JPH06308832A

JPH06308832A - 現像装置

Info

Publication number: JPH06308832A
Application number: JP9459293A
Authority: JP
Inventors: Kuninori Ono; 訓紀小野
Original assignee: Casio Computer Co Ltd; Casio Electronics Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd; Casio Electronics Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1993-04-21
Filing date: 1993-04-21
Publication date: 1994-11-04

Abstract

(57)【要約】【目的】トナーの有無を外部のフォトセンサで検知する
機構を備えた現像装置において、安定かつ正確なトナー
有無検知を実現する。【構成】現像装置のホッパー内には、トナーを攪拌する
攪拌部材１５と、その回転に伴ってトナー検知部を清掃
する清掃部材２０とが設けられている。攪拌部材１５の
回転軸１５ａに関し清掃部材２０と略１８０°反対側に
第１のシート２１が配設され、また、この第１のシート
２１に近接した位置に攪拌部材１５と一体化されて回転
軸１５ａの軸線と角度θをなす第２のシート２２が配設
されている。第１のシート２１は、ホッパー内のトナー
をすくい上げて、清掃部材２０による清掃とほぼ同時あ
るいはその直後にトナー検知部へ上記すくい上げたトナ
ーを落下させる作用をする。第２のシート２２は、その
面が角度θを持つことによりホッパー内のトナーをトナ
ー検知部側へ（Ｅ方向へ）かき寄せる作用をする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式を採用し
たプリンタ装置、複写機、ファクシミリ装置等の画像形
成装置に内蔵される現像装置に係り、更に詳しくはその
中の現像剤の有無を外部のフォトセンサで検知する機構
を備えた現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、上記画像形成装置において画像
情報に基づくトナー画像を形成する部分である画像形成
部の要部断面図である。なお、ここでは一例として、画
像形成部の大部分を一体的に構成して、画像形成装置本
体に着脱自在なプロセスユニットとしたものを示す。こ
のプロセスユニットは、矢印Ａ方向に回転可能な感光体
ドラム１を備えると共に、その周面に沿って配設された
帯電器２、現像装置３およびクリーナ４等を備えてい
る。このような構成において、帯電器２によって一様に
帯電された感光体ドラム１の周面に対し、不図示の露光
手段により画像情報に基づく露光を施すことで静電潜像
を形成し、この静電潜像を現像装置３によってトナー像
化し、そのトナー像を不図示の転写器により用紙上に転
写することで画像形成を行い、一方、感光体ドラム１上
に残った未転写のトナーをクリーナ４で除去する。

【０００３】ここで、現像装置３は、現像剤としてのト
ナーＴを収納するホッパー１１の他に、ホッパー１１内
のトナーを感光体ドラム１の周面まで所定量ずつ搬送し
てトナー像を形成する手段としてトナー供給ロール１
２、現像ロール１３、ブレード１４等を備えており、更
にホッパー１１内にはトナーＴを攪拌しつつトナー供給
ロール１２及び現像ロール１３側へ搬送する攪拌部材１
５が設けられている。この攪拌部材１５は、現像装置３
の幅方向の断面図である図５にも示すように、画像形成
装置本体側の駆動源からの駆動力が伝達される駆動ギア
１６に連結され矢印Ｂ方向へ一定速度で回転する回転軸
１５ａと、この回転軸１５ａに一体的に取り付けられ回
転軸１５ａの回転に伴ってホッパー１１内を周回しなが
らトナーＴを攪拌するフィン１５ｂとから構成される。

【０００４】更に、現像装置３内のトナーＴの有無を検
知するための手段としては、圧電センサ等のレベルセン
サを利用したもの等、種々のものが提案されているが、
ここでは、図４及び図５に示すようなトナー検知機構を
設けてある。すなわち、まず、ホッパー１１の底面部１
１ａに、その内側へ所定間隔を有し突出する一対の中空
突部１７、１８が設けられ、その互いに平行な一対の対
向面１７ａ、１８ａが透明部材でできておりトナーの有
無を検知するための窓となることで、これら全体で現像
剤検知部を構成している。更に、プロセスユニットを画
像形成装置本体へ装着した状態でホッパー１１の外部か
ら上記一対の中空突部１７、１８の中空部分にそれぞれ
嵌入する発光部１９ａと受光部１９ｂとからなるフォト
センサ１９が画像形成装置本体側に設けられ、このフォ
トセンサ１９が上記一対の対向面１７ａ、１８ａを介し
トナーＴの有無を検知する。すなわち、対向面１７ａ、
１８ａ間にトナーが存在して発光部１９ａからの光が遮
断されている場合には「トナー有り」として検知され、
一方、発光部１９ａからの光が対向面１７ａ、１８ａ間
を透過して受光部１９ｂに入射した場合には「トナー無
し」として検知される。このようにフォトセンサ１９を
ホッパー１１外に設けた構成からなるトナー検知機構
は、現像装置３が画像形成装置本体に着脱自在なプロセ
スユニットの一部として構成されたものにおいて、特に
有利である。

【０００５】ところで、このようなトナー検知機構を設
けた場合、一対の対向面１７ａ、１８ａ間に存在するト
ナーが少量になって「トナー無し」として検知されるべ
き時であっても、透明であるはずの対向面１７ａ、１８
ａにトナーが付着したままとなってフォトセンサ１９の
光路が遮断され、実際には「トナー有り」として検知さ
れてしまうこともあるので、対向面１７ａ、１８ａは常
時透明にしておく必要がある。そこで、図４及び図５に
示すように、攪拌部材１５と共に回転しながら対向面１
７ａ、１８ａを清掃する清掃部材２０を設けたものが知
られている。この清掃部材２０は、図７にも示すよう
に、ウレタンゴムシートやＰＥＴ（ポリエチレンテレフ
タレート）フィルム等からなり対向面１７ａ、１８ａの
間隔よりも多少広い幅を有する可撓性部材２０ａを、攪
拌部材１５の回転軸１５ａの一部に固定された支持部２
０ｂで支持した構成からなり、詳しくは図８に示すよう
に、可撓性部材２０ａの一部に設けられた孔２０ｃに支
持部２０ｂに設けられた突起２０ｄを係合させることで
可撓性部材２０ａが支持部２０ｂに対し位置決めされて
いる。このような構成からなる清掃部材２０では、回転
軸１５ａが矢印Ｂ方向へ一定速度で回転することによ
り、図８に示すように、可撓性部材２０ａが一定周期で
矢印Ｃ方向から一対の対向面１７ａ、１８ａ間に進入
し、対向面１７ａ、１８ａを摺擦しながら清掃する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】現像装置におけるトナ
ー有無検知は、「トナー無し」を検知時の現像装置内ト
ナー残量が少ないほど、理想の設定と言える。しかしな
がら、図４の現像装置３において、ローラ１２、１３側
に存在するトナー量と、対向面１７ａ、１８ａ間に存在
するトナー量とのバランスが崩れると、良好な設定は得
られない。すなわち、ローラ１２、１３側のトナー量が
対向面１７ａ、１８ａ間のトナー量よりも多い場合は、
まだ現像に寄与しうるトナーが多量にあるにもかかわら
ず「トナー無し」の検知を行いやすく、多量のトナーを
無駄にすることになり、一方、ローラ１２、１３側のト
ナー量が対向面１７ａ、１８ａ間のトナー量よりも少な
い場合は、もはや現像に寄与しうるトナーが無くなった
にもかかわらず「トナー有り」の検知を行いやすく、
「トナー無し」の検知前にトナー不足のための画像欠損
を招くことになる。

【０００７】特に図４の現像装置３の場合は、攪拌部材
１５の回転動作に伴ってフィン１５ｂによりローラ１
２、１３側へトナーをかき寄せていき、そのトナーがロ
ーラ１２、１３により消費されていくので、上述の２つ
の問題の中でも特に前者の問題が起こりやすい。すなわ
ち、図４において、トナーＴの消費に伴ってその表面
（トナー面）がＳ₁、Ｓ₂、Ｓ₃のように推移していく
ものとすると、Ｓ₁及びＳ ₂で示される状態のように対
向面１７ａ、１８ａ間に十分な量のトナーが介在してい
る間は「トナー有り」が検知されているが、トナーが更
に消費されて、Ｓ₃で示される状態のようにローラ１
２、１３側には十分な量のトナーが存在するにもかかわ
らず対向面１７ａ、１８ａ間にトナーが無くなった時に
は、清掃部材２０のクリーニング動作によって対向面１
７ａ、１８ａが透明になった後は「トナー無し」が検知
される。このように、現像に寄与しうるトナーがまだ十
分に残っているにもかかわらず、「トナー無し」の検知
により現像装置の寿命になってしまう。時には、Ｓ₂で
示す状態のようにトナー量が比較的減少してはいるが未
だ十分に残っている時であっても、清掃部材２０のクリ
ーニング動作後に対向面１７ａ、１８ａ間にトナーが無
くなって「トナー無し」を検知してしまうこともあっ
た。

【０００８】更に、Ｓ₁で示す状態のようにトナーがホ
ッパー１１内に多量に残っている場合であっても、清掃
部材２０がクリーニング動作をするために対向面１７
ａ、１８ａ間を通過した際、図６に示すように、その通
過した領域だけトナーの存在しない空洞部（空隙部）Ｈ
が形成されてしまい、「トナー無し」の誤検知をしてし
まうことがあった。これは、特に装置が長時間（長期
間）にわたって不動作で放置された場合に顕著であり、
すなわちその間中にトナーが攪拌されずにいるために固
化してしまうことに起因する。

【０００９】また、トナー全量が多い時はトナーの重量
が大きいこともあり、攪拌動作に伴い崩れたトナーが対
向面１７ａ、１８ａ間へ移動しやすいが、トナー全量が
少量になるに従い、対向面１７ａ、１８ａ間へのトナー
供給が不安定となっていた。特に、フォトセンサ１９は
その電気配線等の都合上からホッパー底面部１１ａの中
央ではなく片側（図５では駆動ギア１６側）に寄った位
置に配置されることが望ましく、このことから対向面１
７ａ、１８ａも片側に寄った位置となり、しかもその部
分が底面部１１ａから少々段状に突出して形成されてい
ることが、上記のトナー供給の不安定さの原因にもなっ
ている。

【００１０】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、安定
かつ正確なトナー有無検知を可能にする現像装置を提供
することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、現像剤を収納するホッパーの壁面に設けら
れ、該ホッパーの内側へ所定間隔を有し突出する一対の
中空突部の対向面が透明部材で形成されてなり、前記ホ
ッパー外から前記中空突部にフォトセンサを嵌入し前記
一対の対向面を介し前記現像剤の有無を検知するための
現像剤検知部と、前記ホッパー内に配設され、前記一対
の対向面を所定周期で摺擦する清掃部材と、前記ホッパ
ー内の現像剤をすくって該現像剤を前記清掃部材が前記
現像剤検知部を通過するのと同期して前記現像剤検知部
へ補充する現像剤移送手段とを備えることを特徴とす
る。

【００１２】

【作用】ホッパー内に多量の現像剤が残っている間は当
然ながら、少量の現像剤しか残っていない場合にもその
現像剤の一部が現像剤移動手段によってすくわれて上記
対向面間に補充される。よって、上記対向面間に現像剤
を安定して供給することが可能となり、ホッパー内の現
像剤を最大限に使い切ることができるので、理想に近い
安定かつ正確な現像剤有無検知が可能になる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。図１は本発明の一実施例の現像装置
の要部を示す斜視図であり、図２は同現像装置の上記要
部を含む幅方向断面図である。なお、本実施例の現像装
置の全体構成は、上記要部の構成を除き図４及び図５に
示した従来のものと同一であるものとし、その共通部分
の構成については同一部材に同一符号を付すことで詳細
な説明を省略する。

【００１４】本実施例で特徴とするのは、上記図１及び
図２に示すように、攪拌部材１５の回転軸１５ａに関し
清掃部材２０と略１８０°反対側に第１のシート２１を
配設したことと、この第１のシート２１に近接した位置
に攪拌部材１５の一部として回転軸１５ａの軸線と角度
θをなすフィン１５ｃを設け、このフィン１５ｃに同様
な角度θで第２のシート２２を設けたことである。これ
らシート２１、２２は、例えばウレタンゴムシートやＰ
ＥＴフィルム等の柔軟性のある材料からできている。た
だし、一方のシート２２は剛体であってもかまわない。

【００１５】上記第２のシート２２は、攪拌部材１５が
矢印Ｂ方向へ回転する動作に伴い、従来のフィン１５ｂ
とほぼ同様にホッパー１１内のトナーを矢印Ｄで示すよ
うにトナー供給ロール１２及び現像ロール１３（図４）
側へかき寄せる作用を持つが、これと同時に、角度θが
付けてあることにより矢印Ｅで示すように対向面１７
ａ、１８ａ側へもトナーを寄せる作用をも持っている。

【００１６】ここで、対向面１７ａ、１８ａ間の透明、
不透明をフォトセンサ１９で検知することでトナー有無
検知を行う方式の場合、たとえトナー供給ロール１２及
び現像ロール１３側にトナーが残っていても、対向面１
７ａ、１８ａ間にトナーが存在していなければ、「トナ
ー無し」の検知が行われ、現像装置の寿命と判断されて
しまう。言い換えれば、ホッパー１１内のトナーが少量
になった時、図２に示すようにホッパー１１内における
対向面１７ａ、１８ａ間を含まない領域ロにはトナーが
無くとも、対向面１７ａ、１８ａ間を含む領域イにはト
ナーが存在していないと、「トナー無し」となってしま
う。

【００１７】そこで本実施例では、上述のように角度θ
だけ傾けた第２のシート２２を攪拌部材１５と共に中空
凸部１８の近傍で回転させる構成としたことにより、ホ
ッパー１１内のトナーが少量になった時であっても、領
域ロに存在するトナーが領域イへ向けて強制的に送り込
まれるので、対向面１７ａ、１８ａ間にトナーが供給さ
れて「トナー有り」の状態を維持することができる。こ
の状態を図２及び図３（ｃ）に示しているが、トナーが
シート２２によって対向面１７ａ、１８ａ間に供給され
ている間は、ホッパー１１内のトナー全量が少量になっ
ても「トナー無し」を検知せず、現像装置の使用が可能
である。

【００１８】一方、対向面１７ａ、１８ａを清掃部材２
０で清掃する方式の場合、ホッパー１１内のトナーがま
だ十分に残っている状態でも、図６に示したような空洞
部Ｈができて、「トナー無し」の誤検知を行ってしまい
やすい。そこで、本実施例では、上述のように清掃部材
２０の反対側に第１のシート２１を設けたことにより、
このシート２１が攪拌部材１５と共に回転して清掃部材
２０の通過した後のトナーを攪拌してくれるので、トナ
ーに空洞部Ｈは形成されず、図３（ｂ）に示すようにホ
ッパー１１内のトナーが少量になるまで「トナー無し」
の誤検知をせずに動作を続けることが可能である。

【００１９】また、図３（ｂ）に示すようにホッパー１
１内のトナーが少量になった場合であっても、攪拌部材
１５の回転動作中にシート２１が図示の如くトナーをす
くい上げ、そのトナーは清掃部材２０が対向面１７ａ、
１８ａを清掃するのとほぼ同時かその直後に矢印Ｆで示
すように対向面１７ａ、１８ａ間に落下するので、「ト
ナー無し」の検知は行われずに済む。その後、図３
（ｃ）に示すようにホッパー１１内のトナーがごく少量
になった場合であっても、シート２１ですくい上げられ
たトナーが対向面１７ａ、１８ａ間に供給される間は、
「トナー無し」の検知は行われない。なお、シート２１
は、図２に示す状態にある時は対向面１７ａ、１８ａ間
には進入せず、たわんだ状態のまま中空突部１７、１８
上面をこするように通過し、その際にトナーを対向面１
７ａ、１８ａ間に押しやるように作用するので、全体的
にトナーが残っている時は対向面１７ａ、１８ａ間に強
制的にトナーを移動させて、「トナー無し」を検知させ
ない。

【００２０】以上のように第１、第２のシート２１、２
２がいずれも攪拌部材１５及び清掃部材２０の回転に伴
いホッパー１１内のトナーをすくって対向面１７ａ、１
８ａ間へ補充する現像剤移送手段として作用することに
より、対向面１７ａ、１８ａ間へ安定したトナー供給を
行うことができ、トナー供給ロール１２及び現像ロール
１３側のトナー量が画像欠損を招くレベルに減少する直
前まで、「トナー無し」の検知は行われずに済む。そし
て、上記直前に達し、シート２１、２２によるトナー供
給がなくなって対向面１７ａ、１８ａ間が透明となるま
でにトナー量が減少すると、ようやく「トナー無し」の
検知が行われる。従って、ホッパー１１内に充填されて
いるトナーを最大限に使用することができ、理想的なト
ナー有無検知が可能となる。

【００２１】なお、第２のシート２２は、対向面１７
ａ、１８ａの設けられている部分が底面部１１ａから少
々段差を持って突出して形成されている場合に特に効果
的であり、第１のシート２１と協働して効果をあげてい
るが、上記のような段差がない場合等では、第１のシー
ト２１単独でも所期の目的を達成できる。

【００２２】また、上記実施例ではフォトセンサ１９及
び中空突部１７、１８が現像装置の一端部側（図２では
駆動ギア１６側）に設けられているが、中央部等に設け
られたものに対しても勿論本発明を適用できる。

【００２３】更に、図４に示した現像装置の構成はほん
の一例であって、基本的にフォトセンサによる現像剤検
知部とその清掃部材とを備えたものであれば、その他の
構成の現像装置にも本発明を適用可能である。例えば、
清掃部材は、図２に示したような攪拌部材１５と連動す
るようにしたものである必要はなく、一対の対向面を所
定周期で摺擦可能なように独立して設けられているもの
であってもよい。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、ホッパー内の現像剤を
すくって所定周期で現像剤検知部へ現像剤を安定して供
給することが可能となり、ホッパー内の現像剤を最大限
に使い切ることができるので、理想に近い安定かつ正確
な現像剤有無検知が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の現像装置の要部を示す斜視
図である。

【図２】同実施例の現像装置の上記要部を含む幅方向断
面図である。

【図３】同実施例の現像装置におけるシート２１の作用
を説明するための図である。

【図４】一般の画像形成装置における画像形成部（プロ
セスユニット）の要部断面図である。

【図５】図４に示した従来の現像装置３の幅方向の断面
図である。

【図６】トナーの空洞化を示す現像装置３の幅方向の要
部断面図である。

【図７】現像装置３における攪拌部材１５と清掃部材２
０の斜視図である。

【図８】清掃部材２０の作用を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

３現像装置１１ホッパー１５攪拌部材１７、１８中空突部１７ａ、１８ａ対向面１９フォトセンサ１９ａ発光部１９ｂ受光部２０清掃部材２１第１のシート２２第２のシート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像剤を収納するホッパーの壁面に設けら
れ、該ホッパーの内側へ所定間隔を有し突出する一対の
中空突部の対向面が透明部材で形成されてなり、前記ホ
ッパー外から前記中空突部にフォトセンサを嵌入し前記
一対の対向面を介し前記現像剤の有無を検知するための
現像剤検知部と、前記ホッパー内に配設され、前記一対の対向面を所定周
期で摺擦する清掃部材と、前記ホッパー内の現像剤をすくって該現像剤を前記清掃
部材が前記現像剤検知部を通過するのと同期して前記現
像剤検知部へ補充する現像剤移送手段とを備えることを
特徴とする現像装置。