(57)【要約】【課題】  光走査装置から出射するレーザ光を利用して、トナー残量の変化を測定する。【解決手段】    つぎに、本実施の形態のレーザプリンタ１１の作用を説明する。  画像形成を行っていくに伴い、トナー収容部１２０のトナーが消費され減少していく。トナーの減少に伴いトナーの上面（水面）位置が、（１）から（６）へと除除に下がって行く。トナーの上面が下がるに伴い、斜面部１２０Ａに設けられた出光窓１２４を覆うトナーが減少してくる。遮られていない範囲のレーザ光ＬＢが出光窓１２４から透光し、受光センサー１２８が受光する。受光センサー１２８の受光量は遮られていない範囲のレーザ光ＬＢの光量分となるように増加していく。よって、出光窓１２４を覆うトナーの範囲によって、出光窓１２４から透光するレーザ光ＬＢの光量が変り、受光センサー１２８で受光するレーザ光ＬＢの受光量が変る。つまり、受光センサー１２８の受光量で、出光窓１２４を覆うトナーの範囲、すなわち、トナー残量の変化を測定できる。【選択図】        図５
2005338342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真感光体に潜像を形成するレーザ光を出射する光走査装置と、
前記電子写真感光体に形成された潜像を現像しトナー像を形成する現像部と、
前記現像部に供給するトナーが収容され、底面の一部又は全面に斜面が形成された斜面部を備えるトナー収容部と、
前記レーザ光の光路を変更する光路変更手段と、
前記トナー収容部に形成され、前記光路変更手段で変更された前記レーザ光が透光する入光部と、
前記トナー収容部の前記斜面部に形成され、前記透光したレーザ光が透光可能な出光部と、
前記光路変更手段と前記入光部との間に配置され、レーザ光を前記斜面部の傾き方向に対して照射範囲を拡張するレーザ光拡張手段と、
前記出光部を透光したレーザ光を受光する受光手段と、
とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記光路変更手段は、前記電子写真感光体に潜像を形成する範囲外のレーザ光を前記レーザ光拡張手段に向けるミラーであり、
前記レーザ光拡張手段は、ビームエキスパンダーであ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】
電子写真感光体に潜像を形成するレーザ光を出射する光走査装置と、
前記電子写真感光体に形成された潜像を現像しトナー像を形成する現像部と、
前記現像部に供給するトナーが収容され、底面の一部又は全面に斜面が形成された斜面部を備えるトナー収容部と、
前記レーザ光の光路を変更するとともに、該レーザ光を前記斜面部の傾き方向に対して照射範囲を拡張する回動可能な反射ミラーと、
前記トナー収容部に形成され、前記反射ミラーで光路が変更され照射範囲が拡張された前記レーザ光が透光する入光部と、
前記トナー収容部の前記斜面部に形成され、前記透光したレーザ光が透光可能な出光部と、
前記出光部を透光したレーザ光を受光する受光手段と、
とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記反射ミラーは、前記光走査装置から前記レーザ光が出射する出射口を遮光する遮光手段を兼ね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】
前記出光部と前記受光手段との間に配置され、拡張した前記レーザ光を集光する集光手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記トナー収容部は着脱可能に装着され、前記受光手段は該トナー収容部が装着されているか否かを検知する検知手段を兼ねることを特徴とする請求項１から請求項５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、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光走査装置から出射するレーザ光で、電子写真感光体（以降、「感光体」と記す）に潜像を形成し、この潜像を現像部で現像しトナー像を形成し、感光体上に形成されたトナー像を記録紙などに転写し、そして、転写されたトナー像を記録紙に定着することで、画像を記録する公知の電子写真プロセスを用いた画像形成装置が知られている。
【０００３】
このような画像形成装置には、現像部に供給するトナーが収容されたトナー収容部が設けられている。
【０００４】
トナー収容部のトナーは、画像形成に伴い消費され減少してく。そして、トナー残量が所定の量以下になるとトナーを補給、あるいは、トナーが充填されている新品のトナー収容部と交換する。このため、画像形成装置には、トナー収容部のトナー残量を検知するトナー残量検知手段が設けられている。
【０００５】
トナー残量検知手段としては、透磁率センサー、振動センサーなど様々なセンサーが用いられている。
【０００６】
また、以下のように、光走査装置から出射するレーザ光を利用してトナー残量を検知する方法が提案されている。
【０００７】
図１５（Ａ）に示すように、光走査装置（図示省略）から出射するレーザ光の光路を変更し、トナー収容部８２０に光路が変更されたレーザ光ＬＳが透光する入光窓８２２と、透光したレーザ光ＬＳが透光可能な出光窓８２４とを設け、出光窓８２４から透光したレーザ光ＬＳを検知する受光センサー８２８を配置した構成が考案されている。
【０００８】
このような構成とすると、トナーの上面位置が（１）と（２）の場合、トナーに遮られレーザ光ＬＳは出光窓８２４から出光しないので受光センサー８２８はレーザ光ＬＳを検知しない。トナーが消費されトナーの上面位置が、（３）以下となるとレーザ光ＬＳは出光窓８２４から透光し、受光センサー８２８がレーザ光ＬＳを検知する。
【０００９】
しかし、このような構成でのトナー残量の検知では、図１５（Ｂ）に示すように、受光センサー８２８がレーザ光ＬＳを検知するか否か、つまり、（３）の位置にトナーがあるか否かしか検知できない。つまり、トナーがどの程度残っているか、換言するとトナー残量の変化を測定することはできない。（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
また、トナー残量をアナログ的に測定する方法としては、次のような方法が提案されている。
【００１１】
トナー収容部のトナーと接する側壁を光が伝播する透明材で構成する。この側壁に赤外発光ＬＥＤで光を照射する。側壁に入光した光は側壁の外表面で屈折し、側壁の肉厚部内を反射しながら側壁端部に伝播する。トナーと接する側壁の内壁面にトナーが存在している部分と、トナーが存在していない部分とでは、反射効率が異なる。このため、トナーの消費によってトナー残量が減少してくると、その減少に対応して伝播する光の光量が変化する。よって、この光量の変化を受光センサーで測定しトナー残量の変化を測定する。
【００１２】
しかし、このような方法でのトナー残量の測定は、側壁を伝播する発散光を測定するので外光の影響も受けやすい。このため外光の影響を受けないように光ノイズ対策を行う必要がある。また、側壁を伝播する発散光は光量が少ないので、高感度のセンサーである必要がある。また、別途、赤外発光ＬＥＤなどの光源も必要である。このため、高コストである。（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平０３−１２６９６７号公報
【特許文献２】特許第３４１９１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、光走査装置から出射するレーザ光を利用して、トナー残量の変化を測定すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１に記載の画像形成装置は、電子写真感光体に潜像を形成するレーザ光を出射する光走査装置と、前記電子写真感光体に形成された潜像を現像しトナー像を形成する現像部と、前記現像部に供給するトナーが収容され、底面の一部又は全面に斜面が形成された斜面部を備えるトナー収容部と、前記レーザ光の光路を変更する光路変更手段と、前記トナー収容部に形成され、前記光路変更手段で変更された前記レーザ光が透光する入光部と、前記トナー収容部の前記斜面部に形成され、前記透光したレーザ光が透光可能な出光部と、前記光路変更手段と前記入光部との間に配置され、レーザ光を前記斜面部の傾き方向に対して照射範囲を拡張するレーザ光拡張手段と、前記出光部を透光したレーザ光を受光する受光手段と、とを備えることを特徴としている。
【００１５】
請求項１に記載の画像形成装置は、光走査装置からレーザ光を出射し、電子写真感光体に潜像を形成する。潜像は現像部で現像され電子写真感光体にトナー像が形成される。
【００１６】
現像部はトナー収容部からトナーを供給される。トナー収容部は、底面の一部又は全面に斜面が形成された斜面部を備えている
さて、トナー収容部のトナーは、現像を行うと消費され減少する。そして、トナー残量が所定の量以下になるとトナーを補給、あるいは、トナーが充填されている新品のトナー収容部と交換する必要がある。
【００１７】
このため、トナー収容部のトナー残量の変化を、つぎのように測定している。
【００１８】
光路変更手段でレーザ光の光路を変更する。光路が変更したレーザ光はレーザ光拡張手段でトナー収容部の斜面部の傾き方向に対して照射範囲を拡張される。照射範囲が拡張したレーザ光は、トナー収容部に形成された入光部から透光する。透光したレーザ光は斜面部に設けられた出光部から透光可能となっている
さて、トナー収容部にトナーが多量にあり、斜面部に設けられた出光部の全面をトナーが覆っている状態では、トナー収容部に形成された入光部から透光したレーザ光は、トナーに遮られ、出光部から透光しない。よって、受光手段が受光する受光量はゼロである。
【００１９】
トナーの減少に伴いトナーの上面（水面）位置が下がっていく。そして、トナーの上面が下がっていくに伴い、斜面部に設けられた出光部を覆うトナーが減少してくる。よって、斜面部に設けられた出光部を覆うトナーが減少し、出光部の一部のみをトナーが覆う状態となる。そして、レーザ光は斜面部の傾き方向に対して照射範囲を拡張しているので、トナーによって一部のみが遮られるが、遮られていない範囲のレーザ光は出光部から透光し、受光手段が受光する。また、このときの受光手段の受光量は遮られていない範囲のレーザ光の光量分となる。
【００２０】
更に、トナーが減少し、出光部の全面にトナーがない状態となると、レーザ光は全て出光部から透光し、受光手段の受光量は最大となる。
【００２１】
このように、斜面部に設けられた出光部を覆うトナーの範囲によって、出光部から透光するレーザ光量が変わり、受光手段での受光量が変わる。つまり、受光手段の受光量の変化で、斜面部に設けられた出光部を覆うトナーの範囲、すなわち、トナー残量の変化が測定される。
【００２２】
請求項２に記載の画像形成装置は、請求項１に記載の構成において、前記光路変更手段は、前記電子写真感光体に潜像を形成する範囲外のレーザ光を前記レーザ光拡張手段に向けるミラーであり、前記レーザ光拡張手段は、ビームエキスパンダーであることを特徴としている。
【００２３】
請求項２に記載の画像形成装置は、電子写真感光体に潜像を形成する範囲外のレーザ光をミラーで光路を変更し、ビームエキスパンダーに向ける。ビームエキスパンダーは、トナー収容部の斜面部の傾き方向に対してレーザ光を広げる。
【００２４】
レーザ光はトナー収容部に形成さた入光部から透光し、トナー残量の変化に応じて斜面部に設けられた出光部から透光するレーザ光の光量が変わり、受光手段で受光する受光量が変わる。つまり、受光手段の受光量の変化でトナー残量の変化を測する。
【００２５】
なお、ミラーは、電子写真感光体に潜像を形成する範囲外のレーザ光の光路を変更するので、潜像形成に影響を与えない。よって、画像形成中であっても、トナー残量の変化を測定できる。
【００２６】
また、機械的に駆動する機構がないので、故障が少ない。
【００２７】
請求項３に記載の画像形成装置は、電子写真感光体に潜像を形成するレーザ光を出射する光走査装置と、前記電子写真感光体に形成された潜像を現像しトナー像を形成する現像部と、前記現像部に供給するトナーが収容され、底面の一部又は全面に斜面が形成された斜面部を備えるトナー収容部と、前記レーザ光の光路を変更するとともに、該レーザ光を前記斜面部の傾き方向に対して照射範囲を拡張する回動可能な反射ミラーと、前記トナー収容部に形成され、前記反射ミラーで光路が変更され照射範囲が拡張された前記レーザ光が透光する入光部と、前記トナー収容部の前記斜面部に形成され、前記透光したレーザ光が透光可能な出光部と、前記出光部を透光したレーザ光を受光する受光手段と、を備えることを特徴としている。
【００２８】
請求項３に記載の画像形成装置は、回動可能な反射ミラーが、レーザ光の光路を変更するとともに、照射範囲を拡張している。よって、部品点数が少なく低コストである。
【００２９】
反射ミラーは、トナー収容部の斜面部の傾き方向に対してレーザ光を走査し照射範囲を拡張する。そして、レーザ光はトナー収容部に形成さた入光部から透光し、トナー残量の変化に応じて斜面部に設けられた出光部から透光するレーザ光の光量が変わり、受光手段で受光する受光量が変わる。つまり、受光手段の受光量の変化でトナー残量の変化を測定する。
【００３０】
更に、レーザ光を走査するのでなく、トナー収容部の斜面部の傾き方向に対して複数の位置にレーザ光を照射し照射範囲を拡張してもよい。（複数本のレーザ光で照射）。
【００３１】
この場合、トナーが減少するに伴い、出光部から透光するレーザ光の本数が変わる。よって、受光手段は、受光するレーザ光の本数の変化でトナー残量の変化を測定できる。あるいは、出光部から透光するレーザ光の位置を受光手段で検知し、トナー残量の変化を測定しても良い。
【００３２】
請求項４に記載の画像形成装置は、請求項３に記載の構成において、前記反射ミラーは、前記光走査装置から前記レーザ光が出射する出射口を遮光する遮光手段を兼ねることを特徴としている。
【００３３】
請求項４に記載の画像形成装置は、反射ミラーが光走査装置からレーザ光が出射する出射口を遮光する遮光手段を兼ねているので、別途、遮光手段を設ける必要がない。よって、部品点数が少なく低コストである。
【００３４】
請求項５に記載の画像形成装置は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の構成において、前記出光部と前記受光手段との間に配置され、拡張した前記レーザ光を集光する集光手段を備えることを特徴としている。
【００３５】
請求項５に記載の画像形成装置は、出光部から透光した拡張したレーザ光は、集光手段で集光されたのち、受光手段で受光する。
【００３６】
よって、受光手段の受光範囲は狭くて良い。つまり、小型の受光手段で良いので、省スペースである。
【００３７】
請求項６に記載の画像形成装置は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の構成において、前記トナー収容部は着脱可能に装着され、前記受光手段は該トナー収容部が装着されているか否かを検知する検知手段を兼ねることを特徴としている。
【００３８】
請求項６に記載の画像形成装置は、受光手段がトナー収容部が装着されているか否かを検知する検知手段を兼ねているので、別途、検知手段を設ける必要がない。よって、部品点数が少なく低コストである。
【発明の効果】
【００３９】
以上説明したように本発明によれば、光走査装置から出射するレーザ光を利用して、トナー残量の変化を測定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明に係る画像形成装置を適用した一例として、公知の電子写真プロセスを適用したレーザプリンタについて図面を参照して説明する。なお、公知の電子写真プロセスとは、感光体に対する帯電、レーザ等の露光による潜像の形成、トナーによる潜像の現像を経て、感光体上に形成されたトナー像を記録紙などに転写し、そして、トナー像を記録紙に定着することで、画像を記録する一連のプロセスを言う。
【００４１】
また、本発明が適用される画像形成装置は、以下で説明するレーザプリンタに限らず、複写機、ファクシミリ、あるいは、複合機等であっても良い。
【００４２】
図１は、本発明に係る第１の実施形態のレーザプリンタ１１の概略構成を示している。レーザプリンタ１１は、上述した公知の電子写真プロセスにより、外部装置から入力した画像情報に基づいてトナー像を形成し、この画像を記録紙Ｐに記録するものである。なお、以下の説明において、本発明の本質とは直接関係しないものについては、詳細な説明を省略する。
【００４３】
まず、レーザプリンタ１１の構成の概要と記録紙Ｐに画像の形成を行うプロセスの概要とを説明する。なお、図に向かって左側を正面側とする。
【００４４】
図１に示すように、レーザプリンタ１１の内部の中央付近に、感光体ドラム２０が回転可能に支持されている。感光体ドラム２０は駆動手段（図示省略）により、矢印Ｋの方向に回転する。
【００４５】
感光体ドラム２０の左上部に接触するようにローラー帯電器２２が配置されている。ローラー帯電器２２は帯電バイアスが印加され、感光体ドラム２０を所定の電位に帯電する。帯電後、感光体ドラム２０の上方に配置された光走査装置４４から出射されたレーザ光ＬＡによって露光が行われ、画像情報に応じた潜像が感光体ドラム２０の表面に形成される。
【００４６】
現像装置２７は、所定の極性に帯電したトナーが担持されている現像ローラ２６を備える現像部２４と、この現像部２４に供給するトナーが収容されたトナー収容部１２０とが一体となっている。
【００４７】
そして、感光体ドラム２０の表面に形成された潜像は、現像ローラ２６に現像バイアスを印加することで現像されトナー像となる。トナー像は、感光体ドラム２０と転写ローラ３２とのニップ部に送られる。
【００４８】
一方、レーザプリンタ１１の下部には、記録紙Ｐが収容された給紙カセット４８が配置されている。記録紙Ｐは、ピックアップローラ３６により送り出され、搬送ローラ３８によって搬送される。そして、レジストローラ４０により所定のタイミングで転写ローラ３２と感光体ドラム２０とのニップ部に送られる。
【００４９】
転写ローラ３２には前述したトナーの所定の電位と逆極性の電圧が印加され、感光体ドラム２０のトナー像は記録紙Ｐに転写される。トナー像が転写した記録紙Ｐは定着器３４に送られる。定着器３４は熱と圧力とで記録紙Ｐにトナー像を定着する。トナー像が定着した記録紙Ｐは、レーザプリンタ１１の上部の排紙トレイ４２に排紙される。
【００５０】
トナー像は転写ローラ３２で記録紙Ｐに全ては転写されずに、一部は感光体ドラム２０に残留トナーとして残る。残留トナーはクリーニング器２８のクリーニングブレード３０で掻き取られ、クリーニング器２８の内部２９に回収される。
【００５１】
なお、感光体ドラム２０、現像装置２７、クリーニング器２８、ローラー帯電器２２は、一体的に支持されたプロセスカートリッジ１００を構成している。そして、プロセスカートリッジ１００はレーザプリンタ１１に着脱可能に装着されている。
【００５２】
レーザプリンタ１１の正面部には、プロセスカートリッジ１００を着脱するための開閉カバー５０が設けられている。開閉カバー５０は、下端部に回動軸５２が設けられている。
【００５３】
そして、図２に示すように、プロセスカートリッジ１００が寿命になると開閉カバー５０を開閉し、新しいプロセスカートリッジ１００と交換することができる。
【００５４】
図１に示すように、レーザプリンタ１１にプロセスカートリッジ１００が装着された状態において、現像装置２７のトナー収容部１２０の底面は、現像部２４側に向かって下がっている斜面部１２０Ａを形成している。
【００５５】
図３に示すように、光走査装置４４の内部にはレーザを発光する発光部２０２、レーザ光を走査するポリゴンミラー２０４、反射ミラー２０６、ピックオフミラー２０８などが配設されている。
【００５６】
ピックオフミラー２０８は、感光体ドラム２０に潜像を形成するエリアＩＭの走査範囲ＩＢの外のレーザ光ＬＢの光路を変更する。
【００５７】
図４に示すように、レーザ光ＬＡは出射口２１０から出射され感光体ドラム２０に露光する。ピックオフミラー２０８で光路が変更したレーザ光ＬＢは出射口２１２から出射する。
【００５８】
図１と図４とに示すように、出射したレーザ光ＬＢは、プロセスカートリッジ１００と光走査装置４４との間に設けられたエビームエキスパンダー１３０で、プロセスカートリッジ１００のトナー収容部１２０の斜面部１２０Ａの斜面方向（図１と図４とでは左右方向）に対して拡張される。
【００５９】
プロセスカートリッジ１００のトナー収容部１２０の上面には、エビームエキスパンダー１３０で拡張されたレーザ光ＬＢが透光する透明な樹脂板からなる入光窓１２２が設けられている。また、入光窓１２２から透光したレーザ光ＬＢが透光可能な、透明な樹脂板からなる出光窓１２４がトナー収容部１２０の斜面部１２０Ａに設けられている。つまり。レーザ光ＬＢは、入光窓１２２から入り出光窓１２４から透光可能となっている。
【００６０】
トナー収容部１２０の下方には集光レンズ１２６が設けられ、出光窓１２４から透光したレーザ光ＬＢが、集光レンズ１２６で集光される
集光レンズ１２６の下方には、受光センサー１２８が設けられ、集光レンズ１２６で集光されたレーザ光ＬＢを受光する。なお、受光センサー１２８は、受光する受光量の変化を測定可能となっている。
【００６１】
さて、図２に示すように、プロセスカートリッジ１００が装着されていない場合は、トナー収容部１２０の入光窓１２２と出光窓１２４とを透光せずに、直接、受光センサー１２８がレーザ光ＬＢを受光する。よって、入光窓１２２と出光窓１２４とで光量がロスしないので、受光センサー１２８で受光する受光量が増大する。
【００６２】
つぎに、本実施の形態のレーザプリンタ１１の作用を説明する。
【００６３】
記録紙Ｐに画像形成を行っていくに伴い、トナー収容部１２０のトナーが消費され減少していく。トナーが減少し、トナー残量が所定の量以下になると新品のプロセスカートリッジ１００と交換する必要がある。したがって、トナー残量を検知する必要がある。
【００６４】
なお、完全にトナー切れを起こすと印字不良となるので、完全にトナー切れになる前に、装置を強制的にストップする必要がある。しかし、突然装置がストップし、予備の新品のプロセスカートリッジをユーザーが準備していない場合、ユーザーが新品を入手するまで印字できなくなる。
【００６５】
特開平０３−１２６９６７号公報の記載の方法では、所定の量のトナーがあるか否かの検知しかできない。よって、所定の量以下のトナー量を検知するとユーザーにプロセスカートリッジの交換が必要の旨の通知を行い、例えば、ある一定枚数印字すると強制的に装置をストップしている。このため、プロセスカートリッジにトナーがある程度以上残った状態で交換するのでトナーが無駄になる。
【００６６】
しかし、本実施形態のレーザプリンタ１１は、トナー残量の変化を測定し、測定結果をユーザーに通知し、完全にトナー切れとなるぎりぎりのトナー残量となると強制的に装置をストップしている。このため、トナーが無駄にならない。
【００６７】
つぎに、トナー残量の変化の測定方法を説明する。
【００６８】
図５（Ａ）に示すように、トナーの減少に伴いトナーの上面（水面）位置が、（１）から（６）へと除除に下がって行く。
【００６９】
トナー収容部１２０にトナーが多量にある（１）の状態では、斜面部１２０Ａに設けられた出光窓１２４の全面をトナーが覆っている。よって、入光窓１２２から透光したレーザ光ＬＢは、トナーに遮られ、出光窓１２４から透光しない。
【００７０】
よって、図５（Ｂ）のグラフに示すように、受光センサー１２８が受光するレーザ光ＬＢの受光量はゼロである。
【００７１】
しかし、トナーの減少に伴いトナーの上面（水面）位置が下がり、斜面部１２０Ａに設けられた出光窓１２４を覆うトナーが減少し、図５（Ａ）の（３）と（４）との状態のように、出光窓１２４の一部のみをトナーが覆う状態となると、レーザ光ＬＢはトナーによって一部のみが遮られ、遮られていない範囲のレーザ光ＬＢが出光窓１２４から透光し、受光センサー１２８が受光する。
【００７２】
そして、図５（Ｂ）のグラフに示すように、受光センサー１２８の受光量は遮られていない範囲のレーザ光ＬＢの光量分となるように増加していく。
【００７３】
トナーが減少し、図５（Ａ）の（５）と（６）とに示すように、出光窓１２４の全面にトナーがない状態となると、レーザ光ＬＢは全て出光部から透光し、図５（Ｂ）のグラフのように、受光センサー１２８の受光量は出光窓１２４の全面を透過した受光量となる。
【００７４】
このように、出光窓１２４を覆うトナーの範囲によって、出光窓１２４から透光するレーザ光ＬＢの光量が変わり、受光センサー１２８で受光するレーザ光ＬＢの受光量が変わる。つまり、受光センサー１２８の受光量で、出光窓１２４を覆うトナーの範囲、すなわち、トナー残量の変化を測定できる。
【００７５】
したがって、光走査装置４４を利用してトナー残量の変化を測定するので低コストである。
【００７６】
また、レーザ光ＬＢの光量を直接測定するので、外光の影響を受けにくい。よって、光ノイズ対策を行う必要はない。更に、集光レンズ１２６で集光しているので、受光センサー１２８の受光範囲は狭くて良い。つまり、小型の受光センサー１２８となっている。
【００７７】
更に、感光体ドラム２０に潜像の形成を行う範囲外のレーザ光ＬＢをピックオフして使用しているので、画像形成中であっても常にトナー残量の変化を測定できる。また、機械的に駆動する機構がないので、故障が少ない。
【００７８】
さて、図２に示すように、プロセスカートリッジ１００が装着されていない場合は、入光窓１２２と出光窓１２４とで光量がロスしないので、図６に示すように、受光センサー１２８で受光する受光量が増大する。よって、プロセスカートリッジ１００が装着されていない場合と装着されている場合とは、受光センサー１２８の受光量の差で検知できる。
【００７９】
したがって、レーザプリンタ１１は、プロセスカートリッジ１００が装着されているか否かを検知する検知手段を別途設けることなく、プロセスカートリッジ１００の装着の有無を検知している。よって、部品点数が少なく低コストである。
【００８０】
つぎに、本発明に係る画像形成装置の第２の実施形態を説明する。なお、第１の実施形態で説明した部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００８１】
図７と図８とは、本発明にかかる第２の実施形態のレーザプリンタ１２の要部を示している。
【００８２】
図７に示すように、光走査装置４４２のレーザ光ＬＡの感光体ドラム２０への光路の上方に反射ミラー２００が配置されている。反射ミラー２００は、断面が半月状をし、底面部が反射ミラー面２０４となっている。また、回動軸２０２を中心に反射ミラー面２０４が回動する。
【００８３】
図８に示すように、反射ミラー２００が回動すると反射ミラー面２０４がレーザ光ＬＡの光路にかかり、レーザ光ＬＡを反射する。反射したレーザ光ＬＣはトナー収容部１２０の入光窓１２２に透光する。また、反射ミラー２００を回動させることで、トナー収容部１２０の斜面部１２０Ａの傾斜方向に対して走査し、レーザ光ＬＣを拡張している。
【００８４】
つぎに、本実施の形態のレーザプリンタ１２の作用を説明する。
【００８５】
第１の実施形態のレーザプリンタ１１に同様に受光センサー１２８の受光量の変化でトナー残量の変化を測定できる。（図５参考）。また、プロセスカートリッジ１００が装着されているか否かを検知する検知手段を別途設けることなく、プロセスカートリッジ１００の装着の有無を検知できる。（図２、図６参考）。
【００８６】
更に、回動可能な反射ミラー２００が、レーザ光ＬＡの光路を変更する機能と照射範囲を拡張する機能の両方をひとつで担っている。よって、部品点数が少なく低コストである。
【００８７】
つぎに、本発明に係る画像形成装置の第３の実施形態を説明する。なお、第１及び第２の実施形態で説明した部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００８８】
図９から図１１は、本発明にかかる第３の実施形態のレーザプリンタ１３の要部を示している。
【００８９】
図９に示すように、光走査装置４４３のレーザ光ＬＡの出射口２１０には、シャッター３００が設けられている。シャッター３００は、回動軸３０２を中心に回動する。また、シャッター３００の下面は反射ミラー面３０４となっている。
【００９０】
図９に示すように、通常は、シャッター３００を閉じ、なんらかの原因でレーザ光ＬＡが照射されつづけても、外部へのレーザ光ＬＡの露出を防止している。また、光走査装置４４３内部への塵などの侵入を防止している。
【００９１】
図１０に示すように、画像形成時には、シャッター３００を開け、レーザ光ＬＡの光路を開放し、感光体ドラム２０に露光する。
【００９２】
図１１に示すように、シャッター３００を回動させると反射ミラー面３０４が光路にかかり、レーザ光ＬＡを反射する。反射したレーザ光ＬＤは、第２の実施形態と同様にトナー収容部１２０の入光窓１２２に透光する。また、シャッター３００を回動させることで、トナー収容部１２０の斜面部１２０Ａの傾斜方向に対して走査しレーザ光ＬＤを拡張している。
【００９３】
つぎに、本実施の形態のレーザプリンタ１３の作用を説明する。
【００９４】
第１及び第２の実施形態と同様に受光センサー１２８の受光量の変化でトナー残量の変化を測定できる。（図５参考）。また、プロセスカートリッジ１００が装着されているか否かを検知する検知手段を別途設けることなく、プロセスカートリッジ１００の装着の有無を検知できる。（図２、図６参考）。
【００９５】
更に、シャッター３００が、レーザ光ＬＡの光路を変更する機能、照射範囲を拡張する機能、光走査装置４４３の出射口２１０のシャッター機能の３つの機能をひとつでを担っている。よって、部品点数が少なく低コストである。
【００９６】
つぎに、本発明に係る画像形成装置の第４の実施形態を説明する。なお、第１から第３の実施形態で説明した部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００９７】
図１２は、本発明にかかる第４の実施形態のレーザプリンタ１４の要部を示している。
【００９８】
第３の実施形態と同様に図１２に示すように、光走査装置４４３のレーザ光ＬＡの出射口２１０には、シャッター３００が設けられている。シャッター３００は、回動軸３０２を中心に回動する。また、シャッター３００の下面は反射ミラー面３０４となっている。
【００９９】
なお、第４の実施形形態のレーザプリンタ１４にはトナー収容部１２０の下方に集光レンズ１２６（図１１）が設けられていない。
【０１００】
しかし、トナー収容部１２０の下方に出光窓１２４から透光したレーザ光ＬＤが全てが受光可能な受光面積が広い受光センサー４００を備えている。
【０１０１】
つぎに、本実施の形態のレーザプリンタ１３の作用を説明する。
【０１０２】
第１から第３の実施形態と同様に受光センサー４００の受光量の変化でトナー残量の変化を測定できる。（図５参考）。また、プロセスカートリッジ１００が装着されているか否かを検知する検知手段を別途設けることなく、プロセスカートリッジ１００の装着の有無を検知できる。（図２、図６参考）。
【０１０３】
さて、トナー残量の測定の精度を上げるため斜面部１２０Ａの広範囲に渡って透光するレーザ光を測定したい。このため、出光窓１２４の透光範囲を広げたい。しかし、トナー収容部１２０の下方に集光レンズ１２６（図１１）を設ける構成であると、広範囲のレーザ光を集光するためには、大きくて厚いレンズとなり、大きなスペースを占有してしまう。
【０１０４】
しかし、本実施形態のように、集光レンズを設けずに、受光面積が広い受光センサーで受光する構成の場合、出光窓１２４の透光範囲を広げても、受光センサー４００の面積が広がるだけで厚みは変わらないので、省スペースである。
【０１０５】
つぎに、本発明に係る画像形成装置の第５の実施形態を説明する。なお、第１から第４の実施形態で説明した部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１０６】
図１３とは、本発明にかかる第５の実施形態のレーザプリンタ１５の要部を示している。
【０１０７】
第３及び第４の実施形態と同様に図１３に示すように、シャッター３００は、回動軸３０２を中心に回動する。また、シャッター３００の下面は反射ミラー面３０４となっている。また、第４の実施形態と同様にレーザプリンタ１５にはトナー収容部１２０下方に集光レンズ１２６（図１１）が設けられていない。
【０１０８】
第３及び第４の実施形態では、反射ミラー面３０４を回動させることで、トナー収容部１２０の斜面部１２０Ａの傾斜方向に対して走査し拡張していた（図１１参照）。
【０１０９】
これに対し、第５の実施形態では、反射ミラー面３０４を所定の角度（本実施形態では３段階）で留めて、レーザ光ＬＡを反射してレーザ光ＬＥ，ＬＦ，ＬＧとする。そして、トナー収容部１２０の斜面部１２０Ａの傾斜方向に対して並ぶように反射されている。
【０１１０】
レーザ光ＬＥ，ＬＦ，ＬＧのそれぞれは、トナー収容部１２０の入光窓１２２から透光する。入光窓１２２から透光したレーザ光ＬＥ，ＬＦ，ＬＧは、それぞれ出光窓１２４から透光可能となっている。
【０１１１】
トナー収容部１２０の下方には、レーザ光ＬＥ，ＬＦ，ＬＧ、それぞれに対応した、３つの受光センサー５０２，５０４，５０６が設けられている。
【０１１２】
つぎに、本実施の形態のレーザプリンタ１５の作用を説明する。
【０１１３】
トナーが出光窓１２４を全面を覆っている場合は、レーザ光ＬＥ，ＬＦ，ＬＧともトナーに遮られて透光しないので、３つの受光センサー５０２，５０４，５０６共に受光しない。しかし、図１４に示すように、トナーが消費され減少していくと、まず、レーザ光ＬＥのみが透光し受光センサー５０２のみが受光する（図１４（Ａ））。更に減少していくと、レーザ光ＬＥ，ＬＦとが透光し受光センサー５０２，５０４が受光する。そして、トナーが出光窓１２４を覆わなくなるとレーザ光ＬＥ，ＬＦ，ＬＧ共に透過し、受光センサー５０２，５０４，５０６も全て受光する。
【０１１４】
このように、第１から第３の実施形態と異なり、第４の実施形態のレーザプリンタ１４は、受光センサー５０２，５０４，５０６がレーザ光ＬＥ，ＬＦ，ＬＧを受光する数（換言すると、出光窓１２６から透光するレーザ光の本数）でトナー残量の変化を測定している。
【０１１５】
なお、レーザ光ＬＥ，ＬＦ，ＬＧを受光する数でトナー残量の変化を測定するのでなく、受光する受光センサー５０２，５０４，５０６の位置でトナー残量の変化を測定しても良い。
【０１１６】
また、トナー残量の測定の精度を上げるため、出光窓１２４の透光範囲を広げ、更に多くの本数のレーザ光と対応する受光センサーとで測定しても良い。
【０１１７】
尚、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
【０１１８】
例えば、上記の実施形態では、感光体ドラム２０、現像装置２７、クリーニング器２８、ローラー帯電器２２とは、一体的に支持されたプロセスカートリッジ１００を構成し、プロセスカートリッジ１００はレーザプリンタ１１に着脱可能に装着されていたが、これに限定されない。
【０１１９】
例えば、現像装置２７は、現像部２４とこの現像部２４に供給するトナーが収容されたトナー収容部１２０とが一体となっていたが、現像部とトナー収容部とが別体、つまり現像器とトナー収容器とに別れ、トナー収容器のみ、着脱可能に装着されていても良い。
【０１２０】
あるいは、着脱可能でなく、トナーが無くなると、トナー補給口などからトナー収容部に補給する構成であっても良い。
【０１２１】
また、例えば、トナー収容部１２０に透明な樹脂からなる入光窓１２２と出光窓１２４とを設けず、トナー収容部全体を透明な樹脂で形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るレーザプリンタの内部を模式的に示した図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るレーザプリンタにおいて、開閉カバーを開け、プロセスカートリッジを取り出した図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るレーザプリンタの光走査装置の内部を模式的に示した図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るレーザプリンタの要部を模式的に示した図である。
【図５】（Ａ）はトナー収容部のトナーが減少していく様子を模式的に示した図であり、（Ｂ）はトナーの減少に伴い受光センサーの受光量が変化する様子を示したグラフである。
【図６】プロセスカートリッジの装着の有無に伴う、受光センサーの受光量の差を示したグラフである。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るレーザプリンタの要部を模式的に示し、画像形成時の図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るレーザプリンタの要部を模式的に示し、トナー残量測定時の図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係るレーザプリンタの要部を模式的に示し、シャッターを閉じた状態の図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係るレーザプリンタの要部を模式的に示し、画像形成時の図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係るレーザプリンタの要部を模式的に示し、トナー残量測定時の図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係るレーザプリンタの要部を模式的に示し、トナー残量測定時の図である。
【図１３】本発明の第５の実施形態に係るレーザプリンタの要部を模式的に示し、トナー残量測定時の図である。
【図１４】トナーの減少に伴い、各受光センサーが受光する様子（Ａ）から（Ｃ）へと順番に示すグラフである。
【図１５】従来の光走査装置のレーザ光を利用し、トナーの検知を行う方法において、（Ａ）はトナー収容部のトナーが減少していく様子を模式的に示した図であり、（Ｂ）はトナーの減少に伴う、受光センサーでのレーザ光の受光を示したグラフである。
【符号の説明】
【０１２３】
１１    レーザプリンタ（画像形成装置）
２０    感光体ドラム（電子写真感光体）
４４    光走査装置
２４    現像部
１２０    トナー収容部
１２０Ａ  斜面部
１２２    入光窓（入光部）
１２４    出光窓（出光部）
１２６    集光レンズ（集光手段）
１２８    受光センサー（受光手段）
１３０    ビームエキスパンダー
２００    反射ミラー
２０８    ピックオフミラー
３００    シャッター（遮光手段）
【図１】
2005338342.tif 000003
【図２】
2005338342.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005338342.tif 000006
【図５】
2005338342.tif 000007
【図６】
2005338342.tif 000008
【図７】
2005338342.tif 000009
【図８】
2005338342.tif 000010
【図９】
2005338342.tif 000011
【図１０】
2005338342.tif 000012
【図１１】
2005338342.tif 000013
【図１２】
2005338342.tif 000014
【図１３】
2005338342.tif 000015
【図１４】
2005338342.tif 000016
【図１５】
2005338342.tif 000017