JP2013137499A - 印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カートリッジの種別や、トナーの残量などのカートリッジの状態をより早いタイミングで精度よく判断できること。
【解決手段】モータと、モータの回転駆動力によって移動する被検出物を有するカートリッジが装着される装着部と、カートリッジを用いてシートに画像を印刷する印刷部と、被検出物の移動軌道上の検出位置において被検出物を検出する検出部と、モータ及び検出部を制御する制御部と、を備え、制御部は、モータの回転速度を目標速度まで加速する期間中にモータを一定速度で回転させ、モータが当該一定速度で回転している状態で検出部により被検出物を検出し、その検出が終了した後にモータの加速を再開する回転制御処理と、検出部による検出結果に基づいてカートリッジの種別及び状態の少なくとも一方を判断する判断処理と、を実行する、印刷装置。
【選択図】図１０

Description

本発明は、印刷に用いられるカートリッジの種別及び状態の少なくとも一方を判断する技術に関する。

従来、トナーを収容し、透光窓が設けられた収容部と、収容部内に位置し、トナーを撹拌する撹拌部材とを備えたカートリッジを備える画像形成装置において、撹拌部材の撹拌によって変化する透光窓からの入射光の受光結果を基に収容部内のトナーの残量を検出し、入射光の受光間隔および所定期間中の入射光の受光回数の少なくとも一方を基にカートリッジの種別を識別する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−１６８９５７号公報

ところで、撹拌部材を回転させるモータを目標速度まで加速する場合、モータを加速しつつトナーの残量の検出やカートリッジの種別の識別を行うと、加速によってモータの回転速度が変動することにより、検出や識別を誤る虞がある。
しかしながら、モータの回転速度が目標速度に達するのを待ってトナーの残量の検出やカートリッジの種別の識別を行うと、検出や識別が行われるタイミングが遅くなってしまうという問題がある。

本明細書では、カートリッジの種別や、トナーの残量などのカートリッジの状態をより早いタイミングで精度よく判断できる技術を開示する。

本明細書によって開示される印刷装置は、モータと、前記モータの回転駆動力によって移動する被検出物を有するカートリッジが装着される装着部と、前記カートリッジを用いてシートに画像を印刷する印刷部と、前記被検出物の移動軌道上の検出位置において前記被検出物を検出する検出部と、前記モータ及び前記検出部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記モータの回転速度を目標速度まで加速する期間中に前記モータを一定速度で回転させ、前記モータが当該一定速度で回転している状態で前記検出部により前記被検出物を検出し、その検出が終了した後に前記モータの加速を再開する回転制御処理と、前記検出部による検出結果に基づいて前記カートリッジの種別及び状態の少なくとも一方を判断する判断処理と、を実行する。

また、前記カートリッジは、前記印刷部による印刷に用いられるトナーと、前記モータの回転駆動力によって回転することにより前記トナーを撹拌する撹拌部材と、前記トナーが収容されているトナー収容室の対向する２つの壁にそれぞれ設けられている透光窓とを有し、前記検出部は、前記カートリッジの外から一方の前記透光窓に向かって光を発光する発光部と、前記発光部により発光され２つの前記透光窓を通過した光を受光する受光部とを有し、前記被検出物は前記トナー及び前記撹拌部材であり、前記制御部は、前記判断処理において、前記カートリッジの状態として、前記検出部による検出結果に基づいて前記トナーの残量を判断してもよい。

また、上記印刷装置は、前記モータの回転駆動力によって回転する回転機構を備え、前記制御部は、前記回転機構の状態が、前記モータに所定の負荷以上の負荷が掛かる高負荷状態であるか、又は、前記モータに掛かる負荷が前記所定の負荷未満である低負荷状態であるかを判定する負荷状態判定処理を実行し、前記回転制御処理において、前記低負荷状態であると判定された場合は前記モータの回転速度を第１の加速度で加速し、前記モータの回転速度が目標速度に達した後に前記検出部により前記被検出物を検出し、前記負荷状態判定処理によって前記高負荷状態であると判定された場合は前記モータの回転速度を前記第１の加速度より小さい第２の加速度で加速し、前記モータの回転速度を目標速度まで加速する期間中に前記モータを一定速度で回転させ、前記検出部により前記被検出物を検出してもよい。

また、前記カートリッジは前記印刷部による印刷に用いられるトナーを有し、前記回転機構は、前記モータの回転駆動力によって回転し前記シートにトナーを熱定着させる回転体と、前記回転体の温度を上昇させる加熱源と、前記回転体を円滑に回転させる潤滑剤とを有する定着器であり、前記制御部は、前記負荷状態判定処理において、前記加熱源がオフ状態になってから所定時間以上経過している場合は前記高負荷状態であると判定し、前記所定時間以上経過していない場合は前記低負荷状態であると判定してもよい。

また、前記カートリッジは前記印刷部による印刷に用いられるトナーを有し、前記回転機構は、前記モータの回転駆動力によって回転し前記シートにトナーを熱定着させる筒状のフィルムと、前記フィルムの温度を上昇させる加熱源と、前記フィルムを円滑に回転させる潤滑剤とを有するフィルム定着器であり、当該印刷装置は前記フィルム定着器の温度を測定する温度測定部を備え、前記制御部は、前記負荷状態判定処理において、前記温度測定部によって前記温度を測定し、測定した温度が所定温度未満である場合は前記高負荷状態であると判定し、前記所定温度以上である場合は前記低負荷状態であると判定してもよい。

また、前記制御部は、前記判断処理において、前記検出部による検出結果と、前記モータを一定速度で回転させて前記検出部により前記被検出物を検出したときの回転速度に応じた基準値とを比較することによって前記カートリッジの種別及び状態の少なくとも一方を判断してもよい。

また、前記一定速度は段階的に複数設定されており、前記制御部は、前記回転制御処理において、前記モータを一定速度で回転させるとき、前記複数の一定速度の中でそのときの前記モータの回転速度よりも速い一定速度のうちそのときの前記モータの回転速度に最も近い前記一定速度まで加速した後に前記モータを一定速度で回転させてもよい。

また、前記被検出物は、前記カートリッジが新品である場合は前記移動軌道上を移動し、中古品である場合は前記移動軌道上を移動しなくなるものであり、当該印刷装置は前記カートリッジが新品であるか中古品であるかを判断する新古判断部を備え、前記制御部は、前記新古判断部によって新品であると判断された場合に、前記回転制御処理、及び、前記判断処理を実行してもよい。

なお、本明細書によって開示される技術は、カートリッジの種別又は状態の判断方法、カートリッジの種別又は状態を判断するための制御プログラム、該プログラムを記録した記録媒体等の種々の態様で実現することができる。

上記の印刷装置によると、モータの回転速度が目標速度に達するのを待ってカートリッジの種別や状態を判断する場合に比べてより早いタイミングで判断できると伴に、モータを加速しつつそれらを判断する場合に比べて精度よく判断できる。

実施形態１に係る印刷装置の概略構成を示す側断面図。 印刷装置の電気的構成を示すブロック図。 フィルム定着器の断面図。 新品のトナーカートリッジの側面を示す模式図。 中古品のトナーカートリッジの側面を示す模式図。 リブ検出信号を示す模式図。 トナー残量検出部の構成を示す模式図。 一般的なトナー検出信号の波形を示す模式図。 低負荷状態である場合の駆動モータの回転制御を示すグラフ。 高負荷状態である場合の駆動モータの回転制御を示すグラフ。 回転制御・判断処理の流れを示すフローチャート。

＜実施形態１＞
実施形態１を図１ないし図１１によって説明する。
（１）印刷装置の構成
図１は、実施形態１に係る印刷装置１の概略構成を示す側断面図である。印刷装置１は、本体ケーシング１０、用紙収容部２０、搬送部３０、印刷部４０、及び、クリーニングユニット５０を備えている。

用紙収容部２０は、印刷用紙Ｍが積載される用紙トレイ２１を有している。用紙トレイ２１はバネ２２によって上方に付勢されており、用紙トレイ２１の最も上に積載されている印刷用紙Ｍはピックアップローラ３１に圧接している。印刷用紙Ｍはシートの一例である。

搬送部３０は、ピックアップローラ３１、ベルトユニット３２、図示しない各種のローラを備えて構成されている。ベルトユニット３２は、駆動ローラ３３、従動ローラ３４、これらのローラ３３及び３４に掛け回された無端状のベルト３５を有している。搬送部３０は用紙収容部２０に収容されている印刷用紙Ｍを１枚ずつ搬送経路Ｔに沿って搬送する。

印刷部４０は、スキャナ部４１、プロセス部４２、転写ローラ４３、及び、フィルム定着器４４を備えており、搬送部３０によって搬送されている印刷用紙Ｍに電子写真方式で画像を形成する。

スキャナ部４１は、レーザ光を出射する図示しないレーザ発光部、レーザ発光部から出射されたレーザ光Ｌを偏光する図示しないポリゴンミラー、光学系などを備えており、制御部７０（図２参照）から出力される画像信号に従って感光体４２ｃの表面を露光する。なお、スキャナ部４１は複数の直線状に配列されたＬＥＤによって感光体４２ｃを露光するものであってもよい。

プロセス部４２は、プロセスカートリッジ４２ａ、帯電器４２ｂ、及び、感光体４２ｃを有している。
プロセスカートリッジ４２ａには、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色に対応した４つのトナーカートリッジ６０（６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋ）が着脱可能に装着される。プロセスカートリッジ４２ａは印刷装置１に着脱不能に設けられているものとする。プロセスカートリッジ４２ａは装着部の一例である。
トナーカートリッジ６０の構成については後述する。
なお、プロセスカートリッジ４２ａは印刷装置１に着脱可能に装着されてもよい。その場合は、印刷装置１においてプロセスカートリッジ４２ａが装着される部分が装着部の一例である。

帯電器４２ｂは例えばスコロトロン型の帯電器であり、感光体４２ｃの表面を一様に正に帯電させる。帯電器４２ｂによって感光体４２ｃの表面が帯電された後、スキャナ部４１から出射されたレーザ光Ｌによって感光体４２ｃの表面が露光されることにより、感光体４２ｃの表面に静電潜像が形成される。感光体４２ｃの表面に形成された静電潜像はトナーカートリッジ６０から供給されるトナーによって現像され、感光体４２ｃの表面にトナー像が担持される。

転写ローラ４３は、各感光体４２ｃとベルト３５を挟んで対向する位置にそれぞれ設けられている。ベルトユニット３２によって搬送される印刷用紙Ｍが感光体４２ｃと転写ローラ４３との間の各転写位置を通る間に、各感光体４２ｃの表面に担持されたトナー像が、転写ローラ４３に印加される負極性の転写バイアスによって印刷用紙Ｍに順次転写される。

フィルム定着器４４はハロゲンランプなどの加熱源を有しており、印刷用紙Ｍに転写されたトナー像を印刷用紙Ｍに熱定着させる。フィルム定着器４４の構成については後述する。
トナー像が熱定着された印刷用紙Ｍは、本体ケーシング１０の上壁を構成する排紙トレイ１１上に排出される。

クリーニングユニット５０はベルトユニット３２の下方に配されている。クリーニングユニット５０は、ベルト３５に接触して、当該ベルト３５上に残ったトナーを回収するクリーニングローラ５１を備えている。

（２）印刷装置の電気的構成
図２は、印刷装置１の電気的構成を示すブロック図である。
印刷装置１は、前述した搬送部３０、印刷部４０、クリーニングユニット５０などの他、制御部７０、記憶部７１、操作部７２、表示部７３、通信インタフェース部７４、駆動モータ７５、リブ検出部７６、トナー残量検出部７７などを備えている。

制御部７０は、ＣＰＵ７０ａ、ＲＯＭ７０ｂ、ＲＡＭ７０ｃを有する。ＣＰＵ７０ａはＲＯＭ７０ｂや記憶部７１から読み出したプログラムに従って、その処理結果をＲＡＭ７０ｃに記憶させながら、印刷装置１の動作を制御する。ＲＯＭ７０ｂには、印刷装置１の動作を制御するための各種のプログラムやデータが記録されている。制御部７０は、制御部、印刷部、検出部、及び、新古判断部の一例である。

記憶部７１には、例えばハードディスクやフラッシュメモリが含まれる。記憶部７１には印刷装置１の動作を制御するための各種のプログラムが記録されている。
操作部７２は複数のボタンを備えており、ユーザによって印刷開始の指示などの各種の入力操作が可能である。

表示部７３は液晶ディスプレイやランプなどを備えており、各種の設定画面や動作状態などを表示することが可能である。
通信インタフェース部７４は通信ネットワークを介して端末装置に接続されており、端末装置から印刷ジョブを受信する。

駆動モータ７５は例えばステッピングモータであり、印刷装置１が備える回転機構やトナーカートリッジ６０が備える回転機構を回転駆動する駆動源である。印刷装置１が備える回転機構とは、前述した搬送部３０、印刷部４０、クリーニングユニット５０などである。一方、トナーカートリッジ６０が備える回転機構とは、後述するアジテータ６２、供給ローラ６３、現像ローラ６４、欠け歯ギア６７などである。
これらの回転機構は一つの駆動モータ７５によって駆動されてもよいし、複数の駆動モータ７５によって駆動されてもよい。本実施形態ではこれらの回転機構が全て一つの駆動モータ７５によって駆動されるものとする。駆動モータ７５はモータの一例である。
リブ検出部７６、及び、トナー残量検出部７７については後述する。

（３）フィルム定着器の構成
図３は、フィルム定着器４４の断面図である。フィルム定着器４４は、印刷用紙Ｍに熱を与える加熱部材４４ａ、加熱部材４４ａに対向して配置され、加熱部材４４ａと協働して用紙を挟持するニップ部Ｎ１を形成する加圧ローラ４４ｂ、及び、温度測定センサ４４ｃを備えている。

加熱部材４４ａは、筒状の定着フィルム４４ｄ、定着フィルム４４ｄの温度を上昇させるヒータ４４ｅ、ニップ板４４ｆ、及び、反射板４４ｇを含む。
ヒータ４４ｅは例えばハロゲンランプである。ヒータ４４ｅは筒状の定着フィルム４４ｄの内側において定着フィルム４４ｄおよびニップ板４４ｆの内面から所定の間隔をあけて配置されており、発熱することによって定着フィルム４４ｄの温度を上昇させる。ヒータ４４ｅは加熱源の一例である。

定着フィルム４４ｄは耐熱性と可撓性とを有するフィルムであり、その幅方向両端部が図示しないガイド部材により回転が案内されている。定着フィルム４４ｄは駆動モータ７５の回転駆動力によって回転し、印刷用紙Ｍにトナーを熱定着させる。
ニップ板４４ｆは、加圧ローラ４４ｂの押圧力を受けるとともに、ヒータ４４ｅからの輻射熱を、定着フィルム４４ｄを介して印刷用紙Ｍ上のトナーに伝達する板状の部材である。ニップ板４４ｆは筒状の定着フィルム４４ｄの内面に摺接するように配置されている。

ニップ板４４ｆと定着フィルム４４ｄとの間には定着フィルム４４ｄを円滑に回転させる潤滑剤Ｇが保持されている。潤滑剤Ｇとしては例えば耐熱性フッ素グリスを採用することができる。
反射板４４ｇはヒータ４４ｅからの輻射熱をニップ板４４ｆに向けて反射する部材である。

温度測定センサ４４ｃは潤滑剤Ｇの温度に相関する温度を測定し、測定した温度に応じた温度信号を制御部７０に出力するセンサである。潤滑剤Ｇの温度に相関する温度は、例えば反射板４４ｇの内部空間の温度であってもよいし、ヒータ４４ｅの温度であってもよいし、ニップ板４４ｆの温度であってもよいし、潤滑剤Ｇそのものの温度であってもよい。温度測定センサ４４ｃは温度測定部の一例であり、潤滑剤Ｇの温度に相関する温度はフィルム定着器４４の温度の一例である。

（４）トナーカートリッジの構成
図１に示すように、トナーカートリッジ６０はトナー収容室６１、アジテータ６２、供給ローラ６３、現像ローラ６４、層厚規制ブレード６５、トナー収容室６１の対向する２つの壁にそれぞれ設けられている透光窓６６（図４参照）、トナーカートリッジ６０の外壁に設けられている欠け歯ギア６７（図４参照）などを備えて構成されている。トナーカートリッジ６０はカートリッジの一例である。

トナー収容室６１には正帯電性の非磁性のトナーが収容されており、アジテータ６２が回転することによってトナー収容室６１内のトナーが撹拌される。アジテータ６２は撹拌部材の一例である。また、トナー及びアジテータ６２は被検出物の一例である。
アジテータ６２によって撹拌されたトナーは供給ローラ６３の回転によって現像ローラ６４に供給される。現像ローラ６４に供給されたトナーは現像ローラ６４の回転に伴って層厚規制ブレード６５と現像ローラ６４との間に進入し、一定の厚さの薄層として現像ローラ６４の外周に担持される。現像ローラ６４に担持されたトナーは感光体４２ｃの表面に形成されている静電潜像に供給され、それにより感光体４２ｃの表面にトナー像が担持される。

図４は、新品のトナーカートリッジ６０の側面を示す模式図である。トナーカートリッジ６０が新品である場合は印刷装置１側に設けられているギア８０と欠け歯ギア６７とが噛み合うことによって駆動モータ７５の回転駆動力が欠け歯ギア６７に伝達され、それにより欠け歯ギア６７が回転する。

欠け歯ギア６７には第１のリブ６７ａ及び第２のリブ６７ｂが設けられている。詳しくは後述するが、第１のリブ６７ａはトナーカートリッジ６０の新品検知を行うための役割を有しているとともに、間もなく第２のリブ６７ｂが検出位置を通過することを制御部７０に通知する役割を有している。
第２のリブ６７ｂはトナーカートリッジ６０の種別を判断するためのものである。第２のリブ６７ｂの移動方向の長さはトナーカートリッジ６０の種別によって異なっており、第２のリブ６７ｂが検出位置を通過する時間の長さによってトナーカートリッジ６０の種別を判断することができる。第２のリブ６７ｂは被検出物の一例である。

図５は、中古品のトナーカートリッジ６０の側面を示す模式図である。欠け歯ギア６７が回転するとギア８０と欠け歯ギア６７とが噛み合わなくなり、欠け歯ギヤ６７はそれ以上回転しなくなる。このため、トナーカートリッジ６０が中古品である場合は、第１のリブ６７ａ及び第２のリブ６７ｂは破線で示す移動軌道６７ｃ上を移動しなくなる。

（５）リブ検出部の構成
図４に示すように、印刷装置１側には第１のリブ６７ａ及び第２のリブ６７ｂの移動軌道６７ｃ上の検出位置において第１のリブ６７ａ及び第２のリブ６７ｂを検出するリブ検出部７６が設けられている。リブ検出部７６は第１のリブ６７ａや第２のリブ６７ｂが検出位置にあるときはそれらのリブに押されてオンになり、それらのリブが検出位置にないときはそれらのリブに押されないことによってオフになる機械的なスイッチである。

リブ検出部７６はオンになると制御部７０にリブ検出信号としてオン信号を出力し、オフになると制御部７０にオフ信号を出力する。リブ検出部７６は検出部の一例である。

図６は、トナーカートリッジ６０が新品である場合にリブ検出部７６から出力されるリブ検出信号を示す模式図である。第１のリブ６７ａが検出位置に到達するまではリブ検出信号はオフになり、第１のリブ６７ａが検出位置に到達してから検出位置を通過し終わるまでリブ検出信号がオンになる。そして、第２のリブ６７ｂが検出位置に到達するまでリブ検出信号が再びオフになり、第２のリブ６７ｂが検出位置に到達してから検出位置を通過し終わるまでリブ検出信号が再びオンになる。そして、第２のリブ６７ｂが検出位置を通過するとリブ検出信号がオフになる。

なお、例えば第１のリブ６７ａや第２のリブ６７ｂに替えて欠け歯ギア６７の表面とは光反射率の異なるシールをそれぞれ貼り付け、リブ検出部７６はそれらのシールを光学的に検出する構成であってもよい。あるいは、第１のリブ６７ａや第２のリブ６７ｂを光学的に検出する構成であってもよい。

（６）トナーカートリッジの新品検知
前述したようにトナーカートリッジ６０が新品であるときは第１のリブ６７ａ及び第２のリブ６７ｂが移動軌道６７ｃ上を移動し、中古品である場合はそれらのリブが移動軌道６７ｃ上を移動しなくなる。つまり、トナーカートリッジ６０が新品であるときはリブ検出部７６から出力されるリブ検出信号がオフからオンに変化し、中古品である場合はリブ検出信号がオフのままとなる。そこで、制御部７０はリブ検出信号がオフからオンに変化した場合は新品であると判断し、オフのままであれば中古品であると判断する。

（７）トナーカートリッジの種別判断
各種別のトナーカートリッジ６０はそれぞれ第２のリブ６７ｂが検出位置を通過する時間が予め計測され、計測された時間が基準時間としてそのトナーカートリッジ６０の種別に対応付けられて記憶部７１に記憶されている。
制御部７０は、第２のリブ６７ｂに対応するリブ検出信号がオンになってからオフになるまでの時間、言い換えると、第２のリブ６７ｂが検出位置を通過する時間（図６に示す時間Ｔａ）を計測する。第２のリブ６７ｂが検出位置を通過する時間は検出部による検出結果の一例である。また、この場合の制御部７０は検出部の一部を構成する。
そして、制御部７０は、計測した時間を記憶部７１に記憶されている各基準時間と比較し、計測した時間に最も近い基準時間に対応付けられている種別が、現在装着されているトナーカートリッジ６０の種別であると判断する。

ただし、詳しくは後述するが、本実施形態では第２のリブ６７ｂが検出位置を通過する時間を計測するときの駆動モータ７５の回転速度が一つに固定されない。駆動モータ７５の回転速度が一つに固定されないと、同じ種別のトナーカートリッジ６０であっても第２のリブ６７ｂが検出位置を通過する時間が駆動モータ７５の回転速度によって異なる。
そのため、記憶部７１には、トナーカートリッジ６０の種別毎に、また、各種別のトナーカートリッジ６０においては駆動モータ７５が取り得る回転速度毎に基準時間が記憶されている。なお、回転速度毎に基準時間を記憶するのではなく、一つの基準速度について基準時間を記憶し、基準速度と駆動モータ７５の回転速度との比から当該回転速度に応じた基準時間を算出してもよい。基準時間は基準値の一例である。

ここで、前述したように欠け歯ギア６７が回転するのはトナーカートリッジ６０が新品であるときの一度のみであるので、トナーカートリッジ６０の種別を判断できるのもトナーカートリッジ６０が新品であるときの一度のみとなる。

（８）トナー残量検出部の構成
図７は、トナー残量を判断するためのトナー残量検出部７７の構成を示す模式図である。トナー残量検出部７７は、トナーカートリッジ６０の外から一方の透光窓６６に向かって光を発光する発光部７７ａと、発光部７７ａにより発光された光であって２つの透光窓６６を通過した光を受光し、受光した光の明るさに応じたトナー検出信号を制御部７０に出力する受光部７７ｂとを有している。

（９）トナー残量の判断
図８は、トナー残量検出部７７における一般的なトナー検出信号の波形を示している。図８において縦軸はトナー検出信号のレベルを示している。アジテータ６２が回転することによってトナーが掻き集められると、発光部７７ａから受光部７７ｂに至る光路がトナーによって徐々に遮光される。すなわち、トナー検出信号のレベルが徐々に下降する。そして、アジテータ６２が光路を通過すると、掻き集められたトナーも光路を通過することになり、トナーによる遮光度合いが低くなってトナー検出信号のレベルが上昇する。

制御部７０は、トナー検出信号のレベルが一定レベル以下になってから当該一定レベル以上に回復するまでの時間ｔを検出し、その時間ｔからトナー残量を判断する。例えば、時間ｔとトナー残量との関係が以下の式１に示す１次関数によって近似されるとすると、制御部７０はその１次関数からトナー残量を算出する。

トナー残量＝α×時間ｔ＋β ・・・ 式１

ただし、トナー残量が同じであっても駆動モータ７５の回転速度によって時間ｔは異なる。そのため、記憶部７１には、駆動モータ７５が取り得る回転速度毎に傾きαが記憶されている。なお、回転速度毎に傾きαを記憶するのではなく、一つの基準速度について傾きαを記憶し、基準速度と駆動モータ７５の回転速度との比から当該回転速度に応じた傾きαを算出してもよい。

なお、トナー検出信号のレベルが一定レベル以上になってから当該一定レベル以下になるまでの時間ｔ'を検出し、その時間ｔ'からトナー残量を判断してもよい。あるいは、時間ｔと時間ｔ'との比からトナー残量を判断してもよい。
また、傾きαはトナーカートリッジ６０の種別によって異なっていてもよい。

（１０）駆動モータの回転制御
駆動モータ７５は欠け歯ギア６７などのトナーカートリッジ６０が有する回転機構の駆動源であるのみでなく、印刷装置１が備える回転機構の駆動源でもある。そのため、駆動モータ７５に掛かる負荷は印刷装置１が備える回転機構の状態によって変動する。例えばフィルム定着器４４は潤滑剤Ｇの温度が低いと潤滑剤Ｇの粘度が高くなって駆動モータ７５に掛かる負荷が高くなり、潤滑剤Ｇの温度が高いと潤滑剤Ｇの粘度が低くなって駆動モータ７５に掛かる負荷が低くなる。

このように駆動モータ７５に掛かる負荷が変動する場合、駆動モータ７５に掛かる負荷によらず駆動モータ７５の回転制御を同じにすると、駆動モータ７５に掛かる負荷が高いとき、前述したトナーカートリッジ６０の種別の判断やトナー残量の判断に支障をきたす場合がある。
そこで、制御部７０は、駆動モータ７５に所定の負荷以上の負荷がかかる高負荷状態である場合と駆動モータ７５に係る負荷が該所定の負荷未満である低負荷状態である場合とで駆動モータ７５の回転制御を異ならせる。以下、具体的に説明する。

（１０−１）低負荷状態である場合の駆動モータの回転制御
図９は、低負荷状態である場合の駆動モータ７５の回転制御を説明するためのグラフである。ここでは回転速度を目標速度まで段階的に加速する場合を例に説明する。このようにするのは、回転機構によっては連続的に加速することが好ましくない場合もあるため、それを考慮したものである。

駆動モータ７５に掛かる負荷が低い低負荷状態である場合は駆動モータ７５の回転速度を加速する加速度を大きくすることができるので、制御部７０は駆動モータ７５に掛かる負荷が高い高負荷状態である場合の加速度（第２の加速度）より大きい第１の加速度で駆動モータ７５の回転速度を加速する。

図中のｖｍａｘは目標速度の一例である。図示する例では時点ｔ０で加速が開始される場合を示しており、制御部７０は駆動モータ７５の回転速度を第１の加速度でｖ０まで加速して一旦加速を中断する。そして、時点ｔ１まで駆動モータ７５の回転速度をｖ０に維持し、時点ｔ１に達すると駆動モータ７５の回転速度を第１の加速度でｖ１まで加速する。以降、同様にｖ２、ｖｍａｘまで第１の加速度で加速し、ｖｍａｘに達すると加速を終了する。

実施形態１では、駆動モータ７５の回転速度を第１の加速度で加速した場合には、第２のリブ６７ｂが検出位置に到達する前に駆動モータ７５の回転速度が目標速度に達するものとする。このため、低負荷状態である場合は、第２のリブ６７ｂが検出位置を通過する時間を、駆動モータ７５の回転速度が目標速度に達した後に計測することができる。

（１０−２）高負荷状態である場合の駆動モータの回転制御
図１０は、高負荷状態である場合の駆動モータ７５の回転制御を説明するためのグラフである。駆動モータ７５に掛かる負荷が高い高負荷状態である場合は駆動モータ７５の回転速度を加速する加速度を上述した第１の加速度と同じ加速度にすることが困難であるので、駆動モータ７５の回転速度が目標速度に達するまでに時間を要する。この場合、第２のリブ６７ｂが検出位置を通過する時間を駆動モータ７５の回転速度が目標速度に達した後に測定しようとすると、トナーカートリッジの種別やトナー残量を判断するタイミングが遅くなってしまう。あるいは、駆動モータ７５の回転速度が目標速度に達したとき、第２のリブ６７ｂが既に検出位置を通り過ぎてしまっている可能性もある。

そこで、制御部７０は、駆動モータ７５に掛かる負荷が高い高負荷状態である場合は、第２のリブ６７ｂが検出位置を通過する時間を、駆動モータ７５の回転速度を目標速度まで加速する期間中に計測する。
ただし、駆動モータ７５の回転速度を加速しつつ第２のリブ６７ｂが検出位置を通過する時間を計測すると、トナーカートリッジ６０の種別を正しく判断できなくなる。具体的に説明すると、例えば駆動モータ７５が一定速度ｖ１で回転しているときに第２のリブ６７ｂが検出位置を通過する時間を計測するとＴａであったとした場合、第２のリブ６７ｂが検出されている間に駆動モータ７５の回転速度が加速されると、計測される時間（以下「Ｔｂ」という）はＴａより小さくなる。このため、計測された時間がＴａであれば基準時間とほぼ一致することにより正しく種別を判断できたとしても、Ｔｂの場合は基準時間と一致せず、種別が正しく判断されない。トナー残量の判断についても同様であり、回転速度が変動するとトナー残量を正しく判断できなくなる。

そこで、制御部７０は、駆動モータ７５に掛かる負荷が高い高負荷状態である場合は、駆動モータ７５の回転速度を目標速度まで加速する期間中に駆動モータ７５を一定速度で回転させ、駆動モータ７５が一定速度で回転している状態でリブ検出部７６やトナー残量検出部７７により第２のリブ６７ｂやトナーなどの被検出物を検出し、その検出が終了した後に駆動モータ７５の加速を再開する。

以下、リブ検出部７６によって第２のリブ６７ｂを検出する場合を例に具体的に説明する。
前述したように第１のリブ６７ａは間もなく第２のリブ６７ｂが検出位置を通過することを制御部７０に通知する役割を有しており、制御部７０は第１のリブ６７ａが検出されると第２のリブ６７ｂの検出が終了するまで駆動モータ７５を一定速度で回転させる。図示する例では駆動モータ７５の回転速度がｖ１のときに第１のリブ６７ａが検出された場合を示している。駆動モータ７５の回転速度がｖ１のときに第１のリブ６７ａが検出された場合、制御部７０は第２のリブ６７ｂの検出が終了するまで駆動モータ７５を一定速度ｖ１で回転させる。

ただし、第１のリブ６７ａは駆動モータ７５の回転速度がｖ０やｖ２にあるときに検出される場合もある。具体的に説明すると、第１のリブ６７ａの初期位置はトナーカートリッジ６０の種別によって異なる場合があり、また、同じ種別のトナーカートリッジ６０であっても製造公差によって初期位置がばらつく場合もある。例えば第１のリブ６７ａの初期位置が検出位置に近い場合は駆動モータ７５の回転速度がｖ０のときに第１のリブ６７ａが検出位置に到達し、初期位置が検出位置から遠い場合は駆動モータ７５の回転速度がｖ２のときに第１のリブ６７ａが検出位置に到達するといったことが起きる。

あるいは、ｖ０からｖ１に加速している期間Ｐ５中に第１のリブ６７ａが検出位置に到達する場合もあれば、ｖ１からｖ２に加速している期間Ｐ６中に第１のリブ６７ａが検出位置に到達する場合もある。

制御部７０は、ｖ０、ｖ１、ｖ２などのように駆動モータ７５が一定速度で回転しているときに第１のリブ６７ａが検出された場合は第２のリブ６７ｂの検出が終了するまでそのときの速度で駆動モータ７５を一定速度で回転させる。

一方、駆動モータ７５を加速している期間Ｐ５中や期間Ｐ６中に第１のリブ６７ａが検出された場合は、制御部７０は複数の一定速度の中でそのときの駆動モータ７５の回転速度よりも速い一定速度のうちそのときの駆動モータ７５の回転速度に最も近い一定速度まで加速した後に駆動モータ７５を一定速度で回転させる。
例えば、期間Ｐ５中に第１のリブ６７ａが検出された場合は、一定速度ｖ０、ｖ１、ｖ２の中でそのときの駆動モータ７５の回転速度よりも速い一定速度はｖ１、ｖ２であり、ｖ１、ｖ２のうちそのときの駆動モータ７５の回転速度に最も近い一定速度はｖ１であるので、制御部７０はｖ１に達するまで加速を継続し、駆動モータ７５の回転速度がｖ１に達すると、第２のリブ６７ｂの検出が終了するまで駆動モータ７５を一定速度ｖ１で回転させる。

期間Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６及びＰ７中に駆動モータ７５の回転速度を加速する加速度は第２の加速度の一例である。

（１０−３）駆動モータの回転制御・判断処理の流れ
図１１は、制御部７０による駆動モータ７５の回転制御・判断処理の流れを示すフローチャートである。ここでは駆動モータ７５が低負荷状態であるか高負荷状態であるかをフィルム定着器４４の状態によって判断する場合を例に説明する。

Ｓ１０１では、制御部７０は駆動モータ７５の負荷状態を判定する。具体的には、制御部７０は温度測定センサ４４ｃから温度信号を取得し、取得した温度信号が表す温度が所定温度以上である場合は低負荷状態であると判定してＳ１０２に進み、所定温度未満である場合は高負荷状態であると判定してＳ１０６に進む。Ｓ１０１は負荷状態判定処理の一例である。

Ｓ１０２では、制御部７０は図９に示す低負荷状態の場合の回転制御によって駆動モータ７５を目標速度まで加速する。
Ｓ１０３では、制御部７０は駆動モータ７５の回転を始めた後、所定時間以内に第１のリブ６７ａが検出されたか否かを判定する。具体的には、制御部７０はリブ検出信号がオフからオンに変化したか否かを判定し、オフからオンに変化した場合は第１のリブ６７ａが検出されたと判定する。制御部７０は、第１のリブ６７ａが検出された場合はトナーカートリッジ６０が新品であるとしてＳ１０４に進み、検出されなかった場合はトナーカートリッジ６０が中古品であるとして本処理を終了する。

Ｓ１０４では、制御部７０は「（７）トナーカートリッジの種別判断」で説明したようにトナーカートリッジ６０の種別を判断する。
低負荷状態の場合は駆動モータ７５の回転速度がｖｍａｘ（目標速度）に達した後にトナーカートリッジ６０の種別を判断するので、制御部７０はｖｍａｘに対応する基準時間をトナーカートリッジ６０の種別毎に読み出し、読み出した基準時間のうち計測した時間に最も近い基準時間に対応付けられている種別が、現在装着されているトナーカートリッジ６０の種別であると判断する。

Ｓ１０５では、制御部７０は「（９）トナー残量の判断」で説明したようにトナー残量を判断する。

Ｓ１０６では、制御部７０は図１０に示す高負荷状態の場合の回転制御によって駆動モータ７５を目標速度まで加速する回転制御を開始する。
Ｓ１０７では、制御部７０は駆動モータ７５の回転を始めた後、所定時間以内に第１のリブ６７ａが検出されたか否かを判定する。制御部７０は、第１のリブ６７ａが検出された場合はトナーカートリッジ６０が新品であるとしてＳ１０８に進み、第１のリブ６７ａが検出されることなく駆動モータ７５の回転速度が目標速度に達した場合はトナーカートリッジ６０が中古品であるとしてＳ１１１に進む。

Ｓ１０８では、制御部７０は「（１０−２）高負荷状態である場合の駆動モータの回転制御」で説明したように第２のリブ６７ｂの検出が終了するまで駆動モータ７５を一定速度で回転させる。
Ｓ１０９では、制御部７０は「（７）トナーカートリッジの種別判断」で説明したようにトナーカートリッジ６０の種別を判断する。
高負荷状態の場合は第２のリブ６７ｂを検出するときの駆動モータ７５の回転速度が一つに固定されないので、制御部７０は第２のリブ６７ｂを検出したときの回転速度に対応する基準時間をトナーカートリッジ６０の種別毎に読み出し、読み出した基準時間のうち計測した時間に最も近い基準時間に対応付けられている種別が、現在装着されているトナーカートリッジ６０の種別であると判断する。

Ｓ１１０では、制御部７０は「（９）トナー残量の判断」で説明したようにトナー残量を判断する。
Ｓ１１１では、制御部７０は駆動モータ７５の加速を再開し、駆動モータ７５の回転速度を目標速度まで加速する。

上述したＳ１０４、Ｓ１０５、Ｓ１０９、Ｓ１１０は判断処理の一例である。

（１１）実施形態の効果
以上説明した実施形態１に係る印刷装置１によると、駆動モータ７５の回転速度を目標速度まで加速する期間中に駆動モータ７５を一定速度で回転させ、駆動モータ７５が当該一定速度で回転している状態でリブ検出部７６やトナー残量検出部７７により第２のリブ６７ｂやトナーなどの被検出物を検出し、その検出が終了した後に駆動モータ７５の加速を再開するので、駆動モータ７５の回転速度が所定速度に達するのを待ってトナーカートリッジ６０の種別やトナー残量を判断する場合に比べてより早いタイミングで判断できると伴に、駆動モータ７５を加速しつつそれらを判断する場合に比べて精度よく判断できる。

更に、印刷装置１によると、駆動モータ７５が高負荷状態である場合は駆動モータ７５の回転速度を目標速度まで加速する期間中に被検出物を検出するので、駆動モータ７５が高負荷状態であってもトナーカートリッジ６０の種別やトナー残量を早いタイミングで判断できる。
一方、駆動モータ７５が低負荷状態である場合は駆動モータ７５の回転速度が目標速度に達してから被検出物を検出するので、目標速度まで加速する期間中に被検出物を検出する場合に比べて駆動モータ７５の回転制御を簡素にできる。

更に、印刷装置１によると、潤滑剤Ｇの温度に相関する温度を測定することにより、駆動モータ７５の負荷状態を判断できる。

更に、印刷装置１によると、第２のリブ６７ｂが検出された時間と、第２のリブ６７ｂを検出したときの駆動モータ７５の回転速度に応じた基準時間とを比較するので、第２のリブ６７ｂを検出するときの駆動モータ７５の回転速度が一つに固定されていなくてもトナーカートリッジ６０の種別を判断できる。

更に、印刷装置１によると、駆動モータ７５を加速中（期間Ｐ５中や期間Ｐ６中）に第１のリブ６７ａが検出されると、複数の一定速度の中でそのときの駆動モータ７５の回転速度よりも速い一定速度のうちそのときの駆動モータ７５の回転速度に最も近い一定速度まで加速して駆動モータ７５を一定速度で回転させるので、一定速度の数が固定される。一定速度の数が固定されると、各速度に応じた基準時間を予め記憶しておくことができ、駆動モータ７５の回転速度から基準時間を算出する場合に比べて処理量を低減できる。

更に、印刷装置１によると、トナーカートリッジ６０が新品であると判断された場合はトナーカートリッジの種別の判断を行うので、新品であるときしか種別を判断できないトナーカートリッジ６０の種別を判断できる。

＜他の実施形態＞
実施形態は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態ではトナーカートリッジ６０の種別の判断及びトナー残量の判断の両方を行う場合を例に説明したが、これらのいずれか一方のみを行ってもよい。
トナー残量の判断のみを行う場合はトナーカートリッジ６０が新品であるか中古品であるかによらずいつでも行うことができる。ただし、トナー残量を判断する場合も、駆動モータ７５の回転速度が目標速度に達するのを待って判断すると判断のタイミングが遅くなってしまう。また、駆動モータ７５の回転速度を加速しつつ判断を行うと、駆動モータ７５の回転速度が変動することによってトナー残量を精度よく判断できない。
このため、駆動モータ７５の回転速度を目標速度まで加速する期間中に駆動モータ７５を一定速度で回転させてトナー残量を判断することにより、早いタイミングで判断できると伴に、精度よく判断できる。

（２）上記実施形態では駆動モータ７５の回転速度を加速する期間と一定速度で回転させる期間とを交互に繰り返すことによって回転速度を目標速度まで段階的に上げていく場合を例に説明したが、目標速度に達するまで駆動モータ７５の回転速度を連続的に加速してもよい。そして、第１のリブ６７ａが検出されると一旦加速を中断して駆動モータ７５を一定速度で回転させてもよい。

（３）上記実施形態では定着器としてフィルム定着器４４を例に説明したが、定着器はフィルム定着器４４に限定されるものではない。例えばローラの内部にハロゲンランプが収容された加熱部材を用いる定着器であってもよい。

（４）上記実施形態では潤滑剤Ｇの温度に相関する温度から駆動モータ７５の負荷状態を判断する場合を例に説明したが、駆動モータ７５の負荷状態を判断する方法はこれに限られるものではない。
例えば、加熱源がオフ状態になってから所定時間以上経過している場合は潤滑剤Ｇの粘度が大きくなって高負荷状態となるので、所定時間以上経過している場合は高負荷状態であると判断し、所定時間以上経過していない場合は低負荷状態であると判断してもよい。

（５）上記実施形態では第１のリブ６７ａ及び第２のリブ６７ｂが欠け歯ギア６７の回転中心を中心点とする円軌道上を移動する場合を例に説明したが、第１のリブ６７ａ及び第２のリブ６７ｂは直線軌道上を移動する構成であってもよい。

（６）上記実施形態では駆動モータ７５の状態が低負荷状態であるか高負荷状態であるかを判定しているが、この判定を行わず、常に駆動モータ７５の回転速度を目標速度まで加速する期間中に駆動モータ７５を一定速度で回転させて被検出物を検出してもよい。

（７）上記実施形態では駆動モータ７５の負荷状態をフィルム定着器４４の負荷状態から判断する場合を例に説明したが、駆動モータ７５の負荷状態は印刷装置１が備えるフィルム定着器４４以外の回転機構の負荷状態から判断してもよい。

（８）上記実施形態では第１の加速度と第２の加速度とが互いに異なる場合を例に説明した。しかしながら、第１の加速度と第２の加速度とを同じにしても駆動モータ７５に係る負荷が高い場合は結果的に負荷が低い場合に比べて駆動モータ７５の加速度が小さくなる場合もある。その場合は第１の加速度と第２の加速度とを同じにしてもよい。

１・・・印刷装置、３０・・・搬送部、４０・・・印刷部、４４・・・フィルム定着器、４４ａ・・・加熱部材、４４ｂ・・・加圧ローラ、４４ｃ・・・温度測定センサ、４４ｄ・・・定着フィルム、４４ｅ・・・ヒータ、５０・・・クリーニングユニット、６０・・・トナーカートリッジ、６１・・・トナー収容室、６２・・・アジテータ、６６・・・透光窓、６７・・・欠け歯ギア、６７ａ・・・第１のリブ、６７ｂ・・・第２のリブ、６７ｃ・・・移動軌道、７０・・・制御部、７５・・・駆動モータ、７６・・・リブ検出部、７７・・・トナー残量検出部、７７ｂ・・・受光部、７７ａ・・・発光部、Ｇ・・・潤滑剤

Claims (8)

1. モータと、
   前記モータの回転駆動力によって移動する被検出物を有するカートリッジが装着される装着部と、
   前記カートリッジを用いてシートに画像を印刷する印刷部と、
   前記被検出物の移動軌道上の検出位置において前記被検出物を検出する検出部と、
   前記モータ及び前記検出部を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記モータの回転速度を目標速度まで加速する期間中に前記モータを一定速度で回転させ、前記モータが当該一定速度で回転している状態で前記検出部により前記被検出物を検出し、その検出が終了した後に前記モータの加速を再開する回転制御処理と、
   前記検出部による検出結果に基づいて前記カートリッジの種別及び状態の少なくとも一方を判断する判断処理と、
   を実行する、印刷装置。
2. 請求項１に記載の印刷装置であって、
   前記カートリッジは、前記印刷部による印刷に用いられるトナーと、前記モータの回転駆動力によって回転することにより前記トナーを撹拌する撹拌部材と、前記トナーが収容されているトナー収容室の対向する２つの壁にそれぞれ設けられている透光窓とを有し、
   前記検出部は、前記カートリッジの外から一方の前記透光窓に向かって光を発光する発光部と、前記発光部により発光され２つの前記透光窓を通過した光を受光する受光部とを有し、
   前記被検出物は前記トナー及び前記撹拌部材であり、
   前記制御部は、前記判断処理において、前記カートリッジの状態として、前記検出部による検出結果に基づいて前記トナーの残量を判断する、印刷装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の印刷装置であって、
   前記モータの回転駆動力によって回転する回転機構を備え、
   前記制御部は、
   前記回転機構の状態が、前記モータに所定の負荷以上の負荷が掛かる高負荷状態であるか、又は、前記モータに掛かる負荷が前記所定の負荷未満である低負荷状態であるかを判定する負荷状態判定処理を実行し、
   前記回転制御処理において、
   前記低負荷状態であると判定された場合は前記モータの回転速度を第１の加速度で加速し、前記モータの回転速度が目標速度に達した後に前記検出部により前記被検出物を検出し、
   前記負荷状態判定処理によって前記高負荷状態であると判定された場合は前記モータの回転速度を前記第１の加速度より小さい第２の加速度で加速し、前記モータの回転速度を目標速度まで加速する期間中に前記モータを一定速度で回転させ、前記検出部により前記被検出物を検出する、印刷装置。
4. 請求項３に記載の印刷装置であって、
   前記カートリッジは前記印刷部による印刷に用いられるトナーを有し、
   前記回転機構は、前記モータの回転駆動力によって回転し前記シートにトナーを熱定着させる回転体と、前記回転体の温度を上昇させる加熱源と、前記回転体を円滑に回転させる潤滑剤とを有する定着器であり、
   前記制御部は、前記負荷状態判定処理において、前記加熱源がオフ状態になってから所定時間以上経過している場合は前記高負荷状態であると判定し、前記所定時間以上経過していない場合は前記低負荷状態であると判定する、印刷装置。
5. 請求項３に記載の印刷装置であって、
   前記カートリッジは前記印刷部による印刷に用いられるトナーを有し、
   前記回転機構は、前記モータの回転駆動力によって回転し前記シートにトナーを熱定着させる筒状のフィルムと、前記フィルムの温度を上昇させる加熱源と、前記フィルムを円滑に回転させる潤滑剤とを有するフィルム定着器であり、
   当該印刷装置は前記フィルム定着器の温度を測定する温度測定部を備え、
   前記制御部は、前記負荷状態判定処理において、前記温度測定部によって前記温度を測定し、測定した温度が所定温度未満である場合は前記高負荷状態であると判定し、前記所定温度以上である場合は前記低負荷状態であると判定する、印刷装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の印刷装置であって、
   前記制御部は、前記判断処理において、前記検出部による検出結果と、前記モータを一定速度で回転させて前記検出部により前記被検出物を検出したときの回転速度に応じた基準値とを比較することによって前記カートリッジの種別及び状態の少なくとも一方を判断する、印刷装置。
7. 請求項６に記載の印刷装置であって、
   前記一定速度は段階的に複数設定されており、
   前記制御部は、前記回転制御処理において、前記モータを一定速度で回転させるとき、前記複数の一定速度の中でそのときの前記モータの回転速度よりも速い一定速度のうちそのときの前記モータの回転速度に最も近い前記一定速度まで加速した後に前記モータを一定速度で回転させる、印刷装置。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の印刷装置であって、
   前記被検出物は、前記カートリッジが新品である場合は前記移動軌道上を移動し、中古品である場合は前記移動軌道上を移動しなくなるものであり、
   当該印刷装置は前記カートリッジが新品であるか中古品であるかを判断する新古判断部を備え、
   前記制御部は、前記新古判断部によって新品であると判断された場合に、前記回転制御処理、及び、前記判断処理を実行する、印刷装置。

Images