(57)【要約】【課題】  現像剤容器内の限られた部分のトナ−量ではなく現像剤容器内全体のトナ−量の推移を正確に検知する。【解決手段】  感光層を有する像担持体とそれに対抗するよう配置され現像材を担持搬送する現像担持体と現像剤担持体へ供給する現像剤を収容する現像剤容器とその容器内で像担持体に対抗するよう配置され現像剤を攪拌する攪拌部材、容器内で現像剤担持体に直行もしくは平行するよう配置された複数の電極部材を備えたカ−トリッジを用いる画像形成装置において像担持体と電極部材間、複数の電極部材間に個々の交流バイアスを印加させる複数の印加手段、その手段のバイアス印加タイミングを制御する制御手段、制御手段に制御された複数の印加手段より現像剤担持体と電極部材間、複数の電極部材間に流れ込む電流値を検出する検出手段、検出手段の検出値に基づき現像剤残量を検知する。【選択図】        図１
2006138915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光層を有する像担持体と、前記像担持体に対抗するように配設され現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体へ供給する現像剤を収容する現像剤容器と、前記現像剤容器内で前記像担持体に対向するように配設され現像剤を攪拌する攪拌部材、前記現像剤容器内で現像剤担持体に直行もしくは平行するように配設された複数の電極部材を、備えたカートリッジを用いる画像形成装置において、
前記現像剤担持体と電極部材間、複数の電極部材間に、個々の交流バイアスを印加させる複数の印加手段と、
前記複数の印加手段のバイアス印加タイミングを制御する制御手段と、
前記制御手段に制御された複数の印加手段より現像剤担持体と電極部材間、複数の電極部材間に流れ込む電流値を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出値に基づき、現像剤担持体と電極部材間、複数の電極部材間の容量値を算出する算出手段と、
前記測定手段により得られた複数の容量値より前記カートリッジの状態、現像剤の残量を判定する判定手段と、
前記判定手段の結果に基づきユーザに警告を促す手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記複数の印加手段の１つに現像剤を前記現像剤担持体から前記像担持体に搬送するためのＡＣバイアス手段を用い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】
前記複数の印加手段の１つに前記像担持体を帯電させるためのＡＣバイアス手段を用いることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置に関し、特にレーザプリンタのトナー残量検知制御に関するもので、高精度なトナー残量検出を行うことを目的とする。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置のうち、プリンタを例にとって説明する。従来プリンタは、図１０のごとき機構をしている。図１０において、１０１は静電担持体である感光体ドラム、１０２は光源としての半導体レーザ、１０３はスキャナモータ１０４によって回転する回転多面鏡、１０５は半導体レーザ１０２から発射され、感光体ドラム１０１上を走査するレーザビームである。
【０００３】
１０６は感光体ドラム１０１上を一様に帯電するための帯電ローラ、１０７は感光体ドラム１０１上に形成された静電潜像をトナーにて現像するための現像機である。１０８は現像機１０７にて現像されたトナー像を所定の記録用紙に転写するための転写ローラ、１０９は記録用紙に転写されたトナーを熱にて融着するための定着ローラである。
【０００４】
１１０は１回転する事により、記録用紙のサイズを識別する機能を有するカセットから用紙を給紙、搬送路に送り出すカセット給紙ローラ、１１１は記録用紙のサイズを識別する機能を有しない手差し給紙口から用紙を搬送路に送り込む手差し給しローラである。１１２は着脱可能で記録用紙のサイズを識別する機能を有するカセットから用紙を搬送路に送り込むオプションカセット給紙ローラ、１１３は着脱可能で封筒のみ積載可能な封筒フィーダから用紙を１枚ずつ搬送路に送り込む封筒フィーダ給紙ローラである。１１４、１１５はカセットから給紙された用紙を搬送する搬送ローラである。
【０００５】
１１６は封筒フィーダ以外から給紙された用紙の先端と後端を検出するためのプレフィードセンサ、１１７は搬送された用紙を感光体ドラム１０１へ送り込む転写前ローラ、１１８は給紙された用紙に対し、感光体ドラム１０１への画像書き込み（記録／印字）と用紙搬送の同期をとると共に、給紙された用紙の搬送方向の長さを測定するためのトップセンサである。１１９は定着後の用紙の有無を検出するための排紙センサ、１２０は定着後の用紙を機外に排出するための排出ローラである。
【０００６】
１２１は印字された用紙の搬送先（機外排出あるいは、着脱可能な両面ユニット）を切り換えるフラッパ、１２２は両面ユニットに搬送された用紙を反転部に搬送するための搬送ローラ、１２３は反転部に搬送された用紙の先端／後端を検出する反転センサ、１２４は正転／逆転をシーケンシャルに動作させる事で、用紙を反転させ、再給紙部に用紙を搬送するための反転ローラ、１２５は再給紙部の用紙の有無を検出する再給紙センサ、１２６は再給紙部の用紙を再び搬送路へ送り込むための再給紙ローラである。
【０００７】
このような機構部を制御するための制御系の回路構成のブロック図を図１１に示す。図１１において、２０１は不図示のホストコンピュータ等の外部機器から送られる画像コードデータをプリンタの印字に必要なビットデータに展開すると共に、プリンタ内部情報を読み取りそれを表示するためのプリンタコントローラである。
【０００８】
２０２はプリンタエンジンの各部をプリンタコントローラ２０１の指示にしたがって動作制御すると共に、プリンタコントローラ２０１へプリンタ内部情報を報知するためのプリンタエンジン制御部である。
【０００９】
２０３はプリンタエンジン制御部２０２の指示に従い、記録用紙搬送のためのモータ、ローラ等の駆動／停止を行う用紙搬送制御部、２０４は帯電、現像、転写等各工程における各高圧の出力制御をプリンタエンジン制御部２０２の指示にしたがって行う高圧制御部である。２０５はスキャナモータ１０４の駆動／停止、レーザビームの点灯をエンジン制御部２０２の指示にしたがって制御する光学系制御部である。２０７は定着器の温度をプリンタエンジン制御部２０２の指定した温度に調節するための定着温度制御部である。
【００１０】
２０８は着脱可能なオプションカセット制御部で、プリンタエンジン制御２０２の指示により駆動系の駆動／停止を行うと共に、紙有無状態、紙サイズ情報をプリンタエンジン制御部２０２に報知する。
【００１１】
２０９は着脱可能な両面ユニット制御部で、プリンタエンジン制御部２０２の指示にしたがって、用紙の反転および再給紙動作を行うと同時に、その動作状態をプリンタエンジン制御部２０２に報知する。
【００１２】
２１０は着脱可能な封筒フィーダ制御部で、プリンタエンジン制御部２０２の指示により駆動系の駆動／停止を行うとともに、紙有無状態をプリンタエンジン制御部２０２に報知する。
【００１３】
そして、画像記録は現像装置１００内に収容されたトナーを用いて行われるため、この画像形成においては、判断手段としてトナー残量検出装置を備え、トナーの補給を促すようになっている。また、この画像形成装置においては、プリンタ本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジとして形成されているため、このプロセスカートリッジの装置の有無も判定している。
【００１４】
図１２に、カートリッジ有無及びトナー残量検出装置の概略構成を示す。このカートリッジ有無及びトナー残量検出装置は、現像装置１００の現像剤担持体１０７とアンテナ３０１を電極部材として用い、アンテナ３０１と現像剤担持体１０７間に生じる静電容量の変化をカートリッジ有無及びトナー残量検出回路３０２で検出することにより、カートリッジの有無とトナー残量を判定する装置である（例えば、特許文献１参照）。
【００１５】
つまり、現像バイアス印加手段として現像バイアス回路３０４で規定のＡＣバイアス値を出力させ、現像剤担持体１０７に印加すると、現像剤担持体１０７とアンテナ３０１の間に生成される容量にその値に見合ったＡＣバイアス電流値Ｉ１が印加される。また、インピーダンス素子４０２にも同様にＡＣバイアス電流値Ｉ２が印加され、カートリッジ有無及びトナー残量を検出する上での基準値となる。そして、Ｉ１，Ｉ２の値をカートリッジ有無及びトナー残量検出回路３０２に入力し、カートリッジ有無及びトナー残量を判断するのである。
【特許文献１】特開平０９−２０４０９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明はトナー残検の関するものである。
【００１７】
現像剤担持体１０７（以後スリーブと名称）に直行するよう配置されたアンテナの容量値は、現像剤担持体とアンテナ間のトナー量を意味し、現像剤容器内の限られた部分のトナー量しか検出できていない。よって、トナー量の全体の推移を検知することができなかった。
【００１８】
また、今までの構成では、スリーブに印加している現像ＡＣバイアスのみを利用してトナー量を検出していたため、トナー量／カートリッジ有無等のカートリッジ状態を検出するタイミングが限られていた。
【００１９】
本発明は、以上の点に着目して成されたもので、現像剤容器内の限られた部分のトナ−量ではなく現像剤容器内全体のトナ−量の推移を正確に検知する画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
前記課題の解決手段として、現像剤容器内で現像剤担持体に直行もしくは平行するように配設された複数の電極部材を、備えたカートリッジを用いる画像形成装置において、
請求項１の本発明は、スリーブと電極部材間、複数の電極部材間に、個々の交流バイアスを印加させる複数の印加手段と、複数の印加手段の印加タイミングを制御する制御手段と、制御手段にて制御された複数の印加手段よりスリーブと電極部材間、電極部材間流れ込む電流値を検出する検出手段と、検出手段の検出値に基づき、スリーブと電極部材間、複数の電極部材間の容量値を算出する算出手段と、算出手段により得られた複数の容量値より、カートリッジの状態を判定する判定手段と、判定手段の結果に基づきユーザに警告を促す手段と、を有することを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００２１】
また、請求項２の本発明は、請求項１において、複数の印加手段の１つに現像剤を前記現像剤担持体から前記像担持体に搬送するためのＡＣバイアス手段を用いることを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００２２】
また、請求項３の本発明は、請求項１において、複数の印加手段の１つに前記像担持体を帯電させるためのＡＣバイアス手段を用いることを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００２３】
なお、さらに詳細に説明すれば、本発明は下記の構成によって前記課題を解決できた。
【００２４】
（１）感光層を有する像担持体と、前記像担持体に対抗するように配設され現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体へ供給する現像剤を収容する現像剤容器と、前記現像剤容器内で前記像担持体に対向するように配設され現像剤を攪拌する攪拌部材、前記現像剤容器内で現像剤担持体に直行もしくは平行するように配設された複数の電極部材を、備えたカートリッジを用いる画像形成装置において、前記現像剤担持体と電極部材間、複数の電極部材間に、個々の交流バイアスを印加させる複数の印加手段、前記複数の印加手段のバイアス印加タイミングを制御する制御手段、前記制御手段に制御された複数の印加手段より現像剤担持体と電極部材間、複数の電極部材間に流れ込む電流値を検出する検出手段、前記検出手段の検出値に基づき、現像剤担持体と電極部材間、複数の電極部材間の容量値を算出する算出手段、前記測定手段により得られた複数の容量値より前記カートリッジの状態、現像剤の残量を判定する判定手段、前記判定手段の結果に基づきユーザに警告を促す手段、を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１の本発明は、スリーブと電極部材間、複数の電極部材間に、個々の交流バイアスを印加させる複数の印加手段と、複数の印加手段の印加タイミングを制御する制御手段と、制御手段にて制御された複数の印加手段よりスリーブと電極部材間、電極部材間流れ込む電流値を検出する検出手段と、検出手段の検出値に基づき、スリーブと電極部材間、複数の電極部材間の容量値を算出する算出手段と、算出手段により得られた複数の容量値より、カートリッジの状態を判定する判定手段と、判定手段の結果に基づきユーザに警告を促す手段と、を有することを特徴とする画像形成装置を提供することにより、現像剤容器内の限られた部分のトナー量ではなく、現像剤容器内全体のトナー量の推移を正確に検知することができる。また、現像ＡＣバイアス印加以外のタイミングで容量値が検出できるため、随時、トナー量／カートリッジ有無等のカートリッジ状態を検出することが可能となる。
【００２６】
また、請求項１において、複数の印加手段の１つに現像剤を前記現像剤担持体から前記像担持体に搬送するためのＡＣバイアス手段を用いることを特徴とする画像形成装置を提供することにより、コストＵＰを最小限に抑えたかたちで正確なトナー残量検知が可能となる。
【００２７】
また、請求項１において、複数の印加手段の１つにら前記像担持体を帯電させるためのＡＣバイアス手段を用いることを特徴とする画像形成装置を提供することにより、コストＵＰを最小限に抑えたかたちで正確なトナー残量検知が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２９】
本実施例は、カートリッジ内部に２つの電極部材を有し、スリーブ−電極部材の容量は現像バイアスを用いて、電極部材間の容量は固有のＡＣバイアス回路を用いて検出し、それぞれの検出結果に応じて、トナー量／カートリッジ有無等のカートリッジ状態を検出することを特徴とする。
【００３０】
図１に本発明の第一の実施形態におけるトナー残量検出回路の一例を示す。図１において、６０１は現像バイアス印加手段としての現像バイアス回路であり、スリーブ６１２に接続されている。また、現像バイアス回路６０１はインピーダンス素子６０２を介してトナー残量検出回路の増幅回路６０８に接続されている。そして、これら増幅回路に印加されるＡＣ電流Ｉ６１を用い、トナー残量を検出する上での基準電圧Ｖ６１を設定する。スリーブ６１２と電極部材（Ａ）６０３の間には、図１に示すようにトナー容量Ｃ６１が形成されており、増幅回路６０８に接続されている。従って、トナー容量Ｃ６１に印加されるＡＣ電流Ｉ６２は、増幅回路６０８に印加され、トナー有無の検出値Ｖ６２（＝Ｖ６１−Ｉ６２×Ｒ６１）として出力される。このような構成をとることで、スリーブ−電極部材（Ａ）に入り込んでいるトナー量に応じた検出値を出力することができる。
【００３１】
また、６０５はＡＣバイアス回路であり、電極部材（Ａ）６０３と電極部材（Ｂ）６０４間の容量検出のために使用される。ＡＣバイアス回路６０５はインピーダンス素子６０６を介してトナー残量検出回路の増幅回路６０８に接続されている。そして、これら増幅回路に印加されるＡＣ電流Ｉ６１を用い、トナー残量を検出する上での基準電圧Ｖ６１を設定する。電極部材（Ａ）６０３と電極部材（Ｂ）６０４の間には、図１に示すようにトナー容量Ｃ６２が形成されており、増幅回路６０８に接続されている。従って、トナー容量Ｃ６２に印加されるＡＣ電流Ｉ６２は、増幅回路６０８に印加され、トナー有無の検出値Ｖ６２（＝Ｖ６１−Ｉ６２×Ｒ６１）として出力される。このような構成をとることで、電極部材（Ａ）−電極部材（Ｂ）に入り込んでいるトナー量に応じた検出値を出力することができる。
【００３２】
本実施例のフローチャートを図２、タイミング図を図３に示す。
【００３３】
まず、前多回転時もしくは前回転時にＡＣバイアス回路を駆動させＡＣバイアスを電極部材（Ｂ）に印加する（Ｓ６０２）。そして、電極部材（Ａ）−電極部材（Ｂ）間の容量値に準じた検知電圧Ｖ６２が出力される。その値をＣＰＵにて一定期間のサンプルを行い、その検出値αを算出する。この検出値αとＣＰＵ上で予め設定されたテーブル値と比較し、カートリッジの有無の判定を行う（Ｓ６０３）。この判定にて、カートリッジなしと判定された場合は、ユーザにカートリッジ無しの警告を行い（Ｓ６２３）、カートリッジ有りと判定された場合は、トナーの有無を判定する（Ｓ６０３）。
【００３４】
Ｓ６０３の判定にてトナー有りと判定された場合について述べる。次のステップとして現像ＡＣバイアスをスリーブに印加する（Ｓ６０４）。そして、スリーブ−電極部材（Ａ）間の容量値に準じた検知電圧Ｖ６２が出力される。その値をＣＰＵにて一定期間のサンプルを行い、その検出値βを算出する。この検出値βとＣＰＵ上で予め設定されたテーブル値と比較し、トナーの有無の判定を行う（Ｓ６０５）。この判定にて、トナー無しと判定された場合、電極部材（Ａ）−電極部材（Ｂ）間にはトナーはあるが、スリーブ−電極部材（Ａ）間にはトナーが無いといった異常な状態（シール引き忘れ）と判断され（Ｓ６０６）、ユーザに警告を行う（Ｓ６０７）。
【００３５】
また、Ｓ６０５の判定にて、トナー有りと判定された場合は、カートリッジは正常な状態であると判断される（Ｓ６０８）。この状態でプリントコマンドを受け付けた場合（Ｓ６０９）、画像領域では、現像ＡＣバイアスが印加されていることから、スリーブ−電極部材（Ａ）間の容量値を検出値βより算出（Ｓ６１１）、非画像領域ではＡＣバイアスを電極部材（Ｂ）に印加されることから、電極部材（Ａ）−電極部材（Ｂ）間の容量値を検出値αより算出し（Ｓ６１０）、ＣＰＵ上に設定されたテーブル値より、トナー残量を算出する（Ｓ６１２）。
【００３６】
Ｓ６０３の段階にて、トナーなしと判定された場合について述べる。次のステップとして現像ＡＣバイアスをスリーブに印加する（Ｓ６１３）。そして、スリーブ−電極部材（Ａ）間の容量値に準じた検知電圧Ｖ６２が出力される。その値をＣＰＵにて一定期間のサンプルを行い、その検出値εを算出する。この検出値εとＣＰＵ上で予め設定されたテーブル値と比較し、トナーの有無の判定を行う（Ｓ６１４）。この判定にて、トナー無しと判定された場合、トナーがないと判断され（Ｓ６１５）、ユーザに警告を行う（Ｓ６１６）。
【００３７】
また、この判定にて、トナー有りと判定された場合は、トナーが残り少ないと判断され（Ｓ６１７）、ユーザに警告を行う（Ｓ６１８）。この状態でプリントコマンドを受け付けた場合（Ｓ６１９）、画像領域では、現像ＡＣバイアスが印加されていることから、スリーブ−電極部材（Ａ）間の容量値を検出値εより算出（Ｓ６２１）、非画像領域ではＡＣバイアスが電極部材（Ｂ）に印加されていることから電極部材（Ａ）−電極部材（Ｂ）間の容量値を検出値αより算出し（Ｓ６２０）、ＣＰＵ上に設定されたテーブル値より、トナー残量を算出する（Ｓ６２２）。
【００３８】
このような制御を行うことでユーザにカートリッジの状態を知らせることができ、かつ、トナー残量の誤認識をさせることなく、トナー残量を正確に検出することも可能となる。
【実施例２】
【００３９】
本実施例は、カートリッジ内部に２つの電極部材を有し、スリーブ−電極部材の容量、電極部材間の容量、それぞれに固有のＡＣバイアス回路を用いて検出し、それぞれの検出結果に応じて、トナー量／カートリッジ有無等のカートリッジ状態を検出することを特徴とする。
【００４０】
図４に本発明の第二の実施形態におけるトナー残量検出回路の一例を示す。図４において、７０１は現像バイアス印加手段としての現像バイアス回路であり、スリーブ７１３に接続されている。また、現像バイアスとは別にＡＣバイアス回路＜１＞７０３が接続されている。ＡＣバイアス回路＜１＞７０３はインピーダンス素子７０２を介してトナー残量検出回路の増幅回路７０９に接続されている。そして、これら増幅回路７０９に印加されるＡＣ電流Ｉ７１を用い、トナー残量を検出する上での基準電圧Ｖ７１を設定する。スリーブ７１３と電極部材（Ａ）７０４の間には、図４に示すようにトナー容量Ｃ７１が形成されており、増幅回路７０９に接続されている。従って、トナー容量Ｃ７１に印加されるＡＣ電流Ｉ７２は、増幅回路７０９に印加され、トナー有無の検出値Ｖ７２（＝Ｖ７１−Ｉ７２×Ｒ７１）として出力される。このような構成をとることで、スリーブ−電極部材（Ａ）に入り込んでいるトナー量に応じた検出値を出力することができる。
【００４１】
また、７０６はＡＣバイアス回路＜２＞であり、電極部材（Ａ）７０４と電極部材（Ｂ）７０５間の容量検出のために使用される。ＡＣバイアス回路＜２＞７０６はインピーダンス素子７０７を介してトナー残量検出回路の増幅回路７０９に接続されている。そして、これら制御回路に印加されるＡＣ電流Ｉ７１を用い、トナー残量を検出する上での基準電圧Ｖ７１を設定する。電極部材（Ａ）７０４と電極部材（Ｂ）７０５の間には、図４に示すようにトナー容量Ｃ７２が形成されており、増幅回路７０９に接続されている。従って、トナー容量Ｃ７２に印加されるＡＣ電流Ｉ７２は、増幅回路７０９に印加され、トナー有無の検出値Ｖ７２（＝Ｖ７２−Ｉ７１×Ｒ７１）として出力される。このような構成をとることで、電極部材（Ａ）−電極部材（Ｂ）に入り込んでいるトナー量に応じた検出値を出力することができる。
【００４２】
本実施例のフローチャートを図５、タイミング図を図６に示す。
【００４３】
まず、前多回転時もしくは前回転時にＡＣバイアス回路＜２＞を駆動させＡＣバイアスを電極部材（Ｂ）に印加する（Ｓ７０２）。そして、電極部材（Ａ）−電極部材（Ｂ）間の容量値に準じた検知電圧Ｖ７２が出力される（Ｓ７０２）。その値をＣＰＵにて一定期間のサンプルを行い、その検出値αを算出する。この検出値αとＣＰＵ上で予め設定されたテーブル値と比較し、カートリッジの有無の判定を行う（Ｓ７０３）。この判定にて、カートリッジなしと判定された場合は、ユーザにカートリッジ無しの警告を行い（Ｓ７２３）、カートリッジ有りと判定された場合は、トナーの有無を判定する（Ｓ７０３）。
【００４４】
Ｓ７０３の判定にてトナー有りと判定された場合について述べる。次のステップとしてＡＣバイアス回路＜１＞よりＡＣバイアスをスリーブに印加する（Ｓ７０４）。そして、スリーブ−電極部材（Ａ）間の容量値に準じた検知電圧Ｖ７２が出力される。その値をＣＰＵにて一定期間のサンプルを行い、その検出値βを算出する。この検出値βとＣＰＵ上で予め設定されたテーブル値と比較し、トナーの有無の判定を行う（Ｓ７０５）。この判定にて、トナー無しと判定された場合、電極部材（Ａ）−電極部材（Ｂ）間にはトナーはあるが、スリーブ−電極部材（Ａ）間にはトナーが無いといった異常な状態（シール引き忘れ）と判断され（Ｓ７０６）、ユーザに警告を行う（Ｓ７０７）。
【００４５】
また、この判定にて、トナー有りと判定された場合は、カートリッジは正常な状態であると判断される（Ｓ７０８）。この状態でプリントコマンドを受け付けた場合（Ｓ７０９）、画像領域では、現像ＡＣバイアスが印加されていることから、トナー検出はできない。そのため、非画像領域の現像ＯＦＦ期間にて、ＡＣバイアス回路＜１＞、ＡＣバイアス回路＜２＞を違うタイミングにて駆動させ、スリーブ−電極部材（Ａ）間の容量値を検出値βより、電極部材（Ａ）−電極部材（Ｂ）間の容量値を検出値αより算出し（Ｓ７１０，Ｓ７１１）、ＣＰＵ上に設定されたテーブル値より、トナー残量を算出する（Ｓ７１２）。
【００４６】
Ｓ７０３の段階にて、トナーなしと判定された場合について述べる。次のステップとしてＡＣバイアス回路＜１＞よりＡＣバイアスをスリーブに印加する（Ｓ７１３）。そして、スリーブ−電極部材（Ａ）間の容量値に準じた検知電圧Ｖ７２が出力される。その値をＣＰＵにて一定期間のサンプルを行い、その検出値εを算出する。この検出値εとＣＰＵ上で予め設定されたテーブル値と比較し、トナーの有無の判定を行う（Ｓ７１４）。この判定にて、トナー無しと判定された場合、トナーがないと判断され（Ｓ７１５）、ユーザに警告を行う（Ｓ７１６）。
【００４７】
また、この判定にて、トナー有りと判定された場合は、トナーが残り少ないと判断され（Ｓ７１７）、ユーザに警告を行う（Ｓ７１８）。この状態でプリントコマンドを受け付けた場合（Ｓ７１９）、画像領域では、現像ＡＣバイアスが印加されていることから、トナー検出はできない。そのため、非画像領域の現像ＯＦＦ期間にて、ＡＣバイアス回路＜１＞、ＡＣバイアス回路＜２＞を違うタイミングにて駆動させ、スリーブ−電極部材（Ａ）間の容量値を検出値εより、電極部材（Ａ）−電極部材（Ｂ）間の容量値を検出値αより算出し（Ｓ７２０，Ｓ７２１）、ＣＰＵ上に設定されたテーブル値より、トナー残量を算出する（Ｓ７２２）。
【００４８】
このような制御を行うことでユーザにカートリッジの状態を知らせることができ、かつ、トナー残量の誤認識をさせることなく、トナー残量を正確に検出することも可能となる。
【実施例３】
【００４９】
本実施例は、カートリッジ内部に２つの電極部材を有し、スリーブ−電極部材の容量は現像バイアスを用いて、電極部材間の容量は帯電バイアス回路を用いて検出し、それぞれの検出結果に応じて、トナー量／カートリッジ有無等のカートリッジ状態を検出することを特徴とする。
【００５０】
図７に本発明の第三の実施形態におけるトナー残量検出回路の一例を示す。図７において、８０１は現像バイアス印加手段としての現像バイアス回路であり、スリーブ８１３に接続されている。また、現像バイアス回路８０１はインピーダンス素子８０２を介してトナー残量検出回路の増幅回路８０９に接続されている。そして、これら増幅回路に印加されるＡＣ電流Ｉ８１を用い、トナー残量を検出する上での基準電圧Ｖ８１を設定する。スリーブ８１３と電極部材（Ａ）８０４の間には、図７に示すようにトナー容量Ｃ８１が形成されており、増幅回路８０９に接続されている。従って、トナー容量Ｃ８１に印加されるＡＣ電流Ｉ８２は、増幅回路８０９に印加され、トナー有無の検出値Ｖ８２（＝Ｖ８１−Ｉ８２×Ｒ８１）として出力される。このような構成をとることで、スリーブ−電極部材（Ａ）に入り込んでいるトナー量に応じた検出値を出力することができる。
【００５１】
また、８０６は帯電バイアス印加手段としての帯電バイアス回路であり、ドラム８０３に接続されている。帯電ＡＣバイアスは、ドラム帯電以外の用途として、電極部材（Ａ）８０４と電極部材（Ｂ）８０５間の容量検出のため、電極部材（Ｂ）８０５、インピーダンス素子８０７を介してトナー残量検出回路の増幅回路８０９に接続されている。そして、これら増幅回路に印加されるＡＣ電流Ｉ８１を用い、トナー残量を検出する上での基準電圧Ｖ８１を設定する。電極部材（Ａ）と電極部材（Ｂ）の間には、図７に示すようにトナー容量Ｃ８２が形成されており、増幅回路８０９に接続されている。従って、トナー容量Ｃ８２に印加されるＡＣ電流Ｉ８２は、増幅回路８０９に印加され、トナー有無の検出値Ｖ８２（＝Ｖ８１−Ｉ８２×Ｒ８１）として出力される。このような構成をとることで、電極部材（Ａ）−電極部材（Ｂ）に入り込んでいるトナー量に応じた検出値を出力することができる。
【００５２】
本実施例のフローチャートを図８、タイミング図を図９に示す。
【００５３】
まず、前多回転時もしくは前回転時の帯電ＡＣバイアス駆動のタイミングで帯電ＡＣバイアスが電極部材（Ｂ）に印加される（Ｓ８０２）。その時、電極部材（Ａ）−電極部材（Ｂ）間の容量値に準じた検知電圧Ｖ８２が出力される。その値をＣＰＵにて一定期間のサンプルを行い、その検出値αを算出する。この検出値αとＣＰＵ上で予め設定されたテーブル値と比較し、カートリッジの有無の判定を行う（Ｓ８０３）。この判定にて、カートリッジなしと判定された場合は、ユーザにカートリッジ無しの警告を行い（Ｓ８２３）、カートリッジ有りと判定された場合は、トナーの有無を判定する（Ｓ８０３）。
【００５４】
Ｓ８０３の判定にてトナー有りと判定された場合について述べる。次のステップとして現像ＡＣバイアスをスリーブに印加する（Ｓ８０４）。そして、スリーブ−電極部材（Ａ）間の容量値に準じた検知電圧Ｖ８２が出力される（Ｓ８０５）。その値をＣＰＵにて一定期間のサンプルを行い、その検出値βを算出する。この検出値βとＣＰＵ上で予め設定されたテーブル値と比較し、トナーの有無の判定を行う（Ｓ８０５）。この判定にて、トナー無しと判定された場合、電極部材（Ａ）−電極部材（Ｂ）間にはトナーはあるが、スリーブ−電極部材（Ａ）間にはトナーが無いといった異常な状態（シール引き忘れ）と判断され（Ｓ８０６）、ユーザに警告を行う（Ｓ８０７）。
【００５５】
また、この判定にて、トナー有りと判定された場合は、カートリッジは正常な状態であると判断される（Ｓ８０８）。この状態でプリントコマンドを受け付けた場合（Ｓ８０９）、現像ＡＣバイアスのみが印加されているタイミングでスリーブ−電極部材（Ａ）間の容量値を検出値βより算出（Ｓ８１１）、帯電ＡＣバイアスのみが印加されているタイミングで電極部材（Ａ）−電極部材（Ｂ）間の容量値を検出値αより算出し（Ｓ８１０）、ＣＰＵ上に設定されたテーブル値より、トナー残量を算出する（Ｓ８１２）。
【００５６】
Ｓ８０３の段階にて、トナーなしと判定された場合について述べる。次のステップとして現像ＡＣバイアスをスリーブに印加する（Ｓ８１３）。そして、スリーブ−電極部材（Ａ）間の容量値に準じた検知電圧Ｖ８２が出力される。その値をＣＰＵにて一定期間のサンプルを行い、その検出値εを算出する。この検出値εとＣＰＵ上で予め設定されたテーブル値と比較し、トナーの有無の判定を行う（Ｓ８１４）。この判定にて、トナー無しと判定された場合、トナーがないと判断され（Ｓ８１５）、ユーザに警告を行う（Ｓ８１６）。
【００５７】
また、この判定にて、トナー有りと判定された場合は、トナーが残り少ないと判断され（Ｓ８１７）、ユーザに警告を行う（Ｓ８１８）。この状態でプリントコマンドを受け付けた場合（Ｓ８１９）、現像ＡＣバイアスのみが印加されているタイミングでスリーブ−電極部材（Ａ）間の容量値を検出値εより算出（Ｓ８２１）、帯電ＡＣバイアスのみが印加されているタイミングで電極部材（Ａ）−電極部材（Ｂ）間の容量値を検出値αより算出し（Ｓ８２０）、ＣＰＵ上に設定されたテーブル値より、トナー残量を算出する（Ｓ８２２）。
【００５８】
このような制御を行うことでユーザにカートリッジの状態を知らせることができ、かつ、トナー残量の誤認識をさせることなく、トナー残量を正確に検出することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明実施例１のトナー残量検知回路概略図
【図２】本発明実施例１のトナー残量検知フローチャート概略図
【図３】本発明実施例１のトナー残量検知タイミングチャート概略図
【図４】本発明実施例２のトナー残量検知回路概略図
【図５】本発明実施例２のトナー残量検知フローチャート概略図
【図６】本発明実施例２のトナー残量検知タイミングチャート概略図
【図７】本発明実施例３のトナー残量検知回路概略図
【図８】本発明実施例３のトナー残量検知フローチャート概略図
【図９】本発明実施例３のトナー残量検知タイミングチャート概略図
【図１０】本発明における画像形成装置本体構成の概略図
【図１１】本発明における画像形成装置コントローラ部の概略図
【図１２】従来のトナー残量検知回路の概略図
【符号の説明】
【００６０】
６０１  現像バイアス回路
６０２  インピーダンス素子（比較用容量素子）
６０３  電極部材（Ａ）
６０４  電極部材（Ｂ）
６０５  ＡＣバイアス回路
６０６  インピーダンス素子（比較用容量素子）
６０８  増幅回路
６１２  スリーブ
Ｃ６１  トナー容量
Ｃ６２  トナー容量
Ｉ６１  ＡＣ電流
Ｉ６２  ＡＣ電流
Ｖ６１  基準電圧
Ｖ６２  検出値
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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