JP2004151368A

JP2004151368A - Image forming apparatus

Info

Publication number: JP2004151368A
Application number: JP2002316404A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Hasegawa; 秀明長谷川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-10-30
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2004-05-27

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently and adequately detect an amount of remaining developer and an abnormal state relating to image formation. <P>SOLUTION: A process cartridge C can be mounted in a laser beam printer. The cartridge C includes: a toner seal 6 for blocking contact of unused toner with a developer carrier 2; a first electrode member 41 disposed nearer to the developer carrier than to the attached position of the toner seal 6; and a second electrode member 42 disposed farther from the developer carrier 2 than from the attached position of the toner seal 6. Based upon electrostatic capacitance generated in the first electrode member 41 and electrostatic capacitance generated in the second electrode member 42, it is determined whether or not the cartridge C is correctly in contact with a printer main body, whether the toner seal is removed or not, or whether toner is unevenly distributed within a container or not. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、現像剤の残量及びプロセスカートリッジの異常を検知する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、着脱可能なプロセスカートリッジを備えた画像形成装置が知られている。この種の画像形成装置では、プロセスカートリッジ内の現像剤の残量を検知可能なものもすでに知られている。
【０００３】
例えば、ピエゾ素子やフォトカプラによって、複数のトナー残量レベルを検出する方法が提案されている（特許文献１参照）。また、板金状の電極間の静電容量を測定することによりトナーの量を逐次に検出する方法も知られている（特許文献２参照）。さらに、画像形成装置内またはプロセスカートリッジ内に配設された板金状の電極部材と、トナーを感光体上の現像部へと搬送する現像剤担持体の間の静電容量を測定することにより、トナーの量を逐次に検出する方法も提案されている（特許文献３参照）。
【０００４】
また、上記のような静電容量を測定することによりトナー量を検出するトナー残量検知手段に加え、現像剤担持体近傍にトナー有無検知手段を設けることで、プロセスカートリッジに関するより詳細な情報が得られる方法も提案されている（特許文献４参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６１−１７６９６２号公報
【特許文献２】
特開平１１−２７２０６０号公報
【特許文献３】
特開２０００−２０６７７４号公報
【特許文献４】
特開２０００−２７５９５０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の画像形成装置による現像剤の残量検知には、プロセスカートリッジの装着の異常があった場合に対応しきれないという問題があった。
【０００７】
例えば、プロセスカートリッジが本体に対して所定の位置に正確に装着されていない場合には、画像形成装置本体及びプロセスカートリッジの破損や故障につながる場合がある。また、プロセスカートリッジと本体の電気接点が汚れている場合などには、正確な信号の送受信が行われず、本体側で、正確に現像剤の残量を検知できず、プロセスカートリッジの交換時期の判断を誤ることもあった。
【０００８】
さらに、出荷時のプロセスカートリッジには、現像剤担持体と現像剤の接触を遮断するためのシール部材が設けられており、最初のカートリッジ装着時に、ユーザがシール部材を外すことを求めているが、誤って、シール部材が着いたままカートリッジを装着してしまうと、やはり、画像形成装置本体及びプロセスカートリッジの破損や故障につながる可能性が高い。例えば、トナー容器内にトナーを撹拌及び搬送する撹拌部材を有している場合、トナーシールが除去されていない状態で駆動がかかると、トナー容器内の撹拌部材のトルクが増大し、トナーシール又は撹拌部材が破損する場合もある。更に、現像剤担持体にトナーが全く供給されていない状態で、プリント動作を行うことで、現像部では不要な摺擦が起こり、現像剤担持体にキズを与えてしまう場合もある。
【０００９】
また、例えば、高温高湿環境下において、プロセスカートリッジ内のトナーの流動性が低下して、プロセスカートリッジ内でトナーの偏在が発生した場合、トナー容器内にはトナーは十分残っているが、現像を行う現像剤担持体にはトナーが供給されていないという状況が生じた場合、そうした状況で画像形成装置がプリント信号を受けるとプリント動作を行ってしまい、画像不良が発生する。
【００１０】
そして、上記のような異常を検知するために、トナー残量検知手段に加え、それぞれ異常検知手段を設けるとすると、装置の複雑化及びコスト面での不具合を生じてしまう。
【００１１】
本願発明は上記従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、現像剤残量の検知と、画像形成に関する異常の検出とを、効率よく正確に行うことにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本発明は、
プロセスカートリッジを装着し、プロセスカートリッジ内の現像剤を用いて画像形成を行う画像形成装置であって、
前記プロセスカートリッジは、
現像剤を収納する現像容器と、
前記現像容器内の現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、
前記現像容器内部に除去可能に取り付けられた、未使用時の前記現像剤と前記現像剤担持体との接触を遮断するためのシール部材と、
前記現像容器内部において前記シール部材の取付位置よりも前記現像剤担持体に近い側に、前記現像剤担持体と対向して配設された第１電極部材と、
前記現像容器内部において前記シール部材の取付位置よりも前記現像剤担持体から遠い側に、前記現像剤担持体と対向して配設された第２電極部材と、
を備え、
前記画像形成装置は、
前記現像剤担持体に所定電圧を印加する印加手段と、
前記現像剤担持体に印加された前記所定電圧によって前記第１電極部材に生じた静電容量を検出する第１検出手段と、
前記現像剤担持体に印加された前記所定電圧によって前記第２電極部材に生じた静電容量を検出する第２検出手段と、
前記第１検出手段での検出値と前記第２検出手段での検出値に応じて、現像剤の残量、及びプロセスカートリッジに関する異常の有無を判定する判定手段と、
備えることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。なお、ここで画像形成装置としては、例えば、電子写真方式を用いた、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。又、画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジとは、帯電手段としての帯電ローラ、現像ユニット及びクリーニング手段としてのクリーニングブレードの少なくとも一つ或いは全部と、電子写真感光体等の像担持体とを一体的に構成し、画像形成装置本体に対して着脱可能としたものである。
【００１４】
以下、現像剤残量検知システム、画像形成装置、及び、プロセスカートリッジを図面に則して更に詳しく説明する。
【００１５】
（第１実施形態）
本発明に係る画像形成装置としては、静電記録方式のものにも適用できるが、電子写真方式の画像形成装置に対して特に有効である。そこで、本発明に係る画像形成装置の第１実施形態として、レーザビームプリンタについて説明する。
【００１６】
＜概要＞
図２に示すように、本実施の形態としてのレーザビームプリンタ１４は、プロセスカーリッジＣを装着し、プロセスカートリッジＣ内の現像剤（トナー）を用いて画像形成を行う。
【００１７】
そして、プロセスカートリッジＣは、図１に示すように、トナーを収納する現像容器４と、現像容器４内のトナーを、感光体１に担持搬送する現像剤担持体としての現像ローラ２と、現像容器４の内部に除去可能に取り付けられた、未使用時のトナーと現像剤担持体２との接触を遮断するためのシール部材としてのトナーシール６と、現像容器４内部においてトナーシール６の取付位置よりも現像剤担持体２に近い側に、現像剤担持体２と対向して配設された第１電極部材４１と、現像容器４内部においてトナーシール６の取付位置よりも現像剤担持体２から遠い側に、現像剤担持体２と対向して配設された第２電極部材４２と、を備えている。
【００１８】
レーザビームプリンタ１４は、また、現像剤担持体２に所定電圧を印加する印加手段としての現像バイアス電源３２と、現像剤担持体２に印加された所定電圧によって第１電極部材４１に生じた静電容量を検出する第１検出手段としての検知回路３０と、現像剤担持体２に印加された所定電圧によって第２電極部材４２に生じた静電容量を検出する第２検出手段としての検知回路３１と、を備えている。
【００１９】
また、図３に示すように、レーザビームプリンタ１４は、ＣＰＵ等の演算制御部３３を有しており、この演算制御部３３は、検知回路３０での検出値と検知回路３１での検出値に応じて、トナーの残量、及びプロセスカートリッジに関する異常の有無を判定する判定手段として機能する。言い換えれば、演算制御部３３は、レーザビームプリンタ１４を制御する制御方法を実現するものであって、その制御方法は、検知回路３０での検出値と検知回路３１での検出値に応じて、トナーの残量、及びプロセスカートリッジに関する異常の有無を判定するものである。この制御方法は、演算制御部３３が所定の制御プログラムを実行することによって実現できるものである。従って、その制御プログラムは、コンピュータやＣＰＵなどに、検知回路３０での検出値と検知回路３１での検出値に応じて、トナーの残量、及びプロセスカートリッジに関する異常の有無を判定する機能を実現させるものである。また、このような制御プログラムはコンピュータ読取り可能な記憶媒体に格納することが可能である。
【００２０】
演算制御部３３は、検知回路３０での検出値と検知回路３１での検出値に応じて、プロセスカートリッジＣがレーザビームプリンタ１４に対して正常に装着されているか否かを判定する。特に、演算制御部３３は、検知回路３０または検知回路３１での検出値が、トナー容器４内にトナーが無い場合の検出値よりも低い場合に、プロセスカートリッジＣがレーザビームプリンタ１４に対して正常に装着されていないと判定する。
【００２１】
演算制御部３３は、また、検知回路３０での検出値と検知回路３１での検出値に応じて、プロセスカートリッジＣ内にトナーが偏在しているか否かを判定する。特に、演算制御部３３は、検知回路３０での検出値が、画質低下を引き起こす量のトナーしかトナー容器４内に残存していない場合の値であって、検知回路３１での検出値が、画質低下を引き起こさない量のトナーがトナー容器４内に残存している場合の値であるときに、プロセスカートリッジＣ内にトナーが偏在していると判定する。
【００２２】
演算制御部３３は、また、プロセスカートリッジＣのトナーシール６が除去されているか否かを判定する。特に、演算制御部３３は、検知回路３０での検出値が、トナー容器４内にトナーが無い場合の値であって、検知回路３１での検出値が、画質低下を引き起こさない量のトナーがトナー容器４内に残存している場合の値であるときに、プロセスカートリッジＣのトナーシール６が除去されていないと判定する。
【００２３】
また、レーザビームプリンタ１４は、図３に示すように、表示部３５を有し、この表示部３５は、演算制御部３３が、プロセスカートリッジＣの異常を判定した場合に、その異常を報知する。
【００２４】
なお、演算制御部３３は、レーザビームプリンタ１４の電源起動時、及び、プロセスカートリッジＣの装着を契機に行われるイニシャル駆動の開始前に、プロセスカートリッジＣの異常を判定する。
【００２５】
また、上記所定電圧は、レーザビームプリンタ１４の画像形成時に印加される現像バイアスと同一の電圧である。
【００２６】
＜具体的構成＞
図２に示すように、ホストコンピュータ、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ビームプリンタ１４であり、プロセスカートリッジＣは、画像形成装置本体１４に設けられた装着手段としての装着部１５に対して所定の要領で挿入装着され、又、装置本体１４から抜き外しできるようにされている。
【００２７】
本実施の形態のレーザビームプリンタ１４には、図１に示されるプロセスカートリッジＣが設けられている。図１で示すように、プロセスカートリッジＣは、像担持体である電子写真感光体（感光体）１と、感光体１を均一に帯電するための帯電ローラ７と、感光体１に非接触で対向配置された現像ユニット４０として、現像剤担持体としての現像ローラ２及びトナー規制部材５と連結しているトナーＴの収納部であるトナー容器４と、未使用時に現像ローラとトナーの接触を遮断しているトナーシール６と、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。
【００２８】
図２に示すように、レーザプリンタ１４において、プロセスカートリッジＣの装着位置の上方には、画像情報に対応してレーザ光１０を照射する露光手段であるレーザスキャナー１１が、またその下方には感光体１に対向する転写ローラ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、その表面をレーザスキャナー１１から照射されるレーザ光１０によって走査露光なされ、目的の画像情報の静電潜像が形成される。感光体１表面の静電潜像は、現像ユニット４０の現像ローラ２に印加される現像バイアス等の作用によって、トナー容器４内のトナーＴが付着されて現像像（トナー像）として可視化される。現像バイアスは、直流と交流の重畳電圧である。
【００３０】
尚、本実施の形態においては、トナーとして、絶縁性磁性一成分トナーを用いることとするが、現像剤の種類に関しては、これに限るものではない。感光体１上のトナー像は、転写ローラ１２で記録媒体である記録紙へ転写される。記録紙は、定着手段１３を通って表面に画像が定着され、本体外部へ排出される。
【００３１】
プロセスカートリッジＣには、トナー容器４内に図１に示したように、トナー残量検知システムの電極部材としての、プレートアンテナ（以下ＰＡと略記する）４１とＰＡ４２の２枚の板金が、現像ローラ２に対向するように固定配設されている。現像ローラ２には、直流と交流の重畳電圧（以下、「残検バイアス」と称す。）が印加され、その際ＰＡ４１及びＰＡ４２に誘起される電流量を測定することによって、現像ローラ２とＰＡ４１間及び現像ローラ２とＰＡ４２間の静電容量を測定することができる。
【００３２】
それぞれの静電容量を測定する場合、画像形成時に現像ローラ２に印加される現像バイアスを残検バイアスとして用いることがコスト面でも望ましく、「トナーなし」状態になる直前の状態を精度良く検出することができる。また、現像ローラ２とＰＡ４１間及び現像ローラ２とＰＡ４２間の２カ所でトナー残量を検知することで、プロセスカートリッジ内のトナー残量を、未使用状態から消費されてなくなるまで広範囲に精度良く逐次検出できる。
【００３３】
ここで、図３は本実施の形態のトナー残量検知システムの回路構成を示したブロック図である。
【００３４】
現像ローラ２に入力される残検バイアスは、プリンタ本体に設けられた現像バイアス電源３２から、検知回路５３を介して印加される。また、ＰＡ４１及びＰＡ４２に誘起された静電容量に対応した電流は、それぞれ検知回路５１及び検知回路５２を介して、それぞれプリンタ本体側の検知回路３０及び検知回路３１に伝達される。検知回路３０及び検知回路３１で検出された静電容量の結果に対して、演算制御部３３は所定の演算処理を行うことによって、プロセスカートリッジ内のトナー残量を決定する。トナー残量検知の結果は記憶部３４で記憶され、表示部３５によって、例えば１００分率表示に換算してプリンタ本体に表示される。
【００３５】
本実施の形態の現像剤量検知システムは、以上に説明した現像ローラ２、ＰＡ４１、ＰＡ４２、検知回路５１、検知回路５２、検知回路５３、現像バイアス電源３２、検知回路３０、検知回路３１、演算制御部３３、記憶部３４、及び表示部３５により構成される。
【００３６】
本実施の形態は、検知回路３０及び検知回路３１の検出結果に応じて異常を検知する判定手段を演算制御部に設けたことを特徴とする。
【００３７】
上記判定手段においては以下の内容の異常検知が行われる。
【００３８】
（Ａ）プロセスカートリッジが正常に装着されていない…※警告１
（Ｂ）トナーシールが除去されていない…※警告２
（Ｃ）プロセスカートリッジ内のトナーが偏っている…※警告３
尚、それぞれの判定は、予め電極対間でのトナー量と静電容量との対応づけを行った、以下に示したような所定のテーブルに従って行われる。
【００３９】
【表１】

【００４０】
即ち、現像バイアスが現像ローラに印加された時、検知回路３０及び検知回路３１で検出された静電容量をそれぞれＣ１（ｐＦ）及びＣ２（ｐＦ）とすると、
（Ａ）Ｃ１及びＣ２のいずれか若しくは両方が０．５ｐＦまたはそれに近い値（つまり、トナー容器４内にトナーが無い場合の検出値１．０ｐＦよりも低い値）である場合、検知回路５１及び検知回路５２及び検知回路５３のいずれか若しくはすべてがプリンタ本体に正確に接触してないと判定し、警告１を発する。
【００４１】
（Ｂ）Ｃ１＝１．０ｐＦ、且つ１．５ｐＦ＜Ｃ２≦４．５ｐＦであるときに、トナーシールが除去されていないと判定し、警告２を発する。つまり、検知回路３０での検出値Ｃ１が、トナー容器４内にトナーが無い場合の値１．０ｐＦまたはほぼそれに等しい値であって、検知回路３１での検出値Ｃ２が、画質低下を引き起こさない量のトナーがトナー容器４内に残存している場合の値（例えば、３．５ｐＦなど）であるときに、トナーシールが除去されていないと判定する。
【００４２】
（Ｃ）Ｃ１≦２．５ｐＦ、且つ３．０ｐＦ＜Ｃ２≦４．５ｐＦであるとき、トナーが容器内で偏在しており、現像ローラに供給されていないと判定し、警告３を発する。つまり、検知回路３０での検出値Ｃ１が、画質低下を引き起こす量のトナーしかトナー容器４内に残存していない場合の値（例えば、２．０ｐＦなど）であって、検知回路３１での検出値Ｃ２が、画質低下を引き起こさない量のトナーがトナー容器４内に残存している場合の値（例えば、４．０ｐＦ）である時、トナーが偏在していると判定する。
【００４３】
本実施の形態においては、プリンタのイニシャル駆動中に、上記異常検知を行うことを特徴とする。
【００４４】
ここで、本実施の形態における、異常を判定する方法を図４のフローチャートを用いて、説明する。
【００４５】
まず、プリンタ電源がＯＮされ（ステップＳ１０１）、ドアオープン等のエラーが確認されなかった場合、プリンタのイニシャル駆動が開始され（ステップ１０２）、現像バイアス電源３２から現像ローラ２に対して現像バイアスが印加される。このとき、ＰＡ４１及びＰＡ４２からの出力された電流値に基づいて検知回路３０及び検知回路３１は現像ローラとＰＡ４１間の静電容量Ｃ１（ｐＦ）、及び現像ローラとＰＡ４２間の静電容量Ｃ２（ｐＦ）を検出し、検出されたＣ１及びＣ２の値を演算制御部３３内の判定手段によって比較することで、カートリッジの異常検知が行われる。
【００４６】
まず、プロセスカートリッジの異常装着検知を行う（ステップＳ１０３）。正常に装着されている場合はステップＳ１０５に進み、異常を検知した場合は、イニシャル駆動を停止し、警告１を表示部３５によって表示する（ステップＳ１０４）。
【００４７】
次に、トナーシール除去検知を行う（ステップＳ１０５）。トナーシールが除去されている場合はステップＳ１０７に進み、トナーシールが除去されていないと検知した場合は、イニシャル駆動を停止し、警告２を表示部３５によって表示する（ステップＳ１０６）。
【００４８】
次に、カートリッジ内のトナー偏在検知を行う（ステップＳ１０７）。トナーが偏っていて画像不良のおそれがあると判定すると、イニシャル駆動を停止し、警告３を表示部によって表示し（ステップＳ１０８）、トナーが偏っていないと判断した場合は、イニシャル駆動が終了し（ステップＳ１０９）、トナー残量検知システムによって検知されたトナー残量を表示部によって表示して（ステップ１１０）、プリント待機状態になる（ステップ１１１）。
【００４９】
上記の異常検知動作はプリンタ電源ＯＮ時、及びプリンタドア開閉時に、イニシャル駆動を伴って行われる。異常を検知した場合、即座にイニシャル駆動を停止し、表示部及びネットワークを通じて使用者に報知することで、画像不良や装置の破損及び故障を未然に防ぐことができる。また、使用者は異常の内容を正確に把握することができるので、速やかに対応することができ、プリント作業を効率よく行うことができる。
【００５０】
これにより、装置の複雑化及びコスト面での不具合を生じることなく、現像容器内のトナー残量を逐次に精度よく検出でき、且つ画像形成に関する異常を検知することができる。
【００５１】
その結果、使用者はプロセスカートリッジ内の正確な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、トナーを無駄に捨てるような資源の無駄使いを防ぎ、且つ画像不良によるプリント紙の無駄を防ぐ効果がある。
【００５２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【００５３】
＜概要＞
本実施形態に係るレーザビームプリンタ１４は、トナー容器４内のトナーを撹拌するための撹拌手段としての攪拌部材３を備えたプロセスカートリッジＣを着脱可能であり、演算制御部３３は、プロセスカートリッジＣの装着後、攪拌部材３を駆動する前に、プロセスカートリッジＣのトナーシール６が除去されているか否かを判定する。
【００５４】
＜具体的構成＞
本実施の形態は図６に示したように、トナー容器内にトナーを現像ローラに搬送するための撹拌部材３を設けたこと以外は第１実施形態のプロセスカートリッジＣと同様の構成である。撹拌部材３は、撹拌軸に厚み１００μｍのマイラーシートを貼付した構成であり、トナー容器内から現像ローラ側にトナーを効率的に搬送することができる。
【００５５】
本実施の形態では、第１実施形態と同様の異常検知をイニシャル駆動の前後に行うことを特徴とする。
【００５６】
本実施の形態においては、イニシャル駆動前にプロセスカートリッジの異常装着検知及びトナーシール除去検知を行い、異常を検知した場合はイニシャル駆動を行わないように設定した。また、トナー偏在検知をイニシャル駆動後に行うように設定した。
【００５７】
トナー容器内に撹拌部材を設けることで、効率よく現像ローラにトナーを供給することができるが、プロセスカートリッジのトルクは増すため、プロセスカートリッジが正常に装着されていない状態でイニシャル駆動を行った場合、トルクの更なる増大によって部品が破損する恐れがある。
【００５８】
また、トナーシールが除去されていない状態でイニシャル駆動を行った場合、トナー容器内は密閉された状態で撹拌部材が駆動されるので、トルクの増大による撹拌部材の破損や、撹拌によるトナーの圧力でトナーシールが破損するといった恐れがある。
【００５９】
更に、撹拌部材によってトナー容器内のトナーは循環しているため、駆動中に検出されるトナー残量の結果にばらつきが生じる。そのため、トナー偏在検知の誤検知が生じる場合があり、不要な警告を発し、プリント作業の効率化を妨げる恐れがある。
【００６０】
本実施の形態においては、イニシャル駆動前後に上記異常検知を行うことで、プロセスカートリッジの破損及び故障を防止でき、精度良く異常検知を行うことができる。
【００６１】
ここで、本実施の形態における、異常を判定する方法を図５のフローチャートを用いて、説明する。
【００６２】
まず、プリンタ電源がＯＮされ（ステップＳ２０１）、ドアオープン等のエラーが確認されなかった場合、現像バイアス電源３２から現像ローラ２に対して現像バイアスが印加される。このとき、ＰＡ４１及びＰＡ４２からの出力された電流値に基づいて検知回路３０及び検知回路３１は現像ローラとＰＡ４１間の静電容量Ｃ１（ｐＦ）、及び現像ローラとＰＡ４２間の静電容量Ｃ２（ｐＦ）を検出し、検出されたＣ１及びＣ２の値を演算制御部３３内の判定手段によって比較することで、カートリッジの異常検知が行われる。
【００６３】
まず、プロセスカートリッジ異常装着検知が行われる（ステップＳ２０２）。正常に装着されている場合はステップＳ２０４に進み、異常を検知した場合は警告１を表示部３５によって表示する（ステップＳ２０３）。
【００６４】
次に、トナーシール除去検知を行う（ステップＳ２０４）。トナーシールが除去されている場合は現像バイアスがＯＦＦされ、イニシャル駆動が開始され（ステップＳ２０６）、トナーシールが除去されていないと検知した場合は警告２を表示部３５によって表示する（ステップＳ２０５）。所定の時間イニシャル駆動が行われるとイニシャル駆動は終了する（ステップＳ２０７）。
【００６５】
次に、トナー偏在検知を行う（ステップＳ２０８）。トナーが偏っていて画像不良のおそれがあると判定すると、警告３を表示部によって表示し（ステップ２０９）、トナーが偏っていないと判断した場合は、トナー残量検知システムによって検知されたトナー残量を表示部によって表示して（ステップＳ２１０）、プリント待機状態になる（ステップ２１１）。
【００６６】
本実施の形態においては、イニシャル駆動前後に、異常検知を行うことで、プロセスカートリッジの破損及び故障を防止でき、精度良く異常検知を行うことができる。また、イニシャル駆動前に異常が検知された場合、不要な駆動を省略でき、電力の無駄を省くことができる。
【００６７】
（他の実施形態）
以上、本発明の第１、第２実施形態において、プロセスカートリッジは、現像ユニット及び感光ドラム等の潜像担持体以外に、帯電ローラ、クリーニングブレードを備えたものを用いたが、帯電ローラかクリーニングブレードのいずれかを備えたもの、或いは帯電ローラとクリーニングブレードを備えないものにおいても、本発明は適用できる。
【００６８】
また、画像形成装置は図１に示された構成に限るものではなく、現像ユニットや像担持体等のプロセス手段をプロセスカートリッジ化せず、それぞれが独立して設けられているものに関してもこの発明は適用できる。
【００６９】
また、上記実施形態は、レーザプリンタについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電子写真方式を用いた画像形成装置全てに適用可能である。例えば、電子写真方式を用いた、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等が含まれる。また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。
【００７０】
なお、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを、システム或いは装置に直接或いは遠隔から供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。その場合、プログラムの機能を有していれば、形態は、プログラムである必要はない。
【００７１】
従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明のクレームでは、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。
【００７２】
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。
【００７３】
プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）などがある。
【００７４】
その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、該ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明のクレームに含まれるものである。
【００７５】
また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。
【００７６】
また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。
【００７７】
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。
【００７８】
本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
【００７９】
［実施態様１］
プロセスカートリッジを装着し、プロセスカートリッジ内の現像剤を用いて画像形成を行う画像形成装置であって、
前記プロセスカートリッジは、
現像剤を収納する現像容器と、
前記現像容器内の現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、
前記現像容器内部に除去可能に取り付けられた、未使用時の前記現像剤と前記現像剤担持体との接触を遮断するためのシール部材と、
前記現像容器内部において前記シール部材の取付位置よりも前記現像剤担持体に近い側に、前記現像剤担持体と対向して配設された第１電極部材と、
前記現像容器内部において前記シール部材の取付位置よりも前記現像剤担持体から遠い側に、前記現像剤担持体と対向して配設された第２電極部材と、
を備え、
前記画像形成装置は、
前記現像剤担持体に所定電圧を印加する印加手段と、
前記現像剤担持体に印加された前記所定電圧によって前記第１電極部材に生じた静電容量を検出する第１検出手段と、
前記現像剤担持体に印加された前記所定電圧によって前記第２電極部材に生じた静電容量を検出する第２検出手段と、
前記第１検出手段での検出値と前記第２検出手段での検出値に応じて、現像剤の残量、及び前記プロセスカートリッジに関する異常の有無を判定する判定手段と、
を備えることをことを特徴とする画像形成装置。
【００８０】
［実施態様２］
前記判定手段は、前記第１検出手段での検出値と前記第２検出手段での検出値に応じて、前記プロセスカートリッジが前記画像形成装置に対して正常に装着されているか否かを判定することを特徴とする実施態様１に記載の画像形成装置。
【００８１】
［実施態様３］
前記判定手段は、
前記第１検出手段または前記第２検出手段での検出値が、前記現像容器内に現像剤が無い場合の検出値よりも低い場合に、
前記プロセスカートリッジが前記画像形成装置に対して正常に装着されていないと判定することを特徴とする実施態様２に記載の画像形成装置。
【００８２】
［実施態様４］
前記判定手段は、前記第１検出手段での検出値と前記第２検出手段での検出値に応じて、前記プロセスカートリッジ内に現像剤が偏在しているか否かを判定することを特徴とする実施態様１に記載の画像形成装置。
【００８３】
［実施態様５］
前記判定手段は、
前記第１検出手段での検出値が、画質低下を引き起こす量の現像剤しか前記現像容器内に残存していない場合の値であって、
前記第２検出手段での検出値が、画質低下を引き起こさない量の現像剤が前記現像容器内に残存している場合の値であるときに、
前記プロセスカートリッジ内に現像剤が偏在していると判定することを特徴とする実施態様４に記載の画像形成装置。
【００８４】
［実施態様６］
前記判定手段は、前記プロセスカートリッジの前記シール部材が除去されているか否かを判定することを特徴とする実施態様１に記載の画像形成装置。
【００８５】
［実施態様７］
前記判定手段は、
前記第１検出手段での検出値が、前記現像容器内に現像剤が無い場合の値であって、
前記第２検出手段での検出値が、画質低下を引き起こさない量の現像剤が前記現像容器内に残存している場合の値であるときに、
前記プロセスカートリッジの前記シール部材が除去されていないと判定することを特徴とする実施態様６に記載の画像形成装置。
【００８６】
［実施態様８］
前記判定手段が、前記異常を判定した場合に、前記異常を報知する報知手段を更に有することを特徴とする実施態様１〜７のいずれかに記載の画像形成装置。
【００８７】
［実施態様９］
前記判定手段は、前記画像形成装置の電源起動時、及び、プロセスカートリッジの装着を契機に行われるイニシャル駆動の開始前に前記異常を判定することを特徴とする実施態様１〜８のいずれかに記載の画像形成装置。
【００８８】
［実施態様１０］
前記所定電圧は、画像形成装置の画像形成時に印加される現像バイアスと同一の電圧であることを特徴とする実施態様１〜９のいずれかに記載の画像形成装置。
【００８９】
［実施態様１１］
前記前記現像容器内の現像剤を撹拌するための撹拌手段を更に備え、
前記判定手段は、
前記プロセスカートリッジの装着後、前記攪拌手段を駆動する前に、前記プロセスカートリッジの前記シール部材が除去されているか否かを判定することを特徴とする実施態様１〜１０のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【００９０】
［実施態様１２］
実施態様１に記載の画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジであって、
前記現像容器と、前記現像剤担持体と、前記シール部材と、前記第１電極部材と、前記第２電極部材と、を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【００９１】
［実施態様１３］
現像剤を収納する現像容器と、
前記現像容器内の現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、
前記現像容器内部に除去可能に取り付けられた、未使用時の前記現像剤と前記現像剤担持体との接触を遮断するためのシール部材と、
前記現像容器内部において前記シール部材の取付位置よりも前記現像剤担持体に近い側に、前記現像剤担持体と対向して配設された第１電極部材と、
前記現像容器内部において前記シール部材の取付位置よりも前記現像剤担持体から遠い側に、前記現像剤担持体と対向して配設された第２電極部材と、
を備えるプロセスカートリッジを装着可能な装着手段と、
前記プロセスカートリッジ内の現像剤を用いて画像形成を行う画像形成手段と、
前記現像剤担持体に所定電圧を印加する印加手段と、
前記現像剤担持体に印加された前記所定電圧によって前記第１電極部材に生じた静電容量を検出する第１検出手段と、
前記現像剤担持体に印加された前記所定電圧によって前記第２電極部材に生じた静電容量を検出する第２検出手段と、
を有する画像形成装置の制御方法であって、
前記第１検出手段での検出値と前記第２検出手段での検出値に応じて、現像剤の残量、及びプロセスカートリッジに関する異常の有無を判定することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【００９２】
［実施態様１４］
現像剤を収納する現像容器と、
前記現像容器内の現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、
前記現像容器内部に除去可能に取り付けられた、未使用時の前記現像剤と前記現像剤担持体との接触を遮断するためのシール部材と、
前記現像容器内部において前記シール部材の取付位置よりも前記現像剤担持体に近い側に、前記現像剤担持体と対向して配設された第１電極部材と、
前記現像容器内部において前記シール部材の取付位置よりも前記現像剤担持体から遠い側に、前記現像剤担持体と対向して配設された第２電極部材と、
を備えるプロセスカートリッジを装着可能な装着手段と、
前記プロセスカートリッジ内の現像剤を用いて画像形成を行う画像形成手段と、
前記現像剤担持体に所定電圧を印加する印加手段と、
前記現像剤担持体に印加された前記所定電圧によって前記第１電極部材に生じた静電容量を検出する第１検出手段と、
前記現像剤担持体に印加された前記所定電圧によって前記第２電極部材に生じた静電容量を検出する第２検出手段と、
を有する画像形成装置の制御プログラムであって、
前記第１検出手段での検出値と前記第２検出手段での検出値に応じて、現像剤の残量、及びプロセスカートリッジに関する異常の有無を判定することを特徴とする画像形成装置の制御プログラム。
【００９３】
［実施態様１５］
実施態様１４に記載の制御プログラムを格納したコンピュータ読取り可能な記憶媒体。
【００９４】
【発明の効果】
本発明によれば、現像剤残量の検知と、画像形成に関する異常の検出とを、効率よく正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る現像剤量検出システムを示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る現像剤量検出システムの検出回路を示す回路図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る異常検知処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態２に係る異常検知処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る現像剤量検出システムを示す概略構成図である。
【符号の説明】
１感光体
２現像ローラ
３撹拌部材
４トナー容器
７帯電ローラ
８クリーニングブレード
１２転写ローラ
１４レーザビームプリンタ
１５装着部
３２現像バイアス電源
３３演算制御部
３４記憶部
３５表示部
３６検出回路
４０現像ユニット
４１、４２ＰＡ（プレートアンテナ）
Ｃプロセスカートリッジ
Ｔトナー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for detecting a remaining amount of a developer and an abnormality of a process cartridge.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an image forming apparatus provided with a detachable process cartridge has been known. As an image forming apparatus of this type, an image forming apparatus capable of detecting the remaining amount of a developer in a process cartridge is already known.
[0003]
For example, a method of detecting a plurality of remaining toner levels using a piezo element or a photocoupler has been proposed (see Patent Document 1). A method of sequentially detecting the amount of toner by measuring the capacitance between sheet metal electrodes is also known (see Patent Document 2). Further, by measuring the capacitance between a sheet-metal electrode member provided in the image forming apparatus or the process cartridge and a developer carrier that transports the toner to the developing unit on the photoconductor, A method of sequentially detecting the amount of toner has also been proposed (see Patent Document 3).
[0004]
Further, by providing a toner presence / absence detection means near the developer carrier in addition to the toner remaining amount detection means for detecting the toner amount by measuring the capacitance as described above, more detailed information on the process cartridge can be obtained. A method for obtaining the same has also been proposed (see Patent Document 4).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-61-176962
[Patent Document 2]
JP-A-11-272060
[Patent Document 3]
JP-A-2000-206774
[Patent Document 4]
JP 2000-275950 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, there has been a problem that the detection of the remaining amount of the developer by the conventional image forming apparatus cannot cope with the abnormal mounting of the process cartridge.
[0007]
For example, if the process cartridge is not accurately mounted at a predetermined position with respect to the main body, the image forming apparatus main body and the process cartridge may be damaged or broken. Also, when the electrical contact between the process cartridge and the main unit is dirty, accurate signal transmission / reception is not performed, the main unit cannot detect the remaining amount of the developer accurately, and determines when to replace the process cartridge. Was sometimes mistaken.
[0008]
Further, the process cartridge at the time of shipment is provided with a seal member for blocking the contact between the developer carrier and the developer, and the user is required to remove the seal member when the cartridge is first mounted. If, by mistake, the cartridge is mounted with the seal member attached, there is a high possibility that the image forming apparatus main body and the process cartridge will be damaged or malfunction. For example, when the toner container has a stirring member for stirring and transporting the toner, if the drive is applied in a state where the toner seal is not removed, the torque of the stirring member in the toner container increases, and the toner seal or the toner seal is removed. The stirring member may be damaged. Further, when the printing operation is performed in a state where the toner is not supplied to the developer carrier at all, unnecessary rubbing occurs in the developing unit, and the developer carrier may be damaged.
[0009]
Further, for example, in a high-temperature, high-humidity environment, when the fluidity of the toner in the process cartridge is reduced and the uneven distribution of the toner occurs in the process cartridge, the toner remains sufficiently in the toner container, When a situation occurs in which toner is not supplied to the developer carrying member that performs the above-described operation, when the image forming apparatus receives a print signal in such a situation, a printing operation is performed, and an image defect occurs.
[0010]
If an abnormality detecting unit is provided in addition to the toner remaining amount detecting unit to detect the above-mentioned abnormality, the apparatus becomes complicated and disadvantages in cost arise.
[0011]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems of the related art, and an object of the present invention is to efficiently and accurately detect a remaining amount of a developer and detect an abnormality related to image formation. .
[0012]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the present invention provides:
An image forming apparatus that mounts a process cartridge and forms an image using a developer in the process cartridge,
The process cartridge includes:
A developing container for storing the developer,
A developer carrying member that carries and transports the developer in the developing container,
A seal member for detachably attached to the inside of the developing container, for blocking contact between the developer and the developer carrier when not in use,
A first electrode member disposed on the side closer to the developer carrier than the mounting position of the seal member inside the developer container, facing the developer carrier;
A second electrode member disposed on the side farther from the developer carrying member than the mounting position of the seal member inside the developing container, facing the developer carrying member;
With
The image forming apparatus includes:
Application means for applying a predetermined voltage to the developer carrier,
First detection means for detecting a capacitance generated on the first electrode member by the predetermined voltage applied to the developer carrier;
Second detection means for detecting a capacitance generated on the second electrode member by the predetermined voltage applied to the developer carrier;
Determining means for determining a remaining amount of the developer and presence / absence of an abnormality relating to the process cartridge according to a detection value of the first detection means and a detection value of the second detection means;
It is characterized by having.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be illustratively described in detail with reference to the drawings. However, the components described in this embodiment are merely examples, and are not intended to limit the scope of the present invention only thereto. Here, as the image forming apparatus, for example, an electrophotographic copying machine, an electrophotographic printer (for example, an LED printer, a laser beam printer, or the like), an electrophotographic facsimile machine, or the like using an electrophotographic method is included. Further, the process cartridge detachable from the image forming apparatus main body includes at least one or all of a charging roller as a charging unit, a developing unit and a cleaning blade as a cleaning unit, and an image carrier such as an electrophotographic photosensitive member. It is configured integrally and is detachable from the image forming apparatus main body.
[0014]
Hereinafter, the developer remaining amount detection system, the image forming apparatus, and the process cartridge will be described in more detail with reference to the drawings.
[0015]
(1st Embodiment)
The image forming apparatus according to the present invention can be applied to an electrostatic recording type, but is particularly effective for an electrophotographic image forming apparatus. Therefore, a laser beam printer will be described as a first embodiment of the image forming apparatus according to the present invention.
[0016]
<Overview>
As shown in FIG. 2, the laser beam printer 14 according to the present embodiment mounts a process cartridge C and forms an image using a developer (toner) in the process cartridge C.
[0017]
As shown in FIG. 1, the process cartridge C includes a developing container 4 for storing toner, a developing roller 2 as a developer carrying member for carrying and transporting the toner in the developing container 4 to the photosensitive member 1, and a developing device. A toner seal 6 detachably attached to the inside of the container 4 as a seal member for blocking contact between the unused toner and the developer carrier 2, and attachment of the toner seal 6 inside the development container 4 A first electrode member 41 disposed on the side closer to the developer carrier 2 than the position, and opposed to the developer carrier 2; And a second electrode member 42 disposed opposite to the developer carrier 2 on a side far from the developer carrier 2.
[0018]
The laser beam printer 14 also includes a developing bias power supply 32 as an application unit for applying a predetermined voltage to the developer carrier 2, and a static electricity generated on the first electrode member 41 by the predetermined voltage applied to the developer carrier 2. A detection circuit 30 serving as first detection means for detecting the capacitance; and a detection circuit serving as second detection means for detecting the capacitance generated on the second electrode member 42 by a predetermined voltage applied to the developer carrier 2. 31.
[0019]
Further, as shown in FIG. 3, the laser beam printer 14 has an arithmetic control unit 33 such as a CPU, and the arithmetic control unit 33 detects the detection value of the detection circuit 30 and the detection value of the detection circuit 31. Functions as a determination unit that determines the remaining amount of toner and the presence / absence of an abnormality related to the process cartridge in accordance with. In other words, the arithmetic control unit 33 implements a control method for controlling the laser beam printer 14, and the control method is based on a detection value of the detection circuit 30 and a detection value of the detection circuit 31. This is to determine the remaining amount of toner and the presence or absence of an abnormality related to the process cartridge. This control method can be realized by the arithmetic control unit 33 executing a predetermined control program. Therefore, the control program realizes a function of determining the remaining amount of toner and the presence or absence of an abnormality related to the process cartridge according to the detection value of the detection circuit 30 and the detection value of the detection circuit 31 in the computer or the CPU. It is to let. Further, such a control program can be stored in a computer-readable storage medium.
[0020]
The arithmetic control unit 33 determines whether or not the process cartridge C is normally mounted on the laser beam printer 14 according to the detection value of the detection circuit 30 and the detection value of the detection circuit 31. In particular, when the detection value of the detection circuit 30 or the detection circuit 31 is lower than the detection value when there is no toner in the toner container 4, the arithmetic control unit 33 sends the process cartridge C to the laser beam printer 14. It is determined that it is not mounted properly.
[0021]
The arithmetic control unit 33 determines whether toner is unevenly distributed in the process cartridge C according to the detection value of the detection circuit 30 and the detection value of the detection circuit 31. In particular, the arithmetic control unit 33 determines that the value detected by the detection circuit 30 is a value when only an amount of toner that causes image quality degradation remains in the toner container 4. When the amount of toner that does not cause deterioration in image quality is a value in a case where the toner remains in the toner container 4, it is determined that the toner is unevenly distributed in the process cartridge C.
[0022]
The arithmetic control unit 33 also determines whether the toner seal 6 of the process cartridge C has been removed. In particular, the arithmetic control unit 33 determines that the value detected by the detection circuit 30 is a value when there is no toner in the toner container 4, and the value detected by the detection circuit 31 indicates that the amount of toner that does not cause a deterioration in image quality is When the value is a value in the case where it remains in the toner container 4, it is determined that the toner seal 6 of the process cartridge C has not been removed.
[0023]
Further, as shown in FIG. 3, the laser beam printer 14 has a display unit 35. When the calculation control unit 33 determines that the process cartridge C is abnormal, the display unit 35 notifies the abnormality. .
[0024]
The arithmetic control unit 33 determines an abnormality of the process cartridge C when the power of the laser beam printer 14 is turned on and before starting the initial drive performed when the process cartridge C is mounted.
[0025]
The predetermined voltage is the same voltage as the developing bias applied when the laser beam printer 14 forms an image.
[0026]
<Specific configuration>
As shown in FIG. 2, a laser beam printer 14 receives image information from a host computer, a network, or the like, and outputs the image information on recording paper. The process cartridge C is used as a mounting unit provided in the image forming apparatus main body 14. The mounting portion 15 is inserted and mounted in a predetermined manner, and can be removed from the apparatus main body 14.
[0027]
The laser beam printer 14 of the present embodiment is provided with a process cartridge C shown in FIG. As shown in FIG. 1, the process cartridge C includes an electrophotographic photosensitive member (photosensitive member) 1 as an image carrier, a charging roller 7 for uniformly charging the photosensitive member 1, and a non-contacting photosensitive member 1. The developing unit 40, which is opposed to the developing unit 40, contacts the developing roller 2 as a developer carrier and the toner container 4 which is a storage section of the toner T connected to the toner regulating member 5, and makes contact between the developing roller and the toner when not in use. The blocked toner seal 6, the cleaning blade 8, and the waste toner container 9 for storing the waste toner removed from the photoconductor 1 by the cleaning blade 8 are integrally formed.
[0028]
As shown in FIG. 2, in the laser printer 14, a laser scanner 11, which is an exposure means for irradiating a laser beam 10 corresponding to image information, is provided above the mounting position of the process cartridge C, and is provided below the mounting position. A transfer roller 12 facing the body 1 is provided.
[0029]
In the above configuration, the photoconductor 1 is uniformly charged by the charging roller 7, and its surface is scanned and exposed by the laser beam 10 emitted from the laser scanner 11, thereby forming an electrostatic latent image of target image information. The electrostatic latent image on the surface of the photoconductor 1 is visualized as a developed image (toner image) with the toner T in the toner container 4 attached thereto by the action of a developing bias or the like applied to the developing roller 2 of the developing unit 40. . The developing bias is a superimposed voltage of DC and AC.
[0030]
In this embodiment, an insulating magnetic one-component toner is used as the toner, but the type of the developer is not limited to this. The toner image on the photoreceptor 1 is transferred by a transfer roller 12 to a recording sheet as a recording medium. The image is fixed on the surface of the recording paper through the fixing unit 13 and is discharged outside the main body.
[0031]
In the process cartridge C, as shown in FIG. 1, two sheet metals of a plate antenna (hereinafter abbreviated as PA) 41 and PA 42 as an electrode member of the toner remaining amount detection system are provided in the toner container 4. It is fixedly arranged so as to face the roller 2. A superimposed voltage of DC and AC (hereinafter referred to as “residual detection bias”) is applied to the developing roller 2, and the amount of current induced in the PA 41 and PA 42 at that time is measured, so that the developing roller 2 and the PA 41 are measured. The capacitance between the developing roller 2 and the PA 42 can be measured.
[0032]
When measuring the respective capacitances, it is desirable in terms of cost to use the developing bias applied to the developing roller 2 at the time of image formation as a residual detection bias, and the state immediately before the "no toner" state is accurately detected. be able to. Further, by detecting the remaining amount of toner at two places between the developing roller 2 and the PA 41 and between the developing roller 2 and the PA 42, the remaining amount of the toner in the process cartridge can be accurately detected over a wide range from the unused state to the consumption state. Can be detected sequentially.
[0033]
Here, FIG. 3 is a block diagram showing a circuit configuration of the toner remaining amount detection system of the present embodiment.
[0034]
The residual detection bias input to the developing roller 2 is applied via a detection circuit 53 from a developing bias power supply 32 provided in the printer main body. Further, currents corresponding to the capacitances induced in the PA 41 and the PA 42 are transmitted to the detection circuit 30 and the detection circuit 31 of the printer main body via the detection circuit 51 and the detection circuit 52, respectively. The arithmetic control unit 33 performs a predetermined arithmetic process on the result of the capacitance detected by the detection circuit 30 and the detection circuit 31 to determine the remaining amount of toner in the process cartridge. The result of the detection of the remaining amount of toner is stored in the storage unit 34, and is displayed on the printer main body by the display unit 35, for example, converted into 100-percentage display.
[0035]
The developer amount detecting system according to the present embodiment includes the developing roller 2, PA41, PA42, a detecting circuit 51, a detecting circuit 52, a detecting circuit 53, a developing bias power supply 32, a detecting circuit 30, a detecting circuit 31, The control unit 33 includes a control unit 33, a storage unit 34, and a display unit 35.
[0036]
This embodiment is characterized in that a determination means for detecting an abnormality according to the detection results of the

detection circuits

30 and 31 is provided in the arithmetic control unit.
[0037]
In the determination means, the following abnormality detection is performed.
[0038]
(A) Process cartridge is not installed properly. * Warning 1
(B) The toner seal has not been removed.
(C) The toner in the process cartridge is biased.
Each determination is performed in accordance with a predetermined table as shown below in which the amount of toner and the capacitance between the electrode pairs are associated in advance.
[0039]
[Table 1]

[0040]
That is, when the developing bias is applied to the developing roller, the capacitances detected by the

detection circuits

30 and 31 are C1 (pF) and C2 (pF), respectively.
(A) When one or both of C1 and C2 are 0.5 pF or a value close thereto (that is, a value lower than the detection value 1.0 pF when there is no toner in the toner container 4), the detection circuit 51 and It is determined that any or all of the detection circuit 52 and the detection circuit 53 do not accurately contact the printer main body, and a warning 1 is issued.
[0041]
(B) When C1 = 1.0 pF and 1.5 pF <C2 ≦ 4.5 pF, it is determined that the toner seal has not been removed, and a warning 2 is issued. That is, the detection value C1 of the detection circuit 30 is 1.0 pF when toner is not present in the toner container 4 or a value substantially equal thereto, and the detection value C2 of the detection circuit 31 does not cause deterioration in image quality. When the amount of the toner remains in the toner container 4 (for example, 3.5 pF), it is determined that the toner seal has not been removed.
[0042]
(C) When C1 ≦ 2.5 pF and 3.0 pF <C2 ≦ 4.5 pF, it is determined that the toner is unevenly distributed in the container and is not supplied to the developing roller, and a warning 3 is issued. That is, the detection value C1 detected by the detection circuit 30 is a value (for example, 2.0 pF, etc.) when only an amount of toner causing image quality deterioration remains in the toner container 4, and the detection value C1 is detected by the detection circuit 31. When the value C2 is a value (for example, 4.0 pF) in a case where an amount of toner that does not cause deterioration in image quality remains in the toner container 4, it is determined that the toner is unevenly distributed.
[0043]
This embodiment is characterized in that the above-described abnormality detection is performed during the initial drive of the printer.
[0044]
Here, a method of determining an abnormality in the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0045]
First, the printer power is turned on (step S101), and if no error such as door opening is confirmed, the initial drive of the printer is started (step 102), and the developing bias is supplied from the developing bias power supply 32 to the developing roller 2. Applied. At this time, based on the current values output from the

PAs

41 and 42, the

detection circuits

30 and 31 detect the capacitance C1 (pF) between the development roller and the PA 41 and the capacitance C2 (pF) between the development roller and the PA 42. By detecting pF) and comparing the detected values of C1 and C2 by the determination means in the arithmetic and control unit 33, the abnormality of the cartridge is detected.
[0046]
First, abnormal mounting of the process cartridge is detected (step S103). If it is properly mounted, the process proceeds to step S105. If an abnormality is detected, the initial drive is stopped, and a warning 1 is displayed on the display unit 35 (step S104).
[0047]
Next, toner seal removal detection is performed (step S105). If the toner seal has been removed, the process proceeds to step S107. If it is detected that the toner seal has not been removed, the initial drive is stopped, and a warning 2 is displayed on the display unit 35 (step S106).
[0048]
Next, toner uneven distribution in the cartridge is detected (step S107). If it is determined that the toner is unbalanced and there is a possibility of an image defect, the initial drive is stopped, a warning 3 is displayed on the display unit (step S108), and if it is determined that the toner is not unbalanced, the initial drive ends. (Step S109), the remaining amount of toner detected by the toner remaining amount detection system is displayed on the display unit (Step 110), and the print standby state is set (Step 111).
[0049]
The above abnormality detection operation is performed with initial drive when the printer power is turned on and when the printer door is opened and closed. When an abnormality is detected, the initial drive is immediately stopped and the user is notified via the display unit and the network, thereby preventing an image defect, a breakage and a breakdown of the apparatus. In addition, since the user can accurately grasp the details of the abnormality, the user can respond quickly and the printing operation can be performed efficiently.
[0050]
This makes it possible to sequentially and accurately detect the remaining amount of toner in the developing container and to detect an abnormality related to image formation without causing complication of the apparatus and problems in cost.
[0051]
As a result, the user can know the exact amount of toner in the process cartridge at any time, so that it is possible to accurately grasp the replacement time (purchase time) of the process cartridge and prevent wasteful use of resources such as wasted toner. In addition, there is an effect of preventing waste of the printing paper due to an image defect.
[0052]
(2nd Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
[0053]
<Overview>
In the laser beam printer 14 according to the present embodiment, a process cartridge C provided with a stirring member 3 as stirring means for stirring the toner in the toner container 4 can be attached and detached. After the mounting of, before driving the stirring member 3, it is determined whether or not the toner seal 6 of the process cartridge C has been removed.
[0054]
<Specific configuration>
The present embodiment has the same configuration as the process cartridge C of the first embodiment except that a stirring member 3 for conveying toner to a developing roller is provided in a toner container as shown in FIG. The stirring member 3 has a structure in which a mylar sheet having a thickness of 100 μm is attached to a stirring shaft, and can efficiently transport toner from the inside of the toner container to the developing roller.
[0055]
The present embodiment is characterized in that the same abnormality detection as in the first embodiment is performed before and after the initial drive.
[0056]
In the present embodiment, it is set so that the abnormal mounting of the process cartridge and the toner seal removal detection are performed before the initial driving, and the initial driving is not performed when the abnormality is detected. In addition, it is set so that the toner uneven distribution detection is performed after the initial driving.
[0057]
By providing the stirring member in the toner container, the toner can be efficiently supplied to the developing roller.However, since the torque of the process cartridge increases, the initial drive is performed when the process cartridge is not properly mounted. Also, there is a risk that the parts may be damaged due to a further increase in the torque.
[0058]
In addition, when the initial drive is performed in a state where the toner seal is not removed, the stirring member is driven in a state where the inside of the toner container is sealed. This may cause the toner seal to break.
[0059]
Further, since the toner in the toner container is circulated by the stirring member, the result of the remaining amount of toner detected during driving varies. For this reason, erroneous detection of toner uneven distribution detection may occur, generating an unnecessary warning and hindering the efficiency of the printing operation.
[0060]
In the present embodiment, by performing the abnormality detection before and after the initial drive, it is possible to prevent breakage and failure of the process cartridge, and it is possible to accurately detect the abnormality.
[0061]
Here, a method of determining an abnormality in the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0062]
First, the printer power is turned on (step S201), and if no error such as a door open is confirmed, a developing bias is applied to the developing roller 2 from the developing bias power supply 32. At this time, based on the current values output from the

PAs

41 and 42, the

detection circuits

30 and 31 detect the capacitance C1 (pF) between the development roller and the PA 41 and the capacitance C2 (pF) between the development roller and the PA 42. By detecting pF) and comparing the detected values of C1 and C2 by the determination means in the arithmetic and control unit 33, the abnormality of the cartridge is detected.
[0063]
First, the process cartridge abnormal attachment detection is performed (step S202). If it is properly mounted, the process proceeds to step S204, and if an abnormality is detected, warning 1 is displayed on the display unit 35 (step S203).
[0064]
Next, toner seal removal detection is performed (step S204). If the toner seal has been removed, the developing bias is turned off and the initial drive is started (step S206). If it is detected that the toner seal has not been removed, a warning 2 is displayed on the display unit 35 (step S205). . When the initial drive is performed for a predetermined time, the initial drive ends (step S207).
[0065]
Next, toner uneven distribution detection is performed (step S208). When it is determined that the toner is unbalanced and there is a possibility of an image defect, a warning 3 is displayed on the display unit (step 209), and when it is determined that the toner is not unbalanced, the remaining toner detected by the toner remaining amount detection system is detected. The amount is displayed on the display unit (step S210), and a print standby state is set (step 211).
[0066]
In the present embodiment, by performing abnormality detection before and after the initial drive, damage and failure of the process cartridge can be prevented, and abnormality detection can be performed with high accuracy. Further, when an abnormality is detected before the initial driving, unnecessary driving can be omitted, and waste of power can be reduced.
[0067]
(Other embodiments)
As described above, in the first and second embodiments of the present invention, the process cartridge is provided with the charging roller and the cleaning blade in addition to the developing unit and the latent image carrier such as the photosensitive drum. The present invention can be applied to a device provided with any one of the blades or a device not provided with the charging roller and the cleaning blade.
[0068]
Further, the image forming apparatus is not limited to the configuration shown in FIG. 1, and the present invention also relates to an apparatus in which process means such as a developing unit and an image carrier are not provided as process cartridges but are provided independently. Is applicable.
[0069]
In the above embodiment, the laser printer has been described. However, the present invention is not limited to this, and is applicable to all image forming apparatuses using an electrophotographic system. For example, an electrophotographic copying machine, an electrophotographic printer (for example, an LED printer, a laser beam printer, or the like) using an electrophotographic method, an electrophotographic facsimile machine, and the like are included. Further, the present invention may be applied to a system including a plurality of devices, or may be applied to an apparatus including a single device.
[0070]
According to the present invention, a software program for realizing the functions of the above-described embodiments is directly or remotely supplied to a system or apparatus, and a computer of the system or apparatus reads and executes the supplied program code. Including the case that is also achieved by In that case, the form need not be a program as long as it has the function of the program.
[0071]
Therefore, since the functions of the present invention are implemented by computer, the program code installed in the computer also implements the present invention. That is, the claims of the present invention include the computer program itself for realizing the functional processing of the present invention.
[0072]
In this case, any form of the program, such as an object code, a program executed by an interpreter, and script data supplied to the OS, is applicable as long as the program has the function of the program.
[0073]
As a recording medium for supplying the program, for example, a floppy (registered trademark) disk, hard disk, optical disk, magneto-optical disk, MO, CD-ROM, CD-R, CD-RW, magnetic tape, nonvolatile memory card , ROM, DVD (DVD-ROM, DVD-R) and the like.
[0074]
Other methods of supplying the program include connecting to a homepage on the Internet using a browser of a client computer, and downloading the computer program itself of the present invention or a file containing a compressed automatic installation function from the homepage to a recording medium such as a hard disk. Can also be supplied. Further, the present invention can also be realized by dividing the program code constituting the program of the present invention into a plurality of files and downloading each file from a different homepage. In other words, a WWW server that allows a plurality of users to download a program file for implementing the functional processing of the present invention on a computer is also included in the claims of the present invention.
[0075]
In addition, the program of the present invention is encrypted, stored in a storage medium such as a CD-ROM, distributed to users, and downloaded to a user who satisfies predetermined conditions from a homepage via the Internet to download key information for decryption. It is also possible to execute the encrypted program by using the key information and install the program on a computer to realize the program.
[0076]
The functions of the above-described embodiments are implemented when the computer executes the read program, and an OS or the like running on the computer executes a part of the actual processing based on the instructions of the program. Alternatively, all the operations are performed, and the functions of the above-described embodiments can be realized by the processing.
[0077]
Further, after the program read from the recording medium is written into a memory provided in a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer, the function expansion board or the A CPU or the like provided in the function expansion unit performs part or all of the actual processing, and the processing also realizes the functions of the above-described embodiments.
[0078]
Examples of embodiments of the present invention are listed below.
[0079]
[Embodiment 1]
An image forming apparatus that mounts a process cartridge and forms an image using a developer in the process cartridge,
The process cartridge includes:
A developing container for storing the developer,
A developer carrying member that carries and transports the developer in the developing container,
A seal member for detachably attached to the inside of the developing container, for blocking contact between the developer and the developer carrier when not in use,
A first electrode member disposed on the side closer to the developer carrier than the mounting position of the seal member inside the developer container, facing the developer carrier;
A second electrode member disposed on the side farther from the developer carrying member than the mounting position of the seal member inside the developing container, facing the developer carrying member;
With
The image forming apparatus includes:
Application means for applying a predetermined voltage to the developer carrier,
First detection means for detecting a capacitance generated on the first electrode member by the predetermined voltage applied to the developer carrier;
Second detection means for detecting a capacitance generated on the second electrode member by the predetermined voltage applied to the developer carrier;
Determining means for determining a remaining amount of the developer and presence / absence of an abnormality relating to the process cartridge according to a detection value of the first detection means and a detection value of the second detection means;
An image forming apparatus comprising:
[0080]
[Embodiment 2]
The determination unit determines whether the process cartridge is normally mounted on the image forming apparatus according to a detection value of the first detection unit and a detection value of the second detection unit. The image forming apparatus according to the first embodiment, wherein:
[0081]
[Embodiment 3]
The determining means includes:
When the value detected by the first detecting means or the second detecting means is lower than the value detected when no developer is present in the developing container,
The image forming apparatus according to claim 2, wherein it is determined that the process cartridge is not properly mounted on the image forming apparatus.
[0082]
[Embodiment 4]
The determination unit determines whether or not the developer is unevenly distributed in the process cartridge according to the detection value of the first detection unit and the detection value of the second detection unit. The image forming apparatus according to the first embodiment.
[0083]
[Embodiment 5]
The determining means includes:
The value detected by the first detecting means is a value in a case where only an amount of the developer causing image quality deterioration remains in the developing container,
When the value detected by the second detection unit is a value in a case where an amount of the developer that does not cause deterioration in image quality remains in the developing container,
The image forming apparatus according to claim 4, wherein it is determined that the developer is unevenly distributed in the process cartridge.
[0084]
[Embodiment 6]
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the determination unit determines whether the seal member of the process cartridge has been removed.
[0085]
[Embodiment 7]
The determining means includes:
The value detected by the first detecting means is a value when there is no developer in the developing container,
When the value detected by the second detection unit is a value in a case where an amount of the developer that does not cause deterioration in image quality remains in the developing container,
The image forming apparatus according to claim 6, wherein it is determined that the seal member of the process cartridge has not been removed.
[0086]
[Embodiment 8]
The image forming apparatus according to any one of embodiments 1 to 7, further comprising a notifying unit that notifies the abnormality when the determining unit determines the abnormality.
[0087]
[Embodiment 9]
The first aspect of the present invention is characterized in that the determination unit determines the abnormality at the time of power activation of the image forming apparatus and before the start of initial drive performed when a process cartridge is mounted. The image forming apparatus as described in the above.
[0088]
[Embodiment 10]
The image forming apparatus according to any one of embodiments 1 to 9, wherein the predetermined voltage is the same voltage as a developing bias applied during image formation of the image forming apparatus.
[0089]
[Embodiment 11]
Further comprising a stirring means for stirring the developer in the developing container,
The determining means includes:
The method according to any one of embodiments 1 to 10, wherein it is determined whether or not the seal member of the process cartridge has been removed before driving the stirring unit after the mounting of the process cartridge. Image forming apparatus.
[0090]
[Embodiment 12]
A process cartridge detachable from the image forming apparatus according to the first embodiment,
A process cartridge comprising: the developing container; the developer carrier; the seal member; the first electrode member; and the second electrode member.
[0091]
[Embodiment 13]
A developing container for storing the developer,
A developer carrying member that carries and transports the developer in the developing container,
A seal member for detachably attached to the inside of the developing container, for blocking contact between the developer and the developer carrier when not in use,
A first electrode member disposed on the side closer to the developer carrier than the mounting position of the seal member inside the developer container, facing the developer carrier;
A second electrode member disposed on the side farther from the developer carrying member than the mounting position of the seal member inside the developing container, facing the developer carrying member;
Mounting means capable of mounting a process cartridge comprising:
Image forming means for forming an image using a developer in the process cartridge,
Application means for applying a predetermined voltage to the developer carrier,
First detection means for detecting a capacitance generated on the first electrode member by the predetermined voltage applied to the developer carrier;
Second detection means for detecting a capacitance generated on the second electrode member by the predetermined voltage applied to the developer carrier;
A method for controlling an image forming apparatus having
A method for controlling an image forming apparatus, comprising: determining a remaining amount of a developer and the presence or absence of an abnormality related to a process cartridge according to a detection value of the first detection unit and a detection value of the second detection unit. .
[0092]
[Embodiment 14]
A developing container for storing the developer,
A developer carrying member that carries and transports the developer in the developing container,
A seal member for detachably attached to the inside of the developing container, for blocking contact between the developer and the developer carrier when not in use,
A first electrode member disposed on the side closer to the developer carrier than the mounting position of the seal member inside the developer container, facing the developer carrier;
A second electrode member disposed on the side farther from the developer carrying member than the mounting position of the seal member inside the developing container, facing the developer carrying member;
Mounting means capable of mounting a process cartridge comprising:
Image forming means for forming an image using a developer in the process cartridge,
Application means for applying a predetermined voltage to the developer carrier,
First detection means for detecting a capacitance generated on the first electrode member by the predetermined voltage applied to the developer carrier;
Second detection means for detecting a capacitance generated on the second electrode member by the predetermined voltage applied to the developer carrier;
A control program for an image forming apparatus having
A control program for an image forming apparatus, comprising: determining a remaining amount of a developer and an abnormality related to a process cartridge in accordance with a detection value of the first detection unit and a detection value of the second detection unit. .
[0093]
[Embodiment 15]
A computer-readable storage medium storing the control program according to claim 14.
[0094]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to efficiently and accurately detect the remaining amount of the developer and detect an abnormality related to image formation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a developer amount detection system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration sectional view illustrating an example of an image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a detection circuit of the developer amount detection system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart illustrating an abnormality detection process according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart illustrating an abnormality detection process according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating a developer amount detection system according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Photoconductor
2 Developing roller
3 Stirring member
4 Toner container
7 Charging roller
8 Cleaning blade
12 Transfer roller
14 Laser beam printer
15 Mounting part
32 Development bias power supply
33 Arithmetic control unit
34 Memory
35 Display
36 Detection circuit
40 development unit
41, 42 PA (plate antenna)
C Process cartridge
T toner

Claims

An image forming apparatus that mounts a process cartridge and forms an image using a developer in the process cartridge,
The process cartridge includes:
A developing container for storing the developer,
A developer carrying member that carries and transports the developer in the developing container,
A seal member for detachably attached to the inside of the developing container, for blocking contact between the developer and the developer carrier when not in use,
A first electrode member disposed on the side closer to the developer carrier than the mounting position of the seal member inside the developer container, facing the developer carrier;
A second electrode member disposed on the side farther from the developer carrying member than the mounting position of the seal member inside the developing container, facing the developer carrying member;
With
The image forming apparatus includes:
Application means for applying a predetermined voltage to the developer carrier,
First detection means for detecting a capacitance generated on the first electrode member by the predetermined voltage applied to the developer carrier;
Second detection means for detecting a capacitance generated on the second electrode member by the predetermined voltage applied to the developer carrier;
Determining means for determining a remaining amount of the developer and presence / absence of an abnormality relating to the process cartridge according to a detection value of the first detection means and a detection value of the second detection means;
An image forming apparatus comprising: