专利名称：显影装置及图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及显影装置以及使用该显影装置的复印机、传真机、打印机等图像形成装置，更具体地说，涉及设有用于检测墨粉收纳部内的墨粉残量的光传感器的显影装置及图像形成装置。
以往，作为这种显影装置和图像形成装置可以列举例如特开平9-120209号公报，在该所公开的装置中，设有光路形成部和透光型光传感器，上述光路形成部是从墨粉收纳部的壁部向内侧突出形成，以便形成光能通过墨粉收纳部内部的光路，用于检测墨粉残量；上述光传感器包括发光部和受光部，发光部对着上述光路形成部的光射入口发光，受光部接收从上述光路形成部的光射出口返回的光。该公报中公开的光传感器根据上述受光部所接收的光强度比标准强度大或小输出双值输出信号(高电平或低电平)中某一方。
但是，在上述以往显影装置和图像形成装置中，使用上述输出高电平或低电平信号的光传感器场合，因上述受光部感度偏差、收纳在墨粉收纳器中的墨粉种类、墨粉用尽时墨粉在上述光路形成部的面对墨粉收纳部内部分的附着状态等恐怕会对墨粉收纳部内墨粉是否用尽作出误判定。例如，上述受光部的感度比所设定感度低场合，尽管墨粉收纳部墨粉用尽，受光部仍误检测为有墨粉残量，判断墨粉收纳部内存在足够墨粉，成为误判定。
本发明就是鉴于上述先有技术所存在的问题而提出来的，本发明的目的在于，提供一种显影装置及装有该显影装置的图像形成装置，尽管光传感器的受光部的感度有偏差等，也能正确判定墨粉收纳部内墨粉是否用尽。
为了实现上述目的，本发明提出一种显影装置，设有使形成在像载体上的潜像显影的显影器、收纳有向显影器补充的墨粉的墨粉收纳部、从墨粉收纳部的壁部向内侧突出以形成光能通过墨粉收纳部内部的光路的检测墨粉是否用尽的光路形成部、包括对该光路形成部的光入射口发光的发光部及接收从该光路形成部的光射出口射来的光的受光部的光传感器；其特征在于，上述光传感器输出与上述光路形成部形成的光路中存在的墨粉残量相应的连续变化的输出信号。
在上述显影装置中，光传感器输出与上述光路形成部形成的光路中存在的墨粉残量相应的连续变化的输出信号，即输出与墨粉收纳部内存在的墨粉残量相应的连续变化的输出信号。在图像形成装置本体侧将该输出信号与判断墨粉是否用尽的标准值比较，判断墨粉收纳部内墨粉是否用尽。
根据本发明的显影装置，其特征还在于，在与光传感器对向位置设有标准光路形成部，该标准光路形成部包括光传感器的光能以与判定墨粉是否用尽的标准值相对应的所定透过率通过的光路。
在该显影装置中，在与光传感器对向位置设有标准光路形成部，光传感器检测以所定透过率通过该标准光路形成部的光，在图像形成装置本体侧将该光传感器输出信号用于设定判断墨粉是否用尽的标准值。
根据本发明的显影装置，其特征还在于，显影器、墨粉收纳部及光路形成部有若干组，组合成显影组件，设有驱动该显影组件的驱动装置，能使各显影器与对应的墨粉收纳部一起移动到显影位置，以与像载体对向，通过驱动上述显影组件，各光路形成部能移动到与上述光传感器对向的位置。
在该显影装置中，通过驱动显影组件使各光路形成部移动到与光传感器对向的位置时，由光传感器对各光路形成部进行检测。
根据本发明的显影装置，其特征还在于，在能与上述光传感器对向的位置根据收纳在各墨粉收纳部中的墨粉种类设有若干个标准光路形成部，上述标准光路形成部包括光路，该光路使得光传感器的光能以与判定墨粉是否用尽的标准值相对应的所定透过率通过。
在该显影装置中，通过驱动显影组件使各标准光路形成部移动到与光传感器对向的位置时，由光传感器对各标准光路形成部进行检测。
根据本发明的显影装置，其特征还在于，通过驱动上述显影组件使各显影器与墨粉收纳部一起移动时，能使上述标准光路形成部与光传感器对向。
在该显影装置中，通过驱动显影组件使各显影器与墨粉收纳部一起移动时，当上述标准光路形成部处于与光传感器对向位置时暂时停止，由光传感器对该标准光路形成部进行检测。
根据本发明的显影装置，其特征还在于，在与上述光传感器的发光部及受光部对向的、上述光路形成部的光入射口及光射出口的周围的对向面粘贴遮光部件。
根据本发明的显影装置，其特征还在于，在与上述光传感器的发光部及受光部对向的、上述标准光路形成部的光入射口及光射出口的周围的对向面粘贴遮光部件。
在上述显影装置中，通过在与上述光传感器的发光部及受光部对向的光入射口及光射出口周围粘贴遮光部件，能遮挡从发光部不通过所定光路到达受光部的光。
为了实现上述目的，本发明提出一种图像形成装置，设有像载体、在该像载体上形成潜像的潜像形成装置、使上述像载体上潜像显影形成显像的显影装置、将该像载体上显像转印在转印体上的转印装置，其使用上述本发明的显影装置作为显影装置，设有判断墨粉是否用尽装置，根据上述光传感器的输出信号，判断上述墨粉收纳部的墨粉是否用尽。
在该图像形成装置中，通过判断墨粉是否用尽装置，比较按墨粉残量连续变化的光传感器输出信号与判定墨粉是否用尽的标准值，根据比较结果，判定墨粉收纳部的墨粉是否用尽。
根据本发明的图像形成装置，其特征还在于显影器、墨粉收纳部及光路形成部有若干组，组合成显影组件，设有驱动该显影组件的驱动装置，能使各显影器与对应的墨粉收纳部一起移动到显影位置，以与像载体对向；判断墨粉是否用尽装置根据比较上述光传感器的输出信号和判断墨粉是否用尽的标准值的结果，判断上述墨粉是否用尽；根据收纳在各墨粉收纳部中的墨粉种类对各墨粉收纳部分别设定标准值。
在该图像形成装置中，通过驱动显影组件使各光路形成部移动到与光传感器对向位置时，由光传感器对该光路形成部进行检测。并且，通过判断墨粉是否用尽装置，比较光传感器输出信号与判定墨粉是否用尽的标准值，根据比较结果，判定墨粉收纳部的墨粉是否用尽。
下面说明本发明的效果。
按照本发明的显影装置及使用该显影装置的图像形成装置，从光传感器输出按墨粉收纳部内墨粉残量变化的输出信号，在图像形成装置本体侧，将该输出信号与判断墨粉是否用尽的标准值比较，判断墨粉收纳部内墨粉是否用尽，即使光传感器受光部感度有偏差，也能正确判定墨盒中墨粉是否用尽。
按照本发明的显影装置及使用该显影装置的图像形成装置，在图像形成装置本体侧，根据光传感器对标准光路形成部的输出信号变更判定墨粉是否用尽的标准值，具有更正确判定墨粉是否用尽的效果。
按照本发明的显影装置及使用该显影装置的图像形成装置，没有必要特地为了检测标准光路形成部而驱动显影组件，能高效变更判定墨粉是否用尽的标准值。
按照本发明的显影装置及使用该显影装置的图像形成装置，在反射偏振光板的外壁部粘接遮光部件，能防止光通过所定光路以外路径到达受光部而引起误检测。
附图简要说明如下
图1是本发明实施例涉及的打印机概略构成正面图；图2是墨盒斜视图；图3是设在墨盒壁部分的反射偏振光板的说明图；图4是反射偏振光板的斜视图；图5a是显影组件的回转时间、显影时间、发光部的闪烁时间及受光部输出信号的输出时间的时间图，图5b是图5a中B部放大图；图6是表示光传感器的信号处理部以及根据光传感器的输出信号进行墨粉是否用尽判定的墨粉用尽判定装置一例的方框图；图7是开始检测墨粉是否用尽后到CPU判定墨粉是否用尽处理过程的流程图；图8是表示附着在反射偏振光板的光路面上的墨粉量与光传感器输出信号大小关系图；图9是回转型显影组件中标准反射偏振光板的配设位置说明图；图10是上述标准反射偏振光板的斜视图；图11是采用指向角广的光源作为发光部60的光源场合，可取的到达受光部的主要传送通路的说明图。
下面参照附图，详细说明将本发明适用于电子照相复印机(以下简记为“复印机”)的实施例。
先说明本实施例的复印机整体结构和动作。图1是本发明实施例涉及的复印机概略构成图，该复印机由彩色图像读取装置(以下简记为“扫描部”)和彩色图像记录装置(以下简记为“打印部”)构成。
在图1中扫描部没有图示，在该扫描部，载置于接触玻璃上的原稿图像通过照明灯、反射镜组及透镜等照明·反射镜光学系统成像在彩色传感器上，将该原稿的彩色图像信息以例如蓝(Blue，以下简记为“B”)、绿(Green，以下简记为“G”)、红(Red，以下简记为“R”)色分解光读取，变换成电图像信号。上述彩色传感器由R、G、B色分解装置及CCD那样的光电变换元件构成，能三色同时读取。并且以用该扫描部所得的R、G、B的色分解图像信号强度电平为基础，在图像处理部进行色变换处理，得到黑(Black，以下简记为“Bk”)、蓝绿(Cyan，以下简记为℃”)、深红(Magenta，以下简记为“M”)、黄(Yellow，以下简记为“Y”)的彩色图像数据。具体地说，上述扫描部的照明·反射镜光学系统接收到与打印部连动的开始信号扫描原稿，得到彩色图像数据。在本实施例中，上述扫描部的照明·反射镜光学系统每进行一次原稿扫描得到一色图像数据，为了得到Bk、C、M、Y四色彩色图像数据，共要反复进行四次原稿扫描。
下面，参照图1说明本实施例复印机打印部的构成及动作。
在该打印部中设有作为曝光装置的写入光学组件(没有图示)及作为像载体的感光体鼓1。上述写入光学组件将来自扫描部的彩色图像数据变换成光信号，在均一带负电的感光体鼓1上形成与原稿图像对应的静电潜像。该写入光学组件可以由例如半导体激光器、控制其发光及驱动的没有图示的发光驱动控制部、多角棱镜、驱动该多角棱镜回转的回转驱动马达、f/θ透镜、反射镜构成。另外，上述感光体鼓1朝图1中箭头A方向、即逆时针方向被驱动回转。
上述感光体鼓1周围配置有作为清洁装置的感光体清洁装置2、作为带电装置的带电充电器3、作为显影装置的回转型显影组件4、作为中间转印装置的中间转印组件10。上述感光体清洁装置2包括毛刷2a和感光体清洁刮板2b，清洁一次转印后的感光体1的表面。上述写入光学组件及带电充电器3等构成潜像形成装置，用于在感光体鼓1上形成潜像。
上述回转型显影组件4包括Bk显影器4a、C显影器4b、M显影器4c及Y显影器4d，通过驱动装置400驱动该显影组件4回转，能使各色显影器定位在与感光体鼓1对向的显影位置。另外，虽然图中没有表示，上述各显影器还分别包括作为搅拌装置用于汲起显影剂加以搅拌的显影剂搅拌器、作为墨粉浓度检测装置用于检测该显影剂浓度的墨粉浓度检测传感器、作为显影剂载置体用于使显影剂磁穗接触感光体鼓1的表面的显影套筒。这四个显影器(4a、4b、4c、4d)的内部结构完全相同。
收纳在这四个显影器(4a、4b、4 c、4d)中的显影剂使用双组份显影剂，显影剂中墨粉带负电。墨粉因显影而消耗，显影器内的显影剂的墨粉浓度降低场合，该信息由上述墨粉浓度检测传感器检测，这时，从作为墨粉补给装置的显影剂收纳容器的墨粉瓶向上述显影器内供给补给用墨粉。这样，上述显影器内的墨粉浓度能保持在所设定的浓度。当墨粉被消耗变少场合，通过没有图示的光传感器能检测墨粉残量。
上述中间转印组件10通过将作为中间转印体的中间转印带11张架在作为电荷赋予装置的一次转印偏压辊12、作为一次转印前消电装置的接地辊13、作为带驱动装置的驱动辊14、张力辊15及二次转印对向辊16上构成。作为电源的一次转印电源17与上述一次转印偏压辊12连接，上述驱动辊14与没有图示的驱动马达相连接，该驱动马达受作为控制装置的控制部(没有图示)控制。上述张架中间转印带11的各辊均由导电性材料形成，除上述一次转印偏压辊12以外的各辊分别接地。
张架上述中间转印带11的一次转印偏压辊12相对由该中间转印带和感光体鼓1接触形成的一次转印区域配置在该中间转印带表面移动方向、即带回转方向下游侧。通过一次转印电源17将所定一次转印偏压施加在该一次转印偏压辊12上。另外，接地辊13相对上述接触部配置在带回转方向上游侧。通过一次转印偏压辊12和接地辊13，上述中间转印带11压抵感光体鼓1形成上述接触部。
上述中间转印带11由表层、中间层及基层组成多层结构，与感光体鼓1接触的外周面侧是表层，内周面侧是基层。在中间层和基层之间有用于粘接上述两层的粘接层。该中间转印带11的体积电阻率ρv为1011Ωcm左右的中电阻材料，上述体积电阻率用日本工业规格JISK6911中记载的测定方法进行测定。若使用体积电阻率ρv为1012Ωcm以上材质制作的中间转印带，虽然能有效防止一次转印后的转印尘，但需要在二次转印后对该中间转印带进行消电。虽然也可使用用体积电阻率ρv为1014Ωcm以上材质制作的中间转印带，但从耐久性等方面考虑，不适合用作中间转印带。另外，上述中间转印带11的表面层的表面电阻率为1013Ω/□左右。
上述中间转印带11背面的宽度方向两端部设有加强部件，该加强部件用于防止带扭曲等，但是，由于该加强部件，一次转印时，上述中间转印带11的宽度方向两端部附近与感光体鼓1之间有时形成间隙。于是，在处于上述接触部的中间转印带11的背面，设置与宽度方向两端部附近相接、用于避免上述间隙的背撑部件18。
在上述中间转印带11周围配设作为润滑剂涂布装置的润滑剂涂布组件20、作为清洁装置的带清洁组件30、及作为转印装置的转印组件40。它们通过没有图示的接离机构可分别与上述中间转印带11接离。
上述润滑剂涂布组件20由作为润滑剂涂布部件的润滑剂涂布刷辊21和润滑剂收纳壳体22构成，在该润滑剂收纳壳体22内收纳固形润滑剂和弹簧。可以使用例如由成形为板状的微粒构成的硬脂酸锌作为固形润滑剂。通过上述弹簧使固形润滑剂朝润滑剂涂布刷辊21赋势，与该润滑剂涂布刷辊相接。通过没有图示的驱动装置，能驱动上述润滑剂涂布刷辊21回转。并且，二次转印后，将润滑剂涂布在中间转印带11上时，润滑剂涂布刷辊21回转，刮取上述固形润滑剂，这样刮取的润滑剂为粉体状，涂布在中间转印带11上。为了防止刷部倒毛现象，使润滑剂涂布刷辊21朝中间转印带11的移动方向回转。在润滑剂涂布刷辊21与中间转印带11接触部分、即润滑剂涂布区域控制该润滑剂涂布刷辊21回转，使其线速度比中间转印带11快。
上述带清洁装置30由作为清洁部件的带清洁刮板31、作为密封装置的入口密封部件32、及壳体33构成，上述带清洁刮板31刮取的墨粉收纳在壳体33内。这时，上述入口密封部件32承受该所刮取的墨粉，将其导向到壳体内，以便不使上述墨粉在机内飞散。
上述转印组件40包括与上述中间转印组件10的二次转印对向辊16对向的二次转印偏压辊41、与该二次转印偏压辊41连接的二次转印电源42构成。
上述打印部还进一步包括供纸辊、定位辊、收纳各种尺寸转印纸100的转印纸盒、可使用投影用纸、厚纸等的手供纸盘、纸运送组件、作为定影装置的定影器50及复印件盘(除定影器50之外，没有图示)。在上述转印组件40的二次转印偏压辊41与中间转印组件10的二次转印对向辊16之间形成二次转印区域，上述供纸辊将作为转印材的转印纸100送入该二次转印区域。上述定影器50由定影辊51和加压辊52构成，定影辊51被控制到所设定的温度，上述转印纸100上的未定影墨像在上述定影辊和加压辊间熔融，进行墨像定影。
下面，以Bk、C、M、Y顺序作为显影顺序说明上述复印机动作，当然，形成图像时并不局限于上述Bk、C、M、Y顺序。
复印动作一开始，先开始Bk工序，在上述扫描部开始读取原稿彩色图像信息，根据由该图像信息而得的Bk图像数据，通过上述打印部的光写入组件的激光在感光体鼓1上形成Bk潜像。通过上述Bk显影器4a用Bk墨粉使Bk潜像显影。这时，为了可靠进行Bk潜像显影，在该Bk潜像前端部到达Bk显影器的显影位置前，预先使上述Bk显影器4a的显影套筒回转，这样，当Bk潜像前端部到达上述显影位置时，显影剂处于穗立状态，能可靠地使全部Bk潜像显影。另外，在上述Bk显影器4a中，在Bk潜像的后端部已通过上述显影位置时，快速进行显影套筒上形成的显影剂的穗切。这样，Bk显影器4a成为不动作状态。这时，至少在此后被显影的C潜像前端部到达Bk显影器4a的显影位置前，使其处于完全不动作状态。上述显影剂的穗切可以通过将上述显影套筒切换为与显影动作中回转方向相反的方向进行。
上述以Bk显影器4a形成在感光体鼓1上的Bk墨像通过一次转印被转印到与感光体鼓等速的中间转印带11表面，Bk工序结束。
与上述Bk墨像一次转印同时，在上述感光体鼓1开始C工序，即、在所定时间再次读取原稿彩色图像信息，根据由该图像信息而得的C图像数据，通过激光在感光体鼓1上形成C潜像，再通过C显影器4b形成C墨像。该C显影器4b中显影套筒的回转在上述Bk潜像后端部通过该C显影器的显影位置后、且C潜像的前端部到达上述显影位置前开始。并且，在C潜像的后端部已通过上述显影位置时，与上述Bk显影器4a场合一样，进行显影套筒上形成的显影剂的穗切，C显影器4b成为不动作状态。这时，在此后被显影的M潜像前端部到达前，使其处于完全不动作状态。上述被显影形成在感光体鼓1上的C墨像与上述中间转印带11中转印Bk墨像位置对位进行一次转印。
以后，在M工序和Y工序中，与上述C工序一样，根据各图像数据形成潜像，然后显影，进行一次转印。这样，在上述中间转印带11的同一图像面上顺序进行Bk、C、M、Y的一次转印，在上述中间转印带11上形成四色叠合墨像。
另外，在上述中间转印带11上最终形成墨像期间，具体地说，第一色Bk墨像一次转印后到第四色Y墨像一次转印结束之间，预先通过各接离机构(没有图示)使上述润滑剂涂布组件20的润滑剂涂布刷辊21、带清洁组件30的带清洁刮板31及入口密封部件32、转印组件40的二次转印偏压辊41分别与上述中间转印带11脱离。
如上所述通过一次转印被转印到中间转印带的墨像被送向二次转印区域，以便通过二次转印将其转印到转印纸100上。这时，上述转印组件40的二次转印偏压辊41通常在将上述墨像转印到转印纸100时通过转印用接离机构推压上述中间转印带11。此后，通过上述二次转印电源42将所定二次转印偏压施加在该二次转印偏压辊41上，在上述二次转印区域形成二次转印电场。这样，中间转印带11上的墨像被转印到转印纸100上。在没有图示的操作面板上指定转印纸尺寸，所指定尺寸的转印纸100从转印纸盒中某个被运向定位辊方向，供给上述二次转印区域。供纸时，通过上述定位辊，将转印纸100供给二次转印区域，使其与上述中间转印带11上的墨像前端部到达二次转印区域时间一致。
这样，四色叠合形成于上述中间转印带11上的墨像一下子转印在转印纸100上，随后，通过纸运送组件运送到定影器50。在该定影器50，上述转印纸100上墨像在定影辊和加压辊之间熔融，进行定影。然后，已定影的转印纸100被送向复印件盘叠置。
一次转印后的感光体鼓1由感光体清洁组件2清洁其表面，通过没有图示的作为消电装置的消电灯被均一消电。二次转印后的中间转印带11通过接离机构与带清洁组件30压接，上述带清洁组件30清洁其表面。
下面，对属于本实施例特征部分的“使用光传感器判断墨盒中墨粉是否用尽”进行说明。
图2是墨盒斜视图，图3是设在墨盒壁部分的反射偏振光板的说明图，图4是反射偏振光板的斜视图。
光传感器包括安装在同一基板62上的发光部60和受光部61，发光部60可由例如红外发光器件(light emitting device，以下简记为LED)构成，受光部61可由例如遥控用受光元件构成。反射偏振光板58作为光路形成部，其包括发光部对向凹部58a和受光部对向凹部58b，它们分别与发光部60、受光部61对向，从墨盒53的外壁部65朝墨盒53内侧突出，呈中空状，至少在该一对中空凹部互相对向的壁面部形成透明部66a、66b，它们对于来自发光部60的光是透明的。在发光部对向凹部58a上形成反射部67a，其使来自发光部60的光朝透明部66a反射，在受光部对向凹部58b上形成反射部67b，其使透过透明部66b的光朝受光部61反射。
在本实施例中，上述各凹部58a、58b使用例如聚苯乙烯那样的透明材料制成，但是，也可以仅仅是上述一对中空凹部的互相对向的壁面部、即上述透明部66a、66b使用透明材料形成。
本实施例的判断墨粉是否用尽过程如下在图2和图3中，从光传感器的发光部60发出的光在上述发光部对向凹部58a的反射部67a被反射，透过透明部66a。若墨盒53内的墨粉量为所设定量以上，则透过上述透明部66a的光因被墨粉遮挡，不射入受光部对向凹部58b的透明部66b，不到达受光部61。另一方面，若墨盒53内的墨粉量为所设定量以下，则透过上述透明部66a的至少部分光不受墨粉遮挡，能射入受光部对向凹部58b的透明部66b，再在反射部67b反射，到达受光部61。这样，从发光部60发出的光因反射偏振光板58的二个透明部66a、66b之间存在的墨粉量而有一定程度衰减，最后在受光部61受光，因此，根据受光部61的输出能判断墨粉是否用尽。
在本实施例中，上述发光部对向凹部58a形成为使得在反射部67a被反射的光垂直射入透明部66a，而上述受光部对向凹部58b形成为使得透过上述透明部66a的光垂直射入透明部66b。在上述图3例中，从光传感器的发光部60发出的光入射到上述发光部对向凹部58a的反射部67a的入射角度以及在受光部对向凹部58b的反射部67b朝受光部61反射的反射角度都设定为45度。这样，从光传感器的发光部60发出的光透过各透明部66a、66b时的光透过率比以非垂直角度入射各透明部66a、66b场合高，能尽可能地不降低到达受光部61的光量，以便更可靠地判断墨粉是否用尽。
另外，图3中没有图示，在上述各凹部58a、58b的反射部67a、67b的与墨粉相接触面上粘接光反射率比其它部分高的部件，例如银色反射带，这样，与没有设置该反射带场合相比，能以高反射率反射光，尽可能增加到达受光部61的光量。
在此，当采用发光定向角大的光源作为发光部60光源场合，如图11所示，除从发光部60发出的最终由受光部61受光的光63之外，有的光入射到与发光部60和受光部61对向的外壁部65，经壁内部最终由受光部61受光，在图中这种光用标号64表示。由于该光也被受光部61检测到，光64是噪音信号，即使有墨粉场合也存在该噪音信号，恐怕会误检测为无墨粉。
于是，如上述图3和图4所示，在上述反射偏振光板58的外壁部用双面胶带(没有图示)粘接遮光部件70，可以使用遮光带、例如TORAY株式会社制的Lumirror X30(材质聚对苯二甲酸乙酯)作为遮光部件70。这样，能避免上述光64在受光部件受光，能防止因受光部61检测到上述光64而引起的误检测。
在本实施例中，上述遮光部件70还具有吸光性，如图11所示，还能防止在上述外壁部65产生反射光68，能防止因受光部61检测到上述光68而引起的误检测。
图5是显影组件的回转时间、显影时间、发光部的闪烁时间及受光部输出信号的输出时间的时间图，显影组件通过送向作为组件驱动装置的步进马达的驱动脉冲而回转，回转停止开始显影，与此同时，判断墨粉是否用尽。发光部60以600μs的间隔反复接通/断开，该脉冲发光基本频率数为38kHz。检测一次墨粉残量，接通/断开动作反复20回。光传感器输出强度随墨盒53内墨粉残量变化的信号，在复印机本体侧将上述传感器输出信号与判断墨粉是否用尽的标准值进行比较，根据比较结果判断墨盒53中的墨粉是否用尽。
图6是表示形成在上述光传感器200的基板62上的信号处理部以及根据光传感器的输出信号进行墨粉是否用尽判定的墨粉用尽判断装置一例的方框图，设于复印机本体侧的控制部300兼用作该墨粉用尽判断装置。控制部300中的中央处理装置(Central Processing Unit，以下简记为CPU)77、随机存取存储器(Random Access Memory，以下简记为RAM)79、只读存储器(Read Only Memory，以下简记为ROM)78及I/O接口81以图中空心箭头所示的地址总线和数据总线连接，从矩形波振荡回路86向CPU77供给所定周期时标。另外，光传感器200的矩形波振荡回路86产生的信号也可作为用于使发光部60闪烁的时间信号。上述矩形波振荡回路86产生的信号经分频器87产生38kHz的脉冲信号，经分频器88产生1.2ms周期的脉冲信号，这些信号在“与”门90叠加，所得信号供给LED驱动器91，通过来自I/O接口的控制信号控制发光部60的LED92作20次脉冲串闪烁。若墨盒53内处于墨粉用尽状态，LED92的光从发光部对向凹部58a的透明部66a入射到受光部对向凹部58b的透明部66b，在反射部67b被反射之后，到达受光部61的光电二极管94。该信号在放大器95增益，在电容器96仅使信号成份通过，进而，在带通滤波器99仅使38kHz的脉冲信号通过，然后，在解调器100解调，在积分器101积分，作为光传感器200的输出信号(模拟信号)送向装置本体侧的控制部300的I/O接口部81。在I/O接口部81将来自光传感器200的输出信号变换成数字信号，送向CPU77。CPU77将上述传感器输出信号与预先设定的判断墨粉是否用尽的标准值进行比较，根据比较结果判断墨盒53中的墨粉是否用尽。在此，判定墨粉用尽时，在墨粉用尽显示部82显示墨粉用尽信息，提醒用户更换该色墨盒。
图7是开始检测墨粉是否用尽后到CPU77判定墨粉是否用尽处理过程的流程图，若显影组件在显影位置停止，开始显影，则在步骤S1，CPU77使发光部60的LED92闪烁，在步骤S2判断LED92脉冲串闪烁是否已达到20次，在达到20次闪烁前继续闪烁，若是已闪烁20次(步骤S2的“是”)，则在步骤S3和S4，CPU77将从光传感器输出信号变换来的测定值Vm与预先设定的判断墨粉是否用尽的标准值Vref进行比较，若Vm大于或等于Vref(步骤S4的“是”)，则在步骤S5将该色墨粉用尽显示部82点亮，显示该墨粉用尽，若Vm小于Vref(步骤S4的“否”)，则返回到主程序。在步骤S6判断墨盒是否已被更换，在该步骤中，在更换所说墨盒前，上述墨粉用尽显示部82的显示信息一直显示着，若判断已进行更换(步骤S6的“是”)，则在步骤S7熄灭显示墨粉用尽信息，然后，返回到主程序。
图8是表示存在于反射偏振光板58的透明部66a、66b的暴露到墨盒内部的光路面66a’、66b’之间的墨粉量与光传感器输出信号大小关系图，从该图可知，存在于光路面66a’、66b’之间的墨粉量越多，光传感器发光部60发出的光被遮断越多，受光部61受光光量越少，光传感器输出信号越小。该光传感器输出特性因黑墨粉Bk、彩色墨粉Y、M及C而不同，墨盒内墨粉残量仅为一点点时，即使存在于反射偏振光板58的光路面66a’、66b’之间的墨粉量相同，透过该光路面的光量不同，光传感器产生输出差。于是，在本实施例中，根据墨粉颜色分别设定合适的判别墨粉是否用尽的标准值。具体地说，对于上述彩色墨粉和黑墨粉分别设定判别墨粉是否用尽的标准值Vref(彩色)和Vref(黑)，当光传感器输出信号的测定值Vm大于或等于相应的Vref时，判定该色墨粉用尽。这样，能不受墨粉颜色影响正确判断墨粉是否用尽。
另外，上述用于判别墨粉是否用尽的标准值Vref(彩色)和Vref(黑)也可以通过如下所述方法不使用预先设定的固定值而设定最适值。
例如图9所示，在回转型显影组件的墨盒之间设置标准反射偏振光板71C、71Bk作为标准光路形成部，其采用光路不因飞散墨粉等受污染的结构。如图10所示，在上述标准反射偏振光板71C、71Bk的光路面72a、72b上设有减光部件73，使得光传感器的光能以与墨粉种类相对应的所定透过率(例如，彩色墨粉1％，黑墨粉0.3％)通过。并且，在标准反射偏振光板71C、71Bk的与光传感器对向的外壁部与上述反射偏振光板58场合一样，用双面胶带(没有图示)粘接遮光部件70，能遮挡不需要的光。
在所定时间使回转型显影组件回转，在标准反射偏振光板71C处于与光传感器对向位置状态时停止，在该状态下接通光传感器，将此时的光传感器输出信号值存储到控制部300的存储部，作为此后用于判别墨粉是否用尽的标准值Vref(彩色)。对于上述标准反射偏振光板71Bk也进行同样处理，存储光传感器输出信号值作为此后用于判别墨粉是否用尽的标准值Vref(黑)。这样，能对光传感器的感度偏差进行补正，高精度地判定墨粉是否用尽。
也可以通过下述方法进行设定回转型显影组件位于原位置时，即四色显影辊都不处于与感光体对向状态下，使标准反射偏振光板71C、71Bk处于与光传感器对向的位置，设定用于判别墨粉是否用尽的标准值Vref(彩色)、Vref(黑)。
根据上述实施例，能提供设有检测墨粉是否用尽装置的显影装置，能以低成本防止误检测。另外，通过配设在墨盒53外侧的发光部60和受光部61检测有无墨粉，与发光部60和受光部61配设在墨盒53内侧的装置相比，具有易更换墨盒53的优点。
上述光传感器输出随墨盒53内墨粉残量而变化的输出信号Vm，在复印机本体侧将该输出信号Vm与判别墨粉是否用尽的标准值Vref进行比较，使得上述标准值Vref随墨粉种类等不同而变化，尽管光传感器受光部感度有偏差，也能正确判定墨盒53中墨粉是否用尽。
也可以使用脉冲调制光代替上述脉冲串光作为光传感器发光部射出的光。
使用脉冲调制光的光传感器可以由射出脉冲调制光的发光部、接收脉冲调制光的受光部以及门电路构成，该门电路与受光部的输出信号同步，响应脉冲调制光的脉冲停止时间，禁止受光部输出信号通过。在这种结构场合，从受光部输出信号期间，脉冲调制光的脉冲停止时间内，断开门电路，即使在该时间内接收到杂光，杂光所引起的噪音信号不会从门电路输出，通过上述结构和动作能防止误检测。
权利要求
1.一种显影装置，设有使形成在像载体上的潜像显影的显影器、收纳有向显影器补充的墨粉的墨粉收纳部、从墨粉收纳部的壁部向内侧突出以形成光能通过墨粉收纳部内部的光路的检测墨粉是否用尽的光路形成部、包括对该光路形成部的光入射口发光的发光部及接收从该光路形成部的光射出口射来的光的受光部的光传感器；其特征在于，上述光传感器输出与上述光路形成部形成的光路中存在的墨粉残量相应的连续变化的输出信号。
2.根据权利要求1中所述的显影装置，其特征在于，在与上述光传感器对向位置设有标准光路形成部，该标准光路形成部包括光传感器的光能以与判定墨粉是否用尽的标准值相对应的所定透过率通过的光路。
3.根据权利要求1中所述的显影装置，其特征在于，上述显影器、墨粉收纳部及光路形成部有若干组，组合成显影组件，设有驱动该显影组件的驱动装置，能使各显影器与对应的墨粉收纳部一起移动到显影位置，以与像载体对向，通过驱动上述显影组件，各光路形成部能移动到与上述光传感器对向的位置。
4.根据权利要求3中所述的显影装置，其特征在于，在能与上述光传感器对向的位置根据收纳在各墨粉收纳部中的墨粉种类设有若干个标准光路形成部，上述标准光路形成部包括光路，该光路使得光传感器的光能以与判定墨粉是否用尽的标准值相对应的所定透过率通过。
5.根据权利要求4中所述的显影装置，其特征在于，通过驱动上述显影组件使各显影器与墨粉收纳部一起移动时，能使上述标准光路形成部与光传感器对向。
6.根据权利要求1-5中任一个所述的显影装置，其特征在于，在与上述光传感器的发光部及受光部对向的、上述光路形成部的光入射口及光射出口的周围的对向面粘贴遮光部件。
7.根据权利要求2、4、5中任一个所述的显影装置，其特征在于，在与上述光传感器的发光部及受光部对向的、上述标准光路形成部的光入射口及光射出口的周围的对向面粘贴遮光部件。
8.一种图像形成装置，设有像载体、在该像载体上形成潜像的潜像形成装置、使上述像载体上潜像显影形成显像的显影装置、将该像载体上显像转印在转印体上的转印装置；其特征在于使用上述权利要求1-7中任一项所述的显影装置作为上述显影装置；设有判断墨粉是否用尽装置，根据上述光传感器的输出信号，判断上述墨粉收纳部的墨粉是否用尽。
9.根据权利要求8中所述的图像形成装置，其特征在于上述显影器、墨粉收纳部及光路形成部有若干组，组合成显影组件，设有驱动该显影组件的驱动装置，能使各显影器与对应的墨粉收纳部一起移动到显影位置，以与像载体对向；判断墨粉是否用尽装置根据比较上述光传感器的输出信号和判断墨粉是否用尽的标准值的结果，判断上述墨粉是否用尽；根据收纳在各墨粉收纳部中的墨粉种类对各墨粉收纳部分别设定标准值。
全文摘要
本发明涉及显影装置及使用该显影装置的图像形成装置,设有使像载体1上潜像显影的显影器4a－4d、若干墨粉盒53、从墨粉收纳部的壁部向内侧突出以形成光路的反射偏振光板58、包括对该光路形成部的光入射口发光的发光部60及接收从光射出口射来的光的受光部61的光传感器200,光传感器输出与光路中存在的墨粉残量相应的连续变化的输出信号。即使光传感器受光部感度有偏差,也能正确判定墨盒53中墨粉是否用尽。
文档编号G03G15/08GK1256440SQ9912287
公开日2000年6月14日 申请日期1999年12月6日 优先权日1998年12月7日
发明者长谷川真, 石川知司, 榑沼岳郎, 吉冈理 申请人:株式会社理光