トナーエンド検出装置、現像剤残量検出装置、現像装置、プロセスユニットおよび画像形成装置
【課題】現像装置またはプロセスユニット内にトナー残量を機械的に検知する検知装置を設け、現像装置またはプロセスユニット外にセンサを設けてトナー残量を検出することにより、トナー残量を低コストで精度良く検知するトナーエンド検出装置、現像剤残量検出装置、現像装置、プロセスユニットおよび画像形成装置を提供することである。
【解決手段】潜像を担持し着脱可能な像担持体３と、前記像担持体３上の潜像にトナーを供給して現像する現像装置２０とを備えた画像形成装置１のトナーエンド検出装置において、回動する検知部材２７と、この検知部材２７と同軸で現像装置外に設けられたアーム２８を備え、アーム２８の回動によって、画像形成装置本体にある回動部材２９を回動させて、現像装置２０が収納するトナーのトナーエンドを検知するセンサ３０を備える。
【解決手段】潜像を担持し着脱可能な像担持体３と、前記像担持体３上の潜像にトナーを供給して現像する現像装置２０とを備えた画像形成装置１のトナーエンド検出装置において、回動する検知部材２７と、この検知部材２７と同軸で現像装置外に設けられたアーム２８を備え、アーム２８の回動によって、画像形成装置本体にある回動部材２９を回動させて、現像装置２０が収納するトナーのトナーエンドを検知するセンサ３０を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンター、ＦＡＸなどの電子写真方式の画像形成において、現像装置内のトナー残量を検知することができるトナーエンド検出装置、現像剤残量検出装置、現像装置、プロセスユニットおよび画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば電子写真方式を用いた画像形成装置では、像担持体表面に静電潜像を形成し、この静電潜像を可視像化するために、現像剤を収容し、現像剤を像担持体へと移動させて静電潜像を現像して可視像を形成する現像装置を備えている。画像形成装置における現像方式は、大きく二成分現像方式と一成分現像方式とに分けられる。二成分現像方式は、トナーと磁性キャリアを含む現像剤を用い、一成分現像方式は、磁性キャリアを含まず、トナーからなる現像剤を用いている。また、一成分現像方式では、さらに、例えば磁性一成分トナーと、非磁性一成分トナーとに分類できる。
【０００３】
一成分現像方式は、二成分現像方式と比較して、磁性キャリアを含まず、また、磁性キャリアとトナーとを混合・攪拌する必要がないことから、現像装置を小型化し、さらに、構造を簡単にすることができる。
【０００４】
例えば、一成分現像方式は、現像装置内に、対向する感光体までトナーを搬送する現像スリーブに、現像スリーブと反対方向に回転させながらトナーを供給する供給ローラを備え、現像スリーブと感光体との間で現像バイアスをかけて、可視像を形成する。
【０００５】
しかし、トナーは、現像装置内に収納されている消耗品であり、画像を形成するにつれ消費され、減少する。そのために、トナーが消耗したことを検知するために、現像装置又はトナーを補給するトナー容器（補給トナー容器）内にトナー量を検知するトナー残量検知装置、センサが必要になる。現像装置では、現像装置内のトナー量を検知するトナー残量検知センサ、例えば圧電素子、を有していて、現像装置のトナーがなくなるとセンサからの信号が発信され、トナーが無くなったことの表示がされる。この表示によって、ユーザーは現像装置を換えたり、トナーを新たに補充したりしなければならない。しかしながら、最近の画像形成装置本体の小型化・低価格化に対応して、高価なセンサを用いる現像装置ではなく安価なものが要求されている。
【０００６】
トナー残量を検知する従来技術としては、特許文献１には、トナー検出器にトナーホッパー内の残存トナーを接触させ、トナーの接触負荷に基づいて上記トナー検出器から発せられる検出信号によりトナーの有無を検知し、その時に、トナーホッパー内の残存トナーをすくいあげるトナー汲上げ手段を有するトナーエンド検知装置が開示されている。
【０００７】
また、特許文献２には、トナーが収納されている外箱内を上下動し下った際に現像剤を押圧するレバーを設け、外箱から外に出ているレバーの一端の動きを検知部材２７により検知してトナーの残量を検知するトナー残量検出装置が開示されている。
【０００８】
しかし、特許文献１、２のトナーエンド検知装置等は、トナーを収納するトナーホッパー内のトナー残量を検知するのであって、実際の現像スリーブで使用しているトナーのトナーエンドを検知するものではなく、トナー残量の検知精度が低いという問題点がある。また、構成が大掛かりで小型化には向かないという問題がある。
【０００９】
更に、現像装置ごとにセンサ等が必要なことから、低コスト化が困難であるという問題があり、トナー検出器等のように、トナー残量を検知するための可動する部材を設けており、これらを可動するために構造が複雑になるという問題点がある。
【００１０】
また、トナー中で攪拌部材等の回転部材を回転させると、回転軸と軸受との間にトナーが浸入することがある。浸入したトナーは、回転軸等の回転による摩擦熱で溶融し、その後、固着して回転軸等の回転を阻害するこという不具合が発生する。特許文献３には、容器内に回転体を有する粉体収納容器において、粉体を収納する容器と、前記容器内壁に設けた軸受穴に軸端部を差し込み、該軸端部を中心に回転可能な回転体と、を有し、回転体の回転方向に対して容器内側へ戻る方向へ切られたスクリュー溝を前記軸端部に設けた粉体収納容器が開示されている。特許文献４には、前記現像装置に配設された前記現像ロールの回転軸を保持する軸受け部材のハウジング内部に有って、前記回転軸に接触して設けられている現像剤侵入防止部材と、前記回転軸を保持するベアリングとの間に設けた空間に潤滑剤を充填した現像装置が開示されている。
【００１１】
しかし、引用文献３では、いずれも軸受と軸との間に進入したトナーを外部に排出するには不十分である。また、引用文献４では、浸入したトナーをグリースに取り込むのであり、浸入したトナー量が多いと軸と軸受部材との固着を防止するには不十分である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その課題は、現像装置またはプロセスユニット内にトナー残量を機械的に検知する検知装置を設け、現像装置またはプロセスユニット外にセンサを設けてトナー残量を検出することにより、トナー残量を低コストで精度良く検知するトナーエンド検出装置、現像剤残量検出装置、現像装置、プロセスユニットおよび画像形成装置を提供することである。
【００１３】
さらに、小型化、構造の簡略化ができる現像装置を提供することである。
【００１４】
また、回転する部材にトナーが浸入しても、外部に排出する構成を有し、長期にわたって安定したトナー残量を検知することができる現像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
【００１６】
本発明のトナーエンド検出装置は、画像形成装置本体に着脱可能な現像装置のトナーエンドを検出するトナーエンド検出装置であって、現像装置の現像剤担持体にトナーを供給する供給部材の近傍に設けられ、供給部材の方向に回動する面を有し、トナーの量に対応してその回動範囲が変化する検知部材と、この検知部材の回動軸と同軸または検知部材の回動が伝達される回転軸と同軸で現像装置の外に露出して取り付けられたアームと、画像形成装置本体に設けられ、現像装置を画像形成装置に装着したときにアームと接触し、アームの回動に対応して回動する回動部材と、回動部材の回動を検出するセンサとを有することを特徴とする。
【００１７】
本発明のトナーエンド検出装置は、更に、前記アームの外側の面は、現像装置の周面の内側か少なくとも同じ面となるように配置されていることを特徴とする。
【００１８】
本発明のトナーエンド検出装置は、更に、前記検知部材の回動軸または検知部材の回動が伝達される回転軸の端部が、アームの外側の面より内側か、少なくとも同じ面になるように取り付けられていることを特徴とする。
【００１９】
本発明のトナーエンド検出装置は、更に、前記画像形成装置筐体の側壁に開口部を有し、回動部材はこの開口部内を回動するように配置され、センサはこの側壁外側に配置されていることを特徴とする。
【００２０】
本発明のトナーエンド検出装置は、更に、前記回動部材は、アームの回動方向を転換して回動することを特徴とする。
【００２１】
本発明のトナーエンド検出装置は、更に、前記回動部材の回動方向を、現像装置またはプロセスユニットの着脱方向と同方向となるように方向転換することを特徴とする。
【００２２】
本発明のトナーエンド検出装置は、更に、前記回動部材の回動軸が、現像装置またはプロセスユニットの装着方向の手前側に配置されていることを特徴とする。
【００２３】
本発明の現像装置は、現像装置を画像形成装置本体に装着したときに現像装置のアームと接触し、アームの回動に対応して回動する回動部材と、回動部材の回動を検出するセンサとを有する画像形成装置本体に着脱可能な現像装置であって、現像剤担持体にトナーを供給する供給部材の近傍に設けられ、供給部材の方向に回動する面を有し、トナーの量に対応してその回動範囲が変化する検知部材と、この検知部材の回動軸と同軸または検知部材の回動が伝達される回転軸と同軸で現像装置の外に露出して取り付けられたアームとを有することを特徴とする。
【００２４】
本発明の現像装置は、更に、アームの外側の面が、現像装置の周面の内側か少なくとも同じ面となるように配置されていることを特徴とする。
【００２５】
本発明の現像装置は、更に、検知部材の回動軸または検知部材の回動が伝達される回転軸の端部が、アームの外側の面より内側か、少なくとも同じ面になるように取り付けられていることを特徴とする。
【００２６】
本発明のプロセスユニットは、少なくとも、像担持体と現像装置とを一体に支持して、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスユニットであって、上記いずれかの現像装置を有し、かつアームはプロセスユニット外に露出して取り付けられたことを特徴とする。
【００２７】
本発明のプロセスユニットは、更に、プロセスユニットには側面の一方に開口部が設けられ、アームはその開口部から露出されていることを特徴とする。
【００２８】
本発明のプロセスユニットは、更に、アームの外側の面が、プロセスユニットの側面の内側か少なくとも同じ面となるように配置されていることを特徴とする。
【００２９】
本発明の画像形成装置は、現像剤担持体にトナーを供給する供給部材の近傍に設けられ、供給部材の方向に回動する面を有し、トナーの量に対応してその回動範囲が変化する検知部材と、この検知部材の回動軸と同軸または検知部材の回動が伝達される回転軸と同軸で現像装置の外に露出して取り付けられたアームを有する現像装置またはこの現像装置を含むプロセスユニットが着脱可能な画像形成装置であって、現像装置またはこの現像装置を含むプロセスユニットを画像形成装置に装着したときにアームと接触し、アームの回動に対応して回動する回動部材と、回動部材の回動を検出するセンサとを有することを特徴とする。
【００３０】
本発明の画像形成装置は、更に、画像形成装置筐体の側壁に開口部を有し、回動部材はこの開口部内を回動するように配置され、センサはこの側壁外側に配置されていることを特徴とする。
【００３１】
本発明の画像形成装置は、更に、回動部材が、アームの回動方向を転換して回動することを特徴とする。
【００３２】
本発明の画像形成装置は、更に、回動部材の回動方向を、現像装置またはプロセスユニットの着脱方向と同方向となるように方向転換することを特徴とする。
【００３３】
本発明の画像形成装置は、更に、回動部材の回動軸が、現像装置またはプロセスユニットの装着方向の手前側に配置されていることを特徴とする。
【００３４】
本発明の現像剤残量検出装置は、現像装置内の現像剤の量に対応して回動位置が変化する検知部材の回動状態を検出して現像装置内の現像剤の量を検出する現像剤残量検出装置であって、現像領域方向に現像剤を供給する供給部材近傍に設けられ、回動軸に取り付けられて現像装置内の空間を供給部材から遠ざかる方向に上昇し供給部材方向に近づく方向に下降する板状部材を有する検知部材と、検出時に、検知部材に対して板状部材を上昇させる方向の駆動力を与えて板状部材の上昇と下降を行なわせる駆動力伝達装置と、板状部材が下降したときの最下降位置近傍の回動状態を検出するセンサを有することを特徴とする。
【００３５】
本発明の現像剤残量検出装置は、更に、前記駆動力伝達装置は、前記検知部材に対して板状部材を上昇させる駆動力を与えることと、板状部材の最下降位置を規制することを交互に行なうことを特徴とする。
【００３６】
本発明の現像剤残量検出装置は、更に、前記検知部材の回転軸は、供給部材の回転軸より高い位置にあることを特徴とする。
【００３７】
本発明の現像剤残量検出装置は、更に、前記現像領域に現像剤を搬送する現像剤担持体が設けられ、前記検知部材の回転軸は、供給部材と現像剤担持体との接触領域より高い位置にあることを特徴とする。
【００３８】
本発明の現像装置は、現像装置内の現像剤の量に対応して回動位置が変化する検知部材の回動状態を検出して現像装置内の現像剤の量を検出する現像剤残量検出装置であって、現像領域方向に現像剤を供給する供給部材近傍に設けられ、回動軸に取り付けられて現像装置内の空間を供給部材から遠ざかる方向に上昇し供給部材方向に近づく方向に下降する板状部材を有する検知部材と、検出時に、検知部材に対して板状部材を上昇させる方向の駆動力を与えて板状部材の上昇と下降を行なわせる駆動力伝達装置とを有し、板状部材が下降したときの最下降位置近傍の回動状態を検出するために、検知部材の回動状態を外部へ伝達することを特徴とする。
【００３９】
本発明の現像装置は、現像剤を収納する収納室と、現像剤を担持して現像領域に搬送する現像剤担持体および該現像剤担持体に現像剤を供給する供給部材を有する現像室とを備え、収納室から現像室に現像剤を搬送する現像装置であって、収納室に現像剤の攪拌・搬送部材を有し、現像室に現像室内の現像剤の量に対応して回動位置が変化する検知部材を有し、この検知部材の回動位置にもとづいて現像剤残量を検出するために検知部材の回動状態を外部へ伝達することを特徴とする。
【００４０】
本発明の現像装置は、更に、前記検知部材が、現像領域方向に現像剤を供給する供給部材近傍に設けられ、回動軸に取り付けられて現像装置内の空間を供給部材から遠ざかる方向に上昇し供給部材方向に近づく方向に下降する板状部材を有しており、検出時に、検知部材に対して板状部材を上昇させる方向の駆動力を与えて板状部材の上昇と下降を行なわせる駆動力伝達装置が設けられたことを特徴とする。
【００４１】
本発明の現像装置は、更に、前記駆動力伝達装置が、前記検知部材に対して板状部材を上昇させる駆動力を与えることと、板状部材の最下降位置を規制することを交互に行なうことを特徴とする。
【００４２】
本発明の現像装置は、更に、前記検知部材の回転軸が、供給部材の回転軸より高い位置にあることを特徴とする。
【００４３】
本発明の現像装置は、更に、前記現像領域に現像剤を搬送する現像剤担持体が設けられ、前記検知部材の回転軸は、供給部材と現像剤担持体との接触領域より高い位置にあることを特徴とする。
【００４４】
本発明の現像装置は、更に、前記検知部材の回動が攪拌・搬送部材の回動に同期して行なわれることを特徴とする。
【００４５】
本発明の現像装置は、更に、前記駆動力伝達装置による検知部材の駆動が、攪拌・搬送部材の回動による駆動力が伝達されて行なわれることを特徴とする。
【００４６】
本発明の現像装置は、更に、前記攪拌・搬送部材と検知部材の間に、中心軸とその両側にレバーを有する同期部材を設け、攪拌・搬送部材の回転軸にカムを設けて、このカムに一方のレバーが当接することによって同期部材が攪拌・搬送部材と同期しながら揺動し、この揺動が他方のレバーによって検知部材に伝達されて検知部材が駆動されることを特徴とする。
【００４７】
本発明の現像装置は、更に、前記同期部材の中心軸の円柱部分には現像装置筐体に枢支される軸孔が形成され、円柱部分に軸孔に通じる開口部が設けられていることを特徴とする。
【００４８】
本発明の現像装置は、更に、前記同期部材の開口部がスパイラル形状を有していることを特徴とする。
【００４９】
本発明の現像装置は、更に、前記攪拌・搬送部材がその回動位置によって攪拌、搬送の機能が異なるように構成され、搬送機能は検知部材が上昇位置にあるときに行なわれるようなタイミングで同期がとられることを特徴とする。
【００５０】
本発明の現像装置は、更に、前記攪拌・搬送部材は前記攪拌・搬送部材が、複数の羽根を有し、そのうちの少なくとも１つの羽根は搬送機能を主体とするものであることを特徴とする。
【００５１】
本発明の現像装置は、更に、前記攪拌・搬送部材の回転軸に円盤が設けられ、この円盤により同期部材が現像装置筐体側に押圧され位置決めがされることを特徴とする。
【００５２】
本発明のプロセスユニットは、少なくとも、像担持体と現像装置とを一体に支持して、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスユニットであって、上記いずれかの現像装置を有することを特徴とする。
【００５３】
本発明の画像形成装置は、上記いずれかの現像剤残量検出装置、現像装置、またはプロセスユニットを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００５４】
本発明では、現像装置の現像剤担持体近傍のトナーエンドを検知することで、使用しているトナー残量を高い精度で検出することができ、またセンサを現像装置またはプロセスユニットの外部に設けることで、構造が簡単な低コストな装置を提供することができる。
【００５５】
さらに、簡単な構造で、現像装置内の現像剤残量を検知することができる装置を提供することができる。
【００５６】
また、回転する部材に浸入した現像剤による影響を防ぐことができ長期にわたって安定した動作を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の現像装置を備える画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】プロセスユニットの構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態である現像装置の構成を示す図である。
【図４】攪拌・搬送部材の形状を示す図である。
【図５】検知部材の構成を示す図である。
【図６】同期部材の構成を示す図である。
【図７】開口部を有する同期部材の形状を示す図である。
【図８】現像装置内の攪拌・搬送部材、同期部材、検知部材が組み合わされた状態を示す図である。
【図９】現像装置内の攪拌・搬送部材、同期部材、検知部材の同期した運動を示す図である。
【図１０】検知部材と他の構成部材との位置関係を示す図である。
【図１１】プロセスユニットの周面の開口部を示す図である。
【図１２】検知部材の軸とアームの接合部を示す図である。
【図１３】従来のアームと軸との連結状態を示す図である。
【図１４】トナーエンドを検知する（検知部材、アーム、回動部材、センサ）の流れを示す図である。
【図１５】プロセスユニットを画像形成装置本体に装着する状態を説明するための図である。
【図１６】回動部材の平面図である。
【図１７】プロセスユニットを画像形成装置本体に装着した状態を示す平面図である。
【図１８】センサからの出力信号を示す図である。
【図１９】トナーエンド検知装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
【００５９】
本発明の現像装置を備える画像形成装置は、像担持体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段とを少なくとも有してなり、更に必要に応じて選択したその他の手段、除電手段、クリーニング手段、リサイクル手段、制御手段等を有してなる。以下に、具体的に説明する。
【００６０】
図１は、本発明の現像装置２０を備える画像形成装置の構成を示す図である。
【００６１】
図１に示すように、画像形成装置１の中央に、プロセスユニット２が配置され、このプロセスユニット２の下方に、給紙カセット１１を有する給紙ユニット１０が配置されている。プロセスユニット２の上方には、ドラム状の像担持体としての感光体３にレーザ光を照射して潜像を形成する露光装置６０を配置される。プロセスユニット２には、感光体３が設けられ、その周囲には、感光体３の表面に帯電処理を行なう帯電装置４０、表面に露光されて形成された静電潜像をトナーで可視化する現像装置２０、感光体３に残留するトナーを除去回収するクリーニング装置５０が設けられている。
【００６２】
また、画像形成装置１には、感光体３上のトナー像を記録紙に転写する転写装置７０、トナー像を転写された記録紙を、一対のローラ間を通過させ熱と圧力を加えることによって記録紙上のトナー像を定着処理する定着装置８０がそれぞれ配置されている。
【００６３】
本実施形態の画像形成装置１は、上記したようにデジタル化された画像情報にもとづき画像を記録紙に記録するプリンターとしての機能の画像形成装置であるが、その他に、制御部を設けることにより画像情報を遠隔地と送受信するファクシミリ装置の機能や、原稿を読取る読取装置、原稿搬送装置を設けることにより複写機の機能を有するようにして多機能の画像形成装置とすることもできる。
【００６４】
以下に、画像形成装置の各プロセス工程に関して詳述する。
【００６５】
感光体３としては、その材質、形状、構造、大きさ等については、目的に応じて選択することができる。形状としては、ドラム状、シート状、エンドレスベルト状などが挙げられる。大きさは、画像形成装置１の大きさや仕様に応じて選択することができる。材質としては、アモルファスシリコン、セレン、ＣｄＳ、ＺｎＯ等の無機感光体、または、ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体（ＯＰＣ）、などが挙げられる。このような有機感光体の層構成としては、単層構造と、積層構造とに大別される。単層構造の感光体は、支持体と、支持体上に単層型感光層を設けてなり、更に必要に応じて、保護層、中間層、その他の層を有してなる。積層構造の感光体は、支持体と、該支持体上に電荷発生層、及び電荷輸送層を少なくともこの順に有する積層型感光層を設けてなり、更に必要に応じて、保護層、中間層、その他の層を有してなる。
【００６６】
帯電工程は、感光体３表面を帯電させる工程であり、帯電装置４０により行われ、感光体３の表面に電圧を印加して一様に帯電させる。帯電装置４０としては、感光体３と接触して帯電させる接触方式と、感光体３と非接触で帯電させる非接触方式とがある。
【００６７】
接触方式の帯電装置４０としては、導電性又は半導電性の帯電ローラ、磁気ブラシ、ファーブラシ、フィルム、ゴムブレードなどが挙げられる。これらの中でも、帯電ローラは、コロナ放電に比べてオゾンの発生量を大幅に低減することが可能であり、感光体３の繰り返し使用時における安定性に優れ、画質劣化防止に有効である。本実施形態の帯電ローラ４１は、一実施形態としては、図示しないが、円柱状を呈する導電性支持体としての芯金と、芯金の外周面上に形成された抵抗調整層と、抵抗調整層の表面を被覆してリークを防止する保護層とを有する。帯電ローラ４１は、電源に接続されており、所定の電圧が印加される。電圧は、直流（ＤＣ）電圧のみでもよいが、ＤＣ電圧に交流（ＡＣ）電圧を重畳させた電圧であることが好ましい。このようにＡＣ電圧を印加することにより、感光体３の表面をより均一に帯電することができる。
【００６８】
非接触の帯電装置４０としては、コロナ放電を利用した非接触帯電ワイヤ、針電極デバイス、感光体３に対して微小な間隙をもって配設された導電性又は半導電性の帯電ローラなどが挙げられる。コロナ放電は、空気中のコロナ放電によって発生した正又は負のイオンを感光体３の表面に与える非接触な帯電方法であり、感光体３に一定の電荷量を与える特性を持つコロトン帯電器と、一定の電位を与える特性を持つスコロトロン帯電器とがある。コロトン帯電器は、放電ワイヤの周囲に半空間を占めるケーシング電極とそのほぼ中心に置かれた放電ワイヤとから構成される。スコロトロン帯電器は、コロトロン帯電器にグリッド電極を追加したものであり、グリッド電極は感光体３表面から１．０〜２．０ｍｍ離れた位置に設けられている。感光体３に対して微小な間隙をもって配設された帯電ローラは、感光体３に対して微小なギャップを持つように帯電ローラを改良したものである。微小なギャップとしては１０〜２００μｍが好ましく、１０〜１００μｍがより好ましい。
【００６９】
露光工程は、帯電された感光体３表面を露光する工程であり、露光装置６０により行われる。露光は、感光体３の表面を像様に露光することにより行うことができる。露光における光学系は、アナログ光学系とディジタル光学系とに大別される。アナログ光学系は、原稿を光学系により直接感光体３上に投影する光学系であり、ディジタル光学系は、画像情報が電気信号として与えられ、これを光信号に変換して感光体３を露光し作像する光学系である。露光手段としては、帯電された感光体３の表面に、形成すべき画像を情報に基づいて露光を行うことができる限り、目的に応じて選択することができる。ロッドレンズ
アレイ系、液晶シャッタ光学系、ＬＥＤ光学系などの各種露光器が挙げられるが、特に、レーザ（ＬＤ）光学系が好ましい。
【００７０】
現像工程は、静電潜像を、トナーを有する現像装置２０を用いて現像して可視像を形成する工程である。現像装置２０は、一成分現像剤を用いて現像する。一成分現像剤としては、磁性トナー、非磁性トナーのいずれであっても良い。この現像装置２０に関しては、後述する。
【００７１】
転写工程は、可視像を記録媒体に転写する工程であり、転写装置７０を用いて行われる。転写装置７０としては、感光体３上の可視像を記録媒体に直接転写する転写手段と、又は中間転写体を用い、中間転写体上に可視像を一次転写した後、可視像を記録媒体上に二次転写する二次転写手段とに大別されるが、ここでは、画像形成装置１の小型化のために直接転写する転写装置７０が好ましい。転写装置７０としては、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラ、圧力転写ローラ、粘着転写器などが挙げられる。ここでは、ローラ方式の転写装置７０を用いている。
【００７２】
なお、記録媒体としては、代表的には普通紙であるが、現像後の未定着像を転写可能なものなら、特に制限はなく、目的に応じて選択することができ、ＯＨＰ用のＰＥＴベース等も用いることができる。
【００７３】
定着工程は、記録媒体に転写された可視像を定着装置８０を用いて定着させる。
【００７４】
定着装置８０としては、選択することができるが、定着部材と定着部材を加熱する熱源とを有する定着装置８０が好適に用いられる。
【００７５】
定着部材としては、互いに当接してニップ部を形成可能であれば、選択することができ、無端状ベルトとローラとの組合せ、ローラとローラとの組合せなどが挙げられる。
【００７６】
定着部材がローラである場合、ローラの芯金は、高い圧力による変形を防止するため非弾性部材で形成されるのが好ましい。非弾性部材としては、特に制限はなく、目的に応じて選択することができるが、アルミニウム、鉄、ステンレス、真鍮等の高熱伝導率体が好適に挙げられる。また、ローラは、その表面がオフセット防止層で被覆されていることが好ましい。オフセット防止層を形成する材料としては、特に制限はなく、目的に応じて選択することができるが、例えば、ＲＴＶシリコーンゴム、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などが挙げられる。
【００７７】
定着工程においては、トナーによる画像を記録媒体に転写し、画像が転写された記録媒体を、ニップ部に通過させることにより、画像を記録媒体に定着させてもよいし、ニップ部にて画像の記録媒体への転写及び定着を同時に行ってもよい。
【００７８】
クリーニング工程は、感光体３上に残留するトナーを除去するもので、クリーニング装置５０により行う。
【００７９】
また、現像装置２０が、感光体３表面に当接される現像ローラ２１で、感光体３に形成された静電潜像を現像すると共に感光体３上の残留トナーを回収することによって、個別にクリーニング装置５０を設けることなくクリーニングを行うことができる。
【００８０】
クリーニング装置５０としては、感光体３上に残留するトナーを除去することができればよく、選択することができる。磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、クリーニングブレード、ブラシクリーナ、ウエブクリーナなどが挙げられる。
【００８１】
これらの中でも、トナー除去能力が高く、小型で安価であるクリーニングブレード５１が特に好ましい。クリーニングブレードに用いられるゴムブレードの材質としては、例えば、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム、等が挙げられ、これらの中でも、ウレタンゴムが特に好ましい。
【００８２】
次に、本実施形態の画像形成装置１に応じた画像形成動作の流れについて説明する。
【００８３】
図１に示したように、感光体３は、回転駆動されながら、その表面が帯電ローラ４１を用いる帯電装置４０によって一様帯電せしめられた後、露光装置６０から発せられるレーザ光の走査を受けて静電潜像が、感光体３の表面上に形成される。この露光走査は、外部からの画像情報に基づいてなされる。感光体３は、その他に、帯電装置４０、現像装置２０、クリーニング装置５０が一体に支持されたプロセスユニット２内に配設されている。このロセスユニット２内の現像装置２０によって、感光体３上の静電潜像は現像され可視像が形成される。現像位置２０よりも感光体３の回転下流側には、転写装置７０が配設されている。
【００８４】
一方、給紙カセットから送られてきた記録紙は、２つのローラ間に挟み込んでいるレジストローラ１４から、感光体３上の可視像に重ね合わせ得るタイミングで、転写領域に向けて送り込まれる。転写領域において、転写装置７０によって、感光体３から記録紙に可視像が転写される。転写領域を通過した感光体３表面は、ドラムクリーニング装置５０によって転写残トナーがクリーニングされる。このドラムクリーニング装置５０は、クリーニングバイアスが印加されるクリーニングローラによって転写残トナーをクリーニングするものである。
【００８５】
可視像が形成された記録紙は、定着装置８０に送り込まれる。送り込まれた記録紙は、定着ローラと加圧ローラとの当接によって形成された定着領域に挟み込まれながら搬送される。記録紙上の可視像は、定着ローラからの加熱や、定着領域内での加圧力の影響を受けて記録紙上に定着せしめられる。その後、定着装置８０から排紙ローラ１４を通過して画像形成装置１の排紙トレイ１６に送り込まれる。
【００８６】
次に、プロセスユニットに関して詳述する。
【００８７】
図２は、プロセスユニット２の構成を示す図である。
【００８８】
プロセスユニットは、感光体と、少なくとも１つのプロセス手段を備えたものであって、本実施形態のプロセスユニット２では、プロセス手段として、図２に示したように、感光体３を帯電させる帯電ローラ４１を有する帯電装置４０と、感光体３に形成された潜像を現像する現像装置２０と、感光体３の表面に残留するトナーをクリーニングするためのクリーニングブレード５１を有するクリーニング装置５０とが一体に構成されている。
【００８９】
このプロセスユニット２は、画像形成装置１に着脱可能になっていて、図１に示すように、画像形成装置１の側面から、画像形成装置１に設けられたレール等の案内手段に沿って装着される。これにより、感光体３やその他プロセス部材の交換を短時間に、容易に行なうことができるようになるので、メンテナンスに要する時間が短縮でき、コストダウンにつながる。また、プロセスの各装置と感光体３が一体となっているので、相対的な位置の精度向上などの利点もある。
【００９０】
図３は、本発明の一実施形態である現像装置の構成を示す図である。
【００９１】
本実施形態の現像装置２０は、一成分現像剤を収納している収納室３４と、感光体３上の潜像を現像する一成分現像剤を担持して搬送する現像剤担持体としての現像ローラ２１と現像ローラ２１に一成分現像剤を供給する供給部材としての供給ローラ２２とを有する現像室３５と備えており、収納室３４と現像室３５の間には仕切部３６が形成されている。仕切部３６は、山のような形状のものであり、これにより現像装置２０を収納室３４と現像室３５の２つの部屋を分けている。
【００９２】
現像装置２０は、現像ローラ２１上にトナー層を形成し、現像ローラ２１上のトナー層を感光体３と接触させるように搬送することにより、感光体３上の静電潜像を現像する接触一成分現像を行うものである。
【００９３】
収納室３４には攪拌・搬送部材２４が備えられており、現像装置２０内のトナーは、撹拌・搬送部材２４の回転により攪拌され、仕切部３６を越えて機械的に現像室３５に搬送され、供給部材としての供給ロ−ラ２２に供給される。この供給ローラ２２は発泡ポリウレタン等で形成され、可撓性を有し、５０〜５００μｍの径のセルでトナーを保持し易い構造となっている。また、供給ローラ２２のＪＩＳ−Ａ硬度は１０〜３０゜と比較的低く、現像ローラ２１とも均一に当接させることができる。
【００９４】
供給ローラ２２は現像ローラ２１と同方向、即ち両ローラの接触する領域では、互いに表面が逆方向に移動するように回転駆動されている。また、両ローラの線速比（供給ローラ／現像ローラ）は０．５〜１．５が好ましい。また、供給ローラ２２を、現像ローラ２１と逆方向、即ち両ローラの対向部で互いに表面が同方向に移動するように回転させてもよい。なお、本実施形態では、供給ローラ２２は現像ローラ２１と同方向の回転で、その線速比は０．９に設定した。供給ローラ２２の現像ローラ２１に対する喰い込み量は０．５〜１．５ｍｍに設定している。本実施形態ではユニット有効幅が２４０ｍｍ（Ａ４サイズ縦）の場合、必要なトルクは１４．７〜２４．５Ｎ・ｃｍである。
【００９５】
現像ローラ２１は、導電性基体上にゴム材料からなる表層を有してなり、直径が１０〜３０ｍｍであり、表面を適宜荒らして表面粗さＲｚを１〜４μｍとしたものである。この表面粗さＲｚの値はトナーの平均粒径に対して１３〜８０％が好ましい。これにより現像ローラ２１表面に埋没することなくトナーが搬送される。特に、現像ローラ２１の表面粗さＲｚは、著しく低帯電のトナーを保持しないように、トナーの平均粒径の２０〜３０％の範囲が好ましい。ゴム材料としては、シリコーンゴム、ブタジエンゴム、ＮＢＲゴム、ヒドリンゴム、ＥＰＤＭゴムなどが挙げられる。また、現像ローラ２１の表面に、特に経時品質を安定化させるためにコート層を被覆することが好ましい。コート層の材料としては、シリコーン系材料、テフロン（登録商標）系材料などが挙げられる。シリコーン系材料はトナー帯電性に優れ、テフロン（登録商標）系材料は離型性に優れている。なお、導電性を得るために、カーボンブラック等の導電性材料を含有させることもできる。コ−ト層の厚みは５〜５０μｍが好ましい。この範囲を外れると、割れ易い等の不具合が発生しやすくなることがある。
【００９６】
供給ローラ２２上、又は内部に存在する、所定極性（本実施形態の場合は、負極性）のトナーは、回転により接触点で互いに反対方向に回転する現像ローラ２１と挟まれることにより、摩擦帯電効果で負の帯電電荷を得て静電気力により、また、現像ローラ２１の表面粗さによる搬送効果により現像ローラ２１上に保持される。しかし、この時の現像ローラ２１上のトナー層は均一ではなくかなり過剰に付着している（１〜３ｍｇ／ｃｍ２）。
【００９７】
そこで、トナー層厚を規制する規制部材２３を、当接させることにより、現像ローラ２１上に均一な層厚を有するトナー薄層を形成している。規制部材２３は、先端が現像ローラ２１の回転方向に対して下流側を向き、規制部材２３の中央部が当接する、いわゆる腹当て当接であるが、逆方向でも設定可能であるし、エッジ当接を実現することも可能である。
【００９８】
規制部材２３の材料としては、ＳＵＳ３０４等の金属が好ましく、厚みは０．１〜０．１５ｍｍである。金属以外にも厚み１〜２ｍｍのポリウレタンゴム等のゴム材料やシリコーン樹脂等の比較的硬度の高い樹脂材料が使用可能である。なお、金属以外でもカ−ボンンブラック等を混ぜ込むことにより低抵抗化できるので、バイアス電源を接続して現像ローラ２１との間に電界を形成することも可能である。
【００９９】
現像装置２０には、図３に示すように、攪拌・搬送部材２４、検知部材２７および同期部材２６が設けられている。
【０１００】
攪拌・搬送部材２４は、収納室３４に設けられており、回動することにより収納室３４内の一成分現像剤のトナーを攪拌して帯電させ、さらに、現像室３５へトナーを搬送する機能を有している。
【０１０１】
検知部材２７は、トナー残量を検知するもので、現像室３５に設けられており、現像室３５内のトナーの量に対応して回動する位置が変化する。
【０１０２】
同期部材２７は、攪拌・搬送部材２４と検知部材２７との回転のタイミングを取るためおよび検知部材２７へ駆動力を伝達するためのもので、仕切部３６の近傍に設けられている。
【０１０３】
次に攪拌・搬送部材２４、検知部材２７および同期部材２６について具体的に説明する。
【０１０４】
図４に攪拌・搬送部材２４の構成を示し、図５に検知部材２７の構成を示し、図６および図７に同期部材２６の構成を示す。
【０１０５】
また、攪拌・搬送部材２４、検知部材２７および同期部材２６が組み合わされた状態を図８に示す。
【０１０６】
図３、図４および図８に示すように、攪拌・搬送部材２４は、回転軸２４２とこの回転軸２４２に設けられた羽根２４１ａおよび２４１ｂを有している。回転軸２４２にはその一方の端部にカム２５が取り付けられており、更に図８に示すように円盤２４３が取り付けられている。回転軸２４２は、駆動モータ（図示せず）の駆動力を受けて図３の矢印の方向に回転するように取り付けられている。
【０１０７】
図４は、攪拌・搬送部材の形状を示す図である。攪拌・搬送部材２４は、回転するフィルム状の羽根２４１ａおよび２４１ｂを備えている。攪拌・搬送部材２４は、収納室３４にあるトナーを攪拌させることで、トナーを摩擦帯電させる機能を有する。さらに、収納室３４から現像室３５へトナーを搬送する機能を併せて有している。
【０１０８】
攪拌・搬送部材２４の羽根２４１ａおよび２４１ｂは、完全に機能を分離できるわけではないが、それぞれの機能に対応させた羽根の形状にするために、回転軸２４２を中心線として非対称にしている。また、羽根の中に打ち抜きを設け、打ち抜きの位置および羽根の面積を調整しながら、搬送能力、攪拌能力を制御している。
【０１０９】
例えば攪拌機能を主体とした羽根２４１ａは、打ち抜きの多い形状にし、一方、搬送機能を主体とした羽根２４１ｂは、打ち抜きを羽根２４１ａよりも少なくして面積を確保し搬送するトナー量を調整している。
【０１１０】
搬送するトナー量は、現像のためにトナーが消費される量に対応して決定され、消費量を順次補給する量となる。
【０１１１】
搬送能力、攪拌能力を制御するための方法として、羽根の長さ（回転軸２４２から羽根の周端部までの長さ）を変えることもできる。例えば、攪拌機能を主体とした羽根２４１ａの長さを、搬送機能を主体とした羽根２４１ｂの長さよりも短くして攪拌能力を制御することもできる。なお、図２および図３においては羽根２４１ａの長さを羽根２４１ｂの長さよりも短くしたものを示している。
【０１１２】
また、攪拌・搬送部材２４の羽根は２つに限らず３つ以上にすることもできる。この場合も含めて羽根の数を複数にした場合には少なくとも１つは搬送機能を主体とする羽根とする。
【０１１３】
図４の実施形態においては、羽根２４１ａおよび２４１ｂは、可撓性を有する樹脂製のフィルムを用いる。この場合フィルムで可撓性を有することから、羽根２４１ｂは現像装置２０の底部筐体を摺擦して、収納室３４にあるほとんどのトナーを現像室３５に搬送することができる。樹脂としては、パリプロピレン、ポリエチレ等のオレフィン系の樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート等のフッ素系樹脂、シリコーン系樹脂を用いる。なお、羽根としてはフィルム状のものに限らず、板状のものを用いることもできる。
【０１１４】
また、図８に示すように攪拌・搬送部材２４の回転軸２４２には、円盤２４３を設けている。この円盤２４３は、同期部材２６を現像装置筐体２０１に押圧し、さらに、円盤２４３の厚さで同期部材２６の位置決めをする。これによって、同期部材２７の軸方向への変動を抑え、回転精度を向上させることで、同軸の攪拌・搬送部材２４と同期部材２６との回転・回動を確実に行なうようにしている。
【０１１５】
図３、図５および図８に示すように、検知部材２７には軸２７１ａ、２７１ｂと、検知板２７５および係合部２７６が設けられている。
【０１１６】
検知板２７５は、トナー残量を検知するためにトナーと接触する板状のものであり、トナーの量によって回動する位置が異なってくる。
【０１１７】
軸２７１ａおよび２７１ｂは、回転自在に取り付けられており、かつその軸端部に設けられたバネ部材（図示せず）により検知板２７５が供給ローラ２２に近づく下向き方向に付勢されている。
【０１１８】
検知部材２７の検知板２７５は検知部材２７の回動により現像室３５内の空間を上昇、下降する。上昇するときには供給ローラ２２から遠ざかり、下降するときは供給ローラ２２に近づく。
【０１１９】
係合部２７６は、軸２７１の一方に、検知板２７５と一体的に設けられており、その下側が同期部材２６の足２６４ａに係合する。
【０１２０】
係合部２７６と検知板２７５は、軸２７１ａおよび２７１ｂに対して異なる角度で設けられており、係合部２７８が上側の位置となっている。
【０１２１】
検知板２７５は、剛性を有し、変形しにくい材質にする。可撓性を有し、変形しやすい材質では、非磁性一成分現像剤のトナーであっても、トナー残量を検知できない。したがって、ＡＢＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂等の熱可塑性または熱硬化性樹脂が挙げられる。カーボンブラック、シリカ、アルミナなどの顔料を充填剤として、含有させても良い。
【０１２２】
また、検知板２７５の検知面の面積を１０００〜１５００ｍｍ２の範囲にする。面積が小さい方が、少ないトナーを検知できるので、トナー残量を検知するには好ましい。このために、面積が１５００ｍｍ２を越えるとトナーを押しのける力が強くなりトナー残量の検知精度が低下する。また、面積が１０００ｍｍ２より小さくなると検知板２７５が壊れることがある。
【０１２３】
また、検知板２７５は、付け根から先端までの幅が１０ｍｍ以上あることが好ましい。この幅が長いほど、少ないトナー残量を検知することができ、トナー残量の検知精度を上げることができる。長すぎると検知板２７５の先端に負荷がかかり、壊れるおそれがあり、また、装置の小型化が困難になる。
【０１２４】
同期部材２６は、図３、図６、図７および図８に示すように、軸となる円柱部分２６１に第１のレバー２６３と、第２のレバー２６４が設けられたもので、第１のレバー２６３は、搬送・攪拌部材と同軸にあるカム２５に当接している。第２のレバー２６４には足２６４ａが設けられており、検知部材２７の係合部２７６の下側に係合している。
【０１２５】
円柱部分２６１には一端が閉塞した軸孔２６２が形成され、筐体２０１に設けられた軸の突起部２０２がこの軸孔２６２に挿入されており、これにより同期部材２６は回動自在に取り付けられている。
【０１２６】
そして同期部材２６の円柱部分２６１には、図８に示すように、その軸端部にバネ部材２６６が取り付けられ、これにより同期部材２６は第１のレバー２６３がカム２５に当接する方向に付勢されている。
【０１２７】
図７は、同期部材２６の円柱部分２６１に軸孔２６２に通じる開口部２６５を設けたものを示している。
【０１２８】
開口部２６５を設ける理由を説明すると、現像装置２０内にはトナーが収納されており、回動している同期部材２６の軸孔２６２と突起部２０２との間にトナーが浸入するときがある。同期部材２６の軸孔２６２と突起部２０２との間にトナーが浸入すると、同期部材の２６の回動による摺擦によって発生する摩擦熱でトナーが溶融して、その後、冷却して固体化するときに、同期部材２６と突起部２６２と固着させてしまい、トナーの搬送、トナー残量の検知等ができなくなる懸念があった。このように、同期部材２６は、長時間の使用によって、トナーで固着されて動作不良になることが課題でありこれに対処することが必要であった。
【０１２９】
図７はこのように課題に対処するために開口部２６５を有する同期部材を示す図である。図７に示すように、この同期部材２６の円柱部分２６１に開口部２６５を設けている。この開口部２６５を設けたことで、軸孔２６２の中に浸入したトナーを、吐き出させることができる。これによって、内部に留まることを防ぐことができるから、トナーが内部で溶融して突起部２０２と同期部材２６とが固着するのを防止することができる。（ａ）には開口部２６５の形状として矩形にしたものを示しており、（ｂ）には、スパイラル状のものを示している。特に（ｂ）に示すように、回動方向にスパイラル形状の開口部２６５にすることで、浸入したトナーの吐き出しがすばやく行われ、固着する事故の発生を防止することができる。
【０１３０】
このような構成において、図３に示すように、攪拌・搬送部材２４は、駆動モータ（図示せず）の駆動力を受けて矢印の方向に回動し、収納室３４にある一成分現像剤であるトナーを攪拌させるとともに、羽根２４１ｂにより収納室３４の筐体底部を摺擦しながら収納室３４内のトナーを現像室３５に供給する。
【０１３１】
このときに、同期部材２６の第１レバー２６３は、搬送・攪拌部材と同軸にあるカム２５に圧接しているので、同期部材２６はカム２５を介して攪拌・搬送部材２４により駆動されてカム２５の形状に沿って揺動する。
【０１３２】
検知部材２７の係合部２７６の下側は、同期部材２６の第２レバー２６４の足２６４ａに圧接した状態で係合しており、検知部材２７は同期部材２６の揺動に連れて回動する。具体的には、検知部材は２７の上方への動きは同期部材の２６の第２レバー２６４により押し上げられることにより行なわれ、下方への動きは検知部材２７の下方向への付勢力により第２レバー２６４により動きを妨げられる位置まで行なわれる。
【０１３３】
このように、検知部材２７は、同期部材２６によって上昇する駆動力を伝達されるとともに最下降位置を規制される。
【０１３４】
揺動時の第２レバー２６４の最下端位置は、仕切り部３６に接触しない位置までとしている。
【０１３５】
検知部材２７の係合部２７６と検知板２７５との間に角度を持たせて、係合部２７６が検知板２７５より上方の位置にあるようにしているが、このようにすることにより、第２レバー２６４の最下端位置が、仕切り部２６に接触しない位置のときでも、検知板２７５の下方への動きの最下端の位置を、トナーエンド検出ができるように供給ローラ２２近傍とすることができる。
【０１３６】
このように検知板２７５と係合部２７６の位置関係を変えることにより、現像室３５内に残っているトナーの量がどの程度のときをトナーエンドとするかを変えることができる。
【０１３７】
トナーエンド検知の状態を説明すると、トナー残量を検知する検知部材２７の検知板２７５は、図３に示すように、トナーの量によって回動する角度すなわち回動の下端位置が異なってくる。上記したように動作状態において検知板２７５は供給ローラ２２に向かって回動するが、このときに、現像装置２０の現像室３５にトナーが多量に有ると、検知板２７５と供給ローラ２２との間にトナーが存在するために検知板２７５の回動が止められて、回動する角度が小さくなり、検知板２７５は供給ローラ２２から離れた位置で回動がとまる（図３の破線の位置）。
【０１３８】
現像室３５に存在するトナー量が、ほとんどない場合には、検知板２７５の回動角度は大きくなり、供給ローラ２２の位置近く又は当接すれすれの位置まで回動することができる（図３の実線の位置）。
【０１３９】
したがって、この検知板２７５回動する角度の大きさ、すなわち回動の下端位置の状況を検知することで、現像装置２０の、トナー残量を検知することができる。
【０１４０】
次に図９を参照して、現像装置２０内の攪拌・搬送動作およびトナー検出のタイミングを説明する。
【０１４１】
なお、図９においては、攪拌・搬送部材２４の羽根として、攪拌機能を主体とした羽根２４１ａの長さを、搬送機能を主体とした羽根２４１ｂの長さよりも短くした実施形態のものを示している。
【０１４２】
図９の（１）において、攪拌・搬送部材２４は、トナーの補給信号が送信された場合又は画像形成動作の信号が送信された場合に矢印方向に回転を始める。攪拌・搬送部材２４が回転すると回転軸２４２に装着されているカム２５も同時に回転する。
【０１４３】
このカム２５に、同期部材２６の第１レバー２６３がバネ２６６（図８参照）により付勢されて当接されている。
【０１４４】
（１）に示す状態では、第１レバー２６３のカム２５への当接位置は回転軸２４２に最も近い位置であるので、第２レバー２６４の位置は最も低い位置となる。検知部材２７の検知板２７５はバネ部材により下向き方向に付勢されており下向き方向に回動するが、第２レバー２６４の位置が最も低いので、第２レバー２６４によっては最も低い位置に移動するまではその動きを妨げられることがない。したがって、検知板２７５はトナーの量が少ない状態では検知板２７５もトナーによって回動を妨げられる位置まで回動するか、または第２レバー２６４によりその動きを妨げられる最も低い位置まで回動する。
【０１４５】
（１）に示す検知板２７５の位置は、トナーの量が少ない場合の位置を示しており、この状態では検知部材２７の検知板２７５は、現像室３５内の下部に位置するため現像室３５を塞いだ状態になっている。
【０１４６】
次に攪拌・搬送部材２４およびカム２５が回転して（２）の状態になった場合には、第１レバー２６３の当接位置は回転軸２４２に最も近い位置のままであるので、第２レバー２６４および検知板２７５の位置は変化せず、検知部材２７の検知面２７５が現像室３５を塞いだ状態は継続されている。
【０１４７】
（１）の状態から（２）の状態へ攪拌・搬送部材２４が回転するときに、攪拌・搬送部材２４の羽根２４１ａが仕切部３６近傍を通過しトナーを現像室３５方向へ押しやる動きをするが、羽根２４１ａの機能は攪拌機能が主であるので、検知面２７５が現像室３５をやや塞いだ状態は継続されていても影響は少ない。
【０１４８】
なお、（１）に示す状態において、トナーの量が多い場合には、検知部材２７の検知面２７５の先端は、収納室３４と現像室３５との間の仕切部３６より上側の位置になり現像室３５は開口された状態になる。
【０１４９】
（２）の状態から（３）の状態へ攪拌・搬送部材２４が回転するときには、第１レバー２６３の当接位置は回転軸２４２に近い位置から徐々に遠い位置に変化し、回転軸２４２から最も遠い位置まで押し下げられるので、第２レバーの位置は最も低い位置から最も高い位置まで上昇される。検知部材２７の検知板２７５はバネ部材により下向き方向に付勢されているが、第２レバーが上昇されるので、その力を受けて検知板２７５も最も高い位置まで押し上げられる。
【０１５０】
この状態では、検知部材２７の検知面２７５の先端は、収納室３４と現像室３５との間の仕切部３６より上側にあるために、現像室３５は開口された状態になっている。
【０１５１】
攪拌・搬送部材２４およびカム２５が回転して（４）の状態になった場合には、第１レバー２６３の当接位置は回転軸２４２から最も遠い位置のままであるので、第２レバー２６４および検知板２７５の位置は変化せず、現像室３５が開口された状態は継続されている。
【０１５２】
（３）の状態から（４）の状態へ攪拌・搬送部材２４が回転するときに、攪拌・搬送部材２４の羽根２４１ｂが仕切部３６近傍を通過しトナーを現像室３５方向へ押しやる動きをする。羽根２４１ｂの機能は搬送機能が主であるので、開口されている現像室３５へトナーが搬送される。
【０１５３】
（４）の状態から（１）の状態へ攪拌・搬送部材２４が回転するときには、（２）の状態から（３）の状態へ攪拌・搬送部材２４が回転するときとは逆のことが行なわれ、（１）の状態に戻る。
【０１５４】
トナーエンドの検出は、第２レバーの位置が最も低い位置となって、第２レバー２６４によっては、検知板２７５の下向き方向の回動が最も低い位置に移動するまでは妨げられることがない（１）から（２）付近のタイミングで行なわれる。
【０１５５】
また、この実施形態においては、このタイミングではトナーの搬送の影響も受けにくいので検出への悪影響も少ない。
【０１５６】
このように、現像装置２０では、バネ２６６で付勢された同期部材２６を攪拌・搬送部材２４の回転軸２４２に設けられたカム２５に当接させることで、同期部材２６を他から別の駆動力を得ることなく回動させ、この同期部材２６の回動により検知部材２７の動きをコントロールしてトナー残量を検知すると共に、トナーの搬送・補給を行うことができる。
【０１５７】
図１０は、検知部材と他の構成部材との位置関係を示す図である。検知部材２７の位置は、その回転軸２７１の中心が、供給部材２２と現像ローラ２１との接触領域より高い位置にある。この接触領域では、供給部材２２から現像ローラ２１にトナーが供給される。検知部材２７の回転軸の中心が、接触領域より高い位置に置くことで、トナー残量検知の精度を向上させることができる。
【０１５８】
また、検知部材２７の位置は、その回転軸２７１ａおよび２７１ｂの中心が、供給部材２２の回転軸の中心より高い位置にある。供給部材２２は、現像室３５にある一成分現像剤をできるだけ残さないように現像ローラ２１に供給する。このために、現像室３５の筐体底面を摺擦又は摺擦に近い間隙で回転させることになるが、検知部材２７の回転軸２７１ａおよび２７１ｂの中心が供給部材２２より低い位置にあると、検知部材２７の幅を長くすることが困難になる。
【０１５９】
次に画像形成装置１においてトナーエンドを検知する構成について説明する。
【０１６０】
図５に示す検知部材２７の軸２７１ａには、図１１示すようにアーム２８が取り付けられている。
【０１６１】
図１１は、プロセスユニット２の外観の一部を示す図である。
【０１６２】
プロセスユニット２には、プロセスユニット筐体２０５が設けられている。この筐体２０５の側面の一方には、アーム２８が回動可能な範囲にわたって、開口部２０７が形成されており、アーム２８はこの開口部２０７から露出した状態で配置されている。検知部材２７の回動軸２７１ａの端面およびアーム２８の外側の面は、筐体２０５の側外面と同じ面になるように配置されている。
【０１６３】
このようにすることにより、アーム２８および回動軸２７１ａが筐体２０５から外側へ突出することがないため、プロセスユニット２を着脱するときに円滑に動かすことができる。また、プロセスユニット２を装着する際に回動部材２９（後述する図１４乃至図１６に示す）との接触を円滑に行なうことができる。
【０１６４】
筐体２０５の両側面のそれぞれには円形のガイド２０６が一対形成されている。このガイド２０６は、プロセスユニット２の着脱移動時および装着時には本体側壁１０１のガイドレール１０２（後述する図１５に示す）上面に接触しプロセスユニット２を支持する。
【０１６５】
図１２の（ａ）および（ｂ）は、検知部材２７の軸２７１ａとアーム２８の接合部を示す図である。
【０１６６】
検知部材２７の軸２７１ａの端部には、円形の軸の一部を研削して平坦にした平坦部２７２と、円の中心を通過して周面から周面にわたる溝２７３が形成され、さらに、軸２７１ａの周面に半球状の突起２７４が一対設けられている。
【０１６７】
アーム２８は略長方形の板状もので、一方の端部に、軸２７１ａが挿入される軸孔２８１が形成されている。
【０１６８】
軸孔２８１の一部には、軸２７１ａの平坦部２７２に対応した平坦面２８２が形成されており、軸孔２８１内面には軸２７１ａの突起２７４と嵌合する半球状の凹部２８３が一対設けられている。
【０１６９】
軸２７１ａの平坦部２７２はアーム２８の厚みと略同じ長さに形成され、溝２７３はアーム２８の厚みよりも長く形成されている。
【０１７０】
このような構成により、検知部材２７の軸２７１ａの先端をアーム２８の軸孔２８１に押し込むだけで、嵌め込むことができる。また、平坦部２７２と２８２の平面で合わさっていることおよび、突起２７４が凹部２８３に嵌合していることにより、軸２７１ａの回転方向のすべりや軸方向の移動がない。更に溝２７３が形成させていることにより検知部材２７の軸２７１ａがアーム２８の軸孔２８１に弾性的に嵌め込まれる。
【０１７１】
図１３は、従来のアームと軸との連結状態を示す図である。
【０１７２】
従来においては、検知部材の軸２７はアーム２８の端部より外側に出ており、また、これまでは、突き出た軸にＣリングまたはＥリング３７を装着することで、軸をとめていた。しかし、これでは、突き出た軸の分の空間を設けなければならず、プロセスユニットを小型化することに問題がある。また、Ｃリング等を装着することで時間の短縮も難しい。
【０１７３】
本発明の実施形態では、ネジ、溶接等の接合の必要が無く、アーム２８を検知部材２７の軸２７１ａに簡略に取り付けることができ、突き出た軸の分がないので、小型化もできる。
【０１７４】
上記のように、検知部材２７の回動状態は、検知部材の軸２７１ａに取り付けられたアーム２８を介して、画像形成装置１本体へ伝達され、装置１本体において、回動の下端位置の状況を検知することで、現像装置２０の、トナー残量を検知することができる。
【０１７５】
図１４は、トナーエンドを検知する画像形成装置１本体側の構成を示す図であり、画像形成装置１本体には、プロセスユニット２を装置１本体に装着したときに、現像装置２０の検知部材の軸２７１に取り付けられたアーム２８と接合し、アーム２８の回動に対応して回動する回動部材２９と、回動部材２９の回動を検出するセンサ３０が設けられている。
【０１７６】
回動部材２９は板状のもので、装置１本体に取り付けられた回動軸２９１に水平方向に回動自在に取り付けられ、バネ３２によりアーム２８側に付勢されている。回転部材２９のアーム２８と接合する面の形状はアーム２８の回動位置に対応して、回転部材２９の回動角度が変わるような形状となっており、アーム２８の回動は、回動部材２９の水平方向の回動に方向転換される。
【０１７７】
センサ３０は、上部側の発光素子３０１と下側にある受光素子３０２とを有する光透過型の光センサであり、ブランケット３１により装置１本体の筐体（図示せず）に取り付けられている。
【０１７８】
回動部材２９が回動するとその一部が発光素子３０１と受光素子３０２の間を横切ることにより検知部材２７の回動が検知される。
【０１７９】
トナー残量の検知は、検知部材２７の回動軸２７１ａと同軸で現像装置２０の外に露出して取り付けられたアーム２８が回動し、この回動が回動部材２９に伝達されることにより行なわれる。
【０１８０】
トナー有りの状態では、アーム２８の回動する角度が小さいことから、回動部材２９の回動する角度は小さいが、トナー無しの状態では、回動部材２９が大きく回動する。回動部材２９が大きく回動すると、回動部材２９の一部がセンサ３０を横切る。センサ３０の上部側の発光素子３０１が発光する光を下側にある受光素子３０２に光が届かないことから、現像室３５に存在するトナー残量を検知することができ、トナーエンドを検知することができる。
【０１８１】
また、回動部材２９を設けず、アーム２８の回動する角度を光学センサにより直接検知する構成にしてもよい。
【０１８２】
図１５は、プロセスユニット２を画像形成装置１本体に装着する状態を説明するための図である。
【０１８３】
図１６は、図１５の一部拡大図である。
【０１８４】
図１５（ａ）は、プロセスユニット２が装着されていないときの回動部材２９等の状態を示しており、図１５（ｂ）は、プロセスユニット２を画像形成装置１本体に装着した状態を示している。
【０１８５】
図１５および図１６において、画像形成装置１本体に形成されたプロセスユニット２の装着のための空間３００の両側には画像形成装置１本体の側壁１０１が形成されている。この側壁１０１の外側に画像形成装置１の外カバー（図示せず）が配置される。側壁１０１にはプロセスユニット２の着脱の際にプロセスユニット２をガイドし、装着時に支持するガイドレール１０２が形成されている。側壁１０１の一方には回動部材２９の移動範囲にわたって開口部１０３が形成されており、回動部材２９がこの開口部１０３に取り付けられている。
【０１８６】
回動部材２９は水平方向に回動可能となっており、回動軸２９１は矢印で示すプロセスユニット２の挿入方向の手前側に配置されている。
【０１８７】
側壁１０１の開口部１０３の外側にはトナーエンド検知のためのセンサ３０が配置され、ブラケット３１により側壁１０１に取り付けられている。
【０１８８】
回動部材２９は、図１６に示したようにバネ３２により空間３００の方向に付勢されており、プロセスユニット２が装着されていない状態では（ａ）に示すようにその端部が空間３００の内側に少し入り込むともに、側壁１０１の外側にあるセンサ３０の光を遮らないような状態になっている。
【０１８９】
このような構成において、プロセスユニット２は、ガイドレール１０２に沿って、矢印で示す方向に挿入されて装着される。このときに回動部材２９はアーム２８の外側面に当接し、回動軸２９１を中心として側壁１０１の外側にあるセンサ３０の方向へ少し回動する。回動部材２９は、トナーエンドでない状態ではセンサ３０の光を遮らない位置になるように設定されている。ただし、回動部材２９の形状、位置関係を変えて光を少し遮るようにすることもでき、この場合にはトナーエンド検出の閾値を調整することで、プロセスユニット２の装着かトナーエンド検出かの区別をすることができる。
【０１９０】
（ｂ）は、プロセスユニット２を画像形成装置１本体に装着した状態を示しており、回動部材２９の位置はトナーエンドの状態を示している。
【０１９１】
この状態では、回動部材２９はプロセスユニット２が装着されたときの最初の位置よりも更に回動してセンサ３０の光を完全に遮ることになり、トナーエンドが検出される。
【０１９２】
回動部材２９の向きが、プロセスユニット２の挿入方向と同じ方向に回動しにくいような向きである場合、例えば回動部材２９がプロセスユニット２に対抗する向きであるような場合には、プロセスユニット２の挿入に対して回動部材２９が抵抗することになり、プロセスユニット２の挿入が円滑に行なわれなくなる。ここでは、回動部材２９の回動軸２９１がプロセスユニット２の挿入方向の手前側に配置されている。これにより回動部材２９は、プロセスユニット２の挿入に逆らわずに同じ方向に回動されることになり、プロセスユニット２の装着が円滑に行なわれるようにしている。
【０１９３】
また、図１７は、プロセスユニット２を画像形成装置１本体に装着した状態を示す平面図である。画像形成装置が備えるバネ３３で、プロセスユニット２を画像形成装置１の奥側に押しつけている。これによって、回動部材２９とアームの距離が短くなり、又、一定した力で押されることから、安定した検知動作をさせることができる。
【０１９４】
図１８は、センサ３０からの出力信号を示す図である。
【０１９５】
センサ３０からは、検出出力（図示せず）にもとづき信号処理をした信号が出力される。現像装置２０の現像室３５にトナーがある状態では、信号出力として、（１）に示すように、レベルＬが出力される。
【０１９６】
現像室３５にトナーがない状態では、回動部材２９により攪拌・搬送部材２４の回動のサイクルで、センサ３０の光が遮られるので、（２）に示すようにそれに対応して信号出力としてレベルＨのパルスが現れる。信号Ｈの強さ、デューティーを予め設定することで、現像室３５内のトナー残量に応じた信号を検出するようにすることができる。
【０１９７】
図１９は、トナーエンド検知装置の動作の流れを示すフローチャートである。画像形成装置１で、コピーボタン又はプリント開始をＯＮすることで、画像形成動作を開始する（ステップＳ２）。これと同時に、トナーエンド検知装置のセンサ３０がＯＮされる（ステップＳ３）。
【０１９８】
トナーエンドの場合には、トナーエンド検知装置における検知部材２７の回動により、図１８の（２）に示す信号Ｈを検知する（ステップＳ４）。この信号Ｈを検知したときに、トナーエンドの判定をするための検知処理を開始する（ステップＳ５）。信号Ｈが、１回表れただけでは、トナーの搬送ムラ、現像室の偏在することもあるので、すぐにトナーエンドの判定はできない。したがって、例えば、信号Ｈが連続してＮ回以上表れた場合にトナーエンドと判定する（ステップＳ６）。逆に、信号ＨがＮ回未満しか表れない場合は、信号Ｈを検知するステップＳ４に戻る。
【０１９９】
トナーエンドと判定した場合は、画像形成動作を中止し（ステップＳ７）、トナーエンドの表示をモニター画面に表示する（ステップＳ８）。
【０２００】
以上説明したように、本実施形態の現像装置２０においては、検知部材２７が、感光体３上の潜像を現像する現像ローラ２１にトナーを供給する供給ローラ２２の近傍に設けられ、この検知部材２７により、現像室３５の特に供給ローラ２２近傍のトナー残量を検出することができる。検知部材２７の回動は画像形成装置１に伝達され、トナー残量の検出は画像形成装置１のセンサ３０により行なわれる。
【０２０１】
攪拌・搬送部材２４によってトナーは仕切部３６を越えて現像室３５へ搬送される。検知部材２７は同期部材２６によって攪拌・搬送部材２４からの駆動力を伝達されて駆動され、これによりトナー残量の検出は、攪拌・搬送部材２４の搬送動作とタイミングをとりながら行なわれる。
【０２０２】
また、回動する同期部材２６の軸孔２６２に浸入するトナーを吐き出させることで、長期にわたって安定したトナーエンド検知を行なうことができる。
【符号の説明】
【０２０３】
１ 画像形成装置
１０１ 画像形成装置筐体の側壁
１０２ ガイドレール
１０３ 開口部
２ プロセスユニット
２０５ プロセスユニット筐体
２０６ ガイド
２０７ 開口部
３ 感光体
１０ 給紙ユニット
１１ 給紙カセット
１２ 給紙ローラ
１３ 分離部材
１４ レジストローラ
１５ 排紙ローラ
１６ 排紙トレイ
２０ 現像装置
２０１ 筐体
２０２ 突起部
２１ 現像ローラ
２２ 供給ローラ
２３ 規制部材
２４ 攪拌・搬送部材
２４１ａ、２４１ｂ 羽根
２４２ 回転軸
２４３ 円盤
２５ カム
２６ 同期部材
２６１ 円柱部分
２６２ 軸孔
２６３ 第１レバー
２６４ 第２レバー
２６４ａ 足
２６５ 開口部
２６６ バネ部材
２７ 検知部材
２７１ａ、２７１ｂ 軸
２７２ 平坦部
２７３ 溝
２７４ 突起
２７５ 検知板
２７６ 係合部
２８ アーム
２８１ 軸孔
２８２ 平坦面
３８３ 凹部
２９ 回動部材
２９１ 回動軸
３０ センサ
３０１ 発光素子
３０２ 受光素子
３１ ブラケット
３２ バネ
３４ 収納室
３５ 現像室
３６ 仕切部
４０ 帯電装置
４１ 帯電ローラ
５０ クリーニング装置
５１ クリーニングブレード
６０ 露光装置
７０ 転写装置
８０ 定着装置
３００ 空間
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２０４】
【特許文献１】実開昭６２−１１８２４８号公報
【特許文献２】特開平０２−２０８８７号公報
【特許文献３】特開平１１−１９４５９８号公報
【特許文献４】特開２００６−０９８９１６号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンター、ＦＡＸなどの電子写真方式の画像形成において、現像装置内のトナー残量を検知することができるトナーエンド検出装置、現像剤残量検出装置、現像装置、プロセスユニットおよび画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば電子写真方式を用いた画像形成装置では、像担持体表面に静電潜像を形成し、この静電潜像を可視像化するために、現像剤を収容し、現像剤を像担持体へと移動させて静電潜像を現像して可視像を形成する現像装置を備えている。画像形成装置における現像方式は、大きく二成分現像方式と一成分現像方式とに分けられる。二成分現像方式は、トナーと磁性キャリアを含む現像剤を用い、一成分現像方式は、磁性キャリアを含まず、トナーからなる現像剤を用いている。また、一成分現像方式では、さらに、例えば磁性一成分トナーと、非磁性一成分トナーとに分類できる。
【０００３】
一成分現像方式は、二成分現像方式と比較して、磁性キャリアを含まず、また、磁性キャリアとトナーとを混合・攪拌する必要がないことから、現像装置を小型化し、さらに、構造を簡単にすることができる。
【０００４】
例えば、一成分現像方式は、現像装置内に、対向する感光体までトナーを搬送する現像スリーブに、現像スリーブと反対方向に回転させながらトナーを供給する供給ローラを備え、現像スリーブと感光体との間で現像バイアスをかけて、可視像を形成する。
【０００５】
しかし、トナーは、現像装置内に収納されている消耗品であり、画像を形成するにつれ消費され、減少する。そのために、トナーが消耗したことを検知するために、現像装置又はトナーを補給するトナー容器（補給トナー容器）内にトナー量を検知するトナー残量検知装置、センサが必要になる。現像装置では、現像装置内のトナー量を検知するトナー残量検知センサ、例えば圧電素子、を有していて、現像装置のトナーがなくなるとセンサからの信号が発信され、トナーが無くなったことの表示がされる。この表示によって、ユーザーは現像装置を換えたり、トナーを新たに補充したりしなければならない。しかしながら、最近の画像形成装置本体の小型化・低価格化に対応して、高価なセンサを用いる現像装置ではなく安価なものが要求されている。
【０００６】
トナー残量を検知する従来技術としては、特許文献１には、トナー検出器にトナーホッパー内の残存トナーを接触させ、トナーの接触負荷に基づいて上記トナー検出器から発せられる検出信号によりトナーの有無を検知し、その時に、トナーホッパー内の残存トナーをすくいあげるトナー汲上げ手段を有するトナーエンド検知装置が開示されている。
【０００７】
また、特許文献２には、トナーが収納されている外箱内を上下動し下った際に現像剤を押圧するレバーを設け、外箱から外に出ているレバーの一端の動きを検知部材２７により検知してトナーの残量を検知するトナー残量検出装置が開示されている。
【０００８】
しかし、特許文献１、２のトナーエンド検知装置等は、トナーを収納するトナーホッパー内のトナー残量を検知するのであって、実際の現像スリーブで使用しているトナーのトナーエンドを検知するものではなく、トナー残量の検知精度が低いという問題点がある。また、構成が大掛かりで小型化には向かないという問題がある。
【０００９】
更に、現像装置ごとにセンサ等が必要なことから、低コスト化が困難であるという問題があり、トナー検出器等のように、トナー残量を検知するための可動する部材を設けており、これらを可動するために構造が複雑になるという問題点がある。
【００１０】
また、トナー中で攪拌部材等の回転部材を回転させると、回転軸と軸受との間にトナーが浸入することがある。浸入したトナーは、回転軸等の回転による摩擦熱で溶融し、その後、固着して回転軸等の回転を阻害するこという不具合が発生する。特許文献３には、容器内に回転体を有する粉体収納容器において、粉体を収納する容器と、前記容器内壁に設けた軸受穴に軸端部を差し込み、該軸端部を中心に回転可能な回転体と、を有し、回転体の回転方向に対して容器内側へ戻る方向へ切られたスクリュー溝を前記軸端部に設けた粉体収納容器が開示されている。特許文献４には、前記現像装置に配設された前記現像ロールの回転軸を保持する軸受け部材のハウジング内部に有って、前記回転軸に接触して設けられている現像剤侵入防止部材と、前記回転軸を保持するベアリングとの間に設けた空間に潤滑剤を充填した現像装置が開示されている。
【００１１】
しかし、引用文献３では、いずれも軸受と軸との間に進入したトナーを外部に排出するには不十分である。また、引用文献４では、浸入したトナーをグリースに取り込むのであり、浸入したトナー量が多いと軸と軸受部材との固着を防止するには不十分である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その課題は、現像装置またはプロセスユニット内にトナー残量を機械的に検知する検知装置を設け、現像装置またはプロセスユニット外にセンサを設けてトナー残量を検出することにより、トナー残量を低コストで精度良く検知するトナーエンド検出装置、現像剤残量検出装置、現像装置、プロセスユニットおよび画像形成装置を提供することである。
【００１３】
さらに、小型化、構造の簡略化ができる現像装置を提供することである。
【００１４】
また、回転する部材にトナーが浸入しても、外部に排出する構成を有し、長期にわたって安定したトナー残量を検知することができる現像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
【００１６】
本発明のトナーエンド検出装置は、画像形成装置本体に着脱可能な現像装置のトナーエンドを検出するトナーエンド検出装置であって、現像装置の現像剤担持体にトナーを供給する供給部材の近傍に設けられ、供給部材の方向に回動する面を有し、トナーの量に対応してその回動範囲が変化する検知部材と、この検知部材の回動軸と同軸または検知部材の回動が伝達される回転軸と同軸で現像装置の外に露出して取り付けられたアームと、画像形成装置本体に設けられ、現像装置を画像形成装置に装着したときにアームと接触し、アームの回動に対応して回動する回動部材と、回動部材の回動を検出するセンサとを有することを特徴とする。
【００１７】
本発明のトナーエンド検出装置は、更に、前記アームの外側の面は、現像装置の周面の内側か少なくとも同じ面となるように配置されていることを特徴とする。
【００１８】
本発明のトナーエンド検出装置は、更に、前記検知部材の回動軸または検知部材の回動が伝達される回転軸の端部が、アームの外側の面より内側か、少なくとも同じ面になるように取り付けられていることを特徴とする。
【００１９】
本発明のトナーエンド検出装置は、更に、前記画像形成装置筐体の側壁に開口部を有し、回動部材はこの開口部内を回動するように配置され、センサはこの側壁外側に配置されていることを特徴とする。
【００２０】
本発明のトナーエンド検出装置は、更に、前記回動部材は、アームの回動方向を転換して回動することを特徴とする。
【００２１】
本発明のトナーエンド検出装置は、更に、前記回動部材の回動方向を、現像装置またはプロセスユニットの着脱方向と同方向となるように方向転換することを特徴とする。
【００２２】
本発明のトナーエンド検出装置は、更に、前記回動部材の回動軸が、現像装置またはプロセスユニットの装着方向の手前側に配置されていることを特徴とする。
【００２３】
本発明の現像装置は、現像装置を画像形成装置本体に装着したときに現像装置のアームと接触し、アームの回動に対応して回動する回動部材と、回動部材の回動を検出するセンサとを有する画像形成装置本体に着脱可能な現像装置であって、現像剤担持体にトナーを供給する供給部材の近傍に設けられ、供給部材の方向に回動する面を有し、トナーの量に対応してその回動範囲が変化する検知部材と、この検知部材の回動軸と同軸または検知部材の回動が伝達される回転軸と同軸で現像装置の外に露出して取り付けられたアームとを有することを特徴とする。
【００２４】
本発明の現像装置は、更に、アームの外側の面が、現像装置の周面の内側か少なくとも同じ面となるように配置されていることを特徴とする。
【００２５】
本発明の現像装置は、更に、検知部材の回動軸または検知部材の回動が伝達される回転軸の端部が、アームの外側の面より内側か、少なくとも同じ面になるように取り付けられていることを特徴とする。
【００２６】
本発明のプロセスユニットは、少なくとも、像担持体と現像装置とを一体に支持して、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスユニットであって、上記いずれかの現像装置を有し、かつアームはプロセスユニット外に露出して取り付けられたことを特徴とする。
【００２７】
本発明のプロセスユニットは、更に、プロセスユニットには側面の一方に開口部が設けられ、アームはその開口部から露出されていることを特徴とする。
【００２８】
本発明のプロセスユニットは、更に、アームの外側の面が、プロセスユニットの側面の内側か少なくとも同じ面となるように配置されていることを特徴とする。
【００２９】
本発明の画像形成装置は、現像剤担持体にトナーを供給する供給部材の近傍に設けられ、供給部材の方向に回動する面を有し、トナーの量に対応してその回動範囲が変化する検知部材と、この検知部材の回動軸と同軸または検知部材の回動が伝達される回転軸と同軸で現像装置の外に露出して取り付けられたアームを有する現像装置またはこの現像装置を含むプロセスユニットが着脱可能な画像形成装置であって、現像装置またはこの現像装置を含むプロセスユニットを画像形成装置に装着したときにアームと接触し、アームの回動に対応して回動する回動部材と、回動部材の回動を検出するセンサとを有することを特徴とする。
【００３０】
本発明の画像形成装置は、更に、画像形成装置筐体の側壁に開口部を有し、回動部材はこの開口部内を回動するように配置され、センサはこの側壁外側に配置されていることを特徴とする。
【００３１】
本発明の画像形成装置は、更に、回動部材が、アームの回動方向を転換して回動することを特徴とする。
【００３２】
本発明の画像形成装置は、更に、回動部材の回動方向を、現像装置またはプロセスユニットの着脱方向と同方向となるように方向転換することを特徴とする。
【００３３】
本発明の画像形成装置は、更に、回動部材の回動軸が、現像装置またはプロセスユニットの装着方向の手前側に配置されていることを特徴とする。
【００３４】
本発明の現像剤残量検出装置は、現像装置内の現像剤の量に対応して回動位置が変化する検知部材の回動状態を検出して現像装置内の現像剤の量を検出する現像剤残量検出装置であって、現像領域方向に現像剤を供給する供給部材近傍に設けられ、回動軸に取り付けられて現像装置内の空間を供給部材から遠ざかる方向に上昇し供給部材方向に近づく方向に下降する板状部材を有する検知部材と、検出時に、検知部材に対して板状部材を上昇させる方向の駆動力を与えて板状部材の上昇と下降を行なわせる駆動力伝達装置と、板状部材が下降したときの最下降位置近傍の回動状態を検出するセンサを有することを特徴とする。
【００３５】
本発明の現像剤残量検出装置は、更に、前記駆動力伝達装置は、前記検知部材に対して板状部材を上昇させる駆動力を与えることと、板状部材の最下降位置を規制することを交互に行なうことを特徴とする。
【００３６】
本発明の現像剤残量検出装置は、更に、前記検知部材の回転軸は、供給部材の回転軸より高い位置にあることを特徴とする。
【００３７】
本発明の現像剤残量検出装置は、更に、前記現像領域に現像剤を搬送する現像剤担持体が設けられ、前記検知部材の回転軸は、供給部材と現像剤担持体との接触領域より高い位置にあることを特徴とする。
【００３８】
本発明の現像装置は、現像装置内の現像剤の量に対応して回動位置が変化する検知部材の回動状態を検出して現像装置内の現像剤の量を検出する現像剤残量検出装置であって、現像領域方向に現像剤を供給する供給部材近傍に設けられ、回動軸に取り付けられて現像装置内の空間を供給部材から遠ざかる方向に上昇し供給部材方向に近づく方向に下降する板状部材を有する検知部材と、検出時に、検知部材に対して板状部材を上昇させる方向の駆動力を与えて板状部材の上昇と下降を行なわせる駆動力伝達装置とを有し、板状部材が下降したときの最下降位置近傍の回動状態を検出するために、検知部材の回動状態を外部へ伝達することを特徴とする。
【００３９】
本発明の現像装置は、現像剤を収納する収納室と、現像剤を担持して現像領域に搬送する現像剤担持体および該現像剤担持体に現像剤を供給する供給部材を有する現像室とを備え、収納室から現像室に現像剤を搬送する現像装置であって、収納室に現像剤の攪拌・搬送部材を有し、現像室に現像室内の現像剤の量に対応して回動位置が変化する検知部材を有し、この検知部材の回動位置にもとづいて現像剤残量を検出するために検知部材の回動状態を外部へ伝達することを特徴とする。
【００４０】
本発明の現像装置は、更に、前記検知部材が、現像領域方向に現像剤を供給する供給部材近傍に設けられ、回動軸に取り付けられて現像装置内の空間を供給部材から遠ざかる方向に上昇し供給部材方向に近づく方向に下降する板状部材を有しており、検出時に、検知部材に対して板状部材を上昇させる方向の駆動力を与えて板状部材の上昇と下降を行なわせる駆動力伝達装置が設けられたことを特徴とする。
【００４１】
本発明の現像装置は、更に、前記駆動力伝達装置が、前記検知部材に対して板状部材を上昇させる駆動力を与えることと、板状部材の最下降位置を規制することを交互に行なうことを特徴とする。
【００４２】
本発明の現像装置は、更に、前記検知部材の回転軸が、供給部材の回転軸より高い位置にあることを特徴とする。
【００４３】
本発明の現像装置は、更に、前記現像領域に現像剤を搬送する現像剤担持体が設けられ、前記検知部材の回転軸は、供給部材と現像剤担持体との接触領域より高い位置にあることを特徴とする。
【００４４】
本発明の現像装置は、更に、前記検知部材の回動が攪拌・搬送部材の回動に同期して行なわれることを特徴とする。
【００４５】
本発明の現像装置は、更に、前記駆動力伝達装置による検知部材の駆動が、攪拌・搬送部材の回動による駆動力が伝達されて行なわれることを特徴とする。
【００４６】
本発明の現像装置は、更に、前記攪拌・搬送部材と検知部材の間に、中心軸とその両側にレバーを有する同期部材を設け、攪拌・搬送部材の回転軸にカムを設けて、このカムに一方のレバーが当接することによって同期部材が攪拌・搬送部材と同期しながら揺動し、この揺動が他方のレバーによって検知部材に伝達されて検知部材が駆動されることを特徴とする。
【００４７】
本発明の現像装置は、更に、前記同期部材の中心軸の円柱部分には現像装置筐体に枢支される軸孔が形成され、円柱部分に軸孔に通じる開口部が設けられていることを特徴とする。
【００４８】
本発明の現像装置は、更に、前記同期部材の開口部がスパイラル形状を有していることを特徴とする。
【００４９】
本発明の現像装置は、更に、前記攪拌・搬送部材がその回動位置によって攪拌、搬送の機能が異なるように構成され、搬送機能は検知部材が上昇位置にあるときに行なわれるようなタイミングで同期がとられることを特徴とする。
【００５０】
本発明の現像装置は、更に、前記攪拌・搬送部材は前記攪拌・搬送部材が、複数の羽根を有し、そのうちの少なくとも１つの羽根は搬送機能を主体とするものであることを特徴とする。
【００５１】
本発明の現像装置は、更に、前記攪拌・搬送部材の回転軸に円盤が設けられ、この円盤により同期部材が現像装置筐体側に押圧され位置決めがされることを特徴とする。
【００５２】
本発明のプロセスユニットは、少なくとも、像担持体と現像装置とを一体に支持して、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスユニットであって、上記いずれかの現像装置を有することを特徴とする。
【００５３】
本発明の画像形成装置は、上記いずれかの現像剤残量検出装置、現像装置、またはプロセスユニットを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００５４】
本発明では、現像装置の現像剤担持体近傍のトナーエンドを検知することで、使用しているトナー残量を高い精度で検出することができ、またセンサを現像装置またはプロセスユニットの外部に設けることで、構造が簡単な低コストな装置を提供することができる。
【００５５】
さらに、簡単な構造で、現像装置内の現像剤残量を検知することができる装置を提供することができる。
【００５６】
また、回転する部材に浸入した現像剤による影響を防ぐことができ長期にわたって安定した動作を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の現像装置を備える画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】プロセスユニットの構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態である現像装置の構成を示す図である。
【図４】攪拌・搬送部材の形状を示す図である。
【図５】検知部材の構成を示す図である。
【図６】同期部材の構成を示す図である。
【図７】開口部を有する同期部材の形状を示す図である。
【図８】現像装置内の攪拌・搬送部材、同期部材、検知部材が組み合わされた状態を示す図である。
【図９】現像装置内の攪拌・搬送部材、同期部材、検知部材の同期した運動を示す図である。
【図１０】検知部材と他の構成部材との位置関係を示す図である。
【図１１】プロセスユニットの周面の開口部を示す図である。
【図１２】検知部材の軸とアームの接合部を示す図である。
【図１３】従来のアームと軸との連結状態を示す図である。
【図１４】トナーエンドを検知する（検知部材、アーム、回動部材、センサ）の流れを示す図である。
【図１５】プロセスユニットを画像形成装置本体に装着する状態を説明するための図である。
【図１６】回動部材の平面図である。
【図１７】プロセスユニットを画像形成装置本体に装着した状態を示す平面図である。
【図１８】センサからの出力信号を示す図である。
【図１９】トナーエンド検知装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
【００５９】
本発明の現像装置を備える画像形成装置は、像担持体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段とを少なくとも有してなり、更に必要に応じて選択したその他の手段、除電手段、クリーニング手段、リサイクル手段、制御手段等を有してなる。以下に、具体的に説明する。
【００６０】
図１は、本発明の現像装置２０を備える画像形成装置の構成を示す図である。
【００６１】
図１に示すように、画像形成装置１の中央に、プロセスユニット２が配置され、このプロセスユニット２の下方に、給紙カセット１１を有する給紙ユニット１０が配置されている。プロセスユニット２の上方には、ドラム状の像担持体としての感光体３にレーザ光を照射して潜像を形成する露光装置６０を配置される。プロセスユニット２には、感光体３が設けられ、その周囲には、感光体３の表面に帯電処理を行なう帯電装置４０、表面に露光されて形成された静電潜像をトナーで可視化する現像装置２０、感光体３に残留するトナーを除去回収するクリーニング装置５０が設けられている。
【００６２】
また、画像形成装置１には、感光体３上のトナー像を記録紙に転写する転写装置７０、トナー像を転写された記録紙を、一対のローラ間を通過させ熱と圧力を加えることによって記録紙上のトナー像を定着処理する定着装置８０がそれぞれ配置されている。
【００６３】
本実施形態の画像形成装置１は、上記したようにデジタル化された画像情報にもとづき画像を記録紙に記録するプリンターとしての機能の画像形成装置であるが、その他に、制御部を設けることにより画像情報を遠隔地と送受信するファクシミリ装置の機能や、原稿を読取る読取装置、原稿搬送装置を設けることにより複写機の機能を有するようにして多機能の画像形成装置とすることもできる。
【００６４】
以下に、画像形成装置の各プロセス工程に関して詳述する。
【００６５】
感光体３としては、その材質、形状、構造、大きさ等については、目的に応じて選択することができる。形状としては、ドラム状、シート状、エンドレスベルト状などが挙げられる。大きさは、画像形成装置１の大きさや仕様に応じて選択することができる。材質としては、アモルファスシリコン、セレン、ＣｄＳ、ＺｎＯ等の無機感光体、または、ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体（ＯＰＣ）、などが挙げられる。このような有機感光体の層構成としては、単層構造と、積層構造とに大別される。単層構造の感光体は、支持体と、支持体上に単層型感光層を設けてなり、更に必要に応じて、保護層、中間層、その他の層を有してなる。積層構造の感光体は、支持体と、該支持体上に電荷発生層、及び電荷輸送層を少なくともこの順に有する積層型感光層を設けてなり、更に必要に応じて、保護層、中間層、その他の層を有してなる。
【００６６】
帯電工程は、感光体３表面を帯電させる工程であり、帯電装置４０により行われ、感光体３の表面に電圧を印加して一様に帯電させる。帯電装置４０としては、感光体３と接触して帯電させる接触方式と、感光体３と非接触で帯電させる非接触方式とがある。
【００６７】
接触方式の帯電装置４０としては、導電性又は半導電性の帯電ローラ、磁気ブラシ、ファーブラシ、フィルム、ゴムブレードなどが挙げられる。これらの中でも、帯電ローラは、コロナ放電に比べてオゾンの発生量を大幅に低減することが可能であり、感光体３の繰り返し使用時における安定性に優れ、画質劣化防止に有効である。本実施形態の帯電ローラ４１は、一実施形態としては、図示しないが、円柱状を呈する導電性支持体としての芯金と、芯金の外周面上に形成された抵抗調整層と、抵抗調整層の表面を被覆してリークを防止する保護層とを有する。帯電ローラ４１は、電源に接続されており、所定の電圧が印加される。電圧は、直流（ＤＣ）電圧のみでもよいが、ＤＣ電圧に交流（ＡＣ）電圧を重畳させた電圧であることが好ましい。このようにＡＣ電圧を印加することにより、感光体３の表面をより均一に帯電することができる。
【００６８】
非接触の帯電装置４０としては、コロナ放電を利用した非接触帯電ワイヤ、針電極デバイス、感光体３に対して微小な間隙をもって配設された導電性又は半導電性の帯電ローラなどが挙げられる。コロナ放電は、空気中のコロナ放電によって発生した正又は負のイオンを感光体３の表面に与える非接触な帯電方法であり、感光体３に一定の電荷量を与える特性を持つコロトン帯電器と、一定の電位を与える特性を持つスコロトロン帯電器とがある。コロトン帯電器は、放電ワイヤの周囲に半空間を占めるケーシング電極とそのほぼ中心に置かれた放電ワイヤとから構成される。スコロトロン帯電器は、コロトロン帯電器にグリッド電極を追加したものであり、グリッド電極は感光体３表面から１．０〜２．０ｍｍ離れた位置に設けられている。感光体３に対して微小な間隙をもって配設された帯電ローラは、感光体３に対して微小なギャップを持つように帯電ローラを改良したものである。微小なギャップとしては１０〜２００μｍが好ましく、１０〜１００μｍがより好ましい。
【００６９】
露光工程は、帯電された感光体３表面を露光する工程であり、露光装置６０により行われる。露光は、感光体３の表面を像様に露光することにより行うことができる。露光における光学系は、アナログ光学系とディジタル光学系とに大別される。アナログ光学系は、原稿を光学系により直接感光体３上に投影する光学系であり、ディジタル光学系は、画像情報が電気信号として与えられ、これを光信号に変換して感光体３を露光し作像する光学系である。露光手段としては、帯電された感光体３の表面に、形成すべき画像を情報に基づいて露光を行うことができる限り、目的に応じて選択することができる。ロッドレンズ
アレイ系、液晶シャッタ光学系、ＬＥＤ光学系などの各種露光器が挙げられるが、特に、レーザ（ＬＤ）光学系が好ましい。
【００７０】
現像工程は、静電潜像を、トナーを有する現像装置２０を用いて現像して可視像を形成する工程である。現像装置２０は、一成分現像剤を用いて現像する。一成分現像剤としては、磁性トナー、非磁性トナーのいずれであっても良い。この現像装置２０に関しては、後述する。
【００７１】
転写工程は、可視像を記録媒体に転写する工程であり、転写装置７０を用いて行われる。転写装置７０としては、感光体３上の可視像を記録媒体に直接転写する転写手段と、又は中間転写体を用い、中間転写体上に可視像を一次転写した後、可視像を記録媒体上に二次転写する二次転写手段とに大別されるが、ここでは、画像形成装置１の小型化のために直接転写する転写装置７０が好ましい。転写装置７０としては、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラ、圧力転写ローラ、粘着転写器などが挙げられる。ここでは、ローラ方式の転写装置７０を用いている。
【００７２】
なお、記録媒体としては、代表的には普通紙であるが、現像後の未定着像を転写可能なものなら、特に制限はなく、目的に応じて選択することができ、ＯＨＰ用のＰＥＴベース等も用いることができる。
【００７３】
定着工程は、記録媒体に転写された可視像を定着装置８０を用いて定着させる。
【００７４】
定着装置８０としては、選択することができるが、定着部材と定着部材を加熱する熱源とを有する定着装置８０が好適に用いられる。
【００７５】
定着部材としては、互いに当接してニップ部を形成可能であれば、選択することができ、無端状ベルトとローラとの組合せ、ローラとローラとの組合せなどが挙げられる。
【００７６】
定着部材がローラである場合、ローラの芯金は、高い圧力による変形を防止するため非弾性部材で形成されるのが好ましい。非弾性部材としては、特に制限はなく、目的に応じて選択することができるが、アルミニウム、鉄、ステンレス、真鍮等の高熱伝導率体が好適に挙げられる。また、ローラは、その表面がオフセット防止層で被覆されていることが好ましい。オフセット防止層を形成する材料としては、特に制限はなく、目的に応じて選択することができるが、例えば、ＲＴＶシリコーンゴム、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などが挙げられる。
【００７７】
定着工程においては、トナーによる画像を記録媒体に転写し、画像が転写された記録媒体を、ニップ部に通過させることにより、画像を記録媒体に定着させてもよいし、ニップ部にて画像の記録媒体への転写及び定着を同時に行ってもよい。
【００７８】
クリーニング工程は、感光体３上に残留するトナーを除去するもので、クリーニング装置５０により行う。
【００７９】
また、現像装置２０が、感光体３表面に当接される現像ローラ２１で、感光体３に形成された静電潜像を現像すると共に感光体３上の残留トナーを回収することによって、個別にクリーニング装置５０を設けることなくクリーニングを行うことができる。
【００８０】
クリーニング装置５０としては、感光体３上に残留するトナーを除去することができればよく、選択することができる。磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、クリーニングブレード、ブラシクリーナ、ウエブクリーナなどが挙げられる。
【００８１】
これらの中でも、トナー除去能力が高く、小型で安価であるクリーニングブレード５１が特に好ましい。クリーニングブレードに用いられるゴムブレードの材質としては、例えば、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム、等が挙げられ、これらの中でも、ウレタンゴムが特に好ましい。
【００８２】
次に、本実施形態の画像形成装置１に応じた画像形成動作の流れについて説明する。
【００８３】
図１に示したように、感光体３は、回転駆動されながら、その表面が帯電ローラ４１を用いる帯電装置４０によって一様帯電せしめられた後、露光装置６０から発せられるレーザ光の走査を受けて静電潜像が、感光体３の表面上に形成される。この露光走査は、外部からの画像情報に基づいてなされる。感光体３は、その他に、帯電装置４０、現像装置２０、クリーニング装置５０が一体に支持されたプロセスユニット２内に配設されている。このロセスユニット２内の現像装置２０によって、感光体３上の静電潜像は現像され可視像が形成される。現像位置２０よりも感光体３の回転下流側には、転写装置７０が配設されている。
【００８４】
一方、給紙カセットから送られてきた記録紙は、２つのローラ間に挟み込んでいるレジストローラ１４から、感光体３上の可視像に重ね合わせ得るタイミングで、転写領域に向けて送り込まれる。転写領域において、転写装置７０によって、感光体３から記録紙に可視像が転写される。転写領域を通過した感光体３表面は、ドラムクリーニング装置５０によって転写残トナーがクリーニングされる。このドラムクリーニング装置５０は、クリーニングバイアスが印加されるクリーニングローラによって転写残トナーをクリーニングするものである。
【００８５】
可視像が形成された記録紙は、定着装置８０に送り込まれる。送り込まれた記録紙は、定着ローラと加圧ローラとの当接によって形成された定着領域に挟み込まれながら搬送される。記録紙上の可視像は、定着ローラからの加熱や、定着領域内での加圧力の影響を受けて記録紙上に定着せしめられる。その後、定着装置８０から排紙ローラ１４を通過して画像形成装置１の排紙トレイ１６に送り込まれる。
【００８６】
次に、プロセスユニットに関して詳述する。
【００８７】
図２は、プロセスユニット２の構成を示す図である。
【００８８】
プロセスユニットは、感光体と、少なくとも１つのプロセス手段を備えたものであって、本実施形態のプロセスユニット２では、プロセス手段として、図２に示したように、感光体３を帯電させる帯電ローラ４１を有する帯電装置４０と、感光体３に形成された潜像を現像する現像装置２０と、感光体３の表面に残留するトナーをクリーニングするためのクリーニングブレード５１を有するクリーニング装置５０とが一体に構成されている。
【００８９】
このプロセスユニット２は、画像形成装置１に着脱可能になっていて、図１に示すように、画像形成装置１の側面から、画像形成装置１に設けられたレール等の案内手段に沿って装着される。これにより、感光体３やその他プロセス部材の交換を短時間に、容易に行なうことができるようになるので、メンテナンスに要する時間が短縮でき、コストダウンにつながる。また、プロセスの各装置と感光体３が一体となっているので、相対的な位置の精度向上などの利点もある。
【００９０】
図３は、本発明の一実施形態である現像装置の構成を示す図である。
【００９１】
本実施形態の現像装置２０は、一成分現像剤を収納している収納室３４と、感光体３上の潜像を現像する一成分現像剤を担持して搬送する現像剤担持体としての現像ローラ２１と現像ローラ２１に一成分現像剤を供給する供給部材としての供給ローラ２２とを有する現像室３５と備えており、収納室３４と現像室３５の間には仕切部３６が形成されている。仕切部３６は、山のような形状のものであり、これにより現像装置２０を収納室３４と現像室３５の２つの部屋を分けている。
【００９２】
現像装置２０は、現像ローラ２１上にトナー層を形成し、現像ローラ２１上のトナー層を感光体３と接触させるように搬送することにより、感光体３上の静電潜像を現像する接触一成分現像を行うものである。
【００９３】
収納室３４には攪拌・搬送部材２４が備えられており、現像装置２０内のトナーは、撹拌・搬送部材２４の回転により攪拌され、仕切部３６を越えて機械的に現像室３５に搬送され、供給部材としての供給ロ−ラ２２に供給される。この供給ローラ２２は発泡ポリウレタン等で形成され、可撓性を有し、５０〜５００μｍの径のセルでトナーを保持し易い構造となっている。また、供給ローラ２２のＪＩＳ−Ａ硬度は１０〜３０゜と比較的低く、現像ローラ２１とも均一に当接させることができる。
【００９４】
供給ローラ２２は現像ローラ２１と同方向、即ち両ローラの接触する領域では、互いに表面が逆方向に移動するように回転駆動されている。また、両ローラの線速比（供給ローラ／現像ローラ）は０．５〜１．５が好ましい。また、供給ローラ２２を、現像ローラ２１と逆方向、即ち両ローラの対向部で互いに表面が同方向に移動するように回転させてもよい。なお、本実施形態では、供給ローラ２２は現像ローラ２１と同方向の回転で、その線速比は０．９に設定した。供給ローラ２２の現像ローラ２１に対する喰い込み量は０．５〜１．５ｍｍに設定している。本実施形態ではユニット有効幅が２４０ｍｍ（Ａ４サイズ縦）の場合、必要なトルクは１４．７〜２４．５Ｎ・ｃｍである。
【００９５】
現像ローラ２１は、導電性基体上にゴム材料からなる表層を有してなり、直径が１０〜３０ｍｍであり、表面を適宜荒らして表面粗さＲｚを１〜４μｍとしたものである。この表面粗さＲｚの値はトナーの平均粒径に対して１３〜８０％が好ましい。これにより現像ローラ２１表面に埋没することなくトナーが搬送される。特に、現像ローラ２１の表面粗さＲｚは、著しく低帯電のトナーを保持しないように、トナーの平均粒径の２０〜３０％の範囲が好ましい。ゴム材料としては、シリコーンゴム、ブタジエンゴム、ＮＢＲゴム、ヒドリンゴム、ＥＰＤＭゴムなどが挙げられる。また、現像ローラ２１の表面に、特に経時品質を安定化させるためにコート層を被覆することが好ましい。コート層の材料としては、シリコーン系材料、テフロン（登録商標）系材料などが挙げられる。シリコーン系材料はトナー帯電性に優れ、テフロン（登録商標）系材料は離型性に優れている。なお、導電性を得るために、カーボンブラック等の導電性材料を含有させることもできる。コ−ト層の厚みは５〜５０μｍが好ましい。この範囲を外れると、割れ易い等の不具合が発生しやすくなることがある。
【００９６】
供給ローラ２２上、又は内部に存在する、所定極性（本実施形態の場合は、負極性）のトナーは、回転により接触点で互いに反対方向に回転する現像ローラ２１と挟まれることにより、摩擦帯電効果で負の帯電電荷を得て静電気力により、また、現像ローラ２１の表面粗さによる搬送効果により現像ローラ２１上に保持される。しかし、この時の現像ローラ２１上のトナー層は均一ではなくかなり過剰に付着している（１〜３ｍｇ／ｃｍ２）。
【００９７】
そこで、トナー層厚を規制する規制部材２３を、当接させることにより、現像ローラ２１上に均一な層厚を有するトナー薄層を形成している。規制部材２３は、先端が現像ローラ２１の回転方向に対して下流側を向き、規制部材２３の中央部が当接する、いわゆる腹当て当接であるが、逆方向でも設定可能であるし、エッジ当接を実現することも可能である。
【００９８】
規制部材２３の材料としては、ＳＵＳ３０４等の金属が好ましく、厚みは０．１〜０．１５ｍｍである。金属以外にも厚み１〜２ｍｍのポリウレタンゴム等のゴム材料やシリコーン樹脂等の比較的硬度の高い樹脂材料が使用可能である。なお、金属以外でもカ−ボンンブラック等を混ぜ込むことにより低抵抗化できるので、バイアス電源を接続して現像ローラ２１との間に電界を形成することも可能である。
【００９９】
現像装置２０には、図３に示すように、攪拌・搬送部材２４、検知部材２７および同期部材２６が設けられている。
【０１００】
攪拌・搬送部材２４は、収納室３４に設けられており、回動することにより収納室３４内の一成分現像剤のトナーを攪拌して帯電させ、さらに、現像室３５へトナーを搬送する機能を有している。
【０１０１】
検知部材２７は、トナー残量を検知するもので、現像室３５に設けられており、現像室３５内のトナーの量に対応して回動する位置が変化する。
【０１０２】
同期部材２７は、攪拌・搬送部材２４と検知部材２７との回転のタイミングを取るためおよび検知部材２７へ駆動力を伝達するためのもので、仕切部３６の近傍に設けられている。
【０１０３】
次に攪拌・搬送部材２４、検知部材２７および同期部材２６について具体的に説明する。
【０１０４】
図４に攪拌・搬送部材２４の構成を示し、図５に検知部材２７の構成を示し、図６および図７に同期部材２６の構成を示す。
【０１０５】
また、攪拌・搬送部材２４、検知部材２７および同期部材２６が組み合わされた状態を図８に示す。
【０１０６】
図３、図４および図８に示すように、攪拌・搬送部材２４は、回転軸２４２とこの回転軸２４２に設けられた羽根２４１ａおよび２４１ｂを有している。回転軸２４２にはその一方の端部にカム２５が取り付けられており、更に図８に示すように円盤２４３が取り付けられている。回転軸２４２は、駆動モータ（図示せず）の駆動力を受けて図３の矢印の方向に回転するように取り付けられている。
【０１０７】
図４は、攪拌・搬送部材の形状を示す図である。攪拌・搬送部材２４は、回転するフィルム状の羽根２４１ａおよび２４１ｂを備えている。攪拌・搬送部材２４は、収納室３４にあるトナーを攪拌させることで、トナーを摩擦帯電させる機能を有する。さらに、収納室３４から現像室３５へトナーを搬送する機能を併せて有している。
【０１０８】
攪拌・搬送部材２４の羽根２４１ａおよび２４１ｂは、完全に機能を分離できるわけではないが、それぞれの機能に対応させた羽根の形状にするために、回転軸２４２を中心線として非対称にしている。また、羽根の中に打ち抜きを設け、打ち抜きの位置および羽根の面積を調整しながら、搬送能力、攪拌能力を制御している。
【０１０９】
例えば攪拌機能を主体とした羽根２４１ａは、打ち抜きの多い形状にし、一方、搬送機能を主体とした羽根２４１ｂは、打ち抜きを羽根２４１ａよりも少なくして面積を確保し搬送するトナー量を調整している。
【０１１０】
搬送するトナー量は、現像のためにトナーが消費される量に対応して決定され、消費量を順次補給する量となる。
【０１１１】
搬送能力、攪拌能力を制御するための方法として、羽根の長さ（回転軸２４２から羽根の周端部までの長さ）を変えることもできる。例えば、攪拌機能を主体とした羽根２４１ａの長さを、搬送機能を主体とした羽根２４１ｂの長さよりも短くして攪拌能力を制御することもできる。なお、図２および図３においては羽根２４１ａの長さを羽根２４１ｂの長さよりも短くしたものを示している。
【０１１２】
また、攪拌・搬送部材２４の羽根は２つに限らず３つ以上にすることもできる。この場合も含めて羽根の数を複数にした場合には少なくとも１つは搬送機能を主体とする羽根とする。
【０１１３】
図４の実施形態においては、羽根２４１ａおよび２４１ｂは、可撓性を有する樹脂製のフィルムを用いる。この場合フィルムで可撓性を有することから、羽根２４１ｂは現像装置２０の底部筐体を摺擦して、収納室３４にあるほとんどのトナーを現像室３５に搬送することができる。樹脂としては、パリプロピレン、ポリエチレ等のオレフィン系の樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート等のフッ素系樹脂、シリコーン系樹脂を用いる。なお、羽根としてはフィルム状のものに限らず、板状のものを用いることもできる。
【０１１４】
また、図８に示すように攪拌・搬送部材２４の回転軸２４２には、円盤２４３を設けている。この円盤２４３は、同期部材２６を現像装置筐体２０１に押圧し、さらに、円盤２４３の厚さで同期部材２６の位置決めをする。これによって、同期部材２７の軸方向への変動を抑え、回転精度を向上させることで、同軸の攪拌・搬送部材２４と同期部材２６との回転・回動を確実に行なうようにしている。
【０１１５】
図３、図５および図８に示すように、検知部材２７には軸２７１ａ、２７１ｂと、検知板２７５および係合部２７６が設けられている。
【０１１６】
検知板２７５は、トナー残量を検知するためにトナーと接触する板状のものであり、トナーの量によって回動する位置が異なってくる。
【０１１７】
軸２７１ａおよび２７１ｂは、回転自在に取り付けられており、かつその軸端部に設けられたバネ部材（図示せず）により検知板２７５が供給ローラ２２に近づく下向き方向に付勢されている。
【０１１８】
検知部材２７の検知板２７５は検知部材２７の回動により現像室３５内の空間を上昇、下降する。上昇するときには供給ローラ２２から遠ざかり、下降するときは供給ローラ２２に近づく。
【０１１９】
係合部２７６は、軸２７１の一方に、検知板２７５と一体的に設けられており、その下側が同期部材２６の足２６４ａに係合する。
【０１２０】
係合部２７６と検知板２７５は、軸２７１ａおよび２７１ｂに対して異なる角度で設けられており、係合部２７８が上側の位置となっている。
【０１２１】
検知板２７５は、剛性を有し、変形しにくい材質にする。可撓性を有し、変形しやすい材質では、非磁性一成分現像剤のトナーであっても、トナー残量を検知できない。したがって、ＡＢＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂等の熱可塑性または熱硬化性樹脂が挙げられる。カーボンブラック、シリカ、アルミナなどの顔料を充填剤として、含有させても良い。
【０１２２】
また、検知板２７５の検知面の面積を１０００〜１５００ｍｍ２の範囲にする。面積が小さい方が、少ないトナーを検知できるので、トナー残量を検知するには好ましい。このために、面積が１５００ｍｍ２を越えるとトナーを押しのける力が強くなりトナー残量の検知精度が低下する。また、面積が１０００ｍｍ２より小さくなると検知板２７５が壊れることがある。
【０１２３】
また、検知板２７５は、付け根から先端までの幅が１０ｍｍ以上あることが好ましい。この幅が長いほど、少ないトナー残量を検知することができ、トナー残量の検知精度を上げることができる。長すぎると検知板２７５の先端に負荷がかかり、壊れるおそれがあり、また、装置の小型化が困難になる。
【０１２４】
同期部材２６は、図３、図６、図７および図８に示すように、軸となる円柱部分２６１に第１のレバー２６３と、第２のレバー２６４が設けられたもので、第１のレバー２６３は、搬送・攪拌部材と同軸にあるカム２５に当接している。第２のレバー２６４には足２６４ａが設けられており、検知部材２７の係合部２７６の下側に係合している。
【０１２５】
円柱部分２６１には一端が閉塞した軸孔２６２が形成され、筐体２０１に設けられた軸の突起部２０２がこの軸孔２６２に挿入されており、これにより同期部材２６は回動自在に取り付けられている。
【０１２６】
そして同期部材２６の円柱部分２６１には、図８に示すように、その軸端部にバネ部材２６６が取り付けられ、これにより同期部材２６は第１のレバー２６３がカム２５に当接する方向に付勢されている。
【０１２７】
図７は、同期部材２６の円柱部分２６１に軸孔２６２に通じる開口部２６５を設けたものを示している。
【０１２８】
開口部２６５を設ける理由を説明すると、現像装置２０内にはトナーが収納されており、回動している同期部材２６の軸孔２６２と突起部２０２との間にトナーが浸入するときがある。同期部材２６の軸孔２６２と突起部２０２との間にトナーが浸入すると、同期部材の２６の回動による摺擦によって発生する摩擦熱でトナーが溶融して、その後、冷却して固体化するときに、同期部材２６と突起部２６２と固着させてしまい、トナーの搬送、トナー残量の検知等ができなくなる懸念があった。このように、同期部材２６は、長時間の使用によって、トナーで固着されて動作不良になることが課題でありこれに対処することが必要であった。
【０１２９】
図７はこのように課題に対処するために開口部２６５を有する同期部材を示す図である。図７に示すように、この同期部材２６の円柱部分２６１に開口部２６５を設けている。この開口部２６５を設けたことで、軸孔２６２の中に浸入したトナーを、吐き出させることができる。これによって、内部に留まることを防ぐことができるから、トナーが内部で溶融して突起部２０２と同期部材２６とが固着するのを防止することができる。（ａ）には開口部２６５の形状として矩形にしたものを示しており、（ｂ）には、スパイラル状のものを示している。特に（ｂ）に示すように、回動方向にスパイラル形状の開口部２６５にすることで、浸入したトナーの吐き出しがすばやく行われ、固着する事故の発生を防止することができる。
【０１３０】
このような構成において、図３に示すように、攪拌・搬送部材２４は、駆動モータ（図示せず）の駆動力を受けて矢印の方向に回動し、収納室３４にある一成分現像剤であるトナーを攪拌させるとともに、羽根２４１ｂにより収納室３４の筐体底部を摺擦しながら収納室３４内のトナーを現像室３５に供給する。
【０１３１】
このときに、同期部材２６の第１レバー２６３は、搬送・攪拌部材と同軸にあるカム２５に圧接しているので、同期部材２６はカム２５を介して攪拌・搬送部材２４により駆動されてカム２５の形状に沿って揺動する。
【０１３２】
検知部材２７の係合部２７６の下側は、同期部材２６の第２レバー２６４の足２６４ａに圧接した状態で係合しており、検知部材２７は同期部材２６の揺動に連れて回動する。具体的には、検知部材は２７の上方への動きは同期部材の２６の第２レバー２６４により押し上げられることにより行なわれ、下方への動きは検知部材２７の下方向への付勢力により第２レバー２６４により動きを妨げられる位置まで行なわれる。
【０１３３】
このように、検知部材２７は、同期部材２６によって上昇する駆動力を伝達されるとともに最下降位置を規制される。
【０１３４】
揺動時の第２レバー２６４の最下端位置は、仕切り部３６に接触しない位置までとしている。
【０１３５】
検知部材２７の係合部２７６と検知板２７５との間に角度を持たせて、係合部２７６が検知板２７５より上方の位置にあるようにしているが、このようにすることにより、第２レバー２６４の最下端位置が、仕切り部２６に接触しない位置のときでも、検知板２７５の下方への動きの最下端の位置を、トナーエンド検出ができるように供給ローラ２２近傍とすることができる。
【０１３６】
このように検知板２７５と係合部２７６の位置関係を変えることにより、現像室３５内に残っているトナーの量がどの程度のときをトナーエンドとするかを変えることができる。
【０１３７】
トナーエンド検知の状態を説明すると、トナー残量を検知する検知部材２７の検知板２７５は、図３に示すように、トナーの量によって回動する角度すなわち回動の下端位置が異なってくる。上記したように動作状態において検知板２７５は供給ローラ２２に向かって回動するが、このときに、現像装置２０の現像室３５にトナーが多量に有ると、検知板２７５と供給ローラ２２との間にトナーが存在するために検知板２７５の回動が止められて、回動する角度が小さくなり、検知板２７５は供給ローラ２２から離れた位置で回動がとまる（図３の破線の位置）。
【０１３８】
現像室３５に存在するトナー量が、ほとんどない場合には、検知板２７５の回動角度は大きくなり、供給ローラ２２の位置近く又は当接すれすれの位置まで回動することができる（図３の実線の位置）。
【０１３９】
したがって、この検知板２７５回動する角度の大きさ、すなわち回動の下端位置の状況を検知することで、現像装置２０の、トナー残量を検知することができる。
【０１４０】
次に図９を参照して、現像装置２０内の攪拌・搬送動作およびトナー検出のタイミングを説明する。
【０１４１】
なお、図９においては、攪拌・搬送部材２４の羽根として、攪拌機能を主体とした羽根２４１ａの長さを、搬送機能を主体とした羽根２４１ｂの長さよりも短くした実施形態のものを示している。
【０１４２】
図９の（１）において、攪拌・搬送部材２４は、トナーの補給信号が送信された場合又は画像形成動作の信号が送信された場合に矢印方向に回転を始める。攪拌・搬送部材２４が回転すると回転軸２４２に装着されているカム２５も同時に回転する。
【０１４３】
このカム２５に、同期部材２６の第１レバー２６３がバネ２６６（図８参照）により付勢されて当接されている。
【０１４４】
（１）に示す状態では、第１レバー２６３のカム２５への当接位置は回転軸２４２に最も近い位置であるので、第２レバー２６４の位置は最も低い位置となる。検知部材２７の検知板２７５はバネ部材により下向き方向に付勢されており下向き方向に回動するが、第２レバー２６４の位置が最も低いので、第２レバー２６４によっては最も低い位置に移動するまではその動きを妨げられることがない。したがって、検知板２７５はトナーの量が少ない状態では検知板２７５もトナーによって回動を妨げられる位置まで回動するか、または第２レバー２６４によりその動きを妨げられる最も低い位置まで回動する。
【０１４５】
（１）に示す検知板２７５の位置は、トナーの量が少ない場合の位置を示しており、この状態では検知部材２７の検知板２７５は、現像室３５内の下部に位置するため現像室３５を塞いだ状態になっている。
【０１４６】
次に攪拌・搬送部材２４およびカム２５が回転して（２）の状態になった場合には、第１レバー２６３の当接位置は回転軸２４２に最も近い位置のままであるので、第２レバー２６４および検知板２７５の位置は変化せず、検知部材２７の検知面２７５が現像室３５を塞いだ状態は継続されている。
【０１４７】
（１）の状態から（２）の状態へ攪拌・搬送部材２４が回転するときに、攪拌・搬送部材２４の羽根２４１ａが仕切部３６近傍を通過しトナーを現像室３５方向へ押しやる動きをするが、羽根２４１ａの機能は攪拌機能が主であるので、検知面２７５が現像室３５をやや塞いだ状態は継続されていても影響は少ない。
【０１４８】
なお、（１）に示す状態において、トナーの量が多い場合には、検知部材２７の検知面２７５の先端は、収納室３４と現像室３５との間の仕切部３６より上側の位置になり現像室３５は開口された状態になる。
【０１４９】
（２）の状態から（３）の状態へ攪拌・搬送部材２４が回転するときには、第１レバー２６３の当接位置は回転軸２４２に近い位置から徐々に遠い位置に変化し、回転軸２４２から最も遠い位置まで押し下げられるので、第２レバーの位置は最も低い位置から最も高い位置まで上昇される。検知部材２７の検知板２７５はバネ部材により下向き方向に付勢されているが、第２レバーが上昇されるので、その力を受けて検知板２７５も最も高い位置まで押し上げられる。
【０１５０】
この状態では、検知部材２７の検知面２７５の先端は、収納室３４と現像室３５との間の仕切部３６より上側にあるために、現像室３５は開口された状態になっている。
【０１５１】
攪拌・搬送部材２４およびカム２５が回転して（４）の状態になった場合には、第１レバー２６３の当接位置は回転軸２４２から最も遠い位置のままであるので、第２レバー２６４および検知板２７５の位置は変化せず、現像室３５が開口された状態は継続されている。
【０１５２】
（３）の状態から（４）の状態へ攪拌・搬送部材２４が回転するときに、攪拌・搬送部材２４の羽根２４１ｂが仕切部３６近傍を通過しトナーを現像室３５方向へ押しやる動きをする。羽根２４１ｂの機能は搬送機能が主であるので、開口されている現像室３５へトナーが搬送される。
【０１５３】
（４）の状態から（１）の状態へ攪拌・搬送部材２４が回転するときには、（２）の状態から（３）の状態へ攪拌・搬送部材２４が回転するときとは逆のことが行なわれ、（１）の状態に戻る。
【０１５４】
トナーエンドの検出は、第２レバーの位置が最も低い位置となって、第２レバー２６４によっては、検知板２７５の下向き方向の回動が最も低い位置に移動するまでは妨げられることがない（１）から（２）付近のタイミングで行なわれる。
【０１５５】
また、この実施形態においては、このタイミングではトナーの搬送の影響も受けにくいので検出への悪影響も少ない。
【０１５６】
このように、現像装置２０では、バネ２６６で付勢された同期部材２６を攪拌・搬送部材２４の回転軸２４２に設けられたカム２５に当接させることで、同期部材２６を他から別の駆動力を得ることなく回動させ、この同期部材２６の回動により検知部材２７の動きをコントロールしてトナー残量を検知すると共に、トナーの搬送・補給を行うことができる。
【０１５７】
図１０は、検知部材と他の構成部材との位置関係を示す図である。検知部材２７の位置は、その回転軸２７１の中心が、供給部材２２と現像ローラ２１との接触領域より高い位置にある。この接触領域では、供給部材２２から現像ローラ２１にトナーが供給される。検知部材２７の回転軸の中心が、接触領域より高い位置に置くことで、トナー残量検知の精度を向上させることができる。
【０１５８】
また、検知部材２７の位置は、その回転軸２７１ａおよび２７１ｂの中心が、供給部材２２の回転軸の中心より高い位置にある。供給部材２２は、現像室３５にある一成分現像剤をできるだけ残さないように現像ローラ２１に供給する。このために、現像室３５の筐体底面を摺擦又は摺擦に近い間隙で回転させることになるが、検知部材２７の回転軸２７１ａおよび２７１ｂの中心が供給部材２２より低い位置にあると、検知部材２７の幅を長くすることが困難になる。
【０１５９】
次に画像形成装置１においてトナーエンドを検知する構成について説明する。
【０１６０】
図５に示す検知部材２７の軸２７１ａには、図１１示すようにアーム２８が取り付けられている。
【０１６１】
図１１は、プロセスユニット２の外観の一部を示す図である。
【０１６２】
プロセスユニット２には、プロセスユニット筐体２０５が設けられている。この筐体２０５の側面の一方には、アーム２８が回動可能な範囲にわたって、開口部２０７が形成されており、アーム２８はこの開口部２０７から露出した状態で配置されている。検知部材２７の回動軸２７１ａの端面およびアーム２８の外側の面は、筐体２０５の側外面と同じ面になるように配置されている。
【０１６３】
このようにすることにより、アーム２８および回動軸２７１ａが筐体２０５から外側へ突出することがないため、プロセスユニット２を着脱するときに円滑に動かすことができる。また、プロセスユニット２を装着する際に回動部材２９（後述する図１４乃至図１６に示す）との接触を円滑に行なうことができる。
【０１６４】
筐体２０５の両側面のそれぞれには円形のガイド２０６が一対形成されている。このガイド２０６は、プロセスユニット２の着脱移動時および装着時には本体側壁１０１のガイドレール１０２（後述する図１５に示す）上面に接触しプロセスユニット２を支持する。
【０１６５】
図１２の（ａ）および（ｂ）は、検知部材２７の軸２７１ａとアーム２８の接合部を示す図である。
【０１６６】
検知部材２７の軸２７１ａの端部には、円形の軸の一部を研削して平坦にした平坦部２７２と、円の中心を通過して周面から周面にわたる溝２７３が形成され、さらに、軸２７１ａの周面に半球状の突起２７４が一対設けられている。
【０１６７】
アーム２８は略長方形の板状もので、一方の端部に、軸２７１ａが挿入される軸孔２８１が形成されている。
【０１６８】
軸孔２８１の一部には、軸２７１ａの平坦部２７２に対応した平坦面２８２が形成されており、軸孔２８１内面には軸２７１ａの突起２７４と嵌合する半球状の凹部２８３が一対設けられている。
【０１６９】
軸２７１ａの平坦部２７２はアーム２８の厚みと略同じ長さに形成され、溝２７３はアーム２８の厚みよりも長く形成されている。
【０１７０】
このような構成により、検知部材２７の軸２７１ａの先端をアーム２８の軸孔２８１に押し込むだけで、嵌め込むことができる。また、平坦部２７２と２８２の平面で合わさっていることおよび、突起２７４が凹部２８３に嵌合していることにより、軸２７１ａの回転方向のすべりや軸方向の移動がない。更に溝２７３が形成させていることにより検知部材２７の軸２７１ａがアーム２８の軸孔２８１に弾性的に嵌め込まれる。
【０１７１】
図１３は、従来のアームと軸との連結状態を示す図である。
【０１７２】
従来においては、検知部材の軸２７はアーム２８の端部より外側に出ており、また、これまでは、突き出た軸にＣリングまたはＥリング３７を装着することで、軸をとめていた。しかし、これでは、突き出た軸の分の空間を設けなければならず、プロセスユニットを小型化することに問題がある。また、Ｃリング等を装着することで時間の短縮も難しい。
【０１７３】
本発明の実施形態では、ネジ、溶接等の接合の必要が無く、アーム２８を検知部材２７の軸２７１ａに簡略に取り付けることができ、突き出た軸の分がないので、小型化もできる。
【０１７４】
上記のように、検知部材２７の回動状態は、検知部材の軸２７１ａに取り付けられたアーム２８を介して、画像形成装置１本体へ伝達され、装置１本体において、回動の下端位置の状況を検知することで、現像装置２０の、トナー残量を検知することができる。
【０１７５】
図１４は、トナーエンドを検知する画像形成装置１本体側の構成を示す図であり、画像形成装置１本体には、プロセスユニット２を装置１本体に装着したときに、現像装置２０の検知部材の軸２７１に取り付けられたアーム２８と接合し、アーム２８の回動に対応して回動する回動部材２９と、回動部材２９の回動を検出するセンサ３０が設けられている。
【０１７６】
回動部材２９は板状のもので、装置１本体に取り付けられた回動軸２９１に水平方向に回動自在に取り付けられ、バネ３２によりアーム２８側に付勢されている。回転部材２９のアーム２８と接合する面の形状はアーム２８の回動位置に対応して、回転部材２９の回動角度が変わるような形状となっており、アーム２８の回動は、回動部材２９の水平方向の回動に方向転換される。
【０１７７】
センサ３０は、上部側の発光素子３０１と下側にある受光素子３０２とを有する光透過型の光センサであり、ブランケット３１により装置１本体の筐体（図示せず）に取り付けられている。
【０１７８】
回動部材２９が回動するとその一部が発光素子３０１と受光素子３０２の間を横切ることにより検知部材２７の回動が検知される。
【０１７９】
トナー残量の検知は、検知部材２７の回動軸２７１ａと同軸で現像装置２０の外に露出して取り付けられたアーム２８が回動し、この回動が回動部材２９に伝達されることにより行なわれる。
【０１８０】
トナー有りの状態では、アーム２８の回動する角度が小さいことから、回動部材２９の回動する角度は小さいが、トナー無しの状態では、回動部材２９が大きく回動する。回動部材２９が大きく回動すると、回動部材２９の一部がセンサ３０を横切る。センサ３０の上部側の発光素子３０１が発光する光を下側にある受光素子３０２に光が届かないことから、現像室３５に存在するトナー残量を検知することができ、トナーエンドを検知することができる。
【０１８１】
また、回動部材２９を設けず、アーム２８の回動する角度を光学センサにより直接検知する構成にしてもよい。
【０１８２】
図１５は、プロセスユニット２を画像形成装置１本体に装着する状態を説明するための図である。
【０１８３】
図１６は、図１５の一部拡大図である。
【０１８４】
図１５（ａ）は、プロセスユニット２が装着されていないときの回動部材２９等の状態を示しており、図１５（ｂ）は、プロセスユニット２を画像形成装置１本体に装着した状態を示している。
【０１８５】
図１５および図１６において、画像形成装置１本体に形成されたプロセスユニット２の装着のための空間３００の両側には画像形成装置１本体の側壁１０１が形成されている。この側壁１０１の外側に画像形成装置１の外カバー（図示せず）が配置される。側壁１０１にはプロセスユニット２の着脱の際にプロセスユニット２をガイドし、装着時に支持するガイドレール１０２が形成されている。側壁１０１の一方には回動部材２９の移動範囲にわたって開口部１０３が形成されており、回動部材２９がこの開口部１０３に取り付けられている。
【０１８６】
回動部材２９は水平方向に回動可能となっており、回動軸２９１は矢印で示すプロセスユニット２の挿入方向の手前側に配置されている。
【０１８７】
側壁１０１の開口部１０３の外側にはトナーエンド検知のためのセンサ３０が配置され、ブラケット３１により側壁１０１に取り付けられている。
【０１８８】
回動部材２９は、図１６に示したようにバネ３２により空間３００の方向に付勢されており、プロセスユニット２が装着されていない状態では（ａ）に示すようにその端部が空間３００の内側に少し入り込むともに、側壁１０１の外側にあるセンサ３０の光を遮らないような状態になっている。
【０１８９】
このような構成において、プロセスユニット２は、ガイドレール１０２に沿って、矢印で示す方向に挿入されて装着される。このときに回動部材２９はアーム２８の外側面に当接し、回動軸２９１を中心として側壁１０１の外側にあるセンサ３０の方向へ少し回動する。回動部材２９は、トナーエンドでない状態ではセンサ３０の光を遮らない位置になるように設定されている。ただし、回動部材２９の形状、位置関係を変えて光を少し遮るようにすることもでき、この場合にはトナーエンド検出の閾値を調整することで、プロセスユニット２の装着かトナーエンド検出かの区別をすることができる。
【０１９０】
（ｂ）は、プロセスユニット２を画像形成装置１本体に装着した状態を示しており、回動部材２９の位置はトナーエンドの状態を示している。
【０１９１】
この状態では、回動部材２９はプロセスユニット２が装着されたときの最初の位置よりも更に回動してセンサ３０の光を完全に遮ることになり、トナーエンドが検出される。
【０１９２】
回動部材２９の向きが、プロセスユニット２の挿入方向と同じ方向に回動しにくいような向きである場合、例えば回動部材２９がプロセスユニット２に対抗する向きであるような場合には、プロセスユニット２の挿入に対して回動部材２９が抵抗することになり、プロセスユニット２の挿入が円滑に行なわれなくなる。ここでは、回動部材２９の回動軸２９１がプロセスユニット２の挿入方向の手前側に配置されている。これにより回動部材２９は、プロセスユニット２の挿入に逆らわずに同じ方向に回動されることになり、プロセスユニット２の装着が円滑に行なわれるようにしている。
【０１９３】
また、図１７は、プロセスユニット２を画像形成装置１本体に装着した状態を示す平面図である。画像形成装置が備えるバネ３３で、プロセスユニット２を画像形成装置１の奥側に押しつけている。これによって、回動部材２９とアームの距離が短くなり、又、一定した力で押されることから、安定した検知動作をさせることができる。
【０１９４】
図１８は、センサ３０からの出力信号を示す図である。
【０１９５】
センサ３０からは、検出出力（図示せず）にもとづき信号処理をした信号が出力される。現像装置２０の現像室３５にトナーがある状態では、信号出力として、（１）に示すように、レベルＬが出力される。
【０１９６】
現像室３５にトナーがない状態では、回動部材２９により攪拌・搬送部材２４の回動のサイクルで、センサ３０の光が遮られるので、（２）に示すようにそれに対応して信号出力としてレベルＨのパルスが現れる。信号Ｈの強さ、デューティーを予め設定することで、現像室３５内のトナー残量に応じた信号を検出するようにすることができる。
【０１９７】
図１９は、トナーエンド検知装置の動作の流れを示すフローチャートである。画像形成装置１で、コピーボタン又はプリント開始をＯＮすることで、画像形成動作を開始する（ステップＳ２）。これと同時に、トナーエンド検知装置のセンサ３０がＯＮされる（ステップＳ３）。
【０１９８】
トナーエンドの場合には、トナーエンド検知装置における検知部材２７の回動により、図１８の（２）に示す信号Ｈを検知する（ステップＳ４）。この信号Ｈを検知したときに、トナーエンドの判定をするための検知処理を開始する（ステップＳ５）。信号Ｈが、１回表れただけでは、トナーの搬送ムラ、現像室の偏在することもあるので、すぐにトナーエンドの判定はできない。したがって、例えば、信号Ｈが連続してＮ回以上表れた場合にトナーエンドと判定する（ステップＳ６）。逆に、信号ＨがＮ回未満しか表れない場合は、信号Ｈを検知するステップＳ４に戻る。
【０１９９】
トナーエンドと判定した場合は、画像形成動作を中止し（ステップＳ７）、トナーエンドの表示をモニター画面に表示する（ステップＳ８）。
【０２００】
以上説明したように、本実施形態の現像装置２０においては、検知部材２７が、感光体３上の潜像を現像する現像ローラ２１にトナーを供給する供給ローラ２２の近傍に設けられ、この検知部材２７により、現像室３５の特に供給ローラ２２近傍のトナー残量を検出することができる。検知部材２７の回動は画像形成装置１に伝達され、トナー残量の検出は画像形成装置１のセンサ３０により行なわれる。
【０２０１】
攪拌・搬送部材２４によってトナーは仕切部３６を越えて現像室３５へ搬送される。検知部材２７は同期部材２６によって攪拌・搬送部材２４からの駆動力を伝達されて駆動され、これによりトナー残量の検出は、攪拌・搬送部材２４の搬送動作とタイミングをとりながら行なわれる。
【０２０２】
また、回動する同期部材２６の軸孔２６２に浸入するトナーを吐き出させることで、長期にわたって安定したトナーエンド検知を行なうことができる。
【符号の説明】
【０２０３】
１ 画像形成装置
１０１ 画像形成装置筐体の側壁
１０２ ガイドレール
１０３ 開口部
２ プロセスユニット
２０５ プロセスユニット筐体
２０６ ガイド
２０７ 開口部
３ 感光体
１０ 給紙ユニット
１１ 給紙カセット
１２ 給紙ローラ
１３ 分離部材
１４ レジストローラ
１５ 排紙ローラ
１６ 排紙トレイ
２０ 現像装置
２０１ 筐体
２０２ 突起部
２１ 現像ローラ
２２ 供給ローラ
２３ 規制部材
２４ 攪拌・搬送部材
２４１ａ、２４１ｂ 羽根
２４２ 回転軸
２４３ 円盤
２５ カム
２６ 同期部材
２６１ 円柱部分
２６２ 軸孔
２６３ 第１レバー
２６４ 第２レバー
２６４ａ 足
２６５ 開口部
２６６ バネ部材
２７ 検知部材
２７１ａ、２７１ｂ 軸
２７２ 平坦部
２７３ 溝
２７４ 突起
２７５ 検知板
２７６ 係合部
２８ アーム
２８１ 軸孔
２８２ 平坦面
３８３ 凹部
２９ 回動部材
２９１ 回動軸
３０ センサ
３０１ 発光素子
３０２ 受光素子
３１ ブラケット
３２ バネ
３４ 収納室
３５ 現像室
３６ 仕切部
４０ 帯電装置
４１ 帯電ローラ
５０ クリーニング装置
５１ クリーニングブレード
６０ 露光装置
７０ 転写装置
８０ 定着装置
３００ 空間
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２０４】
【特許文献１】実開昭６２−１１８２４８号公報
【特許文献２】特開平０２−２０８８７号公報
【特許文献３】特開平１１−１９４５９８号公報
【特許文献４】特開２００６−０９８９１６号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置本体に着脱可能な現像装置のトナーエンドを検出するトナーエンド検出装置であって、現像装置の現像剤担持体にトナーを供給する供給部材の近傍に設けられ、供給部材の方向に回動する面を有し、トナーの量に対応してその回動範囲が変化する検知部材と、この検知部材の回動軸と同軸または検知部材の回動が伝達される回転軸と同軸で現像装置の外に露出して取り付けられたアームと、画像形成装置本体に設けられ、現像装置を画像形成装置に装着したときにアームと接触し、アームの回動に対応して回動する回動部材と、回動部材の回動を検出するセンサとを有することを特徴とするトナーエンド検出
装置。
【請求項２】
請求項１に記載のトナーエンド検出装置において、
前記アームの外側の面は、現像装置の周面の内側か少なくとも同じ面となるように配置されていることを特徴とするトナーエンド検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のトナーエンド検出装置において、
前記検知部材の回動軸または検知部材の回動が伝達される回転軸の端部が、アームの外側の面より内側か、少なくとも同じ面になるように取り付けられていることを特徴とするトナーエンド検出装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のトナーエンド検出装置において、
前記画像形成装置筐体の側壁に開口部を有し、回動部材はこの開口部内を回動するように配置され、センサはこの側壁外側に配置されていることを特徴とするトナーエンド検出装置。
【請求項５】
請求項４に記載のトナーエンド検出装置において、
前記回動部材は、アームの回動方向を転換して回動することを特徴とするトナーエンド検出装置。
【請求項６】
請求項５に記載のトナーエンド検出装置において、
前記回動部材の回動方向を、現像装置またはプロセスユニットの着脱方向と同方向となるように方向転換することを特徴とするトナーエンド検出装置。
【請求項７】
請求項６に記載のトナーエンド検出装置において、
前記回動部材の回動軸が、現像装置またはプロセスユニットの装着方向の手前側に配置されていることを特徴とするトナーエンド検出装置。
【請求項８】
現像装置を画像形成装置本体に装着したときに現像装置のアームと接触し、アームの回動に対応して回動する回動部材と、回動部材の回動を検出するセンサとを有する画像形成装置本体に着脱可能な現像装置であって、現像剤担持体にトナーを供給する供給部材の近傍に設けられ、供給部材の方向に回動する面を有し、トナーの量に対応してその回動範囲が変化する検知部材と、この検知部材の回動軸と同軸または検知部材の回動が伝達される回転軸と同軸で現像装置の外に露出して取り付けられたアームとを有することを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項８に記載の現像装置において、
前記アームの外側の面は、現像装置の周面の内側か少なくとも同じ面となるように配置されていることを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の現像装置において、
前記検知部材の回動軸または検知部材の回動が伝達される回転軸の端部が、アームの外側の面より内側か、少なくとも同じ面になるように取り付けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項１１】
少なくとも、像担持体と現像装置とを一体に支持して、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスユニットにおいて、
請求項８乃至１０のいずれかに記載の現像装置を有し、かつアームはプロセスユニット外に露出して取り付けられたことを特徴とするプロセスユニット。
【請求項１２】
請求項１１に記載のプロセスユニットにおいて、
前記プロセスユニットには側面の一方に開口部が設けられ、アームはその開口部から露出されていることを特徴とするプロセスユニット。
【請求項１３】
請求項１２に記載のプロセスユニットにおいて、
アームの外側の面は、プロセスユニットの側面の内側か少なくとも同じ面となるように配置されていることを特徴とするプロセスユニット。
【請求項１４】
現像剤担持体にトナーを供給する供給部材の近傍に設けられ、供給部材の方向に回動する面を有し、トナーの量に対応してその回動範囲が変化する検知部材と、この検知部材の回動軸と同軸または検知部材の回動が伝達される回転軸と同軸で現像装置の外に露出して取り付けられたアームを有する現像装置またはこの現像装置を含むプロセスユニットが着脱可能な画像形成装置であって、現像装置またはこの現像装置を含むプロセスユニットを画像形成装置に装着したときにアームと接触し、アームの回動に対応して回動する回動部材と、回動部材の回動を検出するセンサとを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置の筐体の側壁に開口部を有し、回動部材はこの開口部内を回動するように配置され、センサはこの側壁外側に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
請求項１４又は１５に記載の画像形成装置において、
前記回動部材は、アームの回動方向を転換して回動することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の画像形成装置において、
前記回動部材の回動方向を、現像装置またはプロセスユニットの着脱方向と同方向となるように方向転換することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の画像形成装置において、
前記回動部材の回動軸が、現像装置またはプロセスユニットの装着方向の手前側に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】
現像装置内の現像剤の量に対応して回動位置が変化する検知部材の回動状態を検出して現像装置内の現像剤の量を検出する現像剤残量検出装置であって、現像領域方向に現像剤を供給する供給部材近傍に設けられ、回動軸に取り付けられて現像装置内の空間を供給部材から遠ざかる方向に上昇し供給部材方向に近づく方向に下降する板状部材を有する検知部材と、検出時に、検知部材に対して板状部材を上昇させる方向の駆動力を与えて板状部材の上昇と下降を行なわせる駆動力伝達装置と、板状部材が下降したときの最下降位置近傍の回動状態を検出するセンサを有することを特徴とする現像剤残量検出装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の現像剤残量検出装置において、前記駆動力伝達装置は、前記検知部材に対して板状部材を上昇させる駆動力を与えることと、板状部材の最下降位置を規制することを交互に行なうことを特徴とする現像剤残量検出装置。
【請求項２１】
請求項１９又は２０に記載の現像剤残量検出装置において、
前記検知部材の回転軸は、供給部材の回転軸より高い位置にあることを特徴とする現像剤残量検出装置。
【請求項２２】
請求項１９乃至２１のいずれかに記載の現像剤残量検出装置現像装置において、
前記現像領域に現像剤を搬送する現像剤担持体が設けられ、前記検知部材の回転軸は、供給部材と現像剤担持体との接触領域より高い位置にあることを特徴とする現像剤残量検出装置。
【請求項２３】
現像装置内の現像剤の量に対応して回動位置が変化する検知部材の回動状態を検出して現像装置内の現像剤の量を検出する現像装置であって、現像領域方向に現像剤を供給する供給部材近傍に設けられ、回動軸に取り付けられて現像装置内の空間を供給部材から遠ざかる方向に上昇し供給部材方向に近づく方向に下降する板状部材を有する検知部材と、検出時に、検知部材に対して板状部材を上昇させる方向の駆動力を与えて板状部材の上昇と下降を行なわせる駆動力伝達装置と、板状部材が下降したときの最下降位置近傍の回動状態を検出するために検知部材の回動状態を外部へ伝達する伝達手段を有することを特徴と
する現像装置。
【請求項２４】
現像剤を収納する収納室と、現像剤を担持して現像領域に搬送する現像剤担持体および該現像剤担持体に現像剤を供給する供給部材を有する現像室とを備え、収納室から現像室に現像剤を搬送する現像装置であって、現像剤の攪拌・搬送部材が収納室に設けられ、現像室内の現像剤の量に対応して回動位置が変化する検知部材が現像室に設けられ、この検知部材の回動位置にもとづいて現像剤残量を検出するために検知部材の回動状態を外部へ伝達する伝達手段が装置外面に設けられたことを特徴とする現像装置。
【請求項２５】
請求項２４に記載の現像装置において、
前記検知部材は、現像領域方向に現像剤を供給する供給部材近傍に設けられ、回動軸に取り付けられて現像装置内の空間を供給部材から遠ざかる方向に上昇し供給部材方向に近づく方向に下降する板状部材を有しており、検出時に、検知部材に対して板状部材を上昇させる方向の駆動力を与えて板状部材の上昇と下降を行なわせる駆動力伝達装置が設けられたことを特徴とする現像装置。
【請求項２６】
請求項２３乃至２５のいずれかに記載の現像装置において、
前記駆動力伝達装置は、前記検知部材に対して板状部材を上昇させる駆動力を与えることと、板状部材の最下降位置を規制することを交互に行なうことを特徴とする現像装置。
【請求項２７】
請求項２３乃至２６のいずれかに記載の現像装置において、
前記検知部材の回転軸は、供給部材の回転軸より高い位置にあることを特徴とする現像装置。
【請求項２８】
請求項２３乃至２７のいずれかに記載の現像装置において、
前記現像領域に現像剤を搬送する現像剤担持体が設けられ、前記検知部材の回転軸は、供給部材と現像剤担持体との接触領域より高い位置にあることを特徴とする現像装置。
【請求項２９】
請求項２３乃至２８のいずれかに記載の現像装置において、
前記検知部材の回動が攪拌・搬送部材の回動に同期して行なわれることを特徴とする現像装置。
【請求項３０】
請求項２３乃至２９のいずれかに記載の現像装置において、
前記駆動力伝達装置による検知部材の駆動が、攪拌・搬送部材の回動による駆動力が伝達されて行なわれることを特徴とする現像装置。
【請求項３１】
請求項２３乃至３０のいずれかに記載の現像装置において、
前記攪拌・搬送部材と前記検知部材の間に、中心軸とその両側にレバーを有する同期部材を設け、攪拌・搬送部材の回転軸にカムを設けて、このカムに一方のレバーが当接することによって同期部材が攪拌・搬送部材と同期しながら揺動し、この揺動が他方のレバーによって検知部材に伝達されて検知部材が駆動されることを特徴とする現像装置。
【請求項３２】
請求項３１に記載の現像装置において、
前記同期部材の中心軸の円柱部分には現像装置筐体に枢支される軸孔が形成され、円柱部分に軸孔に通じる開口部が設けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項３３】
請求項３２に記載の現像装置において、
前記同期部材の開口部がスパイラル形状を有していることを特徴とする現像装置。
【請求項３４】
請求項２３乃至３３のいずれかに記載の現像装置において、
前記攪拌・搬送部材はその回動位置によって攪拌、搬送の機能が異なるように構成され、搬送機能は検知部材が上昇位置にあるときに行なわれるようなタイミングで同期がとられることを特徴とする現像装置。
【請求項３５】
請求項２３乃至３４のいずれかに記載の現像装置において、
前記攪拌・搬送部材は前記攪拌・搬送部材は、複数の羽根を有し、そのうちの少なくとも１つの羽根は搬送機能を主体とするものであることを特徴とする現像装置。
【請求項３６】
請求項２３乃至３５のいずれかに記載の現像装置において、
前記攪拌・搬送部材の回転軸に円盤が設けられ、この円盤により同期部材が現像装置筐体側に押圧され位置決めがされることを特徴とする現像装置。
【請求項３７】
少なくとも、像担持体と現像装置とを一体に支持して、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスユニットにおいて、請求項２３乃至３６のいずれかに記載の現像装置を有することを特徴とするプロセスユニット。
【請求項３８】
潜像を形成する像担持体と、潜像をトナーで現像する現像装置とを備える画像形成装置において、請求項１９乃至２２のいずれかに記載の現像剤残量検出装置、請求項２３乃至３６のいずれかに記載の現像装置、又は請求項３７に記載のプロセスユニットのいずれか１つを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
画像形成装置本体に着脱可能な現像装置のトナーエンドを検出するトナーエンド検出装置であって、現像装置の現像剤担持体にトナーを供給する供給部材の近傍に設けられ、供給部材の方向に回動する面を有し、トナーの量に対応してその回動範囲が変化する検知部材と、この検知部材の回動軸と同軸または検知部材の回動が伝達される回転軸と同軸で現像装置の外に露出して取り付けられたアームと、画像形成装置本体に設けられ、現像装置を画像形成装置に装着したときにアームと接触し、アームの回動に対応して回動する回動部材と、回動部材の回動を検出するセンサとを有することを特徴とするトナーエンド検出
装置。
【請求項２】
請求項１に記載のトナーエンド検出装置において、
前記アームの外側の面は、現像装置の周面の内側か少なくとも同じ面となるように配置されていることを特徴とするトナーエンド検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のトナーエンド検出装置において、
前記検知部材の回動軸または検知部材の回動が伝達される回転軸の端部が、アームの外側の面より内側か、少なくとも同じ面になるように取り付けられていることを特徴とするトナーエンド検出装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のトナーエンド検出装置において、
前記画像形成装置筐体の側壁に開口部を有し、回動部材はこの開口部内を回動するように配置され、センサはこの側壁外側に配置されていることを特徴とするトナーエンド検出装置。
【請求項５】
請求項４に記載のトナーエンド検出装置において、
前記回動部材は、アームの回動方向を転換して回動することを特徴とするトナーエンド検出装置。
【請求項６】
請求項５に記載のトナーエンド検出装置において、
前記回動部材の回動方向を、現像装置またはプロセスユニットの着脱方向と同方向となるように方向転換することを特徴とするトナーエンド検出装置。
【請求項７】
請求項６に記載のトナーエンド検出装置において、
前記回動部材の回動軸が、現像装置またはプロセスユニットの装着方向の手前側に配置されていることを特徴とするトナーエンド検出装置。
【請求項８】
現像装置を画像形成装置本体に装着したときに現像装置のアームと接触し、アームの回動に対応して回動する回動部材と、回動部材の回動を検出するセンサとを有する画像形成装置本体に着脱可能な現像装置であって、現像剤担持体にトナーを供給する供給部材の近傍に設けられ、供給部材の方向に回動する面を有し、トナーの量に対応してその回動範囲が変化する検知部材と、この検知部材の回動軸と同軸または検知部材の回動が伝達される回転軸と同軸で現像装置の外に露出して取り付けられたアームとを有することを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項８に記載の現像装置において、
前記アームの外側の面は、現像装置の周面の内側か少なくとも同じ面となるように配置されていることを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の現像装置において、
前記検知部材の回動軸または検知部材の回動が伝達される回転軸の端部が、アームの外側の面より内側か、少なくとも同じ面になるように取り付けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項１１】
少なくとも、像担持体と現像装置とを一体に支持して、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスユニットにおいて、
請求項８乃至１０のいずれかに記載の現像装置を有し、かつアームはプロセスユニット外に露出して取り付けられたことを特徴とするプロセスユニット。
【請求項１２】
請求項１１に記載のプロセスユニットにおいて、
前記プロセスユニットには側面の一方に開口部が設けられ、アームはその開口部から露出されていることを特徴とするプロセスユニット。
【請求項１３】
請求項１２に記載のプロセスユニットにおいて、
アームの外側の面は、プロセスユニットの側面の内側か少なくとも同じ面となるように配置されていることを特徴とするプロセスユニット。
【請求項１４】
現像剤担持体にトナーを供給する供給部材の近傍に設けられ、供給部材の方向に回動する面を有し、トナーの量に対応してその回動範囲が変化する検知部材と、この検知部材の回動軸と同軸または検知部材の回動が伝達される回転軸と同軸で現像装置の外に露出して取り付けられたアームを有する現像装置またはこの現像装置を含むプロセスユニットが着脱可能な画像形成装置であって、現像装置またはこの現像装置を含むプロセスユニットを画像形成装置に装着したときにアームと接触し、アームの回動に対応して回動する回動部材と、回動部材の回動を検出するセンサとを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置の筐体の側壁に開口部を有し、回動部材はこの開口部内を回動するように配置され、センサはこの側壁外側に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
請求項１４又は１５に記載の画像形成装置において、
前記回動部材は、アームの回動方向を転換して回動することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の画像形成装置において、
前記回動部材の回動方向を、現像装置またはプロセスユニットの着脱方向と同方向となるように方向転換することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の画像形成装置において、
前記回動部材の回動軸が、現像装置またはプロセスユニットの装着方向の手前側に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】
現像装置内の現像剤の量に対応して回動位置が変化する検知部材の回動状態を検出して現像装置内の現像剤の量を検出する現像剤残量検出装置であって、現像領域方向に現像剤を供給する供給部材近傍に設けられ、回動軸に取り付けられて現像装置内の空間を供給部材から遠ざかる方向に上昇し供給部材方向に近づく方向に下降する板状部材を有する検知部材と、検出時に、検知部材に対して板状部材を上昇させる方向の駆動力を与えて板状部材の上昇と下降を行なわせる駆動力伝達装置と、板状部材が下降したときの最下降位置近傍の回動状態を検出するセンサを有することを特徴とする現像剤残量検出装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の現像剤残量検出装置において、前記駆動力伝達装置は、前記検知部材に対して板状部材を上昇させる駆動力を与えることと、板状部材の最下降位置を規制することを交互に行なうことを特徴とする現像剤残量検出装置。
【請求項２１】
請求項１９又は２０に記載の現像剤残量検出装置において、
前記検知部材の回転軸は、供給部材の回転軸より高い位置にあることを特徴とする現像剤残量検出装置。
【請求項２２】
請求項１９乃至２１のいずれかに記載の現像剤残量検出装置現像装置において、
前記現像領域に現像剤を搬送する現像剤担持体が設けられ、前記検知部材の回転軸は、供給部材と現像剤担持体との接触領域より高い位置にあることを特徴とする現像剤残量検出装置。
【請求項２３】
現像装置内の現像剤の量に対応して回動位置が変化する検知部材の回動状態を検出して現像装置内の現像剤の量を検出する現像装置であって、現像領域方向に現像剤を供給する供給部材近傍に設けられ、回動軸に取り付けられて現像装置内の空間を供給部材から遠ざかる方向に上昇し供給部材方向に近づく方向に下降する板状部材を有する検知部材と、検出時に、検知部材に対して板状部材を上昇させる方向の駆動力を与えて板状部材の上昇と下降を行なわせる駆動力伝達装置と、板状部材が下降したときの最下降位置近傍の回動状態を検出するために検知部材の回動状態を外部へ伝達する伝達手段を有することを特徴と
する現像装置。
【請求項２４】
現像剤を収納する収納室と、現像剤を担持して現像領域に搬送する現像剤担持体および該現像剤担持体に現像剤を供給する供給部材を有する現像室とを備え、収納室から現像室に現像剤を搬送する現像装置であって、現像剤の攪拌・搬送部材が収納室に設けられ、現像室内の現像剤の量に対応して回動位置が変化する検知部材が現像室に設けられ、この検知部材の回動位置にもとづいて現像剤残量を検出するために検知部材の回動状態を外部へ伝達する伝達手段が装置外面に設けられたことを特徴とする現像装置。
【請求項２５】
請求項２４に記載の現像装置において、
前記検知部材は、現像領域方向に現像剤を供給する供給部材近傍に設けられ、回動軸に取り付けられて現像装置内の空間を供給部材から遠ざかる方向に上昇し供給部材方向に近づく方向に下降する板状部材を有しており、検出時に、検知部材に対して板状部材を上昇させる方向の駆動力を与えて板状部材の上昇と下降を行なわせる駆動力伝達装置が設けられたことを特徴とする現像装置。
【請求項２６】
請求項２３乃至２５のいずれかに記載の現像装置において、
前記駆動力伝達装置は、前記検知部材に対して板状部材を上昇させる駆動力を与えることと、板状部材の最下降位置を規制することを交互に行なうことを特徴とする現像装置。
【請求項２７】
請求項２３乃至２６のいずれかに記載の現像装置において、
前記検知部材の回転軸は、供給部材の回転軸より高い位置にあることを特徴とする現像装置。
【請求項２８】
請求項２３乃至２７のいずれかに記載の現像装置において、
前記現像領域に現像剤を搬送する現像剤担持体が設けられ、前記検知部材の回転軸は、供給部材と現像剤担持体との接触領域より高い位置にあることを特徴とする現像装置。
【請求項２９】
請求項２３乃至２８のいずれかに記載の現像装置において、
前記検知部材の回動が攪拌・搬送部材の回動に同期して行なわれることを特徴とする現像装置。
【請求項３０】
請求項２３乃至２９のいずれかに記載の現像装置において、
前記駆動力伝達装置による検知部材の駆動が、攪拌・搬送部材の回動による駆動力が伝達されて行なわれることを特徴とする現像装置。
【請求項３１】
請求項２３乃至３０のいずれかに記載の現像装置において、
前記攪拌・搬送部材と前記検知部材の間に、中心軸とその両側にレバーを有する同期部材を設け、攪拌・搬送部材の回転軸にカムを設けて、このカムに一方のレバーが当接することによって同期部材が攪拌・搬送部材と同期しながら揺動し、この揺動が他方のレバーによって検知部材に伝達されて検知部材が駆動されることを特徴とする現像装置。
【請求項３２】
請求項３１に記載の現像装置において、
前記同期部材の中心軸の円柱部分には現像装置筐体に枢支される軸孔が形成され、円柱部分に軸孔に通じる開口部が設けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項３３】
請求項３２に記載の現像装置において、
前記同期部材の開口部がスパイラル形状を有していることを特徴とする現像装置。
【請求項３４】
請求項２３乃至３３のいずれかに記載の現像装置において、
前記攪拌・搬送部材はその回動位置によって攪拌、搬送の機能が異なるように構成され、搬送機能は検知部材が上昇位置にあるときに行なわれるようなタイミングで同期がとられることを特徴とする現像装置。
【請求項３５】
請求項２３乃至３４のいずれかに記載の現像装置において、
前記攪拌・搬送部材は前記攪拌・搬送部材は、複数の羽根を有し、そのうちの少なくとも１つの羽根は搬送機能を主体とするものであることを特徴とする現像装置。
【請求項３６】
請求項２３乃至３５のいずれかに記載の現像装置において、
前記攪拌・搬送部材の回転軸に円盤が設けられ、この円盤により同期部材が現像装置筐体側に押圧され位置決めがされることを特徴とする現像装置。
【請求項３７】
少なくとも、像担持体と現像装置とを一体に支持して、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスユニットにおいて、請求項２３乃至３６のいずれかに記載の現像装置を有することを特徴とするプロセスユニット。
【請求項３８】
潜像を形成する像担持体と、潜像をトナーで現像する現像装置とを備える画像形成装置において、請求項１９乃至２２のいずれかに記載の現像剤残量検出装置、請求項２３乃至３６のいずれかに記載の現像装置、又は請求項３７に記載のプロセスユニットのいずれか１つを備えることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１０−６６７６９（Ｐ２０１０−６６７６９Ａ）
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０９６１５（Ｐ２００９−２０９６１５）
【出願日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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