JPH0836295A - トナー残量検出装置 - Google Patents

トナー残量検出装置

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JPH0836295A
JPH0836295A JP6165265A JP16526594A JPH0836295A JP H0836295 A JPH0836295 A JP H0836295A JP 6165265 A JP6165265 A JP 6165265A JP 16526594 A JP16526594 A JP 16526594A JP H0836295 A JPH0836295 A JP H0836295A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 トナーボックス26内のトナーの残量の検出
に際して誤検出するのを防止する。 【構成】 トナーボックス26内のアジテータ52にお
ける回転軸53に複数の攪拌部材55、56を放射状に
配置し、トナーボックス26の底面に形成したトナー検
出部57a,57bに外側から投光部58aと受光部5
8bとからなるトナーセンサ58を臨ませる。トナー検
出部57a,57bを連結する連設部57cにおける屈
曲箇所65に、粗さの小さい段付状の光乱屈折部66a
を形成する。これにより、投光部58aからの光が光乱
屈折部66aで乱反射され、連設部57cを介して他方
のトナー検出部57bに光が届かないが、投光部58a
から受光部58bへ、光を直線的に到達可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プリンタ、複写機、フ
ァクシミリ装置等の画像形成装置における現像装置にト
ナーを供給する装置のトナー残量検出装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来、画像形成装置としては、感光体ド
ラムの表面の現像領域に現像剤を供給して現像する乾式
現像方式のものがある。この方式の画像形成装置は、特
公昭60−2660号公報等に開示されているように、
感光体ドラムに隣接する現像部ケース内には、内径部に
磁気ローラが備えられて外周面にトナーと磁性キャリア
との混合物(現像剤)を担持させる現像スリーブを備え
る一方、この現像部ケース内には、現像スリーブへトナ
ーを供給するための回転するアジテータに攪拌部材を設
けている。また、現像部ケース内の一側には、トナー残
量を検出するための光センサにおける投光面と受光面と
を対峙させるように、L字状の透光部材を突設し、前記
アジテータにおける攪拌部材に設けた清掃ブラシにて前
記投光面と受光面とを払拭することを提案している。
【0003】ところが、前記先行技術のように発光素子
と受光素子とを別々にしてその投光面と受光面とを対峙
させるように装着することは取付け精度が狂い易く、正
確な検出精度が得られないという問題がある。そこで、
市販されているフォトインタラプタを用いてトナー残量
を検出すべく、図9に示すように、フォトインタラプタ
100における発光素子100aと受光素子100bと
が各々トナー供給室の外側から臨ませるようにするため
の一対の検出部101a,101bをトナー供給室内に
向かって突出するように設け、該両検出部101a,1
01b及びその連設部101cを透光部材にて一体的に
形成することが考えられる。
【0004】この場合、発光素子100aから発射され
た光が一方の検出部101aの板厚部から受光素子10
0bの配置された他方の検出部101bにおける板厚部
を貫通するように通過するとき、トナー供給室内にトナ
ー残量が多い場合には、前記両検出部101a,101
b間に滞留されたトナーにて前記光が遮断されるし、ト
ナー供給室内にトナー残量が少ない場合や無い場合に
は、前記他方の検出部101bにおける受光素子100
bで直線的に光を受光する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成においては、図9の一点鎖線の光路102aで
示すように、前記発光素子100aから発射された光が
透光部材内で反射を繰り返して、一方の検出部101a
から連設部101cを介して他方の検出部101bまで
間接的に到達したり、図9の一点鎖線の光路102bで
示すように、発光素子100aから発射された光が連設
部101cの内面にて反射して他方の検出部101bに
到達することがあり、このような光路102a,102
bで伝達されて受光素子100bに届く光により、トナ
ー供給室内のトナー残量が多いにも拘らず「トナー残量
少ない」または「トナー無し」と判断されるという誤検
出が発生するという問題があった。
【0006】本発明は、この技術的問題を解決すべくな
されたものであり、誤検出の発生しないトナー残量検出
装置を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明のトナー残量検出装置は、トナ
ーを収納したトナー供給室に透光材料からなる一対のト
ナー検出部を形成し、該両トナー検出部を挟んでトナー
残量を検出するための投光部と受光部とからなるトナー
センサを配置してなるトナー残量検出装置であって、前
記両トナー検出部を繋ぐ連設部における平行箇所及び/
又は屈曲箇所のいずれか一方もしくは双方に、光乱屈折
部あるいは光吸収塗装面を形成したものである。
【0008】また、請求項2記載の発明のトナー残量検
出装置は、トナーを収納したトナー供給室に透光材料か
らなる一対のトナー検出部を形成し、該両トナー検出部
を挟んでトナー残量を検出するための投光部と受光部と
からなるトナーセンサを配置してなるトナー残量検出装
置であって、前記一対のトナー検出部を繋ぐための少な
くとも連設部における透光材料を、光透過減衰率の高い
ものにて形成したものである。
【0009】
【実施例】次に、本発明を具体化した実施例について説
明する。図1は画像形成装置としてのプリンタ1の概略
側断面図、図2は現像装置10のケースの一部切欠き断
面図である。本実施例のプリンタ1は、本体ケース2の
一側上側に給紙カセット3を着脱自在に装着し、給紙ロ
ーラ4と分離パッド5とにより、給紙カセット3内に積
層された被記録媒体としての用紙Pが一枚ずつに分離さ
れて給送ローラ対6を介して感光体ドラム7と転写ロー
ラ8等とからなる感光体ユニット9に給送される。感光
体ユニット9に隣接して前記給紙カセット3に近い側に
後述する現像装置10が配置され、反対側には、加熱ロ
ーラ11と押圧ローラ12とからなる定着ユニット13
が配置されている。
【0010】感光体ユニット9の下方には、レーザ発光
部14、レンズ15、反射鏡16等からなるスキャナユ
ニット17、制御基板18,19及び電源ユニット20
等が配置されており、カバー体21には複数の操作ボタ
ンを備えてキーボード22が設けられている。帯電器2
3にて予め帯電させた感光体ドラム7の表面に、図示し
ないコンピュータ等の外部機器から伝送された画像デー
タに応じて、スキャナユニット17から発射された光を
照射して、感光体ドラム7の表面に静電潜像を形成し、
次いで、現像装置10における現像スリーブ32が回転
して磁化させた粉体状のトナーの供給により前記潜像を
可視像化するという現像を実行した後、この感光体ドラ
ム7と転写ローラ8との間に供給された用紙Pに前記ト
ナー像を転写し、次に、定着ユニット13にて前記転写
された像に熱及び圧力を付加して用紙Pにトナー像を定
着させ、その用紙Pを排紙ローラ対24からプリンタ1
の排紙トレイ25に排出させる。
【0011】次に、本発明の一実施例の要部(現像装置
10)について、図2〜図8を参照しながら以下に説明
する。現像装置10における合成樹脂製等のケース27
は、図2に示すように、攪拌室30と現像室34とが仕
切り壁35を介して隔てられ、該仕切り壁35には現像
スリーブ32の周面一側と対向するように開口部36が
開口されている。
【0012】攪拌室30に現像剤としての非磁性トナー
または磁性トナーを供給するためのトナー供給室として
のトナーボックス26は、前記ケース27の一側に突設
した左右一対のブラケット部(図示せず)に対して着脱
自在に装着されており、供給されたトナーは、攪拌室3
0内の回転羽根からなる第2攪拌部材31にて攪拌され
る。
【0013】現像室34には、内径部に磁石ローラ38
を内蔵した現像スリーブ32及びその下方の回転羽根等
からなる第1攪拌部材33を有し、回転自在な現像スリ
ーブ32の周面一側が感光体ドラム7の外周面と対峙す
るように配置されている。そして、前記開口部36の近
傍には、磁気透過性のPET(ポリエチレンテレフタレ
ート)フィルム等の弾力性を有するフィルムからなる規
制部材37が取付けられ、該規制部材37の中途部が現
像室34内にてその下方向に延びて現像スリーブ32の
外周面と対向し、且つ規制部材37はその自由端が第1
攪拌部材33の回転軌跡の外側に近接するように配置さ
れている。
【0014】図2に示すように、アジテータとしての第
2攪拌部材31は矢印A方向に回転して、攪拌室30内
のトナーを底から開口部36に向かって掻上げる。第1
攪拌部材33は矢印B方向に回転し、開口部36から供
給されたトナーと、予め現像室34内に収納されていた
磁性キャリアとを攪拌しながら一旦現像室34の底を介
して現像スリーブ32の下面に向かって撥ね上げる。現
像スリーブ32は矢印C方向に回転する一方、その内径
部の磁石ローラ38(放射状にN極とS極とが交互に配
列されている)が矢印D方向に回転し、現像スリーブ3
2は矢印E方向に回転する感光体ドラム7に近接させて
いる。
【0015】前記現像室34のうち、感光体ドラム7の
外周面一側に近接する箇所には、現像スリーブ32の外
周面に磁性キャリアに担持されたトナーの層厚さ(現像
剤層厚さ)を調整するためのトリマーブレード39が備
えられている。なお、本実施例に使用される現像方式
は、磁性キャリアが95〜98%(重量比率)、非磁性
トナーが2〜5%(重量比率)からなるいわゆる2成分
現像方式及び磁性キャリアが30〜80%(重量比
率)、磁性トナーが20〜70%(重量比率)からなる
いわゆる1.5成分現像方式のいずれであっても良い。
【0016】次に、図3〜図8を参照しながら、トナー
供給室としてのトナーボックス26と現像装置10との
取付け関係の構成について説明する。まず、現像装置1
0のケース27における攪拌室30の一側(前記仕切り
壁35と反対側)には、図2に示すように円弧状の仕切
り壁40を備え、該仕切り壁40には図2の紙面と垂直
方向に長い略矩形状のトナー導入口41を開口させ、該
トナー導入口41を塞ぐための第2遮蔽部材としての第
2シャッター42は、薄い金属製(アルミ製等)板を断
面円弧状に形成したものからなり、その左右両端部を図
示しないガイド溝に沿って回動するように装着されてい
る。
【0017】他方、トナーボックス26は、図3及び図
4に示すように、下半分が円弧状であり、長手方向の左
右両側部位26bの上半分が矩形で、中央部位26aが
円筒状に形成されており、現像装置10のケース27か
ら突出する一対のブラケット27a(図3で一方のみ示
す)に対して着脱自在に装着される。ケース27に装着
された状態では、トナーボックス26における中央部位
26aと前記ケース27の円弧状仕切り壁40とは同心
状に位置する。
【0018】そして、トナーボックス26における前記
円筒状の中央部位26aの一側には、前記攪拌室30に
おけるトナー導入口41に対面する位置にトナー排出口
43を穿設し、該トナー排出口43を塞ぐ第1遮蔽部材
としての第1シャッター44は前記中央部位26aの外
周に沿って回動可能に装着された第1抱持部材45に形
成されている。
【0019】即ち、第1抱持部材45と第2抱持部材4
6とは、前記中央部位26a外周を囲むような側面視円
弧状に形成され、その両上側の蝶番部47にて連結さ
れ、この第1抱持部材45と第2抱持部材46の下端側
の足部45a,46aに形成された係合爪及び係合孔
(共に図示せず)にて着脱自在に係合されている。第1
抱持部材45と第2抱持部材46とには各々操作摘み部
48,49が突出しており、第1抱持部材45の広幅面
が第1シャッター44となり、図3のY1方向に第1抱
持部材45を回動すると、上側の開口部50が前記トナ
ー排出口43と対面して開口し、反対にY2方向に回動
すると第1シャッター44がトナー排出口43を塞ぐよ
うに構成されている。なお、第1抱持部材45をY1方
向に回動するとき、図示しない係合部が第2シャッター
42の左右両側の係合爪に係合し、この第2シャッター
42を下向きに回動させてトナー導入口41が開放され
るようになっている。
【0020】そして、詳述しないが、トナーボックス2
6を現像装置10から外した状態では、トナーボックス
26側の第1シャッター44及び攪拌室30側の第2シ
ャッター42が各々不用意に回動してトナー排出口43
及びトナー導入口41を開かないようにロックされ、且
つ、トナーボックス26を前記一対のブラケット27a
における支持溝51に装着した状態では、前記ロックが
解除されるようにする。また、トナー導入口41及びト
ナー排出口43の外周にはフエルト材等からなるシール
材が張設されて、トナーが不用意に漏出しないようにな
っている。
【0021】トナーボックス26内には、図5〜図8に
示すようなアジテータ52を配置し、アジテータ52に
おける回転軸53の一端はトナーボックス26の一側か
ら突出させてギヤ54を取付け、メインモータの動力に
て図示しない駆動機構を介して回転軸53を図2の矢印
F方向に回転させる。回転軸53には、ポリエステル樹
脂フィルム等の可撓性を有する左右両側の第1攪拌部材
55,55と、前記トナー排出口43に臨む、同じくポ
リエステル樹脂フィルム等の可撓性を有する第2攪拌部
材56とを回転軸53の中心角度で90度異ならせて配
置する。
【0022】一方、トナーボックス26の左右長手中央
部底面に半径内向きに突出させた一対のトナー検出部5
7a,57bとその連設部57cを少なくとも透光性材
料にて形成する。実施例ではトナーボックス26の下半
分をポリエチレン等の透光性材料にて一体的に射出成形
したものにて構成する。そして、前記トナー検出部57
a,57bとその連設部57cとの屈曲箇所である突出
側は、図7に示すように、光乱屈折部60,60として
小さい間隔で段付き状に形成する。なお、光乱屈折部6
0,60の他の実施例としては、表面粗さの大きい傾斜
部を形成しても良い。
【0023】該一対のトナー検出部57a,57bに
は、外側から投光部58aと受光部58bとからなるフ
ォトインタラプタ等のトナーセンサ58を配置する。そ
して、前記一対のトナー検出部57a,57bの間を通
過するとき、当該トナー検出部57a,57bの対向内
壁面を清掃してトナー62を払拭するための払拭部材6
1が回転軸53に取付けられている(図2及び図5参
照)。この払拭部材61は攪拌部材としての機能をも有
し、且つトナー残量検出のためにも利用される。払拭部
材61の一実施例として、アーム63先端に合成樹脂製
の透明材料からなるブロック64を設けている。このブ
ロック64は前記トナーセンサ58における投光部58
aから受光部58bへの光軸が通過する箇所に配置する
ものとする。
【0024】即ち、払拭部材61が図2の矢印F方向に
回転して一対のトナー検出部57a,57bの間を透明
なブロック64が通過すると、前記投光部58aからの
光は受光部58bにて直線的に受光できる。そして、前
記ブロック64が通過した後には前記両トナー検出部5
7a,57bの間に非透光性のトナー62が詰まるか
ら、投光部58aからの光は受光部58bにて受光でき
なくなる。
【0025】つまり、トナーボックス26内のトナー量
が多い場合には、透明なブロック64が一対のトナー検
出部57a,57bの間を通過する短時間だけ受光部5
8bで光を受けてON状態であって、その他の長い時間
は受光部58bで光を受けないOFF状態のままとな
る。トナーボックス26内のトナー量が少なくなるに従
って前記透明なブロック64が一対のトナー検出部57
a,57bの間を通過した後にトナー62が詰まるまで
の時間が長くなるので、前記OFF状態が若干短くな
る。トナー量が極少量になると、前記透明なブロック6
4の通過の前後の時間帯であっても、投光部58aから
の光を常時受光部58bで光を受けることになり、前記
ON状態の時間が長くなる。この時間情報を図示しない
プリンタに搭載した制御装置にて判別してトナー残量を
検出するのである。
【0026】ところで、前述のように、一対のトナー検
出部57a,57bの両者を繋ぐ連設部57cにおける
屈曲箇所65を図7に示すごとく、表面が粗い、もしく
はギザギザ状(小さい凹凸面の繰り返しである)の光乱
屈折部66aに形成しておけば、投光部58aから一方
のトナー検出部57aに入ってその透明材料の内部で反
射を繰り返しつつ連設部57c方向に向かう光は光乱屈
折部66aの箇所で乱屈折(乱反射)して連設部57c
の板厚と略平行状に進むことが少なくなるか、全く無く
なる。即ち、連設部57cを介して他方のトナー検出部
57bに光が届かないようにする(連設部57cの箇所
に光が回り込まないようにする)ことができるから、ト
ナー残量が多いにも拘らず「トナー残量少ない」、また
は「トナー無し」という誤検出動作をすることを防止で
きるのである。
【0027】なお、図8に示すように、一対のトナー検
出部57a,57bの両者を繋ぐ連設部57cにおける
左右両側の屈曲箇所65,65間の平行箇所67,67
の両面または一方の面(好ましくは、投光部58aから
の光が直接的に反射する面であり、図8において連設部
57cの下面)を、適宜長さの区間にわたって、もしく
は前記平行箇所67の一方の面の両端から左右両側の屈
曲箇所65,65まで連続的に表面が粗い、もしくはギ
ザギザ状(小さい凹凸面の繰り返しである)の光乱屈折
部66aに形成する。この実施例によれば、投光部58
aからの光が連設部57cの下面である平行箇所67で
直接的に反射する場合に乱反射して、投光部58aに到
達する光エネルギーを一層低減できるので、前述のよう
な誤検出動作をすることを防止できるのである。
【0028】また、前記屈曲箇所65及び/または平行
箇所67の外面に、黒色や褐色等の光の吸収率の高い塗
料を塗布することより(但し図示しない)、光吸収塗装
面を形成しても前記と同様の作用効果を得ることができ
る。さらに、前記一対のトナー検出部57a,57b及
びその両者を繋ぐ連設部57cの構成材料、もしくは連
設部57cのみ(左右両側の屈曲箇所65,65から平
行箇所67,67にわたる部分)の構成材料を半透明と
なし、トナーセンサ58の光(例えば赤外線)の波長に
対して減衰し易くするようにしても前記と同様の作用・
効果を奏する。本実施例では、トナーボックス26全体
をブラウン(茶色)または灰色の半透明材料としてい
る。この場合、一対のトナー検出部57a,57b及び
その両者を繋ぐ連設部57c全体、もしくは連設部57
cの屈曲箇所65または平行箇所67の面を図7又は図
8に示すごとくの光乱屈折部66aに形成しておいても
良いし、光乱屈折部66aを省略しても良いのである。
【0029】本発明の他の実施例として、一対のトナー
検出部57a,57b及びその両者をつなぐ連設部57
cを、トナーボックス26の構成材料と異なる茶色の半
透明材料にて構成して、図7の一点鎖線の箇所(符号6
8,68)で接着固定しても良い。前記払拭部材61と
して、アーム63先端の不透明なブロック64の左右両
側に清掃用ブラシ(図示せず)を植毛してこの清掃用ブ
ラシにてトナー検出部57a,57bの対向内壁面を払
拭するものでも良いし、可撓性フィルム(図示せず)に
て払拭するようにしても良い。
【0030】この場合、払拭部材61が図2の矢印F方
向に回転して一対のトナー検出部57a,57bの間を
通過するときトナー62を掻き上げる。そのとき、前記
投光部58aからの光は受光部58bにて受光できる。
その後トナー62が一対のトナー検出部57a,57b
の間に落下して隙間を埋めるので、前記光は遮断される
ことになる。そして、トナーボックス26内のトナー残
量が多い場合には、前記受光部58bで一旦光を受けて
から再度受光しなくなるまでの時間T(トナーセンサ5
8のON時間)が短く、トナー残量が少なくなるに従っ
て時間Tが長くかかることになる。トナー62がごく少
量になれば、受光し続けることになる。
【0031】この実施例においても、一対のトナー検出
部57a,57bを繋ぐ連設部57cにおける屈曲箇所
65及び/又は平行箇所67を図7又は図8に示すごと
くの光乱屈折部66aに形成するかもしくは光反射塗装
面に形成し、または、前記一対のトナー検出部57a,
57b及びその両者を繋ぐ連設部57cにわたって、そ
の構成材料を半透明とすれば、前記実施例と同様の作用
・効果を奏することができるのである。
【0032】前記実施例ではトナーボックス26のアジ
テータ52について適用したが、現像装置10のトナー
供給室として攪拌室30におけるアジテータ31に適用
した場合にも前記と同様の作用・効果を奏することはい
うまでもない。
【0033】
【発明の作用・効果】以上に説明したように、請求項1
のトナー残量検出装置は、トナーを収納したトナー供給
室に透光材料からなる一対のトナー検出部を形成し、該
両トナー検出部を挟んでトナー残量を検出するための投
光部と受光部とからなるトナーセンサを配置し、前記両
トナー検出部を繋ぐ連設部における平行箇所及び/又は
屈曲箇所のいずれか一方もしくは双方に、光乱屈折部あ
るいは光吸収塗装面を形成したものであるから、投光部
からの光が前記光乱屈折部あるいは光吸収塗装面により
連設部を介して他方のトナー検出部に光が届かないよう
にすることができるから、トナー残量が多いにも拘らず
「トナー残量少ない」、または「トナー無し」という誤
検出動作をすることを防止できるという効果を奏するの
である。
【0034】また、請求項2のトナー残量検出装置は、
トナーを収納したトナー供給室に透光材料からなる一対
のトナー検出部を形成し、該両トナー検出部を挟んでト
ナー残量を検出するための投光部と受光部とからなるト
ナーセンサを配置し、一対のトナー検出部を繋ぐための
少なくとも連設部における透光材料を、光透過減衰率の
高いものにて形成したのであるから、投光部からの光は
トナー検出部の板厚さ内を伝達されるとき、減衰されて
しまい、連設部を介して受光部側のトナー検出部に光が
回り込むことがないので、前記の発明と同様にトナー検
出に際して誤検出動作をすることを防止できるという効
果を奏するのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】レーザプリンタの概略側断面図である。
【図2】現像装置のケースの要部一部切欠き側断面図で
ある。
【図3】トナーボックスの一方から見た斜視図である。
【図4】トナーボックス他方から見た斜視図である。
【図5】トナーボックス内のアジテータを示す斜視図で
ある。
【図6】トナーボックス内のアジテータを示す断面図で
ある。
【図7】要部拡大断面図である。
【図8】他の実施例の要部拡大断面図である。
【図9】従来技術の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
1 プリンタ 7 感光体ドラム 10 現像装置 26 トナーボックス 27 ケース 52 アジテータ 53 回転軸 55 第1攪拌部材 56 第2攪拌部材 57a,57b トナー検出部 57c 連設部 58 トナーセンサ 61 払拭部材 62 トナー 64 ブロック 65 屈曲箇所 66a 光乱屈折部 67 平行箇所

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トナーを収納したトナー供給室に透光材
    料からなる一対のトナー検出部を形成し、該両トナー検
    出部を挟んでトナー残量を検出するための投光部と受光
    部とからなるトナーセンサを配置してなるトナー残量検
    出装置において、前記両トナー検出部を繋ぐ連設部にお
    ける平行箇所及び/又は屈曲箇所のいずれか一方もしく
    は双方に、光乱屈折部あるいは光吸収塗装面を形成した
    ことを特徴とするトナー残量検出装置。
  2. 【請求項2】 トナーを収納したトナー供給室に透光材
    料からなる一対のトナー検出部を形成し、該両トナー検
    出部を挟んでトナー残量を検出するための投光部と受光
    部とからなるトナーセンサを配置してなるトナー残量検
    出装置において、前記一対のトナー検出部を繋ぐための
    少なくとも連設部における透光材料を、光透過減衰率の
    高いものにて形成したことを特徴とするトナー残量検出
    装置。
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