JP5402961B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、交換可能な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関する。 The present invention relates to an image forming apparatus configured to optically detect the amount of developer in a replaceable cartridge.
従来より、交換可能な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が知られている。例えば、特許文献1には、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現像剤の残量を検出する構成が開示されている。そして、画像形成装置では、検出したカートリッジ内の現像剤の量に基づいて、例えば、カートリッジの交換時期などを判定している。
Conventionally, an image forming apparatus configured to optically detect the amount of developer in a replaceable cartridge is known. For example,
ところで、カートリッジ内の現像剤は、現像ローラと層厚規制ブレードなどとの間で繰り返し摩擦を受けたり、撹拌部材によって繰り返し撹拌されたりすることで、徐々に帯電性能が低下することが知られている。そのため、画像形成装置においては、動作時における現像ローラや撹拌部材の回転回数を少なくすることが検討されているが、その場合、特に1回の画像形成動作における印刷枚数が少ない状況において、カートリッジの交換時期を精度良く判定することができない可能性があることが見出された。 By the way, it is known that the developer in the cartridge gradually deteriorates in charging performance due to repeated friction between the developing roller and the layer thickness regulating blade or repeated stirring by the stirring member. Yes. Therefore, in an image forming apparatus, it has been studied to reduce the number of rotations of the developing roller and the stirring member during operation. In this case, particularly in a situation where the number of printed sheets is small in one image forming operation, It has been found that the replacement time may not be determined accurately.
すなわち、カートリッジ内の現像剤は、撹拌部材の回転によってカートリッジ内に飛散するが、特にその量が少なくなってくると、撹拌部材の回転初期は、底に溜まった現像剤が十分に飛散していないため、入射された光がカートリッジ内を通過しやすくなり、受光素子での受光量(受光した光の強度)が大きくなる。そのため、撹拌部材の回転初期(1回の画像形成動作における印刷枚数が少ない場合)に、カートリッジの交換時期を判定すると、本来は、現像剤が十分に残っているにも拘わらず、カートリッジが交換時期であると判定してしまう可能性がある。 That is, the developer in the cartridge is scattered in the cartridge by the rotation of the stirring member. However, when the amount of the developer is reduced, the developer accumulated at the bottom is sufficiently scattered in the initial rotation of the stirring member. Therefore, the incident light easily passes through the cartridge, and the amount of light received by the light receiving element (the intensity of the received light) increases. Therefore, when the cartridge replacement timing is determined at the initial stage of rotation of the stirring member (when the number of printed sheets in one image forming operation is small), the cartridge should be replaced even though sufficient developer remains. It may be determined that it is time.
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、現像剤の帯電性能の低下を抑制しつつ、精度良くカートリッジの交換時期を判定することができ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 accurately determine the replacement timing of a cartridge while suppressing a decrease in developer charging performance. Objective.
前記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、回転することで現像剤を撹拌する撹拌部材と、現像剤を担持する現像ローラとを有し、駆動力が入力されることで前記撹拌部材と前記現像ローラとが共に回転するように構成された交換可能な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、前記受光素子での受光量に基づく判定対象値が判定閾値を超えたか否かを判定し、前記判定対象値が前記判定閾値を超えた場合にカートリッジが交換時期であると判定する判定手段とを備え、前記判定手段は、画像形成動作を完了させるのに前記撹拌部材を所定回数以下回転させれば十分である印刷ジョブが入力された場合、前記撹拌部材が前記所定回数以下回転する間に前記判定対象値が仮判定閾値を超えたか否かを判定し、前記仮判定閾値を超えない場合は、前記印刷ジョブに基づく画像形成動作の完了により前記撹拌部材の回転を停止し、前記仮判定閾値を超えた場合は、前記撹拌部材を連続して前記所定回数を超えて回転させて前記判定対象値が前記判定閾値を超えたか否かを判定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 includes a stirring member that stirs the developer by rotating and a developing roller that carries the developer, and the driving force is input to the image forming apparatus. An image forming apparatus configured to optically detect an amount of developer in a replaceable cartridge configured such that a stirring member and the developing roller rotate together, and emits light into the cartridge Determining whether or not a determination target value based on the amount of light received by the light receiving element exceeds a determination threshold, and a light receiving element that receives light emitted from the light emitting element and passed through the cartridge; Determination means for determining that the cartridge is in a replacement time when the determination target value exceeds the determination threshold value, and the determination means rotates the stirring member a predetermined number of times or less to complete the image forming operation. When a sufficient print job is input, it is determined whether or not the determination target value has exceeded a temporary determination threshold while the stirring member rotates the predetermined number of times or less, and the temporary determination threshold is not exceeded. Stops the rotation of the stirring member upon completion of the image forming operation based on the print job, and when the temporary determination threshold is exceeded, the stirring member is continuously rotated more than the predetermined number of times to perform the determination. It is characterized by determining whether the target value exceeded the determination threshold value.
ここで、本発明において、画像形成動作を完了させるのに撹拌部材を所定回数以下回転させれば十分である印刷ジョブとは、1回の画像形成動作における印刷枚数が少ないため、撹拌部材の回転回数が所定回数以下となる印刷ジョブのことを意味する。そして、所定回数とは、当該回数を超える撹拌部材の回転回数と、当該回数以下の撹拌部材の回転回数とのそれぞれの場合において、受光素子での受光量に基づく判定対象値が判定閾値を超えたか否かを判定すると、判定結果が異なってしまうような、境界となる撹拌部材の回転回数を意味する。 Here, in the present invention, a print job in which it is sufficient to rotate the stirring member a predetermined number of times or less to complete the image forming operation means that the number of printed sheets in one image forming operation is small, and therefore the stirring member is rotated. It means a print job whose number of times is equal to or less than a predetermined number. The predetermined number of times, in each case of the number of rotations of the stirring member exceeding the number of times and the number of rotations of the stirring member less than the number of times, the determination target value based on the amount of light received by the light receiving element exceeds the determination threshold value. This means the number of rotations of the agitating member that becomes the boundary such that the determination result differs.
このように構成された画像形成装置によれば、判定手段は、印刷枚数が少ない印刷ジョブが入力されたときに、カートリッジの交換時期を判定せずに、まず、受光素子での受光量に基づく判定対象値が仮判定閾値を超えたか否かを判定する。そして、仮判定閾値を超えない場合は、画像形成動作の完了により撹拌部材の回転を停止するので、例えば、印刷枚数が少ない印刷ジョブに基づく画像形成動作の完了後、毎回、撹拌部材を余分に回転させて交換時期を判定する場合と比較して、撹拌部材の総回転回数を減らすことができる。また、これにより、撹拌部材と共に回転するように構成された現像ローラの総回転回数も減らすことができるので、現像剤の帯電性能の低下を抑制することができる。 According to the image forming apparatus configured as described above, when the print job with a small number of prints is input, the determination unit first determines based on the amount of light received by the light receiving element without determining the replacement time of the cartridge. It is determined whether the determination target value has exceeded a provisional determination threshold. If the temporary determination threshold value is not exceeded, the rotation of the stirring member is stopped upon completion of the image forming operation.For example, after the completion of the image forming operation based on the print job with a small number of printed sheets, the stirring member is extra each time. The total number of rotations of the stirring member can be reduced as compared with the case where the replacement time is determined by rotating. In addition, this makes it possible to reduce the total number of rotations of the developing roller configured to rotate with the agitating member, thereby suppressing a decrease in developer charging performance.
また、仮判定閾値を超えた場合は、撹拌部材を連続して所定回数を超えて回転させて判定対象値が判定閾値を超えたか否かを判定する(カートリッジの交換時期を判定する)ので、撹拌部材が所定回数以下回転する間(撹拌部材の回転初期)にカートリッジの交換時期を判定する構成と比較して、精度良くカートリッジの交換時期を判定することができる。 Further, when the temporary determination threshold is exceeded, it is determined whether the determination target value exceeds the determination threshold by continuously rotating the stirring member more than a predetermined number of times (determining the cartridge replacement time). Compared with the configuration in which the cartridge replacement timing is determined while the stirring member rotates a predetermined number of times or less (the initial rotation of the stirring member), the cartridge replacement timing can be determined with high accuracy.
本発明によれば、現像剤の帯電性能の低下を抑制しつつ、精度良くカートリッジの交換時期を判定することができる。 According to the present invention, it is possible to accurately determine the replacement time of the cartridge while suppressing a decrease in the charging performance of the developer.
[第1実施形態]
次に、本発明の第1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、以下の説明では、まず、画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ1の概略構成について簡単に説明した後、本発明の特徴部分に係るレーザプリンタ1の詳細な構成および動作について説明する。
[First Embodiment]
Next, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In the following description, first, a schematic configuration of a
ここで、以下の説明において、方向は、レーザプリンタ1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における右側を「前」、左側を「後」とし、手前側を「左」、奥側を「右」とする。また、図1における上下方向を「上下」とする。
Here, in the following description, the direction will be described with reference to the user who uses the
<レーザプリンタの概略構成>
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Sを供給する給紙部3と、露光装置4と、用紙S上にトナー像(現像剤像)を転写するプロセスカートリッジ5と、用紙S上のトナー像を熱定着する定着装置8とを主に備えている。
<Schematic configuration of laser printer>
As shown in FIG. 1, the
給紙部3は、本体筐体2内の下部に設けられ、用紙Sを収容する給紙トレイ31と、給紙トレイ31から用紙Sを送り出す用紙供給機構32とを主に備えている。給紙トレイ31内の用紙Sは、用紙供給機構32によって1枚ずつ分離され、プロセスカートリッジ5(感光体ドラム61と転写ローラ63の間)に向けて供給される。
The
露光装置4は、本体筐体2内の上部に配置され、図示しないレーザ発光部や、符号を省略して示すポリゴンミラー、レンズ、反射鏡などを備えている。この露光装置4では、レーザ発光部から出射される画像データに基づくレーザ光(鎖線参照)が、感光体ドラム61の表面で高速走査されることで、感光体ドラム61の表面を露光する。
The exposure apparatus 4 is disposed in the upper part of the
プロセスカートリッジ5は、露光装置4の下方に配置され、本体筐体2に設けられたカバー21を開いたときにできる開口2Aから本体筐体2に対して着脱可能(交換可能)に装着される構成となっている。このプロセスカートリッジ5は、ドラムユニット6と、カートリッジの一例としての現像カートリッジ7とから構成されている。
The
現像カートリッジ7は、ドラムユニット6に対して着脱自在となっており、ドラムユニット6に装着された状態で、本体筐体2に対して交換可能に装着されるように構成されている。この現像カートリッジ7は、現像ローラ71と、供給ローラ72と、層厚規制ブレード73と、トナー(現像剤)を収容するトナー収容部74と、撹拌部材の一例としてのアジテータ75とを主に備えている。
The developing
現像カートリッジ7では、トナー収容部74内のトナーは、回転するアジテータ75によって撹拌されつつ供給ローラ72に向けて搬送(供給)された後、現像ローラ71と供給ローラ72の回転に伴って、供給ローラ72から現像ローラ71に供給される。現像ローラ71上に供給されたトナーは、現像ローラ71の回転に伴って、層厚規制ブレード73と現像ローラ71との間に進入し、一定厚さの薄層として現像ローラ71上に担持される。
In the developing
ドラムユニット6は、感光体ドラム61と、帯電器62と、転写ローラ63とを主に備えている。このドラムユニット6では、感光体ドラム61の表面が、帯電器62により一様に帯電された後、露光装置4からのレーザ光によって露光されることで、感光体ドラム61の表面に静電潜像が形成される。
The
そして、現像ローラ71上に担持されているトナーが、感光体ドラム61の表面に形成された静電潜像に供給されることで、感光体ドラム61の表面にトナー像が形成される。その後、感光体ドラム61と転写ローラ63の間を用紙Sが搬送されることで、感光体ドラム61の表面に形成されたトナー像が用紙S上に転写される。
Then, the toner carried on the developing
定着装置8は、プロセスカートリッジ5の後方に配置され、加熱ローラ81と、加熱ローラ81と対向配置されて加熱ローラ81を押圧する加圧ローラ82とを主に備えている。この定着装置8では、用紙S上に転写されたトナー像を、用紙Sが加熱ローラ81と加圧ローラ82との間を通過する間に熱定着させている。トナー像が熱定着された(画像が形成された)用紙Sは、排紙ローラ23によって排紙トレイ22上に排出される。
The fixing
<レーザプリンタの詳細構成>
次に、本発明の特徴部分に係るレーザプリンタ1の詳細な構成および動作(制御)について説明する。なお、以下の説明においては、本発明に関連する現像カートリッジ7および本体筐体2側の構成について説明した後、レーザプリンタ1における制御について説明する。
<Detailed configuration of laser printer>
Next, the detailed configuration and operation (control) of the
(現像カートリッジの構成)
図2(a),(b)に示すように、現像カートリッジ7は、前記した現像ローラ71やトナー収容部74、アジテータ75などのほか、さらにギヤ機構76を備えている。
トナー収容部74の左右の側壁(符号省略)には、左右方向において対向する一対の透明な光透過部74Aが設けられている(図3も参照)。
(Developer cartridge configuration)
2A and 2B, the developing
A pair of transparent
アジテータ75は、トナー収容部74の左右の側壁に回転可能に支持された回転軸75Aと、回転時にトナー収容部74内のトナーTを撹拌・搬送する可撓性シート部材75Bと、回転時に光透過部74Aに付着したトナーTを拭き取るワイパー75Cとを主に有している。
The
ギヤ機構76は、レーザプリンタ1から入力される駆動力を現像ローラ71、供給ローラ72およびアジテータ75に伝達するための機構であり、現像カートリッジ7の左側面に設けられている。このギヤ機構76は、駆動力が入力される入力ギヤ76Aと、入力ギヤ76Aと噛み合う現像ローラギヤ76Bおよび供給ローラギヤ76Cと、入力ギヤ76Aに中間ギヤ76Dを介して噛み合うアジテータギヤ76Eとから主に構成されている。
The
現像ローラギヤ76B、供給ローラギヤ76Cおよびアジテータギヤ76Eは、それぞれ、現像ローラ71、供給ローラ72およびアジテータ75を回転駆動させるギヤであり、現像ローラ71、供給ローラ72およびアジテータ75の各回転軸の端部に一体に設けられている。このようなギヤ機構76により、現像カートリッジ7では、入力ギヤ76Aに駆動力が入力されることで現像ローラ71とアジテータ75とが共に回転するようになっている。
The developing
(本体筐体側の構成)
図3に示すように、レーザプリンタ1は、本体筐体2内に、駆動源となるモータMと、発光素子91と、受光素子92と、レーザプリンタ1の動作を制御する制御装置100とを備えている。
(Configuration of the main unit casing)
As shown in FIG. 3, the
モータMの駆動力は、図示しない公知の駆動力伝達機構によって現像カートリッジ7のギヤ機構76(入力ギヤ76A)に入力され、現像ローラ71やアジテータ75などに伝達される。
The driving force of the motor M is input to the gear mechanism 76 (
発光素子91と受光素子92は、本体筐体2に装着された現像カートリッジ7の一対の光透過部74Aを挟むように対向して配置されている。このような発光素子91および受光素子92としては、例えば、公知の光センサを採用することができる。発光素子91から出射された光(破線参照)は、一方の光透過部74Aを通って現像カートリッジ7(トナー収容部74)内に入り、他方の光透過部74Aを通って受光素子92で受光される。
The
受光素子92は、受光量(受光した光の強度)に応じて出力電圧値(出力値)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(判定手段110)に出力する。なお、本実施形態では、受光素子92として、受光した光の強度が小さいときに出力電圧値が小さくなり、受光した光の強度が大きいときに出力電圧値が大きくなるものを採用している。
The
なお、図2(a)に二点鎖線で示すように、現像カートリッジ7内のトナーTの量が多い場合、現像カートリッジ7内に入った光は、トナーTによって遮られるので、受光素子92ではほとんど受光されない。図4に示すような受光信号が得られるのは、現像カートリッジ7内のトナーTの量がある程度少なくなってからである。
2A, when the amount of toner T in the developing
図3に戻り、制御装置100は、図示しないCPU、RAM、ROM、入出力インターフェースなどを備えて構成されており、予め設定されたプログラムなどに従ってレーザプリンタ1の各部を制御する。この制御装置100は、本発明に関連する機能部として、判定手段110と、駆動制御手段120と、記憶手段190とを主に備えている。
Returning to FIG. 3, the
判定手段110は、現像カートリッジの交換時期の判定(本判定)を実行する機能と、本判定を実行するか否かの判定(仮判定)を実行する機能を有している。そして、判定手段110は、本判定において現像カートリッジ7が交換時期であると判定した場合は、レーザプリンタ1に設けられたディスプレイに交換時期である旨を表示したり、警報音を鳴らしたりして、ユーザに現像カートリッジ7が交換時期であることを報知する。
The
以下、本判定と仮判定について説明する。
本判定は、アジテータ75が連続して所定回数(本実施形態においては一例として2回転とする。)を超えて回転しているときに、アジテータ75が回転を開始してから3回転目開始以降に実行される。
Hereinafter, the main determination and the temporary determination will be described.
In this determination, when the
ここで、本実施形態において、アジテータ75が連続して所定回数(2回転)を超えて回転しているときとは、アジテータ75が連続して2回転を超えて回転する動作が実行されているときである。具体的には、1回の画像形成動作における印刷枚数が多い印刷ジョブ(一例として、1回の画像形成動作で2枚以上の用紙Sに画像を形成する印刷ジョブ)(以下、連続印刷ジョブという。)が入力され、この連続印刷ジョブに基づいて画像形成動作が実行されているときや、後述する仮判定の後(判定対象値Rが仮判定閾値Th1を超えた後)にアジテータ75を引き続き回転させる動作が実行されているとき(図4(b)参照)などである。
Here, in the present embodiment, when the
本判定において、判定手段110は、図4(b)に示すように、まず、アジテータ75が回転を開始して3回転目開始以降(本実施形態では4回転目に行うものとする。)において、受光素子92での受光量に基づく出力電圧値が予め設定された受光基準値V1を超えた時間を算出する。次いで、判定手段110は、4回転目の1周期に占める、出力電圧値が受光基準値V1を超えた時間の割合(判定対象値R)を算出する。
In this determination, as shown in FIG. 4B, the
その後、判定手段110は、判定対象値Rが予め設定された所定の割合(判定閾値Th2)を超えたか否か(R>Th2?)を判定し、判定対象値Rが判定閾値Th2を超えた場合に現像カートリッジ7が交換時期であると判定する。例えば、判定閾値Th2が10%に設定されているとすれば、判定対象値Rが11%であった場合には、判定対象値Rが判定閾値Th2を超えるので、判定手段110は、現在装着されている現像カートリッジ7が交換時期であると判定する。
Thereafter, the
ここで、3回転目開始以降(連続して所定回数を超えて回転しているとき)において本判定を実行する理由について説明する。 Here, the reason for executing this determination after the start of the third rotation (when continuously rotating over a predetermined number of times) will be described.
現像カートリッジ7内のトナーTは、アジテータ75が回転することで現像カートリッジ7内に飛散するが、特に図2(a)に実線で示すようにトナーTの量が少なくなってくると、アジテータ75の回転初期(図4(b)における1〜2回転目)は、底に溜まったトナーが十分に飛散していないため、入射された光が現像カートリッジ7内を通過しやすくなり、受光素子92の出力電圧値が大きくなる。
The toner T in the developing
一方、本実施形態の現像カートリッジ7において、アジテータ75が回転を開始してから3回転目開始以降は、現像カートリッジ7内でトナーTが略均一に飛散した状態となるので、受光素子92の出力電圧値(受光信号)は安定した波形を示すこととなる。言い換えると、本実施形態において2回転(所定回数)は、受光素子92の出力電圧値が安定するまでのアジテータ75の回転回数である。
On the other hand, in the developing
以上をふまえ、1〜2回転目において本判定を実行すると、交換時期の判定の精度が低下する(トナーTがまだ残っているのに交換時期であると判定される)おそれがあるので、本実施形態においては、受光素子92の出力電圧値が安定する3回転目開始以降において交換時期の判定(本判定)を実行している。
Based on the above, if the main determination is executed in the first and second rotations, the accuracy of determination of the replacement time may be reduced (determination is made that it is the replacement time even though the toner T still remains). In the embodiment, the determination of the replacement time (main determination) is executed after the start of the third rotation when the output voltage value of the
仮判定は、画像形成動作を完了させるのにアジテータ75を所定回数以下回転させれば十分である印刷ジョブが入力された場合において、アジテータ75が所定回数以下回転する間に実行される。具体的に、本実施形態では、仮判定は、画像形成動作を完了させるのにアジテータ75を2回転させれば十分である印刷ジョブ(1回の画像形成動作における印刷枚数が少ない(一例として1枚とする。)ため、アジテータ75の回転回数が2回転となる印刷ジョブ(以下、1枚印刷ジョブという。))が入力された場合において、その画像形成動作中(アジテータ75が2回転する間)に実行される。
The provisional determination is executed while the
仮判定において、判定手段110は、図4(a),(b)に示すように、1回転目(2回転目でもよい。)において、本判定の場合と同様にして、判定対象値Rを算出する。その後、判定手段110は、判定対象値Rが前記した判定閾値Th2よりも大きい予め設定された所定の割合(仮判定閾値Th1)を超えたか否かを判定する。例えば、仮判定閾値Th1が20%に設定されているとすれば、判定対象値Rが19%であった場合には判定対象値Rが仮判定閾値Th1を超えないと判定され、判定対象値Rが21%であった場合には判定対象値Rが仮判定閾値Th1を超えたと判定される。
In the tentative determination, as shown in FIGS. 4A and 4B, the
図4(a)に示すように、判定対象値Rが仮判定閾値Th1を超えない(R≦Th1)場合、判定手段110は、1枚印刷ジョブに基づく画像形成動作(1枚の用紙Sに画像を形成する動作)の完了により、駆動制御手段120を介してアジテータ75の回転を停止する。このとき、アジテータ75は、回転開始から2回転して停止することとなる。
As shown in FIG. 4A, when the determination target value R does not exceed the temporary determination threshold Th1 (R ≦ Th1), the
一方、図4(b)に示すように、判定対象値Rが仮判定閾値Th1を超えた(R>Th1)場合、判定手段110は、そのことを示すフラグ(仮判定フラグ)を記憶手段190に記憶する(F=1とする)とともに、駆動制御手段120を介してアジテータ75を連続して2回転(所定回数)を超えて回転させて本判定を実行する。
On the other hand, as shown in FIG. 4B, when the determination target value R exceeds the provisional determination threshold Th1 (R> Th1), the
より詳細に、判定手段110は、1回転目で算出した判定対象値Rが仮判定閾値Th1を超えた場合は、1枚印刷ジョブに基づく画像形成動作の完了後(アジテータ75が2回転した後)、アジテータ75を停止せずに引き続き回転(さらに2回転)させて、回転開始から4回転目に新たに判定対象値Rを算出し、算出した判定対象値Rが判定閾値Th2を超えたか否かを判定する。
More specifically, when the determination target value R calculated in the first rotation exceeds the provisional determination threshold value Th1, the
仮判定閾値Th1を超えた後の本判定において、現像カートリッジ7が交換時期であると判定した場合は、判定手段110は、ユーザに現像カートリッジ7が交換時期であることを報知する。
In this determination after exceeding the provisional determination threshold Th1, when it is determined that the developing
また、仮判定閾値Th1を超えた後の本判定において、現像カートリッジ7が交換時期でないと判定した場合は、判定手段110は、その後、所定間隔ごとに本判定を実行する(判定対象値Rが判定閾値Th2を超えたか否かを判定する)。
Further, in the main determination after exceeding the temporary determination threshold Th1, when it is determined that the developing
より詳細に、判定手段110は、判定対象値Rが仮判定閾値Th1を超えた後(仮判定フラグが立っている場合(F=1の場合))において、1枚印刷ジョブが連続して入力されている間、トナーTの使用量の指標となる指標値(一例として1枚印刷ジョブの連続入力回数)をカウントする。そして、カウント値(連続入力回数)が所定値(例えば10など)を超えた場合は、判定手段110は、仮判定において判定対象値Rが仮判定閾値Th1を超えた場合(図4(b)参照)と同様に、アジテータ75を連続して2回転(所定回数)を超えて回転させて本判定を実行する。
More specifically, after the determination target value R exceeds the temporary determination threshold Th1 (when the temporary determination flag is set (when F = 1)), the
この本判定において、現像カートリッジ7が交換時期であると判定した場合、判定手段110は、ユーザに現像カートリッジ7が交換時期であることを報知し、現像カートリッジ7が交換時期でないと判定した場合、判定手段110は、再び、1枚印刷ジョブが連続して入力されている間、1枚印刷ジョブの連続入力回数をカウントする。
In this main determination, when it is determined that the developing
なお、判定手段110は、アジテータ75が連続して2回転を超えて回転した場合(アジテータ75を連続して2回転を超えて回転させる場合)、カウント値をリセットする。より具体的に、判定手段110は、1枚印刷ジョブの連続入力回数をカウントしている途中で連続印刷ジョブが入力されて当該連続印刷ジョブに基づく画像形成動作が実行される場合や、カウント値が所定値を超えることでアジテータ75を連続して2回転を超えて回転させる場合などに、カウント値をリセットする。このような場合には、本判定が実行されるからである。
Note that the
また、判定手段110は、現像カートリッジ7が新品のものに交換された場合、仮判定フラグをリセットする(F=0とする)。
In addition, when the developing
駆動制御手段120は、モータMの駆動(ON・OFFや回転速度など)を制御することで、レーザプリンタ1に設けられた図示しない駆動力伝達機構や、現像カートリッジ7のギヤ機構76を介して、アジテータ75の駆動(回転・停止)や回転回数を制御する機能を有している。例えば、アジテータ75を4回転させる場合、駆動制御手段120は、アジテータ75を4回転させる時間だけモータMを駆動させ(ONとし)、アジテータ75を停止させる場合、駆動制御手段120は、モータMを停止する(OFFとする)。
The drive control means 120 controls the drive (ON / OFF, rotation speed, etc.) of the motor M, thereby driving the drive force transmission mechanism (not shown) provided in the
(レーザプリンタにおける制御)
以上のレーザプリンタ1における制御の流れについて、図5に示すフローチャートを参照しながら説明する。
図5に示すように、印刷ジョブが入力される(START)と、制御装置100は、入力された印刷ジョブに基づいて画像形成動作を実行するとともに、入力された印刷ジョブが、1枚印刷ジョブであるか否かを判定する(S1)。
(Control in laser printer)
The flow of control in the
As shown in FIG. 5, when a print job is input (START), the
そして、入力された印刷ジョブが1枚印刷ジョブでない場合(連続印刷ジョブである場合)(S1,No)、制御装置100は、画像形成動作中(アジテータ75の4回転目)に本判定を実行する(S2)。また、入力された印刷ジョブが1枚印刷ジョブである場合(S1,Yes)、制御装置100は、仮判定フラグが立っているか否か(F=1であるか否か)を判定する(S3)。
If the input print job is not a single-sheet print job (if it is a continuous print job) (S1, No), the
ここで、現像カートリッジ7内のトナーTの量が多いとき、本判定(S2)において判定対象値Rは判定閾値Th2を超えない(S2,No)ので、制御装置100は、画像形成動作の完了により、処理を終了する(END)。
Here, when the amount of toner T in the developing
また、現像カートリッジ7内のトナーTの量が多く、仮判定フラグが立っていない場合(F=0である場合)(S3,No)、制御装置100は、画像形成動作中(アジテータ75の1回転目)に仮判定を実行する(S4)。そして、トナーTの量が多い場合、仮判定においても判定対象値Rは仮判定閾値Th1を超えない(S4,No)ので、制御装置100は、画像形成動作の完了によりアジテータ75の回転を停止して(S5)、処理を終了する(END)。
Further, when the amount of toner T in the developing
現像カートリッジ7内のトナーTの量がある程度少なくなると、仮判定(S4)において、判定対象値Rが仮判定閾値Th1を超える(S4,Yes)。この場合、制御装置100は、仮判定フラグを立てる(F=1とする)(S6)とともに、画像形成動作の完了後、アジテータ75を引き続き回転させて本判定を実行する(S2)。そして、判定対象値Rが判定閾値Th2を超えない場合(S2,No)、制御装置100は、アジテータ75の回転を停止して、処理を終了する(END)。
When the amount of toner T in the developing
仮判定において判定対象値Rが仮判定閾値Th1を超えた後(仮判定フラグが立っている場合)においても、印刷ジョブが入力される(START)と、制御装置100は、まず、画像形成動作を実行するとともに、入力された印刷ジョブが1枚印刷ジョブであるか否かを判定する(S1)。
Even after the determination target value R exceeds the temporary determination threshold Th1 in the temporary determination (when the temporary determination flag is set), when the print job is input (START), the
入力された印刷ジョブが1枚印刷ジョブである場合(S1,Yes)、制御装置100は、仮判定フラグが立っているか否か(F=1であるか否か)を判定する(S3)。そして、ここでは、仮判定フラグが立っている(F=1である)(S3,Yes)ので、制御装置100は、カウント値C(1枚印刷ジョブの連続入力回数)をカウントアップし(C+1とし)(S7)、カウント値Cが所定値ThC(例えば10など)を超えたか否かを判定する(S8)。
When the input print job is a single-sheet print job (S1, Yes), the
カウント値Cが所定値ThCを超えない場合(S8,No)、制御装置100は、画像形成動作の完了により、処理を終了する(END)。一方、カウント値Cが所定値ThCを超えた場合(S8,Yes)、制御装置100は、カウント値Cをリセットして0とする(S9)とともに、画像形成動作の完了後、アジテータ75を引き続き回転させて本判定を実行する(S2)。そして、この本判定において、判定対象値Rが判定閾値Th2を超えない場合(S2,No)、制御装置100は、アジテータ75の回転を停止して、処理を終了する(END)。
When the count value C does not exceed the predetermined value ThC (S8, No), the
ステップS1において、入力された印刷ジョブが連続印刷ジョブである場合(S1,No)、制御装置100は、カウント値Cをリセットし(S9)、画像形成動作中に本判定を実行する(S2)。
In step S1, if the input print job is a continuous print job (S1, No), the
現像カートリッジ7内のトナーTの量がわずかになる(交換時期になる)と、本判定(S2)において、判定対象値Rが判定閾値Th2を超える(S2,Yes)ので、制御装置100は、ユーザに現像カートリッジ7が交換時期であることを報知して(S10)、処理を終了する(END)。
When the amount of toner T in the developing
以上によれば、本実施形態において以下のような作用効果を得ることができる。
判定手段110は、1枚印刷ジョブが入力されたときに、まず、仮判定を実行し、判定対象値Rが仮判定閾値Th1を超えない場合は、画像形成動作の完了によりアジテータ75の回転を停止するので、例えば、1枚印刷ジョブに基づく画像形成動作の完了後、毎回、アジテータ75を2回転を超えて回転させて交換時期を判定する場合と比較して、アジテータ75の回転回数を減らすことができる。
According to the above, the following effects can be obtained in the present embodiment.
When the single print job is input, the
これにより、アジテータ75、および、アジテータ75と共に回転するように構成された現像ローラ71の総回転回数を減らすことができるので、トナーTの帯電性能の低下を抑制することができる。その結果、現像カートリッジ7の寿命を長くすることが可能となる。また、従来と同程度の寿命を確保しながら現像カートリッジ7に収容するトナーTの初期容量を減らすことができるので、現像カートリッジ7やレーザプリンタ1の小型化を図ることが可能となる。
Thereby, since the total number of rotations of the
また、判定対象値Rが仮判定閾値Th1を超えた場合は、アジテータ75を連続して所定回数を超えて回転させて本判定を実行するので、アジテータ75が所定回数以下回転する間(アジテータ75の回転初期)に現像カートリッジ7の交換時期を判定する構成と比較して、精度良く交換時期を判定することができる。
When the determination target value R exceeds the provisional determination threshold Th1, the main determination is executed by continuously rotating the
本実施形態では、判定手段110は、判定対象値Rが仮判定閾値Th1を超えた後は、そのことを記憶し(仮判定フラグを立てて)、所定間隔(1枚印刷ジョブの連続入力回数が所定値を超える)ごとに本判定を実行するので、例えば、仮判定閾値Th1を超えた後、1枚印刷ジョブに基づく画像形成動作の完了後に毎回本判定を実行する場合と比較して、アジテータ75および現像ローラ71の総回転回数をさらに減らすことができる。
In the present embodiment, after the determination target value R exceeds the temporary determination threshold Th1, the
所定回数は、受光信号が安定するまでのアジテータ75の回転回数に設定しているので、アジテータ75が連続して所定回数を超えて回転しているときに本判定を実行することで、現像カートリッジ7の交換時期を精度良く判定することができる。
Since the predetermined number of times is set to the number of rotations of the
なお、本実施形態では、仮判定において、判定対象値Rが仮判定閾値Th1を一度超えた後は、判定手段110が所定間隔ごとに本判定を実行するようにしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、判定対象値が仮判定閾値を一度超えた後も、1枚印刷ジョブが入力されるごとに仮判定を実行し、判定対象値が仮判定閾値を累積して数度超えた後や、連続して数度超えた後に、本判定を実行するように構成してもよい。
In the present embodiment, in the tentative determination, after the determination target value R exceeds the tentative determination threshold Th1, the
また、本実施形態では、判定対象値Rが仮判定閾値Th1を超えた後、所定間隔ごとに本判定を実行する場合において、所定間隔として、1枚印刷ジョブの連続入力回数が所定値を超えるまでを採用したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、用紙S(記録シート)に形成される画像のドットの数(ドット数)をカウントする手段を備える場合、所定間隔は、判定対象値が仮判定閾値を超えた後に形成されるドットの数が所定値を超えるまでとしてもよい。また、記録シートの印刷枚数をカウントする手段を備える場合、所定間隔は、判定対象値が仮判定閾値を超えた後に印刷された記録シートの印刷枚数が所定値を超えるまでとしてもよい。さらに、所定間隔は、判定対象値が仮判定閾値を超えた後の所定時間ごととしてもよい。 In this embodiment, when the determination target value R exceeds the provisional determination threshold Th1 and this determination is executed at predetermined intervals, the number of continuous inputs of a single print job exceeds a predetermined value as the predetermined interval. However, the present invention is not limited to this. For example, in the case where a means for counting the number of dots (number of dots) of the image formed on the paper S (recording sheet) is provided, the predetermined interval is the number of dots formed after the determination target value exceeds the provisional determination threshold value. May exceed the predetermined value. Further, in the case where a means for counting the number of recording sheets printed is provided, the predetermined interval may be set until the number of recording sheets printed after the determination target value exceeds the provisional determination threshold exceeds the predetermined value. Furthermore, the predetermined interval may be every predetermined time after the determination target value exceeds the provisional determination threshold.
また、本実施形態では、判定手段110は、1枚印刷ジョブの連続入力回数をカウントしている途中で連続印刷ジョブが入力された場合にカウント値をリセットするが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、判定手段は、1枚印刷ジョブの連続入力回数をカウントしている途中で連続印刷ジョブが入力された場合に、カウント値をリセットしないように構成してもよい。
In this embodiment, the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、以下の説明では、先に説明した実施形態と同様の構成要素については、同一符号を付して、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 the following description, the same components as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
また、以下の説明で参照する、図6(および図7)の白抜きの矢印は、アジテータ75が回転していることを示している。そして、「1枚印刷ジョブ」または「連続印刷ジョブ」との文字が入っている矢印は、画像形成動作に基づいてアジテータ75が回転していることを示し、それ以外の矢印は、特に交換時期の判定のためにアジテータ75が回転していることを示している。
In addition, a white arrow in FIG. 6 (and FIG. 7) referred to in the following description indicates that the
前記第1実施形態において、判定手段110は、判定対象値Rが仮判定閾値Th1を超えた場合、画像形成動作の完了後、アジテータ75を停止させず引き続き回転させて本判定を実行していたが、画像形成動作の高速化などにより、アジテータ75を引き続き回転させる制御が容易でない(制御が間に合わない)可能性もある。
In the first embodiment, when the determination target value R exceeds the provisional determination threshold Th1, the
そこで、本実施形態の判定手段110は、仮判定において、判定対象値Rが仮判定閾値Th1を超えた場合は、次回以降の印刷ジョブが入力されたときにアジテータ75を連続して2回転(所定回数)を超えて回転させて本判定を実行する。
Therefore, when the determination target value R exceeds the temporary determination threshold Th1 in the temporary determination, the
より詳細に、判定手段110は、図6に示すように、仮判定を実行した場合は、その判定結果に拘わらず、画像形成動作の完了によりアジテータ75の回転を一旦停止する(時刻t1)。そして、仮判定において、判定対象値Rが仮判定閾値Th1を超えていた(R>Th1)場合には、例えば、次に印刷ジョブが入力されたときに、本判定(R>Th2?)を実行する。
More specifically, as shown in FIG. 6, when the
なお、図6(a)に示すように、次に連続印刷ジョブが入力されたときは、アジテータ75は連続して2回転を超えて回転するので、連続印刷ジョブに基づく画像形成動作中に併せて本判定を実行する。また、図6(b)に示すように、次に1枚印刷ジョブが入力されたときは、画像形成動作の完了後(時刻t2の後)、アジテータ75を停止せずに引き続き計4回まで回転させて(図4(b)も参照)本判定を実行する。
As shown in FIG. 6A, when the next continuous print job is input, the
以上の説明では、判定対象値Rが仮判定閾値Th1を超えた後、次(次回)の印刷ジョブが入力されたときに本判定を実行する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、判定対象値Rが仮判定閾値Th1を超えた後に何回か印刷ジョブが入力され、所定の回数(一例として5回など)後の印刷ジョブが入力されたときに、本判定を実行するようにしてもよい。 In the above description, an example is shown in which the determination is performed when the next (next) print job is input after the determination target value R exceeds the provisional determination threshold Th1, but the present invention is not limited to this. It is not something. For example, this determination is executed when a print job is input several times after the determination target value R exceeds the temporary determination threshold Th1 and a print job after a predetermined number of times (for example, five times) is input. You may do it.
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
本実施形態の判定手段110は、仮判定において、判定対象値Rが仮判定閾値Th1を超えた場合は、1枚印刷ジョブに基づく画像形成動作の完了後(終了後)、アジテータ75を連続して所定回数を超えて回転(一例として4回転)させて本判定を行う動作(判定動作)を実行する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
When the determination target value R exceeds the temporary determination threshold Th1 in the temporary determination, the
より詳細に、判定手段110は、図7に示すように、仮判定を実行した場合は、その判定結果に拘わらず、画像形成動作の完了によりアジテータ75の回転を一旦停止する(動作を終了する)。そして、仮判定において判定対象値Rが仮判定閾値Th1を超えていた(R>Th1)場合には、停止状態のアジテータ75を、例えば、連続して4回転させ、4回転目に本判定(R>Th2?)を行う判定動作を実行する。
More specifically, as shown in FIG. 7, when the provisional determination is performed, the
なお、本実施形態において、判定対象値Rが仮判定閾値Th1を超えた後は、所定間隔ごと(例えば、印刷ジョブが所定回入力されるごとなど)に、判定動作を実行するようにしてもよい。これによれば、アジテータ75および現像ローラ71の総回転回数をさらに減らすことができる。
In the present embodiment, after the determination target value R exceeds the provisional determination threshold Th1, the determination operation may be executed at predetermined intervals (for example, every time a print job is input a predetermined number of times). Good. According to this, the total number of rotations of the
以上説明した第2および第3実施形態によれば、レーザプリンタ1において画像形成動作が高速化などした場合であっても、トナーの帯電性能の低下を抑制しつつ、精度良く交換時期を判定することができる本発明を適用することが可能となる。また、逆にいえば、第2実施形態および第3実施形態を採用することで、画像形成動作の高速化を図ることが可能となる。
According to the second and third embodiments described above, even when the speed of image forming operation in the
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.
前記実施形態における所定回数や印刷ジョブの連続入力回数などの具体的な値は一例であり、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。すなわち、例えば、所定回数(受光素子の出力値が安定するまでの回数)は、カートリッジの容積(収容可能な現像剤の量)や撹拌部材の回転速度などによって異なる値となる。 Specific values such as the predetermined number of times and the continuous input number of print jobs in the embodiment are examples, and the present invention is not limited to the embodiment. That is, for example, the predetermined number of times (the number of times until the output value of the light receiving element is stabilized) varies depending on the volume of the cartridge (the amount of developer that can be accommodated), the rotational speed of the stirring member, and the like.
前記実施形態では、本判定において、アジテータ75が回転を開始して4回転目において判定対象値を算出し、判定対象値が判定閾値を超えた場合に交換時期であると判定していたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、判定対象値の算出は、3回転目に行ってもよいし、3回転目開始以降の各回転ごとに行ってもよい。また、判定対象値は、複数の周期が含まれる一定時間に占める、受光素子の出力値が受光基準値V1(図4参照)を超えた時間の割合として算出してもよい。また、受光素子の出力値が、受光基準値V1を超えた場合に交換時期であると判定してもよい(この場合、受光基準値V1が判定閾値に相当する。)。なお、以上は仮判定の場合についても同様である。
In the above-described embodiment, in this determination, the
前記実施形態では、判定手段110は、アジテータ75が連続して2回転(所定回数)を超えて回転しているときに、本判定を実行する(受光素子92での受光量に基づく判定対象値Rが判定閾値Th2を超えたか否かを判定する)ように構成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、判定手段は、撹拌部材が所定回数以下しか回転しないとき(前記実施形態では1〜2回転目)にも、仮判定とともに、本判定も実行するように構成されていてもよい。言い換えると、判定手段は、撹拌部材の回転回数によらずに、本判定を実行するように構成されていてもよい。なお、このような構成において、本発明の判定手段は、撹拌部材が所定回数以下しか回転しないときの本判定の判定結果はユーザには報知せず、前記したような、仮判定の判定結果に基づく制御を実行する。
In the embodiment, the
前記実施形態におけるアジテータ75(撹拌部材)の具体的な構成は一例であり、本発明は前記実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、撹拌部材は、回転方向に複数の可撓性シート部材を備える構成であってもよいし、特許文献1に記載されているような遮光部材を備える構成であってもよい。
The specific configuration of the agitator 75 (stirring member) in the embodiment is merely an example, and the present invention is not limited to the configuration of the embodiment. For example, the stirring member may be configured to include a plurality of flexible sheet members in the rotation direction, or may be configured to include a light shielding member as described in
前記実施形態では、受光した光の強度が小さいときに出力電圧値が小さくなり、受光した光の強度が大きいときに出力電圧値が大きくなる受光素子92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小さいときに出力電圧値が大きくなり、受光した光の強度が大きいときに出力電圧値が小さくなる受光素子を採用してもよい。
In the above embodiment, the
前記実施形態では、現像カートリッジ7(カートリッジ)を、ドラムユニット6に装着された状態(プロセスカートリッジ5の状態)で本体筐体2に対して交換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、カートリッジを、本体筐体に対して直接交換可能な構成としてもよい。
In the above-described embodiment, the developing cartridge 7 (cartridge) is configured to be replaceable with respect to the
前記実施形態では、カートリッジとして現像カートリッジ7を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、前記実施形態のドラムユニット6と現像カートリッジ7が一体(着脱不能)に形成されたプロセスカートリッジなどであってもよい。
In the above embodiment, the developing
前記実施形態では、画像形成装置としてレーザプリンタ1を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、配列されたLEDによって感光体を露光するLEDプリンタなどであってもよい。また、画像形成装置は、プリンタに限定されず、例えば、フラットベッドスキャナなどの原稿読取装置を備える複写機や複合機などであってもよい。
In the above-described embodiment, the
1 レーザプリンタ
7 現像カートリッジ
71 現像ローラ
75 アジテータ
76 ギヤ機構
91 発光素子
92 受光素子
110 判定手段
R 判定対象値
T トナー
Th1 仮判定閾値
Th2 判定閾値
DESCRIPTION OF
Claims (9)
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、
前記受光素子での受光量に基づく判定対象値が判定閾値を超えたか否かを判定し、前記判定対象値が前記判定閾値を超えた場合にカートリッジが交換時期であると判定する判定手段とを備え、
前記判定手段は、
画像形成動作を完了させるのに前記撹拌部材を所定回数以下回転させれば十分である印刷ジョブが入力された場合、前記撹拌部材が前記所定回数以下回転する間に前記判定対象値が仮判定閾値を超えたか否かを判定し、
前記仮判定閾値を超えない場合は、前記印刷ジョブに基づく画像形成動作の完了により前記撹拌部材の回転を停止し、
前記仮判定閾値を超えた場合は、前記撹拌部材を連続して前記所定回数を超えて回転させて前記判定対象値が前記判定閾値を超えたか否かを判定することを特徴とする画像形成装置。 It has a stirring member that stirs the developer by rotating and a developing roller that carries the developer, and is configured such that the stirring member and the developing roller rotate together when a driving force is input. An image forming apparatus configured to optically detect the amount of developer in a replaceable 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;
Determining means for determining whether or not a determination target value based on the amount of light received by the light receiving element has exceeded a determination threshold, and determining that the cartridge is at a replacement time when the determination target value exceeds the determination threshold; Prepared,
The determination means includes
When a print job is input in which it is sufficient to rotate the stirring member a predetermined number of times or less to complete the image forming operation, the determination target value is a temporary determination threshold value while the stirring member rotates the predetermined number of times or less. To determine whether or not
If the temporary determination threshold is not exceeded, the rotation of the stirring member is stopped upon completion of the image forming operation based on the print job,
When the temporary determination threshold value is exceeded, the stirring member is continuously rotated more than the predetermined number of times to determine whether or not the determination target value exceeds the determination threshold value. .
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