JP3992655B2 - Toner cartridge and image forming apparatus - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真式の画像形成装置及び画像装置に着脱されるトナーカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トナー残量の検出は、一端に磁性体を備え、他端がトナー攪拌シャフトに係合したロッドをトナーカートリッジ内に設け、ロッドの一端に設けられた磁性体と対向する位置に永久磁石を備えたセンサ機構を開閉可能なトップカバーに設けて、トナー攪拌シャフトの回転動作を検出するようにしている（例えば、特許文献１）。ロッドはトナーカカートリッジの上部に設けられたガイド内を摺動し、ロッドの動きに合わせてトップカバーに設けられたセンサ機構が動作するようになっている。ロッドの一端に設けられた磁性体は、トナー材料が少ないときはガイド上方に位置する期間が長く、トナー材料が多いときはガイド上方に位置する期間が短い。この期間の差をセンサ機構で検出し、検出結果を制御部によって判断することによりトナー残量の検出を行っていた。
【０００３】
電子写真式画像形成装置では、感光ドラムと搬送ベルトとを長時間接触したままにしておくと、これらの部材に使用されている材料が作用しあって化学変化を起こして、感光ドラムの表面を汚染しまう。そこで、カラー印刷を行う場合は、４色用の画像形成手段は、感光ドラムが搬送ベルトに接触するダウン位置まで下降する。また、モノクロ印刷を行う場合は、カラー画像形成手段は、感光ドラムが搬送ベルトと接触しないアップ位置まで上昇するように構成したものがある（例えば、特許文献２）。
【０００４】
各画像形成手段のアップ位置とダウン位置とを検出して２値的に変化する信号を出力するセンサが、対応する画像形成装置内に設けられていて、各画像形成手段の上方及び下方の移動を制御する。各画像形成手段の上方及び下方への移動は、駆動用のモータの回転方向を切りかえることにより行う。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２００２―７２６５７号公報
【特許文献２】
特開平１０―１８６７７４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来、センサ機構がトップカバーに配置され、トップカバー自体が装置本体のフレームに回転支持されていたため、センサ機構をトナーカートリッジに対して精度良く配置することが難しく、トナー残量検出を精度よく行うことができなかった。
【０００７】
また、トナーカートリッジ内のロッドはトナーの中を移動することになり、負荷が大きくなってしまった。更に、ロッドがガイドの中を移動するので、ロッドとガイド内の摺動する部分にトナーがつまってしまうことがある。このトナーの詰まりがロッドの動きを規制してしまい、トナー残量の誤検出の要因となっていた。
【０００８】
上述の従来のカラー電子写真プリンタでは、カラー画像印刷の場合と、モノクロ画像印刷の場合とでは、更に感光ドラムの汚染防止のために、搬送ベルトに対する画像形成手段の高さを変更している。すなわち、各色の画像形成手段の駆動モータを逆転駆動し、専用の上下位置センサとカム機構を使用して、画像形成手段の高さを変更する。この構造では、カラー画像形成手段をアップ位置又はダウン位置に移動させるのに、専用のセンサが４つ必要となる。また、各センサ出力を検出するための回路及び制御が必要となりコストアップに繋がる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による画像形成装置は、
帯電させられた表面を露光することにより静電潜像を担持する像担持体と、トナーを放出するトナーカートリッジを有して前記像担持体上に形成された静電潜像に前記トナーを付与して可視像を形成する現像手段とを備えた画像形成手段と、前記トナーカートリッジに備えられて該トナーカートリッジ内のトナー残量に応じて変位する被検出部と画像形成装置本体に備えられた検出部とを有する検出手段と、前記トナーカートリッジに備えられ、前記トナーを放出する放出口を開閉する開閉部材と、前記開閉部材の開閉動作を行ない、開状態としたとき前記検出部と前記被検出部間の検出経路を確保し、閉状態としたとき前記検出部と前記被検出部間の検出経路を遮る領域を備えた操作部と、前記画像形成手段の位置を変更する移動手段と、前記移動手段を動作させて前記画像形成手段の位置を移動させるとともに、前記画像形成手段の位置、前記トナーカートリッジの装着不良、及び前記トナー残量を前記検出手段の検出結果に基づいて判断する制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明による別の画像形成装置は、
帯電させられた表面を露光することにより静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体上に形成された静電潜像にトナーを付与して可視像を形成する現像手段とを備えた画像形成手段と、
トナーの残量を検出する検出手段と、
前記画像形成手段の位置を変更する移動手段と、
前記移動手段を動作させて前記画像形成手段の位置を移動させるとともに、前記画像形成手段の位置を前記検出手段の検出結果に基づいて判断する制御部とを備え、
前記画像形成手段は外壁を有し、この外壁上に、バーコードを設け、
前記画像形成手段が移動する際に、前記バーコードが順次前記検出手段の前を通過することにより、前記検出手段が、前記バーコードを読み取ることを特徴とする。
【００１１】
更に本発明による別の画像形成装置は、
帯電させられた表面を露光することにより静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体上に形成された静電潜像にトナーを付与して可視像を形成する現像手段とを備えた画像形成手段と、トナーの残量を検出する検出手段と、前記画像形成手段の位置を変更する移動手段と、前記移動手段を動作させて前記画像形成手段の位置を移動させるとともに、前記画像形成手段の位置を前記検出手段の検出結果に基づいて判断する制御部とを備え、前記現像手段は、トナーを攪拌する攪拌部材を有し、前記画像形成手段は外壁を有し、この外壁上に、高反射性領域と低反射性領域とを設け、前記低反射性領域は、前記外壁に設けられた凹陥部であり、前記高反射性領域は、前記トナー攪拌部材と連動しながらトナー残量を表す揺動運動をする反射部材であり、前記画像形成手段が移動する際に、前記高反射性領域と低反射性領域が順次前記検出手段の前を通過し、前記検出手段が、前記高反射性領域と低反射性領域からの反射光を検出し、前記凹陥部が前記検出手段と対向するとき、前記凹陥部と前記検出手段との間の距離は、前記検出手段の焦点距離よりも長いことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
図１は、本発明に係わるカラー記録装置を示す。カラー記録装置１は、４つの画像形成部２Ｂ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃを有する。画像形成部２Ｂ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃは、それぞれ、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの画像を形成する電子写真式ＬＥＤ印刷機構であり、記録媒体の挿入側から排出側へ向かって順に並べて配設される。この印刷機構は、感光ドラム６Ｂ、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、帯電ローラ７Ｂ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、ＬＥＤヘッド３Ｂ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、各色の現像部１２Ｂ、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び転写ローラ４Ｂ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃからなる。感光ドラム６Ｂ、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃは、矢印方向に回転し、帯電ローラ７Ｂ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｃは、各感光ドラムの表面を一様に帯電させる。ＬＥＤヘッド３Ｂ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃは、帯電された感光ドラムの表面を画像データに従って露光し、静電潜像を形成する。現像部１２Ｂ、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃは、現像ローラ９Ｂ、９Ｙ、９Ｍ、９Ｃと、現像ブレード１０Ｂ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃと、スポンジ１１Ｂ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃと、トナーカートリッジ２００Ｂ、２００Ｙ、２００Ｍ、２００Ｃから構成され、対応の色の静電潜像を現像して、感光ドラム上にトナー像を形成する。転写ローラ４Ｂ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃは、感光ドラム上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する。各画像形成部２Ｂ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃは、図示せぬ個別のモータにより駆動される。各モータは、印刷時に正転する。画像形成部をアップ位置へ移動するときは、シアンモータを逆転させて、スライドリンク６０をアップ方向（図１４のＢ方向）に移動させる。図１では、スライドリンク６０を省略してある。
【００１４】
本発明のトナーカートリッジについて以下に説明する
図２（ａ）は、一例としての黒トナーのトナーカートリッジ２００Ｂの構造を示す。トナーカートリッジ２００Ｂはシャッタレバー２１０を有し、シャッタレバー２１０を揺動操作してカートリッジ内部に収容されたトナーを排出する。シャッタレバー２１０には、窓２１０ａが設けてある。図２（ｂ）は、トナーカートリッジ２００Ｂが装着される画像形成部２Ｂを示す。画像形成部２Ｂは、画像形成装置の本体側のフレーム３の案内溝３ｂと３ｃ、フレーム４の案内溝４ｃと４ｄによりガイドされ、画像形成装置内に位置決めされている。フレーム３には、反射型フォトセンサであるトナーセンサ２５が設けられていて、トナーカートリッジ２００Ｂを画像形成部2Ｂに正しく装着すると、トナーカートリッジ側の窓２１０ａとトナーセンサ２５が対向する（図４（ｂ））。
【００１５】
図３は、トナーカートリッジ２００Ｂの構成を示す分解斜視図である。アウタケース２００ｃの長手方向の一端から、スポンジプレート２００ｄが装着され、更にその外側から、プレート２００ｅがアウタケース２００ｃに被嵌している。プレート２００ｅには、動力を外部から得るためのギア１９が回転可能に設けられ、ギア１９の回転はボスＡに伝達される。アウタケース２００ｃの長手方向の他端から、シャッタ２１５が回転可能に挿入される。シャッタ２１５の内部には、攪拌シャフト１８が、シャッタ２１５の長手方向に延出している。攪拌シャフト１８の一方の端は、ボスＡに回転可能に支持され、他方の端は、シャッタ２１５に挿入された軸受部Ｂに回転可能に支持される。ギア１９が回転すると、ボスＡを介して、攪拌シャフト１８が回転駆動される。シャッタ２１５の長手方向の一端部には、キャップ２１５ａが嵌合し、シャッタ２１５を閉じて、トナーの漏洩を防ぐ。
【００１６】
センサレバー２１は、キャップ２１５ａの近くにおけるシャッタ２１５の外壁上に、支点２１ａにて、揺動可能に支持される。シャッタ２１５には、シャッタレバー２１０が取り付けられ、後述されるように、内部にセンサレバー収容室２００ｂ（図６）を形成し、このセンサレバー収容室２００ｂ内に、センサレバー２１０が収容される。シャッタレバー２１０には、窓２１０ａが設けられている。センサレバー２１の長手方向の一端にはマグネット２２が取り付けられ、長手方向の他端には反射板２３が設けられる。攪拌シャフト１８が回転して、クランク部１８ｂが、マグネット２２に近づいて吸引されるとき、センサレバー２１が揺動し、反射板２３ は窓２１０ａと整列しない。クランク部１８ｂが、マグネット２２から遠ざかると、マグネット２２が攪拌シャフト１８に吸引されなくなり、反射板２３ は窓２１０aと整列する。
【００１７】
図４（ａ）と図４（ｂ）は、シャッタレバー２１０の回転位置と、フレーム３側に設けたトナーセンサ２５との位置関係を示す。図４（ａ）は、トナーカートリッジを画像形成部に載置した直後の状態を示す。図４（ａ）に示す状態では、画像形成装置側の突起３ｄがキャップ２１５ａ の凹部２１０ｃに進入してガイドの役目をする。このとき、窓２１０ａは、まだ、フレーム３側に設けたトナーセンサ２５と整列していない。図４（ａ）において、操作部２１０ｂを、矢印Ｋの方向に、ストッパ２００ｃに当たるまで、回転させると、図４（ｂ）のように、窓２１０ａが、フレーム３側に設けたトナーセンサ２５と整列する。図４（ｂ）に示す位置にて、トナーをトナーカートリッジから排出するとともに、トナーカートリッジの画像装置への装着が完了する。これにより、トナーセンサ２５は、反射板２３へ光を出射して、その反射光を受光して、トナーの残量を検出できる。トナーカートリッジが画像形成装置に装着が不良であった場合や、操作部２１０ｂが図４（ｂ）の位置にない場合は、反射型のトナーセンサ２５が、反射板２３からの反射光を正常に受光できないことを利用して、トナーカートリッジの画像形成部への装着不良や、トナーカートリッジの未装着などを検出できる。図４（ｂ）に示す位置にて、攪拌シャフト１８を所定の期間だけ回転駆動を続けると、クランク部１８ｂがマグネット２２に近づいたり遠ざかったりするので、トナーセンサ２５の出力は、断続的に変化する。この所定期間内にトナーセンサ２５の出力が断続的に変化しなければ、トナーカートリッジの装着状態が異常であると判定する。カートリッジが装着されていても、シャッタレバー２１０ｂが図４（ａ）の位置にあれば、トナーセンサ２５から出射された光が、シャッタレバー２１０やカートリッジの一部により反射されて、トナーセンサ２５に戻るので、少ない量の反射光が受光される。しかし、トナーセンサ２５の出力は断続的な変化をしない。トナーカートリッジが装着されていない場合は、トナーセンサ２５に戻ってくる反射光はほとんどないから、トナーセンサ２５の出力は、ローレベルのままであり、断続的な変化をしない。したがって、トナーセンサ２５の出力の大きさと、断続的な変化とを利用して、カートリッジの装着不良や未装着をオペレータに報知することができる。センサの出力を直接アラーム出力としてもよい。
【００１８】
図５は、窓２１０ａが、フレーム３側に設けたトナーセンサ２５と整列したときの状態を示す。画像形成装置がカラー画像用である場合は、複数色のトナーを使用する。トナーカートリッジの誤装着を防止するために、内部に収容したトナーと同じ色で、トナーカートリッジの外壁の一部を着色してもよい。しかし、外壁に設けた着色部の影響で、トナーセンサ２５の出力が変動しないようにする必要がある。画像形成装置の本体側のフレーム３や４の色は、どのトナー色に関しても共通なので、トナーセンサ２５の出力レベルに与える影響は、各トナー色に共通である。しかし、センサレバー２１の反射板２３から反射してくる光の強度が、上記外壁に着色した色による影響を受け難くするために、フレーム３側の開口３ａを小さくする。すなわち、窓２１０ａの縦寸法Ｈ１と横寸法のＬ１と、フレーム３に設けたトナーセンサ２５を取り付けるための開口部３ａの縦寸法Ｈ２と横寸法のＬ２の関係が、Ｈ１＞Ｈ２及びＬ１＞Ｌ２となるように選択する。また、窓２１０ａと開口部３ａを円形とする場合も、同様に、窓２１０ａの直径Ｄ１と開口部３ａが直径Ｄ２とが、Ｄ１＞Ｄ２の関係となるように選択する。
【００１９】
センサレバー２１が、シャッタ２１５の外壁に配置されるので、トナーが収容されているトナー室が外部に対してシールされた状態で、トナー残量を検出できる。反射型センサを使用するので、トナーセンサ２５とセンサレバー２１とが互いに接触しないで動作する。これにより、透過型センサを使用した場合と異なり、光路を遮断するための遮蔽板をセンサレバー２１から突出させる必要がない。したがって、トナーカートリッジが装着された画像形成部を画像形成装置に対して着脱したり、画像形成部に対してトナーカートリッジを着脱するのが容易である。
【００２０】
更に、トナー残量の検出が光によるので、電磁気的な問題からは開放され、画像形成装置の本体側のフレーム３や４の材質を特に限定する必要がない。本実施例では、上記トナー残量検出機構をトナーカートリッジ側に設けたが、例えば、現像ユニットに攪拌シャフト１８と反射型のトナーセンサ２５との組み合わせを適用すれば、同様に、現像ユニット内のトナー残量を検出できる。
【００２１】
本発明のトナー残量検出機構について更に詳しく説明する。図６と図７は、縦断面図である。図８は、図６と図７に示すボスＡの突起部と攪拌シャフト１８との係合関係の詳細を示す。各色のトナー残量検出機構は同じ構造なので、ブラックのトナー残量検出機構を例として説明する。
【００２２】
図６は、センサレバー２１の反射板２３が、光センサであるトナーセンサ２５と対向していないときを示しており、図７は、センサレバー２１の反射板２３が、トナーセンサ２５と対向する位置にあるときを示す。図８は、ボスＡの突起部と攪拌シャフトとの係合関係の詳細を示す。トナーセンサ２５は、反射板２３へ向けて光を出射し、反射板２３からの反射光を受光する。ブラックのトナーカートリッジ２００Ｂはトナー収容室２００ａと、トナー収容室２００ａに隣接するセンサレバー収容室２００ｂからなる。トナー収容室２００ａは長手方向に延出するとともに、内部には、トナー収容室の長手方向に延出する攪拌シャフト１８を有する。攪拌シャフト１８は、強磁性体からなり、第１クランク部１８ａと第２のクランク部１８ｂで形成されている。トナー収容室２００ａの長手方向の一端部には、回転するボス部Ａが設けられ、他端部には、軸受部Ｂが設けられている。攪拌シャフト１８の回転軸は、一端が前記ボス部Ａに、また他端が前記軸受部Ｂに、自由回転できるように支持される。前記ボス部Ａが、外部からの駆動源により、ギヤ１９を介して回転されると、図８に示すように、ボス部Ａの突起部２７が攪拌シャフト１８の第１クランク部１８ａに当接して、攪拌シャフト１８を回転させる。
【００２３】
第１クランク部１８ａは、第２クランク部１８ｂよりも寸法が大きいので、第１クランク部１８ａの重量は、第２クランク部１８ｂよりも大きい。攪拌シャフト１８の回転軸は、自由回転できるように支持されているので、第１クランク部１８ａがボス部Ａとともに回転して上死点を過ぎると、自重で回転して、トナーの上に落下する。トナーの残量が少ない場合は、第１クランク部１８ａは下死点近くまで落下して、回転するボス部Ａにより再び回転駆動されるまで下死点付近で停止している。
【００２４】
トナーカートリッジ２００Ｂのセンサレバー２１収容室２００ｂには、攪拌シャフト１８と連動してトナー残量を検出するセンサレバー２１が設けられている。センサレバー２１は、その中間部で揺動可能に支持され、一端にはマグネット２２が埋め込まれており、他端には、反射板２３が設けられている。攪拌シャフト１８が回転し、第２のクランク１８ｂ部がマグネット２１に近づくと、マグネット２２が第２のクランク部１８ｂに、磁力により引き寄せられる。このとき、センサレバー１８は、図６で示す姿勢となり、反射板２３が開閉窓２４を開放する。攪拌シャフト１８が更に回転し、第２のクランク部１８ｂがマグネット２２から遠ざかると、マグネットが第２のクランク部１８ｂとの間に作用する磁力から解放される。このとき、センサレバー２１が、図７で示す姿勢となり、反射板２３が、トナーカートリッジ２００Ｂに設けられた開閉窓２４を閉塞する。装置本体側には、トナーカートリッジ２００Ｂの開閉窓２４と対向する位置にトナーセンサ２５及びセンサ基板２６が取りつけられている。
【００２５】
攪拌シャフト１８が回転をしている間は、センサレバー２１の揺動運動を繰り返すので、反射板２３が、開閉窓２４を閉塞してトナーセンサ２５からの光を反射する位置（図７）と、開閉窓２４を開放してトナーセンサ２５の光を反射しない位置（図６）との間で揺動運動を繰り返す。トナーセンサ２５は反射型センサを使用し、反射板２３が光を反射するときと、反射しないときとで異なるレベルの検出信号を出力する。
【００２６】
トナー残量検出動作について説明する。図９は、本発明の画像形成装置の制御ブロックを示す。図１０（ａ）から図１０（ｄ）は、トナー残量が多いときのクランク部の動作を示す。図１１（ａ）から図１１（ｃ）は、トナー残量が少ないときのクランク部の動作を示す。図１２は、トナー残量が多い場合と少ない場合とにおける、クランク部の回転位置とトナーセンサの出力の関係を示す。
【００２７】
まず、トナーカートリッジのトナー残量が十分にあるときのトナー残量検出動作を、図１０（ａ）から図１０（ｄ）と、図１２とを参照して説明する。攪拌シャフト１８の第１クランク部１８ａがボス部Ａの突起部２７に押されて図１０（ａ）に示す上死点を過ぎるまで回転すると、第１クランク部１８ａが自重で落下するようにして回転し、トナーの頂上に着陸して停止する。その後、定速度で回転しているボス部Ａの突起部２７が、再び、第１クランク部１８ａを押すまで、攪拌シャフト１８は回転せずにトナーの上で停止している。図１０（ａ）の位置では、第２クランク部１８ｂが、点線で示す検出領域（マグネット２２が第２クランク部１８ｂを吸引している）には到達していないので、反射板２３は開閉窓２４を閉じており（トナーセンサ２５からの光を反射する状態）、このとき、トナーセンサ２５の検出出力はローレベルである。
【００２８】
図１０（ｂ）に示すように、ボス部Ａの突起部２７が第１クランク部１８ａに達すると、突起部２７は第１クランク部１８ａを押し、攪拌シャフト１８の回転を開始する。ボス部Ａが更に回転を続け、図１０（ｃ）に示すように、第２クランク部１８ｂが点線で示す検出領域に入ると、マグネット２２が第２クランク部１８ｂを吸引するので、センサレバー２１が揺動して、反射板２３は開閉窓２４を開放し、トナーセンサ２５からの光を反射しないようになる。このとき、トナーセンサ２５の検出出力は、図１２に示すようにハイレベルとなる。その後、定速度で回転するボス部Ａの突起部２７に押され、第１クランク部１８ａが回転し、第２クランク部１８ｂが検出領域を出ると（図１０（ｄ））、マグネット２１が第２クランク部１８ｂを吸引しなくなるので、センサレバー２１が揺動して、反射板２３は開閉窓２４を閉じて、トナーセンサ２５からの光を反射する。このときのトナーセンサ２５の検出出力は、図１２に示すようにローレベルとなる。このようにトナー残量が十分に多いときは、トナーセンサ２５の検出出力がハイレベルとなる期間（ＴＨ）は、ローレベルの期間よりも短くなる。
【００２９】
次に、トナー残量が少ないときの動作を、図１１（ａ）から図１１（ｃ）と、図１２とを参照して説明する。攪拌シャフト１８の第１クランク部１８ａは、回転するボス部Ａの突起部２７に押されて回転する。攪拌シャフト１８の第１クランク部１８ａがボス部Ａの突起部２７に押されて上死点を過ぎるまで回転すると、第１クランク部１８ａが自重で落下するようにして回転し、図１１（ａ）に示すトナーの頂上に着陸して停止する。このとき、第２クランク部１８ｂは、トナーセンサの検出領域内に入っているので、マグネット２１が第２クランク部１８ｂを吸引する。したがって、センサレバー２１が揺動して、反射板２３が開閉窓２４を開放状態（トナーセンサ２５からの光を反射しない状態）にし、トナーセンサ２５の検出出力は図１２に示すようにハイレベルとなる。その後、定速度で回転しているボス部Ａの突起２７が第１クランク部１８ａに達するまで、攪拌シャフト１８は回転せずに停止している。ボス部Ａが回転を続け、突起部２７が第１クランク部１８ａに達すると（下死点の近く、図１１（ｂ））、突起部２７が第１クランク部１８ａを押して攪拌シャフト１８を再び回転させる。そして、第２クランク部１８ｂが検出領域を出るまで（図１１（ｃ））、定速度で回転する突起部２７に押されて、第１クランク部１８ａが回転を続ける。第２クランク部１８ｂが検出領域を出ると、マグネット２１が第２クランク部１８ｂを吸引しなくなる。したがって、センサレバー２１が揺動して、反射板２３は開閉窓２４を閉じ、反射板２３は、トナーセンサ２５からの光を反射する。このときのトナーセンサ２５の検出出力は、図１２に示すようにローレベルとなる。このようにトナー残量が少ないときは、トナーセンサ２５の検出出力がハイレベルとなる期間（ＴＬ）は、ローレベルの期間よりも長くなる。
【００３０】
上述のように、マグネット２１が第２クランク部１８ｂを吸引している期間は、トナー残量が多いときは短く、トナー残量が少ないときは長い。トナーセンサ２５の出力がハイベルからローレベルへ切り換わるときの突起部２７の回転位置は、トナーの残量が多い場合と、少ない場合とで同じである。制御部３２は、トナーセンサ２５の検出出力がハイレベルである時間長（ＴＨ）又はローレベルである時間長（ＴＬ）をタイマ３０等で測定し、この時間長からトナー残量の検出を行っている。
【００３１】
画像形成手段のアップ／ダウン機構について説明する。図１３は、画像形成手段がダウン位置に置かれた状態を示す。図１４はアップ／ダウン機構の斜視図である。図１５は画像形成手段がアップ位置におかれた状態を示す。
【００３２】
太陽ギヤとしてのギヤ３７、３７（図１３には１つのみを示す）を固着した回転シャフト３３は、ブラケット６５、６５の一端に回転自在に軸支されている。スライドリンク６０、６０には、矢印Ｂ−Ｃ方向に伸びる長孔６０ａ、６０ｂが設けられていて、これら長孔６０ａ、６０ｂを、回転シャフト３３及びギヤ６３、６３の支軸が貫通する。長孔６０ａ、６０ｂは矢印Ｂ−Ｃ方向に長くなっているので、スライドリンク６０、６０が矢印Ｂ−Ｃ方向に移動する際、回転シャフト３３及びギヤ６３、６３の支軸が、スライドリンク６０、６０の移動を邪魔しない。
【００３３】
スライドリンク６０、６０は、カム面７０を有し、このカム面７０は、ガイド面７０ａと、ガイド面７０ｂと、ガイド面７０ａとガイド面７０ｂとを繋ぐ斜面７０ｃとからなり、黒印刷用の感光ドラムシャフト２０ａが係合する。また、スライドリンク６０、６０は、更に、３つのカム面７１を有し、各カム面７１は、ガイド面７１ａ、ガイド面７１ｂ、ガイド面７１ａとガイド面７１ｂとを繋ぐ斜面７１ｃとからなる。各カム面７１には、対応するカラー印刷用の感光ドラムシャフト２０ａが係合する。ガイド面７０ａは略平坦であり、ガイド面７１ａは略Ｖ字形である。ガイド面７１ａは、スライドリンク６０の移動方向（図１５のＢ方向とＣ方向）に、ガイド面７０ｂより長く、画像形成手段１６の感光ドラムシャフト２０ａが第１のガイド面７０ａに支持されているとき、画像形成手段１７−１９の感光ドラムシャフト２０ａが第１のガイド面７１ａに支持されている。
【００３４】
非印刷時（アップ動作時）には、駆動モータ３８を矢印のＤ方向に回転させ、ギヤ列４０−４２をそれぞれ矢印方向に回転してギヤ３７を矢印Ｅ方向に回転させる。ギヤ３７が矢印Ｅ方向に回転すると、回転シャフト３３、遊星ギヤ６１、６１も一体に回転し、ブラケット６５、６５が矢印Ｉ方向に回動して遊星ギヤ６１、６１をラック６４に噛み合わせ、スライドリンク６０、６０を予め定めた距離だけ矢印Ｂ方向に移動させる。
【００３５】
図１５において、スライドリンク６０、６０が矢印Ｂ方向に移動すると、画像形成手段２Ｂ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃの感光ドラムシャフト２０ａが、カム面７０とカム面７１及びガイド溝２８に沿ってガイドされて矢印Ｆ方向に移動する。このとき、画像形成手段２Ｂ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃの側壁から突出したシャフト１６ａ−１９ａも、ガイド溝２９に沿って矢印Ｆ方向に移動する。これにより、画像形成手段２Ｂ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃを搬送ベルト１３から所定の距離だけ持ち上げる（アップ位置）。
【００３６】
シャフト２０ａが、カム面７０のガイド面７０ｂと、カム面７１のガイド面７１ａに支持されている位置で、駆動モータ３８を停止させ、駆動モータ３８に適正な保持電流を流すことにより、スライドリンク６０、６０をこの位置に保持する）。
【００３７】
黒印刷をする場合は、駆動モータ３８を矢印Ｇ方向に回転させ、ギヤを矢印Ｈ方向に回転させる。ギヤ３７が矢印Ｈ方向に回転すると、回転シャフト３３、遊星ギヤ６１、６１も一体に回転し、ブラケット６５、６５が矢印Ｊ方向に回動して遊星ギヤ６１、６１をラック６２に噛み合わせ、スライドリンク６０、６０を予め定めた距離だけ矢印Ｃ方向に移動させる。
【００３８】
スライドリンク６０、６０が矢印Ｃ方向に移動すると、黒印刷用の画像形成手段１６の感光ドラムシャフト２０ａが第１のガイド面７０ａに支持され、カラー印刷用の画像形成手段２Ｙ、２Ｍ、２Ｃの感光ドラムシャフト２０ａが第２のガイド面７１ａに支持される。このとき、駆動モータ３８を停止させ、適正な保持電流を駆動モータ３８に流すことにより、スライドリンク６０、６０をこの位置（黒印刷用の画像形成手段のダウン位置）に保持する。したがって、黒印刷用の画像形成手段２Ｂの感光ドラム２０は搬送ベルト１３に圧接し、カラー印刷用の画像形成手段２Ｙ、２Ｍ、２Ｃの感光ドラム２０は搬送ベルト１３から所定距離だけ持ち上がっている。この状態で、黒印刷が可能となる。
【００３９】
カラー印刷をする場合は、スライドリンク６０、６０を、更に、矢印Ｃ方向に移動する。黒印刷用の画像形成手段１６の感光ドラムシャフト２０ａがガイド面７０ａに支持され、カラー印刷用の画像形成手段２Ｙ、２Ｍ、２Ｃの感光ドラムシャフト２０ａがガイド面７１ｂに支持されている位置までスライドリンク６０、６０が移動したら、駆動モータ３８を停止させる。その後、適正な保持電流を駆動モータ３８に流すことによりスライドリンク６０、６０をこの位置（カラー印刷用の画像形成手段のダウン位置）に保持する。この状態で、全ての画像形成手段２Ｂ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃの感光ドラム２０が搬送ベルト１３に圧接し、カラー印刷が可能になる。
【００４０】
画像形成手段のアップ位置とダウン位置の検出を説明する。スライドリンク６０、６０の動作が正常に行われていれば、各画像形成部２Ｂ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃは、アップ位置及びダウン位置に正しく位置決めされる。何らかのトラブルが発生すると、スライドリンク６０、６０が移動しても、各画像形成部が正しく位置決めされるとは限らない。したがって、各画像形成部をアップ位置及びダウン位置に移動する度に、正しく位置決めされたかどうかを確認する必要がある。例えば、保守サービス等を行う際に、画像形成部を戻し忘れた場合、アラームを発生することができる。
【００４１】
画像形成手段のアップ位置／ダウン位置の検出は、画像形成手段が上下に移動する動きをトナーセンサ２５で読みとることにより行う。本実施の形態では、本体側に固定したトナーセンサ２５が、反射板２３を検出することにより、画像形成手段の上下動を検出する。更に、低反射性領域としては、画像形成手段の外壁構造を使用する。
【００４２】
図１７（ａ）と図１７（ｂ）は、ダウン位置にあるときの画像形成手段を点線で示し、アップ位置にあるときの画像形成手段を実線で示す。図１７（ａ）は側面図であり、図１７（ｂ）は、正面図である。トナーセンサ２５は、本体側の固定位置に設けられている。
【００４３】
図１６は、高反射性を示す（例えば明るい色）反射板２３と、反射板２３のすぐ隣に位置する低反射性（例えば暗い色）の外壁部２ａとを示す。低反射性を示す材料としては、外壁部２ａを構成しているモールドに黒色塗料（例えば、マンセルＮ１．５の濃度）を混合したものなどがある。コストの点では高いが、つや消し黒色塗料による表面塗装も考えられる。トナーセンサ２５により検出される外壁部にのみ非反射性シールを貼ってもよい。トナーセンサ２５は、画像形成手段がダウン位置からアップ位置へ上昇するときは、「明るい色」→「暗い色」の順に受光の変化を検出し、画像形成手段がアップ位置からダウン位置へ下降するときは、「暗い色」→「明るい色」の順に受光の変化を検出する。
【００４４】
アップ／ダウン動作の制御について説明する。本実施の形態によるアップ／ダウン制御では、下記のような制約がある。反射板２３は、各画像形成手段を駆動するためのモータにより駆動されている。しかし、トナー残量及び機構の寸法ばらつき等が原因で、各画像形成手段の反射板２３は、少しずつ異なるタイミングで駆動される。したがって、本実施例で、カラーの画像形成手段を搬送ベルト１３から持ち上げたり、搬送ベルト１３上に降ろしたりするときは、複数の画像形成手段のうち１つを代表して検出することにより、アップ／ダウン動作の制御を行う。更に、カラー印刷用の画像形成手段と、黒印刷用の画像形成手段とは、アップ／ダウン動作の制御を別々に行う。すなわち、アップ動作の制御では、カラー印刷用の画像形成手段のアップ動作をした後、黒印刷用の画像形成手段のアップ制御を行う。ダウン動作の制御では、黒印刷用の画像形成手段についてダウン動作の制御をした後、カラー印刷用の画像形成手段についてダウン動作の制御を行う。
【００４５】
アップ動作の制御を説明する。黒印刷を行うときには、印刷開始前に、シアン用のカラー画像形成部の駆動モータを逆転させることにより、スライドリンク６０、６０を図１５のＢ方向へ予め定めた距離だけスライドさせて、各カラー画像形成部をアップ位置に持ち上げる。
【００４６】
画像形成手段の側壁には、図１で示したように開閉窓２４が設けてあり、攪拌シャフト１８が回転すると、反射板２３が開閉窓２４を開閉する。アップ動作に先だって、反射板２３が開閉窓２４を閉じる位置まで、駆動モータを正転させる。反射板２３が開閉窓２４を完全に閉じる位置まで移動したら、駆動モータを停止させる。この位置では、トナーセンサ２５から出た光は、反射板２３に反射されてトナーセンサ２５へ入射する。次に、シアン用の画像形成手段の駆動モータを逆転し、アップ動作を開始する。画像形成手段は、徐々に上昇し、トナーセンサ２５の視軸上に反射板２３が現れ、トナーセンサ２５は反射板２３から反射される光の読み取りを開始する。画像形成手段が更に上昇すると、反射板２３がトナーセンサ２５の視軸から外れ、代わりに、画像形成手段の外壁部２ａが、トナーセンサ２５の視軸上に現れる。しかし、画像形成手段の外壁部１ａは反射性が低いので、トナーセンサ２５には、充分な反射光が入射しない。すなわち、トナーセンサ２５は、画像形成手段がダウン位置からアップ位置へ上昇するときは、「明るい色」→「暗い色」の順に受光の変化を検出する。したがって、画像形成手段がアップ位置に到達すると、トナーセンサ２５の検出出力はローレベルとなり、画像形成手段のアップ動作を完了したことになる。反射板２３が開閉窓を閉塞したまま、画像形成手段は、アップ位置に固定される。
【００４７】
更に、黒印刷用の画像形成手段もアップさせる場合は、黒印刷用の画像形成手段の反射板２３が開閉窓２４を閉じる位置まで、黒印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させる。反射板２３が開閉窓２４を完全に閉じたら、駆動モータを停止させる。その後、カラー印刷用の画像形成手段のアップ動作と同様に、シアンモータを逆転させることにより、黒印刷用の画像形成手段をアップ動作させる。
【００４８】
図１８（ａ）は、画像形成手段がダウン位置にあるときの光センサ２５の検出出力を示す。攪拌シャフトの回転周期に従って、反射板２３が周期的に開閉窓２４を開閉する。したがって、光センサ２５は、反射板２３からの反射光を検出するので、光センサ２５の検出出力は、ハイレベルとローレベルの周期的な繰り返しとなる。図１８（ｂ）は、画像形成手段がアップ位置にあるときの光センサ２５の検出出力を示す。開閉窓２４は、トナーセンサ２５の視軸より充分上方にあるので、トナーセンサ２５は、反射板２３からの反射光を検出しない。したがって、トナーセンサ２５の検出出力は、ローレベルのままである。
【００４９】
次に、ダウン動作の制御を説明する。黒印刷用の画像形成手段のみをダウンさせる場合は、スライドリンクを図１５のＣ方向に予め定めた距離だけ移動させて、黒印刷用の画像形成部をダウン位置に降ろす。
【００５０】
すなわち、シアン用の画像形成手段の駆動モータを正転し、ダウン動作を開始する。このとき、トナーセンサ２５の視軸上には、画像形成手段の外壁部２ａがある。しかし、画像形成手段の外壁部２ａは反射性が低いので、トナーセンサ２５には、充分な反射光が入らず、センサ出力はない。画像形成手段は、更に、徐々に下降する。やがて、トナーセンサ２５の視軸上に反射板２３が現れ、トナーセンサ２５は反射板２３により反射される光の読み取りを開始する。画像形成手段が、更に下降すると、反射板２３がトナーセンサ２５の視軸から外れ、代わりに、黒印刷用の画像形成手段の外壁部２ａが、トナーセンサ２５の視軸上に再び現れる。すなわち、画像形成手段がアップ位置からダウン位置へ下降するときは、「暗い色」→「明るい色」の順に受光の変化を検出する。
【００５１】
すなわち、トナーセンサ２５の検出出力は、黒印刷用の画像形成手段をアップさせた場合とは、逆に変化する。ダウン動作の場合は、反射板２３からの反射光を検出できても、シアン画像形成手段の駆動モータをすぐには停止させず、更に、予め定めた駆動パルス数だけ、駆動モータの回転を続行し、黒印刷用の画像形成手段を正しいダウン位置へ設定する。
【００５２】
黒印刷用の画像形成手段のダウン動作を完了した後、カラー用画像形成手段も、ダウン位置へ移動する場合は、黒印刷用の画像形成手段と同様に、トナーセンサ２５の出力波形を監視しながらダウンさせる。
【００５３】
図１９（ａ）と図１９（ｂ）は、実施例１の動作を示すフローチャートである。
図１９（ａ）はアップ動作を示す。図１９（ａ）を参照して、アップ動作を詳細に説明する。ステップＳ１にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させて、全ての画像形成手段をダウン位置にセットする。ステップＳ２にて、シアンのトナーセンサ２５に入力する光の強度を検出し、ステップＳ３にて、トナーセンサ２５が、反射板２３の揺動による反射光の有無の繰り返し（図１８（ａ））を検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ１３ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ４へ進む。このとき反射板による反射光が有る状態で止める。ステップＳ４にて、シアン用の画像形成手段の駆動モータを逆転させ、アップ動作を開始する。ステップＳ５にて、トナーセンサ２５が外壁部２ａによる反射光（暗い色）を検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ１４へ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ６へ進む。ステップＳ６にて、カラー印刷用の画像形成手段のアップ動作が完了したことを確認する。
【００５４】
ステップＳ７にて、黒印刷用の画像形成手段用の駆動モータとベルトモータを回転させる。ステップＳ８にて、黒のトナーセンサ２５に入射する光の強度を検出し、ステップＳ９にて、トナーセンサ２５が、反射板２３の揺動による反射光の有無の繰り返し（図１８（ａ））を検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ１５ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ１０へ進む。このとき反射板による反射光が有る状態で止める。ステップＳ１０にて、シアン用の画像形成手段の駆動モータを逆転させ、アップ動作を開始する。ステップＳ１１にて、トナーセンサ２５が外壁部による反射光（暗い色）を検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ１６ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ１２へ進む。ステップＳ１２にて、カラー印刷用の画像形成手段のアップ動作が完了したことを確認する。
【００５５】
図１９（ｂ）はダウン動作を示す。図１９（ｂ）において、ステップＳ１７にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒用の画像形成手段の駆動モータと、シアン用の画像形成手段の駆動モータとを正転させ、ダウン動作を開始する。ステップＳ１８において、黒のトナーセンサ２５に入射する光の強度を検出し、ステップＳ１９にて、トナーセンサ２５が、反射板２３による反射光を検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ２５ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ２０へ進む。ステップＳ２０にて、更に、予め定めたパルス数だけ、シアン用の画像形成手段の駆動モータを正転させた後、黒用の画像形成手段のダウン動作を終了する。
【００５６】
更に、ステップＳ２１にて、ベルトモータと、黒の画像形成手段及びカラーの画像形成手段の駆動モータを正転させる。ステップＳ２２にて、シアン用画像形成手段のトナーセンサ２５に入力する光の強度を検出し、ステップＳ２３にてトナーセンサ２５が、反射板２３による反射光を検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ２６ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ２４へ進む。ステップＳ２４にて、更に、予め定めたパルス数だけ、シアン用の画像形成手段の駆動モータを正転させて、カラー印刷用の画像形成手段のダウン動作を完了とする。
【００５７】
画像形成手段のアップ位置とダウン位置の検出精度を向上させるために、反射板２３の表面にバーコードを設けて、トナーセンサ２５が受光する光をコード化してもよい。図２０は１つのバーコード例を示し、図２１はもう一つのバーコード例を示す。
【００５８】
図２０に示すバーコードは、細い低反射性部分と太い低反射部分とからなる。細い低反射性部分の幅は共通であり、画像形成手段が異なると低反射性部分の数が異なる。Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの細い低反射性部分の数は、それぞれ、１、２、３、４である。太い低反射性部分の幅は、画像形成手段毎に異なる。しかし、どの画像形成手段でも、太い低反射性部分の幅は、細い低反射性部分の幅より大きい。細いパルス波形と太いパルス波形の持続期間を制御部のタイマで計測する。矢印ａはダウン動作時の画像形成手段の移動方向（すなわち、バーコードの移動方向）を示し、矢印ｂはアップ動作時の画像形成手段の移動方向を示す。図２１に示すバーコードは、細い低反射性部分と太い低反射部分とからなる。しかし、細い低反射性部分と太い低反射部分は、それらの幅と数がバーコード毎に異なり、規則性がない。
【００５９】
実施の形態１では、画像形成手段のアップ動作の制御と、ダウン動作の制御をするのに、トナーセンサ２５を検出器として使用する。また、高い反射性を示す部材として、反射板２３を使用する。低い反射性を示す部材としては、図１６に示すように、画像形成手段の外壁２ａを利用する。したがって、アップ／ダウン検出用の専用センサを設ける必要がないので、製造コストを下げることができる。また、バーコードによりアップ位置とダウン位置の検出精度を向上させることができる。
【００６０】
実施の形態２
図２２は、画像形成手段の外壁をへこませた実施の形態２を示す斜視図である。
実施の形態１と異なる部分のみを説明する。実施の形態２では、画像形成手段のアップ動作の制御とダウン動作の制御をするのに、トナーセンサ２５を検出器として使用する。高い反射性を示す部材として、反射板を使用する。低い反射性を示す部材としては、図２２に示すように、画像形成手段の外壁をへこませて、トナーセンサ２５と外壁との間の距離を、トナーセンサの焦点距離よりも大きく設定して、外壁からの反射光がトナーセンサに進入しないようにする。
【００６１】
実施の形態２によれば、バーコードやマークシートを画像形成手段の外壁２ａに設ける必要がなくなり、部品点数の削減やマークシートなどを外壁に張りつける作業時間を削減できる。アップ動作の制御とダウン動作の制御は、図１９（ａ）と図１９（ｂ）に示すフローチャートと同じなので説明は省略する。
【００６２】
実施の形態３
図２３は画像形成手段の外壁にシボ処理を施した場合を示す。図２４（ａ）は反射板２３がセンサからの出力光を鏡面反射する場合を示し、図２４（ｂ）は、外壁がセンサからの出力光を乱反射する場合を示し、図２４（ｃ）は、図２４（ａ）と、図２４（ｂ）におけるセンサの出力を示す。実施の形態３では、画像形成手段のアップ動作の制御とダウン動作の制御をするのに、トナーセンサ２５を検出器として使用する。高い反射性を示す部材として、反射板２３を使用する。低い反射性を示す部材としては、図２３に示すように、画像形成手段の外壁２ａにシボ処理を施す。シボ処理をした外壁部は、トナーセンサ２５からの出力光を拡散反射するので、トナーセンサ２５には充分な光量の反射光が入射せず、トナーセンサ２５の検出出力はハイレベルとなる。
【００６３】
図２３に示すように、開閉窓２４の下方には、シボ処理された画像形成手段の外壁２ａがある。画像形成手段がダウン位置にあるときは、図２４（ａ）に示すように反射板２３は、トナーセンサ２５からの出力光を鏡面反射し、反射光は、センサ２５に進入する。これにより、トナーセンサ２５の検出出力は、図２４（ｃ）に示すようなローレベルとなる。画像形成手段がアップ位置にあると、トナーセンサ２５からの出力光は、シボ処理された外壁により拡散反射される。したがって、反射光は、トナーセンサ２５に進入しない。これにより、トナーセンサ２５の検出出力は、図２４（ｃ）に示すようハイレベルとなる。
【００６４】
実施の形態４
装置の構造は、実施の形態３と同じなので、動作のみを説明する。実施の形態４では、駆動モータを予め定めた回転量だけ回転させることにより、画像形成手段をアップ位置からダウン位置へ移動したり、ダウン位置からアップ位置へ移したりする。図２５は、実施の形態４におけるアップ動作の制御を示し、図２６はダウン動作の制御を示す。
【００６５】
図２５を参照して、アップ動作を説明する。図２５において、ステップＳ５０にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させて、全ての画像形成手段のダウン位置にセットする。ステップＳ５１にて、シアン用のトナーセンサ２５に入力する光の強度を検出し、ステップＳ５２にて、各画像形成手段のトナーセンサ２５が、対応する反射板２３の揺動による反射光の有無の繰り返しを検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ５８ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ５３へ進む。このとき、反射板による反射光が有る状態で止める。ステップＳ５３において、シアン用の画像形成手段の駆動モータを逆転させ、アップ動作を開始する。ステップＳ５４にて、カラー印刷用の画像形成手段を予め定めた距離だけ上昇させる。ステップＳ５５にて、再び、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させて、全ての画像形成手段を駆動する。ステップＳ５６にて、各画像形成手段のトナーセンサ２５の検出出力に変化があったか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ５７ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ５３へ進む。
【００６６】
ステップＳ６０にて、ベルトモータと、黒印刷用の画像形成手段の駆動モータとを回転させる。ステップ６１にて、黒用のトナーセンサ２５に入力する光の強度を検出し、ステップＳ６２にて、トナーセンサ２５が、反射板２３の揺動による反射光の有無の繰り返しを検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ６８へ進み、ＹＥＳならステップＳ６３へ進む。このとき、反射板による反射光が有る状態で止める。ステップＳ６３にて、シアン用の画像形成手段の駆動モータを逆転させて、アップ動作を開始する。ステップＳ６４にて、黒画像形成手段を、予め定めた距離だけ上昇させる。ステップＳ６５にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータ、黒印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させる。ステップＳ６６にて、黒トナーセンサ２５の検出信号に変化があったかどうかを判定する。ＮＯなら、ステップＳ６７へ進み、黒印刷用の画像形成手段のアップ動作を完了とする。ＹＥＳならステップＳ６９へ進む。
【００６７】
図２６を参照して、ダウン動作を説明する。ステップＳ７０にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータ、黒印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させる。ステップＳ７１にて、黒印刷用の画像形成手段を予め定めた距離だけ下降させる。ステップＳ７２にて、黒用のトナーセンサ２５に入力する光の強度を検出し、ステップＳ７３にて、トナーセンサ２５が、反射板２３による反射光を検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ７９へ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ７４へ進み、黒印刷用の画像形成手段のダウン動作を完了したものとする。ステップＳ７５にて、カラー印刷用の画像形成手段を、予め定めた距離だけ下降させる。ステップＳ７６にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させる。ステップＳ７７にて、トナーセンサ２５が、反射板２３による反射光を検出したか否かを判定する。ＹＥＳなら、ステップＳ７８へ進み、カラー印刷用画像形成手段のダウン動作を完了する。ＮＯなら、ステップＳ８０へ進む。
【００６８】
実施の形態５
図２７は、実施の形態５におけるマークを示す。実施の形態５では、図２７に示すようなマークを、装置本体側に設けたトナーセンサ２５に読み取らせて、画像形成手段のアップ動作やダウン動作を検出する。矢印ａは、画像形成手段がトナーセンサ２５に対して上昇方向に移動することを示す。矢印ｂは、画像形成手段がトナーセンサ２５に対して下降方向に移動することを示す。画像形成手段のアップ動作が始まったことを認識する目的で、マークの端部に細いスリットを入れて短い期間内に信号が変化するようにしている。単純な黒ベタのマークで、画像形成手段のアップ動作の開始及び終了が読み取れれば、スリットはなくてもよい。マークの黒い部分が低反射性部であり、黒いマークの前後及び細いスリットの部分は、高反射性部である。
【００６９】
トナーセンサ２５の検出出力の波形は、細いパルス波形と太いパルス波形の組み合わせである。細いパルス波形と太いパルス波形の持続期間を制御部のタイマで計測する。図２７の例では、トナーセンサ２５が、細い低反射部の後に太い低反射部を読み取ると、アップ動作が終了したものと判定する。また、トナーセンサ２５が、太い低反射性部の後に細い低反射性部を読み取ると、ダウン動作が終了したものと判定する。
【００７０】
図２８（ａ）と図２８（ｂ）は、実施の形態５による画像形成手段のアップ動作の制御とダウン動作の制御とを示すフローチャートである。図２８（ａ）を参照してアップ動作を説明する。ステップＳ８１にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させて、全ての画像形成手段をダウン位置にセットする。アップ動作を開始する直前に、各画像形成手段がどんな位置にあっても、感光ドラムが１回転できる程度のモータの回転量で充分ダウン位置まで到達できる。ステップＳ８２にて、シアン用の画像形成手段の駆動モータを逆転させて、アップ動作を開始する。ステップＳ８３にて、シアン用トナーセンサ２５に入力する光の強度を検出し、ステップＳ８４にて、トナーセンサ２５が、高反射性部→細い低反射性部→高反射性部を検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ８８ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ８５へ進む。ステップＳ８５において、アップ動作が正常に進んでいるものとする。ステップＳ８６にて、太い低反射性部→高反射性部が検出されたか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ８９ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ８７へ進む。
【００７１】
図２８（ｂ）を参照してダウン動作を説明する。ステップＳ９０にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させて、全ての画像形成手段のダウン動作を開始する。ステップＳ９１にて、トナーセンサ２５が、高反射性部→太い低反射性部→高反射性部を検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ９７ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ９２へ進む。ステップＳ９３にて、トナーセンサ２５が、細い低反射性部→高反射性部を検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ９８ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ９４へ進む。ステップＳ９４にて、ダウン動作が正常に進んでいるものとする。ステップＳ９５にて、更に、予め定めたパルス数だけ、各モータを回転させて、各画像形成手段を十分にダウンさせる。ステップＳ９６にて、ダウン動作を完了する。なお、アップ動作を開始する前に反射板の位置をセンサと対向する位置とさせておくことは前の実施の形態で説明した動作と同様である。
【００７２】
実施の形態６
実施の形態５と異なる点は、アップ／ダウン動作検出用のマークである。図２９は、実施の形態６で使用するバーコードを示す。実施の形態５では、単純なマークで検出したが、実施の形態６では、バーコードを使用することで位置検出精度を高める。バーコードは、複数の低反射性部と複数の高反射性部との組み合わせであり、各画像形成手段に共通である。
【００７３】
実施の形態５を示す図２７において、矢印ａは、画像形成手段がトナーセンサ２５に対して上昇方向に移動することを示す。矢印ｂは、画像形成手段がトナーセンサ２５に対して下降方向に移動することを示す。画像形成手段が上昇又は下降すると、バーコードがトナーセンサ２５の視軸を通過するので、トナーセンサ２５は、バーコードを読み取ることができる。トナーセンサ２５の検出出力のパルス数を、図９に示す制御部３２を介してカウンタ３１が、信号変化の開始から計数する。これにより画像形成手段のアップ／ダウン動作する上下方向の位置が分かる。
【００７４】
図２９の例では、４つの細い低反射性部（黒い部分）と１つの太い低反射性部を読み取ると、画像形成手段のアップ動作が完了したものと判断する。４つの細い低反射性部の幅は、予め定められた個数の“１”と“０”信号が得られるように選択される。これら、４つの細い低反射性部の幅は、互いに少し異なっていてもかまわないが、太い低反射性部よりも充分細くしておく。トナーセンサ２５の検出出力の波形は、パルス波形であるから、このパルス数を計数する。
【００７５】
アップ動作は、画像形成手段が、所定の距離以上にアップしていれば、多少の誤差は問題ではないが、ダウン動作では、正確にダウン位置に停止する必要がある。実施の形態５では、画像形成手段のアップ又はダウン動作する移動量が僅かに不足となり、アップ動作又はダウン動作がエラーとなることがあるが、実施の形態６のバーコードを使用すれば、アップ位置やダウン位置が正確に検出できるので、エラーを生じにくい。したがって、実施の形態６のバーコードを使用すれば、有利である。
【００７６】
図３０（ａ）と図３０（ｂ）は、実施の形態６による画像形成手段のアップ動作の制御とダウン動作の制御を示すフローチャートである。
【００７７】
図３０（ａ）を参照してアップ動作を説明する。ステップＳ９７において、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させて、全ての画像形成手段をダウン位置にセットする。ステップＳ９８にて、シアン用の画像形成手段の駆動モータを逆転させて、アップ動作を開始する。ステップＳ９９にて、シアン用トナーセンサ２５に入力する光の強度を検出し、ステップＳ１００にて、トナーセンサ２５が、予め定めた第１の数のパルスが検出できたか否かを判定する。ここで、第１の数のパルスとは、充分なアップ位置までのパルスカウント数をいう。ＹＥＳなら、ステップＳ１０３へ進む。ＮＯなら、ステップＳ１０１へ進み、トナーセンサ２５が、予め定めた第２の数のパルスが検出できたか否かを判定する。ここで、第２の数のパルスとは、必要最小限のアップ位置までのパルスカウント数をいう。第１の数は第２の数より大きい。ＹＥＳなら、ステップＳ１０３へ進み、アップ動作を終了とする。ＮＯなら、ステップＳ１０２へ進む。
【００７８】
図３０（ｂ）を参照してダウン動作を説明する。ステップＳ１０４において、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させて、全ての画像形成手段のダウン動作を開始する。ステップＳ１０５にて、ステップＳ１００にて、トナーセンサ２５が、予め定めた第１の数のパルスが検出できたか否かを判定する。ＹＥＳなら、ステップＳ１０６へ進み、ダウン動作を終了とする。ＮＯならステップＳ１０７へ進む。ダウン動作時は、画像形成手段は、あらかじめ定めた第１の数のパルスだけ移動する必要がある。検出パルスの数が少ないと、画像形成手段が正常な位置にダウンできていないので、動作不良を起こす可能性がある。なお、アップ動作を開始する前に反射板の位置をセンサと対向する位置とさせておくことは前の実施の形態で説明した動作と同様である。
【００７９】
次に実施の形態６の改変例を図３１（ａ）から図３１（ｄ）を参照して説明する。図３１（ａ）は、アップ動作の制御を示すフローチャートである。ステップＳ１０８にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させて、全ての画像形成手段をダウン位置にセットする。ステップＳ１０９にて、シアン用の画像形成手段の駆動用モータを逆回転させて、アップ動作を開始する。ステップＳ２００にて、トナーセンサ２５に入射する光の強度を検出し、ステップＳ２１０にて、細いパルス波形と太いパルス波形の持続期間を制御部のタイマで計測するとともにパルス数をカウントすることにより、トナーセンサ２５が、細い低反射性部分（幅の短い部分）を予め定めた数だけ検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ２１３ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ２１１へ進む。ステップＳ２１１にて、太い手反射性部分を検出した否かを判定する。ＹＥＳならステップＳ２１２へ進み、アップ動作終了となる。ＮＯなら、ステップＳ２１３へ進む。
【００８０】
図３１（ｂ）は、ダウン動作の制御を示すフローチャートである。ステップＳ２１４にて、ステップＳ２１４にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータとを正転させ、ダウン動作を開始する。ステップＳ２１５にて、トナーセンサ２５に入射する光の強度を検出し、ステップＳ２１６にて、細いパルス波形と太いパルス波形の持続期間を制御部のタイマで計測するとともに、トナーセンサ２５が、太い低反射性部分（幅の長い部分）を検出したか否かを判定する。ＮＯなら、ステップＳ２１９ヘ進み、ＹＥＳなら、ステップＳ２１７へ進む。ステップＳ２１７にて、細いパルス数をカウントすることにより、細い低反射性部分を予め定めた数だけ検出した否かを判定する。ＹＥＳならステップＳ２１８へ進み、ダウン動作終了となる。ＮＯなら、ステップＳ２１９へ進む。
【００８１】
図３１（ｃ）は、アップ動作の別の制御を示すフローチャートである。ステップＳ２２０にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータを正転させて、全ての画像形成手段をダウン位置にセットする。ステップＳ２２１にて、シアン用の画像形成手段の駆動用モータを逆回転させて、アップ動作を開始する。ステップＳ２２２にて、トナーセンサ２５に入射する光の強度を検出し、ステップＳ２２３にて、トナーセンサ２５が、予め定めた回数（図２９に示す予め定めたパルス列）の信号変化を検出したか否かを判定する。ＹＥＳならステップＳ２２４へ進み、ダウン動作終了となる。ＮＯなら、ステップＳ２２５へ進む。図３１（ｄ）は、ダウン動作の別の制御を示すフローチャートである。ステップＳ２２６にて、イニシャル動作を実行する。すなわち、ベルトモータと、黒印刷用及びカラー印刷用の画像形成手段の駆動モータとを正転させ、ダウン動作を開始する。ステップＳ２２７にて、トナーセンサ２５に入射する光の強度を検出し、ステップＳ２２８にて、トナーセンサ２５が、予め定めた回数（図１９に示す予め定めたパルス列）の信号変化を検出したか否かを判定する。ＹＥＳならステップＳ２２９へ進み、ダウン動作終了となる。ＮＯなら、ステップＳ２３０へ進む。
【００８２】
実施の形態７
図３２は、実施の形態７の側面図である。図３３は、スライドリンク６６に設けられたトナーセンサ２５と画像形成手段との位置関係を示す。バーコード６９のバーが、各画像形成手段の外壁２ａ上に、上下方向ではなく、斜め方向に並んでいる。バーコードの傾斜方向は、スライドリンク６６の斜面７０Ｃや斜面７１Ｃと平行になるように選択してある。スライドリンク６６の側面には、トナーセンサ２５が設けられていて、スライドリンク６６がＢ方向又はＣ方向にスライドしたときに、トナーセンサ２５の視軸上をバーコード６９が横切る。これにより、トナーセンサ２５がバーコード６９を読み取る。スライドリンク６６のＢ方向又はＣ方向の移動量は、画像形成手段のアップ方向やダウン方向の移動量よりも大きいので、検出精度が高い。実際には、画像形成手段はアップ方向やダウン方向には、５ｍｍくらいしか移動しない。黒印刷時に、カラー画像形成手段をアップ動作するのは、稼動しないカラー画像形成手段の回転を停止させるとともに、ドラムの汚染を防ぐためである。したがって、５ｍｍくらいの僅かな距離でも、画像形成手段をベルト２０から離隔させて、高圧制御信号から隔離されれば、十分である。スライドリンク６６の移動量と、スライドリンク６６の駆動源にかかる負荷とを最小限にするために、スライドリンク６６の移動量を約１０ｍｍに選択している。
【００８３】
【発明の効果】
トナーカートリッジのトナー収容室の外側にトナー残量検出機構を設けるので、トナー室を外部に対してシールした状態で、トナー残量を検出できる。
【００８４】
トナー残量検出用のトナーセンサを利用して、画像形成手段のアップ動作とダウン動作を制御できるので、アップ／ダウン検出用の専用センサを設ける必要がないので製造コストを下げることができる。
【００８５】
また、各画像形成手段に設けられたトナーセンサのうちの１つを利用して全体の、上記アップ動作とダウン動作を制御できる。
【００８６】
バーコードやマークシートを使用して、更に、アップ位置とダウン位置とを正確に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係わるカラー記録装置を示す。
【図２】 （ａ）は、黒トナーのトナーカートリッジの構造を示し、（ｂ）は、トナーカートリッジ２００Ｂが装着される画像形成部２Ｂを示す。
【図３】 トナーカートリッジの構成を示す展開斜視図である。
【図４】 （ａ）と（ｂ）は、シャッタレバーの回転位置と、フレーム側に設けたセンサとの位置関係を示す
【図５】 窓が、フレーム側に設けたセンサと整列したときの状態を示す。
【図６】 トナーロー検出機構の構成を示し、開閉窓が開放されているときを示す。
【図７】 トナーロー検出機構の構成を示し、開閉窓が閉塞しているときを示す。
【図８】 ボスＡの突起部と攪拌シャフトとの係合関係の詳細を示す。
【図９】 本発明の画像形成装置の制御ブロックを示す。
【図１０】 （ａ）から（ｄ）は、トナー残量が多いときのクランク部の動作を示す。
【図１１】 （ａ）から（ｃ）は、トナー残量が少ないときのクランク部の動作を示す。
【図１２】 トナー残量が多い場合と少ない場合とにおける、クランク部の回転位置とトナーセンサの出力の関係を示す。
【図１３】 画像形成手段がダウン位置に置かれた状態を示す。
【図１４】 アップ／ダウン機構の斜視図である。
【図１５】 画像形成手段がアップ位置におかれた状態を示す。
【図１６】 高反射性を示す反射板と、反射板のすぐ隣に位置する低反射性の外壁部とを示す。
【図１７】 ダウン位置にあるときの画像形成手段を点線で示し、アップ位置にあるときの画像形成手段を実線で示し、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は正面図である。
【図１８】 （ａ）は、画像形成手段がダウン位置にあるときの光センサの検出出力を示し、（ｂ）は、画像形成手段がアップ位置にあるときの光センサの検出出力を示す。
【図１９】 実施例１の動作を示すフローチャートであり、（ａ）はアップ動作を示し、（ｂ）はダウン動作を示す。
【図２０】 １つのバーコード例を示す。
【図２１】 もう一つのバーコード例を示す。
【図２２】 画像形成手段の外壁をへこませた実施の形態２を示す。
【図２３】 画像形成手段の外壁にシボ処理を施した実施の形態３を示す。
【図２４】 （ａ）は反射板がセンサからの出力光を鏡面反射する場合を示し、（ｂ）は、反射板がセンサからの出力光を乱反射する場合を示し、（ｃ）は、（ａ）と（ｂ）におけるセンサの出力を示す。
【図２５】 実施の形態４に係わるアップ動作を説明するフローチャートである。
【図２６】 実施の形態４に係わるダウン動作を説明するフローチャートである。
【図２７】 実施の形態５におけるマークを示す。
【図２８】 実施の形態５による画像形成手段のアップ動作を示すフローチャートであり、（ａ）はアップ動作を示し、（ｂ）はダウン動作を示す。
【図２９】 実施の形態６で使用するバーコードを示す。
【図３０】 実施の形態６による画像形成手段のアップ動作の制御とダウン動作の制御を示すフローチャートであり、（ａ）はアップ動作の制御を示し、（ｂ）はダウン動作の制御を示す。
【図３１】 実施の形態６の改変例によるアップ／ダウン動作を示すフローチャートであり、（ａ）と（ｃ）はアップ動作を示し、（ｂ）と（ｄ）はダウン動作を示す。
【図３２】 実施の形態７の側面図である。
【図３３】 スライドリンクに設けられたトナーセンサと画像形成手段との位置関係を示す。
【符号の説明】
２ａ 外壁（低反射性領域）、 ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂ 画像形成手段、 ６ 像担持体、 １８ 攪拌シャフト（攪拌部材）、 ２０ 搬送ベルト、 ２３ 反射板（反射性領域）、２５ トナーセンサ、 ６０ スライドリンク。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus and a toner cartridge attached to and detached from the image apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the remaining amount of toner is detected by providing a magnetic body at one end and a rod with the other end engaged with the toner stirring shaft in the toner cartridge, and a permanent magnet at a position facing the magnetic body provided at one end of the rod. Is provided in a top cover that can be opened and closed to detect the rotation operation of the toner stirring shaft (for example, Patent Document 1). The rod slides in a guide provided on the upper portion of the toner cartridge, and a sensor mechanism provided on the top cover operates in accordance with the movement of the rod. The magnetic body provided at one end of the rod has a long period of time above the guide when the amount of toner material is small, and a short period of time above the guide when the amount of toner material is large. The difference between the periods is detected by a sensor mechanism, and the remaining amount of toner is detected by determining the detection result by a control unit.
[0003]
In the electrophotographic image forming apparatus, if the photosensitive drum and the conveying belt are left in contact with each other for a long time, the materials used for these members act to cause a chemical change, and the surface of the photosensitive drum is changed. Contaminated. Therefore, when performing color printing, the image forming unit for four colors descends to a down position where the photosensitive drum contacts the conveyance belt. When performing monochrome printing, the color image forming unit is configured to rise to an up position where the photosensitive drum does not contact the conveyance belt (for example, Patent Document 2).
[0004]
A sensor that detects the up position and the down position of each image forming unit and outputs a binary change signal is provided in the corresponding image forming apparatus, and the image forming unit moves upward and downward. To control. Each image forming unit is moved upward and downward by switching the rotation direction of the driving motor.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-72657
[Patent Document 2]
JP-A-10-186774
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, since the sensor mechanism is disposed on the top cover and the top cover itself is rotatably supported by the frame of the apparatus main body, it is difficult to accurately dispose the sensor mechanism with respect to the toner cartridge, and the remaining toner amount is accurately detected. I couldn't.
[0007]
Further, the rod in the toner cartridge moves in the toner, resulting in an increased load. Further, since the rod moves in the guide, the toner may be clogged in the sliding portion in the rod and the guide. This clogging of the toner restricts the movement of the rod, which is a cause of erroneous detection of the remaining amount of toner.
[0008]
In the above-described conventional color electrophotographic printer, the height of the image forming unit with respect to the conveying belt is changed between color image printing and monochrome image printing in order to prevent contamination of the photosensitive drum. That is, the drive motor of each color image forming means is driven in reverse, and the height of the image forming means is changed using a dedicated vertical position sensor and cam mechanism. In this structure, four dedicated sensors are required to move the color image forming means to the up position or the down position. In addition, a circuit and control for detecting each sensor output are required, leading to an increase in cost.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  An image forming apparatus according to the present invention includes:
  An image carrier that carries an electrostatic latent image by exposing the charged surface;Having a toner cartridge that discharges tonerAn electrostatic latent image formed on the image carrierSaidAn image forming means comprising a developing means for applying a toner to form a visible image;A detection unit provided in the toner cartridge and displaced in accordance with a remaining amount of toner in the toner cartridge; and a detection unit provided in the image forming apparatus main body.Detecting means forAn opening / closing member provided in the toner cartridge for opening / closing the discharge port for discharging the toner, and an opening / closing operation of the opening / closing member to secure a detection path between the detection unit and the detection target unit when the toner cartridge is opened. An operation unit having a region that blocks a detection path between the detection unit and the detected unit when in the closed state;A moving unit that changes a position of the image forming unit; and a position of the image forming unit that moves the position of the image forming unit by operating the moving unit., The mounting failure of the toner cartridge, and the remaining amount of tonerAnd a control unit that determines the above based on the detection result of the detection means.
[0010]
  Another image forming apparatus according to the present invention includes:
An image carrier that carries an electrostatic latent image by exposing the charged surface; and developing means that forms a visible image by applying toner to the electrostatic latent image formed on the image carrier. An image forming means comprising:
Detecting means for detecting the remaining amount of toner;
Moving means for changing the position of the image forming means;
A control unit that operates the moving unit to move the position of the image forming unit and determines the position of the image forming unit based on the detection result of the detecting unit;
The image forming means has an outer wall, and a barcode is provided on the outer wall.
When the image forming unit moves, the bar code sequentially passes in front of the detecting unit, so that the detecting unit reads the bar code.It is characterized by that.
[0011]
Furthermore, another image forming apparatus according to the present invention includes:
An image carrier that carries an electrostatic latent image by exposing the charged surface; and developing means that forms a visible image by applying toner to the electrostatic latent image formed on the image carrier. An image forming means comprising: a detecting means for detecting a remaining amount of toner; a moving means for changing a position of the image forming means; and a position of the image forming means is moved by operating the moving means; A control unit that determines the position of the image forming unit based on the detection result of the detection unit, the developing unit includes a stirring member that stirs toner, and the image forming unit includes an outer wall, On the outer wall, a highly reflective region and a low reflective region are provided, and the low reflective region is a recessed portion provided in the outer wall, and the highly reflective region is interlocked with the toner stirring member. Reflector that swings to represent the remaining amount of toner When the image forming unit moves, the high-reflectivity region and the low-reflectivity region sequentially pass in front of the detection unit, and the detection unit moves from the high-reflectivity region and the low-reflectivity region. When the reflected light is detected and the concave portion faces the detection means, the distance between the concave portion and the detection means is longer than the focal length of the detection means.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1
  FIG. 1 shows a color recording apparatus according to the present invention. The color recording apparatus 1 includes four image forming units 2B, 2Y, 2M, and 2C. The image forming units 2B, 2Y, 2M, and 2C are electrophotographic LED printing mechanisms that form black, yellow, magenta, and cyan images, respectively, and are arranged in order from the recording medium insertion side to the discharge side. Is done. This printing mechanism includes photosensitive drums 6B, 6Y, 6M, and 6C, charging rollers 7B, 7Y, 7M, and 7C, LED heads 3B, 3Y, 3M, and 3C, developing units 12B, 12Y, 12M, and 12C for each color, and a transfer roller 4B. 4Y, 4M, 4C. The photosensitive drums 6B, 6Y, 6M, and 6C rotate in the direction of the arrow, and the charging rollers 7B, 7Y, 7M, and 7C uniformly charge the surface of each photosensitive drum. The LED heads 3B, 3Y, 3M, and 3C expose the surface of the charged photosensitive drum according to image data to form an electrostatic latent image. The developing units 12B, 12Y, 12M, and 12C include developing rollers 9B, 9Y, 9M, and 9C, developing blades 10B, 10Y, 10M, and 10C, and sponges.11B, 11Y, 11M, 11C and toner cartridges 200B, 200Y, 200M, 200C, and developing the corresponding color electrostatic latent image to form a toner image on the photosensitive drum. The transfer rollers 4B, 4Y, 4M, and 4C transfer the toner image formed on the photosensitive drum to a recording medium. Each of the image forming units 2B, 2Y, 2M, and 2C is driven by an individual motor (not shown). Each motor rotates normally during printing. When the image forming unit is moved to the up position, the cyan motor is reversed to move the slide link 60 in the up direction (direction B in FIG. 14). In FIG. 1, the slide link 60 is omitted.
[0014]
The toner cartridge of the present invention will be described below.
FIG. 2A shows the structure of a black toner cartridge 200B as an example. The toner cartridge 200B has a shutter lever 210, and the shutter lever 210 is swung to discharge the toner contained in the cartridge. The shutter lever 210 is provided with a window 210a. FIG. 2B shows the image forming unit 2B to which the toner cartridge 200B is mounted. The image forming unit 2B is guided by the guide grooves 3b and 3c of the frame 3 on the main body side of the image forming apparatus and the guide grooves 4c and 4d of the frame 4, and is positioned in the image forming apparatus. The toner sensor 25, which is a reflection type photosensor, is provided on the frame 3. When the toner cartridge 200B is correctly mounted on the image forming unit 2B, the toner sensor window 210a and the toner sensor 25 face each other (FIG. 4 ( b)).
[0015]
FIG. 3 is an exploded perspective view showing the configuration of the toner cartridge 200B. A sponge plate 200d is attached from one end in the longitudinal direction of the outer case 200c, and a plate 200e is fitted on the outer case 200c from the outside. The plate 200e is rotatably provided with a gear 19 for obtaining power from the outside, and the rotation of the gear 19 is transmitted to the boss A. A shutter 215 is rotatably inserted from the other end in the longitudinal direction of the outer case 200c. Inside the shutter 215, a stirring shaft 18 extends in the longitudinal direction of the shutter 215. One end of the agitation shaft 18 is rotatably supported by the boss A, and the other end is rotatably supported by a bearing portion B inserted into the shutter 215. When the gear 19 rotates, the stirring shaft 18 is rotationally driven via the boss A. A cap 215a is fitted to one end of the shutter 215 in the longitudinal direction, and the shutter 215 is closed to prevent toner leakage.
[0016]
The sensor lever 21 is swingably supported at the fulcrum 21a on the outer wall of the shutter 215 near the cap 215a. A shutter lever 210 is attached to the shutter 215, and as will be described later, a sensor lever accommodating chamber 200b (FIG. 6) is formed therein, and the sensor lever 210 is accommodated in the sensor lever accommodating chamber 200b. The shutter lever 210 is provided with a window 210a. A magnet 22 is attached to one end of the sensor lever 21 in the longitudinal direction, and a reflecting plate 23 is provided at the other end in the longitudinal direction. When the agitation shaft 18 rotates and the crank portion 18b approaches the magnet 22 and is attracted, the sensor lever 21 swings and the reflector 23 is not aligned with the window 210a. When the crank portion 18b moves away from the magnet 22, the magnet 22 is not attracted to the stirring shaft 18, and the reflector 23 is aligned with the window 210a.
[0017]
4A and 4B show the positional relationship between the rotational position of the shutter lever 210 and the toner sensor 25 provided on the frame 3 side. FIG. 4A shows a state immediately after the toner cartridge is placed on the image forming unit. In the state shown in FIG. 4A, the projection 3d on the image forming apparatus side enters the recess 210c of the cap 215a and serves as a guide. At this time, the window 210a is not yet aligned with the toner sensor 25 provided on the frame 3 side. In FIG. 4A, when the operation unit 210b is rotated in the direction of arrow K until it hits the stopper 200c, the window 210a is connected to the toner sensor 25 provided on the frame 3 side as shown in FIG. Align. At the position shown in FIG. 4B, the toner is discharged from the toner cartridge, and the mounting of the toner cartridge to the image device is completed. As a result, the toner sensor 25 emits light to the reflecting plate 23 and receives the reflected light to detect the remaining amount of toner. When the toner cartridge is not properly mounted on the image forming apparatus, or when the operation unit 210b is not in the position shown in FIG. 4B, the reflective toner sensor 25 normally reflects the reflected light from the reflecting plate 23. By utilizing the fact that light cannot be received, it is possible to detect a defective mounting of the toner cartridge to the image forming unit or a non-mounted toner cartridge. When the agitation shaft 18 is continuously rotated for a predetermined period at the position shown in FIG. 4B, the crank portion 18b approaches or moves away from the magnet 22, so that the output of the toner sensor 25 changes intermittently. To do. If the output of the toner sensor 25 does not change intermittently within this predetermined period, it is determined that the mounting state of the toner cartridge is abnormal. Even if the cartridge is mounted, if the shutter lever 210b is at the position shown in FIG. 4A, the light emitted from the toner sensor 25 is reflected by the shutter lever 210 and a part of the cartridge, and is reflected on the toner sensor 25. Since it returns, a small amount of reflected light is received. However, the output of the toner sensor 25 does not change intermittently. When the toner cartridge is not mounted, almost no reflected light returns to the toner sensor 25, so the output of the toner sensor 25 remains at a low level and does not change intermittently. Therefore, it is possible to notify the operator of the cartridge mounting failure or non-mounting using the magnitude of the output of the toner sensor 25 and the intermittent change. The sensor output may be directly used as an alarm output.
[0018]
FIG. 5 shows a state where the window 210a is aligned with the toner sensor 25 provided on the frame 3 side. When the image forming apparatus is for color images, a plurality of colors of toner are used. In order to prevent erroneous mounting of the toner cartridge, a part of the outer wall of the toner cartridge may be colored with the same color as the toner accommodated therein. However, it is necessary to prevent the output of the toner sensor 25 from fluctuating due to the influence of the colored portion provided on the outer wall. Since the colors of the frames 3 and 4 on the main body side of the image forming apparatus are common to all toner colors, the influence on the output level of the toner sensor 25 is common to the toner colors. However, the opening 3a on the frame 3 side is made small so that the intensity of the light reflected from the reflecting plate 23 of the sensor lever 21 is less affected by the color colored on the outer wall. That is, the relationship between the vertical dimension H1 and the horizontal dimension L1 of the window 210a and the vertical dimension H2 and the horizontal dimension L2 of the opening 3a for attaching the toner sensor 25 provided on the frame 3 is H1> H2 and L1> L2. Select to be. Similarly, when the window 210a and the opening 3a are circular, the diameter D1 of the window 210a and the diameter of the opening 3a are selected so that the relationship D1> D2.
[0019]
Since the sensor lever 21 is disposed on the outer wall of the shutter 215, the remaining amount of toner can be detected with the toner chamber containing the toner sealed to the outside. Since the reflective sensor is used, the toner sensor 25 and the sensor lever 21 operate without contact with each other. Thus, unlike the case of using a transmissive sensor, it is not necessary to project a shielding plate for blocking the optical path from the sensor lever 21. Therefore, it is easy to attach and detach the image forming unit on which the toner cartridge is mounted to the image forming apparatus and to attach and detach the toner cartridge to and from the image forming unit.
[0020]
Furthermore, since detection of the remaining amount of toner is based on light, it is free from electromagnetic problems, and there is no need to particularly limit the material of the frames 3 and 4 on the main body side of the image forming apparatus. In the present embodiment, the toner remaining amount detecting mechanism is provided on the toner cartridge side. However, for example, if a combination of the agitation shaft 18 and the reflective toner sensor 25 is applied to the developing unit, similarly, The remaining amount of toner can be detected.
[0021]
The toner remaining amount detection mechanism of the present invention will be described in more detail. 6 and 7 are longitudinal sectional views. FIG. 8 shows details of the engagement relationship between the protrusion of the boss A shown in FIGS. 6 and 7 and the stirring shaft 18. Since the toner remaining amount detection mechanism for each color has the same structure, a black toner remaining amount detection mechanism will be described as an example.
[0022]
FIG. 6 shows the case where the reflecting plate 23 of the sensor lever 21 is not opposed to the toner sensor 25 that is an optical sensor, and FIG. 7 is the case where the reflecting plate 23 of the sensor lever 21 is opposed to the toner sensor 25. Indicates when in position. FIG. 8 shows details of the engagement relationship between the protrusion of the boss A and the stirring shaft. The toner sensor 25 emits light toward the reflecting plate 23 and receives the reflected light from the reflecting plate 23. The black toner cartridge 200B includes a toner storage chamber 200a and a sensor lever storage chamber 200b adjacent to the toner storage chamber 200a. The toner storage chamber 200a extends in the longitudinal direction, and has an agitation shaft 18 extending in the longitudinal direction of the toner storage chamber. The stirring shaft 18 is made of a ferromagnetic material, and is formed by a first crank portion 18a and a second crank portion 18b. A rotating boss A is provided at one end of the toner storage chamber 200a in the longitudinal direction, and a bearing B is provided at the other end. The rotating shaft of the stirring shaft 18 is supported so that one end can be freely rotated by the boss part A and the other end by the bearing part B. When the boss part A is rotated through the gear 19 by an external driving source, the protrusion part 27 of the boss part A abuts on the first crank part 18a of the stirring shaft 18 as shown in FIG. Then, the stirring shaft 18 is rotated.
[0023]
Since the first crank portion 18a is larger in size than the second crank portion 18b, the weight of the first crank portion 18a is larger than that of the second crank portion 18b. Since the rotation shaft of the agitation shaft 18 is supported so as to be freely rotatable, when the first crank portion 18a rotates with the boss portion A and passes the top dead center, it rotates with its own weight and falls onto the toner. To do. When the remaining amount of toner is small, the first crank portion 18a falls to near the bottom dead center and stops near the bottom dead center until it is rotated again by the rotating boss portion A.
[0024]
A sensor lever 21 that detects the remaining amount of toner in conjunction with the stirring shaft 18 is provided in the sensor lever 21 accommodation chamber 200b of the toner cartridge 200B. The sensor lever 21 is swingably supported at an intermediate portion thereof, a magnet 22 is embedded at one end, and a reflecting plate 23 is provided at the other end. When the stirring shaft 18 rotates and the second crank 18b portion approaches the magnet 21, the magnet 22 is attracted to the second crank portion 18b by a magnetic force. At this time, the sensor lever 18 assumes the posture shown in FIG. 6, and the reflection plate 23 opens the opening / closing window 24. When the stirring shaft 18 further rotates and the second crank portion 18b moves away from the magnet 22, the magnet is released from the magnetic force acting between the second crank portion 18b and the magnet. At this time, the sensor lever 21 assumes the posture shown in FIG. 7, and the reflection plate 23 closes the opening / closing window 24 provided in the toner cartridge 200B. On the apparatus main body side, a toner sensor 25 and a sensor substrate 26 are attached to a position facing the opening / closing window 24 of the toner cartridge 200B.
[0025]
While the stirring shaft 18 is rotating, the swinging motion of the sensor lever 21 is repeated, so that the reflector 23 closes the opening / closing window 24 and reflects light from the toner sensor 25 (FIG. 7). The opening / closing window 24 is opened and the swinging motion is repeated between the position where the light from the toner sensor 25 is not reflected (FIG. 6). The toner sensor 25 uses a reflection type sensor, and outputs detection signals having different levels depending on whether the reflecting plate 23 reflects light or not.
[0026]
The toner remaining amount detection operation will be described. FIG. 9 shows a control block of the image forming apparatus of the present invention. FIGS. 10A to 10D show the operation of the crank portion when the remaining amount of toner is large. FIGS. 11A to 11C show the operation of the crank portion when the remaining amount of toner is low. FIG. 12 shows the relationship between the rotational position of the crank portion and the output of the toner sensor when the remaining amount of toner is large and small.
[0027]
  First, the remaining toner amount detection operation when the remaining amount of toner in the toner cartridge is sufficient will be described with reference to FIGS. 10 (a) to 10 (d) and FIG. When the first crank portion 18a of the agitation shaft 18 is pushed by the protrusion 27 of the boss portion A and rotates until it passes the top dead center shown in FIG. 10 (a), the first crank portion 18a falls by its own weight. Rotate, land on top of toner and stop. Thereafter, the stirring shaft 18 does not rotate but stops on the toner until the protrusion 27 of the boss portion A rotating at a constant speed presses the first crank portion 18a again. At the position shown in FIG. 10A, the second crank portion 18b has a detection area (magnet indicated by a dotted line).22Is not sucking the second crank portion 18b), the reflecting plate 23 closes the opening / closing window 24 (a state in which light from the toner sensor 25 is reflected). At this time, the toner sensor 25 The detection output of is at a low level.
[0028]
As shown in FIG. 10B, when the protrusion 27 of the boss part A reaches the first crank part 18a, the protrusion 27 pushes the first crank part 18a and starts the rotation of the stirring shaft 18. When the boss part A continues to rotate and the second crank part 18b enters the detection area indicated by the dotted line as shown in FIG. 10C, the magnet 22 attracts the second crank part 18b, so that the sensor lever 21 Oscillates, and the reflector 23 opens the opening / closing window 24 so that the light from the toner sensor 25 is not reflected. At this time, the detection output of the toner sensor 25 is at a high level as shown in FIG. Thereafter, when the first crank portion 18a is rotated by the projection 27 of the boss portion A rotating at a constant speed and the second crank portion 18b exits the detection region (FIG. 10 (d)), the magnet 21 is moved to the first position. Since the two crank portions 18b are not sucked, the sensor lever 21 swings, and the reflection plate 23 closes the opening / closing window 24 and reflects the light from the toner sensor 25. The detection output of the toner sensor 25 at this time is at a low level as shown in FIG. As described above, when the remaining amount of toner is sufficiently large, the period during which the detection output of the toner sensor 25 is at a high level (TH) Is shorter than the low level period.
[0029]
  Next, an operation when the remaining amount of toner is low will be described with reference to FIGS. 11A to 11C and FIG. The first crank portion 18a of the stirring shaft 18 is pushed by the protruding portion 27 of the rotating boss portion A and rotates. When the first crank portion 18a of the agitation shaft 18 is pushed by the projection 27 of the boss portion A and rotates until it passes the top dead center, the first crank portion 18a rotates so as to fall by its own weight.11 (a)Landing on the top of the toner shown in FIG. At this time, since the second crank portion 18b is within the detection area of the toner sensor, the magnet 21 attracts the second crank portion 18b. Therefore, the sensor lever 21 swings, and the reflection plate 23 opens the opening / closing window 24 (a state where light from the toner sensor 25 is not reflected), and the detection output of the toner sensor 25 is at a high level as shown in FIG. It becomes. Thereafter, the stirring shaft 18 is stopped without rotating until the protrusion 27 of the boss portion A rotating at a constant speed reaches the first crank portion 18a. When the boss A continues to rotate and the projection 27 reaches the first crank 18a (near bottom dead center,11 (b)), The protrusion 27 pushes the first crank portion 18a to rotate the stirring shaft 18 again. Until the second crank portion 18b exits the detection region (see FIG.11 (c)), The first crank portion 18a continues to rotate by being pushed by the protrusion 27 rotating at a constant speed. When the second crank portion 18b leaves the detection area, the magnet 21 does not attract the second crank portion 18b. Therefore, the sensor lever 21 swings, the reflecting plate 23 closes the opening / closing window 24, and the reflecting plate 23 reflects light from the toner sensor 25. The detection output of the toner sensor 25 at this time is at a low level as shown in FIG. Thus, when the remaining amount of toner is low, the period during which the detection output of the toner sensor 25 is at a high level (TL) Is longer than the low level period.
[0030]
  As described above, the period during which the magnet 21 attracts the second crank portion 18b is short when the remaining amount of toner is large and long when the remaining amount of toner is small. The rotation position of the protrusion 27 when the output of the toner sensor 25 switches from the high bell to the low level is the same when the remaining amount of toner is large and when it is small. The control unit 32 sets the time length during which the detection output of the toner sensor 25 is high (TH) Or low level time (TL) Timer30The remaining amount of toner is detected from this length of time.
[0031]
The up / down mechanism of the image forming unit will be described. FIG. 13 shows a state in which the image forming means is placed in the down position. FIG. 14 is a perspective view of the up / down mechanism. FIG. 15 shows a state where the image forming means is in the up position.
[0032]
A rotating shaft 33 to which gears 37 and 37 (only one is shown in FIG. 13) as sun gears is fixedly supported on one end of brackets 65 and 65 so as to be rotatable. The slide links 60, 60 are provided with long holes 60a, 60b extending in the direction of the arrow B-C, and the shafts of the rotary shaft 33 and the gears 63, 63 pass through these long holes 60a, 60b. Since the long holes 60a and 60b are elongated in the arrow B-C direction, when the slide links 60 and 60 move in the arrow B-C direction, the support shafts of the rotary shaft 33 and the gears 63 and 63 are connected to the slide link 60. , Do not disturb the movement of 60.
[0033]
The slide links 60, 60 have a cam surface 70. The cam surface 70 includes a guide surface 70a, a guide surface 70b, and an inclined surface 70c that connects the guide surface 70a and the guide surface 70b. The photosensitive drum shaft 20a is engaged. Further, the slide links 60, 60 further have three cam surfaces 71. Each cam surface 71 includes a guide surface 71a, a guide surface 71b, and a slope 71c that connects the guide surface 71a and the guide surface 71b. Each cam surface 71 is engaged with a corresponding photosensitive drum shaft 20a for color printing. The guide surface 70a is substantially flat, and the guide surface 71a is substantially V-shaped. The guide surface 71a is longer than the guide surface 70b in the moving direction of the slide link 60 (B direction and C direction in FIG. 15), and the photosensitive drum shaft 20a of the image forming unit 16 is supported by the first guide surface 70a. At this time, the photosensitive drum shaft 20a of the image forming unit 17-19 is supported by the first guide surface 71a.
[0034]
At the time of non-printing (up operation), the drive motor 38 is rotated in the arrow D direction, the gear trains 40-42 are respectively rotated in the arrow direction, and the gear 37 is rotated in the arrow E direction. When the gear 37 rotates in the direction of arrow E, the rotary shaft 33 and the planetary gears 61, 61 also rotate together, the brackets 65, 65 rotate in the direction of arrow I, and the planetary gears 61, 61 mesh with the rack 64, The slide links 60, 60 are moved in the direction of arrow B by a predetermined distance.
[0035]
In FIG. 15, when the slide links 60, 60 move in the direction of arrow B, the photosensitive drum shafts 20a of the image forming units 2B, 2Y, 2M, 2C are guided along the cam surface 70, the cam surface 71, and the guide groove 28. To move in the direction of arrow F. At this time, the shafts 16 a to 19 a protruding from the side walls of the image forming units 2 B, 2 Y, 2 M, and 2 C also move in the direction of arrow F along the guide groove 29. Accordingly, the image forming units 2B, 2Y, 2M, and 2C are lifted from the conveyance belt 13 by a predetermined distance (up position).
[0036]
When the shaft 20 a is supported by the guide surface 70 b of the cam surface 70 and the guide surface 71 a of the cam surface 71, the drive motor 38 is stopped and an appropriate holding current is supplied to the drive motor 38, so that the slide link 60, 60 held in this position).
[0037]
When black printing is performed, the drive motor 38 is rotated in the arrow G direction, and the gear is rotated in the arrow H direction. When the gear 37 rotates in the arrow H direction, the rotary shaft 33 and the planetary gears 61 and 61 also rotate together, the brackets 65 and 65 rotate in the arrow J direction, and the planetary gears 61 and 61 mesh with the rack 62. The slide links 60, 60 are moved in the direction of arrow C by a predetermined distance.
[0038]
When the slide links 60, 60 move in the direction of arrow C, the photosensitive drum shaft 20a of the image forming means 16 for black printing is supported by the first guide surface 70a, and the image forming means 2Y, 2M, 2C for color printing are supported. The photosensitive drum shaft 20a is supported by the second guide surface 71a. At this time, the drive motor 38 is stopped, and an appropriate holding current is supplied to the drive motor 38, whereby the slide links 60, 60 are held at this position (down position of the image forming means for black printing). Therefore, the photosensitive drum 20 of the image forming unit 2B for black printing is pressed against the conveying belt 13, and the photosensitive drums 20 of the image forming units 2Y, 2M, and 2C for color printing are lifted from the conveying belt 13 by a predetermined distance. In this state, black printing is possible.
[0039]
When color printing is performed, the slide links 60 and 60 are further moved in the direction of arrow C. The photosensitive drum shaft 20a of the image forming means 16 for black printing is supported by the guide surface 70a, and slides to a position where the photosensitive drum shaft 20a of the image forming means 2Y, 2M, 2C for color printing is supported by the guide surface 71b. When the links 60, 60 are moved, the drive motor 38 is stopped. Thereafter, an appropriate holding current is supplied to the drive motor 38 to hold the slide links 60 and 60 at this position (down position of the image forming means for color printing). In this state, the photosensitive drums 20 of all the image forming units 2B, 2Y, 2M, and 2C are in pressure contact with the conveyance belt 13, and color printing is possible.
[0040]
The detection of the up position and the down position of the image forming means will be described. If the operations of the slide links 60, 60 are normally performed, the image forming units 2B, 2Y, 2M, 2C are correctly positioned at the up position and the down position. When some trouble occurs, even if the slide links 60 and 60 move, the image forming units are not always correctly positioned. Therefore, it is necessary to check whether or not each image forming unit is correctly positioned each time it is moved to the up position and the down position. For example, when performing maintenance service or the like, an alarm can be generated if the user forgets to return the image forming unit.
[0041]
The up / down position of the image forming unit is detected by reading the movement of the image forming unit up and down by the toner sensor 25. In the present embodiment, the toner sensor 25 fixed on the main body side detects the reflection plate 23 to detect the vertical movement of the image forming unit. Further, the outer wall structure of the image forming means is used as the low-reflective area.
[0042]
FIGS. 17A and 17B show the image forming means when in the down position by a dotted line and the image forming means when in the up position by a solid line. FIG. 17A is a side view, and FIG. 17B is a front view. The toner sensor 25 is provided at a fixed position on the main body side.
[0043]
FIG. 16 shows a reflecting plate 23 exhibiting high reflectivity (for example, bright color) and a low reflectivity (for example, dark color) outer wall portion 2a located immediately adjacent to the reflecting plate 23. As a material exhibiting low reflectivity, there is a material in which a black paint (for example, the concentration of Munsell N1.5) is mixed with a mold constituting the outer wall portion 2a. Although it is expensive, surface coating with a matte black paint is also conceivable. A non-reflective seal may be attached only to the outer wall portion detected by the toner sensor 25. When the image forming unit rises from the down position to the up position, the toner sensor 25 detects a change in received light in the order of “bright color” → “dark color”, and the image forming unit descends from the up position to the down position. In this case, a change in received light is detected in the order of “dark color” → “light color”.
[0044]
The control of the up / down operation will be described. The up / down control according to the present embodiment has the following restrictions. The reflection plate 23 is driven by a motor for driving each image forming unit. However, the reflecting plate 23 of each image forming unit is driven at slightly different timings due to the remaining amount of toner and the dimensional variation of the mechanism. Therefore, in this embodiment, when the color image forming means is lifted from the conveying belt 13 or lowered onto the conveying belt 13, it is detected by representing one of the plurality of image forming means as a representative. / Controls down operation. Further, the image forming unit for color printing and the image forming unit for black printing separately control up / down operations. That is, in the control of the up operation, after the up operation of the image forming unit for color printing is performed, the up control of the image forming unit for black printing is performed. In the control of the down operation, the down operation of the image forming unit for black printing is controlled, and then the down operation of the image forming unit for color printing is controlled.
[0045]
The control of the up operation will be described. When black printing is performed, the slide motors 60 and 60 are slid by a predetermined distance in the direction B in FIG. 15 by reversing the drive motor of the color image forming unit for cyan before starting printing. Lift the image forming unit to the up position.
[0046]
As shown in FIG. 1, an opening / closing window 24 is provided on the side wall of the image forming unit. When the stirring shaft 18 rotates, the reflector 23 opens / closes the opening / closing window 24. Prior to the up operation, the drive motor is rotated forward until the reflector 23 closes the opening / closing window 24. When the reflecting plate 23 moves to a position where the opening / closing window 24 is completely closed, the drive motor is stopped. At this position, the light emitted from the toner sensor 25 is reflected by the reflecting plate 23 and enters the toner sensor 25. Next, the drive motor of the cyan image forming means is reversed and the up operation is started. The image forming means gradually rises, the reflecting plate 23 appears on the visual axis of the toner sensor 25, and the toner sensor 25 starts reading the light reflected from the reflecting plate 23. When the image forming unit is further raised, the reflecting plate 23 is detached from the visual axis of the toner sensor 25, and instead, the outer wall portion 2 a of the image forming unit appears on the visual axis of the toner sensor 25. However, since the outer wall 1a of the image forming unit has low reflectivity, sufficient reflected light does not enter the toner sensor 25. That is, the toner sensor 25 detects a change in received light in the order of “bright color” → “dark color” when the image forming unit rises from the down position to the up position. Therefore, when the image forming unit reaches the up position, the detection output of the toner sensor 25 becomes a low level, and the up operation of the image forming unit is completed. The image forming means is fixed at the up position while the reflection plate 23 closes the opening / closing window.
[0047]
Further, when the image forming means for black printing is also increased, the drive motor of the image forming means for black printing is rotated forward until the reflection plate 23 of the image forming means for black printing closes the opening / closing window 24. When the reflection plate 23 completely closes the opening / closing window 24, the drive motor is stopped. Thereafter, similarly to the up operation of the image forming unit for color printing, the image forming unit for black printing is operated up by reversing the cyan motor.
[0048]
FIG. 18A shows the detection output of the optical sensor 25 when the image forming unit is in the down position. The reflector 23 periodically opens and closes the opening / closing window 24 according to the rotation period of the stirring shaft. Accordingly, since the optical sensor 25 detects the reflected light from the reflecting plate 23, the detection output of the optical sensor 25 is periodically repeated between a high level and a low level. FIG. 18B shows the detection output of the optical sensor 25 when the image forming unit is at the up position. Since the opening / closing window 24 is sufficiently above the visual axis of the toner sensor 25, the toner sensor 25 does not detect the reflected light from the reflection plate 23. Accordingly, the detection output of the toner sensor 25 remains at a low level.
[0049]
  Next, the down operation control will be described. When only the image forming means for black printing is down, the slide link is moved by a predetermined distance in the direction C in FIG.blackLower the image forming unit for printing to the down position.
[0050]
That is, the drive motor of the cyan image forming means is rotated forward to start the down operation. At this time, the outer wall 2a of the image forming unit is on the visual axis of the toner sensor 25. However, since the outer wall portion 2a of the image forming unit has low reflectivity, the toner sensor 25 does not receive sufficient reflected light, and there is no sensor output. The image forming unit further descends gradually. Eventually, the reflection plate 23 appears on the visual axis of the toner sensor 25, and the toner sensor 25 starts reading light reflected by the reflection plate 23. When the image forming unit is further lowered, the reflection plate 23 is disengaged from the visual axis of the toner sensor 25, and instead, the outer wall portion 2 a of the image forming unit for black printing appears again on the visual axis of the toner sensor 25. That is, when the image forming unit descends from the up position to the down position, a change in received light is detected in the order of “dark color” → “light color”.
[0051]
In other words, the detection output of the toner sensor 25 changes in the opposite manner to the case where the image forming means for black printing is raised. In the case of the down operation, even if the reflected light from the reflector 23 can be detected, the drive motor of the cyan image forming means is not stopped immediately, and the drive motor continues to rotate for a predetermined number of drive pulses. Then, the image forming means for black printing is set to the correct down position.
[0052]
After the down operation of the image forming unit for black printing is completed, when the color image forming unit also moves to the down position, the output waveform of the toner sensor 25 is monitored in the same manner as the image forming unit for black printing. While down.
[0053]
FIG. 19A and FIG. 19B are flowcharts showing the operation of the first embodiment.
FIG. 19A shows the up operation. The up operation will be described in detail with reference to FIG. In step S1, an initial operation is executed. That is, the belt motor and the drive motors of the image forming means for black printing and color printing are rotated in the normal direction to set all the image forming means to the down position. In step S2, the intensity of light input to the cyan toner sensor 25 is detected. In step S3, the toner sensor 25 repeats the presence / absence of reflected light due to the swing of the reflecting plate 23 (FIG. 18A). Whether or not is detected is determined. If NO, the process proceeds to step S13, and if YES, the process proceeds to step S4. At this time, it is stopped in a state where there is light reflected by the reflector. In step S4, the drive motor of the cyan image forming means is reversely rotated to start the up operation. In step S5, it is determined whether or not the toner sensor 25 has detected reflected light (dark color) from the outer wall 2a. If NO, the process proceeds to step S14, and if YES, the process proceeds to step S6. In step S6, it is confirmed that the up operation of the image forming means for color printing has been completed.
[0054]
In step S7, the drive motor and the belt motor for the image forming means for black printing are rotated. In step S8, the intensity of light incident on the black toner sensor 25 is detected. In step S9, the toner sensor 25 repeats the presence or absence of reflected light due to the swinging of the reflecting plate 23 (FIG. 18A). Whether or not is detected is determined. If NO, the process proceeds to step S15, and if YES, the process proceeds to step S10. At this time, it is stopped in a state where there is light reflected by the reflector. In step S10, the drive motor of the cyan image forming means is reversely rotated to start the up operation. In step S11, it is determined whether the toner sensor 25 has detected reflected light (dark color) from the outer wall. If NO, the process proceeds to step S16, and if YES, the process proceeds to step S12. In step S12, it is confirmed that the up operation of the image forming means for color printing has been completed.
[0055]
FIG. 19B shows the down operation. In FIG. 19B, an initial operation is executed in step S17. That is, the belt motor, the drive motor for the black image forming unit, and the drive motor for the cyan image forming unit are rotated forward to start the down operation. In step S18, the intensity of light incident on the black toner sensor 25 is detected. In step S19, it is determined whether or not the toner sensor 25 has detected reflected light from the reflecting plate 23. If NO, the process proceeds to step S25, and if YES, the process proceeds to step S20. In step S20, the drive motor of the cyan image forming means is further rotated forward by a predetermined number of pulses, and then the down operation of the black image forming means is terminated.
[0056]
  In step S21,Belt motor, black image forming means and colorThe drive motor of the image forming means is rotated forward. In step S22, the intensity of light input to the toner sensor 25 of the cyan image forming unit is detected. In step S23, it is determined whether or not the toner sensor 25 has detected reflected light from the reflecting plate 23. If NO, the process proceeds to step S26, and if YES, the process proceeds to step S24. In step S24, the drive motor of the cyan image forming means is further rotated forward by a predetermined number of pulses to complete the down operation of the color printing image forming means.
[0057]
In order to improve the detection accuracy of the up position and the down position of the image forming means, a bar code may be provided on the surface of the reflection plate 23 and the light received by the toner sensor 25 may be coded. FIG. 20 shows one barcode example, and FIG. 21 shows another barcode example.
[0058]
The bar code shown in FIG. 20 includes a thin low-reflective portion and a thick low-reflective portion. The widths of the thin low-reflective portions are common, and the number of low-reflective portions is different when the image forming means is different. The numbers of thin low-reflective portions of K, Y, M, and C are 1, 2, 3, and 4, respectively. The width of the thick low-reflective portion differs for each image forming unit. However, in any image forming means, the width of the thick low-reflective portion is larger than the width of the thin low-reflective portion. The duration of the thin pulse waveform and the thick pulse waveform is measured by the timer of the control unit. Arrow a indicates the moving direction of the image forming means during the down operation (that is, the moving direction of the barcode), and arrow b indicates the moving direction of the image forming means during the up operation. The bar code shown in FIG. 21 includes a thin low-reflective portion and a thick low-reflective portion. However, the width and number of the thin low-reflective portion and the thick low-reflective portion are different for each barcode and have no regularity.
[0059]
In the first embodiment, the toner sensor 25 is used as a detector to control the up operation and the down operation of the image forming unit. Moreover, the reflecting plate 23 is used as a member which shows high reflectivity. As a member exhibiting low reflectivity, the outer wall 2a of the image forming means is used as shown in FIG. Therefore, there is no need to provide a dedicated sensor for up / down detection, and the manufacturing cost can be reduced. Moreover, the detection accuracy of the up position and the down position can be improved by the barcode.
[0060]
Embodiment 2
FIG. 22 is a perspective view showing the second embodiment in which the outer wall of the image forming means is recessed.
Only parts different from the first embodiment will be described. In the second embodiment, the toner sensor 25 is used as a detector to control the up operation and the down operation of the image forming unit. A reflective plate is used as a member exhibiting high reflectivity. As a member exhibiting low reflectivity, as shown in FIG. 22, the outer wall of the image forming unit is dented, and the distance between the toner sensor 25 and the outer wall is set larger than the focal length of the toner sensor. The reflected light from the outer wall is prevented from entering the toner sensor.
[0061]
According to the second embodiment, it is not necessary to provide a bar code or a mark sheet on the outer wall 2a of the image forming unit, so that the number of parts can be reduced and the work time for attaching the mark sheet or the like to the outer wall can be reduced. The control of the up operation and the control of the down operation are the same as those in the flowcharts shown in FIGS.
[0062]
Embodiment 3
  FIG. 23 shows a case where the outer wall of the image forming unit is subjected to a graining process. FIG. 24A shows a case where the reflecting plate 23 specularly reflects the output light from the sensor, and FIG.outer wallFIG. 24C shows the case where the output light from the sensor is irregularly reflected, and FIG. 24C shows the output of the sensor in FIG. 24A and FIG. In the third embodiment, the toner sensor 25 is used as a detector to control the up operation and the down operation of the image forming unit. A reflective plate 23 is used as a member exhibiting high reflectivity. As a member exhibiting low reflectivity, as shown in FIG. 23, the outer wall 2a of the image forming means is subjected to a graining process. The outer wall portion subjected to the texture treatment diffuses and reflects the output light from the toner sensor 25, so that a sufficient amount of reflected light does not enter the toner sensor 25, and the detection output of the toner sensor 25 becomes a high level.
[0063]
As shown in FIG. 23, below the opening / closing window 24, there is an outer wall 2 a of the image forming means subjected to the graining process. When the image forming unit is in the down position, the reflection plate 23 specularly reflects the output light from the toner sensor 25 as shown in FIG. 24A, and the reflected light enters the sensor 25. As a result, the detection output of the toner sensor 25 becomes a low level as shown in FIG. When the image forming unit is in the up position, the output light from the toner sensor 25 is diffusely reflected by the outer wall subjected to the graining process. Accordingly, the reflected light does not enter the toner sensor 25. As a result, the detection output of the toner sensor 25 becomes a high level as shown in FIG.
[0064]
Embodiment 4
Since the structure of the apparatus is the same as that of the third embodiment, only the operation will be described. In the fourth embodiment, the image forming means is moved from the up position to the down position, or moved from the down position to the up position by rotating the drive motor by a predetermined rotation amount. FIG. 25 shows the control of the up operation in the fourth embodiment, and FIG. 26 shows the control of the down operation.
[0065]
The up operation will be described with reference to FIG. In FIG. 25, an initial operation is executed in step S50. That is, the belt motor and the drive motors of the image forming means for black printing and color printing are rotated in the forward direction and set to the down position of all the image forming means. In step S51, the intensity of light input to the cyan toner sensor 25 is detected. In step S52, the toner sensor 25 of each image forming unit determines whether there is reflected light due to the swinging of the corresponding reflector 23. It is determined whether or not repetition has been detected. If NO, the process proceeds to step S58, and if YES, the process proceeds to step S53. At this time, it stops in the state with the reflected light by a reflecting plate. In step S53, the drive motor of the cyan image forming means is reversed to start the up operation. In step S54, the image forming means for color printing is raised by a predetermined distance. In step S55, the belt motor and the drive motors for the black printing and color printing image forming units are rotated in the normal direction to drive all the image forming units. In step S56, it is determined whether or not the detection output of the toner sensor 25 of each image forming unit has changed. If NO, the process proceeds to step S57, and if YES, the process proceeds to step S53.
[0066]
In step S60, the belt motor and the drive motor of the image forming means for black printing are rotated. In step 61, the intensity of the light input to the black toner sensor 25 is detected. In step S62, whether or not the toner sensor 25 has detected the presence or absence of reflected light due to the swing of the reflecting plate 23 is determined. Determine. If NO, the process proceeds to step S68, and if YES, the process proceeds to step S63. At this time, it stops in the state with the reflected light by a reflecting plate. In step S63, the drive motor of the cyan image forming means is reversed and the up operation is started. In step S64, the black image forming means is raised by a predetermined distance. In step S65, an initial operation is executed. That is, the belt motor and the drive motor of the image forming means for black printing are rotated forward. In step S66, it is determined whether or not the detection signal of the black toner sensor 25 has changed. If NO, the process proceeds to step S67, and the up operation of the image forming means for black printing is completed. If YES, the process proceeds to step S69.
[0067]
  The down operation will be described with reference to FIG. In step S70, an initial operation is executed. That is, the belt motor and the drive motor of the image forming means for black printing are rotated forward. In step S71, the image forming means for black printing is lowered by a predetermined distance. In step S72, the intensity of the light input to the black toner sensor 25 is detected. In step S73, it is determined whether the toner sensor 25 has detected the reflected light from the reflecting plate 23.NOIf so, go to step S79.YESIf so, the process proceeds to step S74, and the down operation of the image forming means for black printing is completed. In step S75, the image forming means for color printing is lowered by a predetermined distance. In step S76, an initial operation is executed. That is, the belt motor and the drive motor of the image forming means for black printing and color printing are rotated forward. In step S77, it is determined whether the toner sensor 25 has detected the reflected light from the reflecting plate 23 or not. If YES, the process proceeds to step S78 to complete the down operation of the color printing image forming means. If NO, the process proceeds to step S80.
[0068]
Embodiment 5
FIG. 27 shows marks in the fifth embodiment. In the fifth embodiment, the mark as shown in FIG. 27 is read by the toner sensor 25 provided on the apparatus main body side to detect the up operation or the down operation of the image forming unit. An arrow a indicates that the image forming unit moves in the upward direction with respect to the toner sensor 25. An arrow b indicates that the image forming unit moves in the downward direction with respect to the toner sensor 25. For the purpose of recognizing that the up operation of the image forming means has started, a narrow slit is inserted at the end of the mark so that the signal changes within a short period. If a simple black solid mark can be used to read the start and end of the up operation of the image forming means, there is no need for a slit. The black part of the mark is a low-reflective part, and the front and back of the black mark and the thin slit part are high-reflective parts.
[0069]
The waveform of the detection output of the toner sensor 25 is a combination of a thin pulse waveform and a thick pulse waveform. The duration of the thin pulse waveform and the thick pulse waveform is measured by the timer of the control unit. In the example of FIG. 27, when the toner sensor 25 reads a thick low reflection portion after a thin low reflection portion, it is determined that the up operation has been completed. Further, when the toner sensor 25 reads the thin low-reflection part after the thick low-reflection part, it is determined that the down operation is finished.
[0070]
FIGS. 28A and 28B are flowcharts showing the control of the up operation and the control of the down operation of the image forming unit according to the fifth embodiment. The up operation will be described with reference to FIG. In step S81, an initial operation is executed. That is, the belt motor and the drive motors of the image forming means for black printing and color printing are rotated in the normal direction to set all the image forming means to the down position. Immediately before starting the up operation, the position of each image forming unit can reach the down position sufficiently with the rotation amount of the motor that can rotate the photosensitive drum once. In step S82, the drive motor of the cyan image forming means is reversed to start up operation. In step S83, the intensity of light input to the cyan toner sensor 25 is detected. In step S84, whether or not the toner sensor 25 has detected a high-reflectivity portion → a thin low-reflectivity portion → a high-reflectivity portion. Determine whether. If NO, the process proceeds to step S88, and if YES, the process proceeds to step S85. In step S85, it is assumed that the up operation is proceeding normally. In step S86, it is determined whether a thick low-reflective part → high-reflective part is detected. If NO, the process proceeds to step S89, and if YES, the process proceeds to step S87.
[0071]
  The down operation will be described with reference to FIG. In step S90, an initial operation is executed. That is, the belt motor and the drive motors of the image forming means for black printing and color printing are rotated in the normal direction to start the down operation of all the image forming means.TheIn step S91, it is determined whether or not the toner sensor 25 has detected a highly reflective portion → a thick low reflective portion → a highly reflective portion. If NO, the process proceeds to step S97, and if YES, the process proceeds to step S92. In step S93, it is determined whether the toner sensor 25 has detected a thin low-reflective portion → high-reflective portion. If NO, the process proceeds to step S98, and if YES, the process proceeds to step S94. In step S94, it is assumed that the down operation is proceeding normally. In step S95, each motor is further rotated by a predetermined number of pulses to sufficiently bring down each image forming unit. In step S96, the down operation is completed. Note that the position of the reflecting plate is set to the position facing the sensor before the up operation is started, as in the operation described in the previous embodiment.
[0072]
Embodiment 6
The difference from the fifth embodiment is an up / down operation detection mark. FIG. 29 shows a barcode used in the sixth embodiment. In the fifth embodiment, a simple mark is used for detection, but in the sixth embodiment, the position detection accuracy is increased by using a bar code. The bar code is a combination of a plurality of low-reflective portions and a plurality of high-reflectivity portions, and is common to each image forming unit.
[0073]
In FIG. 27 illustrating the fifth embodiment, an arrow “a” indicates that the image forming unit moves in the upward direction with respect to the toner sensor 25. An arrow b indicates that the image forming unit moves in the downward direction with respect to the toner sensor 25. When the image forming means is raised or lowered, the barcode passes the visual axis of the toner sensor 25, so that the toner sensor 25 can read the barcode. The counter 31 counts the number of pulses of the detection output of the toner sensor 25 from the start of signal change via the control unit 32 shown in FIG. As a result, the position in the up-down direction where the up / down operation of the image forming means is performed is known.
[0074]
In the example of FIG. 29, when four thin low-reflective portions (black portions) and one thick low-reflective portion are read, it is determined that the up operation of the image forming unit is completed. The widths of the four narrow low-reflective portions are selected so that a predetermined number of “1” and “0” signals are obtained. The widths of these four thin low-reflective portions may be slightly different from each other, but are sufficiently thinner than the thick low-reflective portions. Since the waveform of the detection output of the toner sensor 25 is a pulse waveform, the number of pulses is counted.
[0075]
In the up operation, some error is not a problem as long as the image forming unit is up by a predetermined distance or more, but in the down operation, it is necessary to stop at the down position accurately. In the fifth embodiment, the amount of movement of the image forming means for the up or down operation is slightly insufficient, and the up operation or the down operation may result in an error. Since the position and down position can be accurately detected, errors are unlikely to occur. Therefore, it is advantageous to use the barcode of the sixth embodiment.
[0076]
FIG. 30A and FIG. 30B are flowcharts showing the control of the up operation and the down operation of the image forming unit according to the sixth embodiment.
[0077]
The up operation will be described with reference to FIG. In step S97, an initial operation is executed. That is, the belt motor and the drive motors of the image forming means for black printing and color printing are rotated in the normal direction to set all the image forming means to the down position. In step S98, the drive motor of the cyan image forming means is reversed and the up operation is started. In step S99, the intensity of light input to the cyan toner sensor 25 is detected, and in step S100, the toner sensor 25 determines whether or not a predetermined first number of pulses has been detected. Here, the first number of pulses refers to the number of pulse counts to a sufficient up position. If YES, the process proceeds to step S103. If NO, the process proceeds to step S101, and the toner sensor 25 determines whether or not a predetermined second number of pulses has been detected. Here, the second number of pulses refers to the number of pulse counts up to the minimum required up position. The first number is greater than the second number. If YES, the process proceeds to step S103 to end the up operation. If NO, the process proceeds to step S102.
[0078]
The down operation will be described with reference to FIG. In step S104, an initial operation is executed. That is, the belt motor and the drive motor of the image forming means for black printing and color printing are rotated in the normal direction to start down operations of all the image forming means. In step S105, in step S100, the toner sensor 25 determines whether or not a predetermined first number of pulses has been detected. If YES, the process proceeds to step S106 to end the down operation. If NO, the process proceeds to step S107. During the down operation, the image forming unit needs to move by a predetermined first number of pulses. If the number of detection pulses is small, the image forming means cannot be brought down to a normal position, which may cause a malfunction. Note that the position of the reflecting plate is set to the position facing the sensor before the up operation is started, as in the operation described in the previous embodiment.
[0079]
Next, a modified example of the sixth embodiment will be described with reference to FIGS. 31 (a) to 31 (d). FIG. 31A is a flowchart showing the control of the up operation. In step S108, an initial operation is executed. That is, the belt motor and the drive motors of the image forming means for black printing and color printing are rotated in the normal direction to set all the image forming means to the down position. In step S109, the driving motor of the cyan image forming unit is rotated in the reverse direction to start the up operation. In step S200, the intensity of light incident on the toner sensor 25 is detected, and in step S210, the duration of the thin pulse waveform and the thick pulse waveform is measured by the timer of the control unit and the number of pulses is counted. It is determined whether the toner sensor 25 has detected a predetermined number of thin low-reflective portions (short width portions). If NO, the process proceeds to step S213, and if YES, the process proceeds to step S211. In step S211, it is determined whether or not a thick hand reflective portion has been detected. If YES, the process proceeds to step S212, and the up operation ends. If NO, the process proceeds to step S213.
[0080]
FIG. 31B is a flowchart showing the control of the down operation. In step S214, an initial operation is executed in step S214. That is, the belt motor and the drive motor of the image forming means for black printing and color printing are rotated forward to start the down operation. In step S215, the intensity of light incident on the toner sensor 25 is detected. In step S216, the duration of the thin pulse waveform and the thick pulse waveform is measured by the timer of the control unit. It is determined whether or not a reflective portion (long width portion) has been detected. If NO, the process proceeds to step S219, and if YES, the process proceeds to step S217. In step S217, it is determined whether a predetermined number of thin low-reflective portions have been detected by counting the number of thin pulses. If YES, the process proceeds to step S218 to end the down operation. If NO, the process proceeds to step S219.
[0081]
  FIG. 31C is a flowchart showing another control of the up operation. In step S220, an initial operation is executed. That is, the belt motor and the drive motors of the image forming means for black printing and color printing are rotated in the normal direction to set all the image forming means to the down position. In step S221, the drive motor of the cyan image forming unit is rotated in the reverse direction to start the up operation. In step S222, the intensity of light incident on the toner sensor 25 is detected. In step S223, whether the toner sensor 25 has detected a signal change a predetermined number of times (a predetermined pulse train shown in FIG. 29). Determine whether. If YES, the process proceeds to step S224, and the down operation ends. If NO, the process proceeds to step S225. FIG. 31D is a flowchart showing another control of the down operation. In step S226, an initial operation is executed. That is, the belt motor and the drive motor of the image forming means for black printing and color printing are rotated forward to start the down operation. In step S227, the intensity of light incident on the toner sensor 25 is detected, and in step S228, the toner sensor 25 performs a predetermined number of times (FIG.19It is determined whether or not a signal change of a predetermined pulse train shown in FIG. If YES, the process proceeds to step S229, and the down operation ends. If NO, the process proceeds to step S230.
[0082]
Embodiment 7
FIG. 32 is a side view of the seventh embodiment. FIG. 33 shows the positional relationship between the toner sensor 25 provided on the slide link 66 and the image forming means. Bars of the bar code 69 are arranged on the outer wall 2a of each image forming unit in an oblique direction, not in the vertical direction. The inclination direction of the barcode is selected so as to be parallel to the slope 70C and the slope 71C of the slide link 66. The toner sensor 25 is provided on the side surface of the slide link 66, and the barcode 69 crosses the visual axis of the toner sensor 25 when the slide link 66 slides in the B direction or the C direction. As a result, the toner sensor 25 reads the barcode 69. Since the movement amount of the slide link 66 in the B direction or the C direction is larger than the movement amount of the image forming unit in the up direction or the down direction, the detection accuracy is high. Actually, the image forming means moves only about 5 mm in the up direction and the down direction. The reason for raising the color image forming means during black printing is to stop the rotation of the color image forming means that is not operating and to prevent contamination of the drum. Accordingly, it is sufficient that the image forming means is separated from the belt 20 and is isolated from the high voltage control signal even at a small distance of about 5 mm. In order to minimize the amount of movement of the slide link 66 and the load applied to the drive source of the slide link 66, the amount of movement of the slide link 66 is selected to be about 10 mm.
[0083]
【The invention's effect】
Since the toner remaining amount detection mechanism is provided outside the toner storage chamber of the toner cartridge, the remaining amount of toner can be detected with the toner chamber sealed to the outside.
[0084]
Since the up operation and down operation of the image forming means can be controlled using the toner sensor for detecting the remaining amount of toner, it is not necessary to provide a dedicated sensor for up / down detection, so that the manufacturing cost can be reduced.
[0085]
Further, the above-described up operation and down operation can be controlled using one of the toner sensors provided in each image forming unit.
[0086]
Furthermore, it is possible to accurately detect the up position and the down position by using a bar code or a mark sheet.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a color recording apparatus according to the present invention.
2A shows the structure of a black toner cartridge, and FIG. 2B shows an image forming unit 2B in which the toner cartridge 200B is mounted.
FIG. 3 is a developed perspective view illustrating a configuration of a toner cartridge.
FIGS. 4A and 4B show the positional relationship between the rotational position of the shutter lever and a sensor provided on the frame side.
FIG. 5 shows a state when a window is aligned with a sensor provided on the frame side.
FIG. 6 shows a configuration of a toner low detection mechanism, and shows a state when an opening / closing window is opened.
FIG. 7 shows a configuration of a toner low detection mechanism, and shows a state where an opening / closing window is closed.
FIG. 8 shows details of the engagement relationship between the protrusion of the boss A and the stirring shaft.
FIG. 9 shows a control block of the image forming apparatus of the present invention.
FIGS. 10A to 10D show the operation of the crank portion when the remaining amount of toner is large.
FIGS. 11A to 11C show the operation of the crank portion when the remaining amount of toner is low.
FIG. 12 shows the relationship between the rotation position of the crank portion and the output of the toner sensor when the remaining amount of toner is large and small.
FIG. 13 shows a state in which the image forming means is placed in the down position.
FIG. 14 is a perspective view of an up / down mechanism.
FIG. 15 shows a state in which the image forming means is in the up position.
FIG. 16 shows a reflector exhibiting high reflectivity and a low-reflectivity outer wall located immediately next to the reflector.
17A and 17B, the image forming unit when in the down position is indicated by a dotted line, the image forming unit when in the up position is indicated by a solid line, (a) is a side view, and (b) is a front view.
18A shows the detection output of the optical sensor when the image forming unit is in the down position, and FIG. 18B shows the detection output of the optical sensor when the image forming unit is in the up position.
FIG. 19 is a flowchart showing the operation of the first embodiment, where (a) shows an up operation and (b) shows a down operation.
FIG. 20 shows one barcode example.
FIG. 21 shows another barcode example.
FIG. 22 shows Embodiment 2 in which the outer wall of the image forming means is recessed.
FIG. 23 shows a third embodiment in which the outer wall of the image forming unit is subjected to a graining process.
FIG. 24A shows the case where the reflecting plate specularly reflects the output light from the sensor, FIG. 24B shows the case where the reflecting plate irregularly reflects the output light from the sensor, and FIG. The sensor outputs in a) and (b) are shown.
FIG. 25 is a flowchart for explaining an up operation according to the fourth embodiment;
FIG. 26 is a flowchart for explaining a down operation according to the fourth embodiment;
FIG. 27 shows marks in the fifth embodiment.
FIG. 28 is a flowchart showing an up operation of the image forming unit according to the fifth embodiment, where (a) shows an up operation and (b) shows a down operation.
FIG. 29 shows a barcode used in the sixth embodiment.
30 is a flowchart showing control of up operation and control of down operation of an image forming unit according to Embodiment 6, wherein (a) shows control of up operation and (b) shows control of down operation. FIG.
FIG. 31 is a flowchart showing an up / down operation according to a modification of the sixth embodiment, wherein (a) and (c) show the up operation, and (b) and (d) show the down operation.
32 is a side view of the seventh embodiment. FIG.
FIG. 33 shows a positional relationship between a toner sensor provided on a slide link and an image forming unit.
[Explanation of symbols]
2a outer wall (low reflective area), 2Y, 2M, 2C, 2B image forming means, 6 image carrier, 18 stirring shaft (stirring member), 20 conveying belt, 23 reflecting plate (reflecting area), 25 toner sensor, 60 Slide link.

Claims (9)

帯電させられた表面を露光することにより静電潜像を担持する像担持体と、トナーを放出するトナーカートリッジを有して前記像担持体上に形成された静電潜像に前記トナーを付与して可視像を形成する現像手段とを備えた画像形成手段と、
前記トナーカートリッジに備えられて該トナーカートリッジ内のトナー残量に応じて変位する被検出部と画像形成装置本体に備えられた検出部とを有する検出手段と、
前記トナーカートリッジに備えられ、前記トナーを放出する放出口を開閉する開閉部材と、
前記開閉部材の開閉動作を行ない、開状態としたとき前記検出部と前記被検出部間の検出経路を確保し、閉状態としたとき前記検出部と前記被検出部間の検出経路を遮る領域を備えた操作部と、
前記画像形成手段の位置を変更する移動手段と、
前記移動手段を動作させて前記画像形成手段の位置を移動させるとともに、前記画像形成手段の位置、前記トナーカートリッジの装着不良、及び前記トナー残量を前記検出手段の検出結果に基づいて判断する制御部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。Applying an image bearing member for bearing an electrostatic latent image, the toner of the toner cartridge to the electrostatic latent image formed on the image bearing member has to release the toner by exposing the charged was obtained surface And an image forming means comprising a developing means for forming a visible image,
Detection means for chromatic and said toner cartridge provided with a detected portion which is displaced in accordance with the toner remaining amount detection unit provided in the image forming apparatus main body in the toner cartridge,
An opening / closing member provided in the toner cartridge for opening / closing a discharge port for discharging the toner;
An area that opens and closes the opening and closing member, secures a detection path between the detection unit and the detected part when in the open state, and blocks the detection path between the detection unit and the detected part when in the closed state An operation unit with
Moving means for changing the position of the image forming means;
Control that moves the position of the image forming unit by operating the moving unit, and determines the position of the image forming unit, the mounting failure of the toner cartridge, and the remaining amount of toner based on the detection result of the detecting unit. And an image forming apparatus. 前記画像形成手段は外壁を有し、この外壁上に、高反射性領域と低反射性領域とを設け、
前記画像形成手段が移動する際に、前記高反射性領域と低反射性領域が順次前記検出部の前を通過し、前記検出部が、前記高反射性領域と低反射性領域からの反射光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。The image forming means has an outer wall, and on the outer wall, a high-reflective region and a low-reflective region are provided,
When the image forming unit moves, the high-reflectivity region and the low-reflectivity region sequentially pass in front of the detection unit , and the detection unit reflects light from the high-reflection region and the low-reflection region. The image forming apparatus according to claim 1, wherein: 帯電させられた表面を露光することにより静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体上に形成された静電潜像にトナーを付与して可視像を形成する現像手段とを備えた画像形成手段と、
トナーの残量を検出する検出手段と、
前記画像形成手段の位置を変更する移動手段と、
前記移動手段を動作させて前記画像形成手段の位置を移動させるとともに、前記画像形成手段の位置を前記検出手段の検出結果に基づいて判断する制御部とを備え、
前記画像形成手段は外壁を有し、この外壁上に、バーコードを設け、
前記画像形成手段が移動する際に、前記バーコードが順次前記検出手段の前を通過することにより、前記検出手段が、前記バーコードを読み取ることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier that carries an electrostatic latent image by exposing the charged surface; and developing means that forms a visible image by applying toner to the electrostatic latent image formed on the image carrier. An image forming means comprising:
Detecting means for detecting the remaining amount of toner;
Moving means for changing the position of the image forming means;
A control unit that operates the moving unit to move the position of the image forming unit and determines the position of the image forming unit based on the detection result of the detecting unit;
The image forming means has an outer wall, and a barcode is provided on the outer wall.
Wherein when the image forming means is moved, by passing in front of the bar code are sequentially said detecting means, said detecting means, said images forming device you characterized by reading a bar code. 前記バーコードは、画像形成手段毎に異なることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 3 , wherein the bar code is different for each image forming unit. 前記検出手段の出力波形のデューティにより、画像形成手段の位置を検出することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 4 , wherein the position of the image forming unit is detected based on a duty of an output waveform of the detecting unit. 前記検出手段の出力波形のパルス数により、画像形成手段の位置を検出することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 4 , wherein the position of the image forming unit is detected based on the number of pulses of the output waveform of the detecting unit. 前記トナーカートリッジは、トナーを攪拌する攪拌部材を有し、
前記高反射性領域は、前記トナー攪拌部材と連動しながらトナー残量を表す揺動運動をする前記被検出部に設けた反射部材であり、
前記低反射性領域は、前記外壁であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。The toner cartridge has a stirring member for stirring the toner,
The highly reflective region is a reflecting member provided in the detected portion that performs a swinging motion representing the remaining amount of toner while interlocking with the toner stirring member,
The image forming apparatus according to claim 2 , wherein the low reflective region is the outer wall. 帯電させられた表面を露光することにより静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体上に形成された静電潜像にトナーを付与して可視像を形成する現像手段とを備えた画像形成手段と、
トナーの残量を検出する検出手段と、
前記画像形成手段の位置を変更する移動手段と、
前記移動手段を動作させて前記画像形成手段の位置を移動させるとともに、前記画像形成手段の位置を前記検出手段の検出結果に基づいて判断する制御部とを備え、
前記現像手段は、トナーを攪拌する攪拌部材を有し、
前記画像形成手段は外壁を有し、この外壁上に、高反射性領域と低反射性領域とを設け、
前記低反射性領域は、前記外壁に設けられた凹陥部であり、
前記高反射性領域は、前記トナー攪拌部材と連動しながらトナー残量を表す揺動運動をする反射部材であり、
前記画像形成手段が移動する際に、前記高反射性領域と低反射性領域が順次前記検出手段の前を通過し、前記検出手段が、前記高反射性領域と低反射性領域からの反射光を検出し、前記凹陥部が前記検出手段と対向するとき、前記凹陥部と前記検出手段との間の距離は、前記検出手段の焦点距離よりも長いことを特徴とする画像形成装置。 An image carrier that carries an electrostatic latent image by exposing the charged surface; and developing means that forms a visible image by applying toner to the electrostatic latent image formed on the image carrier. An image forming means comprising:
Detecting means for detecting the remaining amount of toner;
Moving means for changing the position of the image forming means;
A control unit that operates the moving unit to move the position of the image forming unit and determines the position of the image forming unit based on the detection result of the detecting unit;
The developing means has a stirring member for stirring the toner,
The image forming means has an outer wall, and on the outer wall, a high-reflective region and a low-reflective region are provided,
The low-reflective region is a recess provided in the outer wall;
The highly reflective region is a reflecting member that performs a swinging motion that represents the remaining amount of toner while interlocking with the toner stirring member,
When the image forming unit moves, the high reflection region and the low reflection region sequentially pass in front of the detection unit, and the detection unit reflects light from the high reflection region and the low reflection region. detects, when the recessed portion is opposed to said detecting means, the distance between the recessed portion and the detecting means, images forming device wherein longer than the focal length of said detecting means. 前記低反射性領域は、前記外壁に設けられた拡散反射させる壁であることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。The low reflectivity regions, the image forming apparatus according to claim 8, wherein the Ru wall der to diffuse reflection is provided on the outer wall.
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