JP4497992B2 - 現像剤補給容器 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式を用いた画像形成装置、例えば、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置に現像剤を補給するための現像剤補給容器に関する。

従来、電子写真複写機やプリンタ等の画像形成装置には現像剤として微粉末の現像剤が使用されている。そして、画像形成装置本体の現像剤が消費された場合には、現像剤補給容器を用いて画像形成装置へ現像剤を補給することが行われる。

このような現像剤補給容器において、従来、現像剤補給容器内の現像剤の残量を光学的に検知する手段としては、２つの光ガイド部材を現像剤補給容器の側面に対向するように設けて検知する手段がある（例えば、特許文献１参照）。

また、光を反射もしくは透過する部材（トナーエンド検知手段）を設けて現像剤の有無を検知する手段もある（例えば、特許文献２参照）。

これらはいずれも、現像剤がある場合は、光路が現像剤によって塞がれた状態であり、現像剤が少なくなった時に、受光センサーが光を検出できるものである。

特開平１０−１７１２３２号公報（第１−１１頁、図２、図５） 特開平１１−３８７５５号公報（第２３−２４頁、図５８、図６０）

しかしながら、上記従来例によると以下のような課題がある。

まず、特許文献１に見られるような検知手段を用いる場合は、別々の部材からなる２つの光ガイド部材を用いている為、コストが高い傾向にある。また、近年の流れから、画像形成装置本体もコンパクト化の傾向にあり、それゆえ、現像装置もコンパクトにならざるを得ない状況にある。その場合、必然的に現像剤補給容器もコンパクトにならざるを得ず、特許文献１のように、２つの光ガイド部材をそれぞれ容器側面に対向するように設けて使用することが困難な場合もある。

この特許文献１に見られるような検知手段の配置スペースの問題を解消する手段として、特許文献２に見られるようなトナーエンド検知手段が挙げられる。

この特許文献２に記載のトナーカートリッジの場合、前記トナーエンド検出手段が、トナーカートリッジの回転軸線方向において該トナーカートリッジのトナー補給口とほぼ同列（軸線上）に配置されており、かつトナーカートリッジの回転軸線方向において前記トナー補給口よりも手前側に設けられている。この場合、トナーカートリッジ内に設けられた搬送部材（アジテータ）によって前記回転軸線方向奥側から前記トナー補給口に向かって現像剤が搬送され、常に手前側にのみ現像剤が最後まで残るとされている。

しかしながら、特許文献２に記載のトナーカートリッジは、回転式現像装置に搭載された場合、ロータリー回転の衝撃により、トナーエンド検出手段近傍に常に現像剤が溜まるとは言い切れず、例えば、現像剤がまだ十分あるにもかかわらず現像剤無しと誤検知してしまい、現像剤の残量が多いままトナーカートリッジを交換してしまうことが懸念される。

本発明の目的は、現像剤補給容器内に残留する現像剤量を少なくすることができる現像剤補給容器を提供することである。

上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、画像形成装置に着脱自在な現像剤補給容器において、現像剤を収容する容器本体と、前記容器本体の周面に設けられ現像剤を排出する排出口と、前記容器本体の回転に伴い前記排出口に向けて現像剤を搬送する搬送部材と、前記容器本体内の現像剤残量を検知するための検知部材と、を有し、前記現像剤補給容器の長手方向において、前記検知部材の検知領域は少なくとも一部が前記排出口と重なり合うように設けられており、前記容器本体内面に且つ前記排出口に向けて現像剤をガイドするに連れて互いが近付くように設けられた一対のガイド手段を有し、前記検知部材の検知領域は前記一対のガイド手段により現像剤が集められる領域に設けられていることを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、安価で誤検知することなく、現像剤補給容器内の現像剤がより少なくなった状態でも適正に現像剤残量、例えば、現像剤無しを検知することができる。即ち、使用後、現像剤補給容器内に残留する現像剤量を可及的に少なくすることができる。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態について図面に則して詳しく説明する。図１は、本発明を適用し得る画像形成装置の一実施形態の概略断面図を示す。

先ず、本発明の第１実施形態に係る現像剤補給容器が着脱自在な画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。

感光体ドラム１０４等からなる画像形成部では、原稿台ガラス１０２上にセットされた原稿１０１の読み取り画像情報、或いは、他の機器から送られてきた画像情報に応じて、光学部１０３により感光体ドラム１０４上に静電潜像が形成される。一方、給送カセット１０５，１０６に積載された用紙、ＯＨＰシート等の記録媒体Ｐは、操作部（不図示）から操作者が入力した情報に基づいて、送り出しローラ１０５Ａ，１０６Ａにより選択的に給送される。そして、給送カセットから送り出された１枚の記録媒体Ｐは搬送部１０９を経由してレジストローラ１１０まで搬送される。レジストローラ１１０は、感光体ドラム１０４の回転と光学部１０３のスキャンのタイミングとを同期させて前記記録媒体Ｐを感光体ドラム１０４へ搬送する。そして、現像装置によって感光体ドラム１０４上に形成されたトナー像が、転写手段１１１によって前記記録媒体Ｐに転写される。その後、記録媒体Ｐは分離手段１１２によって転写手段１１１から分離され、搬送部１１３により搬送されて定着部１１４に到る。そして、定着部１１４で熱と圧力により記録媒体Ｐ上のトナー像を定着させる。定着後の記録媒体Ｐは、排出ローラ１１６により排出トレイ１１７へ排出される。

上記構成の電子写真画像形成装置において、感光体ドラム１０４の回りには、４つの現像装置を有する回転体（回転式現像装置）３０、クリーニング手段２０２及び、一次帯電手段２０３が配置されている。回転体内の各現像装置は、感光体ドラムとの対向位置において、トナーを用いて、感光体ドラム１０４に形成された静電潜像を現像する。そして、各現像装置にトナーを供給するための現像剤補給容器１が、画像形成装置本体１２４に回転可能に設けられた回転体３０における回転式現像装置本体３１に対して取り外し可能に装着されている。

なお、図示していないが、前記各現像装置は、感光体ドラムとの対向位置において、感光体ドラム１０４と微小隙間（約３００μｍ）をおいて現像ローラを有する。そして、現像に際しては、現像ブレードによって現像ローラ周面に薄層のトナー層を形成し、該現像ローラに現像バイアスを加えることにより、感光体ドラム１０４に形成された静電潜像を現像する。また、帯電手段２０３は、感光体ドラム１０４を帯電するものである。また、クリーニング手段２０２は感光体ドラム１０４に残留するトナーを除去するものである。現像によって減少する現像剤は、現像剤補給容器１から順次補給される。

（現像剤補給容器の構成）
次に、本発明の第１実施形態に係る現像剤補給容器について図面を用いて説明する。図２および図３は本発明の第１実施形態に係る現像剤補給容器の斜視図である。図４及び図５は現像剤補給容器内側の斜視図である。図６は現像剤補給容器内の残量が少ない状態での現像剤の様子を示す図である。図７及び図８は現像剤補給容器の排出口近傍での現像剤の流れを示す図である。さらに、図１２及び図１３は光ガイド部材を示す図である。

本実施形態に係る現像剤補給容器１は、回転体３０の回転に伴って現像剤を搬送・排出する現像剤補給容器である。この現像剤補給容器１は、容器上部１Ａと容器下部１Ｂからなり現像剤を収容する筒状の容器本体１Ｃ、シャッター２、及びノブ３からなる。前記容器本体１Ｃ（容器下部１Ｂ）の周面には、前記容器本体１Ｃ内の現像剤を排出する排出口１０が設けられている。本実施形態における排出口１０は、図２に示すように、前記容器本体１Ｃの回転軸線方向一端側に設けられている。

また前記容器本体１Ｃの内面には、回転に伴って容器本体１Ｃ内の現像剤を搬送し排出口１０から排出する搬送手段１４が設けられている。本実施形態に係る搬送手段１４は、前記容器本体１Ｃの内面に、容器本体内の現像剤を排出口１０に向けて撹拌しつつ搬送する搬送部材としての搬送突起１２を有している。更に本実施形態に係る搬送手段１４は、容器本体１Ｃ（容器下部１Ｂ）の内面に、現像剤をガイドするに連れて互いが近付くように設けられた一対のガイド手段としての一対の平板状突起１１を有している。この一対の平板状突起１１は、現像剤補給容器の長手方向において排出口１０を介して互いに対向するように、即ち、排出口１０を挟むように、前記容器本体１Ｃ（容器下部１Ｂ）の周面に設けられている。

そして、この一対の平板状突起１１により現像剤がガイドされて集められる領域の近傍に、現像剤の残量を検知するための検知部材（光透過性部材）としての光ガイド部材２０を設けている。この光ガイド部材２０は、現像剤補給容器１を着脱自在に装着する画像形成装置本体側に設けられた発光素子４０から発せられた光を、透過若しくは反射する第１の光ガイド部材２０Ａと、第１の光ガイド部材２０Ａから容器本体内を通過した光を、透過若しくは反射して画像形成装置本体側に設けられた受光素子４１に導く第２の光ガイド部材２０Ｂと、を有する。本実施形態では、この光ガイド部材２０をなす第１の光ガイド部材２０Ａ及び第２の光ガイド部材２０Ｂが、容器本体１Ｃを構成する容器上部１Ａ側に接着または溶着されている。

この光ガイド部材２０Ａ，２０Ｂは、容器の回転（公転）によって排出口１０を過ぎて、平板状突起１１によって現像剤がガイドされる領域、位置に設けられている。また、光ガイド部材２０は、図４に示すように、回転軸線方向において、排出口１０近傍に設けられている。

更に、本実施形態に係る光ガイド部材２０は、光透過性部材であり、主に樹脂（例えば、アクリル、ポリスチレン、ポリカーボネート等）にて成形される。また、光ガイド部材２０は、図１３に示すように、光を反射するために取付面２０ｚに対して傾斜した傾斜面２０ｘと、光を透過するために取付面２０ｚに対して略垂直な垂直面２０ｙを有し、第１の光ガイド部材２０Ａと第２の光ガイド部材２０Ｂは、回転軸線方向に相対して、容器本体１Ｃ（容器上部１Ａ）内面に設けられている。

なお、本実施形態では、容器上部１Ａ及び容器下部１Ｂに、回転に伴って現像剤を搬送する搬送部材としての搬送突起１２が設けられている構成を例示しているが、排出口１０および残量検知部２０Ｃ（検知領域）に現像剤を搬送する構成はこれに限定されるものではない。

図１４に残量検知の仕組みを簡単に表した図を示す。画像形成装置本体側に設けられた発光素子４０から発せられた光が、第１の光ガイド部材２０Ａの中を通過し、第２の光ガイド部材２０Ｂに向かう。その際に、第１の光ガイド部材２０Ａと第２の光ガイド部材２０Ｂとの間の光路上、残量検知部２０Ｃに現像剤がある場合は、光が遮られる為に、画像形成装置本体側に設けられた受光素子４１にて光を検知することができない。逆に、現像剤がほとんど無い状態では、第１の光ガイド部材２０Ａと第２の光ガイド部材２０Ｂとの間の光路を現像剤が塞ぐことがなくなり、第１の光ガイド部材２０Ａを通過した光が第２の光ガイド部材２０Ｂに到達することができ、受光素子４１にて光を検知することができる。このようにして光を検知した状態で現像剤がほぼ無くなったと判断する。

即ち、検知部材としての光ガイド部材は、容器内の現像剤残量検知時に、発光素子からの光の通過を行わせしめるものであり、実際に現像剤残量を検知するものではない。

上記構成において、回転に伴って搬送突起１２により排出口１０側に現像剤が搬送され、更に現像剤が排出口１０から排出される。そして、現像剤は排出口１０近傍に集められつつ、図６に示すように容器内の現像剤が徐々に残り少なくなっていく。

そして、更に現像剤が残り少なくなった状態において、回転により排出口１０から排出されなかった現像剤は、図７及び図８に示すように、前記一対の平板状突起１１により光ガイド部材２０Ａ，２０Ｂ近傍に集められる。

これにより、現像剤の残りが僅かになるまで現像剤無しの検知をせず、実際に現像剤の残りが少なくなった状態で初めて現像剤無しの検知が可能となり、現像剤補給容器内の現像剤をほぼ使い切った状態で現像剤無しを検知し、現像剤残量のより少ない現像剤補給容器１を提供することができる。

尚、光ガイド部材２０の検知領域２０Ｃは、一対の平板状突起１１により現像剤が集められる領域もしくはこの領域を含む同一周面上であることが好ましい。

即ち、本発明では、一対のガイド手段としての一対の平板状突起１１により現像剤が集められる領域近傍とは、一対のガイド手段により現像剤が集められる領域もしくはこの領域を含む容器内面の同一周面上を指す。なお、検知領域２０Ｃの位置はこの同一周面上であれば、回転体３０の回転のモード（停止位置）等の観点から、現像剤補給容器の周方向（回転方向）で適宜自由に選択できる。

上述したように、本実施形態によれば、回転に伴って前記一対の平板状突起１１により現像剤が集められた領域の近傍にて光ガイド部材２０を用いて現像剤残量検知を行う構成としたことで、安価で誤検知することなく、現像剤補給容器内の現像剤がより少なくなった状態で初めて現像剤無しを検知することができる。

また前記一対の平板状突起１１によって搬送された現像剤の流れにより、第１の光ガイド部材２０Ａと第２の光ガイド部材２０Ｂの表面に付着した現像剤を洗い流す効果があり、拭き取り部材が不要となり、コスト的に安い構成で、残量検知が可能となる。

また、前記第１の光ガイド部材２０Ａと前記第２の光ガイド部材２０Ｂとを一体的に成形することで、上記効果に加えて更に、設置スペースの省スペース化、低コスト化が可能となる。

そして、光ガイド部材２０の検知領域２０Ｃの少なくとも一部は、現像剤補給容器の長手方向（回転軸線方向）において排出口１０と重なり合うように設けられているので、即ち、現像剤補給容器の長手方向と直交する方向から現像剤補給容器を見たとき（例えば、図９）排出口１０と重なり合うように設けられているので、現像剤無しの残量検知タイミングをより遅くすることができ、使用後、現像剤補給容器内に残留する現像剤量を可及的に少なくすることができる。

また、前記光ガイド部材２０は、光を反射するために取付面２０ｚに対して傾斜した傾斜面２０ｘと、光を透過するために取付面２０ｚに対して略垂直な垂直面２０ｙを有し、第１の光ガイド部材２０Ａと第２の光ガイド部材２０Ｂは、回転軸線方向に相対して、容器本体１Ｃ（容器上部１Ａ）内面に設けられているので、前記一対の平板状突起１１により回転方向上流側に向けて搬送された現像剤が、第１の光ガイド部材２０Ａと第２の光ガイド部材２０Ｂとの間を流れやすくなり、より検知精度が向上する。

＜比較例１＞
ここで、上記第１実施形態（実施例１）に係る現像剤補給容器（図９（Ａ））に対する比較例として、図９（Ｂ）を、変形例として図９（Ｃ）に示す容器を用いて、それぞれ現像剤無しを検知した時点の現像剤の残量測定を行った。この測定においての現像剤残量検知時の姿勢は、図８に示した容器姿勢において残量検知部が下側になるようになっている。使用した現像剤量は共に１８０ｇであり、図１５に測定結果を示す。

なお、本実施形態に係る現像剤補給容器である図９（Ａ）に示す容器に対して、図９（Ｂ）に示す容器は、一対の平板状突起１１と排出口１０に対する光ガイド部材の配置を矢印Ｙ方向へ３０mm移動させた構成の容器であり、図９（Ｃ）に示す容器は、同光ガイド部材２０の配置を矢印Ｘ方向へ１５mm移動させた構成の容器である。図９（Ｂ）は残量検知部の位置が容器長手方向で排出口と重なっておらず、さらに現像剤が集められる場所でもない。また、図９（Ｃ）は容器長手方向では残量検知部が排出口と重なっているが、検知姿勢が図８に示した位置にあり、且つ残量検知部が図８で言う上側にあるため、残量が多い状態での検知となっている。すなわち、図９（Ｂ）（Ｃ）に示す容器は、いずれも本発明の特徴的な構成を有さない構成の容器である。

図９（Ｂ）に示す容器では、現像剤無しを検知した時点での現像剤の残量はおよそ７０〜８０ｇ残であり（図１５の比較例１）、図９（Ｃ）に示す容器では、現像剤無しを検知した時点での現像剤の残量はおよそ３０〜４０ｇ残であった（図１５の変形例１）。図９（Ｃ）において現像剤残量の更なる低減のためには、図９（Ａ）に示すように、残量検知部を現像剤残量検知時において光ガイド部材が現像剤補給容器の下面となるように配置するのがより好ましい。

これらに対し、図９（Ａ）に示す第１実施形態に係る現像剤補給容器においては、現像剤無しを検知した時点での現像剤の残量はおよそ８〜１０ｇ残であった（図１５の実施例１）。

この結果からもわかるように、本実施形態によれば、回転に伴って一対の平板状突起１１により現像剤が光ガイド部材２０近傍に集約されるので、安価な構成で、誤検知することなく、現像剤補給容器内の現像剤がより少なくなった状態で初めて現像剤無しを検知することができ、現像剤補給容器内の現像剤をほぼ使い切ることができる。

〔第２実施形態〕
本発明の第２実施形態に係る現像剤補給容器について図面を用いて説明する。図１０に容器上部１Ａの斜視図を示す。図１１に第２実施形態の現像剤補給容器の部分斜視図を示す。第２実施形態では、容器上部１Ａの内壁部に回転方向及び回転軸線方向に沿って光ガイド部材２０Ａ、２０Ｂを囲むような突起１３が設けられている。

排出口１０を通過して搬送突起１１，１２により搬送された現像剤が、前記突起１３に囲まれた領域１６に、より集まりやすくなり、かつ、一旦排出口１０から排出された現像剤が、回転により排出口１０が上を向いた際に容器１内に戻ってきた場合であっても、前記突起１３により容器１への拡散を防止することができ、さらに検知精度が向上する。

すなわち、本実施形態によれば、一旦現像剤補給容器１から排出された現像剤が、回転によって現像剤補給容器１内に戻ってきた場合であっても、現像剤の拡散を抑制する拡散抑制部材としてのＬ字状の突起１３により現像剤補給容器１内への拡散を防止することができ、前記突起１３に囲まれた領域１６内に現像剤が溜まるので、前記突起１３に囲まれた状態の光ガイド部材２０による現像剤の残量検知が、現像剤補給容器１内の現像剤量がより少なくなるまで遅らせることが可能となり、より精度の高い残量検知が可能となる。

＜比較例２＞
ここで、上記第２実施形態（実施例２）に係る現像剤補給容器（図９（Ａ））に対する比較例として、図９（Ｂ）に示す容器であって、図示していないが更に前述の突起１３を追加した容器を用いて、それぞれ現像剤無しを検知した時点の現像剤の残量測定を行った。この測定においての現像剤残量検知時の姿勢は、図８に示した容器姿勢において残量検知部が下側になるようになっている。使用した現像剤量は共に１８０ｇであり、図１５に測定結果を示す。

図９（Ｂ）に示す容器では、現像剤無しを検知した時点の現像剤の残量はおよそ７０〜８０ｇ残であった（図１５の比較例２）。

なお、上記第２実施形態に係る現像剤補給容器の変形例を図９（Ｃ）に示す。この図９（Ｃ）では、現像剤残量検知時において光ガイド部材が現像剤補給容器の下面ではなく上側となってしまうような構成となっているので、現像剤無しを検知した時点での現像剤残量がおよそ２０〜３０ｇ残となってしまった（図１５の変形例２）。そこで、現像剤残量の更なる低減のためには、図９（Ａ）に示すように、残量検知部を現像剤残量検知時において光ガイド部材が現像剤補給容器の下面となるように配置するのがより好ましい。

これらに対し、図９（Ａ）に示す第２実施形態に係る現像剤補給容器においては、現像剤無しを検知した時点の現像剤の残量はおよそ４〜６ｇ残であった（図１５の実施例２）。

〔第３実施形態〕
本発明の第３実施形態に係る現像剤補給容器について図面を用いて説明する。図１２は第３実施形態の光ガイド部材を示す図である。

本実施形態では、図１２に示すように、光ガイド部材２０をなす、前記第１の光ガイド部材２０Ａと前記第２の光ガイド部材２０Ｂとが一体的に成形されている。前記光ガイド部材２０は、容器本体１Ｃをなす容器上部１Ａに、接着もしくは溶着されている。

このように、本実施形態によれば、設置スペースの省スペース化が可能となり、更によりコストの安い現像剤補給容器を提供することが可能となる。

〔第４実施形態〕
本発明の第４実施形態に係る現像剤補給容器について説明する。

本実施形態では、現像剤としてトナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いており、前記キャリアとしての磁性キャリア粒子が５[質量％]〜３０[質量％]の割合で現像剤に均一に混合されている。

このように、現像剤中に磁性キャリア粒子が混合されていることで、光ガイド部材の容器内側に位置しトナーと接触する光透過窓へのトナーの付着の程度を低減することができる。これは、磁性キャリア粒子が、光ガイド部材に付着したトナーをこそぎ落とす役割を果たすためである。

現像剤中の磁性キャリア粒子の混合の割合が５[質量％]よりも少ない場合は、前述したトナーの付着低減効果が低下し、逆に３０[質量％]より多い場合は、前述したトナーの付着低減効果よりも、光ガイド部材を傷付ける可能性が増し、また現像剤補給容器＋現像剤のキットとしてのコストも高くなってしまう。

従って、上述したように、現像剤中に磁性キャリア粒子が前述の割合で均一に混合されていることで、光ガイド部材への現像剤の付着の程度を低減することができ、光ガイド部材の表面に付着した現像剤を洗い流す効果がさらに向上する。

尚、光ガイド部材が樹脂製である場合は、フェライトキャリアなどの金属製キャリアよりも、表面が樹脂でコーティングされた磁性体分散型樹脂キャリアの方が、同じ樹脂同士であるため、光ガイド部材２０の表面を傷付ける可能性が減り、再使用回数が増加することになる。

＜比較例３＞
ここで、上記第４実施形態（実施例４）に係る現像剤容器（前述した現像剤を用いた第１及び第２実施形態に示す構成の現像剤補給容器（図９（Ａ）））に対する比較例として、図９（Ｂ）を、変形例として図９（Ｃ）に示す上記各実施形態に対応する容器を用いて、それぞれ現像剤無しを検知した時点の現像剤の残量測定を行った。この測定においての現像剤残量検知時の姿勢は、図８に示した容器姿勢において残量検知部が下側になるようになっている。使用した現像剤量は２１０ｇ（内キャリア３０ｇ）であり、図１５に測定結果を示す。

まず前述した現像剤を用いた第１実施形態に示す構成の現像剤補給容器（図９（Ａ））では、現像剤無しを検知した時点の現像剤の残量はおよそ９〜１２ｇ残であった（図１５の実施例４−１）。これに対して前述した現像剤を用いた、第１実施形態に対応する、図９（Ｂ）に示す容器では、現像剤無しを検知した時点の現像剤の残量はおよそ８０〜９０ｇ残であり（図１５の比較例３−１）、図９（Ｃ）に示す容器では、現像剤無しを検知した時点の現像剤の残量はおよそ３５〜４６ｇ残の時点であった（図１５の変形例３−１）。

次に前述した現像剤を用いた第２実施形態に示す構成の現像剤補給容器（図９（Ａ））では、現像剤無しを検知した時点の現像剤の残量はおよそ５〜７ｇ残であった（図１５の実施例４−２）。これに対して前述した現像剤を用いた、第２実施形態に対応する、図９（Ｂ）に示す容器では、現像剤無しを検知した時点の現像剤の残量はおよそ８０〜９０ｇ残であり（図１５の比較例３−２）、図９（Ｃ）に示す容器では、現像剤無しを検知した時点の現像剤の残量はおよそ２３〜３５ｇ残の時点であった（図１５の変形例３−２）。図９（Ｃ）において現像剤残量の更なる低減のためには、図９（Ａ）に示すように、残量検知部を現像剤残量検知時において光ガイド部材が現像剤補給容器の下面となるように配置するのがより好ましい。

〔第５実施形態〕
本発明の第５実施形態に係る現像剤補給容器について図１６〜図１７を用いて説明する。図１６は本発明（図１６（Ａ））と比較例（図１６（Ｃ））とにおける光ガイド部材（検知領域）の配置に関する模式説明図、図１７は本発明に係る現像剤補給容器及び現像剤受入れ容器の模式断面図である。

本実施形態に係る現像剤補給容器１は、回転体３０の回転に伴って現像剤を搬送・排出する現像剤補給容器であり、現像補給容器１と共に現像剤受入れ口４ａを備えた現像剤受入れ容器４も回転している。そして、検知部材としての光ガイド部材（不図示）は、排出口１０が上方を向いているとき現像剤補給容器１内の現像剤残量を検知するものであって、その検知領域２０Ｃが現像剤受入れ容器４から現像剤が進入してくる位置の近傍になるように設けられている。その他の現像剤補給容器の構成は第１実施形態と同様である。

本実施形態では、図１６（Ａ）に示すように、光ガイド部材の検知領域２０Ｃは、現像剤補給容器１の長手方向において排出口１０と重なり合うように設けられ、更には検知領域２０Ｃが排出口１０の現像剤補給容器長手方向の範囲に包括されるように構成されている。

このような場合には、回転することで搬送部材としての搬送突起１２により搬送された現像剤と、一度排出口１０から排出され、その後逆流して現像剤補給容器１に戻った現像剤が合流し、残量が極めて少なくなった時点での検知が可能となる。

尚、光ガイド部材２０Ａ，２０Ｂの周方向での取り付け位置に関しては、図１７（Ｂ）に示すように、回転することで搬送突起１２により排出口１０近傍に集められた現像剤と現像剤受入れ容器４から現像剤補給容器１に戻った現像剤が合流し、残量検知部２０Ｃ（検知領域）に現像剤が集まる場所が良く、その位置において残量を検知するのが好ましい。

しかし、現像装置の構成やスペース、回転体の回転のモード（停止位置、検知ポイント）、残量検知部２０Ｃと搬送突起１２の位置関係などの観点から図１７（Ｂ）と図１７（Ａ）の間でかつ現像剤補給容器１の周方向（回転方向）で適宜自由に選択することが可能である。

即ち、本実施形態によれば、回転により現像剤受入れ容器側から現像剤補給容器側に逆流してきた現像剤を効率よく残量検知することができるため、容器内残量が極めて少なくなった段階での検知が可能となる。

〔第６実施形態〕
本発明の第６実施形態に係る現像剤補給装置ついて図１６〜図１７を用いて説明する。図１６は本発明（図１６（Ｂ））と比較例（図１６（Ｃ））とにおける光ガイド部材（検知領域）の配置に関する模式説明図、図１７は本発明に係る現像剤補給容器及び現像剤受入れ容器の模式断面図である。

本実施形態に係る現像剤補給容器１は、回転体３０の回転に伴って現像剤を搬送・排出する現像剤補給容器であり、現像補給容器１と共に現像剤受入れ口４ａを備えた現像剤受入れ容器４も回転している。そして、検知部材としての光ガイド部材（不図示）は、排出口１０が上方を向いているとき現像剤補給容器１内の現像剤残量を検知するものであって、その検知領域２０Ｃが現像剤受入れ容器４から現像剤が進入してくる位置の近傍になるように設けられている。その他の現像剤補給容器の構成は第１実施形態と同様である。

本実施形態では、図１６（Ｂ）に示すように、光ガイド部材の検知領域２０Ｃは、その一部が、現像剤補給容器１の長手方向において排出口１０と重なり合うように設けられ、すなわち検知領域２０Ｃが排出口１０の現像剤補給容器長手方向の範囲に包括はされていないが、一部が重なっている状態となっている。

このような場合には、回転することで搬送部材としての搬送突起１２により搬送された現像剤と、一度排出口１０から排出され、その後逆流して現像剤補給容器１に戻った現像剤が合流し、容器内残量が極めて少なくなった時点での検知が可能となる。

尚、本実施形態での光ガイド部材の取り付け位置は、現像剤補給容器の長手方向においては前述したように第５実施形態のものとは若干異なるが、現像剤補給容器の周方向では第５実施形態と同様である。

従って、本実施形態によっても、前述した第５実施形態と同様に、回転により現像剤受入れ容器側から現像剤補給容器側に逆流してきた現像剤を効率よく残量検知することができるため、容器内残量が極めて少なくなった段階での検知が可能となる。

＜比較例４＞
ここで上記第５実施形態（実施例５）および第６実施形態（実施例６）に係る現像剤補給装置（図１６（Ａ）、図１６（Ｂ））に対する比較例として、図１６（Ｃ）に示す容器を用いて、それぞれ現像剤無しを検知した時点の現像剤の残量測定を行った。この測定においての現像剤残量検知時の姿勢は、図８に示した容器姿勢において残量検知部が下側になるようになっている。使用した現像剤は共に１８０ｇであり、図１５に測定結果を示す。

なお本実施形態に係る現像剤補給装置である図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）に示す容器に対して、図１６（Ｃ）に示す容器は排出口１０における現像剤補給容器の長手方向の範囲に対して残量検知領域が重なり合っていない状態となっている。

図１６（Ｃ）に示す容器では、現像剤無しを検知した時点での現像剤の残量はおよそ２０〜３０ｇ残であった（図１５の比較例４）。

これに対して、図１６（Ａ）に示す第５実施形態に係る現像剤補給容器においては現像剤無しを検知した時点での現像剤の残量はおよそ３〜４ｇ残であった（図１５の実施例５）。また図１６（Ｂ）に示す第６実施形態に係る現像剤補給容器においては現像剤無しを検知した時点での現像剤の残量はおよそ６〜１０ｇ残であった（図１５の実施例６）。

この結果からも分かるように、本発明の実施形態によれば、現像剤受入れ容器４から戻ってきた現像剤も含めて残量検知できるため、極めて少ない現像剤残量での検知が可能となり、現像補給容器内の現像剤をほぼ空の状態になるまで使いきることが出来る。

〔他の実施形態〕
前述した実施形態では、光ガイド部材を、透明かつ中実な光透過性部材としたが、これに限定されるものではなく、例えば透明かつ中空な光透過性部材であっても良い。

また前述した実施形態では、現像剤補給容器の容器本体の形状として、略円筒状のものを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、現像剤を収納する略筒状の形状であればその他の形状であっても良い。

また前述した実施形態では、搬送部材としての搬送突起１２と一対のガイド手段としての一対の平板状突起１１を有する搬送手段１４としたが、例えば、図１８に示すように、螺旋状の突起５１，５２を有する搬送手段１４とする変形例であっても良い。さらに、一対のガイド手段として一対の平板状突起１１を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば図１９に示すように、一対のガイド手段としての一対の突起１９が現像剤のガイド方向に沿って複数に分断して配置された構成であっても良い。また、図示はしないが、搬送手段の変形例として、容器内面に形成された一条の螺旋状凹部もしくは螺旋状凸部であっても良い。

また前述した実施形態では、画像形成装置として、モノクロ及びフルカラーの画像を形成することができる複写機を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばプリンタ、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置や、中間転写ベルト、中間転写ドラム等の中間転写体を使用し、該中間転写体に各色のトナー像を順次重ねて転写し、該中間転写体に担持されたトナー像を転写材に一括して転写する画像形成装置であっても良く、該画像形成装置に用いる現像剤補給容器に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。

また本発明は、画像形成装置に用いられる現像装置の数に限定されるものではなく、例えば、１つの現像装置を有する画像形成装置、或いは、異なる色の現像剤で画像形成を行う複数個の現像装置を有する画像形成装置であっても良く、現像装置の数に関係なく同様に適用ができ、同様の作用効果を達成し得るものである。

また本発明においては残量検知手段として光ガイド部材を用いたが、本質的にはいかなる残量検知手段であっても成り立ち、静電容量型の検知等、他の残量検知手段を用いてもよい。

画像形成装置本体の断面図 本発明に係る現像剤補給容器の斜視図 本発明に係る現像剤補給容器の斜視図 本発明に係る現像剤補給容器内部の斜視図 本発明に係る現像剤補給容器（容器上部）の斜視図 現像剤補給容器の残量が少ない状態での現像剤の様子を示す図 現像剤補給容器の排出口近傍での現像剤の流れを示す図 現像剤補給容器の排出口近傍での現像剤の流れを示す図 本発明と比較例及び変形例とにおける光ガイド部材の配置に関する図 本発明に係る現像剤補給容器の容器上部を示す図 本発明に係る現像剤補給容器の部分斜視図 本発明に係る光ガイド部材を示す図 本発明に係る光ガイド部材を示す図 現像剤の残量検知方法を示す図 本発明と比較例及び変形例とにおける現像剤の残量データを示す一覧図 本発明と比較例とにおける光ガイド部材（検知領域）の配置に関する模式説明図 本発明に係る現像剤補給容器及び現像剤受入れ容器の模式断面図 本発明のその他の形態に係る現像剤補給容器内部の斜視図 本発明のその他の形態に係る現像剤補給容器内部の斜視図

符号の説明

１ …現像剤補給容器
１Ａ …容器上部
１Ｂ …容器下部
１Ｃ …容器本体
２ …シャッター
３ …ノブ
４ …現像剤受入れ容器
１０ …排出口
１１ …平板状突起（ガイド手段）
１２ …搬送突起（搬送部材）
１３ …突起
１４ …搬送手段
１６ …領域
１７，１８ …螺旋状突起（ガイド手段）
１９ …分断突起（ガイド手段）
２０ …光ガイド部材（検知部材）
２０Ａ …第１の光ガイド部材
２０Ｂ …第２の光ガイド部材
２０Ｃ …残量検知部（検知領域）
２０ｘ …傾斜面
２０ｙ …垂直面
２０ｚ …取付面
３０ …回転体（回転式現像装置）
３１ …回転式現像装置本体
４０ …発光素子
４１ …受光素子

Claims (9)

1. 画像形成装置に着脱自在な現像剤補給容器において、
   現像剤を収容する容器本体と、
   前記容器本体の周面に設けられ現像剤を排出する排出口と、
   前記容器本体の回転に伴い前記排出口に向けて現像剤を搬送する搬送部材と、
   前記容器本体内の現像剤残量を検知するための検知部材と、を有し、
   前記現像剤補給容器の長手方向において、前記検知部材の検知領域は少なくとも一部が前 記排出口と重なり合うように設けられており、前記容器本体内面に且つ前記排出口に向けて現像剤をガイドするに連れて互いが近付くように設けられた一対のガイド手段を有し、前記検知部材の検知領域は前記一対のガイド手段により現像剤が集められる領域に設けられていることを特徴とする現像剤補給容器。
2. 前記一対のガイド手段は、一方が前記排出口よりも前記容器本体の長手方向一端側の現像剤を前記排出口に向けてガイドし、他方が前記排出口よりも前記容器本体の長手方向他端側の現像剤を前記排出口に向けてガイドするように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の現像剤補給容器。
3. 画像形成装置に着脱自在な現像剤補給容器において、
   現像剤を収容する容器本体と、
   前記容器本体の周面に設けられ現像剤を排出する排出口と、
   前記容器本体内面に設けられ前記容器本体の回転に伴って現像剤をガイドする一対のガイド手段であって、現像剤をガイドするに連れて互いが近付くように設けられている一対のガイド手段と、
   前記容器本体内の現像剤残量を検知するための検知部材と、を有し、
   前記検知部材の検知領域は前記一対のガイド手段により現像剤が集められる領域近傍に設けられていることを特徴とする現像剤補給容器。
4. 前記一対のガイド手段は前記排出口近傍に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の現像剤補給容器。
5. 前記一対のガイド手段は、一方が前記排出口よりも前記容器本体の長手方向一端側の現像剤を前記排出口に向けてガイドし、他方が前記排出口よりも前記容器本体の長手方向他端側の現像剤を前記排出口に向けてガイドするように設けられていることを特徴とする請求項３に記載の現像剤補給容器。
6. 前記検知部材は、前記画像形成装置に設けられた発光素子からの光を前記容器本体内へ導くと共に前記容器本体内へ導かれた光を前記画像形成装置に設けられた受光素子へ導く光透過性部材を有することを特徴とする請求項３に記載の現像剤補給容器。
7. 現像剤受入れ口を備えた現像剤受入れ容器と、回転体と、を有する画像形成装置に着脱自在に設けられた現像剤補給容器であって、前記現像剤受入れ容器と共に前記回転体に保持されて公転自在な現像剤補給容器において、
   現像剤を収容する容器本体と、
   前記容器本体の周面に設けられた現像剤排出口と、
   公転に伴い前記容器本体内の現像剤を前記現像剤受入れ口と連通した前記現像剤排出口に向けて搬送する搬送部材と、
   前記容器本体内の現像剤残量を検知するための検知部材と、を有し、
   前記検知部材の検知領域は、前記現像剤補給容器の長手方向において、少なくとも一部が前記現像剤排出口と重なる位置であり、かつ、前記現像剤補給容器の周方向において、前記現像剤排出口を介して前記容器本体が前記現像剤受入れ容器より下方に位置するとき、前記検知部材の検知領域が前記現像剤排出口より下方で前記容器本体の下方に位置することを特徴とする現像剤補給容器。
8. 前記検知部材は、前記画像形成装置に設けられた発光素子からの光を前記容器本体内へ導くと共に前記容器本体内へ導かれた光を前記画像形成装置に設けられた受光素子へ導く光透過性部材を有することを特徴とする請求項７に記載の現像剤補給容器。
9. 前記容器本体内の現像剤にはキャリアが５〜３０質量％混合されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の現像剤補給容器。

Images