図面 (/)

技術 現像剤収容装置

出願人 キヤノン株式会社
発明者 三浦幸宏原嶋俊之
出願日 2010年7月23日 (10年0ヶ月経過) 出願番号 2010-165839
公開日 2012年2月9日 (8年6ヶ月経過) 公開番号 2012-027239
状態 特許登録済
技術分野 電子写真一般。全体構成、要素 電子写真における乾式現像
主要キーワード 傾き過ぎ 磁性センサ 重力方向上方 覆い部材 重力方向下方 断面略半円 残量検知シーケンス 外ローラ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2012年2月9日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (18)

課題

現像剤収容部31内の現像剤を検知する手段として、光学式センサ33を用いた構造であっても誤検知が生じにくい構造を実現する。

解決手段

センサ33を構成するライトガイド34c、35cを覆うように、覆い部材36a、36bを回動自在に設ける。覆い部材36a、36bには、それぞれ突出係合部37a、37bを設け、これら突出係合部37a、37bをスクリュー32の羽根32bと係合させる。スクリュー32が回転すると、羽根32bと突出係合部37a、37bとの係合に基づき、覆い部材36a、36bが回転し、覆い部材36a、36b上に堆積したトナーが落下する。このため、ライトガイド34c、35cにトナーが堆積して、センサ33に誤検知が生じることを低減できる。

概要

背景

複写機ファクシミリプリンタなどの画像形成装置として、例えば、電子写真式静電記録式などにより感光ドラムなどの像担持体静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置が収容した現像剤にて可視像とする構造が知られている。このような構造の場合、静電潜像を現像することによって現像装置内の現像剤が規定量以下に減少すると、補給用現像剤現像剤供給装置から現像装置内に補給したり、現像剤を収容したカートリッジ交換したりする。なお、特許請求の範囲及び明細書で現像剤と言った場合、特に断りがない限り、一成分現像剤の場合のトナー二成分現像剤の場合のトナー及び磁性キャリアを含む。また、二成分現像剤の場合の補給用現像剤は、トナーのみと、トナーとキャリアとが混合したものとの両方を含む。

このように現像剤の補給制御やカートリッジの交換などを行うためには、現像剤を収容する現像剤収容部内で現像剤の有無を検知する必要がある。例えば、トナーボトルから補給されるトナーを一時的に収容するトナーバッファーなどの収容部の内壁圧電センサを設け、この圧電センサにより内部のトナー容量や有無を検知する構造がある。また、二成分現像剤を用いる構造で、現像容器に取り付けられた磁性センサを用いて内部の磁性キャリアを含む現像剤の有無を検知するものもある。

しかし小型の画像形成装置においては、スペース面の制約により現像剤検知手段として簡易な構成である光学式センサが多く用いられる。例えば、現像剤収容部に対向配置された発光素子受光素子とを、凹部を有する収容部により覆った構造がある(特許文献1参照)。この構造の場合、凹部に現像剤が存在する場合には、発光素子から発せられた光が現像剤により遮られる為、現像剤の存在を検出することが可能となる。また、この構造の場合、凹部に直接接触して凹部内を清掃する清掃部材を有している。

概要

現像剤収容部31内の現像剤を検知する手段として、光学式センサ33を用いた構造であっても誤検知が生じにくい構造を実現する。センサ33を構成するライトガイド34c、35cを覆うように、覆い部材36a、36bを回動自在に設ける。覆い部材36a、36bには、それぞれ突出係合部37a、37bを設け、これら突出係合部37a、37bをスクリュー32の羽根32bと係合させる。スクリュー32が回転すると、羽根32bと突出係合部37a、37bとの係合に基づき、覆い部材36a、36bが回転し、覆い部材36a、36b上に堆積したトナーが落下する。このため、ライトガイド34c、35cにトナーが堆積して、センサ33に誤検知が生じることを低減できる。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項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で現像剤を検知する現像剤検知手段と、を備えた現像剤収容装置において、前記現像剤検知手段は、光を照射する発光素子と、前記発光素子から照射した光を射出する射出面と、前記射出面と重力方向に交差する方向に所定の間隔をあけて対向配置される受光面と、前記受光面から入射した光を受光する受光素子と、前記発光素子から前記射出面までの間と、前記受光面から前記受光素子までの間との少なくとも一方の間で光を導く導光体と、を有し、前記導光体の少なくとも重力方向上方を覆うように、回動自在に配置された覆い部材と、前記覆い部材を回動させる駆動手段と、を有する、ことを特徴とする現像剤収容装置。

請求項2

前記現像剤収容部内の現像剤を搬送する現像剤搬送手段を有し、前記駆動手段は、前記現像剤搬送手段の駆動により前記覆い部材を回動させる、ことを特徴とする請求項1に記載の現像剤収容装置。

請求項3

前記現像剤搬送手段は、回転軸及び前記回転軸の周囲に螺旋状に設けた羽根を有するスクリューで、駆動手段は、前記覆い部材から突出するように設けられ、前記羽根と係合する突出係合部を有し、前記スクリューの回転により前記羽根と前記突出係合部との係合位置がずれて前記覆い部材を回動させる、ことを特徴とする請求項2に記載の現像剤収容装置。

請求項4

前記覆い部材は、前記導光体の周囲全体を覆い、前記駆動手段は、前記覆い部材の回動方向複数個所に配置された複数の突出係合部を有し、前記複数の突出係合部は、前記スクリューの回転により何れかの突出係合部が前記羽根と順次係合するように配置されている、ことを特徴とする請求項3に記載の現像剤収容装置。

請求項5

外部から現像剤が供給される現像剤供給口を有し、前記現像剤検知手段は、前記現像剤供給口の重力方向下方に配置されている、ことを特徴とする、請求項1ないし4のうちの何れか1項に記載の現像剤収容装置。

技術分野

0001

本発明は、現像剤を収容する現像剤収容部内で現像剤を検知する現像剤検知手段を備えた現像剤収容装置に関し、特に、現像剤検知手段として光学式センサを使用した構造に関する。

背景技術

0002

複写機ファクシミリプリンタなどの画像形成装置として、例えば、電子写真式静電記録式などにより感光ドラムなどの像担持体静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置が収容した現像剤にて可視像とする構造が知られている。このような構造の場合、静電潜像を現像することによって現像装置内の現像剤が規定量以下に減少すると、補給用現像剤現像剤供給装置から現像装置内に補給したり、現像剤を収容したカートリッジ交換したりする。なお、特許請求の範囲及び明細書で現像剤と言った場合、特に断りがない限り、一成分現像剤の場合のトナー二成分現像剤の場合のトナー及び磁性キャリアを含む。また、二成分現像剤の場合の補給用現像剤は、トナーのみと、トナーとキャリアとが混合したものとの両方を含む。

0003

このように現像剤の補給制御やカートリッジの交換などを行うためには、現像剤を収容する現像剤収容部内で現像剤の有無を検知する必要がある。例えば、トナーボトルから補給されるトナーを一時的に収容するトナーバッファーなどの収容部の内壁圧電センサを設け、この圧電センサにより内部のトナー容量や有無を検知する構造がある。また、二成分現像剤を用いる構造で、現像容器に取り付けられた磁性センサを用いて内部の磁性キャリアを含む現像剤の有無を検知するものもある。

0004

しかし小型の画像形成装置においては、スペース面の制約により現像剤検知手段として簡易な構成である光学式センサが多く用いられる。例えば、現像剤収容部に対向配置された発光素子受光素子とを、凹部を有する収容部により覆った構造がある(特許文献1参照)。この構造の場合、凹部に現像剤が存在する場合には、発光素子から発せられた光が現像剤により遮られる為、現像剤の存在を検出することが可能となる。また、この構造の場合、凹部に直接接触して凹部内を清掃する清掃部材を有している。

先行技術

0005

特開2004−354524号公報

発明が解決しようとする課題

0006

上述の特許文献1に記載された構造の場合、凹部の発光素子の照射する光を射出する射出面と、この光が入射して受光素子に導かれる受光面とを確実に清掃しようとすると、清掃部材をこれら両面にある程度の当接圧で摺擦する必要がある。ここで、収容部として、PC(ポリカーボネート)やPS(ポリスチレン)などの透明樹脂が用いられているが、清掃部材がある程度の力で摺擦すると、射出面及び受光面に傷がついたり、これら両面にくもりが発生したりする可能性がある。そして、長期間の使用後には発光素子の出力も僅かながら低下していくので、製品寿命末期には傷や曇りの発生により誤検知が発生し易くなる可能性がある。更には、凹部を構成する樹脂と清掃部材を構成する弾性材との摺擦による帯電チャージアップ)が発生し、現像剤収容部内の現像剤を静電気により上記両面に引き付けてしまう可能性もある。

0007

これに対して、射出面と受光面とを重力方向と交差する方向(例えば水平方向)に配置すれば、上述のようにこれら両面を清掃しなくても、これら両面に現像剤が付着しにくくなる。このような構造の場合、射出面と受光面との間隔を適切にして検知精度を高めるべく、発光素子と射出面との間、受光面と受光素子との間との少なくとも一方に、光を導くための導光体ライトガイド)を設ける必要がある。しかし、この導光体の上部には、現像剤が堆積する場合があり、導光体に現像剤が堆積したまま長期間放置したりすると、流動性が低くなった現像剤が氷柱のように射出面又は受光面に垂れ下がる場合がある。そして、この場合には、誤検知が生じてしまう。

0008

本発明は、このような事情に鑑み、現像剤検知手段として光学式センサを用いた構造であっても誤検知が生じにくい構造を実現すべく発明したものである。

課題を解決するための手段

0009

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で現像剤を検知する現像剤検知手段と、を備えた現像剤収容装置において、前記現像剤検知手段は、光を照射する発光素子と、前記発光素子から照射した光を射出する射出面と、前記射出面と重力方向に交差する方向に所定の間隔をあけて対向配置される受光面と、前記受光面から入射した光を受光する受光素子と、前記発光素子から前記射出面までの間と、前記受光面から前記受光素子までの間との少なくとも一方の間で光を導く導光体と、を有し、前記導光体の少なくとも重力方向上方を覆うように、回動自在に配置された覆い部材と、前記覆い部材を回動させる駆動手段と、を有する、ことを特徴とする現像剤収容装置にある。

発明の効果

0010

本発明によれば、少なくとも導光体の上方を覆い部材で覆っているため、現像剤は覆い部材に堆積する。したがって、覆い部材を回動させることにより、堆積した現像剤を振り落とすことができ、現像剤検知手段の誤検知を生じにくくできる。

図面の簡単な説明

0011

本発明の第1の実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図。
同じく現像剤収容装置及びその周辺の構成を示す斜視図。
同じく現像剤収容装置及びその周辺の構成を示す概略構成断面図
現像剤の補給動作を説明するための図。
そのフローチャート
補給動作直後の状態の現像剤収容装置及びその周辺の構成を示す、(a)は概略構成横断面図、(b)は概略構成縦断面図。
第1の実施形態に係る覆い部材及びその周辺の構成を示す斜視図。
同じく覆い部材の動作を説明するための図。
本発明の第2の実施形態に係る覆い部材及びその周辺の構成を示す斜視図。
同じく覆い部材の動作を説明するための図。
本発明の第3の実施形態に係る覆い部材及びその周辺の構成を示す斜視図。
同じく覆い部材の動作を説明するための図。
本発明の第4の実施形態に係る現像剤収容装置及びその周辺の構成を示す斜視図。
同じく図13の上方から見た図。
現像剤収容装置及びその周辺の構成を示す、(a)は概略構成横断面図、(b)は概略構成縦断面図。
第4の実施形態に係る覆い部材の動作を説明するために、補給動作直後の状態を示す、(a)はトナーボトルを省略した図14と同様の図、(b)は(a)の下方から見た図。
同じく覆い部材が回動した状態を示す、図16と同様の図。

実施例

0012

[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態について、図1ないし図8を用いて説明する。まず、図1を用いて画像形成装置及びカートリッジの概略構成を説明する。

0013

<画像形成装置>
本実施形態は、タンデム型カラー画像形成装置に本発明を適用したものである。図1に示すように、画像形成装置本体(以下、装置本体)1内の上部には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の計4色のカートリッジ2Y、2M、2C、2Kが配置されている。

0014

カートリッジ2は、それぞれ、像担持体である感光ドラム3の周囲に、帯電手段である帯電ローラ4、現像装置7、クリーニング装置5などを配置してなる。感光ドラム3は、円筒状に形成され、帯電ローラ4によって均一に帯電された後、表面に露光装置3aからレーザ光図1破線)を照射され、静電潜像が形成される。現像装置7は、後述する現像剤収容装置30の現像剤収容部31(例えば図2参照)から補給されたトナーを、静電潜像を形成した感光ドラム3上に供給してトナー像を形成する。現像剤収容装置30は、トナーボトル40から、現像剤収容部31内の各色のトナー量が規定量を下回らないように、トナー消費量に応じてトナーを補給する。

0015

クリーニング装置5は、感光ドラム3上のトナー像を中間転写ベルト9に一次転写した後、感光ドラム3の表面に残留したトナーを除去する。このようなカートリッジ2は、装置本体1内の所定部に対して挿入装着され、また反対に装置本体1から抜き外しできるようになっている。このようにカートリッジ2などを装置本体1に着脱自在とすることにより、メンテナンス消耗品の交換を行い易くして、製品の性能の維持を図っている。即ち、画像形成装置を長時間使用していると、各種部品が消耗して印字品質を低下させてしまうが、サービスマンユーザーがカートリッジ2などを取り外してメンテナンスをしたり交換することで、規定の性能を維持できる。

0016

また、装置本体1内の各カートリッジ2の図1の下側には、中間転写ベルト9を回転自在に張架している。即ち、中間転写ベルト9は、ベルトを無端状に形成したもので、駆動ローラ12と、テンションローラ13と、二次転写内ローラ14とにより張架されている。駆動ローラ12は図示しないモータにより駆動され中間転写ベルト9を回転させる。テンションローラ13は、図示しない付勢手段により中間転写ベルト9に所定のテンションを付与して中間転写ベルト9の張力を調整し、負荷変動などによる中間転写ベルト9の撓みなどを防止する。二次転写内ローラ14は、二次転写外ローラ15と対向して配置され、中間転写ベルト9に形成されたトナー像を記録材転写する。また、中間転写ベルト9内の各感光ドラム3と対向する位置には、それぞれ一次転写ローラ16を配置し、各感光ドラム3に形成されたトナー像を中間転写ベルト9にそれぞれ転写する転写部を構成する。

0017

原稿印刷する場合には、原稿読取装置17で読み取った画像データ或は外部端末から送られた画像データに基づいて、帯電された感光ドラム3上にレーザ発光し、感光ドラム3上に静電潜像を描く。次に、現像装置7により静電潜像を形成した感光ドラム3上にトナーを供給してトナー像を形成する。そして、このトナー像を、一次転写ローラ16により中間転写ベルト9に一次転写する。この際、所定の転写バイアスを一次転写部に印加することにより、感光ドラム3上のトナー像を中間転写ベルト9上に転写する。中間転写ベルト9に一次転写されたトナー像は、二次転写内、外ローラ14、15により構成される二次転写部で、次述するような記録材搬送手段により搬送された記録材Sに二次転写される。二次転写部で転写されずに残留したトナーは、転写ベルトクリーナ19によって回収される。

0018

記録材搬送手段は、給紙カセット20から記録材Sを二次転写部まで搬送する。即ち、給紙カセット20からピックアップした記録材Sを、給紙部21から搬送パス22を通じて搬送方向下流に搬送し、レジストローラ対23により、最終的な記録材Sの斜行補正と、画像形成部での画像書き込みと記録材搬送のタイミング合わせを行う。そして、所定のタイミングで二次転写部に記録材Sを搬送する。記録材Sに転写されたトナー像は、定着器24により記録材Sに定着される。定着器24の通過後、記録材Sは、排紙トレイフェイスダウン)25に排出する排紙パス26と、排紙トレイ(フェイスアップ)27に排出する排紙パス28との何れかに搬送される。排紙パス26と28との分岐点では、切替手段29により2つの搬送路切り換えられ、排紙トレイ25または27に印刷された記録材Sが排出される。

0019

<現像剤収容装置>
次に、現像剤収容装置30について説明する。本実施形態では、1色以上の複数の色のトナーが収容された筒状のトナーボトル40が装置本体1に対して着脱自在に保持されている。そして、プリント動作によりトナーボトル40内部のトナーが消費されたら、適宜ユーザーによりトナーボトル40を交換することにより新たなトナーが補給され、画像形成を継続することができるようになっている。本実施形態では、現像装置7に収容する現像剤は、非磁性のトナーと磁性を有するキャリアとからなる二成分現像剤としている。

0020

図2に示すように、現像剤収容装置30は、現像剤を収容する現像剤収容部31と、現像剤収容部内の現像剤を搬送する現像剤搬送手段であるスクリュー32と、現像剤収容部内で現像剤を検知する現像剤検知手段であるセンサ33と、を備える。

0021

現像剤収容部31は、トナーボトル40から供給されるトナーを一時的に蓄えるトナーバッファーとして機能する。このために現像剤収容部31は、現像装置7の上部に配置され、図3、4に示すように、現像装置7の現像容器71と連通する開口部31aを有する。この開口部31aは、現像剤収容部31内に配置されたスクリュー32による現像剤搬送方向下流に形成されている。また、現像容器71の開口部31aと連通する開口部71aは、現像容器内に配置された現像剤搬送手段であるスクリュー72による搬送方向上流に形成されている。現像剤収容部31は現像装置7の現像容器71に対して着脱自在であり、開口部31a、71aには、この着脱動作連動して開閉する不図示のシャッタが設けられている。

0022

また、現像剤収容部31の上側の側方からトナーボトル40が挿入配置される。トナーボトル40は、内部の現像剤を開口部41(現像剤供給口)から現像剤収容部31内に供給する。トナーボトル40の開口部42は、現像剤収容部31のスクリュー32の搬送方向上流に配置される。トナーボトル40は、現像剤収容部31に対して着脱自在であり、トナーボトル保持部43にセットされることにより、開口部41が現像剤収容部31の所定位置に配置される。

0023

現像剤収容部31のスクリュー32は、回転軸32a及び回転軸32aの周囲に螺旋状に設けた羽根32bを有し、現像剤収容部31の底部に配置される。具体的には、現像剤収容部31の底部に重力方向下方に突出するように形成された、断面略半円筒状の搬送路31b内に、スクリュー32を配置している。現像剤収容部31内の現像剤は、重力により搬送路31b内に集まり、スクリュー32によりこの搬送路31bに沿って開口部31aまで搬送される。

0024

また、センサ33は、図2図6(b)に示すように、発光部34と受光部35とから構成される。発光部34は、光を照射する発光素子34aと、発光素子34aから照射した光を射出する射出面34bと、発光素子34aから射出面34bまで光を導く第1の導光体である発光側ライトガイド34cと、を備える。発光素子34aは、例えば、LED(Light Emitting Diode)などにより構成される。また、受光部35は、受光面35bと、受光面35bから入射した光を受光する(検知する)フォトダイオードなどの受光素子35aと、受光面35bから受光素子35aまで光を導く第2の導光体である受光側ライトガイド35cと、を備える。そして、発光素子34aから照射した光が現像剤(トナー)に遮られて受光素子35aに受光されない場合に現像剤を検知する。

0025

このように構成されるセンサ33は、トナーボトル40の開口部42の下方で、スクリュー32よりも上方に配置される。また、発光部34と受光部35とは、射出面34bと受光面35bとが、重力方向(鉛直方向)に交差する方向に所定の間隔をあけて対向配置される。本実施形態の場合、略水平方向に配置される。また、これら射出面34bと受光面35bとは、それぞれ重力方向とほぼ平行に、且つ、互いに平行となるように配置される。

0026

また、発光側ライトガイド34c及び受光側ライトガイド35cは、それぞれPS(ポリスチレン)やPC(ポリカーボネート)などの透明の樹脂で円筒状に成型されたものである。発光素子34aと受光素子35aとは、現像剤収容部31の互いに対向する側壁31c、31dにそれぞれ固定されているため、ライトガイドがなければ互いの間隔が大きすぎて正確な検知を行いにくい。本実施形態では、それぞれにライトガイド34c、35cを設けることにより、射出面34bと受光面35bとの間隔を検知が行い易い間隔としている。また、ライトガイド34c、35cは、互いに同形状とし、互いの中心軸がほぼ同一直線上に位置するように、且つ、ほぼ水平方向となるように配置される。

0027

また、本実施形態の場合、ライトガイド34c、35cのそれぞれの周囲全体を覆う覆い部材36a、36bを有する。覆い部材36a、36bは、図2図6(b)、図7に示すように、円筒状のライトガイド34c、35cの外径よりも僅かに大きい内径を有する円筒状に形成されている。したがって、覆い部材36a、36bはライトガイド34c、35cに緩く外嵌され、それぞれライトガイド34c、35cに対して回動自在に配置される。

0028

また、覆い部材36a、36bのライトガイド34c、35cの軸方向に対する位置関係は、それぞれ、少なくとも射出面34b或は受光面35bの周囲が覆われるようにしている。言い換えれば、覆い部材36a、36bの端面が、それぞれライトガイド34c、35cの端面(射出面34b或は受光面35b)よりも突出することは許容する。これに対して、ライトガイド34c、35cの端面は、それぞれ覆い部材36a、36bの端面からできるだけ突出しないようにする。即ち、ライトガイド34c、35cの射出面34b或は受光面35b側の端部外周面ができるだけ露出しないようにする。但し、ライトガイド34c、35cの端部外周面が多少露出しても、覆い部材36a、36bが回動して、この端部外周面に積もったトナーが振り落とされる範囲であれば、ライトガイドの端面が覆い部材の端面よりも突出することは許容する。

0029

また、覆い部材36a、36bの円周方向1個所から径方向外方に突出するように、突出係合部37a、37bを設けている。このような突出係合部37a、37bは、板状で、覆い部材36a、36bの軸方向と平行に配置される。また、突出係合部37a、37bの側壁31c、31d側の側縁は、覆い部材36a、36bがライトガイド34c、35cに対して回動した場合に、側壁31c、31dと干渉しないように、この側壁31c、31dに沿った形状としている。

0030

また、突出係合部37a、37bの先端は、側壁31c、31dと反対側に突出するようにしている。これにより、突出係合部37a、37bの先端が、スクリュー32の羽根32bと干渉する位置に配置される。本実施形態の場合、スクリュー32は、発光部34と受光部35との間のほぼ中央に配置されている。このため、突出係合部37a、37bの先端を互いに近づく方向に突出させて、これら突出係合部37a、37bがスクリュー32の羽根32bと係合するようにしている。このような突出係合部37a、37bは、ライトガイド34c、35cとスクリュー32との位置関係によって、形状や設置位置を定め、スクリュー32の羽根32bと係合するようにする。

0031

本実施形態の場合、このようにスクリュー32の羽根32bと突出係合部37a、37bとを係合させることにより、覆い部材36a、36bを回動させる駆動手段38を構成している。即ち、駆動手段38は、スクリュー32と突出係合部37a、37bとを備える。不図示のモータを駆動することによりスクリュー32が回転すると、このスクリュー32の羽根32bと突出係合部37a、37bとの係合位置がスクリュー32の回転軸方向にずれる。そして、突出係合部37a、37bが固定された覆い部材36a、36bを回動させる。

0032

このように構成される本実施形態の現像剤収容装置30の作用について説明する。まず、画像形成装置でプリント(印刷)を開始して、現像装置7でトナーが消費されると、消費したトナーに応じた量が、現像剤収容部31から現像装置7の現像容器71内に開口部31a、71aを通じて供給される。この供給量の算出は、例えば、現像装置7内の磁性キャリアとトナーの混合比を検出する磁性センサの検知情報や、プリント画像の情報より予測されるトナー消費量に基づいて行う。その他、感光ドラム3や中間転写ベルト9などの像担持体上のトナー像をセンサにて読み取った検知情報を用いる場合もある。何れにしても、これらのうちの少なくとも1つの情報から、現像装置7の現像容器71内へ供給する必要なトナー量を画像形性装置の制御ユニットにて算出する。そして、現像剤収容部31内のスクリュー32を供給すべきトナー量に応じて回転させ、定量的にトナーを現像容器71内に供給する。現像容器71内に供給されたトナーは、スクリュー72により攪拌、搬送され、現像に使用される。

0033

一方、現像剤収容部31内のトナー量は、センサ33により検知する。即ち、図4(a)に示すように、発光部34と受光部35との間にトナーtが存在しない場合、発光素子34aから照射された光が受光素子35aで検知され、現像剤収容部31内のトナー量が少なくなっていることが検知される。この場合には、トナーボトル40を回転駆動して、このトナーボトル40から現像剤収容部31内に供給される。次いで、図4(b)に示すように、発光部34と受光部35との間にトナーtが存在すると、発光素子34aから照射された光はトナーtにより遮られ、受光素子35aにより検知できなくなる。これにより、現像剤収容部31内に十分量のトナーtが存在することを検知する。このようなトナーボトル40から現像容器71までのトナー搬送経路は、図3に矢印で示すようになる。

0034

次に、トナーボトル40をセットした後の現像剤(トナー)の補給動作のフローについて、図5を参照して説明する。まずトナーボトル保持部43にトナーボトル40がユーザーによりセットされると(S1)、所定のタイミングでトナーバッファーの残量検知シーケンスに入る。このシーケンスでは、センサ33によりトナーの検知が行われる(S2)。ここで、センサ33がトナーが存在しないことを検知すると、トナーボトル40を回転駆動する(S3)。トナーボトル40内にトナーが存在すれば、ボトル内部のトナーが開口部41を通じて現像剤収容部31内に供給される。この動作が、発光部34と受光部35との間で光を遮るまで繰り返されることにより、現像剤収容部31内は所定のトナー量に保たれる。一方、トナーボトル40を所定時間駆動してもセンサ33の受光素子35aが光を受光し続ける場合(S4)には、トナーボトル40が空であると判断する。そして、ユーザーにトナーボトル40を交換するように画像形成装置の表示部にその旨の表示を行う(S5)。

0035

S2でセンサ33がトナーを検知した状態では、現像剤収容部31内に所定量以上のトナーが存在することになり、この状態で、前述のように、現像剤収容部31から現像装置7の現像容器71に、必要に応じてトナー供給が行われる(S6、S7)。即ち、画像形成に伴って補給するトナー量が画像形成装置の制御ユニットで算出され、この制御ユニットから補給命令が出される(S6)。そして、この補給命令により現像剤収容部31内のスクリュー32が駆動し、現像剤収容部31から現像容器71にトナーが補給される(S7)。このように、本実施形態では、センサ33の検知結果に基づきトナーボトル40からの新たなトナーの供給を受けることにより、現像剤収容部31内のトナー量が所定の量に保たれる。そして、この状態で、画像形成装置の制御ユニットが算出した必要なトナーを現像装置7内へ定量的に供給することにより、現像装置7内のトナーと磁性キャリアの混合比を所定の状態に常に保って安定した画像形成を行う。

0036

一方で、このように光学式のセンサ33の検知によりトナーの補給制御を行う場合、前述したように、センサ33を構成するライトガイド34c、35cにトナーが堆積して、センサ33の誤検知が生じる可能性がある。ライトガイド34c、35cへのトナーの堆積は、トナーボトル40からのトナー補給時に現像剤収容部31内でトナーが舞うため、センサ33の設置位置に拘らずある程度生じる。特に、本実施形態の場合、センサ33は、トナーボトル40の開口部41の下方に存在するため、トナー補給の度にトナーが堆積することが避けられない。

0037

このように開口部41の下方にセンサ33を設置する理由は、現像剤収容部31内を常に所定のトナー量に保つ為にトナー量変化に対する応答性を考慮したためである。この応答性を良好にするためには、センサ33は、トナーボトル40の開口部41の近傍直下でトナー搬送スクリュー32の近傍直上あたりに配置することが望ましい。そもそも、小型の画像形成装置ではそれ以外の場所に配置できるスペースが存在しない場合もある。更に、現像剤収容部31の大容量化や、光学センサの発光素子の光を効率よく利用する為には、ライトガイド34c、35cの突出量は大きくせざるを得ない。

0038

このようにトナーボトル40の開口部41の下方にセンサ33が配置される本実施形態の場合には、図6(a)、(b)に示すように、ライトガイド34c、35cの上部にトナーボトル40より排出されたトナーtが堆積し易い。また、ライトガイド34c、35cに堆積したトナーtは、本実施形態のような覆い部材36a、36bがない状態では、スクリュー32を駆動しても、移動させることはできない。

0039

そして、このような状態で、例えば、堆積したトナーが吸湿した状態で高温にさらされ長期放置されることにより、紛体としての流動性が低い状態(粘り気が高く、軽微凝固状態)となり易い。このときライトガイドの上部に単にトナーが堆積している状態では、光の射出及び受光には影響を及ぼさない為、特に問題は発生しない。だがこの堆積トナー放置し、この状態が長く続くと、上記流動性の低い固まりが成長し氷柱のようにセンサ33の光の射出面34b及び受光面35bまで垂れ下がり、やがて光を遮ってしまい誤検知を誘発する懸念がある。

0040

このような状況は、使用状況使用環境により生じる可能性が高くなる。例えば、アジア地域のような高温多湿な地域にて連休時など長期間使用されない場合には可能性が高くなる。また、たまにしかプリントしない、或は、白黒プリントが主でカラー現像剤の消費は時々しか行われない場合なども可能性が高くなる。

0041

このために本実施形態では、ライトガイド34c、35cを覆い部材36a、36bにより覆い、これら覆い部材36a、36bをそれぞれ回動させて、ライトガイド34c、35cの上部に堆積したトナーを振り落とすようにしている。即ち、ライトガイド34c、35cの水平に伸びる筒状部を覆うリング形状を有し、ライトガイド34c、35cを回転中心として揺動可能な覆い部材36a、36bを設けている。また、覆い部材36a、36bは、下側にリブ状の突出係合部37a、37bが設けられ、これら突出係合部37a、37bがスクリュー32の羽根32b(リード部)と当接するように配置されている。

0042

このような覆い部材36a、36bは、図8に示すように、スクリュー32により揺動される。まず、図8(a)に示すように、トナーボトル40からのトナー補給後は、覆い部材36a、36bの上部にトナーtが堆積した状態となる。次に、画像形成装置の制御ユニットから現像装置7へのトナー補給の命令が出されると、現像剤収容部31からトナーtを現像装置7に搬送するために、スクリュー32が駆動される。すると、スクリュー32の羽根32b(リード部)が、図8(b)に示すように、トナー搬送方向(矢印T方向)に移動し、突出係合部37a、37bに接触(係合)する。そして、羽根32bと突出係合部37a、37bとの係合位置が矢印T方向に移動して、覆い部材36a、36bが矢印R方向に回動し、図8(c)に示すように、覆い部材36a、36bからトナーtが落下する。やがて、突出係合部37a、37bがスクリュー32の羽根32bの頂点乗り越えると、覆い部材36a、36bが逆方向に回動し、図8(d)に示すように、突出係合部37a、37bが次の羽根32bに接触する。

0043

本実施形態によれば、少なくともライトガイド34c、35cの上方を覆い部材36a、36bで覆っているため、トナーは覆い部材36a、36bに堆積する。したがって、覆い部材36a、36bを回動させることにより、堆積したトナーを振り落とすことができ、センサ33の誤検知を生じにくくできる。即ち、本実施形態の場合、スクリュー32がトナーを搬送している間は、以上の動作を常に繰り返す。この為、画像形成装置が高温多湿状況下で長期放置された場合のような使用環境/使用条件であっても、ライトガイド34c、35c上にトナーが堆積する状態とならず、センサ33による誤検知を誘発することを防止する。

0044

なお、現像装置7へのトナー補給命令が無い(スクリュー32が駆動しない)場合には、覆い部材36a、36bも揺動されないことになる。しかしながら、そもそも現像装置7にトナーを搬送しなければ現像剤収容部31内のトナーが減少しない為、トナーボトル40から補給動作も行われず、ライトガイド34c、35c上にトナーが降ってくることは殆ど無いので問題とならない。

0045

また、本実施形態の場合、覆い部材36a、36bは、ライトガイド34c、35cを覆う形で回動自在に取り付けられているので、振り落とし動作時に光学部材であるライトガイド34c、35cに直接負荷が加わることを抑えられる。この為、ライトガイド34c、35cの振動位置変動による検出光出力変動などといった誤検知に影響を及ぼす外乱をも低減する。

0046

[第2の実施形態]
本発明の第2の実施形態について、図9及び図10を用いて説明する。本実施形態は、前述の第1の実施形態とは、ライトガイド34c(35c)を覆う覆い部材36a(36b)に設ける突出係合部37a(37b)の数が異なる。即ち、本実施形態の場合、突出係合部37a(37b)が、覆い部材36a(36b)の回動方向複数個所に配置されている。また、これら複数の突出係合部37a(37b)は、スクリュー32の回転により何れかの突出係合部37a(37b)がスクリュー32の羽根32bと順次係合するように配置している。本実施形態では、突出係合部37a(37b)が、それぞれ120°の等間隔で3個設けられている。

0047

本実施形態の場合も、第1の実施形態の場合と同様、スクリュー32が駆動されると、スクリュー32の羽根32bが、図10(a)から(b)に示すように、トナー搬送方向(矢印T方向)に移動する。そして、羽根32bが突出係合部37a(37b)に接触(係合)し、係合位置が更に移動することにより、覆い部材36a(36b)が矢印R方向に回動する。次いで、羽根32bと係合していた突出係合部37a(37b)が羽根32bの頂点を越えた時点で、次の突出係合部37a(37b)が次の羽根32bの手前に入り込む。そして、スクリュー32の駆動により、この突出係合部37a(37b)と羽根32bとの係合位置が、上述の場合と同様に矢印T方向に移動し、覆い部材36a(36b)が回転する。この動作が繰り返されることにより、図10(c)に示すように、覆い部材36a(36b)が常に同じ方向に360°回転し、覆い部材36a(36b)に堆積したトナーtが落下する。

0048

本実施形態の場合、覆い部材36a(36b)が常に同方向に360°回転する為、より確実にトナーを振り落とすことが可能となり、ライトガイド34c(35c)上にトナーが堆積することをより確実に防げる。なお、スクリュー32の羽根32b(リード部)のピッチによっては、より確実に回転動作をさせる為に、突出係合部37a(37b)を72°以下の等間隔で5個以上設けることが望ましい。その他の構造及び作用は、上述の第1の実施形態と同様である。

0049

[第3の実施形態]
本発明の第3の実施形態について、図11及び図12を用いて説明する。本実施形態の場合、覆い部材36a(36b)の上部に断面形状が鋭角楔形状部39を設けている。即ち、覆い部材36a(36b)の回動方向1個所に突出係合部37a(37b)を設け、突出係合部37a(37b)と180°対向する位置に、楔形状部39を設けている。

0050

これにより、覆い部材36a(36b)の上部にトナーを堆積しにくくできる。そして、仮にスクリュー32が駆動しなくても、トナーの堆積量を低減して、センサ33による誤検知を低減できる。なお、本実施形態の場合、スクリュー32の停止位置によっては、その効果が十分得られない状況もありうるが、第1の実施形態と同様に、スクリュー32がトナーを搬送している間は、覆い部材36a(36b)が常に揺動している(図12)。このため、問題となることはない。その他の構造及び作用は、前述の第1の実施形態と同様である。

0051

[第4の実施形態]
本発明の第4の実施形態について、図13ないし図17を用いて説明する。本実施形態の場合、センサ33を構成する発光部34と受光部35とを、現像剤収容部31の同一の側壁31c(或は31d)に設けている。また、発光素子34aと受光素子35aとを1枚の基板50に実装している。また、発光側ライトガイド34c´と受光側ライトガイド35c´とを、それぞれL字型に形成し、射出面34bと受光面35bとが側壁31cとほぼ平行に対向するようにしている。そして、図14に矢印で示すように、発光素子34aから側壁31cと直交する方向に照射された光が、発光側ライトガイド34c´に導かれ、側壁31cと平行な方向に折れ曲がり、射出面34bから射出される。射出面34bから射出された光は、受光面35bから入射し、受光側ライトガイド35c´に導かれ、側壁31cと直交する方向に折れ曲がり、受光素子35aで受光する。

0052

本実施形態の場合、ライトガイド34c´、35c´は、射出面34bから折れ曲がり部までを、受光面35bから折れ曲がり部までを、それぞれ円筒部51、51としている。そして、覆い部材36a、36bを、これら円筒部51、51の周囲にそれぞれ配置し、円筒部51、51に対して回動自在としている。円筒部51、51はそれぞれ射出面34b又は受光面35bに隣接する部分である。また、覆い部材36a、36bの回動方向1個所を互いに連結するように、突出係合部52を設けている。言い換えれば、覆い部材36a、36bのそれぞれの突出係合部を互いに連結している。この突出係合部52は、図15に示すように、先端をスクリュー32の羽根32bと干渉する位置に配置している。

0053

本実施形態の場合、突出係合部52とスクリュー32の羽根32bとの係合位置が相対的に移動することにより、覆い部材36a、36bが回動し、覆い部材36a、36b上に堆積したトナーを落下させる。即ち、図16に示すように、覆い部材36a、36b上にトナーtが堆積した状態で、スクリュー32を駆動する。すると、スクリュー32の羽根32bが矢印T方向に移動し、羽根32bが突出係合部52の端面が接触(係合)する。更にスクリュー32が駆動すると、図17に示すように、突出係合部52が羽根32bの斜面に沿って矢印R方向に回動され、覆い部材36a、36b上のトナーtが落下する。突出係合部52が羽根32bの頂点を越えると逆方向に回動し、次の羽根32bに接触し、同様の動作が繰り返される。なお、突出係合部52は、連結せずに、覆い部材36a、36b毎に設けても良い。その他の構造及び作用は、前述の第1の実施形態と同様である。

0054

[他の実施形態]
上述の各実施形態は、適宜組み合わせて実施することも可能である。また、上述の各実施形態の説明において、二成分現像剤を用いた画像形性装置の現像剤収容装置について説明したが、本発明の構成は、内部に現像剤の搬送手段を持つ一成分現像剤を用いた構造で光学式センサにより現像剤を検出する構造にも適用できる。また、一成分現像剤、二成分現像剤の何れを使用した構造であっても、上述のようなトナーの補給部分以外の現像剤を収容する現像剤収容装置全般に適用可能である。

0055

また、上述の各実施形態では、覆い部材36a、36bは、ライトガイドの周囲全体を覆うように構成しているが、少なくともライトガイドの重力方向上方で射出面34b又は受光面35bに隣接する部分を覆うものであれば良い。即ち、前述したように、ライトガイド上に堆積したトナーを放置し、この状態が長く続くと、流動性の低い固まりが成長し氷柱のように射出面34b及び受光面35bまで垂れ下がり、やがて光を遮ってしまう場合がある。したがって、覆い部材36a又は36bが、少なくともライトガイドの重力方向上方で射出面34b又は受光面35bに隣接する部分を覆うものであれば、この覆い部材が回動することにより、射出面又は受光面に垂れ下がりそうなトナーを振り落とすことができる。また、射出面34b又は受光面35bに隣接する部分とは、射出面34b又は受光面35bの近傍、即ち、少し離れた部分を含む概念である。要は、覆い部材36a、36bが回動してトナーを振り落とし、上述のようにトナーが射出面又は受光面に垂れ下がることを防止できるように、覆い部材36a、36bを配置すれば良い。

0056

また、覆い部材36a、36bを回動させる駆動手段は、スクリュー32と突出係合部との係合以外に、覆い部材36a、36を単独で動かす構造であっても良い。更には、スクリュー32のモータの動力歯車などを介して取り出して、覆い部材を駆動するようにしても良い。

0057

また、上述の各実施形態では、射出面34bと受光面35bとが対向する方向は、略水平方向としているが、水平方向から多少傾いた方向、即ち、重力方向と交差する方向であれば良い。この場合、射出面34bに光を導く発光側ライトガイド又は受光面35bから光を導く受光側ライトガイドの上部に現像剤が堆積する場合があり、本発明を好ましく適用できる。但し、射出面34bと受光面35bとが対向する方向が、水平方向に対して傾き過ぎると何れかの面に直接現像剤が堆積してしまうため、水平方向に対する傾きは、この何れかの面に直接現像剤が堆積しにくい角度とする。

0058

また、上述の各実施形態では、発光側と受光側との両方にライトガイドを設けたが、何れか一方にのみライトガイドを設けて他方についてはライトガイドを省略しても良い。例えば、発光素子と受光素子との何れか一方を現像剤収容部の側壁に埋め込み、この側壁に射出面或は受光面を設け、この面と所定の間隔をあけて受光面或は射出面が配置されるように、他方の素子と受光面或は射出面との間にライトガイドを設ける。そして、このライトガイドのみを覆い部材により覆う。

0059

30・・・現像剤収容装置、31・・・現像剤収容部、32・・・スクリュー(現像剤搬送手段)、32a・・・回転軸、32b・・・羽根、33・・・センサ(現像剤検知手段)、34・・・発光部、34a・・・発光素子、34b・・・射出面、34c、34c´・・・発光側ライトガイド(導光体)、35・・・受光部、35a・・・受光素子、35b・・・受光面、35c、35c´・・・受光側ライトガイド(導光体)、36a、36b・・・覆い部材、37a、37b、52・・・突出係合部、38・・・駆動手段、41・・・開口部(現像剤供給口)

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ