(57)【要約】【課題】現像剤残量が少なくなった状態を短時間で検知するとともに、現像剤残量無しに向かっての正確な現像剤残量検知を行うことのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】現像剤残量検知装置は、現像剤収容部２１内の現像剤Ｔの残量を大まかに検知する粗検出モードと、現像剤収容部２１内の現像剤Ｔの残量を正確に検知する精密検出モードとを備え、現像剤残量検知装置は、粗検出モードにて現像剤Ｔの残量が検知された後に精密検出モードを実行し、現像剤収容部２１内の現像剤残量を測定する。【選択図】図１
2006071790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、前記像担持体上に形成された潜像を現像するために現像剤を担持し搬送する現像剤担持体と、前記現像剤を収容した現像剤収容部と、該現像剤収容部内の前記現像剤を攪拌するための駆動が可変とされる攪拌手段と、前記現像剤収容部内の前記現像剤の残量を検知するためのセンサー手段を有する現像剤残量検知装置とを備え、前記現像剤残量検知装置は、前記センサー手段の検出値に基づいて前記現像剤の残量を検知する画像形成装置において、
前記現像剤残量検知装置は、前記現像剤収容部内の前記現像剤の残量を大まかに検知する粗検出モードと、前記現像剤収容部内の前記現像剤の残量を正確に検知する精密検出モードとを備え、
前記現像剤残量検知装置は、前記粗検出モードにて前記現像剤の残量が検知された後に前記精密検出モードを実行し、前記現像剤収容部内の現像剤残量を測定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像剤残量検知装置は、前記現像剤収容部内を透過する検知光を発する発光素子と、前記発光素子から発せられる検知光を受光する受光素子とを有し、前記攪拌手段による攪拌状態で前記発光素子から発せられ、前記現像剤収容部内の前記現像剤に遮られることなく通過する光を前記受光素子で検知し、前記現像剤収容部内を前記検知光が通過する時間に基づいて前記現像剤の残量を検知する光透過方式とされ、
前記粗検出モードは、画像形成中に前記現像剤収容部内の現像剤残量を測定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記精密検出モードを実行した後、再び前記粗検出モードにて前記現像剤の残量を検出するとともに、前記粗検出モードを所定の期間継続した後、再度前記精密検出モードを実行し前記現像剤収容部内の現像剤残量を測定することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記所定の期間は、前記現像剤収容部内の現像剤残量に応じて可変されることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記所定の期間は、所定の画像形成枚数であることを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記所定の期間は、前記現像剤担持体が所定時間駆動された時間であることを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記所定の期間は、前記攪拌手段が所定時間駆動された時間であることを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記精密検出モードにおける前記現像剤残量を測定するに要する時間は、前記粗検出モードにおける前記現像剤残量を測定するに要する時間よりも長いことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
少なくとも、前記像担持体と、前記現像剤担持体と、前記現像剤収容部と、前記撹拌手段とを一体化してプロセスカートリッジとなし、画像形成装置本体に対して前記プロセスカートリッジが着脱可能とされたことを特徴とする請求項１〜８のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記プロセスカートリッジは、記憶手段を有することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記記憶手段には、少なくとも、画像形成枚数が記憶されることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記記憶手段には、次回精密検出モードが実施される予定の予定画像形成枚数が記憶されることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記記憶手段には、少なくとも、前記現像剤担持体が回転した総回転数が記憶されることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記記憶手段には、次回精密検出モードが実施される予定の前記現像剤担持体の予定回転数が記憶されることを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記記憶手段には、少なくとも、前記攪拌手段が回転した総回転数が記憶されることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記記憶手段には、次回精密検出モードが実施される予定の前記撹拌手段の予定回転数が記憶されることを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
互いに異なる色の現像剤を収容した複数の前記プロセスカートリッジが設けられることを特徴とする請求項９〜１６のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
像担持体上に形成された潜像を現像するための現像剤を収容した現像剤収容部と、該現像剤収容部内の前記現像剤を攪拌するための駆動が可変とされる攪拌手段とを備えた現像装置を複数個備え、前記各現像装置の前記現像剤収容部内の前記現像剤の残量を検知するためのセンサー手段を有する複数の現像剤残量検知装置を備え、前記各現像剤残量検知装置は、前記それぞれのセンサー手段の検出値に基づいてそれぞれの前記現像装置の現像剤の残量を検知する画像形成装置において、
前記現像剤残量検知装置は、前記現像剤収容部内の前記現像剤の残量を大まかに検知する粗検出モードと、前記現像剤収容部内の前記現像剤の残量を正確に検知する精密検出モードとを備え、
前記現像剤残量検知装置は、前記粗検出モードにていずれかの前記現像装置の現像剤の残量が検知された場合、全ての前記現像剤残量検知装置にて前記精密検出モードを実行したとき最も前記現像剤収容部内の現像剤残量が少ないと判定された現像剤残量検知装置の結果に基づき、所定の期間全ての前記現像剤残量検知装置を前記粗検出モードで継続させることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電子写真方式、静電記録方式などにより像担持体上に潜像を形成し、この潜像を現像して可視像を得る画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電子写真方式を用いたプリンタ等の画像形成装置は、像担持体である感光体ドラムを一様に帯電させ、この感光体ドラムへの選択的な露光によって潜像を形成し、潜像を現像剤である微粉体のトナーで顕在化して可視像（即ち、トナー像）となし、トナー像を記録媒体に転写し、更に、転写されたトナー像に熱や圧力を加えることでトナー像を記録媒体に定着させることで画像記録を行う。
【０００３】
このような画像形成装置には、トナー容器内に収納されているトナーの残量を測定するためのトナー残量検出装置が設けられている。トナー残量検出装置には、さまざまな方式があるが、より安価で簡単な構成のものとして、例えば、特許文献１に記載するような、光透過式トナー残量検知がある。光透過式トナー残量検知とは、トナー容器内に検知光を通過させ、その検知光の通過時間によってトナー容器内に収納されているトナーの残量を検出する方式である。
【０００４】
特許文献１に記載する光透過式トナー残量検出装置の構成について説明すると、発光素子等の発光部材から発せられた検知光は、光透過部材からなる第一のガイド部を通り、トナー容器に設けられた光透過性を有する第一の窓部材からトナー容器内部に入射される。また、トナー容器内に入射された検知光は、同じくトナー容器に設けられた光透過性を有する第二の窓部材からトナー容器外部に通過し、さらにトナー容器外に出た検知光は、光透過部材からなる第二のガイド部を介して受光素子等の受光部材に至り、受光部材が検知光を受光した時間の長さによってトナー容器内の現像剤残量を検知する構成となっている。
【０００５】
なお、トナー容器内のトナー搬送部のシート部材は、長手領域の一部において、第一の窓部材と第二の窓部材に対して０．５〜４ｍｍ程度侵入しており、第一の窓部材と第二の窓部材の表面に付着したトナーを拭き取る働きも兼ねている。このような構成とすることで、窓部材の上にトナーが被っても、シート部材によって窓部材が清掃され、検知光がトナー容器内を通過することが可能となる。トナー容器内にトナーが大量に入っている状態では、シート部材が窓部材の表面を清掃しても、すぐにトナーが被り、窓部材を遮光してしまうため、検知光がトナー容器内を通過する時間は短い。
【０００６】
しかし、トナー容器内のトナーが消費されて残量が少なくなってくると、シート部材が窓部材を清掃した後に再度トナーが被ってくるまでの間隔が開いてくるため、それに対応して検知光がトナー容器内を通過する時間が長くなる。このようにして光透過式トナー残量検出装置では、検知光がトナー容器内を通過する時間の長さの変化によってトナー容器内のトナー残量を測定する。
【０００７】
すなわち、トナー容器内にトナーが大量に入っている状態であると検知光は通過せず、逆にトナーが消費された状態の場合は、検知光が通過し始めその検知時間は長くなる。そして、トナー容器内のトナーがなくなったときの検知光の通過時間を予めしきい値として設定しておけば、トナー容器内を通過する検知光の通過時間がしきい値を越えたとき、トナー容器内のトナーがなくなったことをユーザーに知らせることができる。
【０００８】
さらに、トナー容器内を通過する検知光の通過時間と、トナー容器内のトナー残量を対応させたトナー残量検知シーケンスを作れば、検知光のトナー容器内の通過時間に対応してトナー容器内のトナー残量をリアルタイムでユーザーに告知するトナー残量の逐次検知が可能となる。
【特許文献１】特開２００３−２４１５００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記構成を用い、画像形成速度（プロセススピード）を高め、印刷生産性（プリントスピード）を向上させたときに、画像を安定させるために画像形成速度に応じてシート部材、即ち、攪拌部材の回転速度を早めたところ、トナーがすぐに光透過窓を覆ってしまい、検知光がトナー容器内を通過する時間が不安定になりトナー残量の検出精度が不安定になってしまった。
【００１０】
これは、撹拌部材の撹拌駆動速度が速い場合にはトナー容器内のトナーは常にクラウド状態であり、撹拌駆動速度が遅い場合には、トナーはクラウド状態になった後トナー容器底に留まるからである。すなわち、撹拌駆動速度が速い場合には、トナーは常にクラウド状態となって検知光が通過しづらく、撹拌駆動速度が遅い場合には、トナーは密度の低いクラウド状態になった後トナー容器底に留まるため検知光が通過しやすい（密度の低いクラウド状態の間に通過する）からである。
【００１１】
上記したように、近年の画像形成装置においては、その印刷生産性を向上させることが要求されており、画像安定性の向上のためトナー搬送性を維持する必要があり、必然的に撹拌駆動速度が早まってしまう。そして、トナーは常にクラウド状態となって検知光が通過しづらく、トナー残量の検出精度が不安定になってしまう。この結果、印刷可能なトナー残量のユーザーへの報知が不正確になってしまい、ユーザーが次なる現像装置を準備する期間が十分に得られなくなり、トナー残量無しによる印刷停止期間が発生する恐れがある。そしてこのような不具合は印刷生産性の高い画像形成装置においてはより深刻な事態となってしまう恐れがある。
【００１２】
従って、本発明の目的は、現像剤残量が少なくなった状態を短時間で検知するとともに、現像剤残量無しに向かっての正確な現像剤残量検知を行うことのできる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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、本発明の第１の態様によれば、像担持体と、前記像担持体上に形成された潜像を現像するために現像剤を担持し搬送する現像剤担持体と、前記現像剤を収容した現像剤収容部と、該現像剤収容部内の前記現像剤を攪拌するための駆動が可変とされる攪拌手段と、前記現像剤収容部内の前記現像剤の残量を検知するためのセンサー手段を有する現像剤残量検知装置とを備え、前記現像剤残量検知装置は、前記センサー手段の検出値に基づいて前記現像剤の残量を検知する画像形成装置において、
前記現像剤残量検知装置は、前記現像剤収容部内の前記現像剤の残量を大まかに検知する粗検出モードと、前記現像剤収容部内の前記現像剤の残量を正確に検知する精密検出モードとを備え、
前記現像剤残量検知装置は、前記粗検出モードにて前記現像剤の残量が検知された後に前記精密検出モードを実行し、前記現像剤収容部内の現像剤残量を測定することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１４】
本発明の第２の態様によれば、像担持体上に形成された潜像を現像するための現像剤を収容した現像剤収容部と、該現像剤収容部内の前記現像剤を攪拌するための駆動が可変とされる攪拌手段とを備えた現像装置を複数個備え、前記各現像装置の前記現像剤収容部内の前記現像剤の残量を検知するためのセンサー手段を有する複数の現像剤残量検知装置を備え、前記各現像剤残量検知装置は、前記それぞれのセンサー手段の検出値に基づいてそれぞれの前記現像装置の現像剤の残量を検知する画像形成装置において、
前記現像剤残量検知装置は、前記現像剤収容部内の前記現像剤の残量を大まかに検知する粗検出モードと、前記現像剤収容部内の前記現像剤の残量を正確に検知する精密検出モードとを備え、
前記現像剤残量検知装置は、前記粗検出モードにていずれかの前記現像装置の現像剤の残量が検知された場合、全ての前記現像剤残量検知装置にて前記精密検出モードを実行したとき最も前記現像剤収容部内の現像剤残量が少ないと判定された現像剤残量検知装置の結果に基づき、所定の期間全ての前記現像剤残量検知装置を前記粗検出モードで継続させることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の画像形成装置は、高速印字状態で画像形成を行いながら粗残検モードで検知光の通過時間が得られるまでは、印刷生産性を損なうことなく現像剤残量検出が可能となる。そして、現像剤収容部内の現像剤が消費されて残量が少なくなってくる状態になったときでも、可能な限り印刷生産性を損なうことなく現像剤残量検出を高精度に行うことができる。
【００１６】
また、プロセスカートリッジに記憶手段を設ける構成とすることにより、使用中のプロセスカートリッジが画像形成装置から取り外され別の画像形成装置に装着され使用された場合でも、現像剤残量検出を高精度に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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。以下に説明する実施例は、例示的に本発明を説明するものであって、以下に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれに限定するものではない。
【００１８】
実施例１
図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略断面を示す。本実施例の画像形成装置Ａは、画像情報に応じて電子写真方式にて記録媒体６、例えば記録用紙、ＯＨＰシートなどに画像を形成するレーザービームプリンタとされる。又、本実施例の画像形成装置Ａは、詳しくは後述するように、画像形成装置本体１００にプロセスカートリッジＢが着脱可能とされている。
【００１９】
画像形成装置Ａは、パーソナルコンピュータなどのホスト１４に接続されて用いられる。コントローラ部３３において、ホスト１４からのプリント要求信号並びに画像データを処理し、露光手段であるスキャナ３を制御することで、像担持体１上に静電潜像を形成する。本実施例にて、像担持体１は、ドラム状の電子写真感光体（以下「感光体ドラム」という。）とされ、図中矢印Ｒａ方向に回転される。
【００２０】
感光体ドラム１は、本実施例では、帯電手段である、感光体ドラム１に加圧当接されたローラ状の帯電部材、即ち、ＤＣ接触帯電ローラ（以下「帯電ローラ」という。）２によって一様に帯電される。帯電ローラ２には帯電バイアスとして所定の値に固定された直流電圧が印加され、感光体ドラム１の表面を負に一様に帯電させる。帯電ローラ２は、感光体ドラム１の回転により図中矢印Ｒｄ方向に従動回転する。帯電ローラ２は、感光体ドラム１の長手方向（記録媒体６の搬送方向に直交する方向）略全域に亙って当接されている。
【００２１】
一様に帯電された感光体ドラム１は、露光手段であるスキャナ３からのレーザー光Ｅにより露光され、その表面に静電潜像が形成される。スキャナ３は、レーザー光源、ポリゴンミラー、レンズ系などを有し、コントローラ部３３の制御により、感光体ドラム１上を走査露光する。
【００２２】
その後、この静電潜像は、現像手段である現像装置４によって現像剤が供給されて、トナー像として可視化される。つまり、現像装置４は、本実施例では、一成分現像剤である負帯電性の非磁性トナー（以下、単に「トナー」という。）Ｔを収容する現像剤収容部、即ち、トナー容器２１を有する。本実施例では、トナーＴには、高速の画像形成（印刷）を可能とした、定着特性の優れた粘弾性の低い、体積平均粒径約６μｍの略球形のトナーを用いた。
【００２３】
感光体ドラム１と対向するトナー容器２１の一部は、感光体ドラム１の長手方向略全域に亙り開口しており、この開口部に現像手段を構成するローラ状の現像剤担持体である現像ローラ２３が配置されている。現像ローラ２３は、現像装置４の図中左上方に位置する感光体ドラム１に所定の侵入量となるように押圧、接触され、図中矢印Ｒｂ方向に回転駆動される。
【００２４】
現像ローラ２３の図中右下方には、現像ローラ２３への現像剤を供給し、又未現像トナーを現像ローラ２３から剥ぎ取る手段として、弾性ローラ２４が当接されている。弾性ローラ２４は、回転可能にトナー容器２１に支持されている。又、弾性ローラ２４は、現像ローラ２３へのトナー供給及び未現像トナーの剥ぎ取り性の点からゴムスポンジローラとし、現像ローラ２３と同一方向である図中矢印Ｒｃ方向に回転駆動する。
【００２５】
又、現像装置４は、現像ローラ２３に担持させるトナー量を規制する現像剤層厚規制部材として、現像ブレード２５を備えている。現像ブレード２５は、弾性を有するリン青銅製の金属薄板で構成され、自由端側の先端近傍を現像ローラ２３の外周面に面接触にて当接するように設けられている。弾性ローラ２４との摺擦により現像ローラ２３上に担持されたトナーは、現像ブレード２５との当接部を通過する際に摩擦帯電により電荷付与され、且つ、薄層に規制される。
【００２６】
このような構成の現像装置４において、現像ローラ２３には、現像バイアスとして所定の値に固定された直流電圧が印加される。これによって、本実施例では、一様に帯電された感光体ドラム１の表面の、負電荷が減衰した露光部を反転現像により現像する。
【００２７】
一方、記録媒体６は、記録媒体収容部１６から供給ローラ１６ａなどにより分離給送され、レジストローラ１６ｂで一旦停止する。レジストローラ１６ｂは、記録媒体６の記録位置と感光体ドラム１へのトナー像の形成タイミングとの同期をとり、転写手段である転写ローラ５と感光体ドラム１との対向部（転写部）へと、記録媒体６を送り出す。
【００２８】
こうして、可視化された感光体ドラム１上のトナー像は、転写ローラ５の作用によって記録媒体６に転写される。トナー像を転写された記録媒体６は、定着装置９に搬送される。ここで、記録媒体６上の未定着のトナー像は、熱、圧力よって記録媒体６に永久定着される。その後、記録媒体６は排出ローラ１６ｃなどにより機外に排紙される。
【００２９】
又、転写されずに感光体ドラム１上に残留した転写残トナーは、クリーニング手段（クリーナ）７によって清掃する。つまり、クリーナ７は、クリーニング部材であるクリーニングブレード７ａにより転写残トナーを感光体ドラム１から掻き取り、廃トナー容器８に収納する。クリーニングされた感光体ドラム１は画像形成に供される。
【００３０】
本実施例では、画像形成装置Ａは、感光体ドラム１とされる電子写真感光体を備えた像担持体と、この像担持体に作用するプロセス手段とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジＢを装置本体１００に対して着脱可能とするプロセスカートリッジ方式とされている。
【００３１】
ここで、プロセス手段としては、電子写真感光体を帯電する帯電手段、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が含まれる。つまり、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着脱可能とするか、或いは、帯電手段、現像手段、クリーニング手段のうち少なくとも１つと、電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して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、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て、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。
【００３２】
本実施例においては、感光体ドラム１、帯電ローラ２、現像装置４、クリーナ７が一体的にカートリッジ化され、プロセスカートリッジＢを形成し、装置本体１００に着脱可能とされている。プロセスカートリッジＢは、装置本体１００が備えた装着手段（図示せず）を介して、取り外し可能に装置本体１００に装着される。
【００３３】
本実施例におけるプロセスカートリッジＢ、及び、プロセスカートリッジＢに設けられた弾性ローラ２４へのトナー搬送及びトナー残量検知の詳細について図２を用いて説明する。
【００３４】
図２に示すように、本実施例にて、プロセスカートリッジＢは、それぞれ別体である、前記クリーナ７を構成するクリーニングユニット１１と、前記現像装置４を構成する現像装置ユニット１２とが一体となった枠体構成を取っている。
【００３５】
現像装置ユニット１２にて、トナー容器２１内には、トナー容器２１長手方向に交差する方向に、開口４１に近い側から順に、第一攪拌部材２８ａと第二攪拌部材２８ｂがトナー容器２１によって、回転可能に支持されている。
【００３６】
次に、攪拌部材２８（２８ａ、２８ｂ）の構成について説明すると、第一攪拌部材２８ａと第二攪拌部材２８ｂは、棒部材２８ａ１、２８ｂ１に可撓性を有するシート部材２８ａ２、２８ｂ２を取り付けたものであり、トナー容器２１内で第一攪拌部材２８ａと第二攪拌部材２８ｂが回転することによって、第一の攪拌部材２８ａと第二の攪拌部材２８ｂのシート部材２８ａ２、２８ｂ２が、トナー容器２１底面に溜まったトナーＴをかき出す。そして、トナーＴは、開口４１よりトナー容器２１外に送り出され、その後、トナー供給ローラ２４や、現像ローラ２３を介して感光体ドラム１の表面に現像される。本実施例においては、第一攪拌部材２８ａと第二攪拌部材２８ｂは、現像ローラ２３と不図示のギアで連結され、画像形成装置本体１００に設けた駆動手段にて現像ローラ２３の駆動と共に、第一攪拌部材２８ａと第二攪拌部材２８ｂが可変回転駆動される構成を用いた。
【００３７】
次に、図２、図３を参照して光透過式現像剤残量検知方法及び装置について説明する。
【００３８】
図２に示すように、トナーＴを収納するプロセスカートリッジＢのトナー容器２１には、光透過窓２６ａと光透過窓２６ｂが設けられている。また、画像形成装置本体１００には、図３に示すように、現像剤残量検知装置３０を構成する発光素子３０ａと受光素子３０ｂを備えたセンサー手段が配置されている。
【００３９】
本実施例の現像剤残量検知装置３０によれば、発光素子３０ａから出射された検知光Ｌは、トナー容器２１の長手に渡って配設されたライトガイド３１ａを通って光透過窓２６ａからトナー容器２１の内部に入射される。そして、トナー容器２１の内部に入射された検知光Ｌは、前記光透過窓２６ｂからトナー容器２１の外部に通過する。トナー容器２１の外部に通過した検知光Ｌは、同じくトナー容器２１の長手に渡って配設されたライトガイド３１ｂを介して受光素子３０ｂに至り、そこで受光素子３０ｂがどれだけの時間検知光Ｌを受光したかによってトナー容器２１内に収納されているトナーＴの残量を検知する構成となっている。
【００４０】
なお、第一攪拌部材２８ａのシート部材２８ａ２は、長手領域の一部において、光透過窓２６ａ、２６ｂに対して０．５〜４ｍｍ程度侵入しており、光透過窓２６ａ、２６ｂの表面に付着したトナーを拭き取る働きも兼ねている。このような構成とすることで、光透過窓２６ａ、２６ｂの上にトナーが被っても、シート部材２８ａ２によって光透過窓２６ａ、２６ｂの表面が清掃され、検知光Ｌがトナー容器２１内を通過することが可能となる。トナー容器２１内にトナーＴが大量に入っている状態では、シート部材２８ａ２が光透過窓２６ａ、２６ｂの表面を清掃しても、すぐにトナーが被り、光透過窓２６ａ、２６ｂを遮光してしまうため、検知光Ｌがトナー容器２１内を通過する時間は短い。
【００４１】
しかし、トナー容器２１内のトナーＴが消費され、残量が少なくなってくると、シート部材２８ａ２が光透過窓２６ａ、２６ｂを清掃した後に再度トナーＴが被ってくるまでの間隔が開いてくるため、それに対応して検知光Ｌがトナー容器２１内を通過する時間が長くなる。このようにして光透過式現像剤残量検出装置では、検知光Ｌがトナー容器２１内を通過する時間の長さの変化によってトナー容器２１内のトナーＴの残量を測定する。
【００４２】
すなわち、トナー容器２１内にトナーＴが大量に入っている状態だと検知光Ｌは通過せず、逆にトナーＴが消費された状態においては、検知光Ｌが得られ、トナーＴの消費と共にその通過時間が長くなる。そして、トナー容器２１内のトナーＴがなくなったときの検知光Ｌの通過時間を予めしきい値Ｙとして設定しておけば、トナー容器２１内を通過する検知光Ｌの通過時間がしきい値Ｙとなったとき、プロセスカートリッジＢのトナーＴがなくなったことをユーザーに知らせることができる。
【００４３】
さらに、トナー容器２１内を通過する検知光Ｌの通過時間と、トナー容器２１内のトナーＴの残量とを対応させたトナー残量検知シーケンスを作れば、検知光Ｌのトナー容器２１内の通過時間に対応して、トナー容器２１内のトナーＴの残量を逐次で告知するトナー残量の逐次検知が可能となる。
【００４４】
ここで、本実施例における撹拌速度とトナー残量検知精度との関係について説明する。
【００４５】
図４は、撹拌速度２水準に対するトナー容器２１内のトナー消費量と、現像剤残量検出装置の検知光Ｌがトナー容器２１内を通過した通過時間との関係を示したグラフである。
【００４６】
本実施例では、速度Ａの攪拌速度を４０ｒｐｍ、速度Ｂの攪拌速度を８０ｒｐｍとした。また速度Ｂにおいては速度Ｂで得られた２つのデータを速度Ｂ−１、速度Ｂ−２として記入してある。横軸のトナー消費量は、０％のとき、トナー容器２１内にトナーＴが所定の量詰められた初期の状態であり、１００％のとき、トナー容器２１内のトナーＴが消費されてプロセスカートリッジＢを交換する状態であることを示す。
【００４７】
縦軸の検知光Ｌの通過時間は、現像剤残量検出装置の検知光Ｌがトナー容器２１内を通過した通過時間を示し、トナー容器２１内のトナーＴが大量にある状態では、検知光ＬはトナーＴによって完全に遮蔽されるためトナー容器２１内を通過できない。トナー容器２１内のトナーＴが消費されると、わずかであるが検知光Ｌが通過し始め検知光の通過時間が得られるようになる。そして、トナー容器２１内のトナーＴがさらに消費され、トナー容器２１内にトナーＴが少なくなるに従って、検知光Ｌがトナー容器２１内を通過する通過時間は多く（＝長く）なる。ここでは、全く検知光Ｌがトナー容器２１内を通過しない状態を０、検知光Ｌがトナー容器２１内を通過し続ける状態を１００とし、１００の時点でプロセスカートリッジＢを交換する状態となることを示す。
【００４８】
図４に示すように、本実施例では、トナー残量が非常に多い場合には攪拌駆動速度によらず、検知光は得られず検知光の通過時間は０の状態となる。トナーが消費されてトナー消費量が６０％前後となったとき検知光が得られ始めるが、この状態において攪拌駆動速により検知光の通過時間が異なっている。
【００４９】
特に、攪拌駆動速度の速い速度Ｂにおいては、通過時間のばらつきが大きくなってしまう。逆に攪拌速度の遅い速度Ａの場合は、安定した検知光の通過時間が得られる。これは、撹拌駆動速度が速い場合にはトナー容器内のトナーは常にクラウド状態であり、撹拌駆動速度が遅い場合には、トナーはクラウド状態になった後トナー容器底にとどまるからである。
【００５０】
すなわち、トナー残量が多く撹拌駆動速度が速い場合には、トナーは常にクラウド状態で且つ密度が大きいため検知光が通過しづらく且つ安定した通過時間が得られない。トナー残量が多く撹拌駆動速度が遅い場合には、トナーは密度の低いクラウド状態になった後トナー容器底にとどまるため検知光が通過し易く（密度の低いクラウド状態の間に通過する）且つ安定した通過時間が得られる。
【００５１】
トナー残量が少なく撹拌駆動速度が速い場合には、トナーは常にクラウド状態であるもののトナーの密度が小さいため検知光が通過しやすくなるため、検知光の通過時間のばらつきは少なくなるものの、例えば速度Ｂ−２のトナー消費量１００％時で示すように通過時間から判断されるトナー残量としては、まだ、画像形成（印刷）可能状態であることになってしまう。
【００５２】
逆に、速度Ａの場合は検知光の通過時間がトナー消費量に安定的に追従するためトナー残量を正確に検知することが可能となる。このように攪拌速度の遅い速度Ａとすることで正確なトナー残量検知が達成しえるという利点を有するが、攪拌速度が遅いがゆえにシート部材２８ａ２が光透過窓２６ａ、２６ｂを清掃間隔が長くなってしまい、トナー残量を検出するために必要な時間が多く要してしまうという欠点を有する（以下「精密残検モード」と呼ぶ）。
【００５３】
本実施例では、印刷生産性を向上させるため高速印字を可能とするため弾性ローラ２４及び現像ローラ２３へできるだけ多くのトナーを搬送する必要があり、撹拌速度を速くした速度Ｂを通常画像形成時に使っている。従って、高速印字状態で画像形成を行いながら速度Ｂでは攪拌速度が速くシート部材２８ａ２が光透過窓２６ａ、２６ｂを清掃間隔が短いためトナー残量を検出する時間が短いという利点を持ち合わせるものの、上記した検出結果にばらつきを有するという欠点を持つ（以下「粗残検モード」と呼ぶ）。
【００５４】
ここで、本実施例においては、プロセスカートリッジが新品状態から検知光の通過時間が得られるまでは、粗残検モードによるトナー残量検出を行い、その後粗残検モードにて検知光の通過時間が得られたときに、精密残検モードを実施し正確なトナー残量を得た後に、再び粗残検モードにて画像形成（印刷）を所定枚数実施した後に、精密残検モードを実施する。これを繰り返し且つ、精密残検モードから得られたトナー残量に応じて所定枚数を次第に少なくしながら正確なトナー残量を得ることで、プロセスカートリッジ１０を交換する状態となるタイミングを正確に得ることができる。
【００５５】
本実施例での、トナー残量検知シーケンスについて図５のフローチャートを用い、説明する。
シーケンス開始。
Ｓ１：トナー残量検知をスタートする。
Ｓ２：粗残検モード実行し、検知光の通過時間が得られるかを判断する。検知光が得られた場合Ｓ３に移行し、検知光が得られない場合は、粗残検モードを継続する。
Ｓ３：精密残検モードによるトナー残量検知を行い、検知光の通過時間Ｔｓを計測する。本実施例においては、精密残検モードは画像形成動作を終了した後回転中、もしくは記録媒体の搬送を一時的に中断した非画像部領域にて攪拌速度を速度Ａに下げて検知光の通過時間Ｔｓを計測している。
Ｓ４：Ｔｓ≦３０の場合Ｓ５に移行し、３０＜Ｔｓの場合はＳ１０に移行する。
Ｓ５：次回精密残検モードを実行するまでの印刷間隔枚数Ｎを１００枚に設定（Ｎ＝１００）する。
Ｓ６：印刷間隔枚数Ｎが１００枚に設定された時点で、画像形成装置本体の表示部にトナー無しを予告する表示を行う。
Ｓ７：攪拌速度を再び速度Ｂに上げて、粗残検モードを実行する。このとき一時的に搬送が中断された記録媒体がある場合は、記録媒体の搬送を再び開始し、画像形成と同時に粗残検モードを実行する。
Ｓ８：印刷動作を１枚実行するごとに印刷間隔枚数ＮをＮ＝Ｎ−１に更新する。
Ｓ９：印刷間隔枚数Ｎの値を判断し、０＜Ｎの場合は粗残検モードを継続する。Ｎ＝０の場合は精密残検モードを再び実行するためＳ３に移行する。
Ｓ１０：精密残検モードによるトナー残量検知を行い、検知光の通過時間Ｔｓが３０＜Ｔｓ≦５０の場合Ｓ１１に移行し、５０＜Ｔｓの場合はＳ１２に移行する。
Ｓ１１：次回精密残検モードを実行するまでの印刷間隔枚数Ｎを８０枚に設定（Ｎ＝８０）し、Ｓ７に移行する。
Ｓ１２：精密残検モードによるトナー残量検知を行い、検知光の通過時間Ｔｓが５０＜Ｔｓ≦７０の場合Ｓ１３に移行し、７０＜Ｔｓの場合はＳ１４に移行する。
Ｓ１３：次回精密残検モードを実行するまでの印刷間隔枚数Ｎを５０枚に設定（Ｎ＝５０）し、Ｓ７に移行する。
Ｓ１４：精密残検モードによるトナー残量検知を行い、検知光の通過時間Ｔｓが７０＜Ｔｓ≦９０の場合Ｓ１５に移行し、９０＜Ｔｓの場合はＳ１６に移行する。
Ｓ１５：次回精密残検モードを実行するまでの印刷間隔枚数Ｎを３０枚に設定（Ｎ＝３０）し、Ｓ７に移行する。
Ｓ１６：精密残検モードによるトナー残量検知を行い、検知光の通過時間Ｔｓが９０＜Ｔｓ１００の場合Ｓ１７に移行し、Ｔｓ＝１００の場合はＳ１８に移行する。
Ｓ１７：次回精密残検モードを実行するまでの印刷間隔枚数Ｎを１０枚に設定（Ｎ＝１０）し、Ｓ７に移行する。
Ｓ１８：精密残検モードによるトナー残量検知を行った結果、検知光の通過時間Ｔｓが１００であるので、プロセスカートリッジのトナーが無くなったので、画像形成装置本体の表示部にトナー無しを警告する表示を行う。
シーケンス終了。
【００５６】
本実施例では、このトナー残量検知シーケンスを行うことにより、高速印字状態で画像形成を行いながら粗残検モードで検知光の通過時間が得られるまでは、印刷生産性を損なうことなくトナー残量検出が可能となる。そして、トナー容器内のトナーが消費されて残量が少なくなってくる状態になったときでも、可能な限り印刷生産性を損なうことなくトナー残量検出を高精度に行うことができる。
【００５７】
尚、本実施例の検知光の通過時間Ｔｓ、印刷間隔枚数Ｎは使用される装置に応じて好適となる値を選択すればよい。
【００５８】
又、本発明は、画像形成装置がプロセスカートリッジ方式とされていない場合にも適用することができ、本実施例と同様の効果を奏し得る。
【００５９】
実施例２
次に、本発明に係る画像形成装置の他の実施例について説明する。図６に本実施例の画像形成装置の概略構成を示す。図６に示す画像形成装置Ａ及びプロセスカートリッジＢは、図１〜図３を参照して説明した実施例１の画像形成装置Ａ及びプロセスカートリッジＢと同様の構成とされる。従って、図６にて同じ機能及び作用をなす部材には、同じ参照番号を付し、詳しい説明は省略し、実施例１の説明を援用する。
【００６０】
つまり、本実施例は、実施例１にて説明した画像形成装置Ａ及びプロセスカートリッジＢにおいて、精密残検モードを実施するタイミングを変更した構成とされ、本実施例においても、実施例１と同等の効果があることを特徴とする。
【００６１】
本実施例では、攪拌部材２８の回転に連動する現像ローラ２３の回転数をプロセスカートリッジＢに備えた記憶手段に記憶し、記憶された情報を元に精密残検モードを実施する。
【００６２】
図６を参照すると、本実施例にて、画像形成装置Ａは、感光体ドラム１、帯電ローラ２、現像装置４、クリーナ７が一体的にカートリッジ化され、プロセスカートリッジＢを形成し、装置本体１００に着脱可能とされている。
【００６３】
プロセスカートリッジＢは、装置本体１００が備えた装着手段（図示せず）を介して、取り外し可能に装置本体１００に装着される。プロセスカートリッジＢには記憶手段２６を設ける。記憶手段２６としては、例えば、接触不揮発性メモリ、非接触不揮発性メモリ、電源を有する揮発性メモリなど、任意の形態を用いることができる。本実施例では、記憶手段として非接触不揮発性メモリ２６がプロセスカートリッジＢに搭載されている。非接触不揮発性メモリ２６は、メモリ側の情報伝達手段であるアンテナ（図示せず）を有し、無線で画像形成装置本体１００が備えた制御手段（ＣＰＵ）３２と通信することで、情報の読み出し及び書き込みが可能である。本実施例では、ＣＰＵ３２は装置本体側の情報伝達手段、メモリ２６の情報の読み書き手段および、記憶手段２６の情報を蓄えるメモリとしての機能を備えている。
【００６４】
なお、プロセスカートリッジＢに備えられた記憶手段２６には、プロセスカートリッジＢが使用開始されてからの現像ローラ２３の総回転数が記憶される。
【００６５】
本実施例において、プロセスカートリッジＢが新品状態から検知光の通過時間が得られるまでは、粗残検モードによるトナー残量検出を行い、その後粗残検モードにて検知光の通過時間が得られたときに、精密残検モードを実施し正確なトナー残量を得た後に、再び粗残検モードにて印刷を実施すると現像ローラＢが回転するので現像ローラ２３が所定回転数した後に、再び精密残検モードを実施する。これを繰り返し且つ、精密残検モードから得られたトナー残量に応じて所定回転数を次第に少なくしながら正確なトナー残量を得ることで、プロセスカートリッジＢを交換する状態となるタイミングを正確に得ることを特徴とする。
【００６６】
本実施例での、トナー残量検知シーケンスについて図７のフローチャートを用い、説明する。
シーケンス開始。
Ｓ１：トナー残量検知をスタートする。
Ｓ２：粗残検モード実行し、検知光の通過時間が得られるかを判断する。検知光が得られた場合Ｓ３に移行し、検知光が得られない場合は、粗残検モードを継続する。
Ｓ３：精密残検モードによるトナー残量検知を行い、検知光の通過時間Ｔｓを計測する。本実施例においては、精密残検モードは画像形成動作を終了した後回転中、もしくは記録媒体の搬送を一時的に中断した非画像部領域にて攪拌速度を速度Ａに下げて検知光の通過時間Ｔｓを計測している。
Ｓ４：記憶手段２６から現像ローラ２３の総回転数Ｒを読み出し、ＣＰＵ３２のメモリ部にＲ０として格納する。
Ｓ５：Ｔｓ≦３０の場合Ｓ６に移行し、３０＜Ｔｓの場合はＳ１１に移行する。
Ｓ６：次回精密残検モードを実行するための残検開始現像ローラ回転数Ｒ１をＲ１＝Ｒ０＋１０００に設定し、残検開始現像ローラ回転数Ｒ１をＣＰＵ３２に格納する。
Ｓ７：残検開始現像ローラ回転数Ｒ１が設定された時点で、画像形成装置本体の表示部にトナー無しを予告する表示を行う。
Ｓ８：攪拌速度を再び速度Ｂに上げて、粗残検モードを実行する。このとき一時的に搬送が中断された記録媒体がある場合は、記録媒体の搬送を再び開始し、画像形成と同時に粗残検モードを実行する。
Ｓ９：印刷動作中に記憶手段２６から現像ローラ２３の総回転数Ｒを読み出す。
Ｓ１０：現在の現像ローラの総回転数ＲとＣＰＵ３２に格納された残検開始現像ローラ回転数Ｒ１を比較し、Ｒ＜Ｒ１の場合は粗残検モードを継続する。Ｒ≧Ｒ１場合は精密残検モードを再び実行するためＳ３に移行する。
Ｓ１１：精密残検モードによるトナー残量検知を行い、検知光の通過時間Ｔｓが３０＜Ｔｓ≦５０の場合Ｓ１２に移行し、５０＜Ｔｓの場合はＳ１３に移行する。
Ｓ１２：次回精密残検モードを実行するための残検開始現像ローラ回転数Ｒ１をＲ１＝Ｒ０＋８００に設定し、残検開始現像ローラ回転数Ｒ１をＣＰＵ３２に格納し、Ｓ８に移行する。
Ｓ１３：精密残検モードによるトナー残量検知を行い、検知光の通過時間Ｔｓが５０＜Ｔｓ≦７０の場合Ｓ１４に移行し、７０＜Ｔｓの場合はＳ１５に移行する。
Ｓ１４：次回精密残検モードを実行するための残検開始現像ローラ回転数Ｒ１をＲ１＝Ｒ０＋５００に設定し、残検開始現像ローラ回転数Ｒ１をＣＰＵ３２に格納し、Ｓ８に移行する。
Ｓ１５：精密残検モードによるトナー残量検知を行い、検知光の通過時間Ｔｓが７０＜Ｔｓ≦９０の場合Ｓ１６に移行し、９０＜Ｔｓの場合はＳ１７に移行する。
Ｓ１６：次回精密残検モードを実行するための残検開始現像ローラ回転数Ｒ１をＲ１＝Ｒ０＋３００に設定し、残検開始現像ローラ回転数Ｒ１をＣＰＵ３２に格納し、Ｓ８に移行する。
Ｓ１７：精密残検モードによるトナー残量検知を行い、検知光の通過時間Ｔｓが９０＜Ｔｓ１００の場合Ｓ１８に移行し、Ｔｓ＝１００の場合はＳ１９に移行する。
Ｓ１８：次回精密残検モードを実行するための残検開始現像ローラ回転数Ｒ１をＲ１＝Ｒ０＋１００に設定し、残検開始現像ローラ回転数Ｒ１をＣＰＵ３２に格納し、Ｓ８に移行する。
Ｓ１９：精密残検モードによるトナー残量検知を行った結果、検知光の通過時間Ｔｓが１００であるので、プロセスカートリッジのトナーが無くなったので、画像形成装置本体の表示部にトナー無しを警告する表示を行う。
シーケンス終了。
【００６７】
本実施例では、このトナー残量検知シーケンスを行うことにより、高速印字状態で画像形成を行いながら粗残検モードで検知光の通過時間が得られるまでは、印刷生産性を損なうことなくトナー残量検出が可能となる。そして、トナー容器内のトナーが消費されて残量が少なくなってくる状態になったときでも、可能な限り印刷生産性を損なうことなくトナー残量検出を高精度に行うことができる。
【００６８】
尚、本実施例の検知光の通過時間Ｔｓ、残検開始現像ローラ回転数Ｒ１は使用される装置に応じて好適となる値を選択すればよい。また、本実施例では記憶手段２６に記憶される情報として現像ローラ２３の回転数としたが、トナー残量検出に直接関わる攪拌部材２８の回転数を記憶しても同様な効果が得られる。
【００６９】
又、上記説明した、残検開始現像ローラ回転数Ｒ１を設定する各ステップ（Ｓ６、Ｓ１２、Ｓ１４、Ｓ１６、Ｓ１８）において、設定された残検開始現像ローラ回転数Ｒ１を記憶手段２６に準じ上書き記憶させることで、使用中のプロセスカートリッジＢが画像形成装置Ａから取り外され別の画像形成装置に装填され使用された場合でも、図７で示すトナー残量検知スタート（Ｓ１）の直後に現在の現像ローラの総回転数Ｒと記憶手段２６に格納された残検開始現像ローラ回転数Ｒ１を比較し、Ｒ＜Ｒ１の場合は粗残検モードを実施する図７に示すＳ８からトナー残量検知が可能となる。Ｒ≧Ｒ１場合は精密残検モードを再び実行するためＳ３に移行し精密残検モードを実行するように構成してもよい。
【００７０】
尚、本実施例では記憶手段２６に記憶される情報として現像ローラ２３の回転数としたが、実施例１で説明した次回精密残検モードを実行するまでの印刷間隔枚数Ｎを記憶手段２６に記憶させ、本実施例と同様なトナー残検シーケンスを実施することが可能となる。
【００７１】
実施例３
本実施例は、実施例１にて説明した画像形成装置Ａにおいて、画像形成装置Ａが図８のように垂直方向に並設した４個のプロセスカートリッジＢを装着する装着部（不図示）を有するインラインフルカラー画像形成装置に適用したことを特徴とする。各プロセスカートリッジＢ、即ち、Ｙ色、Ｍ色、Ｃ色、Ｋ色のプロセスカートリッジＢＹ、ＢＭ、ＢＣ、ＢＫは、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、また、実施例１と同様に、画像形成装置本体１００の装着部において、画像形成装置本体１００に対して着脱可能とされている。
【００７２】
また、図８に図示されてはいないが、本実施例の画像形成装置Ａ及び各プロセスカートリッジＢ（ＢＹ、ＢＭ、ＢＣ、ＢＫ）にも、実施例１の画像形成装置Ａ及び各プロセスカートリッジＢと同様の構成及び作用をなす現像剤残量検知装置が設けられている。
【００７３】
本実施例のようなインラインフルカラー画像形成装置においても実施例１又は２のトナー残量検知シーケンスを行うことにより、高速印字状態で画像形成を行いながら粗残検モードで検知光の通過時間が得られるまでは、インラインフルカラー画像形成装置の長所である印刷生産性を損なうことなくトナー残量検出が可能となる。そして、トナー容器内のトナーが消費されて残量が少なくなってくる状態になったときでも、可能な限り印刷生産性を損なうことなくトナー残量検出を高精度に行うことができる。
【００７４】
図８を参照して、本実施例のカラー画像形成装置Ａの構成及び動作を説明する。本実施例のカラー画像形成装置Ａは、パーソナルコンピュータなどのホスト３１４に接続されて用いられる。
【００７５】
コントローラ部３３３において、ホスト３１４からのプリント要求信号及び画像データを処理し、露光手段であるスキャナ３０３（３０３Ｙ、３０３Ｍ、３０３Ｃ、３０３Ｋ）を制御することで、図中矢印Ｒａ方向に回転する像担持体としての感光体ドラム３０１（３０１Ｙ、３０１Ｍ、３０１Ｃ、３０１Ｋ）上に静電潜像を形成する。
【００７６】
各プロセスカートリッジＢ（ＢＹ、ＢＭ、ＢＣ、ＢＫ）に備えられた感光体ドラム３０１（３０１Ｙ、３０１Ｍ、３０１Ｃ、３０１Ｋ）は、帯電手段である、感光体ドラム３０１（３０１Ｙ、３０１Ｍ、３０１Ｃ、３０１Ｋ）に加圧当接されたローラ状の帯電部材、即ち、ＤＣ接触帯電ローラ（帯電ローラ）３０２（３０２Ｙ、３０２Ｍ、３０２Ｃ、３０２Ｋ）によって一様に帯電される。帯電ローラ３０２（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）には帯電バイアスとして所定の値に固定された直流電圧が印加され、感光体ドラム３０１（３０１Ｙ、３０１Ｍ、３０１Ｃ、３０１Ｋ）の表面を負に一様に帯電させる。帯電ローラ３０２（３０２Ｙ、３０２Ｍ、３０２Ｃ、３０２Ｋ）は感光体ドラム３０１（３０１Ｙ、３０１Ｍ、３０１Ｃ、３０１Ｋ）の図中矢印Ｒｄ方向の回転により従動回転する。帯電ローラ３０２（３０２Ｙ、３０２Ｍ、３０２Ｃ、３０２Ｋ）は、感光体ドラム３０１（３０１Ｙ、３０１Ｍ、３０１Ｃ、３０１Ｋ）の長手方向（記録媒体３０６の搬送方向に直交する方向）略全域に亙って当接されている。
【００７７】
帯電ローラ３０２（３０２Ｙ、３０２Ｍ、３０２Ｃ、３０２Ｋ）によって一様に帯電された感光体ドラム３０１（３０１Ｙ、３０１Ｍ、３０１Ｃ、３０１Ｋ）は、露光手段であるスキャナ３０３（３０３Ｙ、３０３Ｍ、３０３Ｃ、３０３Ｋ）からのレーザー光により露光され、その表面に静電潜像が形成される。スキャナ３０３（３０３Ｙ、３０３Ｍ、３０３Ｃ、３０３Ｋ）は、レーザー光源、ポリゴンミラー、レンズ系などを有し、コントローラ部３３３の制御により、感光体ドラム３０１（３０１Ｙ、３０１Ｍ、３０１Ｃ、３０１Ｋ）上を走査露光する。
【００７８】
その後、この静電潜像は、現像手段である現像装置３０４（３０４Ｙ、３０４Ｍ、３０４Ｃ、３０４Ｋ）によって現像剤が供給されて、トナー像として可視化される。
【００７９】
つまり、現像装置３０４（３０４Ｙ、３０４Ｍ、３０４Ｃ、３０４Ｋ）は、一成分現像剤として夫々Ｙ色、Ｍ色、Ｃ色、Ｋ色の負帯電性の非磁性トナー（トナー）を収容する現像剤収容部であるトナー容器３２１（３２１Ｙ、３２１Ｍ、３２１Ｃ、３２１Ｋ）を有する。本実施例では、トナーには、高速印刷を可能とした、定着特性の優れた粘弾性の低い、体積平均粒径約６μｍの略球形トナーを用いた。
【００８０】
そして、感光体ドラム３０１（３０１Ｙ、３０１Ｍ、３０１Ｃ、３０１Ｋ）と対向するトナー容器３２１（３２１Ｙ、３２１Ｍ、３２１Ｃ、３２１Ｋ）の一部は、感光体ドラム３０１（３０１Ｙ、３０１Ｍ、３０１Ｃ、３０１Ｋ）の長手方向略全域に亙り開口しており、この開口部に、現像手段を構成するローラ状の現像剤担持体である現像ローラ３２３（３２３Ｙ、３２３Ｍ、３２３Ｃ、３２３Ｋ）が配置されている。現像ローラ３２３（３２３Ｙ、３２３Ｍ、３２３Ｃ、３２３Ｋ）は、現像装置３０４（３０４Ｙ、３０４Ｍ、３０４Ｃ、３０４Ｋ）の図中左上方に位置する感光体ドラム３０１（３０１Ｙ、３０１Ｍ、３０１Ｃ、３０１Ｋ）に所定の侵入量となるように押圧、接触され、図中矢印Ｒｂ方向に回転駆動される。
【００８１】
現像ローラ３２３（３２３Ｙ、３２３Ｍ、３２３Ｃ、３２３Ｋ）の図中右下方には、現像ローラ３２３（３２３Ｙ、３２３Ｍ、３２３Ｃ、３２３Ｋ）への現像剤を供給し、又未現像トナーを現像ローラ３２３（３２３Ｙ、３２３Ｍ、３２３Ｃ、３２３Ｋ）から剥ぎ取る手段として、弾性ローラ３２４（３２４Ｙ、３２４Ｍ、３２４Ｃ、３２４Ｋ）が当接されている。弾性ローラ３２４（３２４Ｙ、３２４Ｍ、３２４Ｃ、３２４Ｋ）は、回転可能にトナー容器３２１（３２１Ｙ、３２１Ｍ、３２１Ｃ、３２１Ｋ）に支持されている。又、弾性ローラ３２４（３２４Ｙ、３２４Ｍ、３２４Ｃ、３２４Ｋ）は、現像ローラ３２３（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）へのトナー供給及び未現像トナーの剥ぎ取り性の点からゴムスポンジローラとし、現像ローラ３２３（３２３Ｙ、３２３Ｍ、３２３Ｃ、３２３Ｋ）と同一方向（図中矢印Ｒｃ方向）に回転駆動する。
【００８２】
又、現像装置３０４（３０４Ｙ、３０４Ｍ、３０４Ｃ、３０４Ｋ）は、現像ローラ３２３（３２３Ｙ、３２３Ｍ、３２３Ｃ、３２３Ｋ）に担持させるトナー量を規制する現像剤層厚規制部材として、現像ブレード３２５（３２５Ｙ、３２５Ｍ、３２５Ｃ、３２５Ｋ）を備えている。現像ブレード３２５（３２５Ｙ、３２５Ｍ、３２５Ｃ、３２５Ｋ）は、弾性を有するリン青銅製の金属薄板で構成され、自由端側の先端近傍を現像ローラ３２３（３２３Ｙ、３２３Ｍ、３２３Ｃ、３２３Ｋ）の外周面に面接触にて当接するように設けられている。弾性ローラ３２４（３２４Ｙ、３２４Ｍ、３２４Ｃ、３２４Ｋ）との摺擦により現像ローラ３２３（３２３Ｙ、３２３Ｍ、３２３Ｃ、３２３Ｋ）上に担持されたトナーは、現像ブレード３２５（３２５Ｙ、３２５Ｍ、３２５Ｃ、３２５Ｋ）との当接部を通過する際に摩擦帯電により電荷付与され、且つ、薄層に規制される。
【００８３】
このような構成の現像装置３０４（３０４Ｙ、３０４Ｍ、３０４Ｃ、３０４Ｋ）において、現像ローラ３２３（３２３Ｙ、３２３Ｍ、３２３Ｃ、３２３Ｋ）には、現像バイアスとして所定の値に固定された直流電圧が印加される。これによって、本実施例では、一様に帯電された感光体ドラム３０１（３０１Ｙ、３０１Ｍ、３０１Ｃ、３０１Ｋ）の表面の、負電荷が減衰した露光部を反転現像により現像する。
【００８４】
一方、全ての感光体ドラム３０１（３０１Ｙ、３０１Ｍ、３０１Ｃ、３０１Ｋ）に対向し、接するように循環移動する静電転写ベルト３４１が配設されている。前記転写ベルト３４１は１０11〜１０14Ω・ｃｍの体積固有抵抗を有する厚さ約１５０μｍのフィルム状部材である。
【００８５】
そして、記録媒体３０６は記録媒体収容部３１６から供給ローラ３１６ａなどにより分離給送され、レジストローラ３１６ｂで一旦停止する。レジストローラ３１６ｂは、記録媒体３０６の記録位置と感光体ドラム３０１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）へのトナー像の形成タイミングとの同期をとり、転写手段である転写ローラ３０５（３０５Ｙ、３０５Ｍ、３０５Ｃ、３０５Ｋ）と感光体ドラム３０１（３０１Ｙ、３０１Ｍ、３０１Ｃ、３０１Ｋ）との対向部（転写部）へと、記録媒体３０６を送り出す。
【００８６】
このようにして記録媒体３０６は、前記転写ベルト３４１によりＹ色、Ｍ色、Ｃ色、Ｋ色の各転写位置まで順次搬送され、感光体ドラム３０１（３０１Ｙ、３０１Ｍ、３０１Ｃ、３０１Ｋ）上の各色トナー画像が記録媒体３０６上に順次転写され、トナー像を積層しながら上方へと搬送する。
【００８７】
トナー像が転写された記録媒体３０６は、定着装置３０９に搬送される。ここで、記録媒体３０６上の未定着のトナー像は、熱、圧力よって記録媒体３０６に永久定着される。その後、記録媒体３０６は排出ローラ３１６ｃなどにより機外に排紙される。
【００８８】
又、転写されずに感光体ドラム３０１（３０１Ｙ、３０１Ｍ、３０１Ｃ、３０１Ｋ）上に残留した転写残トナーは、クリーニング手段（クリーナ）３０７（３０７Ｙ、３０７Ｍ、３０７Ｃ、３０７Ｋ）によって清掃する。つまり、クリーナ３０７（３０７Ｙ、３０７Ｍ、３０７Ｃ、３０７Ｋ）は、クリーニング部材であるクリーニングブレード３０７ａ（３０７ａＹ、３０７ａＭ、３０７ａＣ、３０７ａＫ）により転写残トナーを感光体ドラム３０１（３０１Ｙ、３０１Ｍ、３０１Ｃ、３０１Ｋ）から掻き取り、廃トナー容器３０８（３０８Ｙ、３０８Ｍ、３０８Ｃ、３０８Ｋ）に収納する。クリーニングされた感光体ドラム３０１（３０１Ｙ、３０１Ｍ、３０１Ｃ、３０１Ｋ）は再び画像形成に供される。
【００８９】
各プロセスカートリッジＢ（ＢＹ、ＢＭ、ＢＣ、ＢＫ）には記憶手段３２６（３２６Ｙ、３２６Ｍ、３２６Ｃ、３２６Ｋ）を設ける。記憶手段３２６（３２６Ｙ、３２６Ｍ、３２６Ｃ、３２６Ｋ）としては、例えば、接触不揮発性メモリ、非接触不揮発性メモリ、電源を有する揮発性メモリなど、任意の形態を用いることができる。本実施例では、記憶手段として非接触不揮発性メモリ３２６（３２６Ｙ、３２６Ｍ、３２６Ｃ、３２６Ｋ）が夫々のプロセスカートリッジＢに搭載されている。非接触不揮発性メモリ３２６（３２６Ｙ、３２６Ｍ、３２６Ｃ、３２６Ｋ）は、メモリ側の情報伝達手段であるアンテナ（図示せず）を有し、無線で画像形成装置本体が備えた制御手段（ＣＰＵ）３３２と通信することで、情報の読み出し及び書き込みが可能である。本実施例では、ＣＰＵ３３２は装置本体側の情報伝達手段、メモリ３２６（３２６Ｙ、３２６Ｍ、３２６Ｃ、３２６Ｋ）の情報の読み書き手段、及び、記憶手段３２６（３２６Ｙ、３２６Ｍ、３２６Ｃ、３２６Ｋ）の情報を蓄えるメモリとしての機能を備えている。なお、プロセスカートリッジＢに備えられた記憶手段３２６（３２６Ｙ、３２６Ｍ、３２６Ｃ、３２６Ｋ）には、対応するプロセスカートリッジＢが使用開始されてからの現像ローラ３２３の総回転数が記憶される。
【００９０】
本実施例においては、実施例２で説明したトナー残量検知シーケンスを適用した。
【００９１】
本実施例のトナー残量検知シーケンスは、実施例２で説明した内容に沿うものであるが、トナー残量検知シーケンスは、４色（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）のプロセスカートリッジＢ（ＢＹ、ＢＭ、ＢＣ、ＢＫ）の全てが同時に実行され、４色（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）のプロセスカートリッジＢ（ＢＹ、ＢＭ、ＢＣ、ＢＫ）のうち最もトナー残量が少ない色のプロセスカートリッジＢのトナー残量に応じて、精密残検モードを４色全てで実施するタイミングが決定される。
【００９２】
本実施例での、トナー残量検知シーケンスについて図９のフローチャートを用い、説明する。
シーケンス開始。
Ｓ１：トナー残量検知をスタートする。
Ｓ２：粗残検モード実行し、検知光の通過時間が得られるかを判断する。検知光が得られた場合Ｓ３に移行し、検知光が得られない場合は、粗残検モードを継続する。
Ｓ３：精密残検モードによるトナー残量検知を行い、検知光の通過時間Ｔｓを計測する。本実施例においては、精密残検モードは画像形成動作を終了した後回転中、もしくは記録媒体の搬送を一時的に中断した非画像部領域にて攪拌速度を速度Ａに下げて検知光の通過時間Ｔｓを計測している。
Ｓ２０：Ｓ３で精密残検モードによるトナー残量検知を行った結果、トナー残量が多く検知光の通過時間ＴｓがＴｓ＝０となるプロセスカートリッジの有無を判断し、通過時間ＴｓがＴｓ＝０となるプロセスカートリッジとなる色についてはＳ２１に移行する。Ｔｓ＝０となるプロセスカートリッジが無い場合は、Ｓ４に移行する。
Ｓ２１：Ｓ３で精密残検モードによるトナー残量検知った結果、トナー残量が多く検知光の通過時間ＴｓがＴｓ＝０である色のプロセスカートリッジにおいては、処理動作を行わず、後述のＴｓ≠０なるプロセスカートリッジの残検モードでトナー残量検知が今後実施される。
Ｓ４：Ｔ≠０なるプロセスカートリッジの記憶手段３２６から現像ローラ３２３の総回転数Ｒを読み出しプロセスカートリッジの記憶手段３２６にＲ０として格納する。
Ｓ５：Ｔｓ≦３０の場合Ｓ６に移行し、３０＜Ｔｓの場合はＳ１１に移行する。
Ｓ６：次回精密残検モードを実行するための残検開始現像ローラ回転数Ｒ１をＲ１＝Ｒ０＋１０００に設定し、残検開始現像ローラ回転数Ｒ１をＣＰＵ３３２に格納する。
Ｓ７：残検開始現像ローラ回転数Ｒ１が設定された時点で、画像形成装置本体の表示部にトナー無しを予告する表示を行う。
Ｓ２２：プロセスカートリッジの各色のＲ１−Ｒを各色毎に計算し、Ｒ１−Ｒの値が最も小さくなる色をＣｔ色として選択する。
Ｓ２３：Ｃｔ色として選択された、残検開始現像ローラ回転数Ｒ１をＲ１（Ｃｔ）としてＣＰＵ３３２に格納する。
Ｓ８：攪拌速度を再び速度Ｂに上げて、粗残検モードを実行する。このとき一時的に搬送が中断された記録媒体がある場合は、記録媒体の搬送を再び開始し、画像形成と同時に粗残検モードを実行する。
Ｓ９：印刷動作中にＣｔ色の記憶手段３２６から現像ローラ３２３の総回転数Ｒ（Ｃｔ）を読み出す。
Ｓ１０：Ｃｔ色の現在の現像ローラ３２３の総回転数Ｒ（Ｃｔ）とＣＰＵ３３２に格納された残検開始現像ローラ回転数Ｒ１（Ｃｔ）を比較し、Ｒ（Ｃｔ）＜Ｒ１（Ｃｔ）の場合は粗残検モードを継続する。Ｒ（Ｃｔ）≧Ｒ１（Ｃｔ）場合は精密残検モードを再び実行するためＳ３に移行する。
Ｓ１１：精密残検モードによるトナー残量検知を行い、検知光の通過時間Ｔｓが３０＜Ｔｓ≦５０の場合Ｓ１２に移行し、５０＜Ｔｓの場合はＳ１３に移行する。
Ｓ１２：次回精密残検モードを実行するための残検開始現像ローラ回転数Ｒ１をＲ１＝Ｒ０＋８００に設定し、残検開始現像ローラ回転数Ｒ１をＣＰＵ３３２に格納し、Ｓ２２に移行する。
Ｓ１３：精密残検モードによるトナー残量検知を行い、検知光の通過時間Ｔｓが５０＜Ｔｓ≦７０の場合Ｓ１４に移行し、７０＜Ｔｓの場合はＳ１５に移行する。
Ｓ１４：次回精密残検モードを実行するための残検開始現像ローラ回転数Ｒ１をＲ１＝Ｒ０＋５００に設定し、残検開始現像ローラ回転数Ｒ１をＣＰＵ３３２に格納し、Ｓ２２に移行する。
Ｓ１５：精密残検モードによるトナー残量検知を行い、検知光の通過時間Ｔｓが７０＜Ｔｓ≦９０の場合Ｓ１６に移行し、９０＜Ｔｓの場合はＳ１７に移行する。
Ｓ１６：次回精密残検モードを実行するための残検開始現像ローラ回転数Ｒ１をＲ１＝Ｒ０＋３００に設定し、残検開始現像ローラ回転数Ｒ１をＣＰＵ３３２に格納し、Ｓ２２に移行する。
Ｓ１７：精密残検モードによるトナー残量検知を行い、検知光の通過時間Ｔｓが９０＜Ｔｓ１００の場合Ｓ１８に移行し、Ｔｓ＝１００の場合はＳ１９に移行する。
Ｓ１８：次回精密残検モードを実行するための残検開始現像ローラ回転数Ｒ１をＲ１＝Ｒ０＋１００に設定し、残検開始現像ローラ回転数Ｒ１をＣＰＵ３３２に格納し、Ｓ２２に移行する。
Ｓ１９：精密残検モードによるトナー残量検知を行った結果、検知光の通過時間Ｔｓが１００であるので、プロセスカートリッジのトナーが無くなったので、画像形成装置本体の表示部にトナー無しを警告する表示を行う。
シーケンス終了。
【００９３】
これにより、高速印字状態で画像形成を行いながら粗残検モードで検知光の通過時間が得られるまでは、インラインフルカラー画像形成装置の長所である印刷生産性を損なうことなくトナー残量検出が可能となる。そして、トナー容器内のトナーが消費されて残量が少なくなってくる状態になったときでも、可能な限り印刷生産性を損なうことなくトナー残量検出を高精度に行うことができる。
【００９４】
尚、本実施例では記憶手段３２６に記憶される情報として現像ローラ３２３の回転数としたが、トナー残量検出に直接関わる攪拌部材３２８の回転数を記憶しても同様な効果が得られる。また、実施例１で説明した次回精密残検モードを実行するまでの印刷間隔枚数Ｎを記憶手段３２６に記憶させ、本実施例と同様なトナー残検シーケンスを実施することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略断面図である。
【図２】本発明に係るプロセスカートリッジの概略断面図である。
【図３】本発明に係るプロセスカートリッジにおける光透過式トナー残量検知の鋼製を示す現像装置ユニットの斜視図である。
【図４】本発明に係る画像形成装置の一実施例におけるトナー消費量と、現像剤残量検出装置の検知光Ｌがトナー容器内を通過した通過時間との関係を示すグラフである。
【図５】本発明に係る画像形成装置の一実施例の動作を説明するフローチャートである。
【図６】本発明に係る画像形成装置の他の実施例の概略断面図である。
【図７】本発明に係る画像形成装置の他の実施例の動作を説明するフローチャートである。
【図８】本発明に係る画像形成装置の他の実施例の概略断面図である。
【図９】本発明に係る画像形成装置の他の実施例の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００９６】
１、３０１      感光体ドラム（像担持体）
２、３０２      帯電ローラ（帯電手段）
３、３０３      スキャナ（露光手段）
４、３０４      現像装置（現像手段）
５、３０５      転写ローラ（転写手段）
７、３０７      クリーナ（クリーニング手段）
２１、３２１    トナー容器（現像剤収容部）
２３、３２３    現像ローラ（現像剤担持体）
２６、３２６    非接触メモリ（記憶手段）
２８、３２８    撹拌手段
３０            現像剤残量検知装置
３０ａ          発光素子（センサー手段）
３０ｂ          受光素子（センサー手段）
３２            ＣＰＵ（制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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