JP3916263B2

JP3916263B2 - 現像器のトナー残量検出装置

Info

Publication number: JP3916263B2
Application number: JP20060893A
Authority: JP
Inventors: 充人古川; 誠松岡
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-08-12
Filing date: 1993-08-12
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2022-05-16
Also published as: JPH0756431A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、トナーを使用する電子写真装置、特に像担持体の静電潜像をトナーで現像する現像器のトナー残量を透過型フォトセンサにより検出するトナー残量検出装置に関する。
複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置では、普通紙記録の要請から電子写真装置等が利用されており、その原理は、感光ドラムに帯電して、画像露光して静電潜像を形成し、現像器で現像し、トナー像をシートに転写して、シート上にトナー像を得るプロセスをとる。
【０００２】
このような画像形成装置においては、トナーを感光ドラムに搬送して、トナー現像することから、現像器の内部に貯蔵室を設け、トナーを貯蔵している。
貯蔵室内のトナーが無くなると、現像動作が行われなくなることから、貯蔵室内のトナーの残量を検出する必要がある。
【０００３】
【従来の技術】
図１は従来技術のトナー残量検出装置の説明図である。
図１（Ａ）に示すように、現像器５は、トナーを貯蔵する貯蔵室５９と、現像室５８とを備え、現像室５８では、回転するパドルローラ５３でトナーを攪拌、搬送し、リセットローラ５２でトナーを現像ローラ５０に搬送し、現像ローラ５０のトナーは、ブレード５１によりトナーの層厚が規制されて、感光ドラム４０に搬送され、現像を行う。
【０００４】
一方、貯蔵室５９には、アジテータ（パドルローラ）５４が設けられ、回転して、トナーを攪拌して、現像室５８に供給する。
この貯蔵室５９の下部には、発光素子と受光素子とからなる透過型フォトセンサ９０が設けられ、透過型フォトセンサ９０をトナーで遮光している間は、トナーが有り、トナーで遮光されなくなると、トナー無し（トナーエンプティ）として、トナーエンプティの検出を行う。
【０００５】
このトナーエンプティの検出は、透過型フォトセンサ９０の出力を時間積分して、その積分値が設定値以上なら、トナー有り、以下なら、トナーエンプティと判定していた。
トナーエンプティとなると、現像器自体を交換したり、トナーを補給することが行われており、このトナーエンプティの残留トナー量が少ない程、交換周期を伸ばせたり、廃棄されるトナー量が少なく済み、経済的である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術では、次の問題があった。
▲１▼トナーエンプティの残留トナー量を少なく設定すると、トナー量が少なくなった場合に、流動性が大きくなるので、図１（Ｂ),（Ｃ）に示すように、同じトナー量でも、透過型フォトセンサ９０の直前位置でのトナーの塊の形が異なり、透過型フォトセンサ９０を遮光したり、しなかったりする事態が発生し、正確なトナー残量の検出が困難となる。
【０００７】
▲２▼透過型フォトセンサ９０を用いているため、トナー貯蔵室の壁面等にトナーが付着していると、実際は貯蔵室の内部のトナー量がエンプティの状態であるにもかかわらず、センサの光路がトナーで遮ぎられ、正確なトナー残量の検出が困難となる。
上記▲１▼の問題点については、本出願の出願人は先願（特願平０４−２５７９２７号）において、トナー貯蔵室における設置位置の異なる複数の透過型フォトセンサと、該複数の透過型フォトセンサの出力の和によりトナーエンプティを判定する回路とを設けたことを特徴とする現像器のトナーエンプティ検出装置を提案した。
【０００８】
このような構造のトナーエンプティ検出装置によると、流動性のあるトナー塊の形状変動、トナーの移動にかかわらず、安全にトナー量に応じた出力を発生できる共に、傷や汚れが発生しても、その影響を低減したトナー検出を可能とすることにより、トナーエンプティのトナー量が少なくても、安定にトナーエンプティを検出できるようになった。
【０００９】
しかしながら、上記▲２▼の問題点については未解決である。従って、本発明はトナー貯蔵室の壁面等にトナーが付着するのを防止し、もって付着したトナーでもって透過型フォトセンサの光路が遮蔽されるのを防止し、貯蔵室内のトナー残量を正確に検出できるようにした現像器のトナー残量検出装置を提供することを目的とする。
【００１０】
さらに、従来技術ではトナー無（トナーエンプティ）のて検出をおこなっていたので、エンプティが検出された時点でトナーの交換をおこなっていた。しかしトナー無の検出直後印字が出来なくなる事は装置の使用上不具合である。このためトナー無検出後も数枚の印字が可能であるよう設定するこれはトナー交換までの装置使用上の便宜のためであり従来はトナー無予告（トナーニアエンプティ）として残量が比較的多いうちに検出をおこなっていた。
【００１１】
しかしこの方式ではトナーの消費率により印字枚数が異なり、これに係わらず本発明はトナーの残量を連続的に検出（表示）し、トナーの交換時期を明示するトナー残量検出装置を提供する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を達成するために、本発明によれば、トナーを貯蔵する貯蔵室と、該貯蔵室内のトナーを攪拌する攪拌手段と、該攪拌されたトナーを前記貯蔵室から現像室に供給し、該現像室にてトナーを像担持体に搬送する手段と、発光部と受光部からなるトナー残量を検出するためのフォトセンサを複数対設け、各々のフォトセンサは前記貯蔵室内の下部の透明壁を介して該貯蔵室内のトナーを異なる場所で監視できる位置に設置し、これらのフォトセンサの出力の和をとるようにしたトナー検出手段と、前記貯蔵室の透明壁を貯蔵室の内部より清掃する手段とを含んでなり、前記攪拌手段は回転軸を中心に回転するアジテータからなり、前記清掃手段は該アジテータに取付けられた弾性部材からなり、該弾性部材はアジテータの回転により前記透明壁に接触しながら移動するように構成され、かつ前記アジテータの回転中心から各フォトセンサ対までの距離は互いに異なることを特徴とする現像器のトナー残量検出装置が提供される。
【００１３】
前記トナー検出手段は、前記攪拌手段の一回転中において、発光部と受光部との間での透過光のパルスが連続して生ずる時間と生じない時間との比率を計測する手段を設けたことを特徴とする。
【００１４】
前記弾性部材は、シリコンゴム等のように温度によりその硬度が変化する材質からなり、該弾性部材の温度を検出する温度検出手段を設け、弾性部材の温度変化により、前記計測手段により得られた結果を補正する手段を具備することを特徴とする。
【００１５】
【作用】
本発明によれば、貯蔵室の透明壁を貯蔵室の内部より清掃する手段を設けたので、貯蔵室の透明壁にはトナーが付着することはなく、常時良好な透明性を保つこととなるので、正確なトナー残量の検出を行うことができる。また、複数対のフォトセンサを異なる場所でトナーを監視できる位置に設置し、これらのフォトセンサの出力の和をとるようにしている。
【００１８】
【実施例】
（ａ）本発明の適用される装置の説明
図２は本発明を適用することのできる画像形成装置の外観図、図３は同画像形成装置の断面図、図４は同画像形成装置におけるプロセスカートリッジの構成図、図５は同画像形成装置のカバー開閉の説明図、図６は同画像形成装置の動作説明図であり、画像形成装置として電子写真プリンタ装置を示している。
【００１９】
図２は、装置前面から見た斜視図を示し、１０はフロントカバーであり、前面に開いて、図３にて後述する搬送パス３を開放するもの、１１は装置上部を覆うアッパーカバーであり、上部に開いて、装置上部を開放するもの、１２は給紙カセットであり、１３は給紙カセット挿入口であり、給紙カセット１２を装置前面から挿入するためのものである。
【００２０】
１４は装置上面に設けたスタッカであり、印刷された用紙を収容するもの、１５は用紙ガイドであり、スタッカ１４と共に用紙をガイドするもの、１６は操作パネルであり、各種スイッチと表示部とを有するもの、１７はコントローラボックスであり、プリンタの制御回路等を収容するものである。
図３の装置の断面図において、２はプロセスカートリッジであり、用紙カセット１２の上部に設けられ、図４にて後述するもの、３は搬送パスであり、用紙カセット１２からＵ字形状の搬送通路を形成し、スタッカ１４に用紙を搬送するためのもの、６は熱定着器であり、熱ローラ６０と、バックアップローラ６１との間に用紙を挟み込んで、用紙のトナー像を定着するためのものであり、熱ローラ６０の付着トナーを除去するクリーニングローラ６２が設けられているものである。
【００２１】
７は光学ユニットであり、画像情報により駆動される半導体レーザーの光をポリゴンミラーで走査して、現像器５の上を通って、プロセスカートリッジ２の感光ドラム４０に照射するものであり、８は用紙分離部であり、放電電極を有し、転写後の用紙の背面に、用紙背面電位と逆極性の電荷を放電させ、用紙背面を除電して、用紙を感光ドラム４０から分離するものである。
【００２２】
３０はピックアップローラであり、用紙カセット１２の用紙をピックアップするもの、３１はレジストローラであり、ピックアップローラ３０でピックアップされた用紙の先端を揃えて搬送するもの、３２は手差しガイドであり、図の右側に開いて、手差し用紙を手差しローラ３３に導くもの、３３は手差しローラであり、手差しガイド３２から挿入された用紙をプロセスカートリッジ２に搬送するものである。
【００２３】
３２はカバー軸であり、フロントカバー１０の回転軸となるもの、３６は排出ローラであり、熱定着器６を通過した用紙をスタッカ１４に排出するためのものである。
図４のプロセスカートリッジの構成図において、プロセスカートリッジ２は、ドラムカートリッジ４と、現像器５とからなり、現像器５はドラムカートリッジ４にピンにより取り付けられており、ピンを外すことにより、ドラムカートリッジ４から分離される。
【００２４】
ドラムカートリッジ４の構成を説明すると、４０は感光ドラムであり、アルミニウム等の円筒基体の表面に有機感光材料層（ＯＰＣ等）を形成したものであり、図示の如く反時計方向に回転されるもの、４１は帯電ローラであり、芯金に導電性レーヨン繊維を織り込んで植毛した導電性回転ブラシ帯電器で構成され、感光ドラム４０を約−６５０Ｖに一様帯電するものである。
【００２５】
４２は転写ローラであり、ドラムカートリッジ４に設けられ、導電性の多孔質スポンジ材料、例えば多孔質発泡ポリウレタン・スポンジ材料で構成され、感光ドラム４０に圧接され、転写電圧が印加されて、感光ドラム４０のトナー像を用紙に転写するもの、４３は廃トナーボックス（クリーナー）であり、感光ドラム４０の残留トナーを掻き取りブレード４４で掻き取り、収容するもの、４５は把手であり、ドラムカートリッジ４を手で持つためのもの、４６はローラカバーであり、転写ローラ４２を保護するためのものである。
【００２６】
次に、現像器５の構成を説明すると、５０は現像ローラであり、導電性弾性ローラ、好ましくは導電性の多孔質スポンジ材料、例えば導電性の多孔質発泡ポリウレタン・スポンジ材料で構成され、図のように時計方向に回転して、非磁性一成分トナーをその表面の保持力で保持して、感光ドラム４０に搬送するものであり、感光ドラム４０に所定のニップ幅を持つよう圧接され、且つ−３００Ｖの現像バイアス電圧が印加されるものである。
【００２７】
５１は層厚規制ブレード部であり、現像ローラ５０に付着したトナーの層厚を所定の厚さに規制するものであり、厚さ０．１mmのステンレス板で構成され、現像ローラ５０に圧接され、例えば負の−４００Ｖの電圧が印加され、トナー層厚規制時に、トナーに負の電荷注入を行い、負に強制帯電して、高湿度、高温度でも、トナーを安定帯電するものである。
【００２８】
５２はリセットローラであり、導電性スポンジ材料で構成され、現像ローラ５０に対接され、且つ現像ローラ５０と同方向に回転され、−４００Ｖのバイアス電圧が印加され、図の右側部分で現像ローラ５０からトナーを掻き落とすとともに、図の左側部分で現像ローラ５０にトナーを供給するよう作用するものである。
【００２９】
５３，５４はパドルローラであり、回転して、現像器５内の非磁性一成分トナーを攪拌して、リセットローラ５２方向に搬送するもの、５５はカセット収容部であり、トナーカセット５６を収容するものである。
５６はトナーカセット（トナー補給部）であり、一成分非磁性トナーを収容し、カセット収容部５５に着脱自在にセットされるもの、５７はトナー供給レバーであり、トナーカセット５６内に設けられ、回転して、トナーカセット５６内のトナーを現像器５内に供給するもの、５６ａは把手であり、トナーカセット５６に設けられ、トナーカセット５６を手で持つために用いられるもの、５ａは用紙ガイドリブであり、ローラカバー４６とともに用紙を感光ドラム４０と転写ローラ４２との間にガイドするものである。
【００３０】
このプリンタ装置の動作を図２〜図４により説明すると、用紙カセット１２の用紙は、ピックアップローラ３０によりピックされ、レジストローラ３１に突き当てられ、レジストローラ３１で先端で揃えられ、Ｕ字搬送パス３を感光ドラム４０方向に搬送される。
一方、レジストローラ３１に用紙がピックされると、光学ユニット７による感光ドラム４０への画像露光が開始され、帯電ローラ４１により−６５０Ｖに帯電された感光ドラム４０の画像露光部の電位が零となり、画像に応じた静電潜像が形成される。
【００３１】
現像器５では、現像ローラ５０が、−４００Ｖのバイアス電圧が印加されているため、負に帯電されたトナーは、感光ドラム４０の電位零の画像露光部に付着し、トナー像が形成される。
この感光ドラム４０のトナー像は、レジストローラ３１により搬送される用紙に、転写ローラ４２により、静電力及び圧力により転写され、感光ドラム４０に静電的に吸着した用紙は、用紙分離部８の供給電荷により、用紙背面の電位が除電されることにより、感光ドラム４０から分離される。
【００３２】
この分離された用紙は、熱定着器６に送られ、用紙のトナー像が熱定着器６の熱ローラ６０により熱定着され、排出ローラ３６によりスタッカ１４に排出される。
同様に、手差しガイド３２を倒して、挿入した用紙は、手差しローラ３３により、感光ドラム４０方向に搬送され、感光ドラム４０のトナー像が、転写ローラ４２により、静電力及び圧力により転写され、感光ドラム４０に静電的に吸着した用紙は、用紙分離部８の供給電荷により、感光ドラム４０から分離され、熱定着器６に送られ、用紙のトナー像が熱定着器６の熱ローラ６０により熱定着され、排出ローラ３６によりスタッカ１４に排出される。
【００３３】
図５の装置カバー開放状態を示す図において、フロントカバー１０は、カバー軸３４を中心に、図の右方の前面に開放され、フロントカバー１０には、手差しガイド３２と、手差しローラ３３と、用紙分離部８と、熱定着器６と、排出ローラ３６の内、上側の排出（駆動）ローラ３６ａが設けられている。
又、アッパーカバー１１は、図示しない軸を中心に、図の上方の装置上部に開放され、排出ローラ３６の内、下側の排出（ピンチ）ローラ３６ｂが設けられている。
【００３４】
従って、図６（Ａ）に示すように、フロントカバー１０を開放すると、レジストローラ３１から排出ローラ３６までのＵ字搬送パス３が開放され、ジャム用紙の除去に都合が良い。
この時、プロセスカートリッジ２側に、転写ローラ４２を設けているため、感光ドラム４０の部分は開放されないが、この転写ローラ４２は、感光ドラム４０との対向（平行度、位置）のずれがあると、転写動作を良好に行えないため、プロセスカートリッジ２側に設けたものであり、この部分が開放されなくても、ジャム用紙の除去に差し支えがある訳ではない。
【００３５】
同様に、フロントカバー１０に、熱定着器６全体を設けた理由は、熱定着器６を搬送パスを開放できるように分割すると、熱定着器６の一部をプロセスカートリッジ２の上に設置しなければならず、プロセスカートリッジ２の取り出しに不便となるからであり、この部分が開放されなくても、ジャム用紙の除去に差し支えがある訳ではない。
【００３６】
このカバーの開放においては、図３に示すように、フロントカバー１０を開放しないと、アッパーカバー１１が開放されないように、フロントカバー１０が、排出部分で、アッパーカバー１１の上に配置されている。
従って、図６（Ｂ）に示すように、フロントカバー１０を開放して、更にアッパーカバー１１を開放すると、図５に示すように、装置上部と前面の一部が開放され、装置の前面側からプロセスカートリッジ２を設置したまま、トナーカセット５６を容易に取り出し、取り付けて、トナーカセット５６のみの交換ができる。
【００３７】
又、フロントカバー１０により装置前面を開放し、アッパーカバー１１により装置上部を開放するので、プロセスカートリッジ２も容易に取り出し、取り付けでき、プロセスカートリッジ２が大きくても、交換が容易である。
このため、プロセスカートリッジ２を大きくでき、プロセスカートリッジ２内の現像器５を大きくできるため、収容現像剤量を多くでき、交換周期を大幅に伸ばすことができる。
【００３８】
又、トナーカセット５６のみを交換して、現像剤の補給ができるため、更に交換周期を伸ばすことができる。
更に、排出ローラ３６を分離して、カバー１０，１１を開放するため、Ｕ字搬送パス３の全体を開放でき、ジャム用紙の取り出しがより容易となる。
【００３９】
（ｂ）本発明の実施例の説明
図７〜図１２は２対の透過型フォトセンサを設けた実施例を示し、図７はその実施例の正面図、図８は図７の線８−８における垂直断面図、図９は図７の線９−９における水平断面図、図１０は残量検出部を取付ける前のトナー貯蔵室の垂直断面図、図１１は残量検出部の垂直断面図、図１２は本発明の一実施例における回路図である。
【００４０】
図７に示すように、貯蔵部５９の下部に設けられた残量検出部９には、２つの透過型フォトセンサ９０，９１が設けられており、第１の透過型フォトセンサ９０は、アジテータ５４の直径方向において、軸から距離Ｌ₁の位置に、第２の透過型フォトセンサ９１は、アジテータ５４の直径方向において、軸から距離Ｌ₂（Ｌ₂＜Ｌ₁）の位置に設けられている。
【００４１】
残量検出部９は、図１１に示すように、ベース９３にバネ９４で付勢された断面が略コの字形状をしたケース９２内のセンサ基板９５上に、透過型フォトセンサ９０，９１の発光部９０ａ，９１ａと、受光部９０ｂ，９１ｂとが取り付けられており、埃等で発光部９０ａ，９１ａ、受光部９０ｂ，９１ｂが汚れないように構成されている。
【００４２】
一方、図１０に示すように、貯蔵部５９の下部には、一対の透明なセンサ収容部５９ａ，５９ｂが設けられ、センサ収容部５９ａ，５９ｂの間に、攪拌手段であるアジテータ軸５４ａに取付けられたシリコンゴム等から成る弾性部材５４ｂが通過するようになっている。
このセンサ収容部５９ａ，５９ｂに、ケース９２の発光部９０ａ，９１ａと、受光部９０ｂ，９１ｂとが入り込む、バネ９４によりケース９２の一対の突き当て部が、現像器５のセンサ収容部５９ａ，５９ｂの底面に突き当たり、位置決めされ、これにより、現像器５を交換しても、現像器５の貯蔵部５９の所定位置に、一対のフォトセンサ９０，９１を位置付けることができる。残量検出部９を現像器５に装着した状態を図８及び図９に示している。
【００４３】
そして、アジテータ軸５４ａに設けた弾性部材５４ｂにより、アジテータ５４の回転に応じて、センサ収容部５９ａ，５９ｂの発光窓部、受光窓部を掃き、付着トナーを除去して、安定なトナー検出を可能としている。
図１２において、センサ基板９５には、装置側から供給される＋５Ｖと、０Ｖとの間に、抵抗Ｒ₁と、一対の発光部（発光ダイオード）Ｄ₁，Ｄ₂（９０ａ，９１ａ）とが直列接続され、駆動され、更にこれと並列に、一対の受光部（フォトトランジスタ）Ｑ₁（９０ｂ）、Ｑ₂（９１ｂ）が並列接続され、これに調整用抵抗Ｒ₂，Ｒ₃が直列接続されている。
【００４４】
従って、センサ基板９５では、一対の受光部９０ｂ，９１ｂの出力の和がとられ、出力される。
一方、装置側には、一対の受光部９０ｂ，９１ｂの出力の和を受け、これを時間積分する平均化回路９６ａと、平均化回路９６ａの出力と設定電圧とを比較して、平均化回路９６ａの出力が設定電圧以下となると、トナーエンプティ信号を発生する比較回路９６ｂとが設けられている。
【００４５】
図１３は他の実施例の回路図であって、１対の透過型フォトセンサを設けたものである。この実施例では、＋５Ｖと０Ｖとの間に、抵抗Ｒ₁と１個の発光部（発光ダイオード）Ｄ₁（９０ａ）とが直列接続され、更にこれと並列に、一個の受光部（フォトトランジスタ）Ｑ₁（９０ｂ）と調整用抵抗Ｒ₂が直列接続されている。その他の構造は図１２の場合と同様であり、平均化回路９６ａにより受光部９０ｂの出力が積分され、比較回路９６ｂにて設定電圧と比較される。
【００４６】
図１４は更に他の実施例のブロック図である。図において、Ａは前述のような発光部と受光部から成る光検出部、Ｂはタイマー、Ｃは制御部で、Ｃ₁はタイマー制御部、Ｃ₂はデューティ制御部、Ｄはデューティ・トナー量テーブル、Ｅは温度センサ、Ｆは温度補正部、Ｇはトナー残量表示部である。
タイマーＢは周知のように所定時間間隔のクロック信号を発し、光検出器Ａからは所定時間おきのＯＮ，ＯＦＦ信号がタイマー制御部Ｃ₁に入力される。デューティ制御部Ｃ₂では、タイマー制御部Ｃ₁で処理した光検出器Ａからの信号とデューティ・トナー量テーブルからの情報により、トナー残量を演算し、トナー残量表示部Ｇにおいてトナー残量を表示させる構成である。更に、この実施例では、温度センサＥによりトナー貯蔵室５９内の温度を検出し、後述のような温度による弾性部材５４ｂの硬度変化による補正を行なっている。
【００４７】
次に、図１５〜１７を参照して上記実施例の作用を説明する。図１５において、（Ａ）〜（Ｃ）はトナーＴの残量の少ない場合を示し、（Ｄ）はトナー量の多い場合を示す。また、（Ａ）はアジテータ５４及び弾性部材５４ｂが、透過型フォトセンサ９０，９１を通過した直後の状態、（Ｂ）は通過してしばらく後の状態、（Ｃ）は通過後相当回転した状態を示す。
【００４８】
前述のように、シリコンゴム等から成る弾性部材５４ｂは攪拌部材であるアジテータ５４に固定され、回転軸５４ａを中心として一体的に回転する。弾性部材５４ｂはアジテータ５４の回転に伴なって回転し、その先端部がトナー貯蔵室５９の下部の底面及び側面（この側面は図９に示すセンサ収容部５９ｂの壁部に相当する。）に対してたわみながら接触・移動し、トナーＴを周期的に攪拌すると共に、光透過型フォトセンサ９０，９１の光路にあたる透明な壁面に付着しているトナーを清掃する。
【００４９】
図１５（Ａ）に示すように、トナー残量が少ない状態で、アジテータ５４と弾性部材５４ｂが光透過型フォトセンサ９０，９１の透過光を通過した直後はトナーＴがアジテータ５４と弾性部材５４によって掻き上げられ、透過型フォトセンサ９０，９１の透過光は開放され、センサの出力はＯＦＦの状態からＯＮとなる。
【００５０】
弾性部材５４ｂが光透過型フォトセンサ９０，９１を通過してしばらくすると、図１５（Ｂ）に示すように、アジテータ５４と弾性部材５４によって掻き上げられたトナーＴがぱらぱらと落下し始め、トナー貯蔵室５９の底部に溜まり出す。やがて、トナーＴは光透過型フォトセンサ９０，９１の透過光は遮光され、センサの出力はＯＮからＯＦＦへと変わる。
【００５１】
更に、図１５（Ｃ）に示すように、アジテータ５４と弾性部材５４が上側に来ると、アジテータ５４と弾性部材５４によって掻き上げられていたトナーＴは殆ど落下し、トナー貯蔵室５９の底部に溜まり、光透過型フォトセンサ９０，９１の透過光を遮る。
このように、トナー残量が比較的少ない状態では、アジテータ５４と弾性部材５４が回転し、周期的にトナーＴを攪拌するのに伴って、光透過型フォトセンサ９０，９１はＯＮ，ＯＦＦの出力を繰り返すことになる。
【００５２】
この場合において、センサの出力がＯＮからＯＦＦへと変わるタイミング、即ち、アジテータ５４と弾性部材５４の角度は、トナー残量の多少により異なる。トナー量が比較的多いときは、アジテータ５４と弾性部材５４は比較的多いトナーを掻き上げなければならず、したがって図１５（Ｂ）状態においてより多くのトナーがより早く落下することとなり、センサの出力のＯＦＦとなるタイミングが早くなる。逆に、トナー量が比較的少ないときは、アジテータ５４と弾性部材５４は少ない量のトナーを掻き上げればよく、したがって図１５（Ｂ）状態においてより少ない量のトナーで落下する速度も遅く、センサの出力がＯＦＦとなるタイミングが遅くなる。
【００５３】
図１５（Ｄ）はトナー量が多い場合であり、アジテータ５４と弾性部材５４ｂが光透過型フォトセンサ９０，９１の透過光を通過した直後に多量のトナーにより透過型フォトセンサ９０，９１の透過光は遮光されてしまい、センサの出力がＯＮとなるのは、殆どないか又はほんの少ない期間だけである。
図１６は光透過型フォトセンサ９０，９１の出力の変化を示したものである。なお、上記実施例のように、光透過型フォトセンサは１対の場合であってもよく、又は２対以上用いてもよい。２対以上設ける場合は、各センサの出力の和をとることができる。図において、ｔは攪拌周期、ｔ₁は光透過型フォトセンサのＯＮ出力、ｔ₂は立上がり時間である。
【００５４】
図１７はトナー貯蔵室におけるトナー残量と、出力の５０％で２値化した、ｔにおけるｔ₁の割合（以下便宜的にデューティ比）との関係を示したものである。図示のように、トナー残量が少なくなるにしたがって、ｔ₁／ｔのデューティ比（％）が増加する。この例においては、デューティ比約３５％を越えたとき、トナー残量が約７５ｇであり、トナー残量が少なくなったことの目安とすることができる（ニトナーエンプティ表示）。
【００５５】
なお、弾性部材５４ｂとしてシリコンゴム等の材質を使用する場合は、温度の変化と共にその硬度が変化するので、トナーＴの温度又は直接弾性部材５４ｂの温度を検出するセンサＥ（図１４）を設ける。温度が上昇するにしたがって弾性部材５４ｂの硬度が低下してゆくので、その分、トナーがアジテータ５４と弾性部材５４ｂで掻き上げられた後の落下が早くなり、光透過型フォトセンサの遮光時間で長くなる傾向にある。よって、このような温度変化により、センサの出力を補正することができる。
【００５６】
また、トナーＴ自体の流動性を測定する手段として、メッシュゲージ又は安息角測定器（図示せず）を用いるのが一般的であるがこの使用状態に類似した判定方法として本発明に示す構成をもちい、所要量のトナーをトナー貯蔵室に充填し、デューティ比の検出を行うことによりトナーの流動性ないし安息角を検出し、当該トナー自体が適合したものであるか否か判定することもでき、また検出した安息角によって、光透過型フォトセンサの出力を補正することもできる。即ち、トナーの安息角が大きくなると、トナーがアジテータ５４と弾性部材５４ｂで掻き上げられた後の落下が遅くなり、光透過型フォトセンサの遮光時間が短くなる傾向にある。よって、このような検出した安息角によって、センサの出力を補正することができる。
【００５７】
以上、本発明の添付図面を参照して実施例について詳細に説明したが、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、本発明の精神ないし範囲内において種々の形態、変形、修正等が可能であることに留意すべきである。
【００５８】
【発明の効果】
以上に説明したような、本発明によれば、貯蔵室の透明壁を貯蔵室の内部より清掃する手段を設けたので、貯蔵室の透明壁にはトナーが付着することはなく、常時良好な透明性を保つこととなり、正確なトナー残量の検出を行うことができる。しかも、このような清掃手段である弾性部材を攪拌手段であるアジテータに取付けたので、アジテータの回転により弾性部材も回転し、透明壁を清掃する。したがって、清掃手段に特別な駆動源を設ける必要がなく、低コストで効率良く且つ正確にトナー残量を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術の説明図である。
【図２】本発明を適用できる画像形成装置の外観図である。
【図３】本発明を適用できる画像形成装置断面図である。
【図４】本発明を適用できるプロセスカートリッジの構成図である。
【図５】本発明を適用できる画像形成装置説明図である。
【図６】本発明を適用できる画像形成装置動作説明図である。
【図７】本発明の一実施例を示す正面図である。
【図８】図７の線８−８におけるの断面図である。
【図９】図７の線９−９における断面図である。
【図１０】トナー貯蔵部の断面図である。
【図１１】残量検出部の断面図である。
【図１２】本発明の一実施例の回路図である。
【図１３】本発明の他の実施例の回路図である。
【図１４】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図１５】本発明の実施例におけるトナー残量検出の作用を示す図である。
【図１６】センサの出力を示す図である。
【図１７】センサの出力とトナー残量との関係を示す図である。
【符号の説明】
２…プロセスカートリッジ
４…ドラムカートリッジ
５…現像器
７…光学ユニット
９…トナー残量検出部
４０…感光ドラム
５０…現像ローラ
５４…アジテータ（攪拌手段）
５４ａ…回転軸
５４ｂ…弾性部材
５８…現像室
５９…貯蔵室
９０，９１…透過型フォトセンサ
９２…ケース
９６…判定回路

Claims

トナーを貯蔵する貯蔵室（５９）と、該貯蔵室内のトナーを攪拌する攪拌手段（５４）と、該攪拌されたトナーを前記貯蔵室から現像室に供給し、該現像室にてトナーを像担持体（４０）に搬送する手段と、発光部と受光部からなるトナー残量を検出するフォトセンサ（９０，９１）を複数対設けて、透明壁を介して該貯蔵室内のトナーを監視できるようにし、これらのフォトセンサの出力の和をとるようにしたトナー検出手段と、前記貯蔵室の透明壁を貯蔵室の内部より清掃する手段（５４ｂ）とを含んでなり、前記攪拌手段（５４）は回転軸（５４ａ）を中心に回転するアジテータからなり、前記清掃手段（５４ｂ）は該アジテータに取付けられた弾性部材からなり、該弾性部材はアジテータの回転により前記透明壁に接触しながら移動するように構成され、かつ各フォトセンサ対の発光部と受光部とを結ぶ直線はアジテータの回転軸と略平行であり、複数のフォトセンサ対の前記直線は、貯蔵室内の下部で略水平方向に離れて位置すると共に、アジテータの回転軸から延びる半径方向の線上に一列に並ぶことなく、アジテータの直径方向において回転軸からの距離（Ｌ ₁ ，Ｌ ₂ ）が互いに異なることを特徴とする現像器のトナー残量検出装置。
前記トナー検出手段は、前記攪拌手段の一回転中において、発光部と受光部との間での透過光のパルスが連続して生ずる時間と生じない時間との比率を計測する手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のトナー残量検出装置。
前記弾性部材は、シリコンゴム等のように温度によりその硬度が変化する材質からなり、該弾性部材の温度を検出する温度検出手段を設け、弾性部材の温度変化により、前記計測手段により得られた結果を補正する手段を具備することを特徴とする請求項２に記載のトナー残量検出装置。