JP4011411B2 - 印刷装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷装置に備えられ、現像器の現像槽内に残っている現像材量を検出する現像材の残量検知機構に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、複写機やプリンター等の、電子写真方式の印刷装置(画像形成装置)には、感光体ドラム(像担持体),帯電器,露光器,現像器,転写器,定着器等が設けられている。
このような印刷装置では、感光体ドラムの感光面に対して帯電・露光を行って静電潜像を形成し、これをトナー(現像材)によって現像してトナー像(顕像)を生成する。そして、このトナー像を、シート(記録媒体;普通紙やOHPシート等の印刷媒体)に転写し、熱定着するようになっている。
【0003】
また、一般に、印刷装置の現像器は、現像ローラと、トナーを貯蔵するためのトナー槽(トナー保持槽)とを備えている。貯蔵しているトナーの尽きた段階で寿命に達し、新たな現像器と交換されるようになっている。
【0004】
しかしながら、以前の印刷装置では、現像器のメンテナンス(現像器の交換など)に関しては、専門のサービス員が行うようになっていた。このため、メンテナンスにコスト・時間がかかり、ユーザーに不便を感じさせることがあった。
そこで、現在では、ユーザー自身によって交換(装着)可能な、カートリッジ化された現像器(現像ユニット)が実用化されており、メンテナンスを容易に行えるようになっている。
【0005】
上記したように、現像器は、貯蔵しているトナーの尽きた段階で、新しい現像器と交換する必要がある。このため、一般に、現像器には、トナー残量を検知するためのトナー残量検知機構が設けられている。
【0006】
このようなトナー残量検知機構に関する技術は、例えば、特開平11−84850号公報に記載されている。図11は、この公報に記載のトナー容器200を示す説明図である。
【0007】
この図に示すように、このトナー容器200は、その内部に堆積されているトナーを現像ローラに送るトナー攪拌部材201を備えており、さらに、その一端に、この部材を支持する回転軸202、および、外力により回転軸202を回転させるギア203を備えている。
【0008】
また、トナー攪拌部材201の他端には、フォトセンサ204の間を通過するスリット板205が設けられている。
このスリット板205は、複数のスリットを有する円盤である。また、フォトセンサ204には発光部および光検知部が設けられており、スリット板205がこれらの間を通過するように設定されている。
従って、フォトセンサ204の光検知部は、スリット板205のスリットがフォトセンサ204を通過する際に、ONとなる(発光部からの光を受ける)ようになっている。
【0009】
そして、このトナー容器200では、トナー攪拌部材201が、回転することによって内部のトナーを攪拌し、その一部を現像ローラに送るようになっている。
また、この攪拌の際、トナー攪拌部材201のトナー(トナーだまり)にトナー攪拌部材201が侵入するときには、トナーによる抵抗を受けるため、その回転速度が一瞬遅くなる。従って、トナー攪拌部材201とともに回転しているスリット板205における、フォトセンサ204を通過する速度も遅くなる。このため、フォトセンサ204における光検出の周期(スリットの通過周期に相当)が長くなる。
【0010】
一方、トナー攪拌部材201がトナーから脱出するときには、トナーの抵抗が急になくなるため、回転速度が一瞬早くなる。従って、スリット板205におけるフォトセンサ204の通過速度も同様に早くなり、フォトセンサ204の光検出周期が短くなる。
【0011】
また、トナー攪拌部材201によるトナーへの侵入から脱出までの時間は、収容しているトナー量(トナー残量)が多いほど長くなる。
従って、このトナー容器200では、フォトセンサ204における光検出周期の変化をモニターすることで、トナー残量を推測することが可能となっている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなトナー残量検知機構では、トナー容器200を含む現像器の寿命間近まで、すなわち、収容しているトナーを使い切る直前まで、トナー攪拌部材201がスムーズに回転することが要求される。このため、トナー攪拌部材201に対する不要な回転抵抗(不要抵抗;トナー槽のトナーから受ける抵抗以外の回転抵抗)を、長期間にわたって十分に小さく保つことが求められる。
【0013】
ところで、トナー攪拌部材201における不要抵抗の増加は、主に、トナー攪拌部材201とトナー容器200の軸受けとの隙間に侵入したトナーによってもたらされる。
【0014】
そこで、図11に示したトナー容器200では、トナー容器200の軸受けにリング部材を設けている。そして、リングの内部にトナー攪拌部材201を通すように構成することによって、上記の隙間をシールしてトナーの侵入を防ぐようになっている。
【0015】
しかしながら、この構成では、リング部材のシール性を高めるために、リング部材によるトナー攪拌部材201の締めつけを強くすると、トナー攪拌部材201に対する初期的な不要抵抗(リング部材による抵抗)が大きくなるという問題がある。
【0016】
また、このようなリング部材による抵抗を小さくするために、摩擦力の小さい樹脂でリング部材の内面(摺動面)をコーティングすることも考えられる。しかしながら、摺動面がリングの内側であるため、適切なコーティングを実行することは非常に困難であり、製造コストが高くなる。
【0017】
本発明は、上記のような従来の問題点を解決するために成されたものである。そして、その目的は、トナー攪拌部材に対する不要抵抗を、長期間にわたって十分に小さく保つことの可能な現像材の残量検知機構を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の第1の残量検知機構(第1検知機構)は、印刷装置に使用される現像器の現像槽に設けられた貫通穴に挿入された回転シャフトと、この回転シャフトに設けられ、このシャフトとともに現像槽内で回転することによって、現像槽内に貯蔵された現像材の抵抗を受ける攪拌部材と、この回転シャフトの回転状態に基づいて、現像槽内に残っている現像材量を検出するセンサー部とを備えた現像材の残量検知機構において、上記回転シャフトにおける現像槽内の内部部位にツバ面が設けられており、さらに、現像槽における上記貫通穴の設けられた貫通壁面と回転シャフトのツバ面との間に、回転シャフトの周りを囲むように、弾性材料からなるシール部材が配置されており、このシール部材が、上記貫通壁面およびツバ面の双方に密着していることを特徴としている。
【0019】
この第1検知機構は、複写機,プリンター,ファクシミリ装置などの印刷装置に用いられる現像器(現像装置)に備えられるものである。
ここで、現像器は、トナーやインク等の現像材を用いて静電潜像を現像するものであり、現像材を貯蔵するための現像槽を備えている。そして、第1検知機構は、この現像槽に貯蔵(蓄積)されている現像材の量(残量)を検知するものである。
【0020】
すなわち、上記したように、第1検知機構では、現像槽の壁面に貫通穴を設け、ここに回転シャフトを挿入する。そして、回転シャフトにおける外部部分(現像槽から突き出ている部分)に駆動系を接合し、回転シャフトの全体を、その長軸を回転中心軸として回転させるようになっている。
【0021】
また、回転シャフトの内部部位(現像槽の内部に差し込まれている部位)には、攪拌部材が設けられている。この攪拌部材は、回転シャフトとともに現像槽内で回転することによって、現像槽内に貯蔵されている現像材を攪拌するものである。
【0022】
また、この攪拌部材は、現像材を攪拌することで現像材の抵抗を受け、自身および回転シャフトの回転状態を変化させる。また、攪拌部材の受ける抵抗の大きさは、現像槽内に残っている現像材の量(残量)によって変化する。そこで、第1検知機構では、センサー部によって、回転シャフトの回転状態(回転状態の変化)を測定することで、現像材の残量を検出するようになっている。
【0023】
また、特に、第1検知機構では、回転シャフトの内部部位に、ツバ(鍔)面が設けられている。このツバ面は、回転シャフトの回転中心軸を法線方向とするリング状の平面であり、回転シャフトの周りを取り囲むように、回転シャフトの側面に隙間なく接合されているものである。
【0024】
さらに、第1検知機構では、現像槽における貫通壁面(回転シャフトを挿入する貫通穴の設けられた壁面)と回転シャフトのツバ面との間に、弾性材料からなるシール部材が配されている。
【0025】
このシール部材は、現像材が現像槽の貫通穴から漏れだすことを防止するものであり、回転シャフトの周りを囲むように、かつ、貫通壁面およびツバ面の双方に密着するように設けられている。
また、シール部材における2つの密着面(貫通壁面・ツバ面に密着する平面)のうち、一方の面を、貫通壁面あるいはツバ面に固定(接着)することが好ましい。この場合、他方の密着面は、壁面あるいはツバ面と密着しながら擦れあう摺動面(しゅうどうめん)となる。また、双方の密着面を摺動面とするようにしてもよい。
【0026】
このように、第1検知機構では、貫通壁面・ツバ面に、平らな摺動面を密着させるようになっている。これにより、第1検知機構では、摺動面を、摩擦力の小さい材料(高摺動材)で容易にコーティングできる。
【0027】
このため、第1検知機構では、摺動面への現像材の侵入を回避するために、貫通壁面とツバ面とでシール部材を強く圧縮し、シール部材のシール性を強くしても、回転シャフト(および攪拌部材)の回転に対する不要抵抗(現像槽に蓄積されている現像材から受ける抵抗以外の回転抵抗)の上昇を簡単に抑えられる。従って、第1検知機構は、不要抵抗を、長期間にわたって十分に小さく保つことの容易な機構となっている。
【0028】
また、第1検知機構では、上記したように、シール部材(シール部材の一方の密着面)が、貫通壁面・ツバ面のいずれか一方に接着されていることが好ましい。そして、他方との密着面(摺動面)に、高摺動部材を有していることが好ましい。このような高摺動部材は、摺動面を高摺動材料(動摩擦係数の非常に小さい材料;樹脂など)でコーティングすることで形成できる。これにより、不要抵抗を非常に小さくできる。
【0029】
また、シール部材は、一方の密着面を貫通壁面に接着し、他方の密着面を摺動面として回転シャフトのツバ面に接触させることが好ましい。さらに、この場合には、回転シャフトのツバ面に高摺動部材を備える(ツバ面を高摺動材料から構成する、あるいは高摺動材料でツバ面をコーティングする)ことが好ましい。
ツバ面は、貫通壁面よりも小さい部材であるため、高摺動部材を備え易いものである。これにより、小さい製造コストで不要抵抗の低下を図れる。
なお、シール部材における貫通壁面との密着面を摺動面とする場合には、高摺動部材からなるリングを、貫通壁面における摺動部分(シール部材における摺動面の接する部分)に貼り付けることが好ましい。
【0030】
また、シール部材は、良好な弾性力を有し、現像材の染み込みや透過を防止できるような材料、例えば、単泡性の発泡材料から構成することが好ましい。これにより、シール部材のシール性を容易に高められる。
【0031】
また、第1検知機構では、回転シャフトにおける現像槽内に挿入されている方の端部(内部部位側の端部)が、現像槽における貫通壁面と対向する壁面に設けられた突当軸受けに支持されていることが好ましい。これにより、回転シャフトの回転を容易に安定させられる。
【0032】
また、この構成では、回転シャフトにおける上記端部の先端が、回転シャフトよりも小さい断面積を有していることが好ましい。これにより、回転シャフトの不要抵抗をさらに小さくできる。
また、この回転シャフトの先端が軸受けの突当面(壁面)に付勢されるほどに、回転シャフトのツバ面と現像槽の内壁との間で圧縮されている(潰れている)ことが好ましい。これにより、シール部材によるシール性を高められる。
なお、回転シャフトの内部部位は、先端になるほど断面積が小さくなる先細り形状であってもよい。
また、回転シャフトにおける内部部位の端部や、軸受けの突当面は、高摺動材料から構成されていることが好ましい。これにより、回転シャフトの不要抵抗をさらに小さくできる。
【0033】
また、回転シャフトは、一本のシャフトでも、攪拌部材の両端部に設けられた2本のシャフトから構成されていてもよい。この場合、上記した内部部位の端部は、現像槽から突き出ている外部部位とは異なるシャフトの先端となる。
【0034】
また、現像器を容易に交換できるように、現像槽を含む現像器を、印刷装置の本体から着脱可能な現像ユニットから構成することもできる。
この場合には、第1検知機構の回転シャフトおよび攪拌部材(言うまでもなくシール部材も)を含ませる一方、センサー部は、印刷装置の本体に設けることが好ましい。これにより、現像ユニットを交換しても、同一のセンサー部を続けて利用できるので、現像ユニットのコストを削減できる。
【0035】
また、この場合、センサー部に、回転シャフトとともに回転する遮光板と、遮光板の回転軌道を挟むように設けられた透過型光センサーとを備えることが好ましい。
この構成では、センサー部は、回転シャフトの回転状態を、遮光板の回転状態に転写できる。このため、回転シャフトの回転状態を、遮光板の回転状態を測定することで取得できるようになっている。
【0036】
また、この構成では、遮光板が、透過型光センサーの間を通過するようになっていることが好ましい。
ここで、透過型光センサーとは、光を発生する発光部と、その光を受ける受光部とを備えたものである。この構成では、透過型光センサーの発光部と受光部とが、この遮光板の回転軌道(遮光板の通過領域)の一部を挟むように、すなわち、回転する遮光板によって発光部からの光の受光部への到達を一時的に妨げられるように、配置される。
【0037】
これにより、センサー部は、透過型光センサーにおける受光部の受光状態を解析することで、遮光板の回転状態、すなわち、回転シャフトの回転状態を取得することが可能となる。
【0038】
また、この構成では、透過型光センサーと遮光板とが、現像ユニットではなく、印刷装置本体にあらかじめ設けられている。
これにより、遮光板が現像ユニットに、透過型光センサーが印刷装置本体にそれぞれ設けられている構成に比して、現像ユニットを装着する際における遮光板と光センサーとの衝突を招来する心配がない。従って、現像ユニットを容易に装着することが可能となっている。
【0039】
また、透過型光センサーでは、反射型の光センサーと異なり、遮光板の位置が多少ずれたとしても、受光状態が変化しない。従って、現像ユニットの個体差や、装着時の不手際などで、現像ユニットの装着位置が僅かにずれた場合でも、回転シャフトの回転状態を正確に測定できる。
【0040】
なお、反射型の光センサーを用いる場合には、遮光板に代えて、光を反射する反射板を備えることとなる。この場合、光センサーによる回転状態の正確な測定を行うために、反射板と光センサーとの間の距離を、できるだけ規定の値に設定することが好ましい。
【0041】
また、このような現像ユニットは、現像槽における回転シャフトの挿入されている貫通壁面が印刷装置の奥側に配置されるように、回転シャフトの伸びる方向(回転シャフトの回転中心軸の方向)に沿って、印刷装置に挿着されるように設定されていることが好ましい。
【0042】
ここで、印刷装置の奥側とは、現像ユニットを装着する方向の下流側のことである。すなわち、通常、現像ユニットを装着する際は、印刷装置の扉を開けて、所定の位置にユニットを押し込むようになる。そして、印刷装置の奥側とは、印刷装置における扉から印刷装置の内部に向かって遠い側(押し込む方向の下流側)のことである。
【0043】
この構成では、回転シャフトにおける現像槽から突き出ている部分(外部部分)や、印刷装置に備えられたセンサー部等が、印刷装置の扉から離れた、ユーザーの手の届きにくい部位に配置されることになる。これにより、精密なセンサー部や回転シャフトの外部部位に対する、不慣れなユーザーによる損傷を回避できる。
【0044】
また、この構成では、現像ユニットは、回転シャフトに回転力を伝達する駆動部材を備えていることが好ましい。そして、この駆動部材が、回転シャフトにおける現像槽外の外部部位に接するように設けられていることが好ましい。
これにより、駆動部材、および、これに駆動力や電力を伝達する駆動系の装置までも、印刷装置の奥側に配置できることとなる。従って、これらの部材におけるユーザーによる損傷を防止できる。
【0045】
また、本発明の第2の残量検知機構(第2検知機構)は、印刷装置に使用される現像器の現像槽に設けられた貫通穴に挿入された回転シャフトと、この回転シャフトに設けられ、このシャフトとともに現像槽内で回転することによって、現像槽内に貯蔵された現像材の抵抗を受ける攪拌部材と、この回転シャフトの回転状態に基づいて、現像槽内に残っている現像材量を検出するセンサー部とを備えた現像材の残量検知機構において、上記回転シャフトおよび攪拌部材が、印刷装置の本体から着脱可能な、現像槽を含む現像ユニットに備えられる一方、上記センサー部が、印刷装置の本体に設けられており、上記回転シャフトの側面には、回転中心軸に沿って伸びる側面翼が設けられており、また、上記センサー部は、回転シャフトと同一の回転中心軸上で回転する回転体と、透過型光センサーとを有しており、上記回転体が、回転シャフトの側面翼に対して回転方向に沿った方向から接触する接触羽と、センサー部の透過型光センサーの間を通過する遮光板とを備えていることを特徴としている。
【0046】
この第2検知機構は、第1検知機構と同様に、印刷装置に用いられる現像器に備えられ、回転シャフトの回転状態に基づいて、現像槽に貯蔵されている現像材の量(残量)を検知するものである。
【0047】
また、第2検知機構では、現像槽を含む現像器が、上記したような現像ユニットから構成されている。そして、現像ユニットに、回転シャフトおよび攪拌部材が含まれる一方、センサー部が印刷装置の本体に設けられている。これにより、現像ユニットを交換しても、同一のセンサー部を続けて利用できる。
【0048】
また、第2検知機構では、回転シャフトの側面に、その回転中心軸に沿って伸びる側面翼が設けられている。
さらに、センサー部には、回転シャフトと同一の回転中心軸上で回転する回転体と、透過型光センサーとが設けられている。そして、この回転体が、接触羽と遮光板とを備えている。
ここで、回転体の遮光板は、回転シャフトの側面翼に対して回転方向に沿った方向から接触するものである。従って、回転シャフトが回転すると、回転シャフトの側面翼と回転体の接触羽とが接触し(噛み合い)、回転体と回転シャフトとが一体的に回転することとなる。
【0049】
また、この回転体の遮光板は、第1検知機構の遮光板と同様に、センサー部における透過型光センサーの間(発光部と受光部との間)を通過するものである(すなわち、センサー部の透過型光センサーは、遮光板の回転軌道を挟むように設けられている)。
【0050】
従って、第2検知機構では、センサー部は、回転シャフトの回転状態を、回転体に設けられた遮光板の回転状態に転写できる。このため、回転シャフトの回転状態を、遮光板の回転状態を測定することで取得できる。
【0051】
また、第2検知機構では、回転シャフトの側面翼と回転体の接触羽とを噛み合わせる(係合させる)ことで、回転シャフトの回転状態を回転体に転写するようになっている。すなわち、ともに回転しているときには、遮光板と回転シャフト(攪拌部材)との回転位相は、常に同一の状態となっている。従って、回転シャフトの回転状態と遮光板の回転状態との対応関係を単純化できるため、回転シャフトにおける回転状態の測定を容易に行える。
【0052】
また、第2検知機構では、透過型光センサーと遮光板とが、現像ユニットではなく、印刷装置本体にあらかじめ設けられている。このため、現像ユニットを装着する際における遮光板と光センサーとの衝突を招来する可能性がない。従って、現像ユニットを容易に装着できる。
【0053】
なお、回転体に、回転体の重心を回転中心軸上に配置させるためのバランサーを備えることが好ましい。これにより、回転体の自重による回転(回転シャフトの回転に伴わない回転)を防止できる。
【0054】
また、第2検知機構においても、現像ユニットは、現像槽における回転シャフトの挿入されている貫通壁面が印刷装置の奥側に配置されるように、回転シャフトに沿って印刷装置に挿着されるように設定されていることが好ましい。
この構成では、回転シャフトの突き出ている部分(外部部分)や、印刷装置に備えられたセンサー部等が、印刷装置の扉から離れた、ユーザーの手の届きにくい部位に配置されることになる。これにより、精密なセンサー部や回転シャフトの外部部位に対する、不慣れなユーザーによる損傷を回避できる。
【0055】
また、この第2検知機構においても、現像ユニットは、回転シャフトに回転力を伝達する駆動部材を備えていることが好ましい。そして、この駆動部材が、回転シャフトにおける現像槽外の外部部位に接するように設けられていることが好ましい。
これにより、駆動部材、および、これに駆動力や電力を伝達する駆動系の装置までも、印刷装置の奥側に配置できることとなる。従って、これらの部材におけるユーザーによる損傷を防止できる。
【0056】
また、第2検知機構では、センサー部の回転体に回転シャフトを挿入するための円筒形の開口部を設け、この開口部の内壁に上記の接触羽を備えることが好ましい。これにより、現像ユニットを装着する際、回転シャフトの配置位置を容易に見いだせる(回転シャフトを開口部に挿入すればよい)ので、現像ユニットを簡単に装着できる。
また、この開口部は、その内部に回転シャフトを容易に導けるように、その開口端が広げられていることが好ましい。
【0057】
また、本発明の第3の残量検知機構(第3検知機構)は、印刷装置に使用される現像器の現像槽に設けられた貫通穴に挿入された回転シャフトと、この回転シャフトに設けられ、このシャフトとともに現像槽内で回転することによって、現像槽内に貯蔵された現像材の抵抗を受ける攪拌部材と、この回転シャフトの回転状態に基づいて、現像槽内に残っている現像材量を検出するセンサー部とを備えた現像材の残量検知機構において、上記回転シャフトおよび攪拌部材が、印刷装置の本体から着脱可能な、現像槽を含む現像ユニットに含まれており、また、この現像ユニットは、回転シャフトに回転力を伝達する駆動部材を備えており、この駆動部材が、回転シャフトにおける現像槽外の外部部位に接するように設けられており、さらに、この現像ユニットは、現像槽における回転シャフトの突き出ている貫通壁面が印刷装置の奥側に配置されるように、回転シャフトに沿って印刷装置に挿着されるように設定されていることを特徴としている。
【0058】
この第3検知機構は、第1・第2検知機構と同様に、印刷装置に用いられる現像器に備えられ、回転シャフトの回転状態に基づいて、現像槽に貯蔵されている現像材の量(残量)を検知するものである。
【0059】
また、第3検知機構では、第2検知機構と同様に、現像槽を含む現像器が、上記したような現像ユニットから構成されている。そして、現像ユニットに、回転シャフトおよび攪拌部材が含まれている。
また、第3検知機構においても、センサー部は、印刷装置の本体に設けられていることが好ましい。これにより、現像ユニットを交換しても、同一のセンサー部を続けて利用できる。
【0060】
また、第3検知機構では、現像ユニットは、現像槽における回転シャフトの挿入されている貫通壁面が印刷装置の奥側に配置されるように、回転シャフトに沿って印刷装置に挿着されるように設定されている。
【0061】
この構成では、回転シャフトの突き出ている部分(外部部分)や、印刷装置に備えられたセンサー部等が、印刷装置の扉から離れた、ユーザーの手の届きにくい部位に配置されることになる。これにより、精密なセンサー部や回転シャフトの外部部位に対する、不慣れなユーザーによる損傷を回避できる。
【0062】
また、第3検知機構では、現像ユニットは、回転シャフトに回転力を伝達する駆動部材を備えている。そして、この駆動部材が、回転シャフトにおける現像槽外の外部部位に接するように設けられている。
これにより、駆動部材、および、これに駆動力や電力を伝達する駆動系の装置までも、印刷装置の奥側に配置できる。従って、これらの部材におけるユーザーによる損傷を防止できる。
【0063】
また、本発明の印刷装置は、上記した第1〜第3のいずれかの残量検知機構を備えたものである。これにより、トナー漏れによる不要抵抗の抑制、回転シャフトにおける回転状態の容易な測定、ユーザーによる残量検知機構の損傷回避を実現可能な印刷装置となっている。
【0064】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態について説明する。
図2は、本実施の形態にかかるディジタルカラー複写機(本複写機)の構成を、本複写機の正面側から示す説明図である。本複写機は、本複写機の正面(図の手前側)に扉(正面扉;図示せず)を有しており、この正面扉を手前側に開くことで、その内部に対するユーザー(あるいはサービス員)によるメンテナンスを行えるようになっている。
【0065】
まず、本複写機の構成について説明する。図2に示すように、本複写機は、RADF11,スキャナー部12,画像形成部13および給紙機構14が設けられた構成であり、さらに、図示しない操作パネルが備えられている。
【0066】
RADF11は、本複写機における原稿送り装置であり、両面自動原稿送り装置(RADF;Recirculating Automatic Document Feeder)としての機能を有している。
【0067】
すなわち、RADF11は、所定位置にセットされた原稿を、スキャナー部12における原稿台21上に搬送するものである。そして、スキャナー部12による原稿画像の読み取りが行われた後、所定の取出し位置にまで搬出する機能を有している。
また、RADF11は、スキャナー部12による原稿画像の読み取り後、原稿を裏返し、再び原稿台21に搬送する機能も有している。これにより、本複写機では、原稿における両面の画像を、スキャナー部12に読み取らせることが可能となっている。
【0068】
さらに、RADF11は、原稿台21に対して開閉自在となっている。従って、ユーザーは、RADF11を使用する際には、このRADF11を閉じておく一方、RADF11を開けることで、原稿台21上に、原稿を直接載置することができる。
【0069】
スキャナー部12は、RADF11により搬送された原稿の画像を読み取るためものであり、本複写機における画像入力装置である。そして、このスキャナー部12は、図2に示すように、上記した原稿台21に加えて、第1の走査ユニット22,第2の走査ユニット23,光学レンズ24およびCCD25を備えている。
【0070】
走査ユニット22・23は、原稿台21と平行に往復移動することにより、この原稿台21上に載置された原稿の画像を読み取るためのものである。第1の走査ユニット22は、原稿画像を露光する露光ランプと、原稿からの反射光像を所定の方向に偏向させる第1ミラーとを有している。そして、原稿台21の下面に対して一定の距離を保ちながら、所定の走査速度で原稿台21と平行に往復移動するように設定されている。
【0071】
また、第2の走査ユニット23は、第1ミラーにより偏向された反射光像を、光学レンズ24が位置する方向に偏向させるための第2・第3ミラーを有している。そして、第1の走査ユニット22と一定の速度関係を保って、原稿台21と平行に往復移動するようになっている。
【0072】
光学レンズ24は、第1〜第3ミラーにより偏向された原稿からの反射光像を縮小し、CCD25上の所定位置に結像させるものである。
【0073】
CCD25は、結像された反射光像を光電変換して電気信号の画像情報を生成し、画像形成部13に出力するための光電変換素子(CCD;Charge Coupled Device)ラインセンサである。
【0074】
さらに、このCCD25は、カラー画像の読み取りが可能なものである。すなわち、CCD25は、カラーの反射光像から、R(赤),G(緑)およびB(青)の各色成分毎に色分解されたラインデータの画像情報を生成することができる。
このCCD25により生成された画像情報は、さらに、図示しない画像処理部に転送されて所定の画像処理が施された後、画像形成部13に出力される。
【0075】
画像形成部13は、CCD25から出力された画像情報に基づいて、シート(記録媒体)に画像を印刷するためのものである。そして、この画像形成部13は、図2に示すように、黒画像転写部31,黄色画像転写部32,マゼンタ画像転写部33およびシアン画像転写部34から構成されている。
【0076】
これら転写部31〜34は、実質的に同一の構成を有しており、画像情報に基づいて、シートに対してそれぞれ黒画像,黄色画像,マゼンタ画像およびシアン画像を転写するように設定されている。
【0077】
図3は、これら転写部31〜34の詳細な構成を示す説明図である。この図に示すように、転写部31〜34は、感光体ドラム41を備えており、さらに、帯電器42,LSU43,現像ユニット44,転写用放電器45およびクリーニング装置40を、感光体ドラム41の周囲に、矢印F方向に沿って配置している。
【0078】
各感光体ドラム(転写ドラム)41は、感光体材料を表面に有するドラム形状の転写ローラであり、矢印F方向に回転駆動されるように設定されている。帯電器42は、感光体ドラム41をそれぞれ一様に帯電するための、スコロトロン方式のコロナ放電器である。
【0079】
LSU43は、露光装置であり、それぞれ画像情報におけるシアン成分・マゼンタ成分・イエロー成分・黒色成分に対応する画素信号が入力されるようになっている。
【0080】
転写部31〜34のLSU(レーザビームスキャナユニット)43には、それぞれ画像情報における黒色成分,黄色成分,マゼンタ成分およびシアン成分に対応する画素信号が入力されるようになっている。そして、各LSU43は、これらの画像信号に基づいて、転写部31〜34における帯電された感光体ドラム41を露光し、静電潜像を生成するように設定されている。
【0081】
なお、LSU43は、図示しないLEDヘッド(光ラインヘッド)を備えている。このLEDヘッドは、LEDアレイ、このLEDアレイを駆動するドライバとを搭載した基板、および、LEDアレイの光を集めるセルホックレンズ等を備えている。また、LEDヘッドは、上記の画素信号に対応してLEDアレイを発光させ、感光体ドラム41を露光する機能を有している。
【0082】
また、転写部31〜34の現像ユニット44は、それぞれ黒色,黄色,マゼンタおよびシアンのトナーを有している。そして、これらのトナーによって、感光体ドラム41上に生成された静電潜像を現像し、トナー像を生成する機能を有している。
【0083】
図3に示すように、各現像ユニット44は、そのトナー槽(筐体)49の内部に、トナー攪拌部材46,トナー供給ローラ47および現像ローラ48を備えている。
【0084】
トナー攪拌部材46は、トナー槽49内で回転することによって、トナーを攪拌して微小に帯電させるとともに、トナー供給ローラ47にトナーを供給する(落下させる)ものである。
【0085】
なお、このトナー攪拌部材46は、後述するトナー残量検知機構の一部として、トナー槽49内のトナー残量を検出する機能も有しているが、この機構については後述する。
【0086】
トナー供給ローラ47は、トナー槽49において現像ローラ48に対向配置された、円筒状の発泡性ゴム弾性材料からなる回転ローラである。
このトナー供給ローラ47には、所定のバイアス電圧が印加されており、トナー攪拌部材46によって供給されたトナーを吸着・保持できるようになっている。そして、トナーを保持した状態で、現像ローラ48の回転方向(H方向)と同方向(G方向)に、現像ローラ48と周速比0.5で回転しながら接触し、現像ローラ48の表面にトナーを供給するようになっている。
【0087】
現像ローラ48は、感光体ドラム41と対向するように設けられた、円筒状の導電性ゴム弾性材料からなる回転ローラである。そして、トナー供給ローラ47およびトナー層規制部材4によって形成されたトナー層を保持した状態で、H方向に回転しながら感光体ドラム41に接触するように設定されている。これにより、感光体ドラム41の静電潜像にトナーを付着させ、この静電潜像を現像してトナー像を形成するようになっている。
【0088】
また、この現像ユニット44は、トナー槽49内のトナーの尽きた段階で寿命に達し、新たな現像ユニット44と交換されるカートリッジタイプの現像装置である。
そして、現像ユニット44の交換では、ユーザー(あるいはサービス員)は、本複写機の上記した正面扉を開けて、古い現像ユニット44を、手前側に水平に引き出すことで取り外し、その後、新しい現像ユニット44を、水平方向に押し込むことで挿着することとなる。
【0089】
転写用放電器45は、感光体ドラム41上のトナー像を、シートへ転写するためのコロナ放電器である。なお、転写用放電器45のパワー(電位)は、図示しないパワー制御部によって制御されるようになっている。さらに、図2に示すクリーニング装置40は、シートへの転写後に感光体ドラム41上に残留しているトナーを除去するものである。
【0090】
また、図2に示した給紙機構14は、画像形成部13によってトナー像を転写できるように、所定位置にシートを搬送するものである。さらに、給紙機構14は、トナー像の転写後、シートを本複写機の外部に排出する機能を有している。
【0091】
図2に示すように、給紙機構14は、シートカセット51,取出しローラ52,複数の搬送ローラ53・60,レジストローラ54,レジスト前検知スイッチ(図示せず),転写搬送ベルト機構55,定着装置56,搬送方向切り換えゲート57,排出ローラ58・61および排出トレイ59・62を備えている。
【0092】
シートカセット51は、本複写機において使用されるカットシート状のシートをストックしておくためのものである。取出しローラ52は、シートカセット51から、シートを1枚毎に出紙するためのピックアップローラーである。また、搬送ローラ53は、シートカセット51から出紙されたシートを、主搬送路Lに送り込み、この搬送路L上を搬送させるものである。
【0093】
レジスト前検知スイッチは、搬送ローラ53によって搬送されたシートが主搬送路L上の所定の位置を通過したことを検知し、所定の検知信号を出力するためのものである。
【0094】
レジストローラ54は、主搬送路Lを搬送されてきたシートをいったん保持するものである。そして、感光体ドラム41のトナー像をシートに良好に転写できるように、各転写部31〜34の動作のタイミングをとって、転写搬送ベルト機構55に送り込む機能を有している。
【0095】
すなわち、レジストローラ54は、レジスト前検知スイッチの出力した検知信号に基づいて、感光体ドラム41のトナー像の先端がシートにおける印刷範囲の先端に押し付けられるように、シートを転写搬送ベルト機構55に送り込むように設定されている。
【0096】
この転写搬送ベルト機構55は、図2に示すように、駆動ローラ71,従動ローラ72,搬送ベルト73,吸着用帯電器(図示せず),除電器(図示せず),補助ローラ74を有している。
【0097】
搬送ベルト73は、駆動ローラ71と従動ローラ72との間にかけられたベルトであり、ローラ71・72によって矢印Z方向に摩擦駆動されるようになっている。そして、レジストローラ54によって送り込まれたシートを静電吸着させ、各転写部31〜34および定着装置56に搬送する機能を有している。
【0098】
吸着用帯電器は、黒画像転写部31とレジストローラ54との間に設けられたブラシであり、搬送ベルト73の表面を帯電させるためのものである。すなわち、本複写機では、搬送ベルト73を帯電させ、シートを静電吸着させることで、搬送中におけるシートのずれを防止するようになっている。
【0099】
除電器は、シアン画像転写部34と定着装置56との間に設けられており、交流電流によって搬送ベルト73の表面を除電するためのものである。
すなわち、各転写部31〜34に搬送されたシートには、各色のトナー像がそれぞれ転写され、重ね合わされる。そして、シアン画像転写部34による転写が完了すると、シートは、除電器により、その先端部分から順次、搬送ベルト73上から剥離され、定着装置56へと導かれるように設定されている。
【0100】
定着装置56は、シートに転写された未定着のトナー像を熱定着させるものである。そして、熱定着処理されたシートは、搬送方向切り換えゲート57に搬送される。
【0101】
切り換えゲート57は、定着後のシートの搬送経路を、本複写機の側面に位置する排出トレイ59に向かう排出経路と、副搬送経路Sとの間で選択的に切り換えるものである。
【0102】
排出トレイ59に向けられたシートは、排出ローラ58によって、このトレイ59に排出される。
また、副搬送経路Sは、画像形成部13の上部に位置する排出トレイ62にシートを排出するための搬送経路である。すなわち、副搬送経路Sに送り込まれたシートは、搬送ローラ60によって副搬送経路S上を搬送されて、排出ローラ61によって排出トレイ62に排出されるように設定されている。
【0103】
次に、本複写機における特徴的な構成である、現像ユニット44におけるトナー残量検知機構(本検知機構)について説明する。
本検知機構は、トナー槽49内のトナー残量の検知を行うものであり、また、トナーを攪拌するためのトナー攪拌部材46の回転も実行するものである。
図1は、本検知機構の構成を示す説明図である。なお、この図1は、本検知機構を、図2・3に示した本検知機構の左側から望む図である。従って、この図1においてB方向寄り(左側)に示されている部材が、本複写機の奥側(正面扉から遠い側)に位置することとなる。従って、A方向寄りに示されている部材は、正面扉に近い手前側に位置するものとなる。
【0104】
この図に示すように、本検知機構は、上記したトナー槽49およびトナー攪拌部材46に加えて、シール部材81,駆動部材82,回転体84,光センサー85を備えている。
【0105】
なお、これらのうち、トナー槽49,トナー攪拌部材46,シール部材81,駆動部材82は、現像ユニット44に設けられた部材である。一方、回転体84および光センサー85は、本複写機の本体に設けられている部材である。
【0106】
トナー攪拌部材46は、上記したように、トナー槽49内で回転することによって、トナーを攪拌して微小に帯電させるとともに、トナー供給ローラ47(図3参照)にトナーを供給する(落下させる)ものである。
【0107】
そして、図1に示すように、トナー攪拌部材46は、攪拌板86,第1・第2側板87・88,第1・第2回転シャフト89・90から構成されている。
【0108】
攪拌板86は、トナー槽49のほぼ全域(A−B方向)にわたって伸びる細長い板であり、トナーを直接的に攪拌し、その一部をトナー供給ローラ47に送るものである。
【0109】
第1・第2側板87・88は、それらの側端部を攪拌板86の両端部にそれぞれ接合した円盤状の板である。また、第1・第2側板87・88の板面は、A−B方向に対して垂直方向に広がるように(板面の法線方向がA−B方向となるように)設定されている。また、第1・第2側板87・88は、その中央部に、第1・第2回転シャフト89・90をそれぞれ備えている。
【0110】
第1回転シャフト89は、第1側板87の中央部からB方向に向かって伸びる回転軸であり、その先端が球形になっている。そして、この第1回転シャフト89は、トナー槽49の内側に備えられた突当軸受け91内で回転するものである。一方、第2回転シャフト90は、第2側板88の中央部からA方向に向かって伸びる回転軸であり、突当軸受け91の対面に設けられた貫通軸受け92内で回転するようになっている。
従って、トナー攪拌部材46は、これら第1・第2回転シャフト89・90を中心に、A−B方向を回転中心軸として回転するようになっている。
【0111】
また、図1に示すように、第2側板88は、その中央部に、第2回転シャフト90を貫通させるための穴が開けられたリング状の板である。そして、第2回転シャフト90は、先端に形成されている二股の係合部によって、第2側板88に固定されるようになっている。
すなわち、この第2側板88は、第2回転シャフト90の伸びる方向(トナー攪拌部材46における回転中心軸の方向)を法線方向とする、第2回転シャフト90のツバ(鍔)となる平面であり、第2回転シャフト90の周りを取り囲むように、第2回転シャフト90の側面に隙間なく接合されている。
【0112】
なお、トナー攪拌部材46では、第1・第2側板87・88の中央部に第1・第2回転シャフト89・90が位置する一方、第1・第2側板87・88の側端部に攪拌板86が接合されている構成である。
【0113】
従って、攪拌板86は、トナー攪拌部材46の回転中心軸から、この軸に垂直な方向にずれた位置にある。このため、トナー攪拌部材46の重心は、回転中心軸から攪拌板86の位置する側にずれている(攪拌板86の側に重量的に偏っている)。
従って、トナー攪拌部材46は、攪拌板86をなるべく下側に配置させる状態になろうとする。すなわち、重力以外の何らの外力も働かず、かつ、回転を妨げる抵抗のない限り、トナー攪拌部材46は、攪拌板86を可能な限り低い位置に配するように、自身の回転状態(回転することでなり得る状態)を設定することとなる。
【0114】
また、突当軸受けとは、軸受けの終端がふさがれており、回転軸の先端が軸受けの外部に突き抜けないタイプの軸受けのことである。一方、貫通軸受けとは、軸受けの終端が開放されており、回転軸の選択が軸受けの外部に突き抜けるタイプの軸受けである。
なお、第2回転シャフト90の側面と貫通軸受け92の内面との間は、互いに接触しない程度の十分なクリアランスが設けられている。
【0115】
また、図1に示すように、第2回転シャフト90における、貫通軸受け92を突き抜けた部位(トナー槽49の外部部位)の側面には、ピン93および側面翼95が設けられている。
【0116】
なお、ピン93は、後述する駆動部材82の突出部94に接触するように設けられている。また、側面翼95は、第2回転シャフト90の側面に、回転中心軸に沿って伸びる三角形状の薄板であり、後述する回転体84の接触羽96と接触するように備えられている。
【0117】
駆動部材82は、貫通軸受け92の周りを囲むように設けられたリング状の部材である。そして、駆動部材82は、図示しない駆動源からの駆動力により、貫通軸受け92の周囲を回転するように設定されている。また、駆動部材82におけるB方向の側面には、突出部94が設けられている。
そして、この駆動部材82は、突出部94をピン93と接触させながら回転することにより、ピン93の設けられている第2回転シャフト90を介して、トナー攪拌部材46の全体を回転させる機能を有している。
【0118】
回転体84は、現像ユニット44ではなく、本複写機の本体に設けられているものであり、図1に示すように、開口部97,遮光板98,バランサー99を備えており、第2回転シャフト90の延長線上(すなわちトナー攪拌部材46の回転中心軸上)を中心に回転可能なものである。
【0119】
開口部97は、第2回転シャフト90の先端(B方向の先端)を挿入させるための、A方向に向かって(開口端に向かって)径の広くなった穴を有するものである。
【0120】
また、開口部97における内壁の一部には、接触羽96が設けられている。そして、回転体84は、この接触羽96を第2回転シャフト90の側面翼95に接触させることにより、第2回転シャフト90(すなわちトナー攪拌部材46)とともに回転するように設定されている。
【0121】
従って、本検知機構では、駆動部材82の受ける駆動力によって、駆動部材82,トナー攪拌部材46および回転体84が、トナー攪拌部材46の第1・第2回転シャフト89・90を中心に、一体的に回転するようになっている。
【0122】
また、回転体84の遮光板98は、回転体84の側面に設けられている扇形の板である(図4参照)。そして、回転体84の回転に応じて、光センサー85の発光部と受光部との間を通過するように設定されている。
【0123】
光センサー85は、回転体84と同様に、本複写機の本体に設けられている透過型フォトセンサであり、図示しない発光部および受光部とを備えている。
そして、光センサー85は、発光部と受光部との間に光を遮るものがない場合にL(Low)のパルス波を出力し、光を遮るものがある場合にH(High)のパルス波を出力するように設定されている。
従って、光センサー85は、遮光板98が光センサー85を通過する際に、Hのパルス波を出力するようになっている。
【0124】
また、本検知機構には、光センサー85からのパルス波を入力して処理するための制御部(図示せず)が設けられている。
この制御部は、光センサー85から出力されるパルス波がHである期間が所定値よりも短い場合に、本複写機の図示しない警告ランプを点灯させ、ユーザーに対し、現像ユニット44の交換を促すものである。
【0125】
バランサー99は、回転体84の重心を回転中心軸上に位置させるためのバランスウエイトであり、この軸を挟んで遮光板98と逆側の側面(回転体84の側面)に設けられた板である。
このバランサー99により、回転体84は、自身を回転させようとする外力(すなわち側面翼95から受ける外力)の働かない限り、どのような回転状態であっても、その状態を維持するようになっている。従って、回転体84は、常に、トナー攪拌部材46と同様に回転することとなる(トナー攪拌部材46の停止時に、惰性によってわずかに回転することはある)。
【0126】
ここで、トナー攪拌部材46における攪拌板86と、回転体84における遮光板98との位置関係について説明する。図4は、光センサー85に対する遮光板98の位相を示す説明図である。
【0127】
そして、本検知機構では、遮光板98が実線で示す位置にあるとき、攪拌板86は、トナー攪拌部材46の回転の上死点(最も高い位置;不安定平衡点)に位置するように設定されている。一方、遮光板98が破線で示す位置にあるとき、すなわち、遮光板98が光センサー85を通過した直後では、攪拌板86は、トナー攪拌部材46における回転の下死点(最も低い位置;安定平衡点)の位置する。
【0128】
次に、本検知機構におけるシール部材81およびその関連部材について説明する。図1に示したシール部材81は、トナー槽49から貫通軸受け92内へのトナーの侵入を防止するためのものである。
このシール部材81は、弾性を有する単泡性の発泡材料(泡の連なっていない、独立気泡の発泡材料)からなるドーナツ形状(中央部の開いた円柱形状)を有している。そして、トナー槽49の内壁と第2側板88との間に、圧縮された状態で配置されている。すなわち、シール部材81は、貫通軸受け92の端部(入り口の穴)および第2回転シャフト90の周りを囲むように、その一方の端面が、トナー槽49の内壁に接着固定されている。また、他方の端面は、第2側板88と平面的に接触するようになっている。
なお、シール部材81の内周面と第2回転シャフト90の側面との間には、互いに接触しない程度の十分なクリアランスが設けられている。
【0129】
また、図1に示すように、シール部材81における第2側板88との接触面には、高摺動部材101が設けられている。この高摺動部材101は、シール部材81の端面に、動摩擦係数の非常に小さい材料(高摺動材料;樹脂など)をコーティングすることで形成されるものである。
また、第2側板88も、同様に、ポリアセタール樹脂、ポリオレフィン樹脂、ナイロン樹脂、フッソ樹脂等の高摺動部材から構成されている。
このため、シール部材81と第2側板88との間の動摩擦力による抵抗は、非常に小さくなっている。
【0130】
また、上記したように、シール部材81は、トナー槽49と第2側板88との間で圧縮された状態であるため、第2側板88(すなわちトナー攪拌部材46の全体)を、トナー槽49におけるA方向の内壁に押し付ける(付勢する)ようになっている。
【0131】
そして、トナー攪拌部材46におけるA方向の端部である第1側板87および第1回転シャフト89は、ポリアセタール樹脂、ポリオレフィン樹脂、ナイロン樹脂、フッソ樹脂等の高摺動部材からなり、さらに、第1回転シャフト89の先端(支持部先端)は半球形に形成されている。
従って、第1回転シャフト89と突当軸受け91との動摩擦力による抵抗は、非常に小さくなっている。
【0132】
ここで、本検知機構の動作について説明する。
本複写機による印刷動作が実行されると、トナー攪拌部材46によってトナー槽49のトナーを攪拌するために、駆動部材82が、図示しない駆動源からの駆動力により、貫通軸受け92の周囲を回転する。
【0133】
これにより、突出部94とピン93と、および、側面翼95と接触羽96とが接触し(噛み合い)、駆動部材82,トナー攪拌部材46および回転体84が一体的に回転する。
そして、この回転により、トナー攪拌部材46は、トナー槽49に堆積しているトナー(トナーだまり)に対する侵入・脱出を繰り返し、これを攪拌するようになる。
【0134】
また、この回転の際、トナー攪拌部材46は、上死点近傍にあってトナーに触れていないとき(トナーだまりから脱出しているとき)には、下死点から上死点の間では駆動部材82の駆動力を受けて回転するが、上死点から下死点の間では、重力の影響を大きく受けるため、駆動部材82から離れて(すなわちピン93と突出部94とが離れて)、より早い速度で下向きに回転(落下回転)する。
【0135】
一方、トナー槽49に堆積しているトナーの抵抗を受けているとき、すなわち、トナーに触れているとき(トナーだまりに侵入しているとき)には、トナー攪拌部材46は、トナーの抵抗を大きく受けるため、重力だけでは回転できない状態となる。従って、このときには、常に、駆動部材82の駆動力によって回転移動することとなる。
【0136】
従って、本検知機構では、トナー槽49におけるトナー残量の多い場合、トナー攪拌部材46は、上死点に到達した後、ほとんど落下回転せずに、トナー溜まりの上に落ち、回転を停止する。そして、その後、トナー攪拌部材46に追いついた駆動部材82によって、トナーだまりの内部に侵入する。
【0137】
このため、トナー攪拌部材46とともに回転する回転体84の遮光板98は、トナー攪拌部材46とともに落下回転するほんの一瞬だけ早く回転するものの、光センサー85に入る前に、トナー攪拌部材46とともに回転を停止し、その後、駆動部材82の駆動力による回転速度に戻る。そして、遮光板98は、この回転速度で、光センサー85の全域を通過する。
従って、光センサー85では、図5(a)に示すように、出力されるパルス波がHである期間が比較的長くなる(この図では、図5(b)との比較のために、Hの期間を実際よりも長めに描いている)。
【0138】
また、トナー残量がだんだん減ってくると、トナー攪拌部材46は、上死点に達した後、落下回転する距離が長くなる。このため、回転体84の遮光板98は、光センサー85内に位置する程度までトナー攪拌部材46とともに落下回転し、その位置で回転を停止する。そして、遮光板98は、駆動部材82がトナー攪拌部材46に追いつくまでその位置にとどまり、その後、駆動部材82の駆動力による回転速度に戻る。そして、遮光板98は、この回転速度で、光センサー85の全域を通過する。
従って、この場合も、光センサー85では、図5(a)に示すように、Hのパルス波が比較的長く出力される。
【0139】
一方、トナー槽49内のトナーがほとんどなくなったとき、トナー攪拌部材46は、上死点に達した後、下死点近傍まで落下回転する。このため、回転体84の遮光板98は、その全体が光センサー85を通過してしまう程度までトナー攪拌部材46ともに落下回転し、その位置で回転を停止する。
従って、この場合には、光センサー85では、図5(b)に示すように、Hのパルス波の出力される期間が非常に短くなる。
【0140】
そして、制御部は、図5(b)に示すような短いパルス波の入力を受けたとき、上記したように、本複写機の図示しない警告ランプを点灯させ、ユーザーに対し、現像ユニット44の交換を促す。これにより、ユーザーは、トナー槽49内のトナー残量が少ないことを検出し、現像ユニット44の交換時期であることを認識することが可能となる。
【0141】
以上のように、本検知機構では、第2回転シャフト90の内部部位に、第2回転シャフト90の第2側板88となる第2側板88が設けられている。この第2側板88は、第2回転シャフト90の回転中心軸を法線方向とするリング状の平面であり、第2回転シャフト90の周りを取り囲むように、第2回転シャフト90の側面に隙間なく接合されているものである。
【0142】
さらに、本検知機構では、トナー槽49における貫通壁面(第2回転シャフト90を挿入する貫通穴の設けられた壁面)と第2回転シャフト90の第2側板88との間に、弾性材料からなるシール部材81が配されている。
このシール部材81は、トナーがトナー槽49の貫通穴から漏れだすことを防止するものであり、第2回転シャフト90の周りを囲むように、かつ、貫通壁面および第2側板88の双方に密着するように設けられている。
【0143】
また、シール部材81(シール部材81の一方の密着面)が、貫通壁面に接着されている。第2側板88との密着面(摺動面)に、高摺動部材101を有している。このような高摺動部材101は、摺動面を高摺動材料(動摩擦係数の非常に小さい材料;樹脂など)でコーティングすることで形成できる。
【0144】
このように、本検知機構では、第2側板88に、シール部材81の平らな摺動面を密着させるようになっている。これにより、本検知機構では、摺動面を、摩擦力の小さい材料(高摺動材)で容易にコーティングできる。
【0145】
このため、本検知機構では、摺動面へのトナーの侵入を回避するために、貫通壁面と第2側板88とでシール部材81を強く圧縮し、シール部材81のシール性を強くしても、第2回転シャフト90(および攪拌板86)の回転に対する不要抵抗(トナー槽49に蓄積されているトナーから受ける抵抗以外の回転抵抗)の上昇を簡単に抑えられる。従って、本検知機構は、不要抵抗を、長期間にわたって十分に小さく保つことの容易な機構となっている。
【0146】
また、本検知機構では、第2側板88も高摺動材料から構成されている。第2側板88は、貫通壁面よりも小さい部材であるため、高摺動材料でも構成しやすい(コストが安い)ものである。これにより、小さい製造コストで不要抵抗のさらなる低下を図れる。
なお、シール部材81における貫通壁面との密着面を摺動面とする場合には、高摺動部材からなるリング状の薄板を、貫通壁面における摺動部分(シール部材81における摺動面の接する部分)に貼り付けることが好ましい。
【0147】
また、シール部材81は、良好な弾性力を有し、トナーの染み込みや透過を防止できるような材料である、単泡性の発泡材料から構成されている。これにより、シール部材81のシール性を容易に高められる。
【0148】
また、本検知機構では、第1回転シャフト89の端部が、トナー槽49における貫通壁面と対向する壁面に設けられた突当軸受け91に支持されている。これにより、回転シャフトの回転を容易に安定させられる。
【0149】
また、この構成では、第1回転シャフト89の端部は半球形であり、その先端が小さい断面積を有している。これにより、回転シャフト89・90の不要抵抗をさらに小さくできる。
また、この回転シャフト89の先端が軸受けの突当面(壁面)に付勢されるほどに、回転シャフトの第2側板88とトナー槽49の内壁との間で圧縮されている(潰れている)。これにより、シール部材81によるシール性を高められる。
【0150】
また、第1回転シャフト89や、突当軸受け91は、高摺動材料から構成されている。これにより、回転シャフト89・90の不要抵抗をさらに小さくできる。
【0151】
また、本検知機構では、現像器が現像ユニット44から構成されているため、容易に交換できるようになっている。そして、本検知機構の回転シャフト89・90および攪拌板86(言うまでもなくシール部材81も)が現像ユニット44に備えられている一方、センサー部である光センサー85および回転体84は、本複写機の本体に設けられている。
これにより、現像ユニット44を交換しても、同一のセンサー部を続けて利用できるので、現像ユニット44のコストを削減できる。
【0152】
また、本検知機構では、第2回転シャフト90とともに回転する遮光板98と、遮光板98の回転軌道を挟むように設けられた光センサー85とを備えている。これにより、第2回転シャフト90の回転状態を、遮光板98の回転状態に転写できる。このため、第2回転シャフト90の回転状態を、遮光板98の回転状態を測定することで取得できるようになっている。
【0153】
また、この構成では、遮光板98が、光センサー85の間を通過するようになっている。すなわち、光センサー85の発光部と受光部とが、この遮光板98の回転軌道(遮光板98の通過領域)の一部を挟むように、すなわち、回転する遮光板98によって発光部からの光の受光部への到達を一時的に妨げられるように、配置されている。
【0154】
これにより、本検知機構では、光センサー85における受光部の受光状態を解析することで、遮光板98の回転状態、すなわち、第2回転シャフト90の回転状態を取得することが可能となっている。
【0155】
また、この構成では、光センサー85と遮光板98とが、現像ユニット44ではなく、本複写機本体にあらかじめ設けられている。
これにより、遮光板98が現像ユニット44に、光センサー85が本複写機本体にそれぞれ設けられている構成に比して、現像ユニット44を装着する際における遮光板98と光センサー85との衝突を招来する心配がない。従って、現像ユニット44を容易に装着することが可能となっている。
【0156】
また、本検知機構では、回転体84に、その重心を回転中心軸上に配置させるためのバランサー99を備えている。これにより、回転体84の自重による回転(第2回転シャフト90の回転に伴わない回転)を防止できる。
【0157】
また、光センサー85では、反射型の光センサーと異なり、遮光板98の位置が多少ずれたとしても、受光状態が変化しない。従って、現像ユニット44の個体差や、装着時の不手際などで、現像ユニット44の装着位置が僅かにずれた場合でも、第2回転シャフト90の回転状態を正確に測定できる。
【0158】
なお、反射型の光センサーを用いる場合には、遮光板98に代えて、光を反射する反射板を備えることとなる。この場合、光センサーによる回転状態の正確な測定を行うために、反射板と光センサーとの間の距離を、できるだけ規定の値に設定することが好ましい。
【0159】
また、現像ユニット44は、トナー槽49における第2回転シャフト90の挿入されている貫通壁面が本複写機の奥側に配置されるように、回転シャフトの伸びる方向(回転シャフトの回転中心軸の方向)に沿って、本複写機に挿着されるように設定されている。
【0160】
従って、第2回転シャフト90におけるトナー槽49から突き出ている部分(外部部分)や、本複写機に備えられた回転体84,光センサー85が、本複写機の正面扉から離れた、ユーザーの手の届きにくい部位に配置されることになる。これにより、精密な光センサー85や第2回転シャフト90の外部部位に対する、不慣れなユーザーによる損傷を回避できる。
【0161】
また、本検知機構では、現像ユニット44に、第2回転シャフト90に回転力を伝達する駆動部材82を備えている。そして、この駆動部材82が、第2回転シャフト90におけるトナー槽49外の外部部位に接するように設けられている。
これにより、駆動部材82、および、これに駆動力や電力を伝達する駆動系の装置までも、本複写機の奥側に配置できることとなる。従って、これらの部材におけるユーザーによる損傷を防止できる。
【0162】
また、本検知機構では、第2回転シャフト90の側面に、その回転中心軸に沿って伸びる側面翼95が設けられている。また、回転体84に、接触羽96と遮光板98とが備えられている。
ここで、回転体84の遮光板98は、回転シャフトの側面翼95に対して回転方向に沿った方向から接触するものである。従って、第2回転シャフト90が回転すると、第2回転シャフト90の側面翼95と回転体84の接触羽96とが接触し(噛み合い)、回転体84と第2回転シャフト90とが一体的に回転することとなる。
【0163】
また、この回転体84の遮光板98は、光センサー85の間(発光部と受光部との間)を通過するものである(すなわち、センサー部の光センサー85は、遮光板98の回転軌道を挟むように設けられている)。
【0164】
従って、本検知機構では、第2回転シャフト90の回転状態を、回転体84に設けられた遮光板98の回転状態に転写できる。このため、第2回転シャフト90の回転状態を、遮光板98の回転状態を測定することで容易に取得できる。
【0165】
また、本検知機構では、第2回転シャフト90の側面翼95と回転体84の接触羽96とを噛み合わせる(係合させる)ことで、第2回転シャフト90の回転状態を回転体84に転写するようになっている。すなわち、ともに回転しているときには、遮光板98と第2回転シャフト90(攪拌板86)との回転位相は、常に同一の状態となっている。従って、第2回転シャフト90の回転状態と遮光板98の回転状態との対応関係を単純化できるため、第2回転シャフト90における回転状態の測定を容易に行える。
【0166】
また、本検知機構では、回転体84に第2回転シャフト90を挿入するための円筒形の開口部97を設け、この開口部97の内壁に上記の接触羽96を備えている。これにより、現像ユニット44を装着する際、第2回転シャフト90の配置位置を容易に見いだせる(第2回転シャフト90を開口部97に挿入すればよい)ので、現像ユニット44を簡単に装着できる。すなわち、現像ユニット44の装着時における第2回転シャフト90の位置変動を吸収できる。
また、この開口部97は、その開口端が広がっている。これにより、開口部97の内部に第2回転シャフト90を容易に導けるようになっている。
【0167】
なお、本実施の形態では、本検知機構が、トナー攪拌部材46とともに回転する回転体84備えているとしている。しかしながら、これに限らず、本検知機構を、例えば、図6に示す構成としてもよい。なお、図7は、この検知機構における、光センサー85に対する遮光板98の位相を示す説明図である。
【0168】
図6に示すように、この検知機構は、図1に示した構成において、回転体84をなくし、遮光板98を第2回転シャフト90におけるB方向の端部に設けたものである。そして、この構成では、トナー残量の検知機能については、図1に示した構成と全く同様である。
【0169】
さらに、この構成でも、駆動部材82,光センサー85等が全てB方向寄りに位置しているため、現像ユニット44の挿着の利便性は、開口部97に関する点以外は、図1の構成と同様である。また、シール部材81を用いているため、トナーのシール性に関しても、図1の構成と同様に良好である。
【0170】
この図6に示した構成では、回転体84を本複写機の本体に備える必要がないので、構造を簡略化でき、さらに、製造コストを低減できる。
なお、この構成では、現像ユニット44を本検知機構に挿着する際に、遮光板98が光センサー85にぶつからないように、遮光板98と光センサー85との位置関係を調整することが好ましい。
また、この構成では、光センサー85を現像ユニット44に設けるようにしてもよい。このようにすれば、現像ユニット44を挿着する際における遮光板98と光センサー85との衝突を回避できる。
【0171】
また、本実施の形態では、本検知機構に、透過型フォトセンサの光センサー85を備えているとしている。しかしながら、これに限らず、図8に示すように、本検知機構の光センサーとして、反射型光センサー111を備えるようにしてもよい。
【0172】
この検知機構は、図6に示した構成において、光センサー85に代えて反射型光センサー111を備え、さらに、遮光板98に代えて、反射板112を配した構成である。この反射型光センサー111は、光センサー85と同様に発光部および受光部を備えている。そして、発光部から発せられた光が反射板112に反射された場合に、その反射光が受光部に到達するようになっている。そして、この反射型光センサー111は、受光部が光を受けたときにH,受けていないときにLのパルス波を出力するように設定されている。
【0173】
そして、この構成では、トナー残量の検知機能については、図1に示した構成と全く同様である。さらに、この構成でも、駆動部材82,光センサー85等が全てB方向寄りに位置しているため、また、反射型光センサー111と反射板との位置関係が単純であるため、現像ユニット44の挿着の利便性は、図1の構成以上に高い。また、シール部材81を用いているため、トナーのシール性に関しても、図1の構成と同様に良好である。
【0174】
この構成を用いれば、現像ユニット44を、B方向に限らず、本複写機の上方向(A−B方向に垂直な方向)からも挿入できるため、本複写機の構造上の制約を小さくできる。なお、この構成では、現像ユニット44の個体差による影響を回避するために、反射型光センサー111と反射板112との距離を、各現像ユニット44によらず、なるべく均一とすることが好ましい。
【0175】
また、本実施の形態では、本検知機構が、トナー槽49と第2側板88との間に挟まれるように配置されたドーナツ型(リング状の)のシール部材81を備えているとしている。しかしながら、これに限らず、本検知機構を、図9に示すような構成としてもよい。
この検知機構は、図1に示した構成において、シール部材81に代えて、第2回転シャフト90と貫通軸受け92との間のクリアランスにシールリング121を設けた構成である。
【0176】
そして、この構成では、トナー残量の検知機能については、図1に示した構成と全く同様である。さらに、この構成でも、回転体84(開口部97)を有し、さらに、駆動部材82,光センサー85等が全てB方向寄りに位置しているため、現像ユニット44の挿着の利便性は、図1の構成と同様である。
【0177】
また、本検知機構を、図10に示す構成としてもよい。この検知機構は、図9に示した構成において、回転体84をなくし、遮光板98を第2回転シャフト90におけるB方向の端部に設けたものである。
【0178】
この構成でも、駆動部材82,光センサー85等が全てB方向寄りに位置しているため、現像ユニット44の挿着に関する利便性は、開口部97に関する点以外では、図1の構成と同様である。
なお、シールリング121を用いる場合には、トナー攪拌部材46がA方向に付勢されないため、第1回転シャフト89の先端を球形とする必要はない。
【0179】
また、本実施の形態では、攪拌板86を支持する第2側板88に、シール部材81を接触させるとしている。しかしながら、これに限らず、第2側板88とは別のツバ面を第2回転シャフト90に設け、この面にシール部材81を接触させてもよい。
【0180】
また、本実施の形態では、トナー攪拌部材46に、第1回転シャフト89と第2回転シャフト90との2本の回転シャフトを設けているとしている。しかしながら、これに限らず、回転シャフトを1本だけにしてもよい。この場合、シャフトにおけるトナー槽49の内部部位の先端が突当軸受け91に支持されるように、トナー槽49の全域に渡ってシャフトが伸びることになる。
【0181】
また、本検知機構(本複写機)において使用されるトナーは、1成分系であっても、2成分系であってもよい。
また、本検知機構の各部材に適用される高摺動部材の材料としては、例えば、摺動性樹脂を用いることが可能である。このような樹脂としては、例えば、コポリマあるいはホモポリマのPOM(ポリアセタール)樹脂、高摺動ABS(アクリロニトリルブタジエンスチレン)樹脂や特殊スチレン樹脂等のスチレン系樹脂、高摺動PP(ポリプロピレン)樹脂や高摺動特殊PE(ポリエチレン)樹脂等のオレフィン系樹脂、高摺動PA(ポリアミド)系樹脂、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)樹脂などを挙げられる。
また、高摺動材料としては、トナー槽49内のトナーに悪影響を与えるような材料(例えば、潤滑材(オイル等)を必要とするもの)を用いることは好ましくない。
【0182】
また、高摺動部材としては、動摩擦係数が0.3以下のもの(特に好ましくは0.14以下のもの)を用いることが好ましい。この係数は、面厚0.83kg/cm2,線速度6.2cm/secの測定条件で、相手材として鋼(S45C)を用いた場合の数値である。
【0183】
また、シール部材81を構成する単泡性の発泡材料としては、例えば、ポリオレフィン発泡体、ポリスチレン発泡体、ポリウレタン発泡体、ポリ塩化ビニール発泡体、フッ素ゴム発泡体等を挙げられる。特に、ポリウレタン発泡体(ウレタンフォーム)を用いれば、安価で、かつ、好ましい物性を得られる。
【0184】
また、本検知機構(本複写機)に用いられる現像剤は、一般に平均粒子径が5〜15μm程度の微粒子である。このような微粒子の製造方法としては、樹脂や着色剤等を溶融混練後、粉砕、分級するいわゆる粉砕法が一般的である。一方、湿式法と呼ばれるトナーの製造方法が提案されており、着色剤や添加剤などを分散させた単量体(モノマー)を分散安定剤の存在下に、水性媒体中で重合させる懸濁重合法や乳化重合法、特開平5−66600号公報、特開平5−119529号公報などに記載されている転相乳化法などがある。結着樹脂には、たとえぱポリスチレンおよびポリスチレン−アクリル酸エステル共重合体などのスチレン系樹脂、塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテルポリオール樹脂、ポリウレタン樹脂およびポリビニルブチラール樹脂などの群から選ばれる1種または2種以上が用いられてもよい、また前述した結着樹脂は、合成段階から結晶姓ワックス類または非相溶性物質が予め微分散されたものであってもよい。しかしながら前述した結着樹脂の中でも、ポリエステル樹脂またはポリエーテルポリオール樹脂は、樹脂弾性などの熱的性質に優れているので、これらを結着樹脂に用いることが望ましい。当該樹脂のガラス転移点温度(Tg)としては、トナーの熱定着性、保存安定性などの点から、50〜90℃なる範囲内が適切である。
【0185】
さらに、当該樹脂の数平均分子量(Mn)としては、3,000〜100,000なる範囲内が適切である。3,000未満である場合には、粒子化が困難であり、100,000以上の場合には、転相乳化の際に、高粘度となり、粒子径や分布の制御などに影響を与えるために、好ましくない、
本検知機構(本複写機)において用いられる着色剤としては、これまでに、トナー用材料として用いられているような各種の染料類や顔料類などであれば、特別の制限は無く、以下に示されるような有機、もしくは、無機の各種、各色の染料や顔料が使用可能である。すなわち、黒色の着色剤としては、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリン・ブラック、活性炭、非磁性フェライト、磁性フェライト、マグネタイト等が挙げられる。
【0186】
また、黄色の着色剤としては、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、・ネーブルーイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー…10G、ベンジジンイエローG、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、バーマネントイエローNCG、タートラジンレーキ等の化合物が挙げられる。
【0187】
また、橙色の着色剤としては、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジRK、べンジジンオレンジG、インダスレンブリリアントオレンジGK等の化合物を挙げられる。
【0188】
また、赤色の着色剤としては、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カドミウム、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ビラゾロンレッド、ウオッチングレッド、カルシウム塩、レーキレッドC、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3B等の化合物が挙げられる。紫芭の着色剤としては、マンガン紫、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ等の化合物が挙げられる。
【0189】
また、青色の着色剤としては、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーBC等の化合物が挙げられる。
【0190】
さらに、緑色の着色剤としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピクメントグリーンB、マイカライトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンG等の化合物が挙げられる。また、白色の着色剤としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等の化合物が挙げられる、本検知機構(本複写機)の静電荷像現像用トナー中には、上記のような材料以外にも、磁性粉、オフセット防止剤、帯電制御剤などの成分も必要に応じて配合できる。
【0191】
また、磁性粉としては、マグネタイト、ヘマタイト、各種フェライト等が挙げられる。トナーの定着性の改良などの目的で用いられるオフセット防止剤としては、これまでにトナー用材料として用いられているようなものであれぱ、特別の制限は無く、以下に示されるようなものが使用可能である、例えば、パラフィンワックス、酸化パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスなどのような石油ワックス、モンタンワックスなどのような鉱物ワックス、みつろう、カルナバワックスなどのような動植物ワックス、ポリオレフィンワックス(ポリエチレン、ポリプロピレンなど)、酸化ポリオレフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスなどのような合成ワックス等が挙げられる。これら離型剤は単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい、
また、帯電制御剤としては、低分子化合物から高分子化合物まで種々の物質が使用できるが、例えば、4級アンモニウム塩化合物、ニグロシン系化合物、有機金属錯体、キレート化合物、アミノ基を育するモノマーを、単独重合、あるいは、共重合させた高分子化合物等が挙げられる。
【0192】
また、流動化剤または帯電調整および表面抵抗調整などの目的で添加される外添剤には、シリカ微粉体、酸化チタン微粉体、アルミナ微粉体などの無機微粉体が好適に用いられる。これらの無機微粉体は、疎水化およぴ帯電性コントロールのために、シリコンワニス、各種変性シリコンワニス、シリコンオイル、各種変性シリコンオイル、シランカップリング剤、官能基を有するシランカップリング剤、その他有機ケイ素化合物のような処理剤で処理されているものであってもよい。また、前述した処理剤から選ばれる1種または2種以上が用いられてもよい。
【0193】
また他の添加剤として、たとえばポリテトラフルオロニチレン、ステアリン酸亜鉛、ポリフッソ化ビニリデン、シリコンオイル粒子(約40%のシリカ含有)などの滑剤が、好適に用いられる。またトナー粒子と逆極性の白色微粒子を現像性向上剤として少量用いてもよい。
【0194】
また、本発明の残量検知機構の前提構成を、印刷装置の現像器内に貯蔵されている現像材の残量を検知するための残量検知機構であって、回転シャフトとともに現像器内で回転することによって現像材の抵抗を受ける攪拌部材を備え、攪拌部材の回転状態から、現像器内の現像材の残量を検出する残量検知機構、と表現することもできる。
【0195】
また、本発明は、複写機、プリンター等の電子写真技術を使用し記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置における現像装置に係り、更に詳細には、現像器内の現像剤残量を検知する現像剤残量検知機構に関するものであるともいえる。
【0196】
また、プリンターあるいは複写機等の画像形成装置は、帯電器によって一様に帯電させた像担持体に選択的な露光をして潜像を形成し、現像器によって前記潜像を現像剤で顕像化するとともに、該現像剤による像を記録媒体に転写して画像記録を行う。このような装置にあっては、現像器のメンテナンスは専門のサービスマンが行い、ユーザーには不便を伴うことがあった。そこで、現像器をカートリッジ化することにより、ユーザーが該現像器を装置本体に装填することによって、現像剤の消費等で寿命に達した現像器の交換を可能とし、メンテナンスを容易にしたものが実用化されている。このような現像器においては、予め組込まれた現像器内の現像剤を使い切ると新しい現像器と交換する必要があるが、現像器内の現像剤が残り少なくなるとそれを検知する現像剤残量検知機構を設けているのが一般的である。
【0197】
また、従来の装置は、次のような問題点を包含しているともいえる。すなわち、現像剤残量検知機構に要求される機能は、現像器の寿命間近まですなわち現像器内の現像剤を使い切る直前まで現像剤残量検知部材(トナー送り部材)が重力によりスムーズに自由落下することである。すなわち、現像剤残量検知部材に対する現像剤以外の回転抵抗を初期および経時にわたって十分小さく保つことが必要である。初期的には現像剤残量検知部材に対する摺動部材との摺擦抵抗を小さくし、経時的には信号検出部材(トナー送り部材の回転軸)と現像器の勘合部に現像剤を浸入させないことが必要である。
図11の例では、現像剤残量検知部材と現像器の間で軸方向にクリアランスを設けることにより初期的な摺擦抵抗を小さくし、信号検出部材と現像器の勘合部にリング状の弾性シール部材を挿入することにより現像剤を浸入させない構造としている。しかしながら、この構成においては、リング状の弾性シール部材のシール性を確保する目的で弾性シール部材の内周面と信号検出部材の嵌合を強くすると現像剤残量検知部材に対する初期的な回転抵抗が大きくなる。一方、現像剤残量検知部材に対する初期的な回転抵抗を小さくする目的で弾性シール部材の内周面と信号検出部材の嵌合を弱くすると経時において現像剤が浸入し回転抵抗が漸増する。すなわち、現像剤残量検知部材に対する現像剤以外の回転抵抗を初期および経時にわたって十分小さく保つことが困難であった。
【0198】
また、本発明の目的は、初期および経時にわたって現像剤残量検知部材に対する現像剤以外の回転抵抗を十分小さく保つことのできる現像剤残量検知機構を提供することであるともいえる。さらに、本発明の目的は、現像器を交換した場合にも安定した検知信号が得られるとともに、画像形成装置の小型化が可能な現像剤残量検知機構を提供することであるともいえる。
【0199】
また、図1に示した本検知機構は、次のように説明することもできる。すなわち、第2回転シャフト90は、係止部(第2回転シャフト90のA方向の端部)とピン93および側面翼95とにより形成されており、第2側板88に係止される。
回転体84は、遮光板98と開口部97および接触羽96により形成されており、第2回転シャフト90に係合される。第2回転シャフト90は、ピン93と駆動部材82の突出部94とが連係することにより、トナー攪拌部材46と一体となって回転する。回転体84は、接触羽96と第2回転シャフト90の側面翼95とが連係することにより、第2回転シャフト90と同期してすなわちトナー攪拌部材46と同期して回転する。回転体84に開口部97を設けることにより、現像ユニット44の(像担持体との)離接動作による第2回転シャフト90の位置変動を吸収できる。
【0200】
遮光板98は、扇形の遮光板で、透過型フォトセンサを用いた光センサー85によりその通過時間をモニターしている。透過型フォトセンサで構成された光センサー85は、光を遮るものがない場合にL(Low)を出力し、光を遮るものがある場合にはH(High)を出力するように設定している。
【0201】
光センサー85と遮光板98は本複写機本体に配置され、回転体84の回転すなわちトナー攪拌部材46の回転に応じてパルス波が出力される。
図4は、光センサー85に対する遮光板98の位相図である。側面翼95と接触羽96は、トナー攪拌部材46が上死点から下死点へ移動する間において、回転体84に設けられた遮光板98が光センサー85を通過する位相に設定されている。実線で表した遮光板98の位置は落下直前の位置(上死点)、破線で表した遮光板98の位置は落下直後の位置(下死点)を示す。
トナー槽49内にトナーが十分にある場合は、トナー攪拌部材46はトナーの抵抗を受けるため遮光板98はほぼ等速で回転して図4(a)に示すようなほぼ等間隔、等幅のパルス波形が出力される。
トナー槽49内のトナーが少なくなった場合には、トナー攪拌部材46が受けるトナーの抵抗が小さくなり、トナー攪拌部材46は重量的な偏りのため上死点を過ぎると重力により落下し、遮光板98は図3の実線位置から破線位置への回転速度が速くなり図4(b)に示すようなHのパルス幅が図4(a)に比べて短いパルス波形が出力される。図4(a)(b)のパルス幅をモニターすることによりトナー槽49内のトナー残量が少ないことを検出し、現像器の交換時期を知ることが可能となる。
【0202】
以上の構成とすることにより、光センサー85と遮光板98を本複写機の本体に配置することができ、トナー槽49を交換した場合にも光センサー85と遮光板98の位置関係が変わることがなく安定した検知信号出力が得られるとともに、より安定した検知信号出力が得られる透過型フォトセンサを光センサー85に用いた場合であってもトナー槽49の本複写機本体への挿抜方向を像担持体の回転軸方向に設定することが可能となり、トナー槽49の挿抜に要する断面領域を小さくできることから本複写機の小型化設計が可能となる。
【0203】
また、本検知機構では、円盤状に形成された第2側板88とトナー槽49内壁との間にはシール部材(弾性シール部材)81を配置している。シール部材81は単泡性の発泡部材からなり、トナー槽49の内壁に貼付されるとともに、貼付面の反対側の面には高摺動部材101が設けられている。
シール部材81は軸方向に圧縮された状態で設置されており、トナー攪拌部材46を他端側に付勢している。シール部材81の内周面と第2回転シャフト90の嵌合部には互いに接触しない程度の十分なクリアランスを設けている。一方、他端側の第1側板87および第1回転シャフト89は、ポリアセタール樹脂、ポリオレフィン樹脂、ナイロン樹脂、フッソ樹脂等の高摺動部材からなり、第1回転シャフト89の先端(支持部先端)は半球形に形成されている。
以上の構成とすることにより、初期的にはトナー攪拌部材46に対する摺動部材との摺擦抵抗を小さくできるとともに、経時的には第2回転シャフト90とトナー槽49の勘合部への現像剤の浸入を防いで回転抵抗を十分小さく保つことができ、トナー槽49内の現像剤を使い切る直前まで安定した検知性能を維持することができる。
【0204】
また、本発明を、以下の第4〜第14検知機構、および、第1画像形成装置として表現することもできる。すなわち、第4検知機構は、現像器に支持された重量的な偏りを有する回転体で構成され現像器内の現像剤を攪拌するとともに該現像剤の残量を検知する現像剤残量検知部材からなる現像装置の現像剤残量検知機構において、前記現像剤残量検知部材の前記現像器外部との係合部を有する側の端部側面と前記現像器内壁との間に弾性シール部材を配置して前記現像剤残量検知部材を他端側に付勢する構成である。これにより、経時にわたって現像剤残量検知部材の回転抵抗の漸増を抑制することができる。
【0205】
また、第5検知機構は、第4検知機構において、前記弾性シール部材と前記現像剤残量検知部材の端部側面との接触部において、前記弾性シール部材側面および前記現像剤残量検知部材の端部側面の少なくとも一方に高摺動部材を有する構成である。これにより、前記弾性シール部材による初期的な現像剤残量検知部材の回転抵抗を小さくできる。
また、第6検知機構は、第4あるいは第5検知機構において、前記弾性シール部材が、前記現像器内壁に貼付された構成である。これにより、前記弾性シール部材と前記現像器内壁の間から信号検出部材と現像器の勘合部への現像剤の浸入を防ぐことができ、経時における回転抵抗の漸増を抑制できる。
【0206】
また、第7検知機構は、第4〜第6のいずれかの検知機構において、前記弾性シール部材が、単泡性の発泡部材である構成である。これにより、前記弾性シール部材から信号検出部材と現像器の勘合部への現像剤の浸入を防ぐことができ、経時における回転抵抗の漸増を抑制できる。
【0207】
また、第8検知機構は、第4〜第7検知機構のいずれかの構成において、前記他端側が現像器内で支持され軸端に向け断面積が小さくなる支持部を備えた支持部材を有する構成である。これにより、前記支持部による初期的な現像剤残量検知部材の回転抵抗を小さくできる。また、第9検知機構は、第4〜第7検知機構のいずれかの構成において、前記現像器内で支持される前記支持部が、高摺動部材で構成されるものである。これにより、前記支持部による初期的な現像剤残量検知部材の回転抵抗をさらに小さくできる。
【0208】
また、第10検知機構は、画像形成装置の現像器に支持された重量的な偏りを有する回転体で構成され現像器内の現像剤を攪拌するとともに該現像剤の残量を検知する現像剤残量検知部材および前記現像剤残量検知部材の回転動作に連係する信号検出部材からなる現像装置の現像剤残量検知機構において、前記現像剤残量検知部材に係止された係合部材と前記信号検出部材とが、前記現像器の前記画像形成装置への挿抜動作に応じて離合可能な係合部を有するとともに、前記信号検出部材と前記信号検出部材の動作に連係して検知信号を発生する信号発生部材とを前記画像形成装置本体に設置した構成である。これにより、前記現像器の前記画像形成装置への装着位置の個体差に影響されず安定した出力信号を得ることができる。
【0209】
また、第11検知機構は、第10検知機構において、前記係合部が、前記現像剤残量検知部材の回転軸方向に離合可能な構造である。これにより、前記現像器の前記画像形成装置への挿抜方向を像担持体の回転軸方向に設定することができ、現像器の挿抜に要する断面領域を小さくでき、前記画像形成装置を小型化できる。
また、第12検知機構は、第10あるいは第11検知機構において、前記係合部が、前記現像器が前記画像形成装置へ装着された所定位置において、前記係合部材に設けられた突起部が前記信号検出部材に設けられた突起部に、前記現像剤残量検知部材の回転方向に係合する構造である。これにより、画像形成動作時の前記現像剤残量検知部材と前記信号検出部材の位相関係を、前記現像器の前記画像形成装置への装着時の位相関係によらず、所定の位相関係に維持することができる。
【0210】
また、第13検知機構は、第12検知機構において、前記突起部が、前記現像剤残量検知部材が上死点から下死点へ移動する間において、前記信号検出部材に設けられた信号検出部が信号発生部材を通過する位相に設定されたことにより、前記現像器内の現像剤残量が少ないことを確実に検出することができる。
また、第14検知機構は、第10〜第13検知機構のいずれかにおいて、前記係合部材および前記信号検出部材のいずれか一方が、円錐形状の係合開口部を有する構成である。これにより、前記現像器の前記画像形成装置への挿抜時の前記現像器の像担持体への離接動作に伴う前記現像剤残量検知部材の位置変動を吸収して、前記現像剤残量検知部材と前記信号検出部材との係合を確実に行うことができる。
また、第1画像形成装置は、第4〜第14検知機構のいずれかを備えたものである。
【0211】
【発明の効果】
以上のように、本発明の第1の残量検知機構(第1検知機構)は、印刷装置に使用される現像器の現像槽に設けられた貫通穴に挿入された回転シャフトと、この回転シャフトに設けられ、このシャフトとともに現像槽内で回転することによって、現像槽内に貯蔵された現像材の抵抗を受ける攪拌部材と、この回転シャフトの回転状態に基づいて、現像槽内に残っている現像材量を検出するセンサー部とを備えた現像材の残量検知機構において、上記回転シャフトにおける現像槽内の内部部位にツバ面が設けられており、さらに、現像槽における上記貫通穴の設けられた貫通壁面と回転シャフトのツバ面との間に、回転シャフトの周りを囲むように、弾性材料からなるシール部材が配置されており、このシール部材が、上記貫通壁面およびツバ面の双方に密着している構成である。
【0212】
この第1検知機構では、回転シャフトの内部部位に、ツバ(鍔)面が設けられている。このツバ面は、回転シャフトの回転中心軸を法線方向とするリング状の平面であり、回転シャフトの周りを取り囲むように、回転シャフトの側面に隙間なく接合されているものである。
【0213】
さらに、第1検知機構では、現像槽における貫通壁面(回転シャフトを挿入する貫通穴の設けられた壁面)と回転シャフトのツバ面との間に、弾性材料からなるシール部材が配されている。
このシール部材は、現像材が現像槽の貫通穴から漏れだすことを防止するものであり、回転シャフトの周りを囲むように、かつ、貫通壁面およびツバ面の双方に密着するように設けられている。
【0214】
また、シール部材における2つの密着面(貫通壁面・ツバ面に密着する平面)のうち、一方の面を、貫通壁面あるいはツバ面に固定(接着)することが好ましい。この場合、他方の密着面は、壁面あるいはツバ面と密着しながら擦れあう摺動面となる。また、双方の密着面を摺動面とするようにしてもよい。
【0215】
このように、第1検知機構では、貫通壁面・ツバ面に、平らな摺動面を密着させるようになっている。これにより、第1検知機構では、摺動面を、摩擦力の小さい材料(高摺動材)で容易にコーティングできる。
【0216】
このため、第1検知機構では、摺動面への現像材の侵入を回避するために、貫通壁面とツバ面とでシール部材を強く圧縮し、シール部材のシール性を強くしても、回転シャフト(および攪拌部材)の回転に対する不要抵抗(現像槽に蓄積されている現像材から受ける抵抗以外の回転抵抗)の上昇を簡単に抑えられる。従って、第1検知機構は、不要抵抗を、長期間にわたって十分に小さく保つことの容易な機構となっている。
【0217】
また、第1検知機構では、上記したように、シール部材(シール部材の一方の密着面)が、貫通壁面・ツバ面のいずれか一方に接着されていることが好ましい。そして、他方との密着面(摺動面)に、高摺動部材を有していることが好ましい。このような高摺動部材は、摺動面を高摺動材料(動摩擦係数の非常に小さい材料;樹脂など)でコーティングすることで形成できる。これにより、不要抵抗を非常に小さくできる。
【0218】
また、シール部材は、一方の密着面を貫通壁面に接着し、他方の密着面を摺動面として回転シャフトのツバ面に接触させることが好ましい。さらに、この場合には、回転シャフトのツバ面に高摺動部材を備える(ツバ面を高摺動材料から構成する、あるいは高摺動材料でツバ面をコーティングする)ことが好ましい。
ツバ面は、貫通壁面よりも小さい部材であるため、高摺動部材を備え易いものである。これにより、小さい製造コストで不要抵抗の低下を図れる。
なお、シール部材における貫通壁面との密着面を摺動面とする場合には、高摺動部材からなるリング状の薄板を、貫通壁面における摺動部分(シール部材における摺動面の接する部分)に貼り付けることが好ましい。
【0219】
また、シール部材は、良好な弾性力を有し、現像材の染み込みや透過を防止できるような材料、例えば、単泡性の発泡材料から構成することが好ましい。これにより、シール部材のシール性を容易に高められる。
【0220】
また、第1検知機構では、回転シャフトにおける現像槽内に挿入されている方の端部(内部部位側の端部)が、現像槽における貫通壁面と対向する壁面に設けられた突当軸受けに支持されていることが好ましい。これにより、回転シャフトの回転を容易に安定させられる。
【0221】
また、この構成では、回転シャフトにおける上記端部の先端が、回転シャフトよりも小さい断面積を有していることが好ましい。これにより、回転シャフトの不要抵抗をさらに小さくできる。
また、この回転シャフトの先端が軸受けの突当面(壁面)に付勢されるほどに、回転シャフトのツバ面と現像槽の内壁との間で圧縮されている(潰れている)ことが好ましい。これにより、シール部材によるシール性を高められる。
なお、回転シャフトの内部部位は、先端になるほど断面積が小さくなる先細り形状であってもよい。
また、回転シャフトにおける内部部位の端部や、軸受けの突当面は、高摺動材料から構成されていることが好ましい。これにより、回転シャフトの不要抵抗をさらに小さくできる。
【0222】
また、現像器を容易に交換できるように、現像槽を含む現像器を、印刷装置の本体から着脱可能な現像ユニットから構成することもできる。
この場合には、第1検知機構の回転シャフトおよび攪拌部材(言うまでもなくシール部材も)を含ませる一方、センサー部は、印刷装置の本体に設けることが好ましい。これにより、現像ユニットを交換しても、同一のセンサー部を続けて利用できるので、現像ユニットのコストを削減できる。
【0223】
また、この場合、センサー部に、回転シャフトとともに回転する遮光板と、遮光板の回転軌道を挟むように設けられた透過型光センサーとを備えることが好ましい。この構成では、センサー部は、回転シャフトの回転状態を、遮光板の回転状態に転写できる。このため、回転シャフトの回転状態を、遮光板の回転状態を測定することで取得できるようになっている。
【0224】
また、この構成では、遮光板が、透過型光センサーの間を通過するようになっていることが好ましい。
ここで、透過型光センサーとは、光を発生する発光部と、その光を受ける受光部とを備えたものである。この構成では、透過型光センサーの発光部と受光部とが、この遮光板の回転軌道(遮光板の通過領域)の一部を挟むように、すなわち、回転する遮光板によって発光部からの光の受光部への到達を一時的に妨げられるように、配置される。
【0225】
これにより、センサー部は、透過型光センサーにおける受光部の受光状態を解析することで、遮光板の回転状態、すなわち、回転シャフトの回転状態を取得することが可能となる。
【0226】
また、この構成では、透過型光センサーと遮光板とが、現像ユニットではなく、印刷装置本体にあらかじめ設けられている。
これにより、遮光板が現像ユニットに、透過型光センサーが印刷装置本体にそれぞれ設けられている構成に比して、現像ユニットを装着する際における遮光板と光センサーとの衝突を招来する心配がない。従って、現像ユニットを容易に装着することが可能となっている。
【0227】
また、透過型光センサーでは、反射型の光センサーと異なり、遮光板の位置が多少ずれたとしても、受光状態が変化しない。従って、現像ユニットの個体差や、装着時の不手際などで、現像ユニットの装着位置が僅かにずれた場合でも、回転シャフトの回転状態を正確に測定できる。
【0228】
なお、反射型の光センサーを用いる場合には、遮光板に代えて、光を反射する反射板を備えることとなる。この場合、光センサーによる回転状態の正確な測定を行うために、反射板と光センサーとの間の距離を、できるだけ規定の値に設定することが好ましい。
【0229】
また、このような現像ユニットは、現像槽における回転シャフトの挿入されている貫通壁面が印刷装置の奥側に配置されるように、回転シャフトの伸びる方向(回転シャフトの回転中心軸の方向)に沿って、印刷装置に挿着されるように設定されていることが好ましい。
【0230】
ここで、印刷装置の奥側とは、現像ユニットを装着する方向の下流側のことである。すなわち、通常、現像ユニットを装着する際は、印刷装置の扉を開けて、所定の位置にユニットを押し込むようになる。そして、印刷装置の奥側とは、印刷装置における扉から印刷装置の内部に向かって遠い側(押し込む方向の下流側)のことである。
【0231】
この構成では、回転シャフトにおける現像槽から突き出ている部分(外部部分)や、印刷装置に備えられたセンサー部等が、印刷装置の扉から離れた、ユーザーの手の届きにくい部位に配置されることになる。
これにより、精密なセンサー部や回転シャフトの外部部位に対する、不慣れなユーザーによる損傷を回避できる。
【0232】
また、この構成では、現像ユニットは、回転シャフトに回転力を伝達する駆動部材を備えていることが好ましい。そして、この駆動部材が、回転シャフトにおける現像槽外の外部部位に接するように設けられていることが好ましい。
これにより、駆動部材、および、これに駆動力や電力を伝達する駆動系の装置までも、印刷装置の奥側に配置できることとなる。従って、これらの部材におけるユーザーによる損傷を防止できる。
【0233】
また、本発明における第2の残量検知機構(第2検知機構)は、印刷装置に使用される現像器の現像槽に設けられた貫通穴に挿入された回転シャフトと、この回転シャフトに設けられ、このシャフトとともに現像槽内で回転することによって、現像槽内に貯蔵された現像材の抵抗を受ける攪拌部材と、この回転シャフトの回転状態に基づいて、現像槽内に残っている現像材量を検出するセンサー部とを備えた現像材の残量検知機構において、上記回転シャフトおよび攪拌部材が、印刷装置の本体から着脱可能な、現像槽を含む現像ユニットに備えられる一方、上記センサー部が、印刷装置の本体に設けられており、上記回転シャフトの側面には、回転中心軸に沿って伸びる側面翼が設けられており、また、上記センサー部は、回転シャフトと同一の回転中心軸上で回転する回転体と、透過型光センサーとを有しており、上記回転体が、回転シャフトの側面翼に対して回転方向に沿った方向から接触する接触羽と、センサー部の透過型光センサーの間を通過する遮光板とを備えている構成である。
【0234】
この第2検知機構は、第1検知機構と同様に、印刷装置に用いられる現像器に備えられ、回転シャフトの回転状態に基づいて、現像槽に貯蔵されている現像材の量(残量)を検知するものである。
【0235】
また、第2検知機構では、現像槽を含む現像器が、上記したような現像ユニットから構成されている。そして、現像ユニットに、回転シャフトおよび攪拌部材が含まれる一方、センサー部が印刷装置の本体に設けられている。これにより、現像ユニットを交換しても、同一のセンサー部を続けて利用できる。
【0236】
また、第2検知機構では、回転シャフトの側面に、その回転中心軸に沿って伸びる側面翼が設けられている。
さらに、センサー部には、回転シャフトと同一の回転中心軸上で回転する回転体と、透過型光センサーとが設けられている。そして、この回転体が、接触羽と遮光板とを備えている。
ここで、回転体の遮光板は、回転シャフトの側面翼に対して回転方向に沿った方向から接触するものである。従って、回転シャフトが回転すると、回転シャフトの側面翼と回転体の接触羽とが接触し(噛み合い)、回転体と回転シャフトとが一体的に回転することとなる。
【0237】
また、この回転体の遮光板は、第1検知機構の遮光板と同様に、センサー部における透過型光センサーの間(発光部と受光部との間)を通過するものである(すなわち、センサー部の透過型光センサーは、遮光板の回転軌道を挟むように設けられている)。
【0238】
従って、第2検知機構では、センサー部は、回転シャフトの回転状態を、回転体に設けられた遮光板の回転状態に転写できる。このため、回転シャフトの回転状態を、遮光板の回転状態を測定することで取得できる。
【0239】
また、第2検知機構では、回転シャフトの側面翼と回転体の接触羽とを噛み合わせる(係合させる)ことで、回転シャフトの回転状態を回転体に転写するようになっている。すなわち、ともに回転しているときには、遮光板と回転シャフト(攪拌部材)との回転位相は、常に同一の状態となっている。従って、回転シャフトの回転状態と遮光板の回転状態との対応関係を単純化できるため、回転シャフトにおける回転状態の測定を容易に行える。
【0240】
また、第2検知機構では、透過型光センサーと遮光板とが、現像ユニットではなく、印刷装置本体にあらかじめ設けられている。このため、現像ユニットを装着する際における遮光板と光センサーとの衝突を招来する可能性がない。従って、現像ユニットを容易に装着できる。
【0241】
なお、回転体に、回転体の重心を回転中心軸上に配置させるためのバランサーを備えることが好ましい。これにより、回転体の自重による回転(回転シャフトの回転に伴わない回転)を防止できる。
【0242】
また、第2検知機構においても、現像ユニットは、現像槽における回転シャフトの挿入されている貫通壁面が印刷装置の奥側に配置されるように、回転シャフトに沿って印刷装置に挿着されるように設定されていることが好ましい。
この構成では、回転シャフトの突き出ている部分(外部部分)や、印刷装置に備えられたセンサー部等が、印刷装置の扉から離れた、ユーザーの手の届きにくい部位に配置されることになる。これにより、精密なセンサー部や回転シャフトの外部部位に対する、不慣れなユーザーによる損傷を回避できる。
【0243】
また、この第2検知機構においても、現像ユニットは、回転シャフトに回転力を伝達する駆動部材を備えていることが好ましい。そして、この駆動部材が、回転シャフトにおける現像槽外の外部部位に接するように設けられていることが好ましい。これにより、駆動部材、および、これに駆動力や電力を伝達する駆動系の装置までも、印刷装置の奥側に配置できることとなる。従って、これらの部材におけるユーザーによる損傷を防止できる。
【0244】
また、第2検知機構では、センサー部の回転体に回転シャフトを挿入するための円筒形の開口部を設け、この開口部の内壁に上記の接触羽を備えることが好ましい。これにより、現像ユニットを装着する際、回転シャフトの配置位置を容易に見いだせる(回転シャフトを開口部に挿入すればよい)ので、現像ユニットを簡単に装着できる。
また、この開口部は、その内部に回転シャフトを容易に導けるように、その開口端が広げられていることが好ましい。
【0245】
また、本発明の第3の残量検知機構(第3検知機構)は、印刷装置に使用される現像器の現像槽に設けられた貫通穴に挿入された回転シャフトと、この回転シャフトに設けられ、このシャフトとともに現像槽内で回転することによって、現像槽内に貯蔵された現像材の抵抗を受ける攪拌部材と、この回転シャフトの回転状態に基づいて、現像槽内に残っている現像材量を検出するセンサー部とを備えた現像材の残量検知機構において、上記回転シャフトおよび攪拌部材が、印刷装置の本体から着脱可能な、現像槽を含む現像ユニットに含まれており、また、この現像ユニットは、回転シャフトに回転力を伝達する駆動部材を備えており、この駆動部材が、回転シャフトにおける現像槽外の外部部位に接するように設けられており、さらに、この現像ユニットは、現像槽における回転シャフトの突き出ている貫通壁面が印刷装置の奥側に配置されるように、回転シャフトに沿って印刷装置に挿着されるように設定されている構成である。
【0246】
この第3検知機構は、第1・第2検知機構と同様に、印刷装置に用いられる現像器に備えられ、回転シャフトの回転状態に基づいて、現像槽に貯蔵されている現像材の量(残量)を検知するものである。
【0247】
また、第3検知機構では、第2検知機構と同様に、現像槽を含む現像器が、上記したような現像ユニットから構成されている。そして、現像ユニットに、回転シャフトおよび攪拌部材が含まれている。
また、第3検知機構においても、センサー部は、印刷装置の本体に設けられていることが好ましい。これにより、現像ユニットを交換しても、同一のセンサー部を続けて利用できる。
【0248】
また、第3検知機構では、現像ユニットは、現像槽における回転シャフトの挿入されている貫通壁面が印刷装置の奥側に配置されるように、回転シャフトに沿って印刷装置に挿着されるように設定されている。
【0249】
この構成では、回転シャフトの突き出ている部分(外部部分)や、印刷装置に備えられたセンサー部等が、印刷装置の扉から離れた、ユーザーの手の届きにくい部位に配置されることになる。これにより、精密なセンサー部や回転シャフトの外部部位に対する、不慣れなユーザーによる損傷を回避できる。
【0250】
また、第3検知機構では、現像ユニットは、回転シャフトに回転力を伝達する駆動部材を備えている。そして、この駆動部材が、回転シャフトにおける現像槽外の外部部位に接するように設けられている。
これにより、駆動部材、および、これに駆動力や電力を伝達する駆動系の装置までも、印刷装置の奥側に配置できる。従って、これらの部材におけるユーザーによる損傷を防止できる。
【0251】
また、本発明の印刷装置は、上記した第1〜第3のいずれかの残量検知機構を備えたものである。これにより、トナー漏れによる不要抵抗の抑制、回転シャフトにおける回転状態の容易な測定、ユーザーによる残量検知機構の損傷回避を実現可能な印刷装置となっている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態にかかるディジタルカラー複写機に備えられたトナー残量検知機構の構成を示す説明図である。
【図2】上記したディジタルカラー複写機の構成を示す説明図である。
【図3】図2に示した複写機に備えられた転写部の構成を示す説明図である。
【図4】図1に示したトナー残量検知機構における、光センサーに対する遮光板の位相を示す説明図である。
【図5】図5(a)(b)は、図1に示したトナー残量検知機構における光センサーの出力パルス波形を示すグラフであり、図5(a)は、トナー残量が多い場合のパルス波形、図5(b)は、トナー残量が少ない場合のパルス波形をそれぞれ示すグラフである。
【図6】本実施の形態にかかるディジタルカラー複写機に備えられたトナー残量検知機構における、他の構成を示す説明図である。
【図7】図6に示したトナー残量検知機構における、光センサーに対する遮光板の位相を示す説明図である。
【図8】図2に示した複写機に備えられたトナー残量検知機構における、他の構成を示す説明図である。
【図9】図2に示した複写機に備えられたトナー残量検知機構における、他の構成を示す説明図である。
【図10】図2に示した複写機に備えられたトナー残量検知機構における、他の構成を示す説明図である。
【図11】従来のトナー容器を示す説明図である。
【符号の説明】
11 RADF
12 スキャナー部
13 画像形成部
14 給紙機構
21 原稿台
22 第1の走査ユニット
23 第2の走査ユニット
24 光学レンズ
25 CCD
31 黒画像転写部
32 黄色画像転写部
33 マゼンタ画像転写部
34 シアン画像転写部
40 クリーニング装置
41 感光体ドラム
42 帯電器
43 LSU
44 現像ユニット
45 転写用放電器
46 トナー攪拌部材
47 トナー供給ローラ
48 現像ローラ
49 トナー槽
51 シートカセット
52 取出しローラ
53 搬送ローラ
54 レジストローラ
55 転写搬送ベルト機構
56 定着装置
57 ゲート
58 排出ローラ
59 トレイ
59 排出トレイ
60 搬送ローラ
61 排出ローラ
62 排出トレイ
71 駆動ローラ
72 従動ローラ
73 搬送ベルト
74 補助ローラ
81 シール部材
82 駆動部材
84 回転体
85 光センサー
86 攪拌板(攪拌部材)
87 第1側板
88 第2側板(ツバ面)
89 第1回転シャフト
90 第2回転シャフト
93 ピン
94 突出部
95 側面翼
96 接触羽
97 開口部
98 遮光板
99 バランサー
101 高摺動部材
111 反射型光センサー
112 反射板
121 シールリング
L 主搬送路
S 副搬送経路
Claims (3)
- 現像材を貯蔵する現像槽を有する現像ユニットを着脱自在に備えた電子写真方式の印刷装置であって、前記現像槽に設けられた貫通穴に挿入された回転シャフトと、該回転シャフトとともに現像槽内で回転することによって、現像槽内に貯蔵された現像材の抵抗を受ける攪拌部材を用いて、現像槽内に残っている現像材量を検出するセンサー部とを備えた印刷装置において、
印刷装置の本体から着脱可能な、現像槽を含む現像ユニットに、前記回転シャフトと、攪拌部材と、該回転シャフトにおける現像槽外の外部部位に接するように設けられ該回転シャフトに回転力を伝達する駆動部材と、が設けられている一方、
前記印刷装置の本体には、前記センサー部が設けられており、
該センサー部は、透過型光センサーと、前記現像ユニットが前記印刷装置本体に装着されると前記回転シャフトにおける現像槽の外側に配されている部分が挿入される開口部が形成されおり前記回転シャフトと同一の回転中心軸上で回転する回転体と、を備え、
前記現像槽には、前記回転シャフトが挿入される貫通穴が形成された貫通壁面が形成されており、
前記現像ユニットは、前記貫通壁面が印刷装置の奥側に配置されるように、前記印刷シャフトに沿って前記印刷装置の本体に装着されるように設定されており、
さらに、前記回転シャフトの側面には、回転中心軸に沿って伸びる側面翼が設けられている一方、
前記回転体には、該開口部の内壁に前記側面翼と接触するように設けられた接触羽と、該接触羽が前記側面翼と接触することによって、前記駆動部材からの回転力により、前記回転シャフトとともに回転する遮光板と、が設けられており、
前記透過型光センサーは、前記遮光板の回転軌道を挟むように設けられていることを特徴とする印刷装置。 - 前記回転体が、その重心を回転中心軸上に配置させるためのバランサーを備えていることを特徴とする請求項1に記載の印刷装置。
- 前記バランサーは、前記回転シャフトの回転中心軸を挟んで、前記遮光板と逆側の側面に設けられた板部材であることを特徴とする請求項2に記載の印刷装置。
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