JP2006106645A - 画像形成装置、カートリッジ、画像形成システム及び記憶媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】現像剤残量検知手段による現像剤の検知精度の向上を可能とする画像形成装置、カートリッジ、画像形成システム及び記憶媒体を提供することである。
【解決手段】現像剤収容部3aと、現像剤収容部3a内の現像剤残量に応じた信号を逐次出力可能な現像剤残量検知手段8、15、16と、記憶媒体14と、を有するカートリッジが着脱可能な画像形成装置は、現像剤残量検知手段の出力を所定区間毎に平均化して、その平均値を最大の現像剤量に対応する前記現像剤残量検知手段の出力基準値として記憶媒体14に順次更新して記憶させ、但し、記憶媒体14に記憶されている出力基準値と新たに算出された平均値とを比較し、その新たな平均値が最大の現像剤量に対応する値である場合に前記記憶媒体に記憶されている前記出力基準値をその新たな平均値で更新する構成とする。
【選択図】図7
【解決手段】現像剤収容部3aと、現像剤収容部3a内の現像剤残量に応じた信号を逐次出力可能な現像剤残量検知手段8、15、16と、記憶媒体14と、を有するカートリッジが着脱可能な画像形成装置は、現像剤残量検知手段の出力を所定区間毎に平均化して、その平均値を最大の現像剤量に対応する前記現像剤残量検知手段の出力基準値として記憶媒体14に順次更新して記憶させ、但し、記憶媒体14に記憶されている出力基準値と新たに算出された平均値とを比較し、その新たな平均値が最大の現像剤量に対応する値である場合に前記記憶媒体に記憶されている前記出力基準値をその新たな平均値で更新する構成とする。
【選択図】図7
Description
本発明は、レーザービームプリンタ、複写機、ファクシミリ、又はこれらを組み合わせたマルチファンクションプリンタ等の電子写真方式を利用した画像形成装置、画像形成装置に対し着脱可能なカートリッジ、画像形成システム、及びカートリッジ用の記憶媒体に関するものである。
従来、ホストコンピュータ等から送られる画像信号に基づいて画像を形成する画像形成装置には、電子写真方式、インクジェット方式、感熱方式等様々な方式の装置がある。これらの中で電子写真方式の画像形成装置は、高速、高画質、静粛性等の利点から近年大いに普及している。
電子写真方式の画像形成装置は、像担持体としての電子写真感光体(以下「感光体」という。)に静電像(潜像)を形成し、この静電像を現像剤を用いて現像した後、この現像剤像を転写材に転写することで画像を出力する。
電子写真方式の画像形成装置の各構成部品は、画像形成を行う度に磨耗若しくは消耗していく。そのため、各構成部品は、一定量の画像形成を行った後にメンテナンスを行う必要がある。特に、現像剤のトナーは画像形成によって消費されていくため、補給の必要性がある。
そこで、これら消耗品の交換をできるだけ容易に行うために、例えば感光体ユニットとトナーカートリッジとを独立に交換可能に構成した方式がある。又、感光体、帯電手段、現像手段、クリーニング手段等をコンパクトに一体化したプロセスカートリッジ方式がある。
前者の感光体ユニット、トナーカートリッジを独立に交換する方式は、主に複写機等で用いられている。この方式では、感光体が寿命に達した場合は感光体ユニットのみ交換し、又トナーが無くなった場合はトナーカートリッジのみ交換する。この場合、感光体及びトナーの各々の寿命は、各々の寿命を検知する手段を用いることによって検知し、画像形成装置が備える表示パネル等で警告を発するなどして使用者に知らしめる。この方法によれば感光体、トナーを各々独立に交換することができ、経済的である。しかし、トナーカートリッジを交換する際には操作者がトナーに触れないように慎重に作業する必要がある。
一方、後者のプロセスカートリッジ方式では、トナーが無くなった場合にプロセスカートリッジごと交換するため、扱いが容易であるという長所を有する。そして、例えばトナーが無くなった場合にプロセスカートリッジを交換することによって、同時に摩耗(損耗)した感光体を交換することができるので便利である。斯かるプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンによらず使用者自身で行うことができるため、操作性を格段に向上することが可能となる。近年、プロセスカートリッジ方式は、レーザービームプリンタをはじめとする小型の画像形成装置を中心に広く普及している。
プロセスカートリッジ方式では、トナーの枯渇による画像不良発生を防ぐため、何らかの手段によってトナー残量に関する情報を検知し、その結果を画像形成装置、又は画像形成装置に接続されているホストコンピュータ等が備える表示手段等により使用者に報知することが多い。
トナー残量を検知する現像剤残量検知手段としては、各種の方式が知られている。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知する方法(特許文献1)、板金状の電極部材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知する方法(特許文献2)等が提案されている。更に、画像形成装置内又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、トナーを感光体に対向する現像領域(現像部)へと搬送する現像剤担持体(電極部材として機能する)と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知する方法(特許文献3)が提案されている。
その他にも、トナーを収容するトナー容器の内部を透過する光量を検知する光学方式、ドットを形成する個々の画像信号をカウントし、そのカウント数に所定の係数を乗じてトナーの消費量を求める画素信号積算方式等がある。
このような現像剤残量検知手段によって検知したトナー量は、使用者が認識できるように、画像形成装置、又は画像形成装置に接続されているホストコンピュータが備える表示手段に表示する等する。使用者は、これを確認することによって、トナー残量が少ないため次のプロセスカートリッジを用意した方が良い、又は多量のプリントをするがトナー残量は十分か等を認識することができる。これにより、プリント作業を効率良く行うことができ、又プロセスカートリッジを有効に使うことができる。
上述のような各種方法のうちでも、現像剤残量検知手段としての電極部材間の静電容量を測定することによってトナー残量を検知する方法は、トナー残量の検知のために付加する回路が比較的簡単である。又、この方法は、精度的にも高い。このため、この方法は、広くプロセスカートリッジに用いられている。
上記電極部材間の静電容量を測定する方法では、例えば、出力側の電極部材となる板金(出力側電極板金)を現像剤担持体に対向する箇所に設け、入力側の電極部材となる板金(入力側電極板金)を出力側電極板金に対向する箇所等に設ける。そして、出力側電極板金、入力側電極板金、又入力側電極部材として機能する現像剤担持体のそれぞれをコンデンサの電極として用い、各電極部材間の静電容量がトナー量に応じて変化することを利用する。即ち、板金(出力側電極板金、入力側電極板金)と現像剤担持体とで構成された空間(コンデンサに相当)がトナーで埋まっていれば静電容量は大きくなり、トナー量の減少と共に上記空間に空気が多くなり静電容量が小さくなる。この静電容量の変化を利用して、トナー残量を検知する。
電極部材としての板金の大きさ、面積、又は板金間の距離等が異なる場合、検知される静電容量の値もそれらの個体差を反映してばらつきを生じる。プロセスカートリッジ内にこの板金を設ける場合、製造上、板金と現像剤担持体との間の距離、板金間の距離、板金の大きさ等に個体差を生じなくすることは難しい。このため、予め設定された特定の静電容量とトナー残量との関係を用いてトナー残量を検知すると、上記の如き個体差によって、それぞれのプロセスカートリッジに即して正確なトナー残量を検知することが難しい。
そのため、上記の如き個体差に拘わらず、各々のプロセスカートリッジに即した正確なトナー残量検知を行うために、次のような方法が提案されている。現像剤残量検知手段によって最大のトナー量、即ち、最大の静電容量が検知された際の出力値を基準値として記憶媒体に記憶し、その基準値に基づいてトナー残量を検知する方法(特許文献4)が提案されている。更に、現像剤残量検知手段によって最大のトナー量、即ち、最大の静電容量が検知された際の出力値に対し閾値を設定し、基準となる出力値の振れに対応する方法(特許文献5)が提案されている。
しかしながら、上述のような、電極部材間の静電容量を測定することによってトナー残量を検知する従来の方法には、以下のような場合が想定され、正確なトナー残量を測定することには限界があった。これは、特に、現像剤残量検知手段によって最大のトナー量、即ち、最大の静電容量が検知された際の出力値を基準値として記憶媒体に記憶し、その基準値に基づいてトナー残量を検知する方法を採用する場合に顕著となる。
即ち、電極部材間に存在するトナーの状態が、画像形成装置の稼動時におけるトナーの定常状態とは異なる不安定な状態になると、現像剤残量検知手段によって検知される静電容量の最大値が、実際のトナー残量に則さずに不安定になることがある。そして、このようにトナーの状態が不安定となった時の出力値を基準値として記憶してしまうと、トナー残量の検知精度の低下に繋がる可能性が高くなる。トナーの状態が不安定になる要因として以下のものが考えられる。
(i)プロセスカートリッジを画像形成装置本体に対して出し入れをした場合、或いはプロセスカートリッジの使用開始直後に、トナーが電極部材間に通常以上に流入するか、又は電極部材間から通常以上流出することがある。この場合、電極部材間の静電容量は、画像形成装置稼動時におけるトナーの定常状態とは異なる値となる。
(ii)画像形成装置の動作停止時間が長く、次のジョブ(一の開始指示により行われる単数又は複数の転写材に対する一連の画像形成動作)が開始される迄の間隔が非常に長い場合、トナーが自重によって締まり、密度が高くなることがある。この場合には、トナー残量が同じでも、電極部材間の静電容量の値が大きくなる。
(iii)プロセスカートリッジ内の電極部材と画像形成装置内の現像剤残量検知回路との間は電気接点を介して電気的に接続される。この接点において、異物の介在等の何等かの要因によって接点不良が発生することがある。或いは、何等かの電気的ノイズを拾うことがある。この場合、電極部材間の静電容量の値が大きく振れることがある。
(iv)又、プロセスカートリッジの使用途中における使用環境、特に、湿度の変化、外部からの何等かの衝撃等により、プロセスカートリッジ内のトナーの状態が不安定となることがある。この場合も、電極部材間の静電容量の値が大きく振れることがある。
上記何れの場合も、画像形成装置稼動時におけるトナーの定常状態、即ち、本来のトナー量に対応する出力値とは異なる、不安定になった状態での出力値を基準値として記憶することが起こり得る。この場合、現像剤残量検知手段によるトナー残量の検知結果が、実際に現像容器に残っているトナー量とかけ離れてしまうことに繋がる。トナーの状態が不安定になった結果、現像剤残量検知手段の出力値が突発的に変動する場合の他、検知が徐々に減少、増加するような変動が起こることがある。特に、現像剤残量検知手段の出力値が微小に変動しつつ減少、増加するような場合には、基準値に対して閾値等を設定しても、定常状態とは異なるトナー量を検知し、それを基準値として記憶してしまう場合がある。その結果、その基準値を用いることで、トナー残量の検知精度の低下に繋がる可能性が高くなる。
実際のトナー量に対して、検知されたトナー量がより少ない方向に誤検知する装置では、例えば、現像剤残量検知手段の出力値に応じたトナー残量表示に従って、実際にはトナーが残っているにも拘わらず、使用者がプロセスカートリッジを新品に交換することが考えられる。これは、資源の有効利用の点からも好ましくない。又、逆に実際のトナー量に対して、検知されたトナー量が多い方向に誤検知する装置では、例えば、プリント中にトナーがなくなり、画像不良が生じたり、転写材が無駄に使用されたりすることが考えられる。
特開昭61−176962号公報
特開平11−272060号公報
特開2000−206774号公報
特開2001−134064号公報
特開2002−268362号公報
本発明の目的は、現像剤残量検知手段による現像剤の検知精度の向上を可能とする画像形成装置、カートリッジ、画像形成システム、及びカートリッジ用の記憶媒体を提供することである。
上記目的は本発明に係る画像形成装置、カートリッジ、画像形成システム及び記憶媒体にて達成される。要約すれば、第1の本発明は、現像剤収容部と、前記現像剤収容部内の現像剤残量に応じた信号を逐次出力可能な現像剤残量検知手段と、記憶媒体と、を有するカートリッジが着脱可能な画像形成装置において、前記現像剤残量検知手段の出力を所定区間毎に平均化して、その平均値を最大の現像剤量に対応する前記現像剤残量検知手段の出力基準値として前記記憶媒体に順次更新して記憶させ、但し、前記記憶媒体に記憶されている前記出力基準値と新たに算出された前記平均値とを比較し、その新たな平均値が最大の現像剤量に対応する値である場合に前記記憶媒体に記憶されている前記出力基準値をその新たな平均値で更新することを特徴とする画像形成装置である。
第2の本発明によると、現像剤収容部と、前記現像剤収容部内の現像剤残量に応じた信号を逐次出力可能な現像剤残量検知手段と、記憶媒体と、を有するカートリッジが着脱可能な画像形成装置において、最大の現像剤量に対応する前記現像剤残量検知手段の出力と、該最大の現像剤量に対応する出力を得た回数とから、該最大の現像剤量に対応する出力の累積平均値を算出し、その累積平均値を最大の現像剤量に対応する前記現像剤残量検知手段の出力基準値として前記記憶媒体に順次更新して記憶させると共に、前記回数を前記記憶媒体に順次更新して記憶させることを特徴とする画像形成装置が提供される。
第3の本発明によると、現像剤収容部と、前記現像剤収容部内の現像剤残量に応じた信号を逐次出力可能な現像剤残量検知手段と、記憶媒体と、を有するカートリッジが着脱可能な画像形成装置において、前記現像剤残量検知手段の出力と、前記現像剤残量検知手段の出力を得た回数とから、前記現像剤残量検知手段の出力の累積平均値を算出し、その累積平均値を最大の現像剤量に対応する前記現像剤残量検知手段の出力基準値として前記記憶媒体に順次更新して記憶させると共に、前記回数を前記記憶媒体に順次更新して記憶させ、但し、所定条件で前記出力基準値の更新を停止することを特徴とする画像形成装置が提供される。
又、本発明によれば、現像剤収容部と、前記現像剤収容部内の現像剤残量に応じた信号を逐次出力可能な現像剤残量検知手段と、記憶媒体と、を有し、画像形成装置に着脱可能なカートリッジにおいて、前記記憶媒体に、上記各本発明の画像形成装置が記憶させる情報が記憶されることを特徴とするカートリッジが提供される。
又、本発明によれば、現像剤収容部と、前記現像剤収容部内の現像剤残量に応じた信号を逐次出力可能な現像剤残量検知手段と、記憶媒体と、上記各本発明の画像形成装置において記憶媒体に記憶させる情報を前記記憶媒体に記憶させると共に、前記記憶媒体に記憶された前記基準値からの、前記現像剤残量検知手段の変化量に基づいて現像剤残量を検知する制御手段と、前記制御手段が検知した現像剤残量に関する情報を報知するための信号を送信する送信手段と、を有することを特徴とする画像形成システムが提供される。
更に、本発明によれば、現像剤収容部と、前記現像剤収容部内の現像剤残量に応じた信号を逐次出力可能な現像剤残量検知手段と、を有し、画像形成装置に着脱可能なカートリッジに取り付けられて使用される記憶媒体において、上記各本発明の画像形成装置において記憶させる情報が記憶されることを特徴とする記憶媒体が提供される。
本発明によれば、現像剤残量検知手段による現像剤の検知精度の向上が可能となる。
以下、本発明に係る画像形成装置、カートリッジ、画像形成システム及び記憶媒体を図面に則して更に詳しく説明する。
実施例1
[画像形成装置及び画像形成プロセス]
先ず、本発明に係る画像形成装置の一実施例の全体構成及び画像形成プロセスについて説明する。本実施例の画像形成装置は、画像形成装置本体(以下「装置本体」という。)に対し通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト機器からの画像情報信号に応じて、転写材(記録用紙、プラスチックフィルム、布等)に画像を形成する、電子写真方式のレーザービームプリンタである。
[画像形成装置及び画像形成プロセス]
先ず、本発明に係る画像形成装置の一実施例の全体構成及び画像形成プロセスについて説明する。本実施例の画像形成装置は、画像形成装置本体(以下「装置本体」という。)に対し通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト機器からの画像情報信号に応じて、転写材(記録用紙、プラスチックフィルム、布等)に画像を形成する、電子写真方式のレーザービームプリンタである。
図1は本実施例の画像形成装置100の模式断面図である。画像形成装置100は、像担持体としての円筒型の感光体、即ち、感光ドラム1を備えている。感光ドラム1の周囲には、感光ドラム1の回転方向に沿って順に、帯電手段のとしての帯電ローラ2、現像装置3、転写手段としての転写ローラ4、クリーニング手段としてのクリーニング装置5が配設されている。又、画像形成装置100は、露光手段としての露光装置(本実施例ではレーザースキャナー装置)6を有する。露光装置6は、帯電ローラ2と現像装置3との間から感光ドラム1上にレーザ光を照射する。又、感光ドラム1と転写ローラ4との間に形成される転写ニップ(転写部)Nの転写材搬送方向の下流側には、定着手段としての定着装置7が配設されている。
本実施例では、感光ドラム1、帯電ローラ2、現像装置3、クリーニング装置5は一体的にカートリッジ化され、装置本体50に着脱自在なプロセスカートリッジ13を構成する。プロセスカートリッジ13は、装置本体50に設けられた装着ガイド、位置決め部材等の装着手段12を介して、装置本体50に取り外し可能に装着される。
感光ドラム1は、アルミニウム製のドラム基体上にOPC感光層を有している。感光ドラム1は、装置本体50に設けられた駆動手段(図示せず)により所定の周速で図示矢印方向(時計方向)に回転駆動される。そして、感光ドラム1は、回転過程において、感光ドラム1に接触する帯電ローラ2により所定の極性(本実施例では負極性)に一様に帯電される。
帯電ローラ2は、帯電バイアス電源(図示せず)から印加される帯電バイアスによって、感光ドラム1を所定の極性(本実施例では負極性)、電位に均一に帯電される。帯電バイアスとしては、帯電ローラ2が十分に放電するAC電圧Vppに、感光ドラム1上の暗部電位Vdに相当するDC電圧Vprdcを重畳印加する。帯電バイアスのAC成分は、感光ドラム1と帯電ローラ2との間に常に一定の電流が流れるような定電流制御を行う。
露光装置6は、装置本体50に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ(図示せず)等から入力される画像情報にしたがって、ビデオコントローラ(図示せず)によって時系列電気デジタル画像信号に対応して変調されたレーザー光(露光ビーム)Lを、レーザー出力部(図示せず)から出力する。そして、露光装置6は、帯電された感光ドラム1の表面をレーザー光Lにより走査露光する。つまり、レーザー露光方式による画像形成装置100は、パーソナルコンピュータ、ワークステーション等の外部情報処理機器(図示せず)から送られた画像データをビットマップデータに展開し、ビットマップデータに基づいてレーザーON/OFF信号を生成して、レーザー駆動回路(図示せず)へと入力する。これによって半導体レーザーダイオードを駆動して発光させることで画像露光を行い、入力された画像データに対応したレーザー露光により、感光ドラム1上に画像データに対応した静電潜像が形成される。
図2をも参照して、現像装置3は、現像剤収容部としての現像容器(現像装置本体)3a内に現像剤を収容している。本実施例では、現像剤として、実質的にトナー粒子(トナー)Tのみから成る一成分磁性現像剤を用いる(通常通り、外添剤等を備えていてよい)。現像容器3aは、感光ドラム1との対向部が一部分開口しており、その開口部に現像剤担持体としての現像スリーブ8が配設されている。現像スリーブ8は、感光ドラム1の表面と対向し、所定の間隔を保持して回転自在に設けられている。又、現像装置3は、トナーTを攪拌する回転自在な攪拌部材10、現像スリーブ8に当接配置された現像ブレード11を備えている。攪拌部材10としては、厚さ200μmのPPS(ポリフェニレンサルファイド)シートを用いた。この攪拌部材10は、約5秒で1回転する。現像ブレード11は、トナーTを摩擦帯電させて現像に必要な電荷を与えると共に、現像スリーブ8上のトナーTの層厚を規制する。又、現像スリーブ8の中には、磁界発生手段としての磁極N、磁極Sが交互に複数個形成されたマグネットローラ9が、現像スリーブ8に対して不動に配設されている。マグネットローラ9は回転動作を行わず、常に一定の位置に保持され、同じ磁極の方向に保たれる。斯かる構成により、現像装置3は、感光ドラム1上の静電像を反転現像する。反転現像では、感光ドラム1をトナーTの正規の帯電極性と同極性(本実施例では負極性)に帯電させ、露光により感光ドラム1上の電位の絶対値が減衰した部分にトナーTを付着させる。
攪拌部材10によって現像スリーブ8に向けて搬送されたトナーTは、現像スリーブ8上に汲み上げられる。現像スリーブ8の回転に伴って、現像スリーブ8上のトナーTは、現像ブレード11によってその層厚が規制される。これと同時に、現像スリーブ8上のトナーTは、現像ブレード11との摩擦によって帯電される。現像スリーブ8上に薄層として担持されたトナーTは、その後現像スリーブ8の回転によって、現像スリーブ8と感光ドラム1とが対向する現像領域に送られる。現像領域において、静電像に応じて現像スリーブ8から感光ドラム1にトナーTが転移し、付着する。これにより、感光ドラム1上の静電像は、トナー像として顕像化される。
現像スリーブ8には、電圧印加手段としての現像バイアス電源17が接続されている。少なくとも現像工程時に、現像スリーブ8には、現像バイアス電源17から直流電圧と交流電圧が重畳された現像バイアスが印加される。これにより、現像領域内に送られたトナーTは、現像スリーブ8から感光ドラム1上に飛翔する。本実施例では、現像バイアスのDC電圧Vdcは−500V、AC電圧はVpp(ピーク間電圧)を1500V、周波数を2500Hz、波形を矩形波とした。
尚、本実施例では、現像剤として一成分磁性現像剤を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。
転写ローラ4は、感光ドラム1の表面に所定の押圧力で接触して転写ニップNを形成する。転写ローラ4には、転写工程時に、転写バイアス電源(図示せず)からトナーと逆極性の転写バイアスが印加される。そして、転写材Pの背面(トナー像が転写される面とは反対側の面)側からトナーと逆極性の電荷が付与される。これにより、感光ドラム1と転写ローラ4との間の転写ニップNにて、感光ドラム1の表面のトナー像が転写材Pの表面に転写される。
転写材Pは、転写材収容部としてのカセット等から、ピックアップローラ、搬送ローラ、レジストローラ等の搬送部材によって、感光ドラム1上のトナー像と同期が取られて、転写ニップNへと送られる。
定着装置7は、内部にハロゲンヒータ等の加熱手段を備えた加熱ローラ7aと、加圧ローラとを有している。定着装置7は、加熱ローラ7aと加圧ローラ7bとの間の定着ニップにて転写材Pを挟持搬送しながら、転写材Pの表面に転写されたトナー像を加熱、溶融、加圧する。これにより、転写材P上の未定着のトナー像は、転写材P上に熱定着され、永久画像となる。その後、トナー像が定着された転写材Pは、画像形成装置100外へと排出される。
又、クリーニング装置5は、転写材Pに転写されずに感光ドラム1上に残留したトナーTをクリーニングする。即ち、クリーニング装置5は、クリーニング部材としてのクリーニングブレード5a、廃トナー収容部5b等を有している。そして、クリーニングブレード5aによって感光ドラム1上からトナー等の付着物を掻き取って、廃トナー収容部5bに回収する。こうして、感光ドラム1は、再度画像形成に供される。
尚、本実施例では、プロセスカートリッジ13には、500gのトナーTが充填されている。このプロセスカートリッジ13は、通常、A4サイズの転写材Pに、印字率4%で印字した場合に、10,000枚程度で寿命となる。
[現像剤残量検知装置]
次に、図3〜5をも参照して、本実施例における現像剤残量検知装置について説明する。
次に、図3〜5をも参照して、本実施例における現像剤残量検知装置について説明する。
本実施例における現像剤残量検知装置Dは、電極部材間の静電容量値の変化を利用してトナー残量を検知する。現像剤残量検知装置Dは、現像剤残量検知手段としての電極部材(現像スリーブ8、板金状の電極部材15、16)を有する。そして、この電極部材、現像剤残量検知電圧印加手段として機能する現像バイアス電源17、現像剤残量検知部18等を備えて現像剤残量検知回路が構成される。現像剤残量検知装置Dは更に、演算部21、制御部22、装置本体A側の記憶媒体23、プロセスカートリッジ13側の記憶媒体14、表示手段27等の報知手段を備え、現像剤残量検知回路の出力にしたがってトナー残量に係る情報を使用者に報知する。
<現像剤残量検知手段>
プロセスカートリッジ13は、現像装置3内に、トナー残量を検知するための現像剤残量検知手段として、板金状の2枚の電極部材、即ち、第1のプレートアンテナ板金(以下「第1板金」という。)15及び第2のプレートアンテナ板金(以下「第2板金」という。)16を有する。第1板金15及び第2板金16は、現像スリーブ8の長手方向に沿って略平行に伸び、互いが対向するように固定して配設されている。又、本実施例では、現像スリーブ8も電極部材として機能する。
プロセスカートリッジ13は、現像装置3内に、トナー残量を検知するための現像剤残量検知手段として、板金状の2枚の電極部材、即ち、第1のプレートアンテナ板金(以下「第1板金」という。)15及び第2のプレートアンテナ板金(以下「第2板金」という。)16を有する。第1板金15及び第2板金16は、現像スリーブ8の長手方向に沿って略平行に伸び、互いが対向するように固定して配設されている。又、本実施例では、現像スリーブ8も電極部材として機能する。
現像スリーブ8には、電源17から直流と交流成分を重畳した現像バイアスが印加される。これにより、上述のようにトナーTは現像スリーブ8から感光ドラム1へと飛翔する。そして、本実施例では、第2板金16には、現像バイアスと同一の電源17から残量検知バイアスを印加する。その際に第1板金15に誘起される電流値をトナー残量検知部18によって測定する。これにより、第1板金15と第2板金16との間、又は第1板金15と現像スリーブ8との間の静電容量を測定することができる。
トナー残量が多い場合には、現像装置3内に十分にトナーTが充填されている状態であるので、第1板金15と第2板金16との間の静電容量を測定することによりトナー残量を検知する。又、トナー残量が少ない場合には、現像装置3内にはトナーが少なく、現像スリーブ8の近傍にある程度なので、第1板金15と現像スリーブ8との間の静電容量を測定することによりトナー残量を検知することができる。
つまり、現像剤検知装置Dにおいて、第2板金16は、装置本体50から検知電圧が入力される入力電極部材として機能する。又、第1板金15は、現像剤検知装置Dにおける、第2板金16又は現像スリーブ8との間に存在するトナーの量に応じた静電容量を装置本体50に出力する出力電極部材として機能する。
2個の電極部材間の静電容量Cは、電極部材表面の面積S、距離d、2個の電極部材間の比誘電率Kεと以下の式(1)の関係にある。
C=Kε×S/d ・・・(1)
C=Kε×S/d ・・・(1)
比誘電率Kεは、電極部材間のトナーの量に応じて変化する値である。電極部材間におけるトナーの割合が多いとKεは大きくなり、少ないとKεは小さくなる。このことから、トナー残量と静電容量とが関係付けられ、比誘電率Kεよりトナー残量を換算することができる。
本実施例では、第1板金15及び第2板金16として面積S=15cm2の非磁性のSUS板(ステンレススチール板)を用いた。現像スリーブ5と第1板金15との間の距離が2mm、第1板金15と第2板金16との間の距離は50mmである。尚、本実施例では第1板金15及び第2板金16としてSUS板を使用したが、導電性を持つ材料であれば特に限定されること無く使用することができる。
<現像剤残量検知回路>
次に、残量検知回路の一例について説明する。
次に、残量検知回路の一例について説明する。
図3は、プロセスカートリッジ13が装置本体50に正常に装着されたときの現像剤残量検知装置Dの回路構成を示す。装置本体50及びプロセスカートリッジ13には電気接点(図示せず)が設けられている。プロセスカートリッジ13が装置本体50に装着された際に、この電気接点を通じて第1板金15及び第2板金16と、装置本体50内の現像剤残量検知部18が電気的に接続される。又、プロセスカートリッジ13が装置本体50に装着されると、上記電気接点を通じて現像スリーブ50と電源17とが電気的に接続され、更に現像剤残量検知部18を介して第2板金16が電源17と電気的に接続される。
電源17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、現像剤残量検知部18のリファレンス用コンデンサ19(静電容量C1;固定値)と、入力側電極部材としての現像スリーブ8及び第2板金(入力側電極部材)16とにそれぞれ印加される。これによって、リファレンス用コンデンサ19の両端には電圧V1が発生する。そして、現像スリーブ8と第1板金15との間の静電容量(静電容量C2;トナー残量によって可変)と、第1板金15と第2板金16との間の静電容量(静電容量C3;トナー残量によって可変)との合成容量(C4=C2+C3)に対しては電圧V2が発生する。現像剤残量検知部18の検出回路(比較回路)20は、この電圧V1と電圧V2との電圧差から、測定値である電圧V3を生成し、AD変換部(演算部)21に出力する。AD変換部21は、アナログ信号である電圧V3をデジタル変換した結果を、制御部22に出力する。制御部22は、このデジタル値に変換された電圧値[V](以下、この値を「検知出力値」という。単位は“V”である。)からプロセスカートリッジ13内のトナー残量を求める。上記回路構成では、静電容量(検知出力値[V])の測定には現像バイアスを用いているため、現像プロセスと同時にトナー残量の測定を行う。
現像剤残量検知部18、AD変換部(演算部)21及び制御部22は、装置本体50の制御回路(本体制御部)26(図5)に設けられている。
以上のように現像剤残量検知部18によって、トナー残量に応じて電極部材間に誘起された静電容量の測定値は、通常の場合、図4に示すような検知出力値[V]で出力される。これによって、現像容器3内のトナーTの消費に応じて、逐次にトナー残量を検知することができる。本実施例では、現像剤残量検知手段によって検知される静電容量値と、現像剤残量検知部18の検知出力値との増減関係が逆になる(静電容量値が減少すると、検知出力値が増加する)。
本実施例では、図4の領域Aまでは検知出力値は大きく変化せず、トナー残量がある程度少量となった時点から、即ち、領域Bからトナー残量を逐次検知することが可能となる。即ち、本実施例の現像剤残量検知装置Dは、トナーニアエンド方式である。
<記憶媒体>
次に、プロセスカートリッジ13が備える記憶媒体について説明する。
次に、プロセスカートリッジ13が備える記憶媒体について説明する。
図5に示すように、プロセスカートリッジ13には記憶媒体(以下「カートリッジ側メモリ」という。)14が設けられている。本実施例では、カートリッジ側メモリ14は、このカートリッジ側メモリ14への情報の書き込み、読み込みを制御するためのプロセスカートリッジ側の情報伝達手段たるカートリッジ側伝達部25を一体に備えている。プロセスカートリッジ13が装置本体50に装着されると、カートリッジ側伝達部25と、本体制御部26とが互いに対向して配置される。本体制御部26は、装置本体50側の情報伝達手段としての機能を備えている。
本体制御部26は、残量検知部18、演算部21、制御部22、装置本体50側の記憶媒体(以下、「本体側メモリ」という。)23、残量検知補正テーブル24を備えている。本体制御部26は、カートリッジ側メモリ14の情報の書き込み、呼び出しを行うための制御手段を構成する。尚、残量検知補正テーブル24は、本体制御部26が備えるROMの残量検知補正テーブル記憶領域に記憶されている。又、制御部22は、該ROMに記憶された残量検知プログラム、定数データ等にしたがって、詳しくは後述するようにして現像剤残量検知装置Dによるトナー残量の検知動作を統括制御する。
本実施例では、カートリッジ側メモリ14として、接触型(電気接点を介して信号の授受を行う。)の不揮発性メモリを用いた。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、カートリッジ側メモリ14として、データの通信を電磁波によって行う非接触型のメモリ、又は揮発性メモリとバックアップ電源を組み合わせたもの等を用いてもよい。又、本実施例では、本体側メモリ23として、不揮発性メモリを用いた。
カートリッジ側メモリ14に書き込まれている情報は、プロセスカートリッジ13の使用開始時に、本体側メモリ23へと送られる。
<トナー残量の算出>
先ず、現像装置3内のトナーTが安定している場合に好適なトナー残量の算出方法について説明する。
先ず、現像装置3内のトナーTが安定している場合に好適なトナー残量の算出方法について説明する。
現像装置3内のトナーの状態が安定している通常の状態では、図4に示すようにトナー残量の変化に応じて検知出力値が変化していく。この場合、検知出力値が殆ど変化をしない領域Aの値を基準値(出力基準値)とし、この基準値からの変化量を用いてトナー残量を検知することができる。
つまり、基準値として、トナーが十分に充填されている状態(電極部材間に誘起される静電容量値としては最大値)の検知出力値、即ち、検知出力値の最小値(以下「F(プレート・アンテナ・フル)値」という。)を用いることができる。このF値は、画像形成装置100の稼働中に検知出力値が最小(電極部材間に誘起される静電容量値としては最大値)を示すと、随時更新されていく。
それぞれのプロセスカートリッジ13及び装置本体50は製造公差を持っており、上記基準値となるF値に個体差が生じる。この差は、現像バイアス、コンデンサの容量、電極部材たる板金の大きさ、設置された位置のずれ等によって生じる。従って、このF値をプロセスカートリッジ13ごとに、又装置本体50ごとに測定し、その値からの変化量に応じてトナー残量を検知することで、精度の良いトナー残量の検知が可能となる。
トナー残量の演算は、本体制御部26内に残量検知補正テーブル24として予め保持されている、基準値からの変化量(本実施例では後述の変化の割合Z)と表示残量値(%)との関係を示すルックアップテーブルにより行う。
例えば、トナー残量は、トナー残量15%(トナー量約75g)以下を1%刻みで表示する。又、白抜け画像が発生する虞のあるトナー残量レベルをトナー残量0%として、トナー残量1%を検知した際に使用者に対してトナーの残りが僅かであることを通知する「トナーOUT」表示を行う。トナー残量(「トナーOUT」表示も含む。)は、例えば、トナー残量の報知手段としての装置本体50に設けられた表示手段27にて行う。表示手段27としては、LCDパネル等を好適に用い得る。この他、トナー残量の報知手段として、装置本体50に通信可能に接続されたホストコンピュータにインストールされたドライバソフトウェアを介して該ホストコンピュータの画面上に表示してもよい。更に、トナー残量の報知手段として、装置本体50又はホストコンピュータが備えたスピーカーを介した音声によって報知したり、転写材Pにトナー残量を記録して出力したりしてもよい。
本体制御部26の制御部22は、F値から、トナーOUT表示を行う検知出力値(以下「E(プレート・アンテナ・エンプティ)値」という。)を下記式(2)、
E=a×F+b ・・・(2)
により算出する。式(2)中の定数a、bは、実験データの蓄積により求められる値である。例えば、ここではa=1.75、b=−0.1とする。E値は、F値が更新される毎に随時更新される。
E=a×F+b ・・・(2)
により算出する。式(2)中の定数a、bは、実験データの蓄積により求められる値である。例えば、ここではa=1.75、b=−0.1とする。E値は、F値が更新される毎に随時更新される。
次に、制御部22は、画像形成装置100の稼働中の任意の時点での検知出力値の、F値からの変化の割合Zを、下記式(3)、
変化の割合Z=(検知出力値−F値)/(E値−F値) ・・・(3)
によって求める。
変化の割合Z=(検知出力値−F値)/(E値−F値) ・・・(3)
によって求める。
そして、制御部22は、式(3)で求めた変化の割合Zと、表1に示す残量検知補正テーブル27から、対応する表示残量値(%)を選択する。そして、表示手段27に、選択した表示残量値(%)を表示するための信号を送信し、表示させる。
例えば、検知出力値=1.76V、F値=1.50Vの場合は、上記式(2)、式(3)から、変化の割合Zは0.25となる。従って、表1に示す残量検知補正テーブル27から表示残量値10%を表示する。
上述の方法によって、プリント時(現像バイアスの印加時)にトナー残量が計算され、装置本体50に設けられた表示手段27にトナー残量が表示される。トナー残量が変化し、更新された場合には、随時表示手段27における表示を更新していく。上記F値、E値は、装置本体50にプロセスカートリッジ13が装着された後、求められる毎に本体側メモリ23及びカートリッジ側メモリ14に記憶され、随時更新される。又、上記計算値(表示残量値(%)等)は、計算される毎に本体側メモリ23及びカートリッジ側メモリ14に記憶され、更新される。
しかし、常にトナー残量を完璧に検知することは困難であり、プロセスカートリッジ13の傾きによるトナーの偏り、測定の誤差等の原因によって実際のトナー残量と検知したトナー残量との間に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、検知出力値が上下動することがある。又、実際のトナー量は減少しているのにも拘わらず、検知出力値は変化しない、若しくは増加するという可能性も考え得る。
そこで、このような場合にも使用者を惑わせることが無いように、トナー残量の表示値、及び本体側メモリ23、カートリッジ側メモリ14に記憶させる値(表示残量値(%)等)は、トナー残量の減少方向に対応する方向にしか変化しないような一方向の書き込み制御を行う。即ち、制御部22は、過去に記憶された値、及び算出された表示残量値(%)の中の最小値を採用する。例えば、上記のようにトナー残量10%を表示した後に、検知出力値が測定誤差等によりトナー残量12%となる値である場合にも、トナー残量12%と表示は行わず、トナー残量10%の値を保持する。
<F値補正>
(所定の区間で検知出力値を平均化してF値として更新する方法)
次に、本実施例におけるトナー残量の算出方法について説明する。本実施例では、上記F値を用いたトナー残量の算出方法を基本として、更に現像装置3内のトナーの状態が不安定となった場合にも精度良くトナー残量を検知し得るように、トナー残量を算出するための基準値として、所定の区間での平均値をF値として採用する。
(所定の区間で検知出力値を平均化してF値として更新する方法)
次に、本実施例におけるトナー残量の算出方法について説明する。本実施例では、上記F値を用いたトナー残量の算出方法を基本として、更に現像装置3内のトナーの状態が不安定となった場合にも精度良くトナー残量を検知し得るように、トナー残量を算出するための基準値として、所定の区間での平均値をF値として採用する。
図6に示すように、一時的に現像装置3内のトナーの状態が不安定になり、検知出力値が突発的に小さくなることがある。そして、上述のような方法では、検知出力値が最小を示す毎にF値は更新されるので、この突発な最小値をF値として本体側メモリ23及びカートリッジ側メモリ14に記憶してしまう場合がある。この場合、算出されたE値は大幅に下がる。その結果、トナーが安定した定常状態において、トナーが十分に残っているにも拘わらず、トナー残量15%等と、真のトナー残量より低く表示してしまう。
ここで、前述の一方向書き込み制御のために、一度15%等と検知した場合、それ以降トナー残量15%を保持したままとなる。一方向書き込み制御を行っていない場合でも、真のトナー残量よりも低くトナー残量を表示すること、或いは一度トナー残量15%の表示がされた後にまた表示が消滅することは、ユーザビリティーの観点から好ましくない。
このようなトナーが不安定な状態は、例えば(i)プロセスカートリッジ13を画像形成装置から出し入れした場合、或いはプロセスカートリッジ13の使用開始直後、(ii)前回のプリントから長時間休止しプリントが行われた場合、(iii)現像剤残量検知回路の電気接点の不良等により電気的ノイズが発生した場合、(iv)使用途中での使用環境、特に湿度の変化があった場合、或いは外部からの何等かの衝撃が加わった場合、等の理由によって起り得る。
そこで、本実施例においては、この基準値となるF値を、所定区間(平均化区間)毎の検知出力値の平均値より求める。更に説明すると、本実施例では、約1秒で1つの検知出力値(1データ)を測定している。そして、500個のデータを蓄積した時点で、検知出力値を平均化する処理を行う。
つまり、本実施例の構成では、現像装置3内のトナーは、様々な不安定な状態から、長くても攪拌部材10が100回転を行えば定常状態に回復する。このことから、平均化区間を攪拌部材10が100回転する時間、即ち、本実施例では攪拌部材10は5秒間で1回転するので、500秒を平均化区間とした。但し、この平均化区間は、プロセスカートリッジ13のトナー容量、又特にトナーの安定状態への移行に最も影響の大きい攪拌部材10の回転時間によって適宜決定されることが好ましい。
F値は、平均化処理によって求める毎に、本体側メモリ23及びカートリッジ側メモリ14に記憶させ、更新していく。この時、既に記憶されているF値と新たに算出された平均値とを比較し、その新たな平均値が下限値、即ち、最大の現像剤量に対応する値である場合にF値をその新たな平均値で更新する。
更に、本実施例では、検知出力値が、記憶されているF値から所定値(本実施例では(検知出力値−F値)=0.15Vとした。以下、この所定値を「F値更新閾値」という。)以上の増加をした場合、F値の平均化処理及び更新を止め、F値をそれまでに記憶されている値で凍結する。従って、静電容量値の低下に伴って検知出力値が0.15V増加して、トナー残量が15%付近となってからは、表1に示す残量検知補正テーブル27に従ってトナー残量を算出し、表示する。即ち、F値からの検知出力値の変化量が所定量以上となるまではF値の更新を行い、所定量以上となってからは、それまでに記憶されているF値と検知出力値とからトナー残量を算出し、表示する。
本実施例におけるトナー残量検知の制御の流れを、図7のフローチャートを用いて更に詳しく述べる。
電源ON等により、トナー残量検知制御がスタートする(S101)。本体制御部26の制御部22は、カートリッジ側メモリ14内に記憶されている残量検知情報(F値、E値、表示残量値(%))を読み込み、表示残量値(%)が記憶されていた場合には表示手段27にトナー残量を表示させ、プリント待機状態に移行する(S102)。プリントが開始されると(S103)、制御部22は、トナー残量に対応した現像剤残量検知回路の出力を検知出力値として検知し、現状のF値との差分を取る(S104)。制御部22は、この差分とF値更新閾値(本実施例では0.15V)との大小関係を比較する(S105)。そして、この差分がF値更新閾値以上である場合、即ち、検知出力値がF値更新閾値以上の増加をしている場合にはS113へ進み、F値を現状の値に凍結し、表示残量値(%)の算出を行う。一方、上記差分の方がF値更新閾値より小さい場合はS106へと進む。
S106において、制御部22は、S104にて検知した検知出力値を本体側メモリ23に記憶させて蓄積する。次いで、制御部22は、蓄積された検知出力値の個数をカウントし(S107)、500個に満たない場合にはプリントを終了する(S112)。一方、本体側メモリ23に蓄積された検知出力値の個数が500個に到達した場合にはS108へと進む。
S108において、制御部22は、本体側メモリ23に蓄積された500個の検知出力値の平均値を算出し、500個の蓄積された検知出力値を本体側メモリ23からクリアする。次いで、制御部22は、この平均値と現状のF値とを比較する(S109)。そして、制御部22は、平均値が現状のF値よりも大きい場合はプリントを終了する(S112)。一方、上記平均値がF値よりも小さい場合にはS110へと進む。
S110において、制御部22は、S108で新たに算出された平均値をF値として採用し、本体側メモリ23へ上書きする。更に、この新たなF値を、カートリッジ側メモリ14へ上書きする(S111)。その後、プリントを終了する(S112)。
S105にて検知出力値とF値との差分がF値更新閾値以上であると判断した場合、制御部22はトナー残量値の算出を開始する(S113)。即ち、制御部22は、現状のF値と検知出力値とを比較し、残量検知補正テーブル27を参照して表示残量値(%)を算出する。次いで、制御部22は、現在のトナー残量の表示値と、S113において算出された表示残量値(%)とを比較する(S114)。そして、算出された表示残量値(%)の方が現在のトナー残量の表示値よりも大きい場合には、プリントを終了する(S112)。一方、算出された表示残量値(%)が現在のトナー残量の表示値以下である場合にはS115へ進む。
S115において、制御部22は、新たに算出された表示残量値(%)をトナー残量として採用し、本体側メモリ23に上書きする。更に、制御部22は、この表示残量値(%)を表示手段27へ表示させると共に、この表示残量値(%)をカートリッジ側メモリ14へ上書きする(S116)。その後、プリントを終了する(S112)。
以上、本実施例におけるトナー残量検知制御を要約すると、毎回出力される検知出力値を500個単位で平均化処理し、その平均値を既に記憶されているF値と比較して、新たなF値として採用することの可否を決定する。トナー残量検知の基準となるF値として、個々の検知出力値ではなく、平均値を採用することで、検知出力値が突発的に変動しても、トナー残量の検知精度が低下することを抑制し、安定したトナー残量の検知が可能である。
又、上記F値としての平均化区間内での検知出力値の平均値を本体側メモリ23及びカートリッジ側メモリ14、特に、カートリッジ側メモリ14に記憶させることも本実施例の特徴である。平均値をプロセスカートリッジ13自身に保持させることで、例えばプロセスカートリッジ13を装置本体50に対し交換して使用するような場合でも、カートリッジ側メモリ14に記憶された情報を用いることで、常に装置本体50に装着されたプロセスカートリッジ13に即した制御を行うことができる。
尚、本実施例では、平均化区間として攪拌部材10の100回転する間の、500個の検知出力値を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。平均化区間は、プロセスカートリッジ13の構成等に応じて適宜決定することが望ましい。上述のように、平均化区間は、プロセスカートリッジ13のトナー容量、又特にトナーの安定状態への移行に最も影響の大きい攪拌部材10の回転時間によって決定されることが好ましい。又、F値更新閾値も、本実施例の値(0.15V)に何ら限定されるものではなく、プロセスカートリッジ13の構成等に応じて適宜決定すればよい。
以上、本実施例によれば、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、現像装置3内のトナー残量を逐次に精度よく検知することができる。
実施例2
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本構成及び動作は実施例1のものと同じである。従って、実施例1の画像形成装置と実質的に同一若しくは相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略し、本実施例にて特徴的な部分のみ説明する。
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本構成及び動作は実施例1のものと同じである。従って、実施例1の画像形成装置と実質的に同一若しくは相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略し、本実施例にて特徴的な部分のみ説明する。
<F値補正>
(検知出力値の下限値の累積平均値をF値として更新する方法)
本実施例の特徴は、F値を、それまでの最大のトナー量に対応する検知出力値の累積平均値として求めること、又、カートリッジ側メモリ14内に平均化した検知出力値の個数と、F値としての累積平均値を格納することである。
(検知出力値の下限値の累積平均値をF値として更新する方法)
本実施例の特徴は、F値を、それまでの最大のトナー量に対応する検知出力値の累積平均値として求めること、又、カートリッジ側メモリ14内に平均化した検知出力値の個数と、F値としての累積平均値を格納することである。
実施例1では、攪拌部材10の特性に応じた所定の区間内で検知出力値を平均化処理し、この平均値を既に記憶されているF値と比較して、新たなF値として採用することの可否を決定することで、突発的な検知出力値の変動に対応した。しかし、図8に示すように、本来検知出力値が安定している領域にて検知出力値が徐々に減少、増加する場合に、減少領域内に平均化区間が入ってしまうことが考えられる。この場合、F値として、定常状態における値よりも小さい値を採用してしまう可能性がある。
本実施例では、このような場合に対応するため、F値として、それまでの検知出力値の下限値、即ち、最大のトナー量に対応する検知出力値の累積平均値を採用する。
又、本実施例では、検知出力値が現状のF値より大きくなった場合にF値の更新を止め、トナー残量値の算出を開始する。
本実施例におけるトナー残量検知の制御の流れを、図9のフローチャートを用いて更に詳しく述べる。
電源ON等により、トナー残量検知制御がスタートする(S201)。本体制御部26の制御部22は、カートリッジ側メモリ14内に記憶されている残量検知情報(F値、E値、表示残量値(%)等)を読み込み、表示残量値(%)が記憶されていた場合には表示手段27にトナー残量を表示させ、プリント待機状態に移行する(S202)。プリントが開始されると(S203)、制御部22は、トナー残量に対応した現像剤残量検知回路の出力を検知出力値として検知する(S204)。制御部22は、検知出力値と現状のF値との大小関係を比較する(S205)。そして、検知出力値よりも現状のF値の方が小さい場合にはS212へ進み、トナー残量値の算出を行う。一方、検知出力値と現状のF値とが同じか、若しくは検知出力値よりも現状のF値の方が大きい場合にはS206へと進み、以降F値の更新を行う。
S206において、制御部22は、S204にて検知した検知出力値を本体側メモリ23に記憶させる(S206)。次いで、制御部22は、それまでにF値を求めるために平均化した検知出力値の個数Nを(N+1)個に更新し、本体側メモリ23へ記憶させる(S207)。そして、これまでの検知出力値の平均値と合わせ、(N+1)個での累積平均値を下記式、
累積平均値=(現在のF値×N+最新の検知出力値)/(N+1)
により算出する(S208)。その後、制御部22は、算出された累積平均値をF値として新たに採用し、本体側メモリ23へ上書きする(S209)。又、制御部22は、F値(累積平均値)、平均化個数(N+1)個をカートリッジ側メモリ14に上書きする(S210)。その後、プリントを終了する(S211)。
累積平均値=(現在のF値×N+最新の検知出力値)/(N+1)
により算出する(S208)。その後、制御部22は、算出された累積平均値をF値として新たに採用し、本体側メモリ23へ上書きする(S209)。又、制御部22は、F値(累積平均値)、平均化個数(N+1)個をカートリッジ側メモリ14に上書きする(S210)。その後、プリントを終了する(S211)。
S205にて検知出力値よりも現状のF値の方が小さいと判断した場合、制御部22はトナー残量値の算出を開始する(S212)。即ち、制御部22は、現状のF値と検知出力値とを比較し、残量検知補正テーブル27を参照して表示残量値(%)を算出する。次いで、制御部22は、現在のトナー残量の表示値と、S212において算出された表示残量値(%)とを比較する(S213)。そして、算出された表示残量値(%)の方が現在のトナー残量の表示値よりも大きい場合には、プリントを終了する(S211)。一方、算出された表示残量値(%)が現在のトナー残量の表示値以下である場合にはS214へ進む。
S214において、制御部22は、新たに算出された表示残量値(%)をトナー残量として採用し、本体側メモリ23に上書きする。更に、制御部22は、この表示残量値(%)を表示手段27へ表示させると共に、この表示残量値(%)をカートリッジ側メモリ14へ上書きする(S215)。その後、プリントを終了する(S211)。
以上、本実施例におけるトナー残量検知制御を要約すると、検知出力値の下限値を累積平均化処理し、その累積平均値をF値として採用する。トナー残量検知の基準となるF値として、個々の検知出力値ではなく、下限値を更新した検知出力値の累積平均値を採用することで、様々な理由によって不安定な検知出力値を検知しても、トナー残量の検知精度が低下することとを抑制し、安定したトナー残量の検知が可能である。
又、上記F値としての累積平均値及び平均化に用いた検知出力値の個数を本体側メモリ23及びカートリッジ側メモリ14、特に、カートリッジ側メモリ14に記憶させることも本実施例の特徴である。累積平均値及び平均化に用いた検知出力値の個数をプロセスカートリッジ13自身に保持させることで、例えばプロセスカートリッジ13を装置本体50に対し交換して使用するような場合でも、カートリッジ側メモリ14に記憶された情報を用いることで、常に装置本体50に装着されたプロセスカートリッジ13に即した制御を行うことができる。
実施例3
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本構成及び動作は実施例1、2のものと同じである。従って、実施例1、2の画像形成装置と実質的に同一若しくは相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略し、本実施例にて特徴的な部分のみ説明する。
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本構成及び動作は実施例1、2のものと同じである。従って、実施例1、2の画像形成装置と実質的に同一若しくは相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略し、本実施例にて特徴的な部分のみ説明する。
<F値補正>
(全ての検知出力値の累積平均値をF値として更新し、所定の値で更新を停止する方法)
本実施例は、F値を、それまでの全ての検知出力値の累積平均値として求めることを特徴とする。更に、所定の区間内の検知出力値は記憶させ、平均化処理の停止の判断を行う。カートリッジ側メモリ14内に平均化した検知出力値の個数と、累積平均値を格納することは実施例2と同様である。
(全ての検知出力値の累積平均値をF値として更新し、所定の値で更新を停止する方法)
本実施例は、F値を、それまでの全ての検知出力値の累積平均値として求めることを特徴とする。更に、所定の区間内の検知出力値は記憶させ、平均化処理の停止の判断を行う。カートリッジ側メモリ14内に平均化した検知出力値の個数と、累積平均値を格納することは実施例2と同様である。
実施例2では、図8に示すように検知出力値が徐々に減少、増加する場合に対応するために、最小値を更新した検知出力値の累積平均値をF値として採用した。本実施例では、F値としてそれまでの全ての検知出力値の累積平均値を採用することによりこの状況に対応する。
更に説明すると、本実施例では、検知出力値は、所定の区間(本実施例では500データ)で全て記憶保持し、N回目の検知出力値と(N−500)回目の検知出力値とを比較し、N回目の検知出力値が所定値(F値更新閾値)以上に増加した場合、即ち、
所定値≦(〔N回目の検知出力値〕−〔(N−500)回目の検知出力値〕)
を満たす場合に平均化処理を停止し、その後はF値を更新しない。本実施例では、F値更新閾値は0.15Vとした。(N+1)回目の検知出力値が記憶された場合は、(N−500)回目の検知出力値を消去し、常に最新の500個の検知出力値を記憶保持するようにする。
所定値≦(〔N回目の検知出力値〕−〔(N−500)回目の検知出力値〕)
を満たす場合に平均化処理を停止し、その後はF値を更新しない。本実施例では、F値更新閾値は0.15Vとした。(N+1)回目の検知出力値が記憶された場合は、(N−500)回目の検知出力値を消去し、常に最新の500個の検知出力値を記憶保持するようにする。
本実施例におけるトナー残量検知の制御の流れを、図10のフローチャートを用いて更に詳しく述べる。
電源ON等により、トナー残量検知制御がスタートする(S301)。本体制御部26の制御部22は、カートリッジ側メモリ14内に記憶されている残量検知情報(F値、E値、表示残量値(%)等)を読み込み、表示残量値(%)が記憶されていた場合には表示手段27にトナー残量を表示させ、プリント待機状態に移行する(S302)。プリントが開始されると(S303)、制御部22は、トナー残量に対応した現像剤残量検知回路の出力をN回目の検知出力値として検知する(S304)。次いで、制御部22は、検知出力値の個数Nの大小を判定する(S305)。そして、検知出力値の個数N(これまでに検知出力値を検知した回数)が500個以下の場合、S314へと進む。つまり、検知出力値の個数が500個に達するまでは、本体側メモリ23へ検知出力値を記憶させて蓄積し(S314)、S309へと進む。一方、検知出力値の個数Nが500個よりも多い場合、S306へと進む。
S306において、制御部22は、S304にて検知されたN回目の検知出力値と、本体側メモリ23に格納されている(N−500)回目の検知出力値とを比較して、下記式、
差分=〔N回目の検知出力値〕−〔(N−500)回目の検知出力値〕
により差分を算出する。次いで、F値更新閾値(本実施例では0.15V)と、上記算出された差分との大小関係を比較する(S307)。そして、差分がF値更新閾値以上の数値であった場合、即ち、N回目の検知出力値が(N−500)回目の検知出力値よりもF値更新閾値以上の増加をしている場合はS315へと進み、トナー残量値の算出を行う。一方、上記算出された差分がF値更新閾値よりも小さかった場合はS308へと進み、以降F値の更新を行う。
差分=〔N回目の検知出力値〕−〔(N−500)回目の検知出力値〕
により差分を算出する。次いで、F値更新閾値(本実施例では0.15V)と、上記算出された差分との大小関係を比較する(S307)。そして、差分がF値更新閾値以上の数値であった場合、即ち、N回目の検知出力値が(N−500)回目の検知出力値よりもF値更新閾値以上の増加をしている場合はS315へと進み、トナー残量値の算出を行う。一方、上記算出された差分がF値更新閾値よりも小さかった場合はS308へと進み、以降F値の更新を行う。
S308において、制御部22は、S304にて検知したN回目の検知出力値を本体側メモリ23に記憶させ、(N−500)回目の検知出力値をクリアする。次いで、制御部22は、平均化個数をN個に更新し、本体側メモリ23へ記憶させる(S309)。そして、これまでの全ての検知出力値の累積平均値を下記式、
累積平均値=(現在のF値×(N−1)+N個目の検知出力値)/N
により算出する(S310)。その後、制御部22は、算出された累積平均値をF値として新たに採用し、本体側メモリ23へ上書きする(S311)。又、制御部22は、F値(累積平均値)、平均化個数N個をカートリッジ側メモリ14に上書きする(S312)。その後、プリントを終了する(S313)。
累積平均値=(現在のF値×(N−1)+N個目の検知出力値)/N
により算出する(S310)。その後、制御部22は、算出された累積平均値をF値として新たに採用し、本体側メモリ23へ上書きする(S311)。又、制御部22は、F値(累積平均値)、平均化個数N個をカートリッジ側メモリ14に上書きする(S312)。その後、プリントを終了する(S313)。
S305にて検知出力値の検知回数が500回に満たないと判断した場合、制御部22は、N回目の検知出力値を本体側メモリ23へ記憶させて蓄積し(S314)、S309へ進み、F値を算出する。
又、S307にて上記算出された差分がF値更新閾値以上であると判断した場合、制御部22は、トナー残量値の算出を開始する(S315)。即ち、制御部22は、現状のF値と検知出力値とを比較し、残量検知補正テーブル27を参照して表示残量値(%)を算出する。次いで、制御部22は、現在のトナー残量の表示値と、S315において算出された表示残量値(%)とを比較する(S316)。そして、算出された表示残量値(%)の方が現在のトナー残量の表示値よりも大きい場合には、プリントを終了する(S313)。一方、算出された表示残量値(%)が現在のトナー残量の表示値以下である場合にはS317へ進む。
S317において、制御部22は、新たに算出された表示残量値(%)をトナー残量として採用し、本体側メモリ23に上書きする。更に、制御部22は、この表示残量値(%)を表示手段27へ表示させると共に、この表示残量値(%)をカートリッジ側メモリ14へ上書きする(S318)。その後、プリントを終了する(S313)。
以上、本実施例におけるトナー残量検知制御を要約すると、検知出力値を常に累積平均化処理し、その累積平均値をF値として採用する。又、その処理を検知出力値が所定値以上変化した時に停止し、その時点までの平均値をF値として凍結する。トナー残量検知の基準となるF値として、個々の検知出力値ではなく、全ての検知出力値の累積平均値を採用することで、様々な理由によって不安定な検知出力値を検知しても、トナー残量の検知精度が低下することを抑制し、安定したトナー残量の検知が可能である。
又、上記F値としての累積平均値及び検知出力値の個数を本体側メモリ23及びカートリッジ側メモリ14、特に、カートリッジ側メモリ14に記憶させることも本実施例の特徴である。この累積平均値及び検知出力値の個数をプロセスカートリッジ13自身に保持させることで、例えばプロセスカートリッジ13を装置本体50に対し交換して使用するような場合でも、カートリッジ側メモリ14に記憶された情報を用いることで、常に装置本体50に装着されたプロセスカートリッジ13に即した制御を行うことができる。
尚、本実施例においては、F値更新閾値は0.15Vとしたが、本発明はこの値に何ら限定されるものではなく、プロセスカートリッジ13の構成等に応じて適宜決定すればよい。又、本実施例では、F値更新の可否判断のための比較値として、500回(実施例1と同様に、トナーの状態が安定する攪拌部材10の100回転分)前の検知出力値を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、プロセスカートリッジ13の構成等に応じて適宜決定することが望ましい。プロセスカートリッジ13のトナー容量、又特にトナーの安定状態への移行に最も影響の大きい攪拌部材10の回転時間によって決定されることが好ましい。
実施例4
次に、本発明の更に他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本構成及び動作は実施例1〜3のものと同じである。従って、実施例1〜3の画像形成装置と実質的に同一若しくは相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略し、本実施例にて特徴的な部分のみ説明する。
次に、本発明の更に他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本構成及び動作は実施例1〜3のものと同じである。従って、実施例1〜3の画像形成装置と実質的に同一若しくは相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略し、本実施例にて特徴的な部分のみ説明する。
<F値補正>
(全ての検知出力値の累積平均値をF値として更新し、所定時間で更新を停止する方法)
本実施例は、F値をそれまでの全ての検知出力値の累積平均値として求め、所定時間でF値の更新を停めることを特徴とする。
(全ての検知出力値の累積平均値をF値として更新し、所定時間で更新を停止する方法)
本実施例は、F値をそれまでの全ての検知出力値の累積平均値として求め、所定時間でF値の更新を停めることを特徴とする。
実施例3では、所定の区間で検知出力値を全て記憶保持し、N回目の検知出力値と(N−500)回目の検知出力値とを比較し、N回目の検知出力値が所定の値以上に増加した場合に平均化処理を停止し、その後はF値を凍結した。本実施例では、プロセスカートリッジ13の攪拌回転時間が所定時間に達した時点で、平均化処理を停止し、その後はF値を凍結する。本実施例では、上記所定時間の判断基準は、トナーが十分に安定する時間として、攪拌部材10の200回転分の時間(1000秒)に対応する検知回数1000回とした。
本実施例におけるトナー残量検知の制御の流れを、図11のフローチャートを用いて更に詳しく述べる。
電源ON等により、トナー残量検知制御がスタートする(S401)。本体制御部26の制御部22は、カートリッジ側メモリ14内に記憶されている残量検知情報(F値、E値、表示残量値(%)等)を読み込み、表示残量値(%)が記憶されていた場合には表示手段27にトナー残量を表示させ、プリント待機状態に移行する(S402)。プリントが開始されると(S403)、制御部22は、トナー残量に対応した現像剤残量検知回路の出力をN回目の検知出力値として検知する(S404)。次いで、制御部22は、何回目の検知出力値かの比較判断を行う(S405)。そして、検知回数Nが1000回以上の場合はS412へ進み、トナー残量値の算出を行う。一方、検知回数Nが1000回よりも少ない場合にはS406へと進み、以降F値の更新を行う。
S406において、制御部22は、S404にて検知したN回目の検知出力値を本体側メモリ23に記憶させる。次いで、制御部22は、それまでにF値を求めるために平均化した検知出力値の個数をN個に更新し、本体側メモリ23へ記憶させる(S407)。そして、これまでの検知出力値の平均値と合わせ、N個での累積平均値を下記式、
累積平均値=(現在のF値×N+最新の検知出力値)/N
により算出する(S408)。その後、制御部22は、算出された累積平均値をF値として新たに採用し、本体側メモリ23へ上書きする(S409)。又、制御部22は、F値(累積平均値)、平均化個数N個をカートリッジ側メモリ14に上書きする(S410)。その後、プリントを終了する(S411)。
累積平均値=(現在のF値×N+最新の検知出力値)/N
により算出する(S408)。その後、制御部22は、算出された累積平均値をF値として新たに採用し、本体側メモリ23へ上書きする(S409)。又、制御部22は、F値(累積平均値)、平均化個数N個をカートリッジ側メモリ14に上書きする(S410)。その後、プリントを終了する(S411)。
S405にて検知回数が1000回以上であると判断した場合、制御部22は、トナー残量値の算出を開始する(S412)。即ち、制御部22は、現状のF値と検知出力値とを比較し、残量検知補正テーブル27を参照して表示残量値(%)を算出する。次いで、制御部22は、現在のトナー残量の表示値と、S412において算出された表示残量値(%)とを比較する(S413)。そして、算出された表示残量値(%)の方が現在のトナー残量の表示値よりも大きい場合には、プリントを終了する(S313)。一方、算出された表示残量値(%)が現在のトナー残量の表示値以下である場合にはS414へ進む。
S414において、制御部22は、新たに算出された表示残量値(%)をトナー残量として採用し、本体側メモリ23に上書きする。更に、制御部22は、この表示残量値(%)を表示手段27へ表示させると共に、又この表示残量値(%)をカートリッジ側メモリ14へ上書きする(S415)。その後、プリントを終了する(S411)。
以上、本実施例におけるトナー残量検知制御を要約すると、検知出力値を常に累積平均化処理し、その累積平均値をF値として採用する。又、その処理を所定時間(本実施例では対応する検知出力値の検知回数)で停止し、その時点までの平均値をF値として凍結する。トナー残量検知の基準となるF値として、個々の検知出力値ではなく、全ての検知出力値の累積平均値を採用することで、様々な理由によって不安定な検知出力値を検知しても、トナー残量の検知精度が低下することを抑制し、安定したトナー残量の検知が可能である。
又、上記F値としての累積平均値及び検知出力値の個数を本体側メモリ23及びカートリッジ側メモリ14、特に、カートリッジ側メモリ14に記憶させることも本実施例の特徴である。この累積平均値及び検知出力値の個数をプロセスカートリッジ13自身に保持させることで、例えばプロセスカートリッジ13を装置本体50に対し交換して使用するような場合でも、カートリッジ側メモリ14に記憶された情報を用いることで、常に装置本体50に装着されたプロセスカートリッジ13に即した制御を行うことができる。
尚、本実施例では、トナーが十分に安定な状態となる所定時間として、攪拌部材10が200回転する時間(1000秒)に対応する検知出力値の個数(1000個)で、平均化処理、F値の更新を停止したが、本発明はこれに限定されるものではなく、プロセスカートリッジ13の構成等に応じて適宜決定することが望ましい。プロセスカートリッジ13のトナー容量、又特にトナーの安定状態への移行に最も影響の大きい攪拌部材10の回転時間によって決定されることが好ましい。又、本実施例においては、攪拌の回転時間に対応する検知出力の個数に基づいてF値の更新を停止したが、これは攪拌部材10の回転時間(回数)そのもの、プリント枚数(画像出力数)、感光ドラムの回転時間、現像スリーブの回転時間、現像バイアスの印加時間、等のプロセスカートリッジ13の使用量に関する情報であれば、何れを利用しても構わない。特に、トナーの状態が安定となる条件を用いれば良い。
上記各実施例において、本体制御部26は、装置本体50に設けられた表示手段27或いはホストコンピュータにトナー残量に関する情報を報知するための信号を送信する送信手段として機能し、上記表示手段27或いはホストコンピュータの画面等の報知手段を介してトナー残量に関する情報を使用者に報知させる。又、本体制御部26は、上述の如く、記憶媒体に対するF値(平均値、累積平均値)、平均化した検知出力値の個数等の情報の読み書きを制御し、又トナー残量を算出する制御手段として機能する。本発明の一態様によると、現像剤収容部たる現像剤収容部(現像容器3a)、現像剤収容部内の現像剤量に応じた信号を逐次出力する現像剤残量検知手段(現像スリーブ8、第1板金15、第2板金16)、F値(平均値、累積平均値)・平均化した検知出力値の個数等の情報を記憶する記憶媒体、上記送信手段、及び上記制御手段を備えて成る画像形成システムが提供される。
(他の実施例)
上記実施例1〜4において説明した平均化区間、補正テーブル、各種所定値は画像形成装置、プロセスカートリッジの構成によって異なってくるため、それぞれの構成によって変更する必要がある。
上記実施例1〜4において説明した平均化区間、補正テーブル、各種所定値は画像形成装置、プロセスカートリッジの構成によって異なってくるため、それぞれの構成によって変更する必要がある。
上記実施例1〜4では、残量検知補正テーブル27を本体制御部26に格納するものとして説明したが、カートリッジ側メモリ14内に格納しても良い。この場合、各々のプロセスカートリッジ13の特性に応じたテーブルをプロセスカートリッジ13自体に保持させて使用することが可能で、より正確なトナー残量検知を行うことができる。
上記実施例1〜4では、現像剤残量検知手段によって検知される静電容量値と、現像剤残量検知部18の検知出力値との増減関係が逆になる(静電容量値が減少すると、検知出力値が増加する)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回路によって様々であり、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。
上記実施例1〜4では、トナー残量の検知手段としてプレート板金方式を用いたが、トナー残量の検知精度を増すためにより多くの現像剤残量検知手段を設けても良い。又、上記実施例1〜4におけるトナー残量検知は、トナー残量が少量となった時点からの逐次の残量検知が可能となるトナーニアエンド方式であるが、より多くのトナー量が残っている時点からトナー残量検知を行うために、他の現像剤残量検知手段を組合せるなどしてもよい。例えば、現像容器の底部にも電極部材を設けることで、トナー残量がより多い時点からトナー残量を逐次に検知するようにしてもよい。現像剤残量を逐次検知するとは、現像剤残量が100%である状態から0%となるまで全ての領域において逐次に検知することのみならず、50%、15%といったより現像剤が減少した状態から逐次に検知することも含む。又、現像剤残量が0%とは、現像装置内の現像剤が完全に無くなったことのみを意味するものではなく、例えば、所定の品質の画像を形成することが困難となる現像剤残量などとして、予め求められた所定量の現像剤が残っている状態も含む。
現像剤残量検知手段としては、検知精度が良好であること、回路構成が比較的簡単であることなどから、上記実施例1〜4にて説明した静電容量検知方式のものが好適であるが、本発明はこれに限定されるものではない。現像剤収容部内の現像剤の量に応じた信号を逐次に出力し得るものであって、最大の現像剤量に対応する出力基準値からの検知出力値の変化量に応じて現像剤残量を求め得る他の方式のものを用いる場合にも、本発明は同様に適用し得るものである。複数方式の現像剤残量検知手段を組み合わせて用いてもよい。
上記各実施例では、装置本体に対して着脱可能なカートリッジは、感光ドラム1、帯電ローラ2、現像装置3、クリーニング装置5が一体的にカートリッジ化されたプロセスカートリッジ13であるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。プロセスカートリッジには、感光体と、感光体に作用するプロセス手段としての帯電手段、現像手段、クリーニング手段のうち少なくとも1つと、を一体的にカートリッジ化して装置本体に対し着脱可能としたものが含まれる。又、装置本体に対し着脱可能なカートリッジとして、現像装置(現像カートリッジ)が単独で装置本体に対し着脱可能とされている場合にも、本発明は等しく適用可能である。この場合、現像カートリッジの構成は、上記各実施例におけるプロセスカートリッジ13から、感光ドラム1、帯電ローラ2、クリーニング装置5を除いたものに相当し、カートリッジ側メモリ14はこの現像カートリッジに設けられるものと考えればよい。更に、画像形成装置に対し着脱可能なカートリッジとして、現像容器が単独で画像形成装置本体に対し着脱可能となっている場合にも、本発明は等しく適用可能である。つまり、カートリッジは、現像剤収容部と、この現像剤収容部内の現像剤の量に応じた信号を逐次に出力可能な現像剤残量検知手段と、記憶媒体とが一体的に画像形成装置本体に対して着脱可能となっていればよい。
上記実施例1〜4においては、画像形成装置は単色の画像を形成するものであるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。現像手段を複数有し、複数色の画像(例えば2色画像、3色画像、或いはフルカラー等)を形成する画像形成装置においても、本発明は等しく適用することができる。この場合、各現像手段で用いる現像剤を収容する各現像剤収容部に対して上記実施例1〜4のようにしてトナー残量検知制御を適用すればよい。
現像方法としては、上記実施例1〜4における1成分磁性現像剤を用いたジャンピング現像のみならず、公知の2成分磁気ブラシ現像法等種々の現像法を用いることが可能である。
電子写真感光体としては、本実施例の感光ドラムに限定されること無く、例えば光導電体のものを用いても良い。例えば、アモルファスシリコン、アモルファスセレン、酸化亜鉛、酸化チタン及び有機光導電体等が含まれる。又、感光体を搭載する形状としては、例えばドラム状、ベルト状等の回転体及びシート状等が含まれる。尚、一般的には、感光体としてはドラム状又はベルト状のものが用いられており、例えばドラム状の感光体にあっては、アルミ合金等のシリンダー上に光導電体を蒸着又は塗工等を行ったものである。
又、感光ドラムのクリーニング手段としては、本実施例のブレード形状の他に、ファーブラシ、磁気ブラシ等を用いて構成しても良い。
更に、上記実施例1〜4においては、画像形成装置としてレーザービームプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、プロセスカートリッジ若しくは現像カートリッジといった装置本体に対して着脱可能なカートリッジを用いた、複写機、ファクシミリ装置、或いはワードプロセッサ等の他の画像形成装置に適用することも可能である。
1 感光ドラム(電子写真感光体、像担持体)
2 帯電ローラ(帯電手段)
3 現像装置
5 クリーニング装置(クリーニング手段)
8 現像スリーブ(現像手段、現像剤担持体、電極部材、入力側電極部材)
10 攪拌部材
13 プロセスカートリッジ
14 カートリッジ側メモリ(記憶媒体)
15 第1板金(電極部材、出力側電極部材)
16 第2板金(電極部材、入力側電極部材)
17 現像バイアス電源(現像バイアス印加手段、検知電圧印加手段)
22 制御部
23 本体側メモリ(記憶媒体)
26 本体制御部(制御手段、送信手段)
27 残量検知補正テーブル
2 帯電ローラ(帯電手段)
3 現像装置
5 クリーニング装置(クリーニング手段)
8 現像スリーブ(現像手段、現像剤担持体、電極部材、入力側電極部材)
10 攪拌部材
13 プロセスカートリッジ
14 カートリッジ側メモリ(記憶媒体)
15 第1板金(電極部材、出力側電極部材)
16 第2板金(電極部材、入力側電極部材)
17 現像バイアス電源(現像バイアス印加手段、検知電圧印加手段)
22 制御部
23 本体側メモリ(記憶媒体)
26 本体制御部(制御手段、送信手段)
27 残量検知補正テーブル
Claims (44)
- 現像剤収容部と、前記現像剤収容部内の現像剤残量に応じた信号を逐次出力可能な現像剤残量検知手段と、記憶媒体と、を有するカートリッジが着脱可能な画像形成装置において、
前記現像剤残量検知手段の出力を所定区間毎に平均化して、その平均値を最大の現像剤量に対応する前記現像剤残量検知手段の出力基準値として前記記憶媒体に順次更新して記憶させ、但し、前記記憶媒体に記憶されている前記出力基準値と新たに算出された前記平均値とを比較し、その新たな平均値が最大の現像剤量に対応する値である場合に前記記憶媒体に記憶されている前記出力基準値をその新たな平均値で更新することを特徴とする画像形成装置。 - 前記所定区間は、前記現像剤収容部内の現像剤を攪拌する攪拌部材の回転時間に応じて決定されることを特徴とする請求項1の画像形成装置。
- 現像剤収容部と、前記現像剤収容部内の現像剤残量に応じた信号を逐次出力可能な現像剤残量検知手段と、記憶媒体と、を有するカートリッジが着脱可能な画像形成装置において、
最大の現像剤量に対応する前記現像剤残量検知手段の出力と、該最大の現像剤量に対応する出力を得た回数とから、該最大の現像剤量に対応する出力の累積平均値を算出し、その累積平均値を最大の現像剤量に対応する前記現像剤残量検知手段の出力基準値として前記記憶媒体に順次更新して記憶させると共に、前記回数を前記記憶媒体に順次更新して記憶させることを特徴とする画像形成装置。 - 現像剤収容部と、前記現像剤収容部内の現像剤残量に応じた信号を逐次出力可能な現像剤残量検知手段と、記憶媒体と、を有するカートリッジが着脱可能な画像形成装置において、
前記現像剤残量検知手段の出力と、前記現像剤残量検知手段の出力を得た回数とから、前記現像剤残量検知手段の出力の累積平均値を算出し、その累積平均値を最大の現像剤量に対応する前記現像剤残量検知手段の出力基準値として前記記憶媒体に順次更新して記憶させると共に、前記回数を前記記憶媒体に順次更新して記憶させ、但し、所定条件で前記出力基準値の更新を停止することを特徴とする画像形成装置。 - 前記所定条件として、前記現像剤残量検知手段の出力が所定値以上変化した場合に、前記出力基準値の更新が停止されることを特徴とする請求項4の画像形成装置。
- 前記所定条件は、前記カートリッジの使用量に関する情報により決定されることを特徴とする請求項4の画像形成装置。
- 前記カートリッジの使用量に関する情報として、前記現像剤収容部内の現像剤を攪拌する攪拌部材の回転時間、画像形成装置の画像出力数、画像形成装置が備える像担持体若しくは現像剤担持体の回転時間、又は画像形成装置が備える現像剤担持体に対するバイアス印加時間が所定値に達した場合に、前記出力基準値の更新が停止されることを特徴とする請求項6の画像形成装置。
- 前記記憶媒体に記憶された前記出力基準値からの、前記現像剤残量検知手段の出力の変化量に基づいて現像剤残量を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画像形成装置。
- 前記現像剤残量検知手段は、少なくとも2つの電極間の現像剤残量に応じた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1〜8のいずれかの項に記載の画像形成装置。
- 前記記憶媒体は、読み込み、書き込み可能な不揮発性メモリ、又は電源を備えた揮発性メモリであることを特徴とする請求項1〜9のいずれかの項に記載の画像形成装置。
- 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、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1つと、を有することを特徴とする請求項1〜10のいずれかの項に記載の画像形成装置。
- 現像剤収容部と、前記現像剤収容部内の現像剤残量に応じた信号を逐次出力可能な現像剤残量検知手段と、記憶媒体と、を有し、画像形成装置に着脱可能なカートリッジにおいて、
前記記憶媒体には、前記現像剤残量検知手段の出力が所定区間毎に平均化された平均値が、最大の現像剤量に対応する前記現像剤残量検知手段の出力基準値として順次更新して記憶され、但し、前記記憶媒体に記憶されている前記出力基準値と新たに算出された前記平均値とが比較された結果、その新たな平均値が最大の現像剤量に対応する値である場合に前記記憶媒体に記憶されている前記出力基準値はその新たな平均値で更新されることを特徴とするカートリッジ。 - 前記所定区間は、前記現像剤収容部内の現像剤を攪拌する攪拌部材の回転時間に応じて決定されることを特徴とする請求項12のカートリッジ。
- 現像剤収容部と、前記現像剤収容部内の現像剤残量に応じた信号を逐次出力可能な現像剤残量検知手段と、記憶媒体と、を有し、画像形成装置に着脱可能なカートリッジにおいて、
前記記憶媒体には、最大の現像剤量に対応する前記現像剤残量検知手段の出力と、該最大の現像剤量に対応する出力が得られた回数とから算出された前記最大の現像剤量に対応する出力の累積平均値が、最大の現像剤量に対応する前記現像剤残量検知手段の出力基準値として順次更新して記憶されると共に、前記回数が順次更新して記憶されることを特徴とするカートリッジ。 - 現像剤収容部と、前記現像剤収容部内の現像剤残量に応じた信号を逐次出力可能な現像剤残量検知手段と、記憶媒体と、を有し、画像形成装置に着脱可能なカートリッジにおいて、
前記記憶媒体には、前記現像剤残量検知手段の出力値と、前記現像剤残量検知手段の出力が得られた回数とから算出された前記現像剤残量検知手段の出力の累積平均値が、最大の現像剤量に対応する前記現像剤残量検知手段の出力基準値として順次更新して記憶されると共に、前記回数が順次更新して記憶され、但し、所定条件で前記出力基準値の更新が停止されることを特徴とするカートリッジ。 - 前記所定条件として、前記現像剤残量検知手段の出力が所定値以上変化した場合に、前記出力基準値の更新が停止されることを特徴とする請求項15のカートリッジ。
- 前記所定条件は、当該カートリッジの使用量に関する情報により決定されることを特徴とする請求項15のカートリッジ。
- 前記カートリッジの使用量に関する情報として、前記現像剤収容部内の現像剤を攪拌する攪拌部材の回転時間、画像形成装置の画像出力数、画像形成装置が備える像担持体若しくは現像剤担持体の回転時間、又は画像形成装置が備える現像剤担持体に対するバイアス印加時間が所定値に達した場合に、前記出力基準値の更新が停止されることを特徴とする請求項17のカートリッジ。
- 前記記憶媒体に記憶された前記出力基準値は、該出力基準値からの前記現像剤残量検知手段の出力の変化量に基づいて現像剤残量を検知するために用いられることを特徴とする請求項12〜18のいずれかの項に記載のカートリッジ。
- 前記現像剤残量検知手段は、少なくとも2つの電極間の現像剤残量に応じた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12〜19のいずれかの項に記載のカートリッジ。
- 前記記憶媒体は、読み込み、書き込み可能な不揮発性メモリ、又は電源を備えた揮発性メモリであることを特徴とする請求項12〜20のいずれかの項に記載のカートリッジ。
- 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、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1つと、を有することを特徴とする請求項12〜21のいずれかの項に記載のカートリッジ。
- 現像剤収容部と、
前記現像剤収容部内の現像剤残量に応じた信号を逐次出力可能な現像剤残量検知手段と 、
記憶媒体と、
前記現像剤残量検知手段の出力を所定区間毎に平均化して、その平均値を最大の現像剤量に対応する前記現像剤残量検知手段の出力基準値として前記記憶媒体に順次更新して憶させ、但し、前記記憶媒体に記憶されている前記出力基準値と新たに算出された前記平均値とを比較し、その新たな平均値が最大の現像剤量に対応する値である場合に前記記憶媒体に記憶されている前記出力基準値をその新たな平均値で更新し、前記記憶媒体に記憶された前記出力基準値からの、前記現像剤残量検知手段の出力の変化量に基づいて現像剤残量を検知する制御手段と、
前記制御手段が検知した現像剤残量に関する情報を報知するための信号を送信する送信手段と、
を有することを特徴とする画像形成システム。 - 前記所定区間は、前記現像剤収容部内の現像剤を攪拌する攪拌部材の回転時間に応じて決定されることを特徴とする請求項23の画像形成システム。
- 現像剤収容部と、
前記現像剤収容部内の現像剤残量に応じた信号を逐次出力可能な現像剤残量検知手段と 、
記憶媒体と、
最大の現像剤量に対応する前記現像剤残量検知手段の出力と、該最大の現像剤量に対応する出力を得た回数とから、該最大の現像剤量に対応する出力の累積平均値を算出し、その累積平均値を最大の現像剤量に対応する前記現像剤残量検知手段の出力基準値として前記記憶媒体に順次更新して記憶させると共に、前記回数を前記記憶媒体に順次更新して記憶させ、前記記憶媒体に記憶された前記出力基準値からの、前記現像剤残量検知手段の出力の変化量に基づいて現像剤残量を検知する制御手段と、
前記制御手段が検知した現像剤残量に関する情報を報知するための信号を送信する送信手段と、
を有することを特徴とする画像形成システム。 - 現像剤収容部と、
前記現像剤収容部内の現像剤残量に応じた信号を逐次出力可能な現像剤残量検知手段と 、
記憶媒体と、
前記現像剤残量検知手段の出力と、前記現像剤残量検知手段の出力を得た回数とから、前記現像剤残量検知手段の出力の累積平均値を算出し、その累積平均値を最大の現像剤量に対応する前記現像剤残量検知手段の出力基準値として前記記憶媒体に順次更新して記憶させると共に、前記回数を前記記憶媒体に順次更新して記憶させ、但し、所定条件で前記出力基準値の更新を停止し、前記記憶媒体に記憶された前記出力基準値からの、前記現像剤残量検知手段の出力の変化量に基づいて現像剤残量を検知する制御手段と、
前記制御手段が検知した現像剤残量に関する情報を報知するための信号を送信する送信手段と、
を有することを特徴とする画像形成システム。 - 前記所定条件として、前記現像剤残量検知手段の出力が所定値以上変化した場合に、前記出力基準値の更新が停止されることを特徴とする請求項26の画像形成システム。
- 前記所定条件は、転写材に画像を形成して出力する画像形成装置に着脱可能なカートリッジの使用量に関する情報により決定されることを特徴とする請求項26の画像形成システム。
- 前記カートリッジの使用量に関する情報として、前記現像剤収容部内の現像剤を攪拌する攪拌部材の回転時間、画像形成装置の画像出力数、画像形成装置が備える像担持体若しくは現像剤担持体の回転時間、又は画像形成装置が備える現像剤担持体に対するバイアス印加時間が所定値に達した場合に、前記出力基準値の更新が停止されることを特徴とする請求項28の画像形成システム。
- 前記現像剤残量検知手段は、少なくとも2つの電極間の現像剤残量に応じた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23〜29のいずれかの項に記載の画像形成システム。
- 前記記憶媒体は、読み込み、書き込み可能な不揮発性メモリ、又は電源を備えた揮発性メモリであることを特徴とする請求項23〜30のいずれかの項に記載の画像形成システム。
- 前記現像剤収容部、前記現像剤残量検知手段及び前記記憶媒体は、転写材に画像を形成して出力する画像形成装置に対し着脱可能なカートリッジに設けられていることを特徴とする請求項23〜31のいずれかの項に記載の画像形成システム。
- 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、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1つと、を有することを特徴とする請求項32の画像形成システム。
- 前記送信手段は、転写材に画像を形成して出力する画像形成装置に設けられた報知手段、又は報知手段を有し前記画像形成装置と通信可能に接続された機器に、前記現像剤残量に関する情報を報知するための信号を送信することを特徴とする請求項23〜33のいずれかの項に記載の画像形成システム。
- 現像剤収容部と、前記現像剤収容部内の現像剤残量に応じた信号を逐次出力可能な現像剤残量検知手段と、を有し画像形成装置に着脱可能なカートリッジに取り付けられて使用される記憶媒体において、
前記現像剤残量検知手段の出力が所定区間毎に平均化された平均値が、最大の現像剤量に対応する前記現像剤残量検知手段の出力基準値として順次更新して記憶され、但し、前記記憶媒体に記憶されている前記出力基準値と新たに算出された前記平均値とが比較された結果、その新たな平均値が最大の現像剤量に対応する値である場合に前記記憶媒体に記憶されている前記出力基準値はその新たな平均値で更新されることを特徴とする記憶媒体。 - 前記所定区間は、前記現像剤収容部内の現像剤を攪拌する攪拌部材の回転時間に応じて決定されることを特徴とする請求項35の記憶媒体。
- 現像剤収容部と、前記現像剤収容部内の現像剤残量に応じた信号を逐次出力可能な現像剤残量検知手段と、を有し画像形成装置に着脱可能なカートリッジに取り付けられて使用される記憶媒体において、
最大の現像剤量に対応する前記現像剤残量検知手段の出力と、該最大の現像剤量に対応する出力が得られた回数とから算出された前記最大の現像剤量に対応する出力の累積平均値が、最大の現像剤量に対応する前記現像剤残量検知手段の出力基準値として順次更新して記憶されると共に、前記回数が順次更新して記憶されることを特徴とする記憶媒体。 - 現像剤収容部と、前記現像剤収容部内の現像剤残量に応じた信号を逐次出力可能な現像剤残量検知手段と、を有し画像形成装置に着脱可能なカートリッジに取り付けられて使用される記憶媒体において、
前記現像剤残量検知手段の出力値と、前記現像剤残量検知手段の出力が得られた回数とから算出された前記現像剤残量検知手段の出力の累積平均値が、最大の現像剤量に対応する前記現像剤残量検知手段の出力基準値として順次更新して記憶されると共に、前記回数が順次更新して記憶され、但し、所定条件で前記出力基準値の更新が停止されることを特徴とする記憶媒体。 - 前記所定条件として、前記現像剤残量検知手段の出力が所定値以上変化した場合に、前記出力基準値の更新が停止されることを特徴とする請求項38の記憶媒体。
- 前記所定条件は、前記カートリッジの使用量に関する情報により決定されることを特徴とする請求項38の記憶媒体。
- 前記カートリッジの使用量に関する情報として、前記現像剤収容部内の現像剤を攪拌する攪拌部材の回転時間、画像形成装置の画像出力数、画像形成装置が備える像担持体若しくは現像剤担持体の回転時間、又は画像形成装置が備える現像剤担持体に対するバイアス印加時間が所定値に達した場合に、前記出力基準値の更新が停止されることを特徴とする請求項40の記憶媒体。
- 前記記憶媒体に記憶された前記出力基準値は、該出力基準値からの前記現像剤残量検知手段の出力の変化量に基づいて現像剤残量を検知するために用いられることを特徴とする請求項35〜41のいずれかの項に記載の記憶媒体。
- 前記現像剤残量検知手段は、少なくとも2つの電極間の現像剤残量に応じた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35〜42のいずれかの項に記載の記憶媒体。
- 読み込み、書き込み可能な不揮発性メモリ、又は電源を備えた揮発性メモリであることを特徴とする請求項35〜43のいずれかの項に記載の記憶媒体。
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JP2004297026A JP2006106645A (ja) | 2004-10-08 | 2004-10-08 | 画像形成装置、カートリッジ、画像形成システム及び記憶媒体 |
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JP2012083471A (ja) * | 2010-10-08 | 2012-04-26 | Canon Inc | 画像形成装置 |
JP2015125225A (ja) * | 2013-12-26 | 2015-07-06 | キヤノンファインテック株式会社 | 画像形成装置 |
JP2016206268A (ja) * | 2015-04-16 | 2016-12-08 | キヤノンファインテック株式会社 | トナー量判定方法及び画像形成装置 |
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2004
- 2004-10-08 JP JP2004297026A patent/JP2006106645A/ja active Pending
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