JP5768611B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

複写機、ファクシミリ、レーザビームプリンタなどに用いられる電子写真装置では、現像剤として、トナーおよびキャリアとからなる二成分系と、トナーのみからなる一成分系のいずれかが使用される。二成分系の現像剤では、キャリアは現像機内で再利用されるが、印刷に応じてトナーが消費されるため、適宜トナーの補給が必要となる。トナー補給を行う一つの方法として、着脱可能な回転式トナーボトルを用い、該トナーボトルに新しいトナーを充填して画像形成装置に装着する方法がある。トナーボトル装着後、トナーボトルを回転させることで現像部にトナーが補給される。

一方、一成分系の現像剤の場合は、感光体ドラム、現像機、帯電手段などを有する作像ユニットに対して着脱可能なトナーカートリッジによって現像機にトナー補給を行う。また、一成分系の現像剤については、トナーカートリッジと作像ユニットとを一体化した、いわゆるオールインワン型のカートリッジもある。このタイプのカートリッジは、トナーが無くなったときや作像ユニットが寿命となったときに、カートリッジ全体を交換する。

フルカラーの画像形成装置においては、複数のトナーボトルや、トナーカートリッジ、作像ユニット（上記オールインワン型も含む）を、カートリッジとして画像形成装置本体に着脱可能に装着する場合が多い。ここで、これらカートリッジを装着していない未装着状態や、または異なる種類や異なる色のトナーのカートリッジを装着した誤装着状態で印刷を実行すると、印刷品質の低下などを生じるおそれがある。例えば誤装着により異なる種類のトナーを補給すると、トナーの帯電特性が異なる場合には、トナー同士が接触した際にトナー間の電荷が移動することで本来の帯電特性と異なる特性となるため、かぶりをはじめとする異常画像が発生するおそれがある。また、異なる色のトナーが混入すると、たとえ微量であっても混色となるため、印刷品質の低下を招く。

カートリッジの未装着あるいは誤装着を防止するため、特許３６５０６７８号公報（特許文献１）、特開２０１０−２０４３５３号公報（特許文献２）、特開平０９−１６０４６９号公報（特許文献３）、あるいは特開２００６−１４２４８４号公報（特許文献４）などが提案されている。

上記特許文献１に記載の電子写真装置のトナー容器は、収容したトナーの種類や色などによって異なる形状の係合部を有し、容器のセット方向を規制する張り出し部材をトナー容器に着脱可能に取り付けている。特許文献２に記載のカートリッジは、各色共通の識別部材をカートリッジに保持可能として、識別部材を取り付ける角度により各色のカートリッジを区別している。いずれも、カートリッジの種別に対応した形状差を有する識別用の部材を各カートリッジに取り付けることで、機械的に個々のカートリッジを識別して、ユーザーの誤装着を未然に防止するものである。

しかし、形状差を有する識別用の部材を用いた機械的な識別手法では、ユーザーがカートリッジを強制装着した際に、カートリッジや画像形成装置本体が破損するおそれがある。また、識別用の部材が外れた状態でもカートリッジが画像装置本体に装着可能となり、誤装着が起こりうる。

また、上記特許文献３に記載の画像形成装置においては、各プロセスユニットに導電板を配設し、それぞれのユニット同士の接点を連結している。また、端部のユニットの接点と画像形成装置本体に配設した接点との連結により導電路を形成することによって、ユニットが正しい位置に装着されたことを認識するように構成している。しかし、各プロセスユニットの導電板のパターンは、順番が入れ替わると正しく接続されないようにユニット毎に異なっているため、色毎に異なる導電板を有する複数のプロセスユニットを製造する必要があり、コストメリットに乏しい。また、プロセスユニットを再利用する際には、収容するトナーは同色のトナーに限られてしまう。このように、プロセスユニットの製造コストアップやリサイクル性の問題を有している。

さらに、特許文献４に記載のプリンタには、個体情報を記録したメモリアレイを有するインクタンクを装着することにより、電気的に接続して読み取った情報に応じて、インクタンクに設けた発光部を点灯または消灯して、正しく装着されたかどうかを検知するように構成している。また、発光部の点灯を検知する受光部を装置本体に設けている。

このように、インクタンク（カートリッジ）と装置（画像形成装置）本体とのどちらか一方に発光部を設け、他方に受光部を設ける構成でもカートリッジの装着を検知することはできるが、カートリッジの交換の度に発光部もしくは受光部も交換されることとなり、メンテナンスコストが高騰する。

そこで、本発明は、かかる事情に鑑みて、カートリッジの未装着や誤装着といったカートリッジの装着不良を低コストに検知でき、かつカートリッジ着脱に伴うカートリッジや画像形成装置本体の破損を回避できるカートリッジ検知機構を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、画像形成装置本体に着脱されるカートリッジの装着不良を検知するためのカートリッジ検知機構であって、カートリッジに光学部材を設け、この光学部材に、画像形成装置本体に設けられた発光部からの光を入射させると共に、光学部材を経た通過光を画像形成装置本体に設けられた受光部で受光し、二つ以上のカートリッジを備え、光路上に、二つのカートリッジのうち一方のカートリッジに設けられた前段の光学部材と、他方のカートリッジに設けられた後段の光学部材とを配置し、少なくとも前段光学部材を、光の反射と透過とを許容するハーフミラーで構成し、前段光学部材を経た反射光と透過光とのうち、どちらか一方の通過光を後段光学部材に入射させたことを特徴とするカートリッジ検知機構である。

本発明によれば、カートリッジに設けられた光学部材を通過した通過光の状態から、カートリッジの装着不良の有無を検知することができる。このように光学的に装着不良を検知する構成を採用することで、カートリッジ（特に非正規カートリッジ）を強制装着した際にもカートリッジや画像形成装置の破損が生じにくくなる。また、発光部および受光部がいずれも画像形成装置本体側に設けられているため、カートリッジ交換時に発光部や受光部を交換する必要がなく、メンテナンスコストを抑制することができる。以上から、カートリッジの装着不良を、長期にわたり、低コストにかつ安定して検知することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の画像形成部周辺の概略構成を示す側面図である。 識別部材の主要部を示す斜視図である。 （ａ）は取付部側から見た識別部材の平面図、（ｂ）は嵌合孔を有するトナーカートリッジの側面図、さらに（ｃ）は識別部材のトナーカートリッジへの取り付け工程を示す斜視図である。 ハーフミラーを通過する光の光路を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態を示す側面図である。 （ａ）は各トナーカートリッジの装着状態、各受光部の検知状態、表示手段での表示パターンのそれぞれを示す一覧表、（ｂ）は表示手段による表示例を示す平面図である。 本発明の第２実施形態を示す側面図である。 （ａ）は各トナーカートリッジの装着状態、各受光部の検知状態、表示手段での表示パターンのそれぞれを示す一覧表、（ｂ）は各受光部における受光強度を示すグラフ、（ｃ）は表示手段による表示例を示す平面図である。 本発明の第３実施形態を示す側面図であり、（ａ）は第一の発光部の発光状態、（ｂ）は第二の発光部の発光状態を示す。 （ａ）は各トナーカートリッジの装着状態、受光部の検知状態、表示手段での表示パターンのそれぞれを示す一覧表、（ｂ）は発光部における発光強度、および受光部における受光強度を示すグラフ、（ｃ）は表示手段による表示例を示す平面図である。 本発明の第４実施形態を示す側面図であり、（ａ）は第一の光学系に光を入射させた状態、（ｂ）は第二の光学系に光を入射させた状態を示す。 （ａ）は各トナーカートリッジの装着状態、各受光部の検知状態、および表示手段での表示パターンのそれぞれを示す一覧表、（ｂ）は各受光部における受光強度を示すグラフ、（ｃ）は表示手段による表示例を示す平面図である。 本発明の第５実施形態を示す側面図であり、（ａ）は第一の光学系に光を入射させた状態、（ｂ）は第二の光学系に光を入射させた状態を示す。 （ａ）は各トナーカートリッジの装着状態、受光部の検知状態、および表示手段での表示パターンのそれぞれを示す一覧表、（ｂ）は受光部における受光強度を示すグラフ、（ｃ）は表示手段による表示例を示す平面図である。 各実施形態における発光部、受光部および光路を形成するミラーの数をまとめた表である。 （ａ）は取付部側から見た識別部材の平面図、（ｂ）は嵌合孔を有するトナーカートリッジの側面図、さらに（ｃ）は識別部材のトナーカートリッジへの取り付け工程を示す斜視図である。 （ａ）は取付部側から見た識別部材の平面図、（ｂ）は嵌合孔を有するトナーカートリッジの側面図、さらに（ｃ）は識別部材のトナーカートリッジへの取り付け工程を示す斜視図である。 （ａ）はトナーカートリッジへの側面への識別部材の取り付け工程を示す斜視図であり、（ｂ）は上面への識別部材の取り付け工程を示す斜視図である。 識別部材をトナーカートリッジの上面に取り付けた検知機構を示す側面図である。

以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の断面図である。

図１に示すように、カラー電子写真装置等からなる画像形成装置１は、露光部２、画像形成部３、画像転写部４、給紙部５、搬送路６、定着部７、および排出部８などにより構成される。

露光部２は、画像形成装置１の上部に位置しており、光を発光する光源や各種光学系より構成する。具体的には、図示しない画像取得手段から得られた画像データに基づいて作成する画像の色分解成分毎の光を、後述する画像形成部３の感光体に向けて照射し、感光体の表面を露光して潜像を形成する。

画像形成部３は、露光部２の下方に位置しており、画像形成装置１に対して着脱可能に構成された複数の作像ユニット３１を備える。各作像ユニット３１は、表面上に現像剤としてのトナーを担持可能な像担持体としての感光体ドラム３２と、感光体ドラム３２の表面を一様に帯電させる帯電ローラ３３と、感光体ドラム３２の表面にトナーを供給する現像機３４と、感光体ドラム３２の表面をクリーニングする感光体クリーニングブレード３５などで構成する。なお、各作像ユニット３１は、カラー画像の色分解成分であるイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの異なる色に対応した４つの作像ユニット３１（３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｂｋ）からなり、これらはトナーの色以外は同様の構成であるため、重複説明を省略する。

画像転写部４は、画像形成部３の直下に位置する。この画像転写部４は、駆動ローラ４ａおよび従動ローラ４ｂに周回走行可能に張架する転写ベルト４３、転写ベルト４３の表面をクリーニングするベルトクリーニング装置４４、感光体ドラム３２に対して転写ベルト４３を挟んだ対向位置に配置する一次転写ローラ４５などで構成する。各一次転写ローラ４５はそれぞれの位置で転写ベルト４３の内周面を押圧しており、各感光体ドラム３２と各一次転写ローラ４５との間にそれぞれ一次転写ニップを形成する。

また、駆動ローラ４ａに対向した位置に二次転写ローラ４６を配設する。二次転写ローラ４６は転写ベルト４３の外周面を押圧しており、駆動ローラ４ａと二次転写ローラ４６との間に二次転写ニップを形成する。さらに、ベルトクリーニング装置４４でクリーニングされた廃トナーを収容する廃トナー収容器４７を、転写ベルト４３の下方に図示しない廃トナー移送ホースを介して配設する。

給紙部５は、画像形成装置１の下部に位置しており、記録用紙Ｐを収容した用紙トレイ５１や、用紙トレイ５１から記録用紙Ｐを搬出する給紙ローラ５２などからなる。

搬送路６は、給紙部５から搬出された記録用紙Ｐを搬送する搬送経路であり、一対のレジストローラ６１の他、後述する排出部８に至るまで、図示しない搬送ローラ対を搬送路６の途中に適宜配置する。

定着部７は、二次転写ニップの搬送経路下流に位置しており、加熱源７１によって加熱される定着ローラ７２、その定着ローラ７２を加圧可能な加圧ローラ７３などを有する。

排出部８は、画像形成装置１の搬送路６の最下流に設けられ、記録用紙Ｐを外部へ排出する一対の排紙ローラ８１と、排出された記録媒体をストックする排紙トレイ８２とを有する。

以下、図１を参照して上記画像形成装置１の基本的動作を説明する。

画像形成装置１において、画像形成動作を開始すると、各作像ユニット３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｂｋの感光体ドラム３２を、図示しない駆動装置によって図の時計回りに回転駆動し、感光体ドラム３２の表面を帯電ローラ３３によって所定の極性に一様に帯電する。帯電された各感光体ドラム３２の表面に、形成する画像の色成分毎のレーザ光を露光部２からそれぞれ照射して、感光体ドラム３２の表面に静電潜像を形成する。このとき、各感光体ドラム３２に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタおよびブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように各感光体ドラム３２上に形成した静電潜像に、各現像機３４によりトナーを供給することにより、静電潜像を顕像であるトナー画像（現像剤像）として可視像化する。

次いで、画像転写部４の駆動ローラ４ａを図の反時計回りに回転駆動することにより、転写ベルト４３を図の矢印Ｄで示す方向に走行駆動する。また、各一次転写ローラ４５には、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧または定電流制御された電圧を印加する。これにより、各一次転写ローラ４５と各感光体ドラム３２との間の一次転写ニップにおいて転写電界を形成する。そして、各作像ユニット３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｂｋの感光体ドラム３２上に形成した各色のトナー画像を、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界により、転写ベルト４３上に順次重ね合わせて転写する。かくして転写ベルト４３の表面に、フルカラーのトナー画像を形成する。

その後、各感光体ドラム３２の表面に付着している残留トナーを感光体クリーニングブレード３５によって除去し、次いで、その表面を図示していない除電装置で除電することにより、その表面電位を初期化して次の画像形成に備える。

一方、画像形成動作を開始すると、画像形成装置１の下部では、給紙部５の給紙ローラ５２を回転駆動して、用紙トレイ５１に収容した記録用紙Ｐを搬送路６に送り出す。レジストローラ６１は、搬送路６に送り出された記録用紙Ｐを、所定のタイミングで二次転写ニップに搬送する。このとき二次転写ローラ４６は、転写ベルト４３上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧を印加することにより、二次転写ニップに転写電界を形成する。そして、この転写電界によって、転写ベルト４３上のトナー画像を記録用紙Ｐ上に一括して転写する。

トナー画像を転写した記録用紙Ｐは、定着部７に搬送され、加熱源７１により加熱される定着ローラ７２と加圧ローラ７３とにより加熱および加圧されてトナー画像を記録用紙Ｐに定着する。そして、トナー画像を定着した記録用紙Ｐを、定着ローラ７２から分離し、図示しない搬送ローラ対で搬送して、排出部８において排紙ローラ８１により排紙トレイ８２に排出する。一方、転写後の転写ベルト４３上に付着している残留トナーは、ベルトクリーニング装置４４により除去し、図示しないスクリューや廃トナー移送ホースなどによって廃トナー収容器４７へ搬送して回収する。

以上の説明は、記録用紙Ｐ上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つの作像ユニット３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｂｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つまたは３つの作像ユニット３１を使用して、２色または３色の画像を形成したりすることも可能である。

次に、図２に基づいて本発明における画像形成装置の画像形成部３について説明する。図２は、画像形成部３周辺の概略構成を示す側面図である。４つの作像ユニット３１の構成は同様であるため、図２において一番右側に配置された作像ユニット３１Ｙを例にその構成を詳しく説明する。

図２に示すように、本実施形態の作像ユニット３１（３１Ｙ）には、トナー収容部を有するトナーカートリッジ３６が装着される。

トナーカートリッジ３６は、内部にトナー収容部を有する立体形状の容器であり、現像機３４に対して着脱可能である。画像形成によってトナーを消費すると、図示しないトナー供給制御手段の制御により、現像機３４にトナーカートリッジ３６から所定量のトナーが供給される。トナーカートリッジ３６の所定面には、識別部材３９が取り付けられている。

現像機３４は、トナーカートリッジ３６から供給されるトナーを収容し、そのトナーを感光体ドラム３２に供給して静電潜像を顕像化するものであり、アジテータ３４ａ、供給ローラ３４ｂ、現像ローラ３４ｃ、規制ブレード３４ｄなどを有する。

アジテータ３４ａは、表面に複数の攪拌羽根を有する回転可能な部材であり、トナー供給部内で図示しない駆動手段の駆動により回転してトナーを攪拌する。現像機３４内のトナーを攪拌することで、トナー同士の凝集を防止して均一なトナーを供給する。供給ローラ３４ｂは、例えば導電化された発泡ウレタン材で構成し、トナー出口付近に配置して、現像ローラ３４ｃとの接触により形成するニップにトナーを供給する。

現像ローラ３４ｃは、導電性芯金を導電性の弾性体、例えば発泡ウレタン材で被覆することで構成し、例えば負極性のＤＣ電源などからなるバイアス電流を接続して、所定電位の現像バイアスを印加している。現像ローラ３４ｃは、供給ローラ３４ｂと感光体ドラム３２と接触して、供給ローラ３４ｂから受け取ったトナーを感光体ドラム３２の表面に供給する。

また、規制ブレード３４ｄは、ステンレス鋼などの導電性の部材で構成し、現像ニップから現像ローラ３４ｃの回転方向下流側で現像ローラ３４ｃと接触する。この接触により、現像ローラ３４ｃの表面の余分なトナーを除去すると共に、接触点を通過するトナーに摩擦による電荷を与える。

続いて、図３〜図５に基づいて、トナーカートリッジ３６に装着する識別部材３９について説明する。

図４（ｃ）に示すように、識別部材３９は、ベース部材４０と、ベース部材４０に取り付けた光学部材３８と、取付部４１とで構成される。

図３に示すように、ベース部材４０は、対向二面を正方形とした四角柱状をなし、光透過性材料、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂などのプラスチックや、ガラスなどで形成される。ベース部材４０の前記対向二面を除く四つの側面のうち、いずれか一面には、光学部材３８が適宜の手段で装着される。光学部材３８は、入射した光のうち所定量の光を透過して残りの光を反射するハーフミラーＨＭで構成する。なお、前記光透過性材料には空気も含まれる。従って、ベース部材４０を、光学部材３８の装着面以外の面に開口させた中空状に形成しても良い。

ベース部材４０のうち、前記対向二面の一方には、トナーカートリッジ３６に収容するトナー色に対応したシールＳを貼付することができる。このシールＳにより、ユーザーがトナーカートリッジ３６に収容されたトナー色を認識することが可能となる。

図４（ｃ）に示すように、取付部４１はベース部材４０の前記対向二面の他方に設けられる。取付部４１は、円柱状の基部４１ａと基部４１ａの半径方向に突出するリブ部４１ｂとからなる。取付部４１は、ベース部材４０と一体形成する他、ベース部材４０に適宜の手段で取り付けた別部材とすることもできる。

図４（ｂ）に示すように、トナーカートリッジ３６には、取付部４１と嵌合する嵌合孔４２が形成される。嵌合孔４２は、基部４１ａに対応する円形部と、リブ部４１ｂに対応する切欠き部４２ｂとからなる。切欠き部４２ｂは、円形部４２ａの円周方向複数個所に等間隔で設けられている。切欠き部４２ｂの数は、トナーカートリッジ３６の色数と同数とし、本実施形態では、９０度毎に等間隔で四箇所に設けた場合を例示している。

図４（ｃ）に示すように、トナーカートリッジ３６への識別部材３９の取り付けは、取付部４１を嵌合孔４２に嵌合することにより行う。その際、取付部４１の基部４１ａを嵌合孔４２の円形部４２ａに嵌合する一方で、取付部４１のリブ部４１ｂをいずれか一つの切欠き部４２ｂに嵌合する。リブ部４１ｂの嵌合先を４つの切欠き部４２ｂの中から適宜選択することで、識別部材３９を、回転軸Ｏを中心とする４つの異なる回転位相角（０°、９０°、１８０°、２７０°）でトナーカートリッジ３６に対して位置決めすることができる。識別部材３９を嵌合孔４２から取り外し、リブ部４１ｂの嵌合相手を異なる切欠き部４２ｂに変えることで、識別部材３９の回転位相角を任意に変更することができる。

識別部材３９の回転位相角は、トナーカートリッジ３６の種類、具体的には各カートリッジ３６に収容されるトナーの色に応じて定められる。例えば、ブラック（Ｂｋ）を０°、シアン（Ｃ）を９０°、マゼンタ（Ｍ）を１８０°、イエロー（Ｙ）を２７０°の回転位相角に設定する。識別部材３９の回転位相角をこれらの角度間で切り替えると、光学部材３８は、識別部材３９の回転軸Ｏの周囲を移動しながらその姿勢を変化させる。この時、光学部材３８は、識別部材３９の回転軸Ｏを中心として回転移動角に応じた回転対称性を持つ。従って、識別部材３９の回転位相角とトナーカートリッジ３６のトナー色とを関連付けることにより、光学部材３８の位置および姿勢も各色に対応した四つの態様の間で切り替えることができる（図６参照）。

トナーカートリッジ３６に形成する嵌合孔４２は、例えばトナー収容部にトナーを再充填するための補給口として用いることができる。これにより、補給口を封止するための別部材が不要となって、部品点数を削減することができる。嵌合孔４２の周辺にゴムや発泡ウレタンのような気密性シール材を配置し、取付部４１をシール材に密着させて、トナーカートリッジ３６内部を密閉することが好ましい。トナーカートリッジ３６から識別部材３９を取り外し、嵌合孔４２よりトナーを充填してから、再び識別部材３９を嵌合孔４２に嵌合することにより、リサイクルトナーカートリッジを製造することができる。

この際、各識別部材３９を同形状に形成しておけば、シールＳをはがすことにより、識別部材３９を各色のトナーカートリッジ３６において共用することができる。従って、トナーカートリッジ３６のリサイクルが可能となる。

識別部材３９には、後述する発光部から光が入射する。ここで、図５に示すように、光学部材３８をハーフミラーで構成した場合、光学部材３８に光が入射されると、光の一部が反射光となり、残りの光が光学部材３８を透過する透過光となる。光の入射角θを一定として、ハーフミラーＨＭの透過率を５０％とした場合、光強度１００の入射光に対して、反射光および透過光の光強度はそれぞれ５０となる。

次に、図６〜図８に基づいて、本発明にかかるカートリッジ検知機構の各実施形態を説明する。

〔第１実施形態〕
図６は、本発明にかかる検知機構の第１実施形態を示す概略図である。この実施系形態の検知機構は、光学部材３８、発光部ＬＤ、受光部ＰＤ、およびミラーＭ（反射率１００％）をそれぞれに有する２系統の光学系（第一の光学系および第二の光学系）で構成される。

各トナーカートリッジ３６は、画像形成装置本体の図示しない受け部に着脱可能に装着される。トナーカートリッジ３６の配置順序は、識別部材３９を回転させて回転位相角を順次大きくした際に、各回転位相角に対応するトナー色の出現順序に準じており、本実施形態では、発光部ＬＤ側から、ブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に各色トナーカートリッジ３６が配置されている。

各識別部材３９は、図４（ｃ）に示す回転軸Ｏを発光部ＬＤの入光方向と直交する方向（紙面鉛直方向）に向けて、各色に対応付けられた所定の回転位相角でトナーカートリッジ３６Ｂｋ，３６Ｃ，３６Ｍ，３６Ｙにそれぞれ装着されている。

本実施形態において、第一の光学系（実線で示す）は、第一の発光部ＬＤ１と、二つの光学部材３８（例えば二段目および三段目の光学部材３８Ｃ，３８Ｍ）と、二つの受光部ＰＤ１，ＰＤ２と、複数のミラーＭ１，Ｍ２とを含む光学系である。また、第二の光学系（破線で示す）は、第二の発光部ＬＤ２と、残りの二つの光学部材３８（一段目および四段目の光学部材３８Ｂｋ，３８Ｙ）と、二つの受光部ＰＤ３，ＰＤ４と、複数のミラーＭ３，Ｍ４とを含む光学系である。

第一の発光部ＬＤ１と第二の発光部ＬＤ２は、投光方向を平行にして画像形成装置本体の適所に配置される。第一の発光部ＬＤ１の光路上に第一の光学系の二つの光学部材３８Ｃ，３８Ｍが配置され、第二の発光部ＬＤ２の光路上に、第二の光学系の二つの光学部材３８Ｂｋ，３８Ｙが配置されている。各姿勢の光学部材３８に対する光の入射角はいずれも等しく、本実施形態では４５°の入射角になっている。

各発光部ＬＤ１、ＬＤ２は、直進性の高い光、例えばレーザ光を照射する光源（レーザダイオード等）で構成される。この発光部ＬＤ１，ＬＤ２として、各感光体ドラム３２を露光させる露光部２の光源を使用することもできる。

受光部ＰＤ１〜ＰＤ４は、光電変換素子を有する半導体素子、例えばフォトダイオード等からなる受光センサで構成される。各受光部ＰＤ１〜ＰＤ４は、発光部ＬＤと同様に、いずれも画像形成装置本体の適所に装着されている。この実施形態における各受光部ＰＤ１〜ＰＤ４は、受光の有無のみを検知できるものであれば足り、受光強度を検知する必要はない。そのため、安価な受光センサを使用することができる。

各識別部材３９に設けた光学部材３８Ｂｋ，３８Ｃ，３８Ｍ，３８Ｙは、いずれもハーフミラーで構成される。各識別部材３９Ｂｋ，３９Ｃ，３９Ｍ，３９Ｙは同一平面上に配置するのが望ましい。これにより、検知機構全体の構成を薄型化すると共に、光学系の構成を簡略化することができる。

以上に述べた検知機構においては、図６に示すように、第一の発光部ＬＤ１から出射した光は、第一の光学系の前段の光学部材３８Ｃ（第一の前段光学部材）に入射し、反射光と透過光からなる二種類の通過光に分けられる。このうちの反射光は、ミラーＭ１で光路を変更した上で第一の受光部ＰＤ１に受光される。一方、透過光は、第一の光学系の後段の光学部材３８Ｍ（第一の後段光学部材）に入射し、透過光と反射光からなる二つの通過光に分けられる。この二種類の通過光のうち、反射光は、ミラーＭ２で光路を９０度変更した上で、第二の受光部ＰＤ２に受光される。透過光は、イエロー（Ｙ）の識別部材３９のベース部材４０を透過する。

また、第二の光学系においても同様に、第二の発光部ＬＤ２から出射した光は、第二の光学系の前段の光学部材３８Ｂｋ（第二の前段光学部材）に入射し、反射光と透過光からなる二つの通過光に分けられる。この時、第二の発光部ＬＤ２は、第一の発光部ＬＤ１と同時に発光させることができる。反射光は、ミラーＭ３で光路を９０度変更して第三の受光部ＰＤ３に受光される。第二の前段光学部材３８Ｂｋを経た透過光は、第二の光学系の後段の光学部材３８Ｙ（第二の後段光学部材）に入射し、透過光と反射光からなる二つの通過光に分けられる。この二種類の通過光のうち、反射光がミラーＭ４で光路を変更して第四の受光部ＰＤ４で受光され、透過光はイエロー（Ｙ）の識別部材３９Ｙのベース部材４０を透過する。

各受光部ＰＤ１〜ＰＤ４の受光信号は、図示しない制御装置に入力される。全ての受光部ＰＤで受光されたことを検知すれば、制御装置は、全てのトナーカートリッジ３６Ｂｋ，３６Ｃ，３６Ｍ，３６Ｙが正常に装着されたと判定する。

各トナーカートリッジ３６Ｂｋ，３６Ｃ，３６Ｍ，３６Ｙのいずれかが未装着の状態、あるいはいずれかのトナーカートリッジの識別部材３９が外れた状態では、発光部ＬＤから出射される光が、未装着等のカートリッジに対応する光学部材３８で反射されないため、対応する受光部ＰＤは光を検知しない。また、誤装着により異なる色のトナーカートリッジ３６が装着された場合は、誤装着にかかるトナーカートリージの光学部材３８により、光が規定外の方向に反射されるため、同様に対応する受光部ＰＤでは受光を検知しない。

このように、いずれかの受光部ＰＤが受光を検知しない場合は、制御装置は、当該受光部ＰＤに対応するトナーカートリッジ３６が未装着あるいは誤装着等の装着不良の状態にあると判定する。

以上に述べた判定結果を、制御装置から適当な表示手段に送信する。表示手段Ｕとしては、例えばブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色について、装着不良の有無を表示する４つのランプを設けることが考えられる（図７（ｂ）参照）。各色のランプを、例えば正常装着であれば点灯させ、装着不良であれば消灯することで、ユーザーはどの色のカートリッジ３６で装着不良が生じたのかを了知させることができる。制御装置は、全てのトナーカートリッジ３６Ｂｋ，３６Ｃ，３６Ｍ，３６Ｙが正常装着されていると判定すれば、画像形成動作を開始する。その一方、少なくともいずれか一色のトナーカットリッジ３６Ｂｋ，３６Ｃ，３６Ｍ，３６Ｙで装着不良があれば、画像形成装置１を強制的に停止させ、さらに必要に応じてユーザー向けに警報（アラート）を報知する。なお、表示手段の構成は任意であり、上記のようにランプを使用する他、液晶表示を採用することもできる。

図７（ａ）にトナーカートリッジ３６の装着状態、受光部ＰＤでの検知結果、表示手段での表示パターンの一覧表を示す。「装着状態」の欄は、各トナーカートリッジ３６が正しく装着されているか否かを表し、正しく装着されている状態を○で、未装着または誤装着の状態を×で示す。また、「ＰＤ検知」の欄は、各受光部ＰＤでの受光の有無を表し、受光を検知した場合を１で、未検知の場合を０で示す。また、「表示パターン」は、表示手段でのランプのＯＮ／ＯＦＦ状態を示す。

図７（ａ）からも明らかなように、本発明の検知機構であれば、個々のトナーカートリッジ毎に装着不良の有無を判定することができ、各トナーカートリッジ３６Ｂｋ，３６Ｃ，３６Ｍ，３６Ｙで生じる装着不良の有無のあらゆる組合せに対しても確実に検知することができる。

この際、トナーカートリッジ毎の装着不良の有無を光学的に検知する構造であるので、トナーカートリッジ（特に非正規のトナーカートリッジ）を強制装着した際にも、部材の形状差から機械的に装着不良の有無を判定する構成で問題となる、トナーカートリッジや画像形成装置本体での破損を生じにくい。

また、発光部ＬＤおよび受光部ＰＤがいずれも画像形成装置本体側に設けられているため、トナーカートリッジ交換時に発光部ＬＤや受光部ＰＤを交換する必要がなく、メンテナンスコストを抑制することができる。

さらに、二つの光学系のそれぞれに、前段の光学部材３８Ｃ，３８Ｂｋと、後段の光学部材３８Ｍ，３８Ｙとを配置し、ハーフミラーからなる前段の光学部材３８Ｃ，３８Ｂｋを経た透過光を、後段の光学部材３８Ｍ，３８Ｙに入射させているため、それぞれの光学系で、一つの発光部ＬＤから二つの通過光を得て、それぞれ受光部ＰＤで受光させることができる。そのため、発光部ＬＤの数をトナーカートリッジ３６の種類数よりも削減（半減）することができる。これにより、検知機構全体の発光部ＬＤの数を少なくして、低コスト化を図ることができる。

以上に述べた実施形態では、各光学部材３８Ｂｋ，３８Ｃ，３８Ｍ，３８Ｙを経た通過光（反射光もしくは透過光）のうち、反射光を受光部ＰＤ１〜ＰＤ４で受光するようにしているが、ミラーＭ１〜Ｍ４の配置や数を変更することで、受光部ＰＤ１〜ＰＤ４の一部または全部で、各光学部材３８を経た透過光を受光するように構成することもできる。この場合、前段光学部材３８Ｂｋ，３８Ｃの反射光を、後段光学部材３８Ｍ，３８Ｙに入射させる。各光学部材３８を構成するハーフミラーとしては、透過率５０％のものに限らず、任意の透過率のものを使用することができる。

各光学系の後段光学部材３８Ｍ，３８Ｙは、全反射を行う反射部材（ミラー）で構成することもできる。

〔第２実施形態〕
図８および図９に本発明にかかる検知機構の第２実施形態を示す。第１実施形態では、各光学部材３８Ｂｋ，３８Ｃ，３８Ｍ，３８Ｙを経た通過光を、それぞれに対応した一つの受光部ＰＤ１〜ＰＤ４で受光している。これに対し、第２実施形態では、前段の光学部材３８Ｂｋ，３８Ｃと後段の光学部材３８Ｍ，３８Ｙとで受光部ＰＤを一部共用化し、一つの受光部ＰＤでどちらか一方の前段光学部材（３８Ｂｋ，３８Ｃのどちらか一方）の通過光と、どちらか一方の後段光学部材（３８Ｍ，３８Ｙのどちらか一方）の通過光とを受光するようにしている。

この第２実施形態では、二つの受光部ＰＤ１，ＰＤ２が設置される。第一の受光部ＰＤ１が異なる光学系に属する前段光学部材と後段光学部材の各反射光を受光し、第二の受光部ＰＤ２も異なる光学系に属する前段光学部材と後段光学部材の各反射光を受光するようになっている。具体的には、第一の受光部ＰＤ１が、第二の光学系の前段光学部材３８Ｂｋ（第二の前段光学部材）の反射光と、第一の光学系の後段光学部材３８Ｍ（第一の後段光学部材）の反射光とを受光し、第二の受光部ＰＤ２が、第一の光学系の前段光学部材３８Ｃ（第一の前段光学部材）の反射光と、第二の光学系の後段光学部材３８Ｙ（第二の後段光学部材）の反射光とを受光するように各ミラー１〜４が配置されている。

各光学部材３８Ｂｋ，３８Ｃ，３８Ｍ，３８Ｙはハーフミラーで構成される。各ハーフミラーの透過率が５０％であることから、発光部ＬＤの光強度を１００とした場合、前段光学部材３８Ｂｋ，３６Ｃを経た反射光の光強度は５０となり、後段の光学部材３８Ｍ，３８Ｙを経た反射光の光強度は２５となる。

この場合において、第一の受光部ＰＤ１での受光強度を場合分けして考えると、前段光学部材３８Ｂｋおよび後段光学部材３８Ｍのそれぞれに対応するトナーカートリッジ３６Ｂｋ，３６Ｍが正常装着されていれば、第一の受光部ＰＤ１の受光強度は７５となる（５０＋２５）。前段光学部材３８Ｂｋに対応するトナーカートリッジ３６Ｂｋが正常装着される一方、後段光学部材３８Ｍに対応するトナーカートリッジ３６Ｍに装着不良があれば、第一の受光部ＰＤ１の受光強度は５０となり、正常装着と装着不良の関係が逆の場合は第一の受光部ＰＤ１の受光強度は２５となる。双方のトナーカートリッジ３６Ｂｋ，３６Ｍに装着不良があれば第一の受光部ＰＤ１の受光強度は０となる。

従って、第一の受光部ＰＤ１として、７５，５０，２５，０の４段階の受光強度を判別できるものを使用すれば、二つのトナーカートリッジ３６Ｂｋ，３６Ｍで生じる正常装着・装着不良のあらゆる組合せを検知することが可能となる。第二の受光部ＰＤ２においても同様に、二つのトナーカートリッジ３６Ｃ，３６Ｙの正常装着・装着不良の組合せに応じて、７５，５０，２５，０の４段階の受光強度が生じる。そのため、第二の受光部ＰＤ２として４段階の受光強度を判別できるものを使用すれば、二つのトナーカートリッジ３６Ｃ，３６Ｙで生じる正常装着・装着不良のあらゆる組合せを検知することが可能となる。

図９（ａ）に、第２実施形態における各トナーカートリッジ３６の装着状態、各受光部ＰＤでの検知結果、表示手段での表示パターンの一覧表を示す。同図からも明らかなように、各受光部ＰＤ１，ＰＤ２の受光強度が４段階のどのレベルであるかを認識することで、各トナーカートリッジ３６Ｂｋ，３６Ｃ，３６Ｍ，３６Ｙで生じる正常装着および装着不良のあらゆる組合せに対し、個々のトナーカートリッジ３６Ｂｋ，３６Ｃ，３６Ｍ，３６Ｙの装着状態を判定することができる。この判定結果を表示手段Ｕで表示することで、ユーザーに個々のトナーカートリッジの装着状態を了知させることができる。

なお、ブラック（Ｂｋ）とイエロー（Ｙ）のトナーカートリッジ３６Ｂｋ，３６Ｙに装着不良があり、他のトナーカットリッジ３６Ｃ，３６Ｍが正常装着されていると仮定した場合、各受光部ＰＤ１，ＰＤ２での受光強度は図９（ｂ）に示すとおりである。また、図９（ｃ）にこの場合の表示手段Ｕでの表示パターンを示す（白塗りが点灯、黒塗りが消灯を表す）。

この第２実施形態でも、基本的に上記第１実施形態と同様の作用効果が得られる。加えて第２実施形態によれば、第一の光学系と第二の光学系の間で受光部ＰＤを共用しているので、第１実施形態に比べて受光部ＰＤの数を削減（半減）できるという作用効果も得られる。

なお、この第２実施形態でも、第１実施形態と同様に、ミラーＭ１〜Ｍ４の配置や数を変更することで、受光部ＰＤ１，ＰＤ２のどちらか一方または双方で、各光学部材３８を経た透過光を受光することもできる。この場合、前段光学部材３８Ｂｋ，３８Ｃの反射光を、後段光学部材３８Ｍ，３８Ｙに入射させる。

また、各光学部材３８を構成するハーフミラーとしては、透過率５０％のものに限らず、任意の透過率のものを使用することもできる。ハーフミラーとして、透過率５０％以外のものを使用する場合には、各光学系の後段光学部材３８Ｍ，３８Ｙを、全反射を行う反射部材（ミラー）で構成することもできる。

また、図８の構成では、二つの受光部ＰＤ１，ＰＤ２のそれぞれで、前段光学部材と後段光学部材の反射光を受光する際に、異なる光学系の反射光を受光するようにしている。これに対し、ミラーＭの配置や数を変更することにより、二つの受光部ＰＤ１，ＰＤ２のそれぞれで、同じ光学系の前段光学部材と後段光学部材の反射光を受光するように構成することもできる（例えば、第一の受光部ＰＤ１で第一の光学系の前段光学部材３８Ｃと後段光学部材３８Ｍの反射光を受光し、第二の受光部ＰＤ２で第二の光学系の前段光学部材３８Ｂｋと後段光学部材３８Ｙの反射光を受光する。図１０（ａ）（ｂ）参照）。

〔第３実施形態〕
図１０および図１１に、本発明にかかる検知機構の第３実施形態を示す。第２実施形態では、第一の発光部ＬＤ１と第二の発光部ＬＤ２を同時に発光させたが、第３実施形態では、第一の光学系の第一発光部ＬＤ１と、第二の光学系の第二発光部ＬＤ２とを時間差をもって発光させるようにしている。

この実施形態の検知機構全体で、一つの受光部ＰＤ１が設置される。第一の受光部ＰＤ１は、まず、一方の光学系（第一の光学系）に属する前段光学部材と後段光学部材との反射光を受光し、これに引き続いて、他の光学系（第二の光学系）に属する前段光学部材と後段光学部材との各反射光を受光する。具体的には、まず、第一の受光部ＰＤ１が、第一の光学系の前段光学部材３８Ｃ（第一の前段光学部材）と後段光学部材３８Ｍ（第一の後段光学部材）の各反射光とを受光し、これに引き続いて、第一の受光部ＰＤ１が、第二の光学系の前段光学部材３８Ｂｋ（第二の前段光学部材）と後段光学部材３８Ｙ（第二の後段光学部材）の各反射光とを受光する。これを実現できるように、各ミラーＭ１〜Ｍ８が配置されている。

この実施形態では、図１０（ａ）に示すように、まず、第一の光学系の第一発光部ＬＤ１を発光し、第一の光学系の前段光学部材３８Ｃおよび後段光学部材３８Ｍの反射光を受光部ＰＤ１で受光する。この時、受光部ＰＤ１では、第２実施形態と同様に、二つのトナーカートリッジ３６Ｃ，３６Ｍの正常装着・装着不良の組合せに応じて、７５，５０，２５，０の４段階の受光強度が生じる。従って、受光部ＰＤ１として、この４段階の受光強度を判別できるものを使用することにより、二つのトナーカートリッジ３６Ｃ，３６Ｍで生じる正常装着・装着不良のあらゆる組合せを検知することができる。

次に、図１０（ｂ）に示すように、第一の発光部ＬＤ１を消灯すると共に、第二の光学系の第二発光部ＬＤ２を発光させ、第二の光学系の前段光学部材３８Ｂｋおよび後段光学部材３８Ｙの反射光を受光部ＰＤ１で受光する。これにより、残りの二つのトナーカートリッジ３６Ｂｋ，３６Ｙで生じる正常装着・装着不良のあらゆる組合せを検知することができる。図１１（ｂ）に示すように、第一の発光部ＬＤ１と第二の発光部ＬＤ２を交互に繰り返し発光させることで、装着不良の有無を複数回判定することができ、判定精度が向上する。

図１１（ａ）に、第３実施形態における各トナーカートリッジ３６の装着状態、受光部ＰＤでの検知結果、表示手段での表示パターンの一覧表を示す。上記のように、第一の光学系での検知と、第二の光学系での検知とが時間差をもって行われるため、先の検知工程での検知結果を制御装置で記憶しておき、後の検知結果と照合することで、各トナーカートリッジ３６Ｂｋ，３６Ｃ，３６Ｍ，３６Ｙで生じる正常装着および装着不良のあらゆる組合せを認識し、個々のトナーカートリッジ３６Ｂｋ，３６Ｃ，３６Ｍ，３６Ｙについて、その装着状態の良否を判定することができる。この判定結果を表示手段Ｕで表示することで、ユーザーに個々のトナーカートリッジの装着状態を了知させることができる。

なお、一例として、図１１（ｂ）に、シアン（Ｃ）とイエロー（Ｙ）のトナーカートリッジ３６Ｃ，３６Ｙに装着不良があり、他のトナーカットリッジ３６Ｂｋ，３６Ｍが正常装着されている場合の受光部ＰＤ１での受光強度を示し、図１１（ｃ）にこの場合の表示手段Ｕでの表示パターンを示す（白塗りが点灯、黒塗りが消灯を表す）。

この第３実施形態でも、基本的に上記第２実施形態と同様の作用効果が得られる。加えて第３実施形態によれば、第一の光学系の第一発光部ＬＤ１と、第二の光学系の第二発光部ＬＤ２とを時間差をもって発光させるようにしているので、第一の光学系と第二の光学系とで同じ受光部ＰＤを共用できる。そのため、第２実施形態に比べて受光部ＰＤの数を削減（半減）できるという作用効果も得られる。

なお、この第３実施形態でも、第２実施形態と同様に、ミラーＭ１〜Ｍ８の配置や数を変更することで、受光部ＰＤ１で、各光学部材３８を経た透過光を受光することもできる。この場合、前段光学部材３８Ｂｋ，３８Ｃの反射光を、後段光学部材３８Ｍ，３８Ｙに入射させる。

また、各光学部材３８を構成するハーフミラーとしては、透過率５０％のものに限らず、任意の透過率のものを使用することもできる。ハーフミラーとして、透過率５０％以外のものを使用する場合には、各光学系の後段光学部材３８Ｍ，３８Ｙを、全反射を行う反射部材（ミラー）で構成することもできる。

〔第４実施形態〕
図１２および図１３に、本発明にかかる検知機構の第４実施形態を示す。この実施形態では、第一の光学系と第二の光学系とで同じ発光部ＬＤ１を共用し、発光部ＬＤ１からの光の照射方向を、可動ミラーＭ０により、第一の光学系と第二の光学系との間で切り替え可能としている。

可動ミラーＭ０は、図１２（ａ）に示すように、発光部ＬＤ１の光路外に退避させた状態（位置Ａ）と、図１２（ｂ）に示すように、発光部ＬＤ１の光路上に配置した状態（位置Ｂ）との間で切り替え可能に構成する。この可動ミラーＭ０の切り替えは、例えば図示しないモータ等の駆動機構で可動ミラーＭ０を揺動させることで行うことができる。

本実施形態の検知機構では、二つの受光部ＰＤ１，ＰＤ２が設置される。第２実施形態と同様に、第一の受光部ＰＤ１は異なる光学系に属する前段光学部材と後段光学部材の反射光を受光し、第二の受光部ＰＤ２も異なる光学系に属する前段光学部材と後段光学部材の反射光を受光する。具体的には、第一の受光部ＰＤ１が、第二の光学系の前段光学部材３８Ｂｋの反射光と第一の光学系の後段光学部材３８Ｍの反射光とを受光し、第二の受光部ＰＤ２が、第一の光学系の前段光学部材３８Ｃの反射光と第二の光学系の後段光学部材３８Ｙの反射光とを受光するように各ミラーＭ１〜Ｍ４が配置されている。

図１２（ａ）に示すように、可動ミラーＭ０を発光部ＬＤ１の光路外に配置した状態で発光部ＬＤ１を発光させると、発光部ＬＤ１の光は、第一の光学系の前段光学部材３８Ｃおよび後段光学部材３８Ｍに入射し、前者の反射光が第二の受光部ＰＤ２に、後者の反射光が第一の受光部ＰＤ１に受光される。次いで、図１２（ｂ）に示すように、可動ミラーＭ０を発光部ＬＤ１の光路上に配置し、その状態で発光部ＬＤ１を発光させると、発光部ＬＤ１の光は、第二の光学系の前段光学部材３８Ｂｋおよび後段光学部材３８Ｙに入射し、前者の反射光が第一の受光部ＰＤ１に、後者の反射光が第二の受光部ＰＤ２に受光される。

この場合、第一の受光部ＰＤ１は、第二の光学系の前段光学部材３８Ｂｋの反射光と、第一の光学系の後段光学部材３８Ｍの反射光とを時間差をもって受光する。また、第二の受光部ＰＤ２は、第一の光学系の前段光学部材３８Ｃの反射光と第二の光学系の後段光学部材３８Ｙの反射光とを時間差をもって受光する。この場合、第一および第二の受光部ＰＤ１，ＰＤ２は、それぞれ前段光学部材の反射光と後段光学部材の反射光とを時間差をもって受光する。そのため、第一および第二の受光部ＰＤ１，ＰＤ２は、第２および第３の実施形態のように、複数段階の受光強度を判別する必要はなく、受光の有無を検知できるものであれば足りる。従って、安価な受光センサを使用することができる。

図１３に、以上に述べた第４実施形態における各トナーカートリッジ３６の装着状態、受光部ＰＤでの検知結果、表示手段での表示パターンの一覧表を示す。上記のように、第一の光学系での装着状態の検知と、第二の光学系での装着状態の検知とが可動ミラーＭ０の切り替えにより時間差をもって行われるため、先の検知結果を制御装置で記憶しておき、後の検知結果と照合することで、４つの各トナーカートリッジ３６Ｂｋ，３６Ｃ，３６Ｍ，３６Ｙで生じる正常装着および装着不良のあらゆる組合せを認識し、個々のトナーカートリッジ３６Ｂｋ，３６Ｃ，３６Ｍ，３６Ｙについて、その装着状態の良否を判定することができる。この判定結果を表示手段Ｕで表示することで、ユーザーに個々のトナーカートリッジの装着状態を了知させることができる。

なお、一例として、図１３（ｂ）に、シアン（Ｃ）とイエロー（Ｙ）のトナーカートリッジ３６Ｃ，３６Ｙに装着不良があり、他のトナーカットリッジ３６Ｂｋ，３６Ｍが正常装着されている場合の受光部ＰＤ１，ＰＤ２での受光強度を示し、図１３（ｃ）にこの場合の表示手段Ｕでの表示パターンを示す（白塗りが点灯、黒塗りが消灯を表す）。

この第４実施形態でも、基本的に上記第２および第３実施形態と同様の作用効果が得られる。加えて第４実施形態によれば、発光部ＬＤ１からの光の入射方向を、第一の光学系と第二の光学系との間で切り替えるようにしているので、第一の光学系と第二の光学系とで発光部ＬＤを共用することができる。そのため、検知機構全体の発光部ＬＤの数をさらに削減（半減）させ、一つにすることができる。

第４実施形態では、各光学部材３８Ｂｋ，３８Ｃ，３８Ｍ，３８Ｙを経た通過光のうち、反射光を受光部ＰＤ１，ＰＤ２で受光するようにしているが、ミラーＭ１〜Ｍ４の配置や数を変更することで、受光部ＰＤ１，ＰＤ２で、各光学部材３８を経た透過光を受光することもできる。この場合、前段光学部材３８Ｂｋ，３８Ｃの反射光を、後段光学部材３８Ｍ，３８Ｙに入射させる。

各光学部材３８を構成するハーフミラーとしては、透過率５０％のものに限らず、任意の透過率のものを使用することができる。

また、各光学系の後段光学部材３８Ｍ，３８Ｙは、全反射を行う反射部材（ミラー）で構成することもできる。

〔第５実施形態〕
図１４および図１５に、本発明にかかる検知機構の第５実施形態を示す。この実施形態では、第４実施形態と同様に、発光部ＬＤ１からの光の照射方向を、可動ミラーＭ０により、第一の光学系と第二の光学系との間で切り替えることで、第一の光学系による装着状態の検知と、第二の光学系による装着状態の検知とを時間差をつけて行うようにしている。

この第５実施形態では、機構全体で一つの受光部ＰＤ１を設置している点が第４実施形態と異なる。具体的には、第一の光学系の前段光学部材３８Ｃの反射光、第一の光学系の後段光学部材３８Ｍの反射光、第二の光学系の前段光学部材３８Ｂｋの反射光、および第二の光学系の後段光学部材３８Ｙの反射光が、いずれも一つの受光部ＰＤ１で受光されるように各ミラーＭ１〜Ｍ８が配置されている。

図１４（ａ）に示すように、可動ミラーＭ０を揺動させて発光部ＬＤ１の光路外に配置し（位置Ａ）、その状態で発光部ＬＤ１を発光させると、発光部ＬＤ１の光は、第一の光学系の前段光学部材３８Ｃおよび後段光学部材３８Ｍに入射し、双方の反射光が受光強度差をもって受光部ＰＤ１に受光される。次いで、図１４（ｂ）に示すように、可動ミラーＭ０を発光部ＬＤ１の光路上に配置し（位置Ｂ）、その状態で発光部ＬＤ１を発光させると、発光部ＬＤ１の光は、第二の光学系の前段光学部材３８Ｂｋおよび後段光学部材３８Ｙに入射し、双方の反射光が受光強度差をもって同じ受光部ＰＤ１に受光される。

この時、受光部ＰＤ１では、前段の検知工程によって、二つのトナーカートリッジ３６Ｃ，３６Ｍの正常装着・装着不良の組合せに応じて、７５，５０，２５，０の４段階の受光強度が生じる。同様に後段の検知行程によって、残りのトナーカートリッジ３６Ｂｋ，３６Ｙの正常装着・装着不良の組合せに応じて、７５，５０，２５，０の４段階の受光強度が生じる。従って、受光部ＰＤ１として、この４段階の受光強度を検知できるものを使用することにより、各トナーカートリッジ３６Ｂｋ，３６Ｃ，３６Ｍ，３６Ｙで生じる正常装着・装着不良のあらゆる組合せを検知することができる。

図１５（ａ）に、第５実施形態における各トナーカートリッジ３６の装着状態、受光部ＰＤでの検知結果、表示手段での表示パターンの一覧表を示す。上記のように、第一の光学系での装着状態の検知と、第二の光学系での装着状態の検知とが可動ミラーＭ０の切り替えにより時間差をもって行われるため、先の検知工程での検知結果を制御装置で記憶しておき、後の工程の検知結果と照合することで、各トナーカートリッジ３６Ｂｋ，３６Ｃ，３６Ｍ，３６Ｙで生じる正常装着および装着不良のあらゆる組合せを認識し、個々のトナーカートリッジ３６Ｂｋ，３６Ｃ，３６Ｍ，３６Ｙについて、その装着状態の良否を判定することができる。この判定結果を表示手段Ｕで表示することで、ユーザーに個々のトナーカートリッジの装着状態を了知させることができる。

なお、一例として、図１５（ｂ）にシアン（Ｃ）とイエロー（Ｙ）のトナーカートリッジ３６Ｃ，３６Ｙに装着不良があり、他のトナーカットリッジ３６Ｂｋ，３６Ｍが正常装着されている場合の受光部ＰＤ１での受光強度を示し、図１５（ｃ）にこの場合の表示手段Ｕでの表示パターンを示す（白塗りが点灯、黒塗りが消灯を表す）。

この第５実施形態でも、基本的に上記第４実施形態と同様の作用効果が得られる。加えて第５実施形態によれば、第一の光学系と第二の光学系とで同じ受光部ＰＤを共用し、検知機構全体で受光部ＰＤの数を一つにしているので、第４実施形態に比べて受光部ＰＤの数を削減（半減）できるという作用効果も得られる。

なお、この第５実施形態でも、第２実施形態と同様に、ミラーＭ１〜Ｍ８の配置や数を変更することで、受光部ＰＤ１で、各光学部材３８を経た透過光を受光することもできる。この場合、前段光学部材３８Ｂｋ，３８Ｃの反射光を、後段光学部材３８Ｍ，３８Ｙに入射させる。

また、各光学部材３８を構成するハーフミラーとしては、透過率５０％のものに限らず、任意の透過率のものを使用することができる。ハーフミラーとして、透過率５０％以外のものを使用する場合には、各光学系の後段光学部材３８Ｍ，３８Ｙを、全反射を行う反射部材（ミラー）で構成することもできる。

図１６に、以上に述べた第１〜第５実施形態における発光部ＬＤ、受光部ＰＤ、および光路を形成するミラーＭの数などのまとめを示す。いずれの実施形態においても、発光部ＬＤの数は、トナーカートリッジ３６の数を下回り、また第２実施形態〜第５実施形態では、受光部ＰＤの数がトナーカートリッジ３６の数を下回る。そのため、従来のようにトナーカートリッジ３６毎に発光部と受光部とを設ける検知機構に比べると、発光部ＬＤや受光部ＰＤの数を減じて、低コスト化を図ることができる。

〔識別部材の他の構成例〕
以上の説明では、識別部材３９として、対向二面を正方形とする四角柱状部分を有するベース部材４０において、四角柱部分の対向二面を除く側面に光学部材３８を取り付けた構成を例示したが、識別部材３９はこれ以外の形状に形成することもできる。

図１７（ａ）〜（ｃ）に示す識別部材３９は、図４（ｃ）に示す実施形態において、ベース部材４０を円柱状に形成して、その外周面の円周方向９０°の範囲内に光学部材３８を取り付けたものである。基部４１ａおよびリブ部４１ｂを有する取付部４１のうち、基部４１ａは、ベース部材４０と一体かつ同径の円柱状をなしている。トナーカートリッジ３６に設けた嵌合孔４２は、基部４１ａに対応する円形部４２ａと、リブ部４１ｂに対応する４つの切欠き部４２ｂとからなる。

図１８（ａ）〜（ｃ）に示す識別部材３９は、図１７（ａ）〜（ｃ）に示す実施形態において、リブ部４１ｂの端面に光学部材３８を取り付けたものである。トナーカートリッジ３６には、識別部材３９の形状に対応した嵌合孔４２が形成されている。

以上の説明では、図１９（ａ）に示すように、識別部材３９をトナーカートリッジ３６の側面に取り付ける場合を例示ししている。識別部材３９のトナーカートリッジ３６に対する取り付け位置はこれに限らず、各識別部材３９の回転軸Ｏが発光部ＬＤの入光方向と直交する方向である限り任意の位置に取り付けることができる。例えば図１９（ｂ）および図２０に示すように、トナーカートリッジ３６の上面に識別部材３９を取り付けることもできる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。例えば、検知機構としてトナーカートリッジ３６の装着不良を検知する場合を例示したが、この検知機構は、トナーボトルやインクタンク等のカートリッジ、さらにはトナーカートリッジ３６と一体化したオールインワン形式の作像ユニット３１からなるカートリッジの装着不良の有無を検知する機構として、広く利用することができる。

また、画像形成装置は、図１に示すカラー電子写真装置に限らず、モノクロ用等のその他の画像形成装置や、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機などであっても良い。

１ 画像形成装置
３６ トナーカートリッジ（カートリッジ）
３８ 光学部材
３９ 識別部材
９３ 判別手段
ＬＤ 発光部
ＰＤ 受光部
Ｕ 表示手段
Ｍ０ 可動ミラー

特許３６５０６７８号公報 特開２０１０−２０４３５３号公報 特開平０９−１６０４６９号公報 特開２００６−１４２４８４号公報

Claims (13)

1. 画像形成装置本体に着脱されるカートリッジの装着不良を検知するためのカートリッジ検知機構であって、
   カートリッジに光学部材を設け、この光学部材に、画像形成装置本体に設けられた発光部からの光を入射させると共に、光学部材を経た通過光を画像形成装置本体に設けられた受光部で受光し、
   二つ以上のカートリッジを備え、光路上に、二つのカートリッジのうち一方のカートリッジに設けられた前段の光学部材と、他方のカートリッジに設けられた後段の光学部材とを配置し、少なくとも前段光学部材を、光の反射と透過とを許容するハーフミラーで構成し、前段光学部材を経た反射光と透過光とのうち、どちらか一方の通過光を後段光学部材に入射させたことを特徴とするカートリッジ検知機構。
2. 各カートリッジに対して着脱可能でかつ異なる回転位相角で位置決めされる識別部材を備え、各識別部材に光学部材を備え、カートリッジの種類と識別部材の回転位相角とを関連付けて識別部材を各カートリッジに位置決めした請求項１に記載のカートリッジ検知機構。
3. 各カートリッジに取り付ける識別部材を同形状にした請求項２に記載のカートリッジ検知機構。
4. 各識別部材を同一平面上に配置した請求項２または３に記載のカートリッジ検知機構。
5. 前段光学部材を経たどちらか一方の通過光と、後段光学部材を経た通過光とを同じ受光部で受光し、該受光部として、複数段階の受光強度を判別できるものを使用した請求項１〜４のいずれかに１項に記載のカートリッジ検知機構。
6. 第一の前段光学部材および第一の後段光学部材を有する第一の光学系と、第二の前段光学部材および第二の後段光学部材を有する第二光学系とを備える請求項１〜５のいずれか１項に記載のカートリッジ検知機構。
7. 第一の光学系に第一の発光部を配置すると共に、第二の光学系に第二の発光部を配置し、第一の発光部と第二の発光部とを、時間差をもって発光させる請求項６に記載のカートリッジ検知機構。
8. 第一の光学系と第二の光学系とで同じ発光部を共用し、可動ミラーにより発光部からの光の照射方向を、第一の光学系と第二の光学系との間で切り替え可能とした請求項６に記載のカートリッジ検知機構。
9. 各光学系の前段光学部材を経たどちらか一方の通過光、および各光学系の後段光学部材を経た通過光を、全て同じ受光部で受光する請求項７または８に記載のカートリッジ検知機構。
10. 各カートリッジにトナー収容部を設けた請求項１〜９のいずれか１項に記載のカートリッジ検知機構。
11. トナー収容部へのトナーの補給口に識別部材を装着して、該補給口を密閉した請求項１０に記載のカートリッジ検知機構。
12. 各カートリッジに、さらに像担持体と現像機とを設けた請求項１０または１１に記載のカートリッジ検知機構。
13. 請求項１２に記載のカートリッジ検知機構を備えた画像形成装置。

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