(57)【要約】【課題】現像剤室を挟んで対向する一方の面側に第１制御部及び第１受光素子を、他方の面側に第２制御部及び第１発光素子を、それぞれ備えた画像形成装置において、新たな信号線を追加することなく第１発光素子の発光期間中に第１受光素子の受光量の検知タイミングを設定可能とすること。【解決手段】第１制御部の一部としてのメインＡＳＩＣ５１は、トナー残量検出時に低速シリアル信号線８０を介して第２制御部の一部としての高圧ＣＰＵ７１にトナーＬＥＤ４０の間欠点灯を指示するコマンドを送信する。高圧ＣＰＵ７１は、前記コマンドに応じてトナーＬＥＤ４０を周期ＴＬで間欠点灯させ、同時に、レジ前センサ３１のＬＥＤ３１Ａを連続点灯させる。その点灯に応じて、応じてタイマ６１Ｄは周期ＴＬで検知タイミングパルスを出力し、そのタイミングでトナーセンサ４１の受光状態が読み取られる。【選択図】図３
2012150232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を収容する現像剤室を備え、その現像剤室に収容された現像剤を用いて被記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部を通って前記被記録媒体を搬送する搬送部と、
前記搬送部の少なくとも一部及び前記画像形成部を収容する装置筐体と、
前記装置筐体の内部で前記現像剤室を挟んで対向する一対の面のうちの、一方の面側に設けられ、前記画像形成部を制御する第１制御部と、
前記一対の面のうちの他方の面側に設けられ、前記第１制御部と通信することにより当該第１制御部と協働して前記画像形成部を制御する第２制御部と、
前記他方の面側に設けられ、光を照射する第１発光素子と、
前記現像剤室に設けられ、前記第１発光素子から照射された光を前記一方の面側へ透過させる光透過窓と、
前記一方の面側に設けられ、前記光透過窓を透過した光を受光する第１受光素子と、
前記一対の面の間に設けられ、光を照射する第２発光素子と、その第２発光素子が照射した光を受光する第２受光素子とを有するフォトセンサと、
を備え、
前記第２制御部は、前記第１制御部から前記第１発光素子の発光開始信号を受信したとき、前記第２発光素子を点灯すると共に、前記第１発光素子を一定間隔で間欠的に点灯させ、
前記第１制御部は、前記第２制御部に前記発光開始信号を送信した後、前記第２受光素子が受光したタイミングに応じて、前記第１発光素子の各点灯期間中の一時点としての検知タイミングを設定し、その検知タイミングにおける前記第１受光素子の受光量から前記現像剤室内の現像剤量を検出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記フォトセンサは、前記搬送部による前記被記録媒体の搬送時に、前記第２発光素子と前記第２受光素子との間の光路が遮断されることによって前記被記録媒体を検出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】
現像剤を収容する現像剤室を備え、その現像剤室に収容された現像剤を用いて被記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部を通って前記被記録媒体を搬送する搬送部と、
前記搬送部の少なくとも一部及び前記画像形成部を収容する装置筐体と、
前記装置筐体の内部で前記現像剤室を挟んで対向する一対の面のうちの、一方の面側に設けられ、前記画像形成部を制御する第１制御部と、
前記一対の面のうちの他方の面側に設けられ、前記第１制御部と通信することにより当該第１制御部と協働して前記画像形成部を制御する第２制御部と、
前記他方の面側に設けられ、光を照射する第１発光素子と、
前記現像剤室に設けられ、前記第１発光素子から照射された光を前記一方の面側へ透過させる光透過窓と、
前記一方の面側に設けられ、前記光透過窓を透過した光を受光する第１受光素子と、
を備え、
前記第２制御部は、前記第１制御部から前記第１発光素子の発光開始信号を受信したとき、前記第１発光素子を一定間隔の検出タイミングで間欠的に点灯させ、
前記第１制御部は、前記第２制御部に前記発光開始信号を送信した後、前記第２制御部が前記第１発光素子を点灯させるまでに要する時間として予め設定された時間の経過後、前記第１発光素子の各点灯期間中の一時点としての検知タイミングを設定し、その検知タイミングにおける前記第１受光素子の受光量から前記現像剤室内の現像剤量を検出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
現像剤を収容する現像剤室を備え、その現像剤室に収容された現像剤を用いて被記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部を通って前記被記録媒体を搬送する搬送部と、
前記搬送部の少なくとも一部及び前記画像形成部を収容する装置筐体と、
前記装置筐体の内部で前記現像剤室を挟んで対向する一対の面のうちの、一方の面側に設けられ、前記画像形成部を制御する第１制御部と、
前記一対の面のうちの他方の面側に設けられ、前記第１制御部と通信することにより当該第１制御部と協働して前記画像形成部を制御する第２制御部と、
前記他方の面側に設けられ、光を照射する第１発光素子と、
前記現像剤室に設けられ、前記第１発光素子から照射された光を前記一方の面側へ透過させる光透過窓と、
前記一方の面側に設けられ、前記光透過窓を透過した光を受光する第１受光素子と、
を備え、
前記第２制御部は、前記第１制御部から前記第１発光素子の発光開始信号を受信したとき、前記第１発光素子を一定間隔の検出タイミングで間欠的に点灯させ、
前記第１制御部は、前記第２制御部に前記発光開始信号を送信した後、前記第１受光素子が受光したタイミングで、前記第１発光素子の各点灯期間中の一時点としての検知タイミングを設定し、その検知タイミングにおける前記第１受光素子の受光量から前記現像剤室内の現像剤量を検出することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤室に収容された現像剤を用いて被記録媒体に画像を形成する画像形成装置に関し、詳しくは、前記現像剤室内の現像剤量を検出可能な画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の画像形成装置として、例えば、カートリッジに収容された現像剤としてのトナーを用いて、用紙等の被記録媒体に電子写真方式で画像を形成する画像形成部を備えたものが考えられている。この種の画像形成装置では、トナーが消費されるとカートリッジを取り替えるなどしてトナーを補充する必要が生じる。そこで、前記装置筐体の内部で前記カートリッジを挟んで対向する一対の面のうちの、一方の面側に受光素子を、他方の面側に発光素子を設け、その受光素子の受光量からトナー残量を検出することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
すなわち、カートリッジに光透過窓を設け、少なくともカートリッジにトナーが収容されていないときに、前記発光素子から照射された光が前記受光素子に受光されるようにするのである。その場合、カートリッジにトナーが十分に収容されていれば、発光素子から照射された光はトナーに遮られて受光素子に達せず、トナー残量が減少すると前記光が受光素子に受光されるようになる。このため、受光素子の受光量から、トナー残量を良好に検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１３９４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、近年、地球環境保全のために各種装置における省電力化が要請されており、前記発光素子も、トナー残量の検知タイミングに合わせて間欠的に点灯させることが要請されている。その場合、前記発光素子の点灯期間中に前記受光素子の受光量を読み込むように、受光素子の制御部と発光素子の制御部とを同期させる必要がある。
【０００６】
一方、近年の画像形成装置では、小型化のために、前記画像形成部を制御する制御部を前記一方の面側と他方の面側とに分けて配設することも提案されている。しかしながら、前記各面側に分けられた制御部同士の通信は、高周波ノイズ等を防止するため、比較的低速の通信によってなされる場合が多い。このため、そのような通信のみに頼っていたのでは、前記一方の面側の受光素子の制御部と他方の面側の発光素子の制御部とを同期させることは困難である。
【０００７】
もちろん、前記一方の面側の制御部から前記他方の面側の発光素子まで信号線を引き、前記発光素子と受光素子とを同一の制御部で制御すれば、両者を同期させることができるが、その場合、前記一方の面側と他方の面側とを新たな信号線で接続する必要が生じる。
【０００８】
そこで、本発明は、現像剤室を挟んで対向する一方の面側に第１制御部及び第１受光素子を、他方の面側に第２制御部及び第１発光素子を、それぞれ備えた画像形成装置において、新たな信号線を追加することなく第１発光素子の発光期間中に第１受光素子の受光量の検知タイミングを設定可能とすることを目的としてなされた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達するためになされた本発明の画像形成装置は、現像剤を収容する現像剤室を備え、その現像剤室に収容された現像剤を用いて被記録媒体に画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部を通って前記被記録媒体を搬送する搬送部と、前記搬送部の少なくとも一部及び前記画像形成部を収容する装置筐体と、前記装置筐体の内部で前記現像剤室を挟んで対向する一対の面のうちの、一方の面側に設けられ、前記画像形成部を制御する第１制御部と、前記一対の面のうちの他方の面側に設けられ、前記第１制御部と通信することにより当該第１制御部と協働して前記画像形成部を制御する第２制御部と、前記他方の面側に設けられ、光を照射する第１発光素子と、前記現像剤室に設けられ、前記第１発光素子から照射された光を前記一方の面側へ透過させる光透過窓と、前記一方の面側に設けられ、前記光透過窓を透過した光を受光する第１受光素子と、前記一対の面の間に設けられ、光を照射する第２発光素子と、その第２発光素子が照射した光を受光する第２受光素子とを有するフォトセンサと、を備え、前記第２制御部は、前記第１制御部から前記第１発光素子の発光開始信号を受信したとき、前記第２発光素子を点灯すると共に、前記第１発光素子を一定間隔で間欠的に点灯させ、前記第１制御部は、前記第２制御部に前記発光開始信号を送信した後、前記第２受光素子が受光したタイミングに応じて、前記第１発光素子の各点灯期間中の一時点としての検知タイミングを設定し、その検知タイミングにおける前記第１受光素子の受光量から前記現像剤室内の現像剤量を検出することを特徴としている。
【００１０】
このように構成された本発明の画像形成装置は、現像剤室を挟んで対向する一方の面側に第１制御部及び第１受光素子を、他方の面側に第２制御部及び第１発光素子を、それぞれ備えており、第１制御部と第２制御部とは互いに通信して協働して画像形成部を制御する。また、画像形成部の現像剤室には、少なくとも当該現像剤室に現像剤が収容されていないときに、前記第１発光素子から照射された光を前記一方の面側へ透過させる光透過窓が設けられている。このため、第１発光素子の点灯期間中に第１受光素子が受光できるか否かによって、現像剤室内の現像剤量を検出することができる。
【００１１】
そこで、第２制御部は、第１制御部から前記第１発光素子の発光開始信号を受信したとき、前記一対の面の間に設けられたフォトセンサの第２発光素子を点灯すると共に、前記第１発光素子を一定間隔で間欠的に点灯させる。一方、第１制御部は、第２制御部に前記発光開始信号を送信した後、前記フォトセンサの第２受光素子が受光したタイミングに応じて、前記第１発光素子の各点灯期間中の一時点としての検知タイミングを設定し、その検知タイミングにおける前記第１受光素子の受光量から前記現像剤室内の現像剤量を検出する。すなわち、第１制御部と第２制御部との間の通信は、高周波ノイズ等を防止するため、比較的低速の通信によってなされる。このため、そのような通信のみに頼っていたのでは、前記第１発光素子の点灯期間と第１受光素子の受光量の読み込みタイミング（検知タイミング）とを同期させることは困難である。
【００１２】
これに対して、本発明では、前記一対の面の間に設けられた既存のフォトセンサの第２発光素子，第２受光素子を利用して、前記同期を行っている。例えば、第２受光素子が最初に受光したタイミングが第１発光素子が点灯したタイミングと一致する場合、そのタイミングから前記一定間隔で前記検知タイミングを設定すれば、その検知タイミングを前記各点灯期間中の一時点に設定することができるのである。このため、本発明では、新たな信号線を追加することなく第１発光素子の発光期間中に第１受光素子の受光量の検知タイミングを設定可能とすることが可能となり、間欠点灯により省電力化を推進しつつ前記現像剤量を良好に検出することができる。
【００１３】
なお、前記フォトセンサは、前記搬送部による前記被記録媒体の搬送時に、前記第２発光素子と前記第２受光素子との間の光路が遮断されることによって前記被記録媒体を検出するものであってもよい。このように、被記録媒体の搬送状態を検出するためのフォトセンサは極めて一般的に使用されている。従って、前記フォトセンサがそのようなセンサである場合、新たな構成を殆ど追加する必要がなく装置の構成を極めて簡略化することができる。
【００１４】
また、前記目的を達するためになされた本発明は、現像剤を収容する現像剤室を備え、その現像剤室に収容された現像剤を用いて被記録媒体に画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部を通って前記被記録媒体を搬送する搬送部と、前記搬送部の少なくとも一部及び前記画像形成部を収容する装置筐体と、前記装置筐体の内部で前記現像剤室を挟んで対向する一対の面のうちの、一方の面側に設けられ、前記画像形成部を制御する第１制御部と、前記一対の面のうちの他方の面側に設けられ、前記第１制御部と通信することにより当該第１制御部と協働して前記画像形成部を制御する第２制御部と、前記他方の面側に設けられ、光を照射する第１発光素子と、前記現像剤室に設けられ、前記第１発光素子から照射された光を前記一方の面側へ透過させる光透過窓と、前記一方の面側に設けられ、前記光透過窓を透過した光を受光する第１受光素子と、を備え、前記第２制御部は、前記第１制御部から前記第１発光素子の発光開始信号を受信したとき、前記第１発光素子を一定間隔の検出タイミングで間欠的に点灯させ、前記第１制御部は、前記第２制御部に前記発光開始信号を送信した後、前記第２制御部が前記第１発光素子を点灯させるまでに要する時間として予め設定された時間の経過後、前記第１発光素子の各点灯期間中の一時点としての検知タイミングを設定し、その検知タイミングにおける前記第１受光素子の受光量から前記現像剤室内の現像剤量を検出することを特徴とするものであってもよい。
【００１５】
本発明の画像形成装置も、現像剤室を挟んで対向する一方の面側に第１制御部及び第１受光素子を、他方の面側に第２制御部及び第１発光素子を、それぞれ備えており、第１制御部と第２制御部とは互いに通信して協働して画像形成部を制御する。また、画像形成部の現像剤室には、少なくとも当該現像剤室に現像剤が収容されていないときに、前記第１発光素子から照射された光を前記一方の面側へ透過させる光透過窓が設けられている。このため、第１発光素子の点灯期間中に第１受光素子が受光できるか否かによって、現像剤室内の現像剤量を検出することができる。
【００１６】
そこで、第２制御部は、第１制御部から前記第１発光素子の発光開始信号を受信したとき、前記第１発光素子を一定間隔の検出タイミングで間欠的に点灯させる。一方、第１制御部は、第２制御部に前記発光開始信号を送信した後、第２制御部が第１発光素子を点灯させるまでに要する時間として予め設定された時間の経過後、前記第１発光素子の各点灯期間中の一時点としての検知タイミングを設定し、その検知タイミングにおける前記第１受光素子の受光量から前記現像剤室内の現像剤量を検出する。すなわち、第１制御部と第２制御部との間の通信は、高周波ノイズ等を防止するため、比較的低速の通信によってなされる。このため、そのような通信のみに頼っていたのでは、前記第１発光素子の点灯期間と第１受光素子の受光量の読み込みタイミング（検知タイミング）とを同期させることは困難である。
【００１７】
これに対して、本発明では、第１制御部は、第２制御部に前記発光開始信号を送信した後、前記予め設定された時間の経過後、前記検知タイミングを設定している。すなわち、第１制御部が第２制御部に前記発光開始信号を送信した後、第２制御部が第１発光素子を点灯させるまでに要する時間はほぼ一定である。そこで、例えば、前記発光開始信号の送信後、前記予め設定された時間が経過した時点から前記一定間隔で前記検知タイミングを設定すれば、その検知タイミングを前記各点灯期間中の一時点に設定することができるのである。このため、本発明でも、新たな信号線を追加することなく第１発光素子の発光期間中に第１受光素子の受光量の検知タイミングを設定可能とすることが可能となり、間欠点灯により省電力化を推進しつつ前記現像剤量を良好に検出することができる。
【００１８】
なお、第１制御部が第２制御部に前記発光開始信号を送信した後、第２制御部が第１発光素子を点灯させるまでに実際に要する時間と、前記予め設定された時間とは若干の誤差を有している。しかし、前記点灯期間を若干長めに設定することにより、前記検知タイミングを前記各点灯期間中の一時点に良好に設定することができる。
【００１９】
また、前記目的を達するためになされた本発明は、現像剤を収容する現像剤室を備え、その現像剤室に収容された現像剤を用いて被記録媒体に画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部を通って前記被記録媒体を搬送する搬送部と、前記搬送部の少なくとも一部及び前記画像形成部を収容する装置筐体と、前記装置筐体の内部で前記現像剤室を挟んで対向する一対の面のうちの、一方の面側に設けられ、前記画像形成部を制御する第１制御部と、前記一対の面のうちの他方の面側に設けられ、前記第１制御部と通信することにより当該第１制御部と協働して前記画像形成部を制御する第２制御部と、前記他方の面側に設けられ、光を照射する第１発光素子と、前記現像剤室に設けられ、前記第１発光素子から照射された光を前記一方の面側へ透過させる光透過窓と、前記一方の面側に設けられ、前記光透過窓を透過した光を受光する第１受光素子と、を備え、前記第２制御部は、前記第１制御部から前記第１発光素子の発光開始信号を受信したとき、前記第１発光素子を一定間隔の検出タイミングで間欠的に点灯させ、前記第１制御部は、前記第２制御部に前記発光開始信号を送信した後、前記第１受光素子が受光したタイミングで、前記第１発光素子の各点灯期間中の一時点としての検知タイミングを設定し、その検知タイミングにおける前記第１受光素子の受光量から前記現像剤室内の現像剤量を検出することを特徴とするものであってもよい。
【００２０】
本発明の画像形成装置も、現像剤室を挟んで対向する一方の面側に第１制御部及び第１受光素子を、他方の面側に第２制御部及び第１発光素子を、それぞれ備えており、第１制御部と第２制御部とは互いに通信して協働して画像形成部を制御する。また、画像形成部の現像剤室には、少なくとも当該現像剤室に現像剤が収容されていないときに、前記第１発光素子から照射された光を前記一方の面側へ透過させる光透過窓が設けられている。このため、第１発光素子の点灯期間中に第１受光素子が受光できるか否かによって、現像剤室内の現像剤量を検出することができる。
【００２１】
そこで、第２制御部は、第１制御部から前記第１発光素子の発光開始信号を受信したとき、前記第１発光素子を一定間隔の検出タイミングで間欠的に点灯させる。一方、第１制御部は、前記第２制御部に前記発光開始信号を送信した後、第１受光素子が受光したタイミングで、前記第１発光素子の各点灯期間中の一時点としての検知タイミングを設定し、その検知タイミングにおける前記第１受光素子の受光量から前記現像剤室内の現像剤量を検出する。すなわち、第１制御部と第２制御部との間の通信は、高周波ノイズ等を防止するため、比較的低速の通信によってなされる。このため、そのような通信のみに頼っていたのでは、前記第１発光素子の点灯期間と第１受光素子の受光量の読み込みタイミング（検知タイミング）とを同期させることは困難である。
【００２２】
これに対して、本発明では、第１制御部は、第２制御部に前記発光開始信号を送信した後、第１受光素子が受光したタイミングで、前記検知タイミングを設定している。すなわち、前記現像剤室に現像剤が十分収容されているときは、第１受光素子は第１発光素子からの光を受光できないが、現像剤がある程度減少すると、第１受光素子は第１発光素子からの光を受光する。また、そのように第１受光素子が受光したタイミングは、第１発光素子の前記点灯期間中の一時点である。そこで、例えば、前記発光開始信号の送信後、前記第１受光素子が最初に受光したタイミングから前記一定間隔で前記検知タイミングを設定すれば、その検知タイミングを前記各点灯期間中の一時点に設定することができるのである。このため、本発明でも、新たな信号線を追加することなく第１発光素子の発光期間中に第１受光素子の受光量の検知タイミングを設定可能とすることが可能となり、間欠点灯により省電力化を推進しつつ前記現像剤量を良好に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を適用したプリンタの概略構成を表す側断面図である。
【図２】そのプリンタの内部を上面側から見た模式的な平面図である。
【図３】そのプリンタの制御系の構成を表すブロック図である。
【図４】その制御系の動作を表すタイムチャートである。
【図５】前記制御系の変形例の構成を表すブロック図である。
【図６】その制御系の動作を表すタイムチャートである。
【図７】前記制御系の更なる変形例の構成を表すブロック図である。
【図８】その制御系のトナーフルの場合の動作を表すタイムチャートである。
【図９】その制御系のトナーフル以外の場合の動作を表すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
＜画像形成装置の全体構成＞
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明が適用された画像形成装置の一例としてプリンタ１の概略構成を表す側断面図である。なお、図１は、本体部２に対してカバー部３が閉じられた状態を表している。また、説明の便宜上、図中左右方向にＸ軸を取り、図中上下方向にＹ軸を取っている。
【００２５】
図１に示すように、プリンタ１は、本体部２（装置筐体の一例）の下部（―Ｙ側）に、用紙（被記録媒体の一例）が収容される給紙トレイ４が前面側（＋Ｘ側）から着脱可能に装着されている。本体部２の上部（＋Ｙ側）は開口されており、開口部が塞がれるようにカバー部３が本体部２の後面側（―Ｘ側）の回動部５を中心にして、回動可能に連結されている。カバー部３の上面には、排紙トレイ６が設けられている。
【００２６】
本体部２の内部には、給紙トレイ４から取り出した用紙を排紙トレイ６へ搬送させる搬送路が設けられ、搬送路には、上流から順に給紙部８、印刷部９（画像形成部の一例）、排紙部１０がそれぞれ設けられている。更に、本体部２の中央部には、用紙を搬送するための搬送ベルト７が配置され、矢印Ａ方向へ用紙を搬送する。
【００２７】
給紙部８には、給紙トレイ４と、給紙ローラ１１と、レジストローラ１２とが配置されている。給紙ローラ１１は、給紙トレイ４から用紙を１枚ピックアップし、レジストローラ１２へ搬送する。レジストローラ１２は、給紙ローラ１１により搬送された用紙の斜行を補正して印刷部９へ送り出す。
【００２８】
プリンタ１は、いわゆる電子写真方式で画像を形成する画像形成装置であり、印刷部９には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナーが収容される第１印刷ユニット２０Ｙ、第２印刷ユニット２０Ｍ、第３印刷ユニット２０Ｃ、第４印刷ユニット２０Ｋが配置されている。更に、印刷部９には、それぞれの印刷ユニット２０に対応する第１発光ユニット２４Ｙ、第２発光ユニット２４Ｍ、第３発光ユニット２４Ｃ、第４発光ユニット２４Ｋと、転写ローラ２５と、定着器２６とが配置されている。
【００２９】
なお、第１〜第４印刷ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ、及び第１〜第４発光ユニット２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋの添え字「Ｙ」、「Ｍ」、「Ｃ」、「Ｋ」は、それぞれを区別するものであり、特に区別する必要がない場合には、適宜添え字を省略する。また、図１において、印刷部９の構成部品全てに符号を記載すると図面が見難くなるので、印刷ユニット２０に対応した構成部品は、第１印刷ユニット２０Ｙに対応した構成部品だけに符号を記載する。
【００３０】
第１〜第４印刷ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋは、搬送ベルト７の上流側（＋Ｘ側）から下流側（―Ｘ側）へ向かって、上述した順に水平方向（Ｘ軸方向）に並んで着脱可能に配置されている。
【００３１】
印刷ユニット２０は、感光体２１と、帯電器２２と、カートリッジ２３によって構成されている。感光体２１は、表面を帯電器２２により帯電され、発光ユニット２４により露光されることで静電潜像が形成される。感光体２１は、カートリッジ２３から表面にトナー（現像剤の一例）が供給されることで静電潜像が可視化され、トナー像が形成される。
【００３２】
カートリッジ２３は、アジテータ３４と、トナー収容室３５（現像剤室の一例）と、供給ローラ３６と、現像ローラ３７と、層厚規制ブレード３８と、検出窓３９（光透過窓の一例）とで構成される。
【００３３】
アジテータ３４は、トナー収容室３５内のトナーを攪拌させる。攪拌されたトナーは供給ローラ３６の回転により現像ローラ３７に供給され、供給ローラ３６と現像ローラ３７との間で摩擦帯電される。更に、現像ローラ３７上に供給されたトナーは、現像ローラ３７の回転に伴って、層厚規制ブレード３８と現像ローラ３７との間に進入し、ここで更に摩擦帯電されて、一定厚さの薄層として現像ローラ３８上に担持され、感光体２１へ送り出される。検出窓３９は、後述するトナーＬＥＤ４０とトナーセンサ４１と（いずれも図２参照）によって、トナー残量を検出される際、光が通過する窓である。
【００３４】
また、発光ユニット２４はそれぞれ図１における上部（＋Ｙ側）においてカバー部３と固着されており、下部（−Ｙ側）には、ＬＥＤ（図示省略）がそれぞれ設けられている。各ＬＥＤは、各印刷ユニット２０における各感光体２１の表面に沿って備えられる。図１に示される本体部２に対してカバー部３が閉じられた状態では、ＬＥＤが発光することにより感光体２１の露光が行われる。
【００３５】
感光体２１には、転写ローラ２５が搬送ベルト７を挟んで対向して配置されており、搬送された用紙に感光体２１及び転写ローラ２５によってトナー像が転写される。印刷部９の下流には、定着器２６が配置され、用紙に転写された画像を熱定着させる。定着器２６は、ヒータによって加熱される加熱ローラ２７と、加熱ローラ２７に圧接するように配置される加圧ローラ２８とを備える。定着器２６は、用紙にトナーを熱定着させると、用紙を排紙部１０へ送り出す。
【００３６】
排紙部１０には、排紙ローラ２９と排紙トレイ６とが配置されている。排紙手段である排紙ローラ２９は、熱定着された用紙を、カバー部３の排紙トレイ６へ排出させる。なお、給紙ローラ１１と、レジストローラ１２と、搬送ベルト７と、排紙ローラ２９とが、搬送部の一例に相当する。
【００３７】
また、搬送ベルト７の下部（―Ｙ側）には、ベルトクリーナ３０が備えられており、搬送ベルト７に付着した不要なトナーが除去される。また、用紙が搬送される搬送路には、用紙の搬送状態を検出するための各種センサが配置されている。すなわち、前記搬送路には、給紙ローラ１１とレジストローラ１２との間に備えられ、用紙の給紙状態を検出するためのレジ前センサ３１と、レジストローラ１２と搬送ベルト７との間に備えられ、用紙の搬送状態を検出するためのレジ後センサ３２と、定着器２６と排紙ローラ２９との間に備えられ、用紙の排紙状態を検出するための排紙センサ３３とが設けられている。更に、本体部２上部（＋Ｙ側）には、カバー部３の開閉状態を検出するための、開閉センサ４２が配置されている。
＜トナーＬＥＤ４０及びトナーセンサ４１によるトナー残量の検出方法＞
図２は、本実施の形態のプリンタ１の内部を、上面側（＋Ｙ側）方向から見た模式的な平面図である。なお、図２は本体部２と各カートリッジ２３のうち後述する説明に使用される構成のみが示されている。図２は、図１に対応して、図中左右方向にＺ軸を取り、図中上下方向にＸ軸を取っている。
【００３８】
検出窓３９は、カートリッジ２３の左側面（＋Ｚ方向）、及び右側面（−Ｚ方向）に対向して設けられ、トナーＬＥＤ４０（第１発光素子の一例）とトナーセンサ４１（第１受光素子の一例）とが４つのカートリッジ２３の検出窓３９をそれぞれ挟み対向して配置されている。すなわち、４つの印刷ユニット２０と搬送ベルト７とは、左右から一対のフレーム（図示省略）によって支持されるが、左側（＋Ｚ側）のフレーム（一方の面側の一例）には、メイン基板５０及びエンジン基板６０（両者で第１制御部の一例）と前記４つのトナーセンサ４１とが設けられている。また、右側（−Ｚ側）のフレーム（他方の面側の一例）には、高圧基板７０（第２制御部の一例）と前記４つのトナーＬＥＤ４０とが設けられている。トナーＬＥＤ４０の光は、カートリッジ２３の検出窓３９を通過して、トナーセンサ４１に入射する。
【００３９】
トナー収容室３５内に残存しているトナー残量が検出される方法は、以下の通りである。まず、アジテータ３４の攪拌運動に伴って周期的に押し上げられたトナーによって、検出窓３９を透光するトナーＬＥＤ４０の光が、周期的に遮断（すなわち、トナーセンサ４１がＯＦＦ）される。よって、トナーＬＥＤ４０を間欠的に点灯させたときに、透光する（トナーセンサ４１がＯＮ）回数が計数され、その計数値に基づいてトナー残量が検出される。
＜制御系の構成＞
図３（Ａ）は、プリンタ１の制御系の構成を表すブロック図である。図３に示すように、メイン基板５０，エンジン基板６０，高圧基板７０は、各制御基板における制御処理を実行するメインＡＳＩＣ５１，エンジンＡＳＩＣ６１，高圧ＣＰＵ７１を備えている。トナーセンサ４１は、周知のフォトトランジスタとして構成され、そのコレクタは抵抗器６３を介して基準電圧ＶＤＤに接続されエミッタは接地されている。トナーセンサ４１のコレクタ電圧は、コンパレータ６５により閾値電圧と比較され、その結果がエンジンＡＳＩＣ６１に入力される。このため、トナーＬＥＤ４０の光がカートリッジ２３の検出窓３９を通過してトナーセンサ４１に入射すると、前記コレクタ電圧が閾値電圧を下回り、Ｈレベルのトナーセンサ受光信号がエンジンＡＳＩＣ６１に入力される。
【００４０】
また、レジ前センサ３１は、ＬＥＤ３１Ａ（第２発光素子の一例）とフォトトランジスタ３１Ｂ（第２受光素子の一例）とを備えたフォトインタラプタを有するレジ前センサ基板３１Ｃ（フォトセンサの一例）を備えている。画像形成時には、ＬＥＤ３１Ａは点灯され、用紙が通過する際にレバーが倒されることでＬＥＤ３１Ａとフォトトランジスタ３１Ｂとの間の光路が遮断される。フォトトランジスタ３１Ｂのコレクタは抵抗器６７を介して基準電圧ＶＤＤに接続されエミッタは接地されている。フォトトランジスタ３１Ｂのコレクタ電圧はエンジンＡＳＩＣ６１に入力されており、このため、用紙の通過がエンジンＡＳＩＣ６１にて検知される。更に、エンジンＡＳＩＣ６１とメインＡＳＩＣ５１とは、高速バスにて接続されており、前記各種検知結果はメインＡＳＩＣ５１へ送られる。
【００４１】
高圧基板７０に設けられた高圧ＣＰＵ７１は、同じく高圧基板７０に設けられた高圧電源７２を制御する。また、高圧ＣＰＵ７１は、トランジスタからなる駆動回路７３及び抵抗器７５を介してトナーＬＥＤ４０の点灯状態を制御し、トランジスタからなる駆動回路７７及び抵抗器７９を介してＬＥＤ３１Ａの点灯状態を制御する（いずれも負論理）。
【００４２】
更に、高圧ＣＰＵ７１は、低速シリアル通信線８０を介してメインＡＳＩＣ５１と通信可能に接続されている。このため、メインＡＳＩＣ５１はプリンタ１の全体的な制御を司り、高圧ＣＰＵ７１は主として高圧電源７２の制御を司ることで、協働して印刷部９を制御することができる。
【００４３】
図３（Ｂ）はエンジンＡＳＩＣ６１の構成を模式的に表すブロック図である。なお、エンジンＡＳＩＣ６１は、ハードウェアによって実際にこのブロック図に示すように構成されていてもよく、ソフトウェア処理によってこのブロック図に示すように処理を実行してもよい。
【００４４】
図３（Ｂ）に示すように、エンジンＡＳＩＣ６１は、高速バスを介してメインＡＳＩＣ５１と通信を行うインターフェースブロック６１Ａを備えている。メインＡＳＩＣ５１は、トナー残量を検出する際、低速シリアル通信線８０を介して高圧ＣＰＵ７１にトナーＬＥＤ４０の間欠点灯を指示するコマンド（発光開始信号の一例）を送信すると共に、エンジンＡＳＩＣ６１に検知待ち開始パルスを送信する。インターフェースブロック６１Ａは、メインＡＳＩＣ５１から検知待ち開始パルスを受信すると、その検知待ち開始パルスを検知開始パルス生成部６１Ｂに入力する。また、前述のレジ前センサ３１に係る検知結果は、インターフェースブロック６１Ａを介してメインＡＳＩＣ５１に送信されると共に、検知開始パルス生成部６１Ｂにも入力されている。
【００４５】
検知開始パルス生成部６１Ｂは、検知待ち開始パルスを入力されると、その後にレジ前センサ３１のフォトトランジスタ３１Ｂが受光したタイミングで検知開始パルスを検知回数カウンタ６１Ｃに入力する。検知回数カウンタ６１Ｃは、検知開始パルスを入力されるとタイマイネーブル信号をタイマ６１Ｄに入力し、タイマ６１Ｄは、タイマイネーブル信号を入力されている間、前記間欠点灯の周期ＴＬ（例えば５ｍｓ）で、検知タイミングパルスを繰り返し出力する。
【００４６】
この検知タイミングパルスは、検知回数カウンタ６１Ｃに入力されることで検知回数として計数され、検知回数カウンタ６１Ｃは、検知回数が所定回に達するとタイマイネーブル信号をディセーブルにする。また、この検知タイミングパルスは、トナーセンサ４１が受光したときに入力されるトナーセンサ受光信号と共にＡＮＤ回路６１Ｅに入力され、ＡＮＤ回路６１Ｅは、両者の論理積を受光回数カウンタ６１Ｆに入力する。受光回数カウンタ６１Ｆは、ＡＮＤ回路６１Ｅから入力のあった回数、すなわち、前記所定回の検知タイミングのうちトナーセンサ４１が受光した回数を、受光回数として、インターフェースブロック６１Ａを介してメインＡＳＩＣ５１へ送信する。従って、メインＡＳＩＣ５１では、この受光回数に基づいて、トナー残量を検出することができる。
＜制御系の動作及びその効果＞
図４は、前記制御系の動作を表すタイムチャートである。前述のように、メインＡＳＩＣ５１は、トナー残量を検出する際、低速シリアル通信線８０を介して高圧ＣＰＵ７１にトナーＬＥＤ４０の間欠点灯を指示するコマンドを送信すると共に、エンジンＡＳＩＣ６１に検知待ち開始パルスを送信する（時刻Ｔ１）。すると、検知開始パルス生成部６１Ｂは、検知待ちイネーブル信号をアクティブにすることによって、レジ前センサ３１のフォトトランジスタ３１Ｂの受光待ち状態にしておく。
【００４７】
一方、高圧ＣＰＵ７１は、前記コマンドを受信すると、トナーＬＥＤ４０を予め設定された検知回数だけ周期ＴＬで間欠点灯させ、同時に、レジ前センサ３１のＬＥＤ３１Ａを連続点灯させる（時刻Ｔ２）。このように、検知待ちイネーブル信号がアクティブのときにＬＥＤ３１Ａが点灯されると、前述のように、フォトトランジスタ３１Ｂが受光したタイミングで検知開始パルスが出力される。すると、検知回数カウンタ６１Ｃはタイマイネーブル信号をアクティブにし、それに応じてタイマ６１Ｄは周期ＴＬで検知タイミングパルスを出力する。また、検知開始パルスが出力されると、前述の検知待ちイネーブル信号がディセーブルにされると共に、前記検知回数及び受光回数の計数もなされる。
【００４８】
そして、検知回数が前記所定回に達すると、タイマイネーブル信号がディセーブルとなり（時刻Ｔ９）、その間に計数された受光回数に基づいて、メインＡＳＩＣ５１にてトナー残量の検出がなされる。なお、図４では大幅に簡略化して図示しているが、前記所定回は数百回で、アジテータ３４の１周分に相当する。また、図４において、トナーＬＥＤ４０が点灯中（信号がＬレベル）であるにも拘わらず、トナーセンサ受光信号がＬレベル（未受光）となっている箇所（例えば時刻Ｔ４）は、トナーＬＥＤ４０からの光がトナーによって一時的に遮断されたためである。その時点では、前記受光回数の計数値は増えないため、時刻Ｔ９までに計数された受光回数からトナー残量を検出することができる。
【００４９】
前述のように、メインＡＳＩＣ５１と高圧ＣＰＵ７１との間の通信は、高周波ノイズ等を防止するため、低速シリアル通信線８０を介した比較的低速の通信によってなされる。このため、図４に示すように、前記コマンドの送信タイミング（時刻Ｔ１）と、トナーＬＥＤ４０の間欠点灯が開始されるタイミング（時刻Ｔ２）との間には遅れ時間がある。従って、前記通信のみに頼っていたのではトナーＬＥＤ４０の点灯期間中に検知タイミングパルスの出力タイミングを設定するのが困難な場合がある。
【００５０】
これに対して、本実施の形態では、トナーＬＥＤ４０の間欠点灯を開始すると同時にレジ前センサ３１のＬＥＤ３１Ａを連続点灯させ、その点灯をフォトトランジスタ３１Ｂが受光したタイミングから前記間欠点灯と同じ周期で検知タイミングパルスを出力している。このため、トナーＬＥＤ４０の発光期間中に検知タイミングパルスの出力タイミングを設定することが可能になり、前記間欠点灯によって省電力化を推進しつつ前記トナー残量を良好に検出することができる。しかも、本実施の形態では、トナーＬＥＤ４０は、例えば５ｍｓ（＝ＴＬ）毎に５０μｓ程度点灯するのに対して、検知タイミングパルスのパルス幅は１０ｎｓ程度しかないので、トナーＬＥＤ４０の発光期間中に検知タイミングパルスの出力タイミングを設定することが一層容易になる。
【００５１】
また、本実施の形態では、多くの画像形成装置に一般的に使用されている前記レジ前センサ３１を用いて前述のように同期を取っているので、新たな構成を殆ど追加する必要がなく、装置の構成を極めて簡略化することができる。
＜他の実施の形態＞
なお、本発明は前記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。例えば、フォトセンサとしては、レジ前センサ３１の他にも、プリンタ１において使用される各種フォトセンサを利用することができる。例えば、レジ後センサ，排紙センサ等も利用可能である。
【００５２】
また、前述のように、コマンドの送信タイミング（時刻Ｔ１）と、トナーＬＥＤ４０の間欠点灯が開始されるタイミング（時刻Ｔ２）との間には遅れ時間があるが、その遅れ時間はほぼ一定である。そこで、その遅れ時間に誤差を見越して若干長めに予め設定した時間ＴＣがコマンドの送信から経過した時点で、検知タイミングパルスを出力してもよい。
【００５３】
図５（Ａ）は、そのような実施の形態の制御系の構成を表すブロック図であり、図５（Ｂ）はそのエンジンＡＳＩＣ６１の構成を模式的に表すブロック図である。図５（Ａ）に示すように、本実施の形態では、レジ前センサ３１を制御に使用しない。また、図５（Ｂ）に示すように、エンジンＡＳＩＣ６１における制御でもレジ前センサ３１からの信号を使用しない。なお、図５（Ａ），図５（Ｂ）は、トナー残量の検出に係る制御系を図示したもので、実際の回路構成上は、図３と同様に、エンジン基板６０と高圧基板７０との間にレジ前センサ３１が接続されていてもよい。
【００５４】
本実施の形態でも、メインＡＳＩＣ５１が前記コマンドと共に送信した検知待ち開始パルスが、インターフェースブロック６１Ａを介して検知開始パルス生成部６１Ｂに入力される。すると、それから前記時間ＴＣ後に、検知開始パルス生成部６１Ｂは、前記検知開始パルスを検知回数カウンタ６１Ｃに入力する。それ以降のブロックの動作は図３の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００５５】
この場合、図６のタイムチャートに示すように、メインＡＳＩＣ５１から前述のコマンド及び検知待ち開始パルスが送信される時刻Ｔ１から、前記時間ＴＣが経過した時刻Ｔ３に、検知開始パルス生成部６１Ｂが検知開始パルスを出力する。このため、本実施の形態では、検知待ちイネーブル信号は必要ない。そして、検知開始パルスが出力された後は、図４の実施の形態と同様に、検知回数カウンタ６１Ｃはタイマイネーブル信号をアクティブにし、それに応じてタイマ６１Ｄは周期ＴＬで検知タイミングパルスを出力する。
【００５６】
本実施の形態では、トナーＬＥＤ４０の間欠点灯を指示するコマンドの送信からトナーＬＥＤ４０の間欠点灯が開始されるまでの遅れ時間に応じて時間ＴＣを予め設定している。そして、前記コマンドの送信（時刻Ｔ１）から前記時間ＴＣが経過した時点（時刻Ｔ３）から、前記間欠点灯と同じ周期で検知タイミングパルスを出力している。このため、トナーＬＥＤ４０の発光期間中に検知タイミングパルスの出力タイミングを設定することが可能になり、前記間欠点灯によって省電力化を推進しつつ前記トナー残量を良好に検出することができる。なお、本実施の形態では、トナーＬＥＤ４０の発光期間中に検知タイミングパルスの出力タイミングを確実に設定するためには、例えば、トナーＬＥＤ４０が５ｍｓ（＝ＴＬ）毎に１００μｓ程度点灯するようにするのが望ましい。
【００５７】
また、前記検知タイミングパルスは、Ｈレベルのトナーセンサ受光信号が入力されたタイミングに基づいて設定してもよい。図７（Ａ）は、そのような実施の形態の制御系の構成を表すブロック図であり、図７（Ｂ）はそのエンジンＡＳＩＣ６１の構成を模式的に表すブロック図である。
【００５８】
図７に示すように、本実施の形態では、検知開始パルス生成部６１Ｂにトナーセンサ受光信号が入力されている点において図５の実施の形態と異なり、他は同様に構成されている。なお、本実施の形態では、検知開始パルス生成部６１Ｂは、検知待ち開始パルスが入力されると、アジテータ３４が１周する間、トナーセンサ受光信号を前述の周期ＴＬよりも短い間隔（例えば１６０ｎｓ）でサンプリングし、Ｈレベルのトナーセンサ受光信号が入力されると、検知開始パルスを出力する。
【００５９】
図８，図９は、この実施の形態の動作を表すタイムチャートである。メインＡＳＩＣ５１は、トナー残量を検出する際、低速シリアル通信線８０を介して高圧ＣＰＵ７１にトナーＬＥＤ４０の間欠点灯を指示する開始コマンドを送信すると共に、エンジンＡＳＩＣ６１に検知待ち開始パルスを送信する（時刻Ｔ１１）。すると、検知開始パルス生成部６１Ｂは、検知待ちイネーブル信号をアクティブにすることによって、トナーセンサ４１の受光待ち状態にしておく。
【００６０】
一方、高圧ＣＰＵ７１は、前記開始コマンドを受信すると、トナーＬＥＤ４０を周期ＴＬで間欠点灯させる（時刻Ｔ１２）。図８は、トナー収容室３５がトナーで充填されたトナーフルの場合を例示しており、この場合は、トナーＬＥＤ４０が点灯してもその光はトナーに遮られてトナーセンサ４１に達せず、Ｈレベルのトナーセンサ受光信号は入力されない。その場合、検知開始パルス生成部６１Ｂに設けられたアジテータ１周時間カウンタの計数値に基づいてアジテータ３４が１周する時間が経過したことが検出されると（時刻Ｔ１３）、検知待ちイネーブル信号がディセーブルにされる。そして、この場合は検知開始パルスが出力されない。
【００６１】
一方、トナーがある程度消費されてくると、図９に例示するように、時刻Ｔ１１にて開始コマンドが送信されると共に検知待ち開始パルスが出力され、それからアジテータ３４が１周するまでにＨレベルのトナーセンサ受光信号が入力される（時刻Ｔ１５）。すると、検知開始パルスが出力され、検知回数カウンタ６１Ｃはタイマイネーブル信号をアクティブにし、それに応じてタイマ６１Ｄは周期ＴＬで検知タイミングパルスを出力する。また、検知開始パルスが出力されると、前述の検知待ちイネーブル信号がディセーブルにされると共に、前記検知回数及び受光回数の計数もなされる。
【００６２】
そして、検知回数が前記所定回に達すると、タイマイネーブル信号がディセーブルとなり（時刻Ｔ１９）、その間に計数された受光回数に基づいて、メインＡＳＩＣ５１にてトナー残量の検出がなされる。メインＡＳＩＣ５１は、低速シリアル通信線８０を介して高圧ＣＰＵ７１にトナーＬＥＤ４０の間欠点灯終了を指示する終了コマンドを送信する。一方、高圧ＣＰＵ７１は、その終了コマンドを受信すると、トナーＬＥＤ４０の間欠点灯を終了させる。本実施の形態でも、トナーセンサ４１の検出結果に基づいてトナーＬＥＤ４０の発光期間中に検知タイミングパルスの出力タイミングを設定することが可能になり、前記間欠点灯によって省電力化を推進しつつ前記トナー残量を良好に検出することができる。
【００６３】
なお、終了コマンドが必要な理由は、高圧ＣＰＵ７１に検知回数を予め設定しておくことができないためである。そして、トナー残量検知終了後に高圧ＣＰＵ７１自らトナーＬＥＤ４０を消灯することができないからである。
【００６４】
また、本実施の形態に関しては、トナー残量によって同期がとれるタイミング（検知開始パルスが出力されるタイミング）が異なる。よって、トナーＬＥＤ４０を間欠点灯させる回数も異なることになる。つまり最低でアジテータ１周強分、最大でアジテータ２周弱分となる。
【００６５】
更に、本発明において、第１制御部と第２制御部とは必ずしもメイン基板５０及びエンジン基板６０と高圧基板７０とでなくてもよく、第１制御部と第２制御部とが協働する形態としては種々の形態が考えられる。また更に、本発明は、中間転写ベルトを使用するカラー画像形成装置やモノクロの画像形成装置にも、同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１…プリンタ            ２…本体部                      ５…回動部
７…搬送ベルト          ９…印刷部                      １１…給紙ローラ
１２…レジストローラ    ２０…印刷ユニット              ２１…感光体
２２…帯電器            ２３…カートリッジ              ２４…発光ユニット
２５…転写ローラ        ２９…排紙ローラ                ３１…レジ前センサ
３１Ａ…ＬＥＤ          ３１Ｂ…フォトトランジスタ      ３１Ｃ…レジ前センサ基板
３４…アジテータ        ３５…トナー収容室              ３９…検出窓
４０…トナーＬＥＤ      ４１…トナーセンサ              ５０…メイン基板
６０…エンジン基板      ６１Ｂ…検知開始パルス生成部    ６１Ｃ…検知回数カウンタ
６１Ｄ…タイマ          ６１Ｅ…ＡＮＤ回路              ６１Ｆ…受光回数カウンタ
７０…高圧基板          ８０…低速シリアル通信線        ５１…メインＡＳＩＣ
６１…エンジンＡＳＩＣ      ７１…高圧ＣＰＵ
【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】
2012150232.tif 000009
【図８】
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【図９】
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