JP2001142290A5 - 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カートリッジに搭載されるユニット - Google Patents

Description

【特許請求の範囲】
【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残量検出手段と、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、
前記記憶手段は、現像剤収納部内の現像剤量が所定量以下になるまで前記現像剤残量検出手段によって検出した値に対応する第１情報を更新記憶し、かつ、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前記現像剤残量検出手段によって検出した値に対応する第２情報を記憶し、
前記現像剤収納部内の現像剤量が所定値以下になった後に、前記現像剤残量検出手段によって検出した値と、前記第１情報と、前記第２情報とを用いて前記現像剤収納部内の現像剤残量を演算する演算手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】 前記現像剤残量検出手段は、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に記載の画像形成装置。
【請求項３】 更に、表示手段を有し、演算した前記現像剤残量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または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】 更に、表示手段を有する機器を通信可能であり、演算した前記現像剤残量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乃至３のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項５】 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乃至４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項６】 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残量検出手段と、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であって、
前記記憶手段への情報の読み書きを制御する伝達部を有し、
前記記憶手段は、現像剤収納部内の現像剤量が所定量以下になるまで前記現像剤残量検出手段によって検出した値に対応する第１情報と、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前記現像剤残量検出手段によって検出した値に対応する第２情報を記憶し、
前記伝達部は、前記現像剤収納部内の現像剤量が所定値以下になった後に、前記第１情報と前記第２情報とを前記画像形成装置に出力することを特徴とするカートリッジ。
【請求項７】 前記現像剤残量検出手段は、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６に記載のカートリッジ。
【請求項８】 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、又は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６または７に記載のカートリッジ。
【請求項９】 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６乃至８のいずれかの項に記載のカートリッジ。
【請求項１０】 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残量検出手段と、を有し、画像形成装置に着脱可能なカートリッジに搭載されるユニットであって、
情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段への情報の読み書きを制御する伝達部と、を有し、
前記記憶手段は、現像剤収納部内の現像剤量が所定量以下になるまで前記現像剤残量検出手段によって検出した値に対応する第１情報と、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前記現像剤残量検出手段によって検出した値に対応する第２情報を記憶し、
前記伝達部は、前記現像剤収納部内の現像剤量が所定値以下になった後に、前記第１情報と前記第２情報とを前記画像形成装置に出力することを特徴とするユニット。
【請求項１１】 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、又は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１０に記載のユニット。

【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カートリッジに搭載されるユニットに関する。

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出手段をカートリッジ又は画像形成装置本体に備える。

この現像剤残量検出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。

【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出手段が備えられていても、現像剤残量検出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。

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、現像剤残量検出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。

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、現像剤残量検出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。

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カートリッジに搭載されるユニットを提供することである。

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カートリッジに搭載されるユニットを提供することである。

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カートリッジに搭載されるユニット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カートリッジに搭載されるユニットにて達成される。

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残量検出手段と、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、
前記記憶手段は、現像剤収納部内の現像剤量が所定量以下になるまで前記現像剤残量検出手段によって検出した値に対応する第１情報を更新記憶し、かつ、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前記現像剤残量検出手段によって検出した値に対応する第２情報を記憶し、
前記現像剤収納部内の現像剤量が所定値以下になった後に、前記現像剤残量検出手段によって検出した値と、前記第１情報と、前記第２情報とを用いて前記現像剤収納部内の現像剤残量を演算する演算手段を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。

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残量検出手段と、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であって、
前記記憶手段への情報の読み書きを制御する伝達部を有し、
前記記憶手段は、現像剤収納部内の現像剤量が所定量以下になるまで前記現像剤残量検出手段によって検出した値に対応する第１情報と、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前記現像剤残量検出手段によって検出した値に対応する第２情報を記憶し、
前記伝達部は、前記現像剤収納部内の現像剤量が所定値以下になった後に、前記第１情報と前記第２情報とを前記画像形成装置に出力することを特徴とするカートリッジが提供される。

上記第１、第２の各本発明にて、一実施態様によると、前記現像剤残量検出手段は、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、演算した前記現像剤残量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、演算した前記現像剤残量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、又は電源を備えた揮発性メモリである。

又、上記第１、第２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。
第３の発明によると、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残量検出手段と、を有し、画像形成装置に着脱可能なカートリッジに搭載されるユニットであって、
情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段への情報の読み書きを制御する伝達部と、を有し、
前記記憶手段は、現像剤収納部内の現像剤量が所定量以下になるまで前記現像剤残量検出手段によって検出した値に対応する第１情報と、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前記現像剤残量検出手段によって検出した値に対応する第２情報を記憶し、
前記伝達部は、前記現像剤収納部内の現像剤量が所定値以下になった後に、前記第１情報と前記第２情報とを前記画像形成装置に出力することを特徴とするユニットが提供される。一実施態様によると、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、又は電源を備えた揮発性メモリである。

【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カートリッジに搭載されるユニットを図面に則して更に詳しく説明する。

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とのできる現像剤残量検出手段を備えた現像剤量検出装置を有している。

本実施例によれば、現像剤残量検出手段３０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。

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３１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「現像剤残量検出手段からの信号」、「現像剤残量検出手段の検出値」などと呼ぶ。

更に、本実施例は、現像剤残量レベル検出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出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。

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１００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値を残量検出手段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２０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。

更に、本実施例は、現像剤残量レベル検出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出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。

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、現像剤残量検出手段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。

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３２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、現像剤残量検出手段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。

【０１４８】
【 発明の効果 】
以上説明したように、本発明によると、
（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。