JP2009186837A - 検知装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー容器内のトナー量を正確に検知できる検知装置及びこれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置に着脱可能なトナー回収容器であって検知窓３１を備えたトナー回収容器内のトナー量を検知する検知装置５１。本体５０ｃは、画像形成装置に対して移動可能に取り付けられる。発光部５０ａ及び受光部５０ｂは、本体５０ｃに設けられている。位置決め部材６２は、画像形成装置にトナー回収容器が装着されたときに、検知窓３１の所定位置に接触して、検知窓３１と検知装置５１との位置決め機構として機能する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、トナー容器内のトナー量を検知する検知装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。

トナーを用いた画像形成装置では、感光体上に形成されたトナー画像が転写ベルトに１次転写される。更に、転写ベルトに１次転写されたトナー画像は、紙等の記録媒体に２次転写される。この際、感光体及び転写ベルトには、転写されずに残った残トナーが発生し、該残トナーは、クリーナーにより取り除かれて、廃トナーとしてトナー回収容器に回収される。このようなトナー回収容器には、トナー回収容器の交換時期を通知するために、トナー回収容器に収納されている廃トナーの充填量を検知する検知機構が設けられている。以下に、図面を参照しながら検知機構について説明する。図１２は、従来の検知機構の断面構造図である。

図１２に示す検知機構は、検知窓部１８７、発光部１８９ａ及び受光部１８９ｂを備えている。検知窓部１８７は、透明部材により形成されており、粉体収容装置から突出した形状を有する。検知窓部１８７の内部には、検知空間１８８が形成されている。粉体収容装置内のトナーが満杯に近づくと、検知空間１８８内には、トナー１１０が進入してくるようになる。

発光部１８９ａ及び受光部１８９ｂは、検知窓部１８７を図１２の左右から挟むように設けられている。粉体収容装置内のトナーが少ない状態では、発光部１８９ａが射出した光は、検知空間１８８を通過して、受光部１８９ｂに到達する。一方、粉体収容装置内のトナーが満杯に近い状態では、発光部１８９ａが射出した光は、トナー１１０に遮られてしまい、受光部１８９ｂに到達しない。これにより、検知機構は、粉体収容装置内のトナー量を検知している。

しかしながら、図１２に示す従来の検知機構では、以下に説明するように、迷光による誤検知が発生してしまう。より詳細には、発光部１８９ａが射出した光の一部が、図１２において、斜め上方に進行し、検知窓部１８７内において全反射等を繰り返しながら通過した後、斜め下方に進行して受光部１８９ｂに迷光として入射する場合がある。この場合、検知空間１８８内にトナー１１０が存在していたとしても、該検知機構は、トナー１１０が存在していないと誤検知してしまう。

そこで、従来の検知機構における誤検知を低減するために、特許文献１に記載の粉体収容装置が提案されている。以下に、図面を参照しながら特許文献１に記載の粉体収容装置について説明する。図１３は、特許文献１に記載の粉体収容装置の検知機構の断面構造図である。図１３において、図１２と同じ構成については、同じ参照符号が付してある。

図１３に示す検知機構では、略三角形状に形成された検知窓部１８７の先端に、発光部１８９ａと受光部１８９ｂとの間の光路を避けるようにして、遮光カバー１９５が設けられている。これにより、発光部１８９ａが照射した光が、検知窓部１８７内に入射して、受光部１８９ｂに迷光として入射することが防止される。

しかしながら、図１３に示す検知機構では、以下に説明するように、遮光カバー１９５が、発光部１８９ａと受光部１８９ｂとの間の光路を遮ってしまうおそれがある。より詳細には、発光部１８９ａ及び受光部１８９ｂは、画像形成装置に設けられている。一方、検知窓部１８７は、画像形成装置に対して着脱可能な粉体収容装置に設けられている。そのため、粉体収容装置の画像形成装置に対する取り付け精度が悪い場合には、遮光カバー１９５が、本来位置すべき図１３に示す位置よりも下方に位置してしまい、発光部１８９ａと受光部１８９ｂとの間の光路を遮ってしまうおそれがある。この場合、検知機構は、粉体収容装置内のトナー量を正確に検知できなくなってしまう。
特開２００５−３５２４０２号公報

そこで、本発明の目的は、トナー容器内のトナー量を正確に検知できる検知装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することである。

本発明は、画像形成装置に着脱可能なトナー容器であって検知窓を備えたトナー容器内のトナー量を検知する検知装置において、前記画像形成装置に対して移動可能に取り付けられる本体と、前記本体に設けられている発光部及び受光部と、前記画像形成装置に前記トナー容器が装着されたときに、前記検知窓に接触する位置決め部材と、を備えていること、を特徴とする。

本発明によれば、位置決め部材が検知窓の所定位置に接触することにより、検知装置と検知窓とが位置合わせされるようになる。これにより、光路は、検知窓の特定の位置を通過するようになる。その結果、検知装置は、トナー容器内のトナー量を安定した精度で検知できるようになる。

本発明において、前記本体に設けられていると共に、前記発光部が射出した光が、該発光部と前記受光部とを結ぶ光路外へと漏れることを抑制する遮光部材を、更に備えていてもよい。

本発明において、前記検知窓は、凸形状を有しており、前記発光部及び前記受光部は、前記画像形成装置に前記トナー容器が装着されているときに、前記検知窓を挟んでいてもよい。

本発明において、前記遮光部材は、前記画像形成装置に前記トナー容器が装着されているときに、前記検知窓に接触してもよい。

本発明において、前記遮光部材は、前記発光部と前記検知窓との間において前記光路を覆う第１の遮光部材と、前記受光部と前記検知窓との間において前記光路を覆う第２の遮光部材と、を含んでいてもよい。

本発明において、前記画像形成装置に前記トナー容器が装着されていないときにおける前記第１の遮光部材と前記第２の遮光部材との間隔は、該第１の遮光部材と該第２の遮光部材とが接触する部分における前記検知窓の厚みよりも小さくてもよい。

本発明において、前記第１の遮光部材又は前記第２の遮光部材が前記検知窓に押し付けられる方向に、前記本体を付勢する弾性部材を、更に備えていてもよい。

本発明において、前記遮光部材は、弾性体により構成されていてもよい。

本発明において、前記位置決め部材は、前記遮光部材よりも硬い材料により構成されていてもよい。

本発明に係る検知装置は、画像形成装置に対して適用可能である。

以下に、本発明の一実施形態に係る検知装置及びこれを備えた画像形成装置の構成について図面を参照しながら説明する。

（画像形成装置の構成について）
図１は、該画像形成装置１の全体構成を示した図である。図１に示す画像形成装置１は、電子写真方式によるカラープリンタであって、いわゆるタンデム式で４色（Ｃ：シアン、Ｍ：マゼンタ、Ｙ：イエロー、Ｋ：ブラック）の画像を合成するように構成したものである。該画像形成装置１は、印刷ジョブを受付けて紙等の印刷媒体に画像を形成する機能を有し、印刷部２、給紙部１４、ＣＰＵにより構成される制御部１８、排紙トレイ２０及びトナー回収容器２５を備える。

給紙部１４は、複数種類のサイズの用紙を一枚ずつ供給する役割を果たし、用紙トレイ１５及び給紙ローラ１６を含む。用紙トレイ１５は、印刷前の状態の複数種類の用紙が複数枚重ねて載置される。なお、図１中では、用紙トレイ１５は１つしか記載されていないが、実際には、それぞれの用紙の種類に対応する複数の用紙トレイ１５が設けられている。給紙ローラ１６は、用紙トレイ１５に載置された紙を一枚ずつ取り出す。

印刷部２は、給紙部１４から供給されてくる用紙に画像を印刷する画像印刷手段としての役割を果たし、画像形成ステーション３３（３３Ｃ，３３Ｍ，３３Ｙ，３３Ｋ）、露光制御部３、１次転写ローラ８（８Ｃ，８Ｍ，８Ｙ，８Ｋ）、転写ベルト１０、駆動ローラ１１、従動ローラ１２、転写ローラ１３、クリーニングブレード１７及び定着装置１９を含む。また、画像形成ステーション３３（３３Ｃ，３３Ｍ，３３Ｙ，３３Ｋ）は、感光体ドラム４（４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ，４Ｋ）、帯電器５（５Ｃ，５Ｍ，５Ｙ，５Ｋ）、露光装置６（６Ｃ，６Ｍ，６Ｙ，６Ｋ）、現像装置７（７Ｃ，７Ｍ，７Ｙ，７Ｋ）及びクリーナー９（９Ｃ，９Ｍ，９Ｙ，９Ｋ）を含む。

感光体ドラム４の周面は、帯電器５により帯電させられる。そして、露光装置６は、露光制御部３の制御により、感光体ドラム４の周面に対してレーザを照射する。これにより、感光体ドラム４の周面には静電潜像が形成される。この静電潜像が形成された感光体ドラム４に対して、現像装置７の現像ローラがトナーを供給することにより、感光体ドラム４の周面にトナー画像が形成される。

前記トナー画像は、駆動ローラ１１と従動ローラ１２との間に張り渡された転写ベルト１０に１次転写ローラ８により１次転写される。転写ベルト１０にトナー画像が転写された後に、感光体ドラム４の周面に残存した残トナーは、クリーナー９により回収される。

１次転写されたトナー画像は、転写ベルト１０が駆動させられることにより、転写ローラ１３まで搬送され、転写ローラ１３により、給紙部１４から搬送されてきた用紙に２次転写される。用紙にトナー画像が転写された後に、転写ベルト１０上に残存した残トナーは、クリーニングブレード１７により回収される。なお、クリーナー９及びクリーニングブレード１７により回収された残トナーは、図示されない搬送機構によりトナー回収容器２５に搬送される。トナー回収容器２５は、搬送されてきた残トナーを廃トナーとして収納する。

トナー画像が転写された用紙は、定着装置１９に搬送される。定着装置１９は、用紙に対して加熱処理及び加圧処理を施すことにより、トナー画像を用紙に定着させる定着手段としての役割を果たす。排紙トレイ２０には、印刷済みの用紙が載置される。

（トナー回収容器の構成について）
以上のように構成された画像形成装置１において、以下に、トナー回収容器２５について図面を参照しながら説明する。図２は、トナー回収容器２５の外観斜視図である。図２中で、ｘ軸及びｚ軸は、水平方向に平行な軸であり、ｙ軸は、鉛直方向に平行な軸である。なお、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、互いに直交する。図３は、トナー回収容器２５のｘｙ平面における断面構造図である。図４は、検知部材３５の外観斜視図である。

トナー回収容器２５は、図２に示すように、本体２７、シャッター２９、検知窓３１及びギア３４を備え、更に、その内部に図３に示すように、搬送スクリュー２８及び検知部材３５を備える。トナー回収容器２５は、廃トナーを回収する役割を果たし、長手方向（ｘ軸方向）が図１の紙面に垂直な方向と一致する方向を向くように、画像形成装置１に対して着脱可能に取り付けられる。

本体２７は、ｘ軸方向に長手方向を有する樹脂製の容器であり、クリーナー９及びクリーニングブレード１７から搬送されてくる残トナーを廃トナーとして収納する。本体２７のｘ軸方向の負方向における端部の上面には、図３に示すように、廃トナーの投入口である入り口Ｉが形成されている。この入り口Ｉの上には、該入り口Ｉを開閉するためのシャッター２９が設けられている。該シャッター２９は、図３の矢印ｄの方向にスライドすることができ、画像形成装置１にトナー回収容器２５が取り付けられたときは入り口Ｉを開け、画像形成装置１からトナー回収容器２５が取り外されたときには入り口Ｉを閉じる。

搬送スクリュー２８は、図３に示すように、本体２７の上部に取り付けられ、ｘ軸方向に延在する軸Ｓを中心として回転することにより、廃トナーをｘ軸の正方向に搬送して、廃トナーがトナー回収容器２５内で偏ることを防止する搬送手段としての役割を果たす。該搬送スクリュー２８は、羽根Ｗ１及び羽根Ｗ２を供えている。羽根Ｗ１と羽根Ｗ２とは、軸Ｓを挟んで互いに１８０度の角をなすように設けられる。該羽根Ｗ１と該羽根Ｗ２とは、廃トナーをｘ軸の正方向に送り出すための複数の小さな羽根がｘ軸方向に並ぶように設けられることにより構成されている。更に、羽根Ｗ１は、羽根Ｗ２よりもｘ軸方向の正方向に長く延在している。以下、この羽根Ｗ１が羽根Ｗ２よりも長く延在している部分を、延長部ＥＸと称す。

ギア３４は、搬送スクリュー２８の一端に取り付けられ、トナー回収容器２５が画像形成装置１に取り付けられたときに、該画像形成装置１に設けられたモーターなどの駆動手段（不図示）により回転させられる。これにより、搬送スクリュー２８は、回転運動をすることができる。

検知部材３５は、その先端部分において、本体２７に収納されている廃トナーの上面に接触する接触部Ｃを有し、接触部Ｃの位置により該本体２７内に収納されている廃トナーの量を示す役割を果たす。更に、検知部材３５は、図４に示すように、検知板３６及び光検知部３９ａ，３９ｂを備える。検知部材３５は、図３及び図４に示すように、搬送スクリュー２８の軸Ｓよりもｙ軸方向の上側において、支点Ａを中心に揺動可能に軸支されている。

検知板３６は、図４に示すように、切り欠き部３７が形成された長方形状の板であり、該切り欠き部３７において軸Ｓを跨いでいる。該切り欠き部３７は、ｙ軸方向から見たときに、軸Ｓと重なるように形成される。更に、検知板３６は、支点Ａよりもｘ軸方向の正方向に設けられ、その先端に廃トナーの上面と接触する接触部Ｃを有している。そのため、搬送スクリュー２８の廃トナーの搬送運動に連動して、検知部材３５が揺動すれば、接触部Ｃは、ｙ軸方向において、軸Ｓよりも上側と該軸Ｓの下側との間を往復移動できる。すなわち、検知部材３５は、軸Ｓよりも下側に廃トナーの上面が存在するときの充填量と、軸Ｓよりも上側に廃トナーの上面が存在するときの充填量との両方を検知することができる。

更に、検知部材３５の支点Ａを挟んで検知板３６の反対側には、図３に示すように、光検知部３９ａ，３９ｂが設けられている。該光検知部３９ａ，３９ｂは、本体２７のｘ軸方向の正方向の端部近傍においてｙ軸方向に突出した凸部４５内において、揺動する。光検知部３９ａと光検知部３９ｂとの間には、スリット４４が形成されている。光検知部３９ａ，３９ｂ及びスリット４４の揺動は、透明部材からなる検知窓３１を介して、トナー回収容器２５の外部から観察できるようになっている。検知窓３１は、図２に示すように、トナー回収容器２５から突出するように設けられた凸形状の透明窓である。

フォトセンサ５０は、図４に示すように、検知窓３１（図４では不図示）を介して光検知部３９ａ，３９ｂ及びスリット４４をｙ軸方向の上下方向から挟むように画像形成装置１側に設けられ、光検知部３９ａ，３９ｂ及びスリット４４の動きを検知する検知装置の一部を構成している。なお、図４では、フォトセンサ５０は、宙に浮いた状態で記載されているが、実際には、画像形成装置１に取り付けられている。フォトセンサ５０を含む検知装置の構成については、後述する。図１に示す制御部１８は、この光検知部３９ａ，３９ｂ及びスリット４４の動きに基づいて、トナー回収容器２５の廃トナーの充填量を検知する。

（トナー回収容器の動作について）
以上のように構成されたトナー回収容器２５について、以下にその動作について図面を参照しながら説明する。図５及び図６は、トナー回収容器２５の廃トナーの充填量が少ない状態（以下、エンプティ状態と称す）における検知部材３５の動きを示した図である。図７及び図８は、トナー回収容器２５の廃トナーの充填量が満杯状態の直前の状態（以下、ニアフル状態と称す）における検知部材３５の動きを示した図である。なお、本実施形態では、エンプティ状態とは、軸Ｓよりも廃トナーの上面がｙ軸方向のはるか下側に位置しているときの状態をさす。ニアフル状態とは、軸Ｓのｙ軸方向の少し下側に廃トナーの上面が位置しているときの状態をさす。

また、図９は、エンプティ状態及びニアフル状態が検知されるときにフォトセンサ５０が出力する信号の波形を示した図である。具体的には、図９（ａ）は、エンプティ状態においてフォトセンサ５０が出力する波形であり、図９（ｂ）は、ニアフル状態においてフォトセンサ５０が出力する波形である。

以下に説明するトナー回収容器２５の動作では、制御部１８は、廃トナーの充填量を検知する際に、搬送スクリュー２８を回転させる。この搬送スクリュー２８の回転に連動して、検知部材３５が揺動することにより、光検知部３９ａ，３９ｂ及びスリット４４が揺動する。このときにフォトセンサ５０から出力されてくる信号波形に基づいて、制御部１８は、トナー回収容器２５がエンプティ状態又はニアフル状態のいずれであるのかを判定する。なお、制御部１８は、例えば、画像形成装置１において印刷が行われて、感光体ドラム４及び転写ベルト１０に残トナーが発生した際に、搬送スクリュー２８を回転させる。

（エンプティ状態の検知について）
エンプティ状態の検知について、図５、図６及び図９（ａ）を参照しながら説明する。エンプティ状態の場合には、図５及び図６に示すように、廃トナーの上面Ｔは、軸Ｓよりもｙ軸方向のはるか下側に位置している。そのため、廃トナーの上面Ｔは、図５及び図６では図示されていない。

まず、初期状態では、図５（ａ）に示すように、羽根Ｗ２は、軸Ｓよりもｙ軸方向の上側に位置し、羽根Ｗ１は、軸Ｓよりもｙ軸方向の下側に位置している。このとき、図４に示すように、切り欠き部３７の中に軸Ｓが位置するようになり、接触部Ｃは、軸Ｓよりもｙ軸方向の下側に位置するようになる。これにより、光検知部３９ａは、図３の検知窓３１の右端に位置する。そして、光検知部３９ｂは、フォトセンサ５０の発光部５０ａと受光部５０ｂとの間を遮る。その結果、フォトセンサ５０からは、図９（ａ）の時刻ｔ１に示すように、ローレベルの信号が出力される。

次に、搬送スクリュー２８が４５度回転する。このとき、図５（ｂ）に示すように、延長部ＥＸにより検知板３６の下面がｙ軸方向の上方向に持ち上げられる。これにより、フォトセンサ５０の発光部５０ａと受光部５０ｂとの間にスリット４４が位置するようになり、フォトセンサ５０の発光部５０ａと受光部５０ｂとの間は開通する。その結果、フォトセンサ５０からは、図９（ａ）の時刻ｔ２に示すように、ハイレベルの信号が出力される。

次に、搬送スクリュー２８が更に４５度回転する。このとき、図５（ｃ）に示すように、検知板３６の下面が延長部ＥＸにより持ち上げられて、接触部Ｃは、軸Ｓと同じ高さになるまで上昇する。このとき、光検知部３９ａは、フォトセンサ５０の発光部５０ａと受光部５０ｂとの間を遮る。その結果、フォトセンサ５０からは、図９（ａ）の時刻ｔ３に示すように、ローレベルの信号が出力される。

次に、搬送スクリュー２８が９０度回転する。このとき、図５（ｄ）に示すように、羽根Ｗ１は、軸Ｓよりもｙ軸方向の上側に位置し、羽根Ｗ２は、軸Ｓよりもｙ軸方向の下側に位置している。これにより、検知板３６の下面が延長部ＥＸにより持ち上げられて、接触部Ｃは、延長部ＥＸの上面と同じ高さになるまで上昇する。このとき、フォトセンサ５０の発光部５０ａと受光部５０ｂとの間は、開通している。その結果、フォトセンサ５０からは、図９（ａ）の時刻ｔ４に示すように、ハイレベルの信号が出力される。

次に、搬送スクリュー２８が９０度回転する。検知部材３５は、自重により支点Ａを中心に回転し、接触部Ｃは、図６（ａ）に示すように、軸Ｓと同じ高さになるまで下降する。このとき、フォトセンサ５０の発光部５０ａと受光部５０ｂとの間に、光検知部３９ａが位置し、フォトセンサ５０の発光部５０ａと受光部５０ｂとの間が遮られる。その結果、フォトセンサ５０からは、図９（ａ）の時刻ｔ５に示すように、ローレベルの信号が出力される。

次に、搬送スクリュー２８が４５度回転する。このとき、図６（ｂ）に示すように、接触部Ｃは、延長部ＥＸにより支えられた状態でｙ軸方向の下方向に下降する。これにより、フォトセンサ５０の発光部５０ａと受光部５０ｂとの間にスリット４４が位置するようになり、フォトセンサ５０の発光部５０ａと受光部５０ｂとの間は開通する。その結果、フォトセンサ５０からは、図９（ａ）の時刻ｔ６に示すように、ハイレベルの信号が出力される。

最後に、搬送スクリュー２８が４５度回転する。このとき、検知部材３５は、図６（ｃ）に示す状態になる。このとき、フォトセンサ５０からは、図９（ａ）の時刻ｔ７に示すように、ローレベルの信号が出力される。

以上のように、エンプティ状態の検知時には、搬送スクリュー２８が１回転する間に、フォトセンサ５０が出力する信号は、ローレベル、ハイレベル、ローレベル、ハイレベル、ローレベル、ハイレベル、ローレベルの順に変化する。制御部１８は、このような信号の変化を検知した場合には、トナー回収容器２５が、エンプティ状態であると判定する。

（ニアフル状態の検知について）
ニアフル状態の検知について、図７、図８及び図９（ｂ）を参照しながら説明する。ニアフル状態の場合には、図７及び図８に示すように、廃トナーの上面Ｔは、軸Ｓよりもｙ軸方向の下側に位置している。

まず、初期状態では、図７（ａ）に示すように、羽根Ｗ２は、軸Ｓよりもｙ軸方向の上側に位置し、羽根Ｗ１は、軸Ｓよりもｙ軸方向の下側に位置している。このとき、図４に示すように、切り欠き部３７の中に軸Ｓが位置するようになり、接触部Ｃは、軸Ｓよりもｙ軸方向の下側に位置するようになる。ただし、軸Ｓのｙ軸方向の少し下側に廃トナーの上面Ｔが位置しているので、図７（ａ）に示すように、接触部Ｃは、図５（ａ）のように下がりきる前に、廃トナーの上面Ｔに接触する。そのため、図７（ａ）に示す接触部Ｃの位置は、図５（ａ）に示す接触部Ｃの位置よりも、ｙ軸方向において上方向に位置する。これにより、フォトセンサ５０の発光部５０ａと受光部５０ｂとの間にスリット４４が位置するようになり、フォトセンサ５０の発光部５０ａと受光部５０ｂとの間は開通する。その結果、フォトセンサ５０からは、図９（ｂ）の時刻ｔ１に示すように、ハイレベルの信号が出力される。

次に、搬送スクリュー２８が更に９０度回転する。このとき、図７（ｂ）に示すように、検知板３６の下面が延長部ＥＸにより持ち上げられて、接触部Ｃは、軸Ｓと同じ高さになるまで上昇する。このとき、光検知部３９ａは、フォトセンサ５０の発光部５０ａと受光部５０ｂとの間を遮る。その結果、フォトセンサ５０からは、図９（ｂ）の時刻ｔ３に示すように、ローレベルの信号が出力される。

次に、搬送スクリュー２８が９０度回転する。このとき、図７（ｃ）に示すように、羽根Ｗ１は、軸Ｓよりもｙ軸方向の上側に位置し、羽根Ｗ２は、軸Ｓよりもｙ軸方向の下側に位置している。これにより、検知板３６の下面が延長部ＥＸにより持ち上げられて、接触部Ｃは、延長部ＥＸの上面と同じ高さになるまで上昇する。このとき、フォトセンサ５０の発光部５０ａと受光部５０ｂとの間は、開通している。その結果、フォトセンサ５０からは、図９（ｂ）の時刻ｔ４に示すように、ハイレベルの信号が出力される。

次に、搬送スクリュー２８が９０度回転する。検知部材３５は、自重により支点Ａを中心に回転し、接触部Ｃは、図８（ａ）に示すように、軸Ｓと同じ高さになるまで下降する。このとき、フォトセンサ５０の発光部５０ａと受光部５０ｂとの間に、光検知部３９ａが位置し、フォトセンサ５０の発光部５０ａと受光部５０ｂとの間が遮られる。その結果、フォトセンサ５０からは、図９（ｂ）の時刻ｔ５に示すように、ローレベルの信号が出力される。

最後に、搬送スクリュー２８が９０度回転する。このとき、検知部材３５は、図８（ｂ）に示す状態になる。このとき、フォトセンサ５０からは、図９（ｂ）の時刻ｔ７に示すように、ハイレベルの信号が出力される。

以上のように、ニアフル状態の検知時には、搬送スクリュー２８が１回転する間に、フォトセンサ５０が出力する信号は、ハイレベル、ローレベル、ハイレベル、ローレベル、ハイレベルの順に変化する。制御部１８は、このような信号の変化を検知した場合には、トナー回収容器２５が、ニアフル状態であると判定する。

なお、ここでは、エンプティ状態の検知及びニアフル状態の検知について説明を行ったが、画像形成装置１において検知可能な状態は、これに限らない。画像形成装置１は、例えば、トナー回収容器２５の廃トナーの充填量が満杯状態（フル状態）を、エンプティ状態及びニアフル状態に加えて検知してもよい。

（検知装置の構成について）
以下に、画像形成装置１に搭載されている検知装置５１について図面を参照しながら説明する。図１０は、検知装置５１及び検知窓３１の断面構造図である。図１１は、検知装置５１の外観斜視図である。

特許文献１に記載の検知機構では、粉体収容装置の画像形成装置に対する取り付け精度が悪い場合には、遮光カバー１９５が、本来位置すべき図１３に示す位置よりも下方に位置してしまい、発光部１８９ａと受光部１８９ｂとの間の光路を遮ってしまうという問題があった。そこで、本願発明者は、発光部１８９ａと受光部１８９ｂとの間の光路を確保するために、遮光カバー１９５に相当する遮光部材５２ａ，５２ｂの構成及び検知装置５１の位置決め機構に、以下に説明するような工夫を行った。

図１０及び図１１に示すように、検知装置５１は、フォトセンサ５０、スライダー５４、弾性部材としてのバネ５６及び位置決め部材６２を備えている。また、図１１に示すレール５８は、画像形成装置１（図示せず）に取り付けられている。更に、フォトセンサ５０は、図１０及び図１１に示すように、発光部５０ａ、受光部５０ｂ及び本体５０ｃを含んでいる。

レール５８は、図１１に示すように、長方形状の平板の４辺の内、鉛直方向（ｙ軸方向）に延びる２辺が「コ」字状に折り曲げられて構成されている。スライダー５４は、長方形状の平板であり、レール５８に嵌め込まれることにより、ｙ軸方向に平行移動することができる。

本体５０ｃは、スライダー５４に取り付けられている。これにより、フォトセンサ５０は、スライダー５４及びレール５８を介して画像形成装置１に対して着脱可能かつ移動可能に取り付けられる。更に、本体５０ｃは、図１０及び図１１に示すように、「コ」字状の形状を有している。より詳細には、本体５０ｃは、スライダー５４から垂直な方向に延在している第１の部材６０ａ及び第２の部材６０ｂを含んでいる。第１の部材６０ａ及び第２の部材６０ｂは、図１０に示すように、画像形成装置１に対してトナー回収容器２５が装着されているときに、検知窓３１を挟んで対向するように、ｙ軸方向に並ぶように設けられている。

発光部５０ａは、光を射出し、前記第１の部材６０ａのｙ軸方向の下側の面に設けられている。また、受光部５０ｂは、光を受光し、前記第２の部材６０ｂのｙ軸方向の上側の面に設けられている。これにより、発光部５０ａ及び受光部５０ｂは、図１０に示すように、画像形成装置１に対してトナー回収容器２５が装着されているときに、検知窓３１を挟んで対向している。その結果、発光部５０ａと受光部５０ｂとの間には、検知窓３１を通過する光路Ｂが形成されている。

遮光部材５２ａ，５２ｂは、ゴムや樹脂等の弾性体により構成され、前記光路Ｂ外に光が漏れることを防止するように、本体５０ｃに設けられている。より詳細には、遮光部材５２ａは、図１０に示すように、発光部５０ａと検知窓３１のｙ軸方向の上側の面との間において、光路Ｂの周りを覆うように、第１の部材６０ａに設けられている筒状の部材である。また、遮光部材５２ｂは、図１０に示すように、受光部５０ｂと検知窓３１のｙ軸方向の下側の面との間において、光路Ｂの周りを覆うように、第２の部材６０ｂに設けられている筒状の部材である。

遮光部材５２ａ，５２ｂは、図１０に示すように、トナー回収容器２５が画像形成装置１に装着されているときに、検知窓３１に接触している。これにより、発光部５０ａと検知窓３１との間における光路Ｂの周囲、及び、受光部５０ｂと検知窓３１との間における光路Ｂの周囲のそれぞれは、遮光部材５２ａ，５２ｂにより隙間なく覆われるようになる。特に、画像形成装置１にトナー回収容器２５が装着されていないときにおける遮光部材５２ａ，５２ｂの先端部分の間隔Ｄ１（図１１参照）は、遮光部材５２ａ，５２ｂが接触する部分における検知窓３１の厚みＤ２（図１０参照）よりも小さいことが好ましい。これにより、遮光部材５２ａ，５２ｂと検知窓３１とを密着させることが可能となる。ただし、間隔Ｄ１と厚みＤ２との差は、検知窓３１を遮光部材５２ａ，５２ｂの間に容易に圧入できる程度に設定される必要がある。

位置決め部材６２は、画像形成装置１にトナー回収容器２５が装着されたときに、検知窓３１の所定位置に接触することにより、検知装置５１と検知窓３１とを位置決めする位置決め機構として機能する。該所定位置とは、検知装置５１と検知窓３１との位置決めの基準となる位置であり、例えば、位置決め部材６２が嵌りこむ溝である。位置決め部材６２は、遮光部材５２ａ，５２ｂを構成する弾性体よりも硬い材料により構成されている。該位置決め部材６２は、本体５２ｃのｙ軸方向の下側の面においてスライダー５４に対して垂直方向に延在すると共に、ｙ軸方向の上側に略垂直に折り曲げられて、ｙ軸方向の上側に向かって延在するように構成されている。位置決め部材６２の先端は、遮光部材５２ｂの先端と略同じ位置又は遮光部材５２ｂの先端よりも少しだけｙ軸方向の下側に位置している。これにより、画像形成装置１にトナー回収容器２５が装着されたときに、検知窓３１からの圧力により遮光部材５２ｂが少しだけ縮んで、位置決め部材６２の先端が検知窓３１の所定の位置に接触するようになる。その結果、検知窓３１と検知装置５１との位置合わせが行われる。

ところで、バネ５６の一端は、画像形成装置１（図１０では図示せず）に接続されていると共に、バネ５６の他端は、スライダー５４に接続されている。これにより、画像形成装置１に対してトナー回収容器２５が取り付けられた場合に、図１０に示すように、バネ５６は、ｙ軸方向の上側へと本体５０ｃを引っ張り上げる方向に付勢する。その結果、遮光部材５２ｂ及び位置決め部材６２が検知窓３１に押し付けられるようになる。

（効果）
以上のように構成された検知装置５１によれば、光路Ｂの周囲が遮光部材５２ａ，５２ｂにより覆われているので、光が光路Ｂ外へと漏れることが抑制される。その結果、検知装置５１において、迷光による誤検知が抑制される。

更に、遮光部材５２ａ，５２ｂは、本体５０ｃに設けられているので、遮光部材５２ａ，５２ｂと発光部５０ａ及び受光部５０ｂとの位置関係は固定されている。そのため、トナー回収容器２５が画像形成装置１に対してずれた状態で取り付けられたとしても、遮光部材５２ａ，５２ｂが、光路Ｂを妨げるおそれがない。その結果、検知装置５１は、トナー回収容器２５内のトナー量を正確に検知できる。

また、遮光部材５２ａ，５２ｂは、画像形成装置１にトナー回収容器２５が取り付けられたときに、検知窓３１に対して接触している。そのため、遮光部材５２ａ，５２ｂと検知窓３１との隙間から光が漏れることが防止される。更に、遮光部材５２ａ，５２ｂは、弾性体により構成されているので、検知窓３１に対して密着することが可能である。その結果、遮光部材５２ａ，５２ｂと検知窓３１との隙間から光が漏れることがより効果的に防止される。

更に、位置決め部材６２が検知窓３１に接触することにより、検知装置５１と検知窓３１とが位置合わせされるようになる。これにより、光路Ｂは、検知窓３１の特定の位置を通過するようになる。その結果、検知装置５１は、トナー回収容器２５内のトナー量を安定した精度で検知できるようになる。特に、本実施形態では、遮光部材５２ａ，５２ｂが変形し易い弾性体により構成されているので、遮光部材５２ａ，５２ｂが検知窓３１に接触していたとしても、検知装置５１と検知窓３１とが正確に位置決めされていないおそれがある。これに対して、位置決め部材６２は、遮光部材５２ａ，５２ｂよりも硬い材料により構成されているので、遮光部材５２ａ，５２ｂに比べて検知窓３１に接触して変形しにくい。そのため、位置決め部材６２により、検知装置５１と検知窓３１との位置決めを正確に行うことができる。

また、遮光部材５２ｂ及び位置決め部材６２が、バネ５６により検知窓３１に押し付けられているので、遮光部材５２ｂ及び位置決め部材６２と検知窓３１との間に働く力が大きくなる。その結果、位置決め部材６２及び遮光部材５２ｂと検知窓３１との間の摩擦力が大きくなり、位置決め部材６２及び遮光部材５２ｂと検知窓３１とのずれが発生しにくくなる。

（その他の実施形態）
以上のように構成された検知装置５１は、前記実施形態において説明した構成に限らない。したがって、検知装置５１は、その発明の思想の範囲内において適宜変更されてもよい。

例えば、遮光部材５２ａ，５２ｂは、光路Ｂの周囲を包囲するように設けられているが、以下に説明するように、該遮光部材５２ａ，５２ｂの形状はこれに限らない。より詳細には、光路Ｂから漏れた光の内、迷光となりやすい光は、図１０において、光路Ｂに対してトナー回収容器２５の反対側（図１０の左側）に漏れた光である。すなわち、トナー回収容器２５側に漏れた迷光は、トナー回収容器２５内に入射して減衰してしまう。一方、検知装置５１側に漏れた迷光は、本体５０ｃで反射したり、検知窓３１において全反射を繰り返したりして、受光部５０ｂに入射してしまう。そこで、遮光部材５２ａ，５２ｂは、少なくとも、光路Ｂに対してトナー回収容器２５の反対側にのみ設けられていればよい。

また、図１０では、遮光部材５２ｂが検知窓３１に対して押し付けられているが、遮光部材５２ａが検知窓３１に対して押し付けられていてもよい。この場合、位置決め部材６２は、遮光部材５２ｂの近傍の代わりに遮光部材５２ａの近傍に設けられる。

画像形成装置の全体構成を示した図である。 トナー回収容器の外観斜視図である。 トナー回収容器のｘｙ平面における断面構造図である。 検知部材の外観斜視図である。 エンプティ状態における検知部材の動きを示した図である。 エンプティ状態における検知部材の動きを示した図である。 ニアフル状態における検知部材の動きを示した図である。 ニアフル状態における検知部材の動きを示した図である。 エンプティ状態及びニアフル状態が検知されるときにフォトセンサが出力する信号の波形を示した図である。 検知装置及び検知窓の断面構造図である。 検知装置の外観斜視図である。 従来の検知機構の断面構造図である。 特許文献１に記載の粉体収容装置の検知機構の断面構造図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
２５ トナー回収容器
２８ 搬送スクリュー
２９ シャッター
３１ 検知窓
３５ 検知部材
３６ 検知板
３７ 切り欠き部
３９ａ，３９ｂ 光検知部
４４ スリット
４５ 凸部
５０ フォトセンサ
５０ａ 発光部
５０ｂ 受光部
５０ｃ 本体
５１ 検知装置
５２ａ，５２ｂ 遮光部材
５４ スライダー
５６ バネ
５８ レール
６２ 位置決め部材

Claims (10)

1. 画像形成装置に着脱可能なトナー容器であって検知窓を備えたトナー容器内のトナー量を検知する検知装置において、
   前記画像形成装置に対して移動可能に取り付けられる本体と、
   前記本体に設けられている発光部及び受光部と、
   前記画像形成装置に前記トナー容器が装着されたときに、前記検知窓に接触する位置決め部材と、
   を備えていること、
   を特徴とする検知装置。
2. 前記本体に設けられていると共に、前記発光部が射出した光が、該発光部と前記受光部とを結ぶ光路外へと漏れることを抑制する遮光部材を、
   更に備えていること、
   を特徴とする請求項１に記載の検知装置。
3. 前記検知窓は、凸形状を有しており、
   前記発光部及び前記受光部は、前記画像形成装置に前記トナー容器が装着されているときに、前記検知窓を挟むこと、
   を特徴とする請求項２に記載の検知装置。
4. 前記遮光部材は、前記画像形成装置に前記トナー容器が装着されているときに、前記検知窓に接触すること、
   を特徴とする請求項３に記載の検知装置。
5. 前記遮光部材は、
   前記発光部と前記検知窓との間において前記光路を覆う第１の遮光部材と、
   前記受光部と前記検知窓との間において前記光路を覆う第２の遮光部材と、
   を含んでいること、
   を特徴とする請求項３又は請求項４のいずれかに記載の検知装置。
6. 前記画像形成装置に前記トナー容器が装着されていないときにおける前記第１の遮光部材と前記第２の遮光部材との間隔は、該第１の遮光部材と該第２の遮光部材とが接触する部分における前記検知窓の厚みよりも小さいこと、
   を特徴とする請求項５に記載の検知装置。
7. 前記第１の遮光部材又は前記第２の遮光部材が前記検知窓に押し付けられる方向に、前記本体を付勢する弾性部材を、
   更に備えていること、
   を特徴とする請求項５又は請求項６のいずれかに記載の検知装置。
8. 前記遮光部材は、弾性体により構成されていること、
   を特徴とする請求項２ないし請求項７のいずれかに記載の検知装置。
9. 前記位置決め部材は、前記遮光部材よりも硬い材料により構成されていること、
   を特徴とする請求項８に記載の検知装置。
10. 請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の検知装置を、
    備えること、
    を特徴とする画像形成装置。

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