(57)【要約】      （修正有）【課題】現像剤収容室内の現像剤残量を正確に検出することができる現像剤容器を提供する。【解決手段】単一の発光部２０４と、発光部２０４から放射される検出光Ｌを導入して現像剤収容室内の複数個所に向けて導出する発光側導光体２１０と、現像剤収容室内を透過した検出光Ｌを複数個所から導入する受光側導光体２１１と、発光側導光体２１０と受光側導光体２１１との間に配置され、受光側導光体２１１に導入される検出光Ｌの帯域を制御する帯域制御部２０６ａ〜２０６ｃと、受光側導光体２１１から導出される記検出光Ｌを帯域毎に受光して、その受光量に応じた電気信号を出力する受光部２０９ａ〜２０９ｃと、を備えて光学式現像剤残量検出装置を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤収容室内の現像剤残量を検出する検出光を単一の検出光導入端から導入し、導入された前記検出光を前記現像剤収容室内の複数箇所に向けて導出する発光側導光体と、
前記現像剤収容室内を透過した前記検出光を複数箇所の検出光導入端から導入して単一の検出光導出端から導出する受光側導光体と、
を有することを特徴とする現像剤容器。
【請求項２】
前記発光側導光体と前記受光側導光体とを、前記現像剤収容室を介して対向に配置したことを特徴とする請求項１に記載の現像剤容器。
【請求項３】
前記発光側導光体の複数箇所に設けられた検出光導出端と前記受光側導光体の複数箇所に設けられた検出光導入端との間に、前記複数箇所のそれぞれに応じて異なる特定波長の検出光を選択的に透過する帯域制御部を配置したことを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載の現像剤容器。
【請求項４】
前記帯域制御部を、前記受光側導光体の複数箇所に設けられた前記検出光導入端に配置したことを特徴とする請求項３に記載の現像剤容器。
【請求項５】
前記発光側導光体の検出光導出端及び前記受光側導光体の検出光導入端に対応させて、前記検出光の光路を変更する光学部品を配置したことを特徴とする請求項３及び請求項４のいずれか１項に記載の現像剤容器。
【請求項６】
前記発光側導光体と前記光学部品、及び、前記受光側導光体と前記光学部品を透明樹脂を用いて一体成型することを特徴とする請求項５に記載の現像剤容器。
【請求項７】
前記受光側導光体の検出光導出端に対向させて、前記受光側導光体を透過した前記検出光を特定波長の検出光に分割する帯域分割部を配置したことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の現像剤容器。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の現像剤容器を備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の現像剤容器を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の現像剤容器を用いて現像剤収容室内の複数箇所における現像剤残量を検出し、各検出箇所における現像剤残量の検出結果の組み合わせに応じて、前記現像剤収容室内への現像剤の補給の有無、前記現像剤収容室内に備えられた搬送スクリュの回転の有無及び前記現像剤収容室内への現像剤の補給と前記搬送スクリュの回転の順序を制御することを特徴とする現像剤補給制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤容器、現像装置、画像形成装置及び現像剤補給制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、現像剤収容室を有する現像装置を備えて構成されており、現像装置は、感光体ユニットと一体に組み合わされてプロセスカートリッジユニットを構成している。電子写真方式の画像形成装置には、プリンタ、複写機、ファクシミリ及びこれらの機能を複合的に備えた複合機等がある。
【０００３】
この種の画像形成装置においては、現像剤収容室内の現像剤残量が印刷に必要な量よりも少なくなると、ベタ画像などの現像剤を多く使用する画像を印刷したときに、現像剤不足によるカスレが生じる画像欠損が発生する。また、現像剤収容室内の現像剤残量が印刷に必要な量よりも少なくなると、現像装置に備えられた現像ローラ上に形成される現像剤層が印刷に必要な厚みよりも薄くなるために、現像ローラ上の現像剤量を制御する規制ブレードに現像剤が固着して、現像ローラ上の現像剤層にスジが生じ、その結果、画像に白スジが生じる画像欠損が発生する。
【０００４】
このような画像欠陥の発生を未然に防止するためには、現像剤収容室内の現像剤残量を正確に検出し、現像剤収容室内の現像剤量が不足しないようにする必要がある。従来、現像剤収容室内の現像剤残量を検出する現像剤残量検出装置としては、発光素子と、受光素子と、発光素子が照射した光を現像剤収容室内に通して受光素子に導く光透過部材とを備えた光学式現像剤残量検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
特許文献１に記載の光学式現像剤残量検出装置は、現像剤収容室内に備えられた現像剤搬送部材が１回転する間の受光素子の受光時間を測定することで、現像剤収容室内の現像剤残量を検出する。即ち、特許文献１に記載の光学式現像剤残量検出装置は、現像剤収容室内の現像剤残量が少なくなるほど、現像剤搬送部材が１回転する間において、発光部から照射された検出光が現像剤収容室内に残っている現像剤によって遮断される時間が短くなることを利用して、現像剤収容室内の現像剤残量を検出する。
【０００６】
このように、光学式現像剤残量検出装置は、現像剤収容室内の現像剤残量を直接的に検出するので、それまでの印刷する画像のドット数から現像剤量を類推する方法などに比べて、現像剤収容室内の現像剤残量を正確に検出することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来知られている光学式現像剤残量検出装置は、現像剤収容室内の現像剤残量を１箇所で検出しているだけであるので、現像剤収容室内における現像剤の状況によっては、現像剤残量を正確に検出できない場合がある。
【０００８】
即ち、近年においては、現像剤が長寿命化しているが、新しい現像剤と古い現像剤とでは流動性が著しく異なる。このため、現像剤収容室内に流動性が著しく異なる現像剤が混在していると、流動性の低い現像剤が淀んでいる箇所では現像剤の厚みが大きくなり、その他の箇所では現像剤の厚みが小さくなる。このような事情から、現像剤収容室内の１箇所について現像剤残量を検知するだけでは、現像剤収容室内の現像剤残量を正確に検出することが難しい。
【０００９】
本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、現像剤収容室内の現像剤残量を正確に検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、現像剤収容室内の現像剤残量を検出する検出光を単一の検出光導入端から導入し、導入された前記検出光を前記現像剤収容室内の複数箇所に向けて導出する発光側導光体と、前記現像剤収容室内を透過した前記検出光を複数箇所の検出光導入端から導入して単一の検出光導出端から導出する受光側導光体と、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、現像剤収容室内の現像剤残量を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係る現像剤容器の構成及び現像剤残量検出方式を示す図である。
【図２】実施形態に係る受光部の出力例を示す図である。
【図３】現像剤収容室内の現像剤残量と実施形態に係る受光部の出力波形との関係を示す図である。
【図４】実施形態に係る現像装置を含んで構成されるプロセスカートリッジユニットの断面図である。
【図５】実施形態に係る画像形成装置の断面図である。
【図６】実施形態に係る現像装置の斜視図である。
【図７】実施形態に係る現像装置への現像剤補給制御方式を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る現像剤容器、現像装置、画像形成装置及び現像剤補給制御方法の実施形態について説明する。本発明に係る現像剤容器、現像装置、画像形成装置及び現像剤補給制御方法は、現像剤収容室内の複数箇所について現像剤残量を検出し、現像剤収容室内に現像剤が偏在している場合にも、現像装置への現像剤の補給を適切に行えるようにすることを特徴とする。
【００１４】
〈光学式現像剤残量検出装置〉
まず、本発明に係る現像剤容器、現像装置、画像形成装置及び現像剤補給制御方法の説明に先立ち、本発明に適用される光学式現像剤残量検出装置の構成及び現像剤残量検出方式につき、図１乃至図３を用いて説明する。
【００１５】
図１に示すように、実施形態に係る光学式現像剤残量検出装置は、単一の発光部２０４と、発光部２０４から放射される検出光Ｌを導入し、この導入された検出光Ｌを現像剤収容室１０１内の複数箇所（Zone A、Zone B、Zone C）に向けて導出する発光側導光体２１０と、発光部２０４から放射される検出光Ｌの光路を変更して発光側導光体２１０に導入するプリズム２０３とを備えている。
【００１６】
また、実施形態に係る光学式現像剤残量検出装置は、現像剤収容室１０１内を透過した検出光Ｌを複数箇所（Zone A、Zone B、Zone C）から導入する受光側導光体２１１と、Zone A、Zone B、Zone Cと対向する受光側導光体２１１の検出光導入端に配置された帯域制御部２０６ａ〜２０６ｃと、受光側導光体２１１から導出された検出光Ｌを分光する帯域分割部２０８と、帯域分割部２０８にて分光された特定波長の検出光Ｌを受光し、検出光Ｌの受光量に応じた電気信号を出力する複数の受光部２０９ａ〜２０９ｃを備えている。
【００１７】
なお、図１において、符号２０２は、現像剤収容室１０１内に収容された現像剤を示している。現像剤収容室１０１内に流動性が著しく異なる現像剤が混在していると、図１に示すように、流動性の低い現像剤が淀んでいる箇所では現像剤の厚みが大きくなり、その他の箇所では現像剤の厚みが小さくなって、現像剤の厚みにバラツキを生じる。
【００１８】
発光部２０４としては、任意の発光体を使用可能であるが、小型かつ安価にして耐久性にも優れることからＬＥＤ（発光ダイオード）が好適に用いられる。発光部２０４の発光色は、任意に選択可能であるが、波長領域が広く、帯域制御部２０６ａ〜２０６ｃによる特定波長の検出光Ｌの選択や帯域分割部２０８による検出光Ｌの分光が容易であることから、白色光を放射する発光部２０４が好適に用いられる。
【００１９】
発光側導光体２１０は、発光部２０４から導入した検出光Ｌを現像剤収容室１０１のZone Aまで導くに足る長さを有している。また、発光側導光体２１０には、現像剤収容室１０１内の現像剤残量を複数箇所（Zone A、Zone B、Zone C）で検出するため、長さ方向に所要の間隔を隔てて複数個（図１の例では、３個）の検出光導出端が形成されている。
【００２０】
発光側導光体２１０に形成された各検出光導出端の近傍には、半透過ミラーやビームスプリッタなどの光学部品からなる光分割部２０１が配置され、発光部２０４より導入された検出光Ｌの光路を変更して、対応する各検出光導出端に導いている。従って、実施形態に係る発光側導光体２１０には、発光部２０４より導入される検出光Ｌの導入端（検出光導入端）から３つの検出光導出端に続く導光路２０５が形成される。
【００２１】
なお、プリズム２０３及び発光側導光体２１０は、透明樹脂材料を用いて一体成型しても良い。
【００２２】
一方、受光側導光体２１１は、発光側導光体２１０の複数箇所（Zone A、Zone B、Zone C）から導出された検出光Ｌを導入して、受光部２０９ａ〜２０９ｃに導くに足る長さを有している。また、受光側導光体２１１には、発光側導光体２１０の複数箇所（Zone A、Zone B、Zone C）から導出された検出光Ｌのそれぞれを導入するための複数（図１の例では、３箇所）の検出光導入端が、長さ方向に所要の間隔を隔てて形成されている。
【００２３】
受光側導光体２１１に形成された各検出光導入端の近傍には、半透過ミラーやビームスプリッタなどの光学部品からなる光路変更部２１２が配置され、発光側導光体２１０より導入された検出光Ｌの光路を変更して、対応する各受光部２０９ａ〜２０９ｃに導いている。従って、実施形態に係る受光側導光体２１１には、３つの検出光導入端から検出光導出端に続く導光路２０７が形成される。
【００２４】
帯域制御部２０６ａ〜２０６ｃは、特定波長の検出光Ｌを選択的に透過するもので、バンドパスフィルタ、カラーフィルタ又はスリットをもって形成される。実施形態に係る光学式現像剤残量検出装置においては、帯域制御部２０６ａ〜２０６ｃが受光側導光体２１１の検出光導入端に対向させて配置されており、各検出光導入端に配置された帯域制御部２０６ａ〜２０６ｃは、それぞれ異なる特定波長の検出光Ｌを選択的に透過する。
【００２５】
なお、図１の例においては、受光側導光体２１１の検出光導入端に帯域制御部２０６ａ〜２０６ｃを配置したが、帯域制御部２０６ａ〜２０６ｃは、発光側導光体２１０の検出光導出端と受光側導光体２１１の検出光導入端との間に配置すれば足りる。
【００２６】
図１に示す実施形態に係る光学式現像剤残量検出装置においては、帯域分割部２０８がプリズムを用いて構成されている。
【００２７】
受光部２０９ａ〜２０９ｃとしては、小型かつ安価にして耐久性に優れることから、フォトダイオード等の光電素子が好適に用いられる。なお、受光部２０９ａ〜２０９ｃの受光面側にプリズムを配置する構成に代えて、帯域毎に光量を検出できるフィルタ付のＣＣＤもしくはＣＭＯＳセンサなどを用いることもできる。
【００２８】
帯域分割部２０８及び受光側導光体２１１は、所要の透明樹脂材料を用いて一体成型しても良い。
【００２９】
実施形態に係る光学式現像剤残量検出装置は、このように構成されているので、発光部２０４から放射された検出光Ｌが発光側導光体２１０に導入され、しかる後に、発光側導光体２１０に設けられた光分割部２０１により分割されて、現像剤収容室１０１内の複数箇所（Zone A、Zone B、Zone C）に入射される。そして、現像剤収容室１０１を透過した複数の検出光Ｌは、それぞれ帯域制御部２０６ａ〜２０６ｃにて帯域が選択された後に、受光側導光体２１１に導入される。また、受光側導光体２１１から導出された検出光Ｌは、帯域分割部２０８にて帯域毎に分割され、複数の受光部２０９ａ〜２０９ｃのそれぞれに入射する。
【００３０】
実施形態に係る光学式現像剤残量検出装置は、このように構成されているので、発光部２０４を１つのみ用いて現像剤収容室１０１内の複数箇所（Zone A、Zone B、Zone C）の現像剤残量を検出できる。
【００３１】
実施形態に係る光学式現像剤残量検出装置は、発光部２０４を１つのみ備えるので、その構成を簡略化できて、低コストで実施できる。また、実施形態に係る光学式現像剤残量検出装置は、光路中に帯域制御部２０６ａ〜２０６ｃを備え、帯域が制御された複数の受光部２０９ａ〜２０９ｃで検出するので、検出箇所の特定を行うことができる。
【００３２】
図２に、実施形態に係る光学式現像剤残量検出装置に備えられた受光部２０９ａ〜２０９ｃの出力波形を示す。図２の横軸は検出光Ｌの波長、縦軸は受光部２０９ａ〜２０９ｃの出力をプロットしている。
【００３３】
図中のプロット２２１は、発光部２０４から放射された検出光Ｌが帯域制御部２０６ａ〜２０６ｃを通さずに受光部２０９ａ〜２０９ｃまで到達した場合の出力波形であり、白色光を放射する発光ダイオードを発光部２０４として用いた場合の例を示している。
【００３４】
これに対して、帯域制御部２０６ａを透過した検出光Ｌを受光したときの波形はプロット２２２のようになり、帯域制御部２０６ｂを通過した検出光Ｌを受光したときの波形はプロット２２３のようになり、帯域制御部２０６ｃを通過した検出光Ｌを受光したときの波形はプロット２２４のようになる。
【００３５】
受光部２０９ａは帯域制御部２０６ａを透過した検出光Ｌを受光し、受光部２０９ｂは帯域制御部２０６ｂを透過した検出光Ｌを受光し、受光部２０９ｃは帯域制御部２０６ｃを透過した検出光Ｌを受光する。従って、実施形態に係る光学式現像剤残量検出装置によれば、現像剤収容室１０１内の複数箇所（Zone A、Zone B、Zone C）の現像剤残量を検出できる。
【００３６】
図３に、現像剤残量に応じた受光部２０９ａ〜２０９ｃの出力波形を示す。一般にセンサの出力方式には、アナログ方式とデジタル方式がある。図３に示す表の上段は、受光部２０９ａ〜２０９ｃの出力をアナログ波形として検出した例を示している。
【００３７】
図１に示すように、Zone Aは帯域制御部２０６ａを透過した検出光Ｌを受光することにより受光部２０９ａから出力される波形であり、Zone Bは帯域制御部２０６ｂを透過した検出光Ｌを受光することにより受光部２０９ｂから出力される波形であり、Zone Cは帯域制御部２０６ｃを透過した検出光Ｌを受光することにより受光部２０９ｃから出力される波形である。
【００３８】
図１に示すように、Zone Aに現像剤がほとんどない場合には、発光部２０４から放射された検出光Ｌが現像剤により遮られず、帯域制御部２０６ａを透過した検出光Ｌのほとんどが受光部２０９ａに入射するので、受光部２０９ａからセンサ出力上限の出力電圧が得られる。これに対して、Zone Bのように、現像剤が現像剤収容室１０１をほぼ満たしている場合には、発光部２０４から放射された光のほとんど全てが現像剤によって遮られてしまうため、受光部２０９ｂの出力はセンサ出力下限の出力電圧となる。また、現像剤残量がZone AとZone Bの中間のZone Cでは、受光部２０９ｃの出力が受光部２０９ａの出力と受光部２０９ｂの出力の中間の値となる。
【００３９】
そこで、アナログ方式で受光部２０９ａ〜２０９ｃの出力を検出する場合は、各受光部２０９ａ〜２０９ｃの出力の上限及び下限の間に現像剤残量を判定するための閾値電圧を設定し、その電圧よりも低ければ現像剤が十分にあると判断し、それ以外では、現像剤が不足すると判断することで、現像剤残量を判定できる。また、アナログ方式の場合は、受光部２０９ａ〜２０９ｃの出力が下限と上限の間でシームレスに変化するので、判断する閾値電圧を複数設定することで、より精密な制御を実施することも可能となる。
【００４０】
一方、デジタル方式では、基本的に、受光部２０９ａ〜２０９ｃが所定強度以上の検出光Ｌを受光したときの高レベルの状態と、受光部２０９ａ〜２０９ｃが所定強度以上の検出光Ｌを受光していないときの低レベルの状態しか存在しない。
【００４１】
そこで、デジタル方式で現像剤残量を検出する場合には、現像剤カートリッジ内に備えられた撹拌パドル１２５（図４参照）が回転して、現像剤カートリッジ内の現像剤が撹拌できていることが必要となる。デジタル方式で現像剤残量を検出する場合、受光部２０９ａ〜２０９ｃの出力波形は、現像剤残量が少ないZone Aでは、時間軸に対してほとんどセンサ出力が高レベルとなり、現像剤残量の多いZone Bでは、時間軸に対してほとんどセンサ出力が低レベルとなる。そのため、検知時間に対して受光部２０９ａ〜２０９ｃの出力波形が高レベルになっている時間の割合から現像剤残量を判定できる。
【００４２】
〈現像装置及びプロセスカートリッジユニット〉
次に、実施形態に係る現像装置及びプロセスカートリッジユニットにつき、図４を用いて説明する。図４に示すように、実施形態に係るプロセスカートリッジユニット１は、現像装置４と、感光体ドラム２、帯電部材３及びクリーニング部材５を含んで構成される感光体ユニット１０とから構成される。
【００４３】
現像装置４は、現像剤を収容する現像剤収容室１０１と、該現像剤収容室１０１の下方に設けられた現像剤供給室１０２とから構成されている。現像剤収容室１０１を構成する現像剤容器１２８の左右には、発光側導光体２１０と受光側導光体２１１とが現像剤収容室１０１を介して対向に配置されている。発光部２０４、帯域分割部２０８及び受光部２０９ａ〜２０９ｃは、後に図５を用いて説明する画像形成装置の本体に設置される。
【００４４】
現像剤供給室１０２の下部には、現像ローラ１０３と、現像ローラ１０３に当接して設けられた層規制部材１０４及び供給ローラ１０５が設けられる。層規制部材１０４には、現像ローラ１０３の反対側から撹拌補助部材１２４より現像ローラ１０３に対して加圧されている。
【００４５】
現像ローラ１０３は感光体ドラム２に接触して配置され、図示しない高圧電源から所定の現像バイアスが印加される。現像剤供給室１０２内には現像剤撹拌部材１０６が設けられている。現像剤収容室１０１と現像剤供給室１０２との間には、現像剤供給口１１４が設けられており、現像剤収容室１０１から現像剤供給室１０２へ現像剤を供給すると共に、現像剤が該現像剤供給室１０２へ過剰に供給されるのを防止している。現像剤収容室１０１内の中央部には、現像剤の凝集を防止するための撹拌パドル１２５が回転自在に設けられ、図上において反時計回りの方向に回転している。なお、図４の例においては、現像剤の凝集を防止するための回転部材として撹拌パドル１２５が備えられているが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、図６に示す搬送スクリュ２３２を備えることもできる。
【００４６】
供給ローラ１０５の表面には、空孔（セル）を有した発泡材料が被覆されており、現像剤供給室１０２内に運ばれてきた現像剤を効率よく付着させて取り込むと共に、現像ローラ１０３との当接部での圧力集中による現像剤劣化を防止している。発泡材料は、１０３〜１０１４Ωの電気抵抗値に設定される。
【００４７】
供給ローラ１０５には、現像ローラ１０３の電位に対して現像剤の帯電極性と同極性にオフセット電圧を供給バイアスとして印加される。この供給バイアスは、現像ローラ１０３との当接部で予備帯電された現像剤を現像ローラ１０３に押し付ける方向に作用する。但し、供給ローラに印加する電圧の極性はこれに限ったものではなく、現像剤の種類によっては現像ローラと同電位もしくは極性を反転させてもよい。
【００４８】
供給ローラ１０５は反時計回りの方向に回転し、表面に付着させた現像剤を現像ローラ１０３の表面に塗布供給する。
【００４９】
現像ローラ１０３には、弾性ゴム層を被覆したローラが用いられ、さらに表面には現像剤と逆の極性に帯電し易い材料からなる表面コート層が設けられる。弾性ゴム層は、感光体ドラム２との接触状態を均一に保つために、ＪＩＳ−Ａで５０度以下の硬度に設定され、さらに現像バイアスを作用させるために１０３〜１０１０Ωの電気抵抗値に設定される。
【００５０】
表面コート層の表面粗さは、Ｒａで０．２〜２．０μｍに設定され、必要量の現像剤が表面に保持される。
【００５１】
現像ローラ１０３は反時計回りの方向に回転し、表面に保持した現像剤を層規制部材１０４及び感光体ドラム２との対向位置へと搬送する。
【００５２】
層規制部材１０４は、ＳＵＳ３０４ＣＳＰ、ＳＵＳ３０１ＣＳＰ又はリン青銅等の金属板バネ材料を用い、自由端側を現像ローラ１０３の表面に、撹拌補助部材１２４との圧力の総和が１０〜１００Ｎ／ｍの押圧力で当接させたもので、その押圧力下を通過した現像剤を薄層化すると共に摩擦帯電によって電荷を付与する。
【００５３】
さらに、層規制部材１０４には、摩擦帯電を補助する為に、現像ローラ１０３に印加した電位に対して現像剤の帯電極性と同極性にオフセットさせた電圧を規制バイアスとして印加される。
【００５４】
感光体ドラム２は時計回りの方向に回転しており、このため現像ローラ１０３の表面は感光体ドラム２との対向位置において感光体ドラム２の進行方向と同方向に移動する。
【００５５】
現像ローラ１０３上の薄層化された現像剤は、現像ローラ１０３の回転によって感光体ドラム２との対向位置へ搬送され、現像ローラ１０３に印加された現像バイアスと感光体ドラム２上の静電潜像によって形成される潜像電界に応じて、感光体ドラム２の表面に移動し現像される。
【００５６】
感光体ドラム２上に現像されずに現像ローラ１０３上に残された現像剤が再び現像剤供給室１０２内へと戻る部分には、封止シール１１５が現像ローラ１０３に当接して設けられ、現像剤が現像装置外部に漏れ出ないように封止される。
【００５７】
上記したように、感光体ユニット１０は、感光体ドラム２、帯電部材３及びクリーニング部材５を含んで構成されている。帯電部材３は、感光体ドラム２の表面に圧接されており、感光体ドラム２の回転により従動回転している。帯電部材３には、図示しない高圧電源により所定のバイアスが印加され、感光体ドラム２の表面を帯電している。クリーニング部材５は、感光体ドラム２の表面に残留した転写残現像剤を除去する。
【００５８】
なお、感光体ドラム２の帯電方式は、感光体ドラム２に帯電部材３を接触させて帯電させる接触帯電方式であっても、感光体ドラム２に帯電部材３を接触させないで帯電させる非接触帯電方式であっても良い。
【００５９】
〈画像形成装置〉
次に、実施形態に係る画像形成装置につき、図５を用いて説明する。
【００６０】
図５に示すように、実施形態に係る画像形成装置は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色の現像剤が現像剤収容室１０１内に収容された４つのプロセスカートリッジユニット１を備えている。各プロセスカートリッジユニット１は、筐体に備えられたストッパを解除することにより適宜交換できる構成になっている。
【００６１】
露光手段６は、感光体ドラム２に対して画像情報に基づく露光を行い、感光体ドラム２の表面に静電潜像を形成する。なお、本実施形態においては、露光手段６にレーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナ方式を用いているが、ＬＥＤアレイなどを用いる構成でも良い。
【００６２】
各プロセスカートリッジユニット１に備えられた現像装置４は、感光体ドラム２上の静電潜像を現像剤像として現像化する。現像装置４には、図示しない高圧電源から所定の現像バイアスが供給される。これにより、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのプロセスカートリッジユニット１が、中間転写ベルト７上に順次各色の可視像を形成する。
【００６３】
一次転写ローラ８と感光体ドラム２の間では、図示しない高圧電源により一次転写バイアスが印加され、感光体ドラム２の表面の現像剤画像を中間転写ベルト７の表面に転写する。中間転写ベルト７は、図示されていない駆動モータによって図中の反時計回りに回転駆動されるようになっており、各色の可視像を表面に順次重ねて転写することでフルカラー画像を形成する。
【００６４】
形成されたフルカラー画像は、二次転写ローラ９と該中間転写ベルトとの間に所定の電圧を印加することにより転写材である用紙Ｐに転写され、定着装置１２にて用紙Ｐの上に転写された現像剤の画像が熱と圧力により定着され出力される。二次転写ローラ９で転写されずに中間転写ベルト７上に残留した現像剤は、転写ベルトクリーニング手段１１に回収される。
【００６５】
〈現像装置に対する現像剤の補給制御〉
次に、現像装置に対する現像剤の補給制御につき、図６及び図７を用いて説明する。
【００６６】
図６は、現像装置４の具体的構成を示す図であり、左図は現像装置４の斜視図、右図は当該現像装置４の上部カバーを取り外した状態を示している。
【００６７】
本例の現像装置４は、図６の左図に示すように、本体の右側に現像剤補給口２３０が設けられており、図示しない現像剤ホッパーより現像剤が補充される。現像装置４の内部には、図６の右図に示すように、内部を大きく二つに区切っている仕切り板２３１が設けられている。この仕切り板２３１を境にして、その右上側（右奥）に、図４に示した現像ローラ１０３及び供給ローラ１０５並びに図示しない規制ブレードなどが配置されている。
【００６８】
仕切り板２３１を境にして、その左下側（左手前）には、現像剤補給口２３０から補充されて現像剤を搬送するための搬送スクリュ２３２が配置され、補充された現像剤が仕切り板２３１を中心に時計回りに現像剤が循環できる構成になっている。また、仕切り板２３１には、発光側導光体２１０が取り付けられており、プリンタ本体に取り付けられた発光部が発する光を現像装置４内に導いている。さらに、搬送スクリュ２３２を中心にして発光側導光体２１０と正対する位置には、受光側導光体２１１が配置されている。
【００６９】
なお、図６の例では、仕切り板２３１側に発光側導光体２１０を配置し、それと正対する側に受光側導光体２１１を配置しているが、発光側と受光側の配置は入れ替えていても特に問題はない。
【００７０】
図７の上図は、現像剤収容室１０１の中での現像剤の動きと、各Zoneにおける現像剤残量に対しての補給制御の例を示している。また、この図では、Zone Cの上部に現像剤補給口２３０が設置されており、矢印２３のように現像剤収容室１０１内を右側から左側に対して現像剤が移動することを示している。
【００７１】
図６に示すように構成された現像装置４に対する現像剤の補充制御については、Zone A、B、Cにおける現像剤残量の判定結果の組み合わせにより、図７の下図に示すCase１〜Case８に示す８パターンの動作になる。
【００７２】
Case１では、全てのZoneにおいて光が透過していないことから、現像剤収容室１０１内に現像剤が十分残っているので、補給動作及び撹拌動作を実施しない。
【００７３】
Case２では、Zone Aのみ光が透過していることから、現像剤の搬送方向の下流において現像剤が不足しているため、搬送スクリュ２３２のみを回転させて現像剤を上図の左側に搬送させる。
【００７４】
Case３では、Zone AとZone Bで光が透過していることから、全体として現像剤が不足しつつ、現像剤補給口２３０の直下では現像剤が十分にある。そこで、まず、現像剤補給口２３０の直下の現像剤を搬送させるために、搬送スクリュ２３２を駆動させた後に、現像剤の補給を実施する。
【００７５】
Case４では、全てのZoneで光が透過していることから、現像剤収容室１０１内の現像剤がほとんど枯渇している。そこで、現像剤の補給と搬送のための搬送スクリュ２３２の駆動を同時に実行させる。
【００７６】
Case５では、Zone AとZone Cの２箇所で光が透過していることから、Zone Bにのみ現像剤があり、全体としては現像剤が不足している。また、現像剤補給口２３０の直下でも現像剤がない。従って、この場合には、現像剤補給動作をまず実行し、その後に搬送スクリュ２３２を駆動させる。
【００７７】
Case６では、Zone BとZone Cの２箇所で光が透過していることから、Zone Aにのみ現像剤があり、全体としては現像剤が不足している。また、現像剤補給口２３０の側で現像剤が不足している。従って、この場合には、現像剤の補給動作をまず実行し、その後に搬送スクリュ２３２を駆動させる。
【００７８】
Case７では、Zone Bのみ光が透過していることから、撹拌が不足しているだけであるので、搬送スクリュ２３２のみを駆動させてZone Cの現像剤をZone Bへ移動させる。
【００７９】
Case８では、Zone Cのみ光が透過していることから、現像剤補給口２３０の直下でのみ現像剤が不足しているため、現像剤の補給動作のみを実施する。
【００８０】
実施形態に係る現像剤の補給制御によると、現像剤収容室１０１内の現像剤残量を複数箇所（Zone A、Zone B、Zone C）で検出し、各検出箇所における現像剤残量の検出結果の組み合わせに応じて、現像剤収容室１０１内への現像剤の補給の有無、搬送スクリュの回転の有無、及び、現像剤の補給と搬送スクリュの回転の順序を制御するので、現像剤収容室１０１内で現像剤が偏在している場合にも、現像剤の補給を適切に行うことができる。
【符号の説明】
【００８１】
１  プロセスカートリッジユニット
２  感光体ドラム
３  帯電部材
４  現像装置
５  クリーニング部材
６  露光手段
１０  感光体ユニット
１０１  現像剤収容室
１０２  現像剤供給室
１０３  現像ローラ
１０４  層規制部材
１０５  供給ローラ
１１４  現像剤供給口
１１５  封止シール
１２４  撹拌補助部材
１２５  撹拌パドル
１２８  現像剤容器
２０１  光分割部
２０２  現像剤
２０３  プリズム
２０４  発光部
２０５  導光路
２０６ａ〜２０６ｃ  帯域制御部
２０７  導光路
２０８  帯域分割部
２０９ａ〜２０９ｃ  受光部
２１０  発光側導光体
２１１  受光側導光体
２３０  現像剤補給口
２３１  仕切り板
２３２  搬送スクリュ
Ｌ  検出光
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８２】
【特許文献１】特許第５３７１２８７号公報
【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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