ１９が配置され、現像ローラ２０が供給ローラの上方で当接するように配置されている。
また、薄層化ローラ２１が現像ローラ２０の上方で当接するように配置され、余分なトナーを掻き落とし、厚みを均一にしている。そして、ケース３の外側の本体部に、感光体ドラム１がケース３の開口を介して現像ローラ２０に当接するように配置されている。
図５は光ファイバ保持部Ｃを主として説明する断面図である。図５に示すように、光ファイバ保持部Ｃはポリカーボネート等の透明または半透明の合成樹脂材料から成形されている。
この光ファイバ保持部Ｃは、ケース３の側壁に形成されている保持穴に差し込まれる軸部Ｃ１と、この軸部Ｃ１の内端にあってケース３の側壁の内面に当接されるフランジ部Ｃ２と、このフランジ部Ｃ２側に開口を有して光ファイバ１５の外端部が挿入される有底穴Ｃ３とを有している。
図６は光ファイバ保持部Ｂを示す斜視図である。図６において、光ファイバ保持部Ｂもポリカーボネート等の透明または半透明の合成樹脂材料から成形されている。
光ファイバ保持部Ｂは光ファイバ１０、１５の内端部を嵌合保持する１対の筒状保持部１１、１６、これらの筒状保持部１１、１６と一体に成形されてケース３に固定される板状固定部１７とを有している。
また、図６に示す筒状保持部１１、１６には、それぞれ光ファイバの内端部が挿入される有底穴が形成されている。そして、光ファイバ保持部Ａ、Ｂ、Ｃの有底穴の内径は光ファイバ１０、１５外径よりも若干大きくされ、光ファイバ端部の外周面と有底穴の内周面との間に接着剤が充填されている。
【０００７】
ここで、現像剤残量検知装置５は、少なくとも１対の発光素子７と受光素子８とを結ぶ光路上にケース３を配置し、ケース３内に光ファイバ保持部Ｂの１対の筒状保持部１１、１６の内端面をそれぞれ発光端１２と受光端１４として少なくとも１個の検知空間１３を形成し、この光路の検知空間１３外に光ファイバ１０、１５を介在させている。
すなわち、ケース３の内部には、例えば１対の光ファイバ１０、１５がトナーの存在の有無が検知される検知空間１３を形成して配置されている。そして、光ファイバ１０、１５はその外端部が光ファイバ保持部材Ａ、Ｃにより光透過可能に保持される。
内端部が光ファイバ保持部材Ｂの筒状保持部１１、１６により光透過可能に保持され、光ファイバの内端部を保持した筒状保持部１１、１６の発光端１２と受光端１４とが対向されている。
したがって、発光素子７からの光は、一方の光通過穴、光ファイバ保持部Ａ、光ファイバ１０、光ファイバ保持部Ｂの一方の筒状保持部１１、検知空間１３、他方の筒状保持部１６、光ファイバ１５、光ファイバ保持部Ｃ、光通過穴を通って受光素子８に到達する。
ここに用いられている光ファイバ１０、１５は、図６に示すように中心に位置するコア部１０ａと、このコア部１０ａの外周面に位置するクラッド部１０ｂとから構成され、コア部１０ａの両端面が光透過面とされている。光ファイバ１５についても光ファイバ１０と同じにコア部１５ａおよびクラッド部１５ｂからなっている。
光ファイバ１０、１５を光ファイバ保持部Ａ、Ｂ、Ｃで支持するさいには、光ファイバ１０、１５の外端部と内端部の外周面に接着剤の適量を塗布し、光ファイバ１０、１５の外端部を光ファイバ保持部Ａ、Ｃの有底穴に挿入する。
光ファイバ１０、１５の内端部を光ファイバ保持部Ｂの有底穴に挿入する。このさいに、光ファイバ１０、１５、光ファイバ保持部Ａ、Ｂ、Ｃを回転したりして、接着剤を光透過面以外の隙間全体に行き渡らせる。
実際に光ファイバ保持部Ａ、Ｂ、Ｃをケース３に組み付けるさいには、光ファイバ保持部材Ａ、Ｃの軸部Ａ１、Ｃ１をケース３の側壁の内側から保持穴に差し込み、フランジ部Ａ２、Ｃ２を例えば両面テープを用いてケースの側壁に固定する。
このさいに、光ファイバ保持部材Ａ、Ｃとケース３とは、光ファイバ保持部材Ａ、Ｃの軸部Ａ１、Ｃ１の外周面とケースの保持穴の内周面との隙間からトナーを漏出させないように固定する必要のあることは云うまでもない。
【０００８】
また、図４、図６に示すケース３の側壁に、内側保持部材の固定部を例えば両面テープを用いて固定する。ここでは、固定部の上下方向の位置を調節することにより、筒状保持部の高さ、すなわち現像剤であるトナーの残量の判定位置を所望に設定する。
例えば、保持部の高さは、トナーが１００±２０ｇ未満になった場合に検知空間１３内の光路上にトナーが存在しないように調整することで、トナーが１００±２０ｇ未満になった場合に、表示装置にトナーの残量が少なくなったこと、つまりトナーエンドを表示することができる。
このように設置した現像剤残量検知装置５において、検知空間１３内の光路上にトナーが存在しているとき、すなわち、トナー表面が光路よりも上位にあるときには、一方の筒状保持部１１の発光端１２からの光がトナーにより遮られ、他方の筒状保持部１６の受光端１４に到達しないので、受光素子８には起電力が発生しない。
この状態で現像装置２が作動すると、図４に示すトナーは攪拌ローラ１８により攪拌されて供給ローラ１９に送られる。そして、供給ローラ１９と現像ローラ２０が当接するように配置されていることにより、現像ローラ２０上にトナーの層が形成される。
さらに、現像ローラ２０と薄層化ローラ２１が当接するように配置されていることにより、現像ローラ２０上のトナーの余分な量が掻き落とされ、トナー層が均一に薄層化される。そして、薄層化されたトナー層は開口を介して感光体ドラム１上に移され、感光体ドラム１上の静電潜像が顕在化される。
このようにしてケース３の内部のトナーが消費され、トナー表面の高さが検知空間１３の光路の高さよりも低くなると、一方の筒状保持部１１の発光端１２から出射した光が他方の筒状保持部１６の受光端１４に入射する。
これにより、発光素子７を発した光が受光素子８に入射し、受光素子８に起電力が発生する。そして、この起電力による電気信号がＣＰＵに入力され、ＣＰＵが電気信号の発生パターンを処理してトナーエンドと判断し、表示装置にトナーエンドを表示する。
【０００９】
図７は本発明による光ファイバ保持部Ａ、Ｃを示す断面図である。図８は図７の光ファイバ保持部の上面図である。図９は従来の光ファイバ保持部Ａ、Ｃを示す断面図である。図１０は図９の光ファイバ保持部の上面図である。図９および図１０は従来例を示すが、以下では本発明との比較のために説明している。
（実施例１）
図７に示す部品を光ファイバ保持部Ａ、Ｃとして、現像材残量検知装置ａを組み立てた。図７に示す部品は発光素子、受光素子対向面にリブ２２ａが設けられており、このリブ２２ａは黒色化、或いは有色化されている。リブ２２ａは、軸部Ａ１、Ｃ１の外周を円筒状に前方へ突出させた形状を有している。
これをトナーの入っていない現像装置に取り付け、フルカラー複写機にセットした。このフルカラー複写機には前述の発光素子としてのＬＥＤ、受光素子としてのＰＴ（フォトトランジスタ）が所定の場所に設けられており、電流計をつなぐことでＰＴに流れる電流を測定することができる。
つまり、ＬＥＤから出た光が現像装置に取り付けられた現像材残量検知装置５の光ファイバ保持部Ａを通り、トナーが無いために光ファイバ保持部Ｂの検知空間を通り、光ファイバ保持部ＣからＰＴに照射され、ＰＴに電流が流れる。この電流測定の結果を表１に記す。
（実施例２）
図９に示す部品を光ファイバ保持部Ａ、Ｃとした現像剤残量検知装置ｂを組み立て、トナーの入っていない現像装置に取り付けた。
図１１は光ファイバ保持部に取り付けた別体の円筒部品（リブ部）を示す概略断面図である。
その後、光ファイバ保持部Ａ、Ｃに黒色化した別体の円筒部品（リブ部）を取り付けた。このようにして得られた現像剤残量検知装置ｂを取り付けた現像装置をフルカラー複写機にセットし、実施例１と同様にＰＴに流れる電流を測定した結果を表１に記す。
（実施例３）
図９に示す部品を光ファイバ保持部Ａ、Ｃとした現像剤残量検知装置ｃを組み立て、トナーの入っていない現像装置に取り付けた。この現像装置のカバーの保持部にはリブ（図示せず）が設けられている。このようにして得られた現像剤残量検知装置５を取り付けた現像装置をフルカラー複写機にセットし、実施例１と同様にＰＴに流れる電流を測定した結果を表１に記す。
【００１０】
（比較例）
図９に示す部品を光ファイバ保持部Ａ、Ｃとした現像剤残量検知装置ｄを組み立て、トナーの入っていない現像装置に取り付けた（図５参照）。このようにして得られた現像剤残量検知装置５を取り付けた現像装置をフルカラー複写機にセットし、実施例１と同様にＰＴに流れる電流を測定した結果を表１に記す。
【表１】
2005031338.tif 000003
また、図７に示す部品ａ、ｂをそれぞれ５０個成型したｘｅの発光素子、受光素子対向面の品質を確認したところ、部品ａにおいては全ての部品について平滑な面が得られていたが、部品ｂでは７個の部品で搬送用コンベアとの接触跡と思われるキズが見られた。
【００１１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によれば、成型直後に素子対向面の平滑性が損なわれることを抑制することができる。
請求項２によれば、発光素子から透光性部品に到達するまでの光の拡散を抑制し、また、透過性部品より受光素子に到達するまでの光の拡散を抑制できる。
請求項３によれば、発光素子から透光性部品を通り、他方の透光性部品より受光素子に到達するまでの光量の減衰を抑制することができる。
請求項４によれば、発光素子から透光性部品に到達するまでの光の拡散を抑制し、また、透光性部品より受光素子に到達するまでの光の拡散を抑制できる。
請求項５によれば、新規部品を追加することなくリブ形状を設けることができる。
請求項６によれば、発光素子の出射光量がさほど大きくなくても現像器内の現像剤の残量検知を行うことができる。
請求項７によれば、使用する発光素子のコストを抑制でき、装置のコストを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置の一例として電子写真複写機を示す正面図である。
【図２】電子写真複写機の内部に設置されている現像装置を示す部分切り欠き斜視図である。
【図３】図２の現像装置の長手方向断面図である。
【図４】図２の現像装置の横断面図である。
【図５】光ファイバ保持部Ｃを主として説明する断面図である。
【図６】光ファイバ保持部Ｂを示す斜視図である。
【図７】本発明による光ファイバ保持部Ａ、Ｃを示す断面図である。
【図８】図７の光ファイバ保持部の上面図である。
【図９】従来の光ファイバ保持部Ａ、Ｃを示す断面図である。
【図１０】図９の光ファイバ保持部の上面図である。
【図１１】光ファイバ保持部に取り付けた別体の円筒部品（リブ部）を示す概略断面図である。
【符号の説明】
２    現像装置（現像器）
５    現像剤残量検知装置
７    発光素子
８    受光素子
２２    現像剤残量検知装置用部品
２２ａ  リブ形状部分（円筒部品）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2005031338.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
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