JP2000221866A - カートリッジおよびその製造方法ならびに画像形成装置 - Google Patents
カートリッジおよびその製造方法ならびに画像形成装置Info
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Abstract
形成装置側で識別できるようにする。 【解決手段】 トナーカートリッジ3のレバー30に、
マグネットMgを設け、プリンタ1のカバー2にホール
素子Haを設ける。マグネットMgとホール素子Haと
は、カバー2が閉じられたときに対向するように配置さ
れている。プリンタ1は、カバー2が閉じられたとき
に、ホール素子HaがマグネットMgからの磁束を検知
し、ONしているか否かに従って、トナーカートリッジ
3の中身(トナー)が適合品であるか否かを識別する。
Description
シミリ装置、複写機等の画像形成装置に用いられるトナ
ー、イメージドラム、インクリボン、インク等のカート
リッジ、およびその製造方法、ならびに前記カートリッ
ジを装着可能な画像形成装置に関するものである。
ために、カートリッジに突起や切り欠きを設けることに
より形状を変更したり、カートリッジ表面に識別用のシ
ールを貼り付けたりしていた。
リッジの形状を変更する方法では、カートリッジの中身
が異なるごとにカートリッジの型を変更しなければなら
ず、大量生産するコストが高くなってしまう。
ール等でユーザが識別する方法では、カートリッジを装
着するときに、画像形成装置に適合しない異なる仕様の
カートリッジを、ユーザが誤って装着してしまうことが
あった。異なる仕様のカートリッジを装着して印刷する
と、画像不良が生じたり、トラブルが発生したりしてし
まう。
ッジの中身の品質が劣化しているか否かは、カートリッ
ジを装着した画像形成装置を実際に動作させてみるまで
判らない。中身の品質は、カートリッジに記載された製
造年月によって判別するしかなく、カートリッジの外観
からは判別できない。例えばトナーカートリッジは、高
温で保管されると、中身のトナーが固まってしまい、画
像不良等のトラブルが発生してしまう。しかし、トナー
カートリッジの外観から高温保管されていたか否かを判
別することはできない。
るためになされたものであり、大量生産に適するカート
リッジの中身を画像形成装置側で識別できるようにする
ことを目的とするものである。
めに本発明のカートリッジは、カートリッジの中身を識
別させるためのマグネットを備えたことを特徴とするも
のである。
は、磁化されていない磁性体を、非磁性体からなる支持
部材に装填する工程と、マグネットとなる前記磁性体を
装填した前記支持部材に、磁界を加え、前記磁性体を磁
化させる工程とを含むことを特徴とするものである。
サを有し、前記カートリッジのマグネットからの磁束を
検知する検知手段と、前記磁気センサによる検知結果に
従って、前記カートリッジの中身を識別する識別手段と
を備えたことを特徴とするものである。
一部を分解した斜視図である。また、図2は本発明の第
1実施形態のプリンタ1の斜視図である。また、図3は
図1のトナーカートリッジ3の製造工程においてキャッ
プ31にマグネットMgを装填する手順を説明する図で
ある。図4は図2のプリンタ1においてトナーカートリ
ッジ3をイメージドラム(ID)カートリッジ5に装着
する手順を説明する斜視図である。また、図5は図2の
プリンタ1において、トナーカートリッジ3およびID
カートリッジ5を装着し、カバー2を閉めたときの部分
断面図である。
gを有するトナーカートリッジ3と、IDカートリッジ
5とが装着される。トナーカートリッジ3およびIDカ
ートリッジ5は、定期的に交換される消耗部品である。
また、プリンタ1のカバー2には、マグネットMgから
の磁束を検知するホール素子Haを有するホール素子ア
センブリ4が設けられている。このプリンタ1は、ホー
ル素子HaのON/OFFに基づいてトナーカートリッ
ジ3の中身の適合性を識別する。
に形成された静電潜像に塗布され印刷媒体に転写される
トナーを中身とするカートリッジ本体に、図1および図
2のように、レバー30と、キャップ31と、マグネッ
トMgとを設けたものである。
一方の端部に設けたレバー円筒部30aに、レバー突起
部30bを凸設したものである。レバー円筒部30aの
上面には、ストッパ30cが設けられている。また、レ
バー突起部30bには、中空のマグネット収納部30d
が設けられている。
込まれるマグネットホルダMghが設けられている。マ
グネットMgが嵌め込まれたキャップ31は、レバー3
0のマグネット収納部30dの底面に固設されている。
図1では、トナーカートリッジ3の中身を複数の異なる
タイプにすることが可能なように、4個のマグネットホ
ルダMghを設けてある。
hおよびマグネット収納部30d底面に挟まれ、キャッ
プ31およびマグネット収納部30dによる空隙内に固
定されている。図1では、4個全てのマグネットホルダ
MghにマグネットMgが嵌め込まれているが、4個の
マグネットホルダMghには、トナーカートリッジ3の
中身のタイプに応じて、1〜4個のマグネットMgが選
択的に嵌め込まれる。つまり、上記中身のタイプによっ
て、嵌め込まれるマグネットMgの位置の組合せが異な
る。
びマグネットMgの材質について説明する。レバー30
およびキャップ31には、非磁性体、例えばポリスチレ
ンを用いる。従って、レバー30およびキャップ31
は、例えばポリスチレンを成形したものである。また、
マグネットMgには、永久磁石となる磁性体を用いる。
この磁性体は、図6のように、フェライトと金属磁性体
とに大別される。フェライトには、Ba(バリウム)フ
ェライトと、Sr(ストロンチウム)フェライトとがあ
る。また、金属磁性体には、アルニコ(登録商標)と希
土類磁性体とがあり、希土類磁性体には、SmCo(サ
マリウム・コバルト)と、NdFeB(ネオジウム・鉄
・ボロン)とがある。ここでは、希土類磁性体のNdF
eBを用いる。従って、マグネットMgは、NdFeB
を磁化させたNdFeB磁石である。
填する手順を説明する。図3のように、マグネットMg
の磁極を揃え(ここでは、N極側をキャップ31に対面
させる)、マグネットMgをキャップ31のマグネット
ホルダMghにそれぞれ嵌め込む。マグネットMgのN
極面および側面は、マグネットホルダMghの底面およ
び内側面に密着し、キャップ31を逆さにしても、マグ
ネットMgは落下しない。
ップ31をレバー30に嵌め込む手順を、図1を用いて
説明する。マグネットMgを嵌め込んだキャップ31を
逆さにし(マグネットホルダMgh側をレバー30のマ
グネット収納部30dに対面させ)、キャップ31の突
起部31aをマグネット収納部30dの受け部30eに
嵌合させることにより、キャップ31をマグネット収納
部30dの底面に嵌め込む。キャップ31をレバー30
に嵌め込むと、マグネットMgのS極面(図3参照)は
マグネット収納部30d底面に接触する。従って、マグ
ネットMgは、マグネットホルダMghおよびマグネッ
ト収納部30d底面によって固定され、キャップ31お
よびマグネット収納部30dによる空隙内において高さ
方向および水平方向に動かない。
5のように、トナーカートリッジ3のマグネットホルダ
Mghに個別に対応するホール素子Haと、ホール素子
Haが実装されたホール素子搭載基板40と、基板ホル
ダ41と、スプリング42とにより構成されている。図
5のように、基板ホルダ41の天面に設けられた基板収
納部41aには、ホール素子実装面を下にしてホール素
子搭載基板40が嵌め込まれている。基板ホルダ41
は、スプリング42により、カバー2に懸架されてい
る。
トリッジ3の4個のマグネットホルダMghにそれぞれ
対応する4個のホール素子Haが実装されている。以
下、対応するマグネットホルダMghおよびホール素子
Haを、それぞれMghi(i=1,2,3,4)、H
aiと表記する。また、ホール素子Haiに対応するマ
グネットホルダMghiに嵌め込まれるマグネットMg
を、Mgiと表記する。従って、ホール素子Haiはマ
グネットMgiに対応する。
iは、カバー2を閉めたときに、マグネットMgiに対
向し、マグネットMgiとのギャップGが2.6[m
m]になる位置に固定される。また、ホール素子搭載基
板40において、隣接するホール素子Haの間隔Lは
7.1[mm]に設定されている。従って、トナーカー
トリッジ3のキャップ31において、隣接するマグネッ
トホルダMghの間隔も7.1[mm]である。
リッジ3にマグネットMgiが設けられていれば、カバ
ー2を閉めたときにマグネットMgiからの磁束を検知
してONし、カバー2を開けるとOFFする。また、ト
ナーカートリッジ3にマグネットMgiが設けられてい
なければ、カバー2を閉めてもOFFのままである。こ
こで、ホール素子HaiがONするということは、ホー
ル素子Haiから出力されるホール電圧が基準電圧以上
になることである。また、ホール素子HaiがOFFす
るということは、上記のホール電圧が基準電圧よりも小
さくなることである。
に静電潜像を形成し、この静電潜像に塗布されたトナー
を印刷媒体に転写するイメージドラム(ID)を有する
カートリッジである。このIDカートリッジ5には、図
4のように、トナーカートリッジ3を収納するトナーカ
ートリッジ収納部52と、トナーカートリッジ3のレバ
ー突起部30bを収納するレバー収納部53とが設けら
れている。トナーカートリッジ収納部52は、IDカー
トリッジシャーシ50の一方の側部に設けられており、
レバー収納部53はIDカートリッジシャーシ50の一
方の端部に設けられている。
に装着する手順を図2および図4を用いて説明する。
ーカートリッジ3を、図4の矢印A方向に移動し、プリ
ンタ1の装置本体に装着を完了しているIDカートリッ
ジ5のトナーカートリッジ収納部52に挿入する。
を図4の矢印B方向に適正位置まで回転させる。つま
り、レバー30のレバー突起部30bを図4の矢印B方
向に付勢し、ストッパ30cがトナーカートリッジ収納
部52に設けられた受け部(図示せず)に当接し、レバ
ー突起部30bがIDカートリッジ5のレバー収納部5
3に収納される位置まで回転させ、レバー31を位置決
めする。
ーカートリッジ3の装着を完了する。なお、カバー2を
閉めると、プリンタ1は、トナーカートリッジ3の中身
のタイプを識別するトナーカートリッジ識別動作を実施
する。
ル素子アセンブリ4の基板ホルダ41底部がレバー30
のキャップ31に当接し、スプリング42によって基板
ホルダ41は図5の矢印Aの方向に付勢され、この基板
ホルダ41によりレバー30は図5の矢印Bの方向に付
勢される。この機構により、カバー2を閉める前に、ト
ナーカートリッジ3が上記の適正位置に位置決めされて
いなくても、カバー2を閉めれば、トナーカートリッジ
3は上記の適正位置に位置決めされる。また、カバー2
を閉めているときに、マグネットMgとホール素子Ha
のギャップGは一定に保持される。
のギャップG、およびホール素子Ha相互の間隔L(従
ってマグネットホルダMgh相互の間隔L)について説
明する。ホール素子Hai(i=1,2,3,4)は、
カバー2を閉じたときに、対向するマグネットMgiか
らの磁束のみによってONし、対向するマグネットホル
ダMghiにマグネットMgiが嵌め込まれているか否
かを検知するものであるから、対向するマグネットホル
ダMghiにマグネットMgiが嵌め込まれていない場
合には、カバー2を閉めても、対向するマグネットホル
ダMghiに隣接した他のマグネットからの磁束よって
ONしてはならない。つまり、検知位置に配置された検
知対象のマグネットMgiからの磁束によってのみON
し、検知位置に隣接して配置された検知対象外のマグネ
ットからの磁束によってONしてはならない。従って、
ホール素子Ha1,Ha2,Ha3,Ha4は、検知対
象外のマグネットからの磁束によってONしない相互間
隔Lで配置されていなければならない。また、マグネッ
トホルダMgh1,Mgh2,Mgh3,Mgh4も、
互いに上記ホール素子Ha1,Ha2,Ha3,Ha4
の相互間隔Lで配置されていなければならない。
トによってONしない相互間隔Lの最小値は、マグネッ
トとホール素子間のギャップGに依存する。上記相互間
隔Lの最小値を小さくするには、マグネットとホール素
子間のギャップGを小さくする必要がある。ここでは、
マグネットとホール素子間のギャップGをパラメータに
して、ホール素子相互およびマグネット相互の間隔Lを
変えていく実験を行い、その実験結果から相互間隔Lお
よびマグネットとホール素子の間ギャップGの最適値を
求め、相互間隔L=7.1[mm]、マグネット/ホー
ル素子間ギャップG=2.6[mm]とした。
別動作について説明する。トナーカートリッジ識別動作
は、プリンタ1の電源がONされたとき、およびカバー
2が開閉されたとき(閉められたとき)に実施される。
従って、トナーカートリッジ3またはIDカートリッジ
5の交換時には、トナーカートリッジ識別動作は必ず実
施される。
別動作を説明する図である。トナーカートリッジ3の4
個のマグネットホルダMgh1,Mgh2,Mgh3,
Mgh4に、マグネットMg1,Mg2,Mg3,Mg
4を嵌め込む/嵌め込まないにより、16通りの組合せ
が可能である。従って、中身(トナー)のタイプに応じ
てマグネットMgを設ける位置の組合せを変えることに
より、最大15タイプの外観が同じトナーカートリッジ
3を製造することができる。なお、4個のマグネットホ
ルダMghのいずれにもマグネットMgを嵌め込んでい
ないトナーカートリッジ3は製造しない。これは、マグ
ネットMgを1個も嵌め込んでいないトナーカートリッ
ジ3を適合品にすると、トナーカートリッジ3と外観が
同じでマグネットMgを備えていないトナーカートリッ
ジが中身によらず全て適合品と識別されてしまうからで
ある。
ジ3のマグネットデータ(マグネットMgを設けた位置
の組合せであり、複数あっても良い)をあらかじめ記憶
しており、ホール素子Ha1,Ha2,Ha3,Ha4
のON/OFFの組合せが、上記のマグネットデータと
一致するか否かを判別することにより、装着されている
トナーカートリッジ3の中身の適合性を識別する。
みを設けたトナーカートリッジ3が適合品に含まれてい
る場合には、ホール素子Ha1およびHa3がONとな
り、ホール素子Ha2およびHa4がOFFとなったと
き、装着されたトナーカートリッジ3は適合品であると
識別する。
4のON/OFFの組合せが上記のマグネットデータと
一致しない場合には、装着されたトナーカートリッジ3
が不適合であると識別し、表示や音声によって不適合で
あることをアナウンスするとともに、装置の動作を停止
させる。
カートリッジ3にマグネットMgを設けるとともに、プ
リンタ1のカバー2にマグネットMgからの磁束を検知
するホール素子Haを設けたことにより、プリンタ1側
でトナーカートリッジ3の中身の適合性を識別すること
ができるので、不適合なトナーカートリッジによる画像
不良等のトラブルを防止することができる。また、マグ
ネットMgを設ける位置を変えるだけで異なる中身のト
ナーカートリッジ3を同じ外観にすることができるの
で、トナーカートリッジ3を大量生産に適するものにす
ることができ、製造コストを低減することができる。 第2実施形態 第2実施形態は、上記第1実施形態において、マグネッ
トMgをキャップ31に装填する工程のみを変えたもの
であり、この他は上記第1実施形態と同じである。第2
実施形態では、磁化していない磁性体を非磁性体からな
るキャップ31に嵌め込み、このキャップ31に磁界を
加えることにより、キャップ31に嵌め込んだ磁性体を
磁化させ、マグネットMgにする。
填する手順を説明する図である。また、図9はキャップ
31に嵌め込んだ磁性体を磁化させる着磁工程を説明す
る図である。
い磁性体Nmをキャップ31のマグネットホルダMgh
に嵌め込む。
填したキャップ31に磁界を加え、磁性体Nmをマグネ
ットMgにする。図9のように、磁化していない磁性体
Nmを装填したキャップ31を、電磁石テーブル100
a上に数十個配置し、着磁電源101をONし、電磁石
テーブル100aと100bの間に磁場を発生させる。
これにより、数十個のキャップ31に装填された磁性体
Nmが同時にかつ同じ極性(図9ではキャップ31の底
面に接触する側がN極となる)に磁化される。
れているマグネットMgをキャップ31に装填する場合
は、装填される前の複数のマグネットMgが磁力によっ
てくっつき合ってしまい、装填作業がやりにくいが、第
2実施形態のように、磁化されていない磁性体をキャッ
プに装填し、キャップに装填した磁性体を磁化するよう
にすれば、装填作業がやりやすくなる。
ットMgをキャップ31に装填するときにマグネットM
gの極性を揃える作業が必要であり、またマグネットM
gの極性を逆にして装填してしまうことがあったが、第
2実施形態のようにすれば、マグネットMgの極性を揃
える作業が不要となり、またマグネットMgが逆の極性
で装填されてしてしまうことがなくなる。
れていない磁性体をキャップに装填し、キャップに装填
された磁性体を磁化することにより、マグネットMgを
キャップ31に装填する作業を簡単にすることができ
る。また、マグネットMgが逆の極性で装填されてして
しまうことがなくなるため、品質を向上させることがで
きる。 第3実施形態 図10は本発明の第3実施形態のプリンタ6の斜視図で
ある。また、図11は図10のプリンタ6において、I
Dカートリッジ7およびトナーカートリッジ3を装着
し、カバー2を閉めたときの部分断面図である。また、
図12は本発明の第3実施形態のIDカートリッジ7の
一部を分解した斜視図である。なお、図10または図1
1において、上記第1実施形態と同じものには同じ符号
を付してある。
gEを有するIDカートリッジ7と、マグネットMgT
を有するトナーカートリッジ3とが装着される。マグネ
ットMgEおよびMgTは、上記第1実施形態のマグネ
ットMgと同じものである。また、プリンタ6のカバー
2には、マグネットMgEからの磁束を検知するホール
素子HaEと、マグネットMgTからの磁束を検知する
ホール素子HaTとを有するホール素子アセンブリ8が
設けられている。このプリンタ6は、ホール素子HaE
のON/OFFに基づいてIDカートリッジ7の中身の
適合性を識別し、また、ホール素子HaTのON/OF
Fに基づいてトナーカートリッジ3の中身の適合性を識
別する。
に静電潜像を形成し、この静電潜像に塗布されたトナー
を印刷媒体に転写するイメージドラム(ID)を有する
カートリッジであり、図12のように、IDカートリッ
ジシャーシ70と、キャップ71と、マグネットMgE
と、トナーカートリッジ収納部72と、レバー収納部7
3とを備えている。なお、トナーカートリッジ収納部7
2およびレバー収納部73は、それぞれ図4のトナーカ
ートリッジ収納部52およびレバー収納部53と同じで
ある。
のマグネット収納部70dが設けられている。キャップ
71には、マグネットMgEが嵌め込まれるマグネット
ホルダMghEが設けられている。マグネットMgEが
嵌め込まれたキャップ71は、キャップ71の突起部7
1aをマグネット収納部70d底面の受け部70eに嵌
合させることにより、マグネット収納部70dの底面に
固設されている。図10では、IDカートリッジ3の中
身を複数の異なるタイプにすることが可能なように、4
個のマグネットホルダMghEを設けてある。キャップ
71は、例えば上記第1実施形態のキャップ31と同じ
構造である。また、キャップ71、およびIDカートリ
ッジシャーシ70のマグネット収納部70d周辺の材質
は、非磁性体であり、例えば上記第1実施形態と同じポ
リスチレンである。
ghEおよびマグネット収納部70d底面に挟まれ、キ
ャップ71およびマグネット収納部70dによる空隙内
に固定されている。図10では、4個全てのマグネット
ホルダMghEにマグネットMgEが嵌め込まれている
が、4個のマグネットホルダMghEには、IDカート
リッジ7の中身のタイプに応じて、1〜4個のマグネッ
トMgEが選択的に嵌め込まれる。つまり、上記中身の
タイプによって、マグネットMgEが嵌め込まれる位置
の組合せが異なる。マグネットMgEをキャップ71に
装填する手順は、上記第1実施形態または第2実施形態
で説明した、マグネットMgTをトナーカートリッジ3
のキャップ31に装填する手順と同じである。
図11のように、IDカートリッジ7のマグネットホル
ダMghEに個別に対応するホール素子HaEと、トナ
ーカートリッジ3のマグネットホルダMghTに個別に
対応するホール素子HaTと、ホール素子HaEおよび
HaTが実装されたホール素子搭載基板80と、基板ホ
ルダ81と、スプリング82とにより構成されている。
ホール素子HaEおよびHaTは、上記第1実施形態の
ホール素子Haと同じものである。図11のように、基
板ホルダ81の天面に設けられた基板収納部81aに
は、ホール素子実装面を下にしてホール素子搭載基板8
0が嵌め込まれている。基板ホルダ81は、スプリング
82により、カバー2に懸架されている。
リッジ5の4個のマグネットホルダMghEにそれぞれ
対応する4個のホール素子HaEと、トナーカートリッ
ジ3の4個のマグネットホルダMghTとにそれぞれ対
応する4個のホール素子HaTが実装されている。以
下、対応するマグネットホルダMghEおよびホール素
子HaEを、それぞれMghEj(j=1,2,3,
4)、HaEjと表記する。また、対応するマグネット
ホルダMghTおよびホール素子HaTを、それぞれM
ghTi(i=1,2,3,4)、HaTiと表記す
る。さらに、ホール素子HaEjに対応するマグネット
ホルダMghEjに嵌め込まれるマグネットMgEを、
MgEjと表記する。また、ホール素子HaTiに対応
するマグネットホルダMghTiに嵌め込まれるマグネ
ットMgTを、MgTiと表記する。従って、ホール素
子HaEjはマグネットMgEjに対応し、ホール素子
HaTiはマグネットMgTiに対応する。
Ejは、カバー2を閉めたときに、マグネットMgEj
に対向し、マグネットMgEjとのギャップGが2.6
[mm]になる位置に固定される。また、ホール素子H
aTiも、上記第1実施形態で説明したように、カバー
2を閉めたときに、マグネットMgTiに対向し、マグ
ネットMgTiとのギャップGが2.6[mm]になる
位置に固定される。また、ホール素子搭載基板80にお
いて、隣接するホール素子HaE,HaTの間隔Lは
7.1[mm]に設定されている。従って、IDカート
リッジ7のキャップ71およびトナーカートリッジ3の
キャップ31において、隣接するマグネットホルダMg
hE,MghTの間隔も7.1[mm](以上)であ
る。
のように、ホール素子アセンブリ8の基板ホルダ81底
部がIDカートリッジシャーシ70のキャップ71およ
びレバー30のキャップ31に当接し、スプリング82
によって基板ホルダ81は図11の矢印Aの方向に付勢
される。この基板ホルダ81により、レバー30は、上
記第1実施形態で説明したように、適正位置に位置決め
される。レバー30が適正位置に位置決めされたとき、
キャップ71とキャップ31の高さは同じになり、この
キャップ71および31上面に、スプリング82によっ
て付勢された基板ホルダ81が当接するため、カバー2
を閉めているときに、ホール素子HaEとキャップ71
のマグネットMgEの間のギャップは、ホール素子Ha
Tとキャップ31のマグネットMgTの間のギャップと
同じになり、かつこれらのギャップGは、一定に保持さ
れる。
ートリッジおよびトナーカートリッジ)識別動作につい
て説明する。カートリッジ識別動作は、プリンタ6の電
源がONされたとき、およびカバー2が開閉されたとき
(閉められたとき)に実施される。従って、IDカート
リッジ7またはトナーカートリッジ3の交換時には、カ
ートリッジ識別動作は必ず実施される。
作を説明する図である。IDカートリッジ7の4個のマ
グネットホルダMghE1,MghE2,MghE3,
MghE4に、マグネットMgE1,MgE2,MgE
3,MgE4を嵌め込む/嵌め込まないにより、16通
りの組合せが可能である。同様に、トナーカートリッジ
3の4個のマグネットホルダMghT1,MghT2,
MghT3,MghT4に、マグネットMgT1,Mg
T2,MgT3,MgT4を嵌め込む/嵌め込まないに
より、16通りの組合せが可能である。従って、中身
(イメージドラム)のタイプに応じてマグネットMgE
を設ける位置の組合せを変えることにより、最大15タ
イプの外観が同じIDカートリッジ7を製造することが
できる。同様に、中身(トナー)のタイプに応じてマグ
ネットMgTを設ける位置の組合せを変えることによ
り、最大15タイプの外観が同じトナーカートリッジ3
を製造することができる。なお、4個のマグネットホル
ダMghEのいずれにもマグネットMgEを嵌め込んで
いないIDカートリッジ7は製造しない。これは、マグ
ネットMgEを1個も嵌め込んでいないIDカートリッ
ジ7を適合品にすると、IDカートリッジ7と外観が同
じでマグネットMgEを備えていないIDカートリッジ
が中身によらず全て適合品と識別されてしまうからであ
る。同様の理由から、4個のマグネットホルダMghT
のいずれにもマグネットMgTを嵌め込んでいないトナ
ーカートリッジ3も製造しない。
7のIDカートリッジマグネットデータ(マグネットM
gEを設けた位置の組合せ)、および適合するトナーカ
ートリッジ3のトナーカートリッジマグネットデータ
(マグネットMgTを設けた位置の組合せ)をあらかじ
め記憶しており、ホール素子HaE1,HaE2,Ha
E3,HaE4のON/OFFの組合せが、上記のID
カートリッジマグネットデータと一致するか否かを判別
することにより、装着されているIDカートリッジ7の
中身の適合性を識別し、またホール素子HaT1,Ha
T2,HaT3,HaT4のON/OFFの組合せが、
上記のトナーカートリッジマグネットデータと一致する
か否かを判別することにより、装着されているトナーカ
ートリッジ3の中身の適合性を識別する。そして、装着
されたIDカートリッジ7またはトナーカートリッジ3
が不適合であると識別した場合は、表示や音声によって
不適合であることをアナウンスするとともに、装置の動
作を停止させる。
ートリッジ7にマグネットMgEを設け、トナーカート
リッジ3にマグネットMgTを設けるとともに、プリン
タ6のカバー2にマグネットMgEからの磁束を検知す
るホール素子HaEおよびマグネットMgTからの磁束
を検知するホール素子HaTを設けたことにより、プリ
ンタ6側でIDカートリッジ7およびトナーカートリッ
ジ3の中身の適合性を識別することができるので、不適
合なカートリッジによる画像不良等のトラブルを防止す
ることができる。また、マグネットを設ける位置を変え
るだけで異なる中身のカートリッジを同じ外観にするこ
とができるので、カートリッジを大量生産に適するもの
にすることができ、製造コストを低減することができ
る。 第4実施形態 図14は本発明の第4実施形態のプリンタ9の部分分解
斜視図である。また、図15は図14のプリンタ9にお
いて、IDカートリッジ10およびトナーカートリッジ
3を装着し、カバー2を閉めたときの部分断面図であ
る。なお、図14または図15において、上記第1実施
形態と同じものには同じ符号を付してある。
gのN極側の磁束を検知するホール素子HaIを有する
IDカートリッジ10と、マグネットMg(S極をカバ
ー2側、N極をIDカートリッジ10側にしてある)を
有するトナーカートリッジ3とが装着される。プリンタ
9のカバー2には、マグネットMgのS極側の磁束を検
知するホール素子Haを有するホール素子アセンブリ4
が設けられている。IDカートリッジ10のホール素子
HaIは、カバー2のホール素子Haと同じものであ
る。このプリンタ9は、ホール素子HaのON/OFF
に基づいてトナーカートリッジ3の中身の適合性を識別
し、また、ホール素子HaIのON/OFFおよびホー
ル素子HaのON/OFFに基づいてIDカートリッジ
10の中身の適合性を識別する。
ジシャーシ100と、トナーカートリッジ収納部102
と、レバー収納部103と、ホール素子HaIと、ホー
ル素子HaIが実装されたホール素子搭載基板104
と、ホール素子搭載基板104を収納する基板収納部1
05とを備えている。なお、IDカートリッジシャーシ
100およびトナーカートリッジ収納部102は、それ
ぞれ図4のIDカートリッジシャーシ50およびトナー
カートリッジ収納部52と同じである。
端部には、マグネットMgを設けけたレバー突起部30
bが収納されるレバー収納部103が設けられており、
レバー収納部103の底面には、基板収納部105が設
けられている。この基板収納部105には、ホール素子
実装面を下にしてホール素子搭載基板104が嵌め込ま
れている。
ートリッジ3の4個のマグネットホルダMghにそれぞ
れ対応する4個のホール素子HaIが実装されている。
なお、ホール素子搭載基板40のホール素子Haがマグ
ネットMgのS極側の磁束を検知するのに対し、ホール
素子搭載基板104のホール素子HaIがマグネットM
gのN極側の磁束を検知できるようにするために、ホー
ル素子搭載基板104はホール素子実装面を下にして基
板収納部105に嵌め込まれる。
ホール素子HaおよびHaIとを、それぞれMghi
(i=1,2,3,4)、Hai、HaIiと表記す
る。また、ホール素子HaiおよびHaIiに対応する
マグネットホルダMghiに嵌め込まれるマグネットM
gを、Mgiと表記する。従って、ホール素子Haiお
よびHaIiはマグネットMgiに対応する。
iは、カバー2を閉めたときに、マグネットMgiに対
向し、マグネットMgiとのギャップGIが、カバー2
に設けられたホール素子HaiとマグネットMgiのギ
ャップGと同じ2.6[mm]になる位置に固定され
る。また、ホール素子搭載基板104において隣接する
ホール素子HaIの間隔は、ホール素子搭載基板40に
おいて隣接するホール素子Haの間隔L(=キャップ3
1において隣接するマグネットホルダMghの間隔)と
同じ7.1[mm]に設定されている。
ートリッジおよびトナーカートリッジ)識別動作につい
て説明する。カートリッジ識別動作は、プリンタ9の電
源がONされたとき、およびカバー2が開閉されたとき
(閉められたとき)に実施される。従って、IDカート
リッジ10またはトナーカートリッジ3の交換時には、
カートリッジ識別動作は必ず実施される。
同様にして、トナーカートリッジ3の中身の適合性を識
別する。つまり、適合するトナーカートリッジ3のマグ
ネットデータ(マグネットMgEを設けた位置の組合
せ)をあらかじめ記憶しており、カバー2に設けられた
ホール素子Ha1,Ha2,Ha3,Ha4のON/O
FFの組合せが、上記のマグネットデータと一致するか
否かを判別することにより、装着されているトナーカー
トリッジ3の中身の適合性を識別する。そして、装着さ
れたトナーカートリッジ3が不適合であると識別した場
合は、表示や音声によって不適合であることをアナウン
スするとともに、装置の動作を停止させる。
設けられたホール素子HaI1,HaI2,HaI3,
HaI4のON/OFFの組合せが、ホール素子Ha
1,Ha2,Ha3,Ha4のON/OFFの組合せと
一致するか否かを判別し、一致する場合は適合品である
と識別し、一致しない場合は不適合であると識別する。
そして、装着されたIDカートリッジが不適合であると
識別した場合は、表示や音声によって不適合であること
をアナウンスするとともに、装置の動作を停止させる。
ただし、この第4実施形態では、ホール素子HaIを備
えていないIDカートリッジや、ホール素子HaIとマ
グネットMgとのギャップGIが適正でないIDカート
リッジを不適合と識別する。上記のギャップGIが適正
でないIDカートリッジとは、例えば、ギャップGIが
ホール素子HaとマグネットMgのギャップGと異な
り、ホール素子HaIiが対向するマグネットMgiに
隣接する他のマグネットMgからの磁束によってONし
てしまうようなIDカートリッジのことである。
カートリッジ3にマグネットMgを設け、プリンタ9の
カバー2にマグネットMgからの磁束を検知するホール
素子Haを設けるとともに、IDカートリッジ10にも
マグネットMgからの磁束を検知するホール素子Hai
を設けたことにより、プリンタ9側でトナーカートリッ
ジ3およびIDカートリッジ10の中身の適合性を識別
することができるので、不適合なカートリッジによる画
像不良等のトラブルを防止することができる。
に(ただし、トナーカートリッジ3の位置決めのために
基板ホルダ41およびスプリング42に相当する機構は
必要)、IDカートリッジ10のホール素子HaI1,
HaI2,HaI3,HaI4のON/OFFの組合せ
が、上記のマグネットデータと一致するか否かを判別
し、一致する場合はトナーカートリッジ3およびIDカ
ートリッジ10の中身が適合品であると識別し、一致し
ない場合はトナーカートリッジ3およびIDカートリッ
ジ10の中身が不適合であると識別するようにしても良
い。 第5実施形態 第5の実施形態は、上記第1実施形態において、トナー
カートリッジ3に設けられたマグネットMgと、カバー
2に設けられたホール素子Haにより、カバー2の開閉
を併せて検知する構成にしたものであり、この他は上記
第1実施形態と同じである。カバー2の開閉を検知する
ためのマグネットMgおよびホール素子Haは、少なく
とも一対あれば良い。なお、従来のプリンタでは、カバ
ーの開閉は、マイクロスイッチとレバーの組合せにより
メカ的に検知しており、検知精度が悪かった。
は、ホール素子Ha1〜Ha4のいずれかがONしてい
れば、カバー2が閉じていると判別する。また、ホール
素子Ha1〜Ha4が全てOFFであれば、カバー2が
開いていると判別し、カバー2が閉じられるまで、装置
の動作を停止する。
カートリッジ3にマグネットMgを設けるとともに、プ
リンタ1のカバー2にマグネットMgからの磁束を検知
するホール素子Haを設け、ホール素子HaのON/O
FFによってカバー2の開閉を電磁気的に検知すること
により、検知精度を向上させることができる。 第6実施形態 第6実施形態は、上記第1実施形態において、トナーカ
ートリッジ3に設けられたマグネットMgと、カバー2
に設けられたホール素子Haにより、トナーカートリッ
ジ3の中身の品質が高温放置(高温保管)により劣化し
ていないかを判別するようにしたものであり、構成は上
記第1実施形態と同じである。ただし、トナーカートリ
ッジ3の中身の品質を識別するためのマグネットMgお
よびホール素子Haは、少なくとも一対あれば良い。な
お、上記の高温は、例えば40[℃]以上である。
温放置したときの磁束密度の経時変化の一例を示す図で
ある。また、図17はNdFeBマグネットを高温で1
0時間放置したときの放置温度に対する磁束密度の変化
の一例を示す図である。図16および図17には、パー
ミアンス係数P=0.5,1.0,2.0のものについ
てそれぞれ示してある。図16の横軸は放置時間であ
り、図17の横軸は放置温度である。また、図16およ
び図17の縦軸は、初期磁束密度(23[℃]での磁束
密度)に対する磁束密度の減少率である。なお、初期磁
束密度は、パーミアンス係数Pが大きい磁石ほど大き
い。
磁石等の希土類磁石を高温放置に放置すると磁束密度が
減少する。この高温放置による磁束密度の減少変化は、
不可逆変化であり、磁石を常温(例えば23[℃])に
戻しても磁束密度は、減少したままであり、初期の値に
は戻らない。パーミアンス係数Pが小さい磁石ほど、放
置時間に対する磁束密度の減少率が大きく、また放置温
度に対する磁束密度の減少率も大きい。
トMgの磁束密度の大きさをプリンタ1側で検知できる
ようにすれば、つまりマグネットMgの磁束密度がある
しきい値以上であるときにのみ、カバー2に設けたホー
ル素子HaがONするようにすれば、トナーカートリッ
ジ3の中身(トナー)が高温放置によって劣化している
か否かをプリンタ1側で識別することができる。
あるいは50[℃]で1ヶ月間放置すると、画像不良等
のトラブルを生じるほどにその品質が劣化する。そこ
で、高温放置していないトナーカートリッジ3を装着し
てカバー2を閉じたときにホール素子HaがONし、5
0[℃]で1ヶ月間高温放置したトナーカートリッジ3
を装着してカバー2を閉じてもホール素子HaがOFF
のままになるように、ホール素子Haに流す電流、ホー
ル電圧の比較対象となる基準電圧、およびマグネットM
gのパーミアンス係数Pの最適値をあらかじめ実験によ
り求める。そして、ホール電流および基準電圧が実験に
より求めた最適値になるようにプリンタ1を設計する。
また、実験により求めた最適なパーミアンス係数Pを有
するマグネットMgを用いてトナーカートリッジ3を製
造する。
が劣化したトナーカートリッジ3が装着されると、その
トナーカートリッジ3の中身のタイプが適合品であって
も、ホール素子HaがONしないため、プリンタ1は、
装着されたトナーカートリッジ3を不適合と識別し、表
示や音声によって不適合であることをアナウンスすると
ともに、装置の動作を停止させる。
カートリッジ3に、高温放置されると磁束密度が不可逆
的に変化するマグネットMgを設けるとともに、プリン
タ1のカバー2にマグネットMgからの磁束を検知する
ホール素子Haを設けたことにより、プリンタ1側でト
ナーカートリッジ3の中身の品質が高温放置により劣化
していないか否かを識別することができるので、中身の
品質が劣化したトナーカートリッジによる画像不良等の
トラブルを防止することができる。また、ユーザからト
ナーカートリッジ3の中身の品質劣化についてクレーム
があった場合に、マグネットMgの磁束密度が減少して
いれば、ユーザが高温放置したことによって品質劣化し
たことが証明できる。
ナーカートリッジおよびIDカートリッジを例にして説
明したが、本発明は、ファクシミリ装置や複写機等のイ
ンクカートリッジやインクリボンカートリッジにも適用
可能である。
ートリッジにマグネットを設けるとともに、画像形成装
置に前記マグネットからの磁束を検知する磁気センサを
設けたことにより、画像形成装置側でカートリッジの中
身を識別することができるので、不適合なカートリッジ
による画像不良等のトラブルを防止することができると
いう効果がある。また、中身のタイプの異なるカートリ
ッジを同じ外観にすることができるので、カートリッジ
を大量生産に適するものにすることができ、製造コスト
を低減することができるという効果がある。
一部を分解した斜視図である。
る。
キャップにマグネットを装填する手順を説明する図であ
る。
IDカートリッジに装着する手順を説明する斜視図であ
る。
およびIDカートリッジを装着し、カバーを閉めたとき
の部分断面図である。
る。
を説明する図である。
ャップに装填する手順を説明する図である。
込んだ磁性体を磁化させる着磁工程を説明する図であ
る。
ある。
ジおよびトナーカートリッジを装着し、カバーを閉めた
ときの部分断面図である。
一部を分解した斜視図である。
動作を説明する図である。
斜視図である。
ジおよびトナーカートリッジを装着し、カバーを閉めた
ときの部分断面図である。
ときの磁束密度の経時変化の一例を示す図である。
したときの放置温度に対する磁束密度の変化の一例を示
す図である。
ートリッジ、 4,8ホール素子アセンブリ、 5,
7,10 IDカートリッジ、 Ha,HaE,Ha
T,HaI ホール素子、 Mg,MgE,MgT マ
グネット。
Claims (10)
- 【請求項1】 画像形成装置に装着されるカートリッジ
において、 カートリッジの中身を識別させるためのマグネットを備
えたことを特徴とするカートリッジ。 - 【請求項2】 異なるN(Nは2以上の整数)個の位置
に、N個以下の前記マグネットを選択的に設けたことを
特徴とする請求項1記載のカートリッジ。 - 【請求項3】 中身の種類が異なるごとに、マグネット
を設ける位置と設けない位置の組合せを変えたことを特
徴とする請求項2記載のカートリッジ。 - 【請求項4】 請求項1記載のカートリッジの製造方法
であって、 磁化されていない磁性体を、非磁性体からなる支持部材
に装填する工程と、 マグネットとなる前記磁性体を装填した前記支持部材
に、磁界を加え、前記磁性体を磁化させる工程とを含む
ことを特徴とするカートリッジの製造方法。 - 【請求項5】 請求項1記載のカートリッジを装着可能
な画像形成装置であって、 磁気センサを有し、前記カートリッジのマグネットから
の磁束を検知する検知手段と、 前記磁気センサによる検知結果に従って、前記カートリ
ッジの中身を識別する識別手段とを備えたことを特徴と
する画像形成装置。 - 【請求項6】 複数個の前記カートリッジを装着可能な
画像形成装置であって、 前記検知手段は、それぞれのカートリッジに個別に対応
する複数個の磁気センサを有し、それぞれのカートリッ
ジに配置されたマグネットからの磁束を個別に検知する
ものであり、 前記識別手段は、それぞれの磁気センサによる検知結果
に従って、それぞれのカートリッジの中身を識別するこ
とを特徴とする請求項5記載の画像形成装置。 - 【請求項7】 前記検知手段は、装置のカバーに設けら
れており、 前記識別手段は、前記磁束が検知されたか否かに従っ
て、前記カートリッジの中身を識別するとともに、前記
カバーの開閉を識別することを特徴とする請求項5記載
の画像形成装置。 - 【請求項8】 前記カートリッジは、高温放置されると
中身の品質が劣化するものであり、 前記マグネットは、高温放置されると磁束密度が不可逆
的に減衰するものであり、 前記識別手段は、前記磁気センサが前記磁束を検知した
か否かに従って、前記カートリッジの中身の品質が劣化
しているか否かを識別することを特徴とする請求項5記
載の画像形成装置。 - 【請求項9】 請求項3記載のカートリッジを装着可能
な画像形成装置であって、 前記マグネット装填位置に個別に対応するN個の磁気セ
ンサを有し、前記カートリッジに選択的に配置されたN
個以下のマグネットからの磁束を個別に検知する検知手
段と、 磁束を検知している磁気センサと磁束を検知していない
磁気センサとの組合せに従って、前記カートリッジの中
身が適合するものか否かを識別する識別手段とを備えた
ことを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項10】 請求項1記載の第1のカートリッジ
と、 第1の磁気センサを有し、前記第1のカートリッジのマ
グネットからの磁束を検知する第1の検知手段を設けた
第2のカートリッジとを装着可能な画像形成装置であっ
て、 第2の磁気センサを有し、前記第1のカートリッジのマ
グネットからの磁束を検知する第2の検知手段と、 前記第1および第2の磁気センサによる検知結果に従っ
て、前記第1および第2のカートリッジの中身を識別す
る識別手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (3)
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---|---|---|---|
JP02160899A JP3871460B2 (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | カートリッジおよびその製造方法ならびに画像形成装置 |
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GB0002051A GB2346221B (en) | 1999-01-29 | 2000-01-28 | Toner cartridge and image forming apparatus for receiving the cartridge |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP02160899A JP3871460B2 (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | カートリッジおよびその製造方法ならびに画像形成装置 |
Publications (2)
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