特許 6012238 画像形成ユニット及び画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6012238

(24)【登録日】2016年9月30日

(45)【発行日】2016年10月25日

(54)【発明の名称】画像形成ユニット及び画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/08 20060101AFI20161011BHJP

【ＦＩ】

   G03G15/08 322A

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2012-94825(P2012-94825)

(22)【出願日】2012年4月18日

(65)【公開番号】特開2013-222137(P2013-222137A)

(43)【公開日】2013年10月28日

【審査請求日】2014年12月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】591044164

【氏名又は名称】株式会社沖データ

(74)【代理人】

【識別番号】100180275

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 倫太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100090620

【弁理士】

【氏名又は名称】工藤 宣幸

(74)【代理人】

【識別番号】100161861

【弁理士】

【氏名又は名称】若林 裕介

(72)【発明者】

【氏名】畑中 瞬

【審査官】 三橋 健二

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０７９１６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０５３５００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２１６３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０１８８２７３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−０８３１２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１９９６３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２０９２４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０２３２８１５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ １５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上方に位置して現像剤を貯蔵する現像剤貯蔵部と、静電潜像を形成する像担持体と、当該像担持体に当接して前記静電潜像に現像剤を移す現像剤担持体と、前記現像剤貯蔵部の下方でかつ前記像担持体の上方に位置して前記現像剤貯蔵部からの前記現像剤を収容する現像剤収容部とを備えた画像形成ユニットにおいて、
前記現像剤収容部の上部に前記現像剤貯蔵部と連通して設けられ当該現像剤貯蔵部からの現像剤を前記現像剤収容部内へ補給する補給口と、前記現像剤収容部内の前記補給口の下部に回転可能に設置されており、前記現像剤収容部内の現像剤の量に応じて回転が変化する現像剤量検出部材と、当該現像剤量検出部材に複数設置される突起とを備え、
それぞれの前記突起は、前記現像剤量検出部材の回転軸の軸方向と略垂直な方向に延在する平板部と、前記平板部の一部を折り曲げることにより前記平板部から突出する突出部を備え、前記突出部は、前記回転軸から前記平板部が延在する方向に対し、前記補給口側に第１の方向で傾斜された折り曲げ部で折り曲げられ、前記平板部に対し前記折り曲げ部から前記補給口側に傾斜して突出しており、
前記各突起が、前記補給口から補給された前記現像剤を、前記現像剤量検出部材の長手方向端部側へ搬送し、
前記突起は前記現像剤量検出部材の重量の中心を偏芯させ、回転方向で前記現像剤量検出部材の回転の上位点を突起が通過した後、前記現像剤量検出部材は自重で回転する
ことを特徴とする画像形成ユニット。

【請求項2】

請求項１に記載の画像形成ユニットにおいて、
前記各突起は、前記現像剤量検出部材の回転軸方向に沿ってかつ径方向に突出して設けられた平板に並列に設置されたことを特徴とする画像形成ユニット。

【請求項3】

請求項２に記載の画像形成ユニットにおいて、
前記各突起は、前記現像剤量検出部材の回転方向に対して後方の面に設置されていることを特徴とする画像形成ユニット。

【請求項4】

請求項３に記載の画像形成ユニットにおいて、
前記各突起は、前記現像剤量検出部材の回転軸から回転軸径方向と前記平板の端部から前記補給口の方向に向かうように傾斜して設置されていることを特徴とする画像形成ユニット。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成ユニットにおいて、
前記各突起の間隔が、前記補給口から遠ざかるに従って大きくなることを特徴とする画像形成ユニット。

【請求項6】

１又は複数の画像形成ユニットを備えた画像形成装置であって、前記画像形成ユニットとして請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成ユニットを適用したことを特徴とする画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、現像剤の量の不足や分布の偏りを解消する改良を施した画像形成ユニット及び画像形成装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

現像剤の量の不足や分布の偏りを解消する機能を備えた画像形成装置は一般に知られている。このような画像形成装置の例としては特許文献１がある。

【0003】

この特許文献１の画像形成装置では、画像形成ユニットの長手方向に撹拌部材が設けられている。この撹拌部材は、画像形成ユニット内のトナー量を検出する機能と、トナーを攪拌する機能とを備えている。この撹拌部材によって、画像形成ユニットの長手方向の中央に設けられたトナー補給口から補給されたトナーを撹拌する。即ち、この撹拌部材で、トナー量を検出すると共に、トナー分布の偏りを解消する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００５−２２１８５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

前記構成の従来の画像形成装置により、トナー量の検出及びトナー分布の偏りを十分解消することができるが、トナーの劣化等によってトナーの流動性が低下すると、十分解消することができない場合がある。即ち、トナーが補給口付近に溜まりやすくなり、画像形成ユニット内のトナー量の検出精度を保てないことがある。そして、検出精度が保てないと、トナー量不足や、画像形成ユニット内のトナー分布の偏りが生じて、画像品位を保てないことがある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１の本発明は、上述の点の鑑みてなされたもので、上方に位置して現像剤を貯蔵する現像剤貯蔵部と、静電潜像を形成する像担持体と、当該像担持体に当接して前記静電潜像に現像剤を移す現像剤担持体と、前記現像剤貯蔵部の下方でかつ前記像担持体の上方に位置して前記現像剤貯蔵部からの前記現像剤を収容する現像剤収容部とを備えた画像形成ユニットにおいて、前記現像剤収容部の上部に前記現像剤貯蔵部と連通して設けられ当該現像剤貯蔵部からの現像剤を前記現像剤収容部内へ補給する補給口と、前記現像剤収容部内の前記補給口の下部に回転可能に設置されており、前記現像剤収容部内の現像剤の量に応じて回転が変化する現像剤量検出部材と、当該現像剤量検出部材に複数設置される突起とを備え、それぞれの前記突起は、前記現像剤量検出部材の回転軸の軸方向と略垂直な方向に延在する平板部と、前記平板部の一部を折り曲げることにより前記平板部から突出する突出部を備え、前記突出部は、前記回転軸から前記平板部が延在する方向に対し、前記補給口側に第１の方向で傾斜された折り曲げ部で折り曲げられ、前記平板部に対し前記折り曲げ部から前記補給口側に傾斜して突出しており、前記各突起が連係して、前記補給口から補給された前記現像剤を、前記現像剤量検出部材の長手方向へ押し広げ、前記突起は前記現像剤量検出部材の重量の中心を偏芯させ、回転方向で前記現像剤量検出部材の回転の上位点を突起が通過した後、前記現像剤量検出部材は自重で回転することを特徴とする。
第２の本発明は、１又は複数の画像形成ユニットを備えた画像形成装置であって、前記画像形成ユニットとして第１の本発明の画像形成ユニットを適用したことを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

以上のように、現像剤量検出部材に突起を設けたので、現像剤の劣化等によって流動性が低下した場合においても、現像剤を均一な分布にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係る画像形成ユニットを示す断面図である。

【図3】本発明の第１実施形態に係るトナー量検出部材を示す分解斜視図である。

【図4】本発明の第１実施形態に係るトナー量検出部材を示す正面図である。

【図5】本発明の第１実施形態に係るトナー量検出部材を示す要部拡大斜視図である。

【図6】本発明の第１実施形態に係るトナー量検出部材を示す要部拡大側面図である。

【図7】本発明の第１実施形態に係る画像形成ユニットを示す斜視図である。

【図8】本発明の第１実施形態に係るトナー量検出部材を示す斜視図である。

【図9】本発明の第１実施形態に係るトナー量検出部材の動作を示す模式図である。

【図10】本発明の第１実施形態に係る画像形成ユニットを示す要部拡大断面図である。

【図11】本発明の第１実施形態に係るトナー量検出部材の最下点での滞在時間を示すタイムチャートである。

【図12】本発明の第１実施形態に係るトナー量検出部材の突起による動作を示す模式図である。

【図13】本発明の第１実施形態に係るトナー量検出部材の突起によってならされるトナーの変化を示す模式図である。

【図14】本発明の第１実施形態に係る画像形成ユニットのトナー補給口を示す断面図である。

【図15】本発明の第２実施形態に係るトナー量検出部材を示す斜視図である。

【図16】第１実施形態のトナー量検出部材の突起によってならされるトナーの変化を示す模式図である。

【図17】第２実施形態のトナー量検出部材の突起によってならされるトナーの変化を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に、本発明の実施形態に係る画像形成ユニット及び画像形成装置について説明する。なおここでは、画像形成ユニットを組み込んだ画像形成装置について説明する。

【0010】

[第１実施形態]
まず、本発明の第１実施形態について説明する。図１は本実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。図１に示す画像形成装置は、カラー印刷が可能な画像形成装置であるため、４つの画像形成ユニットを備えている。具体的には、画像形成装置は、Ｋ（ブラック）、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）の４色の画像形成ユニット１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃを有している。各画像形成ユニット１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃの、後述する感光ドラム２２（図２参照）の上部には、ある一定の隙間を置いて露光ヘッド２が設置されている。

【0011】

各画像形成ユニット１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃの下部には、トレイ３が設けられている。このトレイ３には媒体４が貯蔵されている。媒体４は、給紙ローラ５や搬送ローラ６等で形成された搬送路を搬送される。この媒体４の搬送路には、画像形成ユニット１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、画像形成ユニット１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃで形成された画像を媒体４に転写するための転写ベルト７、媒体４に転写された画像を定着するための定着器８、装置外部に媒体４を排出するための排出ローラ９、１０、排出された媒体４を保持するためのスタッカーカバー１１が設置されている。

【0012】

また、各画像形成ユニット１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃの上方には、現像剤を貯蔵しておく現像剤貯蔵部としてのトナー貯蔵容器１２が設けられている。これらのトナー貯蔵容器１２には、それぞれの画像形成ユニット１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃに対応した４色のトナーＫ、Ｙ、Ｍ、Ｃがそれぞれ貯蔵されている。

【0013】

各画像形成ユニット１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ及び各トナー貯蔵容器１２は、すべて構成が同一であるため、以下では、これらのうちの１つについてのみ説明する。具体的には、Ｋ（ブラック）の画像形成ユニット１Ｋ及びそれに設けられたトナー貯蔵容器１２について説明する。

【0014】

図２は画像形成ユニット１Ｋを示す断面図である。図２中の画像形成ユニット１Ｋのトナー貯蔵容器１２には、現像剤としてのトナー１３を撹拌するための撹拌部材１４を有している。撹拌部材１４の下部には、現像剤の補給口としてのトナー補給口１５が設けられている。このトナー補給口１５には、回転シャッタ部材１５ａが設けられている。画像形成ユニット１Ｋ内には現像剤収容部Ｓが設けられている。この現像剤収容部Ｓは、前記トナー貯蔵容器１２の下方で、かつ像担持体としての感光ドラム２２の上方に位置する空間である。現像剤収容部Ｓは、トナー貯蔵容器１２からのトナー１３を収容する。トナー貯蔵容器１２内のトナー１３は、回転シャッタ部材１５ａにより、画像形成ユニット１Ｋの現像剤収容部Ｓに補給される。トナー補給口１５は、トナー貯蔵容器１２からのトナー１３を現像剤収容部Ｓ内へ補給するための開口である。トナー補給口１５は、現像剤収容部Ｓの長手方向中央部の上部に、トナー貯蔵容器１２と連通して設けられている。

【0015】

画像形成ユニット１Ｋの内部には、現像剤量検出部材としてのトナー量検出部材１６と、撹拌部材１７、１８と、トナー供給ローラ１９と、現像剤担持体としての現像ローラ２０とを有している。

【0016】

各撹拌部材１７、１８は、トナー１３を撹拌するための部材である。撹拌部材１７、１８は、画像形成ユニット１Ｋの現像剤収容部Ｓ内にその長手方向に平行に配設されている。各撹拌部材１７、１８は、回転可能に設けられている。各撹拌部材１７、１８がそれぞれ回転することで、トナー１３が撹拌されるようになっている。

【0017】

トナー供給ローラ１９は、現像ローラ２０にトナー１３を供給するためのローラである。現像ローラ２０は、感光ドラム２２の静電潜像に移すトナー１３を、表面に薄く保持するためのローラである。現像ローラ２０は、感光ドラム２２に当接して静電潜像に現像剤を移す。現像ローラ２０には、現像ブレード２１が当接して設置されている。この現像ブレード２１は、トナー供給ローラ１９により現像ローラ２０に供給されたトナー１３を薄層化するための部材である。感光ドラム２２は、静電潜像を形成するためのローラである。帯電ローラ２３は、感光ドラム２２の表面を帯電するためのローラである。クリーニングブレード２４は、感光ドラム２２の表面に付着したトナー１３を掻きとるための部材である。廃トナー搬送部材２５は、クリーニングブレード２４で掻きとられた、感光ドラム２２の表面のトナー１３を外部に排出するための装置である。

【0018】

感光ドラム２２は現像ローラ２０に当接して設置されている。帯電ローラ２３とクリーニングブレード２４は、感光ドラム２２に当接して設置されている。また、廃トナー搬送部材２５は、クリーニングブレード２４に面して設置されている。

【0019】

次に、前記トナー量検出部材１６に関して説明する。

【0020】

トナー量検出部材１６は、現像剤収容部Ｓ内のトナー量に応じて変化する回転を基にトナー量を検出する装置である。トナー量検出部材１６は、図２に示すように、トナー補給口１５の下部に設置されている。トナー量検出部材１６は、画像形成ユニット１Ｋの長手方向に、かつ回転可能に設置されている。

【0021】

トナー量検出部材１６は、その回転軸から径方向の一方に突出する平面を有するパドル状に形成されている。これにより、トナー量検出部材１６は、その重心が回転軸から前記パドル側へ偏芯して構成されている。即ち、トナー量検出部材１６は、その重心が最下点に移動するように回転しようとする慣性モーメントを生じさせる部材である。この慣性モーメントは、トナー量検出部材１６が回転して、その重心が最上点に移動され、それを過ぎると、重心の自重によってその重心が最下点に移動するように回転しようとするモーメントである。

【0022】

トナー量検出部材１６は、図３のように主に、シャフト部１６ａと、板状部１６ｂとを備えている。

【0023】

シャフト部１６ａは、トナー量検出部材１６の回転軸となる部材である。このシャフト部１６ａが画像形成ユニット１Ｋの現像剤収容部Ｓ内に回転可能に設けられている。シャフト部１６ａの一端部には、後述する駆動ギア３１（図８参照）が設けられている。シャフト部１６ａの他端部には、後述するセンサ３０の反射板２９（図８参照）が設けられている。

【0024】

板状部１６ｂは、トナー１３に直接接触すると共に、トナー量に応じて回転を停止する位置を変える部材である。この板状部１６ｂは、かしめ部１６ｂ１と、パドル部１６ｂ２とから構成されている。かしめ部１６ｂ１は、シャフト部１６ａと板状部１６ｂとを一体的に結合するための部材である。かしめ部１６ｂ１は、シャフト部１６ａの溝１６ａ１にかしめられて結合されている。パドル部１６ｂ２は、トナー１３の攪拌、前記重心の偏芯及び前記突起２７、２８の支持のための部材である。パドル部１６ｂ２は、平面を有する板状部材で構成されている。具体的には、パドル部１６ｂ２は、トナー量検出部材１６の回転軸方向に沿ってかつ径方向に突出して設けられた平板で構成されている。この板状のパドル部１６ｂ２がシャフト部１６ａを中心に回転することで、トナー１３を攪拌するようになっている。

【0025】

さらに、パドル部１６ｂ２は、トナー量検出部材１６の重心を偏芯させるための部材である。駆動源によってパドル部１６ｂ２がシャフト部１６ａを中心に回転されて、重心のあるパドル部１６ｂ２が最上点を過ぎて回転されると、トナー量検出部材１６は、前記慣性モーメント（パドル部１６ｂ２の自重（重心の自重））によってパドル部１６ｂ２が最下点に移動するように、駆動源と無関係に回転するようになっている。また、パドル部１６ｂ２は、この自重による回転でトナー１３に接すると共に、トナー量に応じて回転を停止する位置を変えるようになっている。パドル部１６ｂ２は、具体的には、トナー量が少ないと最下点に近い位置で、トナー量が多いと最下点から遠い位置で、回転を停止するようになっている。

【0026】

突起２７、２８は、トナー１３をトナー量検出部材１６の中央部から長手方向両側へ押し広げる機能を備えている。１つ１つの突起２７、２８は、トナー量検出部材１６の回転に伴ってトナーを掻くための部材である。そして複数の突起２７、２８が連係することで、トナー補給口１５から補給されたトナー１３を、トナー量検出部材１６の長手方向両側へ押し広げるようになっている。各突起２７、２８は、トナー量検出部材１６のパドル部１６ｂ２に、並列にかつ等間隔に複数設置されている。突起２７、２８は、画像形成ユニット１Ｋの長手方向中央付近に補給されるトナー１３を、スクリューのようにして前記長手方向両側へ搬送して押し広げる。このため、突起２７は画像形成ユニット１Ｋの長手方向中央から一方に、突起２８は画像形成ユニット１Ｋの長手方向中央から他方に、それぞれ配置されている。これにより、トナー１３を画像形成ユニット１Ｋの長手方向中央から両側へ押し広げるようになっている。突起２７、２８は、図４に示すように、折り曲げたフィルム部材で構成されている。この突起２７、２８は、トナー量検出部材１６の回転方向に対して後方の面となる、板状部１６ｂの平面１６１に接着されている。

【0027】

また、突起２７、２８の端部は、図５に示すように、折り曲げられることで、平面１６１に対して突出して形成されている。この突出の角度はθ＝６０°に設定されている。さらに、図６に示すように、突起２７、２８は、回転軸１６ａ２から回転軸径方向と平面１６１の径方向端部から補給口１５の方向に向かう角度αで傾斜している。この角度αは０°＜α＜９０°に設定されている。これにより、各突起２７、２８は、角度θ、αで折り曲げられたフィルム部材が、スクリューの羽根と同じ機能をはたして、トナー１３をトナー量検出部材１６の中央部から長手方向両側へ押しやるようになっている。そして、すべての突起２７、２８が連係して、トナー１３をトナー量検出部材１６の中央部から長手方向両側へ押し広げるようになっている。さらに、突起２７、２８は、トナー量検出部材１６の回転方向後方の面となる板状部１６ｂの平面１６１に接着されることで、トナー量検出部材１６のトナー量検出機能に支障を来さないようになっている。

【0028】

トナー量検出部材１６の周囲には、図２、図７、図１０に示すように、このトナー量検出部材１６を覆う囲い部材２６が設置されている。囲い部材２６は、トナー量検出部材１６の回転外径から一定の距離の隙間を有している。囲い部材２６は、トナー量検出部材１６が最上点から最下点へ回転する回転軌跡のうち下側の９０°以上の円弧（図１０参照）を覆う形状を有している。さらに、囲い部材２６は、最下点を下側から覆うように形成されている。これにより、トナー補給口１５から補給されたトナー１３を一時保持するようになっている。さらに、囲い部材２６の内側面と、回転するトナー量検出部材１６との間隔は狭く設定されている。これにより、囲い部材２６は、突起２７、２８と相まって、スクリューコンベアのトラフと同様に機能する。さらに、囲い部材２６は、最下点を下側から覆うように形成することで、攪拌部材１７、１８による攪拌の影響を防止している。

【0029】

また、トナー量検出部材１６の一端部には、図８に示すように、トナー量検出部材１６には、駆動部である駆動ギア３１が設置される。この駆動ギア３１は、駆動源である駆動モータ(図示せず)からの駆動力を受けて駆動する。駆動ギア３１は、係止用突起３１１を有し、この駆動ギア３１の回転をトナー量検出部材１６に伝達する。このように駆動ギア３１が回転することでトナー量検出部材１６が回転するようになっている。具体的には、この係止用突起３１１は、トナー量検出部材１６のパドル部１６ｂ２の一方の面（図８中の右側面）に接触してトナー量検出部材１６を回転させるようになっている。即ち、図９（ａ）のように、係止用突起３１１が、最下点に位置するトナー量検出部材１６のパドル部１６ｂ２の一方の面に接触してトナー量検出部材１６を回転させて、図９（ｂ）のように、最上点まで回転させると、トナー量検出部材１６は、そのパドル部１６ｂ２が係止用突起３１１から離れて、図９（ｃ）のように、自重により最上点まで回転するようになっている。

【0030】

また、トナー量検出部材１６の他端部には、図７、図８に示すように、反射板２９が設置されている。この反射板２９は、センサ３０のための反射板である。センサ３０は、この反射板２９に検査光を照射してその反射光を受光するためのセンサである。センサ３０は、トナー量検出部材１６と共に回転する反射板２９の回転軌跡のうち最下点に位置する反射板２９に対向する位置に設置されている。センサ３０は発光部３０１と受光部３０２を有する。センサ３０は、発光部３０１から照射された検査光が、最下点に位置する反射板２９で反射して受光部３０２に入射することで、トナー残量が減っていることを検出するようになっている。即ち、トナー１３が減少して、トナー量検出部材１６のパドル部１６ｂ２がトナー１３に遮られることなく最下点まで回転したことで、受光部３０２が反射光を検出して、センサ３０が、トナー残量の減少を検出するようになっている。

【0031】

画像形成装置内には、図１に示すように、全体を制御する制御部Ｃが設けられている。制御部Ｃは、画像形成ユニット１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、給紙ローラ５等に接続されて、これらを制御する。

【0032】

以上のように構成された画像形成装置は、次のように動作する。

【0033】

図１において、制御部Ｃからの印字命令を受けると、媒体４は、給紙ローラ５によって一枚ずつ分離される。分離された媒体４は、搬送ローラ６によって転写ベルト７まで搬送される。また、各画像形成ユニット１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃでは、後述の現像工程によって現像され、転写ベルト７上に搬送された媒体４にトナー１３が転写される。トナー１３が転写された媒体４は、定着器８を通ることによりトナー１３が定着された後、排出ローラ９、１０によってスタッカーカバー１１に排出されて、保持される。

【0034】

ここで、画像形成ユニット１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃの現像工程について図２を基に説明する。なお、それぞれの画像形成ユニット１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃは、構成が同一であるため、ここではＫ（ブラック）の画像形成ユニット１Ｋについてのみ説明する。制御部Ｃからの印字命令を受けると、図示されない駆動源により供給ローラ１９が矢印１９Ｒの方向へ回転される。これにより、矢印２０Ｒの方向へ回転する現像ローラ２０にトナー１３が供給される。このとき、攪拌部材１７、１８もそれぞれ矢印１７Ｒ、１８Ｒの方向へ回転してトナー１３を撹拌する。現像ローラ２０に供給されたトナー１３は、現像ブレード２１によって薄層状に形成され、帯電される。

【0035】

一方、矢印２２Ｒの方向へ回転する感光ドラム２２は、帯電ローラ２３によって表面が帯電される。次いで、露光ヘッド２によって露光され、感光ドラム２２上に静電潜像が形成される。この静電潜像に現像ローラ２０上のトナー１３が移動することによって、露光部が現像される。次いで、像が媒体４へ転写される。感光ドラム２２上に残留したトナー１３は、クリーニングブレード２４によって掻きとられる。掻きとられたトナー１３は、廃トナー搬送部材２５によって外部へ搬送されて、排出される。

【0036】

次に、トナー量検出部材１６及びトナー補給の動作を説明する。

【0037】

図９（ａ）のように、最下点に位置するトナー量検出部材１６のパドル部１６ｂ２は、駆動ギア３１の係止用突起３１１によって、最下点から最上点まで押し上げられるように回転させられる。なお、駆動ギア３１の係止用突起３１１は、トナー量検出部材１６と同一の矢印１６Ｒ方向へ回転周期Ｔで回転している。これにより、パドル部１６ｂ２は、図９（ｂ）のように、Ｔ／２経過後に最上点に達する。そして、パドル部１６ｂ２は、最上点を過ぎると、重心が偏芯しているため、図９（ｃ）のように、自重で最下点まで回転しながら落下する。

【0038】

図１０（ａ）のように、画像形成ユニット１Ｋ内のトナー１３が少なく（トナーロウ）、トナー上面３４ａの位置が低下した状態では、トナー量検出部材１６はトナー１３の圧力をほとんど受けることがない。そのため、トナー量検出部材１６のパドル部１６ｂ２は、最下点まで自重で落下し、係止用突起３１１より早く最下点に到達する。これにより、トナー量検出部材１６のパドル部１６ｂ２が最下点に位置すると共に、反射板２９も最下点に位置する。センサ３０は、反射板２９の回転軌跡のうち最下点に設置されているため、センサ３０の発光部３０１から発せられた検査光は、反射板２９によって反射される。受光部３０２は、反射光を受光し、センサ３０はトナー量検出部材１６の位置を検出する。制御部Ｃは、トナー量検出部材１６の最下点での滞在時間を取得する。そして、図１１に示すように、滞在時間Ｔ１が、予め設定しておいた設定時間Ｔｌｏｗより長いとき、制御部Ｃは、トナーロウと判断する。

【0039】

トナーロウと判断すると、制御部Ｃはトナー補給命令を出す。これにより、図示されない駆動部によって回転シャッタ部材１５ａが回転される。これにより、トナー１３が、トナー貯蔵容器１２から落下して、画像形成ユニット１Ｋへ補給される。このとき、トナー１３は、画像形成ユニット１Ｋの長手方向中央付近に補給される。そして、一方の突起２７は、図１２に示すように、回転することで、スクリューコンベアの羽根のように、トナー量検出部材１６の軸方向へトナー１３を押す力２７Ｆが発生する。そのため、トナー補給口１５から補給されたトナー１３は、突起２７ａによって押しのけられてトナー量検出部材１６の矢印３２の方向へと搬送され、隣に設置されている突起２７ｂへと到達する。突起２７ｂも同様に、トナー１３を矢印３２の方向へ搬送する。この動作を繰り返すことで、補給されたトナー１３は補給口１５から遠ざかる方向に搬送されるため、補給口１５下方付近にトナー１３が溜まることがない。

【0040】

このとき、囲い部材２６は、回転する突起２７、２８の下側を覆って、トナー１３を保持する。これにより、囲い部材２６が撹拌部材１７、１８の影響を抑えて、突起２７、２８によるトナー１３のスムーズな搬送を可能にしている。

【0041】

同様に、突起２８の回転によって、突起２７の押す力Ｆと逆向きの力が発生し、トナー１３を矢印３３の方向へ搬送する。また、図４、１０のように、突起２７、２８は、トナー量検出部材１６の回転方向に対して後方の面１６１に設置されているため、自重落下時には常に突起２７、２８のない平滑面１６２からトナー上面３４ａ、３４ｂに接触する。このため、突起２７、２８は、トナー量の検出に影響することはない。

【0042】

補給されたトナー１３が囲い部材２６上に多く堆積すると、トナー量検出部材１６はトナー１３の圧力を受けるようになる。これにより、トナー量検出部材１６は、自重落下をすることなく、駆動ギア３１の係止用突起３１１と同期して回転するようになる。

【0043】

このため、補給開始からの最下点の滞在時間Ｔ２は堆積するトナー量の増加と共に短くなり、図１１のように設定時間Ｔｌｏｗより短くなったとき、トナーフル（図１０（ｂ）のトナー上面３４ｂの上昇）を検知する。また、トナーフル検知後、制御部Ｃが回転シャッタ部材１５ａの停止命令を出して、補給動作を停止させる。

【0044】

補給停止の直後は、図１３（ａ）のように、補給口１５付近にトナー１３が盛り上がって不均一な分布になる。しかし、トナー１３は突起２７、２８によって撹拌・搬送されるため、均一化されるまでの時間Ｔａ経過後には、図１３（ｂ）のように、トナー１３は均一な分布となる。

【0045】

なお、図１４のように、回転シャッタ部材１５ａとカバー３５の間には、微小な隙間ΔＬ１、ΔＬ２を設定している。このため、回転シャッタ部材１５ａは回転することができる。さらに、微小な隙間ΔＬ１、ΔＬ２のために、トナー１３が隙間に入り込んでも隙間内で溜まるため、トナー貯蔵容器１２内のトナー１３は隙間を介して、落下することなく保持される。

【0046】

以上のように、トナー量検出部材１６に突起２７、２８を設けたので、トナー１３の劣化等によって流動性が低下した場合においても、突起２７、２８によってトナー１３の撹拌・搬送を行うことができる。この結果、トナー１３を均一な分布にすることができる。これにより、トナー補給口１５付近にトナー１３が溜まることはなくなり、トナー量検出精度の低下を防いで、良好に保つことができる。

【0047】

また、トナー量の不足やトナー分布の偏りがなくなるため、画像品位の低下を防いで、良好に保つことができる。

【0048】

さらに、トナー１３の撹拌・搬送と、トナー量検出を一つの部材（トナー量検出部材１６）で行うことができるため、部品点数を削減することができる。これにより、コスト低減を図ることができる。

【0049】

[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態の画像形成装置の全体構成は、上述した第１実施形態の画像形成装置とほぼ同様であるため、同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。図１５は本実施形態に係るトナー量検出部材１６を示す斜視図である。

【0050】

本実施形態のトナー量検出部材１６は、突起２７、２８の設置間隔を変えている。具体的には、第１実施形態の突起２７、２８は、すべて等間隔に設置したが、本実施形態の突起２７、２８は、間隔が徐々に広がるように設置した。具体的には、トナー補給口１５から遠ざかるに従って設置間隔Ｌを大きくした。図１５において、トナー補給口１５に近いＬ１よりも、トナー補給口１５に遠いＬ２、さらに遠いＬ３を、下記のように徐々に大きくした。

【0051】

Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３
その他の構成は第１実施形態と同様である。

【0052】

このように構成された画像形成装置は、次のように作用する。なお、全体的な作用は上述した第１実施形態と同様であるため、ここでは突起２７、２８の作用を中心に説明する。

【0053】

第１実施形態と同様に、トナー量検出部材１６と突起２７、２８が回転することで、トナー量検出部材１６の軸方向へトナー１３が搬送される。このとき、トナー補給口１５付近では突起２７、２８の設置間隔が小さいため、トナー１３は速やかに次の突起２７、２８まで到達できる。これにより、搬送できるトナー量が多い。

【0054】

一方で、トナー補給口１５から遠い位置では、突起２７、２８の間隔が大きくなる。このため、突起２７、２８が存在しない箇所が広くなり、トナー１３を軸方向へ搬送しづらくなる。そのため、補給口１５から遠ざかるに従って、搬送できるトナー量が少なくなる。

【0055】

なお、その他の動作は、第１実施形態と同様である。

【0056】

第１実施形態においては、図１６（ａ）のように、補給直後の不均一な分布は、均一化されるまでの時間Ｔａの経過により、図１６（ｂ）のように、均一な分布となる。このとき、長らく補給が行われない場合（低濃度の印字が継続して行われてトナー１３があまり消費されない場合など）には、撹拌時間Ｔｂの経過で、図１６（ｃ）のように、画像形成ユニット１Ｋの両端にトナー１３が集まって分布が不均一となる。このときの画像形成ユニット１Ｋ内のトナー１３の分布差は、中央部と端部のトナー上面の高さの差であるｈ１とする。

【0057】

一方で、本実施形態のように、突起２７、２８の設置間隔を調整することで、補給直後の図１７（ａ）から均一化されるまでの時間Ｔａ’経過後の均一な分布である図１７（ｂ）は、均一化された後からの撹拌時間Ｔｂ経過後において、図１７（ｃ）のように、不均一な分布となる。このときのトナー１３の分布差をｈ２とする。

【0058】

第１、第２の実施形態共に、Ｔｂ経過後ではトナー１３の分布は印刷画像に支障を来さない程度に不均一となるが、突起２７、２８の間隔が異なることによって搬送できるトナー量が異なるため、画像形成ユニット１Ｋ内の高さ分布差はｈ１＞ｈ２となる。よって、均一な分布から撹拌が行われた場合、第２実施形態では、均一な分布に近い状態を保つことができる。よって、トナー量検出精度の低下をより効率的に防いで、良好に保つことができる。また、トナー量の不足やトナー分布の偏りによる画像品位の低下をより効率的に防いで、良好に保つことができる。

【0059】

なお、本発明は、画像形成ユニットに関するものであるが、この画像形成ユニットは、種々の画像形成装置に適用することができる。例えば、複写機、ＬＥＤプリンタ、レーザービームプリンタ、ファクシミリ、ＭＦＰ等に用いられる画像形成装置への適用が可能である。

【0060】

また、前記第２実施形態では、突起２７、２８の設置間隔Ｌを、トナー補給口１５から遠ざかるに従って徐々に大きくしたが、この設置間隔Ｌをさらに正確に設定してもよい。具体的には、トナー１３は流動性を有し、劣化しものでもある程度の流動性を有するため、それに合わせて突起２７、２８の設置間隔Ｌを調整してもよい。即ち、劣化したトナー１３の流動性により中央側へ流れるトナー量と、第２実施形態のトナー量検出部材１６により長手方向両側へ搬送されるトナー量とが均衡するように、突起２７、２８の設置間隔Ｌを調整してもよい。劣化したトナー１３の流動性により中央側へ流れるトナー量は、トナー１３の劣化の程度等の種々の条件によって異なるため、具体的にはこれらの条件に応じて、実験的に前記トナーの流動性を特定する。そして、このトナーの流動性と均衡するように、突起２７、２８の設置間隔Ｌを調整する。これにより、前記分布差ｈ２を０に近い状態まで解消することができる。また、突起２７、２８の設置間隔Ｌの調整に変えて、又はこの調整と共に突起２７、２８の角度θ、αを調整してもよい。

【0061】

前記各実施形態では、トナー補給口１５が現像剤収容部Ｓの長手方向中央部に設けられて、トナー量検出部材１６の突起２７、２８により、トナー１３が長手方向中央部から両側へ押し広げられる構成にしたが、他の構成でもよい。具体的には、トナー補給口１５が、現像剤収容部Ｓの長手方向中央部ではなく、僅かに左右へずれていたり、右か左に大きくずれていたりしてもよい。この場合は、トナー補給口１５の直下から左右に突起２７と突起２８とが配置されることになる。トナー補給口１５が右か左の端部に設けられる場合は、突起２７のみ又は突起２８のみが設けられることになる。これらの場合も、前記各実施形態同様の作用、効果を奏することができる。

【0062】

また、前記実施形態では、カラー印刷に対応して画像形成ユニットが４つ設けられたが、白黒印刷の場合は画像形成ユニットが１つだけ設けられる。この場合も本願発明を適用することができる。

【0063】

さらに、本発明は上述した各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、上述した各実施形態及び変形例に示される全構成要素から幾つかの構成要素を結合又は削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0064】

１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ：画像形成ユニット、２：露光ヘッド、３：トレイ、４：媒体、５：給紙ローラ、６：搬送ローラ、７：転写ベルト、８：定着器、９、１０：排出ローラ、１１：スタッカーカバー、１２：トナー貯蔵容器、１３：トナー、１４：撹拌部材、１５：トナー補給口、１５ａ：回転シャッタ部材、１６：トナー量検出部材、１６ａ：シャフト部、１６ｂ：板状部、１６ｂ１：かしめ部、１６ｂ２：パドル部、１６１：平面、１６２：平滑面、１７、１８：撹拌部材、１９：トナー供給ローラ、２０：現像ローラ、２１：現像ブレード、２２：感光ドラム、２３：帯電ローラ、２４：クリーニングブレード、２５：廃トナー搬送部材、２６：囲い部材、２７、２８：突起、２９：反射板、３０：センサ、３０１：発光部、３０２：受光部、３１：規制部材ｍ３１１：係止用突起。

【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】