JP2002214985A

JP2002214985A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002214985A
Application number: JP2001013461A
Authority: JP
Inventors: Akira Domon; 彰土門; Keiji Okano; 啓司岡野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-01-22
Filing date: 2001-01-22
Publication date: 2002-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】プロセスカートリッジに記憶素子や発信器な
どの部品をを搭載することなく低コストで、容易にかつ
正確にプロセスカートリッジの新旧を識別する。【解決手段】現像装置５０内のトナー残量を検知する
トナー残量検出回路２２０と、感光体の使用量を検知す
るカートリッジ容量検知回路７００を備え、トナー残量
検出情報、感光体使用量情報、およびプリント枚数を装
置本体３１０の記憶素子２３０に記憶させ、トナー残量
検出情報と感光体使用量情報に基づいてカートリッジの
新旧を識別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばレーザビー
ムプリンターや複写機などとされる電子写真方式の画像
形成装置に関し、特にプロセスカートリッジを着脱可能
に装着する画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、レーザービームプリンターや複写
機といった電子写真方式による電子写真画像形成装置が
広く普及している。

【０００３】このような画像形成装置は、電子写真感光
体を一様に帯電した後、像露光を行い、静電潜像を形成
し、これを現像剤（トナー）によって可視像化し、この
可視像を記録媒体に転写・定着を施し、所望の画像を得
ることができる。このような画像形成装置において、感
光体やトナーは画像を形成するたびに消耗していく。そ
のため、ユーザーはこれら消耗品が寿命に達した場合、
自ら交換する必要がある。この交換を容易に実行するた
め、トナーや感光体などの消耗品を一体に組み込んだプ
ロセスカートリッジ（以下、「カートリッジ」という）
を電子写真画像形成装置本体に対して着脱可能に装着す
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、
操作性が格段に向上した。

【０００４】このようなプロセスカートリッジ方式の場
合、カートリッジの交換時期を管理するために個々のカ
ートリッジの使用情報、例えばプリント枚数や感光体の
回転数などを記憶しておくのが望ましい。

【０００５】プリント枚数や感光体の回転数を管理する
ために以下のような提案がなされている。

【０００６】特開昭６２−８３７６８号公報では、感光
体の回転軸と同軸上に磁気ディスクを取り付け、磁気デ
ィスクに情報を読み書きさせてプリント枚数を記憶す
る。

【０００７】また特開昭６３−９２９５９号公報では、
カートリッジに使用情報を記憶させる光記憶媒体を取り
付け、画像露光のレーザービームにより情報を書き込
む。

【０００８】トナー残量を検出する方式としては、トナ
ーを収容した現像剤収容室内に現像スリーブと平行に検
知部材としてのアンテナ棒を配し、現像スリーブとアン
テナ棒間のトナー量に応じて変化する静電容量を検知す
る方式や、ピエゾ素子を用いてトナーの重量を測定する
方式などが知られている。またこれらのように現像容器
内に検知部材を設けずに、画像形成装置本体で印字ドッ
ト数をカウントし、これを基にトナー消費量を算出する
所謂ピクセルカウント方式が、特開昭５８−２２４３６
３号公報にて提案されている。

【０００９】また昨今インターネットが普及し、プリン
ターがネットワークに接続されて使用する場合が増えて
いる。このような状況において、プリンター本体がカー
トリッジの使用状態を管理し、使用情報を発信すること
によりカートリッジの消耗情報を販売業者が知ることが
可能になっている。

【００１０】従って、カートリッジが交換時期に近づい
たことをネットワークを通じて販売業者が認知できれ
ば、予め販売業者がユーザーへ新品カートリッジを届け
ることができる。このようなカートリッジ自動発注シス
テムは、ユーザーにとってカートリッジの交換時期を心
配したり、購入手続きを行う手間が省けるため大変利便
性に優れている。

【００１１】このようなシステムを有効に活用するため
にはカートリッジの新旧を区別する、いわゆる個体識別
技術が必要である。これに関して数々の提案がなされて
いる。

【００１２】まず特開平６−１１８７３６号公報では、
カートリッジにヒューズを設け、新品を装置本体に装着
した時点で、このヒューズを断線させることで、カート
リッジの新旧を識別できるという技術が開示されてい
る。

【００１３】また特開平９−１０６２２７号公報では、
カートリッジに製造シリアル番号を格納した記憶素子を
設け、これに現像剤残量情報や感光体使用情報を記憶さ
せる技術が開示されている。

【００１４】特開２０００−１３７４１６号公報には、
カートリッジに固有の振動数の信号を発信する発信器を
設ける技術が開示されている。

【００１５】これらの発明や先に示した特開昭６２−８
３７６８号公報などのプリント枚数管理技術を利用する
ことにより、カートリッジの新旧を識別し、各々のプリ
ント枚数や所望状態を管理できるのでインターネットを
通じたカートリッジの自動発注も可能になる。

【００１６】また、特開平９−１０６２２７号公報など
に記載された発明や先に示した特開昭６２−８３７６８
号公報などに記載されたプリント枚数管理技術を利用す
ることにより、カートリッジの個体識別、つまりカート
リッジの新旧を識別し、各々のプリント枚数や消耗品の
使用状態を管理できるのでインターネットを通じたカー
トリッジの自動発注も可能になる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の個体識別方式では消耗品であるカートリッジに新たに
記憶素子や発信器などの部品を設けるため、コストアッ
プを伴いユーザーへの経済的な負担となってしまう。そ
こで、更に低コストで簡易に自動発注システムを利用し
たいというニーズが高まっている。

【００１８】従って、本発明の目的は、プロセスカート
リッジをコストアップさせることなく、容易にかつ正確
にプロセスカートリッジの個体識別が可能な、プロセス
カートリッジが装着可能な画像形成装置を提供すること
である。

【００１９】本発明の他の目的は、プロセスカートリッ
ジがコストアップすることなく、容易にかつ正確にプロ
セスカートリッジの個体識別を可能として、プロセスカ
ートリッジの適正な時期の自動発注に寄与できる、プロ
セスカートリッジが装着可能な画像形成装置を提供する
ことである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
像が形成される像担持体と、前記像担持体を一様に帯電
させるための帯電手段と、前記像担持体上に形成された
静電潜像に現像剤を供給して可視化する現像手段とを一
体的に備えたプロセスカートリッジが着脱可能であっ
て、前記像担持体の使用量を検出する手段と、現像剤の
残量を検出する現像剤残量検出手段と、前記像担持体の
使用量情報、前記現像剤残量情報、および前記プロセス
カートリッジの使用枚数を記憶するための書き込み更新
可能な記憶手段と、を有する画像形成装置において、前
記像担持体の使用量情報と前記現像剤残量情報に基づい
てプロセスカートリッジの個体識別を行うことを特徴と
する画像形成装置である。

【００２１】本発明の一実施態様によると、プロセスカ
ートリッジを着脱するための開閉自在な開閉部材を有
し、前記開閉部材の開閉動作を行った場合に、前記プロ
セスカートリッジの個体識別を行う。

【００２２】本発明の他の実施態様によると、前記像担
持体の使用量は、前記帯電手段と前記像担持体が形成す
る合成静電容量である。

【００２３】本発明の他の実施態様によると、前記像担
持体の使用量と前記現像剤残量情報に基づいて前記プロ
セスカートリッジの自動発注を行う。

【００２４】また、本発明の他の実施態様によると、前
記プロセスカートリッジの個体識別とはプロセスカート
リッジの新旧を識別することである。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
を図面に則して更に詳しく説明する。

【００２６】実施例１本発明の第１実施例について図１から図７に基づいて説
明する。

【００２７】本実施例は現像剤（トナー）の残量検知情
報と帯電ローラと感光体の合成静電容量（以下、「カー
トリッジ容量」と称す）情報を、画像形成装置本体に設
けた記憶素子すなわち記憶手段に記憶させ、これらの情
報を元にプロセスカートリッジの個体識別を行うもので
ある。

【００２８】まず、本実施例の電子写真画像形成装置に
ついて図１及び図２を用いて説明する。

【００２９】本実施例に係る現像剤残量検出装置を含む
電子写真画像形成装置３００は、電子写真プロセス的に
大別すると、帯電手段、像担持体（電子写真感光体）、
露光手段、現像装置（現像手段）、転写装置、クリーニ
ング装置、及び定着装置から構成される。

【００３０】本実施例では、これらのうち帯電手段たる
帯電ローラ１０1、像担持体たる感光ドラム３０、現像
装置５０、およびクリーニング装置１１９をコンパクト
に一体化したプロセスカートリッジ１００を使用する。

【００３１】電子写真画像形成装置本体３１０には開閉
部材としてのカートリッジカバー３０１が開閉自在に設
けられており、ユーザーはこれを開けてプロセスカート
リッジ（以下、「カートリッジ」という）１００を画像
形成装置本体３１０に対し装着手段３２０を介して装着
したり、取り出すことができる。カートリッジカバー３
０１は装置使用時には閉じられている。

【００３２】画像形成装置３００にはカートリッジカバ
ー３０１の開閉状態を検知するための不図示のドアスイ
ッチを設ける。カートリッジカバー３０１が閉まってい
ればドアスイッチはＯＮ信号をエンジンコントローラ２
４０のカバー開閉検知手段２４２へ送信する。

【００３３】感光ドラム３０は、直径３０ｍｍの中空円
筒上のアルミニウムを基体とし、その上に有機感光層を
塗布したものである。感光ドラム３０は画像形成装置本
体３１０側に設けられた不図示の駆動系により図示矢印
ｃ方向に回転する。

【００３４】帯電ローラ１０１は、直径１５ｍｍの導電
性ゴムローラであり、感光ドラム３０に対し両端から加
圧され、感光ドラム３０と所定の当接幅を有する。そし
て感光ドラム３０の図示矢印c方向の回転に従動して、
図示矢印ｄ方向に回転し、帯電バイアス発生回路２００
により、ＤＣ電圧−７００ＶにＡＣ成分２０００Ｖｐｐ
・６００Ｈｚの正弦波を重畳した帯電バイアスを印加
し、ＡＣ定電圧制御を行い感光ドラム３０の表面を所望
の電位に帯電する。

【００３５】帯電バイアス発生回路２００について図３
を用いて詳しく説明する。

【００３６】エンジンコントローラ２４０から帯電バイ
アスを発生させるための信号であるＰＲＡＣＣを出力す
る。ＰＲＡＣＣ信号は通常２００〜１０００Ｈｚ程度の
方形波であり、エンジンのプロセス速度などにより決定
される。本実施例ではエンジンコントローラ２４０の出
力ＰＲＡＣＣは周波数６００Ｈｚ、デューティー比５０
％、Ｖｐｐ５Ｖの方形波であり、トランジスタ２０２お
よび抵抗２０３でＶｐｐ２４Ｖにレベル変換される。エ
ンジンコントローラ２４０から入力された方形波の信号
ＰＲＡＣＣはさらにオペアンプ２０１でＶｐｐ２０Ｖの
正弦波に変換される。

【００３７】トランス２１１に入力された電圧はトラン
ス２１１の巻線に応じた電圧に変えられる。本実施例で
は約２０００Ｖに変えられる。

【００３８】ダイオード２０９、コンデンサ２０８はこ
の電圧を整流する回路であり、ＤＣ電圧２１０は帯電の
ＡＣ電圧の中心値をずらすためのＤＣ電源２１０を備え
ている。トランス２１１の二次側に接続されたコンデン
サ２１９は感光ドラム３０へ電力を伝えるものである。

【００３９】また、トランス２１１の二次側には電流電
圧変換回路７００が接続されており、抵抗７２０によっ
て電流電圧変換され、その後ダイオード７２１により正
電圧のみ取り出して、オペアンプとコンデンサ、抵抗に
よってピークチャージされ記憶素子２３０へ出力され
る。この出力値はカートリッジ容量に応じて変化するの
で、これをカートリッジ容量検知電圧Ｋｎとして用い
る。本実施例においては電流電圧変換回路７００をカー
トリッジ容量検知手段としてのカートリッジ容量検知回
路とする。

【００４０】このようにして所望の帯電電位に帯電せし
められた感光ドラム３０表面に、図１に示すように、レ
ーザースキャナーユニット１２０から発せられたレーザ
ー光Ｌを照射することにより静電潜像を形成する。

【００４１】現像装置５０は、現像剤収容室５２と現像
室５１とに大別される。

【００４２】現像剤収容室５２には、感光ドラム３０上
に形成された静電潜像を顕像化するための絶縁性一成分
磁性現像剤（以下、「現像剤」と称する）２を収容し、
現像剤Ｔを現像室５１へと搬送するために図示矢印a方
向に回転する現像剤搬送部材１６と、現像装置５０内に
残存する現像剤量を検知するための現像剤量検知部材１
とを具備している。現像剤収容室５２には、当初、現像
剤Ｔを３００ｇ充填しておく。これにより、平均印字率
４％パターンにてＡ４サイズ紙で６０００枚のプリント
が可能になる。

【００４３】現像室５１は、図示矢印方向bに回転し、
感光ドラム３０と一定間隔を保って配置された直径１５
ｍｍの中空円筒状の現像剤担持体たる現像スリーブ6
と、現像スリーブ6の内部に配置されたマグネットロー
ラ4と、現像スリーブ6に当接して現像スリーブ6上の現
像剤２のコート層厚さを規制する現像剤規制部材たる弾
性ゴムブレード5とを備えている。

【００４４】現像スリーブ6には、現像剤Ｔを感光ドラ
ム３０上の潜像形成部へと飛翔させるために交流電源７
から所定のＡＣ電圧とＤＣ電圧が印加される。本実施例
ではＤＣ電圧−５００Vに２０００Ｖｐｐで２０００Ｈ
ｚの矩形波を重畳した交流波を用いて感光ドラム３０上
の静電潜像を反転現像する。

【００４５】感光ドラム３０上に形成された現像剤Ｔに
よる可視像は、矢印ｅ方向に回転する転写装置１１６に
より転写材Ｐに転写され、その後、定着装置１２５によ
り定着され、転写材Ｐは機外に排出される。

【００４６】転写工程終了後に感光ドラム３０上に残存
した現像剤２は、クリーニングブレード１０９により掻
き落とされ、クリーニング容器１１５内に貯蔵される。
以上のような工程により、ユーザーは所望の画像を得る
ことができる。

【００４７】画像形成装置本体３１０には、現像装置５
０内のトナー残量を検出するためのトナー残量検出回路
２２０、カートリッジ容量を検知するためのカートリッ
ジ容量検知回路７００、書き込み更新可能な記憶素子２
３０を有する。

【００４８】記憶素子２３０には以下の情報を記憶させ
ておく。（１）トナー残量検出回路２２０で得られるトナー残量
検知信号Ｖｎ（２）トナー残量少の警告回数Ｃ（３）カートリッジ容量検知回路７００から出力される
容量検知電圧Ｋｎ（４）現在使用しているカートリッジ１００のプリント
枚数すなわち使用枚数ｎ更にプリンター全体の制御を担
うエンジンコントローラ２４０、ユーザーへカートリッ
ジの交換やトナー残量が少ないことなどを告知するため
の報知手段２５０を設ける。このエンジンコントローラ
２４０には、記憶素子２３０の情報を読み出し、（１）
トナー残量少の警告回数が所定回数か否か、（２）カー
トリッジ容量が所定値か否か、（３）トナー残量検出信
号が所定値か否か、を判断する判断手段２４１を有して
いる。

【００４９】画像形成装置３００はホストコンピュータ
あるいはサーバー４００を介してインターネットで予め
登録された消耗品販売店５００などに接続されている。

【００５０】［カートリッジ容量検知方法］つぎに、カ
ートリッジ容量検知回路７００におけるカートリッジ容
量検知方法について説明する。

【００５１】図４に示すように、感光体の膜厚が３０μ
ｍと十分である新品感光体が組み込まれたカートリッジ
の容量は２００ｐＦである。一方、膜厚が２０μｍと薄
くなり寿命に近い感光体が組み込まれたカートリッジの
容量は４００ｐＦであり、感光体の膜厚によって大きく
異なる。このときカートリッジの容量と検知電圧Ｋｎ
は、図５に示すように概ね比例関係となる。

【００５２】図６に装置本体のプリント枚数およびカー
トリッジ交換による検知電圧Ｋｎの変化を示す。

【００５３】図６に示すように、Ａカートリッジを使用
していくと、感光体が削れて膜厚が減少するために検知
電圧Ｋｎは大きくなっていく。そして、感光体が寿命に
達する、或いは現像剤が少なくなり、ユーザーが新品の
Ｂカートリッジに交換する。これにより感光体の膜厚は
初期状態に戻り、カートリッジ容量は小さくなり、検知
電圧Ｋｎは小さくなる。これらの変化は、感光体の膜厚
変化が主要因であるが、帯電ローラの通電劣化や表層の
トナー付着による抵抗変化の要因も含む。本発明は、こ
の性質を利用して、カートリッジの個体識別を行う。検
知電圧Ｋｎはカートリッジのプリント枚数がｎ枚時の検
出電圧であり、プリント毎に1回記憶素子２３０に書き
込み、少なくとも次のプリントまでは記憶させておく。
勿論カートリッジが交換されるまですべて記憶させてお
いても良い。

【００５４】［現像剤残量検知方法］つぎに、本実施例
における現像剤残量検知手段としての現像剤残量検知装
置について図７を参照して説明する。尚、本実施例の現
像剤残量検知装置は静電容量検知方式である。

【００５５】現像剤残量検知部材（以下、「検知部材」
という）１は導電性の細棒を用い、本実施例においては
直径２ｍｍのステンレス棒とし、現像剤収容室５２の底
部から５ｍｍの高さに、開口部２０の面から４ｍｍの距
離を隔てて、開口部２０の面と、現像スリーブ６に対し
て平行に配置する。検知部材１から現像スリーブ６まで
の距離は１０ｍｍとする。検知部材１は一端を現像剤収
容室５２の内壁に固定し、他端は現像装置５０外に突出
させ、画像形成装置本体３１０に設けたトナー残量検出
回路２２０に接続する。

【００５６】トナー残量検出回路２２０は、検知部材１
と現像スリーブ６の間にある現像剤量に応じて検知部材
１に誘起された電流を整流する整流回路８、整流回路８
で発生する電流信号を電圧に変換する電流−電圧変換回
路９、交流電源７に対して、現像スリーブ６と並列に接
続された所要の容量Ｃｔｈをもつ基準コンデンサ１５、
基準コンデンサ１５に直列に接続された整流回路１０、
整流回路１０からの電流信号を電圧に変換する電流−電
圧変換回路１１、および、電流−電圧変換回路９から発
生する検知部材１と現像スリーブ６間の現像剤量に応じ
て発生する出力電圧Ｖｎと、基準コンデンサ１５の容量
Ｃｔｈに応じて発生する基準電圧Ｖｔｈとを比較して、
一致したときに出力信号を生じるコンパレータ１３を備
えている。

【００５７】トナー残量検出回路２２０において、現像
スリーブ６に印加された現像バイアスの交流電圧の立ち
上がり時に、検知部材１に電流が誘起され、整流回路
８、電流−電圧変換回路９により出力電圧Ｖｎに変換さ
れる。

【００５８】出力電圧Ｖｎは、現像剤残量検知信号の役
割をになうものであり、検知部材１と現像スリーブ６間
の静電容量、すなわち両者間に存在する現像剤量に概ね
比例する。

【００５９】図８に示すように、現像装置５０内のトナ
ー残量が少ないほど、出力電圧（トナー残量検知電圧）
Ｖｎが小さくなる。そこで、あらかじめ検知したいトナ
ー残量に対応する静電容量値を有する基準コンデンサ１
５を設定し、それからの整流回路１０および電流−電圧
変換回路１１をへた出力値を基準電圧Ｖｔｈとする。

【００６０】そして、プリント毎に出力電圧Ｖｎと基準
電圧Ｖｔｈを比較し、Ｖｎ≦Ｖｔｈとなったときに、報
知手段２５０によって「現像剤量少」の警告を発する。
検知電圧Ｖｎはプリント毎に1回記憶素子２３０に書き
込む。従って、記憶素子２３０にはプリント枚数分の検
知電圧Ｖｎが格納されている。

【００６１】図９に本体プリント枚数及びカートリッジ
交換によるトナー残量検知電圧Ｖｎの推移を示す。

【００６２】ここでは、白抜け画像の発生するトナー残
量を２０ｇとして、「トナー残量少」の警告をトナー残
量３０ｇのときに発する場合を例に説明する。基準電圧
Ｖｔｈはトナー残量３０ｇに対応した２Ｖとする。

【００６３】図９に示すように、Ａカートリッジを使用
していくと、現像剤を消費するため検知電圧Ｖｎは徐々
に小さくなる。そして、Ｖｎ＝Ｖｔｈ＝２Ｖに達する
と、「トナー残量少」の旨を告知し、ユーザーはカート
リッジを画像形成装置本体から取り出し、カートリッジ
を振って現像剤の片寄りをならして装置本体に再装着す
る。これによって再びプリント可能となり、このとき検
知電圧Ｖｎは初期状態の５Ｖ近傍まで増加し、プリント
可能となる。しかし、更にプリント枚数を重ねると、再
びＶｎ＝Ｖｔｈ＝２Ｖに達し、「現像剤量が少なくなっ
た」旨を告知する。このときカートリッジには現像剤が
不足しているため、ユーザーは新品のＢカートリッジを
装置本体に挿入する。このとき現像剤は３００ｇと初期
状態なので、Ｖｎ＝５Ｖとなる。

【００６４】本発明ではこの性質を利用して、カートリ
ッジの個体識別を行うのである。Ｖｎはカートリッジの
プリント枚数がｎ枚時の検知電圧であり、プリント毎に
1回記憶素子２３０に書き込み、少なくとも次のプリン
トまでは記憶させておく。勿論カートリッジが交換され
るまですべての検知電圧Ｖｎを記憶させておいても良
い。

【００６５】［カートリッジの個体識別方法］本実施例
におけるカートリッジ個体識別方法について図１０のフ
ローチャートを用いて説明する。本実施例ではカートリ
ッジの着脱が行われたときに個体識別動作を行うことに
特徴がある。

【００６６】画像形成装置の工場出荷時に予め現像剤量
の比較値Ｖｔｈを設定し、エンジンコントローラ２４０
に記憶させておく。比較値Ｖｔｈは検知したいトナー量
に対応する値とする。

【００６７】先ず、開閉検知手段、すなわちドアスイッ
チによって、カートリッジカバー３０１が開閉されたこ
とを検知する（ステップ１）。

【００６８】次いで、記憶素子２３０からＶ_n、Ｖ_n-1、
Ｋ_n、Ｋ_n-1を読み込む（ステップ２）。尚、Ｖ_n-1、Ｋ
_n-1は各々１枚前のプリント時のトナー残量検出電圧、
カートリッジ容量である。そして、Ｖ_n−Ｖ_n-1＞０かど
うかを判断する（ステップ３）。

【００６９】Ｖ_n−Ｖ_n-1≦０であれば、そのままプリン
ト待機に入る（ステップ６）。これは、ユーザーがジャ
ム処理などを行うためにカートリッジの着脱を行った場
合が想定される。

【００７０】Ｖ_n−Ｖ_n-1＞０であれば前回のプリント時
よりもトナー残量検出電圧が大きくなっているため、ユ
ーザーがトナー残量少警告後にカートリッジを装置本体
から取り出して振ったか、新品カートリッジを使用した
かのいずれかである。

【００７１】そこで更にＫ_n−Ｋ_n-1≦０かどうかを判断
し（ステップ４）、Ｋ_n−Ｋ_n-1≦０（もしくは所定値）
であれば、前回よりもカートリッジ容量が小さくなった
（感光体膜厚が厚くなった）ことを意味し、すなわちカ
ートリッジが新品に交換されたことがわかる。そしてプ
リント枚数ｎとトナー残量少警告回数Ｃをゼロにリセッ
トし（ステップ５）、プリント待機に入る（ステップ
６）。

【００７２】Ｋ_n−Ｋ_n-1＞０であれば、カートリッジは
交換されていないので、そのままプリント待機となる
（ステップ６）。

【００７３】上記のように、本実施例によれば、カート
リッジ側に記憶素子などを設けずして、トナー残量情報
とカートリッジ容量情報を利用して、使用しているカー
トリッジの新旧を容易に識別でき、つまり、個体識別を
することができ、使用中のカートリッジの使用状態を正
確に管理できる。

【００７４】尚、トナー残量検出方式は本実施例に示し
た静電容量検知方式に限定されるものではなく、磁気セ
ンサー方式やピエゾ素子を用いた質量検知方式などでも
良い。また本実施例においては感光体の使用状態をカー
トリッジ容量にて検知したが、感光体膜厚を測定するこ
とで検知しても良い。

【００７５】また、基準電圧Ｖｔｈや検知する際の判断
式は、本実施例に示したものに限らず、本発明の効果を
奏する範囲で限定されるものではない。

【００７６】実施例２つぎに本発明の第２実施例について図１１および図１２
により説明する。

【００７７】本実施例では、トナー残量検出を印字ドッ
ト数とトナー消費に相関があることを利用するピクセル
カウント方式と第１実施例に示した静電容量検知方式を
併用する。この場合に画像形成装置に印字ドット数を計
測する印字ドット計数手段を設け、その情報を画像形成
装置に具備した記憶素子に記憶させる。そしてカートリ
ッジには記憶素子などを備えることなくカートリッジの
個体識別を行い、新品カートリッジが装着された場合、
記憶素子に格納された印字ドット数をリセットすること
が特徴である。

【００７８】図１１に示すように、本実施例のエンジン
コントローラ２４０は、印字ドット数Ｄを計測する印字
ドット係数手段２４３を備えている点で第１実施例と異
なっており、その他の構成は概略同様である。

【００７９】本実施例では、プリント毎にトナー残量検
知電圧Ｖｎ、カートリッジ容量検知電圧Ｋｎとともに、
印字ドット計数手段２４３によって得られた印字ドット
数Ｄも記憶素子２３０に記憶させる。印字ドット数Ｄ
は、Ｖｎ、Ｋｎとは異なり、加算した数を記憶させる。
本実施例ではピクセルカウント方式によるトナー残量を
報知手段２５０によって逐次ユーザーへ告知し、画像白
抜けに近づいたときに、静電容量検知方式でトナー残量
少の警告を行う。

【００８０】図１２のフローチャートに示すように、本
実施例におけるカートリッジの個体識別は、ステップＳ
１〜Ｓ４まで第１実施例と同様に行ない、ステップ４に
おいて、Ｋ_n−Ｋ_n-1＜０と判定された場合、すなわち、
カートリッジが新品であると判断された場合に、プリン
ト枚数ｎやトナー残量少警告回数Cをゼロリセットする
とともに、積算された印字ドット数Ｄもゼロリセットし
（ステップ５Ａ）、プリント待機に移行する（ステップ
６）。

【００８１】以上、本実施例によれば、カートリッジ側
に記憶素子などを設けずして、トナー残量情報とカート
リッジ容量情報を利用して、使用しているカートリッジ
の新旧を容易にかつ正確に識別可能な画像形成装置を提
供でき、かつピクセルカウント方式のトナー残量検出方
式を用いた場合において、トナー残量をより正確にユー
ザーに告知可能となる。

【００８２】尚、トナー残量検出方式は本実施例に示し
た静電容量検知方式に限定されるものではなく、磁気セ
ンサー方式やピエゾ素子を用いた質量検知方式などでも
良い。また本実施例においては感光体の使用状態をカー
トリッジ容量にて検知したが、感光体膜厚を測定するこ
とで検知しても良い。

【００８３】また基準電圧Ｖｔｈや検知する際の判断式
は、本実施例に示したものに限らず、本発明の効果を奏
する範囲で限定されるものではない。例えばＫｎとＫｎ
−１1およびＶ_nとＶ_n-1の比較を単なる大小で判断する
のではなく、その変化量を予め決めておいた所定値と比
較しても良い。

【００８４】実施例３次に本発明の第３実施例について説明する。本実施例
は、第１実施例のカートリッジの個体識別方法によって
使用しているカートリッジの新旧識別が正確に行えるこ
とを利用して、カートリッジの自動発注を行うことを特
徴とする。

【００８５】トナー残量検出方法やカートリッジ容量検
知方法は第１実施例と同様なので説明を省略する。

【００８６】本実施例におけるカートリッジ自動発注方
法について図１３のフローチャートを用いて説明する。

【００８７】まず、画像形成装置の工場出荷時に予め基
準値Ｖｔｈを設定し、エンジンコントローラ２４０に記
憶させておく。基準値Ｖｔｈは各々検知したいトナー残
量に対応する値とする。

【００８８】カートリッジドアの開閉時に、第１実施例
と同様にカートリッジの個体識別を実行する。その後、
画像形成装置はユーザーからのプリント信号を受信し、
プリント動作を開始する（ステップ１１）。そして帯電
バイアスが印加されることでカートリッジ容量検知回路
７００によりカートリッジ容量検知電圧Ｋｎが、現像バ
イアスが印加されることでトナー残量検知回路によりＶ
ｎが出力される（ステップ１２）。出力されたＫｎ、Ｖ
ｎは、画像形成装置本体３１０に設けられた記憶素子２
３０に書き込まれる。その後プリントを実行する（ステ
ップ１４）。

【００８９】つぎに、Ｖｎ≦Ｖｔｈかどうかを判断し
（ステップ１５）、Ｖｎ≦Ｖｔｈであれば、現在使用し
ているカートリッジのトナー残量が検知レベルより低い
ため、報知手段２５０によりユーザーへトナー残量少で
ある旨の警告を行ない（ステップ１６）、警告回数Ｃを
記憶素子２３０に書き込む（ステップ１７）。ここで、
警告回数Ｃが１回目かどうかを判断し（ステップ１
８）、警告回数Ｃが１回目であれば、自動発注信号を発
信する（ステップ１９）。この信号はホストコンピュー
タまたはサーバー４００となどのネットワークを通じて
消耗品販売店５００に通報される。1回目でなければ、
既に自動発注信号は発信しており、改めて発信する必要
は無いのでプリント枚数ｎを記憶素子２３０に書き込み
（ステップ２０）、動作を終了する。

【００９０】なお、ステップ１５でＶｎ＞Ｖｔｈであれ
ばプリント枚数ｎを記憶素子２３０に書き込み（ステッ
プ２０）、動作を終了する。

【００９１】上記のように本実施例によれば、カートリ
ッジに特別にメモリなどを追加しなくても、カートリッ
ジの個体識別が正確に行えることに加え、トナーの消耗
状態をネットワークを通じて、消耗品販売者に伝えるこ
とができる。従って、ユーザーは消耗品の管理に煩わさ
れることがなくなり、非常にユーザービリティに優れた
画像形成装置を提供することが可能になる。

【００９２】尚、トナー残量検出方式は本実施例に示し
た静電容量検知方式に限定されるものではなく、磁気セ
ンサー方式やピエゾ素子を用いた質量検知方式などでも
良い。また本実施例においては感光体の使用状態をカー
トリッジ容量にて検知したが、感光体膜厚を測定するこ
とで検知しても良い。

【００９３】また基準値Ｖｔｈや検知する際の判断式
は、本実施例に示したものに限らず、本発明の効果を奏
する範囲で限定されるものではない。

【００９４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置は、像担持体使用量情報と現像剤残量情報に基づい
てプロセスカートリッジの個体識別を行うことにより、
プロセスカートリッジがコストアップすることなく、容
易にかつ正確にプロセスカートリッジの個体識別ができ
る。また、前記像担持体使用量と前記現像剤残量情報に
基づいてプロセスカートリッジの自動発注を行うことに
より、プロセスカートリッジの自動発注を適正な時期に
行なうことができ、ユーザビリティを向上に寄与でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す断
面構成図である。

【図２】プロセスカートリッジ個体識別を行なうための
制御系の一実施例を示すブロック図である。

【図３】本発明に係るカートリッジ容量検知回路の一実
施例を示す図である。

【図４】感光体膜厚とカートリッジ容量の関係を示すグ
ラフである。

【図５】カートリッジ容量と検知電圧の関係を示すグラ
フである。

【図６】カートリッジ交換におけるプリント枚数と検知
電圧との関係を示すグラフである。

【図７】本発明に係るトナー残量検知回路の一実施例を
示す図である。

【図８】トナー残量と検知電圧との関係を示すグラフで
ある。

【図９】カートリッジ交換におけるプリント枚数と検知
電圧との関係を示すグラフである。

【図１０】本発明に係る個体識別方法の一実施例を示す
フローチャートである。

【図１１】プロセスカートリッジ個体識別を行なうため
の制御系の他の実施例を示すブロック図である。

【図１２】本発明に係る個体識別方法の他の実施例を示
すフローチャートである。

【図１３】本発明に係るカートリッジ自動発注方法の一
実施例を示すフローチャートである。

【符号の説明】

３０感光ドラム（像担持体）５０現像装置（現像手段）１００プロセスカートリッジ１０１帯電手段２２０トナー残量検出回路（現像剤残量検出手
段）３０１カートリッジカバー（開閉部材）７００カートリッジ容量検知回路（カートリッジ
容量検出手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像が形成される像担持体と、前記像担持
体を一様に帯電させるための帯電手段と、前記像担持体
上に形成された静電潜像に現像剤を供給して可視化する
現像手段とを一体的に備えたプロセスカートリッジが着
脱可能であって、前記像担持体の使用量を検出する手段
と、現像剤の残量を検出する現像剤残量検出手段と、前
記像担持体の使用量情報、前記現像剤残量情報、および
前記プロセスカートリッジの使用枚数を記憶するための
書き込み更新可能な記憶手段と、を有する画像形成装置
において、前記像担持体の使用量情報と前記現像剤残量情報に基づ
いてプロセスカートリッジの個体識別を行うことを特徴
とする画像形成装置。
【請求項２】更に、プロセスカートリッジを着脱する
ための開閉自在な開閉部材を有し、前記開閉部材の開閉
動作を行った場合に、前記プロセスカートリッジの個体
識別を行うことを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】前記像担持体の使用量は、前記帯電手段
と前記像担持体が形成する合成静電容量であることを特
徴とする請求項１または２の画像形成装置。
【請求項４】前記像担持体の使用量と前記現像剤残量
情報に基づいて前記プロセスカートリッジの自動発注を
行うことを特徴とする請求項１、２、または３の画像形
成装置。
【請求項５】前記プロセスカートリッジの個体識別と
はプロセスカートリッジの新旧の識別であることを特徴
とする請求項１から４のいずれかの画像形成装置。