JP2002287477A

JP2002287477A - トナー残量検知装置及びそれを用いた画像形成装置

Info

Publication number: JP2002287477A
Application number: JP2001084866A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Uehara; 晋一上原; Nobuhiko Umezawa; 信彦梅澤; Takerou Kurenuma; 岳郎榑沼
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-03-23
Filing date: 2001-03-23
Publication date: 2002-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】検出精度が安定し、製造コストも減可能なトナ
ー残量検出装置及びそれを用いた画像形成装置を提供す
ること。【解決手段】トナー６を収容する容器１内のトナー残量
を、光を用いて検知するトナー残量検知装置において、
該容器１内に設置され上記光を導く棒状導光部材を有
し、該棒状導光部材が発光側棒状導光部材９と受光側棒
状導光部材１０に分けられ、各々の棒状導光部材の端部
が互いに対向するよう、少なくとも一方の棒状導光部材
が１回のみ屈曲されていることを特徴とする。

Description

【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、プリンターなどの電子写真方式を用いた画像形成
装置に用いられるトナー残量検知装置に関し、特に、ト
ナーを収容する容器内のトナー残量を光を用いて検知す
るトナー残量検知装置及びそれを用いた画像形成装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のトナー残量検知装置においては、
図１に示すような光を用いたトナー残量検知装置が知ら
れている。容器1は、現像装置やトナーカートリッジな
どのトナーを収容する容器である。この容器１に収容さ
れたトナー６の残量を検知するには、容器外に設けられ
た発光部材２が発生する光を容器１の内部に導入すると
共に、該光を別の経路を通じて容器外に導出して受光部
材３に入射させる必要がある。

【０００３】このような容器１内へ光の導入及び導出を
する手段として、従来は、棒状レンズ等の棒状導光部材
７，８が用いられている。しかも、これらの棒状導光部
材の容器内にある端部は、光の通過を可能とするためト
ナーが付着するのを防止する必要がある。このため、容
器１の内部でトナーを攪拌している攪拌部材４の一部に
清掃部材５を取り付け、攪拌部材４の回転に合わせて清
掃部材５により棒状導光部材７，８の端部の断面を清掃
するように構成されている。そして、トナー残量の検知
においては、トナー攪拌部材４が回転することにより、
トナー６が舞い、棒状導光部材７の端面等にトナー６が
付着する。次に、清掃部材５が該付着したトナーを掻き
落とし、トナーが少ないと棒状導光部材７から出た光
は、棒状導光部材８に入射し、該棒状導光部材８の中を
反射していき、受光部材３に入射し、受光部材３の検出
信号を解析することで、トナー残量が評価される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のト
ナー残量検知装置では、現像装置やトナーカートリッジ
などの容器１の形状により、または、トナー残量を検出
したい容器内の場所により、棒状導光部材７，８の端部
が形成するトナー残量検出面が、発光部材２と受光部材
３によって形成される直線上に位置することができない
場合がある。このような場合は、該棒状導光部材を複数
回曲げて、トナー残量検出面を所要の場所に位置付けて
おり、この曲げにより、該棒状導光部材の内部を通過す
る光の一部が外部に漏れ、受光部材３が検出する光が減
少し、検出精度が低下する原因となっていた。

【０００５】また、発光側棒状導光部材７の端面から出
た光が、受光側棒状導光部材８の端面に入射するよう、
両者の位置決め精度を高く維持することが必要であり、
このためトナー残量検知装置を含む現像装置などの組み
立て精度を高めたり、画像形成装置を使用している期間
中に上記両者の位置がずれることがないように棒状導光
部材自体やその支持を強固にするなど、製造コストが増
大する要因となっていた。

【０００６】また、トナー残量検出面である棒状導光部
材の端部の断面を、上述した清掃部材５としてポリエチ
レンテレフタレート（ＰＥＴ）等の板状の弾性部材を用
いて、その面に付着したトナーを掻き落としていたが、
その面上にトナーが階段状に残り、完全にトナーを掻き
落とすのが困難であった。

【０００７】しかも、トナー残量検出面は自由端になっ
ており、清掃部材５の衝撃等により光軸にずれが生じ、
光量不足・変動などの検出精度が不安定になっていた。

【０００８】本発明の課題は、上述した問題を解決し、
検出精度が安定し、製造コストも減可能なトナー残量検
出装置及びそれを用いた画像形成装置を提供することで
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１のトナー残量検知装置は、トナーを収容す
る容器内のトナー残量を、光を用いて検知するトナー残
量検知装置において、該容器内に設置され上記光を導く
棒状導光部材を有し、該棒状導光部材が発光側棒状導光
部材と受光側棒状導光部材に分けられ、各々の棒状導光
部材の端部が互いに対向するよう、少なくとも一方の棒
状導光部材が１回のみ屈曲されていることを特徴とす
る。

【００１０】請求項１の発明によれば、棒状導光部材が
１回のみしか屈曲されていないため、光が棒状導光部材
を通過中に損失を受けることが少なく、受光部材３に十
分な光量が入射し、検出精度の低下が防止される。

【００１１】また、請求項２のトナー残量検出装置は、
トナーを収容する容器内のトナー残量を、光を用いて検
知するトナー残量検知装置において、該容器内に設置さ
れ上記光を導く棒状導光部材を有し、該棒状導光部材が
発光側棒状導光部材と受光側棒状導光部材に分けられ、
各々の棒状導光部材が対向する端部の断面積に関し、受
光側棒状導光部材の断面積が、発光側棒状導光部材の断
面積より大きいことを特徴とする。

【００１２】請求項２の発明によれば、装置の組み立て
時に各棒状導光部材の各端部の位置決めが若干ずれた場
合や、装置の長期間の使用により両端部の相対的位置が
若干変化した場合であっても、受光側棒状導光部材の端
部の断面積が、発光側棒状導光部材の端部の断面積より
大きいため、発光側棒状導光部材の端部の断面を光の進
路（光軸）に沿って、受光側棒状導光部材の端部の断面
に投影した場合、投影された該断面は受光側導光部材の
断面の範囲内に依然として止まっているため、トナー残
量検知装置が動作することが可能となる。このため、ト
ナー残量検知装置を含む現像装置などの組み立て精度に
余裕ができ、製造コストが低下する。また、長期間の使
用による棒状導光部材の位置ずれもある程度許容可能な
ため、装置を構成する部品の材料や形状なども自由度が
増し、製造コストを削減できる。

【００１３】また、請求項３のトナー残量検知装置は、
トナーを収容する容器内のトナー残量を、光を用いて検
知するトナー残量検知装置において、該容器内に設置さ
れ上記光を導く棒状導光部材を有し、該棒状導光部材が
発光側棒状導光部材と受光側棒状導光部材に分けられ、
各々の棒状導光部材が対向する端部の断面積に関し、少
なくとも一方の棒状導光部材の端部の断面積が、該棒状
導光部材の胴体部の断面積より大きいことを特徴とす
る。

【００１４】請求項３の発明によれば、各棒状導光部材
の端部の断面積が、従来のこれらの断面積（一般に、棒
状導光部材の胴体部の断面積に等しい）より大きいた
め、清掃部材５などでこれらの端部の断面を清掃して
も、一部の面上にはトナーが階段状に残るが、該断面の
大半部分は清掃部材５によって、トナーが掻き落とされ
ているため、トナー残量検知のための光を十分に通過さ
せることが可能となる。また、トナー残量検出面は自由
端であるため清掃部材５の衝撃等により光軸が若干ずれ
た場合でも、各棒状導光部材の端部の断面積が大きいた
め、受光側のトナー残量検出面が発光側のトナー残量検
出面の光軸から完全に外れることがないため、光量不足
による検出精度の低下を防止できる。

【００１５】また、請求項４のトナー残量検知装置は、
請求項３のトナー残量検知装置において、少なくとも一
方の棒状導光部材の端部が、その胴体部の断面積より大
きな断面積を形成している形状部に該棒状導光部材の位
置決め形状を有することを特徴とする。

【００１６】請求項４の発明によれば、該位置決め形状
を用いて、棒状導光部材の端部をトナーを収容する容器
の内壁に位置決め・固定することが可能となるため、棒
状導光部材は清掃部材５の衝撃を受けても、場所がずれ
ることが無く、常に安定した検出精度を確保することが
できる。

【００１７】また、請求項５の画像形成装置は、請求項
１乃至４のいずれかのトナー残量検知装置を有すること
を特徴とする。

【００１８】請求項５の発明によれば、トナー残量を安
定して検知でき、かつ、製造コストを低下させることが
可能なトナー残量検出装置を利用しているため、今まで
以上に、信頼性の高く安価な画像形成装置が提供でき
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るトナー残量検
知装置について説明する。図２は、本発明の第1実施例
を示す。容器１は、現像装置やトナーカートリッジなど
のトナー６を収容する容器である。この容器の外側に
は、赤外線光を発生する発光ダイオードなどのような発
光部材２と、該容器１の中を通過してくる光を検知する
ためのフォトダイオードなどのような受光部材３が配置
されている。

【００２０】容器１内には、棒状レンズ等の棒状導光部
材９，１０が配置される。上記発光部材２から出射した
光は、棒状導光部材９の一端（図２においては左端）に
入射し、棒状導光部材９の内部を通過して、他端（図２
においては右端）から出射する。トナー６が十分ある場
合は、棒状導光部材９から出射した光は、トナー６によ
り遮断されるが、トナーが少なくなると、該光は、別の
棒状導光部材１０の一端（図２においては左端）に入射
し、棒状導光部材１０の内部を通過して、棒状導光部材
１０の他端(図２においては右端)から出射し、受光部材
３に入射する。受光部材３の光検知信号は、不図示のト
ナー残量検知制御回路に入力され、該光検知信号のレベ
ルや変動状態に応じて、トナー残量を判断し、不図示の
画像形成装置などの表示部にトナー残量状態を表示させ
る。

【００２１】また、容器１内においては、トナー攪拌部
材４が回転しており、容器１内のトナーを攪拌すると共
に、トナー攪拌部材４の一部（図２においては、略中央
部）にＰＥＴなどで形成された清掃部材５が取り付けら
れている。この清掃部材５は、トナー攪拌部材４の回転
により、棒状導光部材９，１０の端部の断面を清掃す
る。

【００２２】次に、本発明の特徴である棒状導光部材に
ついて説明する。容器１の内部には、棒状レンズ等の棒
状導光部材９，１０が配置され、図２のように、棒状導
光部材９，１０の端部付近が１回のみ曲げられている。
そして、棒状導光部材９，１０の端部は、各端部の断面
が対向し、かつ平行になるように、図３のように切断さ
れている。このように棒状導光部材９，１０を切断する
ことにより、断面ａの面積は、棒状導光部材９，１０の
胴体部の断面積より大きくなる。そのため、図１の従来
のような棒状導光部材７，８と比較した場合、端部の位
置が若干ずれても、棒状導光部材９から出射した光は、
別の棒状導光部材１０により多く入射するため、トナー
残量検出をより確実に行うことが可能となる。

【００２３】しかも、棒状導光部材を曲げると棒状導光
部材中を通過している光の一部が外部に漏れ、トナー残
量の検出に寄与する光量が不足することが懸念される
が、図２の棒状導光部材９，１０は１回のみ曲げられて
いるため、この光量損失が最低限に抑えられることとな
る。

【００２４】また、各棒状導光部材９，１０の端部の断
面積が大きいため、清掃部材５が棒状導光部材９，１０
の端部の断面を清掃する際に、断面の一部にはトナーが
階段状に残るが、該断面の大半部分は清掃部材５によっ
て、トナーが掻き落とされているため、トナー残量検知
のための光を該断面から十分に通過させることが可能と
なる。

【００２５】本発明の第２の実施例について説明する。
図４は、棒状導光部材１１の端部から出射する光束の幅
を拡大し、また、棒状導光部材１２の端部に入射する光
を多くするために設けられた、光学部材ｂである。これ
により、棒状導光部材１１，１２の端部の断面積を拡大
するのと、実質的に同じ効果が得られる。光学部材ｂ
は、既知のレンズやミラーなどを組み合わせることもで
きるし、単に板状ガラスを図５のように棒状導光部材１
１，１２の端部に貼り付けるだけでも、ある程度の光拡
散・集光の効果は期待できる。この場合、板状ガラスの
各面のうち、光が出射される面や光が入射する面を除い
て、アルミ膜などを貼り付けミラー効果を付与すること
により、棒状導光部材１１から出る光束の多くを棒状導
光部材１２の方向に向けたり、棒状導光部材１２に入射
する光をより多く集光させることが可能となる。

【００２６】図５の光学部材ｂにおける棒状導光部材１
１側の端面は、棒状導光部材１２の胴体部の面積（赤外
線光通過面）よりも大きい平面形状を有しているため、
その赤外線通過部が確実に清掃でき、安定したトナー残
量検知が可能となる。

【００２７】次に、本発明の第３の実施例について説明
する。図６，７が示すように、棒状導光部材１３，１４
の端部に設けた光学部材ｃの一部に位置決め用の突起を
形成し、該突起を図６のように容器１の内壁の一部形成
した凹部などと嵌合させることにより、棒状導光部材１
３，１４の端部の位置決めをすることが可能となる。こ
れにより、トナー攪拌部材４の一部に設けられた清掃部
材５が棒状導光部材１３，１４に衝撃を与えても、棒状
導光部材１３，１４の位置がずれることが無く、棒状導
光部材１３から出射した光が棒状導光部材１４に安定的
に入射することが可能となる。

【００２８】また、上記第１〜３の実施例においては、
発光部材２側の棒状導光部材の端部と、受光部材３側の
棒状導光部材の端部は、同じ端部形状をしているが、受
光部材３側の棒状導光部材の端部の断面積を、発光部材
２側の棒状導光部材の端部の断面積より大きくするよう
に構成することも可能である。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明のように、請求項１の発明に
よれば、棒状導光部材が１回のみしか屈曲されていない
ため、光が棒状導光部材を通過中に損失を受けることが
少なく、受光部材３に十分な光量が入射し、検出精度の
低下が防止される。

【００３０】また、請求項２の発明によれば、装置の組
み立て時に各棒状導光部材の各端部の位置決めが若干ず
れた場合や、装置の長期間の使用により両端部の相対的
位置が若干変化した場合であっても、受光側棒状導光部
材の端部の断面積が、発光側棒状導光部材の端部の断面
積より大きいため、発光側棒状導光部材の端部の断面を
光の進路（光軸）に沿って、受光側棒状導光部材の端部
の断面に投影した場合、投影された該断面は受光側導光
部材の断面の範囲内に依然として止まっているため、ト
ナー残量検知装置が動作することが可能となる。このた
め、トナー残量検知装置を含む現像装置などの組み立て
精度に余裕ができ、製造コストが低下する。また、長期
間の使用による棒状導光部材の位置ずれもある程度許容
可能なため、装置を構成する部品の材料や形状なども自
由度が増し、製造コストを削減できる。

【００３１】また、請求項３の発明によれば、各棒状導
光部材の端部の断面積が、従来のこれらの断面積（一般
に、棒状導光部材の胴体部の断面積に等しい）より大き
いため、清掃部材５などでこれらの端部の断面を清掃し
ても、一部の面上にはトナーが階段状に残るが、該断面
の大半部分は清掃部材５によって、トナーが掻き落とさ
れているため、トナー残量検知のための光を十分に通過
させることが可能となる。しかも、トナー残量検出面は
自由端であるため清掃部材５の衝撃等により光軸が若干
ずれた場合でも、各棒状導光部材の端部の断面積が大き
いため、受光側のトナー残量検出面が発光側のトナー残
量検出面の光軸から完全に外れることがないため、光量
不足による検出精度の低下を防止できる。

【００３２】また、請求項４の発明によれば、該位置決
め形状を用いて、棒状導光部材の端部をトナーを収容す
る容器の内壁に位置決め・固定することが可能となるた
め、棒状導光部材は清掃部材５の衝撃を受けても、場所
がずれることが無く、常に安定した検出精度を確保する
ことができる。

【００３３】また請求項５の発明によれば、トナー残量
を安定して検知でき、かつ、製造コストを低下させるこ
とが可能なトナー残量検出装置を利用しているため、今
まで以上に、信頼性の高く安価な画像形成装置が提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のトナー残量検出装置の概略図である。

【図２】本発明の第１実施例であるトナー残量検出装置
の概略図である。

【図３】図２における矢印Ａから見た棒状導光部材の端
部の様子を示した図である。

【図４】本発明の第２実施例であるトナー残量検出装置
の概略図である。

【図５】図４における矢印Ｂから見た棒状導光部材の端
部の様子を示した図である。

【図６】本発明の第３実施例であるトナー残量検出装置
の概略図である。

【図７】図６における矢印Ｃから見た棒状導光部材の端
部の様子を示した図である。

【符号の説明】

１容器２発光部材３受光部材４トナー攪拌部材５清掃部材６トナー７〜１４棒状導光部材

フロントページの続き (72)発明者榑沼岳郎東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内Ｆターム(参考） 2F014 AA10 AB02 AC07 FA03 2H077 DA15 DA32 DA65 DA93

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナーを収容する容器内のトナー残量を、
光を用いて検知するトナー残量検知装置において、該容器内に設置され上記光を導く棒状導光部材を有し、該棒状導光部材が発光側棒状導光部材と受光側棒状導光
部材に分けられ、各々の棒状導光部材の端部が互いに対
向するよう、少なくとも一方の棒状導光部材が１回のみ
屈曲されていることを特徴とするトナー残量検知装置。
【請求項２】トナーを収容する容器内のトナー残量を、
光を用いて検知するトナー残量検知装置において、該容器内に設置され上記光を導く棒状導光部材を有し、該棒状導光部材が発光側棒状導光部材と受光側棒状導光
部材に分けられ、各々の棒状導光部材が対向する端部の
断面積に関し、受光側棒状導光部材の断面積が、発光側
棒状導光部材の断面積より大きいことを特徴とするトナ
ー残量検知装置。
【請求項３】トナーを収容する容器内のトナー残量を、
光を用いて検知するトナー残量検知装置において、該容器内に設置され上記光を導く棒状導光部材を有し、該棒状導光部材が発光側棒状導光部材と受光側棒状導光
部材に分けられ、各々の棒状導光部材が対向する端部の
断面積に関し、少なくとも一方の棒状導光部材の端部の
断面積が、該棒状導光部材の胴体部の断面積より大きい
ことを特徴とするトナー残量検知装置。
【請求項４】請求項３のトナー残量検知装置において、
少なくとも一方の棒状導光部材の端部が、その胴体部の
断面積より大きな断面積を形成している形状部に該棒状
導光部材の位置決め形状を有することを特徴とするトナ
ー残量検知装置。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれかのトナー残量検
知装置を有することを特徴とする画像形成装置。