JP2010186074A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学式の現像剤残量検知手段を用いて、装着されるカートリッジの交換時期を判定可能な画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus capable of determining a replacement time of a cartridge to be mounted using an optical developer remaining amount detecting unit.
一般に、電子写真方式の画像形成装置には、トナーを収容したカートッジを着脱可能に備え、カートリッジ内のトナーを感光体に供給して画像形成を行うものがある。このような画像形成装置では、カートリッジの側壁に対向する一対の光透過窓を設け、一方の光透過窓から入射した光を他方の光透過窓から検知することで得られる受光信号に基づいてカートリッジ内のトナーの量を推定する構成が用いられることがある(特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Generally, there are electrophotographic image forming apparatuses that are detachably equipped with a cartridge containing toner and supply toner in a cartridge to a photoconductor to form an image. In such an image forming apparatus, a cartridge is provided based on a light reception signal obtained by providing a pair of light transmission windows facing the side walls of the cartridge and detecting light incident from one light transmission window from the other light transmission window. A configuration for estimating the amount of toner in the toner may be used (see Patent Document 1).
ところで、カートリッジ内のトナーは、繰り返し撹拌されることで徐々に劣化(帯電性能が低下)し、所定の印字枚数を超えると初期の帯電性能が得られなくなって、形成される画像の質が低下する。したがって、良好な画像を形成するためには、カートリッジ内のトナーをすべて使い切らずに、所定量残す必要がある。 By the way, the toner in the cartridge gradually deteriorates (charging performance is lowered) by repeated stirring, and when the number of printed sheets exceeds a predetermined number of prints, the initial charging performance cannot be obtained and the quality of the formed image is lowered. To do. Therefore, in order to form a good image, it is necessary to leave a predetermined amount without using up all the toner in the cartridge.
一方、カートリッジは、トナーの初期容量が異なる複数種類、例えば、大容量タイプと小容量タイプの2種類が設定され、販売されることが多い。しかし、従来の画像形成装置では、トナーの初期容量に拘わらず、トナーの量が一定量以下になったときにカートリッジの交換時期であると判定していた。 On the other hand, a plurality of types of cartridges having different initial capacities of toner, for example, two types of large-capacity type and small-capacity type are set and are often sold. However, in the conventional image forming apparatus, it is determined that it is time to replace the cartridge when the amount of toner falls below a certain amount regardless of the initial toner capacity.
トナーの劣化の状態はおよそカートリッジの使用時間に応じるため、同じトナー残量であっても、大容量タイプに比較すると、小容量タイプの残トナーは画像の質を低下させるほど劣化が進行していない。そのため、トナーの初期容量に拘わらず、トナーの量が一定量以下になったときに交換時期であると判定すると、小容量タイプでは、残トナーが未だ使用に耐え得るにも拘わらず交換時期と判定してしまい、トナーを有効に使用できないという問題があった。 Since the toner deterioration state roughly depends on the usage time of the cartridge, even with the same toner remaining amount, compared with the large-capacity type, the remaining toner of the small-capacity type has deteriorated so as to lower the image quality. Absent. For this reason, if it is determined that it is time to replace the toner when the amount of toner falls below a certain amount regardless of the initial capacity of the toner, the small-capacity type may be replaced with the replacement time even though the remaining toner can still withstand use. As a result, the toner cannot be used effectively.
本発明は、以上のような背景に鑑みてなされたものであり、カートリッジの初期容量に応じて適切な劣化状態まで現像剤を使用できるようにする画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an image forming apparatus that can use a developer to an appropriate deterioration state in accordance with an initial capacity of a cartridge.
前記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、現像剤の初期容量が異なる複数種類のカートリッジが着脱可能であり、カートリッジ内の現像剤の量を光学的に検出するように構成された画像形成装置であって、カートリッジ内に光を出射する発光素子と、前記発光素子から出射されてカートリッジ内を通った光を受光する受光素子と、前記受光素子の受光信号に基づいてカートリッジの交換時期を判定する判定手段と、装着されたカートリッジの初期容量を検出する検出手段と、前記検出手段で検出したカートリッジの初期容量に応じて前記発光素子の発光強度を変更する発光強度変更手段とを備え、前記発光強度変更手段は、初期容量が少ないカートリッジの発光強度の方が相対的に小さくなるように前記発光素子の発光強度を変更することを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the image forming apparatus of the present invention is configured such that a plurality of types of cartridges having different initial capacities of the developer can be attached and detached, and the amount of the developer in the cartridge is optically detected. An image forming apparatus comprising: a light emitting element that emits light into the cartridge; a light receiving element that receives light emitted from the light emitting element and passing through the cartridge; Determination means for determining replacement time, detection means for detecting the initial capacity of the mounted cartridge, and light emission intensity changing means for changing the light emission intensity of the light emitting element according to the initial capacity of the cartridge detected by the detection means; The light emission intensity changing means adjusts the light emission intensity of the light emitting element so that the light emission intensity of the cartridge having a small initial capacity is relatively small. Characterized in that it further.
ここで、初期容量に応じて発光素子の発光強度を変更するとは、初期容量に応じて個別に発光強度を変更する場合のほか、初期容量の範囲に応じて発光強度を変更する場合を含む。具体的には、例えば、装着可能なカートリッジが3種類ある場合において、初期容量が一の範囲に含まれる2つは発光強度を同じにし、初期容量が別の範囲に含まれる残り1つは発光強度が異なるようにする形態を含む。 Here, changing the light emission intensity of the light emitting element according to the initial capacity includes not only changing the light emission intensity individually according to the initial capacity but also changing the light emission intensity according to the range of the initial capacity. Specifically, for example, when there are three types of cartridges that can be mounted, two of the initial capacities that are included in one range have the same light emission intensity, and the remaining one that includes the initial capacities in another range emits light. Including the form of different strength.
このように構成された画像形成装置によれば、初期容量が少ないカートリッジの発光強度を相対的に小さくなるように変更することで、受光素子が受光する光の強度を相対的に小さくすることができる。カートリッジ内の現像剤の量を光学的に検出するように構成された画像形成装置において、受光素子が受光する光の強度が小さくなると、カートリッジ内に十分な現像剤があると判定される。 According to the image forming apparatus configured as described above, the intensity of light received by the light receiving element can be relatively reduced by changing the emission intensity of the cartridge having a small initial capacity to be relatively small. it can. In the image forming apparatus configured to optically detect the amount of developer in the cartridge, it is determined that there is sufficient developer in the cartridge when the intensity of light received by the light receiving element decreases.
これにより、トナーの初期容量に拘わらずトナーの量が一定量以下になったときに交換時期であると判定する従来の構成と比較して、初期容量が少ないカートリッジが交換時期であると判定されるまでに要する時間を長くすることができる。その結果、初期容量が少ないカートリッジの使用期間を長くすることができるので、従来は有効に使用できなかった初期容量が少ないカートリッジ内の現像剤を適切な劣化状態まで使用できるようにすることができる。 As a result, a cartridge with a small initial capacity is determined to be the replacement time compared to the conventional configuration in which it is determined that it is the replacement time when the amount of toner falls below a certain amount regardless of the initial capacity of the toner. It is possible to lengthen the time required to complete the process. As a result, the usage period of the cartridge with a small initial capacity can be extended, and therefore, the developer in the cartridge with a small initial capacity that could not be used effectively can be used to an appropriate deterioration state. .
また、本発明の画像形成装置は、現像剤の初期容量が異なる複数種類のカートリッジが着脱可能であり、カートリッジ内の現像剤の量を光学的に検出するように構成された画像形成装置であって、カートリッジ内に光を出射する発光素子と、前記発光素子から出射されてカートリッジ内を通った光を受光する受光素子と、前記受光素子の出力値が受光基準値を超えた時間の割合が判定閾値を超えた場合にカートリッジの交換時期であると判定する判定手段と、装着されたカートリッジの初期容量を検出する検出手段とを備え、前記判定手段は、前記検出手段で検出したカートリッジの初期容量に応じて前記受光基準値を変更し、前記受光基準値は、初期容量が少ないカートリッジの交換時期の判定に使用するものの方が、前記受光素子が光を受光していない状態における出力値からの差が大きいことを特徴とする。 The image forming apparatus of the present invention is an image forming apparatus configured to detachably attach a plurality of types of cartridges having different initial capacities of the developer and to optically detect the amount of the developer in the cartridge. A light emitting element that emits light into the cartridge, a light receiving element that receives light emitted from the light emitting element and passed through the cartridge, and a ratio of a time when an output value of the light receiving element exceeds a light receiving reference value. A determination unit that determines that it is time to replace the cartridge when the determination threshold is exceeded; and a detection unit that detects an initial capacity of the mounted cartridge, wherein the determination unit detects the initial cartridge detected by the detection unit. The light receiving reference value is changed in accordance with the capacity, and the light receiving reference value is used when the light receiving element is used for determining the replacement time of a cartridge having a small initial capacity. And a difference from the output value in the state in which no light is large.
ここで、初期容量に応じて受光基準値を変更するとは、初期容量に応じて個別に受光基準値を変更する場合のほか、初期容量の範囲に応じて受光基準値を変更する場合を含む。具体的には、例えば、装着可能なカートリッジが3種類ある場合において、初期容量が一の範囲に含まれる2つは同じ受光基準値を使用し、初期容量が別の範囲に含まれる残り1つは異なる受光基準値を使用するような形態を含む。 Here, changing the light reception reference value according to the initial capacitance includes not only changing the light reception reference value individually according to the initial capacitance, but also changing the light reception reference value according to the range of the initial capacitance. Specifically, for example, when there are three types of cartridges that can be mounted, two of the initial capacities included in one range use the same light receiving reference value, and the remaining one includes the initial capacities within another range. Includes a form in which different light receiving reference values are used.
また、受光素子の出力値が受光基準値を超えるとは、受光基準値よりも小さい値から大きい値になることで受光基準値を超える場合のほか、受光基準値よりも大きい値から小さい値になることで受光基準値を下回る場合を含む。すなわち、受光基準値を超えるとは、受光基準値を跨ぐことを意味する。 In addition, when the output value of the light receiving element exceeds the light receiving reference value, the light receiving reference value is exceeded by a value that is smaller than the light receiving reference value, and in addition to a value that is larger than the light receiving reference value. This includes the case where it falls below the light reception reference value. That is, exceeding the light reception reference value means straddling the light reception reference value.
このように構成された画像形成装置によれば、初期容量が少ないカートリッジの使用時には、受光基準値を受光素子が光を受光していない状態における出力値からの差が大きいものに変更するので、受光素子の出力値が受光基準値を超えにくくなる。これは、受光素子が受光する光の強度が実際に小さくなることで、受光基準値を超えにくくなる場合と同様の状態である。 According to the image forming apparatus configured as described above, when using a cartridge with a small initial capacity, the light receiving reference value is changed to a value having a large difference from the output value in a state where the light receiving element is not receiving light. It becomes difficult for the output value of the light receiving element to exceed the light receiving reference value. This is the same state as when the intensity of the light received by the light receiving element is actually reduced, making it difficult to exceed the light reception reference value.
これにより、前記したように、初期容量が少ないカートリッジの使用期間を長くすることができるので、従来は有効に使用できなかった初期容量が少ないカートリッジ内の現像剤を適切な劣化状態まで使用できるようにすることができる。 Thus, as described above, the use period of the cartridge having a small initial capacity can be extended, so that the developer in the cartridge having a small initial capacity that could not be used effectively can be used to an appropriate deterioration state. Can be.
本発明の画像形成装置によれば、カートリッジの初期容量に応じて受光素子が受光する光の強度を結果的に変更することになるので、適切な劣化状態まで現像剤を使用できるようにすることができる。 According to the image forming apparatus of the present invention, the intensity of light received by the light receiving element is changed as a result in accordance with the initial capacity of the cartridge, so that the developer can be used up to an appropriate deterioration state. Can do.
<レーザプリンタの概略構成>
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。なお、以下の説明において、方向はレーザプリンタを使用するユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図1における左側を「前」、右側を「後」とし、手前側を「右」、奥側を「左」とする。また、図1における上下方向を「上下」とする。
<Schematic configuration of laser printer>
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In the following description, the direction will be described with reference to the user who uses the laser printer. That is, the left side in FIG. 1 is “front”, the right side is “rear”, the front side is “right”, and the back side is “left”. Also, the vertical direction in FIG.
図1に示すように、レーザプリンタ1は、本体筐体2内に、用紙Pを供給する給紙部3と、露光装置4と、用紙P上にトナー像を転写するプロセスユニット5と、用紙P上に転写されたトナー像を熱定着させる定着装置6とを主に備えている。
As shown in FIG. 1, a
給紙部3は、本体筐体2内の下部に設けられ、用紙Pを収容する給紙トレイ31と、用紙Pの前側を持ち上げる用紙押圧板32およびリフトレバー33と、ピックアップローラ34と、給紙ローラ35と、給紙パッド36と、レジストローラ37とを主に備えている。給紙トレイ31内の用紙Pは、リフトレバー33と用紙押圧板32によってピックアップローラ34に寄せられ、ピックアップローラ34によって送り出される。送り出された用紙Pは、給紙ローラ35と給紙パッド36によって1枚ずつ分離され、レジストローラ37を通り、感光体ドラム51と転写ローラ53との間に向けて搬送される。
The paper feed unit 3 is provided in the lower part of the main body housing 2, and includes a
露光装置4は、本体筐体2内の上部に設けられ、図示しないレーザ発光部と、回転駆動するポリゴンミラー41と、レンズ42,43と、反射鏡44,45とを主に備えている。レーザ発光部から出射された画像データに基づくレーザ光(鎖線参照)は、ポリゴンミラー41、レンズ42、反射鏡44、レンズ43、反射鏡45の順に反射または通過して、感光体ドラム51の表面上に高速走査にて照射される。
The exposure apparatus 4 is provided at an upper portion in the main body housing 2 and mainly includes a laser light emitting unit (not shown), a
プロセスユニット5は、露光装置4の下方に配置され、本体筐体2に設けられたフロントカバー21を開いたときにできる開口から本体筐体2に対して着脱可能に装着される構成となっている。このプロセスユニット5は、感光体ユニット5Aと、カートリッジの一例としての現像カートリッジ5Bとから構成されている。
The
感光体ユニット5Aは、感光体フレーム50A内に、感光体ドラム51と、帯電器52と、転写ローラ53とを主に備えている。また、現像カートリッジ5Bは、感光体ユニット5Aに対して着脱可能に装着される構成となっており、現像フレーム50B内に、現像ローラ54と、供給ローラ55と、層厚規制ブレード56とを主に備え、現像剤の一例としてのトナーを収容するトナー収容室58を有する。
The
プロセスユニット5では、感光体ドラム51の表面が、帯電器52により一様に帯電された後、露光装置4からのレーザ光の高速走査によって露光されることで、感光体ドラム51上に画像データに基づく静電潜像が形成される。また、トナー収容室58内のトナーは、供給ローラ55を介して現像ローラ54に供給され、現像ローラ54と層厚規制ブレード56との間に進入して一定厚さの薄層として現像ローラ54上に担持される。
In the
現像ローラ54上に担持されたトナーは、現像ローラ54から感光体ドラム51上に形成された静電潜像に供給される。これにより、静電潜像が可視像化され、感光体ドラム51上にトナー像が形成される。その後、感光体ドラム51と転写ローラ53との間を用紙Pが搬送されることで感光体ドラム51上のトナー像が用紙P上に転写される。
The toner carried on the developing
定着装置6は、プロセスユニット5の後方に設けられ、加熱ローラ61と、加熱ローラ61との間で用紙Pを挟持する加圧ローラ62とを主に備えている。用紙Pに転写されたトナー像は、加熱ローラ61と加圧ローラ62との間を用紙Pが搬送されることで熱定着される。トナー像が熱定着された用紙Pは、定着装置6から排出経路23に搬送され、排出経路23から排出ローラ24によって排紙トレイ22上に排出される。
The fixing
<現像カートリッジの交換時期の判定>
次に、現像カートリッジ5Bの交換時期の判定について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明においては、まず交換時期の判定に拘わる現像カートリッジ5Bおよび本体筐体2の構成について説明した後、本実施形態の交換時期の判定について説明する。
<Determination of developer cartridge replacement time>
Next, determination of the replacement timing of the developing
(現像カートリッジの構成)
レーザプリンタ1に装着可能な現像カートリッジ5Bには、トナーの初期容量が異なる2種類のタイプがある。具体的には、例えば、印字可能枚数が6000枚に設定された大容量タイプと、印字可能枚数が3000枚に設定され、大容量タイプよりもトナーの初期容量が少ない小容量タイプである。なお、各タイプの現像カートリッジ5Bは、トナー収容室58内に収容されるトナーTの初期容量が異なるだけであり、構成は略同一である。
(Configuration of developer cartridge)
There are two types of developing
図2に示すように、現像カートリッジ5Bは、現像フレーム50Bによって、供給ローラ55などが配置される現像室57と、トナーTが収容されるトナー収容室58とに区画されている。現像室57とトナー収容室58とは、連通部59によって連通している。この連通部59は、供給ローラ55のローラ部分の軸方向における略全幅にわたって形成されており、トナーTは、連通部59を介して現像室57とトナー収容室58との間を相互に行き来できるようになっている。
As shown in FIG. 2, the developing
トナー収容室58には、回転することでトナーTを撹拌するアジテータ70が配置されている。また、図3に示すように、トナー収容室58(現像フレーム50B)の側壁50L,50Rには、左右方向において対向する透明な光透過窓60(光透過部)が設けられている。
An
図2に示すように、アジテータ70は、回転支軸71と、シート取付部72と、シート部材73と、ワイパー取付部74と、ワイパー75とから主に構成されている。
回転支軸71は、現像ローラ54および供給ローラ55の軸方向(左右方向)に沿って延びる軸であり、その両端が現像フレーム50Bの側壁50L,50R(図2では一方のみ図示)に回転可能に支持されている。
As shown in FIG. 2, the
The
シート取付部72は、回転支軸71から径方向外側に延びるように形成されており、その先端にシート部材73が貼着などによって固定されている。
シート部材73は、アジテータ70の回転によって、先端がトナー収容室58の底壁などに摺接しながらトナーTを撹拌し、さらに現像室57に向けて搬送する可撓性のシート状部材である。
The
The
ワイパー取付部74は、回転支軸71の軸方向両端付近にそれぞれ1箇所ずつ設けられている(図3参照)。このワイパー取付部74は、側面から見て、シート取付部72の回転方向後方において、シート取付部72に対して略直角となる位置に、回転支軸71から径方向外側に延びるように形成されている。ワイパー取付部74には、回転支軸71の軸方向外側の面にワイパー75が貼着などによって固定されている。
One
ワイパー75は、図3に示すように、光透過窓60に摺接して光透過窓60に付着したトナーTを拭き取る部材であり、ウレタンゴムなどの可撓性を有する材料から形成されている。なお、図3はワイパー75が光透過窓60と摺接するときの位置を示している。
As shown in FIG. 3, the
このように構成されるアジテータ70は、回転支軸71に対して、本体筐体2内に設けられたモータMから回転駆動力が付与されることで、トナー収容室58内を図2の反時計回り方向に回転し、シート部材73によってトナーTを撹拌・搬送する。
The
(本体筐体の構成)
図3に示すように、レーザプリンタ1は、本体筐体2内に、発光素子81と、受光素子82と、判定手段および発光強度変更手段の一例としての制御装置100と、装着された現像カートリッジ5Bの初期容量を検出する検出手段200と、ユーザにメッセージを報知する報知手段300とを備えている。
(Configuration of the main unit housing)
As shown in FIG. 3, the
発光素子81と受光素子82とは、本体筐体2に装着された現像カートリッジ5Bの一対の光透過窓60を挟むようにして対向して配置されている。このような発光素子81および受光素子82としては、公知の光センサを採用することができる。
The
図3に破線で示すように、発光素子81から出射された光は、一方の光透過窓60を通って現像カートリッジ5B(トナー収容室58)内に入り、他方の光透過窓60を通って受光素子82で受光される。発光素子81は、制御装置100からの入力電圧によって発光強度が変更可能な素子である。受光素子82は、受光した光の強度に応じて出力電圧値が変化する素子であり、光を受光することで図4に示すような受光信号を制御装置100に出力する。
As indicated by a broken line in FIG. 3, the light emitted from the
ここで、受光信号について図4および図5を参照しながら説明する。本実施形態では、受光した光の強度が最小のときに出力電圧値が最大となり、受光した光の強度が最大のときに出力電圧値が最小となる受光素子82を採用しているため、図4において、出力電圧値が大きいほど受光した光の強度が小さく、出力電圧値が小さいほど受光した光の強度が大きくなる。なお、「V0」は、受光素子82が光を受光していない状態における出力電圧値(受光した光の強度が最小のときの出力電圧値)である。
Here, the light reception signal will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. In the present embodiment, a
図5(a)に示すように、アジテータ70の回転によってシート部材73がトナー収容室58の底壁に摺接しながらトナーTを掻き集め現像室57側に搬送する過程において、掻き集められたトナーTが光透過窓60を完全に覆うと、受光素子82はほぼ光を受光していない状態となるので、出力電圧値は最大となる(図4ではV0付近で推移する)(領域SA)。
As shown in FIG. 5A, in the process in which the
図5(b)に示すように、アジテータ70の回転によってシート部材73が一対の光透過窓60の間を通過すると、シート部材73に搬送されることで一対の光透過窓60の間のトナーTの量が急激に減るので、受光素子82が受光する光の強度が急激に強くなる。これにより、出力電圧値は急激に小さくなる(領域SB)。
As shown in FIG. 5B, when the
領域SBの時点では、光透過窓60にトナーTが付着しているが、図5(c)に示すように、ワイパー75によって光透過窓60に付着したトナーTが拭き取られることで、受光素子82が受光する光の強度が最大となるので、出力電圧値は最小となる(領域SC)。
At the time of the region SB, the toner T is attached to the
図5(a)〜(c)の過程で、トナーTは現像室57内に溜まるが、図5(d)に示すように、その一部が崩れることで、トナーTは連通部59を通ってトナー収容室58内に流れ込んでくる。この流れ込んだトナーTが、光透過窓60の少なくとも一部を覆うことにより、受光素子82が受光する光の強度が小さくなるので、出力電圧値は大きくなる(領域SD)。
In the process of FIGS. 5A to 5C, the toner T is accumulated in the developing
その後、図2に示すように、シート部材73がトナー収容室58の上壁や前壁に摺接している間は、光透過窓60付近のトナーTの移動量が小さいので出力電圧値は略一定のレベルで推移する(領域SE)。そして、シート部材73がトナー収容室58の底壁に溜まったトナーTに入り込んで、トナー収容室58の底壁に摺接しながらトナーTを徐々に掻き集め現像室57側に搬送することで、トナーTによって光透過窓60が徐々に覆われるので出力電圧値は大きくなっていき(領域SF)、光透過窓60が完全に覆われることで出力電圧値は最大となる(領域SA)。
Thereafter, as shown in FIG. 2, while the
なお、受光信号における各領域の時間的な割合は現像カートリッジ5B内のトナーTの残量に応じて変化する。すなわち、トナーTの残量が多いと、ワイパー75によって光透過窓60に付着したトナーTが拭き取られても、直後に大量のトナーTが流れ込んで光透過窓60を覆うので領域SCの時間が短くなる。また、現像カートリッジ5B内を光が通りにくいので、領域SEの出力電圧値が全体的に大きくなる。
Note that the time ratio of each region in the light reception signal changes according to the remaining amount of toner T in the developing
ちなみに、現像カートリッジ5Bを交換した直後など、トナーTの量が十分に多い場合には、シート部材73が現像室57にトナーTを搬送した直後からトナーTがトナー収容室58に流れ込んで光透過窓60を覆うので、領域SBの出力電圧値が全体的に大きくなるとともに、領域SCがほぼなくなる。
Incidentally, when the amount of the toner T is sufficiently large, such as immediately after the
一方、トナーTの残量が少なくなってくると、領域SCの時間が徐々に長くなるとともに、領域SD,SEの時間が短くなる。また、現像カートリッジ5B内を光が通りやすくなるので、領域SA,SEの出力電圧値が全体的に小さくなる。
On the other hand, as the remaining amount of toner T decreases, the time for the area SC gradually increases and the time for the areas SD and SE decreases. In addition, since light can easily pass through the developing
図3に示すように、制御装置100は、判定部110や発光強度変更部170などを有している。この制御装置100は、図示しないCPU、RAM、ROM、入出力回路などを備え、受光素子82や検出手段200から情報が入力され、ROMに記憶されたプログラムをCPUで実行することで各部の機能を実現する。
As illustrated in FIG. 3, the
判定部110は、受光素子82から入力された受光信号に基づいて現像カートリッジ5Bの交換時期を判定する。交換時期の判定の基本的な流れを簡単に説明すると、図4に示すように、まず、1個または複数個の周期(1周期はアジテータ70が1回転する時間であり、図4では4周期)が含まれる一定時間TA内において、出力電圧値が予め設定された受光基準値V1を超えた時間(図4では出力電圧値がV1を下回る時間)を算出する。次に、一定時間TAに占める、出力電圧値が受光基準値V1を超えた時間の割合を算出する。そして、予め設定された判定閾値と比較して、算出した割合が判定閾値を超えた場合に現像カートリッジ5Bが交換時期であると判定する。
The
例えば、一定時間TAに占める、出力電圧値が受光基準値V1を超えた時間の割合が13%であり、判定閾値が12%に設定されていた場合には、出力電圧値が受光基準値V1を超えた時間の割合が判定閾値を超えるので、判定部110は、現在装着されている現像カートリッジ5Bの交換時期であると判定する。
For example, when the ratio of the time during which the output voltage value exceeds the light reception reference value V1 in the fixed time TA is 13% and the determination threshold is set to 12%, the output voltage value is the light reception reference value V1. Since the ratio of the time exceeding the threshold exceeds the determination threshold, the
なお、出力電圧値が受光基準値V1を超えたか否かの判定方法は特に限定されない。例えば、一定時間内の受光信号を微小な時間に区切って単位時間ごとに出力電圧値が受光基準値V1を超えたか否か判定してもよいし、一定時間内の受光信号を連続的にモニタリングして出力電圧値が受光基準値V1を超えたか否か判定してもよい。また、一定時間TA内の受光信号から、所定時間ごとに出力電圧値をいわば点として取得(サンプリング)し、所定時間ごとの出力電圧値(各サンプリング点)が受光基準値を超えたか否かを判定してもよい。この場合は、全サンプリング点の数に占める、判定基準値を超えたサンプリング点の数の割合を算出し、この割合が判定閾値を超えたか否かで交換時期を判定することができる。 In addition, the determination method whether the output voltage value exceeded the light reception reference value V1 is not specifically limited. For example, the received light signal within a certain time may be divided into minute times to determine whether the output voltage value exceeds the received light reference value V1 every unit time, or the received light signal within a certain time may be continuously monitored. Then, it may be determined whether or not the output voltage value exceeds the light reception reference value V1. In addition, the output voltage value is acquired (sampling) from the received light signal within a predetermined time TA as a point every predetermined time, and whether or not the output voltage value (each sampling point) per predetermined time exceeds the received light reference value. You may judge. In this case, the ratio of the number of sampling points exceeding the determination reference value in the total number of sampling points is calculated, and the replacement time can be determined based on whether this ratio exceeds the determination threshold.
発光強度変更部170は、後述する検出手段200で検出した現像カートリッジ5Bの初期容量(大容量タイプであるか、小容量タイプであるか)に応じて発光素子81の発光強度を変更する。詳細には、小容量タイプの発光強度の方が小さくなるように発光素子81の発光強度を変更する。
The light emission
具体的に、発光強度変更部170は、大容量タイプが装着されている場合には発光強度IHIGHで発光素子81を発光させ、小容量タイプが装着されている場合には発光強度IHIGHよりも小さい発光強度ILOWで発光素子81を発光させる。なお、発光強度IHIGH,ILOWは、予め試験などを行うことで、現像カートリッジ5Bの初期容量やトナーTの劣化時間などの相関関係を求めておき、この相関関係に基づいて設定することができる。発光素子81の発光強度を小さくした場合の作用については後述する。
Specifically, the emission
検出手段200は、本体筐体2に装着されている現像カートリッジ5Bが、大容量タイプであるか小容量タイプであるかを検出し、その結果を発光強度変更部170に出力するものである。このような検出手段200は、本体筐体2に装着されている現像カートリッジ5Bの仕様を検知する公知の構成を広く採用することができる。例えば、現像カートリッジ5Bに設けられたICチップなどから初期容量の情報を読み取る装置や、検知状態の変化により装着された現像カートリッジ5Bの初期容量を検出するセンサなどを採用することができる。
The detecting means 200 detects whether the developing
報知手段300は、レーザプリンタ1を使用するユーザに対してメッセージを報知するものである。本実施形態では、報知手段300は、判定部110が「現像カートリッジ5Bの交換時期である」と判定した場合に、その旨のメッセージをユーザに対して報知する。このような報知手段300としては、例えば、文字や絵などでメッセージを報知する液晶ディスプレイや、音でメッセージを報知するスピーカ、光の点滅でメッセージを報知するランプなどを採用することができる。また、液晶ディスプレイ、スピーカ、ランプなどを2つ以上組み合わせた報知手段を採用してもよい。
The
(現像カートリッジの交換時期の判定)
次に、本実施形態における現像カートリッジ5Bの交換時期の判定および発光素子81の発光強度を小さくした場合の作用について、適宜図面を参照しながら説明する。
図6に示すように、制御装置100(発光強度変更部170)は、まず、検出手段200で検出された現像カートリッジ5Bのタイプ(初期容量)の情報に基づいて、本体筐体2に装着されている現像カートリッジ5Bが小容量タイプであるか、大容量タイプであるかを判定する(ステップS110)。
(Determination of developer cartridge replacement time)
Next, the determination of the replacement timing of the developing
As shown in FIG. 6, the control device 100 (light emission intensity changing unit 170) is first attached to the main body housing 2 based on information on the type (initial capacity) of the developing
大容量タイプである場合(ステップS110,No)、制御装置100(発光強度変更部170)は、発光強度IHIGHで発光素子81を発光させる(ステップS121)。一方、小容量タイプである場合(ステップS110,Yes)には、制御装置100(発光強度変更部170)は、発光強度IHIGHよりも小さい発光強度ILOWで発光素子81を発光させる(ステップS122)。
When it is a large capacity type (step S110, No), the control device 100 (light emission intensity changing unit 170) causes the
その後、制御装置100(判定部110)は、現像カートリッジ5Bの交換時期であるか否かを判定する(ステップS130)。そして、交換時期であると判定する場合(ステップS130,Yes)には、報知手段300にその旨のメッセージを報知させ(ステップS140)、交換時期であると判定しない場合(ステップS130,No)には、交換時期の判定を終了する。
Thereafter, the control device 100 (determination unit 110) determines whether it is time to replace the developing
図7に示すように、発光素子81の発光強度を小さくすると、受光素子82が受光する光の強度が小さくなるので、出力電圧値を全体的に大きくする(V0に近づける)ことができる。そうすると、一定時間TA内に占める、出力電圧値が受光基準値V1を超える時間の割合が、図4に示す発光強度が大きい場合と比較して小さくなるので、当該割合が判定閾値を超えるまでに要する時間を長くすることができる。その結果、現像カートリッジ5Bが交換時期であると判定されるまでに要する時間を長くすることができる。
As shown in FIG. 7, when the light emission intensity of the
このように、小容量タイプが装着されているときに発光素子81の発光強度を、大容量タイプと比較して小さくなるように変更することで、小容量タイプの現像カートリッジ5Bが交換時期であると判定されるまでに要する時間を長くすることができる。これにより、小容量タイプの現像カートリッジ5Bの使用期間を長くすることができる。
As described above, when the small-capacity type is mounted, the light emission intensity of the light-emitting
前記したように、大容量タイプにおいて交換時期と判定されるトナーTの残量と同じ残量であっても、小容量タイプの残トナーTは画像の質を低下させるほど劣化が進行していない。したがって、発光素子81の発光強度を小さくして小容量タイプの使用期間を長くすることで、小容量タイプの現像カートリッジ5B内のトナーTを適切な劣化状態まで使用できるようにすることができる。
As described above, even if the remaining amount of the toner T determined to be the replacement time in the large-capacity type is the same as the remaining amount of the toner T, the small-capacity type residual toner T is not deteriorated so as to lower the image quality. . Therefore, by reducing the light emission intensity of the
これによれば、小容量タイプのトナーTを有効に利用することができるようになるので、小容量タイプの印字可能枚数を増やすことが可能となる。また、印字可能枚数を例えば3000枚のままにして、小容量タイプに収容するトナーTの量(トナーTの初期容量)を減らすことが可能となる。 According to this, since the small-capacity type toner T can be used effectively, the number of printable sheets of the small-capacity type can be increased. Further, it is possible to reduce the amount of toner T accommodated in the small-capacity type (the initial capacity of the toner T) by keeping the number of printable sheets, for example, 3000 sheets.
なお、本実施形態では、発光強度を変更するのに、制御装置100(発光強度変更部170)からの入力電圧によって発光強度が変更可能な発光素子81を使用する例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、複数の発光素子からなる発光部を構成し、発光強度変更部170からの入力(指示)によって発光させる発光素子の数を変えることで発光強度を変更してもよい。また、装置本体内の発光素子とカートリッジとの間に、発光強度変更手段の他の例としてのシャッタ(絞り)や移動可能なフィルタ、光透過窓の一部を覆うことができる移動可能な遮光板などを設けて発光強度を変更してもよい。
In the present embodiment, an example in which the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2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。本実施形態は、発光素子81の発光強度を変更する代わりに、受光基準値を変更するものである。なお、以下の説明では、第1実施形態と同様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略することとする。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In the present embodiment, instead of changing the light emission intensity of the
図8に示すように、本実施形態に係るレーザプリンタ1は、本体筐体2内に、発光素子81と、受光素子82と、現像カートリッジ5Bの交換時期を判定する判定手段180と、検出手段200と、報知手段300とを備えている。
As shown in FIG. 8, the
判定手段180は、図示しないCPU、RAM、ROM、入出力回路などを備えて構成され、ROMに記憶されたプログラムやデータ、受光素子82や検出手段200からの出力などに基づいて現像カートリッジ5Bの交換時期を判定する。なお、判定手段180は、後述するように、受光基準値を変更すること以外は、前記した判定部110と同様の方法で交換時期の判定を行うので説明を省略する。
The
この判定手段180は、交換時期を判定するときに、検出手段200で検出した現像カートリッジ5Bの初期容量に応じて受光基準値を変更する。具体的には、図9に示すように、大容量タイプの交換時期の判定に受光基準値V1を使用し、小容量タイプの交換時期の判定に受光基準値V2を使用する。受光基準値V2は、受光素子82が光を受光していない状態における出力値V0からの差D2が、出力値V0から受光基準値V1までの差D1よりも大きくなっている。図9においては、受光基準値V2は、受光基準値V1より小さな値となっている。
When determining the replacement time, the
このような受光基準値V2を小容量タイプの交換時期の判定に使用することで、出力電圧値が受光基準値V2を超えた時間の割合が小さく算出されることになるので、当該割合が判定閾値を超えるまでに要する時間を長くすることができる。その結果、前記第1実施形態と同様に、小容量タイプの使用期間を長くすることができるので、小容量タイプの現像カートリッジ5B内のトナーTを適切な劣化状態まで使用できるようにすることができる。
By using such a light reception reference value V2 for the determination of the replacement time of the small capacity type, the ratio of the time when the output voltage value exceeds the light reception reference value V2 is calculated to be small. The time required to exceed the threshold can be lengthened. As a result, as in the first embodiment, the small-capacity type use period can be extended, so that the toner T in the small-capacity
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment. About a concrete structure, it can change suitably in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
前記実施形態では、レーザプリンタ1に装着可能な現像カートリッジ5Bの種類を2種類とした例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、3種類以上に設定してもよい。なお、3種類以上にする場合、例えば、発光素子の発光強度は、カートリッジの種類ごとに個別に設定してもよいし、カートリッジの初期容量の範囲ごとに設定してもよい。後者の具体例としては、印字可能枚数が6000枚以上のカートリッジの場合は発光強度IHIGHで発光素子を発光させ、6000枚から3000枚の間のカートリッジの場合は発光強度IMEDIUMで発光素子を発光させ、3000枚以下のカートリッジの場合は発光強度ILOWで発光素子を発光させる(ILOW<IMEDIUM<IHIGH)。
In the embodiment, the example in which the type of the developing
前記実施形態では、受光した光の強度が最小のときに出力電圧値が最大となり、受光した光の強度が最大のときに出力電圧値が最小となる受光素子82を採用したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、受光した光の強度が最小のときに出力電圧値が最小となり、受光した光の強度が最大のときに出力電圧値が最大となる受光素子を採用してもよい。
In the above-described embodiment, the
前記実施形態では、現像カートリッジ5B(カートリッジ)を、感光体ユニット5Aに装着された状態(プロセスユニット5の状態)で本体筐体2に着脱可能な構成としたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、現像カートリッジ5Bを、本体筐体2に対して直接着脱可能な構成(詳細には、本体筐体2に固定された感光体ユニット5Aに着脱可能な構成)としてもよい。
In the embodiment, the developing
前記実施形態では、カートリッジの一例として、現像ローラ54、供給ローラ55およびトナー収容室58を有する現像カートリッジ5Bを採用したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、主にトナー収容室を有するトナーカートリッジを採用してもよいし、前記実施形態の感光体ユニット5Aと現像カートリッジ5Bとが一体(着脱不能)に構成されたプロセスユニット(プロセスカートリッジ)を採用してもよい。
In the above-described embodiment, the developing
前記実施形態では、画像形成装置の一例としてレーザプリンタ1を採用したが、本発明はこれに限定されず、例えば、複写機や複合機などを採用してもよい。
In the above-described embodiment, the
1 レーザプリンタ
5B 現像カートリッジ
81 発光素子
82 受光素子
110 判定部
170 発光強度変更部
180 判定手段
200 検出手段
D1 差
D2 差
V0 出力値
V1 受光基準値
V2 受光基準値
T トナー
DESCRIPTION OF
Claims (2)
カートリッジ内に光を出射する発光素子と、
前記発光素子から出射されてカートリッジ内を通った光を受光する受光素子と、
前記受光素子の受光信号に基づいてカートリッジの交換時期を判定する判定手段と、
装着されたカートリッジの初期容量を検出する検出手段と、
前記検出手段で検出したカートリッジの初期容量に応じて前記発光素子の発光強度を変更する発光強度変更手段とを備え、
前記発光強度変更手段は、初期容量が少ないカートリッジの発光強度の方が相対的に小さくなるように前記発光素子の発光強度を変更することを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus configured to detachably attach a plurality of types of cartridges having different initial capacities of the developer and to optically detect the amount of the developer in the cartridge,
A light emitting element that emits light into the cartridge;
A light receiving element that receives light emitted from the light emitting element and passed through the cartridge;
Determination means for determining the replacement time of the cartridge based on the light reception signal of the light receiving element;
Detecting means for detecting an initial capacity of the mounted cartridge;
A light emission intensity changing means for changing the light emission intensity of the light emitting element according to the initial capacity of the cartridge detected by the detection means;
The image forming apparatus, wherein the light emission intensity changing unit changes the light emission intensity of the light emitting element so that the light emission intensity of a cartridge having a small initial capacity is relatively small.
カートリッジ内に光を出射する発光素子と、
前記発光素子から出射されてカートリッジ内を通った光を受光する受光素子と、
前記受光素子の出力値が受光基準値を超えた時間の割合が判定閾値を超えた場合にカートリッジの交換時期であると判定する判定手段と、
装着されたカートリッジの初期容量を検出する検出手段とを備え、
前記判定手段は、前記検出手段で検出したカートリッジの初期容量に応じて前記受光基準値を変更し、
前記受光基準値は、初期容量が少ないカートリッジの交換時期の判定に使用するものの方が、前記受光素子が光を受光していない状態における出力値からの差が大きいことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus configured to detachably attach a plurality of types of cartridges having different initial capacities of the developer and to optically detect the amount of the developer in the cartridge,
A light emitting element that emits light into the cartridge;
A light receiving element that receives light emitted from the light emitting element and passed through the cartridge;
Determination means for determining that it is time to replace the cartridge when the ratio of the time when the output value of the light receiving element exceeds the light reception reference value exceeds a determination threshold;
Detecting means for detecting the initial capacity of the mounted cartridge,
The determination means changes the light reception reference value according to the initial capacity of the cartridge detected by the detection means,
An image forming apparatus characterized in that the light receiving reference value is larger in difference from an output value in a state where the light receiving element is not receiving light when used for determining the replacement time of a cartridge having a small initial capacity. .
Priority Applications (2)
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2009
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