(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を収容する現像剤収容容器と情報を記憶する記憶手段とを夫々備え、未使用状態で前記現像剤収容容器に第１量の現像剤を収容する第１カートリッジと、未使用状態で前記現像剤収容容器に前記第１量よりも多い第２量の現像剤を収容する第２カートリッジとが交換可能に装着される画像形成装置であって、
前記第１カートリッジまたは前記第２カートリッジにおいて、未使用状態で前記現像剤収容容器に収容された現像剤量に対する、使用状態で前記現像剤収容容器に存在する現像剤量の割合を示す現像剤残量レベルを算出する算出手段を有し、
前記第１カートリッジの記憶手段には前記第１量を示す公称寿命に関する情報が記憶され、前記第２カートリッジの記憶手段には前記第２量を示す公称寿命に関する情報が記憶されており、
前記算出手段は、前記画像形成装置に装着されているカートリッジの前記記憶手段に記憶されている前記公称寿命に関する情報と、前記画像形成装置に装着されているカートリッジの前記現像剤収容容器に存在する現像剤量に関する情報とを用いて、未使用状態で前記現像剤収容容器に収容された現像剤量に対する、使用状態で前記現像剤収容容器に存在する現像剤量の割合を示す前記現像剤残量レベルを算出して、算出した前記現像剤残量レベルに関する信号を出力することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
未使用状態の前記第１カートリッジを装着した場合に前記出力手段から出力される前記現像剤残量レベルと、未使用状態の前記第２カートリッジを装着した場合に前記出力手段から出力される前記現像剤残量レベルとが同じであ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】
前記現像剤収容容器に存在する現像剤量に関する情報を検知する検知手段を有し、
前記算出手段は、前記記憶手段に記憶されている前記公称寿命に関する情報と前記検知手段で検知された現像剤量に関する情報とを用いて前記現像剤残量レベルを演算することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像剤残量レベルを前記記憶手段に記憶することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記検知手段によって検知された現像剤量に関する情報を前記記憶手段に記憶することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項６】
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、前記現像剤残量レベルに関する信号を前記機器に出力することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
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、静電容量検知方式がある。これは、現像剤収納容器内に現像剤残量検知用のアンテナを配置し、所定の位置に設けられた電極にＡＣ電圧を印加した際、電極−アンテナ間の現像剤量に応じてアンテナに誘起される電流が変化することを利用して現像剤残量を検知する方式である。
【０００８】
例えば、静電容量検知方式を用いた一例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。
【０００９】
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。
【００１０】
又、静電容量検知方式を用いた別の一例として、現像剤収納容器内に配置された現像剤担持体である現像ローラに交流バイアスを印加することで感光体上の潜像を現像する、所謂、ジャンピング現像方式において、現像ローラと平行に設けた板金（プレートアンテナ）で構成されるプレートアンテナ方式がある。
【００１１】
これは、プレートアンテナと現像ローラ間の静電容量が、両者の間に存在する絶縁性現像剤の量に応じて変化することを利用したものである。このプレートアンテナと現像ローラ間の空間が、現像剤で埋まっていれば静電容量は大きく、現像剤が減少するに従い両者間に空気が増え、静電容量は小さくなって行く。従って、このプレートアンテナと現像ローラ間の静電容量と現像剤量との関係を予め関係付けておくことで、現像剤量を検知することができる。
【００１２】
以上のような現像剤残量検知手段を現像剤収容部、即ち、現像剤収納容器に備えることにより、画像形成に供することができる現像剤残量を随時知ることができ、同時に、残り何枚の画像形成が可能であるかをも、随時知ることができる。
【００１３】
現像剤残量検知手段としては、更には、現像剤収納容器内に現像剤攪拌手段を設け、現像剤残量に応じて現像剤攪拌手段にかかる負荷が変化することを利用して現像剤残量を検知するトルク検知方式がある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、パソコンの普及に伴うオフィス環境の変化から、ユーザーが画像形成装置を使用する回数及び１回当たりの画像形成枚数、所謂、プリントボリュームが増大する傾向にある。それに伴いプロセスカートリッジの交換も頻繁に行われるようになり、交換に要する手間或いはコストの面でユーザーに負担がかかっている。
【００１５】
その対策として、同一の画像形成装置に装着可能であり、例えば通常のプロセスカートリッジと形状を等しくしながらも現像剤収納容器内の現像剤量を増加させることで公称寿命を長くした、大容量プロセスカートリッジが用意されている。ここでいう「公称寿命」とは、標準的な印刷原稿の印字率を５％とした時に、１つのプロセスカートリッジにおいて画像形成可能な記録紙の枚数で示されるものである。
【００１６】
ユーザーは各々の使用状況に合わせて、通常のプロセスカートリッジ或いは大容量プロセスカートリッジを適宜選択することができ、よって、交換に要する手間或いはコストの面での負担を減らすことができる。
【００１７】
しかしながら、同一の画像形成装置において、上記のように現像剤収納容器内の現像剤量が予め異なるプロセスカートリッジを交互に交換使用した場合、プロセスカートリッジの現像剤収納容器内の現像剤残量を正確に表示することができなかった。
【００１８】
例えば、通常のプロセスカートリッジの公称寿命を５０００枚とし、大容量プロセスカートリッジの公称寿命を１００００枚とした場合において、
▲１▼未使用の状態であり現像剤残量が１００％の通常のプロセスカートリッジと、既に使用され現像剤残量が５０％の大容量プロセスカートリッジでは、現像剤収納容器内の現像剤残量は等しく、即ち、現像剤量検知手段の出力は等しい。そのために、通常のプロセスカートリッジにおいては未使用の状態であるのに、「現像剤残量が５０％である」と検知されてしまう。
▲２▼各々のプロセスカートリッジにおける現像剤の減少率、例えば１％当たりの現像剤の減少量は異なる。
といった問題がある。現像剤収納容器内の現像剤量とユーザーに報知する現像剤残量％との整合性がとれないためである。
【００１９】
更に、例えば、公称寿命の異なるカートリッジは、市場からの要望或いは市場での画像形成装置の使われ方によって、後々に用意される場合がある。従って、今後要望されるかもしれない不確定な公称寿命に対しても、普遍的に用いることのできる現像剤残量を正確に報知する必要がある。
【００２０】
そのために、このような問題を解決し、同一の画像形成装置で複数の公称寿命の異なるプロセスカートリッジを使用した場合にも、ユーザーに対して、随時現像剤残量を正確に報知する手段が望まれている。
【００２１】
更に、上述のような現像剤残量検知手段を備えた現像剤量検出装置を用いることにより、上述の如く現像剤収納容器内の現像剤残量レベルを随時報知できると共に、更には現像剤残量が少なくなり交換時期に近づいたことを警告することが可能となる。
【００２２】
ユーザーは、警告の発生から現像剤が無くなり画像形成が不可能となるまでに、新たなプロセスカートリッジを準備する必要がある。従って、警告を発生するタイミングは、実際に現像剤が無くなるまでの時間及び現像剤が無くなるまでに画像形成可能な枚数を考慮して決定されなければならない。
【００２３】
このとき、公称寿命の異なるプロセスカートリッジ毎に、現像剤が無くなるまでの時間及び現像剤が無くなるまでに画像形成可能な枚数が異なることは、新たなプロセスカートリッジを準備するための時間的余裕に差が生じ、ユーザービリティ−にそぐわない。
【００２４】
従って、このような問題を解決し、同一の画像形成装置で複数の公称寿命の異なるプロセスカートリッジを使用した場合にも、ユーザーに対して、適切なタイミングで、現像剤残量が少なくなり交換時期に近づいたことを警告する手段が望まれる。
【００２５】
従って、本発明の主たる目的は、各々のカートリッジの公称寿命を識別し、各々のカートリッジの現像剤残量を正確に報知することのできる画像形成装置を提供することである。
【００２６】
本発明の他の目的は、公称寿命の異なる複数のカートリッジを交換使用する場合においても、それぞれのカートリッジの現像剤残量を正確に報知することのできる画像形成装置を提供することである。
【００２７】
本発明の他の目的は、各々のカートリッジの公称寿命を識別し、各々のカートリッジの現像剤残量を正確に報知し、且つ、各々のカートリッジにおいて適切なタイミングで警告を発することのできる画像形成装置を提供することである。
【００２８】
本発明の更に他の目的は、公称寿命の異なる複数のカートリッジを交換使用する場合においても、それぞれのカートリッジの現像剤残量を正確に報知することができ、且つ、各々のカートリッジにおいて適切なタイミングで警告を発することのできる画像形成装置を提供することである。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
上記諸目的は、本発明に係る画像形成装置にて達成される。
【００３０】
本発明によると、現像剤を収容する現像剤収容容器と情報を記憶する記憶手段とを夫々備え、未使用状態で前記現像剤収容容器に第１量の現像剤を収容する第１カートリッジと、未使用状態で前記現像剤収容容器に前記第１量よりも多い第２量の現像剤を収容する第２カートリッジとが交換可能に装着される画像形成装置であって、
前記第１カートリッジまたは前記第２カートリッジにおいて、未使用状態で前記現像剤収容容器に収容された現像剤量に対する、使用状態で前記現像剤収容容器に存在する現像剤量の割合を示す現像剤残量レベルを算出する算出手段を有し、
前記第１カートリッジの記憶手段には前記第１量を示す公称寿命に関する情報が記憶され、前記第２カートリッジの記憶手段には前記第２量を示す公称寿命に関する情報が記憶されており、
前記算出手段は、前記画像形成装置に装着されているカートリッジの前記記憶手段に記憶されている前記公称寿命に関する情報と、前記画像形成装置に装着されているカートリッジの前記現像剤収容容器に存在する現像剤量に関する情報とを用いて、未使用状態で前記現像剤収容容器に収容された現像剤量に対する、使用状態で前記現像剤収容容器に存在する現像剤量の割合を示す前記現像剤残量レベルを算出して、算出した前記現像剤残量レベルに関する信号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。
【００５７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置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１５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。
【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４及び現像剤送り部材１５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】
本実施例のプロセスカートリッジＢには、公称寿命が６０００枚の通常のプロセスカートリッジＢ１と、公称寿命が１００００枚の大容量プロセスカートリッジＢ２との２種類がある。本実施例において「公称寿命」とは、標準的な印刷原稿の印字率を５％とした時に、１つのプロセスカートリッジにおいて画像形成可能な記録紙の枚数で示されるものである。両プロセスカートリッジＢ１、Ｂ２は、現像剤収容部４内の充填された現像剤量が異なる以外、同一の形状を有し、同一の画像形成装置本体に着脱可能である。
【００６８】
プロセスカートリッジＢ１、Ｂ２は、共に現像剤収納容器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（図６）を有している。更に、プロセスカートリッジＢ１、Ｂ２は、個々のプロセスカートリッジにおける寿命に関する情報を保存するための記憶手段と、プロセスカートリッジを交換使用した際にもそれぞれの現像剤残量レベルを保存するための記憶手段とを備えている。本実施例では、詳しくは後述するが、これらの記憶手段として同一の記憶手段３１が使用される。
【００６９】
画像形成装置は、図６に示すように、現像剤残量検知手段２０からの検知結果と記憶手段３１に保存されたそれぞれのプロセスカートリッジにおける公称寿命に関する情報から、現像剤残量レベルを算出する演算手段６０と、算出された現像剤残量レベルを表示する手段２５とを備えている。画像形成装置本体１００に設けた表示手段２５の代わりに、更には加えて、画像形成装置と通信可能なパソコンのディスプレイとすることもできる。なお、表示手段２５は、装置本体１００に設けたディスプレイに表示することもでき、又、ディスプレイ表示と同時に或いは単独に、記録材Ｐに記録し出力して表示することもできる。
【００７０】
次に、上記各手段について、図面を用いて説明する。
【００７１】
現像剤残量検知手段
本実施例では、現像剤残量検知装置３０は、プロセスカートリッジＢに現像剤残量検知手段として平面アンテナ（フラットアンテナ）２０を設置した静電容量検知方式を採用した。
【００７２】
つまり、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１５が設けられており、この撹拌手段１５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である平面アンテナ２０が配設されている。
【００７３】
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導体パターン（電極）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。
【００７４】
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。
【００７５】
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の接触面積が減少し、それに応じて平面アンテナ２０上の二つの導電パターン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、現像剤収納容器４内の現像剤Ｔ量を知ることができる。
【００７６】
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。
【００７７】
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１５の端部にアンテナ清掃部材１５ａ設けて、撹拌手段１５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１５ａ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。
【００７８】
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、攪拌手段１５の支持軸がこの穴２４を貫通することで攪拌手段１５を現像剤収納容器４などに回転自在に支持し、表面清掃手段１５ａ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。
【００７９】
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、攪拌手段１５の回転により現像剤が流動することによって、平面アンテナ２０の出力が攪拌手段１５の回転周期で変動してしまう。
【００８０】
そこで、攪拌手段１５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、現像剤量を確定する。これらの信号処理手段、即ち、演算手段６０（図６）は、画像形成装置本体１００に配設されている。
【００８１】
フラットアンテナ方式による現像剤残量検知手段２０の現像剤量検出可能範囲の最大は、前述のとおり、平面アンテナ２０上の全面に現像剤が触れている状態である。本実施例においては、この現像剤残量検知手段２０の検出可能範囲の最大現像剤量を１００％として、現像剤収納容器４内の現像剤残量を％で検知することができる。また、測定分解能の限界、測定誤差等を考慮すると、現像剤残量を１％の減少率で検知することができる。
【００８２】
又、本実施例においては、現像剤残量検知手段２０の検出可能範囲で最大の現像剤量において、５％の印字率で１００００枚の画像形成が可能である。現像剤残量検知手段２０の検出可能範囲の最大現像剤量を１００％としたときの、現像剤残量と静電容量との関係を図４に示す。
【００８３】
記憶手段
又、本発明によれば、プロセスカートリッジＢの公称寿命に関する情報をプロセスカートリッジＢに搭載された記憶手段３１（図１）に書き込むことで、公称寿命の異なるカートリッジＢ１、Ｂ２を交換使用した場合にもそれぞれ現像剤収納容器４内の現像剤残量レベルを正確に算出し報知することができる。更に、算出された現像剤残量レベル値をプロセスカートリッジＢ（Ｂ１、Ｂ２）に搭載された記憶手段３１に書き込むことで、複数のカートリッジを交換使用した場合にもそれぞれのカートリッジの現像剤残量レベルを保存することができる。
【００８４】
本実施例では、図５に示すように、プロセスカートリッジＢには記憶手段としての不揮発性メモリ３１と、不揮発性メモリ３１への情報の読み書きを制御するためのカートリッジ側制御部３２とが配置される。プロセスカートリッジＢが画像形成装置本体１００に装着された際には、カートリッジ側制御部３２と画像形成装置本体側の制御部３３は、互いにＲ／Ｗ、ＲＥＱ、ＤＲＹ、ＣＬＣ、ＤＡＴＡの各信号線で接続される。このように、画像形成装置本体側の制御部３３及びカートリッジ側制御部３２によって、記憶手段３１に情報の読み出し及び書き込みを行うための制御手段が構成される。
【００８５】
記憶手段３１としては、本実施例においては不揮発性メモリを用いたが、その他に、電源を備えた揮発性メモリなどを使用可能であり、又、画像形成装置本体１００と記憶手段３１との機械的な接続を必要とせずに通信することが可能な非接触メモリ（強誘電体不揮発メモリ（ＦｅＲＡＭ））を使用することも可能である。
【００８６】
記憶手段である不揮発性メモリ３１へのデータの書き込み及び読み込みの際には、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。
【００８７】
本実施例で使用した不揮発性メモリ３１はシリアルデータ入出力型のメモリで、その記憶容量は１６ｂｉｔである。この１６ｂｉｔを、前半の８ｂｉｔと後半の８ｂｉｔに分割して使用する。従って、それぞれの８ｂｉｔの領域には、別個のデータを記憶させることができる。
【００８８】
不揮発性メモリ３１の前半８ｂｉｔの領域には、寿命に関する情報が書き込まれる。上述のように、公称寿命とは、標準的な印刷原稿の印字率を５％とした時に、１つのプロセスカートリッジにおいて画像形成可能な記録紙の枚数で示されるものである。
【００８９】
本実施例においては、記録紙の枚数を１００枚の単位で表すものとし、さらに５００枚を単位として公称寿命を設定可能であるものとする。従って、不揮発性メモリ３１の前半８ｂｉｔの容量で十分、０〜１０００までの５の倍数を記憶することができ、即ち公称寿命としては、５００枚から１０００００枚まで５００枚刻みに記憶することができる。より大きな寿命を、或いは、細かい刻みで寿命を記憶するためには、不揮発性メモリの容量を増やすことが可能である。
【００９０】
大容量プロセスカートリッジの公称寿命は１００００枚であるので、不揮発性メモリ３１の前半８ｂｉｔには「１００」が記憶され、通常のプロセスカートリッジは公称寿命６０００枚であるので、「６０」が記憶される。
【００９１】
不揮発性メモリの後半８ｂｉｔの領域には、フラットアンテナ方式現像剤残量検知手段２０の検知出力と公称寿命に関する情報から、後述する方法で算出された現像剤残量レベルが書き込まれる。算出された現像剤残量レベルはＸＸ％で表される。よって、このＸＸという数字が書き込まれる。８ｂｉｔの容量で十分、０〜１００までの整数を表すことができる。
【００９２】
本実施例においては、プロセスカートリッジの寿命に関する情報と現像剤残量レベル値を、プロセスカートリッジに搭載された同一の記憶手段３１に書き込むことで、回路及び部品等の共通化を図っているが、別個の記憶手段であっても構わない。又、画像形成装置に設けた記憶手段３１への書き込み及び読み込み制御部を、全てカートリッジ側に設けることで、電気的なエラー、ノイズ等の発生を減らすこともできる。
【００９３】
現像剤残量レベルを算出する演算手段
図６に示すように、画像形成装置本体１００に設けられた現像剤残量レベルを算出する演算手段６０は、制御部６１及び演算部６２などを有する。
【００９４】
制御部６１は、画像形成装置本体１００、現像剤残量検知手段２０、記憶手段３１、演算部６１及び後述する表示手段２５などと通信制御を行うものである。演算部６２は、記憶手段３１に保存された公称寿命に関する情報、及び、現像剤残量検知手段２０により検知された現像剤量から現像剤残量レベルを算出する。
【００９５】
本実施例における、現像剤残量レベルの算出方法を説明する。
【００９６】
前述のように、本実施例のプロセスカートリッジＢ（Ｂ１、Ｂ２）及びフラットアンテナ方式現像剤量検知手段２０においては、検出可能範囲で最大の現像剤量を１００％として、現像剤収納容器４内の現像剤残量を％で検出するものであり、この最大の現像剤残量において、５％印字率原稿で１００００枚の画像形成が可能である。
【００９７】
検出可能範囲で最大の現像剤量は、プロセスカートリッジＢ及びフラットアンテナ方式現像剤量検知手段２０の形状等によって適宜決定されるものであり、検出可能範囲で最大の現像剤量において、５％印字率原稿で画像形成可能な枚数も、それに応じて変化するものである。
【００９８】
一般に、現像剤量と５％印字率での印刷可能枚数（つまり公称寿命）の関係は、図７に示すように一次式で比例する。
【００９９】
寿命が異なるプロセスカートリッジＢ１、Ｂ２を識別し、正確に現像剤残量レベルを表示するために、本実施例では、記憶手段３１に記憶された公称寿命に関する情報がＹであるプロセスカートリッジにおいて、現像剤量検知手段２０の検知出力がＸ（％）である場合、プロセスカートリッジの現像剤残量レベルＡ（％）を以下の式から算出する。
Ａ（％）＝Ｘ（％）×１００００／（Ｙ×１００）                  （１）
式（１）中の１００００は、本実施例のプロセスカートリッジ及びフラットアンテナ方式現像剤量検知手段２０の形状等によって決定された、検出可能範囲の最大現像剤量１００％における、５％印字率原稿での画像形成可能な枚数１００００枚、つまり公称寿命を示すものである。
【０１００】
算出された現像剤残量レベルは、制御部６１を経由し、プロセスカートリッジに搭載された記憶手段３１に書き込まれる。同時に、制御部６１と接続された表示手段２５においてユーザーに報知される。別法として、算出された現像剤残量レベルに関する信号を、画像形成装置と通信可能なパソコンへと出力送信しパソコンのディスプレイにて表示することも可能である。なお、上述したように、表示手段２５は、装置本体１００に設けたディスプレイに表示することもでき、又、必要に応じて、記録材Ｐに記録し出力することもできる。
【０１０１】
次に、図８のフローチャートを用いて、本実施例の画像形成装置の動作を説明する。分かり易くするため、現像剤残量が変化したことを現像剤検出装置３０、即ち、現像剤残量検知手段２０が検知した時点を始点として説明する。
ステップ１０１：
フラットアンテナ方式現像剤残量検知手段２０が、現像剤収納容器４内の現像剤残量が、現在、現像剤残量＝Ｘ％であることを検知する。
ステップ１０２：
プロセスカートリッジに搭載された記憶手段、即ち、不揮発性メモリ３１の前半８ｂｉｔに書き込まれた公称寿命に関する情報Ｙを読み出す。
ステップ１０３：
現像剤残量レベルＡ％を式（２）を用いて算出する。
Ａ（％）＝Ｘ（％）×１００００／（Ｙ×１００）                  （２）
ステップ１０４：
プロセスカートリッジに搭載された記憶手段、即ち、不揮発性メモリ３１の後半８ｂｉｔに、算出された現像剤残量レベルＡ％を書き込む。
ステップ１０５：
表示手段２５或いはパソコンのディスプレイが現像剤残量＝Ａ％を表示する。
【０１０２】
再び、ステップ１０１へ戻り、現像剤残量が変化したことを現像剤残量検知手段２０が検知したら以上の動作を繰り返す。
【０１０３】
以上説明したように、現像剤残量検知手段２０によって検知された現像剤収納容器４内の現像剤量は、プロセスカートリッジに搭載された記憶手段３１に記憶された公称寿命に関する情報をもとにして、公称寿命の異なるそれぞれのプロセスカートリッジにおいて正確な現像剤残量レベルとして算出される。また、算出された現像剤残量レベルはユーザーに報知されると共に、プロセスカートリッジに搭載された記憶手段３１に記憶されることで保存される。こうして、複数のカートリッジを交換使用した場合にもそれぞれのカートリッジの現像剤残量レベルを保存できる。
【０１０４】
又、現像剤残量検知手段２０の出力信号を統計的処理し、現像剤残量として確定される信号処理手段、即ち、演算手段６０は、本実施例では画像形成装置本体１００に配設されているが、プロセスカートリッジＢに設けることができる。
【０１０５】
なお、本実施例は、現像剤残量検知手段２０として静電容量検知方式の一形態である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。静電容量検知方式の他の形態であるプレートアンテナ方式の他、トルク検知方式など現像剤残量を検知できれば、その方式は問わない。
【０１０６】
実施例２
本実施例においては、未使用状態での公称寿命が１２０００枚のプロセスカートリッジＢ３の場合について説明する。本実施例において「公称寿命」とは、上述と同様に、標準的な印刷原稿の印字率を５％とした時に、１つのプロセスカートリッジにおいて画像形成可能な記録紙の枚数で示されるものである。
【０１０７】
プロセスカートリッジＢ３も、実施例１で述べたプロセスカートリッジＢ１、プロセスカートリッジＢ２と同様に、現像剤収納容器４内の充填された現像剤量が異なる以外、同一の形状を有し、同一の画像形成装置本体１００に着脱可能である。また、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。さらに、個々のプロセスカートリッジにおける寿命に関する情報を保存するための記憶手段と、プロセスカートリッジを交換使用した際にもそれぞれの現像剤残量レベルを保存するための記憶手段とを備えている。本実施例では、実施例１と同様に、これらの記憶手段として同一の記憶手段３１が使用される。
【０１０８】
画像形成装置は実施例１で述べたのと同一であり、現像剤残量検知手段２０からの検知結果と記憶手段３１に保存されたそれぞれのプロセスカートリッジにおける寿命に関する情報から、現像剤残量レベルを算出する演算手段６０と、算出された現像剤残量レベルを表示する手段２５とを備えている。現像剤残量レベルは、画像形成装置と通信可能なパソコンへと出力送信しパソコンのディスプレイにて表示することも可能である。
【０１０９】
現像剤残量検知手段２０は、実施例１で説明したものと同一の形状である。従って、フラットアンテナ方式による現像剤残量検知手段２０の現像剤量検出可能範囲の最大は平面アンテナ２０上の全面に現像剤が触れている状態である。実施例２においても、現像剤残量検知手段２０の検出可能範囲で最大の現像剤量において、５％の印字率で１００００枚の画像形成が可能である。
【０１１０】
記憶手段３１及び現像剤残量レベルを算出する演算手段６０は、実施例１と同様であり、詳しい説明は省略する。
【０１１１】
本実施例における、現像剤残量レベルの算出方法を説明する。
【０１１２】
前述のように、本実施例のプロセスカートリッジ及びフラットアンテナ方式現像剤量検知手段２０においては、検出可能範囲で最大の現像剤量を１００％として、現像剤収納容器４内の現像剤残量を％で検出するものであり、この最大の現像剤残量において、５％印字率原稿で１００００枚の画像形成が可能である。
【０１１３】
従って、公称寿命が１２０００枚のプロセスカートリッジＢ３においては、現像剤量検知手段２０で検出可能範囲以上の現像剤量が現像剤収納容器４内に存在する。５％印字率原稿で画像形成を行った場合で説明すれば、１２０００枚から１００００枚までは現像剤量検知手段２０で検出可能範囲以上の現像剤量が現像剤収納容器４内に存在するため、その間、現像剤量検知手段２０は現像剤量１００％を検知し続けることになる。
【０１１４】
本実施例においては、この現像剤量検知手段２０で検出可能範囲以上の現像剤量が現像剤収納容器４内に存在する間は、現像剤残量レベルを１００％としてユーザーに報知し、プロセスカートリッジに搭載された記憶手段３１に記憶し保存することを特徴とする。
【０１１５】
現像剤量検知手段２０で検出可能範囲の現像剤残量においては、実施例１と同様に、記憶手段３１に記憶された公称寿命に関する情報がＹであるプロセスカートリッジにおいて、現像剤量検知手段２０の検知出力がＸ（％）である場合、プロセスカートリッジの現像剤残量レベルＡ（％）を以下の式から算出する。
Ａ（％）＝Ｘ（％）×１００００／（Ｙ×１００）                  （３）
従って、画像形成が行われたことにより、検出可能範囲の現像剤残量となり、現像剤量検知手段の検知出力が９９％となった時点を例にすれば、プロセスカートリッジの現像剤残量レベルは式（３）から、
Ａ（％）＝９９×１００００／（１２０×１００）＝８３％
と算出される。
【０１１６】
式（３）中の１００００は、本実施例のプロセスカートリッジ及びフラットアンテナ方式現像剤量検知手段の形状等によって決定された、検出可能範囲の最大現像剤量１００％における、５％印字率原稿での画像形成可能な枚数１００００枚、つまり公称寿命を示すものである。
【０１１７】
算出された現像剤残量レベルは、制御部６１を経由しプロセスカートリッジに搭載された記憶手段３１に書き込まれる。同時に、制御部６１と接続された表示手段２５においてユーザーに報知される。別法として、算出された現像剤残量レベルに関する信号を、画像形成装置と通信可能なパソコンへと出力送信しパソコンのディスプレイにて表示することも可能である。
【０１１８】
次に、図９に示すフローチャートを用いて本実施例の画像形成装置の動作を説明する。
ステップ１１０：
画像形成装置に装着されたプロセスカートリッジの公称寿命に関する情報Ｙを、プロセスカートリッジに搭載された記憶手段、即ち、不揮発性メモリ３１の前半８ｂｉｔから読み取る。
ステップ１１１：
上記記憶手段３１から読み取った情報Ｙが、本実施例のプロセスカートリッジ及びフラットアンテナ方式現像剤量検知手段２０の形状等によって決定された、検出可能範囲の最大現像剤量１００％における、５％印字率原稿での画像形成可能な枚数１００００枚、即ち、公称寿命１００００枚よりも大きい値であるか否かを演算部６２が判断する。大きいと判断（ＹＥＳ）したならばＡへと進み、小さいと判断（ＮＯ）したならばＢへと進む。
大きいと判断（ＹＥＳ）した場合Ａ
ステップ１１２：
フラットアンテナ方式現像剤残量検知手段２０が検知した現像剤残量が、１００％であるかを判断する。１００％である（ＹＥＳ）ならばＣへ進む。１００％でない（９９％以下である）ならばＢへと進む。１００％である（ＹＥＳ）場合にはＣへと進む
ステップ１１３：
プロセスカートリッジに搭載された記憶手段、即ち、不揮発性メモリ３１の後半８ｂｉｔに、現像剤残量レベル１００％を書き込む。
ステップ１１４：
表示手段２５或いはパソコンのディスプレイが、現像剤残量＝１００％を表示する。
【０１１９】
再びステップ１１２に戻り、フラットアンテナ方式現像剤残量検知手段２０が検知した現像剤残量が１００％であるかどうかが判断される。小さいと判断（ＮＯ）した場合Ｂへと進む。
【０１２０】
この後の工程ステップ１０１〜１０５は、実施例１で説明したステップ１０１〜１０５と同様であり説明を省略する。
【０１２１】
以上説明したように、現像剤残量検知手段２０によって検知された現像剤収納容器４内の現像剤量は、プロセスカートリッジに搭載された記憶手段３１に記憶された公称寿命に関する情報をもとにして、公称寿命の異なるそれぞれのプロセスカートリッジにおいて正確な現像剤残量レベルとして算出される。また、算出された現像剤残量レベルはユーザーに報知されるとともに、プロセスカートリッジに搭載された記憶手段３１に記憶されることで保存される。こうして、複数のカートリッジを交換使用した場合にもそれぞれのカートリッジの現像剤残量レベルを保存できる。
【０１２２】
又、現像剤残量検知手段２０の出力信号を統計的処理を行い、現像剤残量として確定される信号処理手段、即ち、演算手段６０は、本実施例では画像形成装置本体１００に配設されているが、プロセスカートリッジＢに設けることができる。
【０１２３】
なお、本実施例は、現像剤残量検知手段２０として静電容量検知方式の一形態である、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のは実施例１と同様である。
【０１２４】
実施例３
本実施例においては、プロセスカートリッジに搭載された記憶手段３１に、充填された現像剤量を書き込むことを特徴とする。
【０１２５】
現像剤収納容器４には公称寿命を満足するように現像剤が充填されている。従って、実施例１で説明した公称寿命と、本実施例で説明する充填された現像剤量は一対一の関係である。
【０１２６】
本実施例のプロセスカートリッジＢには、公称寿命が６０００枚で充填された現像剤量重量が６００ｇの通常のプロセスカートリッジＢ１と、公称寿命が１００００枚で充填された現像剤量重量が１０００ｇの大容量プロセスカートリッジＢ２との２種類がある。本実施例において公称寿命とは、標準的な印刷原稿の印字率を５％とした時に、１つのプロセスカートリッジにおいて画像形成可能な記録紙の枚数で示されるものである。両プロセスカートリッジは、現像剤収納容器４内の現像剤量が異なる以外、同一の形状を有し、同一の画像形成装置本体１００に着脱可能である。
【０１２７】
実施例１と同様に、プロセスカートリッジＢには、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。さらに、個々のプロセスカートリッジにおける充填された現像剤量に関する情報を保存するための記憶手段と、プロセスカートリッジを交換使用した際にもそれぞれの現像剤残量レベルを保存するための記憶手段とを備えている。本実施例では、実施例１と同様に、これらの記憶手段として同一の記憶手段３１が使用される。
【０１２８】
画像形成装置も実施例１と同様に、現像剤残量検知手段２０からの検知結果と記憶手段３１に保存されたそれぞれのプロセスカートリッジにおける充填された現像剤量に関する情報から、現像剤残量レベルを算出する演算手段６０と、算出された現像剤残量レベルを表示する手段２５とを備えている。現像剤残量レベルは、画像形成装置と通信可能なパソコンへと出力送信しパソコンのディスプレイにて表示することも可能である。
【０１２９】
実施例１と同様の箇所は説明を省く。本実施例にて、記憶手段である不揮発性メモリ３１の前半８ｂｉｔの領域には、充填された現像剤重量が書き込まれる。
【０１３０】
本実施例においては、充填された現像剤重量を１０ｇ単位で表し、更に５０ｇを単位として現像剤重量を設定可能であるものとする。従って、不揮発性メモリ３１の前半８ｂｉｔの容量で十分、０〜１０００までの５の倍数を記憶することができ、即ち充填された現像剤重量としては、５０ｇから１００００ｇまで５０ｇ刻みに記憶することができる。より大きな現像剤重量を、或いは、細かい刻みで現像剤重量を記憶するためには、不揮発性メモリの容量を増やすことが可能である。
【０１３１】
次に、本実施例における、現像剤残量レベルの算出方法を説明する。
【０１３２】
実施例１同様に、本実施例のプロセスカートリッジ及びフラットアンテナ方式現像剤量検知手段２０においては、検出可能範囲で最大の現像剤量を１００％として、現像剤収納容器４内の現像剤残量を％で検出するものであり、この最大の現像剤残量において、５％印字率原稿で１００００枚の画像形成が可能であり、現像剤重量は１０００ｇである。
【０１３３】
記憶手段３１に記憶された充填された現像剤重量に関する情報がＺであるプロセスカートリッジにおいて、現像剤量検知手段２０の検知出力がＸ（％）である場合、プロセスカートリッジの現像剤残量レベルＡ（％）を以下の式から算出する。
Ａ（％）＝Ｘ（％）×１０００／（Ｚ×１０）                      （４）
式（４）中の１０００は、本実施例のプロセスカートリッジ及びフラットアンテナ方式現像剤量検知手段の形状等によって決定された、検出可能範囲の最大現像剤量１００％における現像剤重量１０００ｇである。
【０１３４】
算出された現像剤残量レベルは、演算手段６０の制御部６１を経由し、プロセスカートリッジに搭載された記憶手段３１に書き込まれる。同時に、制御部６１と接続された表示手段２５においてユーザーに報知される。別法として、算出された現像剤残量レベルに関する信号を、画像形成装置と通信可能なパソコンへと出力送信しパソコンのディスプレイにて表示することも可能である。
【０１３５】
以上説明したように、現像剤残量検知手段２０によって検知された現像剤収納容器４内の現像剤量と、プロセスカートリッジに搭載された記憶手段３１に記憶された充填された現像剤量に関する情報とから、充填された現像剤量の異なるそれぞれのプロセスカートリッジにおいて正確な現像剤残量レベルが算出される。又、算出された現像剤残量レベルはユーザーに報知されると共に、プロセスカートリッジに搭載された記憶手段３１に記憶されることで保存される。こうして、複数のカートリッジを交換使用した場合にもそれぞれのカートリッジの現像剤残量レベルを保存できる。
【０１３６】
又、現像剤残量検知手段２０の出力信号を統計的処理し、現像剤残量として確定される信号処理手段、即ち、演算手段６０は、本実施例では画像形成装置本体１００に配設されているが、プロセスカートリッジＢに設けることができる。
【０１３７】
なお、本実施例は、現像剤残量検知手段２０として静電容量検知方式の一形態である、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２０に限定するものではないのは実施例１と同様である。
【０１３８】
実施例４
本実施例においては、プロセスカートリッジに搭載された記憶手段３１に、フラットアンテナ方式現像剤残量検知手段２０の検知出力を随時記憶させることを特徴とする。実施例１と同様の箇所は説明を省略する。
【０１３９】
本実施例のプロセスカートリッジＢは、実施例１で説明したのと同様に、公称寿命が６０００枚の通常のプロセスカートリッジＢ１と、公称寿命が１００００枚の大容量プロセスカートリッジＢ２との２種類がある。両プロセスカートリッジは、現像剤収納容器４内の充填された現像剤量が異なる以外、同一の形状を有し、同一の画像形成装置本体１００に着脱可能である。
【０１４０】
又、プロセスカートリッジＢ１、Ｂ２ともに現像剤収納容器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。更に、個々のプロセスカートリッジにおける寿命に関する情報を保存するための記憶手段と、現像剤残量検知手段の検知結果を保存するための記憶手段とを備えている。本実施例では、実施例１と同様に、これらの記憶手段として同一の記憶手段３１が使用される。
【０１４１】
画像形成装置は、現像剤残量検知手段２０からの検知結果と記憶手段に保存されたそれぞれのプロセスカートリッジにおける公称寿命に関する情報から、現像剤残量レベルを算出する手段６０と、算出された現像剤残量レベルを表示する手段２５とを備えている。現像剤残量レベルは、画像形成装置と通信可能なパソコンへと出力送信しパソコンのディスプレイにて表示することも可能である。
【０１４２】
現像剤残量検知手段２０は、検出可能範囲の最大現像剤量を１００％として、現像剤収納容器４内の現像剤残量を％で検知することができる。また、測定分解能の限界、測定誤差等を考慮すると、現像剤残量を１％の減少率で検知することができる。
【０１４３】
実施例１で説明した記憶手段である不揮発性メモリ３１の後半８ｂｉｔの領域に、フラットアンテナ方式現像剤残量検知手段２０の検知出力である現像剤残量を書き込む。上述のように現像剤残量はＸＸ％で検知される。よって、このＸＸという数字が書き込まれる。８ｂｉｔの容量で十分、０〜１００までの整数を表すことができる。
【０１４４】
寿命が異なるプロセスカートリッジを識別し、正確に現像剤残量レベルを表示するために、本実施例では、プロセスカートリッジに搭載された記憶手段３１に記憶された公称寿命に関する情報がＹであり、かつ、プロセスカートリッジに搭載された記憶手段３１に記憶された現像剤量検知手段２０の検知出力がＸ（％）である場合、プロセスカートリッジの現像剤残量レベルＡ（％）を以下の式から算出する。
Ａ（％）＝Ｘ（％）×１００００／（Ｙ×１００）                  （５）
式（５）中の１００００は、本実施例のプロセスカートリッジ及びフラットアンテナ方式現像剤量検知手段２０の形状等によって決定された、検出可能範囲の最大現像剤量１００％における、５％印字率原稿での画像形成可能な枚数１００００枚、つまり公称寿命を示すものである。
【０１４５】
算出された現像剤残量レベルは演算手段６０の制御部６１と接続された表示手段２５においてユーザーに報知される。別法として、算出された現像剤残量レベルに関する信号を、画像形成装置と通信可能なパソコンへと出力送信しパソコンのディスプレイにて表示することも可能である。
【０１４６】
図１０のフローチャートを用いて、本実施例の画像形成装置の動作を説明する。分かり易くするため、現像剤残量が変化したことを現像剤検出装置３０、即ち現像剤残量検知手段２０が検知した時点を始点として説明する。
ステップ１２１：
フラットアンテナ方式現像剤残量検知手段２０が、現像剤収納容器４内の現像剤残量が、現在、現像剤残量＝Ｘ％であることを検知する。
ステップ１２２：
プロセスカートリッジに搭載された記憶手段、即ち、不揮発性メモリ３１の後半８ｂｉｔに、現像剤残量検知手段２０により検知された現像剤残量＝Ｘ％が書き込まれる。
ステップ１２３：
プロセスカートリッジに搭載された記憶手段、即ち、不揮発性メモリ３１の後半８ｂｉｔに書き込まれた、現像剤残量Ｘを読み出す。
ステップ１２４：
プロセスカートリッジに搭載された記憶手段、即ち、不揮発性メモリ３１の前半８ｂｉｔに書き込まれた、公称寿命に関する情報Ｙを読み出す。
ステップ１２５：
現像剤残量レベルＡ％を式（６）にて算出する。
Ａ（％）＝Ｘ（％）×１００００／（Ｙ×１００）                    （６）
ステップ１２６：
表示手段２５或いはパソコンのディスプレイが現像剤残量＝Ａ％を表示する。
【０１４７】
再び、ステップ１２１へ戻り、現像剤残量が変化したことを現像剤残量検知手段２０が検知したら以上の動作を繰り返す。
【０１４８】
以上説明したように、現像剤残量検知手段２０によって検知された現像剤収納容器４内の現像剤量をプロセスカートリッジに搭載された記憶手段３１に随時書き込み、書き込まれた現像剤量と、予め記憶された公称寿命に関する情報をもとにして、公称寿命の異なるそれぞれのプロセスカートリッジにおいて正確な現像剤残量レベルとして算出される。また、算出された現像剤残量レベルはユーザーに報知される。
【０１４９】
現像剤残量検知手段２０によって検知された現像剤収納容器４内の現像剤量をプロセスカートリッジに搭載された記憶手段３１に随時書き込むことで、それぞれのプロセスカートリッジにおける現像剤収納容器４内の現像剤量が保存され、この現像剤残量と、寿命に関する情報とから、複数のカートリッジを交換使用した場合にもそれぞれのカートリッジの現像剤残量レベルを表示できる。
【０１５０】
又、現像剤残量検知手段２０の出力信号を統計的処理し、現像剤残量として確定される信号処理手段、即ち、演算手段６０は、本実施例では画像形成装置本体１００に配設されているが、プロセスカートリッジＢに設けることができる。
【０１５１】
なお、本実施例は、現像剤残量検知手段２０として静電容量検知方式の一形態である、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のは実施例１と同様である。
【０１５２】
実施例５
本実施例にて、画像形成装置、プロセスカートリッジなどの構成は、実施例１にて説明したものと同じであるので、実施例１と同様の個所についての説明は省略する。
【０１５３】
本実施例のプロセスカートリッジＢは、実施例１で説明したと同様に、公称寿命が６０００枚の通常のプロセスカートリッジＢ１と、公称寿命が１００００枚の大容量プロセスカートリッジＢ２との２種類がある。本実施例において「公称寿命」とは、上述したように、標準的な印刷原稿の印字率を５％とした時に、１つのプロセスカートリッジにおいて画像形成可能な記録紙の枚数で示されるものである。両プロセスカートリッジは、現像剤収容部内の現像剤量が異なる以外、同一の形状を有し、同一の画像形成装置本体に着脱可能である。
【０１５４】
プロセスカートリッジＢ１、Ｂ２ともに現像剤収納容器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。これにより現像剤収納容器４内の現像剤残量レベルを随時報知できるとともに、現像剤残量が少なくなり交換時期に近づいたことを警告（以降トナーＬＯＷ警告）することが可能となる。更に、個々のプロセスカートリッジにおける寿命に関する情報を保存するための記憶手段と、プロセスカートリッジを交換使用した際にもそれぞれの現像剤残量レベルを保存するための記憶手段とを備えている。本実施例では、実施例１と同様に、これらの記憶手段として同一の記憶手段３１が使用される。
【０１５５】
本実施例にて、画像形成装置は、現像剤残量検知手段２０からの検知結果と記憶手段３１に保存されたそれぞれのプロセスカートリッジにおける公称寿命に関する情報から、現像剤残量レベルを算出する演算手段６０と、検知された現像剤量でトナーＬＯＷ警告を発生するかどうか判断する手段と、算出された現像剤残量レベルを表示する手段２５とを備えている。現像剤残量レベルは、画像形成装置と通信可能なパソコンへと出力送信しパソコンのディスプレイにて表示することも可能である。
【０１５６】
次に、図面を用いて各手段について説明する。
【０１５７】
現像剤残量検知手段
実施例１と同様に、本実施例では、現像剤残量検知装置３０は、プロセスカートリッジに現像剤残量検知手段２０として平面アンテナ（フラットアンテナ）を設置した静電容量検知方式を採用した。現像剤残量検知手段２０は、実施例１と同じであるので、詳しい説明は省略する。
【０１５８】
つまり、本実施例においても、フラットアンテナ方式による現像剤残量検知手段２０の現像剤量検出可能範囲の最大は、前述のとおり、平面アンテナ２０上の全面に現像剤が触れている状態である。本実施例においては、この現像剤残量検知手段の検出可能範囲の最大現像剤量を１００％として、現像剤収納容器４内の現像剤残量を％で検知することができる。また、測定分解能の限界、測定誤差等を考慮すると、現像剤残量を１％の減少率で検知することができる。
【０１５９】
本実施例においても、現像剤残量検知手段２０の検出可能範囲で最大の現像剤量において、５％の印字率で１００００枚の画像形成が可能である。
【０１６０】
記憶手段
本実施例では、実施例１と同様に、プロセスカートリッジの公称寿命に関する情報をプロセスカートリッジＢに搭載された記憶手段３１に書き込むことで、公称寿命の異なるカートリッジを交換使用した場合にもそれぞれ現像剤収納容器４内の現像剤残量レベルを正確に報知することができ、加えて、現像剤残量レベルをプロセスカートリッジＢに搭載された記憶手段３１に書き込むことで、複数のカートリッジを交換使用した場合にもそれぞれのカートリッジの現像剤残量レベルを保存することができる。
【０１６１】
本実施例においても、図５に示すように、プロセスカートリッジＢには記憶手段としての不揮発性メモリ３１と、不揮発性メモリ３１への情報の読み書きを制御するためのカートリッジ側制御部３２とが配置される。プロセスカートリッジＢが画像形成装置本体１００に装着された際には、カートリッジ側制御部３２と画像形成装置本体側の制御部３３は、互いにＲ／Ｗ、ＲＥＱ、ＤＲＹ、ＣＬＣ、ＤＡＴＡの各信号線で接続される。このように、画像形成装置本体側の制御部３３及びカートリッジ側制御部３２によって、記憶手段３１に情報の読み出し及び書き込みを行うための制御手段が構成される。
【０１６２】
本実施例においても記憶手段３１は、不揮発性メモリの他、電源を備えた揮発性メモリ等使用可能であり、画像形成装置本体１００と記憶手段３１と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（ＦｅＲＡＭ）を使用することも可能である。
【０１６３】
記憶手段である不揮発性メモリ３１へのデータの書き込み及び読み込みの際には、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。
【０１６４】
本実施例で使用した不揮発性メモリ３１はシリアルデータ入出力型のメモリで、その記憶容量は１６ｂｉｔである。この１６ｂｉｔを、前半の８ｂｉｔと後半の８ｂｉｔに分割して使用する。従って、それぞれの８ｂｉｔの領域には、別個のデータを記憶させることができる。
【０１６５】
不揮発性メモリ３１の前半８ｂｉｔの領域には、公称寿命に関する情報が書き込まれる。上述のように、「公称寿命」とは、標準的な印刷原稿の印字率を５％とした時に、１つのプロセスカートリッジにおいて画像形成可能な記録紙の枚数で示されるものである。
【０１６６】
本実施例においては、記録紙の枚数を１００枚の単位で表すものとし、更に、５００枚を単位として公称寿命を設定可能であるものとする。よって不揮発性メモリ３１の前半８ｂｉｔの容量で十分、０〜１０００までの５の倍数を記憶することができ、即ち公称寿命としては、５００枚から１０００００枚まで５００枚刻みに記憶することができる。より大きな公称寿命を、あるいは、細かい刻みで公称寿命を記憶するためには、不揮発性メモリの容量を増やすことが可能である。大容量プロセスカートリッジの公称寿命１００００枚であるので、不揮発性メモリ３１の前半８ｂｉｔには「１００」が記憶され、通常のプロセスカートリッジは公称寿命６０００枚であるので、「６０」が記憶される。
【０１６７】
不揮発性メモリの後半８ｂｉｔの領域には、フラットアンテナ方式現像剤残量検知手段２０が検知し、後述する方法で算出された、現像剤残量レベルが書き込まれる。フラットアンテナ方式現像剤残量検知手段の分解能から、トナー残量レベルをＸＸ％で検知する。よって、このＸＸが書き込まれる。８ｂｉｔの容量で十分、０〜１００までの整数を表すことができる。
【０１６８】
本実施例においては、プロセスカートリッジの公称寿命に関する情報と現像剤残量レベル値を、プロセスカートリッジに搭載された同一の記憶手段３１に書き込むことで、回路及び部品等の共通化をはかっているが、別個の記憶手段であっても構わない。又、画像形成装置に設けた記憶手段３１への書き込み及び読み込み制御部を、全てカートリッジ側に設けることで、電気的なエラー、ノイズ等の発生を減らすこともできる。
【０１６９】
現像剤残量レベルを算出する演算手段及びトナーＬＯＷ警告を判断する手段
画像形成装置本体１００に設けられた、現像剤残量レベルを算出する演算手段及びトナーＬＯＷ警告を判断する手段は同一の演算手段６０であり、図６に示すように、制御部６１及び演算部６２などを有する。
【０１７０】
制御部６１は、画像形成装置本体１００、現像剤残量検知手段２０、記憶手段３１、演算部６２及び後述する表示手段２５などと通信制御を行うものである。演算手段６０は、記憶手段３１に保存された公称寿命に関する情報、及び、現像剤残量検知手段２０により検知された現像剤量から、現像剤残量レベルを算出し、同時にトナーＬＯＷ警告を発生すべきかを判断する。
【０１７１】
本実施例における、現像剤残量レベルの算出方法及びトナーＬＯＷ警告を発生するタイミングについて説明する。
【０１７２】
前述のように、本実施例のプロセスカートリッジ及びフラットアンテナ方式現像剤量検知手段２０においては、検出可能範囲で最大の現像剤量を１００％として、現像剤収納容器４内の現像剤残量を％で検出するものであり、この最大の現像剤残量において、５％印字率原稿で１００００枚の画像形成が可能である。
【０１７３】
検出可能範囲で最大の現像剤量は、プロセスカートリッジ及びフラットアンテナ方式現像剤量検知手段２０の形状等によって適宜決定されるものであり、検出可能範囲で最大の現像剤量において、５％印字率原稿で画像形成可能な枚数も、それに応じて変化するものである。
【０１７４】
トナーＬＯＷ警告は、この現像剤残量検知手段２０の検出可能範囲の最大現像剤量を１００％としたときの、５％で発生させることにした。５％の現像剤残量で、５％印字率原稿において５００枚の画像形成が可能であり、ユーザーには、プロセスカートリッジ交換まで、記録紙５００枚の容量を持つ給紙カセットで１カセット分の画像形成を行う間の時間的余裕を与えることができる。
【０１７５】
公称寿命が異なるプロセスカートリッジを識別し、正確に現像剤残量レベルを表示するために、本実施例では、記憶手段３１に記憶された公称寿命に関する情報がＹであるプロセスカートリッジにおいて、現像剤量検知手段２０の検知出力がＸ（％）である場合、プロセスカートリッジの現像剤残量レベルＡ（％）を以下の式から算出する。
Ａ（％）＝Ｘ（％）×１００００／（Ｙ×１００）                  （７）
式（７）中の１００００は、本実施例のプロセスカートリッジ及びフラットアンテナ方式現像剤量検知手段２０の形状等によって決定された、検出可能範囲の最大現像剤量１００％における、５％印字率原稿での画像形成可能な枚数１００００枚、つまり公称寿命を示すものである。
【０１７６】
本実施例の公称寿命が６０００枚の通常のプロセスカートリッジＢ１と、公称寿命が１００００枚の大容量プロセスカートリッジＢ２において、それぞれのトナーＬＯＷ警告は、式（７）より算出された
通常のプロセスカートリッジＢ１：
８％＝５％×１００００／（６×１００）
大容量プロセスカートリッジＢ２：
５％＝５（％）×１００００／（１０×１００）
それぞれの現像剤残量レベルにおいて発生されることとなる。
【０１７７】
上述のようにして、同一の画像形成装置で複数の公称寿命の異なるプロセスカートリッジを使用した際にも、ユーザーに対して、現像剤残量が少なくなり交換時期に近づいたことを意味するトナーＬＯＷ警告を、同じタイミングで発生させることができ、新たなプロセスカートリッジを準備するための時間的余裕を等しくすることができる。
【０１７８】
算出された現像剤残量レベルは、制御部６１を経由し、プロセスカートリッジに搭載された記憶手段３１に書き込まれる。同時に、制御部６１と接続された表示手段２５においてユーザーに報知される。別法として、算出された現像剤残量レベルに関する信号を、画像形成装置と通信可能なパソコンへと出力送信しパソコンのディスプレイにて表示することも可能である。
【０１７９】
トナーＬＯＷ警告も同様であり、制御部６１と接続された表示手段２５においてユーザーに報知される。別法として、算出された現像剤残量レベルに関する信号を、画像形成装置と通信可能なパソコンへと出力送信しパソコンのディスプレイにて表示することも可能である。
【０１８０】
次に、図１１のフローチャートを用いて、本実施例の画像形成装置の動作を説明する。分かり易くするため、現像剤残量が変化したことを現像剤検出装置３０、即ち現像剤残量検知手段２０が検知した時点を始点として説明する。
ステップ１３１：
フラットアンテナ方式現像剤残量検知手段２０が、現像剤収納容器４内の現像剤残量が、現在、現像剤残量＝Ｘ％であることを検知する。
ステップ１３２：
演算手段６０において、現像剤残量＝Ｘ％が５％以下であるか否かが判別される。５％以下であればＹＥＳへ進み、そうでなければＮＯへ進む。
ＮＯの場合
ステップ１３３：
ステップ１３２にてＮＯの場合には、プロセスカートリッジに搭載された記憶手段、即ち、不揮発性メモリ３１の前半８ｂｉｔにを書き込まれた、公称寿命に関する情報Ｙを読み出す。
ステップ１３４：
演算手段６０による現像剤残量レベルＡ％を、下記式（８）により算出する。
Ａ（％）＝Ｘ（％）×１００００／（Ｙ×１００）                  （８）
ステップ１３５：
プロセスカートリッジに搭載された記憶手段、即ち、不揮発性メモリ３１の後半８ｂｉｔに、算出された現像剤残量レベルＡ％を書き込む。
ステップ１３６：
表示手段２５或いはパソコンのディスプレにて、現像剤残量＝Ａ％を表示する。
【０１８１】
再び、ステップ１３１へ戻り、現像剤残量が変化したことを現像剤残量検知手段２０が検知したら以上の動作を繰り返す。
ＹＥＳの場合
ステップ１３７：
ステップ１３２にてＹＥＳの場合には、プロセスカートリッジに搭載された記憶手段、即ち、不揮発性メモリ３１の前半８ｂｉｔにを書き込まれた、公称寿命に関する情報Ｙを読み出す。
ステップ１３８：
演算手段６０による現像剤残量レベルＡ％を下記式（９）により算出する。
Ａ（％）＝Ｘ（％）×１００００／（Ｙ×１００）                  （９）
ステップ１３９：
プロセスカートリッジに搭載された記憶手段、即ち、不揮発性メモリ３１の後半８ｂｉｔに、算出された現像剤残量レベルＡ％を書き込む。
ステップ１４０：
表示手段２５或いはパソコンのディスプレイにて現像剤残量＝Ａ％を表示する。
ステップ１４１：
表示手段２５或いはパソコンのディスプレイがトナーＬＯＷ警告を表示する。
【０１８２】
再び、ステップ１３１へ戻り、現像剤残量が変化したことを現像剤残量検知手段２０が検知したら以上の動作を繰り返すことで、５％以下では常にトナーＬＯＷ警告が発せられる。
【０１８３】
以上説明したように、現像剤残量検知手段２０によって検知された現像剤収納容器４内の現像剤量は、プロセスカートリッジに搭載された記憶手段３１に記憶された公称寿命に関する情報をもとにして、公称寿命の異なるそれぞれのプロセスカートリッジにおいて正確な現像剤残量レベルとして算出され、各々のカートリッジにおいて適切なタイミングで警告を発することができる。又、警告の発生はユーザーに報知される。算出された現像剤残量レベルはユーザーに報知されるとともに、プロセスカートリッジに搭載された記憶手段３１に記憶されることで保存される。こうして、複数のカートリッジを交換使用した場合にもそれぞれのカートリッジの現像剤残量レベルを保存できる。
【０１８４】
トナーＬＯＷ警告は複数の閾値において複数発生させることが可能であり、その場合においても上述した方法を用いることができる。
【０１８５】
又、現像剤残量検知手段２０の出力信号を統計的処理し、現像剤残量として確定される信号処理手段、即ち、演算手段６０は、本実施例では画像形成装置本体１００に配設されているが、プロセスカートリッジＢに設けることができる。
【０１８６】
なお、本実施例は、現像剤残量検知手段２０として静電容量検知方式の一形態である、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。静電容量検知方式の他の形態であるプレートアンテナ方式の他、トルク検知方式等、現像剤残量を検知できれば、その方式は問わない。
【０１８７】
実施例６
本実施例においては、プロセスカートリッジＢに搭載された記憶手段３１に、充填された現像剤量を書き込むことを特徴とする。実施例１、実施例５と同様の箇所は説明を省く。
【０１８８】
現像剤収納容器４には、公称寿命を満足するように現像剤が充填されている。従って、実施例５で説明した公称寿命と、本実施例で説明する充填された現像剤量は一対一の関係である。
【０１８９】
本実施例のプロセスカートリッジＢには、公称寿命が６０００枚で充填された現像剤量重量が６００ｇの通常のプロセスカートリッジＢ１と、公称寿命が１００００枚で充填された現像剤量重量が１０００ｇの大容量プロセスカートリッジＢ２との２種類がある。両プロセスカートリッジは、現像剤収納容器４内の現像剤量が異なる以外、外見上同一の形状を有し、同一の画像形成装置本体１００に着脱可能である。
【０１９０】
実施例５と同様に、プロセスカートリッジＢには、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。更に、個々のプロセスカートリッジにおける充填された現像剤量に関する情報を保存するための記憶手段と、プロセスカートリッジを交換使用した際にもそれぞれの現像剤残量レベルを保存するための記憶手段とを備えている。本実施例では、実施例１、実施例５と同様に、これらの記憶手段として同一の記憶手段３１が使用される。
【０１９１】
画像形成装置も実施例１、実施例５と同様に、現像剤残量検知手段２０からの検知結果と記憶手段３１に保存されたそれぞれのプロセスカートリッジにおける公称寿命に関する情報から現像剤残量レベルを算出する手段と、検知された現像剤量でトナーＬＯＷ警告を発生するかどうか判断する手段と、算出された現像剤残量レベルを表示する手段とを備えている。
【０１９２】
不揮発性メモリ３１の前半８ｂｉｔの領域には、充填された現像剤重量が書き込まれる。
【０１９３】
本実施例においては、充填された現像剤重量を１０ｇ単位でで表し、さらに５０ｇを単位として現像剤重量を設定可能であるものとする。よって不揮発性メモリ３１の前半８ｂｉｔの容量で十分、０〜１０００までの５の倍数を記憶することができ、即ち公称寿命としては、５０ｇから１００００ｇまで５０ｇ刻みに記憶することができる。より大きな現像剤重量を、或いは、細かい刻みで現像剤重量を記憶するためには、不揮発性メモリの容量を増やすことが可能である。
【０１９４】
本実施例における、現像剤残量レベルの算出方法を説明する。
【０１９５】
実施例５と同様に、本実施例のプロセスカートリッジ及びフラットアンテナ方式現像剤量検知手段２０においては、検出可能範囲で最大の現像剤量を１００％として、現像剤収納容器４内の現像剤残量を％で検出するものであり、この最大の現像剤残量において、５％印字率原稿で１００００枚の画像形成が可能であり、現像剤重量は１０００ｇである。
【０１９６】
記憶手段３１に記憶された充填された現像剤量重量に関する情報がＺであるプロセスカートリッジにおいて、現像剤量検知手段２０の検知出力がＸ（％）である場合、プロセスカートリッジの現像剤残量レベルＡ（％）を以下の式（１０）から算出する。
Ａ（％）＝Ｘ（％）×１０００／（Ｚ×１０）                      （１０）
式（１０）中の１０００は、本実施例のプロセスカートリッジ及びフラットアンテナ方式現像剤量検知手段２０の形状等によって決定された、検出可能範囲の最大現像剤量１００％における現像剤量重量１０００ｇである。
【０１９７】
本実施例の公称寿命が６０００枚で充填された現像剤量重量が６００ｇの通常のプロセスカートリッジＢ１と、公称寿命が１００００枚で充填された現像剤量重量が１０００ｇの大容量プロセスカートリッジＢ２において、それぞれのトナーＬＯＷ警告は、式（１０）より算出された。
通常のプロセスカートリッジＢ１：
８％＝５％×１０００／（６０×１０）
大容量プロセスカートリッジＢ２：
５％＝５（％）×１０００／（１００×１０）
それぞれの現像剤残量レベルにおいて発生されることとなる。
【０１９８】
こうして、同一の画像形成装置で複数の充填された現像剤量の異なるプロセスカートリッジを使用した際にも、ユーザーに対して、現像剤残量が少なくなり交換時期に近づいたことを意味するトナーＬＯＷ警告を同じタイミングで発生させることができ、新たなプロセスカートリッジを準備するための時間的余裕を等しくすることができる。
【０１９９】
算出された現像剤残量レベルは、制御部６１を経由しプロセスカートリッジに搭載された記憶手段３１に書き込まれる。同時に、制御部６１と接続された表示手段２５においてユーザーに報知される。別法として、算出された現像剤残量レベルに関する信号を、画像形成装置と通信可能なパソコンへと出力送信しパソコンのディスプレイにて表示することも可能である。
【０２００】
トナーＬＯＷ警告も同様であり、制御部６１と接続された表示部１５においてユーザーに報知される。別法として、算出された現像剤残量レベルに関する信号を、画像形成装置と通信可能なパソコンへと出力送信しパソコンのディスプレイにて表示することも可能である。
【０２０１】
以上説明したように、現像剤残量検知手段２０によって検知された現像剤収納容器４内の現像剤量は、プロセスカートリッジに搭載された記憶手段３１に記憶された充填された現像剤量に関する情報をもとにして、充填された現像剤量の異なるそれぞれのプロセスカートリッジにおいて正確な現像剤残量レベルとして算出され、各々のカートリッジにおいて適切なタイミングで警告を発することができる。又、警告の発生はユーザーに報知される。更に、算出された現像剤残量レベルはユーザーに報知されると共に、プロセスカートリッジに搭載された記憶手段３１に記憶されることで保存される。こうして、複数のカートリッジを交換使用した場合にもそれぞれのカートリッジの現像剤残量レベルを保存できる。
【０２０２】
トナーＬＯＷ警告は複数の閾値において複数発生させることが可能であり、その場合においても上述した方法を用いることができる。
【０２０３】
又、現像剤残量検知手段２０の出力信号を統計的処理し、現像剤残量として確定される信号処理手段、即ち、演算手段６０は、本実施例では画像形成装置本体１００に配設されているが、プロセスカートリッジＢに設けることができる。
【０２０４】
なお、本実施例は、現像剤残量検知手段２０として静電容量検知方式の一形態である、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のは実施例１と同様である。
【０２０５】
実施例７
本実施例においては、プロセスカートリッジＢに搭載された記憶手段３１に、トナーＬＯＷ警告を発生すべき現像剤残量を書き込むことを特徴とする。実施例５と同様の箇所は説明を省く。
【０２０６】
本実施例のプロセスカートリッジＢは、実施例５で説明したのと同様に、公称寿命が６０００枚の通常のプロセスカートリッジＢ１と、公称寿命が１００００枚の大容量プロセスカートリッジＢ２との２種類がある。両プロセスカートリッジは、現像剤収納容器４内の充填された現像剤量が異なる以外、同一の形状を有し、同一の画像形成装置本体１００に着脱可能である。
【０２０７】
又、プロセスカートリッジＢ１、Ｂ２ともに現像剤収納容器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。
【０２０８】
更に、個々のプロセスカートリッジにおける寿命に関する情報を保存するための記憶手段と、現像剤残量検知手段の検知結果を保存するための記憶手段と、個々のプロセスカートリッジにおいてトナーＬＯＷ警告を発生すべき現像剤残量レベルを保存するための記憶手段とを備えている。本実施例では、実施例１、実施例５と同様に、これらの記憶手段として同一の記憶手段３１が使用される。
【０２０９】
画像形成装置には、現像剤残量検知手段２０からの検知結果と記憶手段３１に保存されたそれぞれのプロセスカートリッジにおける公称寿命に関する情報から現像剤残量レベルを算出する演算手段６０と、算出された現像剤残量レベルでトナーＬＯＷ警告を発生するかどうか判断する手段と、算出された現像剤残量レベルを表示する手段とを備えている。本実施例においては、トナーＬＯＷ警告を発生するかどうか判断する手段と、現像剤残量レベルを算出する手段とは同一の演算手段である。
【０２１０】
実施例５と同様に、公称寿命が異なるプロセスカートリッジを識別し、正確に現像剤残量レベルを表示するために、記憶手段３１に記憶された公称寿命に関する情報がＹであるプロセスカートリッジにおいて、現像剤量検知手段２０の検知出力がＸ（％）である場合、プロセスカートリッジの現像剤残量レベルＡ（％）を以下の式から算出する。
Ａ（％）＝Ｘ（％）×１００００／（Ｙ×１００）                  （１１）
式（１１）中の１００００は、本実施例のプロセスカートリッジ及びフラットアンテナ方式現像剤量検知手段２０の形状等によって決定された、検出可能範囲の最大現像剤量１００％における、５％印字率原稿での画像形成可能な枚数１００００枚、つまり公称寿命を示すものである。
【０２１１】
本実施例においては、実施例５で説明した記憶手段３１の記憶容量を増やし、個々のプロセスカートリッジにおいてトナーＬＯＷ警告を発生すべき現像剤残量レベルを保存する。
【０２１２】
記憶手段である不揮発性メモリ３１には、個々のプロセスカートリッジにおいてトナーＬＯＷ警告を発生すべき現像剤残量レベルＷＷ％の、ＷＷという数字が書き込まれる。８ｂｉｔの容量で十分、０〜１００までの整数を表すことができる。
【０２１３】
トナーＬＯＷ警告を発生すべき現像剤残量レベルは、式（１１）より予め算出でき、本実施例の公称寿命が６０００枚の通常のプロセスカートリッジＢ１と、公称寿命が１００００枚の大容量プロセスカートリッジＢ２においては、
通常のプロセスカートリッジＢ１：
８％＝５％×１００００／（６×１００）
大容量プロセスカートリッジＢ２：
５％＝５（％）×１００００／（１０×１００）
である。
【０２１４】
従って、公称寿命が６０００枚の通常のプロセスカートリッジＢ１に搭載された記憶手段３１には、トナーＬＯＷ警告を発生すべき現像剤残量レベル８％が予め記憶されており、公称寿命が１００００枚の大容量プロセスカートリッジＢ２に搭載された記憶手段３１には、トナーＬＯＷ警告を発生すべき現像剤残量レベル５％が予め記憶されている。
【０２１５】
図１２のフローチャートを用いて、本実施例の画像形成装置の動作を説明する。分かり易くするため、現像剤残量が変化したことを現像剤検出装置３０、即ち現像剤残量検知手段が検知した時点を始点として説明する。
ステップ１５１：
フラットアンテナ方式現像剤残量検知手段２０が、現像剤収納容器４内の現像剤残量が、現在、現像剤残量＝Ｘ％であることを検知する。
ステップ１５２：
プロセスカートリッジに搭載された記憶手段、即ち、不揮発性メモリ３１に書き込まれた、公称寿命に関する情報Ｙを読み出す。
ステップ１５３：
演算手段６０による現像剤残量レベルＡ％を下記式（１２）により算出する。
Ａ（％）＝Ｘ（％）×１００００／（Ｙ×１００）                （１２）
ステップ１５４：
プロセスカートリッジに搭載された記憶手段、即ち、不揮発性メモリ３１に、算出された現像剤残量レベルＡ％を書き込む。
ステップ１５５：
表示手段２５或いはパソコンのディスプレイにより現像剤残量＝Ａ％を表示する。
ステップ１５６：
プロセスカートリッジに搭載された記憶手段、即ち、不揮発性メモリ３１に書き込まれた、トナーＬＯＷ警告を発生すべき現像剤残量レベルＷを読み出す。
ステップ１５７：
演算手段６０において、算出された現像剤残量レベルＡ％が、記憶手段３１に記憶されたトナーＬＯＷ警告を発生すべき現像剤残量レベルＷ％と比較される。
Ａ＞Ｗの場合
再び、ステップ１５１へ戻り、現像剤残量が変化したことを現像剤残量検知手段２０が検知したら以上の動作を繰り返す。
Ａ＜Ｗの場合
ステップ１５８：
表示手段２５或いはパソコンのディスプレイによりトナーＬＯＷ警告を表示する。
【０２１６】
再び、ステップ１５１へ戻り、現像剤残量が変化したことを現像剤残量検知手段２０が検知したら以上の動作を繰り返すことで、トナーＬＯＷ警告を発生すべき現像剤残量レベルＷ％以下では常にトナーＬＯＷ警告が発せられる。
【０２１７】
このようにして、公称寿命の異なるカートリッジにおいても、ユーザーに対して、現像剤残量が少なくなり交換時期に近づいたことを意味するトナーＬＯＷ警告を、同じタイミングで発生させることができ、新たなプロセスカートリッジを準備するための時間的余裕を等しくすることができる。
【０２１８】
以上のように、記憶手段３１に予め個々のプロセスカートリッジにおけるトナーＬＯＷ警告を発生すべき現像剤残量レベルを記憶させておき、この記憶された現像剤残量レベルと、現像剤残量検知手段２０が検知出力と記憶手段３１に記憶された公称寿命に関する情報とから算出された現像剤残量レベルとを比較することで、各々のカートリッジにおいて適切なタイミングで警告を発することができる。また、警告の発生はユーザーに報知される。又、算出された現像剤残量レベルはユーザーに報知されるとともに、プロセスカートリッジに搭載された記憶手段３１に記憶されることで保存される。こうして、複数のカートリッジを交換使用した場合にもそれぞれのカートリッジの現像剤残量レベルを保存できる。
【０２１９】
更に、別法として、記憶手段３１に、現像剤残量検知手段２０の検知出力においてトナーＬＯＷ警告を発生すべき現像剤量を保存することも可能である。実施例５で説明したのと同様に、トナーＬＯＷ警告は、現像剤残量検知手段２０の検出可能範囲の最大現像剤量を１００％としたときの、５％で発生させる。この５％という値を記憶手段３１に記憶する。記憶手段３１に記憶されたトナーＬＯＷ警告を発生すべき現像剤残量検知手段２０の検知出力と、現像剤残量検知手段２０の検知出力を比較することによって上述の説明と同様の効果を奏し得る。
【０２２０】
トナーＬＯＷ警告は複数の閾値において複数発生させることが可能であり、その場合においても上述した方法を用いることができる。
【０２２１】
又、現像剤残量検知手段２０の出力信号を統計的処理し、現像剤残量として確定される信号処理手段、即ち、演算手段６０は、本実施例では画像形成装置本体１００に配設されているが、プロセスカートリッジＢに設けることができる。
【０２２２】
なお、本実施例は、現像剤残量検知手段２０として静電容量検知方式の一形態である、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のは実施例５と同様である。
【０２２３】
実施例８
図１３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。
【０２２４】
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、内部に現像剤を収容した現像室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１〜７にて説明した全ての現像装置構成部及び現像剤量検知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１〜７において行った上記説明を援用する。
【０２２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に従った画像形成装置は、現像剤を収容する現像剤収容容器と情報を記憶する記憶手段とを夫々備え、未使用状態で現像剤収容容器に第１量の現像剤を収容する第１カートリッジと、未使用状態で現像剤収容容器に前記第１量よりも多い第２量の現像剤を収容する第２カートリッジとが交換可能に装着される画像形成装置であって、第１カートリッジまたは第２カートリッジにおいて、未使用状態で現像剤収容容器に収容された現像剤量に対する、使用状態で現像剤収容容器に存在する現像剤量の割合を示す現像剤残量レベルを算出する算出手段を有し、第１カートリッジの記憶手段には前記第１量を示す公称寿命に関する情報が記憶され、第２カートリッジの記憶手段には前記第２量を示す公称寿命に関する情報が記憶されており、算出手段は、画像形成装置に装着されているカートリッジの前記記憶手段に記憶されている公称寿命に関する情報と、画像形成装置に装着されているカートリッジの現像剤収容容器に存在する現像剤量に関する情報とを用いて、未使用状態で現像剤収容容器に収容された現像剤量に対する、使用状態で現像剤収容容器に存在する現像剤量の割合を示す現像剤残量レベルを算出して、算出した前記現像剤残量レベルに関する信号を出力する構成とすることで、未使用状態で現像剤収容容器に収容される現像剤量が異なる複数のカートリッジが交換可能に装着されて使用される場合において、各々のカートリッジにおける、未使用状態で現像剤収容容器に収容された現像剤量に対する、使用状態で現像剤収容容器に存在する現像剤量の割合を示す現像剤残量レベルを算出して、現像剤残量レベルを正確に表示す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】現像剤残量と静電容量の関係を示すグラフである。
【図５】本発明に係るプロセスカートリッジに設けられた記憶手段の図である。
【図６】本発明にて使用される現像剤残量レベルを算出する演算手段と、プロセスカートリッジに設けられた記憶手段と、画像形成装置本体に設けられた表示手段との関係を説明する概略関係図である。
【図７】現像剤残量と公称寿命の関係を示すグラフである。
【図８】本発明の一実施例に従った、現像剤残量レベル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９】本発明の他の実施例に従った、現像剤残量レベル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１０】本発明の他の実施例に従った、現像剤残量レベル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１１】本発明の他の実施例に従った、現像剤残量レベル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１２】本発明の更に他の実施例に従った、現像剤残量レベル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１３】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
１５        攪拌手段
１５ａ      表面清掃手段
２０        現像剤残量検知手段
２５        表示手段
３０        現像剤量検出装置
３１        記憶手段
３２、３３  データ読み書き制御手段
６０        演算手段
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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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