(57)【要約】【課題】  印字停止時間が長いことによるトナーの不安定状態が発生しても検出精度が悪化することのない画像形成装置及び画像形成システムを提供する。【解決手段】  カートリッジＣは、現像剤を収納する現像剤収納部４ａを備えた現像装置４と、現像剤収納部４ａ内の現像剤残量を検知する現像剤残量検知手段１００、１０１と、最新の現像剤残量情報が記憶可能な記憶手段２０とを有しており、更に、画像形成装置は、画像形成装置が有する駆動系の連続停止時間をカウントする連続停止時間カウンターとを有し、連続停止時間カウンターが所定時間以上を示した際には、所定の間隔は現像剤残量情報の記憶手段への情報の更新を禁止する。【選択図】        図９
2011018082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カートリッジが着脱可能であって、記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
前記カートリッジは、現像剤を収納する現像剤収納部を備えた現像装置と、前記現像剤収納部内の現像剤残量を検知する現像剤残量検知手段と、最新の現像剤残量情報が記憶可能な記憶手段とを有しており、
前記画像形成装置は、画像形成装置が有する駆動系の連続停止時間をカウントする連続停止時間カウンターを有し、
前記連続停止時間カウンターが所定時間以上を示した際には、所定の間隔は、現像剤残量情報の前記記憶手段への情報の更新を禁止する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記所定の間隔は、画像形成装置が有する駆動系の所定駆動時間であることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】
前記所定の間隔は、予め決められた印字枚数であることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像剤残量検知手段は、少なくとも２つの電極間の静電容量を測定することによって得られる信号を出力することを特徴とする請求項１、２又は３の画像形成装置。
【請求項５】
更に、表示手段を有し、検知した現像剤残量に関する情報を表示するための信号をこの表示手段に送信して表示することを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
更に、表示手段を有する機器と通信可能であり、検知した現像剤残量に関する情報を表示するための信号をこの表示手段を有する機器に送信して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。
【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の少なくとも一つ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。
【請求項８】
画像形成装置に着脱可能なカートリッジを用いて、記録媒体に画像を形成する画像形成システムにおいて、
（ａ）（ｉ）現像剤を収納する現像剤収納部を備えた現像装置と、
（ｉｉ）前記現像剤収納部内の現像剤残量を検知する現像剤残量検知手段と、
（ｉｉｉ）最新の現像剤残量情報が記憶可能な記憶手段と、
を有するカートリッジと、
（ｂ）画像形成装置が有する駆動系の連続停止時間をカウントする連続停止時間カウンターと、
を有し、前記連続停止時間カウンターが所定時間以上を示した際には、所定の間隔は、現像剤残量情報の前記記憶手段への情報の更新を禁止することを特徴とする画像形成システム。
【請求項９】
前記所定の間隔は、画像形成装置が有する駆動系の所定駆動時間であることを特徴とする請求項８の画像形成システム。
【請求項１０】
前記所定の間隔は、予め決められた印字枚数であることを特徴とする請求項８の画像形成システム。
【請求項１１】
前記現像剤残量検知手段は、少なくとも２つの電極間の静電容量を測定することによって得られる信号を出力することを特徴とする請求項８、９又は１０の画像形成システム。
【請求項１２】
更に、表示手段を有し、検知した現像剤残量に関する情報を表示するための信号をこの表示手段に送信して表示することを特徴とする請求項８〜１１のいずれかの項に記載の画像形成システム。
【請求項１３】
更に、表示手段を有する機器と通信可能であり、検知した現像剤残量に関する情報を表示するための信号をこの表示手段を有する機器に送信して表示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画像形成システム。
【請求項１４】
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の少なくとも一つ有することを特徴とする請求項８〜１３のいずれかの項に記載の画像形成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には、電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、特に、カートリッジ、即ち、プロセスカートリッジ、或いはカートリッジ化された現像装置（「現像カートリッジ」ともいう。）を画像形成装置本体に装着可能であり、且つカートリッジに搭載された記憶手段を用いて現像剤の残量を検知する現像剤残量検知手段を備えた画像形成装置及び画像形成システムに関する。
【０００２】
ここで、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、及び電子写真ワードプロセッサ等が含まれる。
【０００３】
又、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、電子写真を帯電させる帯電手段、電子写真感光体に現像剤を供給する現像手段、電子写真感光体をクリーニングするクリーニング手段のうち少なくとも一つを有するものを言う。
【０００４】
特に、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段及びクリーニング手段の少なくとも一つと、電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを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、または、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画像形成装置本体に対して着脱可能とするものをいう。
【背景技術】
【０００５】
複写機やレーザービームプリンターなどの画像形成装置は、画像情報に対応した光を電子写真感光体（以下、「感光体」という。）に照射して静電潜像を形成し、この静電潜像に現像手段で記録材料である現像剤（トナー）を供給して画像として顕像化し、更に感光体から記録媒体である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。現像手段にはトナーを収容した現像剤収納部としてのトナー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。現像剤収納部や現像手段、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、トナーが無くなった際、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】
近年では、このプロセスカートリッジ内の画像形成に供されるトナーが、どの程度残っているかを随時知るために、「トナー残量レベル検知手段」（逐次現像剤残量検知手段）をプロセスカートリッジ又は画像形成装置本体に備えているものが増えてきた。
【０００７】
この逐次現像剤残量検知手段の一つに、プレート板金を用いた方式がある。この方式は、現像手段である現像ローラと対向した平面状の板金（プレート板金）を少なくとも１つ以上設け、現像ローラとプレート板金若しくはプレート板金同士若しくはその両方をコンデンサの電極として用い、該電極間の静電容量が、絶縁性トナーの量に応じて変化することを利用したものである。即ち、このプレート板金や現像ローラで構成されたコンデンサ間の空間がトナーで埋まっていれば静電容量は大きくなり、トナーが減るにつれて上記空間に空気が増えて静電容量は小さくなることを利用している。
【０００８】
更には、このプレート板金や現像ローラ間の静電容量とトナー量の関係を予め関係づけた補正テーブルを用意し、コンデンサ間の静電容量を測定することでトナー容器内のトナー残量レベルを算出することを可能としている。
【０００９】
又、プロセスカートリッジ（以下、「カートリッジ」という。）毎に読み書き可能な記憶手段（メモリ）を設け、カートリッジ個別の製造公差に関する情報等の補正情報や、現状のトナー残量情報等を記憶することによって上記「トナー残量レベル検知手段」を用いたトナー残量レベルの算出を、より精度良く行う方法を用いているものもある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、以上のような現像剤残量検知手段や記憶手段を用いて検知を行った場合、この現像剤残量検知手段が検知可能な領域に存在するトナー状態が不安定になった時の検出値を記憶してしまうと、残量検知精度の低下に繋がる可能性が高くなる。
【００１１】
トナー状態が不安定となる可能性として例えば、１つのジョブに対する印字動作が全て終了した後、次のジョブが開始される迄の間隔（印字停止時間）が非常に長い場合がある。
【００１２】
この場合にはカートリッジ内のトナー状態が不安定となり、このときの値を補正値として用いる場合にはその後のトナー残量検出値が常に精度の低いものとなり、補正値として用いない場合でも一時的に精度の低い検出値を示す可能性が高くなる。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、印字停止時間が長いことによるトナーの不安定状態が発生しても検出精度が悪化することのない画像形成装置及び画像形成システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的は本発明に係る画像形成装置及び画像形成システムにて達成される。要約すれば、第１の本発明は、カートリッジが着脱可能であって、記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
前記カートリッジは、現像剤を収納する現像剤収納部を備えた現像装置と、前記現像剤収納部内の現像剤残量を検知する現像剤残量検知手段と、最新の現像剤残量情報が記憶可能な記憶手段とを有しており、
前記画像形成装置は、画像形成装置が有する駆動系の連続停止時間をカウントする連続停止時間カウンターを有し、
前記連続停止時間カウンターが所定時間以上を示した際には、所定の間隔は、現像剤残量情報の前記記憶手段への情報の更新を禁止する、
ことを特徴とする画像形成装置である。
【００１５】
第２の本発明は、画像形成装置に着脱可能なカートリッジを用いて、記録媒体に画像を形成する画像形成システムにおいて、
（ａ）（ｉ）現像剤を収納する現像剤収納部を備えた現像装置と、
（ｉｉ）前記現像剤収納部内の現像剤残量を検知する現像剤残量検知手段と、
（ｉｉｉ）最新の現像剤残量情報が記憶可能な記憶手段と、
を有するカートリッジと、
（ｂ）画像形成装置が有する駆動系の連続停止時間をカウントする連続停止時間カウンターと、
を有し、前記連続停止時間カウンターが所定時間以上を示した際には、所定の間隔は、現像剤残量情報の前記記憶手段への情報の更新を禁止することを特徴とする画像形成システムである。
【００１６】
上記各本発明にて、一実施態様によれば、前記所定の間隔は、画像形成装置が有する駆動系の所定駆動時間である。又は、前記所定の間隔は、予め決められた印字枚数である。
【００１７】
他の実施態様によれば、前記現像剤残量検知手段は、少なくとも２つの電極間の静電容量を測定することによって得られる信号を出力する。
【００１８】
他の実施態様によれば、更に、表示手段を有し、検知した現像剤残量に関する情報を表示するための信号をこの表示手段に送信して表示する。
【００１９】
他の実施態様によれば、更に、表示手段を有する機器と通信可能であり、検知した現像剤残量に関する情報を表示するための信号をこの表示手段を有する機器に送信して表示する。
【００２０】
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、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の少なくとも一つ有する。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明に係る画像形成装置及び画像形成システムは、カートリッジは、現像剤を収納する現像剤収納部を備えた現像装置と、現像剤収納部内の現像剤残量を検知する現像剤残量検知手段と、最新の現像剤残量情報が記憶可能な記憶手段とを有しており、更に、画像形成装置は、画像形成装置が有する駆動系の連続停止時間をカウントする連続停止時間カウンターを有し、連続停止時間カウンターが所定時間以上を示した際には、所定の間隔は、現像剤残量情報の記憶手段への情報の更新を禁止する構成とされるので、長時間放置した直後の、現像剤状態が不安定な場合の検知値を記憶しないため、印字停止時間が長いことによる現像剤の不安定状態が発生しても検出精度が悪化することがなく、現像剤残量検知精度を低下させずに常に安定した検知が可能であり、安定した画質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るプロセスカートリッジの一実施例を示す構成図である。
【図２】本発明に係るプロセスカートリッジを構成する現像装置を示す斜視図である。
【図３】本発明に係るプロセスカートリッジを装着した電子写真画像形成装置の一実施例を示す構成図である。
【図４】本発明に係る現像剤残量検出装置の一実施例を示す回路図である。
【図５】本発明に係る装置本体とカートリッジとのアクセス状態を説明するためのブロック図である。
【図６】本実施例の現像剤残量検出装置におけるトナー残量と検出電圧Ｖ３との関係を示すグラフである。
【図７】本実施例の現像剤残量検出装置におけるトナー残量と検出電圧Ｖ３との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の一実施例に係る制御態様を示すフローチャートである。
【図９】本発明の他の実施例に係る制御態様を示すフローチャートである。
【図１０】トナー残量表示の一実施例を示す図である。
【図１１】本発明に係る現像カートリッジの一実施例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る画像形成装置及び画像形成システムを図面に則して更に詳しく説明する。
【００２４】
実施例１
本発明の一実施例における画像形成装置は、ホストコンピューターからの画像情報を受け取り、画像出力するレーザービームプリンタであり、電子写真感光体、現像手段、現像剤（トナー）等の消耗品をプロセスカートリッジとして装置本体に対して着脱し交換可能にした電子写真画像形成装置である。
【００２５】
本実施例のプロセスカートリッジを装着した電子写真画像形成装置の構成及び動作について、図１〜図３を用いて説明する。
【００２６】
図１に示すように、プロセスカートリッジ（以下、「カートリッジ」という。）Ｃは、像担持体としての電子写真感光体である感光体ドラム１と、感光体ドラム１を均一に帯電するための帯電手段としての帯電ローラ７と、現像装置４と、感光体ドラム１の表面を清掃するクリーニング手段であるクリーニングブレード８と、クリーニングブレード８により感光体ドラム１から除去された残留トナーを収容する廃トナー容器９とが一体的に構成され、図３に示すように、装着手段９０を介して画像形成装置本体（以下、単に「装置本体」という。）４０に着脱可能に装着される。
【００２７】
現像装置４は、現像剤（トナー）Ｔを収容する現像剤収納部であるトナー容器４ａ、トナー容器４ａと連結された現像容器１４、感光体ドラム１に対向配置された現像手段としての現像ローラ２、現像ローラ２に当接し、トナー層厚を規制する現像剤規制部材である現像ブレード５、及びトナー容器４ａ内のトナーＴを攪拌し、且つ現像ローラ２に搬送する攪拌部材３を備えている。
【００２８】
又、カートリッジの使用前には、トナー容器４と現像容器１４の間にトナー封止部材６が貼着されている。このトナー封止部材６は、カートリッジの輸送中等に激しい衝撃が発生した場合等でもトナーが洩れることのないように設けられ、装置本体４０にカートリッジＣを装着する直前にユーザーによって開封される。
【００２９】
図３において、レーザービームプリンターには、プロセスカートリッジＣの上方に、画像情報に対応してレーザー光１０を照射するレーザースキャナー１１が、下方には感光体ドラム１に対向する転写手段である転写ローラ１２が配設されている。
【００３０】
上記構成において、感光体ドラム１が帯電ローラ７によって均一に帯電され、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１０によって走査露光され、目的の画像情報の静電潜像が形成される。静電潜像は、現像ローラ２等の作用によって、トナーＴが付着されてトナー像として可視化される。尚、本実施例においては、現像剤として絶縁性磁性１成分トナーを用いた。
【００３１】
一方、給紙カセット１６内には記録媒体である記録紙Ｐが積層されており、記録紙Ｐは、ピックアップローラ１７によって１枚ずつピックアップされてレジストローラ対１８に搬送され、ここで、感光体ドラム１上のトナー像と同期をとられて転写部へと搬送される。そして、転写ローラ１２の作用によって感光体ドラム１上のトナー像が記録紙Ｐに転写される。トナー像が転写された記録紙Ｐは定着装置１３に搬送されてトナー像が熱と圧によって溶融され定着される。その後、排紙ローラ１９によってトレイ３０へと排紙される。
【００３２】
［現像剤残量検知手段］
本実施例では、図１及び図２に示すように、現像剤残量検知手段として、現像ローラ２と、第１及び第２のプレート板金１００、１０１とを用いている。第１のプレート板金１００は、現像ローラ２に対向する位置に現像装置４の長手方向の全域にわたって設けられ、第２のプレート板金１０１は、第１のプレード板金１００と略同等の長手方向長さを有し、プレート板金１００と対向するように設けられている。
【００３３】
第１及び第２のプレート板金１００、１０１は、プレート電極として、基本的に電流を流すことのできる材料であれば特に限定することなく使用することができる。本実施例ではサビに強いＳＵＳを使用している。
【００３４】
［現像剤残量検出回路］
図４に、カートリッジＣが装置本体４０に正常に装着されたときの残量検知検出部２６の回路構成を示す。
【００３５】
装置本体４０とカートリッジＣには不図示の電気接点が設けられており、カートリッジＣが装置本体４０内に装着された際に、この電気接点を通じてカートリッジＣの第１及び第２のプレート板金１００、１０１と装置本体４０内の残量検知検出部２６が電気的に接続される。
【００３６】
図４において、現像バイアス印加手段としての現像バイアス回路１０４から所定のＡＣバイアスを出力すると、その印加バイアスは、固定の静電容量を有するリファレンスコンデンサ１０５と、現像装置４内の現像ローラ２と、第２のプレート板金１０１とにそれぞれ印加される。
【００３７】
比較検出回路１０９では、リファレンス用コンデンサ１０５（静電容量Ｃ１：固定値）の両端に発生するリファレンス値、即ち電圧Ｖ１と、第１及び第２のプレード板金１００、１０１間の静電容量（Ｃ３：トナー残量によって可変）と現像ローラ２と第１のプレート板金１００間の静電容量（Ｃ２：トナー残量によって可変）との合成容量（Ｃ４＝Ｃ２＋Ｃ３）に対して発生する測定値、即ち電圧Ｖ２との電圧差から電圧Ｖ３を生成する。この電圧Ｖ３は、演算部（ＡＤ変換部）２４に入力され、ここで、アナログ電圧Ｖ３をデジタル変換し（以下この値を「検出値」と呼ぶ。単位は（Ｖ））、その結果を制御部２３に送り、残量検知補正テーブル２５（図５）を用いてトナー残量レベル（この値を「算出値」と呼ぶ。単位は（％））を決定する。
【００３８】
尚、本実施例では印加バイアスとして現像バイアスである２ｋＨｚ程度の交流バイアスと−４００Ｖ程度の直流バイアスを重畳したバイアスを用いており、現像と同時に測定を行っている。
【００３９】
［検知可能範囲］
又、本実施例では、上述のように、現像剤残量検知手段として、現像ローラ２、現像ローラ２に比較的近接した第１及び第２のプレート板金１００、１０１を用いているため、これらの配置関係から、図６に示すように、現像装置４内のトナーが概略半分（本実施例では１００ｇ）以下に消費された時点から検出電圧（図４におけるＶ３）の減少が始まり、その後現像可能なトナーがなくなるまで（本実施例では約２０ｇ）の範囲のトナー残量を逐次に検知できる。
【００４０】
［製造公差の補正方法］
画像形成装置本体４０とカートリッジＣにはそれぞれ製造公差があり、製造公差の分だけ実際には同じトナー残量であっても図７のように検出電圧（Ｖ）値が異なってしまう。これらを補正するために図７のａ領域の、検出電圧が殆ど変化しない部分の値（この値を「補正値ａ」と呼ぶ）を記憶しておき、残量検知における基準値とする。そして、補正値ａからどの程度変化したかを用いて残量検知を行っている。この方法を用いることによって図７に示すようないずれの場合であっても同様の精度で検知可能となる。本実施例では、このときの補正値ａを、過去の検出値のうち最も小さい値を用いる方法で決定している。
【００４１】
具体的には全ての検出される検出電圧値を記憶手段の補正値ａと比較し、記憶されている補正値ａよりも現在の検出電圧値の方が小さい時のみ、その検出電圧値が新しい補正値ａとなるというシーケンスを用いている。
【００４２】
［記憶手段（メモリ）］
次に、カートリッジＣに搭載されている記憶手段（メモリ）２０について説明する。
【００４３】
図１、図３、及び図５に示すように、本実施例のカートリッジＣは、廃トナー容器９の先端部に、メモリ２０と、メモリ２０への情報の読み書きを制御するためのカートリッジ側伝達部２１を備えている。カートリッジＣが装置本体４０に装着された場合は、カートリッジ伝達部２１と本体制御部２２が互いに対向して配置される。又、本体制御部２２は本体側の伝達手段としての機能も含んでいる。
【００４４】
又、メモリ２０は廃トナー容器９側に設置されているが、これはこのカートリッジＣが廃トナー容器９側を先頭に装置本体４０内に挿入するからであり、メモリ２０と装置本体４０側の通信手段とが位置合わせし易いように考慮したためである。
【００４５】
本発明に使用されるメモリ２０としては、不揮発性メモリ、揮発性メモリとバックアップ電池を組み合わせたものなど、通常の半導体による電子的なメモリを特に制限無く使用することができる。
【００４６】
特に、メモリと読み出し／書き込みＩＣの間のデータ通信を電磁波によって行う非接触メモリである場合、伝達部２１と本体制御部２２の間が非接触であるためカートリッジＣの装着状態による接触不良の可能性がなくなり、信頼性の高い制御を行うことができる。本実施例ではメモリ２０として、非接触型のメモリを用いた。
【００４７】
［メモリ制御構成］
図５において、本実施例におけるメモリの制御構成を説明する。
【００４８】
カートリッジＣ側には、メモリ２０と伝達部２１が配置されている。又、装置本体４０側には、本体制御部２２が配置されており、本体制御部２２には、制御部２３、演算部２４、残量検知補正テーブル２５、残量検知検出部２６、及び本体側メモリ２８等が含まれている。
【００４９】
この本体制御部２２にてカートリッジ側メモリ２０の情報の読み出し及び書き込みを行うための制御手段が構成される。
【００５０】
［カートリッジ側メモリの装置本体へのアクセス］
カートリッジ側メモリ２０に書き込まれている情報はカートリッジＣの使用開始時に本体側メモリ２８へと送られる。
【００５１】
プリント時には上述の方法によって「トナー残量値」が計算され必要に応じて表示が更新される。又、それらの値は計算の度に本体側メモリ２８に随時記憶されており、表示が変更された際や、プリントが終了し停止した際等にカートリッジ側メモリ２０に送り、記憶させる。
【００５２】
尚、本体側メモリ２８は複数のカートリッジが使用されることを前提としていること等の理由により、カートリッジが交換されたと考えられるような場合には（装置本体４０の電源がオンされた時やカートリッジＣの出し入れの際に使用される装置本体４０のドアが閉じられたとき等）、本体側メモリ２８の内容は全てリセットされる。
【００５３】
［一般的なシーケンス］
本実施例における基本的な制御の流れを図８のフローチャートを用いて詳しく説明する。
【００５４】
電源ＯＮなどにより画像形成装置が待機状態となる（Ｓ１０１）。カートリッジメモリ２０内にある残量情報を装置本体４０へと送り、トナー残量値を本体表示手段２７に表示して印字待機状態となる（Ｓ１０２）。印字が開始されると、トナー残量を算出し（Ｓ１０３）、表示値と比較を行う（Ｓ１０４）。
【００５５】
現在の表示値よりトナー残量が少ないかを確認する（Ｓ１０５）。Ｙｅｓの場合、表示値並びに装置本体４０及びカートリッジＣのメモリ値を書き換え（Ｓ１０６）、印字を終了する（Ｓ１０７）。Ｎｏの場合、直接印字を終了する（Ｓ１０７）。
【００５６】
印字終了後、Ｓ１０３に戻り、印字を開始する。
【００５７】
［一方向書き込み］
実際のトナー残量レベルを低コスト構成で常に完璧に検知することは困難であり、トナーの長手片寄りや測定誤差など様々な理由により検知誤差が生じる可能性がある。その結果トナー量が全く同じであるのに検出値が上下動したり、実際のトナー量は減少しているのに検出値が増加する等ということもあり得る。
【００５８】
本実施例ではこのような場合でもユーザーを惑わせることのないように、トナー残量の表示値及びメモリ値は減る方向にしか変化しないような「一方向書き込みシーケンス」を用いている。即ち、過去に算出された残量値の中の最小値を常に表示及び記憶している。
【００５９】
［検知タイミング］
通常、図８のシーケンスで示したように現像バイアスを印加した全てのタイミングでトナー残量を算出し、残量が減少した場合に表示等を書き換えている。
【００６０】
上述のように、本実施例ではユーザーを惑わせることの無いように「一方向書き込みシーケンス」を用いているが、算出値が１回でも真のトナー残量より極端に少ないと、その値を表示、記憶することとなり、逆に精度が低下してしまう危険性がある。
【００６１】
また、図７で示すａ領域で突発的に小さな検出電圧値が発生すると精度の低い値が補正値ａと記憶されてしまい検出精度が全般的に低下してしまう危険性もある。
【００６２】
［長時間停止時におけるトナー挙動］
駆動系が動作しない静止状態は、トナーに搬送力を付与している現像ローラ２や撹拌部材３の駆動時の状態とは異なりトナーへの力の掛かり方が大きく変わる。短時間の静止状態ならば殆ど影響はないが、静止状態が長時間続く場合にはトナーの分布が変化し、測定結果が大きく変わってくる可能性がある。
【００６３】
本実施例の場合では図１を用いて説明すると、静止状態ではトナーにはトナーの自重のみが働いていることになり、この状態で長時間放置するとスリーブ近傍のトナー密度が高くなるため、この状態でトナー残量検知を行うと、トナー量が実際よりも多い値を示すことになる。
【００６４】
このような状態でも一定時間以上カートリッジ内のトナーを循環させるとトナーの状態が安定し、ほぼ正常な値に復帰する。従って、長時間停止したと判断された場合には所定時間、記憶手段への記憶を停止することが好ましい。
【００６５】
以下に、本実施例においてどの様なシーケンスを用いて上記のような問題に対応しているかを図９に示すフローチャートを用いて説明する。
【００６６】
画像形成装置は、電源ＯＮなどでスタートした後（Ｓ２０１）、カートリッジＣのメモリ２０内にあるトナー残量関連のメモリ値を装置本体に送り、トナー残量を装置本体の表示手段２７に表示して印字待機状態となる（Ｓ２０２）。
【００６７】
駆動時間値をリセットした後（Ｓ２０３）、放置タイマー（即ち、連続停止時間カウンター）をリセットし、新たに放置時間の積算を開始し（Ｓ２０３）、その後印字待機若しくは終了となる（Ｓ２０４）。
【００６８】
印字スタート（Ｓ２０５）の際には、放置タイマーの積算を終了し、トナー残量を算出し且つ駆動時間カウントを開始する（Ｓ２０６）。放置タイマーの値が所定時間より長いか短いかを判別する（Ｓ２０７）。
【００６９】
放置時間が所定時間よりも長い場合は、駆動時間をリセットし、新たに積算をスタートして、印字を終了する（Ｓ２１２）。放置時間が所定時間よりも短い場合は、駆動時間の積算値が所定値より長いかを確認し（Ｓ２０８）、短ければ印字を終了する（Ｓ２１２）。長ければトナー残量を算出し、本体に表示されたトナー残量値と比較し（Ｓ２０９）、現在の表示値よりもトナー残量が少ないかを確認する（Ｓ２１０）。
【００７０】
現在の表示値よりトナー残量が少なければ、本体表示値及びメモリ値を書き換え（Ｓ２１１）、その後印字を終了する。現在の表示値よりトナー残量が少多ければ直接印字を終了する（Ｓ２１２）。
【００７１】
上記のように、本実施例の制御においては、通常の残量検知シーケンス以外に、特別な場合（長時間放置時）のための残量検知シーケンスを有している点がポイントである。これによって検知精度を大幅に悪化させずに使用することが可能となった。
【００７２】
本実施例では画像形成装置が有する駆動系の駆動時間の蓄積値と比較する所定値を６０秒、放置タイマーの所定値を７時間としているが、これらの値は構成によって最適な値を設定する必要がある。
【００７３】
更には、記憶手段に記憶しない「所定の間隔」として画像形成装置が有する駆動系の駆動時間を用いているが、必ずしも駆動時間である必要は無く、所定の印字枚数などを用いても同様の効果が得られる。
【００７４】
図９におけるトナー残量算出とは、
１：図７で示したａ領域の値（補正値ａ）を決定する部分、
２：現在の補正値ａを用いて現在検出した値（Ｖｏｌｔ）から残量（％）を算出する部分、
からなっており、シーケンスにて理解されるように、本実施例の特徴は、放置タイマー、即ち、連続停止時間カウンターが作動した際には所定時間トナー残量算出は行うが、表示と記憶手段の更新を行わない点である。
【００７５】
また、上記シーケンスにおいて駆動時間を積算している間は正確な検出を行えないため、本実施例ではメモリ内部に記憶されていた最新残量値を表示しているが、必ずしもこの方法に限定する必要はない。例えば、この間は上記算出値を記憶はせずに表示のみ行っても良いし、レーザー発光時間や印字枚数等の情報を用いて大凡のトナーの減少量を算出、表示しておき、所定の駆動時間経過の後に検出精度の高い本構成での算出値に切り替えるような方法でも問題はない。
【００７６】
尚、本実施例では、現像剤量補正テーブル２５は、本体制御部２２内に格納されるものとして説明したが、これをカートリッジ側メモリ２０内に格納させてもよい。そうすることによって、カートリッジ個々の特性に応じたテーブルをカートリッジ自体に保持させて使用することができ、様々なカートリッジに対応してより正確な現像剤の逐次残量検知を行うことができる。
【００７７】
又、本実施例では、現像剤残量検知手段によって検出される静電容量と、残量検知検出部２６の検出電圧との減少増加関係が、逆になるように設定されている場合について説明したが、この関係は画像形成装置に備えられる検出回路により様々であり、静電容量と電圧の関係が同じ減少関数であっても、増加関数であっても構わない。
【００７８】
更に、トナー残量の表記方法も（ｇ）や（％）に限定するものではなく、他の表示方法として、更に進んだ形で、残り何枚出力できるとか、様々な他の表示方法でも構わない。
【００７９】
又、ディスプレー表示に関しても、ガスゲージ、棒グラフ及び値表示、満タンに対しての比率、つまり残り何％と表示してもよいし、トナー残量がユーザにわかる方式であればどのような表示形式であっても構わない。
【００８０】
更に、トナー残量の表示は、画像形成本体に設けられた表示手段２７にて行うことに限定されるものではなく、図１０に示すように装置本体４０と通信可能に接続されたホストコンピュータ６０などの機器が有している画面７０等の表示手段によって行うこともできる。
【００８１】
本実施例では、トナー残量レベル検知手段としてプレート板金方式を用いたが、本発明は、この方式のトナー残量レベル検知手段に限定するものではなく、トナー残量レベルを検知できれば、その方式は問わない。又、現像容器内に逐次残量検知手段を設けたが、精度向上のため複数の検知手段を設けてもよく、例えば、トナー容器内に残量検知機構を設け、トナーフル充填時から白抜けまでの逐次残量検知を行ってもよい。
【００８２】
又、逐次にトナー残量を検知する構成でなくても、本実施例で示した「長期間放置されたと判断した場合には所定間隔は記憶手段への記憶は行わない」という手段を用いることによって同様の効果を得られる。
【００８３】
尚、本実施例では、本発明を、プロセスカートリッジを着脱可能に装着した電子写真画像形成装置に適用した場合について説明したが、カートリッジ化された現像装置、即ち現像カートリッジを着脱可能に装着した電子写真画像形成装置に適用することもできることはいうまでもない。次ぎに現像カートリッジについて説明する。
【００８４】
実施例２
図１１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Ｄの一実施例を示す。
【００８５】
本実施例の現像装置Ｄは、現像ローラ２のような現像剤担持体（現像手段）を備えた現像容器１４と、この現像剤担持体に現像剤を供給するために、内部に現像剤を収容したトナー容器４ａと、一体的にカートリッジ化される。つまり、本実施例の現像装置Ｄは、実施例１で説明したプロセスカートリッジＣ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Ｃ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。
【００８６】
従って、上記実施例１にて説明した全ての現像装置構成部及び現像剤量検出装置の構成が同様に本実施例の現像装置Ｄ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において行った上記説明を援用する。
【００８７】
以上、本実施例の構成によっても、実施例１と同様の作用効果を達成し得る。
【符号の説明】
【００８８】
１          感光体ドラム（電子写真感光体）
２          現像ローラ（現像手段）
４          現像装置
４ａ        トナー容器（現像剤収納部）
２０        カートリッジ側メモリ（記憶手段）
１００      第１のプレート板金（現像剤残量検知手段）
１０１      第２のプレート板金（現像剤残量検知手段）
【図１】
2011018082.tif 000003
【図２】
2011018082.tif 000004
【図３】
2011018082.tif 000005
【図４】
2011018082.tif 000006
【図５】
2011018082.tif 000007
【図６】
2011018082.tif 000008
【図７】
2011018082.tif 000009
【図８】
2011018082.tif 000010
【図９】
2011018082.tif 000011
【図１０】
2011018082.tif 000012
【図１１】
2011018082.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成22年11月16日(2010.11.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カートリッジが着脱可能であって、記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
前記カートリッジは、現像剤を収納する現像剤収納部と複数の電極を備えた現像装置と、前記現像剤残量情報が記憶可能な記憶手段とを有しており、
前記画像形成装置は、前記複数の電極の間の静電容量に関する情報に基づいて前記現像剤収納部の現像剤残量情報を検出する残量検知検出部と、
現像剤収納部の現像剤に搬送力を与える駆動系の連続停止時間をカウントする連続停止時間カウンターと、
画像形成を開始する時に前記連続停止時間カウンターが所定時間以上を示した際には、画像形成を開始してから所定期間は、前記現像剤残量情報の前記記憶手段への情報の更新を禁止する制御を実行可能な制御部と、を備え、前記所定期間は前記駆動系の駆動時間に関する情報に応じた時間であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
カートリッジが着脱可能であって、記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
前記カートリッジは、現像剤を収納する現像剤収納部を備えた現像装置と、前記現像装置に設けられた複数の電極と、前記現像剤残量情報が記憶可能な記憶手段とを有しており、
前記画像形成装置は、前記複数の電極の間の静電容量に関する情報に基づいて前記現像剤収納部の現像剤残量情報を検出する残量検知検出部と、
現像剤収納部の現像剤に搬送力を与える駆動系の連続停止時間をカウントする連続停止時間カウンターと、
画像形成を開始する時に前記連続停止時間カウンターが所定時間以上を示した際には、前記連続停止時間カウンターが前記所定時間よりも少なかった場合に比較して、画像形成を開始してから前記現像剤残量情報の前記記憶手段への情報の更新を許可するまでの所定期間を長くするように制御することが可能な制御部と、を備え、前記所定期間は、前記駆動系の駆動時間に関する情報に応じた時間であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記駆動系の駆動時間に関する情報は、前記駆動系の駆動時間であることを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
【請求項４】
前記駆動系の駆動時間に関する情報は、予め決められた印字枚数であることを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
【請求項５】
更に、表示手段を有し、前記制御手段は、検知した現像剤残量に関する情報を表示するための信号を前記表示手段に送信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。
【請求項６】
更に、表示手段を有する機器と通信可能であり、前記制御手段は、検知した現像剤残量に関する情報を表示するための信号を前記表示手段を有する機器に送信することを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記駆動系は、現像剤像を形成する像担持体に対向して設けられた現像ローラであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記駆動系は、現像剤収納部に設けられた現像剤を撹拌するための撹拌部材であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、一般には、電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、特に、カートリッジ、即ち、プロセスカートリッジ、或いはカートリッジ化された現像装置（「現像カートリッジ」ともいう。）を画像形成装置本体に装着可能であり、且つカートリッジに搭載された記憶手段を用いて現像剤の残量を検知する現像剤残量検知手段を備えた画像形成装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
そこで、本発明の目的は、印字停止時間が長いことによるトナーの不安定状態が発生しても検出精度が悪化することのない画像形成装置を提供することである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
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、カートリッジが着脱可能であって、記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
前記カートリッジは、現像剤を収納する現像剤収納部と複数の電極を備えた現像装置と、前記現像剤残量情報が記憶可能な記憶手段とを有しており、
前記画像形成装置は、前記複数の電極の間の静電容量に関する情報に基づいて前記現像剤収納部の現像剤残量情報を検出する残量検知検出部と、
現像剤収納部の現像剤に搬送力を与える駆動系の連続停止時間をカウントする連続停止時間カウンターと、
画像形成を開始する時に前記連続停止時間カウンターが所定時間以上を示した際には、画像形成を開始してから所定期間は、前記現像剤残量情報の前記記憶手段への情報の更新を禁止する制御を実行可能な制御部と、を備え、前記所定期間は前記駆動系の駆動時間に関する情報に応じた時間であることを特徴とする画像形成装置である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
第２の本発明は、カートリッジが着脱可能であって、記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
前記カートリッジは、現像剤を収納する現像剤収納部を備えた現像装置と、前記現像装置に設けられた複数の電極と、前記現像剤残量情報が記憶可能な記憶手段とを有しており、
前記画像形成装置は、前記複数の電極の間の静電容量に関する情報に基づいて前記現像剤収納部の現像剤残量情報を検出する残量検知検出部と、
現像剤収納部の現像剤に搬送力を与える駆動系の連続停止時間をカウントする連続停止時間カウンターと、
画像形成を開始する時に前記連続停止時間カウンターが所定時間以上を示した際には、前記連続停止時間カウンターが前記所定時間よりも少なかった場合に比較して、画像形成を開始してから前記現像剤残量情報の前記記憶手段への情報の更新を許可するまでの所定期間を長くするように制御することが可能な制御部と、を備え、前記所定期間は、前記駆動系の駆動時間に関する情報に応じた時間であることを特徴とする画像形成装置である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
上記各本発明にて、一実施態様によれば、前記駆動系の駆動時間に関する情報は、前記駆動系の駆動時間である。又は、前記駆動系の駆動時間に関する情報は、予め決められた印字枚数である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
他の実施態様によれば、更に、表示手段を有し、前記制御手段は、検知した現像剤残量に関する情報を表示するための信号を前記表示手段に送信する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
他の実施態様によれば、更に、表示手段を有する機器と通信可能であり、前記制御手段は、検知した現像剤残量に関する情報を表示するための信号を前記表示手段を有する機器に送信する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
他の実施態様によれば、前記駆動系は、現像剤像を形成する像担持体に対向して設けられた現像ローラである。又は、前記駆動系は、現像剤収納部に設けられた現像剤を撹拌するための撹拌部材である。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
以上説明したように、本発明に係る画像形成装置によれば、長時間放置した直後の、現像剤状態が不安定な場合の検知値を記憶しないため、印字停止時間が長いことによる現像剤の不安定状態が発生しても検出精度が悪化することがなく、現像剤残量検知精度を低下させずに常に安定した検知が可能であり、安定した画質を得ることができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
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。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
[現像剤残量検知手段]
本実施例では、図１及び図２に示すように、現像剤残量検知手段として、現像ローラ２と、第１及び第２のプレート板金１００、１０１とを用いている。第１のプレート板金１００は、現像ローラ２に対向する位置に現像装置４の長手方向の全域にわたって設けられ、第２のプレート板金１０１は、第１のプレート板金１００と略同等の長手方向長さを有し、プレート板金１００と対向するように設けられている。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
現在の表示値よりトナー残量が少なければ、本体表示値及びメモリ値を書き換え（Ｓ２１１）、その後印字を終了する。現在の表示値よりトナー残量が多ければ直接印字を終了する（Ｓ２１２）。