JP4389183B2 - 画像形成装置およびカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置およびカートリッジに関する。

従来より、画像形成動作に伴って発生した廃トナーや紙粉等の廃棄物を回収する廃トナーボックスを備えた画像形成装置において、廃トナーボックス内の廃棄物が規定量に達したことを光学的に検知する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。また、類似の技術として、トナーカートリッジ内に収容されるトナーの残量を光学的に検知する技術も知られている。

こうした技術によれば、廃トナーボックスが廃棄物で満杯になる前に、あるいはトナーカートリッジが空になる前に、廃トナーボックスやトナーカートリッジ（以下、カートリッジという）が交換時期であることをユーザに通知し、交換を促すことができる。そして、カートリッジが新品に交換された際には、印刷枚数をカウントするカウンタ（カートリッジの使用量を計測するためのもの）を初期値に戻したり、カートリッジの交換を促す表示を停止したりする等の初期化動作を実行する。
特開２００２−１３９９７１公報

しかしながら、従来では、一般にカートリッジが新品に交換されたことを検知するために、新品検知専用のセンサ等の機構を設けていたため、構造の複雑化やコストアップを招いていた。

この対策として、既存のセンサを用いてカートリッジ内の収容物の量を検出し、その値が通常と逆の方向に変化した場合にカートリッジが新品に交換されたと判断する構成とすることで、新品検知専用のセンサを省略することが考えられる。しかし、このように収容物の量をセンサで検出することによって新品検知を行う方法では、何らかの事情で偶発的に誤った検出結果が出されることがある。例えば、カートリッジ内の収容物は片寄った場所に堆積することがあるため、収容物の堆積具合によっては誤った検出結果となってしまい、信頼性の高い検知を行うことができない。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、カートリッジの新品検知を既存のセンサを利用して信頼性の高い方法で行うことが可能な画像形成装置およびカートリッジを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、第１の発明は、カートリッジ装着部を有する装置本体と、前記カートリッジ装着部に着脱可能に装着され、かつ装置本体側から収集された収容物若しくは装置本体側に放出される収容物を収容する収容室を有するカートリッジと、光を出射する投光素子と前記光を受光する受光素子とを有し、かつ前記光の光軸が前記収容室を横切るように配置され、前記受光素子の受光量に応じた出力信号を出力することにより前記収容室内の前記収容物の量を検出するセンサと、前記カートリッジにおいて初期位置から終期位置へと非再帰的に変位可能に設けられ、前記終期位置へ変位される過程で前記センサの光軸を横切って前記受光素子の受光量を変化させる検知部材と、前記検知部材が前記初期位置にあった場合に前記検知部材を前記終期位置へと変位させる駆動動作を行う駆動手段と、前記駆動手段により前記駆動動作が行われた際、前記センサの出力信号に基づく検出値の変化が、前記検知部材の変位による前記受光素子の受光量の変化に対応する場合に前記カートリッジが新品であると判定する判定手段と、を備える画像形成装置である。

第１の発明によれば、新品のカートリッジが使用される際には、検知部材が初期位置から終期位置へ変位されるのに伴ってセンサの受光量が変化する。センサの検出値が検知部材の変位による受光量の変化に対応する値である場合には、カートリッジが新品であると判定される。本構成によれば、収容物の量を検出するためのセンサを利用して、カートリッジが新品であるかを判定するため、構成を簡略化することができる。また、検知部材は初期位置から終期位置へ非再帰的に変位するため、信頼性が高い検知を行うことができる。

第２の発明は、第１の発明の画像形成装置において、前記判定手段は、前記センサの検出値が所定期間内に前記検知部材の変位による前記受光素子の受光量の変化に対応する値になったことに基づいて前記判定を行う。

第２の発明によれば、単にセンサの検出値のみに基づいて判定を行うのではなく、センサの検出値の時間変化に基づいて判定を行うため、判定の精度を高めることができる。

第３の発明は、第１または第２の発明の画像形成装置において、前記センサを複数備え、前記判定手段は、前記複数のセンサの検出値に基づいて前記判定を行う。

第３の発明によれば、センサが複数設けられ、それら複数のセンサの検出結果に基づいて判定を行うため、判定の信頼性をより高めることができる。

第４の発明は、第３の発明の画像形成装置において、前記判定手段は、前記各センサの検出値をオン・オフの２値として取得し、前記検知部材は、前記終期位置へ変位する過程において、前記複数のセンサのうちの一部のセンサの検出値と残りのセンサの検出値とが第１期間中に互いに異なる値となるように前記各センサにおける前記受光素子の受光量を変化させ、前記判定手段は、前記一部のセンサの検出値と前記残りのセンサの検出値とが前記第１期間に互いに異なる値になったことを条件として前記カートリッジが新品であるとの判定を行う。

第４の発明によれば、複数のセンサの検出値が互いに異なることは通常起こりにくいため、その検出結果に基づいて判定を行うことで、信頼性を高めることができる。

第５の発明は、第４の発明の画像形成装置において、前記検知部材は、前記第１期間後の第２期間中に前記一部のセンサの検出値と前記残りのセンサの検出値とが互いに反転するように前記各センサにおける前記受光素子の受光量を変化させ、前記判定手段は、前記一部のセンサの検出値と前記残りのセンサの検出値とが前記第２期間に互いに反転したことを条件として前記カートリッジが新品であるとの判定を行う。

第５の発明によれば、一部のセンサの検出値と残りのセンサの検出値とが互いに反転することは、通常では起こる可能性が極めて低いため、判定の信頼性をさらに高めることができる。

第６の発明は、第１から第５のいずれかの発明の画像形成装置において、前記カートリッジの稼働量に関するカウントを記憶する記憶手段を備え、前記判定手段は、前記カートリッジが新品であると判定した場合に前記カウントを初期化する。

第６の発明によれば、カートリッジの稼働量に関するカウント（例えばカートリッジ交換後の印刷枚数など）、を記憶することで、例えばトナーカートリッジの場合には、転写バイアスや現像バイアスの大きさ等をカウントに応じて変化させる制御を行うことができる。また、カウントに基づいてカートリッジの交換時期を示す表示を行うこと等ができる。

第７の発明は、第１から第６のいずれかの発明の画像形成装置において、前記検知部材は、帯状をなし、その長手方向に沿って変位されるとともに、前記センサの受光量を変化させるパターンが長手方向に沿って形成されている。

第８の発明は、第１から第６のいずれかの発明の画像形成装置において、前記検知部材は、軸周りに回転可能に保持されており、かつその回転に伴って前記センサの光軸を遮る遮光部を備えている。

第７または第８の発明によれば、検知部材を簡易な構成で実現することができる。

第９の発明は、画像形成装置に対して着脱可能に装着され、かつ前記装置側から収集された収容物若しくは装置側に放出される収容物を収容する収容室を有するカートリッジであって、初期位置から終期位置へと非再帰的に変位可能な検知部材を備え、前記画像形成装置が、センサ光を出射する投光素子と前記センサ光を受光する受光素子とを有し、かつ前記センサ光の光軸が前記収容室を横切るように配置され、前記受光素子の受光量に応じた出力信号を出力することにより前記収容室内の前記収容物の量を検出するセンサと、前記検知部材が前記初期位置にあった場合に前記検知部材を前記終期位置へと変位させる駆動動作を行う駆動手段と、前記駆動手段により前記駆動動作が行われた際の前記センサの出力信号の変化に基づいて前記カートリッジが新品か否かを判定する判定手段と、を備えており、前記収容室は、前記センサ光を透過可能な透過部を有し、前記検知部材は、前記終期位置へ変位される過程で前記透過部を透過する前記センサ光の光軸を横切って前記センサの受光量を変化させる、カートリッジである。

第９の発明によれば、新品のカートリッジが使用される際には、検知部材が初期位置から終期位置へ変位されるのに伴ってセンサの受光量が変化する。従って、センサの検出値が検知部材の変位による受光量の変化に対応する値である場合には、カートリッジが新品であると判定することができる。本構成によれば、収容物の量を検出するためのセンサを利用して、カートリッジが新品であるかを判定できるため、構成を簡略化することができる。また、検知部材は初期位置から終期位置へ非再帰的に変位するため、信頼性が高い検知を行うことができる。

新品のカートリッジが使用される際には、検知部材が初期位置から終期位置へ変位されるのに伴ってセンサの受光量が変化する。センサの検出値が検知部材の変位による受光量の変化に対応する値である場合には、カートリッジが新品であると判定される。本構成によれば、収容物の量を検出するためのセンサを利用して、カートリッジが新品であるかを判定するため、構成を簡略化することができる。また、検知部材は初期位置から終期位置へ非再帰的に変位するため、信頼性が高い検知を行うことができる。

＜実施形態１＞
次に本発明の実施形態１について図１から図７を参照して説明する。
（プリンタの全体構成）
図１は、本発明の画像形成装置の一例であるプリンタ１の概略構成を示す側断面図である。なお、以下の説明においては、図１における右側を前方とする。

プリンタ１は、本体ケーシング２（装置本体の一例）を備えており、この本体ケーシング２の底部には、被記録媒体である用紙３が積載される供給トレイ４が設けられている。供給トレイ４の前端上方には給紙ローラ５が設けられており、この給紙ローラ５の回転に伴って給紙トレイ４内の最上位に積載された用紙３がレジストローラ６へ送り出される。レジストローラ６は、用紙３の斜行補正を行った後、その用紙３を画像形成部１０のベルトユニット１１上へ搬送する。

画像形成部１０は、ベルトユニット１１、スキャナ部１９、プロセス部２０、定着部３１などを備えている。

ベルトユニット１１は、前後一対のベルト支持ローラ１２間に、ポリカーボネート等からなるベルト１３を張架した構成となっている。そして、後側のベルト支持ローラ１２が回転駆動されることにより、ベルト１３が図示反時計周り方向に循環移動し、ベルト１３上面の用紙３が後方へ搬送される。また、ベルト１３の内側には、後述するプロセス部２０の各感光ドラム２８とベルト１３を挟んで対向する位置にそれぞれ転写ローラ１４が設けられている。さらに、ベルトユニット１１の下側には、ボックス装着部１５（カートリッジ装着部の一例）が設けられており、ここにベルト１３面に付着したトナーや紙粉等を収集して収容する廃トナーボックス１７（カートリッジの一例）が着脱可能に装着されている（廃トナーボックス１７については後に詳述する）。

スキャナ部１９は、レーザ発光部（図示せず）から出射されたレーザ光を各色毎のレーザ光Ｌを対応する感光ドラム２８の表面に照射する。

プロセス部２０は、本体ケーシング２の前面に設けられたフロントカバー２Ａを開放することにより前方に引き出し可能なフレーム２１と、このフレーム２１に設けられた４つのカートリッジ装着部２１Ａにそれぞれ着脱可能に装着される４色（ブラック、イエロー、マゼンタ、シアン）に対応した現像カートリッジ２２（それぞれ２２Ｋ、２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ）とを備えている。また、フレーム２１の下部には、各現像カートリッジ２２に対応して、表面が正帯電性の感光層によって覆われた感光ドラム２８と、スコロトロン型の帯電器２９とが設けられている。

各現像カートリッジ２２は、箱状のケーシングの内側上部に、現像剤である各色のトナーを収容するトナー収容室２３を備え、その下側に供給ローラ２４、現像ローラ２５、層厚規制ブレード２６、アジテータ２７等を備えている。トナー収容室２３から放出されたトナーは、供給ローラ２４の回転により現像ローラ２５に供給され、供給ローラ２４と現像ローラ２５との間で正に摩擦帯電される。さらに、現像ローラ２５上に供給されたトナーは、現像ローラ２５の回転に伴って、層厚規制ブレード２６と現像ローラ２５との間に進入し、ここでさらに十分に摩擦帯電されて、一定厚さの薄層として現像ローラ２５上に担持される。

画像形成時には、感光ドラム２８が回転駆動され、それに伴って感光ドラム２８の表面が帯電器２９により一様に正帯電される。そして、その正帯電された部分がスキャナ部１９からのレーザ光の高速走査により露光されて、感光ドラム２８の表面に用紙３に形成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。

次いで、現像ローラ２５の回転により、現像ローラ２５上に担持され正帯電されているトナーが、感光ドラム２８に対向して接触するときに、感光ドラム２８の表面上に形成されている静電潜像に供給される。これにより、感光ドラム２８の静電潜像が可視像化され、感光ドラム２８の表面には露光部分にのみトナーが付着したトナー像が担持される。

その後、各感光ドラム２８の表面上に担持されたトナー像は、ベルト１３によって搬送される用紙３が、感光ドラム２８と転写ローラ１４との間の各転写位置を通る間に、転写ローラ１４に印加される負極性の転写電圧によって、用紙３に順次転写される。こうしてトナー像が転写された用紙３は、次いで定着器３１に搬送される。

定着器３１は、熱源を有する加熱ローラ３１Ａと、用紙３を加熱ローラ３１Ａ側へ押圧する加圧ローラ３１Ｂとを備えており、用紙３上に転写されたトナー像を紙面に熱定着させる。そして、定着器３１により熱定着された用紙３は、上方へ搬送され、本体ケーシング２の上面に設けられた排出トレイ３２上に排出される。

（廃トナーボックスの構造）
図２は、廃トナーボックス１７の概略平断面図、図３は、廃トナーボックス１７の概略背面断面図である。

廃トナーボックス１７は、本体ケーシング２のフロントカバー２Ａを開放し、その開口からプロセス部２０とベルトユニット１１とを外部に取り出した状態で、本体ケーシング２に対し着脱可能となっている。廃トナーボックス１７は、扁平な箱形のケース４０を備えており、その内部に収集したトナー等を収容するための収容室４１が形成されている。

ケース４０内の前側上部には、図１に示すように、クリーニングローラ４２と回収ローラ４３とが互いに圧接した状態で回転可能に設けられている。クリーニングローラ４２は、金属製の軸部材の周囲にシリコンからなる発泡材が設けられた構成であって、ベルトユニット１１に設けられた金属製のバックアップローラ４４とベルト１３を挟んで対向している。そして、クリーニングローラ４２が、本体ケーシング２側に設けられたメインモータ６７（図４参照）からの動力により、ベルト１３の移動方向に対して逆方向に駆動されるとともに、クリーニングローラ４２とバックアップローラ４４との間に所定のバイアスが印加されることで、ベルト１３上に付着したトナー等がクリーニングローラ４２側へ物理的に掻き取られるとともに電気的に吸引される。

回収ローラ４３は、金属製であって、クリーニングローラ４２との間に所定のバイアスが印加されることで、クリーニングローラ４２の表面に付着したトナー等を吸着する。さらに、回収ローラ４３の下側には、ゴム製の掻き取りブレード４５が圧接しており、回収ローラ４３の表面に付着したトナー等が、掻き取りブレード４５によって掻き落とされ、収容室４１内に堆積するようになっている。

ケース４０後部の底壁は、透明な樹脂材によって形成されており、前側部分よりも一段高くなった段部４７が形成されている。図２，図３にも示すように、この段部４７には、上方に開口し前後方向に延びた左右一対の溝部４８Ａ，４８Ｂが設けられている。

一方、本体ケーシング２内には、各溝部４８Ａ，４８Ｂを左右両側から挟むように配置される投光素子と受光素子とを備えたセンサＡ及びセンサＢが設けられている。各センサＡ，Ｂにおいて投光素子から受光素子へ出射されるセンサ光の光軸４９は溝部４８Ａ，４８Ｂの側壁部を透過して溝部４８Ａ，４８Ｂを横切るように設定されている。各センサＡ，Ｂの受光素子は、その受光量に応じた出力信号を出力する。

廃トナーボックス１７は、図２に示すように、メインモータ６７からの動力によって回転駆動される軸体５１を備えている。この軸体５１は、ギアボックス５２内のギア機構を介して遮光テープ５４（検知部材の一例）を巻き取るための巻き取りローラ５３に連結されている。なお、軸体５１と巻き取りローラ５３とを接続するギア機構には欠け歯ギアが組み込まれ、軸体５１が初期状態から所定量回転されると、巻き取りローラ５３への動力の伝達が断たれるように構成されている。

遮光テープ５４は、合成樹脂材等によって薄く柔軟な帯状に形成されており、遮光テープ５４の一端寄り部分が段部４７上面を横断するように載置されている。また、遮光テープ５４の溝部４８Ａ，４８Ｂ内に垂れた部分が溝部４８Ａ，４８Ｂ内に設けられたガイド５５の案内により各センサＡ，Ｂの光軸を横切るように配置されている。また、遮光テープ５４の他方の端部は巻き取りローラ５３に取り付けられている。そして、軸体５１が回転駆動され巻き取りローラ５３が回転すると、遮光テープ５４が巻き取りローラ５３の周囲に巻き取られ、初期位置から終期位置へと非再帰的に変位する（後述する）。遮光テープ５４には、センサＡ，Ｂの投光素子から出射される光を透過する透明部５４Ｂ，５４Ｄと光を透過しない黒色部５４Ａ，５４Ｃとが、長手方向に交互に形成されることで、後述する新品検知処理に用いられる所定のパターンが形成されている。

（プリンタの電気的構成）
図４は、プリンタ１の電気的構成を概略的に示すブロック図である。
プリンタ１は、同図に示すように、ＣＰＵ６０（判定手段の一例）、ＲＯＭ６１、ＲＡＭ６２、ＮＶＲＡＭ（不揮発性メモリ）６３（記憶手段の一例）、ネットワークインターフェイス６４を備え、これらに表示部６６、メインモータ６７、フロントカバーセンサ６８、既述の画像形成部１０、廃トナーボックス１７のセンサＡ，Ｂなどが接続されている。

ＲＯＭ６１には、後述する新品検知処理など、このプリンタ１の各種の動作を実行するためのプログラムが記憶されている。ＣＰＵ６０は、ＲＯＭ６１から読み出したプログラムに従って、その処理結果をＲＡＭ６２またはＮＶＲＡＭ６３に記憶させながら、各部の制御を行う。また、ＣＰＵ６０は、廃トナーボックス１７の稼働量を示すカウント、例えば新品の廃トナーボックス１７が装着された後の印刷枚数等、をＮＶＲＡＭ６３に記憶させる。

ネットワークインターフェイス６４は、通信回線（図示せず）を介して外部のコンピュータ等に接続され、これにより相互のデータ通信が可能となっている。表示部６６は、液晶ディスプレイやランプ等からなり、各種の設定画面や動作状態等を表示することが可能である。メインモータ６７は、既述のレジストローラ６、ベルト支持ローラ１２、現像ローラ２５、感光ドラム２８、加熱ローラ３１Ａ、クリーニングローラ４２、軸体５１等を同期させつつ回転させる。フロントカバーセンサ６８は、フロントカバー２Ａが開放状態であるか閉鎖状態であるかを示す信号を出力する。

（新品検知処理）
次にＣＰＵ６０の制御により実行される新品検知処理の動作を説明する。図５は新品検知処理時の遮光テープ５４の動作を示す図、図６は両センサＡ，Ｂで検出される値の時間的変化を説明する図であり、図７は新品検知処理の流れを示すフローチャートである。

ＣＰＵ６０は、センサＡ，Ｂからの出力信号を所定の閾値を比較し、Ｈ（オン）またはＬ（オフ）の２値として取得する。そして、通常動作時（以下の新品検知処理時等を除く）に、両センサＡ，Ｂから検出される値がともにＨであった場合には、廃トナーボックス１７内のトナー等の収容物が所定量に達したとして、表示部６６に、ユーザに対して廃トナーボックス１７の交換を促すライフエンド表示を行う。その後、フロントカバーセンサ６８により、フロントカバー２Ａが一旦開放された後に閉鎖されたことが検知されたときに、廃トナーボックス１７が新品に交換されたか否かを判定する新品検知処理を行う。

さて、新品の廃トナーボックス１７がプリンタ１に装着された直後には、遮光テープ５４は、図５の最上段に示す初期位置にある。この初期位置では、両溝部４８Ａ，４８Ｂ内に黒色部５４Ａが位置しており、センサＡ，ＢはともにＨ（遮光された状態）の値を示す。そして、遮光テープ５４が長手方向に移動すると、センサＡがＬ、センサＢがＨの値に変化し、続いてセンサＡがＨ、センサＢがＬの値になり、その後、再びセンサＡがＬ、センサＢがＨの値の状態を経て、遮光テープ５４が図５の最下段に示す終期位置まで移動されると両センサＡ，ＢはともにＬの値となる。

ＣＰＵ６０は、新品検知処理を開始すると、まずメインモータ６７を所定期間駆動するアイドリング動作を開始する（Ｓ１０１）。このアイドリング動作の際に、本体ケーシング２内に新品の廃トナーボックス１７が装着されている場合には、既述のように軸体５１を介して巻き取りローラ５３が回転し、遮光テープ５４が巻き取られる。

ＣＰＵ６０は、アイドリング動作中に、以下のようにセンサＡ，Ｂの検出値の変化を調べる。ＣＰＵ６０は、まずセンサＡ，ＢがともにＨの値であるかを判断する（Ｓ１０２）。センサＡ，ＢがともにＨの値である場合（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）には、続いて所定期間内にセンサＡの値がＬ、センサＢの値がＨになったかを判断する（Ｓ１０３）。さらに、ＣＰＵ６０は、センサＡ，Ｂの値が所定期間内にＨ，Ｌとなったか（Ｓ１０４）、Ｌ，Ｈとなったか（Ｓ１０５）、最後にＬ，Ｌの値となったかを順に判断する（Ｓ１０６）。

上記Ｓ１０２からＳ１０６のいずれかで、所定期間内にセンサＡ，Ｂの検出値が所定の値を取らなかった場合（Ｓ１０２〜Ｓ１０６のいずれかでＮｏ）には、本体ケーシング２に装着されている廃トナーボックス１７が新品に交換されていない、即ち旧品であると判定する（Ｓ１０７）。また、Ｓ１０２からＳ１０６までの全てで、センサＡ，Ｂの検出値が所定の値となった場合（Ｓ１０２〜Ｓ１０６でＹｅｓ）には、廃トナーボックス１７が新品に交換されたと判定し（Ｓ１０９）、ＮＶＲＡＭ６３に記憶される廃トナーボックス１７の稼働量のカウントを０とする初期化を行う（Ｓ１１０）。

（本実施形態の効果）
以上のように本実施形態によれば、新品の廃トナーボックス１７が使用される際には、遮光テープ５４が初期位置から終期位置へ変位されるのに伴ってセンサＡ，Ｂの受光量が変化する。そして、センサＡ，Ｂの検出値が遮光テープ５４の変位による受光量の変化に対応する値である場合には、廃トナーボックス１７が新品であると判定される。本構成によれば、収容物の量を検出するためのセンサＡ，Ｂを利用して廃トナーボックス１７が新品であるかを判定するため、構成を簡略化することができる。また、遮光テープ５４は初期位置から終期位置へ非再帰的に変位するため、信頼性が高い検知を行うことができる。

また、単にセンサＡ，Ｂの検出値のみに基づいて判定を行うのではなく、センサＡ，Ｂの検出値の時間変化に基づいて判定を行うため、判定の精度を高めることができる。

また、センサＡ，Ｂが複数設けられ、それら複数のセンサＡ，Ｂの検出結果に基づいて判定を行うため、判定の信頼性をより高めることができる。

また、遮光テープ５４は、一方のセンサＡの検出値と他のセンサＢの検出値とが互いに異なるように各センサＡ，Ｂの受光量を変化させる。複数のセンサＡ，Ｂの検出値が互いに異なることは通常起こりにくいため、その検出結果に基づいて判定を行うことで、信頼性を高めることができる。

さらに、遮光テープ５４は、一方のセンサＡの検出値と他のセンサＢの検出値とを互いに反転させ、判定手段は両検出値が反転されたことを条件として廃トナーボックス１７が新品であることの判定を行う。一部のセンサの検出値と残りのセンサの検出値とが互いに反転することは、通常では起こる可能性が極めて低いため、判定の信頼性をさらに高めることができる。

廃トナーボックス１７の稼働量に関するカウント（例えば廃トナーボックス１７交換後の印刷枚数）を記憶することで、カウントに基づいてカートリッジの交換時期を示す表示を行うこと等ができる。

＜実施形態１の変形例＞
図８は、実施形態１の変形例である廃トナーボックス１７Ａの平断面図を示している。なお、以下の説明において、前述の実施形態と同様の構成には同一符号を付して説明を省略する。

廃トナーボックス１７Ａの軸体５１は、ギアボックス７０内のギア機構を介して中継部材７１に連結されており、中継部材７１はその一端部に設けられたギア部７１Ａを介して遮光部材７２（検知部材の一例）に連結されている。なお、軸体５１と中継部材７１とを接続するギア機構には欠け歯ギアが組み込まれ、初期状態から軸体５１が所定量回転されると、中継部材７１への動力の伝達が断たれるように構成されている。

遮光部材７２は、段部４７の上面に一対の溝部４８Ａ，４８Ｂの上方を横切るように保持された軸部７２Ａを備えており、この軸部７２Ａの一端がギア部７２Ｂを介して軸部材７１に連結されている。また、軸部７２Ａの外周には、各溝部４８Ａ，４８Ｂに対応する位置に板状の遮光部７２Ｃが延出して形成されている。

新品検知処理時において、本体ケーシング２内に新品の廃トナーボックス１７Ａが装着されていた場合には、アイドリング動作に伴って軸体５１が回転駆動され、中継部材７１を介して遮光部材７２が回転され、初期位置から終期位置へと変位して停止する。遮光部材７２が初期位置から終期位置へ変位するまでの間に、各遮光部７２Ｃがそれぞれ所定のタイミングでセンサＡ，Ｂの光軸を遮る。ＣＰＵ６０では、センサＡ，Ｂによる検出値が遮光部材７２によるセンサＡ，Ｂの遮光に対応した値を示すか否かを調べ、その結果に基づいて廃トナーボックス１７Ａが新品であるか否かを判定する。
本変形例によっても上記実施形態とほぼ同様の効果を得ることができる。

＜実施形態２＞
次に本発明の実施形態２について図９を参照して説明する。図９は、本実施形態のトナーカートリッジ２２の側面図である。

トナーカートリッジ２２（カートリッジの一例）の一側面には、ギア機構を収容するギアボックス８０が設けられている。ギアボックス８０には、連結部８０Ａが設けられ、メインモータ６７からの動力が連結部８０Ａから入力され、ギア機構を介して現像ローラ２５やアジテータ２７に伝達される構成となっている。

また、トナーカートリッジ２２の左右両側面には、それぞれ残量検知窓８１が設けられている。一方、本体ケーシング２内には、一方の残量検知窓８１に対向して配置された投光素子と、他方の残量検知窓８１に対向して配置された受光素子とを備えた残量検知センサ（図示せず）が設けられている。残量検知センサの光軸は、両残量検知窓８１を介してトナー収容室２３を横切るように構成されており、残量検知センサは受光素子の受光量に応じた出力信号を出力する。

ギアボックス８０には、さらに検知部材８２が取り付けられている。この検知部材８２は、ギアボックス８０に回転可能に保持される軸部８２Ａと、その軸部８２Ａから延出する板状の遮光部８２Ｂとを備えている。検知部材８２の軸部８２Ａとギアボックス８０内のギア機構とは欠け歯ギアを介して連結されており、初期状態から検知部材８２が所定量回転されると、検知部材８２への動力の伝達が断たれるように構成されている。

ＣＰＵ６０は、残量検知センサの出力信号に基づいて収容室４１内のトナーの残量を検出する。そして、トナーの残量が所定量以下になったことが検出された場合には、表示部６６にトナーカートリッジ２２の交換を促すための表示を行う。その後、フロントカバーセンサ６８により、フロントカバー２Ａが一旦開放された後に閉鎖されたことが検知されたときに、トナーカートリッジ２２が新品に交換されたか否かを判定する新品検知処理を行う。

新品検知処理時において、本体ケーシング２内に新品のトナーカートリッジ２２が装着されていた場合には、アイドリング動作に伴って検知部材８２が初期位置から終期位置へと変位して停止する。検知部材８２が初期位置から終期位置へ変位するまでの間には、遮光部８２Ｂが所定のタイミングで残量検知センサの光軸を遮る。ＣＰＵ６０では、残量検知センサによる検出値が検知部材８２による遮光に対応した値を示すか否かを調べ、その結果に基づいてトナーカートリッジ２２が新品であるか否かを判定する。

なお、本実施形態において、トナーカートリッジ２２の稼働量に関するカウント（例えばトナーカートリッジ２２交換後の印刷枚数等）をＮＶＲＡＭ６３等に記憶させることで、例えば、転写バイアスや現像バイアスの大きさ等をカウントに応じて変化させる制御を行うことができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、カートリッジ内の収容物を検知するセンサを２つ設けたものと、１つ設けたものとを示したが、カートリッジ内の収容物を検知するセンサは、３つ以上設けても良い。

（２）上記実施形態では、検知部材によりセンサ光を遮るものを示したが、検知部材によりセンサ光を受光素子に向けて反射させ、その受光量を変化させる構成としても良い。また、上記実施形態では、センサによる検出値をＨとＬの２値として取得するものを示したが、３値以上で取得するようにしてもよく、その場合には、検知部材によりセンサの受光量を３段階以上に変化させるようにすれば良い。
（３）新品検知処理は、装置の電源投入時に行ってもよく、あるいは装置のカバーを開放状態から閉鎖状態とする度ごとに行うようにしても良い。

本発明の画像形成装置の一例であるプリンタの概略構成を示す側断面図 廃トナーボックスの概略平断面図 廃トナーボックスの概略背面断面図 プリンタの電気的構成を概略的に示すブロック図 新品検知処理時の遮光テープの動作を示す図 センサＡ，Ｂで検出される値の時間的変化を説明する図 新品検知処理の流れを示すフローチャート 実施形態１の変形例である廃トナーボックスの平断面図 実施形態２のトナーカートリッジの側面図

１...プリンタ（画像形成装置）
２...本体ケーシング（装置本体）
１７，１７Ａ...廃トナーボックス（カートリッジ）
２２...現像カートリッジ（カートリッジ）
５４...遮光テープ（検知部材）
６０...ＣＰＵ（判定手段）
６３...ＮＶＲＡＭ（記憶手段）
７２...遮光部材（検知部材）
７２Ｃ...遮光部
８２...検知部材
８２Ｂ...遮光部
Ａ，Ｂ...センサ

Claims (9)

1. カートリッジ装着部を有する装置本体と、
   前記カートリッジ装着部に着脱可能に装着され、かつ装置本体側から収集された収容物若しくは装置本体側に放出される収容物を収容する収容室を有するカートリッジと、
   光を出射する投光素子と前記光を受光する受光素子とを有し、かつ前記光の光軸が前記収容室を横切るように配置され、前記受光素子の受光量に応じた出力信号を出力することにより前記収容室内の前記収容物の量を検出するセンサと、
   前記カートリッジにおいて初期位置から終期位置へと非再帰的に変位可能に設けられ、前記終期位置へ変位される過程で前記センサの光軸を横切って前記受光素子の受光量を変化させる検知部材と、
   前記検知部材が前記初期位置にあった場合に前記検知部材を前記終期位置へと変位させる駆動動作を行う駆動手段と、
   前記駆動手段により前記駆動動作が行われた際、前記センサの出力信号に基づく検出値の変化が、前記検知部材の変位による前記受光素子の受光量の変化に対応する場合に前記カートリッジが新品であると判定する判定手段と、
   を備える画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記判定手段は、前記センサの検出値が所定期間内に前記検知部材の変位による前記受光素子の受光量の変化に対応する値になったことに基づいて前記判定を行う。
3. 請求項１または請求項２に記載の画像形成装置において、
   前記センサを複数備え、
   前記判定手段は、前記複数のセンサの検出値に基づいて前記判定を行う。
4. 請求項３に記載の画像形成装置において、
   前記判定手段は、前記各センサの検出値をオン・オフの２値として取得し、
   前記検知部材は、前記終期位置へ変位する過程において、前記複数のセンサのうちの一部のセンサの検出値と残りのセンサの検出値とが第１期間中に互いに異なる値となるように前記各センサにおける前記受光素子の受光量を変化させ、
   前記判定手段は、前記一部のセンサの検出値と前記残りのセンサの検出値とが前記第１期間に互いに異なる値になったことを条件として前記カートリッジが新品であるとの判定を行う。
5. 請求項４に記載の画像形成装置において、
   前記検知部材は、前記第１期間後の第２期間中に前記一部のセンサの検出値と前記残りのセンサの検出値とが互いに反転するように前記各センサにおける前記受光素子の受光量を変化させ、
   前記判定手段は、前記一部のセンサの検出値と前記残りのセンサの検出値とが前記第２期間に互いに反転したことを条件として前記カートリッジが新品であるとの判定を行う。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   前記カートリッジの稼働量に関するカウントを記憶する記憶手段を備え、
   前記判定手段は、前記カートリッジが新品であると判定した場合に前記カウントを初期化する。
7. 請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   前記検知部材は、帯状をなし、その長手方向に沿って変位されるとともに、前記センサの受光量を変化させるパターンが長手方向に沿って形成されている。
8. 請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   前記検知部材は、軸周りに回転可能に保持されており、かつその回転に伴って前記センサの光軸を遮る遮光部を備えている。
9. 画像形成装置に対して着脱可能に装着され、かつ前記装置側から収集された収容物若しくは装置側に放出される収容物を収容する収容室を有するカートリッジであって、
   初期位置から終期位置へと非再帰的に変位可能な検知部材を備え、
   前記画像形成装置が、センサ光を出射する投光素子と前記センサ光を受光する受光素子とを有し、かつ前記センサ光の光軸が前記収容室を横切るように配置され、前記受光素子の受光量に応じた出力信号を出力することにより前記収容室内の前記収容物の量を検出するセンサと、前記検知部材が前記初期位置にあった場合に前記検知部材を前記終期位置へと変位させる駆動動作を行う駆動手段と、前記駆動手段により前記駆動動作が行われた際の前記センサの出力信号の変化に基づいて前記カートリッジが新品か否かを判定する判定手段と、を備えており、
   前記収容室は、前記センサ光を透過可能な透過部を有し、
   前記検知部材は、前記終期位置へ変位される過程で前記透過部を透過する前記センサ光の光軸を横切って前記センサの受光量を変化させる、カートリッジ。

Images