JP3957935B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般には、電子写真方式により像担持体に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置に収容した現像剤にて顕像化する画像形成装置に関し、特に、現像剤収納容器に収容した現像剤の残量を逐次検知すること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するカートリッジが着脱可能な画像形成装置に関するものである。
【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、LED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、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、電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置において、電子写真感光体及び電子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。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。
【0005】
このようなプロセスカートリッジ方式の電子写真画像形成装置では、現像剤がなくなったら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が、カートリッジの交換はユーザー自身が行わなければならず、そのために、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。
【0006】
現像剤量検出装置は、カートリッジ内の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設けている。
【0007】
この現像剤残量検知手段の一方式として、フラットアンテナ方式がある。フラットアンテナは、図3に示すように、基板21に一対の導電パターン22、23を所定の間隔で形成したもので、これを、例えば、現像剤収納容器側面の現像剤と接する位置に配置し、現像剤収納容器内の現像剤が減少するに従い、現像剤とフラットアンテナ20との接触面積が減少するようにしたものである。
【0008】
現像剤の消費によりこの導電パターン表面と現像剤との接触面積が変化することで静電容量が変化し、これにより、容器内現像剤残量とフラットアンテナの静電容量の対応づけが可能になり、フラットアンテナの静電容量を測定することにより随時容器内現像剤残量を知ることができる。
【0009】
フラットアンテナ20の静電容量は、一対の導電部22、23の一方に一定の交流バイアスを印加し、その際にもう一方の導電部に流れる電流から知ることができる。
【0010】
実際には、現像剤収納容器内の現像剤が徐々に減っても、フラットアンテナ20の表面にわずかに付着して残る現像剤があるので、現像剤収納容器内に設けられた攪拌部材にアンテナ清掃部材を取付け、撹拌部材の回転に伴いフラットアンテナ表面を清掃することが行われている。
【0011】
しかしながら、このようにアンテナ表面を清掃することによって、フラットアンテナ20の出力は清掃部材がアンテナ表面を清掃する周期で変動してしまう。そこで、その周期に応じて平均値をとったり、最小値を選んだりするなどの統計的処理をして、現像剤残量レベルを確定している。
【0012】
【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フラットアンテナ20のような現像剤残量検知手段が備えられていても、必ずしも常に現像剤残量レベルを知ることができるわけではない。例えば、画像形成装置本体の電源を入れた直後は、カートリッジ内の現像剤残量は分からない。ある程度の枚数の画像形成を行うなど、装置を動作させてはじめて現像剤残量レベルが確定できるため、測定結果がでるまでにはある程度の時間が必要となっている。
【0013】
従って、画像形成装置本体の電源を入れた直後やジャム処理のためにカートリッジを一旦取り出し再挿入した直後のような場合は、使用者は、これからプリントしようとするジョブ枚数分の現像剤量がカートリッジ内にあるかどうかを直ぐには知ることができない、という問題がある。
【0014】
本発明は、斯かる画像形成装置及び画像形成装置に着脱可能なカートリッジの更なる改良に関するものである。
【0015】
つまり、本発明の主たる目的は、いつでも、時間をかけずに、現像剤収納容器内の現像剤残量レベルを正確に使用者に知らせることのできるカートリッジが着脱可能な画像形成装置を提供することである。
【0016】
本発明の他の目的は、カートリッジに記憶手段を設け、この記憶手段に現像剤残量レベルを記憶させ、現像剤残量検知手段の検知結果が確定するまではカートリッジの記憶手段が記憶している現像剤残量レベルの値を表示する構成とし、不必要な画像形成装置本体の駆動をなくし、現像剤、記録材或は電力などの無駄な消費をなくすことのできるカートリッジが着脱可能な画像形成装置を提供することである。
【0017】
本発明の更に他の目的は、現像剤収納容器内の現像剤残量レベルを精度良く検知することができるので、無駄なく現像剤収納容器内の現像剤を使うことができるカートリッジが着脱可能な画像形成装置を提供することである。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記諸目的は、本発明に係るカートリッジが着脱可能な画像形成装置にて達成される。
【0019】
第1の本発明によると、現像剤収納容器と、現像剤収納容器内の現像剤残量を記憶する記憶手段と、を有するカートリッジが着脱自在な画像形成装置であって、
前記カートリッジを装着するための装着手段と、
前記現像剤収納容器内の現像剤残量に応じた静電容量値を出力する残量検知手段と、
前記残量検知手段からの静電容量値を用いて統計的処理を行って前記現像剤残量を確定する確定処理を実行し、該確定処理によって確定された現像剤残量を前記記憶手段に対して更新記憶する制御手段と、
前記画像形成装置の電源の投入直後、または、前記カートリッジを前記装着手段に装着した直後から前記確定処理を開始して、該確定処理によって現像剤残量が確定するまでの期間は、前記記憶手段に記憶される前記現像剤残量に関わる情報を出力する出力手段と、を有し、
前記出力手段は、前記確定処理によって現像剤残量が確定した後に、該確定処理によって確定された現像剤残量と前記記憶手段に記憶されている現像剤残量との差の値がしきい値を越えない場合であって、かつ、該確定処理によって確定された現像剤残量が前記記憶手段に記憶されている現像剤残量よりも多い場合は、該確定処理によって確定された現像剤残量を出力せずに前記記憶手段に記憶されている現像剤残量を出力し、該確定処理によって確定された現像剤残量と前記記憶手段に記憶されている現像剤残量との差の値がしきい値を越えない場合であって、かつ、該確定処理によって確定された現像剤残量が前記記憶手段に記憶されている現像剤残量よりも少ない場合は、前記確定処理によって確定した現像剤残量を出力することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【0022】
本発明の一実施態様によると、本発明の画像形成装置は、更に、表示部を有し、前記出力手段から出力された前記現像剤残量を前記表示部で表示することができる。
【0023】
他の実施態様によると、本発明の画像形成装置は、ディスプレイを有する機器と通信可能であり、前記出力手段は前記機器に信号を出力する。
【0024】
更に他の実施態様によると、前記残量検知手段は前記カートリッジに設けることができる。
【0029】
本発明の他の実施態様によると、前記制御手段は、前記確定処理によって確定された現像剤残量と前記記憶手段に記憶されている現像剤残量との差の値がしきい値を越えた場合は、前記カートリッジまたは前記画像形成装置の異常を判断する。
【0030】
本発明の他の実施態様によると、前記出力手段は、前記制御手段によって前記カートリッジまたは前記画像形成装置が異常であると判断された場合に、異常を示す信号を出力する。他の実施態様によると、前記制御手段は、前記カートリッジ又は前記画像形成装置が異常であると判断した場合は、前記確定された現像剤残量を前記記憶手段に対して更新記憶しない。
【0057】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置及び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。
【0058】
実施例1
先ず、図1〜図3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、電子写真画像形成プロセスによって記録材、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。
【0059】
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、現像手段5によって現像され、可視像、即ち、トナー像とされる。
【0060】
つまり、現像手段5は、現像剤担持体としての現像ローラ5aを備えた現像室5Aを有しており、現像室5Aに隣接して形成された現像剤収容部としての現像剤収納容器4内の現像剤Tを現像剤送り部材10の回転によって、現像室5Aの現像ローラ5aへと送り出す。本実施例では、現像剤Tとしては、絶縁性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、現像バイアス回路に接続されており、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。
【0061】
一方、トナー像の形成と同期して給紙カセット200にセットした記録材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材Pに転写する。
【0062】
トナー像の転写を受けた記録材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、通過する記録材Pに熱及び圧力を印加して転写されたトナー像を記録材P上に定着する。
【0063】
記録材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。
【0064】
転写ローラ6によってトナー像を記録材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7上の残留現像剤を掻き落として廃現像剤溜め7bへと集める。
【0065】
一方、本実施例にては、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(現像剤収納部)4及び現像剤送り部材10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を形成し、更にこの現像ユニットに、感光体ドラム1、クリーニングブレード7a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。
【0066】
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。
【0067】
本発明によれば、図4に示すように、プロセスカートリッジBは、現像剤収納容器4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とのできる現像剤残量検知手段20を備えた現像剤量検出装置30を有している。
【0068】
本実施例によれば、上述のように、現像剤収納容器4内には、図1の矢印方向に回転する撹拌手段10が設けられており、この撹拌手段10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。また、現像剤収納容器4の内面側壁には図3に示すような、現像剤残量検知手段としてフラットアンテナ、即ち、平面アンテナ20が配設されている。
【0069】
平面アンテナ20は、一般に用いられているプリント基板21上にエッチングや印刷などで二つの電極、即ち、導体パターン22、23を形成したものである。また、この回路図形を保護するために導電パターン22、23上に保護膜(図示せず)が形成してある。導電パターンは適当に設定すればよく、本実施例では、この平面アンテナ20の二つの導電パターン22、23の幅(W)を300μm、両導電パターン22、23の間隔(G)を300μm程度まで狭くしてある。
【0070】
本実施例の平面アンテナ20にて、各導電パターンの電極22、23間に交流バイアスとして200Vpp、2000Hzを印加すると、平面アンテナ20に現像剤が触れていないときには20pF、平面アンテナ20の全面に現像剤が触れているときには60pF、と異なる静電容量値が観測された。
【0071】
画像形成工程を繰り返すことで現像剤収納容器4内の現像剤Tが減少するのに伴い、現像剤Tと平面アンテナ20との接触面積が減少し、それに応じて、平面アンテナ上の電極22、23間における静電容量も減少する。よって、この静電容量を観測することで、随時、容器4内の現像剤T量を知ることができる。
【0072】
ところが実際には、容器4内の現像剤Tが徐々に減っても、平面アンテナ20上にわずかながら付着して残る現像剤のために、測定結果にばらつきが生じてしまう。
【0073】
そこで、その表面に付着した現像剤を除去するため、撹拌手段10の端部にアンテナ清掃部材10a(図2)設けて、撹拌手段10の回転に伴い平面アンテ20表面を清掃している。このアンテナ清掃部材10aは、たとえばPET(ポリエチレンテレフタレート)のシートであり、平面アンテナ20の表面をなでるように清掃している。
【0074】
図3に示すように、平面アンテナ20のほぼ中央部に穴24を設け、撹拌手段10の支持軸をこの穴24を貫通して現像剤収納容器4などに回転自在に支持することにより、表面清掃手段10aにより平面アンテナ20のほぼ全域を清掃することができる。
【0075】
上記構成により、平面アンテナ20上にわずかながら付着して残る現像剤による、測定結果のばらつきはほぼ解消できるが、平面アンテナ20の出力が表面清掃手段10aの回転周期で変動してしまう。
【0076】
そこで、本実施例では表面清掃手段10aの回転周期に応じて、アンテナ出力の平均値をとったり、最小値を選んだりするなどの統計的処理をして、現像剤残量レベルを確定する。
【0077】
しかしながら、現像剤残量レベルを確定するためには、平面アンテナ20へのバイアス印加、更には、撹拌手段10及び平面アンテナ表面清掃手段10aの回転などを行い、表面清掃手段10aの回転周期に応じたアンテナ出力の統計的処理を実行する必要があり、その分の時間が必要となる。
【0078】
つまり、画像形成装置本体100の電源スイッチを入れ、現像剤の攪拌が行われて十分な時間が経った後は、最初の統計的処理が終り装置本体100のディスプレイやパソコンのディスプレイに、現像剤量に関する警告を表示できるが、画像形成装置本体100の電源スイッチを入れた直後や、カートリッジ交換直後、ジャム処理直後などでは、残量を確定する十分な時間がなく、現像剤残量レベルを表示することができない。従って、このような時間帯では、使用者は現像剤残量レベルを知ることはできない。
【0079】
そこで本実施例では、プロセスカートリッジBに記憶手段31を配設し、この記憶手段31に、確定した現像剤残量レベルを随時書き込み、記憶させるものとし、このデータを用いて装置本体100のディスプレイやパソコンのディスプレイに残量を表示する。
【0080】
これにより、画像形成装置本体100の電源スイッチを入れた直後や、カートリッジ交換直後、ジャム処理直後などの、現像剤残量レベルを確定するまでに十分な時間が経過していない期間においては、前回の残量検知により確定され記憶保存された現像剤残量レベルを、現像剤量検出装置30が読み出し、表示することができるので、現像剤残量レベルを確定できていない期間であっても直ちに使用者に残量を知らせることができる。
【0081】
又、プロセスカートリッジBに記憶手段31を配設することで、カートリッジBを交換した場合においても、使用者は、交換したカートリッジが有する記憶手段31から現像剤残量レベル情報を呼び出し、このカートリッジの現在の現像剤残量レベルを知ることができる。
【0082】
更に、現像剤量検出装置30は、図4に示すように、より正確な現像剤残量レベルを表示するために、現像剤残量検知手段20の出力信号を処理して確定された現像剤残量レベル値と、プロセスカートリッジBの記憶手段31に記憶させた現像剤残量レベル値とを、比較するための信号処理手段32を有する。
【0083】
確定された現像剤残量レベル値と、プロセスカートリッジBの記憶手段31に記憶させた現像剤残量レベル値は、以下に示すように、2段階で比較される。1段階目では、両者の値の差の絶対値の大きさを調べる。
【0084】
本実施例の現像剤量検出装置30のように逐次残量を検知する装置では、n回目の検知により確定された現像剤残量レベルとn+1回目の検知により確定された現像剤残量レベルの間であまりにも大きな差が出るはずはない。よって所定の閾値Xを超えた大きな差異が認められる時は、即ち、現像剤残量検知手段20の破損、表面清掃手段10aの破損、電気的な短絡、画像形成装置本体の故障等に起因することが考えられる。
【0085】
2段階目では、確定された現像剤残量レベル値と、プロセスカートリッジBの記憶手段31に記憶させた現像剤残量レベル値の大小関係を比較する。
【0086】
原理的に、現在確定された現像剤残量レベル値が、前回の画像形成時等において確定されプロセスカートリッジに記憶された現像剤残量レベル値よりも大きい値であることはあり得ない。よって、確定された現像剤残量レベル値が、プロセスカートリッジBの記憶手段31に記憶させた現像剤残量レベル値よりも大きい場合は測定誤差とみなすことができる。
【0087】
なお、本実施例では、プロセスカートリッジBに搭載する記憶手段31には、読み書き可能なNVRAMを採用した。図4に示すように、現像剤量検出装置30の記憶手段31に対するデータの書き込み、読み出し手段は画像形成装置本体100側に設けられている。また、現像剤残量検知手段20の出力信号を処理して現像剤残量レベルを確定させたり、その値と記憶手段31の値と比較したりするのは、画像形成装置本体100側に配設されている信号処理手段32が行う。
【0088】
又、この記憶手段31に記憶している値と現像剤残量検知手段20の値との差が所定値以上あった場合は、プロセスカートリッジB又は画像形成装置本体100の異常や故障と判断して、使用者にその旨を報知する。
【0089】
これらの処理をフローチャートとして図5に示した。図5を参照して本実施例による現像剤量検知方法を説明する。
【0090】
本実施例では、画像形成装置本体100が稼動している間は、常時現像剤残量レベルを装置本体100のディスプレイ或はパソコンのディスプレイに表示しているものとする。
【0091】
前述のように、本体電源スイッチを入れた直後、カートリッジ交換直後、ジャム処理直後などの現像剤残量検知手段20による現像剤残量レベルが未確定の場合(ステップ101)、画像形成装置本体100は、プロセスカートリッジBに搭載している記憶手段31から前回の残量検知で確定した現像剤残量レベルTA0を読み出し(ステップ102)、TA0をその時の現像剤残量レベルとして表示する(ステップ103)。なお、カートリッジBが新品である場合も記憶手段31には予め工場出荷段階で収納されている現像剤量が記憶されているので、現像剤残量レベルが確定するまではこのレベルを読み出し、表示する。
【0092】
又、カートリッジが装着されており、且つ装置本体の電源スイッチが入ったまましばらくの間プリントを行っていない状態からプリントを開始する場合(ステップ104)、現像剤の攪拌(アンテナの清掃)が始まって現像剤残量レベルが確定するまでにやはり時間を要するが、ディスプレイには既に前回の現像剤残量レベルが表示されているので、ステップ101〜103の工程は行わない。
【0093】
その後、現像剤残量検知手段20による検知が実行され(ステップ105)、現像剤残量検知手段20により、現像剤残量レベルがTA1と確定される(ステップ106)。
【0094】
画像形成装置本体100は、プロセスカートリッジBに搭載している記憶手段31が記憶している現像剤残量レベルTA0を読み込む(ステップ107)。TA1とTA0は信号処理手段32において比較される(ステップ108)。
【0095】
前述したように、現像剤残量検知手段20により検知され確定された現像剤残量レベルは、随時、プロセスカートリッジBに搭載している記憶手段31に記憶される。よって、何らかの異常がない限り、このTA1とTA0は非常に近い値のはずである。従って、この両値の差が所定の値Xよりも大きい場合は、何らかの異常が発生したと判断し、その旨を示す信号を発信する(ステップ109)。信号を受けた表示部の表示内容は、現像剤残量検知手段20の故障発生、本体の故障発生等の故障発生の可能性、又は故障の原因を示すもの、或は、プロセスカートリッジや本体の点検が必要等の、メンテナンスの必要性を示唆するもの等であってもよい。
【0096】
この際、プロセスカートリッジBに搭載している記憶手段31にレベルTA0の代わりに現像剤残量レベルTA1を上書きしない。よって、異常発生直前の現像剤残量レベルが保存される。
【0097】
又、異常が発生した旨の情報を記憶手段31に記憶させる(ステップ110)。これにより、故障した可能性があるプロセスカートリッジであることを、交換装着した場合にも、現像剤残量レベルに代わって表示することが可能となり、この異常が発生したカートリッジの使用を避けられるようにしている。
【0098】
更に、このTA1とTA0のどちらが大きいか比較する(ステップ111)。新しく確定した現像剤残量レベルTA1の方が大きければ検知誤差とみなし、使用者に現像剤残量レベルが増加したような誤情報を与えないために、記憶手段31が記憶している現像剤残量レベルTA0をそのまま表示し続ける(ステップ113)。
【0099】
よって、記憶手段31が記憶している現像剤残量レベルTA0をTA1に書き換えない。これは先に示した異常検知を行う上でも重要である。
【0100】
現像剤残量検知手段20による現像剤残量レベルTA1の方がTA0より小さければこちらを表示し(ステップ112)、その後、記憶手段31のTA0をそのTA1の値に書き換え、新たなTA0として記憶する(ステップ114)。
【0101】
本実施例は、現像剤残量検知手段20としてフラッ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に限定するものではない。現像剤収納容器4内の攪拌トルク検知方式など現像剤残量レベルを逐次検知できれば、その方式は問わない。
【0102】
また、画像形成装置本体100に配設されている信号処理手段32を、記憶手段31と共にプロセスカートリッジBに搭載してもよい。
【0103】
両者に関わる演算処理装置をプロセスカートリッジBに搭載することにより、画像形成装置本体100とプロセスカートリッジBとの間で行われていたデータの書き込み、読み出し等の通信を簡略することができる。その結果、接点不良及びノイズ等による通信エラーの発生機会を減少させることができ、安定した現像剤残量レベル検知を行うことができる。
【0104】
実施例2
実施例2では、実施例1で説明した電子写真画像形成装置におけるデータ信号の入出力に関して説明する。本実施例においても、実施例1と同様に、電子写真画像形成装置は電子写真方式のレーザープリンタAとされる。また、プロセスカートリッジBが、ユーザーによって画像形成装置本体100に取り外し可能に装着される。
【0105】
図6に示すようにレーザープリンタAは、パーソナルコンピュータ或いはワークステーション等のホスト41に接続されて使用されるものであり、その構成は、画像情報に基づき電子写真プロセスによって記録材に画像形成を行う画像形成手段としてのエンジン部42と、ホスト41と直接接続され、ホスト41からのプリント要求信号とともに受け取ったページ記述言語を画像情報データへと展開する展開手段としてのコントローラ部43とに大別される。
【0106】
エンジン部42の動作全般はE−コントローラ44によって制御される。E−コントローラの一部を構成するビデオインターフェース(I/F)45を介してコントローラ部43とエンジン部42は相互に通信可能である。
【0107】
本実施例においては、実施例1で説明した、現像剤残量検知手段20の出力信号を統計的処理し確定された現像剤残量レベル値とプロセスカートリッジの記憶手段31に記憶させた現像剤残量レベル値との比較を一部実行する機能を有する比較手段48と、現像剤残量レベル及び異常発生した旨を画像形成装置本体の表示手段33或いは画像形成装置と通信可能なディスプレイを有する機器に対して信号を出力するための信号出力手段49をコントローラ部43に配設することを特徴とする。
【0108】
上述のように、比較手段48、信号出力手段49をコントローラ部43に配設することにより、現像剤残量レベル及び異常発生した旨を画像形成装置と通信可能なディスプレイを有する機器であるパーソナルコンピュータ或いはワークステーション等のホスト41に表示することが容易となる。
【0109】
実施例1で説明したように、現像剤収納容器内の現像剤残量はフラットアンテナからの出力を統計的処理することで確定される。この処理はエンジン部42のE−コントローラ44に配設された信号処理手段46において実行される。確定された現在の現像剤残量レベル値は、信号処理手段46からビデオインターフェース(I/F)45を介してコントローラ部43に配設された比較手段48に送信される。
【0110】
同時に、前回の残量検知で確定され記憶手段31に記憶された現像剤残量レベル値が、エンジン部42のE−コントローラ44に配設されたデータ書き込み、読み出し手段47により読み出され、同様に、ビデオインターフェース(I/F)45を介してコントローラ部43に配設された比較手段48に送信される。
【0111】
つまり、コントローラ部43とエンジン部42の通信手段であるビデオインターフェース(I/F)上で、現像剤残量レベル値に関する2系統の出力を有することとなる。
【0112】
コントローラ部43に配設された比較手段48では、現像剤残量レベル値に関する両出力の差の絶対値が比較される。その差が所定値以上であると判断された場合、比較手段48からの出力を受けて、コントローラ部43に配設された信号出力手段49は、異常が発生した旨を報知する信号を画像形成装置本体に設けられた表示手段33或いは画像形成装置と通信可能なディスプレイを有する機器に対して出力する。
【0113】
本実施例の画像形成装置の動作は、実施例1の図5に示したフローチャートに則ったものであり、これを用いて更に詳しく、本実施例における画像形成装置のデータ信号の入出力に関して説明する。
【0114】
本実施例においても、画像形成装置本体100が稼動している間は、常時現像剤残量レベルを装置本体100のディスプレイ、或いはパーソナルコンピュータ或いはワークステーション等のホスト41のディスプレイに表示しているものとする。
【0115】
本体電源スイッチを入れた直後、カートリッジ交換直後、ジャム処理直後などの現像剤残量検知手段20による現像剤残量レベルが未確定の場合(ステップ101)、エンジン部42のE−コントローラ44に配設されたデータ書き込み、読み出し手段47は、前回の残量検知で確定した現像剤残量レベルTA0をプロセスカートリッジBに搭載している記憶手段31から読み出し、ビデオインターフェース(I/F)45を介してコントローラ部43に配設された信号出力手段49に送信する。
【0116】
これを受けて、信号出力手段49は画像形成装置本体に設けられた表示手段33或いはホスト41に対してTA0をその時の現像剤残量レベルとして表示するよう信号を出力する(ステップ103)。
【0117】
なお、カートリッジBが新品である場合も記憶手段31には予め工場出荷段階で収納されている現像剤残量が記憶されているので、現像剤残量レベルが確定するまではこのレベルを読み出し、表示する。
【0118】
又、カートリッジBが装着されており、且つ装置本体100の電源スイッチが入ったまましばらくの間プリントを行っていない状態からプリントを開始する場合(ステップ104)、現像剤の攪拌(アンテナの清掃)が始まって現像剤残量レベルが確定するまでにやはり時間を要するが、ディスプレイには既に前回の現像剤残量レベルが表示されているので、ステップ101〜103の工程は行わない。
【0119】
その後、現像剤残量検知手段20による検知が実行され(ステップ105)、エンジン部42のE−コントローラ44に配設された信号処理手段46により現在の現像剤残量レベルがTA1と確定される(ステップ106)。
【0120】
信号処理手段46は、確定された現像剤残量レベル値TA1を、エンジン部42のE−コントローラ44に配設された比較手段50及びビデオインターフェース(I/F)45を介してコントローラ部43に配設された比較手段48に出力する。同時に、プロセスカートリッジBに搭載している記憶手段31が記憶している現像剤残量レベルTA0がデータ書き込み、読み出し手段47により、比較手段50及びビデオインターフェース(I/F)45を介して比較手段48に出力される(ステップ107)。
【0121】
TA1とTA0は比較手段50及び比較手段48において以下のように比較される(ステップ108)。
【0122】
その差が所定値以上である場合、何らかの異常が発生したと判断した比較手段48からの出力を受けて、コントローラ部43に配設された信号出力手段49は、異常が発生した旨を報知する信号を、画像形成装置本体100に設けられた表示手段33或いはホスト41に対して出力する(ステップ109)。
【0123】
又、比較手段48からの出力を、ビデオインターフェース(I/F)45を介してエンジン部42のE−コントローラ44に配設されたデータ書き込み、読み出し手段47が受け、プロセスカートリッジBに搭載している記憶手段31に、レベルTA0の代わりに現像剤残量レベルTA1を上書きすること禁じ、且つ、異常が発生した旨の情報を記憶手段31に記憶させる(ステップ110)。
【0124】
更に、このTA1とTA0のどちらが大きいかがエンジン部42のE−コントローラ44に配設された比較手段50によって比較される(ステップ111)。新しく確定した現像剤残量レベルTA1の方が大きい場合、比較手段50からの信号を受け、エンジン部42のE−コントローラ44に配設されたデータ書き込み、読み出し手段47は、前回の残量検知で確定した現像剤残量レベルTA0をプロセスカートリッジBに搭載している記憶手段31から読み出し、ビデオインターフェース(I/F)45を介してコントローラ部43に配設された信号出力手段49に送信する(ステップ113)。
【0125】
現像剤残量検知手段20による現像剤残量レベルTA1の方がTA0より小さい場合、比較手段50からの信号を受け、現像剤残量レベルTA1が信号処理手段46からビデオインターフェース(I/F)45を介してコントローラ部43に配設された信号出力手段49に送信される(ステップ112)。
【0126】
更に、比較手段50からの信号をデータ書き込み、読み出し手段47が受けて、記憶手段31のTA0をそのTA1の値に書き換え、新たなTA0として記憶する(ステップ114)。
【0127】
本実施例においては、現像剤残量レベルの比較機能の一部をコントローラ部43に持たせる構成としたが、その全機能をコントローラ部43が備える構成も可能である。
【0128】
その場合においても、コントローラ部43とエンジン部42の通信手段であるビデオインターフェース(I/F)上で、現像剤残量検知手段20により確定された現在の現像剤残量レベル値と、前回の残量検知で確定され記憶手段31に記憶された現像剤残量レベル値の、現像剤残量レベルに関する2系統の出力を有することとなる。
【0129】
本実施例において、現像剤残量検知手段20としてフラッ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に限定するものではない。現像剤収納容器4内の攪拌トルク検知方式など現像剤残量レベルを逐次検知できれば、その方式は問わないことは言うまでもない。
【0130】
実施例3
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。
【0131】
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、内部にトナーを収容した現像室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。即ち、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、2にて説明した全ての現像装置構成部及び現像剤量検出手段構成が同様に本実施例の現像装置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、2において行った上記説明を援用する。
【0132】
本実施例においても、実施例1、2と同様の作用効果を達成し得る。
【0133】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、使用者に対して、現像剤収納容器内の現像剤残量を、時間をかけずに、かつ、正確に知らせることができる、という効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に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に搭載することのできる現像剤残量検知手段の図である。
【図4】本発明に係るプロセスカートリッジと画像形成装置の概略関係図である。
【図5】本発明に従った現像剤量検知方法を説明するフローチャートである。
【図6】本発明に係る画像形成装置のデータ信号の入出力に関する概略関係図である。
【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 攪拌手段
10a 表面清掃手段
20 現像剤残量検知手段(平面アンテナ)
31 記憶手段
30 現像剤量検出装置
31 記憶手段
32 信号処理手段
33 現像剤残量レベル表示手段
41 ホスト
42 エンジン部
43 コントローラ部
44 E−コントローラ
45 ビデオインターフェース
46 信号処理手段
47 データ書き込み読み出し手段
48 比較手段
49 信号出力手段
50 比較手段
100 画像形成装置本体
101 装着手段
Claims (7)
- 現像剤収納容器と、現像剤収納容器内の現像剤残量を記憶する記憶手段と、を有するカートリッジが着脱自在な画像形成装置であって、
前記カートリッジを装着するための装着手段と、
前記現像剤収納容器内の現像剤残量に応じた静電容量値を出力する残量検知手段と、
前記残量検知手段からの静電容量値を用いて統計的処理を行って前記現像剤残量を確定する確定処理を実行し、該確定処理によって確定された現像剤残量を前記記憶手段に対して更新記憶する制御手段と、
前記画像形成装置の電源の投入直後、または、前記カートリッジを前記装着手段に装着した直後から前記確定処理を開始して、該確定処理によって現像剤残量が確定するまでの期間は、前記記憶手段に記憶される前記現像剤残量に関わる情報を出力する出力手段と、を有し、
前記出力手段は、前記確定処理によって現像剤残量が確定した後に、該確定処理によって確定された現像剤残量と前記記憶手段に記憶されている現像剤残量との差の値がしきい値を越えない場合であって、かつ、該確定処理によって確定された現像剤残量が前記記憶手段に記憶されている現像剤残量よりも多い場合は、該確定処理によって確定された現像剤残量を出力せずに前記記憶手段に記憶されている現像剤残量を出力し、該確定処理によって確定された現像剤残量と前記記憶手段に記憶されている現像剤残量との差の値がしきい値を越えない場合であって、かつ、該確定処理によって確定された現像剤残量が前記記憶手段に記憶されている現像剤残量よりも少ない場合は、前記確定処理によって確定した現像剤残量を出力することを特徴とする画像形成装置。 - 前記装置は更に表示部を有し、前記出力手段から出力された前記現像剤残量を前記表示部で表示することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記装置はディスプレイを有する機器と通信可能であり、前記出力手段は前記機器に信号を出力することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記残量検知手段は前記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1乃至3のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記確定処理によって確定された現像剤残量と前記記憶手段に記憶されている現像剤残量との差の値がしきい値を越えた場合は、前記カートリッジまたは前記画像形成装置の異常を判断することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記出力手段は、前記制御手段によって前記カートリッジまたは前記画像形成装置が異常であると判断された場合に、異常を示す信号を出力することを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記カートリッジ又は前記画像形成装置が異常であると判断した場合は、前記確定された現像剤残量を前記記憶手段に対して更新記憶しないことを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
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