JP2001142290A - 画像形成装置、この画像形成装置に着脱可能なカートリッジ及び画像形成システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 正確に現像装置内の現像剤の残量を検出する
ことのできる画像形成装置、この画像形成装置に着脱可
能なカートリッジ及び画像形成システムを提供する。 【解決手段】 現像剤収納部４と、現像剤収納部４内の
現像剤量に応じた信号を逐次出力可能な現像剤量検知手
段３０と、記憶手段２０と、を有するカートリッジＢが
着脱可能な画像形成装置Ａにおいて、記憶手段２０に
は、現像剤残量検知手段３０が現像剤量の最大を検出し
た測定値と、現像剤が現像剤収納部４に充填されていな
い状態において測定した値に対応する情報を格納する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般には、電子写
真方式を用いた画像形成装置、この画像形成装置本体に
装着可能なカートリッジ、即ち、プロセスカートリッ
ジ、カートリッジ化された現像装置などに関し、特に、
カートリッジに搭載された記憶手段を用いて現像剤の残
量を検知する画像形成装置、この画像形成装置に着脱可
能なカートリッジ及び画像形成システムに関する。

【０００２】ここで電子写真画像形成装置としては、例
えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えば、Ｌ
ＥＤプリンタ、レーザービームプリンタ等）、電子写真
ファクシミリ装置、及び電子写真ワードプロセッサー等
が含まれる。

【０００３】又、電子写真画像形成装置本体に着脱可能
なカートリッジとは、電子写真感光体、電子写真感光体
を帯電させる帯電手段、電子写真感光体に現像剤を供給
する現像手段、電子写真感光体をクリーニングするクリ
ーニング手段のうち少なくとも一つを有するものをい
う。特に、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像
手段及びクリーニング手段の少なくとも一つと、電子写
真感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリ
ッジを電子写真画像形成装置本体に対して着脱可能とす
るものであるか、又は、少なくとも現像手段と電子写真
感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッ
ジを電子写真画像形成装置本体に対して着脱可能とする
ものをいう。

【０００４】

【従来の技術】従来、電子写真複写機やレーザービーム
プリンターなどの電子写真方式の画像形成装置は、画像
情報に対応した光を電子写真感光体に照射して潜像を形
成し、この潜像に現像手段を用いて現像剤を供給して顕
像化し、更に感光体から記録媒体へ画像を転写すること
で記録媒体上に画像を形成している。現像手段には現像
剤収納容器が連結しており、画像を形成することで現像
剤は消費されていく。

【０００５】このような画像形成装置において、電子写
真感光体、現像剤などの消耗品の交換、メンテナンスの
簡便性を図る目的で、電子写真感光体と、電子写真感光
体に作用するプロセス手段としての現像手段、帯電手
段、クリーニング手段、更には現像剤収納容器や廃現像
剤容器などをプロセスカートリッジとして一体化し、画
像形成装置本体に対して着脱可能とするプロセスカート
リッジ方式がある。このプロセスカートリッジ方式によ
れば、装置のメンテナンスをサービスマンによらずにユ
ーザー自身で行うことができるので、格段に操作性を向
上させることができる。そこでこのプロセスカートリッ
ジ方式は、電子写真画像形成装置において広く用いられ
ている。

【０００６】又、例えば、複数色の現像手段を有するカ
ラー画像形成装置において、各現像手段の消耗具合が違
う場合などに、各色の現像手段と現像剤収納容器とをカ
ートリッジ化した各色の現像カートリッジを画像形成装
置に対して着脱可能とし、個別に交換できるようにした
ものもある。

【０００７】このようなカートリッジ方式の画像形成装
置では、使用者は、例えば現像剤が無くなった時点でカ
ートリッジを交換することで、再び画像を形成すること
ができる。そのため、このような画像形成装置には、現
像剤が消費された場合にそれを検知し、使用者に報知す
る手段、即ち、現像剤量検出装置を備えることがある。

【０００８】現像剤量検出装置は、カートリッジ内に画
像形成に供することができる現像剤がどれくらい残って
いるかを随時知ることを可能とするために、現像剤残量
レベルを検知できる現像剤残量検知手段をカートリッジ
又は画像形成装置本体に備える。

【０００９】特に、現像剤が無くなったことを使用者に
報知するだけではなく、現像剤の量を逐次に検知して報
知することによって、使用者の利便性を更に向上したも
のがある。このような画像形成装置では、現像剤が未使
用時の何％だけ残っているかを算出して使用者に逐次報
知したり、又、所定品位の画像形成が行えない程現像剤
が減ったことを示す「現像剤無し」表示を行い、画像不
良が起こる前に現像剤が残り少なくなったことを使用者
に警告したりするものがある。

【００１０】この現像剤残量検知手段の一方式として、
プレートアンテナ方式がある。このプレートアンテナ方
式は、例えば、現像手段が備える現像剤担持体に交流バ
イアスを印加して電子写真感光体に形成した潜像を現像
する現像方式を採用したカートリッジにおいて、電極と
なる板金を現像剤担持体に対向する箇所、若しくはその
他の複数の箇所に設けて、この板金と現像剤担持体との
間、及びこれら板金と板金との間の静電容量が、絶縁性
トナーなどとされる現像剤の量に応じて変化することを
利用したものである。

【００１１】即ち、この板金と現像剤担持体との間、若
しくは板金と板金との間の空間が現像剤で埋まっていれ
ば、その間の静電容量は大きくなり、現像剤が減るにつ
れて両者の間の空間を空気が占める率が増え、静電容量
は小さくなっていく。従って、この板金と現像剤担持体
との間の静電容量や板金間の静電容量と現像剤量の関係
を予め求めておけば、静電容量を測定することによって
現像剤量レベルを検知することができる。

【００１２】静電容量の測定は、現像剤担持体に交流バ
イアスを印加した際に、この現像剤担持体に対向して設
けられた板金に流れる電流を測定することによって行わ
れる。或は、複数の板金が設けられる場合には、電極で
ある板金に交流バイアスを印加した際にもう一方の板金
に流れる電流を測定することによって同様に板金間の静
電容量を測定することができる。このプレートアンテナ
方式の現像剤量検出装置では、多くは現像剤担持体に現
像バイアスが印加されている画像形成時に現像剤量を検
知する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように、現像剤残量レベルを検知できる現像剤残量検知
手段が備えられていても、現像剤残量検知手段によって
検出した現像残量の値と、実際に現像装置内に残ってい
る現像剤量が一致しない、即ち、正確に現像剤の残量を
検出できないことがあり、特に現像剤無しである白抜け
画像が警告を発する前に発生してしまうことがある。

【００１４】例えば、上述のプレートアンテナ方式の現
像剤量検出装置の場合、現像剤担持体と電極である板金
との間の静電容量、又は電極である板金間の静電容量
は、それぞれの位置関係によって左右される。即ち、現
像装置内に現像剤が無い場合でも、両者の間が近ければ
静電容量の絶対値は大きくなり、両者の間が遠ければ小
さくなる。これにより、現像剤残量検知手段としての板
金の公差などにより、各カートリッジ間で、現像剤量検
出値にバラツキが生じることがある。又、現像装置内に
収容される現像剤の製造ロット、使用環境やカートリッ
ジの部品、又画像形成装置本体の電子部品などの公差な
どからも現像剤量検出値にバラツキが生じる。

【００１５】従って、予め設定された静電容量の検出値
と現像剤量との関係を用いて現像剤残量レベルの検知を
行った場合、検知結果が実際に現像装置内に残っている
現像剤量とかけ離れてしまう問題が発生する場合があ
る。

【００１６】つまり、現像装置内に現像剤がフルに充填
されている時（現像剤フル時）、即ち、プロセスカート
リッジの使用開始時において、現像剤残量検知手段によ
る静電容量検出値が設定値（想定値）より大きくなって
いるプロセスカートリッジの場合、現像剤量検出装置
は、プロセスカートリッジの使用を通して常に実際の現
像剤残量よりも多く見積もった値を検出するので、「現
像剤無し」を使用者に警告する前に現像剤が所定値より
少なくなり、所謂、白抜け画像が発生してしまう。

【００１７】逆に、現像剤フル時の静電容量の検出値が
設定値より小さいプロセスカートリッジの場合、現像剤
量検出装置は、プロセスカートリッジの使用を通して常
に実際の現像剤残量より少なく見積もった値を検出する
ので、現像装置内に多くの現像剤が残っているにも拘わ
らず、「現像剤無し」の警告を発してしまうことがあ
る。そして、使用者がこの警告に従ってプロセスカート
リッジを交換してしまうと、多量の現像剤を無駄にして
しまい、ひいては資源の無駄使いにつながる。本発明は
斯かる問題に鑑みて成されたものである。

【００１８】従って、本発明の主たる目的は、正確に現
像装置内の現像剤の残量を検出することのできる画像形
成装置、この画像形成装置に着脱可能なカートリッジ及
び画像形成システムを提供することである。

【００１９】本発明の他の目的は、正確に現像装置内の
現像剤の残量を検出し、現像剤無し時に起こる白抜け画
像を警告前に発生させることがなく、更に、白抜け時の
現像剤残量を極力少なく抑えることができ、現像剤の無
駄を無くすことが可能な画像形成装置、この画像形成装
置に着脱可能なカートリッジ及び画像形成システムを提
供することである。

【００２０】本発明の更に他の目的は、適切なカートリ
ッジ交換時期を示すことのできる画像形成装置、この画
像形成装置に着脱可能なカートリッジ及び画像形成シス
テムを提供することである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置、この画像形成装置に着脱可能なカートリ
ッジ及び画像形成システムにて達成される。

【００２２】第１の本発明によると、現像剤収納部と、
前記現像剤収納部内の現像剤量に応じた信号を逐次出力
可能な現像剤量検知手段と、記憶手段と、を有するカー
トリッジが着脱可能な画像形成装置において、前記記憶
手段には、前記現像剤残量検知手段が現像剤量の最大を
検出した測定値と、現像剤が前記現像剤収納部に充填さ
れていない状態において測定した値に対応する情報を格
納することを特徴とする画像形成装置が提供される。

【００２３】上記第１の本発明の一実施態様によると、
更に、前記記憶手段に記憶された前記現像剤残量検知手
段が現像剤量の最大を検出したときの測定値と、現像剤
が前記現像剤収納部に充填されていない状態において測
定した値に対応する情報と、前記現像剤残量検知手段か
らの出力値を計算処理し、前記算出データを補正手段に
より補正することにより、前記カートリッジ内に残って
いる現像剤量を逐次に検知する。

【００２４】第２の本発明によると、現像剤収納部と、
前記現像剤収納部内の現像剤量に応じた信号を逐次出力
することができる現像剤量検知手段と、記憶手段と、を
有し、画像形成装置に着脱可能なカートリッジにおい
て、前記記憶手段には、前記現像剤残量検知手段が現像
剤量の最大を検出した測定値と、現像剤が前記現像剤収
納部に充填されていない状態において測定した値に対応
する情報を格納することを特徴とするカートリッジが提
供される。

【００２５】上記第２の本発明の一実施態様によると、
前記現像剤が前記現像剤収納部に充填されていない状態
において測定した値に対応する情報とは、前記現像剤が
前記現像剤収納部に充填されていない状態においての前
記現像剤量検知手段の出力値である。

【００２６】上記第２の本発明の他の実施態様による
と、前記画像形成装置は、前記記憶手段に記憶された前
記現像剤残量検知手段が現像剤量の最大を検出したとき
の測定値と、現像剤が前記現像剤収納部に充填されてい
ない状態において測定した値に対応する情報と、前記現
像剤残量検知手段からの出力値を計算処理し、前記算出
データを補正手段により補正することにより、前記カー
トリッジ内に残っている現像剤量を逐次に検知する。

【００２７】上記第２の本発明の他の実施態様による
と、前記現像剤量は、前記記憶手段に記憶されている前
記現像剤残量検知手段が現像剤量の最大を検出した測定
値から、現像剤が前記現像剤収納部に充填されていない
状態において測定した値に対応する情報をある一定値で
減じた値を演算式で計算処理し、減じて得られた絶対値
をカートリッジの使用範囲とし、その使用範囲内で前記
記憶手段に記憶された現像剤量最大を示すときの出力値
に補正値を乗じた値と現像剤残量の関係から得られる。

【００２８】第３の本発明によると、画像形成装置に着
脱可能なカートリッジを用いて、記録媒体に画像を形成
する画像形成システムにおいて、（ａ）（i）現像剤収
納部と、(ii)前記現像剤収納部内の現像剤量に応じた信
号を逐次出力可能な現像剤量検知手段と、(iii)前記現
像剤残量検知手段が現像剤量の最大を検出した測定値
と、現像剤が前記現像剤収納部に充填されていない状態
において測定した値に対応する情報が格納される記憶手
段と、を有するカートリッジと、（ｂ）前記記憶手段に
記憶された現像剤が前記現像剤収納部に充填されていな
い状態において測定した値に対応する情報と、前記現像
剤残量検知手段が現像剤量最大を検出した測定値と、前
記現像剤残量検知手段からの出力値を関係付け計算処理
することにより、前記カートリッジ内に残っている現像
剤量を逐次に検知することを特徴とする画像形成システ
ムが提供される。

【００２９】上記第３の本発明の一実施態様によると、
前記画像形成装置は、前記記憶手段に記憶された前記現
像剤残量検知手段が現像剤量の最大を検出したときの測
定値と、現像剤が前記現像剤収納部に充填されていない
状態において測定した値に対応する情報と、前記現像剤
残量検知手段からの出力値を計算処理し、前記算出デー
タを補正手段により補正することにより、前記カートリ
ッジ内に残っている現像剤量を逐次に検知する。

【００３０】第４の本発明によると、現像剤収納部と、
前記現像剤収納部内の現像剤量に応じた信号を逐次出力
可能な現像剤量検知手段と、前記現像剤収納部内の現像
剤残量を算出するための算出データを格納する記憶手段
と、を有するカートリッジが着脱可能な画像形成装置に
おいて、前記現像剤量検知手段の検出結果と、前記記憶
手段に格納された算出データから現像剤残量を算出する
算出手段と、前記記憶手段に格納された算出データを補
正する補正手段と、を有することを特徴とする画像形成
装置が提供される。

【００３１】上記第４の本発明の一実施態様によると、
前記算出データは、前記現像剤収納部内に現像剤がない
空の場合の静電容量データ１と、前記現像剤収納部内に
現像剤が十分存在する場合の静電容量データ２であり、
前記補正手段は、前記現像剤量検知手段が検出した静電
容量が前記静電容量データ２よりも大きい場合、前記記
憶手段に格納された前記静電容量データ２を前記現像剤
量検知手段が検出した静電容量値に上書きして前記記憶
手段に格納する。

【００３２】上記第４の本発明の他の実施態様による
と、前記算出データは、前記現像剤量検知手段が検出す
る静電容量が減少するときの傾きのデータと、前記静電
容量が減少し始めるまでの印字枚数若しくは印字ドット
数であって、前記補正手段は、前記傾きデータを補正す
る。

【００３３】上記第１〜第４の各本発明にて、一実施態
様によると、前記現像剤残量検知手段は、少なくとも２
つの電極間の静電容量を測定することによって得られる
信号を出力する。又、他の実施態様によると、更に、表
示手段を有し、検知した現像剤残量に関する情報を表示
するための信号をこの表示手段に送信して表示するか、
或いは、更に、表示手段を有する機器を通信可能であ
り、検知した現像剤残量に関する情報を表示するための
信号をこの表示手段を有する機器に送信する。他の実施
態様によると、前記記憶手段は、不揮発性メモリ、非接
触型不揮発性メモリ、電源を備えた揮発性メモリであ
る。

【００３４】又、上記第１〜第４の各本発明にて、他の
実施態様によると、前記カートリッジは更に、電子写真
感光体と、電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、電
子写真感光体に現像剤を供給する現像手段と、電子写真
感光体をクリーニングするクリーニング手段のうち少な
くとも一つを有する。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装
置、この画像形成装置に着脱可能なカートリッジ及び画
像形成システムを図面に則して更に詳しく説明する。

【００３６】実施例１ 先ず、図１及び図２を参照して、本発明に従って構成さ
れるプロセスカートリッジを装着可能な電子写真画像形
成装置の一実施例について説明する。本実施例にて、電
子写真画像形成装置は、電子写真式のレーザービームプ
リンタＡとされ、ホストコンピュータからの画像情報を
受け取り、電子写真画像形成プロセスによって記録媒
体、例えば、記録紙、ＯＨＰシート、布などに画像を形
成するものである。

【００３７】レーザービームプリンタＡは、ドラム形状
の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム１を有する。感
光体ドラム１は、帯電手段である帯電ローラ２によって
帯電され、次いで、レーザースキャナー３から画像情報
に応じたレーザ光Ｌを照射することによって、感光体ド
ラム１に画像情報に応じた潜像が形成される。この潜像
は、現像手段５を構成する現像装置Ｃによって現像し、
可視像、即ち、トナー像とする。

【００３８】つまり、現像装置Ｃは、現像剤収納部とし
て、現像剤担持体である現像ローラ５ａを備えた現像室
５Ａと、現像室５Ａに隣接して形成された現像剤収納容
器４を有しており、現像剤収納容器４内の現像剤Ｔが現
像室５Ａの現像ローラ５ａへと供給される。現像剤収納
容器４内には、図１中の矢印方向に回転する攪拌手段１
５が設けられており、この攪拌手段１５が回転すること
で、現像剤Ｔがほぐされつつ現像ローラ５ａへ供給され
る。本実施例では、現像剤Ｔとしては、絶縁性磁性１成
分トナーを用いた。又、現像ローラ５ａは、固定磁石５
ｂを内蔵しており、現像ローラ５ａを回転することによ
って現像剤は搬送され、現像剤層厚規制部材である現像
ブレード５ｃにて摩擦帯電電荷が付与されると共に所定
厚の現像剤層とされ、感光体ドラム１の現像領域へと供
給される。この現像領域へと供給された現像剤は、感光
体ドラム１上の潜像へと転移され、トナー像を形成す
る。現像ローラ５ａは、現像バイアス印加手段３４（図
２）に接続されており、通常、交流電圧に直流電圧が重
畳された現像バイアス電圧が印加される。

【００３９】一方、トナー像の形成と同期して給紙カセ
ット２００にセットした記録媒体Ｐをピックアップロー
ラ８、搬送手段９Ａを介して転写位置へと搬送する。転
写位置には、転写手段としての転写ローラ６が配置され
ており、電圧を印加することによって、感光体ドラム１
上のトナー像を記録媒体Ｐに転写する。

【００４０】トナー像の転写を受けた記録媒体Ｐは、搬
送手段９Ｂで定着手段１０へと搬送する。定着手段１０
は、ヒータ１０ａを内蔵した定着ローラ１０ｂ及び駆動
ローラ１０ｃを備え、通過する記録媒体Ｐに熱及び圧力
を印加して転写されたトナー像を記録媒体Ｐ上に定着す
る。

【００４１】記録媒体Ｐは、搬送手段９ｃにより排出ト
レイ１４へと排出される。この排出トレイ１４は、レー
ザービームプリンタＡの装置本体１００の上面に設けら
れている。

【００４２】転写ローラ６によってトナー像を記録媒体
Ｐに転写した後の感光体ドラム１は、クリーニング手段
７によって感光体ドラム１上に残留した現像剤を除去し
た後、次の画像形成プロセスに供される。クリーニング
手段７は、感光体ドラム１に当接して設けられた弾性ク
リーニングブレード７ａによって感光体ドラム１上の残
留現像剤を掻き落として廃現像剤容器７ｂへと集める。

【００４３】一方、本実施例において、プロセスカート
リッジＢは、図２に示すように、現像剤を収納する現像
剤収納容器４及び攪拌手段１５を有する現像剤枠体１１
と、現像ローラ５ａ及び現像ブレード５ｃなどの現像手
段５を保持する現像枠体１２とを溶着して一体として現
像ユニット（現像装置）Ｃを形成し、更にこの現像ユニ
ットＣに、感光体ドラム１、クリーニングブレード７ａ
及び廃現像剤容器７ｂなどのクリーニング手段７及び帯
電ローラ２を取り付けたクリーニング枠体１３を一体に
結合することによってカートリッジ化されている。

【００４４】このプロセスカートリッジＢは、ユーザー
によって画像形成装置本体１００に設けたカートリッジ
装着手段１０１（図１）に対して取り外し可能に装着さ
れる。

【００４５】本発明によれば、レーザービームプリンタ
Ａは、現像装置Ｃ内の現像剤Ｔの消費に従ってその残量
を逐次検知するこのできる現像剤残量検知手段を備えた
現像剤量検出装置を有している。

【００４６】本実施例によれば、現像剤残量検知手段３
０としてプレートアンテナを有している。図２に示すよ
うに、本実施例では、プレートアンテナとして、現像ロ
ーラ５ａに対向する位置に、現像装置Ｃの長手方向の全
域にわたって設けられた出力板金３２と、出力板金３２
と略同等の長手長さを有し、出力板金３２と対向するよ
うに設けられた入力板金３１を備えている。

【００４７】プレートアンテナとしての電極対を構成す
る入力板金３１及び出力板金３２は、基本的に電流を流
すことのできる材料であれば特に限定することなく使用
することができるが、本実施例では、板金３１、３２の
材料として、サビに強いＳＵＳを使用している。

【００４８】本実施例では、現像ローラ５ａと入力板金
３１とは、プロセスカートリッジＢが画像形成装置本体
１００に装着された状態で、画像形成装置本体１００に
設けられた電圧印加手段としての現像バイアス印加手段
３４に電気的に接続される。

【００４９】そして、通常の現像バイアスである２ＫＨ
ｚ程度の交流バイアスと−４００Ｖ程度の直流バイアス
が現像ローラ５ａ及び入力板金３１に印加されると、現
像ローラ５ａと現像ローラ５ａに対向した出力板金３２
との間、及び入力板金３１と出力板金３２との間で交流
電流が流れ、電流測定装置３３によって両者の合成電流
値が計測される。こうして、電流測定装置３３によって
測定された電流値から、現像ローラ５ａと出力板金３２
との間、及び入力板金３１と出力板金３２との間の静電
容量に基づく合成の静電容量が計測される。

【００５０】このように、プレートアンテナである入力
板金３１と出力板金３２とを現像装置Ｃ内に配設し、現
像装置Ｃ内の現像剤Ｔの減少に伴って、入力板金３１と
出力板金３２との間、現像ローラ５ａと出力板金３２と
の間の静電容量を観測することで、随時現像剤収納容器
４内の現像剤量を知ることができる。

【００５１】ここで、以下の説明において、現像ローラ
５ａと出力板金３１との間の静電容量、及び入力板金３
１と出力板金３２との間の静電容量に応じて最終的に出
力板金３２を介して出力される信号を、単に「現像剤残
量検知手段からの信号」、「現像剤残量検知手段の検出
値」などと呼ぶ。

【００５２】本発明によれば、図１〜図３に示すよう
に、プロセスカートリッジＢに記憶手段２０が配設され
る。本実施例によると、プロセスカートリッジＢは、廃
現像剤容器７ｂの上側面部に、記憶手段２０としての読
み書き可能なメモリと、このメモリ２０への情報の読み
書きを制御するためのカートリッジ側伝達部２１を有し
ている。プロセスカートリッジＢが画像形成装置本体１
００に装着されると、カートリッジ側伝達部２１と画像
形成装置本体１００に設けられた本体制御部２２が互い
に対向して配置されている。又、本体制御部２２は装置
本体１００側の伝達手段としての機能も含んでいる。

【００５３】本実施例ではメモリ２０は廃現像剤容器７
ｂの上側面部に設置されているが、これは、本実施例の
レーザービームプリンタＡではプロセスカートリッジＢ
が廃現像剤容器７ｂ側を先頭にした方向にて画像形成装
置本体１００内に挿入されるので、メモリ２０に隣接し
て設けられるカートリッジ側伝達部２１と、画像形成装
置本体１００側の本体制御部２２とによって構成させる
通信手段の位置合わせがし易いように考慮したからであ
る。

【００５４】本発明に使用される記憶手段２０として
は、不揮発性メモリ、揮発性メモリとバックアップ電池
を組み合わせたものなど、通常の半導体による電子的な
メモリを特に制限なく使用することができる。特に、メ
モリ２０が、メモリ２０と読みだし／書き込みＩＣの間
のデータ通信を電磁波によって行う非接触メモリである
場合、カートリッジ側伝達部２１と本体制御部２２との
間が非接触であってもよいため、プロセスカートリッジ
Ｂの装着状態による接触不良の可能性がなくなり、信頼
性の高い制御を行うことができる。本実施例では記憶手
段２０として非接触型のメモリを用いた。

【００５５】これら二つの本体制御部２２及びカートリ
ッジ側伝達部２１によってメモリ２０内の情報の読み出
し及び書き込みを行うための制御手段が構成される。メ
モリ２０の容量については、後述するカートリッジ使用
量及びカートリッジ特性値などの複数個の情報を記憶す
るのに十分な容量をもつものとする。又、メモリ２０に
は、カートリッジが使用された量が随時書き込み記憶さ
れている。

【００５６】次に、本実施例におけるメモリ２０の制御
構成を説明する。

【００５７】図３に示すように、プロセスカートリッジ
Ｂ側には、メモリ２０と伝達部２１が配置されており、
画像形成装置本体１００に設けられた本体制御部２２
は、制御部２３、演算部２４、現像剤残量検知補正テー
ブル２５、現像剤残量検出部２６、演算式２７及び現像
剤残量Ｙ％補正テーブル（図示せず）などを有してい
る。

【００５８】メモリ２０内には様々な情報が格納されて
いるが、本実施例では現像剤収納容器４内に現像剤が充
填されていない状態の時の値（以後「ＰＡＥ（プレート
・アンテナ・エンプティ）」と呼ぶ。）情報、検出電圧
値の最小値（以後「ＰＡＦ（プレート・アンテナ・フ
ル）」と呼ぶ。）情報、白抜けＷ値情報、現像剤残量Ｙ
％値情報及び検出電圧値情報が格納されているものとす
る。

【００５９】又、これらメモリ情報は、本体制御部２２
内の演算部２４と常に送受信可能な状態になっており、
これら情報を元に演算され制御部２３によってデータの
照合が行われている。残量検知検出部２６によって検出
された検出電圧値は随時メモリ２０に格納される。

【００６０】図４にプロセスカートリッジ内の現像剤量
を検知するための回路構成を示す。現像剤量は、現像バ
イアス印加手段としての現像バイアス回路３４から所定
のＡＣバイアスを出力すると、その印加バイアスは、リ
ファレンスコンデンサＣ１と、現像ローラ５ａと、電極
３１とにそれぞれ印加される。これによって、リファレ
ンス用コンデンサＣ１の両端には電圧Ｖ１が発生し、電
極３１、３２の電極間には静電容量Ｃ４（Ｃ２＋Ｃ３）
に応じた電流が発生する。この電流を演算により電圧Ｖ
２に変換する。

【００６１】電流測定装置３３の検出回路は入力される
リファレンス用コンデンサＣ１の両端に発生する電圧Ｖ
１と電極対間電圧Ｖ２の電圧差から電圧Ｖ３を生成し、
ＡＤ変換部３５に出力する。ＡＤ変換部３５はアナログ
電圧Ｖ３をデジタル変換した結果を制御部２３に出力す
る。制御部２３は、このデジタル値に変換された電圧値
からプロセスカートリッジ内の現像剤量を認識する。

【００６２】以上のように本実施例では、現像剤残量検
出手段３０によって検出された静電容量値は、画像形成
装置本体１００にて電圧に変換して図５のような電圧値
で出力されている。現像剤が現像剤収納容器４内にない
状態の時には検出電圧値は最大値（静電容量は最小値）
ＰＡＥを示す。ＰＡＥはプロセスカートリッジ製造時に
治具等などでメモリ２０に書き込まれるものとする。ま
た、現像剤量が最大である時には検出電圧値は最小値
（静電容量は最大値）ＰＡＦを示す。ＰＡＦは、現像剤
充填が終了している状態でメモリ２０に書き込まれ、レ
ーザビームプリンタが稼働中に検出電圧値が最小（静電
容量は最大値）を示すと、随時更新されていく。なお、
本実施例における理想的なＰＡＥ及びＰＡＦの値は表１
に示したようにそれぞれ３．０Ｖ、１．０Ｖである。

【００６３】又、静電容量と電圧の関係は、画像形成装
置の回路により様々であり、静電容量と電圧の関係が同
じ減少関数であっても、増加関数であってもよい。

【００６４】

【表１】 従来の現像剤残量と静電容量値の補正方法について説明
する。

【００６５】図５は、横軸が現像装置内の残現像剤量を
示し、縦軸に、上記プレートアンテナ３１、３２間と、
プレートアンテナ３２と現像ローラ５ａ間で各々計測さ
れる静電容量値Ｃ２、Ｃ３が合計された検出電圧値であ
る。図５内には、実線で示す理想曲線（−●−）と、破
線（−○−）で示すＰＡＥ値から求めた現像剤残量と、
検出電圧値との関係が記入されている。いずれの場合も
曲線の形状は現像装置内に収容された現像剤量が同じで
あれば変わらず、上記で説明したようにプレートアンテ
ナ３１、３２の位置関係等のズレによって現像剤のない
状態での検出電圧値（静電容量値）が異なっているため
に理想曲線とＰＡ実測値から求められた現像剤残量と検
出電圧値との関係を示した曲線が相対的にズレを生じて
いる。

【００６６】ここで、現像剤が少なくなり画像全域を可
視化できず画像不良が発生してしまう状態（以後「白抜
け」と呼ぶ。）となる前に警告を発するには、図５及び
図６に示すように、本実施例では、理想曲線にてＰＡＥ
より０．８Ｖ小さい（残現像剤量２０ｇ想定）検出電圧
値にて警告を発すればよい。

【００６７】しかしながら、理想曲線だけで現像剤残量
を判断すると、最後に現像剤無し（白抜け）警告を行な
うところでは、現像剤無し警告前に白抜けを起こしてし
まうことがあり得る。つまり、白抜け画像は現像剤残量
２０ｇで発生すると想定し、理想曲線から白抜けの発生
する検出電圧値を求めると２．２Ｖとなる。しかし、実
測値のように仮にＰＡＦ値が０．８Ｖとすると、白抜け
は２．０Ｖで発生する可能性があるので、現像剤無し警
告前に白抜け画像を出力してしまう可能性が非常に高
い。

【００６８】更には、通常ほとんど確率は低いが、現像
剤状態が非常に悪く画質として良好とは言えない状態
（但し、ライン画像程度なら使えるレベル）で現像剤残
量検出手段の検知領域内に現像剤が行き渡らない場合に
は、ＰＡＦの検出電圧値は通常、即ち、現像剤状態が良
好な場合より大きく検知される（静電容量値としては小
さく検知される）。また、このＰＡＦの値にある一定値
を加える形で現像剤残量と検出電圧値を関係付けると、
現像剤無しを警告する前に白抜け画像を発生させてしま
うことになる。このようなイレギュラーの場合も考慮し
て白抜け画像を発生させないためには、ＰＡＦのみの補
正ではなくＰＡＥの値からも補正し白抜け画像の出力を
回避する必要がある。

【００６９】これらプロセスカートリッジ固有の逐次残
検のばらつきは、残検アンテナの組み付け公差のばらつ
き、及び、カートリッジの部品、本体の電子部品などの
公差から生じるものである。そこで、本実施例では、 （１）プロセスカートリッジＢに記憶手段（メモリ）２
０を備え、プロセスカートリッジ製造時の現像剤が充填
されていない状態において治具等で測定された値、即
ち、ＰＡＥをプロセスカートリッジに付属したメモリに
書き込む。 （２）検出電圧値の最小値（静電容量値の最大値）、即
ち、ＰＡＦを残量検知手段から得、プロセスカートリッ
ジに付属したメモリに書き込む。そして、比較手段によ
って、常時検出される検出電圧値を前に書き込んだ値と
比べて小さい場合にはメモリ内のＰＡＦを書き換え、そ
うでない場合は書き換えを行わない、という処理を繰り
返す。 （３）ＰＡＥ、ＰＡＦ及び現像剤残量の関係を用いた重
み付けの関数を予め本体制御部若しくはメモリ内に格納
する。 （４）そして、重み付けの関数と検出電圧値の関係に、
重み付け関数の補正値を代入していき、補正値を決定す
る。 （５）補正テーブルによって、現像剤残量を算出する。 （６）その結果を、随時表示手段に表示させる。という
制御を行う。

【００７０】上記制御により、カーリッジの個体差で上
記検出電圧値（静電容量値）が異なっても、現像剤状態
が異常で現像剤残量検出手段の検出領域内に現像剤が入
り込みにくくなっている状態でも、確実に白抜け画像出
力前に警告を発し現像剤残量も逐次に検出できる。

【００７１】更に説明すれば、上記制御方法において、 ［ＰＡＥ−ＰＡＦ］・・・ を使用範囲として設定した。また、現像剤がプロセスカ
ートリッジ内にあるにも関わらず現像剤量が少ないため
白抜けという画像不良を起こす状態がある。このときの
値を白抜け電圧とし、白抜け電圧とＰＡＦの関係で使用
範囲を設定しても構わない。白抜け電圧は、 白抜け電圧：ＰＡＷ＝［（ＰＡＥ）−（実験的データ蓄
積に基づいた経験値Ｗ）］ と呼び、その値を式のＰＡＥの代わりに用いても良
い。

【００７２】本実施例において、使用範囲は、 ［ＰＡＷ−ＰＡＦ］＝［ＰＡＥ−Ｗ−ＰＡＦ］・・・ とし、ＰＡＷ＝３．０−０．８＝２．２Ｖ、ＰＡＦ＝
１．０Ｖであるので、使用範囲＝２．２−１．０＝１．
２Ｖである。

【００７３】重み付けの関数は、 Ｆ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）＝｜ＰＡＦ＋［ＰＡＷ−ＰＡＦ］×Ｚ｜・・・・ とし、Ｚは補正値である。これは、使用範囲内を適当な
間隔で区切るような値であり、予め逐次検知補正テーブ
ルとして本体制御部に格納されている。

【００７４】そして、現像剤残量は式が成立するＺか
ら求める。 ｜ＰＡＦ＋［ＰＡＷ−ＰＡＦ］×Ｚ｜≦｜Ｖ３｜・・・ 表２の逐次検知補正テーブルから、式においてＺ＝
０．１が成立しなければ、現像剤残量は１００％と表示
し、Ｚ＝０．１が成立すれば、次にＺ＝０．１８を式
に代入し、成立しなければ現像剤残量は３０％となる。
つまり、上位のＺで式が成立した場合は、順次Ｚ値を
増やして式を算出し、式が成立しないＺによって現像
剤残量を認識する。

【００７５】

【表２】 図６及び図７のフローチャートを用いて、本実施例のス
テップ１０１〜１２５（Ｓ１０１〜１２５）の各工程を
備えた現像剤残量逐次検出、即ち、逐次残検の動作につ
いて説明する。 Ｓ１０１：電源スイッチをＯＮとし、画像形成装置本体
が動作が開始する（ＳＴＡＲＴ）。 Ｓ１０２：制御部２３がメモリ２０内のＰＡＥ情報を確
認する。 Ｓ１０３：演算部２４がＰＡＷを計算する。 Ｓ１０４：残量検知検出部２６が検出電圧Ｖ３を測定す
る。 Ｓ１０５：制御部２３がメモリ２０内のＰＡＦ情報を確
認する。 Ｓ１０６：制御部２３がメモリ２０内に格納されている
ＰＡＦとＶ３を比較し、Ｖ３がＰＡＦを越えるかどうか
確認する。“Ｎｏ”と判断した場合Ｓ１０７に進みメモ
リ２０内のＰＡＦの値を更新しＳ１０８へ進み、“Ｙｅ
ｓ”と判断した場合にはＳ１０８に進む。 Ｓ１０８：演算部２４が残量検知補正テーブル２５のＺ
＝０．１８をＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）に代入し計算値
を得、制御部２３が、現像剤残量測定値Ｖ３がＦ（ＰＡ
Ｆ、ＰＡＥ、Ｗ）を越えるかどうか確認する。“Ｙｅ
ｓ”の場合Ｓ１１１に進む。“Ｎｏ”の場合にはＳ１０
９に進み、制御部２３が、現像剤残量が１００％である
ことをエンジン内部に信号を発信し、ディスプレーに表
示する。そして、Ｓ１１０に進み、メモリ２０内の現像
剤残量情報、即ち、Ｙ％値情報を更新する。その後、Ｓ
１０４に戻る。 Ｓ１１１：演算部２４が残量検知補正テーブルのＺ＝
０．２５をＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）に代入し計算値を
得、制御部２３が、現像剤残量測定値Ｖ３がＦ（ＰＡ
Ｆ、ＰＡＥ、Ｗ）を越えるかどうか確認する。“Ｙｅ
ｓ”の場合Ｓ１１４に進む。“Ｎｏ”の場合にはＳ１１
２に進み、制御部２３が、現像剤残量が３０％であるこ
とをエンジン内部に信号を発信し、ディスプレーに表示
する。そして、Ｓ１１３に進み、メモリ２０内のＹ％値
情報を更新する。その後、Ｓ１０４に戻る。 Ｓ１１４：演算部２４が残量検知補正テーブルのＺ＝
０．３５をＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）に代入し計算値を
得、制御部２３が、Ｖ３がＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）を
越えるかどうか確認する。“Ｎｏ”の場合にはＳ１１５
に進み、制御部２３が、現像剤残量が２５％であること
をエンジン内部に信号を発信し、ディスプレーに表示。
そして、Ｓ１１６に進み、メモリ２０内のＹ％値情報を
更新する。その後、Ｓ１０４に進む。

【００７６】“Ｙｅｓ”の場合は、表２の残量検知補正
テーブルに従って、Ｚ＝０．５０を代入して進んでい
く。このチャートを、Ｚ＝０．９５になるまで繰り返
す。 Ｓ１１７：演算部２４が残量検知補正テーブルのＺ＝
０．９５をＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）に代入し計算値を
得、制御部２３が、現像剤残量測定値Ｖ３がＦ（ＰＡ
Ｆ、ＰＡＥ、Ｗ）を越えるかどうか確認する。“Ｎｏ”
の場合にはＳ１１８に進み、制御部２３が、現像剤残量
が２％であることをエンジン内部に信号を発信し、ディ
スプレーに表示する。そして、Ｓ１１９に進み、メモリ
２０内のＹ％値情報を更新する。その後、Ｓ１０４に進
む。“Ｙｅｓ”の場合は、Ｓ１２０に進む。 Ｓ１２０：演算部２４が残量検知補正テーブルのＺ＝
０．９９をＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）に代入し計算値を
得、制御部２３が、Ｖ３がＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）を
越えるかどうか確認する。“Ｎｏ”の場合にはＳ１２１
に進み、制御部２３が、現像剤残量が１％であることを
エンジン内部に信号を発信し、ディスプレーに表示す
る。そして、Ｓ１２２に進み、メモリ２０内のＹ％値情
報を更新する。その後、Ｓ１０４に進む。“Ｙｅｓ”の
場合はＳ１２３に進む。 Ｓ１２３：制御部２３が現像剤残量が０％であることを
エンジン内部に信号を発信し、ディスプレーに表示す
る。 Ｓ１２４：メモリ２０内のＹ％値情報を更新する。 Ｓ１２５：終了。

【００７７】以上説明した上記フローチャートに従いス
テップ１０１からステップ１２５の工程からなる制御動
作を行うことによって、図８に示すように、カートリッ
ジ個体差を吸収した逐次残検が可能になった。

【００７８】当然ながら、カートリッジ構成、特に現像
剤残量検出手段の構成と配置によって、現像剤残量と検
出電圧値との関係は大きく異なるため、上記一定値は本
実施例の値に限定されるものではなく、実施形態に則し
た形で個々に設定することができる。

【００７９】又、残量検知補正テーブル２５は、本体制
御部２２内に格納されているがプロセスカートリッジＢ
のメモリ２０内に格納させても良い。その結果、カート
リッジ個々の特性に応じたテーブルを使用でき、より正
確な逐次残検を可能にする。今回、テーブルを使用して
現像剤残量を演算したが、Ｚは演算式によって管理さ
れ、カートリッジ個々で変化しても良い。

【００８０】更に、本実施例では５ｇ（５％）程度の刻
み幅で説明したが、当然ながらある一定値を細かくすれ
ば細かくするほどより細かい現像剤残量表示を行うこと
が出来る。また分解能も、一定間隔だけでなく１００
％、３０％、２０％、１５％、１０％、８％、５％・・
・・と残り少ないところでの分解能を上げても良い。現
像剤残量の表記方法も（ｇ）や（％）に限定するもので
はなく、他の表示方法として、更に進んだ形で残り何枚
出力できるとか様々な他の表示方法でも構わない。

【００８１】又、ディスプレー表示に関しても、ガスゲ
ージ、棒グラフ及び値表示、満タンに対しての比率つま
り残り何％と表示しても良いし、又、警告メッセージや
音声による報知、或いは、記録媒体に記録し出力するこ
とも当然可能であり、現像剤残量がユーザに分かる方式
であればどのような表示方式であっても構わない。ディ
スプレー表示としては、画像形成装置本体１００に設け
た表示手段４０にて表示することに限定されるものでは
なく、画像形成装置本体１００と通信可能に接続された
ホストコンピュータなどの機器の画面などのディスプレ
ー手段にて行うこともできる。

【００８２】更に、本実施例は、現像剤残量レベル検知
手段としてプレートアンテナ方式を用いたが、本発明
は、この方式の現像剤残量レベル検知手段に限定するも
のではなく、現像剤残量レベルを検知できれば、その方
式は問わない。

【００８３】実施例２ 次に、本発明に係る実施例２について説明する。本実施
例２において、画像形成装置及びプロセスカートリッジ
の構成は実施例１と同様なのでここでの説明は省略し、
本発明の特徴のみ説明する。

【００８４】実施例１では、現像剤残量逐次検出、即
ち、逐次残検の補正値であるＰＡＥとしてプロセスカー
トリッジ製造時に治具による測定値をメモリ２０内に格
納し使用したが、本実施例ではＰＡＥの値としてプロセ
スカートリッジ製造時の現像剤が現像剤収納容器４内に
充填されていない状態に治具で測定された値を範囲ごと
のグループに分けて、それぞれのグループが区別可能な
ＰＡＥ情報値をメモリ２０内に格納する。このＰＡＥ情
報値は、画像形成装置本体１００にプロセスカートリッ
ジＢが装着された際本体制御部２２がメモリ２０から読
み出し、認識される。そして、本体制御部２２がＰＡＥ
情報値に応じた値をそのプロセスカートリッジのＰＡＥ
と認識することを特徴としている。

【００８５】本発明に使用されるメモリ２０としては、
実施例１にて説明したように、通常の半導体による電子
的なメモリが特に制限なく使用することができる。特
に、メモリ２０と読み出し／書き込みＩＣの間のデータ
通信を電磁波によって行う非接触メモリである場合、伝
達部２１と本体制御部２２の間が非接触であってもよい
ためカートリッジＢの装着状態による接触不良の可能性
がなくなり、信頼性の高い制御を行うことができる。

【００８６】これら二つの制御部２２及び伝達部２１に
よってメモリ２０内の情報の読み出し及び書き込みを行
うための制御手段が構成される。メモリ２０の容量につ
いては、後述するカートリッジ使用量及びカートリッジ
特性値などの複数個の情報を記憶するのに十分な容量を
もつものとする。また、メモリ２０には、カートリッジ
が使用された量が随時書き込み記憶されている。

【００８７】図９において、本実施例におけるメモリ制
御構成を説明する。カートリッジＢ側には、メモリ２０
と伝達部２１が配置されている。また、画像形成装置本
体１００側には、本体制御部２２が配置されており、本
体制御部２２は、制御部２３、演算部２４、現像剤残量
検知補正テーブル２５、現像剤残量検知検出部２６、演
算式２７及びＰＡＥ値補正テーブル２８などを有する。

【００８８】メモリ２０内に様々な情報が格納されてい
るが、本実施例では少なくともＰＡＥ情報、ＰＡＦ情
報、Ｗ値情報、Ｙ％値情報、検出電圧Ｖ３情報、ＰＡＥ
情報値α、ＰＡＥ情報値β、ＰＡＥ情報値γが格納され
ているものとする。

【００８９】又、これらメモリ情報は、本体制御部２２
内の演算部２４と常に送受信可能な状態になっており、
これら情報を元に演算され制御部２３によってデータの
照合が行われている。

【００９０】次に、現像剤残量逐次検出について説明す
る。

【００９１】本実施例では、現像剤残量検出手段によっ
て検出された静電容量値を画像形成装置本体１００が電
圧に変換して電圧値で制御している。この電圧値は、プ
レートアンテナ３１と３２間、及びプレートアンテナ３
２と現像ローラ５ａ間で各々計測される静電容量値が合
計された検出電圧値である。現像剤量が最大である時に
は検出電圧値は最小値（静電容量は最大値）ＰＡＦを示
す。ＰＡＦは、現像剤充填が終了している状態でメモリ
２０に書き込まれ、レーザビームプリンタが稼働中に検
出電圧値が最小（静電容量は最大値）を示すと随時更新
されていくものである。なお、本実施例におけるＰＡＦ
の値はおよそ１．０Ｖである。

【００９２】又、静電容量と電圧の関係は、画像形成装
置の回路により様々であり、静電容量と電圧の関係が同
じ減少関数であっても増加関数であってもよい。

【００９３】更に、逐次残検推移は現像装置内に収容さ
れた現像剤量が同じであれば変わらず、プレートアンテ
ナの位置関係等のズレによって現像剤のない状態での検
出電圧値（静電容量値）が異なっているためにカートリ
ッジ個体差によって現像剤残量と検出電圧値との関係を
示した曲線が相対的にズレを生じている。

【００９４】例えば、白抜け状態になったことをユーザ
に警告を発するための保証としてある基準カートリッジ
を設け、そのテーブルに応じて現像剤残量を判断し、白
抜け警告を行うと、カートリッジによっては警告前に白
抜け画像を出力してしまう場合が発生する。これらプロ
セスカートリッジの個体差による逐次残検のばらつき
は、残検アンテナの組み付け公差のばらつき、カートリ
ッジ部品、本体の電子部品などの公差から生じるもので
ある。

【００９５】そこで、本実施例では、 （１）プロセスカートリッジ製造時の現像剤が充填され
ていない状態において治具でプロセスカートリッジＢの
ＰＡＥ情報値を測定する。 （２）プロセスカートリッジＢにメモリ２０を備え、プ
ロセスカートリッジ固有のＰＡＥ情報値をメモリ２０に
記憶し、プロセスカートリッジＢを画像形成装置本体１
００に装着した際に本体制御部２２がＰＡＥ情報値を認
識する。 （３）ＰＡＥ情報値をＰＡＥ値補正テーブル２８によっ
てＰＡＥ値に変換する。 （４）検出電圧値の最小値（静電容量値の最大値）、即
ち、ＰＡＦ値を残量検知手段３０から得、プロセスカー
トリッジＢに付属したメモリ２０に書き込む。そして、
比較手段によって、常時検出される検出電圧値を前に書
き込んだ値と比べて小さい場合にはメモリ内のＰＡＦ値
を書き換え、そうでない場合は書き換えを行わない、と
いう処理を繰り返す。 （５）ＰＡＥとＰＡＦと現像剤残量との関係を用いた重
み付けの関数を予め、本体制御部２２若しくはメモリ２
０内に格納する。 （６）そして、重み付けの関数と検出電圧値の関係に、
重み付け関数の補正値を代入していき、補正値を決定す
る。 （７）補正テーブルによって、現像剤残量を算出する。
その結果を、随時表示手段に表示させる。という制御を
行う。

【００９６】この制御方法により、カーリッジの個体差
で上記検出電圧値（静電容量値）が異なっても、現像剤
状態が異常で現像剤残量検出手段の検出領域内に現像剤
が入り込みにくくなっている状態でも、確実に白抜け画
像出力前に警告を発し現像剤残量も逐次に検出できる方
法を提供すると共に、工場作業工程における効率化を達
成することができる。

【００９７】尚、逐次検知検出部２６によって検出され
た検出電圧値Ｖ３はメモリ２０内に格納される。また、
ＰＡＥ情報値は、測定値の公差により空値のばらつき範
囲に応じていくつでも設定して良い。例えば、公差が大
きいものはＰＡＥ情報値を多数設定し、公差の少ないも
のは少数設定する。本実施例においてはＰＡＥ情報値を
３つ持ち、それぞれα、β、γ（α＜β＜γ）とする。
これらのＰＡＥ情報値は、プロセスカートリッジ製造時
に現像剤が充填されていない状態で治具により測定した
値によって三段階に分けることにした。

【００９８】尚、ＰＡＥ情報値（ω）と電圧幅は、以下
の関係とした。 α＝２．７〜２．９Ｖ β＝２．９〜３．１Ｖ γ＝３．１〜３．３Ｖ この制御方法において、 ［ＰＡＥ−ＰＡＦ］・・・ を使用範囲として設定した。また、現像剤がプロセスカ
ートリッジ内にあるにも関わらず現像剤量が少ないため
白抜けという画像不良を起こす状態がある。このときの
値を白抜け電圧とし、白抜け電圧とＰＡＦの関係で使用
範囲を設定しても構わない。白抜け電圧は、 白抜け電圧：ＰＡＷ＝［（ＰＡＥ）−（実験的データ蓄
積に基づいた経験値Ｗ）］ と呼び、その値を式のＰＡＥの代わりに用いても良
い。

【００９９】本実施例において、使用範囲は、 ［ＰＡＷ−ＰＡＦ］＝［ＰＡＥ−Ｗ−ＰＡＦ］・・・ とし、ＰＡＥ情報値（ω）がβである場合、表３に示す
ようにＰＡＥ＝３．０Ｖになる。また、Ｗ＝０．８Ｖと
すると、ＰＡＷ＝３．０−０．８＝２．２Ｖ、ＰＡＦ＝
１．０であるので、使用範囲＝２．２−１．０＝１．２
Ｖである。

【０１００】

【表３】 重み付けの関数は、 Ｆ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）＝｜ＰＡＦ＋［ＰＡＷ−ＰＡＦ］×Ｚ｜・・・・ とし、Ｚは補正値である。これは、使用範囲内を適当な
間隔で区切るような値であり、予め逐次検知補正テーブ
ルとして本体制御部に格納されている。そして、現像剤
残量は式が成立するＺから求める。 ｜ＰＡＦ＋［ＰＡＷ−ＰＡＦ］×Ｚ｜≦｜Ｖ３｜・・・ 表４の逐次検知補正テーブルから、式においてＺ＝
０．１が成立しなければ、現像剤残量は１００％と表示
し、Ｚ＝０．１が成立すれば、次にＺ＝０．１８を式
に代入し、成立しなければ現像剤残量は３０％となる。
つまり、上位のＺで式が成立した場合は、順次Ｚ値を
増やして式を算出し、式が成立しないＺによって現像
剤残量を認識する。

【０１０１】

【表４】 図１０及び図１１に、ステップ２０１〜２３０（Ｓ２０
１〜２３０）を有する逐次残検動作のフローチャート図
を示した。なお、ＰＡＥ情報値は、プロセスカートリッ
ジ製造時にメモリ２０内に格納されているものとする。 Ｓ２０１：本体電源スィッチＯＮとすれば、画像形成装
置本体が動作を開始する（ＳＴＡＲＴ）。 Ｓ２０２：制御部２３がＰＡＥ情報値ωがαであるかど
うか確認する。・Ｃａｓｅ １：Ｓ２０２で“Ｙｅｓ”
である場合。 Ｓ２０３：制御部２３がＰＡＥ値補正テーブル２８を利
用してＰＡＥ値に変換する。 Ｓ２０４：制御部２３がＰＡＥ＝２．８Ｖであることを
確認し、メモリ２０内のＰＡＥ値情報に記憶させる。次
いで、Ｓ２１１に進む。・Ｃａｓｅ ２：Ｓ２０２で
“Ｎｏ”と判断された場合。 Ｓ２０５：制御部２３が、ＰＡＥ情報値ωがβであるか
どうか確認。“Ｎｏ”の場合は、後述のＣａｓｅ ３を
参照されたい。“Ｙｅｓ”と判断された場合は、Ｓ２０
６に進む。 Ｓ２０６：制御部２３がＰＡＥ値補正テーブル２８を利
用してＰＡＥ値に変換する。 Ｓ２０７：制御部２３がＰＡＥ＝３．０Ｖであることを
確認し、メモリ２０内のＰＡＥ値情報４０に記憶させ
る。次いで、Ｓ２１１に進む。・Ｃａｓｅ ３：Ｓ２０
５で“Ｎｏ”と判断された場合。 Ｓ２０８：制御部２３がＰＡＥ情報値ωがγであるかど
うか確認する。“Ｎｏ”の場合はＳ２０２へ戻り、“Ｙ
ｅｓ”と判断された場合は、Ｓ２０９に進む。 Ｓ２０９：制御部２３がＰＡＥ値補正テーブル２８を利
用してＰＡＥ値に変換する。 Ｓ２１０：制御部２３がＰＡＥ＝３．２であることを確
認し、メモリ２０内のＰＡＥ値情報に記憶させる。次い
で、Ｓ２１１に進む。 Ｓ２１１：演算部２４がＰＡＷを計算する。 Ｓ２１２：残量検知検出部２６が検出電圧Ｖ３を測定す
る。 Ｓ２１３：制御部２３がメモリ２０内のＰＡＦ情報を確
認する。 Ｓ２１４：制御部２３がメモリ２０内に格納されている
ＰＡＦ値とＶ３を比較し、Ｖ３がＰＡＦ値を越えるかど
うか確認する。“Ｎｏ”と判断した場合、Ｓ２１５に進
みメモリ２０内のＰＡＦ値を更新しＳ２１６へ進み、
“Ｙｅｓ”と判断した場合、Ｓ２１６に進む。 Ｓ２１６：演算部２４が残量検知補正テーブルのＺ＝
０．１８をＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）に代入し計算値を
得、制御部２３が、Ｖ３がＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）を
越えるかどうか確認する。“Ｙｅｓ”の場合はＳ２１９
に進む。“Ｎｏ”の場合にはＳ２１７に進み、制御部２
３が、現像剤残量が１００％であることをエンジン内部
に信号を発信し、ディスプレーに表示する。そして、Ｓ
２１８に進み、メモリ２０内のＹ％値情報を更新する。
その後、Ｓ２１２に戻る。 Ｓ２１９：演算部２４が残量検知補正テーブルのＺ＝
０．２５をＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）に代入し計算値を
得、制御部２３が、Ｖ３がＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）を
越えるかどうか確認する。“Ｎｏ”の場合はＳ２２０に
進み、制御部２３が、現像剤残量が３０％であることを
エンジン内部に信号を発信し、ディスプレーに表示す
る。そして、Ｓ２２１に進み、メモリ２０内のＹ％値情
報を更新する。その後、Ｓ２１２に戻る。

【０１０２】“Ｙｅｓ”の場合は、表４の残量検知補正
テーブルに従って、Ｚ＝０．３５を代入して進んでい
く。このチャートを、Ｚ＝０．９５になるまで繰り返
す。 Ｓ２２２：演算部２４が残量検知補正テーブルのＺ＝
０．９５をＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）に代入し計算値を
得、制御部２３は、Ｖ３がＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）を
越えるかどうか確認する。“Ｎｏ”の場合はＳ２２３に
進み、制御部２３が、現像剤残量が２％であることをエ
ンジン内部に信号を発信し、ディスプレーに表示する。
そして、Ｓ２２４に進み、メモリ２０内のＹ％値情報を
更新する。その後Ｓ２１２に進む。“Ｙｅｓ”の場合
は、Ｓ２２５に進む。 Ｓ２２５：演算部２４が残量検知補正テーブルのＺ＝
０．９９をＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）に代入し計算値を
得、制御部２３は、Ｖ３がＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）を
越えるかどうか確認する。“Ｎｏ”の場合はＳ２２６に
進み、制御部２３が、現像剤残量が１％であることをエ
ンジン内部に信号を発信し、ディスプレーに表示する。
そして、Ｓ２２７進み、メモリ２０内のＹ％値情報を更
新する。その後、Ｓ２１２に進む。“Ｙｅｓ”の場合に
はＳ２２８に進む。 Ｓ２２８：制御部２３が現像剤残量が０％であることを
エンジン内部に信号を発信し、ディスプレーに表示す
る。 Ｓ２２９：メモリ２０内のＹ％値情報を更新する。 Ｓ２３０：終了。

【０１０３】以上、上記のステップ２０１〜２３０の工
程を含むフローチャートに従い動作を行うことによっ
て、図１２に示すように、カートリッジ個体差を吸収し
た逐次残検が可能になった。

【０１０４】当然ながら、カートリッジ構成、特に現像
剤残量検出手段の構成と配置によって、現像剤残量と検
出電圧値との関係は大きく異なるため、上記一定値は本
実施例の値に限定されるものではなく、実施形態に則し
た形で個々に設定するものである。

【０１０５】又、残量検知補正テーブル２５は、本体制
御部２２内に格納されているがプロセスカートリッジＢ
のメモリ２０内に格納させても良い。その結果、カート
リッジ個々の特性に応じたテーブルを使用できより正確
な逐次残検を可能にする。今回、テーブルを使用して現
像剤残量を演算したが、Ｚは演算式によって管理され、
カートリッジ個々で変化しても良い。

【０１０６】更に、本実施例では５ｇ（５％）程度の刻
み幅で説明したが、当然ながらある一定値を細かくすれ
ば細かくするほどより細かい現像剤残量表示を行うこと
が出来る。また分解能も、一定間隔だけでなく１００
％、３０％、２０％、１５％、１０％、８％、５％・・
・・と残り少ないところでの分解能を上げても良い。現
像剤残量の表記方法も（ｇ）や（％）に限定するもので
はなく、他の表示方法として、更に進んだ形で残り何枚
出力できるとか様々な他の表示方法でも構わない。

【０１０７】又、ディスプレー表示に関しても、ガスゲ
ージ、棒グラフ及び値表示、満タンに対しての比率つま
り残り何％と表示しても良いし、又、警告メッセージや
音声による報知、或いは、記録媒体に記録し出力するこ
とも当然可能であり、現像剤残量がユーザに分かる方式
であればどのような表示方式であっても構わない。ディ
スプレー表示としては、画像形成装置本体１００に設け
た表示手段４０にて表示することに限定されるものでは
なく、画像形成装置本体１００と通信可能に接続された
ホストコンピュータなどの機器の画面などのディスプレ
ー手段にて行うこともできる。

【０１０８】更に、本実施例は、現像剤残量レベル検知
手段としてプレートアンテナ方式を用いたが、本発明
は、この方式の現像剤残量レベル検知手段に限定するも
のではなく、現像剤残量レベルを検知できれば、その方
式は問わない。

【０１０９】実施例３ 図１３に、本発明の他の実施例に係るプロセスカートリ
ッジＢを示す。本実施例のプロセスカートリッジＢは、
実施例１で説明した画像形成装置に着脱可能とされ、
又、実施例１で説明したプロセスカートリッジＢと同様
の構成とされる。従って、同じ構成及び作用をなす部材
には同じ参照番号を付し、詳しい説明は省略する。

【０１１０】つまり、本実施例にて、プロセスカートリ
ッジＢは、現像剤を収納する現像剤容器４及び現像室５
Ａ（現像剤収納部）並びに現像剤送り部材１５を有する
現像剤枠体１１と、現像ローラ５ａ及び現像ブレード５
ｃなどの現像手段を保持する現像枠体１２とを溶着して
一体として現像ユニットを形成し、更にこの現像ユニッ
トに、感光体ドラム１、クリーニングブレード７ａなど
のクリーニング手段及び帯電ローラ２を取り付けたクリ
ーニング枠体１３を一体に結合することによってカート
リッジ化されている。

【０１１１】このプロセスカートリッジＢは、ユーザー
によって画像形成装置本体１００に設けたカートリッジ
装着手段に対して取り外し可能に装着される。

【０１１２】本実施例のプロセスカートリッジＢも又、
現像剤容器４内の現像剤の消費に従ってその残量を逐次
検知することのできる現像剤量検出装置を備えている。
本実施例の現像剤量検出装置は、実施例１にて説明した
と同様の構成とされ、現像剤残量検知手段３０としてプ
レートアンテナ（静電容量検知電極）を有しており、現
像ローラ５ａに対向する位置に、現像装置Ｃの長手方向
の全域にわたって設けられた出力板金３２と、出力板金
３２と略同等の長手長さを有し、出力板金３２と対向す
るように設けられた入力板金３１を備えている。

【０１１３】図４にて説明したように、本実施例におい
ても、現像ローラ５ａと入力板金３１とは、プロセスカ
ートリッジＢが画像形成装置本体１００に装着された状
態で、画像形成装置本体１００に設けられた電圧印加手
段としての現像バイアス印加手段３４に電気的に接続さ
れる。

【０１１４】そして、通常の現像バイアスである２ＫＨ
ｚ程度の交流バイアスと−４００Ｖ程度の直流バイアス
が現像ローラ５ａ及び入力板金３１に印加されると、現
像ローラ５ａと現像ローラ５ａに対向した出力板金３２
との間、及び入力板金３１と出力板金３２との間で交流
電流が流れ、電流測定装置３３によって両者の合成電流
値が計測される。こうして、電流測定装置３３によって
測定された電流値から、現像ローラ５ａと出力板金３２
との間、及び入力板金３１と出力板金３２との間の静電
容量に基づく合成の静電容量が計測される。

【０１１５】このように、プレートアンテナである入力
板金（アンテナ板）３１と出力板金（アンテナ板）３２
とを現像装置Ｃ内に配設し、現像装置Ｃ内の現像剤Ｔの
減少に伴って、アンテナ板３１とアンテナ板２との間、
現像ローラ５ａとアンテナ板３２との間の静電容量を観
測することで、随時、現像剤収納部を構成する現像剤収
納容器４及び現像室５Ａ内の現像剤量を知ることができ
る。

【０１１６】しかしながら、現像ローラ５ａとアンテナ
板３２間の容量値Ｃ２、及びアンテナ板３１とアンテナ
板３２間の容量値Ｃ３は、現像剤の入り込み量に影響を
受ける。カートリッジＢは、図１３に示すように、使用
開始前においては、現像室５Ａは、現像剤収納容器４内
の現像剤とシールＳにより隔離されており、使用を開始
するに先立って、このシールＳが除去される。

【０１１７】上述のようなカートリッジの使用開始に際
して、シール開封直後においては、現像ローラ５ａとア
ンテナ板３２間、及び、アンテナ板３１とアンテナ板３
２間に現像剤が十分に入り込んでいない。そのため、現
像剤は現像剤収納容器４内に満杯であるにも拘わらず、
現像剤量検知手段３０の静電容量値としては小さい値
（出力電圧値Ｖ３は大きい値）を示してしまう。つま
り、誤検知をしてしまう結果となる。

【０１１８】つまり、図１４に検出回路３３が出力する
電圧Ｖ３の推移を示す。新品のプロセスカートリッジＢ
は、現像剤収納容器４に現像剤が充填された状態で、現
像室５Ａは空の状態である。プロセスカートリッジＢを
使い始めると、現像剤収納容器４内の現像剤が攪拌棒１
５に押し出され、次第に現像室５Ａに現像剤が充填され
始める。現像室５Ａの現像剤量が増え始めると、次第に
検出回路３３が出力する電圧Ｖ３は減少を開始し、現像
室５Ａに現像剤が満タンになる変化点１まで減少する。

【０１１９】変化点２は、現像剤収納容器４の現像剤が
空になり、攪拌棒１５による現像室５Ａへ現像剤供給が
できなくなるポイントである。変化点２以降は現像室５
Ａ内の現像剤量が減少するので、検出回路３３が出力す
る電圧Ｖ３は上昇する。

【０１２０】このような電圧推移をするため、従来の現
像剤残量検知は、閾値＜Ｖ３電圧の場合には１００％、
Ｖ３が閾値１〜閾値２の場合は１５％というように、プ
ロセスカートリッジＢの現像剤残量を検出していた。

【０１２１】しかしながら、このような従来の現像剤残
量検知では、現像装置内の電極間の静電容量の絶対値か
ら現像剤残量を、即ち、現像剤満タン状態からの比率を
判断している。そのために、新品のプロセスカートリッ
ジは使用開始から現像室５Ａ内に現像剤が充填されるま
での間、静電容量が上昇する構成なので、現像剤残量が
正確に判断するためには、現像室５Ａ内に現像剤が満タ
ンになる前の静電容量よりも小さい値からしか現像剤現
像剤残量を検出できない。従って、現像剤残量検出範囲
が狭いという問題があった。

【０１２２】又、従来の現像剤残量検知では、現像剤収
納容器内に設置した電極対の取り付け位置のバラツキ、
現像剤の状態や、検出回路系のバラツキなどで、検出に
よって分解能の細かい精度のよい現像剤残量検出ができ
ない、という問題をも有していた。

【０１２３】本実施例によれば、 （１）現像室５Ａ内に現像剤が満タンになったときの電
極対間の静電容量と、現像室５Ａが空のときの静電容量
の２つの値を不揮発性メモリに格納し、状況に応じてそ
の値を補正しながら、検出する静電容量を比較してプロ
セスカートリッジの現像剤残量、即ち、満タン状態との
比率を算出する。 （２）現像室５Ａ内から現像剤が減り始め、電極対間の
静電容量の減り方の傾きと、減り始めるまでのプロセス
カートリッジの使用状態をメモリに格納し、補正しなが
らプロセスカートリッジの現像剤残量、即ち、満タン状
態との比率を算出する。

【０１２４】斯かる現像剤残量検出方法により現像剤残
量を検出することで、精度の良い現像剤残量を検出する
ことが可能になり、信頼性の高い画像形成装置のシステ
ムを提供することができる。

【０１２５】本実施例においても、実施例１と同様に、
図４に示すプロセスカートリッジ内の現像剤量を検知す
るための回路構成が使用される。

【０１２６】つまり、現像剤量は、現像バイアス印加手
段としての現像バイアス回路３４から所定のＡＣバイア
スを出力すると、その印加バイアスはリファレンスコン
デンサＣ１と現像ローラ５ａと、電極３１にそれぞれ印
加される。これによって、リファレンス用コンデンサＣ
１の両端には電圧Ｖ１が発生し、電極３１、３２の電極
間には静電容量Ｃ４（Ｃ２＋Ｃ３）に応じた電流が発生
する。この電流を演算式により電圧Ｖ２に変換する。

【０１２７】電流測定装置３３の検出回路は入力される
リファレンス用コンデンサＣ１の両端に発生する電圧Ｖ
１と電極対間電圧Ｖ２の電圧差から電圧Ｖ３を生成し、
ＡＤ変換部３５に出力する。ＡＤ変換部３５はアナログ
電圧Ｖ３をデジタル変換した結果を制御部２３に出力す
る。制御部２３は、このデジタル値に変換された電圧値
からプロセスカートリッジ内の現像剤量を認識する。

【０１２８】以上のように本実施例では、検出回路３３
が出力する電圧Ｖ３は、現像剤量に応じて図１５に示す
電圧の推移を示す。新品のプロセスカートリッジＢは現
像剤収納容器４に現像剤が充填された状態で、現像室５
Ａは空の状態である。プロセスカートリッジＢを使い始
めると、現像剤収納容器４内の現像剤が攪拌棒１５に押
し出され、次第に現像室５Ａに現像剤が充填され始め
る。現像室５Ａの現像剤量が増え始めると、次第に検出
回路３３が出力する電圧Ｖ３は初期値であるＶ０３から
減少を開始し、現像室５Ａに現像剤が満タンになる変化
点１まで減少し続ける。これが図１５におけるエリア１
の期間の現象である。

【０１２９】初期値Ｖ０３がＰＡＥにならないのは、現
像剤残量の検出を開始するまでに攪拌棒１５が回転し、
現像室５Ａに現像剤が運ばれるためである。

【０１３０】変化点２は、現像剤収納容器４の現像剤が
空になり、攪拌棒１５による現像室５Ａへ現像剤供給が
できなくなるポイントである。変化点１から変化点２ま
でのエリア２では常に現像室５Ａは満タンの状態なの
で、電圧Ｖ３は最小値（ＰＡＦ）となる。又、変化点２
を過ぎたエリア３では現像室５Ａ内の現像剤量は減少す
るので、現像室５Ａが空の電圧ＰＡＦまでＶ３は上昇す
る。

【０１３１】検出電圧Ｖ３の最小値をＰＡＦ、現像剤が
空の状態での電圧Ｖ３をＰＡＥとする。

【０１３２】本実施例における現像剤残量は下記式が成
り立つαから求める。 ＰＡＦ＋（ＰＡＥ−ＰＡＦ）×α＜Ｖ３・・・・・・・（１） つまり、図１６に示すステップ３０１〜３２１（Ｓ３０
１〜３２１）を有する制御シーケンスにて理解されるよ
うに、画像形成装置本体がＯＮとされ、画像形成装置が
動作を開始（ＳＴＡＲＴ）する（ステップ３０１）。次
いで、記憶手段２０に格納されているＰＡＦ及びＰＡＥ
を参照し、現像剤残量検知算出手段である残量検知検出
部２６にてＶ３を測定する（ステップ３０２、３０３、
３０４）。測定された残量検知検出部２６からの測定値
Ｖ３との間にて、上記式（１）を計算する（ステップ３
０５）。例えば、α＝０．１が成り立たなければ、現像
剤残量は１００％と検出し（ステップ３０６、３０
７）、α＝０．１が成り立てば、次にα＝０．２を式
（１）に代入し（ステップ３０８）、成り立たなければ
現像剤残量は２５％となる（ステップ３０９、３１
０）。α＝０．２が成り立てば、順次、αの値を増やし
て式（１）を算出し、式が成り立たないαによって現像
剤残量を認識する（ステップ３１１〜３２１）。

【０１３３】この現像剤残量のユーザへの報知は、ホス
トコンピュータや操作パネルなどのプリンタコントロー
ラを介して行なわれる。このホストコンピュータ上の現
像剤残量は、満タンに対しての比率、即ち、残り何％と
表示しても良いし、残り何枚印字可能と表示しても良
い。

【０１３４】又、その分解能も、１００％、９０％、８
０％、・・・・・・・、３０％、２０％、１０％、０％
と一定間隔でも良いし、１００％、２０％、１５％、１
０％、８％、６％・・・・・と残り少ないところでの分
解能をあげても良い。

【０１３５】現像剤残量を精度良く検出するためには、
ＰＡＥとＰＡＦを精度良く検出すれば良い。ＰＡＥとＰ
ＡＦは工場で不揮発性メモリ２０に初期データを格納
し、出荷される。ＰＡＥは工場出荷時に確定した後バラ
ツキが生じることがない。そのため、プロセスカートリ
ッジＢを使用時にはＰＡＦの補正を行なうことで現像剤
残量を精度良く検出することができる。

【０１３６】この制御シーケンスを図１７に示す。画像
形成装置本体がＯＮとされ、画像形成装置が動作を開始
（ＳＴＡＲＴ）する（ステップ３３１）。次に、現像バ
イアス出力されているときに、ＰＡＦの補正を行なう
（ステップ３３２）。即ち、現像バイアス回路３４から
所定のＡＣバイアスを出力しているときに、検出回路か
ら検出電圧Ｖ３を検出し、この検出電圧Ｖ３とメモリ２
０に格納されているＰＡＦを比較する（ステップ３３３
〜３３５）。検出電圧Ｖ３とＰＡＦの関係がＶ３＜ＰＡ
Ｆを満たしたときに不揮発性メモリ２０に格納したＰＡ
Ｆ値をＶ３の値に上書きし（ステップ３３６）、以降は
その値をＰＡＦとして基準値を算出する。Ｖ３＜ＰＡＦ
を満たしていないときは、その値をＰＡＦの基準値とす
る（ステップ３３５、３３７）。

【０１３７】上述のように、ＰＡＦを補正することで、
精度の良い現像剤残量を検出することが可能になる。

【０１３８】実施例４ 本実施例においても、実施例１で説明した画像形成装
置、及び、実施例３で説明したプロセスカートリッジＢ
が使用され、現像剤量検出のために図４に示す検出回路
構成が使用される。

【０１３９】図１８に、本実施例にて検出回路３３が出
力する電圧Ｖ３の推移を示す。エリア１では現像剤送り
部材、即ち、攪拌棒１５が現像剤収納容器４の現像剤を
現像室５Ａへと運搬し、現像室５Ａが充填されるまで検
出電圧Ｖ３は減少する。エリア２は、現像剤収納容器４
内の現像剤が空になるまで、電圧Ｖ３が変動しない領域
であり、エリア３は現像室５Ａ内の現像剤が減少するこ
とで検出電圧Ｖ３が上昇する領域である。エリア３の電
圧上昇推移は、電極３１、３２の電極対の取り付け位置
のばらつき、現像剤状態、検出回路系のばらつきが原因
で、図１８のＢからＣの領域を推移する。閾値電圧Ｖａ
〜Ｖｇはエリア３の電圧Ｖ３の軌跡がＡのラインで推移
したときに最適な閾値電圧を示している。

【０１４０】本実施例では、エリア３での電圧Ｖ３の電
圧推移が軌跡に応じて、閾値電圧Ｖａ〜Ｖｇを可変にす
ることで、精度の良い現像剤量検出を実現することがで
きる。

【０１４１】本実施例では、電圧Ｖ３の推移を検出する
ために、印字枚数やドット数の累積数を使用する。印字
累積枚数や累積ドット数は、プロセスカートリッジＢに
取り付けられた不揮発性メモリ２０に格納し、印字を行
なう毎にその数字をカウントアップして上書きする。

【０１４２】画像形成装置本体１００の設けた制御部２
２は、変化点２を検出したときから所定枚数、例えば２
０枚印字したときの検出電圧Ｖ３の差分、つまり、電圧
上昇軌跡の傾きを求める。閾値電圧Ｖａ〜Ｖｇは、変化
点２を検出するまでの総印字枚数と、求めた傾きから設
定する。このとき、印字枚数でもドット数でも良い。こ
の閾値電圧を求めるまでの制御部２２の制御シーケンス
チャートを図１９に示す。

【０１４３】図１９を参照して、ステップ４０１〜４１
７（Ｓ４０１〜４１７）を有する制御動作について説明
する。 Ｓ４０１：電源スイッチをＯＮとし、それによって、画
像形成装置が動作を開始する（ＳＴＡＲＴ）。 Ｓ４０２：現像バイアスが出力されているかを判断す
る。Ｓ４０３、４０４、４０５：現像バイアス出力中の
場合には、残量検知検出手段２６にて電圧Ｖ３を検出
し、この電圧Ｖ３をメモリ２０に格納したエリア１のデ
ータ（前回の電圧Ｖ３）と比較する。 Ｓ４０６：電圧Ｖ３が前回より上昇していない場合に
は、電圧Ｖ３をエリア１に上書きし、Ｓ４０７に進む。 Ｓ４０７：１枚の印字動作が終了したかを判断し、１枚
印字が終了すると、Ｓ４０８に進み、メモリ２０のエリ
ア２のプリント枚数データをインクリメントする。次い
で、Ｓ４０２に戻る。 Ｓ４０９、４１０：Ｓ４０５で測定電圧Ｖ３が前回の電
圧より上昇している場合は、Ｓ４０９で、メモリ２０に
記憶したエリア３のデータを上書きし、Ｓ４１０で、エ
リア３のプリント枚数カウンタを０とする。次いで、Ｓ
４１１に進む。 Ｓ４１１：１枚の印字動作が終了したかを判断し、１枚
印字が終了すると、Ｓ４１２、４１３に進み、メモリ２
０のエリア２のプリント枚数データ及びエリア４のプリ
ント枚数データをそれぞれインクリメントする。 Ｓ４１４：エリア３のプリント枚数が２０枚を超えたか
を判断し、２０枚を超えていない場合には、Ｓ４１１に
戻る。エリア４のプリント枚数が２０枚を超えた場合に
は、Ｓ４１５に進む。 Ｓ４１５、４１６：Ｓ４１５にて残量検知検出手段２６
により電圧Ｖ３を検出し、Ｓ４１６で、この電圧Ｖ３
と、エリア２の値から閾値電圧Ｖａ〜Ｖｇを算出する。 Ｓ４１７：終了 上述の制御シーケンスにて現像剤残量検知に使用される
閾値電圧を求めることができ、精度の良い現像剤残量を
検出することが可能になる。

【０１４４】実施例５ 図２０には、本発明の他の態様であるカートリッジ化さ
れた現像装置Ｃの一実施例を示す。

【０１４５】本実施例の現像装置Ｃは、現像ローラ５ａ
のような現像剤担持体と、この現像剤担持体に現像剤を
供給するために、内部に現像剤を収容した現像室５Ａ
と、を有し、プラスチック製の現像枠体１１、１２によ
り一体的にカートリッジ化される。つまり、本実施例の
現像装置Ｃは、実施例３で説明したプロセスカートリッ
ジＢの現像装置構成部をユニット化したものであり、即
ち、プロセスカートリッジＢから感光体ドラム１、帯電
手段２、クリーニング手段７を除いて一体化したカート
リッジと考えることができる。勿論、実施例１で説明し
たプロセスカートリッジＢの現像装置構成部をも同様に
ユニット化し、カートリッジ化された現像装置Ｃとする
ことができる。

【０１４６】従って、実施例１〜実施例４にて説明した
全ての現像装置構成部及び現像剤量検出装置の構成が同
様に本実施例の現像装置Ｃにおいても適用される。従っ
て、これら構成及び作用についての説明は、実施例１〜
実施例４において行った上記説明を援用する。

【０１４７】以上、本実施例の構成によっても、実施例
１〜４と同様の作用効果を達成し得る。

【０１４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る画像
形成装置、この画像形成装置に着脱可能なカートリッジ
及び画像形成システムは、現像剤収納部と、現像剤収納
部内の現像剤量に応じた信号を逐次出力可能な現像剤量
検知手段と、記憶手段と、を有し、記憶手段には、現像
剤残量検知手段が現像剤量の最大を検出した測定値と、
現像剤が現像剤収納部に充填されていない状態において
測定した値に対応する情報を格納する構成とされ、更に
は、記憶手段に記憶された現像剤残量検知手段が現像剤
量の最大を検出したときの測定値と、現像剤が現像剤収
納部に充填されていない状態において測定した値に対応
する情報と、現像剤残量検知手段からの出力値を計算処
理し、算出データを補正手段により補正することによ
り、前記カートリッジ内に残っている現像剤量を逐次に
検知する構成とされるので、（１）正確に現像装置内の
現像剤の残量を検出することができる。（２）正確に現
像装置内の現像剤の残量を検出し、現像剤無し時に起こ
る白抜け画像を警告前に発生させることがなく、更に、
白抜け時の現像剤残量を極力少なく抑えることができ、
現像剤の無駄を無くすことが可能である。（３）適切な
カートリッジ交換時期を示すことができる。

【０１４９】又、本発明の画像形成装置は、現像剤収納
部と、現像剤収納部内の現像剤量に応じた信号を逐次出
力可能な現像剤量検知手段と、現像剤収納部内の現像剤
残量を算出するための算出データを格納する記憶手段
と、を有するカートリッジが着脱可能な画像形成装置に
おいて、現像剤量検知手段の検出結果と、記憶手段に格
納された算出データから現像剤残量を算出する算出手段
と、記憶手段に格納された算出データを補正する補正手
段と、を有する構成とされるので、精度の良い現像剤残
量を検出することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプロセスカートリッジと画像形成
装置の一実施例の断面図である。

【図２】図１のプロセスカートリッジの拡大断面図であ
る。

【図３】本発明に係るプロセスカートリッジのメモリと
画像形成装置本体の本体制御部との一実施例の概略関係
図である。

【図４】本発明に係るプロセスカートリッジ内の現像剤
量を検知するための回路構成の一実施例を示す図であ
る。

【図５】本発明に従って構成される現像剤量検出装置の
検出電圧値と現像剤残量との関係を示すグラフ図であ
る。

【図６】本発明に従う、カートリッジの記憶手段を用い
た現像剤量検知動作の一実施例を説明するためのフロー
図である。

【図７】本発明に従う、カートリッジの記憶手段を用い
た現像剤量検知動作の一実施例を説明するためのフロー
図である。

【図８】本発明に従って構成される現像剤量検出装置の
検出電圧値と現像剤残量との関係を示すグラフ図であ
る。

【図９】本発明に係るプロセスカートリッジのメモリと
画像形成装置本体の本体制御部との他の実施例の概略関
係図である。

【図１０】本発明に従う、カートリッジの記憶手段を用
いた現像剤量検知動作の他の実施例を説明するためのフ
ロー図である。

【図１１】本発明に従う、カートリッジの記憶手段を用
いた現像剤量検知動作の他の実施例を説明するためのフ
ロー図である。

【図１２】本発明に従って構成される現像剤量検出装置
の検出電圧値と現像剤残量との関係を示すグラフ図であ
る。

【図１３】本発明の係るプロセスカートリッジの他の実
施例の断面図である。

【図１４】従来の現像剤量検出装置の検出電圧値と現像
剤残量との関係を示すグラフ図である。

【図１５】本発明に従って構成される現像剤量検出装置
の検出電圧値と現像剤残量との関係を示すグラフ図であ
る。

【図１６】本発明に従う、カートリッジの記憶手段を用
いた現像剤量検知動作の他の実施例を説明するためのフ
ロー図である。

【図１７】本発明に従う、カートリッジの記憶手段を用
いた現像剤量検知動作の他の実施例を説明するためのフ
ロー図である。

【図１８】本発明に従って構成される現像剤量検出装置
の検出電圧値と現像剤残量との関係を示すグラフ図であ
る。

【図１９】本発明に従った閾値電圧を求めるまでの制御
シーケンスの一実施例を説明するためのフロー図であ
る。

【図２０】本発明に係るカートリッジ化された現像装置
の一実施例の断面図である。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ２ 帯電手段 ３ レーザースキャナー ４ 現像剤収納容器 ５ 現像手段 ７ クリーニング手段 １０ 定着手段 ２０ 記憶手段（メモリ） ２１ 伝達部 ２２ 本体制御部 ４０ 画像形成装置本体の表示手段 １００ 画像形成装置本体 １０１ 装着手段 Ａ レーザービームプリンター Ｂ プロセスカートリッジ Ｃ 現像装置（現像ユニット）、現像カートリッ
ジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 英樹 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 高橋 敦弥 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H071 BA20 BA37 DA08 DA32 EA08 2H077 AD35 DA15 DA58 DA59 DA81 DB10 FA26

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤収納部と、前記現像剤収納部内の
   現像剤量に応じた信号を逐次出力可能な現像剤量検知手
   段と、記憶手段と、を有するカートリッジが着脱可能な
   画像形成装置において、 前記記憶手段には、前記現像剤残量検知手段が現像剤量
   の最大を検出した測定値と、現像剤が前記現像剤収納部
   に充填されていない状態において測定した値に対応する
   情報を格納することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 更に、前記記憶手段に記憶された前記現
   像剤残量検知手段が現像剤量の最大を検出したときの測
   定値と、現像剤が前記現像剤収納部に充填されていない
   状態において測定した値に対応する情報と、前記現像剤
   残量検知手段からの出力値を計算処理し、前記算出デー
   タを補正手段により補正することにより、前記カートリ
   ッジ内に残っている現像剤量を逐次に検知することを特
   徴とする請求項１の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記現像剤残量検知手段は、少なくとも
   ２つの電極間の静電容量を測定することによって得られ
   る信号を出力することを特徴とする請求項１又は２の画
   像形成装置。
4. 【請求項４】 更に、表示手段を有し、検知した現像剤
   残量に関する情報を表示するための信号をこの表示手段
   に送信して表示することを特徴とする請求項１、２又は
   ３の画像形成装置。
5. 【請求項５】 更に、表示手段を有する機器を通信可能
   であり、検知した現像剤残量に関する情報を表示するた
   めの信号をこの表示手段を有する機器に送信することを
   特徴とする請求項１、２又は３のいずれかの項に記載の
   画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記記憶手段は、不揮発性メモリ、非接
   触型不揮発性メモリ、電源を備えた揮発性メモリである
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の
   画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記カートリッジは更に、電子写真感光
   体と、電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、電子写
   真感光体に現像剤を供給する現像手段と、電子写真感光
   体をクリーニングするクリーニング手段のうち少なくと
   も一つを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれ
   かの項に記載の画像形成装置。
8. 【請求項８】 現像剤収納部と、前記現像剤収納部内の
   現像剤量に応じた信号を逐次出力することができる現像
   剤量検知手段と、記憶手段と、を有し、画像形成装置に
   着脱可能なカートリッジにおいて、 前記記憶手段には、前記現像剤残量検知手段が現像剤量
   の最大を検出した測定値と、現像剤が前記現像剤収納部
   に充填されていない状態において測定した値に対応する
   情報を格納することを特徴とするカートリッジ。
9. 【請求項９】 前記現像剤が前記現像剤収納部に充填さ
   れていない状態において測定した値に対応する情報と
   は、前記現像剤が前記現像剤収納部に充填されていない
   状態においての前記現像剤量検知手段の出力値であるこ
   とを特徴とする請求項８のカートリッジ。
10. 【請求項１０】 前記画像形成装置は、前記記憶手段に
    記憶された前記現像剤残量検知手段が現像剤量の最大を
    検出したときの測定値と、現像剤が前記現像剤収納部に
    充填されていない状態において測定した値に対応する情
    報と、前記現像剤残量検知手段からの出力値を計算処理
    し、前記算出データを補正手段により補正することによ
    り、前記カートリッジ内に残っている現像剤量を逐次に
    検知することを特徴とする請求項８又は９のカートリッ
    ジ。
11. 【請求項１１】 前記現像剤量は、前記記憶手段に記憶
    されている前記現像剤残量検知手段が現像剤量の最大を
    検出した測定値から、現像剤が前記現像剤収納部に充填
    されていない状態において測定した値に対応する情報を
    ある一定値で減じた値を演算式で計算処理し、減じて得
    られた絶対値をカートリッジの使用範囲とし、その使用
    範囲内で前記記憶手段に記憶された現像剤量最大を示す
    ときの出力値に補正値を乗じた値と現像剤残量の関係か
    ら得られることを特徴とする請求項８又は９のカートリ
    ッジ。
12. 【請求項１２】 前記現像剤残量検知手段は、少なくと
    も２つの電極間の静電容量を測定することによって得ら
    れる信号を出力することを特徴とする請求項８〜１１の
    いずれかの項に記載のカートリッジ。
13. 【請求項１３】 前記記憶手段は、不揮発性メモリ、非
    接触型不揮発性メモリ、電源を備えた揮発性メモリであ
    ることを特徴とする請求項８〜１２のいずれかの項に記
    載のカートリッジ。
14. 【請求項１４】 前記カートリッジは更に、電子写真感
    光体と、電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、電子
    写真感光体に現像剤を供給する現像手段と、電子写真感
    光体をクリーニングするクリーニング手段のうち少なく
    とも一つを有することを特徴とする請求項８〜１３のい
    ずれかの項に記載のカートリッジ。
15. 【請求項１５】 画像形成装置に着脱可能なカートリッ
    ジを用いて、記録媒体に画像を形成する画像形成システ
    ムにおいて、 （ａ）（i）現像剤収納部と、 (ii)前記現像剤収納部内の現像剤量に応じた信号を逐次
    出力可能な現像剤量検知手段と、 (iii)前記現像剤残量検知手段が現像剤量の最大を検出
    した測定値と、現像剤が前記現像剤収納部に充填されて
    いない状態において測定した値に対応する情報が格納さ
    れる記憶手段と、を有するカートリッジと、 （ｂ）前記記憶手段に記憶された現像剤が前記現像剤収
    納部に充填されていない状態において測定した値に対応
    する情報と、前記現像剤残量検知手段が現像剤量最大を
    検出した測定値と、前記現像剤残量検知手段からの出力
    値を関係付け計算処理することにより、前記カートリッ
    ジ内に残っている現像剤量を逐次に検知することを特徴
    とする画像形成システム。
16. 【請求項１６】 前記画像形成装置は、前記記憶手段に
    記憶された前記現像剤残量検知手段が現像剤量の最大を
    検出したときの測定値と、現像剤が前記現像剤収納部に
    充填されていない状態において測定した値に対応する情
    報と、前記現像剤残量検知手段からの出力値を計算処理
    し、前記算出データを補正手段により補正することによ
    り、前記カートリッジ内に残っている現像剤量を逐次に
    検知することを特徴とする請求項１５の画像形成システ
    ム。
17. 【請求項１７】 更に、検知した現像剤量に関する情報
    を表示する表示手段を有することを特徴とする請求項１
    ６の画像形成システム。
18. 【請求項１８】 現像剤収納部と、前記現像剤収納部内
    の現像剤量に応じた信号を逐次出力可能な現像剤量検知
    手段と、前記現像剤収納部内の現像剤残量を算出するた
    めの算出データを格納する記憶手段と、を有するカート
    リッジが着脱可能な画像形成装置において、 前記現像剤量検知手段の検出結果と、前記記憶手段に格
    納された算出データから現像剤残量を算出する算出手段
    と、 前記記憶手段に格納された算出データを補正する補正手
    段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
19. 【請求項１９】 前記現像剤残量検知手段は、少なくと
    も２つの電極間の静電容量を測定することによって得ら
    れる信号を出力することを特徴とする請求項１８の画像
    形成装置。
20. 【請求項２０】 前記算出データは、前記現像剤収納部
    内に現像剤がない空の場合の静電容量データ１と、前記
    現像剤収納部内に現像剤が十分存在する場合の静電容量
    データ２であり、前記補正手段は、前記現像剤量検知手
    段が検出した静電容量が前記静電容量データ２よりも大
    きい場合、前記記憶手段に格納された前記静電容量デー
    タ２を前記現像剤量検知手段が検出した静電容量値に上
    書きして前記記憶手段に格納することを特徴とする請求
    項１９の画像形成装置。
21. 【請求項２１】 前記算出データは、前記現像剤量検知
    手段が検出する静電容量が減少するときの傾きのデータ
    と、前記静電容量が減少し始めるまでの印字枚数若しく
    は印字ドット数であって、前記補正手段は、前記傾きデ
    ータを補正することを特徴とする請求項１８の画像形成
    装置。
22. 【請求項２２】 更に、表示手段を有し、検知した現像
    剤残量に関する情報を表示するための信号をこの表示手
    段に送信して表示することを特徴とする請求項１８〜２
    １のいずれかの項に記載の画像形成装置。
23. 【請求項２３】 更に、表示手段を有する機器を通信可
    能であり、検知した現像剤残量に関する情報を表示する
    ための信号をこの表示手段を有する機器に送信すること
    を特徴とする請求項１８〜２１のいずれかの項に記載の
    画像形成装置。
24. 【請求項２４】 前記記憶手段は、不揮発性メモリ、非
    接触型不揮発性メモリ、電源を備えた揮発性メモリであ
    ることを特徴とする請求項１８〜２３のいずれかの項に
    記載の画像形成装置。
25. 【請求項２５】 前記カートリッジは更に、電子写真感
    光体と、電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、電子
    写真感光体に現像剤を供給する現像手段と、電子写真感
    光体をクリーニングするクリーニング手段のうち少なく
    とも一つを有することを特徴とする請求項１８〜２４の
    いずれかの項に記載の画像形成装置。