JP2003076126A

JP2003076126A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003076126A
Application number: JP2001268086A
Authority: JP
Inventors: Masashige Tamura; 田村　　昌重
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-09-04
Filing date: 2001-09-04
Publication date: 2003-03-14

Abstract

(57)【要約】【課題】現像剤収容部内の現像剤の残量を充分に検知
可能であり、且つ、現像剤収容部が頻繁に交換されるカ
ートリッジとされる場合であっても、現像剤収容部のコ
ストを低減し、ランニングコストを大幅に削減すること
のできる画像形成装置を提供する。【解決手段】現像器１１５と、現像器１１５に対して
内部が連通し、現像器１１５に供給する現像剤を収容す
る現像剤収容部３と、を有し、像担持体１１３に形成さ
れた静電潜像を現像する現像手段１０１を備えた画像形
成装置１００は、現像剤収容部３以外に、現像剤収容部
３内の現像剤の残量を検知するための検知手段１、２を
設けた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式或い
は静電記録方式を用いた画像形成装置に関し、特に、回
動型現像装置を備えたカラー複写機、カラーファクシミ
リ、カラープリンタの多色画像形成装置に好適に適用し
得るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば電子写真方式を用いた画像
形成装置において、色分解された画像情報に応じて順次
像担持体に静電潜像を形成し、この静電潜像を各色の現
像剤を備えた現像器により順次トナー像として現像し、
このトナー像を中間転写体に順次重ねて転写した後、記
録材、例えば、記録用紙、ＯＨＰシートなどに一括して
転写し、例えばフルカラーの画像を得る多色画像形成装
置がある。

【０００３】像担持体に順次形成される静電潜像を現像
する現像手段としては、複数の現像器を回動可能な現像
器支持体に配設し、随時所望の現像器を像担持体に対向
させて所定の色の現像剤により像担持体上の静電潜像を
現像する、所謂、回動型現像装置がある。

【０００４】図１２に、従来の回動型現像装置２０１の
一例を示す。従来、回動型現像装置２０１として、回動
可能な現像器支持体２０１ａに複数の現像器２１５、例
えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、
ブラック（Ｋ）の４つの現像器２１５Ｙ、２１５Ｍ、２
１５Ｃ、２１５Ｋが装着されており、この複数の現像器
２１５と共に回動するように、それぞれの現像器２１５
に現像剤収容部１３（１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３
Ｋ）が接続されたものが多く知られている。各現像器２
１５には、現像剤として、例えば、主にトナーとキャリ
アとからなる２成分現像剤（現像剤）が収容されてお
り、現像剤収容部１３には補給用トナーが収容されてい
る。現像剤収容部１３は、一般に、現像器２１５、現像
器支持体２０１ａ及び画像形成装置本体に対して着脱可
能なトナーカートリッジ（トナーボトル）とされてい
る。このトナーカートリッジ１３は、その内部の補給用
トナーが無くなった時点で例えば使用者自身が着脱して
交換することができる。

【０００５】図１３は、トナーカートリッジ１３が接続
された状態で回動型現像装置２０１に配置された現像器
２１５を示す。従来、一般に、トナーカートリッジ１３
は、各現像器２１５に設けられた補給現像剤搬送部たる
補給部バッファー１４を介して現像器２１５に内部が連
通するように着脱可能に接続される。そして、像担持体
として例えばドラム型の電子写真感光体（感光ドラム）
２１３と対向する位置（現像位置）において、トナーカ
ートリッジ１３内のトナーが補給部バッファー１４を介
して現像器２１５に補給される。

【０００６】この種の回動型現像装置２０１を備えた画
像形成装置においては、現像器２１５内の現像剤に含ま
れるトナーが無くなる前に、現像器２１５内のトナー若
しくはトナーカートリッジ１３に収容された補給用トナ
ーが無くなりそうであることを操作者に通知する必要が
ある。つまり、突然にトナーが消尽すると、操作者が交
換用のトナーカートリッジの在庫を有していない場合に
は、手配されるまでの間画像形成が行えなくなる。又、
トナーカートリッジ１３から現像器２１５側にトナーを
供給しないまま現像動作を継続すると、現像剤の劣化が
促進されたり、現像剤を担持搬送して感光ドラム２１３
に供給するために現像器２１５が備えた現像剤担持体、
一般的には非磁性金属スリーブにて形成される現像スリ
ーブ１７の劣化に繋がる。これによって、画像形成装置
に重大な欠陥を与える虞がある。

【０００７】そこで、従来、トナー残量を検知、判別し
て通知する方法が種々提案されている。例えば、現像剤
量検知手段によりトナーカートリッジ１３内のトナーの
有無を所定のタイミングで繰り返し検知し、この現像剤
量検知手段がトナー無しを検知し始めたときからトナー
無しの検知回数を積算し、この積算回数が所定回数に到
達した時点でトナーカートリッジ１３内のトナーが無く
なったと判別する方式などがある。

【０００８】このような構成においては、現像剤量検知
手段たるセンサ類を回動型現像体１２０１内部に設ける
とセンサ類からの配線がねじれるため、通常、現像剤量
検知手段を回動型現像体２０１外に設ける。

【０００９】そこで、従来、回動型現像装置２０１を備
えた画像形成装置では、図１３に示すように、トナーカ
ートリッジ１３にトナー残量を検出するための入光用・
透過光用の窓部を備えた現像剤量検知用窓部材（窓部
材）１１を設け、回動型現像装置２０１外に設けた発光
・受光素子を備えた光学式センサからなるトナー残量検
知センサ１２にてトナー残量を検出する構成がある。

【００１０】このような構成の場合、先ず、現像位置に
ある現像器２１５に連通したトナーカートリッジ１３に
向けてトナー残量検知センサ１２の発光素子１２ａから
光が発せられる。このとき、トナーカートリッジ１３の
壁面に設けられた入光用窓部１１ａから入光した光線
は、トナーカートリッジ１３内にトナーが充分に残って
いる場合には、透過光用窓部１１ｂに帰ってくることは
ない。

【００１１】そして、トナーカートリッジ１３内のトナ
ー残量が所定量を下回ると、入光用窓部１１ａから入っ
た光線は、トナーカートリッジ１３内に設けられたプリ
ズム板により反射され、透過光用窓部１１ｂを通過し
て、透過光用窓部１１ｂに対向配置されたトナー残量検
知センサ１２の受光素子１２ｂにて感知される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来の構成では、トナーカートリッジ１３に光学
用の窓部材１１が設けられており、この窓部材１１のた
めにトナーカートリッジ１３の製造コストが上がり、画
像形成装置のランニングコストアップに対する影響度が
大きい。

【００１３】従来、上述のような回動型現像装置を備え
た画像形成装置を、例えば複写装置として使用する場
合、一般に装置１台につきトナーカートリッジはトータ
ルで数百本使用されることがあるため、その製造コスト
は大変重要となってくる。

【００１４】従って、本発明の目的は、現像剤収容部内
の現像剤の残量を充分に検知可能であり、且つ、現像剤
収容部が頻繁に交換されるカートリッジとされる場合で
あっても、現像剤収容部のコストを低減し、ランニング
コストを大幅に削減することのできる画像形成装置を提
供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
現像器と、前記現像器に対して内部が連通し、前記現像
器に供給する現像剤を収容する現像剤収容部と、を有
し、像担持体に形成された静電潜像を現像する現像手段
を備えた画像形成装置において、前記現像剤収容部以外
に、前記現像剤収容部内の現像剤の残量を検知するため
の検知手段を設けたことを特徴とする画像形成装置であ
る。

【００１６】本発明の一実施態様によると、前記現像手
段は、前記現像器及びこれに内部が連通する前記現像剤
収容部を複数有する。本発明の他の実施態様によると、
前記現像手段は、前記現像器及び前記現像剤収容部が回
動軸の周りを回動可能に配設された回動型現像装置であ
る。

【００１７】本発明の一実施態様では、前記回動型現像
装置は、前記現像剤収容部と前記現像器本体との間に補
給現像剤搬送部を有し、前記現像剤収容部は、前記補給
現像剤搬送部を介して前記現像器と連通した状態で前記
回動軸の回りを回動する、前記回動型現像装置から着脱
可能なカートリッジである。前記検知手段としては、
（ａ）前記補給現像剤搬送部に設けられる、入光用窓部
と透過光用窓部とを備えた現像剤量検知用窓部材と、
（ｂ）前記回動型現像装置外に設けられる、発光素子と
受光素子とを備えた光学式センサと、を有するものを好
適に用いることができる。

【００１８】又、本発明の一実施態様によると、前記補
給現像剤搬送部は、前記現像剤収容部と連通する第１の
開口部と、前記現像器本体と連通する第２の開口部と、
前記第１の開口部から第２の開口部へと現像剤を搬送す
る搬送手段と、を有する。前記搬送手段としては、前記
補給現像剤搬送部の内壁に設けらる突出部材を備え、該
突出部材は、前記回動型現像装置の回転により現像剤を
前記第１の開口部から前記第２の開口部へと搬送できる
形状を有するものを好適に用いることができる。更に、
前記搬送手段としては、前記補給現像剤搬送部内に設け
られる搬送スクリューを備え、該搬送スクリューは、そ
の回転により現像剤を前記第１の開口部から前記第２の
開口部へと搬送できる形状を有するものを好適に用いる
ことができる。前記搬送スクリューは、前記現像剤量検
知用窓部材に対向する位置に清掃部材を有し、前記搬送
スクリューの回転により前記現像剤量検知用窓部材を清
掃するものであってよい。又、前記清掃部材としては可
撓性シートにて作製されるものを好適に用いることがで
き、前記清掃部材を、前記搬送スクリューの回転中心軸
に対して所定の角度を持って配設し、前記搬送スクリュ
ーの回転により現像剤を第１の開口部から第２の開口部
へと向かう方向に搬送する構成としてもよい。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
を図面に則して更に詳しく説明する。

【００２０】実施例１図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構
成を示す。本実施例において、画像形成装置１００は、
現像手段として回動型現像装置（ロータリ現像装置）１
０１を備えた多色画像形成装置（カラー複写機）であ
る。

【００２１】画像形成装置本体（装置本体）１００は、
原稿載置台１０６ａ、光源１０６ｂ、ミラー系１０６
ｃ、レンズ系１０６ｄ、ＣＣＤ１０６ｅなどを備えた原
稿読みとり部１０６、給紙部１０９及び画像形成部１０
２などを備えている。

【００２２】給紙部１０９は、記録用紙、ＯＨＰシート
などの記録材Ｓを収容して装置本体１００に着脱自在な
カセット１１０、１１１及び手差しカセット１１２を有
し、このカセット１１０、１１１及び手差しカセット１
１２から記録材Ｓが供給される。

【００２３】画像形成部１０２には、像担持体としての
円筒状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１１３、１
次帯電手段としての１次帯電器１１４、露光手段として
の光学系（レーザースキャナ）１０３、現像剤収容部で
あるトナーカートリッジ３（後述）とそれぞれ一体的に
連結された複数の現像器１１５を内蔵したロータリ現像
装置１０１、現像後の画質を調整するポスト帯電器１１
６、複数色のトナー像を重ねて転写作像した後、この多
色トナー像を記録材Ｓに転写するための無端円環状の中
間転写体（中間転写ベルト）１１７、感光ドラム１１３
上の残トナーをクリーニングするクリーニング手段たる
ドラムクリーナ１１８、中間転写ベルト１１７から記録
材Ｓへトナー像を転写する２次転写手段たる２次転写ロ
ーラ１１９、中間転写ベルト１１７上の残留トナーをク
リーニングするクリーニング手段たるベルトクリーナ１
２０などがそれぞれ配設されている。

【００２４】中間転写ベルト１１７は、複数のローラに
掛け渡されており、図中矢印方向に移動（回転）する。
中間転写ベルト１１７を介して感光ドラム１１３と対向
する位置には、１次転写手段としての１次転写ローラ１
１７ａが配置されている。

【００２５】又、記録材Ｓの搬送経路において画像形成
部１０２の上流側には、記録材Ｓの姿勢位置精度を高
め、中間転写ベルト１１７上のトナー像に合わせて記録
材Ｓをタイミングよく送り出すレジストローラ１２１が
設けられている。更に、画像形成部１０２の下流側に
は、トナー像が転写された記録材Ｓを搬送する記録材搬
送装置１２２、記録材Ｓ上の未定着画像を定着する定着
装置１０４、画像が定着された記録材Ｓを画像形成装置
本体１００外に排出する排出ローラ１０５などが配設さ
れている。

【００２６】上記構成の画像形成装置１００の動作を説
明する。装置本体１００に設けられている制御装置（図
示せず）から給紙信号が出力されると、カセット１１
０、１１１又は手差しカセット１１２から記録材Ｓが供
給される。

【００２７】一方、光源１０６ｂから原稿載置台１０６
ａに載置されている原稿Ｄに照射されて反射した光は、
ミラー系１０６ｃ、レンズ系１０６ｄなどを介してＣＣ
Ｄ１０６ｅに結像し、色分解された画像情報に応じた電
気信号として画像形成部１０２に送信される。

【００２８】画像形成部１０２においては、感光ドラム
１１３が予め一次帯電器１１４により帯電され、その表
面にレーザスキャナ１０３が色分解された第１色目の画
像情報に応じて光を照射することにより、第１色目の画
像情報に応じた静電潜像が感光ドラム１１３に形成され
る。次いで、この静電潜像は、ロータリ現像装置１０１
が備えたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４つの現像器１１５Ｙ、１１
５Ｍ、１１５Ｃ、１１５Ｋのうち、選択された現像器１
１５により所望の色のトナー像として可視化される。

【００２９】尚、本実施例では、各色の現像器１１５Ｙ
〜１１５Ｋ、及びこれに連結されるトナーカートリッジ
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋは同一構成とされる。従って、
以下の説明において、特に各色について区別を要しない
場合、各色を示す添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略する。

【００３０】感光ドラム１１３に形成されたトナー像
は、ポスト帯電器１１６によって電位が調整され、やが
て中間転写ベルト１１７を介して１次転写ローラ１１７
ａと感光ドラム１１３とが対向する１次転写位置に至
る。そして、この１次転写位置で、１次転写ローラ１１
７ａに１次転写バイアスを印加することで感光ドラム１
１３上のトナー像は中間転写ベルト１１７上に転写され
る。

【００３１】ここで、カラーモードの場合には、次の色
のトナー像が転写されるように中間転写ベルト１１７を
更に１回転する。この間、ロータリ現像装置１０１は、
次の指定の色の現像器２１５を感光ドラム１１３に対向
するよう回転し、次の静電潜像を現像する準備をする。

【００３２】こうして、例えばフルカラーモードでは、
所定数のトナー像が中間転写ベルト１１７に転写され終
わるまで、上述の静電潜像形成、現像、１次転写の各工
程を繰り返す。

【００３３】ところで、給紙部１０９から給送された記
録材Ｓはレジストローラ１２１で斜行が補正され、更に
タイミングが合わされて画像形成部１０２へ送られる。
そして、２次転写ローラ１１９に２次転写バイアスを印
加することにより中間転写ベルト１１７から記録材Ｓに
トナー像が転写される。その後、中間転写ベルト１１７
から分離された記録材Ｓは、記録材搬送装置１２２によ
り定着装置１０４に搬送される。そして、定着装置１０
４の熱と圧力により記録材Ｓに未定着転写画像が永久定
着される。画像が定着された記録材Ｓは、排出ローラ１
０５により装置本体１００から排出される。

【００３４】このようにして、給紙部２０９から給送さ
れた転写材Ｓは画像が形成されて排出される。又、トナ
ー像の転写後に感光ドラム１１３、中間転写ベルト１１
７に残留するトナーは、それぞれドラムクリーナ１１
８、ベルトクリーナ１２０により除去される。

【００３５】次に、図２、図３をも参照して、回動型現
像装置たるロータリ現像装置１０１について更に詳しく
説明する。

【００３６】本実施例では、ロータリ現像装置１０１
は、図２に示すように、４色分（イエロー（Ｙ）、マゼ
ンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ））の４個の
現像器１１５Ｙ、１１５Ｍ、１１５Ｃ、１１５Ｋを、回
動軸１０１ｂを中心として回動自在に現像器支持体（支
持体）１０１ａに保持している。これにより、支持体１
０１ａが回動することで、所望の色の現像器１１５が感
光ドラム１１３に対向する現像位置に移動され、多色画
像を形成することができる。

【００３７】又、本実施例では、図３に示すように、現
像剤収容部であるトナーカートリッジ３は、各現像器２
１５に内部が連通するように一体的に連結され、ロータ
リ現像装置１０１の内部に収容される。従って、トナー
カートリッジ３は、画像形成動作中には、ロータリ現像
装置１０１の回転に伴い回転する。トナーカートリッジ
３は、その中に現像器１１５に補給する補給用トナーを
収容している。このトナーカートリッジ３は、その内部
の補給用トナーがなくなった場合などに、ロータリ現像
装置１０１の稼働停止中に容易に現像器１１５、支持体
１０１ａ及び装置本体１００に対して着脱して交換でき
る、所謂、カートリッジ式のボトル構成となっている。

【００３８】現像器１１５は、現像容器（現像器本体）
８内に、現像剤として主にトナーとキャリアとからな
る、所謂、２成分現像剤（以下、単に「現像剤」と呼
ぶ。）を収容している。現像容器８には、その内部の現
像剤を攪拌循環搬送する攪拌スクリュー６、現像剤を磁
気により吸着担持して感光ドラム１に対向する現像部に
搬送し、感光ドラム１１３上の静電潜像にトナーを供給
する現像剤担持体としての、非磁性スリーブにて形成さ
れた現像スリーブ７などが設けられている。

【００３９】攪拌スクリュー６は、現像スリーブ７から
遠い側の第１攪拌スクリュー６ａと、現像スリーブ７に
近い側の第２攪拌スクリュー６ｂの２本が設けられてお
り、第１攪拌スクリュー６ａ上に位置する現像容器８の
補給口８ａから、詳しくは後述するように現像容器８内
にトナーが補給される。このトナーは、第１攪拌スクリ
ュー６ａの長手方向に、本実施例では図３中紙面奥側か
ら手前側に向かって搬送されつつ攪拌される。

【００４０】現像容器８内には、第１、第２攪拌スクリ
ュー６ａ、６ｂを仕切るように配置された隔壁８ｂが設
けられているが、その長手方向両端部は現像容器８の側
壁までは達していない。従って、第１攪拌スクリュー６
ａによって搬送される現像剤は、その長手方向一端部で
第２攪拌スクリュー６ｂへと引き渡される。第２攪拌ス
クリュー６ｂは、第１攪拌スクリュー６ａとは反対方
向、本実施例では図３中紙面手前側から奥側に向かって
現像剤を搬送しつつ、現像スリーブ７に現像剤を供給す
る。又、第２攪拌スクリュー６ｂは、現像に供された後
の現像剤を搬送し、長手方向一端部において第１攪拌ス
クリュー６ａに引き渡す。こうして現像容器８内の現像
剤は循環搬送される。

【００４１】現像スリーブ７は、内部に円柱状の固定マ
グネットを備えている。そして、図中矢印方向に回転す
ることによって、固定マグネットの発生する磁界により
吸着され、現像剤量規制部材（図示せず）により所定の
層厚に規制された現像剤層（磁気ブラシ）を搬送する。
そして、現像スリーブ７に所定の現像バイアスを印加す
ることで、感光ドラム１１３と対向する現像部に搬送さ
れた現像剤から、静電潜像に応じてトナーが感光ドラム
１１３に転移する。現像に供された後の現像剤は再び現
像容器８内に戻される。

【００４２】続いて、図４及び図５をも参照して、本実
施例におけるトナー補給機構及び現像剤量検知手段につ
いて説明する。

【００４３】現像器１１５は、トナーカートリッジ３よ
り供給されたトナーを現像容器８内部へと搬送して補給
するための、補給現像剤搬送部としての補給部バッファ
ー４を一体的に備えている。補給部バッファー４は、補
給トナー受け取り部４ａと、現像剤搬送路４ｂとを備え
て構成されている。現像剤搬送路４ｂ内には、トナーを
搬送するために用いられる搬送手段である補給スクリュ
ー（回転軸５ａ、スクリュー羽根５ｂ）５が設けられて
いる。

【００４４】トナーカートリッジ３の補給給口３ａとの
連通部である、補給トナー受け取り部４ａの受け取り口
（第１の開口部）４ｃを介して補給部バッファー４に供
給されたトナーは、補給スクリュー５によって、現像容
器８側の補給口８ａと連通する落下口（第２の開口部）
４ｄへ向かって搬送され、ここから現像容器８に補給さ
れる。

【００４５】トナーカートリッジ３を支持体１０１ａ内
で現像器１１５に装着すると、トナーカートリッジ３の
補給口３ａと補給部バッファー４の受け取り口４ｃとが
連結され、トナーカートリッジ３は、現像容器８と連通
する。通常、トナーカートリッジ３の補給口３ａ、補給
部バッファー４の受け取り口４ｃにはシャッター部材な
どの封止手段が設けられており、トナーカートリッジ３
の着脱操作時にトナーが漏れることがないようになって
いる。

【００４６】尚、本実施例では、装置本体１００が備え
た駆動入力ギア（図示せず）により、感光ドラム１１３
に対向する位置（現像位置）にある現像器２１５のみに
駆動が伝達されるように構成されている。この駆動入力
ギアは、攪拌スクリュー６及び現像スリーブ７を駆動す
る現像入力ギアと、補給スクリュー５を回転駆動する補
給入力ギアの２つを備え、それぞれ別々に駆動できるよ
う構成されている。そして、装置本体１００に設けられ
た装置動作を統括制御する制御手段たるコントローラ１
０７（図１）が、現像位置にて現像工程に供されている
現像器１１５の現像容器８内のトナー量が低下したと判
断したときに、補給入力ギアの回転を指示して補給スク
リュー５を回転させる。これにより、補給部バッファー
４内のトナーを現像容器８へと補給するように動作す
る。

【００４７】尚、コントローラ１０７は、各現像器１１
５の現像容器８内に収容される現像剤のトナー濃度（ト
ナー量）を、例えばトナー濃度検知手段として各現像器
１１５による形成画像の画素数をカウントするなどして
トナー消費量を計算し、トナー量が低下したことを判断
することができる。このようなトナー濃度の検知方法に
ついては、本発明においては任意であり、又当業者には
周知であるのでこれ以上の説明は省略する。

【００４８】さて、本実施例にて特徴的な現像剤量検知
手段は、次のような構成とされている。即ち、本実施例
では、現像剤量検知手段は、現像剤量検知用部材として
の光学プリズム窓部材（プリズム窓部材）１と、現像剤
の残量を検知する現像剤量検知センサたる、光学式セン
サからなるトナー残量検知センサ２とを備えて構成され
ている。

【００４９】本実施例においては、トナー残量検知セン
サ２及び光学プリズム窓部材１は、頻繁に交換されるト
ナーカートリッジ３には設けられておらず、補給部バッ
ファー４、より詳しくは、トナーカートリッジ３の補給
口３ａの下の補給バッファー４の受け取り部４ａに設け
られている。

【００５０】又、トナー残量検知センサ２は、ロータリ
現像装置１０１外であって、現像位置に配置される現像
器１１５のプリズム窓部材１に対応した位置に設けられ
ている。

【００５１】このように、プリズム窓部材１をトナーカ
ートリッジ３以外である補給部バッファー４に設けるこ
とにより、トナーカートリッジ３の製造コストを大幅に
低減することができ、装置のランニングコストを抑える
ことができる。

【００５２】次に、本実施例におけるトナーカートリッ
ジ３からのトナー搬送動作について更に説明する。本実
施例では、補給部バッファー４に設けられた補給スクリ
ュー５は、補給部バッファー４の長手方向一端部近傍に
位置するトナー残量検知領域Ａ、即ち、トナーカートリ
ッジ３の補給口３ａ、補給部バッファー４の受け取り口
４ｃの下までは延在していない。そして、補給部バッフ
ァー４のトナー残量検知領域Ａでのトナーの搬送は、補
給部バッファー４の内壁、より詳しくは現像剤搬送路４
ｂの内壁に設けたらせん状のリブ（突出部材）９により
行う。

【００５３】つまり、リブ９は、図２中矢印にて示すロ
ータリ現像装置１０１の回転（公転）を利用してトナー
を搬送できるように、補給部バッファー４の内壁にらせ
ん状に設けられている。これにより、トナーカートリッ
ジ３のトナー供給口３ａから補給部バッファー４へと供
給されたトナーは、補給スクリュー５に向けて、即ち、
落下口４ｄ、現像容器８側の補給口８ａに向けて搬送さ
れる。その後、補給部バッファー４内のトナーは、攪拌
スクリュー５の回転により落下口４ｄ、現像容器８側の
補給口８ａに向けて搬送される（図４、図５中矢印にて
トナー搬送方向を示す）。

【００５４】このようにリブ９を利用してトナー残量検
知領域Ａのトナーを搬送することで、補給スクリュー５
がトナーを巻き上げることによるプリズム窓部材１への
トナー付着を防止し、又コントローラ１０７が現像容器
８内のトナー量が低下したと判断して補給スクリュー５
が回転するよりも前に、確実に補給部バッファー４内の
トナーを補給スクリュー５側に寄せておくことができ
る。

【００５５】これにより、本実施例では、トナー残量の
検知タイミングは、現像器１１５が現像位置にあれば任
意に設定することができ、補給スクリュー５の回転時以
外でも検知タイミングを設定することができる。

【００５６】次に、図６を参照して本実施例にて用いら
れる現像剤量検知手段、即ち、現像剤量検知用部材とし
てのプリズム窓部材１及び現像剤量検知センサとしての
トナー残量検知センサ２について更に説明する。

【００５７】本実施例において用いられるトナー残量検
知センサ２は、電気回路基板２ｃ上に設けられた発光素
子２ａと、同じく電気回路基板２ｃ上に設けられた受光
素子２ｂとを備えて構成されている。

【００５８】又、プリズム窓部材１は、入光用窓部１ａ
と透過光用窓部１ｂとの２つの窓部を備えて構成されて
おり、本実施例では、それぞれ図６中の角度α及びβは
４５度に設定されている。又、本実施例では入光用窓部
１ａ、透過光用窓部１ｂは、長手方向に沿って横並びに
設けられている。これにより、入光用窓部１ａと透過光
用窓部１ｂとの間の検知部１ｃに溜まったトナー量に応
じて、図６中矢印にて示す光路、即ち、発光素子２ａか
ら出射された光が入光用窓部１ａ、検知部１ｃ、透過光
用窓部１ｂを経て受光素子２ｂに入射する光路がどの程
度遮られるかをアナログデータとして出力できるよう
に、受光素子２ｂ及び電気回路基板２ｃが構成されてい
る。

【００５９】つまり、補給部バッファ４の壁面に設けら
れた入光用窓部１ａから入光した光線は、トナーカート
リッジ３内にトナーが充分に残っており、従って補給部
バッファ４に充分なトナーが供給されている場合には、
透過光用窓部１ｂに帰ってくることはない。一方、トナ
ーカートリッジ３内のトナー残量が所定量を下回ると、
入光用窓部１ａから入った光線は、検知部１ｃを通過し
て又透過光用窓部１ｂにより反射されて、透過光用窓部
１ｂに対向配置されたトナー残量検知センサ２の受光素
子２ｂにて感知される。

【００６０】装置本体１００に設けられたコントローラ
１０７は、受光素子２ｂによる受光量が所定値以下であ
れば、補給部バッファ４内のトナー、即ち、トナーカー
トリッジ３内のトナーが所定量より少なくなったと判断
する。

【００６１】そして、例えば、コントローラ１０７は、
各現像器１１５に関してトナー残量検知センサ２により
補給部バッファ４内のトナーの有無を所定のタイミング
で繰り返し検知し、このトナー残量検知センサ２がトナ
ー無しを検知し始めたときから、そのトナー無しの検知
回数を積算する。この積算回数が所定回数に到達した時
点でトナーカートリッジ３内のトナーが無くなったと判
別する。

【００６２】コントローラ１０７は、トナーが無くなっ
たと判断したトナーカートリッジ３に関して、画像形成
装置本体１００が備えた表示部（図示せず）、或いは画
像形成装置本体１００と通信可能に接続されたパーソナ
ルコンピュータなどの外部機器（図示せず）に、その旨
を表示するための信号を送信する。こうして、操作者は
装置本体１００の表示部若しくはパーソナルコンピュー
タのディスプレイ画面上で所定のトナーカートリッジ３
のトナーが無くなったことを知ることができる。

【００６３】尚、本発明は、現像剤量検知用部材を、上
述のプリズム窓部材１に限定するものではなく、本発明
の主旨からして、例えば２つの窓部が一体となった構成
であっても何ら本発明の効果は変わることはない。又、
現像剤量検知手段の構成についても、現像剤量検知セン
サとしてのトナー残量検知センサ２、及び現像剤量検知
用部材としてのプリズム窓部材１とに限定されるもので
はない。本発明の主旨からして、他にトナー残量を検出
できる手段であれば本発明に適用することができ、同様
の効果を得られることは自明である。

【００６４】又、現像剤量検知手段の設置位置は、補給
部バッファーに限定されるものではなく、本発明の主旨
からして、トナーカートリッジ３以外であれば上記同様
の効果を得られることは明らかである。

【００６５】以上、本実施例によれば、ロータリ現像装
置１０１に装着されたトナーカートリッジ３に収容され
たトナーの残量を充分に検知可能で、且つ、トナーカー
トリッジ３以外の補給部バッファー４に現像剤量検知用
部材であるプリズム窓部材１が設けられているので、こ
のプリズム窓部材１の分のコストアップがトナーカート
リッジ３にかかることが無くなり、コストダウン効果が
大幅に向上する。

【００６６】例えば、本実施例の画像形成装置を複写装
置として使用する場合には、画像形成装置１台につきト
ナーカートリッジ３をトータルで数百本使用するような
ケースが想定されるが、本実施例によれば、ロータリ現
像装置１０１の内部のトナー残量を充分に検知可能で、
且つ、トナーカートリッジ３のコストを低減し、ランニ
ングコストを大幅に削減することができる。

【００６７】実施例２次に、本発明の他の実施例を説明する。本実施例では、
補給部バッファー４におけるトナーの搬送態様が実施例
１とは異なる。その他の画像形成装置本体、ロータリ現
像装置、及びこれに内蔵される現像器の構成、動作は実
施例１にて説明したものと同様である。従って、同一構
成、機能を有する要素には同一の符号を付し、詳しい説
明は省略する。

【００６８】本実施例では、補給部バッファー４の内壁
には、実施例１にて用いたリブ９（図４、図５）は設け
られておらず、その代わりに補給部バッファー４の現像
剤搬送路４ｂに設けられる補給スクリュー２５は、トナ
ー残量検知領域Ａ、即ち、トナーカートリッジ３の補給
口３ａ、受け取り口４ｃの下まで延在している。

【００６９】これにより、トナー残量検知領域Ａの付
近、即ち、トナーカートリッジ３の補給口３ａの下のト
ナーを、確実に現像容器８側へと搬送することが可能と
なり、補給部バッファー４の現像剤搬送路４ｂの端部の
トナー溜まりを起こし難い構成となっている（図７、図
８中矢印にてトナー搬送方向を示す）。

【００７０】本実施例においては、トナーカートリッジ
３のトナー残量の検知タイミングは、現像器１１５が現
像位置にあり、補給スクリュー２５を回転させ初めてか
ら所定の時間が経過した後（補給口３ａの下のトナーが
充分に現像容器８への落下口４ｄへと搬送されたタイミ
ング）に設定することが望ましい。

【００７１】尚、本実施例にて用いた補給スクリュー２
５以外にも、補給部バッファー４のトナーを落下口４
ｄ、現像容器８側の補給口８ａに向けて搬送する手段は
考えられる。本発明の主旨からして、補給部バッファー
４内のトナーを落下口４ｄ、現像容器８側の補給口８ａ
に向けて搬送できる手段であれば任意の手段を適用する
ことでき、同様の効果を得ることができる。

【００７２】本実施例においても、実施例１と同様に、
現像剤量検知手段の現像剤量検知用部材たるプリズム窓
部材１は、トナーカートリッジ３ではなく補給部バッフ
ァー４に配置されている。このため、実施例１と同様
に、頻繁に交換されるトナーカートリッジ４の製造コス
トを低減し、ランニングコストを非常に低減することが
できる。

【００７３】実施例３次に、本発明の更に他の実施例を説明する。本実施例で
は、補給部バッファー４におけるトナーの搬送態様及び
現像剤量検知手段の構成が実施例１、２とは異なる。そ
の他の画像形成装置本体、ロータリ現像装置、及びこれ
に内蔵される現像器の構成、動作は実施例１、２にて説
明したものと同様である。従って、同一構成、機能を有
する要素には同一の符号を付し、詳しい説明は省略す
る。

【００７４】本実施例では、補給部バッファ４の搬送ス
クリュー３５は、スクリュー羽根３５ｂがトナー残量検
知領域Ａ、即ち、トナーカートリッジ３の補給口３、補
給部バッファー４の受け取り口４ｃの下まで延在してい
ない。又、本実施例においても、実施例２と同様に、補
給部バッファー４の内壁には、実施例１にて用いたリブ
９（図４、図５）は設けられておらず、その代わりにト
ナー残量検知領域Ａの付近、即ち、トナーカートリッジ
３の補給口３ａ、補給部バッファ４の受け取り口４ｃの
下のトナーは、現像剤量検知用窓部材３１（後述）を清
掃する可撓性シートにて作製される清掃部材たる窓清掃
シート３９により搬送される。その後、トナーは補給ス
クリュー３５へと受け渡される。

【００７５】窓清掃シート３９としては、限定するもの
ではないが、ポリエステルフィルムなどのシート部材を
好適に用いることができる。

【００７６】ここで、図１０を参照して窓清掃シート３
９の構成及び作用について詳しく説明する。本実施例に
おいて、窓清掃シート３９は、補給スクリュー３５の回
転軸（補給スクリュー軸）３５ａを挟んで略同一平面に
突設された羽根状部材であり、補給スクリュー軸３５ａ
の軸線に対して角度γを持って取り付けられている。

【００７７】このため、補給スクリュー軸３５ａの回転
により、補給部バッファー４内のトナーを、スクリュー
羽根３５ａが設けられた部分に向けて、即ち、補給部バ
ッファー４の落下口４ｄ、現像容器８側の補給口８ａに
向かって搬送することが可能となっている。こうして、
窓清掃シート３９は現像剤量検知用窓部材３１へのトナ
ー付着を防ぎつつ、補給部バッファー４内のトナーを現
像容器８側へと搬送することが可能となっている（図
９、図１０中矢印にてトナー搬送方向を示す）。

【００７８】尚、図１０においては、窓清掃シート３９
の機能をより良く説明するために、実際の取り付け角度
よりも大きく表現されている。

【００７９】次に、図１１を参照して、本実施例におけ
る現像剤量検知手段について説明する。本実施例におい
て、現像剤量検知手段は、現像剤量検知用部材としての
現像剤量検知用窓部材（窓部材）１と、実施例１、２と
概略同様の光学式センサからなるトナー残量検知センサ
３２とを備えている。更に、本実施例では、現像剤量検
知用部材としての反射板３０を補給部バッファ４内に有
する。

【００８０】窓部材３１は、入光用窓部３１ａと、透過
光用窓部３１ｂとを有する。入光用窓部３１ａと透過光
用窓部３１ｂは、実施例１、２とは異なり、上下に配置
された構成となっている。又、これに伴って、本実施例
ではトナー残量検知センサ３２では、発光素子３２ａと
受光素子３２ｂとの２つの素子は別体に構成され、それ
ぞれ入光用窓部３１ａ、透過光用窓部３１ｂに対応して
上下に配置されている。

【００８１】本実施例では、発光素子３２ａから出射さ
れた光は、入光用窓部３１ａを介して下方より補給部バ
ッファー４内に入光し、その光が補給部バッファー４の
内壁に貼り付けられた反射板３０によって反射され、透
過光用窓部３１ｂを介して上方より外部へ出る。発光素
子３２ａが下方に、受光素子３２ｂが上方に位置した配
置となっている。

【００８２】これにより、補給スクリュー軸３５ａに光
線が遮られることなく、確実なトナー残量の検知が可能
となる。尚、発光素子３２ａを下方に、受光素子３２ｂ
を上方に配置したのは、受光素子３２ｂ側が飛散トナー
などによる影響を受け難くするためである。

【００８３】但し、本発明の主旨からして、窓部材３１
及びトナー残量検知センサ３２の配置は、上記本実施例
のものに限定されるものではなく、補給部バッファー４
のトナー残量を検知できるのであれば任意に設計し得る
ことは言うまでもない。

【００８４】上述のような構成により、トナーカートリ
ッジ３の補給口３ａの下のトナーを、確実に現像容器８
側へと搬送することが可能となり、又窓部材３１の内面
にトナーがこびり付くことによるトナー残量の誤検知を
起こし難い構成となっている。

【００８５】又、本実施例においては、トナーカートリ
ッジ３のトナー残量の検知タイミングは、実施例２にて
説明したタイミングと同様に、現像器１１５が現像位置
にあり、補給スクリュー３５を回転してから所定の時間
が経過した後（補給口３ａの下トナーが充分に現像容器
８への落下口４ｄへと搬送されたタイミング）に設定す
ることが望ましい。

【００８６】尚、本実施例にて用いた窓清掃シート３９
以外にも、補給部バッファー４のトナーを落下口４ｄ、
現像容器８側の補給口８ａへと搬送する手段は考えられ
る。他の容易に想像できる形状で、トナー搬送機能と窓
部清掃機能とを持ち合わせている部材であれば、本発明
の主旨からして上述の窓清掃シート３９の替わりに用い
ることができ、同様の効果を得られることは言うまでも
ない。

【００８７】本実施例においても、実施例１、２と同様
に、現像剤量検知手段の現像剤量検知用部材たる窓部材
３１は、トナーカートリッジ３ではなく補給部バッファ
ー４に配置されている。このため、実施例１、２と同様
に、頻繁に交換されるトナーカートリッジ４の製造コス
トを低減し、ランニングコストを非常に低減することが
できる。

【００８８】尚、上記各実施例では、現像剤は、所謂、
２成分現像剤であるとして説明したが、本発明はこれに
限定されるものではない。現像剤として、主に樹脂、或
いは樹脂と磁性体とで構成される、所謂、１成分現像剤
（トナー）を用いる場合にも同様に本発明の原理を適用
することができ、上記同様の効果を得ることができる。

【００８９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
現像剤収容部以外に現像剤量検知手段が設けられ、例え
ば補給現像剤搬送部に現像剤量検知用部材としての現像
剤量検知用窓部材は設けられるので、現像剤量検知用部
材のために現像剤収容部の製造コストが上がることは無
く、現像剤収容部が装置本体に対して着脱可能なカート
リッジなどとされ頻繁に交換されるような場合にも、装
置のランニングコストを大幅に低減することができる。
従って、本発明によれば、現像剤収容部内の現像剤の残
量を充分に検知可能であり、且つ、現像剤収容部が頻繁
に交換されるカートリッジとされる場合であっても現像
剤収容部のコストを低減し、ランニングコストを大幅に
削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構
成を示す断面図である。

【図２】図１の画像形成装置が備えた回動型現像装置の
主断面図である。

【図３】図２の回動型現像装置に配設される現像器及び
トナーカートリッジの主断面図である。

【図４】補給部バッファーの一例の側面断面図である。

【図５】補給部バッファーの一例の要部斜視図である。

【図６】プリズム窓部材とトナー残量検知センサの一例
の概略構成を示す主要構成図である。

【図７】補給部バッファーの他の例の側面断面図であ
る。

【図８】補給部バッファーの他の例の要部斜視図であ
る。

【図９】補給部バッファーの更に他の例の側面断面図で
ある。

【図１０】補給部バッファーの更に他の例の要部平面図
である。

【図１１】トナー検知手法の他の例を説明するための補
給部バッファーの要部主断面図である。

【図１２】従来の回動型現像装置の一例の主断面図であ
る。

【図１３】図１２の回動型現像装置に配設される現像器
及びトナーカートリッジの主断面図である。

【符号の説明】

１光学プリズム窓部材（現像剤量検知用部材、
現像剤量検知手段）２トナー残量検知センサ（現像剤量検知セン
サ、現像剤量検知手段）３トナーカートリッジ（現像剤収容部）４補給部バッファー（補給現像剤搬送部）５補給スクリュー（搬送手段）８現像容器（現像器本体）１０１ロータリ現像装置（回動型現像装置）１１３感光ドラム（像担持体、電子写真感光体）１１５現像器

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 15/01 １１３Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０７Ｅ５０７ＺＦターム(参考） 2H030 AA05 BB02 BB24 BB38 BB42 BB63 2H077 AA01 AA09 AA14 AA16 AA35 AB02 AB14 AB15 AB18 AC02 AC16 AD06 AD11 AD31 AD35 BA08 DA15 DA42 DA63 DA93 DB02 EA03 GA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像器と、前記現像器に対して内部が連
通し、前記現像器に供給する現像剤を収容する現像剤収
容部と、を有し、像担持体に形成された静電潜像を現像
する現像手段を備えた画像形成装置において、前記現像
剤収容部以外に、前記現像剤収容部内の現像剤の残量を
検知するための検知手段を設けたことを特徴とする画像
形成装置。
【請求項２】前記現像手段は、前記現像器及びこれに
内部が連通する前記現像剤収容部を複数有することを特
徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】前記現像手段は、前記現像器及び前記現
像剤収容部が回動軸の周りに回動可能に配設された回動
型現像装置であることを特徴とする請求項１又は２の画
像形成装置。
【請求項４】前記回動型現像装置は、前記現像剤収容
部と前記現像器本体との間に補給現像剤搬送部を有し、
前記現像剤収容部は、前記補給現像剤搬送部を介して前
記現像器と連通した状態で前記回動軸の回りを回動す
る、前記回動型現像装置から着脱可能なカートリッジで
あることを特徴とする請求項３の画像形成装置。
【請求項５】前記検知手段は、（ａ）前記補給現像剤
搬送部に設けられる、入光用窓部と透過光用窓部とを備
えた現像剤量検知用窓部材と、（ｂ）前記回動型現像装
置外に設けられる、発光素子と受光素子とを備えた光学
式センサと、を有することを特徴とする請求項４の画像
形成装置。
【請求項６】前記補給現像剤搬送部は、前記現像剤収
容部と連通する第１の開口部と、前記現像器本体と連通
する第２の開口部と、前記第１の開口部から第２の開口
部へと現像剤を搬送する搬送手段と、を有することを特
徴とする請求項４又は５の画像形成装置。
【請求項７】前記搬送手段は、前記補給現像剤搬送部
の内壁に設けらる突出部材を備え、該突出部材は、前記
回動型現像装置の回転により現像剤を前記第１の開口部
から前記第２の開口部へと搬送できる形状を有すること
を特徴とする請求項６の画像形成装置。
【請求項８】前記搬送手段は、前記補給現像剤搬送部
内に設けられる搬送スクリューを備え、該搬送スクリュ
ーは、その回転により現像剤を前記第１の開口部から前
記第２の開口部へと搬送できる形状を有することを特徴
とする請求項６の画像形成装置。
【請求項９】前記搬送スクリューは、前記現像剤量検
知用窓部材に対向する位置に清掃部材を有し、前記搬送
スクリューの回転により前記現像剤量検知用窓部材を清
掃することを特徴とする請求項８の画像形成装置。
【請求項１０】前記清掃部材は可撓性シートにて作製
されることを特徴とする請求項９の画像形成装置。
【請求項１１】前記清掃部材は、前記搬送スクリュー
の回転中心軸に対して所定の角度を持って配設されてお
り、前記搬送スクリューの回転により現像剤を第１の開
口部から第２の開口部へと向かう方向に搬送できること
を特徴とする請求項１０の画像形成装置。