JP2005134725A - トナー供給装置およびトナー検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 トナーをトナー装填容器内に所定量だけ残留させ得るようにした上で、トナーの存否を確実に検出することを可能としたトナー供給装置およびトナー検出方法を提供する。
【解決手段】 トナー装填容器４０は、攪拌軸５１と直交する断面形状が攪拌軸５１の軸心を曲率中心とする円弧状に形成された第１円弧底板４５１を有し、攪拌部材５０は、攪拌軸５１に平行状態で縁部が固定され、かつ、攪拌軸５１からの突出量がトナー装填容器４０の底部の曲率半径より長尺に寸法設定された可撓性材料からなる矩形状の攪拌翼５４を有し、トナーセンサ８０は、第１円弧底板４５１の外面側に検出端を臨ませた状態で設けられ、攪拌翼５４には、トナーセンサ８０に対応した部分に、第１円弧底板４５１への掃出し力が他の部分より大きくなるトナー掃取り板５５が形成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複写機やファクシミリ装置、さらには各種のプリンタ等の画像形成装置に設けられた感光体ドラムの周面にトナーを供給してトナー像を形成させる現像装置にトナーを供給するために、当該現像装置に着脱自在に装着されるトナー供給装置およびこのトナー供給装置に用いられるトナー検出方法に関するものである。

従来、特許文献１に記載されているようなトナー供給装置が知られている。このトナー供給装置は、画像形成装置の感光体ドラムにトナーを供給するために使用される現像装置に着脱自在に装着され、当該現像装置にトナーを供給するものである。かかるトナー供給装置は、円筒状のトナー装填容器と、このトナー装填容器に同心で内装されたトナー攪拌部材とを備えて構成され、トナー装填容器内に装填されたトナーをトナー攪拌部材で攪拌するようになっている。

トナー攪拌部材は、トナー装填容器と同心の攪拌軸と、この攪拌軸の周面から突設された可撓性材料からなる攪拌翼とを備えて構成されている。攪拌翼は、攪拌軸からの突出量がトナー装填容器の内径寸法より若干長めに設定され、これによって弾性変形しつつトナー装填容器の内周面に摺接しながら攪拌軸回りに回転するようになっている。かかる回転翼の回転によりトナー装填容器内のトナーは充分に攪拌されて均一化したのち現像装置に送り込まれることになる。

このようなトナー装填容器の外側には、トナーの存否を検出するトナーセンサが設けられるのが一般的である。通常、かかるトナーセンサは、例えば静電容量式のものが採用され、検出端をトナー供給容器の外側から底部に臨ませた状態で設けられている。そして、トナーが容器底部を介して検出端と対向することによりその存在を検出するようになされている。

なお、現像装置にもトナー装填容器と同様に構成されたトナーを攪拌するための攪拌部が設けられ、トナーは、ここでも充分に攪拌された状態で感光体ドラムに供給されるようになっている。因みに、特許文献２に記載された現像装置は、トナー攪拌構造が特許文献１のものと異なっており、矩形状を呈した攪拌翼の一部が他のものと切り離された状態で攪拌軸に固定され、しかも他のものより攪拌軸からの突出量が若干長めに設定された清掃翼を供えている。

一方、現像装置のトナー貯留容器には、円弧状を呈した円弧底部に内面から攪拌軸に向かって突設された一対の突出片が設けられ、前記清掃翼は、攪拌軸回りの回転に応じてこれら一対の突出片間を通過するようになっている。そして一方の突出片には発光素子が装着されているとともに、他方の突出片には発光素子に対向して受光素子が設けられている。したがって、攪拌翼が回転する度に清掃翼が一対の突出片間を清掃するため、トナー貯留容器内にトナーが存在するときには突出片間のトナーが一旦取り除かれた後に再度トナーが一対の突出片間に入り込むため、この遮光で発光素子の光が受光素子に届かず、これによってトナー貯留容器内にトナーが存在していることを検出することができる。逆にトナー貯留容器内に充分なトナーが存在しないときは、受光素子は常に受光状態になり、これによってトナー切れを検出することができる。
特開平７−１９９６２１号公報 特開２００１−１７５０７１号公報

ところで、特許文献１に記載されているような、トナーの検出構造にあっては、回転翼は、その先端縁部でトナー装填容器の円弧底面を均一にこすることになるため、円弧底面にあるトナーが全て掃き取られてしまってから底部に埋め込まれたトナーセンサがトナー切れを検出することになる。

しかしながら、トナー貯留容器が完全に空になって初めてトナー切れが検出されるのであれば、ユーザーがトナー切れを知ってからトナー供給装置を新たなものと交換するまでの間、画像形成装置を全く使用し得なくなるという不都合が生じる。トナー供給装置の在庫が手近にある場合は、直ちに交換することによって画像形成装置の使用不可期間を最短に留めることができるが、手近に在庫がない場合は、新たなトナー供給装置を取り寄せる必要があり、その間画像形成装置を使用することができず非常に不便である。

これに対し、特許文献２に記載されたトナーの検出構造にあっては、トナーの存在を一旦トナーを掃き取った後の突出片間にトナーが再度嵌まり込むことで検出するようにしているため、トナーが突出片間に向けて移動し得えない量になった時点、すなわち、未だに相当量のトナーがトナー貯留容器内に残留している状態でトナー切れと判別されることにより、前記の特許文献１のトナー検出構造のような不都合は生じない。しかしながら、トナー貯留容器の底面に一対の突出片を突出させたり、清掃翼に突出片間を正確に通過させなければならず高精度が要求される等、トナー検出構造が複雑になり、装置コストが嵩むという問題点を有している。

本発明は、このような状況に鑑みなされたものであって、トナーをトナー装填容器内に所定量だけ残留させ得るようにした上で、トナーの存否を確実に検出することを可能としたトナー供給装置およびトナー検出方法を提供することを目的としている。

請求項１記載の発明は、トナー装填容器と、このトナー装填容器の対向壁面間に架設された攪拌軸回りに回転するトナー攪拌用の攪拌部材と、この攪拌部材により攪拌されたトナーを現像装置へ供給するべく搬送する搬送部材とを備え、前記トナー装填容器外に設けられたトナーセンサにより当該トナー装填容器内のトナーの存否が検出され得るように構成されてなるトナー供給装置であって、前記トナー装填容器は、前記攪拌軸と直交する断面形状が略円弧状の円弧状底部を有し、前記攪拌部材は、前記攪拌軸に平行に基端縁部が固定され、かつ、先端縁部が前記円弧状底部に対向する攪拌翼を有し、前記トナーセンサは、検出端をトナー装填容器外で前記円弧状底部と対向するように設けられ、前記攪拌翼には、前記トナーセンサに対応した部分に、円弧状底部におけるトナー掃出し力が攪拌翼の他の部分より大きい掃出し力増強部が形成されていることを特徴とするものである。

この発明によれば、トナー装填容器内に装填されているトナーは、攪拌軸回りの攪拌翼の回転によって攪拌され、これによってたとえ団塊状態に固まったものが存在しても解きほぐされ、均一に分布した状態で搬送部材の駆動で現像装置に向けて送り込まれる。

そして、攪拌翼には、トナー装填容器の円弧状底部に設けられたトナーセンサに対応する部分に、円弧状底部におけるトナー掃出し力が他の部分より大きくなる掃出し力増強部が形成されているため、攪拌翼の攪拌軸回りの回転で掃出し力増強部が円弧状底部のトナーセンサが設けられている部分を他の部分より強く押圧し、これによってトナーセンサの近傍は他の部分に比べてトナーが確実に除去される。

したがって、トナーが除去されたトナーセンサの近傍になだれ込まない程度の残留量に
なった時点で、トナーセンサは、トナー切れの検出信号を出力するため、ユーザーは、トナー切れが間近に迫っていることを認識することができるばかりか、この検出信号が出力されてからも、トナー装填容器内が完全に空になるまでの間暫定的に画像形成装置による画像形成処理を継続することができる。

このように、トナーセンサのトナー切れの検出信号を、交換用の新たなトナー装填容器を準備するための信号として利用することが可能になり、ユーザーに不便な思いをさせないようにする上で極めて有効である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記掃出し力増強部は、前記攪拌翼の前記攪拌軸からの突出量が当該攪拌翼の他の部分より大きく設定されていることを特徴とするものである。

この発明によれば、攪拌翼の掃出し力増強部は、攪拌軸からの突出量が攪拌翼の他の部分より大きく設定されていることにより、円弧低部の円弧面に当接した状態で弾性変形量が他の部分のそれより大きくなり、より大きな力で円弧状底部を押圧するため、トナーセンサが存在する部分のトナーは、より確実に掃き取られる。このように掃出し力増強部を、攪拌翼の一部を攪拌軸の径方向に若干突出させるという簡単な構成で形成させることができ、部品コストの低減化に貢献することができる。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記掃出し力増強部は、前記攪拌翼から突出している部分の両端部から攪拌軸に向かって切り込まれて形成された切れ目を有していることを特徴とするものである。

この発明によれば、攪拌翼の掃出し力増強部は、攪拌翼に形成された一対の切れ目間に形成されているため、攪拌翼の他の部分とは独立した状態で弾性変形することが可能になり、その分、トナーセンサの存在位置に沿った状態で円弧状底部のトナーを確実に除去することが可能になる。

請求項４記載の発明は、請求項２または３記載の発明において、前記掃出し力増強部は、基端部分が前記攪拌軸から突設された支持突片に支持されていることを特徴とするものである。

この発明によれば、掃出し力増強部は、切れ目の基端側に設けられた支持突片によってその分弾性変形する部分が少なくなるため、弾性変形し得る部分の変形量（角度）が大きくなり、これによって円弧状底部に対するより大きな掃出し力が得られる。

請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記攪拌翼は、所定の中間部材を介して前記攪拌軸に固定されていることを特徴とするものである。

この発明によれば、中間部材の存在で攪拌翼の攪拌軸に対する装着状態を状況に応じて各種選択することが可能になり、トナー攪拌構造の汎用性が大きくなる。

請求項６記載の発明は、トナー装填容器内のトナーの存否を検出するトナーセンサを当該トナー装填容器外に設け、このトナーセンサの設置部位近傍のトナーを、他の部位のトナーより僅かに深く清掃する清掃手段を用い、トナー装填容器内のトナー残量が微小量になった状態で前記トナーセンサの設置部位のみを先行してトナー切れ状態とすることによりトナー装填容器内がエンプティ状態であることを検出することを特徴とするトナー検出方法である。

この発明によれば、清掃手段がトナーセンサが存在する部位を他の部位に先がけてトナーを掃き出すため、トナー装填容器内に若干のトナーを残留させた状態で容器がエンプティであると検出する。したがって、この検出信号を交換用の新たなトナー装填容器を準備するための信号として利用することが可能になり、ユーザーに不便な思いをさせないようにすることができる。

請求項１記載の発明によれば、トナー装填容器内において、トナーが除去されたトナーセンサの近傍になだれ込まない程度の残留量になった時点で、トナーセンサは、トナー切れの検出信号を出力するため、ユーザーは、トナー切れが間近に迫っていることを認識することができるばかりか、この検出信号が出力されてからも、トナー装填容器内が完全に空になるまでの間暫定的に画像形成装置による画像形成処理を継続することができる。

このように、トナーセンサのトナー切れの検出信号を、交換用の新たなトナー装填容器を準備するための信号として利用することが可能になり、ユーザーに不便な思いをさせないようにすることができる。

請求項２記載の発明によれば、攪拌翼の一部を攪拌軸の径方向に若干突出させるという簡単な構成で掃出し力増強部を形成させることができ、トナーセンサの検出精度の向上を確保した上で部品コストの低減化に貢献することができる。

請求項３記載の発明によれば、掃出し力増強部は、切れ目の存在により攪拌翼の他の部分とは独立した状態で弾性変形することが可能になり、その分、トナーセンサの存在位置に沿った状態で円弧状底部のトナーを確実に除去することができる。

請求項４記載の発明によれば、掃出し力増強部は、切れ目の基端側に設けられた支持突片によってその分弾性変形する部分が少なくなるため、弾性変形し得る部分の変形量（角度）が大きくなり、これによって円弧状底部に対するより大きな掃出し力を得ることができる。

請求項５記載の発明によれば、攪拌翼は、所定の中間部材を介して前記攪拌軸に固定されているため、中間部材の存在で攪拌翼の攪拌軸に対する装着状態を状況に応じて各種選択することが可能になり、トナー攪拌構造の汎用性を大きくすることができる。

請求項６記載の発明によれば、トナーセンサのトナー装填容器内エンプティの検出信号を交換用の新たなトナー装填容器を準備するための信号として利用することが可能になり、ユーザーに不便な思いをさせないようにすることができる。

図１は、本発明に係るトナーカートリッジ（トナー供給装置）２０が適用された画像形成装置の一実施形態を示す側面断面視の説明図である。図１に示すように、画像形成装置１０は、箱形を呈した機器本体１１内に、レンズやミラー等の光学系を備えてなる原稿画像読取部１２と、この原稿画像読取部１２が読み取った原稿画像を用紙Ｐに転写する画像形成部１３と、この画像形成部１３で用紙Ｐに転写された転写画像を定着する定着部１４と、前記画像形成部１３へ向けて１枚ずつ給紙するための用紙を貯留する用紙貯留部１５とが内装されているとともに、機器本体１１の頂部に原稿を載置する原稿載置部１６が設けられることによって構成されている。

前記原稿載置部１６は、機器本体１１の頂面の開口に嵌め込まれた図略のコンタクトガラスと、このコンタクトガラスに対し開閉自在の原稿押えカバー１６１を備えている。そ
して、この原稿押えカバー１６１を開放した状態で、原稿を原稿面を下にしてコンタクトガラス上に載置し、原稿押えカバー１６１を閉じた状態で機器本体１１の上面適所に設けられた図略のスタートボタンを押下することにより、前記原稿画像読取部１２が光学的に原稿面を読み取り、得られた原稿情報は、ＣＣＤ（電荷結合素子）によってデジタル信号に変換され、所定の記憶装置に一旦記憶されるようになっている。

上記画像形成部１３は、図１において軸心回りに時計方向に回転する周面に感光面が形成された感光体ドラム１３１と、この感光体ドラム１３１の周面に対向して回転方向に向けて順次設けられた帯電ユニット１３２、露光ユニット１３３、現像ユニット（現像装置）１３４、搬送ベルト１３５およびクリーニング装置１３７とを備えて構成されている。

前記帯電ユニット１３２は、コロナ放電によって回転している感光体ドラム１３１の周面に一様な電荷を形成させるものである。前記露光ユニット１３３は、前記原稿画像読取部１２によって読み取られデジタル化されて記憶装置に記憶されている原稿画像情報に基づき回転している感光体ドラム１３１の周面にレーザー光を順次照射し、これによって感光体ドラム１３１の周面に静電潜像を形成させるものである。前記現像ユニット１３４は、静電潜像が形成された感光体ドラム１３１の周面にトナーを供給して当該周面にトナー像を形成させるものである。この現像ユニット１３４に本発明に係るトナーカートリッジ（トナー供給装置）２０が着脱自在に装着される。

前記搬送ベルト１３５は、用紙貯留部１５から給紙された用紙Ｐをトナー像の形成された感光体ドラム１３１の周面に向けて送り込むものであり、所定のローラ間に張設され、図１において反時計方向に周回される。感光体ドラム１３１の下方には、搬送ベルト１３５を介して転写ローラ１３６が設けられており、用紙貯留部１５から送り出された用紙Ｐは、搬送ベルト１３５の周回によって感光体ドラム１３１と転写ローラ１３６との間に給紙されることにより感光体ドラム１３１の周面に形成されているトナー像が用紙Ｐに転写される。

転写処理後の感光体ドラム１３１に残留している残留トナーは、感光体ドラム１３１の回転に応じてクリーニング装置１３７の図略のブレードにより掃き取られ、清浄化した感光体ドラム１３１の周面は再度新たな画像形成のために帯電ユニット１３２へ向かうことになる。

前記定着部１４は、画像形成部１３で感光体ドラム１３１のトナー画像が転写されることにより形成された用紙Ｐ上の転写画像を熱処理によって定着するものであり、所定の温度に加熱された熱ローラ１４１と、この熱ローラ１４１の下方で対向配置された加圧ローラ１４２とを備えている。

画像形成部１３から搬送ベルト１３５の駆動で定着部１４に給紙された用紙Ｐは、熱ローラ１４１と加圧ローラ１４２との間を通過することによってその転写画像に定着処理が施され、引き続き排出ローラ対１７および機器本体１１の側壁１１１に開口された用紙排出口１８を通って機器本体１１から外部に向けて突設された排紙トレー１９へ排紙されるようになっている。

図２は、本発明に係るトナーカートリッジ２０の一実施形態において蓋体７０を装着する前のカートリッジ本体３０を示す斜視図であり、図３は、その平面図である。また、図４は、図３のＡ−Ａ線断面図である。なお、図２および図３において、Ｘ−Ｘ方向を幅方向、Ｙ−Ｙ方向を前後方向といい、特に−Ｘ方向を左方、＋Ｘ方向を右方、−Ｙ方向を前方、＋Ｙ方向を後方という。図２に示すように、トナーカートリッジ２０は、上面に開口を有する幅方向に長尺のカートリッジ本体３０と、このカートリッジ本体３０の上面開口
を閉止する蓋体７０とを備えた基本構成を有している。

蓋体７０は、カートリッジ本体３０の後述するフランジ部４０１と同一の平面視の形状を有し、四方の各縁部がフランジ部４０１と重なり合うようにカートリッジ本体３０に被せられた状態で溶着処理によりトナー装填容器４０に固定されるようになっている。蓋体７０がカートリッジ本体３０に溶着された後に、トナーカートリッジ２０内にトナーが装填される。

カートリッジ本体３０は、前記現像ユニット１３４（図１）に供給するトナーを貯留して攪拌するものであり、上面が開口した幅方向に長尺のトナー装填容器４０と、このトナー装填容器４０に内装されたトナーを攪拌するための攪拌部材５０と、この攪拌部材５０により攪拌されたトナーを搬送する搬送部材６０とを備えて構成されている。

トナー装填容器４０は、幅方向に長尺の前壁４１と、この前壁４１に対向した後壁４２と、前壁４１および後壁４２の左端縁間に架設される左側壁４３と、同右端縁間に架設される右側壁４４と、これら各壁４１，４２，４３，４４の下縁部間に架設された底板４５（図４）とからなっている。かかるトナー装填容器４０の上面開口部には、外方に向かって突設された環状のフランジ部４０１が形成されている。

また、左右の側壁４３，４４は、それぞれ下に凸の二瘤状で同一形状に形成され、前方の瘤の部分に第１円弧側壁（左第１円弧側壁４３１および右第１円弧側壁４４１）が形成されているとともに、後方の瘤の部分に第２円弧側壁（左第２円弧側壁４３２および右第２円弧側壁４４２）が形成されている。

そして、第１円弧側壁４３１，４４１は、曲率半径が第２円弧側壁４３２，４４２の曲率半径より大きく設定され、互いに対向した第１円弧側壁４３１，４４１間にトナーを攪拌するトナー攪拌空間４６が形成されているとともに、互いに対向した第２円弧側壁４３２，４４２間にトナーを搬送するためのトナー搬送空間４７が形成されている。

トナー攪拌空間４６の底板４５（第１円弧底板（円弧状底部）４５１）（図４）は、本実施形態においては、断面形状が第１円弧側壁４３１，４４１の円弧形状に沿うように円弧形状に設定されているとともに、トナー搬送空間４７の底板４５（第２円弧底板４５２）も同様に円弧形状に設定されているが、本発明は、第１円弧底板４５１および第２円弧底板４５２が完全に円弧状であることに限定されるものではなく、楕円状や略矩形状さらには多角形状など、完全な円弧形状から多少ずれていてもよい。

そして、第１円弧底板４５１の最下位レベルは、第２円弧底板４５２の最下位レベルより下方に位置するようになされている。また、トナー攪拌空間４６とトナー搬送空間４７との間には仕切り壁４８が設けられ、トナー攪拌空間４６内で攪拌部材５０により攪拌されたトナーは、この仕切り壁４８を乗り越えてトナー搬送空間４７に供給されるようになっている。

また、右第１円弧側壁４４１には、その内面側の曲率中心位置から上方のフランジ部４０１に向けて凹設されることにより形成された装着溝４４３が設けられている。この装着溝４４３は、溝幅寸法が後述する攪拌軸５１の径寸法より僅かに大きく幅設定され、これによって攪拌軸５１の右端部を摺接状態で嵌めこみ得るようになっている。

第１円弧底板４５１の外側には、図４に示すように、最下位レベルであって攪拌部材５０における後述のトナー掃取り板（清掃手段）５５に対応した位置にトナー攪拌空間４６内のトナーの存否を検出するためのトナーセンサ８０が検出面を第１円弧底板４５１の外
側底面と対向させた状態で設けられている。本実施形態においては、トナーセンサ８０として静電容量式のものが採用されているが、静電容量式のものに限定されるものではなく、検出対象物の存否を検出し得るものであればどのようなものを採用してもよい。

以下、攪拌部材５０について図５を基に、必要に応じて図２〜図４を参照しながら説明する。図５は、攪拌部材５０の一実施形態を示す部分斜視図である。なお、図５におけるＸおよびＹによる方向表示は図２の場合と同様である。図５に示すように、攪拌部材５０は、トナー攪拌空間４６に装填されるものであり、左右の第１円弧側壁４３１，４４１（図２）の曲率中心位置間に架設される攪拌軸５１と、この攪拌軸５１と一体成形された複数枚の連結フィン（中間部材）５２と、これら複数枚の連結フィン５２の先端部に攪拌軸５１と平行になるように固定された長尺の支持板（中間部材）５３と、この支持板５３に一体的に支持された攪拌翼５４と、この攪拌翼５４の一部によって形成されたトナー掃取り板（掃出し力増強部）５５とを備えて構成されている。

前記攪拌軸５１は、長さ寸法が左右の第１円弧側壁４３１，４４１間のうち寸法より若干長めに設定され、左方の端部が左第１円弧側壁４３１の曲率中心位置に穿設された図略の貫通孔に摺接状態で嵌入される一方、右方の端部が右第１円弧側壁４４１に設けられた前記装着溝４４３に装着され、これによって攪拌部材５０は、攪拌軸５１回りに一体回転可能にトナー攪拌空間４６内に装着されるようになっている。

本実施形態においては、前記支持板５３は、略同一長さ寸法の左支持板５３１と、右支持板５３２との２枚が採用され、これによって支持板５３に固定される攪拌翼５４も、必然的に左支持板５３１に固定される左攪拌翼５４１と、右支持板５３２に固定される右攪拌翼５４２との２枚が採用されている。左支持板５３１は攪拌軸５１の左方部分に設けられている一方、右支持板５３２は攪拌軸５１の右方部分に設けられ、攪拌軸５１の中央部で各縁部が互いに重複した状態とされている。

また、支持板５３における左支持板５３１と右支持板５３２とは、連結フィン５２を挟んで攪拌軸５１の軸心を中心とした点対称位置に設けられ、これによって左攪拌翼５４１と右攪拌翼５４２とは、攪拌軸５１の軸心の点対称位置に設けられた状態になっている。また、攪拌翼５４には、攪拌中のトナーを通過させるための矩形状を呈した所定個数のトナー通過孔５４３が設けられている。

かかる攪拌翼５４は、僅かに撓んだ状態でその先端縁部が第１円弧底板４５１の曲率内周面に当接するように寸法設定されている。したがって、攪拌軸５１が軸心回りに図４における反時計方向に回転することにより、攪拌翼５４が第１円弧底板４５１の曲率内周面と当接しながら回転し、これによってトナー攪拌空間４６内のトナーが攪拌されることになる。

前記トナー掃取り板５５は、攪拌翼５４における前記トナーセンサ８０に対応した部分が攪拌軸５１の軸心方向に向けて切り込まれた所定寸法の２本の切り込み線（切れ目）５５９で区画されることにより形成されている。

かかるトナー掃取り板５５は、支持板５３からの突出量が攪拌翼５４の突出量より若干大きめに設定されている。すなわち、攪拌部材５０がトナー攪拌空間４６内に装着され、トナー掃取り板５５の先端縁部が第１円弧底板４５１の曲率内周面に当接した状態で、トナー掃取り板５５の弾性変形量は、攪拌翼５４の弾性変形量より大きくなり、これによってトナー掃取り板５５のトナー掃き取り力は攪拌翼５４のそれより強くなっている。

したがって、トナー攪拌空間４６内のトナーが残り少なくなった状態で攪拌部材５０を
攪拌軸５１回りに回転させると、図６に示すように、攪拌翼５４の先端縁部と第１円弧底板４５１との間には若干のトナーが介在した状態でトナー掃取り板５５はトナーを強力に掃き取ってその先端縁部が第１円弧底板４５１の曲率内周面に直接当接した状態になり、これによってトナーセンサ８０の検出面を第１円弧底板４５１を介してトナーに阻止されることなくトナー攪拌空間４６に臨ませることが可能になる。

そして、本実施形態においては、攪拌翼５４はおよびトナー掃取り板５５は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等のポリエチレンフィルムやポリプロピレンフィルム等の可撓性および弾性に優れた強靭な合成樹脂材料によって形成され、これによってトナーの攪拌が確実に行い得るようになっている。

また、本実施形態においては、支持板５３にトナー掃取り板５５の基端側を支持させるための一対の突支片（支持突片）５３３を設けている。各突支片５３３は、支持板５３からの突出量がトナー掃取り板５５の突出量の略半分に設定された状態で、トナー掃取り板５５の回転方向の裏側に設けられている。トナー掃取り板５５は、かかる突支片５３３の存在により、その基端側が弾性変形することがないため、その分先端側の弾性変形量（すなわち撓み角度量）が多くなって弾性力が増大し、トナーの掃き取り力が大きくなる。

このように構成された攪拌部材５０は、左第１円弧側壁４３１の外面側に設けられたジョイント部材４３３（図２）を介して図略の駆動モータの駆動軸の回転が攪拌軸５１に伝達され、これによって攪拌翼５４およびトナー掃取り板５５が攪拌軸５１回りに一体回転するようになっている。

前記搬送部材６０は、攪拌部材５０の駆動でトナー攪拌空間４６から仕切り壁４８を乗り越えトナー搬送空間４７へ移されたトナーを搬送して現像ユニット１３４へ供給するためのものであり、図２に示すように、トナー搬送空間４７内で第２円弧側壁４３２，４４２間に架設されるスクリュー軸６１と、このスクリュー軸６１の外周面に形成された螺旋状のスクリュー翼６２とを備えて構成されている。

前記スクリュー翼６２は、図２および図３に示すように、幅方向の中央部より若干右方寄りの位置（中立位置６３）から左端部までに形成された左スクリュー翼６２１と、前記中立位置６３から右端部までに形成された右スクリュー翼６２２とからなっている。左スクリュー翼６２１と右スクリュー翼６２２とは螺旋方向が逆に設定されたいわゆる逆螺旋になっており、これによって左右のスクリュー翼６２１，６２２がスクリュー軸６１回りに所定方向に回転すると、トナー搬送空間４７内のトナーは、左右から中立位置６３に向けて搬送されるようになっている。

前記スクリュー軸６１の左端部は、左第２円弧側壁４３２の曲率中心位置を貫通して外部に突出され、この突出した部分に搬送部材側ギヤ６４が一体回転可能に装着されている。また、前記ジョイント部材４３３（図２）には、同心で攪拌部材側ギヤ５６が一体に設けられ、この攪拌部材側ギヤ５６が前記搬送部材側ギヤ６４と噛合することにより、ジョイント部材４３３の回転（すなわち攪拌部材５０の回転）が攪拌部材側ギヤ５６および搬送部材側ギヤ６４を介して搬送部材６０に伝達されるようになっている。

一方、トナー搬送空間４７の底部の第２円弧底板４５２には、図４に示すように、下方に向けて貫通した、トナーを導出するための導出孔４５３が向けられているとともに、この導出孔４５３に対応するように第２円弧底板４５２の外面側に開閉可能なゲート部材４５４が設けられ、このゲート部材４５４の図略のゲートが開放されることによりトナー搬送空間４７内のトナーが現像ユニット１３４（図１）へ向けて供給されるようになっている。

このように構成されたトナーカートリッジ２０によれば、当該トナーカートリッジ２０が図１に示すように現像ユニット１３４に装着された状態で、図略の駆動モータの駆動でジョイント部材４３３を介して攪拌軸５１を図４における反時計方向に向けて回転させると、攪拌翼５４が攪拌軸５１回りに反時計方向へ向けて一体回転し、これによってトナー攪拌空間４６内のトナーは攪拌されつつ一部が仕切り壁４８を乗り越えてトナー搬送空間４７に移る。

一方、攪拌部材５０は、攪拌部材側ギヤ５６および搬送部材側ギヤ６４を介してスクリュー軸６１に伝達されることにより回転する。これによるスクリュー翼６２の回転でトナー搬送空間４７に移ったトナーは、左右から中立位置６３に向けて移動し、導出孔４５３およびゲート部材４５４を介して現像ユニット１３４に供給されることになる。

そして、本発明においては、攪拌部材５０の攪拌軸５１に連結フィン５２および支持板５３を介してトナー掃取り板５５が設けられているため、トナー攪拌空間４６におけるトナーの存否をトナーセンサ８０によって適正に検出し得るようになっている。

以下、図６を基に本発明の作用について説明する。図６は、トナー掃取り板５５の作用を説明するための斜視図であり、トナー攪拌空間４６内のトナーＴの残量が僅かになった状態を示している。なお、図６におけるＸ、Ｙによる方向表示は、図２の場合と同様である。

まず、トナー装填容器４０のトナー攪拌空間４６内にトナーＴが豊富に存在しているときは、攪拌翼５４およびトナー掃取り板５５は豊富なトナーＴ内に埋没した状態になっているため、たとえトナー掃取り板５５が第１円弧底板４５１の曲率内周面のトナーＴを掃き取っても、周りのトナーＴが即座に掃き取られた部分に押し寄せるため、トナーセンサ８０の検出面は第１円弧底板４５１を介して一瞬だけトナーＴに覆われていない状態になるが、その後直ちにトナーＴに覆われる。したがって、トナーセンサ８０の検出信号は、所定周期のパルス的なものになるため、このパルス状の検出信号によってトナー攪拌空間４６内がトナーＴで満たされていることを判別することができる。

これに対し、図６に示すように、トナー攪拌空間４６内のトナーＴの残量が残り少なくなると、攪拌翼５４は、支持板５３からの突出量がトナー掃取り板５５のそれより小さく、攪拌翼５４の弾性力は変形量の大きいトナー掃取り板５５のそれより小さいため、攪拌翼５４の先端縁部と第１円弧底板４５１の曲率内周面との間にトナーＴが所定の厚み寸法で存在した状態になるのに対し、支持板５３からの突出量が大きく、かつ、突支片５３３の存在で弾性力が大きくなるように設定されたトナー掃取り板５５と対向する第１円弧底板４５１の対向面に位置したトナーＴは、トナー掃取り板５５の先端縁部によって強力に掃き取られる。

これによって、第１円弧底板４５１におけるトナーセンサ８０が対向している位置には、図６に示すように、帯状のトナーＴが全く存在しない部分が現出する。しかもトナー攪拌空間４６内のトナーＴは残量が非常に少なくなっていることから、トナーセンサ８０の周りのトナーＴがトナーセンサ８０に向けてなだれ込むようなことも起こらず、これによってトナーセンサ８０は、先のパルス状の検出信号に代えて同一レベルのトナー切れの検出信号を出力することになるため、この検出信号に基づきトナー攪拌空間４６内が若干のトナーＴを残して空になっていると判別することができる。

以上詳述したように、本発明にかかるトナーカートリッジ２０は、トナーＴが装填されるトナー装填容器４０と、このトナー装填容器４０の第１円弧側壁４３１，４４１間に架
設された攪拌軸５１回りに回転することでトナーＴを攪拌する攪拌部材５０と、感光体ドラムの周面にトナー像を形成させる現像ユニット１３４へトナーＴを供給するべく搬送する搬送部材６０と、トナー装填容器４０内のトナーＴの存否を検出するトナーセンサ８０とを備えてなるため、トナー装填容器４０内に装填されているトナーＴは、攪拌軸５１回りの攪拌翼５４の回転によって攪拌され、これによってたとえ団塊状態に固まったものが存在しても解きほぐされ、均一に分布した状態で搬送部材６０の駆動により現像ユニット１３４に向けて送り込まれ、搬送部材６０の駆動で現像ユニット１３４へ供給される。

そして、トナー装填容器４０は、攪拌軸５１と直交する断面形状が攪拌軸５１の軸心を曲率中心とする円弧状に形成された第１円弧底板４５１を有し、攪拌部材５０は、攪拌軸５１に平行状態で縁部が固定され、かつ、攪拌軸５１からの突出量がトナー装填容器４０の底部の曲率半径より長尺に寸法設定された可撓性材料からなる矩形状の攪拌翼５４を有し、トナーセンサ８０は、第１円弧底板４５１の外面側に検出端を対向させた状態で設けられ、攪拌翼５４には、トナーセンサ８０に対応した部分に、第１円弧底板４５１への掃出し力が他の部分より大きくなるトナー掃取り板５５が形成されているため、攪拌翼５４の攪拌軸５１回りの回転でトナー掃取り板５５が第１円弧底板４５１のトナーセンサ８０が設けられている部分を他の部分より強く押圧しながらトナーＴを掃き取るため、これによってトナーセンサ８０の近傍のトナーＴを他の部分に比べて確実に除去することができ、トナー装填容器４０内が略空になっているにも拘らず、層状で残留した少量のトナーＴによってトナーセンサ８０がトナー攪拌空間４６内の空状態を検出し得なくなるような不都合を確実に防止することができる。

また、トナーＴが除去されたトナーセンサ８０の対向部分になだれ込まない程度の残留量になった時点で、トナーセンサ８０は、トナー切れの検出信号を出力するため、ユーザーは、トナー切れが間近に迫っていることを認識することができるばかりか、この検出信号が出力されてからも、トナー装填容器４０内が完全に空になるまでの間暫定的に画像形成装置１０による画像形成処理を継続することができる。

このように、トナーセンサ８０のトナー切れの検出信号を、交換用の新たなトナーカートリッジ２０を準備するための信号として利用することが可能になり、ユーザーに不便な思いをさせないようにすることができる。

また、トナー掃取り板５５は、攪拌軸５１からの突出量が攪拌翼５４の他の部分より大きく設定されているため、トナー掃取り板５５は、第１円弧底板４５１の円弧面に当接した状態で弾性変形量が攪拌翼５４のそれより大きくなり、これによってより大きな力で第１円弧底板４５１を押圧するため、トナーセンサ８０が対向する部分のトナーＴをより確実に掃き取ることができる。このようにトナー掃取り板５５を採用することにより、掃出し力増強部を、攪拌翼５４の一部を攪拌軸５１の径方向に若干突出させるという簡単な構成で形成させることができ、部品コストの低減化に貢献することができる。

また、トナー掃取り板５５には、攪拌翼５４の一部が当てられ、しかも攪拌翼５４から突出している部分の両端部から攪拌軸５１に向かって切り込み線５５９が設けられているため、攪拌翼５４の他の部分とは独立した状態で弾性変形することが可能になり、その分、トナーセンサ８０の存在位置に沿った状態で第１円弧底板４５１のトナーＴを確実に除去することができる。

また、トナー掃取り板５５は、切り込み線５５９の基端部分が攪拌軸５１から突設された突支片５３３に支持されているため、トナー掃取り板５５は、切れ目の基端側に設けられた突支片５３３によってその分弾性変形する部分が少なくなるため、弾性変形し得る部分の変形量（角度）が大きくなり、これによって第１円弧底板４５１に対するより大きな
掃出し力を得ることができる。

さらに、攪拌翼５４は、中間部材（連結フィン５２および支持板５３）を介して攪拌軸５１に固定されているため、かかる中間部材の存在で攪拌翼５４の攪拌軸５１に対する装着状態を状況に応じて各種選択することが可能になり、トナー攪拌構造の汎用性を大きくすることができる。

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。

（１）上記の実施形態においては、トナー掃取り板５５の両側部には、攪拌翼５４と区画するための切り込み線５５９が設けられているが、かかる切り込み線５５９は必須ではなく特に設けなくてもよい。切り込み線５５９が存在しない場合には、トナー掃取り板５５の先端縁部が第１円弧底板４５１の円弧内面に当接することによる弾性変形で左右の攪拌翼５４をも引き込んだ状態になるため、より強力な弾性力を得ることが可能になり、これによってトナーセンサ８０の対向部分のトナーＴーをより確実に除去することができる。

（２）上記の実施形態において、どの程度のトナーの残量でトナーセンサ８０に空量を検出させるようにするかを切り込み線５５９の切り込み量の多寡で調節することができる。その理由は、切り込み量が少ないとトナー掃取り板５５の弾性力が大きくなるため、トナーＴの残留量が多い状態でトナーセンサ８０の対向部分のトナーＴを掃き取ってしまうことが可能になる一方、切り込み量が多いとその分トナー掃取り板５５の弾性力が小さくなるため、トナーＴの残留量が全体的に少なくならないとトナーセンサ８０周りのトナーＴを払い除けることができないからである。

（３）上記の実施形態においては、トナー掃取り板５５を支持板５３から突設された突支片５３３に支持させるようにしているが、本発明は、トナー掃取り板５５を突支片５３３に支持させることに限定されるものではなく、特に設けなくてもよい。

（４）上記の実施形態において、トナー掃取り板５５の厚み寸法を攪拌翼５４の厚み寸法より厚くし、これによってトナー掃取り板５５の弾性変形による弾性力を大きくしてもよい。トナー掃取り板５５を厚くする方策としては、所定のシート体をトナー掃取り板５５に積層貼着すること等を挙げることができる。

（５）上記の実施形態においては、攪拌翼５４の先端縁部が第１円弧底板４５１に内面に当接するようになされているが、本発明は、攪拌翼５４の先端縁部が第１円弧底板４５１の内面に当接することに限定されるものではなく、特に当接させなくてもよい。

本発明に係るトナーカートリッジ（トナー供給装置）が適用された画像形成装置の一実施形態を示す側面断面視の説明図である。 本発明に係るトナーカートリッジの一実施形態において蓋体を装着する前のカートリッジ本体を示す斜視図である。 図２に示すカートリッジ本体の平面図である。 図３のＡ−Ａ線断面図である。 攪拌部材の一実施形態を示す部分斜視図である。 トナー掃取り板の作用を説明するための斜視図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置 １１ 機器本体
１２ 原稿画像読取部 １３ 画像形成部
１３１ 感光体ドラム １３２ 帯電ユニット
１３３ 露光ユニット １３４ 現像ユニット
１３５ 搬送ベルト １３６ 転写ローラ
１３７ クリーニング装置 １４ 定着部
１４１ 熱ローラ １４２ 加圧ローラ
１５ 用紙貯留部 １６ 原稿載置部
１６１ 原稿押えカバー １７ 排出ローラ対
１８ 用紙排出口 １９ 排紙トレー
１７ クリーニング装置 ２０ トナーカートリッジ（トナー供給装置）
３０ カートリッジ本体 ４０ トナー装填容器
４０１ フランジ部 ４１ 前壁
４２ 後壁 ４３ 左側壁
４３１ 左第１円弧側壁 ４３２ 左第２円弧側壁
４３３ ジョイント部材 ４４ 右側壁
４５ 底板 ４５１ 第１円弧底板（円弧状底部）
４５２ 第２円弧底板 ４５３ 導出孔
４５４ ゲート部材 ４６ トナー攪拌空間
４７ トナー搬送空間 ４８ 仕切り壁
５０ 攪拌部材 ５１ 攪拌軸
５２ 連結フィン ５３ 支持板
５３１ 左支持板 ５３２ 右支持板
５３３ 突支片 ５４ 攪拌翼
５４１ 左攪拌翼 ５４２ 右攪拌翼
５４３ トナー通過孔 ５５ トナー掃取り板（清掃手段）
５５１ 左トナー掃取り板 ５５２ 右トナー掃取り板
５６ 攪拌部材側ギヤ ６０ 搬送部材
６１ スクリュー軸 ６２ スクリュー翼
６２１ 左スクリュー翼 ６２２ 右スクリュー翼
６３ 中立位置 ６４ 搬送部材側ギヤ
７０ 蓋体 ８０ トナーセンサ
Ｔ トナー

Claims (6)

1. トナー装填容器と、このトナー装填容器の対向壁面間に架設された攪拌軸回りに回転するトナー攪拌用の攪拌部材と、この攪拌部材により攪拌されたトナーを現像装置へ供給するべく搬送する搬送部材とを備え、前記トナー装填容器外に設けられたトナーセンサにより当該トナー装填容器内のトナーの存否が検出され得るように構成されてなるトナー供給装置であって、
   前記トナー装填容器は、前記攪拌軸と直交する断面形状が略円弧状の円弧状底部を有し、
   前記攪拌部材は、前記攪拌軸に平行に基端縁部が固定され、かつ、先端縁部が前記円弧状底部に対向する攪拌翼を有し、
   前記トナーセンサは、検出端をトナー装填容器外で前記円弧状底部と対向するように設けられ、
   前記攪拌翼には、前記トナーセンサに対応した部分に、円弧状底部におけるトナー掃出し力が攪拌翼の他の部分より大きい掃出し力増強部が形成されていることを特徴とするトナー供給装置。
2. 前記掃出し力増強部は、前記攪拌翼の前記攪拌軸からの突出量が当該攪拌翼の他の部分より大きく設定されていることを特徴とする請求項１記載のトナー供給装置。
3. 前記掃出し力増強部は、前記攪拌翼から突出している部分の両端部から攪拌軸に向かって切り込まれて形成された切れ目を有していることを特徴とする請求項２記載のトナー供給装置。
4. 前記掃出し力増強部は、基端部分が前記攪拌軸から突設された支持突片に支持されていることを特徴とする請求項２または３記載のトナー供給装置。
5. 前記攪拌翼は、所定の中間部材を介して前記攪拌軸に固定されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のトナー供給装置。
6. トナー装填容器内のトナーの存否を検出するトナーセンサを当該トナー装填容器外に設け、このトナーセンサの設置部位近傍のトナーを、他の部位のトナーより僅かに深く清掃する清掃手段を用い、トナー装填容器内のトナー残量が微小量になった状態で前記トナーセンサの設置部位のみを先行してトナー切れ状態とすることによりトナー装填容器内がエンプティ状態であることを検出することを特徴とするトナー検出方法。