JP2006113388A - 画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】精度高い現像剤残量の検知範囲を広げ、トナー容器内のトナーを完全に使い切るまでトナー容器内の現像剤残量をより正確に検知できる画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供すること。
【解決手段】画像形成時以外において、現像剤残量を検知する現像剤残量検知シーケンスを設け、複数の攪拌速度において現像剤収容部内の現像剤残量検知を行い、各攪拌速度における検知結果の中から、最も感度の高い結果を基に現像剤残量を決定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式を用いた、例えば複写機、プリンタ等の画像形成装置及びプロセスカートリッジに関し、特に現像剤収容部に収容された現像剤の残量を検知する現像剤残量検知装置に特徴を有する。

電子写真プロセスを用いたプリンタ等の画像形成装置は、像担持体である感光体ドラムを一様に帯電させ、この感光体ドラムへの選択的な露光によって潜像を形成し、潜像を現像剤である微粉体のトナーで顕在化し、トナー像を記録媒体に転写し、更に、転写されたトナー像に熱や圧力を加えることでトナー像を記録媒体に永久定着させる。

このような装置は、トナー補給や各種プロセス手段のメンテナンスを伴うが、このトナー補給作業やメンテナンスを容易にする構成として感光体ドラム、帯電装置、現像装置、クリーニング装置等を枠体内にまとめてカートリッジ化したものも実用化されている。プロセスカートリッジの現像装置のトナーは、プロセスカートリッジのトナー容器と呼ばれる容器に収納され、トナー容器内に設けられたトナー搬送部によって、トナー容器外に排出され、その後、現像ローラ等を介して感光体ドラムに送られる。

一般的に、トナー搬送部は、棒状の部材の長手全域に可塑性のシート部材を取り付けたものであり、トナー容器の長手に渡って回転可能に支持され、トナー容器内に単数、又は複数設けられている。１つのトナー容器内に複数のトナー搬送部が設けられている場合、トナー容器の長手と交差する方向に開口に近い側から並んで配設される。トナー搬送部の攪拌部材が回転することにより、トナー搬送部のシート部材によってトナー容器底面に溜まったトナーがトナー容器の開口側に掻き出され、トナー容器外に排出される構成となっている。

又、シート部材の短手自由端をトナー容器の内壁に０．５〜４ｍｍ程度侵入させることにより、トナー搬送部のトナー搬送性を向上させる構成を取ること等もある。更に、前記画像形成装置には、トナー容器内に収納されているトナーの残量を測定するための現像剤残量検出装置が設けられている。現像剤残量検出装置には、様々な方式があるが、より安価で簡単な構成のものとして光透過式現像剤残量検知がある。光透過式現像剤残量検知とは、トナー容器内に検知光を通過させ、その検知光の通過時間によってトナー容器内に収納されている現像剤の残量を検出する方式である。

次に、光透過式現像剤残量検知装置の構成について説明する。

発光素子等の発光部材から発せられた検知光は、光透過部材からなる第１のガイド部を通り、トナー容器に設けられた光透過性を有する第１の窓部材から容器内部に入射される。又、容器内に入射された検知光は、同じく容器に設けられた光透過性を有する第２の窓部材から容器外部に通過し、更にトナー容器外に出た検知光は、光透過部材からなる第２のガイド部を介して受光素子等の受光部材に至り、受光部材が検知光を受光した時間の長さによって容器内の現像剤残量を検知する構成となっている。尚、トナー搬送部のシート部材は、長手領域の一部において、第１の窓部材と第２の窓部材に対して０．５〜４ｍｍ程度侵入しており、第１の窓部材と第２の窓部材の表面に付着したトナーを拭き取る働きも兼ねている。

このような構成とすることで、窓部材の上にトナーが被っても、シート部材によって窓部材が清掃され、検知光がトナー容器内を通過することが可能となる。トナー容器内にトナーが大量に入っている状態では、シート部材が窓部材の表面を清掃しても、すぐにトナーが被り、窓部材を遮光してしまうため、検知光がトナー容器内を通過する時間は短い。

しかし、トナー容器内のトナーが消費されて残量が少なくなってくると、シート部材が窓部材を清掃した後に再度トナーが被ってくるまでの間隔が開いてくるため、それに対応して検知光がトナー容器内を通過する時間が長くなる。このようにして光透過式残量検出装置では、検知光がトナー容器内を通過する時間の長さの変化によってトナー容器内の現像剤残量を測定する。即ち、トナー容器内にトナーが大量に入っている状態であると検知光の通過時間は短く、逆にトナーが消費された状態の場合は、検知光の通過時間は長くなる。そして、トナー容器内のトナーが完全に無くなったときの検知光の通過時間を予め閾値として設定しておけば、トナー容器内を通過する検知光の通過時間が閾値を超えたとき、プロセスカートリッジのトナーがなくなったことをユーザーに知らせることができる。

又、トナー搬送部の攪拌部材の回転速度が変わるとトナー容器内を通過する検知光の通過時間も変化してくる。攪拌速度が早ければトナーが多く攪拌され、その結果、トナーの流動性が高くなり、検知光がトナー容器内を通過する時間が短くなる。逆に、トナーの流動性が低いと検知光が通過する時間が長くなる。つまり、同じ残量であっても攪拌速度が異なると検知光がトナー容器内を通過する時間が変わってくる。そのため、現像剤残量検知装置には複数の攪拌速度に対応した現像剤残量検知シーケンスが用意されている。このような現像剤残量検知の構成として例えば、特許文献１では現像剤を攪拌するための駆動が可変とされ、攪拌部材の駆動に応じて複数の現像剤残量検知閾値を有することで攪拌速度に依らず常に現像剤残量検知を行うことが可能となっている。

特開平２０００−１３１９３６号号公報

しかしながら、実際には光透過式現像剤残量検知装置では攪拌部材の回転速度によって検出精度が異なる。つまり、攪拌速度に適した現像剤残量検知領域があり、それ以外の領域ではトナーの流動性等の原因によりトナー容器内を通過する検知光の通過時間にばらつきが生じる。そのため、上記従来例のように攪拌速度に対応した現像剤残量検知シーケンスを用いても、或る領域では正確に残量検知できても、それ以外の領域では精度が悪くなり、トナーを完全に使い切るまで正確に残量検知できないといった問題があった。

図５は複数の攪拌速度におけるトナー容器内の現像剤残量と現像剤残量検知装置の検知光がトナー容器を通過した通過時間との関係を示している。尚、ここで、攪拌速度毎に検知光の通過時間が異なるため、このグラフでは通過時間を規格化している。横軸の現像剤残量は１００％のときにトナー容器内にトナーが所定量詰められた状態であり、０％のときはトナー容器内のトナーが完全に消費されなくなった状態であることを示す。縦軸の検知光の通過時間は、現像剤残量検知装置の検知光がトナー容器内を通過した時間を示し、トナー容器内のトナーが大量にある状態では、検知光がトナー容器を通過する時間は短いが、トナー容器内のトナーが消費され、トナー容器内のトナーが少なくなるに従って、検知光がトナー容器内を通過する時間は長くなる。

（１）は攪拌速度６０ｒｐｍでトナー容器内のトナーを消費した場合のトナー容器内の現像剤残量と現像剤残量検知装置の検知光がトナー容器を通過した通過時間との関係を示したものである。尚、グラフ中の太字の直線は理想直線となっている。この回転速度では、トナーが比較的残っている領域（Ａ、Ｂ）では、理想直線から大きく離れて検知光の通過時間のばらつきが生じ、トナーが残り僅かの領域（Ｃ）では理想直線に近い値を示している。それに対して、（２）の攪拌速度３０ｒｐｍでは、Ａ、Ｃの領域では通過時間のばらつきが生じ、Ｂの領域では理想直線に近い値となっている。又、攪拌速度２０ｒｐｍの（３）の場合にはＢ、Ｃの領域では通過時間のばらつきが生じているが、Ａの領域では理想直線に近い値となっている。つまり、攪拌部材の回転速度によって現像剤残量を精度良く検知できる領域が異なる。このように、複数の攪拌速度を有していても、最適な攪拌速度で現像剤残量を検知しなければ、トナーが完全に無くなるまで正確な残量検知はできない。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とする処は、精度の高い現像剤残量の検知範囲を広げ、トナー容器内のトナーを完全に使い切るまでトナー容器内の現像剤残量をより正確に検知できる画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することにある。

上記目的は本発明に係る画像形成装置及びプロセスカートリッジにて達成される。

本発明は、像担持体上に形成された潜像を現像するための現像剤を収容した現像剤収容部と、該現像剤収容部内の前記現像剤を攪拌するための攪拌手段と、前記現像剤収容部内の前記現像剤の残量を検知するための現像剤残量検知装置とを有する画像形成装置において、前記現像剤残量検知装置は画像形成時以外において現像剤残量を検知する現像剤残量検知シーケンスを設け、前記攪拌手段による複数の攪拌速度において前記現像剤収容部内の現像剤残量検知を行い、各攪拌速度における検知結果の中から最も感度の高い結果を基に現像剤残量を決定することを特徴とする。

又、本発明は、前記現像剤残量検知装置は、前記現像剤収容部内を前記現像剤残量検知装置から発せられる検知光が透過する時間に基づいて前記現像剤の残量を検知する光透過式の現像剤残量検知装置であることを特徴とする。

更に、本発明は、現像剤残量検知装置を有し、画像形成装置に対して着脱可能であることを特徴とするプロセスカートリッジを提供する。

本発明によれば、画像形成時以外において現像剤残量を検知する現像剤残量検知シーケンスを設け、複数の攪拌速度において現像剤収容部内の現像剤残量検知を行い、各攪拌速度における検知結果の中から、最も感度の高い結果を基に現像剤残量を決定することにより、トナー容器内のトナーを完全に使い切るまで現像剤残量を精度良く検知することができる。

以下、本発明を実施する最良の形態を図面に則して更に詳しく説明する。以下に説明する実施の形態は、例示的に本発明を説明するものであって、以下に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれに限定するものではない。
＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態における電子写真画像形成装置の一形態である４色フルカラー画像形成装置Ａを示すものである。

図１に示すフルカラー画像形成装置Ａは、インライン方式のフルカラープリンターであり、垂直方向に並設された４個の電子写真感光体である感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）を有している。各感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）の周囲には、その回転方向に沿って順に感光体ドラム表面を所定の電位に帯電する帯電ローラ２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、画像情報に基づいてレーザービームを照射し、感光体ドラム上に静電潜像を形成するスキャナユニット３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）、感光体ドラム
１上のトナー像を記録媒体５に転写するための静電搬送転写装置６、転写後の感光体ドラム１表面に残った転写残トナーを除去するクリーニング装置７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）等が配設されている。

本実施の形態においては、プロセスカートリッジ９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）は、感光体ドラム１と、感光体ドラム１に作用するプロセス手段としての帯電ローラ２、現像装置４、クリーニング装置７とを一体的に有する。そして、プロセスカートリッジ９は、装置本体Ａに対して着脱可能である。

又、本実施の形態においては、プロセスカートリッジ９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）は全て同一形状を有しており、トナーはそれぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、黒色のトナーである。記録媒体搬送ベルトとしての静電搬送ベルト１１は、プロセスカートリッジ９の有するすべての感光体ドラム１に対向するように配設されている。そして、転写部材としての転写ローラ１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）が静電搬送ベルト１１の内側に当接し、それぞれ並んで設けられている。

又、本実施の形態では、静電搬送ベルト１１は、周長約７００ｍｍ、厚み１５０μｍのベルトである。そして、駆動ローラ３８、従動ローラ４０ａ、４０ｂ、テンションローラ３９の４本のローラに掛け渡され、駆動ローラ３８が像搬送体駆動手段たる駆動モータ（図示せず）により回転駆動されることで、図１中矢印方向に回転する。静電搬送ベルト１１が循環移動して記録媒体５がテンションローラ３９側から駆動ローラ３８側へ搬送される間にトナー像がこの記録媒体５に転写される。

給紙部４３は、画像形成部に記録媒体５を給紙搬送するものであり、複数枚の記録媒体５が給紙カセット４４に収納されている。画像形成時には給紙ローラ４２が画像形成動作に応じて回転駆動し、給紙カセット４４内の記録媒体５を１枚毎分離給送する。そして、記録媒体５の先端はレジシャッター４１に突き当たって一旦停止し、ループを形成した後、静電搬送ベルト１１の回転と画像書出し位置との同期をとって、静電搬送ベルト１１へと給紙されていく。

定着装置１４は、記録媒体５に転写された複数のトナー像を定着させるものである。感光体ドラム１上のトナー像を転写した記録媒体５は、定着装置１４を通過する際に熱及び圧力を加える。これにより、記録媒体５に転写された複数色のトナー像が記録媒体５表面に永久定着される。

プロセスカートリッジ９について、図２を用いて説明する。

プロセスカートリッジ９は、感光体ドラム１、帯電ローラ２、クリーニング装置７、廃トナーボックス２７を有する画像形成クリーニング装置８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）と、現像ローラ２３、現像ブレード２５、弾性ローラ２４を有する現像装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）とに分かれている。この２つの装置（画像形成クリーニング装置８と現像装置４）とは、支持部において互いに回動可能に結合され、バネ（不図示）で付勢されることによって、感光体ドラム１と現像ローラ２３が当接する構成になっている。

次に、プロセスカートリッジ９の各構成要素を詳細に説明する。

先ず、感光体ドラム１は、直径３０ｍｍのアルミシリンダの外周面に感光層を塗布して構成されたものであり、図中矢印アの方向に回転駆動する。

帯電ローラ２としては、接触帯電方式のものを使用している。帯電ローラ２は導電性ローラであり、感光体ドラム１に当接させ、帯電バイアスを印加することにより、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させることができる。

現像装置４は、感光体ドラム１と接触して矢印イの方向に回転する現像ローラ２３及び一成分現像剤として負帯電性の非磁性トナー（トナー）を収容する現像容器２０から構成される。そして、感光体ドラム１と対向する現像容器２０は、感光体ドラム１の長手方向略全域にトナーを供給する開口２２を有する。そして、この開口２２にローラ状の現像剤担持体（現像手段）である現像ローラ２３が配置されている。画像形成時、現像ローラ２３は感光体ドラム１に所定の侵入量となるように接触されて、図中矢印イ方向に回転駆動される。

又、現像ローラ２３へのトナーを供給し、そして、未現像トナーを現像ローラ２３から剥ぎ取るために弾性ローラ２４が当接している。弾性ローラ２４は、回転可能に現像容器に支持されている。又、弾性ローラ２４は、現像ローラ２３へのトナー供給及び未現像トナーの剥ぎ取るために、ゴムスポンジローラを用いている。そして、現像ローラ２３と同一方向である図中矢印ウの方向に回転駆動する。

又、現像装置４は、現像ローラ２３に担持させるトナー量を規制する現像ブレード２５を備えている。現像ブレード２５は、弾性を有するリン青銅製の金属薄板である。そして、自由端側の先端部近傍を現像ローラ２３の外周面に面接触にて当接している。弾性ローラ２４との摺擦により現像ローラ２３上に担持されたトナーは、現像ブレード２５との当接部を通過する際に摩擦帯電により電荷付与され、且つ、所定のトナー層に規制される。

更に、現像装置４において、現像ローラ２３には所定の値に固定された直流電圧（現像バイアス）が印加される。そして、感光体ドラム１との間の静電気力によって、露光部を反転現像により現像する。

トナー像が形成された感光体ドラム１は引き続き回転する。そして、感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）と転写ローラ１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）とが静電搬送ベルト１１を介して接触する部分で、静電搬送ベルト１１に吸着されて搬送されてきた記録媒体５に対してトナー像が転写される。尚、転写されずに感光体ドラム１上に残ったトナーは、クリーニング装置７により感光体ドラム１から除去される。クリーニング装置７は、クリーニングブレード２６と廃トナーボックス２７で構成されている。そして、クリーニングブレード２６は常に感光体ドラム１に所定の押圧力をもって圧接されており、感光体ドラム１上に残ったトナーを物理的に掻き落として廃トナーボックス２７に貯留する。

トナー容器２１の構成について図３及び図４に基づいて説明する。

図３に示すように、トナー容器２１は直方体形状をしており、トナー容器２１長手正面にはトナー容器２１内に収納されるトナーをトナー容器２１外に送り出すための開口２２が設けられている。又、トナー容器２１の長手側面には、トナー容器２１内にトナーを充填するための充填口２８が設けられており、ここからトナーの充填が行われる。更に、図４に示すように、トナー容器２１内には、トナー容器２１長手方向に交差する方向に、開口２２に近い側から順に第一攪拌部材２９ａと第２攪拌部材２９ｂがトナー容器２１によって回転可能に支持されている。

次に、攪拌部材２９の構成について説明すると、第１攪拌部材２９ａと第２攪拌部材２９ｂは、棒部材２９ａｌ、２９ｂｌに可撓性を有するシート部材２９ａ２、２９ｂ２を取り付けたものであり、トナー容器２１内で第一攪拌部材２９ａと第２攪拌部材２９ｂが回転することによって第１の攪拌部材２９ａと第２の攪拌部材２９ｂのシート部材２９ａ２、２９ｂ２がトナー容器２１底面に溜まったトナーを掻き出す。そして、トナーは開口２２よりトナー容器２１外に送り出され、その後、弾性ローラ２４や現像ローラ２３を介して感光体ドラム１表面に現像される。

光透過式の現像剤残量検知装置について図２に基づいて説明する。

図２に示すように、トナーを収納するプロセスカートリッジのトナー容器２１には、光透過窓３０ａと光透過窓３０ｂが設けられている。又、画像形成装置本体Ａには、発光素子３１ａと受光素子３１ｂが配置されている。発光素子３１ａから出射された検知光Ｌはトナー容器２１の長手に渡って配設されたライトガイドを通って光透過窓３０ａからトナー容器２１内部に入射される。そして、トナー容器２１内部に入射された検知光は、光透過窓３０ｂからトナー容器２１外部に通過する。トナー容器２１外部に通過した検知光は、同じくトナー容器２１の長手に渡って配設されたライトガイドを介して受光素子３１ｂに至り、そこで受光素子３１ｂがどれだけの時間検知光を受光したか、によってトナー容器２１内に収納されているトナーの残量を検知する構成となっている。

尚、第１攪拌部材２９ａのシート部材２９ａ２は、長手領域の一部において光透過窓３０ａ、３０ｂに対して０．５〜４ｍｍ程度侵入しており、光透過窓３０ａ、３０ｂの表面に付着したトナーを拭き取る働きも兼ねている。このような構成とすることで、光透過窓３０ａ、３０ｂの上にトナーが被ってもシート部材２９ａ２によって光透過窓３０ａ、３０ｂの表面が清掃され、検知光がトナー容器２１内を通過することが可能となる。

トナー容器２１内にトナーが大量に入っている状態では、シート部材２９ａ２が光透過窓３０ａ、３０ｂの表面を清掃してもすぐにトナーが被り、光透過窓３０ａ、３０ｂを遮光してしまうため、検知光がトナー容器２１内を通過する時間は短い。しかし、トナー容器２１内のトナーが消費され、残量が少なくなってくると、シート部材２９ａ２が光透過窓３０ａ、３０ｂを清掃した後に再度トナーが被ってくるまでの間隔が開いてくるため、それに対応して検知光がトナー容器２１内を通過する時間が長くなる。このようにして光透過式の現像剤残量検出装置では、検知光がトナー容器２１内を通過する時間の長さの変化によってトナー容器２１内のトナーの残量を測定する。

即ち、トナー容器２１内にトナーが大量に入っている状態であると検知光の通過時間は短く、逆にトナーが消費された状態においては検知光の通過時間は長くなる。そして、トナー容器２１内のトナーが無くなったときの検知光の通過時間を予め閾値Ｙとして設定しておけば、トナー容器２１内を通過する検知光の通過時間が閾値Ｙを超えたとき、プロセスカートリッジのトナーが無くなったことをユーザーに知らせることができる。

更に、トナー容器２１内を通過する検知光の通過時間とトナー容器２１内のトナーの残量とを対応させたトナー残量検知シーケンスを作れば、検知光のトナー容器２１内の通過時間に対応してトナー容器２１内のトナーの残量をリアルタイムでユーザーに告知するトナー残量の逐次検知が可能となる。又、トナー搬送部の攪拌部材２９ａ、２９ｂの回転速度が変わると、トナー容器２１内を通過する検知光の通過時間も変化してくる。これは攪拌部材２９ａ、２９ｂの回転速度によって攪拌されるトナー容器２１内のトナーの流動性が変わるためである。攪拌部材２９ａ、２９ｂの回転速度が早ければ、トナーが多く攪拌され、その結果、トナー内には空気が大量に混入され、トナーの流動性が高くなる。逆に、攪拌部材２９ａ、２９ｂの回転速度が遅ければ、トナーに送り込まれる空気が少なくなり、結果として攪拌部材２９ａ、２９ｂの回転速度が早い場合よりトナーの流動性は低くなる。

トナー容器２１内に同じ量のトナーがあったとしても、トナーの流動性が高いと攪拌部材２９ａ、２９ｂのシート部材２９ａ２が光透過窓３０ａ、３０ｂの表面上を覆っているトナーを拭き取っても、トナーの流動性が高いため、すぐにトナーが光透過窓３０ａ、３０ｂを覆ってしまうため、検知光がトナー容器２１内を通過する時間は短い。

一方、トナーの流動性が低いと攪拌部材２９ａ、２９ｂのシート部材２９ａ２が光透過窓３０ａ、３０ｂの表面上を覆っているトナーを拭き取ってからトナーが光透過窓３０ａ、３０ｂを再度覆ってしまうまでの時間がトナーの流動性が高いときよりも、比較的遅くなるため、検知光がトナー容器２１内を通過する時間が長くなる。つまり、トナー容器２１内に同じ量のトナーが残っていても、攪拌部材２９ａ、２９ｂの回転速度が異なると（＝トナーの流動性が違うと）、検知光がトナー容器２１内を通過する時間が変わってくる。従って、光透過式の現像剤残量検出装置には複数の攪拌速度に対応した現像剤残量検知シーケンスが用意されている。

本発明の特徴部分である現像剤残量検知について説明する。

本実施の形態の現像剤残量検知装置は攪拌速度６０ｒｐｍ、３０ｒｐｍ、２０ｒｐｍの現像剤残量検知シーケンスを備えている。この現像剤残量検知は、前回転又は後回転等の非画像形成中に一括して行う。

図５は３つの攪拌速度でトナー容器２１内の現像剤残量と現像剤残量検知装置の検知光がトナー容器２１内を通過した時間との関係を示したグラフである。尚、ここで攪拌速度毎に検知光の通過時間が異なるため、このグラフでは通過時間を規格化している。横軸の現像剤残量は１００％のときにトナー容器２１内にトナーが所定量詰められた状態であり、０％のとき、トナー容器２１内のトナーが完全に消費されなくなった状態であることを示す。縦軸の検知光の通過時間は、現像剤残量検知装置の検知光がトナー容器２１内を通過した時間を示し、トナー容器２１内のトナーが大量にある状態では検知光がトナー容器２１を通過する時間は短いが、トナー容器２１内のトナーが消費され、トナー容器２１内のトナーが少なくなるに従って、検知光がトナー容器２１内を通過する時間は長くなる。

（１）は攪拌速度６０ｒｐｍでトナー容器２１内のトナーを消費した場合のトナー容器２１内の現像剤残量と現像剤残量検知装置の検知光がトナー容器２１を通過した通過時間との関係を示したものである。尚、グラフ中の太字の直線は理想直線となっている。この回転速度では、トナーが比較的残っている領域（Ａ、Ｂ）では、理想直線から大きく離れ検知光の通過時間にばらつきが生じ、トナーが残り僅かの領域（Ｃ）では理想直線に近い値を示している。それに対して、（２）の攪拌速度３０ｒｐｍでは、Ａ、Ｃの領域では通過時間にばらつきが生じ、Ｂの領域では理想直線に近い値となっている。又、攪拌速度２０ｒｐｍの場合にはＢ、Ｃの領域では通過時間にばらつきが生じているが、Ａの領域では理想直線に近い値となっている。つまり、攪拌速度によって現像剤残量を精度良く検知できる領域が異なる。このように、複数の攪拌速度を有していても、最適な攪拌速度で現像剤残量を検知しなければトナーが完全に無くなるまで正確な残量検知はできない。又、本実施の形態においては、グラフに示す通り最適な現像剤残量を検知できるのはＡ、Ｂ、Ｃのどの領域においても検知光の通過時間が最大の時である。そこで、本実施の形態では３つの攪拌速度の現像剤残量検知結果から、検知光の通過時間が最大となったときの通過時間に基づいて現像剤残量を決定している。

図６に現像剤残量検知のフローチャートを示す。

先ず、画像形成動作が終了し非画像形成動作に入ると現像剤残量検知装置は攪拌速度６０ｒｐｍで現像剤残量検知を行う（Ｓ１）。次に、攪拌速度３０ｒｐｍで現像剤残量検知を行う（Ｓ２）。同様に攪拌速度２０ｒｐｍで現像剤残量検知を行う（Ｓ３）。そして、攪拌速度６０ｒｐｍ、３０ｒｐｍ、２０ｒｐｍにおける現像剤残量検知結果の比較を行い（Ｓ４）、最も感度の高い結果を基に現像剤残量を決定する（Ｓ５）。

尚、本実施の形態で説明した現像剤残量検知では、通過時間が最大となったときの時間から現像剤残量を決定したが、トナー容器の形状、攪拌速度等によって最適値は異なるため、最適値の決定方法はこれに限定されるものではない。又、本実施の形態では３つの攪拌速度で現像剤残量検知を行い、最適な現像剤残量を決定する方法を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、連続的に攪拌速度が変化する場合にも現像剤残量検知は可能である。

本発明の実施の形態に係る多色画像形装置の概略構成図である。 本発明の実施の形態に係る多色画像形成装置のプロセスカートリッジの概略構成図である。 本発明の実施の形態に係る光透過式現像剤残量検知の構成を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係るトナー容器内部の構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る現像剤残量と検知光の通貨時間の関係を示した図である。 本発明の実施の形態に係るフローチャート図である。

符号の説明

１ 感光体ドラム（電子写真感光体、像担持体）
２ 帯電ローラ（帯電手段）
３ スキャナユニット（露光手段）
４ 現像装置
５ 記録媒体
６ 静電搬送転写装置
７ クリーニング装置
８ 画像形成クリーニング装置
９ プロセスカートリッジ
１１ 静電搬送ベルト
１２ 転写ローラ
１４ 定着装置
２０ 現像容器
２１ トナー容器
２２ 開口
２３ 現像ローラ
２４ 弾性ローラ
２５ 現像ブレード
２６ クリーニングブレード
２７ 廃トナーボックス
２８ 充填口
２９ａ、２９ｂ 攪拌部材
２９ａ１、２９ｂ１ 棒部材
２９ａ２、２９ｂ２ シート部材
３０ａ、３０ｂ 光透過窓
３１ａ 発光素子
３１ｂ 受光素子

Claims (3)

1. 像担持体上に形成された潜像を現像するための現像剤を収容した現像剤収容部と、該現像剤収容部内の前記現像剤を攪拌するための攪拌手段と、前記現像剤収容部内の前記現像剤の残量を検知するための現像剤残量検知装置を備える画像形成装置において、
   前記現像剤残量検知装置は、画像形成時以外において現像剤残量を検知する現像剤残量検知シーケンスを設け、前記攪拌手段による複数の攪拌速度において前記現像剤収容部内の現像剤残量検知を行い、各攪拌速度における検知結果の中から、最も感度の高い結果を基に現像剤残量を決定することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記現像剤残量検知装置は、前記現像剤収容部内を前記現像剤残量検知装置から発せられる検知光が透過する時間に基づいて前記現像剤の残量を検知する光透過式の現像剤残量検知装置であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 少なくとも請求項１又は２記載の現像剤残量検知装置を有し、画像形成装置に対して着脱可能であることを特徴とするプロセスカートリッジ。

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