JP2002062723A - 画像形成装置、この画像形成装置に着脱可能なユニット及び現像剤残量表示システム - Google Patents
画像形成装置、この画像形成装置に着脱可能なユニット及び現像剤残量表示システムInfo
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Abstract
置、この画像形成装置に着脱可能なユニット及び現像剤
残量表示システムを提供する。 【解決手段】 現像剤を収納する現像剤容器4と;現像
剤容器4内に収納されている現像剤の量を検知する現像
剤残量検知手段30と;現像剤の残量の表示レベルを算
出する算出手段と;を有する画像形成装置Aは、少なく
とも現像剤容器4をユニットとして画像形成装置本体1
00に取り外し可能に装着でき、算出手段は現像剤残量
検知手段30の検知量と「白抜け画像発生時の前記現像
剤容器内の現像剤残量」に関係する所定情報とに応じて
表示レベルを算出する構成とされる。
Description
等の画像形成装置、この画像形成装置に着脱可能なユニ
ット及び現像剤残量表示システムに関するものであり、
特に、現像剤の残量を正確に表示できる画像形成装置、
この画像形成装置に着脱可能なユニット及び現像剤残量
表示システムに関する。
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
剤収容部である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。
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なユニットとするプロ
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。
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なユニットとして個別に交換でき
るようにしたものもある。
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
る手段を設けることがある。
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がカートリッジ又は画像形成装置本
体に備えられている。
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。
も一対の入力側及び出力側電極を備え、両電極間の静電
容量を測定することによって現像剤量を検出する方法が
ある。このような静電容量測定方式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。
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、現像剤担持体と対向して
設けた電極となる板金を設けたり、若しくはその他の複
数の箇所に板金を設けて、この板金と現像剤担持体との
間、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。
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
像剤量を検知することができる。
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、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
行われる。つまり、このプレートアンテナ方式の現像剤
残量検知手段は、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。
手段では、予め現像剤残量検知手段によって検出される
静電容量と現像剤量の関係を求めておき、この関係に基
づくテーブルや演算式と静電容量の検出値から現像剤の
量が求められる。
ように静電容量によって現像剤の残量を検知する方式の
場合、同一構成の現像剤残量検知手段を使用し、残って
いる現像剤の量(重量)が同じであっても、静電容量を
検出する板金に対する現像剤の分布のばらつきや、残っ
ている現像剤の密度のばらつきによって、必ずしも同一
の静電容量を検出できず、現像剤の減少に伴う静電容量
の変化の仕方にずれが生じ、結果として、その静電容量
に基づいて検知される現像剤残量検出値の推移がばらつ
くという問題があった。
の分布や密度のばらつきは、現像剤の流動性や、容器内
に初期に充填される現像剤量、容器の構成の違いなどに
よって発生する。
できないと、例えば実際の現像剤残量よりも多く見積も
ってしまうような場合には、所定の品位の画像が形成で
きない程に現像剤が減っているにも拘わらず、ユーザは
まだ現像剤が残っているように錯覚してしまうため、例
えば適正な時期に交換用のカートリッジを用意すること
ができず、所謂、画像の白抜けなどが発生してしまうと
いう問題がある。又、実際の現像剤残量より少なく見積
もってしまう場合、まだ現像剤が残っているにも拘わら
ずカートリッジを交換してしまい、使用可能な現像剤を
廃棄してしまうことになり、ひいては資源の無駄に繋が
る。
あり、その目的は、現像剤の残量を正確に表示できる画
像形成装置、この画像形成装置に着脱可能なユニット及
び現像剤残量表示システムを提供することである。
ユニットの交換を報知することができる画像形成装置、
この画像形成装置に着脱可能なユニット及び現像剤残量
表示システムを提供することである。
画像形成装置、この画像形成装置に着脱可能なユニット
及び現像剤残量表示システムにて達成される。要約すれ
ば、本発明の第1の態様によると、現像剤を収納する現
像剤容器と;前記現像剤容器内に収納されている現像剤
の量を検知する現像剤残量検知手段と;現像剤の残量の
表示レベルを算出する算出手段と;を有する画像形成装
置であって、少なくとも前記現像剤容器はユニットとし
て前記画像形成装置本体に取り外し可能に装着でき、前
記算出手段は前記現像剤残量検知手段の検知量と「白抜
け画像発生時の前記現像剤容器内の現像剤残量」に関係
する所定情報とに応じて表示レベルを算出することを特
徴とする画像形成装置が提供される。
置に取り外し可能に装着できるユニットであって、メモ
リと、現像剤を収納する現像剤容器と、を有し、前記メ
モリは「白抜け画像発生時の前記現像剤容器内の現像剤
残量」に関係する所定情報を記憶していることを特徴と
するユニットが提供される。
成装置本体に着脱可能であり、現像剤が充填されている
第1のユニットと;前記画像形成装置本体に着脱可能で
あり、前記第1のユニットより現像剤の充填量が多く、
前記第1のユニットの代わりに前記画像形成装置本体に
装着できる第2のユニットと;現像剤の残量を表示する
ディスプレイと;を有し、前記ディスプレイは、前記第
2のユニットが前記画像形成装置本体に装着されている
時、前記第1のユニットが装着されている時よりも現像
剤残量検知手段の検知残量が多い段階で、現像剤の残量
がない旨又はユニットを交換する必要がある旨表示する
ことを特徴とする現像剤残量表示システムが提供され
る。
形成装置本体に着脱可能であり、現像剤が充填されてお
り、現像剤を攪拌する攪拌シートを有する第1のユニッ
トと;前記画像形成装置本体に着脱可能であり、前記第
1のユニットより攪拌シートの自由長が長く、前記第1
のユニットの代わりに前記画像形成装置本体に装着でき
る第2のユニットと;現像剤の残量を表示するディスプ
レイと;を有し、前記ディスプレイは、前記第2のユニ
ットが前記画像形成装置本体に装着されている時、前記
第1のユニットが装着されている時よりも現像剤残量検
知手段の検知残量が多い段階で、現像剤の残量がない旨
又はユニットを交換する必要がある旨表示することを特
徴とする現像残量表示システムが提供される。
置、この画像形成装置に着脱可能なユニット及び現像剤
残量表示システムを図面に則して更に詳しく説明する。
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、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。又、本実施例のレーザービームプリンタA
は、詳しくは後述するプロセスカートリッジBを着脱し
て交換することが可能とされている。
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
均一に帯電され、次いで、その表面をレーザースキャナ
ー3から画像情報に応じて照射されるレーザ光Lによっ
て走査露光することによって、感光体ドラム1に目的の
画像情報に応じた静電潜像が形成される。この静電潜像
は、現像装置Cが現像剤Tを供給することによりトナー
像として可視化される。
ての現像剤収納容器(現像剤容器)4と、現像手段とし
ての現像ローラ5を有している。現像剤収納容器4内に
は、現像剤攪拌手段として、図1中の矢印方向に回転す
る攪拌部材6が設けられている。攪拌部材6は、回転軸
に固定されたシート(攪拌シート)とされ、この攪拌部
材6が回転することで、現像剤Tがほぐされつつ現像ロ
ーラ5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成分現像剤を用いた。又、現像ローラ
5は、固定磁石5aを内蔵しており、現像ローラ5を回
転することによって現像剤Tは搬送され、現像剤層厚規
制部材である現像ブレード7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T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5は、現像バイアス印加
手段33(図3)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。
収納カセット10にセットした記録媒体Pをピックアッ
プローラ11などの搬送手段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13
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。
手段14へと搬送され、ここで記録媒体P上の未定着ト
ナー像は記録媒体Pに定着される。定着手段14は、ヒ
ータ14aを内蔵した定着ローラ14b及び駆動ローラ
14c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。
などの搬送手段15により排出トレイ16へと排出され
る。この排出トレイ16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。
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8によって感光体ドラム1上に残留した現像剤T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8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とされ、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9へと集める。
Bは、図2に示すように、感光体ドラム1と、この感光
体ドラム1に作用するプロセス手段としての、帯電ロー
ラ2、現像手段5及び現像剤収納容器4などを備えた現
像装置C、クリーニング手段8及び廃現像剤容器9を備
えたクリーニング装置50を一体的に枠体17で結合す
ることによってカートリッジ化されている。このプロセ
スカートリッジBは、ユニットとしてユーザーによって
画像形成装置本体100に設けたカートリッジ装着手段
18に対して取り外し可能に装着される。
て説明する。本実施例の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30を備えた現
像剤量検出装置を有している。
プレートアンテナ方式である。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、現像装置C内の長
手方向の全域にわたって設けられた電極板金である、第
1板金31、第2板金32を備えている。第2板金32
は現像ローラ5の長手方向と略平行に対向し、又この第
2板金32の長手方向と略平行に第1板金31が配設さ
れている。
板金31と第2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、第1板金31と
第2板金32との間、現像ローラ5と第2板金32との
間の静電容量を観測することで、随時現像装置C内の現
像剤量を知ることができる。
構成を更に説明すると、本実施例では、現像ローラ5と
第1板金31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、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で
ある現像バイアス回路33に電気的に接続される。そし
て、通常の現像バイアスである2KHz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5及
び第1板金31に印加される。これにより、現像ローラ
5と第2板金32の間、及び第1板金31と第2板金3
2の間で交流電流が流れ、電流測定装置である検出回路
35によって両者の合成の電流値が計測され、この電流
値から静電容量が計測される。
アスが出力されると、その印加バイアスはリファレンス
用コンデンサ34と現像ローラ5と、第1板金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34の両端には電圧V1が発生し、第1板金31
と第2板金32の間には、静電容量C4に応じた電流が
発生する。この電流値を演算によって電圧V2に変換す
る。静電容量C4は、現像ローラ5と第2板金32との
間の静電容量C2、第1板金31と第2板金32との間
の静電容量C3の合成の静電容量である。
用コンデンサ34の両端に発生する電圧V1と、第1板
金31と第2板金32の間の電圧V2との電圧差から、
電圧V3を生成し、AD変換部36に出力する。AD変
換部36はアナログ電圧V3をデジタル変換した結果を
制御手段22に出力する。本実施例では、リファレンス
用コンデンサ34、検出回路35、AD変換部36など
によって本体側残量検出部25が構成される。
れた電圧値(検出電圧値V3)に基づいて、詳しくは後
述するように、プロセスカートリッジB内の現像剤量を
認識する。
2に示すように、廃現像剤容器9の上側面部に、記憶手
段である読み書き可能なメモリ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
20a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100に装着されると、カートリッジ側伝達
部20aと画像形成装置本体100側の本体制御部21
(図4)が互いに対向して配置される。又、本体制御部
21は本体側の伝達手段としての機能も含んでいる。
0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20aと本体制御部21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。
報の読み出し及び書き込みを行うための読み書き制御手
段(通信手段)が構成される。メモリ20の容量は、本
実施例では、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とする
ことができる。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る構成とする。
いるが、本実施例では、少なくとも後述する、検出電圧
値の最小値(以後、「PAF値:プレートアンテナ・フ
ル値」と呼ぶ。)情報、W値情報、Y%値情報が格納さ
れている。
メモリ制御構成、現像剤量の検知処理構成について説明
する。プロセスカートリッジB側にはメモリ20が配置
され、装置本体100側には、本体制御部21が配置さ
れている。本体制御部21には、制御手段22、演算部
23、残量検知補正テーブル(残量検知補正テーブル記
憶部)24、本体側残量検出部25及び演算式(演算式
記憶部)26などが設けられている。
出力信号は、本体側残量検出部25にて上述のようにデ
ジタル信号の電圧値信号とされ、演算部23に入力され
る。又、プロセスカートリッジBのメモリ20内に格納
された情報は、プロセスカートリッジBが装置本体10
0に装着された状態で、常に本体制御部21内の演算部
23と送受信可能な状態になっており、演算部23では
本体側残量検出部25からの信号及びメモリ20からの
情報を用いて、演算式26に基づき演算処理を行う。演
算部23での演算処理結果は、制御手段22が現像剤残
量検知補正テーブル(残量検知補正テーブル)24を使
用してデータの照合を行い、現像剤残量の検出値を適正
に補正し、現像剤残量レベルを決定する。
出装置では、現像剤残量検知手段30によって検出され
た静電容量値は、装置本体100で電圧信号に変換さ
れ、現像装置C内の現像剤量に応じて図5に示すような
検出電圧値(V3)で出力されている。つまり、本実施
例の構成では、現像剤量が最大である時には、検出電圧
値は最小値、即ち、静電容量は最大値を示す。この時の
検出電圧値がPAF値である。そして、現像剤量が少な
くなるにつれて、検出電圧値は上昇していき、現像剤T
が完全に無くなったり、或いは、所謂、画像の白抜けな
どが発生し、適正画像が形成できない程減少するまで上
昇する。この時の検出電圧値はPAE値(プレートアン
テナエンプティ値)である。
像剤残量検知手段30にて測定される静電容量値が減少
するに従って検出電圧値が増加する回路構成としている
が、静電容量と電圧の関係は回路により様々に変更可能
であり、静電容量と検出電圧値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く、本発明は本実施例
の関係に限定されるものではない。
の初期充填量が異なり、他の構成が同一である2つのプ
ロセスカートリッジB1、B2を装置本体100に装着
して、現像剤量(g)と検出電圧値(V)の関係を測定
した結果を示している。即ち、白丸(−○−)にてプロ
ットされた曲線は、現像剤容量(初期現像剤充填量)が
500gであり、10000枚の画像形成が可能なプロ
セスカートリッジB1における実際の現像剤量(g)と
検出電圧値(V)の関係を示し、黒四角(−■−)にて
プロットされた曲線は、現像剤容量(初期充填量)が3
00gであり、6000枚の画像形成が可能なプロセス
カートリッジB2における実際の現像剤量(g)と検出
電圧値(V)の関係を示す。
0g(画像形成可能枚数約10000枚)、300g
(画像形成可能枚数約6000枚)であるプロセスカー
トリッジB1、B2を示しているが、図示の通り、各々
のプロセスカートリッジにおける現像剤残量検知手段3
0の位置関係、即ち、プレートアンテナである第1、第
2板金31、32、及び現像ローラ5の位置関係は全く
同一であり、現像剤Tの充填量のみが異なる。一般にプ
ロセスカートリッジの種類、即ち、本実施例では現像剤
容量(初期充填量)の異なるプロセスカートリッジB
1、B2ではPAF値が異なる。本実施例において、現
像剤充填量500g、300gのプロセスカートリッジ
B1、B2においてPAF値はそれぞれ1.05V、
1.0Vであった。
方式のような静電容量測定方式の現像剤量検出装置で
は、予め現像剤量と、「検出される静電容量、即ち、検
出電圧値」との関係を求めておき、この関係に基づくテ
ーブルや演算式を用いて現像剤量を検知できる。
類によってPAF値が異なる各プロセスカートリッジB
が装着可能な画像形成装置においては、或る特定のプロ
セスカートリッジについて求められた現像剤量と静電容
量との関係のみに基づいたのでは、正確に現像剤量を検
出することができない。
毎のPAF値を求めておくことによって、予め設定され
た静電容量の検出値(検出電圧値)と現像剤量との関係
に基づく所定のテーブルや演算式を用いて、このPAF
値からの検出電圧値(V)の変化を検出し、各プロセス
カートリッジにおいて適正に現像剤量を検出する方法が
考えられる。
タAのように、現像剤容量(初期充填量)の異なるプロ
セスカートリッジB1、B2が装着可能な画像形成装置
の場合にも、それぞれの種類のプロセスカートリッジに
対するPAF値を予め決定し、メモリ20に格納してお
き、予め設定された静電容量の検出値(検出電圧値)と
現像剤量との関係に基づく所定の演算式やテーブルに
て、このPAF値からの検出電圧値(V)の変化量を検
出して現像剤量を求めることが考えられる。
に伴う検出電圧値の変化を詳細に検討すると、現像剤容
量(初期充填量)の異なるプロセスカートリッジBにつ
いて、現像剤量(g)と検出電圧値(V)の関係がそれ
ぞれのプロセスカートリッジB1、B2で一致しないこ
とが分かる。
の検討によると、現像剤Tの充填量が多くなるにつれ
て、現像剤Tの自重で現像剤収納容器4内の現像剤密度
が高くなって詰まり易くなる。そのため、現像剤Tの初
期充填量の違いによって現像容器内に残る現像剤Tの密
度や分布が異なり、現像剤残量検知手段30によって検
出される静電容量の変化の仕方、即ち、現像剤残量検知
手段30の出力の推移に差(ずれ)が生じると考えられ
る。
して画像を出力し続け、白抜け画像が発生した時に容器
内に残っている現像剤Tの状態が図15であり、プロセ
スカートリッジB2を使用して画像を出力し続け、白抜
け画像が発生した時に容器内に残っている現像剤Tの状
態が図16である。この2つの図を比較すると理解され
るように、充填量の多いプロセスカートリッジB1と充
填量の少ないプロセスカートリッジB2とでは、白抜け
画像が発生した時(つまり、現像剤残量が極めて少なく
なっている状態)に残量検出アンテナ部に付着している
現像剤Tの密度が異なっている(プロセスカートリッジ
B1の方が密度が高い。)このため、白抜け画像発生時
の現像剤残量検知手段(残量検出アンテナ部)30の出
力電圧(PAE値)が図5のように異なってしまってい
る。
の推移のずれは、同一容量、即ち、初期充填量が同一で
あるプロセスカートリッジでも、例えば現像剤Tの製造
条件の違いによる流動性の違いや、現像剤収納容器4の
製造条件の違いによって生じる構成のばらつきなどによ
っても発生する。
2について常に正確に現像剤量を逐次検知するために
は、上述のような現像剤容量の差、現像剤Tの製造条件
の違い、或いは現像剤収納容器4など現像装置C構成要
素の公差などを考慮して現像剤残量検知手段30の出力
の推移のずれを補正する必要がある。
算式に現像剤容量(初期充填量)や現像剤Tの製造条
件、或いは現像剤収納容器4の製造条件等に応じたパラ
メータ値を持たせ、現像剤残量検出手段30の出力推移
を補正する構成とする。
「現像剤量検出装置による検出電圧値(V3)の最小値
(静電容量値の最大値)、即ち、PAF値」と、「プロ
セスカートリッジBの現像剤容量(初期充填量)に応じ
たパラメータ値W(=白抜け画像発生時に容器内に残っ
ている現像剤Tの残量に関係するデータ)」とをメモリ
20に書き込む。W値は現像剤Tの充填量に応じて異な
る。充填量が多いほどW値は小さい。 (2)PAF値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21若しくはメモリ20内に演
算式26として格納する。パラメータ値Wはこの関数の
中で使用される。 (3)そして、重み付けの関数と検出電圧値V3の関係
に、重み付け関数の補正値Zを順次代入していき、関係
が成立する補正値Zを決定する。 (4)現像剤残量検知補正テーブル24によって、決定
された補正値Zから現像剤残量を算出する。 (5)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。
類、即ち、本実施例では、現像剤容量(初期充填量)の
違いにより検出電圧値(静電容量値)の推移にずれが生
じても、正確な現像剤残量を逐次に検出することができ
る。
説明すると、検出電圧値がPAF値から所定量増加する
までの範囲を現像剤Tの使用可能範囲とし、その範囲内
の現像剤残量(残り%)を逐次検出することにすると、
重み付けの関数は、 F(PAF、W、Z)=|Z((α−1)PAF+W)+PAF|・・・(1) (式中、α及びPAF値は定数、Zは重み付け関数の補
正値、Wはパラメータ値)となる。この式(1)は、 F=|Z(PAE−PAF)+PAF| PAE=αPAF+W から得られる。
部21内に演算式26として所定の記憶部に格納されて
いる(図4)。尚、上述のように、これはプロセスカー
トリッジBのメモリ20に記憶させることもできる。
からどれだけ増加するまでの範囲を現像剤Tの使用可能
範囲とするかによって予め決定される定数である。例え
ば現像剤残量が0gとなるまでの範囲を使用可能範囲と
したり、或いは予め設定される白抜け画像などが発生し
所定品位の画像が形成できないほど減少した現像剤残量
までの範囲を使用可能範囲とすることができる。
定する要素として、本実施例では現像剤容量(初期充填
量)によって変更され、予め設定されるものである。
類、即ち、本実施例では現像剤容量(初期充填量)の同
じプロセスカートリッジBでは、検出電圧値の推移の上
でPAF値はほぼ一定値であるとし、このPAF値は予
めメモリ20内に格納しておく。
を適当な間隔で区切るような値であり、予め現像剤量と
対応され、残量検知補正テーブル24として本体制御部
21の所定の記憶部に格納されている(図4)。表1に
残量検知補正テーブル24の一例を示す。表1は現像剤
容量が500gのプロセスカートリッジB1及び300
gのプロセスカートリッジB2にて使用される残量検知
補正テーブル24の一例を示す。
み付け関数F(PAF、W、Z)と検出電圧値(V3)
の関係を示す下記式(2)、 |V3|≧|Z((α−1)PAF+W)+PAF| ・・・ (2) に順次補正値Zを代入して計算値を得、制御手段22
は、この計算値から上記式(2)が成立する補正値Zを
決定する。制御手段22は、現像剤残量検知補正テーブ
ル24にて照合することによって、決定された補正値Z
から現像剤量を認識する(残量表示レベルを算出す
る)。
24から、現像剤残量が最も多い区分に対応するZ=
0.10を代入して(2)式が成立すれば、現像剤残量
は100%(500g)であると判断して、例えば現像
剤残量が100%であることを報知するよう指示する。
又、Z=0.10を代入して式(2)が成立しなけれ
ば、次にZ=0.18を式(2)に代入し、成立すれば
現像剤残量は40%(220g)であると判断し、例え
ば現像剤量が40%であることを報知するように指示す
る。つまり、上位のZ値で(2)式が成立しない場合
は、順次Z値を増やして(2)式を算出し、式が成立す
るZ値によって現像剤残量を認識する。
た現像剤量として、現像剤Tの残り%を装置本体100
が備えた表示手段(ディスプレイ)40に表示する。
又、現像剤残量0%と判断された場合には現像剤が無い
ことを警告する表示を行うことができる。尚、上述のよ
うに、現像剤無し、或いは現像剤残量が0%であると
は、所定品位の画像形成が不可能なほど現像剤Tが減少
した場合をも含む。
〜ステップ18:S101〜S118)を参照して、本
実施例における現像剤残量逐次検出手順について更に説
明する。 S101:装置本体100の電源スイッチをONとし、
装置本体100が動作を開始する(START)。 S102:装置本体100の制御手段22が、プロセス
カートリッジBのメモリ20内のパラメータ値W情報、
及びPAF値を読み出す。 S103:本体側残量検出部25が検出電圧V3を測定
する。 S104:演算部23が、残量検知補正テーブル24の
Z=0.10をF(PAF、W、Z)に代入して計算値
を得、制御手段22はV3がF(PAF、W、Z)を越
えるか確認する。“Yes”と判断された場合S107
に進む。又、“No”と判断された場合には制御手段2
2は現像剤残量が100%であることを報知するための
信号を発信し、装置本体100の表示手段40に表示さ
せる(S105)。次いで、メモリ20内の現像剤残量
Y%値情報を更新する(S106)。その後、S103
に戻る。 S107:演算部23が、残量検知補正テーブル24の
Z=0.18をF(PAF、W、Z)に代入して計算値
を得、制御手段22はV3がF(PAF、W、Z)を越
えるか確認する。“No”と判断された場合、制御手段
22は現像剤残量が40%であることを報知するための
信号を発信し、装置本体100の表示手段40に表示さ
せる(S108)。次いで、メモリ20内の現像剤残量
Y%値情報を更新する(S109)。その後、S103
に戻る。又、“Yes”と判断された場合は、表1の残
量検知補正テーブル24に従って、次にZ=0.20を
代入し、上述のチャートのように、Z=0.95になる
まで繰り返す。尚、この繰り返しについては説明を省略
する。 S110:演算部23が、残量検知補正テーブル24の
Z=0.78をF(PAF、W、Z)に代入して計算値
を得、制御手段22はV3がF(PAF、W、Z)を越
えるか確認する。“No”と判断された場合、制御手段
22は現像剤残量が5%であることを報知するための信
号を発信し、装置本体100の表示手段40に表示させ
る(S111)。次いで、メモリ20内の現像剤残量Y
%値情報を更新する(S112)。その後、S103に
戻る。又、“Yes”と判断された場合は、S113に
進む。 S113:演算部23が、残量検知補正テーブル24の
Z=0.95をF(PAF、W、Z)に代入して計算値
を得、制御手段22はV3がF(PAF、W、Z)を越
えるか確認する。“No”と判断された場合、制御手段
22は現像剤残量が1%であることを報知するための信
号を発信し、装置本体100の表示手段40に表示させ
る(S114)。次いで、メモリ20内の現像剤残量Y
%値情報を更新する(S115)。その後、S103に
戻る。又、“Yes”と判断された場合はスS116)
に進む。 S116:制御手段22が、現像剤残量が0%であるこ
と、或いはプロセスカートリッジBを交換する必要があ
ることを報知するための情報を発信し、装置本体100
の表示手段40に表示させる。 S117:メモリ20内の現像剤残量Y%値情報を更新
する。 S118:終了。
で、充填量の多いプロセスカートリッジB1を装着して
いる時は、充填量の少ないプロセスカートリッジB2を
装着している時よりも現像剤残量検知手段(残量検知ア
ンテナ)の検知残量が多い段階で残量0%又はカートリ
ッジ交換表示が出る。
て、現像剤容量(初期充填量)の異なる(500g、3
00g)プロセスカートリッジBについて、実際に現像
装置C内に残っている現像剤量(g)と演算処理によっ
て求められた現像剤残量(g)とを比較し評価したとこ
ろ、図9に示すように、プロセスカートリッジBの現像
剤容量差を吸収し、精度良く現像剤Tの残量を逐次検出
することが可能であった。このことから、例えばプロセ
スカートリッジB1の販売後に、新たに現像剤容量の違
うプロセスカートリッジB2が追加されるような場合に
も、メモリ20に格納するパラメータ値Wを変えること
により正確な現像剤残量の逐次検知が可能となる。
充填量)の違い等のカートリッジ個体差により発生する
静電容量検出値(検出電圧値)の推移のずれを排除し、
各カートリッジについて常に正確に現像剤量を算出する
ことができる。
おいて、画像形成装置及びプロセスカートリッジの構成
は基本的に実施例1のものと同様であり、記憶手段(メ
モリ)20を用いた現像剤残量検出の制御が異なる。従
って、同一構成及び機能を有する部材には同一符号を付
して詳しい説明は省略し、本実施例の特徴のみ説明す
る。
ッジ、即ち、各現像剤容量(初期充填量)のプロセスカ
ートリッジB1、B2において、同じ種類のプロセスカ
ートリッジBであれば検出電圧値の推移の上でPAF値
はほぼ一定値であるとし、PAF値は予めメモリ20内
に格納しておく構成とした。しかし、このPAF値は、
同じ種類のプロセスカートリッジBの間でも、個々のプ
ロセスカートリッジBで多少ばらつきが生じることがあ
る。
成中に随時更新する構成とする。これにより、プロセス
カートリッジBの種類(現像剤容量の違い)のみならず
個々のプロセスカートリッジB間で生じるばらつきも吸
収し、より正確に現像剤Tの残量を逐次検出することが
できる。
セスカートリッジBは実施例1と同様の記憶手段20を
備えている。本実施例の画像形成装置において、メモリ
20及びメモリ20の制御構成は実施例1と同様とされ
る。
て、現像剤残量検知手段30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、電圧値
で制御する。この検出電圧値は、プレートアンテナとし
ての第1板金31と第2板金の間、及び第2板金32と
現像ローラ5との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(V3)である。
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値を示す。このPAF値は現像剤収納容器4
への現像剤Tの充填が終了した状態、即ち、第1、第2
板金31、32及び現像ローラ5間に現像剤Tが充填さ
れた状態でメモリ20に書き込まれる。そして、本実施
例では、レーザービームプリンタA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、随時その検出
電圧値をPAF値としてメモリ20に書き込み更新す
る。
を、プロセスカートリッジBの種類として現像剤容量
(初期充填量)が異なるプロセスカートリッジB1、B
2を2つずつ、即ち、現像剤容量500gのプロセスカ
ートリッジB1二つ(I、I′)と、現像剤容量300
gのプロセスカートリッジB2二つ(II、II′)に
ついて示す。
(初期充填量)が違うと現像剤量の減少に伴う静電容量
検出値の変化の仕方、即ち、検出電圧値の推移にずれが
生じる。又、同じ種類、ここでは同じ現像剤容量のプロ
セスカートリッジBであっても、個々のプロセスカート
リッジBでPAF値にばらつきが生じる。
ではないが、プレートアンテナである第1、第2板金3
1、32の組み付け公差のばらつき、プロセスカートリ
ッジBのその他の部品、装置本体100の電子部品など
の公差から生じるものと考えられる。
金32との間の静電容量、又は電極である第1板金31
と第2板金32の間の静電容量は、各々の位置関係によ
って、現像剤Tがない場合でもその絶対値が異なり、両
者間が近ければ大きくなり、又両者間が遠ければ小さく
なるように、両者間の位置関係で左右される。このよう
に、予め各種類毎のプロセスカートリッジについてPA
F値を設定しておいても、プロセスカートリッジBの個
体差によりその値にはずれが生じてしまう。
ロセスカートリッジBの現像剤容量に応じたパラメータ
値Wをメモリ20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値を現像剤残量検知手段30を用いて検出
し、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、本体制御部21が備えた比較手段によ
って、常時検出される検出電圧値を前にメモリ20に書
き込んだPAF値と比べて、小さい場合にはメモリ20
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。 (3)PAF値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21若しくはプロセスカート
リッジBのメモリ20内に演算式26として格納する。
パラメータ値Wはこの関数の中で使用される。 (4)そして、重み付けの関数と検出電圧値V3の関係
に、重み付け関数の補正値Zを代入していき、関係が成
立する補正値Zを決定する。 (5)現像剤残量検知補正テーブル24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。
剤容量(初期充填量)で検出電圧値(静電容量値)が異
なっても、又個々のプロセスカートリッジBに上述のよ
うな公差によるPAF値のバラツキがあっても、正確な
現像剤残量を逐次に算出することができる。
本実施例においても、実施例1と同様に、検出電圧値が
PAF値から所定量増加するまでの範囲を現像剤Tの使
用可能範囲とすると、重み付け関数は、 F(PAF、W、Z)=|Z((α−1)PAF+W)+PAF|・・・(1) (式中、αは定数、Zは重み付け関数の補正値、Wはパ
ラメータ値)となる。ここで、本実施例では、上記式中
PAF値は画像形成中に随時更新される。
増加するまでの範囲を現像剤Tの使用可能範囲とするか
によって予め決定される定数であり、上述のように、例
えば現像剤残量が0gとなるまでの範囲を使用可能範囲
としたり、或いは予め設定される白抜け画像などが発生
し所定品位の画像が形成できないほど減少した現像剤残
量までの範囲を使用可能範囲とすることができる。
定する要素として、本実施例では現像剤容量(初期充填
量)によって変更され、予め設定されるものである。
の使用範囲内を適当な間隔で区切るような値であり、予
め現像剤量と対応され、残量検知補正テーブル24とし
て本体制御部21の所定の記憶部に格納されている(図
4)。表2に残量検知補正テーブル24の一例を示す。
数F(PAF、W、Z)と検出電圧値(V3)の関係を
示す下記式(2)、 |V3|≧|Z((α−1)PAF+W)+PAF| ・・・ (2) に順次補正値Zを代入して計算値を得、制御手段22
は、この計算値から上記式(2)が成立する補正値Zを
決定する。制御手段22は、現像剤残量検知補正テーブ
ル24にて照合することによって、決定された補正値Z
から現像剤量を認識する(残量レベルを算出する)。
24から、現像剤残量が最も多い区分に対応するZ=
0.10を代入して(2)式が成立すれば、現像剤残量
は100%であると判断して、例えば現像剤残量が10
0%であることを報知するよう指示する。又、Z=0.
10を代入して式(2)が成立しなければ、次にZ=
0.18を式(2)に代入し、成立すれば現像剤残量は
40%であると判断し、例えば現像剤量が40%である
ことを報知するように指示する。つまり、上位のZ値で
(2)式が成立しない場合は、順次Z値を増やして
(2)式を算出し、式が成立するZ値によって現像剤残
量を認識する。
(ステップ1〜ステップ23:S201〜S223)を
参照して、本実施例における現像剤残量逐次検出手順に
ついて説明する。 S201:装置本体100の電源スイッチをONとし、
装置本体100が動作を開始する(START)。 S202:制御手段22が、プロセスカートリッジBの
メモリ20内のパラメータ値W情報を読み出す。 S203:制御手段22が、メモリ20内にPAF値が
記憶されているかどうか確認する。“Yes”と判断し
た場合にはS206に進む。又、“No”と判断した場
合には検出電圧V3を測定し(S204)、その後、P
AF値をメモリ20に記憶させ(S205)、S206
に進む。 S206:本体側残量検出部25が検出電圧V3を測定
する。 S207:制御手段22が、メモリ20内に格納されて
いるPAF値と検出電圧値V3を比較し、検出電圧値V
3がPAF値より小さいか確認する。“Yes”と判断
した場合には、メモリ20内のPAF値を更新し(S2
08)、S209へ進む。又、“No”と判断した場合
にはS209に進む。 S209:演算部23が、残量検知補正テーブル24の
Z=0.10をF(PAF、W、Z)に代入して計算値
を得、制御手段22はV3がF(PAF、W、Z)を越
えるか確認する。“Yes”と判断された場合、S21
2に進む。又、“No”と判断された場合には、制御手
段22は現像剤残量が100%であることを報知するた
めの信号を発して、装置本体100の表示手段40に表
示させる(S210)。次いで、メモリ20内の現像剤
残量Y%値情報を更新する(S211)。その後、S2
06に戻る。 S212:演算部23が、残量検知補正テーブル24の
Z=0.18をF(PAF、W、Z)に代入して計算値
を得、制御手段22はV3がF(PAF、W、Z)を越
えるか確認する。“No”と判断された場合には、制御
手段22は現像剤残量が40%であることを報知するた
めの信号を発信し、装置本体100の表示手段40に表
示させる(S213)。次いで、メモリ20内の現像剤
残量Y%値情報を更新する(S214)。その後、S2
06に戻る。又、“Yes”と判断された場合は、表2
の残量検知補正テーブル24に従って、次にZ=0.2
0を代入し、上述のチャートのように、Z=0.95に
なるまで繰り返す。尚、繰り返しについては説明を省略
する。 S215:演算部23が、残量検知補正テーブル24の
Z=0.78をF(PAF、W、Z)に代入して計算値
を得、制御手段22はV3がF(PAF、W、Z)を越
えるか確認する。“No”と判断された場合には、制御
手段22は現像剤残量が5%であることを報知するため
の信号を発信し、装置本体100の表示手段40に表示
させる(S216)。次いで、メモリ20内の現像剤残
量Y%値情報を更新する(S217)。その後、S20
6に戻る。又、“Yes”と判断された場合は、S21
8に進む。 S218:演算部23が、残量検知補正テーブル24の
Z=0.95をF(PAF、W、Z)に代入して計算値
を得、制御手段22はV3がF(PAF、W、Z)を越
えるか確認する。“No”と判断された場合には、制御
手段22は現像剤残量が1%であることを報知するため
の信号を発信し、装置本体100の表示手段40に表示
させる(S219)。次いで、メモリ20内の現像剤残
量Y%値情報を更新する(S220)。その後、S20
6に戻る。又、“Yes”と判断された場合は、S22
1に進む。 S221:制御手段22は現像剤残量が0%であるこ
と、或いはプロセスカートリッジBの交換が必要である
ことを報知するための信号を発信し、装置本体100の
表示手段40に表示させる。 S222:メモリ20内の現像剤残量Y%値情報を更新
する。 S223:終了。
て、現像剤容量(初期充填量)が異なるプロセスカート
リッジBのそれぞれ複数について、実際に現像装置C内
に残っている現像剤容量(g)と演算処理によって求め
られた現像剤残量(g)とを比較し評価したところ、プ
ロセスカートリッジBの現像剤容量の違い、及びプロセ
スカートリッジの個体差を吸収し、精度良く現像剤Tの
残量を逐次検出することが可能であった。図13は、現
像剤容量500gのプロセスカートリッジB1について
の実際の現像剤残量と演算処理により求めた現像剤残量
との関係を示しているが、同様の結果が例えば現像剤の
初期充填量300gのプロセスカートリッジB2でも得
られる。
ッジB1の販売後に、新たに現像剤容量の違うプロセス
カートリッジB2が追加されるような場合にも、メモリ
20に格納されているパラメータ値Wを変えることによ
り正確な逐次残検が可能となる。
充填量)などカートリッジの種類、或いは同種類のカー
トリッジ同士の個体差など、個々のカートリッジ特性に
より発生する静電容量検出値(検出電圧値)の推移のず
れを排除し、各カートリッジについて常に正確に現像剤
量を検出することができる。
例において、画像形成装置本体及びプロセスカートリッ
ジの基本構成は、実施例1及び2と同様であり、現像剤
収納容器4内に設けられる攪拌部材6の構成が異なる場
合について説明する。
画像形成装置本体に装着される、構成の異なるカートリ
ッジを示している。図から分かるように、それぞれのプ
ロセスカートリッジにおけるプレートアンテナの位置関
係は全く同一であり、攪拌部材6のシート部分(攪拌シ
ート)の長さ(自由長)が異なる。図17、図18のプ
ロセスカートリッジにて用いられる攪拌部材6を、それ
ぞれ攪拌シートAタイプ、攪拌シートBタイプとする。
検知方法について説明する。本実施例において、メモリ
20及びメモリ20の制御構成は、上記各実施例と同様
である。又、本実施例においても、上記各実施例と同様
に、現像剤残量検知手段30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、電圧
値で制御している。この検出電圧値は、プレートアンテ
ナである第1、第2板金31、32間、及び第2板金3
2と現像ローラ2との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(V3)である。
セスカートリッジを装着して、実際の現像剤量と検出電
圧値との関係を測定した結果を図19に示す。図19か
ら、実際の現像剤量と検出電圧値との関係が、それぞれ
のプロセスカートリッジで一致していないことが分か
る。
4内のトナー循環系が大きく変わり、現像剤残量検知手
段の検出値に最も大きく影響する、プレートアンテナ検
出部分の領域(図17中の領域a)の現像剤残量の推移
が変化したことにより、出力推移の差が生じたためであ
る。
材6の種類に応じたパラメータ値W(=白抜け画像発生
時に容器内に残っている現像剤Tの残量に関係するデー
タ)を持たせ、現像剤残量検知手段30の出力推移を補
正する構成とする。パラメータ値Wは、攪拌部材6の種
類に応じて異なる。攪拌シートの自由長が長いほどW値
は小さい。
出電圧値V3の最小値(静電容量の最大値)、即ち、P
AF値と、カートリッジ構成に応じたパラメータ値Wを
メモリ20に書き込む。 (2)PAF値と現像剤無し時の検出電圧値との相関関
係の式を、予め本体制御部21に格納する。メモリ20
に格納されている、カートリッジ構成に応じたパラメー
タ値Wは、この関数の中で使用され、パラメータ値Wに
よって現像剤残量刻み値を補正する。 (3)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21に格納する。 (4)そして、重み付けの関数に検出電圧値V3を代入
していく。 (5)現像剤残量検知補正テーブル24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。
量の推移が異なっても、正確な現像剤残量を逐次に検出
することができる。
像剤残量0gまでの範囲を使用範囲とすると、重み付け
の関数は、 F(PAF、W、Z)=|Z((α−1)PAF+W)+PAF|・・・(1) (式中、α及びPAF値は定数、Zは重み付け関数の補
正値、Wはパラメータ値)となる。
間隔で区切るような値であり、予め残量検知補正テーブ
ルとして本体制御部21に格納されている。尚、表3に
残量検知補正テーブルの一例を示す。
立するZから求める。 |V3|≧|Z((α−1)PAF+W)+PAF| ・・・ (2) 表3の現像剤残量検知補正テーブル24から、Z=0.
10を代入して(2)式が成立すれば、現像剤残量は1
00%である旨表示する。Z=0.10で(2)式が成
立しなければ、次にZ=0.18を(2)式に代入し、
成立すれば現像剤残量は40%となる。つまり、上位の
Z値で(2)式が成立しない場合は、順次Z値を増やし
て(2)式を算出し、式が成立するZによって現像剤残
量を認識する(つまり、残量レベルを算出する)。
テップ301〜318(S301〜S318)の各工程
を備えた本実施例の現像剤残量逐次検出手順を説明す
る。 S301:電源スイッチをONとし、画像形成装置本体
100が動作を開始する(START)。 S302:制御手段22が、メモリ20内のパラメータ
値W情報、PAF値を読み出す。 S303:本体側残量検出部25が検出電圧V3測定す
る。 S304:演算部23が、残量検知補正テーブル24の
Z=0.10をF(PAF、W、Z)に代入して計算値
を得、制御手段22はV3がF(PAF、W、Z)を越
えるかどうか確認する。“Yes”と判断された場合S
307に進む。又、“No”と判断された場合には、制
御手段22は現像剤残量が100%である旨の信号をエ
ンジン内部に発信し、ディスプレー40に表示させる
(S305)。次いで、メモリ20内の現像剤残量Y%
値情報を更新する(S306)。その後、S303に戻
る。 S307:演算部23が、残量検知補正テーブル24の
Z=0.18をF(PAF、W、Z)に代入して計算値
を得、制御手段22はV3がF(PAF、W、Z)を越
えるか確認する。“No”と判断された場合、制御手段
22は現像剤残量が40%である旨の信号をエンジン内
部に発信し、ディスプレー40に表示させる(S30
8)。次いで、メモリ20内の現像剤残量Y%値情報を
更新する(S309)。その後、S303に戻る。又、
“Yes”と判断された場合は、表3の残量検知補正テ
ーブル24に従って、次にZ=0.20を代入し、上述
のチャート同様にして、Z=0.95になるまで繰り返
す。 S310:演算部23が、残量検知補正テーブル24の
Z=0.78をF(PAF、W、Z)に代入して計算値
を得、制御手段22はV3がF(PAF、W、Z)を越
えるか確認する。“No”と判断された場合、制御手段
22は現像剤残量が5%である旨の信号をエンジン内部
に発信し、ディスプレー40に表示させる(S31
1)。次いで、メモリ20内の現像剤残量Y%値情報を
更新する(S312)。その後、S303に進む。又、
“Yes”の場合は、S313に進む。 S313:演算部23が、残量検知補正テーブル24の
Z=0.95をF(PAF、W、Z)に代入して計算値
を得、制御手段22はV3がF(PAF、W、Z)を越
えるか確認する。“No”と判断された場合、制御手段
22は現像剤残量が1%である旨の信号をエンジン内部
に発信し、ディスプレー40に表示させる(S31
4)。次いで、メモリ20内の現像剤残量Y%値情報を
更新する(S315)。その後、S303に進む。又、
“Yes”と判断された場合は、S316に進む。 S316:制御手段22が、現像剤残量が0%又はカー
トリッジを交換する必要がある旨の信号をエンジン内部
に発信し、ディスプレー40に表示させる。 S317:メモリ20内の現像剤残量Y%値情報を更新
する。 S318:終了。
さいので、攪拌シートBタイプを使用しているプロセス
カートリッジを装置本体に装着している時は、攪拌シー
トAタイプを使用しているプロセスカートリッジを装着
している時よりも、現像剤残量検知手段(残量検知アン
テナ)の検知残量が多い段階で残量0%又はカートリッ
ジ交換表示が出る。
とによって、図21に示すように、カートリッジの構成
差を吸収した現像剤逐次残量検知が可能となった。これ
により、攪拌シートAを使ったプロセスカートリッジの
販売後に、新たに攪拌シートBを使ったプロセスカート
リッジが追加されても、メモリに格納されているパラメ
ータ値Wを変えることにより正確な現像剤逐次残量検知
が可能である。
6の自由長に応じて異なるパラメータ値Wを設定する
が、攪拌部材6の構造として、長さ、大きさ又は厚みの
少なくとも一つに応じて異なるパラメータ値Wを設定す
ることができる。
施例において、画像形成装置本体及びプロセスカートリ
ッジの基本構成は、実施例1〜3と同様であるので、こ
こでは、本実施例の特徴のみ説明する。
カートリッジについて述べたが、本実施例では、カート
リッジ容量が異なり、且つ、カートリッジ形状の異なる
場合について説明する。つまり、本実施例では、カート
リッジの種類として、カートリッジ容量及び形状の差を
も吸収し、より正確な現像剤逐次残量検知を行う。
ロセスカートリッジを示す。図22は、現像剤充填量3
00gの6000枚印字可能なカートリッジを示し、図
23は、現像剤充填量500gの10000枚印字可能
なカートリッジを示す。これら2種類のカートリッジ
は、容量の大きさにより多少カートリッジの形状が異な
っているものの、内部構成は変わらない。これら2種類
のカートリッジは同一の装置本体に装着できる。
検知方法について説明する。本実施例において、メモリ
20及びメモリ20の制御構成は、上記各実施例と同様
である。又、本実施例においても、上記各実施例と同様
に、現像剤残量検知手段30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、電圧
値で制御している。この検出電圧値は、プレートアンテ
ナである第1、第2板金31、32間、及び第2板金3
2と現像ローラ2との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(V3)である。
最小値(静電容量は最大値)PAF値を示す。本実施例
では、実施例2と同様、PAF値は、現像剤収納容器4
への現像剤Tの充填が終了している状態でメモリ20に
書き込まれる。そして、レーザービームプリンタA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、PAF値は随時更新されていく。
状の異なるプロセスカートリッジにおける、実際の現像
剤残量と検出電圧との関係を示した。同図から分かるよ
うに、現像剤容量が違うと現像剤Tの自重でかさ密度が
変化し、現像剤残量検出値の推移が変わる。又、カート
リッジ形状が異なることで、トナー循環の流れをも変化
し、現像剤残量検出値の推移が変わる。
ートリッジ容量やカートリッジ形状に応じたパラメータ
値Wをメモリ20に書き込む。 (2)検出電圧値の最小値(静電容量の最大値)、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。 (3)PAF値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21に格納する。パラメータ
値Wはこの関数の中で使用される。 (4)そして、重み付けの関数に検出電圧値を代入して
いく。 (5)現像剤残量検知補正テーブル24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。
やカートリッジ形状によって現像剤Tの残量カーブが異
なっても、正確な現像剤残量を逐次に算出することがで
きる。
像剤残量0gまでの範囲を使用範囲とすると、重み付け
の関数は、 F(PAF、W、Z)=|Z((α−1)PAF+W)+PAF|・・・(1) (式中、αは定数、Zは重み付け関数の補正値、Wはパ
ラメータ値)となる。
隔で区切るような値であり、予め残量検知補正テーブル
24として本体制御部21に格納されている。尚、表4
に残量検知補正テーブル24の一例を示す。
立するZから求める。 |V3|≧|Z((α−1)PAF+W)+PAF| ・・・ (2) 表4の現像剤残量検知補正テーブル24から、Z=0.
10を代入して(2)式が成立すれば、現像剤残量は1
00%である旨表示する。Z=0.10で(2)式が成
立しなければ、次にZ=0.18を(2)式に代入し、
成立すれば現像剤残量は40%となる。つまり、上位の
Z値で(2)式が成立しない場合は、順次Z値を増やし
て(2)式を算出し、式が成立するZによって現像剤残
量を認識する(残量レベルを算出する)。
照して、ステップ401〜423(S401〜S42
3)の各工程を備えた本実施例の現像剤残量逐次検出手
順を説明する。 S401:電源スイッチをONとし、画像形成装置本体
100が動作を開始する(START)。 S402:制御手段22が、メモリ20内のパラメータ
値W情報を読み出す。 S403:制御手段22が、メモリ20内にPAF値が
記憶されているかどうか確認する。“Yes”と判断し
た場合にはS406に進む。又、“No”と判断した場
合には検出電圧V3を測定し(S404)、その後、P
AF値をメモリ20に記憶させ(S405)、S406
に進む。 S406:本体側残量検出部25が検出電圧V3を測定
する。 S407:制御手段22が、メモリ20内に格納されて
いるPAF値と検出電圧値V3を比較し、検出電圧値V
3がPAF値より小さいか確認する。“Yes”と判断
した場合には、メモリ20内のPAF値を更新し(S4
08)、S409へ進む。又、“No”と判断した場
合、S409に進む。 S409:演算部23が、残量検知補正テーブル24の
Z=0.10をF(PAF、W、Z)に代入して計算値
を得、制御手段22はV3がF(PAF、W、Z)を越
えるか確認する。“Yes”と判断された場合、S41
2に進む。又、“No”と判断された場合には、制御手
段22は現像剤残量が100%である旨の信号をエンジ
ン内部に発信し、ディスプレー40に表示させる(S4
10)。次いで、メモリ20内の現像剤残量Y%値情報
を更新する(S411)。その後、S406に戻る。 S412:演算部23が、残量検知補正テーブル24の
Z=0.18をF(PAF、W、Z)に代入して計算値
を得、制御手段22はV3がF(PAF、W、Z)を越
えるか確認する。“No”と判断された場合には、制御
手段22は現像剤残量が40%である旨の信号をエンジ
ン内部に発信し、ディスプレー40に表示させる(S4
13)。次いで、メモリ20内の現像剤残量Y%値情報
を更新する(S414)。その後、S406に戻る。
又、“Yes”と判断された場合は、表4の残量検知補
正テーブル24に従って、次にZ=0.20を代入し、
上述のチャートと同様にして、Z=0.95になるまで
繰り返す。 S415:演算部23が、残量検知補正テーブル24の
Z=0.78をF(PAF、W、Z)に代入して計算値
を得、制御手段22はV3がF(PAF、W、Z)を越
えるか確認する。“No”と判断された場合には、制御
手段22は現像剤残量が5%である旨の信号をエンジン
内部に発信し、ディスプレー40に表示させる(S41
6)。次いで、メモリ20内の現像剤残量Y%値情報を
更新する(S417)。その後、S406に戻る。又、
“Yes”と判断された場合は、S418に進む。 S418:演算部23が、残量検知補正テーブル24の
Z=0.95をF(PAF、W、Z)に代入して計算値
を得、制御手段22はV3がF(PAF、W、Z)を越
えるか確認する。“No”と判断された場合には、制御
手段22は現像剤残量が1%である旨の信号をエンジン
内部に発信し、ディスプレー40に表示させる(S41
9)。次いで、メモリ20内の現像剤残量Y%値情報を
更新する(S420)。その後、S406に戻る。又、
“Yes”と判断された場合は、S421に進む。 S421:制御手段22は現像剤残量が0%又はカート
リッジを交換する必要がある旨の信号をエンジン内部に
発信し、ディスプレー40に表示させる。 S422:メモリ20内の現像剤残量Y%値情報を更新
する。 S423:終了。
うことによって、図27に示すように、プロセスカート
リッジの現像剤容量及びカートリッジの個体差を吸収し
た現像剤逐次残量検知が可能となった。
れた現像装置Cの一実施例を示す。
現像剤Tを収容する現像剤収納容器4をプラスチック製
の現像剤枠体により一体的に構成することによってカー
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1〜4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8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。
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1〜4にお
いて行った上記説明を援用する。但し、本実施例では、
メモリ20は現像剤収納容器4に付帯させている点が異
なる。
同様の作用効果を達成し得る。
説明した。
現像剤残量検知手段30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、現像剤
残量補正テーブルは表1〜表4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、カート
リッジの特性に応じて適宜決定し得る。
量検知手段30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、本発明は上述の
パラメータ値Wを特に限定するものではなく、実施形態
に則した形で個々に設定するものである。
期充填量)、攪拌部材の種類(構造)、カートリッジ形
状を基準としたパラメータ値Wを使用するとして説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば
現像剤の種類、カートリッジの製造条件、カートリッジ
の製造ロット毎の特性などを基準することができる。つ
まりカートリッジの特性に影響する任意の要素を基準と
し得る。
の分解能は、5g(5%)程度の刻み幅であるとして説
明したが、本発明は現像剤残量検出及び表示の分解能を
これに限定するものではなく、実施形態に則した形で個
々に設定すればよい。当然ながらある一定値を細かくす
るほど、より細かい現像剤残量表示を行うことができ
る。又、現像剤残量検出の分解能は、一定間隔だけでは
なく、100%、30%、20%、15%、10%、8
%、5%・・・・と、現像剤の残量が少ないところでの
分解能を上げてもよい。
正テーブル24は本体制御部21内に格納されるものと
して説明したが、別法として、これらをカートリッジの
記憶手段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
値を行うことができる。
段によって検出される静電容量と、現像剤残量検出装置
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、静電
容量と電圧の関係は、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よい。
に限定するものではなく、例えば、他の表示方法とし
て、更に進んだ形で、残り何枚の出力が可能であるかな
ど、様々な表示方法でも構わない。又、表示手段におけ
る表示に関しても、上記実施例のように現像剤残量を満
タン状態に対する比率、即ち残り何%であるかを表示す
る方法に限定されるものではない。例えば、ガスゲー
ジ、棒グラフ、値表示とすることも可能である。又、警
告メッセージや音声による報知、或は記録媒体に記録し
出力することも当然可能であり、現像剤の残量が使用者
にわ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。
置本体100が備えた表示手段(ディスプレイ)40に
て行うとして説明したが、本発明はこれに限定されるも
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、例えば、ホストコンピュータなどの外部機器の
画面(ディスプレイ)などの表示部にて行うこともでき
る。
プレートアンテナとしての第1、第2板金31、32を
設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例
えば、現像ローラ5に対向するプレートアンテナを一つ
設け、現像ローラ5に現像バイアスが印加された際に発
生する現像ローラ5とプレートアンテナ間の静電容量の
変化を検出する構成とするなど、少なくとも一対の電極
間の静電容量を測定することによって現像剤量を検出す
ることができ、コストダウンを図ることもできる。
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検知手段を備えたカートリッジに
のみ適用されるものではない。現像剤残量検知手段の組
み付け公差、その他のカートリッジの部品の公差、現像
剤の初期充填量、現像剤の種類、収容される現像剤の製
造ロット、画像形成装置本体の電子部品などの公差、或
はカートリッジの製造条件などが影響するカートリッジ
製造ロット毎の特性によって現像剤残量検知手段の出力
信号の推移にバラツキが生じる可能性があるものであれ
ば、特にその方式は問わず本発明の原理を適用すること
によって正確な現像剤残量検知を行うことができる。
現像剤の残量を正確に表示でき、又、適切なタイミング
でユニットの交換を報知することができる。
置に装着されたカートリッジの一実施例の概略断面図で
ある。
る。
概略回路図である。
説明するための概略構成図である。
像剤残量と現像剤量検出装置の検出電圧値の関係を示す
グラフ図である。
500gのカートリッジB1を示す概略断面図である。
300gのカートリッジB2を示す概略構成図である。
ーチャート図である。
剤量算出値と実際の現像剤量の関係を示すグラフ図であ
る。
つに関する、実際の現像剤残量と現像剤量検出装置によ
る検出電圧値の関係を示すグラフ図である。
ローチャート図である。
ある。
像剤量算出値と実際の現像剤量の関係を示すグラフ図で
ある。
現像装置の一実施例を示す概略断面図である。
て画像を出力し続け、白抜け画像が発生した段階の残留
現像剤の状態を示した図である。
て画像を出力し続け、白抜け画像が発生した段階の残留
現像剤の状態を示した図である。
トリッジの断面図である。
シートを用いたプロセスカートリッジの断面図である。
ッジの実際の現像剤残量と検出電圧の関係を示したグラ
フ図である。
ャート図である。
実際の現像剤量の関係を示したグラフ図である。
面図である。
リッジとは現像剤容器の形状が若干異なるカートリッジ
の断面図である。
場合と、図23のカートリッジを用いて画像出力した場
合の実際の現像剤残量と検出電圧の関係を示したグラフ
図である。
ャート図である。
ある。
実際の現像剤量の関係を示したグラフ図である。
Claims (22)
- 【請求項1】 現像剤を収納する現像剤容器と、 前記現像剤容器内に収納されている現像剤の量を検知す
る現像剤残量検知手段と、 現像剤の残量の表示レベルを算出する算出手段と、を有
する画像形成装置であって、少なくとも前記現像剤容器
はユニットとして前記画像形成装置本体に取り外し可能
に装着でき、前記算出手段は前記現像剤残量検知手段の
検知量と「白抜け画像発生時の前記現像剤容器内の現像
剤残量」に関係する所定情報とに応じて表示レベルを算
出することを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項2】 更に、前記所定情報を記憶するメモリを
有することを特徴とする請求項1の画像形成装置。 - 【請求項3】 前記メモリは、前記ユニットに取り付け
られていることを特徴とする請求項2の画像形成装置。 - 【請求項4】 前記現像剤残量検知手段は、前記現像剤
容器内に配置されていることを特徴とする請求項1の画
像形成装置。 - 【請求項5】 前記所定情報は、前記現像剤容器に充填
されている現像剤の量に応じて異なっていることを特徴
とする請求項1の画像形成装置。 - 【請求項6】 前記所定情報は、前記現像剤容器の形状
に応じて異なっていることを特徴とする請求項1の画像
形成装置。 - 【請求項7】 前記現像剤容器内には、現像剤を攪拌す
る攪拌部材が設けられており、前記所定情報は、前記攪
拌部材の構造に応じて異なっていることを特徴とする請
求項1の画像形成装置。 - 【請求項8】 前記攪拌部材の構造は、前記攪拌部材の
長さ、大きさ又は厚みのうち少なくとも一つであること
を特徴とする請求項7の画像形成装置。 - 【請求項9】 更に、ディスプレイを有し、前記算出手
段によって算出された表示レベルは、前記ディスプレイ
に表示されることを特徴とする請求項1の画像形成装
置。 - 【請求項10】 更に、前記算出手段で算出した表示レ
ベルを外部機器に出力する出力手段を有し、この表示レ
ベルは外部機器のディスプレイに表示されることを特徴
とする請求項1の画像形成装置。 - 【請求項11】 前記メモリは更に、前記算出手段を有
することを特徴とする請求項2の画像形成装置。 - 【請求項12】 前記ユニットは更に、像担持体と、前
記像担持体に現像剤を供給する現像手段と、前記像担持
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の画像形成装
置。 - 【請求項13】 画像形成装置に取り外し可能に装着で
きるユニットであって、メモリと、現像剤を収納する現
像剤容器と、を有し、前記メモリは「白抜け画像発生時
の前記現像剤容器内の現像剤残量」に関係する所定情報
を記憶していることを特徴とするユニット。 - 【請求項14】 前記現像剤容器内には、現像剤残量検
知手段が配置されていることを特徴とする請求項13の
ユニット。 - 【請求項15】 前記所定情報は、前記現像剤容器に充
填されている現像剤の量に応じて異なっていることを特
徴とする請求項13のユニット。 - 【請求項16】 前記所定情報は、前記現像剤容器の形
状に応じて異なっていることを特徴とする請求項13の
ユニット。 - 【請求項17】 前記現像剤容器内には、現像剤を攪拌
する攪拌部材が設けられており、前記所定情報は、前記
攪拌部材の構造に応じて異なっていることを特徴とする
請求項13のユニット。 - 【請求項18】 前記攪拌部材の構造は、前記攪拌部材
の長さ、大きさ又は厚みのうち少なくとも一つであるこ
とを特徴とする請求項17のユニット。 - 【請求項19】 更に、前記現像剤容器内の現像剤の検
知残量と前記所定情報とに応じて前記現像剤容器内の現
像剤の残量表示レベルを算出する算出手段を有すること
を特徴とする請求項13のユニット。 - 【請求項20】 更に、像担持体と、前記像担持体に現
像剤を供給する現像手段と、前記像担持体をクリーニン
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13のユニット。 - 【請求項21】 画像形成装置本体に着脱可能であり、
現像剤が充填されている第1のユニットと、 前記画像形成装置本体に着脱可能であり、前記第1のユ
ニットより現像剤の充填量が多く、前記第1のユニット
の代わりに前記画像形成装置本体に装着できる第2のユ
ニットと、 現像剤の残量を表示するディスプレイと、を有し、前記
ディスプレイは、前記第2のユニットが前記画像形成装
置本体に装着されている時、前記第1のユニットが装着
されている時よりも現像剤残量検知手段の検知残量が多
い段階で、現像剤の残量がない旨又はユニットを交換す
る必要がある旨表示することを特徴とする現像剤残量表
示システム。 - 【請求項22】 画像形成装置本体に着脱可能であり、
現像剤が充填されており、現像剤を攪拌する攪拌シート
を有する第1のユニットと、 前記画像形成装置本体に着脱可能であり、前記第1のユ
ニットより攪拌シートの自由長が長く、前記第1のユニ
ットの代わりに前記画像形成装置本体に装着できる第2
のユニットと、 現像剤の残量を表示するディスプレイと、を有し、前記
ディスプレイは、前記第2のユニットが前記画像形成装
置本体に装着されている時、前記第1のユニットが装着
されている時よりも現像剤残量検知手段の検知残量が多
い段階で、現像剤の残量がない旨又はユニットを交換す
る必要がある旨表示することを特徴とする現像残量表示
システム。
Priority Applications (2)
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