JP2001201932A - 画像形成装置、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】 現像剤担持体や、電極となる板金の位置がば
らついたり、或いは、静電容量を測定し、残量を検知
し、そして表示する部分がばらついた場合であっても、
正確に現像装置内の現像剤の残量を逐次に正確に測定す
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】 現像剤収納部内の現像剤量に対応した出
力を現像剤残量に変換する換算テーブル２５を有し、換
算テーブル２５は、記憶手段２０に格納された、カート
リッジＢが画像形成装置内で使用されている時の現像剤
量に対応した検出値、或いは、少なくとも1個以上の
「現像剤量に対応した検出値を演算した演算値」によっ
て変更される。

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現像剤
溜め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ことがある。

【００１４】その原因としては、 （１）現像剤担持体、或いは、電極となる板金の位置が
設計中心値からずれている。このことは、現像剤担持体
とか電極板金によって構成されるコンデンサの静電容量
自体が異なることを意味する。 （２）静電容量を測定する部分及び現像剤残量を検知、
表示する部分がばらついている。などが考えられる。

【００１５】上記（１）の点について更に詳しく説明す
ると、「ある時の静電容量値」から「現像剤が全く入っ
てない時の静電容量値」との差分をとったものが現像剤
に起因する静電容量であり、その値から「その時の現像
剤量」を算出することが可能となる。従って、上記
（１）の状態となり「現像剤が全く入っていない時の静
電容量値」が理想値よりずれてしまえば、その分「現像
剤量」を正確に測定することは困難となる。

【００１６】又、上記（２）の点について詳しく説明す
ると、カートリッジの有している静電容量値を測定、検
知、表示する部分も回路の部品公差や調整のばらつきな
どによって必ずしも全てが同じではなく、やはり個体差
が生じてしまう。従って、この分でも「現像剤量」を正
確に測定することは困難となる。

【００１７】従って、本発明の主たる目的は、現像剤担
持体や、電極となる板金の位置がばらついたり、或い
は、静電容量を測定し、残量を検知し、そして表示する
部分がばらついた場合であっても、正確に現像装置内の
現像剤の残量を逐次に正確に測定することのできる画像
形成装置、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。

【００１８】

【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、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。

【００１９】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、前記現
像剤収納部内の現像剤量に対応した出力を現像剤残量に
変換する換算テーブルを有し、前記換算テーブルは、前
記記憶手段に格納された、前記カートリッジが画像形成
装置内で使用されている時の現像剤量に対応した検出
値、或いは、少なくとも1個以上の「現像剤量に対応し
た検出値を演算した演算値」によって変更されることを
特徴とする画像形成装置が提供される。

【００２０】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、前記現像剤収納部内の現像剤量
に対応した出力を現像剤残量に変換する換算テーブルを
変更するための、前記カートリッジが画像形成装置内で
使用されている時の現像剤量に対応した検出値、或い
は、少なくとも1個以上の「現像剤量に対応した検出値
を演算した演算値」が格納されることを特徴とするカー
トリッジが提供される。

【００２１】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残量検知手段と、(iii)前記
現像剤収納部内の現像剤量に対応した出力を現像剤残量
に変換する換算テーブルを変更するための、前記カート
リッジが画像形成装置内で使用されている時の現像剤量
に対応した検出値、或いは、少なくとも1個以上の「現
像剤量に対応した検出値を演算した演算値」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、前記カートリッジが画像形成装置
内で使用されている時の現像剤量に対応した検出値、或
いは、少なくとも1個以上の「現像剤量に対応した検出
値を演算した演算値」により、前記現像剤収納部内の現
像剤量に対応した出力を現像剤残量に変換する換算テー
ブルを変更することを特徴とする画像形成システムが提
供される。

【００２２】上記各本発明にて、一実施態様によると、
前記換算テーブルは、画像形成装置本体或いは前記カー
トリッジの前記記憶手段に格納されている。

【００２３】本発明の他の実施態様によると、前記換算
テーブルを変えるために用いる値として、少なくとも1
個以上の「現像剤残量の変化に応じて、現像剤残量検知
手段の検出値が殆ど変化しない領域における現像剤残量
検知手段の検出値」を演算した演算値を用いる。又、他
の実施態様によると、前記換算テーブルを変えるために
用いる値として、「現像剤量が最も多いことを示す現像
剤残量検知手段の検出値」を用いる。他の実施態様によ
ると、前記換算テーブルを変換するために用いる値とし
て、複数の「少なくとも1個以上の現像剤残量検知手段
の検出値を演算した演算値」の中で、「最も現像剤量が
多いことを示す演算値」を用いる。他の実施態様による
と、前記換算テーブルを変換するために用いる値とし
て、「所定の印字枚数若しくはカートリッジの所定の動
作時間の後から少なくとも1回以上測定した検出値を演
算した演算値」を用いる。他の実施態様によると、前記
「所定の印字枚数若しくはカートリッジの所定の動作時
間の後から少なくとも1回以上測定した検出値」に行う
演算とは、最小値の算出である。他の実施態様による
と、前記「所定の印字枚数若しくはカートリッジの所定
の動作時間の後から少なくとも1回以上測定した検出
値」に行う演算とは、最大値の算出である。他の実施態
様によると、前記「所定の印字枚数若しくはカートリッ
ジの所定の動作時間の後から少なくとも1回以上測定し
た検出値」に行う演算とは、平均値の算出である。他の
実施態様によると、前記換算テーブルを変換するために
用いる値として、「画像を形成するのに必要不可欠な構
成要素の所定動作時間の間に現像剤量に対応した検出値
が殆ど変化しなかった時の値を演算した演算値」を用い
る。他の実施態様によると、前記画像を形成するのに必
要不可欠な構成要素が「画像形成装置若しくはカートリ
ッジの動作時間」若しくは「印字枚数若しくは静電潜像
担持体に潜像を形成する潜像形成手段の動作時間」であ
る。他の実施態様によると、前記換算テーブルを変換す
るために用いる値として、現像剤量に対応した少なくと
も1つ以上の検出値を、記憶した順番と共に記憶し、該
検出値が時間と共に単調増加若しくは単調減少している
場合には「最新の検出値」若しくは「最も古い検出値」
を用いる。更に他の実施態様によると、ある時の「残量
検知手段の検出値」が1回前に測定した「残量検知手段
の検出値」よりも一定値以上の差があった場合には、所
定の印字枚数若しくはカートリッジの所定の動作時間の
「残量検知手段の検出値」は演算の対象としない。

【００２４】本発明の他の実施態様によると、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。

【００２５】本発明の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。他
の実施態様によると、表示手段を有する機器と通信可能
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。

【００２６】本発明の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。

【００２７】本発明の更に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。

【００２８】

【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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】尚、本実施例では、現像室５Ａと現像剤収
納容器４との間に、現像剤封止部材４Ａが配置されてい
る。この封止部材４Ａは、カートリッジの輸送中などの
激しい衝撃が発生した場合などでも現像剤が漏れること
のないように設けられ、画像形成装置本体にプロセスカ
ートリッジを装着する直前にユーザーによって開封され
る。

【００３３】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５ｂ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３
４（図４）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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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現像剤溜め容器７ｂへと集め
る。

【００３８】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
及び現像剤溜め容器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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】図３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。

【００４７】本体制御部２２における残量検知検出部２
６を構成する電流測定装置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
Ｖ１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
圧値により、詳しくは後述する図４に示した演算部２
４、現像剤換算テーブル２５を用いて、現像剤残量レベ
ルを決定する。

【００４８】ここで、以下の説明において、現像ローラ
５ａと出力板金３２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。

【００４９】又、制御部２３は、検知した現像剤残量に
基づいて、現像剤の残り％を求め、装置本体の表示手段
４０又は画像形成装置にネットワークなどで繋がってい
るコンピュータを用いて表示若しくは警告などを行な
う。

【００５０】本実施例の残量検知検出部２６において画
像形成装置本体の制御部２３に送られる電圧値を単に
「検出電圧値Ｖ３」と呼ぶ。

【００５１】図５は、現像剤残量と検出電圧との関係を
示す。図５中の縦軸は、現像剤残量検知手段としての現
像ローラ５ａと、プレートアンテナ、即ち、電極として
のプレート板金３２との間、及び、プレート板金３１と
プレート板金３２との間でそれぞれ計測される静電容量
が合計された値に対応する「検出電圧値Ｖ３」を示し、
横軸は、現像装置内の現像剤残量を示す。

【００５２】又、図５には、現像剤量検出装置による検
出電圧値の理想曲線（−○−）と、後述するようにカー
トリッジ個体差による検出電圧値がそれぞれ理想値から
ずれた一例としての実測値ＰＡ（−□−）を示す。

【００５３】ここで、本実施例では、変換回路の関係か
ら、 （静電容量、検出電圧）＝（１３ｐＦ、１．０Ｖ）、
（１８ｐＦ、０．８Ｖ） のように、現像ローラ５ａとプレート板金３２との間、
及び、プレート板金３１とプレート板金３２との間でそ
れぞれ計測される静電容量の総静電容量と、検出電圧と
の減少増加関係は、逆の関係にあり、現像剤残量検知手
段によって検出される際、静電容量が大きいときは検出
電圧が小さく、静電容量が小さいときは検出電圧値が大
きくなるように設定されている。

【００５４】即ち、図５で示すように、現像剤が現像容
器内にない状態の時には検出電圧値は最大値を示し、逆
に現像容器内にトナーが大量にあるときには検出電圧値
は小さな値を示す。

【００５５】なお、本実施例では、現像剤残量検知手段
３０として、現像ローラ５ａ、現像ローラ５ａに比較的
近接したプレート板金３２、プレート板金３１を用いて
いるため、現像剤残量検知の配置関係上図５に示すよう
に現像装置内の現像剤が概略半分以下に消費された時点
から検出電圧の減少が始まり、その後、現像剤がなくな
るまでの範囲の現像剤残量を逐次に検知できる。

【００５６】しかし、本発明はこれに限定されるもので
はなく、現像剤残量検知手段であるプレートアンテナと
して、例えば本実施例におけるように板金とされる入力
側電極及び出力側電極を現像装置内の任意の箇所に設け
ることにより、現像剤の残量がより多い時点から無くな
るまでの範囲を逐次に検知できる構成であっても、現像
剤残量に応じて出力値が変化しない領域が一部でも存在
するような構成であれば問題なく適用可能である。

【００５７】次に、現像剤残量検出誤差が発生する要因
について説明する。

【００５８】上述のように、本発明に従った方式の現像
剤残量検知手段３０では、現像剤担持体５ａと電極であ
る板金３１、３２の位置関係や、カートリッジの有する
静電容量を測定する部分の部品や調整バラツキ等によっ
て検出誤差が発生してしまう。

【００５９】上記のような検出誤差が発生すると図５に
示すように、理想値とＰＡ実測値では、現像剤残量に対
する検出電圧値がずれてしまい正確な検知を行えなくな
る。

【００６０】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、実使用時に現像剤残量に応じて出力値が変化
しない領域における「検出電圧値Ｖ３」を少なくとも1
個以上検知し、それらの値を演算することによってＰＡ
Ｆ値を求める。ＰＡＦ値とは、プレート・アンテナ・フ
ル値の略で、この値を元に現像剤換算テーブル２５を変
更する。 （２）ＰＡＦ値より現像剤換算テーブル２５が変更さ
れ、その変更された換算テーブル２５と現在の「検出電
圧値Ｖ３」より、現在の現像剤残量を算出する。 （３）その結果を、随時表示手段に表示させる。 という制御を行なう。これによって、カートリッジ及び
画像形成装置本体の個体差を含んだ形での換算テーブル
を用いて現像剤残量検知を行なうことができ、上記個体
差を吸収し、より正確な現像剤逐次残検を行うことが可
能となる。

【００６１】次に、プロセスカートリッジＢに備えられ
ている記憶手段、即ち、メモリ２０について説明する。

【００６２】図１〜図３に示すように、本実施例による
とカートリッジＢは、現像剤溜め容器７ｂの先端部に、
メモリ２０とメモリ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。カート
リッジＢが画像形成装置本体１００に装着された場合
は、カートリッジ伝達部２１と画像形成装置本体１００
側の制御部２２が互いに対向して配置される。また、本
実施例では、本体制御部２２は本体側の伝達手段として
の機能をも有している。

【００６３】又、本実施例ではメモリ２０は、現像剤溜
め容器７ｂ側に設置されている。これは、本実施例では
カートリッジＢを画像形成装置本体１００に装着する場
合に、カートリッジＢの現像剤溜め容器７ｂ側が先頭と
なり画像形成装置本体１００内に挿入されるため、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
って構成され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。

【００６４】本発明に使用されるメモリ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
リを特に制限無く使用することができる。特に、メモリ
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。本実施例ではメモリ
２０として、非接触型のメモリを用いた。

【００６５】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。

【００６６】次に、図４を参照して、本実施例における
メモリ２０の制御構成を説明する。

【００６７】図４に示すように、カートリッジＢ側に
は、メモリ２０と伝達部２１が配置される。また、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、上述のように、制御部２３、演算部２４、
現像剤換算テーブル２５及び残量検知検出部２６などを
有している。

【００６８】そして、前述のように、現像剤残量検知手
段３０からの電圧は、画像形成装置本体１００に配置さ
れた制御部２３に送られる。制御部２３では、現像剤残
量検知手段３０からの出力信号を残量検知検出部２６に
て電圧信号に変換し、演算部２４がプロセスカートリッ
ジＢのメモリ２０及び現像剤換算テーブル２５を用いて
演算部２４によって得られたデータの照合を行うこと
で、トナー残量検出値を適正に補正し、現像剤残量レベ
ルを決定する。

【００６９】更に、本体制御部２２では、検出した現像
剤残量に基づいて現像剤残量（％）を求め、装置本体１
００に設けた表示手段４０にその情報を、或いは、「ト
ナー無し」の警告を表示させる。

【００７０】メモリ２０内には様々な情報が格納されて
いるが、本実施例では少なくとも上記ＰＡＦ値及び現在
のトナー残量情報（％）は格納されている。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。

【００７１】又、本実施例では、本体制御部２２内に、
ＰＡＦ値と「検出電圧値Ｖ３」との関係式より現像剤残
量を算出するための表１や表２に示すような換算テーブ
ル２５を有しており、この換算テーブル２５を用いてト
ナー残量を算出する。

【００７２】

【表１】

【００７３】

【表２】 表１は、ＰＡＦから白抜け迄の検出電圧を一定の割合で
区切り、換算を行う方式であり、「割合」と「残り％」
の関係、及び「換算式」が記憶されている。つまり、表
1では、本体の個体差に応じたＰＡＦ値及び白抜け電圧
値間の割合によって残り％を決定するが、白抜け電圧値
としては、（１）個体差によらず一定値を用いる場合、
及び（２）使用する以前に個体差を考慮して白抜け電圧
値を決定する場合、があるが、本実施例では白抜け電圧
値は個体差によらず一定値とした。

【００７４】表２はＰＡＦ値からの差分と残り％の関係
を決めておき、換算を行う方式であり、「差分」と「残
り％」の関係、及び「換算式」が記憶されている。

【００７５】本実施例では表１の方式で換算を行った。

【００７６】このように、本実施例では逐次残量検知を
検出電圧値の絶対値を用いて行うのではなく、カートリ
ッジＢとそのカートリッジＢを使用している画像形成装
置本体１００との両方の個体差を含んだ「検出電圧値Ｖ
３」を元に現像剤残量検知を行っている点が特徴であ
る。

【００７７】ＰＡＦ値は現在使用している現像ローラ５
ａやプレート板金３１、３２の位置バラツキと画像形成
装置内の検出回路部などのバラツキを含んだ値であり、
その値を元に換算テーブルを作っているため極めてバラ
ツキの少ない現像剤残量検知を行うことが可能となる。

【００７８】ここで、本実施例のＰＡＦ値の決定の方法
について説明する。ＰＡＦ値は現像剤残量の変化に応じ
て「検出電圧値Ｖ３」が殆ど変化しない領域における
「検出電圧値Ｖ３」の演算によって算出される値であ
り、この値によって換算テーブルを変更する重要な値で
ある。

【００７９】図６にカートリッジ使用初期近傍の「検出
電圧値Ｖ３」の推移を示す。横軸、縦軸は図５と同じで
ある。図６から分かるように「検出電圧値Ｖ３」は、使
用初期よりしばらくは立ち下がりの時期（ａ）があり、
その後平衡状態（ｂ）となる。これは、本実施例の現像
剤残量検知手段３０を構成するプレート板金３１、３２
や現像ローラ５ａよりなるコンデンサーの検出感度のあ
る部分に現像剤が入り込むのに、ある程度の時間が必要
だからである。このような理由もあって、現像剤残量が
最も多い使用初期状態の「検出電圧値Ｖ３」をそのまま
ＰＡＦ値とするのは好ましくない。

【００８０】従って、本実施例では図７に示すシーケン
スを用いてＰＡＦ値を記憶している。以下に、ＰＡＦ値
を求めるためのステップ１０１〜１０６（Ｓ１０１〜１
０６）を備えたシーケンスを説明する。 Ｓ１０１：画像形成装置がＯＮとされ（ＳＴＡＲＴ）、
印字が開始される。 Ｓ１０２：印字枚数が０以上２８０枚未満か確認する。

【００８１】ＹｅｓのときＳ１０７へと進み、カウント
数を1足して次の印字に備える。

【００８２】ＮｏのときＳ１０３へと進み、カウント数
が２８０以上３００枚未満か確認する。

【００８３】Ｓ１０３で、ＹｅｓのときＳ１０４へと進
み、メモリ２０内に現在のＶ３を記憶してＳ１０７へと
進む。ＮｏのときＳ１０５へと進み、メモリ２０内に記
憶された２０個のデータの平均値を求め、その値をＰＡ
Ｆ値と決定する。 Ｓ１０６：終了。

【００８４】以上のようなシーケンスを用いてＰＡＦ値
を求める。即ち、所定枚数期間の「検出電圧値Ｖ３」値
をメモリ２０に記憶しておき、これらの値の平均値を用
いることによってカートリッジＢと画像形成装置本体１
００の個体差を考慮したＰＡＦ値としている。

【００８５】ここで、本実施例では、プロセスカートリ
ッジＢの未使用時の現像剤充填量は２００ｇであり、現
像装置Ｃ内の現像剤残量が２０ｇ以下となった時点で白
抜けの恐れがあるので、実際に使用可能な現像剤量は１
８０ｇである。従って、使用可能な現像剤量１８０ｇに
対して現像剤が何％残っているかを表示する。

【００８６】又、本実施例では現像剤残量検知手段３０
の配置関係から、現像剤残量が５０ｇ（使用可能な現像
剤量３０ｇ）程度から現像剤量検出装置による検出電圧
値の変化が起こる。このため、現像剤残量が５０ｇより
多い、即ち、検出電圧値の上昇（静電容量の低下）が始
まる以前の現像剤残量表示（％）は、例えば、「３０％
以上」或いは「１０％」などと表示することが可能であ
る。

【００８７】この方法を用いて現像剤の消費に伴う現像
剤残量表示を評価したところ、図８（ａ）〜（ｃ）に示
すように、カートリッジ個体差及び画像形成装置本体差
を吸収した逐次残検が可能になった。図８（ａ）は「検
出電圧値Ｖ３」が全体的に理想的な値を示している場
合、図８（ｂ）は「検出電圧値Ｖ３」が常に大きめな場
合（静電容量が小さく測定されている）、図８（ｃ）は
「検出電圧値Ｖ３」が常に小さめな場合（静電容量が大
きく測定されている）、を示しており、図の左側が絶対
値で検知を行った場合、即ち、換算テーブル２５を使用
しない場合であり、図の右側が本実施例に従ったＰＡＦ
値を用いて検知を行った場合、即ち、換算テーブル２５
を使用した場合を示している。

【００８８】図８の全てのグラフにおいて、横軸は「実
際のトナー残量％」で縦軸は「検知によって表示される
残量％」を示しており、ポイントが直線上に近いほど検
知精度が高いことを示す。

【００８９】なお、当然ながらカートリッジＢの構成、
特に現像剤残量検知手段３０の構成と配置や現像剤の種
類等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、現像剤換算テーブル２５は、表１に示すも
のに限定されるものではなく、本発明を実施する画像形
成装置、プロセスカートリッジの特性に応じて適宜決定
し得る。

【００９０】更に、本実施例では分解能は、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
げた。当然ながら、或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できる。

【００９１】又、本実施例では、現像剤換算テーブル２
５は、本体制御部２２内に格納されるものとして説明し
たが、これを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。そうすることによって、カートリッ
ジ個々の特性に応じたテーブルをカートリッジ自身に保
持させて使用することができ、様々なカートリッジに対
応してより正確な現像剤の逐次残量検知を行うことがで
きる。

【００９２】また、本実施例では、現像剤残量検知手段
３０によって検出される静電容量と、現像剤残量検知手
段３０が最終的に検知する検出電圧との減少増加関係
が、逆になるように設定されている場合について説明し
たが、この関係は画像形成装置に備えられる検出回路に
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構わない。

【００９３】更に、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。また、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、トナー残
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。

【００９４】更に又、現像剤残量の表示は、画像形成装
置本体１００に設けられた表示手段４０にて行うことに
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
面などの表示手段によって行うことができる。

【００９５】本実施例は、現像剤残量検知手段３０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
式のト現像剤残量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。
また、現像装置内に逐次残量検知手段３０を設けたが、
精度向上のため複数の検知手段を設けても良く例えば、
現像剤収納容器４内に残量検知機構を設け、トナーフル
充填時から白抜けまでの逐次残検を行っても良い。

【００９６】また、本実施例ではＰＡＦ値として所定枚
数期間内の「検出電圧Ｖ３」値の平均値を用いている
が、この方法以外にも、（１）所定枚数期間内の全ての
「検出電圧Ｖ３」値の内の最大値、平均値などの演算
値、（２）撹拌手段１５などの現像剤の動きに関係する
部分が所定回転数になったときに測定した少なくとも1
回以上の値の平均値、最大値、最小値などの演算値、を
ＰＡＦ値として用いても、問題はない。

【００９７】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、
本実施例の特徴であるＰＡＦ値の求め方について説明す
る。実施例２では、更に正確なＰＡＦ値を求めるための
制御方法に特徴を有する。

【００９８】実施例１では所定枚数から一定回数の「検
出電圧値Ｖ３」を記憶しそれらの値を演算することによ
ってＰＡＦ値を求めているが、この方法は、例えば、 （１）：「検知電圧値Ｖ３」の検知する部分、即ち、現
像剤残量に対する変化が安定していると想定している部
分の直前にカートリッジＢを画像形成装置本体１００よ
り出し入れすることによって現像剤の状態が不安定にな
った。 （２）：画像形成装置を使用する環境（振動、温度、湿
度等）が突然大きく変化することによって一時的に現像
剤の状態が不安定になった。などといった何かのきっか
けで「検知電圧値Ｖ３」が安定していると想定していた
領域で実際には不安定になるような要素が加わった場合
には正確なＰＡＦ値を求めることができない。

【００９９】そこで、本実施例では連続する複数の「検
出電圧値Ｖ３」を平均化し、その値を「検出電圧値Ｖ
３’」とし、この「検出電圧値Ｖ３’」をその時の検出
電圧値とし、メモリ２０内のＰＡＦ値と比較を行う。こ
の作業を特定の期間だけではなく使用中常に行い上記の
ような一時的に不安定になったような場合の問題を取り
除いている。

【０１００】以下に、図９を参照して、本実施例におけ
るＰＡＦ値を求めるためのステップ２０１〜２１１（Ｓ
２０１〜２１１）を備えたシーケンスを説明する。 Ｓ２０１：画像形成装置がＯＮとされ（ＳＴＡＲＴ）、
印字が開始される。 Ｓ２１０：白抜けか確認する。

【０１０１】ＹｅｓのときＳ２１１へ進み、終了する。

【０１０２】ＮｏのときＳ２０２へ進み、メモリ２０内
に格納されている過去の「検出電圧値Ｖ３」の個数が４
個か確認する。

【０１０３】Ｓ２０２で、ＮｏならＳ２０３へ進み、メ
モリ２０内に「検出電圧値Ｖ３」を記憶し「現在計算
中」と表示する。ＹｅｓならＳ２０４へ進み、過去の4
個及び現在の1個合計5個の平均値を求め「検出電圧値Ｖ
３’」とする。最も古い「検出電圧値Ｖ３」をメモリ上
から消去し、同時に最も新しい「検出電圧値Ｖ３」をメ
モリ内に記憶する。 Ｓ２０５：「検出電圧値Ｖ３’」よりもメモリの中にあ
るＰＡＦ値の方が大きい場合、Ｓ２０６へ進み、メモリ
のＰＡＦ値を現在の「検出電圧値Ｖ３」と書き換える次
の印字に備える。 Ｓ２０５：「検出電圧値Ｖ３’」よりもメモリの中にあ
るＰＡＦ値の方が同じか小さい場合、Ｓ２０７へ進み、
現在記憶されているＰＡＦ値と「検出電圧値Ｖ３’」を
用いて換算テーブルより残量検知を行う。 Ｓ２０８：表示を更新する必要があるか確認し、更新す
る必要がある場合は、Ｓ２０９へ進み、表示を更新して
印字に備える。 Ｓ２０８：表示を更新する必要があるか確認し、更新す
る必要が無い場合は、そのまま次の印字に備える。

【０１０４】上記方法によって、一時的に「検出値Ｖ
３」が不安定な状態になってもその影響を少なく抑える
ことができ、より正確な検知が行える。

【０１０５】平均化する個数は多いほど突発値が発生し
た場合でもより正確なＰＡＦ値を求めることが可能であ
るが、その分のメモリ容量が必要となり、又、正確な残
量表示を行うタイミングが遅くなる。例えば、現在残量
１０％に対応する「検出電圧値Ｖ３」が出ていても過去
の「検出電圧値Ｖ３」との平均化を行っているため暫く
は１０％と表示されない。このため、例えば、印字率の
高いパターンを出すような場合には常に実際の残量より
も多めに表示されてしまう。

【０１０６】上記の事項を考慮し、本実施例において
「検出電圧値Ｖ３’」は、1枚毎に検知している「検出
電圧値Ｖ３」５個（即ち、現在から４枚前迄の「検出電
圧値Ｖ３」）の平均値を用いた。

【０１０７】これによって「検出電圧値Ｖ３」が突発的
に異常となってもその影響を最小限に抑え、更にメモリ
容量を最小限に抑え、残量表示が極端に遅くなることを
防ぐことが可能となった。

【０１０８】本実施例では「検出電圧値Ｖ３」５個を平
均化した値を用いているが、これに限らずメモリの空き
容量や必要な検知精度等によって平均化を行う最適な個
数は異なる。

【０１０９】又、別な方法として過去５個の「検出電圧
値Ｖ３」のうち最大値と最小値を除き、残りの３個の平
均を取るような方式でもその効果は変わらなかった。

【０１１０】また、ＰＡＦ値をプロセスカートリッジＢ
のメモリ２０に記憶させておくことによって、カートリ
ッジ使用途中に画像形成装置本体１００からカートリッ
ジＢを取り外したような場合にも、その後再びこのカー
トリッジＢを使用する際、メモリ内に記憶された情報を
画像形成装置本体１００で読みとることによって個々の
カートリッジに即した現像剤残量と静電容量（検出電
圧）の関係を補正することができ、常に正確な現像剤残
量を検知することが可能である。

【０１１１】実施例３ 次に、本発明に係る実施例３について説明する。本実施
例３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、
本実施例の特徴であるＰＡＦ値の求め方について説明す
る。実施例３では、更に正確なＰＡＦ値を求めるための
制御方法に特徴を有する。

【０１１２】実施例２では、カートリッジＢにメモリ２
０を配置し、該メモリ２０を用いて過去複数回の「検出
電圧値Ｖ３」の平均値を出し、その値とメモリ内に記憶
されたＰＡＦ値と比較して用いることとしたが、実施例
２でも説明した通り、場合によっては「正確な残量表示
を行うタイミングが遅くなる」という問題がある。

【０１１３】従って、本実施例３では単純に平均値を用
いるのではなく、過去の「検出電圧値Ｖ３」の値の推移
（増加傾向か減少傾向なのか）も考慮して逐次残量検知
を行っている。

【０１１４】以下に、図１０を参照して、本実施例にお
けるＰＡＦ値を求めるためのステップ３０１〜３１６
（Ｓ３０１〜３１６）を備えたシーケンスを説明する。 Ｓ３０１：画像形成装置がＯＮとされ（ＳＴＡＲＴ）、
印字が開始される。 Ｓ３１５：白抜けか確認する。

【０１１５】ＹｅｓのときＳ３１６へ進み終了する。

【０１１６】ＮｏのときＳ３０２へ進み、メモリ２０内
に格納されている過去の「検出電圧値Ｖ３」の個数が４
個か確認する。ＮｏならＳ３０３へ進み、メモリ２０内
に「検出電圧値Ｖ３」を記憶し「現在計算中」と表示し
次の印字に備える。ＹｅｓならＳ３０４へ進み、過去の
４個及び現在の１個合計５個のＶ３値が単調増加か確認
する。

【０１１７】Ｓ３０４で、ＹｅｓならＳ３０５へ進み、
５個のＶ３の内最も古い値をＶ３’、最も新しい値をＶ
３”としＳ３０９へ進む。ＮｏならＳ３０６へ進み、過
去の４個及び現在の１個合計５個のＶ３値が単調減少か
確認する。

【０１１８】Ｓ３０６でＹｅｓならＳ３０７へ進み、５
個のＶ３の内最も新しい値をＶ３’、最も古い値をＶ
３”としＳ３０９へ進む。

【０１１９】Ｓ３０６でＮｏならＳ３０８へ進み、過去
の５個及び現在の１個、合計５個の平均値をＶ３’及び
Ｖ３”としＳ３０９へ進む。 Ｓ３０９：最も古い「検出電圧値Ｖ３」をメモリ上から
消去し、同時に最も新しい「検出電圧値Ｖ３」をメモリ
内に記憶する。 Ｓ３１０：「検出電圧値Ｖ３’」よりもメモリの中にあ
るＰＡＦ値の方が大きい場合、Ｓ３１１へ進み、メモリ
のＰＡＦ値を現在の「検出電圧値Ｖ３’」と書き換える
次の印字に備える。 Ｓ３１０：「検出電圧値Ｖ３’」よりもメモリの中にあ
るＰＡＦ値の方が同じか小さい場合、Ｓ３１２へ進み、
現在記憶されているＰＡＦ値と「検出電圧値Ｖ３’」を
用いて換算テーブルより残量検知を行う。 Ｓ３１３：表示を更新する必要があるか確認し、更新す
る必要がある場合は、Ｓ３１４へ進み、表示を更新して
印字に備える。 Ｓ３１３：表示を更新する必要があるか確認し、更新す
る必要が無い場合は、そのまま次の印字に備える。

【０１２０】本実施例では、複数の「検出電圧値Ｖ３」
が単調増加の場合には、既に現像剤残量が検知及び表示
が可能である状態になっている可能性があり、従って、
その実際よりも表示が遅くなるのを防ぐために最新の値
「検出電圧値Ｖ３（５）」を用いて残量検知を行う。

【０１２１】又、検出電圧値Ｖ３」がＰＡＦ値近傍にい
る可能性もあるため、本実施例ではＰＡＦ値との比較は
複数回の「検出電圧値Ｖ３」の内、最初「検出電圧値Ｖ
３（１）」の値を用いている。

【０１２２】又、本実施例ではＰＡＦ値との比較を最初
「検出電圧値Ｖ３（１）」の値を用いて行っているが、
平均を取った値を使用しても最新の値「検出電圧値Ｖ３
（５）」を用いても大きな問題はない。

【０１２３】本実施例のこの方法では「検出電圧値Ｖ
３」が突発的な値となった場合にその影響を抑えること
はもちろん、より早く、正確な「検出電圧値Ｖ３」を求
めることが可能となる。

【０１２４】実施例４ 次に、本発明に係る実施例４について説明する。本実施
例４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、
本実施例の特徴であるＰＡＦ値の求め方について説明す
る。

【０１２５】実施例２及び３では、カートリッジＢにメ
モリ２０を配置し、該メモリを用いて過去複数回の「検
出電圧値Ｖ３」の値を記憶して平均値を出すなどして突
発的な値が発生した場合でも、その影響を抑えていた
が、上記構成ではいずれも必要なメモリ容量が大きくな
るという欠点がある。

【０１２６】そこで、本実施例では、ある所定値（本実
施例では０．１Ｖ）よりも変化が大きかった場合にはそ
の値は異常値としてその時点でメモリ内のＰＡＦ値と比
較したり、残量検知を行ったりせずシーケンスを終わら
せることを特徴としている。

【０１２７】上記異常値は、所定の印字枚数或いはカー
トリッジの所定の動作時間続くことがある。従って、一
度異常値が発生したと判断した場合には、所定の印字枚
数、例えば１０枚程度、或いはカートリッジの所定の動
作時間、現像剤残量検知のための演算処理は行なわず、
そのまま印字動作を続けた方がより精度の高い現像剤残
量検知を行なうことができる。

【０１２８】又、本実施例では０．１Ｖとされる上記所
定値は、大きすぎると変化の比較的大きい突発値にしか
対応できなく、小さすぎると例えば印字率の高いパター
ンを印字した場合の本当の変化なのか、突発値なのかの
区別がつかないため、その構成に応じた適正値にする必
要がある。

【０１２９】以下に、図１１を参照して、本実施例にお
けるステップ４０１〜４１３（Ｓ４０１〜４１３）を備
えたシーケンスを説明する。 Ｓ４０１：画像形成装置がＯＮとされ（ＳＴＡＲＴ）、
印字が開始される。 Ｓ４１２：白抜けか確認する。

【０１３０】ＹｅｓのときＳ４１３へと進み、終了す
る。

【０１３１】ＮｏのときＳ４０２へと進み、メモリ２０
内に検出電圧値Ｖ３が格納されているか確認する。Ｎｏ
なら、Ｓ４０３へ進み、メモリ内に「検出電圧値Ｖ３」
を記憶し「現在計算中」と表示し次の印字に備える。Ｙ
ｅｓなら、Ｓ４０４へ進み、メモリ内のＶ３値と現在の
Ｖ３値との差分が０．１より小さいか確認する。

【０１３２】Ｓ４０４で、ＮｏならＳ４０５へ進み、所
定の印字枚数或いはカートリッジの所定の動作時間、現
像剤残量検知のための演算は行なわないで、Ｓ４０１へ
と進み、印字を行なう。

【０１３３】Ｓ４０４で、ＹｅｓならＳ４０６へ進み、
メモリ内のＶ３を現在のＶ３と書き換える。 Ｓ４０７：メモリ内の「検出電圧値Ｖ３」よりも現在の
ＰＡＦ値が小さいか確認する。

【０１３４】ＹｅｓならＳ４０８へ進み、メモリのＰＡ
Ｆ値を現在の「検出電圧値Ｖ３」と書き換え次の印字に
備える。

【０１３５】ＮｏならＳ４０９へ進み、現在記憶されて
いるＰＡＦ値と「検出電圧値Ｖ３」を用いて換算テーブ
ルより残量検知を行う。 Ｓ４１０：表示を更新する必要があるか確認し、更新す
る必要がある場合はＳ４１１へ進み、表示を更新して印
字に備える。 Ｓ４１０：表示を更新する必要があるか確認し、更新す
る必要が無い場合はそのまま次の印字に備える。

【０１３６】本実施例に従ったこの方法では、メモリ２
０の容量は、比較するための1回前の「検出電圧値Ｖ
３」を記憶する分のみあれば良いため、実施例２及び３
と比較するとメモリの容量を抑えることが可能となる。

【０１３７】実施例５ 次に、本発明に係る実施例５について説明する。本実施
例５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、
本実施例の特徴であるＰＡＦ値の求め方について説明す
る。

【０１３８】実施例１から４では、カートリッジＢにメ
モリ２０を配置し、該メモリを用いて過去複数回の「検
出電圧値Ｖ３」の値を記憶してそれらの値を演算するこ
とによって換算テーブルを変換するための値を決定して
いたが、本実施例ではある所定の期間において、「検出
電圧値Ｖ３」が殆ど変化しなかったと判断した場合にそ
の値を、換算テーブルを変換するための値として用いる
点を特徴としている。

【０１３９】以下に、図１２を参照して、本実施例にお
けるステップ５０１〜５０９（Ｓ５０１〜５０９）を備
えたシーケンスを説明する。 Ｓ５０１：画像形成装置がＯＮとされ（ＳＴＡＲＴ）、
印字が開始される。 Ｓ５０２：メモリ２０内に「検出電圧値Ｖ３」が格納さ
れているか確認する。

【０１４０】ＮｏならＳ５０３へ進み、メモリ２０内に
「検出電圧値Ｖ３」を記憶し「現在計算中」と表示す
る。そして、Ｓ５０８へと進み、カウント数を1足して
次の印字に備える。

【０１４１】ＹｅｓならＳ５０４へ進み、カウント数が
50の倍数か確認する。Ｓ５０４で、ＮｏならＳ５０８へ
と進み、カウント数を1足して次の印字に備える。Ｓ５
０４で、ＹｅｓならＳ５０５へと進み、メモリ内のＶ３
と現在のＶ３を比較して差分が０．０５以内であること
を確認。

【０１４２】Ｓ５０５で、ＮｏならＳ５０６へ進み、メ
モリ内のＶ３を現在のＶ３と書き換える。そして、Ｓ５
０８へと進み、カウント数を1足して次の印字に備え
る。

【０１４３】Ｓ５０５で、ＹｅｓならＳ５０７へ進み、
ＰＡＦ値を決定し、Ｓ５０９へと進み、終了する（ＥＮ
Ｄ）。

【０１４４】本実施例のこの方法では、メモリの容量
は、比較するための1回前の「検出電圧値Ｖ３」を記憶
する分のみあれば良いため、実施例２及び３と比較する
とメモリの容量を抑えることが可能となる。

【０１４５】又、本実施例では５０枚毎にＶ３値を比較
し、その値の差が０．０５Ｖであることが1回あればそ
の値をＰＡＦ値としているが、測定間隔枚数や差分値、
又何回連続して所定の差分値に収まっていれば良いか、
更にはそれらの複数の値をどの様な演算を行った値をＰ
ＡＦ値とするかなどはその時の構成などによって異な
る。

【０１４６】又、本実施例では所定枚数毎にＶ３値を比
較しているが、例えばプロセスカートリッジの所定動作
時間毎やレーザーの所定発光時間毎などにＶ３の比較を
行っても良い。

【０１４７】実施例６ 図１３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。

【０１４８】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。

【０１４９】従って、実施例１〜実施例５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５において行った上記説明を援用する。

【０１５０】以上、本実施例の構成によっても、実施例
１〜５と同様の作用効果を達成し得る。

【０１５１】

【 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、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残量
検知手段と、記憶手段と、現像剤収納部内の現像剤量に
対応した出力を現像剤残量に変換する換算テーブルと、
を有し、換算テーブルは、記憶手段に格納された、カー
トリッジが画像形成装置内で使用されている時の現像剤
量に対応した検出値、或いは、少なくとも1個以上の
「現像剤量に対応した検出値を演算した演算値」によっ
て変更される構成とされるので、現像剤担持体や、電極
となる板金の位置がばらついたり、或いは、静電容量を
測定し、残量を検知し、そして表示する部分がばらつい
た場合であっても、正確に現像装置内の現像剤の残量を
逐次に正確に測定することができる。

【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４】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５】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７】本発明に従う、カートリッジの記憶手段及び現
像剤換算テーブル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】本発明に従う現像剤量検知動作の効果を説明す
るためのグラフである。

【図９】本発明に従う、カートリッジの記憶手段及び現
像剤換算テーブル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１０】本発明に従う、カートリッジの記憶手段及び
現像剤換算テーブル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及び
現像剤換算テーブル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】本発明に従う、カートリッジの記憶手段及び
現像剤換算テーブルを用いた現像剤量検知動作の更に他
の実施例を説明するためのフロー図である。

【図１３】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 ２５ 現像剤換算テーブル 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 庄子 武夫 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） 2H027 DA39 DA41 DD02 EJ08 EJ15 GB03 2H077 AA33 DA15 DA22 DA24 DA59 DA80 DA82 DA83 DB10

Claims (39)

【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残量検知
   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、 前記現像剤収納部内の現像剤量に対応した出力を現像剤
   残量に変換する換算テーブルを有し、 前記換算テーブルは、前記記憶手段に格納された、前記
   カートリッジが画像形成装置内で使用されている時の現
   像剤量に対応した検出値、或いは、少なくとも1個以上
   の「現像剤量に対応した検出値を演算した演算値」によ
   って変更されることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記換算テーブルは、画像形成装置本体
   制御部或いは前記カートリッジの前記記憶手段に格納さ
   れてい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】 前記換算テーブルを変えるために用いる
   値として、少なくとも1個以上の「現像剤残量の変化に
   応じて、現像剤残量検知手段の検出値が殆ど変化しない
   領域における現像剤残量検知手段の検出値」を演算した
   演算値を用い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】 前記換算テーブルを変えるために用いる
   値として、「現像剤量が最も多いことを示す現像剤残量
   検知手段の検出値」を用いることを特徴とする請求項１
   又は２の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記換算テーブルを変換するために用い
   る値として、複数の「少なくとも1個以上の現像剤残量
   検知手段の検出値を演算した演算値」の中で、「最も現
   像剤量が多いことを示す演算値」を用いることを特徴と
   する請求項３の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記換算テーブルを変換するために用い
   る値として、「所定の印字枚数若しくはカートリッジの
   所定の動作時間の後から少なくとも1回以上測定した検
   出値を演算した演算値」を用いることを特徴とする請求
   項３の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記「所定の印字枚数若しくはカートリ
   ッジの所定の動作時間の後から少なくとも1回以上測定
   した検出値」に行う演算とは、最小値の算出であること
   を特徴とする請求項６の画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記「所定の印字枚数若しくはカートリ
   ッジの所定の動作時間の後から少なくとも1回以上測定
   した検出値」に行う演算とは、最大値の算出であること
   を特徴とする請求項６の画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記「所定の印字枚数若しくはカートリ
   ッジの所定の動作時間の後から少なくとも1回以上測定
   した検出値」に行う演算とは、平均値の算出であること
   を特徴とする請求項６の画像形成装置。
10. 【請求項１０】 前記換算テーブルを変換するために用
    いる値として、「画像を形成するのに必要不可欠な構成
    要素の所定動作時間の間に現像剤量に対応した検出値が
    殆ど変化しなかった時の値を演算した演算値」を用いる
    ことを特徴とする請求項３の画像形成装置。
11. 【請求項１１】 前記画像を形成するのに必要不可欠な
    構成要素が「画像形成装置若しくはカートリッジの動作
    時間」若しくは「印字枚数若しくは静電潜像担持体に潜
    像を形成する潜像形成手段の動作時間」であることを特
    徴とする請求項１０の画像形成装置。
12. 【請求項１２】 前記換算テーブルを変換するために用
    いる値として、現像剤量に対応した少なくとも1つ以上
    の検出値を、記憶した順番と共に記憶し、該検出値が時
    間と共に単調増加若しくは単調減少している場合には
    「最新の検出値」若しくは「最も古い検出値」を用いる
    ことを特徴とする請求項３の画像形成装置。
13. 【請求項１３】 ある時の「残量検知手段の検出値」が
    1回前に測定した「残量検知手段の検出値」よりも一定
    値以上の差があった場合には、所定の印字枚数若しくは
    カートリッジの所定の動作時間の「残量検知手段の検出
    値」は演算の対象としないことを特徴とする請求項３の
    画像形成装置。
14. 【請求項１４】 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１〜１３の
    いずれかの項に記載の画像形成装置。
15. 【請求項１５】 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１〜１４
    のいずれかの項に記載の画像形成装置。
16. 【請求項１６】 更に、表示手段を有する機器と通信可
    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１〜１５のいずれかの項に記載の画
    像形成装置。
17. 【請求項１７】 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１〜１６のいずれかの項に記
    載の画像形成装置。
18. 【請求項１８】 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１〜１７のい
    ずれかの項に記載の画像形成装置。
19. 【請求項１９】 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、前記現像剤収納部内の現像剤量に対
    応した出力を現像剤残量に変換する換算テーブルを変更
    するための、前記カートリッジが画像形成装置内で使用
    されている時の現像剤量に対応した検出値、或いは、少
    なくとも1個以上の「現像剤量に対応した検出値を演算
    した演算値」が格納されることを特徴とするカートリッ
    ジ。
20. 【請求項２０】 前記換算テーブルは、画像形成装置本
    体制御部或いは前記カートリッジの前記記憶手段に格納
    されていることを特徴とする請求項１９のカートリッ
    ジ。
21. 【請求項２１】 前記換算テーブルを変えるために用い
    る値として、少なくとも1個以上の「現像剤残量の変化
    に応じて、現像剤残量検知手段の検出値が殆ど変化しな
    い領域における現像剤残量検知手段の検出値」を演算し
    た演算値を用いることを特徴とする請求項１９又は２０
    のカートリッジ。
22. 【請求項２２】 前記換算テーブルを変えるために用い
    る値として、「現像剤量が最も多いことを示す現像剤残
    量検知手段の検出値」を用いることを特徴とする請求項
    １９又は２０のカートリッジ。
23. 【請求項２３】 前記換算テーブルを変換するために用
    いる値として、複数の「少なくとも1個以上の現像剤残
    量検知手段の検出値を演算した演算値」の中で、「最も
    現像剤量が多いことを示す演算値」を用いることを特徴
    とする請求項２１のカートリッジ。
24. 【請求項２４】 前記換算テーブルを変換するために用
    いる値として、「所定の印字枚数若しくはカートリッジ
    の所定の動作時間の後から少なくとも1回以上測定した
    検出値を演算した演算値」を用いることを特徴とする請
    求項２１のカートリッジ。
25. 【請求項２５】 前記「所定の印字枚数若しくはカート
    リッジの所定の動作時間の後から少なくとも1回以上測
    定した検出値」に行う演算とは、最小値の算出であるこ
    とを特徴とする請求項２４のカートリッジ。
26. 【請求項２６】 前記「所定の印字枚数若しくはカート
    リッジの所定の動作時間の後から少なくとも1回以上測
    定した検出値」に行う演算とは、最大値の算出であるこ
    とを特徴とする請求項２４のカートリッジ。
27. 【請求項２７】 前記「所定の印字枚数若しくはカート
    リッジの所定の動作時間の後から少なくとも1回以上測
    定した検出値」に行う演算とは、平均値の算出であるこ
    とを特徴とする請求項２４のカートリッジ。
28. 【請求項２８】 前記換算テーブルを変換するために用
    いる値として、「画像を形成するのに必要不可欠な構成
    要素の所定動作時間の間に現像剤量に対応した検出値が
    殆ど変化しなかった時の値を演算した演算値」を用いる
    ことを特徴とする請求項２１のカートリッジ。
29. 【請求項２９】 前記画像を形成するのに必要不可欠な
    構成要素が「画像形成装置若しくはカートリッジの動作
    時間」若しくは「印字枚数若しくは静電潜像担持体に潜
    像を形成する潜像形成手段の動作時間」であることを特
    徴とする請求項２８のカートリッジ。
30. 【請求項３０】 前記換算テーブルを変換するために用
    いる値として、現像剤量に対応した少なくとも1つ以上
    の検出値を、記憶した順番と共に記憶し、該検出値が時
    間と共に単調増加若しくは単調減少している場合には
    「最新の検出値」若しくは「最も古い検出値」を用いる
    ことを特徴とする請求項２１のカートリッジ。
31. 【請求項３１】 ある時の「残量検知手段の検出値」が
    1回前に測定した「残量検知手段の検出値」よりも一定
    値以上の差があった場合には、所定の印字枚数若しくは
    カートリッジの所定の動作時間の「残量検知手段の検出
    値」は演算の対象としないことを特徴とする請求項２１
    のカートリッジ。
32. 【請求項３２】 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１９〜３１
    のいずれかの項に記載のカートリッジ。
33. 【請求項３３】 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１９〜３２のいずれかの項に
    記載のカートリッジ。
34. 【請求項３４】 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１９〜３３の
    いずれかの項に記載のカートリッジ。
35. 【請求項３５】 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
    出力可能な現像剤残量検知手段と、 (iii)前記現像剤収納部内の現像剤量に対応した出力を
    現像剤残量に変換する換算テーブルを変更するための、
    前記カートリッジが画像形成装置内で使用されている時
    の現像剤量に対応した検出値、或いは、少なくとも1個
    以上の「現像剤量に対応した検出値を演算した演算値」
    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、前記カートリッジが
    画像形成装置内で使用されている時の現像剤量に対応し
    た検出値、或いは、少なくとも1個以上の「現像剤量に
    対応した検出値を演算した演算値」により、前記現像剤
    収納部内の現像剤量に対応した出力を現像剤残量に変換
    する換算テーブルを変更することを特徴とする画像形成
    システム。
36. 【請求項３６】 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３５の画
    像形成システム。
37. 【請求項３７】 更に、表示手段を有する機器と通信可
    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３５の画像形成システム。
38. 【請求項３８】 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３５、３６又は３７の画像形
    成システム。
39. 【請求項３９】 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３５〜３８の
    いずれかの項に記載の画像形成システム。