JP2005148383A - トナー残量検出装置、及びそれを備える画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各トナー残量センサの配線を簡略化し、かつ各トナー残量センサのトナー検出感度を校正して一致させる。
【解決手段】各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄにそれぞれのトナー残量センサ５３を割り当てているものの、各トナー残量センサ５３のフォトトランジスタ５８ａ〜５８ｄのエミッタをワイヤードオア接続しているので、各フォトトランジスタ５８ａ〜５８ｄの配線が簡単化されている。また、制御部６１は、校正データテーブルＤに基づいて、各トナー残量センサ５３別に、トナー検出感度の校正を行なってから、トナー残量センサ５３の検出出力に基づくトナー残量の判定を行なっている。このため、各トナー残量センサ５３のトナー検出感度に差異があっても、各トナー残量センサ５３のトナー検出感度を校正し一致させた上で、各色のトナー残量を高精度で検出することができる。
【選択図】図１５

Description

本発明は、電子写真方式あるいは静電記録方式等の画像形成装置におけるトナーカートリッジのトナー残量を検出するトナー残量検出装置、及びそれを備える画像形成装置に関する。

周知の様に電子写真方式あるいは静電記録方式等の画像形成装置としては、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等がある。この種の画像形成装置においては、静電潜像を感光体上に形成し、トナーを現像装置から感光体へと供給し、トナーにより感光体上の静電潜像を現像して、感光体上にトナー像を形成し、このトナー像を感光体から記録用紙に転写し、記録用紙を加熱及び加圧して、トナー像を記録用紙上に定着させている。

この様な画像形成装置においては、トナーが消費されることから、トナーを補給する必要がある。例えば、現像装置上にホッパーを設け、このホッパー上にトナーカートリッジを着脱自在に取り付け、トナーカートリッジからホッパーへとトナーを落下させ、ホッパーから現像装置へとトナーを供給している。

更に、トナーカートリッジのトナー残量を検出し、トナー残量が少なくなったときに、この旨を表示して、トナーカートリッジの交換を促し、これによりトナー供給の中断を未然に防いでいる。

例えば、特許文献１には、発光素子及び受光素子を有するトナー残量センサを用いて、トナーカートリッジのトナー残量を検出するという技術が開示されている。より具体的には、トナーカートリッジの底近くに垂直溝を設け、この垂直溝を挟んで、２組の発光素子及び受光素子を対向配置している。トナーが十分にあるときには、トナーが垂直溝に入り込むので、各発光素子の光がトナーにより遮断されて各受光素子で受光されない。また、トナーが少なくなって、垂直溝内のトナーが無くなると、各発光素子の光が各受光素子で受光される。従って、トナーがあるときと少ないときとでは、各受光素子の出力レベルが異なり、各受光素子の出力レベルに基づいて、トナー残量が無くなったと判定することができる。

一方、カラー画像形成装置においては、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック等の各色のトナーを用いており、トナーの色別に、感光体、現像装置、トナーカートリッジ等を設けていることから、複数のトナーカートリッジのトナー残量を検出する必要がある。このため、各トナーカートリッジにそれぞれのトナー残量センサを設け、トナー残量センサ毎に、発光素子を点灯して、受光素子の受光出力を検出し、この受光出力に基づいて、トナーカートリッジのトナー残量を検出している。

しかしながら、複数のトナー残量センサを設け、トナー残量センサ別に、発光素子のリード線及び受光素子のリード線を引き廻すと、リード線の本数が多くなって、配線が煩雑化してしまう。このため、各トナー残量センサの配線を簡略化することが望ましい。

特許文献１では、トナーカートリッジに２組の発光素子及び受光素子を設けているものの、各発光素子を直列接続し、各受光素子をワイヤードオア接続しているので、１組の発光素子及び受光素子を設けたときと比較しても、トナーカートリッジ１個当たりの発光素子のリード線及び受光素子のリード線が増えることはない。ところが、複数のカートリッジにそれぞれの発光素子及び受光素子を設けるならば、やはりリード線の本数が多くなって、配線が煩雑化する。

この様な複数のセンサの配線を簡略化する技術は、例えば特許文献２に開示されている。ここでは、紙幣の搬送路に沿って複数組の光源と受光素子を配置して、各受光素子をワイヤードオア接続しておき、各光源を順次点灯して、点灯した光源に対応する受光素子の受光出力をワイヤードオアを介して検出し、この受光素子の受光出力に基づいて紙幣の有無を判定している。そして、各受光素子のワイヤードオア接続により配線の簡略化を図っている。

更に、各光源全てを消灯させた状態で、各受光素子の受光出力をワイヤードオアを介して検出して、各受光素子の暗電流を求めておき、この暗電流を用いて、点灯した光源に対応する受光素子の受光出力を補正している。
特開平０７−５６４３１号公報 特開平０１−１６７６９２号公報

ところで、特許文献２では、各組の光源と受光素子により紙幣の有無を検出するだけであるから、各組間で、光源と受光素子による紙幣の検出感度を高精度に一致させる必要がなく、また一致させてもいない。

また、各光源全てを消灯させた状態で、各受光素子の暗電流を求めておき、この暗電流を用いて、点灯した光源に対応する受光素子の受光出力を補正しているものの、この補正は、暗電流の影響を単に低減させるためのものであって、各組間で、紙幣の検出感度を高精度に一致させることとは異なる。

これに対して先に述べたカラー画像形成装置では、複数のトナー残量センサのトナー検出感度に差異が生じると、各色のトナー残量の検出にバラツキが生じるため、各トナー残量センサのトナー検出感度を校正して一致させる必要がある。特に、各トナー残量センサの受光素子をワイヤードオア接続しているならば、各トナー残量センサの受光素子の受光出力を同一回路に入力して、この回路により各色のトナー残量を検出することになるので、各トナー残量センサのトナー検出感度を校正して一致させ、各色のトナー残量の検出にバラツキが生じない様にする必要がある。

しかしながら、従来は、各受光素子をワイヤードオア接続して、各受光素子の配線を簡単化しても、各センサの検出感度を校正して一致させるまでには至らず、各色のトナー残量を正確に検出することができなかった。

そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、複数のトナー残量センサを用いることを前提とし、各トナー残量センサの配線を簡略化し、かつ各トナー残量センサのトナー検出感度を校正して一致させることが可能なトナー残量検出装置及びそれを備える画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、複数のトナーカートリッジにトナー残量センサの発光素子及び受光素子をそれぞれ設け、各トナー残量センサ別に、発光素子を点灯したときの受光素子の受光出力に基づいて、トナーカートリッジのトナー残量を検出するトナー残量検出装置において、各トナー残量センサの発光素子を逐次選択し点灯すると共に、各トナー残量センサの受光素子の受光出力をワイヤードオアを通じて入力し、入力した受光出力に基づいて、選択し点灯したトナー残量センサの発光素子が設けられたトナーカートリッジのトナー残量を検出する判定手段と、各トナー残量センサ別に、トナー残量センサのトナー検出感度を校正する感度校正手段とを備えている。

また、本発明においては、トナー残量センサは、トナーカートリッジに着脱自在にセットされ、感度校正手段は、トナー残量センサの着脱に際し、該トナー残量センサの受光素子の受光出力が一定となる様に該トナー残量センサのトナー検出感度を校正して記憶し、トナー残量センサがトナーカートリッジにセットされているときに、該トナー残量センサの校正したトナー検出感度を再現している。

更に、本発明においては、感度校正手段は、トナー残量センサの発光素子の点灯のために判定手段から該発光素子に加えられる駆動電流を調節して、トナー残量センサのトナー検出感度を校正している。

また、本発明においては、感度校正手段は、トナー残量センサの受光素子の負荷抵抗を変更して、トナー残量センサのトナー検出感度を校正している。

更に、本発明においては、感度校正手段は、トナーカートリッジのトナー残量を検出するためにトナー残量センサの受光素子の受光出力と比較される判定手段の判定基準を切り換えて、トナー残量センサのトナー検出感度を校正している。

一方、本発明の画像形成装置は、上記本発明のトナー残量検出装置を備えている。

本発明によれば、各トナー残量センサの受光素子がワイヤードオア接続されており、各受光素子の配線が簡単化されている。判定手段は、各トナー残量センサの発光素子を逐次選択し点灯すると共に、各トナー残量センサの受光素子の受光出力をワイヤードオアを通じて入力し、入力した受光出力に基づいて、選択し点灯したトナー残量センサの発光素子が設けられたトナーカートリッジのトナー残量を検出している。また、感度校正手段は、各トナー残量センサ別に、トナー残量センサのトナー検出感度を校正している。このため、複数のトナー残量センサのトナー検出感度に差異があっても、各トナー残量センサのトナー検出感度を校正し一致させた上で、各色のトナー残量を高精度で検出することができる。

感度校正手段による校正手順としては、例えばトナー残量センサの着脱に際し、受光素子の受光出力が一定となる様にトナー残量センサのトナー検出感度を校正して記憶し、トナー残量センサがトナーカートリッジにセットされているときに、トナー残量センサの校正したトナー検出感度を再現するという手順がある。

また、感度校正手段による校正方法としては、トナー残量センサの発光素子に加えられる駆動電流を調節するという方法、トナー残量センサの受光素子の負荷抵抗を変更するという方法、トナーカートリッジのトナー残量を検出するためにトナー残量センサの受光素子の受光出力と比較される判定手段の判定基準を切り換えるという方法等がある。

尚、本発明の画像形成装置は、上記本発明のトナー残量検出装置と同様の作用及び効果を達成することができる。

以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明の画像形成装置の実施例１を示す側面図である。本実施例の画像形成装置は、カラー画像を記録用紙に記録するカラーレーザープリンタであり、露光ユニット１、各画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ、中間転写ベルトユニット２、定着ユニット３、用紙搬送装置４、給紙トレイ５、及び排紙トレイ６等を備えている。

この画像形成装置において、記録用紙は、給紙トレイ５に積載収容されており、ピックアップローラ７-1により１枚ずつ給紙トレイ５から引き出されて、搬送ローラ４-１によりレジストローラ８へと搬送される。あるいは、記録用紙は、手差しトレイ９に載置され、ピックアップローラ７-2により引き出されて、各搬送ローラ４-4〜４-6によりレジストローラ８へと搬送される。レジストローラ８は、記録用紙を一旦停止させて、記録用紙の先端を揃え、記録用紙の先端が中間転写ベルトユニット２の中間転写ベルト１１上に形成されるトナー像の先端に重なるタイミングで、記録用紙を２次転写ローラ１２へと搬送する。

各画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のトナー像をそれぞれ形成して、各色のトナー像を中間転写ベルトユニット２の中間転写ベルト１１に転写する。これらの画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、各現像器２１ａ〜２１ｄ、各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄ、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ、各帯電器２４ａ〜２４ｄ、及び各クリーナユニット２５ａ〜２５ｄ等を備えている。

各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄは、中間転写ベルト１１を介してそれぞれの１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄに押圧されており、矢印方向Ｂに回転移動する中間転写ベルト１１と同一の周速度で、中間転写ベルト１１と共に回転される。また、各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄも、矢印方向Ｂに回転移動する中間転写ベルト１１と同一の周速度で、中間転写ベルト１１に追従回転する。

各帯電器２４ａ〜２４ｄは、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄに接触するローラ型やブラシ形のもの、あるいはチャージャー型のものであり、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ表面を一様に帯電させる。

露光ユニット１は、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄへのそれぞれのレーザー光を出射するレーザー光源１ａ、及び各レーザー光をそれぞれの感光体ドラム２３ａ〜２３ｄに導く複数のミラー１ｂ等を有しており、画像データに応じて各レーザー光を変調しつつ、各レーザー光をそれぞれの感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ表面に照射して、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ表面にそれぞれの静電潜像を形成する。

尚、露光ユニット１として、ＥＬやＬＥＤ等の発光素子をアレイ状に並べた書き込みヘッドを用いても良い。

各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄは、黒、イエロー、マゼンタ、シアンのトナーを収容している。各現像器２１ａ〜２１ｄは、各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄからそれぞれの色のトナーを供給され、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ表面の静電潜像にそれぞれの色のトナーを付着させて、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ表面にそれぞれの色のトナー像を形成する。これらのトナー像は、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄから中間転写ベルト１１に転写されて重ね合わせられる。

中間転写ベルトユニット２は、中間転写ベルト１１、各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄ、駆動支持ローラ３１と従動支持ローラ３２、及び２次転写ローラ３３等を備えており、中間転写ベルト１１を駆動支持ローラ３１と従動支持ローラ３２に掛け渡して回転移動可能に支持し、各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄ及び２次転写ローラ３３を中間転写ベルト１１に押し付けている。

中間転写ベルト１１は、例えば厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度の合成樹脂フィルムにより形成される。２次転写ローラ３３は、左右に移動可能に支持されており、右方向に移動されたときに、駆動支持ローラ３１との間に中間転写ベルト１１を挟み込んで、ニップ域を形成する。駆動支持ローラ３１は、２次転写ローラ３３のバックアップローラとしての役目を果たしつつ、各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄと各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ間のそれぞれのニップ域を下流側にして、回転駆動され、中間転写ベルト１１を引っ張って矢印方向Ｂに回転移動させる。これにより、各ニップ域が安定的に維持される。

尚、各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄと各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ間のそれぞれのニップ域をより安定的に形成するために、各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄ及び各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄのうちの一方を硬質材料で形成し、他方を弾性材料で形成するのが好ましい。

各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄは、例えば金属製の直径８mm〜１０mmの軸の外周を導電性の弾性材（ＥＰＤＭ、発泡ウレタン等）により被覆したものである。各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄは、該各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄと各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ間のニップ域に中間転写ベルト１１を挟み込んだ状態で、トナーの帯電極性とは逆極性のバイアス電圧を印加され、それぞれの電界を中間転写ベルト１１を介して各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ表面のトナーに作用させ、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ表面のトナーを中間転写ベルト１１へと引き付けて転写させる。これにより、各色のトナー像が中間転写ベルト１１に転写されて重ね合わせられる。

尚、各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄとして、ローラの代わりに、ブラシ等を用いても構わない。

クリーニングユニット３４は、例えば中間転写ベルト１１表面に摺接するクリーニングブレードであり、中間転写ベルト１１表面に残留したトナーを除去して、次回に印字される画像のカブリ等を防止する。

こうして中間転写ベルト１１に転写され重ね合わせられた各色のトナー像は、該中間転写ベルト１１の回転移動に伴い、駆動支持ローラ３１と２次転写ローラ３３間のニップ域へと搬送される。そして、中間転写ベルト１１上の各色のトナー像の先端とレジストローラ８により搬送されて来た記録用紙の先端が重ねられ、各色のトナー像と記録用紙が重ね合わせられて、各色のトナー像が記録用紙に転写される。

引き続いて、記録用紙は、定着ユニット３へと搬送され、ここで加圧ローラ３ａと加熱ローラ３ｂ間に挟み込まれる。これにより、記録用紙上の各色のトナーが加熱余裕されて混合され、各色のトナー像が記録用紙上にカラー画像として定着される。

更に、記録用紙は、用紙搬送装置４により排紙トレイ６へと搬送されて、ここにフェイスダウンで排出される。

尚、画像形成ステーションＰａだけを用いて、モノクロ画像を形成し、モノクロ画像を中間転写ベルトユニット２の中間転写ベルト１１に転写することも可能である。このモノクロ画像も、カラー画像と同様に、中間転写ベルト１１から記録用紙に転写され、記録用紙上定着される。

また、記録用紙の表面だけではなく、両面の印字を行なう場合は、記録用紙の表面の画像を定着ユニット３により定着した後に、記録用紙を用紙搬送装置４の搬送ローラ４-3により搬送する途中で、搬送ローラ４-3を停止させてから逆回転させ、記録用紙を用紙搬送装置４の反転経路４ｒに通して、記録用紙の表裏を反転させてから、記録用紙をレジストローラ８へと導き、記録用紙の表面と同様に、記録用紙の裏面に画像を記録して定着し、記録用紙を排紙トレイ６に排出する。

ところで、本実施例の画像形成装置では、図２に示す様に各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄを各現像器２１ａ〜２１ｄから取り外すことができ、各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄを新たなものに交換することにより、各色のトナーを補給している。

次に、各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄについて詳述する。図３は、トナーカートリッジ２２（各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄの共通符号を２２とする）を現像器２１（各現像器２１ａ〜２１ｄの共通符号を２１とする）に装着する前の状態を正面側から見て示す斜視図である。また、図４は、装着前のトナーカートリッジ２２及び現像器２１を裏面側から見て示す斜視図である。更に、図５は、装着後のトナーカートリッジ２２及び現像器２１を裏面側から見て示す斜視図である。また、図６は、装着前のトナーカートリッジ２２及び現像器２１を側方から見て示す縦断面図であり、図７は、装着後のトナーカートリッジ２２及び現像器２１を側方から見て示す縦断面図である。また、図８は、装着後のトナーカートリッジ２２及び現像器２１を正面側から見て拡大して示す断面図であり、図９は、現像器２１を正面側から見て拡大して示す斜視図である。

トナーカートリッジ２２は、その奥行きｔを現像器２１の奥行きＴよりも十分に短くされているものの、その高さｈを十分に高くされて、その容積を確保されている。トナーカートリッジ２２の奥行きｔを短くしたことから、トナーカートリッジ２２を画像形成装置の前面寄りに装着した状態では、トナーカートリッジ２２が画像形成装置の奥の部品に干渉することはない。

トナーカートリッジ２２は、図８に示す様にその底のトナー供給口２２ｆ、及びトナー供給口２２ｆ周囲の鍔２２ｇを有している。また、現像器２１は、その天板のトナー受け入れ口２１ｆ、及びトナー受け入れ口２１ｆ両側の案内溝２１ｇを有しており、図９に示す様に各案内溝２１ｇにガイド板４１を挿入し、ガイド板４１をバネ（図示せず）により画像形成装置の手前の方（矢印方向Ｃ）に付勢して、ガイド板４１の一端４１ａをトナー受け入れ口２１ｆの縁に当接させ、ガイド板４１を閉じている。

トナーカートリッジ２２を装着するときには、トナーカートリッジ２２を現像器２１の天板に載せて、トナーカートリッジ２２の鍔２２ｇを現像器２１の案内溝２１ｇに差し込んで、トナーカートリッジ２２を画像形成装置の奥の方（図３の矢印方向Ｄ）へとスライドさせ、ガイド板４１をトナーカートリッジ２２の鍔２２ｇにより押して、ガイド板４１を開き、トナーカートリッジ２２のトナー供給口２２ｆと現像器２１のトナー受け入れ口２１ｆを重ね合わせる。この後、図７に示す様にトナーカートリッジ２２のトナー供給口２２ｆを封止している二つ折りのシール４２を引っ張り剥して除去し、トナーカートリッジ２２のトナー供給口２２ｆと現像器２１のトナー受け入れ口２１ｆ間を通じさせて、トナーカートリッジ２２から現像器２１へのトナー供給を可能にする。

トナーカートリッジ２２内のトナーが無くなったときには、トナーカートリッジ２２を画像形成装置の手前の方へとスライドさせて取り外す。

こうしてトナーカートリッジ２２が装着及び取り外されて、その交換が行なわれる。

また、トナーカートリッジ２２の側壁には、上凹部２２ｉ及び下凹部２２ｊを形成し、上凹部２２ｉ及び下凹部２２ｊ間に清掃部材４３を突設している。トナーカートリッジ２２内部では、上凹部２２ｉ及び下凹部２２ｊが内向きに突出しており、上凹部２２ｉの下面に透明板４４を取付け、下凹部２２ｊの上面に透明板４５を取付け、各透明板４４、４５を対向配置し、各透明板４４、４５間にスペースＳ１を設けている。

図１０（ａ）及び（ｂ）は、清掃部材４３を示す平面図及び側面図である。図１０（ａ）及び（ｂ）から明らかな様に清掃部材４３は、一対の支持片４３ｂをトナーカートリッジ２２の側壁に突設し、各支持片４３ｂにより弾性片４３ａを支持したものであり、弾性片４３ａとトナーカートリッジ２２の側壁間にスペースＳ２を設けている。

更に、トナーカートリッジ２２では、従動軸４６を一対の軸受け４７により回転自在に支持し、従動軸４６に攪拌部材４８を固定支持している。従動軸４６の一端は、トナーカートリッジ２２の側壁から突出しており、その端面に十字溝４６ａを形成している。攪拌部材４８は、各棒体４８ａを略矩形状に組み合わせて相互に固定したものである。各棒体４８ａのうちの従動軸４６に平行な１本は、トナーカートリッジ２２の側壁近傍まで突出しており、この棒体４８ａの一端に可撓性フィルム片４９を取付けている。図１１に拡大して示す様に、この棒体４８ａの一端にスリット４８ｂを形成し、このスリット４８ｂに可撓性フィルム片４９を差し込んで接着剤で固定し、この棒体４８ａの回転軌跡である円柱周面に対して可撓性フィルム片４９を垂直に交差させている。

従動軸４６が回転すると、攪拌部材４８が回転され、トナーカートリッジ２２内のトナーが攪拌される。また、攪拌部材４８の回転に伴い、可撓性フィルム片４９も回転する。このとき、トナーカートリッジ２２の側壁近傍まで突出した棒体４８ａは、図１２に示す様にその回転途中で各透明板４４、４５間のスペースＳ１を通過し、可撓性フィルム片４９もスペースＳ１を通過する。

一方、現像器２１上には、カートリッジ駆動部５１を設けている。カートリッジ駆動部５１では、駆動軸５２を軸支し、駆動軸５２の十字型先端５２ａを画像形成装置の手前側に突出させている。駆動軸５２は、モータ及びギヤユニット（図示せず）により回転駆動される。また、カートリッジ駆動部５１の側壁にトナー残量センサ５３を取付けている。

トナー残量センサ５３は、カートリッジ駆動部５１の側壁に固定された基部５４、発光部５５、及び受光部５６を備えており、発光部５５及び受光部５６を基部５４に突設して対向配置している。発光部５５は、発光ダイオード５７を内蔵し、発光ダイオード５７の光を受光部５６へと出射する。受光部５６は、フォトトランジスタ５８を内蔵し、発光ダイオード５７からの光をフォトトランジスタ５８に受光する。

先に述べた様にトナーカートリッジ２２を現像器２１の天板に載せて画像形成装置の奥の方へとスライドさせ装着し、トナーカートリッジ２２のトナー供給口２２ｆと現像器２１のトナー受け入れ口２１ｆを重ね合わせた状態では、カートリッジ駆動部５１の駆動軸５２の十字型先端５２ａがトナーカートリッジ２２の従動軸４６の十字溝４６ａに嵌合し、駆動軸５２と従動軸４６が相互に連結され、かつトナー残量センサ５３の発光部５５及び受光部５６がトナーカートリッジ２２の上凹部２２ｉ及び下凹部２２ｊに嵌合する。

そして、駆動軸５２の十字型先端５２ａと従動軸４６の十字溝４６ａが嵌合すると、駆動軸５２と従動軸４６間が連結され、駆動軸５２の回転が従動軸４６に伝達される。従って、カートリッジ駆動部５１の駆動軸５２が回転駆動されると、トナーカートリッジ２２の従動軸４６が回転し、攪拌部材４８も回転する。この攪拌部材４８の回転によりトナーカートリッジ２２内のトナーが攪拌され、可撓性フィルム片４９も回転して各透明板４４、４５間のスペースＳ１を周期的に通過する。

また、トナー残量センサ５３の発光部５５及び受光部５６がトナーカートリッジ２２の上凹部２２ｉ及び下凹部２２ｊに嵌合した状態では、発光部５５の発光ダイオード５７と受光部５６のフォトトランジスタ５８が上凹部２２ｉの透明板４４、下凹部２２ｊの透明板４５、及びスペースＳ１を介して対向する。

先に述べた様にトナーカートリッジ２２を現像器２１の天板に載せて画像形成装置の奥の方へとスライドさせ装着するに際し、図１３（ａ）〜（ｄ）に示す様にトナー残量センサ５３の発光部５５の光出射面及び受光部５６の光入射面が清掃部材４３の弾性片４３ａに摺接して、この弾性片４３ａにより光出射面及び光入射面のトナーの汚れが掻き落とされる。このため、発光部５５の光出射面及び受光部５６の光入射面の汚れにより、後で述べる発光部５５及び受光部５６によるトナーの検出が阻害されることがない。

トナー残量センサ５３の発光部５５の光出射面及び受光部５６の光入射面が清掃部材４３の弾性片４３ａに摺接することから、発光部５５の光出射面、受光部５６の光入射面、及び弾性片４３ａが摩擦帯電する。発光部５５の光出射面及び受光部５６の光入射面がトナーとは逆極性に帯電すれば、光出射面及び光入射面にトナーが付着し易く、逆に発光部５５の光出射面及び受光部５６の光入射面がトナーと同一極性に帯電すれば、光出射面及び光入射面にトナーが付着し難くなる。また、清掃部材４３の弾性片４３ａがトナーとは逆極性に帯電すれば、トナーが弾性片４３ａに付着し易くなって、光出射面及び光入射面のトナーが良好に除去され、逆に清掃部材４３の弾性片４３ａがトナーと同一極性に帯電すれば、トナーが弾性片４３ａに付着し難くなる。このため、発光部５５の光出射面、受光部５６の光入射面、及び弾性片４３ａの材質として、光出射面及び光入射面がトナーと同一極性に摩擦帯電し、弾性片４３ａがトナーとは逆極性に摩擦帯電する様なものを選択する。

ここで、図１４（ａ）に示す様にトナーカートリッジ２２内のトナーが十分にあり、各透明板４４、４５間のスペースＳ１がトナーで満たされているときには、発光部５５の発光ダイオード５７の光がスペースＳ１のトナーにより遮蔽され、この光が受光部５６のフォトトランジスタ５８で受光されることはない。また、可撓性フィルム片４９は、攪拌部材４８と共に回転し、トナーに侵入して、トナー内を突き進み、棒体４８ａの両側で撓んで、略二つ折りの状態になる。このため、各透明板４４、４５間のスペースＳ１を通過するに際し、可撓性フィルム片４９が各透明板４４、４５に接触することはない。

また、図１４（ｂ）に示す様にトナーカートリッジ２２内のトナーが減少して、トナーのレベルが各透明板４４、４５間にあるときには、下側の透明板４４がトナーで覆われるので、発光部５５の発光ダイオード５７の光がスペースＳ１のトナーにより遮蔽され、この光が受光部５６のフォトトランジスタ５８で受光されることはない。また、可撓性フィルム片４９は、各透明板４４、４５間のスペースＳ１を通過するに際し、棒体４８ａの両側で撓んで、その下側縁がトナーを均し、その上側縁が上側の透明板４４表面に摺接して該表面のトナーの汚れを掻き落とす。

更に、図１４（ｃ）に示す様にトナーカートリッジ２２内のトナーがより減少して、トナーのレベルが下側の透明板４５以下になったときには、スペースＳ１のトナーが無くなり、発光部５５の発光ダイオード５７の光が各透明板４４、４５を通過して、この光が受光部５６のフォトトランジスタ５８で受光される。また、可撓性フィルム片４９は、各透明板４４、４５間のスペースＳ１を通過するに際し、棒体４８ａの両側で撓んで、その両側縁が各透明板４４、４５表面に摺接して該各表面のトナーの汚れを掻き落とす。このため、各透明板４４、４５表面の汚れにより発光部５５の発光ダイオード５７の光が遮蔽されることがなく、発光ダイオード５７の光がフォトトランジスタ５８で確実に受光される。また、攪拌部材４９の回転により僅かに残っているトナーが攪拌され、トナーが上方に跳ね上げられてから下方に落下するものの、各透明板４４、４５近傍に落下したトナーがトナーカートリッジ２２の内向き突出した上凹部２２ｉに引っ掛かるので、この落下したトナーにより各透明板４４、４５表面が汚れることはない。つまり、上凹部２２ｉは、トナーが各透明板４４、４５に降り掛かることを防止する屋根の役目を果たす。

可撓性フィルム片４９が各透明板４４、４５表面に摺接することから、可撓性フィルム片４９及び各透明板４４、４５が摩擦帯電する。各透明板４４、４５がトナーとは逆極性に帯電すれば、各透明板４４、４５にトナーが付着し易く、逆に各透明板４４、４５がトナーと同一極性に帯電すれば、各透明板４４、４５にトナーが付着し難くなる。このため、可撓性フィルム片４９及び各透明板４４、４５の材質として、各透明板４４、４５がトナーと同一極性に摩擦帯電する様なものを選択する。可撓性フィルム片４９の材質としては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリアミド等の可撓性を有するものである。従って、各透明板４４、４５の材質は、可撓性フィルム片４９の材質に応じて設定する必要がある。あるいは、その逆に、各透明板４４、４５の材質を決めてから、各透明板４４、４５の材質に応じて可撓性フィルム片４９の材質を設定しても良い。

この様にトナーカートリッジ２２内のトナーのレベルが下側の透明板４５を超えるときには、フォトトランジスタ５８の受光レベルが極めて低く、トナーのレベルが下側の透明板４５以下のときには、フォトトランジスタ５８の受光レベルが高くなる。このため、フォトトランジスタ５８の受光出力レベルに基づいて、トナーカートリッジ２２内のトナー残量が少なくなったか否かを判定することができる。

また、トナーカートリッジ２２内のトナーのレベルが下側の透明板４５以下のときには、可撓性フィルム片４９により各透明板４４、４５表面の汚れが掻き落とされ、かつ上凹部２２ｉが各透明板４４、４５の屋根となって、トナーが各透明板４４、４５に降り掛かることが防止されるので、各透明板４４、４５表面の汚れにより発光部５５の発光ダイオード５７の光が遮蔽されることがなく、トナー残量センサ５３によるトナー残量の検出を確実に行なうことができる。

ところで、各現像器２１ａ〜２１ｄのトナー残量センサ５３別に、発光ダイオード５７及びフォトトランジスタ５８のリード線を設けるならば、配線が煩雑化する。そこで、本実施例では、図１５に示す様に各トナー残量センサ５３を結線することにより配線の煩雑化を抑制している。

図１５は、本実施例の画像形成装置におけるトナー残量検出装置を示すブロック図である。このトナー残量検出装置において、発光ダイオード５７ａとフォトトランジスタ５８ａ、発光ダイオード５７ｂとフォトトランジスタ５８ｂ、発光ダイオード５７ｃとフォトトランジスタ５８ｃ、発光ダイオード５７ｄとフォトトランジスタ５８ｄは、各トナーカートリッジ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄのトナー残量を検出するそれぞれのトナー残量センサ５３である。

制御部６１は、各発光ダイオード５７ａ〜５７ｄを別々に駆動制御し、各フォトトランジスタ５８ａ〜５８ｄの受光出力をワイヤードオアを介して入力し、各フォトトランジスタ５８ａ〜５８ｄの受光出力レベルに基づいて、各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄのトナー残量を検出する。また、制御部６１は、各発光ダイオード５７ａ〜５７ｄの駆動電流を調節すると共に、各フォトトランジスタ５８ａ〜５８ｄの負荷抵抗を調節し、これにより各トナー残量センサ５３のトナー検出感度を校正して一致させる。この校正は、各発光ダイオード５７ａ〜５７ｄ及び各フォトトランジスタ５８ａ〜５８ｄの特性のバラツキを補償したり、発光ダイオードの光出射面及びフォトトランジスタの光入射面の傷による発光ダイオードとフォトトランジスタ間の光伝達効率の低下を補償して、トナー残量の検出精度の低下を防止するために行われる。

ここでは、各発光ダイオード５７ａ〜５７ｄと各トランジスタ６２ａ〜６２ｄをそれぞれ対応付けて直列接続している。そして、各発光ダイオード５７ａ〜５７ｄのアノードをライン６３により共通接続し、また各トランジスタ６２ａ〜６２ｄのエミッタを共通接続し、各トランジスタ６２ａ〜６２ｄのベースをそれぞれのライン６４ａ〜６４ｄを通じて制御部６１の各端子Ｓｙ、Ｓｍ、Ｓｃ、Ｓｋに接続している。制御部６１は、各ライン６４ａ〜６４ｄを通じて、各トランジスタ６２ａ〜６２ｄのいずれかを選択してオンにする。各トランジスタ６２ａ〜６２ｄのいずれかが選択されてオンにされると、選択されたトランジスタと該トランジスタに対応する発光ダイオードの直列回路が導通状態となる。

制御部６１は、規定の駆動電流に対応するデューティー比の矩形波出力を生成し、この矩形波出力を端子ＰＷＭから平滑回路６５に出力する。平滑回路６５は、各抵抗、コンデンサ、及び第１演算増幅器６６からなり、矩形波出力を平滑化して、矩形波出力の平均的な電圧を第２演算増幅器６７に出力する。第２演算増幅器６７は、平滑回路６５からの電圧を非反転入力端子に入力すると共に、選択され導通状態となったトランジスタと発光ダイオードの直列回路からの電流を反転入力端子に入力し、非反転入力端子の電圧と反転入力端子の電圧との差を出力する。これにより、選択され導通状態となったトランジスタと発光ダイオードの直列回路に、制御部６１の端子ＰＷＭからの矩形波出力のデューティー比に対応する規定の駆動電流が流れ、該発光ダイオードが規定の駆動電流に対応する光強度で発光する。すなわち、制御部６１の端子ＰＷＭから矩形波出力が出力されると、この矩形波出力の平均的な電圧が平滑回路６５で生成され、この電圧が第２演算増幅器６７で電圧電流変換されて、矩形波出力のデューティー比に対応する規定の駆動電流が生成され、選択され導通状態となったトランジスタと発光ダイオードの直列回路に規定の駆動電流が流れて、該発光ダイオードが規定の駆動電流に対応する光強度で発光する。従って、端子ＰＷＭからの矩形波出力のデューティー比を調節することにより、発光ダイオードの光強度を制御することができる。

また、各フォトトランジスタ５８ａ〜５８ｄのエミッタをライン６８によりワイヤードオア接続し、各抵抗７１ａ〜７１ｄと各トランジスタ７２ａ〜７２ｄをそれぞれ対応付けて直列接続し、各抵抗７１ａ〜７１ｄをライン６８に接続し、各トランジスタ７２ａ〜７２ｄのエミッタを接地し、各トランジスタ７２ａ〜７２ｄのベースをそれぞれのライン７３ａ〜７３ｄを通じて制御部６１の各端子Ｇ０、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３に接続している。

制御部６１は、各ライン７３ａ〜７３ｄを通じて、各トランジスタ７２ａ〜７２ｄのうちの０乃至４個を選択的にオンにする。これにより、ライン６８と接地間に、各抵抗７１ａ〜７１ｄのうちの０乃至４個が選択的に挿入されて、ライン６８と接地間の抵抗値が調節設定され、各フォトトランジスタ５８ａ〜５８ｄの抵抗負荷が設定される。例えば、各抵抗７１ａ〜７１ｄの抵抗値Ｒ３、Ｒ２、Ｒ１、Ｒ０の比を８：４：２：１に設定し、各抵抗７１ａ〜７１ｄのうちの０乃至４個を選択的に挿入することにより、ライン６８と接地間の抵抗値を調節する。

この様な回路構成において、制御部６１は、先に述べた様に規定の駆動電流を平滑回路６５及び第２演算増幅器６７を通じて出力しつつ、各トランジスタ６２ａ〜６２ｄのいずれかを選択しオンにして、この選択しオンにしたトランジスタと発光ダイオードの直列回路に駆動電流を流し、１つのトナー残量センサ５３の該発光ダイオードを発光させる。このとき、このトナー残量センサ５３がセットされたトナーカートリッジ内のトナー残量が十分にあれば、このトナー残量センサ５３のフォトトランジスタが受光せず、このトナーカートリッジ内のトナー残量が無ければ、このトナー残量センサ５３のフォトトランジスタが受光する。制御部６１は、このトナー残量センサ５３のフォトトランジスタの受光出力をライン６８のワイヤードオアを介して端子Ａ／Ｄに入力して、この受光出力を監視しており、この受光出力レベルに基づいて、このトナーカートリッジ内のトナー残量が少なくなったか否かを判定する。

このとき、制御部６１は、図１６に示す様な校正データテーブルＤに基づいて、各トナー残量センサ５３別に、トナー検出感度の校正を行なってから、トナー残量センサ５３の検出出力に基づくトナー残量の判定を行なう。この校正とは、先に述べた様に各発光ダイオード５７ａ〜５７ｄの駆動電流を調節すると共に、各フォトトランジスタ５８ａ〜５８ｄの負荷抵抗を調節し、これにより各トナー残量センサ５３のトナー検出感度を校正して一致させることである。より具体的には、制御部６１は、校正データテーブルＤに基づいて、トナー残量センサ５３の発光ダイオードの駆動電流に対応するデューティー比を求め、このデューティー比の矩形波出力を生成して出力することにより、この駆動電流を平滑回路６５及び第２演算増幅器６７を通じて発光ダイオードに流す。同時に、制御部６１は、校正データテーブルＤに基づいて、各トランジスタ７２ａ〜７２ｄのうちの０乃至４個を選択し、各ライン７３ａ〜７３ｄを通じて、各トランジスタ７２ａ〜７２ｄのうちの選択したものをオンにして、トナー残量センサ５３のフォトトランジスタの抵抗負荷を設定する。この結果、各トナー残量センサ５３による各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄのトナー残量の判定をバラツキなく正確に行なうことが可能になる。

また、制御部６１は、同一のトナー残量センサ５３による検出を一定周期に規定回数だけ繰り返して、それぞれの検出結果を得た後、同一となった複数の検出結果を抽出し、異なる検出結果を除去し、同一となった複数の検出結果に基づいて、トナーカートリッジ内のトナー残量が少なくなったか否かを判定する。例えば、図１７のグラフに示す様に攪拌部材４８と共に回転する可撓性フィルム４９の回転周期をＴとし、トナー残量センサ５３による検出周期をＴｓとすると、Ｔｓ＝７Ｔ／６と設定して、トナー残量センサ５３による検出を一定周期７Ｔで６回だけ繰り返し、同一となる筈の５回の検出結果を抽出して、異なる１回の検出結果を除去し、同一となった５回の検出結果に基づいて、トナーカートリッジ内のトナー残量が少なくなったか否かを判定する。あるいは、Ｔｓ＝７Ｔ／８と設定して、トナー残量センサ５３による検出を一定周期７Ｔで８回だけ繰り返し、同一となる筈の７回の検出結果を抽出して、異なる１回の検出結果を除去し、同一となった７回の検出結果に基づいて、トナーカートリッジ内のトナー残量が少なくなったか否かを判定する。

これは、可撓性フィルム４９が各透明板４４、４５間のスペースＳ１を通過するときには、トナー残量センサ５３の発光ダイオードとフォトトランジスタ間の光路が可撓性フィルム４９により遮られて、トナー残量センサ５３によるトナー残量の検出が困難になることから、可撓性フィルム４９の回転周期Ｔとトナー残量センサ５３による検出周期Ｔｓを僅かにずらして、可撓性フィルム４９がスペースＳ１を通過していないときに行なわれるトナー残量センサ５３の検出回数を増やすと共に、可撓性フィルム４９がスペースＳ１を通過しているときに行なわれるトナー残量センサ５３の検出回数を減らし、その上で、同一となった複数の検出結果を抽出して、異なる１回の検出結果を除去することにより、可撓性フィルム４９がスペースＳ１を通過していないときの検出結果だけを得るためである。これにより、トナー残量の判定を正確に行なうことが可能になる。

この様な判定は、各現像器２１ａ〜２１ｄのトナー残量センサ５３が順次選択される度に、繰り返して行われる。そして、各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄのいずれかのトナー残量が無いと判定されると、このトナー残量が無いトナーカートリッジを表示ユニット（図示せず）に表示したり、音声メッセージをスピーカ（図示せず）により発音して、このトナーカートリッジの交換を促し、これによりトナー供給の中断を未然に防ぐ。

次に、図１６の校正データテーブルＤについて詳述する。まず、校正データテーブルＤは、画像形成装置の工場出荷時に初期設定される。これは、各トナー残量センサ５３の発光ダイオード及びフォトトランジスタの特性のバラツキを補償するためである。

例えば、制御部６１は、各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄが取り外されている状態で、各現像器２１ａ〜２１ｄのトナー残量センサ５３を順次選択し、トナー残量センサ５３を選択する度に、選択したトナー残量センサ５３の発光ダイオードに駆動電流を流し、このトナー残量センサ５３のフォトトランジスタの受光出力を入力しつつ、矩形波出力のデューティー比の変更により駆動電流を変更すると共に、各トランジスタ７２ａ〜７２ｄのオンオフによりトナー残量センサ５３のフォトトランジスタの抵抗負荷を変更して、フォトトランジスタの受光出力レベルを規定値に調節する。そして、受光出力レベルが規定値となったときの矩形波出力のデューティー比及び各トランジスタ７２ａ〜７２ｄのオンオフ状態を求めて、これらの矩形波出力のデューティー比及び各トランジスタ７２ａ〜７２ｄのオンオフ状態を校正データテーブルＤに記憶する。これにより、各現像器２１ａ〜２１ｄのトナー残量センサ５３毎に、トナー検出感度を校正して一致させるための矩形波出力のデューティー比及び各トランジスタ７２ａ〜７２ｄのオンオフ状態が校正データテーブルＤに記憶される。

また、校正データテーブルＤは、ユーザに購入されてからも、トナーカートリッジの交換の度に更新される。これは、トナー残量センサ５３の発光ダイオードの光出射面及びフォトトランジスタの光入射面の傷による発光ダイオードとフォトトランジスタ間の光伝達効率の低下を補償して、トナー残量の検出精度の低下を防止するためである。

例えば、制御部６１は、現像器２１ａのトナー残量センサ５３の受光出力レベルに基づいて、トナーカートリッジ２２ａのトナー残量が無いと判定すると、このトナー残量が無いトナーカートリッジ２２ａを表示ユニット（図示せず）に表示したり、音声メッセージをスピーカ（図示せず）により発音して、このトナーカートリッジの交換を促す。このとき、ユーザがトナーカートリッジ２２ａを交換するには、画像形成装置のフロントドアを開き、トナーカートリッジ２２ａを取り外し、新たなトナーカートリッジ２２ａを現像器２１ａに装着するという手順を踏む必要がある。そこで、制御部６１は、画像形成装置のフロントドアの開成がリミットスイッチ（図示せず）により検出されると、トナー残量が無いと判定したトナーカートリッジ２２ａが交換されるものとみなし、現像器２１ａのトナー残量センサ５３の発光ダイオードを継続的に発光させつつ、このトナー残量センサ５３のフォトトランジスタの受光出力を監視し続ける。

このトナーカートリッジ２２ａの取り外しにより、トナー残量センサ５３もトナーカートリッジ２２ａから取り外される。この取り外しに際し、トナー残量センサ５３の発光ダイオードとフォトトランジスタ間の光路は、図１３（ｄ）、（ｃ）、（ｂ）、（ａ）という様に各透明板４４、４５間のスペースＳ１で通じ、トナーカートリッジ２２ａの側壁２２ｅにより一旦遮断されてから、清掃部材４３のスペースＳ２で再び通じ、更に清掃部材４３の弾性片４３ａにより遮断され、以降は画像形成装置外部で通じ続ける。これに伴い、トナー残量センサ５３のフォトトランジスタの受光出力は、図１８（ａ）に示す様にハイレベル、ローレベル、ハイレベル、ローレベル、ハイレベルと変化する。そこで、制御部６１は、監視しているトナー残量センサ５３のフォトトランジスタの受光出力について、図１８（ａ）の変化パターンを検出すると、トナーカートリッジ２２ａが外されたものとみなす。

引き続いて、新たなトナーカートリッジ２２ａの装着により、トナー残量センサ５３が該トナーカートリッジ２２ａにセットされる。このとき、トナー残量センサ５３の発光ダイオードとフォトトランジスタ間の光路は、図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）という様に画像形成装置外部で通じ、清掃部材４３の弾性片４３ａにより遮断され、清掃部材４３のスペースＳ２で一旦通じ、トナーカートリッジ２２ａの側壁２２ｅにより遮断され、更に各透明板４４、４５間のスペースＳ１でも遮断される。これに伴い、トナー残量センサ５３のフォトトランジスタの受光出力は、図１８（ｂ）に示す様にハイレベル、ローレベル、ハイレベル、ローレベルと変化する。そこで、制御部６１は、トナーカートリッジ２２ａが外されてからは、図１８（ｂ）の最初のローレベルの期間ｔ１を検出すると、新たなトナーカートリッジ２２ａの装着が開始されたものとみなして、次のハイレベルの期間ｔ２で、監視しているトナー残量センサ５３の校正を行なう。この校正は、監視しているトナー残量センサ５３の発光ダイオードの駆動電流に対応する矩形波出力のデューティー比を変更すると共に、各トランジスタ７２ａ〜７２ｄのオンオフによりトナー残量センサ５３のフォトトランジスタの抵抗負荷を変更して、フォトトランジスタの受光出力レベルを規定値に調節し、この受光出力レベルが規定値となったときの矩形波出力のデューティー比及び各トランジスタ７２ａ〜７２ｄのオンオフ状態を求めて、これらの矩形波出力のデューティー比及び各トランジスタ７２ａ〜７２ｄのオンオフ状態を校正データテーブルＤに記憶するというものである。

尚、トナーカートリッジ２２ａだけではなく、他の各トナーカートリッジ２２ｂ〜２２ｄについても、トナーカートリッジのトナー残量が無くなったことが検出された上で、画像形成装置のフロントドアが開成されると、このトナーカートリッジの着脱に際し、トナー残量センサの校正が行なわれる。

また、図１８（ａ）に示すトナー残量センサ５３の受光出力の変化パターンに基づいて、トナーカートリッジの取り外しを検出しているが、各トナーカートリッジ別に、トナーカートリッジの取り外しを検出するための格別のセンサやリミットスイッチ等を設けても構わない。この場合は、トナー残量が無いと判定されたか否かにかかわらず、トナーカートリッジの取り外しが検出されたときから、このトナーカートリッジが装着されていた現像器のトナー残量センサ５３の発光ダイオードを継続的に発光させつつ、このトナー残量センサ５３のフォトトランジスタの受光出力を監視し続け、このトナーカートリッジの装着のときの期間ｔ２にトナー残量センサの校正を行なえば良い。

この様に本実施例では、各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄにそれぞれのトナー残量センサ５３を割り当てているものの、各トナー残量センサ５３のフォトトランジスタ５８ａ〜５８ｄのエミッタをワイヤードオア接続しているので、各フォトトランジスタ５８ａ〜５８ｄの配線が簡単化されている。また、制御部６１は、校正データテーブルＤに基づいて、各トナー残量センサ５３別に、トナー検出感度の校正を行なってから、トナー残量センサ５３の検出出力に基づくトナー残量の判定を行なっている。このため、各トナー残量センサ５３のトナー検出感度に差異があっても、各トナー残量センサ５３のトナー検出感度を校正し一致させた上で、各色のトナー残量を高精度で検出することができる。

尚、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、多様に変形することができる。例えば、各トナー残量センサ５３別に、フォトトランジスタの受光出力レベルが規定値となったときの矩形波出力のデューティー比及び各トランジスタ７２ａ〜７２ｄのオンオフ状態を校正データテーブルＤに記憶する代わりに、矩形波出力のデューティー比を一定に維持すると共にフォトトランジスタの負荷を一定に維持したときのフォトトランジスタの受光出力を校正データテーブルＤに記憶しても良い。この場合は、校正データテーブルＤ内のフォトトランジスタの受光出力レベルに基づいて、フォトトランジスタの受光出力が既定値になる様な矩形波出力のデューティー比及びフォトトランジスタの負荷を求めて設定することになる。

また、トナー残量センサ５３の発光ダイオードの駆動電流を変更すると共に、トナー残量センサ５３のフォトトランジスタの抵抗負荷を変更して、トナー残量センサ５３のトナー検出感度を校正する代わりに、各トナー残量センサ５３別に、トナー残量の判定のためにフォトトランジスタの受光出力と比較される基準値を変更して、トナー残量センサ５３のトナー検出感度を校正しても良い。

更に、トナー残量センサ５３として、発光ダイオード５７とフォトトランジスタ５８を対向配置した透過式のものを例示しているが、この代わりに図１９（ａ）、（ｂ）に示す様な発光ダイオード５７とフォトトランジスタ５８を並設し、発光ダイオード５７とフォトトランジスタ５８を各透明板４４、４５、及びスペースＳ１を介して白板５９と対向配置させた反射式のものを適用しても構わない。

この反射式のトナー残量センサ５３Ａでは、発光ダイオード５７の光が白板５９で反射され、この反射光がフォトトランジスタ５８に入射するという往復光路を形成しており、トナーがスペースＳ１にあるときには、往復光路が遮断されて、フォトトランジスタ５８が受光せず、トナーがスペースＳ１に無いときには、往復光路が通じて、フォトトランジスタ５８が受光する。このため、フォトトランジスタ５８の受光出力レベルに基づいて、トナーカートリッジ２２内のトナー残量が無くなったか否かを判定することができる。

また、反射式のトナー残量センサ５３Ａを用いる場合は、図２０に示す様に各支持片４３ｂ間に白板４３ｃを設けた清掃部材４３Ａを適用する。新たなトナーカートリッジにトナー残量センサ５３Ａがセットされる途中では、清掃部材４３Ａの白板４３ｃがトナー残量センサ５３Ａの発光ダイオード５７とフォトトランジスタ５８に対向して、発光ダイオード５７の光が白板４３ｃで反射され、この反射光がフォトトランジスタ５８に入射するという往復光路が形成されるので、この往復光路が形成される期間に、トナー残量センサ５３の校正を行なう。

本発明の画像形成装置の実施例１を示す側面図である。 図１の画像形成装置における各トナーカートリッジを取り外した状態を示す側面図である。 トナーカートリッジを現像器に装着する前の状態を正面側から見て示す斜視図である。 装着前のトナーカートリッジ及び現像器を裏面側から見て示す斜視図である。 装着後のトナーカートリッジ及び現像器を裏面側から見て示す斜視図である。 装着前のトナーカートリッジ及び現像器を側方から見て示す縦断面図である。 装着後のトナーカートリッジ及び現像器を側方から見て示す縦断面図である。 装着後のトナーカートリッジ及び現像器を正面側から見て拡大して示す断面図である。 現像器を正面側から見て拡大して示す斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）は、トナーカートリッジの清掃部材を示す平面図及び側面図である。 トナーカートリッジの攪拌部材に取り付けられた可撓性フィルム片を拡大して示す正面図である。 トナーカートリッジの攪拌部材の攪拌に伴い、可撓性フィルム片が各透明板間のスペースを通過する様子を示す正面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、トナーカートリッジの着脱に際し、トナー残量センサの発光部の光出射面及び受光部の光入射面がトナーカートリッジの清掃部材により清掃される様子を示す正面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、トナー残量センサによるトナーカートリッジ内のトナー残量の検出を説明するために用いた正面図である。 本実施例の画像形成装置におけるトナー残量検出装置を示すブロック図である。 トナー残量センサの校正に用いられる校正データテーブルＤを示す概念図である。 トナーカートリッジの攪拌部材と共に回転する可撓性フィルムの回転周期Ｔ、及びトナー残量センサによる検出周期Ｔｓを示すグラフである。 （ａ）及び（ｂ）は、トナーカートリッジの着脱に際してのトナー残量センサの検出出力の変化を示すグラフである。 （ａ）及び（ｂ）は、トナー残量センサの他の例を示す正面図及び側面図である。 図１９のトナー残量センサを清掃する清掃部材を示す平面図である。

符号の説明

１ 露光ユニット
２ 中間転写ベルトユニット
３ 定着ユニット
４ 用紙搬送装置
５ 給紙トレイ
６ 排紙トレイ
２１、２１ａ〜２１ｄ 現像器
２２、２２ａ〜２２ｄ トナーカートリッジ
５３ トナー残量センサ
５７ 発光ダイオード
５８ フォトトランジスタ
Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ 画像形成ステーション

Claims (6)

1. 複数のトナーカートリッジにトナー残量センサの発光素子及び受光素子をそれぞれ設け、各トナー残量センサ別に、発光素子を点灯したときの受光素子の受光出力に基づいて、トナーカートリッジのトナー残量を検出するトナー残量検出装置において、
   各トナー残量センサの発光素子を逐次選択し点灯すると共に、各トナー残量センサの受光素子の受光出力をワイヤードオアを通じて入力し、入力した受光出力に基づいて、選択し点灯したトナー残量センサの発光素子が設けられたトナーカートリッジのトナー残量を検出する判定手段と、
   各トナー残量センサ別に、トナー残量センサのトナー検出感度を校正する感度校正手段と
   を備えることを特徴とするトナー残量検出装置。
2. トナー残量センサは、トナーカートリッジに着脱自在にセットされ、
   感度校正手段は、トナー残量センサの着脱に際し、該トナー残量センサの受光素子の受光出力が一定となる様に該トナー残量センサのトナー検出感度を校正して記憶し、トナー残量センサがトナーカートリッジにセットされているときに、該トナー残量センサの校正したトナー検出感度を再現する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。
3. 感度校正手段は、トナー残量センサの発光素子の点灯のために判定手段から該発光素子に加えられる駆動電流を調節して、トナー残量センサのトナー検出感度を校正する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。
4. 感度校正手段は、トナー残量センサの受光素子の負荷抵抗を変更して、トナー残量センサのトナー検出感度を校正する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。
5. 感度校正手段は、トナーカートリッジのトナー残量を検出するためにトナー残量センサの受光素子の受光出力と比較される判定手段の判定基準を切り換えて、トナー残量センサのトナー検出感度を校正する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。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載のトナー残量検出装置を備える画像形成装置。
   
   

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