JP6109696B2 - 現像剤収容体、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像剤収容体、及び画像形成装置に関し、例えば、電子写真式の画像形成装置に適用し得る。

従来、電子写真式のプリンタに搭載される画像形成ユニットにおいて、トナーを収納する筐体（現像剤収容体）内のトナー残量を光学的に検知する機構が備えられているものがある。

画像形成ユニット内のトナー残量を光学的に検知する従来技術としては特許文献１の記載技術がある。

特許文献１の記載技術では、画像形成ユニットの筐体壁面に透明なレンズを配設し、レンズを透過する光を利用し、トナー残量を検知している。このとき、特許文献１の記載技術では、正確にトナー残量を検知するために、上述のレンズの表面に付着したトナーを除去（清掃）するクリーニング部材が配置されている。

特開２００８−２８６８９５号公報

しかしながら、特許文献１の記載技術では、クリーニング部材によりレンズ表面のトナー除去を継続すると、クリーニング部材自体にトナーが付着し、トナー除去性能が劣化するという問題があった。

そのため、継続的に精度良く、現像剤（例えば、トナー）の残量を光学的に検知することができる現像剤収容体（例えば、画像形成ユニットに搭載される現像剤収容体）及び画像形成装置が望まれている。

第１の本発明は、現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部内部の現像剤の残量を光学的に検知する現像剤残量検知機構とを備える現像剤収容体において、（１）前記現像剤残量検知機構は、発光部から発光された光を、前記現像剤収容部の内部の方向に誘導する発光用光透過窓を備え、（２）前記発光用光透過窓に回転しながら接触し、前記発光用光透過窓の表面に付着した現像剤を除去する第１の現像剤除去部材と、（３）回転する前記第１の現像剤除去部材に接触する位置に配置されており、前記第１の現像剤除去部材に接触する際に、前記第１の現像剤除去部材上の現像剤を除去する第２の現像剤除去部材とをさらに有し、（４）前記第１の現像剤除去部材と前記第２の現像剤除去部材とが接触するときに、前記第２の現像剤除去部材の変形量が、前記第１の現像剤除去部材の変形量よりも大きくなるように構成されており、（５）前記現像剤残量検知機構は、前記発光用光透過窓から、前記現像剤収容部の内部に誘導された誘導光を、前記現像剤残量検知機構を構成する受光部に誘導する受光用光透過窓をさらに備え、（６）前記第１の現像剤除去部材は、前記発光用光透過窓と前記受光用光透過窓に回転しながら接触し、前記発光用光透過窓と前記受光用光透過窓の表面に付着した現像剤を除去し、（７）前記第２の現像剤除去部材は、前記発光用光透過窓より前記第１の現像剤除去部材の回転周期の上流側であり、かつ、鉛直方向の位置が前記受光用光透過窓の所定位置よりも上側の位置の支持部に支持されていることを特徴とする。

第２の本発明は、現像剤収容体に収容された現像剤を用いて媒体に画像形成を行う画像形成装置において、前記現像剤収容体として第１の本発明の現像剤収容体を適用したことを特徴とする。

本発明によれば、継続的に精度良く、現像剤の残量を光学的に検知することができる現像剤収容体及び画像形成装置を提供することができる。

実施形態に係る画像形成ユニットの断面図である。 実施形態に係る画像形成装置の概略断面図である。 実施形態に係る画像形成ユニットのトナー収容部を拡大して示す断面図である。 実施形態に係るワイプ部材の外観斜視図である。 実施形態に係る掻き取り部材の外観斜視図である 実施形態に係る画像形成装置で、トナー残量検知処理を行う構成について示した説明図である。 実施形態に係る受光部の出力電圧について示したタイミングチャート（その１）である。 実施形態に係る受光部の出力電圧について示したタイミングチャート（その２）である。 実施形態に係る受光部の出力電圧について示したタイミングチャート（その３）である。 実施形態に係る画像形成ユニットにおいて、掻き取り部材によりワイプ部材のトナーが除去される動作について示した説明図である。 実施形態に係る画像形成ユニットにおいて、掻き取り部材とワイプ部材が接触する際の変形量について示した説明図である。

（Ａ）主たる実施形態
以下、本発明による現像剤収容体、及び画像形成装置の一実施形態を、図面を参照しながら詳述する。この実施形態では、本発明の現像剤収容体を画像形成ユニットに適用した例について説明する。

（Ａ−１）実施形態の構成
図２は、画像形成装置１０００の概略断面図である。

画像形成装置１０００では、ブラック、イエロー、マゼンダ、シアンの４色それぞれのトナー色に対応する画像形成ユニット１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃが並べて配設されている。

画像形成ユニット１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃには、それぞれ、感光ドラム２Ｋ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃが配置されている。また、感光ドラム２Ｋ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃの上部には、それぞれ対向させて露光部材としての露光ヘッド３Ｋ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃが設置されている。各画像形成ユニット１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃでは、感光ドラム２Ｋ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃの表面に、露光ヘッド３Ｋ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃの記録光を照射することにより、感光ドラム２Ｋ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃの表面に、静電潜像を形成させることができる。

また、画像形成装置１０００には、媒体５（印刷用紙）を積載する媒体トレイ４と、媒体トレイ４から媒体５を繰り出すための給紙ローラ６が配置されている。

さらに、媒体５の搬送ルートには媒体５を搬送するためのレジストローラ３３、画像形成ユニット１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃで形成されたトナー画像を媒体５に転写するための転写ベルト８、媒体５に転写したトナー画像を定着させるための定着器９、印字後の媒体５を排出するための排出ローラ１０、１１、及び印字後の媒体５を積載するためのスタッカーカバー１２が配置されている。

次に、各画像形成ユニット１の構成について説明する。

各画像形成ユニット１は同一の構成となっているため、以下では、ブラックの画像形成ユニット１Ｋについてのみ説明する。

図１は、ブラックの画像形成ユニット１Ｋの断面図である。

画像形成ユニット１Ｋの各部品は、筐体３０で覆われており内部には、感光ドラム２に当接して帯電ローラ１７とクリーニングブレード３２が配置されている。

また、画像形成ユニット１Ｋでは、クリーニングブレード３２によって感光ドラム２Ｋ上からかき取られた現像剤としてのトナー７を排出するためのトナー搬送部材２２が配置されている。

さらに、画像形成ユニット１Ｋでは、トナー７を現像ローラ１４に供給するための現像剤供給部材としての供給ローラ１５、現像ローラ１４に当接してトナー７を現像ローラ１４表面に薄層化するための現像ブレード１６、及び感光ドラム２Ｋに当接して感光ドラム２Ｋ上にトナー像を現像する現像ローラ１４が配置されている。以上のように、この実施形態では、現像ローラ１４、供給ローラ１５及び現像ブレード１６により現像部が構成されている。

さらにまた、供給ローラ１５の上方向には、筐体３０の一部により、トナー７を収容するためのトナー収容空間３１ａ（断面が円形の空間）を有するトナー収容部３１が形成されている。画像形成ユニット１Ｋでは、トナー収容部３１（トナー収容空間３１ａ）にトナー７が収容されており、トナー収容部３１（トナー収容空間３１ａ）の鉛直下方向（供給ローラ１５に対向する部分）に開口部３１ｂが設けられている。トナー収容部３１に収容されているトナー７は、この開口部３１ｂから落下して、鉛直下方向にある供給ローラ１５に供給される。

次に、画像形成ユニット１Ｋで、トナー収容部３１周辺の構造について図１、３、４を用いて説明する。

トナー収容部３１には、トナー収容空間３１ａ内部のトナー７の残量を、光学的に検知するための機構として、発光素子４１、受光素子４２、発光用レンズ４３、及び受光レンズ４４が設けられている。

発光素子４１は、赤外ＬＥＤにより構成することができる。また、受光素子４２は、発光素子４１が発光した赤外光を受光することができるフォトトランジスタにより構成することができる。なお、画像形成ユニット１Ｋでは、センサ光として赤外線以外の光（例えば、可視光）を用いるようにしてもよい。

発光素子４１は、トナー収容空間３１ａの外側に設けられており、発光素子４１から発光した光は、発光用レンズ４３により屈折され、トナー収容空間３１ａの内部に誘導される。そして、発光用レンズ４３により屈折・誘導された透過光４６が、トナー収容空間３１ａ内部を通過する。透過光４６が、残留しているトナー７により阻害されない場合到達する部分（トナー収容空間３１ａの内壁部分）には、発光用レンズ４３が配置されている。透過光４６は、発光用レンズ４３によりさらに屈折・誘導され、受光レンズ４４に到達することになる。

画像形成装置１０００では、受光素子４２による透過光４６の受光状態に応じて、トナー収容空間３１ａ内部に残留するトナー７の量を推定する処理（以下、「トナー残量検知処理」と呼ぶ）を、図６に示す構成により行うものとする。

図６は、トナー残量検知処理に係る信号処理を行うための機能的構成について示したブロック図である。

画像形成装置１０００は、全体の制御を行うための制御部６０と、発光素子４１及び受光素子４２を制御してトナー残量検知処理を行うトナー残量検知部６１を有している。以上のように、画像形成装置１０００では、制御部６０と、発光素子４１、受光素子４２、及びトナー残量検知部６１により、トナー７（現像剤）の残量を検知する現像剤残量検知機構が構成されている。

また、画像形成装置１０００は、制御部６０の制御に応じて図示せぬトナー収容口より、トナー収容空間３１ａ内部に、トナー７の供給を行うトナー供給部６２を有している。

トナー残量検知部６１は、発光素子４１を発光させ、受光素子４２の受光状態に応じて、トナー収容空間３１ａ内部のトナー残量を検知（推定）する処理を行う。トナー残量検知部６１は、受光素子４２の出力する電圧（受光した光量に応じて出力される出力電圧）に応じて、トナー残量を検知する。トナー残量検知部６１の具体的なトナー残量検知処理の処理については後述する動作説明で詳述する。

上述のように、トナー残量検知部６１では、受光素子４２の受光状態に応じて、トナー残量検知処理を行っているが、発光用レンズ４３のトナー収容空間３１ａ側の面（以下、「発光用透過窓４３ａ」又は「発光用光透過窓」と呼ぶ）や、受光レンズ４４のトナー収容空間３１ａ側の面（以下、「受光用透過窓４４ａ」又は「受光用光透過窓
と呼ぶ）にトナー７が付着していたり、トナー収容空間３１ａ内部でトナー７の分布量が偏っている場合には、トナー残量検知部６１で正確なトナー残量検知処理ができない。

そこで、画像形成装置１０００（画像形成ユニット１Ｋ）では、トナー収容空間３１ａの内部に、発光用レンズ４３（発光用透過窓４３ａ）と受光レンズ４４（受光用透過窓４４ａ）をクリーニング（表面に付着したトナー７を除去）する、第１の現像剤除去部材としてのワイプ部材４０と、トナー収容空間３１ａ内部のトナー７を撹拌してトナー７の分布を平準化するための撹拌搬送部材７０が配設されている。また、画像形成装置１０００（画像形成ユニット１Ｋ）では、ワイプ部材４０に付着したトナー７をクリーニング（掻き取って除去）する第２の現像剤除去部材としての掻き取り部材５０が配設されている。

次に、ワイプ部材４０、掻き取り部材５０及び撹拌搬送部材７０の構成について説明する。

図３は、画像形成ユニット１Ｋのうち、トナー収容部３１（トナー収容空間３１ａ）の部分を拡大して示す要部拡大断面図である。

図３に示すように、ワイプ部材４０及び撹拌搬送部材７０は、いずれも回転軸４８を中心として回転する板である。回転軸４８は、断面がコの字型（Ｕ字型）となる棒形状の固定部４８ａで覆われている。言い換えると、回転軸４８は、断面がコの字型（Ｕ字型）となる棒形状の固定部４８ａの内側の面に接した状態で固定されている。そして、ワイプ部材４０及び撹拌搬送部材７０は、それぞれ、固定部４８ａの外側の面の１つに固定されている。また、発光用透過窓４３ａ（発光用レンズ４３）及び受光用透過窓４４ａ（受光レンズ４４）は、ワイプ部材４０が回転軸４８を中心として回転する周方向に位置するように配設されている。

図４は、画像形成ユニット１Ｋからワイプ部材４０を取り外した状態で示す外観斜視図である。

ワイプ部材４０は、図４に示すような略長方形の板面の板形状の部材である。

ワイプ部材４０のうち、短手方向の固定部４０ａの板面が回転軸４８の固定部４８ａに固定される。図４では、ワイプ部材４０のうち、固定されていない部分（固定部４０ａ以外の部分）を自由端４０ｂと図示している。図４では、自由端４０ｂの短手方向の幅をＬ１と図示している。また、図４では、ワイプ部材４０の固定部４８ａの長手方向の幅をＳ１と図示している。さらに、図４に示すように自由端４０ｂの先端側で、長手方向の両端の角が面取りされた形状（切り落とされた形状）となっている。図４では、この面取りされた部分の短手方向の幅をＱ、面取りされた自由端４０ｂの先端部分の長手方向の幅をＳ２と図示している。ワイプ部材４０では、上記面取りされた形状により、角部分に摩擦力が集中することによる損傷を防ぐことができる。

ワイプ部材４０は、継続して、発光用透過窓４３ａ（発光用レンズ４３）及び受光用透過窓４４ａ（受光レンズ４４）と接してクリーニングするための弾力性と可撓性（復元性）を備える材料であればよく例えば、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエンゴム）等のゴムを用いることができる。

以下では、ワイプ部材４０を厚さ（板厚）を２ｍｍ程度、自由端４０ｂの短手方向の幅Ｌ１を９．７ｍｍ、Ｓ１を２４ｍｍ、Ｓ２を１２ｍｍ、Ｑ１を３ｍｍであるものとして説明するが、ワイプ部材４０の各寸法は限定されないものである。

図５は、画像形成ユニット１Ｋから掻き取り部材５０を取り外した状態で示す外観斜視図である。

掻き取り部材５０は、図５に示すように板面が略長方形の板形状の部材で形成されている。

掻き取り部材５０のうち、短手方向の一方の端部（図５では固定部５１）の板面が筐体３０側（トナー収容空間３１ａの内壁側）に両面粘着テープ等で固定される。

図５では、掻き取り部材５０のうち、固定されていない部分（固定部５１以外の部分）を自由端５２と図示している。さらに、自由端５２の端部（短手方向で固定部５１と逆方向の端部）は、折り曲げられている。図５では、自由端５２で折り曲げられた部分の角を曲げ部５３と図示している
また、図５では、掻き取り部材５０において、自由端５２のうち、曲げ部５３までの短手方向の幅をＬ２と図示している。

掻き取り部材５０の短手方向の辺は、回転軸４８と並行となるように配置されている。そして、掻き取り部材５０の端部（自由端５２の曲げ部５３）は、回転するワイプ部材４０の自由端４０ｂと接触するように配置されている。これにより、掻き取り部材５０は、ワイプ部材４０に接触して、ワイプ部材４０に付着したトナー７を掻き取る（除去する）ことができる。

掻き取り部材５０は、継続して、ワイプ部材４０に付着したトナー７を除去するための弾力性（復元性、可撓性）を備える材料であればよく、例えば、ＰＥＴフィルム等を用いることができる。

以下では、掻き取り部材５０を厚さ０．１ｍｍ程度、自由端４０ｂの短手方向の幅Ｌ２を７．２ｍｍ程度であるものとして説明する。
次に、掻き取り部材５０、ワイプ部材４０、発光用レンズ４３（発光用透過窓４３ａ）、及び受光レンズ４４（受光用透過窓４４ａ）の位置関係について説明する。

ここでは、ワイプ部材４０（回転軸４８）は、図４の方向から見て、時計周りの方向（図１の方向４８Ｒ）に回転するものとする。

図３では掻き取り部材５０は、回転軸４８の左方向に位置している。また、発光用レンズ４３（発光用透過窓４３ａ）は、回転軸４８の上方向（鉛直上方向）に位置している。さらに、受光レンズ４４（受光用透過窓４４ａ）は、回転軸４８の右方向に位置している。したがって、ワイプ部材４０が回転すると、１周期の間に、ワイプ部材４０の自由端４０ｂは、掻き取り部材５０、発光用レンズ４３（発光用透過窓４３ａ）、受光レンズ４４（受光用透過窓４４ａ）の順に接触することになる。

また、図３では、受光レンズ４４（受光用透過窓４４ａ）により、受光素子４２に透過光４６を誘導することができる高さの下限を、検出位置５５と図示している。したがって、トナー収容空間３１ａ内で、検出位置５５よりも高い位置（鉛直上方向の位置）にトナー７が残っている場合、その分布に応じて、受光素子４２が受光する透過光４６の光量（光強度）は下がることになる。以下では、トナー収容空間３１ａ内で、トナー７の残量（トナー７の分布に偏りが無い場合の残量）が、所定より少ない状態（この実施形態では、検出位置５５以下の状態）を「トナーロー状態」と呼ぶものとする」
また、図３では、ワイプ部材４０が、掻き取り部材５０、発光用レンズ４３（発光用透過窓４３ａ）及び受光レンズ４４（受光用透過窓４４ａ）に接触しない状態で、回転軸４８の中心から、ワイプ部材４０の自由端４０ｂの先端までの距離（ワイプ部材４０の回転半径）を４０ｒと図示し、回転軸４８の中心から、掻き取り部材５０の先端部分（曲げ部５３）までを、５２ｒと図示している。

なお、ワイプ部材４０の回転に伴って、掻き取り部材５０が接触するためには、５２ｒ＜４０ｒという関係を満たす必要がある。

という関係を有す。

（Ａ−２）実施形態の動作
次に、以上のような構成を有するこの実施形態の画像形成装置１０００（画像形成ユニット１Ｋ）の動作を説明する。

まず、画像形成装置１０００が行う印刷動作の概要について図２を用いて説明する。

画像形成装置１０００は制御部６０より印刷の命令が出されると、媒体５を給紙ローラ６、レジストローラ３３により転写ベルト８まで搬送する。一方、画像形成ユニット１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃは露光ヘッド３により露光された感光ドラム２上に潜像が形成され、後述する現像工程を経て現像される。現像されたトナー７は感光ドラム２の回転に従って転写ベルト８に対向する位置に至り、転写ベルト８より媒体５に転写される。トナー７を転写された媒体５は定着器９によりトナー７を定着された後、排出ローラ１０、１１によりスタッカーカバー１２上に排出される。

次に、画像形成ユニット１Ｋに係る動作について図１を用いて説明する。なお、他の画像形成ユニット１内の動作も同様であるので、詳しい説明は省略する。

図１を用いて前述した現像工程について詳しく説明する。画像形成ユニット１は制御部６０から制御信号が送られ、図示せぬ駆動源により感光ドラム２が、矢印２Ｒの方向に駆動され、図示せぬ伝達手段により感光ドラム２の駆動が伝達され供給ローラ１５が１５Ｒ方向に回転し、それに伴い供給ローラ１５近傍に配置された撹拌部材２０、２１が２０Ｒ、２１Ｒ方向に回転しながらトナー７を撹拌する。また、供給ローラ１５により現像ローラ１４にトナー７が供給され、現像ローラ１４が１４Ｒ方向に回転することで供給されたトナー７は現像ブレード１６により薄層化され、露光ヘッド３により露光された感光ドラム２の静電潜像に現像される。さらに、転写ベルト８により感光ドラム２のトナー７が媒体５に転写されると、クリーニングブレード３２により感光ドラム２上に残ったトナー７は掻き落とされ、トナー搬送部材２２により搬送される。

次に、画像形成ユニット１Ｋ内部におけるトナー残量検知処理、及びワイプ部材４０の動作について説明する。

図７〜図９は、受光素子４２の動作について示したタイミングチャートである。図７〜図９は、受光素子４２が受光した光量に応じて出力する出力電圧の遷移について示している。

図７は、トナー収容空間３１ａ内でトナーローの状態となっており、かつ、発光用レンズ４３（発光用透過窓４３ａ）及び受光レンズ４４（受光用透過窓４４ａ）のトナー除去が十分に行われている状態での受光素子４２の出力電圧について示したタイミングチャートである。

図８は、トナー収容空間３１ａ内でトナーローでない状態（例えば、トナー７の分布に偏りがないときに受光用透過窓４４ａが全てトナー７で覆われている状態）で、かつ、受光レンズ４４（受光用透過窓４４ａ）のトナー除去が十分に行われている状態での受光素子４２の出力電圧について示したタイミングチャートである。

図９は、トナー収容空間３１ａ内でトナーローの状態となっており、かつ、発光用レンズ４３（発光用透過窓４３ａ）及び又は受光レンズ４４（受光用透過窓４４ａ）のトナー除去が不十分な状態（トナー７が所定以上付着している状態）での受光素子４２の出力電圧について示したタイミングチャートである。

ここでは、図７に示すように受光素子４２は、受光する光量に応じて出力電圧が変化する。受光素子４２の受光量が殆どないとき出力電圧は５Ｖ付近となり、受光量が最大となるときには出力電圧は０Ｖ付近となるように成されているものとする。

また、ここでは、図５に示すように、制御部６０より制御信号が送られ、トナー残量検知部６１が信号を受信し発光素子４１に照射命令が出されているものとする。このとき発光素子４１は、画像形成ユニット１Ｋの動作中は常に発光素子４１の発光状態を維持するものとする。

この実施形態では、例えば、図７のように、回転軸４８の回転周期をＴとし、受光素子４２の出力電圧が閾値（図７〜図９では閾値＝２Ｖ）よりも低い値を２Ｔ／５期間以上継続する状態が続き、所定回数連続で観察された場合（例えば、１０周以上連続で観察された場合）、トナー残量検知部６１から制御部６０に信号が送られ、制御部６０が、トナー残量が所定よりも少ない状態（トナーロー）と判断するものとする。

上述のように、トナー残量検知部６１は、受光素子４２の出力電圧（受光量）に応じて、トナー収容部３１（トナー収容空間３１ａ）内部のトナー７の残量を検知することができるが、具体的な判定基準については上述の例に限定されないものである。

ここでは、制御部６０はトナーローを判断するとトナー供給部６２に制御信号を送り、図示せぬトナー収容口よりトナー供給を開始するように命令するものとする。供給されたトナー７は撹拌部材７０に撹拌されることになる。

トナー７が供給され受光用レンズ４４を覆うようになると、発光素子４１より照射された透過光４６は、矢印４８Ｒ方向に回転したワイプ部材４０のワイプ動作によりクリーニングされてもすぐにトナー７に遮られる。トナー７に透過光４６が遮られると図８に示すように、透過光４６は受光素子４２に検出されないか、検出されたとしてもワイプ部材４０の回転周期Ｔに対し、Ｔ／１０にも満たない検出時間となり、２Ｔ／５よりも短い時間となるのでトナー７の供給は停止することになる。

しかし、ワイプ部材４０がワイプ動作を継続すると、経時でワイプ部材４０上にトナー７が徐々に付着してしまい、発光用レンズ４３（発光用透過窓４３ａ）、受光レンズ４４（受光用透過窓４４ａ）上のトナー７を十分に除去できなくなる恐れがある。

発光用レンズ４３（発光用透過窓４３ａ）、受光レンズ４４（受光用透過窓４４ａ）上のトナー７を十分に除去できない場合、図９に示すように、実際にはトナーロー状態であるにもかかわらず、出力電圧が閾値と殆ど同じ様な値や、閾値より低い値となり、トナー残量検知部６１の検知制度が不安定になることになる。そのため、画像形成ユニット１Ｋでは、掻き取り部材５０を設けて、ワイプ部材４０に付着したトナー７を掻き取って除去し、ワイプ部材４０のクリーニング性能（トナー除去性能）の劣化を抑制し、安定的にトナー７の残量を検知することができる。

また、画像形成ユニット１Ｋでは、掻き取り部材５０が、発光用レンズ４３よりワイプ部材４０の回転周期の上流に設置されているので、ワイプ部材４０がレンズ４３、４４上のトナー７を除去する前に、ワイプ部材４０上のトナーを掻き落とすことができる。このとき、掻き取り部材５０は検出位置５５よりも鉛直上側に設置されているので、トナーロー検出タイミングでの掻き取り動作時にはトナー７が周囲にない（又は少ない）ため、ワイプ部材４０上のトナー７を十分に掻き落とすことができる。

図１０は、トナー収容部３１（トナー収容空間３１ａ）内部で、ワイプ部材４０が回転軸４８を中心に回転し、掻き取り部材５０により、ワイプ部材４０に付着したトナー７が除去される場合の動作について示した説明図である
図１０（ａ）〜図１０（ｄ）は、それぞれ、ワイプ部材４０の回転角ごとの、ワイプ部材４０と掻き取り部材５０の接触及び変形の状態について示している。

図１０（ａ）は、掻き取り部材５０の下方向からワイプ部材４０が接触し始めた状態について示している。図１０（ａ）では、回転軸４８の中心から、掻き取り部材５０の曲げ部５２までの距離５２ｒ−１と図示している。

図１０（ｂ）は、図１０（ａ）よりもさらにワイプ部材４０の回転が進み、ワイプ部材４０により掻き取り部材５０が押圧され、掻き取り部材５０が変形した状態（撓んだ状態）について示している。図１０（ｂ）では、回転軸４８の中心から、掻き取り部材５０の曲げ部５２までの距離５２ｒ−２と図示している。

図１０（ｃ）は、図１０（ｂ）よりもさらにワイプ部材４０の回転が進み、ワイプ部材４０と掻き取り部材５０とが互いの弾性力により撓んだ状態について示している。図１０（ｃ）では、回転軸４８の中心から、掻き取り部材５０の曲げ部５２までの距離５２ｒ−３と図示している。

図１０（ｄ）は、図１０（ｃ）よりもさらにワイプ部材４０の回転が進み、ワイプ部材４０と掻き取り部材５０とが接触する期間が終了した直後の状態について示している。すなわち、図１０（ｄ）では、掻き取り部材５０による掻き落とし動作が終わり、ワイプ部材４０の曲げ部５２が掻き取り部材５０から解放された状態について示している。このとき、回転軸４８の中心から、掻き取り部材５０の曲げ部５２までの距離が、５２ｒとなる。

図１０に示すように、この実施形態では、掻き取り部材５０の先端に形成された曲げ部５２が、ワイプ部材４０に接触し、トナー７を掻き落とす。このとき図４、図１０（ａ）、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）、図１０（ｄ）に示すように曲げ部５２はワイプ部材４０の回転軸４８側（支持部側）から接触し、ワイプ部材４０の曲げ部５２に向けて、５２ｒ＜５２ｒ−１＜５２ｒ−２＜５２ｒ−３となるように移動しながらトナー７を掻き落とす。ワイプ部材４０は掻き落とし動作が終了して、掻き取り部材５０の自由端５２（曲げ部５２）がワイプ部材４０から解放されると、図１０（ｄ）に示すように、曲げ部５２は掻き落とし動作前の５２ｒの位置に戻ってくる
ここで、掻き取り部材５０によるかき取り動作時の掻き取り部材５０とワイプ部材４０の変形（撓み）について説明する。

図１０は、掻き取り部材５０とワイプ部材４０との撓み量について示した説明図である。

図１０では、掻き取り部材５０とワイプ部材４０とが接触しておらず撓みの無い状態（例えば、上述の図４、図１０（ｄ）の状態）の、ワイプ部材４０の自由端４０ｂと、掻き取り部材５０の自由端５２の形状を点線で表している。また、図１０では、掻き取り部材５０とワイプ部材４０とが接触し、最も撓みの大きい状態（例えば、上述の図１０（ｃ）の状態）の掻き取り部材５０の自由端４０ｂと、掻き取り部材５０の形状を点線で表している。

以下では、掻き取り部材５０の撓み量５０ｓを、掻き取り動作の撓みにより曲げ部５２が移動する距離により示すものとする。例えば、図１０の状態では、掻き取り部材５０の撓み量５０ｓは、掻き取り部材５０の撓みの無い状態の曲げ部５２の位置Ｐ２１から、掻き取り部材５０が撓んだ状態の曲げ部５２の位置Ｐ２２までの距離により示されることになる。また、以下では、掻き取り動作の過程で変化する撓み量５０ｓの最大値を「撓み量５０ｓＭＡＸ」と呼ぶものとする。

また、以下では、ワイプ部材４０の撓み量４０ｓを、掻き取り動作の撓みにより先端部４０ｃが移動する距離により示すものとする。例えば、図１０の状態では、ワイプ部材４０の撓み量４０ｓは、ワイプ部材４０の撓みの無い状態の先端部４０ｃの位置Ｐ１１から、ワイプ部材４０が撓んだ状態の先端部４０ｃの位置Ｐ１２までの距離により示されることになる。また、以下では、掻き取り動作の過程で変化する撓み量４０ｓの最大値を「撓み量４０ｓＭＡＸ」と呼ぶものとする。

そして、画像形成ユニット１Ｋでは、掻き取り部材５０によるワイプ部材４０のトナー７の除去効率を高めつつ、ワイプ部材４０や回転軸４８の損傷を抑制するには、撓み量４０ｓと撓み量５０ｓの関係は、常時５０ｓ＞４０ｓとなることが望ましい。

なお、この実施形態では、撓み量４０ｓＭＡＸ＝０．２ｍｍ、撓み量５０ｓＭＡＸ＝４ｍｍであるものとして説明する。

（Ａ−３）実施形態の効果
この実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。

画像形成ユニット１では、
本発明は上記特徴を有するので、ワイプ部材４０上のトナー７が、掻き取り部材５０により掻き落とされるため、経時でワイプ部材４０にトナー７が付着しクリーニング性能（トナー除去性能）が劣化することがないので、経時でもトナー７残量検知の精度を保つという効果を奏することができる。

また、この実施形態の画像形成ユニット１では、ワイプ部材４０のトナー７を掻き落とす際、掻き落とし部材５０がワイプ部材４０に対して、大きく変形しながらワイプ部材４０の先端に向かってトナー７を掻き落としている。そのため、ワイプ部材４０の回転負荷を高めることなく、ワイプ部材４０上のトナー７を広範囲に掻き落とすことができる。また図１１等に示すように、曲げ部５２をワイプ部４０に接触させているため、経時で掻き取り部材５０が摩耗したとしても、曲げ部５２を有さない先端当て構造に比べ接触部の位置が殆ど変わらないため、経時でも掻き取り性の低下を防ぐことができる。

また、画像形成ユニット１では、掻き取り部材５０が発光用レンズ４３よりワイプ部材４０の回転周期の上流に設置されているので、ワイプ部材４０がレンズ４３、４４上のトナー７と接触（ワイピング）する前に、ワイプ部材４０上のトナーを掻き落とすことができる。このとき、掻き取り部材５０は、検出位置５５よりも鉛直上方向側に設置されているので、トナーロー検出タイミングでの掻き取り動作時には、トナー７が周囲にないため、ワイプ部材４０上のトナー７を漏れなく掻き落とすことができる。そのため、トナーロー検出タイミングでのワイプ部材４０は、レンズ４３と接触（ワイビング）する前にトナー７漏れなく掻き落とされているため、安定したトナー除去を行うことができる。そのため、画像形成ユニット１では、より安定したトナー残量検知を行うことができる。

さらに、この実施形態の画像形成ユニット１ではトナー掻き取り動作時に掻き取り部材５０がワイプ部材４０の回点中心側から先端に向かって移動している。このとき掻き取り部材５０の変形量５０ｓとワイプ部材４０の変形量４０ｓの関係が、５０ｓ＞４０ｓとなっている。そのため、ワイプ部材４０の回転動作に負荷を加えることなく、ワイプ部材４０上のトナー７を広範囲に掻き落とすことができる。また、図１０、図１１に示すように、この実施形態の画像形成ユニット１では、曲げ部５２をワイプ部４０に接触させているため、経時で掻き取り部材５０が摩耗したとしても、曲げ部５２を有さない先端当て構造に比べ接触部の位置が殆ど変わらないため、経時でも掻き取り性の低下を防ぐことができる。よって、この実施形態の画像形成ユニット１では、経時でも安定してトナーの掻き落としが行えるので、安定したトナー残量検知を行うことができる。

（Ｂ）他の実施形態
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。

（Ｂ−１）上記の実施形態では、本発明の現像剤収容体を適用した画像形成ユニットを、プリンタ以外の画像形成装置（例えば、複写機、ファクシミリ、ＭＦＰ（複合機）等）に適用するようにしてもよい。

（Ｂ−２）上記の実施形態では、本発明の画像形成装置１０００にトナー供給部６２が搭載されているが、省略するようにしてもよい。例えば、各画像形成ユニット１から、トナー収容部３１のみを着脱自在のカートリッジとして構成し、トナー収容部３１のトナ−７が無くなる都度交換する構成としてもよい。この場合、本発明の現像剤収容体は、カートリッジ式のトナー収容部３１により構成されることになる。なお、このカートリッジ式のトナー収容部３１に、発光素子４１及び受光素子４２を含まない構成とする方が、コスト低減には望ましい。

また、上記の実施形態では、トナー残量検知部６１は、画像形成ユニット１の外部に設けられているものとして説明するが、画像形成ユニット１と一体として構成するようにしてもよい。

１０００…画像形成装置、１、１Ｋ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ…画像形成ユニット、７…トナー、１５…供給ローラ、３０…筐体、３１…トナー収容部、３１ａ…トナー収容空間、３１ｂ…開口部、４０…ワイプ部材、４０ａ…固定部、４０ｂ…自由端、４０ｃ…先端部、４１…発光素子、４２…受光素子、４３…発光用レンズ、４３ａ…発光用透過窓、４４…受光レンズ、４４ａ…受光用透過窓、４６…透過光、４８…回転軸、４８ａ…固定部、５０…掻き取り部材、５１…固定部、５２…自由端、５３…曲げ部、５５…検出位置、６０…制御部、６１…トナー残量検知部、６２…トナー供給部、７０…撹拌搬送部材。

Claims (6)

1. 現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部内部の現像剤の残量を光学的に検知する現像剤残量検知機構とを備える現像剤収容体において、
   前記現像剤残量検知機構は、
   発光部から発光された光を、前記現像剤収容部の内部の方向に誘導する発光用光透過窓を備え、
   前記発光用光透過窓に回転しながら接触し、前記発光用光透過窓の表面に付着した現像剤を除去する第１の現像剤除去部材と、
   回転する前記第１の現像剤除去部材に接触する位置に配置されており、前記第１の現像剤除去部材に接触する際に、前記第１の現像剤除去部材上の現像剤を除去する第２の現像剤除去部材とをさらに有し、
   前記第１の現像剤除去部材と前記第２の現像剤除去部材とが接触するときに、前記第２の現像剤除去部材の変形量が、前記第１の現像剤除去部材の変形量よりも大きくなるように構成されており、
   前記現像剤残量検知機構は、前記発光用光透過窓から、前記現像剤収容部の内部に誘導された誘導光を、前記現像剤残量検知機構を構成する受光部に誘導する受光用光透過窓をさらに備え、
   前記第１の現像剤除去部材は、前記発光用光透過窓と前記受光用光透過窓に回転しながら接触し、前記発光用光透過窓と前記受光用光透過窓の表面に付着した現像剤を除去し、
   前記第２の現像剤除去部材は、前記発光用光透過窓より前記第１の現像剤除去部材の回転周期の上流側であり、かつ、鉛直方向の位置が前記受光用光透過窓の所定位置よりも上側の位置の支持部に支持されている
   ことを特徴とする現像剤収容体。
2. 前記第２の現像剤除去部材は、前記支持部から、鉛直下側の方向に形成されており、
   前記第２の現像剤除去部材の前記支持部と反対側の自由端部は、前記第１の現像剤除去部材先端の回転半径より内側に配置されており、
   前記第２の現像剤除去部材の前記自由端部の先端が、前記第１の現像剤除去部材の支持部側から接触し、前記第１の現像剤除去部材の先端側に接触位置を移動しながら、前記第１の現像剤除去部材に付着した現像剤を掻き取って除去することを特徴とする請求項１に記載の現像剤収容体。
3. 前記第２の現像剤除去部材の前記自由端部の先端に折り曲げられた曲げ部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の現像剤収容体。
4. 前記第２の現像剤除去部材はフィルム状の部材であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の現像剤収容体。
5. 静電潜像を担持する感光ドラムと、前記現像剤収容体に収容された現像剤を用いて、前記感光ドラムに形成された静電潜像を現像する現像部とをさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の現像剤収容体。
6. 現像剤収容体に収容された現像剤を用いて媒体に画像形成を行う画像形成装置において、前記現像剤収容体として請求項１〜５のいずれかに記載の現像剤収容体を適用したことを特徴とする画像形成装置。

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