画像形成装置およびプロセスカートリッジ
【課題】現像カートリッジおよび感光体カートリッジにそれぞれ専用のセンサを設けることなく、高い精度で現像カートリッジおよび感光体カートリッジの有無を判定する。
【解決手段】現像剤収容部内を通った光を検出する第１センサと、現像カートリッジを本体に装着したときに現像カートリッジに当接することで検出状態が第１の状態から第２の状態へ切り替わる第２センサとの出力を用いる。第２センサが一時的に第１の状態になった後、第２の状態となった場合には、現像カートリッジが新品であると判定し、第２センサが第１の状態であるとともに第１センサが所定時間内で検出光を受光した場合には、感光体カートリッジおよび現像カートリッジの双方が装着されていないと判定し、第２センサが第１の状態であるとともに第１センサが所定時間連続して検出光を受光しない場合には、感光体カートリッジが装着され現像カートリッジが装着されていないと判定する。
【解決手段】現像剤収容部内を通った光を検出する第１センサと、現像カートリッジを本体に装着したときに現像カートリッジに当接することで検出状態が第１の状態から第２の状態へ切り替わる第２センサとの出力を用いる。第２センサが一時的に第１の状態になった後、第２の状態となった場合には、現像カートリッジが新品であると判定し、第２センサが第１の状態であるとともに第１センサが所定時間内で検出光を受光した場合には、感光体カートリッジおよび現像カートリッジの双方が装着されていないと判定し、第２センサが第１の状態であるとともに第１センサが所定時間連続して検出光を受光しない場合には、感光体カートリッジが装着され現像カートリッジが装着されていないと判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置および画像形成装置に装着されるプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置では、形成すべき画像に応じて露光されることで静電画像が形成される感光体と、この感光体に現像剤（トナー）を供給する現像カートリッジが設けられている。感光体は、消耗品であるが、その寿命は現像カートリッジでトナーが消費される期間とは一致しないことから、現像カートリッジとは別のカートリッジ（感光体カートリッジ）の形態として交換できるように構成されていることがある。
【０００３】
感光体カートリッジや現像カートリッジの損耗状態は、画像形成を行った回数をカウントすることにより行われる。そのため、感光体カートリッジおよび現像カートリッジのそれぞれの装着状態を確実に検知する必要がある。
【０００４】
従来、トナーカートリッジ（現像カートリッジ）およびドラムカートリッジ（感光体カートリッジ）を検知する技術としては、特許文献１に記載のものがある。この発明では、トナーエンプティを検知するための光学的センサを用いてトナーの有無と、トナーカートリッジの有無と、ドラムカートリッジの有無を判断している。具体的には、トナーカートリッジには、トナー収容室を挟んで光センサが設けられ、トナー収容室の壁には、光センサの光路に対応する位置に窓部が設けられている。そして、窓部は、ワイパーにより、周期的に清掃されることによって、光の通過が確保されるとともに、ワイパーの通過により光が一時的に遮断される。また、この窓部に対面するドラムカートリッジの壁には、窓部の正面に貫通孔が形成されるとともに、トナーカートリッジの装着に応じて開く遮断部材（シャッタ）がこの貫通孔の部分に設けられている。
【０００５】
このような構成により、光学的センサでの光の検知状態によって、前記した各判断を行っている。すなわち、光を検知する期間の割合に基づき、トナーの量を検知し、光を検知しなければ、トナーカートリッジが装着されていないと判断し、光を検知し続ければドラムカートリッジが装着されていないと判断している。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−０７９１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記した従来技術においては、ワイパーで遮断される周期を参照して判断を行うため、トナーの残量が多い場合には、トナーによって光が遮られているのか、遮断部材によって光が遮られているのかの判定が難しく、誤判断してしまう場合があった。すなわち、現像カートリッジが装着されていないのか、現像カートリッジは装着されているがトナーの残量が多いのかの判別が難しいという問題があった。
この点、現像カートリッジの有無と感光体カートリッジの有無を個別に検知するセンサを設ければ判定は容易であるが、個別のセンサを設けると、コスト高になるという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、現像カートリッジおよび感光体カートリッジにそれぞれ専用のセンサを設けることなく、高い精度で現像カートリッジおよび感光体カートリッジの有無を判定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、感光体を有する感光体カートリッジと、前記感光体カートリッジに装着され、前記感光体へ現像剤を供給する現像カートリッジと、前記感光体カートリッジが装着される本体と、を備える画像形成装置であって、前記現像カートリッジは、現像剤収容部と、当該現像剤収容部に設けられた透光部とを有し、前記本体は、前記透光部を通った光を検出する第１センサと、前記現像カートリッジを前記本体に装着したときに前記現像カートリッジに当接することで検出状態が第１の状態から第２の状態へ切り替わる第２センサと、前記現像カートリッジに係合して前記現像カートリッジ内の部材を駆動する現像カートリッジ駆動部材と、前記第１センサの出力および前記第２センサの出力に基づいて、前記現像剤収容部内の現像剤の有無、前記感光体カートリッジの装着の有無および前記現像カートリッジの装着の有無を判定する制御部とを備え、前記現像カートリッジは、前記第２センサと当接する部分であって前記現像カートリッジ駆動部材の駆動により動く新品検知部材をさらに備え、当該新品検知部材は、前記現像カートリッジ駆動部材の駆動により、前記第２センサに当接する新品状態、前記第２センサから離間する新品検知状態、前記第２センサに再度当接する新品検知終了状態、の順に不可逆的に遷移して停止するように構成され、前記感光体カートリッジは、前記透光部に対向するシャッタを備え、当該シャッタは、前記現像カートリッジの前記感光体カートリッジへの装着に伴い前記透光部を開放し、脱離に伴い前記透光部を遮蔽するように構成され、前記制御部は、前記第２センサが一時的に第１の状態になった後、第２の状態となった場合には、前記現像カートリッジが新品であると判定し、前記第２センサが第１の状態であるとともに前記第１センサが所定時間内で検出光を受光した場合には、前記感光体カートリッジおよび前記現像カートリッジの双方が装着されていないと判定し、前記第２センサが第１の状態であるとともに前記第１センサが所定時間連続して検出光を受光しない場合には、前記感光体カートリッジが装着され前記現像カートリッジが装着されていないと判定することを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、現像カートリッジの新品を検知するための第２センサを利用することで、現像カートリッジの有無を確実に検知することが可能である。すなわち、新品検知部材は、前記現像カートリッジ駆動部材の駆動により、第２センサに当接する新品状態、第２センサから離間する新品検知状態、第２センサに再度当接する新品検知終了状態、の順に不可逆的に遷移して停止するように構成されており、現像カートリッジが新品であれば、第２センサは、一時的に第１状態になった後、第２状態になるとともに、最終的に、第２状態で停止する。そのため、新品状態であることに加えて現像カートリッジの有無をも判定できる。そして、現像カートリッジの有無が確実に判定できる結果、第２センサが第１の状態であるとともに第１センサが所定時間内で検出光を受光した場合には感光体カートリッジおよび前記現像カートリッジの双方が装着されていないと判定することができる。また、第２センサが第１の状態であるとともに第１センサが所定時間連続して検出光を受光しない場合には、感光体カートリッジが装着され現像カートリッジが装着されていないことが判定できる。
【００１１】
また、本発明においては、前記した課題を解決したプロセスカートリッジを提供する。すなわち、本発明のプロセスカートリッジは、画像形成装置の本体に装着され、感光体を有する感光体カートリッジと、当該感光体カートリッジに装着され前記感光体へ現像剤を供給する現像カートリッジとを備えるプロセスカートリッジであって、前記現像カートリッジは、現像剤収容部と、当該現像剤収容部に設けられた透光部とを有し、前記本体には、前記透光部を通った光を検出する第１センサと、前記現像カートリッジを前記本体に装着したときに前記現像カートリッジに当接することで検出状態が第１の状態から第２の状態へ切り替わる第２センサと、前記現像カートリッジに係合して前記現像カートリッジ内の部材を駆動する現像カートリッジ駆動部材とが備えられ、前記現像カートリッジは、前記第２センサと当接する部分であって前記現像カートリッジ駆動部材の駆動により動く新品検知部材をさらに備え、当該新品検知部材は、前記現像カートリッジ駆動部材の駆動により、前記第２センサに当接する新品状態、前記第２センサから離間する新品検知状態、前記第２センサに再度当接する新品検知終了状態、の順に不可逆的に遷移して停止するように構成され、前記感光体カートリッジは、前記透光部に対向するシャッタを備え、当該シャッタは、前記現像カートリッジの前記感光体カートリッジへの装着に伴い前記透光部を開放し、脱離に伴い前記透光部を遮蔽するように構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、新品検知のためのセンサを現像カートリッジの有無の判定に併用できるようにしたことで、現像カートリッジおよび感光体カートリッジにそれぞれ専用のセンサを設けることなく、高い精度で現像カートリッジおよび感光体カートリッジの有無を判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
＜カラープリンタの全体構成＞
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１は、画像形成装置の一例としてのカラープリンタの全体構成を示す断面図であり、図２は、プロセスカートリッジの拡大断面図であり、図３は、現像カートリッジと感光体カートリッジの斜視図である。
【００１４】
以下の説明において、方向は、カラープリンタ使用時のユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１において、紙面に向かって左側を「前側」、紙面に向かって右側を「後側」とし、紙面に向かって奥側を「左側」、紙面に向かって手前側を「右側」とする。また、紙面に向かって上下方向を「上下方向」とする。
【００１５】
図１に示すように、カラープリンタ１は、本体の一例としての本体筐体１０内に、用紙Ｐを供給する給紙部２０と、給紙された用紙Ｐに画像を形成する画像形成部３０と、画像が形成された用紙Ｐを排出する排紙部９０とを備えている。
【００１６】
本体筐体１０の上部には開閉自在なアッパーカバー１２が、後側に設けられたヒンジ（図示せず）を支点として上下に回動自在に設けられている。アッパーカバー１２の上面は、本体筐体１０から排出された用紙Ｐを蓄積する排紙トレイ１３となっており、下面にはＬＥＤユニット４０を保持する複数の保持部材１４が設けられている。
【００１７】
給紙部２０は、本体筐体１０内の下部に設けられ、本体筐体１０に着脱自在に装着される給紙トレイ２１と、この給紙トレイ２１から用紙Ｐを画像形成部３０へ搬送する用紙供給機構２２を主に備えている。用紙供給機構２２は、給紙トレイ２１の手前側に設けられ、給紙ローラ２３、分離ローラ２４および分離パッド２５を主に備えている。
【００１８】
このように構成される給紙部２０では、給紙トレイ２１内の用紙Ｐが、一枚ずつ分離されて上方へ送られ、紙粉取りローラ２６とピンチローラ２７の間を通過する過程で紙粉が除去された後、搬送経路２８を通って後ろ向きに方向転換され、画像形成部３０に供給される。
【００１９】
画像形成部３０は、４つのＬＥＤユニット４０と、４つのプロセスカートリッジ５０（図１では３つを図示）と、転写ユニット７０と、定着ユニット８０とから主に構成されている。
【００２０】
プロセスカートリッジ５０は、アッパーカバー１２と給紙部２０との間で前後方向に並んで配置され、図２に示すように、感光体カートリッジ５１と、感光体カートリッジ５１に対して着脱自在に装着される現像カートリッジ６１とを備えている。プロセスカートリッジ５０は、感光体ドラム５３を支持している。なお、各プロセスカートリッジ５０は、現像カートリッジ６１の現像剤収容部６６に収容されるトナーの色が相違するのみであり、構成は同一である。
【００２１】
感光体カートリッジ５１は、ドラムフレーム５２と、このドラムフレーム５２に回転可能に支持される感光体の一例としての感光体ドラム５３と、ドラムフレーム５２に支持された帯電器５４とを主に備えている。
【００２２】
ドラムフレーム５２は、現像カートリッジ６１が装着されることで、外部から感光体ドラム５３を臨める露光穴５５が形成されるようになっている。この露光穴５５には、図２に示したように感光体ドラム５３の上方の面にＬＥＤユニット４０が対向して挿入される。
【００２３】
現像カートリッジ６１は、現像フレーム６２と、現像フレーム６２に回転可能に支持される現像ローラ６３および供給ローラ６４と、層厚規制ブレード６５とを備え、トナーを収容する現像剤収容部６６を有している。現像剤収容部６６には、左右の側壁（図２では、左側のみ図示）に光を通す透光部の一例としての検知窓６７が設けられている。また、現像剤収容部６６内には、収容されたトナーを攪拌するアジテータ６６Ａが設けられている。アジテータ６６Ａは、後述する現像カートリッジ駆動部材１４１による駆動力の入力により回転させられる。
【００２４】
図３に示すように、検知窓６７が設けられた現像フレーム６２の側壁に対向するドラムフレーム５２の両側壁には、検知窓６７に対向して開口５７が設けられている。そして、２つの開口５７のうち、右側のものの内側には、開口５７を開閉するシャッタ５８が設けられている。すなわち、シャッタ５８は、検知窓６７に対向している。そして、本体筐体１０（図３では省略）には、右側の開口５７に対向して発光器５９ａが設けられ、左側の開口５７に対向して第１センサの一例としてのトナーエンプティセンサ５９ｂが設けられている。トナーエンプティセンサ５９ｂは、発光器５９ａで出射され、開口５７および検知窓６７を通過した光を受光することで、トナーの量を検知する受光センサである。
【００２５】
前記したシャッタ５８は、現像カートリッジ６１を感光体カートリッジ５１に装着するのに伴い開口５７を開放し、脱離に伴い開口５７を遮蔽するように構成されている。
このシャッタ５８を開閉させる構成は、特開２００７−０７９１２１号公報と同様の構成を採用することができる。具体的にこの構成を、図４を参照して説明する。図４は、シャッタの斜視図（ａ）とシャッタの動きを説明する側面図（ｂ）〜（ｄ）である。図４（ａ）に示すように、シャッタ５８は、左右方向両側に突出する回転軸５８Ａを有し、回転軸５８Ａによりドラムフレーム５２に回動可能に軸支されている。回転軸５８Ａは、左右方向の内側が、半割になった形状となっている。図４（ｂ）に示すように、シャッタ５８は、トーションバネ５９により、常時、図４（ｂ）における時計回りに付勢されており、現像カートリッジ６１が感光体カートリッジ５１に装着されていないときには、ストッパ５９Ａに当接することで、開口５７を遮蔽する位置に配置されている。
【００２６】
現像カートリッジ６１を感光体カートリッジ５１に装着していくと、現像カートリッジ６１の側壁から左右方向外側に突出したシャッタ開閉突起６８（図３参照）が、前記した半割の面５８Ｂの後半分に当接し、シャッタ５８を回動させる（図４（ｂ）〜（ｃ））。そして、現像カートリッジ６１を感光体カートリッジ５１に完全に装着すると、図４（ｄ）に示すように、シャッタ５８が、遮蔽位置から反時計回りに９０度回転して停止し、開口５７を全開にするようになっている。なお、開口５７は、図４（ｂ）〜（ｄ）においてシャッタ５８の手前側にあるが、開閉状態がわかるように、図４（ｄ）では実線で示してある。
【００２７】
転写ユニット７０は、図１に示すように、給紙部２０と各プロセスカートリッジ５０との間に設けられ、駆動ローラ７１、従動ローラ７２、搬送ベルト７３および転写ローラ７４を主に備えている。
【００２８】
駆動ローラ７１および従動ローラ７２は、前後方向に離間して平行に配置され、その間にエンドレスベルトからなる搬送ベルト７３が張設されている。搬送ベルト７３は、その外側の面が各感光体ドラム５３に接している。また、搬送ベルト７３の内側には、各感光体ドラム５３との間で搬送ベルト７３を挟持する転写ローラ７４が、各感光体ドラム５３に対向して４つ配置されている。この転写ローラ７４には、転写時に定電流制御によって転写バイアスが印加される。
【００２９】
定着ユニット８０は、各プロセスカートリッジ５０および転写ユニット７０の後側に配置され、加熱ローラ８１と、加熱ローラ８１と対向配置され加熱ローラ８１を押圧する加圧ローラ８２とを備えている。
【００３０】
このように構成される画像形成部３０では、まず、各感光体ドラム５３の表面が、帯電器５４により一様に帯電された後、各ＬＥＤユニット４０から照射される光により露光される。これにより、露光された部分の電位が下がって、各感光体ドラム５３上に画像データに基づく静電潜像が形成される。
【００３１】
また、現像剤収容部６６内のトナーが、供給ローラ６４の回転により現像ローラ６３に供給され、現像ローラ６３の回転により現像ローラ６３と層厚規制ブレード６５との間に進入して一定厚さの薄層として現像ローラ６３上に担持される。
【００３２】
現像ローラ６３上に担持されたトナーは、現像ローラ６３が感光体ドラム５３に対向して接触するときに、感光体ドラム５３上に形成された静電潜像に供給される。これにより、感光体ドラム５３上でトナーが選択的に担持されて静電潜像が可視像化され、反転現像によりトナー像が形成される。
【００３３】
そして、搬送ベルト７３上に供給された用紙Ｐが各感光体ドラム５３と搬送ベルト７３の内側に配置される各転写ローラ７４との間を通過することで、各感光体ドラム５３上に形成されたトナー像が用紙Ｐ上に転写される。用紙Ｐが加熱ローラ８１と加圧ローラ８２との間を通過すると、用紙Ｐ上に転写されたトナー像が熱定着される。
【００３４】
排紙部９０は、定着ユニット８０の出口から上方に向かって延び、手前側に反転するように形成された排紙側搬送経路９１と、用紙Ｐを搬送する複数対の搬送ローラ９２を主に備えている。トナー像が転写され、熱定着された用紙Ｐは、搬送ローラ９２によって排紙側搬送経路９１を搬送され、本体筐体１０の外部に排出されて排紙トレイ１３に蓄積される。
【００３５】
＜新品検知センサの構成＞
上記のようなカラープリンタ１において、本実施形態では、現像カートリッジ６１で画像形成した回数をカウントするので、そのカウントのリセットをするか否かの判断のため、現像カートリッジ６１が新品か否かを検知するセンサが設けられている。
このため、図１に示すように、本体筐体１０の側壁には、第２センサの一例としての新品検知センサ１００が設けられている。
【００３６】
図５は、新品検知センサが現像カートリッジと当接していない状態（ａ）と、当接している状態（ｂ）を示す斜視図であり、図６は、プロセスカートリッジを左側から見た斜視図（ａ）と、新品検知部材である新品検知用歯車および伝達歯車の側面図（ｂ）である。
新品検知センサ１００は、図５（ａ）に示すように、検知部材１０１と、光センサ１１０を備えてなる。検知部材１０１は、軸１０２周りに回動可能なように本体筐体１０に支持されている。検知部材１０１は、当接アーム１０３と遮蔽アーム１０４が軸１０２から延びている。光センサ１１０は、発光部１１１と受光部１１２を備え、発光部１１１から発した光を受光部１１２で受光するように構成されている。
【００３７】
検知部材１０１は、常時、図示しないバネによって図５（ａ）に示す方向に付勢されており、現像カートリッジ６１が入っていない状態、すなわち、検知部材１０１に外部から力が加わっていない状態では、遮蔽アーム１０４が光センサ１１０の発光部１１１と受光部１１２の間に入り込んでおり、発光部１１１が発する光を遮蔽している。そして、検知部材１０１の当接アーム１０３に現像カートリッジ６１が当接すると、図５（ｂ）に示すように検知部材１０１が軸１０２周りに回動して、遮蔽アーム１０４が発光部１１１と対面しない位置へ退避し、受光部１１２が光を受光するようになっている。
【００３８】
本実施形態においては、便宜上、受光部１１２が発光部１１１の光を受光している場合を「ＯＮ」（第２の状態）であるとし、受光していない場合を「ＯＦＦ」（第１の状態）であるとする。
【００３９】
次に、現像カートリッジ６１の、新品検知センサ１００を動作させる部分の構成について説明する。図６（ａ）に示すように、現像カートリッジ６１の左側面には、ギヤカバー６９が設けられている。ギヤカバー６９の中には、第１歯車の一例としての新品検知用歯車１２０と、第２歯車の一例としての伝達歯車１３０とが設けられている。つまり、新品検知用歯車１２０と伝達歯車１３０は新品検知部材の一例である。
【００４０】
新品検知用歯車１２０は、外周にギヤ歯が設けられたギヤ部１２１と、ギヤ歯が無い欠歯部１２２とが設けられている。
伝達歯車１３０は、その外周が新品検知用歯車１２０の外周と対面している。そして、外周には、ギヤ歯１３１が設けられている。
新品検知用歯車１２０は、側面に、第１突起１２３と第２突起１２４の２つの突起が設けられている。第１突起１２３と第２突起１２４とは、新品検知用歯車１２０の回転中心を中心として所定角度離れて配置されている。
【００４１】
ギヤカバー６９には、プロセスカートリッジ５０の装着側（感光体ドラム５３側）に開いた開口６９Ａが設けられている。開口６９Ａからは、新品検知用歯車１２０が露出しており、現像カートリッジ６１が新品の場合には、新品検知用歯車１２０は、現像カートリッジ６１を左側から側面視した図６（ｂ）のような姿勢、すなわち第１突起１２３がプロセスカートリッジ５０の装着方向を向いた姿勢で配置されている。このとき新品検知用歯車１２０のギヤ部１２１は、伝達歯車１３０のギヤ歯１３１と係合しており、伝達歯車１３０の回転駆動力が新品検知用歯車１２０へ伝わるようになっている。
【００４２】
現像カートリッジ６１は、左側の側面に、外部からの駆動力を受け入れるカップリング１４５が設けられており、カップリング１４５には、本体筐体１０から現像カートリッジ６１内の部材を駆動する現像カートリッジ駆動部材１４１が挿入されるようになっている。現像カートリッジ駆動部材１４１は、モータ１４２（図８参照）により回転されるようになっている。そして、現像カートリッジ駆動部材１４１の回転により、カップリング１４５を介して入力された駆動力は、歯車列によって伝達歯車１３０に伝えられるようになっている。
【００４３】
このような新品検知用歯車１２０の構成による新品検知センサ１００の動作について図７を参照して説明する。図７は、新品検知センサの動作を示す図であり、（ａ）はプロセスカートリッジを本体筐体に装着する前、（ｂ）は装着時、（ｃ）は現像カートリッジに所定時間駆動力を入力した後、（ｄ）は現像カートリッジにさらに駆動力を入力した後の状態を示す。
【００４４】
図７（ａ）に示すように、プロセスカートリッジ５０（全体は図示省略）を本体筐体に装着する前は、検知部材１０１と現像カートリッジ６１とは接触しておらず、新品検知センサ１００は、ＯＦＦの状態である。そして、図７（ｂ）に示すように、プロセスカートリッジ５０が本体筐体１０に装着されると、新品検知用歯車１２０の第１突起１２３が当接アーム１０３に当接して検知部材１０１が回動する。検知部材１０１が回動すると、光センサ１１０の受光部１１２が発光部１１１の光を受光して、新品検知センサ１００の状態が「ＯＮ」となる。このときの新品検知用歯車１２０および伝達歯車１３０の状態を「新品状態」という。
【００４５】
現像カートリッジ駆動部材１４１により、現像カートリッジ６１に駆動力が入力されて、伝達歯車１３０が図７における反時計回りに所定角度回転すると、図７（ｃ）に示すようにギヤ歯１３１が新品検知用歯車１２０のギヤ部１２１と係合して新品検知用歯車１２０が回転し、第１突起１２３と第２突起１２４の間に当接アーム１０３が位置し、当接アーム１０３が現像カートリッジ６１から一時的に離れる。そして、新品検知センサ１００の状態が「ＯＦＦ」となる。このときの新品検知用歯車１２０および伝達歯車１３０の状態を「新品検知状態」という。
【００４６】
現像カートリッジ駆動部材１４１により、現像カートリッジ６１に駆動力がさらに入力されて、伝達歯車１３０が図７における反時計回りにさらに所定角度回転すると、図７（ｄ）に示すようにギヤ歯１３１が新品検知用歯車１２０のギヤ部１２１との係合から外れる向きまで新品検知用歯車１２０が回転し、ギヤ歯１３１が新品検知用歯車１２０の欠歯部１２２に対面する。新品検知用歯車１２０のこの姿勢において、第２突起１２４が当接アーム１０３の位置に一致し、これにより当接アーム１０３が回動して、光センサ１１０が再び「ＯＮ」になる。このときの新品検知用歯車１２０および伝達歯車１３０の状態を「新品検知終了状態」という。この新品検知終了状態になった後は、伝達歯車１３０と新品検知用歯車１２０の係合が外れているので、伝達歯車１３０を回転させても、新品検知用歯車１２０の姿勢は変化せず停止したままである。すなわち、上記の新品検知部材（新品検知用歯車１２０および伝達歯車１３０）の姿勢の遷移は不可逆的なものである。
【００４７】
＜制御部の構成＞
次に、トナーエンプティセンサ５９ｂおよび新品検知センサ１００の出力に基づき、現像剤収容部６６内のトナーの有無、感光体カートリッジ５１の装着の有無および現像カートリッジ６１の装着の有無を判定する制御部２００について説明する。参照する図において、図８は、制御部のブロック図であり、図９は、制御部での判定処理のフローチャートであり、図１０は、制御部での判定の条件と結果の対応表である。
【００４８】
図８に示すように、制御部２００は、判定部２１０と、カウンタ２２０と、現像カートリッジ駆動部２３０と、記憶部２９０とを備える。
判定部２１０は、トナーエンプティセンサ５９ｂおよび新品検知センサ１００の出力が入力され、現像剤収容部６６内のトナーの有無、感光体カートリッジ５１の装着の有無および現像カートリッジ６１の装着の有無を判定し、その結果をカウンタ２２０および現像カートリッジ駆動部２３０に出力する。
【００４９】
判定部２１０がトナーの有無を判定する処理は、従来の特開２００７−０７９１２１号公報や他の文献に記載されているのと同様、トナーエンプティセンサ５９ｂが検知した光の、測定単位期間内に占める割合Ｒによって決定される。割合Ｒによる決定処理は、従来と同じであるので、本実施形態の以下の説明では、発明の理解のため、単純にトナーエンプティセンサ５９ｂがＯＮか、ＯＦＦかだけでトナーの有無を判定することとする。なお、後述するように、トナーエンプティセンサ５９ｂのＯＮ、ＯＦＦは、新品検知センサ１００の状態との組み合わせで感光体カートリッジ５１の装着の有無の判定にも用いられる。
判定部２１０の処理の方法については、図１０を参照して後述する。
【００５０】
カウンタ２２０は、判定部２１０が感光体カートリッジ５１および現像カートリッジ６１が装着されていると判定したことを条件に、感光体カートリッジ５１および現像カートリッジ６１のそれぞれについて画像形成した回数をカウントして記憶部２９０に記憶する。そして、そのカウントが記憶部２９０に予め記憶されている所定値を超えた場合に警告を発する指示を出力する。例えば、図示しない操作パネルなどに感光体カートリッジ５１の交換を促すメッセージを表示するように指示を出力する。
また、カウンタ２２０は、判定部２１０が、現像カートリッジ６１の新品を判定した場合には、現像カートリッジ６１のカウントを０にリセットする。
【００５１】
現像カートリッジ駆動部２３０は、判定部２１０の指示によりまたは図示しない画像形成制御部の指示に応じてモータ１４２を回転させる信号を出力する。モータ１４２の回転は、現像カートリッジ駆動部材１４１を回転させ、現像カートリッジ６１を駆動する。
【００５２】
判定部２１０による判定処理について説明すると、図１０の第１欄に示すように、新品検知センサ１００がＯＮになった後、一時的にＯＦＦとなり、再度ＯＮとなった場合、現像カートリッジ６１が装着されており、かつ、装着された現像カートリッジ６１が新品であると判定する。この判定は、現像カートリッジ駆動部材１４１を所定時間駆動させた後に行う。そのため、判定部２１０は、アッパーカバー１２が開けられた後、閉じられた場合には、現像カートリッジ６１が新品に交換された可能性があるので、現像カートリッジ駆動部２３０に、所定時間、現像カートリッジ６１を駆動する指示を出力する。
【００５３】
そして、第２欄および第３欄に示すように、新品検知センサ１００が所定時間続けてＯＮである場合には、現像カートリッジ６１が装着されていると判定する。
さらに、現像カートリッジ６１が装着されている場合には、第１欄から第３欄に示すように現像カートリッジ６１と感光体カートリッジ５１の双方が装着されていると判定する。感光体カートリッジ５１が装着されていなければ、現像カートリッジ６１は装着できないからである。
【００５４】
上記のように現像カートリッジ６１が装着されていると判定される場合、トナーエンプティセンサ５９ｂの出力は、トナーの有無の判定に用いられる。すなわち、第１欄から第３欄に示すように、判定部２１０は、トナーエンプティセンサ５９ｂがＯＮであればトナーは無く、ＯＦＦであれば、トナーが有るという判定をする。
【００５５】
一方、新品検知センサ１００の出力がＯＦＦである場合、検知部材１０１に何も当接していないということなので、第４欄、第５欄のように現像カートリッジ６１が装着されていないと判定する。
そして、この場合に、所定時間内で連続してトナーエンプティセンサ５９ｂがＯＦＦであれば、シャッタ５８が閉じている、つまりシャッタ５８が存在するということなので、第４欄に示すように感光体カートリッジ５１が有ると判定する。一方、所定時間内でトナーエンプティセンサ５９ｂがＯＮとなれば、シャッタ５８に光が遮られていない、つまりシャッタ５８が存在しないということなので、第５欄に示すように感光体カートリッジ５１が無いと判定する。
なお、第４欄、第５欄のように現像カートリッジ６１が装着されていないと判定する場合には、新品検知センサ１００の出力結果を所定時間入力し続けることなく、トナーエンプティセンサ５９ｂの出力に基づく感光体カートリッジ５１の判定を開始して良い。
【００５６】
＜動作＞
以上のように構成されたカラープリンタ１の動作について説明する。
ユーザが、カラープリンタ１のメンテナンスなどをする場合には、適宜、アッパーカバー１２を開けて、プロセスカートリッジ５０を取り出し、現像カートリッジ６１や感光体カートリッジ５１の交換などをする。このとき、公知のプリンタと同様、アッパーカバー１２を閉じたことなどを検出して、各カートリッジの交換の有無などを判定する初期動作を行う。
【００５７】
現像カートリッジ６１を新品に交換していない場合、新品検知部材である新品検知用歯車１２０と伝達歯車１３０は、図７（ｄ）の姿勢にあり、装着後、新品検知センサ１００をずっとＯＮにしたままにする。一方、現像カートリッジ６１を新品に交換した場合は、新品検知用歯車１２０と伝達歯車１３０は、図７（ａ）の姿勢で装着されるので、現像カートリッジ駆動部２３０により現像カートリッジ駆動部材１４１が所定時間駆動されると、図７（ｂ）〜（ｄ）のように新品検知用歯車１２０と伝達歯車１３０が回転して、新品検知センサ１００がＯＮ、ＯＦＦ、ＯＮと変化する。
【００５８】
そして、トナーエンプティセンサ５９ｂは、感光体カートリッジ５１が装着されていない場合には、シャッタ５８が存在しないため発光器５９ａの光を受光し続けＯＮとなる。感光体カートリッジ５１が装着され、現像カートリッジ６１が装着されない場合には、シャッタ５８により発光器５９ａの光が遮断されるので、トナーエンプティセンサ５９ｂはＯＦＦになる。また、感光体カートリッジ５１および現像カートリッジ６１の双方が装着されている場合には、アジテータ６６Ａの回転と、トナーの量に応じて、発光器５９ａの光を受光する。なお、前記したように、ここでは、発明の理解のため単純化して、トナーが無い場合には、トナーエンプティセンサ５９ｂはＯＮとなり、トナーが有る場合には、トナーエンプティセンサ５９ｂがＯＦＦとなることとする。
【００５９】
そして、制御部２００の判定部２１０は、上記の新品検知センサ１００とトナーエンプティセンサ５９ｂの出力に応じて、図９のフローチャートにしたがって判定の処理をする。なお、図９においては、判定の処理を太枠で示してある。
図９に示すように、判定部２１０は、まず、新品検知センサ１００がＯＮか否か判断する（Ｓ１０）。そして、新品検知センサ１００がＯＦＦを出力してきた場合（Ｓ１０，Ｎｏ）、検知部材１０１に何も当接していないということなので、現像カートリッジ６１が無いと判定する（Ｓ２０）。そして、トナーエンプティセンサ５９ｂがＯＮか否か判定し（Ｓ２１）、ＯＮであった場合には（Ｓ２１，Ｙｅｓ）、シャッタ５８が無いということなので、感光体カートリッジ５１も無いと判定する（Ｓ２２）。一方、トナーエンプティセンサ５９ｂがＯＦＦであった場合には（Ｓ２１，Ｎｏ）、シャッタ５８で光が遮蔽されているということなので、感光体カートリッジ５１が有ると判定する（Ｓ２３）。
【００６０】
一方、新品検知センサ１００がＯＮであった場合（Ｓ１０，Ｙｅｓ）、検知部材１０１に現像カートリッジ６１が当接しているということであり、また、現像カートリッジ６１があれば、感光体カートリッジ５１は装着されているはずなので、現像カートリッジ６１および感光体カートリッジ５１の双方があると判定する（Ｓ３０）、そして、現像カートリッジ駆動部材１４１をモータ１４２で動かすことで現像カートリッジ６１を駆動し、その駆動状態で所定時間待機する。この待機中のセンサの検知状態は記憶部２９０に記憶される（Ｓ３１）。
【００６１】
所定時間待機後、判定部２１０は、新品検知センサ１００が一時的にＯＦＦになったか否かを判断する（Ｓ３２）。新品検知センサ１００が一時的にＯＦＦになった場合（Ｓ３２，Ｙｅｓ）、現像カートリッジ６１は新品であると判定され（Ｓ３３）、現像カートリッジ６１の寿命を示すカウンタを０にリセットする（Ｓ３４）。一方、新品検知センサ１００が一時的にＯＦＦにならなかった場合、つまり、所定時間ＯＮであり続けた場合（Ｓ３２，Ｎｏ）、現像カートリッジ６１は新品でない（「旧品」と称する。）と判定する（Ｓ３５）。
【００６２】
次に、トナーエンプティセンサ５９ｂがＯＮか否か判断し（Ｓ３６）、ＯＮであった場合（Ｓ３６，Ｙｅｓ）、トナーは無いと判定し（Ｓ３７）、ＯＦＦであった場合（Ｓ３６，Ｎｏ）、トナーは有ると判定する（Ｓ３８）。
【００６３】
以上のようにして、本実施形態のカラープリンタ１によれば、現像カートリッジ６１および感光体カートリッジ５１の専用のセンサが無くても、現像カートリッジ６１および感光体カートリッジ５１の有無を高い精度で判定することができる。そして、トナーが無いこと、現像カートリッジ６１が装着されていないことおよび感光体カートリッジ５１が装着されていないことを判定した場合には、制御部２００は、それぞれに対応した警告メッセージを操作パネルなどに表示させる。一方、現像カートリッジ６１および感光体カートリッジ５１が装着され、トナーがある場合には、画像形成をする度に、カウンタ２２０により、現像カートリッジ６１および感光体カートリッジ５１のそれぞれの画像形成回数をカウントアップする。
【００６４】
制御部２００は、新品検知センサ１００がＯＮである場合には現像カートリッジ６１および感光体カートリッジ５１の双方が装着されていると判定することで、センサの検出結果を有効に利用して現像カートリッジ６１および感光体カートリッジ５１の装着の有無を判定することができる。
【００６５】
また、制御部２００は、現像カートリッジ駆動部材１４１を所定時間駆動させた後に、新品検知センサ１００の出力に基づき現像カートリッジ６１が新品か否かを判定することで、新品検知センサ１００が一時的にＯＦＦとなったか否かを判断できる。その一方、制御部２００は、新品検知センサ１００がＯＦＦの場合には所定時間待つことなく、トナーエンプティセンサ５９ｂの出力に基づいて感光体カートリッジ５１の装着の有無を判定するので、現像カートリッジ６１が装着されていない場合には、現像カートリッジ６１および感光体カートリッジ５１の装着の有無を迅速に判定することができる。
【００６６】
以上のような、現像カートリッジ６１および感光体カートリッジ５１の装着の有無の判定は、本実施形態のようなカラーのプリンタやコピー機などの画像形成装置において特に重要である。カラーの画像形成装置においては、黒以外の現像剤が空になった場合には、黒以外のシアン、マゼンタ、イエローの現像器の現像ローラ６３を感光体ドラム５３から離すことでモノクロ印刷を行うことがある。本実施形態の制御部２００は、感光体カートリッジ５１および現像カートリッジ６１が装着されていると判定したことを条件に、感光体カートリッジ５１および現像カートリッジ６１のそれぞれについて画像形成した回数をカウントして記憶部２９０に記憶する。そして、当該カウントが所定値を超えた場合に警告を発する指示を出力する。つまり、本発明を適用したカラーの画像形成装置では、例えばシアン色に対応する感光体カートリッジ５１が装着されていなければ、シアン色の感光体カートリッジ５１の画像形成回数をカウントアップしない。そして、感光体カートリッジ５１が装着されている場合には、感光体ドラム５３は、画像形成に伴い回転するので、画像形成回数をカウントアップする。なお、このモノクロ印刷をするとき、シアンの現像カートリッジ６１が装着されていても、現像カートリッジ６１の現像ローラ６３は、感光体ドラム５３から離間しているので、現像カートリッジ６１の画像形成回数をカウントアップする必要はない。従来の画像形成装置では、感光体カートリッジ５１が装着されているか否かは確実に判定できなかったため、装着されていない感光体カートリッジ５１についても画像形成回数をカウントアップし、その結果、感光体カートリッジ５１の実際の寿命よりも早い時期にユーザに警告をするおそれがあったが、本実施形態の画像形成装置によれば、このような不合理を無くすことができる。
【００６７】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
前記実施形態では、カラー印刷の画像形成装置の場合に本発明を適用する場合について説明したが、本発明は、モノクロ印刷の画像形成装置に適用することも可能である。また、露光部材は、ＬＥＤユニット４０に限らず、従来周知のレーザ露光装置を用いる場合にも同様に本発明を適用することができる。
【００６８】
前記実施形態では、現像カートリッジ６１が新品時に新品検知センサ１００を不可逆的にＯＮ、ＯＦＦ、ＯＮと遷移させる構成として、欠歯部１２２とギヤ部１２１が設けられた新品検知用歯車１２０を用いる場合を例示したが、新品検知部材は、この構成に限られない。また、新品検知センサ１００の状態を、現像カートリッジ６１が装着されている状態を「ＯＮ」と称したが、これはあくまで便宜上のもので「ＯＦＦ」と称しても構わないことは当然である。第１のセンサであるトナーエンプティセンサ５９ｂについても同様、実施形態におけるＯＮ、ＯＦＦは便宜上の呼び方に過ぎない。
【００６９】
前記実施形態では、透光部の一例として現像カートリッジ６１に検知窓６７がある場合を例示したが、現像カートリッジ６１の現像フレーム６２全体を透明に構成してもよい。
【００７０】
前記実施形態では、判定部２１０が、現像カートリッジ６１および感光体カートリッジ５１の装着の有無およびトナーの有無を判定するタイミングとして、アッパーカバー１２が閉じられた場合を例示したが、判定のタイミングは、この場合に限らず、画像形成をする度に判定を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】画像形成装置の一例としてのカラープリンタの全体構成を示す断面図である。
【図２】プロセスカートリッジの拡大断面図である。
【図３】現像カートリッジと感光体カートリッジの斜視図である。
【図４】シャッタの斜視図（ａ）とシャッタの動きを説明する側面図（ｂ）〜（ｄ）である。
【図５】新品検知センサが現像カートリッジと当接していない状態（ａ）と、当接している状態（ｂ）を示す斜視図である。
【図６】プロセスカートリッジを左側から見た斜視図（ａ）と、新品検知部材としての新品検知用歯車および伝達歯車の側面図（ｂ）である。である。
【図７】新品検知センサの動作を示す図である。
【図８】制御部のブロック図である。
【図９】制御部での判定処理のフローチャートである。
【図１０】制御部での判定の条件と結果の対応表である。
【符号の説明】
【００７２】
１ カラープリンタ
１０ 本体筐体
５０ プロセスカートリッジ
５１ 感光体カートリッジ
５２ ドラムフレーム
５３ 感光体ドラム
５７ 開口
５８ シャッタ
５９ａ 発光器
５９ｂ トナーエンプティセンサ
６１ 現像カートリッジ
６２ 現像フレーム
６６ 現像剤収容部
６６Ａ アジテータ
６７ 検知窓
１００ 新品検知センサ
１０１ 検知部材
１１０ 光センサ
１１１ 発光部
１１２ 受光部
１２０ 新品検知用歯車
１２１ ギヤ部
１２２ 欠歯部
１２３ 第１突起
１２４ 第２突起
１３０ 伝達歯車
１３１ ギヤ歯
１４１ 現像カートリッジ駆動部材
１４２ モータ
２００ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置および画像形成装置に装着されるプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置では、形成すべき画像に応じて露光されることで静電画像が形成される感光体と、この感光体に現像剤（トナー）を供給する現像カートリッジが設けられている。感光体は、消耗品であるが、その寿命は現像カートリッジでトナーが消費される期間とは一致しないことから、現像カートリッジとは別のカートリッジ（感光体カートリッジ）の形態として交換できるように構成されていることがある。
【０００３】
感光体カートリッジや現像カートリッジの損耗状態は、画像形成を行った回数をカウントすることにより行われる。そのため、感光体カートリッジおよび現像カートリッジのそれぞれの装着状態を確実に検知する必要がある。
【０００４】
従来、トナーカートリッジ（現像カートリッジ）およびドラムカートリッジ（感光体カートリッジ）を検知する技術としては、特許文献１に記載のものがある。この発明では、トナーエンプティを検知するための光学的センサを用いてトナーの有無と、トナーカートリッジの有無と、ドラムカートリッジの有無を判断している。具体的には、トナーカートリッジには、トナー収容室を挟んで光センサが設けられ、トナー収容室の壁には、光センサの光路に対応する位置に窓部が設けられている。そして、窓部は、ワイパーにより、周期的に清掃されることによって、光の通過が確保されるとともに、ワイパーの通過により光が一時的に遮断される。また、この窓部に対面するドラムカートリッジの壁には、窓部の正面に貫通孔が形成されるとともに、トナーカートリッジの装着に応じて開く遮断部材（シャッタ）がこの貫通孔の部分に設けられている。
【０００５】
このような構成により、光学的センサでの光の検知状態によって、前記した各判断を行っている。すなわち、光を検知する期間の割合に基づき、トナーの量を検知し、光を検知しなければ、トナーカートリッジが装着されていないと判断し、光を検知し続ければドラムカートリッジが装着されていないと判断している。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−０７９１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記した従来技術においては、ワイパーで遮断される周期を参照して判断を行うため、トナーの残量が多い場合には、トナーによって光が遮られているのか、遮断部材によって光が遮られているのかの判定が難しく、誤判断してしまう場合があった。すなわち、現像カートリッジが装着されていないのか、現像カートリッジは装着されているがトナーの残量が多いのかの判別が難しいという問題があった。
この点、現像カートリッジの有無と感光体カートリッジの有無を個別に検知するセンサを設ければ判定は容易であるが、個別のセンサを設けると、コスト高になるという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、現像カートリッジおよび感光体カートリッジにそれぞれ専用のセンサを設けることなく、高い精度で現像カートリッジおよび感光体カートリッジの有無を判定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、感光体を有する感光体カートリッジと、前記感光体カートリッジに装着され、前記感光体へ現像剤を供給する現像カートリッジと、前記感光体カートリッジが装着される本体と、を備える画像形成装置であって、前記現像カートリッジは、現像剤収容部と、当該現像剤収容部に設けられた透光部とを有し、前記本体は、前記透光部を通った光を検出する第１センサと、前記現像カートリッジを前記本体に装着したときに前記現像カートリッジに当接することで検出状態が第１の状態から第２の状態へ切り替わる第２センサと、前記現像カートリッジに係合して前記現像カートリッジ内の部材を駆動する現像カートリッジ駆動部材と、前記第１センサの出力および前記第２センサの出力に基づいて、前記現像剤収容部内の現像剤の有無、前記感光体カートリッジの装着の有無および前記現像カートリッジの装着の有無を判定する制御部とを備え、前記現像カートリッジは、前記第２センサと当接する部分であって前記現像カートリッジ駆動部材の駆動により動く新品検知部材をさらに備え、当該新品検知部材は、前記現像カートリッジ駆動部材の駆動により、前記第２センサに当接する新品状態、前記第２センサから離間する新品検知状態、前記第２センサに再度当接する新品検知終了状態、の順に不可逆的に遷移して停止するように構成され、前記感光体カートリッジは、前記透光部に対向するシャッタを備え、当該シャッタは、前記現像カートリッジの前記感光体カートリッジへの装着に伴い前記透光部を開放し、脱離に伴い前記透光部を遮蔽するように構成され、前記制御部は、前記第２センサが一時的に第１の状態になった後、第２の状態となった場合には、前記現像カートリッジが新品であると判定し、前記第２センサが第１の状態であるとともに前記第１センサが所定時間内で検出光を受光した場合には、前記感光体カートリッジおよび前記現像カートリッジの双方が装着されていないと判定し、前記第２センサが第１の状態であるとともに前記第１センサが所定時間連続して検出光を受光しない場合には、前記感光体カートリッジが装着され前記現像カートリッジが装着されていないと判定することを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、現像カートリッジの新品を検知するための第２センサを利用することで、現像カートリッジの有無を確実に検知することが可能である。すなわち、新品検知部材は、前記現像カートリッジ駆動部材の駆動により、第２センサに当接する新品状態、第２センサから離間する新品検知状態、第２センサに再度当接する新品検知終了状態、の順に不可逆的に遷移して停止するように構成されており、現像カートリッジが新品であれば、第２センサは、一時的に第１状態になった後、第２状態になるとともに、最終的に、第２状態で停止する。そのため、新品状態であることに加えて現像カートリッジの有無をも判定できる。そして、現像カートリッジの有無が確実に判定できる結果、第２センサが第１の状態であるとともに第１センサが所定時間内で検出光を受光した場合には感光体カートリッジおよび前記現像カートリッジの双方が装着されていないと判定することができる。また、第２センサが第１の状態であるとともに第１センサが所定時間連続して検出光を受光しない場合には、感光体カートリッジが装着され現像カートリッジが装着されていないことが判定できる。
【００１１】
また、本発明においては、前記した課題を解決したプロセスカートリッジを提供する。すなわち、本発明のプロセスカートリッジは、画像形成装置の本体に装着され、感光体を有する感光体カートリッジと、当該感光体カートリッジに装着され前記感光体へ現像剤を供給する現像カートリッジとを備えるプロセスカートリッジであって、前記現像カートリッジは、現像剤収容部と、当該現像剤収容部に設けられた透光部とを有し、前記本体には、前記透光部を通った光を検出する第１センサと、前記現像カートリッジを前記本体に装着したときに前記現像カートリッジに当接することで検出状態が第１の状態から第２の状態へ切り替わる第２センサと、前記現像カートリッジに係合して前記現像カートリッジ内の部材を駆動する現像カートリッジ駆動部材とが備えられ、前記現像カートリッジは、前記第２センサと当接する部分であって前記現像カートリッジ駆動部材の駆動により動く新品検知部材をさらに備え、当該新品検知部材は、前記現像カートリッジ駆動部材の駆動により、前記第２センサに当接する新品状態、前記第２センサから離間する新品検知状態、前記第２センサに再度当接する新品検知終了状態、の順に不可逆的に遷移して停止するように構成され、前記感光体カートリッジは、前記透光部に対向するシャッタを備え、当該シャッタは、前記現像カートリッジの前記感光体カートリッジへの装着に伴い前記透光部を開放し、脱離に伴い前記透光部を遮蔽するように構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、新品検知のためのセンサを現像カートリッジの有無の判定に併用できるようにしたことで、現像カートリッジおよび感光体カートリッジにそれぞれ専用のセンサを設けることなく、高い精度で現像カートリッジおよび感光体カートリッジの有無を判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
＜カラープリンタの全体構成＞
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１は、画像形成装置の一例としてのカラープリンタの全体構成を示す断面図であり、図２は、プロセスカートリッジの拡大断面図であり、図３は、現像カートリッジと感光体カートリッジの斜視図である。
【００１４】
以下の説明において、方向は、カラープリンタ使用時のユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１において、紙面に向かって左側を「前側」、紙面に向かって右側を「後側」とし、紙面に向かって奥側を「左側」、紙面に向かって手前側を「右側」とする。また、紙面に向かって上下方向を「上下方向」とする。
【００１５】
図１に示すように、カラープリンタ１は、本体の一例としての本体筐体１０内に、用紙Ｐを供給する給紙部２０と、給紙された用紙Ｐに画像を形成する画像形成部３０と、画像が形成された用紙Ｐを排出する排紙部９０とを備えている。
【００１６】
本体筐体１０の上部には開閉自在なアッパーカバー１２が、後側に設けられたヒンジ（図示せず）を支点として上下に回動自在に設けられている。アッパーカバー１２の上面は、本体筐体１０から排出された用紙Ｐを蓄積する排紙トレイ１３となっており、下面にはＬＥＤユニット４０を保持する複数の保持部材１４が設けられている。
【００１７】
給紙部２０は、本体筐体１０内の下部に設けられ、本体筐体１０に着脱自在に装着される給紙トレイ２１と、この給紙トレイ２１から用紙Ｐを画像形成部３０へ搬送する用紙供給機構２２を主に備えている。用紙供給機構２２は、給紙トレイ２１の手前側に設けられ、給紙ローラ２３、分離ローラ２４および分離パッド２５を主に備えている。
【００１８】
このように構成される給紙部２０では、給紙トレイ２１内の用紙Ｐが、一枚ずつ分離されて上方へ送られ、紙粉取りローラ２６とピンチローラ２７の間を通過する過程で紙粉が除去された後、搬送経路２８を通って後ろ向きに方向転換され、画像形成部３０に供給される。
【００１９】
画像形成部３０は、４つのＬＥＤユニット４０と、４つのプロセスカートリッジ５０（図１では３つを図示）と、転写ユニット７０と、定着ユニット８０とから主に構成されている。
【００２０】
プロセスカートリッジ５０は、アッパーカバー１２と給紙部２０との間で前後方向に並んで配置され、図２に示すように、感光体カートリッジ５１と、感光体カートリッジ５１に対して着脱自在に装着される現像カートリッジ６１とを備えている。プロセスカートリッジ５０は、感光体ドラム５３を支持している。なお、各プロセスカートリッジ５０は、現像カートリッジ６１の現像剤収容部６６に収容されるトナーの色が相違するのみであり、構成は同一である。
【００２１】
感光体カートリッジ５１は、ドラムフレーム５２と、このドラムフレーム５２に回転可能に支持される感光体の一例としての感光体ドラム５３と、ドラムフレーム５２に支持された帯電器５４とを主に備えている。
【００２２】
ドラムフレーム５２は、現像カートリッジ６１が装着されることで、外部から感光体ドラム５３を臨める露光穴５５が形成されるようになっている。この露光穴５５には、図２に示したように感光体ドラム５３の上方の面にＬＥＤユニット４０が対向して挿入される。
【００２３】
現像カートリッジ６１は、現像フレーム６２と、現像フレーム６２に回転可能に支持される現像ローラ６３および供給ローラ６４と、層厚規制ブレード６５とを備え、トナーを収容する現像剤収容部６６を有している。現像剤収容部６６には、左右の側壁（図２では、左側のみ図示）に光を通す透光部の一例としての検知窓６７が設けられている。また、現像剤収容部６６内には、収容されたトナーを攪拌するアジテータ６６Ａが設けられている。アジテータ６６Ａは、後述する現像カートリッジ駆動部材１４１による駆動力の入力により回転させられる。
【００２４】
図３に示すように、検知窓６７が設けられた現像フレーム６２の側壁に対向するドラムフレーム５２の両側壁には、検知窓６７に対向して開口５７が設けられている。そして、２つの開口５７のうち、右側のものの内側には、開口５７を開閉するシャッタ５８が設けられている。すなわち、シャッタ５８は、検知窓６７に対向している。そして、本体筐体１０（図３では省略）には、右側の開口５７に対向して発光器５９ａが設けられ、左側の開口５７に対向して第１センサの一例としてのトナーエンプティセンサ５９ｂが設けられている。トナーエンプティセンサ５９ｂは、発光器５９ａで出射され、開口５７および検知窓６７を通過した光を受光することで、トナーの量を検知する受光センサである。
【００２５】
前記したシャッタ５８は、現像カートリッジ６１を感光体カートリッジ５１に装着するのに伴い開口５７を開放し、脱離に伴い開口５７を遮蔽するように構成されている。
このシャッタ５８を開閉させる構成は、特開２００７−０７９１２１号公報と同様の構成を採用することができる。具体的にこの構成を、図４を参照して説明する。図４は、シャッタの斜視図（ａ）とシャッタの動きを説明する側面図（ｂ）〜（ｄ）である。図４（ａ）に示すように、シャッタ５８は、左右方向両側に突出する回転軸５８Ａを有し、回転軸５８Ａによりドラムフレーム５２に回動可能に軸支されている。回転軸５８Ａは、左右方向の内側が、半割になった形状となっている。図４（ｂ）に示すように、シャッタ５８は、トーションバネ５９により、常時、図４（ｂ）における時計回りに付勢されており、現像カートリッジ６１が感光体カートリッジ５１に装着されていないときには、ストッパ５９Ａに当接することで、開口５７を遮蔽する位置に配置されている。
【００２６】
現像カートリッジ６１を感光体カートリッジ５１に装着していくと、現像カートリッジ６１の側壁から左右方向外側に突出したシャッタ開閉突起６８（図３参照）が、前記した半割の面５８Ｂの後半分に当接し、シャッタ５８を回動させる（図４（ｂ）〜（ｃ））。そして、現像カートリッジ６１を感光体カートリッジ５１に完全に装着すると、図４（ｄ）に示すように、シャッタ５８が、遮蔽位置から反時計回りに９０度回転して停止し、開口５７を全開にするようになっている。なお、開口５７は、図４（ｂ）〜（ｄ）においてシャッタ５８の手前側にあるが、開閉状態がわかるように、図４（ｄ）では実線で示してある。
【００２７】
転写ユニット７０は、図１に示すように、給紙部２０と各プロセスカートリッジ５０との間に設けられ、駆動ローラ７１、従動ローラ７２、搬送ベルト７３および転写ローラ７４を主に備えている。
【００２８】
駆動ローラ７１および従動ローラ７２は、前後方向に離間して平行に配置され、その間にエンドレスベルトからなる搬送ベルト７３が張設されている。搬送ベルト７３は、その外側の面が各感光体ドラム５３に接している。また、搬送ベルト７３の内側には、各感光体ドラム５３との間で搬送ベルト７３を挟持する転写ローラ７４が、各感光体ドラム５３に対向して４つ配置されている。この転写ローラ７４には、転写時に定電流制御によって転写バイアスが印加される。
【００２９】
定着ユニット８０は、各プロセスカートリッジ５０および転写ユニット７０の後側に配置され、加熱ローラ８１と、加熱ローラ８１と対向配置され加熱ローラ８１を押圧する加圧ローラ８２とを備えている。
【００３０】
このように構成される画像形成部３０では、まず、各感光体ドラム５３の表面が、帯電器５４により一様に帯電された後、各ＬＥＤユニット４０から照射される光により露光される。これにより、露光された部分の電位が下がって、各感光体ドラム５３上に画像データに基づく静電潜像が形成される。
【００３１】
また、現像剤収容部６６内のトナーが、供給ローラ６４の回転により現像ローラ６３に供給され、現像ローラ６３の回転により現像ローラ６３と層厚規制ブレード６５との間に進入して一定厚さの薄層として現像ローラ６３上に担持される。
【００３２】
現像ローラ６３上に担持されたトナーは、現像ローラ６３が感光体ドラム５３に対向して接触するときに、感光体ドラム５３上に形成された静電潜像に供給される。これにより、感光体ドラム５３上でトナーが選択的に担持されて静電潜像が可視像化され、反転現像によりトナー像が形成される。
【００３３】
そして、搬送ベルト７３上に供給された用紙Ｐが各感光体ドラム５３と搬送ベルト７３の内側に配置される各転写ローラ７４との間を通過することで、各感光体ドラム５３上に形成されたトナー像が用紙Ｐ上に転写される。用紙Ｐが加熱ローラ８１と加圧ローラ８２との間を通過すると、用紙Ｐ上に転写されたトナー像が熱定着される。
【００３４】
排紙部９０は、定着ユニット８０の出口から上方に向かって延び、手前側に反転するように形成された排紙側搬送経路９１と、用紙Ｐを搬送する複数対の搬送ローラ９２を主に備えている。トナー像が転写され、熱定着された用紙Ｐは、搬送ローラ９２によって排紙側搬送経路９１を搬送され、本体筐体１０の外部に排出されて排紙トレイ１３に蓄積される。
【００３５】
＜新品検知センサの構成＞
上記のようなカラープリンタ１において、本実施形態では、現像カートリッジ６１で画像形成した回数をカウントするので、そのカウントのリセットをするか否かの判断のため、現像カートリッジ６１が新品か否かを検知するセンサが設けられている。
このため、図１に示すように、本体筐体１０の側壁には、第２センサの一例としての新品検知センサ１００が設けられている。
【００３６】
図５は、新品検知センサが現像カートリッジと当接していない状態（ａ）と、当接している状態（ｂ）を示す斜視図であり、図６は、プロセスカートリッジを左側から見た斜視図（ａ）と、新品検知部材である新品検知用歯車および伝達歯車の側面図（ｂ）である。
新品検知センサ１００は、図５（ａ）に示すように、検知部材１０１と、光センサ１１０を備えてなる。検知部材１０１は、軸１０２周りに回動可能なように本体筐体１０に支持されている。検知部材１０１は、当接アーム１０３と遮蔽アーム１０４が軸１０２から延びている。光センサ１１０は、発光部１１１と受光部１１２を備え、発光部１１１から発した光を受光部１１２で受光するように構成されている。
【００３７】
検知部材１０１は、常時、図示しないバネによって図５（ａ）に示す方向に付勢されており、現像カートリッジ６１が入っていない状態、すなわち、検知部材１０１に外部から力が加わっていない状態では、遮蔽アーム１０４が光センサ１１０の発光部１１１と受光部１１２の間に入り込んでおり、発光部１１１が発する光を遮蔽している。そして、検知部材１０１の当接アーム１０３に現像カートリッジ６１が当接すると、図５（ｂ）に示すように検知部材１０１が軸１０２周りに回動して、遮蔽アーム１０４が発光部１１１と対面しない位置へ退避し、受光部１１２が光を受光するようになっている。
【００３８】
本実施形態においては、便宜上、受光部１１２が発光部１１１の光を受光している場合を「ＯＮ」（第２の状態）であるとし、受光していない場合を「ＯＦＦ」（第１の状態）であるとする。
【００３９】
次に、現像カートリッジ６１の、新品検知センサ１００を動作させる部分の構成について説明する。図６（ａ）に示すように、現像カートリッジ６１の左側面には、ギヤカバー６９が設けられている。ギヤカバー６９の中には、第１歯車の一例としての新品検知用歯車１２０と、第２歯車の一例としての伝達歯車１３０とが設けられている。つまり、新品検知用歯車１２０と伝達歯車１３０は新品検知部材の一例である。
【００４０】
新品検知用歯車１２０は、外周にギヤ歯が設けられたギヤ部１２１と、ギヤ歯が無い欠歯部１２２とが設けられている。
伝達歯車１３０は、その外周が新品検知用歯車１２０の外周と対面している。そして、外周には、ギヤ歯１３１が設けられている。
新品検知用歯車１２０は、側面に、第１突起１２３と第２突起１２４の２つの突起が設けられている。第１突起１２３と第２突起１２４とは、新品検知用歯車１２０の回転中心を中心として所定角度離れて配置されている。
【００４１】
ギヤカバー６９には、プロセスカートリッジ５０の装着側（感光体ドラム５３側）に開いた開口６９Ａが設けられている。開口６９Ａからは、新品検知用歯車１２０が露出しており、現像カートリッジ６１が新品の場合には、新品検知用歯車１２０は、現像カートリッジ６１を左側から側面視した図６（ｂ）のような姿勢、すなわち第１突起１２３がプロセスカートリッジ５０の装着方向を向いた姿勢で配置されている。このとき新品検知用歯車１２０のギヤ部１２１は、伝達歯車１３０のギヤ歯１３１と係合しており、伝達歯車１３０の回転駆動力が新品検知用歯車１２０へ伝わるようになっている。
【００４２】
現像カートリッジ６１は、左側の側面に、外部からの駆動力を受け入れるカップリング１４５が設けられており、カップリング１４５には、本体筐体１０から現像カートリッジ６１内の部材を駆動する現像カートリッジ駆動部材１４１が挿入されるようになっている。現像カートリッジ駆動部材１４１は、モータ１４２（図８参照）により回転されるようになっている。そして、現像カートリッジ駆動部材１４１の回転により、カップリング１４５を介して入力された駆動力は、歯車列によって伝達歯車１３０に伝えられるようになっている。
【００４３】
このような新品検知用歯車１２０の構成による新品検知センサ１００の動作について図７を参照して説明する。図７は、新品検知センサの動作を示す図であり、（ａ）はプロセスカートリッジを本体筐体に装着する前、（ｂ）は装着時、（ｃ）は現像カートリッジに所定時間駆動力を入力した後、（ｄ）は現像カートリッジにさらに駆動力を入力した後の状態を示す。
【００４４】
図７（ａ）に示すように、プロセスカートリッジ５０（全体は図示省略）を本体筐体に装着する前は、検知部材１０１と現像カートリッジ６１とは接触しておらず、新品検知センサ１００は、ＯＦＦの状態である。そして、図７（ｂ）に示すように、プロセスカートリッジ５０が本体筐体１０に装着されると、新品検知用歯車１２０の第１突起１２３が当接アーム１０３に当接して検知部材１０１が回動する。検知部材１０１が回動すると、光センサ１１０の受光部１１２が発光部１１１の光を受光して、新品検知センサ１００の状態が「ＯＮ」となる。このときの新品検知用歯車１２０および伝達歯車１３０の状態を「新品状態」という。
【００４５】
現像カートリッジ駆動部材１４１により、現像カートリッジ６１に駆動力が入力されて、伝達歯車１３０が図７における反時計回りに所定角度回転すると、図７（ｃ）に示すようにギヤ歯１３１が新品検知用歯車１２０のギヤ部１２１と係合して新品検知用歯車１２０が回転し、第１突起１２３と第２突起１２４の間に当接アーム１０３が位置し、当接アーム１０３が現像カートリッジ６１から一時的に離れる。そして、新品検知センサ１００の状態が「ＯＦＦ」となる。このときの新品検知用歯車１２０および伝達歯車１３０の状態を「新品検知状態」という。
【００４６】
現像カートリッジ駆動部材１４１により、現像カートリッジ６１に駆動力がさらに入力されて、伝達歯車１３０が図７における反時計回りにさらに所定角度回転すると、図７（ｄ）に示すようにギヤ歯１３１が新品検知用歯車１２０のギヤ部１２１との係合から外れる向きまで新品検知用歯車１２０が回転し、ギヤ歯１３１が新品検知用歯車１２０の欠歯部１２２に対面する。新品検知用歯車１２０のこの姿勢において、第２突起１２４が当接アーム１０３の位置に一致し、これにより当接アーム１０３が回動して、光センサ１１０が再び「ＯＮ」になる。このときの新品検知用歯車１２０および伝達歯車１３０の状態を「新品検知終了状態」という。この新品検知終了状態になった後は、伝達歯車１３０と新品検知用歯車１２０の係合が外れているので、伝達歯車１３０を回転させても、新品検知用歯車１２０の姿勢は変化せず停止したままである。すなわち、上記の新品検知部材（新品検知用歯車１２０および伝達歯車１３０）の姿勢の遷移は不可逆的なものである。
【００４７】
＜制御部の構成＞
次に、トナーエンプティセンサ５９ｂおよび新品検知センサ１００の出力に基づき、現像剤収容部６６内のトナーの有無、感光体カートリッジ５１の装着の有無および現像カートリッジ６１の装着の有無を判定する制御部２００について説明する。参照する図において、図８は、制御部のブロック図であり、図９は、制御部での判定処理のフローチャートであり、図１０は、制御部での判定の条件と結果の対応表である。
【００４８】
図８に示すように、制御部２００は、判定部２１０と、カウンタ２２０と、現像カートリッジ駆動部２３０と、記憶部２９０とを備える。
判定部２１０は、トナーエンプティセンサ５９ｂおよび新品検知センサ１００の出力が入力され、現像剤収容部６６内のトナーの有無、感光体カートリッジ５１の装着の有無および現像カートリッジ６１の装着の有無を判定し、その結果をカウンタ２２０および現像カートリッジ駆動部２３０に出力する。
【００４９】
判定部２１０がトナーの有無を判定する処理は、従来の特開２００７−０７９１２１号公報や他の文献に記載されているのと同様、トナーエンプティセンサ５９ｂが検知した光の、測定単位期間内に占める割合Ｒによって決定される。割合Ｒによる決定処理は、従来と同じであるので、本実施形態の以下の説明では、発明の理解のため、単純にトナーエンプティセンサ５９ｂがＯＮか、ＯＦＦかだけでトナーの有無を判定することとする。なお、後述するように、トナーエンプティセンサ５９ｂのＯＮ、ＯＦＦは、新品検知センサ１００の状態との組み合わせで感光体カートリッジ５１の装着の有無の判定にも用いられる。
判定部２１０の処理の方法については、図１０を参照して後述する。
【００５０】
カウンタ２２０は、判定部２１０が感光体カートリッジ５１および現像カートリッジ６１が装着されていると判定したことを条件に、感光体カートリッジ５１および現像カートリッジ６１のそれぞれについて画像形成した回数をカウントして記憶部２９０に記憶する。そして、そのカウントが記憶部２９０に予め記憶されている所定値を超えた場合に警告を発する指示を出力する。例えば、図示しない操作パネルなどに感光体カートリッジ５１の交換を促すメッセージを表示するように指示を出力する。
また、カウンタ２２０は、判定部２１０が、現像カートリッジ６１の新品を判定した場合には、現像カートリッジ６１のカウントを０にリセットする。
【００５１】
現像カートリッジ駆動部２３０は、判定部２１０の指示によりまたは図示しない画像形成制御部の指示に応じてモータ１４２を回転させる信号を出力する。モータ１４２の回転は、現像カートリッジ駆動部材１４１を回転させ、現像カートリッジ６１を駆動する。
【００５２】
判定部２１０による判定処理について説明すると、図１０の第１欄に示すように、新品検知センサ１００がＯＮになった後、一時的にＯＦＦとなり、再度ＯＮとなった場合、現像カートリッジ６１が装着されており、かつ、装着された現像カートリッジ６１が新品であると判定する。この判定は、現像カートリッジ駆動部材１４１を所定時間駆動させた後に行う。そのため、判定部２１０は、アッパーカバー１２が開けられた後、閉じられた場合には、現像カートリッジ６１が新品に交換された可能性があるので、現像カートリッジ駆動部２３０に、所定時間、現像カートリッジ６１を駆動する指示を出力する。
【００５３】
そして、第２欄および第３欄に示すように、新品検知センサ１００が所定時間続けてＯＮである場合には、現像カートリッジ６１が装着されていると判定する。
さらに、現像カートリッジ６１が装着されている場合には、第１欄から第３欄に示すように現像カートリッジ６１と感光体カートリッジ５１の双方が装着されていると判定する。感光体カートリッジ５１が装着されていなければ、現像カートリッジ６１は装着できないからである。
【００５４】
上記のように現像カートリッジ６１が装着されていると判定される場合、トナーエンプティセンサ５９ｂの出力は、トナーの有無の判定に用いられる。すなわち、第１欄から第３欄に示すように、判定部２１０は、トナーエンプティセンサ５９ｂがＯＮであればトナーは無く、ＯＦＦであれば、トナーが有るという判定をする。
【００５５】
一方、新品検知センサ１００の出力がＯＦＦである場合、検知部材１０１に何も当接していないということなので、第４欄、第５欄のように現像カートリッジ６１が装着されていないと判定する。
そして、この場合に、所定時間内で連続してトナーエンプティセンサ５９ｂがＯＦＦであれば、シャッタ５８が閉じている、つまりシャッタ５８が存在するということなので、第４欄に示すように感光体カートリッジ５１が有ると判定する。一方、所定時間内でトナーエンプティセンサ５９ｂがＯＮとなれば、シャッタ５８に光が遮られていない、つまりシャッタ５８が存在しないということなので、第５欄に示すように感光体カートリッジ５１が無いと判定する。
なお、第４欄、第５欄のように現像カートリッジ６１が装着されていないと判定する場合には、新品検知センサ１００の出力結果を所定時間入力し続けることなく、トナーエンプティセンサ５９ｂの出力に基づく感光体カートリッジ５１の判定を開始して良い。
【００５６】
＜動作＞
以上のように構成されたカラープリンタ１の動作について説明する。
ユーザが、カラープリンタ１のメンテナンスなどをする場合には、適宜、アッパーカバー１２を開けて、プロセスカートリッジ５０を取り出し、現像カートリッジ６１や感光体カートリッジ５１の交換などをする。このとき、公知のプリンタと同様、アッパーカバー１２を閉じたことなどを検出して、各カートリッジの交換の有無などを判定する初期動作を行う。
【００５７】
現像カートリッジ６１を新品に交換していない場合、新品検知部材である新品検知用歯車１２０と伝達歯車１３０は、図７（ｄ）の姿勢にあり、装着後、新品検知センサ１００をずっとＯＮにしたままにする。一方、現像カートリッジ６１を新品に交換した場合は、新品検知用歯車１２０と伝達歯車１３０は、図７（ａ）の姿勢で装着されるので、現像カートリッジ駆動部２３０により現像カートリッジ駆動部材１４１が所定時間駆動されると、図７（ｂ）〜（ｄ）のように新品検知用歯車１２０と伝達歯車１３０が回転して、新品検知センサ１００がＯＮ、ＯＦＦ、ＯＮと変化する。
【００５８】
そして、トナーエンプティセンサ５９ｂは、感光体カートリッジ５１が装着されていない場合には、シャッタ５８が存在しないため発光器５９ａの光を受光し続けＯＮとなる。感光体カートリッジ５１が装着され、現像カートリッジ６１が装着されない場合には、シャッタ５８により発光器５９ａの光が遮断されるので、トナーエンプティセンサ５９ｂはＯＦＦになる。また、感光体カートリッジ５１および現像カートリッジ６１の双方が装着されている場合には、アジテータ６６Ａの回転と、トナーの量に応じて、発光器５９ａの光を受光する。なお、前記したように、ここでは、発明の理解のため単純化して、トナーが無い場合には、トナーエンプティセンサ５９ｂはＯＮとなり、トナーが有る場合には、トナーエンプティセンサ５９ｂがＯＦＦとなることとする。
【００５９】
そして、制御部２００の判定部２１０は、上記の新品検知センサ１００とトナーエンプティセンサ５９ｂの出力に応じて、図９のフローチャートにしたがって判定の処理をする。なお、図９においては、判定の処理を太枠で示してある。
図９に示すように、判定部２１０は、まず、新品検知センサ１００がＯＮか否か判断する（Ｓ１０）。そして、新品検知センサ１００がＯＦＦを出力してきた場合（Ｓ１０，Ｎｏ）、検知部材１０１に何も当接していないということなので、現像カートリッジ６１が無いと判定する（Ｓ２０）。そして、トナーエンプティセンサ５９ｂがＯＮか否か判定し（Ｓ２１）、ＯＮであった場合には（Ｓ２１，Ｙｅｓ）、シャッタ５８が無いということなので、感光体カートリッジ５１も無いと判定する（Ｓ２２）。一方、トナーエンプティセンサ５９ｂがＯＦＦであった場合には（Ｓ２１，Ｎｏ）、シャッタ５８で光が遮蔽されているということなので、感光体カートリッジ５１が有ると判定する（Ｓ２３）。
【００６０】
一方、新品検知センサ１００がＯＮであった場合（Ｓ１０，Ｙｅｓ）、検知部材１０１に現像カートリッジ６１が当接しているということであり、また、現像カートリッジ６１があれば、感光体カートリッジ５１は装着されているはずなので、現像カートリッジ６１および感光体カートリッジ５１の双方があると判定する（Ｓ３０）、そして、現像カートリッジ駆動部材１４１をモータ１４２で動かすことで現像カートリッジ６１を駆動し、その駆動状態で所定時間待機する。この待機中のセンサの検知状態は記憶部２９０に記憶される（Ｓ３１）。
【００６１】
所定時間待機後、判定部２１０は、新品検知センサ１００が一時的にＯＦＦになったか否かを判断する（Ｓ３２）。新品検知センサ１００が一時的にＯＦＦになった場合（Ｓ３２，Ｙｅｓ）、現像カートリッジ６１は新品であると判定され（Ｓ３３）、現像カートリッジ６１の寿命を示すカウンタを０にリセットする（Ｓ３４）。一方、新品検知センサ１００が一時的にＯＦＦにならなかった場合、つまり、所定時間ＯＮであり続けた場合（Ｓ３２，Ｎｏ）、現像カートリッジ６１は新品でない（「旧品」と称する。）と判定する（Ｓ３５）。
【００６２】
次に、トナーエンプティセンサ５９ｂがＯＮか否か判断し（Ｓ３６）、ＯＮであった場合（Ｓ３６，Ｙｅｓ）、トナーは無いと判定し（Ｓ３７）、ＯＦＦであった場合（Ｓ３６，Ｎｏ）、トナーは有ると判定する（Ｓ３８）。
【００６３】
以上のようにして、本実施形態のカラープリンタ１によれば、現像カートリッジ６１および感光体カートリッジ５１の専用のセンサが無くても、現像カートリッジ６１および感光体カートリッジ５１の有無を高い精度で判定することができる。そして、トナーが無いこと、現像カートリッジ６１が装着されていないことおよび感光体カートリッジ５１が装着されていないことを判定した場合には、制御部２００は、それぞれに対応した警告メッセージを操作パネルなどに表示させる。一方、現像カートリッジ６１および感光体カートリッジ５１が装着され、トナーがある場合には、画像形成をする度に、カウンタ２２０により、現像カートリッジ６１および感光体カートリッジ５１のそれぞれの画像形成回数をカウントアップする。
【００６４】
制御部２００は、新品検知センサ１００がＯＮである場合には現像カートリッジ６１および感光体カートリッジ５１の双方が装着されていると判定することで、センサの検出結果を有効に利用して現像カートリッジ６１および感光体カートリッジ５１の装着の有無を判定することができる。
【００６５】
また、制御部２００は、現像カートリッジ駆動部材１４１を所定時間駆動させた後に、新品検知センサ１００の出力に基づき現像カートリッジ６１が新品か否かを判定することで、新品検知センサ１００が一時的にＯＦＦとなったか否かを判断できる。その一方、制御部２００は、新品検知センサ１００がＯＦＦの場合には所定時間待つことなく、トナーエンプティセンサ５９ｂの出力に基づいて感光体カートリッジ５１の装着の有無を判定するので、現像カートリッジ６１が装着されていない場合には、現像カートリッジ６１および感光体カートリッジ５１の装着の有無を迅速に判定することができる。
【００６６】
以上のような、現像カートリッジ６１および感光体カートリッジ５１の装着の有無の判定は、本実施形態のようなカラーのプリンタやコピー機などの画像形成装置において特に重要である。カラーの画像形成装置においては、黒以外の現像剤が空になった場合には、黒以外のシアン、マゼンタ、イエローの現像器の現像ローラ６３を感光体ドラム５３から離すことでモノクロ印刷を行うことがある。本実施形態の制御部２００は、感光体カートリッジ５１および現像カートリッジ６１が装着されていると判定したことを条件に、感光体カートリッジ５１および現像カートリッジ６１のそれぞれについて画像形成した回数をカウントして記憶部２９０に記憶する。そして、当該カウントが所定値を超えた場合に警告を発する指示を出力する。つまり、本発明を適用したカラーの画像形成装置では、例えばシアン色に対応する感光体カートリッジ５１が装着されていなければ、シアン色の感光体カートリッジ５１の画像形成回数をカウントアップしない。そして、感光体カートリッジ５１が装着されている場合には、感光体ドラム５３は、画像形成に伴い回転するので、画像形成回数をカウントアップする。なお、このモノクロ印刷をするとき、シアンの現像カートリッジ６１が装着されていても、現像カートリッジ６１の現像ローラ６３は、感光体ドラム５３から離間しているので、現像カートリッジ６１の画像形成回数をカウントアップする必要はない。従来の画像形成装置では、感光体カートリッジ５１が装着されているか否かは確実に判定できなかったため、装着されていない感光体カートリッジ５１についても画像形成回数をカウントアップし、その結果、感光体カートリッジ５１の実際の寿命よりも早い時期にユーザに警告をするおそれがあったが、本実施形態の画像形成装置によれば、このような不合理を無くすことができる。
【００６７】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
前記実施形態では、カラー印刷の画像形成装置の場合に本発明を適用する場合について説明したが、本発明は、モノクロ印刷の画像形成装置に適用することも可能である。また、露光部材は、ＬＥＤユニット４０に限らず、従来周知のレーザ露光装置を用いる場合にも同様に本発明を適用することができる。
【００６８】
前記実施形態では、現像カートリッジ６１が新品時に新品検知センサ１００を不可逆的にＯＮ、ＯＦＦ、ＯＮと遷移させる構成として、欠歯部１２２とギヤ部１２１が設けられた新品検知用歯車１２０を用いる場合を例示したが、新品検知部材は、この構成に限られない。また、新品検知センサ１００の状態を、現像カートリッジ６１が装着されている状態を「ＯＮ」と称したが、これはあくまで便宜上のもので「ＯＦＦ」と称しても構わないことは当然である。第１のセンサであるトナーエンプティセンサ５９ｂについても同様、実施形態におけるＯＮ、ＯＦＦは便宜上の呼び方に過ぎない。
【００６９】
前記実施形態では、透光部の一例として現像カートリッジ６１に検知窓６７がある場合を例示したが、現像カートリッジ６１の現像フレーム６２全体を透明に構成してもよい。
【００７０】
前記実施形態では、判定部２１０が、現像カートリッジ６１および感光体カートリッジ５１の装着の有無およびトナーの有無を判定するタイミングとして、アッパーカバー１２が閉じられた場合を例示したが、判定のタイミングは、この場合に限らず、画像形成をする度に判定を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】画像形成装置の一例としてのカラープリンタの全体構成を示す断面図である。
【図２】プロセスカートリッジの拡大断面図である。
【図３】現像カートリッジと感光体カートリッジの斜視図である。
【図４】シャッタの斜視図（ａ）とシャッタの動きを説明する側面図（ｂ）〜（ｄ）である。
【図５】新品検知センサが現像カートリッジと当接していない状態（ａ）と、当接している状態（ｂ）を示す斜視図である。
【図６】プロセスカートリッジを左側から見た斜視図（ａ）と、新品検知部材としての新品検知用歯車および伝達歯車の側面図（ｂ）である。である。
【図７】新品検知センサの動作を示す図である。
【図８】制御部のブロック図である。
【図９】制御部での判定処理のフローチャートである。
【図１０】制御部での判定の条件と結果の対応表である。
【符号の説明】
【００７２】
１ カラープリンタ
１０ 本体筐体
５０ プロセスカートリッジ
５１ 感光体カートリッジ
５２ ドラムフレーム
５３ 感光体ドラム
５７ 開口
５８ シャッタ
５９ａ 発光器
５９ｂ トナーエンプティセンサ
６１ 現像カートリッジ
６２ 現像フレーム
６６ 現像剤収容部
６６Ａ アジテータ
６７ 検知窓
１００ 新品検知センサ
１０１ 検知部材
１１０ 光センサ
１１１ 発光部
１１２ 受光部
１２０ 新品検知用歯車
１２１ ギヤ部
１２２ 欠歯部
１２３ 第１突起
１２４ 第２突起
１３０ 伝達歯車
１３１ ギヤ歯
１４１ 現像カートリッジ駆動部材
１４２ モータ
２００ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体を有する感光体カートリッジと、
前記感光体カートリッジに装着され、前記感光体へ現像剤を供給する現像カートリッジと、
前記感光体カートリッジが装着される本体と、を備える画像形成装置であって、
前記現像カートリッジは、現像剤収容部と、当該現像剤収容部に設けられた透光部とを有し、
前記本体は、前記透光部を通った光を検出する第１センサと、前記現像カートリッジを前記本体に装着したときに前記現像カートリッジに当接することで検出状態が第１の状態から第２の状態へ切り替わる第２センサと、前記現像カートリッジに係合して前記現像カートリッジ内の部材を駆動する現像カートリッジ駆動部材と、前記第１センサの出力および前記第２センサの出力に基づいて、前記現像剤収容部内の現像剤の有無、前記感光体カートリッジの装着の有無および前記現像カートリッジの装着の有無を判定する制御部とを備え、
前記現像カートリッジは、前記第２センサと当接する部分であって前記現像カートリッジ駆動部材の駆動により動く新品検知部材をさらに備え、当該新品検知部材は、前記現像カートリッジ駆動部材の駆動により、前記第２センサに当接する新品状態、前記第２センサから離間する新品検知状態、前記第２センサに再度当接する新品検知終了状態、の順に不可逆的に遷移して停止するように構成され、
前記感光体カートリッジは、前記透光部に対向するシャッタを備え、当該シャッタは、前記現像カートリッジの前記感光体カートリッジへの装着に伴い前記透光部を開放し、脱離に伴い前記透光部を遮蔽するように構成され、
前記制御部は、前記第２センサが一時的に第１の状態になった後、第２の状態となった場合には、前記現像カートリッジが新品であると判定し、前記第２センサが第１の状態であるとともに前記第１センサが所定時間内で検出光を受光した場合には、前記感光体カートリッジおよび前記現像カートリッジの双方が装着されていないと判定し、前記第２センサが第１の状態であるとともに前記第１センサが所定時間連続して検出光を受光しない場合には、前記感光体カートリッジが装着され前記現像カートリッジが装着されていないと判定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記新品検知部材は、ギヤ歯が無い欠歯部とギヤ歯が設けられたギヤ部とを周囲に有する第１歯車と、当該第１歯車のギヤ部に係合可能な第２歯車とを備え、
前記第１歯車は、前記新品状態において前記第２センサに当接する第１突起と前記新品検知終了状態において前記第２センサに当接する第２突起とを有し、
当該第２歯車は、前記現像カートリッジ駆動部材の駆動により回転するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第２センサが第２の状態である場合には前記現像カートリッジおよび前記感光体カートリッジの双方が装着されていると判定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記現像カートリッジ駆動部材を所定時間駆動させた後に、前記第２センサの出力に基づき前記現像カートリッジが新品か否かを判定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御部は、第２センサが第２の状態の場合には、前記現像カートリッジ駆動部材を所定時間駆動させた後に、前記第２センサの出力に基づき前記現像カートリッジが新品か否かを判定し、前記第２センサが第１の状態の場合には所定時間待つことなく、第１センサの出力に基づいて前記感光体カートリッジの装着の有無を判定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
現像カートリッジおよび感光体カートリッジの組からなるプロセスカートリッジを複数備えるとともに前記各プロセスカートリッジに対応して前記第１センサおよび前記第２センサを備え、前記制御部は、各プロセスカートリッジについて、現像カートリッジの有無、感光体カートリッジの有無および現像カートリッジが新品か否かを判定することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記感光体カートリッジおよび前記現像カートリッジが装着されていると判定したことを条件に、画像形成した回数をカウントして記憶し、当該カウントが所定値を超えた場合に警告を発する指示を出力することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
画像形成装置の本体に装着され、感光体を有する感光体カートリッジと、当該感光体カートリッジに装着され前記感光体へ現像剤を供給する現像カートリッジとを備えるプロセスカートリッジであって、
前記現像カートリッジは、現像剤収容部と、当該現像剤収容部に設けられた透光部とを有し、
前記本体には、前記透光部を通った光を検出する第１センサと、前記現像カートリッジを前記本体に装着したときに前記現像カートリッジに当接することで検出状態が第１の状態から第２の状態へ切り替わる第２センサと、前記現像カートリッジに係合して前記現像カートリッジ内の部材を駆動する現像カートリッジ駆動部材とが備えられ、
前記現像カートリッジは、前記第２センサと当接する部分であって前記現像カートリッジ駆動部材の駆動により動く新品検知部材をさらに備え、当該新品検知部材は、前記現像カートリッジ駆動部材の駆動により、前記第２センサに当接する新品状態、前記第２センサから離間する新品検知状態、前記第２センサに再度当接する新品検知終了状態、の順に不可逆的に遷移して停止するように構成され、
前記感光体カートリッジは、前記透光部に対向するシャッタを備え、当該シャッタは、前記現像カートリッジの前記感光体カートリッジへの装着に伴い前記透光部を開放し、脱離に伴い前記透光部を遮蔽するように構成されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１】
感光体を有する感光体カートリッジと、
前記感光体カートリッジに装着され、前記感光体へ現像剤を供給する現像カートリッジと、
前記感光体カートリッジが装着される本体と、を備える画像形成装置であって、
前記現像カートリッジは、現像剤収容部と、当該現像剤収容部に設けられた透光部とを有し、
前記本体は、前記透光部を通った光を検出する第１センサと、前記現像カートリッジを前記本体に装着したときに前記現像カートリッジに当接することで検出状態が第１の状態から第２の状態へ切り替わる第２センサと、前記現像カートリッジに係合して前記現像カートリッジ内の部材を駆動する現像カートリッジ駆動部材と、前記第１センサの出力および前記第２センサの出力に基づいて、前記現像剤収容部内の現像剤の有無、前記感光体カートリッジの装着の有無および前記現像カートリッジの装着の有無を判定する制御部とを備え、
前記現像カートリッジは、前記第２センサと当接する部分であって前記現像カートリッジ駆動部材の駆動により動く新品検知部材をさらに備え、当該新品検知部材は、前記現像カートリッジ駆動部材の駆動により、前記第２センサに当接する新品状態、前記第２センサから離間する新品検知状態、前記第２センサに再度当接する新品検知終了状態、の順に不可逆的に遷移して停止するように構成され、
前記感光体カートリッジは、前記透光部に対向するシャッタを備え、当該シャッタは、前記現像カートリッジの前記感光体カートリッジへの装着に伴い前記透光部を開放し、脱離に伴い前記透光部を遮蔽するように構成され、
前記制御部は、前記第２センサが一時的に第１の状態になった後、第２の状態となった場合には、前記現像カートリッジが新品であると判定し、前記第２センサが第１の状態であるとともに前記第１センサが所定時間内で検出光を受光した場合には、前記感光体カートリッジおよび前記現像カートリッジの双方が装着されていないと判定し、前記第２センサが第１の状態であるとともに前記第１センサが所定時間連続して検出光を受光しない場合には、前記感光体カートリッジが装着され前記現像カートリッジが装着されていないと判定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記新品検知部材は、ギヤ歯が無い欠歯部とギヤ歯が設けられたギヤ部とを周囲に有する第１歯車と、当該第１歯車のギヤ部に係合可能な第２歯車とを備え、
前記第１歯車は、前記新品状態において前記第２センサに当接する第１突起と前記新品検知終了状態において前記第２センサに当接する第２突起とを有し、
当該第２歯車は、前記現像カートリッジ駆動部材の駆動により回転するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第２センサが第２の状態である場合には前記現像カートリッジおよび前記感光体カートリッジの双方が装着されていると判定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記現像カートリッジ駆動部材を所定時間駆動させた後に、前記第２センサの出力に基づき前記現像カートリッジが新品か否かを判定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御部は、第２センサが第２の状態の場合には、前記現像カートリッジ駆動部材を所定時間駆動させた後に、前記第２センサの出力に基づき前記現像カートリッジが新品か否かを判定し、前記第２センサが第１の状態の場合には所定時間待つことなく、第１センサの出力に基づいて前記感光体カートリッジの装着の有無を判定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
現像カートリッジおよび感光体カートリッジの組からなるプロセスカートリッジを複数備えるとともに前記各プロセスカートリッジに対応して前記第１センサおよび前記第２センサを備え、前記制御部は、各プロセスカートリッジについて、現像カートリッジの有無、感光体カートリッジの有無および現像カートリッジが新品か否かを判定することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記感光体カートリッジおよび前記現像カートリッジが装着されていると判定したことを条件に、画像形成した回数をカウントして記憶し、当該カウントが所定値を超えた場合に警告を発する指示を出力することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
画像形成装置の本体に装着され、感光体を有する感光体カートリッジと、当該感光体カートリッジに装着され前記感光体へ現像剤を供給する現像カートリッジとを備えるプロセスカートリッジであって、
前記現像カートリッジは、現像剤収容部と、当該現像剤収容部に設けられた透光部とを有し、
前記本体には、前記透光部を通った光を検出する第１センサと、前記現像カートリッジを前記本体に装着したときに前記現像カートリッジに当接することで検出状態が第１の状態から第２の状態へ切り替わる第２センサと、前記現像カートリッジに係合して前記現像カートリッジ内の部材を駆動する現像カートリッジ駆動部材とが備えられ、
前記現像カートリッジは、前記第２センサと当接する部分であって前記現像カートリッジ駆動部材の駆動により動く新品検知部材をさらに備え、当該新品検知部材は、前記現像カートリッジ駆動部材の駆動により、前記第２センサに当接する新品状態、前記第２センサから離間する新品検知状態、前記第２センサに再度当接する新品検知終了状態、の順に不可逆的に遷移して停止するように構成され、
前記感光体カートリッジは、前記透光部に対向するシャッタを備え、当該シャッタは、前記現像カートリッジの前記感光体カートリッジへの装着に伴い前記透光部を開放し、脱離に伴い前記透光部を遮蔽するように構成されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−２６５４０１（Ｐ２００９−２６５４０１Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１５７０９（Ｐ２００８−１１５７０９）
【出願日】平成２０年４月２５日（２００８．４．２５）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月２５日（２００８．４．２５）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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