JP4392858B2

JP4392858B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP4392858B2
Application number: JP18261399A
Authority: JP
Inventors: 仰太藤森
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-06-28
Filing date: 1999-06-28
Publication date: 2010-01-06
Anticipated expiration: 2019-06-28
Also published as: JP2001013744A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体に形成された静電潜像を現像器によってトナー像として可視像化する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子複写機、プリンタ、ファクシミリ或いはこれらの少なくとも２つの機能を備えた複合機などとして構成される上記形式の画像形成装置においては、必要に応じて、トナーカートリッジに収容されたトナーを現像器に補給し、現像器が所定の現像動作を行えるようにしている。一方、トナーカートリッジ内のトナーの量を検知し、そのトナーカートリッジ内のトナーが完全に無くなり、又はその残量が少なくなったとき、トナーカートリッジ内のトナーが無くなったものとして当該トナーカートリッジを新たなトナーカートリッジと交換するようにしている。
【０００３】
上述のようにトナーカートリッジ内のトナーの有無を検知するため、従来は、現像器により形成された基準トナーパターンの画像濃度を検知して、その画像濃度が基準値以下となったことが検知されたとき、トナーカートリッジ内のトナーが無くなったものと判断し、トナーカートリッジの交換を促す表示をなしている。ところが、このトナーカートリッジのトナー有無検知方式は、基準トナーパターンの画像濃度が大きく低下することによりトナーカートリッジ内のトナーが無くなったことを予測するものであるため、そのトナー無しが検知されたときは、通常の画像形成動作より像担持体表面に形成されるトナー像の画像濃度は既に大きく低下し、その画質が劣化している。トナー像の画質が劣化して初めてトナーカートリッジ内のトナー無しが検知されるのである。このため、常に高品質な画像をユーザに提供することはできない。
【０００４】
そこで、上述のトナー有無検知方式に代え、トナーエンドセンサの発光部から出射する光をトナーカートリッジ内に入射させ、トナーカートリッジから帰ってくる光を受光部に入射させてその入射光量によってトナーカートリッジ内のトナーの有無を検知する方法が提案されている（特開平１１−３８７５５号公報参照）。このトナー有無検知方式によると、トナー像の画像濃度が大きく低下する前にトナーカートリッジ内のトナー無しを検知できるので、常に高品質な画像をユーザに提供することが可能である。
【０００５】
ところが、このトナー有無検知方式によると、トナーエンドセンサの発光部と受光部の表面がごみやほこり、或いは飛散トナーなどによって汚れてしまうと、受光部に入射する光の光量が減少し、トナーカートリッジ内のトナーが無くなっても、そのトナー無しを検知できなくなるおそれがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した新規な認識に基づきなされたものであって、その目的とするところは、トナーエンドセンサの汚れに起因する上記不具合を解消することの可能な画像形成装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、像担持体に形成された静電潜像をトナー像として可視像化する現像器と、該現像器に補給されるトナーを収容したトナーカートリッジと、該トナーカートリッジ内に入射する光を発する発光部及び該トナーカートリッジ内から帰ってくる光を受ける受光部とを有していて、該受光部への入射光量によってトナーカートリッジ内のトナーの有無を検知するトナーエンドセンサと、そのトナーの有無検知を行っている時以外の時期に、前記トナーエンドセンサの発光部から出射した光を反射させ、その反射光を前記受光部に入射させる反射体と、該反射体で反射して受光部に入射した光の光量によって、トナーエンドセンサの汚れが検知されたとき、発光部から出射する光の光量が増加するように、トナーエンドセンサを制御する制御手段とを具備して成る画像形成装置を提案する（請求項１）。
【０００８】
その際、前記発光部から出射する光の光量が所定値以上となるように制御されたとき、前記現像器により形成された基準トナーパターンの画像濃度を検知して、その画像濃度が基準値以下となったことが検知されたとき、前記トナーカートリッジ内のトナーが無くなったものと判断するトナーカートリッジのトナー有無検知に切換える制御手段を具備すると有利である（請求項２）。
【０００９】
また、上記請求項１に記載の画像形成装置において、前記発光部から出射する光の光量が所定値以上となるように制御されたとき、トナーエンドセンサの汚れ発生を表示する表示手段を具備すると有利である（請求項３）。
【００１０】
さらに、上記請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置において、複数の現像器を有し、その各現像器に対してトナーカートリッジがそれぞれ着脱可能に、かつその各現像器と共に移動できるようにセットされ、いずれかの現像器が前記像担持体に対向した現像位置を占めて現像動作を行うように構成され、前記現像位置を占めた現像器にセットされたトナーカートリッジは、前記トナーエンドセンサによるトナーカートリッジ内のトナーの有無検知が可能な位置を占め、該トナーカートリッジが当該位置から退避することにより、前記発光部からの光が前記反射体に入射し、その反射光が受光部に入射するように、当該反射体が位置決めされていると有利である（請求項４）。
【００１１】
また、上記請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記現像器が前記トナーカートリッジと共に不動に画像形成装置本体内に配置され、前記反射体は、前記トナーエンドセンサとトナーカートリッジの間の使用位置と、その使用位置以外の退避位置との間を移動可能に支持され、反射体が使用位置を占めたとき、前記発光部からの光がトナーカートリッジ内に入射することなく、当該反射体に入射して反射し、該反射体が退避位置を占めたとき、前記発光部からの光が反射体に入射することなく、トナーカートリッジ内に入射するように、反射体の使用位置と退避位置をそれぞれ定めると有利である（請求項５）。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例を図面に従って詳細に説明する。
【００１３】
図１は、画像形成装置の一例であるカラー複写機の内部構造をその正面側から見た状態で示す概略断面図である。このカラー複写機によってカラーコピーをとるときは、画像形成装置本体１の上部に固設されたコンタクトガラス２上に原稿（図示せず）を載置し、これを圧板３によって押え、図示していないスタートスイッチを押下する。これにより、読み取り光学系４が作動し、原稿画像が読み取られる。
【００１４】
一方、画像形成装置本体１の内部には、像担持体５が配置され、図示した例ではドラム状の感光体より成る像担持体が用いられている。この像担持体５は図１における反時計方向に回転駆動され、このとき、像担持体表面は、帯電装置の一例であるコロナ放電器より成る帯電チャージャ６の放電作用によって所定の極性に一様に帯電される。
【００１５】
像担持体５の上方には露光装置の一例であるレーザ書き込みユニット７が配置され、この書き込みユニット７からは、読み取り光学系４により読み取られた画像情報に応じて光変調されたレーザ光Ｌが出射し、そのレーザ光Ｌが上述のように帯電された像担持体表面に照射され、これによって像担持体表面に第１の静電潜像が形成される。
【００１６】
像担持体５の隣りには、回転型の現像装置８が配置され、この現像装置８は、ブラック現像剤を収容したブラック現像器８ＢＫ、シアン現像剤を収容したシアン現像器８Ｃ、マゼンタ現像剤を収容したマゼンタ現像器８Ｍ及びイエロー現像剤を収容したイエロー現像器８Ｙを有している。各現像器は現像ローラ９ＢＫ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｙを有し、上述の第１の静電潜像が現像装置８を通るとき、第１の現像器、この例ではブラック現像器８ＢＫが像担持体５に対向した現像位置を占め、その現像ローラ９ＢＫに担持された図示していないブラック現像剤によって、第１の静電潜像がブラックトナー像として可視像化される。このようにして像担持体５の表面にトナー像が形成される。上述した各色の現像剤としては、トナーとキャリアを有する粉体状の二成分系現像剤が用いられている。
【００１７】
一方、像担持体表面には、駆動ローラを含む複数のローラ１０に巻き掛けられた可撓性の無端ベルトより成る中間転写体１１が対置され、この中間転写体１１は矢印方向に回転駆動されながら、その表面の一部が像担持体５の表面に当接し、その当接部において、像担持体表面の線速と同一線速で像担持体表面の移動方向と同じ方向に移動する。かかる中間転写体１１の表面に、例えばコロナ放電器から成る一次転写装置１２の放電作用によって、像担持体表面に形成されたブラックトナー像が転写される。
【００１８】
トナー像を中間転写体１１に転写したあとの像担持体表面に付着する転写残トナーは、クリーニング装置１４によって除去され、次いでその像担持体表面は除電ランプ１５により成る除電装置からの光を照射されてその表面電位の絶対値が基準値に下げられる。
【００１９】
上述したところと全く同様にして、像担持体表面に第２の静電潜像が形成される。このとき、現像装置８の回転によって、第２の現像器、この例ではシアン現像器８Ｃが像担持体表面に対向した現像位置を占め、その現像ローラ９Ｃに担持されたシアン現像剤によって、第２の静電潜像がシアントナー像として可視像化される。このトナー像も、中間転写体１１の表面に、先に転写されたブラックトナー像の上から重ね合せ状態で転写される。トナー像転写後の像担持体表面がクリーニング装置１４によって清掃され、除電ランプ１５によって除電作用を受けることも先の動作時と変りはない。
【００２０】
さらに、上述したところと全く同様に、像担持体表面に順次形成される第３及び第４の静電潜像が、現像装置８のマゼンタ現像器８Ｍとイエロー現像器８Ｙの各現像ローラ９Ｍ，９Ｙに担持されたマゼンタ現像剤とイエロー現像剤とによって、マゼンタトナー像とイエロートナー像として順次可視像化され、これらが、中間転写体表面に、先に転写されたトナー像の上から重ねた状態で順次転写される。このようにして、中間転写体表面には４色のトナー像が重ね合された状態で形成される。
【００２１】
一方、中間転写体１１に対向して、例えばコロナ放電器より成る二次転写装置１８が対向配置され、その下方に配置された給紙装置１６からは、最終の転写材の一例である転写紙Ｐが矢印Ａ方向に給送される。この転写紙Ｐは、レジストローラ対１７の回転によって、中間転写体１１上のトナー像に整合するタイミングで、二次転写装置１８と中間転写体１１との間に送り込まれる。このとき、二次転写装置１８の放電作用により、中間転写体表面に接触しながら移動する転写紙の表面に、中間転写体表面の重ね合せトナー像が一括して転写される。
【００２２】
トナー像を転写された転写紙Ｐは、搬送ベルト１９の上に担持されて搬送され、定着装置２０を通るとき、熱と圧力の作用で転写紙上のトナー像がその転写紙表面に定着される。次いで、その転写紙は最終コピー紙として機外の排紙トレイ２１上に排出される。
【００２３】
トナー像を転写紙Ｐに転写したあとの中間転写体表面に付着する転写残トナーは、クリーニング装置２２のクリーニング部材２３によって中間転写体表面から除去される。このクリーニング部材２３は、転写される前の中間転写体１１上のトナー像がここを通るとき、中間転写体表面から離間し、転写残トナーを除去するときだけ中間転写体表面に圧接する。
【００２４】
図２は、回転型現像装置８の詳細を示す断面図であり、この現像装置８は、奥側の側板２４と、手前側の側板（図示せず）を有し、これらの側板は支持体２５によって一体に連結され、その両側板と支持体２５に、前述の各現像器８ＢＫ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｙがそれぞれ着脱可能に支持されている。各現像器は、粉体状の現像剤（図示せず）を収容する現像ケース２６ＢＫ，２６Ｃ，２６Ｍ，２６Ｙをそれぞれ有し、その内部に前述の現像ローラ９ＢＫ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｙと、第１の搬送スクリュー２７ＢＫ，２７Ｃ，２７Ｍ，２７Ｙと、第２の搬送スクリュー２８ＢＫ，２８Ｃ，２８Ｍ，２８Ｙが回転自在に配置され、またその各現像ケースにドクターブレード２９ＢＫ，２９Ｃ，２９Ｍ，２９Ｙがそれぞれ固定配置されている。
【００２５】
上述した現像装置８は、その支持体２５が中心軸３１に相対回転不能に支持され、その中心軸３１が後述するように画像形成装置本体１に対して回転可能に支持され、かかる現像装置８の全体が図示していない駆動装置によって回転駆動されることにより、各現像器が、像担持体５に対向した現像位置を占めることができる。図２においては、図１と同じく、ブラック現像器８ＢＫが現像位置を占めた状態を示している。
【００２６】
像担持体５に対向した現像位置を占めた現像器８ＢＫの現像ケース２６ＢＫ内の現像剤は、回転する第２の搬送スクリュー２８ＢＫから第１の搬送スクリュー２７ＢＫに搬送されて循環しながら撹拌混合され、その現像剤が時計方向に回転する現像ローラ９ＢＫに担持されて搬送される。このとき、ドクターブレード２９ＢＫによって搬送される現像剤の量が規制され、規制後の現像剤が現像ローラ９ＢＫと像担持体５との間に運ばれ、ここで現像剤中のトナーが静電潜像に静電的に移行し、その静電潜像が所定の色のトナー像として可視像化される。
【００２７】
上述の現像装置８は、画像形成装置本体１に対してその手前側、すなわち図１及び図２の紙面に対して垂直方向手前側に引き出され、又はその反対の奥側に押し込まれて画像形成装置本体内にセットされるように、画像形成装置本体１に対して着脱可能に支持されている。図示した例では、特開平１１−３８７５５号公報にも詳しく説明されているように、画像形成装置本体１に対して手前側に引き出され、又は奥側に押し込まれる引出体（図示せず）に現像装置８が支持され、その現像装置８が、引出体を介して、画像形成装置本体１に回転可能に支持され、かつ画像形成装置本体１に対して着脱される。
【００２８】
また各現像器８ＢＫ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｙには、その現像ケース２６ＢＫ，２６Ｃ，２６Ｍ，２６Ｙと一体のカートリッジホルダ３１ＢＫ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｙに、ブラックトナー、シアントナー、マゼンタトナー及びイエロートナーがそれぞれ収容されたトナーカートリッジ３０ＢＫ，３０Ｃ，３０Ｍ，３０Ｙがそれぞれ装着されている。これらのカートリッジは、各現像器８ＢＫ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｙが現像位置へ移動し、またその現像位置から他の位置に移動するとき、各現像器と共に移動するように、当該各現像器に着脱可能にセットされている。そして、次に説明するように、各現像器の現像ケースに収容された二成分系現像剤のトナー濃度の低下が検知されたとき、各トナーカートリッジから現像ケース内の現像剤にトナーが補給される。
【００２９】
図１に示すように、像担持体５には、光センサより成る画像濃度センサ３２が対向配置されている。ここで、例えばブラック現像器８ＢＫの現像ケース２６ＢＫに収容された現像剤のトナー濃度を検知するときは、図１の反時計方向に回転する像担持体５の表面を帯電チャージャ６によって一様に帯電し、次いでレーザ書き込みユニット７から出射するレーザ光Ｌをその帯電した像担持体表面に照射して、所定の表面電位の基準潜像を形成し、その基準潜像を、現像位置を占めたブラック現像器８ＢＫのブラック現像剤によってトナー像化して所定サイズの基準トナーパターンを形成する。この基準トナーパターンは、像担持体上の非画像領域に形成される。そして、その基準トナーパターンの画像濃度を画像濃度センサ３２により検知し、その画像濃度が予め決められた所定値以下であることが検知されたとき、ブラック現像器８ＢＫの現像剤のトナー濃度が低下したものとして、図２に示したトナーカートリッジ３０ＢＫからブラック現像装置８ＢＫにブラックトナーが補給される。像担持体表面の基準トナーパターンを中間転写体１１に転写し、そのパターンを中間転写体に対置された画像濃度センサで検知し、或いはさらにその中間転写体１１から転写紙に基準トナーパターンを転写し、その転写紙上のトナーパターンを画像濃度センサによって検知するようにしてもよい。
【００３０】
図２に示した各トナーカートリッジ３０ＢＫ，３０Ｃ，３０Ｍ，３０Ｙには、トナー排出口３３ＢＫ，３３Ｃ，３３Ｍ，３３Ｍ，３３Ｙがそれぞれ形成され、しかもその各トナーカートリッジ内には、図示していないアジテータが配置されている。また、各現像器には、各トナーカートリッジのトナー排出口に対向した位置にトナー補給スクリュー３４ＢＫ，３４Ｃ，３４Ｍ，３４Ｙがそれぞれ配設されている。
【００３１】
上述のようにブラック現像器８ＢＫの現像剤のトナー濃度低下が検知されると、トナーカートリッジ３０ＢＫ内のアジテータが所定時間だけ回転し、その内部のブラックトナーがトナー排出口３３ＢＫに搬送され、その排出口３３ＢＫからトナーカートリッジ外に排出される。このとき、ブラック現像器８ＢＫのトナー補給スクリュー３４ＢＫが回転駆動され、これによってトナーカートリッジ３０ＢＫから排出されたブラックトナーが、回転する第２の搬送スクリュー２８ＢＫに受け渡され、次いで同じく回転駆動される第１の搬送スクリュー２７ＢＫに受け渡され、当該トナーは、現像ケース２６ＢＫ内の二成分系現像剤に撹拌混合される。このようにして、ブラック現像器８ＢＫのトナー濃度が一定の範囲内に維持される。
【００３２】
他の現像器８Ｃ，８Ｍ，８Ｙの現像剤に対するトナーの補給も、その各現像器が現像位置を占めた状態で、上述したところと全く同様にして行われる。
【００３３】
上述のように、本例の画像形成装置は、像担持体に形成された静電潜像をトナー像として可視像化する現像器と、その現像器に補給されるトナーを収容したトナーカートリッジとを有しており、図示した例では、複数の現像器８ＢＫ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｙを有していて、その各現像器に対してトナーカートリッジ３０ＢＫ，３０Ｃ，３０Ｍ，３０Ｙがそれぞれ着脱可能に、かつその各現像器と共に移動できるようにセットされ、いずれかの現像器が像担持体に対向した現像位置を占めて現像動作を行うように構成されている。
【００３４】
前述のように各トナーカートリッジ３０ＢＫ，３０Ｃ，３０Ｍ，３０Ｙから各現像器８ＢＫ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｙにトナーが補給されるうちに、そのトナーカートリッジ内のトナーが無くなるので、その事実を検知してトナーの無くなったトナーカートリッジを新たなトナーカートリッジと交換する必要がある。ここで、トナーカートリッジ内のトナーが無くなるとは、そのトナーカートリッジ内のトナーが完全に無くなるか、又はその残量が極く少なくなった状態を意味する。
【００３５】
上述のトナーカートリッジ内のトナーの有無は次のようにして検知される。
【００３６】
図３は、図１及び図２に示したように像担持体５に対向する現像位置を占めた現像器、図の例ではブラック現像器８ＢＫにセットされたトナーカートリッジ３０ＢＫの概略を示す図であり、図４はその平面図、そして図５は図３のＶ−Ｖ線に沿うトナーカートリッジ３０ＢＫの断面図である。図５に示すように、ブラック現像器に装着されたトナーカートリッジ３０ＢＫの部位には、２つの開口３５，３５Ａがそれぞれ形成され、これらの開口３５，３５Ａには、光を透過する材料、例えば透明材料より成る窓部材３６，３６Ａが、それぞれトナーカートリッジ内に突入した状態で固定され、その各底面は互いに向き合う方向に傾斜し、その各底面にミラー３７，３７Ａが固定されている。
【００３７】
上述の窓部材３６，３６Ａに対向した部分には、発光部３８Ａと受光部３８Ｂを有する光センサにより構成されたトナーエンドセンサ３８が設けられている。トナーカートリッジ３０ＢＫは、図２に示した現像装置８の奥側の側板２４と、図示していない手前側の側板に架け渡された状態で現像器８ＢＫにセットされ、そのトナーカートリッジ３０ＢＫの手前の部位は、上述の手前側の側板よりもさらに前側に突出し、その突出したトナーカートリッジ部分に上述の窓部材３６，３６Ａがそれぞれ固定され、これらに対置されたトナーエンドセンサ３８は、画像形成装置本体１に対して不動に固定されている。図示した例では、前述のように画像形成装置本体１に対して引き出し可能にセットされた図示していない引出体にトナーエンドセンサ３８が固定されている。
【００３８】
トナーカートリッジ３０ＢＫ内のトナーの有無検知時に、発光部３８Ａから光（例えば赤外光）Ｌ１が出射し、その光はミラー３７で反射した後、両窓部材３６，３６Ａの間のトナーカートリッジ内部分に入射する。このとき、トナーカートリッジ３０ＢＫ内にトナーＴが充分に存在すれば、トナーカートリッジ３０ＢＫ内に入射した光Ｌ１がトナーＴによって遮られ、ないしは吸収されるため、窓部材３６Ａを通して外部に光は出射しないか、又はその光量は極く少ない。このため、受光部３８Ｂには、トナーカートリッジ３０ＢＫからの光が入射しないか、又はその光量は極く少なくなり、トナーエンドセンサ３８からの出力はＨ信号となる。これに対し、トナーカートリッジ３０ＢＫ内のトナーが無くなるとトナーカートリッジ３０ＢＫから多量の光が出射し、その光がミラー３７Ａで反射して受光部３８Ｂに入射するので、トナーエンドセンサ３８からの出力はＬ信号となる。
【００３９】
上述のように、トナーエンドセンサ３８からの出力がＨ信号かＬ信号かによって、トナーカートリッジ３０ＢＫ内のトナーＴの有無を判断することができる。トナーカートリッジ３０ＢＫ内にトナーが無いと判断されたときは、画像形成装置本体１の外部に設けられた表示部（図示せず）に、ユーザに対してトナーカートリッジ３０ＢＫの交換を促すトナーエンドの表示がなされる。
【００４０】
ユーザは、上記トナーエンド表示に従って、画像形成装置本体１の前ドア（図示せず）を開き、トナーの無くなったトナーカートリッジ３０ＢＫを現像器８ＢＫから取り外し、次いでトナーの入った新たなトナーカートリッジ３０ＢＫを現像器８ＢＫにセットして、前ドアを閉じる。図示した例では、特開平１１−３８７５５号公報にも記載されているように、現像装置８を収容する前述の引出体の前側板にトナーカートリッジを挿脱するための孔が形成され、この孔を通してトナーカートリッジ３０ＢＫを取り出し、また新たなトナーカートリッジを現像器８ＢＫにセットすることができる。
【００４１】
他の現像器８Ｃ，８Ｍ，８Ｙにセットされた各トナーカートリッジ３０Ｃ，３０Ｍ，３０Ｙ内のトナー有無の検知も、その各現像器が現像位置を占めた状態で、上述したところと全く同じく行われ、そのトナーカートリッジ内のトナーが無くなったことが検知されたとき、当該トナーカートリッジを新たなトナーカートリッジと交換する。
【００４２】
上述のように、本例の画像形成装置は、トナーカートリッジ３０ＢＫ，３０Ｃ，３０Ｍ，３０Ｙ内に入射する光を発する発光部３８Ａ及び該トナーカートリッジ内から帰ってくる光を受ける受光部３８Ｂとを有していて、該受光部への入射光量によってトナーカートリッジ内のトナーの有無を検知するトナーエンドセンサ３８を具備する。
【００４３】
上述のトナー有無検知方法によれば、現像器内の現像剤中にトナーが充分に存在する状態でトナーカートリッジ内のトナーが無くなったことを検知できるので、そのトナー無しが検知されたとき、像担持体５上に形成されるトナー像の画像濃度が極端に低下してしまう不具合を阻止できる。ところが、その反面、トナーエンドセンサ３８の発光部３８Ａないしは受光部３８Ｂの表面に、ごみやほこり、或いは画像形成装置本体内で飛散したトナーなどが付着してその表面が汚れてしまうと、トナーカートリッジ内のトナーが無くなっても、受光部３８Ｂに所定量の光が戻ってこなくなり、そのトナー無しを検知できなくなるおそれがある。
【００４４】
そこで、本例の画像形成装置においては、図３、図４、図６及び図７に示すように、トナーエンドセンサ３８に対向して、例えば光を反射する反射板より成る反射体３９が設けられている。この反射体３９も、画像形成装置本体１に対して固定支持され、例えば前述の引出体、又は画像形成装置本体自体に不動に固定されている。
【００４５】
図６は、前述のように現像装置８が、その中心軸３１（図２）の軸線まわりに回転駆動され、そのブラック現像器８ＢＫのトナーカートリッジ３０ＢＫが図３に示した位置へ向けて移動しているときの様子を示している。このときは、図７に示すように、トナーエンドセンサ３８と反射体３９との間にトナーカートリッジは存在しない。このようにトナーカートリッジがトナーエンドセンサ３８と反射体３９との間から退避している時期に、トナーエンドセンサ３８の発光部３８Ａから光Ｌ１が出射し、その光は反射体３９にて反射して受光部３８Ｂに入射する。その際、トナーエンドセンサ３８の発光部３８Ａと受光部３８Ｂの表面が汚れていないか、或いはその汚れの程度が極く軽微であれば、受光部３８Ｂには多量の光が戻ってくるので、トナーエンドセンサ３８の出力はＬ信号となる。
【００４６】
トナーエンドセンサ３８の発光部３８Ａ又はその受光部３８Ｂ、或いはその両者の表面が前述のようにトナーなどによって汚れた場合を、必要に応じて、トナーエンドセンサが異常であると称することにすると、トナーエンドセンサ３８にかかる異常が発生した場合、その受光部３８Ｂに入射する光の光量は少なくなるか、又は受光部３８Ｂに光が入射しなくなり、トナーエンドセンサ３８の出力はＨ信号となる。このようにして反射体３９で反射して受光部３８Ｂに入射する光の光量によって、トナーエンドセンサ３８の異常を検知することができる。かかる異常が検知されたとき、図示していない制御手段により、発光部３８Ａから出射する光の光量が増加するように、トナーエンドセンサ３８が制御される。そして、トナーエンドセンサ３８の出力がＬ信号となるように、発光部３８Ａから出射する光の光量を増大させた状態で、現像器８ＢＫが現像位置を占め、これにセットされたトナーカートリッジ３０ＢＫが、トナーエンドセンサ３８によるトナーカートリッジ内のトナー有無検知の可能な図３及び図４に示した位置に至ったとき、前述のようにトナーカートリッジ３０ＢＫ内のトナーの有無が検知される。これにより、トナーエンドセンサ３８が汚れるなどの異常が発生しても、トナーカートリッジ３０ＢＫ内のトナーの有無を正しく検知することができる。同様にして、他の現像器８Ｃ，８Ｍ，８Ｙにセットされたトナーカートリッジ３０Ｃ，３０Ｍ，３０Ｙ内のトナーの有無も正しく検知することができる。
【００４７】
上述のように、本例の画像形成装置は、トナーエンドセンサ３８によるトナーカートリッジ３０ＢＫ，３０Ｃ，３０Ｍ，３０Ｙ内のトナー有無検知を行っている時以外の時期に、トナーエンドセンサ３８の発光部３８Ａから出射した光を反射させ、その反射光を受光部３８Ｂに入射させる反射体３９と、その反射体３９で反射して受光部３８Ｂに入射した光の光量によって、トナーエンドセンサ３８の汚れが検知されたとき、発光部３８Ａから出射する光の光量が増加するように、トナーエンドセンサ３８を制御する制御手段とを具備している。
【００４８】
そして、図示した例では、現像位置を占めた現像器にセットされたトナーカートリッジは、トナーエンドセンサ３８によるトナーカートリッジ内のトナーの有無検知が可能な位置を占め、該トナーカートリッジが当該位置から退避することにより、発光部３８Ａからの光が反射体３９に入射し、その反射光が受光部３８Ｂに入射するように、当該反射体３９が位置決めされている。
【００４９】
次に、図８に示すフローチャートに従って、上述したトナー有無検知と、これに関連する他の構成を明らかにする。
【００５０】
図１に示した複写機のコピー、すなわち画像形成動作がスタートすると（Ｓ１）、図６及び図７に示したように、トナーエンドセンサ３８と反射体３９の間からトナーカートリッジが退避した状態で発光部３８Ａから光が反射体３９に向けて出射し、ここで反射して受光部３８Ｂに入射する光の光量によってトナーエンドセンサ３８が正常であるか異常であるかが検知される。図８のＳ２の「反射体読み取り」は、発光部３８Ａから反射体３９へ光を出射することを示し、Ｓ３の「反射光あり」は、受光部３８Ｂに多量の光が戻ってくることを示している。受光部３８Ｂに多量の光が戻り、従ってトナーエンドセンサ３８の出力がＬ信号の場合には、当該センサ３８は正常であると認識され、図３及び図４に示すようにトナーカートリッジがトナーエンドセンサ３８と反射体３９の間に至ったとき、前述のように、発光部３８Ａからの光をトナーカートリッジ内に入射させる（Ｓ４）。このとき受光部３８Ｂに多量の光が戻ってくるか否かにより、トナーカートリッジ内のトナーの有無が検知される。図８のＳ５の「反射光あり」とは、受光部３８Ｂに多量の光が入射することを示している。受光部３８Ｂへの入射光量が多いときは、トナーエンドセンサ３８の出力はＬ信号となり、表示部にトナーエンド表示がなされる（Ｓ６）。トナーカートリッジ内のトナーの有無検知は、現像器に各色のトナー像を形成するごとに行われる（Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９）。
【００５１】
一方、図８のＳ３において、受光部３８Ｂへの光の入射がなく、或いはその入射光量が少ないとき、すなわちトナーエンドセンサ３８の出力がＨ信号である場合は、当該センサ３８が異常であると判断され、この場合には、発光部３８Ａの発光素子への供給電流値が一定量アップされる（Ｓ１０）。次いで再び同じ検知動作が行われ、トナーエンドセンサ３８の出力がＬ信号となるまで発光部３８への供給電流値が一定量ずつアップされ、発光部３８Ａから出射する光の光量が段階的にアップされる。この過程で、Ｌ信号が得られた場合には、その電流値を記憶し、次回のトナーエンドセンサの異常検知が行われるまで、その電流値によって、トナーカートリッジ内のトナーの有無検知動作が前述の如く実行される。
【００５２】
発光部３８Ａへの供給電流値のアップが繰返され、発光部３８Ａから出射する光の光量が所定値以上となるように制御されたとき、図８の例では発光部３８Ａの供給電流値が最大となり、その発光量が最大となるように制御されたとき（Ｓ１１）、トナーエンドセンサ３８によるトナーカートリッジ内のトナーの有無検知は困難であると判断され、次に示すように従来より行われているトナーエンド検知方式に切換えられる（Ｓ１２）。
【００５３】
前述のように、像担持体表面に基準トナーパターンを形成し、その画像濃度を画像濃度センサ３２によって検知し、現像器内の現像剤のトナー濃度低下が検知されたとき、その現像器にトナーカートリッジ内のトナーを補給しているが、そのトナーカートリッジ内のトナーが無くなると、現像器へトナーを補給する動作を実行しているにもかかわらず、現像器へトナーが補給されず、基準トナーパターンの画像濃度は増々低下する。このようにして基準トナーパターンの画像濃度が基準値以下となったことが、画像濃度センサ３２によって検知されたとき、画像形成装置本体の表示部にトナーカートリッジの交換を促す表示をなすのである。
【００５４】
上述のように、本例の画像形成装置は、トナーエンドセンサ３８の発光部３８Ａから出射する光の光量が所定値以上となるように制御されたとき、現像器により形成された基準トナーパターンの画像濃度を検知して、その画像濃度が基準値以下となったことが検知されたとき、トナーカートリッジ内のトナーが無くなったものと判断するトナーカートリッジのトナー有無検知に切換える制御手段を具備しているのである。
【００５５】
上記構成により、トナーエンドセンサ３８が異常状態となり、そのトナーエンドセンサ３８によるトナーカートリッジ内のトナー有無検知が不可能となった場合でも、上述したトナー有無検知を実行することにより、トナーカートリッジの交換時期を知ることができる。
【００５６】
また、発光部３８Ａから出射する光の光量が所定値以上となるように制御されたとき、トナーエンドセンサの汚れ発生を表示する表示手段を設けると、ユーザはトナーエンドセンサ３８の異常を知り、そのセンサ３８の清掃や、当該センサの交換に速やかに対処することができる。
【００５７】
以上説明した実施形態例の画像形成装置は、各現像器が現像位置に移動して現像動作を実行するように構成されているが、現像器を画像形成装置本体内にセットした後、その現像器を当該現像器に着脱可能にセットされたトナーカートリッジと共に、不動に画像形成装置本体に配置する画像形成装置にも本発明を適用することができる。この場合には、図９に示すように、反射体３９を、トナーエンドセンサ３８とトナーカートリッジ３０の間の実線で示した使用位置と、その使用位置以外の鎖線で示した退避位置との間を移動可能に支持する。そして、反射体３９が使用位置を占めたとき、トナーエンドセンサ３８の発光部３８Ａからの光がトナーカートリッジ３０内に入射することなく、反射体３９に入射して反射し、その反射光がトナーエンドセンサ３８の受光部３８Ｂに入射するようにする。これによって、先に説明した実施形態例と同じく、トナーエンドセンサ３８の異常の有無を検知することができる。これに対し、反射体３９が退避位置を占めたとき、トナーエンドセンサ３８の発光部３８Ａからの光が反射体３９に入射することなく、トナーカートリッジ３０内に入射するようにして、前述のようにトナーカートリッジ３０内のトナーの有無を検知する。このように、トナーエンドセンサ３８の異常検知と、トナーカートリッジ３０内のトナーの有無を検知できるように、反射体３９の使用位置と退避位置がそれぞれ定められているのである。図９に示した実施形態例の他の構成は、先の実施形態例において示したところと変りはない。
【００５８】
以上の説明からも了解されるように、本願発明は単色画像形成用の画像形成装置や、プリンタ、ファクシミリ或いはその複合機などの画像形成装置にも広く適用できるものである。
【００５９】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、トナーエンドセンサの汚れが発生したときも、そのトナーエンドセンサによってトナーカートリッジ内のトナーの有無を検知することが可能である。
【００６０】
請求項２に記載の発明によれば、トナーエンドセンサによるトナーカートリッジ内のトナー有無検知が不能となってしまうことがあっても、そのトナーカートリッジ内のトナーの有無を検知することができる。
【００６１】
請求項３に記載の発明によれば、トナーエンドセンサの汚れをユーザに報らせ、これに対する対処をユーザに促すことができる。
【００６２】
請求項４に記載の発明によれば、現像器が移動することを利用して、トナーエンドセンサの汚れ検知と、トナーカートリッジ内のトナー有無の検知を行うことができる。
【００６３】
請求項５に記載の発明によれば、現像器が画像形成装置本体内で移動しない場合でも、トナーエンドセンサの汚れ検知と、トナーカートリッジ内のトナー有無の検知を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の一例を示す概略垂直断面図である。
【図２】現像装置の拡大断面図である。
【図３】現像位置を占めた現像器にセットされたトナーカートリッジと、トナーエンドセンサの位置関係を示す説明図である。
【図４】図３の平面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線に沿うトナーカートリッジの水平断面図である。
【図６】トナーカートリッジがトナーエンドセンサと反射体の間に進入するときの様子を示す説明図である。
【図７】図６の状態におけるトナーエンドセンサと反射体の間の状態を示す平面図である。
【図８】トナーカートリッジ内のトナー有無検知に関する動作の一例を示したフローチャートである。
【図９】反射体を可動に支持した例を説明する平面図である。
【符号の説明】
５像担持体
８ＢＫ現像器
８Ｃ現像器
８Ｍ現像器
８Ｙ現像器
３０トナーカートリッジ
３０ＢＫトナーカートリッジ
３０Ｃトナーカートリッジ
３０Ｍトナーカートリッジ
３０Ｙトナーカートリッジ
３８トナーエンドセンサ
３８Ａ発光部
３８Ｂ受光部
３９反射体

Claims

像担持体に形成された静電潜像をトナー像として可視像化する現像器と、該現像器に補給されるトナーを収容したトナーカートリッジと、該トナーカートリッジ内に入射する光を発する発光部及び該トナーカートリッジ内から帰ってくる光を受ける受光部とを有していて、該受光部への入射光量によってトナーカートリッジ内のトナーの有無を検知するトナーエンドセンサと、そのトナーの有無検知を行っている時以外の時期に、前記トナーエンドセンサの発光部から出射した光を反射させ、その反射光を前記受光部に入射させる反射体と、該反射体で反射して受光部に入射した光の光量によって、トナーエンドセンサの汚れが検知されたとき、発光部から出射する光の光量が増加するように、トナーエンドセンサを制御する制御手段とを具備して成る画像形成装置。
前記発光部から出射する光の光量が所定値以上となるように制御されたとき、前記現像器により形成された基準トナーパターンの画像濃度を検知して、その画像濃度が基準値以下となったことが検知されたとき、前記トナーカートリッジ内のトナーが無くなったものと判断するトナーカートリッジのトナー有無検知に切換える制御手段を具備する請求項１に記載の画像形成装置。
前記発光部から出射する光の光量が所定値以上となるように制御されたとき、トナーエンドセンサの汚れ発生を表示する表示手段を具備する請求項１に記載の画像形成装置。
複数の現像器を有し、その各現像器に対してトナーカートリッジがそれぞれ着脱可能に、かつその各現像器と共に移動できるようにセットされ、いずれかの現像器が前記像担持体に対向した現像位置を占めて現像動作を行うように構成され、前記現像位置を占めた現像器にセットされたトナーカートリッジは、前記トナーエンドセンサによるトナーカートリッジ内のトナーの有無検知が可能な位置を占め、該トナーカートリッジが当該位置から退避することにより、前記発光部からの光が前記反射体に入射し、その反射光が受光部に入射するように、当該反射体が位置決めされている請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
前記現像器が前記トナーカートリッジと共に不動に画像形成装置本体内に配置され、前記反射体は、前記トナーエンドセンサとトナーカートリッジの間の使用位置と、その使用位置以外の退避位置との間を移動可能に支持され、反射体が使用位置を占めたとき、前記発光部からの光がトナーカートリッジ内に入射することなく、当該反射体に入射して反射し、該反射体が退避位置を占めたとき、前記発光部からの光が反射体に入射することなく、トナーカートリッジ内に入射するように、反射体の使用位置と退避位置をそれぞれ定めた請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。