(57)【要約】【課題】複数の光検知部を設けることを前提とし、これらの光検知部の搭載基板や配線を簡略化する。【解決手段】各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄのトナー用光検知部５５別に、トナー用光検知部５５に各光ファイバ５３、５４を接続して、全ての光ファイバ５３、５４をトナー残量検出回路の基板６０まで引き回し、全ての光ファイバ５３、５４の一端面をトナー残量検出回路の各発光ダイオード及び各フォトトランジスタに対向させている。従って、各発光ダイオード及び各フォトトランジスタを基板６０上の配線パターンで結線することになり、各発光ダイオードのリード線及び各フォトトランジスタのリード線を引き回す必要がなく、配線が複雑化することはなく、接点不良等を減少させることができる。【選択図】図１４
2005156176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出射光を発して、入射光を検知する複数の光検知部を備える光学検出装置において、
各光検知部の出射光及び入射光を伝達するそれぞれの光導波路と、
それぞれの出射光を各光導波路を通じて各光検知部へと出力すると共に、それぞれの入射光を各光検知部から各光導波路を通じて入力し、各光検知部からの入射光に基づいて、各光検知部によるそれぞれの検出結果を得る回路部と
を備えることを特徴とする光学検出装置。
【請求項２】
回路部は、各光検知部のうちから出射光の出力対象となる光検知部を選択する選択手段と、各光検知部からの入射光を受光するそれぞれの受光素子とを備え、各受光素子の受光出力のワイヤードオアに基づいて、選択した光検知部による検知結果を得ることを特徴とする請求項１に記載の光学検出装置。
【請求項３】
回路部は、各光検知部のうちから出射光の出力対象となる光検知部を選択する選択手段と、各光検知部からの入射光を受光する単一の受光素子とを備え、受光素子の受光出力に基づいて、選択した光検知部による検知結果を得ることを特徴とする請求項１に記載の光学検出装置。
【請求項４】
各光検知部からの入射光を伝達する各光導波路の一端を受光素子近傍でまとめたことを特徴とする請求項３に記載の光学検出装置。
【請求項５】
光導波路は、回路部から光検知部へと出力される出射光、及び光検知部から回路部へと入力される入射光を共に伝達することを特徴とする請求項１に記載の光学検出装置。
【請求項６】
光導波路は、複数の光ファイバを束ねてなることを特徴とする請求項１に記載の光学検出装置。
【請求項７】
光導波路は、合成樹脂製の光ファイバからなることを特徴とする請求項１に記載の光学検出装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の光学検出装置を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出射光を発して、入射光を検知する複数の光検知部を備える光学検出装置、及びそれを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の装置としては、例えば特許文献１に記載のものがある。ここでは、紙幣の搬送路に沿って複数組の光源と受光素子を配置して、各受光素子をワイヤードオア接続しており、各光源を順次点灯して、点灯した光源に対応する受光素子の受光出力をワイヤードオアを介して検出し、この受光素子の受光出力に基づいて紙幣の有無を判定している。
【０００３】
また、特許文献２には、発光素子及び受光素子を有するトナー残量センサを用いて、トナーカートリッジのトナー残量を検出するという技術が開示されている。より具体的には、トナーカートリッジの底近くに垂直溝を設け、この垂直溝を挟んで、２組の発光素子及び受光素子を対向配置している。トナーが十分にあるときには、トナーが垂直溝に入り込むので、各発光素子の光がトナーにより遮断されて各受光素子で受光されない。また、トナーが少なくなって、垂直溝内のトナーが無くなると、各発光素子の光が各受光素子で受光される。従って、トナーがあるときと少ないときとでは、各受光素子の出力レベルが異なり、各受光素子の出力レベルに基づいて、トナー残量が無くなったと判定することができる。
【０００４】
更に、特許文献３には、発光ダイオード並びに光センサと被検出対象物との間に、複数の光ファイバを介在させ、発光ダイオードの光を光ファイバを通じて被検出対象物に伝達して、光を被検出対象物に照射し、被検出対象物からの反射光を他の光ファイバを通じて光センサへと伝達するという技術が開示されている。
【特許文献１】特開平０１−１６７６９２号公報
【特許文献２】特開平０７−５６４３１号公報
【特許文献３】特開平０７−１１０３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、複数組の光源と受光素子を設けているため、各組別に、光源及び受光素子を搭載する基板を設けたり、光源のリード線及び受光素子のリード線を引き回す必要があり、配線が煩雑化してしまう。
【０００６】
また、特許文献２では、トナーカートリッジに２組の発光素子及び受光素子を設けているものの、各発光素子を直列接続し、各受光素子をワイヤードオア接続しているので、１組の発光素子及び受光素子を設けたときと比較しても、トナーカートリッジ１個当たりの搭載基板やリード線の数が増えることはない。ところが、複数のカートリッジにそれぞれの発光素子及び受光素子を設けるならば、やはり搭載基板や引き回すリード線の数が多くなって、配線が煩雑化する。
【０００７】
一方、特許文献３では、発光ダイオード並びに光センサと被検出対象物との間に、複数の光ファイバを介在させていることから、発光ダイオードのリード線及び光センサのリード線を引き回す代わりに、各光ファイバを引き回すことができ、このために発光ダイオード及び光センサの配線の簡略化を図ることが可能である。
【０００８】
ところが、ここでは、複数組の発光ダイオード及び光センサを設けることを想定しておらず、この場合の配線の簡略化についての技術的な開示が全くない。
【０００９】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、複数の光検知部を設けることを前提とし、これらの光検知部の搭載基板や配線を簡略化することが可能な光学検出装置及びそれを備える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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、出射光を発して、入射光を検知する複数の光検知部を備える光学検出装置において、各光検知部の出射光及び入射光を伝達するそれぞれの光導波路と、それぞれの出射光を各光導波路を通じて各光検知部へと出力すると共に、それぞれの入射光を各光検知部から各光導波路を通じて入力し、各光検知部からの入射光に基づいて、各光検知部によるそれぞれの検出結果を得る回路部とを備えている。
【００１１】
また、本発明において、回路部は、各光検知部のうちから出射光の出力対象となる光検知部を選択する選択手段と、各光検知部からの入射光を受光するそれぞれの受光素子とを備え、各受光素子の受光出力のワイヤードオアに基づいて、選択した光検知部による検知結果を得ている。
【００１２】
更に、本発明において、回路部は、各光検知部のうちから出射光の出力対象となる光検知部を選択する選択手段と、各光検知部からの入射光を受光する単一の受光素子とを備え、受光素子の受光出力に基づいて、選択した光検知部による検知結果を得ている。
【００１３】
また、本発明においては、各光検知部からの入射光を伝達する各光導波路の一端を受光素子近傍でまとめている。
【００１４】
更に、本発明において、光導波路は、回路部から光検知部へと出力される出射光、及び光検知部から回路部へと入力される入射光を共に伝達している。
【００１５】
また、本発明において、光導波路は、複数の光ファイバを束ねてなる。
【００１６】
更に、本発明において、光導波路は、合成樹脂製の光ファイバからなる。
【００１７】
一方、本発明の画像形成装置は、上記本発明の光学検出装置を備えている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、出射光を発して、入射光を検知する複数の光検知部を備えている。そして、回路部は、それぞれの出射光を各光導波路を通じて各光検知部へと出力すると共に、それぞれの入射光を各光検知部から各光導波路を通じて入力し、各光検知部からの入射光に基づいて、各光検知部によるそれぞれの検出結果を得ている。従って、各光検知部への出射光を発光するそれぞれの発光素子や、各光検知部からの入射光を受光するそれぞれの受光素子を回路部にまとめて設けることができ、各光検知部別に、搭載基板やリード線を設ける必用がなく、配線を簡単化することができ、接点不良等を減少させることができる。また、部品点数の減少、組み立て作業の簡略化、及びコストの低減を図ることができる。
【００１９】
また、出射光を各光検知部のいずれかに選択的に出射しているので、出射光を発して、入射光を検知する光検知部を特定することができる。このため、各光検知部からの入射光を受光する各受光素子の受光出力のワイヤードオア、又は各光検知部からの入射光を受光する単一の受光素子の受光出力に基づいて、特定の光検知部による検知結果を得ることができる。
【００２０】
更に、単一の受光素子を用いる場合は、各光検知部からの入射光を伝達する各光導波路の一端を受光素子近傍でまとめることにより、各光検知部からの入射光を受光素子で受光している。
【００２１】
また、光導波路は、回路部から光検知部へと出力される出射光、及び光検知部から回路部へと入力される入射光を共に伝達している。このため、各光検知部にそれぞれ１本の光導波路を割当てれば良いことになり、光導波路の数を減少させることができる。回路部では、例えば光導波路の一端に対してビームスプリッタ（ハーフミラー等）を設け、光導波路の一端に対する入射光及び出射光をビームスプリッタを通じて入出力する。
【００２２】
更に、光導波路として、複数の光ファイバを束ねたものを適用している。これにより、フレキシビリティに富んだ光導波路を得ることができ、光導波路を容易に引き回すことが可能になる。
【００２３】
また、光導波路として、合成樹脂製の光ファイバのものを適用している。この場合も、フレキシビリティに富んだ光導波路を得ることができ、光導波路を容易に引き回すことが可能になる。また、光導波路の一端等の加工が容易になり、設計の自由度が高くなる。
【００２４】
尚、本発明の画像形成装置は、上記本発明の光学検出装置と同様の作用及び効果を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【実施例１】
【００２６】
図１は、本発明の画像形成装置の実施例１を示す側面図である。本実施例の画像形成装置は、カラー画像を記録用紙に記録するカラーレーザープリンタであり、露光ユニット１、各画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ、中間転写ベルトユニット２、定着ユニット３、用紙搬送装置４、給紙トレイ５、及び排紙トレイ６等を備えている。
【００２７】
この画像形成装置において、記録用紙は、給紙トレイ５に積載収容されており、ピックアップローラ７−２により１枚ずつ給紙トレイ５から引き出されて、搬送ローラ４-１によりレジストローラ８へと搬送される。あるいは、記録用紙は、手差しトレイ９に載置され、ピックアップローラ７-2により引き出されて、各搬送ローラ４−４〜４−６によりレジストローラ８へと搬送される。レジストローラ８は、記録用紙を一旦停止させて、記録用紙の先端を揃え、記録用紙の先端が中間転写ベルトユニット２の中間転写ベルト１１上に形成されるトナー像の先端に重なるタイミングで、記録用紙を２次転写ローラ１２へと搬送する。
【００２８】
各画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のトナー像をそれぞれ形成して、各色のトナー像を中間転写ベルトユニット２の中間転写ベルト１１に転写する。これらの画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、各現像器２１ａ〜２１ｄ、各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄ、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ、各帯電器２４ａ〜２４ｄ、及び各クリーナユニット２５ａ〜２５ｄ等を備えている。
【００２９】
各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄは、中間転写ベルト１１を介してそれぞれの１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄに押圧されており、矢印方向Ｂに回転移動する中間転写ベルト１１と同一の周速度で、中間転写ベルト１１と共に回転される。また、各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄも、矢印方向Ｂに回転移動する中間転写ベルト１１と同一の周速度で、中間転写ベルト１１に追従回転する。
【００３０】
各帯電器２４ａ〜２４ｄは、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄに接触するローラ型やブラシ形のもの、あるいはチャージャー型のものであり、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ表面を一様に帯電させる。
【００３１】
露光ユニット１は、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄへのそれぞれのレーザー光を出射するレーザー光源１ａ、及び各レーザー光をそれぞれの感光体ドラム２３ａ〜２３ｄに導く複数のミラー１ｂ等を有しており、画像データに応じて各レーザー光を変調しつつ、各レーザー光をそれぞれの感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ表面に照射して、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ表面にそれぞれの静電潜像を形成する。
【００３２】
尚、露光ユニット１として、ＥＬやＬＥＤ等の発光素子をアレイ状に並べた書き込みヘッドを用いても良い。
【００３３】
各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄは、黒、イエロー、マゼンタ、シアンのトナーを収容している。各現像器２１ａ〜２１ｄは、各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄからそれぞれの色のトナーを供給され、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ表面の静電潜像にそれぞれの色のトナーを付着させて、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ表面にそれぞれの色のトナー像を形成する。これらのトナー像は、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄから中間転写ベルト１１に転写されて重ね合わせられる。
【００３４】
中間転写ベルトユニット２は、中間転写ベルト１１、各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄ、駆動支持ローラ３１と従動支持ローラ３２、及び２次転写ローラ３３等を備えており、中間転写ベルト１１を駆動支持ローラ３１と従動支持ローラ３２に掛け渡して回転移動可能に支持し、各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄ及び２次転写ローラ３３を中間転写ベルト１１に押し付けている。
【００３５】
中間転写ベルト１１は、例えば厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度の合成樹脂フィルムにより形成される。２次転写ローラ３３は、左右に移動可能に支持されており、右方向に移動されたときに、駆動支持ローラ３１との間に中間転写ベルト１１を挟み込んで、ニップ域を形成する。駆動支持ローラ３１は、２次転写ローラ３３のバックアップローラとしての役目を果たしつつ、各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄと各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ間のそれぞれのニップ域を下流側にして、回転駆動され、中間転写ベルト１１を引っ張って矢印方向Ｂに回転移動させる。これにより、各ニップ域が安定的に維持される。
【００３６】
尚、各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄと各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ間のそれぞれのニップ域をより安定的に形成するために、各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄ及び各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄのうちの一方を硬質材料で形成し、他方を弾性材料で形成するのが好ましい。
【００３７】
各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄは、例えば金属製の直径８mm〜１０mmの軸の外周を導電性の弾性材（ＥＰＤＭ、発泡ウレタン等）により被覆したものである。各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄは、該各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄと各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ間のニップ域に中間転写ベルト１１を挟み込んだ状態で、トナーの帯電極性とは逆極性のバイアス電圧を印加され、それぞれの電界を中間転写ベルト１１を介して各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ表面のトナーに作用させ、各感光体ドラム２３ａ〜２３ｄ表面のトナーを中間転写ベルト１１へと引き付けて転写させる。これにより、各色のトナー像が中間転写ベルト１１に転写されて重ね合わせられる。
【００３８】
尚、各１次転写ローラ２６ａ〜２６ｄとして、ローラの代わりに、ブラシ等を用いても構わない。
【００３９】
クリーニングユニット３４は、例えば中間転写ベルト１１表面に摺接するクリーニングブレードであり、中間転写ベルト１１表面に残留したトナーを除去して、次回に印字される画像のカブリ等を防止する。
【００４０】
こうして中間転写ベルト１１に転写され重ね合わせられた各色のトナー像は、該中間転写ベルト１１の回転移動に伴い、駆動支持ローラ３１と２次転写ローラ３３間のニップ域へと搬送される。そして、中間転写ベルト１１上の各色のトナー像の先端とレジストローラ８により搬送されて来た記録用紙の先端が重ねられ、各色のトナー像と記録用紙が重ね合わせられて、各色のトナー像が記録用紙に転写される。
【００４１】
引き続いて、記録用紙は、定着ユニット３へと搬送され、ここで加圧ローラ３ａと加熱ローラ３ｂ間に挟み込まれる。これにより、記録用紙上の各色のトナーが加熱余裕されて混合され、各色のトナー像が記録用紙上にカラー画像として定着される。
【００４２】
更に、記録用紙は、用紙搬送装置４により排紙トレイ６へと搬送されて、ここにフェイスダウンで排出される。
【００４３】
尚、画像形成ステーションＰａだけを用いて、モノクロ画像を形成し、モノクロ画像を中間転写ベルトユニット２の中間転写ベルト１１に転写することも可能である。このモノクロ画像も、カラー画像と同様に、中間転写ベルト１１から記録用紙に転写され、記録用紙上定着される。
【００４４】
また、記録用紙の表面だけではなく、両面の印字を行なう場合は、記録用紙の表面の画像を定着ユニット３により定着した後に、記録用紙を用紙搬送装置４の搬送ローラ４−３により搬送する途中で、搬送ローラ４-3を停止させてから逆回転させ、記録用紙を用紙搬送装置４の反転経路４ｒに通して、記録用紙の表裏を反転させてから、記録用紙をレジストローラ８へと導き、記録用紙の表面と同様に、記録用紙の裏面に画像を記録して定着し、記録用紙を排紙トレイ６に排出する。
【００４５】
ところで、本実施例の画像形成装置では、図２に示す様に各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄを各現像器２１ａ〜２１ｄから取り外すことができ、各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄを新たなものに交換することにより、各色のトナーを補給している。
【００４６】
次に、各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄについて詳述する。図３は、トナーカートリッジ２２（各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄの共通符号を２２とする）を現像器２１（各現像器２１ａ〜２１ｄの共通符号を２１とする）に装着する前の状態を正面側から見て示す斜視図である。また、図４は、装着前のトナーカートリッジ２２及び現像器２１を裏面側から見て示す斜視図である。更に、図５は、装着後のトナーカートリッジ２２及び現像器２１を裏面側から見て示す斜視図である。また、図６は、装着前のトナーカートリッジ２２及び現像器２１を側方から見て示す縦断面図であり、図７は、装着後のトナーカートリッジ２２及び現像器２１を側方から見て示す縦断面図である。また、図８は、装着後のトナーカートリッジ２２及び現像器２１を正面側から見て拡大して示す断面図であり、図９は、現像器２１を正面側から見て拡大して示す斜視図である。
【００４７】
トナーカートリッジ２２は、その奥行きｔを現像器２１の奥行きＴよりも十分に短くされているものの、その高さｈを十分に高くされて、その容積を確保されている。トナーカートリッジ２２の奥行きｔを短くしたことから、トナーカートリッジ２２を画像形成装置の前面寄りに装着した状態では、トナーカートリッジ２２が画像形成装置の奥の部品に干渉することはない。また、画像形成装置のフロントドアを開けると、トナーカートリッジ２２が最も手前にあるので、トナーカートリッジ２２の交換が容易である。
【００４８】
トナーカートリッジ２２は、図８に示す様にその底のトナー供給口２２ｆ、及びトナー供給口２２ｆ周囲の鍔２２ｇを有している。また、現像器２１は、その天板のトナー受け入れ口２１ｆ、及びトナー受け入れ口２１ｆ両側の案内溝２１ｇを有しており、図９に示す様に各案内溝２１ｇにガイド板４１を挿入し、ガイド板４１をバネ（図示せず）により画像形成装置の手前の方（矢印方向Ｃ）に付勢して、ガイド板４１の一端４１ａをトナー受け入れ口２１ｆの縁に当接させ、ガイド板４１を閉じている。
【００４９】
トナーカートリッジ２２を装着するときには、トナーカートリッジ２２を現像器２１の天板に載せて、トナーカートリッジ２２の鍔２２ｇを現像器２１の案内溝２１ｇに差し込んで、トナーカートリッジ２２を画像形成装置の奥の方（図３の矢印方向Ｄ）へとスライドさせ、ガイド板４１をトナーカートリッジ２２の鍔２２ｇにより押して、ガイド板４１を開き、トナーカートリッジ２２のトナー供給口２２ｆと現像器２１のトナー受け入れ口２１ｆを重ね合わせる。この後、図７に示す様にトナーカートリッジ２２のトナー供給口２２ｆを封止している二つ折りのシール４２を引っ張り剥して除去し、トナーカートリッジ２２のトナー供給口２２ｆと現像器２１のトナー受け入れ口２１ｆ間を通じさせて、トナーカートリッジ２２から現像器２１へのトナー供給を可能にする。
【００５０】
トナーカートリッジ２２内のトナーが無くなったときには、トナーカートリッジ２２を画像形成装置の手前の方へとスライドさせて取り外す。
【００５１】
こうしてトナーカートリッジ２２が装着及び取り外されて、その交換が行なわれる。
【００５２】
また、トナーカートリッジ２２の側壁に凹部２２ｉを形成し、トナーカートリッジ２２内壁にプリズム４４を設けている。トナーカートリッジ２２内側に突出した凹部２２ｉの上面に透明板４５を取付け、プリズム４４の下面と透明板４５を対向配置し、プリズム４４の下面と透明板４５間にスペースＳ１を設けている。
【００５３】
更に、トナーカートリッジ２２では、従動軸４６を一対の軸受け４７により回転自在に支持し、従動軸４６に攪拌部材４８を固定支持している。従動軸４６の一端は、トナーカートリッジ２２の側壁から突出しており、その端面に十字溝４６ａを形成している。攪拌部材４８は、各棒体４８ａを略矩形状に組み合わせて相互に固定したものである。各棒体４８ａのうちの従動軸４６に平行な１本は、トナーカートリッジ２２の側壁近傍まで突出しており、この棒体４８ａの一端に可撓性フィルム片４９を取り付けている。図１０に拡大して示す様に、この棒体４８ａの一端にスリット４８ｂを形成し、このスリット４８ｂに可撓性フィルム片４９を差し込んで接着剤で固定し、この棒体４８ａの回転軌跡である円柱周面に対して可撓性フィルム片４９を垂直に交差させている。
【００５４】
可撓性フィルム片４９は、例えば厚みが０．１ｍｍの可撓性を有するフィルムであり、その材質としては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリアミド等がある。
【００５５】
従動軸４６が回転すると、攪拌部材４８が回転され、トナーカートリッジ２２内のトナーが攪拌される。また、攪拌部材４８の回転に伴い、可撓性フィルム片４９も回転する。このとき、トナーカートリッジ２２の側壁近傍まで突出した棒体４８ａの一端は、図１１に示す様にその回転途中でプリズム４４の下面と透明板４５間のスペースＳ１を通過し、可撓性フィルム片４９もスペースＳ１を略水平方向に通過する。
【００５６】
一方、現像器２１上には、カートリッジ駆動部５１を設けている。カートリッジ駆動部５１では、駆動軸５２を軸支し、駆動軸５２の十字型先端５２ａを画像形成装置の手前側に突出させている。駆動軸５２は、モータ及びギヤユニット（図示せず）により回転駆動される。また、カートリッジ駆動部５１の側壁にトナー用光検知部５５を突設している。
【００５７】
トナー用光検知部５５では、一対の光ファイバ５３、５４を導入支持し、光ファイバ５３の出射端面及び光ファイバ５４の入射端面を上方に向けて固定している。
【００５８】
先に述べた様にトナーカートリッジ２２を現像器２１の天板に載せて画像形成装置の奥の方へとスライドさせ装着し、トナーカートリッジ２２のトナー供給口２２ｆと現像器２１のトナー受け入れ口２１ｆを重ね合わせた状態では、カートリッジ駆動部５１の駆動軸５２の十字型先端５２ａがトナーカートリッジ２２の従動軸４６の十字溝４６ａに嵌合し、駆動軸５２と従動軸４６が相互に連結され、かつトナー用光検知部５５がトナーカートリッジ２２の凹部２２ｉに嵌合し、トナーカートリッジ２２のプリズム４４の下面と透明板４５の表面が水平となる。
【００５９】
そして、駆動軸５２の十字型先端５２ａと従動軸４６の十字溝４６ａが嵌合すると、駆動軸５２と従動軸４６間が連結され、駆動軸５２の回転が従動軸４６に伝達される。従って、カートリッジ駆動部５１の駆動軸５２が回転駆動されると、トナーカートリッジ２２の従動軸４６が回転し、攪拌部材４８も回転する。この攪拌部材４８の回転によりトナーカートリッジ２２内のトナーが攪拌され、可撓性フィルム片４９も回転してプリズム４４の下面と透明板４５間のスペースＳ１を周期的に通過する。
【００６０】
また、トナー用光検知部５５がトナーカートリッジ２２の凹部２２ｉに嵌合した状態では、トナー用光検知部５５の各光ファイバ５３、５４の入出射端面が透明板４５及びスペースＳ１を介してプリズム４４の下面に対向し、トナー用光検知部５５が攪拌部材４８の攪拌中心である従動軸４６の直下に配置される。
【００６１】
各光ファイバ５３、５４は、後で詳述するトナー残量検出回路まで引き回されている。このトナー残量検出回路では、発光ダイオード及びフォトトランジスタを備えており、発光ダイオードの光を光ファイバ５３を通じてトナー用光検知部５５へと出力し、この光をトナー用光検知部５５の光ファイバ５３の出射端面から出射させ、またトナー用光検知部５５の光ファイバ５４の入射端面に入射した光を該光ファイバ５４を通じて入力し、この入射光をフォトトランジスタで受光する。
【００６２】
ここで、図１２（ａ）に示す様にトナーカートリッジ２２内のトナーが十分にあり、プリズム４４の下面と透明板４５間のスペースＳ１がトナーで満たされているときには、トナー用光検知部５５の光ファイバ５３の出射端面からの光がスペースＳ１のトナーにより遮蔽され、この光がトナー用光検知部５５の光ファイバ５４の入射端面に達することはない。また、可撓性フィルム片４９は、攪拌部材４８と共に回転し、トナーに侵入して、トナー内で抵抗を受けて棒体４８ａの両側で撓み、略二つ折りの状態になる。このため、プリズム４４の下面と透明板４５間のスペースＳ１を通過するに際し、可撓性フィルム片４９がプリズム４４の下面と透明板４５の表面に摺接することはなく、可撓性フィルム片４９の摺接によりトナーがプリズム４４の下面と透明板４５の表面に擦り付けられることがなく、プリズム４４の下面と透明板４５の表面に傷が付かなくて済む。
【００６３】
また、図１２（ｂ）に示す様にトナーカートリッジ２２内のトナーが減少して、トナーのレベルがプリズム４４の下面と透明板４５間にあるときには、透明板４５がトナーで覆われるので、トナー用光検知部５５の光ファイバ５３の出射端面からの光がスペースＳ１のトナーにより遮蔽され、この光がトナー用光検知部５５の光ファイバ５４の入射端面に達することはない。また、可撓性フィルム片４９は、プリズム４４の下面と透明板４５間のスペースＳ１を通過するに際し、棒体４８ａの両側で撓んで、その下側縁がトナーを均し、その上側縁が上側のプリズム４４の下面に摺接して該下面のトナーの汚れを掻き落とす。
【００６４】
更に、図１２（ｃ）に示す様にトナーカートリッジ２２内のトナーがより減少して、トナーのレベルが下側の透明板４５以下になったときには、スペースＳ１のトナーが無くなり、トナー用光検知部５５の光ファイバ５３の出射端面からの光が透明板４５を通過してプリズム４４の下面に入射し、この光がプリズム４４の直交する２面で反射され、この反射光がトナー用光検知部５５の光ファイバ５４の入射端面に入射する。また、可撓性フィルム片４９は、プリズム４４の下面と透明板４５間のスペースＳ１を通過するに際し、棒体４８ａの両側で撓んで、その両側縁がプリズム４４の下面と透明板４５表面に摺接して該各面のトナーの汚れを掻き落とす。このため、プリズム４４の下面と透明板４５表面の汚れにより光ファイバ５３の出射端面からの光が遮蔽されることがなく、この光がプリズム４４で反射されて光ファイバ５４の入射端面に確実に入射する。また、攪拌部材４９の回転により僅かに残っているトナーが攪拌され、トナーが上方に跳ね上げられてから下方に落下するものの、プリズム４４の下面と透明板４５近傍に落下したトナーがプリズム４４の三角形状の上側に降り掛かって振り分けられるので、この落下したトナーによりプリズム４４の下面と透明板４５表面が汚れることはない。つまり、プリズム４４は、トナーがプリズム４４の下面と透明板４５表面に降り掛かることを防止する屋根の役目を果たす。
【００６５】
可撓性フィルム片４９がプリズム４４の下面と透明板４５表面に摺接することから、可撓性フィルム片４９、プリズム４４、透明板４５が摩擦帯電する。プリズム４４及び透明板４５がトナーとは逆極性に帯電すれば、プリズム４４及び透明板４５にトナーが付着し易く、逆にプリズム４４及び透明板４５がトナーと同一極性に帯電すれば、プリズム４４及び透明板４５にトナーが付着し難くなる。このため、可撓性フィルム片４９、プリズム４４、透明板４５の材質として、プリズム４４及び透明板４５がトナーと同一極性に摩擦帯電する様なものを選択する。可撓性フィルム片４９の材質としては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリアミド等の可撓性を有するものがある。従って、プリズム４４及び透明板４５の材質は、可撓性フィルム片４９の材質に応じて設定する必要がある。あるいは、その逆に、プリズム４４及び透明板４５の材質を決めてから、プリズム４４及び透明板４５の材質に応じて可撓性フィルム片４９の材質を設定しても良い。
【００６６】
この様にトナーカートリッジ２２内のトナーのレベルが下側の透明板４５を超えるときには、光がトナー用光検知部５５の光ファイバ５４の入射端面に入射せず、またトナーのレベルが下側の透明板４５以下のときには、光がトナー用光検知部５５の光ファイバ５４の入射端面に入射する。このため、光ファイバ５４の入射端面に入射した光の有無に基づいて、トナーカートリッジ２２内のトナー残量が少なくなったか否かを判定することができる。
【００６７】
また、トナーカートリッジ２２内のトナーのレベルが下側の透明板４５以下のときには、可撓性フィルム片４９によりプリズム４４の下面と透明板４５表面の汚れが掻き落とされ、かつプリズム４４がプリズム４４の下面と透明板４５表面の屋根となって、トナーがプリズム４４の下面と透明板４５表面に降り掛かることが防止されるので、プリズム４４の下面と透明板４５表面の汚れによりトナー用光検知部５５の光ファイバ５３の出射端面からの光が遮蔽されることがなく、トナー用光検知部５５によるトナー残量の検出を確実に行なうことができる。
【００６８】
図１３は、本実施例の画像形成装置における光学検出装置のトナー残量検出回路を示すブロック図である。このトナー残量検出回路において、発光ダイオード５７ａとフォトトランジスタ５８ａ、発光ダイオード５７ｂとフォトトランジスタ５８ｂ、発光ダイオード５７ｃとフォトトランジスタ５８ｃ、発光ダイオード５７ｄとフォトトランジスタ５８ｄは、各トナーカートリッジ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄのトナー残量を検出するそれぞれのトナー用光検知部５５に対応している。
【００６９】
図１４に示す様に各トナーカートリッジ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄのトナー用光検知部５５別に、トナー用光検知部５５の各光ファイバ５３、５４をトナー残量検出回路の基板６０まで引き回して、各光ファイバ５３、５４の一端を基板６０に固定している。そして、トナーカートリッジ２２ａのトナー用光検知部５５の各光ファイバ５３、５４の一端面を発光ダイオード５７ａ及びフォトトランジスタ５８ａに対向させ、トナーカートリッジ２２ｂのトナー用光検知部５５の各光ファイバ５３、５４の一端面を発光ダイオード５７ｂ及びフォトトランジスタ５８ｂに対向させ、トナーカートリッジ２２ｃのトナー用光検知部５５の各光ファイバ５３、５４の一端面を光ダイオード５７ｃ及びフォトトランジスタ５８ｃに対向させ、トナーカートリッジ２２ｄのトナー用光検知部５５の各光ファイバ５３、５４の一端面を発光ダイオード５７ｄ及びフォトトランジスタ５８ｄに対向させている。このため、各トナーカートリッジ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄのトナー用光検知部５５別に、発光ダイオードの光が光ファイバ５３の一端面から入射してトナー用光検知部５５の光ファイバ５３の出射端面から出射され、トナー用光検知部５５の光ファイバ５４の入射端面に入射した光が該光ファイバ５４の一端面から出射されて受光ダイオードで受光される。
【００７０】
従って、各トナーカートリッジ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄのトナー用光検知部５５別に、発光ダイオードを発光させて、トナー用光検知部５５の光ファイバ５３の出射端面から光を出射すると共に、トナー用光検知部５５の光ファイバ５４の入射端面に入射した光をフォトトランジスタで受光することができ、この入射した光レベルに応じたフォトトランジスタの受光出力レベルを得ることができる。そして、図１２（ａ）〜（ｃ）に示す様にトナーカートリッジ２２内のトナー残量に応じて、光ファイバ５４の入射端面に入射した光の有無が決定するので、フォトトランジスタの受光出力レベルに基づいて、トナーカートリッジ２２内のトナー残量が少なくなったか否かを判定することができる。
【００７１】
さて、図１３において、制御部６１は、各発光ダイオード５７ａ〜５７ｄを別々に駆動制御し、各フォトトランジスタ５８ａ〜５８ｄの受光出力をワイヤードオアを介して入力し、各フォトトランジスタ５８ａ〜５８ｄの受光出力レベルに基づいて、各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄのトナー残量を検出する。また、制御部６１は、各発光ダイオード５７ａ〜５７ｄの駆動電流を調節すると共に、各フォトトランジスタ５８ａ〜５８ｄの負荷抵抗を調節し、これにより各トナー用光検知部５５のトナー検出感度を校正して一致させる。この校正は、例えば各発光ダイオード５７ａ〜５７ｄ及び各フォトトランジスタ５８ａ〜５８ｄの特性のバラツキを補償するために行われる。
【００７２】
ここでは、各発光ダイオード５７ａ〜５７ｄと各トランジスタ６２ａ〜６２ｄをそれぞれ対応付けて直列接続している。そして、各発光ダイオード５７ａ〜５７ｄのアノードをライン６３により共通接続し、また各トランジスタ６２ａ〜６２ｄのエミッタを共通接続し、各トランジスタ６２ａ〜６２ｄのベースをそれぞれのライン６４ａ〜６４ｄを通じて制御部６１の各端子Ｓｙ、Ｓｍ、Ｓｃ、Ｓｋに接続している。制御部６１は、各ライン６４ａ〜６４ｄを通じて、各トランジスタ６２ａ〜６２ｄのいずれかを選択してオンにする。各トランジスタ６２ａ〜６２ｄのいずれかが選択されてオンにされると、選択されたトランジスタと該トランジスタに対応する発光ダイオードの直列回路が導通状態となる。
【００７３】
制御部６１は、規定の駆動電流に対応するデューティー比の矩形波出力を生成し、この矩形波出力を端子ＰＷＭから平滑回路６５に出力する。平滑回路６５は、各抵抗、コンデンサ、及び第１演算増幅器６６からなり、矩形波出力を平滑化して、矩形波出力の平均的な電圧を第２演算増幅器６７に出力する。第２演算増幅器６７は、平滑回路６５からの電圧を非反転入力端子に入力すると共に、選択され導通状態となったトランジスタと発光ダイオードの直列回路からの電流を反転入力端子に入力し、非反転入力端子の電圧と反転入力端子の電圧との差を出力する。これにより、選択され導通状態となったトランジスタと発光ダイオードの直列回路に、制御部６１の端子ＰＷＭからの矩形波出力のデューティー比に対応する規定の駆動電流が流れ、該発光ダイオードが規定の駆動電流に対応する光強度で発光する。すなわち、制御部６１の端子ＰＷＭから矩形波出力が出力されると、この矩形波出力の平均的な電圧が平滑回路６５で生成され、この電圧が第２演算増幅器６７で電圧電流変換されて、矩形波出力のデューティー比に対応する規定の駆動電流が生成され、選択され導通状態となったトランジスタと発光ダイオードの直列回路に規定の駆動電流が流れて、該発光ダイオードが規定の駆動電流に対応する光強度で発光する。従って、端子ＰＷＭからの矩形波出力のデューティー比を調節することにより、発光ダイオードの光強度を制御することができる。
【００７４】
また、各フォトトランジスタ５８ａ〜５８ｄのエミッタをライン６８によりワイヤードオア接続し、各抵抗７１ａ〜７１ｄと各トランジスタ７２ａ〜７２ｄをそれぞれ対応付けて直列接続し、各抵抗７１ａ〜７１ｄをライン６８に接続し、各トランジスタ７２ａ〜７２ｄのエミッタを接地し、各トランジスタ７２ａ〜７２ｄのベースをそれぞれのライン７３ａ〜７３ｄを通じて制御部６１の各端子Ｇ０、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３に接続している。
【００７５】
制御部６１は、各ライン７３ａ〜７３ｄを通じて、各トランジスタ７２ａ〜７２ｄのうちの０乃至４個を選択的にオンにする。これにより、ライン６８と接地間に、各抵抗７１ａ〜７１ｄのうちの０乃至４個が選択的に挿入されて、ライン６８と接地間の抵抗値が調節設定され、各フォトトランジスタ５８ａ〜５８ｄの抵抗負荷が設定される。例えば、各抵抗７１ａ〜７１ｄの抵抗値Ｒ３、Ｒ２、Ｒ１、Ｒ０の比を８：４：２：１に設定し、各抵抗７１ａ〜７１ｄのうちの０乃至４個を選択的に挿入することにより、ライン６８と接地間の抵抗値を調節する。
【００７６】
この様な回路構成において、制御部６１は、先に述べた様に規定の駆動電流を平滑回路６５及び第２演算増幅器６７を通じて出力しつつ、各トランジスタ６２ａ〜６２ｄのいずれかを選択しオンにして、この選択しオンにしたトランジスタと発光ダイオードの直列回路に駆動電流を流し、１つのトナー用光検知部５５の該発光ダイオードを発光させる。このとき、このトナー用光検知部５５がセットされたトナーカートリッジ内のトナー残量が十分にあれば、このトナー用光検知部５５に係わるフォトトランジスタが受光せず、このトナーカートリッジ内のトナー残量が少なければ、このトナー用光検知部５５に係わるフォトトランジスタが受光する。制御部６１は、このトナー用光検知部５５に係わるフォトトランジスタの受光出力をライン６８のワイヤードオアを介して端子Ａ／Ｄに入力して、この受光出力を監視しており、この受光出力レベルに基づいて、このトナーカートリッジ内のトナー残量が少なくなったか否かを判定する。
【００７７】
このとき、制御部６１は、図１５に示す様な校正データテーブルＤに基づいて、各トナー用光検知部５５別に、トナー検出感度の校正を行なってから、トナー用光検知部５５の検出出力に基づくトナー残量の判定を行なう。この校正とは、先に述べた様に各発光ダイオード５７ａ〜５７ｄの駆動電流を調節すると共に、各フォトトランジスタ５８ａ〜５８ｄの負荷抵抗を調節し、これにより各トナー用光検知部５５のトナー検出感度を校正して一致させることである。より具体的には、制御部６１は、校正データテーブルＤに基づいて、トナー用光検知部５５に係わる発光ダイオードの駆動電流に対応するデューティー比を求め、このデューティー比の矩形波出力を生成して出力することにより、この駆動電流を平滑回路６５及び第２演算増幅器６７を通じて発光ダイオードに流す。同時に、制御部６１は、校正データテーブルＤに基づいて、各トランジスタ７２ａ〜７２ｄのうちの０乃至４個を選択し、各ライン７３ａ〜７３ｄを通じて、各トランジスタ７２ａ〜７２ｄのうちの選択したものをオンにして、トナー用光検知部５５に係わるフォトトランジスタの抵抗負荷を設定する。この結果、各トナー用光検知部５５による各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄのトナー残量の判定をバラツキなく正確に行なうことが可能になる。
【００７８】
また、制御部６１は、同一のトナー用光検知部５５による検出を一定周期に規定回数だけ繰り返して、それぞれの検出結果を得た後、同一となった複数の検出結果を抽出し、異なる検出結果を除去し、同一となった複数の検出結果に基づいて、トナーカートリッジ内のトナー残量が少なくなったか否かを判定する。例えば、図１６のグラフに示す様に攪拌部材４８と共に回転する可撓性フィルム４９の回転周期をＴとし、トナー用光検知部５５による検出周期をＴｓとすると、Ｔｓ＝７Ｔ／６と設定して、トナー用光検知部５５による検出を一定周期７Ｔで６回だけ繰り返し、同一となる筈の５回の検出結果を抽出して、異なる１回の検出結果を除去し、同一となった５回の検出結果に基づいて、トナーカートリッジ内のトナー残量が少なくなったか否かを判定する。あるいは、Ｔｓ＝７Ｔ／８と設定して、トナー用光検知部５５による検出を一定周期７Ｔで８回だけ繰り返し、同一となる筈の７回の検出結果を抽出して、異なる１回の検出結果を除去し、同一となった７回の検出結果に基づいて、トナーカートリッジ内のトナー残量が少なくなったか否かを判定する。
【００７９】
これは、可撓性フィルム４９がプリズム４４の下面と透明板４５間のスペースＳ１を通過するときには、プリズム４４の下面とトナー用光検知部５５間の光路が可撓性フィルム４９により遮られて、トナー用光検知部５５によるトナー残量の検出が困難になることから、可撓性フィルム４９の回転周期Ｔとトナー用光検知部５５による検出周期Ｔｓを僅かにずらして、可撓性フィルム４９がスペースＳ１を通過していないときに行なわれるトナー用光検知部５５の検出回数を増やすと共に、可撓性フィルム４９がスペースＳ１を通過しているときに行なわれるトナー用光検知部５５の検出回数を減らし、その上で、同一となった複数の検出結果を抽出して、異なる１回の検出結果を除去することにより、可撓性フィルム４９がスペースＳ１を通過していないときの検出結果だけを得るためである。これにより、トナー残量の判定を正確に行なうことが可能になる。
【００８０】
この様な判定は、各現像器２１ａ〜２１ｄのトナー用光検知部５５が順次選択される度に、繰り返して行われる。そして、制御部６１は、各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄのいずれかのトナー残量が少なくなったと判定すると、このトナー残量が少なくなったトナーカートリッジ内の色のトナー像について、印字ドット数（該色のトナーの消費量に対応する）の計数を開始し、この印字ドット数が既定値に達すると、このトナーカートリッジ内のトナーが無くなったものとみなし、このトナー残量が無くなったトナーカートリッジを表示ユニット（図示せず）に表示したり、音声メッセージをスピーカ（図示せず）により発音して、このトナーカートリッジの交換を促し、これによりトナー供給の中断を未然に防ぐ。
【００８１】
次に、図１５の校正データテーブルＤについて詳述する。この校正データテーブルＤは、画像形成装置の工場出荷時に初期設定される。これは、各トナー用光検知部５５に係わる発光ダイオード及びフォトトランジスタの特性のバラツキを補償するためである。
【００８２】
例えば、制御部６１は、各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄが取り外されている状態で、各現像器２１ａ〜２１ｄのトナー用光検知部５５を順次選択し、トナー用光検知部５５を選択する度に、選択したトナー用光検知部５５に係わる発光ダイオードに駆動電流を流し、このトナー用光検知部５５に係わるフォトトランジスタの受光出力を入力しつつ、矩形波出力のデューティー比の変更により駆動電流を変更すると共に、各トランジスタ７２ａ〜７２ｄのオンオフによりフォトトランジスタの抵抗負荷を変更して、フォトトランジスタの受光出力レベルを規定値に調節する。そして、受光出力レベルが規定値となったときの矩形波出力のデューティー比及び各トランジスタ７２ａ〜７２ｄのオンオフ状態を求めて、これらの矩形波出力のデューティー比及び各トランジスタ７２ａ〜７２ｄのオンオフ状態を校正データテーブルＤに記憶する。これにより、各現像器２１ａ〜２１ｄのトナー用光検知部５５別に、トナー検出感度を校正して一致させるための矩形波出力のデューティー比及び各トランジスタ７２ａ〜７２ｄのオンオフ状態が校正データテーブルＤに記憶される。
【００８３】
この様に本実施例では、各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄのトナー用光検知部５５別に、トナー用光検知部５５に各光ファイバ５３、５４を接続して、全ての光ファイバ５３、５４をトナー残量検出回路の基板６０まで引き回し、全ての光ファイバ５３、５４の一端面をトナー残量検出回路の各発光ダイオード及び各フォトトランジスタに対向させている。従って、各発光ダイオード及び各フォトトランジスタを基板６０上の配線パターンで結線することになり、各発光ダイオードのリード線及び各フォトトランジスタのリード線を引き回す必要がなく、配線が複雑化せず、接点不良等を減少させることができる。また、部品点数の減少、組み立て作業の簡略化、及びコストの低減を図ることができる。
【００８４】
仮に、各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄに、発光ダイオード及フォトトランジスタをそれぞれ直接装着するならば、各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄ別に、発光ダイオード及フォトトランジスタを搭載する基板を設けたり、発光ダイオードのリード線及フォトトランジスタのリード線を引き回す必要があり、配線が複雑化し、接点不良等が増大する。
【００８５】
また、制御部６１は、校正データテーブルＤに基づいて、各トナー用光検知部５５別に、トナー検出感度の校正を行なってから、トナー用光検知部５５の検出出力に基づくトナー残量の判定を行なっている。このため、各トナー用光検知部５５のトナー検出感度に差異があっても、各トナー用光検知部５５のトナー検出感度を校正し一致させた上で、各色のトナー残量を高精度で検出することができる。
【００８６】
尚、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、多様に変形することができる。例えば、各トナー用光検知部５５の光ファイバ５４の一端面にそれぞれのフォトトランジスタを対向させる代わりに、図１７に示す様に各光ファイバ５４の一端をまとめて単一のフォトトランジスタ５８Ａに向け、かつ図１４のトナー残量検出回路において、各フォトトランジスタ５８ａ〜５８ｄの代わりに、単一のフォトトランジスタ５８Ａを挿入しても良い。この場合は、任意のトナー用光検知部５５に係わる発光ダイオードが選択的に発光されて、このトナー用光検知部５５の光ファイバ５３の出射端面から光が発せられると、このトナー用光検知部５５の光ファイバ５４の入射端面に入射した光がフォトトランジスタ５８Ａで受光される。このため、フォトトランジスタ５８Ａの受光出力レベルに基づいて、このトナー用光検知部５５が装着されたトナーカートリッジ内のトナー残量が少なくなったか否かを判定することができる。従って、各発光ダイオード５７ａ〜５７ｄを選択的に発光させれば、フォトトランジスタ５８Ａの受光出力レベルに基づいて、各トナーカートリッジ２２ａ〜２２ｄの内のトナー残量が少なくなったか否かを判定することができる。
【００８７】
また、各光ファイバ５３、５４の代わりに、図１８に示す様に１本の光ファイバ８１をトナー用光検知部５５Ａに接続し、光ファイバ８１の一端に対してビームスプリッタ（ハーフミラー等）８２を設け、発光ダイオード５７の光をビームスプリッタ８２を介して光ファイバ８１の一端面に入射させて、この光をトナー用光検知部５５Ａの光ファイバ８１の出射端面から出射させ、またトナー用光検知部５５Ａの光ファイバ８１の入射端面に入射した光を該光ファイバ８１の一端面から出射させて、この光をビームスプリッタ８２により偏向させてフォトトランジスタ５８に入射させても良い。これにより、光ファイバの数を減らすことができる。
【００８８】
更に、各光ファイバ５３、５４として、図１９に示す様に多数の細い光ファイバ５９を束ねたものを適用しても良い。これにより、各光ファイバ５３、５４のフレキシビリティが向上する。光ファイバの材質としては、ガラス及び合成樹脂のいずれでも良く。ガラス製の光ファイバを選択すれば、光伝達特性が向上し、合成樹脂製の光ファイバを選択すれば、フレキシビリティが更に向上する。
【００８９】
また、各トナー用光検知部５５別に、フォトトランジスタの受光出力レベルが規定値となったときの矩形波出力のデューティー比及び各トランジスタ７２ａ〜７２ｄのオンオフ状態を校正データテーブルＤに記憶する代わりに、矩形波出力のデューティー比を一定に維持すると共にフォトトランジスタの負荷を一定に維持したときのフォトトランジスタの受光出力を校正データテーブルＤに記憶しても良い。この場合は、校正データテーブルＤ内のフォトトランジスタの受光出力レベルに基づいて、フォトトランジスタの受光出力が既定値になる様な矩形波出力のデューティー比及びフォトトランジスタの負荷を求めて設定することになる。
【００９０】
更に、トナー用光検知部５５に係わる発光ダイオードの駆動電流を変更すると共に、トナー用光検知部５５に係わるフォトトランジスタの抵抗負荷を変更して、トナー用光検知部５５のトナー検出感度を校正する代わりに、各トナー用光検知部５５別に、トナー残量の判定のためにフォトトランジスタの受光出力と比較される基準値を変更して、トナー用光検知部５５のトナー検出感度を校正しても良い。
【００９１】
また、プリズム４４の代わりに、反射ミラーや白板等を設け、光ファイバ５３の出射端面からの光を反射して光ファイバ５４の入射端面に入射させても良い。
【００９２】
更に、トナー用光検知部５５として、光ファイバ５３の出射端面及び光ファイバ５４の入射端面をプリズム４４の下面に対向させた反射式のものを例示しているが、この代わりに図２０に示す様な透過式のものを適用しても構わない。
【００９３】
この透過式のトナー用光検知部５５Ｂでは、光ファイバ５３の出射端面と光ファイバ５４の入射端面間の光路８３をトナーカートリッジ２２内のスペースＳ１に配置している。トナーがスペースＳ１にあるときには、光路８３が遮断され、トナーがスペースＳ１に無いときには、光路８３が通じる。このため、光ファイバ５４の入射端面に入射した光に基づいて、トナーカートリッジ２２内のトナー残量が少なくなったか否かを判定することができる。
【００９４】
更に、本発明の光学検出装置は、トナー残量の検出、及び画像形成装置への適用に限定されるものではなく、多種多様な検出並びに装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の画像形成装置の実施例１を示す側面図である。
【図２】図１の画像形成装置における各トナーカートリッジを取り外した状態を示す側面図である。
【図３】トナーカートリッジを現像器に装着する前の状態を正面側から見て示す斜視図である。
【図４】装着前のトナーカートリッジ及び現像器を裏面側から見て示す斜視図である。
【図５】装着後のトナーカートリッジ及び現像器を裏面側から見て示す斜視図である。
【図６】装着前のトナーカートリッジ及び現像器を側方から見て示す縦断面図である。
【図７】装着後のトナーカートリッジ及び現像器を側方から見て示す縦断面図である。
【図８】装着後のトナーカートリッジ及び現像器を正面側から見て拡大して示す断面図である。
【図９】現像器を正面側から見て拡大して示す斜視図である。
【図１０】トナーカートリッジの攪拌部材に取り付けられた可撓性フィルム片を拡大して示す正面図である。
【図１１】トナーカートリッジの攪拌部材の攪拌に伴い、可撓性フィルム片がプリズムの下面と透明板間のスペースを通過する様子を示す正面図である。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は、トナー用光検知部によるトナーカートリッジ内のトナー残量の検出を説明するために用いた正面図である。
【図１３】本実施例の画像形成装置における光学検出装置のトナー残量検出回路を示すブロック図である。
【図１４】トナー残量検出回路の基板に各光ファイバを接続した状態を示す斜視図である。
【図１５】トナー用光検知部の校正に用いられる校正データテーブルＤを示す概念図である。
【図１６】トナーカートリッジの攪拌部材と共に回転する可撓性フィルムの回転周期Ｔ、及びトナー用光検知部による検出周期Ｔｓを示すグラフである。
【図１７】各光ファイバの一端をまとめて単一のフォトトランジスタに向けた状態を示す斜視図である。
【図１８】光ファイバの他の使用例を示す概念図である。
【図１９】光ファイバの断面構造を例示する図である。
【図２０】トナー用光検知部の他の例を示す概念図である。
【符号の説明】
【００９６】
１  露光ユニット
２  中間転写ベルトユニット
３  定着ユニット
４  用紙搬送装置
５  給紙トレイ
６  排紙トレイ
２１、２１ａ〜２１ｄ  現像器
２２、２２ａ〜２２ｄ  トナーカートリッジ
５３、５４  光ファイバ
５５  トナー用光検知部
５７  発光ダイオード
５８  フォトトランジスタ
Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ  画像形成ステーション
【図１】
2005156176.tif 000003
【図２】
2005156176.tif 000004
【図３】
2005156176.tif 000005
【図４】
2005156176.tif 000006
【図５】
2005156176.tif 000007
【図６】
2005156176.tif 000008
【図７】
2005156176.tif 000009
【図８】
2005156176.tif 000010
【図９】
2005156176.tif 000011
【図１０】
2005156176.tif 000012
【図１１】
2005156176.tif 000013
【図１２】
2005156176.tif 000014
【図１３】
2005156176.tif 000015
【図１４】
2005156176.tif 000016
【図１５】
2005156176.tif 000017
【図１６】
2005156176.tif 000018
【図１７】
2005156176.tif 000019
【図１８】
2005156176.tif 000020
【図１９】
2005156176.tif 000021
【図２０】
2005156176.tif 000022