(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤収納容器と、現像剤収納容器内の現像剤残量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であって、
前記カートリッジを装着するための装着手段と、
前記現像剤収納容器内の現像剤残量に応じた静電容量値を出力する残量検知手段と、
前記残量検知手段からの静電容量値を用いて統計的処理を行って前記現像剤残量を確定する確定処理を実行し、該確定処理によって確定された現像剤残量を前記記憶手段に対して更新記憶する制御手段と、
前記画像形成装置の電源の投入直後、または、前記カートリッジを前記装着手段に装着した直後から前記確定処理を開始して、該確定処理によって現像剤残量が確定するまでの期間は、前記記憶手段に記憶される前記現像剤残量に関わる情報を出力する出力手段と、を有し、
前記出力手段は、前記確定処理によって現像剤残量が確定した後に、該確定処理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の差の値がしきい値を越えない場合であって、かつ、該確定処理によって確定された現像剤残量が前記記憶手段に記憶されている現像剤残量よりも多い場合は、該確定処理によって確定された現像剤残量を出力せずに前記記憶手段に記憶されている現像剤残量を出力し、該確定処理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の差の値がしきい値を越えない場合であって、かつ、該確定処理によって確定された現像剤残量が前記記憶手段に記憶されている現像剤残量よりも少ない場合は、前記確定処理によって確定した現像剤残量を出力することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記装置は更に表示部を有し、前記出力手段から出力された前記現像剤残量を前記表示部で表示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】
前記装置はディスプレイを有する機器と通信可能であり、前記出力手段は前記機器に信号を出力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４】
前記残量検知手段は前記カートリッジに設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記確定処理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の差の値がしきい値を越えた場合は、前記カートリッジまたは前記画像形成装置の異常を判断することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記出力手段は、前記制御手段によって前記カートリッジまたは前記画像形成装置が異常であると判断された場合に、異常を示す信号を出力することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記カートリッジ又は前記画像形成装置が異常であると判断した場合は、前記確定された現像剤残量を前記記憶手段に対して更新記憶しないことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【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に関し、特に、現像剤収納容器に収容した現像剤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を備えた現像剤量検出装置を有するカートリッジが着脱可能な画像形成装置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、現像剤がな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残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ている。
【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に従い、現像剤とフラットアンテナ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フラットアンテナの静電容量の対応づけが可能になり、フラット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】
フラットアンテナ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】
実際には、現像剤収納容器内の現像剤が徐々に減っても、フラットアンテナ２０の表面にわずかに付着して残る現像剤があるので、現像剤収納容器内に設けられた攪拌部材にアンテナ清掃部材を取付け、撹拌部材の回転に伴いフラットアンテナ表面を清掃することが行われている。
【００１１】
しかしながら、このようにアンテナ表面を清掃することによって、フラットアンテナ２０の出力は清掃部材がアンテナ表面を清掃する周期で変動してしまう。そこで、その周期に応じて平均値をとったり、最小値を選んだりするなどの統計的処理をして、現像剤残量レベルを確定している。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように、現像剤残量レベルを検知できるフラットアンテナ２０のような現像剤残量検知手段が備えられていても、必ずしも常に現像剤残量レベルを知ることができるわけではない。例えば、画像形成装置本体の電源を入れた直後は、カートリッジ内の現像剤残量は分からない。ある程度の枚数の画像形成を行うなど、装置を動作させてはじめて現像剤残量レベルが確定できるため、測定結果がでるまでにはある程度の時間が必要となっている。
【００１３】
従って、画像形成装置本体の電源を入れた直後やジャム処理のためにカートリッジを一旦取り出し再挿入した直後のような場合は、使用者は、これからプリントしようとするジョブ枚数分の現像剤量がカートリッジ内にあるかどうかを直ぐには知ることができない、という問題がある。
【００１４】
本発明は、斯かる画像形成装置及び画像形成装置に着脱可能なカートリッジの更なる改良に関するものである。
【００１５】
つまり、本発明の主たる目的は、いつでも、時間をかけずに、現像剤収納容器内の現像剤残量レベルを正確に使用者に知らせることのできるカートリッジが着脱可能な画像形成装置を提供することである。
【００１６】
本発明の他の目的は、カートリッジに記憶手段を設け、この記憶手段に現像剤残量レベルを記憶させ、現像剤残量検知手段の検知結果が確定するまではカートリッジの記憶手段が記憶している現像剤残量レベルの値を表示する構成とし、不必要な画像形成装置本体の駆動をなくし、現像剤、記録材或は電力などの無駄な消費をなくすことのできるカートリッジが着脱可能な画像形成装置を提供することである。
【００１７】
本発明の更に他の目的は、現像剤収納容器内の現像剤残量レベルを精度良く検知することができるので、無駄なく現像剤収納容器内の現像剤を使うことができるカートリッジが着脱可能な画像形成装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記諸目的は、本発明に係るカートリッジが着脱可能な画像形成装置にて達成される。
【００１９】
第１の本発明によると、現像剤収納容器と、現像剤収納容器内の現像剤残量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であって、
前記カートリッジを装着するための装着手段と、
前記現像剤収納容器内の現像剤残量に応じた静電容量値を出力する残量検知手段と、
前記残量検知手段からの静電容量値を用いて統計的処理を行って前記現像剤残量を確定する確定処理を実行し、該確定処理によって確定された現像剤残量を前記記憶手段に対して更新記憶する制御手段と、
前記画像形成装置の電源の投入直後、または、前記カートリッジを前記装着手段に装着した直後から前記確定処理を開始して、該確定処理によって現像剤残量が確定するまでの期間は、前記記憶手段に記憶される前記現像剤残量に関わる情報を出力する出力手段と、を有し、
前記出力手段は、前記確定処理によって現像剤残量が確定した後に、該確定処理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の差の値がしきい値を越えない場合であって、かつ、該確定処理によって確定された現像剤残量が前記記憶手段に記憶されている現像剤残量よりも多い場合は、該確定処理によって確定された現像剤残量を出力せずに前記記憶手段に記憶されている現像剤残量を出力し、該確定処理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の差の値がしきい値を越えない場合であって、かつ、該確定処理によって確定された現像剤残量が前記記憶手段に記憶されている現像剤残量よりも少ない場合は、前記確定処理によって確定した現像剤残量を出力することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００２２】
本発明の一実施態様によると、本発明の画像形成装置は、更に、表示部を有し、前記出力手段から出力された前記現像剤残量を前記表示部で表示することができる。
【００２３】
他の実施態様によると、本発明の画像形成装置は、ディスプレイを有する機器と通信可能であり、前記出力手段は前記機器に信号を出力する。
【００２４】
更に他の実施態様によると、前記残量検知手段は前記カートリッジに設けることができる。
【００２９】
本発明の他の実施態様によると、前記制御手段は、前記確定処理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の差の値がしきい値を越えた場合は、前記カートリッジまたは前記画像形成装置の異常を判断する。
【００３０】
本発明の他の実施態様によると、前記出力手段は、前記制御手段によって前記カートリッジまたは前記画像形成装置が異常であると判断された場合に、異常を示す信号を出力する。他の実施態様によると、前記制御手段は、前記カートリッジ又は前記画像形成装置が異常であると判断した場合は、前記確定された現像剤残量を前記記憶手段に対して更新記憶しない。
【００５７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置及び画像形成装置に着脱可能なカートリッジを図面に則して更に詳しく説明する。
【００５８】
実施例１
先ず、図１〜図３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、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、布などに画像を形成するものである。
【００５９】
レーザービームプリンタＡは、ドラム形状の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム１を有する。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から画像情報に応じたレーザ光Ｌを照射することによって、感光体ドラム１に画像情報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。
【００６０】
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容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。
【００６１】
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。
【００６２】
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へと搬送する。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。
【００６３】
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１００の上面に設けられている。
【００６４】
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廃現像剤溜め７ｂへと集める。
【００６５】
一方、本実施例にては、プロセスカートリッジＢは、図２に示すように、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。
【００６６】
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。
【００６７】
本発明によれば、図４に示すように、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を備えた現像剤量検出装置３０を有している。
【００６８】
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撹拌手段１０が設けられており、この撹拌手段１０が回転することで現像剤Ｔがほぐされつつ現像ローラ５ａへ供給される。また、現像剤収納容器４の内面側壁には図３に示すような、現像剤残量検知手段としてフラットアンテナ、即ち、平面アンテナ２０が配設されている。
【００６９】
平面アンテナ２０は、一般に用いられているプリント基板２１上にエッチングや印刷などで二つの電極、即ち、導体パターン２２、２３を形成したものである。また、この回路図形を保護するために導電パターン２２、２３上に保護膜（図示せず）が形成してある。導電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の二つの導電パターン２２、２３の幅（Ｗ）を３００μｍ、両導電パターン２２、２３の間隔（Ｇ）を３００μｍ程度まで狭くしてある。
【００７０】
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に現像剤が触れていないときには２０ｐＦ、平面アンテナ２０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。
【００７１】
画像形成工程を繰り返すことで現像剤収納容器４内の現像剤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、平面アンテナ上の電極２２、２３間における静電容量も減少する。よって、この静電容量を観測することで、随時、容器４内の現像剤Ｔ量を知ることができる。
【００７２】
ところが実際には、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。
【００７３】
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部材１０ａ（図２）設けて、撹拌手段１０の回転に伴い平面アンテ２０表面を清掃している。このアンテナ清掃部材１０ａは、たとえば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している。
【００７４】
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の支持軸をこの穴２４を貫通して現像剤収納容器４などに回転自在に支持することにより、表面清掃手段１０ａにより平面アンテナ２０のほぼ全域を清掃することができる。
【００７５】
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。
【００７６】
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をして、現像剤残量レベルを確定する。
【００７７】
しかしながら、現像剤残量レベルを確定するためには、平面アンテナ２０へのバイアス印加、更には、撹拌手段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的処理を実行する必要があり、その分の時間が必要となる。
【００７８】
つまり、画像形成装置本体１００の電源スイッチを入れ、現像剤の攪拌が行われて十分な時間が経った後は、最初の統計的処理が終り装置本体１００のディスプレイやパソコンのディスプレイに、現像剤量に関する警告を表示できるが、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では、残量を確定する十分な時間がなく、現像剤残量レベルを表示することができない。従って、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はできない。
【００７９】
そこで本実施例では、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、記憶させるものとし、このデータを用いて装置本体１００のディスプレイやパソコンのディスプレイに残量を表示する。
【００８０】
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においては、前回の残量検知により確定され記憶保存された現像剤残量レベルを、現像剤量検出装置３０が読み出し、表示することができるので、現像剤残量レベルを確定できていない期間であっても直ちに使用者に残量を知らせることができる。
【００８１】
又、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を交換した場合においても、使用者は、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し、このカートリッジの現在の現像剤残量レベルを知ることができる。
【００８２】
更に、現像剤量検出装置３０は、図４に示すように、より正確な現像剤残量レベルを表示するために、現像剤残量検知手段２０の出力信号を処理して確定された現像剤残量レベル値と、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値とを、比較するための信号処理手段３２を有する。
【００８３】
確定された現像剤残量レベル値と、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値は、以下に示すように、２段階で比較される。１段階目では、両者の値の差の絶対値の大きさを調べる。
【００８４】
本実施例の現像剤量検出装置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はない。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、即ち、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。
【００８５】
２段階目では、確定された現像剤残量レベル値と、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値の大小関係を比較する。
【００８６】
原理的に、現在確定された現像剤残量レベル値が、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に記憶された現像剤残量レベル値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値が、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値よりも大きい場合は測定誤差とみなすことができる。
【００８７】
なお、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には、読み書き可能なＮＶＲＡＭを採用した。図４に示すように、現像剤量検出装置３０の記憶手段３１に対するデータの書き込み、読み出し手段は画像形成装置本体１００側に設けられている。また、現像剤残量検知手段２０の出力信号を処理して現像剤残量レベルを確定させたり、その値と記憶手段３１の値と比較したりするのは、画像形成装置本体１００側に配設されている信号処理手段３２が行う。
【００８８】
又、この記憶手段３１に記憶している値と現像剤残量検知手段２０の値との差が所定値以上あった場合は、プロセスカートリッジＢ又は画像形成装置本体１００の異常や故障と判断して、使用者にその旨を報知する。
【００８９】
これら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量検知方法を説明する。
【００９０】
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のディスプレイ或はパソコンのディスプレイに表示しているものとする。
【００９１】
前述のように、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）、画像形成装置本体１００は、プロセスカートリッジＢに搭載している記憶手段３１から前回の残量検知で確定した現像剤残量レベルＴＡ０を読み出し（ステップ１０２）、ＴＡ０をその時の現像剤残量レベルとして表示する（ステップ１０３）。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。
【００９２】
又、カートリッジが装着されており、且つ装置本体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１０４)、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。
【００９３】
その後、現像剤残量検知手段２０による検知が実行され（ステップ１０５）、現像剤残量検知手段２０により、現像剤残量レベルがＴＡ１と確定される（ステップ１０６）。
【００９４】
画像形成装置本体１００は、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を読み込む（ステップ１０７）。ＴＡ１とＴＡ０は信号処理手段３２において比較される(ステップ１０８)。
【００９５】
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に搭載している記憶手段３１に記憶される。よって、何らかの異常がない限り、このＴＡ１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値Ｘよりも大きい場合は、何らかの異常が発生したと判断し、その旨を示す信号を発信する(ステップ１０９)。信号を受けた表示部の表示内容は、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等であってもよい。
【００９６】
この際、プロセスカートリッジＢに搭載している記憶手段３１にレベルＴＡ０の代わりに現像剤残量レベルＴＡ１を上書きしない。よって、異常発生直前の現像剤残量レベルが保存される。
【００９７】
又、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１１０)。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を、交換装着した場合にも、現像剤残量レベルに代わって表示することが可能となり、この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。
【００９８】
更に、このＴＡ１とＴＡ０のどちらが大きいか比較する（ステップ１１１）。新しく確定した現像剤残量レベルＴＡ１の方が大きければ検知誤差とみなし、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、記憶手段３１が記憶している現像剤残量レベルＴＡ０をそのまま表示し続ける（ステップ１１３）。
【００９９】
よって、記憶手段３１が記憶している現像剤残量レベルＴＡ０をＴＡ１に書き換えない。これは先に示した異常検知を行う上でも重要である。
【０１００】
現像剤残量検知手段２０による現像剤残量レベルＴＡ１の方がＴＡ０より小さければこちらを表示し（ステップ１１２）、その後、記憶手段３１のＴＡ０をそのＴＡ１の値に書き換え、新たなＴＡ０として記憶する（ステップ１１４）。
【０１０１】
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、その方式は問わない。
【０１０２】
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３２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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
実施例２
実施例２では、実施例１で説明した電子写真画像形成装置におけるデータ信号の入出力に関して説明する。本実施例においても、実施例１と同様に、電子写真画像形成装置は電子写真方式のレーザープリンタＡとされる。また、プロセスカートリッジＢが、ユーザーによって画像形成装置本体１００に取り外し可能に装着される。
【０１０５】
図６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い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、画像情報に基づき電子写真プロセスによって記録材に画像形成を行う画像形成手段としてのエンジン部４２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情報データへと展開する展開手段としてのコントローラ部４３とに大別される。
【０１０６】
エンジン部４２の動作全般はＥ−コントローラ４４によって制御される。Ｅ−コントローラの一部を構成するビデオインターフェース（Ｉ／Ｆ）４５を介してコントローラ部４３とエンジン部４２は相互に通信可能である。
【０１０７】
本実施例においては、実施例１で説明した、現像剤残量検知手段２０の出力信号を統計的処理し確定された現像剤残量レベル値と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値との比較を一部実行する機能を有する比較手段４８と、現像剤残量レベル及び異常発生した旨を画像形成装置本体の表示手段３３或い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４９をコントローラ部４３に配設することを特徴とする。
【０１０８】
上述のように、比較手段４８、信号出力手段４９をコントローラ部４３に配設することにより、現像剤残量レベル及び異常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或いは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。
【０１０９】
実施例１で説明したように、現像剤収納容器内の現像剤残量はフラット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４２のＥ−コントローラ４４に配設された信号処理手段４６において実行される。確定された現在の現像剤残量レベル値は、信号処理手段４６からビデオインターフェース（Ｉ／Ｆ）４５を介してコントローラ部４３に配設された比較手段４８に送信される。
【０１１０】
同時に、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が、エンジン部４２のＥ−コントローラ４４に配設されたデータ書き込み、読み出し手段４７により読み出され、同様に、ビデオインターフェース（Ｉ／Ｆ）４５を介してコントローラ部４３に配設された比較手段４８に送信される。
【０１１１】
つまり、コントローラ部４３とエンジン部４２の通信手段であるビデオインターフェース（Ｉ／Ｆ）上で、現像剤残量レベル値に関する２系統の出力を有することとなる。
【０１１２】
コントローラ部４３に配設された比較手段４８では、現像剤残量レベル値に関する両出力の差の絶対値が比較される。その差が所定値以上であると判断された場合、比較手段４８からの出力を受けて、コントローラ部４３に配設された信号出力手段４９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に設けられた表示手段３３或い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出力する。
【０１１３】
本実施例の画像形成装置の動作は、実施例１の図５に示したフローチャートに則ったものであり、これを用いて更に詳しく、本実施例における画像形成装置のデータ信号の入出力に関して説明する。
【０１１４】
本実施例においても、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、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のディスプレイに表示しているものとする。
【０１１５】
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４２のＥ−コントローラ４４に配設されたデータ書き込み、読み出し手段４７は、前回の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）４５を介してコントローラ部４３に配設された信号出力手段４９に送信する。
【０１１６】
これを受けて、信号出力手段４９は画像形成装置本体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（ステップ１０３）。
【０１１７】
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。
【０１１８】
又、カートリッジＢが装着されており、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１０４）、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。
【０１１９】
その後、現像剤残量検知手段２０による検知が実行され（ステップ１０５）、エンジン部４２のＥ−コントローラ４４に配設された信号処理手段４６により現在の現像剤残量レベルがＴＡ１と確定される（ステップ１０６）。
【０１２０】
信号処理手段４６は、確定された現像剤残量レベル値ＴＡ１を、エンジン部４２のＥ−コントローラ４４に配設された比較手段５０及びビデオインターフェース（Ｉ／Ｆ）４５を介してコントローラ部４３に配設された比較手段４８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４７により、比較手段５０及びビデオインターフェース（Ｉ／Ｆ）４５を介して比較手段４８に出力される（ステップ１０７）。
【０１２１】
ＴＡ１とＴＡ０は比較手段５０及び比較手段４８において以下のように比較される（ステップ１０８）。
【０１２２】
その差が所定値以上である場合、何らかの異常が発生したと判断した比較手段４８からの出力を受けて、コントローラ部４３に配設された信号出力手段４９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に設けられた表示手段３３或いはホスト４１に対して出力する（ステップ１０９）。
【０１２３】
又、比較手段４８からの出力を、ビデオインターフェース（Ｉ／Ｆ）４５を介してエンジン部４２のＥ−コントローラ４４に配設されたデータ書き込み、読み出し手段４７が受け、プロセスカートリッジＢに搭載している記憶手段３１に、レベルＴＡ０の代わりに現像剤残量レベルＴＡ１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１１０）。
【０１２４】
更に、このＴＡ１とＴＡ０のどちらが大きいかがエンジン部４２のＥ−コントローラ４４に配設された比較手段５０によって比較される（ステップ１１１）。新しく確定した現像剤残量レベルＴＡ１の方が大きい場合、比較手段５０からの信号を受け、エンジン部４２のＥ−コントローラ４４に配設されたデータ書き込み、読み出し手段４７は、前回の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）４５を介してコントローラ部４３に配設された信号出力手段４９に送信する（ステップ１１３）。
【０１２５】
現像剤残量検知手段２０による現像剤残量レベルＴＡ１の方がＴＡ０より小さい場合、比較手段５０からの信号を受け、現像剤残量レベルＴＡ１が信号処理手段４６からビデオインターフェース（Ｉ／Ｆ）４５を介してコントローラ部４３に配設された信号出力手段４９に送信される（ステップ１１２）。
【０１２６】
更に、比較手段５０からの信号をデータ書き込み、読み出し手段４７が受けて、記憶手段３１のＴＡ０をそのＴＡ１の値に書き換え、新たなＴＡ０として記憶する（ステップ１１４）。
【０１２７】
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４３に持たせる構成としたが、その全機能をコントローラ部４３が備える構成も可能である。
【０１２８】
その場合においても、コントローラ部４３とエンジン部４２の通信手段であるビデオインターフェース（Ｉ／Ｆ）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。
【０１２９】
本実施例において、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、その方式は問わないことは言うまでもない。
【０１３０】
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Ｃの一実施例を示す。
【０１３１】
本実施例の現像装置Ｃは、現像ローラ５ａのような現像剤担持体と、この現像剤担持体に現像剤を供給するために、内部にトナーを収容した現像室５Ａと、を有し、プラスチック製の現像枠体１１、１２により一体的に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、２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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、使用者に対して、現像剤収納容器内の現像剤残量を、時間をかけずに、かつ、正確に知らせることができる、という効果を奏し得る。
【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検知方法を説明するフローチャートである。
【図６】本発明に係る画像形成装置のデータ信号の入出力に関する概略関係図である。
【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
３１        記憶手段
３２        信号処理手段
３３        現像剤残量レベル表示手段
４１        ホスト
４２        エンジン部
４３        コントローラ部
４４        Ｅ−コントローラ
４５        ビデオインターフェース
４６        信号処理手段
４７        データ書き込み読み出し手段
４８        比較手段
４９        信号出力手段
５０        比較手段
１００      画像形成装置本体
１０１      装着手段
【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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【図７】
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