JP2021092622A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】着脱可能な現像装置と画像形成装置本体側のトナー検知センサーとの位置関係を精度よく保持可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、現像装置と、ユニット装着部と、を含む画像形成部と、制御部と、を備える。現像装置は、複数の第１端子が配置された検知基板と、第１端子に電気抵抗を介して接続された現像側接続端子と、を有する。ユニット装着部は、検知基板に対向配置され、複数の第１端子のそれぞれに対向する位置に複数の第２端子が配置されたセンサー支持板と、第２端子に直流電源を介して接続された本体側接続端子と、第１端子と第２端子、現像側接続端子と本体側接続端子の接触により形成される検知回路に流れる電流を検知する電流検知部と、を有する。制御部は、検知回路に流れる電流に基づいて現像装置がユニット装着部の所定位置に装着されたことを検知する。【選択図】図７

Description

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に、現像装置が着脱可能であり、現像装置内のトナー量またはトナー濃度を検知するトナー検知センサーを画像形成装置本体側に備えた画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真プロセスを用いた画像形成装置における現像方式としては、主として粉末の現像剤が使用され、感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像を現像装置内に充填された現像剤中のトナーによって可視化し、その可視像（トナー像）を記録媒体上に転写した後、定着処理を行うプロセスが一般的である。

通常、現像装置内のトナー量またはトナー濃度を制御するためにトナー検知センサー等のトナー検知機構を用いる。現像剤中のトナー量またはトナー濃度を精度よく検知するためには、このトナー検知機構と現像装置内の現像剤との距離を常に一定とすることが必要である。従来、トナー検知機構を現像装置に直接設置する構成とすることで、トナー検知機構と現像剤との距離が変動することなく使用可能となっている。

しかし、近年の画像形成装置の小型化の流れに伴い、現像装置を小型化しようとした場合、トナー検知機構の大きさにより現像装置の小型が難しい場合がある。また、現像装置を交換可能とした場合、現像装置に設置されたトナー検知機構が現像装置と共に廃棄されてしまいコスト面で不利となる。

そこで、トナー検知機構を画像形成装置本体側に設置する構成が提案されており、例えば特許文献１には、付勢バネの付勢力によってセンサホルダーを揺動させ、磁気トナーホルダーを現像剤容器に安定した当接力で当接させる現像剤残量検知装置が開示されている。また、特許文献２には、トナー濃度センサーを画像形成装置の本体側に設置し、現像器が装置本体の所定位置に装着される装着動作に伴ってトナー濃度センサーが当接面に当接されるようにした画像形成装置が開示されている。

さらに特許文献３には、画像形成装置本体に装着された現像剤容器内の現像剤の透磁率に対応する情報をトナーセンサーによって検知し、検知されたトナーセンサーの出力値に基づいて現像剤容器が画像形成装置本体に装着されているか否かを判断する現像剤容器の着脱状況の判断方法が開示されている。

特開平１１−１４３２０６号公報 特開２０１９−９０８６５号公報 特開２００２−４０８９１号公報

しかしながら、特許文献１、２の方法では、現像装置の着脱によって現像装置とトナー検知機構とが離間する場合があるため、現像装置が画像形成装置本体側に装着された際に現像装置とトナー検知機構が正規の距離に確実に設置、または押圧されておらず、現像装置内のトナー量を精度よく検知できない場合が懸念される。

また、特許文献３の方法では、センサー出力値がある一定の範囲に入っていれば現像装置が適正な位置に装着されていると判断するだけであり、現像装置の装着状態によってはその判断を誤る可能性がある。例えば、現像装置の着脱により現像装置とセンサーのトナー検知面との間に異物や埃などが存在し、現像装置とトナー検知面の間に隙間が発生した合に、センサーの検知レベルが変動する可能性がある。検知レベルが変動すると現像剤量の検知結果が変動してしまい、安定した画像性能が得られないおそれがあった。

本発明は、上記問題点に鑑み、着脱可能な現像装置と画像形成装置本体側のトナー検知センサーとの位置関係を精度よく維持可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、画像形成部と、制御部と、を備えた画像形成装置である。画像形成部は、表面に感光層が形成された像担持体と、像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、帯電装置により帯電された像担持体を露光することにより静電潜像を形成する露光装置と、トナーを含む現像剤が貯留される現像容器と、現像容器内の現像剤を担持する現像剤担持体と、を有し、像担持体に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像装置と、現像装置が着脱可能に装着されるユニット装着部と、を含む。制御部は、画像形成部を制御する。現像装置は、現像容器の外側面に付設され、表面に複数の第１端子が配置された検知基板と、第１端子に電気抵抗を介して電気的に接続された現像側接続端子と、を有する。ユニット装着部は、ユニット装着部に装着された現像装置の検知基板に対向配置され、複数の第１端子のそれぞれに対向する位置に複数の第２端子が配置されたセンサー支持板と、センサー支持板に支持され、現像装置内のトナー量若しくはトナー濃度を検知するトナー検知センサーと、第２端子に直流電圧を印加する直流電源と、第２端子に直流電源を介して電気的に接続された本体側接続端子と、現像装置がユニット装着部に装着されたとき、第１端子がそれぞれ対応する第２端子に接触するとともに、現像側接続端子と本体側接続端子が接触することにより形成される検知回路に流れる電流を検知する電流検知部と、を有する。制御部は、現像装置がユニット装着部に装着されたとき、検知回路に所定の電流が流れることで現像装置がユニット装着部の所定位置に装着されたことを検知する。

本発明の第１の構成によれば、検知基板の第１端子とセンサー支持板の第２端子との接触によって検知回路を形成し、検知回路に流れる電流を検知することにより、トナー検知センサーと検知基板との接触状態、即ちユニット装着部への現像装置の装着状態を検知することができる。その結果、トナー検知センサーをユニット装着部側へ配置する構成において、現像装置内のトナー量若しくはトナー濃度を安定して検知することができる。従って、現像装置の小型化、低コスト化に寄与するとともに、現像装置内のトナー量若しくはトナー濃度の変動に伴う画像不具合の発生も抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の概略断面図 画像形成装置１００に搭載される現像装置４の平面図および正面図 現像装置４の側面断面図 第１実施形態の画像形成装置１００におけるユニット装着部５０と現像装置４とを示す側面図 第１実施形態の画像形成装置１００に搭載される現像装置４を検知基板４０側から見た側面図 第１実施形態の画像形成装置１００におけるユニット装着部５０のセンサー支持板５１を現像装置４との対向面側から見た正面図 第１実施形態の画像形成装置１００において現像装置４がユニット装着部５０に装着された状態を示す側面図 第１実施形態の画像形成装置１００において現像装置４がユニット装着部５０に装着された状態をセンサー支持板５１側から見た側面図 第１実施形態の画像形成装置１００において形成される検知回路６０の模式図 第１実施形態の変形例の画像形成装置１００における現像装置４を検知基板４０側から見た側面図 第１実施形態の変形例の画像形成装置１００におけるユニット装着部５０のセンサー支持板５１を現像装置４との対向面側から見た正面図 本発明の第２実施形態に係る画像形成装置１００に搭載される現像装置４を検知基板４０側から見た側面図 第２実施形態の画像形成装置１００におけるユニット装着部５０のセンサー支持板５１を現像装置４との対向面側から見た正面図 第２実施形態の画像形成装置１００において現像装置４がユニット装着部５０に装着された状態をセンサー支持板５１側から見た側面図 第２実施形態の画像形成装置１００において形成される検知回路６０の模式図

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の概略断面図である。画像形成装置（例えばモノクロプリンター）１００では、印字動作を行う場合、画像形成装置１００内の画像形成部９において、パーソナルコンピューター（以下、パソコンという）等の上位機器（図示せず）から送信された原稿画像データに基づく静電潜像が形成され、現像装置４により静電潜像にトナーが付着されてトナー像が形成される。現像装置４へのトナーの供給はトナーコンテナ５から行われる。画像形成装置１００では、感光体ドラム１を図１において時計回り方向に回転させながら、感光体ドラム１に対する画像形成プロセスが実行される。

画像形成部９には、感光体ドラム１の回転方向（時計回り方向）に沿って、帯電装置２、露光ユニット３、現像装置４、転写ローラー６、クリーニング装置７、および除電装置（図示せず）が配設されている。感光体ドラム１は、例えばアルミドラムに感光層が積層されたものであり、帯電装置２により表面を均一に帯電させる。そして、後述する露光ユニット３からの光ビームを受けた表面に、帯電を減衰させた静電潜像を形成する。なお、上記の感光層は、特に限定するものではないが、例えば耐久性に優れるアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等が好ましい。

帯電装置２は、感光体ドラム１の表面を均一に帯電させる。帯電装置２は、例えば細いワイヤー等を電極として高電圧を印加することにより放電するコロナ放電装置が用いられる。なお、コロナ放電装置に代えて、帯電ローラーに代表される帯電部材を感光体ドラム１の表面に接触させた状態で電圧を印加する接触式の帯電装置を用いても良い。露光ユニット３は、画像データに基づいて光ビーム（例えばレーザービーム）を感光体ドラム１に照射し、感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成する。

現像装置４は、感光体ドラム１の静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する。なお、本実施形態では磁性トナーから成る磁性一成分現像剤（以下、トナーという）が現像装置４に収容されている。また、現像装置４の詳細については後述する。クリーニング装置７は、感光体ドラム１の長手方向（図１の紙面と垂直な方向）に線接触するクリーニングローラーやクリーニングブレード等を備えており、トナー像が用紙に移行（転写）された後に、感光体ドラム１の表面に残留したトナーを除去する。

上記のようにトナー像が形成された感光体ドラム１に向けて、用紙収容部１０から用紙が用紙搬送路１１およびレジストローラー対１３を経由して所定のタイミングで画像形成部９に搬送される。転写ローラー６は、感光体ドラム１表面に形成されたトナー像を乱さずに、用紙搬送路１１を搬送されてくる用紙に移行（転写）させる。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、クリーニング装置７により感光体ドラム１表面の残留トナーが除去され、除電装置により残留電荷が除去される。

トナー像が転写された用紙は感光体ドラム１から分離され、定着装置８に搬送されて加熱および加圧されることで用紙にトナー像が定着される。定着装置８を通過した用紙は、排出ローラー対１４を通過して用紙排出部１５に排出される。

画像形成装置１００の側面部には、表示部や操作キーを有する操作パネル８０が設けられている。さらに、画像形成装置１００内には、画像形成部９、用紙収容部１０、操作パネル８０等の動作を制御する制御部（ＣＰＵ）９０が配置されている。

図２（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１００に搭載される現像装置４の平面図および正面図であり、図３は、現像装置４の側面断面図である。なお、図２（ａ）では便宜上、上面カバーを取り外して内部が見える状態を表現している。図２および図３に示すように、現像容器２０内は現像容器２０と一体形成された仕切壁２０ａによって、第１貯留室２１と第２貯留室２２とに区画されている。第１貯留室２１には第１攪拌スクリュー２３が、第２貯留室２２には第２攪拌スクリュー２４が配設されている。

第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４は、それぞれ支軸（回転軸）の周囲に螺旋羽根を設けた構成になっており、互いに平行な状態で現像容器２０に回転可能に軸支されている。なお、図２（ａ）に示すように、第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４の軸方向である現像容器２０の長手方向の両端部においては仕切壁２０ａが存在せず、第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４間でのトナーの受け渡しが可能となっている。これにより、第１攪拌スクリュー２３は、第１貯留室２１内のトナーを攪拌しながら矢印Ｐ方向へと搬送して第２貯留室２２に搬送し、第２攪拌スクリュー２４は、第２貯留室２２に搬送されてきたトナーを攪拌しながら矢印Ｑ方向へと搬送して現像ローラー２５に供給する。

現像ローラー２５は、感光体ドラム１（図１参照）の回転に応じて回転することで、感光体ドラム１の感光層にトナーを供給する。現像ローラー２５の内部には複数の磁極を有する永久磁石から成る固定マグネット体２７が固定されている。固定マグネット体２７の磁力により現像ローラー２５の表面にトナーを付着（担持）させて磁気ブラシを形成する。現像ローラー２５は、第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４と平行な状態で、現像容器２０に回転可能に軸支されている。

規制ブレード２９は、その長手方向（図２の左右方向）が最大現像幅よりも大きく形成されており、現像ローラー２５と所定の間隔を隔てて配置されることにより、感光体ドラム１に供給するトナー量（トナー層厚）を規制する規制部３０を形成する。規制ブレード２９の材質としては、磁性体のＳＵＳ（ステンレス）等が用いられる。

現像ローラー２５の回転軸にはＤＳコロ３１ａ、３１ｂが回転可能に外挿されている。ＤＳコロ３１ａ、３１ｂは、感光体ドラム１の外周面の軸方向両端部に当接することにより現像ローラー２５と感光体ドラム１との距離を厳密に規制している。ＤＳコロ３１ａ、３１ｂにはベアリングが内蔵されており、感光体ドラム１に従動して回転することでドラム表面の摩耗を防止できる。また、現像ローラー２５の軸方向両端部には現像容器２０と現像ローラー２５との隙間からのトナーの漏出を防止するための磁気シール部材３３ａ、３３ｂが配設されている。

現像容器２０の長手方向の一端側（図２の右側）の外側面には検知基板４０が配置されている。検知基板４０は、現像装置４が画像形成装置１００のユニット装着部５０（図４参照）内の適正位置に配置されているか否かを検知する。現像容器２０の長手方向の他端側（図２の左側）の外側面には現像側接続端子４１が配置されている。現像側接続端子４１は、電気抵抗４７（図４参照）を介して検知基板４０に電気的に接続されている。

図４は、第１実施形態の画像形成装置１００におけるユニット装着部５０と現像装置４とを示す側面図である。図４に示すように、ユニット装着部５０の一端部（図４の右端部）にはトナー量検知センサー５２を支持するセンサー支持板５１が配置されている。センサー支持板５１は、コイルバネ５８によりユニット装着部５０の内側面に対し接近または離間する方向（図４の左右方向）に移動可能に支持されている。

トナー量検知センサー５２は、現像装置４内のトナー量を検知する。トナー量検知センサー５２の検知結果に応じて、トナーコンテナ５（図１参照）に貯留されたトナーが現像容器２０の上部に設けられた現像剤供給口２０ｂ（図３参照）を介して現像容器２０内に供給される。トナー量検知センサー５２としては、現像装置４内におけるトナーの透磁率を検出する透磁率センサーが用いられる。

センサー支持板５１には直流電源６１、電流計６３を介して本体側接続端子５７が接続されている。電流計６３は、現像装置４がユニット装着部５０に装着されたとき、第１端子４３〜４６（図５参照）がそれぞれ対応する第２端子５３〜５６（図６参照）に接触するとともに、現像側接続端子４１と本体側接続端子５７が接触することにより形成される検知回路６０（図７参照）に流れる電流を検知する。

図５は、現像装置４を検知基板４０側（図４の右側）から見た側面図である。検知基板４０の４隅には、第１端子４３、４４、４５、および４６が配置されている。第１端子４３は、所定の間隔を隔てて対向する小端子４３ａ、４３ｂにより構成されている。同様に、第１端子４４は小端子４４ａ、４４ｂにより、第１端子４５は小端子４５ａ、４５ｂにより、第１端子４６は小端子４６ａ、４６ｂにより構成されている。

また、第１端子４３の小端子４３ｂと第１端子４４の小端子４４ａは基板側リード線４９によって電気的に接続されている。同様に、第１端子４４の小端子４４ｂと第１端子４５の小端子４５ａ、第１端子４５の小端子４５ｂと第１端子４６の小端子４６ａも基板側リード線４９によって電気的に接続されている。第１端子４６の小端子４６ｂは基板側リード線４９、電気抵抗４７を介して現像側接続端子４１（図４参照）に電気的に接続されている。

図６は、センサー支持板５１を現像装置４との対向面側（図４の左側）から見た正面図である。センサー支持板５１の４隅には、第２端子５３、５４、５５、および５６が配置されている。第２端子５３〜５６は、現像装置４がユニット装着部５０に装着されたとき、それぞれ検知基板４０の第１端子４３〜４６と対向する位置に配置されている。トナー量検知センサー５２は、センサー支持板５１の中央部よりも第２端子５３、５４寄りに配置されており、トナー量検知センサー５２の検知面５２ａがセンサー支持板５１の表面から露出している。第１端子５３はセンサー側リード線５９、直流電源６１および電流計６３（図４参照）を介して本体側接続端子５７（図４参照）に接続されている。

図７は、第１実施形態の画像形成装置１００において現像装置４がユニット装着部５０に装着された状態を示す側面図である。図８は、現像装置４がユニット装着部５０に装着された状態をセンサー支持板５１側（図７の右側）から見た側面図である。

現像装置４がユニット装着部５０に装着されると、図７に示すようにセンサー支持板５１を支持するコイルバネ５８が圧縮され、センサー支持板５１が検知基板４０に押圧される。そして、検知基板４０の第１端子４３〜４６が、それぞれセンサー支持板５１の第２端子５３〜５６に接触する。これにより、トナー量検知センサー５２の検知面５２ａは所定の間隔を隔てて現像装置４に対向配置される。

このとき、図８に示すように、第２端子５３は第１端子４３の小端子４３ａ、４３ｂ（図５参照）に橋渡し状に接触する。同様に、第２端子５４は第１端子４４の小端子４４ａ、４４ｂに、第２端子５５は第１端子４５の小端子４５ａ、４５ｂに、第２端子５６は第１端子４６の小端子４６ａ、４６ｂに、それぞれ橋渡し状に接触する。

これにより、第１端子４３〜４６が直列に接続されるとともに、第１端子４３には第２端子５３を介して直流電源６１が接続される。また、図７に示すように、直流電源６１は本体側接続端子５７、現像側接続端子４１を介して第１端子４６に接続される。即ち、現像装置４がユニット装着部５０に装着されたとき、第１端子４３〜４６、基板側リード線４９、第２端子５３〜５６、センサー側リード線５９、電気抵抗４７、直流電源６１、および電流計６３を含む直列の検知回路６０が形成される。

図９は、第１実施形態の画像形成装置１００において形成される検知回路６０の模式図である。現像装置４がユニット装着部５０に正しく装着されている状態では、第２端子５３〜５６が第１端子４３〜４６の小端子４３ａ〜４６ａと小端子４３ｂ〜４６ｂとを接続する位置（図８の位置）に接触している。この状態で直流電源６１によって電圧を印加すると検知回路６０に電流が流れる。

一方、現像装置４がユニット装着部５０に正しく装着されていない場合は、検知基板４０とセンサー支持板５１との位置関係もずれている。この場合、第２端子５３〜５６の１つ以上が第１端子４３〜４６の小端子４３ａ〜４６ａと小端子４３ｂ〜４６ｂとを接続する位置（図８の位置）に接触しなくなる。その結果、検知回路６０が遮断されてしまい、直流電源６１によって電圧を印加しても電流は流れなくなる。

そこで、直流電源６１によって電圧を印加したときに流れる電流を電流計６３によって検知し、検知結果を制御部９０（図１参照）に送信することで、現像装置４が正常に装着されているか否かを判定することができる。制御部９０は、電流計６３によって電流が検知されなかった場合は操作パネル８０（図１参照）にエラー表示を行い、現像装置４の再装着を促すことができる。

本実施形態の構成によれば、第１端子４３〜４６と第２端子５３〜５６との接触によって、検知面５２ａに異物や埃等が存在する場合でも現像装置４とトナー量検知センサー５２の検知面５２ａとの間に一定の間隔（ギャップ）を形成することができる。また、第１端子４３〜４６と第２端子５３〜５６との接触によって検知回路６０を形成することにより、トナー量検知センサー２１と検知基板４０との接触状態、即ちユニット装着部５０への現像装置４の装着状態を検知することができる。

その結果、トナー量検知センサー５２をユニット装着部５０側へ配置する構成において、現像装置４内のトナー量を安定して検知することができる。従って、現像装置４の小型化、低コスト化に寄与するとともに、現像装置４内のトナー量の変動に伴う画像不具合の発生も抑制することができる。

図１０および図１１は、それぞれ第１実施形態の変形例の画像形成装置１００において、現像装置４を検知基板４０側（図４の右側）から見た側面図、およびセンサー支持板５１を現像装置４との対向面側（図４の左側）から見た正面図である。

図１０および図１１に示す変形例では、検知基板４０の４隅には、第１端子４３、４４、４５、および４６が配置されている。そして、第１端子４６は基板側リード線４９、電気抵抗４７を介して現像側接続端子４１（図４参照）に電気的に接続されている。

センサー支持板５１の４隅には、第２端子５３、５４、５５、および５６が配置されている。第２端子５３は、所定の間隔を隔てて対向する小端子５３ａ、５３ｂにより構成されている。同様に、第２端子５４は小端子５４ａ、５４ｂにより、第２端子５５は小端子５５ａ、５５ｂにより、第２端子５６は小端子５６ａ、５６ｂにより構成されている。

また、第２端子５３の小端子５３ｂと第２端子５４の小端子５４ａはセンサー側リード線５９によって電気的に接続されている。同様に、第２端子５４の小端子５４ｂと第２端子５５の小端子５５ａ、第２端子５５の小端子５５ｂと第２端子５６の小端子５６ａもセンサー側リード線５９によって電気的に接続されている。第２端子５３の小端子５３ａはセンサー側リード線５９、直流電源６１および電流計６３（図４参照）を介して本体側接続端子５７（図４参照）に接続されている。

現像装置４がユニット装着部５０に装着されると、第１端子４３は第２端子５３の小端子５３ａ、５３ｂに橋渡し状に接触する。同様に、第１端子４４は第２端子５４の小端子５４ａ、５４ｂに、第１端子４５は第２端子５５の小端子５５ａ、５５ｂに、第１端子４６は第２端子５６の小端子５６ａ、５６ｂに、それぞれ橋渡し状に接触する。

これにより、第２端子５３〜５６が直列に接続される。また、直流電源６１は本体側接続端子５７、現像側接続端子４１（いずれも図７参照）を介して第１端子４６に接続される。即ち、現像装置４がユニット装着部５０に装着されたとき、第１端子４３〜４６、基板側リード線４９、第２端子５３〜５６、センサー側リード線５９、電気抵抗４７、直流電源６１、および電流計６３を含む直列の検知回路６０が形成される。従って、直流電源６１によって電圧を印加したときに流れる電流を電流計６３によって検知し、検知結果を制御部９０に送信することで、現像装置４が正常に装着されているか否かを判定することができる。

図１２は、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置１００に搭載される現像装置４を検知基板４０側（図４の右側）から見た側面図である。図１３は、第２実施形態の画像形成装置１００におけるユニット装着部５０のセンサー支持板５１を現像装置４との対向面側（図４の左側）から見た正面図である。

図１２に示すように、検知基板４０の４隅には、第１端子４３、４４、４５、および４６が配置されている。第１端子４３〜４６は、それぞれ抵抗値の異なる電気抵抗４７ａ〜４７ｄを介して１本の基板側リード線４９の一端側から分岐して接続されている。基板側リード線４９の他端側は現像側接続端子４１（図４参照）に接続されている。現像装置４の他の構成は第１実施形態と同様である。

図１３に示すように、センサー支持板５１の４隅には、第２端子５３、５４、５５、および５６が配置されている。第２端子５３〜５６は、現像装置４がユニット装着部５０に装着されたとき、それぞれ検知基板４０の第１端子４３〜４６と対向する位置に配置されている。トナー量検知センサー５２は、センサー支持板５１の中央部よりも第２端子５３、５４寄りに配置されており、トナー量検知センサー５２の検知面５２ａがセンサー支持板５１の表面から露出している。

第２端子５３〜５６は、それぞれ１本のセンサー側リード線５９の一端側から分岐して接続されている。センサー側リード線５９の他端側は直流電源６１、電流計６３（図４参照）を介して本体側接続端子５７（図４参照）に接続されている。ユニット装着部５０の他の構成は第１実施形態と同様である。

図１４は、第２実施形態の画像形成装置１００において現像装置４がユニット装着部５０に装着された状態をセンサー支持板５１側（図７の右側）から見た側面図である。

図７に示したように現像装置４がユニット装着部５０に装着されると、図１４に示すように、第２端子５３は第１端子４３の小端子４３に接触する。同様に、第２端子５４は第１端子４４に、第２端子５５は第１端子４５に、第２端子５６は第１端子４６に、それぞれ接触する。

これにより、第１端子４３〜４６には第２端子５３〜５６を介して直流電源６１が接続される。また、図７に示したように、直流電源６１は本体側接続端子５７を介して現像側接続端子４１に接続される。即ち、現像装置４がユニット装着部５０に装着されたとき、第１端子４３〜４６、電気抵抗４７ａ〜４７ｄ、基板側リード線４９、第２端子５３〜５６、センサー側リード線５８、直流電源６１、および電流計６３を含む並列の検知回路６０が形成される。

図１５は、第２実施形態の画像形成装置１００において形成される検知回路６０の模式図である。図１５に示すように、検知回路６０は、第１端子４３〜４６、第２端子５３〜５６、電気抵抗４７ａ〜４７ｄをそれぞれ１つずつ含む４つの経路に分岐した並列回路である。現像装置４がユニット装着部５０に正しく装着されている状態では、第２端子５３〜５６がそれぞれ第１端子４３〜４６と接触する位置（図１４の位置）に配置されている。この状態で直流電源６１によって電圧を印加すると検知回路６０に電流が流れる。

一方、現像装置４がユニット装着部５０に正しく装着されていない場合は、センサー支持板５１と検知基板４０との位置関係もずれている。この場合、第１端子４３〜４６が第２端子５３〜５６に接触しなくなる。その結果、検知回路６０を構成する並列回路の全てが遮断されてしまい、検知回路６０に電流が流れなくなる。また、現像装置４のずれ量が小さい場合であっても第１端子４３〜４６のいずれかが第２端子５３〜５６に接触しなくなる。その結果、電気抵抗４７ａ〜４７ｄを含む４つの経路のいずれかが遮断されてしまい、電流値が低下する。

そこで、直流電源６１によって電圧を印加したときに流れる電流を電流計６３によって検知し、検知結果を制御部９０（図１参照）に送信することで、現像装置４が正常に装着されているか否かを判定することができる。また、電気抵抗４７ａ〜４７ｄは抵抗値が異なるため、電流計６３によって検出された電流が理論値よりも低下した場合は、検出された電流値の大きさによって並列の検知回路６０のどの経路が遮断されたかを検出することができる。これにより、検知基板４０がセンサー支持板５１に押圧されていない箇所を特定することができる。

制御部９０は、電流計６３によって電流が検知されなかった場合は操作パネル８０（図１参照）にエラー表示を行い、現像装置４の再装着を促すことができる。また、電流が理論値よりも低下した場合は、検知基板４０がセンサー支持板５１に押圧されていない箇所を操作パネル８０に表示することで、現像装置４を再装着する際に特に注意すべき箇所を作業者に通知することができる。

本実施形態の構成によれば、トナー量検知センサー５２をユニット装着部５０側へ配置する構成において、第１実施形態と同様に現像装置４内のトナー量を安定して検知することができる。従って、現像装置４の小型化、低コスト化に寄与するとともに、現像装置４内のトナー量の変動に伴う画像不具合の発生も抑制することができる。また、現像装置４が正しく装着されていない場合に検知基板４０がセンサー支持板５１に押圧されていない箇所を検知できるため、現像装置４をユニット装着部５０により精度よく装着することができる。

その他本発明は、上記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記各実施形態においては、検知基板４０の４隅に第１端子４３〜４６を配置し、センサー支持板５１の４隅に第２端子５３〜５６を配置したが、第１端子および第２端子の配置位置や個数はこれに限定されるものではない。但し、検知基板４０とセンサー支持板５１とを所定の間隔を隔てて配置するために、第１端子および第２端子は各３個以上配置することが好ましい。

また、上記各実施形態ではセンサー支持板５１を検知基板４０に近づく方向に付勢するコイルバネ５８をユニット装着部５０側に設けたが、検知基板４０をセンサー支持板５１側に付勢するコイルバネを現像装置４側に設けてもよい。また、コイルバネ５８に代えて板バネ等の他の付勢部材を用いることもできる。

また、上記各実施形態では磁性トナーのみからなる磁性一成分現像剤を用いる磁性一成分現像式の現像装置４の装着状態を検知しているが、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を用いる二成分現像式の現像装置４の装着状態も同様に検知可能である。二成分現像式の現像装置４を用いる場合は、トナー量検知センサー５２に代えて現像装置４内の二成分現像剤中のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサーをセンサー支持板５１に配置する。

また、上記各実施形態では画像形成装置１００として図１に示したようなモノクロプリンターを例に挙げて説明したが、モノクロプリンターに限らず、モノクロおよびカラー複写機、デジタル複合機、カラープリンター、ファクシミリ等の他の画像形成装置であってもよい。

本発明は、現像装置が着脱可能であり、現像装置内のトナー量またはトナー濃度を検知するトナー検知センサーを画像形成装置本体側に備えた画像形成装置に利用可能である。本発明の利用により、着脱可能な現像装置と画像形成装置本体側のトナー検知機構との位置関係を精度よく維持可能な画像形成装置を提供することができる。

４ 現像装置
９ 画像形成部
２０ 現像容器
２３ 第１攪拌スクリュー
２４ 第２攪拌スクリュー
２５ 現像ローラー（現像剤担持体）
２９ 規制ブレード
４０ 検知基板
４１ 現像側接続端子
４３〜４６ 第１端子
４７、４７ａ〜４７ｂ 電気抵抗
４９ 基板側リード線
５０ ユニット装着部
５１ センサー支持板
５２ トナー量検知センサー（トナー検知センサー）
５３〜５６ 第２端子
５７ 本体側接続端子
５８ コイルバネ（付勢部材）
５９ センサー側リード線
６０ 検知回路
６１ 直流電源
６３ 電流計（電流検知部）
８０ 操作パネル
９０ 制御部
１００ 画像形成装置

Claims (8)

1. 表面に感光層が形成された像担持体と、
   前記像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、
   前記帯電装置により帯電された前記像担持体を露光することにより静電潜像を形成する露光装置と、
   トナーを含む現像剤が貯留される現像容器と、前記現像容器内の前記現像剤を担持する現像剤担持体と、を有し、前記像担持体に形成された前記静電潜像に前記トナーを付着させてトナー像を形成する現像装置と、
   前記現像装置が着脱可能に装着されるユニット装着部と、
   を含む画像形成部と、
   前記画像形成部を制御する制御部と、
   を備えた画像形成装置において、
   前記現像装置は、前記現像容器の外側面に付設され、表面に複数の第１端子が配置された検知基板と、
   前記第１端子に電気抵抗を介して電気的に接続された現像側接続端子と、
   を有し、
   前記ユニット装着部は、
   前記ユニット装着部に装着された前記現像装置の前記検知基板に対向配置され、複数の前記第１端子のそれぞれに対向する位置に複数の第２端子が配置されたセンサー支持板と、
   前記センサー支持板に支持され、前記現像装置内のトナー量若しくはトナー濃度を検知するトナー検知センサーと、
   前記第２端子に直流電圧を印加する直流電源と、
   前記第２端子に前記直流電源を介して電気的に接続された本体側接続端子と、
   前記現像装置が前記ユニット装着部に装着されたとき、前記第１端子がそれぞれ対応する前記第２端子に接触するとともに、前記現像側接続端子と前記本体側接続端子が接触することにより形成される検知回路に流れる電流を検知する電流検知部と、
   を有し、
   前記制御部は、前記現像装置が前記ユニット装着部に装着されたとき、前記検知回路に所定の電流が流れることで前記現像装置が前記ユニット装着部の所定位置に装着されたことを検知することを特徴とする画像形成装置。
2. 複数の前記第１端子は前記検知基板内で直列に接続され、前記第１端子は、それぞれ所定の間隔を隔てて対向する複数の小端子で構成されており、
   前記第２端子が対応する前記第１端子の前記小端子間に橋渡し状に接触することにより直列の前記検知回路が形成されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 複数の前記第２端子は前記センサー支持板内で直列に接続され、前記第２端子は、それぞれ所定の間隔を隔てて対向する複数の小端子で構成されており、
   前記第１端子が対応する前記第２端子の前記小端子間に橋渡し状に接触することにより直列の前記検知回路が形成されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 複数の前記第１端子はそれぞれ前記検知基板内で前記現像側接続端子から分岐して接続され、複数の前記第２端子はそれぞれ前記センサー支持板内で前記直流電源から分岐して接続されており、
   前記第２端子が対応する前記第１端子に接触することにより並列の前記検知回路が形成されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記第１端子にはそれぞれ抵抗値の異なる前記電気抵抗が接続されており、
   前記制御部は、前記検知回路に流れる電流の大きさに基づいてそれぞれの前記第１端子と前記第２端子の接触若しくは非接触を検知可能であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記現像装置または前記ユニット装着部の少なくとも一方は、前記センサー支持板と前記検知基板とが近づく方向に付勢する付勢部材を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記トナー検知センサーは、透磁率センサーであることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記現像剤は、磁性トナーのみからなる磁性一成分現像剤であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の画像形成装置。

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