(57)【要約】【課題】現像器に対して特別なセンサを設けることなく、簡易な構成、且つ、低コストで現像器内におけるトナー残量を把握することが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成ジョブの画情報に応じた静電潜像が形成される像担持体と、この像担持体と対向配置されると共に表面にトナーを付着させて搬送し、前記静電潜像を現像してジョブトナー像を形成する現像剤担持体と、トナーを貯蔵すると共に前記現像剤担持体に対して供給するトナー貯蔵室と、前記像担持体と現像剤担持体との間に現像バイアスを印加するバイアス電源と、前記像担持体及び現像剤担持体を含む現像バイアスの印加回路の電気的抵抗値をジョブトナー像の形成中に計測する手段と、計測した抵抗値からトナー消費量を把握する消費量把握手段と、把握した消費量を累積し、かかる累積消費量から前記トナー貯蔵室におけるトナー残量を把握する残量判断手段とから構成した。【選択図】        図３
2005107446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成ジョブの画情報に応じた静電潜像が形成される像担持体と、この像担持体と対向配置されると共に表面にトナーを付着させて搬送し、前記静電潜像を現像してジョブトナー像を形成する現像剤担持体と、トナーを貯蔵すると共に前記現像剤担持体に対して供給するトナー貯蔵室と、前記像担持体と現像剤担持体との間に現像バイアスを印加するバイアス電源と、前記像担持体及び現像剤担持体を含む現像バイアスの印加回路の電気的抵抗値をジョブトナー像の形成中に計測する手段と、計測した抵抗値からトナー消費量を把握する消費量把握手段と、把握した消費量を累積し、かかる累積消費量から前記トナー貯蔵室におけるトナー残量を把握する残量判断手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体の累積使用量を把握するカウンタを設け、このカウンタの計数値に基づいて前記消費量把握手段におけるトナー累積消費量を補正することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
画像形成ジョブの画情報に応じた静電潜像が形成される像担持体と、この像担持体と対向配置されると共に表面にトナーを付着させて搬送し、前記静電潜像を現像してジョブトナー像を形成する現像剤担持体と、トナーを貯蔵すると共に前記現像剤担持体に対して供給するトナー貯蔵室と、前記像担持体と現像剤担持体との間に現像バイアスを印加するバイアス電源と、前記像担持体上に所定画像密度の基準トナー像を定期的に形成させる基準画像発生部と、前記基準トナー像の形成中に前記像担持体及び現像剤担持体を含む現像バイアスの印加回路の電気的抵抗値を計測する手段と、この計測した抵抗値を予め保持されている基準抵抗値と比較する手段と、この比較手段での比較結果に基づいて前記トナー貯蔵室におけるトナー残量を把握する残量判断手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記像担持体の累積使用量を把握するカウンタを設け、このカウンタの計数値に基づいて前記比較手段における比較結果を補正することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記比較手段で基準抵抗値と計測抵抗値とを比較した結果、両抵抗値の差が一定以上であると判断した場合に、前記ジョブトナー像を形成する際の濃度補正制御を開始すると共に、両抵抗値の差に基づいて濃度補正パラメータを変更することを特徴とする請求項３又は４記載の画像形成装置。
【請求項６】
画像形成ジョブの画情報に応じた静電潜像が形成される像担持体と、この像担持体と対向配置されると共に表面にトナーを付着させて搬送し、前記静電潜像を現像してジョブトナー像を形成する現像剤担持体と、トナーを貯蔵すると共に前記現像剤担持体に対して供給するトナー貯蔵室と、前記像担持体と現像剤担持体との間に現像バイアスを印加するバイアス電源と、前記像担持体上に所定画像密度の基準トナー像を定期的に形成させる基準画像発生部と、前記ジョブトナー像及び基準トナー像の形成中に前記像担持体及び現像剤担持体を含む現像バイアスの印加回路の電気的抵抗値を夫々計測する手段と、前記基準トナー像の形成中に計測した抵抗値を予め保持されている基準抵抗値と比較してトナー消費量の補正値を演算する補正量算出部と、前記ジョブトナー像の形成中に計測した抵抗値から見かけのトナー消費量を把握すると共に、かかる見かけトナー消費量に前記補正値を加味してトナー消費量を把握する消費量把握手段と、把握した消費量を累積し、かかる累積消費量から前記トナー貯蔵室におけるトナー残量を把握する残量判断手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記補正量演算部で基準抵抗値と計測抵抗値とを比較した結果、両抵抗値の差が一定以上であると判断した場合に、前記ジョブトナー像を形成する際の濃度補正制御を開始すると共に、両抵抗値の差に基づいて濃度補正パラメータを変更することを特徴とする請求項６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、感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像をトナーで現像して記録画像を形成する所謂電子写真プロセスを用いた画像形成装置に係り、詳細には、前記静電潜像を現像する現像器内のトナー残量を把握するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００１−３１２１９５号公報
【特許文献２】特開２００１−０５１４９８号公報
【０００３】
電子写真プロセスを採用する複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、感光体ドラム等の像担持体の表面を一様に帯電させた後、かかる感光体ドラムの表面を画情報に応じて露光して静電潜像を形成し、更にその静電潜像をトナーにより現像して可視像たるトナー像を形成し、最後に、かかるトナー像を記録シートに静電転写して記録画像の形成を行っている。静電潜像をトナーで現像する方式としては、トナーとキャリアとを一定の比率で混合した二成分現像剤を用いる現像方法と、トナーのみからなる一成分現像剤を用いる方法とがある。
【０００４】
二成分現像剤を用いる方法は、現像器内におけるトナーとキャリアの混合比が変化すると、静電潜像を現像したトナー像の現像濃度が変動してしまうことから、かかる混合比を一定に保つことが必要とされ、静電潜像の現像によって消費された分のトナーに見合った量のトナーを現像器に対して逐次補給してやる必要がある。このため、現像器とは別個にトナーの補給システムが必要となり、画像形成装置そのものの小型化が難しい。
【０００５】
一方、一成分現像剤は、帯電調整剤等の多少の外添剤は含まれるものの、殆どトナーのみから構成されているので、複雑なトナー補給システムは必要とせず、現像器そのものをトナー使い切りタイプのカートリッジに構成し易いといった特質がある。近年の小型レーザビームプリンタは、ユーザによるメインテナンスを簡易なものとするため、感光体ドラムと現像器とを一体化した使い切りタイプのプロセスカートリッジを使用しているが、モノクロレーザビームプリンタに限って言えば、その殆どは前記一成分現像剤を使用しており、それ故にプロセスカートリッジの小型化が可能になっていると言える。
【０００６】
このように一成分現像剤を使用する現像器の殆どは使い切りタイプのプロセスカートリッジとして構成されている例が多く、そこで問題となってくるのは、現像器内のトナー貯蔵室に蓄えられている一成分現像剤、すなわちトナーの残量の把握である。トナーの残量を正確に把握することができなければ、トナーが残っているにも拘らず、無駄にプロセスカートリッジを交換することになり、また、ユーザが気づく前にトナーを使い切ってしまうと、新たなプロセスカートリッジを入手する迄の間、プリント作業の中断を余儀なくされる。従って、一成分現像剤を使用する画像形成装置においては、現像器内のトナー残量を正確に把握する手段が必要不可欠である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来、現像器内におけるトナー残量を把握する方法としては、現像器内のトナー貯蔵室にトナー残量を検知するためのセンサを設け、このセンサの検出信号からトナー残量を推測するものが知られている（特開２００１−５１４８９号公報等）。前記センサとしては、磁性トナーの発する磁界を検知する磁気センサ、トナーの減少に伴うトナー貯蔵室内の静電容量の変化を電気的に測定するセンサ、トナーの堆積による圧力の変化を電気信号に変換するピエゾタイプのセンサ等が用いられている。しかし、特定の記録画像のみを多量にプリントした場合等は、トナー貯蔵室内の特定領域のトナーばかりが多量に消費され、トナーがトナー貯蔵室内で部分的に偏って堆積してしまうこともあり、前記センサの取付位置によっては、トナー貯蔵室内のトナー残量を正確に把握することができないといった問題点がある。また、確実性を高めるために複数のセンサを設けたのでは、製造コストの上昇に繋がってしまう。
【０００８】
また、トナーの消費量を把握し、そこから現像器内のトナー残量を把握する方法として、レーザビームによる感光体ドラムの露光時間を積算する所謂ピクセルカウンタを設け、このピクセルカウンタの積算値からトナーの消費量を把握するものが知られている。また、特開２００１−３１２１９５号に開示されるように、このピクセルカウンタと現像器内のトナー残量を検知するセンサとを併用する方法も知られている。
【０００９】
このピクセルカウンタを使用する方法では、感光体ドラムの露光量、すなわちプリントする記録画像の画像密度に対してトナーの消費量が１対１で対応していることを前提としているが、一成分現像剤を使用する現像器ではその使用履歴に応じ、同じ画像密度の静電潜像を現像した場合であっても、トナーの消費量が異なるといった特質があり、前記ピクセルカウンタの積算値からではトナーの消費量を正確に把握することができないといった問題点がある。
【００１０】
例えば、現像器内に貯留されているトナーは理想的には均一の粒径であることが好ましいが、粒径が不揃いのトナーも若干含んでおり、また、現像器内において繰り返し攪拌されている間に粒径が次第に変化してしまうこともある。このような粒径の不揃いは現像器内における各トナーの帯電量にも影響を及ぼし、その結果として、現像器内には静電潜像の現像の際に消費され易いトナー（以下、  「適正トナー」という）と消費され難いトナー（以下、「劣化トナー」という）が生じてしまうのである。このことから、現像器の使用がある程度進行した状態では、かかる現像器内に劣化トナーがより多く残るようになり、同じ画像密度の静電潜像を現像しても、現像器内のトナーが残り少なくなってきた場合には、トナーの消費量が異なり、結果的にピクセルカウンタの積算値からだけでは、トナー残量を正確に予測できなくなってしまう。その反面、前述したトナーの粒径の変化は該トナーを現像器内において長期間にわたり攪拌した場合に顕著に発生するので、短期間で現像器内のトナーを使い切ってしまうのであれば、トナーの粒径変化はさほど問題とならない。従って、高画像密度の記録画像を頻繁にプリントし、プロセスカートリッジを短期間で交換してしまうのであれば、ピクセルカウンタの積算値だけを用いても、現像器内のトナーの残量をある程度正確に予想することは可能である。すなわち、現像器内のトナー残量を正確に予想するためには、かかる現像器におけるトナーの消費履歴を加味することが必要なのである。
【００１１】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像器に対して特別なセンサを設けることなく、簡易な構成、且つ、低コストで現像器内におけるトナー残量を把握することが可能な画像形成装置を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の他の目的は、現像内におけるトナーの消費履歴を加味することで、現像器内におけるトナー残量をより正確に把握することが可能な画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
一成分現像剤を用いた現像方法では、表面にトナーを付着させた現像剤担持体を感光体ドラム等の像担持体に対して対向配置すると共に、これら像担持体と現像剤担持体との間に交流成分を含む現像バイアス電圧を印加し、現像剤担持体の表面に付着しているトナーを感光体ドラムへ飛翔、付着させて静電潜像の現像を行っている。かかるトナーの飛翔及び付着は該トナーの帯電電荷に基づいて行われるから、静電潜像がトナーによって現像されると、現像剤担持体と像担持体との間ではトナーの消費量に応じた電荷の移動がなされることになる。すなわち、静電潜像の現像中には、現像剤担持体及び像担持体を含む現像バイアスの印加回路の電気的抵抗値が、トナーの消費量に応じて変動するのである。
【００１４】
このことから、静電潜像の現像中に現像剤担持体と像担持体を含む現像バイアスの印加回路の電気的抵抗値を測定すれば、かかる測定時におけるトナーの消費量を把握することができ、抵抗値の測定を所定のサンプリング間隔で逐次行うと共に、各測定結果から把握されたトナー消費量を累積することにより、現像器内におけるトナーの残量を把握することが可能となる。
【００１５】
すなわち、第１の発明は、画像形成ジョブの画情報に応じた静電潜像が形成される像担持体と、この像担持体と対向配置されると共に表面にトナーを付着させて搬送し、前記静電潜像を現像してジョブトナー像を形成する現像剤担持体と、トナーを貯蔵すると共に前記現像剤担持体に対して供給するトナー貯蔵室と、前記像担持体と現像剤担持体との間に現像バイアスを印加するバイアス電源と、前記像担持体及び現像剤担持体を含む現像バイアスの印加回路の電気的抵抗値をジョブトナー像の形成中に計測する手段と、計測した抵抗値からトナー消費量を把握する消費量把握手段と、把握した消費量を累積し、かかる累積消費量から前記トナー貯蔵室におけるトナー残量を把握する残量判断手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
ここで、前記ジョブトナー像とは、ユーザが指令したコピージョブ又はプリントジョブに係るトナー像という意味であり、ジョブの内容に応じてジョブトナー像の画像密度は異なっている。
【００１７】
この第１の発明によれば、像担持体及び現像剤担持体を含む現像バイアスの印加回路の電気的抵抗値をジョブトナー像の形成中に計測し、かかる計測抵抗値からトナー消費量を把握することができ、この消費量を累積することによって前記トナー貯蔵室におけるトナー残量を把握することが可能となる。そして、トナー残量の把握結果に基づいて、トナー貯蔵室内のトナー残量が少なくなってきた所謂ニアエンプティを知らせる警告を行って、ユーザに新たなカートリッジユニットの準備を促したり、あるいはトナーエンプティを知らせる警告を行うと共に画像形成装置そのものの画像形成動作を禁じる等の処置を行うことが可能となる。
【００１８】
この第１の発明では、現像バイアスの印加回路の電気的抵抗値と現像剤担持体から像担持体へ飛翔するトナーの量（トナー消費量）が１対１で対応していることを前提としているが、現像器の経時的使用が進んだ状態では、トナー貯蔵室内には劣化トナーが多く残存しており、この劣化トナーの帯電量は適正トナーの帯電量と異なっている。従って、同じ画像密度のジョブトナー像を形成した場合であっても、トナー貯蔵部内に適正トナーが豊富に存在する状態でジョブトナーを形成した場合と、劣化トナーの占める割合が増加してきた状態でジョブトナーを形成した場合とでは、現像バイアスの印加回路の電気的抵抗値は異なったものとなってしまい、結果的にトナーの消費量の把握を誤ってしまう可能性がある。
【００１９】
そこで、かかる観点からすれば、現像器の累積使用時間を加味し、計測抵抗値からトナー消費量を把握する際に、かかる現像器の累積使用時間に基づいて把握したトナー消費量を補正するのが好ましい。現像器の累積使用時間を把握する方法としては、現像器を交換した後における像担持体の回転数や、記録シートのプリント枚数、コピー枚数を計数し、かかる計数値からを把握することが考えられる。
【００２０】
一方、前述の如く、現像器が使用されてトナー貯蔵部内のトナーが消費されていくと、かかるトナー貯蔵部には劣化トナー、すなわち粒径が最初から不揃いの、あるいは経時的な攪拌によって粒径が変化したトナーが多く残存するようになる。これら劣化トナーは現像器の使用開始当初に消費された適正トナーと比較して帯電量が若干異なることから、所定の画像密度の静電潜像を現像しながら現像バイアスの印加回路の電気的抵抗値を計測した場合、現像器の使用開始当初の計測値と、ある程度使用した後での計測値とでは、両者の間に差が存在し、この差は現像器の経時的使用が進むに連れて次第に拡がってくる傾向にある。従って、所定の画像密度の基準トナー像を定期的に像担持体上に形成すると共に、かかる基準トナー像の形成中における現像バイアス印加回路の電気的抵抗値を計測し、この抵抗値を現像器の使用開始当初に対応した基準抵抗値と比較すれば、かかる比較結果に基づいてトナー貯蔵部のトナー残量を把握することが可能となる。
【００２１】
すなわち、第２の発明は、画像形成ジョブの画情報に応じた静電潜像が形成される像担持体と、この像担持体と対向配置されると共に表面にトナーを付着させて搬送し、前記静電潜像を現像してジョブトナー像を形成する現像剤担持体と、トナーを貯蔵すると共に前記現像剤担持体に対して供給するトナー貯蔵室と、前記像担持体と現像剤担持体との間に現像バイアスを印加するバイアス電源と、前記像担持体上に所定画像密度の基準トナー像を定期的に形成させる基準画像発生部と、前記基準トナー像の形成中に前記像担持体及び現像剤担持体を含む現像バイアスの印加回路の電気的抵抗値を計測する手段と、この計測した抵抗値を予め保持されている基準抵抗値と比較する手段と、この比較手段での比較結果に基づいて前記トナー貯蔵室におけるトナー残量を把握する残量判断手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００２２】
このような技術的手段によれば、基準トナー像の形成中に前記像担持体及び現像剤担持体を含む現像バイアス印加回路の電気的抵抗値を計測し、かかる計測抵抗値を予め保持されている基準抵抗値と比較することにより、前記トナー貯蔵室に残っているトナーの粒径の不揃い具合、換言すれば、トナー貯蔵室のトナー残量を把握することができ、やはり第１の発明と同様、トナーのニアエンプティやエンプティをユーザに対して警告し、新たなカートリッジユニットの準備を促したり、あるいは画像形成装置そのものの画像形成動作を禁じる等の処置を行うことが可能となる。
【００２３】
反面、劣化トナーの発生は現像器の累積使用時間と密接に関係しており、累積使用時間が短ければ、劣化トナーの量が少ないからといってトナー貯蔵室内のトナー残量が多いとは限らない。前述の如く、高画像密度のトナー像を頻繁に現像し、短期間でトナー貯蔵室内のトナーを消費してしまうような場合には、劣化トナーの発生は少なく、定期的に基準トナー像を形成して現像バイアス印加回路の抵抗値を計測したとしても、基準抵抗値と計測抵抗値との差は拡がらないものと予想される。従って、基準抵抗値と計測抵抗値との差のみをもって、トナー貯蔵室内のトナー残量を把握したのでは、正確にトナー残量を把握することができなくなる可能性がある。
【００２４】
そこで、かかる観点からすれば、この第２の発明においても現像器の累積使用時間を加味し、基準抵抗値と計測抵抗値とを比較する際に、かかる現像器の累積使用時間に基づいて比較結果を補正するのが好ましい。
【００２５】
また、トナー貯蔵室内における劣化トナーの割合が増加すると、静電潜像を現像した際にトナー像の濃度が薄くなる傾向にあるが、この第２の発明では基準トナー像に関する現像バイアス印加回路の抵抗値を計測し、この計測抵抗値を基準抵抗値と比較することでトナーの劣化の進行度合いを把握しているので、この比較結果から計測抵抗値基準抵抗値との差が一定以上あると判断される場合には、トナー貯蔵室内のトナーの劣化が進行していると判断し、トナー像を形成する際の濃度補正制御を開始するのが好ましい。また、両抵抗値の差に基づいて濃度補正パラメータの補正量を変更するのが好ましい。ここで、濃度補正パラメータとしては、現像バイアス電圧及びその波形、像担持体を露光する光量等が考えられる。また、トナーそれ自体の帯電量が上昇すれば、トナーが現像剤担持体から像担持体へ飛翔し易くなり、トナー像の濃度は改善されるので、コピージョブやプリントジョブの開始に先立ってトナー貯蔵室内のトナーを攪拌する場合に、その攪拌時間も濃度補正パラメータである。
【００２６】
更に、前記第２の発明における基準抵抗値と基準トナー像に関する計測抵抗値との比較結果は、トナー貯蔵室におけるトナーの劣化の進行度合い、換言すれば、現像器の累積使用時間そのものを表現していると考えられることから、かかる比較結果に基づいてトナー消費量の補正値を算出する一方、第１の発明の如くジョブトナー像に関する計測抵抗値から見かけのトナー消費量を把握し、見かけ上のトナー消費量に前記補正値を加味して実際のトナー消費量を把握するように構成することもできる。
【００２７】
すなわち、第３の発明は、画像形成ジョブの画情報に応じた静電潜像が形成される像担持体と、この像担持体と対向配置されると共に表面にトナーを付着させて搬送し、前記静電潜像を現像してジョブトナー像を形成する現像剤担持体と、トナーを貯蔵すると共に前記現像剤担持体に対して供給するトナー貯蔵室と、前記像担持体と現像剤担持体との間に現像バイアスを印加するバイアス電源と、前記像担持体上に所定画像密度の基準トナー像を定期的に形成させる基準画像発生部と、前記ジョブトナー像及び基準トナー像の形成中に前記像担持体及び現像剤担持体を含む現像バイアスの印加回路の電気的抵抗値を夫々計測する手段と、前記基準トナー像の形成中に計測した抵抗値を予め保持されている基準抵抗値と比較してトナー消費量の補正値を演算する補正量演算部と、前記ジョブトナー像の形成中に計測した抵抗値から見かけのトナー消費量を把握すると共に、かかる見かけトナー消費量に前記補正値を加味してトナー消費量を把握する消費量把握手段と、把握した消費量を累積し、かかる累積消費量から前記トナー貯蔵室におけるトナー残量を把握する残量判断手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００２８】
この第３の発明によれば、現像器の累積使用時間を計数するカウンタ等を設けずとも、トナー貯蔵室内におけるトナーの劣化の進行度を加味し、現像バイアス印加回路の抵抗値からトナー貯蔵室内におけるトナー残量を正確に把握することが可能となる。
【００２９】
また、この第３の発明においても基準トナー像に関する現像バイアス印加回路の抵抗値を計測し、この計測抵抗値を基準抵抗値と比較することでトナーの劣化の進行度合いを把握しているので、この比較結果から計測抵抗値基準抵抗値との差が一定以上あると判断される場合には、前記第２の発明と同様、トナー貯蔵室内のトナーの劣化が進行していると判断し、トナー像を形成する際の濃度補正制御を開始するのが好ましい。また、両抵抗値の差に基づいて濃度補正パラメータの補正量を変更するのが好ましい。
【発明の効果】
【００３０】
以上のように構成される本発明の画像形成装置によれば、像担持体及び現像剤担持体を含む現像バイアスの印加回路の電気的抵抗値を計測することにより、現像器に対して特別なセンサを設けることなく、簡易な構成、且つ、低コストで現像器のトナー貯蔵室内におけるトナー残量を把握することが可能となる。
【００３１】
また、本発明によれば、現像バイアスの印加回路の電気的抵抗値を計測することにより、トナー貯蔵室内における現像剤の劣化の進行度合いを把握することができ、かかる劣化度合いを加味して現像器内におけるトナー残量をより正確に把握することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、添付図面を参照しながら本発明の画像形成装置を詳細に説明する。
図１は本発明を適用したモノクロレーザビームプリンタの概略を示すものである。同図において、符号１は像担持体としての感光体ドラム、符号２はこの感光体ドラム１を所定の背景部電位に帯電させる帯電ロール、符号３の矢線は図示外のレーザ走査ユニット（ＲＯＳ）から照射されて上記感光体ドラム１に静電潜像を書き込むレーザビーム、符号４は上記感光体ドラム１上に形成された静電潜像をトナーで現像する現像器、符号５は感光体ドラム１に対する静電潜像の書き込みタイミングに同期した所定のタイミングで記録シート６を送り出すシート供給トレイ、符号７は感光体ドラム１上に現像されたトナー像を記録シート６に静電転写する転写ロール、符号８はトナー像の転写が終了した感光体ドラム１の表面に当接するクリーニングブレード９を備えたクリーナ、符号１０は記録シート６に転写されたトナー像を当該記録シート６に定着させる定着器である。
【００３３】
また、このレーザビームプリンタでは上記感光体ドラム１、帯電ロール２、現像器４及びクリーナ８が一つのプロセスカートリッジを構成しており、後述する方法により現像器内のトナーのエンフティ（空）が検知されると、かかるプロセスカートリッジを丸ごと交換するようになっている。従って、このプロセスカートリッジを交換することで、劣化した感光体ドラムの交換、トナーの補給、クリーナで捕集した廃トナーの回収を一度に行うことができる。
【００３４】
そして、このような構成の下、感光体ドラム１上には帯電ロール２による帯電工程、レーザビーム３による露光工程及び現像装置４による現像工程を経て画情報に応じたトナー像が形成され、かかるトナー像は感光体ドラム１と転写ロールとの対向位置で記録シート６に転写される。また、トナー像が転写された記録シートは定着器を経て図示外のシート排出トレイへ排出される一方、転写工程が終了した感光体ドラム１は上記クリーニングブレードによって残留トナーや紙粉等の付着物が除去される。
【００３５】
図２は上記プロセスカートリッジの具体的構造を示すものである。
同図において、符号１１は感光体ドラム１を回転自在に保持したクリーナハウジングであり、このクリーナハウジング１１には上記クリーニングブレード９が固定されると共に、かかるクリーニングブレード９で感光体ドラム１の表面から捕集した廃トナーや紙粉等の付着物がその内部に蓄積されるようになっている。また、上記クリーナハウジング１１には上記帯電ロール２も回転自在に保持されており、かかる帯電ロール２はスプリング１２によって感光体ドラム１に押圧されている。従って、感光体ドラム１が回転すると、これに従動して帯電ロール２も回転するようになっている。
【００３６】
また、上記クリーナハウジング１１に対してはピン１３を介して上記現像装置４が揺動自在に連結しており、クリーナハウジング１１と現像器４との間に介装されたスプリング１４が現像器を一方向へ付勢している。これにより、現像器４に備えられた現像ロール（現像剤担持体）２０とクリーナハウジング１１に保持された感光体ドラム１との間の現像ギャップが保たれるようになっている。
【００３７】
一方、上記現像器４は、周面にトナーの薄層を保持して回動する円筒状の現像ロール２０と、この現像ロール２０に対してトナーを供給するトナー貯蔵室２１と、このトナー貯蔵室２１から現像ロール２０に付着したトナーを所定厚さの薄層に形成する層形成ブレード２２と、現像ロール２０の周面からトナー薄層を引き剥がす剥離ブレード２３と、上記トナー貯蔵室２１内で回転して当該室内のトナーを撹拌するアジテータ（撹拌手段）２４とから構成されている。
【００３８】
ここで、上記トナーとしては磁性トナーが用いられており、かかるトナーは現像ロール２０の発する磁力によってその周面に保持される。すなわち、上記現像ロール２０にはマグネットロール（図示せず）が内蔵されており、上記トナー貯蔵室２１内のトナーはこのマグネットロールの磁力によって現像ロール２０の周面に引き付けられる。
【００３９】
また、上記トナー貯蔵室２１内で回転するアジテータ２４は当該室内におけるトナーのブロッキングを防止すると共に、現像ロール２０に向けてトナーを送り出す機能も果たしており、後者の機能をより効果的に発揮させるために、アジテータ２４の先端にはＰＥＴ等の可撓性フィルム２５が取り付けられている。この可撓性フィルム２５はアジテータ２４の回転に伴ってトナー貯蔵室２１の内壁を摺擦し、トナー貯蔵室２１の隅に存在するトナーも無駄なく現像ロールに向けて送り出す。尚、図中の破線円は進展した可撓性フィルム２５が届く範囲を示しており、換言すればアジテータ２４によるトナーの撹拌範囲を示していると言える。
【００４０】
更に、上記層形成ブレード２２はその一端が所定の押圧力で現像ロール２０に圧接する一方、他端が取付ブロック２８に固定されており、磁力によって現像ロール２０に付着したトナーを摩擦帯電しながら所定の層厚さに薄層化する。この層形成ブレード２２と取付ブロック２８との間には、断面略円筒形状の合成樹脂製チューブ２６が現像ロール２０と平行に挟み込まれており、このチューブ２６が現像ロール２０へ向けて層形成ブレード２２を背面側から均一に押圧している。
【００４１】
そして、以上のようにして現像ロール２０の周面に薄層化されたトナーは当該現像ロール２０の回転に伴って感光体ドラム１に面した現像領域へと搬出され、その一部は感光体ドラム１に付着して静電潜像を現像する。一方、感光体ドラム１に付着することなく現像ロール２０上に残されたトナーは当該現像ロール２０の回転に伴って現像器４内へと回収され、上記剥離ブレード２３によって現像ロールから引き剥がされる。
【００４２】
図３は前記プロセスカートリッジ内のトナー残量を把握するための制御系の第１実施例を示すブロック図である。前記現像ロール２０と感光体ドラム１との間にはバイアス電源３０が接続されており、交流電圧に対して直流電圧を重畳した所謂交番電圧が現像バイアスとして印加されている。トナー貯蔵室２１内において攪拌されると共に層形成ブレード２２によって擦られたトナーは摩擦帯電しており、また、感光体ドラム１と現像ロール２０との間には前記現像バイアスに応じた交番電界が形成されることから、現像ロール２０の表面に付着したトナーは該現像ロール２０の回転によって感光体ドラム１との対向位置に搬出されると、静電誘引力によって飛翔し、感光体ドラム１と現像ロール２０との間を交番電界の作用によって泳動した後、感光体ドラム１上の静電潜像に引き付けられて該感光体ドラム１に付着し、あるいは感光体ドラム１に付着することなく現像ロール２０に引き戻される。これにより、感光体ドラム１上に形成された静電潜像が現像される。
【００４３】
このようにして現像ロール２０上に薄層化されていたトナーのうちの一部が感光体ドラム１に付着すると、個々のトナーは電荷を有していることから、感光体ドラム１と現像ロール２０との間にはトナーの移動量、換言すれば静電潜像の現像によって消費されたトナー量に対応した電流が流れることになり、静電潜像の現像中においては、感光体ドラム１と及び現像ロール２０を含む現像バイアスの印加回路の電気的抵抗値が逐次変化することになる。現像ロール２０に印加している現像バイアスは交流成分を含んでいるので、前記現像バイアスの印加回路の電気的抵抗値は、かかる回路のインピーダンスである。図４は、感光体ドラム上に形成したトナー像の画像密度と前記現像バイアス印加回路の抵抗値の関係を示すグラフである。このグラフに示されるように、現像したトナー像の画像密度が大きいと、現像バイアス印加回路の抵抗値は低下し、逆に現像したトナー像の真画像密度が小さいと、現像バイアス印加回路の抵抗値は上昇する。また、図５は感光体ドラム１上に現像したトナー像の画像密度とトナーの消費量の関係を示すグラフであり、測定を容易とするため、前記トナー消費量は記録シート１枚当たりの量を示している。このグラフから明らかなように、画像密度とトナー消費量は略比例関係にあり、画像密度が増加すると、これに比例してトナー消費量も増加することになる。従って、これらの結果からすれば、静電潜像の現像のために消費されたトナーの量が多い程、その瞬間における現像バイス印加回路の抵抗値は低下し、逆に、消費されたトナーの量が少ない程、現像バイス印加回路の抵抗値が上昇することが判る。
【００４４】
このことから、本実施例のレーザビームプリンタでは、感光体ドラム１及び現像ロール２０を含む現像バイアスの印加回路にインピーダンス計３１を設け、静電潜像の現像中における前記現像バイアス印加回路の抵抗値（インピーダンス）を計測し、計測した抵抗値に基づいてプリントジョブ中におけるトナーの消費量を把握しいる。前記インピーダンス計３１は、プリントジョブにおいて静電潜像の現像が行われている最中、換言すれば現像ロール２０に対して現像バイアスが印加されている最中は、所定の時間間隔でインピーダンスの計測を繰り返し、各計測結果をマイクロコンピュータから構成される消費量把握手段３２に逐次送信する。消費量把握手段３２の不揮発性メモリには、図６に示すような現像バイアス印加回路の抵抗値とトナー消費量の関係を示すテーブルが予め格納されており、このテーブルに基づき、消費量把握手段３２はインピーダンス計３１から受信した抵抗値をトナー消費量に換算し、かかるトナー消費量をやはりマイクロコンピュータによって実現される残量判断手段３３に逐次報告する。
【００４５】
前記残量判断手段３３は消費量把握手段３２から受信した各トナー消費量を累積し、プロセスカートリッジの使用開始時から現在までのトナーの累積消費量を演算すると共に、かかる累積消費量をプロセスカートリッジのトナー貯蔵室２１に予め封入されていいたトナーの総量と比較し、トナー貯蔵室２１におけるトナー残量を把握する。そして、トナー残量が所定量以下になったと判断される場合は、トナーが間もなく尽きることを示すニアエンプティ警告信号を送出し、ユーザインターフェースとしてプリンタ筐体に設けられた液晶表示ディスプレイ内にニアエンプティ警告を表示させ、あるいはこのプリンタに接続されたクライアントＰＣのディスプレイ内に警告メッセージを表示させる。一方、更にトナーが消費され、トナー貯蔵室２１内のトナーが尽きたと判断される場合には、トナーが尽きたことを示すエンプティ信号を送出し、ニアエンプティ警告信号と同様にしてユーザに警告を発し、プロセスカートリッジの交換作業を促す。また、現像抜けの発生した記録画像がプリントされるのを防止するため、エンプティ警告信号の送出と同時にプロセスカートリッジの動作を禁止する信号を送出する。
【００４６】
このように、図３に示したトナー空検知の第１実施例によれば、プリントジョブにおけるトナー像の現像中に、現像バイアスの印加回路の抵抗値を逐次計測することにより、何ら現像器４のトナー貯蔵室２１内にセンサを設けることなく、かかるトナー貯蔵室２１内のトナー残量を把握することができる。
【００４７】
トナー貯蔵室２１内のトナー残量が少なくなると、感光体ドラム１上の静電潜像を現像して形成したトナー像の濃度が薄くなる傾向にあることから、トナーの累積消費量が一定量を超え、トナー貯蔵室２１内のトナー残量が一定量以下になったと前記残量判断手段３３が判断した場合には、トナー像を適正な濃度に保つため、トナー像を形成するための各種パラメータを変更する等の濃度補正制御を開始するのが好ましい。濃度補正のためのパラメータとしては、前記現像バイアスにおける直流電圧成分の電圧値、交流電圧成分におけるピーク・トゥ・ピーク電圧、周波数及びＤｕｔｙ比が考えられる。これらのパラメータを変更すると、現像ロール２０から感光体ドラム１へ向けてトナーを引き付ける静電誘引力を増強することができるので、結果的にトナー像の現像濃度を補正することが可能となる。また、濃度補正のためのパラメータとしては、ＲＯＳの発するレーザビーム３の光量を変更し、感光体ドラム１の露光強度を補正することも考えられる。更に、プリントジョブの開始前にトナー貯蔵室２１内のトナーを攪拌するに当たり、その攪拌時間をトナー残量の減少につれて増加させるようにしても、トナー像の現像濃度の低下に対しては有効である。トナー貯蔵室２１内におけるトナーの攪拌時間が長くなると、その分だけトナーを確実に摩擦帯電させることができ、トナーが現像ロール２０から感光体ドラム１へ飛翔し易くなるからである。
【００４８】
一方、プロセスカートリッジのトナー貯蔵室２１内に充填されているトナーの粒径は完全に均一化されておらず、粒径が不揃いのトナーも僅かに含まれている。また、一旦は層形成ブレード２２によって現像ロール２０の周面に薄層化されたトナーであっても、感光体ドラム１に付着せずにトナー貯蔵室２１へ戻されてしまうものもあり、こうしたトナーは層形成ブレード２２による摺擦を繰り返し受ける間に、粒径が徐々に変化していってしまう。こうした劣化トナーはそれ自体の帯電不良や質量の違いから、静電潜像の現像において消費され難く、プロセスカートリッジの使用時間が累積するにつれ、トナー貯蔵室２１内のトナーに対して含まれる量が次第に多くなってくる。
【００４９】
このため、プロセスカートリッジの使用時間が累積してくると、同じ量のトナーを消費した場合であっても、現像ロール２０から感光体ドラム１へ移動する電荷量は少なくなり、結果的に現像バイアスの印加回路の抵抗値は上昇してくる傾向にある。従って、現像バイアスの印加回路の抵抗値からのみトナー消費量を把握したのでは、計測抵抗値から把握した見かけのトナー消費量が実際のトナー消費量よりも少なくなってしまい、トナー残量を実際よりも多めに見積もってしまう懸念がある。
【００５０】
このようなトナー残量の誤検知を防止し、より正確にトナー残量を把握するためには、現像器４の累積使用時間を把握し得るような計数カウンタ３４を設け、この計数カウンタ３４の計数値に基づき、計測抵抗値から把握した見かけのトナー消費量を補正するのが好ましい。例えば、計数カウンタ３４の計数値に応じた補正係数を段階的に設定し、計測抵抗値から把握した見かけのトナー消費量に対して補正係数を掛け合わせるようにすることができる。これにより、トナー貯蔵室２１内における劣化現像剤の割合に応じて、トナー消費量の予測を補正し、かかるトナー貯蔵室２１内におけるトナー残量をより正確に把握することが可能となる。前記計数カウンタ３４としては、現像器４の累積使用時間を把握することができれば十分であり、例えば感光体ドラム１の累積回転数を計数するものであっても、トナー像の転写された記録シートＰの枚数を計数するものであっても差し支えない。
【００５１】
次に、図７は前記プロセスカートリッジ内のトナー残量を把握するための制御系の第２実施例を示すブロック図である。図３に示した第１実施例では、ユーザの指定したプリントジョブの進行中に現像バイアス印加回路の抵抗値を逐次計測すると共に、かかる計測抵抗値をトナー消費量に換算し、それを累積することでトナー貯蔵室２１内のトナー残量を把握した。しかし、この実施例では計測抵抗値をトナー消費量に換算せず、かかる計測抵抗値からトナー貯蔵室２１内に残っているトナーの劣化度合いを判断し、かかる劣化度合いからトナー残量を把握するように構成した。
【００５２】
すなわち、前述の如く、プロセスカトーリッジの累積使用時間が増加すると、トナー貯蔵室２１内のトナー残量に対して帯電不良の劣化トナーの量が次第に多くなり、同じ画像密度の静電潜像をトナーで現像した場合であっても、現像ロール２０から感光体ドラム１へ移動する電荷量は少なくなる傾向にある。このため、所定画像密度に対応した基準トナー像を定期的に感光体ドラム１上に形成すると共に、この基準トナー像の現像時における現像バイアス印加回路の抵抗値を計測し、かかる計測抵抗値を所定の基準抵抗値と比較すれば、トナー貯蔵室２１内のトナー残量に対して劣化トナーが含まれている割合を把握することができ、結果としてトナー残量そのものを間接的に把握することが可能となる。
【００５３】
図７中の基準画像発生部４１は前記基準トナー像を形成するための画像データを発生し、これをＲＯＳ４２に対して送出する。これにより、ＲＯＳ４２は感光体ドラムを露光し、所定画像密度の静電潜像を感光体ドラム１の表面に書き込み、現像ロール２０は前記静電潜像を現像して基準トナー像を形成する。前記インピーダンス計は基準トナー像の現像中における現像バイアス印加回路の抵抗値を計測し、計測抵抗値を比較手段４０に送出する。比較手段４０は読み込んだ計測抵抗値を不揮発性メモリに予め保持されている基準抵抗値と比較し、その差を残量判断手段４３に通知する。残量判断手段４３は前記比較手段の比較結果を用いてトナー貯蔵室内のトナー残量を把握する。
【００５４】
図８はこの第２実施例におけるトナー残量の検出方法を手順を示すフローチャートである。先ず、プロセスカートリッジを交換したならば、前記基準画像発生部４１から所定画像密度の画像パターン信号を発生させ、感光体ドラム１上に基準トナー像を形成し（ＳＴ１）、この基準トナー像を現像器４で現像する際の現像バイアス印加回路の抵抗値をインピーダンス計３１で測定する（ＳＴ２）。比較手段４０はこのときインピーダンス計３１で計測した抵抗値を基準抵抗値として不揮発性メモリに格納する（ＳＴ３）。この後、プロセスカートリッジの使用が開始されたなら、ユーザの指定したプリントジョブが終了する度、あるいはプリンタの主電源の投入時等、所定のタイミングで基準画像発生部４１から画像パターン信号を発生させ、感光体ドラム１上に基準トナー像を現像すると共に（ＳＴ４）、かかる基準トナー像を現像器４で現像する際の現像バイアス印加回路の抵抗値をインピーダンス計３１で測定する（ＳＴ５）。比較手段４０はこのときの計測抵抗値を不揮発性メモリに格納されていた基準抵抗値と比較し、その差を演算する（ＳＴ６）。そして、これら抵抗値の差が所定量（以下、「レベル１」という）以上であるならば、トナー貯蔵室２１における劣化現像剤の割合が一定以上に増加している、すなわちトナー貯蔵室２１内のトナー残量が少なくなってきたと判断し（ＳＴ７）、トナーが間もなく尽きることを示すニアエンプティ警告信号を送出し、ユーザインターフェースとしてプリンタ筐体に設けられた液晶表示ディスプレイ内にニアエンプティ警告を表示させ、あるいはこのプリンタに接続されたクライアントＰＣのディスプレイ内に警告メッセージを表示させる  （ＳＴ８）。一方、抵抗値の差が前記レベル１以下であるならば、トナー貯蔵室２１内のトナー残量は十分であると判断し、ＳＴ４に戻って次回のプリントジョブの終了時に再度基準トナー像を形成する。
【００５５】
また、ＳＴ８でニアエンプティ警告を行った場合でも、プリントジョブの終了時における基準トナー像の形成を続行し（ＳＴ９）、かかる基準トナー像を現像器４で現像する際の現像バイアス印加回路の抵抗値をインピーダンス計３１で測定する（ＳＴ１０）。比較手段４０はこのときの計測抵抗値を不揮発性メモリに格納されていた基準抵抗値と比較し、その差を演算する（ＳＴ１１）。そして、これら抵抗値の差が前記レベル１よりも大きい所定量（以下、「レベル２」という）以上であるならば、トナー貯蔵室２１内のトナーの殆どが劣化トナーになったと判断し（ＳＴ１２）、トナーが尽きたことを示すエンプティ信号を送出し、ニアエンプティ警告信号と同様にしてユーザに警告を発し、プロセスカートリッジの交換作業を促す（ＳＴ１３）。
【００５６】
このように、図７に示したトナー空検知の第２実施例によれば、プリントジョブの合間等に所定画像密度の基準トナー像を現像させ、かかる基準トナー像の現像中に現像バイアスの印加回路の抵抗値を逐次計測し、計測抵抗値を予め保持していた基準抵抗値と比較してその差を見極めることにより、何ら現像器４のトナー貯蔵室２１内にセンサを設けることなく、かかるトナー貯蔵室２１内のトナー残量を把握することができるものである。
【００５７】
一方、トナー貯蔵室内における劣化トナーは現像器の累積使用時間の増加と共に多くなる傾向にある。すなわち、トナーがトナー貯蔵室内において繰り返し攪拌され、あるいは層形成ブレードによって繰り返し摺擦され、その結果としてトナー粒径が次第に変化し、劣化トナーが増加していくのである。このため、ベタ黒画像等の如く画像密度が極めて高いトナー像を形成するプリントジョブが頻繁に実施される場合は、現像器そのものの累積使用時間は少ないにも拘らず、トナー貯蔵室内のトナー残量は著しく減少する傾向にあり、劣化トナーが余り発生しない状態でトナー貯蔵室内のトナーが空になってしまう事態も想定される。前記第２実施例のトナー空検知方法では、そのような場合にトナー残量を実際よりも多く判断してしまう懸念がある。
【００５８】
このようなトナー残量の誤検知を防止し、より正確にトナー残量を把握するためには、第１実施例と同様、現像器４の累積使用時間を把握し得るような計数カウンタ３４を設け、この計数カウンタ３４の計数値に基づき、比較手段４０によって演算された計測抵抗値と基準抵抗値の差を補正するのが好ましい。例えば、計数カウンタ３４の計数値に応じた補正係数を段階的に設定し、演算された計測抵抗値と基準抵抗値の差に対して補正係数を掛け合わせるようにすることができる。これにより、計測抵抗値と純抵抗値の差から予測したトナー貯蔵室２１内のトナーの劣化度合いを補正し、かかるトナー貯蔵室２１内におけるトナー残量をより正確に把握することが可能となる。前記計数カウンタ３４としては、現像器４の累積使用時間を把握することができれば十分であり、例えば感光体ドラム１の累積回転数を計数するものであっても、トナー像の転写された記録シートＰの枚数を計数するものであっても差し支えない。
【００５９】
また、この実施例のトナー空検知方法では、比較手段４０で計測抵抗値と基準抵抗値とを比較することにより、トナー貯蔵室２１内における劣化トナーの割合を推測していることになるが、現像器４内における劣化トナーの割合が増加してくると、現像ロール２０から感光体ドラム１へトナーが飛翔し難くなり、結果として静電潜像を現像したトナー像の濃度が薄くなるといった不具合がある。従って、計測抵抗値と基準抵抗値の差が所定値以上であると前記比較手段４０によって判断された場合には、トナー像を適正な濃度に保つため、トナー像を形成するための各種パラメータを変更する等の濃度補正制御を開始するのが好ましい。濃度補正のためのパラメータとしては、前記第１実施例で説明したパラメータを使用することができる。尚、濃度補正制御を開始するためのトリガーとなる計測抵抗値と基準抵抗値との差は、トナー貯蔵室のトナー残量を把握する際のレベル１及びレベル２と無関係に決定することができる。
【００６０】
次に、図９は前記プロセスカートリッジ内のトナー残量を把握するための制御系の第３実施例を示すブロック図である。この第３実施例では、図３に示した第１実施例と同様にユーザの指定したプリントジョブの進行中に現像バイアス印加回路の抵抗値を逐次計測すると共に、かかる計測抵抗値をトナー消費量に換算し、それを累積することでトナー貯蔵室２１内のトナー残量を把握するように構成した。但し、計測抵抗値をトナー消費量に換算する際に、トナー貯蔵室２１内に残っているトナーの劣化度合いを判断し、かかる劣化度合いに応じて補正量を演算し、計測抵抗値をトナー消費量に換算する際に、かかる補正量を加味するようにした。
【００６１】
第２実施例においても説明したが、プロセスカトーリッジの累積使用時間が増加すると、トナー貯蔵室２１内のトナー残量に対して帯電不良の劣化トナーの量が次第に多くなり、同じ画像密度の静電潜像をトナーで現像した場合であっても、現像ロール２０から感光体ドラム１へ移動する電荷量は少なくなる傾向にある。このため、現像バイアスの印加回路の抵抗値を計測し、それを単純にトナー消費量に換算したのでは、トナー貯蔵室２１内のトナーの劣化に起因した計測抵抗値の変動が加味されておらず、結果的にトナーの累積消費量を間違えて把握してしまう懸念がある。その一方、トナー貯蔵室内におけるトナーの劣化度合いは、第２実施例に示したように、所定の画像密度の基準トナー像を逐次形成すると共に、かかる基準トナー像の現像最中における現像バイアス印加回路の抵抗値を計測し、この計測抵抗値を所定の基準抵抗値と比較することで容易に把握することができる。
【００６２】
図９中の基準画像発生部４１は前記基準トナー像を形成するための画像データを発生し、これをＲＯＳ４２に対して送出する。これにより、ＲＯＳ４２は感光体ドラム１を露光し、所定画像密度の静電潜像を感光体ドラム１の表面に書き込み、現像ロール２０は前記静電潜像を現像して基準トナー像を形成する。前記インピーダンス計３１は基準トナー像の現像中における現像バイアス印加回路の抵抗値を計測し、計測抵抗値を補正量演算部５０に送出する。補正量演算部５０は読み込んだ計測抵抗値を不揮発性メモリに予め保持されている基準抵抗値と比較する。ここにおける基準抵抗値と計測抵抗値の差はトナー貯蔵室内におけるトナーの劣化度合いを示しているから、補正量演算手段はかかる差からトナー消費量の補正値を演算すると共に、かかる補正値を消費量把握手段３２に通知する。すなわち、図９中に破線で示した信号の流れがトナー消費量の補正値を算出する際の信号の流れである。一方、ユーザが指定したプリントジョブの実施中は、ＲＯＳ４２に対してプリントジョブに関する画像データが供給され、ＲＯＳ４２はこの画像データに基づいて感光体ドラム１を露光する。これにより、感光体ドラム１上には前記画像データに対応した静電潜像が形成され、かかる静電潜像は現像器４によってトナーで現像される。インピーダンス計３１はこのプリントジョブに係るトナー像、すなわちジョブトナー像の現像中に所定の時間間隔でインピーダンスの計測を繰り返し、各計測結果を消費量把握手段３２に逐次送信する。消費量把握手段３２の不揮発性メモリには、図６に示すような現像バイアス印加回路の抵抗値とトナー消費量の関係を示すテーブルが予め格納されており、このテーブルに基づき、消費量把握手段３２はジョブトナー像の形成中に計測した抵抗値を見かけのトナー消費量に換算する。この後、消費量把握手段３２は前記補正量演算部５０から取得したトナー消費量の補正値を見かけのトナー消費量に加味し、前記ジョブトナー像の形成におけるトナー消費量を把握する。かかるトナー消費量は残量判断手段３３に逐次報告され、残量判断手段３３は消費量把握手段３２から受信した各トナー消費量を累積し、プロセスカートリッジの使用開始時から現在までのトナーの累積消費量を演算すると共に、かかる累積消費量をプロセスカートリッジのトナー貯蔵室２１に予め封入されていいたトナーの総量と比較し、トナー貯蔵室２１におけるトナー残量を把握する。
残量判断手段４３は前記比較手段の比較結果を用いてトナー貯蔵室内のトナー残量を把握する。
【００６３】
図９はこの第３実施例におけるトナー残量の検出方法を手順を示すフローチャートである。先ず、プロセスカートリッジを交換したならば、前記基準画像発生部４１から所定画像密度の画像パターン信号を発生させ、感光体ドラム１上に基準トナー像を形成し（ＳＴ２１）、この基準トナー像を現像器４で現像する際の現像バイアス印加回路の抵抗値をインピーダンス計３１で測定する（ＳＴ２２）。補正量演算部５０はこのときインピーダンス計３１で計測した抵抗値を基準抵抗値として不揮発性メモリに格納する（ＳＴ２３）。この後、プロセスカートリッジの使用が開始されたなら、プリントジョブにおいて画像データに基づいたジョブトナー像を形成すると共に（ＳＴ２４）、かかるジョブトナー像を現像器４で現像する際の現像バイアス印加回路の抵抗値をインピーダンス計３１で測定し  （ＳＴ２５）、計測した抵抗値を消費量把握手段３２においてトナー消費量に換算する。ここで計測抵抗値から換算されたトナー消費量はトナー貯蔵室２１におけるトナーの劣化を考慮していない見かけのトナー消費量であり、この見かけのトナー消費量は一時的にメモリに格納される。一方、プリントジョブが終了したならば、基準画像発生部４１から画像パターン信号を発生させ、感光体ドラム１上に基準トナー像を現像すると共に（ＳＴ２６）、かかる基準トナー像を現像器４で現像する際の現像バイアス印加回路の抵抗値をインピーダンス計３１で測定する（ＳＴ２７）。補正量演算部５０はこのときの計測抵抗値をＳＴ２３において不揮発性メモリに格納されていた基準抵抗値と比較し、その差を演算すると共に（ＳＴ２８）、これら抵抗値の差からトナーの劣化度合いに応じたトナー消費量の補正値を演算し、これを前記消費量把握手段３２に対して通知する（ＳＴ２９）。補正値の通知を受けた消費量把握手段３２は、メモリに記憶しておいた見かけのトナー消費量を読み出すと共に、この見かけトナー消費量に対して補正値を加味して実際のトナー消費量を把握し（ＳＴ３０）、かかる実際のトナー消費量を残量判断手段３３に報告する。
【００６４】
前記残量判断手段３３は消費量把握手段３２から受信した各トナー消費量を累積し（ＳＴ３１）、プロセスカートリッジの使用開始時から現在までのトナーの累積消費量を演算すると共に、かかる累積消費量が所定量（以下、「レベル３」という）を超えたか否かをチェックする（ＳＴ３２）。その結果、レベル３以上であるならば、トナー貯蔵室２１内のトナー残量が少なくなってきたと判断し、トナーが間もなく尽きることを示すニアエンプティ警告信号を送出し、ユーザインターフェースとしてプリンタ筐体に設けられた液晶表示ディスプレイ内にニアエンプティ警告を表示させ、あるいはこのプリンタに接続されたクライアントＰＣのディスプレイ内に警告メッセージを表示させる（ＳＴ３３）。一方、ＳＴ３２において累積消費量がレベル３以下であるならば、トナー貯蔵室２１内のトナー残量は十分であると判断し、ＳＴ２４に戻って次のプリントジョブを行い、ＳＴ２５〜ＳＴ３２を繰り返す。
【００６５】
また、ＳＴ３３でニアエンプティ警告を行った場合でも、次のプリントジョブを実行し、図１１に示すように、ＳＴ２４〜ＳＴ３１と全く同じＳＴ３４〜ＳＴ４１を行い、プリントジョブにおけるトナー消費量を消費量演算手段３２で把握すると共に、プロセスカートリッジにおけるトナーの累積消費量を残量判断手段３３で演算する。そして、累積消費量が所定量（以下、「レベル４」という）を超えたか否かをチェックし（ＳＴ４２）、レベル４以上であると判断されたならば、トナー貯蔵室２１内のトナーが殆ど消費されたと判断し、トナーが尽きたことを示すエンプティ信号を送出し、ニアエンプティ警告信号と同様にしてユーザに警告を発し、プロセスカートリッジの交換作業を促す（ＳＴ４３）。
【００６６】
このように、図９に示したトナー空検知の第３実施例によれば、第１実施例と同様、プリントジョブにおけるトナー像の現像中に、現像バイアスの印加回路の抵抗値を逐次計測することにより、何ら現像器４のトナー貯蔵室２１内にセンサを設けることなく、かかるトナー貯蔵室２１内のトナー残量を把握することができるのはもちろんのこと、トナー貯蔵室内におけるトナーの劣化度合いを加味した上で、プリントジョブにおけるトナー消費量を把握し、トナー貯蔵室内におけるトナー残量を把握することができ、より正確に現像器内のトナー残量を把握することができ、プロセスカートリッジの交換時期の判断を的確に行うことが可能となる。
【００６７】
また、この第３実施例のトナー空検知方法においても、補正量演算部５０で計測抵抗値と基準抵抗値とを比較することにより、トナー貯蔵室２１内における劣化トナーの割合を推測していることになるが、現像器４内における劣化トナーの割合が増加してくると、現像ロール２０から感光体ドラム１へトナーが飛翔し難くなり、結果として静電潜像を現像したトナー像の濃度が薄くなるといった不具合がある。従って、計測抵抗値と基準抵抗値の差が所定値以上であると前記補正量演算部５０よって判断された場合には、トナー像を適正な濃度に保つため、トナー像を形成するための各種パラメータを変更する等の濃度補正制御を開始するのが好ましい。濃度補正のためのパラメータとしては、前記第１実施例で説明したパラメータを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明を適用可能なモノクロレーザビームプリンタの概略構成を示す図である。
【図２】感光体ドラムと現像器とが一体となったプロセスカートリッジを示す断面図である。
【図３】このプリンタにおいてトナーの残量を検知するための構成の第１実施例を示すブロック図である。
【図４】現像バイアスの印加回路の抵抗値（インピーダンス）と画像密度との関係を示すグラフである。
【図５】画像密度とトナー消費量との関係を示すグラフである。
【図６】現像バイアスの印加回路の抵抗値（インピーダンス）とトナー消費量との関係を示すグラフである。
【図７】このプリンタにおいてトナーの残量を検知するための構成の第２実施例を示すブロック図である。
【図８】第２実施例におけるトナー残量検知の手順を示すフローチャートである。
【図９】このプリンタにおいてトナーの残量を検知するための構成の第３実施例を示すブロック図である。
【図１０】第３実施例におけるトナー残量検知の前半手順を示すフローチャートである。
【図１１】第３実施例におけるトナー残量検知の後半手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６９】
１…感光体ドラム（像担持体）、２０…現像ロール（現像剤担持体）、２１…トナー貯蔵室、３０…バイアス電源、３１…インピーダンス計
【図１】
2005107446.tif 000003
【図２】
2005107446.tif 000004
【図３】
2005107446.tif 000005
【図４】
2005107446.tif 000006
【図５】
2005107446.tif 000007
【図６】
2005107446.tif 000008
【図７】
2005107446.tif 000009
【図８】
2005107446.tif 000010
【図９】
2005107446.tif 000011
【図１０】
2005107446.tif 000012
【図１１】
2005107446.tif 000013