JP2002268362A - 画像形成装置及び画像形成システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像剤状態が不安定になる可能性のある信号
が発生しない場合でも現像剤状態が不安定であると判別
し、その際には残量検知のためのシーケンスを変更する
ことによって、検出精度が悪化することのない画像形成
装置及び画像形成システムを提供する。 【解決手段】 カートリッジＣは、現像剤を収納する現
像剤収納部４ａを備えた現像装置４と、過去に検出され
た「現像剤残量に対応する電気的な検出値」を元に現像
剤残量検知を行う際の補正値を設定し、現在検出されて
いる「現像剤残量に対応した電気的な検出値」と前記補
正値とを用いて現像剤収納部４ａ内における現在の現像
剤残量を算出する現像剤残量検知手段と、少なくとも現
像剤残量情報及び前記補正値が記憶可能な記憶手段２０
とを有しており、現在の検出値を用いて設定される前記
補正値と、これまでの検出値を用いて設定された補正値
との差分が所定値以上ある場合には前記補正値の更新を
行わない。

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に関し、特に、カートリッ
ジ、即ち、プロセスカートリッジ、或いはカートリッジ
化された現像装置（「現像カートリッジ」ともいう。）
を画像形成装置本体に装着可能であり、且つカートリッ
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
る現像剤残量検知手段を備えた画像形成装置及び画像形
成システムに関する。

【０００２】ここで、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、ＬＥＤプ
リンタ、レーザビームプリンタ等）、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等が含まれ
る。

【０００３】又、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言う。

【０００４】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、または、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
リッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするもの
をいう。

【０００５】

【従来の技術】複写機やレーザービームプリンターなど
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（以下、「感光体」という。）に照射して静電潜像
を形成し、この静電潜像に現像手段で記録材料である現
像剤（トナー）を供給して画像として顕像化し、更に感
光体から記録媒体である記録紙へ画像を転写することで
記録紙上に画像を形成している。現像手段にはトナーを
収容した現像剤収納部としてのトナー容器が連結してお
り、画像を形成することでトナーは消費されていく。現
像剤収納部や現像手段、感光体、帯電手段などは、プロ
セスカートリッジとして一体に構成されていることが多
く、トナーが無くなった際、使用者はプロセスカートリ
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。

【０００６】近年では、このプロセスカートリッジ内の
画像形成に供されるトナーが、どの程度残っているかを
随時知るために、「トナー残量レベル検知手段」（逐次
現像剤残量検知手段）をプロセスカートリッジ又は画像
形成装置本体に備えているものが増えてきた。

【０００７】この逐次現像剤残量検知手段の一つに、プ
レート板金を用いた方式がある。この方式は、現像手段
である現像ローラと対向した平面状の板金（プレート板
金）を少なくとも1つ以上設け、現像ローラとプレート
板金若しくはプレート板金同士若しくはその両方をコン
デンサの電極として用い、該電極間の静電容量が、絶縁
性トナーの量に応じて変化することを利用したものであ
る。即ち、このプレート板金や現像ローラで構成された
コンデンサ間の空間がトナーで埋まっていれば静電容量
は大きくなり、トナーが減るにつれて上記空間に空気が
増えて静電容量は小さくなることを利用している。

【０００８】更には、このプレート板金や現像ローラ間
の静電容量とトナー量の関係を予め関係づけた補正テー
ブルを用意し、コンデンサ間の静電容量を測定すること
でトナー容器内のトナー残量レベルを算出することを可
能としている。

【０００９】又、プロセスカートリッジ（以下、「カー
トリッジ」という。）毎に読み書き可能な記憶手段（メ
モリ）を設け、カートリッジ個別の製造公差に関する情
報等の補正情報や、現状のトナー残量情報等を記憶する
ことによって上記「トナー残量レベル検知手段」を用い
たトナー残量レベルの算出を、より精度良く行う方法を
用いているものもある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような現像剤残量検知手段や記憶手段を用いて検知を行
った場合、この現像剤残量検知手段が検知可能な領域に
存在するトナー状態が不安定になった時の検出値を記憶
してしまうと、残量検知精度の低下に繋がる可能性が高
くなる。

【００１１】トナー状態が不安定になる場合として、カ
ートリッジを画像形成装置本体から出し入れした場合等
が考えられるが、この場合は、画像形成装置本体の電源
が投入される信号、カートリッジを出し入れする蓋が閉
められる信号によって判別可能である。従って、この信
号が発生した際に残量検知のためのシーケンスを変更す
ることによって検知精度悪化を抑えることができる。

【００１２】しかし、上述のような判別可能な信号が無
くても、一時的にトナー状態が不安定になる可能性があ
り、その値を記憶手段に記憶すると検知精度が悪化する
こともあり得る。

【００１３】そこで、本発明の目的は、現像剤状態が不
安定になる可能性のある信号が発生しない場合でも現像
剤状態が不安定であると判別し、その際には残量検知の
ためのシーケンスを変更することによって、検出精度が
悪化することのない画像形成装置及び画像形成システム
を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置及び画像形成システムにて達成される。要
約すれば、第１の本発明は、カートリッジが着脱可能で
あって、記録媒体に画像を形成する画像形成装置におい
て、前記カートリッジは、現像剤を収納する現像剤収納
部を備えた現像装置と、過去に検出された「現像剤残量
に対応する電気的な検出値」を元に現像剤残量検知を行
う際の補正値を設定し、現在検出されている「現像剤残
量に対応した電気的な検出値」と前記補正値とを用いて
前記現像剤収納部内における現在の現像剤残量を算出す
る現像剤残量検知手段と、少なくとも現像剤残量情報及
び前記補正値が記憶可能な記憶手段とを有しており、現
在の検出値を用いて設定される前記補正値と、これまで
の検出値を用いて設定された補正値との差分が所定値以
上ある場合には前記補正値の更新を行わないことを特徴
とする画像形成装置である。

【００１５】第２の本発明は、カートリッジが着脱可能
であって、記録媒体に画像を形成する画像形成装置にお
いて、前記カートリッジは、現像剤を収納する現像剤収
納部を備えた現像装置と、過去に検出された「現像剤残
量に対応する電気的な検出値」を元に現像剤残量検知を
行う際の補正値を設定し、現在検出されている「現像剤
残量に対応した電気的な検出値」と前記補正値とを用い
て前記現像剤収納部内における現在の現像剤残量を算出
する現像剤残量検知手段と、少なくとも現像剤残量情
報、前記補正値及び最新の「現像剤残量に対応した電気
的な検出値」が記憶可能な記憶手段とを有しており、前
記記憶手段に記憶された「現像剤残量に対応した電気的
な出力値」と現在の出力値との差分が所定値以上ある場
合には現像剤残量情報の記憶を行わないことを特徴とす
る画像形成装置である。一実施態様によれば、前記現像
剤残量情報は、現像剤残量が所定値以下になったことを
示す履歴情報であるか、又は前記現像剤残量情報は、現
像剤残量を数値的に判断できる情報である。

【００１６】第３の本発明は、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)現像剤を収納する
現像剤収納部を備えた現像装置と、(ii)過去に検出され
た「現像剤残量に対応する電気的な検出値」を元に現像
剤残量検知を行う際の補正値を設定し、現在検出されて
いる「現像剤残量に対応した電気的な検出値」と前記補
正値とを用いて前記現像剤収納部内における現在の現像
剤残量を算出する現像剤残量検知手段と、(iii)少なく
とも現像剤残量情報及び前記補正値が記憶可能な記憶手
段と、を有するカートリッジを備え、（ｂ）現在の検出
値を用いて設定される前記補正値と、これまでの検出値
を用いて設定された補正値との差分が所定値以上ある場
合には前記補正値の更新を行わないことを特徴とする画
像形成システムである。

【００１７】第４の本発明は、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)現像剤を収納する
現像剤収納部を備えた現像装置と、(ii)過去に検出され
た「現像剤残量に対応する電気的な検出値」を元に現像
剤残量検知を行う際の補正値を設定し、現在検出されて
いる「現像剤残量に対応した電気的な検出値」と前記補
正値とを用いて前記現像剤収納部内における現在の現像
剤残量を算出する現像剤残量検知手段と、(iii)少なく
とも現像剤残量情報、前記補正値及び最新の「現像剤残
量に対応した電気的な検出値」が記憶可能な記憶手段
と、を有するカートリッジを備え、（ｂ）前記記憶手段
に記憶された「現像剤残量に対応した電気的な出力値」
と現在の出力値との差分が所定値以上ある場合には現像
剤残量情報の記憶を行わないことを特徴とする画像形成
システムである。一実施態様によると、前記現像剤残量
情報は、現像剤残量が所定値以下になったことを示す履
歴情報であるか、又は、前記現像剤残量情報は、現像剤
残量を数値的に判断できる情報である。

【００１８】上記各本発明にて、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。

【００１９】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。

【００２０】他の実施態様によると、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
機器に送信して表示する。

【００２１】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
グ手段のうちの少なくとも一つ有する。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
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。

【００２３】実施例１ 本発明の一実施例における画像形成装置は、ホストコン
ピューターからの画像情報を受け取り、画像出力するレ
ーザービームプリンタであり、電子写真感光体、現像手
段、現像剤（トナー）等の消耗品をプロセスカートリッ
ジとして装置本体に対して着脱し交換可能にした電子写
真画像形成装置である。

【００２４】本実施例のプロセスカートリッジを装着し
た画像形成装置の構成及び動作について、図１〜図３を
用いて説明する。

【００２５】図１に示すように、プロセスカートリッジ
（以下、「カートリッジ」という。）Ｃは、像担持体と
しての電子写真感光体である感光体ドラム１と、感光体
ドラム１を均一に帯電するための帯電手段としての帯電
ローラ７と、現像装置４と、感光体ドラム１の表面を清
掃するクリーニング手段であるクリーニングブレード８
と、クリーニングブレード８により感光体ドラム１から
除去された残留トナーを収容する廃トナー容器９とが一
体的に構成され、図３に示すように、装着手段９０を介
して画像形成装置本体（以下、単に「装置本体」とい
う。）４０に着脱可能に装着される。

【００２６】現像装置４は、現像剤（トナー）Ｔを収容
する現像剤収納部であるトナー容器４ａ、トナー容器４
ａと連結された現像容器１４、感光体ドラム１に対向配
置された現像手段としての現像ローラ２、現像ローラ２
に当接し、トナー層厚を規制する現像剤規制部材である
現像ブレード５、及びトナー容器４ａ内のトナーＴを攪
拌し、且つ現像ローラ２に搬送する攪拌部材３を備えて
いる。

【００２７】又、カートリッジの使用前には、トナー容
器４と現像容器１４の間にトナー封止部材６が貼着され
ている。このトナー封止部材６は、カートリッジの輸送
中等に激しい衝撃が発生した場合等でもトナーが洩れる
ことのないように設けられ、装置本体４０にカートリッ
ジＣを装着する直前にユーザーによって開封される。

【００２８】図３において、レーザービームプリンター
には、プロセスカートリッジＣの上方に、画像情報に対
応してレーザー光１０を照射するレーザースキャナー１
１が、下方には感光体ドラム１に対向する転写手段であ
る転写ローラ１２が配設されている。

【００２９】上記構成において、感光体ドラム１が帯電
ローラ７によって均一に帯電され、その表面をレーザー
スキャナー１１から照射されるレーザー光１０によって
走査露光され、目的の画像情報の静電潜像が形成され
る。静電潜像は、現像ローラ２等の作用によって、トナ
ーＴが付着されてトナー像として可視化される。尚、本
実施例においては、現像剤として絶縁性磁性１成分トナ
ーを用いた。

【００３０】一方、給紙カセット１６内には記録媒体で
ある記録紙Ｐが積層されており、記録紙Ｐは、ピックア
ップローラ１７によって１枚ずつピックアップされてレ
ジストローラ対１８に搬送され、ここで、感光体ドラム
１上のトナー像と同期をとられて転写部へと搬送され
る。そして、転写ローラ１２の作用によって感光体ドラ
ム１上のトナー像が記録紙Ｐに転写される。トナー像が
転写された記録紙Ｐは定着装置１３に搬送されてトナー
像が熱と圧によって溶融され定着される。その後、排紙
ローラ１９によってトレイ３０へと排紙される。

【００３１】[現像剤残量検知手段]本実施例では、図１
及び図２に示すように、現像剤残量検知手段として、現
像ローラ２と、第１及び第２のプレート板金１００、１
０１とを用いている。第１のプレート板金１００は、現
像ローラ２に対向する位置に現像装置４の長手方向の全
域にわたって設けられ、第２のプレート板金１０１は、
第１のプレード板金１００と略同等の長手方向長さを有
し、プレート板金１００と対向するように設けられてい
る。

【００３２】第１及び第２のプレート板金１００、１０
１は、プレート電極として、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。本実施例ではサビに強いＳＵＳを使用してい
る。

【００３３】[現像剤残量検出回路]図４に、カートリッ
ジＣが装置本体４０に正常に装着されたときの残量検知
検出部２６の回路構成を示す。

【００３４】装置本体４０とカートリッジＣには不図示
の電気接点が設けられており、カートリッジＣが装置本
体４０内に装着された際に、この電気接点を通じてカー
トリッジＣの第１及び第２のプレート板金１００、１０
１と装置本体４０内の残量検知検出部２６が電気的に接
続される。

【００３５】図４において、現像バイアス印加手段とし
ての現像バイアス回路１０４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、固定の静電容量を有
するリファレンスコンデンサ１０５と、現像装置４内の
現像ローラ２と、第２のプレート板金１０１とにそれぞ
れ印加される。

【００３６】比較検出回路１０９では、リファレンス用
コンデンサ１０５（静電容量Ｃ１：固定値）の両端に発
生するリファレンス値、即ち電圧Ｖ１と、第１及び第２
のプレード板金１００、１０１間の静電容量（Ｃ３：ト
ナー残量によって可変）と現像ローラ２と第１のプレー
ト板金１００間の静電容量（Ｃ２：トナー残量によって
可変）との合成容量（Ｃ４＝Ｃ２＋Ｃ３）に対して発生
する測定値、即ち電圧Ｖ２との電圧差から電圧Ｖ３を生
成する。この電圧Ｖ３は、演算部（ＡＤ変換部）２４に
入力され、ここで、アナログ電圧Ｖ３をデジタル変換し
（以下この値を「検出値」と呼ぶ。単位は（Ｖ））、そ
の結果を制御部２３に送り、残量検知補正テーブル２５
（図５）を用いてトナー残量レベル（この値を「算出
値」と呼ぶ。単位は（％））を決定する。

【００３７】尚、本実施例では印加バイアスとして現像
バイアスである２ｋＨｚ程度の交流バイアスと−４００
Ｖ程度の直流バイアスを重畳したバイアスを用いてお
り、現像と同時に測定を行っている。

【００３８】[検知可能範囲]又、本実施例では、上述の
ように、現像剤残量検知手段として、現像ローラ２、現
像ローラ２に比較的近接した第１及び第２のプレート板
金１００、１０１を用いているため、これらの配置関係
から、図６に示すように、現像装置４内のトナーが概略
半分（本実施例では１００ｇ）以下に消費された時点か
ら検出電圧（図４におけるＶ３）の減少が始まり、その
後現像可能なトナーがなくなるまで（本実施例では約２
０ｇ）の範囲のトナー残量を逐次に検知できる。

【００３９】［記憶手段（メモリ）］次に、カートリッ
ジＣに搭載されている記憶手段（メモリ）２０について
説明する。

【００４０】図１、図３、及び図５に示すように、本実
施例のカートリッジＣは、廃トナー容器９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を備えている。カー
トリッジＣが装置本体４０に装着された場合は、カート
リッジ伝達部２１と本体制御部２２が互いに対向して配
置される。又、本体制御部２２は本体側の伝達手段とし
ての機能も含んでいる。

【００４１】又、メモリ２０は廃トナー容器９側に設置
されているが、これはこのカートリッジＣが廃トナー容
器９側を先頭に装置本体４０内に挿入するからであり、
メモリ２０と装置本体４０側の通信手段とが位置合わせ
し易いように考慮したためである。

【００４２】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。

【００４３】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
るためカートリッジＣ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。

【００４４】［メモリ制御構成］図５において、本実施
例におけるメモリの制御構成を説明する。

【００４５】カートリッジＣ側には、メモリ２０と伝達
部２１が配置されている。又、装置本体４０側には、本
体制御部２２が配置されており、本体制御部２２には、
制御部２３、演算部２４、残量検知補正テーブル２５、
残量検知検出部２６、及び本体側メモリ２８等が含まれ
ている。

【００４６】この本体制御部２２にてカートリッジ側メ
モリ２０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。

【００４７】[カートリッジ側メモリの装置本体へのア
クセス]カートリッジ側メモリ２０に書き込まれている
情報はカートリッジＣの使用開始時に本体側メモリ２８
へと送られる。

【００４８】プリント時には上述の方法によって「トナ
ー残量値」が計算され必要に応じて表示が更新される。
又、それらの値は計算の度に本体側メモリ２８に随時記
憶されており、表示が変更された際や、プリントが終了
し停止した際等にカートリッジ側メモリ２０に送り、記
憶させる。

【００４９】尚、本体側メモリ２８は複数のカートリッ
ジが使用されることを前提としていること等の理由によ
り、カートリッジが交換されたと考えられるような場合
には（装置本体４０の電源がオンされた時やカートリッ
ジＣの出し入れの際に使用される装置本体４０のドアが
閉じられたとき等）、本体側メモリ２８の内容は全てリ
セットされる。

【００５０】[製造公差の補正方法]画像形成装置本体４
０とカートリッジＣにはそれぞれ製造公差があり、製造
公差の分だけ実際には同じトナー残量であっても図７の
ように検出電圧（Ｖ）値が異なってしまう。これらを補
正するために図７のａ領域の、検出電圧が殆ど変化しな
い部分の値（この値を「補正値ａ」と呼ぶ）を記憶して
おき、残量検知における基準値とする。そして、補正値
ａからどの程度変化したかを用いて残量検知を行ってい
る。この方法を用いることによって図７に示すようない
ずれの場合であっても同様の精度で検知可能となる。本
実施例では、このときの補正値ａを、過去の検出値のう
ち最も小さい値を用いることとする。

【００５１】具体的には全ての検出される検出電圧値を
記憶手段の補正値ａと比較し、記憶されている補正値ａ
よりも現在の検出電圧値の方が小さい時のみ、その検出
電圧値が新しい補正値ａとなるというシーケンスを用い
ている。

【００５２】[トナー残量算出]トナー残量算出は、 １：図７で示したａ領域の値（補正値ａ）を決定し記憶
する部分、 ２：現在記憶されている「補正値ａ」と「換算テーブ
ル」を用いて現在検出した値（Ｖｏｌｔ）から残量
（％）を算出する部分、 からなっている。

【００５３】[一般的なシーケンス]本実施例における基
本的な制御の流れを図８のフローチャートを用いて詳し
く説明する。

【００５４】電源ＯＮなどによりスタートし（Ｓ１０
１）、カートリッジメモリ２０内にある残量値情報を本
体へ送り、このトナー残量値を装置本体に表示して印字
待機する（Ｓ１０２）。印字が開始されるとトナー残量
を算出し（Ｓ１０３）、装置本体の表示手段２７に表示
されたトナー残量値と比較を行う。

【００５５】現在の表示値よりトナー残量が少ない場
合、即ち、Ｙｅｓの場合、本体表示値及びカートリッジ
内のメモリ値を書き換え（Ｓ１０５）、印字を終了する
（Ｓ１０６）。Ｓ１０４においてＮｏの場合、即ち、Ｓ
１０３における算出値が、現在の本体表示値以上の場
合、直接Ｓ１０６へ進み、印字を終了する。

【００５６】印字終了後は、次の印字が開始されるまで
待機する。

【００５７】[一方向書き込み]実際のトナー残量レベル
を低コスト構成で常に完璧に検知することは困難であ
り、トナーの長手片寄りや測定誤差など様々な理由によ
り検知誤差が生じる可能性がある。この結果トナー量が
全く同じであるのに検出値が上下動したり、実際のトナ
ー量は減少しているのに検出値が増加する等ということ
もあり得る。

【００５８】本実施例ではこのような場合でもユーザー
を惑わせることのないように、トナー残量の表示値及び
メモリ値は減る方向にしか変化しないような「一方向書
き込みシーケンス」を用いている。即ち、過去に算出さ
れた残量％値の中の最小値を常に表示及び記憶してい
る。

【００５９】又、トナー量が所定値以下であることを示
す履歴情報（例えば、トナーが無くなる少し前で、新し
いカートリッジの準備をしておいて欲しい旨を意味する
「Ｔｏｎｅｒ−Ｌｏｗ」信号、トナーが無くなる寸前
で、今直ぐ新しいカートリッジの準備が必要になること
を意味する「Ｔｏｎｅｒ−Ｏｕｔ」信号を警告したかど
うか等を示す情報）も同様で、一度履歴情報を記憶する
とその情報は常に保持される。

【００６０】[検知タイミング]通常、図８のシーケンス
で示したように現像バイアスを印加した全てのタイミン
グでトナー残量を算出し、残量が減少した場合に表示等
を書き換えている。

【００６１】上述のように、本実施例ではユーザーを惑
わせることの無いように「一方向書き込みシーケンス」
を用いているが、算出値が1回でも真のトナー残量より
極端に少ないと、その値を表示、記憶することとなり、
逆に精度が悪化してしまう危険性がある。

【００６２】又、図７で示すa領域で突発的に小さな検
出電圧値が発生すると精度の低い値が補正値ａと記憶さ
れてしまい検出精度が全般的に低下してしまう危険性も
ある。

【００６３】[トナー状態が不安定な場合]トナー状態が
不安定になり突発的な値が発生する場合として、カート
リッジを画像形成装置本体から出し入れした場合等が考
えられる。このような場合は、画像形成装置本体の電源
が投入される信号、カートリッジを出し入れする蓋が閉
められる信号によってトナー状態が不安定になり突発的
な値が発生している可能性を推測できるが、例えば外部
から何らかの衝撃が与えられた場合等は特別な信号が発
生せずにトナー状態が不安定になり突発的な値が発生す
ることもある。このときの値をそのまま用いて残量検知
を行うと精度が悪化してしまい、好ましくない。

【００６４】以下に、本実施例においてどのようなシー
ケンスを用いて上記のような問題に対応しているかを図
９に示すフローチャートを用いて説明する。

【００６５】画像形成装置は、電源ＯＮ等でスタートし
（Ｓ２０１）、カートリッジメモリ２０内にある残量検
知値情報（残量％、履歴情報、補正値など）を本体へ送
り、残量％を本体に表示して印字待機する（Ｓ２０
２）。

【００６６】印字が開始されると（Ｓ２０３）、現像剤
残量に対応した出力(Ｖｏｌｔ)を検出し、補正値―検出
値の差分を取る（Ｓ２０４）。該差分と所定値との大小
関係を比較し（Ｓ２０５）、差分の方が小さい場合、即
ち、Ｎｏの場合は、次いで、補正値と検出値との大小関
係を判断し（Ｓ２０６）、補正値が検出値より大きい場
合、即ち、Ｙｅｓの場合には補正値として現在の検出値
を上書きする（Ｓ２０７）。そして、Ｓ２０８へ進む。

【００６７】Ｓ２０５にて差分の方が大きい場合、即
ち、Ｙｅｓの場合には突発的な値が発生したと判断し、
補正値を上書きすることなく、Ｓ２０８に進む。

【００６８】Ｓ２０６にて、補正値が検出値より小さい
場合、即ち、Ｎｏの場合には、Ｓ２０８に進む。

【００６９】Ｓ２０８では、現状の補正値と検出値を元
にトナー残量値を算出し、本体に表示されたトナー残量
％値と比較し（Ｓ２０９）、Ｙｅｓの場合、即ち、少な
い場合は本体表示％値及びカートリッジ内のメモリ値を
書き換え（Ｓ２１０）、印字終了となる（Ｓ２１１）。
Ｓ２０９において、現在の表示値よりトナー残量が大き
い場合、即ち、Ｎｏの場合は直接Ｓ２１１へ進み、印字
を終了する。

【００７０】本シーケンスは要約すると、毎回検出され
る値：検出値（Ｖｏｌｔ）と記憶された補正値とを比較
し、その差分が所定値以上の間はこの検出値を補正値と
して上書きを行なわず、これによって、突発的な値を記
憶することによる検知精度の悪化を抑制している。

【００７１】この方法によって所定の信号が発生しない
場合でも検知精度を大幅に悪化させずに使用することが
可能となった。

【００７２】本実施例で説明した「所定値」は、現像剤
の有無における変化量や実際に考えられる変動幅などを
考慮し０．２Ｖとしたが、これは構成などによって大き
く異なるためそれぞれの構成によって変更する必要があ
る。

【００７３】尚、本実施例では、現像剤量補正テーブル
２５は、本体制御部２２内に格納されるものとして説明
したが、これをカートリッジ側メモリ２０内に格納させ
てもよい。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体に保持させて
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。

【００７４】又、本実施例では、現像剤残量検知手段に
よって検出される静電容量と、残量検知検出部２６の検
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。

【００７５】更に、トナー残量の表記方法も（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。

【００７６】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％と表示してもよいし、トナー残量がユーザ
にわかる方式であればどのような表示形式であっても構
わない。

【００７７】更に、トナー残量の表示は、画像形成本体
に設けられた表示手段２７にて行うことに限定されるも
のではなく、図１０に示すように装置本体と通信可能に
接続されたホストコンピュータ６０などの機器が有して
いる画面７０等の表示手段によって行うこともできる。

【００７８】本実施例では、トナー残量レベル検知手段
としてプレート板金方式を用いたが、本発明は、この方
式のトナー残量レベル検知手段に限定するものではな
く、トナー残量レベルを検知できれば、その方式は問わ
ない。又、現像容器内に逐次残量検知手段を設けたが、
精度向上のため複数の検知手段を設けてもよく、例え
ば、トナー容器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量検知を行ってもよい。

【００７９】又、逐次にトナー残量を検知する構成でな
くても、本実施例、特に図９で示したようなシーケンス
を用いることによって同様の効果を得ることが可能とな
る。

【００８０】実施例２ 実施例２は、記憶手段に記憶する内容と残量検知シーケ
ンスの一部以外実施例１と同様であるため変更部分のみ
説明する。

【００８１】実施例１では記憶された補正値と現在の検
出値とを比較することで突発的な値を判別しており、出
力（Ｖｏｌｔ）が低い方向（トナー残量が多いと検出す
る方向）への突発値に対応しているが、出力（Ｖｏｌ
ｔ）が高い方向（トナー残量が少ないと検出する方向）
への突発値には対応できない。

【００８２】実施例２では実施例１に加えて最新の検出
値を記憶しておき、記憶された検出値と現状の検出値と
を比較することによって上記出力（Ｖｏｌｔ）が高い方
向への突発値に対応している点が特徴である。

【００８３】以下に本実施例における具体的なシーケン
スを図１１に示すフローチャートを用いて説明する。

【００８４】画像形成装置は、電源ＯＮ等でスタートし
（Ｓ３０１）、カートリッジメモリ２０内にある残量検
知値情報（残量％、履歴情報、補正値、最新検出電圧値
など）を本体へ送り、残量％を本体に表示して印字待機
する（Ｓ３０２）。

【００８５】印字が開始されると（Ｓ３０３）、残量に
対応した出力(Ｖｏｌｔ)を検出し、補正値―検出値の差
分を取る（Ｓ３０４）。差分と所定値との大小関係を比
較し（Ｓ３０５）、差分の方が大きい場合、即ち、Ｙｅ
ｓの場合は、Ｓ３１１へ進む。逆に小さい場合、即ち、
Ｎｏの場合は、補正値と検出値との大小関係を判断し
（Ｓ３０６）、補正値が検出値より小さい場合、即ち、
Ｎｏの場合には、Ｓ３１１に進む。

【００８６】Ｓ３０６で補正値が検出値より大きい場
合、即ち、Ｙｅｓの場合には補正値として現在の検出値
を上書きし（Ｓ３０７）、最新検出値と現在の検出値と
の差分をとる（Ｓ３０８）。この差分と所定値とを比較
し（Ｓ３０９）、差分が所定値より大きい場合、即ち、
Ｙｅｓの場合は、Ｓ３１４の印字終了へ進む。逆に小さ
い場合、即ち、Ｎｏの場合には、最新検出値として現在
の検出値を上書きした後（Ｓ３１０）、Ｓ３１１に進
む。

【００８７】Ｓ３１１では、トナー残量値を算出し、現
在の本体表示値よりトナー残量値が少ないかを確認し
（Ｓ３１２）、少なければ、即ち、Ｙｅｓの場合は、本
体表示とカートリッジ内記憶値を更新した後（Ｓ３１
３）、Ｓ３１４へ進み、多ければ、即ち、Ｎｏの場合
は、直接Ｓ３１４へ直接進み、印字を終了する。

【００８８】以上のシーケンスの内、記憶されている情
報として実施例１に加えて最新検出電圧値がある。また
それ以外では前半部分（補正値を計算する部分）と後半
の残量％を算出する部分は実施例１と同じで、Ｓ３０８
からＳ３１０の間の、メモリ内に記憶された最新検出値
と比較する部分が本実施例の特徴である。

【００８９】記憶されている最新検出値と比較してその
差分が大きいときには突発値が発生したと判別し、残量
値や履歴情報などを記憶するシーケンスに入らないのが
ポイントである。

【００９０】以上のシーケンスを用いることによって、
トナー状態が不安定である可能性が高いと思われるよう
な特別な信号がない場合でも検出精度を悪化させること
なく残量検知を行うことが可能となった。

【００９１】本実施例で記している「所定値」とは現像
剤の有無における変化量や実際に考えられる変動幅など
を考慮し０．２Ｖとしたが、これは構成などによって大
きく異なるためそれぞれの構成によって変更する必要が
ある。

【００９２】尚、上記各実施例では、本発明を、プロセ
スカートリッジを着脱可能に装着した電子写真画像形成
装置に適用した場合について説明したが、カートリッジ
化された現像装置、即ち現像カートリッジを着脱可能に
装着した電子写真画像形成装置に適用することもできる
ことはいうまでもない。次ぎに現像カートリッジについ
て説明する。

【００９３】実施例３ 図１２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Ｄの一実施例を示す。

【００９４】本実施例の現像装置Ｄは、現像ローラ２の
ような現像剤担持体（現像手段）を備えた現像容器１４
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トナー容器４ａと、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Ｄは、実
施例１で説明したプロセスカートリッジＣ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Ｃ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。

【００９５】従って、実施例１、２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Ｄ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、２おい
て行った上記説明を援用する。

【００９６】以上、本実施例の構成によっても、実施例
１、２と同様の作用効果を達成し得る。

【００９７】

【発明の効果】以上の説明したように、本発明に係る画
像形成装置及び画像形成システムは、（Ａ）カートリッ
ジは、現像剤を収納する現像剤収納部を備えた現像装置
と、過去に検出された「現像剤残量に対応する電気的な
検出値」を元に現像剤残量検知を行う際の補正値を設定
し、現在検出されている「現像剤残量に対応した電気的
な検出値」と前記補正値とを用いて現像剤収納部内にお
ける現在の現像剤残量を算出する現像剤残量検知手段
と、少なくとも現像剤残量情報及び前記補正値が記憶可
能な記憶手段とを有しており、現在の検出値を用いて設
定される前記補正値と、これまでの検出値を用いて設定
された補正値との差分が所定値以上ある場合には前記補
正値の更新を行わない構成とするか、又は、（Ｂ）カー
トリッジは、現像剤を収納する現像剤収納部を備えた現
像装置と、過去に検出された「現像剤残量に対応する電
気的な検出値」を元に現像剤残量検知を行う際の補正値
を設定し、現在検出されている「現像剤残量に対応した
電気的な検出値」と前記補正値とを用いて現像剤収納部
内における現在の現像剤残量を算出する現像剤残量検知
手段と、少なくとも現像剤残量情報、前記補正値及び最
新の「現像剤残量に対応した電気的な検出値」が記憶可
能な記憶手段とを有しており、記憶手段に記憶された
「現像剤残量に対応した電気的な出力値」と現在の出力
値との差分が所定値以上ある場合には現像剤残量情報の
記憶を行わない構成とされるので、特定の信号無しに突
発的な値が発生した場合でも、現像剤状態が不安定な場
合の検出値を残量検知の値として記憶しないため、現像
剤残量検知精度を低下させずに常に安定した検知が可能
となり、安定した画質を得ることができる。

【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の一実施例
を示す構成図である。

【図２】本発明に係るプロセスカートリッジを構成する
現像装置を示す斜視図である。

【図３】本発明に係るプロセスカートリッジを装着した
電子写真画像形成装置の一実施例を示す構成図である。

【図４】本発明に係る現像剤残量検出装置の一実施例を
示す回路図である。

【図５】本発明に係る装置本体とカートリッジとのアク
セス状態を説明するためのブロック図である。

【図６】本発明に従った現像剤残量検出装置におけるト
ナー残量と検出電圧Ｖ３との関係を示すグラフである。

【図７】本発明に従った現像剤残量検出装置におけるト
ナー残量と検出電圧Ｖ３との関係を示すグラフである。

【図８】本発明に従った一実施例に係る制御態様を示す
フローチャートである。

【図９】本発明に従った他の実施例に係る制御態様を示
すフローチャートである。

【図１０】トナー残量表示の一実施例を示す図である。

【図１１】本発明に従った他の実施例に係る制御態様を
示すフローチャートである。

【図１２】本発明に係る現像カートリッジの一実施例を
示す構成図である。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム（電子写真感光体） ２ 現像ローラ（現像手段） ４ 現像装置 ４ａ トナー容器（現像剤収納部） ２０ カートリッジ側メモリ（記憶手段） １００ 第１のプレート板金（現像剤残量検知手
段） １０１ 第２のプレート板金（現像剤残量検知手
段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内藤 順仁 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 DA27 DD02 DE04 DE07 EE07 EE08 EF06 GA49 GA50 GB03 ZA07 ZA08 2H071 BA04 BA13 BA32 BA33 DA06 DA08 DA13 DA32 2H077 AA07 AA35 AB12 AB15 AD06 AD13 DA15 DA42 DA59 DA82 DA86 DB10 GA04

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カートリッジが着脱可能であって、記録
   媒体に画像を形成する画像形成装置において、 前記カートリッジは、現像剤を収納する現像剤収納部を
   備えた現像装置と、過去に検出された「現像剤残量に対
   応する電気的な検出値」を元に現像剤残量検知を行う際
   の補正値を設定し、現在検出されている「現像剤残量に
   対応した電気的な検出値」と前記補正値とを用いて前記
   現像剤収納部内における現在の現像剤残量を算出する現
   像剤残量検知手段と、少なくとも現像剤残量情報及び前
   記補正値が記憶可能な記憶手段とを有しており、 現在の検出値を用いて設定される前記補正値と、これま
   での検出値を用いて設定された補正値との差分が所定値
   以上ある場合には前記補正値の更新を行わないことを特
   徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 カートリッジが着脱可能であって、記録
   媒体に画像を形成する画像形成装置において、 前記カートリッジは、現像剤を収納する現像剤収納部を
   備えた現像装置と、過去に検出された「現像剤残量に対
   応する電気的な検出値」を元に現像剤残量検知を行う際
   の補正値を設定し、現在検出されている「現像剤残量に
   対応した電気的な検出値」と前記補正値とを用いて前記
   現像剤収納部内における現在の現像剤残量を算出する現
   像剤残量検知手段と、少なくとも現像剤残量情報、前記
   補正値及び最新の「現像剤残量に対応した電気的な検出
   値」が記憶可能な記憶手段とを有しており、 前記記憶手段に記憶された「現像剤残量に対応した電気
   的な出力値」と現在の出力値との差分が所定値以上ある
   場合には現像剤残量情報の記憶を行わないことを特徴と
   する画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記現像剤残量情報は、現像剤残量が所
   定値以下になったことを示す履歴情報であることを特徴
   とする請求項２の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記現像剤残量情報は、現像剤残量を数
   値的に判断できる情報であることを特徴とする請求項２
   の画像形成装置。
5. 【請求項５】 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１〜４のいず
   れかの項に記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 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１〜５のい
   ずれかの項に記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 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して表示す
   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。
8. 【請求項８】 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の少なく
   とも一つ有することを特徴とする請求項１〜７のいずれ
   かの項に記載の画像形成装置。
9. 【請求項９】 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)現像剤を収納する現像剤収納部を
   備えた現像装置と、(ii)過去に検出された「現像剤残量
   に対応する電気的な検出値」を元に現像剤残量検知を行
   う際の補正値を設定し、現在検出されている「現像剤残
   量に対応した電気的な検出値」と前記補正値とを用いて
   前記現像剤収納部内における現在の現像剤残量を算出す
   る現像剤残量検知手段と、(iii)少なくとも現像剤残量
   情報及び前記補正値が記憶可能な記憶手段と、を有する
   カートリッジを備え、（ｂ）現在の検出値を用いて設定
   される前記補正値と、これまでの検出値を用いて設定さ
   れた補正値との差分が所定値以上ある場合には前記補正
   値の更新を行わないことを特徴とする画像形成システ
   ム。
10. 【請求項１０】 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)現像剤を収納する現像剤収納部
    を備えた現像装置と、(ii)過去に検出された「現像剤残
    量に対応する電気的な検出値」を元に現像剤残量検知を
    行う際の補正値を設定し、現在検出されている「現像剤
    残量に対応した電気的な検出値」と前記補正値とを用い
    て前記現像剤収納部内における現在の現像剤残量を算出
    する現像剤残量検知手段と、(iii)少なくとも現像剤残
    量情報、前記補正値及び最新の「現像剤残量に対応した
    電気的な検出値」が記憶可能な記憶手段と、を有するカ
    ートリッジを備え、（ｂ）前記記憶手段に記憶された
    「現像剤残量に対応した電気的な出力値」と現在の出力
    値との差分が所定値以上ある場合には現像剤残量情報の
    記憶を行わないことを特徴とする画像形成システム。
11. 【請求項１１】 前記現像剤残量情報は、現像剤残量が
    所定値以下になったことを示す履歴情報であることを特
    徴とする請求項１０の画像形成システム。
12. 【請求項１２】 前記現像剤残量情報は、現像剤残量を
    数値的に判断できる情報であることを特徴とする請求項
    １０の画像形成システム。
13. 【請求項１３】 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９〜１２の
    いずれかの項に記載の画像形成システム。
14. 【請求項１４】 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９〜１３
    いずれかの項に記載の画像形成システム。
15. 【請求項１５】 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して表示
    することを特徴とする請求項９〜１３のいずれかの項に
    記載の画像形成システム。
16. 【請求項１６】 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の少な
    くとも一つ有することを特徴とする請求項９〜１５のい
    ずれかの項に記載の画像形成システム。