JP4408914B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像装置及び画像形成装置に関するものである。

従来、プリンタ、複写機等の画像形成装置に使用される現像装置においては、現像剤としてのトナーを収納する収納部内におけるトナーの残量を光学検出手段によって検出する技術が提案されている。この場合、トナーを収納する容器の壁に透明な窓部材を配設し、該窓部材を透過する光を利用してトナー残量を検出するようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−１６２１３８号公報

しかしながら、前記従来の現像装置においては、収納部内の一点におけるトナーの残量を検出するようになっているので、形成される画像のパターンによってトナー分布が不均一になった場合には、トナーの残量を正確に検出することができなくなってしまう。そこで、トナー切れによる現像ローラへのトナー供給不足の発生を確実に防止するために、トナーの残量を正確に検出することができない場合を前提にし、ある程度の余裕を見込んでトナーの残量を検出し、早めにトナーカートリッジの交換を促すように設定されている。そのため、トナーの残量が十分なトナーカートリッジを新しいカートリッジと交換することとなり、トナーの無駄が発生してしまう。

本発明は、前記従来の現像装置の問題点を解決して、現像剤の残量を検出するための複数の光路上の窓の各々を周期的に遮蔽する遮蔽部材の動作の周期に所定の位相差を設定するようにして、収納部内に収納された現像剤の分布が不均一になっても、現像剤の残量を正確に検出することができ、現像剤を無駄にしてしまうことがない現像装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

そのために、本発明の現像装置においては、現像剤を収納する収納部と、前記現像剤の残量を検出する検出光の光路であって、前記収納部内を通過する複数の光路と、該光路を形成するように収納部の壁面に形成された検出光を透過する窓と、移動自在に配設され、前記窓を遮蔽する遮蔽部材と、該遮蔽部材を移動させる移動手段とを備え、前記遮蔽部材は、前記光路毎に配設され、前記移動手段の移動によって所定の位相差で各光路を遮断及び開放する現像装置であって、前記光路は第１の光路及び第２の光路を含み、前記遮蔽部材は、前記第１の光路を遮断及び開放する第１の遮蔽部材、並びに、前記第２の光路を遮断及び開放する第２の遮蔽部材を含み、前記第１の遮蔽部材が前記第１の光路を遮断し、かつ、前記第２の遮蔽部材が前記第２の光路を開放する第１の期間と、前記第１の遮蔽部材が前記第１の光路を開放し、かつ、前記第２の遮蔽部材が前記第２の光路を遮断する第２の期間と、前記第１の遮蔽部材が前記第１の光路を遮断し、かつ、前記第２の遮蔽部材が前記第２の光路を遮断する第３の期間とを備える。

本発明によれば、現像装置は、現像剤の残量を検出するための複数の光路上の窓の各々を周期的に遮蔽する遮蔽部材の動作の周期に所定の位相差を設定するようになっている。これにより、現像剤の残量を正確に検出することができ、現像剤を無駄にしてしまうことがない。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図２は本発明の第１の実施の形態における現像装置の概略図、図３は本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の概略図である。

図３において、１０は画像形成装置であり、例えば、電子写真式プリンタ、ファクシミリ機、複写機、プリンタ、ファクシミリ機及び複写機の機能を併せ持つ複合機（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｒｉｎｔｅｒ）等であるが、いかなる種類の画像形成装置であってもよい。なお、本実施の形態においては、前記画像形成装置１０が、いわゆる、タンデム方式のカラー電子写真式プリンタである場合について説明する。

そして、画像形成装置１０内には、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）及びＫ（ブラック）の４色に各々対応する現像装置１１が媒体の搬送路に沿って、搬送方向（図３における左方向）に順次並ぶように配列されている。なお、各現像装置１１の構成は同一であり、現像剤として収納されている後述されるトナー３０の色が異なる。そして、各現像装置１１は、着脱可能な独立したユニットとして前記画像形成装置１０内に装着されている。また、前記現像装置１１には、前記４色に各々対応する露光装置としての露光ヘッド５４が各々配設されている。

ここで、５５は記録用紙である媒体を収納する媒体トレイ、５７は該媒体トレイ５５から媒体を１枚ずつ分離して送り出すための給紙ローラ、５８は送り出された媒体を搬送するための搬送ローラ、５９は媒体を搬送して該媒体にトナー像を転写する転写ベルトである。なお、搬送ローラ５８によって搬送されて転写ベルト５９に送られた媒体は、静電荷が付与され、転写ベルト５９に静電気力によって吸着された後、転写ベルト５９によって搬送される。その間に、現像装置１１ではトナー像が形成される。

また、６０は前記媒体に転写されたトナー像を熱及び圧力によって媒体に定着させるための定着器としての定着ユニットであり、加熱ローラ６１ａ及び加圧ローラ６１ｂを備える。さらに、６２はトナー像が定着された媒体を搬送して装置外部に排出するための排出ローラであり、６３は排出された媒体を保持するスタッカカバーである。

そして、前記現像装置１１は、図２に示されるように、トナー３０を収納する収納部としてのトナー収納部１２、トナー供給ローラ１３、現像ローラ１４、像担持体としての感光体ドラム１５、帯電ローラ５２及びクリーニングブレード５３を有する。前記帯電ローラ５２は、回転する感光体ドラム１５の表面を一様に、かつ、均一に帯電させる帯電装置として機能する。また、前記露光ヘッド５４は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）ヘッド等を備え、画像信号に対応した光を前記感光体ドラム１５の表面に照射し、該表面を選択的に露光して静電潜像を形成する。さらに、前記現像ローラ１４は、静電潜像が形成された感光体ドラム１５の表面にトナー３０を付与して現像し、トナー像を形成する。前記トナー供給ローラ１３は、トナー３０を現像ローラ１４上に供給する。

また、前記感光体ドラム１５の表面に形成されたトナー像は、静電気力により、感光体ドラム１５の表面から転写ベルト５９によって搬送される媒体に転写される。前記クリーニングブレード５３は、その端部が感光体ドラム１５の表面に当接し、該表面に残留した不要なトナー３０を除去する。なお、前記トナー収納部１２内には、矢印で示される方向に回転する回転体としてのクリーニングアーム２３が配設されている。

次に、前記トナー収納部１２の構成について詳細に説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態における現像装置のトナー収納部内の光路を示す概略平面図、図４は本発明の第１の実施の形態における現像装置のトナー収納部内の光路を示す側面図、図５は本発明の第１の実施の形態における現像装置のトナー収納部内の光路を示す正面図、図６は本発明の第１の実施の形態における現像装置の導光部材を示す平面図である。

本実施の形態においては、トナー収納部１２内に収納されたトナー３０の残量を一対の光学センサ、すなわち、発光素子２１及び受光素子２２を使用して検出するようになっている。そして、前記トナー収納部１２内には検出光の光路が複数本、すなわち、第１光路１９及び第２光路２０が設定されている。具体的には、トナー収納部１２内における幅方向両端近傍の下部に第１光路１９及び第２光路２０が設定されている。そのため、トナー収納部１２の壁面には、幅方向両端近傍の下部に、第１光路１９を形成するための一対の第１窓穴１６ａ及び１６ｂと、第２光路２０を形成するための一対の第２窓穴１７ａ及び１７ｂとが形成されている。なお、前記第１窓穴１６ａ及び１６ｂ並びに第２窓穴１７ａ及び１７ｂの上下方向の位置は、いずれも同じ位置であり、トナー３０の残量が所定量以下になると、第１光路１９及び第２光路２０がトナー３０によって遮られなくなるような位置である。

そして、第１窓穴１６ａ及び１６ｂ並びに第２窓穴１７ａ及び１７ｂには、一対の導光部材１８の第１突出端１８ｄ及び第２突出端１８ｅが各々嵌（かん）合される。図６に示される例において、第１突出端１８ｄは導光部材１８の基端寄りの部位に形成され、第２突出端１８ｅは導光部材１８の先端に形成されている。一方の導光部材１８の第１突出端１８ｄから出射されて他方の導光部材１８の第１突出端１８ｄに入射する検出光の光路が第１光路１９となり、他方の導光部材１８の第２突出端１８ｅから出射されて他方の導光部材１８の第２突出端１８ｅに入射する検出光の光路が第２光路２０となる。

また、一方の導光部材１８の基端は入光面１８ａとして機能し、該入光面１８ａに対向して発光素子２１が配設されている。さらに、他方の導光部材１８の基端は出光面１８ｃとして機能し、該出光面１８ｃに対向して受光素子２２が配設されている。前記発光素子２１及び受光素子２２は、信号を処理するための図示されない制御部に接続される。

前記導光部材１８は、ポリカーボネイト等の光透過性の樹脂によって形成される。一方の導光部材１８は、発光素子２１からの検出を２つの光軸に分光して第１突出端１８ｄ及び第２突出端１８ｅから出射し、他方の導光部材１８は、第１突出端１８ｄ及び第２突出端１８ｅから入射した検出光を集光して、受光素子２２に入射させるようになっている。一方の導光部材１８においては、入光面１８ａから入光した検出光は導光部材１８の中を直進し、反射面１８ｂで反射して方向を変え、第１突出端１８ｄ及び第２突出端１８ｅから出射する。また、他方の導光部材１８においては、第１突出端１８ｄ及び第２突出端１８ｅから入射した検出光は、反射面１８ｂで反射して方向を変え、導光部材１８を直進し、出光面１８ｃから出光して、受光素子２２によって受光される。

また、トナー収納部１２内に配設されたクリーニングアーム２３は、トナー収納部１２の幅方向に延在し、該トナー収納部１２の両端壁に回転可能に支持された回転軸としてのシャフト２４と、該シャフト２４の両端近傍に取り付けられ、半径方向に延出するクリーニング部材としての第１アーム２５ａ及び第２アーム２５ｂと、第１アーム２５ａ及び第２アーム２５ｂの外周端に取り付けられ、第１窓穴１６ａ及び１６ｂ並びに第２窓穴１７ａ及び１７ｂに嵌合された導光部材１８の第１突出端１８ｄ及び第２突出端１８ｅを清掃する第１クリーニングパッド２６ａ及び第２クリーニングパッド２６ｂとを有する。

次に、前記クリーニングアーム２３の構成について詳細に説明する。

図７は本発明の第１の実施の形態におけるクリーニングアームの斜視図、図８は本発明の第１の実施の形態におけるクリーニングアームと光路との関係を示す図である。

第１アーム２５ａと第２アーム２５ｂとは、相互に角度をずらしてシャフト２４に取り付けられている。すなわち、第１アーム２５ａと第２アーム２５ｂとは、回転方向に関して相互に位相がずれるように、シャフト２４に取り付けられている。該シャフト２４の回転に伴って、前記第１アーム２５ａ及び第２アーム２５ｂは、それそれ、周期的に検出光の第１光路１９及び第２光路２０を遮断するが、第１アーム２５ａと第２アーム２５ｂとが回転方向に関して相互に位相がずれるので、第１光路１９が第１アーム２５ａによって遮断される位相と第２光路２０が第２アーム２５ｂによって遮断される位相との間に差が発生する。

なお、本実施の形態においては、図８に示されるように、クリーニングアーム２３の回転中心に対する第１光路１９及び第２光路２０の角度Ａ２と、第１アーム２５ａ及び第２アーム２５ｂの取付角度Ａ１との関係が、次の式（１）で示されるように設定される。
Ａ１＜Ａ２ ・・・式（１）
また、前記第１アーム２５ａ及び第２アーム２５ｂの外周端には、それぞれ、第１クリーニングパッド２６ａ及び第２クリーニングパッド２６ｂが貼（は）り付けられている。そして、クリーニングアーム２３が回転すると、第１クリーニングパッド２６ａ及び第２クリーニングパッド２６ｂは、第１窓穴１６ａ及び１６ｂ並びに第２窓穴１７ａ及び１７ｂを通過し、前記第１窓穴１６ａ及び１６ｂ並びに第２窓穴１７ａ及び１７ｂに嵌合された導光部材１８の第１突出端１８ｄ及び第２突出端１８ｅに付着したトナー３０を清掃して除去する。なお、第１クリーニングパッド２６ａ及び第２クリーニングパッド２６ｂとしては、エステル系のスポンジを使用することが望ましいが、フェルト、フィルム等の部材を使用することもできる。

次に、前記構成の現像装置１１の動作について説明する。

まず、図２に示されるように、クリーニングアーム２３を図示されない駆動ギヤによって矢印方向に回転させると、トナー供給ローラ１３が回転し、トナー３０はトナー供給ローラ１３に取り込まれる。そして、該トナー供給ローラ１３を介して現像ローラ１４の表面に塗布されたトナー３０は、感光体ドラム１５の表面にあらかじめ形成されている潜像としての静電潜像に付着される。これにより、静電潜像はトナー像として現像される。

また、これと同時に、トナー収納部１２内では、クリーニングアーム２３の第１アーム２５ａと第２アーム２５ｂに取り付けられた第１クリーニングパッド２６ａ及び第２クリーニングパッド２６ｂが、第１窓穴１６ａ及び１６ｂ並びに第２窓穴１７ａ及び１７ｂに嵌合された導光部材１８の第１突出端１８ｄ及び第２突出端１８ｅと擦り合わされることによって、導光部材１８の第１突出端１８ｄ及び第２突出端１８ｅに付着したトナー３０を清掃して除去する。

ここで、トナー収納部１２のトナー３０の残量が十分に多い場合には、導光部材１８の第１突出端１８ｄ及び第２突出端１８ｅを清掃しても、第１光路１９及び第２光路２０よりも上のレベルにまでトナー３０が充満しているので、第１窓穴１６ａ及び１６ｂ並びに第２窓穴１７ａ及び１７ｂに嵌合された導光部材１８の第１突出端１８ｄ及び第２突出端１８ｅは、トナー３０によって覆われてしまう。そのため、第１光路１９及び第２光路２０はトナー３０によって遮断され、受光素子２２は常時受光不能の状態となる。

次に、画像形成装置１０を継続して使用し、トナー収納部１２に収納されたトナー３０の残量が少なくなった場合について説明する。

図９は本発明の第１の実施の形態におけるクリーニングアームの位置と受光素子の検出信号との関係を示す図である。なお、図において、（ａ）は第１アームと第１光路との関係の変化、（ｂ）は第１光路を通る検出光の状態の変化、（ｃ）は第２アームと第２光路との関係の変化、（ｄ）は第２光路を通る検出光の状態の変化、（ｅ）は受光素子が受光する検出光の状態の変化を示し、横軸は時間軸である。

図９（ａ）及び（ｂ）から、第１アーム２５ａによって第１光路１９が遮断されずに開放されるときには、第１光路１９を通る検出光がＯＮとなる、すなわち、第１光路１９を通る検出光が受光素子２２によって検出されることが分かる。同様に、図９（ｃ）及び（ｄ）から、第２アーム２５ｂによって第２光路２０が遮断されずに開放されるときには、第２光路２０を通る検出光がＯＮとなる、すなわち、第２光路２０を通る検出光が受光素子２２によって検出されることが分かる。なお、図９（ｅ）に示される受光素子２２がＯＮとなっている状態、すなわち、受光素子２２が検出光を検出している状態は、図９（ｂ）及び（ｄ）に示されるＯＮを重ね合わせた状態であり、第１光路１９又は第２光路２０のいずれかを通る検出光が受光素子２２によって検出された状態を示している。

そして、第１光路１９を通る検出光の検出信号（検出時間Ｔ１）と、第２光路２０を通る検出光の検出信号（検出時間Ｔ２）とは、第１アーム２５ａと第２アーム２５ｂとの取付角度に位相差があり、第１光路１９又は第２光路２０のいずれかが常に第１アーム２５ａ又は第２アーム２５ｂによって遮断されるようになっているので、検出波形に時間差が生じ、重なり合うことはない。

なお、トナー収納部１２内に収納されたトナー３０の分布が不均一になると、トナー３０の残量がより少ない側の光路に対応する検出光の検出波形が先に発生することになる。

そして、いずれかの光路に対応する検出光の光量が規定値以上になった場合は、制御部によってトナー切れであると判断され、図示されない表示手段を介して画像形成装置１０の使用者に通知される。

また、本実施の形態においては、第１アーム２５ａと第２アーム２５ｂとの取付角度によって、遮断される光路が切り替わる時に、同時に第１光路１９及び第２光路２０が遮断されるようになっているので、検出時間Ｔ１と検出時間Ｔ２との間に必ずＯＦＦ信号が出現する。すなわち、常時ＯＮとなることはない。そして、前記ＯＦＦ信号が定期的に出現することによって、クリーニングアーム２３が正常に回転していることを検出することができる。

このように、本実施の形態においては、トナー収納部１２内における複数箇所でのトナー３０の残量を検出するので、トナー収納部１２内に収納されたトナー３０の分布が不均一になっても、トナー３０の残量を正確に検出することができる。

また、トナー３０の分布が不均一になった場合、より少ない方のトナー３０の残量を検出し、それに合わせて使用者にトナー交換を促すことができるので、トナー収納部１２内における１箇所のトナー３０の残量を検出する場合に比べ、トナー３０の分布の不均一性を考慮した余裕を見込んでおく必要がない。

したがって、トナー収納部１２内のトナー３０の無駄をなくすことができる。

また、本実施の形態においては、複数箇所でのトナー３０の残量を一対の光学センサによって検出することができるので、部品点数を低減することができる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによって、その説明を省略する。また、前記第１の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。

図１０は本発明の第２の実施の形態におけるトナー撹拌（かくはん）部材の側面図、図１１は本発明の第２の実施の形態におけるトナー撹拌部材の平面図である。

図において、３１は、本実施の形態における回転体としてのトナー撹拌部材である。該トナー撹拌部材３１は、トナー収納部１２の幅方向に延在し、該トナー収納部１２の両端壁に回転可能に支持される回転軸としての撹拌シャフト３４と、該撹拌シャフト３４の両端近傍に取り付けられ、半径方向に延出するクリーニング部材としての第１アーム３３ａ及び第２アーム３３ｂと、第１アーム３３ａ及び第２アーム３３ｂの外周端に取り付けられ、第１窓穴１６ａ及び１６ｂ並びに第２窓穴１７ａ及び１７ｂに嵌合された導光部材１８の第１突出端１８ｄ及び第２突出端１８ｅを清掃する第１クリーニングパッド３５ａ及び第２クリーニングパッド３５ｂと、撹拌シャフト３４に取り付けられ、半径方向に延出するシート状の撹拌シート３２とを有する。

前記第１アーム３３ａ及び第２アーム３３ｂとは、互いに逆位相で撹拌シャフト３４に取り付けられ、トナー収納部１２に装着された時に、該トナー収納部１２の内壁に沿った円弧で形成された円弧部Ｂを有する。

そして、該円弧部Ｂの角度Ｂ１は、検出光の第１光路１９及び第２光路２０と撹拌シャフト３４との角度Ｂ２に対して、次の式（２）で示される関係が成り立つように設定される。
Ｂ１＞Ｂ２ ・・・式（２）
これにより、トナー撹拌部材３１の回転時には、第１光路１９又は第２光路２０のいずれかが常に第１アーム３３ａ又は第２アーム３３ｂによって遮断される。また、前記第１アーム３３ａ及び第２アーム３３ｂの円弧部Ｂの外周端には、それぞれ、第１クリーニングパッド３５ａ及び第２クリーニングパッド３５ｂが貼り付けられている。そして、トナー撹拌部材３１が回転すると、第１クリーニングパッド３５ａ及び第２クリーニングパッド３５ｂは、第１窓穴１６ａ及び１６ｂ並びに第２窓穴１７ａ及び１７ｂを通過し、前記第１窓穴１６ａ及び１６ｂ並びに第２窓穴１７ａ及び１７ｂに嵌合された導光部材１８の第１突出端１８ｄ及び第２突出端１８ｅに付着したトナー３０を清掃して除去する。

なお、第１クリーニングパッド３５ａ及び第２クリーニングパッド３５ｂは、トナー収納部１２の内壁と擦れ合うことによって発生する回転負荷を低減させるために、前記第１窓穴１６ａ及び１６ｂ並びに第２窓穴１７ａ及び１７ｂに対して短くなるように構成されている。また、第１クリーニングパッド３５ａ及び第２クリーニングパッド３５ｂとしては、ウレタンゴム、ポリエステルフィルム等の剛性及び耐摩耗性を有する材料を使用することが望ましい。

次に、前記構成のトナー撹拌部材３１の動作について説明する。

図１２は本発明の第２の実施の形態におけるトナー撹拌部材によるトナーの撹拌状態を示す図である。なお、図において、（ａ）〜（ｅ）はトナー撹拌部材の回転に伴うトナーの状態の変化を時系列的に示している。

本実施の形態におけるトナー撹拌部材３１の動作は、前記第１の実施の形態におけるクリーニングアーム２３の動作とほぼ同様であるが、第１アーム３３ａ及び第２アーム３３ｂの形状と、撹拌シート３２を有することによって、トナー収納部１２内の全体のトナー３０が撹拌される点において相違する。通常、トナー３０は経時的にその流動性が損なわれていくが、本実施の形態においては、トナー撹拌部材３１で撹拌することによって、トナー３０の流動性の低下を防ぐことができる。

図に示されるように、トナー撹拌部材３１が矢印方向に回転すると、第１アーム３３ａ及び第２アーム３３ｂと撹拌シート３２とによってトナー３０が順次掻（か）き上げられ、撹拌の動作が行われる。

次に、画像形成装置１０を継続して使用し、トナー収納部１２に収納されたトナー３０の残量が少なくなった場合におけるトナー３０の残量とトナー撹拌部材３１との位置関係、及び、その時の受光素子２２の検出信号の関係について説明する。

図１３は本発明の第２の実施の形態におけるトナー残量が減った場合のトナー撹拌部材の位置と受光素子の検出信号との関係を示す図、図１４は本発明の第２の実施の形態における更にトナー残量が減った場合のトナー撹拌部材の位置と受光素子の検出信号との関係を示す図、図１５は本発明の第２の実施の形態におけるトナーが空の場合のトナー撹拌部材の位置と受光素子の検出信号との関係を示す図である。なお、図１３〜１５において、（ａ）は第１アームと第１光路との関係の変化、（ｂ）は第１光路に入射される検出光の状態の変化、（ｃ）は第１光路から出射される検出光の状態の変化、（ｄ）は第２アームと第２光路との関係の変化、（ｅ）は第２光路に入射される検出光の状態の変化、（ｆ）は第２光路から出射される検出光の状態の変化、（ｇ）は受光素子が受光する検出光の状態の変化を示し、横軸は時間軸である。

図１３（ｇ）に示される受光素子２２がＯＮとなっている状態、すなわち、受光素子２２が検出光を検出している状態は、図１３（ｃ）及び（ｆ）に示されるＯＮを重ね合わせた状態であり、第１光路１９又は第２光路２０のいずれかを通る検出光が受光素子２２によって検出された状態を示している。そして、第１光路１９を通る検出光の検出信号（検出時間Ｔ１）と、第２光路２０を通る検出光の検出信号（検出時間Ｔ２）とは、第１アーム３３ａと第２アーム３３ｂとが互いに逆位相で撹拌シャフト３４に取り付けられているので、タイミングがずれ、重なり合うことはない。

したがって、第１光路１９を通る検出光の検出信号及び第２光路２０を通る検出光の検出信号は、トナー３０の残量が減少するにつれて、検出時間Ｔ１及びＴ２が徐々に長くなる。

そして、図１４に示されるように、トナー３０が図１３に示される状態から更に減った状態においては、第１アーム３３ａ及び第２アーム３３ｂによって掻き上げられるトナー３０は、その量が多いほど第１アーム３３ａ及び第２アーム３３ｂからこぼれ落ちやすく、第１光路１９及び第２光路２０を早く遮断する。すなわち、図１４に示される例における検出時間Ｔ３及びＴ４は、図１３に示される例における検出時間Ｔ１及びＴ２に対し、トナー３０が減ることによって長くなる。

さらに、図１５に示されるように、トナー収納部１２内のトナー３０が空になった場合は、受光素子２２に検出される信号は、前述された理由から重なり合うことはない。

なお、第１アーム３３ａ及び第２アーム３３ｂは、常に、第１光路１９又は第２光路２０のいずれかを遮断する構造となっているので、検出時間Ｔ５と検出時間Ｔ６との間に必ずＯＦＦ信号が出現する。そして、該ＯＦＦ信号が定期的に現れることによって、第１光路１９と第２光路２０とを通る検出光の検出信号を独立して検出することができる。また、トナー撹拌部材３１が正常に回転していることを検出することもできる。

このように、本実施の形態においては、第１アーム３３ａ及び第２アーム３３ｂの形状をトナー３０を撹拌することができる形状とし、かつ、第１アーム３３ａ及び第２アーム３３ｂの同軸上に撹拌シート３２を取り付けたことによって、トナー収納部１２内のトナー３０の流動性を増すことができる。そして、経時変化によって流動性が低下したトナー３０でも、正確に検出することができる。

次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１及び第２の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによって、その説明を省略する。また、前記第１及び第２の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。

図１６は本発明の第３の実施の形態におけるトナー撹拌部材の側面図、図１７は本発明の第３の実施の形態におけるトナー撹拌部材の平面図である。

図において、４０は、本実施の形態における回転体としてのトナー撹拌部材である。該トナー撹拌部材４０は、トナー収納部１２の幅方向に延在し、該トナー収納部１２の両端壁に回転可能に支持される回転軸としての撹拌シャフト４３と、該撹拌シャフト４３に取り付けられ、半径方向に延出するシート状の第１撹拌シート４１及び第２撹拌シート４２とを有する。前記第１撹拌シート４１と第２撹拌シート４２とは、互いに逆位相で撹拌シャフト４３に取り付けられ、トナー収納部１２に装着された時に、該トナー収納部１２の内壁と擦れ合うクリーニング部材としての第１端部４１ａ及び４２ａを備える。また、第２端部４１ｂ及び４２ｂは、トナー収納部１２の内壁と擦れ合うことによって発生する回転負荷を低減させるために、半径方向の長さが第１端部４１ａ及び４２ａより短く、トナー収納部１２の内壁と擦れ合わないように設定されている。さらに、第３端部４１ｃ及び４２ｃは、トナー撹拌部材４０の回転時に第１光路１９及び第２光路２０を遮断することができる長さを有する。

また、前記第１撹拌シート４１及び第２撹拌シート４２において、第１光路１９及び第２光路２０を遮断する部分については、検出光の透過を防ぐための着色が施されている。着色が施された部分は、図１７において、ハッチングで示されている。

さらに、前記第１撹拌シート４１及び第２撹拌シート４２は、ウレタンゴム、ポリエステルフィルム等の剛性及び耐摩耗性を有する材料から成ることが望ましい。

なお、本実施の形態におけるトナー撹拌部材４１の動作については、前記第２の実施の形態におけるトナー撹拌部材３１の動作と同様であるので、説明を省略する。

このように、本実施の形態においては、前記第２の実施の形態におけるトナー撹拌部材３１の撹拌シート３２と比較して、第１撹拌シート４１及び第２撹拌シート４２の第３端部４１ｃ及び４２ｃを延ばしているので、撹拌シャフト４３を同じ回転速度で回転させても、前記第２の実施の形態におけるトナー撹拌部材３１に対し、２倍の撹拌を行うことができる。

したがって、前記第２の実施の形態に対し、同等以上に、トナー３０の流動性を向上させることができるので、トナー３０の残量を正確に検出することができる。また、前記第２の実施の形態における第１アーム３３ａ及び第２アーム３３ｂを省略することによって、部品点数を減らすことができる。

なお、前記第１〜第３の実施の形態においては、トナー収納部１２内に第１光路１９及び第２光路２０を設定したが、クリーニング部材の位相角度を変更することによって検出光の光路を増やすことができる。

また、前記第１〜第３の実施の形態においては、制御部によるトナー切れの通知を、第１光路１９及び第２光路２０のいずれかのうち、早く検出した方を用いて行う場合について説明したが、第１光路１９及び第２光路２０の両方で検出した場合にトナー切れを通知することもできる。これにより、１箇所で検出する場合に発生するばらつきを抑えることができ、精度を高くすることができ、トナー分布の不均一が発生しない現像装置においても適用することができる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の第１の実施の形態における現像装置のトナー収納部内の光路を示す概略平面図である。 本発明の第１の実施の形態における現像装置の概略図である。 本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の概略図である。 本発明の第１の実施の形態における現像装置のトナー収納部内の光路を示す側面図である。 本発明の第１の実施の形態における現像装置のトナー収納部内の光路を示す正面図である。 本発明の第１の実施の形態における現像装置の導光部材を示す平面図である。 本発明の第１の実施の形態におけるクリーニングアームの斜視図である。 本発明の第１の実施の形態におけるクリーニングアームと光路との関係を示す図である。 本発明の第１の実施の形態におけるクリーニングアームの位置と受光素子の検出信号との関係を示す図である。 本発明の第２の実施の形態におけるトナー撹拌部材の側面図である。 本発明の第２の実施の形態におけるトナー撹拌部材の平面図である。 本発明の第２の実施の形態におけるトナー撹拌部材によるトナーの撹拌状態を示す図である。 本発明の第２の実施の形態におけるトナー残量が減った場合のトナー撹拌部材の位置と受光素子の検出信号との関係を示す図である。 本発明の第２の実施の形態における更にトナー残量が減った場合のトナー撹拌部材の位置と受光素子の検出信号との関係を示す図である。 本発明の第２の実施の形態におけるトナーが空の場合のトナー撹拌部材の位置と受光素子の検出信号との関係を示す図である。 本発明の第３の実施の形態におけるトナー撹拌部材の側面図である。 本発明の第３の実施の形態におけるトナー撹拌部材の平面図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１１ 現像装置
１２ トナー収納部
１８ 導光部材
１９ 第１光路
２０ 第２光路
２１ 発光素子
２２ 受光素子
２３ クリーニングアーム
２４ シャフト
２５ａ、３３ａ 第１アーム
２５ｂ、３３ｂ 第２アーム
３０ トナー
３１、４０ トナー撹拌部材
３４、４３ 撹拌シャフト
４１ａ、４２ａ 第１端部

Claims (6)

1. （ａ）現像剤を収納する収納部と、
   （ｂ）前記現像剤の残量を検出する検出光の光路であって、前記収納部内を通過する複数の光路と、
   （ｃ）該光路を形成するように収納部の壁面に形成された検出光を透過する窓と、
   （ｄ）移動自在に配設され、前記窓を遮蔽する遮蔽部材と、
   （ｅ）該遮蔽部材を移動させる移動手段とを備え、
   （ｆ）前記遮蔽部材は、前記光路毎に配設され、前記移動手段の移動によって所定の位相差で各光路を遮断及び開放する現像装置であって、
   （ｇ）前記光路は第１の光路及び第２の光路を含み、
   （ｈ）前記遮蔽部材は、前記第１の光路を遮断及び開放する第１の遮蔽部材、並びに、前記第２の光路を遮断及び開放する第２の遮蔽部材を含み、
   （ｉ）前記第１の遮蔽部材が前記第１の光路を遮断し、かつ、前記第２の遮蔽部材が前記第２の光路を開放する第１の期間と、
   （ｊ）前記第１の遮蔽部材が前記第１の光路を開放し、かつ、前記第２の遮蔽部材が前記第２の光路を遮断する第２の期間と、
   （ｋ）前記第１の遮蔽部材が前記第１の光路を遮断し、かつ、前記第２の遮蔽部材が前記第２の光路を遮断する第３の期間とを備えることを特徴とする現像装置。
2. 前記移動手段は回転体であり、
   前記遮蔽部材は前記回転体と同軸上に配設される請求項１に記載の現像装置。
3. 発光素子からの検出光を前記光路に入射させ、該光路からの検出光を受光素子に受光させる導光部材を備える請求項１に記載の現像装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像装置を備える画像形成装置。
5. 前記現像装置は着脱自在に装着される請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記移動手段を駆動する駆動部を備える請求項４又は５に記載の画像形成装置。

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