JP2003043798A

JP2003043798A - トナー検知装置、現像装置、および画像形成装置

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Publication number: JP2003043798A
Application number: JP2001230129A
Authority: JP
Inventors: Takerou Kurenuma; 岳郎榑沼
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-07-30
Filing date: 2001-07-30
Publication date: 2003-02-14
Anticipated expiration: 2021-07-30
Also published as: JP4371348B2

Abstract

(57)【要約】【課題】画像形成装置の現像装置などで用いるトナー
検知装置において、トナー検知面を清掃しやすい形状と
し、清掃不良によるトナーの誤検知を防止する。【解決手段】発光素子７１からの光を現像ケース（ト
ナー収納容器）４２内のトナー検知位置Ｂへと案内する
入射側の光ガイド７２と、トナー検知位置からの光を現
像ケース外の受光素子７４へと案内する出射側の光ガイ
ド７３を備え、それらの光ガイドのトナー検知位置側端
部を、平面状のトナー検知面８２ａ・８３ａを有するホ
ルダ８２・８３で被い、それらのホルダを例えば両面テ
ープで現像ケースに固着して保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複写機やプリン
タやファクシミリ、またはそれらの複合機など、シート
・中間転写体等の転写材に画像を記録する画像形成装置
に関する。特にそのうち、帯電・書込み・現像・転写・
クリーニング等を繰り返して像担持体上に形成した画像
を転写して転写材に記録を行う電子写真式の画像形成装
置に関する。および、そのような画像形成装置におい
て、像担持体表面に形成した静電潜像を現像する現像装
置に関する。ならびに、そのような現像装置などにおい
て、トナーの有無やトナーの満杯などを検知するトナー
検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真式画像形成装置では、帯電・書
込みして像担持体上に静電潜像を形成し、現像装置でト
ナーを付着してその像担持体上の静電潜像を現像する。
現像装置では、使用とともにトナーを消費するから、通
常、トナーの有無を検知するトナー検知装置を備え、ト
ナーがなくなったとき、トナーボトル等の補給トナー容
器から新たなトナーを補給する。

【０００３】例えば図７に示すように、現像ケース１内
にアジテータ２を回転自在に備えるとともに、トナー３
を収納する。現像ケース１には、対向する位置にレンズ
４・５を設ける。入射側のレンズ４の外側には発光素子
６を、出射側のレンズ５の外側には受光素子７を設置す
る。

【０００４】そして、発光素子６から発した光を入射側
レンズ４を通して現像ケース１内に入れ、現像ケース１
内のトナーがなくなったときは、その光を現像ケース１
内のトナー検知位置８を通過して、出射側レンズ５を通
して受光素子７で受光し、トナーエンドを検知するよう
にして、その現像装置に補給トナー容器から新たなトナ
ーを補給していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
現像装置では、アジテータ２の回転とともに現像ケース
１内のトナーが浮遊し、レンズ４・５のレンズ面に付着
するおそれがある。そこで、従来は、例えばアジテータ
２の回転とともにそれに取り付ける清掃部材９を摺接
し、その清掃部材９でレンズ面を清掃するようにしてい
た。

【０００６】ところが、レンズ面が曲面であることか
ら、レンズ面をきれいに清掃することが困難であり、上
述したような従来の構成では、清掃不良によりトナーを
誤検知するおそれがあった。

【０００７】そこで、この発明の第１の目的は、このよ
うな画像形成装置の現像装置などで用いるトナー検知装
置において、トナー検知面を清掃しやすい形状とし、清
掃不良によるトナーの誤検知を防止することにある。

【０００８】この発明の第２の目的は、そのようなトナ
ー検知装置において、トナー収納容器内のトナー容量の
低下を防止することにある。

【０００９】この発明の第３の目的は、またそのような
トナー検知装置において、トナーを正確に検知可能とす
ることにある。

【００１０】この発明の第４の目的は、さらにそのよう
なトナー検知装置において、光ガイドのトナー検知位置
側端部へのトナーの入り込みを阻止してトナーの誤検知
を防止することにある。

【００１１】この発明の第５の目的は、上記目的を達成
したトナー検知装置を備えた現像装置を提供することに
ある。

【００１２】この発明の第６の目的は、上記目的を達成
したトナー検知装置を備える画像形成装置を提供するこ
とにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】そのため、請求項１に記
載の発明は、上記第１の目的を達成すべく、発光素子と
受光素子とを用いて、現像ケース・補給トナー容器・回
収トナー容器などのトナー収納容器内のトナーの有無や
満杯を検知する画像形成装置のトナー検知装置におい
て、発光素子からの光をトナー収納容器内のトナー検知
位置へと案内する入射側の光ガイドと、トナー検知位置
からの光をトナー収納容器外の受光素子へと案内する出
射側の光ガイドを備え、それらの光ガイドのトナー検知
位置側端部を、平面状のトナー検知面を有するホルダで
被って保持してなる、ことを特徴とする。

【００１４】請求項２に記載の発明は、上記第２の目的
を達成すべく、請求項１に記載のトナー検知装置におい
て、入射側および出射側の光ガイドを、ともに光ファイ
バで形成してなる、ことを特徴とする。

【００１５】請求項３に記載の発明は、上記第３の目的
を達成すべく、請求項１または２に記載のトナー検知装
置において、入射側および出射側の光ガイドのトナー検
知位置側端部にレンズを取り付け、そのレンズを介して
トナー検知位置側端部をホルダで被って保持してなる、
ことを特徴とする。

【００１６】請求項４に記載の発明は、上記第４の目的
を達成すべく、請求項３に記載のトナー検知装置におい
て、ホルダでシールして入射側および出射側の光ガイド
を保持してなる、ことを特徴とする。

【００１７】請求項５に記載の発明は、上記第５の目的
を達成すべく、現像装置において、請求項１、２、３ま
たは４に記載のトナー検知装置を備えてなる、ことを特
徴とする。

【００１８】請求項６に記載の発明は、上記第６の目的
を達成すべく、画像形成装置において、請求項１、２、
３または４に記載のトナー検知装置を備えてなる、こと
を特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、この発
明の実施の形態につき説明する。図１には、この発明に
よる画像形成装置の一例であるカラーレーザープリンタ
の全体概略構成を示す。

【００２０】図示カラーレーザープリンタのプリンタ装
置本体Ａ内には、ほぼ中央に像担持体ユニット１０を備
える。像担持体ユニット１０には、複数のローラ１１に
掛け回して、エンドレスベルト状の像担持体１２を設け
る。像担持体１２の表面には、有機感光層を形成してな
る。

【００２１】像担持体ユニット１０のまわりには、帯電
ユニット１４、書込みユニット１５、多段現像ユニット
１６、中間転写ユニット１７、クリーニングユニット１
８などを備える。

【００２２】帯電ユニット１４は、高電圧を印加するこ
とにより像担持体１２の表面を一様に帯電する。

【００２３】書込みユニット１５は、例えばコンピュー
タからのカラー画像信号に基づき不図示のレーザダイオ
ードからレーザ光を発し、そのレーザ光をポリゴンミラ
ー２０、ｆ／θレンズ２１、複数の反射ミラー２２など
を介して出射してそれぞれブラック、シアン、マゼン
タ、イエロの画像信号に対応した書込みを行い、像担持
体１２上に静電潜像を形成する。

【００２４】多段現像ユニット１６は、図示例では図２
にも示すように、下方から順にブラック、シアン、マゼ
ンタ、またはイエロの現像剤を収納する各現像ユニット
２４Ｋ、２４Ｃ、２４Ｍ、２４Ｙを、それぞれ着脱自在
に多段に備える。そして、各現像ユニット２４を選択的
に像担持体１２に近接し、各現像ユニット２４内に設け
るローラ状の現像剤担持体２５Ｋ、２５Ｃ、２５Ｍ、２
５Ｙを像担持体１２に接触するか近接する。

【００２５】中間転写ユニット１７は、図１に示すよう
に、複数のローラ２７に掛け回して、ベルト状の中間転
写体２８を有する。そして、そのまわりには、シート搬
送路３０を挟んで中間転写ローラ３１を備え、また中間
転写体２８のクリーニング装置３２を備える。

【００２６】像担持体１２のクリーニングユニット１８
は、像担持体１２にクリーニングブレードを押し当てて
いる。なお、図示省略するが、中間転写体２８のクリー
ニング装置３２でも、同様に、中間転写体２８にクリー
ニングブレードを押し当ててなる。

【００２７】ところで、このレーザプリンタのプリンタ
装置本体Ａには、底部に、出し入れ自在に給紙カセット
３４を取り付ける。給紙カセット３４内のシートは、給
紙コロ３５の回転で繰り出してシート搬送路３０に送り
出し、搬送コロ３６で搬送し、レジストローラ３７でタ
イミングを取って中間転写体２８と中間転写ローラ３１
間に向けて送り込む。

【００２８】シート搬送路３０の下流には、定着ユニッ
ト３８に続き、排出ローラ３９を設ける。また、プリン
タ装置本体Ａ上には、記録済みのシートをフェイスダウ
ンでスタックする排紙スタック部４０を設けてなる。

【００２９】さて、このレーザプリンタで記録を行うと
きは、ローラ１１・２７を回転して像担持体１２および
中間転写体２８をそれぞれ図中矢示方向に回転搬送する
とともに、給紙コロ３５を回転してシートをシート搬送
路３０を通して中間転写体２８と中間転写ローラ３１間
に送り込む。

【００３０】一方、帯電ユニット１４で像担持体１２の
表面を帯電し、書込みユニット１５で書込みを行って像
担持体１２上に逐次色ごとに静電潜像を形成する。次い
で、多段現像ユニット１６でトナーを静電付着し、各色
別に可視像化する。その各色画像は、中間転写体２８上
に各色別に転写し、４色合成してカラー画像を形成す
る。

【００３１】中間転写体２８上に形成したカラー画像
は、中間転写ローラ３１でシートに転写する。画像転写
後のシートは、定着ユニット３８で転写画像を定着後、
排出ローラ３９で排紙スタック部４０上に排出してそこ
にスタックする。

【００３２】画像転写後の像担持体１２は、クリーニン
グユニット１８のクリーニングブレードで転写残トナー
を除去して次の画像形成に備える。また、画像転写後の
中間転写体２８も、クリーニング装置３２のクリーニン
グブレードで転写残トナーを除去して次の画像形成に備
える。

【００３３】ところで、各現像ユニット２４は、詳しく
は図３に示すように、現像装置６０とトナーカートリッ
ジ６２とで構成する。現像装置６０は、耐久性を高め、
トナーカートリッジ６２内のトナーがなくなったときに
も、トナーカートリッジを新しいものと交換することに
より繰り返し使用可能とする。

【００３４】現像装置６０は、現像ケース４２内に、現
像室４１とトナーカートリッジ収納室４３とを形成す
る。現像室４１には、ローラ状の現像剤担持体２５を設
ける。現像剤担持体２５は、現像ケース４２の開口４２
ａを通して像担持体１２と対向し、対向位置で像担持体
１２と同方向に回転する。現像剤担持体２５には、ロー
ラ状の現像剤規制部材４４を押し当てる。

【００３５】現像剤規制部材４４も、現像室４１に設
け、図４に示すように、軸４５を軸受４６を介して現像
ケース４２で支持し、その軸受４６を付勢部材４７で付
勢して現像剤担持体２５に押し当ててなる。そして、押
し当て位置で、現像剤担持体２５に対してカウンタ方向
に回転する。

【００３６】現像剤規制部材４４には、図３に示すよう
に、掻き落とし部材４８の先端を押し当てる。掻き落と
し部材４８は、現像剤規制部材４４の表面に付着した現
像剤を掻き落とす。

【００３７】現像剤担持体２５には、また、ローラ状の
現像剤供給部材５０を所定のニップをもって接触する。
現像剤供給部材５０も、現像室４１に設け、ポリウレタ
ン・シリコン・ＥＰＤＭ・ポリカーボネイトなどの発泡
材５１と、金属製の芯金５２とでつくる。そして、接触
位置で、いずれの方向でもよいが、図示例では現像剤担
持体２５に対して相対線速差をもってカウンタ方向に回
転する。現像剤供給部材５０の下には、仕切り板５４を
設ける。

【００３８】また、現像室４１の奥側(図中左側)には、
トナー攪拌部材５６を設ける。トナー攪拌部材５６は、
図示例では図中反時計方向に回転する。

【００３９】そして、現像ケース４２の、現像室４１と
トナーカートリッジ収納室４３との間の境壁５７には、
トナー補給口４２ｂをあける。

【００４０】他方、トナーカートリッジ収納室４３内に
は、手前側から引き出し自在にトナーカートリッジ６２
を収納する。トナーカートリッジ６２は、カートリッジ
ケース６３内に、左右に２つのアジテータ６４を備え、
それぞれブラック、シアン、マゼンタ、またはイエロの
トナーを収納する。アジテータ６４は、いずれの方向に
回転してもよいが、図示例ではともに図中反時計方向に
回転する。

【００４１】カートリッジケース６３には、トナー補給
口６３ａを設ける。そして、トナーカートリッジ収納室
４３内にトナーカートリッジ６２を取り付けたとき、そ
のトナー補給口６３ａを上述した境壁５７のトナー補給
口４２ｂと対向する。なお、このときトナー補給口６３
ａおよびトナー補給口４２ｂの周縁間にはシール部材６
５を挟むようにする。

【００４２】そして、画像記録時には、トナー攪拌部材
５６で現像剤を攪拌しながら搬送し、仕切り板５４上に
汲み上げて現像剤供給部材５０に付着する。現像剤供給
部材５０は、回転しながら、現像剤を擦り付けて予備摩
擦帯電し、クーロン力で付着して現像剤担持体２５に供
給する。

【００４３】現像剤担持体２５は、回転しながら、トナ
ーを担持し、その担持したトナーを現像剤規制部材４４
との摩擦で本帯電するとともに、その現像剤規制部材４
４で薄層化する。そして、薄層化したトナーを像担持体
１２に付着してその像担持体１２上の潜像を可視像化す
る。

【００４４】なお、図示例では、像担持体１２としてベ
ルト状のものを用いるが、現像剤担持体２５の表面硬度
を低く抑えれば、像担持体１２としてドラム状のものを
用いることもできる。

【００４５】さて、図３では図示省略したが、現像装置
６０には、図５に示すように、現像ケース（トナー収納
容器）４２内、すなわち現像室４１の、トナーエンドを
検知するのに最適な位置にトナー検知位置Ｂを有するト
ナー検知装置７０を設ける。

【００４６】トナー検知装置７０は、現像ケース４２外
に設置する、発光ダイオード等の発光素子７１と、その
発光素子７１からの、赤外線等の光を現像ケース４２内
に入れてトナー検知位置Ｂへと案内する入射側の光ガイ
ド７２と、トナー検知位置Ｂからの光を現像ケース４２
外に案内する出射側の光ガイド７３と、その光ガイド７
３で案内した光を入射する、フォトダイオード等の受光
素子７４とからなる。

【００４７】発光素子７１および受光素子７４は、図示
例では、プリンタ装置本体Ａ内に対向して設けて現像装
置６０などを支持する前後側板７５・７６にそれぞれ取
り付ける。

【００４８】両光ガイド７２・７３としては、図示例で
は、光ファイバを用いる。そして、入射側の光ガイド７
２の発光素子７１側および出射側の光ガイド７３の受光
素子７４側には、各々樹脂ガイド７７・７８を取り付け
る。樹脂ガイド７７・７８は、透明な樹脂を用いて成形
でつくり、図６（Ａ）および（Ｂ）に示すように一端に
レンズ面７７ａ・７８ａを、他端に鍔部７７ｂ・７８ｂ
を設ける。そして、中心穴７７ｃ・７８ｃに、各々光ガ
イド７２・７３を挿入して接着により抜け止めする。

【００４９】さて、両光ガイド７２・７３は、図５に示
すように、各々現像室４１内から現像ケース４２のガイ
ド取付孔４２ａに挿入し、鍔部７７ｂ・７８ｂを現像ケ
ース４２に突き当て、レンズ面７７ａを発光素子７１
に、またレンズ面７８ａを受光素子７４に近接対向し、
それぞれ現像ケース４２に取り付ける。

【００５０】一方、両光ガイド７２・７３の各々のトナ
ー検知位置側端部は、図７に示すように、レンズ部材８
０・８１の中心穴８０ａ・８１ａに挿入して接着剤で固
定する。レンズ部材８０・８１は、成形でつくり、端部
を球面としてレンズ面８０ｂ・８１ｂとする。

【００５１】レンズ部材８０・８１には、各々ホルダ８
２・８３を隙間なく被せて接着剤で固定する。これによ
り、レンズ部材８０・８１を介して両光ガイド７２・７
３のトナー検知位置側端部を各々ホルダ８２・８３で被
って完全にシールし、現像ケース４２内で保持する。ホ
ルダ８２・８３は、透明樹脂材料でつくり、平面状のト
ナー検知面８２ａ・８３ａを設ける。

【００５２】そして、それらのトナー検知面８２ａ・８
３ａを一定の間隙を隔てて対向して、ホルダ８２・８３
を例えば両面テープで現像ケース４２に固定し、それら
トナー検知面８２ａ・８３ａ間をトナー検知位置Ｂとす
る。

【００５３】このように構成することにより、現像ケー
ス４２内にトナーがあるときは、発光素子７１からの光
を入射側の光ガイド７２で現像ケース４２内に導くが、
トナー検知位置Ｂにあるトナーで遮ってその光が出射側
の光ガイド７３を通って受光素子７４に達することを阻
止する。

【００５４】ところが、現像ケース４２内のトナーがな
くなったときは、発光素子７１からの光を現像ケース４
２内のトナー検知位置Ｂを通過して出射側の光ガイド７
３で現像ケース４２外に案内し、その光ガイド７３で案
内した光を受光素子７４で受光し、トナーエンドを検知
する。

【００５５】トナー検知装置７０でトナーエンドを検知
したときには、図３に示すアジテータ６４を回転してト
ナーカートリッジ６２内のトナーを攪拌しながら搬送
し、トナー補給口６３ａからトナー補給口２４ｂを通し
て現像室４１に入れる。

【００５６】ところで、図示例では、トナー攪拌部材５
６が回転するとき、そのトナー攪拌部材５６に取り付け
る、ＰＥＴ等の弾性部材よりなる清掃部材６８を接触
し、その清掃部材６８の両側を摺接してトナー検知面８
２ａ・８３ａを清掃する。これにより、トナー検知面８
２ａ・８３ａへのトナーのこびり付きや異物の付着など
を防ぎ、トナーエンド検知精度を向上して、トナー補給
遅れなどに起因する異常画像の発生を防止する。

【００５７】また、上述した例では、この発明によるト
ナー検知装置を現像装置６０の現像ケース４２内のトナ
ーエンド検知に適用し、現像ケース４２内のトナーがな
くなったとき、補給トナー容器であるトナーカートリッ
ジ６２から新しいトナーを現像室４１内に補給する場合
について説明した。

【００５８】しかし、この発明によるトナー検知装置
を、トナーカートリッジ６２のような補給トナー容器の
トナーエンド検知に適用し、補給トナー容器内のトナー
がなくなったとき、トナーエンドを報知して補給トナー
容器を新しいものと交換するように促すようにしてもよ
い。

【００５９】ところで、図１に示す像担持体１２のクリ
ーニングユニット１８や中間転写体２８のクリーニング
装置３２には、図示省略するが、回収したトナーを収納
する回収トナー収納装置を備える。例えば、この発明に
よるトナー検知装置は、そのような回収トナー収納装置
にも適用し、その回収トナー収納容器が回収トナーで満
杯となったことを検知したとき、そのことを報知して回
収トナー収納容器を新しいものと交換するように促すよ
うにしてもよい。

【００６０】また、この発明は、トナーのみからなる１
成分現像剤・トナーとキャリアとからなる２成分現像剤
・湿式現像剤のいずれを用いた場合にも、そのトナー検
知に用いることができる。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したとおり、請求項１に係る発
明によれば、トナー検知装置において、入射側の光ガイ
ドと出射側の光ガイドを備え、それらの光ガイドのトナ
ー検知位置側端部を、平面状のトナー検知面を有するホ
ルダで被って保持するから、トナー検知面を清掃しやす
い平面状の形状とし、例えばトナー攪拌部材に取り付け
た清掃部材を摺接して清掃し、清掃不良によるトナー誤
検知を防止することができる。

【００６２】請求項２に係る発明によれば、そのような
トナー検知装置において、入射側および出射側の光ガイ
ドを、ともに光ファイバで形成するから、トナー収納容
器内に入れる光ガイドを細くして、トナー収納容器内の
トナー容量の低下を防止することができる。

【００６３】請求項３に係る発明によれば、またそのよ
うなトナー検知装置において、入射側および出射側の光
ガイドのトナー検知位置側端部にレンズを取り付け、そ
のレンズを介してトナー検知位置側端部をホルダで被っ
て保持するから、トナーを正確に検知可能とすることが
できる。

【００６４】請求項４に係る発明によれば、さらにその
ようなトナー検知装置において、ホルダでシールして入
射側および出射側の光ガイドを保持するから、光ガイド
のトナー検知位置側端部へのトナーの入り込みを阻止し
てトナーの誤検知を防止することができる。

【００６５】請求項５に係る発明によれば、請求項１、
２、３または４に記載のトナー検知装置を備えるから、
上記各効果を有するトナー検知装置を備えた現像装置を
提供することができる。

【００６６】請求項６に係る発明によれば、請求項１、
２、３または４に記載のトナー検知装置を備えるから、
上記効果を有するトナー検知装置を備えた画像形成装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による画像形成装置の一例であるカラ
ーレーザープリンタの全体概略構成図である。

【図２】その多段現像ユニットの概略構成図である。

【図３】その１の現像ユニットの概略構成図である。

【図４】その現像ユニットの現像装置において、現像剤
担持体に対する現像剤規制部材の押し当て状態を示す図
である。

【図５】そのトナー検知装置を示す現像装置の概略縦断
面図である。

【図６】（Ａ）・（Ｂ）は、ともにそのトナー検知装置
に備える光ガイドの一端側の縦断面図である。

【図７】そのトナー検知装置に備える光ガイドの他端側
の縦断面図である。

【図８】従来のトナー検知装置を備える現像装置の概略
縦断面図である。

【符号の説明】

２４各現像ユニット４２現像ケース（トナー収納容器）５６トナー攪拌部材６０現像装置６２トナーカートリッジ（補給トナー容器）６８清掃部材７０トナー検知装置７１発光素子７２入射側の光ガイド７３出射側の光ガイド７４受光素子８０レンズ部材８１レンズ部材８２ホルダ８３ホルダ８２ａトナー検知面８３ａトナー検知面Ｂトナー検知位置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光素子と受光素子とを用いてトナー収
納容器内のトナーを検知する画像形成装置のトナー検知
装置において、前記発光素子からの光を前記トナー収納
容器内のトナー検知位置へと案内する入射側の光ガイド
と、前記トナー検知位置からの光を前記トナー収納容器
外の前記受光素子へと案内する出射側の光ガイドを備
え、それらの光ガイドの前記トナー検知位置側端部を、
平面状のトナー検知面を有するホルダで被って保持して
なる、トナー検知装置。
【請求項２】前記入射側および前記出射側の光ガイド
を、ともに光ファイバで形成してなる、請求項１に記載
のトナー検知装置。
【請求項３】前記入射側および前記出射側の光ガイド
の前記トナー検知位置側端部にレンズ部材を取り付け、
そのレンズ部材を介して前記トナー検知位置側端部をホ
ルダで被って保持してなる、請求項１または２に記載の
トナー検知装置。
【請求項４】前記ホルダでシールして前記入射側およ
び前記出射側の光ガイドを保持してなる、請求項３に記
載のトナー検知装置。
【請求項５】請求項１、２、３または４に記載のトナ
ー検知装置を備えてなる、現像装置。
【請求項６】請求項１、２、３または４に記載のトナ
ー検知装置を備えてなる、画像形成装置。