JP3442015B2 - 画像形成装置、カートリッジ及びユニット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般には、電子写
真方式を用いた画像形成装置、この画像形成装置本体に
装着可能なカートリッジ、即ち、プロセスカートリッ
ジ、カートリッジ化された現像装置などに関し、特に、
カートリッジに搭載された記憶手段を用いて現像剤の残
量を検知する画像形成装置、この画像形成装置に着脱可
能なカートリッジ及びカートリッジに取り付けられるユ
ニットに関する。

【０００２】ここで電子写真画像形成装置としては、例
えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えば、Ｌ
ＥＤプリンタ、レーザービームプリンタ等）、電子写真
ファクシミリ装置、及び電子写真ワードプロセッサー等
が含まれる。

【０００３】又、電子写真画像形成装置本体に着脱可能
なカートリッジとは、電子写真感光体、電子写真感光体
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
ーニングするクリーニング手段のうち少なくとも一つを
有するものをいう。特に、プロセスカートリッジとは、
帯電手段、現像手段及びクリーニング手段の少なくとも
一つと、電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化
し、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に対
して着脱可能とするものであるか、又は、少なくとも現
像手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化
し、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に対
して着脱可能とするものをいう。

【０００４】

【従来の技術】従来、電子写真複写機やレーザービーム
プリンターなどの電子写真方式の画像形成装置は、画像
情報に対応した光を電子写真感光体に照射して潜像を形
成し、この潜像に現像手段を用いて現像剤（トナーを含
む。）を供給して顕像化し、更に感光体から記録媒体へ
画像を転写することで記録媒体上に画像を形成してい
る。現像手段には現像剤収納容器が連結しており、画像
を形成することで現像剤は消費されていく。

【０００５】このような画像形成装置において、電子写
真感光体、現像剤などの消耗品の交換、メンテナンスの
簡便性を図る目的で、電子写真感光体と、電子写真感光
体に作用するプロセス手段としての現像手段、帯電手
段、クリーニング手段、更には現像剤収納容器や廃現像
剤容器などをプロセスカートリッジとして一体化し、画
像形成装置本体に対して着脱可能とするプロセスカート
リッジ方式がある。このプロセスカートリッジ方式によ
れば、装置のメンテナンスをサービスマンによらずにユ
ーザー自身で行うことができるので、格段に操作性を向
上させることができる。そこでこのプロセスカートリッ
ジ方式は、電子写真画像形成装置において広く用いられ
ている。

【０００６】又、例えば、複数色の現像手段を有するカ
ラー画像形成装置において、各現像手段の消耗具合が違
う場合などに、各色の現像手段と現像剤収納容器とをカ
ートリッジ化した各色の現像カートリッジを画像形成装
置に対して着脱可能とし、個別に交換できるようにした
ものもある。

【０００７】このようなカートリッジ方式の画像形成装
置では、使用者は、例えば現像剤が無くなった時点でカ
ートリッジを交換することで、再び画像を形成すること
ができる。そのため、このような画像形成装置には、現
像剤が消費された場合にそれを検知し、使用者に報知す
る手段、即ち、現像剤量検出装置を備えることがある。

【０００８】現像剤量検出装置は、カートリッジ内に画
像形成に供することができる現像剤がどれくらい残って
いるかを随時知ることを可能とするために、現像剤残量
レベルを検知できる現像剤残量検知手段をカートリッジ
又は画像形成装置本体に備える。

【０００９】特に、現像剤が無くなったことを使用者に
報知するだけではなく、現像剤の量を逐次に検知して報
知することによって、使用者の利便性を更に向上したも
のがある。このような画像形成装置では、現像剤が未使
用時の何％だけ残っているかを算出して使用者に逐次報
知したり、又、所定品位の画像形成が行えない程現像剤
が減ったことを示す「現像剤無し」表示を行い、画像不
良が起こる前に現像剤が残り少なくなったことを使用者
に警告したりするものがある。

【００１０】この現像剤残量検知手段の一方式として、
プレートアンテナ方式がある。このプレートアンテナ方
式は、例えば、現像手段が備える現像剤担持体に交流バ
イアスを印加して電子写真感光体に形成した潜像を現像
する現像方式を採用したカートリッジにおいて、電極と
なる板金を現像剤担持体に対向する箇所、若しくはその
他の複数の箇所に設けて、この板金と現像剤担持体との
間、及びこれら板金と板金との間の静電容量が、絶縁性
トナーなどとされる現像剤の量に応じて変化することを
利用したものである。

【００１１】即ち、この板金と現像剤担持体との間、若
しくは板金と板金との間の空間が現像剤で埋まっていれ
ば、その間の静電容量は大きくなり、現像剤が減るにつ
れて両者の間の空間を空気が占める率が増え、静電容量
は小さくなっていく。従って、この板金と現像剤担持体
との間の静電容量や板金間の静電容量と現像剤量の関係
を予め求めておけば、静電容量を測定することによって
現像剤量レベルを検知することができる。

【００１２】静電容量の測定は、現像現像剤担持体に交
流バイアスを印加した際に、この現像剤担持体に対向し
て設けられた板金に流れる電流を測定することによって
行われる。或は、複数の板金が設けられる場合には、電
極である板金に交流バイアスを印加した際にもう一方の
板金に流れる電流を測定することによって同様に板金間
の静電容量を測定することができる。このプレートアン
テナ方式の現像剤量検出装置では、多くは現像剤担持体
に現像バイアスが印加されている画像形成時に現像剤量
を検知する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように、現像剤残量レベルを検知できる現像剤残量検知
手段が備えられていても、現像剤残量検知手段によって
検出した現像残量の値と、実際に現像装置内に残ってい
る現像剤量が一致しない、即ち、正確に現像剤の残量を
検出できないことがある。

【００１４】例えば、上述のプレートアンテナ方式の現
像剤量検出装置の場合、現像剤担持体と電極である板金
との間の静電容量、又は電極である板金間の静電容量
は、それぞれの位置関係によって左右される。即ち、現
像装置内に現像剤が無い場合でも、両者の間が近ければ
静電容量の絶対値は大きくなり、両者の間が遠ければ小
さくなる。これにより、現像剤残量検知手段としての板
金の公差などにより、各カートリッジ間で、現像剤量検
出値にバラツキが生じることがある。又、現像装置内に
収容される現像剤の製造ロット、使用環境やカートリッ
ジの部品、又画像形成装置本体の電子部品などの公差な
どからも現像剤量検出値にバラツキが生じる。

【００１５】従って、予め設定された静電容量の検出値
と現像剤量との関係を用いて現像剤残量レベルの検知を
行った場合、検知結果が実際に現像装置内に残っている
現像剤量とかけ離れてしまう問題が発生する場合があ
る。

【００１６】つまり、現像装置内に現像剤がフルに充填
されている時（現像剤フル時）、即ち、プロセスカート
リッジの使用開始時において、現像剤残量検知手段によ
る静電容量検出値が設定値（想定値）より大きくなって
いるプロセスカートリッジの場合、現像剤量検出装置
は、プロセスカートリッジの使用を通して常に実際の現
像剤残量よりも多く見積もった値を検出するので、「現
像剤無し」を使用者に警告する前に現像剤が所定値より
少なくなり、所謂、白抜け画像が発生してしまう。

【００１７】逆に、現像剤フル時の静電容量の検出値が
設定値より小さいプロセスカートリッジの場合、現像剤
量検出装置は、プロセスカートリッジの使用を通して常
に実際の現像剤残量より少なく見積もった値を検出する
ので、現像装置内に多くの現像剤が残っているにも拘わ
らず、「現像剤無し」の警告を発してしまうことがあ
る。そして、使用者がこの警告に従ってプロセスカート
リッジを交換してしまうと、多量のトナーを無駄にして
しまい、ひいては資源の無駄使いにつながる。本発明は
斯かる問題に鑑みて成されたものである。

【００１８】従って、本発明の主たる目的は、カートリ
ッジ個体差を吸収し、正確に現像装置内の現像剤の残量
を検出することができる画像形成装置、この画像形成装
置に着脱可能なカートリッジ及びカートリッジに取り付
けられるユニットを提供することである。

【００１９】又、本発明の他の目的は、カートリッジ個
体差を吸収し、正確に現像装置内の現像剤の残量を検出
し、それを使用者に報知することにより、適切なプロセ
スカートリッジ交換時期を使用者に報知することが可能
であり、現像剤残量の誤検知に起因する白抜けなどの画
像不良、及び現像剤の無駄を無くすことが可能な画像形
成装置、この画像形成装置に着脱自在なカートリッジ及
びカートリッジに取り付けられるユニットを提供するこ
とである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置、この画像形成装置に着脱可能なカートリ
ッジ及びカートリッジに取り付けられるユニットにて達
成される。要約すれば、本発明の第１の態様によると、
現像剤収納部と、前記現像剤収納部内の現像剤量が第１
の範囲であるときには現像剤量に拘わらず略一定レベル
を示す信号を出力し、前記現像剤収納部内の現像剤量が
第１の範囲を超えて減少して第２の範囲になったときに
は現像剤量に応じたレベルを示す信号を出力する信号出
力手段と、メモリ及び伝達部を備えたユニットと、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、
前記信号出力手段からの出力信号のレベルを認識する認
識手段と、前記現像剤収納部内の現像剤量が前記第２の
範囲になる以前に、前記略一定レベルに対応するレベル
情報を前記メモリの所定領域に記憶させておくために、
前記認識手段により認識された前記信号出力手段からの
出力信号によって示されるレベルに対応するレベル情報
を前記カートリッジの伝達部に送信するとともに、前記
メモリの所定領域から読み出され、前記カートリッジの
伝達部から送信される前記レベル情報を受信可能な通信
手段と、前記現像剤収納部内の現像剤量が前記第２の範
囲になった後、前記カートリッジのメモリから前記伝達
部を介して読み出し／送信され、前記前記通信手段によ
って受信される前記略一定レベルに対応するレベル情報
と、前記認識手段によって認識される現像剤量に応じた
レベルを示す信号とに基づいて、前記現像剤収納部内の
現像剤量を決定する現像剤量決定手段とを有することを
特徴とする画像形成装置が提供される。

【００２１】上記本発明の一実施態様によると、前記画
像形成装置は、前記メモリの所定領域のレベル情報を更
新可能に構成されるとともに、現像剤が消費されて前記
第２の範囲になった場合に前記メモリの所定領域のレベ
ル情報が更新されないように、前記メモリの所定領域に
記臆されているレベル情報に対応する現像剤量よりも少
ない現像剤量に対応するレベルが前記認識手段によって
認識されても、そのレベルに対応するレベル情報を前記
略一定レベルに対応するレベル情報として前記カートリ
ッジの伝達部に送信しない。

【００２２】上記本発明の他の実施態様によると、前記
信号出力手段は、少なくとも２つの電極間の静電容量に
応じた信号を出力する。

【００２３】上記本発明の他の実施態様によると、更
に、前記現像剤量決定手段によって決定された現像剤残
量を表示するための信号を、表示手段を有する機器に送
信する送信手段を有する。

【００２４】上記本発明の他の実施態様によると、前記
メモリは、不揮発性メモリである。また、他の実施態様
によると、前記通信手段は、前記カートリッジの伝達部
との間で非接触通信を行う。

【００２５】上記本発明の他の実施態様によると、前記
カートリッジは更に、電子写真感光体と、電子写真感光
体を帯電させる帯電手段と、電子写真感光体に現像剤を
供給する現像手段と、電子写真感光体をクリーニングす
るクリーニング手段のうち少なくとも一つを有する。

【００２６】本発明の第２の態様によると、画像形成装
置に着脱可能なカートリッジにおいて、現像剤収納部
と、前記現像剤収納部内の現像剤量が第１の範囲である
ときには現像剤量に拘わらず略一定レベルを示す信号を
出力し、第２の範囲になったときには現像剤量に応じた
レベルを示す信号を出力する信号出力手段と、メモリ及
び伝達部を備えたユニットと、を有し、前記伝達部は、
前記現像剤収納部内の現像剤量が前記第２の範囲になる
以前に前記画像形成装置から送信される前記略一定レベ
ルに対応するレベル情報を受信するとともに、受信した
レベル情報の前記メモリの所定領域への書き込みを制御
し、前記現像剤収納部内の現像剤量が前記第２の範囲に
なった後、前記画像形成装置が前記略一定レベルに対応
するレベル情報に基づいて現像剤量を決定できるよう
に、前記メモリの所定領域に記憶されている前記レベル
情報の読み出しを制御するとともに、読み出されたレベ
ル情報を前記画像形成装置に送信することを特徴とする
カートリッジが提供される。本発明の一実施態様による
と、前記信号出力手段は、少なくとも２つの電極間の静
電容量に応じた信号を出力する。他の実施態様による
と、前記メモリは、不揮発性メモリである。他の実施態
様によると、前記伝達部は、前記画像形成装置との間で
非接触通信を行う。更に他の実施態様によると、前記カ
ートリッジは更に、電子写真感光体と、電子写真感光体
を帯電させる帯電手段と、電子写真感光体に現像剤を供
給する現像手段と、電子写真感光体をクリーニングする
クリーニング手段のうち少なくとも一つを有する。

【００２７】本発明の第３の態様によると、現像剤収納
部と、前記現像剤収納部内の現像剤量が第１の範囲であ
るときには現像剤量に拘わらず略一定レベルを示す信号
を出力し、第２の範囲になったときには現像剤量に応じ
たレベルを示す信号を出力する信号出力手段とを有し、
画像形成装置に着脱可能なカートリッジ、に取り付けら
れるユニットおいて、電気的に書き込み／読み出し可能
なメモリと、前記画像形成装置との間で情報の送受信を
行うとともに、前記メモリに対する書き込み／読み出し
を制御する伝達部とを有し、前記伝達部は、前記現像剤
収納部内の現像剤量が前記第２の範囲になる以前に前記
画像形成装置から送信される前記略一定レベルに対応す
るレベル情報を受信するとともに、受信したレベル情報
の前記メモリの所定領域への書き込みを制御し、前記現
像剤収納部内の現像剤量が前記第２の範囲になった後、
前記画像形成装置が前記略一定レベルに対応するレベル
情報に基づいて現像剤量を決定できるように、前記メモ
リの所定領域に記憶されている前記レベル情報の読み出
しを制御するとともに、読み出されたレベル情報を前記
画像形成装置に送信することを特徴とするユニットが提
供される。本発明の一実施態様によると、前記メモリ
は、不揮発性メモリである。他の実施態様によると、前
記信号出力手段として、少なくとも２つの電極間の静電
容量に応じた信号を出力する手段を有するカートリッジ
に取り付けられる。他の実施態様によると、前記伝達部
は、前記画像形成装置との間で非接触通信を行う。更に
他の実施態様によると、電子写真感光体と、電子写真感
光体を帯電させる帯電手段と、電子写真感光体に現像剤
を供給する現像手段と、電子写真感光体をクリーニング
するクリーニング手段のうち少なくとも一つを有するカ
ートリッジに取り付けられる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装
置、この画像形成装置に着脱可能なカートリッジ及びカ
ートリッジに取り付けられるユニットを図面に則して更
に詳しく説明する。

【００２９】実施例１ 先ず、図１及び図２を参照して、本発明に従って構成さ
れるプロセスカートリッジを装着可能な電子写真画像形
成装置の一実施例について説明する。本実施例にて、電
子写真画像形成装置は、電子写真式のレーザービームプ
リンタＡとされ、ホストコンピュータからの画像情報を
受け取り、電子写真画像形成プロセスによって記録媒
体、例えば、記録紙、ＯＨＰシート、布などに画像を形
成するものである。

【００３０】レーザービームプリンタＡは、ドラム形状
の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム１を有する。感
光体ドラム１は、帯電手段である帯電ローラ２によって
帯電され、次いで、レーザースキャナー３から画像情報
に応じたレーザ光Ｌを照射することによって、感光体ド
ラム１に画像情報に応じた潜像が形成される。この潜像
は、現像装置Ｃが現像手段５によって現像し、可視像、
即ち、トナー像とする。

【００３１】つまり、現像装置Ｃは、現像剤収納部とし
て、現像剤担持体である現像ローラ５ａを備えた現像室
５Ａと、現像室５Ａに隣接して形成された現像剤収納容
器４を有しており、現像剤収納容器４内の現像剤Ｔが現
像室５Ａの現像ローラ５ａへと供給される。現像剤収納
容器４内には、図１中の矢印方向に回転する攪拌手段１
５が設けられており、この攪拌手段１５が回転すること
で、現像剤Ｔがほぐされつつ現像ローラ５ａへ供給され
る。本実施例では、現像剤Ｔとしては、絶縁性磁性１成
分トナーを用いた。又、現像ローラ５ａは、固定磁石５
ｂを内蔵しており、現像ローラ５ａを回転することによ
って現像剤は搬送され、現像剤層厚規制部材である現像
ブレード５ｃにて摩擦帯電電荷が付与されると共に所定
厚の現像剤層とされ、感光体ドラム１の現像領域へと供
給される。この現像領域へと供給された現像剤は、感光
体ドラム１上の潜像へと転移され、トナー像を形成す
る。現像ローラ５ａは、現像バイアス印加手段３４（図
２）に接続されており、通常、交流電圧に直流電圧が重
畳された現像バイアス電圧が印加される。

【００３２】一方、トナー像の形成と同期して給紙カセ
ット２００にセットした記録媒体Ｐをピックアップロー
ラ８、搬送手段９Ａを介して転写位置へと搬送する。転
写位置には、転写手段としての転写ローラ６が配置され
ており、電圧を印加することによって、感光体ドラム１
上のトナー像を記録媒体Ｐに転写する。

【００３３】トナー像の転写を受けた記録媒体Ｐは、搬
送手段９Ｂで定着手段１０へと搬送する。定着手段１０
は、ヒータ１０ａを内蔵した定着ローラ１０ｂ及び駆動
ローラ１０ｃを備え、通過する記録媒体Ｐに熱及び圧力
を印加して転写されたトナー像を記録媒体Ｐ上に定着す
る。

【００３４】記録媒体Ｐは、搬送手段９ｃにより排出ト
レイ１４へと排出される。この排出トレイ１４は、レー
ザービームプリンタＡの装置本体１００の上面に設けら
れている。

【００３５】転写ローラ６によってトナー像を記録媒体
Ｐに転写した後の感光体ドラム１は、クリーニング手段
７によって感光体ドラム１上に残留した現像剤を除去し
た後、次の画像形成プロセスに供される。クリーニング
手段７は、感光体ドラム１に当接して設けられた弾性ク
リーニングブレード７ａによって感光体ドラム１上の残
留現像剤を掻き落として廃現像剤容器７ｂへと集める。

【００３６】一方、本実施例において、プロセスカート
リッジＢは、図２に示すように、現像剤を収納する現像
剤収納容器４及び攪拌手段１５を有する現像剤枠体１１
と、現像ローラ５ａ及び現像ブレード５ｃなどの現像手
段５を保持する現像枠体１２とを溶着して一体として現
像ユニット（現像装置）Ｃを形成し、更にこの現像ユニ
ットＣに、感光体ドラム１、クリーニングブレード７ａ
及び廃現像剤容器７ｂなどのクリーニング手段７及び帯
電ローラ２を取り付けたクリーニング枠体１３を一体に
結合することによってカートリッジ化されている。

【００３７】このプロセスカートリッジＢは、ユーザー
によって画像形成装置本体１００に設けたカートリッジ
装着手段１０１（図１）に対して取り外し可能に装着さ
れる。

【００３８】本発明によれば、レーザービームプリンタ
Ａは、現像装置Ｃ内の現像剤Ｔの消費に従ってその残量
を逐次検知するこのできる現像剤残量検知手段を備えた
現像剤量検出装置を有している。

【００３９】本実施例によれば、現像剤残量検知手段３
０としてプレートアンテナを有している。図２に示すよ
うに、本実施例では、プレートアンテナとして、現像ロ
ーラ５ａに対向する位置に、現像装置Ｃの長手方向の全
域にわたって設けられた出力板金３２と、出力板金３２
と略同等の長手長さを有し、出力板金３２と対向するよ
うに設けられた入力板金３１を備えている。

【００４０】プレートアンテナとしての入力板金３１及
び出力板金３２は、基本的に電流を流すことのできる材
料であれば特に限定することなく使用することができる
が、本実施例では、板金３１、３２の材料として、サビ
に強いＳＵＳを使用している。

【００４１】本実施例では、現像ローラ５ａと入力板金
３１とは、プロセスカートリッジＢが画像形成装置本体
１００に装着された状態で、画像形成装置本体１００に
設けられた電圧印加手段としての現像バイアス印加手段
３４に電気的に接続される。

【００４２】そして、通常の現像バイアスである２ＫＨ
ｚ程度の交流バイアスと−４００Ｖ程度の直流バイアス
が現像ローラ５ａ及び入力板金３１に印加されると、現
像ローラ５ａと現像ローラ５ａに対向した出力板金３２
との間、及び入力板金３１と出力板金３２との間で交流
電流が流れ、電流測定装置３３によって両者の合成電流
値が計測される。こうして、電流測定装置３３によって
測定された電流値から、現像ローラ５ａと出力板金３２
との間、及び入力板金３１と出力板金３２との間の静電
容量に基づく合成の静電容量が計測される。

【００４３】このように、プレートアンテナである入力
板金３１と出力板金３２とを現像装置Ｃ内に配設し、現
像装置Ｃ内の現像剤Ｔの減少に伴って、入力板金３１と
出力板金３２との間、現像ローラ５ａと出力板金３２と
の間の静電容量を観測することで、随時現像剤収納容器
４内の現像剤量を知ることができる。

【００４４】ここで、以下の説明において、現像ローラ
５ａと出力板金３１との間の静電容量、及び入力板金３
１と出力板金３２との間の静電容量に応じて最終的に出
力板金３２を介して出力される信号を、単に「現像剤残
量検知手段からの信号」、「現像剤残量検知手段の検出
値」などと呼ぶ。

【００４５】本実施例によると、図３に示すように、現
像剤残量検知手段３０からの電流は、画像形成装置本体
１００が備えた電流測定装置３３によって計測され、画
像形成装置本体１００に配置された本体制御部２２に送
られる。本体制御部２２では、現像剤残量検知手段３０
からの出力信号を、本体側現像剤量検知部２３によって
電圧信号に変換し、詳しくは後述するように、演算部２
４、制御手段２５、現像剤残量補正テーブル２６を用い
て現像剤残量レベルを決定する。又、本体制御部２２
は、検知した現像剤残量に基づいて、現像剤の残り％を
求め、装置本体１００の表示手段４０にその情報、或は
所定品位の画像形成が不可能なほど現像剤が減少したこ
とを使用者に報知する「現像剤無し」の警告を表示させ
る。

【００４６】次に、本実施例の現像剤量検出装置の現像
剤残量の検知原理について、更に詳しく説明する。

【００４７】本実施例では、現像剤残量検知手段３０か
らの静電容量検出値は、上述のように電流測定装置３３
を介して本体制御部２２内の本体側現像剤残量検知部２
３に入力され電圧値に変換される（以下、現像剤残量検
知手段３０の出力に基づいて画像形成装置本体１００の
本体制御部２２にて検出される電圧値を、単に、「検出
電圧値」と呼ぶ。）。

【００４８】本実施例の現像剤量検出装置では、現像装
置Ｃ内の現像剤量に応じて、例えば図４に示すような電
圧値が出力される。図４中縦軸は現像剤残量検知手段３
０としての現像ローラ５ａと出力板金３２との間、及び
入力板金３１と出力板金３２との間で各々計測される静
電容量値が合計された値に対応する検出電圧値を示し、
横軸は現像現像装置Ｃ内の現像剤残量を示す。又、図４
には、現像剤量検出装置による検出電圧値の理想曲線
（−○−）と、後述するようにカートリッジの個体差に
よる検出電圧値がそれぞれ理想値からずれた例として、
２つの実測値、ＰＡ１（−□−）及びＰＡ２（−△−）
を示す。ここで、本実施例では、変換回路の関係から、 （静電容量、検出電圧）＝（１３ｐＦ、１．０Ｖ）、
（１８ｐＦ、０．８Ｖ） のように、現像ローラ５ａと出力板金３２、及び入力板
金３１と出力板金３２との間の静電容量の合成の静電容
量と、検出電圧との減少増加関係は、逆の関係にあり、
現像剤残量検知手段３０によって検出される静電容量が
大きいときは検出電圧は小さくなり、静電容量が小さい
ときには検出電圧は大きくなるように設定されている。

【００４９】つまり、図４に示すように、現像ローラ５
ａと出力板金３２との間、及び入力板金３１と出力板金
との間に現像剤がフルに充填されている状態では、検出
される静電容量値は最大値を示し、このとき、検出電圧
値は最少値を示す（以下、現像剤残量検出装置による検
出電圧値の最小値のことを「ＰＡＦ値：（プレートアン
テナ・フル値）」と呼ぶ。）。

【００５０】尚、本実施例では、現像剤残量検知手段３
０として、現像ローラ５ａ、現像ローラ５ａに比較的近
接した出力板金３２、又出力板金３２に比較的近接した
入力板金３１を用いているため、現像剤残量検知の配置
関係上、図４に示すように、現像装置Ｃ内の現像剤が概
略半分以下に消費されてから検出電圧の減少が始まり、
その後、現像剤が無くなるまでの範囲の現像剤残量を逐
次に検知できる。

【００５１】前述して説明したように、プレートアンテ
ナ方式の現像剤残量検知手段では、現像剤担持体と電極
である板金との間の静電容量、又は電極である板金間の
静電容量は、それぞれの位置関係によって左右され、カ
ートリッジの個体差によって、現像剤残量検知手段を用
いた現像剤量検出値にバラツキが生じることがある。
又、収容される現像剤の製造ロット、使用環境やカート
リッジの部品、又画像形成装置本体の電子部品などの公
差などからも現像剤量検出結果のバラツキは生じる。

【００５２】更に説明すると、このようなカートリッジ
個体差として、例えば、プレートアンテナの位置関係な
どのズレにより、現像ローラ５ａと出力板金３２との
間、及び入力板金と出力板金３２との間に現像剤がない
状態での検出電圧値が異なってしまう。その結果、現像
ローラ５ａと出力板金３２との間、及び入力板金と出力
板金３２との間に現像剤がフルに充填されている状態に
おける検出電圧値にバラツキが生じる。又、プレートア
ンテナの位置関係にズレがない場合でも、上記のよう
に、現像剤の製造ロットや画像形成装置本体の電子部品
の公差などによっても、各カートリッジ間で現像剤がフ
ルの状態における検出電圧値にバラツキが生じる。

【００５３】即ち、理想値（−○−）と、実際に測定さ
れた実測値ＰＡ１（−□−）及びＰＡ２（−△−）とで
は、例えば図４に示すように、現像剤がフルの状態にお
いて現像剤残量検知手段３０が検出する静電容量の最大
値に対応する検出電圧の最小値（ＰＡＦ値）が異なって
しまい、例えば、理想値にてＰＡＦ値が０．８Ｖである
ところを、実測値ＰＡ１では１．０Ｖ、実測値ＰＡ２で
は０．６Ｖなどとなる。

【００５４】図４から理解されるように、このように検
出電圧にバラツキが生じても、いずれの場合も検出電圧
と現像剤残量との関係の曲線形状は、現像装置Ｃ内に収
容された現像剤量が同じであれば変わらず、前述したよ
うな様々な原因により、検出電圧値は、図４に示す実測
値ＰＡ１（−□−）及びＰＡ２（−△−）のように、理
想曲線（−○−）から相対的にズレを生じることにな
る。

【００５５】図４に示した理想値（−○−）、実測値Ｐ
Ａ１（−□−）及び実測値ＰＡ２（−△−）における現
像剤残量と検出電圧とのデータを表１に示す。

【００５６】

【表１】 このように、検出電圧には、様々な原因によるプロセス
カートリッジＢ或は画像形成装置の個体差によってズレ
が生じるため、予め設定された静電容量（検出電圧値）
の検出値と現像剤量との関係を用いて現像剤残量レベル
の検知を行った場合、実際に現像装置Ｃ内に残っている
現像剤量と検知結果とがかけ離れてしまう問題が発生す
る場合がある。

【００５７】つまり、図４及び表１に示したような予め
設定された現像剤残量と検出電圧との関係の理想曲線だ
けに基づいて現像剤残量を判断すると、例えば、以下の
ような不具合が生じる。 （ａ）現像剤量検出装置が、実測値ＰＡ１（−□−）の
ような、即ち、ＰＡＦ値が理想値（０．８Ｖ）よりも大
きい（１．０Ｖ）出力特性を有する場合、検出電圧が
１．０Ｖであるとき、実際には５０ｇ以上の現像剤が現
像装置Ｃ内に存在するが、理想曲線（−○−）から現像
剤剤量を判断すると４５ｇを示し、実際よりも現像剤量
を少なく見積もってしまう。その後、例えば、現像装置
Ｃ内の現像剤量が２０ｇとなった時点で白抜けが発生す
る危険があるとして使用者に「現像剤無し」の警告を行
うように設定し、理想曲線（−○−）において、検出電
圧値がＰＡＦ値（０．８Ｖ）に１．２Ｖを加算した２．
０Ｖとなった時点で警告表示を行うように予め設定され
ている場合、実測値ＰＡ１の曲線（−□−）で示される
特性を有する現像剤量検出装置を用いると、「現像剤無
し」の警告が表示された時点で、現像装置Ｃ内には現像
剤が２５ｇ残ってしまう。つまり、実際には白抜けが発
生することなく、現像剤をまだ５ｇ使用することが可能
であるのにも拘わらず、「現像剤無し」の警告を画像形
成装置本体１００の表示部４０に表示してしまい、使用
者が表示に従ってそのままカートリッジを交換してしま
うと、現像剤を無駄に捨ててしまうことになる。

【００５８】（ｂ）又、これとは逆に、現像剤量検出装
置が実測値ＰＡ２（−△−）のような、即ち、ＰＡＦ値
が理想値（０．８Ｖ）よりも小さい（０．６Ｖ）出力特
性を有する場合、実際よりも現像剤残量を多く見積もっ
てしまう。その結果、上記と同様に「現像剤無し」の警
告ポイントを設定している場合、実際には白抜け画像は
検出電圧値が１．８Ｖ（０．６Ｖ（ＰＡＦ値）＋１．２
Ｖ＝１．８Ｖ）で発生するにも拘わらず、検出電圧値が
２．０Ｖになるまで警告が表示されない。そのため、
「現像剤無し」を警告する前に白抜け画像などの不具合
画像を出力させてしまい、場合によっては、使用者が直
ちにカートリッジの換えを用意することができずに、交
換用のカートリッジを購入するまでの間、画像形成装置
が使用不可能な状態になるといった問題が発生する。

【００５９】そこで、本発明によれば、図１〜図３に示
すように、プロセスカートリッジＢに記憶手段２０を配
設し、この記憶手段２０に、現像剤残量検知手段３０が
現像装置Ｃ内の現像剤の最大量を検出したときの現像剤
剤量に関する情報を記憶させることによって、プロセス
カートリッジＢ、或は画像形成装置本体１００の個体差
によって現像剤残量検知手段３０の出力が異なる場合に
もこれを補正して、正確な現像剤残量を検知できる構成
とする。

【００６０】即ち、より具体的には、本実施例によると （１）プロセスカートリッジＢに記憶手段２０を備え、
現像剤残量検知手段３０によって検出される静電容量が
最大であるときの検出電圧値、即ち、検出電圧の最小値
（ＰＡＦ値）をメモリ２０に記憶させる。 （２）記憶手段２０に記憶されたＰＡＦ値を用いて、検
出電圧値をＰＡＦ値からの変化量に応じて、補正テーブ
ルを利用することでトナー残量を算出する。 （３）その結果を、随時表示手段４０に表示させる。 という制御を行う。このことにより、カートリッジ個体
差を吸収し、より正確なトナー逐次残検を行うことがで
きる。

【００６１】先ず、プロセスカートリッジＢに備えられ
る記憶手段２０について説明する。図１及び図３に示す
ように、本実施例によると、プロセスカートリッジＢ
は、廃現像剤容器７ｂの上側面部に、記憶手段２０とし
ての読み書き可能なメモリ２０と、このメモリ２０への
情報の読み書きを制御するためのカートリッジ側伝達部
２１を有している。プロセスカートリッジＢが画像形成
装置本体１００に装着されると、カートリッジ側伝達部
２１と画像形成装置本体１００に設けられた本体制御部
２２が互いに対向して配置されている。又、本体制御部
２２は装置本体１００側の伝達手段としての機能も含ん
でいる。

【００６２】本実施例ではメモリ２０は廃現像剤容器７
ｂの上側面部に設置されているが、これは、本実施例の
レーザービームプリンタＡではプロセスカートリッジＢ
が廃現像剤容器７ｂ側を先頭にした方向にて画像形成装
置本体１００内に挿入されるので、メモリ２０に隣接し
て設けられるカートリッジ側伝達部２１と、画像形成装
置本体１００側の本体制御部２２とによって構成させる
通信手段の位置合わせがし易いように考慮したからであ
る。

【００６３】本発明に使用される記憶手段２０として
は、不揮発性メモリ、揮発性メモリとバックアップ電池
を組み合わせたものなど、通常の半導体による電子的な
メモリを特に制限なく使用することができる。特に、メ
モリ２０と読みだし／書き込みＩＣの間のデータ通信を
電磁波によって行う非接触メモリである場合、カートリ
ッジ側伝達部２１と本体制御部２２との間が非接触であ
ってもよいため、プロセスカートリッジＢの装着状態に
よる接触不良の可能性がなくなり、信頼性の高い制御を
行うことができる。本実施例では記憶手段２０として非
接触型のメモリを用いた。

【００６４】これら二つの本体制御部２２及び伝達部２
１によってメモリ２０内の情報の読み出しおよび書き込
みを行うための制御手段が構成される。メモリ２０の容
量については、ＰＡＦ値を記憶するのに十分な容量をも
つものとする。又、ＰＡＦ値以外に、他の情報を記憶さ
せる場合には、適宜最適な容量を選択することができ
る。例えば、カートリッジ使用量及びカートリッジ特性
値などの複数個の情報を記憶するのに十分な容量をもつ
ものとし、メモリ２０に、カートリッジが使用された
量、現像剤残量に関する情報などを随時書き込み記憶す
る構成とすることもできる。

【００６５】次に、本実施例におけるメモリ２０の制御
構成を説明する。

【００６６】図３に示すように、プロセスカートリッジ
Ｂ側には、メモリ２０と伝達部２１が配置されており、
画像形成装置本体１００に設けられた本体制御部２２に
は、演算部２４、制御手段２５、現像剤残量補正テーブ
ル２６及び本体側現像剤残量検知部２３などが配設され
る。

【００６７】そして、前述のように、現像剤残量検知手
段３０からの電流は、画像形成装置本体１００が備えた
電流測定装置３３によって計測され、画像形成装置本体
１００に配置された本体制御部２２に送られる。

【００６８】本体制御部２２では、現像剤残量検知手段
３０からの出力信号を、本体側現像剤量検知部２３によ
って電圧信号に変換し、演算部２４がプロセスカートリ
ッジＢのメモリ２０及び本体側現像剤残量検知部２３か
らの信号に基づき後述する所定の演算処理を行い、更に
制御手段２５が現像剤残量補正テーブル２６を用いて演
算部２４によって得られたデータの照合を行うことによ
って、現像剤残量検知値を適正に補正し、現像剤残量レ
ベルを決定する。

【００６９】更に、本体制御部２２は、検知した現像剤
残量に基づいて、現像剤残量（％）を求め、装置本体に
表示手段４０にその情報、或は「現像剤無し」の警告を
表示させる。

【００７０】メモリ内には様々な情報を格納することが
できるが、本実施例では、少なくとも検出電圧値の最小
値（ＰＡＦ値）は格納されているものとする。

【００７１】又、メモリ２０内に格納された情報は、本
体制御部２２内の演算部２４と常に送受信可能な状態に
なっており、これら情報を元に演算され制御部２３によ
ってデータの照合が行われている。

【００７２】次に、プロセスカートリッジＢに備えられ
たメモリ２０を用いた、現像剤残量検出値の補正方法に
ついて説明する。

【００７３】本実施例では、上述のように、検出電圧値
（ＰＡＦ）をメモリ２０に書き込む。メモリ２０内に記
憶されたＰＡＦ値は、検出電圧値と常に比較され、以前
の値よりも検出電圧値が小さい場合には、メモリ２０内
のＰＡＦ値は逐次書き換えられる。こうして、現像剤残
量検知手段３０によって検出される静電容量の最大値に
対応した検出電圧の最大値が常にＰＡＦ値として確実に
メモリ２０に記憶される。

【００７４】又、本発明によれば、本体制御部２２内
に、検出電圧値を補正するためのテーブルとして、検出
電圧値ＸのＰＡＦ値からの変化量（Ｖ）と、現像装置Ｃ
内の現像剤残量（ｇ）との関係を現像剤残量補正テーブ
ル２６に予め格納しておく。本実施例にて用いる現像剤
残量補正テーブル２６を表２に示す。

【００７５】

【表２】 表２に示すように、本実施例では、現像装置Ｃ内の現像
剤の残量が２０ｇ以下となった場合に白抜け画像が発生
する恐れがあるとして、検出電圧の最小値、即ち、ＰＡ
Ｆ値からの変化量が１．４Ｖ以上となった場合に、装置
本体１００の表示手段４０に「現像剤無し」の警告表示
を行うように設定している。又、ＰＡＦ値からの変化量
を０〜１．４Ｖの間で適当な刻み幅に分割し、現像剤の
残量と対応させておく。更に、本実施例では、現像剤残
量補正テーブル２６において、現像剤の残量（ｇ）と、
使用可能な現像剤が未使用時の何％残っているか表示す
るための現像剤残量％とが対応されている。

【００７６】ここで、本実施例では、プロセスカートリ
ッジＢの未使用時の現像剤充填量は２００ｇであり、現
像装置Ｃ内の現像残量が２０ｇ以下となった時点で白抜
けの恐れがあるので、実際に使用できる現像剤量は１８
０ｇである。従って、使用可能な現像剤量１８０ｇに対
して現像剤が何％残っているかに基づいて、現像剤残量
（％）を表示する。又、本実施例では、現像剤残量検知
手段３０の配置関係から、現像剤の残量が５０ｇ（使用
可能な現像剤３０ｇ）程度から現像剤量検出装置による
検出電圧値の変化が起こる。このため、現像剤残量が５
０ｇより多い、即ち、検出電圧値の上昇（静電容量の低
下）が始まる以前の現像剤残量表示（％）は、例えば
「３０％以上」、或は「１００％」などと、現像剤が十
分に残っていることを報知する情報を表示することがで
きる。

【００７７】このように本体制御部２２では、演算部２
４は、本体側現像剤残量検知部２３を介して入力した現
像剤量検出装置の検出電圧、及びプロセスカートリッジ
Ｂのメモリ２０に記憶されたＰＡＦ値に基づいて検出電
圧値のＰＡＦ値からの変化量を算出し、制御手段２５は
演算部２４にて算出された変化量と、現像剤残量補正テ
ーブル２６に格納されている表２に示すテーブルとを照
らし合わせることによって、例えば、検出電圧値のＰＡ
Ｆ値からの変化量が０．７Ｖである場合、現像剤残量は
４０ｇであり、現像剤は未使用時の１５％残っていると
判断し、表示手段４０にその情報を表示させる。

【００７８】次に、図５のフローチャートを用いて本実
施例のＰＡＦ値書き込みの動作及び逐次残検の動作を説
明する。尚、途中使用される現像剤残量補正テーブルは
表２に示したものである。 Ｓ２０１：画像形成装置本体１００の電源をオンとす
る。 Ｓ２０２：本体側現像剤残量検知部２３が、メモリ２０
内にＰＡＦ値が記憶されているかどうかを確認する。 ・Ｃａｓｅ１： Ｓ２０２で“Ｎｏ”と判断した場合 Ｓ２０３：本体側現像剤残量検知部２３が検出電圧値を
測定する。 Ｓ２０４：メモリ２０内に、検出電圧の測定値ＸをＰＡ
Ｆ値として記憶させ、Ｓ２０５に進む。 ・Ｃａｓｅ２： Ｓ２０２で“ＹＥＳ”と判断した場合 Ｓ２０５：本体側現像剤残量検知部２３が検出電圧値を
測定する。 Ｓ２０６：制御手段２５が、メモリ２０内に格納されて
いるＰＡＦ値と検出電圧の測定値Ｘを比較し、測定値Ｘ
がメモリ２０内に記憶されているＰＡＦ値より小さいか
否かを確認し、“Ｙｅｓ”と判断した場合にはＳ２０７
に進み、メモリ２０内のＰＡＦ値を更新し、その後Ｓ２
０５に戻る。又、Ｓ２０６の判断にて“Ｎｏ”と判断し
た場合、Ｓ２０８に進む。 Ｓ２０８：演算部２４が、メモリ２０に記憶されたＰＡ
Ｆ値と検出電圧の測定値Ｘの関係から、検出電圧の測定
値ＸのＰＡＦ値からの変化量を算出する。 Ｓ２０９：制御部２５が、Ｓ２０８にて演算部２４が算
出した値を、現像剤残量補正テーブル２６で照らし合わ
せる。 Ｓ２１０：制御部２３が、現像剤残量がＹ％であること
を示す信号を、画像形成装置本体１００の表示部４０に
発信し、表示部４０にその情報を表示する。 Ｓ２１１：制御部２３が、現像剤残量Ｙ（％）が０％に
達したかどうか確認し、“Ｎｏ”と判断した場合は、Ｓ
２０５に進み、上述のシーケンスを繰り返し、又“Ｙｅ
ｓ”と判断した場合は、シーケンスを終了する。

【００７９】上述のフローチャートに従う制御を行っ
て、ＰＡＦ値の異なる現像剤量検出装置を備えた２つの
プロセスカートリッジＢ（Ｅ１、Ｅ２）について現像剤
の消費に従う現像剤残量表示を評価したところ、図６に
示すように、プロセスカートリッジＢの個体差を吸収し
た、現像剤量の逐次残量検値が可能であった。図６中縦
軸は、現像剤量検出装置による検出電圧の測定値ＸのＰ
ＡＦ値からの変化量を示し、横軸は現像装置Ｃ内の現像
剤の残量表示Ｙ（％）を示す。

【００８０】以上、本発明によれば、現像剤残量検知手
段の位置関係などによって、現像剤がない状態での現像
剤残量検知手段にて検出される静電容量が各カートリッ
ジ間で異なるような場合にも、現像剤がフルの状態で検
出された静電容量値（検出電圧値）に基づいて、現像剤
残量と静電容量（検出電圧値）の関係を補正することが
できるので、正確に現像剤の残量を検出することができ
る。

【００８１】又、カートリッジのメモリに現像剤がフル
の状態で検出された静電容量に対応する情報（本実施例
では検出電圧値）を記憶させることによって、カートリ
ッジの使用途中に画像形成装置本体からカートリッジを
取り外し、交換するような場合にも、その後再びこのカ
ートリッジを使用する際に、メモリ内に記憶された前記
情報を画像形成装置本体で読み取ることによって個々の
カートリッジに即した現像剤残量と静電容量（検出電圧
値）の関係を補正することができ、常に正確に現像剤の
残量を検出することができる。

【００８２】尚、当然ながら、カートリッジ構成、特に
現像剤残量検知手段の構成と配置によって、現像剤残量
と検出電圧値との関係は大きく異なるため、現像剤残量
補正テーブルは、表１に示すものに限定されるものでは
なく、本発明を実施する画像形成装置、カートリッジの
特性に応じて適宜決定し得る。又、上記本実施例では、
現像剤残量補正テーブルにおける、ＰＡＦ値からの変化
量の刻み幅を、現像剤の残量が多い時点では現像剤量の
５ｇ（５％）程度に対応して設定し、現像剤残量が少な
くなったときにより細かい刻み幅とした。しかし、本発
明は表１に示すテーブルに示した刻み幅に限定されるも
のではなく、実施形態に則した形で個々に設定するもの
であり、当然ながらこの刻み幅を細かくすれば細かくす
るほどより細かい現像剤残量表示を行うことができる。
更に、上記説明では、検出電圧値のＰＡＦ値からの変化
量として、両者の差を求め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。

【００８３】又、上記本実施例では、現像剤残量補正テ
ーブル２６は、本体制御部２２内に格納されるものとし
て説明したが、別法として、これをプロセスカートリッ
ジＢのメモリ２０内に格納させても良い。そうすること
によって、カートリッジ個々の特性に応じたテーブルを
カートリッジ自身に保持させて使用することができ、様
々なカートリッジに対応してより正確な現像剤の逐次残
量検値を行うことができる。

【００８４】上記本実施例では、テーブルを使用して現
像剤残量を演算したが、ＰＡＦ値を用いた所定の重み付
けの関数を用いて、検出電圧の測定値を補正する演算を
する構成としても良い。

【００８５】又、上記本実施例では、現像剤残量検知手
段によって検出される静電容量と、現像剤残量検出装置
が最終的に検知する検出電圧との減少増加関係が、逆に
なるように設定されている場合について説明したが、静
電容量と電圧の関係は、画像形成装置に備えられる検出
回路により様々であり、静電容量と電圧の関係が同じ減
少関数であっても、増加関数であってもよい。

【００８６】現像剤残量の表記方法も、（ｇ）や（％）
に限定するものではなく、例えば、他の表示方法とし
て、更に進んだ形で、残り何枚の出力が可能であるかな
ど、様々な表示方法でも構わない。又、表示手段におけ
る表示に関しても、上記実施例のように現像剤残量をパ
ーセント表示する方法に限定されるものではない。例え
ば、ガスゲージ、棒グラフ、値表示とすることも可能で
ある。又、警告メッセージや音声による報知、或は記録
媒体に記録し出力することも当然可能であり、現像剤の
残量が使用者にわかる方式であればどのような表示方式
であっても構わない。更に、現像剤残量の表示は、画像
形成装置本体１００に設けられれた表示手段４０にて行
うことに限定されるものではなく、画像形成装置本体１
００と通信可能に接続されたホストコンピュータなどの
機器の画面などの表示手段にて行うこともできる。

【００８７】更に、上記本実施例では、現像剤残量検知
手段としてプレートアンテナ方式を用いたが、本発明は
この方式の現像剤残量検知手段を備えたプロセスカート
リッジにおける適用に限定されるものではない。即ち、
現像装置内の現像剤がフル充填された状態においても、
現像剤残量検知手段、現像剤の製造ロット、使用環境、
カートリッジの部品、或は画像形成装置本体の電子部品
などの公差によって現像剤残量検知手段の検出値にバラ
ツキが生じる可能性があるものであれば、特にその方式
は問わず、本発明の原理を適用することにより、正確な
現像剤残量検知を行うことができる。

【００８８】実施例２ 図７には、本発明の他の態様であるカートリッジ化され
た現像装置Ｃの一実施例を示す。

【００８９】本実施例の現像装置Ｃは、現像ローラ５ａ
のような現像剤担持体と、この現像剤担持体に現像剤を
供給するために、内部に現像剤を収容した現像室５Ａ
と、を有し、プラスチック製の現像枠体１１、１２によ
り一体的にカートリッジ化される。つまり、本実施例の
現像装置Ｃは、実施例１で説明したプロセスカートリッ
ジＢの現像装置構成部をユニット化したものであり、即
ち、プロセスカートリッジＢから感光体ドラム１、帯電
手段２、クリーニング手段７を除いて一体化したカート
リッジと考えることができる。従って、実施例１にて説
明した全ての現像装置構成部及び現像剤量検出装置の構
成が同様に本実施例の現像装置Ｃにおいても適用され
る。従って、これら構成及び作用についての説明は、実
施例１において行った上記説明を援用する。

【００９０】但し、本実施例では、メモリ２０は現像剤
収納容器４に付帯させており、又現像剤量検知手段とし
てプレートアンテナである出力板金３５を、図中現像ロ
ーラ５ａの下側に位置する現像剤収納容器４の底面に一
つだけ設けている点が異なる。本実施例では、現像ロー
ラ５ａに現像バイアスが印加された際の、現像ローラ５
ａとプレートアンテナである出力板金３５との間の静電
容量の変化を検出する構成とされ、コストダウンを図っ
ている。当然、実施例１にて説明して説明したプレート
アンテナ（入力板金３１、出力板金３２）と本実施例の
プレートアンテナ３５をと組み合わせれば、数多くの場
所にて、現像剤の量に応じて変化する静電容量を検出す
ることができ、より精度の良い測定を行うことができ
る。

【００９１】以上、本実施例の構成によっても、実施例
１と同様の作用効果を達成し得る。

【００９２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
画像形成装置、カートリッジ及びユニットは、カートリ
ッジの信号出力手段からは、現像剤収納部内の現像剤量
が第１の範囲であるときには現像剤量に拘わらず略一定
レベルを示す信号が出力され、現像剤収納部内の現像剤
量が第１の範囲を超えて減少して第２の範囲になったと
きには現像剤量に応じたレベルを示す信号が出力され、
現像剤収納部内の現像剤量が第２の範囲になる以前、即
ち、第１の範囲であるときに、信号出力手段の信号レベ
ルを認識した「画像形成装置から送信される略一定レベ
ルに対応するレベル情報」がカートリッジの伝達部に受
信されてカートリッジのメモリの所定領域に書き込ま
れ、このレベル情報は、その後も保持され、現像剤収納
部内の現像剤量が前記第２の範囲になった後、前記メモ
リの所定領域から読み出されて画像形成装置に送信され
る構成とされるので、画像形成装置は、現像剤収納部内
の現像剤量が第１の範囲のときの前記信号出力手段から
の出力（「略一定レベル」）に対応するレベル情報と信
号出力手段からの信号に基づいて現像剤量を決定するこ
とができる。従って、カートリッジ個体差を吸収し、正
確に現像装置内の現像剤の残量を検出することができ、
又それを報知することが可能であるので、現像剤残量の
誤検知に起因する白抜けなどの画像不良、及び現像剤の
無駄を無くすことができる。又、カートリッジを交換使
用するような場合にも、個々のカートリッジのメモリに
第１の範囲のときの信号出力手段からの出力（「略一定
レベル」）に対応するレベル情報が記憶されているの
で、常に正確な現像剤残量を検知し、使用者に報知する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の係るプロセスカートリッジと画像形成
装置の一実施例の断面図である。

【図２】図１のプロセスカートリッジの拡大断面図であ
る。

【図３】本発明に係るプロセスカートリッジのメモリと
画像形成装置本体の本体制御部との概略関係図である。

【図４】本発明に従って構成される現像剤量検出装置の
検出電圧値と現像剤残量との関係を示すグラフ図であ
る。

【図５】本発明に従う、カートリッジの記憶手段を用い
た現像剤量検知動作の一実施例を説明するためのフロー
図である。

【図６】本発明に従って現像剤量検出装置の検出電圧値
を補正した後の現像剤残量表示を説明するためのグラフ
図である。

【図７】本発明に係るカートリッジ化された現像装置の
一実施例の断面図である。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ２ 帯電手段 ３ レーザースキャナー ４ 現像剤収納容器 ５ 現像手段 ７ クリーニング手段 １０ 定着手段 ２０ 記憶手段（メモリ） ２１ 伝達部 ２２ 本体制御部 ４０ 画像形成装置本体の表示手段 １００ 画像形成装置本体 １０１ 装着手段 Ａ レーザービームプリンター Ｂ プロセスカートリッジ Ｃ 現像装置（現像ユニット）、現像カートリッ
ジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−204095（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−133543（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−80891（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 114 G03G 21/00 386 G03G 21/18

Claims (17)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤収納部と、前記現像剤収納部内の
   現像剤量が第１の範囲であるときには現像剤量に拘わら
   ず略一定レベルを示す信号を出力し、前記現像剤収納部
   内の現像剤量が第１の範囲を超えて減少して第２の範囲
   になったときには現像剤量に応じたレベルを示す信号を
   出力する信号出力手段と、メモリ及び伝達部を備えたユ
   ニットと、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、 前記信号出力手段からの出力信号のレベルを認識する認
   識手段と、 前記現像剤収納部内の現像剤量が前記第２の範囲になる
   以前に、前記略一定レベルに対応するレベル情報を前記
   メモリの所定領域に記憶させておくために、前記認識手
   段により認識された前記信号出力手段からの出力信号に
   よって示されるレベルに対応するレベル情報を前記カー
   トリッジの伝達部に送信するとともに、前記メモリの所
   定領域から読み出され、前記カートリッジの伝達部から
   送信される前記レベル情報を受信可能な通信手段と、 前記現像剤収納部内の現像剤量が前記第２の範囲になっ
   た後、前記カートリッジのメモリから前記伝達部を介し
   て読み出し／送信され、前記前記通信手段によって受信
   される前記略一定レベルに対応するレベル情報と、前記
   認識手段によって認識される現像剤量に応じたレベルを
   示す信号とに基づいて、前記現像剤収納部内の現像剤量
   を決定する現像剤量決定手段とを有することを特徴とす
   る画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記画像形成装置は、前記メモリの所定
   領域のレベル情報を更新可能に構成されるとともに、現
   像剤が消費されて前記第２の範囲になった場合に前記メ
   モリの所定領域のレベル情報が更新されないように、前
   記メモリの所定領域に記臆されているレベル情報に対応
   する現像剤量よりも少ない現像剤量に対応するレベルが
   前記認識手段によって認識されても、そのレベルに対応
   するレベル情報を前記略一定レベルに対応するレベル情
   報として前記カートリッジの伝達部に送信しないことを
   特徴とする請求項１の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記信号出力手段は、少なくとも２つの
   電極間の静電容量に応じた信号を出力することを特徴と
   する請求項１又は請求項２のいずれかの項に記載の画像
   形成装置。
4. 【請求項４】 更に、前記現像剤量決定手段によって決
   定された現像剤残量を表示するための信号を、表示手段
   を有する機器に送信する送信手段を有することを特徴と
   することを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記
   載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記メモリは、不揮発性メモリであるこ
   とを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の画
   像形成装置。
6. 【請求項６】 前記通信手段は、前記カートリッジの伝
   達部との間で非接触通信を行うことを特徴とする請求項
   １〜５のいずれかの項に記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記カートリッジは更に、電子写真感光
   体と、電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、電子写
   真感光体に現像剤を供給する現像手段と、電子写真感光
   体をクリーニングするクリーニング手段のうち少なくと
   も一つを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれ
   かの項に記載の画像形成装置。
8. 【請求項８】 画像形成装置に着脱可能なカートリッジ
   において、 現像剤収納部と、 前記現像剤収納部内の現像剤量が第１の範囲であるとき
   には現像剤量に拘わらず略一定レベルを示す信号を出力
   し、第２の範囲になったときには現像剤量に応じたレベ
   ルを示す信号を出力する信号出力手段と、メモリ及び伝
   達部を備えたユニットと、を有し、 前記伝達部は、 前記現像剤収納部内の現像剤量が前記第２の範囲になる
   以前に前記画像形成装置から送信される前記略一定レベ
   ルに対応するレベル情報を受信するとともに、受信した
   レベル情報の前記メモリの所定領域への書き込みを制御
   し、 前記現像剤収納部内の現像剤量が前記第２の範囲になっ
   た後、前記画像形成装置が前記略一定レベルに対応する
   レベル情報に基づいて現像剤量を決定できるように、前
   記メモリの所定領域に記憶されている前記レベル情報の
   読み出しを制御するとともに、読み出されたレベル情報
   を前記画像形成装置に送信することを特徴とするカート
   リッジ。
9. 【請求項９】 前記信号出力手段は、少なくとも２つの
   電極間の静電容量に応じた信号を出力することを特徴と
   する請求項８のカートリッジ。
10. 【請求項１０】 前記メモリは、不揮発性メモリである
    ことを特徴とする請求項８又は請求項９のいずれかの項
    に記載のカートリッジ。
11. 【請求項１１】 前記伝達部は、前記画像形成装置との
    間で非接触通信を行うことを特徴とする請求項８〜１０
    のいずれかの項に記載のカートリッジ。
12. 【請求項１２】 前記カートリッジは更に、電子写真感
    光体と、電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、電子
    写真感光体に現像剤を供給する現像手段と、電子写真感
    光体をクリーニングするクリーニング手段のうち少なく
    とも一つを有することを特徴とする請求項８〜１１のい
    ずれかの項に記載のカートリッジ。
13. 【請求項１３】 現像剤収納部と、前記現像剤収納部内
    の現像剤量が第１の範囲であるときには現像剤量に拘わ
    らず略一定レベルを示す信号を出力し、第２の範囲にな
    ったときには現像剤量に応じたレベルを示す信号を出力
    する信号出力手段とを有し、画像形成装置に着脱可能な
    カートリッジ、に取り付けられるユニットおいて、 電気的に書き込み／読み出し可能なメモリと、 前記画像形成装置との間で情報の送受信を行うととも
    に、前記メモリに対する書き込み／読み出しを制御する
    伝達部とを有し、 前記伝達部は、 前記現像剤収納部内の現像剤量が前記第２の範囲になる
    以前に前記画像形成装置から送信される前記略一定レベ
    ルに対応するレベル情報を受信するとともに、受信した
    レベル情報の前記メモリの所定領域への書き込みを制御
    し、 前記現像剤収納部内の現像剤量が前記第２の範囲になっ
    た後、前記画像形成装置が前記略一定レベルに対応する
    レベル情報に基づいて現像剤量を決定できるように、前
    記メモリの所定領域に記憶されている前記レベル情報の
    読み出しを制御するとともに、読み出されたレベル情報
    を前記画像形成装置に送信することを特徴とするユニッ
    ト。
14. 【請求項１４】 前記メモリは、不揮発性メモリである
    ことを特徴とする請求項１３に記載のユニット。
15. 【請求項１５】 前記信号出力手段として、少なくとも
    ２つの電極間の静電容量に応じた信号を出力する手段を
    有するカートリッジに取り付けられることを特徴とする
    請求項１３又は請求項１４のいずれかの項に記載のユニ
    ット。
16. 【請求項１６】 前記伝達部は、前記画像形成装置との
    間で非接触通信を行うことを特徴とする請求項１３〜１
    ５のいずれかの項に記載のユニット。
17. 【請求項１７】 電子写真感光体と、電子写真感光体を
    帯電させる帯電手段と、電子写真感光体に現像剤を供給
    する現像手段と、電子写真感光体をクリーニングするク
    リーニング手段のうち少なくとも一つを有するカートリ
    ッジに取り付けられることを特徴とする請求項１３〜１
    ６のいずれかの項に記載のユニット。