JP4769368B2

JP4769368B2 - Image forming apparatus

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Publication number: JP4769368B2
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Inventors: 隆日比; 靖尚大朋
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Filing date: 2001-04-27
Publication date: 2011-09-07
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電子写真方式を用いた画像形成装置、現像剤収容部の内部に配設されている現像剤残量検知手段を用いて現像剤の残量を検知し、その結果を表示する現像剤量検知システムに関するものであり、例えば、プロセスカートリッジやカートリッジ化された現像装置などのカートリッジが画像形成装置本体に着脱可能とされた画像形成装置などに好適に適用することができる。
【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、レーザビームプリンタ等）、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装置本体に対して容易に着脱可能に構成したものをいう。特に、プロセスカートリッジとは、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帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも一つ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したものであるか、或い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したものである。
【０００４】
【従来の技術】
従来、例えば複写機やレーザービームプリンタ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像担持体である電子写真感光体（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記録材料である現像剤（トナー）を供給して顕像化し、更に感光体から記録用紙などの記録材へ画像を転写することで、記録材上に画像を形成している。
【０００５】
現像手段には現像剤収容部である現像剤容器が連結しており、画像を形成することでトナーは消費されていく。現像剤容器、現像手段、感光体、帯電手段などは、プロセスカートリッジとして一体に構成されていることが多く、通常、現像剤が無くなった時点で、使用者はプロセス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。
【０００６】
ここで、画像形成に供することができる現像剤がプロセスカートリッジ内にどれくらい残っているかを随時知ることができるように、現像剤残量レベルを逐次検知することの可能な現像剤量検知手段をプロセスカートリッジ又は画像形成装置本体に備えることが提案されている。
【０００７】
この現像剤量検知手段の一方式として、平面アンテナ方式がある。この平面アンテナは、所定の間隔をもって平行に形成された一対の導電部をもった電極パターンであり、例えば、現像剤容器側面の現像剤と接する位置に配置し、この電極パターンの表面上にある現像剤の有無によって静電容量が変化することを利用して現像剤量を検知する。つまり、現像剤容器内の現像剤が減少するにしたがって、現像剤と平面アンテナとの接触面積が減少するように平面アンテナを配置することで、現像剤容器内の現像剤残量と平面アンテナの導電部間に生起される静電容量との対応づけが可能になる。これにより、平面アンテナの静電容量を測定することで、随時、現像剤容器内トナー量を知ることができる。平面アンテナの静電容量は、一対の導電部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。
【０００８】
このような現像剤量検知手段によって検知した現像剤量は、使用者に報知するべく画像形成装置本体が備えた表示手段、或いは画像形成装置と通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部機器が備えた表示手段に表示する。
【０００９】
現像剤が無くなったことのみを警告するのとは異なり、現像剤量を逐次に検知して使用者に報知することにより、使用者は現像剤の消尽が近いことを認識して交換用のプロセスカートリッジを用意したり、大量のプリントをする際に十分の現像剤が残っているかを確認することができるので、プリント作業を効率よく行うことが可能となり、又プロセスカートリッジを有効に使うことができる。
【００１０】
このような現像剤検知手段による現像剤量検知結果は、現像剤容器内の現像剤の状態、或いは現像剤量検知手段自体の精度などでばらつき、場合によっては現像剤が増えたような値をとることもある。このような場合、検知結果をそのまま表示すると使用者が混乱する虞があるので、現像剤量表示は現像剤量が減る方向にのみ更新される構成とされるものがある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現像剤の残量レベルを逐次に検知できる現像剤量検知手段を備えていても、現像剤が急激に減少したような表示を行い、使用者を混乱させる虞があった。これは、例えば、平面アンテナからの出力信号にノイズが混入して、現像剤が急に減少したように誤検知する場合などに発生する。
【００１２】
現像剤残量を、実際の現像剤量によりも少なく誤検知した場合、例えば現像剤量の表示が現像剤が無いことを示していると、使用者はプロセスカートリッジを新品に交換してしまう。これは、使用者の利便性を損なうのみならず、実際には現像剤容器内に残っている現像剤を無駄に捨ててしまうことになり、延いては資源の無駄使いにつながる。又、現像剤量の表示が急激に変化したことにより、使用者が装置が故障したと誤解する虞もある。
【００１３】
本発明は、現像剤量の検知結果が急激に変化することにより発生する、典型的には上述したような諸問題を解決すべくなされたものである。
【００１４】
つまり、本発明の目的は、一般には、より分かり易く現像剤量を報知することのできる画像形成装置を提供することである。
【００１５】
本発明の他の目的は、現像剤量をより分かり易く報知して、画像形成装置本体に着脱可能な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のカートリッジの交換時期（購入時期）を正確に使用者に伝えることができ、白抜け画像などの不良画像の発生を防止し、又現像剤を有効に使用することを可能とする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、現像剤量検知手段の検出信号に、ノイズなどの誤情報が、例え継続して入った場合であっても、例えば現像剤量が急激に減少したように誤表示するなどの影響を小さくすることのできる画像形成装置を提供することである。
【００１７】
本発明の他の目的は、現像剤量検知手段による現像剤量の検知結果に一時的な誤検知があっても、斯かる誤検知結果をそのまま報知せず、現像剤量を随時より正確に報知することのできる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】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、像担持体上に形成した潜像を現像するための現像剤を収容するための現像剤収容部と、前記現像剤収容部内の現像剤量に応じた信号を逐次出力可能な現像剤量検知手段と、前記現像剤量検知手段からの検知信号に基づいて、現像剤量の表示に用いる表示値を一方向に所定の変化幅でのみ更新制御する制御部と、を有する画像形成装置において、前記制御部は、当該画像形成装置によって前記現像剤収容部内の現像剤を消費する際に、前記所定の変化幅に相当する現像剤量を消費するのにかかる最短時間が経過するまで、前記表示値の更新制御を行わないことを特徴とする画像形成装置である。
【００２０】
上記本発明において、通常、現像剤量を表示するための前記表示値はデジタル値である。又、本発明の一実施態様によれば、現像剤量を表示するための前記表示値は、現像剤量を１００分率（％）で表すためのデジタル値である。
【００２１】
上記本発明の一実施態様によると、画像形成装置は更に、前記表示値を表示する表示手段を有する。又、他の実施態様によると、前記表示値を表示する表示手段を有する機器と通信可能である。
【００２２】
上記本発明において、前記現像剤量検知手段としては、一対の電極間に存在する現像剤の量によって該電極間に生起する静電容量に応じた電気信号を出力するものを用いることができる。そして、本発明の一実施態様によると、前記現像剤量検知手段は、所定の間隔をもって平行に同一平面上に形成された入力側と出力側の一対の電極を有し、該電極間の静電容量に応じた電気信号を出力する。
【００２３】
上記本発明の一実施態様によれば、少なくとも前記現像剤収容部と、該現像剤収容部に設けられた前記現像剤量検知手段とは、画像形成装置本体に着脱自在なカートリッジとされる。又、他の実施態様によれば、前記カートリッジは更に、電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、前記電子写真感光体に現像剤を供給する現像手段と、前記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。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２６】
実施例１
図１及び図２を参照して、本発明に係る画像形成装置の一実施例について説明する。本実施例の画像形成装置１００は、ホストコンピューター、ネットワークなどの外部機器から画像情報を受け取り、斯かる情報に応じて電子写真画像形成プロセスにより記録材、例えば、記録用紙、ＯＨＰシートなどに画像出力するレーザービームプリンターとされる。又、本実施例の画像形成装置１００は、プロセスカートリッジＢを装置本体Ａから着脱して交換できる構成とされている。
【００２７】
プロセスカートリッジＢは、ドラム形状の電子写真感光体（感光ドラム）１と、感光ドラム１の表面を均一に帯電するための帯電手段７と、感光ドラム１に対向配置された現像手段としてのローラ状の現像剤担持体（現像ローラ）２ａ及び現像剤規制部材５と連結された現像剤収容部である現像剤容器４と、クリーニング手段８ａ及びクリーニング手段８ａにより感光ドラム１から除去された廃トナーを収容する廃現像剤容器８ｂとが一体的に構成されている。又、プロセスカートリッジＢには記憶手段２０が設けられている。プロセスカートリッジＢは、装置本体Ａに設けられた装着手段１５を介して、装置本体Ａに取り外し可能に装着される。
【００２８】
プロセスカートリッジＢを装着するレーザービームプリンター１００の装置本体Ａには、プロセスカートリッジＢの上方に、画像情報に対応してレーザー光Ｌを照射する露光手段としてのレーザースキャナー１１が、又下方には感光ドラム１に対向する転写手段１２が配設されている。上記構成において、画像形成は次のように行われる。
【００２９】
先ず、感光ドラム１の表面を帯電手段７によって均一に帯電する。次いで、その表面をレーザースキャナー１１から照射されるレーザー光Ｌによって走査露光して、目的の画像情報に応じた静電潜像を感光ドラム１に形成する。静電潜像は、現像ローラ２ａなどの作用によって、現像剤容器４内の現像剤Ｔが付着され、所謂、トナー像として可視化される。
【００３０】
つまり、本実施例においては、現像装置Ｃは、現像剤収容部としての現像剤容器（トナー容器）４に、現像剤を収容している。本実施例では、現像剤として絶縁性磁性１成分トナーを用いた。又、本実施例では、トナーは黒色であるとする。現像装置Ｃの感光ドラム１との対向部は、感光ドラム１の長手方向に沿って開口しており、この開口部に、現像手段としての図中矢印方向に回転可能な現像ローラ２ａが配設されている。現像ローラ２ａは、内部に磁界発生手段として固定マグネットロール２ｂを有している。又、トナー容器４には攪拌手段３が設けられており、これが図中矢印方向に回転することで、トナーＴはほぐされつつ、現像ローラ２ａへと供給される。
【００３１】
マグネットロール２ｂの磁界により現像ローラ２ａ上に担持された磁性トナーＴは、現像剤規制部材である弾性ブレード５と現像ローラ２ａとの当接部を通過する際に、その層厚が規制されると共に所定の帯電電荷が付与される。そして、現像ローラ２ａの回転により、感光ドラム１との対向部（現像部）へと搬送されたトナーは、現像ローラ２ａに所定の現像バイアスを印加することによって、静電潜像に応じて感光ドラム１へと転移する。通常、現像ローラ２ａには、ＡＣ電圧にＤＣ電圧を重畳した現像バイアスが印加される。
【００３２】
一方、記録材収容部である記録紙トレイ４上にセットされた記録材Ｐが、ピックアップローラ１０ａ、搬送ローラ対１０ｂ、レジストローラー１０ｃなど記録材搬送手段によって、感光ドラム１上のトナー像と同期がとられて転写部に搬送される。
【００３３】
こうして、感光ドラム１上のトナー像を、転写手段としての転写ローラ１２に転写電界を印加することで記録材Ｐに転写する。更に、記録材Ｐは、搬送手段１０ｄによって定着手段１３へと送られる。定着手段１３は、加熱手段１３ａを備えた定着ローラ１３ａと駆動ローラ１３ｃにより記録材Ｐを狭持搬送して、熱、圧力により未定着のトナー像を記録材Ｐに定着させる。
【００３４】
こうして画像が形成された記録材Ｐは、排出ローラ対１０ｅなどの記録材搬送手段により装置本体Ａの外部に設けられた、排紙部１４へ排出される。
【００３５】
又、記録材Ｐ上にトナー像を転写した後の感光ドラム１の表面は、クリーナ８によって清掃される。つまり、クリーナ８は、クリーニング手段としてのクリーニングブレード８ａによって感光ドラム１上に残留したトナーを除去し、廃現像剤容器８ｂへ集める。
【００３６】
次に、本実施例における現像剤量検出装置について説明する。本実施例の画像形成装置１００は、現像剤の消費に従ってその量を逐次に検知し、使用者に報知することのできる現像剤量検出装置を備えている。
【００３７】
本実施例においては、トナー容器４内に、図３に示したような、現像剤量検知手段である平面アンテナ６が設けられる。平面アンテナ６は、図１及び図２に示すように、トナー容器４の内部の片側側面に配設されている。
【００３８】
平面アンテナ６としては、通常のプリント基盤２４上に、エッチングや印刷などで、一対の電極２１、２２からなる導体パターンを形成したものを用いることができる。又、本実施例では、この回路図形（電極パターン）を保護するために、平面アンテナ６の表面に絶縁性保護膜を形成してある。
【００３９】
平面アンテナ６の電極パターンは適宜設定すればよいが、本実施例では電極２１、２２の間隔Ｇと、電極２１、２２の幅Ｗをそれぞれ３００μｍに設定した。そして、電極２１、２２間に交流バイアスとして２４Ｖｐｐ、５０ＫＨｚを印加すると、平面アンテナ６にトナーが触れていないときには２０ｐＦ、平面アンテナ全面にトナーが触れているときには４０ｐＦと異なる静電容量値が観測される。
【００４０】
この平面アンテナ６をトナー容器４内の側面に配設することで、トナー容器４内トナーＴの減少に伴ってトナーＴと平面アンテナ６の接触面積が減っていく。これにより、平面アンテナ６の電極２１、２２間の静電容量を観測することで、随時、トナー容器４内のトナーＴの量を知ることができる。
【００４１】
一方、トナー容器４には、図１に示すように、矢印方向に回転する撹拌手段３が設けられている。攪拌手段３は、翼部３ａと軸部３ｂとを備え、本実施例では、軸部３ｂが平面アンテナ６の略中心に設けられた穴２３を貫通してトナー容器４に軸支されている。この撹拌手段３が回転することで、上述のように、トナー容器４内のトナーＴはほぐされつつ現像ローラ２ａへ供給される。
【００４２】
そして、本実施例では、攪拌手段３の平面アンテナ６側の端部に、平面アンテナ拭き部材３ｃを設け、攪拌手段３の回転に伴って平面アンテナ６の表面を拭く。アンテナ拭き部材は、通常、ＰＥＴなどの樹脂製とされる攪拌手段３の翼部３ａの長手長さを、平面アンテナ６に当接するように長くしたり、或いは翼部３ａとは別個に、軸部３ｂに固定されたＰＥＴなどの樹脂製のシートを平面アンテナ６に当接させることで形成することができる。
【００４３】
平面アンテナ拭き部材３ｃを設けるのは、トナー容器４内のトナーＴが減っても、平面アンテナ６表面にトナーが残る場合があり、トナー量を多く測定してしまうことがあるためである。
【００４４】
このように、攪拌手段３の回転に伴って平面アンテナ６の表面を清掃する構成をとると、攪拌手段３の回転周期で平面アンテナ６からの出力が変動する。そこで、複数回の測定結果を統計処理、例えば、平均値をとるなどして、その結果に基づきトナー量を確定する。
【００４５】
本実施例のように、現像剤収容部としてのトナー容器４と、トナー容器４内のトナー量を逐次検知できる平面アンテナ６とを共にプロセスカートリッジＢに構成することで、互いの一精度が良くなり、トナー量をより精度良く求めることができる。
【００４６】
図４に、本実施例におけるプロセスカートリッジＢ内のトナー量を検知するための制御ブロック図を示す。平面アンテナ６に、バイアス発生手段３４から所定のＡＣバイアスを印加する。これにより、上述のように平面アンテナ６の表面を覆うトナー量に応じた静電容量に対応した電流が発生する。この電流を、現像剤量検出部３１で電圧値に変換する。この検出電圧値は、例えば演算制御部３２が備えたアナログ／デジタル変換手段（アナログ／デジタル変換ポート）によってデジタル値に変換されて、演算制御部３２に入力される。この検出電圧値を演算制御部３２を介して一時的に記憶手段３５に記憶し、これが所定のデータ数になった時点で、上述のように演算制御部３２で統計処理を行う。
【００４７】
図５は、トナー量と、平面アンテナ６の出力を統計処理した後の確定値（検出電圧確定値）との関係の一例を示す。プロセスカートリッジＢには、最初、トナーは５５０ｇ充填されており、そのとき、平面アンテナ６の出力は０．５ｖである。そして、トナー量と出力値は略比例関係にあり、トナー量が５０ｇのとき、平面アンテナ６の出力は３．０ｖとなる。又、トナー量が５０ｇ以下に減ると、もはやトナーは平面アンテナ６には接触せず、平面アンテナ６の出力は変わらなくなる。
【００４８】
尚、本実施例の構成では、トナー量が５０ｇ以下になると、現像ローラ２ａへのトナー供給が不十分になり、出力画像の一部が形成されない、所謂、白抜け画像が発生するなど、所定品位の画像が形成されない場合がある。従って、良好な画像を維持するために、この時点でトナーは無くなったものとみなす。
【００４９】
上述のような重量表現によるトナー量は、トナー残量を逐次に報知するのに際し、通常、使用者には分かり難い。そこで、本実施例では未使用時を１００％、トナー量不足で画像不良になるときのトナー量を０％とする、１００分率に変換してトナー量を表示する。
【００５０】
例えば、検出電圧確定値が１．７６（ｖ）で、表示トナー量が５０％の状態にある場合を考える。トナーは徐々に消費されるので、検出電圧確定値も徐々に上昇する。そして、トナー量確定値が１．７７５（ｖ）になった時点で、表示トナー量を５０％から４９％に変える。検出電圧確定値と表示トナー量との関係を図６に示す。図７は、図６の関係の部分拡大図である。
【００５１】
本実施例では、この平面アンテナ６の出力確定値と、１００分率による表示トナー量との関係は、表或いは演算式として装置本体Ａが備えた記憶手段３５に記憶されている。平面アンテナ６の出力値を得ると、上記の統計処理の後、演算制御部３２は、変換手段として、この関係表又は式に従って１００分率による表示トナー量に変換する。そして、この表示トナー量を表示するための信号（デジタル信号）を装置本体Ａが備えた表示手段３３、或いは装置本体Ａと通信可能に接続された外部のシステム、ネットワークなどの外部装置５１などに送信する。
【００５２】
又、プロセスカートリッジＢには記憶手段２０が備えられている。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の組み合わせなど、通常の電子的な記憶素子（メモリ）を特に制限なく使用することができる。プロセスカートリッジＢが装置本体Ａに装着されると、記憶手段２０は、装置本体の演算制御部３２に通信可能となり、記憶手段２０への情報の読み書きが可能となる。上述のようにして検出したトナー量情報は、随時、プロセスカートリッジＢが備えた記憶手段２０に記憶させることができる。これにより、例えば、装置電源投入直後や、複数のプロセスカートリッジＢを装置本体Ａに対して交換使用するために装着した直後など、トナー量の確定が行えない間などにもこの情報に基づいて最後に検出したトナー量を表示することができる。
【００５３】
一方、平面アンテナ６の出力信号にノイズが入ると、上述のように複数回の測定結果を統計処理してトナー量を確定しても、表示トナー量が急激な変化をする場合がある。
【００５４】
例えば、本来検出電圧確定値が１．７６（ｖ）となる状態のときに、平面アンテナ６の出力信号にノイズが入り、そのため検出電圧確定値が２．０１（ｖ）になった場合を考える。この場合、従来、表示トナー量は５０％であったものが、俄に４０％になる。このように実際のトナー量が急激に変化することはなく、明らかに現像剤検知結果の異常であり、使用者を混乱させる虞がある。
【００５５】
そこで、本実施例では、表示トナー量の表示値の変化速度（更新速度）に制限を設けて、上述のような、通常ではあり得ない平面アンテナ６の出力信号の急激な変化に対して、トナー量表示値が急激に変化しないように構成する。
【００５６】
ここで、表示トナー量の表示値の変化速度（更新速度）とは、トナー量表示の変化幅１％を更新する速さである。本実施例では、最小表示変化幅として１％刻みでトナー量を表示するので、トナー量表示値の変化速度は、最小表示変化幅を更新する速さである。
【００５７】
最も遅い表示値の変化速度は、全面白画像の出力時、即ち、トナーを消費しない場合である。又、最も速い変化速度は、全面黒（トナーが黒色の場合）の画像を出力し続けた場合、即ち、最もトナーを消費する場合である。前者の場合、トナー量表示はいつまでもそのままの状態を維持し、表示値の更新はなされない。つまり、これ以上遅い変化速度、即ち、トナー量が増えるような変化はありえない。又、後者の場合、全面黒画像出力時にトナー量が１％変化するのにかかる画像形成時間は、例えば画像形成何枚分、或いは何秒と、装置の仕様や構成などで決まる。つまり、その装置においてこれ以上速い変化速度、即ち、これ以上速いトナー消費はありえない。
【００５８】
そこで、本実施例では、全面黒画像を出力し続けた場合に、トナー量が１％変化するのに要する画像形成時間、即ち、トナー消費速度が最速であるときに１％のトナーを消費するのに斯かる最短時間（以下、「トナー消費最速時間」と呼ぶ。）を記憶しておく。そして、本実施例では、演算制御部３２は、記憶されたトナー消費最速時間を読み込み、少なくともこのトナー消費最速時間が経過しない限りトナー量の表示値を更新しない。このように、１回のトナー量表示の更新では、所定単位でのみ、即ち、本実施例では最小表示変化幅である１％でのみトナー量表示の更新を行い、又、少なくともトナー消費最速時間を経過しなければトナー量表示を更新しない。これによってトナー量表示の更新速度を制限することができる。
【００５９】
尚、トナー消費最速時間情報は、プロセスカートリッジＢが備えた記録手段２０、或いは装置本体Ａが備えた記憶手段３５に記憶させておくことができる。限定されるものではないが、例えば、個々のプロセスカートリッジＢの記憶手段２０に、製造或いは出荷時に記憶させれば、より個々のプロセスカートリッジＢの構成に即した制御が可能となる。又、トナー消費最速時間情報は、必ずしも時間情報そのものでなくてもよい。トナー消費最速時間を表し得る画像形成枚数、或いは感光ドラム１など装置内の任意の駆動部の駆動回数（回転数）などであってもよい。
【００６０】
又、本実施例では、表示トナー量の変化方向は一定とし、トナー量が増える方向には表示値が変化しないように制限している。
【００６１】
図８のフローチャートを参照して、本実施例におけるトナー量の表示手順を説明する。
【００６２】
トナー量の測定の開始により、平面アンテナ６による検知が実行される（ステップ１）。そして、予め設定された所定回数の測定値が得られたか否かを判断し（ステップ２）、得られた場合は、その検出値を統計処理を行い、検出電圧値を確定する（ステップ３）。統計処理により得られた検出電圧確定値を予め表や式として設定されているトナー量と検出電圧確定値との関係と比較演算することにより、表示トナー量に変換する（ステップ４）。次いで、算出された表示トナー量により、トナー量表示を更新する必要があるか否かを判断し（ステップ５）、必要がない場合、引き続き平面アンテナ６による検知に戻る。
【００６３】
一方、ステップ５にて、トナー量表示を更新する必要があると判断した場合には、画像形成時間が所定時間、即ち、トナー消費最速時間を経過したか否かを判断する（ステップ６）。ここで、トナー消費最速時間を経過していないと判断した場合は、トナー量表示の更新は行わずに、平面アンテナ６による検知に戻る。一方、トナー消費最速時間を経過したと判断した場合は、所定単位、即ち、本実施例ではトナー量の最小表示変化幅である１％でのみトナー量表示を更新する（ステップ７）。
【００６４】
上述の制御による効果を効果を、図９を参照して更に説明する。ここでは、理解を容易とするために、全てのケースで同一パターンをプリントする連続画像形成を行ったものとする。又、図９における時間軸の単位は任意とし、ここでは仮に時間「１」、「２」・・・・とする。
【００６５】
図９のライン（１）は、正常なトナー消費及び正常なトナー表示をしている場合である。先ず、あるプリント時間「１」の時点で検出電圧確定値が１．７５（ｖ）であり、表示トナー量が５０％だったとする。更に画像形成を続けてプリント時間が経過して検出電圧確定値が徐々に大きくなり、プリント時間「２」の時点で検出電圧確定値が１．７７５（ｖ）となり、表示トナー量が４９％になる。更に画像形成を続けると、引き続き、図示の通りに表示トナー量が徐々に減少していく。
【００６６】
次に、従来のトナー量表示方法において、平面アンテナの出力信号にノイズが入った場合について説明する。この場合のトナー量表示の推移の一例を図９のライン（２）に示す。つまり、この場合も、上記の正常な場合と同一パターンをプリントしているので、本来、図９のライン（１）と同じ速度でトナー量表示は変化していく。しかし、例えば、プリント時間「１．５」の時点で平面アンテナ６の出力信号にノイズが混入して、検出電圧確定値が２．０１（ｖ）になったとすると、従来の表示方法ではトナー量表示の更新スピードに制限がないので、その時点でトナー量表示は４０％に急激に変化する。そして、その後ノイズがなくなり、検出電圧確定値が正常に復帰しても、実際にトナーが消費されて正しく検出電圧確定値が２．０１（ｖ）になるプリント時間「１１」に達するまでは、トナー量表示は４０％を維持し続けてしまう。
【００６７】
これに対して、トナー消費最速時間以下でトナー量表示を更新しない本実施例の制御を行う場合は、平面アンテナ６に上記従来例の場合と同様、平面アンテナ６の出力信号にノイズが入ると、トナー量表示は図９のライン（３）の推移を示す。つまり、プリント時間「１．５」の時点で平面アンテナ６の出力信号にノイズが混入し、検出電圧確定値が２．０１（ｖ）になると、トナー量表示を最速の更新速度で更新する。しかし、ノイズの混入は一瞬であるため、更に画像形成を続けてプリント時間「２．５」の時点ではノイズは消えて正常な信号が得られたとする。トナー量確定値が正常に４６％相当になるまで、トナー量の表示値は４６％を維持する。
【００６８】
図９から明らかなように、本実施例の制御では、平面アンテナ６の検出信号をトナー量表示手段３３で表示するデジタル信号に変換し、このデジタル信号を増減どちらか一方向へ所定単位、即ち、本実施例では、最小表示変化幅である１％でのみ更新するので、平面アンテナ６の検出信号にノイズなどの誤情報が入った場合にも、その影響を最小にし、急激にトナー量が減少したような表示が行われることを防止することができる。又、画像形成時間が少なくとも所定時間（トナー消費最速時間）経過しなければトナー量表示を更新しないことで、トナー量表示の更新速度を制限するので、平面アンテナ６の検出信号にノイズなどの誤情報が継続して入るような場合にも、その影響を最小にして、トナー量が急激に減少したような表示が行われることを防止することができる。
【００６９】
以上、本実施例によれば、トナー量の表示値の更新速度に制限を設けることで、平面アンテナ（現像剤量検知手段）６などの誤検知による、実際のトナー量との誤差を小さくすることができる。又、本実施例によれば、トナー量表示の表示値の最小単位で更新できるので、表示値の突然の変化を防止でき、使用者を惑わせずに、常に、より分かり易いトナー量表示を行うことができる効果もある。
【００７０】
尚、上記実施例１では、装置本体に着脱可能なカートリッジは、プロセスカートリッジＢであるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。つまり、例えば、図１０に示すように、現像ローラ２ａ、現像ブレード５、現像剤収容部であるトナー容器４などを備えた現像装置Ｃをユニット化して、装置本体Ａに対して着脱可能なカートリッジ（現像カートリッジ）Ｃとする場合にも、本発明は好適に適用できる。図１０に示すように、現像カートリッジＣは、上述の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から感光ドラム１、帯電手段７、クリーナ８を除いたカートリッジと考えることができる。従って、現像装置構成部及び現像剤量検出装置の構成については上記説明を援用する。
【００７１】
更に、本発明の原理はカートリッジ着脱式とされていない画像形成装置にも当然適用可能であることは、上記説明から明らかである。
【００７２】
本発明は、現像剤残量検知手段によって検出される静電容量と、現像剤残量検知手段の出力に基づき現像剤量検出装置が最終的に検知する検出電圧との増減加関係を、上記実施例のものに何ら限定するものではない。
【００７３】
又、現像剤量の表示は、上述のような数値表示に限定されるものではない。例えば上記最小表示変化幅毎などで設けられた目盛りを、針で指し示すゲージ型表示、伸縮するバーの長さで示す棒グラフ型表示などであってもよい。現像剤量は音声によって報知してもよく、或は記録媒体に記録して出力することも可能である。現像剤量表示とは、これら全てを包含する。
【００７４】
更に、上記実施例では、現像剤残量検知手段として静電容量の測定に基づく平面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されるものではなく、逐次に現像剤量レベルを検知することができ、ノイズなどにより急激に検出結果が変化する虞がある物であれば、同様に本発明を適用することにより、上述と同様の効果を得ることができる。
【００７５】
本発明において、現像剤量を逐次に検知するとは、当初現像剤収容部に収容されている現像剤の量を１００％としたときに、現像剤の量を１００％〜０％までの全領域に亙り逐次に検出することに限定されるものではない。例えば、現像剤収容部内の現像剤の残量が５０％〜０％までの領域に亙り逐次に検知するようにしても良い。ここで、現像剤の残量が０％とは、現像剤が完全に無くなったことのみを意味するものではない。例えば現像剤の残量が０％とは、現像剤収容部内に現像剤が残っていたとしても、所定の画像品質（現像品質）が得られなくなる程度まで現像剤の残量が減ったことも含まれる。
【００７６】
【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、現像剤量検知手段の検出信号に、ノイズなどの誤情報が、例え継続して入った場合であっても、例えば現像剤量が急激に減少したように誤表示するなどの影響を小さくすることができる。これにより、現像剤量検知手段による現像剤量の検知結果に一時的な誤検知があっても、斯かる誤検知結果をそのまま報知せず、現像剤量を随時より正確に報知することができる。
【００７７】
従って、本発明によれば、より分かり易く現像剤量を報知することができ、例えば、画像形成装置本体に着脱可能な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のカートリッジの交換時期（購入時期）を正確に使用者に伝えることができ、白抜け画像などの不良画像の発生を防止し、又現像剤を有効に使用することが可能となる。
【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を装着した画像形成装置の一実施例の概略断面図である。
【図２】図１の画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジの概略断面図である。
【図３】本発明にて使用し得る現像剤量検知手段の一実施例の平面図である。
【図４】本発明に従って構成される現像剤量検出装置のシステムブロック図である。
【図５】トナー量（ｇ）と現像剤量検知手段による検出電圧確定値（ｖ）との関係の一例を示すグラフ図である。
【図６】表示トナー量（％）と現像剤量検知手段による検出電圧確定値（ｖ）との関係の一例を示すグラフ図である。
【図７】図６のグラフの部分拡大図である。
【図８】本発明に従うトナー量決定及び表示プロセスの一実施例を示すフローチャート図である。
【図９】本発明の効果を説明するための表示トナー量（％）とプリント時間の関係の一例を示すグラフ図である。
【図１０】本発明に係る画像形成装置に着脱可能なカートリッジの他の実施例の概略断面図である。
【符号の説明】
１感光ドラム（電子写真感光体）
２ａ現像ローラ（現像手段）
３攪拌手段
４トナー容器（現像剤収容部）
６平面アンテナ（現像剤残量検知手段）
７帯電ローラ（帯電手段）
８ａクリーニングブレード（クリーニング手段）
８ｂクリーニング容器
１２転写ローラ（転写手段）
１３定着手段
２０記憶手段（メモリ）
３１現像剤量検出部
３２演算制御部
３３表示手段
３５画像形成装置本体の記憶手段
５１外部装置
Ａ画像形成装置本体
Ｂプロセスカートリッジ（カートリッジ）
Ｃ現像カートリッジ（カートリッジ）
Ｔトナー（現像剤）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention detects, for example, the remaining amount of developer using an image forming apparatus using an electrophotographic system, a developer remaining amount detecting means disposed in the developer containing portion, and displays the result. The present invention relates to a developer amount detection system, and can be suitably applied to, for example, an image forming apparatus in which a cartridge such as a process cartridge or a developing device formed in a cartridge is detachable from the main body of the image forming apparatus.
[0002]
Here, examples of the electrophotographic image forming apparatus include an electrophotographic copying machine, an electrophotographic printer (for example, an LED printer, a laser beam printer, etc.), an electrophotographic facsimile apparatus, and the like.
[0003]
The cartridge that can be attached to and detached from the electrophotographic image forming apparatus main body includes an electrophotographic photosensitive member, a charging unit that charges the electrophotographic photosensitive member, a developing unit that supplies a developer to the electrophotographic photosensitive member, and a cleaning unit that cleans the electrophotographic photosensitive member. This means that at least one of the cleaning means is configured to be easily detachable from the apparatus main body. In particular, the process cartridge is an electrophotographic photosensitive member and at least one of charging means, developing means, and cleaning means as process means acting on the electrophotographic photosensitive member, and is integrally formed into a cartridge, and this cartridge is formed into an electrophotographic image. The apparatus main body is detachable, or at least the developing means and the electrophotographic photosensitive member are integrally formed into a cartridge, and the cartridge is detachable from the electrophotographic image forming apparatus main body. .
[0004]
[Prior art]
Conventionally, for example, an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a laser beam printer irradiates light corresponding to image information to an electrophotographic photosensitive member (photosensitive member) as an image carrier, and forms a latent image. A developer (toner), which is a recording material, is supplied to the latent image using a developing means to visualize the latent image, and further, the image is transferred from the photosensitive member to a recording material such as recording paper, whereby an image is formed on the recording material. Forming.
[0005]
A developer container which is a developer container is connected to the developing means, and toner is consumed by forming an image. In many cases, the developer container, the developing unit, the photosensitive member, the charging unit, and the like are integrally formed as a process cartridge. Usually, when the developer runs out, the user replaces the process cartridge and then again. An image can be formed.
[0006]
Here, a developer amount detecting means capable of sequentially detecting the remaining amount of developer so that it can be known at any time how much developer that can be used for image formation remains in the process cartridge. It has been proposed to provide a cartridge or an image forming apparatus main body.
[0007]
One method of this developer amount detection means is a planar antenna method. The planar antenna is an electrode pattern having a pair of conductive portions formed in parallel at a predetermined interval. For example, the planar antenna is disposed at a position in contact with the developer on the side of the developer container and is on the surface of the electrode pattern. The amount of developer is detected by utilizing the change in capacitance depending on the presence or absence of the developer. In other words, as the developer in the developer container decreases, the planar antenna is arranged so that the contact area between the developer and the planar antenna decreases, so that the remaining amount of developer in the developer container and the planar antenna are reduced. Correspondence with the capacitance generated between the conductive parts is possible. Thereby, the amount of toner in the developer container can be known at any time by measuring the capacitance of the planar antenna. The capacitance of the planar antenna can be known from a current flowing through the other conductive portion when a constant AC bias is applied to one of the pair of conductive portions.
[0008]
The developer amount detected by the developer amount detecting means is displayed by an external device such as a display means provided in the image forming apparatus main body or a personal computer connected to be communicable with the image forming apparatus so as to notify the user. Display on the provided display means.
[0009]
Unlike warning only that the developer has run out, by detecting the amount of developer sequentially and notifying the user, the user recognizes that the developer is almost exhausted and is a replacement process. Since it is possible to prepare a cartridge or check whether a sufficient amount of developer remains when performing a large amount of printing, it is possible to efficiently perform a printing operation and to use a process cartridge effectively. .
[0010]
The developer amount detection result by such developer detection means varies depending on the state of the developer in the developer container, the accuracy of the developer amount detection means itself, or the like. Sometimes it takes. In such a case, since the user may be confused if the detection result is displayed as it is, the developer amount display may be updated only in the direction in which the developer amount decreases.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, even if the developer amount detecting means capable of sequentially detecting the remaining amount level of the developer is provided, there is a possibility that the display is made as if the developer has rapidly decreased, and the user is confused. This occurs, for example, when noise is mixed into the output signal from the planar antenna and erroneously detected as if the developer has suddenly decreased.
[0012]
If the remaining amount of developer is erroneously detected less than the actual amount of developer, for example, if the display of the amount of developer indicates that there is no developer, the user replaces the process cartridge with a new one. This not only impairs convenience for the user, but actually wastes the developer remaining in the developer container, leading to wasteful use of resources. In addition, since the display of the developer amount has changed abruptly, there is a possibility that the user may misunderstand that the apparatus has failed.
[0013]
In the present invention, the detection result of the developer amount changes abruptly. R The problem that typically occurs is to solve the problems described above.
[0014]
That is, the object of the present invention is generally an image forming apparatus capable of notifying the developer amount more easily. Place Is to provide.
[0015]
Another object of the present invention is to provide an easy-to-understand information about the amount of developer, and to accurately use the replacement time (purchase time) of a cartridge such as a process cartridge that can be attached to and detached from the main body of the image forming apparatus or a developing device formed into a cartridge. An image forming apparatus that can prevent a defective image such as a white-out image from being generated and can effectively use a developer. Place Is to provide.
[0016]
Another object of the present invention is to display erroneously as if, for example, the developer amount has decreased rapidly, even if erroneous information such as noise is continuously input into the detection signal of the developer amount detection means. Image forming device that can reduce the effect of Place Is to provide.
[0017]
Another object of the present invention is that even if there is a temporary erroneous detection in the detection result of the developer amount by the developer amount detection means, the erroneous detection result is not reported as it is, and the developer amount is more accurately determined as needed. Image forming device capable of notification Place Is to provide.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by the image forming apparatus according to the present invention. In place Achieved. In summary, according to the present invention, a developer accommodating portion for accommodating a developer for developing a latent image formed on an image carrier, and a signal corresponding to the amount of developer in the developer accommodating portion are sequentially provided. A developer amount detecting means capable of outputting, and a detection signal from the developer amount detecting means On the basis of the , Developer amount of display Used for display value In one direction Width of change Update control only with Control unit And have In the image forming apparatus, the control unit consumes the developer amount corresponding to the predetermined change width when the image forming apparatus consumes the developer in the developer container. Until the time has elapsed, the display value update control is not performed. An image forming apparatus characterized by the above.
[0020]
In the present invention, usually, the display for displaying the developer amount. value Is digital value It is. Further, according to one embodiment of the present invention, the display for displaying the developer amount is performed. value Is a digital to express the developer amount in 100% (%) value It is.
[0021]
According to one embodiment of the present invention, the image forming apparatus further includes: Display value Display means to display Have The According to another embodiment, Display the displayed value It can communicate with a device having a display means. Ru .
[0022]
In the present invention, as the developer amount detecting means, one that outputs an electrical signal corresponding to the capacitance generated between the electrodes depending on the amount of the developer existing between the pair of electrodes can be used. According to one embodiment of the present invention, the developer amount detecting means has a pair of electrodes on the input side and the output side formed on the same plane in parallel with a predetermined interval, and the static electricity between the electrodes is fixed. An electric signal corresponding to the electric capacity is output.
[0023]
According to one embodiment of the present invention, at least the developer accommodating portion and the developer amount detecting means provided in the developer accommodating portion are cartridges that are detachable from the image forming apparatus main body. According to another embodiment, the cartridge further comprises an electrophotographic photosensitive member, a charging means for charging the electrophotographic photosensitive member, a developing means for supplying a developer to the electrophotographic photosensitive member, and the electronic At least one of cleaning means for cleaning the photographic photosensitive member is included.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an image forming apparatus according to the present invention will be described. Place This will be described in more detail with reference to the drawings.
[0026]
Example 1
An embodiment of the image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. The image forming apparatus 100 according to the present embodiment receives image information from an external device such as a host computer or a network, and outputs an image on a recording material such as a recording sheet or an OHP sheet by an electrophotographic image forming process in accordance with the information. It is said that it is a laser beam printer. Further, the image forming apparatus 100 of this embodiment is configured such that the process cartridge B can be attached to and detached from the apparatus main body A and replaced.
[0027]
The process cartridge B is a drum-shaped electrophotographic photosensitive member (photosensitive drum) 1, a charging unit 7 for uniformly charging the surface of the photosensitive drum 1, and a roller shape as a developing unit disposed opposite to the photosensitive drum 1. The developer container 4 which is a developer container connected to the developer carrying member (developing roller) 2a and the developer regulating member 5, and the waste toner removed from the photosensitive drum 1 by the cleaning means 8a and the cleaning means 8a. The waste developer container 8b to be accommodated is integrally formed. The process cartridge B is provided with a storage means 20. The process cartridge B is detachably mounted on the apparatus main body A via the mounting means 15 provided on the apparatus main body A.
[0028]
In the apparatus main body A of the laser beam printer 100 to which the process cartridge B is mounted, a laser scanner 11 as an exposure means for irradiating a laser beam L corresponding to image information is provided above the process cartridge B and is exposed below. A transfer means 12 facing the drum 1 is provided. In the above configuration, image formation is performed as follows.
[0029]
First, the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged by the charging unit 7. Next, the surface is scanned and exposed with a laser beam L emitted from the laser scanner 11, and an electrostatic latent image corresponding to target image information is formed on the photosensitive drum 1. The electrostatic latent image is visualized as a so-called toner image with the developer T in the developer container 4 attached thereto by the action of the developing roller 2a and the like.
[0030]
That is, in the present embodiment, the developing device C stores the developer in the developer container (toner container) 4 as the developer storage unit. In this embodiment, an insulating magnetic one-component toner is used as a developer. In this embodiment, it is assumed that the toner is black. A portion of the developing device C facing the photosensitive drum 1 is opened along the longitudinal direction of the photosensitive drum 1, and a developing roller 2a that is rotatable in the direction of the arrow in the figure as a developing unit is disposed in the opening. Has been. The developing roller 2a has a fixed magnet roll 2b as a magnetic field generating means. Further, the toner container 4 is provided with a stirring means 3, which rotates in the direction of the arrow in the drawing, so that the toner T is loosened and supplied to the developing roller 2a.
[0031]
When the magnetic toner T carried on the developing roller 2a by the magnetic field of the magnet roll 2b passes through the contact portion between the elastic blade 5 as the developer regulating member and the developing roller 2a, the layer thickness thereof is regulated. At the same time, a predetermined charged charge is applied. The toner conveyed to the portion (developing portion) facing the photosensitive drum 1 by the rotation of the developing roller 2a is exposed to the electrostatic latent image by applying a predetermined developing bias to the developing roller 2a. Transfer to drum 1. Normally, a developing bias in which a DC voltage is superimposed on an AC voltage is applied to the developing roller 2a.
[0032]
On the other hand, the recording material P set on the recording paper tray 4 serving as a recording material container is synchronized with the toner image on the photosensitive drum 1 by recording material conveying means such as a pickup roller 10a, a conveying roller pair 10b, and a registration roller 10c. Is taken and conveyed to the transfer section.
[0033]
In this way, the toner image on the photosensitive drum 1 is transferred to the recording material P by applying a transfer electric field to the transfer roller 12 as transfer means. Further, the recording material P is sent to the fixing unit 13 by the conveying unit 10d. The fixing unit 13 sandwiches and conveys the recording material P by the fixing roller 13a provided with the heating unit 13a and the driving roller 13c, and fixes the unfixed toner image on the recording material P by heat and pressure.
[0034]
The recording material P on which the image is formed in this manner is discharged to a paper discharge unit 14 provided outside the apparatus main body A by a recording material conveying means such as a discharge roller pair 10e.
[0035]
Further, the surface of the photosensitive drum 1 after the toner image is transferred onto the recording material P is cleaned by a cleaner 8. That is, the cleaner 8 removes the toner remaining on the photosensitive drum 1 by the cleaning blade 8a as a cleaning means, and collects it in the waste developer container 8b.
[0036]
Next, the developer amount detection apparatus in this embodiment will be described. The image forming apparatus 100 according to the present exemplary embodiment includes a developer amount detection device that can sequentially detect the amount according to consumption of the developer and notify the user.
[0037]
In the present embodiment, a planar antenna 6 that is a developer amount detecting means as shown in FIG. 3 is provided in the toner container 4. The planar antenna 6 is disposed on one side surface inside the toner container 4 as shown in FIGS.
[0038]
As the planar antenna 6, an antenna in which a conductor pattern composed of a pair of electrodes 21 and 22 is formed on an ordinary printed board 24 by etching or printing can be used. In this embodiment, an insulating protective film is formed on the surface of the planar antenna 6 in order to protect this circuit pattern (electrode pattern).
[0039]
The electrode pattern of the planar antenna 6 may be set as appropriate. In this embodiment, the distance G between the electrodes 21 and 22 and the width W of the electrodes 21 and 22 are set to 300 μm. When 24 Vpp and 50 KHz are applied as the AC bias between the electrodes 21 and 22, a capacitance value different from 20 pF when the toner is not touching the flat antenna 6 and 40 pF when the toner is touching the entire surface of the flat antenna is observed. The
[0040]
By disposing the planar antenna 6 on the side surface in the toner container 4, the contact area between the toner T and the planar antenna 6 decreases as the toner T in the toner container 4 decreases. Thereby, the amount of toner T in the toner container 4 can be known at any time by observing the capacitance between the electrodes 21 and 22 of the planar antenna 6.
[0041]
On the other hand, as shown in FIG. 1, the toner container 4 is provided with stirring means 3 that rotates in the direction of the arrow. The stirring means 3 includes a blade portion 3a and a shaft portion 3b. In this embodiment, the shaft portion 3b passes through a hole 23 provided substantially at the center of the planar antenna 6 and is supported by the toner container 4. . As the stirring means 3 rotates, as described above, the toner T in the toner container 4 is supplied to the developing roller 2a while being loosened.
[0042]
In this embodiment, the planar antenna wiping member 3 c is provided at the end of the stirring means 3 on the planar antenna 6 side, and the surface of the planar antenna 6 is wiped as the stirring means 3 rotates. For the antenna wiping member, the longitudinal length of the wing part 3a of the stirring means 3 which is usually made of resin such as PET is lengthened so as to abut against the planar antenna 6, or separately from the wing part 3a, the shaft It can be formed by bringing a sheet made of resin such as PET fixed to the portion 3 b into contact with the planar antenna 6.
[0043]
The planar antenna wiping member 3c is provided because the toner may remain on the surface of the planar antenna 6 even when the toner T in the toner container 4 is reduced, and the amount of toner may be measured.
[0044]
Thus, if the structure which cleans the surface of the planar antenna 6 with rotation of the stirring means 3 is taken, the output from the planar antenna 6 will fluctuate with the rotation period of the stirring means 3. Therefore, statistical processing is performed on the measurement results of a plurality of times, for example, taking an average value, and the toner amount is determined based on the result.
[0045]
As in this embodiment, the toner container 4 as the developer container and the planar antenna 6 that can sequentially detect the amount of toner in the toner container 4 are both configured in the process cartridge B, thereby improving the accuracy of each other. Thus, the toner amount can be obtained with higher accuracy.
[0046]
FIG. 4 is a control block diagram for detecting the amount of toner in the process cartridge B in this embodiment. A predetermined AC bias is applied to the planar antenna 6 from the bias generating means 34. As a result, a current corresponding to the capacitance corresponding to the amount of toner covering the surface of the planar antenna 6 is generated as described above. This current is converted into a voltage value by the developer amount detector 31. The detected voltage value is converted into a digital value by, for example, an analog / digital conversion means (analog / digital conversion port) provided in the calculation control unit 32 and input to the calculation control unit 32. This detected voltage value is temporarily stored in the storage means 35 via the calculation control unit 32, and when this reaches a predetermined number of data, the calculation control unit 32 performs statistical processing as described above.
[0047]
FIG. 5 shows an example of the relationship between the toner amount and the determined value (detected voltage determined value) after statistically processing the output of the planar antenna 6. The process cartridge B is initially filled with 550 g of toner. At that time, the output of the planar antenna 6 is 0.5 v. The toner amount and the output value are approximately proportional to each other. When the toner amount is 50 g, the output of the planar antenna 6 is 3.0v. When the toner amount is reduced to 50 g or less, the toner no longer comes into contact with the planar antenna 6 and the output of the planar antenna 6 does not change.
[0048]
In the configuration of this embodiment, when the toner amount is 50 g or less, the toner supply to the developing roller 2a becomes insufficient, a part of the output image is not formed, a so-called white-out image is generated, and the like. A quality image may not be formed. Therefore, in order to maintain a good image, it is considered that the toner has run out at this point.
[0049]
The amount of toner expressed in terms of weight as described above is usually difficult for the user to know when the remaining amount of toner is sequentially notified. Therefore, in this embodiment, the toner amount is displayed by converting it to 100%, where 100% is unused and the toner amount is 0% when the image is defective due to insufficient toner amount.
[0050]
For example, consider a case where the detection voltage definite value is 1.76 (v) and the display toner amount is 50%. Since the toner is gradually consumed, the detection voltage determination value also gradually increases. Then, when the toner amount fixed value becomes 1.775 (v), the display toner amount is changed from 50% to 49%. FIG. 6 shows the relationship between the detection voltage fixed value and the display toner amount. FIG. 7 is a partially enlarged view of the relationship of FIG.
[0051]
In the present embodiment, the relationship between the output fixed value of the planar antenna 6 and the display toner amount by 100 percent is stored in the storage means 35 provided in the apparatus main body A as a table or an arithmetic expression. When the output value of the planar antenna 6 is obtained, after the above-described statistical processing, the arithmetic control unit 32 converts it into a display toner amount at a 100-percentage according to this relationship table or expression as a conversion means. Then, a signal (digital signal) for displaying the display toner amount is displayed on the display means 33 provided in the apparatus main body A, an external system connected to be communicable with the apparatus main body A, or an external device 51 such as a network. Send.
[0052]
Further, the process cartridge B is provided with a storage means 20. As the storage means 20, a normal electronic storage element (memory) such as a non-volatile memory, a combination of a volatile memory and a backup battery can be used without particular limitation. When the process cartridge B is attached to the apparatus main body A, the storage means 20 can communicate with the arithmetic control unit 32 of the apparatus main body, and information can be read from and written to the storage means 20. The toner amount information detected as described above can be stored in the storage unit 20 provided in the process cartridge B at any time. As a result, for example, immediately after the apparatus power is turned on, or immediately after a plurality of process cartridges B are mounted for replacement use in the apparatus main body A, the final amount of toner can be determined based on this information. The detected toner amount can be displayed.
[0053]
On the other hand, if noise is included in the output signal of the planar antenna 6, the displayed toner amount may change abruptly even if the toner amount is determined by statistically processing the measurement results obtained a plurality of times as described above.
[0054]
For example, consider a case in which noise is generated in the output signal of the planar antenna 6 when the detection voltage fixed value is originally 1.76 (v), so that the detection voltage fixed value is 2.01 (v). . In this case, the conventional display toner amount is 50%, but it is 40%. In this way, the actual toner amount does not change abruptly, and is clearly an abnormality in the developer detection result, which may confuse the user.
[0055]
Therefore, in this embodiment, a limit is set for the change speed (update speed) of the display value of the display toner amount, and the above-described sudden change of the output signal of the planar antenna 6 that cannot be performed normally is as follows. The toner amount display value is configured not to change abruptly.
[0056]
Here, the change rate (update rate) of the display value of the display toner amount is the rate at which the change amount 1% of the toner amount display is updated. In this embodiment, since the toner amount is displayed in 1% increments as the minimum display change width, the change rate of the toner amount display value is the speed at which the minimum display change width is updated.
[0057]
The slowest display value change speed is when an entire white image is output, that is, when toner is not consumed. The fastest change speed is when the image of the entire surface black (when the toner is black) is continuously output, that is, when the toner is consumed most. In the former case, the toner amount display remains as it is and the display value is not updated. That is, there cannot be a change speed that is slower than this, that is, a change in which the toner amount increases. In the latter case, the image forming time required for the toner amount to change by 1% when the entire black image is output is determined by, for example, how many sheets or how many seconds the image is formed and the specifications and configuration of the apparatus. That is, there is no faster change speed in the apparatus, that is, no faster toner consumption.
[0058]
Therefore, in this embodiment, when the entire black image is continuously output, 1% of the toner is consumed when the image forming time required for the toner amount to change by 1%, that is, when the toner consumption speed is the fastest. However, the shortest time (hereinafter referred to as “the fastest toner consumption time”) is stored. In this embodiment, the arithmetic control unit 32 reads the stored maximum toner consumption time and does not update the display value of the toner amount at least unless the maximum toner consumption time elapses. As described above, in one update of the toner amount display, the toner amount display is updated only in a predetermined unit, that is, in this embodiment only with 1% which is the minimum display change width, and at least the toner consumption fastest time If it has not passed, the toner amount display is not updated. As a result, the update rate of the toner amount display can be limited.
[0059]
The toner consumption fastest time information can be stored in the recording unit 20 provided in the process cartridge B or the storage unit 35 provided in the apparatus main body A. Although it is not limited, for example, if the storage means 20 of each process cartridge B is stored at the time of manufacture or shipment, control according to the configuration of the individual process cartridge B becomes possible. Further, the toner consumption fastest time information is not necessarily the time information itself. It may be the number of images formed that can represent the fastest toner consumption time, or the number of times of driving (rotation number) of an arbitrary driving unit in the apparatus such as the photosensitive drum 1.
[0060]
In this embodiment, the change direction of the display toner amount is constant, and the display value is limited so as not to change in the direction in which the toner amount increases.
[0061]
With reference to the flowchart of FIG. 8, the procedure for displaying the toner amount in this embodiment will be described.
[0062]
Toner amount measurement of At the start, detection by the planar antenna 6 is executed (step 1). Then, it is determined whether or not a predetermined number of measurement values set in advance have been obtained (step 2), and if obtained, the detected value is subjected to statistical processing to determine the detected voltage value (step 3). . The detected voltage determined value obtained by the statistical processing is converted into a display toner amount by performing a comparison operation with the relationship between the toner amount and the detected voltage determined value set in advance as a table or an expression (step 4). Next, based on the calculated display toner amount, it is determined whether or not the toner amount display needs to be updated (step 5). If not necessary, the process returns to the detection by the planar antenna 6.
[0063]
On the other hand, if it is determined in step 5 that the toner amount display needs to be updated, it is determined whether or not the image forming time has passed a predetermined time, that is, the fastest toner consumption time (step 6). If it is determined that the fastest toner consumption time has not elapsed, the toner amount display is not updated, and the process returns to the detection by the planar antenna 6. On the other hand, if it is determined that the fastest toner consumption time has elapsed, the toner amount display is updated only in a predetermined unit, that is, 1% which is the minimum display change width of the toner amount in this embodiment (step 7).
[0064]
The effect of the above control will be further described with reference to FIG. Here, in order to facilitate understanding, it is assumed that continuous image formation for printing the same pattern in all cases is performed. Further, the unit of the time axis in FIG. 9 is arbitrary, and here, the time is “1”, “2”,.
[0065]
Line (1) in FIG. 9 is a case where normal toner consumption and normal toner display are performed. First, it is assumed that at a certain printing time “1”, the detected voltage fixed value is 1.75 (v) and the display toner amount is 50%. Further, when the printing time elapses after the image formation continues, the detection voltage fixed value gradually increases, and at the time of the printing time “2”, the detection voltage fixed value becomes 1.775 (v), and the display toner amount becomes 49%. Become. If the image formation is further continued, the display toner amount gradually decreases as shown in the figure.
[0066]
Next, the case where noise is included in the output signal of the planar antenna in the conventional toner amount display method will be described. An example of the transition of the toner amount display in this case is shown in line (2) in FIG. That is, also in this case, since the same pattern is printed as in the normal case, the toner amount display changes at the same speed as the line (1) in FIG. However, for example, if noise is mixed in the output signal of the planar antenna 6 at the time of the printing time “1.5” and the detection voltage fixed value becomes 2.01 (v), the amount of toner in the conventional display method is Since the display update speed is not limited, the toner amount display changes rapidly to 40% at that time. After that, even if the noise disappears and the detection voltage fixed value returns to normal, the toner is actually consumed and until the print time “11” at which the detection voltage fixed value becomes 2.01 (v) is reached correctly. The toner amount display continues to be maintained at 40%.
[0067]
On the other hand, in the case of performing the control of this embodiment in which the toner amount display is not updated below the toner consumption fastest time, if the noise is input to the output signal of the planar antenna 6 as in the above-described conventional example. The toner amount display shows the transition of the line (3) in FIG. That is, when noise is mixed in the output signal of the planar antenna 6 at the printing time “1.5” and the detection voltage fixed value becomes 2.01 (v), the toner amount display is updated at the fastest update speed. However, since noise is mixed for a moment, it is assumed that the noise disappears and a normal signal is obtained when the image formation is continued and the printing time is “2.5”. The display value of the toner amount is maintained at 46% until the toner amount fixed value is normally equivalent to 46%.
[0068]
As apparent from FIG. 9, in the control of this embodiment, the detection signal of the planar antenna 6 is converted into a digital signal to be displayed by the toner amount display means 33, and this digital signal is increased or decreased in a predetermined unit, that is, in one direction. In this embodiment, since the update is performed only at the minimum display change width of 1%, even if erroneous information such as noise is included in the detection signal of the planar antenna 6, the influence is minimized, and the toner amount rapidly increases. It is possible to prevent display that has been reduced. Further, since the toner amount display is not updated unless the image forming time has passed at least a predetermined time (the fastest toner consumption time), the update rate of the toner amount display is limited. Even when information is continuously input, it is possible to minimize the influence and prevent a display in which the toner amount is rapidly decreased.
[0069]
As described above, according to this embodiment, by limiting the update speed of the display value of the toner amount, an error from the actual toner amount due to erroneous detection of the planar antenna (developer amount detection means) 6 or the like is reduced. be able to. Further, according to the present embodiment, since the toner value display value can be updated in the minimum unit, the sudden change of the display value can be prevented, and a more easily understandable toner amount display is always provided without disturbing the user. There is also an effect that can be performed.
[0070]
In the first embodiment, the cartridge that can be attached to and detached from the apparatus main body has been described as the process cartridge B. However, the present invention is not limited to this. That is, for example, as shown in FIG. 10, a developing device C including a developing roller 2a, a developing blade 5, a toner container 4 that is a developer container, and the like is unitized and is a cartridge that can be attached to and detached from the apparatus main body A. The present invention can also be suitably applied to the case of (developing cartridge) C. As shown in FIG. 10, the developing cartridge C is a unit obtained by unitizing the developing device component of the process cartridge B described above, that is, a cartridge obtained by removing the photosensitive drum 1, the charging means 7, and the cleaner 8 from the process cartridge B. Can be considered. Therefore, the above description is used for the configurations of the developing device constituent unit and the developer amount detecting device.
[0071]
Further, it is apparent from the above description that the principle of the present invention can be naturally applied to an image forming apparatus that is not detachable from the cartridge.
[0072]
In the present invention, the increase / decrease relationship between the capacitance detected by the developer remaining amount detecting means and the detection voltage finally detected by the developer amount detecting device based on the output of the developer remaining amount detecting means is described above. The present invention is not limited to the examples.
[0073]
Further, the display of the developer amount is not limited to the numerical display as described above. For example, the scale provided for each minimum display change width or the like may be a gauge type display indicated by a needle, a bar graph type display indicated by the length of an expanding / contracting bar, or the like. The amount of developer may be notified by voice, or may be recorded on a recording medium and output. The developer amount display includes all of them.
[0074]
Further, in the above embodiment, the planar antenna system based on the capacitance measurement is used as the developer remaining amount detecting means, but the present invention is not limited to the developer remaining amount detecting means of this system, If the developer amount level can be detected sequentially and the detection result may change abruptly due to noise or the like, the same effect as described above can be obtained by applying the present invention in the same manner. it can.
[0075]
In the present invention, the sequential detection of the developer amount means that the entire amount of developer is 100% to 0% when the amount of developer initially stored in the developer storage portion is 100%. However, the detection is not limited to sequential detection. For example, the remaining amount of developer in the developer container may be detected sequentially over an area where the remaining amount is 50% to 0%. Here, the remaining amount of the developer of 0% does not mean that the developer has completely disappeared. For example, when the remaining amount of developer is 0%, even if the developer remains in the developer accommodating portion, the remaining amount of developer has decreased to such an extent that predetermined image quality (development quality) cannot be obtained. included.
[0076]
【The invention's effect】
As explained above, the present invention of Image forming equipment In place According to this, even if erroneous information such as noise is continuously input to the detection signal of the developer amount detection means, for example, the effect of erroneous display such as a rapid decrease in the developer amount is caused. Can be small. Thereby, even if there is a temporary erroneous detection in the detection result of the developer amount by the developer amount detection means, it is possible to notify the developer amount more accurately as needed without notifying the erroneous detection result as it is. .
[0077]
Therefore, according to the present invention, the developer amount can be notified more easily. For example, the replacement time (purchase time) of a cartridge such as a process cartridge that can be attached to and detached from the main body of the image forming apparatus or a developing device formed into a cartridge. Can be accurately transmitted to the user, the occurrence of a defective image such as a blank image can be prevented, and the developer can be used effectively.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of an image forming apparatus equipped with a process cartridge according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a process cartridge that can be attached to and detached from the image forming apparatus of FIG.
FIG. 3 is a plan view of an embodiment of a developer amount detecting means that can be used in the present invention.
FIG. 4 is a system block diagram of a developer amount detection apparatus configured according to the present invention.
FIG. 5 is a graph illustrating an example of a relationship between a toner amount (g) and a voltage determination value (v) detected by a developer amount detection unit.
FIG. 6 is a graph showing an example of a relationship between a display toner amount (%) and a voltage determination value (v) detected by a developer amount detection unit.
7 is a partially enlarged view of the graph of FIG.
FIG. 8 is a flowchart illustrating one embodiment of a toner amount determination and display process according to the present invention.
FIG. 9 is a graph showing an example of the relationship between the display toner amount (%) and the print time for explaining the effect of the present invention.
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of another embodiment of a cartridge that can be attached to and detached from the image forming apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Photosensitive drum (electrophotographic photosensitive member)
2a Developing roller (developing means)
3 Stirring means
4 Toner container (developer container)
6 Planar antenna (developer remaining amount detection means)
7 Charging roller (charging means)
8a Cleaning blade (cleaning means)
8b Cleaning container
12 Transfer roller (transfer means)
13 Fixing means
20 Storage means (memory)
31 Developer amount detector
32 Calculation control unit
33 Display means
35 Storage means of image forming apparatus main body
51 External device
A Image forming device body
B Process cartridge (cartridge)
C Development cartridge (cartridge)
T Toner (Developer)

Claims

A developer accommodating portion for accommodating a developer for developing a latent image formed on the image carrier, and a developer amount detecting means capable of sequentially outputting a signal corresponding to the developer amount in the developer accommodating portion. If, based on the detection signal from said developer amount detecting means, an image forming apparatus which have a, and a control unit which only update control with a predetermined variation width in one direction the display value to be used for displaying the developer amount, When the image forming apparatus consumes the developer in the developer container, the control unit displays the display until the shortest time required to consume the developer amount corresponding to the predetermined change width elapses. An image forming apparatus characterized by not performing value update control .

The image forming apparatus according to claim 1 , wherein the display value for displaying the developer amount is a digital value .

3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the display value for displaying the developer amount is a digital value for representing the developer amount in 100% (%). 4.

Furthermore, the image forming apparatus according to any one of claims 1-3, characterized in Rukoto to have a display means for displaying the display values.

The image forming apparatus according to any one of claims 1-4, characterized in that Ru communicable der the device having a display means for displaying the display values.

It said developer amount detecting means, any one of claims 1-5, characterized in that outputs an electric signal corresponding to the capacitance occurring between the electrodes by the amount of the developer existing between the pair of electrodes The image forming apparatus according to the item.

The developer amount detecting means has a pair of electrodes on the input side and output side formed on the same plane in parallel with a predetermined interval, and outputs an electric signal corresponding to the capacitance between the electrodes. The image forming apparatus according to claim 6 .

At least the developer container, the said developer amount detecting means provided in the developer accommodating portion, any claim 1-7, characterized in that the freely cartridge detachably attached to the image forming apparatus main body The image forming apparatus according to any one of the items.

The cartridge further includes: an electrophotographic photosensitive member; a charging unit that charges the electrophotographic photosensitive member; a developing unit that supplies a developer to the electrophotographic photosensitive member; and a cleaning unit that cleans the electrophotographic photosensitive member. The image forming apparatus according to claim 8, comprising at least one.