JP3492263B2 - 画像形成装置及びこの画像形成装置に着脱可能なカートリッジ - 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及びこの画像形成装置に着脱
可能なカートリッジに関する。

【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）、及び電子
写真ファクシミリ装置等が含まれる。

【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電子写真画
像形成装置では、ユーザー自身がカートリッジを交換し
なければならないため、現像剤が消費された場合にユー
ザーに報知する手段、即ち、現像剤量検出装置が必要と
なる。

【０００８】現像剤量検出装置は、カートリッジ内の現
像剤残量を検知できる現像剤量検知手段を備えている。
従来、現像剤量検知手段として、現像装置内に少なくと
も一対の導電部材を設ける方式がある。この方式は、導
電部材間の静電容量が、導電部材間に存在する現像剤量
に応じて変化することを利用したものである。

【０００９】導電部材間の静電容量は、導電部材の一方
に交流バイアスを印加した際に、もう一方の導電部材に
流れる電流を測定することによって検知できる。即ち、
導電部材間の空間に現像剤が埋まっていると導電部材間
の静電容量は大きくなり、導電部材間の現像剤量が少な
くなると導電部材間の静電容量は減少する。そこで、現
像装置内の現像剤量と導電部材間の現像剤量との相関性
が得られるように導電部材を配置することで、導電部材
間の静電容量と現像装置内の現像剤量が関係付けられ
る。その結果、導電部材間の静電容量を検知すること
で、現像装置内の現像剤量がわかる。

【００１０】このような方式の現像剤量検知手段では、
導電部材の構成によっては現像装置内の現像剤量が所定
量以上ある場合に、導電部材間の現像剤量は飽和する。
従って、現像装置内の現像剤量がこの所定量以上である
場合には、導電部材間の静電容量は最大値で飽和する。
しかし、現像剤が消費され、現像装置内の現像剤量が所
定量以下になると、現像装置内の現像剤量の減少に伴
い、導電部材間の現像剤量も減少する。その結果、現像
装置内の現像剤量の減少に対して、導電部材間の静電容
量は単調に減少する。

【００１１】このように、上記方式の現像剤量検知手段
を用いる場合、導電部材の配置構成によっては、現像装
置内の現像剤量が所定量以上である領域では導電部材間
の静電容量は飽和値をとるため、現像装置内の現像剤量
の変動を検知することはできない。そこで、従来、この
ような現像剤量検知手段によって測定される静電容量が
飽和値をとっている場合は、現像剤量の表示を１００％
としていた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、導電部
材間が現像剤で飽和する所定量以上の現像剤が現像装置
内にあるときにも、導電部材間の静電容量が飽和値より
小さい値をとり、現像剤量が１００％の表示にならず、
実際よりも少ない現像剤量を表示することがある。

【００１３】例えば、従来のプロセスカートリッジの現
像剤収納容器には、現像剤を現像剤担持体へ供給するた
めの開口部が設けられている。そして、現像剤収納容器
に現像剤を入れた状態でプロセスカートリッジを運搬す
るときに現像剤が漏れないように、この開口部はプロセ
スカートリッジを使用開始するまで現像剤シール部材で
覆われている。現像剤シール部材は、現像剤収納容器の
開口部を覆うように溶着、圧着されている。

【００１４】よって、現像剤シール部材を開封する前
は、現像剤収納容器にのみ現像剤が収容されている。現
像剤シール部材を開封することで、現像剤収納容器内の
現像剤は現像剤担持体側へ入り込み、導電部材間に現像
剤が入り込むが、導電部材の配置構成によっては上述の
所定量、即ち、導電部材間が現像剤で飽和されるだけは
入り込まず、導電部材間の静電容量は飽和値に達さない
場合がある。

【００１５】その後、プロセスカートリッジを画像形成
装置内に挿入してプリントを行うことで現像剤収納容器
内の現像剤攪拌部材が駆動されると、現像剤収納容器か
ら導電部材間に現像剤が搬送されて、導電部材間の静電
容量は飽和値に達する。

【００１６】このように、従来、現像剤シール部材を開
封した後の初期において、導電部材間の静電容量が飽和
値に達することなく小さい値をとってしまい、その結
果、現像剤量として実際よりも少ない量を表示してしま
うという問題があった。

【００１７】従って、本発明の目的は、一般には、カー
トリッジ使用初期における現像剤量の誤検知、誤表示を
防止することができる画像形成装置及びこの画像形成装
置に着脱可能なカートリッジを提供することである。

【００１８】本発明の他の目的は、現像剤シール部材の
開封直後における現像剤量の誤検知、誤表示を防止する
ことができる画像形成装置及びこの画像形成装置に着脱
可能なカートリッジを提供することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置及びこの画像形成装置に着脱可能なカート
リッジにて達成される。要約すれば、本発明の第１の態
様によると、現像手段と、前記現像手段に供給する現像
剤を収容する現像剤収納容器と、前記現像剤収納容器内
の現像剤を攪拌し前記現像手段へ搬送する現像剤攪拌部
材と、現像剤量を逐次に検知する現像剤量検知手段と、
を有するカートリッジが装置本体に着脱可能な画像形成
装置において、前記装置本体に前記カートリッジの使用
初期から通算した使用時間を計測する手段を備え、計測
した前記カートリッジの使用初期から通算した使用時間
を記憶する記憶手段を前記カートリッジ又は前記装置本
体の少なくとも一方に設け、前記カートリッジの使用初
期から通算した使用時間が所定の値に達するまでは、現
像剤量に関する情報を表示する表示手段に、前記カート
リッジの未使用時に対応した現像剤量レベルの表示を行
い、前記カートリッジの使用初期から通算した使用時間
が所定の値に達した以降は、前記現像剤量検知手段の検
知結果に対応した現像剤量レベルの表示を行うことを特
徴とする画像形成装置が提供される。

【００２０】上記本発明の一実施態様によると、前記表
示手段は前記装置本体に設けられ、現像剤量に関する情
報をこの表示手段に表示させる。

【００２１】上記本発明の他の実施態様によると、前記
装置本体は、前記表示手段を有する機器と通信可能であ
り、現像剤量に関する情報をこの機器に送信する。

【００２２】上記本発明の好ましい実施態様によると、
前記カートリッジの使用時間は、前記現像剤攪拌部材が
駆動している時間である。

【００２３】

【００２４】 本発明の第２の態様によると、現像手段
と、前記現像手段に供給する現像剤を収容する現像剤収
納容器と、前記現像剤収納容器内の現像剤を攪拌し前記
現像手段へ搬送する現像剤攪拌部材と、現像剤量を逐次
に検知する現像剤量検知手段と、記憶手段と、を有する
カートリッジであって、前記カートリッジの使用初期か
ら通算した前記現像剤攪拌部材の駆動量を計測する手段
と、前記カートリッジの使用初期から通算した前記現像
剤攪拌部材の駆動量が所定の値に達するまでは、前記カ
ートリッジの未使用時に対応した現像剤量レベルの表示
を行い、前記カートリッジの使用初期から通算した前記
現像剤攪拌部材の駆動量が所定の値に達した以降は、前
記現像剤量検知手段の検知結果に対応した現像剤量レベ
ルの表示を行う表示手段とを有する画像形成装置に着脱
可能なカートリッジにおいて、前記記憶手段には、前記
カートリッジの使用初期からの前記現像剤搬送部材の駆
動量に係わ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。

【００２５】上記各本発明において、一実施態様による
と、前記カートリッジは、電子写真感光体と、前記電子
写真感光体に作用するプロセス手段として少なくとも前
記電子写真感光体に現像剤を供給する現像手段と、を一
体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成
装置本体に対して着脱可能とするものである。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
及びこの画像形成装置に着脱可能なカートリッジを図面
に則して更に詳しく説明する。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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現像剤攪拌
部材１５が設けられており、この現像剤攪拌部材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５
ａ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５ｂ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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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及び現像剤攪拌部材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１
３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。

【００３５】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。

【００３６】本実施例によると、現像剤収納容器４に
は、現像剤を現像室５Ａに搬送し、現像ローラ５ａへ供
給するための開口部１６が設けられている。又、現像剤
収納容器４に現像剤を入れた状態でプロセスカートリッ
ジＢを運搬する際に現像剤が漏れないように、プロセス
カートリッジＢの使用開始前には、開口部１６は現像剤
シール部材１６ａで覆われており、現像剤シール部材
は、現像剤収納容器４の開口部を覆うように溶着、圧着
されている。この現像剤シール部材１６ａは、プロセス
カートリッジＢの使用開始前にユーザーが開封するか、
或は画像形成装置本体にプロセスカートリッジＢが装着
された状態で自動で開封される構成とされる。

【００３７】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量検知手段３０を備え
た現像剤量検出装置を有している。

【００３８】本実施例によれば、レーザービームプリン
タＡは、現像剤量検知手段３０として、所謂、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。本実施例では、入力板金３
１、出力板金３２は現像ローラ５ａなどの現像手段５を
保持する現像室５Ａ内に設けられる。このように、本実
施例では、プレートアンテナ（板金３１、３２）及び現
像ローラ５ａが静電容量測定用の導電部材として機能す
る。

【００３９】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。

【００４０】本実施例では、現像ローラ５ａと入力板金
３１は、プロセスカートリッジＢが画像形成装置本体１
００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３
４に電気的に接続される。

【００４１】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、出力板金３２を介して検知部３３によって
両者の合成電流値が計測される。こうして、検知部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。

【００４２】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、随時現像装置Ｃ内の
現像剤量を知ることができる。

【００４３】静電容量の測定について説明すると、図３
に示すように、現像バイアス印加手段である現像バイア
ス回路３４から所定のＡＣバイアスが出力されると、そ
の印加バイアスはリファレンス用コンデンサ３５と現像
ローラ５ａと、入力板金３１にそれぞれ印加される。こ
れにより、画像形成装置本体１００に設けられた検知部
３３のリファレンス用コンデンサ３５の両端には電圧Ｖ
１が発生し、入力板金３１と出力板金３２の間には、静
電容量Ｃ４に応じた電流が発生する。この電流値を演算
によって電圧Ｖ２に変換する。静電容量Ｃ４は、現像ロ
ーラ５ａと出力板金３２との間の静電容量Ｃ２、入力板
金３１と出力板金３２との間の静電容量Ｃ３の合成の静
電容量Ｃ４である。

【００４４】検知部３３内の検出回路３６は、入力され
るリファレンス用コンデンサ３５の両端に発生する電圧
Ｖ１と、入力板金３１と出力板金３２の間の電圧Ｖ２と
の電圧差から電圧Ｖ３を生成し、検知部３３内に設けら
れたＡＤ変換部３７に出力する。ＡＤ変換部３７はアナ
ログ電圧Ｖ３をデジタル変換した結果を画像形成装置本
体１００の制御部２２に出力する。

【００４５】更に説明すると、図４に示すように、本実
施例では、検知部３３にて電圧信号に変換された現像剤
量検知手段３０の出力は、更にＡ／Ｄ変換された後、画
像形成装置本体１００に設けられ、レーザービームプリ
ンタＡの動作を統轄制御する制御部２２内のＣＰＵ（中
央演算処理装置）２１に入力される。

【００４６】又、詳しくは後述するように、予め決定さ
れた現像剤量検知手段３０の出力電圧値と現像剤残量の
関係が、例えばテーブルとして、制御部２２内のＲＯＭ
２３に記憶されている。ＣＰＵ２１は、現像剤量検知手
段３０の出力に基づいて入力された検出電圧値から、Ｒ
ＯＭ２３内に格納されたテーブルを利用することによっ
て、現像剤量を決定することができる。

【００４７】更に、ＣＰＵ２１は、検知した現像剤量に
関する情報を表示するための信号を、本実施例では画像
形成装置本体１００に設けられた現像剤量表示手段２４
に送信し、その情報を表示させる。

【００４８】次に、図５を参照して検出電圧値から現像
剤量を決定する方法について更に説明する。

【００４９】本実施例では、現像剤量検知手段３０によ
って測定される静電容量は、検知部３３にて電圧信号に
変換され、図５に示すような電圧値で出力される。図５
において、横軸は、現像装置Ｃ内の現像剤残量を示し、
縦軸は、入力板金３１と出力板金３２との間、出力板金
３２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す。

【００５０】本実施例では、変換回路の構成から、現像
剤量検知手段の出力電圧値と静電容量との関係は線形な
減少関数であり、現像剤量検知手段３０により検出され
る静電容量が大きいときには検出電圧値は小さくなり、
逆に測定される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。

【００５１】つまり、入力板金３１と出力板金３２との
間、及び出力板金３２と現像ローラ５ａとの間に現像剤
がフルに充填された状態では静電容量は最大値を示し、
この時検出電圧値は最小値を示す。

【００５２】本実施例では、入力板金３１と出力板金３
２の間の静電容量は、現像剤量が１５０ｇより少なくな
ると、現像剤量の減少に対して単調減少する。しかし、
現像剤量が５０ｇ程度になると、入力板金３１と出力板
金３２の間の現像剤は、殆ど無くなり、静電容量は殆ど
変化しなくなる。

【００５３】一方、出力板金３２と現像ローラ５ａの間
の静電容量は、現像剤量が５０ｇ程度までは殆ど変化せ
ず、現像剤残量が５０ｇよりも少なくなると、現像剤量
の減少に対して単調減少する。

【００５４】そのため、本実施例の現像剤量検知手段３
０による検出電圧値は、図５に示すようになる。この検
出電圧値と現像剤量の関係を用いることで、現像剤量を
決定することができる。

【００５５】例えば、上述のように、図５に示す現像剤
量と検出電圧値の関係に基づくテーブルを予め制御部２
２のＲＯＭ２３に記憶させておくことによって、ＣＰＵ
２１は検出電圧値をこのテーブルと照らし合わせること
で現像剤量を決定できる。当然、この現像剤量と検出電
圧値の関係に基づく関係式を用いて現像剤を決定する構
成としてもよい。

【００５６】本実施例では、図５に示した関係を所定の
刻み幅にて刻んで作成した現像剤量と検出電圧値とを対
応させたテーブルを用いた。本実施例では、検出電圧が
１．２Ｖ以下のときの現像剤量の表示を１００％とし、
検出電圧が１．２Ｖを越えてからの現像剤量を、例え
ば、検出電圧が１．６Ｖの時の現像剤量の表示を２０％
というように、未使用時の現像剤量に対して現像装置Ｃ
内の現像剤量をパーセント表示するように設定し、この
関係をテーブルとしてＲＯＭ２３に記憶させた。

【００５７】次に、プロセスカートリッジＢの使用初期
における現像剤量の誤検知の防止方法について説明す
る。

【００５８】図６は、現像剤シール部材１６ａの開封直
後のプロセスカートリッジＢ内の現像剤分布を模式的に
示す。図６（ａ）に示すように、現像剤シール部材１６
ａを開封し、画像形成装置本体１００内に挿入した直後
は、入力板金３１と出力板金３２の間、及び出力板金３
２と現像ローラ５ａの間には現像剤は充分入らず、静電
容量は飽和値には達さない。これは、現像剤シール部材
１６ａを開封する前は、現像剤収納容器４内にのみ現像
剤が収容されており、入力板金３１と出力板金３２の
間、及び出力板金３２と現像ローラ５ａの間には現像剤
がないためである。現像剤シール部材１６ａを開封する
ことで、入力板金３１と出力板金３２の間、及び出力板
金３２と現像ローラ５ａの間に現像剤が若干入り込む
が、依然として、図６（ａ）に示すように、入力板金３
１と出力板金３２の間が現像剤で飽和される所定量まで
は入り込まない。

【００５９】その後、画像形成を行うことで、現像剤収
納容器４内の現像剤攪拌部材１５が駆動される。そし
て、現像剤攪拌部材１５が駆動されて所定時間経過する
と、図６（ｂ）に示すように、入力板金３１と出力板金
３２の間、及び出力板金と現像ローラ５ａの間に所定量
の現像剤が入り、静電容量が飽和値に達する。

【００６０】これにより、現像剤量検知手段３０による
検出電圧値は、図５に示すように、プロセスカートリッ
ジＢの使用初期において高い値を示し、画像形成を所定
量行うことで最小値（飽和値）に達する。

【００６１】本実施例では、プロセスカートリッジＢの
使用開始から、現像剤攪拌部材１５の駆動時間の積算が
３０秒程度になると、図６（ｂ）に示すように入力板金
３１と出力板金３２の間、及び出力板金３２と現像ロー
ラ５ａの間に所定量の現像剤が入り、静電容量が飽和値
に達する構成とされている。

【００６２】従って、現像剤攪拌部材１５の駆動時間を
積算した時間が３０秒程度になるまでは、図５に示した
検出電圧と現像剤量の関係を用いて現像剤量を判断する
と、現像剤を実際より少なく見積もり表示してしまい、
正確な現像剤の残量表示ができない。

【００６３】そこで、本発明によれば、プロセスカート
リッジＢの使用開始から通算した使用時間が所定の値に
達するまでは現像剤量検知手段３０の検知結果に依らず
所定の表示を行う構成とする。即ち、本実施例では、プ
ロセスカートリッジＢの使用開始からの通算時間として
現像剤攪拌部材１５の駆動時間を、カートリッジ使用時
間計測手段としての駆動時間カウンタ２５（図４）が計
測し、プロセスカートリッジＢの使用開始から現像剤攪
拌部材１５の駆動時間の積算が６０秒になるまでの間
は、検出電圧値に依らず現像剤残量表示を１００％にす
る。駆動時間カウンタ２５は、ＣＰＵ２１から送られる
動作信号に基づき、現像剤攪拌部材１５の駆動時間をカ
ウント値に変換して計測する。

【００６４】そして、現像剤攪拌部材１５の駆動時間の
積算が６０秒を越えてから、上述のようにして、現像剤
量検知手段３０による検出電圧値から現像剤量を決定す
る。

【００６５】又、本発明によれば、現像剤攪拌部材１５
の駆動時間を積算した時間は、プロセスカートリッジＢ
に設けられる記憶手段２０に逐次書き込まれる。これに
より、常に画像形成装置本体１００に装着されたプロセ
スカートリッジＢに即して正確にそのプロセスカートリ
ッジの使用開始からの通算の使用時間を認識することが
できる。

【００６６】本実施例にて用いる記憶手段２０について
説明すると、記憶手段２０は、図１及び図２に示すよう
に、廃現像剤容器７ｂの上側面部に設置されている。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、記
憶手段２０と画像形成装置本体１００側の通信手段の位
置合わせがし易いように考慮したからである。又、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、記憶手段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、記憶手段２０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る。本実施例で
は、記憶手段２０として読み書き可能な揮発性メモリ
（以下、単に「メモリ」と呼ぶ。）２０を採用した。こ
の記憶手段２０に対するデータの書き込み、読み出し手
段２２は、画像形成装置本体１００が備えている。

【００６７】次に、図７を参照して、本実施例における
現像剤残量検知動作を更に説明する。図７は、現像剤量
の表示を変更する手順をフローチャートとして示す。

【００６８】画像形成装置本体１００の制御部２２に設
けられたＣＰＵ２１は、ホストコンピュータ２６からの
ジョブ信号を受け、画像形成を要求されると（ステップ
１）、プロセスカートリッジＢの記憶手段２０から現像
剤攪拌部材１５の駆動時間を積算した時間Ｔを呼び出し
（ステップ２）、時間Ｔが６０秒を越えているかどうか
を判断する（ステップ３）。

【００６９】ステップ３にて、記憶手段２０から呼び出
した現像剤攪拌部材１５の積算駆動時間Ｔが６０秒以下
であると判断された場合にはジョブが終了するまで現像
剤量表示手段２４の表示をそのまま１００％に固定す
る。又、ジョブを行うのに要した現像剤攪拌部材３の駆
動時間ｔを、ＣＰＵ２１から送られてくる動作信号に基
づき、駆動時間カウント手段２５がカウント値に変換し
て計測する（ステップ４）。その後、ジョブが終了した
ら（ステップ６）、この駆動時間ｔを、ステップ２にて
記憶手段２０から呼び出して使用した時間Ｔに加算した
値を、新たに現像剤攪拌部材１５の積算駆動時間Ｔとし
て記憶手段２０に記憶させる（ステップ７）。ここで、
ジョブを終了するのに要した現像剤攪拌部材１５の駆動
時間ｔが６０秒以上である場合、現像剤量検知手段３０
の出力に基づく現像剤量の検知結果を現像剤残量表示に
使用するタイミングが遅れるが、実用上問題ない。

【００７０】一方、ステップ３にて、現像剤攪拌部材１
５の積算駆動時間Ｔが６０秒を越えていると判断さえた
場合は、画像形成動作を行い、現像剤量表示手段２４に
は現像剤量検知手段３０の出力に基づいて検知された現
像剤残量を表示する。又、ジョブを行うのに要した現像
剤攪拌部材１５の駆動時間ｔを、ステップ４の場合と同
様にして計測する（ステップ５）。そして、ジョブが終
了したら（ステップ６）、この駆動時間ｔを、ステップ
２にて記憶手段２０から呼び出して使用した時間Ｔに加
算した値を、新たに現像剤攪拌部材１５の積算駆動時間
Ｔとして記憶手段２０に記憶させる（ステップ７）。

【００７１】上述のフローチャートに従った制御を行う
ことで、現像剤シール部材６ａの開封後における現像剤
量の誤検知をなくすことが可能であった。

【００７２】以上、本発明によれば、プロセスカートリ
ッジＢの使用初期における現像剤残量の誤検知を防止す
ることができる。

【００７３】実施例２ 図８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。

【００７４】本実施例の現像装置Ｃは、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
室５Ａと、現像手段５に供給する現像剤を収容する現像
剤収納容器４とをプラスチック製の現像剤枠体１１及び
現像枠体１２により一体的に構成することによってカー
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及び２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。

【００７５】但し、本実施例では、メモリ２０は現像剤
収納容器４に付帯させている点が異なる。

【００７６】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。

【００７７】以上、本発明のいくつかの実施例について
説明した。

【００７８】尚、上記各実施例では、検出電圧値に依ら
ずに現像剤残量の表示を１００％とする期間を規定する
ために、カートリッジの使用開始から通算した使用時間
として現像剤攪拌部材１５の回転時間を計測するとして
説明したが、例えば、その量に対応して現像剤攪拌部材
１５が回転する量を特に限定されることなく利用するこ
とができ、例えば感光体ドラム１の駆動時間の積算時間
や、画像形成枚数であってもよい。

【００７９】上記本実施例では、現像剤量検知手段とし
てプレートアンテナ方式の現像剤量検知手段３０を用い
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、静電容
量と現像装置Ｃ内の現像剤量の間で相関性が得られる構
成であれば、その方式は問わず用いることができる。
又、現像剤量検知手段としては、静電容量測定方式に限
らず、上記実施例にて説明したように、例えば現像剤シ
ール部材の開封直後などのカートリッジ使用初期におい
て検知結果に誤差を含む可能性がある現像剤量検知手段
を用いる場合、本発明を適用することによってカートリ
ッジ使用初期における現像剤量の誤検知、誤表示を防止
することができる。

【００８０】上記各実施例では現像剤攪拌部材１５の駆
動時間をカートリッジに配置したメモリ２０に記憶し、
これにより、各プロセスカートリッジＢに即して、確実
にそのプロセスカートリッジＢの使用開始からの通算の
使用時間を認識できるという効果があるが、画像形成装
置本体１００のＣＰＵ２１内など、画像形成装置本体側
に設けた記憶手段に記憶させる構成とすることもでき
る。又、上記各実施例では、現像剤量と検出電圧値との
関係に基づくテーブル、或は関係式を画像形成装置本体
１００の制御部２２内に設けられるＲＯＭ２３に格納さ
れているものとして説明したが、これをカートリッジが
備えた記憶手段２０に記憶させる構成とすることもでき
る。これにより、例えばカートリッジの若干の設計変更
などに対応して、より各カートリッジに即した現像剤量
の検知が可能となる。

【００８１】又、上記各実施例では、現像剤量検知手段
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。

【００８２】更に、上記各実施例では、現像剤量は未使
用時の現像剤量に対するパーセント表示とするとして説
明したが、現像剤残量を示すパーセント表示としては、
未使用時の現像剤残量に対して使用可能な現像剤が何％
残っているかを示す％値、或は現像装置Ｃ内の使用可能
な現像剤量に対して使用可能な現像剤が何％残っている
かを示す％値などを適宜選択し得る。そして、現像剤残
量０％としては、現像剤が完全に無くなったことばかり
ではなく、現像装置Ｃ内に現像剤が残っていたとして
も、所定品位の画像が形成できないほど現像剤が減少
し、所謂、白抜け画像などを形成する恐れのある現像剤
量を予め設定しておき、現像剤量がその量に達した時点
を０％とすることができる。又、現像剤量としては、現
像剤の絶対値（ｇ）や上記のようなパーセント表示など
の値表示に限定されるものではなく、例えば、ガスゲー
ジ、棒グラフ、或は、「現像剤無し」の警告などのメッ
セージの表示や音声による報知とすることも可能であ
る。又、現像剤量に関する情報は記録媒体に記録し出力
することも可能であり、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１００と通信可能に接続
された、例えば、ホストコンピュータなどの機器の画面
とされる表示手段にて行うこともできる。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
現像手段と、現像手段に供給する現像剤を収容する現像
剤収納容器と、現像剤収納容器内の現像剤を攪拌し現像
手段へ搬送する現像剤攪拌部材と、現像剤量を逐次に検
知する現像剤量検知手段と、を有するカートリッジが装
置本体に着脱可能な画像形成装置において、装置本体に
カートリッジの使用初期から通算した使用時間を計測す
る手段を備え、計測したカートリッジの使用初期から通
算した使用時間を記憶する記憶手段をカートリッジ又は
装置本体の少なくとも一方に設け、カートリッジの使用
初期から通算した使用時間が所定の値に達するまでは、
現像剤量に関する情報を表示する表示手段に、カートリ
ッジの未使用時に対応した現像剤量レベルの表示を行
い、カートリッジの使用初期から通算した使用時間が所
定の値に達した以降は、現像剤量検知手段の検知結果に
対応した現像剤量レベルの表示を行う構成とされるの
で、現像剤シール部材の開封直後など、カートリッジ使
用初期における現像剤量の誤検知、誤表示を防止するこ
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】現像剤量検出装置の一実施例の概略構成図であ
る。

【図４】本発明に従って構成される画像形成装置の制御
態様を説明するためのブロック図である。

【図５】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６】現像装置の概略断面図であり、（ａ）現像剤シ
ール部材の開封直後の現像装置内の現像剤の様子と、
（ｂ）現像剤量検知手段によって測定される静電容量が
飽和値をとっているときの様子を示す。

【図７】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
チャート図である。

【図８】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 ５ａ 現像ローラ（現像剤担持体） ７ クリーニング手段 １０ 定着手段 ２０ 記憶手段（メモリ） ２１ ＣＰＵ ２２ 制御部 ２４ 現像剤量表示手段 ２５ 駆動時間カウント手段（カートリッジ使用時
間計測手段） ３０ 現像剤量検知手段 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 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 21/00 370 - 540 G03G 21/14 - 21/18 G03G 15/08 - 15/08 507

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像手段と、前記現像手段に供給する現
   像剤を収容する現像剤収納容器と、前記現像剤収納容器
   内の現像剤を攪拌し前記現像手段へ搬送する現像剤攪拌
   部材と、現像剤量を逐次に検知する現像剤量検知手段
   と、を有するカートリッジが装置本体に着脱可能な画像
   形成装置において、 前記装置本体に前記カートリッジの使用初期から通算し
   た使用時間を計測する手段を備え、計測した前記カート
   リッジの使用初期から通算した使用時間を記憶する記憶
   手段を前記カートリッジ又は前記装置本体の少なくとも
   一方に設け、前記カートリッジの使用初期から通算した
   使用時間が所定の値に達するまでは、現像剤量に関する
   情報を表示する表示手段に、前記カートリッジの未使用
   時に対応した現像剤量レベルの表示を行い、前記カート
   リッジの使用初期から通算した使用時間が所定の値に達
   した以降は、前記現像剤量検知手段の検知結果に対応し
   た現像剤量レベルの表示を行うことを特徴とする画像形
   成装置。
2. 【請求項２】 前記表示手段は前記装置本体に設けら
   れ、現像剤量に関する情報をこの表示手段に表示させる
   ことを特徴とする請求項１の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記装置本体は、前記表示手段を有する
   機器と通信可能であり、現像剤量に関する情報をこの機
   器に送信することを特徴とする請求項１の画像形成装
   置。
4. 【請求項４】 前記カートリッジの使用時間は、前記現
   像剤攪拌部材が駆動している時間であることを特徴とす
   る請求項１、２又は３の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記記憶手段は前記カートリッジに設け
   られ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】 前記カートリッジは、電子写真感光体
   と、前記電子写真感光体に作用するプロセス手段として
   少なくとも前記電子写真感光体に現像剤を供給する現像
   手段と、を一体的にカートリッジ化し、このカートリッ
   ジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものであ
   る請求項１〜５のいずれかの項に記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 現像手段と、前記現像手段に供給する現
   像剤を収容する現像剤収納容器と、前記現像剤収納容器
   内の現像剤を攪拌し前記現像手段へ搬送する現像剤攪拌
   部材と、現像剤量を逐次に検知する現像剤量検知手段
   と、記憶手段と、を有するカートリッジであって、前記
   カートリッジの使用初期から通算した前記現像剤攪拌部
   材の駆動量を計測する手段と、前記カートリッジの使用
   初期から通算した前記現像剤攪拌部材の駆動量が所定の
   値に達するまでは、前記カートリッジの未使用時に対応
   した現像剤量レベルの表示を行い、前記カートリッジの
   使用初期から通算した前記現像剤攪拌部材の駆動量が所
   定の値に達した以降は、前記現像剤量検知手段の検知結
   果に対応した現像剤量レベルの表示を行う表示手段とを
   有する画像形成装置に着脱可能なカートリッジにおい
   て、 前記記憶手段には、前記カートリッジの使用初期からの
   前記現像剤搬送部材の駆動量に係わる情報が記憶される
   ことを特徴とするカートリッジ。
8. 【請求項８】 前記カートリッジは、電子写真感光体
   と、前記電子写真感光体に作用するプロセス手段として
   少なくとも前記電子写真感光体に現像剤を供給する現像
   手段と、を一体的にカートリッジ化し、このカートリッ
   ジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものであ
   る請求項７のカートリッジ。