(57)【要約】【課題】トナー量検知部の異常を検知すること。【解決手段】光ビームを出射する発光部２７とトナー収容容器３３内を通過した光ビームの受光量に応じた信号を出力する受光部２９を有するトナー量検知部２８と、発光部２７から出射された光ビームがトナー収容容器３３内を通過せずに受光部２９へと案内する導光路３２と、発光部２７及び受光部２９を制御し受光部２７からの出力信号によりトナー収容容器３３内のトナー残量を検知するコントローラ２０と、トナー収容容器３３を移動させる駆動部３７を備え、コントローラ２０は、トナー残量の検知時にはトナー収容容器３３を感光ドラム５に当接させ、トナー量検知部２８の状態検知時にはトナー収容容器３３を感光ドラム５から離間させ、トナー量検知部２８の状態を検知するときには受光部２９が導光路３２を介して発光部２７からの光ビームを受光したときの出力信号によりトナー量検知部２８の状態を検知する。【選択図】図６
2018180286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを収容するトナー容器を備える画像形成装置であって、
光ビームを出射する発光部と、
前記発光部から出射され、前記トナー容器内を通過した光ビームを受光して、光ビームの受光量に応じた信号を出力する受光部と、を有する検知手段と、
前記発光部から出射された光ビームが前記トナー容器内を通過せずに前記受光部へと案内する導光手段と、
前記発光部及び前記受光部を制御して、前記受光部から出力される前記信号に基づいて前記トナー容器内のトナー残量を検知する制御手段と、
前記トナー容器を第１の位置又は前記第１の位置とは異なる第２の位置に移動させるための駆動部であって、前記トナー容器が前記第１の位置に移動した場合に、前記発光部からの光ビームが前記トナー容器内に入り、前記トナー容器が前記第２の位置に移動した場合に、前記発光部からの光ビームが前記導光手段に入るように前記トナー容器の位置を移動するための駆動部と、
を備え、
前記制御手段は、前記駆動部を制御して、前記トナー容器内のトナー残量を検知するときには前記トナー容器を前記第１の位置に移動させ、前記検知手段の状態を検知するときには前記トナー容器を前記第２の位置に移動させ、
前記検知手段の状態を検知するときには、前記受光部が前記発光部から出射された光ビームを前記導光手段を介して受光したときに出力される前記信号に基づいて、前記検知手段の状態を検知することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記トナー容器が前記第２の位置に移動した際に、前記発光部からの光ビームを前記受光部で検知できない場合に、前記検知手段が異常であると検知することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記トナー容器は、前記発光部からの光ビームを前記トナー容器の内部へと導く第１の導光路と、前記第１の導光路からの光を前記受光部へと導く第２の導光路と、を有し、
前記トナー容器が前記第１の位置に移動したときには前記発光部からの光ビームが前記第１の導光路に入射し、前記トナー容器が前記第２の位置に移動したときには前記発光部からの光ビームは前記第１の導光路に入射しないことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記導光手段は、前記トナー容器が前記第２の位置に移動した場合に、一方が前記発光部に対向し、他方が前記受光部に対向する２つの端部を有し、前記発光部から出射された光ビームを前記受光部へと案内する第３の導光路であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記導光手段は、前記トナー容器が前記第２の位置に移動した場合に、前記発光部から出射された光ビームを反射して前記受光部へと案内する反射部材であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記発光部は、出射する光ビームの発光量を切り替える切替部を有し、
前記制御手段は、前記検知手段の状態を検知するときには、前記切替部を制御して、出射する光ビームの発光量を前記トナー容器内のトナー残量を検知するときよりも小さくすることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記導光手段は、前記トナー容器が前記第２の位置の移動した場合に、前記発光部から出射された光ビームを反射して前記受光部へと案内する前記第２の導光路の端部断面であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記受光部は、光ビームに対する受光感度を切り替えて、出力する前記信号のレベルを切り替える切替部を有し、
前記制御手段は、前記検知手段の状態を検知するときには、前記切替部を制御して、前記受光部が前記トナー容器内のトナー残量を検知するときよりも受光量の多い信号を出力するように切り替えることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記受光部から出力された前記信号のレベルが第１の閾値以下の場合には、前記検知手段の異常を報知することを特徴とする請求項４から請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
情報を表示する表示部を備え、
前記制御手段は、前記表示部に、前記検知手段の前記発光部又は前記受光部の少なくともどちらか一方は異常状態であることを示すアラーム情報を表示することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記発光部からの光ビームの出射を停止させ、前記受光部での光ビームの受光を停止した場合、前記発光部から光ビームを出射させ、前記受光部での光ビームの受光を停止した場合、又は前記発光部からの光ビームの出射を停止させ、前記受光部での光ビームの受光を行った場合のいずれかで、前記受光部から出力される前記信号のレベルが前記第１の閾値より小さい第２の閾値よりも大きい場合には、前記受光部の異常を報知することを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
トナー像が形成される感光ドラムと、前記感光ドラムにトナーを付着させる現像ローラ及びトナー容器を有する現像部と、を含み、画像形成を行うカートリッジを備え、
前記第１の位置は、前記感光ドラムと前記現像部が当接している状態の位置であり、
前記第２の位置は、前記感光ドラムと前記現像部が離間している状態の位置であることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
トナー像が形成される感光ドラムと、前記感光ドラムにトナーを付着させる現像ローラ及びトナー容器を有する現像部と、を含み、画像形成を行う複数のカートリッジと、
前記感光ドラム上に形成されたトナー像が転写される中間転写ベルトと、
を備え、
前記第１の位置は、複数の前記感光ドラムと前記中間転写ベルトとが当接している状態の位置であり、
前記第２の位置は、複数の前記感光ドラムと前記中間転写ベルトが離間している状態の位置であることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザプリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真記録方式を利用した画像形成装置に関し、特にトナー量検知部の異常検知を行う画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子写真記録方式を用いる複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置では現像カートリッジのトナー残量の算出方法として、例えば、次のような方法が用いられている。現像カートリッジの一方の側面に設けられた窓部から光ビームを入射し、対向する側面に設けられた窓部を通過した光ビームの光量に応じて、現像カートリッジ内のトナーの残量を算出する方法が用いられている。例えば特許文献１では、現像カートリッジに透明な窓部材（光の入口と出口）を設け、現像カートリッジの外側から窓部材（入口）に光ビームを入射し、光ビームが窓部材（出口）を通過した光量に応じてトナーの残量を検知する検知装置が提案されている。また、この検知装置では、トナー残量を検知する際には、現像カートリッジ内のトナーを攪拌させ、攪拌動作の一周期に対する、トナーに遮光されずに通過した入射光を受光した時間の割合から、現像カートリッジ内のトナー残量を推測している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１０９６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した光学式のトナー残量検知装置において、正しくトナー残量の検知を行うためには、トナー残量検知装置が正常な状態であることが前提となる。即ち、トナー残量検知装置では、現像カートリッジの窓部材（入口）に光ビームを出射する発光部及び窓部材（出口）を通過した光ビームを受光する受光部では光ビームが遮光されないことや故障等が発生していないことが、トナー残量の検知の必須条件となる。例えば、発光部又は受光部に現像カートリッジから漏れ出したトナーが付着して、発光部又は受光部の一部又は全部を覆ってしまった場合や、発光部又は受光部が破損してしまった場合にはトナー量を正しく検知することができない。このような状態で、トナー残量検知装置がトナー残量検知を行った場合には、例えば、現像カートリッジ内にトナーがないにもかかわらず、トナーがあると誤検知してしまう。その結果、画像形成動作が実行され、濃度が薄い画像や線が欠落した画像が印刷され、画質の低下が生じる。
【０００５】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、トナー量検知部の異常を検知することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述の課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。
【０００７】
（１）トナーを収容するトナー容器を備える画像形成装置であって、光ビームを出射する発光部と、前記発光部から出射され、前記トナー容器内を通過した光ビームを受光して、光ビームの受光量に応じた信号を出力する受光部と、を有する検知手段と、前記発光部から出射された光ビームが前記トナー容器内を通過せずに前記受光部へと案内する導光手段と、前記発光部及び前記受光部を制御して、前記受光部から出力される前記信号に基づいて前記トナー容器内のトナー残量を検知する制御手段と、前記トナー容器を第１の位置又は前記第１の位置とは異なる第２の位置に移動させるための駆動部であって、前記トナー容器が前記第１の位置に移動した場合に、前記発光部からの光ビームが前記トナー容器内に入り、前記トナー容器が前記第２の位置に移動した場合に、前記発光部からの光ビームが前記導光手段に入るように前記トナー容器の位置を移動するための駆動部と、を備え、前記制御手段は、前記駆動部を制御して、前記トナー容器内のトナー残量を検知するときには前記トナー容器を前記第１の位置に移動させ、前記検知手段の状態を検知するときには前記トナー容器を前記第２の位置に移動させ、前記検知手段の状態を検知するときには、前記受光部が前記発光部から出射された光ビームを前記導光手段を介して受光したときに出力される前記信号に基づいて、前記検知手段の状態を検知することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、トナー量検知部の異常を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１〜４の画像形成装置の構成を示す断面図
【図２】実施例１のトナー量検知部の構成を説明する図
【図３】実施例１のトナー量検知部の回路構成を示す図
【図４】実施例１〜５のトナー量検知を説明するタイミングチャート
【図５】実施例１のトナー量検知時の構成を説明する図
【図６】実施例１のトナー量検知部の異常検知時の構成を説明する図
【図７】実施例１のトナー量検知部の異常検知シーケンスを示すフローチャート
【図８】実施例２のトナー量検知時の構成を説明する図
【図９】実施例２のトナー量検知部の異常検知時の構成を説明する図
【図１０】実施例２のトナー量検知部の回路構成を示す図
【図１１】実施例２のトナー量検知部の異常検知シーケンスを示すフローチャート
【図１２】実施例３のトナー量検知部の異常検知時の構成を説明する図
【図１３】実施例３のトナー量検知部の回路構成を示す図
【図１４】実施例３のトナー量検知部の異常検知シーケンスを示すフローチャート
【図１５】実施例４のトナー量検知部の異常検知シーケンスを示すフローチャート
【図１６】実施例５の画像形成装置の構成を示す断面図
【図１７】実施例５のトナー量検知部の構成を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
［画像形成装置の構成］
図１は、実施例１の画像形成装置１００の構成を示す断面図である。画像形成装置１００は、電子写真方式の画像形成プロセスを利用したレーザビームプリンタである。カートリッジ９は、感光ドラム５、帯電ローラ６、現像ローラ７、トナー８を収容するトナー収容容器（トナー容器ともいう）３３等を有し、画像形成装置１００に対して着脱自在な構成となっている。画像形成装置１００では、カートリッジ９内の帯電ローラ６により所定の電位に帯電された感光ドラム５にレーザスキャナ１４からレーザ光１３を走査することにより、感光ドラム５上に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像ローラ７によりトナー収容容器３３のトナー８が付着して現像されることにより、トナー像が形成される。
【００１２】
用紙カセット３０に収容されたシート１は、ピックアップローラ２によってピックアップされ、搬送ローラ３、４によって転写ローラ１０と感光ドラム５が当接するニップ部に搬送される。そして、ニップ部では、感光ドラム５上（感光ドラム上）に形成されたトナー像がシート１に転写される。トナー像が転写されたシート１は、定着ローラ１１及び加圧ローラ１２により構成される定着部に搬送され、定着部で加熱・加圧されることによりトナー像はシート１に定着される。トナー像が定着されたシート１は、排出口３１を経由して排出トレイ１９に排出される。制御手段であるコントローラ２０は、上述した画像形成動作を含む、画像形成装置１００の全体的な制御を行う。また、カートリッジ９には不揮発メモリ１８が設けられ、コントローラ２０は、不揮発メモリ１８にトナー収容容器３３内（トナー容器内）のトナー８の残量等のカートリッジ９に関する情報を保存する。カートリッジ９は、後述するように感光ドラム５、帯電ローラ６、不揮発メモリ１８を含む図中の上位部分と、現像ローラ７とトナー収容容器３３を含む図中の下位部分から構成され、感光ドラム５と現像ローラ７が当接・離間が可能な構成となっている。そして、コントローラ２０が駆動部３７を駆動することにより、カートリッジ９の感光ドラム５を含む上位部分と現像ローラ７を含む下位部分の当接・離間が行われる。また、表示部３８には、コントローラ２０によりユーザへの報知情報が表示される。
【００１３】
［カートリッジの構成］
次に、図２を参照して、カートリッジ９と、トナー収容容器３３内のトナー８の残量を検知する検知手段であるトナー量検知部２８の構成について説明する。図２は、カートリッジ９とトナー量検知部２８の構成及び位置関係を説明する図である。図２（ａ）は、トナー量検知を行う際のカートリッジ９とトナー量検知部２８の構成及び位置関係を示しており、このときには感光ドラム５と現像ローラ７は当接している状態である。なお、図２では、カートリッジ９とトナー量検知部２８を説明するため、図１に示すその他の構成については不図示としている。
【００１４】
図２（ａ）において、正面図は、断面図に示すＸ−Ｘ断面で切断したカートリッジ９を図中、左方向（図１に示す画像形成装置１００の正面側に当たる）から見たときのカートリッジ９、トナー量検知部２８の位置関係を示している。なお、正面図では、カートリッジ９の帯電ローラ６を含む上位部分は不図示としている。正面図に示すように、攪拌部２１は、トナー収容容器３３内に蓄えられているトナー８を攪拌するための攪拌部材２３と、モータ（不図示）によって駆動され攪拌部材２３を回転させる攪拌回転軸２４と、から構成されている。攪拌部材２３を回転することにより、トナー収容容器３３内のトナー８は攪拌されると共に、現像ローラ７に付着する。現像ローラ７に付着したトナー８は、当接する感光ドラム５上に形成された静電潜像に付着することにより静電潜像を現像し、トナー像を形成する。
【００１５】
カートリッジ９の下位部分を構成する現像部である現像器２２は、現像ローラ７及びトナー収容容器３３から構成されている。正面図に示すように、第１の導光路である導光路２５及び第２の導光路である導光路２６は、現像器２２に設置されている。導光路２５は、トナー量検知部２８の発光部２７から出射された光ビームを、トナー収容容器３３に設けられた透明窓へと案内する導光路である。また、導光路２６は、トナー収容容器３３に設けられた透明窓を通過した光ビームをトナー量検知部２８の受光部２９へと案内する導光路である。更に、トナー量検知部２８の後述する異常状態の有無を検知する際に使用する第３の導光路である導光路３２も現像器２２に設置されている。正面図に示すように、導光路３２は、導光路２５、２６よりも図中高い位置に設けられ、断面図に示すように、水平方向の位置もずれている。
【００１６】
トナー収容容器３３内のトナー量を検知するトナー量検知部２８は、トナー収容容器３３の直近に配置されている。そして、トナー量検知部２８は、トナー量を検知するための光ビームを出射する発光部２７と、発光部２７から出射された光ビームをトナー収容容器３３を介して受光する受光部２９を有している。正面図において、トナー量検知部２８の発光部２７から照射された光ビームは、導光路２５により案内され、導光路２５と接続されたトナー収容容器３３に設けられた透明部材の窓部を通って、トナー収容容器３３内に進む。そして、トナー収容容器３３の内部に進行した光ビームは、トナーがない場合には、トナー収容容器３３の導光路２５に対向する位置に設けられた透明部材の窓部を通過して、導光路２６へと進行し、受光部２９により検知される。コントローラ２０は、攪拌部材２３が一周して、トナー８を攪拌する攪拌動作の一周期において、発光部２７からの光ビームが受光部２９で検知される状態（光ビームが透過された状態）の時間を計測し、攪拌周期に対する光ビームの透過状態の時間比を算出する。コントローラ２０は、算出された時間比に基づいて、トナー収容容器３３内のトナー量を推測する。
【００１７】
一方、図２（ｂ）は、トナー量検知部２８の発光部２７及び受光部２９で、トナー量検知ができない異常状態の発生の有無の検知（以下、トナー量検知部２８の異常検知という）を行う際のカートリッジ９とトナー量検知部２８の構成及び位置関係を示している。なお、このときの感光ドラム５と現像ローラ７は離間している状態である。図２（ａ）に示す感光ドラム５と現像ローラ７が当接した状態（第１の位置）から、コントローラ２０が駆動部３７を駆動することにより、現像器２２が図中左下方向に移動し、感光ドラム５と現像ローラ７が離間している状態（第２の位置）に推移する。これにより、正面図に示すように、現像器２２に設置された導光路２５、２６、３２も、現像器２２と共に図中、左下方向に移動する。その結果、導光路３２の２つの口（端部）が、一方はトナー量検知部２８の発光部２７に、他方は受光部２９に対向する位置に移動し、導光路２５、導光路２６はそれぞれ発光部２７、受光部２９から図中上下方向にずれた位置に移動する。なお、その他の構成については、図２（ａ）と同様であり、説明を省略する。また、トナー量検知部２８の異常検知を行う方法については、後述する。
【００１８】
［トナー量検知部の回路構成］
図３は、トナー量検知部２８の回路構成の一例を示す回路図である。図３では、発光部２７にＬＥＤを使用し、受光部２９にはＬＥＤからの光ビームによりオン状態となるフォトトランジスタを使用している。なお、発光部２７のＬＥＤと電源電圧Ｖｃｃとの間にはスイッチ（不図示）が設けられ、スイッチをオン状態にすることにより、電源電圧Ｖｃｃからの電圧がＬＥＤに印加され、ＬＥＤは導通状態となる。一方、受光部２９のフォトトランジスタも電源電圧Ｖｃｃとの間にスイッチ（不図示）が設けられ、スイッチをオン状態にすることにより、検知した光量に応じた電流によりフォトトランジスタは導通状態となる。発光部２７のＬＥＤには、電源電圧Ｖｃｃと電流制限抵抗Ｒ３が接続され、ＬＥＤは、電流制限抵抗Ｒ３によって決定される電流により発光する。上述したように、発光部２７のＬＥＤにより出射された光ビームは、導光路２５、トナー収容容器３３、導光路２６を経由して進み、受光部２９により検知される。受光部２９のフォトトランジスタのコレクタ端子には電圧電源Ｖｃｃが接続され、エミッタ端子には検出抵抗Ｒが接続されている。フォトトランジスタは、発光部２７のＬＥＤから出射された光ビームを受光し、受光した光量に応じた信号（電流）を出力する。この信号は、検出抵抗Ｒにより電圧（図中、Ｖ＋）に変換され、コントローラ２０のＡ／Ｄ入力ポートであるＩＮ端子に入力される。
【００１９】
コントローラ２０は、ＩＮ端子に入力された電圧レベルに基づいて受光部２９のフォトトランジスタが発光部２７のＬＥＤからの光ビームを受光したかどうか判断する。コントローラ２０は、現像器２２内のトナーを攪拌部材２３により一定時間攪拌させたときの受光部２９が発光部２７からの光ビームを検知した時間に基づいて、トナー収容容器３３内のトナー量を算出する。なお、以下の説明では、発光部２７はＬＥＤで構成され、受光部２９はフォトトランジスタで構成されているものとして説明する。
【００２０】
［トナー量検知部による検知動作］
続いて、図４を参照して、トナー量検知部２８の検知動作について説明する。図４は、上述した攪拌部材２３がトナー収容容器３３内のトナー８を攪拌する攪拌動作の一周期の状態と、トナー収容容器３３内のトナー量に応じて、コントローラ２０のＩＮ端子に出力される信号の電圧との関係を説明する模式図である。図４（ａ）は、トナー収容容器３３内のトナー量が十分蓄えられている場合、図４（ｂ）は、トナー収容容器３３内のトナー量が少ない場合、図４（ｃ）は、トナー収容容器３３内にトナーがない場合の状態を説明する図である。
【００２１】
図４（ａ）〜（ｃ）の各図は、トナー収容容器３３内のトナー８と、トナー８を攪拌するための攪拌部材２３の状態を示す状態図（図中、上側）と、各状態でのトナー量検知部２８の受光部２９の出力（電圧）を示すグラフ（図中、下側）から構成されている。状態図は、攪拌部材２３の攪拌一周期（攪拌周期）のタイミングを分割したタイミングＩ〜タイミングＶの５つから構成され、タイミングＩとタイミングＶのときの攪拌部材２３の状態は同じ状態を示している。一方、グラフは、タイミングＩ〜タイミングＶにおける受光部２９がコントローラ２０のＩＮ端子に出力する電圧を示すグラフであり、横軸は時間を、縦軸は電圧を示している。
【００２２】
図４（ａ）は、トナー収容容器３３内に蓄えられたトナー８の残量が多い状態を示している。そのため、攪拌部材２３によりトナー８を攪拌しても、トナー量検知部２８の発光部２７から導光路２５を経由してトナー収容容器３３内に進む光ビームは、導光路２６に届かない遮光状態となる。その結果、受光部２９では、発光部２７からの光ビームが検知されず、コントローラ２０のＩＮ端子に出力される電圧Ｖ＋はロー（ＬＯＷ）レベルのままとなる。
【００２３】
図４（ｂ）は、トナー収容容器３３内に蓄えられたトナー８の残量が少ない状態を示している。タイミングＩ、ＩＩでは、発光部２７からの光ビームはトナー収容容器３３内のトナー８に遮られ（遮光状態）、受光部２９が出力する電位Ｖ＋はローレベルである。ところが、攪拌周期中のタイミングＩＩ’になると、攪拌部材２３が光路を塞いでいたトナー８をかき上げ、導光路２５と導光路２６との間のトナー８をかきとった瞬間に、２つの導光路間の光路を遮光するトナー８がなくなる（透光状態）。その結果、発光部２７からの光ビームを受光部２９が検知するため、受光部２９に流れる電流により、コントローラ２０のＩＮ端子に出力される電位Ｖ＋はハイ（ＨＩＧＨ）レベルとなる。なお、受光部２９が光ビームを検知する時間はトナー８の量が少ない程、長くなる。そして、攪拌周期中のタイミングＩＩ’’になると、攪拌部材２３によりかき上げられたトナー８が、再度、２つの導光路２５、２６間の光路を塞いで遮光する。そのため、受光部２９が発光部２７からの光ビームを検知できなくなるため、受光部２９が出力する電位Ｖ＋はローレベルとなる。以後、タイミングＩＩＩからタイミングＶまで、導光路２５を経由した発光部２７からの光ビームは、トナー収容容器３３内のトナー８により遮光されるため、受光部２９が出力する電位Ｖ＋はローレベルのままである。
【００２４】
図４（ｃ）は、トナー収容容器３３内に蓄えられたトナー８がない状態を示している。トナー収容容器３３内にトナー８がないため、タイミングＩ、ＩＩでは、発光部２７からの光ビームは、導光路２５を介して導光路２６へと透光され、発光部２７からの光ビームを検知した受光部２９が出力する電位Ｖ＋はハイレベルとなる。ところが、攪拌周期中のタイミングＩＩ’になると、攪拌部材２３が導光路２５、２６間の光路を遮るため、受光部２９が発光部２７からの光ビームを検知できなくなるため、受光部２９が出力する電位Ｖ＋はローレベルとなる。そして、攪拌周期中のタイミングＩＩ’’になると、導光路２５、２６間の光路を遮っていた攪拌部材２３が導光路２５、２６間の光路を通り過ぎるため、受光部２９が発光部２７からの光ビームを検知できるようになる。そのため、受光部２９が出力する電位Ｖ＋はハイレベルとなる。以後、タイミングＩＩＩからタイミングＶまで、導光路２５を経由した発光部２７からの光ビームは、トナー収容容器３３内にトナー８がなく、導光路２５、２６間を透光できるため、受光部２９が出力する電位Ｖ＋はハイレベルとなる。
【００２５】
［トナー量検知部のトナー量検知時の構成］
図５は、トナー量検知部２８がトナー収容容器３３内のトナー量を検知する場合のトナー量検知部２８とトナー収容容器３３の位置関係を示している。トナー量検知部２８がトナー量検知を行う場合には、図２（ａ）に示すように現像ローラ７は感光ドラム５に当接し、トナー量検知部２８の異常検知を行う際に使用する導光路３２には、発光部２７から出射される光ビームが進行しない構成となっている。図５（ａ）は、トナー収容容器３３内にトナー８が十分にある場合、図５（ｂ）はトナー収容容器３３にトナー８がない場合を表している。図５（ａ）の場合、発光部２７から出射された光ビーム（図中、破線で表示）は、導光路２５を介してトナー収容容器３３内に進行する。トナー収容容器３３内に十分なトナー８が蓄えられているため、進行した光ビームはトナー８により遮光される。その結果、トナー収容容器３３から導光路２６へ光ビームが通過しないため、受光部２９は光ビームを検知しない。一方、図５（ｂ）の場合、発光部２７から出射された光ビーム（図中、破線で表示）は導光路２５を通りトナー収容容器３３に進行する。トナー収容容器３３に進入した光ビームは、そのまま導光路２６へと進み、受光部２９により検知される。
【００２６】
［トナー量検知部の異常検知時の構成］
続いて、トナー量検知部２８の異常検知を行う場合の構成について説明する。トナー量検知部２８のトナー量検知は、発光部２７から導光路２５、２６を経由して受光部２９までの光路に光ビームの進行を妨げる異物がない状態を前提としている。例えば、発光部２７の光ビームを出射するＬＥＤの表面や受光部２９の光ビームを検知するフォトトランジスタの表面にトナー８が付着して表面を覆っていたり、発光部２７又は受光部２９が故障している場合には、正常にトナー量を検知することができない。その結果、トナー収容容器３３内のトナー残量を正しく検知できずに、画像形成動作が行われ、濃度が薄い画像や線が欠落した画像が形成され、画質を低下させてしまうことになる。
【００２７】
図６は、トナー量検知部２８の異常検知を行う場合のトナー量検知部２８とトナー収容容器３３の位置関係を示す図である。この場合、図２（ｂ）に示すように、現像ローラ７は感光ドラム５から離間した状態である。トナー量検知部２８の発光部２７から出射された光ビームは発光部２７に対向する導光路３２の端部に進行し、導光路３２を通過してもう一方の端部から出てきた光ビームは、受光部２９により検知される構成となっている。なお、トナー量検知の際に使用する導光路２５、２６には、発光部２７から出射される光ビームが進入しない位置となるように配置されている。図６（ａ）は、トナー量検知部２８の発光部２７、受光部２９が共にトナー８が付着していない正常な状態の場合の構成を示している。一方、図６（ｂ）は発光部２７にトナー８が付着した状態を示し、図６（ｃ）は受光部２９にトナー８が付着した状態を示している。
【００２８】
図６（ａ）の場合、発光部２７から出射された光ビーム（図中、破線で表示）は導光路３２を通って受光部２９へ進み、受光部２９は光ビームを検知して上述したコントローラ２０のＩＮ端子に検知した光量に応じたハイレベルの電圧（図３のＶ＋）を出力する。コントローラ２０は、ＩＮ端子に入力された電圧に基づいて、発光部２７及び受光部２９は正常状態であると判断する。図６（ｂ）の場合には、発光部２７から出射された光ビームは、発光部２７の前面に付着したトナー８による汚れによって遮光される。そのため、受光部２９は発光部２７からの光ビームを検知することができず、コントローラ２０のＩＮ端子にはローレベルの電圧を出力する。その結果、コントローラ２０は、発光部２７又は受光部２９のうち、少なくともいずれか一方はトナー量を正しく検知できない異常状態であると判断する。また、図６（ｃ）の場合には、発光部２７から出射された光ビーム（図中、破線で表示）は、導光路３２を通り受光部２９へと進む。ところが、受光部２９の前面に付着したトナー８による汚れにより、発光部２７から出射された光ビームは遮光され、受光部２９は光ビームを検知することができない。その結果、受光部２９は、コントローラ２０のＩＮ端子にローレベルの電圧を出力し、コントローラ２０は、発光部２７又は受光部２９のうち、少なくともいずれか一方はトナー量を正しく検知できない異常状態であると判断する。
【００２９】
［トナー量検知部の異常状態を検知する制御シーケンス］
図７は、図６（ｂ）、（ｃ）で説明したトナー量検知部２８の異常状態を検知するための制御シーケンスを示すフローチャートである。図７に示す処理は、画像形成装置１００の電源オン時、又はカートリッジ９の交換を行い、保守用ドアを閉じる操作を検知した後、画像形成装置１００を画像形成が可能なスタンバイ状態に移行させる際に起動され、コントローラ２０により実行される。なお、図７のフローチャートで用いるトナー量検知部２８は、図３で説明した回路を用いるものとする。
【００３０】
ステップ（以下、Ｓという）１０１では、コントローラ２０は、駆動部３７を駆動して、現像ローラ７を感光ドラム５から離間させる。Ｓ１０２では、コントローラ２０は、トナー量検知部２８の発光部２７、受光部２９のスイッチ（不図示）をオンし、発光部２７より、トナー量検知時と同じ光量の光ビームを出射させる。そして、コントローラ２０は、受光部２９が検知した光量に応じてＩＮ端子に入力された電圧に基づいて、受光部２９での受光量を測定する。Ｓ１０３では、コントローラ２０は、Ｓ１０２で測定された受光量が発光部２７より出射された発光量に応じた正常レベルの光量かどうか判断する（受光量は正常レベル？）。即ち、コントローラ２０は、受光部２９での受光量に対応するＩＮ端子に入力された電圧Ｖ＋が、発光部２７の発光量に応じた受光量の第１の閾値（Ｖｔｈ１）よりも大きいかどうか判断する（Ｖ＋＞Ｖｔｈ１？）。コントローラ２０は、測定された光量に応じてＩＮ端子に入力された電圧（Ｖ＋）が正常レベルの受光量に対応する電圧（Ｖｔｈ１）よりも大きいと判断した場合には、トナー量検知部２８は正常であると判断し、処理を終了する。一方、コントローラ２０は、ＩＮ端子に入力された電圧（Ｖ＋）が正常レベルの受光量に対応する電圧（Ｖｔｈ１）以下（第１の閾値以下）であると判断した場合には、トナー量検知部２８は異常状態であると判断し、処理をＳ１０４に進める。Ｓ１０４では、コントローラ２０は、トナー量検知部２８の発光部２７又は受光部２９が異常状態であることを示すアラーム情報を表示部３８に表示することにより、ユーザにアラームを報知し、処理を終了する。
【００３１】
そして、コントローラ２０は、上述した図７に示す処理を終了した後に、再度、駆動部３７を駆動して現像ローラ７と感光ドラム５を当接状態にして、画像形成装置１００を画像形成可能なスタンバイ状態へと移行させる。また、画像形成装置１００のスタンバイ状態への移行は、トナー量検知部２８が正常な場合だけでなく、異常状態の場合にも表示部３８にアラーム情報を表示したままで行われる。なお、トナー量検知部２８の異常検知処理を終了後のコントローラ２０の動作は、後述する実施例においても同様である。
【００３２】
以上説明したように、画像形成に先立ち、トナー量検知が正常に実施可能かどうかを判断するために、発光部２７及び受光部２９に対して異常状態の検知を行い、検知結果に基づいて、発光部２７及び受光部２９が正常かどうか判断する。トナー量検知部２８が異常であると判断した場合は、ユーザへアラームを報知することにより、トナー８の不足により画質の低下した印刷が実行されることを防ぐことができ、トナーや記録材を不要に消費することを防止することができる。
以上説明したように、本実施例によれば、トナー量検知部の異常を検知することができる。
【実施例２】
【００３３】
実施例１では、トナー量検知部の異常有無を検知する際に、発光部から出射された光ビームを受光部に案内する導光路を用いた例について説明した。実施例２では、発光部から出射された光ビームを、トナー量検知の際に使用する受光部に光ビームを案内する導光路の端部に反射させることにより、トナー量検知部の異常の有無を検知する例について説明する。なお、画像形成装置１００やカートリッジ９の構成については、実施例１と同様であり、同じ構成には同じ符号を用いることで、説明を省略する。
【００３４】
［トナー量検知部のトナー量検知時の構成］
図８は、本実施例でのトナー量検知部２８がトナー収容容器３３内のトナー量を検知する場合のトナー量検知部２８とトナー収容容器３３の位置関係を示す図である。トナー量検知部２８がトナー量検知を行う場合には、実施例１の図２（ａ）に示すように、現像ローラ７は感光ドラム５に当接した状態である。なお、本実施例では、実施例１でトナー量検知部２８の異常検知を行う際に使用する導光路３２は、トナー収容容器３３に設けられていない。図８（ａ）は、トナー収容容器３３内にトナー８が十分にある場合を、図８（ｂ）はトナー収容容器３３にトナー８がない場合を表している。図８（ａ）の場合、発光部２７から出射された光ビーム（図中、破線で表示）は、導光路２５を介してトナー収容容器３３内に進行する。トナー収容容器３３内に十分なトナー８が蓄えられているため、進行した光ビームはトナー８により遮光される。その結果、トナー収容容器３３から導光路２６へと光ビームが通過して行かないため、受光部２９は光ビームを検知しない。一方、図８（ｂ）の場合、発光部２７から出射された光ビーム（図中、破線で表示）は導光路２５を通りトナー収容容器３３に進行する。トナー収容容器３３に進行した光ビームは、そのまま導光路２６へと進み、受光部２９により検知される。なお、図８に示すトナー量検知部２８がトナー量検知を行う状態のときには、後述する異常検知の際に使用する導光路２６の端部断面に発光部２７から出射された光ビームが反射しても、受光部２９は受光しないような配置となっている。
【００３５】
［トナー量検知部の異常検知時の構成］
図９は、本実施例におけるトナー量検知部２８の異常の有無を判断する場合のトナー量検知部２８とトナー収容容器３３の位置関係を示す図である。この場合、実施例１の図２（ｂ）に示すように、現像ローラ７は感光ドラム５から離間した状態であり、トナー量検知の際に使用する導光路２５、２６には、発光部２７から出射される光ビームが進行しない位置に配置されている。図９（ａ）は、トナー量検知部２８の発光部２７、受光部２９が共にトナー８が付着していない正常な状態の場合の構成を示している。一方、図９（ｂ）は発光部２７にトナー８が付着した状態を示し、図９（ｃ）は受光部２９にトナー８が付着した状態を示している。なお、図９は、トナー収容容器３３内にトナー８がない状態を示している。
【００３６】
図９（ａ）の場合、発光部２７から出射された光ビーム（図中、破線で表示）は、導光路２６の受光部２９に対向する側の端部の断面で反射し、反射した光ビームは受光部２９へと進む。そして、受光部２９は検知した光ビームの光量に応じた信号（電圧信号）をコントローラ２０に出力する。コントローラ２０は、入力された信号（電圧信号）に基づいて、発光部２７及び受光部２９は正常に動作しており、異常なしと判断する。図９（ｂ）の場合には、発光部２７から出射された光ビームは、発光部２７の前面に付着したトナー８による汚れによって遮光される。そのため、受光部２９は発光部２７からの光ビームを検知することができず、コントローラ２０には光ビームを検知した信号（電圧信号）が出力されない。その結果、コントローラ２０は、発光部２７又は受光部２９のうち少なくともいずれか一方はトナー量検知ができない異常状態であると判断する。また、図９（ｃ）の場合には、発光部２７から出射された光ビーム（図中、破線で表示）は、導光路２６の受光部２９に対向する側の端部の断面で反射し、反射した光ビームは受光部２９へと進む。ところが、受光部２９の前面に付着したトナー８による汚れにより、発光部２７から出射された光ビームは遮光され、コントローラ２０には光ビームを検知した信号（電圧信号）が出力されない。その結果、コントローラ２０は、発光部２７又は受光部２９のうち少なくともいずれか一方はトナー量検知ができない異常状態であると判断する。
【００３７】
［トナー量検知部の回路構成］
図１０は、本実施例のトナー量検知部２８の回路構成の一例を示す回路図である。図１０では、実施例１の図３で説明した回路構成に、コレクタ端子に検出抵抗Ｒ１を接続したトランジスタＱ１を検出抵抗Ｒに並列に接続した回路を追加し、検出抵抗値を切り替える切替回路（切替部）を設けている。また、トランジスタＱ１のベース端子はコントローラ２０のＡ／Ｄポートの出力端子であるＯＵＴ端子に接続され、コントローラ２０が出力する信号により、トランジスタＱ１はオン・オフされる。なお、図１０に示す回路動作は、後述する図１１において説明する。
【００３８】
本実施例では、発光部２７から出射した光ビームを、受光部２９に対向する導光路２６の端部の断面に反射させて、反射した光ビームを受光部２９が検知する光量に基づいて、トナー量検知部２８の異常の有無を判断する。この場合、受光部２９により検知される光ビームの光量は、受光部２９がトナー量を検知する際に受光する光量と比較して小さく、トナー量を検知する際に使用する受光部２９の受光感度（検出抵抗値）では十分でない場合がある。そのため、トナー量の検知を行う場合にはトランジスタＱ１をオンし、トナー量検知部２８の異常状態を検知する場合にはトランジスタＱ１をオフすることにより、トナー量検知を行う場合と異常検知を行う場合で受光部２９の検出抵抗値を切り替える。本実施例では、異常検知を行う場合の受光部２９の受光感度を、トナー量検知を行う場合の受光部２９の受光感度より高く設定する（検出抵抗値を大きくする）。これにより、現像ローラ７が感光ドラム５から離間した状態で、カートリッジ９の構成上、受光部２９が受光する光量が低くなってしまう場合においても、トナー量検知部２８の異常状態を検知することができる。
【００３９】
［トナー量検知部の異常状態を検知する制御シーケンス］
図１１は、図９（ｂ）、（ｃ）で説明したトナー量検知部２８の異常状態を検知するための制御シーケンスを示すフローチャートである。図１１に示す処理は、画像形成装置１００の電源オン時、又はカートリッジ９の交換を行い、保守用ドアを閉じる操作を検知してから画像形成装置１００を画像形成が可能なスタンバイ状態に移行させる際に起動され、コントローラ２０により実行される。なお、図１１のフローチャートで用いるトナー量検知部２８は、図１０で説明した回路を用いるものとする。
【００４０】
Ｓ２０１では、コントローラ２０は、駆動部３７を駆動して、現像ローラ７を感光ドラム５から離間させる。Ｓ２０２では、コントローラ２０は、出力ポートのＯＵＴ端子の出力をローレベルに設定してトランジスタＱ１をオフし、受光部２９のフォトトランジスタのエミッタ端子に接続される抵抗を検出抵抗Ｒだけにして、光ビームの受光感度を切り替える。その結果、検出抵抗値を大きくすることにより、同じ光量を受光部２９が検知しても、コントローラ２０のＩＮ端子に出力される電圧Ｖ＋は、トランジスタＱ１をオンした場合に比べ、大きくなる。
【００４１】
ここで、本実施例では、コントローラ２０は、トナー量検知を行う場合はＯＵＴ端子の出力をハイレベルに設定し、トランジスタＱ１をオンさせる。この場合の受光部２９のフォトトランジスタのエミッタ端子に接続される抵抗値は、並列に接続された検出抵抗Ｒ、Ｒ１の合成抵抗値となる。一方、トナー量検知部２８の異常検知を行う場合は、コントローラ２０は、ＯＵＴ端子の出力をローレベルに設定し、トランジスタＱ１をオフさせる。この場合の受光部２９のフォトトランジスタのエミッタ端子に接続される抵抗値は、検出抵抗Ｒとなる。なお、検出抵抗Ｒの抵抗値は、並列に接続された検出抵抗Ｒ、Ｒ１の合成抵抗値よりも大きい。即ち、本実施例では、異常検知を行う場合の受光部２９の検出抵抗値を、トナー量検知を行う場合の受光部２９の検出抵抗値よりも高く設定している。これにより、カートリッジ９の構成上、受光部２９が発光部２７から出射される光ビームを受光する光量が低くなってしまう場合においても、ＩＮ端子に出力される電圧Ｖ＋を大きくすることができる。その結果、発光部２７及び受光部２９の異常状態の有無を正しく検知することができる。
【００４２】
例えば、上述したような受光感度の切替（検出抵抗値の切り替え）を行わない場合には、同じ発光部２７及び受光部２９の回路構成で、トナー量検知と異常検知を行うことになる。図８、９に示すように、現像ローラ７が感光ドラム５に対して離間状態にある異常検知時の受光量は、現像ローラ７が感光ドラム５に対して当接状態にあるトナー量検知時の受光量と比べて低くなる。そのため、受光部２９の受光感度の切替を行わない場合には、発光部２７及び受光部２９にトナー８が付着する等のトナー汚れがなくても、異常検知時において受光部２９で検知される光ビームの光量レベルが正常レベルと判断される閾値に達しないおそれがある。その結果、コントローラ２０は、トナー量検知部２８の発光部２７又は受光部２９のトナー汚れ等があると誤った判断をしてしまうことになる。
【００４３】
続いて、Ｓ２０３では、コントローラ２０は、トナー量検知部２８の発光部２７、受光部２９のスイッチ（不図示）をオンし、発光部２７より、トナー量検知時と同じ光量の光ビームを出射させる。そして、コントローラ２０は、受光部２９が検知した光量に応じてＩＮ端子に入力された電圧に基づいて、受光部２９での受光量を測定する。この場合のＩＮ端子に入力される電圧Ｖ＋は、検出抵抗Ｒに電流が流れることにより生じる電圧である。Ｓ２０４では、コントローラ２０は、Ｓ２０３で測定された受光量が発光部２７により出射された発光量に応じた正常レベルの光量かどうか判断する（受光量は正常レベル？）。即ち、コントローラ２０は、受光部２９での受光量に対応するＩＮ端子に入力された電圧Ｖ＋が、発光部２７の発光量に応じた受光量の閾値（Ｖｔｈ２）よりも大きいかどうか判断する（Ｖ＋＞Ｖｔｈ２？）。コントローラ２０は、測定された光量に応じてＩＮ端子に入力された電圧（Ｖ＋）が正常レベルの受光量に対応する電圧（Ｖｔｈ２）よりも大きいと判断した場合には、トナー量検知部２８は正常であると判断し、処理をＳ２０６に進める。一方、コントローラ２０は、ＩＮ端子に入力された電圧（Ｖ＋）が正常レベルの受光量に対応する電圧（Ｖｔｈ２）以下であると判断した場合には、トナー量検知部２８は異常状態であると判断し、処理をＳ２０５に進める。Ｓ２０５では、コントローラ２０は、トナー量検知部２８の発光部２７又は受光部２９が異常状態であることを示すアラーム情報を表示部３８に表示することにより、ユーザにアラームを報知し、処理をＳ２０６に進める。
【００４４】
Ｓ２０６では、コントローラ２０は、出力ポートのＯＵＴ端子の出力をハイレベルに設定してトランジスタＱ１をオンし、受光部２９の光ビームの受光感度を切り替えて、処理を終了する。トランジスタＱ１をオンすることにより、受光部２９のフォトトランジスタのエミッタ端子に接続される抵抗は、並列に接続された検出抵抗Ｒ、Ｒ１となる。並列に接続された検出抵抗Ｒ、Ｒ１の合成抵抗値は、検出抵抗Ｒの抵抗値よりも小さいため、受光部２９のフォトトランジスタが同じ光量の光ビームを検知しても、ＩＮ端子に出力される電圧Ｖ＋は、トランジスタＱ１がオフの場合よりも低くなる。なお、図１１の処理が終了した後のコントローラ２０の動作は、実施例１と同様であり、説明を省略する。
【００４５】
以上説明したように、本実施例では、実施例１のような専用の導光路を設けず、トナー量検知時に使用する導光路を使用して、トナー量検知部の異常を検知する。これにより、安価にトナー量検知部の異常検知を行うことができる。また、トナー量検知時とトナー量検知部の異常検知時とで、受光部の感度を切り替えることにより、受光量が変化しても、トナー量検知部の異常を正しく検知することができる。そして、実施例１と同様に、トナー量検知部２８が異常であると判断した場合は、ユーザへアラームを報知することにより、トナー８の不足により画質の低下した印刷が実行されることを防ぐことができ、トナーや記録材の無駄な消費を防止することができる。
以上説明したように、本実施例によれば、トナー量検知部の異常を検知することができる。
【実施例３】
【００４６】
実施例２では、トナー量検知の際に発光部から出射された光ビームを受光部に案内する導光路の端部に反射させることにより、トナー量検知部の異常の有無を検知する例について説明した。実施例３では、発光部から出射された光ビームをトナー量検知部に対向するトナー収容容器の外側面に設けた反射部材に反射させることにより、トナー量検知部の異常の有無を検知する例について説明する。なお、画像形成装置１００やカートリッジ９の構成については、実施例１、２と同様であり、同じ構成には同じ符号を用いることで、説明を省略する。
【００４７】
［トナー量検知部の異常検知時の構成］
図１２は、本実施例におけるトナー量検知部２８の異常の有無を判断する場合のトナー量検知部２８とトナー収容容器３３の位置関係を示す図である。この場合、実施例１の図２（ｂ）に示すように、現像ローラ７は感光ドラム５から離間した状態であり、トナー量検知の際に使用する導光路２５、２６には、発光部２７から出射される光ビームが進行しない位置に配置されている。図１２（ａ）は、トナー量検知部２８の発光部２７、受光部２９が共にトナー８が付着していない正常な状態の場合の構成を示している。一方、図１２（ｂ）は発光部２７にトナー８が付着した状態を示し、図１２（ｃ）は受光部２９にトナー８が付着した状態を示している。なお、図１２は、トナー収容容器３３内にトナー８がない状態を示している。また、トナー収容容器３３のトナー量検知部２８に対向する側面には、発光部２７から出射された光ビームを反射する反射部材を有する反射部３４が設けられている。
【００４８】
図１２（ａ）の場合、発光部２７から出射された光ビーム（図中、破線で表示）は、反射部３４で反射し、反射した光ビームは受光部２９へと進み、受光部２９は検知した光ビームの光量に応じた信号（電圧信号）をコントローラ２０に出力する。コントローラ２０は、入力された信号（電圧信号）に基づいて、発光部２７及び受光部２９は正常に動作しており、異常なしと判断する。図１２（ｂ）の場合には、発光部２７から出射された光ビームは、発光部２７の前面に付着したトナー８による汚れによって遮光される。そのため、受光部２９は発光部２７からの光ビームを検知することができず、コントローラ２０には光ビームを検知した信号（電圧信号）が出力されない。その結果、コントローラ２０は、発光部２７又は受光部２９のうち少なくともいずれか一方はトナー量検知ができない異常状態であると判断する。また、図１２（ｃ）の場合には、発光部２７から出射された光ビーム（図中、破線で表示）は、反射部３４で反射し、反射した光ビームは受光部２９へと進む。ところが、発光部２７から出射された光ビームは、受光部２９の前面に付着したトナー８による汚れにより遮光され、受光部２９は発光部２７からの光ビームを検知することができず、コントローラ２０には光ビームを検知した信号（電圧信号）が出力されない。その結果、コントローラ２０は、発光部２７又は受光部２９のうち少なくともいずれか一方はトナー量検知ができない異常状態であると判断する。
【００４９】
［トナー量検知部の回路構成］
図１３は、本実施例のトナー量検知部２８の回路構成の一例を示す回路図である。図１３では、実施例１の図３で説明した回路構成に、コレクタ端子に電流制限抵抗Ｒ２を接続したトランジスタＱ２を、電流制限抵抗Ｒ３に並列に接続して、電流制限抵抗値を切り替える切替回路（切替部）を追加している。また、トランジスタＱ２のベース端子はコントローラ２０のＡ／Ｄポートの出力端子であるＯＵＴ端子に接続され、コントローラ２０が出力する信号により、トランジスタＱ２のオン・オフ制御が行われる。なお、図１３に示す回路の動作は、後述する図１４において説明する。
【００５０】
本実施例では、発光部２７から出射した光ビームを反射部３４に反射させ、反射した光ビームを受光部２９が検知する光量に基づいて、トナー量検知部２８の発光部２７及び受光部２９の異常状態の有無を判断する。この場合、受光部２９により検知される光ビームの光量は、トナー量を検知する際に受光部２９が検知する光量と比較して大きく、トナー量を検知する際に使用する発光部２７の発光量が異常検知時の場合には過剰となる場合がある。そのため、トナー量の検知を行う場合には、トランジスタＱ２をオンし、トナー量検知部２８の異常状態を検知する場合にはトランジスタＱ２をオフすることにより、トナー量検知を行う場合と異常検知を行う場合で、発光部２７の電流制限抵抗値を切り替える。即ち、本実施例では、異常検知を行う場合の発光部２７の発光量を、トナー量検知を行う場合の発光部２７の発光量よりも低く設定する（電流制限抵抗値を大きくする）。これにより、現像ローラ７が感光ドラム５から離間した状態で、カートリッジ９の構成上、受光部２９が受光する光量が高くなってしまう場合においても、トナー量検知部２８の異常状態を検知することができる。
【００５１】
［トナー量検知部の異常状態を検知する制御シーケンス］
図１４は、図１２（ｂ）、（ｃ）で説明したトナー量検知部２８の異常状態を検知するための制御シーケンスを示すフローチャートである。図１４に示す処理は、画像形成装置１００の電源オン時、又はカートリッジ９の交換を行い、保守用ドアを閉じる操作を検知してから画像形成装置１００を画像形成が可能なスタンバイ状態に移行させる際に起動され、コントローラ２０により実行される。なお、図１４のフローチャートで用いるトナー量検知部２８は、図１３で説明した回路を用いるものとする。
【００５２】
Ｓ３０１では、コントローラ２０は、駆動部３７を駆動して、現像ローラ７を感光ドラム５から離間させる。Ｓ３０２では、コントローラ２０は、出力ポートのＯＵＴ端子の出力をローレベルに設定してトランジスタＱ２をオフする。これにより、発光部２７のＬＥＤに接続される電流制限抵抗を電流制限抵抗Ｒ３だけにして、ＬＥＤに流れる電流値を小さくし、発光部２７から出射される光ビームの発光量が小さくなるように、発光量を切り替える。
【００５３】
ここで、本実施例では、コントローラ２０は、トナー量検知を行う場合はＯＵＴ端子の出力をハイレベルに設定し、トランジスタＱ２をオンさせる。この場合の発光部２７のＬＥＤに接続される電流制限抵抗値は、並列に接続された電流制限抵抗Ｒ３、Ｒ２の合成抵抗値となる。一方、トナー量検知部２８の異常検知を行う場合は、コントローラ２０は、ＯＵＴ端子の出力をローレベルに設定し、トランジスタＱ２をオフさせる。この場合の発光部２７のＬＥＤに接続される電流制限抵抗は、電流制限抵抗Ｒ３となる。なお、電流制限抵抗Ｒ３の抵抗値は、並列に接続された電流制限抵抗Ｒ３、Ｒ２の合成抵抗値よりも大きい。即ち、実施例３では、異常検知を行う場合の発光部２７の電流制限抵抗値を、トナー量検知を行う場合の発光部２７の電流制限抵抗値よりも高く（大きく）設定している。これにより、カートリッジ９の構成上、発光部２７から出射される光ビームの発光量が高くなってしまう場合においても、電流制限抵抗値を切り替えて発光部２７の発光量を低下させることにより、発光部２７及び受光部２９の異常状態を検知することができる。
【００５４】
例えば、上述したような電流制限抵抗の切替（電流制限抵抗値の切り替え）を行わない場合には、同じ発光部２７及び受光部２９の回路構成で、トナー量検知と異常検知を行うこととなる。図１２に示すように、現像ローラ７が感光ドラム５に対して離間状態にある異常検知時の受光量は、現像ローラ７が感光ドラム５に対して当接状態にあるトナー量検知時の受光量と比較して高くなる。そのため、発光部２７の光ビーム発光量の切替を行わない場合には、発光部２７及び受光部２９にトナー８が付着したトナー汚れ等があっても、異常検知時に受光部２９で検知される光ビームの光量レベルが正常レベルと判断される閾値を超えてしまう場合がある。その結果、コントローラ２０は、トナー量検知部２８の発光部２７又は受光部２９のトナー汚れ等がないと誤った判断をしてしまうことになる。
【００５５】
続いて、Ｓ３０３では、コントローラ２０は、トナー量検知部２８の発光部２７、受光部２９のスイッチ（不図示）をオンし、発光部２７より、トナー量検知時よりは低い光量の光ビームを出射させる。そして、コントローラ２０は、受光部２９が検知した光量に応じてＩＮ端子に入力された電圧に基づいて、受光部２９での受光量を測定する。この場合のＩＮ端子に入力される電圧Ｖ＋は、検出抵抗Ｒに電流が流れることにより生じる電圧である。
【００５６】
Ｓ３０４では、コントローラ２０は、Ｓ３０３で測定された受光量が発光部２７により出射された発光量に応じた正常レベルの光量かどうか判断する（受光量は正常レベル？）。即ち、コントローラ２０は、受光部２９での受光量に対応するＩＮ端子に入力された電圧Ｖ＋が、発光部２７の発光量に応じた受光量の閾値（Ｖｔｈ３）よりも大きいかどうか判断する（Ｖ＋＞Ｖｔｈ３？）。コントローラ２０は、測定された光量に応じてＩＮ端子に入力された電圧（Ｖ＋）が正常レベルの受光量に対応する電圧（Ｖｔｈ３）よりも大きいと判断した場合には、トナー量検知部２８は正常であると判断し、処理をＳ３０６に進める。一方、コントローラ２０は、ＩＮ端子に入力された電圧（Ｖ＋）が正常レベルの受光量に対応する電圧（Ｖｔｈ３）以下であると判断した場合には、トナー量検知部２８は異常状態であると判断し、処理をＳ３０５に進める。
【００５７】
Ｓ３０５では、コントローラ２０は、トナー量検知部２８の発光部２７又は受光部２９が異常状態であることを示すアラーム情報を表示部３８に表示することにより、ユーザにアラームを報知し、処理をＳ３０６に進める。Ｓ３０６では、コントローラ２０は、出力ポートのＯＵＴ端子の出力をハイレベルに設定してトランジスタＱ２をオンし、発光部２７の光ビームの発光量を切り替えて、処理を終了する。トランジスタＱ２をオンすることにより、発光部２７のＬＥＤに接続される抵抗は、並列に接続された電流制限抵抗Ｒ３、Ｒ２となる。並列に接続された電流制限抵抗Ｒ３、Ｒ２の合成抵抗値は、電流制限抵抗Ｒ３の抵抗値よりも小さいため、発光部２７のＬＥＤに同じ電源電圧Ｖｃｃが印加されても、ＬＥＤに流れる電流値は大きくなるため、発光部２７の光ビームの発光量も大きくなる。その結果、受光部２９で検知される受光量も大きくなるので、ＩＮ端子に出力される電圧Ｖ＋は、トランジスタＱ２がオフの場合よりも高くなる。なお、図１４の処理が終了した後のコントローラ２０の動作は、実施例１と同様であり、説明を省略する。
【００５８】
以上説明したように、本実施例では、トナー収容容器３３の側面に反射部を設け、発光部２７から出射された光ビームを反射部で反射させ、反射された光ビームを受光部２９で検知した受光量に基づいて、トナー量検知部の異常状態を検知する。その際、トナー量検知時とトナー量検知部の異常検知時とで、発光部の発光量を切り替えることにより、受光量が過剰になることを防ぎ、トナー量検知部の異常を正しく検知することができる。そして、実施例１と同様に、トナー量検知部２８が異常であると判断した場合は、ユーザへアラームを報知することにより、トナー８の不足により画質の低下した印刷が実行されることを防ぐことができ、トナーや記録材の無駄な消費を防止することができる。
以上説明したように、本実施例によれば、トナー量検知部の異常を検知することができる。
【実施例４】
【００５９】
実施例１〜３では、トナー量検知部の発光部や受光部にトナーが付着したトナー汚れによるトナー量検知部の異常状態の有無を判断する制御シーケンスについて説明した。トナー量検知部の異常状態には、上述した発光部や受光部のトナー付着によるもののほかに、発光部や受光部の故障によるものも含まれる。そこで、実施例４では、トナー量検知部の受光部の故障の有無を判断する制御シーケンスを含む、トナー量検知部の異常の有無を判断する制御シーケンスについて説明する。なお、発光部の故障については、発光部をオン状態にして出射したときの受光部での受光量により判断されるが、その際、発光部の故障によるものか、発光部のトナー汚れによるものなのかの判別ができない。そのため、ここでは、トナー量検知部の故障の有無については、受光部の故障の有無だけを判断するものとする。また、画像形成装置１００やカートリッジ９の構成については、実施例１、２と同様であり、同じ構成には同じ符号を用いることで、説明を省略する。
【００６０】
［トナー量検知部の故障及び異常状態を検知する制御シーケンス］
図１５は、実施例３で説明した図１４のトナー量検知部２８の異常状態を検知する制御シーケンスに、発光部２７及び受光部２９の故障の有無を検知する制御シーケンスを加えたフローチャートである。図１５に示す処理は、画像形成装置１００の電源オン時、又はカートリッジ９の交換を行い、保守用ドアを閉じる操作を検知してから画像形成装置１００を画像形成が可能なスタンバイ状態に移行させる際に起動され、コントローラ２０により実行される。なお、図１４のフローチャートで用いるトナー量検知部２８は、図１３で説明した回路を用いるものとする。
【００６１】
Ｓ４０１、Ｓ４０２の処理は、実施例３の図１４で説明したＳ３０１、Ｓ３０２の処理と同様であり、説明を省略する。Ｓ４０３では、コントローラ２０は、トナー量検知部２８の発光部２７、受光部２９のスイッチ（不図示）をオフし、発光部２７からの光ビームの出射停止、及び受光部２９での受光量の検知の停止（受光停止）を行う。そして、コントローラ２０は、受光部２９からＩＮ端子に入力された電圧に基づいて、受光部２９での受光量を測定する。この場合のＩＮ端子に入力される電圧Ｖ＋は、受光部２９のスイッチ（不図示）はオフされているので、電源電圧Ｖｃｃから受光部２９への電流供給は遮断されているにもかかわらず、検出抵抗Ｒに電流が流れることにより生じる電圧である。
【００６２】
Ｓ４０４では、コントローラ２０は、Ｓ４０３で測定された受光量が正常レベルの光量かどうか判断する（受光量は正常レベル？）。即ち、コントローラ２０は、受光部２９はオフ状態なので、ＩＮ端子に入力された電圧Ｖ＋が、受光部２９がオフ状態の場合に応じた第２の閾値である閾値（Ｖｔｈ４）以下かどうか判断する（Ｖ＋≦Ｖｔｈ４？）。コントローラ２０は、ＩＮ端子に入力された電圧（Ｖ＋）が、受光部２９がオフ状態の場合の正常なレベルの電圧（Ｖｔｈ４）以下である判断した場合には、トナー量検知部２８の受光部２９は正常であると判断し、処理をＳ４０５に進める。一方、コントローラ２０は、ＩＮ端子に入力された電圧（Ｖ＋）が、受光部２９がオフ状態の場合の正常なレベルの電圧（Ｖｔｈ４）よりも大きいと判断した場合には、トナー量検知部２８の受光部２９は異常状態であると判断し、処理をＳ４０９に進める。
【００６３】
Ｓ４０５では、コントローラ２０は、トナー量検知部２８の発光部２７のスイッチ（不図示）をオフして発光部２７からの光ビームの出射を停止し、受光部２９のスイッチ（不図示）をオンして、受光部２９での光ビームの受光量の検知を行う。そして、コントローラ２０は、ＩＮ端子に入力された電圧に基づいて、受光部２９での受光量を測定する。
【００６４】
Ｓ４０６では、コントローラ２０は、Ｓ４０５で測定された光量が正常レベルの光量かどうか判断する（受光量は正常レベル？）。即ち、コントローラ２０は、受光部２９での受光量に対応するＩＮ端子に入力された電圧Ｖ＋が、発光部２７がオフ状態の場合の閾値（Ｖｔｈ５）よりも大きいかどうか判断する（Ｖ＋≦Ｖｔｈ５？）。コントローラ２０は、ＩＮ端子に入力された電圧（Ｖ＋）が、発光部２７がオフ状態の場合の正常なレベルの電圧（Ｖｔｈ５）以下であると判断した場合には、トナー量検知部２８の受光部２９は正常であると判断し、処理をＳ４０７に進める。一方、コントローラ２０は、ＩＮ端子に入力された電圧（Ｖ＋）が、発光部２７がオフ状態の場合の正常なレベルの電圧（Ｖｔｈ５）よりも大きいと判断した場合には、トナー量検知部２８の受光部２９は異常状態であると判断し、処理をＳ４０９に進める。なお、電圧Ｖｔｈ５は、受光部２９がオフ状態の場合の閾値である電圧Ｖｔｈ４と同じ電圧でもよい。
【００６５】
Ｓ４０７では、コントローラ２０は、トナー量検知部２８の発光部２７のスイッチ（不図示）をオンして発光部２７からの光ビームの出射を行い、受光部２９のスイッチ（不図示）をオフして、受光部２９での光ビームの受光量の検知を停止させる。そして、コントローラ２０は、ＩＮ端子に入力された電圧に基づいて、受光部２９での受光量を測定する。
【００６６】
Ｓ４０８では、コントローラ２０は、Ｓ４０７で測定された受光量が正常レベルの光量かどうか判断する（受光量は正常レベル？）。即ち、コントローラ２０は、受光部２９はオフ状態なので、ＩＮ端子に入力された電圧Ｖ＋が、受光部２９がオフ状態の場合に応じた閾値（Ｖｔｈ４）以下かどうか判断する（Ｖ＋≦Ｖｔｈ４？）。コントローラ２０は、ＩＮ端子に入力された電圧（Ｖ＋）が、受光部２９がオフ状態の場合の正常なレベルの電圧（Ｖｔｈ４）以下である判断した場合には、トナー量検知部２８の受光部２９は正常であると判断し、処理をＳ４１０に進める。一方、コントローラ２０は、ＩＮ端子に入力された電圧（Ｖ＋）が、受光部２９がオフ状態の場合の正常なレベルの電圧（Ｖｔｈ４）よりも大きいと判断した場合には、トナー量検知部２８の受光部２９は異常状態であると判断し、処理をＳ４０９に進める。Ｓ４０９では、コントローラ２０は、トナー量検知部２８の受光部２９が故障していることを示すアラーム情報を表示部３８に表示することにより、ユーザにアラームを報知し、処理をＳ４１３に進める。
【００６７】
Ｓ４１０〜Ｓ４１３の処理は、実施例３の図１４で説明したＳ３０３〜Ｓ３０６の処理と同様であり、説明を省略する。また、図１５の処理が終了した後のコントローラ２０の動作は、実施例１と同様であり、説明を省略する。
【００６８】
以上、本実施例では、実施例３で説明した反射部３４を備えた構成のときのトナー量検知部２８の発光部２７及び受光部２９の故障有無を検知する制御シーケンスについて説明した。図１５で説明した発光部２７及び受光部２９の故障有無を検知する制御シーケンスは、実施例３の構成に限るものではなく、実施例１、２で説明した構成の場合にも適用可能である。本実施例においても、実施例３と同様に、トナー量検知時とトナー量検知部の異常検知時とで、発光部の発光量を切り替えることにより、受光量を過剰になることを防ぎ、トナー量検知部の異常を正しく検知することができる。そして、実施例１と同様に、トナー量検知部２８が異常であると判断した場合は、ユーザへアラームを報知することにより、トナー８の不足により画質の低下した印刷が実行されることを防ぐことができ、トナーや記録材の無駄な消費を防止することができる。
以上説明したように、本実施例によれば、トナー量検知部の異常を検知することができる。
【実施例５】
【００６９】
実施例１〜４では、カートリッジが１つの構成のモノクロタイプの画像形成装置のトナー量検知部の不良検知について説明した。実施例５では、複数のカートリッジを備えたカラー画像形成装置におけるトナー量検知部の異常状態の検知について説明する。
【００７０】
［画像形成装置の構成］
図１６は、本実施例の画像形成装置２００の構成を示す断面図である。図１６に示す画像形成装置２００はイエロー（図中、Ｙ）、マゼンタ（図中、Ｍ）、シアン（図中、Ｃ）、ブラック（図中、Ｋ）の４色のトナー８（８ａ〜８ｄ）を用いて、電子写真方式の画像形成プロセスによりカラー画像を形成するカラー画像形成装置である。図１６において、カートリッジ３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄは、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー８が格納されたトナー収容容器３３（３３ａ〜３３ｄ）と、トナー像が形成される感光ドラム５（５ａ〜５ｄ）等を備えている。なお、符号の添字ａ、ｂ、ｃ、ｄは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）に対応する構成であることを示す。以下では、特定のカートリッジや感光ドラムを指す場合を除き、符号の添字を省略することとする。また、制御手段であるコントローラ２０は、画像形成装置２００の画像形成動作を含む装置全体の制御を行う。図１６に示す本実施例のカートリッジ３９の構成は、実施例１のカートリッジ９と上下方向が異なるが、同じ構成品には同じ符号を付すことにより、説明を省略する。また、本実施例のカートリッジ３９は、感光ドラム５と現像ローラ７が当接・離間が可能な実施例１のカートリッジ９とは異なり、感光ドラム５と現像ローラ７は一体化され、当接・離間ができない構成となっている。
【００７１】
各感光ドラム５に対応して設けられた一次転写ローラ４０により、感光ドラム５上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト３６に順次、重畳して転写され、カラー画像が形成される。中間転写ベルト３６は、図中Ａ方向に回転し、転写されたトナー像（カラー画像）を二次転写ローラ４１と当接するニップ部に搬送する。そして、ニップ部では、中間転写ベルト３６上に形成されたトナー像が、シート１に転写される。
【００７２】
そして、実施例１と同様に、トナー像が転写されたシート１は、定着ローラ１１及び加圧ローラ１２により構成される定着部に搬送され、定着部で加熱・加圧されることによりトナー像はシート１に定着される。トナー像が定着されたシート１は、排出口３１を経由して排出トレイ１９に排出される。
【００７３】
また、トナー量検知部２８（図中、カートリッジ３９の奥側）は各カートリッジ３９に対応して設けられている。また、各カートリッジ３９には、実施例１と同様に、導光路２５、２６、３２（図中、カートリッジ３９の奥側）が設けられている。
【００７４】
［カートリッジの構成］
図１６で説明した複数のカートリッジ３９を備えた画像形成装置２００では、中間転写ベルト３６に感光ドラム５が当接した状態で長期間放置されると、中間転写ベルト３６と感光ドラム５との圧着部が変形してしまうことがある。その結果、中間転写ベルト３６が矢印Ａ方向に移動したときに回転ピッチムラが発生し、シート１へ転写されるトナー像の画質の低下を生じる場合がある。そのため、本実施例では、画像形成時以外は感光ドラム５を中間転写ベルト３６から離間させる構成としている。
【００７５】
図１７は、カートリッジ３９と中間転写ベルト３６との位置関係、及びカートリッジ３９とトナー量検知部２８との位置関係を説明する図である。図１７（ａ）は、カートリッジ３９の感光ドラム５と中間転写ベルト３６が当接し、画像形成を行うときの第１の位置の場合の位置関係を示している図である。このとき、トナー量検知部２８は、トナー収容容器３３内のトナー８の残量を検知するため、発光部２７（不図示）と受光部２９（不図示）がそれぞれ導光路２５、２６に対向する位置に固定される。これにより、トナー量検知部２８の発光部２７から出射された光ビームは、導光路２５、トナー収容容器３３、導光路２６を介して、受光部２９により検知され、トナー収容容器３３内のトナー量の測定が行われる。
【００７６】
一方、図１７（ｂ）は、カートリッジ３９の感光ドラム５と中間転写ベルト３６は離間し、画像形成を行わない場合の第２の位置の場合の位置関係を示している図である。図１７（ａ）のカートリッジ３９の感光ドラム５と中間転写ベルト３６が当接した状態から、図１７（ｂ）のカートリッジ３９の感光ドラム５と中間転写ベルト３６が離間した状態への移行は、コントローラ２０が駆動部３７を駆動することにより行われる。なお、図１７（ｂ）の状態から図１７（ａ）の状態への移行についても同様である。駆動部３７が駆動されることにより、カートリッジ３９は、図１７（ａ）の状態から、図中、左下方向に移動する。その結果、トナー量検知部２８は、実施例１と同様に、発光部２７（不図示）と受光部２９（不図示）は導光路３２の端部に対向する位置に固定され、トナー量検知部２８の異常状態の検知が可能な状態となっている。
【００７７】
また、図１７（ｂ）において、トナー量検知部２８の異常状態の有無、受光部２９の故障状態の検知については、実施例１の図７や実施例４の図１５に示す制御シーケンスに沿って実施することができる。なお、本実施例では、トナー量検知部２８の異常状態の検知を行う場合に、トナー量検知部２８の発光部２７からの光ビームを受光部２９に案内する導光路３２を用いているが、例えば、実施例２、３のように導光路２６の端部や反射部３４を用いてもよい。図１７では、１つのカートリッジ３９を用いて、カートリッジ３９と中間転写ベルト３６との位置関係、及びカートリッジ３９とトナー量検知部２８との位置関係を説明した。他のカートリッジ３９の中間転写ベルト３６やトナー量検知部２８との位置関係についても同様である。また、本実施例でのトナー量検知部２８の異常状態の有無、受光部２９の故障状態の検知については、各カートリッジ３９で行われるものとする。
【００７８】
本実施例においても、上述した実施例１〜４と同様に、トナー量検知部２８の異常を正しく検知することができる。そして、実施例１と同様に、トナー量検知部２８が異常であると判断した場合は、ユーザへアラームを報知することにより、トナー８の不足により画質の低下した印刷が実行されることを防ぐことができ、トナーや記録材の無駄な消費を防止することができる。
以上説明したように、本実施例によれば、トナー量検知部の異常を検知することができる。
【００７９】
なお、上記実施例において、カートリッジは、着脱可能な構成について説明したが、トナー容器についても、トナーがなくなった場合には交換可能なように着脱自在な構成でも本発明を適用可能である。また、トナー容器がカートリッジに組み込まれて固定された構成においても、本発明を適用することが可能である。トナー容器が固定された構成では、トナーが無くなってもトナーのみを補充可能な構成とすれば、継続的に画像を形成することが可能である。
【００８０】
また、上記実施例において、トナー残量検知部の異常を検知する機能を実現する構成として説明したが、例えば、センサの劣化状態として、発光部の劣化による光量不足、また、受光部の劣化による受光信号の低下などを検知することができる。光量不足については閾値光量より小さい場合、また、受光信号の低下についても受信した信号値が閾値よりも小さい場合を捉えて、センサの劣化状態を検知することができる。このような場合には、発光部の光量を増加させるように制御することができ、また、受光部の感度を高くするように制御することができる。
【符号の説明】
【００８１】
２０    コントローラ
２７    発光部
２８    トナー量検知部
２９    受光部
３２    導光路
３３    トナー収容容器
３７    駆動部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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