JP4298094B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【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、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、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出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】
この現像剤残量検出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出手段が備えられていても、現像剤残量検出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り、特に現像剤無しである白抜け画像が警告を発する前に発生してしまうことがある。
【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、現像剤残量検出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、現像剤残量検出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、多量の現像剤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、正確に現像装置内の現像剤の残量を検出す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。
【００１９】
本発明の他の目的は、正確に現像装置内の現像剤の残量を検出し、現像剤無し時に起こる白抜け画像を警告前に発生させることがなく、更に、白抜け時の現像剤残量を極力少なく抑えることができ、現像剤の無駄を無くすことが可能な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。
【００２０】
本発明の更に他の目的は、適切なカートリッジ交換時期を示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。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記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。
【００２２】
本発明によると、現像剤収納部と、前記現像剤収納部内の現像剤量に応じた少なくとも２つの電極間の静電容量を測定することによって得られる信号を逐次出力可能な現像剤残量検出手段と、前記現像剤収納部内に現像剤が充填されていない状態で前記現像剤残量検出手段によって検出した信号に対応する第１情報を予め記憶した記憶手段と、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、
前記カートリッジが前記画像形成装置の装置本体に装着された際に、前記記憶手段と前記装置本体との通信をおこなう通信手段と、
前記現像剤残量検出手段によって検出される静電容量の値が最大になった際の信号に対応する第２情報を、前記通信手段によって前記記憶手段に随時更新して記憶させる本体制御部と、
前記本体制御部に設けられた演算部であって、前記現像剤残量検出手段によって検出した前記信号と、前記通信手段によって前記記憶手段から読み出された前記第１情報と、前記第２情報とを用いて前記現像剤収納部内の現像剤残量を演算する演算部と、
を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００２４】
本発明の一実施態様によると、更に、前記本体制御部は前記現像剤収納容器内の現像剤量に対応させて所定の刻み幅で設定された係数が記憶され、前記演算部は、前記現像剤残量検出手段によって逐次出力される前記信号と、前記第１情報及び前記第２情報と、前記本体制御部に記憶された前記係数を用いた関数に基づいて前記現像剤収納容器内の現像剤残量を演算する。
【００３３】
本発明の他の実施態様によると、更に、表示手段を有し、演算した前記現像剤残量を表示するための信号をこの表示手段に送信して表示するか、或いは、更に、表示手段を有する機器を通信可能であり、演算した前記現像剤残量を表示するための信号をこの表示手段を有する機器に送信する。
【００３４】
又、上記本発明にて、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。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るカートリッジが着脱可能な画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００３６】
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。
【００３７】
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を構成する現像装置Ｃによって現像し、可視像、即ち、トナー像とする。
【００３８】
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１５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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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とのできる現像剤残量検出手段を備えた現像剤量検出装置を有している。
【００４６】
本実施例によれば、現像剤残量検出手段３０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。
【００４７】
プレートアンテナとしての電極対を構成する入力板金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。
【００４８】
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。
【００４９】
そして、通常の現像バイアスである２ＫＨｚ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。
【００５０】
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。
【００５１】
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３１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「現像剤残量検出手段からの信号」、「現像剤残量検出手段の検出値」などと呼ぶ。
【００５２】
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が配設される。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。
【００５３】
本実施例ではメモリ２０は廃現像剤容器７ｂ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。
【００５４】
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が、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。
【００５５】
これら二つの本体制御部２２及びカートリッジ側伝達部２１によってメモリ２０内の情報の読み出し及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、後述する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する。又、メモリ２０には、カートリッジが使用された量が随時書き込み記憶されている。
【００５６】
次に、本実施例におけるメモリ２０の制御構成を説明する。
【００５７】
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は、制御部２３、演算部２４、現像剤残量検知補正テーブル２５、現像剤残量検出部２６、演算式２７及び現像剤残量Ｙ％補正テーブル（図示せず）などを有している。
【００５８】
メモリ２０内には様々な情報が格納されているが、本実施例では現像剤収納容器４内に現像剤が充填されていない状態の時の値（以後「ＰＡＥ（プレート・アンテナ・エンプティ）」と呼ぶ。）情報（第１情報）、検出電圧値の最小値（以後「ＰＡＦ（プレート・アンテナ・フル）」と呼ぶ。）情報（第２情報）、白抜けＷ値情報、現像剤残量Ｙ％値情報及び検出電圧値情報が格納されているものとする。
【００５９】
又、これらメモリ情報は、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。残量検知検出部２６によって検出された検出電圧値は随時メモリ２０に格納される。
【００６０】
図４にプロセスカートリッジ内の現像剤量を検知するための回路構成を示す。現像剤量は、現像バイアス印加手段としての現像バイアス回路３４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、リファレンスコンデンサＣ１と、現像ローラ５ａと、電極３１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Ｃ１の両端には電圧Ｖ１が発生し、電極３１、３２の電極間には静電容量Ｃ４（Ｃ２＋Ｃ３）に応じた電流が発生する。この電流を演算により電圧Ｖ２に変換する。
【００６１】
電流測定装置３３の検出回路は入力されるリファレンス用コンデンサＣ１の両端に発生する電圧Ｖ１と電極対間電圧Ｖ２の電圧差から電圧Ｖ３を生成し、ＡＤ変換部３５に出力する。ＡＤ変換部３５はアナログ電圧Ｖ３をデジタル変換した結果を制御部２３に出力する。制御部２３は、このデジタル値に変換された電圧値からプロセスカートリッジ内の現像剤量を認識する。
【００６２】
以上のように本実施例では、現像剤残量検出手段３０によって検出された静電容量値は、画像形成装置本体１００にて電圧に変換して図５のような電圧値で出力されている。現像剤が現像剤収納容器４内にない状態の時には検出電圧値は最大値（静電容量は最小値）ＰＡＥを示す。ＰＡＥはプロセスカートリッジ製造時に治具等などでメモリ２０に書き込まれるものとする。また、現像剤量が最大である時には検出電圧値は最小値（静電容量は最大値）ＰＡＦを示す。ＰＡＦは、現像剤充填が終了している状態でメモリ２０に書き込まれ、レーザビームプリンタが稼働中に検出電圧値が最小（静電容量は最大値）を示すと、随時更新されていく。なお、本実施例における理想的なＰＡＥ及びＰＡＦの値は表１に示したようにそれぞれ３．０Ｖ、１．０Ｖである。
【００６３】
又、静電容量と電圧の関係は、画像形成装置の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。
【００６４】
【表１】
従来の現像剤残量と静電容量値の補正方法について説明する。
【００６５】
図５は、横軸が現像装置内の残現像剤量を示し、縦軸に、上記プレートアンテナ３１、３２間と、プレートアンテナ３２と現像ローラ５ａ間で各々計測される静電容量値Ｃ２、Ｃ３が合計された検出電圧値である。図５内には、実線で示す理想曲線（−●−）と、破線（−○−）で示すＰＡＥ値から求めた現像剤残量と、検出電圧値との関係が記入されている。いずれの場合も曲線の形状は現像装置内に収容された現像剤量が同じであれば変わらず、上記で説明したようにプレートアンテナ３１、３２の位置関係等のズレによって現像剤のない状態での検出電圧値（静電容量値）が異なっているために理想曲線とＰＡ実測値から求められた現像剤残量と検出電圧値との関係を示した曲線が相対的にズレを生じている。
【００６６】
ここで、現像剤が少なくなり画像全域を可視化できず画像不良が発生してしまう状態（以後「白抜け」と呼ぶ。）となる前に警告を発するには、図５及び図６に示すように、本実施例では、理想曲線にてＰＡＥより０．８Ｖ小さい（残現像剤量２０ｇ想定）検出電圧値にて警告を発すればよい。
【００６７】
しかしながら、理想曲線だけで現像剤残量を判断すると、最後に現像剤無し（白抜け）警告を行なうところでは、現像剤無し警告前に白抜けを起こしてしまうことがあり得る。つまり、白抜け画像は現像剤残量２０ｇで発生すると想定し、理想曲線から白抜けの発生する検出電圧値を求めると２．２Ｖとなる。しかし、実測値のように仮にＰＡＦ値が０．８Ｖとすると、白抜けは２．０Ｖで発生する可能性があるので、現像剤無し警告前に白抜け画像を出力してしまう可能性が非常に高い。
【００６８】
更には、通常ほとんど確率は低いが、現像剤状態が非常に悪く画質として良好とは言えない状態（但し、ライン画像程度なら使えるレベル）で現像剤残量検出手段の検知領域内に現像剤が行き渡らない場合には、ＰＡＦの検出電圧値は通常、即ち、現像剤状態が良好な場合より大きく検知される（静電容量値としては小さく検知される）。また、このＰＡＦの値にある一定値を加える形で現像剤残量と検出電圧値を関係付けると、現像剤無しを警告する前に白抜け画像を発生させてしまうことになる。このようなイレギュラーの場合も考慮して白抜け画像を発生させないためには、ＰＡＦのみの補正ではなくＰＡＥの値からも補正し白抜け画像の出力を回避する必要がある。
【００６９】
これらプロセスカートリッジ固有の逐次残検のばらつきは、残検アンテナの組み付け公差のばらつき、及び、カートリッジの部品、本体の電子部品などの公差から生じるものである。そこで、本実施例では、
（１）プロセスカートリッジＢに記憶手段（メモリ）２０を備え、プロセスカートリッジ製造時の現像剤が充填されていない状態において治具等で測定された値、即ち、ＰＡＥをプロセスカートリッジに付属したメモリに書き込む。
（２）検出電圧値の最小値（静電容量値の最大値）、即ち、ＰＡＦを残量検知手段から得、プロセスカートリッジに付属したメモリに書き込む。そして、比較手段によって、常時検出される検出電圧値を前に書き込んだ値と比べて小さい場合にはメモリ内のＰＡＦを書き換え、そうでない場合は書き換えを行わない、という処理を繰り返す。
（３）ＰＡＥ、ＰＡＦ及び現像剤残量の関係を用いた重み付けの関数を予め本体制御部若しくはメモリ内に格納する。
（４）そして、重み付けの関数と検出電圧値の関係に、重み付け関数の補正値を代入していき、補正値を決定する。
（５）補正テーブルによって、現像剤残量を算出する。
（６）その結果を、随時表示手段に表示させる。
という制御を行う。
【００７０】
上記制御により、カーリッジの個体差で上記検出電圧値（静電容量値）が異なっても、現像剤状態が異常で現像剤残量検出手段の検出領域内に現像剤が入り込みにくくなっている状態でも、確実に白抜け画像出力前に警告を発し現像剤残量も逐次に検出できる。
【００７１】
更に説明すれば、上記制御方法において、
［ＰＡＥ−ＰＡＦ］・・・▲１▼
を使用範囲として設定した。また、現像剤がプロセスカートリッジ内にあるにも関わらず現像剤量が少ないため白抜けという画像不良を起こす状態がある。このときの値を白抜け電圧とし、白抜け電圧とＰＡＦの関係で使用範囲を設定しても構わない。白抜け電圧は、
白抜け電圧：ＰＡＷ＝［（ＰＡＥ）−（実験的データ蓄積に基づいた経験値Ｗ）］
と呼び、その値を▲１▼式のＰＡＥの代わりに用いても良い。
【００７２】
本実施例において、使用範囲は、
［ＰＡＷ−ＰＡＦ］＝［ＰＡＥ−Ｗ−ＰＡＦ］・・・▲２▼
とし、ＰＡＷ＝３．０−０．８＝２．２Ｖ、ＰＡＦ＝１．０Ｖであるので、使用範囲＝２．２−１．０＝１．２Ｖである。
【００７３】
重み付けの関数は、
Ｆ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）＝｜ＰＡＦ＋［ＰＡＷ−ＰＡＦ］×Ｚ｜・・・・▲３▼
とし、Ｚは補正値である。これは、使用範囲内を適当な間隔で区切るような値であり、予め逐次検知補正テーブルとして本体制御部に格納されている。
【００７４】
そして、現像剤残量は▲４▼式が成立するＺから求める。
｜ＰＡＦ＋［ＰＡＷ−ＰＡＦ］×Ｚ｜≦｜Ｖ３｜・・・▲４▼
表２の逐次検知補正テーブルから、▲４▼式においてＺ＝０．１が成立しなければ、現像剤残量は１００％と表示し、Ｚ＝０．１が成立すれば、次にＺ＝０．１８を▲４▼式に代入し、成立しなければ現像剤残量は３０％となる。つまり、上位のＺで▲４▼式が成立した場合は、順次Ｚ値を増やして▲４▼式を算出し、式が成立しないＺによって現像剤残量を認識する。
【００７５】
【表２】
図６及び図７のフローチャートを用いて、本実施例のステップ１０１〜１２５（Ｓ１０１〜１２５）の各工程を備えた現像剤残量逐次検出、即ち、逐次残検の動作について説明する。
Ｓ１０１：電源スイッチをＯＮとし、画像形成装置本体が動作が開始する（ＳＴＡＲＴ）。
Ｓ１０２：制御部２３がメモリ２０内のＰＡＥ情報を確認する。
Ｓ１０３：演算部２４がＰＡＷを計算する。
Ｓ１０４：残量検知検出部２６が検出電圧Ｖ３を測定する。
Ｓ１０５：制御部２３がメモリ２０内のＰＡＦ情報を確認する。
Ｓ１０６：制御部２３がメモリ２０内に格納されているＰＡＦとＶ３を比較し、Ｖ３がＰＡＦを越えるかどうか確認する。“Ｎｏ”と判断した場合Ｓ１０７に進みメモリ２０内のＰＡＦの値を更新しＳ１０８へ進み、“Ｙｅｓ”と判断した場合にはＳ１０８に進む。
Ｓ１０８：演算部２４が残量検知補正テーブル２５のＺ＝０．１８をＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）に代入し計算値を得、制御部２３が、現像剤残量測定値Ｖ３がＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）を越えるかどうか確認する。“Ｙｅｓ”の場合Ｓ１１１に進む。“Ｎｏ”の場合にはＳ１０９に進み、制御部２３が、現像剤残量が１００％であることをエンジン内部に信号を発信し、ディスプレーに表示する。そして、Ｓ１１０に進み、メモリ２０内の現像剤残量情報、即ち、Ｙ％値情報を更新する。その後、Ｓ１０４に戻る。
Ｓ１１１：演算部２４が残量検知補正テーブルのＺ＝０．２５をＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）に代入し計算値を得、制御部２３が、現像剤残量測定値Ｖ３がＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）を越えるかどうか確認する。“Ｙｅｓ”の場合Ｓ１１４に進む。“Ｎｏ”の場合にはＳ１１２に進み、制御部２３が、現像剤残量が３０％であることをエンジン内部に信号を発信し、ディスプレーに表示する。そして、Ｓ１１３に進み、メモリ２０内のＹ％値情報を更新する。その後、Ｓ１０４に戻る。
Ｓ１１４：演算部２４が残量検知補正テーブルのＺ＝０．３５をＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）に代入し計算値を得、制御部２３が、Ｖ３がＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）を越えるかどうか確認する。“Ｎｏ”の場合にはＳ１１５に進み、制御部２３が、現像剤残量が２５％であることをエンジン内部に信号を発信し、ディスプレーに表示。そして、Ｓ１１６に進み、メモリ２０内のＹ％値情報を更新する。その後、Ｓ１０４に進む。
【００７６】
“Ｙｅｓ”の場合は、表２の残量検知補正テーブルに従って、Ｚ＝０．５０を代入して進んでいく。このチャートを、Ｚ＝０．９５になるまで繰り返す。
Ｓ１１７：演算部２４が残量検知補正テーブルのＺ＝０．９５をＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）に代入し計算値を得、制御部２３が、現像剤残量測定値Ｖ３がＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）を越えるかどうか確認する。“Ｎｏ”の場合にはＳ１１８に進み、制御部２３が、現像剤残量が２％であることをエンジン内部に信号を発信し、ディスプレーに表示する。そして、Ｓ１１９に進み、メモリ２０内のＹ％値情報を更新する。その後、Ｓ１０４に進む。“Ｙｅｓ”の場合は、Ｓ１２０に進む。
Ｓ１２０：演算部２４が残量検知補正テーブルのＺ＝０．９９をＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）に代入し計算値を得、制御部２３が、Ｖ３がＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）を越えるかどうか確認する。“Ｎｏ”の場合にはＳ１２１に進み、制御部２３が、現像剤残量が１％であることをエンジン内部に信号を発信し、ディスプレーに表示する。そして、Ｓ１２２に進み、メモリ２０内のＹ％値情報を更新する。その後、Ｓ１０４に進む。“Ｙｅｓ”の場合はＳ１２３に進む。
Ｓ１２３：制御部２３が現像剤残量が０％であることをエンジン内部に信号を発信し、ディスプレーに表示する。
Ｓ１２４：メモリ２０内のＹ％値情報を更新する。
Ｓ１２５：終了。
【００７７】
以上説明した上記フローチャートに従いステップ１０１からステップ１２５の工程からなる制御動作を行うことによって、図８に示すように、カートリッジ個体差を吸収した逐次残検が可能になった。
【００７８】
当然ながら、カートリッジ構成、特に現像剤残量検出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、上記一定値は本実施例の値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ことができる。
【００７９】
又、残量検知補正テーブル２５は、本体制御部２２内に格納されているが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。その結果、カートリッジ個々の特性に応じたテーブルを使用でき、より正確な逐次残検を可能にする。今回、テーブルを使用して現像剤残量を演算したが、Ｚは演算式によって管理され、カートリッジ個々で変化しても良い。
【００８０】
更に、本実施例では５ｇ（５％）程度の刻み幅で説明したが、当然ながらある一定値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出来る。また分解能も、一定間隔だけでなく１００％、３０％、２０％、１５％、１０％、８％、５％・・・・と残り少ないところでの分解能を上げても良い。現像剤残量の表記方法も（ｇ）や（％）に限定するものではなく、他の表示方法として、更に進んだ形で残り何枚出力できるとか様々な他の表示方法でも構わない。
【００８１】
又、ディスプレー表示に関しても、ガスゲージ、棒グラフ及び値表示、満タンに対しての比率つまり残り何％と表示しても良いし、又、警告メッセージや音声による報知、或いは、記録媒体に記録し出力することも当然可能であり、現像剤残量がユーザに分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。ディスプレー表示としては、画像形成装置本体１００に設けた表示手段４０にて表示する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ホストコンピュータなどの機器の画面などのディスプレー手段にて行うこともできる。
【００８２】
更に、本実施例は、現像剤残量レベル検出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レベル検出手段に限定するものではなく、現像剤残量レベルを検知できれば、その方式は問わない。
【００８３】
実施例２
次に、本発明に係る実施例２について説明する。本実施例２において、画像形成装置及びプロセスカートリッジの構成は実施例１と同様なのでここでの説明は省略し、本発明の特徴のみ説明する。
【００８４】
実施例１では、現像剤残量逐次検出、即ち、逐次残検の補正値であるＰＡＥとしてプロセスカートリッジ製造時に治具による測定値をメモリ２０内に格納し使用したが、本実施例ではＰＡＥの値としてプロセスカートリッジ製造時の現像剤が現像剤収納容器４内に充填されていない状態に治具で測定された値を範囲ごとのグループに分けて、それぞれのグループが区別可能なＰＡＥ情報値をメモリ２０内に格納する。このＰＡＥ情報値は、画像形成装置本体１００にプロセスカートリッジＢが装着された際本体制御部２２がメモリ２０から読み出し、認識される。そして、本体制御部２２がＰＡＥ情報値に応じた値をそのプロセスカートリッジのＰＡＥと認識することを特徴としている。
【００８５】
本発明に使用されるメモリ２０としては、実施例１にて説明したように、通常の半導体による電子的なメモリが特に制限なく使用することができる。特に、メモリ２０と読み出し／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、伝達部２１と本体制御部２２の間が非接触であってもよいためカートリッジ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。
【００８６】
これら二つの制御部２２及び伝達部２１によってメモリ２０内の情報の読み出し及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、後述する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する。また、メモリ２０には、カートリッジが使用された量が随時書き込み記憶されている。
【００８７】
図９において、本実施例におけるメモリ制御構成を説明する。カートリッジＢ側には、メモリ２０と伝達部２１が配置されている。また、画像形成装置本体１００側には、本体制御部２２が配置されており、本体制御部２２は、制御部２３、演算部２４、現像剤残量検知補正テーブル２５、現像剤残量検知検出部２６、演算式２７及びＰＡＥ値補正テーブル２８などを有する。
【００８８】
メモリ２０内に様々な情報が格納されているが、本実施例では少なくともＰＡＥ情報、ＰＡＦ情報、Ｗ値情報、Ｙ％値情報、検出電圧Ｖ３情報、ＰＡＥ情報値α、ＰＡＥ情報値β、ＰＡＥ情報値γが格納されているものとする。
【００８９】
又、これらメモリ情報は、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。
【００９０】
次に、現像剤残量逐次検出について説明する。
【００９１】
本実施例では、現像剤残量検出手段によって検出された静電容量値を画像形成装置本体１００が電圧に変換して電圧値で制御している。この電圧値は、プレートアンテナ３１と３２間、及びプレートアンテナ３２と現像ローラ５ａ間で各々計測される静電容量値が合計された検出電圧値である。現像剤量が最大である時には検出電圧値は最小値（静電容量は最大値）ＰＡＦを示す。ＰＡＦは、現像剤充填が終了している状態でメモリ２０に書き込まれ、レーザビームプリンタが稼働中に検出電圧値が最小（静電容量は最大値）を示すと随時更新されていくものである。なお、本実施例におけるＰＡＦの値はおよそ１．０Ｖである。
【００９２】
又、静電容量と電圧の関係は、画像形成装置の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。
【００９３】
更に、逐次残検推移は現像装置内に収容された現像剤量が同じであれば変わらず、プレートアンテナの位置関係等のズレによって現像剤のない状態での検出電圧値（静電容量値）が異なっているためにカートリッジ個体差によって現像剤残量と検出電圧値との関係を示した曲線が相対的にズレを生じている。
【００９４】
例えば、白抜け状態になったことをユーザに警告を発するための保証としてある基準カートリッジを設け、そのテーブルに応じて現像剤残量を判断し、白抜け警告を行うと、カートリッジによっては警告前に白抜け画像を出力してしまう場合が発生する。これらプロセスカートリッジの個体差による逐次残検のばらつきは、残検アンテナの組み付け公差のばらつき、カートリッジ部品、本体の電子部品などの公差から生じるものである。
【００９５】
そこで、本実施例では、
（１）プロセスカートリッジ製造時の現像剤が充填されていない状態において治具でプロセスカートリッジＢのＰＡＥ情報値を測定する。
（２）プロセスカートリッジＢにメモリ２０を備え、プロセスカートリッジ固有のＰＡＥ情報値をメモリ２０に記憶し、プロセスカートリッジＢを画像形成装置本体１００に装着した際に本体制御部２２がＰＡＥ情報値を認識する。
（３）ＰＡＥ情報値をＰＡＥ値補正テーブル２８によってＰＡＥ値に変換する。
（４）検出電圧値の最小値（静電容量値の最大値）、即ち、ＰＡＦ値を残量検出手段３０から得、プロセスカートリッジＢに付属したメモリ２０に書き込む。そして、比較手段によって、常時検出される検出電圧値を前に書き込んだ値と比べて小さい場合にはメモリ内のＰＡＦ値を書き換え、そうでない場合は書き換えを行わない、という処理を繰り返す。
（５）ＰＡＥとＰＡＦと現像剤残量との関係を用いた重み付けの関数を予め、本体制御部２２若しくはメモリ２０内に格納する。
（６）そして、重み付けの関数と検出電圧値の関係に、重み付け関数の補正値を代入していき、補正値を決定する。
（７）補正テーブルによって、現像剤残量を算出する。
その結果を、随時表示手段に表示させる。
という制御を行う。
【００９６】
この制御方法により、カーリッジの個体差で上記検出電圧値（静電容量値）が異なっても、現像剤状態が異常で現像剤残量検出手段の検出領域内に現像剤が入り込みにくくなっている状態でも、確実に白抜け画像出力前に警告を発し現像剤残量も逐次に検出できる方法を提供すると共に、工場作業工程における効率化を達成することができる。
【００９７】
尚、逐次検知検出部２６によって検出された検出電圧値Ｖ３はメモリ２０内に格納される。また、ＰＡＥ情報値は、測定値の公差により空値のばらつき範囲に応じていくつでも設定して良い。例えば、公差が大きいものはＰＡＥ情報値を多数設定し、公差の少ないものは少数設定する。本実施例においてはＰＡＥ情報値を３つ持ち、それぞれα、β、γ（α＜β＜γ）とする。これらのＰＡＥ情報値は、プロセスカートリッジ製造時に現像剤が充填されていない状態で治具により測定した値によって三段階に分けることにした。
【００９８】
尚、ＰＡＥ情報値（ω）と電圧幅は、以下の関係とした。
α＝２．７〜２．９Ｖ
β＝２．９〜３．１Ｖ
γ＝３．１〜３．３Ｖ
この制御方法において、
［ＰＡＥ−ＰＡＦ］・・・▲１▼
を使用範囲として設定した。また、現像剤がプロセスカートリッジ内にあるにも関わらず現像剤量が少ないため白抜けという画像不良を起こす状態がある。このときの値を白抜け電圧とし、白抜け電圧とＰＡＦの関係で使用範囲を設定しても構わない。白抜け電圧は、
白抜け電圧：ＰＡＷ＝［（ＰＡＥ）−（実験的データ蓄積に基づいた経験値Ｗ）］
と呼び、その値を▲１▼式のＰＡＥの代わりに用いても良い。
【００９９】
本実施例において、使用範囲は、
［ＰＡＷ−ＰＡＦ］＝［ＰＡＥ−Ｗ−ＰＡＦ］・・・▲２▼
とし、ＰＡＥ情報値（ω）がβである場合、表３に示すようにＰＡＥ＝３．０Ｖになる。また、Ｗ＝０．８Ｖとすると、
ＰＡＷ＝３．０−０．８＝２．２Ｖ、ＰＡＦ＝１．０であるので、
使用範囲＝２．２−１．０＝１．２Ｖである。
【０１００】
【表３】
重み付けの関数は、
Ｆ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）＝｜ＰＡＦ＋［ＰＡＷ−ＰＡＦ］×Ｚ｜・・・・▲３▼
とし、Ｚは補正値である。これは、使用範囲内を適当な間隔で区切るような値であり、予め逐次検知補正テーブルとして本体制御部に格納されている。
そして、現像剤残量は▲４▼式が成立するＺから求める。
｜ＰＡＦ＋［ＰＡＷ−ＰＡＦ］×Ｚ｜≦｜Ｖ３｜・・・▲４▼
表４の逐次検知補正テーブルから、▲４▼式においてＺ＝０．１が成立しなければ、現像剤残量は１００％と表示し、Ｚ＝０．１が成立すれば、次にＺ＝０．１８を▲４▼式に代入し、成立しなければ現像剤残量は３０％となる。つまり、上位のＺで▲４▼式が成立した場合は、順次Ｚ値を増やして▲４▼式を算出し、式が成立しないＺによって現像剤残量を認識する。
【０１０１】
【表４】
図１０及び図１１に、ステップ２０１〜２３０（Ｓ２０１〜２３０）を有する逐次残検動作のフローチャート図を示した。なお、ＰＡＥ情報値は、プロセスカートリッジ製造時にメモリ２０内に格納されているものとする。
Ｓ２０１：本体電源スィッチＯＮとすれば、画像形成装置本体が動作を開始する（ＳＴＡＲＴ）。
Ｓ２０２：制御部２３がＰＡＥ情報値ωがαであるかどうか確認する。
・Ｃａｓｅ １：Ｓ２０２で“Ｙｅｓ”である場合。
Ｓ２０３：制御部２３がＰＡＥ値補正テーブル２８を利用してＰＡＥ値に変換する。
Ｓ２０４：制御部２３がＰＡＥ＝２．８Ｖであることを確認し、メモリ２０内のＰＡＥ値情報に記憶させる。次いで、Ｓ２１１に進む。
・Ｃａｓｅ ２：Ｓ２０２で“Ｎｏ”と判断された場合。
Ｓ２０５：制御部２３が、ＰＡＥ情報値ωがβであるかどうか確認。“Ｎｏ”の場合は、後述のＣａｓｅ ３を参照されたい。“Ｙｅｓ”と判断された場合は、Ｓ２０６に進む。
Ｓ２０６：制御部２３がＰＡＥ値補正テーブル２８を利用してＰＡＥ値に変換する。
Ｓ２０７：制御部２３がＰＡＥ＝３．０Ｖであることを確認し、メモリ２０内のＰＡＥ値情報４０に記憶させる。次いで、Ｓ２１１に進む。
・Ｃａｓｅ ３：Ｓ２０５で“Ｎｏ”と判断された場合。
Ｓ２０８：制御部２３がＰＡＥ情報値ωがγであるかどうか確認する。“Ｎｏ”の場合はＳ２０２へ戻り、“Ｙｅｓ”と判断された場合は、Ｓ２０９に進む。
Ｓ２０９：制御部２３がＰＡＥ値補正テーブル２８を利用してＰＡＥ値に変換する。
Ｓ２１０：制御部２３がＰＡＥ＝３．２であることを確認し、メモリ２０内のＰＡＥ値情報に記憶させる。次いで、Ｓ２１１に進む。
Ｓ２１１：演算部２４がＰＡＷを計算する。
Ｓ２１２：残量検知検出部２６が検出電圧Ｖ３を測定する。
Ｓ２１３：制御部２３がメモリ２０内のＰＡＦ情報を確認する。
Ｓ２１４：制御部２３がメモリ２０内に格納されているＰＡＦ値とＶ３を比較し、Ｖ３がＰＡＦ値を越えるかどうか確認する。“Ｎｏ”と判断した場合、Ｓ２１５に進みメモリ２０内のＰＡＦ値を更新しＳ２１６へ進み、“Ｙｅｓ”と判断した場合、Ｓ２１６に進む。
Ｓ２１６：演算部２４が残量検知補正テーブルのＺ＝０．１８をＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）に代入し計算値を得、制御部２３が、Ｖ３がＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）を越えるかどうか確認する。“Ｙｅｓ”の場合はＳ２１９に進む。“Ｎｏ”の場合にはＳ２１７に進み、制御部２３が、現像剤残量が１００％であることをエンジン内部に信号を発信し、ディスプレーに表示する。そして、Ｓ２１８に進み、メモリ２０内のＹ％値情報を更新する。その後、Ｓ２１２に戻る。
Ｓ２１９：演算部２４が残量検知補正テーブルのＺ＝０．２５をＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）に代入し計算値を得、制御部２３が、Ｖ３がＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）を越えるかどうか確認する。“Ｎｏ”の場合はＳ２２０に進み、制御部２３が、現像剤残量が３０％であることをエンジン内部に信号を発信し、ディスプレーに表示する。そして、Ｓ２２１に進み、メモリ２０内のＹ％値情報を更新する。その後、Ｓ２１２に戻る。
【０１０２】
“Ｙｅｓ”の場合は、表４の残量検知補正テーブルに従って、Ｚ＝０．３５を代入して進んでいく。このチャートを、Ｚ＝０．９５になるまで繰り返す。
Ｓ２２２：演算部２４が残量検知補正テーブルのＺ＝０．９５をＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）に代入し計算値を得、制御部２３は、Ｖ３がＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）を越えるかどうか確認する。“Ｎｏ”の場合はＳ２２３に進み、制御部２３が、現像剤残量が２％であることをエンジン内部に信号を発信し、ディスプレーに表示する。そして、Ｓ２２４に進み、メモリ２０内のＹ％値情報を更新する。その後Ｓ２１２に進む。“Ｙｅｓ”の場合は、Ｓ２２５に進む。
Ｓ２２５：演算部２４が残量検知補正テーブルのＺ＝０．９９をＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）に代入し計算値を得、制御部２３は、Ｖ３がＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）を越えるかどうか確認する。“Ｎｏ”の場合はＳ２２６に進み、制御部２３が、現像剤残量が１％であることをエンジン内部に信号を発信し、ディスプレーに表示する。そして、Ｓ２２７進み、メモリ２０内のＹ％値情報を更新する。その後、Ｓ２１２に進む。“Ｙｅｓ”の場合にはＳ２２８に進む。
Ｓ２２８：制御部２３が現像剤残量が０％であることをエンジン内部に信号を発信し、ディスプレーに表示する。
Ｓ２２９：メモリ２０内のＹ％値情報を更新する。
Ｓ２３０：終了。
【０１０３】
以上、上記のステップ２０１〜２３０の工程を含むフローチャートに従い動作を行うことによって、図１２に示すように、カートリッジ個体差を吸収した逐次残検が可能になった。
【０１０４】
当然ながら、カートリッジ構成、特に現像剤残量検出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、上記一定値は本実施例の値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る。
【０１０５】
又、残量検知補正テーブル２５は、本体制御部２２内に格納されているが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。その結果、カートリッジ個々の特性に応じたテーブルを使用できより正確な逐次残検を可能にする。今回、テーブルを使用して現像剤残量を演算したが、Ｚは演算式によって管理され、カートリッジ個々で変化しても良い。
【０１０６】
更に、本実施例では５ｇ（５％）程度の刻み幅で説明したが、当然ながらある一定値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出来る。また分解能も、一定間隔だけでなく１００％、３０％、２０％、１５％、１０％、８％、５％・・・・と残り少ないところでの分解能を上げても良い。現像剤残量の表記方法も（ｇ）や（％）に限定するものではなく、他の表示方法として、更に進んだ形で残り何枚出力できるとか様々な他の表示方法でも構わない。
【０１０７】
又、ディスプレー表示に関しても、ガスゲージ、棒グラフ及び値表示、満タンに対しての比率つまり残り何％と表示しても良いし、又、警告メッセージや音声による報知、或いは、記録媒体に記録し出力することも当然可能であり、現像剤残量がユーザに分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。ディスプレー表示としては、画像形成装置本体１００に設けた表示手段４０にて表示する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ホストコンピュータなどの機器の画面などのディスプレー手段にて行うこともできる。
【０１０８】
更に、本実施例は、現像剤残量レベル検出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レベル検出手段に限定するものではなく、現像剤残量レベルを検知できれば、その方式は問わない。
【０１０９】
実施例３
図１３に、本発明の他の実施例に係るプロセスカートリッジＢを示す。本実施例のプロセスカートリッジＢは、実施例１で説明した画像形成装置に着脱可能とされ、又、実施例１で説明したプロセスカートリッジＢと同様の構成とされる。従って、同じ構成及び作用をなす部材には同じ参照番号を付し、詳しい説明は省略する。
【０１１０】
つまり、本実施例にて、プロセスカートリッジＢは、現像剤を収納する現像剤容器４及び現像室５Ａ（現像剤収納部）並びに現像剤送り部材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。
【０１１１】
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に対して取り外し可能に装着される。
【０１１２】
本実施例のプロセスカートリッジＢも又、現像剤容器４内の現像剤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量検出装置を備えている。本実施例の現像剤量検出装置は、実施例１にて説明したと同様の構成とされ、現像剤残量検出手段３０としてプレートアンテナ（静電容量検知電極）を有しており、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。
【０１１３】
図４にて説明したように、本実施例においても、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。
【０１１４】
そして、通常の現像バイアスである２ＫＨｚ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。
【０１１５】
このように、プレートアンテナである入力板金（アンテナ板）３１と出力板金（アンテナ板）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、アンテナ板３１とアンテナ板２との間、現像ローラ５ａとアンテナ板３２との間の静電容量を観測することで、随時、現像剤収納部を構成する現像剤収納容器４及び現像室５Ａ内の現像剤量を知ることができる。
【０１１６】
しかしながら、現像ローラ５ａとアンテナ板３２間の容量値Ｃ２、及びアンテナ板３１とアンテナ板３２間の容量値Ｃ３は、現像剤の入り込み量に影響を受ける。カートリッジＢは、図１３に示すように、使用開始前においては、現像室５Ａは、現像剤収納容器４内の現像剤とシールＳにより隔離されており、使用を開始するに先立って、このシールＳが除去される。
【０１１７】
上述のようなカートリッジの使用開始に際して、シール開封直後においては、現像ローラ５ａとアンテナ板３２間、及び、アンテナ板３１とアンテナ板３２間に現像剤が十分に入り込んでいない。そのため、現像剤は現像剤収納容器４内に満杯であるにも拘わらず、現像剤残量検出手段３０の静電容量値としては小さい値（出力電圧値Ｖ３は大きい値）を示してしまう。つまり、誤検知をしてしまう結果となる。
【０１１８】
つまり、図１４に検出回路３３が出力する電圧Ｖ３の推移を示す。新品のプロセスカートリッジＢは、現像剤収納容器４に現像剤が充填された状態で、現像室５Ａは空の状態である。プロセスカートリッジＢを使い始めると、現像剤収納容器４内の現像剤が攪拌棒１５に押し出され、次第に現像室５Ａに現像剤が充填され始める。現像室５Ａの現像剤量が増え始めると、次第に検出回路３３が出力する電圧Ｖ３は減少を開始し、現像室５Ａに現像剤が満タンになる変化点１まで減少する。
【０１１９】
変化点２は、現像剤収納容器４の現像剤が空になり、攪拌棒１５による現像室５Ａへ現像剤供給ができなくなるポイントである。変化点２以降は現像室５Ａ内の現像剤量が減少するので、検出回路３３が出力する電圧Ｖ３は上昇する。
【０１２０】
このような電圧推移をするため、従来の現像剤残量検知は、閾値＜Ｖ３電圧の場合には１００％、Ｖ３が閾値１〜閾値２の場合は１５％というように、プロセスカートリッジＢの現像剤残量を検出していた。
【０１２１】
しかしながら、このような従来の現像剤残量検知では、現像装置内の電極間の静電容量の絶対値から現像剤残量を、即ち、現像剤満タン状態からの比率を判断している。そのために、新品のプロセスカートリッジは使用開始から現像室５Ａ内に現像剤が充填されるまでの間、静電容量が上昇する構成なので、現像剤残量が正確に判断するためには、現像室５Ａ内に現像剤が満タンになる前の静電容量よりも小さい値からしか現像剤現像剤残量を検出できない。従って、現像剤残量検出範囲が狭いという問題があった。
【０１２２】
又、従来の現像剤残量検知では、現像剤収納容器内に設置した電極対の取り付け位置のバラツキ、現像剤の状態や、検出回路系のバラツキなどで、検出によって分解能の細かい精度のよい現像剤残量検出ができない、という問題をも有していた。
【０１２３】
本実施例によれば、
（１）現像室５Ａ内に現像剤が満タンになったときの電極対間の静電容量と、現像室５Ａが空のときの静電容量の２つの値を不揮発性メモリに格納し、状況に応じてその値を補正しながら、検出する静電容量を比較してプロセスカートリッジの現像剤残量、即ち、満タン状態との比率を算出する。
（２）現像室５Ａ内から現像剤が減り始め、電極対間の静電容量の減り方の傾きと、減り始めるまでのプロセスカートリッジの使用状態をメモリに格納し、補正しながらプロセスカートリッジの現像剤残量、即ち、満タン状態との比率を算出する。
【０１２４】
斯かる現像剤残量検出方法により現像剤残量を検出することで、精度の良い現像剤残量を検出することが可能になり、信頼性の高い画像形成装置のシステムを提供することができる。
【０１２５】
本実施例においても、実施例１と同様に、図４に示すプロセスカートリッジ内の現像剤量を検知するための回路構成が使用される。
【０１２６】
つまり、現像剤量は、現像バイアス印加手段としての現像バイアス回路３４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リファレンスコンデンサＣ１と現像ローラ５ａと、電極３１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Ｃ１の両端には電圧Ｖ１が発生し、電極３１、３２の電極間には静電容量Ｃ４（Ｃ２＋Ｃ３）に応じた電流が発生する。この電流を演算式により電圧Ｖ２に変換する。
【０１２７】
電流測定装置３３の検出回路は入力されるリファレンス用コンデンサＣ１の両端に発生する電圧Ｖ１と電極対間電圧Ｖ２の電圧差から電圧Ｖ３を生成し、ＡＤ変換部３５に出力する。ＡＤ変換部３５はアナログ電圧Ｖ３をデジタル変換した結果を制御部２３に出力する。制御部２３は、このデジタル値に変換された電圧値からプロセスカートリッジ内の現像剤量を認識する。
【０１２８】
以上のように本実施例では、検出回路３３が出力する電圧Ｖ３は、現像剤量に応じて図１５に示す電圧の推移を示す。新品のプロセスカートリッジＢは現像剤収納容器４に現像剤が充填された状態で、現像室５Ａは空の状態である。プロセスカートリッジＢを使い始めると、現像剤収納容器４内の現像剤が攪拌棒１５に押し出され、次第に現像室５Ａに現像剤が充填され始める。現像室５Ａの現像剤量が増え始めると、次第に検出回路３３が出力する電圧Ｖ３は初期値であるＶ０３から減少を開始し、現像室５Ａに現像剤が満タンになる変化点１まで減少し続ける。これが図１５におけるエリア１の期間の現象である。
【０１２９】
初期値Ｖ０３がＰＡＥにならないのは、現像剤残量の検出を開始するまでに攪拌棒１５が回転し、現像室５Ａに現像剤が運ばれるためである。
【０１３０】
変化点２は、現像剤収納容器４の現像剤が空になり、攪拌棒１５による現像室５Ａへ現像剤供給ができなくなるポイントである。変化点１から変化点２までのエリア２では常に現像室５Ａは満タンの状態なので、電圧Ｖ３は最小値（ＰＡＦ）となる。又、変化点２を過ぎたエリア３では現像室５Ａ内の現像剤量は減少するので、現像室５Ａが空の電圧ＰＡＦまでＶ３は上昇する。
【０１３１】
検出電圧Ｖ３の最小値をＰＡＦ、現像剤が空の状態での電圧Ｖ３をＰＡＥとする。
【０１３２】
本実施例における現像剤残量は下記式が成り立つαから求める。
ＰＡＦ＋（ＰＡＥ−ＰＡＦ）×α＜Ｖ３・・・・・・・（１）
つまり、図１６に示すステップ３０１〜３２１（Ｓ３０１〜３２１）を有する制御シーケンスにて理解されるように、画像形成装置本体がＯＮとされ、画像形成装置が動作を開始（ＳＴＡＲＴ）する（ステップ３０１）。次いで、記憶手段２０に格納されているＰＡＦ及びＰＡＥを参照し、現像剤残量検知算出手段である残量検知検出部２６にてＶ３を測定する（ステップ３０２、３０３、３０４）。測定された残量検知検出部２６からの測定値Ｖ３との間にて、上記式（１）を計算する（ステップ３０５）。例えば、α＝０．１が成り立たなければ、現像剤残量は１００％と検出し（ステップ３０６、３０７）、α＝０．１が成り立てば、次にα＝０．２を式（１）に代入し（ステップ３０８）、成り立たなければ現像剤残量は２５％となる（ステップ３０９、３１０）。α＝０．２が成り立てば、順次、αの値を増やして式（１）を算出し、式が成り立たないαによって現像剤残量を認識する（ステップ３１１〜３２１）。
【０１３３】
この現像剤残量のユーザへの報知は、ホストコンピュータや操作パネルなどのプリンタコントローラを介して行なわれる。このホストコンピュータ上の現像剤残量は、満タンに対しての比率、即ち、残り何％と表示しても良いし、残り何枚印字可能と表示しても良い。
【０１３４】
又、その分解能も、１００％、９０％、８０％、・・・・・・・、３０％、２０％、１０％、０％と一定間隔でも良いし、１００％、２０％、１５％、１０％、８％、６％・・・・・と残り少ないところでの分解能をあげても良い。
【０１３５】
現像剤残量を精度良く検出するためには、ＰＡＥとＰＡＦを精度良く検出すれば良い。ＰＡＥとＰＡＦは工場で不揮発性メモリ２０に初期データを格納し、出荷される。ＰＡＥは工場出荷時に確定した後バラツキが生じることがない。そのため、プロセスカートリッジＢを使用時にはＰＡＦの補正を行なうことで現像剤残量を精度良く検出することができる。
【０１３６】
この制御シーケンスを図１７に示す。画像形成装置本体がＯＮとされ、画像形成装置が動作を開始（ＳＴＡＲＴ）する（ステップ３３１）。次に、現像バイアス出力されているときに、ＰＡＦの補正を行なう（ステップ３３２）。即ち、現像バイアス回路３４から所定のＡＣバイアスを出力しているときに、検出回路から検出電圧Ｖ３を検出し、この検出電圧Ｖ３とメモリ２０に格納されているＰＡＦを比較する（ステップ３３３〜３３５）。検出電圧Ｖ３とＰＡＦの関係がＶ３＜ＰＡＦを満たしたときに不揮発性メモリ２０に格納したＰＡＦ値をＶ３の値に上書きし（ステップ３３６）、以降はその値をＰＡＦとして基準値を算出する。Ｖ３＜ＰＡＦを満たしていないときは、その値をＰＡＦの基準値とする（ステップ３３５、３３７）。
【０１３７】
上述のように、ＰＡＦを補正することで、精度の良い現像剤残量を検出することが可能になる。
【０１３８】
実施例４
本実施例においても、実施例１で説明した画像形成装置、及び、実施例３で説明したプロセスカートリッジＢが使用され、現像剤量検出のために図４に示す検出回路構成が使用される。
【０１３９】
図１８に、本実施例にて検出回路３３が出力する電圧Ｖ３の推移を示す。エリア１では現像剤送り部材、即ち、攪拌棒１５が現像剤収納容器４の現像剤を現像室５Ａへと運搬し、現像室５Ａが充填されるまで検出電圧Ｖ３は減少する。エリア２は、現像剤収納容器４内の現像剤が空になるまで、電圧Ｖ３が変動しない領域であり、エリア３は現像室５Ａ内の現像剤が減少することで検出電圧Ｖ３が上昇する領域である。エリア３の電圧上昇推移は、電極３１、３２の電極対の取り付け位置のばらつき、現像剤状態、検出回路系のばらつきが原因で、図１８のＢからＣの領域を推移する。閾値電圧Ｖａ〜Ｖｇはエリア３の電圧Ｖ３の軌跡がＡのラインで推移したときに最適な閾値電圧を示している。
【０１４０】
本実施例では、エリア３での電圧Ｖ３の電圧推移が軌跡に応じて、閾値電圧Ｖａ〜Ｖｇを可変にすることで、精度の良い現像剤量検出を実現することができる。
【０１４１】
本実施例では、電圧Ｖ３の推移を検出するために、印字枚数やドット数の累積数を使用する。印字累積枚数や累積ドット数は、プロセスカートリッジＢに取り付けられた不揮発性メモリ２０に格納し、印字を行なう毎にその数字をカウントアップして上書きする。
【０１４２】
画像形成装置本体１００の設けた制御部２２は、変化点２を検出したときから所定枚数、例えば２０枚印字したときの検出電圧Ｖ３の差分、つまり、電圧上昇軌跡の傾きを求める。閾値電圧Ｖａ〜Ｖｇは、変化点２を検出するまでの総印字枚数と、求めた傾きから設定する。このとき、印字枚数でもドット数でも良い。この閾値電圧を求めるまでの制御部２２の制御シーケンスチャートを図１９に示す。
【０１４３】
図１９を参照して、ステップ４０１〜４１７（Ｓ４０１〜４１７）を有する制御動作について説明する。
Ｓ４０１：電源スイッチをＯＮとし、それによって、画像形成装置が動作を開始する（ＳＴＡＲＴ）。
Ｓ４０２：現像バイアスが出力されているかを判断する。
Ｓ４０３、４０４、４０５：現像バイアス出力中の場合には、残量検知検出手段２６にて電圧Ｖ３を検出し、この電圧Ｖ３をメモリ２０に格納したエリア１のデータ（前回の電圧Ｖ３）と比較する。
Ｓ４０６：電圧Ｖ３が前回より上昇していない場合には、電圧Ｖ３をエリア１に上書きし、Ｓ４０７に進む。
Ｓ４０７：１枚の印字動作が終了したかを判断し、１枚印字が終了すると、Ｓ４０８に進み、メモリ２０のエリア２のプリント枚数データをインクリメントする。次いで、Ｓ４０２に戻る。
Ｓ４０９、４１０：Ｓ４０５で測定電圧Ｖ３が前回の電圧より上昇している場合は、Ｓ４０９で、メモリ２０に記憶したエリア３のデータを上書きし、Ｓ４１０で、エリア３のプリント枚数カウンタを０とする。次いで、Ｓ４１１に進む。
Ｓ４１１：１枚の印字動作が終了したかを判断し、１枚印字が終了すると、Ｓ４１２、４１３に進み、メモリ２０のエリア２のプリント枚数データ及びエリア４のプリント枚数データをそれぞれインクリメントする。
Ｓ４１４：エリア３のプリント枚数が２０枚を超えたかを判断し、２０枚を超えていない場合には、Ｓ４１１に戻る。エリア４のプリント枚数が２０枚を超えた場合には、Ｓ４１５に進む。
Ｓ４１５、４１６：Ｓ４１５にて残量検知検出手段２６により電圧Ｖ３を検出し、Ｓ４１６で、この電圧Ｖ３と、エリア２の値から閾値電圧Ｖａ〜Ｖｇを算出する。
Ｓ４１７：終了
上述の制御シーケンスにて現像剤残量検知に使用される閾値電圧を求めることができ、精度の良い現像剤残量を検出することが可能になる。
【０１４４】
実施例５
図２０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。
【０１４５】
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３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。勿論、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も同様にユニット化し、カートリッジ化された現像装置Ｃとすることができる。
【０１４６】
従って、実施例１〜実施例４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〜実施例４において行った上記説明を援用する。
【０１４７】
以上、本実施例の構成によっても、実施例１〜４と同様の作用効果を達成し得る。
【０１４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、現像剤残量検出手段によって検出した信号値と、第１情報（ＰＡＥ値）と、第２情報（ＰＡＦ値）とを用いて現像剤収納部内の現像剤残量を演算するので、
（１）カートリッジの個体差を吸収した正確に現像剤収納部内の現像剤の残量を検出することができる。
（２）正確に現像剤収納部内の現像剤の残量を検出し、現像剤無し時に起こる白抜け画像を警告前に発生させることがなく、更に、白抜け時の現像剤残量を極力少なく抑えることができ、現像剤の無駄を無くすことが可能である。
（３）適切なカートリッジ交換時期を示すことができる。
【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のメモリと画像形成装置本体の本体制御部との一実施例の概略関係図である。
【図４】本発明に係るプロセスカートリッジ内の現像剤量を検知するための回路構成の一実施例を示す図である。
【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】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図である。
【図８】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９】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他の実施例の概略関係図である。
【図１０】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他の実施例を説明するためのフロー図である。
【図１１】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他の実施例を説明するためのフロー図である。
【図１２】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１３】本発明の係るプロセスカートリッジの他の実施例の断面図である。
【図１４】従来の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１５】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１６】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他の実施例を説明するためのフロー図である。
【図１７】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他の実施例を説明するためのフロー図である。
【図１８】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１９】本発明に従った閾値電圧を求めるまでの制御シーケンスの一実施例を説明するためのフロー図である。
【図２０】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
【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、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、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出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】
この現像剤残量検出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出手段が備えられていても、現像剤残量検出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り、特に現像剤無しである白抜け画像が警告を発する前に発生してしまうことがある。
【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、現像剤残量検出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、現像剤残量検出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、多量の現像剤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、正確に現像装置内の現像剤の残量を検出す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。
【００１９】
本発明の他の目的は、正確に現像装置内の現像剤の残量を検出し、現像剤無し時に起こる白抜け画像を警告前に発生させることがなく、更に、白抜け時の現像剤残量を極力少なく抑えることができ、現像剤の無駄を無くすことが可能な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。
【００２０】
本発明の更に他の目的は、適切なカートリッジ交換時期を示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。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記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。
【００２２】
本発明によると、現像剤収納部と、前記現像剤収納部内の現像剤量に応じた少なくとも２つの電極間の静電容量を測定することによって得られる信号を逐次出力可能な現像剤残量検出手段と、前記現像剤収納部内に現像剤が充填されていない状態で前記現像剤残量検出手段によって検出した信号に対応する第１情報を予め記憶した記憶手段と、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、
前記カートリッジが前記画像形成装置の装置本体に装着された際に、前記記憶手段と前記装置本体との通信をおこなう通信手段と、
前記現像剤残量検出手段によって検出される静電容量の値が最大になった際の信号に対応する第２情報を、前記通信手段によって前記記憶手段に随時更新して記憶させる本体制御部と、
前記本体制御部に設けられた演算部であって、前記現像剤残量検出手段によって検出した前記信号と、前記通信手段によって前記記憶手段から読み出された前記第１情報と、前記第２情報とを用いて前記現像剤収納部内の現像剤残量を演算する演算部と、
を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００２４】
本発明の一実施態様によると、更に、前記本体制御部は前記現像剤収納容器内の現像剤量に対応させて所定の刻み幅で設定された係数が記憶され、前記演算部は、前記現像剤残量検出手段によって逐次出力される前記信号と、前記第１情報及び前記第２情報と、前記本体制御部に記憶された前記係数を用いた関数に基づいて前記現像剤収納容器内の現像剤残量を演算する。
【００３３】
本発明の他の実施態様によると、更に、表示手段を有し、演算した前記現像剤残量を表示するための信号をこの表示手段に送信して表示するか、或いは、更に、表示手段を有する機器を通信可能であり、演算した前記現像剤残量を表示するための信号をこの表示手段を有する機器に送信する。
【００３４】
又、上記本発明にて、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。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るカートリッジが着脱可能な画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００３６】
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。
【００３７】
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を構成する現像装置Ｃによって現像し、可視像、即ち、トナー像とする。
【００３８】
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１５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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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とのできる現像剤残量検出手段を備えた現像剤量検出装置を有している。
【００４６】
本実施例によれば、現像剤残量検出手段３０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。
【００４７】
プレートアンテナとしての電極対を構成する入力板金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。
【００４８】
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。
【００４９】
そして、通常の現像バイアスである２ＫＨｚ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。
【００５０】
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。
【００５１】
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３１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「現像剤残量検出手段からの信号」、「現像剤残量検出手段の検出値」などと呼ぶ。
【００５２】
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が配設される。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。
【００５３】
本実施例ではメモリ２０は廃現像剤容器７ｂ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。
【００５４】
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が、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。
【００５５】
これら二つの本体制御部２２及びカートリッジ側伝達部２１によってメモリ２０内の情報の読み出し及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、後述する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する。又、メモリ２０には、カートリッジが使用された量が随時書き込み記憶されている。
【００５６】
次に、本実施例におけるメモリ２０の制御構成を説明する。
【００５７】
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は、制御部２３、演算部２４、現像剤残量検知補正テーブル２５、現像剤残量検出部２６、演算式２７及び現像剤残量Ｙ％補正テーブル（図示せず）などを有している。
【００５８】
メモリ２０内には様々な情報が格納されているが、本実施例では現像剤収納容器４内に現像剤が充填されていない状態の時の値（以後「ＰＡＥ（プレート・アンテナ・エンプティ）」と呼ぶ。）情報（第１情報）、検出電圧値の最小値（以後「ＰＡＦ（プレート・アンテナ・フル）」と呼ぶ。）情報（第２情報）、白抜けＷ値情報、現像剤残量Ｙ％値情報及び検出電圧値情報が格納されているものとする。
【００５９】
又、これらメモリ情報は、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。残量検知検出部２６によって検出された検出電圧値は随時メモリ２０に格納される。
【００６０】
図４にプロセスカートリッジ内の現像剤量を検知するための回路構成を示す。現像剤量は、現像バイアス印加手段としての現像バイアス回路３４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、リファレンスコンデンサＣ１と、現像ローラ５ａと、電極３１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Ｃ１の両端には電圧Ｖ１が発生し、電極３１、３２の電極間には静電容量Ｃ４（Ｃ２＋Ｃ３）に応じた電流が発生する。この電流を演算により電圧Ｖ２に変換する。
【００６１】
電流測定装置３３の検出回路は入力されるリファレンス用コンデンサＣ１の両端に発生する電圧Ｖ１と電極対間電圧Ｖ２の電圧差から電圧Ｖ３を生成し、ＡＤ変換部３５に出力する。ＡＤ変換部３５はアナログ電圧Ｖ３をデジタル変換した結果を制御部２３に出力する。制御部２３は、このデジタル値に変換された電圧値からプロセスカートリッジ内の現像剤量を認識する。
【００６２】
以上のように本実施例では、現像剤残量検出手段３０によって検出された静電容量値は、画像形成装置本体１００にて電圧に変換して図５のような電圧値で出力されている。現像剤が現像剤収納容器４内にない状態の時には検出電圧値は最大値（静電容量は最小値）ＰＡＥを示す。ＰＡＥはプロセスカートリッジ製造時に治具等などでメモリ２０に書き込まれるものとする。また、現像剤量が最大である時には検出電圧値は最小値（静電容量は最大値）ＰＡＦを示す。ＰＡＦは、現像剤充填が終了している状態でメモリ２０に書き込まれ、レーザビームプリンタが稼働中に検出電圧値が最小（静電容量は最大値）を示すと、随時更新されていく。なお、本実施例における理想的なＰＡＥ及びＰＡＦの値は表１に示したようにそれぞれ３．０Ｖ、１．０Ｖである。
【００６３】
又、静電容量と電圧の関係は、画像形成装置の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。
【００６４】
【表１】
【００６５】
図５は、横軸が現像装置内の残現像剤量を示し、縦軸に、上記プレートアンテナ３１、３２間と、プレートアンテナ３２と現像ローラ５ａ間で各々計測される静電容量値Ｃ２、Ｃ３が合計された検出電圧値である。図５内には、実線で示す理想曲線（−●−）と、破線（−○−）で示すＰＡＥ値から求めた現像剤残量と、検出電圧値との関係が記入されている。いずれの場合も曲線の形状は現像装置内に収容された現像剤量が同じであれば変わらず、上記で説明したようにプレートアンテナ３１、３２の位置関係等のズレによって現像剤のない状態での検出電圧値（静電容量値）が異なっているために理想曲線とＰＡ実測値から求められた現像剤残量と検出電圧値との関係を示した曲線が相対的にズレを生じている。
【００６６】
ここで、現像剤が少なくなり画像全域を可視化できず画像不良が発生してしまう状態（以後「白抜け」と呼ぶ。）となる前に警告を発するには、図５及び図６に示すように、本実施例では、理想曲線にてＰＡＥより０．８Ｖ小さい（残現像剤量２０ｇ想定）検出電圧値にて警告を発すればよい。
【００６７】
しかしながら、理想曲線だけで現像剤残量を判断すると、最後に現像剤無し（白抜け）警告を行なうところでは、現像剤無し警告前に白抜けを起こしてしまうことがあり得る。つまり、白抜け画像は現像剤残量２０ｇで発生すると想定し、理想曲線から白抜けの発生する検出電圧値を求めると２．２Ｖとなる。しかし、実測値のように仮にＰＡＦ値が０．８Ｖとすると、白抜けは２．０Ｖで発生する可能性があるので、現像剤無し警告前に白抜け画像を出力してしまう可能性が非常に高い。
【００６８】
更には、通常ほとんど確率は低いが、現像剤状態が非常に悪く画質として良好とは言えない状態（但し、ライン画像程度なら使えるレベル）で現像剤残量検出手段の検知領域内に現像剤が行き渡らない場合には、ＰＡＦの検出電圧値は通常、即ち、現像剤状態が良好な場合より大きく検知される（静電容量値としては小さく検知される）。また、このＰＡＦの値にある一定値を加える形で現像剤残量と検出電圧値を関係付けると、現像剤無しを警告する前に白抜け画像を発生させてしまうことになる。このようなイレギュラーの場合も考慮して白抜け画像を発生させないためには、ＰＡＦのみの補正ではなくＰＡＥの値からも補正し白抜け画像の出力を回避する必要がある。
【００６９】
これらプロセスカートリッジ固有の逐次残検のばらつきは、残検アンテナの組み付け公差のばらつき、及び、カートリッジの部品、本体の電子部品などの公差から生じるものである。そこで、本実施例では、
（１）プロセスカートリッジＢに記憶手段（メモリ）２０を備え、プロセスカートリッジ製造時の現像剤が充填されていない状態において治具等で測定された値、即ち、ＰＡＥをプロセスカートリッジに付属したメモリに書き込む。
（２）検出電圧値の最小値（静電容量値の最大値）、即ち、ＰＡＦを残量検知手段から得、プロセスカートリッジに付属したメモリに書き込む。そして、比較手段によって、常時検出される検出電圧値を前に書き込んだ値と比べて小さい場合にはメモリ内のＰＡＦを書き換え、そうでない場合は書き換えを行わない、という処理を繰り返す。
（３）ＰＡＥ、ＰＡＦ及び現像剤残量の関係を用いた重み付けの関数を予め本体制御部若しくはメモリ内に格納する。
（４）そして、重み付けの関数と検出電圧値の関係に、重み付け関数の補正値を代入していき、補正値を決定する。
（５）補正テーブルによって、現像剤残量を算出する。
（６）その結果を、随時表示手段に表示させる。
という制御を行う。
【００７０】
上記制御により、カーリッジの個体差で上記検出電圧値（静電容量値）が異なっても、現像剤状態が異常で現像剤残量検出手段の検出領域内に現像剤が入り込みにくくなっている状態でも、確実に白抜け画像出力前に警告を発し現像剤残量も逐次に検出できる。
【００７１】
更に説明すれば、上記制御方法において、
［ＰＡＥ−ＰＡＦ］・・・▲１▼
を使用範囲として設定した。また、現像剤がプロセスカートリッジ内にあるにも関わらず現像剤量が少ないため白抜けという画像不良を起こす状態がある。このときの値を白抜け電圧とし、白抜け電圧とＰＡＦの関係で使用範囲を設定しても構わない。白抜け電圧は、
白抜け電圧：ＰＡＷ＝［（ＰＡＥ）−（実験的データ蓄積に基づいた経験値Ｗ）］
と呼び、その値を▲１▼式のＰＡＥの代わりに用いても良い。
【００７２】
本実施例において、使用範囲は、
［ＰＡＷ−ＰＡＦ］＝［ＰＡＥ−Ｗ−ＰＡＦ］・・・▲２▼
とし、ＰＡＷ＝３．０−０．８＝２．２Ｖ、ＰＡＦ＝１．０Ｖであるので、使用範囲＝２．２−１．０＝１．２Ｖである。
【００７３】
重み付けの関数は、
Ｆ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）＝｜ＰＡＦ＋［ＰＡＷ−ＰＡＦ］×Ｚ｜・・・・▲３▼
とし、Ｚは補正値である。これは、使用範囲内を適当な間隔で区切るような値であり、予め逐次検知補正テーブルとして本体制御部に格納されている。
【００７４】
そして、現像剤残量は▲４▼式が成立するＺから求める。
｜ＰＡＦ＋［ＰＡＷ−ＰＡＦ］×Ｚ｜≦｜Ｖ３｜・・・▲４▼
表２の逐次検知補正テーブルから、▲４▼式においてＺ＝０．１が成立しなければ、現像剤残量は１００％と表示し、Ｚ＝０．１が成立すれば、次にＺ＝０．１８を▲４▼式に代入し、成立しなければ現像剤残量は３０％となる。つまり、上位のＺで▲４▼式が成立した場合は、順次Ｚ値を増やして▲４▼式を算出し、式が成立しないＺによって現像剤残量を認識する。
【００７５】
【表２】
Ｓ１０１：電源スイッチをＯＮとし、画像形成装置本体が動作が開始する（ＳＴＡＲＴ）。
Ｓ１０２：制御部２３がメモリ２０内のＰＡＥ情報を確認する。
Ｓ１０３：演算部２４がＰＡＷを計算する。
Ｓ１０４：残量検知検出部２６が検出電圧Ｖ３を測定する。
Ｓ１０５：制御部２３がメモリ２０内のＰＡＦ情報を確認する。
Ｓ１０６：制御部２３がメモリ２０内に格納されているＰＡＦとＶ３を比較し、Ｖ３がＰＡＦを越えるかどうか確認する。“Ｎｏ”と判断した場合Ｓ１０７に進みメモリ２０内のＰＡＦの値を更新しＳ１０８へ進み、“Ｙｅｓ”と判断した場合にはＳ１０８に進む。
Ｓ１０８：演算部２４が残量検知補正テーブル２５のＺ＝０．１８をＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）に代入し計算値を得、制御部２３が、現像剤残量測定値Ｖ３がＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）を越えるかどうか確認する。“Ｙｅｓ”の場合Ｓ１１１に進む。“Ｎｏ”の場合にはＳ１０９に進み、制御部２３が、現像剤残量が１００％であることをエンジン内部に信号を発信し、ディスプレーに表示する。そして、Ｓ１１０に進み、メモリ２０内の現像剤残量情報、即ち、Ｙ％値情報を更新する。その後、Ｓ１０４に戻る。
Ｓ１１１：演算部２４が残量検知補正テーブルのＺ＝０．２５をＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）に代入し計算値を得、制御部２３が、現像剤残量測定値Ｖ３がＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）を越えるかどうか確認する。“Ｙｅｓ”の場合Ｓ１１４に進む。“Ｎｏ”の場合にはＳ１１２に進み、制御部２３が、現像剤残量が３０％であることをエンジン内部に信号を発信し、ディスプレーに表示する。そして、Ｓ１１３に進み、メモリ２０内のＹ％値情報を更新する。その後、Ｓ１０４に戻る。
Ｓ１１４：演算部２４が残量検知補正テーブルのＺ＝０．３５をＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）に代入し計算値を得、制御部２３が、Ｖ３がＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）を越えるかどうか確認する。“Ｎｏ”の場合にはＳ１１５に進み、制御部２３が、現像剤残量が２５％であることをエンジン内部に信号を発信し、ディスプレーに表示。そして、Ｓ１１６に進み、メモリ２０内のＹ％値情報を更新する。その後、Ｓ１０４に進む。
【００７６】
“Ｙｅｓ”の場合は、表２の残量検知補正テーブルに従って、Ｚ＝０．５０を代入して進んでいく。このチャートを、Ｚ＝０．９５になるまで繰り返す。
Ｓ１１７：演算部２４が残量検知補正テーブルのＺ＝０．９５をＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）に代入し計算値を得、制御部２３が、現像剤残量測定値Ｖ３がＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）を越えるかどうか確認する。“Ｎｏ”の場合にはＳ１１８に進み、制御部２３が、現像剤残量が２％であることをエンジン内部に信号を発信し、ディスプレーに表示する。そして、Ｓ１１９に進み、メモリ２０内のＹ％値情報を更新する。その後、Ｓ１０４に進む。“Ｙｅｓ”の場合は、Ｓ１２０に進む。
Ｓ１２０：演算部２４が残量検知補正テーブルのＺ＝０．９９をＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）に代入し計算値を得、制御部２３が、Ｖ３がＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）を越えるかどうか確認する。“Ｎｏ”の場合にはＳ１２１に進み、制御部２３が、現像剤残量が１％であることをエンジン内部に信号を発信し、ディスプレーに表示する。そして、Ｓ１２２に進み、メモリ２０内のＹ％値情報を更新する。その後、Ｓ１０４に進む。“Ｙｅｓ”の場合はＳ１２３に進む。
Ｓ１２３：制御部２３が現像剤残量が０％であることをエンジン内部に信号を発信し、ディスプレーに表示する。
Ｓ１２４：メモリ２０内のＹ％値情報を更新する。
Ｓ１２５：終了。
【００７７】
以上説明した上記フローチャートに従いステップ１０１からステップ１２５の工程からなる制御動作を行うことによって、図８に示すように、カートリッジ個体差を吸収した逐次残検が可能になった。
【００７８】
当然ながら、カートリッジ構成、特に現像剤残量検出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、上記一定値は本実施例の値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ことができる。
【００７９】
又、残量検知補正テーブル２５は、本体制御部２２内に格納されているが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。その結果、カートリッジ個々の特性に応じたテーブルを使用でき、より正確な逐次残検を可能にする。今回、テーブルを使用して現像剤残量を演算したが、Ｚは演算式によって管理され、カートリッジ個々で変化しても良い。
【００８０】
更に、本実施例では５ｇ（５％）程度の刻み幅で説明したが、当然ながらある一定値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出来る。また分解能も、一定間隔だけでなく１００％、３０％、２０％、１５％、１０％、８％、５％・・・・と残り少ないところでの分解能を上げても良い。現像剤残量の表記方法も（ｇ）や（％）に限定するものではなく、他の表示方法として、更に進んだ形で残り何枚出力できるとか様々な他の表示方法でも構わない。
【００８１】
又、ディスプレー表示に関しても、ガスゲージ、棒グラフ及び値表示、満タンに対しての比率つまり残り何％と表示しても良いし、又、警告メッセージや音声による報知、或いは、記録媒体に記録し出力することも当然可能であり、現像剤残量がユーザに分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。ディスプレー表示としては、画像形成装置本体１００に設けた表示手段４０にて表示する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ホストコンピュータなどの機器の画面などのディスプレー手段にて行うこともできる。
【００８２】
更に、本実施例は、現像剤残量レベル検出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レベル検出手段に限定するものではなく、現像剤残量レベルを検知できれば、その方式は問わない。
【００８３】
実施例２
次に、本発明に係る実施例２について説明する。本実施例２において、画像形成装置及びプロセスカートリッジの構成は実施例１と同様なのでここでの説明は省略し、本発明の特徴のみ説明する。
【００８４】
実施例１では、現像剤残量逐次検出、即ち、逐次残検の補正値であるＰＡＥとしてプロセスカートリッジ製造時に治具による測定値をメモリ２０内に格納し使用したが、本実施例ではＰＡＥの値としてプロセスカートリッジ製造時の現像剤が現像剤収納容器４内に充填されていない状態に治具で測定された値を範囲ごとのグループに分けて、それぞれのグループが区別可能なＰＡＥ情報値をメモリ２０内に格納する。このＰＡＥ情報値は、画像形成装置本体１００にプロセスカートリッジＢが装着された際本体制御部２２がメモリ２０から読み出し、認識される。そして、本体制御部２２がＰＡＥ情報値に応じた値をそのプロセスカートリッジのＰＡＥと認識することを特徴としている。
【００８５】
本発明に使用されるメモリ２０としては、実施例１にて説明したように、通常の半導体による電子的なメモリが特に制限なく使用することができる。特に、メモリ２０と読み出し／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、伝達部２１と本体制御部２２の間が非接触であってもよいためカートリッジ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。
【００８６】
これら二つの制御部２２及び伝達部２１によってメモリ２０内の情報の読み出し及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、後述する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する。また、メモリ２０には、カートリッジが使用された量が随時書き込み記憶されている。
【００８７】
図９において、本実施例におけるメモリ制御構成を説明する。カートリッジＢ側には、メモリ２０と伝達部２１が配置されている。また、画像形成装置本体１００側には、本体制御部２２が配置されており、本体制御部２２は、制御部２３、演算部２４、現像剤残量検知補正テーブル２５、現像剤残量検知検出部２６、演算式２７及びＰＡＥ値補正テーブル２８などを有する。
【００８８】
メモリ２０内に様々な情報が格納されているが、本実施例では少なくともＰＡＥ情報、ＰＡＦ情報、Ｗ値情報、Ｙ％値情報、検出電圧Ｖ３情報、ＰＡＥ情報値α、ＰＡＥ情報値β、ＰＡＥ情報値γが格納されているものとする。
【００８９】
又、これらメモリ情報は、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。
【００９０】
次に、現像剤残量逐次検出について説明する。
【００９１】
本実施例では、現像剤残量検出手段によって検出された静電容量値を画像形成装置本体１００が電圧に変換して電圧値で制御している。この電圧値は、プレートアンテナ３１と３２間、及びプレートアンテナ３２と現像ローラ５ａ間で各々計測される静電容量値が合計された検出電圧値である。現像剤量が最大である時には検出電圧値は最小値（静電容量は最大値）ＰＡＦを示す。ＰＡＦは、現像剤充填が終了している状態でメモリ２０に書き込まれ、レーザビームプリンタが稼働中に検出電圧値が最小（静電容量は最大値）を示すと随時更新されていくものである。なお、本実施例におけるＰＡＦの値はおよそ１．０Ｖである。
【００９２】
又、静電容量と電圧の関係は、画像形成装置の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。
【００９３】
更に、逐次残検推移は現像装置内に収容された現像剤量が同じであれば変わらず、プレートアンテナの位置関係等のズレによって現像剤のない状態での検出電圧値（静電容量値）が異なっているためにカートリッジ個体差によって現像剤残量と検出電圧値との関係を示した曲線が相対的にズレを生じている。
【００９４】
例えば、白抜け状態になったことをユーザに警告を発するための保証としてある基準カートリッジを設け、そのテーブルに応じて現像剤残量を判断し、白抜け警告を行うと、カートリッジによっては警告前に白抜け画像を出力してしまう場合が発生する。これらプロセスカートリッジの個体差による逐次残検のばらつきは、残検アンテナの組み付け公差のばらつき、カートリッジ部品、本体の電子部品などの公差から生じるものである。
【００９５】
そこで、本実施例では、
（１）プロセスカートリッジ製造時の現像剤が充填されていない状態において治具でプロセスカートリッジＢのＰＡＥ情報値を測定する。
（２）プロセスカートリッジＢにメモリ２０を備え、プロセスカートリッジ固有のＰＡＥ情報値をメモリ２０に記憶し、プロセスカートリッジＢを画像形成装置本体１００に装着した際に本体制御部２２がＰＡＥ情報値を認識する。
（３）ＰＡＥ情報値をＰＡＥ値補正テーブル２８によってＰＡＥ値に変換する。
（４）検出電圧値の最小値（静電容量値の最大値）、即ち、ＰＡＦ値を残量検出手段３０から得、プロセスカートリッジＢに付属したメモリ２０に書き込む。そして、比較手段によって、常時検出される検出電圧値を前に書き込んだ値と比べて小さい場合にはメモリ内のＰＡＦ値を書き換え、そうでない場合は書き換えを行わない、という処理を繰り返す。
（５）ＰＡＥとＰＡＦと現像剤残量との関係を用いた重み付けの関数を予め、本体制御部２２若しくはメモリ２０内に格納する。
（６）そして、重み付けの関数と検出電圧値の関係に、重み付け関数の補正値を代入していき、補正値を決定する。
（７）補正テーブルによって、現像剤残量を算出する。
その結果を、随時表示手段に表示させる。
という制御を行う。
【００９６】
この制御方法により、カーリッジの個体差で上記検出電圧値（静電容量値）が異なっても、現像剤状態が異常で現像剤残量検出手段の検出領域内に現像剤が入り込みにくくなっている状態でも、確実に白抜け画像出力前に警告を発し現像剤残量も逐次に検出できる方法を提供すると共に、工場作業工程における効率化を達成することができる。
【００９７】
尚、逐次検知検出部２６によって検出された検出電圧値Ｖ３はメモリ２０内に格納される。また、ＰＡＥ情報値は、測定値の公差により空値のばらつき範囲に応じていくつでも設定して良い。例えば、公差が大きいものはＰＡＥ情報値を多数設定し、公差の少ないものは少数設定する。本実施例においてはＰＡＥ情報値を３つ持ち、それぞれα、β、γ（α＜β＜γ）とする。これらのＰＡＥ情報値は、プロセスカートリッジ製造時に現像剤が充填されていない状態で治具により測定した値によって三段階に分けることにした。
【００９８】
尚、ＰＡＥ情報値（ω）と電圧幅は、以下の関係とした。
α＝２．７〜２．９Ｖ
β＝２．９〜３．１Ｖ
γ＝３．１〜３．３Ｖ
この制御方法において、
［ＰＡＥ−ＰＡＦ］・・・▲１▼
を使用範囲として設定した。また、現像剤がプロセスカートリッジ内にあるにも関わらず現像剤量が少ないため白抜けという画像不良を起こす状態がある。このときの値を白抜け電圧とし、白抜け電圧とＰＡＦの関係で使用範囲を設定しても構わない。白抜け電圧は、
白抜け電圧：ＰＡＷ＝［（ＰＡＥ）−（実験的データ蓄積に基づいた経験値Ｗ）］
と呼び、その値を▲１▼式のＰＡＥの代わりに用いても良い。
【００９９】
本実施例において、使用範囲は、
［ＰＡＷ−ＰＡＦ］＝［ＰＡＥ−Ｗ−ＰＡＦ］・・・▲２▼
とし、ＰＡＥ情報値（ω）がβである場合、表３に示すようにＰＡＥ＝３．０Ｖになる。また、Ｗ＝０．８Ｖとすると、
ＰＡＷ＝３．０−０．８＝２．２Ｖ、ＰＡＦ＝１．０であるので、
使用範囲＝２．２−１．０＝１．２Ｖである。
【０１００】
【表３】
Ｆ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）＝｜ＰＡＦ＋［ＰＡＷ−ＰＡＦ］×Ｚ｜・・・・▲３▼
とし、Ｚは補正値である。これは、使用範囲内を適当な間隔で区切るような値であり、予め逐次検知補正テーブルとして本体制御部に格納されている。
そして、現像剤残量は▲４▼式が成立するＺから求める。
｜ＰＡＦ＋［ＰＡＷ−ＰＡＦ］×Ｚ｜≦｜Ｖ３｜・・・▲４▼
表４の逐次検知補正テーブルから、▲４▼式においてＺ＝０．１が成立しなければ、現像剤残量は１００％と表示し、Ｚ＝０．１が成立すれば、次にＺ＝０．１８を▲４▼式に代入し、成立しなければ現像剤残量は３０％となる。つまり、上位のＺで▲４▼式が成立した場合は、順次Ｚ値を増やして▲４▼式を算出し、式が成立しないＺによって現像剤残量を認識する。
【０１０１】
【表４】
Ｓ２０１：本体電源スィッチＯＮとすれば、画像形成装置本体が動作を開始する（ＳＴＡＲＴ）。
Ｓ２０２：制御部２３がＰＡＥ情報値ωがαであるかどうか確認する。
・Ｃａｓｅ １：Ｓ２０２で“Ｙｅｓ”である場合。
Ｓ２０３：制御部２３がＰＡＥ値補正テーブル２８を利用してＰＡＥ値に変換する。
Ｓ２０４：制御部２３がＰＡＥ＝２．８Ｖであることを確認し、メモリ２０内のＰＡＥ値情報に記憶させる。次いで、Ｓ２１１に進む。
・Ｃａｓｅ ２：Ｓ２０２で“Ｎｏ”と判断された場合。
Ｓ２０５：制御部２３が、ＰＡＥ情報値ωがβであるかどうか確認。“Ｎｏ”の場合は、後述のＣａｓｅ ３を参照されたい。“Ｙｅｓ”と判断された場合は、Ｓ２０６に進む。
Ｓ２０６：制御部２３がＰＡＥ値補正テーブル２８を利用してＰＡＥ値に変換する。
Ｓ２０７：制御部２３がＰＡＥ＝３．０Ｖであることを確認し、メモリ２０内のＰＡＥ値情報４０に記憶させる。次いで、Ｓ２１１に進む。
・Ｃａｓｅ ３：Ｓ２０５で“Ｎｏ”と判断された場合。
Ｓ２０８：制御部２３がＰＡＥ情報値ωがγであるかどうか確認する。“Ｎｏ”の場合はＳ２０２へ戻り、“Ｙｅｓ”と判断された場合は、Ｓ２０９に進む。
Ｓ２０９：制御部２３がＰＡＥ値補正テーブル２８を利用してＰＡＥ値に変換する。
Ｓ２１０：制御部２３がＰＡＥ＝３．２であることを確認し、メモリ２０内のＰＡＥ値情報に記憶させる。次いで、Ｓ２１１に進む。
Ｓ２１１：演算部２４がＰＡＷを計算する。
Ｓ２１２：残量検知検出部２６が検出電圧Ｖ３を測定する。
Ｓ２１３：制御部２３がメモリ２０内のＰＡＦ情報を確認する。
Ｓ２１４：制御部２３がメモリ２０内に格納されているＰＡＦ値とＶ３を比較し、Ｖ３がＰＡＦ値を越えるかどうか確認する。“Ｎｏ”と判断した場合、Ｓ２１５に進みメモリ２０内のＰＡＦ値を更新しＳ２１６へ進み、“Ｙｅｓ”と判断した場合、Ｓ２１６に進む。
Ｓ２１６：演算部２４が残量検知補正テーブルのＺ＝０．１８をＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）に代入し計算値を得、制御部２３が、Ｖ３がＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）を越えるかどうか確認する。“Ｙｅｓ”の場合はＳ２１９に進む。“Ｎｏ”の場合にはＳ２１７に進み、制御部２３が、現像剤残量が１００％であることをエンジン内部に信号を発信し、ディスプレーに表示する。そして、Ｓ２１８に進み、メモリ２０内のＹ％値情報を更新する。その後、Ｓ２１２に戻る。
Ｓ２１９：演算部２４が残量検知補正テーブルのＺ＝０．２５をＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）に代入し計算値を得、制御部２３が、Ｖ３がＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）を越えるかどうか確認する。“Ｎｏ”の場合はＳ２２０に進み、制御部２３が、現像剤残量が３０％であることをエンジン内部に信号を発信し、ディスプレーに表示する。そして、Ｓ２２１に進み、メモリ２０内のＹ％値情報を更新する。その後、Ｓ２１２に戻る。
【０１０２】
“Ｙｅｓ”の場合は、表４の残量検知補正テーブルに従って、Ｚ＝０．３５を代入して進んでいく。このチャートを、Ｚ＝０．９５になるまで繰り返す。
Ｓ２２２：演算部２４が残量検知補正テーブルのＺ＝０．９５をＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）に代入し計算値を得、制御部２３は、Ｖ３がＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）を越えるかどうか確認する。“Ｎｏ”の場合はＳ２２３に進み、制御部２３が、現像剤残量が２％であることをエンジン内部に信号を発信し、ディスプレーに表示する。そして、Ｓ２２４に進み、メモリ２０内のＹ％値情報を更新する。その後Ｓ２１２に進む。“Ｙｅｓ”の場合は、Ｓ２２５に進む。
Ｓ２２５：演算部２４が残量検知補正テーブルのＺ＝０．９９をＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）に代入し計算値を得、制御部２３は、Ｖ３がＦ（ＰＡＦ、ＰＡＥ、Ｗ）を越えるかどうか確認する。“Ｎｏ”の場合はＳ２２６に進み、制御部２３が、現像剤残量が１％であることをエンジン内部に信号を発信し、ディスプレーに表示する。そして、Ｓ２２７進み、メモリ２０内のＹ％値情報を更新する。その後、Ｓ２１２に進む。“Ｙｅｓ”の場合にはＳ２２８に進む。
Ｓ２２８：制御部２３が現像剤残量が０％であることをエンジン内部に信号を発信し、ディスプレーに表示する。
Ｓ２２９：メモリ２０内のＹ％値情報を更新する。
Ｓ２３０：終了。
【０１０３】
以上、上記のステップ２０１〜２３０の工程を含むフローチャートに従い動作を行うことによって、図１２に示すように、カートリッジ個体差を吸収した逐次残検が可能になった。
【０１０４】
当然ながら、カートリッジ構成、特に現像剤残量検出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、上記一定値は本実施例の値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る。
【０１０５】
又、残量検知補正テーブル２５は、本体制御部２２内に格納されているが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。その結果、カートリッジ個々の特性に応じたテーブルを使用できより正確な逐次残検を可能にする。今回、テーブルを使用して現像剤残量を演算したが、Ｚは演算式によって管理され、カートリッジ個々で変化しても良い。
【０１０６】
更に、本実施例では５ｇ（５％）程度の刻み幅で説明したが、当然ながらある一定値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出来る。また分解能も、一定間隔だけでなく１００％、３０％、２０％、１５％、１０％、８％、５％・・・・と残り少ないところでの分解能を上げても良い。現像剤残量の表記方法も（ｇ）や（％）に限定するものではなく、他の表示方法として、更に進んだ形で残り何枚出力できるとか様々な他の表示方法でも構わない。
【０１０７】
又、ディスプレー表示に関しても、ガスゲージ、棒グラフ及び値表示、満タンに対しての比率つまり残り何％と表示しても良いし、又、警告メッセージや音声による報知、或いは、記録媒体に記録し出力することも当然可能であり、現像剤残量がユーザに分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。ディスプレー表示としては、画像形成装置本体１００に設けた表示手段４０にて表示する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ホストコンピュータなどの機器の画面などのディスプレー手段にて行うこともできる。
【０１０８】
更に、本実施例は、現像剤残量レベル検出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レベル検出手段に限定するものではなく、現像剤残量レベルを検知できれば、その方式は問わない。
【０１０９】
実施例３
図１３に、本発明の他の実施例に係るプロセスカートリッジＢを示す。本実施例のプロセスカートリッジＢは、実施例１で説明した画像形成装置に着脱可能とされ、又、実施例１で説明したプロセスカートリッジＢと同様の構成とされる。従って、同じ構成及び作用をなす部材には同じ参照番号を付し、詳しい説明は省略する。
【０１１０】
つまり、本実施例にて、プロセスカートリッジＢは、現像剤を収納する現像剤容器４及び現像室５Ａ（現像剤収納部）並びに現像剤送り部材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。
【０１１１】
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に対して取り外し可能に装着される。
【０１１２】
本実施例のプロセスカートリッジＢも又、現像剤容器４内の現像剤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量検出装置を備えている。本実施例の現像剤量検出装置は、実施例１にて説明したと同様の構成とされ、現像剤残量検出手段３０としてプレートアンテナ（静電容量検知電極）を有しており、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。
【０１１３】
図４にて説明したように、本実施例においても、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。
【０１１４】
そして、通常の現像バイアスである２ＫＨｚ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。
【０１１５】
このように、プレートアンテナである入力板金（アンテナ板）３１と出力板金（アンテナ板）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、アンテナ板３１とアンテナ板２との間、現像ローラ５ａとアンテナ板３２との間の静電容量を観測することで、随時、現像剤収納部を構成する現像剤収納容器４及び現像室５Ａ内の現像剤量を知ることができる。
【０１１６】
しかしながら、現像ローラ５ａとアンテナ板３２間の容量値Ｃ２、及びアンテナ板３１とアンテナ板３２間の容量値Ｃ３は、現像剤の入り込み量に影響を受ける。カートリッジＢは、図１３に示すように、使用開始前においては、現像室５Ａは、現像剤収納容器４内の現像剤とシールＳにより隔離されており、使用を開始するに先立って、このシールＳが除去される。
【０１１７】
上述のようなカートリッジの使用開始に際して、シール開封直後においては、現像ローラ５ａとアンテナ板３２間、及び、アンテナ板３１とアンテナ板３２間に現像剤が十分に入り込んでいない。そのため、現像剤は現像剤収納容器４内に満杯であるにも拘わらず、現像剤残量検出手段３０の静電容量値としては小さい値（出力電圧値Ｖ３は大きい値）を示してしまう。つまり、誤検知をしてしまう結果となる。
【０１１８】
つまり、図１４に検出回路３３が出力する電圧Ｖ３の推移を示す。新品のプロセスカートリッジＢは、現像剤収納容器４に現像剤が充填された状態で、現像室５Ａは空の状態である。プロセスカートリッジＢを使い始めると、現像剤収納容器４内の現像剤が攪拌棒１５に押し出され、次第に現像室５Ａに現像剤が充填され始める。現像室５Ａの現像剤量が増え始めると、次第に検出回路３３が出力する電圧Ｖ３は減少を開始し、現像室５Ａに現像剤が満タンになる変化点１まで減少する。
【０１１９】
変化点２は、現像剤収納容器４の現像剤が空になり、攪拌棒１５による現像室５Ａへ現像剤供給ができなくなるポイントである。変化点２以降は現像室５Ａ内の現像剤量が減少するので、検出回路３３が出力する電圧Ｖ３は上昇する。
【０１２０】
このような電圧推移をするため、従来の現像剤残量検知は、閾値＜Ｖ３電圧の場合には１００％、Ｖ３が閾値１〜閾値２の場合は１５％というように、プロセスカートリッジＢの現像剤残量を検出していた。
【０１２１】
しかしながら、このような従来の現像剤残量検知では、現像装置内の電極間の静電容量の絶対値から現像剤残量を、即ち、現像剤満タン状態からの比率を判断している。そのために、新品のプロセスカートリッジは使用開始から現像室５Ａ内に現像剤が充填されるまでの間、静電容量が上昇する構成なので、現像剤残量が正確に判断するためには、現像室５Ａ内に現像剤が満タンになる前の静電容量よりも小さい値からしか現像剤現像剤残量を検出できない。従って、現像剤残量検出範囲が狭いという問題があった。
【０１２２】
又、従来の現像剤残量検知では、現像剤収納容器内に設置した電極対の取り付け位置のバラツキ、現像剤の状態や、検出回路系のバラツキなどで、検出によって分解能の細かい精度のよい現像剤残量検出ができない、という問題をも有していた。
【０１２３】
本実施例によれば、
（１）現像室５Ａ内に現像剤が満タンになったときの電極対間の静電容量と、現像室５Ａが空のときの静電容量の２つの値を不揮発性メモリに格納し、状況に応じてその値を補正しながら、検出する静電容量を比較してプロセスカートリッジの現像剤残量、即ち、満タン状態との比率を算出する。
（２）現像室５Ａ内から現像剤が減り始め、電極対間の静電容量の減り方の傾きと、減り始めるまでのプロセスカートリッジの使用状態をメモリに格納し、補正しながらプロセスカートリッジの現像剤残量、即ち、満タン状態との比率を算出する。
【０１２４】
斯かる現像剤残量検出方法により現像剤残量を検出することで、精度の良い現像剤残量を検出することが可能になり、信頼性の高い画像形成装置のシステムを提供することができる。
【０１２５】
本実施例においても、実施例１と同様に、図４に示すプロセスカートリッジ内の現像剤量を検知するための回路構成が使用される。
【０１２６】
つまり、現像剤量は、現像バイアス印加手段としての現像バイアス回路３４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リファレンスコンデンサＣ１と現像ローラ５ａと、電極３１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Ｃ１の両端には電圧Ｖ１が発生し、電極３１、３２の電極間には静電容量Ｃ４（Ｃ２＋Ｃ３）に応じた電流が発生する。この電流を演算式により電圧Ｖ２に変換する。
【０１２７】
電流測定装置３３の検出回路は入力されるリファレンス用コンデンサＣ１の両端に発生する電圧Ｖ１と電極対間電圧Ｖ２の電圧差から電圧Ｖ３を生成し、ＡＤ変換部３５に出力する。ＡＤ変換部３５はアナログ電圧Ｖ３をデジタル変換した結果を制御部２３に出力する。制御部２３は、このデジタル値に変換された電圧値からプロセスカートリッジ内の現像剤量を認識する。
【０１２８】
以上のように本実施例では、検出回路３３が出力する電圧Ｖ３は、現像剤量に応じて図１５に示す電圧の推移を示す。新品のプロセスカートリッジＢは現像剤収納容器４に現像剤が充填された状態で、現像室５Ａは空の状態である。プロセスカートリッジＢを使い始めると、現像剤収納容器４内の現像剤が攪拌棒１５に押し出され、次第に現像室５Ａに現像剤が充填され始める。現像室５Ａの現像剤量が増え始めると、次第に検出回路３３が出力する電圧Ｖ３は初期値であるＶ０３から減少を開始し、現像室５Ａに現像剤が満タンになる変化点１まで減少し続ける。これが図１５におけるエリア１の期間の現象である。
【０１２９】
初期値Ｖ０３がＰＡＥにならないのは、現像剤残量の検出を開始するまでに攪拌棒１５が回転し、現像室５Ａに現像剤が運ばれるためである。
【０１３０】
変化点２は、現像剤収納容器４の現像剤が空になり、攪拌棒１５による現像室５Ａへ現像剤供給ができなくなるポイントである。変化点１から変化点２までのエリア２では常に現像室５Ａは満タンの状態なので、電圧Ｖ３は最小値（ＰＡＦ）となる。又、変化点２を過ぎたエリア３では現像室５Ａ内の現像剤量は減少するので、現像室５Ａが空の電圧ＰＡＦまでＶ３は上昇する。
【０１３１】
検出電圧Ｖ３の最小値をＰＡＦ、現像剤が空の状態での電圧Ｖ３をＰＡＥとする。
【０１３２】
本実施例における現像剤残量は下記式が成り立つαから求める。
ＰＡＦ＋（ＰＡＥ−ＰＡＦ）×α＜Ｖ３・・・・・・・（１）
つまり、図１６に示すステップ３０１〜３２１（Ｓ３０１〜３２１）を有する制御シーケンスにて理解されるように、画像形成装置本体がＯＮとされ、画像形成装置が動作を開始（ＳＴＡＲＴ）する（ステップ３０１）。次いで、記憶手段２０に格納されているＰＡＦ及びＰＡＥを参照し、現像剤残量検知算出手段である残量検知検出部２６にてＶ３を測定する（ステップ３０２、３０３、３０４）。測定された残量検知検出部２６からの測定値Ｖ３との間にて、上記式（１）を計算する（ステップ３０５）。例えば、α＝０．１が成り立たなければ、現像剤残量は１００％と検出し（ステップ３０６、３０７）、α＝０．１が成り立てば、次にα＝０．２を式（１）に代入し（ステップ３０８）、成り立たなければ現像剤残量は２５％となる（ステップ３０９、３１０）。α＝０．２が成り立てば、順次、αの値を増やして式（１）を算出し、式が成り立たないαによって現像剤残量を認識する（ステップ３１１〜３２１）。
【０１３３】
この現像剤残量のユーザへの報知は、ホストコンピュータや操作パネルなどのプリンタコントローラを介して行なわれる。このホストコンピュータ上の現像剤残量は、満タンに対しての比率、即ち、残り何％と表示しても良いし、残り何枚印字可能と表示しても良い。
【０１３４】
又、その分解能も、１００％、９０％、８０％、・・・・・・・、３０％、２０％、１０％、０％と一定間隔でも良いし、１００％、２０％、１５％、１０％、８％、６％・・・・・と残り少ないところでの分解能をあげても良い。
【０１３５】
現像剤残量を精度良く検出するためには、ＰＡＥとＰＡＦを精度良く検出すれば良い。ＰＡＥとＰＡＦは工場で不揮発性メモリ２０に初期データを格納し、出荷される。ＰＡＥは工場出荷時に確定した後バラツキが生じることがない。そのため、プロセスカートリッジＢを使用時にはＰＡＦの補正を行なうことで現像剤残量を精度良く検出することができる。
【０１３６】
この制御シーケンスを図１７に示す。画像形成装置本体がＯＮとされ、画像形成装置が動作を開始（ＳＴＡＲＴ）する（ステップ３３１）。次に、現像バイアス出力されているときに、ＰＡＦの補正を行なう（ステップ３３２）。即ち、現像バイアス回路３４から所定のＡＣバイアスを出力しているときに、検出回路から検出電圧Ｖ３を検出し、この検出電圧Ｖ３とメモリ２０に格納されているＰＡＦを比較する（ステップ３３３〜３３５）。検出電圧Ｖ３とＰＡＦの関係がＶ３＜ＰＡＦを満たしたときに不揮発性メモリ２０に格納したＰＡＦ値をＶ３の値に上書きし（ステップ３３６）、以降はその値をＰＡＦとして基準値を算出する。Ｖ３＜ＰＡＦを満たしていないときは、その値をＰＡＦの基準値とする（ステップ３３５、３３７）。
【０１３７】
上述のように、ＰＡＦを補正することで、精度の良い現像剤残量を検出することが可能になる。
【０１３８】
実施例４
本実施例においても、実施例１で説明した画像形成装置、及び、実施例３で説明したプロセスカートリッジＢが使用され、現像剤量検出のために図４に示す検出回路構成が使用される。
【０１３９】
図１８に、本実施例にて検出回路３３が出力する電圧Ｖ３の推移を示す。エリア１では現像剤送り部材、即ち、攪拌棒１５が現像剤収納容器４の現像剤を現像室５Ａへと運搬し、現像室５Ａが充填されるまで検出電圧Ｖ３は減少する。エリア２は、現像剤収納容器４内の現像剤が空になるまで、電圧Ｖ３が変動しない領域であり、エリア３は現像室５Ａ内の現像剤が減少することで検出電圧Ｖ３が上昇する領域である。エリア３の電圧上昇推移は、電極３１、３２の電極対の取り付け位置のばらつき、現像剤状態、検出回路系のばらつきが原因で、図１８のＢからＣの領域を推移する。閾値電圧Ｖａ〜Ｖｇはエリア３の電圧Ｖ３の軌跡がＡのラインで推移したときに最適な閾値電圧を示している。
【０１４０】
本実施例では、エリア３での電圧Ｖ３の電圧推移が軌跡に応じて、閾値電圧Ｖａ〜Ｖｇを可変にすることで、精度の良い現像剤量検出を実現することができる。
【０１４１】
本実施例では、電圧Ｖ３の推移を検出するために、印字枚数やドット数の累積数を使用する。印字累積枚数や累積ドット数は、プロセスカートリッジＢに取り付けられた不揮発性メモリ２０に格納し、印字を行なう毎にその数字をカウントアップして上書きする。
【０１４２】
画像形成装置本体１００の設けた制御部２２は、変化点２を検出したときから所定枚数、例えば２０枚印字したときの検出電圧Ｖ３の差分、つまり、電圧上昇軌跡の傾きを求める。閾値電圧Ｖａ〜Ｖｇは、変化点２を検出するまでの総印字枚数と、求めた傾きから設定する。このとき、印字枚数でもドット数でも良い。この閾値電圧を求めるまでの制御部２２の制御シーケンスチャートを図１９に示す。
【０１４３】
図１９を参照して、ステップ４０１〜４１７（Ｓ４０１〜４１７）を有する制御動作について説明する。
Ｓ４０１：電源スイッチをＯＮとし、それによって、画像形成装置が動作を開始する（ＳＴＡＲＴ）。
Ｓ４０２：現像バイアスが出力されているかを判断する。
Ｓ４０３、４０４、４０５：現像バイアス出力中の場合には、残量検知検出手段２６にて電圧Ｖ３を検出し、この電圧Ｖ３をメモリ２０に格納したエリア１のデータ（前回の電圧Ｖ３）と比較する。
Ｓ４０６：電圧Ｖ３が前回より上昇していない場合には、電圧Ｖ３をエリア１に上書きし、Ｓ４０７に進む。
Ｓ４０７：１枚の印字動作が終了したかを判断し、１枚印字が終了すると、Ｓ４０８に進み、メモリ２０のエリア２のプリント枚数データをインクリメントする。次いで、Ｓ４０２に戻る。
Ｓ４０９、４１０：Ｓ４０５で測定電圧Ｖ３が前回の電圧より上昇している場合は、Ｓ４０９で、メモリ２０に記憶したエリア３のデータを上書きし、Ｓ４１０で、エリア３のプリント枚数カウンタを０とする。次いで、Ｓ４１１に進む。
Ｓ４１１：１枚の印字動作が終了したかを判断し、１枚印字が終了すると、Ｓ４１２、４１３に進み、メモリ２０のエリア２のプリント枚数データ及びエリア４のプリント枚数データをそれぞれインクリメントする。
Ｓ４１４：エリア３のプリント枚数が２０枚を超えたかを判断し、２０枚を超えていない場合には、Ｓ４１１に戻る。エリア４のプリント枚数が２０枚を超えた場合には、Ｓ４１５に進む。
Ｓ４１５、４１６：Ｓ４１５にて残量検知検出手段２６により電圧Ｖ３を検出し、Ｓ４１６で、この電圧Ｖ３と、エリア２の値から閾値電圧Ｖａ〜Ｖｇを算出する。
Ｓ４１７：終了
上述の制御シーケンスにて現像剤残量検知に使用される閾値電圧を求めることができ、精度の良い現像剤残量を検出することが可能になる。
【０１４４】
実施例５
図２０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。
【０１４５】
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３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。勿論、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も同様にユニット化し、カートリッジ化された現像装置Ｃとすることができる。
【０１４６】
従って、実施例１〜実施例４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〜実施例４において行った上記説明を援用する。
【０１４７】
以上、本実施例の構成によっても、実施例１〜４と同様の作用効果を達成し得る。
【０１４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、現像剤残量検出手段によって検出した信号値と、第１情報（ＰＡＥ値）と、第２情報（ＰＡＦ値）とを用いて現像剤収納部内の現像剤残量を演算するので、
（１）カートリッジの個体差を吸収した正確に現像剤収納部内の現像剤の残量を検出することができる。
（２）正確に現像剤収納部内の現像剤の残量を検出し、現像剤無し時に起こる白抜け画像を警告前に発生させることがなく、更に、白抜け時の現像剤残量を極力少なく抑えることができ、現像剤の無駄を無くすことが可能である。
（３）適切なカートリッジ交換時期を示すことができる。
【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のメモリと画像形成装置本体の本体制御部との一実施例の概略関係図である。
【図４】本発明に係るプロセスカートリッジ内の現像剤量を検知するための回路構成の一実施例を示す図である。
【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】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図である。
【図８】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９】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他の実施例の概略関係図である。
【図１０】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他の実施例を説明するためのフロー図である。
【図１１】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他の実施例を説明するためのフロー図である。
【図１２】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１３】本発明の係るプロセスカートリッジの他の実施例の断面図である。
【図１４】従来の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１５】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１６】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他の実施例を説明するためのフロー図である。
【図１７】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他の実施例を説明するためのフロー図である。
【図１８】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１９】本発明に従った閾値電圧を求めるまでの制御シーケンスの一実施例を説明するためのフロー図である。
【図２０】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
Claims (5)
- 現像剤収納部と、前記現像剤収納部内の現像剤量に応じた少なくとも２つの電極間の静電容量を測定することによって得られる信号を逐次出力可能な現像剤残量検出手段と、前記現像剤収納部内に現像剤が充填されていない状態で前記現像剤残量検出手段によって検出した信号に対応する第１情報を予め記憶した記憶手段と、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、
前記カートリッジが前記画像形成装置の装置本体に装着された際に、前記記憶手段と前記装置本体との通信をおこなう通信手段と、
前記現像剤残量検出手段によって検出される静電容量の値が最大になった際の信号に対応する第２情報を、前記通信手段によって前記記憶手段に随時更新して記憶させる本体制御部と、
前記本体制御部に設けられた演算部であって、前記現像剤残量検出手段によって検出した前記信号と、前記通信手段によって前記記憶手段から読み出された前記第１情報と、前記第２情報とを用いて前記現像剤収納部内の現像剤残量を演算する演算部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 - 更に、前記本体制御部は前記現像剤収納容器内の現像剤量に対応させて所定の刻み幅で設定された係数が記憶され、前記演算部は、前記現像剤残量検出手段によって逐次出力される前記信号と、前記第１情報及び前記第２情報と、前記本体制御部に記憶された前記係数を用いた関数に基づいて前記現像剤収納容器内の現像剤残量を演算することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
- 更に、表示手段を有し、演算した前記現像剤残量を表示するための信号をこの表示手段に送信して表示することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
- 更に、表示手段を有する機器を通信可能であり、演算した前記現像剤残量を表示するための信号をこの表示手段を有する機器に送信することを特徴とする請求項１乃至３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乃至４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
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