JP3434123B2

JP3434123B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3434123B2
Application number: JP13484796A
Authority: JP
Inventors: 靖松友
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-05-29
Filing date: 1996-05-29
Publication date: 2003-08-04
Anticipated expiration: 2016-05-29
Also published as: JPH09319284A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定枚数の画像形
成等を行った時に、画像形成装置内の画像形成部の一部
又は全部をユニット化し、これを着脱可能に設けた交換
カートリッジにおいて、該交換ユニットの画像形成装置
本体への装着状態等を管理するようにした画像形成装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式等を利用した画像形成装置
においては、記録媒体である感光体上にトナー像を形成
し、これを普通紙等の転写材であるシート上に転写し、
このシート上のトナー像を永久像としてシート上に保持
させるために、例えば加熱定着装置を通過させることで
トナーを定着した後、装置本体外へと排出するようにし
いる。

【０００３】この画像形成装置によれば、サービスマン
等によりメンテナンスを軽減するために、ユーザ側での
メンテナンスを可能にするようにしたものが考えられ、
実施に供されるようになった。例えば、通常、画像形成
枚数が所定枚数になれば、画像形成を行う一部のユニッ
トを交換カートリッジとして交換可能に設け、新規の交
換カートリッジをユーザ側での交換を行えるようにして
いる。これによりサービスマン等によるメンテナンスフ
リーを可能にしている

【０００４】上記交換カートリッジは、画像形成を行う
ための記録媒体である感光体と、該感光体を均一帯電す
る帯電器、感光体表面が露光されることで、形成された
静電潜像を現像する現像器、及び転写後に残留するトナ
ーを除去するクリーニング器等を一体的に同一支持部材
に保持するようにしてユニット化している。これを画像
形成装置本体に着脱可能に設けるようにして、交換カー
トリッジを構成している。

【０００５】このような交換カートリッジとして問題に
なるのは、交換カートリッジの装着状態を検出すること
が重要となる。つまり、交換カートリッジは、画像形成
装置本体より簡単に取り出せる構成となっているため、
該カートリッジが装着されていない状態で画像形成動作
が開始すれば、他の画像形成部への損傷を与えるだけで
なく、搬送されるシートのジャム処理をも行う必要があ
る。そのため、交換カートリッジの装着状態を検出し、
これにより画像形成動作を可能にするようにしている。

【０００６】また、交換カートリッジには、画像形成枚
数に応じて寿命が設定されている。そのため、新規の交
換カートリッジが装着されると、寿命検出を行う枚数
（寿命）カウンタ等をクリア、つまり初期設定する必要
がある。そこで、装着された交換カートリッジが新規な
ものか、古いものかを区別する新旧検出を行う必要があ
る。

【０００７】上記交換カートリッジの装着に関連させ
て、新旧検出を行った後、寿命検出を行うためのカウン
タ等をリセットする手段を設ける一つの方法としては、
例えば特開平１−２０５１７５号公報に提示されてい
る。これは、交換カートリッジ側に、画像形成装置本体
側に設けられているリセット信号発生手段であるマイク
ロスイッチの作動片を、作動させるリセット手段を設
け、該リセット手段にて画像形成装置本体側のマイクロ
スイッチを動作させる。これにより、マイクロスイッチ
の状態が変化し、その変化した時の信号により、カウン
タの内容をリセット（例えば“０”）している。

【０００８】そして、上記リセット手段は、新規の交換
カートリッジを装着した後には、該交換カートリッジを
取り出し、再度装着した時に、上記マイクロスイッチを
再び動作させることのない位置まで移動される。つま
り、リセット手段は、新規の交換カートリッジが一度装
着した時に、動作するように設定されている。従って、
交換カートリッジを、ジャム等の発生等により必要に応
じて着脱しても、新規な交換カートリッジではないとし
て処理されることになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
上述した公報に記載された交換カートリッジの新旧を検
出するための手段、特にリセット手段と、マイクロスイ
ッチ等は、一度の使用、つまり新規の交換カートリッジ
に対して対応できるだけで、その手段を他の検出手段と
して利用できない。つまり、交換カートリッジの装着状
態を検出することはできない。そのため、上記新旧の検
出を行う検出手段とは別に、装着状態を検出するための
手段を別途設ける必要がある。

【００１０】また、リセット手段としては、マイクロス
イッチの作動片に接触させる必要があるため、どうして
も接触状態と非接触状態を作り出す必要があり、位置精
度が必要となる。特に、交換カートリッジが装着された
時に、これが新規の場合にはマイクロスイッチの作動片
にリセット手段の一部を、必ず接触させる位置関係を必
要とし、新規でない交換カートリッジ（旧カートリッ
ジ）が装着された時には、リセット手段がマイクロスイ
ッチの作動片に接触しないように精度よく配置する必要
があった。そのため、交換カートリッジの製造が面倒で
あるだけでなく、製造後にその都度、配置位置調整を行
う必要があり、非常に面倒なものとなっていた。

【００１１】これは、交換カートリッジの装着検出にお
いてもいえることであって、装着される交換カートリッ
ジに装着状態を検出するセンサを接触状態で配置する場
合には、センサ及びそのセンサを動作させる部材を設け
る位置精度が要求されることになる。

【００１２】そこで、本発明は、交換カートリッジの交
換による装着状態を非接触の状態で検出することで、交
換カートリッジ側に設ける装着検出のための部材の位置
精度をあまり必要とせずに、その検出を確実に行えるよ
うにした画像形成装置を提供することを目的とする。

【００１３】また、上述した目的に合わせて本発明の目
的は、さらに交換カートリッジとして必要となる他の検
出を併せて行うことができるようにする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の上述した装着検
出を他の検出にて兼用できる目的を達成するための画像
形成装置は、画像形成装置本体に対して着脱可能に設け
られ、画像形成を行う部材をユニット化した交換カート
リッジを備えてなる画像形成装置において、上記交換カ
ートリッジの画像形成装置本体への装着状態を検出する
ために、該交換カートリッジ側に磁力発生部を、画像形
成装置側に上記交換カートリッジ側の磁力発生部に対応
して磁力検出部を配置してなり、上記交換カートリッジ
内の部材が回転駆動される回転の一部が伝達され回転さ
れる回転部材に上記磁力発生部を設け、上記磁力検出部
による検出出力に基づいて交換カートリッジの装着状態
を検出可能にしてなると共に、画像形成動作により上記
回転部材の回転により磁力発生部を上記磁力検出部の対
応位置よりずらせることで、検出出力を装着時より異な
らせ、該交換カートリッジの新旧をも検出可能にしたこ
とを特徴とする。

【００１５】以上の構成によれば、装着状態を交換カー
トリッジと画像形成装置側の検出するための部材が非接
触状態であるため、その検出部材を配置する位置精度
が、あまり要求されることはない。そのため、配置のた
めの面倒な作業が不要になり、製造が簡単かつコストの
低減が可能となる。

【００１６】

【００１７】そこで、上記回転部材は、画像形成動作の
開始により所定の角度回転する伝達機構を介して連結さ
れ、それ以上の回転が規制されるようにする。

【００１８】さらに上記交換カートリッジの寿命により
画像形成装置より離脱された状態において、該交換カー
トリッジを再利用可能にするために所定の角度回転され
た回転部材を初期の位置に復帰、又は自動復帰させる手
段を備える。

【００１９】このような構成によれば、非接触状態での
検出を可能にすると同時に、特にカートリッジ側の磁力
発生部が回転部材の回転により位置がずれると、初期の
位置との関係において、磁力発生部の出力状態が異な
る。そのため、新旧の交換カートリッジを容易に区別で
きる。しかも、回転部材は交換カートリッジが新規の場
合の初期位置より所定角度回転した位置に維持されるた
め、再度装着した時には、該交換カートリッジを新規な
ものとして検出することはなく、確実に装着状態を検出
できる。さらに、交換カートリッジの、回転部材を初期
の位置に復帰又は自動復帰させることができ、交換カー
トリッジの再利用を可能にできる。

【００２０】また、本発明による非接触による装着検出
と同時に、該検出を他の検出にも利用できる目的を達成
するための他の画像形成装置は、画像形成装置本体に対
して着脱可能に設けられ、画像形成を行う部材をユニッ
ト化した交換カートリッジを備えてなる画像形成装置に
おいて、上記交換カートリッジの画像形成装置本体への
装着状態を検出するために、該交換カートリッジ側に回
転部材を設け、該回転部材に反射率又は透過率が異なる
複数の領域を区分して設け、画像形成装置側に上記回転
部材の反射率又は透過率が異なる領域への光を照射しそ
の反射光又は透過光を受光する光学センサを配置してな
り、上記交換カートリッジの装着時の反射光又は透過光
に応じた出力にて装着状態の検出を、また交換カートリ
ッジの新旧の検出を可能にしたことを特徴とする。そし
て、上記回転部材は、交換カートリッジ内の部材が回転
されるその回転の一部が伝達されて回転駆動され、反射
率又は透過率の異なる領域が上記光学センサに対向する
ようにし、装着状態、新旧の検出、さらに交換カートリ
ッジの寿命を検出可能にできる。つまり、回転部材に
は、反射率又は透過率の異なる複数の領域を区分して設
けることから、初期の時に光学センサの出力に比べて、
画像形成動作が進行するに従って徐々にその出力が変
化、例えば大きく、あるいは小さくなるようにできる。
そのため、初期の出力検出により、交換カートリッジの
新旧を判別し、画像形成動作が進行するに従って変化す
る出力変化により、交換カートリッジの寿命を検出でき
る。しかも、交換カートリッジが離脱された状態におい
ては、その出力状態と、装着した時の出力状態とが明ら
かに異なるため、その出力状態において装着状態を確実
に検出できる。

【００２１】さらに、本願発明の目的を達成するための
画像形成装置は、画像形成装置本体に対して着脱可能に
設けられ、画像形成を行う部材をユニット化した交換カ
ートリッジを備えてなる画像形成装置において、上記交
換カートリッジの画像形成装置本体への装着状態を検出
するために、該交換カートリッジ側に磁力発生部を、画
像形成装置側に磁力発生部に対応して磁力検出部を配置
してなり、上記交換カートリッジ内の部材が回転駆動さ
れる回転の一部が伝達され回転される回転部材に上記磁
力発生部を設け、上記磁力検出部による検出出力に基づ
いて交換カートリッジの装着状態を検出可能にしてなる
と共に、画像形成動作により上記回転部材の回転により
生じる回転磁界に応じて上記磁力検出部より出力される
出力信号を、該交換カートリッジの動作状態の検出又は
画像形成装置本体の回転駆動源の回転状態の検出に利用
することを特徴とする。つまり、装着状態の検出と同時
に、画像形成装置の動作により、交換カートリッジ側で
回転する回転部材の回転状態を、回転磁界に応じて出力
される信号により簡単に認識できる。しかも、画像形成
装置本体側の駆動源であるモータの回転状態を知るエン
コード出力して処理できる。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を以下に図面に
従って説明する。図１は、本発明による交換カートリッ
ジの一例を示す要部の断面図であり、特に画像形成装置
への装着状態を検出するための一実施形態をも示す。図
２は図１の交換カートリッジを装着した画像形成装置の
画像形成部にかかる部分を示す断面図である。

【００２３】まず、図２を参照し、本発明にかかる画像
形成装置及び、その交換カートリッジについて説明す
る。

【００２４】図中１は、その表面にトナー画像が形成さ
れる記録媒体であって、例えばシリンダ形状の導電性基
体に、光導電性層が形成されてなる感光体ドラム、２は
感光体ドラム表面を特定の極性に均一帯電させる帯電
器、３は感光体ドラム表面に形成された静電潜像に、顕
像化するための着色剤であるトナーを付着させる現像器
である。

【００２５】感光体ドラム１表面に形成される静電潜像
は、帯電器２にて均一帯電された後、原稿台４上に載置
された原稿の光像を光集束性レンズアレイ（結像レン
ズ）５を介して照射することで形成される。そのため
に、原稿台４上に載置された原稿は、原稿台４の下面に
配置されている露光ランプ６にて光照射され、これによ
りその画像の反射光が、上記結像レンズ５にて均一帯電
された感光体ドラム１表面に結像される。

【００２６】上記感光体ドラム１上に形成された静電潜
像は、上述した現像器３にてトナーが付着される。その
ために、現像器３には、トナーを感光体１と対向する現
像位置へと磁気力等にて吸着し搬送するための現像ロー
ラ３ａが設けられている。これにより、トナーは、静電
潜像が形成された領域に吸引され、現像が行われる。

【００２７】次に感光体ドラム１表面に形成される画
像、つまりトナー像は、搬送手段を介して送られてくる
シートに転写器７の作用にて転写される。そのため、シ
ートは、上記搬送手段を介して、感光体ドラム１の回転
に同期した状態で転写器７と対向する感光体ドラム１表
面へと送り込まれる。この転写位置には、感光体ドラム
１表面に密着するシートの一側縁部を、感光体ドラム１
表面より分離する分離シート８が配置されている。そし
て、転写位置の下流側に分離シート８と圧接されている
搬送ローラ９にて、シートの一端側が挟持されること
で、分離後のシートが感光体ドラム１より遠のくように
して分離搬送される。

【００２８】一方、転写後に感光体ドラム１表面に残留
するトナーは、次のクリーニング器１０のクリーニング
ブレード１１にて除去される。このクリーニングブレー
ド１１は、その先端が感光体ドラム１と圧接状態で設け
られており、このブレード１１と同様に、該ブレード１
１にて感光体ドラム１表面より掻き落とされたトナーを
受けるシール部材１２が、感光体ドラム１側と対向する
ようにクリーニング器１０に設けられている。

【００２９】上記クリーニング器１０には、さらに除去
したトナーを受けるシール部材１２に受けられたトナー
を収容する収容部を構成する容器１３内に、該収容部の
除去トナーを他の廃棄トナー回収部（図示せず）へと搬
送するためのスクリューローラ１４が設けられている。

【００３０】以上のような構成の画像形成装置において
は、感光体１、帯電器２、現像器３、転写器７、クリー
ニング器１０等の画像形成を行うために使用される部材
が交換可能なようにカートリッジ化されている。例え
ば、感光体１とクリーニング器１０とを一体的にユニッ
ト化し、交換カートリッジを構成する。この場合、必要
に応じて帯電器２が合わせて設けられることもある。

【００３１】この交換カートリッジは、画像形成装置本
体、つまり図２に示す位置に着脱可能に設けられる。そ
して、交換カートリッジが着脱可能に設けられているこ
とから、そのカートリッジが正規の位置に装着されてい
るか否かを検出する必要がある。

【００３２】そのため、本発明においては、図１に示す
ように、画像形成装置２０側の装着される位置に、磁力
センサ２１を設け、該磁力センサ２１に対応するように
して交換カートリッジ２２側には、磁石２３が設けられ
ている。ここで、交換カートリッジ２２は、上述したよ
うに、感光体ドラム１とクリーニング器１０とを一体的
に設けて構成されており、特にトナーを収容する収容部
を構成する容器１３である外装２４にて、合わせて感光
体ドラム１を回転可能に支持するようにしてユニット化
している。その外装２４の一部の内面には、上記磁石２
３が設けられている。

【００３３】磁石２３と、磁力センサ２１とは、交換カ
ートリッジ２２が装着された時に、それぞれ対向するよ
うに配置されている。この磁力センサ２１は、磁力に応
じてその出力状態が変化するようなものであって、磁力
が強まるに従って、その出力が大きくなる。そして、磁
石２３と磁力センサ２１とが対向した関係にある状態に
おいて、磁力センサ２１の出力が最大値になる。そし
て、非装着時には、磁力センサ２１の出力がほとんどな
くなる（ほぼ“０”でありノイズの出力のみ）。これに
より、交換カートリッジ２２の画像形成装置２０本体に
対する装着状態を容易に検出できる。

【００３４】また、上記交換カートリッジ２２において
は、該カートリッジ２２が画像形成装置２０本体に装着
された時点から、そのカートリッジの寿命を検出するた
めに、寿命検出カウンタが設けられており、該装着に応
答してカウンタがリセットされ、決められた枚数をカウ
ントすることで、寿命であることをユーザ側に報知する
ようにしている。

【００３５】この構成において、交換カートリッジ２２
は、画像形成枚数が決められた枚数に達した状態で、交
換メッセージ等がユーザ側に報知される。つまり、新し
い交換カートリッジ２２を装着した状態から、所定枚数
の画像形成を行えば、上記メッセージが報知される。こ
れにより、交換カートリッジ２２を画像形成装置より除
去する。この時、交換カートリッジ２２の磁石２３が、
磁力センサ２１の磁界範囲内より取り去れることにな
り、磁力センサ２１のその出力は、ほとんどなくなる。
この信号が、画像形成装置２２側の駆動回路２５を経由
し、画像形成装置全体の画像形成動作等を制御するため
の制御回路（ＣＰＵ）２６に送られ、非装着状態である
ことが認識される。

【００３６】そして、新しい交換カートリッジ２２が装
着されると、磁力センサ２１に対応して磁石２３が位置
するため、磁力センサ２１の出力が大きくなる。この大
きな出力信号が、制御回路２６に駆動回路２５を介して
送られることで、制御回路２６側では、交換カートリッ
ジ２２が新たに装着されたことを認識する。これによ
り、画像形成動作の開始指令により、画像形成のための
動作を開始することになる。しかし、装着状態が検出さ
れていなければ、上記画像形成動作の開始指令があって
も、画像形成動作を阻止する。この時、操作パネル上に
交換カートリッジ２２が装着されていないことを報知さ
せることができる。

【００３７】上記駆動回路２５は、磁力センサ２１を駆
動し、該磁力センサ２１からの出力を適度の電圧値とし
て出力するものである。そのため、磁力センサ２１にて
得られる信号出力を、制御回路２６からの要求により、
必要時に制御回路２６へと送る。特に、画像形成装置２
０の扉等が開放され、交換カートリッジ２２が装着さ
れ、扉が閉じられる信号に応答して、制御回路２６は、
駆動回路２５に磁力センサ２１の出力状態を要求する。

【００３８】このように、磁石２３と磁力センサ２１を
用いて、交換カートリッジ２２の装着状態の検出手段を
構成しているため、両者が非接触状態で、交換カートリ
ッジ２２の装着状態の検出を行っている。そのため、従
来のように接触することで検出するものに比べて、接触
させるための位置精度をあまり必要としなくなる。例え
ば磁力２３の配置位置を、磁力センサ２１に対応して精
度よく位置決めして設ける必要がなくなる。これは、磁
石２３の磁力が及ぶ範囲に磁力センサ２１が配置されて
おれば十分に検出可能となるためである。

【００３９】従って、交換カートリッジ２２の装着検出
を行う部材である上記磁石２３の位置決めを精度よく行
う必要がなくなることから、位置調整や、精度の高い位
置決め機構等を必要としなくなる分、交換カートリッジ
２２の製造コストが低減するだけでなく、その製造も非
常に簡単になる。しかも、画像形成装置２０側に設けら
れる装着検出を行う一方の部材である磁力センサ２１に
おいても、同様で、その配置位置の高い精度が要求され
ない。

【００４０】また、磁石２２は、図１に示すように、交
換カートリッジ２２の外装２４が非磁性体、例えば樹脂
部材等で構成され、外装２４内に設けておくことで、交
換カートリッジ２２の着脱時に、他の部位に接触して破
損や、位置ずれを生じることが無くなる。そのため、磁
石２２の保護と同時に装着状態の検出をより確実に行う
ことができる。

【００４１】さらに、図３及び図４には、上述したよう
に磁石２３を保護するための別の実施態様を示してい
る。特に図３においては、交換カートリッジ２２を構成
する外装２４に、磁石２３を埋め込むようにしたもので
ある。これは、外装２４に磁石２３を埋め込むための凹
部２７を設け、該凹部２７に磁石２３を埋め込み、その
上部より外装２４の外表面が平面状態になるようにカバ
ー２７ａを取り付ける。これにより、磁石２３が保護さ
れた状態となる。上記カバー２７ａは当然、非磁性体で
形成されている。

【００４２】一方、図４によれば、外装２４に可撓性の
磁石２３ａを挿入口２８ａを備える収容部２８を設け、
シート状の磁石２３ａを挿入するようにしたものであ
る。この実例においても、外装２４の外面に、突出部等
がなく、その部分に阻害されて、交換カートリッジ２２
の交換作業が邪魔になることもなく、またシート状の磁
石２３ａ等が破損する問題もなくなる。

【００４３】ここで、磁石２３に対応して設けられる磁
力センサ２１については、図３及び図４に示すように、
画像形成装置２０の本体側に突出することのないよう
に、基板等に埋め込むようにしてもよい。このようにす
れば、交換カートリッジ２２の装着時に磁力センサ２１
による突出部がなくなるため、装着作業が簡単になる。
しかも、磁力センサ２１を破損したり、配置位置がずれ
る障害もなくなる。

【００４４】以上の説明においては、交換カートリッジ
２２の画像形成装置２０本体への装着状態を検出するた
めの実施形態を示す事例について説明した。以下には、
上記装着検出に合わせて、装着される交換カートリッジ
２２の新旧を合わせて検出する実施形態について説明す
る。

【００４５】（第１の実施の形態）ここで、上述の構成
においては、交換カートリッジ２２は、画像形成装置２
０本体側への装着状態を検出するためであるが、該交換
カートリッジ２２が新品か、旧品かを判別するようにす
ることも可能になる。つまり、磁石２３を交換カートリ
ッジ２２が装着された後、多少移動させるように構成す
ることで、新旧を容易に判別させることができる。つま
り、新規の交換カートリッジ２２を装着した時に、磁石
２３の配置位置が多少ずれれば、その時の磁力センサ２
１の出力が、装着時点での正規の出力より多少小さく、
さらに非装着時の出力より大きくなるように設定するこ
とができる。

【００４６】これにより、交換カートリッジ２２が装着
された時の出力が大きい場合には、新品であることを検
出する。そして、その検出状態において、該カートリッ
ジによる交換時期を管理する寿命カウンタの内容をクリ
アし、画像形成動作が開始される時に、磁石２３の位置
をずらせる。この時、磁力センサ２１の出力は、交換カ
ートリッジ２２が新品の装着時に比べて出力状態が落ち
るが、非装着状態のほとんど出力がない状態での出力信
号より大きいことを確認することで、装着状態を容易
に、かつ確実に検出できる。

【００４７】以上の形態における実例を図に従って説明
する。図５はその一例であって、（Ａ）は断面図であ
り、（Ｂ）は平面図である。交換カートリッジ２２に
は、例えばクリーニング器１０を構成するスクリューロ
ーラ１４を回転駆動させるための被駆動部が設けられて
いる。この被駆動部の回転力の一部を利用して上記磁石
２３を移動させるように構成している。

【００４８】上記被駆動部は、交換カートリッジ２２が
画像形成装置２０本体に装着されることで、画像形成装
置２０側の駆動部と機械的に連結される。その連結機構
は従来周知のものであって、本発明とは直接関係がない
ため説明は省略する。そのため、画像形成装置２０側の
駆動部の回転が、被駆動部を介して、交換カートリッジ
２２内部のスクリューローラ１４に伝達される。

【００４９】そこで、交換カートリッジ２２側には、上
述したように被駆動部の回転力の一部が伝達される伝達
ギア２９が、例えばスクリューローラの回転と共に回転
される。この伝達ギア２９は、例えば外装２４等に回転
可能に設けられている。そして、この伝達ギア２９と、
噛み合う一部に歯が欠除した欠歯ギア３０が同様に回転
可能に設けられている。この欠歯ギア３０に磁石２３が
固定されている。この磁石２３に対応して、外装２４を
介して画像形成装置２０本体側に磁力センサ２１が配置
されている。

【００５０】上記欠歯ギア３０は、一部に歯が欠落した
部分を有している。そのため、伝達ギア２９が回転する
ことで、矢印方向に回転すると、欠歯ギア３０も同時に
矢印方向に回転する。しかし、この欠歯ギア３０は、例
えば図中時計方向に約９０°回転すれば、それ以上の回
転が伝達されずに停止する。これにより、磁石２３は、
初期位置（ａ）からずれた位置（ｂ）に移動するため、
磁力センサ２１の配置位置より多少ずれた位置に保持さ
れ、その位置に維持される。そして磁力センサ２１の出
力が小さくなる。さらに、この状態で交換カートリッジ
２２を、画像形成装置２０より離脱すれば、磁石２３の
磁力が磁力センサ２１に完全に及ばなくなるため、その
出力が非常に小さく（０）なり、よって交換カートリッ
ジ２２が画像形成装置２０に非装着状態であることを検
出できる。

【００５１】上記検出のため、磁力センサ２１の出力は
駆動回路２５を経由して制御回路２６へと送られる。つ
まり、磁力センサ２１の出力に対し、予め決められてい
る基準値である第１の閾値と比較し、該第１の閾値以上
であれば装着状態を検出する。また、第１の閾値より大
きい第２の閾値と、上記磁力センサ２１の出力と比較
し、該出力がそれ以上であれば、装着された交換カート
リッジ２２が新規なものであること検出する。上記第１
の閾値は、当然磁石２３が（ｂ）位置に維持されている
状態で、磁力センサ２１の得られる出力より多少低く、
かつ交換カートリッジ２２が装着されず、磁石２３が存
在したい状態における磁力センサ２１の出力より大きく
設定される。しかも、第２の閾値は、初期位置（ａ）に
磁石２３が存在した時の磁力センサ２１が出力する値よ
り多少低く、第１の閾値より大きく設定される。この装
着及び新旧の検出の詳細について後に記述する。

【００５２】以上の構成において、交換カートリッジ２
２の寿命がくれば、それを検知するための寿命カウンタ
が、決められた枚数を計数することになり、該交換カー
トリッジ２２を交換するようにユーザに知らせる。これ
により画像形成装置２０より、交換カートリッジ２２が
取り去られる。そして、新しい交換カートリッジ２２が
装着されると、磁力センサ２１に磁石２３が対向するた
め、磁石センサ２１の信号出力が大きくなる。この時、
駆動回路２５を介して制御回路２６は、新品の交換カー
トリッジ２２が装着されたこと認識し、上述した寿命カ
ウンタの内容をクリアする。

【００５３】この交換の後に、画像形成動作が開始すれ
ば、感光体ドラム１の回転に合わせてスクリューローラ
１４も画像形成装置本体側の駆動部と被駆動部との連結
により回転される。この回転が、伝達ギア２９を介して
欠歯ギア３０を回転させ、該欠歯ギア３０が所定角度回
転することで、その位置（ｂ）で回転を停止する。この
場合、伝達ギア２９はスクリューローラ１４の回転によ
り回転が継続されるものの、欠歯ギア３０においては、
所定角度回転した後、その回転が停止する。

【００５４】そのため、磁力センサ２１の出力は、磁石
２３の位置に応じて低下する。そこで、交換カートリッ
ジ２２が画像形成装置２０よりジャム等の要因により離
脱された時には、磁石２３が磁力センサ２１の磁力検出
範囲内より外れるため、磁力センサ２１の出力はほとん
どなくなる。この検出信号が制御回路２６に送られるこ
とで、交換カートリッジ２２が非装着状態であることを
検出する。そして、ジャム処理等が完了し、離脱した交
換カートリッジ２２を装着すれば、磁力センサ２１の出
力は、非装着時の出力より磁石２３の磁力の影響により
大きくなる。しかし、新品の交換カートリッジ２２を装
着した場合に比べて小さい出力となる。そのため、制御
回路２６は、交換カートリッジ２２の装着を検出する
が、該カートリッジ２２を新規のものでないことを認識
する。そのため、寿命カウンタの内容はクリアされるこ
とはない。

【００５５】よって、交換カートリッジ２２の装着状態
を検出できると共に、装着された交換カートリッジ２２
が、新品か旧品かを容易に、かつ確実に検出できる。

【００５６】なお、伝達ギア２９は逆方向に回転駆動さ
れることはないため、旧品の交換カートリッジ２２であ
れば、磁石２３の位置が新規の初期位置（ａ）に復帰す
ることはなく、故意においても復帰する危険性はない。
これは、磁石２３を移動させる駆動機構を外装２４の内
部に設けているためで、磁石２３の保護と同時に、故意
により移動を防止できる。つまり、画像形成動作が開始
されなければ、その移動が行われないため、新旧の交換
カートリッジの区別を確実に検出できる。

【００５７】従って、交換カートリッジ２２の装着検出
に合わせて、画像形成装置側の検出部材との間が非接触
の状態で、新旧のカートリッジの検出を行える。ここ
で、装着等の検出のために、磁石２３をカートリッジ２
２側に、磁力センサ２１を画像形成装置２０側に配置し
ている。これは逆でも可能である。この場合、着脱可能
な交換カートリッジ２２側から、画像形成装置２０側へ
と、装着状態を検出する信号を駆動回路２５を経由して
制御回路２６へと送る必要がある。そのため、装着時
に、その信号線が、画像形成装置側に接続させる機構を
別に追加すればよい。このような追加ができない場合に
は、上述に説明したように磁石２３及び磁力センサ２１
を配置すればよい。

【００５８】なお、伝達ギア２９については、スクリュ
ーローラ１４が回転される回転力の一部を利用して回転
させるようにしているが、その他にも感光体ドラム１が
回転駆動されているため、この感光体ドラム１の回転力
の一部を利用して回転構成できる。上記欠歯ギア３０が
磁石２３を移動させるための回転部材を構成し、該欠歯
ギア３０及び伝達ギア２９を含めて伝達機構を構成して
いる。

【００５９】（第１の実施形態による他の実施態様）また、図６は磁石２３を交換カートリッジ２２の装着に
関連させて移動させる別の実施態様を示すものであっ
て、これは交換カートリッジ２２を再度、新規なものと
して再設定できるようにしたものである。つまり、交換
カートリッジ２２においては、例えば感光体ドラム１の
寿命により交換を要請するようにしているため、該感光
体ドラム１を交換することで、再度交換カートリッジ２
２を使用可能にできる。また、感光体ドラム１でなく、
クリーニング器１０の特にブレード１１を交換すること
で、再度使用可能にすることもできる。つまり、ブレー
ド１１の寿命が感光体ドラム１の寿命より短い場合、該
ブレード１１を複数回交換することで、感光体ドラム１
の寿命と一致した段階で、この交換カートリッジ１１の
寿命として再利用を不可能なように設定することができ
る。

【００６０】例えば、特開平５−１９７２３６号公報に
は、上述した交換カートリッジ１１の再利用を行い、そ
の利用回数を管理するようにして、交換カートリッジ１
１の廃棄状態を管理している。

【００６１】そのため、交換カートリッジ１１を再利用
させたい場合には、該交換カートリッジ１１における初
期の新品交換カートリッジ１１であることを画像形成装
置にて検出させる必要があり、本発明においては、磁石
２３の位置を初期位置に復帰させる必要がある。

【００６２】その復帰を可能にするための一例を図６を
参照して説明する。図において、（Ａ）は断面図であ
る、（Ｂ）は動作説明にかかる要部を示す平面図であ
る。画像形成装置２０本体の駆動部より伝達される回転
力の一部を利用して、回転される伝達ギア２９が、外装
２４に一端が固定された軸３１に対して回転可能に設け
られている。上記伝達ギア２９は、上述した図５におけ
る伝達ギア２９と同一であるため、同一符号を付した。

【００６３】上記軸３１には、磁石２３を固定してなる
回転板３２が回転可能に設けられている。また軸３１に
回転可能に設けられている回転板３２と、伝達ギア２９
とは、摩擦部材３３を介して回転が伝達されるように回
転板３２が、スプリング３４の付勢力により伝達ギア２
９側に圧接されるようになっている。そのため、回転板
３２及び摩擦部材３３は、軸３１方向に移動可能であっ
て、軸３１に対して回転可能に設けられている。

【００６４】また、回転板３２には、磁石２３を固定し
た反対側（１８０°の位置）にレバー３５の一端が固定
されており、該レバー３５の他端は、外装２４の内面に
円弧形状に形成されたガイド溝３６に対応してガイドさ
れる。

【００６５】このガイド溝３６は、回転板３２に設けら
れたレバー３５の回転軌跡に合わせて設けられている。
そのため、回転板３２の回転に負荷を生じさせることな
く、レバー３５を案内する一方、夫々の円弧の端部で、
そのガイドを規制するようにしている。

【００６６】回転板３２に設けられる磁石２３は、新品
の交換カートリッジ２２である場合には、画像形成装置
２０側に配置されている磁力センサ２１に対応するよう
に、配置固定されている。

【００６７】そこで、新品の交換カートリッジ２２が、
画像形成装置２０本体に装着されると、磁石２３が、固
定された磁力センサ２１に対向するように位置する。そ
のため、磁力センサ２１の出力が大きくなるため、その
信号を駆動回路２５を経由して制御回路２６が入力する
ことで、交換カートリッジ２２の装着を検出すると同時
に、そのカートリッジが新しいものに交換されたことを
検出する。これにより、交換カートリッジ２２の寿命カ
ウンタがクリアされる。

【００６８】そして、画像形成動作が開始されると、画
像形成装置２０側から伝達される回転力により、伝達ギ
ア２９が回転する。この回転が摩擦部材３３を介して回
転板３２を回転させるが、その回転はレバー３５が円弧
状のガイド溝３６の他の端部まで回転した状態で回転が
阻止される。つまり、回転板３２は、約９０°回転すれ
ば、その回転が阻止され、その位置を維持する。これに
より、回転板３２に設けられた磁石２３は、初期位置
（ａ）より軸３１を中心にして９０°ずれた位置（ｂ）
に維持される。よって、磁力センサ２１の出力が小さく
なる。この場合、伝達ギア２９は、画像形成を行うこと
で、回転されるものの、回転板３２はその回転がレバー
３５とガイド溝３６とで回転規制されため、移動した状
態で保持される。

【００６９】上記交換カートリッジ２２を何らかの要因
にて画像形成装置より離脱すると、磁石２３が磁力セン
サ２１の磁力範囲外に位置するため、磁力センサ２１の
出力は、ほとんどなくなる。これにより制御回路２６
は、交換カートリッジ２２の離脱状態を検出し、この状
態での画像形成動作の開始を阻止する。この交換カート
リッジ２２が装着されれば、非装着時に比べ、磁力セン
サ２１の出力、つまり磁石２３の影響により信号出力が
行われ、装着を検出する一方、新品の交換カートリッジ
２２の出力信号より小さいことから、新旧カートリッジ
の区別を行った検出を行うことができる。

【００７０】そこで、交換カートリッジ２２の寿命が、
該交換カートリッジ２２の寿命カウンタにより検出され
れば、該交換カートリッジ２２を離脱する。そして、該
交換カートリッジ２２を再利用するために、感光体ドラ
ム１又はブレード１１等を交換する。この交換におい
て、外装２４の一部が取り外され、カートリッジ内部の
一部が露出する時に、伝達ギア２９を逆方向に回転させ
る。この回転が、摩擦部材３３を介して回転板３２に伝
達され、該回転板３２が回転される。これにより、回転
板３２が回転しない位置まで回転させると、磁石２３
が、画像形成装置２０側の磁力センサ２１に対応する初
期位置（ａ）に復帰される。

【００７１】この場合、回転板３２は、レバー３５がガ
イド３６の一旦、特に新規製品に対応する位置で、回転
が規制されるため、それ以上の回転が阻止され、磁力セ
ンサ２１に対応する位置に磁石２３を位置規制できる。
つまり、回転板３２の回転が規制されない状態では、伝
達ギア３０の回転が伝わるが、規制された状態では、伝
達ギア２９が空回転するように、摩擦部材３３及びスプ
リング３４が設けられているからである。

【００７２】以上のようにして、交換カートリッジ２２
内の一部の部品を交換する時に、磁石２３の位置を、該
カートリッジ２２が新品と同様に再利用可能なように初
期の状態に容易に復帰させることができる。この復帰操
作は、回転板３２の回転が規制される状態で、その操作
を終了すれば、磁石２３を初期の状態に簡単に復帰させ
ることができる。

【００７３】よって、この実施態様によれば、交換カー
トリッジ２２の再利用することができる。また、再利用
のための新旧検出の復帰操作が簡単となる。

【００７４】（第１の実施形態による他の実施態様）さらに、図７は、図６による交換カートリッジ２２を再
利用するために、磁石２３を初期位置に復帰させる操作
を簡単にするための構成を示す。図において、図６と同
一機能を有する部分を同一符号で示しており、その説明
については省略する。

【００７５】特に図６と異なる部分は、軸３１に巻挿さ
れているスプリング３４は、一端が外装２４に係止され
ており、他端が回転板３２に固定されている。該軸３１
の軸方向に移動可能な摩擦部材３３及び伝達ギア２９
は、外装２４に対向して設けられた支持部３７と伝達ギ
ア２９との間の軸３１に巻挿されたスプリング３８にて
回転板３２方向に付勢されている。そして、摩擦部材３
３と伝達ギア３０との間には、回動自在に軸支された復
帰レバー３９の一部が介在されている。上記スプリング
３８の付勢力は、スプリング３４の付勢力より十分に大
きく設定されている。

【００７６】以上の構成において、新しい交換カートリ
ッジ２２が装着された時には、磁石２３により磁力セン
サ２１の出力信号が大きいため、新品カートリッジであ
ることを検出する。そして、画像形成のための動作が開
始されば、図６同様に伝達ギア２９が回転され、この回
転が回転板３２に伝達されることで、磁石２３が初期位
置（ａ）より、例えば９０°ずれた位置（ｂ）に維持さ
れる。その状態が磁力センサ２１にて検出される。この
時、スプリング３４は、回転板３２の回転により初期の
状態よりねじられ、そのねじりにより初期の状態に復帰
しようとする逆方向の回転が作用する。しかし、スプリ
ング３８にて強く伝達ギア２９が摩擦部材３３を介して
圧接されているために、逆方向の回転板３２の回転が阻
止される。

【００７７】そして、交換カートリッジ２２の寿命が検
出され、該カートリッジ２２を画像形成装置より除去
し、このカートリッジ２２を再利用するために、一部の
部品を交換する。この交換時に、復帰レバー３９を矢印
方向に回動させ、伝達ギア２９を回転板３２側より離れ
るようにすると、スプリング３４のねじれの復帰力によ
り、回転板３２が回転され、初期の位置に復帰される。
これにより、該交換カートリッジ２２が新品の交換カー
トリッジ２２同様に再利用することが可能になる。

【００７８】なお、交換カートリッジ２２を画像形成装
置より離脱した時に、伝達ギア２９は、画像形成装置２
０側の駆動部との連結状態が解かれフリーな状態にな
り、スプリング３４のねじれによる復帰力により回転さ
れる力が作用する。しかし、伝達ギア２９は、先に説明
したように、スクリューローラ１４の回転の一部が伝達
されるため、該スクリューローラ１４を回転させるだけ
の大きな回転力を必要とするが、スプリング３４のねじ
れによる力により回転させることはない。

【００７９】つまり、スクリューローラ１４と伝達ギア
２９との連結状態が解除されない限りにおいては、自由
に回転されることはない。しかも、スプリング３４によ
るねじれによる大きな作用力を生じるものを用いる場合
には、それが大きな負荷になり、スクリューローラ１４
の回転が阻害されることにもなる。よって、スプリング
３４としては、回転板３２を回転できる程度の小さな作
用力を生じるねじれが形成されるものが選ばれ、これに
より当然、大きな負荷となることなく伝達ギア２９から
の回転が伝達されることになる。

【００８０】ここで、磁石２３と、磁力センサ２１とに
より、交換カートリッジ２２の新旧の検出、及び装着、
非装着状態の検出を行える理由を、改めて説明してお
く。

【００８１】図８はその例を示す図である。つまり、縦
軸に磁力センサ２１により出力信号のレベル（大き
さ）、例えば電圧等の変化を示し、横軸は磁石２３の回
転状態を示す。また、磁石センサ２１による出力信号の
レベルＨａは、磁石２３が正規の初期位置（ａ）に存在
するときの出力信号レベルを示し、レベルＨｂは磁石２
３がずれ位置（ｂ）に存在する時の出力信号レベルを示
す。さらに、ΔＨは、上記レベルＨａ，Ｈｂを中心にし
て磁石２３の初期位置の配置位置のずれや、磁石２３の
磁力のバラツキにおける許容範囲の出力状態を示す。つ
まり、実線Ａは、上記レベルＨａ，Ｈｂによる理想の出
力特性を示す線図であり、実線Ｂは、上述した許容範囲
ΔＨにおける上限及び下限の特性線図である。

【００８２】そこで、新規の交換カートリッジ２２が装
着された時には、磁力センサ２１にてＨａを中心にして
ΔＨの幅内での信号レベルで出力される。そして、画像
形成動作が開始する磁石２３の初期位置（ａ）の状態か
ら、移動を完了する（ｂ）の位置までは、徐々に磁力セ
ンサ２１からの信号レベルが降下し、レベルＨｂに維持
される。この時、信号レベルＨａとＨｂにおいて、上記
許容範囲幅のレベルΔＨを含め、十分に検出可能なレベ
ルＨ０（第１の閾値）を設定する。そのために、閾値レ
ベルＨ０より十分に大きな出力レベルＨが生じるように
磁石２３の配置位置（ｂ）を設定する。

【００８３】そして出力信号レベルＨａより小さく、Ｈ
ｂより大きいレベルＨ１（第２の閾値）としては、上記
許容範囲幅のレベルΔＨを考慮し、Ｈａ−ΔＨ／２＞Ｈ
１の式を満足し、かつＨｂ＋ΔＨ／２＜Ｈ１を満足でき
るように、磁石２３の初期位置（ａ）及び上記閾値レベ
ルＨ１を設定する。特に、初期位置（ａ）においては、
磁石２３が磁力センサ２１に対向し、かつその距離を考
慮した初期位置（ａ）に対し、これから大きくずれる位
置（ｂ）を上記式に基づいて設定すればよい。そのた
め、磁石２３を回転させて移動させる場合には、その回
転位置が容易に決まり、その位置で磁石２３を維持させ
るように、上述した実施形態にて説明した構成とすれば
よい。

【００８４】そこで、移動位置（ｂ）においては、交換
カートリッジ２２が装着されている状態を示す信号レベ
ルＨｂを得るのに対し、交換カートリッジ２２の非装着
状態においては、磁力センサ２１の出力信号レベルがほ
とんどない状態となる。そのため、その非装着と装着状
態とを区別して検出できるように、図８において信号レ
ベルＨｂの許容範囲幅ΔＨを考慮し、それ以下になるレ
ベルＨ０を装着状態の検出レベル（第１の閾値）に設定
する。そのため、上述の式を満足するのに加え、さらに
Ｈｂ−ΔＨ／２＞Ｈ０となるように、装着状態でのレベ
ルＨｂを定めることができる移動位置（ｂ）を決めると
同時に閾値Ｈ０を設定することが重要である。

【００８５】以上のことから、磁力センサ２１の出力信
号レベルＨが、閾値Ｈ１を越える場合（Ｈ＞Ｈ１）に
は、交換されたカートリッジ２２が新規なカートリッジ
として検出でき、またレベルＨ１より小さく、レベルＨ
０より大きい場合（Ｈ１＞Ｈ＞Ｈ０）には、新規でない
交換カートリッジ２２が装着されたことを検出でき、寿
命カウンタのリセット信号を出力させない。また、磁力
センサ２１の出力レベルＨが、レベルＨ０より小さい場
合（Ｈ０＞Ｈ）には、交換カートリッジ２２が装着され
ていない、つまり離脱状態であることを検出でき、これ
により画像形成動作の開始を阻止でき、同時に装着を行
うようにユーザを督促することもできる。

【００８６】従って、磁力センサ２１にて、交換カート
リッジ２２の装着状態及び非装着状態を検出できるだけ
でなく、新旧の交換カートリッジ２２を区別する検出を
も行える。

【００８７】なお、図９に示すものは、図５にて説明し
た実施態様における新規の交換カートリッジ２２の検出
を確実に行うものである。つまり、回転部材である回転
板３２ａは、図５に説明したように伝達ギア２９と欠歯
ギア３０とで構成される伝達機構により回転される構成
である。その回転板３２ａに設けられる磁石２３ｂは、
磁力センサ２１とは別に、画像形成装置２０本体側に設
けられた、回転可能なアクチュエータ４０の先端に対応
するようにして設けられている。このアクチュエータ４
０の交換カートリッジ２２側と対向する先端部は、磁石
２３ｂの磁力の影響を受けるように磁性部材を設けてい
る。また、その先端部には、磁石２３ｂとは、その磁極
が異なる磁石を設けてもよい。

【００８８】そして、アクチュエータ４０の磁性部材と
は反対側の画像形成装置２０側には、フォトインタラプ
タ４１が設けられており、その反対側端部にてフォトイ
ンタラプタ４１の光路を遮蔽するように設ける。

【００８９】そこで、交換カートリッジ２２が装着され
ると、その装着状態が図示しない磁力センサ２１の出力
変化、つまり磁石２３ｂの磁力の影響により信号を出力
することで、装着検出を行える。そして、画像形成動作
が開始すれば、回転板３２ａが回転され、例えば初期位
置（ａ）から移動位置（ｂ）の約１８０°回転した状態
で停止するように構成されている。この時、回転板３２
ａに設けられた磁石２３ｂにて、アクチュエータ４０の
先端の磁性部材を磁力により吸引しようとするため、該
アクチュエータ４０が揺動し、回転板３２ａの回転に合
わせて回動する。

【００９０】従って、フォトインタラプタ４１は、その
アクチュエータ４０の回転に応じて光路が開き、閉じら
れる動作が行われるため、信号を出力する。この信号
は、回転板３２ａの一度の回転に同期したものとなり、
該信号により新規交換カートリッジ２２であることを検
出でき、これにより寿命カウンタの内容をクリアでき
る。しかも、該交換カートリッジ２２を離脱し、再度着
脱した場合、新規カートリッジを示す信号が、フォトイ
ンタラプタ４１から出力されることはない。従って、装
着検出に応答して、画像形成動作が開始されても、該カ
ートリッジを新規なものとして検出することはない。

【００９１】ここで、装着状態を検出するための磁力セ
ンサ２１は、回転板３２ａの回転軸の中心線上に配置す
るようにしておけば、新旧のカートリッジに関係なく、
磁石２３ａが初期位置又は移動位置にあっても、ほぼ同
一の出力を行うことになり、装着検出をより確実に行え
る。

【００９２】なお、第１の実施形態において説明した磁
石２３については、永久磁石による構成として説明した
が、磁力を発生する部材であればよく、その他に電磁石
で構成してもよいことは勿論である。

【００９３】（第２の実施形態）以上は、磁力により交
換カートリッジ２２の交換状態の検出、さらには新旧カ
ートリッジの区別する検出を行うための実施形態を示し
た。以下に、この検出と同様に行える、磁力以外の実施
形態について説明する。

【００９４】この第２の実施形態によれば、光学式によ
る検出を行うものである。そのための実例を、図１０を
参照して説明する。交換カートリッジ２２の外装２４に
は、画像形成装置２０側と対向する一側部には、小さな
開孔（スリット）４２が形成されている。そして、この
スリット４２に対向するようにして、画像形成装置２０
側には該スリット４２を介してカートリッジ２２内部に
光を照射する発光素子４３ａ及びカートリッジ２２側か
ら反射される光を受光する受光素子４３ｂからなる光学
センサ４３が設けられている。

【００９５】上記スリット４２に対応して、交換カート
リッジ２２の外装２４内には、回転板４４が設けられて
いる。この回転板４４のスリット４２と対向する面に
は、図６（Ｂ）に示すように、光を十分に反射できる高
反射部（例えば白色）４４ａ及び低反射部（例えば灰
色）４４ｂが形成されている。従って、回転板４４の回
転位置に応じて、光学検出センサ４３の検出出力が変化
する。つまり、高反射部４４ａがスリット４２と対向し
た状態で、光学センサ４３の出力が大きくなり、低反射
部４４ｂが対向した状態では出力が小さくなる。

【００９６】そこで、上記回転板４４を交換カートリッ
ジ２２の装着検出と、新旧検出とにより必要角度回転さ
せるための伝達機構を設けて回転させる。そのために、
図５にて例示して説明したように、交換カートリッジ２
２内に設けられている被駆動部からの回転力の一部が伝
達される伝達ギア２９と噛み合う、欠歯ギア３０が固定
された軸４５の一端に回転体４４が固定されている。軸
４５は当然外装２４等に回転可能に支持されており、該
軸４５に回転板４４及び欠歯ギア３０が固定されてい
る。

【００９７】なお、上記スリット４２は、開孔のままで
なく、透明体にて覆うようにするとよい。これにより回
転板４４等にほこり等が入り、汚すのを防止できる。

【００９８】従って、新規の交換カートリッジ２２が装
着された状態において、回転板４４の高反射部４４ａが
対向されている状態において、光学センサ４３の出力が
大きくなる。これにより、装着されたカートリッジ２２
が新規であることを検出し、寿命カウンタの内容をクリ
アできる。そして、画像形成動作が開始されることで、
回転板４４が所定の角度回転した後に停止される。この
時の光学センサ４３の出力信号は、新規の交換カートリ
ッジ２２の装着状態に比べて一段と小さい出力となり、
これにより新規でないカートリッジ２２の装着状態を検
出する。そして、該交換カートリッジ２２が画像形成装
置より除去されれば、光学センサ４３を駆動しても、発
光素子からの光を反射する部材が存在しないため、その
出力はほとんどない状態となる。そのため、装着状態に
比べても、その出力状態により非装着状態であることが
検出できる。これにより、画像形成動作の開始を阻止で
きる。

【００９９】回転板４４においては、高反射部４４ａと
低反射部４４ｂとを区別して設けているため、その設け
る状態に応じて、画像形成動作の開始に連動する回転角
度が決定される。また、新旧のカートリッジの装着状態
を区別するために、高反射部４４ａと低反射部４４ｂと
は、その反射状態を適宜設定すればよく、装着されない
状態における出力信号に比べ、大きな出力信号を得られ
るように、低反射部４４ｂを設定すればよい。

【０１００】ここで、回転板４４に設ける高反射部４４
ａ及び低反射部４４ｂは、逆であってもよい。つまり、
高反射部４４ａがスリット４２に対向した状態で、旧の
交換カートリッジ２２とすることもできる。

【０１０１】（第２実施形態による一つの実施態様）ま
た、回転板４４のスリット４２と対向する反射面を、図
１１のようにすることで、新旧のカートリッジの判別、
装着状態の検出、該カートリッジの使用時間、つまり寿
命（ライフ）状態の検出をも合わせて行うことが可能に
なる。

【０１０２】ここで、図１０における伝達ギア２９と、
欠歯ギア３０との減速比を、交換カートリッジ２２のラ
イフに合わせて、欠歯ギア３０が約１回転して停止する
ように構成する。そのため、伝達ギア２９と欠歯ギア３
０との間に複数の中間ギア等を介在させることで可能に
なる。

【０１０３】また、回転板４４の反射面は、特に新旧を
検出する高反射部４４ａとは別に、交換カートリッジ２
２の寿命に対応させ、その回転に合わせて徐々に反射率
が低下する反射部４４ｃ、４４ｄ、４４ｅ及び４４ｆが
設けられている。つまり、各反射部の反射率は、４４ｃ
＞４４ｄ＞４４ｅ＞４４ｆの順となるように形成されて
いる。

【０１０４】上記高反射部４４ａは、画像形成動作が開
始された時に、伝達ギア２９を介して回転されと、回転
板４４が回転し、これによりスリット４２の位置より外
れるような非常に狭い領域に形成される。通常、新規の
交換カートリッジ２２が装着された状態で、その装着状
態が検出されるが、画像形成の動作中には、その装着状
態の検出が行われることはない。例えば、装着検出は、
画像形成装置がジャム等により、その必要部以外の電源
が切られた状態から、ジャム解除された時に電源が立ち
上がった時に行われる。また、必要時に行われる。

【０１０５】そのため、交換カートリッジ２２による画
像形成動作が１度のみでなく多数回行われることにもな
る。そのため、回転板４４も回転し、高反射部４２ａの
領域がスリット位置より外れる状態になる。

【０１０６】上記各反射部は、回転板４４の反射面に対
して、高反射部４４ａを除き、ほぼ４等分されるように
して設けられている。そして、その各反射部４４ｃ，４
４ｄ，４４ｅ，４４ｆにスリット４２を介して対向し
た、光学センサ４３の出力状態を図１２に示している。
つまり、反射部４４ｃに比べ反射部４２ｆの出力状態が
最小になるように、それぞれの反射部の反射率が設定さ
れている。しかも、その反射部４４ｆは、交換カートリ
ッジ２２が装着されていない状態での光学センサ４３の
出力より大きくなるような反射率となるように設定され
ている。

【０１０７】図１２において、縦軸は光学センサ４３の
出力レベル、例えば電圧値Ｖを示し、横軸には回転板４
４の回転位置に対応する各反射部を示す。特には反射
部４４ａに対応し、は反射部４４ｃに、は反射部４
４ｄに、は反射部４４ｅに、は反射部４４ｆにそれ
ぞれ対応している。

【０１０８】従って、交換カートリッジ２２が装着さ
れ、その装着状態を検出するために、光学センサ４３が
駆動され、その出力が高反射部４４ａに対応する出力
（Ｖ）、つまり図１２による閾値Ｖ₀より大きい（Ｖ＞
Ｖ₀）場合には、装着された交換カートリッジ２２が新
規なものとして検出される。これにより、装着された交
換カートリッジ２２の寿命検出のためのカウンタの内容
をクリアする。

【０１０９】そして、画像形成動作が開始されること
で、回転板４４が徐々に回転され、その高反射部４４ａ
に代わって、反射部４４ｃがスリット４２に対向する。
これにより、交換カートリッジ２２が何らかの要因によ
り、画像形成装置より取り去られ、処理後に装着された
時には、該交換カートリッジ２２は新規なものでないと
して、光学センサ４３の出力に基づいて検出されること
になる。つまり、光学センサ４３の出力Ｖが、新規の交
換カートリッジによる出力レベルＶ₀に比べて低く、反
射部４４ｃに対する閾値レベルＶ₁より大きい（Ｖ₀＜Ｖ
＜Ｖ₁）ことが確認されると、交換カートリッジ２２の
寿命は、まだ新規な状態であることして認識できる。

【０１１０】そして、徐々に画像形成回数が増すに従っ
て、回転板４４が回転し、その反射部４４ｄがスリット
４２を介して光学センサ４２に対向すれば、その出力Ｖ
が、レベルＶ₁より小さく、この反射部４２ｄであるこ
とを示す閾値レベルＶ₂より大きいことが確認される。
これにより、交換カートリッジ２２の寿命が、第１のス
テージに進んだことを認識できる。同様に、反射部４４
ｅの状態においては、さらに画像形成回数が増加し、交
換カートリッジ２２の寿命が、第２のステージに進行し
ていることを知る。この時点では、交換カートリッジ２
２の寿命がほぼ終了するであろうことが確認できる。

【０１１１】最後に、回転板４４の回転が進行し、反射
部４４ｆがスリット４２を介して光学センサ４３に対向
すれば、光学センサ４３より反射部に対応する信号を出
力する。この時、出力Ｖが、閾値レベルＶ₃より小さく
レベルＶ₄より大きい場合には、交換カートリッジ２２
の寿命であることを認識し、その状態を操作パネル上に
表示する。また、画像形成装置２０本体側において、一
連の画像形成動作、つまり、設定された枚数の画像形成
が完了した時点で、画像形成動作を新規な交換カートリ
ッジ２２が装着されるまで画像形成不能に設定する。あ
るいは、この時点を検出してから、決められた枚数の画
像形成後に画像形成不能にすることもできる。

【０１１２】以上のような説明によれば、交換カートリ
ッジ２２の寿命検出のために、通常カウンタを設け、該
カウンタにて画像形成枚数を計数させ、この計数値が決
められた値になれば、交換カートリッジの寿命として認
識するようにしていたが、このカウンタを、上述した各
反射部４４ｃ，４４ｄ，４４ｅ，４４ｆにて代用させる
ことができ、寿命カウンタを廃止できる。しかも、交換
カートリッジ２２の高反射部４４ａを設けて、装着カー
トリッジ２２が新旧かの判別を行う必要もなくなる。こ
れは、寿命カウンタをクリアする必要がなくなるためで
あって、反射部４４ｃの検出状態においては、該交換カ
ートリッジ２２は新規なカートリッジであるとして処理
でき、寿命検出の一要因にすればよいことである。

【０１１３】しかも、上記反射部４４ｃ，４４ｄ，４４
ｅ，４４ｆは、４区分にすることなく、これ以上に細か
く区分することで、交換カートリッジ２２の寿命状態を
さらに詳細に検出し、ユーザ側に報知できる。

【０１１４】（第２の実施形態による他の実施態様）図
１３は、回転板４４の配置の別の態様を示す断面図であ
る。つまり、図１０によれば、回転板４４に反射部を設
けて、交換カートリッジ２２の寿命検出や、新旧検出、
装着検出を行うようにしたものである。これに代えて、
回転板４４を透光性部材にて構成することで、その時の
透過率を変えることで、同様にして実施できる。

【０１１５】そのため、回転板４４の一部が、交換カー
トリッジ２２の外装２４より突出するように設けられ
る。その突出部分を透明部材４５がカバーし、突出する
回転板４４を挟んで発光及び受光素子４６ａ，４６ｂか
らなる光学センサ４６を配置する。また回転板４４は、
図１０（Ｂ）に示す各反射部に対応させて、新旧を示す
高透過率の領域４４ａと、低い透過率の領域４４ｂを設
ける。これにより、同様にして新旧のカートリッジの検
出、装着状態の検出を行える。この場合、交換カートリ
ッジ２２が装着されていない時には、光学センサ４６の
出力が最大（大きいもの）となる。そのため、その時の
出力状態で非装着状態であることが検出できる。

【０１１６】そこで、光学センサ４６の出力形態として
は、交換カートリッジ２２が、非装着状態において、そ
の出力が最大になるため、新規の交換カートリッジ２２
を検出する透過率の領域４４ａは、新規でない交換カー
トリッジ２２を検出する透過率の領域４４ｂに比べて、
その透過率が小さくなるように設定すれば、図１２で示
す出力波形の逆の出力となり、その処理が簡単になる。

【０１１７】つまり、光学センサ４６の出力が、新規交
換カートリッジ２２の装着により、その光路を回転板４
４の透過率の領域４４ａにてほぼ遮蔽するようにしてお
けば、その出力がほとんどなく、画像形成動作が開始さ
れ、回転板４４の透過率の領域４４ｂが対向し、その時
の交換センサ４６の出力は、新規の場合に比べて大き
く、しかも装着されていない時の出力より小さくなり、
出力信号が徐々に大きくなるに従って、新旧検出、装着
検出を行える。

【０１１８】また、回転板４４は、その透過率を図１１
にて説明したように寿命状態の検出をも可能なように複
数の透過率状態に区分することもできる。つまり、図１
１にて説明したように、封数に区分された反射部４４
ｃ，４４ｄ，４４ｅ，４４ｆに対応して、それぞれ透過
率が徐々に大きくなるようにすることで、図１２に示す
出力波形の逆の状態を作り出すことができる。これによ
り、簡単に、装着検出、新旧検出、そして寿命検出を合
わせて行うことができる。

【０１１９】（他の実施形態）以上は、交換カートリッ
ジ２２による装着検出、該カートリッジの新旧検出等を
必要に応じて兼用させて行わせるものあった。このよう
な検出でなく、交換カートリッジ２２の装着検出を行う
手段を、該交換カートリッジ２２における動作状態の確
認や、画像形成装置２０側の回転駆動源であるモータ等
の回転位置を認識するエンコーダとしても利用すること
もでき、その形態を以下に説明する。

【０１２０】図１４は、その一例を示す断面図である。
図５において、伝達ギア２９に対し、上述した各実施形
態によれば、欠歯ギア３０を設ける場合を説明したが、
これは欠歯ギアではなく、通常の回転ギア４７を設けた
ものである。

【０１２１】そして、上記回転ギア４７には、磁石４８
が設けられ、該磁石４８に対応して、画像形成装置２０
側には、磁力センサ４９が対向するようにして配置され
ている。従って、交換カートリッジ２２を装着すると、
上記磁石４８の磁力に影響され、その磁力により磁力セ
ンサ４９は、その磁力の強さに応じた出力を行う。その
ため、装着状態と非装着状態では、磁力センサ４９の出
力が異なり、これにより装着状態の検出を行う。

【０１２２】これとは別に、交換カートリッジ２２が装
着されていると、画像形成装置による画像形成動作の開
始が許容される。そのため、画像形成動作に応じて伝達
ギア２９が回転されることは先に説明した通りでる。そ
の回転により回転ギア４７も同時に回転する。この時、
磁力センサ４９は、磁石４８による回転磁界に応じて、
図１５に示すような波形信号を出力する。この信号を制
御回路２６が入力することにより、交換カートリッジ２
２内に回転が伝達されているか否かの検出、あるいは駆
動モータ等の回転位置等を示すエンコーダとしても利用
できる。

【０１２３】以上のような構成によれば、交換カートリ
ッジ２２の装着検出と同時に、画像形成装置側の駆動に
関係するモータ等のエンコーダ機能を、一つの磁力セン
サ４９からの出力に基づいて処理することが可能になっ
た。

【０１２４】

【発明の効果】本発明による画像形成装置内に交換可能
に設けられる交換カートリッジの装着状態を検出手段と
しては、その検出手段に対して、交換カートリッジが非
接触の状態で検出できるようにしたことから、交換カー
トリッジ側に設ける検出のための部材の配置位置の精度
や、画像形成装置側に設けられる検出のための部材の配
置位置の精度があまり高精度のものが必要としなくなる
ため、交換カートリッジ等の製造を簡単に、かつ低コス
ト化が可能となる。

【０１２５】また、装着検出のための手段を別の検出手
段、例えば交換カートリッジの新旧検出にも兼用でき
る。

【０１２６】しかも、寿命検出にも兼用でき、寿命検出
のための従前のカウンタ等を廃止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像形成装置に着脱可能に設けら
れる交換カートリッジの要部を示すもので、特に交換カ
ートリッジの装着状態を検出する検出手段を含めて図示
した断面図である。

【図２】図１の交換カートリッジを装着した状態を示
す、画像形成装置の画像形成部を示す断面図である。

【図３】本発明における交換カートリッジの装着状態の
検出を行うための一態様を示す断面図である。

【図４】図３とは別の態様を示す断面図である。

【図５】本発明にかかる交換カートリッジの装着検出
と、新旧の検出を同一手段に行える第１の実施形態を示
す図で、（Ａ）は要部の断面図、（Ｂ）は要部の平面図
である。

【図６】本発明にかかる交換カートリッジの装着検出
と、新旧の検出を同一手段に行える第１の実施形態にお
ける別の態様を示す図で、（Ａ）は要部の断面図、
（Ｂ）は動作説明にかかる説明図である。

【図７】図６における他の態様を示す断面図である。

【図８】本発明にかかる交換カートリッジの装着検出、
カートリッジの新旧検出を確実に行う説明を補足するた
めの出力信号における特性を示す図である。

【図９】交換カートリッジにおける新旧検出を行う別の
事例を示す構成図である。

【図１０】本発明にかかる交換カートリッジの装着検出
と、新旧検出を同一手段にて行える第２の実施形態を示
す図で、（Ａ）は要部の断面図、（Ｂ）は要部の平面図
である。

【図１１】図１０における交換カートリッジの装着検
出、新旧検出、寿命検出を可能にする態様を示す本発明
にかかる回転部材の一例を示す平面図である。

【図１２】図１１における出力信号の状態を示す図であ
る。

【図１３】図１０における別の態様を示す断面図であ
る。

【図１４】本発明による装着検出を利用して、他の検出
を行う他の実施形態を示す模式図である。

【図１５】図１４における出力波形を示す図である。

【符号の説明】

１感光体２帯電器３現像器１０クリーニング器１１クリーニングブレード１３容器（外装）１４スクリューローラ２０画像形成装置側（本体）２１磁力センサ（磁力検出部）２２交換カートリッジ２３磁石（磁力発生部）２４外装２５駆動回路２６制御回路（信号処理部）２９伝達ギア（伝達機構）３０欠歯ギア（伝達機構／回転部材）３２回転体（回転部材）３３摩擦部材３４スプリング３５レバー３６ガイド溝３８スプリング３９復帰レバー４２開孔（スリット）４３光学センサ４４回転板（回転部材）４４ａ高反射部（反射部／又は透過部）４４ｂ低反射部（反射部／又は透過部）４４ｃ（４４ｄ，４４ｅ，４４ｆ）反射部（又は透過
部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/00 G03G 15/00 303 G03G 15/00 550 G03G 15/36 G03G 21/00 370 - 540 G03G 21/02 - 21/04 G03G 21/14 - 21/20

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】画像形成装置本体に対して着脱可能に設
けられ、画像形成を行う部材をユニット化した交換カー
トリッジを備えてなる画像形成装置において、上記交換カートリッジの画像形成装置本体への装着状態
を検出するために、該交換カートリッジ側に磁力発生部
を、画像形成装置側に上記交換カートリッジ側の磁力発
生部に対応して磁力検出部を配置してなり、上記交換カートリッジ内の部材が回転駆動される回転の
一部が伝達され回転される回転部材に上記磁力発生部を
設け、上記磁力検出部による検出出力に基づいて交換カートリ
ッジの装着状態を検出可能にしてなると共に、画像形成
動作により上記回転部材の回転により磁力発生部を上記
磁力検出部の対応位置よりずらせることで、検出出力を
装着時より異ならせ、該交換カートリッジの新旧をも検
出可能にしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】上記回転部材は、画像形成動作の開始に
より所定の角度回転する伝達機構を介して連結され、そ
れ以上の回転が規制されることを特徴とする請求項１記
載の画像形成装置。
【請求項３】上記交換カートリッジの寿命により画像
形成装置より離脱された状態において、該交換カートリ
ッジを再利用可能にするために所定の角度回転された回
転部材を初期の位置に復帰、又は自動復帰させる手段を
備えたことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】画像形成装置本体に対して着脱可能に設
けられ、画像形成を行う部材をユニット化した交換カー
トリッジを備えてなる画像形成装置において、上記交換カートリッジの画像形成装置本体への装着状態
を検出するために、該交換カートリッジ側に回転部材を
設け、該回転部材に反射率又は透過率が異なる複数の領
域を区分して設け、画像形成装置側に上記回転部材の反
射率又は透過率が異なる領域への光を照射しその反射光
又は透過光を受光する光学センサを配置してなり、上記交換カートリッジの装着時の反射光又は透過光に応
じた出力にて装着状態の検出、交換カートリッジの新旧
の検出を可能とし、上記回転部材は、交換カートリッジ内の部材が回転され
るその回転の一部が伝達されて回転駆動され、反射率又
は透過率の異なる領域が上記光学センサに対向するよう
にし、装着状態、新旧の検出、さらに交換カートリッジ
の寿命を検出可能にしたことを特徴とする画像形成装
置。
【請求項５】画像形成装置本体に対して着脱可能に設
けられ、画像形成を行う部材をユニット化した交換カー
トリッジを備えてなる画像形成装置において、上記交換カートリッジの画像形成装置本体への装着状態
を検出するために、該交換カートリッジ側に磁力発生部
を、画像形成装置側に磁力発生部に対応して磁力検出部
を配置してなり、上記交換カートリッジ内の部材が回転駆動される回転の
一部が伝達され回転される回転部材に上記磁力発生部を
設け、上記磁力検出部による検出出力に基づいて交換カートリ
ッジの装着状態を検出可能にしてなると共に、画像形成
動作により上記回転部材の回転により生じる回転磁界に
応じて上記磁力検出部より出力される出力信号を、該交
換カートリッジの動作状態の検出又は画像形成装置本体
の回転駆動源の回転状態の検出に利用することを特徴と
する画像形成装置。