JP2006284747A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 カラー画像形成装置において、各色のトナー残量を一つのトナー残量センサで検知する。
【解決手段】 画像形成装置は感光体ドラム上の静電潜像を現像する各色毎の現像装置を備え、現像装置内の現像剤量に応じて現像剤補給制御を行う。検知センサ３３は発光部３３ａ及び受光部３３ｂを備え、発光部から出力された光を受光部で受光して受光光量に応じた検知信号を出力する。現像装置の各々では当該現像装置が現像可能位置に位置づけられた際、発光部からの光を現像装置毎に互いに異なる光に変換して受光部に与えており、検知信号に応じて現像装置を識別するとともに当該現像装置内の現像剤量を判定して現像剤補給制御を行う。
【選択図】 図３

Description

本発明は、複写機、プリンタ、又はファクシミリ装置等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置に関し、特に、カラー画像形成を行う際一つの検知センサで各色現像剤の量を検知することのできる画像形成装置に関するものである。

一般に、複写機、プリンタ、又はファクシミリ装置等の画像形成装置においては、感光体ドラム等の像担持体を均一に露光した後、画像データに応じて感光体ドラムを露光して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置によって現像して、感光体ドラム上にトナー像を形成する。そして、このトナー像を記録用紙（以下単に用紙と呼ぶ）に転写した後、定着装置でトナー像を定着して、用紙を排紙トレイに排紙している。

このような画像形成装置では、現像装置へのトナーの補給が現像装置とは別に設けられたトナータンク又はトナーカートリッジから行われており、トナータンクから現像装置へトナー補給を行う際には、現像装置内のトナー残量（トナー量）を検知してトナー補給を行うトナー補給制御が行われている。

現像装置内のトナー量を検知する際には、例えば、発光部及び受光部を有する光学式検知センサが用いられ、現像装置内のトナー残量を多段階にかつ正確に検知するため、現像カートリッジに３つのトナーホッパを設けて、これらホッパの隔壁にハーフミラー、ミラー、及び切り欠きを、現像カートリッジの外側に設けた発光手段からの光が３個の受光手段に到達するように配置し、これら受光手段の単位時間当たりの検出時間に閾値を設け、各受光手段の光検知時間によって各トナーホッパ内のトナー量を順次段階的に検知するようにしたものがある（特許文献１参照）。

ここでは、例えば、カラー画像形成装置において、各現像剤収容部が現像剤を攪拌する攪拌部材と、現像剤収容部内部に付着した現像剤を清掃する清掃部材とを有する現像容器を複数備えて、少なくとも１つの発光手段と、少なくとも１つ以上の受光手段と、発光手段から受光手段の光軸上に光を透過する１つ以上の光学路とを有して、発光手段からの光が少なくとも１つ以上の現像剤収容部を通過して受光手段に到達するように配置し、現像剤収容部内の現像剤残量を検知するようにしている。そして、現像容器を収容するための収容部に光反射手段を設けて、現像剤残量検知と現像容器の有無検知を兼ねるようにしている。

特開２００１−２１５７８４公報

ところで、特許文献１に記載された画像形成装置においては、各色毎にトナー残量を段階的に検知するとともに、現像容器の有無を検知しているものの、特許文献１においては、各色の現像装置毎に発光手段と受光手段とを有するトナー残量検知センサを備えなければならず、トナー残量検知センサの数が増加して、その分コストアップになってしまうという課題がある。

さらに、特許文献１においては、現像容器の有無を検知するためには、現像容器を収納するための収納部に反射手段を設けなければならず、この点においても、特許文献１に記載された画像形成装置はコストアップになってしまうという課題がある。また、特許文献１においては、複数のミラー及びハーフミラーを用いている関係上、光学路が複数なってしまい、光学路の一つにでも不具合が生じると、トナー残量の検知が行えなくなるという課題もある。

いずれにしても、特許文献１に記載された画像形成装置では、一つのトナー残量検知センサで各色トナーの残量を検知して、しかも現像装置装着の有無を検知することができないという課題がある。

上記の課題を解決するため、本発明は、各色のトナー残量を一つのトナー残量センサで検知してしかも現像装置の装着の有無も検知できる安価な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため本発明は、像担持体上の静電潜像を現像する各色毎の現像装置と、該各色毎の現像装置にそれぞれ現像剤を供給するための現像剤補給手段とを有し、前記現像装置内の現像剤量に応じて現像剤の補給を行うようにした画像形成装置において、発光部及び受光部を備え前記発光部から出力された光を前記受光部で受光して受光光量に応じた検知信号を出力する検知センサと、前記現像装置の各々に備えられ、当該現像装置が現像可能位置に位置づけられた際前記発光部からの光を前記現像装置毎に互いに異なる光に変換して前記受光部に与える光生成手段と、前記検知信号に応じて前記現像装置を識別するとともに当該現像装置内の現像剤量を判定して該判定結果に基づいて前記現像剤補給手段を制御して前記現像剤の補給を行う制御手段とを有することを特徴とするものである。

本発明では、前記現像可能位置において前記発光部からの光を導通して出射面から送出する第１の光導通路を有し、前記現像可能位置において前記受光部が前記出射面と対向して配置され、前記光生成手段は、前記出射面から送出される出射光の光軸と交差する方向に延びる軸心を備える基台部と、該基台部の軸心から偏心して配置され前記出射光の光軸と交差する方向に延びる腕部とを有し、前記腕部は前記出射面と前記受光部との間に配置されて、前記基台部をその軸心回りに回転させて前記出射光を間欠的に遮蔽してパルス状の光を生成する

本発明では、例えば、前記第１の光導通路は前記現像装置毎にその光透過率が異なり、前記基台部を前記現像装置の全てで同一の回転速度で回転駆動する。

本発明では、前記第１の光導通路は前記現像装置の全てでその光透過率を同一として、前記基台部を、前記現像装置毎にその回転速度を異ならせて回転駆動するようにしてもよい。

本発明では、前記腕部を複数備えて、前記基台部の軸心を中心とする前記腕部の角度間隔を前記現像装置毎に異ならせて、前記基台部を前記現像装置の全てで同一の回転速度で回転駆動するようにしてもよい。

本発明では、前記出射面と対向する入射面を有する第２の光導通路を有し、前記腕部は前記出射面と前記入射面との間に配置され、前記第２の光導通路からの出力光を前記受光部に与えるようにする。また、本発明では、前記各色の現像装置を備える現像ユニットを備え、前記検知センサを画像形成装置筐体に固定して、前記現像ユニットを移動制御して前記現像装置を前記現像可能位置に位置づけるようにする。

また、本発明では、前記第１の光導通路の光軸と前記第２の光導通路の光軸とは同一平面上になく、前記第１の光導通路に該第１の光導通路を伝搬する光を前記第２の光導通路の光軸方向に向ける反射面を形成する。なお、前記腕部には前記出射面及び前記入射面を清掃するための清掃パッドが取り付けられている。

以上のように、本発明の画像形成装置は、現像装置が現像可能位置に位置づけられた際発光部からの光を現像装置毎に互いに異なる光に変換して受光部に与え、受光部からの検知信号に応じて現像装置を識別するとともに当該現像装置内の現像剤量を判定して現像剤補給制御を行うようにしたので、各色の現像剤残量を一つの検知センサで検知して、現像剤補給制御を行うことができるという効果がある。

本発明では、第１の光導通路を現像装置毎にその光透過率を異ならせて、基台部を現像装置の全てで同一の回転速度で回転駆動するようにしたので、受光部から出力される検知信号の振幅（ハイレベル）が現像装置毎に異なる結果、検知信号の振幅によって現像装置を識別することができ、さらに、現像剤残量に応じて検知信号のハイレベル期間が異なるから、このハイレベル期間に応じてトナー残量を判定できるという効果がある。

本発明では、第１の光導通路を現像装置の全てでその光透過率を同一として、基台部を、現像装置毎にその回転速度を異ならせて回転駆動するようにしたので、受光部から出力される検知信号の周期が現像装置毎に異なる結果、検知信号の周期によって現像装置を識別することができ、さらに、現像剤残量に応じて検知信号のハイレベル期間が異なるから、このハイレベル期間に応じてトナー残量を判定できるという効果がある。

本発明では、腕部を複数備えて、基台部の軸心を中心とする腕部の角度間隔を現像装置毎に異ならせて、基台部を現像装置の全てで同一の回転速度で回転駆動するようにしたので、腕部の回転周期毎の検知信号のパルス位置（ハイレベルの位置）が異なることになって、パルス間隔に応じて現像位置識別することができ、さらに、現像剤残量に応じて検知信号のハイレベル期間が異なるから、このハイレベル期間に応じてトナー残量を判定できるという効果がある。

本発明では、第１の光導通路の光軸と第２の光導通路の光軸とは同一平面上になく、第１の光導通路に、第１の光導通路を伝搬する光を第２の光導通路の光軸方向に向ける反射面を形成するようにしたので、現像装置が現像ユニットから抜き取られた際には、発光部からの光はまったく受光部で受光されず、検知信号はロウレベルとなる結果、一つの検知センサで現像装置の識別及び現像剤残量の判定が行えるばかりでなく、現像装置の抜き取りも判定できるという効果がある。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図１は本発明による現像装置の実施例１を備えたカラー画像形成装置の一例を概略的に示す図であり、図示の画像形成装置１０は、像担持体（感光体ドラム）１１、レーザスキャニングユニット１２、帯電器（帯電ローラ）１３、及びロータリ型現像ユニット１４を有しており、現像ユニット１４は各色現像装置１４ａ〜１４ｄを備えている（現像装置１４ａ乃至１４ｄは現像ユニット１４から着脱可能である）。

例えば、現像ユニット１４は、イエロー（Ｙ）現像装置１４ａ、マゼンタ（Ｍ）現像装置１４ｂ、シアン（Ｃ）現像装置１４ｃ、及びブラック（ＢＫ）現像装置１４ｄを備えており、各色現像装置１４ａ〜１４ｄは現像容器内に収納された現像ローラ１５ａ乃至１５ｄを有している。現像ユニット１４には駆動部（図示せず）がクラッチを介して接続されて回転駆動され、各色現像装置１４ａ〜１４ｄの現像ローラ１５ａ〜１５ｄを順次感光体ドラム１１に対向した現像位置とさせて、感光体ドラム１１上の静電潜像を現像して、感光体ドラム１１上にトナー像を形成する。

感光体ドラム１１の周囲にはクリーニングローラ１６及びクリーニングブレード１７が配置され、感光体ドラム１１に当接して中間転写ベルト１８が配置され、中間転写ベルト１８を挟んで感光体ドラム１１と１次転写ローラ１９が対向している。この中間転写ベルト１８は駆動ローラ２０及び従動ローラ２１に張架され、中間転写ベルト１８は実線矢印で示す方向に回転駆動される。また、中間転写ベルト１８を挟んで駆動ローラ２０と対向して２次転写ローラ２２が配設されている。

感光体ドラム１１上のトナー像は一次転写ローラ１９によって中間転写ベルト１８上に転写される（１次転写）。給紙カセット２３から給紙経路２４を介して用紙が、駆動ローラ２０と２次転写ローラ２２とのニップ部である２次転写位置に搬送され、２次転写位置で中間転写ベルト１８上のトナー像が用紙に転写される（２次転写）。その後、用紙は定着装置２５に搬送されて、ここで用紙上のトナー像が定着され、用紙は排紙経路２６を通って排紙トレイ２７に排紙される。

現像装置１４ｄにトナーを補給する際には、現像ユニット１４を回転駆動して現像装置１４ｄをトナー補給位置（ここでは、トナー補給位置と現像位置とは同一の位置である）に位置付ける。そして、図１に示すように、補給パイプ４１が現像装置１４ｄに挿入されて、トナーコンテナ４２からトナーが現像装置１４ｄに補給される。なお、図示はしないが、トナーコンテナ４２は各色トナー毎に備えられ、現像装置１４ａ乃至１４ｃが前述のようにトナー補給位置に位置づけられて、トナー補給が行われる（トナー補給制御）。

図２は、Ｙ現像装置１４ａの一部分を示す斜視図であり（なお、現像装置１４ｂ〜１４ｄも現像装置１４ａと同様に構成されている）。現像容器２８の側壁部には軸部材２９が貫通して、この軸部材２９には、後述する清掃部材３０が取り付けられている。清掃部材３０は円盤状の基台３０ａとこの基台３０ａの表面に固定された一対の腕部（非透過性部材）３０ｂ及び３０ｃを有している。

図示の例では、これら腕部３０ｂ及び３０ｃは基台３０ａの軸心から偏心して基台３０ａに一体に形成されるとともに、これら腕部３０ｂ及び３０ｃは基台３０ａの軸心を中心として１８０度の角度間隔をおいて配置されている。そして、腕部３０ｂ及び３０ｃの径方向外側面にはそれぞれ清掃パッド３０ｄ及び３０ｃが取り付けられている。

ここで、図３も参照して、腕部３０ｂ及び３０ｃを挟むようにして、入射側光路部材（入射側光導通路）３１及び出射側光路部材（出射側光導通路）３２が配置され、これら光路部材３１及び３２は現像容器２８に固定されている。図３に示すように、光路部材３１及び３２はそれぞれ出射面３１ａ及び入射面３２ａを有しており、出射面３１ａ及び入射面３２ａは互いに対向している。光路部材３１は軸部材２９と平行に延びており、光路部材３１の一端部には光反射面３１ｂが形成され、この反射面３１ｂによって光路部材３１を伝わる光は反射されて出射面３１ａに導かれる。つまり、図示の例では、光路部材３１の光軸３１１と光路部材３２の光軸３２１とは直交する関係にある。

画像形成装置筐体（図示せず：以下装置筐体という）には、トナー残量検知センサ３３が取り付けられ、このトナー残量検知センサ３３は発光部３３ａ及び受光部３３ｂを有しており、現像装置１４ａが予め規定された位置（例えば、現像位置）に位置づけられると、光路部材３１の入射面３１ｃが発光部３３ａと対向し、光路部材３２の出射面３２ｂが受光部３３ｂと対向する。

従って、現像装置１４ａが予め規定された位置に位置づけられると、発光部３３ａからの入射光は光路部材３１及び３２を通って出射光として受光部３３ｂに与えられる。一方、清掃部材３０は回転駆動されて、これによって清掃パッド３０ｄ及び３０ｅによって入射面３２ａ及び出射面３１ａが清掃される。なお、現像装置１４ｂ乃至１４ｄが予め規定された位置に位置づけられると、同様にして、発光部３３ａからの光が受光部３３ｂに入射する。なお、各現像装置１４ａ乃至１４ｄ内の清掃部材３０はギア列を介して同一の駆動源（モータ）によって回転駆動される。なお、各現像装置１４ａ乃至１４ｄの清掃部材３０は同一の回転速度で駆動される。

前述のように、清掃部材３０が回転駆動され、腕部３０ｂ又は３０ｃが入射面３２ａ又は出射面３1ａと対向する位置になると、出射面３１ａからの光が遮られて、入射面３２ａに到達しない。また、出射面３１ａ及び入射面３２ａは現像容器２８内に臨んでいるから、現像容器２８内のトナー量に応じて現像容器２８を通過する光の減衰量が異なることになる（つまり、トナー量に応じて受光部３３ｂの受光量が異なることになる）。

図３に示すように、受光部３３ｂはＡ／Ｄコンバータ３４を介してコントローラ３５に接続され、さらに、コントローラ３５はドライバー（駆動部：図示せず）を介して発光部３３ａに接続されている。なお、コントローラ３５はエンジン制御部、駆動制御部、及び表示制御部を備えており、画像制御装置１０全体を制御するものとする。

ところで、図示の例では、現像装置１４ａ乃至１４ｄにはおいては、それぞれ光路部材３１の光透過率が異なっており、従って、現像装置１４ａ乃至１４ｄでは、発光部３３ａから出射される光強度が同一であっても光出射面３１ａから送出される出射光の光強度が異なることになる。

ここで、図４乃至図７も参照して、いま、現像装置１４ａが現像位置に位置づけられると、前述したようにして、発光部３３ａからの光が光路部材３１及び３２を介して受光部３３ｂで受光され、受光部３３ｂは、受光光の光強度に応じた電圧信号を出力する（以下現像装置１４ａ（つまり、Ｙトナー）に対応する電圧信号をＹ電圧信号と呼ぶことにする）。ここでは、現像装置１４ｂ乃至１４ｄが現像位置に位置づけられた際、受光部３３ｂから出力される電圧信号をそれぞれＭ電圧信号、Ｃ電圧信号、及びＢＫ電圧信号と呼ぶことにする。

前述のように、現像装置１４ａ乃至１４ｄにおいては清掃部材３０が回転駆動されているから、腕部３０ｂ及び３０ｃによって出射面３１ａから光が、清掃部材３０の回転速度に応じて遮光されることになって、清掃部材３０を通過した光はパルス状の光となる（以下パルス光と呼ぶ）。つまり、清掃部材３０はパルス光生成手段として機能することになる。いま、現像装置１４ａにおける光路部材３１の光透過率が最も高く、以下現像装置１４ｂ乃至１４ｄの順に光路部材３１の光透過率は低くされているものとする。

図４乃至図７は現像装置１４ａ乃至１４ｄが現像位置に位置づけられた際の受光部３３ｂから出力されるＹ電圧信号乃至ＢＫ電圧信号を示す図であり、Ｙ電圧信号の振幅をＨ１（ハイレベル）とすると、現像装置１４ａ乃至１４ｄの順に光路部材３１の光透過率は低くされているから、Ｃ乃至ＢＫ電圧信号の振幅はＹ電圧信号の振幅Ｈ１よりも低くなり、しかも、Ｃ乃至ＢＫ電圧信号の順に振幅は低くなる。ここでは、Ｃ乃至ＢＫ電圧信号の振幅をそれぞれＨ２乃至Ｈ４で表すものとする。

上述のように、Ｙ電圧信号乃至ＢＫ電圧信号の振幅がそれぞれ異なるから、予めコントローラ３５に各色トナーの振幅を設定しておけば、コントローラ３５は受光部３３ｂからの出力電圧信号をＡ／Ｄコンバータ３４を介して受けた際、出力電圧信号の振幅に応じて現像位置に位置づけられた現像装置がいずれの色の現像装置であるかを識別することができることになる。

いま、コントローラ３５は現像装置１４ａが現像位置に位置すると判定すると、Ｙ電圧信号の周期に応じてＹトナーの残量を判定する。前述したように、光路部材３１の出射面３１ａからの光は腕部３０ｂ及び３０ｂで周期的に遮光される結果、腕部３０ｂ及び３０ｃで遮光された際、Ｙ電圧信号はロウ（Ｌ）レベルとなる。

また、現像装置１４ａ内のＹトナーによっても出射面３１ａからの光が遮光されることになって、現像装置１４ａ内に存在するＹトナー量が多いと、図４（ａ）に示すように、Ｙ電圧信号のＬレベルの期間が長くなる。一方、現像装置１４ａ内に存在するＹトナー量が少ないと、図４（ｂ）に示すように、Ｙ電圧信号のＬレベルの期間が短くなる。コントローラ３５は、清掃部材の回転周期毎にハイレベル（Ｈ１）期間を見ており、このハイレベル期間が予め設定された第１の閾値を超えると、現像装置１４ａ内のＹトナー量が少なくなったと判定して、前述したトナー補給制御を行って、現像装置１４ａにＹトナーを補給する。

一方、トナー補給を開始して、前述のハイレベル期間が予め設定された第２の閾値未満（第２の閾値＜第１の閾値）となると、コントローラ３５は現像装置１４ａ内のＹトナーが満杯となったと判断して、Ｙトナーの補給を停止する。

同様にして、コントローラ３５は現像装置１４ｂ乃至１４ｄが現像位置に位置すると判定すると、Ｙ電圧信号乃至ＢＫ電圧信号の周期に応じてＹトナー乃至ＢＫトナーの残量を判定する。この場合においても、現像装置１４ｂ乃至１４ｄ内に存在するＭトナー量乃至ＢＫトナー量が多いと、図５（ａ）乃至図７（ａ）に示すように、Ｍ電圧信号乃至ＢＫ電圧信号のＬレベルの期間が長くなる。

現像装置１４ｂ乃至１４ｄ内に存在するＭトナー量乃至ＢＫトナー量が少ないと、図５（ｂ）乃至図７（ｂ）に示すように、Ｍ電圧信号乃至ＢＫ電圧信号のＬレベルの期間が短くなる。コントローラ３５は、清掃部材３０の回転周期毎にハイレベル（Ｈ２乃至Ｈ４）期間を見ており、このハイレベル期間が予め設定された閾値を超えると、現像装置１４ｂ乃至１４ｄ内のＭトナー量乃至ＢＫトナー量が少なくなったと判定して、前述したトナー補給制御を行って、現像装置１４ｂ乃至１４ｄにＭトナー乃至ＢＫトナーを補給する。

上述のようにして、一つのトナー残量検知センサ３３（発光部３３ａ及び受光部３３ｂ）を用いるだけで、各色毎の現像装置を識別して、しかも各色毎の現像装置内のトナー残量を判定することができ、その結果、画像形成装置自体を安価にできるという効果がある。

なお、清掃部材３０は所定の回転速度で回転駆動されている結果、清掃部材３０の回転速度に応じた周期のＹ電圧信号乃至ＢＫ電圧信号の周期が所定の回転速度からずれた際には、コントローラ３５は駆動源の異常又は印字速度が変化したと判定することができる。

上述の例では、現像装置１４ａ乃至１４ｄ毎に光路部材３１の光透過率を異ならせて、且つ清掃部材３０を同一の回転速度で回転するようにしたが、各現像装置１４ａ乃至１４ｄの光路部材３１の光透過率を同一として、清掃部材３０の回転速度を異ならせるようにしてもよい。この際には、例えば、現像装置１４ａ乃至１４ｄについてそれぞれギア列のギア比を異ならせて、清掃部材３０の回転速度を異ならせる。

図８乃至図１１を参照して、図８乃至図１１はＹ電圧信号乃至ＢＫ電圧信号を示す図であり、各現像装置１４ａ乃至１４ｄの光路部材３１の光透過率は同一であるので、Ｙ電圧信号乃至ＢＫ電圧信号の振幅（ハイレベル（Ｈ））は同一のレベルとなる。一方、各現像装置１４ａ乃至１４ｄにおける清掃部材３０の回転周期は異なるから、図８乃至図１１に示すように、Ｙ電圧信号乃至ＢＫ電圧信号の周期が異なることになる。

従って、予めコントローラ３５に各色トナーについて、受光部３３ｂから出力される電圧信号の周期を設定しておけば、コントローラ３５は受光部３３ｂからの出力電圧信号をＡ／Ｄコンバータ３４を介して受けた際、出力電圧信号の周期に応じて現像位置に位置づけられた現像装置がいずれの色の現像装置であるかを識別することができることになる（図８（ａ）乃至図１１（ａ）参照）。

現像装置１４ａ乃至１４ｄに存在するトナー量については、前述したように、清掃部材３０の回転周期毎にハイレベル（Ｈ）期間を見て、このハイレベル期間が予め設定された閾値を超えると、現像装置１４ａ乃至１４ｄ内のＹトナー量乃至ＢＫトナー量が少なくなったと判定して、前述したトナー補給制御を行って、現像装置１４ａ乃至１４ｄにＹトナー乃至ＢＫトナーを補給する（図８（ｂ）乃至図１１（ｂ）参照）。

さらに、各現像装置１４ａ乃至１４ｄの光路部材３１の光透過率を同一として、清掃部材３０の回転速度を同一として、現像装置１４ａ乃至１４ｄ毎に腕部３０ｂ及び３０ｃの角度間隔を異ならせるようにしてもよい。例えば、現像装置１４ａについては、腕部３０ｂ及び３０ｃの角度間隔を９０度（２７０度）とし、現像装置１４ｂについては、腕部３０ｂ及び３０ｃの角度間隔を１２０度（２４０度）とする。また、現像装置１４ｃについては、腕部３０ｂ及び３０ｃの角度間隔を１８０度（１８０度）とし、現像装置１４ｄについては、腕部３０ｂ及び３０ｃの角度間隔を１５０度（２１０度）とする。

このようにして、現像装置１４ａ乃至１４ｄ毎に腕部３０ｂ及び３０ｃの角度間隔を異ならせると、図１２（ａ）乃至図１５（ａ）に示すように、清掃部材３０の回転周期毎のＹ電圧信号乃至ＢＫ電圧信号のパルス位置（ハイレベル（Ｈ））の位置が異なることになって、予めコントローラ３５に各色トナーについて、受光部３３ｂから出力される電圧信号の一周期におけるパルス間隔（パルス位置）を設定しておけば、コントローラ３５は受光部３３ｂからの出力電圧信号をＡ／Ｄコンバータ３４を介して受けた際、出力電圧信号のパルス間隔に応じて現像位置に位置づけられた現像装置がいずれの色の現像装置であるかを識別することができることになる。

現像装置１４ａ乃至１４ｄに存在するトナー量については、前述したように、清掃部材３０の回転周期毎にハイレベル（Ｈ）期間を見て、このハイレベル期間が予め設定された閾値を超えると、現像装置１４ａ乃至１４ｄ内のＹトナー量乃至ＢＫトナー量が少なくなったと判定して、前述したトナー補給制御を行って、現像装置１４ａ乃至１４ｄにＹトナー乃至ＢＫトナーを補給する（図１２（ｂ）乃至図１５（ｂ）参照）。

ところで、前述したように、光路部材３１の光軸３１１と光路部材３２の光軸３２１とは直交する関係にあるから、つまり、光軸３１１と光軸３２１とはずれているから（言い換えると、発光部３３ａと受光部３３ｂとは同一平面上に存在せず、ずらされて配置されているから）、例えば、現像装置１４ａが現像ユニット１４から取り外されている際に、現像装置１４ａに対応する部分が現像位置になると、図３において発光部３３ａから出射された光は直進し、受光部３３ｂで受光されることはない。

この結果、受光部３３ｂの出力電圧信号は常にロウレベルとなり（現像装置１４ａが現像ユニット１４に装着されていれば、トナー量にかかわらず、常にハイレベルの部分が存在する：図１６参照）、コントローラ３５は予め規定された時間（清掃部材回転周期よりも大である）、受光部３３ｂの出力電圧信号のロウレベルが連続すると、現像装置が現像ユニット１４から取り外されたと認識して、その旨表示パネル（図示せず）に表示する。

このようにして、一つのトナー残量検知センサによって、現像装置の装着の有無を判定できることになって、現像装置自体をさらに安価にできることになる。

現像装置が現像可能位置に位置づけられた際発光部からの光を現像装置毎に互いに異なる光に変換して受光部に与え、受光部からの検知信号に応じて現像装置を識別するとともに当該現像装置内の現像剤量を判定して現像剤補給制御を行うようにしたから、各色の現像剤残量を一つの検知センサで検知して、現像剤補給制御を行うことができる結果、カラー画像形成装置における現像剤残量制御のコストダウンに適用できる。

本発明の実施例１による現像装置を用いた画像形成装置の一例を概略的に示す図である。 図１に示す画像形成装置で用いられる現像装置１４ａの一部分を示す斜視図である。 図２に示す現像装置における光導通路系を検知センサ及び制御系とともに示す図である。 本発明の第１の例において、イエロートナーを用いる現像装置のトナー量検知結果を示す図であり、（ａ）はトナー量が多い場合の受光部からの出力電圧信号を示す図、（ｂ）はトナー量が少ない場合の受光部からの出力電圧信号を示す図である。 本発明の第１の例において、マゼンタトナーを用いる現像装置のトナー量検知結果を示す図であり、（ａ）はトナー量が多い場合の受光部からの出力電圧信号を示す図、（ｂ）はトナー量が少ない場合の受光部からの出力電圧信号を示す図である。 本発明の第１の例において、シアントナーを用いる現像装置のトナー量検知結果を示す図であり、（ａ）はトナー量が多い場合の受光部からの出力電圧信号を示す図、（ｂ）はトナー量が少ない場合の受光部からの出力電圧信号を示す図である。 本発明の第１の例において、ブラックトナーを用いる現像装置のトナー量検知結果を示す図であり、（ａ）はトナー量が多い場合の受光部からの出力電圧信号を示す図、（ｂ）はトナー量が少ない場合の受光部からの出力電圧信号を示す図である。 本発明の第２の例において、イエロートナーを用いる現像装置のトナー量検知結果を示す図であり、（ａ）はトナー量が多い場合の受光部からの出力電圧信号を示す図、（ｂ）はトナー量が少ない場合の受光部からの出力電圧信号を示す図である。 本発明の第２の例において、マゼンタトナーを用いる現像装置のトナー量検知結果を示す図であり、（ａ）はトナー量が多い場合の受光部からの出力電圧信号を示す図、（ｂ）はトナー量が少ない場合の受光部からの出力電圧信号を示す図である。 本発明の第２の例において、シアントナーを用いる現像装置のトナー量検知結果を示す図であり、（ａ）はトナー量が多い場合の受光部からの出力電圧信号を示す図、（ｂ）はトナー量が少ない場合の受光部からの出力電圧信号を示す図である。 本発明の第２の例において、ブラックトナーを用いる現像装置のトナー量検知結果を示す図であり、（ａ）はトナー量が多い場合の受光部からの出力電圧信号を示す図、（ｂ）はトナー量が少ない場合の受光部からの出力電圧信号を示す図である。 本発明の第３の例において、イエロートナーを用いる現像装置のトナー量検知結果を示す図であり、（ａ）はトナー量が多い場合の受光部からの出力電圧信号を示す図、（ｂ）はトナー量が少ない場合の受光部からの出力電圧信号を示す図である。 本発明の第３の例において、マゼンタトナーを用いる現像装置のトナー量検知結果を示す図であり、（ａ）はトナー量が多い場合の受光部からの出力電圧信号を示す図、（ｂ）はトナー量が少ない場合の受光部からの出力電圧信号を示す図である。 本発明の第３の例において、シアントナーを用いる現像装置のトナー量検知結果を示す図であり、（ａ）はトナー量が多い場合の受光部からの出力電圧信号を示す図、（ｂ）はトナー量が少ない場合の受光部からの出力電圧信号を示す図である。 本発明の第３の例において、ブラックトナーを用いる現像装置のトナー量検知結果を示す図であり、（ａ）はトナー量が多い場合の受光部からの出力電圧信号を示す図、（ｂ）はトナー量が少ない場合の受光部からの出力電圧信号を示す図である。 本発明の画像形成装置において、現像装置が抜き取られた際の受光部の出力電圧信号を示す図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１１ 感光体ドラム
１２ レーザスキャニングユニット
１３ 帯電器（帯電ローラ）
１４ ロータリ型現像ユニット
１４ａ乃至１４ｄ 現像装置
１８ 中間転写ベルト
２２ ２次転写ローラ
２３ 給紙カセット
２５ 定着装置
３０ 清掃部材
３０ａ 基台
３０ｂ，３０ｃ 腕部
３１ 入射側光路部材
３２ 出射側光路部材
３３ トナー残量検知センサ
３３ａ 発光部
３３ｂ 受光部
３４ Ａ／Ｄコンバータ
３５ コントローラ

Claims (9)

1. 像担持体上の静電潜像を現像する各色毎の現像装置と、該各色毎の現像装置にそれぞれ現像剤を供給するための現像剤補給手段とを有し、前記現像装置内の現像剤量に応じて現像剤の補給を行うようにした画像形成装置において、
   発光部及び受光部を備え、前記発光部から出力された光を前記受光部で受光して受光光量に応じた検知信号を出力する検知センサと、
   前記現像装置の各々に備えられ、当該現像装置が現像可能位置に位置づけられた際前記発光部からの光を前記現像装置毎に互いに異なる光に変換して前記受光部に与える光生成手段と、
   前記検知信号に応じて前記現像装置を識別するとともに当該現像装置内の現像剤量を判定して該判定結果に基づいて前記現像剤補給手段を制御して前記現像剤の補給を行う制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記現像可能位置において前記発光部からの光を導通して出射面から送出する第１の光導通路を有し、
   前記現像可能位置において前記受光部が前記出射面と対向して配置され、
   前記光生成手段は、前記出射面から送出される出射光の光軸と交差する方向に延びる軸心を備える基台部と、該基台部の軸心から偏心して配置され前記出射光の光軸と交差する方向に延びる腕部とを有し、
   前記腕部は前記出射面と前記受光部との間に配置されており、
   前記基台部をその軸心回りに回転させて前記出射光を間欠的に遮蔽してパルス状の光を生成するようにしたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記第１の光導通路は、前記現像装置毎にその光透過率が異なり、
   前記基台部を前記現像装置の全てで同一の回転速度で回転駆動するようにしたことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記第１の光導通路は前記現像装置の全てでその光透過率が同一であり、
   前記基台部は前記現像装置毎にその回転速度を異ならせて回転駆動されるようにしたことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
5. 前記腕部は複数備えられており、
   前記基台部の軸心を中心とする前記腕部の角度間隔を前記現像装置毎に異ならせて、前記基台部を前記現像装置の全てで同一の回転速度で回転駆動するようにしたことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
6. 前記出射面と対向する入射面を有する第２の光導通路を有し、
   前記腕部は前記出射面と前記入射面との間に配置され、前記第２の光導通路からの出力光を前記受光部に与えるようにしたことを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項記載の画像形成装置。
7. 前記腕部には前記出射面及び前記入射面を清掃するための清掃パッドが取り付けられていることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
8. 前記各色の現像装置を備える現像ユニットを備え、
   前記検知センサは画像形成装置筐体に固定されており、
   前記現像ユニットを移動制御して前記現像装置を前記現像可能位置に位置づけるようにしたことを特徴とする請求項１乃至７いずれか１項記載の画像形成装置。
9. 前記第１の光導通路の光軸と前記第２の光導通路の光軸とは同一平面上になく、
   前記第１の光導通路には該第１の光導通路を伝搬する光を前記第２の光導通路の光軸方向に向ける反射面が形成されていることを特徴とする請求項１乃至８いずれか１項記載の画像形成装置。

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