現像ユニット、画像形成装置
【課題】 攪拌部材が高速で回転して現像剤収納部でトナーが舞い上がっても、簡易な構成で現像剤の残量を精度良く逐次検知することができる。
【解決手段】 現像ユニット内の攪拌シートの押圧力で被加圧シートを変形させ、この被加圧シートの変形により遮光部材が現像剤量検知用の光路と交差する方向に移動して現像剤量検知用の光路を遮光する。
【解決手段】 現像ユニット内の攪拌シートの押圧力で被加圧シートを変形させ、この被加圧シートの変形により遮光部材が現像剤量検知用の光路と交差する方向に移動して現像剤量検知用の光路を遮光する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザプリンタ、複写機、ファクシミリなどの電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置において、トナー容器内に収納されているトナーの残量を測定するためのトナー残量検出装置が設けられることがある。トナー残量検出装置には、さまざまな方式があるが、例えば、特許文献１に記載するような、光透過式トナー残量検知がある。光透過式トナー残量検知とは、トナー容器内に検知光を通過させ、その検知光の通過時間によってトナー容器内に収納されているトナーの残量を検出する方式である。
【０００３】
この方式では、攪拌部材がトナー容器内で回転することでトナーを攪拌しており、この攪拌部材の回転周期ごとに検知光の通過時間を測定する。トナー容器内にトナーが大量に入っている状態では検知光はトナー容器内を通過せず、トナーが消費されるにつれて検知光が通過するようになるので、トナー消費とともに検知光が検知される時間が長くなることを利用してトナー残量を検知している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２４１５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の画像形成装置において、印刷生産性（プリントスピード）を向上させるために、画像形成速度（プロセススピード）を高め、画像形成速度に応じて攪拌部材の回転速度も速めた状態で、上記のような光透過式トナー残量検出装置によるトナー残量検知を行った。すると、撹拌部材の撹拌駆動速度が速いためにトナー容器内のトナーが舞い上がってクラウド状態となり、検知光がトナー容器内を通過する時間が不安定になり、トナー残量の検出精度が低下した。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本出願に係る発明は、現像剤を収納する現像剤収納部と、前記現像剤収納部の現像剤を攪拌する攪拌部材と、前記現像剤収納部と隣接する第１の空間と前記現像剤収納部とを仕切るように配置され、前記攪拌部材に加圧された時に前記第１の空間側に撓む可撓性部材と、前記可撓性部材が前記第１の空間側に撓むことにより、現像剤量検知用の光路に交差する方向に移動して前記光路の少なくとも一部を遮る遮光部材と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
現像剤収納部とは仕切られた空間に現像剤量検知用の光路が形成されるので、現像剤収納部において攪拌部材が高速で回転してトナーが舞い上がっても、簡易な構成で現像剤の残量を精度良く検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明におけるカラーレーザプリンタの構成を示す概略図
【図２】第１の実施例におけるプロセスカートリッジの断面斜視図
【図３】第１の実施例における攪拌シートの斜視図
【図４】第１の実施例におけるプロセスカートリッジの長手方向に対し垂直方向の断面図
【図５】第１の実施例におけるプロセスカートリッジの長手方向に対し平行方向の断面図
【図６】第１の実施例におけるプロセスカートリッジの長手方向に対し垂直方向の断面図
【図７】第１の実施例におけるプロセスカートリッジの長手方向に対し平行方向の断面図
【図８】第１の実施例におけるトナー残量検知の特性グラフ及び波形及びテーブル
【図９】第２の実施例におけるプロセスカートリッジの断面斜視図
【図１０】第２の実施例におけるプロセスカートリッジの長手方向に対し垂直方向の断面図
【図１１】第２の実施例におけるプロセスカートリッジの長手方向に対し平行方向の断面図
【図１２】第２の実施例におけるプロセスカートリッジの長手方向に対し垂直方向の断面図
【図１３】第２の実施例におけるプロセスカートリッジの長手方向に対し平行方向の断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（実施例１）
図１は本実施例の構成である“カラーレーザプリンタ”の概略図である。
以下、このカラーレーザプリンタの全体的構成および機能について説明する。
【００１０】
＜カラー電子写真画像形成装置の全体構成＞
図１に示すカラーレーザプリンタ（以下、本体と称す）は、本体１０１に対して着脱自在なプロセスカートリッジ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋを備えている。これら４個のプロセスカートリッジ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、同一構造であるものの、異なる色、すなわち、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナーによる画像を形成する点で相違している。プロセスカートリッジ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、現像ユニットと画像形成ユニットと廃トナーユニットの大きく３つの構成で成り立っている。現像ユニットは、現像ローラ３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、トナー補給ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ、トナー容器（現像剤収納部）２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋ、攪拌シート（攪拌部材）３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋを有している。
【００１１】
また、画像形成ユニットは、像担持体である感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ、帯電ローラ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋを有している。廃トナーユニットは、ドラムクリーニングブレード４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ、廃トナー容器２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋを有している。
【００１２】
プロセスカートリッジ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの下方にはレーザユニット７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋが配置され、画像信号に基づく露光を感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに対して行う。感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、帯電ローラ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋによって所定の負極性の電位に帯電された後、レーザユニット７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋによってそれぞれ静電潜像が形成される。この静電潜像は現像ローラ３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋによって反転現像されて負極性のトナーが付着され、それぞれＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナー像が形成される。
【００１３】
中間転写ベルトユニットは、中間転写ベルト８、駆動ローラ９、二次転写対向ローラ１０から構成されている。また、各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに対向して、中間転写ベルト８の内側に一次転写ローラ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが配設されており、不図示のバイアス印加手段により転写バイアスを印加する構成となっている。
【００１４】
感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に形成されたトナー像（現像剤像）は、各感光ドラムが矢印方向に回転し、中間転写ベルト８が矢印Ａ方向に回転させる。さらに一次転写ローラ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋに正極性のバイアスを印加することにより、感光ドラム１Ｙ上のトナー像から順次、中間転写ベルト８上に一次転写され、４色のトナー像が重なった状態で二次転写ローラ１１まで搬送される。
【００１５】
給搬送装置は、転写材Ｐを収納する給紙カセット１３内から転写材Ｐを給紙する給紙ローラ１４と、給紙された転写材Ｐを搬送する搬送ローラ対１５とを有している。そして、給搬送装置から搬送された転写材Ｐはレジストローラ対１６によって二次転写ローラ１１に搬送される。
【００１６】
中間転写ベルト８から転写材Ｐへの転写においては、二次転写ローラ１１に正極性のバイアスを印加することにより、搬送された転写材Ｐに、中間転写ベルト８上の４色のトナー像を二次転写する。トナー像転写後の転写材Ｐは、定着装置１７に搬送され、定着フィルム１８と加圧ローラ１９とによって加熱、加圧されて表面にトナー像が定着される。定着された転写材Ｐは排紙ローラ対２０によって排出される。
【００１７】
一方、トナー像転写後に、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ表面に残ったトナーは、クリーニングブレード４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋによって除去され、除去されたトナーは、廃トナー回収納器２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋへと回収される。また、転写材Ｐへの二次転写後に中間転写ベルト８上に残ったトナーは、転写ベルトクリーニングブレード２１によって除去され、除去されたトナーは、廃トナー回収納器２２へと回収される。
【００１８】
また、図１における８０は本体の制御を行うための電気回路が搭載された制御基板である。制御基板８０には１チップマイクロコンピュータ（以後ＣＰＵと記す）４０が搭載されている。ＣＰＵ４０は転写材Ｐの搬送に関る駆動源（不図示）やプロセスカートリッジの駆動源（不図示）の制御、画像形成に関する制御、更には故障検知に関する制御など、本体の動作を一括して制御しているものである。４２は、画像データからレーザユニット内のレーザの発光を制御するためのビデオコントローラである。このビデオコントローラ４２は、不図示のコントロールパネルを介して、ユーザとのインターフェイスも行う。このコントロールパネルには、各色のトナー残量が棒グラフ状に表示される。
記号のＹＭＣＫは、色を示しており、以後の説明では、色を示すＹＭＣＫの記号の記載を省略する。
【００１９】
＜トナー残量検知構成＞
トナー残量検知の構成について図２を用いて説明する。
プロセスカートリッジ５の現像ユニット内にあるトナー容器２３にトナー２８が封入されている。トナー容器２３の両側で撹拌軸３３が回転可能に保持されている。攪拌シート３４は撹拌軸３３に取り付いており、撹拌軸３３と共に回転してトナー２８を攪拌し、補給ローラ１２に供給する役割を果たす。攪拌シート３４はポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと記す）、ポリフェニレンサルファイド（以下ＰＰＳと記す）、ウレタン等の厚み１５０μｍ程度の薄いシートで可撓性を有している。攪拌シート３４は、矢印方向に約１周／ｓｅｃのスピードで周回回転を行う。
【００２０】
被加圧シート５０（可撓性部材）は、トナー容器２３に四方を熱溶着、接着材、両面テープ等で固定され、被加圧シート５０の下面の空間５４（第１の空間）にトナー２８が侵入するのを防いでいる。すなわち、被加圧シート５０は、トナー容器２３と隣接する空間５４とトナー容器２３とを仕切るように配置されている。被加圧シート５０の変形量の感度を高めるために、被加圧シート５０の四方にゴム、発泡ウレタンフォーム等の弾性部材を挟んでトナー容器２３に固定しても良い。被加圧シート５０は、ＰＥＴ、ＰＰＳ、ウレタン等の厚み１２５μｍ程度の薄いシートで可撓性を有している。
【００２１】
図５に示すように、トナー容器２３の下部には、本体側の発光ダイオード６３（発光素子）から発光された赤外光をトナー容器２３内にガイドする発光側ライトガイド５２と、発光された赤外光をトナー容器内から本体側のフォトトランジスタ６４（受光素子）にガイドする受光側ライトガイド５３が、お互いに対向するように配置されている。発光側ライトガイド５２と受光側ライトガイド５３の間に現像剤量検知用の光路が形成されるように、トナー容器２３には光路穴５５が設けられている。
【００２２】
遮光シート（遮光部材）５１は、被加圧シート５０の中央部に取り付けられ、被加圧シート５０の変形と同期して上下運動し、この上下運動をガイドする溝６２が、ライトガイド間の光路に直行する方向に設けられている。遮光シート５１には、上下運動時にライトガイド間の光路を透過／遮光する役割の開口部５６が設けられている。遮光シートがライトガイド間の光路を透過する位置の時（攪拌シートが被加圧シートを加圧していない時、すなわち被加圧シート５０が撓んでいない時）、遮光シートが光路穴５５を塞がないように開口部５６が光路上に位置している。
【００２３】
また、遮光シートがライトガイド間の光路を遮光する位置の時（被加圧シート５０が変形している時）、この開口部５６は、光路穴５５と重ならないように設けられている。
【００２４】
今回の実施例では、この開口部５６を長方形の穴としたが、丸形状等、別形状の穴でも良い。遮光シート５１は、被加圧シート５０の変形に影響を与えないよう、軽量でかつ被加圧シート５０の最大変形部（中央部）で取り付けられていることが望ましい。
【００２５】
＜トナー残量検知動作＞
次にトナー残量検知の動作について、図４〜図７を用いて説明する。
攪拌シート３４が図４に示す位置の時、被加圧シート５０はトナー２８の重量分の力しか受けないため、ほとんど変形しない。この時、図５に示すように遮光シート５１の開口部５６はライトガイドの光路穴５５と同じ位置で、ライトガイド５２から発光される赤外光を遮光せず、フォトトランジスタ６４の信号は、透過状態となる。
【００２６】
当然、被加圧シート５０の材質や厚みを選定する際には、トナー重量で発光側ライトガイド５２からの光路が遮光シート５１により遮光されないのに必要な強度に設定する必要がある。
【００２７】
次に、攪拌シート３４が図４、図５に示す位置から図６、図７に示す位置へ移動すると、被加圧シート５０はトナー２８越しに攪拌シート３４から図６に示す方向に力を受け（加圧され）、空間５４側（第１の空間側）に徐々に変形する。
【００２８】
被加圧シート５０の変形に同期し、遮光シート５１はガイド溝６２に沿って、下方向に移動する。遮光シート５１の開口部５６がライトガイド光路穴５５に対し、下方向に移動するため、ライトガイドからの光路が塞がれ、フォトトランジスタ６４の信号は遮光状態となる。
【００２９】
被加圧シート５０の下面の空間５４の開口面積は、被加圧シート５０が攪拌シート３４に押された時、遮光シート５６の位置が透過状態から遮光状態となるのに必要な被加圧シート５０の変形量により決定される。また、被加圧シート５０の下面の空間５４の深さは、被加圧シート５０が変形した時に干渉しないのに必要な距離があれば良い。
【００３０】
本発明によるトナー残量検知は、ライトガイドからの光路が遮光シート５１により遮光される時間幅をフォトトランジスタ６４（検知手段）で検知することで行う。
【００３１】
トナー残量が多い場合に攪拌シート３４が回転動作を行うと、攪拌シート３４は、トナー２８からの抵抗を受け、回転方向後側に大きく撓む。その結果、攪拌シート３４が被加圧シート５０を通過する時間が長くなり、遮光シート５１がライトガイドからの光路を遮光する時間が長くなる。
【００３２】
トナー残量が少ない場合に攪拌シート３４が回転動作を行うと、攪拌シート３４は、トナー２８からの抵抗が減り、撓み量が少なくなる。その結果、攪拌シート３４が被加圧シート５０を通過する時間が短くなり、遮光シート５１がライトガイドからの光路を遮光する時間が短くなる。
【００３３】
このライトガイドからの光路を遮光する時間幅をフォトトランジスタ６４により検知することで、トナー残量検知が可能となる。
【００３４】
本実施例では、攪拌シート３４にて、トナー２８越しに被加圧シート５０を押す構成を示した。しかし、攪拌シート３４の可撓性が大きく、被加圧シート５０を十分に押せない場合は、図３に示すように、押し圧を確保するための押し当て部位３５を攪拌シート３４に設けても良い。ここに、押し当て部材３５を配置することで、被加圧シート５０を押し当て部材３５により直接押圧できるため、被加圧シート５０の変形量を増やし、トナー残検の感度を高めることができる。押し当て部位３５は可撓性を有すればよく、攪拌シート３４と一体構成でも、別の部材を攪拌シート３４に取り付けても良い。
【００３５】
図８は、トナー残量と遮光シート５１がライトガイドからの光路を遮光する時間幅との特性を示した実験データである。
図８（ａ）は、トナーの残量と、遮光シート５１がライトガイドからの光路を遮光する時間幅との特性グラフである。
図８（ｂ）は、トナー残量が、６０％のときのフォトトランジスタ６４の出力波形データである。この時、遮光シート５１がライトガイドからの光路を遮光する時間幅が１０８．９ｍｓｅｃであることを示している。
図８（ｃ）は、トナーの残量特性のテーブルである。テーブル数値間のトナー残量は、既知の線形補間を行う。ここで、算出された時間は、本実施例における値であるため、条件が変われば算出される時間も変わる。トナー残量を算出するテーブルの数値も同様である。
【００３６】
実験結果より、トナー残量が少なくなるのに応じて、ライトガイドからの光路を遮光する時間幅が減っていることが確認できる。
【００３７】
本実施例では、現像剤収納部とは仕切られた空間に現像剤量検知用の光路が形成されるので、現像剤収納部において攪拌部材が高速で回転してトナーが舞い上がっても、簡易な構成で現像剤の残量を精度良く検知することができる。また、トナーが満杯の状態から空の状態まで逐次、現像剤の残量を精度良く検知することができる。
【００３８】
なお、現像剤の残量を精度よく検知する上では、被加圧シート５０が撓んだ時に、遮光シート５１が残量検知用の光路全域を遮ることが望ましいが、遮光シート５１光路に交差する方向に移動して光路の少なくとも一部を遮ることができれば本実施例の残量検知を実行することが可能である。
【００３９】
（実施例２）
実施例１では、遮光部材として、遮光シートを適用した場合について述べたが、本実施例では、遮光部材として遮光レバーを適用した場合について詳細を説明する。
【００４０】
カラーレーザプリンタの全体的構成および機能に関する説明は、実施例１と同じため省略し、トナー残量検知構成について説明する。
【００４１】
＜トナー残量検知構成＞
トナー残量検知の構成について図９を用いて説明する。
プロセスカートリッジ５の現像ユニット内にあるトナー容器２３にトナー２８が封入されている。トナー容器２３の両側で撹拌軸３３が回転可能に保持されている。攪拌シート３４は撹拌軸３３に取り付いており、撹拌軸３３と共に回転し、トナー２８を補給ローラ１２に供給する役割を果たす。攪拌シート３４はＰＥＴ、ＰＰＳ、ウレタン等の厚み１５０μｍ程度の薄いシートで可撓性を有している。攪拌シート３４は、矢印方向に約１周／ｓｅｃのスピードで周回回転を行う。
【００４２】
被加圧シート５０は、トナー容器２３に四方を熱溶着、接着材、両面テープ等で固定され、被加圧シート５０の下面の空間５４にトナー２８が侵入するのを防いでいる。被加圧シート５０の変形量の感度を高めるために、被加圧シート５０の四方にゴム、発泡ウレタンフォーム等の弾性部材を挟んでトナー容器２３に固定しても良い。被加圧シート５０は、ＰＥＴ、ＰＰＳ、ウレタン等の厚み１２５μｍ程度の薄いシートで可撓性を有している。
【００４３】
図１０に示すように、トナー容器２３の下部には、本体側のＬＥＤ６３から発光された赤外光をトナー容器２３内にガイドする発光側ライトガイド５２と、発光された赤外光をトナー容器内から本体側のフォトトランジスタ６４にガイドする受光側ライトガイド５３が、お互いに対向するように配置されている。発光側ライトガイド５２と受光側ライトガイド５３の間に光路が形成されるように、トナー容器２３には光路穴５５が設けられている。
【００４４】
被加圧シート５０の下側の空間５４には、回動可能な遮光レバー５７が取り付けられている。図１１に示すように、遮光レバーの腕が短い方の一端部５９は、被加圧シート５０の最大変位部である中央部に接し、腕が長い方の他端部６０にはライトガイドからの光路を遮光する役割の遮光部６１が付与されている。遮光レバー５７の回転中心５８の位置により短腕（回動中心５８に対して一端部５９側の腕）と長腕（回動中心に対して他端部６０側の腕）の長さの比で決定され、このレバー比により、被加圧シートの微小変形を増幅させる役割を果たす。遮光レバー５７は被加圧シート５０の変形と同期して回動運動する。
【００４５】
遮光レバー５７は、被加圧シート５０の変形に影響を与えないよう、自重若しくは捩じりコイルバネ（不図示）により、腕が短い方の遮光レバー端面５９が被加圧シート５０に当接するように設定されている。
【００４６】
トナー容器２３のライトガイド取り付け部近傍には、ライトガイド間の光路に直行する方向に遮光レバー５７をガイドする溝６２が設けられている。
【００４７】
＜トナー残量検知動作＞
次にトナー残量検知の動作について、図１０〜図１３を用いて説明する。
攪拌シート３４が図１０に示す位置の時、被加圧シート５０はトナー２８の重量分の力しか受けないため、ほとんど変形しない。この時、図１１に示すように遮光レバー５７の遮光部６１はライトガイドからの光路穴５５を遮らない状態であるため、フォトトランジスタ６４の信号は透過状態となる。
【００４８】
当然、被加圧シート５０の材質や厚みを選定する際には、トナー重量で発光側ライトガイド５２からの光路が遮光シート５１により遮光されないのに必要な強度に設定する必要がある。
次に、攪拌シート３４が図１０、図１１に示す位置から図１２、図１３に示す位置へ移動すると、被加圧シート５０はトナー２８越しに攪拌シート３４から図１２に示す方向に力を受け、徐々に変形する。
【００４９】
被加圧シート５０の変形に同期し、遮光レバー５７はガイド溝６２に沿って、回動する。遮光レバー５７はガイド溝６２に沿って図１３に示す方向に回動し、遮光部６１がライトガイド光路穴５５を完全に塞ぐため、光路は遮光状態となり、フォトトランジスタ６４の信号は遮光状態となる。
【００５０】
被加圧シート５０の下面の空間５４の開口面積は、被加圧シート５０が攪拌シート３４に押された時、遮光レバー５７の位置が透過状態から遮光状態となるのに必要な被加圧シート５０の変形量により決定される。また、被加圧シート５０の下面の空間５４の深さは、被加圧シート５０が変形した時に干渉しないのに必要な距離があれば望ましい。
【００５１】
本発明によるトナー残量検知は、ライトガイドからの光路が遮光レバー５７の遮光部６１により遮光される時間幅をフォトトランジスタ６４で検知することにより行う。
【００５２】
トナー残量が多い場合に攪拌シート３４が回転動作を行うと、攪拌シート３４は、トナー２８からの抵抗を受け、回転方向後側に大きく撓む。その結果、攪拌シート３４が被加圧シート５０を通過する時間が長くなり、遮光レバー５７の遮光部６１がライトガイドからの光路を遮光する時間が長くなる。
【００５３】
トナー残量が少ない場合に攪拌シート３４が回転動作を行うと、攪拌シート３４は、トナー２８からの抵抗が減り、撓み量が少なくなる。その結果、攪拌シート３４が被加圧シート５０を通過する時間が短くなり、遮光レバー５７の遮光部６１がライトガイドからの光路を遮光する時間が短くなる。
【００５４】
このライトガイドからの光路を遮光する時間幅をフォトトランジスタ６４により検知することで、トナー残量検知が可能となる。
【００５５】
本実施例では、攪拌シート３４にて、トナー２８越しに被加圧シート５０を押す構成を示した。しかし、攪拌シート３４の可撓性が大きく、被加圧シート５０を十分に押せない場合は、図３に示すように、押し圧を確保するための押し当て部位３５を攪拌シート３４に設けても良い。押し当て部位３５は可撓性を有すればよく、攪拌シート３４と一体構成でも、別の部材を攪拌シート３４に取り付けても良い。
【００５６】
本実施例の効果は、第一の実施例の効果に加え、攪拌シート３４がトナー２８を介して被加圧シート５０を押す力が小さく、被加圧シートの変形量が微小であっても、遮光レバー５７により変形量を増幅させることで、トナー残検の構成部品の寸法公差を緩和でき、よりコストの安い構成を提供することである。
【００５７】
すなわち、攪拌シート３４が被加圧シート５０を加圧したときに、被加圧シートの最大変位量よりも遮光レバー６０における光路を遮る箇所の変位量の方が大きいので、トナー残検の構成部品の寸法公差を緩和でき、よりコストの安い構成を提供することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ 感光ドラム
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ 帯電ローラ
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ 現像ローラ
４ ドラムクリーニングブレード
５ プロセスカートリッジ
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ 転写ローラ
７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ レーザユニット
８ 中間転写ベルト
９ 駆動ローラ
１０ 二次転写対向ローラ
１１ 二次転写ローラ
１２ 補給ローラ
１３ 給紙カセット
１４ 給紙ローラ
１５ 搬送ローラ対
１６ レジストローラ対
１７ 定着装置
１８ 定着フィルム
１９ 加圧ローラ
２０ 排紙ローラ対
２１ 転写ベルトクリーニングブレード
２２ 廃トナー回収納器
２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋ トナー容器
２４ 廃トナー容器
２８ トナー
３３ 攪拌軸
３４ 攪拌シート
３５ 押し当て部位
５０ 被加圧シート
５１ 遮光シート
５２ 発光側ライトガイド
５３ 受光側ライトガイド
５４ 空間
５５ 光路穴
５６ 開口部
５７ 遮光レバー
５８ 遮光レバー中心
５９ 遮光レバー端面（短）
６０ 遮光レバー端面（長）
６１ 遮光部
６２ 溝
６３ ＬＥＤ
６４ フォトトランジスタ
１０１ 本体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザプリンタ、複写機、ファクシミリなどの電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置において、トナー容器内に収納されているトナーの残量を測定するためのトナー残量検出装置が設けられることがある。トナー残量検出装置には、さまざまな方式があるが、例えば、特許文献１に記載するような、光透過式トナー残量検知がある。光透過式トナー残量検知とは、トナー容器内に検知光を通過させ、その検知光の通過時間によってトナー容器内に収納されているトナーの残量を検出する方式である。
【０００３】
この方式では、攪拌部材がトナー容器内で回転することでトナーを攪拌しており、この攪拌部材の回転周期ごとに検知光の通過時間を測定する。トナー容器内にトナーが大量に入っている状態では検知光はトナー容器内を通過せず、トナーが消費されるにつれて検知光が通過するようになるので、トナー消費とともに検知光が検知される時間が長くなることを利用してトナー残量を検知している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２４１５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の画像形成装置において、印刷生産性（プリントスピード）を向上させるために、画像形成速度（プロセススピード）を高め、画像形成速度に応じて攪拌部材の回転速度も速めた状態で、上記のような光透過式トナー残量検出装置によるトナー残量検知を行った。すると、撹拌部材の撹拌駆動速度が速いためにトナー容器内のトナーが舞い上がってクラウド状態となり、検知光がトナー容器内を通過する時間が不安定になり、トナー残量の検出精度が低下した。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本出願に係る発明は、現像剤を収納する現像剤収納部と、前記現像剤収納部の現像剤を攪拌する攪拌部材と、前記現像剤収納部と隣接する第１の空間と前記現像剤収納部とを仕切るように配置され、前記攪拌部材に加圧された時に前記第１の空間側に撓む可撓性部材と、前記可撓性部材が前記第１の空間側に撓むことにより、現像剤量検知用の光路に交差する方向に移動して前記光路の少なくとも一部を遮る遮光部材と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
現像剤収納部とは仕切られた空間に現像剤量検知用の光路が形成されるので、現像剤収納部において攪拌部材が高速で回転してトナーが舞い上がっても、簡易な構成で現像剤の残量を精度良く検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明におけるカラーレーザプリンタの構成を示す概略図
【図２】第１の実施例におけるプロセスカートリッジの断面斜視図
【図３】第１の実施例における攪拌シートの斜視図
【図４】第１の実施例におけるプロセスカートリッジの長手方向に対し垂直方向の断面図
【図５】第１の実施例におけるプロセスカートリッジの長手方向に対し平行方向の断面図
【図６】第１の実施例におけるプロセスカートリッジの長手方向に対し垂直方向の断面図
【図７】第１の実施例におけるプロセスカートリッジの長手方向に対し平行方向の断面図
【図８】第１の実施例におけるトナー残量検知の特性グラフ及び波形及びテーブル
【図９】第２の実施例におけるプロセスカートリッジの断面斜視図
【図１０】第２の実施例におけるプロセスカートリッジの長手方向に対し垂直方向の断面図
【図１１】第２の実施例におけるプロセスカートリッジの長手方向に対し平行方向の断面図
【図１２】第２の実施例におけるプロセスカートリッジの長手方向に対し垂直方向の断面図
【図１３】第２の実施例におけるプロセスカートリッジの長手方向に対し平行方向の断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（実施例１）
図１は本実施例の構成である“カラーレーザプリンタ”の概略図である。
以下、このカラーレーザプリンタの全体的構成および機能について説明する。
【００１０】
＜カラー電子写真画像形成装置の全体構成＞
図１に示すカラーレーザプリンタ（以下、本体と称す）は、本体１０１に対して着脱自在なプロセスカートリッジ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋを備えている。これら４個のプロセスカートリッジ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、同一構造であるものの、異なる色、すなわち、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナーによる画像を形成する点で相違している。プロセスカートリッジ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、現像ユニットと画像形成ユニットと廃トナーユニットの大きく３つの構成で成り立っている。現像ユニットは、現像ローラ３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、トナー補給ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ、トナー容器（現像剤収納部）２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋ、攪拌シート（攪拌部材）３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋを有している。
【００１１】
また、画像形成ユニットは、像担持体である感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ、帯電ローラ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋを有している。廃トナーユニットは、ドラムクリーニングブレード４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ、廃トナー容器２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋを有している。
【００１２】
プロセスカートリッジ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの下方にはレーザユニット７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋが配置され、画像信号に基づく露光を感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに対して行う。感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、帯電ローラ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋによって所定の負極性の電位に帯電された後、レーザユニット７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋによってそれぞれ静電潜像が形成される。この静電潜像は現像ローラ３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋによって反転現像されて負極性のトナーが付着され、それぞれＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナー像が形成される。
【００１３】
中間転写ベルトユニットは、中間転写ベルト８、駆動ローラ９、二次転写対向ローラ１０から構成されている。また、各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに対向して、中間転写ベルト８の内側に一次転写ローラ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが配設されており、不図示のバイアス印加手段により転写バイアスを印加する構成となっている。
【００１４】
感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に形成されたトナー像（現像剤像）は、各感光ドラムが矢印方向に回転し、中間転写ベルト８が矢印Ａ方向に回転させる。さらに一次転写ローラ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋに正極性のバイアスを印加することにより、感光ドラム１Ｙ上のトナー像から順次、中間転写ベルト８上に一次転写され、４色のトナー像が重なった状態で二次転写ローラ１１まで搬送される。
【００１５】
給搬送装置は、転写材Ｐを収納する給紙カセット１３内から転写材Ｐを給紙する給紙ローラ１４と、給紙された転写材Ｐを搬送する搬送ローラ対１５とを有している。そして、給搬送装置から搬送された転写材Ｐはレジストローラ対１６によって二次転写ローラ１１に搬送される。
【００１６】
中間転写ベルト８から転写材Ｐへの転写においては、二次転写ローラ１１に正極性のバイアスを印加することにより、搬送された転写材Ｐに、中間転写ベルト８上の４色のトナー像を二次転写する。トナー像転写後の転写材Ｐは、定着装置１７に搬送され、定着フィルム１８と加圧ローラ１９とによって加熱、加圧されて表面にトナー像が定着される。定着された転写材Ｐは排紙ローラ対２０によって排出される。
【００１７】
一方、トナー像転写後に、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ表面に残ったトナーは、クリーニングブレード４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋによって除去され、除去されたトナーは、廃トナー回収納器２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋへと回収される。また、転写材Ｐへの二次転写後に中間転写ベルト８上に残ったトナーは、転写ベルトクリーニングブレード２１によって除去され、除去されたトナーは、廃トナー回収納器２２へと回収される。
【００１８】
また、図１における８０は本体の制御を行うための電気回路が搭載された制御基板である。制御基板８０には１チップマイクロコンピュータ（以後ＣＰＵと記す）４０が搭載されている。ＣＰＵ４０は転写材Ｐの搬送に関る駆動源（不図示）やプロセスカートリッジの駆動源（不図示）の制御、画像形成に関する制御、更には故障検知に関する制御など、本体の動作を一括して制御しているものである。４２は、画像データからレーザユニット内のレーザの発光を制御するためのビデオコントローラである。このビデオコントローラ４２は、不図示のコントロールパネルを介して、ユーザとのインターフェイスも行う。このコントロールパネルには、各色のトナー残量が棒グラフ状に表示される。
記号のＹＭＣＫは、色を示しており、以後の説明では、色を示すＹＭＣＫの記号の記載を省略する。
【００１９】
＜トナー残量検知構成＞
トナー残量検知の構成について図２を用いて説明する。
プロセスカートリッジ５の現像ユニット内にあるトナー容器２３にトナー２８が封入されている。トナー容器２３の両側で撹拌軸３３が回転可能に保持されている。攪拌シート３４は撹拌軸３３に取り付いており、撹拌軸３３と共に回転してトナー２８を攪拌し、補給ローラ１２に供給する役割を果たす。攪拌シート３４はポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと記す）、ポリフェニレンサルファイド（以下ＰＰＳと記す）、ウレタン等の厚み１５０μｍ程度の薄いシートで可撓性を有している。攪拌シート３４は、矢印方向に約１周／ｓｅｃのスピードで周回回転を行う。
【００２０】
被加圧シート５０（可撓性部材）は、トナー容器２３に四方を熱溶着、接着材、両面テープ等で固定され、被加圧シート５０の下面の空間５４（第１の空間）にトナー２８が侵入するのを防いでいる。すなわち、被加圧シート５０は、トナー容器２３と隣接する空間５４とトナー容器２３とを仕切るように配置されている。被加圧シート５０の変形量の感度を高めるために、被加圧シート５０の四方にゴム、発泡ウレタンフォーム等の弾性部材を挟んでトナー容器２３に固定しても良い。被加圧シート５０は、ＰＥＴ、ＰＰＳ、ウレタン等の厚み１２５μｍ程度の薄いシートで可撓性を有している。
【００２１】
図５に示すように、トナー容器２３の下部には、本体側の発光ダイオード６３（発光素子）から発光された赤外光をトナー容器２３内にガイドする発光側ライトガイド５２と、発光された赤外光をトナー容器内から本体側のフォトトランジスタ６４（受光素子）にガイドする受光側ライトガイド５３が、お互いに対向するように配置されている。発光側ライトガイド５２と受光側ライトガイド５３の間に現像剤量検知用の光路が形成されるように、トナー容器２３には光路穴５５が設けられている。
【００２２】
遮光シート（遮光部材）５１は、被加圧シート５０の中央部に取り付けられ、被加圧シート５０の変形と同期して上下運動し、この上下運動をガイドする溝６２が、ライトガイド間の光路に直行する方向に設けられている。遮光シート５１には、上下運動時にライトガイド間の光路を透過／遮光する役割の開口部５６が設けられている。遮光シートがライトガイド間の光路を透過する位置の時（攪拌シートが被加圧シートを加圧していない時、すなわち被加圧シート５０が撓んでいない時）、遮光シートが光路穴５５を塞がないように開口部５６が光路上に位置している。
【００２３】
また、遮光シートがライトガイド間の光路を遮光する位置の時（被加圧シート５０が変形している時）、この開口部５６は、光路穴５５と重ならないように設けられている。
【００２４】
今回の実施例では、この開口部５６を長方形の穴としたが、丸形状等、別形状の穴でも良い。遮光シート５１は、被加圧シート５０の変形に影響を与えないよう、軽量でかつ被加圧シート５０の最大変形部（中央部）で取り付けられていることが望ましい。
【００２５】
＜トナー残量検知動作＞
次にトナー残量検知の動作について、図４〜図７を用いて説明する。
攪拌シート３４が図４に示す位置の時、被加圧シート５０はトナー２８の重量分の力しか受けないため、ほとんど変形しない。この時、図５に示すように遮光シート５１の開口部５６はライトガイドの光路穴５５と同じ位置で、ライトガイド５２から発光される赤外光を遮光せず、フォトトランジスタ６４の信号は、透過状態となる。
【００２６】
当然、被加圧シート５０の材質や厚みを選定する際には、トナー重量で発光側ライトガイド５２からの光路が遮光シート５１により遮光されないのに必要な強度に設定する必要がある。
【００２７】
次に、攪拌シート３４が図４、図５に示す位置から図６、図７に示す位置へ移動すると、被加圧シート５０はトナー２８越しに攪拌シート３４から図６に示す方向に力を受け（加圧され）、空間５４側（第１の空間側）に徐々に変形する。
【００２８】
被加圧シート５０の変形に同期し、遮光シート５１はガイド溝６２に沿って、下方向に移動する。遮光シート５１の開口部５６がライトガイド光路穴５５に対し、下方向に移動するため、ライトガイドからの光路が塞がれ、フォトトランジスタ６４の信号は遮光状態となる。
【００２９】
被加圧シート５０の下面の空間５４の開口面積は、被加圧シート５０が攪拌シート３４に押された時、遮光シート５６の位置が透過状態から遮光状態となるのに必要な被加圧シート５０の変形量により決定される。また、被加圧シート５０の下面の空間５４の深さは、被加圧シート５０が変形した時に干渉しないのに必要な距離があれば良い。
【００３０】
本発明によるトナー残量検知は、ライトガイドからの光路が遮光シート５１により遮光される時間幅をフォトトランジスタ６４（検知手段）で検知することで行う。
【００３１】
トナー残量が多い場合に攪拌シート３４が回転動作を行うと、攪拌シート３４は、トナー２８からの抵抗を受け、回転方向後側に大きく撓む。その結果、攪拌シート３４が被加圧シート５０を通過する時間が長くなり、遮光シート５１がライトガイドからの光路を遮光する時間が長くなる。
【００３２】
トナー残量が少ない場合に攪拌シート３４が回転動作を行うと、攪拌シート３４は、トナー２８からの抵抗が減り、撓み量が少なくなる。その結果、攪拌シート３４が被加圧シート５０を通過する時間が短くなり、遮光シート５１がライトガイドからの光路を遮光する時間が短くなる。
【００３３】
このライトガイドからの光路を遮光する時間幅をフォトトランジスタ６４により検知することで、トナー残量検知が可能となる。
【００３４】
本実施例では、攪拌シート３４にて、トナー２８越しに被加圧シート５０を押す構成を示した。しかし、攪拌シート３４の可撓性が大きく、被加圧シート５０を十分に押せない場合は、図３に示すように、押し圧を確保するための押し当て部位３５を攪拌シート３４に設けても良い。ここに、押し当て部材３５を配置することで、被加圧シート５０を押し当て部材３５により直接押圧できるため、被加圧シート５０の変形量を増やし、トナー残検の感度を高めることができる。押し当て部位３５は可撓性を有すればよく、攪拌シート３４と一体構成でも、別の部材を攪拌シート３４に取り付けても良い。
【００３５】
図８は、トナー残量と遮光シート５１がライトガイドからの光路を遮光する時間幅との特性を示した実験データである。
図８（ａ）は、トナーの残量と、遮光シート５１がライトガイドからの光路を遮光する時間幅との特性グラフである。
図８（ｂ）は、トナー残量が、６０％のときのフォトトランジスタ６４の出力波形データである。この時、遮光シート５１がライトガイドからの光路を遮光する時間幅が１０８．９ｍｓｅｃであることを示している。
図８（ｃ）は、トナーの残量特性のテーブルである。テーブル数値間のトナー残量は、既知の線形補間を行う。ここで、算出された時間は、本実施例における値であるため、条件が変われば算出される時間も変わる。トナー残量を算出するテーブルの数値も同様である。
【００３６】
実験結果より、トナー残量が少なくなるのに応じて、ライトガイドからの光路を遮光する時間幅が減っていることが確認できる。
【００３７】
本実施例では、現像剤収納部とは仕切られた空間に現像剤量検知用の光路が形成されるので、現像剤収納部において攪拌部材が高速で回転してトナーが舞い上がっても、簡易な構成で現像剤の残量を精度良く検知することができる。また、トナーが満杯の状態から空の状態まで逐次、現像剤の残量を精度良く検知することができる。
【００３８】
なお、現像剤の残量を精度よく検知する上では、被加圧シート５０が撓んだ時に、遮光シート５１が残量検知用の光路全域を遮ることが望ましいが、遮光シート５１光路に交差する方向に移動して光路の少なくとも一部を遮ることができれば本実施例の残量検知を実行することが可能である。
【００３９】
（実施例２）
実施例１では、遮光部材として、遮光シートを適用した場合について述べたが、本実施例では、遮光部材として遮光レバーを適用した場合について詳細を説明する。
【００４０】
カラーレーザプリンタの全体的構成および機能に関する説明は、実施例１と同じため省略し、トナー残量検知構成について説明する。
【００４１】
＜トナー残量検知構成＞
トナー残量検知の構成について図９を用いて説明する。
プロセスカートリッジ５の現像ユニット内にあるトナー容器２３にトナー２８が封入されている。トナー容器２３の両側で撹拌軸３３が回転可能に保持されている。攪拌シート３４は撹拌軸３３に取り付いており、撹拌軸３３と共に回転し、トナー２８を補給ローラ１２に供給する役割を果たす。攪拌シート３４はＰＥＴ、ＰＰＳ、ウレタン等の厚み１５０μｍ程度の薄いシートで可撓性を有している。攪拌シート３４は、矢印方向に約１周／ｓｅｃのスピードで周回回転を行う。
【００４２】
被加圧シート５０は、トナー容器２３に四方を熱溶着、接着材、両面テープ等で固定され、被加圧シート５０の下面の空間５４にトナー２８が侵入するのを防いでいる。被加圧シート５０の変形量の感度を高めるために、被加圧シート５０の四方にゴム、発泡ウレタンフォーム等の弾性部材を挟んでトナー容器２３に固定しても良い。被加圧シート５０は、ＰＥＴ、ＰＰＳ、ウレタン等の厚み１２５μｍ程度の薄いシートで可撓性を有している。
【００４３】
図１０に示すように、トナー容器２３の下部には、本体側のＬＥＤ６３から発光された赤外光をトナー容器２３内にガイドする発光側ライトガイド５２と、発光された赤外光をトナー容器内から本体側のフォトトランジスタ６４にガイドする受光側ライトガイド５３が、お互いに対向するように配置されている。発光側ライトガイド５２と受光側ライトガイド５３の間に光路が形成されるように、トナー容器２３には光路穴５５が設けられている。
【００４４】
被加圧シート５０の下側の空間５４には、回動可能な遮光レバー５７が取り付けられている。図１１に示すように、遮光レバーの腕が短い方の一端部５９は、被加圧シート５０の最大変位部である中央部に接し、腕が長い方の他端部６０にはライトガイドからの光路を遮光する役割の遮光部６１が付与されている。遮光レバー５７の回転中心５８の位置により短腕（回動中心５８に対して一端部５９側の腕）と長腕（回動中心に対して他端部６０側の腕）の長さの比で決定され、このレバー比により、被加圧シートの微小変形を増幅させる役割を果たす。遮光レバー５７は被加圧シート５０の変形と同期して回動運動する。
【００４５】
遮光レバー５７は、被加圧シート５０の変形に影響を与えないよう、自重若しくは捩じりコイルバネ（不図示）により、腕が短い方の遮光レバー端面５９が被加圧シート５０に当接するように設定されている。
【００４６】
トナー容器２３のライトガイド取り付け部近傍には、ライトガイド間の光路に直行する方向に遮光レバー５７をガイドする溝６２が設けられている。
【００４７】
＜トナー残量検知動作＞
次にトナー残量検知の動作について、図１０〜図１３を用いて説明する。
攪拌シート３４が図１０に示す位置の時、被加圧シート５０はトナー２８の重量分の力しか受けないため、ほとんど変形しない。この時、図１１に示すように遮光レバー５７の遮光部６１はライトガイドからの光路穴５５を遮らない状態であるため、フォトトランジスタ６４の信号は透過状態となる。
【００４８】
当然、被加圧シート５０の材質や厚みを選定する際には、トナー重量で発光側ライトガイド５２からの光路が遮光シート５１により遮光されないのに必要な強度に設定する必要がある。
次に、攪拌シート３４が図１０、図１１に示す位置から図１２、図１３に示す位置へ移動すると、被加圧シート５０はトナー２８越しに攪拌シート３４から図１２に示す方向に力を受け、徐々に変形する。
【００４９】
被加圧シート５０の変形に同期し、遮光レバー５７はガイド溝６２に沿って、回動する。遮光レバー５７はガイド溝６２に沿って図１３に示す方向に回動し、遮光部６１がライトガイド光路穴５５を完全に塞ぐため、光路は遮光状態となり、フォトトランジスタ６４の信号は遮光状態となる。
【００５０】
被加圧シート５０の下面の空間５４の開口面積は、被加圧シート５０が攪拌シート３４に押された時、遮光レバー５７の位置が透過状態から遮光状態となるのに必要な被加圧シート５０の変形量により決定される。また、被加圧シート５０の下面の空間５４の深さは、被加圧シート５０が変形した時に干渉しないのに必要な距離があれば望ましい。
【００５１】
本発明によるトナー残量検知は、ライトガイドからの光路が遮光レバー５７の遮光部６１により遮光される時間幅をフォトトランジスタ６４で検知することにより行う。
【００５２】
トナー残量が多い場合に攪拌シート３４が回転動作を行うと、攪拌シート３４は、トナー２８からの抵抗を受け、回転方向後側に大きく撓む。その結果、攪拌シート３４が被加圧シート５０を通過する時間が長くなり、遮光レバー５７の遮光部６１がライトガイドからの光路を遮光する時間が長くなる。
【００５３】
トナー残量が少ない場合に攪拌シート３４が回転動作を行うと、攪拌シート３４は、トナー２８からの抵抗が減り、撓み量が少なくなる。その結果、攪拌シート３４が被加圧シート５０を通過する時間が短くなり、遮光レバー５７の遮光部６１がライトガイドからの光路を遮光する時間が短くなる。
【００５４】
このライトガイドからの光路を遮光する時間幅をフォトトランジスタ６４により検知することで、トナー残量検知が可能となる。
【００５５】
本実施例では、攪拌シート３４にて、トナー２８越しに被加圧シート５０を押す構成を示した。しかし、攪拌シート３４の可撓性が大きく、被加圧シート５０を十分に押せない場合は、図３に示すように、押し圧を確保するための押し当て部位３５を攪拌シート３４に設けても良い。押し当て部位３５は可撓性を有すればよく、攪拌シート３４と一体構成でも、別の部材を攪拌シート３４に取り付けても良い。
【００５６】
本実施例の効果は、第一の実施例の効果に加え、攪拌シート３４がトナー２８を介して被加圧シート５０を押す力が小さく、被加圧シートの変形量が微小であっても、遮光レバー５７により変形量を増幅させることで、トナー残検の構成部品の寸法公差を緩和でき、よりコストの安い構成を提供することである。
【００５７】
すなわち、攪拌シート３４が被加圧シート５０を加圧したときに、被加圧シートの最大変位量よりも遮光レバー６０における光路を遮る箇所の変位量の方が大きいので、トナー残検の構成部品の寸法公差を緩和でき、よりコストの安い構成を提供することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ 感光ドラム
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ 帯電ローラ
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ 現像ローラ
４ ドラムクリーニングブレード
５ プロセスカートリッジ
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ 転写ローラ
７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ レーザユニット
８ 中間転写ベルト
９ 駆動ローラ
１０ 二次転写対向ローラ
１１ 二次転写ローラ
１２ 補給ローラ
１３ 給紙カセット
１４ 給紙ローラ
１５ 搬送ローラ対
１６ レジストローラ対
１７ 定着装置
１８ 定着フィルム
１９ 加圧ローラ
２０ 排紙ローラ対
２１ 転写ベルトクリーニングブレード
２２ 廃トナー回収納器
２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋ トナー容器
２４ 廃トナー容器
２８ トナー
３３ 攪拌軸
３４ 攪拌シート
３５ 押し当て部位
５０ 被加圧シート
５１ 遮光シート
５２ 発光側ライトガイド
５３ 受光側ライトガイド
５４ 空間
５５ 光路穴
５６ 開口部
５７ 遮光レバー
５８ 遮光レバー中心
５９ 遮光レバー端面（短）
６０ 遮光レバー端面（長）
６１ 遮光部
６２ 溝
６３ ＬＥＤ
６４ フォトトランジスタ
１０１ 本体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を収納する現像剤収納部と、
前記現像剤収納部の現像剤を攪拌する攪拌部材と、
前記現像剤収納部と隣接する第１の空間と前記現像剤収納部とを仕切るように配置され、前記攪拌部材に加圧された時に前記第１の空間側に撓む可撓性部材と、
前記可撓性部材が前記第１の空間側に撓むことにより、現像剤量検知用の光路に交差する方向に移動して前記光路の少なくとも一部を遮る遮光部材と、を有することを特徴とする現像ユニット。
【請求項２】
前記遮光部材は、前記攪拌部材が前記可撓性部材を加圧した時の前記可撓性部材の最大変位部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の現像ユニット。
【請求項３】
前記遮光部材は開口部を有し、前記可撓性部材が撓んでいない時に前記開口部が前記光路上に位置することを特徴とする請求項１または２に記載の現像ユニット。
【請求項４】
前記攪拌部材が前記可撓性部材を加圧したときに、前記可撓性部材の最大変位量よりも前記遮光部材における前記光路を遮る箇所の変位量の方が大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の現像ユニット。
【請求項５】
前記遮光部材は、回動可能なレバーであり、前記レバーの一端部が前記可撓性部材と接するように設けられており、前記可撓性部材が前記第１の空間側に撓んだ時に、前記他端部が前記光路の少なくとも一部を遮るように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の現像ユニット。
【請求項６】
前記レバーは、回動中心に対して前記一端部側の腕の長さが、前記他端部側の腕の長さより短いことを特徴とする請求項５に記載の現像ユニット。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の現像ユニットと、
該現像ユニットによって現像剤像を形成される像担持体と、
発光素子、及び該発光素子との間に前記光路を形成する受光素子を備え、前記可撓性部材が前記攪拌部材に加圧された時の前記受光素子の出力に基づいて、前記現像剤収納部の現像剤量を検知する検知手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の現像ユニットと、
該現像ユニットによって現像剤像を形成される像担持体と、
を一体に備えるプロセスカートリッジ。
【請求項９】
請求項８に記載のプロセスカートリッジと、
発光素子、及び該発光素子との間に前記光路を形成する受光素子を備え、前記可撓性部材が前記攪拌部材に加圧された時の前記受光素子の出力に基づいて、前記現像剤収納部の現像剤量を検知する検知手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
現像剤を収納する現像剤収納部と、
前記現像剤収納部の現像剤を攪拌する攪拌部材と、
前記現像剤収納部と隣接する第１の空間と前記現像剤収納部とを仕切るように配置され、前記攪拌部材に加圧された時に前記第１の空間側に撓む可撓性部材と、
前記可撓性部材が前記第１の空間側に撓むことにより、現像剤量検知用の光路に交差する方向に移動して前記光路の少なくとも一部を遮る遮光部材と、を有することを特徴とする現像ユニット。
【請求項２】
前記遮光部材は、前記攪拌部材が前記可撓性部材を加圧した時の前記可撓性部材の最大変位部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の現像ユニット。
【請求項３】
前記遮光部材は開口部を有し、前記可撓性部材が撓んでいない時に前記開口部が前記光路上に位置することを特徴とする請求項１または２に記載の現像ユニット。
【請求項４】
前記攪拌部材が前記可撓性部材を加圧したときに、前記可撓性部材の最大変位量よりも前記遮光部材における前記光路を遮る箇所の変位量の方が大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の現像ユニット。
【請求項５】
前記遮光部材は、回動可能なレバーであり、前記レバーの一端部が前記可撓性部材と接するように設けられており、前記可撓性部材が前記第１の空間側に撓んだ時に、前記他端部が前記光路の少なくとも一部を遮るように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の現像ユニット。
【請求項６】
前記レバーは、回動中心に対して前記一端部側の腕の長さが、前記他端部側の腕の長さより短いことを特徴とする請求項５に記載の現像ユニット。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の現像ユニットと、
該現像ユニットによって現像剤像を形成される像担持体と、
発光素子、及び該発光素子との間に前記光路を形成する受光素子を備え、前記可撓性部材が前記攪拌部材に加圧された時の前記受光素子の出力に基づいて、前記現像剤収納部の現像剤量を検知する検知手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の現像ユニットと、
該現像ユニットによって現像剤像を形成される像担持体と、
を一体に備えるプロセスカートリッジ。
【請求項９】
請求項８に記載のプロセスカートリッジと、
発光素子、及び該発光素子との間に前記光路を形成する受光素子を備え、前記可撓性部材が前記攪拌部材に加圧された時の前記受光素子の出力に基づいて、前記現像剤収納部の現像剤量を検知する検知手段と、を有す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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−３７２７９（Ｐ２０１３−３７２７９Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７５００３（Ｐ２０１１−１７５００３）
【出願日】平成２３年８月１０日（２０１１．８．１０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１０日（２０１１．８．１０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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