JP5716453B2 - 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。
Conventionally, an image forming apparatus configured to optically detect the amount of developer in a replaceable cartridge is known. For example,
また、画像形成装置には、カートリッジを着脱するための開口を開閉するカバーが閉じられたときや、画像形成動作の前などに、アジテータ(撹拌部材)や現像ローラを予備的に回転させ、現像ローラに現像剤を供給する動作(以下、初期動作という。)を実行するように構成されたものが知られている。そして、従来の画像形成装置は、初期動作を実行するときにもカートリッジ内の現像剤の量を検出していた。 Also, in the image forming apparatus, when the cover for opening and closing the opening for attaching and detaching the cartridge is closed or before the image forming operation, the agitator (stirring member) and the developing roller are preliminarily rotated to perform development. An apparatus configured to execute an operation of supplying a developer to a roller (hereinafter referred to as an initial operation) is known. The conventional image forming apparatus detects the amount of developer in the cartridge even when the initial operation is executed.
ところで、交換可能なカートリッジには、駆動力が入力されることで撹拌部材と現像ローラとが共に回転するように構成されたものがある。このようなカートリッジは、カートリッジ内の現像剤の量を検出するときに撹拌部材が回転すると、現像ローラも回転することとなる。 Incidentally, some replaceable cartridges are configured such that the stirring member and the developing roller rotate together when a driving force is input. In such a cartridge, when the stirring member rotates when detecting the amount of the developer in the cartridge, the developing roller also rotates.
カートリッジ内の現像剤は、特に現像ローラと供給ローラや層厚規制ブレードなどとの間で繰り返し摩擦を受けることで徐々に帯電性能が低下するので、現像剤(カートリッジ)の寿命を長くするためには、画像形成動作以外の動作を実行するときになるべく現像ローラを回転させないようにすることが望ましい。 In order to extend the life of the developer (cartridge), the charging performance of the developer in the cartridge gradually deteriorates due to repeated friction between the developing roller, the supply roller, the layer thickness regulating blade and the like. It is desirable to prevent the developing roller from rotating as much as possible when performing an operation other than the image forming operation.
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、現像ローラの回転回数を減らす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 reduce the number of rotations of a developing roller.
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、前記撹拌部材の回転を制御する駆動制御手段とを備え、前記駆動制御手段は、初期動作開始の信号が入力された場合において、前回の判定でカートリッジが交換時期であると判定されていた場合は、前記撹拌部材を第1の回転回数回転させ、前回の判定でカートリッジが交換時期でないと判定されていた場合は、前記撹拌部材を前記第1の回転回数よりも少ない第2の回転回数回転させ、前記判定手段は、初期動作開始の信号が入力された場合において、前記撹拌部材が前記第1の回転回数回転するときにカートリッジの交換時期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 A light-emitting element that receives the light emitted from the light-emitting element and passed through the cartridge, a determination unit that determines when to replace the cartridge based on a light-receiving signal of the light-receiving element, and rotation of the stirring member And a drive control means for controlling the cartridge when the initial operation start signal is input and the cartridge has been determined to be the replacement time in the previous determination. , The stirring member is rotated the first rotation number, if it is determined that the cartridge in the previous determination not time to replace the second rotation number rotation less than said agitating member the first rotation number The determination means determines the cartridge replacement time when the stirring member rotates the first number of rotations when an initial operation start signal is input.
このように構成された画像形成装置によれば、前回の判定でカートリッジが交換時期でないと判定されていた場合は、撹拌部材を少ない回転回数で回転させるので、撹拌部材と共に回転する現像ローラの回転回数を減らすことができる。これにより、現像剤の帯電性能の低下を抑制することができるので、カートリッジの寿命を長くしたり、従来のカートリッジと同程度の寿命を確保しながらカートリッジに収容する現像剤の初期容量を減らしてカートリッジや画像形成装置を小型化したりすることが可能となる。 According to the image forming apparatus configured as described above, when the cartridge is determined not to be replaced in the previous determination, the stirring member is rotated with a small number of rotations, so that the rotation of the developing roller that rotates together with the stirring member is rotated. The number of times can be reduced. As a result, deterioration of the charging performance of the developer can be suppressed, so the life of the cartridge can be extended, or the initial capacity of the developer stored in the cartridge can be reduced while ensuring the same life as the conventional cartridge. It is possible to downsize the cartridge and the image forming apparatus.
本発明によれば、前回の判定でカートリッジが交換時期でないと判定されていた場合は、撹拌部材の回転回数を少なくするので、撹拌部材と共に回転する現像ローラの回転回数を減らすことができる。 According to the present invention, when it is determined in the previous determination that the cartridge is not at the replacement time, the number of rotations of the stirring member is reduced, so that the number of rotations of the developing roller rotating together with the stirring member can be reduced.
[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
本体筐体2の前側には、プロセスカートリッジ5を着脱するための開口2Aと、開口2Aを開閉するカバー21が設けられている。なお、図示は省略するが、レーザプリンタ1は、カバー21の開閉を検知する公知の開閉検知センサを備えている。
On the front side of 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
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、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 device 8 is disposed behind the
<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 light emitting element 91 and 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、受光素子92から出力された受光信号に基づいて現像カートリッジ7の交換時期を判定する機能を有している。そして、判定手段110は、現像カートリッジ7が交換時期であるか否かの判定結果を記憶手段190に記憶する。また、判定手段110は、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
ここで、判定手段110における現像カートリッジ7の交換時期の判定の一例について説明する。図4に示すように、判定手段110は、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、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(判定対象値)を算出する。
Here, an example of determination of the replacement timing of the developing
その後、判定手段110は、判定対象値が予め設定された所定の割合(判定閾値)を超えたか否かを判定し、判定対象値が判定閾値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、判定閾値が10%に設定されているとすれば、判定対象値が11%であった場合には、判定対象値が判定閾値を超えるので、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
レーザプリンタ1において、現像カートリッジ7の交換時期の判定は、前記した用紙Sに画像を形成する動作(画像形成動作)を実行する場合や、初期動作を実行する場合(詳細については後述する)などに併せて実行される。
In the
ここで、初期動作とは、画像形成動作を実行する前に、現像ローラ71や供給ローラ72、アジテータ75などを予備的に回転させ、現像ローラ71にトナーTを供給する(担持させる)動作をいうものとする。この初期動作は、レーザプリンタ1の電源が入れられたり、カバー21が閉じられたりした場合などや、画像形成動作開始の指示(印刷ジョブ)と共に、制御装置100に初期動作開始の信号が入力されることで実行される。レーザプリンタ1では、現像ローラ71にトナーTを担持させるためには、アジテータ75が後述する第2の回転回数(一例として2回転)で回転する時間、共に現像ローラ71や供給ローラ72などを回転させれば十分となっている。
Here, the initial operation is an operation of preliminarily rotating the developing
なお、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(例えば、図4における1〜2回転目など)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が受光する光の強度(出力電圧値)が大きくなる。
The toner T in the developing
そのため、レーザプリンタ1では、交換時期の判定の精度を高めるため、現像カートリッジ7の交換時期の判定を行う場合は、アジテータ75を2回転を超えて回転させ、現像カートリッジ7内にトナーTを均一に飛散させた(均一に飛散したと推定できる状態とした)上で、3回転目開始以降に実行している。
Therefore, in the
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、現像ローラ71やアジテータ75の回転を制御する機能を有している。
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
本実施形態において、駆動制御手段120は、初期動作開始の信号が入力された場合において、前回の判定で現像カートリッジ7が交換時期であると判定されていた場合は、アジテータ75を第1の回転回数(一例として4回転)で回転させ、前回の判定で現像カートリッジ7が交換時期でないと判定されていた場合は、アジテータ75を第1の回転回数よりも少ない第2の回転回数(2回転)で回転させる。
In the present embodiment, the
より具体的には、駆動制御手段120は、初期動作開始の信号が入力された場合において、記憶手段190から判定手段110による前回の判定結果を取得し、前回の判定で交換時期であると判定されていた場合は、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)、前回の判定で交換時期でないと判定されていた場合は、アジテータ75を2回転させる時間だけモータMを駆動させる(ONとする)。このとき、現像ローラ71も共に回転することとなる。
More specifically, when the initial operation start signal is input, the
ここで、前回の判定とは、直前の判定(初期動作開始の信号が入力された時点を基準として、当該時点の直前に行われた交換時期の判定)をいうものとする。また、前回の判定は、どのようなタイミングで行われた判定であってもよく、例えば、初期動作中に行われた判定であってもよいし、画像形成動作中に行われた判定であってもよい。 Here, the previous determination refers to the determination immediately before (determination of the replacement time performed immediately before the time when the initial operation start signal is input as a reference). The previous determination may be a determination made at any timing, for example, a determination made during the initial operation, or a determination made during the image forming operation. May be.
また、本実施形態において、判定手段110は、初期動作開始の信号が入力された場合において、アジテータ75が第1の回転回数(4回転)で回転するとき、すなわち、前回の判定で交換時期であると判定していた場合には、現像カートリッジ7の交換時期の判定を実行する。一方、判定手段110は、初期動作開始の信号が入力された場合において、アジテータ75が第2の回転回数(2回転)で回転するとき、すなわち、前回の判定で交換時期でないと判定していた場合には、前記したとおり判定精度が低下する可能性があるので、現像カートリッジ7の交換時期の判定を実行しない。
Further, in the present embodiment, the
(レーザプリンタにおける制御)
次に、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、初期動作開始の信号が入力される(START)と、制御装置100は、前回の判定で現像カートリッジ7が交換時期であると判定されていたか否かを確認する(S20)。
(Control in laser printer)
Next, the control flow in the
As shown in FIG. 5, when an initial operation start signal is input (START), the
そして、前回の判定で交換時期であると判定されていた場合(S20,Yes)、制御装置100は、アジテータ75を4回転(第1の回転回数で回転)させて、初期動作を実行して現像ローラ71にトナーTを担持させるとともに、併せて、現像カートリッジ7が交換時期である否かを判定する(S30)。
If it is determined that it is the replacement time in the previous determination (S20, Yes), the
この判定において、現像カートリッジ7が交換時期であると判定した場合(S40,Yes)、制御装置100は、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(S50)。
In this determination, when it is determined that the developing
一方、交換時期でない判定した場合(S40,No)、制御装置100は、初期動作開始の信号が印刷ジョブと共に入力されたか否かを判定し(S60)、印刷ジョブと共に入力されたものである場合(S60,Yes)、画像形成動作を実行する(S70)。また、初期動作開始の信号が印刷ジョブと共に入力されたものでない場合(S60,No)、すなわち、電源が入れられたり、カバー21が閉じられたりして初期動作開始の信号が入力された場合、制御装置100は、処理を終了する(END)。
On the other hand, if it is determined that it is not the replacement time (S40, No), the
ステップS20において、前回の判定で交換時期でないと判定されていた場合(S20,No)、制御装置100は、アジテータ75を2回転(第2の回転回数で回転)させて、初期動作だけを実行して現像ローラ71にトナーTを担持させる(S80)。その後、制御装置100は、ステップS60以降の処理を実行する。
If it is determined in step S20 that the replacement time is not reached (S20, No), the
以上説明したレーザプリンタ1によれば、前回の判定で現像カートリッジ7が交換時期でないと判定されていた場合は、アジテータ75を第2の回転回数(少ない回転回数)で回転させるので、アジテータ75と共に回転する現像ローラ71の回転回数を減らすことができる。これにより、トナーTの帯電性能の低下を抑制することができるので、例えば、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。
According to the
また、本実施形態では、レーザプリンタ1は、前回の判定で現像カートリッジ7が交換時期であると判定されていた場合には、アジテータ75を第1の回転回数(現像カートリッジ7内にトナーTが均一に飛散したと推定される回転回数)で回転させた上で、現像カートリッジ7の交換時期を判定するので、交換時期の判定精度を高めることができる。
In the present embodiment, when the
なお、本発明についてさらに補足的に説明しておくと、カバー21が閉じられたり、レーザプリンタ1の電源が入れられたりすることで初期動作開始の信号が入力された場合は、その前に現像カートリッジ7が交換(新たに装着)されている可能性が高いため、現在装着されている現像カートリッジ7が使用可能(交換時期でない)か否か判定する必要がある。
In addition, the present invention will be further described in detail. If a signal for starting an initial operation is input when the
しかしながら、カバー21が閉じられた場合などに、毎回、アジテータ75を第1の回転回数で回転させて現像カートリッジ7の交換時期を判定していたら、現像ローラ71の総回転回数が増えることとなる。そこで、本発明では、カバー21が閉じられたり、電源が入れられたりしたときでも、前回交換時期でないと判定されていた場合は、通常、現像カートリッジ7の交換は行われないので前回の判定結果を信頼して、アジテータ75を第1の回転回数よりも少ない第2の回転回数で回転させている。その結果、共に回転する現像ローラ71の総回転回数を減らすことができるようになっている。
However, if 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、本実施形態では、前記した第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 present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
ここで、本実施形態の位置付けについて説明する。
前記した第1実施形態で説明したとおり、本発明は、前回の判定で現像カートリッジ7が交換時期でないと判定されていた場合に、アジテータ75を第2の回転回数で回転させることで現像ローラ71の回転回数を減らすものである。
Here, the positioning of the present embodiment will be described.
As described in the first embodiment, in the present invention, the developing
しかしながら、画像形成装置には、初期動作と併せて実行される動作があり、このような動作の中には、前記した第2の回転回数よりも多くアジテータ75を回転させる必要があるものがある。本実施形態は、前回の判定で交換時期でないと判定されていた場合であっても、例外的に、アジテータ75を第2の回転回数より多く回転させる場合があること(本発明がそのような場合を排除しないこと)を示すものである。
However, the image forming apparatus has an operation that is executed in conjunction with the initial operation. Among these operations, there is an operation that requires the
本実施形態において、レーザプリンタ1に装着可能な現像カートリッジ7には、トナー収容部74に収容されるトナーの初期容量(仕様)が異なる2種類のタイプがある。具体的には、図6(a)に示す初期容量が少ない小容量タイプ7S(例えば、印刷可能枚数が3000枚のタイプ)と、図6(b)に示す初期容量が多い大容量タイプ7L(例えば、印刷可能枚数が6000枚のタイプ)である。なお、各タイプの現像カートリッジ7は、後述する検知ギヤ77の構成が若干異なるだけであり、その他の構成は略同一である。
In the present embodiment, there are two types of developing
本実施形態の現像カートリッジ7は、現像ローラ71や供給ローラ72、ギヤ機構76、図示しない層厚規制ブレード、トナー収容部、アジテータを備えるほか、さらに回転体の一例としての検知ギヤ77を備えている。
The developing
検知ギヤ77は、現像カートリッジ7が新品状態であるか否かの判定(新品検知)と、小容量タイプ7Sであるか大容量タイプ7Lであるかの判別(仕様検知)を行うためのカートリッジ側の構成であり、ギヤ部77Aと、検知突起77Bとを主に有している。
The
ギヤ部77Aは、アジテータギヤ76Eと対向するように配置されており、その周面に、ギヤ歯部77Cと欠け歯部77Dを有している。この検知ギヤ77は、ギヤ歯部77Cがアジテータギヤ76Eと噛み合ったときには、現像カートリッジ7に駆動力が入力されることでアジテータと共に回転し、欠け歯部77Dがアジテータギヤ76Eと対向したときには、現像カートリッジ7に駆動力が入力されても回転しないようになっている。
The
検知突起77Bは、ギヤ部77Aの側面のうち回転中心に対して径方向にずれた位置から現像カートリッジ7の外側(左側)に向けて突出するように設けられている。この検知突起77Bは、現像カートリッジ7の初期容量に応じて、検知ギヤ77の周方向における長さ(以下、周長という。)が異なっている。具体的に、大容量タイプ7Lの検知突起77B(77L)の周長L2は、小容量タイプ7Sの検知突起77B(77S)の周長L1よりも長くなっている。
The
このような検知ギヤ77は、現像カートリッジ7が新品状態のときは、ギヤ歯部77Cがアジテータギヤ76Eと噛み合い、現像カートリッジ7を本体筐体2に装着するときに検知突起77Bが本体筐体2に設けられた検知用アーム93に当接して、検知用アーム93を揺動させるような姿勢となっている(図8(a),(e)参照)。一方、検知ギヤ77は、現像カートリッジ7が新品状態でないとき(旧品状態のとき)、欠け歯部77Dがアジテータギヤ76Eと対向し、現像カートリッジ7を本体筐体2に装着しても検知突起77Bが検知用アーム93に当接しないような姿勢となっている(図8(d),(h)参照)。
Such a
ここで、現像カートリッジ7の新品検知および仕様検知を行うための本体筐体2側の構成について簡単に説明する。
図7に示すように、本実施形態のレーザプリンタ1は、本体筐体2内に、図示しないモータ、発光素子および受光素子と、検知用アーム93と、光センサ94と、制御装置100とを備えている。
Here, the configuration of the
As shown in FIG. 7, the
検知用アーム93は、本体筐体2に対して揺動可能に支持されており、図示しないばねによって常時、中立位置(図7に示す位置)に付勢されている。そして、検知用アーム93は、新品状態の現像カートリッジ7が装着されたときには、検知突起77Bが当接することで揺動するようになっている(図8(a),(e)参照)。また、旧品状態の現像カートリッジ7が装着されたときには、検知突起77Bが当接しないので中立位置に維持される。
The
光センサ94は、検知用アーム93の揺動の有無を検知するセンサであり、制御装置100(新品仕様検知手段130)に対して、検知用アーム93が揺動しているときには信号を出力し、検知用アーム93が中立位置にあるときには信号を出力しない。
The
本実施形態の制御装置100は、前記した判定手段110や駆動制御手段120などのほか、さらに新品仕様検知手段130を備えている。
新品仕様検知手段130は、光センサ94から出力された信号に基づいて現像カートリッジ7の新品検知と仕様検知を実行する機能を有している。
The
The new product specification detection means 130 has a function of executing a new product detection and a specification detection of the developing
具体的に、新品仕様検知手段130は、現像カートリッジ7が装着されて、電源が入れられたり、カバーが閉じられたりしたときに、光センサ94から信号が出力されている場合(検知用アーム93が揺動している場合)は、現像カートリッジ7が新品状態であると検知し、光センサ94から信号が出力されていない場合(検知用アーム93が揺動していない場合)は、現像カートリッジ7が旧品状態であると検知する。
Specifically, the new product
また、新品仕様検知手段130は、現像カートリッジ7が新品状態であると検知した場合において、光センサ94から信号が出力されなくなるまでの時間が、短いときに現像カートリッジ7が小容量タイプ7Sであると検知し、長いときに現像カートリッジ7が大容量タイプ7Lであると検知する。
Further, when the new specification detecting means 130 detects that the developing
より詳細に、図8(a),(e)に示すように、現像カートリッジ7が新品状態であるとき、アジテータギヤ76Eと検知ギヤ77(ギヤ歯部77C)が噛み合っているので、初期動作の開始によって現像カートリッジ7に駆動力が入力されると、図8(b),(f)に示すように、検知ギヤ77も回転する。
More specifically, as shown in FIGS. 8A and 8E, when the developing
そして、図8(b)に示すように、小容量タイプ7Sは、検知突起77Sの周長L1が短いので、早々に検知突起77Sが検知用アーム93を乗り越えるため、短い時間で光センサ94から信号が出力されなくなる。そこで、新品仕様検知手段130は、光センサ94から信号が出力されなくなるまでの時間が短いときには、現像カートリッジ7が小容量タイプ7Sであると検知する。
As shown in FIG. 8B, in the small capacity type 7S, since the circumferential length L1 of the
一方、大容量タイプ7Lは、検知突起77Lの周長L2が長いので、図8(f)の時点では検知用アーム93は揺動した状態を維持しており、図8(g)に示すように、検知ギヤ77がさらに回転することで、ようやく検知突起77Lが検知用アーム93を乗り越え、光センサ94から信号が出力されなくなる。そこで、新品仕様検知手段130は、光センサ94から信号が出力されなくなるまでの時間が長いときには、現像カートリッジ7が大容量タイプ7Lであると検知する。
On the other hand, in the
なお、検知ギヤ77が回転して、図8(d),(h)に示すように、アジテータギヤ76Eと検知ギヤ77(欠け歯部77D)が対向すると、アジテータギヤ76Eが回転しても検知ギヤ77は回転しなくなる(現像カートリッジ7が旧品状態となる)。
When the
本実施形態において、レーザプリンタ1は、装着された現像カートリッジ7が新品状態である場合には、仕様検知を行うため、電源が入れられたり、カバーが閉じられたりしたときに実行される初期動作において、検知ギヤ77を所定時間(少なくとも図8(d),(h)に示すような姿勢となるまでの時間)回転させている。
In this embodiment, the
具体的に、本実施形態の駆動制御手段120は、装着された現像カートリッジ7が新品である場合、前回の判定で現像カートリッジ7が交換時期であると判定されていたか否かに関わらず、検知ギヤ77が所定時間回転するように、アジテータ75を第2の回転回数よりも多い第3の回転回数(一例として3回転)で回転させる。(アジテータ75を3回転させる時間だけモータMを駆動させる。)
Specifically, the
なお、本実施形態では、前回の判定で交換時期でないと判定されていた場合において、仕様検知を行うときは、例外的に、アジテータ75を第2の回転回数よりも多く回転させているが、仕様検知を行わないときには、原則通り、アジテータ75を第2の回転回数(少ない回転回数)で回転させるので、現像ローラ71の回転回数を減らすという課題と矛盾するものではない。
In the present embodiment, when it is determined that it is not the replacement time in the previous determination, when the specification is detected, the
以下、本実施形態のレーザプリンタ1における制御の流れについて、図9に示すフローチャートを参照しながら説明する。
図9に示すように、電源が入れられたり、カバーが閉じられたりしたときに初期動作開始の信号が入力される(START)と、制御装置100は、現在装着されている現像カートリッジ7が新品状態であるか否かを確認する(S10)。
Hereinafter, the flow of control in the
As shown in FIG. 9, when a signal for starting an initial operation is input when the power is turned on or the cover is closed (START), the
そして、新品状態である場合(S10,Yes)、制御装置100は、アジテータ75を3回転(第3の回転回数で回転)させて初期動作を実行するとともに、併せて仕様検知を実行する(S11)。
If it is in a new state (S10, Yes), the
一方、新品状態でない場合(S10,No)、制御装置100は、前回の判定で現像カートリッジ7が交換時期であると判定されていたか否かを確認し(S20)、交換時期であると判定されていた場合(S20,Yes)、アジテータ75を4回転(第1の回転回数で回転)させて初期動作を実行するとともに、併せて、現像カートリッジ7が交換時期である否かを判定する(S30)。
On the other hand, if it is not in a new state (S10, No), the
そして、この判定において、現像カートリッジ7が交換時期であると判定した場合(S40,Yes)、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(S50)、交換時期でないと判定した場合(S40,No)、制御装置100は、処理を終了する(END)。
In this determination, if it is determined that the developing
ステップS20において、前回の判定で交換時期でないと判定されていた場合(S20,No)、制御装置100は、アジテータ75を2回転(第2の回転回数で回転)させて初期動作を実行する(S80)。
In step S20, when it is determined that it is not the replacement time in the previous determination (S20, No), the
なお、本実施形態における検知ギヤ77(回転体)の具体的な構成や、本体筐体2側の新品検知および仕様検知を行うための構成や方法は一例であり、本発明は前記した構成や方法に限定されるものではない。例えば、カートリッジは、検知ギヤの検知突起の数が仕様に応じて異なっていてもよい。そして、本体筐体側は、検知突起の数によってカートリッジの仕様を判別するように構成されていてもよい。
The specific configuration of the detection gear 77 (rotating body) in this embodiment and the configuration and method for detecting a new article and specifications on the
また、本実施形態では、レーザプリンタ1に装着可能な現像カートリッジ7の初期容量(仕様)を2種類としたが、本発明はこれに限定されず、例えば、3種類以上設定されていてもよい。
In this embodiment, two types of initial capacities (specifications) of the developing
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、第2の回転回数の一例として2回転を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、初期動作は、画像形成動作の前にも実行されるので、カバーが閉じられた場合に必ず実行しなければならないというわけではないため、第2の回転回数は0であってもよい。したがって、本発明では、前回の判定でカートリッジが交換時期でないと判定されていた場合は、撹拌部材を回転させないようにしてもよい。 In the said embodiment, 2 rotation was shown as an example of 2nd rotation frequency, However, This invention is not limited to this. For example, since the initial operation is also executed before the image forming operation, it is not necessarily executed when the cover is closed, so the second number of rotations may be zero. Therefore, in the present invention, when it is determined in the previous determination that the cartridge is not at the replacement time, the stirring member may not be rotated.
前記実施形態では、第3の回転回数(3回転)が第1の回転回数(4回転)よりも少なかったが、本発明はこれに限定されず、例えば、第3の回転回数が第1の回転回数よりも多くてもよいし、第3の回転回数と第1の回転回数が同じであってもよい。なお、本発明において、第1、第2および第3の回転回数は、自然数でなくてもよい。 In the embodiment, the third number of rotations (three rotations) is less than the first number of rotations (four rotations). However, the present invention is not limited to this. For example, the third number of rotations is the first number of rotations. The number of rotations may be greater, and the third number of rotations and the first number of rotations may be the same. In the present invention, the first, second, and third rotation numbers may not be natural numbers.
前記実施形態では、現像カートリッジ7の交換時期の判定の一例として、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する方法を示したが、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(1周期を撹拌部材が1回転する時間とする。)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。)。
In the embodiment, as an example of the determination of the replacement time of the developing
前記実施形態では、判定手段110は、初期動作開始の信号が入力された場合において、アジテータ75(撹拌部材)が第2の回転回数で回転するときに現像カートリッジ7の交換時期を判定しなかったが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、初期動作開始の信号が入力された場合において、撹拌部材が第2の回転回数で回転するときにカートリッジの交換時期を判定可能に構成してもよい。このような構成としても、撹拌部材を第2の回転回数(少ない回転回数)で回転させることには変わりないので、現像ローラの回転回数を減らすことができる。
In the embodiment, the
なお、第2の回転回数が撹拌部材の回転初期と重なると、受光素子の出力値が大きくなる(図4参照)ので、判定精度が低下する可能性があるが、例えば、第2の回転回数で回転するときの判定で交換時期であると判定された場合には、再度判定を実行し(受光素子の出力値が安定するところで行う)、後の判定で交換時期であると判定された場合にユーザに報知するように構成するなどすることで、交換時期の判定は十分可能である。 Note that if the second number of rotations overlaps with the initial rotation of the stirring member, the output value of the light receiving element increases (see FIG. 4), which may reduce the determination accuracy. For example, the second number of rotations If it is determined that it is time to replace at the time of rotation, the determination is performed again (performed when the output value of the light receiving element is stabilized), and it is determined that it is time to replace at a later determination. It is possible to sufficiently determine the replacement time, for example, by notifying the user.
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
2 本体筐体
2A 開口
7 現像カートリッジ
21 カバー
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
120 駆動制御手段
T トナー
DESCRIPTION OF
Claims (4)
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、
前記撹拌部材の回転を制御する駆動制御手段とを備え、
前記駆動制御手段は、初期動作開始の信号が入力された場合において、前回の判定でカートリッジが交換時期であると判定されていた場合は、前記撹拌部材を第1の回転回数回転させ、前回の判定でカートリッジが交換時期でないと判定されていた場合は、前記撹拌部材を前記第1の回転回数よりも少ない第2の回転回数回転させ、
前記判定手段は、初期動作開始の信号が入力された場合において、前記撹拌部材が前記第1の回転回数回転するときにカートリッジの交換時期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;
Determination means for determining the replacement time of the cartridge based on the light reception signal of the light receiving element;
Drive control means for controlling the rotation of the stirring member,
The drive control means rotates the agitating member for the first number of rotations when the initial operation start signal is input and the cartridge is determined to be replacement time in the previous determination. If it is determined in the determination that the cartridge is not time for replacement, the stirring member is rotated a second number of rotations less than the first number of rotations ;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein, when an initial operation start signal is input, the determination unit determines a cartridge replacement time when the stirring member rotates the first number of rotations .
前記初期動作開始の信号は、前記カバーが閉じられた場合に入力されることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 A cover for opening and closing an opening provided in the main body housing for attaching and detaching the cartridge is provided.
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the initial operation start signal is input when the cover is closed.
前記画像形成装置は、カートリッジが装着されたときに前記回転体の状態に基づいて装着されたカートリッジが新品であるか否かを判定し、前記回転体を所定時間回転させることで装着されたカートリッジ内の現像剤の初期容量を判別するように構成され、
前記駆動制御手段は、初期動作開始の信号が入力された場合において、装着されたカートリッジが新品である場合、前回の判定でカートリッジが交換時期であると判定されていたか否かに関わらず、前記回転体が前記所定時間回転するように、前記撹拌部材を前記第2の回転回数よりも多い第3の回転回数回転させることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The cartridge rotates together with the stirring member when a driving force is input, and has a rotating body having a different configuration depending on the initial capacity of the developer.
The image forming apparatus determines whether the mounted cartridge is new based on the state of the rotating body when the cartridge is mounted and rotates the rotating body for a predetermined time. Configured to determine the initial volume of developer in the
When the initial operation start signal is input and the mounted cartridge is a new cartridge, the drive control unit is configured to determine whether the cartridge has been replaced at the previous determination or not. as the rotating body is rotated the predetermined time, according to any one of claims 1 to 3, characterized in that to the third rotation number rotation greater than said agitating member and the second rotation number Image forming apparatus.
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