JP3826647B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はタンデム方式を用いたカラーの画像形成装置に関し、特にプロセスユニットの新旧検知を行う画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図16は従来のプリンタ装置(画像形成装置)の断面図である。同図において、プリンタ装置1は装置本体上部であるルーフ2と装置本体下部3で構成されている。ルーフ2には、その上面に用紙が排紙される排紙口5、及び排紙された用紙が積載される排紙トレイ6が設けられ、装置本体下部3には、その前面に開閉可能なフロントカバー7及び装置本体下部3より着脱自在の用紙カセット8が配設され、その右側面に装置本体下部3に収納可能なMPF(マルチペーパーフィーダー)9が配設され、その上面右側にプリンタ装置1への情報入力やプリンタ装置1の状態表示を行う操作表示部4が設けられている。
【0003】
このプリンタ装置1において、ジャム処理やメンテナンス等の作業を行う際には、回転軸Aを中心に、ルーフ2を矢印B方向に開成する。図17は、上述のプリンタ装置1を開成した際の断面構成を示し、またその内部構造を示す。同図に示すように、プリンタ装置1は、着脱自在の用紙カセット8、この用紙カセット8内に積載収納された用紙を順次給送する給紙ロール12、給送されてきた用紙を一旦待機させ所定のタイミングで画像形成ユニット11へ送り出す待機ロール対13、トナー像を用紙上に定着させる定着器14、定着済みの用紙を装置外へ排出する排紙ロール対18(駆動ロール18a及び従動ロール18b)、及びプリンタ装置1への各種設定や状態表示等を行う前述の操作表示部4を備える。
【0004】
また、画像形成ユニット11において、帯電器25は感光体ドラム23の周表面を一様な電荷に帯電させ、印字ヘッド26は、印刷データに基づいて、感光体ドラム23の周面に選択的に露光を行い、その露光による低電位部を形成し、初期帯電電位と露光低電位部からなる静電潜像を感光体ドラム23周面上に記録する。現像器27は、現像ロール27aを介して内部のトナーを感光体ドラム23の低電位部に転移させ、静電潜像を顕像化(現像)する。転写器28は搬送されてくる用紙の紙面に感光体ドラム23上のトナー像を逆極性の電界によって転写する。
【0005】
尚、画像形成ユニット11のうち、感光体ドラム23、帯電器25、現像器27、転写器28、クリーナ24等については装置本体下部3に備えられ、印字ヘッド26は装置本体上部であるルーフ2に備えられている。
【0006】
ここで、ルーフ2は装置本体下部3に対しヒンジ部15を支点に矢印B方向へ開閉自在に構成される。このとき、上述の印字ヘッド26及び従動ロール18bはルーフ2と一体となって開閉される。同図中の実線に示すルーフ2は閉成状態を示し、点線に示すルーフ2は開成状態を示す。また、このルーフ2を閉成位置に保持するロック機構16は、装置本体下部3側に設けられた爪部17aと、ルーフ2側に設けられ上記爪部17aと係合する係合部17bとにより構成されている。
【0007】
一方、画像形成ユニット11の大部分は、装置本体下部3に対し着脱自在なカートリッジCを構成し、これは感光体ドラム23及びクリーナ24等が一体化されてなる第1のカートリッジC1と、現像器7等が一体化されてなる第2のカートリッジC2とに分割及び合体が可能であり、これらカートリッジC1、C2はルーフ2を開成した状態で装置本体下部3の所定の装着部に対し着脱自在となり、例えば、感光体の劣化やトナーの消耗等により、これらカートリッジの交換や消耗品の補給等の保守点検作業等のメンテナンスが行われる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
一方、今日カラープリンタ装置(カラー画像形成装置)が広く使用され、カラー印刷の方式も各種方法が採用されている。例えば、一つの感光体ドラムの周面近傍に複数の現像器を配設し、順次ドラム面にトナー像を形成する方式がある((イ)の方式)。また、ドラム状の中間転写媒体を使用する方式もあり((ロ)の方式)、更には複数の画像形成ユニットを所定方向に配設し、用紙に直接トナー像を形成する方式(いわゆるタンデム方式)も存在する。
【0009】
この中で上記(イ)の方式では形状の大きな感光体ドラムを使用する必要があり、印刷速度が低下する。また、(ロ)の方式では中間転写媒体を使用するため、形状が大きくなる。そこで、印刷速度が優れ、形状の面でも問題が少ないタンデム方式のカラープリンタが有望である。そして、この方式のプリンタ装置では、例えばイエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の画像形成ユニットを使用する。
【0010】
上記画像形成装置は上述のように4色を使用する為、4個の画像形成ユニットが使用され、それぞれにカートリッジC2を有する。また、各カートリッジC2内のトナーは使用によって順次消耗する。このため、従来所定枚数の印刷処理が完了すると、カートリッジC2の交換作業を行っている。しかし、上述のカラープリンタ装置では4本のカートリッジC2の交換作業が必要であり、しかも同時に交換するとは限らない。したがって、効率よくトナー消費を検出し、また新旧のカートリッジC2の判断を行う必要がある。
【0011】
本発明の課題は上記実情に鑑み、効率よくカートリッジの新旧を判断し、しかもカートリッジの交換時期も容易に判断できる画像形成装置を提供するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記課題は本発明によれば、現像剤を用いて像担持体上に形成される潜像を現像する現像器を有する画像形成ユニットを着脱自在に配設した画像形成装置であって、前記画像形成ユニットは、前記現像器内の現像剤を攪拌する攪拌部材と、該攪拌部材を回動させる攪拌軸と、光を透過させる開口が周方向に沿って所定間隔で形成され前記攪拌軸と連動すべく前記現像器外側部に設けられた回転板を備えており、前記装置本体の前記画像形成ユニットの装着部には、前記画像形成ユニットが装着された際に前記回転板を挟んで発光部と受光部とが対向すべく配設され、装置の運転により前記攪拌軸と連動する回転板の回転に伴い前記開口と非開口部を介して前記発光部からの光の透過と遮断を前記受光部で検知してオンオフ信号を出力する光センサと、前記現像器内の現像剤が充分存在する時一定負荷により前記攪拌軸が等速回転し、前記現像剤が欠乏すると前記攪拌軸の回転が不安定になり、前記光センサから出力される前記オンオフ信号の時間間隔が変化することに基づいて前記現像剤の消費を検知して前記現像器内の現像剤の交換時期を判断する検知手段を備える画像形成装置において、前記回転板には中心から径方向外側へ渦巻き状の溝が形成され、該渦巻き状の溝に嵌合するピンを有して前記現像器外側部近傍に移動自在に保持され、前記画像形成ユニットの新品時の前記装着部への装着時に前記回転板と前記光センサの間で前記開口からの光を遮断する位置に介在すべく前記ピンが前記渦巻き状の溝の外周位置に配設され、装置の初期運転後には前記回転板の回転に伴って前記ピンが前記渦巻き状の溝を介して前記回転板の中心に向かって移動することにより前記検知手段による前記検知を妨げない位置へ移動する検知部材を設け、前記検知手段は、前記交換時期の判断に加え、前記検知部材を介して前記画像形成ユニットの新旧も検知すべく構成されたことを特徴とする画像形成装置を提供することによって達成できる。
【0014】
上記画像形成ユニットは現像剤を攪拌する攪拌部材と、該攪拌部材を回動させる攪拌軸と、光を透過させる開口が周方向に沿って所定間隔で形成され上記攪拌軸と連動すべく上記現像器外側部に設けられた回転板を備えており、上記装置本体において画像形成ユニットの装着部には、上記画像形成ユニットが装着された際に上記回転板を挟んで発光部と受光部とが対向すべく配設され、装置の運転により上記攪拌軸と連動する回転板の回転に伴い上記開口と非開口部を介して上記発光部からの光の透過と遮断を上記受光部で検知してオンオフ信号を出力する光センサと、上記現像器内の現像剤が充分存在する時一定負荷により上記攪拌軸が等速回転し、上記現像剤が欠乏すると上記攪拌軸の回転が不安定になり、上記光センサから出力される上記オンオフ信号の時間間隔が変化することに基づいて上記現像剤の消費を検知して上記現像器内の現像剤の交換時期を判断する検知手段を備えており、上記回転板には中心から径方向外側へ渦巻き状の溝が形成され、該渦巻き状の溝に嵌合するピンを有して上記現像器外側部近傍に移動自在に保持され、上記画像形成ユニットの新品時の上記装着部への装着時に上記回転板と上記光センサの間で上記開口からの光を遮断する位置に介在すべく上記ピンが上記渦巻き状の溝の外周位置に配設され、装置の初期運転後には上記回転板の回転に伴って上記ピンが上記渦巻き状の溝を介して上記回転板の中心に向かって移動することにより上記検知手段による上記検知を妨げない位置へ移動する検知部材を設けることにより、上記検知手段は、上記交換時期の判断に加え、この検知部材を介して上記画像形成ユニットの新旧も検知すべく構成される。
【0015】
このように構成することにより、上記構成の画像形成装置においても、容易に上記画像形成ユニットの新旧を判断でき、また上記画像形成ユニットの交換時期を判断できるものである。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
<第1の実施形態>
図1は、本実施形態の画像形成装置であり、所謂タンデム方式のカラープリンタの例である。また、本例の画像形成装置は両面印刷用のプリンタでもある。同図において、プリンタ装置31は、不図示のケーブルによってパーソナルコンピュータ等のホスト機器に接続されている。
【0017】
プリンタ装置31は装置本体上部32と装置本体下部33によって構成され、装置本体上部32にはオペレーションパネル34が配設され、またその上面には印字用紙の排紙部35も形成されている。オペレーションパネル34は複数のキーが配設されたキー操作部34aと、不図示のCPUから出力される表示情報に基づき表示を行う液晶ディスプレイ34bで構成されている。また、排紙部35には、排紙ロール36の回動によって後述する画像形成ユニットにより作成された印刷出力が排出され、排紙部35上に順次積載される。
【0018】
また、装置本体下部33には、後述する両面印刷用搬送ユニットや給紙カセットがセットされ、例えばプリンタ装置31の側面に設けられた不図示の蓋を開放することによって、後述する両面印刷用搬送ユニットを着脱できる構成である。また、装置本体下部33には、その前面に開閉可能なフロントカバー37及び装置本体下部33より着脱自在な給紙カセット38が設けられ、例えばフロントカバー37はジャム処理やメンテナンス等において開放される。
【0019】
また、装置本体下部33の右側面には、MPFトレイ(マルチペーパーフィードトレイ)の装着部39、及びカバー40が設けられている。但し、図1において上記装着部39にMPFトレイは装着されていない状態である。また、カバー40は後述する用紙搬送路確認用のカバーであり、このカバー40を開放して、用紙詰まり等のメンテナンスを行う。
【0020】
尚、図2は上記フロントカバー37及びカバー40を開放した状態を示すプリンタ装置31の外観図である。また、本例のプリンタ装置31の最下段には前述のように給紙カセット38が収納され、給紙カセット38に用紙を補給する際、例えば取手38aを手前に引くことによって、給紙カセット38を矢印方向に引き出すことができる。
【0021】
図3は上記外観を有するプリンタ装置31の内部構成を説明する断面図である。同図において、プリンタ装置31は画像形成部41、両面印刷用搬送ユニット42、及び給紙部43で構成されている。ここで、画像形成部41は4個の画像形成ユニット44〜47を矢印方向に並設した構成であり、同図の紙面右側から左側に向かってマゼンダ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)、ブラック(K)の順に配設されている。また、この中のマゼンダ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)の画像形成ユニット44〜46は減法混色によりカラー印刷を行う構成であり、ブラック(K)の画像形成ユニット47はモノクロ印刷に使用する。
【0022】
ここで、上記各画像形成ユニット44〜46はそれぞれドラムセットC1(第1のプロセスユニット)とトナーセットC2(第2のプロセスユニット)で構成され、現像容器に収納された現像剤(の色)を除き同じ構成である。したがって、イエロー(Y)用の画像形成ユニット46を例にして構成を説明する。ドラムセットC1には感光体ドラム、帯電器、印字ヘッド、クリーナが収納され、トナーセットC2には現像ロールやトナーが収納されている。感光体ドラム50は、その周面が例えば有機光導電性材料で構成され、感光体ドラム50の周面近傍には、帯電器51a、印字ヘッド51b、現像ロール51c、転写器51d、クリーナ51eが順次配設されている。感光体ドラム50は矢印方向に回動し、先ず帯電器51aからの電荷付与により、感光体ドラム50の周面を一様に帯電する。そして、印字ヘッド51bからの印字情報に基づく光書き込みにより、感光体ドラム50の周面に静電潜像を形成し、現像ロール51cによる現像処理によりトナー像を形成する。この時、感光体ドラム50の周面に形成されるトナー像は、現像容器51cに収納したイエロー(Y)色のトナーによる。このようにして感光体ドラム50の周面に形成されるトナー像は、感光体ドラム50の矢印方向の回動に伴って転写ロール51dの位置に達し、感光体ドラム50の直下を矢印方向に移動する用紙に転写される。
【0023】
一方、用紙の搬送は、前述の給紙部43を構成する給紙カセット38、待機ロール52、搬送ベルト53、駆動ロール54等で構成され、給紙コロ55の回動によって給紙カセット38から搬出された用紙は、待機ロール52まで送られ、更にトナー像に一致するタイミングで搬送ベルト53上に送られ、転写部51dに達する。そして、転写部51dにおいてトナー像が転写され、トナー像が転写された用紙は搬送ベルト53の移動に従って、搬送ベルト53上を矢印方向に移動し、定着ユニット56において熱定着処理が施される。
【0024】
また、用紙の上面には、上記イエロー(Y)のトナー像のみならず、他の色のドラムセットC1及びトナーセットC2によって転写されたマゼンダ(M)や、シアン(C)のトナー像も転写され、前述の減法混色に従った色の印刷が行われる。
【0025】
尚、上述の用紙は給紙カセット38から搬出される用紙のみならず、MPFトレイ39’から供給される用紙も含まれ、この場合には用紙は給紙コロ39aによって搬入され、前述の経路に沿って印刷処理が行われる。
【0026】
また、上記定着ユニット56は熱ロール56a、56b、及びクリーニングロール56cで構成され、用紙Pが上述の熱ロール56aと56b間を挟持搬送される間、用紙に転写された例えば複数色のトナー像は溶融して用紙Pに熱定着する。また、クリーニングロール56cは熱ロール56a周面に離型性オイルを塗布すると共に熱ロール56aに残るトナーを除去する機能を有する。尚、定着ユニット56によってトナー像が定着された用紙は切換板61を介して上方、又は紙面左方向に搬送される。
【0027】
一方、両面印刷用搬送ユニット42は装置本体に対して着脱自在に構成され、本例のプリンタ装置31によって両面印刷を行う際装着するユニットであり、内部に複数の搬送ロール60a〜60eが配設されている。両面印刷の場合には、上記切換板61によって一旦上方に用紙が送られ、例えば用紙の後端が搬送ロール62に達した時、用紙の搬送を停止し、更に用紙を逆方向に搬送する。この制御によって、用紙は点線で示す位置に設定された切換部61の左側を下方に搬送され、両面印刷用搬送ユニット42の用紙搬送路に搬入され、搬送ロール60a〜60eによって用紙が送られ、待機ロール52に達し、前述と同様トナー像と一致するタイミングで転写部に送られ、トナー像が用紙の裏面に転写される。
【0028】
図4は、装置本体上部32を開成した状態を示す図である。同図に示すように、装置本体上部32は、装置本体下部33に対し略水平を保ったまま開成される。よって、開成時には、ドラムセットC1、トナーセットC2は、略水平方向で抜き差し可能となる。
【0029】
これより、ドラムセットC1を交換する場合には、図5に示すようにドラムセットC1を手前に抜き出し、新たなドラムセットC1を挿入する。また、トナーセットC2を交換する場合も同様に、図6に示すようにトナーセットC2を手前に抜き出し、新たなトナーセットC2を挿入する。したがって、本例によればドラムセットC1やトナーセットC2の交換を容易に行うことができる。このように、本実施形態の画像形成装置においては、ドラムセットC1、トナーセットC2をそれぞれ独立に装置本体に挿脱可能である。
【0030】
図7は上記トナーセットC2の構成を示す図である。尚、同図に示すエンコーダ70はトナーセットC2の後ろ側に設けられている。また、エンコーダ70は攪拌部材を回動させる攪拌軸71に取り付けられている。また、72は前述の現像ロール51cの回転軸であり、73はトナーセットC2を前述のドラムセットC1に接続する際に使用する回転機構である。
【0031】
図8は上述のエンコーダ70の構成を説明する図であり、同図(a)はエンコーダ70の断面図であり、同図(b)はエンコーダ70の正面図である。エンコーダ70はその外周近傍に同一形状の開口74を複数有し、各開口74は同じ間隔で配設されている。この開口74は後述するフォトセンサの光が通過する穴である。また、エンコーダ70の中心には前述の攪拌軸71を取り付ける穴75が設けられている。また、エンコーダ70には渦巻き状の溝76が形成され、この渦巻き状の溝76には後述するピンが嵌入する。
【0032】
一方、図9はトナーセットC2の新旧を検知する検知部材77であり、この検知部材77にはリブ78、及びリブ78の裏面側に設けられた2本のリブ79a、79bが立設されている。ここで、リブ78は前述のエンコーダ70に形成された渦巻き状の溝76に嵌入する。一方、リブ79a、79bは後述するエンコーダカバー80に形成される溝に嵌入する。
【0033】
図10は上記構成の検知部材77をエンコーダ70及びエンコーダカバー81に取り付けた構造を示す正面図であり、図11はその断面構成を示す。前述のように攪拌軸71にはエンコーダ70が取り付けられ、エンコーダ70は不図示の攪拌部材の回動に従って回転する。また、エンコーダカバー81はトナーセットC2に取り付けられ、検知部材77はホルダー82を介してエンコーダカバー81に上下に移動可能に取り付けられている。尚、同図には現像ロール51cの配設構成も示されている。
【0034】
また、図10に示すように、エンコーダカバー81側には上下に長い長溝84a、84bが設けられ、長溝84aには前述の検知部材77に形成されたリブ79aが嵌入し、長溝84bには検知部材77に形成されたリブ79bが嵌入する。また、フォトセンサ83は前述のエンコーダ70を挟んで配設され、開口74を通して光りの透光又は遮光を検出する。また、前述の検知部材77は新品時上記開口74を遮蔽する位置にある。
【0035】
次に上記構成において、検知部材77の駆動動作を説明する。
先ず、新品のトナーセットC2においては工場設定時、検知部材77がエンコーダ70の最も低い位置に位置する。この場合、検知部材77のリブ78は図8(b)に示す渦巻き状の溝76の外周位置にあり、リブ79a、79bは長溝84a、84bの最下位置にある。この状態において、プリンタ装置31を使用すると攪拌部材が回動し、攪拌軸71を介してエンコーダ70を回転する。この回転により、フォトセンサ83は開口74を介して光の透過を判断するが、トナーセットC2が新品状態では検知部材77が光を遮断し、光検出を行うことができない。したがって、フォトセンサ83から出力される信号によってトナーセットC2が新品であることが検知される。
【0036】
一方、プリンタ装置31が駆動を継続すると、エンコーダ70は回転を続け、渦巻き状の溝76に嵌入したリブ78(検知部材77)を除々に上方に移動する。その後、例えばリブ78が渦巻き状の溝76の最内周部に達すると、検知部材77はフォトセンサ83の光を遮断する位置より上方に移動し、以後エンコーダ70の回転に従ってフォトセンサ83は開口74の通過を判断する。この場合、フォトセンサ83から出力される信号はオン、オフを所定時間間隔で繰り返す信号となる。したがって、フォトセンサ83から出力される一定時間間隔のオン、オフ信号によってトナーセットC2が旧品であると判断する。
【0037】
その後、プリンタ装置31は印刷処理を繰り返し、トナーが欠乏すると攪拌軸71が等速回転しなくなる。すなわち、トナーが充分存在する時には一定負荷により攪拌軸71が等速回転するが、トナーが欠乏すると攪拌軸71の回転が不安定になる。したがって、フォトセンサ83の出力が一定周期のオン、オフ信号でなくなった時、トナーセットC2の交換時期であると判断する。
【0038】
以上のように、本例によれば上記構成のエンコーダ70や検知部材77を使用し、トナーセットC2の新旧判断やトナーセットC2の交換時期の判断を行うことができる。しかも、フォトセンサ83の出力変化を、例えばCPUによって確認し、容易に上記判断を行うことができる。
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
【0039】
図12は本例を説明するエンコーダ、及び検知部材等の配設構成を説明する図である。尚、同図(a)はその断面図であり、同図(b)は正面図である。尚、プリンタ装置31の他の構成、例えばドラムセットC1とトナーセットC2の配設構成やリンク機構等の構成は前述の実施形態と同様である。
【0040】
図12において、エンコーダ90はその外周近傍に同一形状で複数の開口91と長形状の開口(スリット)92を有する。また、エンコーダ90には立設されたピン93に回転自在に取り付けられた検知部材94が設けられている。したがって、この検知部材94はピン93を支点として常に垂れ下がった状態であり、同図に示す新品状態では上記開口(スリット)92を2分割する。また、フォトセンサ95も設けられ、フォトセンサ95は上記エンコーダ90を挟んで配設され、前述と同様開口91、開口(スリット)92を通して光りの透過又は遮断を検出する。尚、上述のようにトナーセットC2が新品時上記開口(スリット)92は検知部材94によって遮蔽されている。
【0041】
一方、本例においては検知部材9が下方を通過する時その揺動を阻止する阻止部材96が設けられている。この阻止部材96はスパイラル軸97を有し、例えばトナーセットC2の駆動力が伝達され、阻止部材96を矢印a方向に移動する。この阻止部材96の移動は、上述のフォトセンサ95の一方凸部95b上を越えて移動する。
【0042】
次に上記構成において、検知部材94の駆動動作を説明する。
先ず、新品のトナーセットC2においては工場出荷時、図13(a)に示す状態である。この状態は前述の図12の状態と同じである。その後、プリンタ装置31が駆動し、エンコーダ90が回転するとピン93を介して検知部材94も上方に移動し、エンコーダ90の回転に従って揺動状態で回転する。例えば、この時の状態を示す図が図13(b)である。また、この間フォトセンサ95は開口91、及び開口(スリット)92を透過する光を検出し、一定周期のオン、オフ信号をCPUに供給する。但し、本例の場合開口(スリット)92を透過する光は2分割された光であり、開口91の間隔と若干異なるタイミング信号である。
【0043】
その後、プリンタ装置31の駆動が連続すると、阻止部材96はスパイラル軸97の駆動によって除々に矢印a方向に移動する。この状態を示す図が図14(a)、(b)である。すなわち、同図(a)に示すように、プリンタ装置31の駆動に従ってスパイラル軸97が駆動し、阻止部材96を矢印a方向に移動する。その後、フォトセンサ95の一方凸部95bを越えて同図(b)に示す位置まで移動する。この状態は阻止部材96の外周が検知部材94のピン98に当接する位置である。したがって、上記位置まで阻止部材96が移動すると、揺動しながら移動する検知部材94は、そのピン98が阻止部材96に当接し、図13(c)に示す状態となる。
【0044】
このため、開口(スリット)92がフォトセンサ95の位置を通過する間、検知部材94はフォトセンサ95の光を遮光することができず、フォトセンサ95の出力はオン、オフを繰り返す信号であるが、開口(スリット)92の位置において長いオン信号となる。したがって、CPUはフォトセンサ95から出力される信号によってトナーセットC2が旧品であると判断する。
【0045】
その後、プリンタ装置31は印刷処理を繰り返し、前述と同様トナーが欠乏すると攪拌軸71が等速回転しなくなる。したがって、フォトセンサ95の出力が不安定になった時、トナーセットC2の交換時期であると判断する。以上のように、本例によってもトナーセットC2の新旧判断やトナーセットC2の交換時期の判断を容易に行うことができる。
<第3の実施形態>
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
【0046】
図15は本例を説明するエンコーダ、及び検知部材等の配設構成を説明する図である。尚、同図(a)はその断面図であり、同図(b)は正面図である。また、本例の構成においても、プリンタ装置31の他、例えばドラムセットC1とトナーセットC2の配設構成やリンク機構等の構成は前述の第1の実施形態と同様である。
【0047】
図15において、エンコーダ90はその外周近傍に同一形状で複数の開口91と長形状の開口(スリット)92を有し、前述の第2の実施形態と同じ構成である。また、検知部材94もエンコーダ90に立設されたピン93に回転自在に取り付けられ、揺動自在な構成である。一方、阻止部材99は前述とは異なる位置に配設され、スパイラル軸99’によって矢印a方向に移動した後、ピン98に当接して検知部材94を上方の待避させる位置に配設されている。尚、フォトセンサ95は前述と同じ位置に配設されている。
【0048】
上記構成において、エンコーダ90が回転すると前述と同様検知部材94も回転し、エンコーダ90の回転に従って揺動状態で回転する。この状態では、フォトセンサ95は開口91、及び開口(スリット)92を透過する光を検出し、一定周期のオン、オフ信号をCPUに供給する。一方、プリンタ装置31の駆動が連続し、阻止部材99がスパイラル軸99’の駆動によって除々に矢印a方向に移動し、阻止部材99の外周が検知部材94のピン98に当接すると、検知部材94は図15(b)に点線で示すように、上方に待避し、フォトセンサ95を遮蔽しない。
【0049】
このため、開口(スリット)92がフォトセンサ95の位置を通過する間、検知部材94はフォトセンサ95の光を遮光せず、フォトセンサ95の出力はオン、オフを繰り返す信号であるが、開口(スリット)92の位置において長いオン信号となる。したがって、CPUはフォトセンサ95から出力される信号によってトナーセットC2が旧品であると判断できる。
【0050】
その後、プリンタ装置31は印刷処理を繰り返し、前述と同様トナーが欠乏すると攪拌軸71が等速回転しなくなり、トナーセットC2の交換時期であることを報知する処理は前述と同様である。したがって、本例においてもトナーセットC2の新旧判断やトナーセットC2の交換時期の判断を容易に行うことができる。
【0051】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によればトナーセット(第2のプロセスユニット)の新旧判断を容易に行うことができ、複数配設されたトナーセットの新旧を簡単に判断することができる。
【0052】
また、トナーセットの交換時期も容易に判断でき、効率よいトナーセットの交換判断、及び交換処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態の画像形成装置であり、所謂タンデム方式のカラープリンタの例である。
【図2】フロントカバー等を開放した状態を示すプリンタ装置の外観図である。
【図3】プリンタ装置の内部構成を説明する断面図である。
【図4】装置本体上部を開成した状態を示す図である。
【図5】ドラムセットを手前に抜き出し、新たなドラムセットを挿入する状態を説明する図である。
【図6】トナーセットを手前に抜き出し、新たなトナーセットを挿入する状態を説明する図である。
【図7】トナーセットの構成を示す図である。
【図8】(a)はエンコーダの断面図であり、(b)はエンコーダの正面図である。
【図9】検知部材の斜視図である。
【図10】検知部材をエンコーダ及びエンコーダカバーに取り付けた構造を示す正面図である。
【図11】図10の断面構成を示す図である。
【図12】(a)、(b)は第2の実施形態を説明するエンコーダ、及び検知部材等の配設構成を説明する図である。
【図13】(a)は工場出荷時の新品のトナーセットの状態を示す図であり、(b)は検知部材の回転状態を示す図であり、(c)は旧品状態を示す図である。
【図14】(a)、(b)は検知部材の移動を説明する図である。
【図15】(a)、(b)は第3の実施形態を説明するエンコーダ、及び検知部材等の配設構成を説明する図である。
【図16】従来例のプリンタ装置の全体構成図である。
【図17】従来例のプリンタ装置の内部構成図である。
【符号の説明】
31 プリンタ装置
32 装置本体上部
33 装置本体下部
34 オペレーションパネル
34a キー操作部
34b 液晶ディスプレイ
35 排紙部
36 排紙ロール
37 フロントカバー
38 給紙カセット
39 MPFトレイ
40 カバー
41 画像形成部
42 両面印刷用搬送ユニット
43 給紙部
44〜47 画像形成ユニット
50 感光体ドラム
51a 帯電器
51b 印字ヘッド
51c 現像ロール
51d 転写器
51e クリーナ
52 待機ロール
53 搬送ベルト
54 駆動ロール
55 給紙コロ
56 定着ユニット
56a、56b 熱ロール
56c クリーニングロール
60a〜60e 搬送ロール
61 切換板
62 搬送ロール
70 エンコーダ
71 攪拌軸
72 回転軸
73 回転機構
74 開口
75 穴
76 渦巻き状の溝
77 検知部材
78 リブ
79a、79b リブ
80 エンコーダカバー
81 エンコーダカバー
82 ホルダー
83 フォトセンサ
84a、84b 長溝
90 エンコーダ
91 開口
92 開口(スリット)
93 ピン
94 検知部材
95 フォトセンサ
95b 一方凸部
96 阻止部材
97 スパイラル軸
99 阻止部材
99’ スパイラル軸
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a color image forming apparatus using a tandem method, and more particularly to an image forming apparatus that detects whether a process unit is new or old.
[0002]
[Prior art]
FIG. 16 is a cross-sectional view of a conventional printer (image forming apparatus). In FIG. 1, a printer apparatus 1 includes a roof 2 which is an upper part of the apparatus main body and a lower part 3 of the apparatus main body. The roof 2 is provided with a paper discharge port 5 for discharging paper on its upper surface and a paper discharge tray 6 on which the discharged paper is stacked. A paper cassette 8 that is detachable from the front cover 7 and the lower part 3 of the apparatus main body is disposed, and an MPF (multi-paper feeder) 9 that can be stored in the lower part 3 of the apparatus main body is disposed on the right side thereof. An operation display unit 4 for inputting information to 1 and displaying the status of the printer 1 is provided.
[0003]
In the printer apparatus 1, the roof 2 is opened in the direction of arrow B around the rotation axis A when performing operations such as jam handling and maintenance. FIG. 17 shows a cross-sectional configuration when the above-described printer apparatus 1 is opened, and also shows an internal structure thereof. As shown in the figure, the printer apparatus 1 has a detachable paper cassette 8, a paper feed roll 12 that sequentially feeds the sheets stacked and stored in the paper cassette 8, and temporarily waits for the fed paper. A pair of standby rolls 13 that are sent to the image forming unit 11 at a predetermined timing, a fixing device 14 that fixes the toner image on the paper, and a paper discharge roll pair 18 that discharges the fixed paper to the outside of the apparatus (drive roll 18a and driven roll 18b). ), And the above-described operation display unit 4 for performing various settings and status display on the printer apparatus 1.
[0004]
In the image forming unit 11, the charger 25 charges the peripheral surface of the photosensitive drum 23 with a uniform charge, and the print head 26 selectively selects the peripheral surface of the photosensitive drum 23 based on the print data. Exposure is performed, a low potential portion is formed by the exposure, and an electrostatic latent image composed of the initial charging potential and the exposure low potential portion is recorded on the circumferential surface of the photosensitive drum 23. The developing device 27 transfers the internal toner to the low potential portion of the photosensitive drum 23 via the developing roll 27a, and visualizes (develops) the electrostatic latent image. The transfer device 28 transfers the toner image on the photoconductive drum 23 to the surface of the conveyed paper by an electric field having a reverse polarity.
[0005]
Of the image forming unit 11, the photosensitive drum 23, the charger 25, the developing device 27, the transfer device 28, the cleaner 24, and the like are provided in the lower part 3 of the apparatus main body, and the print head 26 is the roof 2 that is the upper part of the apparatus main body. Is provided.
[0006]
Here, the roof 2 is configured to be openable and closable in the direction of arrow B with the hinge portion 15 as a fulcrum with respect to the apparatus main body lower portion 3. At this time, the print head 26 and the follower roll 18b described above are opened and closed together with the roof 2. The roof 2 shown by a solid line in the figure shows a closed state, and the roof 2 shown by a dotted line shows an opened state. The lock mechanism 16 for holding the roof 2 in the closed position includes a claw portion 17a provided on the apparatus body lower portion 3 side, and an engagement portion 17b provided on the roof 2 side and engaged with the claw portion 17a. It is comprised by.
[0007]
On the other hand, most of the image forming unit 11 constitutes a cartridge C that is detachable with respect to the lower part 3 of the apparatus main body, which includes a first cartridge C1 in which a photosensitive drum 23, a cleaner 24, and the like are integrated, and a developing unit. The cartridge 7 and the like can be divided and combined with the second cartridge C2 formed by integrating the cartridge 7 and the like, and these cartridges C1 and C2 can be freely attached to and detached from a predetermined mounting portion of the lower part 3 of the apparatus body with the roof 2 opened. For example, maintenance such as maintenance and inspection such as replacement of these cartridges and supply of consumables is performed due to deterioration of the photosensitive member or toner consumption.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
On the other hand, color printer apparatuses (color image forming apparatuses) are widely used today, and various methods are used for color printing. For example, there is a system in which a plurality of developing devices are arranged in the vicinity of the peripheral surface of one photosensitive drum, and toner images are sequentially formed on the drum surface (method (A)). There is also a method using a drum-shaped intermediate transfer medium (method (b)), and a method in which a plurality of image forming units are arranged in a predetermined direction to form a toner image directly on a sheet (so-called tandem method). ) Is also present.
[0009]
Of these, the method (a) requires the use of a photoconductor drum having a large shape, which reduces the printing speed. In the method (b), since an intermediate transfer medium is used, the shape becomes large. Therefore, a tandem color printer that has excellent printing speed and less problems in terms of shape is promising. In this type of printer, for example, yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) image forming units are used.
[0010]
Since the image forming apparatus uses four colors as described above, four image forming units are used, and each has a cartridge C2. Further, the toner in each cartridge C2 is sequentially consumed as it is used. For this reason, when a predetermined number of printing processes are completed, the cartridge C2 is replaced. However, in the above-described color printer apparatus, the replacement work of the four cartridges C2 is necessary, and the replacement is not always performed at the same time. Therefore, it is necessary to efficiently detect toner consumption and to determine the old and new cartridge C2.
[0011]
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus that can efficiently determine whether a cartridge is new or old and can easily determine the replacement time of the cartridge.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to the above object the present invention, there is provided an image forming apparatus detachably arranged wearing image forming unit having a developing device for developing a latent image formed on an image bearing member with a developer, wherein the image forming unit, the agitating member for agitating the developer in the developing device, and a stirring shaft for rotating the the stirrer拌部material, opening for transmitting light are formed at predetermined intervals along a circle circumferential direction the stirring shaft and a rotating plate provided in the developing device outer part in order to work with, the mounting portion of the image forming unit of the apparatus main body, across the rotating plate when said image forming unit is mounted The light-emitting part and the light-receiving part are arranged so as to face each other, and light is transmitted and blocked from the light- emitting part through the opening and the non-opening part with the rotation of the rotating plate interlocked with the stirring shaft by the operation of the apparatus. the is detected by the light receiving section outputs an oFF signal A sensor, the above rotary stirring shaft constant velocity with a constant load when the developer in the developing device is present sufficiently, the rotation of the stirring shaft and the developer is depleted becomes unstable, output from the optical sensor in the image forming apparatus including a detection means for determining the replacement time of the developing agent in said developing unit to detect the consumption of the developer based on the fact that the time interval is changed in that the on-off signal, to said rotating plate Has a spiral groove formed radially outward from the center, and has a pin that fits into the spiral groove and is held movably in the vicinity of the outer portion of the developing unit. The pin is disposed at the outer peripheral position of the spiral groove so that the light from the opening is blocked between the rotating plate and the optical sensor when mounted on the mounting portion, and the initial operation of the apparatus Later on the rotation of the rotating plate A detection member that moves to a position that does not interfere with the detection by said detecting means by the pin is moved toward the center of the rotary plate through the spiral grooves provided me, said detecting means, said switching This can be achieved by providing an image forming apparatus that is configured to detect whether the image forming unit is new or old through the detection member in addition to the timing determination .
[0014]
Is the image forming unit and the agitating member for agitating the developer, the order to interlock the stirring shaft for rotating the the stirrer拌部material, opening for transmitting light and the stirring shaft is formed at predetermined intervals along a circle circumferential direction and a rotation provided in the developing device outer side plate, the mounting portion of the image forming units in the apparatus main body, the light receiving portion and the light emitting portion by sandwiching the rotating plate in the image forming unit is mounted The light receiving unit detects the transmission and blocking of light from the light emitting unit through the opening and the non-opening part with the rotation of the rotating plate interlocked with the stirring shaft by the operation of the apparatus. When the developer in the developing device is sufficiently present and the developer in the developing device is sufficiently present, the stirring shaft rotates at a constant speed by a constant load, and when the developer is insufficient, the rotation of the stirring shaft becomes unstable. will, of output from the light sensor That is based on the fact that the time interval of the on-off signal is changed by detecting the consumption of the developer comprises a detection means for determining the replacement time of the developer in the developing device, the above rotating plate center A spiral groove is formed radially outward from the pin and has a pin that fits into the spiral groove and is held movably near the outside of the developing device. said pin so as to interposed a position for blocking the light from the opening between the rotating plate and the optical sensor upon mounting of the parts is disposed on the outer peripheral position of the spiral groove, after the initial operation of the apparatus By providing a detection member that moves to a position that does not interfere with the detection by the detection means by moving the pin toward the center of the rotation plate through the spiral groove as the rotation plate rotates. The detecting means is In addition to the serial replacement timing determination configured to sense also old and new of the image forming unit via the sensing member.
[0015]
With this configuration, the image forming apparatus having the above configuration can easily determine whether the image forming unit is new or old, and can determine the replacement time of the image forming unit.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<First Embodiment>
FIG. 1 shows an example of a so-called tandem color printer, which is an image forming apparatus according to this embodiment. The image forming apparatus of this example is also a printer for duplex printing. In the figure, a printer device 31 is connected to a host device such as a personal computer by a cable (not shown).
[0017]
The printer apparatus 31 includes an apparatus main body upper part 32 and an apparatus main body lower part 33, an operation panel 34 is disposed on the apparatus main body upper part 32, and a printing paper discharge unit 35 is formed on the upper surface. The operation panel 34 includes a key operation unit 34a having a plurality of keys and a liquid crystal display 34b that performs display based on display information output from a CPU (not shown). Further, a print output created by an image forming unit, which will be described later, is discharged to the paper discharge unit 35 by the rotation of the paper discharge roll 36 and is sequentially stacked on the paper discharge unit 35.
[0018]
Further, a duplex printing conveyance unit and a paper feed cassette, which will be described later, are set in the lower part 33 of the apparatus main body. For example, by opening a lid (not shown) provided on the side surface of the printer device 31, a duplex printing conveyance described later is performed. It is the structure which can attach or detach a unit. Further, the apparatus main body lower portion 33 is provided with a front cover 37 that can be opened and closed on the front surface thereof and a paper feed cassette 38 that is detachable from the apparatus main body lower portion 33. For example, the front cover 37 is opened for jam processing, maintenance, or the like.
[0019]
Also, an MPF tray (multi-paper feed tray) mounting portion 39 and a cover 40 are provided on the right side surface of the apparatus main body lower portion 33. However, in FIG. 1, the MPF tray is not mounted on the mounting portion 39. The cover 40 is a cover for confirming a paper conveyance path, which will be described later. The cover 40 is opened to perform maintenance such as paper jam.
[0020]
FIG. 2 is an external view of the printer device 31 showing a state in which the front cover 37 and the cover 40 are opened. Further, as described above, the paper feed cassette 38 is housed in the lowermost stage of the printer device 31 of this example. When paper is supplied to the paper feed cassette 38, for example, the paper feed cassette 38 is pulled by pulling the handle 38a toward the front. Can be pulled out in the direction of the arrow.
[0021]
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the internal configuration of the printer 31 having the above-described appearance. In FIG. 1, the printer device 31 includes an image forming unit 41, a duplex printing transport unit 42, and a paper feed unit 43. Here, the image forming unit 41 has a configuration in which four image forming units 44 to 47 are juxtaposed in the direction of the arrow, and magenta (M), cyan (C), yellow ( Y) and black (K) in this order. The magenta (M), cyan (C), and yellow (Y) image forming units 44 to 46 are configured to perform color printing by subtractive color mixing, and the black (K) image forming unit 47 is monochrome printing. Used for.
[0022]
Each of the image forming units 44 to 46 includes a drum set C1 (first process unit) and a toner set C2 (second process unit), and the developer (color) stored in the developing container. The configuration is the same except for. Therefore, the configuration will be described using the image forming unit 46 for yellow (Y) as an example. The drum set C1 contains a photosensitive drum, a charger, a print head, and a cleaner, and the toner set C2 contains a developing roll and toner. The peripheral surface of the photosensitive drum 50 is made of, for example, an organic photoconductive material. In the vicinity of the peripheral surface of the photosensitive drum 50, a charger 51a, a print head 51b, a developing roll 51c, a transfer unit 51d, and a cleaner 51e are provided. They are arranged sequentially. The photosensitive drum 50 rotates in the direction of the arrow. First, the peripheral surface of the photosensitive drum 50 is uniformly charged by applying a charge from the charger 51a. Then, an electrostatic latent image is formed on the peripheral surface of the photosensitive drum 50 by optical writing based on print information from the print head 51b, and a toner image is formed by development processing by the developing roll 51c. At this time, the toner image formed on the peripheral surface of the photosensitive drum 50 is made of yellow (Y) toner stored in the developing container 51c. The toner image formed on the peripheral surface of the photosensitive drum 50 in this way reaches the position of the transfer roll 51d as the photosensitive drum 50 rotates in the arrow direction, and immediately below the photosensitive drum 50 in the arrow direction. Transferred to moving paper.
[0023]
On the other hand, the paper is transported by the paper feed cassette 38, the standby roll 52, the transport belt 53, the drive roll 54, etc. constituting the paper feed unit 43. The unloaded paper is sent to the standby roll 52, and further sent onto the transport belt 53 at a timing coincident with the toner image, and reaches the transfer portion 51d. Then, the toner image is transferred in the transfer unit 51d, and the sheet on which the toner image is transferred moves on the conveyance belt 53 in the direction of the arrow in accordance with the movement of the conveyance belt 53, and a heat fixing process is performed in the fixing unit 56.
[0024]
In addition to the yellow (Y) toner image, not only the yellow (Y) toner image but also magenta (M) and cyan (C) toner images transferred by the drum set C1 and toner set C2 of other colors are transferred to the upper surface of the paper. Then, color printing according to the subtractive color mixture described above is performed.
[0025]
The above-mentioned paper includes not only the paper carried out from the paper feed cassette 38 but also the paper supplied from the MPF tray 39 ′. In this case, the paper is carried in by the paper feed roller 39a, and enters the above-mentioned path. A printing process is performed along the line.
[0026]
The fixing unit 56 includes heat rolls 56a and 56b and a cleaning roll 56c. For example, a plurality of color toner images transferred onto the paper while the paper P is nipped and conveyed between the heat rolls 56a and 56b. Is melted and thermally fixed on the paper P. The cleaning roll 56c has a function of applying release oil to the peripheral surface of the heat roll 56a and removing toner remaining on the heat roll 56a. The sheet on which the toner image is fixed by the fixing unit 56 is conveyed upward or leftward on the sheet surface via the switching plate 61.
[0027]
On the other hand, the duplex printing transport unit 42 is configured to be detachable from the apparatus main body, and is a unit to be mounted when duplex printing is performed by the printer device 31 of this example, and a plurality of transport rolls 60a to 60e are disposed therein. Has been. In the case of duplex printing, the sheet is once sent upward by the switching plate 61. For example, when the trailing edge of the sheet reaches the transport roll 62, the transport of the sheet is stopped and the sheet is transported in the opposite direction. By this control, the sheet is conveyed downward on the left side of the switching unit 61 set at the position indicated by the dotted line, is carried into the sheet conveyance path of the duplex printing conveyance unit 42, and is conveyed by the conveyance rolls 60a to 60e. It reaches the standby roll 52 and is sent to the transfer unit at the same timing as the toner image as described above, and the toner image is transferred to the back side of the paper.
[0028]
FIG. 4 is a view showing a state in which the apparatus main body upper part 32 is opened. As shown in the figure, the apparatus main body upper part 32 is opened while maintaining a substantially horizontal position with respect to the apparatus main body lower part 33. Therefore, at the time of opening, the drum set C1 and the toner set C2 can be inserted and removed in a substantially horizontal direction.
[0029]
From this, when exchanging the drum set C1, as shown in FIG. 5, the drum set C1 is pulled out and a new drum set C1 is inserted. Similarly, when the toner set C2 is replaced, as shown in FIG. 6, the toner set C2 is pulled out and a new toner set C2 is inserted. Therefore, according to this example, the drum set C1 and the toner set C2 can be easily replaced. As described above, in the image forming apparatus of this embodiment, the drum set C1 and the toner set C2 can be inserted into and removed from the apparatus main body independently.
[0030]
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the toner set C2. The encoder 70 shown in the figure is provided behind the toner set C2. The encoder 70 is attached to a stirring shaft 71 that rotates the stirring member. Reference numeral 72 denotes a rotating shaft of the developing roller 51c, and reference numeral 73 denotes a rotating mechanism used when the toner set C2 is connected to the drum set C1.
[0031]
FIGS. 8A and 8B are diagrams illustrating the configuration of the encoder 70 described above. FIG. 8A is a cross-sectional view of the encoder 70, and FIG. 8B is a front view of the encoder 70. The encoder 70 has a plurality of openings 74 having the same shape near the outer periphery thereof, and the openings 74 are arranged at the same interval. The opening 74 is a hole through which light from a photosensor described later passes. Further, a hole 75 for attaching the above-described stirring shaft 71 is provided at the center of the encoder 70. Further, the encoder 70 is formed with a spiral groove 76, and a pin to be described later is fitted into the spiral groove 76.
[0032]
On the other hand, FIG. 9 shows a detection member 77 for detecting whether the toner set C2 is new or old. The detection member 77 is provided with a rib 78 and two ribs 79a and 79b provided on the back side of the rib 78. Yes. Here, the rib 78 is fitted into a spiral groove 76 formed in the encoder 70 described above. On the other hand, the ribs 79a and 79b are fitted into grooves formed in the encoder cover 80 described later.
[0033]
FIG. 10 is a front view showing a structure in which the detection member 77 having the above-described configuration is attached to the encoder 70 and the encoder cover 81, and FIG. 11 shows a cross-sectional configuration thereof. As described above, the encoder 70 is attached to the stirring shaft 71, and the encoder 70 rotates according to the rotation of a stirring member (not shown). The encoder cover 81 is attached to the toner set C2, and the detection member 77 is attached to the encoder cover 81 via a holder 82 so as to be movable up and down. In addition, the arrangement | positioning structure of the developing roll 51c is also shown by the same figure.
[0034]
As shown in FIG. 10, long long grooves 84a and 84b are provided on the encoder cover 81 side, and ribs 79a formed on the detection member 77 are fitted into the long groove 84a, and detection is performed in the long groove 84b. The rib 79b formed in the member 77 is fitted. The photo sensor 83 is arranged with the above-described encoder 70 interposed therebetween, and detects light transmission or light shielding through the opening 74. Further, the aforementioned detection member 77 is in a position to shield the opening 74 when it is new.
[0035]
Next, the driving operation of the detection member 77 in the above configuration will be described.
First, in the new toner set C2, the detection member 77 is positioned at the lowest position of the encoder 70 at the time of factory setting. In this case, the rib 78 of the detection member 77 is at the outer peripheral position of the spiral groove 76 shown in FIG. 8B, and the ribs 79a and 79b are at the lowest position of the long grooves 84a and 84b. In this state, when the printer device 31 is used, the stirring member rotates, and the encoder 70 is rotated via the stirring shaft 71. By this rotation, the photo sensor 83 determines the transmission of light through the opening 74. However, when the toner set C2 is new, the detection member 77 blocks the light and cannot detect the light. Therefore, it is detected by the signal output from the photosensor 83 that the toner set C2 is new.
[0036]
On the other hand, when the printer device 31 continues to be driven, the encoder 70 continues to rotate and gradually moves the rib 78 (detection member 77) fitted in the spiral groove 76 upward. Thereafter, for example, when the rib 78 reaches the innermost peripheral portion of the spiral groove 76, the detection member 77 moves upward from the position where the light of the photosensor 83 is blocked, and the photosensor 83 opens thereafter as the encoder 70 rotates. 74 is judged to pass. In this case, the signal output from the photosensor 83 is a signal that repeats ON and OFF at predetermined time intervals. Therefore, it is determined that the toner set C2 is an old product based on an on / off signal output from the photosensor 83 at regular time intervals.
[0037]
Thereafter, the printer device 31 repeats the printing process. When the toner is insufficient, the stirring shaft 71 does not rotate at a constant speed. That is, when the toner is sufficiently present, the stirring shaft 71 rotates at a constant speed with a constant load. However, when the toner is insufficient, the rotation of the stirring shaft 71 becomes unstable. Therefore, when the output of the photo sensor 83 is no longer an on / off signal with a fixed period, it is determined that it is time to replace the toner set C2.
[0038]
As described above, according to this example, it is possible to determine whether the toner set C2 is new or old and to determine the replacement time of the toner set C2 by using the encoder 70 and the detection member 77 having the above-described configuration. In addition, the output change of the photo sensor 83 can be confirmed by, for example, the CPU, and the above determination can be easily made.
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
[0039]
FIG. 12 is a diagram for explaining the arrangement of encoders, detection members, and the like for explaining this example. In addition, the figure (a) is the sectional drawing, and the figure (b) is a front view. Other configurations of the printer device 31, for example, the arrangement configuration of the drum set C1 and the toner set C2, the configuration of the link mechanism, and the like are the same as those in the above-described embodiment.
[0040]
In FIG. 12, an encoder 90 has a plurality of openings 91 and a long opening (slit) 92 having the same shape in the vicinity of the outer periphery thereof. The encoder 90 is provided with a detection member 94 that is rotatably attached to a standing pin 93. Therefore, the detection member 94 is always in a state of hanging with the pin 93 as a fulcrum, and the opening (slit) 92 is divided into two in the new state shown in FIG. A photosensor 95 is also provided, and the photosensor 95 is disposed with the encoder 90 interposed therebetween, and detects transmission or blocking of light through the opening 91 and the opening (slit) 92 as described above. As described above, when the toner set C2 is new, the opening (slit) 92 is shielded by the detection member 94.
[0041]
On the other hand, the blocking member 96 for blocking the swinging when the detection member 9 4 passes under is provided in this example. The blocking member 96 has a spiral shaft 97, and for example, the driving force of the toner set C2 is transmitted to move the blocking member 96 in the direction of arrow a. The movement of the blocking member 96 moves over the one convex portion 95b of the photosensor 95 described above.
[0042]
Next, the driving operation of the detection member 94 in the above configuration will be described.
First, the new toner set C2 is in the state shown in FIG. This state is the same as the state of FIG. Thereafter, when the printer device 31 is driven and the encoder 90 rotates, the detection member 94 also moves upward via the pin 93 and rotates in a swinging state according to the rotation of the encoder 90. For example, FIG. 13B shows the state at this time. Further, during this time, the photo sensor 95 detects light transmitted through the opening 91 and the opening (slit) 92 and supplies an on / off signal with a constant period to the CPU. However, in the case of this example, the light transmitted through the opening (slit) 92 is light divided into two, which is a timing signal slightly different from the interval of the openings 91.
[0043]
Thereafter, when the driving of the printer device 31 continues, the blocking member 96 gradually moves in the direction of arrow a by the driving of the spiral shaft 97. FIGS. 14A and 14B show this state. That is, as shown in FIG. 6A, the spiral shaft 97 is driven in accordance with the driving of the printer device 31, and the blocking member 96 is moved in the direction of arrow a. Thereafter, the photosensor 95 moves beyond the one convex portion 95b to the position shown in FIG. This state is a position where the outer periphery of the blocking member 96 contacts the pin 98 of the detection member 94. Therefore, when the blocking member 96 moves to the above position, the detection member 94 that moves while swinging has its pin 98 in contact with the blocking member 96 and is in the state shown in FIG.
[0044]
Therefore, while the opening (slit) 92 passes the position of the photosensor 95, the detection member 94 cannot block the light of the photosensor 95, and the output of the photosensor 95 is a signal that repeatedly turns on and off. Is a long ON signal at the position of the opening (slit) 92. Therefore, the CPU determines that the toner set C2 is an old product based on a signal output from the photosensor 95.
[0045]
Thereafter, the printer device 31 repeats the printing process, and when the toner is insufficient as described above, the stirring shaft 71 does not rotate at a constant speed. Therefore, when the output of the photo sensor 95 becomes unstable, it is determined that it is time to replace the toner set C2. As described above, also in this example, it is possible to easily determine whether the toner set C2 is new or old and determine the replacement timing of the toner set C2.
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
[0046]
FIG. 15 is a diagram for explaining the arrangement of encoders, detection members, and the like for explaining this example. In addition, the figure (a) is the sectional drawing, and the figure (b) is a front view. Also in the configuration of this example, in addition to the printer device 31, for example, the arrangement configuration of the drum set C1 and the toner set C2, the configuration of the link mechanism, and the like are the same as those in the first embodiment.
[0047]
In FIG. 15, an encoder 90 has a plurality of openings 91 and long openings (slits) 92 having the same shape in the vicinity of the outer periphery thereof, and has the same configuration as that of the second embodiment. Further, the detection member 94 is also rotatably attached to a pin 93 erected on the encoder 90 and has a swingable configuration. On the other hand, the blocking member 99 is disposed at a position different from that described above, and is disposed at a position where the detection member 94 is retracted upward by abutting against the pin 98 after moving in the arrow a direction by the spiral shaft 99 ′. . The photo sensor 95 is disposed at the same position as described above.
[0048]
In the above configuration, when the encoder 90 rotates, the detection member 94 also rotates in the same manner as described above, and rotates in a swinging state according to the rotation of the encoder 90. In this state, the photosensor 95 detects light transmitted through the opening 91 and the opening (slit) 92 and supplies an ON / OFF signal with a constant period to the CPU. On the other hand, when the driving of the printer device 31 is continued, the blocking member 99 gradually moves in the direction of the arrow a by the drive of the spiral shaft 99 ′, and the outer periphery of the blocking member 99 comes into contact with the pin 98 of the detection member 94. As shown by a dotted line in FIG. 15B, 94 is retracted upward and does not shield the photosensor 95.
[0049]
Therefore, while the opening (slit) 92 passes through the position of the photosensor 95, the detection member 94 does not block the light of the photosensor 95, and the output of the photosensor 95 is a signal that repeatedly turns on and off. A long ON signal is obtained at the position of (slit) 92. Therefore, the CPU can determine that the toner set C2 is an old product based on the signal output from the photosensor 95.
[0050]
Thereafter, the printer device 31 repeats the printing process, Ri kuna stirring shaft 71, such constant velocity rotating the same manner as described above toner is depleted, the process indicating that a replacement timing of the toner set C2 is as defined above . Therefore, also in this example, it is possible to easily determine whether the toner set C2 is new or old or determine the replacement timing of the toner set C2.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to easily determine whether a toner set (second process unit) is new or old, and it is possible to easily determine whether a plurality of toner sets are installed.
[0052]
Further, it is possible to easily determine the replacement timing of the toner set, and to perform efficient toner set replacement determination and replacement processing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 illustrates an example of a so-called tandem color printer, which is an image forming apparatus according to an exemplary embodiment.
FIG. 2 is an external view of the printer apparatus showing a state in which a front cover or the like is opened.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an internal configuration of the printer apparatus.
FIG. 4 is a view showing a state in which the upper part of the apparatus main body is opened.
FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which a drum set is pulled out and a new drum set is inserted.
FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which a toner set is pulled out and a new toner set is inserted.
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a toner set.
8A is a cross-sectional view of an encoder, and FIG. 8B is a front view of the encoder.
FIG. 9 is a perspective view of a detection member.
FIG. 10 is a front view showing a structure in which a detection member is attached to an encoder and an encoder cover.
11 is a diagram showing a cross-sectional configuration of FIG.
FIGS. 12A and 12B are diagrams for explaining the arrangement of an encoder, a detection member, and the like for explaining the second embodiment.
13A is a diagram illustrating a state of a new toner set at the time of shipment from the factory, FIG. 13B is a diagram illustrating a rotation state of a detection member, and FIG. 13C is a diagram illustrating a state of an old product. is there.
FIGS. 14A and 14B are diagrams illustrating movement of a detection member.
FIGS. 15A and 15B are diagrams for explaining the arrangement of an encoder, a detection member, and the like for explaining the third embodiment. FIGS.
FIG. 16 is an overall configuration diagram of a conventional printer apparatus.
FIG. 17 is an internal configuration diagram of a conventional printer apparatus.
[Explanation of symbols]
31 Printer device 32 Upper device body 33 Lower device body 34 Operation panel 34a Key operation unit 34b Liquid crystal display 35 Paper discharge unit 36 Paper discharge roll 37 Front cover 38 Paper feed cassette 39 MPF tray 40 Cover 41 Image forming unit 42 Transport for double-sided printing Unit 43 Paper feed unit 44 to 47 Image forming unit 50 Photosensitive drum 51a Charger 51b Print head 51c Developing roll 51d Transfer device 51e Cleaner 52 Standby roll 53 Conveying belt 54 Drive roll 55 Paper feed roller 56 Fixing units 56a and 56b 56c Cleaning rolls 60a to 60e Conveying roll 61 Switching plate 62 Conveying roll 70 Encoder 71 Stirring shaft 72 Rotating shaft 73 Rotating mechanism 74 Opening 75 Hole 76 Spiral groove 77 Detection member 78 Rib 79a, 79b Rib 80 Encoder cover 81 Encoder cover 82 Holder 83 Photo sensor 84a, 84b Long groove 90 Encoder 91 Opening 92 Opening (slit)
93 Pin 94 Detection member 95 Photo sensor 95b One convex part 96 Blocking member 97 Spiral shaft 99 Blocking member 99 'Spiral shaft

Claims (1)

現像剤を用いて像担持体上に形成される潜像を現像する現像器を有する画像形成ユニットを着脱自在に配設した画像形成装置であって、
前記画像形成ユニットは、前記現像器内の現像剤を攪拌する攪拌部材と、該攪拌部材を回動させる攪拌軸と、光を透過させる開口が周方向に沿って所定間隔で形成され前記攪拌軸と連動すべく前記現像器外側部に設けられた回転板を備えており、
前記装置本体の前記画像形成ユニットの装着部には、前記画像形成ユニットが装着された際に前記回転板を挟んで発光部と受光部とが対向すべく配設され、装置の運転により前記攪拌軸と連動する回転板の回転に伴い前記開口と非開口部を介して前記発光部からの光の透過と遮断を前記受光部で検知してオンオフ信号を出力する光センサと、前記現像器内の現像剤が充分存在する時一定負荷により前記攪拌軸が等速回転し、前記現像剤が欠乏すると前記攪拌軸の回転が不安定になり、前記光センサから出力される前記オンオフ信号の時間間隔が変化することに基づいて前記現像剤の消費を検知して前記現像器内の現像剤の交換時期を判断する検知手段を備える画像形成装置において、
前記回転板には中心から径方向外側へ渦巻き状の溝が形成され、該渦巻き状の溝に嵌合するピンを有して前記現像器外側部近傍に移動自在に保持され、前記画像形成ユニットの新品時の前記装着部への装着時に前記回転板と前記光センサの間で前記開口からの光を遮断する位置に介在すべく前記ピンが前記渦巻き状の溝の外周位置に配設され、装置の初期運転後には前記回転板の回転に伴って前記ピンが前記渦巻き状の溝を介して前記回転板の中心に向かって移動することにより前記検知手段による前記検知を妨げない位置へ移動する検知部材を設け、
前記検知手段は、前記交換時期の判断に加え、前記検知部材を介して前記画像形成ユニットの新旧も検知すべく構成されたことを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus detachably arranged wearing image forming unit having a developing device for developing a latent image formed on an image bearing member with a developer,
The image forming unit includes a stirring member for stirring the developer in the developing device, a stirring shaft for rotating the the stirrer拌部material, opening for transmitting light are formed at predetermined intervals along a circle circumferential direction the stirring in order to work with the shaft provided with said developing device rotary plate provided on the outer part,
The image forming unit mounting portion of the apparatus main body is disposed so that the light emitting portion and the light receiving portion face each other across the rotating plate when the image forming unit is mounted. an optical sensor that outputs an on-off signal transmission and blocking of light from the light emitting portion in accordance with the rotation of the rotating plate through the opening and non-opening portion in conjunction with the shaft is detected by the light receiving unit, the developing unit When the developer is sufficiently present, the stirring shaft rotates at a constant speed with a constant load, and when the developer is insufficient, the rotation of the stirring shaft becomes unstable, and the time interval of the on / off signal output from the optical sensor in the image forming apparatus including a detection means for determining but the replacement timing of the developer changes the developing unit to detect the consumption of the developer based on the fact that,
The rotary plate has a spiral groove formed radially outward from the center, and has a pin that fits into the spiral groove, and is held movably in the vicinity of the outside of the developing device. The pin is disposed at the outer peripheral position of the spiral groove so as to be interposed between the rotating plate and the optical sensor at a position where light from the opening is blocked when mounted on the mounting portion when new. After the initial operation of the apparatus, as the rotating plate rotates, the pin moves toward the center of the rotating plate through the spiral groove to move to a position that does not hinder the detection by the detecting means. Provide a detection member ,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the detection unit is configured to detect whether the image forming unit is new or old through the detection member in addition to the determination of the replacement time.
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