(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーの補給が可能な現像装置であって、
前記トナーを収納するトナー収納室を備え、
前記トナー収納室内に第１の方向に延在して回転可能に設けられて、前記トナーを攪拌するための攪拌部材と、
光軸が前記第１の方向に平行に延在し、外部からの光が一端に入射されて直進させる第１の直進部と、前記第１の直進部で直進した光を前記第１の方向に交差する方向に反射させる第１の反射部とを含み、前記トナー収納室内に設けられる第１の光学手段と、
前記第１の反射部で反射された光を受光し、その光を前記第１の方向に反射させる第２の反射部と、前記第１の方向に対して平行に設けられ、前記第２の反射部で反射された光を直進させ、他端から前記トナー収納室外部へ放出する第２の直進部とを含み、前記トナー収納室内に、前記第１の光学手段に対して所定の間隔を隔てて対向して設けられる第２の光学手段とを備え、
前記第１および第２の光学手段によって前記第１の方向に平行に形成される光軸は、前記攪拌部材に重ならないように配置されていることを特徴とする、現像装置。
【請求項２】
トナーの補給が可能な現像装置であって、
前記トナーを収納するトナー収納室を備え、
前記トナー収納室内に第１の方向に延在して回転可能に設けられて、前記トナーを攪拌するための攪拌部材と、
光軸が前記第１の方向に平行に延在し、外部からの光が一端に入射されて直進して他端から放射させ、前記トナー収納室内に設けられる第３の光学手段と、
前記第３の光学手段から放射された光を前記第１の方向に交差する方向に反射させる第３の反射部と、前記第３の反射部で反射された光を一端から他端に直進させる第３の直進部と、前記他端に直進した光を前記トナー収納室外に向くように前記第１の方向に反射させる第４の反射部と、前記第３の光学手段よりも長さが長く前記第４の反射部で反射された光を直進させて前記トナー収納室外に放射させる第４の直進部とを含み、前記トナー収納室内に、前記第３の光学手段に対して所定の間隔を隔てて対向して設けられる第４の光学手段とを備え、
前記第３および第４の光学手段によって平行に形成される光軸は、前記攪拌部材に重ならないように配置されていることを特徴とする、現像装置。
【請求項３】
前記第１および第２の光学手段の前記所定の間隔は、少なくとも１０ｍｍ以上離れている、請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】
前記第３および第４の光学手段の前記所定の間隔は、少なくとも１０ｍｍ以上離れている、請求項２に記載の現像装置。
【請求項５】
前記トナー収納室は、トナー残量検知時に装置の底面に対して所定の角度だけ傾いている壁面を有し、
前記第１および第２の光学手段によって形成される面は、前記トナー残留検知時における前記壁面に対して前記所定の角度を有する、請求項１または３に記載の現像装置。
【請求項６】
前記トナー収納室は、トナー残量検知時に装置の底面に対して所定の角度だけ傾いている壁面を有し、
前記第３および第４の光学手段によって形成される面は、前記トナー残留検知時における前記壁面に対して前記所定の角度を有する、請求項２または４に記載の現像装置。
【請求項７】
前記攪拌部材は、前記第１の方向に延びる軸部材と、前記軸部材に前記第１の方向に延びるように設けられる羽根部材とを含む、請求項１〜６のいずれかに記載の現像装置。
【請求項８】
前記羽根部材は可撓性材料で形成される、請求項７に記載の現像装置。
【請求項９】
前記羽根部材は、前記第１の方向に平行な先端部の回転時における軌跡が前記第１および第２の光学手段の光軸よりも前記第１の方向と、前記第１の方向に交差する第２の方向とに交差する第３の方向に突出している部分を含む、請求項７または８に記載の現像装置。
【請求項１０】
前記羽根部材は、前記第１の方向に平行な先端部の回転時における軌跡が前記第３の光学手段および第４の光学手段の第４の直進部の光軸よりも前記第１の方向と、前記第１の方向に交差する第２の方向とに交差する第３の方向に突出している部分を含む、請求項７または８に記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は現像装置に関し、例えば、複写機やプリンタなどに含まれている印刷装置に装着する現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタなどに設けられている印刷装置には、現像装置が装着されている。現像装置は、トナー収納室と供給ローラと現像ローラとが１つの筐体内に収納されて構成されており、トナーを消耗したときには、現像装置を廃棄して新たな現像装置を購入して印刷装置に装着している。しかし、近年の環境意識の高まりから、従来は使い捨てであった現像装置に代えて、トナーを追加補給可能な長寿命の現像装置の必要性が高まってきている。
【０００３】
現像装置にトナーを追加補給するとき、現像装置内のトナー量を検知する必要がある。検知方法として、圧電センサや光学センサなどを用いたり、透磁率センサを用いる方法が一般的である。そのうちコスト的に安価なのが光学センサであり、広く用いられている。
【０００４】
特開平１１−７３００４号公報（特許文献１）には、現像装置の紙の幅方向である第１の方向の他端側で、発光部材と受光部材との間を光が透過する透過量でトナー収納部内のトナー残量が所定の量よりも少なくなったか否かを検知する方法について記載されている。
【特許文献１】特開平１１−７３００４号公報（段落番号０１９６〜９９、図３６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
トナー収納部には、トナーを現像装置に供給するときに底となる部分にトナーを攪拌するための攪拌部材が設けられている。このため、光学センサをトナー収納部に設けるとき、攪拌部材によって発光部材から受光部材に至る光を遮らないように設ける必要がある。特に、小型の現像装置においては、トナー収納部も小型化されているため、光学センサの設置場所を確保することが困難である。
【０００６】
また、検知するトナー量のレベルが低すぎると、トナーを追加補給した際に、補給したトナーが攪拌されないために十分帯電されることなく現像部へ供給されてしまい、帯電していない部分に付着してしまうという補給カブリが発生しやすくなるという問題があった。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、小型の装置においても光センサの検知光路を確保できるとともに、適正なトナー量の検知レベルを安定して得られる現像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、トナーの補給が可能な現像装置であって、トナーを収納するトナー収納室を備え、トナー収納室内に第１の方向に延在して回転可能に設けられて、トナーを攪拌するための攪拌部材と、光軸が第１の方向に平行に延在し、外部からの光が一端に入射されて直進させる第１の直進部と、第１の直進部で直進した光を第１の方向に交差する方向に反射させる第１の反射部とを含み、トナー収納室内に設けられる第１の光学手段と、第１の反射部で反射された光を受光し、その光を第１の方向に反射させる第２の反射部と、第１の方向に対して平行に設けられ、第２の反射部で反射された光を直進させ、他端からトナー収納室外部へ放出する第２の直進部とを含み、トナー収納室内に設けられる第２の光学手段とを備え、第１および第２の光学手段によって第１の方向に平行に形成される光軸は、攪拌部材に重ならないように配置されていることを特徴とする。
【０００９】
この発明は、トナーの補給が可能な現像装置であって、トナーを収納するトナー収納室を備え、トナー収納室内に第１の方向に延在して回転可能に設けられて、トナーを攪拌するための攪拌部材と、光軸が第１の方向に平行に延在し、外部からの光が一端に入射されて直進して他端から放射させ、トナー収納室内に設けられる第３の光学手段と、第３の光学手段から放射された光を第１の方向に交差する方向に反射させる第３の反射部と、第３の反射部で反射された光を一端から他端に直進させる第３の直進部と、他端に直進した光をトナー収納室外に向くように第１の方向に反射させる第４の反射部と、第３の光学手段よりも長さが長く第４の反射部で反射された光を直進させてトナー収納室外に放射させる第４の直進部とを含み、トナー収納室内に設けられる第４の光学手段とを備え、第３および第４の光学手段によって平行に形成される光軸は、攪拌部材に重ならないように配置されていることを特徴とする。
【００１１】
より具体的には、第１および第２の光学手段の所定の間隔は、少なくとも１０ｍｍ以上離れている。
【００１２】
好ましい実施形態では、トナー収納室は、第１の方向に交差する第２の方向に延在する壁面を有し、第１の光学手段は、光を外部から受ける位置に設けられ、第２の光学手段は、光を外部へ放出する位置に設けられ、第１および第２の光学手段によって形成される光路は、トナー収納室内の壁面とは所定の角度を有する。
【００１３】
好ましくは、攪拌部材は、第１の方向に延びる軸部材と、軸部材に第１の方向に延びるように設けられる羽根部材とを含み、羽根部材は可撓性材料で形成され、羽根部材は、第１の方向に平行な先端部の回転時における軌跡が第１および第２の光学手段によって形成される光路よりも突出している部分を含む。
【発明の効果】
【００１４】
この発明は、第１および第２の光学手段によって形成される光路が攪拌部材に重ならないように配置したので、小型の装置においても光センサの検知光路を確保できるとともに、適正なトナー量の検知レベルを安定して得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、この発明の一実施形態の現像装置を備えたカラー画像形成装置の一例を概略的に示す図である。図１において、画像形成装置１０は、感光体ドラム１１と、レーザスキャニングユニット１２と、帯電部材１３と、ロータリ型現像装置１４とを含む。
【００１６】
現像装置１４は、各色に対応する現像部１４ａ〜１４ｄを有している。例えば、現像装置１４は、ブラック（ＢＫ）現像部１４ａと、マゼンタ（Ｍ）現像部１４ｂと、シアン（Ｃ）現像部１４ｃと、イエロー（Ｙ）現像部１４ｄとを含む。各色の現像部１４ａ〜１４ｄは、現像容器１５と、トナー供給ローラ１６と、現像ローラ１７とを有している。
【００１７】
現像装置１４は、図示しない駆動部からクラッチを介して駆動力が与えられて回転駆動され、各色の現像部１４ａ〜１４ｄの現像ローラ１７により、順次感光体ドラム１１上にトナー像を形成する。感光体ドラム１１の周囲には、クリーニング用摺擦部材１８と、クリーニング装置１９とが配置されており、感光体ドラム１１に当接して中間転写ベルト２０が配置され、中間転写ベルト２０を挟んで感光体ドラム１１と１次転写ローラ２１とが対向している。
【００１８】
中間転写ベルト２０は、１次転写ローラ２１と、駆動ローラ２２と、従動ローラ２３との間に張り渡され、中間転写ベルト２０は矢印方向に回転駆動される。また、中間転写ベルト２０を挟んで駆動ローラ２２と対向して２次転写ローラ２４が設けられている。感光体ドラム１１上のトナー像は、１次転写ローラ２１によって中間転写ベルト２０上に１次転写される。給紙カセット２５から給紙経路２６を介して記録用紙が、駆動ローラ２２と２次転写ローラ２４とのニップ部である２次転写位置に搬送され、２次転写位置で中間転写ベルト２０上のトナー像が用紙に２次転写される。その後、記録用紙は定着部２７に搬送され、ここで用紙上のトナー像が定着され、用紙は排紙経路２８を通って排紙トレイ２９に排紙される。
【００１９】
図２は図１に示したブラック現像部１４ａの詳細を示す断面図である。なお、図１に示した他の現像部１４ｂ〜１４ｄもブラック現像部１４ａと同様にして構成されている。図２において、現像容器１５は、記録用紙の幅方向である第１の方向に延びてトナー（一成分現像剤）が収納されるトナー収納室１５ａと、供給ローラ１６および現像ローラ１７が配置されるローラ収納室１５ｂとに分割されており、トナー収納室１５ａとローラ収納室１５ｂとは境界壁１５ｃによって仕切られている。境界壁１５ｃには、第１および第２の開口部１５ｄ，１５ｅが形成されている。
【００２０】
トナー収納室１５ａは、それぞれが互いに交わって第１の方向に延在する第１および第２の壁部１５ｇ，１５ｈと、図示しないが第１および第２の壁部１５ｇ，１５ｈを第１の方向の両端部で支持する第１および第２の端面とを含む。トナー収納室１５ａの第１および第２の壁部１５ｇ，１５ｈの交わる付近において、第１の方向に延在してトナーを攪拌するための攪拌部材３０が回転可能に設けられている。トナー収納室１５ａには、トナーの残量を検出するために、第１および第２の光学系４６，４７が設けられており、第１および第２の光学系４６，４７は光軸が攪拌部材３０と重ならないように配置されている。第１および第２の光学系４６，４７については、図３〜図５を参照して後で詳細に説明する。
【００２１】
攪拌部材３０は回転軸３０ａに、例えば厚さが４０μｍのＰＥＴフィルムによって形成した攪拌羽根３０ｂを取付けたものである。トナーは攪拌部材３０によって攪拌されつつ、境界壁１５ｃの第２の開口部１５ｅからローラ収納室１５ｂに供給され、供給ローラ１６によって現像ローラ１７に供給される。
【００２２】
現像ローラ１７上のトナー層は、例えば厚さ０．０８ｍｍのＳＵＳ箔で、規制圧＝２５Ｎ／ｍに設定された層厚規制部材３１によって層厚が規制されるとともに、摩擦帯電されて、現像ローラ１７によって感光体ドラム１１上の静電潜像が現像される。なお、現像ローラ１７と現像容器１５との間には、例えば、導電性の高分子量ＰＥフィルムを用いて、均一に現像ローラ１７に接触するようにウレタンスポンジでバックアップされたシール部材３２が配設され、このシール部材３２によってトナー漏れを防止している。
【００２３】
現像部１４ａにトナーを補給する際には、現像装置１４を回転駆動して現像部１４ａを図１に示した補給パイプ３３の近傍であるトナー補給位置に位置づける。そして、補給パイプ３３の先端部が現像部１４ａの図２に示す連結部３５に挿入されて、トナーコンテナ３４からトナーがトナー収納室１５ａに補給される。
【００２４】
また、第１の開口部１５ｄには、トナー収納室１５ａ側に過充填防止弁１５ｆが設けられていて、過充填防止弁１５ｆはローラ収納室１５ｂ内のトナーが過充填になると開かれて、トナーをローラ収納室１５ｂからトナー収納室１５ａに排出することで、ローラ収納室１５ｂ内におけるトナーの過充填を防止している。
【００２５】
さらに、供給ローラ１６および現像ローラ１７が、図２に示す矢印方向に回転するとすると、第１の開口部１５ｄは、第２の開口部１５ｅよりも供給ローラ１６の回転方向下流側に形成され、第１の開口部１５ｄは供給ローラ１６の上端よりも上側に位置している。攪拌部材３０は、補給パイプ３３から補給された新たなトナーを攪拌して流動させ、トナー収納室１５ａ内のトナーが水平になるようにする。
【００２６】
なお、前述の境界壁１５ｃは、例えばその一部分が厚さ１００μｍのＰＥＴフィルムで形成されており、具体的には供給ローラ１６の外周面に沿って、ＰＥＴフィルムが配置され、このＰＥＴフィルムに第２の開口部１５ｅが形成されている。過充填防止弁１５ｆは、例えば、厚さ５０μｍのＰＥＴフィルムで形成されており、前述のようにして第２の開口部１５ｅからローラ収納室１５ｂにトナーが供給されることになるが、ローラ収納室１５ｂ内のトナー量が多くなると、トナー粉圧によって過充填防止弁１５ｆがトナーによって押し開けられ、第１の開口部１５ｄが開いて、余分なトナーがローラ収納室１５ｂ側からトナー収納室１５ａに戻される。
【００２７】
これによって、ローラ収納室１５ｂ内におけるトナー過充填が防止され、トナー充填によるトナー循環の不良が解消される。つまり、ローラ収納室１５ｂ内でトナーが滞留することがなく、その結果、供給ローラ１６の回転負荷が大きくなることがなくなって、現像ローラ１７にトナーを安定して供給できるばかりでなく、トナーに帯電不良が生じることがなく、画像かぶりなどの画質不良を回避できる。
【００２８】
さらに、第２の開口部１５ｅは、供給ローラ１６の回転方向において、第１の開口部１５ｄよりも上流側に形成されているから、つまり、第２の開口部１５ｅは、供給ローラ１６の回転軸よりも下流側に形成されているから、第２の開口部１５ｅを通ってローラ収納室１５ｂに供給されたトナーが直ちに層厚規制部材３１に至ることがなく、この点においても、画像かぶりなどの画質不良が生じることがない。
【００２９】
また、前述したように、境界壁１５ｃを構成しているＰＥＴフィルムは、供給ローラ１６の外周面に沿って配置されており、第２の開口部１５ｅを通ってトナー収納室１５ａからローラ収納室１５ｂに補給されるトナーは、第２の開口部１５ｅの開口面積およびＰＥＴフィルムと供給ローラ１６とのギャップによって規制されることになって、多量のトナーが一度にローラ収納室１５ｂに補給されることはない。
【００３０】
このように、トナー収納室１５ａと、ローラ収納室１５ｂとの間におけるトナー循環を抑制することにより、粒径の小さなトナーがまず消費されてしまうというトナー選別を抑制できて、画像不良を防止できる。過充填防止弁１５ｆはトナー収納室１５ａ側に配置されているので、供給ローラ１６と過充填防止弁１５ｆとの間にギャップを設ける必要がなく、しかもトナーは第２の開口部１５ｅを介してローラ収納室１５ｂに補給されるので、現像装置を小型化して、長期間にわたって画像不良の生じるのを防止できる。
【００３１】
図３は図２に示した現像部の外観斜視図であり、図４は図２に示した現像部のトナー収納室の上部を開口して内部の光学系と反射鏡と攪拌部材とを示した斜視図であり、図５はトナー残量検知センサと光学系と反射鏡との構成を示す図である。
【００３２】
現像装置１４ａには、図２に示したトナー収納室１５ａの第１および第２の壁部１５ｇ，１５ｈを第１の方向の両端で支持する端面である側壁１４ｆが設けられており、図３に示すように、トナー残量検知センサ４３が側壁１４ｆに対向して、ある間隔を有して所定の位置に固定的に設けられている。トナー残量検知センサ４３は図５に示すように、発光ダイオード４４と、ホトトランジスタ４５とを含む。現像装置１４ａには、第１の直進部（以下、「第１の光学系」４６と言う）と第１の反射鏡４８および第２の直進部（以下、「第２の光学系」４７と言う）および第２の反射鏡４９が側壁１４ｆの近傍に設けられている。
【００３３】
第１の光学系４６は、一端が側壁１４ｆから露出して発光ダイオード４４に対向してトナー収納室１５ａ内で第１の方向に延在するように設けられている。第２の光学系４７は、一端が側壁１４ｆから露出してホトトランジスタ４５に対向し、かつ第１の光学系４６に対して平行に延在するようにトナー収納室１５ａ内に設けられている。第１および第２の光学系４６，４７の他端には第１および第２の反射鏡４８，４９が、それぞれによって形成される光軸がトナー収納室１５ａの第１の方向に交差して対向するように設けられている。なお、図２に示すように、第１および第２の光学系４６，４７の光軸がトナー収納室１５ａの第１の壁部１５ｇに対して、ほぼ平行になるように配置されている。また、反射鏡４８，４９に代えてプリズムやその他の反射手段を用いてもよい。
【００３４】
発光ダイオード４４で発光された光は、第１の光学系４６の端面から入射され、第１の反射鏡４８から放射され、トナー収納室１５ａ内のトナーを透過して第２の反射鏡４９から第２の光学系４７を介してホトトランジスタ４５に入射される。トナーの残量が多ければ、第１の反射鏡４８から第２の反射鏡４９に入射される光量が小さくなり、トナー残量が少なくなると、第１の反射鏡４８から第２の反射鏡４９に入射される光量が大きくなるので、ホトトランジスタ４５の受光出力によりトナーの残量の検出が可能になる。
【００３５】
第１および第２の光学系４６，４７と、第１および第２の反射鏡４８，４９によって形成される光路は、攪拌部材３０の攪拌部材軸３０ａにより遮られることがないように、攪拌部材軸３０ａよりも開口側に設けられている。攪拌部材３０は、後述の図９で詳細に説明するが、図４に示すように、開口部３０ｃが形成された開口羽根３０ｂが攪拌部材軸３０ａに取付けられて構成されている。
【００３６】
また、第１の反射鏡４８の出射面および第２の反射鏡４９の入射面に付着したトナーを除去するために、図４に示すように、回転することによりトナーを除去する除去羽根４１，４２が回転ロータ４０に設けられている。回転ロータ４０は攪拌部材軸３０ａよりも開口側に位置するように配置されている。トナー残量検知時には、除去羽根４１，４２が反射鏡４８と４９によって形成される光路を遮らないようにする必要がある。このために、回転ロータ４０は、図４に示す位置から９０度回転した位置で停止するように、回転が制御される。
【００３７】
その他の現像部１４ｂ〜４ｄにも同様にして、第１および第２の光学系４６，４７と、第１および第２の反射鏡４８，４９とが設けられている。トナー残量検知センサ４３は、現像装置１４が回転して各現像部１４ａ〜１４ｄの側壁に対向して、発光ダイオード４４と、ホトトランジスタ４５とが第１および第２の光学系４６と４７とに対向したときに、対応する現像部のトナー残量を検知する。これにより、各現像部１４ａ〜１４ｄのそれぞれにトナー残量検知センサ４３を設けることなく、各現像部１４ａ〜１４ｄが回転する都度、１つのトナー残量検知センサ４３により、４つの現像部１４ａ〜１４ｄのトナー残量を順次検知できる。
【００３８】
ただし、１つのトナー残量検知センサ４３で、各色のトナー残量を共通して検知できることが前提になる。ところが、各色のトナーは光の透過量が異なっており、特に、イエローのトナーと、ブラックのトナーとでは光の透過量が大きく異なる。そこで、この発明の一実施形態では、第１および第２の光学系４６，４７と、第１および第２の反射鏡４８，４９の配置を考慮している。これについて詳細に説明する。
【００３９】
図６は、図５に示したトナー残量検知センサの発光側と受光側の間隔と、ホトトランジスタの信号出力との関係を示す特性図である。図６において、横軸は発光側と受光側の間隔、すなわち図５に示す第１の反射鏡４８の出射面と、第２の反射鏡４９の入射面との間隔を示しており、縦軸はホトトランジスタ４５の信号出力を示している。
【００４０】
グラフａは、第１の反射鏡４８の出射面と、第２の反射鏡４９の入射面との間にブラックのトナーが存在する場合のホトトランジスタ４５の信号出力レベルを示しており、グラフｂはイエローのトナーが存在する場合のホトトランジスタ４５の信号出力レベルを示している。
【００４１】
発光側と受光側との間隔を０にしたとき、すなわち第１の反射鏡４８の出射面と、第２の反射鏡４９の入射面を当接させたときのホトトランジスタ４５の信号出力レベルが最も高くなり、両者の間隔を広げていくにしたがって、ホトトランジスタ４５の信号出力レベルが低下していく。
【００４２】
第１の反射鏡４８の出射面と、第２の反射鏡４９の入射面との間隔が例えば２ｍｍ程度であっても、両者の間にブラックのトナーが存在すれば、ホトトランジスタ４５の信号出力が著しく低下する。これはブラックのトナーは光を透過し難いからである。これに対して、イエローのトナーは光を透過しやすいので、第１の反射鏡４８の出射面と、第２の反射鏡４９の入射面との間隔が狭い間は、ホトトランジスタ４５の出力信号のレベルが大きく低下しない。
【００４３】
グラフｂに示すイエローのトナーの存在によるホトトランジスタ４５の出力信号レベルが、グラフaに示すブラックのトナーの存在によるホトトランジスタ４５の出力信号レベルとが同等になるためには、第１の反射鏡４８の出射面と、第２の反射鏡４９の入射面との間隔を１０ｍｍ以上にすればよいことになる。これにより、４つの色の異なるトナーの残量を１つのトナー残量検知センサ４３で検知することが可能になる。
【００４４】
図７はトナー収納室に設けられる光学系と反射鏡の他の例を示す図である。図５に示した例は、トナー収納室１５ａ内で第１の方向に交差するように光路を設けるために、第１および第２の反射鏡４８，４９を対向させたのに対して、図７に示した例は、トナー収納室１５ａの第１の方向に平行に光路を設けたものである。
【００４５】
すなわち、発光ダイオード４４に対向するように長さの短い第３の光学手段（以下、「第３の光学系」と言う）５０をトナー収納室１５ａの第１の方向に延在するように配置し、ホトトランジスタ４５に対向して、第３の光学系５０よりも長く形成された第４の直進部（以下、「第４の光学系」と言う）５４を第３の光学系５０に対して平行に配置し、第４の光学系５４の第１の方向端部に第４の反射部（以下、「第３の反射鏡」と言う）５３を対向させ、第１の方向に交差するように第３の直進部（以下、「第５の光学系」と言う）５２を第３の反射鏡５３に対向させ、第５の光学系５２に対向して第３の反射部（以下、「第４の反射鏡」と言う）５１を設け、第４の反射鏡５１を第３の光学系５０の第１の方向端面に対向させたものである。第３の光学系５０の第１の方向端面と第４の反射鏡５１との間隔は所定の間隔である１０ｍｍ以上に設定される。このように光学系５０，５２，５４と反射鏡５１，５３を構成しても、トナー残量検知センサ４３により、トナー収納室１５ａ内のトナーの残量を検知できる。
【００４６】
図８は、図２に示した現像部の他の例を示す断面図である。図２に示した例では、光学系４６と４７とを結ぶ光軸が第１の壁部１５ｇに対して、ほぼ平行になるように配置した。しかし、図１に示すように、現像部１４ａは、感光体ドラム１１に対向しているときには、画像形成装置１０の底面に対して所定の角度だけ傾いている。このため、図２に示した例では、現像部１４ａが感光体ドラム１１に対向しているときにトナーの表面がほぼ水平状態になっているにもかかわらず、光学系４６と４７とを結ぶ光軸が傾いた状態でトナー残量を検知していることになる。
【００４７】
そこで、図８に示した例では、現像部１４ａが感光体ドラム１１に対向しているときに、トナーの表面に対して光学系４６と４７とを結ぶ光軸が平行になっている状態でトナー残量を検出できるように配置したものである。このように、トナーの表面がトナー収納室１５ａ内でほぼ水平になっている状態で、トナーの表面に対して光学系４６と４７とを結ぶ光軸が第１の壁部１５ｇに対して所定の角度を有するように光学系４６と４７を配置してトナー残量を検出することで、より正確なトナー残量の検知が可能になる。
【００４８】
図９および図１０は、攪拌部材の例を示す図である。攪拌部材３０は、例えば直径が５ｍｍの円柱状の攪拌部材軸３０ａに、例えば厚さが１００μｍのＰＥＴフィルムの攪拌羽根３０ｂを設けたものである。攪拌羽根３０ｂは、攪拌部材軸３０ａの軸方向に沿って延びるように、例えば高さが１５ｍｍ、幅が１８０ｍｍの大きさに形成されており、開口部３０ｃとリブ３０ｄが交互に複数形成されている。
【００４９】
開口部３０ｃは、例えば１辺が１０ｍｍの長さの四角形状に形成されており、リブ３０ｄの幅寸法は、例えば４〜５ｍｍに形成されている。なお、開口部３０ｃの形状は、四角形に限ることなく長方形，台形，三角形や、台形，三角形を交互に上下反転させたものなどであってもよい。
【００５０】
図５に示した第１および第２の反射鏡４８と４９との光路を攪拌羽根３０ｂが横切ることがないように、図１０に示すように、攪拌羽根３０ｂの長さを短くしておく。しかし、図９に示すように、第１および第２の反射鏡４８と４９とによって形成される光路を攪拌羽根３０ｂが横切ることがないように、攪拌羽根３０ｂの一端に切欠き３０ｅを形成しておいてもよい。ただし、攪拌羽根３０ｂの軸方向に平行な先端部の回転時における軌跡が、発光ダイオード４４と第１の光学系４６との光路よりも上側に突出させることで検知面でのトナーの表面をより平行にできる。
【００５１】
粉砕トナーや、外添剤量が少ない場合や高温高多湿環境での動作時などにおいては、攪拌力が大きいほど好ましいので、図１０に示すように攪拌羽根３０ｂの幅方向長さを短くするより、図９に示すように切欠き部３０ｅを形成しても、切欠き部３０ｅの下方に攪拌羽根の一部を残しているほうが好ましい。
【００５２】
ここで、図２に示すように第１および第２の光学系４６，４７によって形成される光軸を結ぶ線が現像容器１５の底面と平行となるように配置したときと、図８に示すように第１および第２の光学系４６，４７によって形成される光軸を結ぶ線が画像形成装置１０の底面に対して平行に配置したときのトナー残量検知レベルの差について説明する。
【００５３】
図２に示した例において、攪拌羽根３０ｂの開口部３０ｃの１辺を１２ｍｍの長さに形成したときには、トナー収納室１５ａ内に補給されているトナー量を示す平均トナー量レベルが４０．５ｇであるとすると、トナーの残量が少なくなったことを示すトナー残量検出レベルのばらつきが±３．４ｇであり、各色間のトナー残量検出レベルのばらつきは５．３ｇであった。攪拌羽根３０ｂの開口部３０ｃの１辺を１０ｍｍの長さに形成したときには、平均トナー量レベルが４１．０ｇであるとすると、トナー残量検出レベルのばらつきが±５．２ｇであり、色間ばらつきは大きすぎて検出不可であった。攪拌羽根３０ｂの開口部３０ｃの１辺を８ｍｍの長さに形成したときには、平均トナー量レベルが４０．１ｇであるとすると、トナー残量検出レベルのばらつきが±９．６ｇであり、色間ばらつきは大きすぎて検出不可であった。
【００５４】
これに対して、図８に示した例では、攪拌羽根３０ｂの開口部３０ｃの１辺を１２ｍｍの長さに形成したときには、平均トナー量レベルが４２．７ｇとなり、トナー残量検出レベルのばらつきが±２．８ｇであり、色間ばらつきは３．０ｇとなり、良好な結果が得られた。すなわち、図２に示した例では、第１および第２の光学系４６，４７の光軸を結ぶ線がトナーの表面に対して傾いた状態で検出されるのに対して、図８に示した例では第１および第２の光学系４６，４７の光軸を結ぶ線がトナーの表面に対して平行な状態で検出されるので、トナー残量検出レベルのばらつきを少なくできる。
【００５５】
なお、図４に示した例では、除去羽根４１，４２を回転ロータ４０により回転させるようにしたが、回転ロータ４０を設けることなく、除去羽根４１，４２を攪拌部材軸３０ａに取付けて、攪拌羽根３０ｂとともに回転させるようにしてもよい。
【００５６】
また、この発明の実施形態で用いるトナーとしては、攪拌羽根３０ｂで攪拌されたときの流動性が得られやすい円形度（蛍光偏光免疫測定法：ＦＰＩＡによる）の高い重合トナーなどのように円形度が０．９３０〜０．９９５のトナーを用いるのが好ましい。また、トナーの表面に帯電剤を付着させる表面処理としては、特に耐久による流動性変化の少ない、大径の外添剤（シリカ）を多く配合するのが好ましい。
【００５７】
さらに、検知面でのトナーの表面をより平行にするために、攪拌羽根３０ｂの軸方向に平行な先端部分を検知面より突出させる構成を用いることで、現像装置１４ａ内の壁面と攪拌羽根３０ｂとによるストレスが増すためにトナーに与えるストレスも大きくなり、外添剤のトナーの表面への埋没やトナー凝集を発生させる要因が大きくなるが、上述のトナーを用いることで抑制することができる。
【００５８】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】この発明の一実施形態の現像装置を備えたカラー画像形成装置の一例を概略的に示す図である。
【図２】図１に示したブラック現像部の詳細を示す断面図である。
【図３】図２に示した現像部の外観斜視図である。
【図４】図２に示した現像部のトナー収納室の上部を開口して内部の光学系と反射鏡と攪拌部材とを示した斜視図である。
【図５】トナー残量検知センサと光学系と反射鏡との構成を示す図である。
【図６】図５に示したトナー残量検知センサの発光側と受光側の間隔と、ホトトランジスタの信号出力との関係を示す特性図である。
【図７】トナー収納室に設けられる光学系と反射鏡の他の例を示す図である。
【図８】図２に示した現像部の他の例を示す断面図である。
【図９】攪拌部材の一例を示す図である。
【図１０】攪拌部材の他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  画像形成装置、１１  感光体ドラム、１２  レーザスキャニングユニット、１３  帯電部材、１４  ロータリ型現像装置、１４ａ  ブラック（ＢＫ）現像部、１４ｂ  マゼンタ（Ｍ）現像部、１４ｃ  シアン（Ｃ）現像部、１４ｄ  イエロー（Ｙ）現像部、１４ｆ  側壁、１５  現像容器、１５ａ  トナー収納室、１５ｂ  ローラ収納室、１５ｄ  第１の開口部、１５ｅ  第２の開口部、１５ｆ  過充填防止弁、１５ｇ  第１の壁部、１５ｈ  第２の壁部、１６  供給ローラ、１７供給ローラ、１８  クリーニング用摺擦部材、１９  クリーニング装置、２０  中間転写ベルト、２１  １次転写ローラ、２２  駆動ローラ、２３  従動ローラ、２４  ２次転写ローラ、２５  給紙カセット、２６  給紙経路、２７  定着部、２８  排紙経路、２９  排紙トレイ、３０  攪拌部材、３０ａ  攪拌部材軸、３０ｂ  攪拌羽根、３０ｃ  開口部、３０ｄ  リブ、３０ｅ  切欠き、３３  補給パイプ、３４  トナーコンテナ、３５  連結部、４０  回転ローラ、４１，４２  除去羽根、４３  トナー残量検知センサ、４４  発光ダイオード、４５  ホトトランジスタ、４６，４７，５０，５２，５４  光学系、４８，４９，５１，５３  反射鏡。
【図１】
0004398421.tif 000002
【図２】
0004398421.tif 000003
【図３】
0004398421.tif 000004
【図４】
0004398421.tif 000005
【図５】
0004398421.tif 000006
【図６】
0004398421.tif 000007
【図７】
0004398421.tif 000008
【図８】
0004398421.tif 000009
【図９】
0004398421.tif 000010
【図１０】
0004398421.tif 000011