(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー搬送経路を有するトナー搬送装置を備えた画像形成装置であって、
前記トナー搬送装置のトナー搬送経路内を移動する弾性を有するトナー搬送手段と、
前記トナー搬送経路に設けられ、前記トナー搬送手段に向かって突出している突出面を有する透明な検知窓と、
この検知窓に設けられた光学式センサとを備え、
前記光学式センサは反射型の光学式センサで構成されているとともに、前記検知窓の前記トナー搬送手段を挟んだ対向位置には弾性を有する反射板が設けられ、この反射板が前記トナー搬送手段を前記検知窓に向けて付勢しており、かつ前記トナー搬送手段が前記検知窓の払拭手段を構成していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナー搬送手段が前記反射板の払拭手段を構成していることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記トナー搬送経路は前記トナー搬送手段と摺接してこれを案内する側壁面を有しており、この側壁面の少なくとも前記検知窓の近くに位置する面が、前記検知窓の突出面との間で鋭角を形成するように傾斜していることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は画像形成装置に関する。より詳しくは、電子写真方式によりトナーを用いて記録紙上に画像を形成する、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に、現像装置の大型化を招くことなく確実に、トナーの残量を検知することができるようにした画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】
本件出願人は、感光体表面にトナーを供給し、感光体表面の潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、この現像装置により形成されたトナー像の用紙への転写後に前記感光体表面に付着している残留トナーを除去して回収するクリーニング装置と、これら現像装置とクリーニング装置との間に閉ループ状に配置され、前記現像装置において現像に供されなかった余剰トナーの一部を前記クリーニング装置へ、前記クリーニング装置で回収された残留トナーを前記現像装置へ搬送するトナー搬送装置と、このトナー搬送装置のトナー搬送経路にトナーを補給するトナー補給手段とを備えた画像形成装置を開発した。
【０００３】
後述する本願発明実施例の説明図である図７を援用して説明すれば、同図中３００が現像装置、４００がクリーニング装置、５００がトナー搬送装置、Ｒがトナー搬送経路、６００がトナー補給手段である。
【０００４】
このような画像形成装置は、トナーの搬送をトナー搬送装置に委ね、かつトナー搬送経路Ｒに対してトナーを補給する構造としたことにより、現像装置ひいては画像形成装置全体の小型化を図ることができるとともに、レイアウト上の自由度も大幅に向上するという利点を有している。
【０００５】
一方、電子写真方式によりトナーを用いて記録紙上に画像を形成する画像形成装置においては、現像装置内にトナーがなくなると記録不能となってしまうために、トナーの残量を検知するトナー残量検知手段を設ける必要がある。
【０００６】
【従来の技術】
従来の画像形成装置においては、通常、トナー残量検知手段は現像装置に対して設けられていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の画像形成装置にように、トナー残量検知手段を現像装置に対して設けると、現像装置が大型化してしまうという難点がある。
【０００８】
したがって、このような従来技術を、前述したような、現像装置の小型化を図るために本件出願人が開発した画像形成装置に用いることは、その目的に反することとなり望ましくない。
【０００９】
本発明の目的は、以上のような課題を解決し、現像装置の大型化を招くことなく確実に、トナーの残量を検知することができるようにすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１記載の画像形成装置は、トナー搬送経路を有するトナー搬送装置を備えた画像形成装置であって、
前記トナー搬送装置のトナー搬送経路内を移動する弾性を有するトナー搬送手段と、
前記トナー搬送経路に設けられ、前記トナー搬送手段に向かって突出している突出面を有する透明な検知窓と、
この検知窓に設けられた光学式センサとを備え、
前記光学式センサは反射型の光学式センサで構成されているとともに、前記検知窓の前記トナー搬送手段を挟んだ対向位置には弾性を有する反射板が設けられ、この反射板が前記トナー搬送手段を前記検知窓に向けて付勢しており、かつ前記トナー搬送手段が前記検知窓の払拭手段を構成していることを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の画像形成装置は、請求項１記載の画像形成装置において、前記トナー搬送手段が前記反射板の払拭手段を構成していることを特徴とする。
請求項３記載の画像形成装置は、請求項１または２記載の画像形成装置において、前記トナー搬送経路は前記トナー搬送手段と摺接してこれを案内する側壁面を有しており、この側壁面の少なくとも前記検知窓の近くに位置する面が、前記検知窓の突出面との間で鋭角を形成するように傾斜していることを特徴とする。
【００２２】
【作用】
この請求項１記載の画像形成装置によれば、透明な検知窓および光学式センサが、トナー搬送経路に対して設けられているので、現像装置の大型化を招くことなく、光学式センサによってトナーの残量を検知することができる。
【００２３】
そして、前記トナー搬送装置には、トナー搬送経路内を循環移動する弾性を有するトナー搬送手段が設けられているとともに、前記検知窓は、トナー搬送手段に向かって突出している突出面を有してるので、この突出面は、トナー搬送手段自身の弾性による復原力によって確実にトナー搬送手段と摺接されることとなる。この摺接作用によって突出面に付着したトナーが払拭されることとなるため、検知窓を透過すべき光がトナーによって遮られず、トナー搬送経路内のトナーの有無が信頼性良く検知されることとなる。
【００２４】
すなわち、この画像形成装置によれば、トナー搬送手段が検知窓の払拭手段を構成しているので、他に特別の払拭手段を設けること無く検知窓を払拭することができ、確実な検出動作を得ることができる。
【００２５】
また、光学式センサによる検出は、装置の駆動に伴う振動や温度・湿度の変動など、センサ周囲の機構から発せられる環境ノイズに対して出力信号の変動を抑制することができるため、長時間にわたる連続した画像形成や高温高湿環境下あるいは低温低湿環境下における画像形成においても誤動作が生じ難く、信頼正の高い検知結果を得ることができる。
【００２６】
なお、「トナーの残量を検知する」という意味は、例えばトナー残量が何ｇというような数量的な残量を検知するという意味ではなく、画像形成装置内におけるトナーが通常現像装置にあるべき量に満たない量だけしか残っていないことを検知するという意味である。
【００２９】
さらに、この請求項１記載の画像形成装置によれば、前記光学式センサは反射型の光学式センサで構成されているとともに、前記検知窓の前記トナー搬送手段を挟んだ対向位置には弾性を有する反射板が設けられ、この反射板が前記トナー搬送手段を前記検知窓に向けて付勢しているので、反射板以外の付勢手段を要すること無く前記払拭作用を一層確実ならしめることができる。
【００３０】
しかも、反射板が前記トナー搬送手段を付勢している結果として、反射板に付着したトナーも払拭されることとなる。
【００３１】
したがって、トナー搬送経路内のトナーの有無がより信頼性良く検知される。
【００３６】
請求項２記載の画像形成装置によれば、前記トナー搬送経路は前記トナー搬送手段と摺接してこれを案内する側壁面を有しており、この側壁面の少なくとも前記検知窓の近くに位置する面が、前記検知窓の突出面との間で鋭角を形成するように傾斜しているので、この傾斜面とトナー搬送手段との当接部においては、トナー搬送手段を突出面方向に付勢する分力が発生する。
【００３７】
したがって、トナー搬送手段がより確実に突出面と摺接することとなり、一層良好な検知結果が得られることとなる。
【００４４】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００４５】
図１は本発明に係る画像形成装置の一実施例を用いたプリンタの一例を示す外観斜視図、図２は正面図、図３は平面図、図４は断面図である。
【００４６】
これらの図において、１００はプリンタ本体であり、そのケース１０１内には、給紙ローラ１０２、光学ユニット１１０、画像形成ユニット２００、定着ユニット１２０、排紙ローラ１０３が設けられている。なお、図１において画像形成ユニット２００は概略的に（模式的に）描いてある。
【００４７】
６００は画像形成ユニット２００にトナーを補充するトナー補給手段をなすトナータンクである。画像形成装置は、光学ユニット１１０と、画像形成ユニット２００と、トナータンク６００とで構成されている。
【００４８】
トナータンク６００は、本体１００に装着された状態で、その上部が本体１００のケース１０１外に露出するようになっている。図３において、Ｐ２は排紙トレイ１０８上に排紙されつつある記録紙を、図２において、Ｐ３は排紙トレイ１０８に排紙された記録紙を示している。これらの図から明らかなように、トナータンク６００の露出部６００Ａは、記録紙の移動経路外において、ケース１０１外に露出している。
【００４９】
以下、本体１００、画像形成ユニット２００、トナータンク６００について詳しく説明する。
【００５０】
先ず、本体１００の全体構成について説明する。
【００５１】
ケース１０１の背部には、給紙トレイ１０４が回動可能に設けられている。給紙トレイ１０４は、ケース１０１の背部に回動可能に支持されたベース部１０４ａと、このベース部１０４ａに対してスライド可能に取り付けられたトレイ１０４ｂとを有しており、不使用時には、図４に破線で示すように、トレイ１０４ｂがベース部１０４ａに収納された状態でケース背面と密着するように折り畳まれ、使用時には実線で示すように開かれて使用に供される。
【００５２】
給紙トレイ１０４にセットされた記録紙Ｐは、給紙ローラ１０２によって１枚づつ給送される。
【００５３】
給送された記録紙は、紙ガイド１０５と画像形成ユニット２００の下面とで形成された給紙経路Ａ１を通り、後述するようにしてトナー像が形成される感光ドラム２０１と転写ローラ１０６との間に達する。ここで感光ドラム２０１からトナー像が転写された記録紙は、経路Ａ２を経て定着ユニット１２０の定着ローラ１２１と加圧ローラ１２２との間を通ることによりトナー像が定着され、上方に湾曲した排紙経路Ａ３を経て排紙ローラ１０３によって排紙口１０７から排紙トレイ１０８上に排出される。
【００５４】
１０９は前記排紙経路Ａ３が形成されているカバーであり、本体１００に対して軸１０９ａ，１０９ａで開閉可能に構成されている。前記排紙口１０７は、このカバー１０９の上面に形成されており、また、前記定着ユニット１２０は、このカバー１０９に取り付けられている。このカバー１０９は、紙詰まり時あるいは、メンテナンス時に、手前側に開かれる。
【００５５】
次に、画像形成ユニット２００について説明する。
【００５６】
図５から図８に示すように、画像形成ユニット２００は、感光体である感光ドラム２０１と、帯電ローラ２０２と、現像装置３００と、クリーニング装置４００と、トナー搬送装置５００と、検出手段７００とを、ケース２１０に組み込むことにより、単一のユニットとして構成されている。
【００５７】
感光ドラム２０１は、アルミドラムからなる導電性基体上に有機感光体からなる感光層を形成して構成されており、ケース２１０に回転可能に支持され、図示しない駆動機構により矢印ａ方向に回転駆動される。
【００５８】
帯電ローラ２０２は、図示しない押圧機構により感光ドラム２０１に対して押圧されており、感光ドラム２０１に従動しながら感光ドラム２０１を帯電させるようになっている。帯電ローラ２０２にはバイアス電圧が印加されている。
【００５９】
帯電した感光ドラム２０１は、図４に示した光学ユニット１１０から発せられるレーザービームＬＢによって走査され、これによって感光ドラム２０１の表面に潜像が形成される。
【００６０】
ケース２１０は、下ケース２２０と上ケース２３０とで構成されており、上ケース２３０にはビーム走査用のスリット２３１が形成されている。
【００６１】
現像装置３００は、下ケース２２０により、その長手方向に形成されたトナー貯留室３０１と、このトナー貯留室３０１内において回転可能に設けられた供給ローラ３１０と、同じく回転可能に設けられた現像ローラ３２０と、この現像ローラ３２０の周面に当接している規制ブレード３３０とを備えている。供給ローラ３１０および現像ローラ３２０は、感光ドラム２０１の駆動機構に連動する駆動機構によりそれぞれ図６矢印方向に回転駆動される。規制ブレード３３０はステンレス鋼板等の弾性体で構成されており、取付部材３３１によって上ケース２３０に取り付けられている。
【００６２】
供給ローラ３１０は、トナー貯留室３０１内に貯留されているトナーを撹拌しながら回転し、現像ローラ３２０の表面にトナーをコーティングする。現像ローラ３２０の表面にコーティングされたトナーは、規制ブレード３３０と摺接することによって薄層化されるとともに摩擦帯電される。現像ローラ３２０にはバイアス電圧が印加されており、薄層化されたトナーは感光ドラム２０１へと搬送され、現像ローラ３２０と感光ドラム２０１との圧接部で構成されているニップ部で感光ドラム２０１の潜像に反転現像される。これによって、感光ドラム２０１表面の潜像が現像されてトナー像が形成される。
【００６３】
感光ドラム２０１の表面に形成されたトナー像は、トナー像と逆極性のバイアス電圧が印加されている転写ローラ１０６（図４参照）と感光ドラム２０１とで挟まれて搬送されている記録紙Ｐに転写される。
【００６４】
クリーニング装置４００は、クリーニングブレード４１０を備えている。クリーニングブレード４１０は取付部材４２０によって上ケース２３０に取り付けられている。クリーニングブレード４１０の下縁４１１は、感光ドラム２０１の周面に当接しており、トナー像が記録紙に転写された後に感光ドラム２０１の表面に付着している残留トナーを、トナー搬送装置５００のトナー回収部５６０に向けて掻き落とすようになっている。
【００６５】
なお、感光ドラム２０１は、残留トナーが掻き落とされることによりクリーニングされた後、再び前述した画像形成プロセスへ移行する。
【００６６】
トナー搬送装置５００は、現像装置３００とクリーニング装置４００との間に閉ループ状に配置されており、トナー搬送手段をなすコイルスプリング５１０と、このコイルスプリング５１０と係合してこれを循環駆動する駆動歯車５２０と、コイルスプリング５１０と摺接してこれを案内するほぼ溝形状のガイド部５３０（図８参照）とを備えている。
【００６７】
コイルスプリング５１０は無端状に構成されており、クリーニング装置４００の内部と現像装置３００の内部との間を循環可能に配置されている。
【００６８】
駆動歯車５２０は、感光ドラム２０１の駆動機構と連動する駆動機構（図示せず）により駆動されて、コイルスプリング５１０を矢印ｂ方向に循環駆動する。
【００６９】
図８は、画像形成ユニット２００全体を示す模式的な平面図である。
【００７０】
この図から明らかなように、ガイド部５３０は、自然放置状態では円環形状をなすコイルスプリング５１０を平面視ほぼ長円形状に矯正して案内する形状となっており、ほぼ１／４円弧状に形成された２つのコーナー部Ｃ１，Ｃ２と、半円弧状に形成されたコーナー部Ｃ３と、これらコーナー部を連結するほぼ直線的な部分Ｌ１，Ｌ２とで構成されている。
【００７１】
２つの直線部Ｌ１，Ｌ２のうち一方の直線部Ｌ１は、図６に示すように現像装置３００内にあり、他方の直線部Ｌ２はクリーニング装置４００内にある。そして、一方の直線部Ｌ１については下ケース２２０の起立壁２２１でガイド部を構成し、他方の直線部Ｌ２については、下ケース２２０の上面に形成した凹溝２２２でガイド部を構成してある。また、現像装置３００内にある直線部Ｌ１については、起立壁２２１でコイルスプリング５１０の外側のみを案内するように構成してあり、結果として、現像装置３００に対してコイルスプリング５１０の下方を開放する開放箇所５３１を形成してある。
【００７２】
すなわち、コイルスプリング５１０は、現像装置３００内においては、起立壁２２１でその外側のみが案内され、トナーを現像装置３００に放出することができるようになっている。一方、クリーニング装置４００内のトナー回収部５６０においては、クリーニングブレード４１０により掻き落とされたトナーを受けて回収することができるように、その上方がクリーニングブレード４１０に向かって開放されている。
【００７３】
以上のような画像形成ユニット２００は次のように作動する。
【００７４】
前述したように、現像装置３００によって感光ドラム２０１の表面にトナーが供給され、このトナーにより感光ドラム２０１表面の潜像が現像されてトナー像が形成される。トナー像が記録紙Ｐへ転写された後に感光ドラム２０１の表面に付着している残留トナーはクリーニング装置４００のクリーニングブレード４１０によって除去され、クリーニング装置４００内にある回収部５６０に回収される。
【００７５】
クリーニング装置４００と現像装置３００との間には、無端状のコイルスプリング５１０がクリーニング装置内部と現像装置内部との間を循環可能に配置されおり、このコイルスプリング５１０が駆動歯車５２０によって循環駆動されるから、現像装置３００のトナー貯留室３０１内にあって現像に供されなかった余剰トナーの一部はコイルスプリング５１０によってクリーニング装置４００へ搬送され、クリーニング装置４００内に回収された残留トナーは、コイルスプリング５１０により搬送されてきた前記余剰トナーと撹拌混合されながら現像装置３００へ搬送される。
【００７６】
現像装置３００に搬送されてきたトナーは、トナー貯留室３０１内のトナーが消費されてそのレベル面が下がっている場合には、その自重によりトナー貯留室３０１に向けて放出される。
【００７７】
以上のような動作の繰り返しにより、画像形成ユニット２００内のトナーは徐々に消費されてゆくこととなるが、消費された分のトナーはトナータンク６００から随時補充される。
【００７８】
図１および図１４に示すようにプリンタ本体のケース１０１の上面にはトナータンク装着穴１０１ａが設けられており、この装着穴１０１ａを通じて、トナータンク６００は、画像形成ユニット２００の上ケース２３０に対して着脱可能に構成されている。装着穴１０１ａの内壁面には、後述するトナータンクに設けられている凸部６１６（図９参照）を案内するガイド溝１０１ｂが設けられている。
【００７９】
次に、図９および図１０を参照してトナータンク６００の構成について説明する。
【００８０】
トナータンク６００は、トナーが充填される透明なタンクケース６１０と、このタンクケース６１０内に回転可能に設けられたアジテータ６２０と、タンクケース６１０の底部に設けられたシャッター部６３０と、蓋６４０とを備えている。
【００８１】
タンクケース６１０の底部６１１には、軸穴６１２と、トナー供給口６１３と、ピン６１４とが設けられている。また、外周面６１５には、後述する上ケース２３０の凹部２４０（図１２参照）に設けられた一対の蟻溝（Ｌ字形の溝）２４２，２４２と係脱する一対の凸部６１６が設けられている。
【００８２】
アジテータ６２０は、軸部６２１と、この軸部６２１と一体に形成され、タンクケース内のトナーを掻き揚げる掻き揚げ羽根６２２と、さらにこの掻き揚げ羽根６２２と一体に形成され、タンクケース内のトナーを撹拌する撹拌羽根６２３とを有しており、軸部６２１が図示しないシールリングを介してタンクケース底部の軸受け穴６１２に回転可能に取り付けられている。軸部６２１には、トナータンク６００が後述するようにして画像形成ユニットの上ケース２３０に装着された際、駆動歯車５２０の軸５２１と係合する溝６２５が形成されている。なお、撹拌羽根６２３には、仮想線で示すように、タンクケース６１０の内壁面を清掃するためのゴム等からなるワイパー状の清掃部材６２６を一体的に設けることができる。
【００８３】
シャッター部６３０は、スポンジ等の弾性体からなる密封部材６３１と、円板状のシャッター６３２と、ガイド部材６３３とからなっている。
【００８４】
密封部材６３１は扇形状をなし、タンクケース底部６１１に設けられた同形状の凹部６１１ａに嵌め込まれるようになっており、嵌め込まれた状態で、タンクケース底部の軸穴６１２と一致する軸穴６３１ａと、タンクケース底部のトナー供給口６１３と一致するトナー供給口６３１ｂとを有している。
【００８５】
シャッター６３２には、タンクケース底部６１１の軸穴６１２と一致する軸穴６３２ａと、トナー供給口６１３と一致し得るトナー供給口６３２ｂと、タンクケース底部のピン６１４が挿通される円弧状の長穴６３２ｃと、後述する画像形成ユニットの上ケース２３０に設けられたピン２４４と係合する係合穴６３２ｄとが設けられている。
【００８６】
ガイド部材６３３は、全体としてリング形状をなし、タンクケース底部６１１に設けられた段部６１１ｂに装着される。装着された状態では、４つの角穴６３３ｅが前記段部に形成された４つの係合爪６１１ｅとそれぞれ係合することによりタンクケース底部に固定され、底縁部６３３ｆの内面（上面）で前記シャッター６３２の周縁部６３２ｆを摺動回転可能に支持する。また、ガイド部材６３３には弾性を有する円弧状の舌片６３３ｇが一体的に設けられており、この舌片６３３ｇの先端部にはシャッター６３２の係合穴６３２ｄにその背面側（図１０において上面側）から緩くはめ込まれる突起６３３ｃが設けられている（図１３参照）。シャッター６３２は、ガイド部材６３３の上面側から、舌片６３３ｇの下方を通すようにしてガイド部材６３３に装着される。係合穴６３２ｄに突起６３３ｃが係合することによって、シャッター６３２が不用意に回転することが防止され、トナー供給口６３２ｂがタンクケース底部のトナー供給口６１３と一致してトナータンクケース６１０内のトナーが漏出することが防止されている。
【００８７】
以上のようなトナータンク６００は、上記各部品が組み立てられると、タンクケース底部のピン６１４がシャッター６３２の長穴６３２ｃを貫通してその先端が長穴６３２ｃから突出した状態となる（図１３参照）。密封部材６３１は、そのトナー供給口６３１ｂがタンクケース底部のトナー供給口６１３と一致した状態で、タンクケース底部６１１に貼着され、シャッター６３２で挟圧された状態で保持される。これによって、密封部材６１３とシャッター６３２との密着性が向上し、トナーの漏出が防止されている。シャッター６３２は、タンクケース底部６１１とガイド部材６３３との間において、前記ピン６１４が長穴６３２ｃに沿って相対的に移動し得る範囲で図示矢印ａまたはｂ方向に回転スライド可能に保持される。すなわち、シャッター部６３０においては、シャッター６３２のみがタンクケース６１０に対して相対的に回転スライド可能な状態となる。トナータンク６００が画像形成ユニットに装着されていない状態では、シャッター６３２のトナー供給口６３２ｂは、密封部材６３１のトナー供給口６３１ｂと一致していない。すなわち、密封部材６３１のトナー供給口６３１ｂはシャッター６３２によって封止された状態となっている。
【００８８】
次に、図１１及び図１２を参照して、画像形成ユニットの上ケース２３０におけるトナータンク６００の装着部２４０について説明する。
【００８９】
装着部２４０はトナータンク６００の下部が嵌まり合う凹部として構成されており、この凹部に、前述したトナータンク６００のシャッター部６３０と基本的に同一構成を有するシャッター部２５０が組み込まれている。
【００９０】
凹部の底面２４１には、駆動歯車５２０の軸５２１が挿通される軸穴２４５と、前述したコイルスプリング５１０の循環経路における駆動歯車５２０とコイルスプリング５１０との噛み合い開始箇所に臨むトナー供給口２４３（図８参照）と、ピン２４４とが設けられている。また、凹部の内周面には、前述したトナータンクの凸部６１６と係脱する一対の蟻溝（Ｌ字形の溝）２４２，２４２が設けられている。蟻溝２４２は、縦溝２４２ａと、横溝２４２ｂとからなっており、縦溝２４２ａの上端は前述したプリンタ本体ケースの装着穴１０１ａ（図１４参照）に設けられたガイド溝１０１ｂの下端と接続されている。また、横溝２４２ｂの終端は、後述するトナータンクの装着操作時におけるトナータンク６００の回動動作終端を規制する規制部を構成している。
【００９１】
シャッター部２５０は、スポンジ等の弾性体からなる密封部材２５１と、円板状のシャッター２５２と、ガイド部材２５３とからなっている。
【００９２】
密封部材２５１は、凹部の底面２４１に設けられた同形状の凹部２４１ａに嵌め込まれて貼着されるようになっており、嵌め込まれた状態で、前記軸穴２４５と一致する軸穴２５１ａと、前記トナー供給口２４３と一致するトナー供給口２５１ｂとを有している。
【００９３】
シャッター２５２には、前記軸穴２４５と一致する軸穴２５２ａと、前記トナー供給口２４３と一致し得るトナー供給口２５２ｂと、前記ピン２４４が挿通される円弧状の長穴２５２ｃと、前述したトナータンク６００のピン６１４と係合する係合穴２５２ｄとが設けられている。
【００９４】
ガイド部材２５３は、ほぼリング形状をなし、前記凹部（２４０）に装着される。装着された状態では、２つの係合爪２５３ｅが凹部内の壁面に設けられた係合穴（図示せず）とそれぞれ係合することにより凹部内に固定され、底縁部２５３ｆの下面で前記シャッター２５２の周縁部２５２ｆを摺動回転可能に支持する（図１３参照）。ガイド部材２５３には弾性を有する円弧状の舌片２５３ｇが一体的に設けられており、この舌片２５３ｇの先端部にはシャッター２５２の係合穴２５２ｄにその背面側（図１０において下面側）から緩くはめ込まれる突起２５３ｃが設けられている（図１３参照）。シャッター２５２は、ガイド部材２５３の下面側から、舌片２５３ｇの上方を通すようにしてガイド部材２５３の下方に組み込まれる。係合穴２５２ｄに突起２５３ｃが係合することによって、例えば本体の輸送時当においてシャッター２５２が不用意に回転することが防止され、トナー供給口２５２ｂがトナー供給口２４３と一致して画像形成ユニット２００内のトナーが漏出することが防止されている。
【００９５】
画像形成ユニット２００が組み立てられると、凹部底面のピン２４４がシャッター２５２の長穴２５２ｃを貫通してその先端が長穴２５２ｃから突出した状態となる（図１３参照）。密封部材２５１は、凹部底面２４１とシャッター２５２とで挟圧された状態で保持される。これによって、密封部材２５１とシャッター２５２との密着性が向上し、トナーの漏出が防止される。シャッター２５２は、凹部底面２４１とガイド部材２５３との間において、前記ピン２４４が長穴２５２ｃに沿って相対的に移動し得る範囲で図示矢印ａまたはｂ方向に回転スライド可能に保持される。すなわち、シャッター部２５０においては、シャッター２５２のみが上ケース２３０に対して相対的に回転スライド可能な状態となる。また、トナータンク６００が装着されていない状態では、シャッター２５２のトナー供給口２５２ｂは、図１１に示すように密封部材２５１のトナー供給口２５１ｂと一致していない。すなわち、密封部材２５１のトナー供給口２５１ｂはシャッター２５２によって封止された状態となっている。
【００９６】
以上のような装着部２４０に対するトナータンク６００の着脱操作は次のようになる。図１３は装着部２４０にトナータンク６００が装着される直前の状態を示した模式的な断面図である。主にこの図を参照して着脱操作および作動について説明する。
【００９７】
先ず、トナータンク６００を、その凸部６１６を本体ケースの装着穴１０１ａ（図１４参照）のガイド溝１０１ｂに一致させるようにして装着穴１０１ａに挿入する。すると、凸部６１６はガイド溝１０１ｂに案内されてこのガイド溝１０１ｂ内を下方に移動し、さらに画像形成ユニットの装着部２４０に設けられた蟻溝の縦溝２４２ａに進入し、その下端に達して停止する（図１３は下端に達する直前の状態を示している）。このとき、歯車５２０の軸５２１は、トナータンクのアジテータ６２０の軸部６２１と接続される。また、トナータンクのピン６１４は画像形成ユニットの装着部２４０のシャッター２５２の係合穴２５２ｄに嵌まり込み、舌片の突起２５３ｃを押し下げて突起２５３ｃによるシャッター２５２のロックを解除する。同時に装着部２４０側のピン２４４がトナータンクのシャッター６３２の係合穴６３２ｄに嵌まり込み、舌片の突起６３３ｃを押し上げて突起６３３ｃによるシャッター６３２のロックを解除する。
【００９８】
次いで、トナータンク６００を図１矢印ｂに示す反時計方向に回動させる。すると、トナータンクの凸部６１６が蟻溝の横溝２４２ｂに入り込み、これと係合してトナータンクの抜けが防止され、装着部２４０に装着された状態となる。上述したように、トナータンクのピン６１４が装着部２４０のシャッター２５２の係合穴２５２ｄに嵌まり込み、装着部２４０側のピン２４４がトナータンクのシャッター６３２の係合穴６３２ｄに嵌まり込んでいるので、トナータンク６００を図１矢印ｂ方向に回動させると、装着部２４０のシャッター２５２はトナータンク６００とともに同方向すなわち図１１矢印ｂに示す反時計方向に回動してそのトナー供給口２５２ｂが密封部材２５１のトナー供給口２５１ｂと一致し、トナータンクのシャッター６３２はトナータンクを矢印ｂ方向に回動させても移動しないからタンクに対して相対的に図９矢印ａに示す時計方向に回動して、そのトナー供給口６３２ｂが密封部材６３１のトナー供給口６３１ｂと一致することとなる。すなわち、全ての部品のトナー供給口６１３，６３１ｂ，６３２ｂ，２５２ｂ，２５１ｂ，および２４３が一致した状態となり、トナータンク６００から画像形成ユニット２００に対してトナーが供給され得る状態となる。
【００９９】
以上のようにしてトナータンク６００が画像形成ユニット２００に装着された状態で、画像形成ユニット２００が前述のように作動すると、駆動歯車５２０の軸５２１によりアジテータ６２０が回転駆動される。
【０１００】
タンクケース６１０内に収納されているトナーは、アジテータ６２０の掻き揚げ羽根６２２によって上方に向けて撹拌されるが、画像形成ユニット２００内におけるトナーが消費されると、その分だけトナー供給口６１３から上記各トナー供給口および上ケース２３０のトナー供給口２４３を通じて画像形成ユニット２００内に自由落下し、画像形成ユニット２００内にトナーが補充されることとなる。
【０１０１】
トナータンク６００は、図７に示すように、現像装置３００の上流側に取り付けられている。図８に示すようにトナー供給口２４３は駆動歯車５２０とコイルスプリング５１０との噛み合い始め位置に臨んで開口しているから、トナー搬送経路Ｃに対してトナーが過度に供給されてしまうことがなく、適量供給される。
【０１０２】
このようにして、トナータンク６００から画像形成ユニット２００に対してトナーが補充されてゆき、トナータンク内のトナーがなくなってタンク６００からトナーが補充されなくなると、画像形成ユニット２００内のトナー量が減少し、これが後述する検出手段７００で検出されるので、トナータンクを交換する。なお、トナータンク内のトナーがなくなったことは、タンクケース６１０が透明であるから目視によっても確認することができる。
【０１０３】
トナータンク６００を取り外す操作は、前述した装着操作と逆の操作を行なえば良い。すなわち、タンク６００の上部（本体ケース１０１から露出している露出部６００Ａ）をつかみ、矢印ａ方向（時計方向）に回動させた後、本体ケース１０１の装着穴１０１ａから引き出せば良い。タンク６００を矢印ａ方向に回動させると、タンクのシャッター６３２は相対的に図９矢印ｂに示す反時計方向に回動してタンクのトナー供給口６１３および６３１ｂが遮蔽されると同時に、画像形成ユニット２００のシャッター２５０は図１１矢印ａ方向に回動してユニット２００のトナー供給口２４３および２５２ｂが遮蔽される。したがって、タンク６００を取り外す際に、仮にタンク６００内に多少のトナーが残留していても、これが散乱してプリンタおよびその周辺を汚すということがない。また、例えばプリンタを輸送等する際に、タンク６００を取り外した状態で輸送等した場合でも、ユニット２００内のトナーがその供給口２４３および２５２ｂから漏れて散乱するということもない。
【０１０４】
次に、検出手段７００について説明する。
【０１０５】
検出手段７００は、図７および図８に示すように、現像装置３００の下流側で、かつクリーニング装置４００の上流側において、トナー搬送経路Ｒに対して設けられている。
【０１０６】
図１５は図８の部分拡大図、図１６は図１５におけるＸＶＩ−ＸＶＩ断面図、図１７は図１５におけるＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ断面図である。
【０１０７】
検出手段７００は、図１６および図１７に示すように、トナー搬送経路Ｒに設けられた検知窓７１０と、この検知窓７１０に対向して設けられた弾性を有する反射板７２０と、前記検知窓７１０に設けられた反射型の光学式センサ７３０とを備えている。光学式センサ７３０は、検知窓７１０の下面に密着して設けられている。
【０１０８】
検知窓７１０は透明な材料、例えば、ガラス、あるいは合成樹脂で形成されている。検知窓７１０は、図１８にも示すように、板状のベース部７１１と、このベース部７１１の上面７１２に一体的に形成された凸部７１３とを有し、この凸部７１３の上面が突出面７１５を構成している。凸部７１３は、図１８（ａ）に示すように、検知窓７１０が配置されるトナー搬送経路Ｒの部位（ここではコーナー部Ｃ３）と同じ曲率半径Ｒ１をもって湾曲している。図１６、図１７に示すように、画像形成ユニットの下ケース２２０には、凹所２２３が形成されており、この凹所２２３にベース部７１１が装着されることによって、検知窓７１０は下ケース２２０に取り付けられている。
【０１０９】
突出面７１５のトナー搬送方向における長さＬは（図１８（ｂ）および図２１（ａ）参照）、コイルスプリング５１０の２ピッチ（２ｐ）以下の長さとなっている。
【０１１０】
図１６、図１７において、２２４は低摩擦材例えばフッ素樹脂、ポリアセタール等からなるスムーサであり、前記ベース部７１１の上面７１２には、このスムーサ２２４との円滑な連結状態が得られるように、円弧状の凹部７１４が形成されている（図１８参照）。
【０１１１】
検知窓７１０が取り付けられた状態で、その凸部７１３の突出面７１５は、スムーサ２２４よりもコイルスプリング５１０側に向かって多少突出している。このため、コイルスプリング５１０は突出面７１５によって多少押し上げられるように湾曲させられて移動することとなる。結果として、検知窓７１０の突出面７１５は、コイルスプリング５１０自身の弾性による復原力によって確実にコイルスプリング５１０と摺接し、突出面７１５に付着したトナーはコイルスプリング５１０によって払拭される。なお、突出面７１５は、コイルスプリング５１０の多少上方に湾曲させられた移動経路に適合させて上方に湾曲させても良い。
【０１１２】
スムーサ２２４はコイルスプリング５１０の循環動作を円滑にするためのもので、少なくとも図８に示したコーナー部Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３において樋状に設けられている。
【０１１３】
スムーサ２２４は図１７（ａ）に示すされるように、コイルスプリング５１０と摺接してこれを案内する側壁面２２４ａを有している。この側壁面２２４ａは、同図（ｂ）に示すように、検知窓の突出面７１５との間で鋭角θを形成するように傾斜している。このため、傾斜面２２４ａとコイルスプリング５１０との当接部５１０ａにおいては、コイルスプリング５１０を突出面７１５方向に付勢する分力が発生する。これによって、コイルスプリング５１０がより確実に突出面７１５と摺接するようになっている。なお、本実施例においてθは８６゜に設定してある。
【０１１４】
反射板７２０は、バネ弾性を有する金属板で構成されており、図１９に示すように、先端には湾曲部７２１が形成され、後端には折曲げ部７２３が形成されている。図１６に示すように、画像形成ユニットの上ケース２３０には、凹所２３３が形成されており、この凹所２３３に折曲げ部７２３が嵌め込まれることによって、反射板７２０が上ケース２３０に取り付けられている。取り付けられた状態で、反射板７２０は、そのバネ弾性によりコイルスプリング５１０を検知窓７１０に向けて付勢している。
【０１１５】
このため、コイルスプリング５１０は検知窓７１０の突出面７１５と確実に摺接し、突出面７１５におけるトナーの払拭作用が確実になされる。また、反射板７２０がコイルスプリング５１０を付勢している結果として、反射板７２０の反射面７２４（図１７参照）に付着したトナーも払拭される。
【０１１６】
反射板７２０に使用する材料としては、反射型光学センサ７３０に用いる発光素子が放射する波長の光に対して金属光沢面の様な高い反射率を有するものであれば良く、本実施例では所定のバネ弾性を有するＳＵＳ３０４の圧延板を使用している。
【０１１７】
検知窓７１０、反射板７２０のうちすくなくとも一方、好ましくは両方のトナーと接触する面は、トナーの帯電極性に対して摩擦帯電列上で同極性側に位置する材料で構成する。本実施例では、検知窓７１０のトナーとの接触面を、トナーの帯電極性に対して摩擦帯電列上で同極性側に位置する材料で構成してある。摩擦帯電列は、電気的にシールドされた空間内で任意に選択された２種類の材料を接触帯電させた時に生じる表面電位の極性をそれぞれ表面電位計により測定して、前記材料の正極および負極の関係を序列化することで求められる。トナーを負極性に摩擦帯電させて用いる場合は、透明検知窓７１０の少なくともトナーと接触する面は、トナーと同様に摩擦帯電列上で負極性側に位置する材料を選択し、トナーと同等か、もしくは負極性側に位置する材料を選択することが好ましい。例えば、ポリエステル系バインダーからなる負帯電型トナーを用いる場合には、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）より負極性側に位置する材料、より好ましくはトナーよりも負極性側に位置するポリオレフィン等を選択すると良い。トナーを正極性に摩擦帯電させて用いる場合は、透明検知窓７１０の少なくともトナーと接触する面は、トナーと同様に摩擦帯電列上で正極性側に位置する材料を選択し、トナーと同等か、もしくは正極性側に位置する材料を選択することが好ましい。例えば、スチレン・アクリル共重合体系バインダーからなる正帯電型トナーを用いる場合には、ポリオレフィンより正極性側に位置する材料、より好ましくはトナーよりも正極性側に位置するポリアミド等を選択すると良い。本実施例ではトナーを負極性に帯電させて用いるため、摩擦帯電列上でトナーよりも負極性側に位置する材料として非晶質ポリオレフィンを検知窓７１０として使用しているが、トナーの帯電性に応じて同様にＰＭＭＡ、ポリアミド、メラミン樹脂、ポリウレタン、ＳＡ樹脂、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、アクリロニトリル樹脂、ポリイミド、塩化ビニル等の透明有機材料やアルミナ、ダイヤモンド、シリカ等の無機ガラスを使用することができる。
【０１１８】
なお、反射板７２０の表面には、上述の摩擦帯電列により選択された物質をコーティングすることが好ましい。
【０１１９】
コイルスプリング５１０、反射板７２０等の良導電性部材は、少なくとも一つ、好ましくはすべてを電気的にフロートにして配設する。本実施例では、すべてを電気的にフロートにして配設してある。なお、検知窓７１０を導電性としたときには、同様に電気的にフロートすることが好ましい。
【０１２０】
コイルスプリング５１０に担持されて循環搬送されるトナーは、コイルスプリング５１０やトナー搬送経路の内壁と摺擦されることによって摩擦帯電しており、導電性を有するコイルスプリング５１０や反射板７２０には、これを接地した場合にはトナーと逆の電荷が供給され、トナーとコイルスプリング５１０や反射板７２０との間に強い吸引力が発生してトナーを払拭することが困難になる。これを防止するために、電気的にフロート状態にする。フロート状態にすると、反射板７２０へのトナーの静電付着が抑制され、コイルスプリング５１０が反射板７２０を摺接したとき、それらに付着しているトナーが容易に払拭されることとなる。
【０１２１】
光学式センサ７３０には、図示しない検出装置および報知装置が接続されている。
【０１２２】
トナー搬送経路Ｒにはトナータンク６００からのトナーの補給がされている状態では所定量のトナーが循環しており、検出手段７００の部位において反射型光学センサ７３０から放射されて検知窓７１０を透過しトナー搬送経路Ｒを通過して反射板７２０で反射し、再びトナー搬送経路Ｒを通過して検知窓７１０を透過し反射型光学センサ７３０に受光される検出光の光路は、循環している所定量のトナーにより遮られて反射型光学センサ７３０からは反射光なしに対応した出力信号が出力される。
【０１２３】
検出手段７００が設けられているトナー搬送経路の部位にトナーが著しく少なくなった、またはなくなった場合には、上述した検出光の光路がトナーにより遮られない状態が発生し、特にトナーがなくなった状態では検出光の光路はコイルスプリング５１０により一時的に遮られるだけとなるため、反射型光学式センサ７３０により反射光の検出に対応した出力信号が出力され、特にトナーなしとなった場合にはコイルスプリング５１０の１／２ピッチに対応した繰り返し信号が出力される。
【０１２４】
したがって、センサ７３０に接続された図示しない検出装置によってセンサ７３０からの出力信号をモニタしておき、上記繰り返し信号が所定時間、所定の確率で連続して出力されたとき、これをもってトナー無し状態であることを検出するようになっている。
【０１２５】
また、このとき、報知装置によって報知音を発し、および／またはメッセージを図示しない表示装置に表示することにより、ユーザーにトナー無し状態であること（正確には、トナータンク６００のトナーがなくなり、現像装置３００のトナーが減少し始めていること）を知らせるようになっている。
【０１２６】
以上のようなプリンタによれば、次のような作用効果が得られる。
【０１２７】
（ｉ）現像装置３００によって感光体２０１の表面にトナーが供給され、このトナーにより感光体表面の潜像が現像されてトナー像が形成される。トナー像が記録紙Ｐへ転写された後に感光体表面に付着している残留トナーはクリーニング装置４００によって除去され、回収される。
【０１２８】
現像装置３００とクリーニング装置４００との間には、トナー搬送装置５００が閉ループ状に配置されており、このトナー搬送装置５００によって、現像装置３００において現像に供されなかった余剰トナーの一部がクリーニング装置４００へ、クリーニング装置４００で回収された残留トナーが現像装置３００へ搬送され、かつ、このトナー搬送装置５００のトナー搬送経路Ｒには、トナータンク６００によって新規トナーが補給されるので、前記現像装置３００、クリーニング装置４００、およびトナー搬送経路Ｒには、通常、所定量のトナーが循環している。したがって、現像装置３００においてトナーが消費されると、通常、消費された分のトナーがトナー搬送経路５００を通じて現像装置３００に補充されることとなる。
【０１２９】
しかしながら、トナータンク６００が空になり、トナータンク６００からの新規トナーが補給されなくなると、トナー搬送経路Ｒ内にあるトナーが徐々に減少し、先ず、トナー搬送経路Ｒ内におけるトナーが、通常に比べて著しく減少し、ほとんど空の状態となる。
【０１３０】
図２０（ａ）（ｂ）は、図８におけるＸＸ−ＸＸ概略断面図で、現像装置３００内のトナーＴが通常状態から、無くなるときの様子を示した図である。
【０１３１】
図（ａ）は、トナータンク６００によってトナー搬送経路Ｒに新規トナーが補給されているときの状態を示しており、現像装置３００のトナー貯留室３０１およびトナー搬送経路Ｒには、所定量のトナーが循環している。トナーＴは、コイルスプリング５１０によってトナー貯留室３０１上をその長手方向に沿って搬送されているから、トナー貯留室３０１において部分的にトナーが消費され、そのレベルが下がったとしても、その下がった部分、例えば仮想線で示すＤ１，Ｄ２部分には、コイルスプリング５１０からの自由落下（自由流下）によってトナーが随時補充される。したがって、現像装置３００においてトナーが消費されても、消費された分のトナーＴがトナー搬送経路Ｒを通じて現像装置３００に補充され、トナー貯留室３０１におけるトナーＴのレベルはほぼ水平状態に保たれる。なお、トナーレベルの下がった部分が２箇所以上（例えばＤ１，Ｄ２）ある場合には、上流側の部分（Ｄ１）から順次トナーが補充されて水平化されてゆく。
【０１３２】
図（ｂ）は、トナータンク６００が空になり、トナータンク６００からの新規トナーの補給がなくなって多少時間が経過した後の状態を示している。
【０１３３】
トナータンク６００からの新規トナーの補給がなくなった直後においては、トナー搬送経路Ｒ内には依然として所定量のトナーが残っている。したがって、現像装置３００においてトナーが消費されても、消費されたトナーと同量のトナーがトナー搬送経路Ｒ内に存在している間は、そのトナーが上述したようにして現像装置３００に補充され、トナー貯留室３０１におけるトナーＴのレベルはほぼ水平状態に保たれる。
【０１３４】
しかしながら、トナーが消費され続け、トナー搬送経路Ｒに存在しているトナーの量が、現像装置３００において消費されたトナーの量よりも少なくなると、トナー貯留室３０１内のトナーは、搬送経路の下流側から減少してくる。減少した部分を図（ｂ）においてＤ３で示す。下流側から減少するのは、上述したように、トナー貯留室３０１へのトナーの補充が上流側から順次行なわれるためである。
【０１３５】
このように、トナー貯留室３０１内のトナーが搬送経路の下流側から減少する結果として、トナー搬送経路Ｒ内におけるトナーは、トナー貯留室３０１のすぐ下流側３０１Ａにおいて先ず空になり、この空の状態がコイルスプリング５１０の循環方向にしたがって順次進行し、トナー貯留室３０１の上流側３０１Ｂまで達したとき、トナー搬送経路Ｒ内におけるトナーは、ほとんど空の状態となる。なお、このとき、現像装置３００によるトナー消費量が著しく多くない限り、トナー貯留室３０１には依然として一定量のトナーが残っていて現像に供され、その残留トナーがクリーニング装置４００によって回収される。回収されたトナーは搬送装置によって現像装置３００に搬送されるため、クリーニング装置４００から現像装置３００に至る搬送経路には多少の（通常状態よりは著しく小量の）トナーが存在する。
【０１３６】
以上のようにして、本実施例においては、トナータンク６００からの新規トナーが補給されなくなると、現像装置３００内のトナーが無くなる前に、先ず、トナー搬送経路Ｒ内のトナーが無くなることとなる。
【０１３７】
この実施例の画像形成装置によれば、トナーが無くなったことを検出する検出手段７００が、トナー搬送経路Ｒに対して設けられているので、現像装置３００の大型化を招くことなく確実に、トナーの残量、すなわちトナーが通常現像装置３００にあるべき量に満たない量だけしか残っていないことを検知することができる。
【０１３８】
そして、トナー搬送装置５００には、トナー搬送経路Ｒ内を循環移動するコイルスプリング５１０が設けられているとともに、検知窓７１０は、コイルスプリング５１０に向かって突出している突出面７１５を有してるので、この突出面７１５は、コイルスプリング５１０自身の弾性による復原力によって確実にコイルスプリング５１０と摺接されることとなる。この摺接作用によって突出面７１５に付着したトナーが払拭されることとなるため、検知窓７１０を透過すべき光がトナーによって遮られず、トナー搬送経路Ｒ内のトナーの有無が信頼性良く検知されることとなる。
【０１３９】
すなわち、このような画像形成装置によれば、コイルスプリング５１０が検知窓７１０の払拭手段を構成しているので、他に特別の払拭手段（例えばワイパー）を設けること無く検知窓７１０を払拭することができ、確実な検出動作を得ることができる。
【０１４０】
また、光学式センサ７３０による検出は、装置の駆動に伴う振動や温度・湿度の変動など、センサ７３０周囲の機構から発せられる環境ノイズに対して出力信号の変動を抑制することができるため、長時間にわたる連続した画像形成や高温高湿環境下あるいは低温低湿環境下における画像形成においても誤動作が生じ難く、信頼正の高い検知結果を得ることができる。
【０１４１】
（ｉｉ）上述したように、このような画像形成装置によれば、トナー補給手段からの新規トナーが補給されなくなると、現像装置３００内のトナーが無くなる前に、先ず、トナー搬送経路Ｒ内のトナーが無くなる。しかも、トナー搬送経路のうちでも、先ず、現像装置３００の下流側に位置する部位からトナーが無くなり始める。
【０１４２】
本実施例の画像形成装置によれば、検出手段７００が、現像装置３００の下流側で、かつクリーニング装置４００の上流側に設けられているので、より確実に、しかも迅速にトナーの残量を検知することができる。
【０１４３】
検出手段７００は、上記現像装置３００の下流側に限らず、上流側に設けることもでき、この場合でも上述したように現像装置３００内のトナーが無くなる前に、先ず、トナー搬送経路Ｒ内のトナーが無くなるから、確実に、トナーの残量を検出することは可能であるが、検出手段をクリーニング装置４００の下流側で現像装置３００の上流側に設けた場合には、トナー搬送経路Ｒにクリーニング装置４００からの回収トナーが多少存在するため、検出手段の構成によっては検出精度が低くなるおそれもある。
【０１４４】
これに対し、本実施例によれば、検出手段７００が、現像装置３００の下流側で、かつクリーニング装置４００の上流側に設けられているので、より確実に、トナーの残量を検知することができる。
【０１４５】
また、検出手段をトナー供給口２４３の下流側で現像装置３００の上流側に設けた場合には、トナータンク６００を交換した直後に供給される新規トナーを検出してしまうため、現像室３００に十分なトナーが無いにも拘らず、トナー有りと判断されてしまうおそれがある。
【０１４６】
これに対し、本実施例によれば、検出手段７００が、現像装置３００の下流側で、かつクリーニング装置４００の上流側に設けられているので、上記不具合無く、より確実に、しかも迅速にトナーの残量を検知することができる。すなわち、この実施例において検出手段７００が設けられている位置には、現像装置におけるトナー貯留室３０１がトナーで満たされた後に始めてトナーが搬送されてくるから、極めて確実なトナー検出を行なうことができる。
【０１４７】
（ｉｉｉ）反射板７２０がコイルスプリング５１０を検知窓７１０に向けて付勢しているので、反射板以外の付勢手段を要すること無く前記払拭作用を確実ならしめることができ、しかも、反射板７２０がコイルスプリング５１０を付勢している結果として、反射板７２０の反射面７２４に付着したトナーも払拭されるので、トナー搬送経路内のトナーの有無が一層信頼性良く検知される。
【０１４８】
また、このような構成によれば、例えばワイパーの様な強い撹拌能力を有する手段でトナーを検知面から払拭する必要がないので、トナーに画像品質を低下させるような過剰なストレスを与えることなく、安定した画像品質を得ることができるという効果もある。なお、コイルスプリング５１０と検知面との間に付与する押圧力としては２〜２００ｇｆの範囲を使用することができ、さらに望ましくは５〜５０ｇｆの範囲を使用するのがよい。
【０１４９】
（ｉｖ）突出面７１５のトナー搬送方向における長さＬは、コイルスプリング５１０の２ピッチ（２ｐ）以下の長さとなっているので、突出面７１５とコイルスプリング５１０との、より一層確実な摺接動作が得られる。
【０１５０】
図２１（ｂ）に示すように、突出面７１５のトナー搬送方向における長さＬ’がコイルスプリング５１０の２ピッチ（２ｐ）以上であると、コイルスプリング５１０の多少の曲がりや公差等によって、またコイルスプリング５１０が突出面７１５によって多少押し上げられるように湾曲させられて移動することによって、コイルスプリング５１０の突出面７１５と摺接すべき部分が３つとなったとき（３つの部分を５１１，５１２，５１３で示す）、中央部分５１２が図示のように突出面７１５から浮いた状態となり、必ずしも確実な摺接状態が得られなくなるおそれがある。
【０１５１】
これに対し、本実施例によれば、図２１（ａ）に示すように、突出面７１５のトナー搬送方向における長さＬがコイルスプリングの２ピッチ（２ｐ）以下の長さとなっているので、コイルスプリング５１０に多少の曲がりや公差等があっても、またコイルスプリング５１０が突出面７１５によって多少押し上げられるように湾曲させられて移動しても、コイルスプリング５１０の突出面７１５と摺接すべき部分は最大２つにしかならい（２つの部分を５１１，５１２で示す）。したがって、コイルスプリング５１０が突出面７１５から浮いた状態とはならず、確実な摺接状態が得られる。
【０１５２】
（ｖ）図１７に示したように、コイルスプリング５１０と摺接してこれを案内する側壁面２２４ａが、突出面７１５との間で鋭角θを形成するように傾斜しているので、傾斜面２２４ａとコイルスプリング５１０との当接部５１０ａにおいては、コイルスプリング５１０を突出面７１５方向に付勢する分力が発生し、これによって、コイルスプリング５１０がより確実に突出面７１５と摺接することとなり、一層良好な検知結果が得られることとなる。
【０１５３】
（ｖｉ）検知窓７１０のトナーとの接触面が、トナーの帯電極性に対して摩擦帯電列上で同極性側に位置した材料からなっているので、トナー搬送経路内に存在するトナーが検知窓７１０に対して静電付着し難くなる。したがって、検知窓７２０を透過すべき光がトナーによって遮られ難くなり、トナー搬送経路内のトナーの有無が信頼性良く検知される。しかも検知窓７１０のトナーとの接触面における、上述したコイルスプリング５１０による払拭作用も行なわれ易くなるので、一層確実にトナー搬送経路内のトナーの有無が検知される。
【０１５４】
（ｖｉｉ）コイルスプリング５１０、反射板７２０のいずれもが電気的にフロートしているので、コイルスプリング５１０、反射板７２０にトナーが静電付着することが抑制され、また払拭作用も行なわれ易くなる。したがって、確実にトナー搬送経路内のトナーの有無が検知される。
【０１５５】
（ｉｉＸ）光学式センサ７３０によってトナー無し状態が検出されると、これが報知装置によってユーザーに報知されるので、ユーザーはトナータンク６００を交換する。
【０１５６】
この際前述したように、通常、現像装置３００には依然として一定量のトナーが残っていて現像に供されるから記録紙へのプリント動作を続行することが可能である。しかもトナータンク６００の露出部６００Ａは、記録紙Ｐの移動経路外において本体のケース１０１外に露出しているから、プリント動作を行ないながら露出部６００Ａをもって回動させることによりトナータンク６００を容易に短時間で交換することができる。
【０１５７】
すなわち、例えば多数枚の記録紙におよぶ文書等をプリントする途中においてトナーがなくなりそうになると、事前にトナー無しメッセージがなされ、これに応じてユーザーは、プリント動作を中断すること無くトナータンク６００を交換してプリント動作を続行することができる。
【０１５８】
（ｉＸ）上述のように現像装置３００内のトナーが減少し始めた時点でこれが検知されることにより、現像装置３００内のトナーが著しく少ない或いはなくなった状態が発生することが防止され、これによりトナー或いは紙粉等の異物が規制ブレード３３０部分へ固着する現象等が防止される。
【０１５９】
すなわち、現像装置３００は、あるべき量のトナーがトナー貯留室３０１内にある状態で所定の現像動作が行なわれるように構成されており、トナー貯留室３０１内のトナーが著しく少ない場合やなくなった場合には良好な現像動作が行なわれなくなるとともに、トナーが著しく少ないまたはなくなったことに起因した損傷が発生するおそれがある。例えば、トナー貯留室３０１内のトナーが著しく少ない場合には、前述した現像装置３００の動作における供給ローラ３１０による現像ローラ３２０へのトナーのコーティングや、現像ローラ３２０の表面のトナーの規制ブレード３３０による薄層化と摩擦帯電が画像形成の幅方向について一様には行なわれなくなり、部分的に現像ローラ３２０にコーティングされたトナーが規制ブレード３３０の摺接部で片寄った摺接を受けて固着したり、またトナー貯留室３０１に少量混入した紙粉等の異物が現像ローラ３２０にコーティングされて規制ブレード３３０の摺接部で詰まりを発生させるおそれがある。このような固着や詰まりが発生した場合、その後にトナーの補給がなされても元の状態には戻らず、良好な画像形成が行なわれなくなってしまうおそれがある。
【０１６０】
これに対し、本実施例の画像形成装置によれば、上述した通り現像装置３００内のトナーが減少し始めた時点でこれを検知できることにより、このような不具合の発生を防止することができる。
【０１６１】
＜変形例＞
以下、上記実施例の変形例について説明する。なお、以下の変形例において上記実施例における部材と同一部材（場合により相当する部材を含む）については同一の符号を付して説明する。
【０１６２】
図２２は、検出手段の機構配設に関する変形例を示す模式図であり反射型光学式センサ７３０を記録装置本体に可動自由に支持して、画像形成装置のトナー搬送経路Ｒの一部に配設した検知窓７１０の表面に対して反射型光学式センサ７３０の素子面が追従して近接あるいは密着できるようにした例である。センサ支持基盤３５は反射型光学式センサ７３０を直接支持固定するための部材で、プリンタ本体に固定された本体支持基盤３７との間にコイルバネ３６を介在させ、プリンタ本体に対してコイルバネ３６の弾性変形が可能な範囲で可動自由に位置させてある。したがって、検知窓７１０を備えるケース２１０が位置ずれを生じやすい構造であっても、検知窓７１０の表面に対して反射型光学式センサ７３０の素子面が追従して近接あるいは密着できるので、構成部品の寸法公差を大きくできるばかりでなく、検知窓７１０を備えるケース２１０をセンサ７３０から離脱・装着する構成とすることができる。本実施例では、センサ支持基盤３５と本体支持基盤３７との間にコイルバネ３６を介在させて可動自由としたが、同様な機能を発揮するものとして板バネ、軟質ゴム、軟質フォーム等を使用することができる。トナー残量の検出手段をこのような構成にすることによって、画像形成装置をプリンタ本体１００に対して自由に離脱・装置することが可能になる。
【０１６３】
反射型光学式センサ７３０に対して検知窓７１０を近接あるいは密着できるように配設するのは、反射型光学式センサ７３０の発光素子からの光の一部が検知窓７１０の内面で反射されることで生じるいわゆるフレア光を低減するための施策であり、受光素子で授受する光学反射板７２０からの反射光に対してフレア光は充分に低減させておく必要がある。ノイズ信号となるフレア光が、正規信号となる反射板７２０からの反射光に近似していると、いわゆるＳ／Ｎ比が低下するので、トナー検知面においてトナーの欠乏状態が生じても検知信号の分解能が低いために、前記欠乏状態をトナー無しとして検知することが困難になる。
【０１６４】
図２３は、上記変形例における検出手段に用いた反射型光学式センサ７３０と検知窓７１０との間の距離に対するＳ／Ｎ比との関係を表す図である。この関係は前述した実施例についても成立する。
【０１６５】
横軸は、反射型光学式センサ７３０と検知窓７１０との間の距離を示しており、縦軸は反射板７２０からの反射光による正規信号とフレア光によるノイズ信号との比をとりＳ／Ｎとして表している。
【０１６６】
前記距離が大きくなるのに伴ってＳ／Ｎ比は著しく低下し、前記距離が１．５ｍｍ以上の場合はＳ／Ｎ比が１０以下であるため、この条件下でトナー無しを検知することは困難になる。トナー無しを検知するために要求されるＳ／Ｎ比は、反射型センサ７３０を構成する各素子の製造バラツキや環境変動、経時変動を勘案して１０以上である必要があり、好ましくは１００以上である。従って、前述したＳ／Ｎ比を満足する反射型光学式センサ７３０と検知窓７１０との間の距離は１．５ｍｍ未満であり、好ましくは０．６ｍｍ未満である。前述した実施例では反射型光学式センサ７３０としてオムロン製フォトマイクロセンサ（ＥＥ−ＳＹ１１０型）を使用したが、他の発光素子と受光素子を組み合わせて使用することも可能であり、両素子が一体にパッケージされたセンサでなくとも構わない。また、Ｓ／Ｎ比１０以上を満足するための条件として要求される反射型光学式センサ７３０と検知窓７１０との間の距離については、発光素子と受光素子との距離、反射板７２０に対する発光素子・受光素子の角度等によってその要求値も変化するが、反射型光学式センサ７３０と検知窓７１０との間の距離を近接させるほど好ましいことには変わりない。反射型光学式センサ７３０と検知窓７１０との間の距離を近接させることのできない場合は、受光素子で授受するフレア光量を低減させるために発光素子と受光素子の間にフレア光防止用の遮光カバー等を設けることも可能である。
【０１６７】
前述した実施例では、反射板７２０自身にバネ弾性を有する金属板を使用しているが、その他の構成として剛性体である光学反射板を板バネやコイルバネや軟質ゴムや軟質フォーム等の弾性体で支持して押圧することにより同様な効果を得ることができる。
【０１６８】
以上、本発明の実施例および変形例について説明したが、本発明は上記実施例および変形例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内においてさらに適宜変形実施可能である。
【０１６９】
【発明の効果】
本発明によれば、現像装置の大型化を招くことなく確実に、トナーの残量を検知することができる。
【０１７０】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例を用いたプリンタの外観斜視図。
【図２】同じく正面図。
【図３】同じく平面図。
【図４】同じく断面図である。
【図５】画像形成ユニットおよびトナータンクを示す部分省略斜視図。
【図６】図５におけるＶＩ−ＶＩ断面図。
【図７】画像形成ユニットおよびトナータンクを示す模式的平面図。
【図８】画像形成ユニット全体を示す模式的な平面図。
【図９】トナータンクを下方からみた斜視図。
【図１０】トナータンクの分解斜視図。
【図１１】画像形成ユニットの平面図。
【図１２】画像形成ユニットにおけるトナータンク装着部の分解斜視図。
【図１３】装着部にトナータンクが装着される直前の状態を示した模式的な断面図。
【図１４】本体ケースの部分斜視図。
【図１５】図８の部分拡大図。
【図１６】図１５におけるＸＶＩ−ＸＶＩ断面図。
【図１７】（ａ）は図１５におけるＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ断面図、（ｂ）は図（ａ）の部分拡大図。
【図１８】検知窓の詳細を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は底面図。
【図１９】反射板の斜視図。
【図２０】（ａ）（ｂ）は、いずれも図８におけるＸＸ−ＸＸ概略断面図で、現像装置内のトナー状態を示した図。
【図２１】（ａ）（ｂ）は、いずれも作用説明図。
【図２２】変形例の説明図。
【図２３】反射型光学式センサと検知窓との間の距離に対するＳ／Ｎ比の関係を表した図。
【符号の説明】
Ｒ    トナー搬送経路
２０１    感光ドラム
２２４ａ  傾斜面
３００    現像装置
４００    クリーニング装置
５００    トナー搬送装置
５１０    コイルスプリング
６００    トナータンク
７００    検出手段
７１０    検知窓
７１５    突出面
７２０    反射板
７３０    反射型光学式センサ
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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