(57)【要約】【課題】  プロセスカートリッジのトナー残量検出を簡単な構成で正確に行なう。【解決手段】  プロセスカートリッジのトナー残量検出制御を次のように行う。即ち、アンテナ部材と現像ローラによって構成されるキャパシタの静電容量を測定して帯電した感光体ドラムに流れる交流電流を検出し、検出した交流電流値が画像形成の進行に従って所定の閾値を超えるまでトナー残量検出を行わないように制御する。これにより、プロセスカートリッジの使用初期にトナー残量検出を行わないように制御され、トナー残量の誤検出が防止される。【選択図】  図７
2007108607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、現像ローラと、現像剤を収容する収容部と、前記収容部内の現像剤を撹拌する撹拌部材と、アンテナ部材とを含むプロセスカートリッジを装着して画像を形成する画像形成装置であって、
前記現像ローラと前記アンテナ部材との間の静電容量に応じた量を測定して前記現像剤の残量推定を行う現像剤残量推定手段と、
前記プロセスカートリッジを構成する構成要素の１つから得られる電圧を検出する検出手段と、
前記検出手段で検出された電圧値に基づいて、前記現像剤残量推定手段による現像剤の残量推定動作の実行を制御する制御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】
前記検出手段で検出された電圧値と所定の閾値とを比較する比較手段を更に有し、
前記制御手段は、前記比較手段による比較結果に従って、前記現像剤残量推定手段による現像剤の残量推定動作の実行を制御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】
前記構成要素の１つは感光体ドラムであり、
前記検出手段は、
交流成分を含む帯電バイアスを印加して前記感光体ドラムを帯電させるときに前記感光体ドラムに流れる交流電流を検出する電流検出回路と、
前記電流検出回路により検出された電流を電流電圧変換して電圧値を出力する変換回路とを含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記構成要素の１つは帯電ローラであり、
前記検出手段は、前記帯電ローラから交流成分を含む帯電バイアスを前記感光体ドラムに印加して帯電させるときの前記帯電ローラに印加する交流電圧のピーク間電圧を検出するピーク間電圧検出回路を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記構成要素の１つは撹拌部材であり、
前記検出手段は、
前記撹拌部材を駆動するモータに流れる電流値を検出する電流検出回路と、
前記電流検出回路により検出された電流を電流電圧変換して電圧値を出力する変換回路とを含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記アンテナ部材はプレート状の導電性部材であり、
前記収容部に収容された現像剤の残量変化を前記静電容量の変化として検出できる長さを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記プロセスカートリッジは、
前記現像ローラと前記アンテナ部材との間の空間及び前記現像ローラに対して前記収容部から前記現像剤を送り出すための開口部を有し、
前記撹拌部材の回転により前記現像剤が前記開口部を経て、前記空間及び前記現像ローラに対して送り出されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記現像ローラの回転中心と前記回転中心から最も離れた前記アンテナ部材の端部とを結ぶ線上の距離であって、前記現像ローラの表面と前記アンテナ部材の端部との間の距離Ｓが、３ｍｍ≦Ｓ≦１５ｍｍであることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記制御手段は、
前記比較手段による比較結果に従って、前記プロセスカートリッジの使用が初期のものであるかどうかを判別する判別手段と、
前記判別手段による判別結果に従って、前記現像剤残量推定手段による現像剤の残量推定動作の実行を抑止する抑止手段とを有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
少なくとも、現像ローラと、現像剤を収容する収容部と、アンテナ部材とを含むプロセスカートリッジを装着し、画像を形成する画像形成装置の現像剤残量検出方法であって、
前記現像ローラと前記アンテナ部材との間の静電容量に応じた値を測定する測定工程と、
前記プロセスカートリッジを構成する構成要素の１つから得られる電圧を検出する検出工程と、
前記検出工程において検出された電圧値に基づいて、前記現像剤の残量推定を行う現像剤残量推定動作の実行を制御する制御工程とを有することを特徴とする画像形成装置の現像剤残量検出方法。
【請求項１１】
更に、前記検出された電圧と所定の閾値とを比較する比較工程を有し、
前記制御工程は、前記比較工程における比較結果に従って、前記現像剤の残量推定を行う現像剤残量推定動作の実行を制御する工程であることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置の現像剤残量検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置及びその画像形成装置の現像剤残量検出方法に関し、特に、電子写真方式に従い、プロセスカートリッジを用いて画像形成を行う画像形成装置及びその画像形成装置の現像剤残量検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式に従う画像形成装置において、感光体とその感光体に作用するプロセス手段を一体化したプロセスカートリッジを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。プロセスカートリッジとしては、感光体と現像手段とを一体化したものや、それらに帯電手段やクリーニング手段等を加えて一体化したものなどがある。プロセスカートリッジ方式は、例えば、現像剤（以下、トナー）が使用により不足した場合に、カートリッジの交換をサービスマンによらずユーザ自身で簡単に行うことができるため、操作性が格段に向上するので、広く用いられている。
【０００３】
一方、プロセスカートリッジ方式を採用した画像形成装置では、ユーザ自身がカートリッジを交換するため、トナーが消費されたことをユーザに報知し、カートリッジの交換を促すトナー検出手段が必要となる。
【０００４】
ここで、トナーが消費された場合に従来行われているユーザにトナー残量を報知する方法について説明する。図１５は、従来のプロセスカートリッジＪ１００を用いた画像形成装置Ｊ１０００の一例を示す略断面図である。プロセスカートリッジＪ１００は、現像部Ｊ１０と、可視画像の転写後に感光体ドラムＪ１上に残留するトナーを除去するクリーニング部Ｊ７とを一体的に収容したものである。現像部Ｊ１０は、感光体ドラムＪ１と、感光体ドラムＪ１を一様帯電する帯電部Ｊ２と、現像ローラＪ１１と、露光部Ｊ３によって形成された感光体ドラムＪ１上の静電潜像をトナーＴによって可視画像に現像するトナー収容部Ｊ４とからなる。感光体ドラムＪ１は、図示矢印Ａ方向に回転する被帯電体である。画像形成装置Ｊ１０００本体は、露光部Ｊ３、給紙部Ｊ５、感光体ドラムＪ１上に形成されたトナー像を記録紙上に転写する転写部Ｊ９、記録紙Ｐに定着する定着部Ｊ８を備えており、さらに、着脱可能なプロセスカートリッジＪ１００が装着される。
【０００５】
図１６は、現像部Ｊ１０の詳細を示す断面図である。現像部Ｊ１０はトナー収容部Ｊ４内に収容されたトナーＴを担持、搬送する現像ローラＪ１１と、現像ローラＪ１１に担持されたトナーＴの層を均一な厚みに規制する現像ブレードＪ１２、およびトナー収容部Ｊ４内のトナーを撹拌する撹拌部材Ｊ１３を含む。また、トナー収容部Ｊ４内のトナー残量を検出するためのトナー残量検出手段としてのアンテナ部材１４が配置されている。
【０００６】
次に、従来のトナー残量検出方法について説明する。図１６に示すように現像ローラＪ１１に対して平行に配置されたアンテナ部材Ｊ１４により、現像ローラＪ１１−アンテナ部材Ｊ１４間のトナー量の変化に伴う静電容量の変化を検出してトナー残量を推定する。このアンテナ部材は電極として機能し、現像ローラがもう１つの電極として機能し、これら２つの電極により、キャパシタが構成される。例えば、現像ローラＪ１１に交流バイアスを印加する現像方式を採用する場合のトナー残量の推測は、現像ローラＪ１１に対向する箇所にアンテナ部材Ｊ１４を設け、アンテナ部材Ｊ１４と現像ローラＪ１１との間の静電容量を測定する。静電容量は、絶縁性のトナー量に応じて変化するので、アンテナ部材Ｊ１４と現像ローラＪ１１との間の空間がトナーＴ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両者の間の空間を空気が占める率が増え、静電容量は小さくなっていく。従って、静電容量の変化を利用することにより、アンテナ部材Ｊ１４と現像ローラＪ１１との間の静電容量とトナー量の関係を予め求めておけば、静電容量を測定することによってトナー残量を検出することができる。
【０００７】
ここで、図１７（ａ）を用いて、アンテナ部材Ｊ１４と現像ローラＪ１１との間の静電容量とトナー量との関係について説明する。
【０００８】
図１７（ａ）は、図１５の現像部Ｊ１０を用いた場合のトナー量と静電容量との関係を示す図である。図１７（ａ）において、横軸はトナー量、縦軸は静電容量であり、領域Ｒは、トナー使用開始近傍のトナー量と静電容量との関係を示している。使用開始時（トナー量ＶF）における静電容量（Ｃ_FULL）は、トナー残量不足（トナー量ＶL）を通知するときの静電容量（Ｃ_LOW）よりも低い。しかし、静電容量はトナー使用開始とともに徐々に増加し、トナー量ＶAのときの静電容量ＣAは、トナー残量不足を通知するときの静電容量（Ｃ_LOW）より大きくなる。このように、トナー使用開始の静電容量（Ｃ_FULL）が低く、その使用と共に静電容量が増加する理由は、トナーシール開封直後はアンテナ電極間にトナーが充分に入り込んでいないためである。これは、カートリッジ交換前は、プロセスカートリッジのトナーはシールによりトナー収容部内に固定され、トナーがアンテナ電極に移動しないように制限していることによる。このため、従来のトナー残量検出方法では、トナーシール開封直後は、トナー収容部内にトナーが充分あるにもかかわらず、トナー残量が少ないと誤検出する可能性がある。
【０００９】
そこで、従来からもトナーシール開封直後のトナー残量検出の誤検出を抑制する手段が種々提案されている。例えば、特許文献１では、静電容量値の推移をモニタし、静電容量の値が小さい値から徐々に大きい値に推移する場合（図１７（ａ）のＲ領域に相当）は、トナーシール開封直後であると判断してトナー残量検出を行わない様に制御している。
【００１０】
また、プロセスカートリッジに不揮発性記憶手段を備え、トナー量が最大の時に対応する出力値を基準値として不揮発性記憶手段に記憶し、基準値からの出力値の変化量に基づいてトナーの残量を算出する方法もある。静電容量によるトナー残量検出を行う場合、アンテナ部材の位置によって静電容量の出力値が左右されるため、プロセスカートリッジの個体差によって現像材残量検出手段の出力が異なる。そこで、プロセスカートリッジなどの個体差の影響を補正して正確な現像残量を検出するために、個々のプロセスカートリッジに応じて基準となる値を不揮発性記憶手段に保持し、これを用いてトナー残量検出の精度を向上させている (特許文献２参照)。
【特許文献１】特開２００１-１２５３７８号公報
【特許文献２】特開２００１-１３４０６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記説明したトナーシール開封直後のトナー残量検出の誤検出防止方法では、以下のような問題がある。
【００１２】
例えば、図１８（ａ）に示すように現像ローラ１７の回転中心Ｑ１が撹拌部材１３の回転中心Ｑ２よりも上側にあるような構成の現像部を有するプロセスカートリッジを使用する場合には、特許文献１のトナーシール開封直後の誤検出防止方法は使用できない。
【００１３】
これは、図１８（ａ）のプロセスカートリッジを使用する場合、トナーシール開封直後に検出される静電容量とトナー量との関係が、図１７（ｂ）の領域Ｒ’で示すように複雑だからである。この理由は次のように考えられる。即ち、プロセスカートリッジを使用していくと、撹拌部材１３によってトナー測定部５にトナーが搬送され、図１８（ｂ）に示すようにトナー測定部５のアンテナ部材１４と現像ローラ１７間にトナーが充分に詰まり静電容量も安定する。しかし、トナーシール開封直後は、図１８（ａ）に示すように、撹拌部材１３によってトナー測定部５にトナーが搬送されてもトナー測定部５に留まらず、トナーが収容部４に戻ってしまう場合がある。このため、トナーシール開封直後にトナー測定部５に搬送されたトナーが収容部４に戻ったりトナー測定部５に留まったりを繰り返す。すると、図１８（ｂ）の領域Ｒ’で示すように静電容量はトナー量に対して複雑な挙動を示し、図１８（ａ）の領域Ｒに示すようにプロセスカートリッジの使用とともに増加しない。このため、特許文献１で提案された誤検出防止方法を使用すると、トナーが収容部４に充分に残っているにも係らずトナー残量を誤検出してしまう可能性がある。
【００１４】
一方、特許文献２では、不揮発性記憶手段を備えることでトナー残量検出の精度向上を実現している。しかしながら、不揮発性記憶手段とその制御手段を設けることは画像形成装置を大型にし、コストアップにつながることになる。そのため、近年求められている更に小型で低コストな画像形成装置を実現するためには、不揮発性記憶手段を用いることなくトナー残量検出を精度よく行うことが望まれる。
【００１５】
本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、現像剤残量の検出を簡単な構成で正確に行なうことのできる画像形成装置及びその画像形成装置の現像剤残量検出方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するための本発明の画像形成装置は、以下の構成を有する。
【００１７】
即ち、少なくとも、現像ローラと、現像剤を収容する収容部と、前記収容部内の現像剤を撹拌する撹拌部材と、アンテナ部材とを含むプロセスカートリッジを装着して画像を形成する画像形成装置であって、前記現像ローラと前記アンテナ部材との間の静電容量に応じた量を測定して前記現像剤の残量推定を行う現像剤残量推定手段と、前記プロセスカートリッジを構成する構成要素の１つから得られる電圧を検出する検出手段と、前記検出手段で検出された電圧値に基づいて、前記現像剤残量推定手段による現像剤の残量推定動作の実行を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１８】
また、前記検出手段で検出された電圧値と所定の閾値とを比較する比較手段を更に有し、前記制御手段は、前記比較手段による比較結果に従って、前記現像剤残量推定手段による現像剤の残量推定動作の実行を制御することが好ましい。
【００１９】
上記構成要素の１つとは、少なくとも以下の３つの要素があり、その要素に従って、電圧検出の構成に関し、異なる実施態様がある。
【００２０】
（１）構成要素の１つが感光体ドラムである場合
この場合、前記検出手段は、交流成分を含む帯電バイアスを印加してその感光体ドラムを帯電させるときに感光体ドラムに流れる交流電流を検出し、その検出された電流を電流電圧変換して電圧値を出力すると良い。
【００２１】
（２）前記構成要素の１つは帯電ローラである場合
この場合、前記検出手段は、帯電ローラから交流成分を含む帯電バイアスを感光体ドラムに印加して帯電させるとき、その帯電ローラに印加する交流電圧のピーク間電圧を検出すると良い。
【００２２】
（３）構成要素の１つは撹拌部材である場合
前記検出手段は、撹拌部材を駆動するモータに流れる電流値を検出し、その検出された電流を電流電圧変換して電圧値を出力すると良い。
【００２３】
なお、前記アンテナ部材はプレート状の導電性部材であることが好ましく、さらに、前記収容部に収容された現像剤の残量変化を前記静電容量の変化として検出できる長さを有すると良い。
【００２４】
また、前記プロセスカートリッジは、前記現像ローラと前記アンテナ部材との間の空間及び前記現像ローラに対して前記収容部から前記現像剤を送り出すための開口部を有しており、前記撹拌部材の回転により前記現像剤が前記開口部を経て、前記空間及び前記現像ローラに対して送り出されるようにすると良い。
【００２５】
さらに、前記現像ローラの回転中心と前記回転中心から最も離れた前記アンテナ部材の端部とを結ぶ線上の距離であって、前記現像ローラの表面と前記アンテナ部材の端部との間の距離Ｓが、３ｍｍ≦Ｓ≦１５ｍｍであることが望ましい。
【００２６】
またさらに、前記制御手段は、前記比較手段による比較結果に従って、前記プロセスカートリッジの使用が初期のものであるかどうかを判別する判別手段と前記判別手段による判別結果に従って、前記現像剤残量推定手段による現像剤の残量推定動作の実行を抑止する抑止手段とを備えることが望ましい。
【００２７】
また他の発明によれば、少なくとも、現像ローラと、現像剤を収容する収容部と、アンテナ部材とを含むプロセスカートリッジを装着し、画像を形成する画像形成装置の現像剤残量検出方法であって、前記現像ローラと前記アンテナ部材との間の静電容量に応じた値を測定する工程と、前記プロセスカートリッジを構成する構成要素の１つから得られる電圧を検出する工程と、前記検出工程において検出された電圧値に基づいて前記現像剤の残量推定を行う現像剤残量推定動作の実行を制御する制御工程とを有することを特徴とする画像形成装置の現像剤残量検出方法を備える。
【００２８】
また、更に、前記検出された電圧と所定の閾値とを比較する比較工程を有し、
前記制御工程は、前記比較工程における比較結果に従って、前記現像剤の残量推定を行う現像剤残量推定動作の実行を制御する工程であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２９】
従って本発明によれば、現像剤残量の検出を簡単な構成で正確に行なうことができる。また、小型で低コストでありながら現像剤残量の検出を精度よく行うことができる画像形成装置及び画像形成装置の現像剤残量検出方法が提供される。
【００３０】
また、プロセスカートリッジの使用初期であるかどうかを判別し、その判別結果に従って現像剤残量検出の動作を制御するので、使用初期における残量誤検出が防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下添付図面を参照して、本発明の好適な実施例について詳細に説明する。
【００３２】
＜第１実施例＞
［特徴］
この実施例の画像形成装置の特徴は、電源投入時や非画像形成時に、現像ローラとアンテナ部材との間の静電容量を測定してトナー残量を推定する際にプロセスカートリッジの使用初期の誤検出の防止を部品の追加を最小限に抑えて行うことができる点にある。そのため、小型で低コストでありながらトナー残量検出を精度よく行うことができる。プロセスカートリッジの使用初期の誤検出は、プロセスカートリッジの使用初期か否かを判別し、使用初期と判別された場合に、トナー残量検出を行わないことで防止する。この実施例では、プロセスカートリッジが使用初期か否かの判別は、帯電ローラから感光体ドラムに交流成分を含む帯電バイアスを印加して感光体ドラムを帯電にするときの感光体ドラムに流れる交流電流値を検出し、検出値が閾値を超えたか否かで行なう。
【００３３】
［画像形成装置の全体構成：図１］
図１は本発明の第１実施例に従う画像形成装置１０００を示す概略構成図である。
【００３４】
画像形成装置１０００は、電子写真方式を採用しプロセスカートリッジ着脱方式を用いたレーザプリンタである。画像形成装置１０００には、プロセスカートリッジ１００を着脱自在に装着することができる。また、画像形成装置１０００は、露光部３、感光体ドラム１から転写材Ｐにトナーを転写させるための転写ローラ９、転写材Ｐに転写されたトナーを定着させる定着部８を備えている。
【００３５】
プロセスカートリッジ１００は、現像部１０と、転写後に感光体ドラム１上にわずかに残ったトナーを掻き取り、次回の画像形成に供するためのクリーニング部７（クリーニングブレード）とから構成される。現像部１０は、像担持体である感光体ドラム１、感光体ドラム１を一様に帯電するための帯電手段である帯電ローラ２、露光部３により感光体ドラム１上に形成された静電潜像をトナーＴにより顕像化するトナーを収容するトナー収容部４からなる。
【００３６】
［現像部：図２］
次に、現像部１０の構成について図２を用いて詳細に説明する。現像部１０は、感光体ドラム１と、現像ローラ１１とアンテナ部材１４とを含むトナー測定部５と、トナーを収容するトナー収容部４とからなる。トナー測定部５とトナー収容部４とは図の開口によって連結されており、撹拌部材１３の回転中心Ｑ２は、現像ローラ１１の回転中心Ｑ１よりも鉛直方向下向きに位置し、図の開口部の下端部よりも鉛直方向下向きに位置している。１１はアルミニウムパイプから形成されたトナー担持体としての非磁性現像ローラであり、その中には、磁極Ｎ・Ｓが交互に複数個形成された磁石１７が配設されている。現像ローラ１１の上の位置には、トナー規制部材として、ウレタンゴムからなる弾性ブレード１２が現像ローラ１１に対して所定の圧力で当接されている。磁力により現像ローラ１１に引き付けられたトナーＴは、現像ローラ１１に当接している弾性ブレード１２で適量に規制され、感光体ドラム１と現像ローラ１１とが対向するトナー測定部５へとトナー収容部４から搬送される。また、現像に寄与しなかったトナーは現像ローラ１１の回転に伴ってブレード上方に移動し、トナー収容部４へと戻る。この実施例では断面半径が６ｍｍの現像ローラ１１を用いることで現像部１０を小型化している。そのため、プロセスカートリッジや画像形成装置本体の小型化も図れる。
【００３７】
なお、アンテナ部材と現像ローラとは夫々電極として機能し、これら２つの部材によりキャパシタが構成される。そして、２つの電極間には誘電体としてトナーが存在する。
【００３８】
次にトナー残量検出部のアンテナ部材１４について説明する。
【００３９】
この実施例では、アンテナ部材１４として、現像ローラ１１に対向する位置の長手方向（図２の紙面に垂直方向）全域にわたって設けられたプレートアンテナを用いている。アンテナ部材１４がトナー量を精度よく検出するためには、静電容量の差Δ（図１７（ｂ）のΔ）が充分に大きいことが望まれる。この静電容量の差Δは、トナーＴが満タンの状態のときとトナーＴが少なくなって良好な画像が得られなくなった状態（以降、この状態を単に「白抜け」と称する）の時に測定される静電容量の差である。
【００４０】
しかしながら、現像ローラの断面半径と静電容量の差Δの関係は、図３に示すように現像ローラの断面半径Ｌが小さくなる（Ｌ２→Ｌ１）と静電容量の差Δが小さくなる（Δ２→Δ１）。従って、現像ローラの断面半径Ｌを小さくすると静電容量の差Δが小さくなるので、トナー残量検出を精度良く行なうことが難しくなる。また、図２（ａ）に示すように、トナー測定部５がトナー収容部４よりも上側にある構成の現像部１０では、図１７（ｂ）で説明したようにプロセスカートリッジ使用初期（領域Ｒ’）での静電容量値は不安定でその挙動が複雑である。ちなみに、図２（ａ）の現像部１０では、現像ローラ１７の回転中心Ｑ１が撹拌部材１３の回転中心Ｑ２よりも上側にある。
【００４１】
そこで、この実施例では、図１７（ｂ）に示したプロセスカートリッジ使用初期（領域Ｒ’）では、誤検出の可能性があるトナー残量検出のための測定（静電容量値の測定）をしないようにする。また、断面半径が６ｍｍの小さな現像ローラを用いた場合でも静電容量値が比較的安定して測定できるように、図２（ａ）の領域Ｘにアンテナ部材１４を配置する。この領域にアンテナ部材１４を配置すると、トナーＴが満タンの状態と白抜けが発生した時の静電容量値の差Δを十分確保できるので、トナー量の残量変化を精度良く測定できる。
【００４２】
図２（ｂ）は図２（ａ）中の領域Ｘ′を拡大した図である。図２（ｂ）に示すアンテナ部材１４は現像ローラ１１の表面からの距離の最遠部（Ｓ）がＳ＝１２ｍｍとなるように設けられる。Ｓ＞１５ｍｍであるとアンテナプレートの面積が小さい場合は静電容量の差Δが小さくなり、また、アンテナプレートの面積が充分に大きい場合でも静電容量の検出値が不安定になるので好ましくない。また、Ｓ＜３ｍｍであると図１７（ａ）に示すように静電容量が減少し始めるトナー量ＶGが小さくなる（左側にシフトする）ので、静電容量値の変化が急激となり白抜け画像が発生するのを精度良く測定できなくなる。従って、トナー残量検出に十分な精度を得るという観点から、３ｍｍ≦Ｓ≦１５ｍｍの条件を満たすようにアンテナ部材１４を配置することが望ましい。
【００４３】
更に、アンテナ部材１４は現像ローラの回転中心Ｑ１に対して現像ローラ１１と感光体ドラム１の最近接部から現像ローラの回転方向上流側に１８０°の範囲内に配置することが望ましい。これは、回転方向の下流側１８０°の範囲内ではトナー状態が安定せず、その範囲内にアンテナ部材１４を配置しても静電容量の値が不安定になるためである。
【００４４】
また、アンテナ部材１４はプレート状の部材を選択することで棒状のアンテナ部材を選択した場合よりも前述した静電容量の差Δ（図１７（ｂ）のΔ）を大きくすることができるので好ましい。プレート状の部材の長さは、静電容量の差Δが精度良く測定できる長さがあればよい。なお、アンテナ部材１４の材料は、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。この実施例では、アンテナ部材１４の材料としてＳＵＳを使用している。
【００４５】
［トナー残量検出：図４］
次に、プロセスカートリッジ１００内のトナー量を検出するための回路構成について図４を用いて説明する。
【００４６】
トナー残量検出回路２０は、画像形成装置１０００の本体に設けられており、プロセスカートリッジ１００内のアンテナ部材１４と現像ローラ１１との間の静電容量Ｃ２に基づいて電流値測定部２１で求められた電圧値Ｖ２は、コンパレータ３４に入力される。また、比較用コンデンサＣ１の静電容量に基づいて電流値測定部２２で求められた基準電流を電圧に変換して得られる基準電圧値Ｖ１もコンパレータ３４に入力され、電圧値Ｖ２と比較される。コンパレータ３４にて比較された両電圧値の差分がゼロ以下となった場合には、トナー量が所定値以下となったと判断し、トナーの残量不足（トナーＬＯＷ）を示す電圧Ｖ３をＡ／Ｄ変換部１５に出力する。次に、Ａ／Ｄ変換部１５は電圧Ｖ３をＡ／Ｄ変換してトナーの残量不足（トナーＬＯＷ）を示す信号を制御部４０に送信する。従って、比較用コンデンサＣ１の容量を調整することにより、検出するトナー量を任意に設定することができる。
【００４７】
この実施例では、現像バイアスである１４００Ｖpp、２０００Ｈｚの交流バイアスと−４００Ｖの直流バイアスの重畳バイアスが現像ローラ１１に印加される。すると、現像ローラ１１に対向したアンテナ部材１４との間で交流電流が流れ、電流値測定部２１によって電流値が計測され、さらに電圧値に変換される。こうして、電流値測定部２１によって測定された電流値から、現像ローラ１１とアンテナ部材１４との間に基づく静電容量Ｃ２が検出される。このように、アンテナ部材１４であるアンテナプレートを現像部１０内に配設し、現像部１０内のトナーＴの減少に伴って、現像ローラ１１とアンテナ部材１４との間の静電容量Ｃ２を測定することでトナー収納部４内のトナー量を知ることができる。
【００４８】
・プロセスカートリッジ使用初期のトナー残量検出の誤検出防止について
次に、上記説明したトナー残量検出を行う際に、プロセスカートリッジ使用初期の誤検出防止方法について説明する。この方法によれば、プロセスカートリッジの使用初期か否かを感光体ドラムに流れる交流電流値を検出して判別し、プロセスカートリッジの使用初期にはトナー残量検出を行わないように抑制することで誤検出が防止される。
【００４９】
［帯電ローラと交流電流検出回路：図５］
まず、この実施例で用いる帯電手段について説明する。この実施例では帯電手段は帯電部材として帯電ローラ２を用いる接触帯電手段である。帯電ローラ２は、両端部を軸受けにより回転自在に保持されるとともに、加圧バネなどの押圧手段（不図示）によって、感光体ドラム１の中心方向へ押圧され、感光体ドラム１に対して従動回転する。帯電ローラ２に対しては、不図示の帯電バイアス電源から、加圧バネ、導電性軸受けを介してバイアス電圧が印加される。この実施例では交流ピーク間電圧（Ｖpp）（交流電圧の最大値と最小値の差）を一定電圧とする定電圧制御を行っている。
【００５０】
次に、交流電流検出回路２ｂについて説明する。図５に示す帯電ローラ２に帯電バイアス電圧が印加されると、交流電流（Ｉac）は帯電ローラ２、感光体ドラム１を経て高圧電源回路ＧＮＤに流れる。このとき、交流電流検出回路２ｂは、交流電流（Ｉac）から抵抗、コンデンサなどからなる不図示のフィルタ回路で帯電周波数に等しい周波数をもった交流電流のみを抽出する。さらに、交流電流検出回路２ｂはその交流電流を電流電圧変換して得られる、電圧値Ｖ４をコンパレータ３５へ入力する。交流電流検出回路２ｂは、抵抗、コンデンサ、ダイオードなどから構成することができるので、電源回路のコスト増加、および、スペース拡大の影響は少ない。コンパレータ３５では、入力電圧Ｖ４と、閾値電圧源２ａから供給される閾値電流（Ｉac0）に対応した閾値電圧Ｖ０とが比較される。コンパレータ３５にて比較された両電圧値の差分がゼロ以下となった場合には、トナー量が所定値以下となったと判断し、トナーの残量不足（トナーＬＯＷ）を示す電圧Ｖ５を制御部４０に送信する。
【００５１】
［通紙枚数と交流電流の関係：図６］
図６（ａ）は帯電ローラ２の通紙枚数（Ｚ）と交流電流（Ｉac）の関係を示す図であり、図６（ｂ）はトナー量（ＶT）と静電容量（Ｃ）との関係を示す図である。図６（ｂ）において、Ｐ1はプリント開始点（トナー量ＶF）の静電容量、Ｐ4（トナー量Ｖw）は白抜けの静電容量である。
【００５２】
図６（ａ）に示されるように、通紙枚数（Ｚ）が増えるに従って交流電流（Ｉac）は増加する。これは、感光体ドラム表面の感光層が磨耗し、インピーダンスが低下するために生じる。つまり、Ｉac＝Ｖpp／Ｒの関係からＶppが一定のときは感光体ドラムの磨耗により帯電ローラ２のインピーダンス（Ｒ）が低下すると交流電流（Ｉac）は増加する。そこで、この実施例では、この関係を利用し、図６（ａ）に示す通紙枚数がＺ＝Ｚ0（交流電流Ｉac＝Ｉac０）でトナー残量検出を開始するように制御する。なお、図６（ａ）に示すように、範囲ＤｅにあるＺの値がトナー残量検出範囲である。
【００５３】
図６（ｂ）によれば、範囲Ｄｅが通紙枚数（Ｚ）がＺ＞Ｚ0である場合のトナー残量（ＶT）の検出範囲に対応している。これは、Ｚ0＜ＶT＜ＶL）の範囲である。静電容量（Ｃ）の観点から範囲Ｄｅを見ると、この範囲はトナー残量不足（ＶL）を報知する時の静電容量Ｃ０より大きい領域であり、静電容量の変化が相対的に緩やかな安定領域となっている。このように、この実施例のトナー残量検出範囲（Ｄｅ）は、プロセスカートリッジ使用初期における静電容量の変化領域を除いているため、トナー残量検出の誤検出を防止できる。
【００５４】
［トナー残量検出処理：図７］
次に、上記説明した画像形成装置のプロセスカートリッジ使用初期のトナー残量検出における誤検出防止の動作について、図７のフローチャートを用いて説明する。
【００５５】
図７に示す処理は、制御部４０のＣＰＵがＲＯＭに格納された制御プログラムに基づいてＲＡＭを作業領域に使用しながら各部を制御して実行する。この処理は、非画像形成時あるいは電源投入時などに行われるが、以下の説明では、非画像形成時を例に説明する。
【００５６】
ステップＳ１０において、制御部４０は、トナー残量検出の動作を開始する。まず、非画像形成時に、感光体ドラム１に帯電バイアスを印加し、交流電流検出回路２ｂが感光体ドラム１に流れる交流電流（Ｉac）を検出し、電圧Ｖ４に変換してコンパレータ３５に入力するように制御する。
【００５７】
次に、ステップＳ２０に進み、Ｖ４＜Ｖ０を示す信号が制御部４０に入力された場合には、ステップＳ２５に進む。ステップＳ２５では、制御部４０はプロセスカートリッジ１００が初期状態であると判断し、トナー残量検出は開始せずにプリント動作を行う様に制御してから一連の動作を終了するように制御する。
【００５８】
一方、ステップＳ２０において、Ｖ４≧Ｖ０という信号が制御部４０に入力されると、制御部４０は、プロセスカートリッジ１００は初期状態ではないと判断し、ステップＳ３０に進む。ステップＳ３０では、トナー残量検出部２０によるトナー残量検出を開始するように制御する。
【００５９】
次に、ステップＳ４０に進み、制御部４０は、電流値測定部２１が現像ローラ１１とアンテナ部材１４間の静電容量Ｃ２を測定し、静電容量Ｃ２に対応する電圧Ｖ２をコンパレータ３４に出力するように制御する。さらに、比較用コンデンサＣ１の静電容量を電流値測定部２２が測定し、静電容量Ｃ１に対応する電圧Ｖ１をコンパレータ３４に出力するように制御する。
【００６０】
次に、ステップＳ５０において、コンパレータ３４が現像ローラ１１とアンテナ部材１４間の静電容量Ｃ２に対応する電圧Ｖ２と、比較用コンデンサＣ１の静電容量Ｃ１に対応する電圧Ｖ１とを比較する。静電容量測定値の差分がゼロより多ければ、ステップＳ５５に進み、制御部４０はトナー残量検出とプリント動作とを行う様に制御してから一連の動作を終了するように制御する。
【００６１】
一方、ステップＳ５０において、静電容量測定値の差分がゼロ以下ならば、ステップＳ６０に進み、トナー残量不足（トナーＬＯＷ）を示すＶ３をＡ／Ｄ変換器に出力するように制御する。続いて、Ａ／Ｄ変換器を介して制御部４０に入力された信号からトナーＬＯＷと判断し、ユーザに通知するように制御する。
【００６２】
・プリントテストによるトナー残量検出の評価
次に、この実施例の画像形成装置を用いて実際にプロセスカートリッジ５０個についてプリントテストを行い、トナー残量不足（トナーＬＯＷ）検出の精度を評価した。比較のため、従来の画像形成装置でのプリントテストも行った。トナー残量不足（トナーＬＯＷ）の検出ポイントはトナー残量２０％とした。プリントテスト条件は以下の通りである。
【００６３】
条件      ：室温２３℃、湿度５０％、
通紙モード：記録率４％連続耐久
評価方法  ：白抜け画像が発生したときをトナー残量０％とし、その時のプリント枚数（Ａ）とトナー残量不足（トナーＬＯＷ）時のプリント枚数（Ｂ）から以下の計算式（１）によりトナー残量不足点灯時の実際のトナー残量を算出して検出精度を評価する。
実際のトナー残量＝１００×（１−Ｂ／Ａ）  ……  （１）
Ａ：白抜け画像発生時のプリント枚数
Ｂ：トナー残量不足（トナーＬＯＷ）時のプリント枚数
【００６４】
図８は評価結果を示す図である。図８によれば、この実施例の画像形成装置では３４個が実際のトナー残量が２０〜２５％で精度よくトナー残量不足（トナーＬＯＷ）を検出できた。これは、上記説明した方法によりトナーが不安定な状態でのトナー残量検出を行わないようにした効果である。また、図８によれば、５０個すべてにおいてトナー残量不足（トナーＬＯＷ）の点灯を実際のトナー残量が１５〜３０％の範囲で精度よく検出できることが示されている。
【００６５】
これに対して、従来の画像形成装置では２９個は実際のトナー残量が１０〜３５％でトナー残量不足（トナーＬＯＷ）を検出しているが、残りの２１個は実際のトナー残量が７０％以上であるにも係らずトナー残量不足（トナーＬＯＷ）を検出している。これは、プロセスカートリッジ使用初期にトナー残量検出を行ったために、アンテナプレートと現像ローラ間の静電容量が小さい値の状態（トナーの十分に充填されていない状態）で誤検出したものと考えられる。
【００６６】
以上説明したようにこの実施例によれば、プロセスカートリッジの使用初期を判別し、プロセスカートリッジが使用初期と判別された場合には、トナー残量検出を抑止するためプロセスカートリッジの使用初期における誤検出が防止できる。また、プロセスカートリッジの使用初期の判別は、感光体ドラムに流れる交流電流値を検出し、検出値が閾値を超えたか否かで判別するため、その判別のための部品の追加を最小限に抑えることができるという利点もある。
【００６７】
また、この実施例によれば、プロセスカートリッジとして、小型で静電容量差Δが小さい現像ローラ（例えば、断面半径６ｍｍ）と現像部がトナー収容部よりも上側にあるプロセスカートリッジを使用できる。従って、小型で低コストの画像形成装置の実現にも貢献する。
【００６８】
＜第２実施例＞
この実施例に従う画像形成装置は、第１実施例で説明した画像形成装置と類似するものであるが、プロセスカートリッジの使用初期の誤検出を防止するためにプロセスカートリッジが使用初期か否かの判別方法が異なる。そこで、以下の説明では、第１実施例に従う画像形成装置との共通点についての説明は省略し、この実施例に特徴的な点についてのみ説明する。
【００６９】
［特徴］
この実施例の特徴は、感光体ドラムに交流成分を含む帯電バイアスを印加するときの帯電ローラに印加される交流電圧のピーク間電圧値を検出し、検出値が閾値を超えたか否かに従ってプロセスカートリッジが使用初期か否かの判別を行なう点にある。このような特徴を備えることで、判別に必要な部品の追加を最小限に抑えられる。
【００７０】
この実施例に従う帯電手段には、感光体ドラム１を流れる交流電流（Ｉac）を一定電流とする定電流制御を行う帯電バイアス回路を使用している。
【００７１】
この実施例では定電流制御を行う帯電バイアス回路により帯電ローラに帯電バイアス電圧を印加し、そのときの検出交流ピーク間電圧（Ｖpp）を第１実施例と同様に所定の閾値（Ｖpp0）と比較する。そして、その比較結果、両電圧値の差分がゼロ以下となった場合には、トナー量が所定値以下となったと判断し、トナーの残量不足（トナーＬＯＷ）を示す信号を制御部に送信する。
【００７２】
［通紙枚数と交流ピーク間電圧（Ｖpp）の関係：図９］
図９（ａ）は通紙枚数（Ｚ）と交流ピーク間電圧（Ｖpp）の関係を示す図であり、図９（ｂ）はトナー量（ＶT）と静電容量（Ｃ）との関係を示す図である。なお、図９（ｂ）で用いている記号は、第１実施例の図６で用いたのと同じ意味である。
【００７３】
図９（ａ）に示されるように、通紙枚数（Ｚ）が増えるにつれて交流ピーク間電圧（Ｖpp）は減少している。これは通紙枚数が増すにつれて、感光体の表面が磨耗し帯電部のインピーダンスＲが低下することに起因している。つまり、Ｖpp＝Ｉac×Ｒの関係からＩacが一定のときは感光体ドラムの磨耗により帯電ローラのインピーダンス（Ｒ）が低下するとＶppは低下する。そこで、この実施例では、この関係を利用し、通紙枚数（Ｚ）が図９（ａ）に示すＺ＝Ｚ0（この時、Ｖpp＝Ｖpp0）でトナー残量検出を開始するように制御する。
【００７４】
図９（ｂ）によれば、第１実施例と同様に、範囲Ｄｅが通紙枚数（Ｚ）がＺ＞Ｚ0である場合のトナー残量（ＶT）の検出範囲に対応している。これは、Z0＜ＶT＜ＶL）の範囲である。静電容量（Ｃ）の観点から範囲Ｄｅを見ると、この範囲はトナー残量不足（ＶL）を報知する時の静電容量Ｃ０より大きい領域である。この領域は、静電容量の変化が相対的に緩やかな安定領域となっている。このように、この実施例のトナー残量検出範囲（Ｄｅ）は、プロセスカートリッジ使用初期における静電容量の変化領域を除いているため、トナー残量検出の誤検出を防止できる。
【００７５】
［トナー残量検出処理：図１０］
次に、この実施例に従うプロセスカートリッジ使用初期のトナー残量検出の誤検出防止の動作について、図１１のフローチャートを用いて説明する。なお、図１１において、第１実施例の図７において説明したのと同じ処理には同じステップ参照番号を付して、その説明は省略する。
【００７６】
まず、ステップＳ１１０では、制御部４０は、非画像形成時にトナー残量検出のために帯電バイアスを印加する。そして、前述のピーク間電圧検出回路がこの時交流のピーク間電圧（Ｖpp）を検出し、これをコンパレータに入力する。
【００７７】
次にステップＳ１２０では、検出ピーク間電圧（Ｖpp）と閾値電圧（Ｖpp0）を比較する。ここで、Ｖpp＞Ｖpp0であれば、処理はステップＳ２５に進み、制御部４０はトナー残量検出は開始せずにプリント動作を行うように制御する。これに対して、Ｖpp≦Ｖpp0であれば、プロセスカートリッジ１００は初期状態ではないと判断し、処理はステップＳ３０に進み、トナー残量検知を開始する。
【００７８】
これ以降、第１実施例と同様に、ステップＳ３０〜Ｓ６０の処理を実行する。
【００７９】
・プリントテストによるトナー残量検出の評価
第１実施例と同様に、この実施例に従う画像形成装置を用いて実際にプロセスカートリッジ５０個についてプリントテストを行い、トナー残量不足（トナーＬＯＷ）検出の精度を評価する。図１１は評価結果を示す図である。
【００８０】
図１１によれば、第１実施例と同様にサンプルのカートリッジ５０個全てにおいてトナー残量不足（トナーＬＯＷ）の検出を実際の残量が１０〜３０％の範囲で行うことができることが示されている。
【００８１】
以上説明したようにこの実施例に従えば、帯電ローラから感光ドラムに交流成分を含む帯電バイアスを印加するときの帯電ローラに印加される交流電圧のピーク間電圧値を検出する。そして、検出値が閾値を超えたか否かでプロセスカートリッジの使用初期の判別を行なうことができる。また、プロセスカートリッジが使用初期と判別された場合にはトナー残量検出を抑止する。
【００８２】
従って、この実施例に従えば、第１実施例で述べたのと同様の効果を達成することができる。
【００８３】
＜第３実施例＞
この実施例に従う画像形成装置は、第１実施例で説明した画像形成装置と類似するものであるが、プロセスカートリッジの使用初期の誤検出を防止するためにプロセスカートリッジが使用初期か否かの判別方法が異なる。そこで、以下の説明では、第１実施例に従う画像形成装置との共通点についての説明は省略し、この実施例に特徴的な点についてのみ説明する。
【００８４】
［特徴］
この実施例の特徴は、現像ローラに向けてトナーを送り出す撹拌部材のモータの駆動電流値からその回転トルクに対応する電圧値を検出し、その電圧値が閾値を超えたか否かに従ってプロセスカートリッジが使用初期か否かの判別を行なう点にある。このような特徴を備えることで、判別に必要な部品の追加を最小限に抑えられる。
【００８５】
［画像形成装置の構成：図１２］
図１２はこの実施例に従うプロセスカートリッジを着脱可能とする画像形成装置の構成を示す側断面図である。図１２に示されているように、この実施例の画像形成装置にはトナー収容部に備えられた撹拌部材１３の駆動トルクを検出する駆動トルク検出部４１が備えられる。
【００８６】
駆動トルク検出部４１は撹拌部材１３を駆動するための駆動モータ（不図示）を流れる駆動電流を検出する。駆動モータは定電圧制御されており、撹拌部材１３を一定の回転速度で回転させる場合は撹拌部材１３の駆動負荷によって駆動モータに流れる駆動電流が変化する。従って、駆動モータを流れる駆動電流量を検出することで撹拌部材１３の駆動トルクが検出できる。
【００８７】
［トナー残量（ＶT）とモータ駆動電流（Ｉ）の関係：図１３］
図１３（ａ）はトナー残量（ＶT）とモータ駆動電流（Ｉ）の関係を示す図である。撹拌部材１３の駆動負荷はトナー収容部内のトナーの状態で変化するため、図１３（ａ）のように、トナー残量が多い時はモータ駆動電流も大きくなる。そこで、この実施例では、この関係を利用する。即ち、トナー残量（ＶT）が図１４（ａ）に示すＶT＝Ｖ0（この時、モータ駆動電流（Ｉ）はＩ＝Ｉ_0）でトナー残量検出を開始するように制御する。
【００８８】
図１３（ｂ）によれば、第１実施例と同様に、範囲Ｄｅが通紙枚数（Ｚ）がＺ＞Ｚ0である場合のトナー残量（ＶT）の検出範囲に対応している。このように、トナー残量（ＶT）がＶT＞Ｖ0より多い場合には、トナー残量検出を行わないため、プロセスカートリッジの使用初期におけるトナー残量の誤検出を防止できる。
【００８９】
なお、図１３（ｂ）に示すように、プロセスカートリッジが画像形成装置内で長期間放置された場合は、トナー残量に係らず、一時的にモータ駆動電流が大きくなる時がある。特に、トナー残量が多い領域（長期放置Ａ）で変動が大きい。これは、トナーが長期間放置によって凝集しており、それをほぐすために大きな駆動負荷を必要とするためと考えられる。
【００９０】
［トナー残量検出処理：図１４］
次に、この実施例に従うプロセスカートリッジ使用初期のトナー残量検出の誤検出防止の動作について、図１４のフローチャートを用いて説明する。なお、図１４において、第１実施例の図７において説明したのと同じ処理には同じステップ参照番号を付して、その説明は省略する。
【００９１】
まず、ステップＳ２１０では、制御部４０は、トナー残量検出の動作を開始すると、駆動トルク検出部４１で測定された電流値（Ｉ）を電圧値に変換して検出電圧Ｖ1とし、これをコンパレータに入力する。
【００９２】
次にステップＳ２２０では、検出電圧（Ｖ1）と予め設定された閾値電流（Ｉ_0）に対応する閾値電圧（Ｖ0）を比較する。ここで、Ｖ1＞Ｖ0であれば、処理はステップＳ２５に進み、制御部４０はトナー残量検出は開始せずにプリント動作を行うように制御する。これに対して、Ｖ1≦Ｖ0であれば、プロセスカートリッジ１００は初期状態ではないと判断し、処理はステップＳ３０に進み、トナー残量検知を開始する。
【００９３】
これ以降、第１実施例と同様に、ステップＳ３０〜Ｓ６０の処理を実行する。
【００９４】
さて、既に説明したように、この実施例では、プロセスカートリッジ使用初期のトナー残量が多い領域、例えば、図１３（ｂ）に示すＶT＞Ｙ０（この時のモータ駆動電流（Ｉ）はＩ＞Ｉ_0）ではトナー残量検出を行わない。しかしながら、画像形成を数多く実行することによりプロセスカートリッジが使用されトナー残量が減少し、ＶT≦Ｙ０（即ち、Ｉ≦Ｉ_0）の条件が満たされるとトナー残量検出を開始する。
【００９５】
ところが、図１３（ｂ）に示すように、トナー残量（ＶT）がＶT＝Ｙ１で長期放置されると、トナー凝集のためモータ駆動電流（Ｉ）は一時的に閾値（Ｉ_0）よりも大きい値となる。従って、この時点ではトナー残量検出は行わない。そして、プロセスカートリッジが使用され再びモータ駆動電流（Ｉ）が閾値（Ｉ_0）以下となるとトナー残量検出を開始する。
【００９６】
このように、この実施例ではトナー残量が比較的多い領域で長期放置された直後（図１３（ｂ）の長期放置Ｂ）はトナー残量検出が行わない。長期放置Ｂ直後のようにトナーが凝集した状態でトナー残量検出を行うと、残留のトナーの偏りなどからトナー残量不足（トナーＬＯＷ）と誤って検出する可能性が考えられる。しかしながら、この実施例では長期放置Ｂ直後におけるトナー残量不足（トナーＬＯＷ）の誤検出を以上のような制御により低減している。
【００９７】
・プリントテストによるトナー残量検出の評価
第１〜第２実施例と同様に、この実施例に従う画像形成装置を用いて実際にプロセスカートリッジ５０個についてプリントテストを行い、トナー残量不足（トナーＬＯＷ）検出の精度を評価した。その結果、詳細な省略するが、第１〜第２実施例と同様に精度良くトナー残量検出を良好に行うことができた。
【００９８】
以上説明したようにこの実施例に従えば、現像ローラに向けてトナーを送り出す撹拌部材のモータの駆動電流値からその回転トルクに対応する電圧値を検出し、その電圧値が閾値を超えたか否かに従ってプロセスカートリッジが使用初期か否かの判別を行なう。また、プロセスカートリッジが使用初期と判別された場合にはトナー残量検出を抑止する。
【００９９】
従って、この実施例に従えば、第１〜２実施例で述べたのと同様の効果を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の第１実施例に従う画像形成装置の構成を示す側断面図である。
【図２】図１に示す画像形成装置に用いられる現像部の略断面図である。
【図３】現像ローラの断面半径と静電容量の差Δの関係を示す図である。
【図４】トナー残量検出回路の概略構成を示すブロック図である。
【図５】帯電バイアス検出回路の概略構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第１実施例に従うプリント通紙枚数と帯電交流電流と静電容量の関係を示す図である。
【図７】本発明の第１実施例に従うトナー残量検出動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第１実施例に従う画像形成装置のトナー残量検出精度の評価結果を示す図である。
【図９】本発明の第２実施例に従うプリント通紙枚数と交流ピーク間電圧と静電容量の関係を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施例に従うトナー残量検出動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第２実施例に従う画像形成装置のトナー残量検出精度の評価結果を示す図である。
【図１２】本発明の第３実施例に従う画像形成装置の構成を示す側断面図である。
【図１３】本発明の第３実施例に従うトナー残量とモータ駆動電流の関係を示す図である。
【図１４】本発明の第３実施例に従うトナー残量検出動作を示すフローチャートである。
【図１５】従来の画像形成装置の概略構成を示す略断面図である。
【図１６】従来の現像部の概略構成を示す略断面図である。
【図１７】現像部の異なる構成に対応したトナー残量と静電容量の関係を示す図である。
【図１８】プロセスカートリッジ内のトナー状態を示す略断面図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１  感光体ドラム
２  帯電部（帯電ローラ）
２ａ  閾値電圧源
２ｂ  帯電交流電流検出回路
３  露光部
４  トナー収容部
５  トナー測定部
７  クリーニング部
８  定着部
９  転写部
１０  現像部
１１  現像ローラ
１２  トナー規制部材（現像ブレード）
１３  撹拌部材
１４  アンテナ部材
１７  マグネット
２０  トナー残量検出部
２１、２２  トナー残量検出部の電流値測定部
３４、３５  コンパレータ
４０  制御部
４１  駆動トルク測定部
Ｐ  転写材
Ｔ  トナー
【図１】
2007108607.tif 000003
【図２】
2007108607.tif 000004
【図３】
2007108607.tif 000005
【図４】
2007108607.tif 000006
【図５】
2007108607.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007108607.tif 000009
【図８】
2007108607.tif 000010
【図９】
2007108607.tif 000011
【図１０】
2007108607.tif 000012
【図１１】
2007108607.tif 000013
【図１２】
2007108607.tif 000014
【図１３】
2007108607.tif 000015
【図１４】
2007108607.tif 000016
【図１５】
2007108607.tif 000017
【図１６】
2007108607.tif 000018
【図１７】
2007108607.tif 000019
【図１８】
2007108607.tif 000020