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JP2001215785A - 画像形成装置及びこの画像形成装置に着脱可能なカートリッジ - Google Patents

画像形成装置及びこの画像形成装置に着脱可能なカートリッジ

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Publication number
JP2001215785A
JP2001215785A JP2000024053A JP2000024053A JP2001215785A JP 2001215785 A JP2001215785 A JP 2001215785A JP 2000024053 A JP2000024053 A JP 2000024053A JP 2000024053 A JP2000024053 A JP 2000024053A JP 2001215785 A JP2001215785 A JP 2001215785A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
developer
cartridge
remaining amount
image forming
detecting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000024053A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhisa Daiho
靖尚 大朋
Takashi Hibi
隆 日比
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2000024053A priority Critical patent/JP2001215785A/ja
Priority to US09/771,570 priority patent/US6621989B2/en
Publication of JP2001215785A publication Critical patent/JP2001215785A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像剤残量検知部材のばらつき、更には、画
像形成装置本体、或いは、画像形成装置本体に装着され
るカートリッジのばらつきに起因した現像剤残量検出値
のばらつきを考慮して、正確に現像装置内の現像剤残量
を検出し、適切なカートリッジ交換時期を示し、現像剤
なしで白抜けた不具合画像及び無駄を無くした画像形成
装置及び画像形成装置に着脱自在なカートリッジを提供
する。 【解決手段】 カートリッジＢが新品であることを新品
検知手段３４により検知したときに、現像剤残量検出手
段３０により読みとった検出値を記憶手段３１に記憶さ
せ、記憶手段３１に記憶された検出値に応じて現像剤残
量検出手段３０からの検出値を補正手段３５によって補
正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般には、電子写
真方式により像担持体に静電潜像を形成し、この静電潜
像を現像装置に収容した現像剤にて顕像化する画像形成
装置に関し、特に、現像剤収納容器に収容した現像剤の
残量を逐次検知することのできる現像剤残量検知部材を
備えた現像剤量検出装置を有する画像形成装置、更に
は、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
装置などに関するものである。
【０００２】ここで電子写真画像形成装置としては、例
えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えば、Ｌ
ＥＤプリンタ、レーザービームプリンタ等）、電子写真
ファクシミリ装置等が含まれる。
【０００３】又、プロセスカートリッジとは、帯電手
段、現像手段及びクリーニング手段の少なくとも一つ
と、電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、こ
のカートリッジを電子写真画像形成装置本体に対して着
脱可能とするものであるか、又は、少なくとも現像手段
と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、この
カートリッジを電子写真画像形成装置本体に対して着脱
可能とするものをいう。
【０００４】
【従来の技術】電子写真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としての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にて現像剤を供給し
て顕像化し、更に感光体から記録紙へ画像を転写するこ
とで記録紙上に画像を形成している。
【０００５】現像手段には現像剤収納部が設けてあり、
画像を形成することで現像剤収納部内の現像剤は消費さ
れていく。
【０００６】従来、このような電子写真画像形成プロセ
スを用いた画像形成装置において、電子写真感光体及び
電子写真感光体に作用するプロセス手段、即ち、帯電手
段、現像手段などを一体的にカートリッジ化して、この
カートリッジを電子写真画像形成装置本体に着脱可能と
するプロセスカートリッジ方式が採用されている。この
プロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナン
スをサービスマンによらずにユーザー自身で行うことが
できるので、格段に操作性を向上させることができる。
そこでこのプロセスカートリッジ方式は、電子写真画像
形成装置において広く用いられている。
【０００７】このようなプロセスカートリッジ方式の電
子写真画像形成装置では、現像剤がなくなったらカート
リッジを交換することで再び画像を形成することができ
るが、カートリッジの交換はユーザー自身が行わなけれ
ばならず、そのために、現像剤が消費された場合にユー
ザーに報知する手段、即ち、現像剤量検出装置が必要と
なる。
【０００８】現像剤量検出装置は、カートリッジ内の画
像形成に供することができる現像剤がどれくらい残って
いるかを随時知ることを可能とするために、現像剤残量
レベルを検知できる現像剤残量検知部材をカートリッジ
又は画像形成装置本体に設けている。
【０００９】この現像剤残量検知部材の一方式として、
フラットアンテナ方式がある。 平面アンテナは、図３
に示すように、基板２１に一対の導電パターン２２、２
３を所定の間隔で形成したもので、これを、例えば、現
像剤収納容器側面の現像剤と接する位置に配置し、現像
剤収納容器内の現像剤が減少するに従い、現像剤と平面
アンテナ２０との接触面積が減少するようにしたもので
ある。
【００１０】現像剤の消費によりこの導電パターン表面
と現像剤との接触面積が変化することで静電容量が変化
し、これにより、容器内現像剤残量と平面アンテナの静
電容量の対応づけが可能になり、平面アンテナの静電容
量を測定することにより随時容器内現像剤残量を知るこ
とができる。
【００１１】平面アンテナ２０の静電容量は、一対の導
電部２２、２３の一方に一定の交流バイアスを印加し、
その際にもう一方の導電部に流れる電流から知ることが
できる。
【００１２】実際には、現像剤収納容器内の現像剤が徐
々に減っても、平面アンテナ２０の表面にわずかに付着
して残る現像剤があるので、現像剤収納容器内に設けら
れた攪拌部材にアンテナ清掃部材を取付け、撹拌部材の
回転に伴い平面アンテナ表面を清掃することが行われて
いる。
【００１３】しかしながら、このようにアンテナ表面を
清掃することによって、平面アンテナ２０の出力は清掃
部材がアンテナ表面を清掃する周期で変動してしまう。
そこで、その周期に応じて平均値をとったり、最小値を
選んだりするなどの統計的処理をして、現像剤残量レベ
ルを確定している。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような現像剤残量を検知できる現像剤残量検知部材２０
が備えられていても、現像剤残量検知部材により検出し
た値と現像装置内に残っている現像剤量を正確に検出で
きないことがある。
【００１５】例えば、上記平面アンテナ２０の静電容量
は電極の位置関係で現像剤がない場合でも静電容量の絶
対値は電極間が近ければ大きくなり、電極間が遠ければ
小さくなるように両者間の位置関係で左右される。つま
り、予め設定された静電容量値だけで、現像剤残量検知
を行った場合、実際に残っている現像剤量とは大きくか
け離れてしまうことが発生してしまう場合が出てくる。
また、プロセスカートリッジの要因のみならず、画像形
成装置本体によっても、検知される静電容量値が異なる
場合がある。
【００１６】従って、従来は現像剤満杯時（フル時）の
検出値が初期設定（想定）していた値より静電容量が大
きかった場合、実際の現像剤残量より多く見積もってし
まい、警告前に現像剤がなくなり白抜け画像が発生して
しまうことが出てくる。逆に、現像剤フル時の検出値が
初期設定（想定）していた値より静電容量が小さかった
場合、実際の現像剤残量より小さく見積もってしまい、
現像装置内には多くの現像剤が残っているにもかかわら
ず、現像剤なし警告を発してしまうことが出てきて、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う。
【００１７】本発明は、斯かる画像形成装置及び画像形
成装置に着脱可能なカートリッジの更なる改良に関する
ものである。
【００１８】つまり、本発明の主たる目的は、現像剤残
量検知部材のばらつき、更には、画像形成装置本体、或
いは、画像形成装置本体に装着されるカートリッジのば
らつきに起因した現像剤残量検出値のばらつきを考慮し
て、正確に現像装置内の現像剤残量を検出し、適切なカ
ートリッジ交換時期を示し、現像剤なしで白抜けた不具
合画像及び無駄を無くした画像形成装置及び画像形成装
置に着脱自在なカートリッジを提供することである。
【００１９】本発明の他の目的は、カートリッジに記憶
手段を設け、この記憶手段に記憶された検出値により逐
次に検出される検出値を校正することによりより精度の
高い現像剤残量検知を行なうことのできる画像形成装置
及び画像形成装置に着脱自在なカートリッジを提供する
ことである。
【００２０】本発明の他の目的は、現像剤残量検知補正
の基準となる現像剤量満杯時に現像剤残量の誤検知を防
ぐことができ、現像剤残量のより正確な検知を行なうこ
とができ、現像剤残量検知部材のばらつき、更には、画
像形成装置本体、或いは、画像形成装置本体に装着され
るカートリッジのばらつきに起因した現像剤残量検出値
のばらつきを考慮したより精度の高い現像剤残量検知を
行なうことのできる画像形成装置及び画像形成装置に着
脱自在なカートリッジを提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】上記諸目的は、本発明に
係る画像形成装置及び画像形成装置に着脱可能なカート
リッジにて達成される。
【００２２】第１の本発明によると、現像剤収納容器
と、現像剤収納容器内の現像剤残量を満杯時から逐次検
知する現像剤残量検知部材の検出値を記憶する記憶手段
と、を有するカートリッジが着脱自在とされた画像形成
装置において、前記カートリッジが新品であることを識
別可能である新品識別手段と、前記現像剤残量検知部材
より検出値を検出する現像剤残量検出手段と、前記現像
剤残量検出手段からの前記検出値を補正する補正手段
と、前記カートリッジが新品であることを検知する新品
検知手段と、を有し、前記カートリッジが新品であるこ
とを前記新品検知手段により検知したときに、前記現像
剤残量検出手段により読みとった検出値を前記記憶手段
に記憶させ、前記記憶手段に記憶された検出値に応じて
前記現像剤残量検出手段からの前記検出値を前記補正手
段によって補正することを特徴とする画像形成装置が提
供される。
【００２３】第２の本発明によると、現像剤収納容器
と、現像剤収納容器内の現像剤残量を満杯時から逐次検
知する現像剤残量検知部材の検出値を記憶する記憶手段
と、を有するカートリッジが着脱自在とされた画像形成
装置において、前記カートリッジが新品であることを識
別可能である新品識別手段と、前記現像剤残量検知部材
より検出値を検出する現像剤残量検出手段と、前記現像
剤残量検出手段からの前記検出値を補正する補正手段
と、前記カートリッジが新品であることを検知する新品
検知手段と、を有し、前記カートリッジが新品であるこ
とを前記新品検知手段により検知したあと、所定動作の
後に、前記現像剤残量検出手段により読みとった検出値
を前記記憶手段に記憶させ、前記記憶手段に記憶された
検出値に応じて前記現像剤残量検出手段からの前記検出
値を前記補正手段によって補正することを特徴とする画
像形成装置が提供される。
【００２４】上記第１、第２の本発明の一実施態様によ
ると、前記現像剤残量検知部材は、前記カートリッジに
設けられる。他の実施態様によると、前記新品識別手段
は、前記記憶手段に格納される。他の実施態様による
と、前記補正手段は、前記記憶手段に記憶された検出値
に応じて、前記記憶手段によって記憶された検出値と前
記現像剤残量検出手段により逐次に検出される検出値と
を演算処理し、現像剤残量として、前記画像形成装置に
設けた現像剤残量表示手段及び／又は前記画像形成装置
が通信可能な機器のディスプレイに表示する。更に他の
実施態様によると、前記新品識別手段により前記カート
リッジが新品であることを前記新品検知手段が検知した
後に、前記新品識別手段を消去する。
【００２５】第３の本発明によると、現像剤収納容器
と、現像剤収納容器内の現像剤残量を満杯時から逐次検
知する現像剤残量検知部材の検出値を記憶する記憶手段
と、を有し、画像形成装置に着脱可能なカートリッジに
おいて、前記カートリッジが新品であることを識別可能
である新品識別手段を有し、前記画像形成装置は、前記
現像剤残量検知部材より検出値を検出する現像剤残量検
出手段と、前記現像剤残量検出手段からの前記検出値を
補正する補正手段と、前記カートリッジが新品であるこ
とを検知する新品検知手段と、を有し、前記カートリッ
ジが新品であることを前記新品検知手段により検知され
たときに、前記現像剤残量検出手段により読みとられた
検出値を前記記憶手段に記憶することを特徴とするカー
トリッジが提供される。
【００２６】第４の本発明によると、現像剤収納容器
と、現像剤収納容器内の現像剤残量を満杯時から逐次検
知する現像剤残量検知部材の検出値を記憶する記憶手段
と、を有し、画像形成装置に着脱可能なカートリッジに
おいて、前記カートリッジが新品であることを識別可能
である新品識別手段を有し、前記画像形成装置は、前記
現像剤残量検知部材より検出値を検出する現像剤残量検
出手段と、前記現像剤残量検出手段からの前記検出値を
補正する補正手段と、前記カートリッジが新品であるこ
とを検知する新品検知手段と、を有し、前記カートリッ
ジが新品であることを前記新品検知手段により検知され
たあと、所定動作の後に、前記現像剤残量検出手段によ
り読みとられた検出値を前記記憶手段に記憶することを
特徴とするカートリッジが提供される。
【００２７】上記第３、第４の本発明の一実施態様によ
ると、前記現像剤残量検知部材は、前記カートリッジに
設けられる。他の実施態様によると、前記新品識別手段
は、前記記憶手段に格納される。
【００２８】上記各本発明にて、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。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
及び画像形成装置に着脱可能なカートリッジを図面に則
して更に詳しく説明する。
【００３０】実施例１ 先ず、図１〜図３を参照して、本発明に従って構成され
るプロセスカートリッジを装着可能な電子写真画像形成
装置の一実施例について説明する。本実施例にて、電子
写真画像形成装置は、電子写真式のレーザービームプリ
ンタＡとされ、電子写真画像形成プロセスによって記録
材、例えば、記録紙、ＯＨＰシート、布などに画像を形
成するものである。
【００３１】レーザービームプリンタＡは、ドラム形状
の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム１を有する。感
光体ドラム１は、帯電手段である帯電ローラ２によって
帯電され、次いで、レーザースキャナー３から画像情報
に応じたレーザ光Ｌを照射することによって、感光体ド
ラム１に画像情報に応じた潜像が形成される。この潜像
は、現像手段５によって現像され、可視像、即ち、トナ
ー像とされる。
【００３２】つまり、現像手段５は、現像剤担持体とし
ての現像ローラ５ａを備えた現像室５Ａを有しており、
現像室５Ａに隣接して形成された現像剤収容部としての
現像剤収納容器４内の現像剤Ｔを現像剤送り部材１０の
回転によって、現像室５Ａの現像ローラ５ａへと送り出
す。本実施例では、現像剤Ｔとしては、絶縁性１成分ト
ナーを用いた。又、現像ローラ５ａは、固定磁石５ｂを
内蔵しており、現像ローラ５ａを回転することによって
現像剤は搬送され、現像ブレード５ｃにて摩擦帯電電荷
が付与されると共に所定厚の現像剤層とされ、感光体ド
ラム１の現像領域へと供給される。この現像領域へと供
給された現像剤は、感光体ドラム１上の潜像へと転移さ
れ、トナー像を形成する。現像ローラ５ａは、現像バイ
アス回路に接続されており、通常、交流電圧に直流電圧
が重畳された現像バイアス電圧が印加される。
【００３３】一方、トナー像の形成と同期して給紙カセ
ット２００にセットした記録材Ｐをピックアップローラ
８、搬送手段９Ａを介して転写位置へと搬送する。転写
位置には、転写手段としての転写ローラ６が配置されて
おり、電圧を印加することによって、感光体ドラム１上
のトナー像を記録材Ｐに転写する。
【００３４】トナー像の転写を受けた記録材Ｐは、搬送
手段９Ｂで定着手段１０へと搬送する。定着手段１０
は、ヒータ１０ａを内蔵した定着ローラ１０ｂ及び駆動
ローラ１０ｃを備え、通過する記録材Pに熱及び圧力を
印加して転写されたトナー像を記録材Ｐ上に定着する。
【００３５】記録材Ｐは、搬送手段９Ｃにより排出トレ
イ１４へと排出される。この排出トレイ１４は、レーザ
ービームプリンタＡの装置本体１００の上面に設けられ
ている。
【００３６】転写ローラ６によってトナー像を記録材Ｐ
に転写した後の感光体ドラム１は、クリーニング手段７
によって感光体ドラム１上に残留した現像剤を除去した
後、次の画像形成プロセスに供される。クリーニング手
段７は、感光体ドラム１に当接して設けられた弾性クリ
ーニングブレード７ａによって感光体ドラム７上の残留
現像剤を掻き落として現像剤溜め７ｂへと集める。
【００３７】一方、本実施例にては、プロセスカートリ
ッジＢは、図２に示すように、現像剤を収納する現像剤
収納容器（現像剤収納部）４及び現像剤送り部材１０を
有する現像剤枠体１１と、現像ローラ５ａ及び現像ブレ
ード５ｃなどの現像手段５を保持する現像枠体１２とを
溶着して一体として現像ユニットを形成し、更にこの現
像ユニットに、感光体ドラム１、クリーニングブレード
７ａなどのクリーニング手段７及び帯電ローラ２を取り
付けたクリーニング枠体１３を一体に結合することによ
ってカートリッジ化されている。
【００３８】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。
【００３９】本発明によれば、図４に示すように、プロ
セスカートリッジＢは、現像剤収納容器４内の現像剤Ｔ
の消費に従ってその残量を逐次検知することのできる現
像剤残量検知部材２０及び現像剤検出手段３０などを備
えた現像剤量検出装置を有している。
【００４０】本実施例によれば、上述のように、 現像
剤収納容器４内には、図１の矢印方向に回転する撹拌手
段１０が設けられており、この撹拌手段１０が回転する
ことで現像剤Ｔがほぐされつつ現像ローラ５ａへ供給さ
れる。また、現像剤収納容器４の内面側壁には図３に示
すような、現像剤残量検知部材としてフラットアンテ
ナ、即ち、平面アンテナ２０が配設されている。
【００４１】平面アンテナ２０は、一般に用いられてい
るプリント基板２１上にエッチングや印刷などで二つの
電極、即ち、導体パターン２２、２３を形成したもので
ある。また、この回路図形を保護するために導電パター
ン２２、２３上に保護膜（図示せず）が形成してある。
導電パターンは適当に設定すればよく、本実施例では、
この平面アンテナ２０の二つの導電パターン２２、２３
の幅（Ｗ）を３００μｍ、両導電パターン２２、２３の
間隔（Ｇ）を３００μｍ程度まで狭くしてある。
【００４２】本実施例の平面アンテナ２０にて、各導電
パターンの電極２２、２３間に交流バイアスとして２０
０Ｖｐｐ、２０００Ｈｚを印加すると、平面アンテナ２
０に現像剤が触れていないときには２０ｐＦ、平面アン
テナ２０の全面に現像剤が触れているときには６０ｐ
Ｆ、と異なる静電容量値が観測された。
【００４３】画像形成工程を繰り返すことで現像剤収納
容器４内の現像剤Ｔが減少するのに伴い、現像剤Ｔと平
面アンテナ２０との接触面積が減少し、それに応じて、
平面アンテナ上の電極２２、２３間における静電容量も
減少する。よって、この静電容量を観測することで、随
時、容器４内の現像剤Ｔ量を知ることができる。
【００４４】ところが実際には、容器４内の現像剤Ｔが
徐々に減っても、平面アンテナ２０上にわずかながら付
着して残る現像剤のために、測定結果にばらつきが生じ
てしまう。
【００４５】そこで、その表面に付着した現像剤を除去
するため、撹拌手段１０の端部にアンテナ清掃部材１０
ａ（図２）設けて、撹拌手段１０の回転に伴い平面アン
テ２０表面を清掃している。このアンテナ清掃部材１０
ａは、たとえばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）
のシートであり、平面アンテナ２０の表面をなでるよう
に清掃している。
【００４６】図３に示すように、平面アンテナ２０のほ
ぼ中央部に穴２４を設け、撹拌手段１０の支持軸をこの
穴２４を貫通して現像剤収納容器４などに回転自在に支
持することにより、表面清掃手段１０ａにより平面アン
テナ２０のほぼ全域を清掃することができる。
【００４７】上記構成により、平面アンテナ２０上にわ
ずかながら付着して残る現像剤による、測定結果のばら
つきはほぼ解消できるが、平面アンテナ２０の出力が表
面清掃手段１０ａの回転周期で変動してしまう。
【００４８】そこで、本実施例では表面清掃手段１０ａ
の回転周期に応じて、アンテナ出力の平均値をとった
り、最小値を選んだりするなどの統計的処理をして、現
像剤残量レベルを確定する。
【００４９】本実施例では、図４をも参照すると理解さ
れるように、プロセスカートリッジＢの現像剤収納容器
４側に記憶手段３１が設置される。又、記憶手段３１に
は、カートリッジが新品であるか否かを識別する新品識
別手段３２が格納されている。更に、新品識別手段３２
による新品であるか否かを識別するのは画像形成装置本
体１００に配設されている新品検知手段３４にて行う。
【００５０】なお、本実施例では、プロセスカートリッ
ジＢに搭載する記憶手段３１には、読み書き可能なＮＶ
ＲＡＭを採用した。この記憶手段３１に対するデータの
書き込み、読み出し手段は画像形成装置本体１００が備
えている。また、現像剤残量検知部材２０からの出力信
号（検出値）は現像剤残量検出手段３０へと送信され、
補正手段３５にて補正された後現像剤残量が確定され
る。現像剤残量は、画像形成装置本体に設けられた現像
剤残量表示手段３６、或いは、画像形成装置本体に接続
されたパソコンのディスプレイ（図示せず）などにて表
示される。
【００５１】次に、このような構成のプロセスカートリ
ッジ及び画像形成装置本体において、現像剤収納容器４
内の現像剤残量を正確に検知するための現像剤残量検知
方法の一実施例を説明する。
【００５２】図５は、現像剤残量と、平面アンテナとさ
れる現像剤残量検知部材２０の出力値との関係を示す。
【００５３】このグラフにおいて、実線で示すグラフＡ
（理想曲線）は、各設定が設計中心にあるときのグラフ
で、プロセスカートリッジＢには現像剤が最初から１２
００ｇ充填してあり、その時は平面アンテナ２０からは
１．０Ｖ出力する。現像剤量と出力値は比例関係にあ
り、現像剤が６００ｇの時は１．５Ｖ出力し、トナーが
０ｇの時は２．０Ｖ出力する。
【００５４】しかし、平面アンテナ２０の電極幅や電極
間隔の設計中心からのずれ、プロセスカートリッジ又は
画像形成装置本体の部品の浮遊容量等による公差などが
積み重なると、現像剤量測定に無視できない公差が生じ
てしまうことになる。
【００５５】その結果として、現像剤量測定がどれくら
いずれるかを示したのが、図５の破線で示すグラフＢ、
Ｃである。
【００５６】図５のグラフＢは公差が積み重なって実際
の現像剤量よりも現像剤残量を低く示してしまう場合で
ある。逆にグラフＣは実際の現像剤量よりも現像剤残量
を多く示してしまう場合である。
【００５７】従って、グラフＢのケースの場合には、大
量のプリントがしたいときに現像剤が残り少ないと判断
して、新しいプロセスカートリッジに交換してしまうこ
とがあり、現像剤が無駄に捨てられたりする。又、グラ
フＣのケースの場合には、プリント途中で現像剤が不足
して、部分的にしか画像がプリントされないことが生じ
る。このように、現像剤量測定に誤差があると無駄が生
じてしまう。
【００５８】そこで、本発明によれば、画像形成装置本
体内に新品のプロセスカートリッジを装着した場合には
その直後に、平面アンテナ２０の出力値を記憶手段３１
に記憶させておき(以後、この出力値をＦＡＦ（フラッ
ト・アンテナ・フル）と呼び。)、このＦＡＦに基づい
て、現像剤残量検出値を補正して現像剤残量表示を行う
ことにより、従来のものと比べて、より精度の高い現像
剤残量表示を行うことができる。
【００５９】例えば、ＦＡＦが１．２Ｖのときは、グラ
フＢの直線に従って検出電圧値から現像剤残量を決定す
る。また、ＦＡＦが０．８Ｖのときは、グラフＣの直線
に従って検出電圧値から現像剤残量を決定する。
【００６０】つまり、ＦＡＦ＝Ｘ(Ｖ)と検出された場
合、現像剤残量＝Ｙ(ｇ)、検出電圧値＝Ｚ(Ｖ)とする
と、 Ｙ＝１２００・(１−Ｚ＋Ｘ) ・・・・・・（１） の処理を行い、現像剤残量表示手段３６、或いは、画像
形成装置に接続されたコンピュータのディスプレイなど
にＹの値を表示する。この処理は、補正手段３５により
行われる。
【００６１】ＦＡＦに応じて現像剤残量検出値の補正を
行なう方法を、図６のフローチャートを用いて説明す
る。
【００６２】本体電源を入れ(ステップ１０１)、その
後、記憶手段３１の中にＦＡＦ値情報３３があるか否か
を補正手段３５により判断する(ステップ１０２)。ＦＡ
Ｆ値情報３３があると判断した場合は現像剤残量測定を
開始し(ステップ１０３)、補正手段３５によりＦＡＦを
読み出し(ステップ１０４)、現像剤残量検出部材２０か
ら現像剤残量検出値を読み出す(ステップ１０５)。次
に、補正手段３５によって、上記式（１）にＦＡＦの検
出電圧値を代入する(ステップ１０６)。その結果の値、
即ち、現像剤残量を現像剤残量表示手段３６などにより
表示する。
【００６３】例えばＦＡＦが１．２Ｖと決定され、検出
電圧値が１．７Ｖの場合は、Ｘ＝１．２、Ｚ＝１．７を
上記式(１)に代入し、Ｙ＝６００(ｇ)となる。
【００６４】本発明により、平面アンテナ２０のばらつ
きのみならず、プロセスカートリッジ及び画像形成装置
本体のばらつきを考慮した現像剤残量表示を行うことが
可能となる。
【００６５】以下にＦＡＦ決定のためのシーケンスを、
図７のフローチャートを使って説明する。
【００６６】最初に、本体電源を入れ（ステップ２０
１）、その後直ちにプロセスカートリッジが画像形成装
置本体１００に装着されているか否かの検知を行う(ス
テップ２０２)。ここで、プロセスカートリッジが有り
と検知された場合は、そのプロセスカートリッジが新品
であるか否かの検知を開始する(ステップ２０３)。プロ
セスカートリッジが無しと検知された場合は、新品検知
へとは進まず、再度、プロセスカートリッジ有無検知を
行う(ステップ２０２）。
【００６７】次に、新品検知手段により、記憶手段３１
内に新品識別手段３２があるか否かの検知を行う(ステ
ップ２０４)。
【００６８】検知を行った結果、記憶手段３１に新品識
別手段３２が格納されていることを新品検知手段３４が
検知すると、現像剤残量検出手段３０が現像剤残量検知
部材２０からの検出値を読み出す。この検出値は、補正
手段３５によりＦＡＦ値情報３３として記憶手段３１に
書き込むと同時に、又は、書き込んだ後(ステップ２０
５)、新品識別手段３２を消去 する(ステップ２０
６）。
【００６９】上記新品識別手段３２を消去することによ
り、新品識別手段３２が消去されたプロセスカートリッ
ジに再度ＦＡＦ値情報３３を書き込むことを防止するこ
とができ、ＦＡＦの誤検知を防ぐことができる。
【００７０】又、新品識別手段３２を消去するのはＦＡ
Ｆ値情報３３を書き込んだ後である。もしも、この順序
が逆、つまり新品識別手段３２を消去した後にＦＡＦ情
報３３を書き込むとすると、何らかのトラブルで、ＦＡ
Ｆ値情報３３が書き込まれないで新品識別手段３２が消
去される事態が発生した場合、そのプロセスカートリッ
ジにＦＡＦ値情報３３を書き込むことができないため、
本実施例の目的である正確なトナー残量検知を行うこと
ができないからである。
【００７１】新品識別手段３２が消去された後、シーケ
ンスは終了する(ステップ２０７）。又、ステップ２０
４で記憶手段３１に新品識別手段３２が無いことを検知
すると、シーケンスは終了する(ステップ２０７)。
【００７２】又、上記新品識別手段３２は、半導体メモ
リとされるが、これに限定されるものではなく、その他
に、ヒューズ等、一旦、新品識別手段として使用された
後は新品識別手段としての機能を持たないものであれば
任意のものを使用し得る。
【００７３】以上のＦＡＦ決定のシーケンスにより、正
確に且つ確実にＦＡＦ値情報３３が記憶手段３１に書き
込まれ、誤検知によりＦＡＦが書き込まれることはな
い。従って、現像剤残量の正確な検知に寄与することが
できる。
【００７４】以上、本発明によれば、平面アンテナのば
らつきのみならず、プロセスカートリッジ及び画像形成
装置本体のばらつきを考慮したトナー残量表示を行うこ
とが可能となる。更に、新品識別手段３２を用いてＦＡ
Ｆを決定し、ＦＡＦ値情報３３を記憶手段３１に書き込
んだと同時に、又はその後に新品識別手段３２を容易に
消去することができるため、ＦＡＦの誤検知を防止し、
より正確なトナー残量表示を行うことが可能となる。
【００７５】本実施例は、現像剤残量検知部材２０とし
て平面アンテナ方式を用いたが、本発明は、この方式の
現像剤残量検知部材に限定するものではない。従来使用
されている、現像剤収納容器４内に設置した攪拌トルク
検知方式のように、現像剤残量を検知できれば、その方
式は問わない。
【００７６】実施例２ 本実施例では、実施例１で説明したと同じ構成のプロセ
スカートリッジＢ及び画像形成装置において同じ構成の
平面アンテナ２０を使用し、ＦＡＦ決定のシーケンスを
変更した実施例について図８及び図９を参照して説明す
る。
【００７７】実施例１におけるＦＡＦ決定のシーケンス
は、新品識別手段３２を検知した後直ちにＦＡＦを決定
しているが、本実施例では、ＦＡＦ決定の時期は新品識
別手段３２を検知した後、所定動作の後、即ち、例えば
感光体ドラム１の所定回転数時、例えば、３０回転時と
される。つまり、新品検知手段３４により新品識別手段
３２を検知すると、感光体回転数計測手段３７により感
光体回転数を計測し、感光体回転数が３０であることを
計測したときにＦＡＦを決定する。これにより、所定数
のトナー撹拌が確保されるため、その間に現像収納容器
４内の現像剤の傾きを均一にすることができ、より正確
なＦＡＦ決定に寄与することができる。
【００７８】本実施例における現像剤残量の補正方法は
実施例１で説明したと同様である。次に、本実施例にお
けるＦＡＦ決定のシーケンスを図９のフローチャートを
使って説明する。
【００７９】本実施例におけるステップ３０１〜ステッ
プ３０４までの手続きは実施例１と同様であるのでここ
での説明は省略する。
【００８０】ステップ４で新品検知手段３４が新品識別
手段３２を検知すると、次に、記憶手段３１内の新品識
別手段３２を消去し、これと同時にＦＡＦ測定中信号を
記憶手段３１に書き込み、感光体回転数計測手段３７に
より、感光体ドラム１の回転数計測を開始する(ステッ
プ３０５）。このとき、回転計測値は補正手段３５によ
り、記憶手段３１に感光体回転数情報３８として書き込
まれる。
【００８１】次に、記憶させた感光体回転数値が３０に
なったことを補正手段３５が検知すると、補正手段３５
は現像剤残量検知部材２０によりＦＡＦを読み込み、記
憶手段３２にＦＡＦを書き込む（ステップ３０８）。同
時に、補正手段３５はＦＡＦ測定中信号を記憶手段３１
から消去する（ステップ３０９）。その後、シーケンス
を終了する (ステップ３１０)。
【００８２】ここで、ＦＡＦ測定中信号を記憶手段３１
に記憶させるのは、ステップ３０４にて新品識別手段３
２が消去された後、ステップ３０８にてＦＡＦ決定する
までにプロセスカートリッジが画像形成装置本体から脱
着されると、再度、プロセスカートリッジを入れたとき
にＦＡＦ決定のためのシーケンスが作動しなくなるた
め、このような不都合を防止するためである。
【００８３】従って、新品識別手段３２がないと判断さ
れた場合でも、その次にＦＡＦ測定中信号の有無を判断
し（ステップ３０６）、ＦＡＦ測定中信号があった場合
は感光体ドラム回転数を検知し(ステップ３０７)、ＦＡ
Ｆを決定する（ステップ３０８）。
【００８４】上記新品識別手段３２は半導体メモリの
他、ヒューズ等、新品識別手段として使用された後は新
品識別手段としての機能を持たないものであれば良いこ
とは実施例１と同様である。
【００８５】本実施例によれば、以上のＦＡＦ決定のシ
ーケンスにより、正確且つ確実にＦＡＦ値情報３３が記
憶手段３１に書き込まれ、誤検知によりＦＡＦ値情報３
３が書き込まれることはなく、現像剤残量の正確な検知
に寄与することができるのは実施例１と同様である。更
に、本実施例によれば、プロセスカートリッジが画像形
成装置本体に装着されてから所定回数だけ、現像剤収納
容器内での現像剤の撹拌が確保されるため、ユーザーが
プロセスカートリッジを装着する前に傾けていた等の理
由で、現像剤が現像容器内で局在していても、トナーを
均一にすることができ、より正確なＦＡＦ検知を行うこ
とができる。
【００８６】本実施例において、現像剤残量検知部材２
０として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部材に限定するものではない。従
来の現像剤収納容器に設置される攪拌トルク検知方式な
ど、現像剤残量を検知できれば、当業者には周知の任意
の方式を使用することができるのも、実施例１と同様で
ある。
【００８７】実施例３ 図１０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。
【００８８】本実施例の現像装置Ｃは、現像ローラ５ａ
のような現像剤担持体と、この現像剤担持体に現像剤を
供給するために、内部にトナーを収容した現像室５Ａ
と、を有し、プラスチック製の現像枠体１１、１２によ
り一体的にカートリッジ化される。即ち、本実施例の現
像装置Ｃは、実施例１で説明したプロセスカートリッジ
Ｂの現像装置構成部をユニット化したものであり、即
ち、プロセスカートリッジＢから、感光体ドラム１、帯
電手段２、クリーニング手段７を除いて一体化したカー
トリッジと考えることができる。従って、実施例１、２
にて説明した全ての現像装置構成部及び現像剤量検出手
段構成が同様に本実施例の現像装置においても適用され
る。従って、これら構成及び作用についての説明は、実
施例１、２において行った上記説明を援用する。
【００８９】本実施例においても、実施例１、２と同様
の作用効果を達成し得る。
【００９０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に従った画
像形成装置及びこの画像形成装置に着脱可能なカートリ
ッジは、現像剤収納容器と、現像剤収納容器内の現像剤
残量を満杯時から逐次検知する現像剤残量検知部材の検
出値を記憶する記憶手段と、を有するカートリッジが画
像形成装置に着脱自在とされ、更に、カートリッジが新
品であることを識別可能である新品識別手段と、現像剤
残量検知部材より検出値を検出する現像剤残量検出手段
と、現像剤残量検出手段からの検出値を補正する補正手
段と、カートリッジが新品であることを検知する新品検
知手段と、を設け、（Ａ）カートリッジが新品であるこ
とを新品検知手段により検知したときに、現像剤残量検
出手段により読みとった検出値を記憶手段に記憶させ、
記憶手段に記憶された検出値に応じて現像剤残量検出手
段からの検出値を補正手段によって補正する構成とする
か、（Ｂ）カートリッジが新品であることを新品検知手
段により検知したあと、所定動作の後に、現像剤残量検
出手段により読みとった検出値を記憶手段に記憶させ、
記憶手段に記憶された検出値に応じて現像剤残量検出手
段からの検出値を補正手段によって補正する構成とされ
るので、 （１）平面アンテナのような現像剤残量検知部材自身の
ばらつきのみならず、カートリッジ及び画像形成装置本
体のばらつきを考慮し、より精度の高い現像剤残量検知
を行うことができる。 （２）記憶手段に記憶された検出値により逐次に検出さ
れる検出値の校正を行うことができ、より精度の高い現
像剤残量検知を行うことができる。 （３）現像剤残量検知補正の基準となる現像剤量満杯時
の現像剤残量の誤検知を防ぐことができ、現像剤残量の
より正確な検知に寄与することができ、平面アンテナの
ような現像剤残量検知部材自身のばらつきのみならず、
カートリッジ及び画像形成装置本体のばらつきを考慮
し、より精度の高いトナー残量検知を行うことができ
る。 （４）特に上記構成（Ｂ）とすることにより、現像剤残
量検知補正の基準となる現像剤量満杯時の現像剤残量の
誤検知を防ぐことができ、記憶手段に記憶させるための
現像剤残量検知の際に現像剤を均一にさせるため、更に
精度の高いトナー残量検知に寄与することが可能であ
り、又、記憶手段に記憶された検出値により逐次に検出
される検出値の校正を行うことができ、ＦＡＦ検知の際
にトナーを均一にさせるため、より精度の高いトナー残
量検知を行うことができる。といった効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプロセスカートリッジと画像形成
装置の一実施例の断面図である。
【図２】図１のプロセスカートリッジの拡大断面図であ
る。
【図３】本発明に係るプロセスカートリッジに搭載する
ことのできる現像剤残量検知部材の図である。
【図４】本発明の一実施例に係るプロセスカートリッジ
と画像形成装置の概略関係図である。
【図５】現像剤残量と検出電圧値の関係を示す図であ
る。
【図６】本発明に従った現像剤量検知方法を説明するフ
ローチャートである。
【図７】本発明に従った現像剤残量満杯時の検出値（Ｆ
ＡＦ）決定方法の一実施例を説明するフローチャートで
ある。
【図８】本発明の他の実施例に係るプロセスカートリッ
ジと画像形成装置の概略関係図である。
【図９】本発明に従った現像剤残量満杯時の検出値（Ｆ
ＡＦ）決定方法の他の実施例を説明するフローチャート
である。
【図１０】本発明に係るカートリッジ化された現像装置
の一実施例の断面図である。
【符号の説明】
１ 感光体ドラム ２ 帯電手段 ３ レーザースキャナー ４ 現像剤収納容器 ５ 現像手段 ７ クリーニング手段 １０ 攪拌手段 １０ａ 表面清掃手段 ２０ 現像剤残量検知部材（平面アンテナ） ３０ 現像剤残量検出手段 ３１ 記憶手段 ３２ 新品識別手段 ３３ ＦＡＦ値情報 ３４ 新品検知手段 ３５ 補正手段 ３６ 現像剤残量表示手段 ３７ 感光体回転数計測手段 ３８ 感光体回転数情報 １００ 画像形成装置本体 １０１ カートリッジ装着手段

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 現像剤収納容器と、現像剤収納容器内の
    現像剤残量を満杯時から逐次検知する現像剤残量検知部
    材の検出値を記憶する記憶手段と、を有するカートリッ
    ジが着脱自在とされた画像形成装置において、 前記カートリッジが新品であることを識別可能である新
    品識別手段と、 前記現像剤残量検知部材より検出値を検出する現像剤残
    量検出手段と、 前記現像剤残量検出手段からの前記検出値を補正する補
    正手段と、 前記カートリッジが新品であることを検知する新品検知
    手段と、 を有し、前記カートリッジが新品であることを前記新品
    検知手段により検知したときに、前記現像剤残量検出手
    段により読みとった検出値を前記記憶手段に記憶させ、
    前記記憶手段に記憶された検出値に応じて前記現像剤残
    量検出手段からの前記検出値を前記補正手段によって補
    正することを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項２】 現像剤収納容器と、現像剤収納容器内の
    現像剤残量を満杯時から逐次検知する現像剤残量検知部
    材の検出値を記憶する記憶手段と、を有するカートリッ
    ジが着脱自在とされた画像形成装置において、 前記カートリッジが新品であることを識別可能である新
    品識別手段と、 前記現像剤残量検知部材より検出値を検出する現像剤残
    量検出手段と、 前記現像剤残量検出手段からの前記検出値を補正する補
    正手段と、 前記カートリッジが新品であることを検知する新品検知
    手段と、を有し、前記カートリッジが新品であることを
    前記新品検知手段により検知したあと、所定動作の後
    に、前記現像剤残量検出手段により読みとった検出値を
    前記記憶手段に記憶させ、前記記憶手段に記憶された検
    出値に応じて前記現像剤残量検出手段からの前記検出値
    を前記補正手段によって補正することを特徴とする画像
    形成装置。
  3. 【請求項３】 前記現像剤残量検知部材は、前記カート
    リッジに設けられることを特徴とする請求項１又は２の
    画像形成装置。
  4. 【請求項４】 前記新品識別手段は、前記記憶手段に格
    納されることを特徴とする請求項１、２又は３の画像形
    成装置。
  5. 【請求項５】 前記補正手段は、前記記憶手段に記憶さ
    れた検出値に応じて、前記記憶手段によって記憶された
    検出値と前記現像剤残量検出手段により逐次に検出され
    る検出値とを演算処理し、現像剤残量として、前記画像
    形成装置に設けた現像剤残量表示手段及び／又は前記画
    像形成装置が通信可能な機器のディスプレイに表示する
    ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の
    画像形成装置。
  6. 【請求項６】 前記新品識別手段により前記カートリッ
    ジが新品であることを前記新品検知手段が検知した後
    に、前記新品識別手段を消去することを特徴とする請求
    項１〜５のいずれかの項に記載の画像形成装置。
  7. 【請求項７】 前記カートリッジは更に、電子写真感光
    体と、電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、電子写
    真感光体に現像剤を供給する現像手段と、電子写真感光
    体をクリーニングするクリーニング手段のうち少なくと
    も一つを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれ
    かの項に記載の画像形成装置。
  8. 【請求項８】 現像剤収納容器と、現像剤収納容器内の
    現像剤残量を満杯時から逐次検知する現像剤残量検知部
    材の検出値を記憶する記憶手段と、を有し、画像形成装
    置に着脱可能なカートリッジにおいて、 前記カートリッジが新品であることを識別可能である新
    品識別手段を有し、 前記画像形成装置は、前記現像剤残量検知部材より検出
    値を検出する現像剤残量検出手段と、前記現像剤残量検
    出手段からの前記検出値を補正する補正手段と、前記カ
    ートリッジが新品であることを検知する新品検知手段
    と、を有し、 前記カートリッジが新品であることを前記新品検知手段
    により検知されたときに、前記現像剤残量検出手段によ
    り読みとられた検出値を前記記憶手段に記憶することを
    特徴とするカートリッジ。
  9. 【請求項９】 現像剤収納容器と、現像剤収納容器内の
    現像剤残量を満杯時から逐次検知する現像剤残量検知部
    材の検出値を記憶する記憶手段と、を有し、画像形成装
    置に着脱可能なカートリッジにおいて、 前記カートリッジが新品であることを識別可能である新
    品識別手段を有し、 前記画像形成装置は、前記現像剤残量検知部材より検出
    値を検出する現像剤残量検出手段と、前記現像剤残量検
    出手段からの前記検出値を補正する補正手段と、前記カ
    ートリッジが新品であることを検知する新品検知手段
    と、を有し、 前記カートリッジが新品であることを前記新品検知手段
    により検知されたあと、所定動作の後に、前記現像剤残
    量検出手段により読みとられた検出値を前記記憶手段に
    記憶することを特徴とするカートリッジ。
  10. 【請求項１０】 前記現像剤残量検知部材は、前記カー
    トリッジに設けられることを特徴とする請求項８又９の
    カートリッジ。
  11. 【請求項１１】 前記新品識別手段は、前記記憶手段に
    格納されることを特徴とする請求項８、９又は１０のカ
    ートリッジ。
  12. 【請求項１２】 前記カートリッジは更に、電子写真感
    光体と、電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、電子
    写真感光体に現像剤を供給する現像手段と、電子写真感
    光体をクリーニングするクリーニング手段のうち少なく
    とも一つを有することを特徴とする請求項８〜１１のい
    ずれかの項に記載のカートリッジ。
JP2000024053A 2000-02-01 2000-02-01 画像形成装置及びこの画像形成装置に着脱可能なカートリッジ Pending JP2001215785A (ja)

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