JP2002328515A - 現像剤量検知システム及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の現像剤量検知部材を用いた現像剤量検
知システム或いは画像形成装置において、現像剤量検知
部材を切り替える際に、現像剤量表示値の急激な変化を
回避し、適切な現像剤量表示を実現し、しかも現像剤量
検知の精度を高くすることのできる現像剤量検知システ
ム及び画像形成装置を提供することである。 【解決手段】 前記現像容器内の現像剤量によって、前
記現像剤量表示信号生成源を前記第１現像剤量検知部材
から前記第２現像剤量検知部材に切り替える際に、前記
現像剤量表示信号を、現像剤の変化量に対して、所定単
位及び所定速度で更新制御する。

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、電子写真
方式を用いた画像形成装置、及び画像形成装置本体に装
着可能なプロセスカートリッジやカートリッジ化された
現像装置に配設されている現像剤残量検知部材を用いて
プロセスカートリッジ或いは現像装置内の現像剤の残量
を検知し、その結果を表示する現像剤量検知システムに
関する。

【０００２】ここで、電子写真画像形成装置としては、
たとえば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（たとえ
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等が含まれる。

【０００３】又、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或
いは全部と、電子写真感光体とを一体的に構成し、電子
写真画像形成装置本体に対して着脱可能としたものであ
る。

【０００４】

【従来の技術】複写機やレーザービームプリンタ等の電
子写真方式の画像形成装置は、画像情報に対応した光を
潜像担持体である感光体に照射して潜像を形成し、この
潜像に現像装置にて記録材料である現像剤（トナー）を
供給して顕像化し、更に、転写手段にて感光体から記録
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。

【０００５】現像装置には、トナー収納部である現像剤
容器（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。トナー容器や現像装置、
感光体、帯電手段、感光体のクリーニング手段は、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ら使用者はプロセスカートリッ
ジを交換して、再び、画像を形成することができる。

【０００６】このプロセスカートリッジ内の画像形成に
供することができるトナーが、どれくらい残っているか
を随時知るために、トナー量レベルを逐次検知できる現
像剤量検知システムが画像形成装置本体に組みこまれ、
現像剤量検知システムが有する現像剤量検知部材（トナ
ー量検知部材）が、現像装置、又は、プロセスカートリ
ッジ、又は画像形成装置本体に備えられていることがあ
る。

【０００７】このトナー量検知部材として、フラットア
ンテナが適用されている。フラットアンテナ方式に用い
られる平面アンテナは、所定の間隔をもって平行に形成
された入力側と出力側の一対の導電部をもったパターン
で、これらが設けられた面を、トナー容器内側面のトナ
ーと接する位置に配置し、このパターン表面に接するト
ナーの有無によって静電容量が変化することを利用する
ものである。平面アンテナの静電容量は、一対の導電部
の一方に一定の交流バイアスを印加し、その際にもう一
方の導電部に流れる電流から知ることができる。

【０００８】トナー容器内のトナーが減少するに従って
トナーと平面アンテナとの接触面積が減少するように、
平面アンテナを配置することで、トナー容器内のトナー
残量と平面アンテナの静電容量の対応づけが可能にな
り、検知情報として、平面アンテナの静電容量を測定す
ることにより随時トナー容器内のトナー量を知ることが
できる。

【０００９】平面アンテナの静電容量をトナー量に変換
し、検出したトナー量をトナー量表示信号に変換して、
使用者が確認できる表示手段に表示する。使用者はこれ
を見て、もうすぐトナーがなくなるから次のプロセスカ
ートリッジを用意したほうがよさそうだとか、大量のプ
リントをするけどトナーは十分有るなど、プリント作業
を効率よく、またプロセスカートリッジを有効に使うこ
とができる。

【００１０】このトナー量検知部材によるトナー量検知
は、トナー容器内のトナーの状態や検知部材自体の精度
などで検出した値がばらつき、ときにはトナーが増えた
ような値をとることもある。これをそのまま表示すると
使用者が混乱するので、表示ではトナー量は減る方向に
しか更新しないように構成している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、トナー
容器の大きさや形状によっては、トナー量を逐次検知す
るために複数のトナー量検知部材が必要である。例え
ば、トナー量が多いときは第１現像剤（トナー）量検知
部材を用いて検知し、トナー量が少ないときは第２現像
剤（トナー）量検知部材を用いて検知することがある。

【００１２】この場合、トナー量を検知するトナー量検
知部材を第１トナー量検知部材から第２トナー量検知部
材に切り替えるときに、あるトナー量を第１トナー量検
知部材から検出した結果Ｔ１と第２トナー量検知部材か
ら検出した結果Ｔ２が異なることがある。

【００１３】この際、そのままトナー量の表示のもとと
なるデータを結果Ｔ１から結果Ｔ２に切り替えると、使
用者にとっては、突然、トナーが減少したような表示を
する恐れがある。又、逆にトナーが増大したような表示
を出す恐れさえある。

【００１４】このように、現像剤量表示信号であるトナ
ー量表示が突然急激に変化すると、使用者が、装置が故
障したと誤解する恐れがある。

【００１５】従って、本発明の目的は、複数の現像剤量
検知部材を用いた現像剤量検知システム或いは画像形成
装置において、現像剤量検知部材を切り替える際に、現
像剤量表示値の急激な変化を回避し、適切な現像剤量表
示を実現し、しかも現像剤量検知の精度を高くすること
のできる現像剤量検知システム及び画像形成装置を提供
することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
現像剤量検知システム及び画像形成装置にて達成され
る。要約すれば、第１の本発明は、現像剤を収納する現
像剤容器内の現像剤量を検知する現像剤量検知システム
において、多い現像剤量を検知する第１現像剤量検知部
材と、少ない現像剤量を検知する第２現像剤量検知部材
と、前記第１現像剤量検知部材及び前記第２現像剤量検
知部材から得られる検知情報より現像剤量表示信号を生
成する手段と、前記現像剤量表示信号にて、検出された
現像剤量を表示する表示手段、或いは、検出された現像
剤量を表示手段に送信するための通信手段と、を有し、
前記現像剤容器内の現像剤量の表示値が所定の値にな
り、前記現像剤量表示信号生成源を前記第１現像剤量検
知部材から前記第２現像剤量検知部材に切り替える際
に、前記現像剤量表示信号を、所定単位及び所定速度で
更新制御することを特徴とする現像剤量検知システムを
提供する。

【００１７】第２の本発明は、潜像担持体と、該潜像担
持体上の静電潜像を現像する、現像剤を収納する現像剤
容器を備えた現像装置と、該現像装置にて使用される該
現像剤容器内の現像剤量を逐次検知する現像剤量検知シ
ステムと、を備えた画像形成装置において、前記現像剤
量検知システムは、多い現像剤量を検知する第１現像剤
量検知部材と、少ない現像剤量を検知する第２現像剤量
検知部材と、前記第１現像剤量検知部材及び前記第２現
像剤量検知部材から得られる検知情報より現像剤量表示
信号を生成する手段と、前記現像剤量表示信号にて、検
出された現像剤量を表示する表示手段、或いは、検出さ
れた現像剤量を表示手段に送信するための通信手段と、
を有し、前記現像容器内の現像剤量の表示値が所定の値
になり、前記現像剤量表示信号生成源を前記第１現像剤
量検知部材から前記第２現像剤量検知部材に切り替える
際に、前記現像剤量表示信号を、現像剤の変化量に対し
て、所定単位及び所定速度で更新制御することを特徴と
する画像形成装置を提供する。

【００１８】前記画像形成装置において、前記潜像担持
体と、該潜像担持体上の静電潜像を現像するための現像
剤を収納する前記現像剤容器を備えた現像装置と、該現
像剤容器内の現像剤量を逐次検知できる前記第１及び第
２現像剤量検知部材は、画像形成装置に着脱自在なプロ
セスカートリッジに構成されているか、又は、前記現像
剤容器と、該現像剤容器内の現像剤量を逐次検知できる
前記第１及び第２現像剤量検知部材と、を備えた前記現
像装置が着脱自在に備えられることがある。

【００１９】第１、第２の本発明の一実施態様による
と、前記現像剤量表示信号は、現像剤量を減少方向にの
み更新する。

【００２０】第１、第２の本発明の他の実施態様による
と、前記現像剤量表示信号は、現像剤量を１００分率
（％）で表す。

【００２１】第１、第２の本発明の他の実施態様による
と、前記第１又は第２現像剤量検知部材より検知された
所定の時間内での現像剤量を検出し、且つ、所定の時間
内に所定の回数検出された検出値の平均をとり、該検出
値を用いて、前記現像剤量表示信号を生成する。

【００２２】第１、第２の本発明の他の実施態様による
と、前記第１現像剤量検知部材は、所定の間隔をもって
平行に同一平面上に形成された入力側と出力側の一対の
電極を有し、電極間の静電容量を、前記検知情報として
検知する電極部材である。

【００２３】第１、第２の本発明の他の実施態様による
と、前記現像剤容器は、前記第１現像剤量検知部材の検
知領域に付着した現像剤を取り除く現像剤除去部材を有
する。

【００２４】第１、第２の本発明の他の実施態様による
と、前記第１現像剤量検知部材は、前記現像剤容器内の
前記第２現像剤量検知部材の作用領域に現像剤を送り込
む位置に設けられる。

【００２５】第１、第２の本発明の他の実施態様による
と、前記第２現像剤量検知部材は、導電性部材であり、
前記現像剤容器内部の現像剤を前記現像剤容器外部に搬
送する現像剤担持体との間の静電容量を、前記検知情報
として検知する。

【００２６】第１、第２の本発明の他の実施態様による
と、前記現像剤容器は、複数の現像剤搬送部材を備えて
おり、前記第２現像剤量検知部材は、前記現像剤担持体
に最も近い現像剤搬送部材の作用領域の一部を前記現像
剤担持体との間に挟むように前記現像剤容器に沿って配
設される。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る現像剤量検知
システム並びに画像形成装置を図面に則して更に詳しく
説明する。

【００２８】実施例１ 本実施例の画像形成装置は、ホストコンピューター、ネ
ットワーク等から画像情報を受け取り、それを記録紙上
に画像出力するレーザービームプリンタであり、プロセ
スカートリッジＡを本体から着脱でき交換可能である。

【００２９】プロセスカートリッジＡは、図４、図５で
示すように、潜像担持体である感光体１と、感光体１を
均一に帯電するための帯電手段７と、感光体１に対向配
置された現像装置Ｂと、クリーニング手段８と、クリー
ニング手段８により感光体１から除去された廃トナーを
収容する廃トナー容器９とが一体的に構成されている。
現像装置Ｂは、現像手段としての、現像剤担持体である
現像ローラ２及びトナー規制部材５と、現像剤（トナ
ー）Ｔの収納部であるトナー容器４と、を有する。

【００３０】プロセスカートリッジＡを装着する画像形
成装置であるレーザープリンター１４には、図６に示す
ようにプロセスカートリッジＡの上方に、画像情報に対
応してレーザー光Ｌを照射するレーザースキャナー１１
が、又、下方には感光体１に対向する転写手段１２が配
設されている。上記構成で、プロセスカートリッジＡ内
にて感光体１が帯電手段７によって均一に帯電され、そ
の表面上に、レーザースキャナー１１から照射されるレ
ーザー光Ｌによって走査露光がなされ、目的の画像情報
の静電潜像が形成される。

【００３１】静電潜像は、現像装置Ｂの現像ローラ２等
の作用によって、トナー容器４内のトナー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、絶縁性磁性一成分トナーを用いた。感光体１上の画
像は、転写手段１２によって、シートカセット２６より
送られてきた記録紙へ転写される。記録紙は、定着手段
１３を通って記録紙上に画像を定着させ、本体排紙トレ
イ２５へ排出される。記録紙上にトナー像を転写した後
は、クリーニング手段８によって感光体１上に残留した
トナーＴをクリーニング容器９に集める。

【００３２】図４において、現像剤容器４は、大容量化
に対応するために横長形状になっており、現像剤容器４
の底面は３つの凹形状になっている。図５は、トナーＴ
を収容したプロセスカートリッジＡを示している。図示
していない本体のモータによって駆動する３つの搬送部
材３ａ、３ｂ、３ｃは、現像剤容器４の凹部に対応して
おり、この搬送部材３が回転することで、トナーＴはほ
ぐされ、現像ローラ２へ搬送され、供給される。現像剤
容器４を横長形状にすることによって現像剤Ｔの自重が
緩和できるため、フェーディングや現像剤の劣化、攪拌
トルクの増加等を軽減することが可能となる。

【００３３】図７に示すトナー容器４の斜視図を参照す
ればよりよく理解されるように、搬送部材３ａ、３ｂ、
３ｃには、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリフェ
ニレンサルファイド樹脂等で作製された攪拌翼部材３
ａ’３ｂ’３ｃ’が設けられており、それらの回転半径
はトナー容器４の底面の半径よりも大きく、先端はその
底面に擦っている。それによって、現像剤容器４の底面
に現像剤Ｔを残すことなく、現像剤Ｔの横搬送を行って
いる。

【００３４】プロセスカートリッジＡが有するトナー容
器４内に、本発明の現像剤量検知システムとして、２つ
のトナー量検知部材が用いられる。第１トナー量検知部
材は平面アンテナ６であり、トナー容器４内部の片側側
面に配設される。もう１つは、第２トナー量検知部材と
して、容器４底面に配設されたプレートアンテナ１０が
用いられる。

【００３５】尚、現像剤量検知システムにては、これら
の第１、第２のトナー量検知部材の他に、これらに接続
されている、画像形成装置本体１４に設置された、後に
説明する電源、トナー量検出手段、演算制御手段、トナ
ー量表示手段、及びプロセスカートリッジＡ外側に設け
られた記憶手段２０を含む。

【００３６】平面アンテナ６を用いて、トナーＴが多い
領域を検知し、プレートアンテナ１０を用いて、トナー
Ｔが少ない領域を検知する。具体的には、平面アンテナ
６で使用初期からトナー量約５０％〜約１０％程度まで
の検知を行い、プレートアンテナ１０でトナー量約５０
％〜１０％の間からトナーがなくなるまでの検知を行
う。

【００３７】本実施例では、現像容器４が横長の形をし
ているため、トナー量を満タンの状態からトナー不足で
画像不良になるトナー量まで逐次トナー量を測るために
この２つの現像剤量検知部材によって、それぞれ独立し
てトナー量を測定している。

【００３８】平面アンテナ６は、図８に示したように、
通常のプリント基盤上に入力側と出力側の電極２１、２
２にエッチングや印刷等で導体パターンを形成されたも
のである。又、この回路図形を保護するためにその表面
に絶縁性保護膜を形成してある。

【００３９】本実施例では、この平面アンテナ６の電極
パターンの電極間隔と電極幅をそれぞれ３００μｍにし
た。そして、電極２１、２２間に交流バイアスとして２
４Ｖｐｐ、５０ＫＨｚを印加すると、平面アンテナ１０
にトナーＴが触れていないときには２０ｐＦ、平面アン
テナ６全面にトナーが触れているときには、４０ｐＦと
異なる静電容量値が観測された。

【００４０】この平面アンテナ６を、トナー容器４内の
側面に配設することで、容器４内トナーＴの減少に伴っ
てトナーＴと平面アンテナ６の接触面積が減るため、検
知情報として平面アンテナの電極間の静電容量を観測す
ることで、随時容器４内トナーＴ量を知ることができ
る。

【００４１】又、本実施例では、図７に示すように平面
アンテナ６中央の部分に、搬送部材３ｂがあり、搬送部
材３ｂの長手方向で平面アンテナ６に接する先端には付
随する現像剤除去部材である平面アンテナ拭き部材２３
が設けられ、搬送部材３の回転の際に平面アンテナ６の
表面を拭く構成をとり、トナーが減っても平面アンテナ
６表面にトナーが残る場合、トナー量を多く測定してし
まうことを防ぐ。

【００４２】搬送部材３の回転周期で平面アンテナ６か
らの出力が変動するので、複数回の測定結果を統計処理
し、トナー量を確定する。

【００４３】図５に戻り、プレートアンテナ１０は導電
部材である金属板で、現像ローラ２との間の静電容量を
測定することでこの両者の間のトナー量を測るものであ
る。プレートアンテナ１０は、トナー容器４の外側に、
板金によって、現像剤容器４の凹部形状に沿うように長
手全域に形成されている。プレートアンテナ１０の上か
らはカートリッジＡのカバー部材２４が設けられてい
る。

【００４４】プレートアンテナ１０は、現像ローラ２に
最も近い現像剤搬送部材３ｃの作用領域の一部を現像ロ
ーラ２との間に挟むようにトナー容器４に沿って配設さ
れている。

【００４５】現像ローラ２とトナー規制部材５の支持体
は電気的に接続されており、検知情報として、プレート
アンテナ１０との間の静電容量変化を測定し、演算処理
によって現像剤量を検知する。現像ローラ２は、本実施
例ではトナー規制部材５の支持体と同電位に構成され、
現像ローラ２にはＡＣバイアスが印加されており、プレ
ートアンテナ１０に、現像ローラ２との間の静電容量に
応じて流れる電流が、トナー量で異なることを利用して
トナー量を検知する。

【００４６】平面アンテナ６、プレートアンテナ１０を
用いた本実施例のプロセスカートリッジＡ内の現像剤量
検知システムは、図９のブロック図に示すように、プロ
セスカートリッジＡに平面アンテナ６とプレートアンテ
ナ１０の現像剤量検知部材、及び、記憶手段２０が設置
され、プロセスカートリッジＡ外部の画像形成装置本体
１４に、電源３４、現像剤量検出手段３１、演算制御手
段３２、記憶手段３５が設置され、画像形成装置本体内
部１４の表示手段３３か又は画像形成装置１４と接続さ
れた表示手段である外部表示装置５１で構成される。

【００４７】平面アンテナ（現像剤量検知部材）６又は
現像ローラ２に、バイアス発生手段３４から所定のＡＣ
バイアスを印加する。すると、上述のように平面アンテ
ナ６に接触するトナー量に応じた静電容量に対応した電
流が発生するか、又は、トナー量に応じたプレートアン
テナ１０と現像ローラ２との間の静電容量に対応した電
流が発生し、これを現像剤量検出手段３１で電圧値に変
換する。この値を演算制御手段３２を介して一時的に画
像形成装置本体１４の記憶手段３５に記憶し、それが所
定のデータ数になったら前に述べたように演算制御部３
２で統計処理をおこなう。

【００４８】平面アンテナ６にて検知されたトナー量Ｔ
１と、プレートアンテナ１０で検知されたトナー量Ｔ２
とは、演算制御部３２内部で比較され、トナー量Ｔ１或
いはトナー量Ｔ２の値を現像剤量表示信号として、表示
手段３３又は外部装置５１に表示して、使用者に通知す
る。更に、検出したトナー量の検出値Ｔ１、Ｔ２は、プ
ロセスカートリッジＡの記憶手段２０に記憶される。表
示手段は、画像形成装置本体１４に設けられたディスプ
レイ３３であってもよく、或いは、画像形成装置本体が
有する通信手段により通信可能とされた外部装置５１の
パソコンのディスプレイとすることもできる。

【００４９】図１０（ａ）〜（ｄ）にトナー量推移の様
子を、図１１に図１０（ａ）から（ｂ）に対応したトナ
ー量と静電容量の関係を示す。本実施例では、第２トナ
ー量検知部材であるプレートアンテナ１０にて検知され
たトナー量Ｔ２が１９％になって、トナー量検知部材で
ある現像剤量表示信号生成源の、平面アンテナ６からプ
レートアンテナ１０への切り換えが行われるものとす
る。 （ａ）トナー量が１００％の時には、平面アンテナ６、
プレートアンテナ１０共に現像剤に埋もれている。この
時、平面アンテナ６からの出力はＸ２である。 （ｂ）トナーが徐々に消費されていくに従って、平面ア
ンテナ６の検知領域にある現像剤の量が変化していく。
平面アンテナ６の表面に接しているトナーの面積の変化
に伴って、出力も変化していく。この時、平面アンテナ
６からの出力はＸ３である。 （ｃ）トナーが２５％になった辺りからプレートアンテ
ナ１０が作動を始める。この時プレートアンテナ１０か
らの出力はＹ２である。 （ｄ）トナー量が０％になるまで、検知を行う。この時
プレートアンテナ１０からの出力はＹ１である。従っ
て、プロセスカートリッジＡを使用する初期から最後ま
で、全ての領域での逐次検知が可能となる。

【００５０】図１２にトナー量と平面アンテナ６の出力
の統計処理後のトナー量確定値の関係を示す。プロセス
カートリッジＡにはトナーは最初は６５０ｇ充填してあ
り、その時は平面アンテナ６からは０．５ｖ出力する。
そして、トナー量と出力値は比例関係にあり、トナーが
１５０ｇの時に３．０ｖ出力する。トナーが１５０ｇ以
下に減ると、トナーは平面アンテナ６にはもう接しない
ので出力は変わらないいので、プレートアンテナ１０で
トナー量を測定することになる。

【００５１】次にプレートアンテナ１０によるトナー量
検知について説明する。プレートアンテナ１０と現像ロ
ーラ２の間の静電容量を検知するが、プレートアンテナ
１０付近の搬送部材３ｃによってトナーが攪拌されると
静電容量も変動するので、これも統計処理を施して値を
確定している。プレートアンテナ１０では、図１３に示
すようにトナー量が２００ｇ以下しか測定できない。

【００５２】ところで、この重量としてのトナー量を、
プリンター使用者にとってわかりやすくするために、本
実施例では未使用時を１００％、トナー量不足で画像不
良になるときのトナー量、本実施例では５０ｇを０％と
する１００分率に変換し、トナー量を表示する手段を有
している。

【００５３】この平面アンテナ６及びプレートアンテナ
１０の出力確定値と１００分率表示トナー量との関係の
表または式は、本体の記憶手段３５に記憶されていて、
平面アンテナ６の出力値が得られると、上記の統計処理
後、演算制御部３２が、この関係表（または式）で１０
０分率表示トナー量に変換し、現像剤表示信号として、
表示手段３３や外部のシステム、ネットワーク、装置な
どに伝達する。

【００５４】このように、複数の逐次トナー量検知部材
で広い範囲のトナー量を検知する場合、検知されたトナ
ー量を、ある現像剤量表示信号として表示するために、
所定のプリント時間になると、トナー量が多い状態を検
知する第１トナー量検知部材（本実施例では平面アンテ
ナ６）からトナー量が少ない状態を検知する第２トナー
量検知部材（本実施例ではプレートアンテナ１０）へと
現像剤量表示信号源を切り替えなければならない。

【００５５】本発明の特徴部分となる、そのトナー量検
知部材切り替え時に生じる問題を以下に説明する。図２
は、横軸がトナー量検知部材で検知したトナー量であ
り、表示トナー量（％）に換算してある。縦軸は、容器
４内に残っている実際のトナー量で、こちらも％で表し
ている。

【００５６】両検知部材による検出結果共に誤差がなけ
れば、グラフは比例直線ａとなり、縦軸も横軸も同じ数
字の点を通る直線になる。しかし、実際はそれぞれに誤
差が生じる。例えば、平面アンテナ６がトナー量を実際
のそれよりも多く検知することがあり、その場合はｂの
ような点線になることがある。又、プレートアンテナ１
０がトナー量を実際のそれよりも多く検知することもあ
り、その場合はｃのような点線になることがある。

【００５７】このような場合を想定して、どちらかの検
知部材がある値を検知したら第２トナー量検知部材へ切
り替えるというのが従来の方法であった。例えば、図２
において、プレートアンテナ１０が１９％を検知した
ら、その時点で平面アンテナ６からプレートアンテナ１
０へトナー量検知部材を切り替えるというものである。
これがｄの線である。

【００５８】このプレートアンテナが１９％と検知した
とき、実際のトナー量は１５％であるが、図２から平面
アンテナ６が検知した現像剤量は２５％である。つま
り、本実施例の表示手段３３では、１％刻みに表示でき
る構成なのにトナー量検知部材の切り替えのために、ト
ナー量表示は２５％の次ぎは１９％へと、表示値がとん
でいた。

【００５９】本発明は、このようなトナー量検知部材の
切り替え時に、表示値がとぶことなく滑らかに変化でき
るようにしたものである。

【００６０】図３は横軸がプリント時間（分）で縦軸が
表示トナー量（％）のグラフである。ここでは説明を簡
略化するために、同一パターンをプリントしているもの
とする。この図３で、ｂ、ｃ、ｄの線は図２のｂ、ｃ、
ｄの線をグラフ形式を変えてプロットしたものである。
ｂの線は平面アンテナ６での検知推移であるが、あるプ
リント時間１のときに２５％と表示されている。ｃで示
したプレートアンテナの検知推移から、そのプリント時
間１のときは、プレートアンテナ１０で測定したトナー
量は１９％であり、表示される現像剤量は、２５％から
１９％と直線ｄを描いて急に落下する。従来は、図３
で、推移ｂから推移ｄ、推移ｄから推移ｃへと表示は推
移していった。

【００６１】本発明は、現像剤量表示信号源であるトナ
ー量検知部材を切り替える際に、第１と第２の両検知部
材からの検出結果が異なる場合、図９の演算処理部３２
にて、所定のプリント時間で、所定の単位である表示値
最低単位で、表示部３３又は外部装置５１に出力された
表示値が、第２検知部材による検出値と同値になるま
で、表示値を更新するように構成した。

【００６２】所定の単位である表示値最低単位とは、本
実施例では１％刻みでトナー量を表示しているので、１
％になる。また、所定プリント時間とは、本実施例では
最小表示変化幅である１％を最も早く更新するプリント
時間、すなわち、全面黒（黒色の場合）の画像を出力し
つづけた場合の時間である３０秒とする。

【００６３】又、本実施例の現像剤量検知システムにお
いては、トナー量が減少する方向にしかトナー量表示値
を更新せず、よって、第１トナー量検知部材の平面アン
テナ６からの検出値は、第２トナー量検知部材の平面ア
ンテナ１０からの検出値の上限（本実施例では１９％）
より小さい値へは更新しない構成としている。

【００６４】要するに、両検知部材の検知結果が異なる
場合、全面黒画像をプリントしていると想定して、表示
値を自動的に第２トナー量検知部材が検知している値Ｔ
２まで更新するのである。図３の線ｅがこれを示してい
る。本発明の現像剤量検知システムを、図１のフローチ
ャートに示した。

【００６５】画像形成装置１４を使用して、減少したト
ナーの残量測定開始して（ステップＳ１０１）、第２ト
ナー量検知部材で検知したトナー量Ｔ２が所定の値Ｔ３
（本実施例では、１９％）に達するまで、多量のトナー
残量用の第１トナー量検知部材で測定した値Ｔ１を表示
する（ステップＳ１０３）。

【００６６】更にトナーを使用し、第２トナー量検知部
材で検知したトナー残量Ｔ２が所定の値Ｔ３に達して
（ステップＳ１０２）、第１検知部材の測定値Ｔ１を第
２検知部材の測定値Ｔ２（＝Ｔ３）と比べて（ステップ
Ｓ１０４）、同値である場合（Ｔ１＝Ｔ３である場合）
は、第２トナー量検知部材に切り替えて、第２トナー量
検知部材の値Ｔ２を表示し始める（ステップＳ１０
７）。

【００６７】しかし、ステップＳ１０４で、第１トナー
量検知部材の測定値Ｔ１が第２トナー量検知部材の測定
値Ｔ２（＝Ｔ３）に比べて大きい場合は、記憶手段３５
にて記憶された値を演算制御部３２に入力して、所定の
速さ（本実施例では、１回／３０秒）、所定の単位（本
実施例では１％）で表示を更新する（ステップＳ１０
５）。つまり、本実施例の場合は、所定の速さが１％／
３０秒であるので、第２トナー量検知部材の測定値が１
９％に達した時は、第１トナー量検知部材からの検出値
Ｔ１である２５％と表示し、３０秒後までの間は、それ
より１％減らして２４％と表示する。そして、３０秒ご
とに１％づつ減少させた値Ｔ４を表示して、その表示値
Ｔ４が第２検知部材の値Ｔ２（＝Ｔ３）に達した時（ス
テップＳ１０６）、第２検知部材の測定値Ｔ２に切り替
える（ステップＳ１０７）。

【００６８】このような測定値の切り換え時における緩
やかな表示変更によって、トナー残量が急激に減少した
ような誤解を生じることがなく、使用者は、より実際の
トナー残量を正確に知ることができ、メンテナンス性を
上げることが可能になる。

【００６９】尚、本実施例においては、現像剤として
は、絶縁性の磁性一成分現像剤（トナー）を用いたが、
現像剤はこれに限定されない。

【００７０】本実施例では、プロセスカートリッジＡを
備えた画像形成装置に関して説明したが、実施例で説明
した本発明の原理は、プロセスカートリッジＡから、帯
電手段７、クリーニング手段８の両方、又はいずれか一
方を除いた構成とされるプロセスカートリッジを設けた
画像形成装置、或いはプロセスカートリッジを設けてな
い画像形成装置においても同様に適用することができ
る。

【００７１】即ち、本実施例１にて説明した現像剤量検
知システムは、現像剤担持体及び現像剤容器等を有し、
電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための
現像装置に同様に適用され、同様の作用効果を達成し得
る。

【００７２】尚、本発明に係る現像剤量検知部材は、平
面アンテナやプレートアンテナに限らない。又、その他
の現像剤量検知システム、画像形成装置の構成について
も、実施例１のものに限らず、他の現像剤量検知方法を
とる現像剤量検知システム、画像形成装置においても、
本発明は適用できる。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の現像剤量
検知システム及び画像形成装置は、現像剤容器内の現像
剤量によって、現像剤量表示信号生成源を第１現像剤量
検知部材から第２現像剤量検知部材に切り替える際に、
現像剤量表示信号を、現像剤の変化量に対して、所定単
位及び所定速度で更新制御するので、トナー量検知部材
を切り替える際に、表示値が急激に変化することを防ぐ
ことができる。

【００７４】その結果、現像剤容器と第１及び第２現像
剤量検知部材を備えた現像装置、潜像担持体、がプロセ
スカートリッジ内にある場合、使用者は誤解することな
くプロセスカートリッジ内のトナー量を随時知ることが
できるので、プロセスカートリッジの交換時期（購入時
期）を的確に把握し、不良画像（トナーなし白抜け画
像）の発生、及びトナーを無駄に捨てるような資源の無
駄使いを防ぐ効果がある。

【００７５】又、画像形成装置はトナー容器内のトナー
量を１００分率で表示させることで、使用者にとってト
ナー量がどれくらい残っているかがとても分かりやす
く、使用者はトナー残量を間違って理解することがなく
なり、プロセスカートリッジの交換時期（購入時期）を
正確に把握でき、不良画像（トナーなし白抜け画像）の
発生、及びトナーを無駄に捨てるような資源の無駄使い
を防ぐ効果がある。

【００７６】又、画像形成装置に現像剤容器とその容器
内の現像剤量を逐次検知できる現像剤量検知部材が共に
プロセスカートリッジに構成されている場合には、互い
の位置精度が高くなり、トナー量をより精度を高く求め
られるといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像剤量検知システムの現像剤量検知
プロセスのフローチャートである。

【図２】従来の現像剤量検知システムによる表示トナー
量（％）と実トナー量（％）のグラフの部分拡大図であ
る。

【図３】本発明の現像剤量検知システムによる表示トナ
ー量（％）とプリント時間（分）を示すグラフである。

【図４】本発明が具体化されるプロセスカートリッジの
断面図である。

【図５】本発明が具体化されるプロセスカートリッジの
断面図である。

【図６】本発明の画像形成装置の概略構成断面図であ
る。

【図７】本発明が具体化される現像剤容器の斜視図であ
る。

【図８】本発明の画像形成装置に設けられる現像剤量検
知部材の正面図である。

【図９】本発明の現像剤量検知システムの構成を説明す
る概略構成図である。

【図１０】本発明が具体化されるプロセスカートリッジ
の現像剤消費の様子を示す断面図である。

【図１１】本発明に係る現像剤量検知部材における現像
剤量（％）と静電容量の出力（ｐＦ）の関係を示すグラ
フである。

【図１２】本発明の現像剤量検知システムにおけるトナ
ー量（ｇ）と平面アンテナでの測定トナー量確定値
（ｖ）のグラフの一例である。

【図１３】本発明の現像剤量検知システムにおけるトナ
ー量（ｇ）とプレートアンテナでの測定トナー量確定値
（ｖ）のグラフの一例である。

【符号の説明】

１ 感光体（潜像担持体） ２ 現像ローラ（現像剤担持体） ３ 現像剤搬送部材 ４ トナー容器（現像剤容器） ５ トナー規制部材 ６ 平面アンテナ（第１現像剤量検
知部材） １０ プレートアンテナ（第２現像剤
量検知部材） １４ 画像形成装置本体 ２０ 記憶手段 ２１、２２ 平面アンテナ電極 ２３ 平面アンテナ拭き部材（現像剤
除去部材） ３１ 現像剤量検出手段 ３２ 演算制御手段 ３３ 表示手段 ３４ 電源 ３５ 記憶手段 ５１ 外部装置 Ａ プロセスカートリッジ Ｂ 現像装置

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤を収納する現像剤容器内の現像剤
   量を検知する現像剤量検知システムにおいて、 多い現像剤量を検知する第１現像剤量検知部材と、少な
   い現像剤量を検知する第２現像剤量検知部材と、前記第
   １現像剤量検知部材及び前記第２現像剤量検知部材から
   得られる検知情報より現像剤量表示信号を生成する手段
   と、前記現像剤量表示信号にて、検出された現像剤量を
   表示する表示手段、或いは、検出された現像剤量を表示
   手段に送信するための通信手段と、を有し、 前記現像剤容器内の現像剤量の表示値が所定の値にな
   り、前記現像剤量表示信号生成源を前記第１現像剤量検
   知部材から前記第２現像剤量検知部材に切り替える際
   に、前記現像剤量表示信号を、所定単位及び所定速度で
   更新制御することを特徴とする現像剤量検知システム。
2. 【請求項２】 前記現像剤量表示信号は、現像剤量を減
   少方向にのみ更新することを特徴とする請求項１の現像
   剤量検知システム。
3. 【請求項３】 前記現像剤量表示信号は、現像剤量を１
   ００分率（％）で表すことを特徴とする請求項１又は２
   の現像剤量検知システム。
4. 【請求項４】 前記第１又は第２現像剤量検知部材より
   検知された所定の時間内での現像剤量を検出し、且つ、
   所定の時間内に所定の回数検出された検出値の平均をと
   り、該検出値を用いて、前記現像剤量表示信号を生成す
   ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載
   の現像剤量検知システム。
5. 【請求項５】 前記第１現像剤量検知部材は、所定の間
   隔をもって平行に同一平面上に形成された入力側と出力
   側の一対の電極を有し、電極間の静電容量を、前記検知
   情報として検知する電極部材であ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現像剤量検知システ
   ム。
6. 【請求項６】 前記現像剤容器は、前記第１現像剤量検
   知部材の検知領域に付着した現像剤を取り除く現像剤除
   去部材を有することを特徴とする請求項５の現像剤量検
   知システム。
7. 【請求項７】 前記第１現像剤量検知部材は、前記現像
   剤容器内の前記第２現像剤量検知部材の作用領域に現像
   剤を送り込む位置に設けられることを特徴とする請求項
   １〜６のいずれかの項に記載の現像剤量検知システム。
8. 【請求項８】 前記第２現像剤量検知部材は、導電性部
   材であり、前記現像剤容器内部の現像剤を前記現像剤容
   器外部に搬送する現像剤担持体との間の静電容量を、前
   記検知情報として検知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現像剤量検知システム。
9. 【請求項９】 前記現像剤容器は、複数の現像剤搬送部
   材を備えており、前記第２現像剤量検知部材は、前記現
   像剤担持体に最も近い現像剤搬送部材の作用領域の一部
   を前記現像剤担持体との間に挟むように前記現像剤容器
   に沿って配設したことを特徴とする請求項８の現像剤量
   検知システム。
10. 【請求項１０】 潜像担持体と、該潜像担持体上の静電
    潜像を現像する、現像剤を収納する現像剤容器を備えた
    現像装置と、前記現像剤容器内の現像剤量を逐次検知す
    る現像剤量検知システムと、を備えた画像形成装置にお
    いて、 前記現像剤量検知システムは、多い現像剤量を検知する
    第１現像剤量検知部材と、少ない現像剤量を検知する第
    ２現像剤量検知部材と、前記第１現像剤量検知部材及び
    前記第２現像剤量検知部材から得られる検知情報より現
    像剤量表示信号を生成する手段と、前記現像剤量表示信
    号にて、検出された現像剤量を表示する表示手段、或い
    は、検出された現像剤量を表示手段に送信するための通
    信手段と、を有し、 前記現像容器内の現像剤量の表示値が所定の値になり、
    前記現像剤量表示信号生成源を前記第１現像剤量検知部
    材から前記第２現像剤量検知部材に切り替える際に、前
    記現像剤量表示信号を、現像剤の変化量に対して、所定
    単位及び所定速度で更新制御することを特徴とする画像
    形成装置。
11. 【請求項１１】 前記潜像担持体と、該潜像担持体上の
    静電潜像を現像するための現像剤を収納する前記現像剤
    容器を備えた前記現像装置と、前記現像剤容器内の現像
    剤量を逐次検知できる前記第１及び第２現像剤量検知部
    材は、画像形成装置に着脱自在なプロセスカートリッジ
    に構成され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】 前記現像剤容器と、該現像剤容器内の
    現像剤量を逐次検知できる前記第１及び第２現像剤量検
    知部材と、を備えた前記現像装置が着脱自在に備えられ
    ることを特徴とする請求項１０の画像形成装置。
13. 【請求項１３】 前記現像剤量表示信号は、現像剤量を
    減少方向にのみ更新することを特徴とする請求項１０〜
    １２のいずれかの項に記載の画像形成装置。
14. 【請求項１４】 前記現像剤量表示信号は、現像剤量を
    １００分率（％）で表すことを特徴とする請求項１０〜
    １３のいずれかの項に記載の画像形成装置。
15. 【請求項１５】 前記第１又は第２現像剤量検知部材よ
    り検知された所定の時間内での現像剤量を検出し、且
    つ、所定の時間内に所定の回数検出された検出値の平均
    をとり、該検出値を用いて、前記現像剤量表示信号を生
    成することを特徴とする請求項１０〜１４のいずれかの
    項に記載の画像形成装置。
16. 【請求項１６】 前記第１現像剤量検知部材は、所定の
    間隔をもって平行に同一平面上に形成された入力側と出
    力側の一対の電極を有し、電極間の静電容量を、前記検
    知情報として検知する電極部材であることを特徴とする
    請求項１０〜１５のいずれかの項に記載の画像形成装
    置。
17. 【請求項１７】 前記現像剤容器は、前記第１現像剤量
    検知部材の検知領域に付着した現像剤を取り除く現像剤
    除去部材を有することを特徴とする請求項１６の画像形
    成装置。
18. 【請求項１８】 前記第１現像剤量検知部材は、前記現
    像剤容器内の前記第２現像剤量検知部材の作用領域に現
    像剤を送り込む位置に設けられることを特徴とする請求
    項１０〜１７のいずれかの項に記載の画像形成装置。
19. 【請求項１９】 前記第２現像剤量検知部材は、導電性
    部材であり、前記現像剤容器内の現像剤を前記現像剤容
    器外部に搬送する現像剤担持体との間の静電容量を、前
    記検知情報として検知することを特徴とする請求項１０
    〜１８のいずれかの項に記載の画像形成装置。
20. 【請求項２０】 前記現像剤容器は、複数の現像剤搬送
    部材を備えており、前記第２現像剤量検知部材は、前記
    現像剤担持体に最も近い現像剤搬送部材の作用領域の一
    部を前記現像剤担持体との間に挟むように前記現像剤容
    器に沿って配設されることを特徴とする請求項１９の画
    像形成装置。