(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、
現像剤残量を出力するために、前記現像剤残量検知手段からの検知出力を第１の統計的手法によって処理して前記現像剤残量を確定し、かつ、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ために、前記第１の統計的手法とは異なる簡略な第２の統計的手法で前記現像剤残量を確定する処理手段と、
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を比較する比較手段と、
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、再度、前記第２の統計的手法による前記現像剤残量の確定処理を行わせ、そして、前記比較手段による比較の結果、前記第２の統計的手法により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の差の値が所定量より大きい場合、画像形成装置及び／又は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、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判断手段と、
を有することを特徴とする前記異常検知システム。
【請求項２】
前記第２の統計的手法による現像剤残量の確定処理は、画像形成装置本体の電源投入時、及び、カートリッジ交換のためのドアクローズ時に行なわれるイニシャル回転中に検出された検知出力を用いて確定処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の異常検知システム。
【請求項３】
前記第２の統計的手法による現像剤残量の確定処理は、画像形成装置本体の電源投入時、及び、カートリッジ交換のためのドアクローズ後であって、前記記憶手段に記憶されたＩＤ情報に基づいて、カートリッジが変更されたと判断された場合に行われるイニシャル回転中に検出された検知出力を用いて確定処理を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の異常検知システム。
【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にしたものである。
【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、
現像剤残量を出力するために、前記現像剤残量検知手段からの検知出力を第１の統計的手法によって処理して前記現像剤残量を確定し、かつ、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ために、前記第１の統計的手法とは異なる簡略な第２の統計的手法で前記現像剤残量を確定する処理手段と、
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を比較する比較手段と、
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、再度、前記第２の統計的手法による前記現像剤残量の確定処理を行わせ、そして、前記比較手段による比較の結果、前記第２の統計的手法により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の差の値が所定量より大きい場合、画像形成装置及び／又は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、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判断手段と、
を有することを特徴とする前記異常検知システムである。
【００１８】
上記本発明にて、一実施態様によると、前記第２の統計的手法による現像剤残量の確定処理は、画像形成装置本体の電源投入時、及び、カートリッジ交換のためのドアクローズ時に行なわれるイニシャル回転中に検出された検知出力を用いて確定処理を行う。
【００１９】
本発明にて、他の実施態様によると、前記第２の統計的手法による現像剤残量の確定処理は、画像形成装置本体の電源投入時、及び、カートリッジ交換のためのドアクローズ後であって、前記記憶手段に記憶されたＩＤ情報に基づいて、カートリッジが変更されたと判断された場合に行われるイニシャル回転中に検出された検知出力を用いて確定処理を行う。
【００２０】
本発明にて、更に他の実施態様によると、前記画像形成装置はページ記述言語で表された画像情報を展開する展開手段と、展開された画像情報に基づき出力画像を形成する画像形成手段とを有しており、前記比較手段は前記展開手段に備えられる。
【００２１】
【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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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及び攪拌手段としての現像剤送り部材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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
現像剤残量検知手段である平面アンテナ２０は、現像剤収納容器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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
次に、本実施例における現像剤残量表示システム、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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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、ジャム処理直後等カートリッジの交換のためのドアの開閉作業を行なうと、画像形成装置本体は転写ローラ６のクリーニングや、定着器１０の予備加熱のため、イニシャル回転といわれる回転動作に入り、回転終了後にプリント可能状態（プリントレディ状態）となる。このイニシャル回転の間に、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。
【００５７】
前述したように、イニシャル回転においては、平面アンテナ２０へのバイアス印加、更には、攪拌手段１０及び平面アンテナ表面清掃手段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、現像剤残量レベルを確定させるための十分な時間がなく、現像剤残量レベルを表示することができない。従って、プリントレディした直後では、使用者は正確な現像剤残量レベルを知ることができない。
【００５８】
そこで、前回の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、或いはパーソナルコンピュータ或いは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。
【００５９】
本実施例におけるカートリッジ及び画像形成装置の異常検知はプリントレディ状態になる前に行われる。
【００６０】
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、或いは、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。従って、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。
【００６１】
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、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。
【００６２】
しかしながら、通常の統計的処理とは異なる精度の粗い、簡略な統計的処理ならば、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。この統計処理は、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静電容量と現像剤量の関係から、現像剤収納容器４内のおおよその現像剤残量レベルとして確定される。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
比較手段４６では、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で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の故障等が考えられる。
【００６８】
この場合、１回のイニシャル回転での結果のみで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することも可能であるが、本実施例においては検知結果の信頼性を向上させため、最初のイニシャル回転の結果が所定の閾値をこえた場合には、再度イニシャル回転を実行して、現像剤残量レベルを確認することとした。
【００６９】
前述したように、平面アンテナ２０の構成の現像剤残量検知手段は現像剤残量レベルによって、出力に差異が生じる。従って、特にカートリッジの本体挿入直後の現像剤レベルが安定していない状態からは、測定を行なう前に受けた回転時間に応じて検出精度が高まっていく。これは、回転に伴いトナーの攪拌が行われ、現像剤収納容器内のトナーレベルが均一にならされるためである。このことより、２度目のイニシャル回転で異常の有無を判断することにより、精度の高い判定を行なうことができる。
【００７０】
２度目のイニシャル回転においても、このときのイニシャル回転の結果と、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、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する。この時、画像形成装置の状態としては、プリントレディ状態とはならずに、警告表示状態となる。すなわち、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、異常発生した旨を装置本体１００のディスプレイ３３、又は、パーソナルコンピュータ或いは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。
【００７１】
表示内容は、現像剤残量検知手段２０の故障発生、本体の故障発生等の故障発生の可能性、又は故障の原因を示すもの、或いは、プロセスカートリッジや本体の点検が必要等の、メンテナンスの必要性を示唆するものであってもよい。
【００７２】
このとき、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、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、交換装着した場合にも瞬時に判別でき、異常が発生したカートリッジの使用を避けることができる。
【００７３】
最初のイニシャル回転の検知結果及び２度目のイニシャル回転の検知結果が所定値Ｘよりも小さい場合には、問題ないものと判断し、異常検知は終了する。
【００７４】
以上の処理をフローチャートとして図５に示した。図５を参照して本実施例による現像剤残量表示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。
【００７５】
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或いはパソコンのディスプレイ４１ａに表示しているものとする。
【００７６】
このため、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には、以下のように現像剤残量を表示する。
【００７７】
すなわち、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、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。これを受けて、信号出力手段４７は画像形成装置本体１００に設けられた表示手段３３或いはホスト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。
【００７８】
なお、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。
【００７９】
図５に記載したように、本体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カートリッジドアの開閉を行なった場合（ステップ１０１）は、画像形成装置本体は前述したイニシャル回転モードに入る（ステップ１０２）。このイニシャル回転の実行中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１０３）。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１０４）。確定後にイニシャル回転は終了する（ステップ１０５）。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
なお、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。
【００８３】
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）。
【００８４】
ここで、両値を比較して、その差が所定値Ｘより少ない場合には、比較手段４６は特に問題は発生していないと判断して、画像形成装置はプリントレディ状態となる（ステップ１１３）。
【００８５】
この両値の差が所定のＸよりも大きい場合、比較手段４６は異常の可能性があると判断し、工ンジンコントローラ４２に対して、ビデオインターフェース４３を通じて再度イニシャル回転を要請する。工ンジンコントローラ４２はこの信号を受けて、プリントレディ状態となることを保留して、再度イニシャル回転モードに入る（ステップ１０８）。
【００８６】
その後、ステップ１０３、ステップ１０４と同様な信号処理により、２度目のおおよその現像剤残量レベルＴＡ２が確定される（ステップ１０９、ステップ１１０）。確定後に２度目のイニシャル回転は終了する（ステップ１１１）。
【００８７】
この後、ＴＡ２とＴＡ０を比較して（ステップ１１２）、その差が所定値Ｘより少ない場合には、比較手段４６は特に問題は発生していないと判断して、画像形成装置はプリントレディ状態となる（ステップ１１３）。
【００８８】
その差が再度所定値Ｘより大きい場合は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、異常発生した旨を装置本体１００のディスプレイ３３、又は、パーソナルコンピュータ或いはワークステーション等のホスト４１のディスプレイ４１ａに示す信号を発信する（ステップ１１４）。
【００８９】
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１１５）。
【００９０】
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Ｄに持たせる構成としたが、その全機能をコントローラ部Ｄ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２０により確定された現在の現像剤残量レベル値と、前回の現像剤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、現像剤残量レベルに関する２系統の出力を有することとなる。
【００９１】
本実施例は、現像剤残量検知手段２０としてフラット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、その方式は間わない。
【００９２】
また、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と共に、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工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。
【００９３】
実施例２
次に、本発明の第二の実施例の説明を行なう。本実施例の特徴は、カートリッジの交換検知を行ない、カートリッジが交換された時のみに異常検知を行なうことにある。本実施例における画像形成装置本体１００やカートリッジＢの構成は実施例１と同様であるため、説明は省略する。
【００９４】
平面アンテナ２０のような現像剤残量検知手段の故障の原因については、実施例１の中で述べたが、感光ドラムと現像装置が一体となった一体型カートリッジの場合、使用途中でカートリッジが画像形成装置本体から取り出されることは殆どないため、実際に故障が起こるケースとしては、カートリッジが交換された時の装着不良や接点不良、平面アンテナ２０の初期からの破損等が殆どである。
【００９５】
従って、本実施例の目的はカートリッジ交換を検出することにより、プリントレディとなるまでに時間のかかる異常検知の実行を必要な時のみとして、ユーザビリティーの向上を図ることにある。
【００９６】
カートリッジ交換の検知については、カートリッジ側に持たせた個体織別情報を本体側で認識することによって可能となる。例えば、プロセスカートリッジＢの記憶手段３１にカートリッジ固有のシリアルＮｏを記憶させておき、その番号をエンジン部Ｃやコントローラ部Ｄに配設された不揮発性のメモリに記憶しておき、電源投入時又はカートリッジドアクローズ時に装着されているカートリッジのシリアルＮｏと照合することによってカートリッジの交換を検出することができる。
【００９７】
以下に図６を参照して本発明の第二実施例の処理の説明を行なう。本実施例でも実施例１と同様に、画像形成装置本体１００が稼動している聞は、常時現像剤残量レベルを装置本体１００のディスプレイ３３、又はパソコンのディスプレイ４１ａに表示しているものとする。
【００９８】
図６に記載したように、本体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カートリッジドアの開閉を行なった場合（ステップ２０１）は、画像形成装置本体１００は前述したイニシャル回転モードに入る（ステップ２０２）。このイニシャル回転の実行中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２０３）。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２０４）。確定後にイニシャル回転は終了する（ステップ２０５）。
【００９９】
次に、カートリッジの記憶手段３１からカートリッジのシリアルＮｏを読み出し（ステップ２０６）、本体側に記憶されている番号との照合を行なう（ステップ２０７）。ここで、シリアルＮｏが本体に記憶されているものと同一であり、カートリッジが変更されていない場合はプリントレディ状態とする（ステップ２１５）。シリアルＮｏが変わっている場合はステップ２０８以降のステップに入る。
【０１００】
ステップ２０４で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。
【０１０１】
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により前回の現像剤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２０８）、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。
【０１０２】
なお、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。
【０１０３】
コントローラ部Ｄに配段された比較手段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２０９）。
【０１０４】
ここで、両値を比較して、その差が所定値Ｘより少ない場合には、比較手段４６は特に問題は発生していないと判断して、画像形成装置はプリントレディ状態となる。（ステップ２１５）。
【０１０５】
この両値の差が所定のＸよりも大きい場合、比較手段４６は異常の可能性があると判断し、工ンジンコントローラ４２に対して、ビデオインターフェース４３を通じて再度イニシャル回転を要請する。工ンジンコントローラ４２はこの信号を受けて、プリントレディ状態となることを保留して、再度イニシャル回転モードに入る（ステップ２１０）。
【０１０６】
その後、ステップ２０３、ステップ２０４と同様な信号処理により、２度目のおおよその現像剤残量レベルＴＡ２が確定される（ステップ２１１、ステップ２１２）。確定後に２度目のイニシャル回転は終了する（ステップ２１３）。
【０１０７】
この後、ＴＡ２とＴＡ０を比較して（ステップ２１４）、その差が所定値Ｘより少ない場合には、比較手段４６は特に問題は発生していないと判断して、画像形成装置はプリントレディ状態となる（ステップ２１５）。その差が再度所定値Ｘより大きい場合は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、異常発生した旨を、装置本体１００のディスプレイ３３、又は、パーソナルコンピュータ或いはワークステーション等のホスト４１のディスプレイ４１ａに示す信号を発信する（ステップ２１６）。
【０１０８】
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（スナッブ２１７）。
【０１０９】
このようにカートリッジが交換された時のみ異常検知シーケンスに入ることにより、実質上ほとんどの場合の故障を検出することができる。
【０１１０】
本実施例においても実施例１と同様に、現像剤残量レベルの比較機能の一部をコントローラ部Ｄに持たせる構成としたが、その全機能をコントローラ部Ｄ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２０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、現像剤残量レベルに関する２系統の出力を有することとなる。
【０１１１】
また、本実施例は、現像剤残量検知手段２０としてフラットアンテナ方式を用いたが、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、その方式は間わない。
【０１１２】
また、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と共に、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との問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工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。
【０１１３】
更に、本実施例ではカートリッジの交換検知を記憶手段３１内のシリアルＮｏによって行なっているが、カートリッジの個体識別が可能であるならば、公知のどのような技術でも適用可能である。
【０１１４】
実施例３
図７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。
【０１１５】
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、２において行った上記説明を援用する。
【０１１６】
本実施例においても、実施例１、２と同様の作用効果を達成し得る。
【０１１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置及び／又はカートリッジの異常検知システムによれば、高精度かつ短時間に画像形成装置及び／又はカートリッジの異常を検知することができ、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】本発明の一実施例による現像剤残量に関する警告を表示するための動作を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施例による現像剤残量に関する警告を表示するための動作を説明するフローチャートである。
【図７】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】
0003897505.tif 000002
【図２】
0003897505.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003897505.tif 000005
【図５】
0003897505.tif 000006
【図６】
0003897505.tif 000007
【図７】
0003897505.tif 000008