JP6071484B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート等の記録媒体上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関し、特に、着脱可能なカートリッジを有する画像形成装置に関する。

電子写真画像形成装置は、感光体ドラムと転写ローラを用いた電子写真画像形成プロセスにより記録材に画像を形成する。記録材に画像を形成する画像形成部の構成においては、感光体及び感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。プロセスカートリッジ方式によれば、画像形成装置のメンテナンスをサービスマンによらずユーザ自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることが出来る。このため、プロセスカートリッジ方式は画像形成装置において広く用いられている。

プロセスカートリッジ方式においては、プロセスカートリッジを画像形成装置本体に着脱するにあたって、その操作性を容易にすることが望まれている。従来は、操作性を容易にする１つの手段として、画像形成装置本体へプロセスカートリッジを装着する時に、プロセスカートリッジが装置本体へ完全に装着されたことを検出している。すなわち、プロセスカートリッジの装着位置に到達すると電気接点に接続される構成になっており、電気接点が画像形成装置本体に備えるプロセスカートリッジの有無を検出する装着検出手段と接続されるようにしたものがある（特許文献１）。

特開２０００−１９４２４６号公報

しかしながら、上述の従来例では、以下のような課題があった。

カートリッジを挿入する際に装置本体とカートリッジに生じる摩擦や、カートリッジの位置を決めるために装置本体側に設けられたバネが、カートリッジ挿入時の抵抗になっていた。これらの抵抗によりユーザは最後までカートリッジを押し込めていないことに気付かず、カートリッジを中途半端な位置で止めてしまうことがあった。

また、装置本体内のスペースやカートリッジの位置決め等の制約により、カートリッジの装着軌跡が直線でない場合があるが、このような場合、カートリッジの挿入方向が途中で変化することになる。そして、ユーザは装着軌跡が変化する位置でカートリッジが突き当たったと思い、装着軌跡の途中の位置でカートリッジを止めてしまい、カートリッジが不完全な装着状態になる場合があった。

さらに、ユーザはカートリッジが装置本体内へ入っているにも関わらず、カートリッジが検知されてないため、ユーザは、カートリッジが不完全装着状態だと気付かず、装置の故障だと判断する場合もあった。

本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、カートリッジの不完全装着状態を検知することにより、カートリッジの着脱及び交換の際のユーザビリティを向上させた画像形成装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、装置本体に着脱可能なカートリッジを有する画像形成装置であって、前記装置本体に設けられ、前記カートリッジが前記装置本体に完全に装着された状態である完全装着状態に導くための案内路と、前記カートリッジが前記案内路において前記装置本体に不完全な状態で装着された不完全装着状態であることを検知する装着状態検知手段と、前記装着状態検知手段によって前記カートリッジが前記装置本体に不完全装着状態で装着されていることが検知された場合には、前記不完全装着状態に対応する処理を実行する処理実行手段とを具備し、前記処理実行手段は、前記カートリッジが前記装置本体に不完全装着状態で装着されていることを検知した場合には、前記カートリッジが前記不完全装着状態であることを報知する報知手段を具備し、前記装着状態検知手段は、さらに、前記カートリッジが前記装置本体に装着されていない未装着状態、及び前記カートリッジが前記装置本体に完全に装着されている完全装着状態であることを検出することが可能であり、前記報知手段は、前記装着状態検知手段が検出した装着状態に応じて報知し、前記装着状態検知手段は、前記カートリッジの表面に設けられたカートリッジ側電気接点と前記案内路における前記不完全装着状態に対応する位置に設けられた装置本体側電気接点とを有し、前記カートリッジが前記装置本体に挿入された際に、前記カートリッジ側電気接点と前記装置本体側電気接点とが接触した場合に前記カートリッジが前記装置本体に前記不完全装着状態であると検知することを特徴とする。

本発明によれば、カートリッジの不完全装着状態を検出することが可能になる。このため、カートリッジが不完全装着状態だと検出した際に、ユーザへ操作方法を明確に指示することやユーザを煩わせることなくカートリッジを完全装着状態へ移動させることができるようになり、ユーザビリティの向上が可能となる。

本発明の第１実施形態の画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の第１実施形態のカートリッジの外観を示す図である。 本発明の第１実施形態に係るカートリッジの装着状態を示す断面図である。図３（ａ）はカートリッジが装置本体に挿入する直前でカートリッジ未装着となっている状態、図３（ｂ）はカートリッジが装置本体に不完全な装着となっている状態、図３（ｃ）はカートリッジが装置本体に完全に装着された状態を示している。 本発明の第１実施形態に係る検知システムの回路構成を示す図である。図４（ａ）はカートリッジが未装着となっている状態、図４（ｂ）はカートリッジが装置本体に不完全な装着となっている状態、図４（ｃ）はカートリッジが装置本体に完全に装着された状態の検知システムの回路構成を示している。 本発明の第２実施形態に係るカートリッジの不完全装着状態を検出した際の装置本体の動作を示す図である。図６（ａ）はカートリッジが装置本体に不完全な装着となっている状態、図６（ｂ）はカートリッジが装置本体に完全に装着された状態を示している。 本発明の第３実施形態に係るカートリッジの装着状態を示す断面図である。図６（ａ）はカートリッジが装置本体に挿入する直前でカートリッジ未装着となっている状態、図６（ｂ）はカートリッジがカートリッジガイドの屈曲部付近で装置本体に不完全装着となっている状態、図６（ｃ）は、カートリッジが完全装着位置の手前で装置本体に不完全装着となっている状態、図６（ｄ）はカートリッジが装置本体に完全に装着された状態をそれぞれ示している。 本発明の第３実施形態に係る検知システムの構成を示す回路図である。図７（ａ）はカートリッジ未装着状態、図７（ｂ）はカートリッジの第２の不完全装着状態、図７（ｃ）はカートリッジの第１の不完全装着状態、図７（ｄ）はカートリッジの完全装着状態の場合の回路図を示している。

以下に図面を参照して、この発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

＜第１実施形態＞
本発明の実施形態による画像形成装置について説明する。なお、本実施形態では画像形成装置として、プロセスカートリッジが着脱可能なレーザビームプリンタを例示している。

（画像形成装置の全体構成）
図１は、画像形成装置の概略構成の断面を示す模式図である。図１に示すように、画像形成装置１００は、給送部１０、画像形成部２０、及び排出部３０を有している。

画像形成部２０は、画像形成装置１００の装置本体１００Ａに着脱可能で画像形成処理の一部を行うカートリッジ１、記録材Ｐに画像を転写する転写ローラ２１、レーザ光を照射するレーザ露光装置２２及び記録材Ｐを加熱定着する定着装置２３等を有している。

カートリッジ１は、レーザ露光装置２２からのレーザ光Ｌが照射されることによって静電潜像が形成される感光体ドラム２を有する。さらに、カートリッジ１は、感光体ドラム２の静電潜像を現像する現像手段３、感光体ドラム２から現像剤を除去するクリーニング部材４、感光体ドラム２を帯電させる帯電手段５を有する。そして、感光体ドラム２は、現像手段３によって現像されたトナー像を担持する。

給送部１０は、給送トレイ１３に収納された記録材Ｐを分離して１枚ずつ給送する給送ローラ１２と分離パッド１１を有する。給送部１０によって給送された記録材Ｐは、搬送フレーム２４に保持された搬送ローラ２５と搬送コロ２６によって画像形成部２０に送られ、画像形成部２０において感光体ドラム２に形成されたトナー画像は転写ローラ２１によって転写される。

トナー画像の転写を終えた記録材Ｐは、加熱ユニット２７と加圧ローラ２８から構成される定着装置２３に搬送され、ここで転写されたトナー像が加熱定着される。その後、記録材Ｐは排出ローラ３１と排出コロ３２によって排出トレイ３３と排出延長トレイ３４から構成される排出部３０へ排出される。

（カートリッジの構成）
図２は、図１に示す画像形成装置１００のカートリッジ１の外観図である。図２に示すように、カートリッジ１の長手方向の一端側と他端側には、装置本体１００Ａにおけるカートリッジ１の姿勢を決めるための位置決め部であるボス１ａと、回転規制部であるボス１ｂがそれぞれ設けられている。

また、カートリッジ１の長手方向の一端側の表面には、ボス１ａ側の近くにある電気接点６ａとボス１ｂ側の近くにある電気接点６ｂ（カートリッジ側電気接点）とが設けられており、電気接点６ａ、６ｂはカートリッジ１の装着状態によって装置本体１００Ａ側の各々の電気接点（後述する）と電気的に接触して導通する。

そして、カートリッジ１に備えられる感光体ドラム２の端部には、感光体ドラム２を回転駆動するためのドラムギア７が固定されている。また、カートリッジ１には、カートリッジ１の着脱を容易にするための把手部８が設けられており、この把手部８を握ってカートリッジ１の着脱を行う。

（カートリッジの装着）
図３は、画像形成装置１００をカートリッジ１の長手方向からみたカートリッジ１の装着部付近を示す断面図である。同図における断面はカートリッジ１の長手方向に対して垂直で本体中央を通る面である。

図３（ａ）はカートリッジ１が装置本体１００Ａに挿入する直前でカートリッジ未装着となっている状態、図３（ｂ）はカートリッジ１が装置本体１００Ａに不完全な装着となっている状態、図３（ｃ）はカートリッジ１が装置本体１００Ａに完全に装着された状態を示している。

装置本体１００Ａの左右の側板には、カートリッジ１のボス１ａを完全装着状態へ案内するカートリッジガイド１０３ａ（案内路）と、カートリッジ１のボス１ｂを完全装着状態へ案内するカートリッジガイド１０３ｂ（案内路）がそれぞれ設けられている。さらに、カートリッジガイド１０３ａの最深部には、図３（ｃ）に示す完全装着された際にボス１ａと嵌合する装着部１０３ａ１が設けられている。また、カートリッジガイド１０３ｂの最深部にはボス１ｂと当接する本体回転規制部１０３ｂ１が設けられている。

カートリッジ１が開口部１１０から装置本体１００Ａの内部に向かって挿入する際は、ボス１ａ、１ｂがカートリッジガイド１０３ａ、１０３ｂに沿って移動して行き、装着部１０３ａ１、本体回転規制部１０３ｂ１と当接する。したがって、カートリッジ１の装置本体１００Ａ内での移動する軌跡及び姿勢は、カートリッジガイド１０３ａ、１０３ｂの形状によって決定する。

そして、図３（ｃ）に示すようにカートリッジ１が装置本体１００Ａに完全装着された際に、装置本体１００Ａに設けられた駆動源からの駆動を伝達する駆動ギア１０１がドラムギア７と連結して、カートリッジ１へ駆動力が伝達される。

カートリッジ１を装置本体１００Ａに装着する際のカートリッジガイド１０３ｂの途中には、ボス１ｂを本体回転規制部１０３ｂ１へと当接させるための付勢手段として線バネ１０４が設けられている。線バネ１０４はカートリッジ１を完全装着した状態においてはカートリッジ１のボス１ｂが装着位置から外れないように付勢しているが、カートリッジ１を挿入する際には線バネ１０４がボス１ｂを挿入する妨げとなってしまうため、ボス１ｂが開口部１１０側の線バネ１０４と当接する不完全装着位置１０３ｂ２で止まりやすい。

さらに、カートリッジガイド１０３ａの形状は直線状でなく、カートリッジ１の装着途中で屈曲している。そのため、カートリッジ１の挿入方向も途中で変化し、ボス１ａが不完全装着位置１０３ａ２で止まりやすくなっている。したがって、カートリッジ１は、ボス１ａが不完全装着位置１０３ａ２で、ボス１ｂが不完全装着位置１０３ｂ２で止まってしまい、図３（ｂ）に示すようにカートリッジ１が不完全な装着状態となることもある。

装置本体１００Ａの側板の一端側には、カートリッジ１の装着状態によってカートリッジ１側の電気接点６ａ、６ｂに電気的に接触するように配置されている電気接点１０２ａ、１０２ｂ（装置本体側電気接点）、１０２ｃ（装置本体側電気接点）が設けられている。

次に、カートリッジ１の装着状態におけるカートリッジ１側の電気接点と装置本体１００Ａ側の電気接点の接続について説明する。

図３（ｃ）に示す完全装着状態においては、カートリッジ１側の電気接点６ａと装置本体１００Ａ側の電気接点１０２ａとが電気的に接触し、カートリッジ１側の電気接点６ｂと装置本体１００Ａ側の電気接点１０２ｂとが電気的に接触するように配置されている。

図３（ｂ）に示す不完全装着状態においては、カートリッジ１側の電気接点６ａと装置本体１００Ａ側の電気接点１０２ａとが電気的に接触し、カートリッジ１側の電気接点６ｂと装置本体１００Ａ側の電気接点１０２ｃとが電気的に接触するように配置されている。

また、カートリッジ１側の電気接点６ｂが装置本体１００Ａ側の電気接点１０２ｂと電気接点１０２ｃの間の位置においては、線バネ１０４を用いてボス１ｂを本体回転規制部１０３ｂ１へ付勢するように設けているため、カートリッジ１が不完全装着状態と完全装着状態の間の位置で止まらないようになっている。

（カートリッジ装着状態検知の回路構成）
図４は本実施形態におけるカートリッジ装着状態を検知するための回路図である。

図４（ａ）はカートリッジ１が未装着となっている状態、図４（ｂ）はカートリッジ１が装置本体１００Ａに不完全な装着となっている状態、図４（ｃ）はカートリッジ１が装置本体１００Ａに完全に装着された状態の検知システムの回路構成を示している。

本実施形態においてカートリッジ１の装着状態を検知するカートリッジ装着検知システム（装着状態検知手段）は、装置本体１００Ａにカートリッジ１の装着状態の検知回路を設けている。

検知回路は図４に示すように、装置本体１００Ａ側に電気接点１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃが設けられている。電気接点１０２ｂ、１０２ｃには、抵抗Ｒ１、Ｒ２の一端がそれぞれ接続されている。抵抗Ｒ１、Ｒ２の他端は直流電源１０５ａの負極に接続されている。直流電源１０５ａの正極は、電流検出部１０５の一端に入力され、電流検出部１０５の他端は、電気接点１０２ａに接続されている。また、抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗値は互いに異なるように設定されている。

電流検出部１０５は、回路に流れる電流を検出して検出結果は装置本体１００Ａの制御部（不図示）に送出する。具体的には、例えば、回路に直列に抵抗を設け、この抵抗の電圧降下をＡＤコンバータ又はコンパレータなどで読み取ることによって電流を測定して制御部に送出する。

カートリッジ１側には電気接点６ａと電気接点６ｂとが設けられ、これらは、カートリッジ１の内部で互いに電気的に接続されている。

カートリッジ１が未装着である場合には、図４（ａ）に示すように、すべての電気接点はオープンな状態となり、検出回路が閉じた状態にならないため電流検出部１０５には電流が流れない。

カートリッジ１が不完全装着状態である場合には、図４（ｂ）に示すように、電気接点６ａと電気接点１０２ａとが電気的に接続され、電気接点６ｂと電気接点１０２ｃとが電気的に接続される。抵抗Ｒ２が直列接続されるので抵抗Ｒ２に対応する電流値が電流検出部１０５で検出される。

一方、カートリッジ１が完全装着状態である場合には、図４（ｃ）に示すように、電気接点６ａと電気接点１０２ａとが電気的に接続され、電気接点６ｂと電気接点１０２ｂとが電気的に接続される。抵抗Ｒ１が直列接続されるので抵抗Ｒ１に対応する電流値が電流検出部１０５で検出される。なお、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の電気抵抗値は異なるので、電流検出部１０５で電流値を検出することによりカートリッジ１の装着状態を検出可能である。

上述のようにカートリッジ１の装着状態の検知は、電流検出部１０５に流れる電流値を検出することによって行われ、カートリッジ１の装着状態が未装着状態か不完全装着状態か完全装着状態かを判断することが可能になる。

なお、本実施形態において、電圧値の違いを検出するのではなく、電流値の違いを検出するようにしているのは、以下の理由による。すなわち、画像形成装置１００では、帯電手段５により感光体ドラム２が高電圧に帯電されており、装置内の多くの場所においても静電気が発生する可能性が大きい。仮に電圧値を測定する構成にした場合には、この静電気により誤動作してしまう可能性がある。静電気は、電圧は高いが、電流は微々たるものである。そこで、本実施形態では、電流を測定するようにして静電気の影響を受けにくい構成にしている。

（ユーザへの警告表示）
カートリッジ１が未装着状態や不完全装着状態の際には、画像形成装置１００の制御部（処理実行手段）がユーザへの警告を表示する。

カートリッジ１が未装着状態や不完全装着状態の際には、それぞれその旨を操作パネル２００（図１参照）に設けられた表示部に警告表示してユーザへ知らせる。

例えば、カートリッジ１の未装着を検知した場合は、カートリッジが存在しない旨及びカートリッジの装着を促す旨を表示する。また、カートリッジ１の不完全装着状態を検知した場合は、カートリッジが最後まで装着されていな旨及びカートリッジを強く押し込むことを促す旨を表示する。

このように操作パネル２００にカートリッジ１の装着状態が表示されるので、カートリッジ１が不完全装着状態だと気付かず、画像形成装置１００の故障だと判断することも回避できる。

なお、操作パネル２００に文章による警告表示をするのではなく、警告のための発光ダイオードなどを点灯させるようにしても良い。

さらに、外部のコンピュータに対して信号を送出してコンピュータのモニタ上に表示させることでもよい。

（他の構成例）
本実施形態の他の構成について説明する。本実施形態において不完全装着と完全装着の両方の装着状態において接続可能な電気接点１０２ａや電流検出部１０５が装置本体１００Ａ側に備えられていたが、それらの電気接点や検出部をカートリッジ１側に設けても良い。

そして、本実施形態においてカートリッジ１側にある電気接点６ａ、６ｂはカートリッジ１に２つの部品で設けられ、回路で接続されているが、部品点数の削減のために細長い電気接点を同一部品として設けることも可能である。そして、この電気接点がカートリッジ１側の電気接点１０２ａと電気接点１０２ｂとの間、及び電気接点１０２ａと電気接点１０２ｃとの間を接続するようにしても良い。

さらに、本実施形態においては、カートリッジ１の長手方向の一端に電気接点６ａ、６ｂを設け、装置本体１００Ａ側の電気接点１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃも装置本体１００Ａ側板の一方に設けている。しかし、これらの電気接点をカートリッジ１の長手方向の両端及び装置本体１００Ａの側板の両方に設けることによってカートリッジ１の両端の装着状態を検出することが可能になる。

また、本実施形態ではカートリッジ１が単一の場合の例を説明したが、カートリッジを複数設けた場合であっても同様に本発明を適用して各々のカートリッジで同様の効果を得ることができる。

＜第２実施形態＞
本発明に係る画像形成装置の他の実施形態について説明する。本実施形態は不完全装着状態検出後の動作が第１実施形態と異なるものである。なお第１実施形態と同一又は類似の構成部分については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図５は本実施形態におけるカートリッジ１の不完全装着状態を検出した際の装置本体１００Ａの動作を示す画像形成装置１００をカートリッジ１の長手方向からみたカートリッジ１の装着部付近の断面図である。

同図における断面はカートリッジ１の長手方向に対して垂直で本体中央を通る面である。

図５（ａ）はカートリッジ１が装置本体１００Ａに不完全な装着となっている状態、図５（ｂ）はカートリッジ１が装置本体１００Ａに完全に装着された状態を示している。

図５に示す装置本体１００Ａに軸１０６ａを回動中心として回動可能に設けられたレバー１０６（移動手段）は、カートリッジ１が不完全な装着状態であることが検出されると不図示の駆動手段により矢印Ａ方向に回動する。そして、レバー１０６の当接部１０６ｂがカートリッジ１の当接部１ｃと当接してカートリッジ１を押すことで、カートリッジ１を不完全装着状態から完全装着状態へ移動させる。

したがって、カートリッジ１が不完全装着状態になってしまった際に、ユーザを煩わせることなくカートリッジ１を完全装着状態へ移動させることが可能になる。また、カートリッジ１が完全装着状態であることを検出すると不図示の駆動手段によりレバー１０６が図５（ａ）に示す初期位置に移動させるため、カートリッジ１を引き抜く際にはカートリッジ１の着脱をスムーズに行うことができる。

これにより、カートリッジ１が不完全な装着状態にある時のみにレバー１０６が動作し、カートリッジ１が未装着状態や完全装着状態におけるレバー１０６の無駄な動作は回避される。

なお、本実施形態のレバー１０６を第１実施形態に組み合わせることも可能である。すなわち、第１実施形態の操作パネル２００に、カートリッジが不完全装着状態であり、完全装着状態に移動したことを表示するようにしても良い。

＜第３実施形態＞
本発明に係る画像形成装置のさらに他の実施形態について説明する。本実施形態はカートリッジガイドや電気接点、検知システムの構成が第１実施形態と異なるものである。なお第１実施形態と同一又は類似の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

（カートリッジの装着）
図６は本実施形態における画像形成装置１００をカートリッジ１の長手方向からみたカートリッジ１の装着部付近の断面図である。同図における断面はカートリッジ１の長手方向に対して垂直で本体中央を通る面である。

図６（ａ）はカートリッジ１が装置本体１００Ａに挿入する直前でカートリッジ未装着となっている状態、図６（ｂ）はカートリッジ１がカートリッジガイドの屈曲部付近で装置本体１００Ａに不完全装着となっている状態、図６（ｃ）は、カートリッジ１が完全装着位置の手前で装置本体１００Ａに不完全装着となっている状態、図６（ｄ）はカートリッジ１が装置本体１００Ａに完全に装着された状態をそれぞれ示している。

本実施形態では、図８で示すようにカートリッジ１のボス１ａを完全装着状態へ案内するカートリッジガイド１０３ａと、ボス１ｂを完全装着状態へ案内するカートリッジガイド１０３ｂが、途中で屈曲した構成で設けられている。

カートリッジ１を装置本体１００Ａへ開口部１１０から挿入すると、カートリッジ１が自重により降下し、ボス１ａが不完全装着位置１０３ａ３まで、ボス１ｂが不完全装着位置１０３ｂ３まで自然に移動するようにカートリッジガイド１０３ａ、１０３ｂが形成されている。

このため、図６（ｂ）の示すようにカートリッジ１が、カートリッジガイド１０３ａ、１０３ｂが屈曲している不完全装着位置１０３ａ３、１０３ｂ３で止まってしまう。このため、この位置でカートリッジ１が装置本体１００Ａに不完全装着状態となる場合がある。この状態を以下、第２の不完全装着状態と呼ぶ。

さらに、図６（ｃ）に示すように、第１実施形態の場合と同様にカートリッジ１は、ボス１ａが不完全装着位置１０３ａ２で、ボス１ｂが不完全装着位置１０３ｂ２で止まってしまい、カートリッジ１が第１の不完全装着状態となる場合がある。この状態を以下、第１の不完全装着状態と呼ぶ。

本実施形態では、カートリッジ１のボス１ａ側の近くにある電気接点６ａとボス１ｂ側の近くにある電気接点６ｂの位置が第１実施形態とは異なっており、さらに電気接点６ｃが設けられている。図６に示すように電気接点６ａはボス１ａと同軸上に配置し、電気接点６ｂはボス１ｂと同軸上に配置し、電気接点６ｃはボス１ａ側の近くに配置している。

本実施形態では、装置本体１００Ａの側板の一方に、カートリッジ１の装着状態によってカートリッジ１側の電気接点６ａ、６ｂ、６ｃに接続されるように配置されている電気接点１０２ｄ、１０２ｅ、１０２ｆ（装置本体側電気接点）、１０２ｇ（装置本体側電気接点）、１０２ｈが設けられている。

次に、カートリッジ１の装着状態におけるカートリッジ１側の電気接点と装置本体側の電気接点の接続について説明する。

図６（ｄ）に示す完全装着状態においては、カートリッジ１側の電気接点６ａと装置本体側の電気接点１０２ｄとが電気的に接触し、カートリッジ１側の電気接点６ｃと装置本体側の電気接点１０２ｈとが電気的に接触し、カートリッジ１側の電気接点６ｂと装置本体１００Ａ側の電気接点１０２ｅとが電気的に接触するように配置されている。

図６（ｃ）に示す第１の不完全装着状態においては、カートリッジ１側の電気接点６ａと装置本体１００Ａ側の電気接点１０２ｄとが電気的に接触し、カートリッジ１側の電気接点６ｃと装置本体側の電気接点１０２ｈとが電気的に接触し、カートリッジ側の電気接点６ｂと装置本体１００Ａ側の電気接点１０２ｆとが電気的に接触するように配置されている。

図６（ｂ）に示す第２の不完全装着状態においては、カートリッジ１側の電気接点６ａと装置本体１００Ａ側の電気接点１０２ｄとが電気的に接触し、カートリッジ１側の電気接点６ｃと装置本体１００Ａ側の電気接点１０２ｈとが電気的に接触し、カートリッジ１側の電気接点６ｂと装置本体１００Ａ側の電気接点１０２ｇとが電気的に接触するように配置されている。

また、カートリッジ１が装置本体１００Ａ内に挿入されてカートリッジガイド１０３ａ、１０３ｂの屈曲部を通過した後は、カートリッジ１側の電気接点６ａと装置本体１００Ａ側の電気接点１０２ｄ、カートリッジ１側の電気接点６ｃと装置本体１００Ａ側の電気接点１０２ｈが連続して電気的に接触するように配置されている。

このため、カートリッジ１が屈曲部を通過した後は、カートリッジ１側の電気接点６ｂが装置本体１００Ａの電気接点１０２ｇ、１０２ｆ、１０２ｅに接触することによってカートリッジ１が第１の不完全装着状態、第２の不完全装着状態、完全装着状態のどの状態にあるかを検出することができる。

（カートリッジ装着状態検知の回路構成）
図７は本実施形態におけるカートリッジ装着状態を検知するための回路図である。

図７（ａ）はカートリッジ未装着状態、図７（ｂ）はカートリッジ１の第２の不完全装着状態、図７（ｃ）はカートリッジ１の第１の不完全装着状態、図７（ｄ）はカートリッジ１の完全装着状態の場合の回路図を示している。

本実施形態においてカートリッジ１の装着状態検知手段の例として検知システムは、装置本体１００Ａにカートリッジ１の装着状態の検知回路を設けている。

検知回路は図７に示すように、装置本体１００Ａ側に電気接点１０２ｄ、１０２ｅ、１０２ｆ、１０２ｇ、１０２ｈが設けられている。電気接点１０２ｅ、１０２ｆ、１０２ｇ、１０２ｈには抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の一端がそれぞれ接続されている。抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の他端は直流電源１０５ａの負極に接続されている。直流電源１０５ａの正極は、電流検出部１０５の一端に入力され、電流検出部１０５の他端は、電気接点１０２ｄに接続されているとともに抵抗Ｒ５を介して接地されている。また、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の抵抗値は互いに異なるように設定されている。

このため、カートリッジ１の完全装着状態において各々の電気接点が接続する場合と、カートリッジ１の第２の不完全装着状態において各々の電気接点が接続する場合と、カートリッジ１の第１の不完全装着状態において各々の電気接点が接続する場合で検出される電流値が異なる。

カートリッジ１側には電気接点６ａ、電気接点６ｂ、及び電気接点６ｃが設けられ、これらは、カートリッジ１の内部で互いに電気的に接続されている。さらに、電気接点６ａは感光体ドラム２に接続されている。すなわち、本実施形態では、カートリッジ１側の電気接点の一つに感光体ドラム２の接地用電極を用いるようにしている。

カートリッジ１が未装着である場合には、図７（ａ）に示すように、すべての電気接点はオープンな状態となり、検出回路が閉じた状態にならないため電流検出部１０５には電流が流れない。

カートリッジ１が第２の不完全装着状態である場合には、図７（ｂ）に示すように、電気接点６ａと電気接点１０２ｄとが電気的に接続され、電気接点６ｂと電気接点１０２ｇとが電気的に接続され、さらに電気接点６ｃと電気接点１０２ｈとが電気的に接続される。このため抵抗Ｒ３、Ｒ４が並列接続され、この合成抵抗に対する電流値が電流検出部１０５で検出される。また、抵抗Ｒ５を介して感光体ドラム２が接地される。

また、カートリッジ１が第１の不完全装着状態である場合には、図７（ｃ）に示すように、電気接点６ａと電気接点１０２ｄとが電気的に接続され、電気接点６ｂと電気接点１０２ｆとが電気的に接続され、さらに電気接点６ｃと電気接点１０２ｈとが電気的に接続される。このため抵抗Ｒ２、Ｒ４が並列接続され、この合成抵抗に対する電流値が電流検出部１０５で検出される。なお、感光体ドラム２は接地された状態を維持する。

一方、カートリッジ１が完全装着状態である場合には、図７（ｄ）に示すように、電気接点６ａと電気接点１０２ｄとが電気的に接続され、電気接点６ｂと電気接点１０２ｅとが電気的に接続され、電気接点６ｃと電気接点１０２ｈとが電気的に接続される。抵抗Ｒ１、Ｒ４が並列接続され、この合成抵抗に対応する電流値が電流検出部１０５で検出される。なお、感光体ドラム２は接地された状態を維持する。

なお、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の電気抵抗値は異なるので、電流検出部１０５で電流値を検出することによりカートリッジ１の装着状態を検出可能である。

（ユーザへの警告表示）
カートリッジ１が未装着状態や不完全装着状態の際には、それぞれその旨を操作パネル２００に設けられた表示部に警告表示して報知する報知手段が設けられ、これによりカートリッジ１の状態をユーザへ知らせる。

例えば、カートリッジ１の未装着を検知した場合は、カートリッジが存在しない旨及びカートリッジの装着を促す旨を表示する。また、カートリッジ１の第２の不完全装着状態を検知した場合は、カートリッジが途中で止まっている旨及びカートリッジを水平方向へ押し込むことを促す旨を表示する。また、カートリッジ１の第１の不完全装着状態を検知した場合は、カートリッジが最後まで装着されていな旨及びカートリッジを強く押し込むことを促す旨を表示する。

このように操作パネル２００にカートリッジ１の装着状態を表示することにより、カートリッジ１が不完全装着状態だと気付かず、画像形成装置１００の故障だと判断することも回避できる。

なお、操作パネル２００に文章による警告表示をするのではなく、警告のための発光ダイオードなどを点灯させるようにしても良い。

さらに、外部のコンピュータに対して信号を送出してコンピュータのモニタ上に表示させることでもよい。

このように、本実施形態では、カートリッジガイド１０３ａ、１０３ｂが屈曲した構成であっても、カートリッジ１の装着状態や装置本体１００Ａ内の位置を段階的に検知して、ユーザへ警告することできるため、カートリッジ１の着脱の際のユーザビリティを向上させることが可能になる。

また本実施形態では、カートリッジ１が装置本体１００Ａ内へ挿入されていれば、カートリッジ１が装着状態を検出する電気接点同士の間の位置に止まった場合においても、常に３点以上の電気接点が接続された状態になっている。そのため、カートリッジ１が装置本体１００Ａ内に存在する状態を確実に検出することができ、ユーザへの明確な警告することが可能になる。

さらに本実施形態では、カートリッジ１にもとから備えられている接地接点を感光体ドラム２の接地とカートリッジ１の装着状態の検出の機能も兼ねて用いているため、装着状態の検出のみに用いられていた電気接点の部品を削減することが可能である。

（他の構成例）
本実施形態の他の構成について説明する。本実施形態において用いられた電気接点は、カートリッジの装着状態の検出だけでなく、感光体ドラムに接続して感光体ドラムを接地するための機能も設けていたが、他にもカートリッジに基から備えられている現像手段に接続される現像接点や、帯電手段に接続される帯電接点を用いてカートリッジの装着状態を検出しても良い。

本発明は、着脱可能なカートリッジを有する画像形成装置に適用可能である。

１‥‥カートリッジ
１ａ、１ｂ‥‥ボス
６ａ、６ｂ、６ｃ‥‥電気接点
１００‥‥画像形成装置
１００Ａ‥‥装置本体
１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｅ、１０２ｆ、１０２ｇ‥‥電気接点
１０３ａ、１０３ｂ‥‥カートリッジガイド
１０５‥‥電流検出部
１０６‥‥レバー
２００‥‥操作パネル

Claims (15)

1. 装置本体に着脱可能なカートリッジを有する画像形成装置であって、
   前記装置本体に設けられ、前記カートリッジが前記装置本体に完全に装着された状態である完全装着状態に導くための案内路と、
   前記カートリッジが前記案内路において前記装置本体に不完全な状態で装着された不完全装着状態であることを検知する装着状態検知手段と、
   前記装着状態検知手段によって前記カートリッジが前記装置本体に不完全装着状態で装着されていることが検知された場合には、前記不完全装着状態に対応する処理を実行する処理実行手段と
   を具備し、
   前記処理実行手段は、前記カートリッジが前記装置本体に不完全装着状態で装着されていることを検知した場合には、前記カートリッジが前記不完全装着状態であることを報知する報知手段を具備し、
   前記装着状態検知手段は、さらに、前記カートリッジが前記装置本体に装着されていない未装着状態、及び前記カートリッジが前記装置本体に完全に装着されている完全装着状態であることを検出することが可能であり、
   前記報知手段は、前記装着状態検知手段が検出した装着状態に応じて報知し、
   前記装着状態検知手段は、前記カートリッジの表面に設けられたカートリッジ側電気接点と前記案内路における前記不完全装着状態に対応する位置に設けられた装置本体側電気接点とを有し、前記カートリッジが前記装置本体に挿入された際に、前記カートリッジ側電気接点と前記装置本体側電気接点とが接触した場合に前記カートリッジが前記装置本体に前記不完全装着状態であると検知することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記装着状態検知手段は、前記カートリッジの前記案内路における位置に応じた複数の不完全装着状態を検知することが可能であり、
   前記報知手段は、前記装着状態検知手段が検知した不完全装着状態に応じて報知することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記装着状態検知手段は、前記案内路における前記複数の不完全装着状態に対応する位置に設けられた複数の装置本体側電気接点とを有し、
   前記カートリッジが前記装置本体に挿入された際に、前記複数の本体側電気接点のいずれか１つと前記カートリッジ側電気接点とが接触することで前記カートリッジの装着状態を検知することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記案内路は途中で方向が変わる屈曲部を有し、前記複数の不完全装着状態のうちの１つは、前記カートリッジが前記屈曲部に位置する状態であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記装着状態検知手段は、前記カートリッジ側電気接点と前記装置本体側電気接点とが接触した場合の電流値を検知することで前記カートリッジの装着状態を検出することを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちのいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記処理実行手段は、前記カートリッジが前記装置本体に不完全装着状態で装着されていることを検知した場合には、前記カートリッジを移動させて前記完全装着状態に移動させる移動手段を具備することを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちのいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記カートリッジは、
   トナー画像を担持する感光体ドラムと、
   前記感光体ドラムを帯電させる帯電手段と、
   前記感光体ドラムを現像する現像手段とを有し、
   前記カートリッジ側電気接点として、前記感光体ドラムを接地するための接地接点、前記帯電手段に接続される帯電接点、及び現像手段に接続される現像接点のうちの少なくとも１つを用いることを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちのいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 第一のカートリッジ側電気接点と第二のカートリッジ側電気接点とを具備するカートリッジを、装置本体に着脱可能に有する画像形成装置であって、
   前記装置本体に設けられ、前記カートリッジが前記装置本体に完全に装着された状態である完全装着状態に導くための案内路と、
   前記カートリッジが前記案内路において前記装置本体に不完全な状態で装着された不完全装着状態であることを検知する装着状態検知手段と、
   前記装着状態検知手段によって前記カートリッジが前記装置本体に不完全装着状態で装着されていることが検知された場合には、前記不完全装着状態に対応する処理を実行する処理実行手段と、
   前記完全装着状態と前記不完全装着状態において前記第一のカートリッジ側電気接点と電気的に接触可能な第一の本体側電気接点と、
   前記不完全装着状態において前記第二のカートリッジ側電気接点と電気的に接触可能な第二の本体側電気接点と、
   前記完全装着状態において前記第二のカートリッジ側電気接点と電気的に接触可能な第三の本体側電気接点と、を有し、
   前記装着状態検知手段は、
   前記第一のカートリッジ側電気接点と前記第一の本体電気接点が電気的に接触し、前記第二のカートリッジ側電気接点と前記第二の本体側電気接点とが電気的に接触すると、前記カートリッジが前記不完全装着状態であることを検知し、
   前記第一のカートリッジ側電気接点と前記第一の本体電気接点が電気的に接触し、前記第二のカートリッジ側電気接点と前記第三の本体側電気接点とが電気的に接触すると、前記カートリッジが前記完全装着状態であることを検知することを特徴とする画像形成装置。
9. 前記処理実行手段は、前記カートリッジが前記装置本体に不完全装着状態で装着されていることを検知した場合には、前記カートリッジが前記不完全装着状態であることを報知する報知手段を具備することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記第一のカートリッジ側電気接点と前記第一の本体電気接点が電気的に接触し、前記第二のカートリッジ側電気接点と前記第二の本体側電気接点とが電気的に接触する前記不完全装着状態を第一の不完全装着状態としたときに、
    前記画像形成装置は、
    前記第一の不完全装着時状態と異なる第二の不完全装着状態において、前記第二のカートリッジ側電気接点と電気的に接触可能な第四の本体側電気接点を有し、
    前記装着状態検知手段は、
    前記第二のカートリッジ側電気接点と前記第四の本体側電気接点とが電気的に接触すると、前記カートリッジが前記第二の不完全装着状態であることを検知することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
11. 前記処理実行手段は、
    前記カートリッジが前記装置本体に前記第一の不完全装着状態で装着されていることを検知した場合に、前記カートリッジが前記第一の不完全装着状態であることを報知し、
    前記カートリッジが前記装置本体に前記第二の不完全装着状態で装着されていることを検知した場合に、前記カートリッジが前記第二の不完全装着状態であることを報知する、報知手段を具備することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記装着状態検知手段は、さらに、前記カートリッジが前記装置本体に装着されていない未装着状態、及び前記カートリッジが前記装置本体に完全に装着されている完全装着状態であることを検出することが可能であり、
    前記報知手段は、前記装着状態検知手段が検出した装着状態に応じて報知することを特徴とする請求項９又は請求項１１に記載の画像形成装置。
13. 前記カートリッジが前記装置本体に不完全装着状態で装着されている場合に、前記カートリッジを移動させて前記完全装着状態に移動させる移動手段を具備することを特徴とする請求項８乃至請求項１２のうちのいずれか―項に記載の画像形成装置。
14. 前記装着状態検知手段は、前記カートリッジ側電気接点と前記装置本体側電気接点とが接触した場合の電流値を検知することで前記カートリッジの装着状態を検出することを特徴とする請求項８乃至請求項１３のうちのいずれか―項に記載の画像形成装置。
15. 前記案内路の途中に、前記カートリッジの挿入方向を変化させる屈曲部が設けられることを特徴とする請求項８乃至請求項１４のうちのいずれか―項に記載の画像形成装置。

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