JP2000206751A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 着脱可能な装着部材の状態情報を検出する場
合に、現像剤やトナーによる汚染の影響を受けにくく
し、情報を正確に検出できるようにすうことである。 【解決手段】 ハードコピー装置には１次側コイル２８
と１次側コア２９とが設けられている。現像カートリッ
ジ２３には２次側コイル３０及び２次側コア３１が設け
られている。この２次側コイル３０及び２次側コア３１
は、ハードコピー装置側に設けられた１次側コイル２８
及び１次側コア２９との間で磁気誘導（相互誘導）が発
生し、ハードコピー装置はその周波数特性から装着状態
の情報を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンター等のハードコピー装置である画像形成
装置に係り、詳しくは、画像形成装置本体に対し着脱可
能な構造を有する装着部材の状態情報を検出できる画像
形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術】複写機、ファクシミリ、プリンター等の画
像形成装置における現像装置は、それぞれ所定の現像剤
を収容した複数の現像器と、該現像器に現像剤を補給す
るように各現像器に対応させて設けた現像剤補給容器と
を備え、該複数の現像器を像担持体に対向させ、該像担
持体に形成された潜像を可視像化する。従来、この種の
現像装置のトナー補給部には、現像剤補給容器としての
トナーカートリッジを装着する時の誤装着防止機構が備
えられている。この誤装着防止機構については、トナー
補給部に設置された情報読み取り手段としてのバーコー
ドリーダーで、トナーカートリッジに表示されたバーコ
ード情報を読み取り、その読み取り結果を判定すること
で、誤挿入防止シャッタを動作させ、トナーカートリッ
ジの誤装着を防止する提案がある（例えば、特開平４−
１６８２号公報参照）。

【０００３】更に、不揮発性メモリ等の情報記憶媒体を
備えた現像剤補給容器が現像器のトナー補給部に設置さ
れた際に、現像器と現像剤補給容器との問で電気回路を
構成し、現像剤補給容器の保持している情報を電気信号
で現像器側あるいは本体装置側へ付与して、その判定結
果で誤装着防止を図る提案もよく知られている。例え
ば、特公平７−４３５４９号公報では、情報記憶媒体を
備えた構造のものが記載されている。この装置は、感光
体等のユニット交換の度に露光量や帯電量等の再調整が
必要である問題点に着目し、帯電手段や現像手段、また
クリーニング手段等と感光体とをユニット化する。そし
て、このユニット毎に、情報記憶媒体である記憶素子が
組み込まれ、この記憶素子はユニット各部の情報を記憶
して、画像形成装置のＣＰＵに接続している。このた
め、ユニットを交換しても、記憶素子の情報に基づい
て、ＣＰＵにより自動的に再調整を行う。この構成か
ら、現像剤補給容器に記憶素子を設けて、保持している
情報をＣＰＵが判断して誤装着防止を図ることも可能で
ある。

【０００４】また、特開平７−１９９５７４号公報で
は、各トナーカートリッジにコードが形成された凸部を
設け、トナーカートリッジの回転に伴い、この凸部のコ
ードを順序コードセンサにより読取ることにより、トナ
ーカートリッジの装着正誤を判断することを可能として
いる。こうして、複数のトナーカートリッジを有する画
像形成装置において、従来のように、トナーカートリッ
ジの誤装着判断機能を、トナーカートリッジの設置位置
毎に設ける必要を無くすことを実現している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、画像形成装置
における現像装置に、特開平４−１６８２号公報の現像
剤補給容器の誤装着防止機構を適用しようとすると、ト
ナーカートリッジに表示されたバーコードが現像剤やト
ナーの直近に設置されるので、汚染されやすく、バーコ
ードリーダ等の光学的読み取り手段も現像剤やトナーの
汚染の影響を受け易く、バーコード読み取りエラー等の
弊害が発生する。

【０００６】また、特公平７−４３５４９号公報記載の
装置のように、現像器と不揮発性メモリ等の情報記憶媒
体を備えた現像剤補給容器との間で電気回路を横成さ
せ、現像剤補給容器の保持している情報を電気信号で授
受する方法も、接点がトナーや現像剤などに汚染され易
く、接触不良や摩耗等の弊害を発生する。

【０００７】また、特開平７−１９９５７４号公報の誤
装着防止機構では、コード読み取り手段を各現像器補給
容器ごとに設ける必要があり、コストの上昇を招いてし
まう。

【０００８】本発明の目的は、以上の問題点に鑑みなさ
れたものであり、着脱可能な装着部材の状態情報を検出
する場合に、現像剤やトナーによる汚染の影響を受けに
くくし、情報を正確に検出できるようにした画像形成装
置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、装置
本体に対し着脱可能な構造を有する装着部材を備え、該
装着部材の装着状態や使用状態を示す状態情報を検出す
ることができる画像形成装置において、装置本体側と装
着部材側とにそれぞれ磁気誘導を生じる手段を配置し、
該磁気誘導手段により生じる磁気誘導信号の周波数特性
から前記状態情報を検出することを特徴とする。

【００１０】請求項２の発明は、請求項１記載の画像形
成装置であって、前記磁気誘導手段は、装置本体側に配
置された本体側磁気誘導回路と、装着部材側に配置さ
れ、装置本体側に装着部材が装着された場合に本体側磁
気誘導回路に対面する部材側磁気誘導回路とからなり、
相互誘導により生じた各状態に対応する共振周波数か
ら、状態情報を検出することを特徴とする。

【００１１】請求項３の発明は、請求項２記載の画像形
成装置であって、部材側磁気誘導回路に静電容量負荷を
接続したことを特徴とする。

【００１２】請求項４の発明は、請求項１記載の画像形
成装置であって、前記磁気誘導手段は、装置本体側に配
置された本体側磁気誘導回路と、装着部材側に配置さ
れ、装置本体側に装着部材が装着された場合に前記磁気
誘導回路に対面する磁性部材とからなり、自己誘導によ
り生じた各状態に対応する共振周波数から、状態情報を
検出することを特徴とする。

【００１３】請求項５の発明は、請求項２乃至４のいず
れかに記載の画像形成装置であって、分周比率を変更し
てクロック信号を分周し前記本体側磁気誘導回路に出力
する分周手段と、前記本体側磁気誘導回路から出力され
る電流を電圧に変換する電圧変換手段と、変換された電
圧を矩形波に変換する矩形波変換手段と、前記矩形波と
前記分周手段の出力信号との位相差を検出する位相検出
手段とを備え、前記分周手段の出力信号の周波数と、前
記位相検出手段により検出した位相差から共振周波数を
求め、前記装着部材の各状態の共振周波数を予め求めて
記憶しておき、求めた共振周波数と記憶しておいた共振
周波数とを比較することにより、状態情報を検出するこ
とを特徴とする。

【００１４】請求項６の発明は、請求項５記載の画像形
成装置であって、前記分周手段は、大きい分周比率から
小さい分周比率に順に変更していくことを特徴とする。

【００１５】請求項７の発明は、請求項５又は６記載の
画像形成装置であって、前記電圧変換手段は、前記本体
側磁気誘導回路に直列に接続した抵抗であることを特徴
とする。

【００１６】請求項８の発明は、請求項１記載の画像形
成装置であって、前記磁気誘導手段は、装置本体側に配
置された本体側磁気誘導回路と、装着部材側に配置さ
れ、装置本体側に装着部材が装着された場合に前記磁気
誘導回路に対面する磁性部材とからなり、さらに前記本
体側磁気誘導回路を含む発振回路が形成され、各状態に
対応する発振周波数から状態情報を検出することを特徴
とする。

【００１７】請求項９の発明は、請求項８に記載の画像
形成装置であって、前記本体側磁気誘導回路から出力さ
れる電流を電圧に変換する電圧変換手段と、変換された
電圧を矩形波に変換する矩形波変換手段と、前記矩形波
とクロック信号を比較して発振周波数を検出する周期計
測手段とを備え、前記装着部材の各状態の発振周波数を
予め求めて記憶しておき、検出した発振周波数と記憶し
ておいた発振周波数とを比較することにより、状態情報
を検出することを特徴とする。

【００１８】請求項１０の発明は、請求項４乃至８のい
ずれかに記載の画像形成装置であって、前記磁性部材は
装着部材に弾性支持され、さらに前記磁性部材の振動特
性により検出される逆起電圧を検出する逆起電圧検出手
段を備えたことを特徴とする。

【００１９】請求項１１の発明は、請求項４乃至８のい
ずれかに記載の画像形成装置であって、前記磁性部材は
弾性部材で形成され、さらに前記磁性部材の振動特性に
より検出される逆起電圧を検出する逆起電圧検出手段を
備えたことを特徴とする。

【００２０】請求項１２の発明は、請求項１０又は１１
記載の画像形成装置であって、前記本体側磁気誘導回路
により前記磁性部材に振動を加えることを特徴とする。

【００２１】請求項１３の発明は、請求項８又は９に記
載の画像形成装置であって、前記磁気誘導回路は、切り
替え可能な第１磁気誘導回路及び第２磁気誘導回路とか
らなり、第１磁気誘導回路と第２磁気誘導回路による特
性から装置本体に対する装着部材の変位を検出できるこ
とを特徴とする。

【００２２】請求項１４の発明は、請求項１３記載の画
像形成装置であって、前記特性は第１磁気誘導回路及び
第２磁気誘導回路のインダクタンスの和であり、該和か
ら検出する前記変位は、磁気誘導回路と磁性部材との対
抗面に垂直な変位であることを特徴とする。

【００２３】請求項１５の発明は、請求項１３記載の画
像形成装置であって、前記特性は第１磁気誘導回路及び
第２磁気誘導回路のインダクタンスの比であり、該比か
ら検出する前記変位は、磁気誘導回路と磁性部材との対
抗面に平行な変位であることを特徴とする。

【００２４】請求項１６の発明は、請求項１３記載の画
像形成装置であって、前記特性は第１磁気誘導回路及び
第２磁気誘導回路による発振周波数の和であり、該和か
ら検出する前記変位は、磁気誘導回路と磁性部材との対
抗面に垂直な変位であることを特徴とする。

【００２５】請求項１７の発明は、請求項１３記載の画
像形成装置であって、前記特性は第１磁気誘導回路及び
第２磁気誘導回路による発振周波数の比であり、該比か
ら検出する前記変位は、磁気誘導回路と磁性部材との対
抗面に平行な変位であることを特徴とする。

【００２６】請求項１８の発明は、請求項４乃至１７の
いずれかに記載の画像形成装置であって、前記本体側磁
気誘導回路に並列に静電容量負荷を配置したことを特徴
とする。

【００２７】請求項１９の発明は、請求項２乃至１８の
いずれかに記載の画像形成装置であって、前記装着部材
を前記装置本体に装着した場合に、前記装置本体と前記
装着部材の各磁気誘導手段を、その間に空隙が生じるよ
うに配置したことを特徴とする。

【００２８】請求項２０の発明は、請求項１９記載の画
像形成装置であって、前記装置本体と前記装着部材の各
磁気誘導手段の間に一定厚みの第１非磁性体を配置し、
一定間隔の空隙が形成されるようにしたことを特徴とす
る。

【００２９】請求項２１の発明は、請求項２０記載の画
像形成装置であって、静電容量負荷の静電容量の精度±
Ｓｃ％、前記空隙をＸｍｍ、前記空隙の精度を±Ｓｘｍ
ｍとするとき、 （Ｓｘ／Ｘ）≦（Ｓｃ／１００） の関係を満足することを特徴とする。

【００３０】請求項２２の発明は、請求項２０に記載の
画像形成装置であって、前記装置本体の磁気誘導手段に
対する前記装着部材の対向面に第２非磁性体を貼り付
け、装着部材の使用時に該第２非磁性体を剥がすことを
特徴とする。

【００３１】請求項２３の発明は、請求項２２記載の画
像形成装置であって、前記装着部材の移動可能な磁気誘
導手段を前記装置本体の磁気誘導手段方向に押圧する弾
性部材を備え、前記装置本体と前記装着部材の各磁気誘
導手段の間に一定厚みの移動可能な第１非磁性体を配置
し、前記装置本体の磁気誘導手段に対向する前記装着部
材の第１非磁性体に第２非磁性体を貼り付け、装着部材
の使用時に剥がす第２非磁性体を貼り付け、磁気誘導の
周波数特性より、装着部材が未使用か否かを判断するこ
とを特徴とする。

【００３２】請求項２４の発明は、請求項１乃至２３の
いずれかに記載の画像形成装置であって、表示手段を有
し、検出した状態情報を表示することを特徴とする。

【００３３】請求項２５の発明は、請求項１乃至２４の
いずれかに記載の画像形成装置であって、装着部材の装
着状態に異常が有るときは、動作を停止することを特徴
とする。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図を用いて説明する。なお、この実施形態によっ
て、この発明は限定されるものではない。

【００３５】図１は、本発明にかかるハードコピー装置
の一実施形態を示す概略構成断面図である。この画像形
成装置であるハードコピー装置は、図１に示すように、
上面に透明なガラス等からなる原稿台１を有している。
この原稿台１の下方には、スキャナー部２が配されてい
る。このスキャナー部２は原稿台１上に載置される原稿
に光を照射する光源３と原稿からの反射光を、例えば図
中の鎖線で示すように、このスキャナー部２内の結像レ
ンズ７を通した向こう側（右側）に配置された光電変換
素子（ＣＣＤ）８に導く複数の反射鏡４，５，６と光路
中に配される前記結像レンズ７と、前記ＣＣＤ８とを備
えている。また前述の光源は例えばハロゲンランプや熱
陰極蛍光ランプ、或いはＵＶ蛍光ランプ等により実現さ
れるが本実施例では特に限定しない。

【００３６】次に画像形成部に係る説明を示す。ＣＣＤ
８によって読み取られた原稿画像データは、画像処理が
施され、レーザースキャニングユニット（以下ＬＳＵと
称する）１６により、レーザー光を感光体２２の表面Ａ
に照射し、静電潜像が形成される。感光体２２は、矢印
方向に回転駆動されるドラム形状をなしている。そし
て、この感光体２２の周囲にはレーザー照射点Ａから感
光体２２の回転方向に向かって、次の各装置が配置され
ている。すなわち、レーザーによって露光された感光体
表面の静電潜像をトナーにより可視像に現像する現像装
置２３と、感光体２２上のトナー像を用紙に転写する転
写チャージャー１９と、感光体表面の残留トナーを除去
するクリーニング装置１７と、感光体２２を所定の電位
に帯電させる主帯電器１８と、および感光体２２のレー
ザー照射点Ａにむかってレーザーを照射させるＬＳＵ１
６とが、この順に設けられている。

【００３７】また、記録用紙Ｐは用紙カセット２５に収
められる。用紙カセット２５の先端部には記録用紙Ｐを
給紙するための半月状ローラー２１が配されており、下
流側に向かって次の装置が配置されている。ここで、便
宜上、記録用紙Ｐの流れ出し（カセット側）を上流、排
紙側を下流とする。すなわち、下流側に向かって、記録
用紙Ｐの通過を検知するためのレジスト前検知スイッチ
１２と、前記レジスト前検知スイッチ１２の信号を基に
感光体２２上のトナー像と記録用紙Ｐの位置あわせを行
うレジストローラー２０と、感光体２２上のトナー像を
記録用紙Ｐに転写する転写チャージャー１９と、記録用
紙Ｐ上のトナー像を熱により定着させる上定着ローラー
１３と、下定着ローラー１４と、定着ローラー１３，１
４を記録用紙Ｐが通過したことを検知する定着紙検知ス
イッチ１１と、排紙ローラー９前で記録用紙Ｐが通過し
たことを検知する排紙検知スイッチ１０と、記録用紙Ｐ
を排出するための前記排紙ローラー９とが、この順で配
置されている。

【００３８】記録用紙Ｐは、前記画像形成部の横に排紙
される。且つ、その排紙は前記用紙カセット２５の上
部、且つ前記スキャナー部２の下部に排出される。前記
スキャナー部２の下部には、排紙トレイ２４が配置さ
れ、排出された用紙を順に載置する。

【００３９】一般に複写機（アナログ、デジタルを含
む）の場合、画像の取り込みを記録用紙よりも大きなサ
イズで取り込めるようにしたものがある。例えば、スキ
ャナー部での画像取り込みサイズを最大Ａ３またはＢ４
とし、記録用紙は最大Ａ４としたものである。スキャナ
ーで取り込んだサイズを縮小してコピーするものであ
る。この場合、マシンの構造としてスキャナー部、画像
形成部、給紙部（カセット部）のうち、一番面積を必要
とするものがスキャナー部となる。原稿の大きいサイズ
を取り込む必要があるため必然的に大きな面積が必要と
なる。

【００４０】現像装置２３には、図示しない現像ロー
ラ、混合・撹拌ローラ、撹拌スクリュー等が組み込まれ
ており、トナーが消費された場合には、トナーを新たに
供給する必要がある。現像装置２３は内部にトナー収容
部が組み込まれた構造であり、トナー消耗時にはトナー
が現像カートリッジとして収容されている現像装置２３
に交換をする。ここで、トナーを供給するには、別の構
造がある。それは、現像ローラ、混合・撹拌ローラ、撹
拌スクリュー等が組み込まれた現像装置に対してトナー
カートリッジを取り付ける構造であり、トナーの消耗時
には、トナーカートリッジのみを交換して、新たなトナ
ーを補給する。この場合、現像装置２３自体はハードコ
ピー装置本体に固定されている。以下に示す実施例で
は、プリンタ等の小型機や低速機の場合に多く見受けら
れる現像カートリッジによる現像装置２３の構成例と、
普及機（中型）や高速機（大型）に主に使用される現像
装置に対してトナーカートリッジを組み込んだ構成例を
示す。

【００４１】(1) 第１実施形態 以下に、ハードコピー装置の第１実施形態について説明
する。本実施形態は、ハードコピー装置本体側に配置さ
れた１次側磁気誘導回路と、現像装置側に配置された２
次側磁気誘導回路の２つの磁気誘導手段を備え、ハード
コピー装置本体側に現像装置が装着された場合に１次側
磁気誘導回路と２次側磁気誘導回路が対面する構成であ
る。そして、１次側磁気誘導回路と２次側磁気誘導回路
の相互誘導における周波数特性から装着状態を検出す
る。この具体例について以下に詳細に説明する。

【００４２】＜実施例１＞図２〜図６に、実施例１にお
けるハードコピー装置と現像装置の構成を示す。夫々の
図では分かりやすくするために、図１を背面側より図示
し、また下部を上部に見立てた構成としている。本実施
例における現像カートリッジ２３は、現像カートリッジ
として、トナー消耗時にそれ自体を交換する構造のもの
である。

【００４３】最初に現像カートリッジ２３がハードコピ
ー装置に対して未装着の状態での説明を図２及び図３を
用いて以下に説明する。図２のハードコピー装置には１
次側コイル２８と１次側コア２９とが設けられている。
図３の現像カートリッジ２３は、現像カートリッジ２３
内のトナーがアジテータ２７により撹拌された後、現像
ローラ２６により感光体２２表面の静電潜像にトナーが
散布される構成となっている。この現像カートリッジ２
３には２次側コイル３０及び２次側コア３１が設けられ
ている。この２次側コイル３０及び２次側コア３１は、
ハードコピー装置側に設けられた１次側コイル２８及び
１次側コア２９との間で磁気誘導（相互誘導）が発生
し、ハードコピー装置はその周波数特性から装着状態の
情報を検出する。

【００４４】次に現像カートリッジ２３がハードコピー
装置に対して装着された状態での説明を図４〜図６を用
いて以下に説明する。図４の現像カートリッジ２３は、
図２及び図３で示した各コイルとコアが非接触の状態で
対面する位置に設置されている。この状態における現像
カートリッジ２３を正面から示した図が図５である。こ
の１次側と２次側のコイルとコアの詳細図を図６に示
す。ハードコピー装置側の１次側コア２９と現像装置側
の２次側コア３１との間には、空隙３５が設けられてい
る。このことにより、磁路の磁気抵抗が設定され、安定
したインダクタンスの値を得ることができ、誤動作を防
止することができる。

【００４５】次に、図７は、ハードコピー装置と現像カ
ートリッジ２３の共振周波数検出回路を示す回路図であ
る。現像カートリッジ２３内にはコイルＬ２（３０）及
びコイルＬ２に接続するコンデンサＣによるＬＣ共振回
路が構成され、両者により現像カートリッジ２３の共振
周波数が決定される。このコンデンサＣを設置している
ことにより、現像カートリッジ２３における共振周波数
を任意に設定することができる。こうして、任意の周波
数特性に設定する際には、前述の静電容量負荷のみを交
換するのみでよく、一般的な静電容量負荷の入手も容易
且つ多種であることより、安価に実現することができ
る。

【００４６】また、ハードコピー装置側には、共振周波
数を求めるために、分周手段３２、コイルＬ１（２
８）、電圧変換手段である抵抗Ｒ、矩形波変換手段であ
るコンパレータ３４、及び位相検出手段３３にて構成さ
れる回路が設けられている。コイルＬ１の一端は分周手
段３２に接続され、他端は抵抗Ｒとコンパレータ３４に
接続され、コンパレータ３４の出力は位相検出手段３３
に入力される。分周手段３２の出力は、コイルＬ１と位
相検出手段３３に入力されている。

【００４７】分周手段３２はＣＬＯＣＫ信号を分周する
ことが可能であり、例えばＣＬＯＣＫが１０ＭＨｚで分
周比率が１／１０００に設定される場合、コイルＬｌに
は１０ＫＨｚが供給される。抵抗Ｒは、コイルＬｌから
コンパレータ３４への電流を電圧に変換するために必須
である。ここで、もし、この抵抗Ｒの代わりに別途回路
電流の検出手段が必要となった場合、例えば電磁誘導を
用いたカレント・トランス、ＭＲ(Magnetic Resistanc
e)素子、ホール素子等の電流プローブにて実現すること
も可能である。しかし、その場合、電磁波の影響を受け
易く、フラットな周波数特性が得られにくく、高価なも
のとなってしまう。従って、本実施例では、抵抗Ｒを用
いることにより、ノイズの影響を受け難く、電流を電圧
に変換することを安価に実現している。

【００４８】コンパレータ３４は、抵抗Ｒにより電圧に
変換したアナログ電圧波形を矩形波に整形するので、そ
の出力信号Ｂでは矩形波が得られることとなる。位相検
出手段３３では、分周手段３２からの出力信号Ａと、コ
ンパレータ３４からの信号Ｂとを入力し、両者の位相差
を検出する。この位相検出手段３３における位相検出結
果を図８に示す。図８の左図においては、信号Ａに対
し、信号Ｂは遅れた位相であることより、位相検出手段
３３の出力信号ＰはＬＯＷとなる。図８の右図において
は、信号Ａに対し信号Ｂは進み位相であることより、出
力信号ＰはＨＩＧＨとなる。したがって、この出力信号
Ｐと分周手段３２の分周比率より、ハードコピー装置側
では現像装置の共振周波数を検出することができる。

【００４９】すなわち、上述の位相検出手段３３での処
理より、現像カートリッジの共振周波数を算出する場
合、コイルＬ１側の周波数を徐々に高めることにより、
位相検出手段３３にて信号Ａと信号Ｂの位相差を求める
ことができる。よって、コイルＬ１側の周波数を決定す
る分周手段３２では、大なる分周比率から順次、小なる
分周比率に変更していくことにより、位相遅れ状態より
位相進み状態となるため共振周波数を精度よく検出する
ことができる。

【００５０】以上の回路構成により、現像カートリッジ
側の共振周波数を、ハードコピー装置側にて相互誘導に
よる周波数特性により求める。ハードコピー装置は、現
像カートリッジ２３の装着情報を磁気誘導により得てい
ることより、直接ハードコピー本体側装置と現像カート
リッジ２３が接触しないで情報を得ることができる。し
たがって、現像カートリッジがトナー等で汚染していた
場合でも、装着情報の検出においては、その汚染の影響
が及ばない事により、故障等が発生しにくく、使い勝手
がよい。

【００５１】また図７の回路構成により現像カートリッ
ジ側の共振周波数を検出するにあたり、現像カートリッ
ジ側の状態を変えずに、コイルＬ１とコイルＬ２の空隙
の量や、コイルＬ１やコイルＬ２のコア断面積の量、そ
してコンデンサＣの容量を可変とした際のシミュレーシ
ョン結果を図９〜図１７に示す。図９は、現像カートリ
ッジの共振周波数に係る磁気誘導回路のシミュレーショ
ンを結果をまとめた表である。図１０〜図１７は、その
シミュレーション結果を示す特性図である。

【００５２】図９におけるＮｏ．１（図１０参照）の標
準状態と比較すると、各コイルの空隙を増加させたＮ
Ｏ．２、３（図１１、図１２参照）や、コンデンサの静
電容量を増減させたＮｏ．６〜８（図１５〜図１７参
照）は共振周波数はほぼ同じ値を示す。現像カートリッ
ジが未装着であるＮｏ．４（図１３参照）やコア断面積
を半減させたＮｏ．５（図１４参照）では、共振周波数
が他とは異なる値を示す。

【００５３】また、このシミュレーションの結果から、
コンデンサＣの静電容量の精度や、コイルＬ１とコイル
Ｌ２の空隙の設定により、共振周波数の誤差が決定され
ることが確認できた。コンデンサの静電容量の精度を±
Ｓｃ％、コイルＬ１とコイルＬ２との間の空隙をＸｍ
ｍ、そして前述の空隙の精度をＳｘｍｍとした場合、以
下の関係式が満足するようにコンデンサＣの静電容量の
精度や、コイルＬ１とコイルＬ２の空隙を設定すると、
±２Ｓｃ％以下に共振周波数の検出誤差を抑えることが
できる。 （Ｓｘ／Ｘ）≦（Ｓｃ／１００） 共振周波数の検出精度を高めると装置が高価になるの
で、必要に応じて、上記数式を満たすように各条件を設
定すればよい。

【００５４】また、図９のＮｏ．４に示すように、現像
カートリッジ２３が未装着の場合では、正常に装着され
た場合に比較して、桁違いに値がずれた異常な共振周波
数となるので、現像カートリッジ２３の未装着や装着不
良をハードコピー装置にて検知することが可能となる。
さらに図９のＮｏ．５に示すように、現像カートリッ
ジのコアの断面積が半分のときは共振周波数は未装着程
にずれた値とはならないが、正常装着に比較して異なる
値を示す。したがって、種類の異なる現像カートリッジ
（例えば、ハードコピー装置に装着できない現像カート
リッジ）には、断面積が異なるコアを設置しておけば、
ハードコピー装置には装着できない現像カートリッジを
取り付けた場合、その誤装着を検出できる。この場合
は、未装着検出に比較して、より精度の高い検出が必要
となるので、上述の数式を満たすように各条件を設定す
ればよい。

【００５５】装着情報を検出する場合、ハードコピー装
置における制御装置（ＣＰＵ）は、メモリに現像カート
リッジ２３の正常な装着時の周波数値を記憶しておき、
それを検出値と比較することによって、現像カートリッ
ジ２３の装着状態を確認する。確認結果によって、制御
装置は、種々の制御を行う。例えば、本実施例では、表
示装置（図示しない）をハードコピー装置に設け、制御
装置が現像カートリッジの未装着や装着不良を確認した
時点で、制御装置がこの情報を表示させることにより、
使用者に対して警告を与えることが可能となる。こうし
て、誤装着などによるハードコピー装置へのトラブルを
未然に防止でき、また初心者等の現像カートリッジの取
り付けキャリアの無い作業者においても、部材の着脱に
問題がある場合にはその旨が表示されることにより、安
心してハードコピー装置における着脱可能な部材のメン
テナンスを行なうことができる。

【００５６】また、使用者によっては前述の表示装置に
対する警告を無視或いは見逃したことにより、現像カー
トリッジが未装着或いは装着不良であるにも係らず、コ
ピー動作を行なうことも考えられる。この際に、現像カ
ートリッジの未装着に伴うハードコピー装置への故障を
招きかねない。そこで、制御装置が、前述のように現像
カートリッジの未装着時には通常のコピー動作を禁止さ
せることにより、ハードコピー装置の故障等を防止する
ことが可能となる。

【００５７】図１８は、ハードコピー装置の制御装置に
おける現像カートリッジの装着不良等に伴うコピー動作
の禁止等の処理内容を示すフローチャートである。ま
ず、ハードコピー装置の電源がオンされる（ステップＳ
１）。現像カートリッジ２３が装着されることにより
（ステップＳ２）、ステップＳ３では現像カートリッジ
２３の共振周波数を検出する。ステップＳ４において、
ステップＳ３にて読取った共振周波数を判定し、正常値
であれば、正常に現像カートリッジ２３が装着されてい
るので、ステップＳ５へ進み、そうでなければステップ
Ｓ７へ進む。ステップＳ５では、ステップＳ３にて読取
った共振周波数をより精度よく判定し、該当するハード
コピー装置に設置可能な現像カートリッジであるか否
か、すなわち誤装着であるか否かを判定する。設置可能
な現像カートリッジであれば、ステップＳ６にて使用者
はコピー動作を行なうこととなる。設置可能な現像カー
トリッジでなければ、ステップＳ７へと進む。

【００５８】ステップＳ７では、現像カートリッジが未
装着或いは誤装着である旨を表示装置に表示し、ステッ
プＳ８ではハードコピー装置の動作を停止させ、コピー
処理等を一切受付けないようにする。ステップＳ９に
て、使用者が現像カートリッジを交換した事を検出する
ことにより、ステップＳ１０にて、再度共振周波数を検
出する。ステップＳ１１では、ステップＳ１０にて読取
った共振周波数を判定し、正常値であればステップＳ１
２へ、そうでなければ再びステップＳ７へ戻る。

【００５９】ステップＳ１２では、ステップＳ１０にて
読取った共振周波数をより精度よく判定し、該当するハ
ードコピー装置に設置可能な現像カートリッジか否かを
判定する。許容すればステップＳ１３へ進み、そうでな
ければ再びステップＳ７に戻る。ステップＳ１３では、
表示した警告表示を解除し、ステップＳ６にて使用者は
コピー動作を行なうこととなる。

【００６０】こうして、ハードコピー装置において、現
像装置の未装着、装着不良、誤装着を検出したときに、
通常のコピー動作を禁止することにより、ハードコピー
装置のトラブルを未然に防止できる。また初心者等の現
像装置取り付けのキャリアの無い作業者においても、現
像装置の装着状態に問題がある場合には、コピー動作が
禁止されることにより、安心してハードコピー装置にお
ける着脱可能な部材のメンテナンスを行なうことができ
る。

【００６１】＜実施例２＞本実施例は、実施例１におけ
るモノクロ・ハードコピー装置がカラー・ハードコピー
装置の場合であり、その装置構成を図１９を用いて説明
する。本実施例は、現像装置３６にトナーカートリッジ
を取り付ける構造である。図１９に示すカラー・ハード
コピー装置の現像装置３６は、実施例１と異なり、トナ
ー供給用のトナーカートリッジ３７を取り付ける構造で
ある。そして、各色のトナー毎に現像装置３６とトナー
カートリッジ３７を設けている。図に示すように、トナ
ーカートリッジ３７は、黒色のトナーを所持する黒色ト
ナーカートリッジ３７ａ、シアン色のトナーを所持する
シアン色トナーカートリッジ３７ｂ、マゼンダ色のトナ
ーを所持するマゼンダ色トナーカートリッジ３７ｃ、及
び黄色のトナーを所持する黄色トナーカートリッジ３７
ｄからなる。そして、トナーカートリッジ３７から供給
されるトナーにより、現像ローラ２６が、各現像装置に
対応する感光体２２上の潜像を夫々現像する。そして各
感光体２２上のトナー像は、中間転写ベルト３８上を移
動する記録用紙に次々と転写される。

【００６２】図１９の現像装置３６とトナーカートリッ
ジ３７には、実施例１にて示した現像装置の装着状態を
分析可能な共振回路が設置される。すなわち、現像装置
３６には１次側コイル２８及び１次側コア２９を設け、
トナーカートリッジ３７には２次側コイル３０及び２次
側コア３１を設ける。このことにより、実施例１のモノ
クロ・プリンタ同様に、現像装置３６で検出した共振周
波数は、ハードコピー装置の制御装置に送られ、装置が
許容するトナーカートリッジ３７が正常に装着されたか
否かを分析することができる。

【００６３】また、使用者によっては黄色トナーカート
リッジ３７ｄを他の色のカートリッジと間違い、その結
果、該当する現像装置のクリーニング等のメンテナンス
が必要となるケースが考えられる。あらかじめ、図１９
における各トナーカートリッジ中の共振周波数を異なら
せて設定し、ハードコピー装置の制御装置もその共振周
波数を前もって認織しておくことにより、各トナーの不
完全な装着や未装着のみならず、トナーカートリッジ３
７の色を誤認識即ちケアレスミスを防止できる。さら
に、使用者は安心してトナーカートリッジ３７の交換を
行なうことができ、その後のコピー処理を行なうことが
できる。

【００６４】(2) 第２実施形態 本実施形態は、ハードコピー装置本体側に配置された磁
気誘導回路と、現像装置側に配置され、ハードコピー装
置本体に現像装置が装着された場合に前記磁気誘導回路
に対面する磁性部材とからなり、自己誘導における周波
数特性から装着状態を検出することを特徴としている。
この具体例について、以下に詳細に説明する。

【００６５】＜実施例１＞図２０〜図２４に実施例１に
おけるハードコピー装置及び現像装置の構成を示す。こ
のハードコピー装置及び現像装置は図２〜図６と同じ構
成部分を有するので、同一部分には同一符号を付す。現
像装置は、それ自体交換可能な現像カートリッジ４４で
ある。

【００６６】最初に現像装置２３がハードコピー装置に
対して未装着の状態での説明を図２０及び図２１を用い
て以下に説明する。図２０のハードコピー装置にはコイ
ル２８とハードコピー装置側コア２９とが設けられてい
る。図２１の現像カートリッジ４４は、非磁性体４０及
び現橡カートリッジ側コア４１が設けられている。この
両者はハードコピー装置側に設けられたコイル２８とハ
ードコピー装置側コア２９との間で磁気誘導（自己誘
導）が発生する。

【００６７】次に、図２２及び図２３を用いて、現像カ
ートリッジ４４がハードコピー装置に対して装着された
状態を以下に説明する。図２２中の現像カートリッジ４
４は、図２０及び図２１で示した各コイルとコアが非接
触の状態で対面する位置に設置されている。図２３に、
この状態における現像カートリッジ４４を正面から示
す。このときのハードコピー装置側と現像カートリッジ
側とのコアの係る詳細図を図２４に示す。この図２４に
おいて、ハードコピー装置側コア２９と現像カートリッ
ジ側コア４１との間には、空隙３５が非磁性体４０によ
り設けられることにより、ハードコピー装置側と現像カ
ートリッジ側との間に発生する磁気誘導を安定させるこ
とができる。

【００６８】図２２及び図２３中のハードコピー装置に
おけるコイルとコアの成す回路図を図２５に示す。ハー
ドコピー装置内には、分周手段３２、コイルＬ、コンデ
ンサＣ、抵抗Ｒ、コンパレータ３４、及び位相検出手段
３３にて構成される回路が設けられている。この回路
は、図７のハードコピー装置側の回路とほぼ同じである
が、コイルＬに並列にコンデンサＣを配置した点が異な
る。こうして、コイルＬ（２８）及びコンデンサＣによ
る共振回路が構成され、現像カートリッジ４４のコア４
１との共振周波数が決定される。またコンデンサＣを設
置して、その静電容量負荷を可変させる（交換する）こ
とにより、如何なる共振周波数を有する現像カートリッ
ジの場合でも、その共振周波数を検出することができ
る。

【００６９】またハードコピー装置側には他に共振周波
数を求めるために、分周手段３２、電圧変換手段である
抵抗Ｒ、矩形波変換手段であるコンパレータ３４、及び
位相検出手段３３にて構成される回路が設けられてお
り、これらの動作については図７の回路と同じなので、
説明は省略する。図７で説明したと同様に、コイルＬ側
の周波数を決定する分周手段３２では、大なる分周比率
から順次、小なる分周比率に変更していくことにより、
共振周波数を検出することができる。

【００７０】こうして、現像カートリッジ側の共振周波
数を、ハードコピー装置側にて自己誘導による周波数特
性により求める。着脱可能な部材である現像カートリッ
ジの装着情報を磁気誘導により得ていることより、直接
本体側装置と接触する箇所が無く、仮に着脱可能な部材
が汚染していた場合でも、本体側装置にはその汚染の影
響が及ばない事より、故障等が発生しにくく、使い勝手
がよい。

【００７１】また、図２５の回路構成により現像カート
リッジ側の共振周波数を検出するにあたり、現像カート
リッジ側の状態を変えずに、図２４での非磁性体３０に
よる空隙の量や、ハードコピー装置及び現像カートリッ
ジ４４のコア断面積の量、そしてコンデンサＣの容量を
可変とした際のシミュレーション結果の表を図２６に、
その結果のグラフを図２７〜図３４に示す。

【００７２】図２６おけるＮｏ．１（図２７参照）の標
準状態と比較すると、各コイルの空隙を増加させたＮ
０．２、３（図２８、図２９参照）や、コンデンサの静
電容量を増減させたＮｏ．６〜８（図３２〜図３４参
照）は共振周波数がほぼ同じ値を示す。現像カートリッ
ジ４４が未装着であるＮｏ．４（図３０参照）やコア断
面積を半減させたＮｏ．５（図３１）では共振周波数が
他とは異なる値を示す。

【００７３】また、第１実施形態でも述べたように、コ
ンデンサの静電容量の精度を±ＳＣ％、非磁性体３０に
よる空隙をＸｍｍ、そして前述の空隙の精度をＳｘｍｍ
とした場合、以下の関係式が満足するようにコンデンサ
Ｃの静電容量の精度や、非磁性体３０による空隙を設定
することにより、誤差の少ない共振周波数を検出するこ
とができる。 （Ｓｘ／Ｘ）≦（Ｓｃ／１００）

【００７４】また、第１実施形態でも述べたように、図
２６のＮｏ．４（図３０参照）に示す現像カートリッジ
が未装着の場合では異常な共振周波数となり、Ｎｏ．５
に示すように、現像装置のコアの断面積が半分のときは
共振周波数は未装着程にずれた値とはならないが、正常
装着に比較して異なる値を示す。装着状態を検出する場
合、ハードコピー装置における制御装置（ＣＰＵ）は、
メモリに現像装置の正常な装着時の周波数値を記憶して
おき、それを検出値と比較することによって、現像装置
の装着状態を確認する。確認結果によって、制御装置
は、種々の制御を行う。例えば、本実施例では、表示装
置（図示しない）をハードコピー装置に設け、制御装置
が現像装置の未装着や装着不良を確認した時点で、制御
装置がこの情報を表示させることにより、使用者に対し
て警告を与えることが可能となる。

【００７５】また、使用者によっては前述の表示装置に
対する警告を無視或いは見逃したことにより、現像カー
トリッジが未装着或いは装着不良であるにも係らず、コ
ピー動作を行なうことも考えられる。この際に、現像カ
ートリッジ４４の誤装着に伴うハードコピー装置への故
障を招きかねない。そこで、前述のように現像カートリ
ッジの誤装着や未装着時には通常のコピー動作を禁止さ
せることにより、ハードコピー装置の故障等を防止する
ことが可能となる。

【００７６】図３５は、ハードコピー装置の制御装置に
おける上述の現像装置の装着不良等に伴うコピー動作の
禁止等の処理内容を示すフローチャートである。まず、
ハードコピー装置の電源がオンされる（ステップＳ２
１）。現像カートリッジが装着されることにより（ステ
ップＳ２２）、ステップＳ２３では現像カートリッジの
共振周波数を検出する。ステップＳ２４において、ステ
ップＳ２３にて読取った共振周波数を判定し、正常値で
あれば、正常に現像カートリッジ４４が装着されている
ので、ステップＳ２５へ進み、そうでなければステップ
Ｓ２７へ進む。ステップＳ２５では、ステップＳ２３に
て読取った共振周波数をより精度よく判定し、該当する
ハードコピー装置に設置可能な現像装置であるか否か、
すなわち誤装着であるか否かを判定する。

【００７７】ステップＳ２７では、ハードコピー装置の
動作を停止させ、コピー処理等を一切受付けないように
した後、ステップＳ２８では、現像カートリッジが未装
着或いは誤装着である旨を表示装置に表示する。ステッ
プＳ２９にて、使用者が現像カートリッジを交換した事
を検出することにより、ステップＳ３０にて、再度共振
周波数を検出する。ステップＳ３１では、ステップＳ３
０にて読取った共振周波数を判定し、正常値であればス
テップＳ３２へ、そうでなければ再びステップＳ２８へ
戻る。

【００７８】ステップＳ３２では、ステップＳ３０にて
読取った共振周波数をより精度よく判定し、該当するハ
ードコピー装置に設置可能な現像装置か否かを判定す
る。許容すればステップＳ３３へ進み、そうでなければ
再びステップＳ２８に戻る。ステップＳ３３では、表示
した警告表示を解除し、ステップＳ２６にて使用者はコ
ピー動作を行なうこととなる。

【００７９】こうして、ハードコピー装置において、現
像装置の未装着、装着不良、誤装着を検出したときに、
通常のコピー動作を禁止することにより、ハードコピー
装置のトラブルを未然に防止できる。また初心者等の現
像装置の取り付けのキャリアの無い作業者においても、
現像装置の装着状態に問題がある場合には、コピー動作
が禁止されることにより、安心してハードコピー装置に
おける着脱可能な部材のメンテナンスを行なうことがで
きる。

【００８０】＜実施例２＞本実施例では実施例１におけ
るモノクロ・ハードコピー装置がカラー・ハードコピー
装置の場合についてを説明し、その装置構成を図３６に
示す。このカラー・ハードコピー装置は、図１９のカラ
ー・ハードコピー装置とほぼ同じ構成であるので、同一
部分には同一符号を付し、説明は省略する。異なる点
は、一次及び２次側磁気誘導回路の替わりに、実施例１
のように、磁気誘導回路２８，２９と磁性体４１を配置
した点である。各トナーカートリッジ３７中の共振周波
数を異ならせて設定し、現像装置３６側もその共振周波
数を前もって認識しておくことにより、各トナーの不完
全な装着や未装着のみならず、トナーカートリッジ３７
の色を誤認識、即ちケアレスミスを防止でき、使用者は
安心してトナーカートリッジ３７の交換を行なうことが
でき、安心してその後のコピー処理を行なうことができ
る。

【００８１】＜実施例３＞図３７及び図３８に実施例３
における現像装置３６とトナーカートリッジ４５の構造
を示す。本実施例においては、トナーカートリッジ４５
の使用状況を認識可能であり、それを中心に説明する。

【００８２】図３７のトナーカートリッジ４５は、実施
例１にて記述したハードコピー装置との空隙用と、シー
ル用とに用途の異なる非磁性体を２つ設けた点を特徴と
する。このトナーカートリッジ４５は、未使用時には、
シール４８と一体化したシール用非磁性体４７が非磁性
体４０の下部に設けられ、トナーカートリッジ側コア４
１が上部より加圧バネ４６により下方に押圧されている
構造である。このトナーカートリッジ４５を使用時に
は、一体化したシール４８とシール用非磁性体４７がト
ナーカートリッジ４５より引き抜かれる。トナーカート
リッジ側コア４１と非磁性体４２は移動可能に設置され
ている。そして、非磁性体４２とトナーカートリッジ側
コア４１が加圧バネ４６により下方（現像装置３６のコ
イル２８とコア２９方向）に押圧される。このことによ
り、現像装置３６との空隙が非磁性体４０の厚みと等し
くなり、検出する共振周波数の誤差を防止することがで
きる。なお、上述のシール用非磁性体４７の材質は非磁
性体４２と同一材料である必要はない。

【００８３】このトナーカートリッジ４５の構成によ
り、例えばトナーカートリッジ４５が現像装置３６から
外された状態で近辺に置かれたままでも、そのトナーカ
ートリッジ４５のシール有無により、未使用か否かを容
易に判断することができる。また、トナーカートリッジ
４５が現像装置３６に装着された場合、シールが装着さ
れたままの状態では、現像装置３６とトナーカートリッ
ジ４５間の空隙が、非磁性体４２とシール用非磁性体４
７との厚みを加算した量となる。したがって、シールを
除去した状態と比較すると、図２６のＮｏ．２〜３のよ
うにギャップが若干増加することとなる。そこで、この
シール用非磁性体４８を装着した状態での共振周波数を
事前に検出しておくことにより、容易に今後のトナーカ
ートリッジの使用・未使用状態の情報を検出することが
できる。

【００８４】なお、非磁性体４０とシール用非磁性体４
７の厚さは略同程度とするのが扱い易い。例えば、シー
ル用非磁性体４７の厚さが非磁性体４０の厚さに比べて
薄くなりすぎると、全体に対してインダクタンス変化が
小さくなるので、状態判別が困難になる。

【００８５】(3) 第３実施形態 本実施形態は、ハードコピー装置本体側に配置された発
振回路の一部を構成する磁気誘導回路（コアとコイル）
と、現像装置側に配置されハードコピー装置本体側に現
像装置が装着された場合に前記磁気誘導回路に対面する
磁性部材（コア）とからなり、発振回路の発振周波数あ
るいは発振周期から装着状態を検出する。この具体例に
ついて以下に詳細に説明する。

【００８６】＜実施例１＞本実施例のハードコピー装置
及び現像装置の構成は図２０〜図２４と同じなので、説
明は省略する。

【００８７】図３９は、ハードコピー装置において現像
装置の装着状態を検出する装着検出回路図である。この
装着検出回路は、発信周波数を検出する検出部５２と、
検出信号から矩形波を形成するコンパレータ３４と、該
矩形波から発信周波数を計測する周期計測手段５３から
なる構成である。検出部５２は、コイルＬ、コンデンサ
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３、トランジスタＱ、抵抗Ｒ１，Ｒ２，
Ｒｅ，Ｒｆから構成される。トランジスタＱは、電源Ｖ
ｃｃにコレクタを接続し、エミッタに抵抗Ｒｅを接続す
る。ベースには、バイアス抵抗であるＲ１（Ｖｃｃとベ
ース間）とＲ２（ベースとアース間）が接続される。さ
らにベースには、コンデンサＣ３を介して、直列接続さ
れたコンデンサＣ１、Ｃ２とコイルＬが並列に接続され
ている。また、エミッタを、抵抗Ｒｆを介してコンデン
サＣ１とＣ２との間に接続し、さらにコンパレータ３４
に接続する。

【００８８】検出部５２は、特に、コイルＬ、コンデン
サＣ１，Ｃ２及びトランジスタＱ等によりコルビッツ発
振回路が構成され、コイルＬに対面する現像カートリッ
ジのコア４１による発振周波数を検出することができる
が、詳細については後述とする。また、前述のコンデン
サＣ１，Ｃ２を設置していることにより、如何なる発振
周波数を有する現像カートリッジの場合でも、その発振
周波数を検出することができる。

【００８９】また、コンパレータ３４は、トランジスタ
Ｑのエミッタからアナログ信号が入力されるが、前述の
抵抗Ｒｅにより、電圧に変換したアナログ電圧波形が入
力されることになる。コンパレータ３４は、このアナロ
グ電圧波形を矩形波に整形することにより、回路図上の
信号Ｂ（コンパレータ３４の出力）では、矩形波が得ら
れることとなる。なお、この信号Ｂにおける角速度（ｒ
ａｄ／ｓｅｃ）は以下に示す式より求めることができ
る。

【００９０】

【数１】

【００９１】周期計測手段５３では、コンパレータ３４
からの信号Ｂをハードコピー装置本体からのＣＬＯＣＫ
信号と比較することにより、現像カートリッジの発振周
波数を検出することができる。具体的には上式に示す信
号Ｂの角速度ωの周波数換算を行ったものとＣＬＯＣＫ
との比率により、現像カートリッジの発振周波数を検出
することができる。以上の回路構成により現像カートリ
ッジ側の発振周波数を、ハードコピー装置側にて求める
ことができる。

【００９２】図３９の回路構成により現像カートリッジ
側の発振周波数を検出するにあたり、現像カートリッジ
側の状態を変えずに、図２４での非磁性体４０による空
隙の量や、ハードコピー装置及び現像カートリッジのコ
ア断面積の量、そして各コンデンサＣ１，Ｃ２の容量に
よる回路定数の設定例を図４０に示す。

【００９３】図４０におけるＮｏ．１の標準状態と比較
すると、各コイルの空隙を増加させたＮ０．２〜３や、
コンデンサの静電容量を増減させたＮｏ．６〜８には、
発信周波数がほぼ同じ値を示す。現像カートリッジ４４
が未装着であるＮｏ．４やコア断面積を半減させたＮ
ｏ．５では発振周波数が異なる値を示す。これによって
現像カートリッジ４４の装着不良を検出することができ
る。

【００９４】また、図３９のコンデンサの静電容量の精
度を±Ｓｃ％、非磁性体４０による空隙をＸｍｍ、そし
て空隙の精度をＳｘｍｍとした場合、以下の関係式が満
足するようにコンデンサ各Ｃ１，Ｃ２の静電容量の精度
や、非磁性体４０による空隙を設定することにより、誤
差の少ない発振周波数を検出することができる。 （Ｓｘ／Ｘ ）≦（Ｓｃ／１００）

【００９５】図４０のＮｏ．４やＮｏ．５に示すよう
に、現像カートリッジが未装着の場合では異なる発振周
波数となることより、現像カートリッジの未装着や誤装
着の場合をハードコピー装置にて検出することが可能と
なる。

【００９６】本実施例では特に図示しない表示装置をハ
ードコピー装置に設けることにより、前述の現像カート
リッジの未装着や誤装着を表示させることにより、使用
者に対して警告を与えることが可能となる。使用者によ
っては前述の表示装置に対する響告を無視或いは見逃
し、現像カートリッジが未装着、装着不良又は誤装着で
あるにも係らず、コピー動作を行なうことも考えられ、
ハードコピー装置への故障を招きかねない。そこで、前
述のように現像カートリッジの誤装着や未装着時には通
常のコピー動作を禁止させることにより、ハードコピー
装置の故障等を防止することが可能となる。

【００９７】上述の現像カートリッジの装着不良等に伴
うコピー動作の禁止等の処理内容は、共振周波数を発信
周波数とすれば図３５と同じなので、説明は省略する。

【００９８】＜その他の実施例＞本実施形態でも、第２
実施形態で説明したように、カラー・ハードコピー装置
の場合についても適用できるし、現像カートリッジ４４
の使用状況を認識可能とすることもできる。これらに関
しては、第２実施形態に説明した図３６〜図３８の構成
と基本的に同じなので、説明は省略する。

【００９９】(4) 第４実施形態 本実施形態は、ハードコピー装置本体側に配置された発
振回路の一部を構成する第１磁気誘導回路及び第２磁気
誘導回路と、現像装置側に配置され、ハードコピー装置
本体側に現像装置が装着された場合に前記第１及び第２
磁気誘導回路に対面する磁性部材とからなる構成であ
り、発振回路の発振周波数あるいは発振周期から装着状
態を検出する。この具体例について、以下に詳細に説明
する。

【０１００】＜実施例１＞図４１〜図４６に実施例１に
おけるハードコピー装置及び現像装置の構成を示す。夫
々の図では分かりやすいように、図１を背面側より図示
し、また下部を上部に見立てた構成としている。ここ
で、現像装置は、交換可能な現像カートリッジ６０であ
る。

【０１０１】最初に現像カートリッジ６０がハードコピ
ー装置に対して未装着の状態での説明を図４１及び図４
２を用いて以下に説明する。図４１のハードコピー装置
にはコイル５５とコイル５６及びハードコピー装置側コ
ア５７とが設けられている。図４２の現像カートリッジ
６０は、非磁性体６１及び現像カートリッジ側コア６２
が設けられている。非磁性体６１及び現像カートリッジ
側コア６２は、図２１の非磁性体４０及び現像カートリ
ッジ側コア４１と異なり、移動可能となっている。非磁
性体６１及び現像カートリッジ側コア６２は、ハードコ
ピー装置側に設けられたコイル５５とコイル５６、及び
ハードコピー装置側コア５７との間で磁気誘導が発生す
る。

【０１０２】次に現像カートリッジ６０がハードコピー
装置に対して装着された状態での説明を図４３〜図４６
を用いて以下に説明する。図４３中の現像カートリッジ
６０は、図４３及び図４４で示した各コイルとコアが非
接触の状態で対面する位置に設置されている。この状態
における現像カートリッジ６０を正面から示した図が図
４４である。上記ハードコピー装置側と環像カートリッ
ジ側とのコアの係る詳細図を図４５に示す。この図４５
においてハードコピー装置側コア５７と現像カートリッ
ジ側コア６２との間には、空隙６３が非磁性体６１によ
り設けられることにより、ハードコピー装置側と現像カ
ートリッジ側との間に磁気誘導を安定させることができ
る。また、ハードコピー装置側コア５７とコイル５５及
びコイル５６の構成は、図４６のコイル・コア上面図の
ように、各コイルがハードコピー装置側コア５７に巻き
ついた状態で構成されている。また、現像カートリッジ
中の非磁性体６１とハードコピー装置側コア５７の一対
を可動式とすることにより、上述の空隙６３や変位６４
を任意に設定することが可能であるが、詳細については
実施例２にて説明する。

【０１０３】図４７は、ハードコピー装置において現像
装置の装着状態を検出する装着検出回路図である。この
装着検出回路は、発信周波数を検出する検出部６５と、
検出信号から矩形波を形成するコンパレータ３４と、該
矩形波から発信周波数を計測する周期計測手段５３から
なる構成である。検出部５４は、図３９とほぼ同じ構成
であるので、同一部分には同一符号を付し、説明は省略
する。図３９と異なる点は、コイルＬ２と、コイルＬ１
とコイル２を切り替えるスイッチＳＷと設けたことであ
る。コイルＬ１，Ｌ２、スイッチＳＷ、コンデンサＣ
１，Ｃ２、トランジスタＱ等によるコルビッツ発振回路
が構成されることより、コイルＬ１或いはコイルＬ２に
対面する現像カートリッジによる発振周波数を検出する
ことができる。

【０１０４】発信周波数の検出については、第３実施形
態の実施例１に説明したようにように、周期計測手段３
３が、コンパレータ３４からの信号Ｂをハードコピー装
置本体からのＣＬＯＣＫ信号と比較することにより、ハ
ードコピー装置側では現像カートリッジの発振周波数を
検出することができる。

【０１０５】図４７の回路構成により現像カートリッジ
側の発振周波数を検出するにあたり、現像カートリッジ
側の状態を変えずに、図４５での非磁性体６１による空
隙の量や、ハードコピー装置及び現像カートリッジのコ
ア断面積の量、そして各コンデンサＣ１、Ｃ２の容量に
よる回路定数の設定例を図４８に示す。図４８における
Ｎｏ．１の標準状態と比較すると、各コイルの空隙を増
加させたＮ０．２〜３や、コンデンサの静電容量を増減
させたＮｏ．６〜８では発信周波数がほぼ同じ値とな
る。現像カートリッジが未装着であるＮｏ．４やコア断
面積を半減させたＮｏ．５では発振周波数が異なる値と
なる。こうして、現像カートリッジの装着不良を検出で
きる。

【０１０６】上記のように、現像カートリッジが未装着
や誤装着の場合で、正常な装着に比較して、発振周波数
が異なる値となることより、現像カートリッジが未装着
又は誤装着の場合をハードコピー装置にて検知すること
が可能となる。本実施例では特に図示しない表示装置を
ハードコピー装置に設けることにより、前述の現像カー
トリッジの未装着や誤装着を表示させることにより、使
用者に対して警告を与えることが可能となる。また、使
用者によっては前述の表示装置に対する警告を無視或い
は見逃したことにより、現像カートリッジが未装着、装
着不良又は誤装着であるにも係らず、コピー動作を行な
うことも考えられる。この際に、現像カートリッジの誤
装着に伴うハードコピー装置への故障を招きかねない。
そこで、前述のように現像カートリッジの誤装着や未装
着時には通常のコピー動作を禁止させることにより、ハ
ードコピー装置の故障等を防止することが可能となる。

【０１０７】上述の現像カートリッジの装着不良等に伴
うコピー動作の禁止等の処理内容は、共振周波数を発信
周波数とすれば図３５と同じなので、説明は省略する。

【０１０８】＜実施例２＞本実施例ではトナーカートリ
ッジの使用状況を認識可能なハードコピー装置の場合に
ついてを説明し、その装置構成等を図４９〜図５１を用
いて説明する。図４９のトナーカートリッジ６５は、図
３７で説明したトナーカートリッジと基本的には同じ構
造である。すなわち、このトナーカートリッジ６５は、
未使用時には、シール４８と一体化したシール用非磁性
体６７が非磁性体６１の下部に設けられ、トナーカート
リッジ側コア５５の上部より加圧バネ４６により、下方
に圧力が架っている。そして、このトナーカートリッジ
６５を使用時には、図５０に示すように一体化したシー
ル４８とシール用非磁性体６７とが、トナーカートリッ
ジ６５より引き抜かれることにより、非磁性体６１とト
ナーカートリッジ側コア６２が下方に押圧される。こう
して、現像装置３６との空隙が非磁性体６１の厚みと等
しくなり、検出する発振周波数の誤差を防止することが
できる。また上述のシール用非磁性体６７の材質は非磁
性体６１と同一材料である必要はない。

【０１０９】このトナーカートリッジ６５の構成によ
り、例えばトナーカートリッジ６５が現像装置３６から
外された状態で近辺に置かれたままでも、そのトナーカ
ートリッジ６５のシール有無により、未使用か否かを容
易に判断することができる。また、発振周波数から未使
用か否かを判別することも可能である。この点に関して
は、前述の第３実施形態で詳しく述べたので、説明は省
略する。

【０１１０】次にトナーカートリッジ側コア６７と非磁
性体６２の一対と、現像装置側コア５７の位置関係に関
し、図５１を用いて以下に説明する。図５１（ｂ）を基
準位置とすると、図５１（ａ）はトナーカートリッジ６
５中の非磁性体６２とトナーカートリッジ側コア６７の
一対が現像装置側コア５７に対し、同図中の（ｂ）より
若干左によった状態を示し、逆に（ｂ）より若干右によ
った状態を（ｃ）に示し、（ｂ）に示すようにトナーカ
ートリッジ側コア６７と非磁性体６２の一対と、現像装
置側コア５７の位置関係を水平方向に対して正規化変位
ｄｘ、垂直方向に対してギャップ変位ｄｙとし、この正
規化変位ｄｘとギャップ変位ｄｙに係るコイル５５のイ
ンダクタンスＬ１と、コイル５６におけるインダクタン
スＬ２は以下の式により求められる。

【０１１１】

【数２】

【０１１２】トナーカートリッジ側コア６２が垂直方向
に変位した際の、トナーカートリッジの情報検知を以下
の手順により算出することができる。まず、上記Ｌ１と
Ｌ２を示す２式でＮｌ＝Ｎ２＝Ｎとすると、各コイルの
インダクタンスの和は以下の式により算出される。

【０１１３】

【数３】

【０１１４】またｄｘは０〜１の間であることより、こ
の式の各コイルのインダクタンスの和は以下の式により
範囲が限定される。

【数４】

【０１１５】この式より、各コイルのインダクタンスの
和は水平変位の影響を２０％以下に抑制できることがわ
かり、よって各コイルのインダクタンスの和により、ト
ナーカートリッジが垂直方向に変位した場合の情報検知
を行うことができる。同様にトナーカートリッジ側コア
６２が水平方向に変位した場合では、上記Ｌ１及びＬ２
を示す２式でＮｌ＝Ｎ２＝Ｎとすると、各コイルのイン
ダクタンスの比は以下の式により算出される。

【０１１６】

【数５】

【０１１７】この式より、各コイルのインダクタンスの
比は垂直方向の影響を受けずに算出できることがわか
り、よって各コイルのインダクタンスの比より、トナー
カートリッジが水平方向に変位した場合の情報検知を行
うことができる。

【０１１８】前述の方法ではトナーカートリッジの変位
による情報検知を、各コイルのインダクタンスにより算
出しているが、以下には各コイルの発振周波数より、ト
ナーカートリッジの変位による情報検知を行う手順を示
す。まず、トナーカートリッジの水平方向への変位を固
定し、垂直方向の変位による各コイルの発振周波数を示
すグラフを図５２に示す。同図中ではコイルＬｌにおけ
る発披周波数ｆ１と、コイルＬ２における発振周波数ｆ
２、及び各コイルの発振周波数の和ｆ１＋ｆ２が示され
ている。この結果より各コイルの発振周波数の和ｆ１＋
ｆ２に着目し、図５３ではトナーカートリッジの水平方
向への変位を３種類として、上述の各コイルの発振周波
数の和ｆ１＋ｆ２のグラフを示す。この図５３より、各
コイルの発振周波数の和ｆ１＋ｆ２では、トナーカート
リッジの水平方向への変位が抑制されていることがわか
る。

【０１１９】以上より図５３のグラフに対する直線近似
を行った結果が図５４であり、よってトナーカートリッ
ジの垂直方向の変位による情報検知を、以下の式により
求めることができる。 ｆ１＋ｆ２＝８６４．１ｄｙ＋３４７１．７

【０１２０】次にトナーカートリッジの垂直方向への変
位を固定し、水平方向の変位による各コイルの発振周波
数を示すグラフを図５５に示す。同図中では、コイルＬ
１における発振周波数ｆ１、コイルＬ２における発振周
波数ｆ２、各コイルの発振周波数の和ｆ１＋ｆ２、及び
各コイルの発振周波数の比ｆ１／ｆ２が示されている。
この結果より各コイルの発振周波数の比ｆ１／ｆ２に着
目し、図５６ではトナーカートリッジの垂直方向への変
位を３種類として、上述の各コイルの発振周波数の比ｆ
１／ｆ２のグラフを示す。この図５６より、各コイルの
発振周波数の比ｆｌ／ｆ２では、トナーカートリッジの
垂直方向への変位が抑制されていることがわかる。

【０１２１】以上より図５６のグラフに対する直線近似
を行った結果が図５７であり、よってトナーカートリッ
ジの水平方向の変位による情報検知を、以下の式により
求めることができる。 ｆ１／ｆ２＝０．６９２８ｄｘ＋０．６７５２

【０１２２】前述の処理目的は、トナーカートリッジ側
コア６２と非磁性体６１の一対を移動可能とすることに
より、トナーカートリッジの情報を多様化することであ
ったが、同手法を用いれば部品製造過程や組み立て時の
誤差により、トナーカートリッジの情報にズレが発生し
た場合でも、そのズレを誤差とするのか或いはトナーカ
ートリッジの設置等に問題があるのかが容易に把握でき
ることとなる。以上の手順及び回路構成により、トナー
カートリッジ等の着脱可能な部材の情報検知を、現顔装
置等のハードコピー装置側にて求めることができる。

【０１２３】(5) 第５実施形態 以下に、ハードコピー装置の第５実施形態について説明
する。本実施形態は、ハードコピー装置本体側に配置さ
れた磁気誘導回路と、現像装置側に配置されハードコピ
ー装置本体側に現像装置が装着された場合に前記磁気誘
導回路に対面する磁性部材とからなり、前記磁性部材は
現像装置に弾性支持され、あるいは弾性部材出形成さ
れ、該磁性部材の振動特性により状態情報を検出する構
成である。この具体例について以下に詳述する。

【０１２４】＜実施例１＞図５８〜図６２に実施例１に
おけるハードコピー装置及び現像装置の構成を示す。な
お、夫々の図で分かりやすくするために、図１を背面側
より図示し、また下部を上部に見立てた構成としてい
る。

【０１２５】最初にトナーカートリッジ７０がハードコ
ピー装置に対して未装着の状態での説明を図５８及び図
５９を用いて以下に説明する。図５８のハードコピー装
置は、アジテータ２７が上部に設置予定である図５９の
トナーカートリッジ７０から供給されるトナー７１を撹
拌後、現像ローラ２６により感光体２２表面の静電潜像
にトナー７１が散布される構成となっている。コイル２
８やハードコピー装置側コア２９は、後述するトナーカ
ートリッジ７０でのトナーカートリッジ側コア７２との
間にて磁気誘導を発生させるが、詳細については後述す
る。

【０１２６】図５９のトナーカートリッジ７０は、内部
にトナー７１を収納し、またバネ等の弾性指示部材７３
に指示されるトナーカートリッジ側コア７２を設け、こ
のトナーカートリッジ側コア７２がハードコピー装置側
に設けられたコイル２８とハードコピー装置側コア２９
との間で磁気誘導を発生させる。

【０１２７】次にトナーカートリッジ７０がハードコピ
ー装置に対して装着された状態での説明を図６０〜図６
２を用いて以下に説明する。図６１中のトナーカートリ
ッジ７０は、図５８及び図５９で示した各コイルとコア
が非接触の状態で対面する位置に設置されている。この
状態におけるトナーカートリッジ４５を正面から示した
図が図６１であるが、コイル２８により磁気誘導される
トナーカートリッジ側コア７２は、弾性指示部材７３を
上下何れかの方向に押し縮めた結果、トナーカートリッ
ジ側コア７２は振動を誘起されることとなる。上記ハー
ドコピー装置側とトナーカートリッジ側とのコアの係る
詳細図を図６２に示すが、この図６２においてハードコ
ピー装置側コア２９とトナーカートリッジ側コア７２と
の間には、空隙７４が設けられることにより、ハードコ
ピー装置側とトナーカートリッジ側との間の磁気誘導を
安定させることができる。

【０１２８】このハードコピー装置における、コイル２
８とハードコピー装置側コア２９の成す回路図を図６３
に示す。この回路は、発信周波数検出部７５と逆起電圧
検出部７６とを、ＳＷ１を介してコイルＬとそれに直列
に接続した抵抗Ｒｓとに接続する構成である。発信周波
数検出部７５は図３９の回路のコイルＬを除いた部分と
同じなので、同一部分に同一符号を付し、詳しい説明は
省略する。逆起電圧検出部７６は、電源Ｖｃｃに並列接
続する抵抗Ｒ３，Ｒ４と、電源Ｖｃｃと抵抗Ｒ３の間に
介在するスイッチＳＷ２と、並列接続する抵抗Ｒ３，Ｒ
４と接続するオペアンプ７７と、オペアンプ７７の出力
信号を入力するＡＤコンバータ７８をからなる構成であ
る。コイルＬの接地側端子に直列に抵抗Ｒｓを接続し、
抵抗Ｒｓのコイル側端子とオペアンプ７７を接続する。
スイッチＳＷ１に切換信号を入力することにより、コイ
ルＬと、オペアンプ７７又はコンデンサＣ１，Ｃ３との
接続を切り換る。

【０１２９】発信周波数検出部７５の検出動作について
は、第３実施形態の図３９において詳しく説明したの
で、ここでは説明を省略する。

【０１３０】次にコイル２８によりトナーカートリッジ
側コア２９が磁気誘導される際、トナーカートリッジ側
コア２９の振動特性をコイル２８に発生する逆起電圧の
検出により求める手順を以下に示す。前述のトナーカー
トリッジ側コア７２の振動特性は、弾性支持部材７３の
材質、板厚、トナーカートリッジ側コア７２の重量、拘
束度等で振動特性が変化し、変位波形曲線に示されるよ
うな、振動周期変化や振幅変化となって現れるが、この
変化がトナーカートリッジ側コア７２と対向配置されて
いるコイル２８に発生する逆起電圧変化と対応すること
となる。

【０１３１】図６３の逆起電圧検出部７６による逆起電
圧検出にあたり、時間経過に伴うスイッチＳＷ１，ＳＷ
２の開閉状態を図６４に示す。図６４に示すように、逆
起電圧を得るためにはバイアス磁界を付与する必要があ
ることより、コイル２８には逆起電圧を検出する前より
通電が行われる。

【０１３２】図６４は逆起電圧測定時のみならず、コイ
ルインダクタンスを測定時でのスイッチＳＷ１，ＳＷ２
の開閉状態をも示す。また図６３のオペアンプ７７で
は、下式を操作することにより逆起電庄を求めている。 ｅ＝ｅｓ−ｉ（Ｒｓ＋ｒｃ） 上式にてコイル端子電圧ｅｓは０電位即ち、オペアンプ
７７から観測したコイルＬ端での電位であり、またコイ
ル電流検出抵抗Ｒｓと回路電流ｉとの積ｉ・Ｒｓは０電
位即ち、オペアンプ７７から抵抗Ｒｓ端での電位であ
り、またコイル内部抵抗ｒｃは既知の値である。以上よ
りコイル端子電圧ｅｓと、コイル電流抵抗Ｒｓと回路電
流ｉとの積ｉ・Ｒｓを測定することにより、回路電流ｉ
を算出し、式に基づいて逆起電圧ｅを算出することがで
きる。

【０１３３】逆起電圧を測定する際、トナーカートリッ
ジ側コア７２が上下振動を行うことを前述に示したが、
図６０に示すように、トナーカートリッジ側コア７２の
上下運動は、トナーカートリッジ７２内部のトナー７１
に対して振動を伝播させることにより、トナー７１が撹
拌され、下部の現像装置３６へのトナー７１の補給・落
下を促進させることとなる。

【０１３４】前述のトナーカートリッジ側コア７２の運
動量は、トナーカートリッジ７０内部のトナー７１の量
に影響されることは明確であり、よってトナーカートリ
ッジ側コア７２の振動特性により、トナー７１の量を検
出することが可能であることがわかる。例えばトナーカ
ートリッジ側コア７２の振動状態は、トナーカートリッ
ジ７０内にトナー７１が含まれる場合と、含まれない場
合とでは振幅が大きく異なり、トナー７１が含まれてい
る場合では、トナー７１とトナーカートリッジ側コア７
２との摩擦によりその振幅の減衰量も大きく、逆に振動
周波数が小さくなる。前述のトナーカートリッジ７０内
に含まれるトナー量によるトナーカートリッジ側コア７
２の振幅や減衰量の関係を図６５のシミュレーション結
果に示すが、この図６５によりトナーカートリッジ７０
のトナー含有量による、固有振動数を比較することがで
きる。この図６５のシミュレーション状態における逆起
電圧や、変位波形、及び電流波形を図６６〜図６８に示
す。図６６はシミュレーション番号ｓｈ(0)の特性図、
図６７はシミュレーション番号ｓｈ(1)の特性図、図６
８はシミュレーション番号ｓｈ(2)の特性図である。

【０１３５】ハードコピー装置に表示装置を設けること
は、他の実施形態でも説明したので、説明は省略する。
また、上述のトナーカートリッジ７０の装着不良等に伴
うコピー動作の禁止等の処理内容も、図３５と同じなの
で説明は省略する。

【０１３６】＜実施例２＞本実施例では実施例１におけ
るトナーカートリッジ７５の使用状況を認識可能なハー
ドコピー装置の場合についてを説明し、その装置構成を
図６９を用いて説明する。図６９のトナーカートリッジ
７５は、未使用時の構成であり、シール７８と一体化し
たシール用非磁性件７７が、図６９に示すように、トナ
ーカートリッジ側コア７２の右部に設けられ、トナーカ
ートリッジ側コア７２の左部より加圧バネ７６により、
右方向に圧力が架かっている。この状態では、ハードコ
ピー装置側コア２９とトナーカートリッジ側コア７２と
の間隔が広く確保された状態となっている。

【０１３７】そして、このトナーカートリッジ７５を使
用時には、図６９に示す矢印方向に、一体化したシール
７８とシール用非磁性体７７とを、トナーカートリッジ
７５より引き抜く。このことにより、トナーカートリッ
ジ側コア７２が、加圧バネ７６によって右方向に押し付
けられることにより、トナーカートリッジ側コア７２と
ハードコピー装置側コア２９との間隔が、空隙７４と等
しくなり、図６０の構成と同様になる。以上のように図
６９の場合と図６０の場合では、トナーカートリッジ側
コア７２とハードコピー装置側コア２９との間隔が異な
ることにより、インダクタンスの変化が生じることを利
用すれば、ハードコピー装置側でトナーカートリッジ７
２の状態を検出することができる。

【０１３８】このトナーカートリッジ７５の構成によ
り、例えばトナーカートリッジ７５が現像装置２３から
外された状態で近辺に置かれたままでも、そのトナーカ
ートリッジ７５のシール有無により、未使用か否かを容
易に判断することができる。以上の手順及び回路構成に
よれば、実施例１の構成をも含めることにより、トナー
カートリッジの振動特性や、磁気誘導特性、及び電気的
共振特性から、トナーカートリッジ等の着脱可能な部材
の着脱状態やトナー量、或いは使用状態を、現像装置２
３等のハードコピー装置側にて求めることができる。な
お、磁性部材は弾性体支持部材に支持されているが、磁
性部材自体を弾性体で形成しても、上記と同様の効果が
得られる。

【０１３９】

【発明の効果】本発明は、装置本体側と装着部材側とに
それぞれ磁気誘導を生じる手段を配置し、該磁気誘導に
より生じる信号の周波数特性から前記状態情報を検出す
るので、着脱可能な部材の情報を磁気誘導により得てい
ることより、直接本体側装置と接触する箇所が無く、仮
に着脱可能な部材が汚染していた場合でも、本体側装置
にはその汚染の影響が及ばない事より、故障等が発生し
にくく、使い勝手がよい。

【０１４０】さらに、以下の各請求項においては、上記
効果に加えて次のような効果も生じる。請求項３の発明
によれば、部材側磁気誘導回路に静電容量負荷を接続し
たので、インダクタンスとの組合せにより任意の周波数
特性を設定することが可能となる。すなわち、実際に任
意の周波数特性に設定する際には、前述の静電容量負荷
のみを交換するのみでよく、一般的な静電容量負荷の入
手も容易且つ多種であることより、安価に実現すること
ができる。

【０１４１】請求項５の発明によれば、分周手段の出力
信号の周波数と、位相検出手段により検出した位相差か
ら共振周波数を求め、前記装着部材の各状態の共振周波
数を予め求めて記憶しておき、求めた共振周波数と記憶
しておいた共振周波数とを比較することにより、状態情
報を検出するので、位相状態は精度よく２値化でき、共
振周波数を精度よく検出でき、内部アルゴリズムを簡略
化できることにより、安価に実現することができる。

【０１４２】請求項６の発明によれば、前記分周手段
は、大きい分周比率から小さい分周比率に順に変更して
いくので、位相遅れ状態より位相進み状態となるため反
共振周波数を精度よく検出できるため、誤動作を防止す
ることができる。

【０１４３】請求項７の発明によれば、前記電圧変換手
段は、前記本体側磁気誘導回路に直列に接続した抵抗で
ある電磁誘導を用いたカレント・トランス、ＭＲ（Ｍａ
ｇｎｅｔｉｃＲｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子、ホール素子
等の電流プローブを用いた場合と比較すると、電磁波の
影響を受け難く、フラットな周波数特性が得られ、また
安価に実現することができる。

【０１４４】請求項９の発明によれば、矩形波変換手段
により発振信号を矩形波に整形変換し、その信号とクロ
ック信号を比較して発振周波数を検出するので、発振周
波数を精度よく計測することができる。

【０１４５】請求項１０及び１１の発明によれば、磁性
部材の振動特性による逆起電圧を検出するので、装着部
材に収容されている材料、例えばトナーの使用量あるい
は残量等を検出できる。

【０１４６】請求項１２の発明によれば、磁性部材に振
動を与えるので、装着部材に収容されている材料、例え
ばトナー等に振動を与え、装置本体への補給を促進させ
ることができ、トナー等の凝固を防ぎ、故障の防止を図
ることができる。

【０１４７】請求項１３〜１７の発明によれば、２種類
の本体側磁気誘導回路を備えたので、装着部材の変位を
精度よく検出することができ、装着不良の状態を確認し
て的確な修正が行える。また、本体側磁気誘導回路と磁
性部材の位置を変えた装着部材を設定することにより、
状態情報を多様化できる。

【０１４８】請求項１８の発明によれば、本体側磁気誘
導回路に並列に静電容量負荷を配置したので、この静電
容量負荷を交換することにより、如何なる共振周波数も
検出することができる。

【０１４９】請求項１９の発明によれば、装置本体と装
着部材との磁気誘導手段の間に空隙を設けたので、その
空隙により磁路の磁気抵抗が設定され、安定したインダ
クタンスの値を得ることができ、誤動作を防止できる。

【０１５０】請求項２０の発明によれば、空隙部分に一
定厚みの第１非磁性体を配置したので、装置本体と装着
部材との磁気誘導手段の間に一定間隔の空隙を設けるこ
とができ、作成が容易となる。

【０１５１】請求項２１の発明によれば、（Ｓｘ／Ｘ）
≦（Ｓｃ／１００）の関係を満足するので、装置本体に
対する装着部材の組込み状態における周波数の精度を、
±２Ｓｃ％以下に抑制することができる。また、安価に
画像形成装置を実現するには静電容量の精度の低い静電
容量負荷を用い、高価であっても誤動作を優先するので
あれば、静電容量の精度の高い静電容量負荷を用いるこ
とができ、適宜必要に応じて選択できる。

【０１５２】請求項２２の発明によれば、装着部材が未
使用の場合には、第２非磁性体が貼られた状態であり、
また逆に使用する際には第２磁性体を除去することによ
り、装着部材が使用可能であることが分かる。したがっ
て、装着部材を目視することのみで使用／未使用の判断
が可能となり、使い勝手を向上することができる。

【０１５３】請求項２３の発明によれば、第２非磁性体
の存在を磁気誘導手段の周波数特性からも確認できるの
で、装着した状態で目視しなくとも、装置が使用／未使
用の判断が可能となる。

【０１５４】請求項２４の発明によれば、表示手段を有
し、検出した状態情報を表示するので、初心者等の着脱
可能な部材の取り付けのキャリアの無い作業者において
も、装置部材の着脱に問題がある場合には、その旨が表
示されることにより、安心して装着部材のメンテナンス
を行なうことができる。

【０１５５】請求項２５の発明によれば、装着部材の装
着状態に異常が有るときは、動作を停止するので、規定
外の着脱可能な部材の誤装着、未装着、或いは装着不良
状態を検出したときに、トラブルを未然に防止でき、ま
た初心者等の着脱可能な部材の取り付けのキャリアの無
い作業者においても、装着部材の着脱に問題がある場合
にはコピー動作が禁止されることにより、安心して装着
部材のメンテナンスを行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるハードコピー装置の一実施形態
を示す概略構成断面図である。

【図２】第１実施形態の実施例１におけるハードコピー
装置の概略構成図である。

【図３】第１実施形態の実施例１における現像カートリ
ッジの概略構成図である。

【図４】現像カートリッジを装着したハードコピー装置
の概略構成図である。

【図５】現像カートリッジを装着したハードコピー装置
の正面図である。

【図６】現像カートリッジをハードコピー装置に装着し
た場合の１次側と２次側のコイルとコアの構成図であ
る。

【図７】ハードコピー装置と現像カートリッジの共振周
波数検出回路を示す回路図である。

【図８】位相検出回路の位相検出を示すタイムチャート
である。

【図９】共振周波数検出のシミュレーション結果を示す
表である。

【図１０】図９におけるＮｏ．１のシミュレーション結
果の特性図である。

【図１１】図９におけるＮｏ．２のシミュレーション結
果の特性図である。

【図１２】図９におけるＮｏ．３のシミュレーション結
果の特性図である。

【図１３】図９におけるＮｏ．４のシミュレーション結
果の特性図である。

【図１４】図９におけるＮｏ．５のシミュレーション結
果の特性図である。

【図１５】図９におけるＮｏ．６のシミュレーション結
果の特性図である。

【図１６】図９におけるＮｏ．７のシミュレーション結
果の特性図である。

【図１７】図９におけるＮｏ．８のシミュレーション結
果の特性図である。

【図１８】ハードコピー装置の制御装置における上述の
現像カートリッジの装着不良等に伴うコピー動作の禁止
等の処理内容を示すフローチャートである。

【図１９】トナーカートリッジを装着したカラー・ハー
ドコピー装置の概略構成図である。

【図２０】第２実施形態の実施例１におけるハードコピ
ー装置の概略構成図である。

【図２１】第２実施形態の実施例１における現像カート
リッジの概略構成図である。

【図２２】現像カートリッジを装着したハードコピー装
置の概略構成図である。

【図２３】現像カートリッジを装着したハードコピー装
置の正面図である。

【図２４】現像カートリッジをハードコピー装置に装着
した場合のハードコピー装置側のコイルとコアと現像カ
ートリッジ側のコアとの構成図である。

【図２５】ハードコピー装置と現像カートリッジの共振
周波数検出回路を示す回路図である。

【図２６】第２実施形態の共振周波数検出のシミュレー
ション結果を示す表である。

【図２７】図２６におけるＮｏ．１のシミュレーション
結果の特性図である。

【図２８】図２６におけるＮｏ．２のシミュレーション
結果の特性図である。

【図２９】図２６におけるＮｏ．３のシミュレーション
結果の特性図である。

【図３０】図２６におけるＮｏ．４のシミュレーション
結果の特性図である。

【図３１】図２６におけるＮｏ．５のシミュレーション
結果の特性図である。

【図３２】図２６におけるＮｏ．６のシミュレーション
結果の特性図である。

【図３３】図２６におけるＮｏ．７のシミュレーション
結果の特性図である。

【図３４】図２６におけるＮｏ．８のシミュレーション
結果の特性図である。

【図３５】ハードコピー装置の制御装置における現像カ
ートリッジの装着不良等に伴うコピー動作の禁止等の処
理内容を示すフローチャートである。

【図３６】トナーカートリッジを装着したカラー・ハー
ドコピー装置の概略構成図である。

【図３７】第２実施形態の実施例３におけるトナーカー
トリッジを示す構成図である。

【図３８】第２実施形態の実施例３において、現像装置
にトナーカートリッジを装着する説明図である。

【図３９】第３実施形態の実施例１における発振周波数
検出回路を示す回路図である。

【図４０】第３実施形態の発振周波数検出のシミュレー
ション結果を示す表である。

【図４１】第４実施形態の実施例１におけるハードコピ
ー装置の概略構成図である。

【図４２】第４実施形態の実施例１における現像カート
リッジの概略構成図である。

【図４３】現像カートリッジを装着したハードコピー装
置の概略構成図である。

【図４４】現像カートリッジを装着したハードコピー装
置の正面図である。

【図４５】現像カートリッジをハードコピー装置に装着
した場合のハードコピー装置側のコイルとコアと現像カ
ートリッジ側のコアとの構成図である。

【図４６】ハードコピー装置側のコイルとコアの上面図
である。

【図４７】ハードコピー装置と現像カートリッジの発振
周波数検出回路を示す回路図である。

【図４８】第４実施形態の共振周波数検出のシミュレー
ション結果を示す表である。

【図４９】第４実施形態の実施例２におけるトナーカー
トリッジを示す構成図である。

【図５０】第４実施形態の実施例２において、現像装置
にトナーカートリッジを装着する説明図である。

【図５１】トナーカートリッジのコアが移動する場合の
説明図である。

【図５２】トナーカートリッジの水平方向への変位を固
定し、垂直方向の変位による各コイルの発振周波数を示
す特性図である。

【図５３】トナーカートリッジの水平方向への変位を３
種類として、上述の各コイルの発振周波数の和ｆ１＋ｆ
２の特性図である。

【図５４】図５３に対する直線近似を行った結果を示す
特性図である。

【図５５】トナーカートリッジの垂直方向への変位を固
定し、水平方向の変位による各コイルの発振周波数を示
す構成図である。

【図５６】トナーカートリッジの垂直方向への変位を３
種類として、上述の各コイルの発振周波数の比ｆ１／ｆ
２の特性図である。

【図５７】図５６に対する直線近似を行った結果の特性
図である。

【図５８】第５実施形態の実施例１におけるハードコピ
ー装置の概略構成図である。

【図５９】第５実施形態の実施例１における現像カート
リッジの概略構成図である。

【図６０】現像カートリッジを装着したハードコピー装
置の概略構成図である。

【図６１】現像カートリッジを装着したハードコピー装
置の正面図である。

【図６２】現像カートリッジをハードコピー装置に装着
した場合のハードコピー装置側のコイルとコアと現像カ
ートリッジ側のコアとの構成図である。

【図６３】ハードコピー装置と現像カートリッジの発振
周波数検出部と逆起電圧検出部を示す回路図である。

【図６４】逆起電圧検出部７６による逆起電圧検出にあ
たり、時間経過に伴うスイッチＳＷ１，ＳＷ２の開閉状
態を示す表である。

【図６５】トナーカートリッジ７０内に含まれるトナー
量によるトナーカートリッジ側コアの振幅や減衰量の関
係を示すシミュレーション結果の表である。

【図６６】シミュレーション番号ｓｈ(0)のシミュレー
ション結果の特性図である。

【図６７】シミュレーション番号ｓｈ(1)のシミュレー
ション結果の特性図である。

【図６８】シミュレーション番号ｓｈ(2)のシミュレー
ション結果の特性図である。

【図６９】第５実施形態の実施例２におけるトナーカー
トリッジ７５の使用状況を認識可能なハードコピー装置
の構成図である。

【符号の説明】

２３ 現像カートリッジ ２８ １次側コイル ２９ １次側コア ３０ ２次側コイル ３１ ２次側コア

フロントページの続き (72)発明者 巽 洋 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 山中 隆幸 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H071 BA04 BA13 BA17 BA34 DA08 DA32 2H077 AA01 AB02 AB14 AD06 BA09 BA10 DA24 DA42 DA54 DA86

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装置本体に対し着脱可能な構造を有する
   装着部材を備え、該装着部材の装着状態や使用状態を示
   す状態情報を検出することができる画像形成装置におい
   て、 装置本体側と装着部材側とにそれぞれ磁気誘導を生じる
   手段を配置し、該磁気誘導手段により生じる磁気誘導信
   号の周波数特性から前記状態情報を検出することを特徴
   とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記磁気誘導手段は、 装置本体側に配置された本体側磁気誘導回路と、 装着部材側に配置され、装置本体側に装着部材が装着さ
   れた場合に本体側磁気誘導回路に対面する部材側磁気誘
   導回路と、からなり、 相互誘導により生じた各状態に対応する共振周波数か
   ら、状態情報を検出することを特徴とする請求項１記載
   の画像形成装置。
3. 【請求項３】 部材側磁気誘導回路に静電容量負荷を接
   続したことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記磁気誘導手段は、 装置本体側に配置された本体側磁気誘導回路と、 装着部材側に配置され、装置本体側に装着部材が装着さ
   れた場合に前記磁気誘導回路に対面する磁性部材と、か
   らなり、 自己誘導により生じた各状態に対応する共振周波数か
   ら、状態情報を検出することを特徴とする請求項１記載
   の画像形成装置。
5. 【請求項５】 分周比率を変更してクロック信号を分周
   し前記本体側磁気誘導回路に出力する分周手段と、 前記本体側磁気誘導回路から出力される電流を電圧に変
   換する電圧変換手段と、 変換された電圧を矩形波に変換する矩形波変換手段と、 前記矩形波と前記分周手段の出力信号との位相差を検出
   する位相検出手段と、を備え、 前記分周手段の出力信号の周波数と、前記位相検出手段
   により検出した位相差から共振周波数を求め、前記装着
   部材の各状態の共振周波数を予め求めて記憶しておき、
   求めた共振周波数と記憶しておいた共振周波数とを比較
   することにより、状態情報を検出することを特徴とする
   請求項２乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記分周手段は、大きい分周比率から小
   さい分周比率に順に変更していくことを特徴とする請求
   項５記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記電圧変換手段は、前記本体側磁気誘
   導回路に直列に接続した抵抗であることを特徴とする請
   求項５又は６記載の画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記磁気誘導手段は、 装置本体側に配置された本体側磁気誘導回路と、 装着部材側に配置され、装置本体側に装着部材が装着さ
   れた場合に前記磁気誘導回路に対面する磁性部材と、か
   らなり、 さらに前記本体側磁気誘導回路を含む発振回路が形成さ
   れ、各状態に対応する発振周波数から状態情報を検出す
   ることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記本体側磁気誘導回路から出力される
   電流を電圧に変換する電圧変換手段と、 変換された電圧を矩形波に変換する矩形波変換手段と、 前記矩形波とクロック信号を比較して発振周波数を検出
   する周期計測手段と、を備え、 前記装着部材の各状態の発振周波数を予め求めて記憶し
   ておき、検出した発振周波数と記憶しておいた発振周波
   数とを比較することにより、状態情報を検出することを
   特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
10. 【請求項１０】 前記磁性部材は装着部材に弾性支持さ
    れ、さらに前記磁性部材の振動特性により検出される逆
    起電圧を検出する逆起電圧検出手段を備えたことを特徴
    とする請求項４乃至８のいずれかに記載の画像形成装
    置。
11. 【請求項１１】 前記磁性部材は弾性部材で形成され、
    さらに前記磁性部材の振動特性により検出される逆起電
    圧を検出する逆起電圧検出手段を備えたことを特徴とす
    る請求項４乃至８のいずれかに記載の画像形成装置。
12. 【請求項１２】 前記本体側磁気誘導回路により前記磁
    性部材に振動を加えることを特徴とする請求項１０又は
    １１記載の画像形成装置。
13. 【請求項１３】 前記磁気誘導回路は、切り替え可能な
    第１磁気誘導回路及び第２磁気誘導回路とからなり、第
    １磁気誘導回路と第２磁気誘導回路による特性から装置
    本体に対する装着部材の変位を検出できることを特徴と
    する請求項８又は９に記載の画像形成装置。
14. 【請求項１４】 前記特性は第１磁気誘導回路及び第２
    磁気誘導回路のインダクタンスの和であり、該和から検
    出する前記変位は、磁気誘導回路と磁性部材との対抗面
    に垂直な変位であることを特徴とする請求項１３記載の
    画像形成装置。
15. 【請求項１５】 前記特性は第１磁気誘導回路及び第２
    磁気誘導回路のインダクタンスの比であり、該比から検
    出する前記変位は、磁気誘導回路と磁性部材との対抗面
    に平行な変位であることを特徴とする請求項１３記載の
    画像形成装置。
16. 【請求項１６】 前記特性は第１磁気誘導回路及び第２
    磁気誘導回路による発振周波数の和であり、該和から検
    出する前記変位は、磁気誘導回路と磁性部材との対抗面
    に垂直な変位であることを特徴とする請求項１３記載の
    画像形成装置。
17. 【請求項１７】 前記特性は第１磁気誘導回路及び第２
    磁気誘導回路による発振周波数の比であり、該比から検
    出する前記変位は、磁気誘導回路と磁性部材との対抗面
    に平行な変位であることを特徴とする請求項１３記載の
    画像形成装置。
18. 【請求項１８】 前記本体側磁気誘導回路に並列に静電
    容量負荷を配置したことを特徴とする請求項４乃至１７
    のいずれかに記載の画像形成装置。
19. 【請求項１９】 前記装着部材を前記装置本体に装着し
    た場合に、前記装置本体と前記装着部材の各磁気誘導手
    段を、その間に空隙が生じるように配置したことを特徴
    とする請求項２乃至１８のいずれかに記載の画像形成装
    置。
20. 【請求項２０】 前記装置本体と前記装着部材の各磁気
    誘導手段の間に一定厚みの第１非磁性体を配置し、一定
    間隔の空隙が形成されるようにしたことを特徴とする請
    求項１９記載の画像形成装置。
21. 【請求項２１】 静電容量負荷の静電容量の精度±Ｓｃ
    ％、前記空隙をＸｍｍ、前記空隙の精度を±Ｓｘｍｍと
    するとき、 （Ｓｘ／Ｘ）≦（Ｓｃ／１００） の関係を満足することを特徴とする請求項２０記載の画
    像形成装置。
22. 【請求項２２】 前記装置本体の磁気誘導手段に対する
    前記装着部材の対向面に第２非磁性体を貼り付け、装着
    部材の使用時に該第２非磁性体を剥がすことを特徴とす
    る請求項２０に記載の画像形成装置。
23. 【請求項２３】 前記装着部材の移動可能な磁気誘導手
    段を前記装置本体の磁気誘導手段方向に押圧する弾性部
    材を備え、前記装置本体と前記装着部材の各磁気誘導手
    段の間に一定厚みの移動可能な第１非磁性体を配置し、
    前記装置本体の磁気誘導手段に対向する前記装着部材の
    第１非磁性体に第２非磁性体を貼り付け、装着部材の使
    用時に剥がす第２非磁性体を貼り付け、磁気誘導の周波
    数特性より、装着部材が未使用か否かを判断することを
    特徴とする請求項２２記載の画像形成装置。
24. 【請求項２４】 表示手段を有し、検出した状態情報を
    表示することを特徴とする請求項１乃至２３のいずれか
    に記載の画像形成装置。
25. 【請求項２５】 装着部材の装着状態に異常が有るとき
    は、動作を停止することを特徴とする請求項１乃至２４
    のいずれかに記載の画像形成装置。