JP2005338342A - Image forming apparatus - Google Patents

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JP2005338342A JP2004155779A JP2004155779A JP2005338342A JP 2005338342 A JP2005338342 A JP 2005338342A JP 2004155779 A JP2004155779 A JP 2004155779A JP 2004155779 A JP2004155779 A JP 2004155779A JP 2005338342 A JP2005338342 A JP 2005338342A
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Masanori Seto
政則 瀬戸
Yoshiaki Oginoya
嘉章 萩野谷
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Fujifilm Business Innovation Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To measure a change in a residue toner quantity by utilizing a laser beam emitted from an optical scanner. <P>SOLUTION: The action of a laser printer 11 is explained. The toner in a toner container 120 is successively consumed along with progression of image formation. The position of the top surface (water surface) of the toner lowers gradually from (1) to (6) as the toner decreases. As the top surface of the toner descends, the toner covering a light exit window 124 disposed at a slope section 120A decreases. The laser beam LB in an unshielded range is transmitted from the light exit window 124 and received by a photodetecting sensor 128. The amount of the light received of the photodetecting sensor 128 increases successively until the amount of the light of the laser beam LB in the unshielded range is attained. Accordingly, the amount of the light of the laser beam LB transmitted from the light exit window 124 is varied by the range of the toner covering the light exit window 124 and the amount of the light received of the laser beam LB received by the detecting sensor 128 is varied. Namely, the range of the toner covering the light exit window 124, i.e. the change in the residue toner quantity, can be measured by the amount of the light received of the photodetecting sensor 128. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、画像形成装置に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus.

光走査装置から出射するレーザ光で、電子写真感光体(以降、「感光体」と記す)に潜像を形成し、この潜像を現像部で現像しトナー像を形成し、感光体上に形成されたトナー像を記録紙などに転写し、そして、転写されたトナー像を記録紙に定着することで、画像を記録する公知の電子写真プロセスを用いた画像形成装置が知られている。   A laser beam emitted from the optical scanning device forms a latent image on an electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as “photosensitive member”), and the latent image is developed in a developing unit to form a toner image. There is known an image forming apparatus using a known electrophotographic process for recording an image by transferring the formed toner image onto a recording paper or the like, and fixing the transferred toner image onto the recording paper.

このような画像形成装置には、現像部に供給するトナーが収容されたトナー収容部が設けられている。   Such an image forming apparatus is provided with a toner storage unit that stores toner to be supplied to the developing unit.

トナー収容部のトナーは、画像形成に伴い消費され減少してく。そして、トナー残量が所定の量以下になるとトナーを補給、あるいは、トナーが充填されている新品のトナー収容部と交換する。このため、画像形成装置には、トナー収容部のトナー残量を検知するトナー残量検知手段が設けられている。   The toner in the toner storage portion is consumed and reduced as the image is formed. When the remaining amount of toner becomes a predetermined amount or less, the toner is replenished or replaced with a new toner container filled with toner. For this reason, the image forming apparatus is provided with toner remaining amount detecting means for detecting the remaining amount of toner in the toner containing portion.

トナー残量検知手段としては、透磁率センサー、振動センサーなど様々なセンサーが用いられている。   As the toner remaining amount detecting means, various sensors such as a magnetic permeability sensor and a vibration sensor are used.

また、以下のように、光走査装置から出射するレーザ光を利用してトナー残量を検知する方法が提案されている。   As described below, a method for detecting the remaining amount of toner using laser light emitted from an optical scanning device has been proposed.

図15(A)に示すように、光走査装置(図示省略)から出射するレーザ光の光路を変更し、トナー収容部820に光路が変更されたレーザ光LSが透光する入光窓822と、透光したレーザ光LSが透光可能な出光窓824とを設け、出光窓824から透光したレーザ光LSを検知する受光センサー828を配置した構成が考案されている。   As shown in FIG. 15A, an optical path of laser light emitted from an optical scanning device (not shown) is changed, and a light entrance window 822 through which the laser light LS whose optical path has been changed passes through the toner storage portion 820. A configuration has been devised in which a light exit window 824 through which the transmitted laser light LS can be transmitted is provided, and a light receiving sensor 828 for detecting the laser light LS transmitted through the light output window 824 is disposed.

このような構成とすると、トナーの上面位置が(1)と(2)の場合、トナーに遮られレーザ光LSは出光窓824から出光しないので受光センサー828はレーザ光LSを検知しない。トナーが消費されトナーの上面位置が、(3)以下となるとレーザ光LSは出光窓824から透光し、受光センサー828がレーザ光LSを検知する。   With such a configuration, when the upper surface position of the toner is (1) and (2), the laser light LS is not emitted from the light exit window 824 because the toner is blocked and the light receiving sensor 828 does not detect the laser light LS. When the toner is consumed and the upper surface position of the toner becomes (3) or less, the laser beam LS is transmitted through the light exit window 824, and the light receiving sensor 828 detects the laser beam LS.

しかし、このような構成でのトナー残量の検知では、図15(B)に示すように、受光センサー828がレーザ光LSを検知するか否か、つまり、(3)の位置にトナーがあるか否かしか検知できない。つまり、トナーがどの程度残っているか、換言するとトナー残量の変化を測定することはできない。(例えば、特許文献1参照)。   However, in the detection of the remaining amount of toner in such a configuration, as shown in FIG. 15B, whether or not the light receiving sensor 828 detects the laser light LS, that is, there is toner at the position (3). It can only be detected. That is, it is impossible to measure how much toner remains, in other words, a change in the remaining amount of toner. (For example, refer to Patent Document 1).

また、トナー残量をアナログ的に測定する方法としては、次のような方法が提案されている。   Further, as a method for measuring the remaining amount of toner in an analog manner, the following method has been proposed.

トナー収容部のトナーと接する側壁を光が伝播する透明材で構成する。この側壁に赤外発光LEDで光を照射する。側壁に入光した光は側壁の外表面で屈折し、側壁の肉厚部内を反射しながら側壁端部に伝播する。トナーと接する側壁の内壁面にトナーが存在している部分と、トナーが存在していない部分とでは、反射効率が異なる。このため、トナーの消費によってトナー残量が減少してくると、その減少に対応して伝播する光の光量が変化する。よって、この光量の変化を受光センサーで測定しトナー残量の変化を測定する。   The side wall in contact with the toner in the toner storage portion is made of a transparent material through which light propagates. This side wall is irradiated with light by an infrared light emitting LED. The light that has entered the side wall is refracted on the outer surface of the side wall, and propagates to the end of the side wall while being reflected inside the thick part of the side wall. The reflection efficiency differs between a portion where the toner is present on the inner wall surface of the side wall in contact with the toner and a portion where the toner is not present. For this reason, when the remaining amount of toner decreases due to toner consumption, the amount of light propagating changes corresponding to the decrease. Therefore, the change in the amount of light is measured by the light receiving sensor, and the change in the remaining amount of toner is measured.

しかし、このような方法でのトナー残量の測定は、側壁を伝播する発散光を測定するので外光の影響も受けやすい。このため外光の影響を受けないように光ノイズ対策を行う必要がある。また、側壁を伝播する発散光は光量が少ないので、高感度のセンサーである必要がある。また、別途、赤外発光LEDなどの光源も必要である。このため、高コストである。(例えば、特許文献2参照)。
特開平03−126967号公報 特許第3419136号公報
However, the measurement of the remaining amount of toner by such a method is easily affected by external light because it measures divergent light propagating through the side wall. For this reason, it is necessary to take measures against optical noise so as not to be affected by external light. Further, since divergent light propagating through the side wall has a small amount of light, it needs to be a highly sensitive sensor. In addition, a light source such as an infrared light emitting LED is separately required. For this reason, it is expensive. (For example, refer to Patent Document 2).
Japanese Patent Laid-Open No. 03-126967 Japanese Patent No. 3419136

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、光走査装置から出射するレーザ光を利用して、トナー残量の変化を測定すること目的とする。   The present invention has been made to solve the above problem, and an object of the present invention is to measure a change in the remaining amount of toner using laser light emitted from an optical scanning device.

請求項1に記載の画像形成装置は、電子写真感光体に潜像を形成するレーザ光を出射する光走査装置と、前記電子写真感光体に形成された潜像を現像しトナー像を形成する現像部と、前記現像部に供給するトナーが収容され、底面の一部又は全面に斜面が形成された斜面部を備えるトナー収容部と、前記レーザ光の光路を変更する光路変更手段と、前記トナー収容部に形成され、前記光路変更手段で変更された前記レーザ光が透光する入光部と、前記トナー収容部の前記斜面部に形成され、前記透光したレーザ光が透光可能な出光部と、前記光路変更手段と前記入光部との間に配置され、レーザ光を前記斜面部の傾き方向に対して照射範囲を拡張するレーザ光拡張手段と、前記出光部を透光したレーザ光を受光する受光手段と、とを備えることを特徴としている。   The image forming apparatus according to claim 1 forms a toner image by developing an optical scanning device that emits a laser beam that forms a latent image on an electrophotographic photosensitive member, and the latent image formed on the electrophotographic photosensitive member. A developing portion, a toner containing portion that contains toner to be supplied to the developing portion, and has a slope portion formed with a slope on a part or the whole of the bottom surface; an optical path changing means that changes the optical path of the laser beam; A light incident portion that is formed in the toner accommodating portion and through which the laser light changed by the optical path changing means is transmitted, and a light incident portion that is formed in the slope portion of the toner accommodating portion and can transmit the transmitted laser light. A light exit unit, a laser beam extending unit that is disposed between the light path changing unit and the light entrance unit, and that extends the irradiation range of the laser beam with respect to the inclination direction of the inclined surface unit; A light receiving means for receiving laser light. It is characterized in.

請求項1に記載の画像形成装置は、光走査装置からレーザ光を出射し、電子写真感光体に潜像を形成する。潜像は現像部で現像され電子写真感光体にトナー像が形成される。   According to another aspect of the present invention, a laser beam is emitted from the optical scanning device to form a latent image on the electrophotographic photosensitive member. The latent image is developed in the developing unit to form a toner image on the electrophotographic photosensitive member.

現像部はトナー収容部からトナーを供給される。トナー収容部は、底面の一部又は全面に斜面が形成された斜面部を備えている
さて、トナー収容部のトナーは、現像を行うと消費され減少する。そして、トナー残量が所定の量以下になるとトナーを補給、あるいは、トナーが充填されている新品のトナー収容部と交換する必要がある。
The developing unit is supplied with toner from the toner storage unit. The toner storage portion includes a slope portion with a slope formed on a part of the bottom surface or the entire surface. The toner in the toner storage portion is consumed and reduced when development is performed. When the remaining amount of toner falls below a predetermined amount, it is necessary to replenish the toner or replace it with a new toner container filled with toner.

このため、トナー収容部のトナー残量の変化を、つぎのように測定している。   For this reason, the change in the remaining amount of toner in the toner container is measured as follows.

光路変更手段でレーザ光の光路を変更する。光路が変更したレーザ光はレーザ光拡張手段でトナー収容部の斜面部の傾き方向に対して照射範囲を拡張される。照射範囲が拡張したレーザ光は、トナー収容部に形成された入光部から透光する。透光したレーザ光は斜面部に設けられた出光部から透光可能となっている
さて、トナー収容部にトナーが多量にあり、斜面部に設けられた出光部の全面をトナーが覆っている状態では、トナー収容部に形成された入光部から透光したレーザ光は、トナーに遮られ、出光部から透光しない。よって、受光手段が受光する受光量はゼロである。
The optical path of the laser beam is changed by the optical path changing means. The irradiation range of the laser beam whose optical path has been changed is expanded by the laser beam extending means with respect to the inclination direction of the inclined surface portion of the toner storage unit. The laser beam whose irradiation range has been expanded is transmitted through a light incident portion formed in the toner accommodating portion. The transmitted laser beam can be transmitted from the light exit portion provided on the slope portion. The toner container has a large amount of toner, and the toner covers the entire surface of the light exit portion provided on the slope portion. In the state, the laser light transmitted from the light incident portion formed in the toner accommodating portion is blocked by the toner and is not transmitted from the light exit portion. Therefore, the amount of light received by the light receiving means is zero.

トナーの減少に伴いトナーの上面(水面)位置が下がっていく。そして、トナーの上面が下がっていくに伴い、斜面部に設けられた出光部を覆うトナーが減少してくる。よって、斜面部に設けられた出光部を覆うトナーが減少し、出光部の一部のみをトナーが覆う状態となる。そして、レーザ光は斜面部の傾き方向に対して照射範囲を拡張しているので、トナーによって一部のみが遮られるが、遮られていない範囲のレーザ光は出光部から透光し、受光手段が受光する。また、このときの受光手段の受光量は遮られていない範囲のレーザ光の光量分となる。   As the toner decreases, the upper surface (water surface) position of the toner decreases. Then, as the upper surface of the toner is lowered, the toner covering the light output portion provided on the slope portion is decreased. Therefore, the toner covering the light exit portion provided on the slope portion is reduced, and the toner covers only a part of the light exit portion. And since the irradiation range of the laser beam is extended with respect to the inclination direction of the inclined surface, only a part of the laser beam is blocked by the toner, but the laser beam in the unblocked range is transmitted from the light emitting unit, and the light receiving means Receive light. Further, the amount of light received by the light receiving means at this time is equal to the amount of laser light in a range not blocked.

更に、トナーが減少し、出光部の全面にトナーがない状態となると、レーザ光は全て出光部から透光し、受光手段の受光量は最大となる。   Further, when the toner is reduced and no toner is present on the entire surface of the light exiting portion, all the laser light is transmitted through the light exiting portion, and the amount of light received by the light receiving means is maximized.

このように、斜面部に設けられた出光部を覆うトナーの範囲によって、出光部から透光するレーザ光量が変わり、受光手段での受光量が変わる。つまり、受光手段の受光量の変化で、斜面部に設けられた出光部を覆うトナーの範囲、すなわち、トナー残量の変化が測定される。   As described above, the amount of laser light transmitted from the light exiting portion varies depending on the range of the toner covering the light exiting portion provided on the slope portion, and the amount of light received by the light receiving means varies. In other words, the change in the amount of toner covering the light exiting portion provided on the slope portion, that is, the change in the remaining amount of toner is measured by the change in the amount of light received by the light receiving means.

請求項2に記載の画像形成装置は、請求項1に記載の構成において、前記光路変更手段は、前記電子写真感光体に潜像を形成する範囲外のレーザ光を前記レーザ光拡張手段に向けるミラーであり、前記レーザ光拡張手段は、ビームエキスパンダーであることを特徴としている。   According to a second aspect of the present invention, in the configuration according to the first aspect, the optical path changing unit directs a laser beam outside a range for forming a latent image on the electrophotographic photosensitive member to the laser beam expanding unit. It is a mirror, and the laser beam expanding means is a beam expander.

請求項2に記載の画像形成装置は、電子写真感光体に潜像を形成する範囲外のレーザ光をミラーで光路を変更し、ビームエキスパンダーに向ける。ビームエキスパンダーは、トナー収容部の斜面部の傾き方向に対してレーザ光を広げる。   The image forming apparatus according to claim 2 changes the optical path of the laser beam outside the range for forming a latent image on the electrophotographic photosensitive member with a mirror and directs the beam to the beam expander. The beam expander spreads the laser beam with respect to the inclination direction of the inclined surface portion of the toner containing portion.

レーザ光はトナー収容部に形成さた入光部から透光し、トナー残量の変化に応じて斜面部に設けられた出光部から透光するレーザ光の光量が変わり、受光手段で受光する受光量が変わる。つまり、受光手段の受光量の変化でトナー残量の変化を測する。   The laser light is transmitted from the light incident portion formed in the toner accommodating portion, and the amount of the laser light transmitted from the light exit portion provided on the slope portion changes according to the change in the remaining amount of toner, and is received by the light receiving means. The amount of received light changes. That is, the change in the remaining amount of toner is measured by the change in the amount of light received by the light receiving means.

なお、ミラーは、電子写真感光体に潜像を形成する範囲外のレーザ光の光路を変更するので、潜像形成に影響を与えない。よって、画像形成中であっても、トナー残量の変化を測定できる。   Since the mirror changes the optical path of the laser beam outside the range for forming the latent image on the electrophotographic photosensitive member, it does not affect the latent image formation. Therefore, it is possible to measure a change in the remaining amount of toner even during image formation.

また、機械的に駆動する機構がないので、故障が少ない。   In addition, since there is no mechanical drive mechanism, there are few failures.

請求項3に記載の画像形成装置は、電子写真感光体に潜像を形成するレーザ光を出射する光走査装置と、前記電子写真感光体に形成された潜像を現像しトナー像を形成する現像部と、前記現像部に供給するトナーが収容され、底面の一部又は全面に斜面が形成された斜面部を備えるトナー収容部と、前記レーザ光の光路を変更するとともに、該レーザ光を前記斜面部の傾き方向に対して照射範囲を拡張する回動可能な反射ミラーと、前記トナー収容部に形成され、前記反射ミラーで光路が変更され照射範囲が拡張された前記レーザ光が透光する入光部と、前記トナー収容部の前記斜面部に形成され、前記透光したレーザ光が透光可能な出光部と、前記出光部を透光したレーザ光を受光する受光手段と、を備えることを特徴としている。   The image forming apparatus according to claim 3 forms a toner image by developing an optical scanning device that emits a laser beam that forms a latent image on the electrophotographic photosensitive member, and the latent image formed on the electrophotographic photosensitive member. A developing unit, a toner containing unit containing toner to be supplied to the developing unit, and a sloped part having a slope formed on a part or the whole of the bottom surface; and changing the optical path of the laser beam, A rotatable reflecting mirror that extends an irradiation range with respect to the inclination direction of the inclined surface portion, and the laser light that is formed in the toner storage portion and whose optical path is changed by the reflecting mirror and the irradiation range is extended is transparent. A light incident part, a light emitting part formed on the inclined surface part of the toner accommodating part and capable of transmitting the transmitted laser light, and a light receiving means for receiving the laser light transmitted through the light emitting part. It is characterized by providing.

請求項3に記載の画像形成装置は、回動可能な反射ミラーが、レーザ光の光路を変更するとともに、照射範囲を拡張している。よって、部品点数が少なく低コストである。   In the image forming apparatus according to the third aspect, the rotatable reflecting mirror changes the optical path of the laser beam and extends the irradiation range. Therefore, the number of parts is small and the cost is low.

反射ミラーは、トナー収容部の斜面部の傾き方向に対してレーザ光を走査し照射範囲を拡張する。そして、レーザ光はトナー収容部に形成さた入光部から透光し、トナー残量の変化に応じて斜面部に設けられた出光部から透光するレーザ光の光量が変わり、受光手段で受光する受光量が変わる。つまり、受光手段の受光量の変化でトナー残量の変化を測定する。   The reflection mirror expands the irradiation range by scanning the laser beam with respect to the inclination direction of the inclined surface of the toner storage unit. Then, the laser light is transmitted from the light incident portion formed in the toner accommodating portion, and the amount of the laser light transmitted from the light exit portion provided on the inclined surface portion is changed according to the change in the remaining amount of toner. The amount of received light changes. That is, the change in the remaining amount of toner is measured by the change in the amount of light received by the light receiving means.

更に、レーザ光を走査するのでなく、トナー収容部の斜面部の傾き方向に対して複数の位置にレーザ光を照射し照射範囲を拡張してもよい。(複数本のレーザ光で照射)。   Further, instead of scanning the laser beam, the irradiation range may be expanded by irradiating the laser beam to a plurality of positions with respect to the inclination direction of the inclined surface portion of the toner storage unit. (Irradiated with multiple laser beams).

この場合、トナーが減少するに伴い、出光部から透光するレーザ光の本数が変わる。よって、受光手段は、受光するレーザ光の本数の変化でトナー残量の変化を測定できる。あるいは、出光部から透光するレーザ光の位置を受光手段で検知し、トナー残量の変化を測定しても良い。   In this case, as the amount of toner decreases, the number of laser beams that are transmitted from the light exit portion changes. Therefore, the light receiving means can measure the change in the remaining amount of toner by the change in the number of received laser beams. Alternatively, the change in the remaining amount of toner may be measured by detecting the position of the laser beam transmitted from the light exit portion with a light receiving means.

請求項4に記載の画像形成装置は、請求項3に記載の構成において、前記反射ミラーは、前記光走査装置から前記レーザ光が出射する出射口を遮光する遮光手段を兼ねることを特徴としている。   According to a fourth aspect of the invention, there is provided the image forming apparatus according to the third aspect, wherein the reflection mirror also serves as a light shielding unit that shields an emission port from which the laser beam is emitted from the optical scanning device. .

請求項4に記載の画像形成装置は、反射ミラーが光走査装置からレーザ光が出射する出射口を遮光する遮光手段を兼ねているので、別途、遮光手段を設ける必要がない。よって、部品点数が少なく低コストである。   In the image forming apparatus according to the fourth aspect, since the reflection mirror also serves as a light shielding unit that shields the exit port from which the laser beam is emitted from the optical scanning device, it is not necessary to provide a separate light shielding unit. Therefore, the number of parts is small and the cost is low.

請求項5に記載の画像形成装置は、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の構成において、前記出光部と前記受光手段との間に配置され、拡張した前記レーザ光を集光する集光手段を備えることを特徴としている。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the image forming apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the expanded laser beam is arranged between the light emitting unit and the light receiving unit. It is characterized by comprising a light collecting means.

請求項5に記載の画像形成装置は、出光部から透光した拡張したレーザ光は、集光手段で集光されたのち、受光手段で受光する。   In the image forming apparatus according to the fifth aspect, the expanded laser light transmitted from the light output portion is condensed by the condensing unit and then received by the light receiving unit.

よって、受光手段の受光範囲は狭くて良い。つまり、小型の受光手段で良いので、省スペースである。   Therefore, the light receiving range of the light receiving means may be narrow. That is, since a small light receiving means may be used, space is saved.

請求項6に記載の画像形成装置は、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の構成において、前記トナー収容部は着脱可能に装着され、前記受光手段は該トナー収容部が装着されているか否かを検知する検知手段を兼ねることを特徴としている。   According to a sixth aspect of the present invention, in the configuration according to any one of the first to fifth aspects, the toner storage portion is detachably mounted, and the light receiving means is mounted on the toner storage portion. It is also characterized in that it also serves as a detecting means for detecting whether or not it has been performed.

請求項6に記載の画像形成装置は、受光手段がトナー収容部が装着されているか否かを検知する検知手段を兼ねているので、別途、検知手段を設ける必要がない。よって、部品点数が少なく低コストである。   In the image forming apparatus according to the sixth aspect, since the light receiving means also serves as a detecting means for detecting whether or not the toner accommodating portion is mounted, it is not necessary to provide a separate detecting means. Therefore, the number of parts is small and the cost is low.

以上説明したように本発明によれば、光走査装置から出射するレーザ光を利用して、トナー残量の変化を測定できる。   As described above, according to the present invention, the change in the remaining amount of toner can be measured using the laser light emitted from the optical scanning device.

以下、本発明に係る画像形成装置を適用した一例として、公知の電子写真プロセスを適用したレーザプリンタについて図面を参照して説明する。なお、公知の電子写真プロセスとは、感光体に対する帯電、レーザ等の露光による潜像の形成、トナーによる潜像の現像を経て、感光体上に形成されたトナー像を記録紙などに転写し、そして、トナー像を記録紙に定着することで、画像を記録する一連のプロセスを言う。   Hereinafter, as an example to which the image forming apparatus according to the present invention is applied, a laser printer to which a known electrophotographic process is applied will be described with reference to the drawings. The known electrophotographic process is to transfer a toner image formed on a photoconductor to a recording paper through charging of the photoconductor, formation of a latent image by exposure with a laser, etc., and development of the latent image with toner. A series of processes for recording an image by fixing a toner image on a recording sheet.

また、本発明が適用される画像形成装置は、以下で説明するレーザプリンタに限らず、複写機、ファクシミリ、あるいは、複合機等であっても良い。   The image forming apparatus to which the present invention is applied is not limited to a laser printer described below, and may be a copying machine, a facsimile, a multifunction machine, or the like.

図1は、本発明に係る第1の実施形態のレーザプリンタ11の概略構成を示している。レーザプリンタ11は、上述した公知の電子写真プロセスにより、外部装置から入力した画像情報に基づいてトナー像を形成し、この画像を記録紙Pに記録するものである。なお、以下の説明において、本発明の本質とは直接関係しないものについては、詳細な説明を省略する。   FIG. 1 shows a schematic configuration of a laser printer 11 according to a first embodiment of the present invention. The laser printer 11 forms a toner image based on image information input from an external apparatus by the known electrophotographic process described above, and records this image on the recording paper P. In the following description, detailed descriptions of those not directly related to the essence of the present invention are omitted.

まず、レーザプリンタ11の構成の概要と記録紙Pに画像の形成を行うプロセスの概要とを説明する。なお、図に向かって左側を正面側とする。   First, an outline of the configuration of the laser printer 11 and an outline of a process for forming an image on the recording paper P will be described. Note that the left side of the figure is the front side.

図1に示すように、レーザプリンタ11の内部の中央付近に、感光体ドラム20が回転可能に支持されている。感光体ドラム20は駆動手段(図示省略)により、矢印Kの方向に回転する。   As shown in FIG. 1, a photosensitive drum 20 is rotatably supported near the center inside the laser printer 11. The photosensitive drum 20 is rotated in the direction of the arrow K by driving means (not shown).

感光体ドラム20の左上部に接触するようにローラー帯電器22が配置されている。ローラー帯電器22は帯電バイアスが印加され、感光体ドラム20を所定の電位に帯電する。帯電後、感光体ドラム20の上方に配置された光走査装置44から出射されたレーザ光LAによって露光が行われ、画像情報に応じた潜像が感光体ドラム20の表面に形成される。   A roller charger 22 is disposed so as to be in contact with the upper left portion of the photosensitive drum 20. The roller charger 22 is charged with a charging bias and charges the photosensitive drum 20 to a predetermined potential. After charging, exposure is performed by the laser beam LA emitted from the optical scanning device 44 disposed above the photosensitive drum 20, and a latent image corresponding to image information is formed on the surface of the photosensitive drum 20.

現像装置27は、所定の極性に帯電したトナーが担持されている現像ローラ26を備える現像部24と、この現像部24に供給するトナーが収容されたトナー収容部120とが一体となっている。   In the developing device 27, a developing unit 24 including a developing roller 26 that holds toner charged to a predetermined polarity and a toner storage unit 120 that stores toner to be supplied to the developing unit 24 are integrated. .

そして、感光体ドラム20の表面に形成された潜像は、現像ローラ26に現像バイアスを印加することで現像されトナー像となる。トナー像は、感光体ドラム20と転写ローラ32とのニップ部に送られる。   The latent image formed on the surface of the photoconductive drum 20 is developed by applying a developing bias to the developing roller 26 to become a toner image. The toner image is sent to the nip portion between the photosensitive drum 20 and the transfer roller 32.

一方、レーザプリンタ11の下部には、記録紙Pが収容された給紙カセット48が配置されている。記録紙Pは、ピックアップローラ36により送り出され、搬送ローラ38によって搬送される。そして、レジストローラ40により所定のタイミングで転写ローラ32と感光体ドラム20とのニップ部に送られる。   On the other hand, a paper feed cassette 48 in which the recording paper P is accommodated is disposed below the laser printer 11. The recording paper P is fed out by the pickup roller 36 and is transported by the transport roller 38. Then, it is sent to the nip portion between the transfer roller 32 and the photosensitive drum 20 by the registration roller 40 at a predetermined timing.

転写ローラ32には前述したトナーの所定の電位と逆極性の電圧が印加され、感光体ドラム20のトナー像は記録紙Pに転写される。トナー像が転写した記録紙Pは定着器34に送られる。定着器34は熱と圧力とで記録紙Pにトナー像を定着する。トナー像が定着した記録紙Pは、レーザプリンタ11の上部の排紙トレイ42に排紙される。   A voltage having a polarity opposite to the predetermined potential of the toner described above is applied to the transfer roller 32, and the toner image on the photosensitive drum 20 is transferred to the recording paper P. The recording paper P to which the toner image has been transferred is sent to the fixing device 34. The fixing device 34 fixes the toner image on the recording paper P with heat and pressure. The recording paper P on which the toner image is fixed is discharged to a discharge tray 42 at the top of the laser printer 11.

トナー像は転写ローラ32で記録紙Pに全ては転写されずに、一部は感光体ドラム20に残留トナーとして残る。残留トナーはクリーニング器28のクリーニングブレード30で掻き取られ、クリーニング器28の内部29に回収される。   The toner image is not completely transferred onto the recording paper P by the transfer roller 32, and a part of the toner image remains on the photosensitive drum 20 as residual toner. Residual toner is scraped off by the cleaning blade 30 of the cleaning device 28 and collected in the interior 29 of the cleaning device 28.

なお、感光体ドラム20、現像装置27、クリーニング器28、ローラー帯電器22は、一体的に支持されたプロセスカートリッジ100を構成している。そして、プロセスカートリッジ100はレーザプリンタ11に着脱可能に装着されている。   The photosensitive drum 20, the developing device 27, the cleaning device 28, and the roller charger 22 constitute an integrally supported process cartridge 100. The process cartridge 100 is detachably attached to the laser printer 11.

レーザプリンタ11の正面部には、プロセスカートリッジ100を着脱するための開閉カバー50が設けられている。開閉カバー50は、下端部に回動軸52が設けられている。   An opening / closing cover 50 for attaching / detaching the process cartridge 100 is provided on the front surface of the laser printer 11. The opening / closing cover 50 is provided with a rotating shaft 52 at the lower end.

そして、図2に示すように、プロセスカートリッジ100が寿命になると開閉カバー50を開閉し、新しいプロセスカートリッジ100と交換することができる。   As shown in FIG. 2, when the process cartridge 100 reaches the end of its life, the open / close cover 50 can be opened and closed and replaced with a new process cartridge 100.

図1に示すように、レーザプリンタ11にプロセスカートリッジ100が装着された状態において、現像装置27のトナー収容部120の底面は、現像部24側に向かって下がっている斜面部120Aを形成している。   As shown in FIG. 1, in the state where the process cartridge 100 is mounted on the laser printer 11, the bottom surface of the toner storage unit 120 of the developing device 27 forms an inclined surface 120A that is lowered toward the developing unit 24 side. Yes.

図3に示すように、光走査装置44の内部にはレーザを発光する発光部202、レーザ光を走査するポリゴンミラー204、反射ミラー206、ピックオフミラー208などが配設されている。   As shown in FIG. 3, a light emitting unit 202 that emits laser light, a polygon mirror 204 that scans laser light, a reflection mirror 206, a pick-off mirror 208, and the like are disposed inside the optical scanning device 44.

ピックオフミラー208は、感光体ドラム20に潜像を形成するエリアIMの走査範囲IBの外のレーザ光LBの光路を変更する。   The pick-off mirror 208 changes the optical path of the laser beam LB outside the scanning range IB of the area IM where a latent image is formed on the photosensitive drum 20.

図4に示すように、レーザ光LAは出射口210から出射され感光体ドラム20に露光する。ピックオフミラー208で光路が変更したレーザ光LBは出射口212から出射する。   As shown in FIG. 4, the laser beam LA is emitted from the emission port 210 and is exposed to the photosensitive drum 20. The laser beam LB whose optical path has been changed by the pick-off mirror 208 is emitted from the emission port 212.

図1と図4とに示すように、出射したレーザ光LBは、プロセスカートリッジ100と光走査装置44との間に設けられたエビームエキスパンダー130で、プロセスカートリッジ100のトナー収容部120の斜面部120Aの斜面方向(図1と図4とでは左右方向)に対して拡張される。   As shown in FIGS. 1 and 4, the emitted laser beam LB is emitted from an e-beam expander 130 provided between the process cartridge 100 and the optical scanning device 44, and an inclined surface portion of the toner container 120 of the process cartridge 100. It is expanded with respect to the slope direction of 120A (the left-right direction in FIGS. 1 and 4).

プロセスカートリッジ100のトナー収容部120の上面には、エビームエキスパンダー130で拡張されたレーザ光LBが透光する透明な樹脂板からなる入光窓122が設けられている。また、入光窓122から透光したレーザ光LBが透光可能な、透明な樹脂板からなる出光窓124がトナー収容部120の斜面部120Aに設けられている。つまり。レーザ光LBは、入光窓122から入り出光窓124から透光可能となっている。   A light incident window 122 made of a transparent resin plate through which the laser beam LB expanded by the e-beam expander 130 is transmitted is provided on the upper surface of the toner container 120 of the process cartridge 100. Further, a light exit window 124 made of a transparent resin plate through which the laser light LB transmitted through the light entrance window 122 can be transmitted is provided on the inclined surface 120 </ b> A of the toner storage unit 120. In other words. The laser beam LB can be transmitted through the light entrance window 122 and the light exit window 124.

トナー収容部120の下方には集光レンズ126が設けられ、出光窓124から透光したレーザ光LBが、集光レンズ126で集光される
集光レンズ126の下方には、受光センサー128が設けられ、集光レンズ126で集光されたレーザ光LBを受光する。なお、受光センサー128は、受光する受光量の変化を測定可能となっている。
A condensing lens 126 is provided below the toner container 120, and the laser beam LB transmitted through the light exit window 124 is collected by the condensing lens 126. A light receiving sensor 128 is provided below the condensing lens 126. The laser beam LB provided and condensed by the condenser lens 126 is received. The light receiving sensor 128 can measure a change in the amount of received light.

さて、図2に示すように、プロセスカートリッジ100が装着されていない場合は、トナー収容部120の入光窓122と出光窓124とを透光せずに、直接、受光センサー128がレーザ光LBを受光する。よって、入光窓122と出光窓124とで光量がロスしないので、受光センサー128で受光する受光量が増大する。   As shown in FIG. 2, when the process cartridge 100 is not mounted, the light receiving sensor 128 directly transmits the laser light LB without transmitting the light entrance window 122 and the light exit window 124 of the toner storage unit 120. Is received. Therefore, the amount of light received by the light receiving sensor 128 increases because the amount of light is not lost between the light entrance window 122 and the light exit window 124.

つぎに、本実施の形態のレーザプリンタ11の作用を説明する。   Next, the operation of the laser printer 11 of this embodiment will be described.

記録紙Pに画像形成を行っていくに伴い、トナー収容部120のトナーが消費され減少していく。トナーが減少し、トナー残量が所定の量以下になると新品のプロセスカートリッジ100と交換する必要がある。したがって、トナー残量を検知する必要がある。   As the image is formed on the recording paper P, the toner in the toner storage unit 120 is consumed and decreased. When the amount of toner decreases and the remaining amount of toner falls below a predetermined amount, it is necessary to replace it with a new process cartridge 100. Therefore, it is necessary to detect the remaining amount of toner.

なお、完全にトナー切れを起こすと印字不良となるので、完全にトナー切れになる前に、装置を強制的にストップする必要がある。しかし、突然装置がストップし、予備の新品のプロセスカートリッジをユーザーが準備していない場合、ユーザーが新品を入手するまで印字できなくなる。   It should be noted that if the toner runs out completely, printing failure occurs, so the apparatus must be forcibly stopped before the toner runs out completely. However, if the apparatus suddenly stops and the user does not prepare a spare new process cartridge, printing cannot be performed until the user obtains a new one.

特開平03−126967号公報の記載の方法では、所定の量のトナーがあるか否かの検知しかできない。よって、所定の量以下のトナー量を検知するとユーザーにプロセスカートリッジの交換が必要の旨の通知を行い、例えば、ある一定枚数印字すると強制的に装置をストップしている。このため、プロセスカートリッジにトナーがある程度以上残った状態で交換するのでトナーが無駄になる。   The method described in Japanese Patent Laid-Open No. 03-126967 can only detect whether or not there is a predetermined amount of toner. Therefore, when a toner amount equal to or less than a predetermined amount is detected, the user is notified that the process cartridge needs to be replaced. For example, when a certain number of sheets are printed, the apparatus is forcibly stopped. For this reason, the toner is wasted because the replacement is performed in a state where a certain amount of toner remains in the process cartridge.

しかし、本実施形態のレーザプリンタ11は、トナー残量の変化を測定し、測定結果をユーザーに通知し、完全にトナー切れとなるぎりぎりのトナー残量となると強制的に装置をストップしている。このため、トナーが無駄にならない。   However, the laser printer 11 according to the present embodiment measures the change in the remaining amount of toner, notifies the user of the measurement result, and forcibly stops the apparatus when the toner remaining level is almost out of toner. . For this reason, the toner is not wasted.

つぎに、トナー残量の変化の測定方法を説明する。   Next, a method for measuring changes in the remaining amount of toner will be described.

図5(A)に示すように、トナーの減少に伴いトナーの上面(水面)位置が、(1)から(6)へと除除に下がって行く。   As shown in FIG. 5A, as the toner decreases, the upper surface (water surface) position of the toner gradually decreases from (1) to (6).

トナー収容部120にトナーが多量にある(1)の状態では、斜面部120Aに設けられた出光窓124の全面をトナーが覆っている。よって、入光窓122から透光したレーザ光LBは、トナーに遮られ、出光窓124から透光しない。   In the state (1) where there is a large amount of toner in the toner container 120, the toner covers the entire surface of the light exit window 124 provided on the inclined surface 120A. Therefore, the laser beam LB transmitted through the light entrance window 122 is blocked by the toner and is not transmitted through the light exit window 124.

よって、図5(B)のグラフに示すように、受光センサー128が受光するレーザ光LBの受光量はゼロである。   Therefore, as shown in the graph of FIG. 5B, the received light amount of the laser beam LB received by the light receiving sensor 128 is zero.

しかし、トナーの減少に伴いトナーの上面(水面)位置が下がり、斜面部120Aに設けられた出光窓124を覆うトナーが減少し、図5(A)の(3)と(4)との状態のように、出光窓124の一部のみをトナーが覆う状態となると、レーザ光LBはトナーによって一部のみが遮られ、遮られていない範囲のレーザ光LBが出光窓124から透光し、受光センサー128が受光する。   However, as the toner decreases, the upper surface (water surface) position of the toner decreases, and the toner covering the light exit window 124 provided on the inclined surface 120A decreases, and the states (3) and (4) in FIG. As described above, when the toner covers only a part of the light exit window 124, the laser light LB is partially blocked by the toner, and the laser light LB in a range not blocked is transmitted from the light exit window 124. The light receiving sensor 128 receives light.

そして、図5(B)のグラフに示すように、受光センサー128の受光量は遮られていない範囲のレーザ光LBの光量分となるように増加していく。   Then, as shown in the graph of FIG. 5B, the amount of light received by the light receiving sensor 128 increases so as to be equal to the amount of light of the laser light LB in the unobstructed range.

トナーが減少し、図5(A)の(5)と(6)とに示すように、出光窓124の全面にトナーがない状態となると、レーザ光LBは全て出光部から透光し、図5(B)のグラフのように、受光センサー128の受光量は出光窓124の全面を透過した受光量となる。   When the toner decreases and the toner exits from the entire surface of the light exit window 124 as shown in (5) and (6) of FIG. 5A, all the laser light LB is transmitted through the light exit portion. As shown in the graph of FIG. 5B, the amount of light received by the light receiving sensor 128 is the amount of light received through the entire surface of the light exit window 124.

このように、出光窓124を覆うトナーの範囲によって、出光窓124から透光するレーザ光LBの光量が変わり、受光センサー128で受光するレーザ光LBの受光量が変わる。つまり、受光センサー128の受光量で、出光窓124を覆うトナーの範囲、すなわち、トナー残量の変化を測定できる。   As described above, the amount of the laser light LB transmitted through the light exit window 124 varies depending on the range of the toner covering the light exit window 124, and the amount of the laser light LB received by the light receiving sensor 128 varies. That is, it is possible to measure the range of toner covering the light exit window 124, that is, the change in the remaining amount of toner, with the amount of light received by the light receiving sensor 128.

したがって、光走査装置44を利用してトナー残量の変化を測定するので低コストである。   Accordingly, since the change in the remaining amount of toner is measured using the optical scanning device 44, the cost is low.

また、レーザ光LBの光量を直接測定するので、外光の影響を受けにくい。よって、光ノイズ対策を行う必要はない。更に、集光レンズ126で集光しているので、受光センサー128の受光範囲は狭くて良い。つまり、小型の受光センサー128となっている。   Further, since the light quantity of the laser beam LB is directly measured, it is not easily affected by external light. Therefore, it is not necessary to take measures against optical noise. Further, since the light is condensed by the condenser lens 126, the light receiving range of the light receiving sensor 128 may be narrow. That is, the light receiving sensor 128 is small.

更に、感光体ドラム20に潜像の形成を行う範囲外のレーザ光LBをピックオフして使用しているので、画像形成中であっても常にトナー残量の変化を測定できる。また、機械的に駆動する機構がないので、故障が少ない。   Furthermore, since the laser beam LB outside the range for forming the latent image on the photosensitive drum 20 is picked off and used, it is possible to always measure the change in the remaining amount of toner even during image formation. In addition, since there is no mechanical drive mechanism, there are few failures.

さて、図2に示すように、プロセスカートリッジ100が装着されていない場合は、入光窓122と出光窓124とで光量がロスしないので、図6に示すように、受光センサー128で受光する受光量が増大する。よって、プロセスカートリッジ100が装着されていない場合と装着されている場合とは、受光センサー128の受光量の差で検知できる。   Now, as shown in FIG. 2, when the process cartridge 100 is not mounted, the light quantity is not lost in the light entrance window 122 and the light exit window 124, so that the light received by the light receiving sensor 128 is received as shown in FIG. The amount increases. Therefore, the case where the process cartridge 100 is not attached and the case where it is attached can be detected by the difference in the amount of light received by the light receiving sensor 128.

したがって、レーザプリンタ11は、プロセスカートリッジ100が装着されているか否かを検知する検知手段を別途設けることなく、プロセスカートリッジ100の装着の有無を検知している。よって、部品点数が少なく低コストである。   Therefore, the laser printer 11 detects whether or not the process cartridge 100 is mounted without separately providing detection means for detecting whether or not the process cartridge 100 is mounted. Therefore, the number of parts is small and the cost is low.

つぎに、本発明に係る画像形成装置の第2の実施形態を説明する。なお、第1の実施形態で説明した部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   Next, a second embodiment of the image forming apparatus according to the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member demonstrated in 1st Embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図7と図8とは、本発明にかかる第2の実施形態のレーザプリンタ12の要部を示している。   7 and 8 show the main part of the laser printer 12 according to the second embodiment of the present invention.

図7に示すように、光走査装置442のレーザ光LAの感光体ドラム20への光路の上方に反射ミラー200が配置されている。反射ミラー200は、断面が半月状をし、底面部が反射ミラー面204となっている。また、回動軸202を中心に反射ミラー面204が回動する。   As shown in FIG. 7, the reflection mirror 200 is disposed above the optical path of the laser beam LA of the optical scanning device 442 to the photosensitive drum 20. The reflection mirror 200 has a semicircular cross section and a reflection mirror surface 204 at the bottom. Further, the reflection mirror surface 204 rotates around the rotation shaft 202.

図8に示すように、反射ミラー200が回動すると反射ミラー面204がレーザ光LAの光路にかかり、レーザ光LAを反射する。反射したレーザ光LCはトナー収容部120の入光窓122に透光する。また、反射ミラー200を回動させることで、トナー収容部120の斜面部120Aの傾斜方向に対して走査し、レーザ光LCを拡張している。   As shown in FIG. 8, when the reflection mirror 200 is rotated, the reflection mirror surface 204 is applied to the optical path of the laser beam LA and reflects the laser beam LA. The reflected laser light LC is transmitted through the light entrance window 122 of the toner storage unit 120. Further, by rotating the reflection mirror 200, scanning is performed with respect to the inclined direction of the inclined surface portion 120A of the toner containing portion 120, and the laser light LC is expanded.

つぎに、本実施の形態のレーザプリンタ12の作用を説明する。   Next, the operation of the laser printer 12 of this embodiment will be described.

第1の実施形態のレーザプリンタ11に同様に受光センサー128の受光量の変化でトナー残量の変化を測定できる。(図5参考)。また、プロセスカートリッジ100が装着されているか否かを検知する検知手段を別途設けることなく、プロセスカートリッジ100の装着の有無を検知できる。(図2、図6参考)。   Similarly to the laser printer 11 of the first embodiment, the change in the remaining amount of toner can be measured by the change in the amount of light received by the light receiving sensor 128. (See Figure 5). Further, it is possible to detect whether or not the process cartridge 100 is mounted without separately providing detection means for detecting whether or not the process cartridge 100 is mounted. (See FIGS. 2 and 6).

更に、回動可能な反射ミラー200が、レーザ光LAの光路を変更する機能と照射範囲を拡張する機能の両方をひとつで担っている。よって、部品点数が少なく低コストである。   Further, the rotatable reflecting mirror 200 has both the function of changing the optical path of the laser beam LA and the function of extending the irradiation range. Therefore, the number of parts is small and the cost is low.

つぎに、本発明に係る画像形成装置の第3の実施形態を説明する。なお、第1及び第2の実施形態で説明した部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   Next, a third embodiment of the image forming apparatus according to the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member demonstrated in 1st and 2nd embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図9から図11は、本発明にかかる第3の実施形態のレーザプリンタ13の要部を示している。   9 to 11 show the main part of the laser printer 13 according to the third embodiment of the present invention.

図9に示すように、光走査装置443のレーザ光LAの出射口210には、シャッター300が設けられている。シャッター300は、回動軸302を中心に回動する。また、シャッター300の下面は反射ミラー面304となっている。   As shown in FIG. 9, a shutter 300 is provided at the exit 210 of the laser beam LA of the optical scanning device 443. The shutter 300 rotates about the rotation shaft 302. The lower surface of the shutter 300 is a reflection mirror surface 304.

図9に示すように、通常は、シャッター300を閉じ、なんらかの原因でレーザ光LAが照射されつづけても、外部へのレーザ光LAの露出を防止している。また、光走査装置443内部への塵などの侵入を防止している。   As shown in FIG. 9, normally, even if the shutter 300 is closed and the laser beam LA is continuously irradiated for some reason, the exposure of the laser beam LA to the outside is prevented. Further, entry of dust or the like into the optical scanning device 443 is prevented.

図10に示すように、画像形成時には、シャッター300を開け、レーザ光LAの光路を開放し、感光体ドラム20に露光する。   As shown in FIG. 10, at the time of image formation, the shutter 300 is opened, the optical path of the laser beam LA is opened, and the photosensitive drum 20 is exposed.

図11に示すように、シャッター300を回動させると反射ミラー面304が光路にかかり、レーザ光LAを反射する。反射したレーザ光LDは、第2の実施形態と同様にトナー収容部120の入光窓122に透光する。また、シャッター300を回動させることで、トナー収容部120の斜面部120Aの傾斜方向に対して走査しレーザ光LDを拡張している。   As shown in FIG. 11, when the shutter 300 is rotated, the reflection mirror surface 304 enters the optical path and reflects the laser light LA. The reflected laser beam LD is transmitted through the light incident window 122 of the toner storage unit 120 as in the second embodiment. Further, by rotating the shutter 300, the laser beam LD is expanded by scanning with respect to the inclined direction of the inclined surface portion 120A of the toner containing portion 120.

つぎに、本実施の形態のレーザプリンタ13の作用を説明する。   Next, the operation of the laser printer 13 of this embodiment will be described.

第1及び第2の実施形態と同様に受光センサー128の受光量の変化でトナー残量の変化を測定できる。(図5参考)。また、プロセスカートリッジ100が装着されているか否かを検知する検知手段を別途設けることなく、プロセスカートリッジ100の装着の有無を検知できる。(図2、図6参考)。   As in the first and second embodiments, the change in the remaining amount of toner can be measured by the change in the amount of light received by the light receiving sensor 128. (See Figure 5). Further, it is possible to detect whether or not the process cartridge 100 is mounted without separately providing detection means for detecting whether or not the process cartridge 100 is mounted. (See FIGS. 2 and 6).

更に、シャッター300が、レーザ光LAの光路を変更する機能、照射範囲を拡張する機能、光走査装置443の出射口210のシャッター機能の3つの機能をひとつでを担っている。よって、部品点数が少なく低コストである。   Further, the shutter 300 has three functions, that is, a function of changing the optical path of the laser beam LA, a function of extending the irradiation range, and a shutter function of the emission port 210 of the optical scanning device 443. Therefore, the number of parts is small and the cost is low.

つぎに、本発明に係る画像形成装置の第4の実施形態を説明する。なお、第1から第3の実施形態で説明した部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   Next, a fourth embodiment of the image forming apparatus according to the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member demonstrated in 1st-3rd embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図12は、本発明にかかる第4の実施形態のレーザプリンタ14の要部を示している。   FIG. 12 shows a main part of a laser printer 14 according to the fourth embodiment of the present invention.

第3の実施形態と同様に図12に示すように、光走査装置443のレーザ光LAの出射口210には、シャッター300が設けられている。シャッター300は、回動軸302を中心に回動する。また、シャッター300の下面は反射ミラー面304となっている。   As in the third embodiment, as shown in FIG. 12, a shutter 300 is provided at the exit 210 of the laser beam LA of the optical scanning device 443. The shutter 300 rotates about the rotation shaft 302. The lower surface of the shutter 300 is a reflection mirror surface 304.

なお、第4の実施形形態のレーザプリンタ14にはトナー収容部120の下方に集光レンズ126(図11)が設けられていない。   Note that the condensing lens 126 (FIG. 11) is not provided below the toner container 120 in the laser printer 14 of the fourth embodiment.

しかし、トナー収容部120の下方に出光窓124から透光したレーザ光LDが全てが受光可能な受光面積が広い受光センサー400を備えている。   However, a light receiving sensor 400 having a wide light receiving area capable of receiving all of the laser light LD transmitted from the light exit window 124 is provided below the toner storage unit 120.

つぎに、本実施の形態のレーザプリンタ13の作用を説明する。   Next, the operation of the laser printer 13 of this embodiment will be described.

第1から第3の実施形態と同様に受光センサー400の受光量の変化でトナー残量の変化を測定できる。(図5参考)。また、プロセスカートリッジ100が装着されているか否かを検知する検知手段を別途設けることなく、プロセスカートリッジ100の装着の有無を検知できる。(図2、図6参考)。   As in the first to third embodiments, the change in the remaining amount of toner can be measured by the change in the amount of light received by the light receiving sensor 400. (See Figure 5). Further, it is possible to detect whether or not the process cartridge 100 is mounted without separately providing detection means for detecting whether or not the process cartridge 100 is mounted. (See FIGS. 2 and 6).

さて、トナー残量の測定の精度を上げるため斜面部120Aの広範囲に渡って透光するレーザ光を測定したい。このため、出光窓124の透光範囲を広げたい。しかし、トナー収容部120の下方に集光レンズ126(図11)を設ける構成であると、広範囲のレーザ光を集光するためには、大きくて厚いレンズとなり、大きなスペースを占有してしまう。   Now, in order to increase the accuracy of the measurement of the remaining amount of toner, it is desired to measure laser light that is transmitted over a wide range of the slope portion 120A. For this reason, it is desired to widen the light transmission range of the light exit window 124. However, if the condensing lens 126 (FIG. 11) is provided below the toner storage unit 120, it becomes a large and thick lens to condense a wide range of laser light and occupy a large space.

しかし、本実施形態のように、集光レンズを設けずに、受光面積が広い受光センサーで受光する構成の場合、出光窓124の透光範囲を広げても、受光センサー400の面積が広がるだけで厚みは変わらないので、省スペースである。   However, in the case where the light receiving sensor has a wide light receiving area without providing a condensing lens as in this embodiment, even if the light transmission range of the light exit window 124 is widened, only the area of the light receiving sensor 400 is widened. Because the thickness does not change, it saves space.

つぎに、本発明に係る画像形成装置の第5の実施形態を説明する。なお、第1から第4の実施形態で説明した部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   Next, a fifth embodiment of the image forming apparatus according to the invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member demonstrated in 1st-4th embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図13とは、本発明にかかる第5の実施形態のレーザプリンタ15の要部を示している。   FIG. 13 shows a main part of a laser printer 15 according to the fifth embodiment of the present invention.

第3及び第4の実施形態と同様に図13に示すように、シャッター300は、回動軸302を中心に回動する。また、シャッター300の下面は反射ミラー面304となっている。また、第4の実施形態と同様にレーザプリンタ15にはトナー収容部120下方に集光レンズ126(図11)が設けられていない。   As in the third and fourth embodiments, as shown in FIG. 13, the shutter 300 rotates about the rotation shaft 302. The lower surface of the shutter 300 is a reflection mirror surface 304. Similarly to the fourth embodiment, the laser printer 15 is not provided with the condenser lens 126 (FIG. 11) below the toner container 120.

第3及び第4の実施形態では、反射ミラー面304を回動させることで、トナー収容部120の斜面部120Aの傾斜方向に対して走査し拡張していた(図11参照)。   In the third and fourth embodiments, the reflecting mirror surface 304 is rotated to scan and expand the inclined direction of the inclined surface portion 120A of the toner storage unit 120 (see FIG. 11).

これに対し、第5の実施形態では、反射ミラー面304を所定の角度(本実施形態では3段階)で留めて、レーザ光LAを反射してレーザ光LE,LF,LGとする。そして、トナー収容部120の斜面部120Aの傾斜方向に対して並ぶように反射されている。   On the other hand, in the fifth embodiment, the reflection mirror surface 304 is held at a predetermined angle (three levels in this embodiment), and the laser beam LA is reflected to be laser beams LE, LF, and LG. Then, the light is reflected so as to line up with respect to the inclination direction of the inclined surface portion 120 </ b> A of the toner containing portion 120.

レーザ光LE,LF,LGのそれぞれは、トナー収容部120の入光窓122から透光する。入光窓122から透光したレーザ光LE,LF,LGは、それぞれ出光窓124から透光可能となっている。   Each of the laser beams LE, LF, and LG is transmitted through the light incident window 122 of the toner storage unit 120. The laser beams LE, LF, LG transmitted through the light entrance window 122 can be transmitted through the light exit window 124, respectively.

トナー収容部120の下方には、レーザ光LE,LF,LG、それぞれに対応した、3つの受光センサー502,504,506が設けられている。   Below the toner storage unit 120, three light receiving sensors 502, 504, and 506 corresponding to the laser beams LE, LF, and LG are provided.

つぎに、本実施の形態のレーザプリンタ15の作用を説明する。   Next, the operation of the laser printer 15 of the present embodiment will be described.

トナーが出光窓124を全面を覆っている場合は、レーザ光LE,LF,LGともトナーに遮られて透光しないので、3つの受光センサー502,504,506共に受光しない。しかし、図14に示すように、トナーが消費され減少していくと、まず、レーザ光LEのみが透光し受光センサー502のみが受光する(図14(A))。更に減少していくと、レーザ光LE,LFとが透光し受光センサー502,504が受光する。そして、トナーが出光窓124を覆わなくなるとレーザ光LE,LF,LG共に透過し、受光センサー502,504,506も全て受光する。   When the toner covers the entire surface of the light exit window 124, the laser beams LE, LF, and LG are blocked by the toner and do not transmit light, so that the three light receiving sensors 502, 504, and 506 do not receive light. However, as shown in FIG. 14, when the toner is consumed and decreased, first, only the laser beam LE is transmitted and only the light receiving sensor 502 receives light (FIG. 14A). As it further decreases, the laser beams LE and LF are transmitted, and the light receiving sensors 502 and 504 receive the light. When the toner does not cover the light exit window 124, the laser beams LE, LF, and LG are all transmitted, and the light receiving sensors 502, 504, and 506 all receive the light.

このように、第1から第3の実施形態と異なり、第4の実施形態のレーザプリンタ14は、受光センサー502,504,506がレーザ光LE,LF,LGを受光する数(換言すると、出光窓126から透光するレーザ光の本数)でトナー残量の変化を測定している。   As described above, unlike the first to third embodiments, the laser printer 14 of the fourth embodiment is configured so that the light receiving sensors 502, 504, and 506 receive the laser beams LE, LF, and LG (in other words, the outgoing light The change in the remaining amount of toner is measured by the number of laser beams transmitted through the window 126).

なお、レーザ光LE,LF,LGを受光する数でトナー残量の変化を測定するのでなく、受光する受光センサー502,504,506の位置でトナー残量の変化を測定しても良い。   The change in the remaining amount of the toner may be measured at the position of the light receiving sensors 502, 504, and 506 that receive the light, instead of measuring the change in the remaining amount of the toner by the number of receiving the laser beams LE, LF, and LG.

また、トナー残量の測定の精度を上げるため、出光窓124の透光範囲を広げ、更に多くの本数のレーザ光と対応する受光センサーとで測定しても良い。   Further, in order to increase the accuracy of measurement of the remaining amount of toner, the light transmission range of the light exit window 124 may be widened, and measurement may be performed with a larger number of laser beams and corresponding light receiving sensors.

尚、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。   In addition, this invention is not limited to said embodiment.

例えば、上記の実施形態では、感光体ドラム20、現像装置27、クリーニング器28、ローラー帯電器22とは、一体的に支持されたプロセスカートリッジ100を構成し、プロセスカートリッジ100はレーザプリンタ11に着脱可能に装着されていたが、これに限定されない。   For example, in the above embodiment, the photosensitive drum 20, the developing device 27, the cleaning device 28, and the roller charger 22 constitute an integrally supported process cartridge 100, and the process cartridge 100 is attached to and detached from the laser printer 11. Although it was mounted | worn possible, it is not limited to this.

例えば、現像装置27は、現像部24とこの現像部24に供給するトナーが収容されたトナー収容部120とが一体となっていたが、現像部とトナー収容部とが別体、つまり現像器とトナー収容器とに別れ、トナー収容器のみ、着脱可能に装着されていても良い。   For example, in the developing device 27, the developing unit 24 and the toner containing unit 120 containing the toner to be supplied to the developing unit 24 are integrated, but the developing unit and the toner containing unit are separated, that is, a developing device. And the toner container, only the toner container may be detachably mounted.

あるいは、着脱可能でなく、トナーが無くなると、トナー補給口などからトナー収容部に補給する構成であっても良い。   Alternatively, the toner container may be replenished from a toner replenishing port or the like when the toner is not removable and the toner runs out.

また、例えば、トナー収容部120に透明な樹脂からなる入光窓122と出光窓124とを設けず、トナー収容部全体を透明な樹脂で形成しても良い。   Further, for example, the entire toner container may be formed of a transparent resin without providing the light entrance window 122 and the light exit window 124 made of a transparent resin in the toner container 120.

本発明の第1の実施形態に係るレーザプリンタの内部を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the inside of the laser printer which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係るレーザプリンタにおいて、開閉カバーを開け、プロセスカートリッジを取り出した図である。In the laser printer according to the first embodiment of the present invention, an opening / closing cover is opened and a process cartridge is taken out. 本発明の第1の実施形態に係るレーザプリンタの光走査装置の内部を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the inside of the optical scanning device of the laser printer which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係るレーザプリンタの要部を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the principal part of the laser printer which concerns on the 1st Embodiment of this invention. (A)はトナー収容部のトナーが減少していく様子を模式的に示した図であり、(B)はトナーの減少に伴い受光センサーの受光量が変化する様子を示したグラフである。(A) is a diagram schematically showing how the toner in the toner storage portion decreases, and (B) is a graph showing how the amount of light received by the light receiving sensor changes as the toner decreases. プロセスカートリッジの装着の有無に伴う、受光センサーの受光量の差を示したグラフである。It is the graph which showed the difference of the light reception amount of a light reception sensor with the presence or absence of mounting | wearing of a process cartridge. 本発明の第2の実施形態に係るレーザプリンタの要部を模式的に示し、画像形成時の図である。FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a main part of a laser printer according to a second embodiment of the present invention, and is a diagram at the time of image formation. 本発明の第2の実施形態に係るレーザプリンタの要部を模式的に示し、トナー残量測定時の図である。FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a main part of a laser printer according to a second embodiment of the present invention, and is a diagram at the time of toner remaining amount measurement. 本発明の第3の実施形態に係るレーザプリンタの要部を模式的に示し、シャッターを閉じた状態の図である。It is a figure of the state where a principal part of a laser printer concerning a 3rd embodiment of the present invention was shown typically, and a shutter was closed. 本発明の第3の実施形態に係るレーザプリンタの要部を模式的に示し、画像形成時の図である。FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a main part of a laser printer according to a third embodiment of the present invention, and is a diagram at the time of image formation. 本発明の第3の実施形態に係るレーザプリンタの要部を模式的に示し、トナー残量測定時の図である。FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a main part of a laser printer according to a third embodiment of the present invention, when a toner remaining amount is measured. 本発明の第4の実施形態に係るレーザプリンタの要部を模式的に示し、トナー残量測定時の図である。FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a main part of a laser printer according to a fourth embodiment of the present invention when a toner remaining amount is measured. 本発明の第5の実施形態に係るレーザプリンタの要部を模式的に示し、トナー残量測定時の図である。FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a main part of a laser printer according to a fifth embodiment of the present invention, and is a diagram at the time of toner remaining amount measurement. トナーの減少に伴い、各受光センサーが受光する様子(A)から(C)へと順番に示すグラフである。It is a graph which shows in order from (A) to (C) how each light receiving sensor receives light as the toner decreases. 従来の光走査装置のレーザ光を利用し、トナーの検知を行う方法において、(A)はトナー収容部のトナーが減少していく様子を模式的に示した図であり、(B)はトナーの減少に伴う、受光センサーでのレーザ光の受光を示したグラフである。In the method of detecting toner using the laser beam of the conventional optical scanning device, (A) is a diagram schematically showing how the toner in the toner container is decreased, and (B) is the toner. It is the graph which showed light reception of the laser beam in a light-receiving sensor in connection with decrease of (2).

符号の説明Explanation of symbols

11 レーザプリンタ(画像形成装置)
20 感光体ドラム(電子写真感光体)
44 光走査装置
24 現像部
120 トナー収容部
120A 斜面部
122 入光窓(入光部)
124 出光窓(出光部)
126 集光レンズ(集光手段)
128 受光センサー(受光手段)
130 ビームエキスパンダー
200 反射ミラー
208 ピックオフミラー
300 シャッター(遮光手段)
11 Laser printer (image forming device)
20 Photosensitive drum (electrophotographic photosensitive member)
44 Optical Scanning Device 24 Developing Portion 120 Toner Storage Portion 120A Slope Portion 122 Light Entrance Window
124 Light emission window (light emission part)
126 Condensing lens (condensing means)
128 Light receiving sensor (light receiving means)
130 Beam Expander 200 Reflective Mirror 208 Pickoff Mirror 300 Shutter (Light Shielding Means)

Claims (6)

電子写真感光体に潜像を形成するレーザ光を出射する光走査装置と、
前記電子写真感光体に形成された潜像を現像しトナー像を形成する現像部と、
前記現像部に供給するトナーが収容され、底面の一部又は全面に斜面が形成された斜面部を備えるトナー収容部と、
前記レーザ光の光路を変更する光路変更手段と、
前記トナー収容部に形成され、前記光路変更手段で変更された前記レーザ光が透光する入光部と、
前記トナー収容部の前記斜面部に形成され、前記透光したレーザ光が透光可能な出光部と、
前記光路変更手段と前記入光部との間に配置され、レーザ光を前記斜面部の傾き方向に対して照射範囲を拡張するレーザ光拡張手段と、
前記出光部を透光したレーザ光を受光する受光手段と、
とを備えることを特徴とする画像形成装置。
An optical scanning device that emits laser light that forms a latent image on the electrophotographic photosensitive member;
A developing unit for developing a latent image formed on the electrophotographic photosensitive member to form a toner image;
A toner containing portion that contains toner to be supplied to the developing portion, and has a sloped portion with a sloped surface formed on a part or the whole of the bottom surface;
An optical path changing means for changing an optical path of the laser beam;
A light incident portion that is formed in the toner accommodating portion and through which the laser light changed by the optical path changing means is transmitted;
A light output portion formed on the slope portion of the toner storage portion and capable of transmitting the transmitted laser light;
A laser beam extending unit that is disposed between the optical path changing unit and the light incident unit, and expands an irradiation range of the laser beam with respect to an inclination direction of the inclined surface;
A light receiving means for receiving the laser light transmitted through the light emitting section;
An image forming apparatus comprising:
前記光路変更手段は、前記電子写真感光体に潜像を形成する範囲外のレーザ光を前記レーザ光拡張手段に向けるミラーであり、
前記レーザ光拡張手段は、ビームエキスパンダーであることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
The optical path changing means is a mirror for directing laser light outside the range for forming a latent image on the electrophotographic photosensitive member to the laser light expanding means,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the laser beam expanding unit is a beam expander.
電子写真感光体に潜像を形成するレーザ光を出射する光走査装置と、
前記電子写真感光体に形成された潜像を現像しトナー像を形成する現像部と、
前記現像部に供給するトナーが収容され、底面の一部又は全面に斜面が形成された斜面部を備えるトナー収容部と、
前記レーザ光の光路を変更するとともに、該レーザ光を前記斜面部の傾き方向に対して照射範囲を拡張する回動可能な反射ミラーと、
前記トナー収容部に形成され、前記反射ミラーで光路が変更され照射範囲が拡張された前記レーザ光が透光する入光部と、
前記トナー収容部の前記斜面部に形成され、前記透光したレーザ光が透光可能な出光部と、
前記出光部を透光したレーザ光を受光する受光手段と、
とを備えることを特徴とする画像形成装置。
An optical scanning device that emits laser light that forms a latent image on the electrophotographic photosensitive member;
A developing unit for developing a latent image formed on the electrophotographic photosensitive member to form a toner image;
A toner containing portion that contains toner to be supplied to the developing portion, and has a sloped portion with a sloped surface formed on a part or the whole of the bottom surface;
A rotatable reflecting mirror that changes an optical path of the laser beam and expands an irradiation range of the laser beam with respect to an inclination direction of the inclined surface;
A light incident portion that is formed in the toner accommodating portion and that transmits the laser light whose light path is changed by the reflection mirror and whose irradiation range is extended;
A light output portion formed on the slope portion of the toner storage portion and capable of transmitting the transmitted laser light;
A light receiving means for receiving the laser light transmitted through the light emitting section;
An image forming apparatus comprising:
前記反射ミラーは、前記光走査装置から前記レーザ光が出射する出射口を遮光する遮光手段を兼ねることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 3, wherein the reflection mirror also serves as a light shielding unit that shields an emission port from which the laser beam is emitted from the optical scanning device. 前記出光部と前記受光手段との間に配置され、拡張した前記レーザ光を集光する集光手段を備えることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の画像形成装置。   5. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising: a condensing unit that is disposed between the light output unit and the light receiving unit and condenses the expanded laser beam. apparatus. 前記トナー収容部は着脱可能に装着され、前記受光手段は該トナー収容部が装着されているか否かを検知する検知手段を兼ねることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の画像形成装置。   6. The toner container according to claim 1, wherein the toner container is detachably mounted, and the light receiving unit also serves as a detecting unit that detects whether the toner container is mounted. The image forming apparatus described in 1.
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