JP4645613B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

レーザプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置では、通常、トナーが収容された現像カートリッジは、画像形成装置本体に着脱自在に組み付けられている。そして、この現像カートリッジのトナー収容空間内には、トナーを攪拌するための攪拌部材（攪拌部材）が回転可能に配設されている。

また、攪拌部材の回転軸の一端は、トナー収容空間を構成するケーシングの側壁を貫通し、その貫通した部位には、回転軸に駆動力を伝達するための歯車からなる駆動部が設けられており、その歯車には、画像形成装置に配置された検知部に回転軸の回転状態を検知させるための被検知部が設けられている（例えば、特許文献１参照）。

そして、特許文献１に記載の現像カートリッジでは、画像形成装置から歯車を介して伝達された駆動力を受けて攪拌部材が回転することにより、トナー収容空間内のトナーが攪拌され、検知部により被検知部を介して回転軸の回転状態が検知される。
特開２００４−１９１５５９号公報

ところで、現像カートリッジ内のトナーを長期間に渡って攪拌しないでいると、トナー収容空間内に収納されたトナーが凝縮してしまうことがある。そして、トナーが凝縮した状態で攪拌部材を作動させると、攪拌部材に大きな攪拌抵抗が作用して回転軸や歯車等に大きな力が作用するので、回転軸や歯車等に損傷が発生する又は歯車の噛み合いが外れてしまう等の不具合が発生して、攪拌部材が正常に回転することができなくなってしまい、印刷不良を招いてしまう。

しかし、特許文献１に記載の装置では、例えば攪拌部材の回転軸が折れるという異常が発生したとしても、被検知部が設けられた歯車は、画像形成装置から供給される駆動力を受けて攪拌部の動作とは無関係に回転し続けるため、画像形成装置の検知部は、攪拌部材が正常に回転していないという不具合を検知することができない。

本発明は、上記点に鑑み、攪拌部材が正常に回転しているか否かを判定することができる現像カートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、トナーを収容するトナー収容空間（１５１）を構成するケーシング（１５２）と、トナー収容空間（１５１）に収容されているトナーを攪拌する攪拌部材（１５３）と、を有する現像カートリッジ（１１０）と、トナーの残量を検出するための発光素子（２１０）及び受光素子（２１１）と、攪拌部材（１５３）が回転しているか否かを判定する判定手段（３０８）と、を備えた画像形成装置であって、現像カートリッジ（１１０）は、ケーシング（１５２）を構成する側壁であって、互いに対向して配置され、攪拌部材（１５３）の回転軸（１５４）を回転可能に軸支する側壁と、回転軸方向一方の側壁に設けられ、発光素子（２１０）からの光をケーシング（１５２）内に入射させる入射部（１５８）と、回転軸方向他方の側壁に設けられ、発光素子（２１０）から入射された光を記ケーシング（１５２）外の受光素子（２１１）に向けて出射する出射部（１５９）と、攪拌部材（１５３）の回転軸（１５４）に軸支されると共に、該回転軸（１５４）からずれた位置に配置された導光部材（１６０）であって、攪拌部材（１５３）と一体的に回転すると共に、入射部（１５８）からケーシング（１５２）内に入射した光を回転軸（１５４）からずれた位置にて入光させて出射部（１５９）に導く導光部材（１６０）と、を有し、判定手段（３０８）は、受光素子（２１１）が光を受光していないことを示す信号と、受光素子（２１１）が光を受光していることを示す信号とを、周期的に出力する場合、攪拌部材（１５３）が回転していると判定することを特徴とする。

これにより、請求項１に記載の発明では、攪拌部材（１５３）が回転していれば、攪拌部材（１５３）の回転周期に連動して、回転軸方向一方側からケーシング（１５２）内に入射した光をケーシング（１５２）外に導出することができるので、この周期的に導出される光を検出すれば、攪拌部材（１５３）が正常に回転しているか否かを判定することができる。

つまり、周期的に光がケーシング（１５２）外に導出されているときには、攪拌部材（１５３）が正常に回転していると判定することができ、一方、周期的に光がケーシング（１５２）外に導出されていないときには、攪拌部材（１５３）が正常に回転していないと判定することができる。また、本発明では、トナーの残量を検出するための発光素子（２１０）及び受光素子（２１１）を用いて攪拌部材（１５３）が正常に回転しているか否かを判定することができるので、攪拌部材（１５３）が正常に回転しているか否かを判定するために新たに部品を設けることなく、攪拌部材（１５３）が正常に回転しているか否かを判定することができる。
したがって、現像カートリッジ（１１０）及び画像形成装置の製造原価が大きく上昇することを抑制しつつ、攪拌部材（１５３）が正常に回転しているか否かを判定することができる。

本発明において、導光部材（１６０）は、回転軸（１５４）方向一方側から他方側へ光を導く空間が形成された中空状パイプにて構成されていてもよい。

本発明において、さらに、攪拌部材（１５３）と一体的に回転して入射部（１５８）の表面を拭き取るワイパ（１７０）が設けられていてもよい。

これにより、入射部（１５８）にトナーが付着して光の入射が遮断されてしまうことを未然に防止できるので、攪拌部材（１５３）が正常に回転しているか否かを確実に判定することができる。

本発明において、ワイパ（１７０）は、導光部材（１６０）の入光部（１６２）より攪拌部材（１５３）の回転方向前進側にずれた位置に設けられていてもよい。

これにより、ワイパ（１７０）による入射部（１５８）の拭き取りが完全に終了した後に、入射部（１５８）から入射した光が導光部材（１６０）の入光部（１６２）に入射する構成とすることができるので、例えばワイパ（１７０）が撓む等してワイパ（１７０）により光路が遮られてしまうことを防止することができる。

本発明において、受光素子（２１１）の出力が入力される入力回路（３０５）を有し、判定手段（３０８）は、入力回路（３０５）に入力された信号に基づいて攪拌部材（１５３）が回転しているか否かを判定し、判定手段（３０８）は、入力回路（３０５）に入力された信号に基づいて、トナーの残量も判定するようにしてもよい。

これにより、トナーの残量を検出するための入力回路と攪拌部材（１５３）が正常に回転しているか否かを判定するための入力回路とを共通化することができるので、画像形成装置の製造原価が大きく上昇することを抑制しつつ、攪拌部材（１５３）が正常に回転しているか否かを判定することができる。

因みに、上記各手段等の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記各手段等の括弧内の符号に示された具体的手段に限定されるものではない。

本実施形態は本発明に係る現像インクカートリッジ及び画像形成装置を、いわゆるレー
ザプリンタに適用したものであり、以下に本実施形態を図面と共に説明する。
１．レーザプリンタの全体構成
図１はレーザプリンタ１を示す要部を示す側断面図であり、このレーザプリンタ１は、紙面上側を重力方向上方側として設置され、通常、紙面右側を前方側として使用される。

そして、レーザプリンタ１の筐体１０は略箱状（立方体状）に形成されており、この筐体１０の上面側には、印刷を終えて筐体１０から排出された用紙が載置される排紙トレイ２０が設けられている。なお、本実施形態では、用紙として、紙やＯＨＰシート等の記録シートを想定している。

２．レーザプリンタの内部構成
筐体１０内には、用紙に画像を形成する画像形成部１００、画像形成部１００に用紙を供給する搬送手段をなすフィーダ部２００、及び画像形成部１００にて画像形成が終了した用紙を排出部１１に向けて案内する案内部材をなす排出シュート３００等が収納されている。

２．１．フィーダ部
フィーダ部２００は、筐体１０の最下部に収納された給紙トレイ２０１、給紙トレイ２０１の前端部上方に設けられて画像形成部１００に用紙を搬送する給紙ローラ２０２、並びに給紙ローラ２０２にて搬送される用紙を１枚毎に分離する分離ローラ２０３及び分離パッド２０４等を有して構成されている。

そして、給紙トレイ２０１に載置されている用紙は、筐体１０内前側にてＵターンするようにして、筐体１０内の略中央部に配設された画像形成部１００に搬送される。
なお、給紙トレイ２０１から画像形成部１００に至る用紙の搬送経路のうち、略Ｕ字状に転向する部位の頂部外側には、用紙の画像形成面（印刷面）に付着した紙粉等を取り除く紙粉取りローラ２０５が配設され、その頂部内側には搬送される用紙を紙粉取りローラ２０５に押圧する対向ローラ２０６が配設されている。

また、搬送経路のうち画像形成部１００の入口側には、用紙に搬送抵抗を付与して用紙の搬送状態を整える一対のローラからなるレジストローラ２０７が配設されている。
２．２．画像形成部
画像形成部１００は、電子写真方式の画像形成手段をなすもので、スキャナ部１０１、現像カートリッジ１１０及び定着ユニット１９０等を有して構成されている。

２．２．１スキャナ部
スキャナ部１０１は、筐体１０内の上部に設けられて後述する感光ドラム１２０の表面に静電潜像を形成するものであり、具体的には、レーザ光源（図示せず）、ポリゴンミラー（図示せず）、ｆθレンズ（図示せず）、及び反射鏡（図示せず）等から構成されている。

そして、画像データに基づくレーザ光源から発光されたタイミングでレーザビームは、ポリゴンミラーで偏向されて、ｆθレンズを通過した後、反射鏡によって光路が折り返された後、光路が下方に屈曲されることにより、後述する感光ドラム１２０の表面上に照射され、静電潜像が形成される。

２．２．２．現像カートリッジ
図２は現像カートリッジ１１０の拡大断面図であり、図３は図２のＡ−Ａ断面図である。

現像カートリッジ１１０は、図１に示すように、スキャナ部１０１の下方側において着脱可能に筐体１０内に配設されており、この現像カートリッジ１１０は、感光ドラム１２０、帯電器１３０、転写ローラ１４０及びトナー収容部１５０等から構成されている。

そして、感光ドラム１２０は、用紙に転写される画像を担持する画像担持手段をなすもので、最表層がポリカーボネート等からなる正帯電性の感光層により形成される円筒状のドラム本体１２１と、このドラム本体１２１の軸心において、ドラム本体１２１の長手方向に沿って延びてドラム本体１２１を回転可能に支持するドラム軸１２２とを有して構成されている。

また、帯電器１３０は、感光ドラム１２０の表面を帯電させる帯電手段をなすもので、感光ドラム１２０の後側斜め上方において、感光ドラム１２０と接触しないように所定間隔を有して感光ドラム１２０と対向配設されている。なお、本実施形態に係る帯電器１３０は、コロナ放電を利用して感光ドラム１２０の表面に略均一に正電荷を帯電させるスコロトロン型帯電器を採用している。

転写ローラ１４０は、感光ドラム１２０と対向して配設されて感光ドラム１２０の回転と連動して回転し、用紙が感光ドラム１２０の近傍を通過する際に、感光ドラム１２０に帯電した電荷と反対の電荷（本実施形態では、負電荷）を印刷面とは反対側から用紙に作用させることにより、感光ドラム１２０の表面に付着したトナーを用紙の印刷面に転写させる転写手段をなすものである。

トナー収容部１５０は、図２に示すように、トナー（現像剤）を収容するトナー収容空間１５１を構成するケーシング１５２にて構成されており、このケーシング１５２（トナー収容空間１５１）内には、トナー収容空間１５１に収容されているトナーを攪拌する攪拌部材（アジテータ）１５３が回転可能に配設されている。

攪拌部材１５３は、ケーシング１５２に回転可能に支持された回転軸１５４、及び回転軸１５４と一体的に回転してトナー収容空間１５１に収納されたトナーを攪拌する攪拌部１５５等から構成されており、攪拌部１５５は、主にトナーを攪拌するための攪拌ブレード１５６、及びトナーをトナー供給ローラ１８０側へ搬送する搬送ブレード１５７等から構成されている。

なお、攪拌ブレード１５６は、図３に示すように、攪拌部材１５３の回転方向に（紙面に垂直な方向）に貫通した複数個の穴が形成された梯子状のもので、ＡＢＳ等の硬質な樹脂製である。搬送ブレード１５７は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の柔軟性に優れた樹脂で成形されたシート状の部材であり、溶着等の接合方法にて攪拌ブレード１５６の先端に固定されている。

また、ケーシング１５２のうち回転軸１５４の軸方向両端側であって、回転軸１５４から径方向（軸方向直交する直径方向）下方側にずれた位置には、赤外光等の光が透過可能な第１導光窓１５８及び第２導光窓１５９が設けられている。

そして、レーザプリンタ１の本体側のうち第１導光窓１５８に対向する部位には、発光ＬＥＤ等の光を放射する発光素子２１０が配設され、レーザプリンタ１の本体側のうち第２導光窓１５９に対向する部位には、フォトトランジスタ等の光を受光した際に信号を発する受光素子２１１が配設されている。

また、ケーシング１５２内には、第１導光窓１５８からケーシング１５２内に入射した光を入光させて第２導光窓１５９に導く導光部材１６０が設けられており、この導光部材１６０は、攪拌部材１５３と一体的に回転しながら、回転軸方向一方側からケーシング１５２内に入射した光を周期的に回転軸方向他端側からケーシング１５２外に導くことができる。

なお、本実施形態に係る導光部材１６０は、回転軸１５４から径方向にずれた位置にて回転軸１５４と略平行に延びるとともに、内部に回転軸方向一方側から他方側へ光を導く空間が形成された中空パイプ状のものである。

また、導光部材１６０を回転軸１５４に固定するアーム１６１には、攪拌部材１５３と一体的に回転して第１導光窓１５８及び第２導光窓１５９の表面をケーシング１５２内側から拭き取るワイパ１７０が設けられており、このワイパ１７０は、図２に示すように、アーム１６１に設けられた取付プレート１７１により、導光部材１６０の入光部１６２及び出光部１６３（図３参照）、つまり導光部材１６０の軸方向両端部より攪拌部材１５３の回転方向前進側にずれた位置に設けられている。

なお、本実施形態に係るワイパ１７０は、ウレタンゴム等の弾性材製であり、回転軸１５４と一体的に回転しながら、その先端側が第１導光窓１５８及び第２導光窓１５９の摺接することにより第１導光窓１５８及び第２導光窓１５９の表面に付着したトナーを拭き取って、第１導光窓１５８又は第２導光窓１５９にて光の進行が遮られることを未然に防止する。

また、トナー収容空間１５１と感光ドラム１２０との間には、図２に示すように、搬送ブレード１５７にてトナー収容空間１５１から搬出されたトナーを感光ドラム１２０に供給するトナー供給ローラ１８０及び現像ローラ１８１が配設されている。

つまり、搬送ブレード１５７にてトナー収容空間１５１から搬出されたトナーは、トナー供給ローラ１８０の回転によって現像ローラ１８１側に供給され、さらに、現像ローラ１８１側に供給されたトナーは、現像ローラ１８１の表面に担持されるとともに、層厚規制ブレード１８２により担持されたトナーの厚みが所定の厚みにて一定（均一）となる調整された後、スキャナ部１０１にて露光された感光ドラム１２０の表面に供給される。

なお、ケーシング１５２内には、レーザプリンタ１の本体側から供給される回転駆動力を感光ドラム１２０、攪拌部材１５３、トナー供給ローラ１８０及び現像ローラ１８１に伝達する歯車機構（図示せず。）が収納されており、感光ドラム１２０、攪拌部材１５３、トナー供給ローラ１８０及び現像ローラ１８１は、この歯車機構を介して機械的に連動（同期）して回転する。

２．２．３．定着ユニット
定着ユニット１９０は、図１に示すように、用紙の搬送方向において感光ドラム１２０より後流側に配設され、用紙に転写されたトナーを加熱溶融させて定着させるもので、具体的には、定着ユニット１９０は、用紙の印刷面側に配設されてトナーを加熱する加熱ローラ１９１、及び用紙を挟んで加熱ローラ１９１と反対側に配設されて用紙を加熱ローラ１９１側に押圧する加圧ローラ１９２等を有して構成されている。

因みに、本実施形態に係る加熱ローラ１９１は、表面がフッ素樹脂によってコーティングされた金属管と、その金属管内に加熱のためのハロゲンランプとから構成されており、一方、加圧ローラ１９２は、金属製のローラ軸を、ゴム材料からなるローラで被覆するこ
とにより構成されている。

２．２．４．画像形成作動の概要
以上に説明した画像形成部１００においては、以下のようにして用紙に画像が形成される。

すなわち、感光ドラム１２０の表面は、その回転に伴って、帯電器１３０により一様に正帯電された後、スキャナ部１０１から照射されるレーザビームの高速走査により露光される。これにより、感光ドラム１２０の表面には、用紙に形成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。

次いで、現像ローラ１８１の回転により、現像ローラ１８１上に担持され、かつ、正帯電されているトナーが、感光ドラム１２０に対向して接触するときに、感光ドラム１２０の表面上に形成されている静電潜像、つまり、一様に正帯電されている感光ドラム１２０の表面のうち、レーザビームによって露光され電位が下がっている露光部分に供給される。これにより、感光ドラム１２０の静電潜像は、可視像化され、感光ドラム１２０の表面には、反転現像によるトナー像が担持される。

その後、感光ドラム１２０の表面上に担持されたトナー像は、転写ローラ１４０に印加される転写バイアスによって用紙に転写される。そして、トナー像が転写された用紙は定着ユニット１９０に搬送されて加熱され、トナー像として転写されたトナーが用紙に定着して、画像形成が完了する。

３．電気制御系の構成
図４はレーザプリンタ１の制御系統を示すブロック図であり、図５はセンサ制御部３０４の概要を示すブロック図である。

そして、図４中、露光制御部３０１はスキャナ部１０１の作動を制御する制御手段であり、高圧制御部３０２は現像カートリッジ１１０の作動、つまり感光ドラム１２０、トナー現像及び転写等の高電圧を制御する制御手段である。

パネル制御部３０３は、ユーザが設定操作する操作パネル（図示せず。）を制御する制御手段であり、センサ制御部３０４は、発光素子２１０及び受光素子２１１等を制御する制御手段であり、モータ制御部３０５は、上記の歯車機構や加熱ローラ１９１等を回転駆動する電動モータを制御する制御手段である。

また、ＲＯＭ３０６及びＲＡＭ３０７は情報を記憶する記憶手段である、なお、ＲＯＭ３０６は電力の供給が遮断された場合にも記憶内容を保持できる読み込み専用記憶装置であり、ＲＡＭ３０７は電力の供給時にのみ情報を記憶することができる読み書き可能な記憶装置である。

ＣＰＵ３０８はＲＯＭ３０６に予め記憶されたプログラムに従って露光制御部３０１等を制御するための演算処理を行う判定手段であり、タイマ３０９は時間を計時するとともに時間を示す信号を出力する計時手段である。

また、センサ制御部３０４は、図５に示すように、発光素子２１０の発光作動を制御する発光制御回路３１０、及び受光素子２１１が光を受光した際に発する信号レベルが基準レベルを超えたか否かを判定し、その信号レベルが基準レベルを超えたときにはＬｏ信号をＣＰＵ３０８に向けて出力し、信号レベルが基準レベル未満のときにはＨｉ信号をＣＰＵ３０８に向けて出力するコンパレータ３１１等から構成されている。

４．実施形態に係るレーザプリンタの特徴的作動
４．１．攪拌部材の制御
図６は、コンピュータから印刷指示があったとき等、攪拌部材１５３を回転させる際にＣＰＵ３０８において実行されるフローチャートである。そして、印刷指示がされると、攪拌部材１５３が回転駆動されてトナー収容空間１５１に収容されたトナーの攪拌が開始されるとともに（Ｓ１００）、センサ制御部３０４の作動が開始される（Ｓ１１０）。

次に、センサ制御部３０４の出力に基づいて攪拌部材１５３の動作に異常が発生していないか否か、つまり攪拌部材１５３が正常に回転しているか否かが判定され（Ｓ１２０）、攪拌部材１５３が正常に回転していると判定された場合には（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、センサ制御部３０４の出力に基づいてトナー収容空間１５１に所定量以上のトナーの量が残存するか否かが判定される（Ｓ１３０）。

なお、トナー残量検出及び攪拌部材１５３が正常に回転しているか否かの詳細は、後述する。
そして、所定量以上のトナーが残存すると判定された場合には（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、印刷が終了又は停止するまで攪拌部材１５３が回転させ続けられた後、攪拌部材１５３の回転が停止する（Ｓ１４０）。

一方、トナー残量が所定量未満であると判定された場合には（Ｓ１３０：ＮＯ）、トナー残量が少なく印刷を実行することができない旨のエラー警告をユーザに向けて発した後（Ｓ１５０）、攪拌部材１５３の回転が停止する（Ｓ１４０）。

また、Ｓ１２０にて攪拌部材１５３が正常に回転していないと判定された場合には（Ｓ１２０：ＮＯ）、攪拌部材１５３に異常が発生しているおそれがある旨のエラー警告をユーザに向けて発した後（Ｓ１６０）、攪拌部材１５３の回転が停止する（Ｓ１４０）。

４．２．トナー残量判定及び攪拌部材の正常作動判定
図７〜図９の実線は導光部材１６０が存在しない場合のセンサ（受光素子２１１）から出力される信号と時間との関係を示すグラフであり、図１０〜図１２の実線は導光部材１６０が存在する場合（本実施形態に係るレーザプリンタ１の場合）のセンサ（受光素子２１１）から出力される信号（以下、センサ出力という。）と時間との関係を示すグラフであり、図７〜図１２の二点差線は、前記所定量に対応するセンサ出力の出力レベルを示すグラフである。

因みに、センサ出力の値は、数が大きいほど、センサ出力が大きいことを意味し、具体的な出力値を示すものではない。
なお、図７及び図１０の実線は、十分な量のトナーがトナー収容空間１５１に存在する場合を示し、図８及び図１１の実線はトナー残量が略半分となった場合を示し、図９及び図１２の実線はトナー残量が前記所定量未満となった場合を示している。

そして、本実施形態では、第１導光窓１５８及び第２導光窓１５９が回転軸１５４から径方向下方側にずれた位置に設けられているので、十分な量のトナーがトナー収容空間１５１に存在し、かつ、導光部材１６０が存在しない場合には、第１導光窓１５８からケーシング１５２内に入射した光はトナーによって遮られるので、図７の実線に示すように、時間の経過（攪拌部材１５３の回転角度）によらず、センサ出力が常にＨｉレベル（図７では、１００）となる。

しかし、本実施形態では、導光部材１６０が存在し、かつ、導光部材１６０が攪拌部材１５３と一体的に回転するので、攪拌部材１５３が１回転する周期Ｔ１毎に、第１導光窓１５８からケーシング１５２内に入射した光が第２導光窓１５９に導かれて受光素子２１１にて受光することができるので、図１０に示すように、周期Ｔ１毎にセンサ出力がＬｏレベル（図１０では、１０）となる時間Ｔ２が発生する。

このとき、仮に回転軸１５４が折れる等して攪拌部材１５３が回転することができない状態、つまり攪拌部材１５３に異常が発生した場合には、導光部材１６０によって周期Ｔ１毎に受光素子２１１に光を導くことができないので、センサ出力は、時間の経過（攪拌部材１５３の回転角度）によらず、図１０の波線で示すように、常に一定となる。

因みに、図１０では、導光部材１６０が第１導光窓１５８の位置からずれた状態で攪拌部材１５３に異常が発生した場合を示しているので、センサ出力がＨｉレベルで一定となっているが、仮に、導光部材１６０が第１導光窓１５８の位置と一致した状態で攪拌部材１５３に異常が発生した場合には、センサ出力はＬｏレベルで一定となる。

なお、本実施形態では、攪拌部材１５３の回転角度、つまり第１導光窓１５８に対する導光部材１６０及び攪拌部１５５の位置を検出していないので、攪拌部材１５３の回転が開始された時から少なくとも１周期Ｔ１の間はセンサ出力を検出し続けなければならない。

そして、トナー残量が減少すると、図１１及び図１２に示すように、導光部材１６０によりセンサ出力がＬｏレベルとなる時間Ｔ２、ワイパ１７０により光が遮られることによってセンサ出力がＨｉレベルとなる時間Ｔ３、攪拌部材１５３により光が遮られることによってセンサ出力がＨｉレベルとなる状態Ａを除けば、センサ出力は上下変動するものの、その平均値は次第に低下していく。

そこで、本実施形態では、時間Ｔ２、時間Ｔ３及び状態Ａを除いたセンサ出力が二点差線で示す出力（本実施形態では、４０）を下回った場合に、トナー残量が所定量未満となったものと見なしている。

また、攪拌部材１５３に異常が発生すると、前述したように、センサ出力が一定となるので、仮に導光部材１６０が第１導光窓１５８の位置からずれた状態で攪拌部材１５３に異常が発生した場合においてトナー残量が略半分のときには、図１１の破線で示すように、センサ出力が二点差線で示す出力より大きい出力で一定となる。

また、仮に導光部材１６０が第１導光窓１５８の位置からずれた状態で攪拌部材１５３に異常が発生した場合においてトナー残量が所定量未満のときには、図１２の破線で示すように、センサ出力が二点差線で示す出力より小さい出力で一定となる。

なお、導光部材１６０が第１導光窓１５８の位置と一致した状態で攪拌部材１５３に異常が発生した場合には、トナー残量によらず、センサ出力がＬｏレベルで一定となる。
５．実施形態に係るレーザプリンタの特徴
本実施形態では、攪拌部材１５３の回転軸方向一方側からケーシング１５２内に入射した光を攪拌部材１５３の回転軸１５４からずれた位置にて入光させてケーシング１５２外に導く導光部材１６０を備えているので、図１０〜図１２に示すように、攪拌部材１５３が回転していれば、攪拌部材１５３の回転周期に連動して、回転軸方向一方側からケーシング１５２内に入射した光をケーシング１５２外に導出することができ、この周期的に導
出される光を検出すれば、攪拌部材１５３が正常に回転しているか否かを判定することができる。

すなわち、周期的に光がケーシング１５２外に導出されているときには、攪拌部材１５３が正常に回転していると判定することができ、一方、周期的に光がケーシング１５２外に導出されていないとき、つまりセンサ出力が一定であるときには、攪拌部材１５３が正常に回転していないと判定することができる。

また、本実施形態では、トナー残量を検出するための発光素子２１０及び受光素子２１１を用いて攪拌部材１５３が正常に回転しているか否かを判定することができるので、攪拌部材１５３が正常に回転しているか否かを判定するために新たに別のセンサを設けることなく、攪拌部材１５３が正常に回転しているか否かを判定することができる。

したがって、現像カートリッジ１１０及びレーザプリンタ１の製造原価が大きく上昇することを抑制しつつ、攪拌部材１５３が正常に回転しているか否かを判定することができる。

また、導光部材１６０は、回転軸１５４からずれた位置にて回転軸１５４と略平行に延びて配設されているので、導光部材１６０を単純な構成とすることができる。したがって、現像カートリッジ１１０及びレーザプリンタ１の製造原価が大きく上昇することを抑制しつつ、攪拌部材１５３が正常に回転しているか否かを判定することができる。

また、本実施形態では、攪拌部材１５３と一体的に回転して第１導光窓１５８及び第２導光窓１５９の表面を拭き取るワイパ１７０が設けられているので、第１導光窓１５８及び第２導光窓１５９にトナーが付着して光の入射が遮断されてしまうことを未然に防止でき、攪拌部材１５３が正常に回転しているか否かを確実に判定することができる。

また、本実施形態では、ワイパ１７０は、導光部材１６０の入光部１６２より攪拌部材１５３の回転方向前進側にずれた位置に設けられているので、ワイパ１７０による第１導光窓１５８及び第２導光窓１５９の拭き取りが完全に終了した後に、第１導光窓１５８から入射した光が導光部材１６０の入光部１６２に入射して、出光部１６３から第２導光窓１５９に導かれる構成となる。

したがって、例えばワイパ１７０が撓む等してワイパ１７０により光路が遮られてしまうことを防止することができるので、攪拌部材１５３の異常を誤検出してしまうことを防止できる。

また、本実施形態では、センサ制御部３０４に入力された信号に基づいて攪拌部材１５３の異常及びトナー残量を検出（判定）しているので、トナーの残量を検出するためのセンサ制御部と攪拌部材１５３の異常を判定するためのセンサ制御部とを共通化することができ、レーザプリンタ１の製造原価が大きく上昇することを抑制しつつ、攪拌部材１５３が正常に回転しているか否かを判定することができる。

６．実施形態と発明特定事項との対応関係
本実施形態では、第１導光窓１５８が特許請求の範囲に記載された入射部に相当し、センサ制御部３０４が特許請求の範囲に記載された入力回路に相当し、ＣＰＵ３０８が特許請求の範囲に記載された判定手段に相当する。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、ケーシング１５２が黒等の遮光色で形成され、第１導光窓１５８
及び第２導光窓１５９のみが透光性を有する透明色であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばケーシング１５２全体を透光性を有する透明色としてもよい。

また、上述の実施形態では、導光部材１６０は、光を導く空間が形成された中空パイプ状であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばアクリル樹脂や光ファイバーのごとく、中実の部材であってもよい。

また、上述の実施形態では、トナーの残量を検出するための発光素子２１０及び受光素子２１１を用いて攪拌部材１５３が正常に回転しているか否かを判定したが、本発明はこれに限定されるものではなく、トナーの残量を検出するための発光素子２１０及び受光素子２１１と、攪拌部材１５３の異常を判定するための発光素子２１０及び受光素子２１１とをそれぞれ別に設けてもよい。

また、上述の実施形態では、第１導光窓１５８と第２導光窓１５９とが一直線上に配設されていたが、本発明は少なくとも第１導光窓１５８が回転軸１５４から径方向にずれていればよいので、例えば第２導光窓１５９を回転軸１５４の延長線上に配設し、導光部材１６０をクランク状として導光部材１６０にて光路を屈曲させてもよい。

また、上述の実施形態では、導光部材１６０は回転軸１５４と平行に延びた直線状のものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば導光部材１６０を回転軸１５４と平行に延びた直線状の部分と、その両端側で回転軸１５４の径方向と平行に延びる部分とからなるクランク状としてもよい。

また、上述の実施形態では、攪拌部材１５３の回転角度を検出していないので、攪拌部材１５３の回転が開始された時から少なくとも１周期Ｔ１の間はセンサ出力を検出し続けなければならなかったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば攪拌部材１５３の回転角度を検出する場合には、導光部材１６０の位置が第１導光窓１５８と一致する時を挟んで所定時間のみセンサ出力を検出しても攪拌部材１５３の異常を判定することができる。

また、上述の実施形態では、攪拌部材１５３の異常判定を実施した後、トナー残量を検出（判定）したが、本発明はこれに限定されるものではなく、これとは逆に、トナー残量を検出（判定）した後、攪拌部材１５３の異常判定を実施してもよい。

また、上述の実施形態では、導光部材１６０は、回転軸１５４の軸方向一方側から入射した光を軸方向他方側からケーシング１５２外に導いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、軸方向一方側から入射した光を反射させるようにして軸方向一方側からケーシング１５２外に導いてもよい。

また、上述の実施形態では、モノクロのレーザプリンタに本発明を適用したが、本発明の適用はこれに限定されるものではなく、カラー電子写真方式の画像形成装置にも適用することができる。

また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。

本発明の実施形態に係るレーザプリンタ１を示す要部を示す側断面図である。 本発明の実施形態に係る現像カートリッジ１１０の拡大断面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施形態に係るレーザプリンタ１の制御系統を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るセンサ制御部３０４の概要を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る攪拌部材１５３の作動を示すフローチャートである。 受光素子２１１から出力される信号と時間との関係を示すグラフである。 受光素子２１１から出力される信号と時間との関係を示すグラフである。 受光素子２１１から出力される信号と時間との関係を示すグラフである。 受光素子２１１から出力される信号と時間との関係を示すグラフである。 受光素子２１１から出力される信号と時間との関係を示すグラフである。 受光素子２１１から出力される信号と時間との関係を示すグラフである。

符号の説明

１…レーザプリンタ、１０…筐体、１１…排出部、２０…排紙トレイ、
１００…画像形成部、１０１…スキャナ部、１１０…現像カートリッジ、
１２０…感光ドラム、１２１…ドラム本体、１２２…ドラム軸、１３０…帯電器、
１４０…転写ローラ、１５０…トナー収容部、１５１…トナー収容空間、
１５２…ケーシング、１５３…攪拌部材、１５４…回転軸、１５５…攪拌部、
１５６…攪拌ブレード、１５７…搬送ブレード、１５８…第１導光窓、
１５９…第２導光窓、１６０…導光部材、１６１…アーム、１６２…入光部、
１７０…ワイパ、１７１…取付プレート、１８０…トナー供給ローラ、
１８１…現像ローラ、１８２…層厚規制ブレード、１９０…定着ユニット、
１９１…加熱ローラ、１９２…加圧ローラ、２００…フィーダ部、
２０１…給紙トレイ、２０２…給紙ローラ、２０５…紙粉取りローラ、
２０６…対向ローラ、２０７…レジストローラ、２１０…発光素子、
２１１…受光素子、３０１…露光制御部、３０２…高圧制御部、
３０３…パネル制御部、３０４…センサ制御部、
３０５…モータ制御部、３０９…タイマ、３１０…発光制御回路。

Claims (5)

1. トナーを収容するトナー収容空間を構成するケーシングと、前記トナー収容空間に収容されているトナーを攪拌する攪拌部材と、を有する現像カートリッジと、
   トナーの残量を検出するための発光素子及び受光素子と、
   前記攪拌部材が回転しているか否かを判定する判定手段と、を備えた画像形成装置であって、
   前記現像カートリッジは、
   前記ケーシングを構成する側壁であって、互いに対向して配置され、前記攪拌部材の回転軸を回転可能に軸支する側壁と、
   前記回転軸方向一方の前記側壁に設けられ、前記発光素子からの光を前記ケーシング内に入射させる入射部と、
   前記回転軸方向他方の前記側壁に設けられ、前記発光素子から入射された光を前記ケーシング外の前記受光素子に向けて出射する出射部と、
   前記攪拌部材の前記回転軸に軸支されると共に、該回転軸からずれた位置に配置された導光部材であって、前記攪拌部材と一体的に回転すると共に、前記入射部から前記ケーシング内に入射した光を前記回転軸からずれた位置にて入光させて前記出射部に導く導光部材と、を有し、
   前記判定手段は、前記受光素子が前記光を受光していないことを示す信号と、前記受光素子が前記光を受光していることを示す信号とを、周期的に出力する場合、前記攪拌部材が回転していると判定することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記導光部材は、前記回転軸方向一方側から他方側へ光を導く空間が形成された中空状パイプにて構成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記攪拌部材と一体的に回転して前記入射部の表面を拭き取るワイパが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記ワイパは、前記導光部材の入光部より前記攪拌部材の回転方向前進側にずれた位置に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記受光素子の出力が入力される入力回路を有し、前記判定手段は、前記入力回路に入力された信号に基づいて前記攪拌部材が回転しているか否かを判定し、前記判定手段は、前記入力回路に入力された信号に基づいて、トナーの残量も判定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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