JPH0895369A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 受光素子における必要な受光量を得るために
発光素子を複数個使用したり，高輝度の発光素子を使用
することを不要とする。 【構成】 透明部材から形成されたトナー貯蔵用のトナ
ーカートリッジ１と、トナーカートリッジ１の上壁部３
の上方に設けられトナーカートリッジ１の内部へ向けて
光を発する発光素子１０と、トナーカートリッジ１の下
壁部３の下方に設けられ発光素子１０から発した光を受
光する受光素子１１とを備え、トナーカートリッジ１の
上壁部３における発光素子１０から発した光が透過する
部分を、凸レンズの機能を有する凸レンズ部４として構
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真式記録装置に
装備される現像装置に係り、特に、トナー貯蔵容器内に
おけるトナーの有無を検知することが可能な構造を有す
る現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開平４−３０９９８
０号公報等に記載されている如く、レーザ複写機，レー
ザビームプリンタ，レーザファクシミリ等の電子写真式
記録装置では、感光ドラムの帯電，選択露光による潜像
形成，トナー（現像剤）を用いたトナー像形成，記録媒
体へのトナー像の転写，及び定着の各工程を経て画像形
成が行われる。この種の装置には、記録媒体にトナー像
を形成する際に使用されるトナーを貯蔵するトナーカー
トリッジ，及びトナーカートリッジ内のトナーの有無を
検知するトナー検知機構が装備されている。

【０００３】図５及び図６は電子写真式記録装置に配設
されたトナーカートリッジ及びトナー検知機構の従来構
成例である。トナーカートリッジ５０は、透明部材から
形成されると共に、トナーカートリッジ５０の内部は、
トナー５１を貯蔵する密封空間として構成されている。
トナーカートリッジ５０の内部には、所定の駆動モータ
の駆動軸５２を介して回転駆動される撹拌ローラ５３が
配設されている。トナーカートリッジ５０内部のトナー
５１の撹拌時には、駆動モータで撹拌ローラ５３を回転
駆動することにより、撹拌ローラ５３に一体に形成され
た撹拌部材５４でトナー５１の撹拌を行う。

【０００４】また、トナーカートリッジ５０のトナー供
給側には、所定の駆動モータの駆動軸５５を介して回転
駆動される現像ローラ５６が配設されている。トナーカ
ートリッジ５０内部のトナー５１は、電子写真式記録装
置に配設された所定の現像部へ供給される構造となって
おり、現像部へのトナー５１の供給時には、駆動モータ
で現像ローラ５６を回転駆動することにより、トナー５
１の供給を行う。

【０００５】更に、トナーカートリッジ５０の上方に
は、２個の発光素子５７，５８が発光面をトナーカート
リッジ５０側へ向けた状態で配置されている。また、ト
ナーカートリッジ５０の下方には、１個の受光素子５９
が配置されており、受光素子５９の受光面は、発光素子
５７，５８の発光面と対向する状態に設定されている。
発光素子５７，５８及び受光素子５９がトナー検知機構
を構成している。ここで、２個の発光素子５７，５８を
使用している理由は、受光素子５９に必要な受光量を得
るためであり、高輝度発光素子を使用する場合もある。
図中符号Ｈ１は発光素子５７から発した光の照射範囲を
示し、符号Ｈ２は発光素子５８から発した光の照射範囲
を示す。

【０００６】トナーカートリッジ５０の内部にトナー５
１が無い場合には、発光素子５７，５８から発した光は
透明部材から成るトナーカートリッジ５０を透過した
後、受光素子５９に受光される。他方、トナーカートリ
ッジ５０の内部にトナー５１が有る場合には、発光素子
５７，５８から発した光はトナーカートリッジ５０内部
のトナー５１で遮断されるため、受光素子５９には発光
素子５７，５８からの光は受光されない。即ち、受光素
子５９における発光素子５７，５８から発した光の受光
に基づき、トナーカートリッジ５０内部のトナー５１の
有無を検知している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来のトナーカートリッジに付設されているトナー検
知機構にあっては、受光素子に必要な受光量を得るた
め，換言すれば発光素子から発した光を受光素子で確実
に受光するために、通常の発光素子を複数個使用する
か，或いは通常の発光素子に代えて高輝度発光素子を使
用する必要があった。このため、通常の発光素子を複数
個使用した場合には、各発光素子を動作させるために要
するエネルギー（電力）消費量が無視できないものとな
ると共に、部品点数の増加やコスト高につながる不都合
があった。また、高輝度発光素子を使用した場合には、
通常の発光素子よりもコスト高となる不都合があった。

【０００８】

【発明の目的】本発明は、上記従来例の有する不都合を
改善し、特に、受光素子における必要な受光量を得るた
めに発光素子を複数個使用したり，高輝度の発光素子を
使用することを不要とすることにより、省エネルギー化
を図ると共に部品点数及びコストの低減を図った現像装
置を提供することを、その目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の本発明は、感
光ドラム上の静電潜像を可視像化する現像ローラと、現
像ローラを一端部に装備し内部に現像剤を貯蔵した密封
構造の現像剤貯蔵容器と、現像剤貯蔵容器内の現像剤を
撹拌する撹拌手段と、現像剤貯蔵容器の外部に設けられ
現像剤貯蔵容器の内部へ向けて光を発する発光手段と、
現像剤貯蔵容器の外部で且つ現像剤貯蔵容器を挟んで発
光手段と対向する側に設けられ発光手段から発した光を
受光する受光手段とを備え、貯蔵容器における少なくと
も光の透過する壁部分を透明部材により形成し、発光手
段及び受光手段により現像剤貯蔵容器内の現像剤の有無
を検知するように構成した現像装置において、現像剤貯
蔵容器における発光手段と対向する壁部分に凸レンズ部
を設ける、という構成を採っている。これによって前述
した目的を達成しようとするものである。

【００１０】請求項２の本発明は、凸レンズ部を貯蔵容
器の内側に突出させる、という構成を採っている。

【００１１】請求項３の本発明は、凸レンズ部を貯蔵容
器の外側に突出させる、という構成を採っている。

【００１２】請求項４の本発明は、凸レンズ部を貯蔵容
器の内側及び外側に各々突出させる、という構成を採っ
ている。

【００１３】

【作用】請求項１の本発明によれば、現像剤貯蔵容器外
部に設けてある発光手段から現像剤貯蔵用の現像剤貯蔵
容器の内部へ向けて光を発すると、現像剤貯蔵容器にお
ける発光手段と対向する壁部分に凸レンズ部を設けてあ
るため、この凸レンズ部を光が透過する際に集光され
る。現像剤貯蔵容器の内部に現像剤が貯蔵されていない
場合は、現像剤貯蔵容器における凸レンズ部により集光
された光は、現像剤貯蔵容器の内部を通って現像剤貯蔵
容器の外部へ出た後、現像剤貯蔵容器外部に設けてある
受光手段により受光される。他方、現像剤貯蔵容器の内
部に現像剤が貯蔵されている場合は、現像剤貯蔵容器に
おける凸レンズ部により集光された光は、現像剤貯蔵容
器の内部の現像剤により遮断されるため、発光手段から
発した光は受光手段には受光されない。

【００１４】請求項２の本発明によれば、発光手段から
現像剤貯蔵用の現像剤貯蔵容器の内部へ向けて光を発す
ると、現像剤貯蔵容器における発光手段と対向する壁部
分で且つ貯蔵容器の内側に突出させて凸レンズ部を設け
てあるため、この凸レンズ部を光が透過する際に集光さ
れる。凸レンズ部により集光された光は、現像剤貯蔵容
器内に現像剤が貯蔵されていない時は受光手段で受光さ
れ、現像剤貯蔵容器内に現像剤が貯蔵されている時は受
光手段で受光されない。

【００１５】請求項３の本発明によれば、発光手段から
現像剤貯蔵用の現像剤貯蔵容器の内部へ向けて光を発す
ると、現像剤貯蔵容器における発光手段と対向する壁部
分で且つ貯蔵容器の外側に突出させて凸レンズ部を設け
てあるため、この凸レンズ部を光が透過する際に集光さ
れる。凸レンズ部により集光された光は、現像剤貯蔵容
器内に現像剤が貯蔵されていない時は受光手段で受光さ
れ、現像剤貯蔵容器内に現像剤が貯蔵されている時は受
光手段で受光されない。

【００１６】請求項４の本発明によれば、発光手段から
現像剤貯蔵用の現像剤貯蔵容器の内部へ向けて光を発す
ると、現像剤貯蔵容器における発光手段と対向する壁部
分で且つ貯蔵容器の内側及び外側に各々突出させて凸レ
ンズ部を設けてあるため、この凸レンズ部を光が透過す
る際に集光される。凸レンズ部により集光された光は、
現像剤貯蔵容器内に現像剤が貯蔵されていない時は受光
手段で受光され、現像剤貯蔵容器内に現像剤が貯蔵され
ている時は受光手段で受光されない。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を適用してなる実施例を図面に
基づいて説明する。

【００１８】図１は本実施例におけるトナーカートリッ
ジ及びトナー検知機構の構成を示す図であり、これらト
ナーカートリッジ及びトナー検知機構は電子写真式記録
装置の内部に配設されている。これを詳述すると、トナ
ーカートリッジ１は、中空の透明部材から形成されてお
り、上面が平坦で下面が半円筒面状の密封構造を有する
容器として構成されている。トナーカートリッジ１の内
部には、電子写真式記録装置内部に配設された感光ドラ
ム（図示略）へ供給するトナー２（図２参照）が貯蔵さ
れる。

【００１９】トナーカートリッジ１の上壁部３の外壁面
３ａは、平坦に形成されている。また、トナーカートリ
ッジ１の上壁部３の内壁面３ｂの一部は、球面の一部を
成すような形状をもってトナーカートリッジ１の内部へ
向けて突出した状態に形成されている。即ち、トナーカ
ートリッジ１の上壁部３における内壁面３ｂには、凸レ
ンズとしての機能を有する凸レンズ部４が一体成形によ
り形成されている。

【００２０】また、トナーカートリッジ１の内部のほぼ
中央部には、撹拌ローラ５が配設されている。撹拌ロー
ラ５は、トナーカートリッジ１の外部に配設された駆動
モータ（図示略）により駆動軸６を介して回転駆動され
る構造となっている。また、撹拌ローラ５の外周部に
は、トナー撹拌用の板状の撹拌部材７が一体に設けられ
ている。トナーカートリッジ１の内部に貯蔵したトナー
２を撹拌する場合には、駆動モータにより駆動軸６を介
して撹拌ローラ５を回転駆動することにより、撹拌部材
７でトナー２の撹拌を行う。

【００２１】また、トナーカートリッジ１のトナー供給
側には、現像ローラ８が配設されている。現像ローラ８
は、トナーカートリッジ１の外部に配設された駆動モー
タ（図示略）により駆動軸９を介して回転駆動される構
造となっている。トナーカートリッジ１内部のトナー２
を感光ドラムへ供給する場合には、駆動モータにより駆
動軸９を介して現像ローラ８を回転駆動することによ
り、トナー２の供給を行う。感光ドラムに対するトナー
像の形成に際しては、帯電させた感光ドラムに露光によ
り静電潜像を形成した後、現像ローラ８から感光ドラム
に供給したトナー２により、静電潜像が現像されトナー
像となる。

【００２２】更に、トナーカートリッジ１の上壁部３の
上方側で且つ凸レンズ部４に対向した箇所には、発光素
子１０がその発光面を凸レンズ部４へ向けた状態で配置
されている。発光素子１０の端子は、電子写真式記録装
置内部に配設された発光素子駆動部（図示略）へ接続さ
れている。

【００２３】また、トナーカートリッジ１の下壁部１２
の下方側には、受光素子１１がその受光面をトナーカー
トリッジ１の下壁部１２へ向けた状態で配置されてい
る。発光素子１０及び受光素子１１は、水平面に直交す
る線上に配置されており、発光素子１０の発光面と受光
素子１１の受光面とは、トナーカートリッジ１を挟んで
対向するように設定されている。受光素子１１の端子
は、電子写真式記録装置内部に配設された判定部（図示
略）へ接続されている。そして、発光素子１０及び受光
素子１１がトナー検知機構を構成している。図中符号Ｈ
は発光素子１０から発した光を示す。

【００２４】ここで、トナーカートリッジ１の内部にト
ナー２が貯蔵されていない場合（図１参照）には、発光
素子１０から発した光Ｈは、透明部材から成るトナーカ
ートリッジ１の凸レンズ部４により集光された後、トナ
ーカートリッジ１内部の空間を通り、更にトナーカート
リッジ１の下壁部１２を透過した後、受光素子１１に受
光される。即ち、受光素子１１が発光素子１０から発し
た光Ｈを受光した時は、判定部によりトナーカートリッ
ジ１の内部にトナー２が貯蔵されていないと判定され
る。

【００２５】他方、トナーカートリッジ１の内部にトナ
ー２が貯蔵されている場合（図２参照）には、発光素子
１０から発した光Ｈは、透明部材から成るトナーカート
リッジ１の凸レンズ部４により集光された後、トナーカ
ートリッジ１内部へ入光し、トナー２で遮断される結
果、受光素子１１には発光素子１０から発した光Ｈは受
光されない。即ち、受光素子１１が発光素子１０から発
した光Ｈを受光しない時は、判定部によりトナーカート
リッジ１の内部にトナー２が貯蔵されていると判定され
る。

【００２６】次に、上記のように構成して成る本実施例
の作用を説明する。

【００２７】トナーカートリッジ１が図１の状態にある
時、発光素子駆動部により発光素子１０を作動させて発
光させると、発光素子１０から発した光Ｈは、トナーカ
ートリッジ１の凸レンズ部４により受光素子１１へ向か
うように集光される。凸レンズ部４で集光された光Ｈ
は、トナーカートリッジ１の内部空間を通り、トナーカ
ートリッジ１の下壁部１２を透過し受光素子１１側へ向
かう。この後、トナーカートリッジ１の下壁部１２を透
過した光Ｈは、下壁部１２の下方に配置されている受光
素子１１に受光される。従って、受光素子１１により発
光素子１０から発した光Ｈが受光されるため、判定部に
よりトナーカートリッジ１の内部にはトナー２が貯蔵さ
れていないと判定される。

【００２８】これに対し、トナーカートリッジ１が図２
の状態にある時、発光素子駆動部により発光素子１０を
作動させて発光させると、発光素子１０から発した光Ｈ
は、トナーカートリッジ１の凸レンズ部４により受光素
子１１へ向かうように集光される。凸レンズ部４で集光
された光Ｈは、トナーカートリッジ１内部へ入った後、
トナー２で遮断される。従って、受光素子１１には発光
素子１０から発した光Ｈは受光されないため、判定部に
よりトナーカートリッジ１の内部にトナー２が貯蔵され
ていると判定される。

【００２９】上述したように、本実施例によれば、トナ
ーカートリッジ１の上壁部３に凸レンズとしての機能を
有する凸レンズ部４を一体成形した構造としているた
め、発光素子１０が輝度の低い光量の少ない発光素子で
あっても、発光素子１０から発した低輝度で少光量の光
Ｈを凸レンズ部４で有効に集光しながら透過させること
により、受光素子１１における必要な光量を確保するこ
とができる。これにより、トナーカートリッジ１内部に
トナー２が貯蔵されていない場合は、発光素子１０から
発した光Ｈが低輝度で少光量でも、受光素子１１で必要
な光量を受光することができる。

【００３０】従って、従来の如く受光素子で必要な光量
を確保するために発光素子を複数個使用したり，高輝度
発光素子を使用したりすることが不要となるため、従来
と比較し発光素子１０の動作に要するエネルギー消費を
抑えることができると共に、部品点数やコストを低減す
ることができる。また、上記のことから、トナーカート
リッジ１を含む現像機構のコストを低減できると共に、
現像機構が組込まれる電子写真式記録装置のコスト低減
や省エネルギー化を図ることが可能となる。

【００３１】ここで、本実施例では、トナーカートリッ
ジ１の上壁部３の内壁面３ｂの一部を，トナーカートリ
ッジ内部へ向けて突出させ凸レンズ部４を一体に形成し
たが、トナーカートリッジ１の上壁部３の外壁面３ａの
一部を，トナーカートリッジ外部へ向けて突出させ凸レ
ンズ部２０を一体に形成してもよい（図３参照）。或い
は、トナーカートリッジ１の上壁部３の外壁面３ａ及び
内壁面３ｂの一部を，トナーカートリッジ外部及び内部
へ向けて各々突出させ凸レンズ部３０，３１を一体に形
成してもよい（図４参照）。図３及び図４いずれの場合
も、上記実施例と同様の効果を有する。

【００３２】また、本実施例では、トナーカートリッジ
１の上壁部３に凸レンズ部４を一体成形により形成した
が、トナーカートリッジ１の透明な壁部材と同じ部材に
よって予め形成した凸レンズ状の部材を，トナーカート
リッジ１の上壁部３に貼着してもよい。即ち、凸レンズ
部の構造を図１のようにする場合は、トナーカートリッ
ジ１の上壁部３の内壁面３ｂに凸レンズ状の部材を貼着
し、また、凸レンズ部の構造を図３のようにする場合
は、上壁部３の外壁面３ａに凸レンズ状の部材を貼着
し、また、凸レンズ部の構造を図４のようにする場合
は、上壁部３の内壁面３ｂ及び外壁面３ａに凸レンズ状
の部材を各々貼着すればよい。

【００３３】また、本実施例では、トナーカートリッジ
１の上壁部３の上方に発光素子１０を配置し，トナーカ
ートリッジ１の下壁部１２の下方に受光素子１１を配置
したが、トナーカートリッジ１内部におけるトナー２の
有無を検知可能な箇所であれば、発光素子１０及び受光
素子１１の配置箇所は任意の箇所とすることができる。
この場合は、トナーカートリッジ１における発光素子１
０と対向する壁部分に凸レンズ部を設ければよい。

【００３４】また、本実施例では、トナーカートリッジ
１を構成する全ての壁部材を透明な部材により形成した
が、トナーカートリッジ１における少なくとも光の透過
する壁部分のみを透明部材により形成してもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の本発明
によれば、現像剤貯蔵容器における発光手段と対向する
壁部分に凸レンズ部を設けてあるため、発光手段が輝度
の低い光量の少ないものであっても、発光手段から発し
た低輝度で少光量の光を凸レンズ部で有効に集光するこ
とができ、これにより、受光手段における必要な光量を
確保することができるため、現像剤貯蔵容器内に現像剤
が無い場合には発光手段から発した光を受光手段で確実
に受光することが可能となる。従って、従来の如く受光
手段で必要な光量を確保するために発光手段を複数個使
用したり高輝度の発光手段を使用したりすることが不要
となるため、従来と比較し発光手段の動作に要するエネ
ルギーの消費を抑えることができると共に、部品点数や
コストを低減することができる、という効果を奏する。

【００３６】請求項２の本発明によれば、現像剤貯蔵容
器における発光手段と対向する壁部分で且つ貯蔵容器の
内側に突出させて凸レンズ部を設けてあるため、請求項
１の発明と同様に、発光手段が輝度の低い光量の少ない
ものであっても、発光手段から発した低輝度で少光量の
光を凸レンズ部で有効に集光することができ、これによ
り、従来の如く発光手段を複数個使用したり高輝度の発
光手段を使用したりすることが不要となるため、従来と
比較し発光手段の動作に要するエネルギー消費を抑える
ことができると共に、部品点数やコストを低減すること
ができる、という効果を奏する。

【００３７】請求項３の本発明によれば、現像剤貯蔵容
器における発光手段と対向する壁部分で且つ貯蔵容器の
外側に突出させて凸レンズ部を設けてあるため、請求項
１及び請求項２の発明と同様に、発光手段が輝度の低い
光量の少ないものであっても、発光手段から発した低輝
度で少光量の光を凸レンズ部で有効に集光することがで
き、これにより、従来の如く発光手段を複数個使用した
り高輝度の発光手段を使用したりすることが不要となる
ため、従来と比較し発光手段の動作に要するエネルギー
消費を抑えることができると共に、部品点数やコストを
低減することができる、という効果を奏する。

【００３８】請求項４の本発明によれば、現像剤貯蔵容
器における発光手段と対向する壁部分で且つ貯蔵容器の
内側及び外側に各々突出させて凸レンズ部を設けてある
ため、請求項１，請求項２，及び請求項３の発明と同様
に、発光手段が輝度の低い光量の少ないものであって
も、発光手段から発した低輝度で少光量の光を凸レンズ
部で有効に集光することができ、これにより、従来の如
く発光手段を複数個使用したり高輝度の発光手段を使用
したりすることが不要となるため、従来と比較し発光手
段の動作に要するエネルギー消費を抑えることができる
と共に、部品点数やコストを低減することができる、と
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した本実施例における空のトナー
カートリッジに発光素子から発した光が受光素子に受光
される状態を示す説明図である。

【図２】本実施例におけるトナーを貯蔵したトナーカー
トリッジに発光素子から発した光がトナーで遮断された
状態を示す説明図である。

【図３】変形例におけるトナーカートリッジの凸レンズ
部の構成を示す説明図である。

【図４】他の変形例におけるトナーカートリッジの凸レ
ンズ部の構成を示す説明図である。

【図５】従来例における空のトナーカートリッジに発光
素子から発した光が受光素子に受光される状態を示す説
明図である。

【図６】従来例におけるトナーを貯蔵したトナーカート
リッジに発光素子から発した光がトナーで遮断された状
態を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 現像剤貯蔵容器としてのトナーカートリッジ ２ 現像剤としてのトナー ４，２０，３０，３１ 凸レンズ部 ７ 撹拌手段としての撹拌部材 ８ 現像ローラ １０ 発光手段としての発光素子 １１ 受光手段としての受光素子

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光ドラム上の静電潜像を可視像化する
   現像ローラと、該現像ローラを一端部に装備し内部に現
   像剤を貯蔵した密封構造の現像剤貯蔵容器と、該現像剤
   貯蔵容器内の現像剤を撹拌する撹拌手段と、前記現像剤
   貯蔵容器の外部に設けられ当該現像剤貯蔵容器の内部へ
   向けて光を発する発光手段と、前記現像剤貯蔵容器の外
   部で且つ当該現像剤貯蔵容器を挟んで前記発光手段と対
   向する側に設けられ当該発光手段から発した光を受光す
   る受光手段とを備え、前記貯蔵容器における少なくとも
   光の透過する壁部分を透明部材により形成し、前記発光
   手段及び受光手段により前記現像剤貯蔵容器内の現像剤
   の有無を検知するように構成した現像装置において、 前記現像剤貯蔵容器における前記発光手段と対向する壁
   部分に凸レンズ部を設けたことを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記凸レンズ部を、前記貯蔵容器の内側
   に突出させたことを特徴とする請求項１記載の現像装
   置。
3. 【請求項３】 前記凸レンズ部を、前記貯蔵容器の外側
   に突出させたことを特徴とする請求項１記載の現像装
   置。
4. 【請求項４】 前記凸レンズ部を、前記貯蔵容器の内側
   及び外側に各々突出させたことを特徴とする請求項１記
   載の現像装置。