CN101833265A - 显影剂残量检测装置、显影单元、处理单元、及图像形成设备 - Google Patents

Abstract

一种显影剂残量检测装置，用来检测能够可拆卸地安装到图像形成设备本体的显影单元中的显影剂残量，显影剂残量检测装置包括：检测单元，设置于显影单元的内部，用于检测显影单元中的显影剂残量，检测单元包括可转动的检测部件，检测部件的转动的角度范围根据显影单元中的显影剂残量的变化而变化；转动单元，转动单元包括转动部件，转动部件设置于显影单元的外部，转动部件跟随检测部件的转动而转动；光传感器，用于检测转动部件的转动；通过光传感器和转动单元的配合，能够确定显影单元中的显影剂残量是处于充足状态、即将用尽状态还是用尽状态。

Description

显影剂残量检测装置、显影单元、处理单元、及图像形成设备

技术领域

本发明涉及一种显影剂残量检测装置、显影单元、处理单元、及图像形成设备，所述显影剂残量检测装置能够在复印机、打印机、传真机(FAX)等等的电子照相方式的图像形成中检测显影单元内的显影剂残量。

背景技术

以往，在使用例如电子照相方式的图像形成设备中，容纳显影剂并使显影剂向图像承载体移动，来使静电潜像显影，以便在图像承载体表面形成静电潜像，并使该静电潜像成为可视图像。图像形成设备中的显影单元所容纳的显影剂通常分为多组份显影剂和单一组份显影剂。多组份显影剂使用含有显影剂和磁性载体的显影剂，单一组份显影剂使用不含磁性载体而含有显影剂的显影剂。而且，单一组份显影剂能够进一步分类为例如磁性单一组份显影剂和非磁性单一组份显影剂。

单一组份显影剂的情况下，在显影单元内，在把显影剂输送到相对的感光体的显影套管中配备有供给辊，该供给辊在使显影套管在相反方向旋转的同时供给显影剂，通过在显影套管和感光体之间施加显影偏压，来形成可视图像。显影剂是消耗品，必需经常向显影套管补充和供给显影剂。因此，需要显影剂残量检测装置、及传感器，用来检测在显影单元或用于补充显影剂的显影剂容器(补充显影剂容器)内的显影剂残量，以检测显影剂的消耗。然而，随着最近的黑白/彩色打印机、黑白/彩色复印机的小型化及低价格化，也要求显影单元本身的小型化及低价格化。

因此，在专利文件1中公开了一种显影剂残量检测装置，该显影剂残量检测装置使显影剂检测器与显影剂加料斗(hopper)内的残存显影剂相接触，基于显影剂的接触负荷，根据由显影剂检测器发出的检测信号来检测是否有显影剂，此时，该显影剂残量检测装置具有显影剂汲取装置，用来取出显影剂加料斗内的残存显影剂。

而且，在专利文件2中公开了显影剂残量检测装置，该显影剂残量检测装置中设置有拉杆，该拉杆在容纳显影剂的外箱内上下移动，在向下移动时压显影剂，伸到外箱外面的拉杆的一端的移动根据检测部件27检测，来检测显影剂的残量。

但是，专利文件1和2的显影剂残量检测装置等检测显影剂加料斗内的显影剂残量。因此，不能在实际使用中检测显影套管中的显影剂处于充足状态、即将用尽状态、还是显影剂用尽状态，并且上述显影剂残量检测方法的检测精度低。而且，存在所使用构件的体积较大而不适于小型化的问题。

而且，由于每个显影单元中需要传感器等，因此存在低成本化困难的问题点。

[专利文件1]实开昭62-118248号公报

[专利文件2]特开平02-20887号公报

发明内容

因此，本发明考虑上述问题而做出，其目的是，通过在显影单元或处理单元内设置以机械方式检测显影剂残量的检测单元，在显影单元外部设置转动单元，并设置光传感器，通过它们的配合来检测显影剂残量，从而提供一种以低成本来高精度检测显影剂残量的显影剂残量检测装置、显影单元、处理单元、及图像形成设备。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，本发明提供一种显影剂残量检测装置，用来检测能够可拆卸地安装到图像形成设备本体的显影单元中的显影剂残量，显影剂残量检测装置包括：检测单元，设置于显影单元的内部，用于检测显影单元中的显影剂残量，检测单元包括可转动的检测部件，检测部件的转动的角度范围根据显影单元中的显影剂残量的变化而变化；转动单元，转动单元包括转动部件，转动部件设置于显影单元的外部，转动部件跟随检测部件的转动而转动；光传感器，用于检测转动部件的转动；通过光传感器和转动单元的配合，能够确定显影单元中的显影剂残量是处于充足状态、即将用尽状态还是用尽状态。

通过使用这样的显影剂残量检测装置，可以简单地结构对显影单元中的显影剂残量进行精确地检测，并确定该显影单元中的显影剂残量处于充足状态、即将用尽状态和用尽状态中的哪一种状态。

进一步，本发明所提供的上述显影剂残量检测装置的转动单元还进一步包括遮光部件，该遮光部件能够随着转动部件的转动而运动；光传感器检测遮光部件的运动，实现对转动部件的检测；从而确定显影单元中的显影剂残量是处于充足状态、即将用尽状态还是用尽状态。

根据本发明的另一方面，本发明提供一种显影单元，能够安装在图像形成设备本体或从其上拆卸，包括上述的显影剂残量检测装置。

根据本发明的另一方面，本发明提供一种处理单元，该处理单元至少成为一个整体地包括图像承载体和显影单元，并且能够安装在图像形成设备本体上或从其上拆卸下，其中处理单元具有上述的显影单元，并且转动部件被设置为从处理单元露出。

进一步，在上述的处理单元中，在处理单元的侧面之一设置开口部分，转动部件从该开口部分露出。

进一步，在上述的处理单元中，转动部件的外侧的面配置在处理单元的侧面的内侧或者至少为同一面。

根据本发明的另一方面，提供一种图像形成设备，其中可拆卸地安装有上述显影单元或包含有上述显影单元的处理单元。

通过上述构造，本发明能够提供一种显影剂残量检测装置和使用该显影剂残量检测装置的显影单元、处理单元和图像形成设备，从而能够通过检测该显影剂残量检测装置的转动部件的转动，来以高精度检测显影单元中的显影剂残量，并且能够通过设置光传感器，来提供构造简单且低成本的设备。

附图说明

图1示出具备本发明的显影单元的图像形成设备的构成；

图2示出处理单元的构成；

图3示出作为本发明的一个实施例的显影单元的构成；

图4示出搅拌输送部件的形状；

图5示出检测部件的构成；

图6示出同步部件的构成；

图7示出具有开口部分的同步部件的形状；

图8示出显影单元内的搅拌输送部件、同步部件、检测部件组合的状态；

图9示出显影单元内的搅拌输送部件、同步部件、检测部件的同步操作；

图10示出检测部件和其它构成部件的位置关系；

图11示出处理单元的外周表面的开口部分；

图12示出检测部件的轴和臂的接合部分；

图13示出以往的臂和轴的连接状态；

图14示出根据本发明的第一实施例的检测显影剂残量装置的示意图；

图15用来说明根据本发明的第一实施例把处理单元安装到图像形成设备本体的状态；

图16是根据本发明的第一实施例的处理单元安装到图像形成设备本体后，遮光部件所处不同状态的示意图；

图17是示出根据本发明的第一实施例把处理单元安装到图像形成设备本体的状态的俯视图；

图18A-18C示出根据本发明的第一实施例的显影剂残量检测装置的光传感器在不同状态下的输出信号；

图19A示出根据本发明的第二实施例的检测显影剂残量装置的设置位置的示意图；图19B为显示根据本发明的第二实施例的检测显影剂残量装置中的臂和露出该臂的开口的示意图；

图20是根据本发明的第二实施例的处理单元安装到图像形成设备本体后，臂所处不同状态的示意图；

图21A-21C示出根据本发明的第二实施例的显影剂残量检测装置的光传感器在不同状态下的输出信号；

图22示出根据本发明的显影剂残量检测装置的反光型光传感器与反射面之间距离关系的示意图。

具体实施方式

下面，基于附图来说明用来实施本发明的最佳实施方式。而且，本领域技术人员能够容易地在上述的范围内对本发明进行变更及修改，以及构想出其它实施方式，这些变更和修改包含在本发明的上述的范围之内，下文的说明是本发明中具体实施方式的例子，并不限定权利要求上述的范围。

配备本发明的显影单元的图像形成设备至少具有图像承载体、充电装置、曝光装置、显影装置、转印装置、定影装置，而且，根据需要还可具有其它的装置，诸如放电装置、清洁装置、回收装置、控制装置等等。下面具体说明。

图1示出配备本发明的显影单元20的图像形成设备1的构成。

如图1所示，在图像形成设备1的中央处配置处理单元2，在该处理单元2的下方配置具有进纸盒11的进纸单元10。在处理单元2的上方配置曝光设备60，该曝光设备60向作为鼓状的图像承载体的感光体3照射激光，来形成潜像。在处理单元2中设置有感光体3，在其周围设置有：充电设备40，对感光体3的表面进行充电处理；显影单元20，通过显影剂使在表面曝光而形成的静电潜像可视化；清洁设备50，去除回收在感光体3残留的显影剂。

而且，在图像形成设备1中，分别配置：转印设备70，将感光体3上的显影剂图像转印到记录纸上；定影设备80，通过使转印有显影剂图像的记录纸穿过成对的辊之间并施加热量和压力，来使记录纸上的显影剂图像定影。

本实施例的图像形成设备1虽然可以是如上所述的那样作为基于数字化的图像信息来把图像记录在记录纸上的具有打印机的功能的图像形成设备，但除此之外也能够是具有如下功能的多功能图像形成设备，如通过设置控制部件其作为可与远距离处发送接收图像信息的传真设备的功能、以及设置读取原稿的读取设备及原稿输送设备的复印机的功能。

下面详细描述图像形成设备的各个处理过程。

作为感光体3，关于其材质、形状、构造、大小等等，能够根据目的而选择。作为形状，能够列举鼓状、片状、无端带状等等。大小能够根据图像形成设备1的大小和样式而选择。作为材质，能够列举诸如无定形硅、硒、CdS、ZnO等的无机感光体、或者聚硅烷，酞多次甲基染料(Phthalopolymethine)等的有机感光体(OPC)、等等。作为这样的有机感光体的层构成，大致分为单层构造和层叠构造。单层构造的感光体具有基体和在该基体上的单层型感光层，此外根据需要还可以有保护层、中间层、及其它层。层叠构造的感光体至少依次具有基体、该基体上的电荷生成层以及及电荷传输层，而且根据需要还可以有保护层、中间层以及其它层。

充电过程是对感光体3表面充电的过程，由充电设备40进行，通过对感光体3的表面施加电压来均匀地充电。作为充电设备40，具有通过与感光体3接触来进行充电的接触方式、及与感光体3非接触来充电的非接触方式。

作为接触方式的充电设备40，能够列举导电性或半导电性的充电辊、磁性刷、毛皮刷、膜、橡胶叶片等等。其中，充电辊与电晕放电相比能够大幅降低臭氧的生成量，在感光体3反复使用时稳定性优良，可有效防止图像质量劣化。本实施例的充电辊41的另外的实施方式为，尽管在图中未示出，然而可以具有：金属芯，作为呈圆柱状的导电性基体；电阻调整层，在金属芯的外周面上形成；保护层，覆盖电阻调整层的表面，防止泄漏。充电辊41连接至电源，被施加预定的电压。虽然电压可以仅仅是直流(DC)电压，但也可以是DC电压叠加交流(AC)电压所得到的电压。通过如此施加AC电压，能够对感光体3的表面更加均一地充电。

作为非接触的充电设备40，能够列举利用电晕放电的非接触充电导线、针电极器件、相对于感光体3具有微小间隙来配置的导电性或半导电性的充电辊等等。电晕放电是将指通过空气中进行电晕放电而生成的正或负离子施加到感光体3的表面的非接触的充电方法，电晕管(Corton)充电器具有向感光体3施加一定的充电量的特性，栅极电晕管(Scorotron)充电器具有施加一定电位的特性。电晕管充电器具有占据放电导线周围的半个空间的箱(casing)电极、及置于其大致中心位置的放电导线。栅极电晕管充电器通过向电晕管充电器追加栅电极而得到，栅电极设置在与感光体3表面相距1.0-2.0mm的位置。相对于感光体3具有微小的间隙而配置的充电辊通过改进充电辊使其相对于感光体3具有微小间隔而得到。作为微小间隔，优选为10-200μm，更优选为10-100μm。

曝光过程可以是使充电的感光体3的表面曝光的过程，由曝光设备60进行。曝光能够通过把感光体3的表面按图像图案曝光来进行。曝光中的光学系统与模拟光学系统和数字光学系统有大区别。模拟光学系统是把原稿通过光学系统直接投影到感光体3上的光学系统。数字光学系统是使图像信息作为电气信号来施加，将其变换为光信号，对感光体3曝光并成像的光学系统。作为曝光装置，只要能够在充电的感光体3的表面基于信息来对应地形成的图像曝光，就能够根据目的进行选择。能够列举棒透镜阵列、液晶快门光学系统、LED光学系列等等的各种曝光器，特别优选激光(LD)光学系统。

显影过程可以是通过使用具有显影剂的显影单元20来使静电潜像显影，以形成可视图像的过程。显影单元20使用单一组份显影剂来显影。作为单一组份显影剂，可以是磁性显影剂、非磁性显影剂的任意一个。关于该显影单元20，在后文描述。

转印过程是把可视图像转印到记录介质的过程，使用转印设备70来进行。作为转印设备70，可以大致分为把感光体3上的可视图像直接转印到记录介质的转印装置、或者使用中间转印体、在把可视图像依次转印到中间转印体上之后把可视图像二次转印到记录介质上的二次转印装置，在此，为了图像形成设备1的小型化，优选进行直接转印的转印设备70。作为转印设备70，能够列举诸如采用电晕放电的电晕转印器、转印带、转印辊、压力转印辊、粘着转印器等等。在此，使用的是辊方式的转印设备70。

而且，作为记录介质，代表性的是普通纸，然而只要是能够转印显影后的未定影图像，则能够根据目的来选择而没有特别限制，还能够使用用于OHP的薄膜等等。

定影过程使用定影设备80来使转印到记录介质的可视图像定影。

作为定影设备80，能够有多种选择，优选使用具有定影部件和对定影部件进行加热的热源的定影设备80。

作为定影部件，如果能够相接触形成夹持(nip)部分，就可以选用，可以列举诸如无端状带和辊的组合、辊和辊的组合等等。

在定影部件为辊的情况下，辊的金属芯优选由非弹性部件形成，以防止由于高压力而变形。作为非弹性部件，能够根据目的来选择，而没有特别限制，优选铝、铁、不锈钢、黄铜等等的高热传导率材料。而且，辊的表面优选覆盖偏移防止层。作为形成偏移防止层的材料，能够根据目的来选择，而没有特别限制，例如能够列举诸如RTV硅氧烷、四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚树脂(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)等等。

定影过程中，把显影剂的图像转印到记录介质，可以通过使转印有图像的记录介质穿过夹持部分，来使图像定影在记录介质上，也可以利用夹持部分同时进行图像向记录介质的转印及定影。

清洁过程由于去除在感光体3上残留的显影剂，因此由清洁设备50进行。

而且，显影单元20能够利用与感光体3表面接触的显影辊21，将在感光体3上形成的静电潜像显影的同时回收在感光体3上的残留显影剂，进行清洁而无需单独设置清洁设备50。

作为清洁设备50，只要能够去除感光体3上残留的显影剂，就可以有各种选择。清洁设备能够列举诸如磁性刷除垢器、静电刷除垢器、磁性辊除垢器、清洁刮片、刷除垢器、网除垢器等等。其中，特别优选显影剂去除能力、小型、廉价的清洁刮片51。作为用于清洁刮片的橡胶的材料，例如，可以列举尿烷橡胶、硅氧烷橡胶、氟橡胶、氯丁橡胶、丁二烯橡胶等等，其中，特别优选聚尿烷橡胶。

下面，关于与本实施例的图像形成设备1相对应的图像形成操作的流程进行说明。

如图1所示，感光体3在被旋转驱动的同时，其表面在通过使用充电辊41的充电设备40而均匀充电之后受到从曝光设备60发出的激光的扫描，静电潜像在感光体3的表面上形成。该曝光扫描基于来自外部的图像信息而进行。此外，感光体3与充电设备40、显影单元20、清洁设备50以一个整体的方式而形成处理单元2。根据此处理单元2内的显影单元20，感光体3上的静电潜像被显影，可视图像形成。在感光体3的旋转方向上，在比显影单元20还要处于下游侧，配置转印设备70。

另一方面，从进纸盒传送来的记录纸，在可以与感光体3上的可视图像重叠的定时，从夹在两个辊之间的配准辊14送入转印区域。

在转印区域中，由转印设备70把可视图像从感光体3转印到记录纸。

在穿过转印区域的感光体3的表面，转印剩余的显影剂由鼓清洁设备50清洁。该鼓清洁设备50利用施加有清洁偏压的清洁辊来清洁转印后剩余的显影剂。

形成可视图像的记录纸送入定影设备80。送入的记录纸在夹进定影辊和加压辊的接触而形成的定影区域中的同时，被加以输送。记录纸上的可视图像受到从定影辊施加的热量及定影区域内施加的压力的影响，而定影在记录纸上。此后，从定影设备80穿过排纸辊14送入图像形成设备1的排纸托盘16。

下面，关于处理单元进行详细描述。

图2示出处理单元2的构成。

处理单元具备感光体和至少一个处理装置，在本发明的处理单元2中，作为处理装置，如图2所示，作为一个整体地配备有：充电设备40，具有对感光体3充电的充电辊41；显影单元20，对在感光体3上形成的潜像显影；清洁设备50，具有清洁刮片51，以清洁在感光体3的表面残留的显影剂。

此处理单元2可以对图像形成设备1安装及拆卸，如图1所示，从图像形成设备1的侧面，沿着设置于图像形成设备1的轨道等引导装置来安装。由此，由于能够在短时间容易地进行感光体3及其它处理部件的交换，因此能够缩短维护所需的时间，从而实现成本降低。而且，由于处理的各个设备和感光体3作为一个整体形成，因此具有可以使相对的位置精度改进等等的优点。

图3示出作为本发明的一个实施例的显影单元的构成。

本实施例的显影单元20具备：容纳室34，容纳单一组份显影剂；显影室，具有作为用来承载并输送对感光体3上的潜像进行显影的单一组份显影剂的显影剂承载体的显影辊21、及作为向显影辊21供给单一组份显影剂的供给部件的供给辊22。并且，在容纳室34和显影室35之间形成分割部分36。分割部分36为山形，由此把显影单元20分为容纳室34和显影室35这两个室。

显影单元20在显影辊21上形成显影剂层，显影剂通过使显影辊21上的显影剂层与感光体3相接触的方式来输送，进行对感光体3上的静电潜像进行显影的接触显影。

在容纳室34中配备搅拌输送部件24，显影单元20内的显影剂通过搅拌输送部件24的旋转来搅拌，越过分割部分36机械地输送到显影室35，并供给到作为供给部件的供给辊22。该供给辊22由发泡聚硅氧烷等等形成，具有柔韧性，通过50-500μm直径的舱形成容易承载显影剂的构造。而且，供给辊22的JIS-A硬度为较低的10-30°，能够与显影辊21均匀地接触。

供给辊22与显影辊21以相同的方向被旋转驱动，即，在两辊接触的区域中，表面相互向反方向移动。而且，两辊的线速度比(供给辊/显影辊)优选为0.5-1.5。而且，也可以使供给辊22在与显影辊21相反的方向旋转，即，在两辊相面对的部分，表面相互地向相同方向移动。而且，在本实施例中，供给辊22在与显影辊21在相同方向的旋转中，其线速度比设置为0.9。供给辊22相对于显影辊21的吃入量设置为0.5-1.5mm。在本实施例中，在单元的有效尺寸为240mm(A4尺寸的长度)的情况下，必要的扭矩为14.7-24.5N·cm。

显影辊21通过在导电性基体上具有橡胶材料的表层来形成，直径为10-30mm，表面适当地粗糙，表面粗糙度Rz为1-4μm。优选该表面粗糙度Rz的值相对于显影剂的平均粒径为13-80％。由此，显影剂就不会埋在显影辊21的表面中，而是被输送。特别是，显影辊21的表面粗糙度Rz优选为显影剂平均粒径的20-30％的范围，以便不承载带电显著少的显影剂。作为橡胶材料，能够列举诸如硅酮橡胶、丁二烯橡胶、NBR橡胶、西多林(ヒドリン)橡胶、EPDM橡胶等等。而且，优选在显影辊21的表面覆盖涂层，以便特别使历经时间的性质稳定。作为涂层材料，能够列举诸如硅酮类材料、Teflon(注册商标)类的材料等等。硅酮类的材料的显影剂带电性优良，Teflon(注册商标)类的材料的脱模性优良。而且，能够使其含有碳黑等等的导电性材料，以获得导电性。涂层厚度优选为5-50μm。如果偏离此范围，则容易发生易破裂等等的问题。

在供给辊22上或内部存在的预定极性(在本实施例的情况下为负极性)的显影剂，通过随着旋转而夹在在接触点相互沿相反的方向旋转的显影辊21和供给辊22之间，通过由摩擦带电作用带负电荷所得的静电力，以及，通过由显影辊21的表面粗糙度所得到的输送作用，而存留在显影辊21上。但是，此时的显影辊21上的显影剂层并不均匀，而是很过剩地附着(1-3mg/cm²)。因此，通过接触用来限制显影剂层厚度的限制部件23，在显影辊21上形成具有均匀的层厚度的显影剂薄层。限制部件23的端部朝向相对于显影辊21的旋转方向的下游侧，接触限制部件23的中央部分，即所谓腰部接触，但是，限制部件也可以在显影辊的转动方向的反方向接触(逆接)的形式设置，也能够实现边缘接触。

作为限制部件23的材料，优选SUS304等等的金属，厚度为0.1-0.15mm。除了金属以外，还可以使用厚度为1-2mm的聚氨酯橡胶等等的橡胶材料及硅酮树脂等等的硬度较高的树脂材料。而且，由于通过混入即使是金属以外的碳黑等等，也能够低电阻化，因此也能够通过连接偏压电源来与显影辊21在之间形成电场。

在显影单元20中，如图3所示，设置搅拌输送部件24、检测部件27、及同步部件26。

搅拌输送部件24设置在容纳室34中，具有如下功能：通过转动搅拌容纳室34内的单一组份显影剂的显影剂并使之带电，进一步，向显影剂35输送显影剂。

检测部件27检测显影剂残量，设置于显影室35中，其转动的角度范围根据显影室35内的显影剂的残量的变化而变化。

同步部件26用于确定搅拌输送部件24和检测部件27的旋转的定时，以及用于向检测部件27传送驱动力，设置在分割部分36的附近。

下面关于搅拌输送部件24、检测部件27、及同步部件26具体地进行说明。

在图4中示出搅拌输送部件24的构成，图5示出检测部件27的构成，图6和图7A以及图7B示出同步部件26的构成。

而且，图8示出搅拌输送部件24、检测部件27、及同步部件26组合的状态。

如图3、图4、及图8所示，搅拌输送部件24具有旋转轴242和设置于该旋转轴242的桨叶241a及241b。旋转轴242在其一侧的端部安装有凸轮25，进一步，如图8所示，安装有圆盘243。旋转轴242设置成接受驱动电机(图中未示出)的驱动力而沿图3所示的箭头方向旋转。

图4示出搅拌输送部件的形状。搅拌输送部件24配备有旋转的板状部件、或者膜状的桨叶241a及241b。搅拌输送部件24具有通过搅拌容纳室34中的显影剂来使显影剂摩擦带电的功能。而且，还具有从容纳室34向显影室35输送显影剂的功能。搅拌输送部件24的桨叶241a及241b不能够把功能完全分离开，然而，为了制作与各的功能相对应的桨叶的形状，以旋转轴242为中心线非对称地制作。而且，在桨叶中穿洞，并调整桨叶的面积，同时，控制输送能力、搅拌能力。

例如，以搅拌功能为主的桨叶241a制作为穿孔较多的形状，另一方面，以输送功能为主的桨叶241b调整面积以调节输送的显影剂残量。搅拌输送部件24的桨叶中的至少一个是以输送功能为主的桨叶。

而且，这些桨叶241a及241b使用具有柔韧性的树脂制的膜。因为膜具有柔韧性，因此能够摩擦接触显影单元20的底部壳体，并向显影室35输送容纳室34中的几乎全部显影剂。作为树脂，可以使用聚丙烯，聚乙烯等的聚烯类树脂，聚对苯二甲酸亚丁基酯，聚对苯二甲酸亚乙基酯以及聚硅氧烷树脂等另外，作为叶片不限于膜状，片状也可。

而且，在图8所示的搅拌输送部件24的旋转轴242上，设置圆盘243。该圆盘243把同步部件26压向显影单元壳体201，而且，通过圆盘243的厚度来决定同步部件26的位置。据此，就可以抑制同步部件27向轴方向的变动，改进旋转精度，确保同轴的搅拌输送部件24和同步部件26的旋转和转动。

如图3、图5、及图8所示，在检测部件27包括轴271a、271b、检测板275、及接合部分276。

检测板275是与显影剂相接触用来检测显影剂残量的板状物，其转动位置根据显影剂的量而不同。也就是说，检测板275的转动的角度范围随着显影剂的量的变化而变化。

轴271a及271b自由旋转地安装，而且通过在其轴端部设置的弹性部件(图中未示出)，检测板275被压向朝着供给辊22的向下的方向。

检测部件27的检测板275根据检测部件27的转动而在显影室35内的空间上升及下降。上升时从供给辊22远离，下降时接近供给辊22。同时，该检测部件27的转动角度范围根据显影室35内的显影剂残量的变化而变化。

接合部分276在轴271的一侧与检测板275以成为一个整体的方式设置，其下侧与同步部件26的腿部264a结合在一起。

接合部分276和检测板275相对于轴271a及271b以不同的角度设置，接合部分278在上侧的位置。

检测板275采用具有刚性、难以变形的材料。具有柔韧性、容易变形的材料，即使是非磁性单一组份显影剂的显影剂，也不能检测显影剂残量。因此，能够列举的材料为ABS树脂、ACS树脂、乙烯/乙烯基单体共聚物、苯酚树脂、环氧树脂、聚酯树脂、聚尿烷树脂、密胺树脂、醇酸树脂等的热可塑性或热硬化性树脂。也可以使其含有作为填充剂的碳黑、二氧化硅、二氧化铝等。

而且，检测板275的检测面的面积在1000-1500mm²。在面积小的情况下，由于能够检测少量的显影剂，因此适宜检测显影剂残量。为此，如果面积超过1500mm²，则推压显影剂的力变强，显影剂残量的检测精度变低。而且，如果面积变得比1000mm²小，则检测板275有时会被损坏。

而且，优选检测板275从根部到端部的幅度在10mm以上。此幅度越长，越能够检测少量的显影剂残量，能够提高显影剂残量的检测精度。但是，如果该幅度过长，则在检测板275的端部造成负荷，可能造成损坏，而且，设备的小型化变得困难。

同步部件26如图3、图6、图7A、图7B及图8所示，由于在成为轴的圆柱部分261上设置第一拉杆263、第二拉杆264。第一拉杆263接触与输送搅拌部件同轴的凸轮25。在第二拉杆264设置腿部264a，与检测部件27的接合部分276的下侧相接。

在圆柱部分261中形成一端闭塞的轴孔262，设置于壳体201的轴的凸起部分202插入该轴孔262，由此，同步部件26以可自由转动的方式安装。

而且，在同步部件26的圆柱部分261中，如图8所示，其轴端部安装有弹性部件266，由此，同步部件26被压向第一拉杆263接触凸轮25的方向。

图7A，图7B示出在同步部件26的圆柱部分261设置与轴孔262相通的开口部分265。

下面说明设置开口部分265的理由，因为，在显影单元20内容纳显影剂，有时显影剂会进入转动的同步部件26的轴孔262和凸起部分202之间。如果显影剂进入同步部件26的轴孔262和凸起部分202之间，由于同步部件26的转动的摩擦而产生的摩擦热，显影剂会熔化，此后，在冷却并凝固时，同步部件26和凸起部分262会发生粘着，变得不能进行显影剂的输送及显影剂残量的检测等等。如此，同步部件26由于长时间的使用而被显影剂粘着以及操作性能劣化成为课题，需要对此进行应对。

图7A，图7B示出具有用于应对上述课题的开口部分265的同步部件。

如图7A，图7B所示，在此同步部件26的圆柱部分261中设置开口部分265。通过设置此开口部分265，能够排出进入轴孔262之中的显影剂。由此，能够防止留在内部，从而，能够防止显影剂在内部熔解，凸起部分202和同步部件26粘着。

图7A示出作为开口部分265的形状的矩形，图7B示出螺旋形状。特别是，如图7B所示，通过在转动方向制作螺旋形状的开口部分265，能够迅速排出进入的显影剂，由此防止粘着故障的发生。

在这样的构成中，如图3所示，搅拌输送部件24接受驱动电机(未示出)的驱动力，沿箭头方向转动，在对容纳室34中的单一组份显影剂进行搅拌的同时，摩擦接触容纳室34的壳体底部，向显影室35供给作为单一组份显影剂的显影剂。

此时，同步部件26的第一拉杆263由于接触与输送搅拌部件同轴的凸轮25，因此同步部件26经由凸轮25由搅拌输送部件24驱动，沿凸轮25的形状摇动。

检测部件27的接合部分276的下侧与同步部件26的第二拉杆264的腿264a被加压而接触，检测部件27随着同步部件26的摇动而转动。

具体地，检测部件27向上方的转动通过由同步部件26的第二拉杆264向上推来进行，向下方的转动是利用使检测部件27的向下方的作用力，例如，其自身的重力，而进行的，该运动的最大范围到第二拉杆264的运动被阻止的位置为止。

如此，检测部件27在受到同步部件26传送的上升驱动力的同时，被限制了最低位置。

摇动时第二拉杆264的最下端位置到不接触分割部分36的位置为止。

保持检测部件27的接合部分276和检测板275之间的角度，接合部分276在检测板275上方的位置，由此，通过如此的配置，即使在第二拉杆264的最下端位置不接触分割部分36的位置时，仍然能够使检测板275的向下方移动的最下端位置在供给辊22附近，以便能够检测到显影剂残量。

通过如此改变检测板275和接合部分276的位置关系，就能够改变显影室35内存留的显影剂残量以何程度的情况作为显影剂即将用尽或者用尽的状态。即，能够通过设定检测板275和接合部分276的位置关系，设定显影剂即将用尽状态或者显影剂用尽状态下显影室35内存留的显影剂残量处于何种程度。

下面说明显影剂残量检测的状态，检测显影剂残量的检测部件27的检测板275如图3所示转动角度即转动的下端位置取决于显影剂的量而不同。在上述的操作状态中，检测板275面向供给辊22转动，然而，此时，如果显影单元20的显影室35中有大量的显影剂，则由于在检测板275和供给辊22之间存在显影剂，因此检测板275的转动被阻止，转动的角度变小，检测板275在与供给辊22分离的位置转动停止(图3的虚线的位置)。

在显影室35中的显影剂残量为即将用尽的状态下，检测板275的转动角度变大，能够转动到比图3中的虚线所示位置更加靠近供给辊22的位置停止转动。

在显影室35中存在的显影剂的量为几乎没有(即，显影剂用尽)的状态下，检测板275的转动角度进一步变大，能够转动到供给辊22的位置附近的或几乎接触的位置为止(图3的实线的位置)。

因此，通过检测此检测板275转动的角度的大小，即转动的下端位置的情况，能够检测显影单元20的显影剂残量。

下面参照图9A，图9B，图9B，图9C，说明显影单元20内的搅拌输送操作及显影剂检测的定时。

另外，在图9A，图9B，图9B，图9C中，表示了作为搅拌搬送部件24的桨叶中，以搅拌功能为主的桨叶241a的长度比以搬送功能为主的桨叶241b的长度短的情况。

在图9A中，搅拌输送部件24在显影剂补充信号被发送的情况或者图像形成操作的信号被发送的情况下沿箭头方向开始旋转。如果搅拌输送部件24旋转，则安装于旋转轴242的凸轮25也同时旋转。

同步部件26的第一拉杆263被弹性部件266(参见图8)施压来接触此凸轮25。

在图9A所示的状态中，由于第一拉杆263的向凸轮25的接触位置在与旋转轴242最接近的位置，因此第二拉杆264的位置成为最低的位置。检测部件27的检测板275由弹性部件压向向下的方向，朝向下的方向转动，由于第二拉杆264的位置最低，因此直到通过第二拉杆264而移动到最低的位置为止，其移动不被妨碍。

因此，检测板275在显影剂残量少的状态下也根据显影剂而转动至转动被阻止的位置为止，或者通过第二拉杆264而转动至其移动被阻止的最低位置为止。

图9A所示的检测板275的位置示出显影剂的量少的情况下的位置，此状态下，检测部件27的检测板275进入由于置于显影室35内的下部因而阻塞显影室35的状态。

随后，在搅拌输送部件24及凸轮25旋转，进入图9B的状态的情况下，由于第一拉杆263的接触位置处于与旋转轴242最接近的位置，因此第二拉杆264及检测板275的位置不变化，检测部件27的检测面275阻塞显影室35的状态继续。

在搅拌输送部件24的旋转从图9A的状态向图9B的状态转移时，搅拌输送部件24的桨叶241a穿过分割部分36附近，进行把显影剂压向显影室35方向的移动，然而，由于桨叶241a的功能以搅拌功能为主，因此，即使检测面275逐渐阻塞显影室35的状态继续，影响也小。

而且，在图9A所示的状态中，在显影剂的量多的情况下，检测部件27的检测面275的端部进入容纳室34和显影室35之间的分割部分36的上侧的位置，显影室35进入开口状态。

在搅拌输送部件24的旋转从图9B的状态向图9C的状态转移时，第一拉杆263的接触位置从接近旋转轴242的位置渐渐变化到远离的位置，由于下压到距旋转轴242最远的位置为止，因此第二拉杆的位置从最低的位置上升到最高的位置为止。检测部件27的检测板275由弹性部件压向向下的方向，然而，由于第二拉杆上升，因而检测板275受到第二拉杆的力也上压到最高的位置。

在此状态下，因为检测部件27的检测面275的端部位于容纳室34和显影室35之间的分割部分36的上侧，因此显影室35处于开口状态。

在搅拌输送部件24及凸轮25旋转，进入图9D的状态的情况下，由于第一拉杆263的接触位置处于距旋转轴242最远的位置，因此第二拉杆264及检测板275的位置不变，显影室35的开口状态继续。

在搅拌输送部件24的旋转从图9C的状态向图9D的状态转移时，搅拌输送部件24的桨叶241b穿过分割部分36附近，进行把显影剂压向显影室35方向的移动。

由于桨叶241b的功能以输送功能为主，因此显影剂向开口的显影室35输送。

在搅拌输送部件24的旋转从图9D的状态向图9A的状态转移时，执行与当搅拌输送部件24的旋转从图9B的状态向图9C的状态转移时相反的过程，返回图9A的状态。

通过使第二拉杆的位置处于最低的位置，利用第二拉杆264，按照检测板275的向下方向的转动从直到移动至最低位置不被阻碍的图9A变到图9B附近的定时，来进行显影剂残量的检测。

而且，在此实施例中，由于定时不易受到接受显影剂输送的影响，因此对检测的恶劣影响很小。

如此，在显影单元20中，通过使由弹性部件266施压的同步部件26接触设置于搅拌输送部件24的旋转轴242的凸轮25，无需得到来自其它方面的其它驱动力，即可使同步部件26旋转，并能够在通过该同步部件26的转动来控制检测部件27的移动，以便检测显影剂残量的同时，进行显影剂的输送补充。

图10示出检测部件和其它构成部件的位置关系。检测部件27的位置为，其旋转轴271的中心位于比供给部件22和显影辊21的接触区域高的位置。在该接触区域中，显影剂从供给部件22供给至显影辊21。由于检测部件27的旋转轴的中心置于比接触区域高的位置，因此能够改进显影剂残量检测的精度。

而且，检测部件27的位置为，其旋转轴271a及271b的中心位于比供给部件22的旋转轴的中心高的位置。供给部件22把显影室35中的单一组份显影剂尽可能不剩余地供给到显影辊21。因此，使显影室35的壳体底面摩擦接触旋转或以近似于摩擦接触的间隙来旋转，然而，如果检测部件27的旋转轴271a及271b的中心位于比供给部件22低的位置，则加长检测部件27的幅度变得困难。

下面关于图像形成设备1中检测显影剂残量的结构进行说明。

〔第一实施例〕

下面结合附图11-18说明本发明的第一实施例。

向图5所示的检测部件27的轴271a安装图11所示的作为转动部件的臂28。

图11示出处理单元2的外观的一部分。

处理单元2中，设置有处理单元壳体205。在此壳体205的一个侧面，以臂28转动的范围，形成容纳部分207，臂28的配置为从该容纳部分207露出的状态。检测部件27的转动轴271a的端面及臂28的外侧的面配置为与壳体205的侧外面为同一的面。

由于通过如此安置，臂28及转动轴271a不从壳体205向外侧突出，因此，当处理单元2安装及拆卸时，能够平滑地运动。而且，当处理单元2安装时，与遮光部件29(如后述的图14至图16所示)的接触能够平滑地进行。在本实施例中，遮光部件29为片状构件。

在壳体205的两侧面分别形成一对圆形的引导器206。此引导器206在处理单元2安装及拆卸移动时及安装时接触本体侧壁101的引导器轨道102(如后述的图15A，图15B所示)的上面，支撑处理单元2。

图12A及图12B示出检测部件27的轴271a和臂28的接合部分。

在检测部件27的轴271a的端部，形成通过研磨圆形的轴的一部分而平整的平整部分272、及从外周表面起穿过圆的中心贯通外周表面的沟槽273，而且，在轴271a的外周表面设置一对半球形的凸起274。

由于臂28大致为长方形的板状，在其一个的端部，形成插入轴271a的轴孔281。

在轴孔281的一部分，形成与轴271a的平整部分272相对应的平整面282，在轴孔281内侧面设置一对与轴271a的凸起274咬合的半球状的凹陷部分283。

轴271a的平整部分272形成为与臂28的厚度大致相同的长度，沟槽273的长度为比臂28的厚度长。

通过这样的结构，仅仅通过把检测部件27的轴271a的端部压入臂28的轴孔281，即能够进行嵌入。而且，由于平整部分272和282以平面接触，及凸起274与凹陷部分283咬合，因而不发生轴271a的旋转方向的滑动及轴方向的移动。进一步，通过形成沟槽273，检测部件27的轴271a可以弹性地嵌入臂28的轴孔281。

图13示出以往的臂和轴的连接状态。

以往，检测部件的轴27从臂28的端部出到外侧，而且，以往，通过在突出的轴安装C环或E环37，来固定轴。但是，如果这样，则必需设置与突出的轴相应的空间，在处理单元小型化方面将存在问题。而且，由于安装C环等等，也难以缩短时间。

在本发明的实施例中，不需要螺钉、焊接等等的接合，能够把臂28简单地安装到检测部件27的轴271a，由于没有突出的轴的部分，因此能够实现小型化。如上所述，检测部件27的转动状态经由安装于检测部件的轴271a的臂28，而传送至图像形成设备1本体，在设备1本体中，通过检测该臂28的转动情况，能够检测显影单元20的显影剂残量。

图14示出本发明的第一实施例中可检测显影剂残量状态的图像形成设备1本体侧的结构。

在该第一实施例中，在设备1本体中设置有遮光部件29，和光传感器30，遮光部件29设置为当把处理单元2安装于设备1本体时，接合安装于显影单元20的检测部件的轴271的臂28，并能够随着臂28的转动而相对应地转动，且该遮光元件29的转动范围的大小取决于臂28的转动范围的大小，也就是说，该遮光元件29的转动范围的大小取决于检测部件的转动的角度范围。光传感器30设置为检测遮光部件29的转动。

遮光部件29为板状，以转动的方式安装于设置在设备1本体上的转动轴291上，并由弹性部件32压向臂28一侧。

遮光部件29的与臂28接合的面的形状为遮光部件29的转动角度可以与臂28的转动位置相对应地改变的形状，遮光部件29的水平方向的转动随臂28的转动而转换方向。

在本实施例中，遮光部件29以可水平转动的方式设置于图像形成设备1的本体上，但本发明并不限于此，本领域技术人员可以根据实际结构和使用需要使用各种其他形状或结构类型的部件作为遮光部件。例如，该遮光部件可以是能够以可水平平移的方式安装在设备1的本体上的构件，只要其能够跟随臂28的转动而移动，且其移动的方向随着臂28的转动而变换方向即可。进一步，在本发明中，遮光部件29也不局限于在水平方向上运动，本领域技术人员可以根据实际结构和使用需要选择遮光部件29的运动方式。

在本发明的第一实施例中，光传感器30可以是具有上部侧的发光元件301和下侧的受光元件302的透光型光传感器，由托座31安装到设备1本体的壳体(未示出)，如图14所示。但不限于此，本领域技术人员可以根据实际结构和使用需要使用各种其他类型的光传感器来对遮光部件29进行检测。例如，可使用反光型光传感器。

在本实施例中，如图14-16所示，如果遮光部件29转动，则其一部分横穿发光元件301和受光元件302之间，由此，检测部件27的转动被检测。

通过以将配置为从显影单元20露出臂28与检测部件27设置在同一转动轴271a上，两者同轴转动，并且由遮光部件29传送该转动，来进行显影剂残量的检测。

在显影剂充足的状态下，因为检测部件27的转动角度小，臂28转动的角度也相应地小，因此遮光部件29转动的角度小；在显影剂即将用尽和显影剂用尽的状态下，遮光部件29大角度转动。如果遮光部件29大角度转动，则遮光部件29的一部分或者全部横穿光传感器30。根据从处于光传感器30上部侧的发光元件301所发的光是否到达下侧的受光元件302，因此就能够检测存在于显影室35中的显影剂残量，从而确定显影室35中的显影剂残量处于充足状态、即将用尽状态和用尽状态这三者中的哪一种。

图15A，图15B说明在第一实施例中把处理单元2安装到图像形成设备1本体的状态。

图15A示出未安装处理单元2时的遮光部件29的状态，图15B示出把处理单元2安装到图像形成设备1本体的状态。

图15A和图15B中，在空间300的两侧形成图像形成设备1本体的侧壁101，用于安装在图像形成设备1本体形成的处理单元2。在该侧壁101的外侧配置图像形成设备1的外壳(未示出)。侧壁101中形成引导器轨道102，引导器轨道102在安装及拆卸处理单元2时引导处理单元2，在安装后用来支撑。在侧壁101的一侧，以遮光部件29的移动范围大小来形成开口部分103，遮光部件29安装在该开口部分103。

遮光部件29能够在水平方向转动，转动轴291配置在箭头所示的处理单元2的插入方向的靠前一侧。

在侧壁101的开口部分103的外侧配置用来检测显影剂残量的光传感器30，由托座31安装到侧壁101。

遮光部件29如图15A所示，由弹性部件32压向空间300的方向。未安装处理单元2的状态如图15A中的实线所示，其端部稍微进入空间300内侧，与此同时，进入不遮挡位于侧壁101外侧的光传感器30的光的状态。

在这样的结构中，处理单元2沿引导器轨道102在箭头所示的方向被插入及安装。此时，遮光部件29接触臂28的外侧面，并以转动轴291为中心，向位于侧壁101外侧的光传感器30的方向稍微转动到初始状态。在初始状态下，臂28不会与遮光部件29接触，此时遮光部件29在弹性部件32的弹性力作用下处于初始位置，且在该位置，遮光部件29设置为，在显影剂充足的状态下，处于光传感器30的光不被遮挡的位置。但是，也可以改变遮光部件29的形状及位置关系，例如稍微遮挡光，通过在这种情况下调整显影剂即将用尽状态和用尽状态检测的阈值，能够把处理单元2的安装及显影剂即将用尽状态或用尽状态的检测相区别。

当处理单元2刚被安装到图像形成设备1中时，遮光部件29处于如图16A中实线所示的初始位置。

在图16A中的虚线示出把处理单元2安装到图像形成设备1本体的状态下，遮光部件29在臂28的推动作用下位于示出显影剂充足的状态的位置。在此状态中，遮光部件29从安装处理单元2时的初始位置开始转动，但转动角度范围小，从而遮光部件29位于不会遮挡光传感器30的光的位置，以检测确定此时显影剂是处于充足状态。

在图16B中，虚线表示在把处理单元2安装到图像形成设备1本体的状态下，遮光部件29位于示出显影剂即将用尽的状态的位置。在此状态中，臂28的转动使得遮光部件29从安装处理单元2时的初始位置开始转动，但转动角度范围增大，使得遮光部件29位于恰好遮挡光传感器30的光的位置，以检测确定此时显影剂处于即将用尽的状态。

在图16C中，虚线表示在把处理单元2安装到图像形成设备1本体的状态下，遮光部件29位于示出显影剂用尽的状态的位置。在此状态中，臂28的转动使得遮光部件29从安装处理单元2时的初始位置开始转动，但转动角度范围进一步增大，使得遮光部件29经过遮挡光传感器30的光的位置，并位于相对于光传感器30的光与初始位置所在一侧的相反侧、不遮挡光传感器30的光的位置，以检测确定此时显影剂处于用尽的状态。

而且，图17是示出把处理单元2安装到图像形成设备1本体的状态的平面示意图。利用配备于图像形成设备的弹性部件33，把处理单元2压向图像形成设备1的深处。由此，遮光部件29和臂的距离变短，或者被施加以一定的力，因此，能够进行稳定的检测操作。

图18A，图18B和18C示出来自光传感器30的对应于图16A、16B和16C的输出信号。

从光传感器30输出基于对应于图16A、16B和16C三种状态的电信号。在显影单元20的显影室35中显影剂处于充足的状态下，作为信号输出，如图18A所示，电平L被输出。

在显影室35中的显影剂处于即将用尽的状态下，通过由遮光部件29的转动体现的搅拌输送部件24的转动的循环中，由于光传感器30的光被时间较长地遮挡，因此，如图18B所示，与之相对应，作为信号输出，出现脉冲持续时间较长的电平H的单个脉冲。

而在显影室35中的显影剂处于用尽的状态下，通过由遮光部件29的转动体现的搅拌输送部件24的转动的循环中，由于光传感器30的光被短暂地遮挡，因此，如图18C所示，与之相对应，作为信号输出，出现脉冲持续时间较短的电平H的两个脉冲。

在上述实施例中，描述了如图16中所示的遮光部件29仅仅有单个伸出部分对光传感器30的光进行遮光的情况。但本发明并不限于此，本领域技术人员可以结合上述遮光和不遮光形成各种状态来指示显影室35中的显影剂残量的多少，根据残量多少划分的等级来产生相应的各种脉冲数的组合加以指示，以形成更细化的各种脉冲数的状态。例如，可以用遮光部件29有两个或更多伸出部分对光传感器30的光进行遮挡以形成更细化的各种脉冲数的状态。进一步举例为，当遮光部件29有两个伸出部分对光传感器30的光进行遮挡的情况下，电平H的脉冲个数最大可以为四个，可以分别表示五种脉冲数状态，每种脉冲数状态可以指示显影室35中的显影剂的一种残量。也可以从五种状态中选取三种来表示显影室35中的上述实施例中显影剂残量的三种状态。

这样，能够通过简单的结构对显影室35中的显影剂残量所处状态进行简单而有效的判定。

〔2〕第二实施例

下面将参照图19-22说明本发明的第二实施例。在该第二实施例中，与上述实施例一中相同的部件使用相同的标号，且相同的说明被省略。

如图19所示，在第二实施例中，光传感器38可以是具有发光元件和受光元件的反光型光传感器，该光传感器38相对于处理单元2固定安装，例如，可以通过支架39安装到设备1本体上、与臂28相对应的位置。与上述第一实施例相同，臂28从显影单元20露出并与光传感器38的发射接受光的面相对的表面形成为具有良好反光性能的反射面，从而能够很好地对来自光传感器38的光线进行反射。

本实施例中使用了反光型光传感器38对作为转动部件的臂28的转动进行检测，从而对显影室35中的显影剂残量进行检测。但不限于此，本领域技术人员可以根据实际结构和使用需要使用各种其他类型的光传感器来对臂28的转动进行检测。例如，可使用上述实施例中使用的透光型光传感器，但此时，反射面没有特定的要求。

如上述实施例所描述的，在本实施例中，将配置为从显影单元20露出的臂28与检测部件27设置在同一转动轴271a上，两者同轴地转动。臂28的转动角度的范围大小取决于检测部件27的转动角度的范围大小。在臂28转动过程中，通过该光传感器38对其转动进行检测，从而检测部件27的转动被检测，确定了显影室35中的显影剂残量。

如上所述，臂28的转动角度范围随着检测部件27的转动范围而变化。在臂28随着检测部件27的最大转动范围内，会依次位于不反光位置、反光位置和再次不反光的位置。通过使用光传感器38检测臂28在转动过程中所处位置，能够检测存在于显影室35中的显影剂残量，从而确定显影室35中的显影剂残量处于显影剂充足状态、显影剂即将用尽状态和显影剂用尽状态中的哪一种。

图19A和图19B说明本发明的第二实施例中把处理单元2安装到图像形成设备1本体时的状态。其中光传感器38与臂28彼此面对，且设置在处理单元2外部。

如图19B示出处理单元壳体205的一个侧面，在该侧面上以臂28转动的范围形成下凹的容纳臂28的容纳部分207，臂28的配置为从该容纳部分207露出的状态。检测部件27的转动轴271a的端面及臂28的外侧的面配置为与壳体205的侧外面为同一的面。

由于通过如此安置，臂28及转动轴271a不从壳体205向外侧突出，因此，当处理单元2安装及拆卸时，能够平滑地运动。

如图19B所示，光传感器38的发光元件出射的光线入射到图19B中容纳部分207中的右下方位置，臂28可以绕着轴271a在容纳部分207中从如图19B中的实线所示的初始位置朝向该光线所在位置转动。该初始位置为处理单元2安装到图像形成设备1中显影单元20中的显影剂未被使用时所处的位置。

当处理单元2被安装到图像形成设备1中时，臂28处于如图20A中实线所示的初始位置。

在图20A中的虚线示出把处理单元2安装到图像形成设备1本体的状态下，臂28位于示出显影剂充足的状态的位置。在此状态中，臂28从安装处理单元2时的初始位置开始转动，但转动角度范围小，从而臂28位于不会反射光传感器38的光的位置，此时，受光元件不会接收到由臂28反射来的光线，以检测确定此时显影剂是处于充足状态。

在图20B中，虚线表示在把处理单元2安装到图像形成设备1本体的状态下，臂28位于示出显影剂即将用尽的状态的位置。在此状态中，臂28从安装处理单元2时的初始位置开始转动，但转动角度范围增大，使得臂28位于恰好反射光传感器38所发出光线的位置，此时，受光元件接收到由臂28反射来的光线，以检测确定此时显影剂处于即将用尽的状态。

在图20C中，虚线表示在把处理单元2安装到图像形成设备1本体的状态下，臂28位于示出显影剂用尽的状态的位置。在此状态中，臂28从安装处理单元2时的初始位置开始转动，但转动范围进一步增大，使得臂28经过反射光传感器38的光的位置，并位于相对于光传感器38的光与初始位置所在一侧的相反侧、不反射光传感器38的光的位置。在臂28经过反射光传感器38出射的光的位置时，会对光传感器38所出射的光进行反射，且光传感器38的受光单元会接受到这样反射的光，并再次进入不反射光的位置，以检测此时显影剂处于用尽的状态。

图21A，图21B和21C示出在本实施例中来自光传感器38的对应于图20A、20B和20C的输出电信号。

从光传感器38输出基于对应于图20A、20B和20C的三种状态的电信号。在显影单元20的显影室35中显影剂处于充足的状态下，作为信号输出，如图21A所示，电平为L的无脉冲输出。

在显影室35中的显影剂处于即将用尽的状态下，通过由臂28的转动体现的搅拌输送部件24的转动的循环中，由于光传感器38发出的光被臂28时间较长地反射，并由受光单元接受。因此，如图21B所示，与之相对应，作为信号输出，出现脉冲持续时间较长的电平H的单个脉冲。

而在显影室35中的显影剂处于用尽的状态下，通过由臂28的转动体现的搅拌输送部件24的转动的循环中，由于光传感器38发出的光被臂28短暂地反射，并由受光单元接受。因此，如图21C所示，与之相对应，作为信号输出，出现脉冲持续时间较前者短的电平H的两个脉冲。

如图22所示，在图像形成设备1中，为了使图像形成设备1的结构尽量紧凑和小型化，在光传感器38的发光单元的出射光线的光路上，可能还会设置在臂28后侧的其他构件，例如转动齿轮、侧壁等，在图22中显示了设置有齿轮的情况。该其他构件的表面可能也会对光传感器38所发出的光线进行反射，而受光单元也会接受到这样的反射光线。这样的反射光线与臂28所反射的光线相混杂在一起，会导致显影室35中的显影剂残量的检测精度降低，甚至无法检测等缺陷。

因此，为了更加准确地检测确定显影室35中的显影剂残量，希望在光传感器38的出射光线的光路上，除了臂28之外不设置其他构件；或者，该其他构件不会对光传感器38的出射光线进行反射；或者，该其他构件所反射的光线不会为受光单元所接受。即，光传感器38的发光单元的出射光线的光路上，除了臂28的反射面，其他构件的表面不会对光传感器38的出射光线进行有效反射，或者该其他构件的表面的反射率大大地低于反射面的反射率，或者该其他构件的表面所反射的光线不会被受光单元382所接受。

在本发明中提出，在反光型光传感器38的发光单元的出射光线的光路上，可以对除了反射面的其他构件的表面进行表面处理，使得该其他表面的反射率大大地低于臂28的反射面，从而避免光传感器38的受光单元接受到由该其他表面有效反射的光线，或者使得光传感器38的受光单元接受到的、由该其他表面反射的光线的强度大大地低于反射面反射的光线的强度，从而避免显影室35中的显影剂残量的检测精度降低。

也可以使得，在光传感器38的发光单元的出射光线的光路中，除了反射面的其他表面对该光传感器38的出射光线进行反射得到的反射角与反射面对该出射光线进行反射得到的反射角不同，例如使其他表面相对于反射面倾斜，以使得通过该其他表面反射的光线不会被受光单元所接受。

进一步，如图22所示，为了更加精确地使用反光型光传感器对显影室35中的显影剂残量进行检测，可以限定该反光型光传感器38与臂28的反射面的距离满足下列关系：

X＜A-1；

Y＞A+1；

其中：

A--反光型光传感器38能对反射面进行检测的从传感器38的光出射面到臂28的最大检测距离，单位为mm；

X--反光型光传感器38的光出射面到臂28的反射面的距离，单位为mm；

Y--反光型光传感器38的光出射面到光传感器38的出射光线的光路上位于反射面后侧的其他表面的最小距离，单位为mm。

通过限定这样的距离，对于同一反光型光传感器，可以进一步利用光传感器38与反射面的距离和光传感器38与其他表面的距离之间的差值，在接收来自反射面的反射光线同时，有效地避免接收从的其他构件的表面反射回来的光，从而既实现了必要的检测又避免了不必要的干扰带来的检测误差。

如上文所说明，在本实施例的显影单元20中，检测部件27设置在向用来对感光体3上的潜像显影的显影辊21供给显影剂的供给辊22附近，通过此检测部件27，能够检测显影室35的特别是在供给辊22附近的显影剂残量。检测部件27的转动传送至图像形成设备1，显影剂残量的检测由图像形成设备1的光传感器30来进行。

通过搅拌输送部件24，显影剂越过分割部分36输送至显影室35。检测部件27接受通过同步部件26传送来的来自搅拌输送部件24的驱动力并被驱动，由此，显影剂残量的检测为一边与取搅拌输送部件24的输送操作取定时，一边进行。

而且，通过排出进入转动的同步部件26的轴孔262的显影剂，能够长期稳定地进行显影剂用尽的检测。

如上文所述，在本发明的第一实施例中使用了透光型光传感器，而第二实施例中使用了反光型光传感器。但并不限于此，本领域技术人员可以根据具体需要和结构作出各种不同的变化。例如，在第一实施例的结构中使用反光型光传感器对遮光部件29的转动进行检测，而在第二实施例的结构中使用透光型光传感器对臂28的转动进行检测。

以上是本发明的较佳实施例以及附图，只有较佳实施例以及附图被举例说明，并非用于限制本发明技术的权利范围，凡以相同的技术手段、或为下述权利要求内容所涵盖的权利范围而实施的，均不脱离本发明的范畴而是申请人的权利范围。

Claims (15)

1.一种显影剂残量检测装置，用来检测能够可拆卸地安装到图像形成设备本体的显影单元中的显影剂残量，所述显影剂残量检测装置包括：

检测单元，设置于显影单元的内部，用于检测显影单元中的显影剂残量，所述检测单元包括可转动的检测部件，所述检测部件的转动的角度范围根据所述显影单元中的显影剂残量的变化而变化；

转动单元，所述转动单元包括转动部件，所述转动部件设置于显影单元的外部，所述转动部件跟随所述检测部件的转动而转动；

光传感器，用于检测所述转动部件的转动，以能够确定所述显影单元中的显影剂残量是处于充足状态、即将用尽状态还是用尽状态。

2.如权利要求1所述的显影剂残量检测装置，其特征在于，

所述转动单元还包括遮光部件，该遮光部件能够随着转动部件的转动而运动，且运动范围的大小取决于所述检测部件的转动的角度范围；

所述光传感器检测所述遮光部件的运动，实现对所述转动部件转动的检测。

3.如权利要求2所述的显影剂残量检测装置，其特征在于，所述遮光部件的运动是转动，所述转动部件转动过程中，当所述转动部件与所述遮光部件接触时，所述转动部件克服弹力推动所述遮光部件转动，当所述转动部件不与所述遮光部件接触时，所述遮光部件在弹力的作用下位于初始状态。

4.如权利要求1或2所述的显影剂残量检测装置，其特征在于，所述转动部件与所述检测部件位于同一转动轴。

5.如权利要求1或2所述的显影剂残量检测装置，其特征在于，所述光传感器为透光型光传感器。

6.如权利要求1所述的显影剂残量检测装置，其特征在于，所述光传感器为反光型光传感器。

7.如权利要求6所述的显影剂残量检测装置，其特征在于，所述转动部件或遮光部件用于面对所述反光型传感器的表面为反射面。

8.如权利要求7所述的显影剂残量检测装置，其特征在于，所述反射面对所述反光型光传感器发出的光线进行反射得到的反射角与所述反射面之外的其他表面对所述反光型光传感器发出的光线进行反射得到的反射角不同。

9.如权利要求7所述的显影剂残量检测装置，其特征在于，所述反射面的反射率高于所述反射面之外的、位于所述反光型光传感器出射光线的光路上其他表面的反射率。

10.如权利要求7到9中任一项所述的显影剂残量检测装置，其特征在于，所述反光型光传感器与所述反射面的距离应满足下列关系：

X＜A-1；

Y＞A+1；

A--反光型光传感器对所述反射面的最大检测距离，单位为mm；

X--反光型光传感器到所述反射面的距离，单位为mm；

Y--反光型光传感器到所述反光型光传感器出射光线的光路上所述反射面之外的其他表面的最小距离，单位为mm。

11.一种显影单元，能够安装在图像形成设备本体或从其上拆卸，包括如权利要求1-10所述的显影剂残量检测装置。

12.一种处理单元，至少成为一个整体地包括图像承载体和显影单元，并且能够安装在图像形成设备本体上或从其上拆卸下，其中所述处理单元具有权利要求11所述的显影单元，并且转动部件被设置为从所述处理单元露出。

13.如权利要求12所述的处理单元，其中，在所述处理单元的侧面之一设置开口部分，所述转动部件从该开口部分露出。

14.如权利要求12所述的处理单元，其中，所述转动部件的外侧的面配置在所述处理单元的侧面的内侧或者至少为同一面。

15.一种图像形成设备，其中可拆卸地安装有显影单元或包含该显影单元的处理单元，所述显影单元为如权利要求11所述的显影单元。

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