(57)【要約】【解決手段】プリンタは、コンテナと、検出部と、制御部とを含む。コンテナは、液状物質、または粉末状物質である画像形成材料を収容する。検出部はコンテナの表面に配置される。制御部は検出部に結合される。検出部は静電容量を検出して余剰収容可能容量を判断する。余剰収容可能容量が閾値よりも多いか少ない場合、検出部はトリガ信号を制御部へ送信する。制御部はトリガ信号を受け取ると、通知を生成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末状物質、または液状物質である画像形成材料を収容するコンテナと、
前記コンテナの表面に配置される検出部と、
前記検出部に結合される制御部と
を備え、
前記検出部は静電容量を検出して前記コンテナの余剰収容可能容量を判断し、前記余剰収容可能容量が閾値よりも少ない場合、または多い場合には、前記制御部へトリガ信号を送信し、
前記制御部は前記トリガ信号を受け取ると、通知を生成する、プリンタ。
【請求項２】
前記検出部は、
感知処理部と
前記感知処理部へ結合され、前記コンテナの外面に配置され、前記感知処理部のチャージ処理の後に前記画像形成材料を検出して検出静電容量を取得するセンサと、
を有し、
前記感知処理部は前記センサから前記検出静電容量を取得し、
前記感知処理部はさらに、前記検出静電容量と参照静電容量との比較結果に基づき前記静電容量を生成し、前記静電容量に基づき、前記コンテナの前記余剰収容可能容量を判断する、請求項１に記載のプリンタ。
【請求項３】
前記センサは、
前記コンテナの前記外面に平行な担体と、
前記担体の第１面に前記担体と平行に配置され、前記感知処理部と結合され、容量結合効果により前記検出静電容量を生成し、前記検出静電容量を前記感知処理部へ送信するセンサパッドと、
前記担体の第２面に配置され、前記感知処理部へ結合される物理的信号参照レベル面と
を含む、請求項２に記載のプリンタ。
【請求項４】
前記画像形成材料はトナーであり、
前記コンテナはトナーカートリッジ、または廃棄トナーカートリッジである、請求項１から３のいずれか１項に記載のプリンタ。
【請求項５】
前記画像形成材料はインクであり、
前記コンテナはインクカートリッジである、請求項１から４のいずれか１項に記載のプリンタ。
【請求項６】
前記コンテナは開口を有し、
前記検出部は前記コンテナの、前記開口とは反対側の面に配置される、請求項１から５のいずれか１項に記載のプリンタ。
【請求項７】
前記コンテナは開口を有し、
前記検出部は前記コンテナの、前記開口に隣接する面に配置される、請求項１から６のいずれか１項に記載のプリンタ。
【請求項８】
前記検出部は、
前記コンテナに配置され、それぞれが前記コンテナ内の前記画像形成材料を検出して複数の検出静電容量を取得する複数のセンサと、
前記複数のセンサに結合され、前記複数のセンサのそれぞれから前記複数の検出静電容量を受け取り、前記複数の検出静電容量と参照静電容量との複数の比較結果に基づき、複数の静電容量を生成し、前記複数の静電容量に基づき前記余剰収容可能容量を判断する感知処理部と
を有する、請求項１から７のいずれか１項に記載のプリンタ。
【請求項９】
前記コンテナは開口を有し、
前記複数のセンサのうち１以上のセンサは、前記コンテナの第１面および第２面のうち少なくとも一方に配置され、
前記第１面は前記開口の反対側にあり、前記第２面は前記開口に隣接する、請求項８に記載のプリンタ。
【請求項１０】
プリンタに配置される画像形成材料検出デバイスであり、
粉末状物質、または液状物質である画像形成材料を収容するコンテナと、
前記コンテナの表面に配置され、静電容量を検出して前記コンテナの余剰収容可能容量を判断し、前記余剰収容可能容量が閾値よりも少ない場合、または多い場合には、前記プリンタの制御部へトリガ信号を送信し、通知を生成させる検出部と、
を備える、画像形成材料検出デバイス。
【請求項１１】
前記検出部は、
感知処理部と
前記感知処理部へ結合され、前記コンテナの外面に配置され、前記感知処理部のチャージ処理の後に前記画像形成材料を検出して検出静電容量を取得するセンサと、
を有し、
前記感知処理部は前記センサから前記検出静電容量を取得し、
前記感知処理部はさらに、前記検出静電容量と参照静電容量との比較結果に基づき前記静電容量を生成し、前記静電容量に基づき、前記コンテナの前記余剰収容可能容量を判断する、請求項１０に記載の画像形成材料検出デバイス。
【請求項１２】
前記センサは、
前記コンテナの前記外面に平行な担体と、
前記担体の第１面に前記担体と平行に配置され、前記感知処理部と結合され、容量結合効果により前記検出静電容量を生成し、前記検出静電容量を前記感知処理部へ送信するセンサパッドと、
前記担体の第２面に配置され、前記感知処理部へ結合される物理的信号参照レベル面と
を含む、請求項１１に記載の画像形成材料検出デバイス。
【請求項１３】
前記画像形成材料はトナーであり、
前記コンテナはトナーカートリッジ、または廃棄トナーカートリッジである、請求項１０から１２のいずれか１項に記載の画像形成材料検出デバイス。
【請求項１４】
前記画像形成材料はインクであり、
前記コンテナはインクカートリッジである、請求項１０から１３のいずれか１項に記載の画像形成材料検出デバイス。
【請求項１５】
前記コンテナは開口を有し、
前記検出部は前記コンテナの、前記開口とは反対側の面に配置される、請求項１０から１４のいずれか１項に記載の画像形成材料検出デバイス。
【請求項１６】
前記コンテナは開口を有し、
前記検出部は前記コンテナの、前記開口に隣接する面に配置される、請求項１０から１５のいずれか１項に記載の画像形成材料検出デバイス。
【請求項１７】
前記検出部は、
前記コンテナに配置され、それぞれが前記コンテナ内の前記画像形成材料を検出して複数の検出静電容量を取得する複数の容量性センサと、
前記複数の容量性センサに結合され、前記複数の容量性センサのそれぞれから前記複数の検出静電容量を受け取り、前記複数の検出静電容量と参照静電容量との複数の比較結果に基づき、複数の静電容量を生成し、前記複数の静電容量に基づき前記余剰収容可能容量を判断する感知処理部と
を有する、請求項１０から１６のいずれか１項に記載の画像形成材料検出デバイス。
【請求項１８】
前記コンテナは開口を有し、
前記複数の容量性センサのうち１以上の容量性センサは、前記コンテナの第１面および第２面のうち少なくとも一方に配置され、
前記第１面は前記開口の反対側にあり、前記第２面は前記開口に隣接する、請求項１７に記載の画像形成材料検出デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は一般的にプリンタに関し、特に、プリンタ、およびプリンタに用いられる検出デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、レーザプリンタは実質的に以下のように動作する。まず、帯電チューブを用いて、例えば負電荷などの電荷で有機感光体（ＯＰＣ）を覆う。次に、照射領域の電荷が帯電していない状態となるよう、印刷されるパターンに応じてレーザ光でＯＰＣを照射する。その後、負電荷を担持するトナーが現像ローラを用いてＯＰＣに付着させられ、そしてトナーが照射領域へ付着させられる。負電荷同士は反発しあうので、照射されていない領域にはトナーが付着出来ず、トナーは負電荷を担持し続ける。その後、ＯＰＣに付着したトナーは紙面へ転写させられ、加熱モジュールを用いた定着により、トナーが紙面上に定着させられる。このようにして印刷が完了する。
【０００３】
カラーレーザプリンタでは、上述した動作が４回繰り返される。Ｃ、Ｍ、Ｙ、およびＫを含む４色のトナーがＯＰＣへ付着させられ、紙面上へ転写される。さらに、まず異なる複数の色のトナーをベルトへ転写し、合わせて紙面上へ転写する方法もある。しかし、いずれの方法が用いられようとも、トナーが付着させられるＯＰＣまたはベルトなどの担体を、転写後にクリーニングする必要がある。つまり、定着を行う間、ＯＰＣまたはベルト上の残留トナーはゴム製のスクレーパを用いて取り除かれ、残留トナーは廃棄トナーカートリッジにて回収される。よって、廃棄トナーカートリッジが残留トナーでいっぱいになり、このことが検出されないままであると、プリンタの不具合が起き、正常に動作出来なくなる。
【０００４】
廃棄トナーカートリッジの現在の容量を検出するには、廃棄トナーカートリッジの開口付近に検出部を配置してもよい。従来技術における検出部は、開口付近に互いに対応して配置される発光体および光検出器を含む。発光体が発する光を光検出器が検出できないとすれば、残留トナーによって発光体の発する光が遮られたことを感知することが出来、廃棄トナーカートリッジがいっぱいであることを示す信号が生成される。しかしこの方法には不確実な部分がある。例えば、残留トナーが光検出器付近、または発光体付近に付着した場合、上述した検出が不正確となる状況が容易に発生し得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本願発明は、非接触的に、例えばトナーカートリッジ、インクカートリッジ、または廃棄トナーカートリッジなどのコンテナの余剰収容可能容量を検出することの出来る検出デバイス、および当該検出デバイスを用いるプリンタに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明は、プリンタに配置され、コンテナおよび検出部を含む検出デバイスを提供する。コンテナは、粉末状物質、または液状物質である画像形成材料を収容する。検出部は、コンテナの外面または内面に配置され、画像形成材料の静電容量を検出してコンテナの余剰収容可能容量を判断し、余剰収容可能容量が閾値よりも少ない場合、または多い場合には、プリンタの制御部へトリガ信号を送信し、通知を生成させる。
【０００７】
本願発明は、コンテナ、検出部、および制御部を含むプリンタを提供する。コンテナは粉末状物質、または液状物質である画像形成材料を収容する。検出部はコンテナの表面に配置される。制御部は検出部に結合される。検出部は静電容量を検出してコンテナの余剰収容可能容量を判断し、余剰収容可能容量が閾値よりも少ない場合、または多い場合には、制御部へトリガ信号を送信する。制御部はトリガ信号を受け取ると、通知を生成する。
【０００８】
上記によれば、本願発明は、検出された静電容量を用いて（トナーカートリッジまたはインクカートリッジなどの）コンテナの余剰収容可能容量を判断することが出来、使用上の異なる必要条件に応じて対応する通知を生成することが出来る検出デバイス、および当該検出デバイスを含むプリンタを提供する。
【０００９】
上述した目的および他の目的、および本願発明の効果をよりよく理解いただけるよう、図面を参照し、実施形態を以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は本願発明の実施形態に係る検出デバイスの概略構成図である。
【図２】図２は本願発明の実施形態に係る検出デバイスの概略断面図である。
【図３】図３は本願発明の実施形態に係るプリンタの機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本願発明の実施形態を詳細に参照する。本願発明の実施形態の例は、添付の図面に示されている。図面および説明において、同一または同様の部材を参照する際には、可能な限り同様の参照符号を用いることとする。
【００１２】
図１は本願発明の実施形態に係る検出デバイスの概略構成図である。図１を参照すると、検出デバイス１０はプリンタに配置され、コンテナ１１０および検出部を含む。コンテナ１１０は、粉末状物質、または液状物質である画像形成材料１１１を収容する。粉末状物質は例えばトナーであり、コンテナ１１０は、トナーカートリッジ、または廃棄トナーカートリッジである。液状物質は例えばインクであり、コンテナ１１０は、インクカートリッジである。本実施形態は、画像形成材料１１１がトナーであるものとして図示されている。
【００１３】
検出部はコンテナ１１０の外面に配置され、静電容量を検出してコンテナ１１０の余剰収容可能容量を判断する。余剰収容可能容量が閾値よりも少ない場合、または多い場合には、検出部はプリンタの制御部へトリガ信号を送信し、通知を生成させる。
【００１４】
本実施形態において、検出部１２０はセンサ１２１および感知処理部を含む。また、図１は、本実施形態の構造およびセンサの動作モードを示しており、感知処理部は図１において省略されている。
【００１５】
センサ１２１は、担体１２１１、センサパッド１２１２、および物理的信号参照レベル面１２１３を含む。コンテナ１１０に平行な、担体１２１１の（図１において破線で示す）面は、基板また可撓性の板などの平板であってよい。センサパッド１２１２は担体１２１１の第１面に担体１２１１と平行に配置される。センサパッド１２１２は、リード１２１４を介して感知処理部と結合され、感知処理部のチャージ処理（ｃｈａｒｇｉｎｇ  ｐｒｏｃｅｓｓ）の後に容量結合効果により検出静電容量を生成し、検出静電容量を感知処理部へ送信する。物理的信号参照レベル面１２１３は担体の第２面、つまり、センサパッド１２１２が配置される面とは反対の他の面に配置される。加えて、物理的信号参照レベル面１２１３も感知処理部に結合される。本実施形態において、参照レベルは基面である。
【００１６】
感知処理部はそれぞれがセンサパッド１２１から検出静電容量を受け取り、物理的信号参照レベル面１２１３から、検出静電容量に対応する参照静電容量を受け取る。感知処理部は検出静電容量と参照静電容量との比較結果を用いて静電容量を生成する。
【００１７】
なお、参照静電容量は、物理的信号参照レベル面１２１３から受け取ることに加え、感知処理部へ結合された外部の電源、または結合コンデンサ（図示せず）から取得してもよい。参照静電容量を取得する方法については、本願発明において何ら限定はしない。
【００１８】
検出静電容量はセンサパッド１２１２および物理的信号参照レベル面１２１３周囲の環境の変化に応じて変化し、感知処理部により生成される静電容量も影響を受ける。例えば、コンテナ１１０内の画像形成材料１１１、つまりトナーの量が増えると、センサパッド１２１２が生成する検出静電容量は、画像形成材料の量の変化に応じて変化する。よって、感知処理部により生成される静電容量も、コンテナ１１０内の画像形成材料１１１の量の変化と共に変化する。例えば、画像形成材料１１１が増えると、それに伴い静電容量は低下するが、本願発明において何ら限定されない画像形成材料１１１の性質の変化と共に変化の傾向も変化し得る。
【００１９】
周囲環境の変化をもたらす主要な要因は、コンテナ１１０内の画像形成材料１１１の量の変化に起因するので、感知処理部は静電容量に応じて、コンテナ１１０の余剰収容可能容量を取得すべく計算を行うことが出来る。余剰収容可能容量が閾値よりも少ない場合、または多い場合には、感知処理部はトリガ信号またはトリガ値をプリンタの制御部へ送信し、通知を生成させる。例えば、コンテナ１１０が廃棄トナーカートリッジである場合、余剰収容可能容量が閾値よりも低ければ、感知処理部はプリンタの制御部へトリガ信号を送信する。コンテナ１１０がトナーカートリッジである場合、余剰収容可能容量が閾値よりも高ければ、感知処理部はプリンタの制御部へトリガ信号を送信する。閾値および静電容量の大きさと、余剰収容可能容量の関連性については、実際の実装に応じて判断され、本願発明では何ら限定しない。
【００２０】
事実、本実施形態におけるセンサおよび感知処理部の動作原則は、ノート型パソコンなどの電子デバイスに配置されるタッチパッドの動作原則と同様である。よって、センサおよび感知処理部は、タッチパッドのセンサおよび感知処理部の配置形態を参考にした方法で配置してもよく、実際の実装に応じて調整を行い実施される。しかし、本願発明はそのように限定はされない。
【００２１】
図２は本願発明の実施形態に係る検出デバイスの概略断面図である。図２を参照すると、検出デバイス１０はコンテナ１１０および検出部１２０を含む。コンテナ１１０は画像形成材料１１１を収容し、開口１１２を有する。本実施形態において、検出部１２０はコンテナ１１０の、開口１１２に隣接する、つまり開口１１２が設けられる表面に隣接する表面Ｓ２に配置される。さらに、本願発明の他の実施形態において、検出部１２０は、開口１１２の反対側の表面Ｓ１にも配置されてもよい。加えて、検出デバイス１０はさらにコンテナ１１０の内面に配置されてもよく、検出部１２０の配置位置は、本願発明において何ら限定されない。
【００２２】
本実施形態において、検出部１２０は３つのセンサ１２１＿１〜１２１＿３、および感知処理部１２２を含む。それぞれのセンサは、周囲環境を検出して検出静電容量を生成し、検出静電容量を感知処理部１２２へ送信する。感知処理部１２２は３つの検出静電容量に基づき３つの静電容量を生成し、その後、静電容量に応じてコンテナ１１０の現在の余剰収容可能容量を判断する。センサ１２１＿１〜１２１＿３はそれぞれ表面Ｓ２の異なる位置に配置されるので、３つの静電容量を組み合わせることにより判断された余剰収容可能容量は、１つの静電容量のみに基づいて判断された余剰収容可能容量よりも、正確性および利便性が高い。
【００２３】
例を挙げると、（例えばセンサ１２１＿１である）１つのセンサの検出静電容量および参照静電容量を用いて、空のコンテナでの溶剤（ｍｅｄｉｕｍ）、つまり画像形成材料の余剰収容可能容量を検出してもよく、かつ、（例えばセンサ１２１＿２、１２１＿３である）他の２つのセンサをコンテナ１１０の適切な割合の位置に配置してもよく、これにより、検出静電容量および参照静電容量に基づいて生成された、得られた２つの静電容量がそれぞれ、（余剰収容可能容量が十分ではないことを伝える）予測通知、および（コンテナの余剰収容可能容量がゼロであることを伝える）余剰収容可能容量ゼロ通知の生成に対応するようにしてもよい。代替的に、余剰収容可能容量ゼロ通知を生成する２つのセンサが、通知の信頼性を高めるべくコンテナの対向する側面に追加的に配置される。
【００２４】
しかし本実施形態においては、センサ１２１＿１〜１２１＿３の位置は連続しているので、センサ１２１＿１〜１２１＿３の担体および物理的信号参照レベル面は互いに接続している。センサ１２１＿１〜１２１＿３の位置が連続していない場合、センサ１２１＿１〜１２１＿３の担体および物理的信号参照レベル面は、離れて配置される。
【００２５】
本願発明の他の実施形態において、１以上の容量センサが表面Ｓ２に配置され、１以上の容量センサが表面Ｓ１に配置され、複数の静電容量が、センサから送られる検出静電容量に基づいて生成され、コンテナ１１０の余剰収容可能容量はその後、静電容量に基づき判断される。言い換えると、センサの数および配置位置は、本願発明において何ら限定されておらず、センサの数および配置位置は、実際の実装の状況に応じて調整することが出来る。
【００２６】
本願発明はさらにプリンタを提供する。図３は本願発明の実施形態に係るプリンタの機能ブロック図である。図３を参照すると、プリンタ３０は、コンテナ（図示せず）、検出部１２０、および制御部１３０を含む。コンテナは、粉末状物質、または液状物質である画像形成材料を収容する。検出部１２０はコンテナの表面に配置される。制御部１３０は検出部１２０へ結合される。検出部１２０は静電容量を検出してコンテナの余剰収容可能容量を判断し、余剰収容可能容量が閾値よりも少ない場合、または多い場合には、制御部へトリガ信号ＴＲを送信する。制御部１３０はトリガ信号ＴＲを受け取ると、通知を生成する。
【００２７】
通知は、現在のコンテナの余剰収容可能容量がユーザによる処置を必要とする状態にあることをプリンタのユーザに対し通知する。例えばコンテナがトナーカートリッジまたはインクカートリッジであり、検出部１２０が、コンテナの余剰収容可能容量が閾値よりも多いと判断した場合、制御部１３０は、トナーカートリッジまたはインクカートリッジを取り換えるようユーザに対し通知する通知を生成する。加えて、コンテナが廃棄トナーカートリッジであり、検出部１２０が、コンテナの余剰収容可能容量が閾値よりも少ないと判断した場合、制御部１３０は、廃棄トナーカートリッジを空にするようユーザに対し通知する通知を生成する。通知には、対応する図形、または点滅光をプリンタの操作インタフェースへ表示することが含まれる。本願発明の実施形態において、通知を生成する際には、制御部１３０は現在の印刷作業を停止するための制御信号も送信する。通知の形式および形態は本願発明において何ら限定されない。
【００２８】
なおプリンタ３０は、異なる複数の色のトナーを収容するトナーカートリッジおよび廃棄トナーカートリッジなどの複数のコンテナを含んでもよい。この実装において、プリンタ３０は、複数のコンテナの表面に配置され、各コンテナの余剰収容可能容量をそれぞれ検出する（複数の検出部１２０など）複数の検出部も含んでよい。検出部１２０の実装に関しては、図１および図２に示す実施形態を参照されたく、ここでは説明を繰り返さない。
【００２９】
上記によれば、本願発明は、１以上の静電容量を検出してコンテナの余剰収容可能容量を判断し、トナーカートリッジの余剰収容可能容量が過度に多い、または廃棄トナーカートリッジの余剰収容可能容量が過度に少ない場合など極端な状況において、ユーザに対し通知を行う検出デバイス、および当該検出デバイスを用いるプリンタを提供する。検出デバイス内の検出部は（検出される画像形成材料と接触せず）非接触的にコンテナの表面に配置されるので、画像形成材料による影響を検出部が受け不正確な検出をしてしまう課題、例えば、検出部がトナーによって覆われてしまい正常に動作できなくなる、若しくは、長期にわたってインクに浸されることによって検出部分が劣化および腐食する、といった課題を避けることが可能となる。検出部の配置形態もコンテナの配置および利用に関して利便性が高く、例えば、インクカートリッジまたはトナーカートリッジを取り換えるにあたって、検出部を追加的に設定したり、調整したりする必要がない。
【図１】
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【図２】
2014130315.tif 000004
【図３】
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【外国語明細書】
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