(57)【要約】【課題】現像剤の初期容量に応じて適切な劣化状態まで現像剤を使用できるようにする現像剤カートリッジおよびその製造方法ならびに画像形成装置を提供する。【解決手段】現像剤（トナーＴ）を収容する筐体（現像フレーム５０Ｂ）と、筐体の両側壁５０Ｌ、５０Ｒに設けられた、筐体内の現像剤の量を検出するための検出光を筐体内へ導入する第１導光部材１１０と筐体内を通過した検出光Ｌを外部へ導出する第２導光部材１２０とを備えた現像カートリッジ５Ｂを構成する。第１導光部材１１０と第２導光部材１２０のうち少なくとも一方は、検出光Ｌを反射または屈折させることで光路をずらして検出光Ｌを導光する光学素子を含むと共に、外部からまたは外部へ導光される検出光Ｌの光軸Ｘの周りに回動可能なように筐体に支持される。【選択図】図３
2010175719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置本体に着脱自在に装着可能な現像剤カートリッジであって、
現像剤を収容する筐体と、
前記筐体の両側壁に設けられた、前記筐体内の現像剤の量を検出するための検出光を前記筐体内へ導入する第１導光部材と前記筐体内を通過した検出光を外部へ導出する第２導光部材とを備え、
前記第１導光部材と前記第２導光部材のうち少なくとも一方は、検出光を反射または屈折させることで光路をずらして検出光を導光する光学素子を含むと共に、外部からまたは外部へ導光される検出光の光軸周りに回動可能なように前記筐体に支持されることを特徴とする現像剤カートリッジ。
【請求項２】
前記光学素子は、２つの平行な反射面を有することを特徴とする請求項１に記載の現像剤カートリッジ。
【請求項３】
前記光学素子は、２つの平行な屈折面を有することを特徴とする請求項１に記載の現像剤カートリッジ。
【請求項４】
初期容量が異なる複数種類の現像剤カートリッジを装着可能に構成された画像形成装置であって、
前記現像剤カートリッジは、
現像剤を収容する筐体と、
前記筐体の両側壁に設けられた、前記筐体内の現像剤の量を検出するための検出光を前記筐体内へ導入する第１導光部材と前記筐体内を通過した検出光を外部へ導出する第２導光部材とを備え、
前記第１導光部材と前記第２導光部材のうち少なくとも一方は、検出光を反射または屈折させることで光路をずらして検出光を導光する光学素子を含むと共に、外部からまたは外部へ導光される検出光の光軸周りに回動可能なように前記筐体に支持されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１に記載の現像剤カートリッジの製造方法であって、
前記筐体内に現像剤を供給し、
前記筐体内に収容された現像剤の量に応じて、前記第１導光部材および前記第２導光部材の少なくとも一方を回動させて前記筐体内を通過する検出光の位置または通過した検出光の検出位置を調整することを特徴とする現像剤カートリッジの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤の残量を検出可能な現像剤カートリッジおよびその製造方法ならびに画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、一般に、トナーを収容した現像剤カートッジを備え、現像剤カートリッジからトナーを感光体に供給して画像形成を行っている。このような画像形成装置では、現像剤カートリッジ内に残っているトナーの量を検出するために、現像剤収容室の側壁に互いに対向する一対の光透過窓を設け、一方の光透過窓から検出光を入射し、他方の光透過窓の前で受光し、この受光信号が高レベルであれば、トナーの残量が少なくなってきたと判定する構成が用いられることがある（特許文献１）。
【０００３】
ところで、トナーは、現像剤収容室内で繰り返し撹拌されることで、徐々に劣化し、所定の印字枚数を超えると初期の帯電性能が得られなくなり、形成される画像の質が低下する。そのため、良好な画像を形成するためには、現像剤収容室内のトナーをすべて使い切らずに、所定量残す必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−００５２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、現像剤カートリッジは、トナーの初期容量が異なる複数種類、例えば、大容量タイプと小容量タイプの２種類が設定され、販売されることが多い。しかし、従来の画像形成装置では、トナーの初期容量に拘わらず、トナーの量が一定量以下になったときに現像剤カートリッジの交換時期であると判定していた。
【０００６】
しかし、トナーの劣化の状態はおよそ現像剤カートリッジの使用時間に応じるため、同じトナー残量であっても、大容量タイプの現像剤カートリッジに比較すると、少容量タイプの現像剤カートリッジの残トナーは劣化していない。そのため、トナーの初期容量に拘わらず、トナーの量が一定量以下になったときにトナーエンプティを判定すると、少量タイプの現像剤カートリッジでは、残トナーが未だ使用に耐え得るにも拘わらずトナーエンプティを判定してしまい、トナーを有効に使用できないという問題があった。
【０００７】
本発明は、以上のような背景に鑑みてなされたものであり、現像剤の初期容量に応じて適切な劣化状態まで現像剤を使用できるようにする現像剤カートリッジおよびその製造方法ならびに画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記した課題を解決する本発明は、画像形成装置本体に着脱自在に装着可能な現像剤カートリッジであって、現像剤を収容する筐体と、前記筐体の両側壁に設けられた、前記筐体内の現像剤の量を検出するための検出光を前記筐体内へ導入する第１導光部材と前記筐体内を通過した検出光を外部へ導出する第２導光部材とを備え、前記第１導光部材と前記第２導光部材のうち少なくとも一方は、検出光を反射または屈折させることで光路をずらして検出光を導光する光学素子を含むと共に、外部からまたは外部へ導光される検出光の光軸周りに回動可能なように前記筐体に支持されることを特徴とする。
【０００９】
このような構成によれば、検出光をずらす光学素子を含む第１導光部材および第２導光部材の少なくとも一方を回転させることで、筐体内に導入される検出光の位置、または筐体内を通過した検出光を検出する位置を変えるができる。したがって、筐体内の現像剤の初期容量に応じて、第１導光部材および第２導光部材の少なくとも一方を回転させることで、現像剤の初期容量に応じて適切な劣化状態まで現像剤を使用できるように調整することが可能となる。
【００１０】
また、前記した課題を解決する本発明の画像形成装置は、初期容量が異なる複数種類の現像剤カートリッジを装着可能に構成された画像形成装置であって、前記現像剤カートリッジは、現像剤を収容する筐体と、前記筐体の両側壁に設けられた、前記筐体内の現像剤の量を検出するための検出光を前記筐体内へ導入する第１導光部材と前記筐体内を通過した検出光を外部へ導出する第２導光部材とを備え、前記第１導光部材と前記第２導光部材のうち少なくとも一方は、検出光を反射または屈折させることで光路をずらして検出光を導光する光学素子を含むと共に、外部からまたは外部へ導光される検出光の光軸周りに回動可能なように前記筐体に支持されることを特徴とする。
【００１１】
また、前記した課題を解決する現像剤カートリッジの製造方法は、前記筐体内に現像剤を供給し、前記筐体内に収容された現像剤の量に応じて、前記第１導光部材および前記第２導光部材の少なくとも一方を回動させて前記筐体内を通過する検出光の位置または通過した検出光の検出位置を調整することを特徴とする。このように、筐体内に収容された現像剤の量に応じて前記筐体内を通過する検出光の位置を調整することで、初期容量が少ない現像剤カートリッジでも、適切な劣化状態まで現像剤を使用することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の現像剤カートリッジおよびその製造方法ならびに画像形成装置によれば、筐体内に収容された現像剤の量に応じて前記筐体内を通過する検出光の位置を調整することで、初期容量が少ない現像剤カートリッジでも、適切な劣化状態まで現像剤を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの断面図である。
【図２】現像カートリッジの拡大断面図である。
【図３】大容量タイプの場合の現像カートリッジ周辺の構成を示す図２のIII−III断面図（ａ）と、側面図（ｂ）である。
【図４】第１および第２導光部材の拡大断面図である。
【図５】小容量タイプの場合の現像カートリッジ周辺の構成を示す図２のIII−III断面図（ａ）と、側面図（ｂ）である。
【図６】第２実施形態に係る現像カートリッジ周辺の構成を示す図２のIII−III断面図であり、大容量タイプの場合（ａ）と、小容量タイプの場合（ｂ）である。
【図７】第３実施形態に係る現像カートリッジ周辺の構成を示す図２のIII−III断面図であり、大容量タイプの場合（ａ）と、小容量タイプの場合（ｂ）である。
【図８】第４実施形態に係る小容量タイプの現像カートリッジ周辺の構成を示す図２のIII−III断面図（ａ）と、第１および第２導光部材の拡大断面図（ｂ）である。
【図９】第５実施形態に係る大容量タイプの現像カートリッジ周辺の構成を示す図２のIII−III断面図（ａ）と、第１および第２導光部材の拡大断面図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［第１実施形態］
＜レーザプリンタの概略構成＞
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明において、方向はレーザプリンタを使用するユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１における左側を「前」、右側を「後」とし、手前側を「右」、奥側を「左」とする。また、図１における上下方向を「上下」とする。
【００１５】
図１に示すように、画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ１は、本体筐体２内に、用紙Ｐを供給する給紙部３と、露光装置４と、用紙Ｐ上にトナー像を転写するプロセスユニット５と、用紙Ｐ上に転写されたトナー像を熱定着させる定着装置６とを主に備えている。
【００１６】
給紙部３は、本体筐体２内の下部に設けられ、用紙Ｐを収容する給紙トレイ３１と、用紙Ｐの前側を持ち上げる用紙押圧板３２およびリフトレバー３３と、ピックアップローラ３４と、給紙ローラ３５と、給紙パッド３６と、レジストローラ３７とを主に備えている。給紙トレイ３１内の用紙Ｐは、リフトレバー３３と用紙押圧板３２によってピックアップローラ３４に寄せられ、ピックアップローラ３４によって送り出される。送り出された用紙Ｐは、給紙ローラ３５と給紙パッド３６によって１枚ずつ分離され、レジストローラ３７を通り、感光体ドラム５１と転写ローラ５３との間に向けて搬送される。
【００１７】
露光装置４は、本体筐体２内の上部に設けられ、図示しないレーザ発光部と、回転駆動するポリゴンミラー４１と、レンズ４２，４３と、反射鏡４４，４５とを主に備えている。レーザ発光部から出射された画像データに基づくレーザ光（鎖線参照）は、ポリゴンミラー４１、レンズ４２、反射鏡４４、レンズ４３、反射鏡４５の順に反射または通過して、感光体ドラム５１の表面上に高速走査にて照射される。
【００１８】
プロセスユニット５は、露光装置４の下方に配置され、本体筐体２に設けられたフロントカバー２１を開いたときにできる開口から本体筐体２に対して着脱可能に装着される構成となっている。このプロセスユニット５は、感光体ユニット５Ａと、現像剤カートリッジの一例としての現像カートリッジ５Ｂとから構成されている。
【００１９】
感光体ユニット５Ａは、感光体フレーム５０Ａ内に、感光体ドラム５１と、帯電器５２と、転写ローラ５３とを主に備えている。また、現像カートリッジ５Ｂは、感光体ユニット５Ａに対して着脱可能に装着される構成となっており、現像フレーム５０Ｂ内に、現像ローラ５４と、供給ローラ５５と、層厚規制ブレード５６とを主に備え、現像剤の一例としてのトナーを収容するトナー収容室５８を有する。
【００２０】
プロセスユニット５では、感光体ドラム５１の表面が、帯電器５２により一様に帯電された後、露光装置４からのレーザ光の高速走査によって露光されることで、感光体ドラム５１上に画像データに基づく静電潜像が形成される。また、トナー収容室５８内のトナーは、供給ローラ５５を介して現像ローラ５４に供給され、現像ローラ５４と層厚規制ブレード５６との間に進入して一定厚さの薄層として現像ローラ５４上に担持される。
【００２１】
現像ローラ５４上に担持されたトナーは、現像ローラ５４から感光体ドラム５１上に形成された静電潜像に供給される。これにより、静電潜像が可視像化され、感光体ドラム５１上にトナー像が形成される。その後、感光体ドラム５１と転写ローラ５３との間を用紙Ｐが搬送されることで感光体ドラム５１上のトナー像が用紙Ｐ上に転写される。
【００２２】
定着装置６は、プロセスユニット５の後方に設けられ、加熱ローラ６１と、加熱ローラ６１との間で用紙Ｐを挟持する加圧ローラ６２とを主に備えている。用紙Ｐに転写されたトナー像は、加熱ローラ６１と加圧ローラ６２との間を用紙Ｐが搬送されることで熱定着される。トナー像が熱定着された用紙Ｐは、定着装置６から排出経路２３に搬送され、排出経路２３から排出ローラ２４によって排紙トレイ２２上に排出される。
【００２３】
次に、現像カートリッジ５Ｂの交換時期の判定について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明においては、まず交換時期の判定に拘わる現像カートリッジ５Ｂおよびレーザプリンタ本体の構成について説明した後、本実施形態の交換時期の判定について説明する。
【００２４】
＜現像カートリッジの構成＞
レーザプリンタ１に装着可能な現像カートリッジ５Ｂには、トナーの初期容量が異なる２種類のタイプがある。具体的には、例えば、最大印字可能枚数が６０００枚に設定された大容量タイプと、最大印字可能枚数が３０００枚に設定され、大容量タイプよりもトナーの初期容量が少ない小容量タイプである。なお、各タイプの現像カートリッジ５Ｂは、トナー収容室５８内に収容されるトナーＴの初期容量が異なるだけであり、構成は略同一である。
【００２５】
図２に示すように、現像カートリッジ５Ｂは、筐体の一例としての現像フレーム５０Ｂによって、供給ローラ５５などが配置される現像室５７と、トナーＴが収容されるトナー収容室５８とに区画されている。現像室５７とトナー収容室５８とは、連通部５９によって連通している。この連通部５９は、供給ローラ５５のローラ部分の軸方向における略全幅にわたって形成されており、トナーＴは、連通部５９を介して現像室５７とトナー収容室５８との間を相互に行き来できるようになっている。
【００２６】
トナー収容室５８には、回転することでトナーＴを撹拌するアジテータ７０が配置されている。アジテータ７０は、回転支軸７１と、回転支軸７１から延びる撹拌部７２と、撹拌部の先端のシート取付部７３に取り付けられた可撓性のシート部材７５とから主に構成されている。また、図３に示すように、トナー収容室５８（現像フレーム５０Ｂ）の側壁５０Ｌ，５０Ｒには、それぞれ、左右方向において対向する第１導光部材１１０と第２導光部材１２０が設けられている。第１導光部材１１０および第２導光部材１２０は、それぞれ後述するように、光学素子の一例としての第１反射面１１７と第２反射面１１８を含んでいる。第１導光部材１１０と、第２導光部材１２０は、本実施形態においては同じ物を利用することができる。
【００２７】
図４に示すように、第１導光部材１１０は、図３に示す発光素子８１が発する検出光Ｌを透過可能な透明な樹脂からなり、略円柱状の外形の本体部１１１と本体部１１１の外側面１１５（ここで、内側、外側は、現像フレーム５０Ｂの内側、外側に対応させて用いる。）に形成された外側凹部１１２と、内側面１１６に形成された内側凹部１１３とを有している。外側面１１５の中央部は、検出光Ｌが入る導入部１１５Ａであり、図４における内側面１１６の上部は、第１導光部材１１０から検出光Ｌが導出される導出部１１６Ａである。内側凹部１１３は、外側面１１５に対し４５度傾斜した第１反射面１１７を形成するように設けられ、この第１反射面１１７により、検出光Ｌを図４における上方に内面反射するようになっている。外側凹部１１２は、第１反射面１１７と平行な第２反射面１１８を形成するように設けられている。第２反射面１１８は、第１反射面１１７で反射した検出光Ｌを第１反射面１１７で反射する前と同じ方向に反射し、導出部１１６Ａから出射させる。つまり、検出光Ｌは、第１導光部材１１０により光路がずらされるようになっている。
【００２８】
本体部１１１には、外側に径方向外側に延びるフランジ１１４Ａが形成されているとともに、内側に径方向外側に若干張り出す係止部１１４Ｂが形成されている。係止部１１４Ｂは、内側に向けて細くなるテーパ形状を有している。また、外側面１１５の図４における上端の縁部には、第１導光部材１１０の向きを確認するためのマーク１１９が設けられている。
第１導光部材１１０は、図３（ａ）に示すように、現像フレーム５０Ｂの側壁５０Ｌに形成された取付穴１３０Ｌに嵌合され、フランジ１１４Ａおよび係止部１１４Ｂにより取付穴１３０Ｌから離脱しないように係合している。第１導光部材１１０は、現像フレーム５０Ｂに回動可能に支持されている。導入部１１５Ａは、外側面１１５の中央部にあるため、現像フレーム５０Ｂに対し第１導光部材１１０を回動させても、導入部１１５Ａの位置は変わらないようになっている。言い換えると、第１導光部材１１０は、導入部１１５Ａに導入される検出光Ｌの光軸Ｘの周りに回動可能となっている。
【００２９】
第２導光部材１２０は、第１導光部材１１０と同じ部材であるが、第１導光部材１１０の導入部１１５Ａに相当する部分は、検出光Ｌが出ていく部分なので、導出部１２５Ａとして機能し、第１導光部材１１０の導出部１１６Ａに相当する部分は、検出光Ｌが入る部分なので、導入部１２６Ａとして機能する。そして、図３（ａ）に示すように、側壁５０Ｒに設けられた取付穴１３０Ｒに回動可能に支持される。その他の部分については、図面に第１導光部材１１０と同じ符号を付して説明を省略する。
【００３０】
第１導光部材１１０と取付穴１３０Ｌとの間、および第２導光部材１２０と取付穴１３０Ｒとの間には、トナー収容室５８からトナーＴが漏れないように、適宜、スポンジ、ゴムまたはグリースなどのシール手段が設けられる。
【００３１】
図３（ｂ）に示すように、現像フレーム５０Ｂの側壁５０Ｒには、第２導光部材１２０が取り付けられる部分の上下に、それぞれ、大容量マーク１３６と小容量マーク１３７とが設けられている。これらは、第２導光部材１２０が大容量タイプに合った向きか小容量タイプに合った向きかを示すマークであり、第２導光部材１２０を回動させることでマーク１１９と合わせられる。図示はしないが、左側の側壁５０Ｌにも第１導光部材１１０に対応して同様のマークが設けられている。
【００３２】
＜現像カートリッジの製造方法＞
以上のような構成の現像カートリッジ５Ｂを製造する際には、大容量タイプか、小容量タイプかに応じて、所定量のトナーＴを現像フレーム５０Ｂのトナー収容室５８に供給する。そして、供給したトナーＴの量に応じて、第１導光部材１１０および第２導光部材１２０を回動させる。すなわち、現像カートリッジ５Ｂが大容量タイプであれば、マーク１１９が上方を向いて大容量マーク１３６と合うように回動させ、現像カートリッジ５Ｂが小容量タイプであれば、マーク１１９が下方を向いて小容量マーク１３７と合うように回動させる。こうして、トナー収容室５８を通過する検出光Ｌの高さ位置を調整する。なお、ここでいう製造とは、現像カートリッジ５Ｂを工場で新規に製造するときと、空になった現像カートリッジ５Ｂを回収して、再度トナーＴを詰め、調整して出荷する、いわゆるリサイクル時との両方を含む意味である。
【００３３】
＜残量判定のためのレーザプリンタ本体の構成＞
図３（ａ）に示すように、レーザプリンタ１は、本体筐体２内に、発光素子８１と、受光素子８２と、現像カートリッジ５Ｂの交換時期を判定する判定手段１５０を備えている。
【００３４】
発光素子８１と受光素子８２とは、本体筐体２に装着された現像カートリッジ５Ｂの第１導光部材１１０および第２導光部材１２０を挟むようにして対向して配置されている。そのため、発光素子８１が発する検出光Ｌの光軸Ｘは、前記したように第１導光部材１１０の中央、つまり、導入部１１５Ａを通過しており、受光素子８２の光検出面は、第２導光部材１２０の中央、つまり、導出部１２５Ａと対面している。なお、発光素子８１および受光素子８２としては、公知の光センサを採用することができる。
【００３５】
図３（ａ）に破線で示すように、発光素子８１から出射された光は、第１導光部材１１０を通って現像カートリッジ５Ｂ（トナー収容室５８）内に入り、トナーＴが所定量以下になると、第２導光部材１２０を通って受光素子８２で受光される。受光素子８２は、受光した光の強度に応じて出力電圧値が変化する素子であり、光を受光することで発生する信号を判定手段１５０に出力する。
【００３６】
判定手段１５０は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力回路などを備えて構成されている。この判定手段１５０は、ＲＯＭに記憶されたプログラムやデータ、受光素子８２の出力などに基づいて、主に現像カートリッジ５Ｂの交換時期を判定する。
交換時期の判定の方法を簡単に説明すると、受光信号の強度が予め設定された受光基準値を超えた時間を算出し、この超えた時間の割合（デューティ比）が判定閾値を超えた場合に現像カートリッジ５Ｂが交換時期（トナーエンプティ）であると判定する。
【００３７】
＜残量判定の動作＞
以上のように構成されたレーザプリンタ１における残量の判定について説明する。
大容量タイプの現像カートリッジ５Ｂを用いる場合、図３（ａ），（ｂ）に示すように、製造時またはリサイクル時に第１導光部材１１０および第２導光部材１２０の向きを調整してあることで、それらのマーク１１９が上方に向いて大容量マーク１３６に合っている。
【００３８】
このような現像カートリッジ５Ｂの使用中において残量を判定するときには、発光素子８１から検出光Ｌを発する。発光素子８１の検出光Ｌの出射部は、第１導光部材１１０の導入部１１５Ａと対面しているので、検出光Ｌは第１導光部材１１０に導入部１１５Ａから入って、第１反射面１１７で上方に反射し、第２反射面１１８で右方向、つまり発光素子８１から出射した方向と平行な向きになり、導出部１１６Ａからトナー収容室５８内に入る。このようにして、発光素子８１から出射した検出光Ｌは、光路が上方にずれる。
【００３９】
トナー収容室５８内では、トナーＴの量や、アジテータ７０の回転によるトナーＴの撹拌に応じて、トナー収容室５８の底部に溜まっているトナーＴの高さが低くなった瞬間に、検出光ＬがトナーＴに遮られずに第２導光部材１２０に到達する。このとき、トナー収容室５８を通過した検出光Ｌは、第２導光部材１２０の導入部１２６Ａから第２導光部材１２０内に入り、第２反射面１１８で下方に反射し、第１反射面１１７で右方向に反射し、導出部１２５Ａから外部へ出る。導出部１２５Ａは、受光素子８２の受光面に対面しているので導出部１２５Ａから出た検出光Ｌは、受光素子８２で検知されて、受光信号を判定手段１５０に出力する。そして、判定手段１５０は、公知のように、受光信号中の受光した時間の割合に応じて、トナーエンプティを判定する。
【００４０】
一方、小容量タイプの現像カートリッジ５Ｂを用いる場合、図５（ａ），（ｂ）に示すように、製造時またはリサイクル時に第１導光部材１１０および第２導光部材１２０の向きを調整してあることで、それらのマーク１１９が下方に向いて小容量マーク１３７に合っている。
【００４１】
このような現像カートリッジ５Ｂの使用中において残量を判定するときには、発光素子８１から発した検出光Ｌは、第１導光部材１１０の第１反射面１１７と第２反射面１１８とにより、光路が下方にずれてトナー収容室５８に入る。そして、トナー収容室５８を通過した検出光Ｌは、第２導光部材１２０の第２反射面１１８と第１反射面１１７とにより上方にずれて、受光素子８２に入る。そして、判定手段１５０は、公知のように、受光信号中の受光した時間の割合に応じて、トナーエンプティを判定する。
【００４２】
以上のようにして、本実施形態の現像カートリッジ５Ｂによれば、製造時に現像フレーム５０Ｂに供給されるトナーＴの初期容量に応じて第１導光部材１１０および第２導光部材１２０の向きがそれらの回動により調整され、現像カートリッジ５Ｂ内を通る検出光Ｌの高さが調整される。具体的には、初期容量が大きい場合には、高い位置に、初期容量が小さい場合には、初期容量が大きい場合に比較して低い位置に調整される。これにより、判定手段１５０は、初期容量が小さい場合には、初期容量が大きい場合に比較して、現像フレーム５０Ｂ内のトナーＴがより少なくなったときにトナーエンプティを判定する。つまり、トナーＴの劣化状態に応じた適切なトナーエンプティの判定が可能となり、トナーＴを有効に利用することができる。また、レーザプリンタ１に変更を加えなくても、使用できずに現像カートリッジ５Ｂ内に残るトナーＴの量を調整できるので、既存の画像形成装置においてもトナーＴの有効利用を図ることが可能となる。
【００４３】
以上に本発明の一実施形態について説明したが、本発明の現像カートリッジは、以下に説明するようにさらに他の形態で実施することも可能である。なお、以下の形態の説明においては、第１実施形態と異なる点のみ説明し、同じ部分については、図面に同じ符号を付す。
【００４４】
［第２実施形態］
図６（ａ），（ｂ）に示すように、第２実施形態の現像カートリッジ５０１は、第１実施形態に対し、第２導光部材１２０に代えて、第２導光部材の一例としての透明な樹脂板２２０を設けたものである。すなわち、現像カートリッジ５０１から検出光Ｌが出ていく側壁５０Ｒに光透過部として樹脂板２２０を設けている。樹脂板２２０は、第１導光部材１１０を回動させたときに、検出光Ｌが動く範囲で光を透過するための十分な面積を有している。そして、受光素子８２も、同じくその範囲で受光できるように、十分に広い受光面を有している。
このような形態によっても、現像カートリッジ５０１を通る検出光Ｌの高さを、トナーＴの初期容量に応じて変えて、トナーＴの有効利用を図ることができる。
【００４５】
［第３実施形態］
図７（ａ），（ｂ）に示すように、第３実施形態の現像カートリッジ５０２は、第１実施形態に対し、第１導光部材１１０に代えて、第１導光部材の一例としての透明な樹脂板２１０を設けたものである。すなわち、現像カートリッジ５０２から検出光Ｌが入る側壁５０Ｌに光透過部として樹脂板２１０を設けている。樹脂板２１０は、発光素子８１が発する光が透過するための十分な面積を有している。なお、発光素子８１は、第２導光部材１２０をどの向きに回動させても導入部１２６Ａに検出光Ｌが入ることができるように、僅かに拡がるビームを発するものを用いるとよい。
このような形態によっても、現像カートリッジ５０２を通った検出光Ｌを検出する位置の高さを、トナーＴの初期容量に応じて変えて、トナーＴの有効利用を図ることができる。
【００４６】
［第４実施形態］
図８（ａ），（ｂ）に示すように、第４実施形態の現像カートリッジ５０３は、第１実施形態に対し、第１導光部材１１０および第２導光部材１２０に代えて、光の屈折を利用するものに変更したものである。すなわち、第１導光部材３１０および第２導光部材３２０は、互いに平行な屈折面３１２および屈折面３１３を有する光学素子の一例としての樹脂板３１１を有し、これが、本体部１１１に固定されている。なお、樹脂板３１１を本体部１１１と一体に構成してもよい。樹脂板３１１は、屈折面３１２および屈折面３１３が、発光素子８１が発する検出光の光軸Ｘに対し斜めになるように配置されている。
このような形態によれば、検出光Ｌは、第１導光部材３１０の屈折面３１２および屈折面３１３により屈折し、光路の高さ位置がずれて現像カートリッジ５０３内に入る。そして、検出光Ｌは、第２導光部材３２０の屈折面３１３および屈折面３１２により屈折し、受光素子８２に入る。したがって、現像カートリッジ５０３を通った検出光Ｌを検出する位置の高さを、トナーＴの初期容量に応じて変えて、トナーＴの有効利用を図ることができる。
【００４７】
［第５実施形態］
図９（ａ），（ｂ）に示すように、第５実施形態の現像カートリッジ５０４は、第１実施形態に対し、第１導光部材１１０を第１導光部材４１０に変更し、第２導光部材１２０を第２導光部材４２０に変更したものである。
第１導光部材４１０は、発光素子８１が発する検出光Ｌの光軸Ｘに対し４５度傾き、側面視において本体部１１１の中央に設けられたミラー４１１と、光軸Ｘに対し図９において上方にＲ１だけ離れて配置され、ミラー４１１で反射した光をほぼ右方向に反射するミラー４１２とを備えている。一方、第２導光部材４２０は、発光素子８１が発する検出光Ｌの光軸Ｘに対し４５度傾き、側面視において本体部１１１の中央に設けられたミラー４２１と、光軸Ｘに対し図９において上方にＲ２だけ離れて配置され、ミラー４２１で反射された光を下方に向けて反射するミラー４２２とを備えている。ここで、距離Ｒ１は、距離Ｒ２より大きく設定されている。つまり、ミラー４１１とミラー４１２は、それらの反射面が互いに平行ではなく、ミラー４２１とミラー４２２もそれらの反射面が互いに平行ではない。
このような形態によっても、現像カートリッジ５０４を通った検出光Ｌを検出する位置の高さを、トナーＴの初期容量に応じて変えて、トナーＴの有効利用を図ることができる。
【００４８】
以上に、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記した形態に限定されることなく、適宜変形して実施することが可能である。
例えば、前記した樹脂板２２０，２１０は、検出光が透過できればよいので、ガラス板など他の材料を用いてもよいし、透明にする範囲も、現像カートリッジの側壁全体や、現像フレーム全体であってもよい。樹脂板３１１も、適宜、他の材料を用いることができる。
【００４９】
前記実施形態では、現像カートリッジの初期容量として大容量タイプと小容量タイプの２タイプのみで説明し、第１導光部材および第２導光部材を１８０度回転させる場合のみについて説明したが、３種類の初期容量のタイプがある場合には、９０度ずつ、３箇所に向けるように構成するなど、初期容量のタイプの数に応じて、より細かい角度で第１導光部材および第２導光部材を回転させる構成とすることができる。
【００５０】
また、理解を容易にするため、前記実施形態では、現像カートリッジ内を通過する検出光の位置を変える形態として、高さ位置を変える形態のみを示したが、初期容量の違いにより、高さは変えず、前後方向の位置のみ変えるようにしてもよい。この場合でも、例えば図２において、検出光が前方を通る場合（符号Ｐ１参照）は、後方を通る場合（符号Ｐ２参照）よりもトナーＴにより遮られやすい。そこで、初期容量が小さいタイプの現像カートリッジでは、検出光が符号Ｐ１を通るように第１導光部材および第２導光部材を向かせ、初期容量が大きいタイプの現像カートリッジでは、検出光が符号Ｐ２を通るように第１導光部材および第２導光部材を向かせることもできる。
【００５１】
前記実施形態では、現像剤カートリッジとして、現像機能を有する現像カートリッジ５Ｂを一例に挙げたが、現像機能を有さず、現像剤が収容され、撹拌される機能の現像剤カートリッジに本発明を適用することもできる。逆に、現像機能以外に、感光体をも有するいわゆるプロセスカートリッジに本発明を適用することもできる。すなわち、本発明にいう現像剤カートリッジは、現像剤を収容するものである限り、特に限定されない。
【００５２】
前記実施形態では、画像形成装置の一例としてレーザプリンタ１を採用したが、本発明はこれに限定されず、例えば、複写機や複合機などを採用してもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１      レーザプリンタ
５      プロセスユニット
５Ａ    感光体ユニット
５Ｂ    現像カートリッジ
５０Ａ  感光体フレーム
５０Ｂ  現像フレーム
５０Ｌ  側壁
５０Ｒ  側壁
５８    トナー収容室
８１    発光素子
８２    受光素子
１１０  第１導光部材
１１５Ａ  導入部
１１６Ａ  導出部
１１７  第１反射面
１１８  第２反射面
１２０  第２導光部材
１２５Ａ  導出部
１２６Ａ  導入部
１３６  大容量マーク
１３７  小容量マーク
１５０  判定手段
Ｌ      検出光
Ｔ      トナー
Ｘ      光軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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