(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤収納容器と、前記現像剤収納容器内の現像剤残量を逐次検知できる現像剤残量検知手段と、現像剤残量に係わる情報を記憶する記憶手段と、を有するカートリッジが着脱自在な画像形成装置における、該画像形成装置及び／又は該カートリッジの異常検知システムであって、
前記現像剤残量検知手段からの検知出力を第１の統計的手法により処理して現像剤残量を確定する処理手段と、
前記処理手段によって確定された現像剤残量を前記記憶手段に書き込む手段と、
前記処理手段によって確定された現像剤残量と前記記憶手段に記憶されている現像剤残量とを比較する比較手段と、
前記比較手段によって、前記第１の統計的手法とは異なる第２の統計的手法により処理して確定された現像剤残量と前記記憶手段に記憶されている現像剤残量とを比較した結果に基づいて、前記画像形成装置及び／又は前記カートリッジの異常を判断する判断手段と、
を有し、
前記判断手段は、前記比較手段の比較の結果、前記第２の統計的手法により確定した現像剤残量と前記記憶手段に記憶されている現像剤残量との差の値が所定量より大きい場合は前記画像形成装置及び／又は前記カートリッジの異常と判断し、前記画像形成装置が備える情報表示部及び／又は前記画像形成装置と通信可能なディスプレイを有する機器に異常を判断したことを示す情報を出力し、前記比較手段の前記比較の結果、前記第２の統計的手法により確定した現像剤残量と前記記憶手段に記憶されている現像剤残量との差の値が前記所定値より小さい場合は、その後、前記第１の統計的手法により確定した現像剤残量と前記記憶手段に記憶されている現像剤残量とを比較した結果に応じて異常を判断し、前記画像形成装置が備える情報表示部及び／又は前記画像形成装置と通信可能なディスプレイを有する機器に異常を判断したことを示す情報を出力することを特徴とする前記異常検知システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般には、電子写真方式により像担持体に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置に収容した現像剤にて顕像化する画像形成装置、或はこの画像形成装置に着脱可能なカートリッジ、即ち、プロセスカートリッジやカートリッジ化された現像装置などの異常検知システムに関するものである。
【０００２】
ここで、電子写真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、レーザービームプリンタ等）、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ー等が含まれる。
【０００３】
又、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、又は、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をいう。
【０００４】
【従来の技術】
従来、電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置において、電子写真感光体及び電子写真感光体に作用するプロセス手段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。このプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンによらずにユーザー自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができる。そこでこのプロセスカートリッジ方式は、電子写真画像形成装置において広く用いられている。
【０００５】
このようなプロセスカートリッジ方式の電子写真画像形成装置では、現像剤が無くなったら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が、カートリッジの交換はユーザー自身が行わなければならず、そのために、現像剤が消費された場合にユーザーに報知する手段、即ち、現像剤量検出装置が必要となる。
【０００６】
現像剤量検出装置は、カートリッジ内の画像形成に供することができる現像剤がどれくらい残っているかを随時知ることを可能とするために、現像剤残量レベルを検知できる現像剤量検知手段をカートリッジ又は画像形成装置本体に設けることができる。
【０００７】
この現像剤残量検知手段の一方式として、フラットアンテナ方式がある。フラットアンテナ（平面アンテナ）は、図３に示すように、基板２１に一対の導電パターン２２、２３を所定の間隔で形成したもので、これを、例えば、現像剤収納容器側面の現像剤と接する位置に配置し、現像剤収納容器内の現像剤が減少するのに従い、現像剤と平面アンテナ２０との接触面積が減少するようしたものである。
【０００８】
現像剤の消費によりこの導電パターン表面と現像剤との接触面積が変化することで静電容量が変化し、これにより、容器内現像剤残量と平面アンテナの静電容量との対応付づけが可能になり、平面アンテナの静電容量を測定することにより随時容器内現像剤残量を知ることができる。
【０００９】
平面アンテナ２０の静電容量は、一対の導電部２２、２３の一方に一定の交流バイアスを印加し、その際にもう一方の導電部に流れる電流から知ることができる。
【００１０】
上述の方法などを用いた現像剤量検出装置を備えることで、現像剤残量検知が可能となり、ユーザーに対してカートリッジ内の現像剤量を報知することができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、正確にユーザーに対して現像剤量を報知するためには、上述のような現像剤残量検知手段などが故障する可能性も考慮することが望まれる。
【００１２】
従って本発明の主たる目的は、上記従来技術を更に発展させ、カートリッジ及び画像形成装置の異常検知を可能とし、異常が発生したカートリッジ及び画像形成装置が使用されることで更に甚大な破損に到ることを未然に防ぐことのできる異常検知システムを提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る異常検知システムにて達成される。要約すれば、本発明は、現像剤収納容器と、前記現像剤収納容器内の現像剤残量を逐次検知できる現像剤残量検知手段と、現像剤残量に係わる情報を記憶する記憶手段と、を有するカートリッジが着脱自在な画像形成装置における、該画像形成装置及び／又は該カートリッジの異常検知システムであって、前記現像剤残量検知手段からの検知出力を第１の統計的手法により処理して現像剤残量を確定する処理手段と、前記処理手段によって確定された現像剤残量を前記記憶手段に書き込む手段と、前記処理手段によって確定された現像剤残量と前記記憶手段に記憶されている現像剤残量とを比較する比較手段と、前記比較手段によって、前記第１の統計的手法とは異なる第２の統計的手法により処理して確定された現像剤残量と前記記憶手段に記憶されている現像剤残量とを比較した結果に基づいて、前記画像形成装置及び／又は前記カートリッジの異常を判断する判断手段と、を有し、前記判断手段は、前記比較手段の比較の結果、前記第２の統計的手法により確定した現像剤残量と前記記憶手段に記憶されている現像剤残量との差の値が所定量より大きい場合は前記画像形成装置及び／又は前記カートリッジの異常と判断し、前記画像形成装置が備える情報表示部及び／又は前記画像形成装置と通信可能なディスプレイを有する機器に異常を判断したことを示す情報を出力し、前記比較手段の前記比較の結果、前記第２の統計的手法により確定した現像剤残量と前記記憶手段に記憶されている現像剤残量との差の値が前記所定値より小さい場合は、その後、前記第１の統計的手法により確定した現像剤残量と前記記憶手段に記憶されている現像剤残量とを比較した結果に応じて異常を判断し、前記画像形成装置が備える情報表示部及び／又は前記画像形成装置と通信可能なディスプレイを有する機器に異常を判断したことを示す情報を出力することを特徴とする前記異常検知システムである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る異常検知システムを図面に則して更に詳しく説明する。
【００２０】
実施例１
先ず、図１〜図４を参照して、本発明に従って構成されるプロセスカートリッジを装着可能な電子写真画像形成装置の一実施例について説明する。本実施例にて、電子写真画像形成装置は、電子写真式のレーザービームプリンタＡとされる。
【００２１】
図４に示すように、レーザープリンタＡは、パーソナルコンピュータ或はワークステーション等のホスト４１に接続されて使用されるものであり、その構成は、電子写真画像形成プロセスによって記録材、例えば、記録紙、ＯＨＰシート、布などに画像形成を行うエンジン部Ｃと、ホスト４１と直接接続され、ホスト４１からのプリント要求信号とともに受け取ったページ記述言語を画像データへと展開する展開手段であるコントローラ部Ｄとに大別される。
【００２２】
エンジン部Ｃの動作全般は、エンジン部Ｃに搭載されたＥ−コントローラ４２によって制御される。ビデオインターフェース（Ｉ／Ｆ）４３を介して、エンジン部Ｃとコントローラ部Ｄとは相互に通信可能である。
【００２３】
先ず、エンジン部Ｃにおいて実行される電子写真画像形成プロセスについて説明する。図１に示すように、レーザビームプリンタＡのエンジン部Ｃは、ドラム形状の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム１を備える。感光体ドラム１は、帯電手段である帯電ローラ２によって帯電され、次いで、レーザースキャナー３により、コントローラ部Ｄにおいて展開された画像データに応じた潜像が形成される。この潜像は、現像手段５によって現像され、可視像、即ち、トナー像とされる。
【００２４】
つまり現像手段５は、現像剤担持体としての現像ローラ５ａを備えた現像室５Ａを有しており、現像室５Ａに隣接して形成された現像剤収納部としての現像剤収納容器４内の現像剤Ｔを現像剤送り部材１０の回転によって、現像室５Ａの現像ローラ５ａへと送り出す。本実施例では、現像剤Ｔとしては、絶縁性１成分トナーを用いた。又、現像ローラ５ａは、固定磁石５ｂを内蔵しており、現像ローラ５ａを回転することによって、現像剤は搬送され、現像ブレード５ｃにて摩擦帯電電荷が付与されると共に所定厚の現像剤層とされ、感光体ドラム１の現像領域へと供給される。この現像領域へと供給された現像剤は、感光体ドラム１上の潜像へと転移され、トナー像を形成する。現像ローラ５ａは、現像バイアス回路に接続されており、通常、交流電圧に直流電圧が重畳された現像バイアス電圧が印加される。
【００２５】
一方、トナー像の形成と同期して給紙カセット２００にセットした記録材Ｐをピックアップローラ８、搬送手段９Ａを介して転写位置へと搬送する。転写位置には、転写手段としての転写ローラ６が配置されており、電圧を印加することによって、感光体ドラム１上のトナー像を記録材Ｐに転写する。
【００２６】
トナー像の転写を受けた記録材Ｐは、搬送手段９Ｂで定着手段１０へと搬送される。定着手段１０は、ヒータ１０ａを内蔵した定着ローラ１０ｂ及び駆動ローラ１０ｃを備え、通過する記録材Ｐに熱及び圧力を印加して転写されたトナー像を記録材Ｐ上に定着する。
【００２７】
記録材Ｐは、搬送手段９Ｃにより排出トレイ１４へと排出される。この排出トレイ１４はレーザービームプリンタＡの装置本体の上面に設けられている。
【００２８】
転写ローラ６によってトナー像を記録材Ｐに転写した後の感光体ドラム１は、クリーニング手段７によって感光体ドラム１上に残留した現像剤を除去した後、次の画像形成プロセスに供される。クリーニング手段７は、感光体ドラム１に当接して設けられた弾性クリーニングブレード７ａによって感光体ドラム７上の残留現像剤を掻き落として現像剤溜め７ｂへと集める。
【００２９】
本実施例においては、図２に示すように、プロセスカートリッジＢが、電子写真画像形成装置本体１００に対して着脱可能である。即ち、現像剤を収納する現像剤収納容器（現像剤収納部）４及び現像剤送り部材１０を有する現像剤枠体１１と、現像ローラ５ａ及び現像ブレード５ｃなどの現像手段５を保持する現像枠体１２とを溶着して一体として現像ユニットを形成し、更にこの現像ユニットに、感光体ドラム１、クリーニングブレード７ａなどのクリーニング手段７及び帯電ローラ２を取り付けたクリーニング枠体１３を一体に結合することによって、カートリッジ化されている。
【００３０】
このプロセスカートリッジＢは、ユーザーによって画像形成装置本体１００に設けたカートリッジ装着手段１０１（図１）に対して取り外し可能に装着される。
【００３１】
本発明によれば、プロセスカートリッジＢは、現像剤収納容器４内の現像剤Ｔの消費に従ってその残量を逐次検知することのできる、現像剤残量検知手段２０を有している。次に、この現像剤残量検知手段について説明する。
【００３２】
現像剤残量検知手段である平面アンテナ２０は、現像剤収容容器４の内面側壁に配設されている。又、本実施例によれば、上述のように現像剤収納容器４内には、図１の矢印方向に回転する攪拌手段１０が設けられており、この攪拌手段１０が回転することでほぐされつつ現像ローラ５ａに供給される。
【００３３】
図３に示すように、平面アンテナ２０は、一般に用いられているプリント基盤２１上に、エッチングや印刷などで二つの導体パターン２２、２３を形成したものである。又、この回路図形を保護するために導体パターン２２、２３上に保護膜（図示せず）が形成してある。導体パターンは適当に設定すればよく、本実施例では、この平面アンテナ２０の二つの導体パターン２２、２３の幅（Ｗ）を３００μｍ、両導体パターン２２、２３の間隔（Ｇ）を３００μｍ程度まで狭くしてある。
【００３４】
本実施例の平面アンテナ２０にて、各導電パターンの電極２２、２３間に交流バイアスとして２００Ｖｐｐ、２０００Ｈｚを印加すると、平面アンテナ２０上に現像剤が触れていないときには２０ｐＦ、平面アンテナ２０上の全面に現像剤が触れているときには６０ｐＦと、異なる静電容量値が観測された。
【００３５】
画像形成工程を繰り返すことで現像剤収納容器４内現像剤Ｔが減少するのに伴い、現像剤Ｔと平面アンテナ２０との接触面積が減少し、それに応じて平面アンテナ２０上の電極２１、２２間における静電容量も減少する。従って、この静電容量を観測することで、随時容器４内現像剤Ｔ量を知ることができる。
【００３６】
ところが実際には、現像剤収納容器４内の現像剤Ｔが徐々に減っても、平面アンテナ２０上にわずかながら付着して残る現像剤のために、測定結果にばらつきが生じてしまう。
【００３７】
そこで、その表面に付着した現像剤を除去するため、撹拌手段１０の端部にアンテナ清掃手段１０ａ（図２）を設けて、攪拌手段１０の回転に伴い平面アンテナ２０表面を清掃している。このアンテナ清掃手段（表面清掃手段）１０ａは、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のシートであり、平面アンテナ２０の表面をなでるように清掃する。
【００３８】
図３に示すように、平面アンテナ２０のほぼ中央部に穴２４を設け、撹拌手段１０の支持軸がこの穴２４を貫通して現像剤収納容器４などに回転自在に支持される構成とすることで、平面アンテナ２０のほぼ全域を清掃することができる。
【００３９】
上記構成により、平面アンテナ２０上にわずかながら付着して残る現像剤による測定結果のばらつきはほぼ解消できるが、平面アンテナ２０の出力が表面清掃手段１０ａの回転周期で変動してしまう。
【００４０】
そこで、本実施例では、表面清掃手段１０ａの回転周期に応じてアンテナ出力の平均値をとったり、最小値を選んだりするなどの統計的処理がなされる。
【００４１】
しかしながら、現像剤残量レベルを確定させるためには、平面アンテナ２０へバイアスを印加し、更には攪拌手段１０及び表面清掃手段１０ａ（攪拌手段１０）の回転などを行い、表面清掃手段１０ａの回転周期に応じたアンテナ出力の統計処理を実行する必要があるため、その分の時間が必要となる。
【００４２】
更に説明すると、プロセスカートリッジＢに配設された現像剤残量検知手段２０からの出力信号は、エンジン部Ｃに配設された信号処理手段４４により統計処理がなされる。更に、予め対応付けられた平面アンテナ２０を用いて検知される静電容量と現像剤量の関係を用いて、現像剤収納容器４内の現像剤残量レベルとして確定される。
【００４３】
本実施例では、現像剤残量レベルは、未使用の状態における現像剤残量を１００％とし、現像剤が画像形成に全て消費された状態における現像剤残量を０％としたパーセントで示される。
【００４４】
又、本発明によればプロセスカートリッジＢに記憶手段３１を配設し、この記憶手段３１に、確定した現像剤残量レベルを随時書き込み、記憶させる。
【００４５】
このように、プロセスカートリッジＢに記憶手段３１を配設することで、カートリッジＢを交換使用した場合においても、各々のカートリッジにおける現像剤残量レベルを保存することができる。
【００４６】
本実施例では、プロセスカートリッジＢに搭載する記憶手段３１は、シリアルデータ入出力型の不揮発性メモリであり、その記憶容量は１６ｂｉｔである。この容量で十分、０〜１００までの整数を表すことができる。よって、現像剤収納容器４内の現像剤残量レベルをパーセントで記憶させることが可能である。
【００４７】
本実施例において用いた不揮発性メモリの他、記憶手段３１としては電源を備えた揮発性メモリ等も使用可能であり、更には画像形成装置本体１００と記憶手段３１とを機械的に接続することなく通信することが可能な非接触メモリを使用することも可能である。
【００４８】
又、記憶手段３１に対するデータの書き込み、読み出し手段３２は、エンジン部Ｃに配設されている。
【００４９】
記憶手段３１へのデータの書き込み及び読みこみの際には、使用するデバイスの特性により、適当な待ち時間が設定されており、その動作は保証されている。
【００５０】
次に、本実施例における現像剤残量検知システム、並びにカートリッジ及び画像形成装置の異常検知システムについて説明する。
【００５１】
先ず、現像剤の残量検知方法について説明する。本実施例では、画像形成装置本体１００が稼動している間は、常時現像剤残量レベルを装置本体１００の表示部であるディスプレイ３３（図４）或はパーソナルコンピュータやワークステーションなどとされるホスト４１に設けられた情報表示部であるディスプレイ４１ａ（図４）に表示することが可能であり、且つ異常が発生した場合にはその旨を瞬時に装置本体１００のディスプレイ３３或はホスト４１のディスプレイ４１ａに表示することが可能とされる。勿論、装置本体１００のディスプレイ３３及びホスト４１のディスプレイ４１ａの両方に表示させることも可能である。
【００５２】
現像剤残量レベル及び異常が発生した旨を、画像形成装置本体の表示部３３或は画像形成装置と通信可能なディスプレイを有する機器に対して信号を出力するための信号出力手段４７は、コントローラ部Ｄに配設される。これにより、現像剤残量レベル及び異常が発生した旨を画像形成装置と通信可能なディスプレイを有する機器であるパーソナルコンピュータやワークステーション等のホスト４１に表示することが容易となる。
【００５３】
上述のように、現像剤収納容器４内の現像剤残量は、平面アンテナからの出力を統計的処理することで確定される。この処理はエンジン部ＣのＥ−コントローラ４２に配設された信号処理手段４４において実行される。
【００５４】
画像形成装置本体１００の電源スイッチを入れた直後や、カートリッジ交換直後、ジャム処理直後から、平面アンテナ２０へ交流バイアスが印加され、現像剤残量検知手段２０により現像剤残量レベル検知が行われる。
【００５５】
前述したように、画像形成装置本体１００の電源スイッチを入れた直後や、カートリッジ交換直後、ジャム処理直後においては、平面アンテナ２０へバイアスを印加し、更には攪拌手段１０及び表面清掃手段１０ａの回転などを行い、表面清掃手段１０ａの回転周期に応じたアンテナ出力の統計処理を実行して現像剤残量レベルを確定させるための十分な時間が無く、現像剤残量レベルを表示することができない。従って、このような時間帯では、使用者は現像剤残量レベルを知ることができない。
【００５６】
そこで、前回の現像剤残量検知により確定され、プロセスカートリッジＢに配設された記憶手段３１に記憶保存された現像剤残量レベルを、エンジン部Ｃに配設された書き込み、読み出し手段３２が読み出し、ビデオインターフェース（Ｉ／Ｆ）４３を介してコントローラ部Ｄに配設された信号出力手段４７と通信し、装置本体１００のディスプレイ３３及び／又はパーソナルコンピュータやワークステーション等のホスト４１のディスプレイ４１ａに表示する。
【００５７】
これにより、画像形成装置本体１００の電源スイッチを入れた直後や、カートリッジ交換直後、ジャム処理直後などの、現像剤残量レベルを確定するまでに十分な時間が経過していない期間であっても、直ちに使用者に現像剤残量を知らせることができる。このとき、カートリッジ及び画像形成装置の異常検知が行われる。
【００５８】
続いて、カートリッジ及び画像形成装置の異常検知方法について説明する。現像剤残量レベルを検知できる平面アンテナ２０のような現像剤残量検知手段２０は故障する可能性がある。故障の原因としては、接点不良、バイアス印加不良等の電気的なものや、平面アンテナ２０の破損等の機械的なものが考えられるが、いずれの場合においても画像形成装置及びカートリッジの双方に甚大な影響を及ぼす可能性が高い。よって、遅くとも画像形成を行うより前に、異常検知が実行されなければならない。
【００５９】
前述したように、ある程度の画像形成を行うなど、攪拌手段１０の回転を行い、攪拌手段１０の回転周期に応じたアンテナ出力の統計処理を実行しなければならず、この時点において現像剤残量レベルを正確に確定することはできない。従って、通常の統計的処理によって確定された現像剤残量に基づいて上述のような異常を検知するためには、斯かる処理が終了するまで待たなければならず、遅くとも画像形成開始以前に迅速に異常を検知するということができない。
【００６０】
一方、通常の統計的処理とは異なる精度の粗い統計的処理ならば、短時間でおおよその現像剤残量レベルは検知可能である。そこで、本実施例では、先ず、通常の統計的処理とは異なるこの精度の粗い（簡略な）統計的処理により求められるおおよその現像剤残量を用いて、迅速にカートリッジ及び画像形成装置の異常を検知する構成とする。
【００６１】
この簡略な統計処理は、エンジン部Ｃに配設された信号処理手段４４によりなされる。予め対応付けられた、平面アンテナ２０を用いて検知される静電容量と現像剤量の関係から、現像剤収容容器４内のおおよその現像剤残量レベルとして確定される。
【００６２】
つまり、上述のように、現像剤収納容器４内の現像剤量は、通常、攪拌手段１０の回転を例えば１０回転行う間に検出される平面アンテナ２０の出力の平均値をとる、といった統計的処理をして確定している。これに対して、上述の簡略な統計的処理としては、
（１）攪拌手段１０の回転を行わないで、平面アンテナ２０にバイアスを印加することが考えられる。この場合、平面アンテナ２０に現像剤が付着して残っている可能性が高いが、大まかな検知においては問題ない。他には、
（２）攪拌手段１０の回転が１回転行われる間に検出されるアンテナ出力の平均値をとることもできる。検知精度は低下するが大まかな検知においては問題ない。
【００６３】
確定されたおおよその現像剤残量レベルは、信号処理手段４４から、ビデオインターフェース（Ｉ／Ｆ）４３を介してコントローラ部Ｄに配設された比較手段４６に送信される。
【００６４】
同時に、前回の現像剤残量検知により確定され、プロセスカートリッジＢに配設された記憶手段３１に記憶保存された現像剤残量レベルを、エンジン部Ｃに配設された書き込み、読み出し手段３２が読み出し、ビデオインターフェース（Ｉ／Ｆ）４３を介してコントローラ部Ｄに配設された比較手段４６に送信する。
【００６５】
比較手段４６において、おおよその現像剤残量レベルと、前回の画像形成時等において確定されプロセスカートリッジの記憶手段３１に記憶された現像剤残量レベルとの間に所定の閾値Ｘを超えた大きな差異が認められた時は、現像剤残量検知手段２０の破損、表面清掃手段１０ａの破損、電気的な短絡、画像形成装置本体１００の故障等の発生が考えられる。
【００６６】
この場合、プロセスカートリッジＢ又は画像形成装置本体１００の異常や故障が発生したと判断し、コントローラ部Ｄに配設された比較手段４６は、同じくコントローラ部Ｄに配設された信号出力手段４７と通信し、異常が発生した旨を装置本体１００のディスプレイ３３及び／又はパーソナルコンピュータやワークステーション等のホスト４１のディスプレイ４１ａに表示し、使用者にその旨を報知する。
【００６７】
表示内容は、現像剤残量検知手段２０の故障発生、装置本体１００の故障発生等、故障発生の可能性又は故障の原因を示すもの、或はプロセスカートリッジＢや装置本体１００の点検が必要であること等、メンテナンスの必要性を示唆するものであってもよい。
【００６８】
この時、コントローラ部Ｄに配設された比較手段４６は、ビデオインターフェース（Ｉ／Ｆ）４３を介してエンジン部Ｃに配設された書き込み、読み出し手段３２と通信し、プロセスカートリッジＢに搭載している記憶手段３１に異常が発生した旨の情報を記憶させる。これにより、プロセスカートリッジＢを装置本体１００に対して交換装着した場合にも、故障した可能性があるプロセスカートリッジであることが瞬時に判別でき、異常が発生したカートリッジの使用を避けられるようにしている。
【００６９】
又、比較手段４６において、上記所定の閾値Ｘよりも両者の差が小さいと認められた場合には、問題なきものと判断し、異常検知は終了する。
【００７０】
上記の簡略な統計的処理によって得られた現像剤残量を用いた異常検知の後、通常の統計的処理による現像剤残量の確定が行われる。即ち、画像形成動作中に行われる現像剤残量検知においては、より正確な現像剤残量レベルを使用者に報知し、更に、常時カートリッジ及び画像形成装置の異常検知を可能とするするために、現像剤残量検知手段２０の出力信号に対して通常の統計的処理を行うことで現像剤残量レベルを確定し、確定された現像剤残量レベルとプロセスカートリッジＢの記憶手段３１に記憶させた現像剤残量レベルとを、コントローラ部Ｄに配設された比較手段４６及びエンジン部Ｃに配設された比較手段４５によって以下に示すように２段階で比較する。
【００７１】
先ず、１段階目では、コントローラ部Ｄに配設された比較手段４６において両者の差の絶対値の大きさが比較される。
【００７２】
本実施例の現像剤残量検出装置３０のように逐次残量を検知する装置では、ｎ回目の検知により確定された現像剤残量レベルとｎ＋１回目の検知により確定された現像剤残量レベルの間であまりにも大きな差が出るはずがない。よって所定の閾値Ｘを超えた大きな差異が認められる時は現像剤残量検知手段２０の破損、表面清掃手段１０ａの破損、電気的な短絡、画像形成装置本体の故障等に起因することが考えられる。
【００７３】
この場合も、前述したのと同様に、プロセスカートリッジＢ又は画像形成装置本体１００の異常や故障が発生したと判断し、コントローラ部Ｄに配設された比較手段４６は、同じくコントローラ部Ｄに配設された信号出力手段４７と通信し、異常が発生した旨を装置本体１００のディスプレイ３３及び／又はパーソナルコンピュータやワークステーション等のホスト４１のディスプレイ４１ａに表示し、使用者にその旨を報知し、且つ、プロセスカートリッジＢに搭載している記憶手段３１に、異常が発生した旨の情報を記憶させる。
【００７４】
次に、２段階目では、エンジン部Ｃに配設された比較手段４５において、確定された現像剤残量レベルとプロセスカートリッジＢの記憶手段３１に記憶された現像剤残量レベルの大小関係を比較する。
【００７５】
原理的に、現在確定された現像剤残量レベルが、前回の画像形成時等において確定されプロセスカートリッジＢの記憶手段３１に記憶された現像剤残量レベルよりも大きい値であることはあり得ない。よって、確定された現像剤残量レベルがプロセスカートリッジＢの記憶手段３１に記憶させた現像剤残量レベルよりも大きい場合は測定誤差とみなすことができる。
【００７６】
このような場合、使用者に現像剤残量レベルが増加したような誤情報を与えないためにも、装置本体１００のディスプレイ３３及び／又はパーソナルコンピュータやワークステーション等のホスト４１のディスプレイ４１ａには、前回の現像剤残量検知において確定された現像剤残量レベルを表示する。
【００７７】
つまり、コントローラ部Ｄに配設された信号出力手段４７に対して、前回の現像剤残量検知において確定された現像剤残量レベルを現在確定された現像剤残量レベルで更新する入力を行わない。よって、エンジン部Ｃに配設された書き込み、読み出し手段３２に対しても、現像剤残量レベルの書き込み要求はしない。
【００７８】
現在確定された現像剤残量レベルがプロセスカートリッジの記憶手段３１に記憶させた現像剤残量レベルよりも小さい場合には、エンジン部Ｃに配設された比較手段４５は、ビデオインターフェース（Ｉ／Ｆ）４３を介してコントローラ部Ｄに配設された信号出力手段４７と通信し、現在確定された現像剤残量レベルを新たな現像剤残量レベルとして、装置本体１００のディスプレイ及び／又はパーソナルコンピュータやワークステーション等のホスト４１のディスプレイ４１ａに表示し、使用者に報知する。
【００７９】
同時に、エンジン部Ｃに配設された書き込み、読み出し手段３２に対しては、現在確定された現像剤残量レベルを新たな現像剤残量レベルとして記憶手段３１に書き込むように要求する。
【００８０】
プロセスカートリッジＢに記憶手段３１を配設することで、現像剤残量を各々のカートリッジに保存することができる。よって、カートリッジＢを交換使用した場合にも、交換したカートリッジが有する記憶手段３１から現像剤残量レベル情報を呼び出すことで、ユーザーは各カートリッジに即した現像剤残量レベルを直ちに知ることができる。又、同時にそのカートリッジ及び画像形成装置の異常検知が可能となる。
【００８１】
尚、カートリッジＢが新品である場合は、記憶手段３１には予め工場出荷段階で収納されている現像剤残量が記憶されているので、現像剤残量レベルが確定するまではこのレベルを読み出し、表示する。
【００８２】
このように、本実施例によれば、エンジン部Ｃからコントローラ部Ｄに対しては、現像剤残量検知手段２０が検知して現在確定された現像剤残量レベルと、記憶手段３１に記憶された前回の現像剤残量検知において確定された現像剤残量レベルとの２系統の現像剤残量レベルに関する出力がなされる。
【００８３】
次に、図５に示すフローチャートを参照して本実施例による現像剤残量検知方法並びにカートリッジ及び画像形成装置の異常検知方法について説明する。図５は上記で説明した処理をフローチャートとして示す。
【００８４】
本実施例では、画像形成装置本体１００が稼動している間は、常時現像剤残量レベルを装置本体１００のディスプレイ３３及び／又はホスト４１としてのパーソナルコンピュータのディスプレイ４１ａに表示しているものとする。
【００８５】
本体電源スイッチを入れた直後、カートリッジ交換直後、ジャム処理直後などの現像剤残量検知手段２０による現像剤残量レベルが未確定の場合（ステップ１０１）、エンジン部Ｃに配設されたデータ書き込み、読み出し手段３２は、前回の現像剤残量検知で確定した現像剤残量レベルＴＡ０をプロセスカートリッジＢに搭載している記憶手段３１から読み出し（ステップ１０２）、ビデオインターフェース（Ｉ／Ｆ）４３を介してコントローラ部Ｄに配設された信号出力手段４７に送信する。
【００８６】
これを受けて、信号出力手段４７は画像形成装置本体に設けられた表示部３３或はパーソナルコンピュータ４１に対してＴＡ０をその時の現像剤残量レベルとして表示するよう信号を出力する（ステップ１０３）。
【００８７】
尚、カートリッジＢが新品である場合も記憶手段３１には予め工場出荷段階で収納されている現像剤残量が記憶されているので、現像剤残量レベルが確定するまではこのレベルを読み出し、表示する。
【００８８】
同時に、現像剤残量検知手段２０による簡略な現像剤残量検知が実行される（ステップ１０４）。現像剤残量検知手段２０からの出力信号は、エンジン部Ｃに配設された信号処理手段４４において、通常の統計的処理とは異なる簡略な統計的処理が行われ、短時間でおおよその現像剤残量レベルＴＡ１が確定される（ステップ１０５）。
【００８９】
確定されたおおよその現像剤残量レベルＴＡ１は、信号処理手段４４からビデオインターフェース（Ｉ／Ｆ）４３を介してコントローラ部Ｄに配設された比較手段４６に送信される。
【００９０】
更に、エンジン部Ｃに配設されたデータ書き込み、読み出し手段３２により、前回の残量検知で確定した現像剤残量レベルＴＡ０が、プロセスカートリッジＢに搭載している記憶手段３１から読み出され（ステップ１０６）、ビデオインターフェース（Ｉ／Ｆ）４３を介してコントローラ部Ｄに配設された比較手段４６に送信される。
【００９１】
尚、カートリッジＢが新品である場合も記憶手段３１には予め工場出荷段階で収納されている現像剤残量が記憶されているので、このレベルを読み出す。
【００９２】
コントローラ部Ｄに配設された比較手段４６において、おおよその現像剤残量レベルＴＡ１と記憶手段３１から読み出された現像剤残量レベルＴＡ０とが比較される（ステップ１０７）。
【００９３】
前述したように、この両値の差が所定のＸよりも大きい場合、何らかの異常が発生したと判断し、比較手段４６は、同じくコントローラ部Ｄに配設された信号出力手段４７と通信し、装置本体１００のディスプレイ３３及び／又はホスト４１のディスプレイ４１ａに異常が発生した旨を示す信号を発信する（ステップ１０８）。
【００９４】
同時に、比較手段４６は、エンジン部Ｃに配設されたデータ書き込み、読み出し手段３２と通信し異常が発生した旨の情報を記憶手段３１に記憶させる（ステップ１０９）。
【００９５】
ステップ１０７にて両値の差が所定のＸよりも小さい場合は、異常なきものと判断する。
【００９６】
ステップ１０４〜ステップ１０７による異常検知が終了して、現像剤残量検知手段２０による検知が実行される（ステップ１１０）。
【００９７】
又、プロセスカートリッジＢが装置本体１００に装着されており、且つ装置本体１００の電源スイッチが入ったまましばらくの間プリントを行っていない状態からプリントを開始する場合（ステップ１１１）、現像剤の攪拌（アンテナの清掃）が始まって現像剤残量レベルが確定するまでにやはり時間を要するが、ディスプレイには既に前回の現像剤残量レベルが表示されているので、ステップ１０１〜１０３の工程は行わない。しかし、遅くとも画像形成動作以前にカートリッジ及び画像形成装置の異常を検知ように、ステップ１０４〜ステップ１０７の異常検知は実行される。
【００９８】
その後、ある程度の画像形成を行うなど、現像剤残量検知手段２０による現像剤検知が実行され（ステップ１１０）、エンジン部Ｃに配設された信号処理手段４４により現在の現像剤残量レベルがＴＡ２と確定される（ステップ１１２）。
【００９９】
信号処理手段４４は、確定された現像剤残量レベル値ＴＡ２を、エンジン部Ｃに配設された比較手段４５、及びビデオインターフェース（Ｉ／Ｆ）４３を介してコントローラ部Ｄに配設された比較手段４６に出力する。同時に、プロセスカートリッジＢに搭載している記憶手段３１が記憶している現像剤残量レベルＴＡ０がデータ書き込み、読み出し手段３２により読みだされ（ステップ１１３）、エンジン部Ｃの比較手段４５及びビデオインターフェース（Ｉ／Ｆ）４３を介してコントローラ部Ｄの比較手段４６に出力される。
【０１００】
ＴＡ２とＴＡ０は比較手段４５及び比較手段４６において以下の処理がなされる。
【０１０１】
先ず、コントローラ部Ｄに配設された比較手段４６では、異常検知が行われる（ステップ１１４）。前述したように、現像剤残量検知手段２０により検知され確定された現像剤残量レベルは、随時プロセスカートリッジＢに搭載された記憶手段３１に記憶される。よって、何らかの異常が無い限り、このＴＡ２とＴＡ０は非常に近い値のはずである。従って、この両値の差が所定のＸよりも大きい場合には、何らかの異常が発生したと判断した比較手段４６からの出力を受けて、コントローラ部Ｄに配設された信号出力手段４７は異常が発生した旨を報知する信号を画像形成装置本体１００に設けられた表示部３３及び／又はホスト４１に対して出力する（ステップ１０８）。
【０１０２】
又、比較手段４６からの出力をビデオインターフェース（Ｉ／Ｆ）４３を介してエンジン部Ｃに配設されたデータ書き込み、読み出し手段３２が受け、プロセスカートリッジＢの記憶手段３１に前回の現像剤残量検知にて確定された現像剤残量レベルＴＡ０の代わりに、現在確定された現像剤残量レベルＴＡ２を上書きすること禁じ、且つ、異常が発生した旨の情報を記憶手段３１に記憶させる（ステップ１０９）。
【０１０３】
一方、エンジン部Ｃに配設された比較手段４５では、より正確な現像剤残量検知を可能とする処理が行われる。即ち、ＴＡ２とＴＡ０のどちらが大きいかを比較し（ステップ１１５）、新しく確定した現像剤残量レベルＴＡ２の方が大きい場合、比較手段４５からの信号を受けて現像剤残量レベルに関して何ら更新要求を出さない。よって、コントローラ部Ｄに配設された信号出力手段４７が表示部３３及び／又はホスト４１に対し送信する現像剤残量は、前回に確定された現像剤残量レベルＴＡ０のままである（ステップ１１６）。
【０１０４】
又、現像剤残量検知手段２０にり現在確定された現像剤残量レベルＴＡ２の方がＴＡ０より小さい場合、比較手段４５からの信号を受けて現像剤残量レベルＴＡ２がビデオインターフェース（Ｉ／Ｆ）４３を介してコントローラ部Ｄに配設された信号出力手段４７に送信される（ステップ１１７）。
【０１０５】
更に、比較手段４５からの信号をデータ書き込み、読み出し手段３２が受けて、記憶手段３１のＴＡ０をそのＴＡ２の値に書き換え、新たなＴＡ０として記憶する（ステップ１１８）。
【０１０６】
以上の工程を繰り返すことにより、現像剤残量表示が更新され、同時にカートリッジ及び画像形成装置の異常検知が実行される。
【０１０７】
尚、本実施例においては、現像剤残量レベルの比較機能の一部をコントローラ部に持たせる構成としたが、その全機能をコントローラ部が備える構成も可能である。その場合においても、コントローラ部Ｄとエンジン部Ｃの通信手段であるビデオインターフェース（Ｉ／Ｆ）４３上で、現像剤残量検知手段により確定された現在の現像剤残量レベル値と、前回の残量検知で確定され記憶手段３１に記憶された現像剤残量レベル値の２系統の現像剤残量レベルに関する出力を有することとなる。
【０１０８】
又、本実施例は、現像剤残量検知手段２０として平面アンテナ方式を用いたが、本発明は、この方式の現像剤残量検知手段に限定するものではない。現像剤収納容器４内の攪拌トルク検知方式など現像剤残量レベルを逐次検知できれば、その方式は問わない。
【０１０９】
更に、画像形成装置本体１００に配設されている信号処理手段４４を、記憶手段３１とともに、プロセスカートリッジＢに搭載してもよい。両者に関わる演算処理装置をプロセスカートリッジＢに搭載することにより、画像形成装置本体１００とプロセスカートリッジＢとの間で行われていたデータの書き込み、読み出し等の通信を簡略化することができる。その結果、接点不良及びノイズ等による通信エラーの発生機会を減少させることができ、安定した現像剤残量レベル検知を行うことができる。
【０１１０】
実施例２
図６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Ｅの一実施例を示す。
【０１１１】
本実施例の現像装置Ｅは、現像ローラ５ａ及び現像ブレード５ｃなどの現像手段５を保持する現像室５Ａと、現像剤手段５に現像剤を供給する現像剤を収容する現像剤収納容器４とをプラスチック製の現像剤枠体１１及び現像枠体１２により一体的に構成することによりカートリッジ化される。即ち、本実施例の現像装置Ｃは、実施例１で説明したプロセスカートリッジＢ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Ｂ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。従って、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手段構成が同様に本実施例の現像装置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。
【０１１２】
本実施例においても、実施例１と同様の作用効果を達成し得る。
【０１１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、画像形成装置及び／又は画像形成装置に着脱可能なカートリッジの異常検知を可能とし、異常が発生した画像形成装置及び／又はカートリッジが使用されることで更に甚大な破損に到ることを未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプロセスカートリッジと画像形成装置の一実施例の断面図である。
【図２】図１のプロセスカートリッジの拡大断面図である。
【図３】本発明に係るプロセスカートリッジに搭載することのできる現像剤残量検知手段の図である。
【図４】本発明に係るプロセスカートリッジと画像形成装置の概略関係図である。
【図５】本発明に従った現像剤量に関する情報の表示動作を説明するフローチャートである。
【図６】本発明に係るカートリッジ化された現像装置の一実施例の断面図である。
【符号の説明】
１          感光体ドラム
２          帯電手段
３          レーザースキャナー
４          現像剤収納容器
５          現像手段
７          クリーニング手段
１０        攪拌手段
１０ａ      表面清掃手段
２０        現像剤残量検知手段（平面アンテナ）
３１        記憶手段
３０        現像剤量検出装置
３２        データ書き込み、読み出し手段
３３        表示部
４１        ホスト
４２        Ｅ−コントローラ
４３        ビデオインターフェース
４４        信号処理手段
４５        比較手段
４６        比較手段
４７        信号出力手段
１００      画像形成装置本体
１０１      装着手段
Ａ          レーザービームプリンタ
Ｂ          プロセスカートリッジ
Ｃ          エンジン部
Ｄ          コントローラ部
Ｅ          現像カートリッジ（現像装置）
【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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