JP2004309999A - トナーカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】各画像形成手段に設けられたトナーセンサのうちの１つを利用して画像形成手段全体のアップ動作とダウン動作を制御することにより部品点数の削減や反射シートなどを外壁に張りつける作業時間を削減できる。
【解決手段】画像形成部と、画像形成部の位置を変更する移動部と、トナーの残量を検出する検出部と、制御部とを備えた画像形成装置である。画像形成部は、帯電させられた表面を露光することにより静電潜像を担持する像担持体と、像担持体上に形成された静電潜像にトナーを付与して可視像を形成する現像部とを備える。検出部は、現像部に収容されたトナーの残量を検出する。制御部は、移動部を動作させて画像形成部の位置を移動させるとともに、画像形成部の位置を検出手段の出力に基づいて判断する。
【選択図】 図１９
【解決手段】画像形成部と、画像形成部の位置を変更する移動部と、トナーの残量を検出する検出部と、制御部とを備えた画像形成装置である。画像形成部は、帯電させられた表面を露光することにより静電潜像を担持する像担持体と、像担持体上に形成された静電潜像にトナーを付与して可視像を形成する現像部とを備える。検出部は、現像部に収容されたトナーの残量を検出する。制御部は、移動部を動作させて画像形成部の位置を移動させるとともに、画像形成部の位置を検出手段の出力に基づいて判断する。
【選択図】 図１９
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真式の画像形成装置及び画像装置に着脱されるトナーカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トナー残量の検出は、一端に磁性体を備え、他端がトナー攪拌シャフトに係合したロッドをトナーカートリッジ内に設け、ロッドの一端に設けられた磁性体と対向する位置に永久磁石を備えたセンサ機構を開閉可能なトップカバーに設けて、トナー攪拌シャフトの回転動作を検出するようにしている（例えば、特許文献１）。ロッドはトナーカカートリッジの上部に設けられたガイド内を摺動し、ロッドの動きに合わせてトップカバーに設けられたセンサ機構が動作するようになっている。ロッドの一端に設けられた磁性体は、トナー材料が少ないときはガイド上方に位置する期間が長く、トナー材料が多いときはガイド上方に位置する期間が短い。この期間の差をセンサ機構で検出し、検出結果を制御部によって判断することによりトナー残量の検出を行っていた。
【０００３】
電子写真式画像形成装置では、感光ドラムと搬送ベルトとを長時間接触したままにしておくと、これらの部材に使用されている材料が作用しあって化学変化を起こして、感光ドラムの表面を汚染しまう。そこで、カラー印刷を行う場合は、４色用の画像形成手段は、感光ドラムが搬送ベルトに接触するダウン位置まで下降する。また、モノクロ印刷を行う場合は、カラー画像形成手段は、感光ドラムが搬送ベルトと接触しないアップ位置まで上昇するように構成したものがある（例えば、特許文献２）。
【０００４】
各画像形成手段のアップ位置とダウン位置とを検出して２値的に変化する信号を出力するセンサが、対応する画像形成装置内に設けられていて、各画像形成手段の上方及び下方の移動を制御する。各画像形成手段の上方及び下方への移動は、駆動用のモータの回転方向を切りかえることにより行う。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２００２―７２６５７号公報
【特許文献２】
特開平１０―１８６７７４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来、センサ機構がトップカバーに配置され、トップカバー自体が装置本体のフレームに回転支持されていたため、センサ機構をトナーカートリッジに対して精度良く配置することが難しく、トナー残量検出を精度よく行うことができなかった。
【０００７】
また、トナーカートリッジ内のロッドはトナーの中を移動することになり、負荷が大きくなってしまった。更に、ロッドがガイドの中を移動するので、ロッドとガイド内の摺動する部分にトナーがつまってしまうことがある。このトナーの詰まりがロッドの動きを規制してしまい、トナー残量の誤検出の要因となっていた。
【０００８】
上述の従来のカラー電子写真プリンタでは、カラー画像印刷の場合と、モノクロ画像印刷の場合とでは、更に感光ドラムの汚染防止のために、搬送ベルトに対する画像形成手段の高さを変更している。すなわち、各色の画像形成手段の駆動モータを逆転駆動し、専用の上下位置センサとカム機構を使用して、画像形成手段の高さを変更する。この構造では、カラー画像形成手段をアップ位置又はダウン位置に移動させるのに、専用のセンサが４つ必要となる。また、各センサ出力を検出するための回路及び制御が必要となりコストアップに繋がる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる画像形成装置は、帯電させられた表面を露光することにより静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体上に形成された静電潜像にトナーを付与して可視像を形成する現像手段とを備えた画像形成手段と、
トナーの残量を検出する検出手段と、
前記画像形成手段の位置を変更する移動手段と、
前記移動手段を動作させて前記画像形成手段の位置を移動させるとともに、前記画像形成手段の位置を前記検出手段に基づいて判断する制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
前記検出手段は、前記現像手段内のトナーカートリッジに設けられていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係わる画像形成装置は、上記画像形成装置において、前記画像形成手段は外壁を有し、この外壁上に、反射性領域と低反射性領域とを設け、
前記画像形成手段が移動する際に、前記高反射性領域と低反射性領域が順次前記検出手段の前を通過し、前記検出手段が、前記高反射性領域と低反射性領域からの反射光を検出することを特徴とする。
【００１２】
本発明に係わるトナーカートリッジは、トナー画像を形成する画像形成部に着脱自在に搭載され、画像形成部の現像部にトナーを供給する。このトナーカートリッジは、トナーを収容する収容室と、収容室内のトナーを攪拌する攪拌部材と、収容室の外側に設けられるとともに、攪拌部材の動きに合わせて動作して、この動作の状態を外部へ通知する検出部とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
図１は、本発明に係わるカラー記録装置を示す。カラー記録装置１は、４つの画像形成部２Ｂ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃを有する。画像形成部２Ｂ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃは、それぞれ、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの画像を形成する電子写真式ＬＥＤ印刷機構であり、記録媒体の挿入側から排出側へ向かって順に並べて配設される。この印刷機構は、感光ドラム６Ｂ、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、帯電ローラ７Ｂ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、ＬＥＤヘッド３Ｂ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、各色の現像部１２Ｂ、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び転写ローラ４Ｂ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃからなる。感光ドラム６Ｂ、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃは、矢印方向に回転し、帯電ローラ７Ｂ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｃは、各感光ドラムの表面を一様に帯電させる。ＬＥＤヘッド３Ｂ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃは、帯電された感光ドラムの表面を画像データに従って露光し、静電潜像を形成する。現像部１２Ｂ、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃは、現像ローラ９Ｂ、９Ｙ、９Ｍ、９Ｃと、現像ブレード１０Ｂ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃと、スポンジ１１Ｂ、ローラ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃと、トナーカートリッジ２００Ｂ、２００Ｙ、２００Ｍ、２００Ｃから構成され、対応の色の静電潜像を現像して、感光ドラム上にトナー像を形成する。転写ローラ４Ｂ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃは、感光ドラム上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する。各画像形成部２Ｂ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃは、図示せぬ個別のモータにより駆動される。各モータは、印刷時に正転する。画像形成部をアップ位置へ移動するときは、シアンモータを逆転させて、スライドリンク６０をアップ方向（図１４のＢ方向）に移動させる。図１では、スライドリンク６０を省略してある。
【００１４】
本発明のトナーカートリッジについて以下に説明する
図２（ａ）は、一例としての黒トナーのトナーカートリッジ２００Ｂの構造を示す。トナーカートリッジ２００Ｂはシャッタレバー２１０を有し、シャッタレバー２１０を揺動操作してカートリッジ内部に収容されたトナーを排出する。シャッタレバー２１０には、窓２１０ａが設けてある。図２（ｂ）は、トナーカートリッジ２００Ｂが装着される画像形成部２Ｂを示す。画像形成部２Ｂは、画像形成装置の本体側のフレーム３の案内溝３ｂと３ｃ、フレーム４の案内溝４ｃと４ｄによりガイドされ、画像形成装置内に位置決めされている。フレーム３には、反射型フォトセンサであるトナーセンサ２５が設けられていて、トナーカートリッジ２００Ｂを画像形成部２Ｂに正しく装着すると、トナーカートリッジ側の窓２１０ａとトナーセンサ２５が対向する（図４（ｂ））。
【００１５】
図３は、トナーカートリッジ２００Ｂの構成を示す分解斜視図である。アウタケース２００ｃの長手方向の一端から、スポンジプレート２００ｄが装着され、更にその外側から、プレート２００ｅがアウタケース２００ｃに被嵌している。プレート２００ｅには、動力を外部から得るためのギア１９が回転可能に設けられ、ギア１９の回転はボスＡに伝達される。アウタケース２００ｃの長手方向の他端から、シャッタ２１５が回転可能に挿入される。シャッタ２１５の内部には、攪拌シャフト１８が、シャッタ２１５の長手方向に延出している。攪拌シャフト１８の一方の端は、ボスＡに回転可能に支持され、他方の端は、シャッタ２１５に挿入された軸受部Ｂに回転可能に支持される。ギア１９が回転すると、ボスＡを介して、攪拌シャフト１８が回転駆動される。シャッタ２１５の長手方向の一端部には、キャップ２１５ａが嵌合し、シャッタ２１５を閉じて、トナーの漏洩を防ぐ。
【００１６】
センサレバー２１は、キャップ２１５ａの近くにおけるシャッタ２１５の外壁上に、支点２１ａにて、揺動可能に支持される。シャッタ２１５には、シャッタレバー２１０が取り付けられ、後述されるように、内部にセンサレバー収容室２００ｂ（図６）を形成し、このセンサレバー収容室２００ｂ内に、センサレバー２１０が収容される。シャッタレバー２１０には、窓２１０ａが設けられている。センサレバー２１の長手方向の一端にはマグネット２２が取り付けられ、長手方向の他端には反射板２３が設けられる。攪拌シャフト１８が回転して、クランク部１８ｂが、マグネット２２に近づいて吸引されるとき、センサレバー２１が揺動し、反射板２３ は窓２１０ａと整列しない。クランク部１８ｂが、マグネット２２から遠ざかると、マグネット２２が攪拌シャフト１８に吸引されなくなり、反射板２３ は窓２１０ａと整列する。
【００１７】
図４（ａ）と図４（ｂ）は、シャッタレバー２１０の回転位置と、フレーム３側に設けたトナーセンサ２５との位置関係を示す。図４（ａ）は、トナーカートリッジを画像形成部に載置した直後の状態を示す。図４（ａ）に示す状態では、画像形成装置側の突起３ｄがキャップ２１５ａ の凹部２１０ｃに進入してガイドの役目をする。このとき、窓２１０ａは、まだ、フレーム３側に設けたトナーセンサ２５と整列していない。図４（ａ）において、操作部２１０ｂを、矢印Ｋの方向に、ストッパ２００ｃに当たるまで、回転させると、図４（ｂ）のように、窓２１０ａが、フレーム３側に設けたトナーセンサ２５と整列する。図４（ｂ）に示す位置にて、トナーをトナーカートリッジから排出するとともに、トナーカートリッジの画像装置への装着が完了する。これにより、トナーセンサ２５は、反射板２３へ光を出射して、その反射光を受光して、トナーの残量を検出できる。トナーカートリッジが画像形成装置に装着が不良であった場合や、操作部２１０ｂが図４（ｂ）の位置にない場合は、反射型のトナーセンサ２５が、反射板２３からの反射光を正常に受光できないことを利用して、トナーカートリッジの画像形成部への装着不良や、トナーカートリッジの未装着などを検出できる。図４（ｂ）に示す位置にて、攪拌シャフト１８を所定の期間だけ回転駆動を続けると、クランク部１８ｂがマグネット２２に近づいたり遠ざかったりするので、トナーセンサ２５の出力は、断続的に変化する。この所定期間内にトナーセンサ２５の出力が断続的に変化しなければ、トナーカートリッジの装着状態が異常であると判定する。カートリッジが装着されていても、シャッタレバー２１０ｂが図４（ａ）の位置にあれば、トナーセンサ２５から出射された光が、シャッタレバー２１０やカートリッジの一部により反射されて、トナーセンサ２５に戻るので、少ない量の反射光が受光される。しかし、トナーセンサ２５の出力は断続的な変化をしない。トナーカートリッジが装着されていない場合は、トナーセンサ２５に戻ってくる反射光はほとんどないから、トナーセンサ２５の出力は、ローレベルのままであり、断続的な変化をしない。したがって、トナーセンサ２５の出力の大きさと、断続的な変化とを利用して、カートリッジの装着不良や未装着をオペレータに報知することができる。センサの出力を直接アラーム出力としてもよい。
【００１８】
図５は、窓２１０ａが、フレーム３側に設けたトナーセンサ２５と整列したときの状態を示す。画像形成装置がカラー画像用である場合は、複数色のトナーを使用する。トナーカートリッジの誤装着を防止するために、内部に収容したトナーと同じ色で、トナーカートリッジの外壁の一部を着色してもよい。しかし、外壁に設けた着色部の影響で、トナーセンサ２５の出力が変動しないようにする必要がある。画像形成装置の本体側のフレーム３や４の色は、どのトナー色に関しても共通なので、トナーセンサ２５の出力レベルに与える影響は、各トナー色に共通である。しかし、センサレバー２１の反射板２３から反射してくる光の強度が、上記外壁に着色した色による影響を受け難くするために、フレーム３側の開口３ａを小さくする。すなわち、窓２１０ａの縦寸法Ｈ１と横寸法のＬ１と、フレーム３に設けたトナーセンサ２５を取り付けるための開口部３ａの縦寸法Ｈ２と横寸法のＬ２の関係が、Ｈ１＞Ｈ２及びＬ１＞Ｌ２となるように選択する。また、窓２１０ａと開口部３ａを円形とする場合も、同様に、窓２１０ａの直径Ｄ１と開口部３ａが直径Ｄ２とが、Ｄ１＞Ｄ２の関係となるように選択する。
【００１９】
センサレバー２１が、シャッタ２１５の外壁に配置されるので、トナーが収容されているトナー室が外部に対してシールされた状態で、トナー残量を検出できる。反射型センサを使用するので、トナーセンサ２５とセンサレバー２１とが互いに接触しないで動作する。これにより、透過型センサを使用した場合と異なり、光路を遮断するための遮蔽板をセンサレバー２１から突出させる必要がない。したがって、トナーカートリッジが装着された画像形成部を画像形成装置に対して着脱したり、画像形成部に対してトナーカートリッジを着脱するのが容易である。
【００２０】
更に、トナー残量の検出が光によるので、電磁気的な問題からは開放され、画像形成装置の本体側のフレーム３や４の材質を特に限定する必要がない。本実施例では、上記トナー残量検出機構をトナーカートリッジ側に設けたが、例えば、現像ユニットに攪拌シャフト１８と反射型のトナーセンサ２５との組み合わせを適用すれば、同様に、現像ユニット内のトナー残量を検出できる。
【００２１】
本発明のトナー残量検出機構について更に詳しく説明する。図６と図７は、縦断面図である。図８は、図６と図７に示すボスＡの突起部と攪拌シャフト１８との係合関係の詳細を示す。各色のトナー残量検出機構は同じ構造なので、ブラックのトナー残量検出機構を例として説明する。
【００２２】
図６は、センサレバー２１の反射板２３が、光センサであるトナーセンサ２５と対向していないときを示しており、図７は、センサレバー２１の反射板２３が、トナーセンサ２５と対向する位置にあるときを示す。図８は、ボスＡの突起部と攪拌シャフトとの係合関係の詳細を示す。トナーセンサ２５は、反射板２３へ向けて光を出射し、反射板２３からの反射光を受光する。ブラックのトナーカートリッジ２００Ｂはトナー収容室２００ａと、トナー収容室２００ａに隣接するセンサレバー収容室２００ｂからなる。トナー収容室２００ａは長手方向に延出するとともに、内部には、トナー収容室の長手方向に延出する攪拌シャフト１８を有する。攪拌シャフト１８は、強磁性体からなり、第１クランク部１８ａと第２のクランク部１８ｂで形成されている。トナー収容室２００ａの長手方向の一端部には、回転するボス部Ａが設けられ、他端部には、軸受部Ｂが設けられている。攪拌シャフト１８の回転軸は、一端が前記ボス部Ａに、また他端が前記軸受部Ｂに、自由回転できるように支持される。前記ボス部Ａが、外部からの駆動源により、ギヤ１９を介して回転されると、図８に示すように、ボス部Ａの突起部２７が攪拌シャフト１８の第１クランク部１８ａに当接して、攪拌シャフト１８を回転させる。
【００２３】
第１クランク部１８ａは、第２クランク部１８ｂよりも寸法が大きいので、第１クランク部１８ａの重量は、第２クランク部１８ｂよりも大きい。攪拌シャフト１８の回転軸は、自由回転できるように支持されているので、第１クランク部１８ａがボス部Ａとともに回転して上死点を過ぎると、自重で回転して、トナーの上に落下する。トナーの残量が少ない場合は、第１クランク部１８ａは下死点近くまで落下して、回転するボス部Ａにより再び回転駆動されるまで下死点付近で停止している。
【００２４】
トナーカートリッジ２００Ｂのセンサレバー２１収容室２００ｂには、攪拌シャフト１８と連動してトナー残量を検出するセンサレバー２１が設けられている。センサレバー２１は、その中間部で揺動可能に支持され、一端にはマグネット２２が埋め込まれており、他端には、反射板２３が設けられている。攪拌シャフト１８が回転し、第２のクランク１８ｂ部がマグネット２１に近づくと、マグネット２２が第２のクランク部１８ｂに、磁力により引き寄せられる。このとき、センサレバー１８は、図６で示す姿勢となり、反射板２３が開閉窓２４を開放する。攪拌シャフト１８が更に回転し、第２のクランク部１８ｂがマグネット２２から遠ざかると、マグネットが第２のクランク部１８ｂとの間に作用する磁力から解放される。このとき、センサレバー２１が、図７で示す姿勢となり、反射板２３が、トナーカートリッジ２００Ｂに設けられた開閉窓２４を閉塞する。装置本体側には、トナーカートリッジ２００Ｂの開閉窓２４と対向する位置にトナーセンサ２５及びセンサ基板２６が取りつけられている。
【００２５】
攪拌シャフト１８が回転をしている間は、センサレバー２１の揺動運動を繰り返すので、反射板２３が、開閉窓２４を閉塞してトナーセンサ２５からの光を反射する位置（図７）と、開閉窓２４を開放してトナーセンサ２５の光を反射しない位置（図６）との間で揺動運動を繰り返す。トナーセンサ２５は反射型センサを使用し、反射板２３が光を反射するときと、反射しないときとで異なるレベルの検出信号を出力する。
【００２６】
トナー残量検出動作について説明する。図９は、本発明の画像形成装置の制御ブロックを示す。図１０（ａ）から図１０（ｄ）は、トナー残量が多いときのクランク部の動作を示す。図１１（ａ）から図１１（ｃ）は、トナー残量が少ないときのクランク部の動作を示す。図１２は、トナー残量が多い場合と少ない場合とにおける、クランク部の回転位置とトナーセンサの出力の関係を示す。
【００２７】
まず、トナーカートリッジのトナー残量が十分にあるときのトナー残量検出動作を、図１０（ａ）から図１０（ｄ）と、図１２とを参照して説明する。攪拌シャフト１８の第１クランク部１８ａがボス部Ａの突起部２７に押されて図１０（ａ）に示す上死点を過ぎるまで回転すると、第１クランク部１８ａが自重で落下するようにして回転し、トナーの頂上に着陸して停止する。その後、定速度で回転しているボス部Ａの突起部２７が、再び、第１クランク部１８ａを押すまで、攪拌シャフト１８は回転せずにトナーの上で停止している。図１０（ａ）の位置では、第２クランク部１８ｂが、点線で示す検出領域（マグネット２１が第２クランク部１８ｂを吸引している）には到達していないので、反射板２３は開閉窓２４を閉じており（トナーセンサ２５からの光を反射する状態）、このとき、トナーセンサ２５の検出出力はローレベルである。
【００２８】
図１０（ｂ）に示すように、ボス部Ａの突起部２７が第１クランク部１８ａに達すると、突起部２７は第１クランク部１８ａを押し、攪拌シャフト１８の回転を開始する。ボス部Ａが更に回転を続け、図１０（ｃ）に示すように、第２クランク部１８ｂが点線で示す検出領域に入ると、マグネット２２が第２クランク部１８ｂを吸引するので、センサレバー２１が揺動して、反射板２３は開閉窓２４を開放し、トナーセンサ２５からの光を反射しないようになる。このとき、トナーセンサ２５の検出出力は、図１２に示すようにハイレベルとなる。その後、定速度で回転するボス部Ａの突起部２７に押され、第１クランク部１８ａが回転し、第２クランク部１８ｂが検出領域を出ると（図１０（ｄ））、マグネット２１が第２クランク部１８ｂを吸引しなくなるので、センサレバー２１が揺動して、反射板２３は開閉窓２４を閉じて、トナーセンサ２５からの光を反射する。このときのトナーセンサ２５の検出出力は、図１２に示すようにローレベルとなる。このようにトナー残量が十分に多いときは、トナーセンサ２５の検出出力がハイレベルとなる期間（ＴＨ）は、ローレベルの期間よりも短くなる。
【００２９】
次に、トナー残量が少ないときの動作を、図１１（ａ）から図１１（ｃ）と、図１２とを参照して説明する。攪拌シャフト１８の第１クランク部１８ａは、回転するボス部Ａの突起部２７に押されて回転する。攪拌シャフト１８の第１クランク部１８ａがボス部Ａの突起部２７に押されて上死点を過ぎるまで回転すると、第１クランク部１８ａが自重で落下するようにして回転し、図１０（ａ）に示すトナーの頂上に着陸して停止する。このとき、第２クランク部１８ｂは、トナーセンサの検出領域内に入っているので、マグネット２１が第２クランク部１８ｂを吸引する。したがって、センサレバー２１が揺動して、反射板２３が開閉窓２４を開放状態（トナーセンサ２５からの光を反射しない状態）にし、トナーセンサ２５の検出出力は図１２に示すようにハイレベルとなる。その後、定速度で回転しているボス部Ａの突起２７が第１クランク部１８ａに達するまで、攪拌シャフト１８は回転せずに停止している。ボス部Ａが回転を続け、突起部２７が第１クランク部１８ａに達すると（下死点の近く、図１０（ｂ））、突起部２７が第１クランク部１８ａを押して攪拌シャフト１８を再び回転させる。そして、第２クランク部１８ｂが検出領域を出るまで（図１０（ｃ））、定速度で回転する突起部２７に押されて、第１クランク部１８ａが回転を続ける。第２クランク部１８ｂが検出領域を出ると、マグネット２１が第２クランク部１８ｂを吸引しなくなる。したがって、センサレバー２１が揺動して、反射板２３は開閉窓２４を閉じ、反射板２３は、トナーセンサ２５からの光を反射する。このときのトナーセンサ２５の検出出力は、図１２に示すようにローレベルとなる。このようにトナー残量が少ないときは、トナーセンサ２５の検出出力がハイレベルとなる期間（ＴＬ）は、ローレベルの期間よりも長くなる。
【００３０】
上述のように、マグネット２１が第２クランク部１８ｂを吸引している期間は、トナー残量が多いときは短く、トナー残量が少ないときは長い。トナーセンサ２５の出力がハイベルからローレベルへ切り換わるときの突起部２７の回転位置は、トナーの残量が多い場合と、少ない場合とで同じである。制御部３２は、トナーセンサ２５の検出出力がハイレベルである時間長（ＴＨ）又はローレベルである時間長（ＴＬ）をタイマ３１等で測定し、この時間長からトナー残量の検出を行っている。
【００３１】
画像形成手段のアップ／ダウン機構について説明する。図１３は、画像形成手段がダウン位置に置かれた状態を示す。図１４はアップ／ダウン機構の斜視図である。図１５は画像形成手段がアップ位置におかれた状態を示す。
【００３２】
太陽ギヤとしてのギヤ３７、３７（図１３には１つのみを示す）を固着した回転シャフト３３は、ブラケット６５、６５の一端に回転自在に軸支されている。スライドリンク６０、６０には、矢印Ｂ−Ｃ方向に伸びる長孔６０ａ、６０ｂが設けられていて、これら長孔６０ａ、６０ｂを、回転シャフト３３及びギヤ６３、６３の支軸が貫通する。長孔６０ａ、６０ｂは矢印Ｂ−Ｃ方向に長くなっているので、スライドリンク６０、６０が矢印Ｂ−Ｃ方向に移動する際、回転シャフト３３及びギヤ６３、６３の支軸が、スライドリンク６０、６０の移動を邪魔しない。
【００３３】
スライドリンク６０、６０は、カム面７０を有し、このカム面７０は、ガイド面７０ａと、ガイド面７０ｂと、ガイド面７０ａとガイド面７０ｂとを繋ぐ斜面７０ｃとからなり、黒印刷用の感光ドラムシャフト２０ａが係合する。また、スライドリンク６０、６０は、更に、３つのカム面７１を有し、各カム面７１は、ガイド面７１ａ、ガイド面７１ｂ、ガイド面７１ａとガイド面７１ｂとを繋ぐ斜面７１ｃとからなる。各カム面７１には、対応するカラー印刷用の感光ドラムシャフト２０ａが係合する。ガイド面７０ａは略平坦であり、ガイド面７１ａは略Ｖ字形である。ガイド面７１ａは、スライドリンク６０の移動方向（図１５のＢ方向とＣ方向）に、ガイド面７０ｂより長く、画像形成手段１６の感光ドラムシャフト２０ａが第１のガイド面７０ａに支持されているとき、画像形成手段１７−１９の感光ドラムシャフト２０ａが第１のガイド面７１ａに支持されている。
【００３４】
非印刷時（アップ動作時）には、駆動モータ３８を矢印のＤ方向に回転させ、ギヤ列４０−４２をそれぞれ矢印方向に回転してギヤ３７を矢印Ｅ方向に回転させる。ギヤ３７が矢印Ｅ方向に回転すると、回転シャフト３３、遊星ギヤ６１、６１も一体に回転し、ブラケット６５、６５が矢印Ｉ方向に回動して遊星ギヤ６１、６１をラック６４に噛み合わせ、スライドリンク６０、６０を予め定めた距離だけ矢印Ｂ方向に移動させる。
【００３５】
図１５において、スライドリンク６０、６０が矢印Ｂ方向に移動すると、画像形成手段２Ｂ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃの感光ドラムシャフト２０ａが、カム面７０とカム面７１及びガイド溝２８に沿ってガイドされて矢印Ｆ方向に移動する。このとき、画像形成手段２Ｂ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃの側壁から突出したシャフト１６ａ−１９ａも、ガイド溝２９に沿って矢印Ｆ方向に移動する。これにより、画像形成手段２Ｂ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃを搬送ベルト１３から所定の距離だけ持ち上げる（アップ位置）。
【００３６】
シャフト２０ａが、カム面７０のガイド面７０ｂと、カム面７１のガイド面７１ａに支持されている位置で、駆動モータ３８を停止させ、駆動モータ３８に適正な保持電流を流すことにより、スライドリンク６０、６０をこの位置に保持する）。
【００３７】
黒印刷をする場合は、駆動モータ３８を矢印Ｇ方向に回転させ、ギヤを矢印Ｈ方向に回転させる。ギヤ３７が矢印Ｈ方向に回転すると、回転シャフト３３、遊星ギヤ６１、６１も一体に回転し、ブラケット６５、６５が矢印Ｊ方向に回動して遊星ギヤ６１、６１をラック６２に噛み合わせ、スライドリンク６０、６０を予め定めた距離だけ矢印Ｃ方向に移動させる。
【００３８】
スライドリンク６０、６０が矢印Ｃ方向に移動すると、黒印刷用の画像形成手段１６の感光ドラムシャフト２０ａが第１のガイド面７０ａに支持され、カラー印刷用の画像形成手段２Ｙ、２Ｍ、２Ｃの感光ドラムシャフト２０ａが第２のガイド面７１ａに支持される。このとき、駆動モータ３８を停止させ、適正な保持電流を駆動モータ３８に流すことにより、スライドリンク６０、６０をこの位置（黒印刷用の画像形成手段のダウン位置）に保持する。したがって、黒印刷用の画像形成手段２Ｂの感光ドラム２０は搬送ベルト１３に圧接し、カラー印刷用の画像形成手段２Ｙ、２Ｍ、２Ｃの感光ドラム２０は搬送ベルト１３から所定距離だけ持ち上がっている。この状態で、黒印刷が可能となる。
【００３９】
カラー印刷をする場合は、スライドリンク６０、６０を、更に、矢印Ｃ方向に移動する。黒印刷用の画像形成手段１６の感光ドラムシャフト２０ａがガイド面７０ａに支持され、カラー印刷用の画像形成手段２Ｙ、２Ｍ、２Ｃの感光ドラムシャフト２０ａがガイド面７１ｂに支持されている位置までスライドリンク６０、６０が移動したら、駆動モータ３８を停止させる。その後、適正な保持電流を駆動モータ３８に流すことによりスライドリンク６０、６０をこの位置（カラー印刷用の画像形成手段のダウン位置）に保持する。この状態で、全ての画像形成手段２Ｂ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃの感光ドラム２０が搬送ベルト１３に圧接し、カラー印刷が可能になる。
【００４０】
画像形成手段のアップ位置とダウン位置の検出を説明する。スライドリンク６０、６０の動作が正常に行われていれば、各画像形成部２Ｂ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃは、アップ位置及びダウン位置に正しく位置決めされる。何らかのトラブルが発生すると、スライドリンク６０、６０が移動しても、各画像形成部が正しく位置決めされるとは限らない。したがって、各画像形成部をアップ位置及びダウン位置に移動する度に、正しく位置決めされたかどうかを確認する必要がある。例えば、保守サービス等を行う際に、画像形成部を戻し忘れた場合、アラームを発生することができる。
【００４１】
画像形成手段のアップ位置／ダウン位置の検出は、画像形成手段が上下に移動する動きをトナーセンサ２５で読みとることにより行う。本実施の形態では、本体側に固定したトナーセンサ２５が、反射板２３を検出することにより、画像形成手段の上下動を検出する。更に、低反射性領域としては、画像形成手段の外壁構造を使用する。
【００４２】
図１７（ａ）と図１７（ｂ）は、ダウン位置にあるときの画像形成手段を点線で示し、アップ位置にあるときの画像形成手段を実線で示す。図１７（ａ）は側面図であり、図１７（ｂ）は、正面図である。トナーセンサ２５は、本体側の固定位置に設けられている。
【００４３】
図１６は、高反射性を示す（例えば明るい色）反射板２３と、反射板２３のすぐ隣に位置する低反射性（例えば暗い色）の外壁部２ａとを示す。低反射性を示す材料としては、外壁部２ａを構成しているモールドに黒色塗料（例えば、マンセルＮ１．５の濃度）を混合したものなどがある。コストの点では高いが、つや消し黒色塗料による表面塗装も考えられる。トナーセンサ２５により検出される外壁部にのみ非反射性シールを貼ってもよい。トナーセンサ２５は、画像形成手段がダウン位置からアップ位置へ上昇するときは、「明るい色」→「暗い色」の順に受光の変化を検出し、画像形成手段がアップ位置からダウン位置へ下降するときは、「暗い色」→「明るい色」の順に受光の変化を検出する。
【００４４】
アップ／ダウン動作の制御について説明する。本実施の形態によるアップ／ダウン制御では、下記のような制約がある。反射板２３は、各画像形成手段を駆動するためのモータにより駆動されている。しかし、トナー残量及び機構の寸法ばらつき等が原因で、各画像形成手段の反射板２３は、少しずつ異なるタイミングで駆動される。したがって、本実施例で、カラーの画像形成手段を搬送ベルト１３から持ち上げたり、搬送ベルト１３上に降ろしたりするときは、複数の画像形成手段のうち１つを代表して検出することにより、アップ／ダウン動作の制御を行う。更に、カラー印刷用の画像形成手段と、黒印刷用の画像形成手段とは、アップ／ダウン動作の制御を別々に行う。すなわち、アップ動作の制御では、カラー印刷用の画像形成手段のアップ動作をした後、黒印刷用の画像形成手段のアップ制御を行う。ダウン動作の制御では、黒印刷用の画像形成手段についてダウン動作の制御をした後、カラー印刷用の画像形成手段についてダウン動作の制御を行う。
【００４５】
アップ動作の制御を説明する。黒印刷を行うときには、印刷開始前に、シアン用のカラー画像形成部の駆動モータを逆転させることにより、スライドリンク６０、６０を図１５のＢ方向へ予め定めた距離だけスライドさせて、各カラー画像形成部をアップ位置に持ち上げる。
【００４６】
画像形成手段の側壁には、図１で示したように開閉窓２４が設けてあり、攪拌シャフト１８が回転すると、反射板２３が開閉窓２４を開閉する。アップ動作に先だって、反射板２３が開閉窓２４を閉じる位置まで、駆動モータを正転させる。反射板２３が開閉窓２４を完全に閉じる位置まで移動したら、駆動モータを停止させる。この位置では、トナーセンサ２５から出た光は、反射板２３に反射されてトナーセンサ２５へ入射する。次に、シアン用の画像形成手段の駆動モータを逆転し、アップ動作を開始する。画像形成手段は、徐々に上昇し、トナーセンサ２５の視軸上に反射板２３が現れ、トナーセンサ２５は反射板２３から反射される光の読み取りを開始する。画像形成手段が更に上昇すると、反射板２３がトナーセンサ２５の視軸から外れ、代わりに、画像形成手段の外壁部２ａが、トナーセンサ２５の視軸上に現れる。しかし、画像形成手段の外壁部１ａは反射性が低いので、トナーセンサ２５には、充分な反射光が入射しない。すなわち、トナーセンサ２５は、画像形成手段がダウン位置からアップ位置へ上昇するときは、「明るい色」→「暗い色」の順に受光の変化を検出する。したがって、画像形成手段がアップ位置に到達すると、トナーセンサ２５の検出出力はローレベルとなり、画像形成手段のアップ動作を完了したことになる。反射板２３が開閉窓を閉塞したまま、画像形成手段は、アップ位置に固定される。
【００４７】
更に、黒印刷用の画像形成手段もアップさせる場合は、黒印刷用の画像形成手段の反射板２３が開閉窓２４を閉じる位置まで、黒印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させる。反射板２３が開閉窓２４を完全に閉じたら、駆動モータを停止させる。その後、カラー印刷用の画像形成手段のアップ動作と同様に、シアンモータを逆転させることにより、黒印刷用の画像形成手段をアップ動作させる。
【００４８】
図１８（ａ）は、画像形成手段がダウン位置にあるときの光センサ２５の検出出力を示す。攪拌シャフトの回転周期に従って、反射板２３が周期的に開閉窓２４を開閉する。したがって、光センサ２５は、反射板２３からの反射光を検出するので、光センサ２５の検出出力は、ハイレベルとローレベルの周期的な繰り返しとなる。図１８（ｂ）は、画像形成手段がアップ位置にあるときの光センサ２５の検出出力を示す。開閉窓２４は、トナーセンサ２５の視軸より充分上方にあるので、トナーセンサ２５は、反射板２３からの反射光を検出しない。したがって、トナーセンサ２５の検出出力は、ローレベルのままである。
【００４９】
次に、ダウン動作の制御を説明する。黒印刷用の画像形成手段のみをダウンさせる場合は、スライドリンクを図１５のＣ方向に予め定めた距離だけ移動させて、色印刷用の画像形成部をダウン位置に降ろす。
【００５０】
すなわち、シアン用の画像形成手段の駆動モータを正転し、ダウン動作を開始する。このとき、トナーセンサ２５の視軸上には、画像形成手段の外壁部２ａがある。しかし、画像形成手段の外壁部２ａは反射性が低いので、トナーセンサ２５には、充分な反射光が入らず、センサ出力はない。画像形成手段は、更に、徐々に下降する。やがて、トナーセンサ２５の視軸上に反射板２３が現れ、トナーセンサ２５は反射板２３により反射される光の読み取りを開始する。画像形成手段が、更に下降すると、反射板２３がトナーセンサ２５の視軸から外れ、代わりに、黒印刷用の画像形成手段の外壁部２ａが、トナーセンサ２５の視軸上に再び現れる。すなわち、画像形成手段がアップ位置からダウン位置へ下降するときは、「暗い色」→「明るい色」の順に受光の変化を検出する。
【００５１】
すなわち、トナーセンサ２５の検出出力は、黒印刷用の画像形成手段をアップさせた場合とは、逆に変化する。ダウン動作の場合は、反射板２３からの反射光を検出できても、シアン画像形成手段の駆動モータをすぐには停止させず、更に、予め定めた駆動パルス数だけ、駆動モータの回転を続行し、黒印刷用の画像形成手段を正しいダウン位置へ設定する。
【００５２】
黒印刷用の画像形成手段のダウン動作を完了した後、カラー用画像形成手段も、ダウン位置へ移動する場合は、黒印刷用の画像形成手段と同様に、トナーセンサ２５の出力波形を監視しながらダウンさせる。
【００５３】
図１９（ａ）と図１９（ｂ）は、実施例１の動作を示すフローチャートである。
図１９（ａ）はアップ動作を示す。図１９（ａ）を参照して、アップ動作を詳細に説明する。ステップＳ１にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させて、全ての画像形成手段をダウン位置にセットする。ステップＳ２にて、シアンのトナーセンサ２５に入力する光の強度を検出し、ステップＳ３にて、トナーセンサ２５が、反射板２３の揺動による反射光の有無の繰り返し（図１８（ａ））を検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ１３ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ４へ進む。このとき反射板による反射光が有る状態で止める。ステップＳ４にて、シアン用の画像形成手段の駆動モータを逆転させ、アップ動作を開始する。ステップＳ５にて、トナーセンサ２５が外壁部２ａによる反射光（暗い色）を検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ１４へ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ６へ進む。ステップＳ６にて、カラー印刷用の画像形成手段のアップ動作が完了したことを確認する。
【００５４】
ステップＳ７にて、黒印刷用の画像形成手段用の駆動モータとベルトモータを回転させる。ステップＳ８にて、黒のトナーセンサ２５に入射する光の強度を検出し、ステップＳ９にて、トナーセンサ２５が、反射板２３の揺動による反射光の有無の繰り返し（図１８（ａ））を検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ１５ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ１０へ進む。このとき反射板による反射光が有る状態で止める。ステップＳ１０にて、シアン用の画像形成手段の駆動モータを逆転させ、アップ動作を開始する。ステップＳ１１にて、トナーセンサ２５が外壁部による反射光（暗い色）を検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ１６ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ１２へ進む。ステップＳ１２にて、カラー印刷用の画像形成手段のアップ動作が完了したことを確認する。
【００５５】
図１９（ｂ）はダウン動作を示す。図１９（ｂ）において、ステップＳ１７にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒用の画像形成手段の駆動モータと、シアン用の画像形成手段の駆動モータとを正転させ、ダウン動作を開始する。ステップＳ１８において、黒のトナーセンサ２５に入射する光の強度を検出し、ステップＳ１９にて、トナーセンサ２５が、反射板２３による反射光を検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ２５ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ２０へ進む。ステップＳ２０にて、更に、予め定めたパルス数だけ、シアン用の画像形成手段の駆動モータを正転させた後、黒用の画像形成手段のダウン動作を終了する。
【００５６】
更に、ステップＳ２１にて、シアン用の画像形成手段の駆動モータを正転させる。ステップＳ２２にて、シアン用画像形成手段のトナーセンサ２５に入力する光の強度を検出し、ステップＳ２３にてトナーセンサ２５が、反射板２３による反射光を検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ２６ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ２４へ進む。ステップＳ２４にて、更に、予め定めたパルス数だけ、シアン用の画像形成手段の駆動モータを正転させて、カラー印刷用の画像形成手段のダウン動作を完了とする。
【００５７】
画像形成手段のアップ位置とダウン位置の検出精度を向上させるために、反射板２３の表面にバーコードを設けて、トナーセンサ２５が受光する光をコード化してもよい。図２０は１つのバーコード例を示し、図２１はもう一つのバーコード例を示す。
【００５８】
図２０に示すバーコードは、細い低反射性部分と太い低反射部分とからなる。細い低反射性部分の幅は共通であり、画像形成手段が異なると低反射性部分の数が異なる。Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの細い低反射性部分の数は、それぞれ、１、２、３、４である。太い低反射性部分の幅は、画像形成手段毎に異なる。しかし、どの画像形成手段でも、太い低反射性部分の幅は、細い低反射性部分の幅より大きい。細いパルス波形と太いパルス波形の持続期間を制御部のタイマで計測する。矢印ａはダウン動作時の画像形成手段の移動方向（すなわち、バーコードの移動方向）を示し、矢印ｂはアップ動作時の画像形成手段の移動方向を示す。図２１に示すバーコードは、細い低反射性部分と太い低反射部分とからなる。しかし、細い低反射性部分と太い低反射部分は、それらの幅と数がバーコード毎に異なり、規則性がない。
【００５９】
実施の形態１では、画像形成手段のアップ動作の制御と、ダウン動作の制御をするのに、トナーセンサ２５を検出器として使用する。また、高い反射性を示す部材として、反射板２３を使用する。低い反射性を示す部材としては、図１６に示すように、画像形成手段の外壁２ａを利用する。したがって、アップ／ダウン検出用の専用センサを設ける必要がないので、製造コストを下げることができる。また、バーコードによりアップ位置とダウン位置の検出精度を向上させることができる。
【００６０】
実施の形態２
図２２は、画像形成手段の外壁をへこませた実施の形態２を示す斜視図である。
実施の形態１と異なる部分のみを説明する。実施の形態２では、画像形成手段のアップ動作の制御とダウン動作の制御をするのに、トナーセンサ２５を検出器として使用する。高い反射性を示す部材として、反射板を使用する。低い反射性を示す部材としては、図２２に示すように、画像形成手段の外壁をへこませて、トナーセンサ２５と外壁との間の距離を、トナーセンサの焦点距離よりも大きく設定して、外壁からの反射光がトナーセンサに進入しないようにする。
【００６１】
実施の形態２によれば、バーコードやマークシートを画像形成手段の外壁２ａに設ける必要がなくなり、部品点数の削減やマークシートなどを外壁に張りつける作業時間を削減できる。アップ動作の制御とダウン動作の制御は、図１９（ａ）と図１９（ｂ）に示すフローチャートと同じなので説明は省略する。
【００６２】
実施の形態３
図２３は画像形成手段の外壁にシボ処理を施した場合を示す。図２４（ａ）は反射板２３がセンサからの出力光を鏡面反射する場合を示し、図２４（ｂ）は、反射板２３がセンサからの出力光を乱反射する場合を示し、図２４（ｃ）は、図２４（ａ）と、図２４（ｂ）におけるセンサの出力を示す。実施の形態３では、画像形成手段のアップ動作の制御とダウン動作の制御をするのに、トナーセンサ２５を検出器として使用する。高い反射性を示す部材として、反射板２３を使用する。低い反射性を示す部材としては、図２３に示すように、画像形成手段の外壁２ａにシボ処理を施す。シボ処理をした外壁部は、トナーセンサ２５からの出力光を拡散反射するので、トナーセンサ２５には充分な光量の反射光が入射せず、トナーセンサ２５の検出出力はハイレベルとなる。
【００６３】
図２３に示すように、開閉窓２４の下方には、シボ処理された画像形成手段の外壁２ａがある。画像形成手段がダウン位置にあるときは、図２４（ａ）に示すように反射板２３は、トナーセンサ２５からの出力光を鏡面反射し、反射光は、センサ２５に進入する。これにより、トナーセンサ２５の検出出力は、図２４（ｃ）に示すようなローレベルとなる。画像形成手段がアップ位置にあると、トナーセンサ２５からの出力光は、シボ処理された外壁により拡散反射される。したがって、反射光は、トナーセンサ２５に進入しない。これにより、トナーセンサ２５の検出出力は、図２４（ｃ）に示すようハイレベルとなる。
【００６４】
実施の形態４
装置の構造は、実施の形態３と同じなので、動作のみを説明する。実施の形態４では、駆動モータを予め定めた回転量だけ回転させることにより、画像形成手段をアップ位置からダウン位置へ移動したり、ダウン位置からアップ位置へ移したりする。図２５は、実施の形態４におけるアップ動作の制御を示し、図２６はダウン動作の制御を示す。
【００６５】
図２５を参照して、アップ動作を説明する。図２５において、ステップＳ５０にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させて、全ての画像形成手段のダウン位置にセットする。ステップＳ５１にて、シアン用のトナーセンサ２５に入力する光の強度を検出し、ステップＳ５２にて、各画像形成手段のトナーセンサ２５が、対応する反射板２３の揺動による反射光の有無の繰り返しを検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ５８ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ５３へ進む。このとき、反射板による反射光が有る状態で止める。ステップＳ５３において、シアン用の画像形成手段の駆動モータを逆転させ、アップ動作を開始する。ステップＳ５４にて、カラー印刷用の画像形成手段を予め定めた距離だけ上昇させる。ステップＳ５５にて、再び、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させて、全ての画像形成手段を駆動する。ステップＳ５６にて、各画像形成手段のトナーセンサ２５の検出出力に変化があったか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ５７ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ５３へ進む。
【００６６】
ステップＳ６０にて、ベルトモータと、黒印刷用の画像形成手段の駆動モータとを回転させる。ステップ６１にて、黒用のトナーセンサ２５に入力する光の強度を検出し、ステップＳ６２にて、トナーセンサ２５が、反射板２３の揺動による反射光の有無の繰り返しを検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ６８へ進み、ＹＥＳならステップＳ６３へ進む。このとき、反射板による反射光が有る状態で止める。ステップＳ６３にて、シアン用の画像形成手段の駆動モータを逆転させて、アップ動作を開始する。ステップＳ６４にて、黒画像形成手段を、予め定めた距離だけ上昇させる。ステップＳ６５にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータ、黒印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させる。ステップＳ６６にて、黒トナーセンサ２５の検出信号に変化があったかどうかを判定する。ＮＯなら、ステップＳ６７へ進み、黒印刷用の画像形成手段のアップ動作を完了とする。ＹＥＳならステップＳ６９へ進む。
【００６７】
図２６を参照して、ダウン動作を説明する。ステップＳ７０にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータ、黒印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させる。ステップＳ７１にて、黒印刷用の画像形成手段を予め定めた距離だけ下降させる。ステップＳ７２にて、黒用のトナーセンサ２５に入力する光の強度を検出し、ステップＳ７３にて、トナーセンサ２５が、反射板２３による反射光を検出したか否かを判定する。ＹＥＳなら、ステップＳ７９へ進み、ＮＯなら、ステップＳ７４へ進み、黒印刷用の画像形成手段のダウン動作を完了したものとする。ステップＳ７５にて、カラー印刷用の画像形成手段を、予め定めた距離だけ下降させる。ステップＳ７６にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させる。ステップＳ７７にて、トナーセンサ２５が、反射板２３による反射光を検出したか否かを判定する。ＹＥＳなら、ステップＳ７８へ進み、カラー印刷用画像形成手段のダウン動作を完了する。ＮＯなら、ステップＳ８０へ進む。
【００６８】
実施の形態５
図２７は、実施の形態５におけるマークを示す。実施の形態５では、図２７に示すようなマークを、装置本体側に設けたトナーセンサ２５に読み取らせて、画像形成手段のアップ動作やダウン動作を検出する。矢印ａは、画像形成手段がトナーセンサ２５に対して上昇方向に移動することを示す。矢印ｂは、画像形成手段がトナーセンサ２５に対して下降方向に移動することを示す。画像形成手段のアップ動作が始まったことを認識する目的で、マークの端部に細いスリットを入れて短い期間内に信号が変化するようにしている。単純な黒ベタのマークで、画像形成手段のアップ動作の開始及び終了が読み取れれば、スリットはなくてもよい。マークの黒い部分が低反射性部であり、黒いマークの前後及び細いスリットの部分は、高反射性部である。
【００６９】
トナーセンサ２５の検出出力の波形は、細いパルス波形と太いパルス波形の組み合わせである。細いパルス波形と太いパルス波形の持続期間を制御部のタイマで計測する。図２７の例では、トナーセンサ２５が、細い低反射部の後に太い低反射部を読み取ると、アップ動作が終了したものと判定する。また、トナーセンサ２５が、太い低反射性部の後に細い低反射性部を読み取ると、ダウン動作が終了したものと判定する。
【００７０】
図２８（ａ）と図２８（ｂ）は、実施の形態５による画像形成手段のアップ動作の制御とダウン動作の制御とを示すフローチャートである。図２８（ａ）を参照してアップ動作を説明する。ステップＳ８１にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させて、全ての画像形成手段をダウン位置にセットする。アップ動作を開始する直前に、各画像形成手段がどんな位置にあっても、感光ドラムが１回転できる程度のモータの回転量で充分ダウン位置まで到達できる。ステップＳ８２にて、シアン用の画像形成手段の駆動モータを逆転させて、アップ動作を開始する。ステップＳ８３にて、シアン用トナーセンサ２５に入力する光の強度を検出し、ステップＳ８４にて、トナーセンサ２５が、高反射性部→細い低反射性部→高反射性部を検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ８８ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ８５へ進む。ステップＳ８５において、アップ動作が正常に進んでいるものとする。ステップＳ８６にて、太い低反射性部→高反射性部が検出されたか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ８９ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ８７へ進む。
【００７１】
図２８（ｂ）を参照してダウン動作を説明する。ステップＳ９０にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させて、全ての画像形成手段のダウン動作を開始する。、ステップＳ９１にて、トナーセンサ２５が、高反射性部→太い低反射性部→高反射性部を検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ９７ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ９２へ進む。ステップＳ９３にて、トナーセンサ２５が、細い低反射性部→高反射性部を検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ９８ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ９４へ進む。ステップＳ９４にて、ダウン動作が正常に進んでいるものとする。ステップＳ９５にて、更に、予め定めたパルス数だけ、各モータを回転させて、各画像形成手段を十分にダウンさせる。ステップＳ９６にて、ダウン動作を完了する。なお、アップ動作を開始する前に反射板の位置をセンサと対向する位置とさせておくことは前の実施の形態で説明した動作と同様である。
【００７２】
実施の形態６
実施の形態５と異なる点は、アップ／ダウン動作検出用のマークである。図２９は、実施の形態６で使用するバーコードを示す。実施の形態５では、単純なマークで検出したが、実施の形態６では、バーコードを使用することで位置検出精度を高める。バーコードは、複数の低反射性部と複数の高反射性部との組み合わせであり、各画像形成手段に共通である。
【００７３】
実施の形態５を示す図２７において、矢印ａは、画像形成手段がトナーセンサ２５に対して上昇方向に移動することを示す。矢印ｂは、画像形成手段がトナーセンサ２５に対して下降方向に移動することを示す。画像形成手段が上昇又は下降すると、バーコードがトナーセンサ２５の視軸を通過するので、トナーセンサ２５は、バーコードを読み取ることができる。トナーセンサ２５の検出出力のパルス数を、図９に示す制御部３２を介してカウンタ３１が、信号変化の開始から計数する。これにより画像形成手段のアップ／ダウン動作する上下方向の位置が分かる。
【００７４】
図２９の例では、４つの細い低反射性部（黒い部分）と１つの太い低反射性部を読み取ると、画像形成手段のアップ動作が完了したものと判断する。４つの細い低反射性部の幅は、予め定められた個数の“１”と“０”信号が得られるように選択される。これら、４つの細い低反射性部の幅は、互いに少し異なっていてもかまわないが、太い低反射性部よりも充分細くしておく。トナーセンサ２５の検出出力の波形は、パルス波形であるから、このパルス数を計数する。
【００７５】
アップ動作は、画像形成手段が、所定の距離以上にアップしていれば、多少の誤差は問題ではないが、ダウン動作では、正確にダウン位置に停止する必要がある。実施の形態５では、画像形成手段のアップ又はダウン動作する移動量が僅かに不足となり、アップ動作又はダウン動作がエラーとなることがあるが、実施の形態６のバーコードを使用すれば、アップ位置やダウン位置が正確に検出できるので、エラーを生じにくい。したがって、実施の形態６のバーコードを使用すれば、有利である。
【００７６】
図３０（ａ）と図３０（ｂ）は、実施の形態６による画像形成手段のアップ動作の制御とダウン動作の制御を示すフローチャートである。
【００７７】
図３０（ａ）を参照してアップ動作を説明する。ステップＳ９７において、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させて、全ての画像形成手段をダウン位置にセットする。ステップＳ９８にて、シアン用の画像形成手段の駆動モータを逆転させて、アップ動作を開始する。ステップＳ９９にて、シアン用トナーセンサ２５に入力する光の強度を検出し、ステップＳ１００にて、トナーセンサ２５が、予め定めた第１の数のパルスが検出できたか否かを判定する。ここで、第１の数のパルスとは、充分なアップ位置までのパルスカウント数をいう。ＹＥＳなら、ステップＳ１０３へ進む。ＮＯなら、ステップＳ１０１へ進み、トナーセンサ２５が、予め定めた第２の数のパルスが検出できたか否かを判定する。ここで、第２の数のパルスとは、必要最小限のアップ位置までのパルスカウント数をいう。第１の数は第２の数より大きい。ＹＥＳなら、ステップＳ１０３へ進み、アップ動作を終了とする。ＮＯなら、ステップＳ１０２へ進む。
【００７８】
図３０（ｂ）を参照してダウン動作を説明する。ステップＳ１０４において、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させて、全ての画像形成手段のダウン動作を開始する。ステップＳ１０５にて、ステップＳ１００にて、トナーセンサ２５が、予め定めた第１の数のパルスが検出できたか否かを判定する。ＹＥＳなら、ステップＳ１０６へ進み、ダウン動作を終了とする。ＮＯならステップＳ１０７へ進む。ダウン動作時は、画像形成手段は、あらかじめ定めた第１の数のパルスだけ移動する必要がある。検出パルスの数が少ないと、画像形成手段が正常な位置にダウンできていないので、動作不良を起こす可能性がある。なお、アップ動作を開始する前に反射板の位置をセンサと対向する位置とさせておくことは前の実施の形態で説明した動作と同様である。
【００７９】
次に実施の形態６の改変例を図３１（ａ）から図３１（ｄ）を参照して説明する。図３１（ａ）は、アップ動作の制御を示すフローチャートである。ステップＳ１０８にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させて、全ての画像形成手段をダウン位置にセットする。ステップＳ１０９にて、シアン用の画像形成手段の駆動用モータを逆回転させて、アップ動作を開始する。ステップＳ２００にて、トナーセンサ２５に入射する光の強度を検出し、ステップＳ２１０にて、細いパルス波形と太いパルス波形の持続期間を制御部のタイマで計測するとともにパルス数をカウントすることにより、トナーセンサ２５が、細い低反射性部分（幅の短い部分）を予め定めた数だけ検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ２１３ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ２１１へ進む。ステップＳ２１１にて、太い手反射性部分を検出した否かを判定する。ＹＥＳならステップＳ２１２へ進み、アップ動作終了となる。ＮＯなら、ステップＳ２１３へ進む。
【００８０】
図３１（ｂ）は、ダウン動作の制御を示すフローチャートである。ステップＳ２１４にて、ステップＳ２１４にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータとを正転させ、ダウン動作を開始する。ステップＳ２１５にて、トナーセンサ２５に入射する光の強度を検出し、ステップＳ２１６にて、細いパルス波形と太いパルス波形の持続期間を制御部のタイマで計測するとともに、トナーセンサ２５が、太い低反射性部分（幅の長い部分）を検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ２１９ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ２１７へ進む。ステップＳ２１７にて、細いパルス数をカウントすることにより、細い低反射性部分を予め定めた数だけ検出した否かを判定する。ＹＥＳならステップＳ２１８へ進み、ダウン動作終了となる。ＮＯなら、ステップＳ２１９へ進む。
【００８１】
図３１（ｃ）は、アップ動作の別の制御を示すフローチャートである。ステップＳ２２０にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させて、全ての画像形成手段をダウン位置にセットする。ステップＳ２２１にて、シアン用の画像形成手段の駆動用モータを逆回転させて、アップ動作を開始する。ステップＳ２２２にて、トナーセンサ２５に入射する光の強度を検出し、ステップＳ２２３にて、トナーセンサ２５が、予め定めた回数（図２９に示す予め定めたパルス列）の信号変化を検出したか否かを判定する。ＹＥＳならステップＳ２２４へ進み、ダウン動作終了となる。ＮＯなら、ステップＳ２２５へ進む。図３１（ｄ）は、ダウン動作の別の制御を示すフローチャートである。ステップＳ２２６にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータとを正転させ、ダウン動作を開始する。ステップＳ２２７にて、トナーセンサ２５に入射する光の強度を検出し、ステップＳ２２８にて、トナーセンサ２５が、予め定めた回数（図３０に示す予め定めたパルス列）の信号変化を検出したか否かを判定する。ＹＥＳならステップＳ２２９へ進み、ダウン動作終了となる。ＮＯなら、ステップＳ２３０へ進む。
【００８２】
実施の形態７
図３２は、実施の形態７の側面図である。図３３は、スライドリンク６６に設けられたトナーセンサ２５と画像形成手段との位置関係を示す。バーコード６９のバーが、各画像形成手段の外壁２ａ上に、上下方向ではなく、斜め方向に並んでいる。バーコードの傾斜方向は、スライドリンク６６の斜面７０Ｃや斜面７１Ｃと平行になるように選択してある。スライドリンク６６の側面には、トナーセンサ２５が設けられていて、スライドリンク６６がＢ方向又はＣ方向にスライドしたときに、トナーセンサ２５の視軸上をバーコード６９が横切る。これにより、トナーセンサ２５がバーコード６９を読み取る。スライドリンク６６のＢ方向又はＣ方向の移動量は、画像形成手段のアップ方向やダウン方向の移動量よりも大きいので、検出精度が高い。実際には、画像形成手段はアップ方向やダウン方向には、５ｍｍくらいしか移動しない。黒印刷時に、カラー画像形成手段をアップ動作するのは、稼動しないカラー画像形成手段の回転を停止させるとともに、ドラムの汚染を防ぐためである。したがって、５ｍｍくらいの僅かな距離でも、画像形成手段をベルト２０から離隔させて、高圧制御信号から隔離されれば、十分である。スライドリンク６６の移動量と、スライドリンク６６の駆動源にかかる負荷とを最小限にするために、スライドリンク６６の移動量を約１０ｍｍに選択している。
【００８３】
【発明の効果】
トナーカートリッジのトナー収容室の外側にトナー残量検出機構を設けるので、トナー室を外部に対してシールした状態で、トナー残量を検出できる。
【００８４】
トナー残量検出用のトナーセンサを利用して、画像形成手段のアップ動作とダウン動作を制御できるので、アップ／ダウン検出用の専用センサを設ける必要がないので製造コストを下げることができる。
【００８５】
また、各画像形成手段に設けられたトナーセンサのうちの１つを利用して全体の、上記アップ動作とダウン動作を制御できる。
【００８６】
バーコードやマークシートを使用して、更に、アップ位置とダウン位置とを正確に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるカラー記録装置を示す。
【図２】（ａ）は、黒トナーのトナーカートリッジの構造を示し、（ｂ）は、トナーカートリッジ２００Ｂが装着される画像形成部２Ｂを示す。
【図３】トナーカートリッジの構成を示す展開斜視図である。
【図４】（ａ）と（ｂ）は、シャッタレバーの回転位置と、フレーム側に設けたセンサとの位置関係を示す
【図５】窓が、フレーム側に設けたセンサと整列したときの状態を示す。
【図６】トナーロー検出機構の構成を示し、開閉窓が開放されているときを示す。
【図７】トナーロー検出機構の構成を示し、開閉窓が閉塞しているときを示す。
【図８】ボスＡの突起部と攪拌シャフトとの係合関係の詳細を示す。
【図９】本発明の画像形成装置の制御ブロックを示す。
【図１０】（ａ）から（ｄ）は、トナー残量が多いときのクランク部の動作を示す。
【図１１】（ａ）から（ｃ）は、トナー残量が少ないときのクランク部の動作を示す。
【図１２】トナー残量が多い場合と少ない場合とにおける、クランク部の回転位置とトナーセンサの出力の関係を示す。
【図１３】画像形成手段がダウン位置に置かれた状態を示す。
【図１４】アップ／ダウン機構の斜視図である。
【図１５】画像形成手段がアップ位置におかれた状態を示す。
【図１６】高反射性を示す反射板と、反射板のすぐ隣に位置する低反射性の外壁部とを示す。
【図１７】ダウン位置にあるときの画像形成手段を点線で示し、アップ位置にあるときの画像形成手段を実線で示し、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は正面図である。
【図１８】（ａ）は、画像形成手段がダウン位置にあるときの光センサの検出出力を示し、（ｂ）は、画像形成手段がアップ位置にあるときの光センサの検出出力を示す。
【図１９】実施例１の動作を示すフローチャートであり、（ａ）はアップ動作を示し、（ｂ）はダウン動作を示す。
【図２０】１つのバーコード例を示す。
【図２１】もう一つのバーコード例を示す。
【図２２】画像形成手段の外壁をへこませた実施の形態２を示す。
【図２３】画像形成手段の外壁にシボ処理を施した実施の形態３を示す。
【図２４】（ａ）は反射板がセンサからの出力光を鏡面反射する場合を示し、（ｂ）は、反射板がセンサからの出力光を乱反射する場合を示し、（ｃ）は、（ａ）と（ｂ）におけるセンサの出力を示す。
【図２５】実施の形態４に係わるアップ動作を説明するフローチャートである。
【図２６】実施の形態４に係わるダウン動作を説明するフローチャートである。
【図２７】実施の形態５におけるマークを示す。
【図２８】実施の形態５による画像形成手段のアップ動作を示すフローチャートであり、（ａ）はアップ動作を示し、（ｂ）はダウン動作を示す。
【図２９】実施の形態６で使用するバーコードを示す。
【図３０】実施の形態６による画像形成手段のアップ動作の制御とダウン動作の制御を示すフローチャートであり、（ａ）はアップ動作の制御を示し、（ｂ）はダウン動作の制御を示す。
【図３１】実施の形態６の改変例によるアップ／ダウン動作を示すフローチャートであり、（ａ）と（ｃ）はアップ動作を示し、（ｂ）と（ｄ）はダウン動作を示す。
【図３２】実施の形態７の側面図である。
【図３３】スライドリンクに設けられたトナーセンサと画像形成手段との位置関係を示す。
【符号の説明】
２ａ 外壁（低反射性領域）、 ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂ 画像形成手段、 ６ 像担持体、 １８ 攪拌シャフト（攪拌部材）、 ２０ 搬送ベルト、 ２３ 反射板（反射性領域）、２５ トナーセンサ、 ６０ スライドリンク。
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真式の画像形成装置及び画像装置に着脱されるトナーカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トナー残量の検出は、一端に磁性体を備え、他端がトナー攪拌シャフトに係合したロッドをトナーカートリッジ内に設け、ロッドの一端に設けられた磁性体と対向する位置に永久磁石を備えたセンサ機構を開閉可能なトップカバーに設けて、トナー攪拌シャフトの回転動作を検出するようにしている（例えば、特許文献１）。ロッドはトナーカカートリッジの上部に設けられたガイド内を摺動し、ロッドの動きに合わせてトップカバーに設けられたセンサ機構が動作するようになっている。ロッドの一端に設けられた磁性体は、トナー材料が少ないときはガイド上方に位置する期間が長く、トナー材料が多いときはガイド上方に位置する期間が短い。この期間の差をセンサ機構で検出し、検出結果を制御部によって判断することによりトナー残量の検出を行っていた。
【０００３】
電子写真式画像形成装置では、感光ドラムと搬送ベルトとを長時間接触したままにしておくと、これらの部材に使用されている材料が作用しあって化学変化を起こして、感光ドラムの表面を汚染しまう。そこで、カラー印刷を行う場合は、４色用の画像形成手段は、感光ドラムが搬送ベルトに接触するダウン位置まで下降する。また、モノクロ印刷を行う場合は、カラー画像形成手段は、感光ドラムが搬送ベルトと接触しないアップ位置まで上昇するように構成したものがある（例えば、特許文献２）。
【０００４】
各画像形成手段のアップ位置とダウン位置とを検出して２値的に変化する信号を出力するセンサが、対応する画像形成装置内に設けられていて、各画像形成手段の上方及び下方の移動を制御する。各画像形成手段の上方及び下方への移動は、駆動用のモータの回転方向を切りかえることにより行う。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２００２―７２６５７号公報
【特許文献２】
特開平１０―１８６７７４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来、センサ機構がトップカバーに配置され、トップカバー自体が装置本体のフレームに回転支持されていたため、センサ機構をトナーカートリッジに対して精度良く配置することが難しく、トナー残量検出を精度よく行うことができなかった。
【０００７】
また、トナーカートリッジ内のロッドはトナーの中を移動することになり、負荷が大きくなってしまった。更に、ロッドがガイドの中を移動するので、ロッドとガイド内の摺動する部分にトナーがつまってしまうことがある。このトナーの詰まりがロッドの動きを規制してしまい、トナー残量の誤検出の要因となっていた。
【０００８】
上述の従来のカラー電子写真プリンタでは、カラー画像印刷の場合と、モノクロ画像印刷の場合とでは、更に感光ドラムの汚染防止のために、搬送ベルトに対する画像形成手段の高さを変更している。すなわち、各色の画像形成手段の駆動モータを逆転駆動し、専用の上下位置センサとカム機構を使用して、画像形成手段の高さを変更する。この構造では、カラー画像形成手段をアップ位置又はダウン位置に移動させるのに、専用のセンサが４つ必要となる。また、各センサ出力を検出するための回路及び制御が必要となりコストアップに繋がる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる画像形成装置は、帯電させられた表面を露光することにより静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体上に形成された静電潜像にトナーを付与して可視像を形成する現像手段とを備えた画像形成手段と、
トナーの残量を検出する検出手段と、
前記画像形成手段の位置を変更する移動手段と、
前記移動手段を動作させて前記画像形成手段の位置を移動させるとともに、前記画像形成手段の位置を前記検出手段に基づいて判断する制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
前記検出手段は、前記現像手段内のトナーカートリッジに設けられていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係わる画像形成装置は、上記画像形成装置において、前記画像形成手段は外壁を有し、この外壁上に、反射性領域と低反射性領域とを設け、
前記画像形成手段が移動する際に、前記高反射性領域と低反射性領域が順次前記検出手段の前を通過し、前記検出手段が、前記高反射性領域と低反射性領域からの反射光を検出することを特徴とする。
【００１２】
本発明に係わるトナーカートリッジは、トナー画像を形成する画像形成部に着脱自在に搭載され、画像形成部の現像部にトナーを供給する。このトナーカートリッジは、トナーを収容する収容室と、収容室内のトナーを攪拌する攪拌部材と、収容室の外側に設けられるとともに、攪拌部材の動きに合わせて動作して、この動作の状態を外部へ通知する検出部とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
図１は、本発明に係わるカラー記録装置を示す。カラー記録装置１は、４つの画像形成部２Ｂ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃを有する。画像形成部２Ｂ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃは、それぞれ、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの画像を形成する電子写真式ＬＥＤ印刷機構であり、記録媒体の挿入側から排出側へ向かって順に並べて配設される。この印刷機構は、感光ドラム６Ｂ、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、帯電ローラ７Ｂ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、ＬＥＤヘッド３Ｂ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、各色の現像部１２Ｂ、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び転写ローラ４Ｂ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃからなる。感光ドラム６Ｂ、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃは、矢印方向に回転し、帯電ローラ７Ｂ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｃは、各感光ドラムの表面を一様に帯電させる。ＬＥＤヘッド３Ｂ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃは、帯電された感光ドラムの表面を画像データに従って露光し、静電潜像を形成する。現像部１２Ｂ、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃは、現像ローラ９Ｂ、９Ｙ、９Ｍ、９Ｃと、現像ブレード１０Ｂ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃと、スポンジ１１Ｂ、ローラ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃと、トナーカートリッジ２００Ｂ、２００Ｙ、２００Ｍ、２００Ｃから構成され、対応の色の静電潜像を現像して、感光ドラム上にトナー像を形成する。転写ローラ４Ｂ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃは、感光ドラム上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する。各画像形成部２Ｂ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃは、図示せぬ個別のモータにより駆動される。各モータは、印刷時に正転する。画像形成部をアップ位置へ移動するときは、シアンモータを逆転させて、スライドリンク６０をアップ方向（図１４のＢ方向）に移動させる。図１では、スライドリンク６０を省略してある。
【００１４】
本発明のトナーカートリッジについて以下に説明する
図２（ａ）は、一例としての黒トナーのトナーカートリッジ２００Ｂの構造を示す。トナーカートリッジ２００Ｂはシャッタレバー２１０を有し、シャッタレバー２１０を揺動操作してカートリッジ内部に収容されたトナーを排出する。シャッタレバー２１０には、窓２１０ａが設けてある。図２（ｂ）は、トナーカートリッジ２００Ｂが装着される画像形成部２Ｂを示す。画像形成部２Ｂは、画像形成装置の本体側のフレーム３の案内溝３ｂと３ｃ、フレーム４の案内溝４ｃと４ｄによりガイドされ、画像形成装置内に位置決めされている。フレーム３には、反射型フォトセンサであるトナーセンサ２５が設けられていて、トナーカートリッジ２００Ｂを画像形成部２Ｂに正しく装着すると、トナーカートリッジ側の窓２１０ａとトナーセンサ２５が対向する（図４（ｂ））。
【００１５】
図３は、トナーカートリッジ２００Ｂの構成を示す分解斜視図である。アウタケース２００ｃの長手方向の一端から、スポンジプレート２００ｄが装着され、更にその外側から、プレート２００ｅがアウタケース２００ｃに被嵌している。プレート２００ｅには、動力を外部から得るためのギア１９が回転可能に設けられ、ギア１９の回転はボスＡに伝達される。アウタケース２００ｃの長手方向の他端から、シャッタ２１５が回転可能に挿入される。シャッタ２１５の内部には、攪拌シャフト１８が、シャッタ２１５の長手方向に延出している。攪拌シャフト１８の一方の端は、ボスＡに回転可能に支持され、他方の端は、シャッタ２１５に挿入された軸受部Ｂに回転可能に支持される。ギア１９が回転すると、ボスＡを介して、攪拌シャフト１８が回転駆動される。シャッタ２１５の長手方向の一端部には、キャップ２１５ａが嵌合し、シャッタ２１５を閉じて、トナーの漏洩を防ぐ。
【００１６】
センサレバー２１は、キャップ２１５ａの近くにおけるシャッタ２１５の外壁上に、支点２１ａにて、揺動可能に支持される。シャッタ２１５には、シャッタレバー２１０が取り付けられ、後述されるように、内部にセンサレバー収容室２００ｂ（図６）を形成し、このセンサレバー収容室２００ｂ内に、センサレバー２１０が収容される。シャッタレバー２１０には、窓２１０ａが設けられている。センサレバー２１の長手方向の一端にはマグネット２２が取り付けられ、長手方向の他端には反射板２３が設けられる。攪拌シャフト１８が回転して、クランク部１８ｂが、マグネット２２に近づいて吸引されるとき、センサレバー２１が揺動し、反射板２３ は窓２１０ａと整列しない。クランク部１８ｂが、マグネット２２から遠ざかると、マグネット２２が攪拌シャフト１８に吸引されなくなり、反射板２３ は窓２１０ａと整列する。
【００１７】
図４（ａ）と図４（ｂ）は、シャッタレバー２１０の回転位置と、フレーム３側に設けたトナーセンサ２５との位置関係を示す。図４（ａ）は、トナーカートリッジを画像形成部に載置した直後の状態を示す。図４（ａ）に示す状態では、画像形成装置側の突起３ｄがキャップ２１５ａ の凹部２１０ｃに進入してガイドの役目をする。このとき、窓２１０ａは、まだ、フレーム３側に設けたトナーセンサ２５と整列していない。図４（ａ）において、操作部２１０ｂを、矢印Ｋの方向に、ストッパ２００ｃに当たるまで、回転させると、図４（ｂ）のように、窓２１０ａが、フレーム３側に設けたトナーセンサ２５と整列する。図４（ｂ）に示す位置にて、トナーをトナーカートリッジから排出するとともに、トナーカートリッジの画像装置への装着が完了する。これにより、トナーセンサ２５は、反射板２３へ光を出射して、その反射光を受光して、トナーの残量を検出できる。トナーカートリッジが画像形成装置に装着が不良であった場合や、操作部２１０ｂが図４（ｂ）の位置にない場合は、反射型のトナーセンサ２５が、反射板２３からの反射光を正常に受光できないことを利用して、トナーカートリッジの画像形成部への装着不良や、トナーカートリッジの未装着などを検出できる。図４（ｂ）に示す位置にて、攪拌シャフト１８を所定の期間だけ回転駆動を続けると、クランク部１８ｂがマグネット２２に近づいたり遠ざかったりするので、トナーセンサ２５の出力は、断続的に変化する。この所定期間内にトナーセンサ２５の出力が断続的に変化しなければ、トナーカートリッジの装着状態が異常であると判定する。カートリッジが装着されていても、シャッタレバー２１０ｂが図４（ａ）の位置にあれば、トナーセンサ２５から出射された光が、シャッタレバー２１０やカートリッジの一部により反射されて、トナーセンサ２５に戻るので、少ない量の反射光が受光される。しかし、トナーセンサ２５の出力は断続的な変化をしない。トナーカートリッジが装着されていない場合は、トナーセンサ２５に戻ってくる反射光はほとんどないから、トナーセンサ２５の出力は、ローレベルのままであり、断続的な変化をしない。したがって、トナーセンサ２５の出力の大きさと、断続的な変化とを利用して、カートリッジの装着不良や未装着をオペレータに報知することができる。センサの出力を直接アラーム出力としてもよい。
【００１８】
図５は、窓２１０ａが、フレーム３側に設けたトナーセンサ２５と整列したときの状態を示す。画像形成装置がカラー画像用である場合は、複数色のトナーを使用する。トナーカートリッジの誤装着を防止するために、内部に収容したトナーと同じ色で、トナーカートリッジの外壁の一部を着色してもよい。しかし、外壁に設けた着色部の影響で、トナーセンサ２５の出力が変動しないようにする必要がある。画像形成装置の本体側のフレーム３や４の色は、どのトナー色に関しても共通なので、トナーセンサ２５の出力レベルに与える影響は、各トナー色に共通である。しかし、センサレバー２１の反射板２３から反射してくる光の強度が、上記外壁に着色した色による影響を受け難くするために、フレーム３側の開口３ａを小さくする。すなわち、窓２１０ａの縦寸法Ｈ１と横寸法のＬ１と、フレーム３に設けたトナーセンサ２５を取り付けるための開口部３ａの縦寸法Ｈ２と横寸法のＬ２の関係が、Ｈ１＞Ｈ２及びＬ１＞Ｌ２となるように選択する。また、窓２１０ａと開口部３ａを円形とする場合も、同様に、窓２１０ａの直径Ｄ１と開口部３ａが直径Ｄ２とが、Ｄ１＞Ｄ２の関係となるように選択する。
【００１９】
センサレバー２１が、シャッタ２１５の外壁に配置されるので、トナーが収容されているトナー室が外部に対してシールされた状態で、トナー残量を検出できる。反射型センサを使用するので、トナーセンサ２５とセンサレバー２１とが互いに接触しないで動作する。これにより、透過型センサを使用した場合と異なり、光路を遮断するための遮蔽板をセンサレバー２１から突出させる必要がない。したがって、トナーカートリッジが装着された画像形成部を画像形成装置に対して着脱したり、画像形成部に対してトナーカートリッジを着脱するのが容易である。
【００２０】
更に、トナー残量の検出が光によるので、電磁気的な問題からは開放され、画像形成装置の本体側のフレーム３や４の材質を特に限定する必要がない。本実施例では、上記トナー残量検出機構をトナーカートリッジ側に設けたが、例えば、現像ユニットに攪拌シャフト１８と反射型のトナーセンサ２５との組み合わせを適用すれば、同様に、現像ユニット内のトナー残量を検出できる。
【００２１】
本発明のトナー残量検出機構について更に詳しく説明する。図６と図７は、縦断面図である。図８は、図６と図７に示すボスＡの突起部と攪拌シャフト１８との係合関係の詳細を示す。各色のトナー残量検出機構は同じ構造なので、ブラックのトナー残量検出機構を例として説明する。
【００２２】
図６は、センサレバー２１の反射板２３が、光センサであるトナーセンサ２５と対向していないときを示しており、図７は、センサレバー２１の反射板２３が、トナーセンサ２５と対向する位置にあるときを示す。図８は、ボスＡの突起部と攪拌シャフトとの係合関係の詳細を示す。トナーセンサ２５は、反射板２３へ向けて光を出射し、反射板２３からの反射光を受光する。ブラックのトナーカートリッジ２００Ｂはトナー収容室２００ａと、トナー収容室２００ａに隣接するセンサレバー収容室２００ｂからなる。トナー収容室２００ａは長手方向に延出するとともに、内部には、トナー収容室の長手方向に延出する攪拌シャフト１８を有する。攪拌シャフト１８は、強磁性体からなり、第１クランク部１８ａと第２のクランク部１８ｂで形成されている。トナー収容室２００ａの長手方向の一端部には、回転するボス部Ａが設けられ、他端部には、軸受部Ｂが設けられている。攪拌シャフト１８の回転軸は、一端が前記ボス部Ａに、また他端が前記軸受部Ｂに、自由回転できるように支持される。前記ボス部Ａが、外部からの駆動源により、ギヤ１９を介して回転されると、図８に示すように、ボス部Ａの突起部２７が攪拌シャフト１８の第１クランク部１８ａに当接して、攪拌シャフト１８を回転させる。
【００２３】
第１クランク部１８ａは、第２クランク部１８ｂよりも寸法が大きいので、第１クランク部１８ａの重量は、第２クランク部１８ｂよりも大きい。攪拌シャフト１８の回転軸は、自由回転できるように支持されているので、第１クランク部１８ａがボス部Ａとともに回転して上死点を過ぎると、自重で回転して、トナーの上に落下する。トナーの残量が少ない場合は、第１クランク部１８ａは下死点近くまで落下して、回転するボス部Ａにより再び回転駆動されるまで下死点付近で停止している。
【００２４】
トナーカートリッジ２００Ｂのセンサレバー２１収容室２００ｂには、攪拌シャフト１８と連動してトナー残量を検出するセンサレバー２１が設けられている。センサレバー２１は、その中間部で揺動可能に支持され、一端にはマグネット２２が埋め込まれており、他端には、反射板２３が設けられている。攪拌シャフト１８が回転し、第２のクランク１８ｂ部がマグネット２１に近づくと、マグネット２２が第２のクランク部１８ｂに、磁力により引き寄せられる。このとき、センサレバー１８は、図６で示す姿勢となり、反射板２３が開閉窓２４を開放する。攪拌シャフト１８が更に回転し、第２のクランク部１８ｂがマグネット２２から遠ざかると、マグネットが第２のクランク部１８ｂとの間に作用する磁力から解放される。このとき、センサレバー２１が、図７で示す姿勢となり、反射板２３が、トナーカートリッジ２００Ｂに設けられた開閉窓２４を閉塞する。装置本体側には、トナーカートリッジ２００Ｂの開閉窓２４と対向する位置にトナーセンサ２５及びセンサ基板２６が取りつけられている。
【００２５】
攪拌シャフト１８が回転をしている間は、センサレバー２１の揺動運動を繰り返すので、反射板２３が、開閉窓２４を閉塞してトナーセンサ２５からの光を反射する位置（図７）と、開閉窓２４を開放してトナーセンサ２５の光を反射しない位置（図６）との間で揺動運動を繰り返す。トナーセンサ２５は反射型センサを使用し、反射板２３が光を反射するときと、反射しないときとで異なるレベルの検出信号を出力する。
【００２６】
トナー残量検出動作について説明する。図９は、本発明の画像形成装置の制御ブロックを示す。図１０（ａ）から図１０（ｄ）は、トナー残量が多いときのクランク部の動作を示す。図１１（ａ）から図１１（ｃ）は、トナー残量が少ないときのクランク部の動作を示す。図１２は、トナー残量が多い場合と少ない場合とにおける、クランク部の回転位置とトナーセンサの出力の関係を示す。
【００２７】
まず、トナーカートリッジのトナー残量が十分にあるときのトナー残量検出動作を、図１０（ａ）から図１０（ｄ）と、図１２とを参照して説明する。攪拌シャフト１８の第１クランク部１８ａがボス部Ａの突起部２７に押されて図１０（ａ）に示す上死点を過ぎるまで回転すると、第１クランク部１８ａが自重で落下するようにして回転し、トナーの頂上に着陸して停止する。その後、定速度で回転しているボス部Ａの突起部２７が、再び、第１クランク部１８ａを押すまで、攪拌シャフト１８は回転せずにトナーの上で停止している。図１０（ａ）の位置では、第２クランク部１８ｂが、点線で示す検出領域（マグネット２１が第２クランク部１８ｂを吸引している）には到達していないので、反射板２３は開閉窓２４を閉じており（トナーセンサ２５からの光を反射する状態）、このとき、トナーセンサ２５の検出出力はローレベルである。
【００２８】
図１０（ｂ）に示すように、ボス部Ａの突起部２７が第１クランク部１８ａに達すると、突起部２７は第１クランク部１８ａを押し、攪拌シャフト１８の回転を開始する。ボス部Ａが更に回転を続け、図１０（ｃ）に示すように、第２クランク部１８ｂが点線で示す検出領域に入ると、マグネット２２が第２クランク部１８ｂを吸引するので、センサレバー２１が揺動して、反射板２３は開閉窓２４を開放し、トナーセンサ２５からの光を反射しないようになる。このとき、トナーセンサ２５の検出出力は、図１２に示すようにハイレベルとなる。その後、定速度で回転するボス部Ａの突起部２７に押され、第１クランク部１８ａが回転し、第２クランク部１８ｂが検出領域を出ると（図１０（ｄ））、マグネット２１が第２クランク部１８ｂを吸引しなくなるので、センサレバー２１が揺動して、反射板２３は開閉窓２４を閉じて、トナーセンサ２５からの光を反射する。このときのトナーセンサ２５の検出出力は、図１２に示すようにローレベルとなる。このようにトナー残量が十分に多いときは、トナーセンサ２５の検出出力がハイレベルとなる期間（ＴＨ）は、ローレベルの期間よりも短くなる。
【００２９】
次に、トナー残量が少ないときの動作を、図１１（ａ）から図１１（ｃ）と、図１２とを参照して説明する。攪拌シャフト１８の第１クランク部１８ａは、回転するボス部Ａの突起部２７に押されて回転する。攪拌シャフト１８の第１クランク部１８ａがボス部Ａの突起部２７に押されて上死点を過ぎるまで回転すると、第１クランク部１８ａが自重で落下するようにして回転し、図１０（ａ）に示すトナーの頂上に着陸して停止する。このとき、第２クランク部１８ｂは、トナーセンサの検出領域内に入っているので、マグネット２１が第２クランク部１８ｂを吸引する。したがって、センサレバー２１が揺動して、反射板２３が開閉窓２４を開放状態（トナーセンサ２５からの光を反射しない状態）にし、トナーセンサ２５の検出出力は図１２に示すようにハイレベルとなる。その後、定速度で回転しているボス部Ａの突起２７が第１クランク部１８ａに達するまで、攪拌シャフト１８は回転せずに停止している。ボス部Ａが回転を続け、突起部２７が第１クランク部１８ａに達すると（下死点の近く、図１０（ｂ））、突起部２７が第１クランク部１８ａを押して攪拌シャフト１８を再び回転させる。そして、第２クランク部１８ｂが検出領域を出るまで（図１０（ｃ））、定速度で回転する突起部２７に押されて、第１クランク部１８ａが回転を続ける。第２クランク部１８ｂが検出領域を出ると、マグネット２１が第２クランク部１８ｂを吸引しなくなる。したがって、センサレバー２１が揺動して、反射板２３は開閉窓２４を閉じ、反射板２３は、トナーセンサ２５からの光を反射する。このときのトナーセンサ２５の検出出力は、図１２に示すようにローレベルとなる。このようにトナー残量が少ないときは、トナーセンサ２５の検出出力がハイレベルとなる期間（ＴＬ）は、ローレベルの期間よりも長くなる。
【００３０】
上述のように、マグネット２１が第２クランク部１８ｂを吸引している期間は、トナー残量が多いときは短く、トナー残量が少ないときは長い。トナーセンサ２５の出力がハイベルからローレベルへ切り換わるときの突起部２７の回転位置は、トナーの残量が多い場合と、少ない場合とで同じである。制御部３２は、トナーセンサ２５の検出出力がハイレベルである時間長（ＴＨ）又はローレベルである時間長（ＴＬ）をタイマ３１等で測定し、この時間長からトナー残量の検出を行っている。
【００３１】
画像形成手段のアップ／ダウン機構について説明する。図１３は、画像形成手段がダウン位置に置かれた状態を示す。図１４はアップ／ダウン機構の斜視図である。図１５は画像形成手段がアップ位置におかれた状態を示す。
【００３２】
太陽ギヤとしてのギヤ３７、３７（図１３には１つのみを示す）を固着した回転シャフト３３は、ブラケット６５、６５の一端に回転自在に軸支されている。スライドリンク６０、６０には、矢印Ｂ−Ｃ方向に伸びる長孔６０ａ、６０ｂが設けられていて、これら長孔６０ａ、６０ｂを、回転シャフト３３及びギヤ６３、６３の支軸が貫通する。長孔６０ａ、６０ｂは矢印Ｂ−Ｃ方向に長くなっているので、スライドリンク６０、６０が矢印Ｂ−Ｃ方向に移動する際、回転シャフト３３及びギヤ６３、６３の支軸が、スライドリンク６０、６０の移動を邪魔しない。
【００３３】
スライドリンク６０、６０は、カム面７０を有し、このカム面７０は、ガイド面７０ａと、ガイド面７０ｂと、ガイド面７０ａとガイド面７０ｂとを繋ぐ斜面７０ｃとからなり、黒印刷用の感光ドラムシャフト２０ａが係合する。また、スライドリンク６０、６０は、更に、３つのカム面７１を有し、各カム面７１は、ガイド面７１ａ、ガイド面７１ｂ、ガイド面７１ａとガイド面７１ｂとを繋ぐ斜面７１ｃとからなる。各カム面７１には、対応するカラー印刷用の感光ドラムシャフト２０ａが係合する。ガイド面７０ａは略平坦であり、ガイド面７１ａは略Ｖ字形である。ガイド面７１ａは、スライドリンク６０の移動方向（図１５のＢ方向とＣ方向）に、ガイド面７０ｂより長く、画像形成手段１６の感光ドラムシャフト２０ａが第１のガイド面７０ａに支持されているとき、画像形成手段１７−１９の感光ドラムシャフト２０ａが第１のガイド面７１ａに支持されている。
【００３４】
非印刷時（アップ動作時）には、駆動モータ３８を矢印のＤ方向に回転させ、ギヤ列４０−４２をそれぞれ矢印方向に回転してギヤ３７を矢印Ｅ方向に回転させる。ギヤ３７が矢印Ｅ方向に回転すると、回転シャフト３３、遊星ギヤ６１、６１も一体に回転し、ブラケット６５、６５が矢印Ｉ方向に回動して遊星ギヤ６１、６１をラック６４に噛み合わせ、スライドリンク６０、６０を予め定めた距離だけ矢印Ｂ方向に移動させる。
【００３５】
図１５において、スライドリンク６０、６０が矢印Ｂ方向に移動すると、画像形成手段２Ｂ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃの感光ドラムシャフト２０ａが、カム面７０とカム面７１及びガイド溝２８に沿ってガイドされて矢印Ｆ方向に移動する。このとき、画像形成手段２Ｂ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃの側壁から突出したシャフト１６ａ−１９ａも、ガイド溝２９に沿って矢印Ｆ方向に移動する。これにより、画像形成手段２Ｂ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃを搬送ベルト１３から所定の距離だけ持ち上げる（アップ位置）。
【００３６】
シャフト２０ａが、カム面７０のガイド面７０ｂと、カム面７１のガイド面７１ａに支持されている位置で、駆動モータ３８を停止させ、駆動モータ３８に適正な保持電流を流すことにより、スライドリンク６０、６０をこの位置に保持する）。
【００３７】
黒印刷をする場合は、駆動モータ３８を矢印Ｇ方向に回転させ、ギヤを矢印Ｈ方向に回転させる。ギヤ３７が矢印Ｈ方向に回転すると、回転シャフト３３、遊星ギヤ６１、６１も一体に回転し、ブラケット６５、６５が矢印Ｊ方向に回動して遊星ギヤ６１、６１をラック６２に噛み合わせ、スライドリンク６０、６０を予め定めた距離だけ矢印Ｃ方向に移動させる。
【００３８】
スライドリンク６０、６０が矢印Ｃ方向に移動すると、黒印刷用の画像形成手段１６の感光ドラムシャフト２０ａが第１のガイド面７０ａに支持され、カラー印刷用の画像形成手段２Ｙ、２Ｍ、２Ｃの感光ドラムシャフト２０ａが第２のガイド面７１ａに支持される。このとき、駆動モータ３８を停止させ、適正な保持電流を駆動モータ３８に流すことにより、スライドリンク６０、６０をこの位置（黒印刷用の画像形成手段のダウン位置）に保持する。したがって、黒印刷用の画像形成手段２Ｂの感光ドラム２０は搬送ベルト１３に圧接し、カラー印刷用の画像形成手段２Ｙ、２Ｍ、２Ｃの感光ドラム２０は搬送ベルト１３から所定距離だけ持ち上がっている。この状態で、黒印刷が可能となる。
【００３９】
カラー印刷をする場合は、スライドリンク６０、６０を、更に、矢印Ｃ方向に移動する。黒印刷用の画像形成手段１６の感光ドラムシャフト２０ａがガイド面７０ａに支持され、カラー印刷用の画像形成手段２Ｙ、２Ｍ、２Ｃの感光ドラムシャフト２０ａがガイド面７１ｂに支持されている位置までスライドリンク６０、６０が移動したら、駆動モータ３８を停止させる。その後、適正な保持電流を駆動モータ３８に流すことによりスライドリンク６０、６０をこの位置（カラー印刷用の画像形成手段のダウン位置）に保持する。この状態で、全ての画像形成手段２Ｂ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃの感光ドラム２０が搬送ベルト１３に圧接し、カラー印刷が可能になる。
【００４０】
画像形成手段のアップ位置とダウン位置の検出を説明する。スライドリンク６０、６０の動作が正常に行われていれば、各画像形成部２Ｂ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃは、アップ位置及びダウン位置に正しく位置決めされる。何らかのトラブルが発生すると、スライドリンク６０、６０が移動しても、各画像形成部が正しく位置決めされるとは限らない。したがって、各画像形成部をアップ位置及びダウン位置に移動する度に、正しく位置決めされたかどうかを確認する必要がある。例えば、保守サービス等を行う際に、画像形成部を戻し忘れた場合、アラームを発生することができる。
【００４１】
画像形成手段のアップ位置／ダウン位置の検出は、画像形成手段が上下に移動する動きをトナーセンサ２５で読みとることにより行う。本実施の形態では、本体側に固定したトナーセンサ２５が、反射板２３を検出することにより、画像形成手段の上下動を検出する。更に、低反射性領域としては、画像形成手段の外壁構造を使用する。
【００４２】
図１７（ａ）と図１７（ｂ）は、ダウン位置にあるときの画像形成手段を点線で示し、アップ位置にあるときの画像形成手段を実線で示す。図１７（ａ）は側面図であり、図１７（ｂ）は、正面図である。トナーセンサ２５は、本体側の固定位置に設けられている。
【００４３】
図１６は、高反射性を示す（例えば明るい色）反射板２３と、反射板２３のすぐ隣に位置する低反射性（例えば暗い色）の外壁部２ａとを示す。低反射性を示す材料としては、外壁部２ａを構成しているモールドに黒色塗料（例えば、マンセルＮ１．５の濃度）を混合したものなどがある。コストの点では高いが、つや消し黒色塗料による表面塗装も考えられる。トナーセンサ２５により検出される外壁部にのみ非反射性シールを貼ってもよい。トナーセンサ２５は、画像形成手段がダウン位置からアップ位置へ上昇するときは、「明るい色」→「暗い色」の順に受光の変化を検出し、画像形成手段がアップ位置からダウン位置へ下降するときは、「暗い色」→「明るい色」の順に受光の変化を検出する。
【００４４】
アップ／ダウン動作の制御について説明する。本実施の形態によるアップ／ダウン制御では、下記のような制約がある。反射板２３は、各画像形成手段を駆動するためのモータにより駆動されている。しかし、トナー残量及び機構の寸法ばらつき等が原因で、各画像形成手段の反射板２３は、少しずつ異なるタイミングで駆動される。したがって、本実施例で、カラーの画像形成手段を搬送ベルト１３から持ち上げたり、搬送ベルト１３上に降ろしたりするときは、複数の画像形成手段のうち１つを代表して検出することにより、アップ／ダウン動作の制御を行う。更に、カラー印刷用の画像形成手段と、黒印刷用の画像形成手段とは、アップ／ダウン動作の制御を別々に行う。すなわち、アップ動作の制御では、カラー印刷用の画像形成手段のアップ動作をした後、黒印刷用の画像形成手段のアップ制御を行う。ダウン動作の制御では、黒印刷用の画像形成手段についてダウン動作の制御をした後、カラー印刷用の画像形成手段についてダウン動作の制御を行う。
【００４５】
アップ動作の制御を説明する。黒印刷を行うときには、印刷開始前に、シアン用のカラー画像形成部の駆動モータを逆転させることにより、スライドリンク６０、６０を図１５のＢ方向へ予め定めた距離だけスライドさせて、各カラー画像形成部をアップ位置に持ち上げる。
【００４６】
画像形成手段の側壁には、図１で示したように開閉窓２４が設けてあり、攪拌シャフト１８が回転すると、反射板２３が開閉窓２４を開閉する。アップ動作に先だって、反射板２３が開閉窓２４を閉じる位置まで、駆動モータを正転させる。反射板２３が開閉窓２４を完全に閉じる位置まで移動したら、駆動モータを停止させる。この位置では、トナーセンサ２５から出た光は、反射板２３に反射されてトナーセンサ２５へ入射する。次に、シアン用の画像形成手段の駆動モータを逆転し、アップ動作を開始する。画像形成手段は、徐々に上昇し、トナーセンサ２５の視軸上に反射板２３が現れ、トナーセンサ２５は反射板２３から反射される光の読み取りを開始する。画像形成手段が更に上昇すると、反射板２３がトナーセンサ２５の視軸から外れ、代わりに、画像形成手段の外壁部２ａが、トナーセンサ２５の視軸上に現れる。しかし、画像形成手段の外壁部１ａは反射性が低いので、トナーセンサ２５には、充分な反射光が入射しない。すなわち、トナーセンサ２５は、画像形成手段がダウン位置からアップ位置へ上昇するときは、「明るい色」→「暗い色」の順に受光の変化を検出する。したがって、画像形成手段がアップ位置に到達すると、トナーセンサ２５の検出出力はローレベルとなり、画像形成手段のアップ動作を完了したことになる。反射板２３が開閉窓を閉塞したまま、画像形成手段は、アップ位置に固定される。
【００４７】
更に、黒印刷用の画像形成手段もアップさせる場合は、黒印刷用の画像形成手段の反射板２３が開閉窓２４を閉じる位置まで、黒印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させる。反射板２３が開閉窓２４を完全に閉じたら、駆動モータを停止させる。その後、カラー印刷用の画像形成手段のアップ動作と同様に、シアンモータを逆転させることにより、黒印刷用の画像形成手段をアップ動作させる。
【００４８】
図１８（ａ）は、画像形成手段がダウン位置にあるときの光センサ２５の検出出力を示す。攪拌シャフトの回転周期に従って、反射板２３が周期的に開閉窓２４を開閉する。したがって、光センサ２５は、反射板２３からの反射光を検出するので、光センサ２５の検出出力は、ハイレベルとローレベルの周期的な繰り返しとなる。図１８（ｂ）は、画像形成手段がアップ位置にあるときの光センサ２５の検出出力を示す。開閉窓２４は、トナーセンサ２５の視軸より充分上方にあるので、トナーセンサ２５は、反射板２３からの反射光を検出しない。したがって、トナーセンサ２５の検出出力は、ローレベルのままである。
【００４９】
次に、ダウン動作の制御を説明する。黒印刷用の画像形成手段のみをダウンさせる場合は、スライドリンクを図１５のＣ方向に予め定めた距離だけ移動させて、色印刷用の画像形成部をダウン位置に降ろす。
【００５０】
すなわち、シアン用の画像形成手段の駆動モータを正転し、ダウン動作を開始する。このとき、トナーセンサ２５の視軸上には、画像形成手段の外壁部２ａがある。しかし、画像形成手段の外壁部２ａは反射性が低いので、トナーセンサ２５には、充分な反射光が入らず、センサ出力はない。画像形成手段は、更に、徐々に下降する。やがて、トナーセンサ２５の視軸上に反射板２３が現れ、トナーセンサ２５は反射板２３により反射される光の読み取りを開始する。画像形成手段が、更に下降すると、反射板２３がトナーセンサ２５の視軸から外れ、代わりに、黒印刷用の画像形成手段の外壁部２ａが、トナーセンサ２５の視軸上に再び現れる。すなわち、画像形成手段がアップ位置からダウン位置へ下降するときは、「暗い色」→「明るい色」の順に受光の変化を検出する。
【００５１】
すなわち、トナーセンサ２５の検出出力は、黒印刷用の画像形成手段をアップさせた場合とは、逆に変化する。ダウン動作の場合は、反射板２３からの反射光を検出できても、シアン画像形成手段の駆動モータをすぐには停止させず、更に、予め定めた駆動パルス数だけ、駆動モータの回転を続行し、黒印刷用の画像形成手段を正しいダウン位置へ設定する。
【００５２】
黒印刷用の画像形成手段のダウン動作を完了した後、カラー用画像形成手段も、ダウン位置へ移動する場合は、黒印刷用の画像形成手段と同様に、トナーセンサ２５の出力波形を監視しながらダウンさせる。
【００５３】
図１９（ａ）と図１９（ｂ）は、実施例１の動作を示すフローチャートである。
図１９（ａ）はアップ動作を示す。図１９（ａ）を参照して、アップ動作を詳細に説明する。ステップＳ１にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させて、全ての画像形成手段をダウン位置にセットする。ステップＳ２にて、シアンのトナーセンサ２５に入力する光の強度を検出し、ステップＳ３にて、トナーセンサ２５が、反射板２３の揺動による反射光の有無の繰り返し（図１８（ａ））を検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ１３ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ４へ進む。このとき反射板による反射光が有る状態で止める。ステップＳ４にて、シアン用の画像形成手段の駆動モータを逆転させ、アップ動作を開始する。ステップＳ５にて、トナーセンサ２５が外壁部２ａによる反射光（暗い色）を検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ１４へ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ６へ進む。ステップＳ６にて、カラー印刷用の画像形成手段のアップ動作が完了したことを確認する。
【００５４】
ステップＳ７にて、黒印刷用の画像形成手段用の駆動モータとベルトモータを回転させる。ステップＳ８にて、黒のトナーセンサ２５に入射する光の強度を検出し、ステップＳ９にて、トナーセンサ２５が、反射板２３の揺動による反射光の有無の繰り返し（図１８（ａ））を検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ１５ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ１０へ進む。このとき反射板による反射光が有る状態で止める。ステップＳ１０にて、シアン用の画像形成手段の駆動モータを逆転させ、アップ動作を開始する。ステップＳ１１にて、トナーセンサ２５が外壁部による反射光（暗い色）を検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ１６ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ１２へ進む。ステップＳ１２にて、カラー印刷用の画像形成手段のアップ動作が完了したことを確認する。
【００５５】
図１９（ｂ）はダウン動作を示す。図１９（ｂ）において、ステップＳ１７にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒用の画像形成手段の駆動モータと、シアン用の画像形成手段の駆動モータとを正転させ、ダウン動作を開始する。ステップＳ１８において、黒のトナーセンサ２５に入射する光の強度を検出し、ステップＳ１９にて、トナーセンサ２５が、反射板２３による反射光を検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ２５ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ２０へ進む。ステップＳ２０にて、更に、予め定めたパルス数だけ、シアン用の画像形成手段の駆動モータを正転させた後、黒用の画像形成手段のダウン動作を終了する。
【００５６】
更に、ステップＳ２１にて、シアン用の画像形成手段の駆動モータを正転させる。ステップＳ２２にて、シアン用画像形成手段のトナーセンサ２５に入力する光の強度を検出し、ステップＳ２３にてトナーセンサ２５が、反射板２３による反射光を検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ２６ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ２４へ進む。ステップＳ２４にて、更に、予め定めたパルス数だけ、シアン用の画像形成手段の駆動モータを正転させて、カラー印刷用の画像形成手段のダウン動作を完了とする。
【００５７】
画像形成手段のアップ位置とダウン位置の検出精度を向上させるために、反射板２３の表面にバーコードを設けて、トナーセンサ２５が受光する光をコード化してもよい。図２０は１つのバーコード例を示し、図２１はもう一つのバーコード例を示す。
【００５８】
図２０に示すバーコードは、細い低反射性部分と太い低反射部分とからなる。細い低反射性部分の幅は共通であり、画像形成手段が異なると低反射性部分の数が異なる。Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの細い低反射性部分の数は、それぞれ、１、２、３、４である。太い低反射性部分の幅は、画像形成手段毎に異なる。しかし、どの画像形成手段でも、太い低反射性部分の幅は、細い低反射性部分の幅より大きい。細いパルス波形と太いパルス波形の持続期間を制御部のタイマで計測する。矢印ａはダウン動作時の画像形成手段の移動方向（すなわち、バーコードの移動方向）を示し、矢印ｂはアップ動作時の画像形成手段の移動方向を示す。図２１に示すバーコードは、細い低反射性部分と太い低反射部分とからなる。しかし、細い低反射性部分と太い低反射部分は、それらの幅と数がバーコード毎に異なり、規則性がない。
【００５９】
実施の形態１では、画像形成手段のアップ動作の制御と、ダウン動作の制御をするのに、トナーセンサ２５を検出器として使用する。また、高い反射性を示す部材として、反射板２３を使用する。低い反射性を示す部材としては、図１６に示すように、画像形成手段の外壁２ａを利用する。したがって、アップ／ダウン検出用の専用センサを設ける必要がないので、製造コストを下げることができる。また、バーコードによりアップ位置とダウン位置の検出精度を向上させることができる。
【００６０】
実施の形態２
図２２は、画像形成手段の外壁をへこませた実施の形態２を示す斜視図である。
実施の形態１と異なる部分のみを説明する。実施の形態２では、画像形成手段のアップ動作の制御とダウン動作の制御をするのに、トナーセンサ２５を検出器として使用する。高い反射性を示す部材として、反射板を使用する。低い反射性を示す部材としては、図２２に示すように、画像形成手段の外壁をへこませて、トナーセンサ２５と外壁との間の距離を、トナーセンサの焦点距離よりも大きく設定して、外壁からの反射光がトナーセンサに進入しないようにする。
【００６１】
実施の形態２によれば、バーコードやマークシートを画像形成手段の外壁２ａに設ける必要がなくなり、部品点数の削減やマークシートなどを外壁に張りつける作業時間を削減できる。アップ動作の制御とダウン動作の制御は、図１９（ａ）と図１９（ｂ）に示すフローチャートと同じなので説明は省略する。
【００６２】
実施の形態３
図２３は画像形成手段の外壁にシボ処理を施した場合を示す。図２４（ａ）は反射板２３がセンサからの出力光を鏡面反射する場合を示し、図２４（ｂ）は、反射板２３がセンサからの出力光を乱反射する場合を示し、図２４（ｃ）は、図２４（ａ）と、図２４（ｂ）におけるセンサの出力を示す。実施の形態３では、画像形成手段のアップ動作の制御とダウン動作の制御をするのに、トナーセンサ２５を検出器として使用する。高い反射性を示す部材として、反射板２３を使用する。低い反射性を示す部材としては、図２３に示すように、画像形成手段の外壁２ａにシボ処理を施す。シボ処理をした外壁部は、トナーセンサ２５からの出力光を拡散反射するので、トナーセンサ２５には充分な光量の反射光が入射せず、トナーセンサ２５の検出出力はハイレベルとなる。
【００６３】
図２３に示すように、開閉窓２４の下方には、シボ処理された画像形成手段の外壁２ａがある。画像形成手段がダウン位置にあるときは、図２４（ａ）に示すように反射板２３は、トナーセンサ２５からの出力光を鏡面反射し、反射光は、センサ２５に進入する。これにより、トナーセンサ２５の検出出力は、図２４（ｃ）に示すようなローレベルとなる。画像形成手段がアップ位置にあると、トナーセンサ２５からの出力光は、シボ処理された外壁により拡散反射される。したがって、反射光は、トナーセンサ２５に進入しない。これにより、トナーセンサ２５の検出出力は、図２４（ｃ）に示すようハイレベルとなる。
【００６４】
実施の形態４
装置の構造は、実施の形態３と同じなので、動作のみを説明する。実施の形態４では、駆動モータを予め定めた回転量だけ回転させることにより、画像形成手段をアップ位置からダウン位置へ移動したり、ダウン位置からアップ位置へ移したりする。図２５は、実施の形態４におけるアップ動作の制御を示し、図２６はダウン動作の制御を示す。
【００６５】
図２５を参照して、アップ動作を説明する。図２５において、ステップＳ５０にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させて、全ての画像形成手段のダウン位置にセットする。ステップＳ５１にて、シアン用のトナーセンサ２５に入力する光の強度を検出し、ステップＳ５２にて、各画像形成手段のトナーセンサ２５が、対応する反射板２３の揺動による反射光の有無の繰り返しを検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ５８ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ５３へ進む。このとき、反射板による反射光が有る状態で止める。ステップＳ５３において、シアン用の画像形成手段の駆動モータを逆転させ、アップ動作を開始する。ステップＳ５４にて、カラー印刷用の画像形成手段を予め定めた距離だけ上昇させる。ステップＳ５５にて、再び、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させて、全ての画像形成手段を駆動する。ステップＳ５６にて、各画像形成手段のトナーセンサ２５の検出出力に変化があったか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ５７ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ５３へ進む。
【００６６】
ステップＳ６０にて、ベルトモータと、黒印刷用の画像形成手段の駆動モータとを回転させる。ステップ６１にて、黒用のトナーセンサ２５に入力する光の強度を検出し、ステップＳ６２にて、トナーセンサ２５が、反射板２３の揺動による反射光の有無の繰り返しを検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ６８へ進み、ＹＥＳならステップＳ６３へ進む。このとき、反射板による反射光が有る状態で止める。ステップＳ６３にて、シアン用の画像形成手段の駆動モータを逆転させて、アップ動作を開始する。ステップＳ６４にて、黒画像形成手段を、予め定めた距離だけ上昇させる。ステップＳ６５にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータ、黒印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させる。ステップＳ６６にて、黒トナーセンサ２５の検出信号に変化があったかどうかを判定する。ＮＯなら、ステップＳ６７へ進み、黒印刷用の画像形成手段のアップ動作を完了とする。ＹＥＳならステップＳ６９へ進む。
【００６７】
図２６を参照して、ダウン動作を説明する。ステップＳ７０にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータ、黒印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させる。ステップＳ７１にて、黒印刷用の画像形成手段を予め定めた距離だけ下降させる。ステップＳ７２にて、黒用のトナーセンサ２５に入力する光の強度を検出し、ステップＳ７３にて、トナーセンサ２５が、反射板２３による反射光を検出したか否かを判定する。ＹＥＳなら、ステップＳ７９へ進み、ＮＯなら、ステップＳ７４へ進み、黒印刷用の画像形成手段のダウン動作を完了したものとする。ステップＳ７５にて、カラー印刷用の画像形成手段を、予め定めた距離だけ下降させる。ステップＳ７６にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させる。ステップＳ７７にて、トナーセンサ２５が、反射板２３による反射光を検出したか否かを判定する。ＹＥＳなら、ステップＳ７８へ進み、カラー印刷用画像形成手段のダウン動作を完了する。ＮＯなら、ステップＳ８０へ進む。
【００６８】
実施の形態５
図２７は、実施の形態５におけるマークを示す。実施の形態５では、図２７に示すようなマークを、装置本体側に設けたトナーセンサ２５に読み取らせて、画像形成手段のアップ動作やダウン動作を検出する。矢印ａは、画像形成手段がトナーセンサ２５に対して上昇方向に移動することを示す。矢印ｂは、画像形成手段がトナーセンサ２５に対して下降方向に移動することを示す。画像形成手段のアップ動作が始まったことを認識する目的で、マークの端部に細いスリットを入れて短い期間内に信号が変化するようにしている。単純な黒ベタのマークで、画像形成手段のアップ動作の開始及び終了が読み取れれば、スリットはなくてもよい。マークの黒い部分が低反射性部であり、黒いマークの前後及び細いスリットの部分は、高反射性部である。
【００６９】
トナーセンサ２５の検出出力の波形は、細いパルス波形と太いパルス波形の組み合わせである。細いパルス波形と太いパルス波形の持続期間を制御部のタイマで計測する。図２７の例では、トナーセンサ２５が、細い低反射部の後に太い低反射部を読み取ると、アップ動作が終了したものと判定する。また、トナーセンサ２５が、太い低反射性部の後に細い低反射性部を読み取ると、ダウン動作が終了したものと判定する。
【００７０】
図２８（ａ）と図２８（ｂ）は、実施の形態５による画像形成手段のアップ動作の制御とダウン動作の制御とを示すフローチャートである。図２８（ａ）を参照してアップ動作を説明する。ステップＳ８１にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させて、全ての画像形成手段をダウン位置にセットする。アップ動作を開始する直前に、各画像形成手段がどんな位置にあっても、感光ドラムが１回転できる程度のモータの回転量で充分ダウン位置まで到達できる。ステップＳ８２にて、シアン用の画像形成手段の駆動モータを逆転させて、アップ動作を開始する。ステップＳ８３にて、シアン用トナーセンサ２５に入力する光の強度を検出し、ステップＳ８４にて、トナーセンサ２５が、高反射性部→細い低反射性部→高反射性部を検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ８８ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ８５へ進む。ステップＳ８５において、アップ動作が正常に進んでいるものとする。ステップＳ８６にて、太い低反射性部→高反射性部が検出されたか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ８９ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ８７へ進む。
【００７１】
図２８（ｂ）を参照してダウン動作を説明する。ステップＳ９０にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させて、全ての画像形成手段のダウン動作を開始する。、ステップＳ９１にて、トナーセンサ２５が、高反射性部→太い低反射性部→高反射性部を検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ９７ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ９２へ進む。ステップＳ９３にて、トナーセンサ２５が、細い低反射性部→高反射性部を検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ９８ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ９４へ進む。ステップＳ９４にて、ダウン動作が正常に進んでいるものとする。ステップＳ９５にて、更に、予め定めたパルス数だけ、各モータを回転させて、各画像形成手段を十分にダウンさせる。ステップＳ９６にて、ダウン動作を完了する。なお、アップ動作を開始する前に反射板の位置をセンサと対向する位置とさせておくことは前の実施の形態で説明した動作と同様である。
【００７２】
実施の形態６
実施の形態５と異なる点は、アップ／ダウン動作検出用のマークである。図２９は、実施の形態６で使用するバーコードを示す。実施の形態５では、単純なマークで検出したが、実施の形態６では、バーコードを使用することで位置検出精度を高める。バーコードは、複数の低反射性部と複数の高反射性部との組み合わせであり、各画像形成手段に共通である。
【００７３】
実施の形態５を示す図２７において、矢印ａは、画像形成手段がトナーセンサ２５に対して上昇方向に移動することを示す。矢印ｂは、画像形成手段がトナーセンサ２５に対して下降方向に移動することを示す。画像形成手段が上昇又は下降すると、バーコードがトナーセンサ２５の視軸を通過するので、トナーセンサ２５は、バーコードを読み取ることができる。トナーセンサ２５の検出出力のパルス数を、図９に示す制御部３２を介してカウンタ３１が、信号変化の開始から計数する。これにより画像形成手段のアップ／ダウン動作する上下方向の位置が分かる。
【００７４】
図２９の例では、４つの細い低反射性部（黒い部分）と１つの太い低反射性部を読み取ると、画像形成手段のアップ動作が完了したものと判断する。４つの細い低反射性部の幅は、予め定められた個数の“１”と“０”信号が得られるように選択される。これら、４つの細い低反射性部の幅は、互いに少し異なっていてもかまわないが、太い低反射性部よりも充分細くしておく。トナーセンサ２５の検出出力の波形は、パルス波形であるから、このパルス数を計数する。
【００７５】
アップ動作は、画像形成手段が、所定の距離以上にアップしていれば、多少の誤差は問題ではないが、ダウン動作では、正確にダウン位置に停止する必要がある。実施の形態５では、画像形成手段のアップ又はダウン動作する移動量が僅かに不足となり、アップ動作又はダウン動作がエラーとなることがあるが、実施の形態６のバーコードを使用すれば、アップ位置やダウン位置が正確に検出できるので、エラーを生じにくい。したがって、実施の形態６のバーコードを使用すれば、有利である。
【００７６】
図３０（ａ）と図３０（ｂ）は、実施の形態６による画像形成手段のアップ動作の制御とダウン動作の制御を示すフローチャートである。
【００７７】
図３０（ａ）を参照してアップ動作を説明する。ステップＳ９７において、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させて、全ての画像形成手段をダウン位置にセットする。ステップＳ９８にて、シアン用の画像形成手段の駆動モータを逆転させて、アップ動作を開始する。ステップＳ９９にて、シアン用トナーセンサ２５に入力する光の強度を検出し、ステップＳ１００にて、トナーセンサ２５が、予め定めた第１の数のパルスが検出できたか否かを判定する。ここで、第１の数のパルスとは、充分なアップ位置までのパルスカウント数をいう。ＹＥＳなら、ステップＳ１０３へ進む。ＮＯなら、ステップＳ１０１へ進み、トナーセンサ２５が、予め定めた第２の数のパルスが検出できたか否かを判定する。ここで、第２の数のパルスとは、必要最小限のアップ位置までのパルスカウント数をいう。第１の数は第２の数より大きい。ＹＥＳなら、ステップＳ１０３へ進み、アップ動作を終了とする。ＮＯなら、ステップＳ１０２へ進む。
【００７８】
図３０（ｂ）を参照してダウン動作を説明する。ステップＳ１０４において、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させて、全ての画像形成手段のダウン動作を開始する。ステップＳ１０５にて、ステップＳ１００にて、トナーセンサ２５が、予め定めた第１の数のパルスが検出できたか否かを判定する。ＹＥＳなら、ステップＳ１０６へ進み、ダウン動作を終了とする。ＮＯならステップＳ１０７へ進む。ダウン動作時は、画像形成手段は、あらかじめ定めた第１の数のパルスだけ移動する必要がある。検出パルスの数が少ないと、画像形成手段が正常な位置にダウンできていないので、動作不良を起こす可能性がある。なお、アップ動作を開始する前に反射板の位置をセンサと対向する位置とさせておくことは前の実施の形態で説明した動作と同様である。
【００７９】
次に実施の形態６の改変例を図３１（ａ）から図３１（ｄ）を参照して説明する。図３１（ａ）は、アップ動作の制御を示すフローチャートである。ステップＳ１０８にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させて、全ての画像形成手段をダウン位置にセットする。ステップＳ１０９にて、シアン用の画像形成手段の駆動用モータを逆回転させて、アップ動作を開始する。ステップＳ２００にて、トナーセンサ２５に入射する光の強度を検出し、ステップＳ２１０にて、細いパルス波形と太いパルス波形の持続期間を制御部のタイマで計測するとともにパルス数をカウントすることにより、トナーセンサ２５が、細い低反射性部分（幅の短い部分）を予め定めた数だけ検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ２１３ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ２１１へ進む。ステップＳ２１１にて、太い手反射性部分を検出した否かを判定する。ＹＥＳならステップＳ２１２へ進み、アップ動作終了となる。ＮＯなら、ステップＳ２１３へ進む。
【００８０】
図３１（ｂ）は、ダウン動作の制御を示すフローチャートである。ステップＳ２１４にて、ステップＳ２１４にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータとを正転させ、ダウン動作を開始する。ステップＳ２１５にて、トナーセンサ２５に入射する光の強度を検出し、ステップＳ２１６にて、細いパルス波形と太いパルス波形の持続期間を制御部のタイマで計測するとともに、トナーセンサ２５が、太い低反射性部分（幅の長い部分）を検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ２１９ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ２１７へ進む。ステップＳ２１７にて、細いパルス数をカウントすることにより、細い低反射性部分を予め定めた数だけ検出した否かを判定する。ＹＥＳならステップＳ２１８へ進み、ダウン動作終了となる。ＮＯなら、ステップＳ２１９へ進む。
【００８１】
図３１（ｃ）は、アップ動作の別の制御を示すフローチャートである。ステップＳ２２０にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させて、全ての画像形成手段をダウン位置にセットする。ステップＳ２２１にて、シアン用の画像形成手段の駆動用モータを逆回転させて、アップ動作を開始する。ステップＳ２２２にて、トナーセンサ２５に入射する光の強度を検出し、ステップＳ２２３にて、トナーセンサ２５が、予め定めた回数（図２９に示す予め定めたパルス列）の信号変化を検出したか否かを判定する。ＹＥＳならステップＳ２２４へ進み、ダウン動作終了となる。ＮＯなら、ステップＳ２２５へ進む。図３１（ｄ）は、ダウン動作の別の制御を示すフローチャートである。ステップＳ２２６にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータとを正転させ、ダウン動作を開始する。ステップＳ２２７にて、トナーセンサ２５に入射する光の強度を検出し、ステップＳ２２８にて、トナーセンサ２５が、予め定めた回数（図３０に示す予め定めたパルス列）の信号変化を検出したか否かを判定する。ＹＥＳならステップＳ２２９へ進み、ダウン動作終了となる。ＮＯなら、ステップＳ２３０へ進む。
【００８２】
実施の形態７
図３２は、実施の形態７の側面図である。図３３は、スライドリンク６６に設けられたトナーセンサ２５と画像形成手段との位置関係を示す。バーコード６９のバーが、各画像形成手段の外壁２ａ上に、上下方向ではなく、斜め方向に並んでいる。バーコードの傾斜方向は、スライドリンク６６の斜面７０Ｃや斜面７１Ｃと平行になるように選択してある。スライドリンク６６の側面には、トナーセンサ２５が設けられていて、スライドリンク６６がＢ方向又はＣ方向にスライドしたときに、トナーセンサ２５の視軸上をバーコード６９が横切る。これにより、トナーセンサ２５がバーコード６９を読み取る。スライドリンク６６のＢ方向又はＣ方向の移動量は、画像形成手段のアップ方向やダウン方向の移動量よりも大きいので、検出精度が高い。実際には、画像形成手段はアップ方向やダウン方向には、５ｍｍくらいしか移動しない。黒印刷時に、カラー画像形成手段をアップ動作するのは、稼動しないカラー画像形成手段の回転を停止させるとともに、ドラムの汚染を防ぐためである。したがって、５ｍｍくらいの僅かな距離でも、画像形成手段をベルト２０から離隔させて、高圧制御信号から隔離されれば、十分である。スライドリンク６６の移動量と、スライドリンク６６の駆動源にかかる負荷とを最小限にするために、スライドリンク６６の移動量を約１０ｍｍに選択している。
【００８３】
【発明の効果】
トナーカートリッジのトナー収容室の外側にトナー残量検出機構を設けるので、トナー室を外部に対してシールした状態で、トナー残量を検出できる。
【００８４】
トナー残量検出用のトナーセンサを利用して、画像形成手段のアップ動作とダウン動作を制御できるので、アップ／ダウン検出用の専用センサを設ける必要がないので製造コストを下げることができる。
【００８５】
また、各画像形成手段に設けられたトナーセンサのうちの１つを利用して全体の、上記アップ動作とダウン動作を制御できる。
【００８６】
バーコードやマークシートを使用して、更に、アップ位置とダウン位置とを正確に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるカラー記録装置を示す。
【図２】（ａ）は、黒トナーのトナーカートリッジの構造を示し、（ｂ）は、トナーカートリッジ２００Ｂが装着される画像形成部２Ｂを示す。
【図３】トナーカートリッジの構成を示す展開斜視図である。
【図４】（ａ）と（ｂ）は、シャッタレバーの回転位置と、フレーム側に設けたセンサとの位置関係を示す
【図５】窓が、フレーム側に設けたセンサと整列したときの状態を示す。
【図６】トナーロー検出機構の構成を示し、開閉窓が開放されているときを示す。
【図７】トナーロー検出機構の構成を示し、開閉窓が閉塞しているときを示す。
【図８】ボスＡの突起部と攪拌シャフトとの係合関係の詳細を示す。
【図９】本発明の画像形成装置の制御ブロックを示す。
【図１０】（ａ）から（ｄ）は、トナー残量が多いときのクランク部の動作を示す。
【図１１】（ａ）から（ｃ）は、トナー残量が少ないときのクランク部の動作を示す。
【図１２】トナー残量が多い場合と少ない場合とにおける、クランク部の回転位置とトナーセンサの出力の関係を示す。
【図１３】画像形成手段がダウン位置に置かれた状態を示す。
【図１４】アップ／ダウン機構の斜視図である。
【図１５】画像形成手段がアップ位置におかれた状態を示す。
【図１６】高反射性を示す反射板と、反射板のすぐ隣に位置する低反射性の外壁部とを示す。
【図１７】ダウン位置にあるときの画像形成手段を点線で示し、アップ位置にあるときの画像形成手段を実線で示し、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は正面図である。
【図１８】（ａ）は、画像形成手段がダウン位置にあるときの光センサの検出出力を示し、（ｂ）は、画像形成手段がアップ位置にあるときの光センサの検出出力を示す。
【図１９】実施例１の動作を示すフローチャートであり、（ａ）はアップ動作を示し、（ｂ）はダウン動作を示す。
【図２０】１つのバーコード例を示す。
【図２１】もう一つのバーコード例を示す。
【図２２】画像形成手段の外壁をへこませた実施の形態２を示す。
【図２３】画像形成手段の外壁にシボ処理を施した実施の形態３を示す。
【図２４】（ａ）は反射板がセンサからの出力光を鏡面反射する場合を示し、（ｂ）は、反射板がセンサからの出力光を乱反射する場合を示し、（ｃ）は、（ａ）と（ｂ）におけるセンサの出力を示す。
【図２５】実施の形態４に係わるアップ動作を説明するフローチャートである。
【図２６】実施の形態４に係わるダウン動作を説明するフローチャートである。
【図２７】実施の形態５におけるマークを示す。
【図２８】実施の形態５による画像形成手段のアップ動作を示すフローチャートであり、（ａ）はアップ動作を示し、（ｂ）はダウン動作を示す。
【図２９】実施の形態６で使用するバーコードを示す。
【図３０】実施の形態６による画像形成手段のアップ動作の制御とダウン動作の制御を示すフローチャートであり、（ａ）はアップ動作の制御を示し、（ｂ）はダウン動作の制御を示す。
【図３１】実施の形態６の改変例によるアップ／ダウン動作を示すフローチャートであり、（ａ）と（ｃ）はアップ動作を示し、（ｂ）と（ｄ）はダウン動作を示す。
【図３２】実施の形態７の側面図である。
【図３３】スライドリンクに設けられたトナーセンサと画像形成手段との位置関係を示す。
【符号の説明】
２ａ 外壁（低反射性領域）、 ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂ 画像形成手段、 ６ 像担持体、 １８ 攪拌シャフト（攪拌部材）、 ２０ 搬送ベルト、 ２３ 反射板（反射性領域）、２５ トナーセンサ、 ６０ スライドリンク。
Claims (14)
- 帯電させられた表面を露光することにより静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体上に形成された静電潜像にトナーを付与して可視像を形成する現像手段とを備えた画像形成手段と、
トナーの残量を検出する検出手段と、
前記画像形成手段の位置を変更する移動手段と、
前記移動手段を動作させて前記画像形成手段の位置を移動させるとともに、前記画像形成手段の位置を前記検出手段に基づいて判断する制御部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記検出手段は、前記現像手段内のトナーカートリッジに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
- 前記画像形成手段は外壁を有し、この外壁上に、高反射性領域と低反射性領域とを設け、
前記画像形成手段が移動する際に、前記高反射性領域と低反射性領域が順次前記検出手段の前を通過し、前記検出手段が、前記高反射性領域と低反射性領域からの反射光を検出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。 - 前記画像形成手段は外壁を有し、この外壁上に、バーコードを設け、
前記画像形成手段が移動する際に、前記バーコードが順次前記検出手段の前を通過することにより、前記検出手段が、前記バーコードを読み取ることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。 - 前記バーコードは、画像形成手段毎に異なることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
- 前記検出手段の出力波形のデューティにより、画像形成手段の位置を検出することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
- 前記検出手段の出力波形のパルス数により、画像形成手段の位置を検出することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
- 前記現像手段は、トナーを攪拌する攪拌部材を有し、
前記高反射性領域は、前記トナー攪拌部材と連動しながらトナー残量を表す揺動運動をする反射部材であり、
前記低反射性領域は、前記外壁であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。 - 前記低反射性領域は、前記外壁に設けられた凹陥部であり、前記現像手段は、トナーを攪拌する攪拌部材を有し、
前記高反射性領域は、前記トナー攪拌部材と連動しながらトナー残量を表す揺動運動をする反射部材であり、前記凹陥部が前記検出手段と対向するとき、前記凹陥部と前記検出手段との間の距離は、前記検出手段の焦点距離よりも長いことを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。 - 前記低反射性領域は、前記外壁に設けられた拡散反射させる壁であり、
現像手段は、トナーを攪拌する攪拌部材を有し、
前記高反射性領域は、前記トナー攪拌部材と連動しながらトナー残量を表す揺動運動をする反射部材であり、前記凹陥部が前記検出手段に対向するとき、前記凹陥部と前記検出手段との間の距離は、前記検出手段の焦点距離よりも長いことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。 - トナー画像を形成する画像形成部に着脱自在に搭載され、画像形成部の現像部にトナーを供給するトナーカートリッジであって、
トナーを収容する収容室と、
前記収容室内のトナーを攪拌する攪拌部材と、
前記収容室の外側に設けられるとともに、前記攪拌部材の動きに合わせて動作して、該動作の状態を外部へ通知する検出部とを備えたことを特徴とするトナーカートリッジ。 - 前記攪拌部材は前記収容室内で回転駆動され、トナーを攪拌する第１部分と、前記検出部を駆動する第２部分とで形成され、
前記検出部は被駆動部と光反射部とを有し、前記被駆動部と光反射部との間にて揺動可能に支持されることを特徴とする請求項１１に記載のトナーカートリッジ。 - 前記被駆動部が磁石からなり、
前記第２部分が磁性材料からなり、
前記第２部分が前記被駆動部に近づくと前記第２部分が前記被駆動部を駆動し、遠ざかると駆動しないことにより前記検出部が揺動することを特徴とする請求項１２に記載のトナーカートリッジ。 - 前記検出部が揺動すると、前記光反射部が、光路中への進入と退出を繰り返すことを特徴とする請求項１３に記載のトナーカートリッジ。
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