(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体を有し、前記像担持体を帯電する際の帯電周波数が異なる複数の画像形成モードを有する画像形成装置において、
前記像担持体上の静電潜像を現像するための現像剤を収容する現像剤収容容器と、
前記現像剤を担持して前記像担持体に供給する現像剤担持体と、
前記像担持体の表面を帯電する帯電部材と、
前記現像剤収容容器内の現像剤量を検知するための検知部材と、
前記画像形成モードに応じて前記帯電周波数を設定する設定手段であって、前記画像形成モードが第１の画像形成モードの場合に、前記帯電周波数を前記第１帯電周波数に設定し、前記画像形成モードが第２の画像形成モードの場合に、前記帯電周波数を前記第１帯電周波数とは異なる第２帯電周波数に設定する設定手段と、
前記現像剤担持体と前記検知部材との間の静電容量に応じた値に基づいて前記現像剤収容容器内の現像剤量を演算する制御ユニットと、
前記第１の画像形成モードにおける前記現像剤収容容器内の現像剤量が満杯の状態での前記静電容量に応じた第１補正値と、前記第２の画像形成モードにおける前記現像剤収容容器内の現像剤量が満杯の状態での前記静電容量に応じた第２補正値とを記憶する記憶手段と、を有し、
前記制御ユニットは、画像形成モードに応じて、前記現像剤担持体と前記検知部材との間の静電容量に応じた値を、前記第１補正値または前記第２補正値を用いて補正して、補正した値に基づいて前記現像剤収容容器内の現像剤量を演算することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記帯電周波数が異なる複数の画像形成モードとは、画像形成速度が異なる画像形成モード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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナーとしての現像剤を用いる画像形成装置及びカートリッジと、そのカートリッジに搭載されるメモリデバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、現像剤を収容する現像剤収容手段と、現像剤を担持する現像剤担持体と、を有する画像形成装置が知られている。このような画像形成装置において、現像剤担持体に印加された電圧を利用して現像剤収容手段内の現像剤量を検知する技術がすでに公知である。
【０００３】
例えば、従来は、現像剤担持体に電圧を印加して、容器内に設けられたプレートアンテナなどの部材と現像剤担持体との間の静電容量を検出することによって現像剤収容容器内の現像剤量を検知していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、現像剤量を検知する際に、像担持体を帯電するための帯電部材に対する帯電条件を考慮にいれた現像剤量検知を行っていなかった。
【０００５】
例えば、像担持体を帯電するための帯電部材に対する帯電周波数の変化が、容器内に設けられた現像剤検知部材と現像剤担持体との間の静電容量に影響を及ぼしてしまい、正確な現像剤量を検知できない場合があった。
【０００６】
本発明は、像担持体に対する帯電条件が変化しても、現像剤収容容器内の現像剤量を正確に検知可能な画像形成装置及びカートリッジと、該カートリッジに搭載されるメモリデバイスを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る装置は、像担持体を有し、前記像担持体を帯電する際の帯電周波数が異なる複数の画像形成モードを有する画像形成装置において、
前記像担持体上の静電潜像を現像するための現像剤を収容する現像剤収容容器と、
前記現像剤を担持して前記像担持体に供給する現像剤担持体と、
前記像担持体の表面を帯電する帯電部材と、
前記現像剤収容容器内の現像剤量を検知するための検知部材と、
前記画像形成モードに応じて前記帯電周波数を設定する設定手段であって、前記画像形成モードが第１の画像形成モードの場合に、前記帯電周波数を前記第１帯電周波数に設定し、前記画像形成モードが第２の画像形成モードの場合に、前記帯電周波数を前記第１帯電周波数とは異なる第２帯電周波数に設定する設定手段と、
前記現像剤担持体と前記検知部材との間の静電容量に応じた値に基づいて前記現像剤収容容器内の現像剤量を演算する制御ユニットと、
前記第１の画像形成モードにおける前記現像剤収容容器内の現像剤量が満杯の状態での前記静電容量に応じた第１補正値と、前記第２の画像形成モードにおける前記現像剤収容容器内の現像剤量が満杯の状態での前記静電容量に応じた第２補正値とを記憶する記憶手段と、を有し、
前記制御ユニットは、画像形成モードに応じて、前記現像剤担持体と前記検知部材との間の静電容量に応じた値を、前記第１補正値または前記第２補正値を用いて補正して、補正した値に基づいて前記現像剤収容容器内の現像剤量を演算することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素の相対配置、表示画面等は、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１４】
（第１実施形態）
本発明に係る画像形成装置の第１実施形態としてレーザビームプリンタについて説明する。
【００１５】
図５は、本発明の第１実施形態としてのレーザビームプリンタの概略構成図である。本プリンタ１４は、レーザスキャナ１１と、転写ローラ１２と、定着部１３とを含む、本体に対し、プロセスカートリッジＣを着脱可能な構成となっている。
【００１６】
レーザスキャナ１１は、入力した画像情報に応じたレーザビーム１０を射出する。レーザビーム１０は、ミラーに反射して、プロセスカートリッジＣ内に設けられた像担持体としての感光ドラム１の所定の位置に照射される。これによって、感光ドラム１上に潜像を形成し、この潜像に現像剤（トナー）を供給して顕像化し、顕像化された画像を、更に転写ローラ１２によって記録材Ｐへ画像を転写する。画像を転写された記録材Ｐは、定着部１３に搬送され、熱と圧力が加えられて記録材Ｐ上に画像が形成される。
【００１７】
図４は、本発明の第１実施形態に係るプロセスカートリッジＣ内部の構成を詳細に示す図である。
【００１８】
プロセスカートリッジＣは、感光ドラム１と、現像ローラ２と、トナー容器４と、帯電器（帯電ローラ）７と、クリーナ８と、廃トナー容器９とが一体化した構成となっている。トナー容器４には、トナーＴが収容されている。なお、プロセスカートリッジとしては、クリーナ８、廃トナー容器９を除いた感光ドラム１、現像ローラ２、トナー容器４、帯電器（帯電ローラ）７を一定化して構成してもよい。ここで、トナーＴは、絶縁性磁性１成分トナーとするが、本発明はこれに限定されるものではなく、２成分トナーなどを含む、現像剤全般を指すものである。
【００１９】
画像形成時には、レーザビーム１０の照射に先立ち、帯電部材としての帯電器７に対してプリンタ本体の電源５１によりバイアス電圧を印加されて、帯電器７によって感光ドラム１の表面を均一に帯電する。次に、帯電された感光ドラム１表面に対してレーザビーム１０を走査露光し、画像情報に応じた静電潜像を形成する。
【００２０】
次に、これにより、感光ドラム１の表面を一様に帯電する
次に、現像剤担持体としての現像ローラ２に対し、プリンタ本体の電源４１によりバイアス電圧を印加する。これにより、その静電潜像に対し、現像ローラ２の表面からトナーＴが飛翔し、そのトナーＴによって感光ドラム１上の潜像が顕像化される。このように感光ドラム１表面に形成されたトナー画像が、上述したように転写ローラ１２によって記録材Ｐに転写される。
【００２１】
転写が終了すると、クリーナ８が感光ドラム１表面の残留トナーを除去する。クリーナ８により感光ドラム１から除去された残留トナーは、廃トナー容器９に収容される。
【００２２】
なお、トナー容器４内には、矢印Ａ方向に回転する撹拌器３があり、この撹拌器３の回転により、トナーＴは、ほぐされ、現像ローラ２へ供給される。
【００２３】
なお、トナー容器４の内部には、現像剤量検知手段の一部を構成するプレートアンテナ１５が配設されている。プレートアンテナ１５は、トナー容器４の底に現像ローラ２と対向するように配設した板金である。材質には錆に強いＳＵＳを使用することが望ましいが、本発明はこれに限定されるものではなく、電流を流すことができるものであれば他の材料でも良い。
【００２４】
現像ローラ２に交流バイアスが印加されるとプレートアンテナ１５に微少電流が生じる。この微少電流を検知して検出電圧値に変換し、さらに計算により、プレートアンテナ１５と現像ローラ２の間の静電容量を導き出す。プレートアンテナ１５と現像ローラ２の間の静電容量は、両者の間に存在する絶縁性トナーの量に応じて変化するため、静電容量を正しく検出できれば正確にトナーの量を導き出すことができる。
【００２５】
すなわち、トナー容器４にトナーＴが所定量存在する場合には、プレートアンテナ１５と現像ローラ２の間の静電容量は大きく、トナーが減るにつれて両者のあいだに空気が増えて静電容量は小さくなっていく。また、静電容量が大きいときは、検出電圧値は小さくなり、静電容量が小さいときには、検出電圧値は大きくなる。
【００２６】
プレートアンテナ１５と現像ローラ２間でトナーが満杯（フル）状態の時には検出電圧値は最小値（静電容量は最大値）を示す。トナー残量に対応して検出電圧値は変化するが、所定量以上のトナーがトナー容器に残留していれば検知領域のトナー量は常にフル状態となるため、トナー量に関わらず検出電圧値は一定となる。つまり、検出電圧値が変化し、正確にトナー量を検知できるのは所定量以下になった場合だけである。ただし、トナー残量の不足をユーザに報知しなければならないため、この所定量は、ある程度の大きさになるように、プレートアンテナ１５を配置する。また、検出電圧値とトナー量の関係（例えば、ルックアップテーブルや数式など）を予め求めておき、検出電圧値からトナー量を検知する。
【００２７】
一方、本プリンタでは、画像形成するための画像形成速度（プロセス速度）として、通常の画像形成速度としての全速モードと半速モード（通常の画像形成速度の半分のプロセススピード）の何れかを選択可能である。画像形成速度は、用紙のサイズ、種類などによって変更されるものである、そして、本プリンタでは、感光ドラムに帯電ローラ７を接触させた状態で、帯電ローラ７に電圧（振動電圧Ｖａｃと直流電圧Ｖｄｃとの重畳電圧）を印加して感光ドラムの表面を帯電するＡＣ接触帯電方式を採用している。このような接触帯電方式においては、プリンタのプロセススピードを半速にして制御する場合に、全速時に用いる帯電条件である帯電周波数および帯電電流値に設定して制御を行った場合に、プロセススピードの変化に対応した帯電周波数および帯電電流値ではないため、モアレ像（干渉縞）が発生する可能性がある。このモアレ像の発生を回避するため、それぞれのモードで異なる帯電条件を設定していた。具体的には、全速モードでは、半速モードよりも、帯電周波数も帯電電流値も大きく設定している。例えば、帯電周波数および、帯電電流量は、全速モード時において３０００Ｈｚ、２５００μＡ、半速モード時において、１５００Ｈｚ、１５００μＡ、となるように設定され、全速モードでは半速モードに比べてほぼ倍の帯電周波数及び帯電電流値となっている。
【００２８】
図３は、本発明の第１実施形態としてのプリンタにおける、全速モードと半速モード間での検出電圧値の違いを示す図である。図３において、横軸が現像装置内の残トナー量を示し、縦軸に上記プレートアンテナ１５と現像ローラ４間で計測される検出電圧値を示す。
【００２９】
プレートアンテナ１５と現像ローラ４間の静電容量を検知する場合には、現像ローラに交流バイアスを印加することによってプレートアンテナ１５に生じる電流を検知して、検知した電流を検出電圧値に変換して、プレートアンテナ１５と現像ローラ４間の静電容量に相当する検出電圧値を求めている。
【００３０】
この検出動作はプリント実行中に行われており、検出の際には現像ローラ４とプレートアンテナ１５間の検知値に比べれば微小であるが、帯電ローラ７とプレートアンテナ１５との間にも静電容量が発生して、現像ローラ７とプレートアンテナ１５との間の静電容量に加えられた値として検知される。
【００３１】
また、帯電ローラ７とプレートアンテナ１５との間の静電容量も、現像ローラ７とプレートアンテナ１５との間の静電容量と同様に電流として検出されるものであり、検出電流をIとすると、
I＝帯電周波数×ローラとアンテナ間の容量×帯電印加電圧
で求められるものである。
【００３２】
上述したように、画像形成装置のプロセス速度が全速モードと半速モードにおいて、帯電周波数は、全速モード時ｆ＝３０００Hｚ、半速モード時ｆ＝１５００Hzと大きく異なっているため、それぞれのモード時において、静電容量値として検出される電流Iは帯電周波数の変化に大きくに影響を受けることになる。
【００３３】
図３は、全速モードと半速モードにおける帯電条件である帯電周波数の違いによって、プレートアンテナ１５と現像ローラ４間の静電容量に相当する検出電圧値がことなることを示している。これは、全く同じトナー量であっても、全速モードで画像形成動作を行っている場合の検出電圧値と、半速モードで画像形成動作を行っている場合の検出電圧値とでは、異なる値になることを表している。
【００３４】
従って、プロセス速度に応じた帯電条件の違いを考慮せずに通常のプロセス速度としての全速モードを基準とした方法で、プロセス速度が半速モードにおけるプレートアンテナ１５からの検出電圧値からトナー量を求めると、図２に示すように、半速モード時には、表示されるトナー残量と実際のトナー残量との間に誤差が生じてしまう。
【００３５】
そこで、本実施形態では、その検出電圧値の違いを一定値δとして近似し、あらかじめ半速モードで導き出された検出電圧値にδを加算した上で、トナー残量に変換する。
【００３６】
以下に、図６及び図７を参照して、本発明の第１実施形態としてのプリンタにおけるトナー残量検知処理の流れについて説明する。
【００３７】
図６は、トナー残量検知処理に着目した場合の、プリンタ本体１６とプロセスカートリッジＣの構成を示すブロック図である。
【００３８】
プリンタ本体１６に設けられたＣＰＵ３１は、不図示のＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、全速モードか半速モードかを判定し、モードに応じて帯電条件を設定する。そして、現像ローラ２に電圧を印加し、プレートアンテナ１５によって得られた検出電圧値をトナー残量に変換する。その際、半速モードであれば、得られた検出電圧値にδを加算した上で、図１７に示されるようなトナー残量変換テーブルを用いて、トナー残量に変換する。そして最後に、トナー残量をディスプレイ３２に表示する。ここでは、トナー残量を表示することとするが、これに限定されるものではなく、プロセスカートリッジの交換時期である旨をディスプレイ３２に表示しても良い。
【００３９】
ここで、δの値および残量変換テーブルは、ＣＰＵ３１内の不図示のＲＯＭなどに予め記憶されているものとする。
【００４０】
残量変換テーブルは、プレートアンテナ１５によって得られた検出電圧値にδの値を加算して得られた値に対応するトナー残量ｇまたはトナー残量％の値が記憶されているテーブルである。ＣＰＵ３１は、プレートアンテナ１５によって得られた検出電圧値にδの値を加算して得られた値に応じたトナー残量をテーブルから読み出してディスプレイ３２に表示する。このテーブルの場合は、トナーが初期に500ｇ収容可能なプロセスカートリッジに適用することを想定したものであり、トナー残量が50ｇ以下の変換テーブルである。
なお、図１７の残量変換テーブルの数値は、その一例を示したものであり、この数値に限定されるものではなく、トナー容量などにあわせて適宜変更可能な値である。
【００４１】
図７は、本発明の第１実施形態としてのプリンタにおけるトナー残量検知処理の流れを示すフローチャートである。以下のフローチャートにおける処理は、ＣＰＵ３１が不図示のＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより行なわれる。ここでは、プレートアンテナ１５の事をＰＡと呼ぶ。
【００４２】
まず、本体電源を投入し（Ｓ１０１）、次にＰＡ用電源を投入する（Ｓ１０２）。ここでＰＡ用電源は、現像ローラに電力をバイアス電圧を供給するための電源４１を用いても良いし、電源４１とは別に設けた電源を用いても良い。ここでは、本体電源４１とは別にＰＡ用の電源を設けた場合を一例として説明する。
【００４３】
次に、ＰＡで電圧値を検出する（Ｓ１０３）。さらに、ＣＰＵ３１により全速モードか半速モードかを判断する（Ｓ１０４）。
【００４４】
全速モードである場合は、ステップＳ１０５からステップＳ１０６に進み、ＣＰＵ３１は、ＣＰＵ３１に設けられた不図示のＲＯＭに用意された図１７の残量変換テーブルを用いて、検出電圧値からトナー残量に変換する。
【００４５】
一方、半速モードである場合には、ステップＳ１０５からステップＳ１０７に進んで、検出電圧値にδを加算した上で、ステップＳ１０６に進み、残量変換テーブルからトナー残量を求める。
【００４６】
更にステップＳ１０８に進み、ステップＳ１０６で導いたトナー残量をディスプレイ３２に表示する。
【００４７】
最後に、ステップＳ１０９でＰＡ用電源をＯＦＦし、トナー残量検知処理を終了する。
【００４８】
本実施形態のように、全速モードと半速モードとが選択可能な複数のプロセス速度を有する画像形成装置において、帯電条件に応じた補正を行うことにより、図１のように、正確に現像装置内の残トナー量を検出し表示することができる。その結果、適切なプロセスカートリッジ交換時期を示すことができ、トナーなしで白抜けた画像が出力されたり、トナーが残存するにもかかわらずプロセスカートリッジの交換要求したりといった不具合を無くすことができる。
【００４９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態としてのプリンタについて説明する。
【００５０】
本実施形態としてのプリンタでは、３つの速度モードが用意されている点で、上記第１実施形態と異なる。この他の構成及び動作については同様であるため、同じ構成要素については同じ符号を付していその説明を省略する。
【００５１】
３つの速度モードとしては、例えば、全速モード（３００ｍｍ/ｓｅｃ）、半速モード（１５０ｍｍ/ｓｅｃ）の他、３分の１速モード（１００ｍｍ/ｓｅｃ）が設定される。例えば、紙種として、普通紙であれば全速モード、厚紙であれば半速モード、ＯＨＴであれば３分の１速モードというように設定することが可能である。紙種に限らず紙サイズに応じて変更するよう設定しても良い。
【００５２】
かかる場合、全速モード、半速モードでは図３と同じ推移を示すが、３分の１速モードは更に帯電周波数及び帯電電流量が１０００Ｈｚ、１０００μＡであるため、更に検出電圧値が低くなる（図１１）。これにより、検出電圧値に何ら補正をしない場合においては、図１０のようになり、実際のトナー残量と表示されるトナー残量が異なることになる。
【００５３】
そこで、本実施形態では、半速モード用の補正値δとは別に、更に３分の１速モード用の補正値Δをもとめ、検出電圧値をその補正値Δで加算した後に、トナー残量に変換する。
【００５４】
図８は、本発明の第２実施形態としてのプリンタにおけるトナー残量検知処理の流れを示すフローチャートである。
【００５５】
ステップＳ１０１〜Ｓ１０９の処理は図７と同じであるため、説明を省略する。
【００５６】
本実施形態では、ステップＳ１０５で全速モードではないと判定された後、ステップＳ２０１に進み、半速モードか否か判定する。半速モードであれば、ステップＳ１０７に進み、そうでなければ、３分の１速モードと判定して、ステップＳ２０２の処理を行う。つまり、３分の１速モード用の補正値Δを加算する。
【００５７】
本実施形態においても、第１実施形態と同様に、帯電条件に応じた補正を行うことにより、図９のように、正確に残トナー量を検出することができる。
【００５８】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係るプリンタについて説明する。
【００５９】
本実施形態としてのプリンタでは、カートリッジにメモリが用意されている点で、上記第１実施形態と異なる。この他の構成及び動作については同様であるため、同じ構成要素については同じ符号を付していその説明を省略する。
【００６０】
図１３に示すように、メモリ２０は、カートリッジＣの外壁に設けられた不揮発性のメモリ（ＮＶＲＡＭ）であって、本体側に設けられデータ送受信部（不図示）との間でデータの通信を行う。
【００６１】
メモリ２０には、半速モード時の検出電圧を補正するためのδを格納し、更に、トナー満杯（フル）時のトナー残量検出電圧値（以下、ＰＡＦと称する）を格納する（図１５）。
【００６２】
ここでトナー満杯時とは、プレートアンテナ１５をトナーが完全に覆っている状態のことである。通常プレートアンテナ１５は図１３に示されているように、現像ローラ２の近傍の対向した配置され、トナーの残量が残り少ない状態において、トナー残量を正確に、かつ細かく検出するために設けられているものである。
【００６３】
一般に、同じトナー残量かつ同じモードであっても、カートリッジごとに微妙に検出電圧値が異なる。これは、もともとカートリッジ自身が有する静電容量に差があるためである。そのため、カートリッジ毎にその個体差に応じて検出電圧値を補正するためにメモリ２０に、そのカートリッジ固有のＰＡＦを記憶しておき、後述するＰＡＦを用いた算出式によってトナー残量を算出する。なお、このカートリッジ毎の検出値の差は、トナーの残量によらず一定であると見なすことができる。（図１６参照）また、上述したように、更にモードが異なれば、検出電圧値も異なることとなる。
【００６４】
図１６は、プロセスカートリッジ１とプロセスカートリッジ２の全速モード及び半速モードでの検出電圧値の一例を示す図である。
【００６５】
プロセスカートリッジ毎にプレートアンテナ、現像スリーブなどの位置が微妙に異なっているため、同じトナー残量かつ同じモードであっても、カートリッジ毎に微妙に検出電圧値が異なっている。例えば、図１６においては、カートリッジ１とカートリッジ２で０．１Ｖの検出値の差があることを示している。
従って、各カートリッジのＰＡＦが分かれば、その値に基づいて正確なトナー量を求めることができることになる。
【００６６】
具体的には、検出電圧値とトナー量の関係が図１６に示す直線に従うものであるとすると、５０グラム以下のトナー量Ｙは以下の２式で示されることになる。すなわち、全速時においては、
Ｙ（ｇ）＝５０−２５×（（全速時検出電圧値）−（全速モードＰＡＦ））
一方、半速時においては、
Ｙ（ｇ）＝５０−２５×（（半速時検出電圧変換値）−（全速モードＰＡＦ））である。尚、（半速時検出電圧変換値）とは半速での検出電圧値を全速時の電圧値に変換したものである。
【００６７】
図１６では、プロセスカートリッジ１の全速モードのＰＡＦが０．８Ｖであり、プロセスカートリッジ２の全速モードのＰＡＦが０．９Ｖである。更に、全速モードでは、半速モードに比して常に０．２Ｖ高い検出電圧値となっている。すなわちδ＝０．２Ｖとなっている。このδの値はメモリ２０に予め記憶されているので、半速モード時には、本体側のデータ送受信部によってこのδを読み出して、トナー残量の算出のために用いる。従って、プロセスカートリッジ１は、全速時においては、
Ｙ（ｇ）＝５０−２５×（（検出電圧値）−０．８）
半速時においては、
Ｙ（ｇ）＝５０−２５×（（半速時検出電圧＋０．２）−０．８））
によってトナー残量をもとめればよい。
【００６８】
以下に、図１４及び図１５を参照して、本発明の第３実施形態としてのプリンタにおけるトナー残量検知処理の流れについて説明する。
【００６９】
図１５は、トナー残量検知処理に着目した場合の、プリンタ本体１６とプロセスカートリッジＣの構成を示すブロック図である。
プリンタ内には、信号処理手段であるＣＰＵ３１及び、表示手段としてのディスプレイ３２が配設されている。カートリッジＣ内には記憶手段であるメモリ２０とトナー残量検知手段であるプレートアンテナ１５が配設されている。
メモリ２０には、複数の情報を記憶する領域が設けられており、プロセス速度が半速モード時に、プレートアンテナ１５からの出力値を補正するための補正値δと、ＰＡＦ値とが記憶されている。
【００７０】
プリンタ本体１６に設けられたＣＰＵ３１は、不図示のＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、全速モードか半速モードかを判定し、現像ローラ２に電圧を印加し、プレートアンテナ１５によって得られた検出電圧値をメモリ２０に記憶されているＰＡＦとδの値を読み出して参照してトナー残量に変換する。そして最後に、トナー残量をディスプレイ３２に表示する。ここでは、トナー残量を表示することとするが、これに限定されるものではなく、プロセスカートリッジの交換時期である旨をディスプレイ３２に表示しても良い。
【００７１】
図１４は、本発明の第３実施形態としてのプリンタにおけるトナー残量検知処理の流れを示すフローチャートである。
【００７２】
ステップＳ１０１〜Ｓ１０５、Ｓ１０８、Ｓ１０９の処理は図７と同じであるため、説明を省略する。
【００７３】
ステップＳ１０５で全速モードと判定されると、ステップＳ３０１に進み、検出電圧値とＰＡＦを比較する。
【００７４】
一方、全速モードでないと判定されるとステップＳ３０２に進み、検出電圧値を補正して、ステップＳ３０１に進む。
【００７５】
ステップＳ３０１の比較で、検出電圧値（半速の場合は補正後の値）がＰＡＦよりも小さい場合は、ステップＳ３０４に進み、メモリにその値をＰＡＦとして書込む。つまり、実際にはＰＡＦが最小の検出電圧値のはずであるが、もしＰＡＦよりも小さい電圧値が検出された場合には、ＰＡＦの書き換えを行う。これは、より正確にＰＡＦの値を更新して記憶するために行われる制御である。なお、この時、更に、トナーが十分な量だけ残っている旨表示してもよい。
【００７６】
また、検出電圧値（半速の場合はδを加算して変換した値）がＰＡＦの値以上である場合は、ステップＳ３０３に進んで、メモリのＰＡＦに基づきトナー残量を検出し、更にステップＳ１０８でトナー残量を表示する。この時、検出電圧値がＰＡＦと同じ値であれば、トナーが十分な量だけ残っている旨表示してもよい。
【００７７】
このように、メモリに記録されたＰＡＦ及び全速時の残量算出式を使うことにより、カートリッジによる誤差を考慮して、トナー量の正確な検知をすることが可能となる。
【００７８】
なお、本実施形態では、全速モードのＰＡＦのみを格納して半速モードでは検出電圧を補正しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、全速モードのＰＡＦと半速モードのＰＡＦの両方を格納してもよい。この場合、図１６の例によると、５０グラム以下のトナー残量は、
Ｙ（ｇ）＝５０−２５×（（検出電圧値）−（ＰＡＦ））
で表される。
【００７９】
具体的には、カートリッジ１では全速モードＰＡＦが０．８Ｖ、半速モードＰＡＦが０．６Ｖとなり、カートリッジ２では全速モードＰＡＦが０．９Ｖ、半速モードＰＡＦが０．７Ｖとなる。そして、カートリッジ１、２ともに全速−半速差は０．２Ｖである。
【００８０】
従って、プロセスカートリッジ１の全速モードでは、
Ｙ（ｇ）＝５０−２５×（（検出電圧値）−０．８））
プロセスカートリッジ１の半速モードでは、
Ｙ（ｇ）＝５０−２５×（（検出電圧値）−０．６））
プロセスカートリッジ２の全速モードでは、
Ｙ（ｇ）＝５０−２５×（（検出電圧値）−０．９））
プロセスカートリッジ１の半速モードでは、
Ｙ（ｇ）＝５０−２５×（（検出電圧値）−０．７））
の式に、検出電圧値をそのまま代入すればよい。
【００８１】
例えば、カートリッジ１において全速時の検出電圧値が１６Ｖである場合にはＹ（ｇ）＝５０−２５×（１６−０．８）＝３０ｇとなり、満載時を３００ｇとするとトナー残量として「１０％」と表示する。
【００８２】
なお、本実施形態では、トナー残量を算出するための算出式を用いたが、第１、第2の実施形態のように、図１７のような残量変換テーブルを用いてもよい。
【００８３】
また、この残量変換テーブルをカートリッジのメモリ２０の記憶領域に記憶させておき、残量変換テーブルに基づいて、検出電圧値に応じてトナー残量を求めても良い。
【００８４】
（他の実施形態）
なお、上記実施形態では、半速モードでの検出電圧値にδを加算することによって、近似的に補正を行っているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、半速モードでの検出電圧値を全速モードでの検出電圧値に変換するテーブルを用いても良いし、半速モードで独立した検出電圧値−トナー残量変換テーブルを用いてもよい。また、逆に、半速モードでの検出電圧値−トナー残量変換テーブルのみを用意しておき、全速モードの場合に、検出電圧値を所定の補正値で減算してからトナー残量に変換しても良い。
【００８５】
また、上記実施形態では現像剤量検知部材としてプレートアンテナを使用したが、平面アンテナでも使用可能である。平面アンテナとは、串歯上に配置された電極対の容量の変化によってトナー残量を測る板金部材である。
【００８６】
図１２にその例を示す。図１２に示す平面アンテナ６は、一般に用いられているプリント基板２３上にエッチングや印刷等で２つの電極、即ち、導体パターン２１、２２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その表面に絶縁性の保護膜（図示せず）が形成してある。二つの導電パターン２１、２２間の間隔（Ｇ）を３００μｍ程度まで狭く設定される。これは現像剤収容器内面に備え付けるものであり、現像剤収容器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６との接触面積が減少し、それに応じて、平面アンテナ６の電極２１、２２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内の現像剤量を知ることができる。
【００８７】
上記実施形態では、本発明に係る画像形成装置の例として、レーザビームプリンタについて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、レーザビーム射出装置の代わりにＬＥＤを用いたプリンタや、複写機など、現像剤を用いて画像形成を行う画像形成装置全般に適用可能である。
【００８８】
上記実施形態では、速度モードを判定することによって、帯電条件の違いを判定しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、帯電ローラに印加される帯電バイアスを直接検知することによって帯電条件を判定したり、または、感光ドラムの駆動モータに対する駆動信号を検知したりすることによって、帯電条件を判定しても良い。
【００８９】
上記第３実施形態では、プロセスカートリッジに設けられるメモリにＮＶＲＡＭを用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、不揮発性メモリ、本体側のデータ送受信部と無線（電波、光、赤外線など）で通信可能な非接触型不揮発性メモリ、電源を備えた揮発性メモリなどの記憶手段であればよい。
【００９０】
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。
【００９１】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００９２】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００９３】
本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明した（図７および/または図８及び／または図１４に示す）フローチャートに対応するプログラムコードが格納されることになる。
【００９４】
【発明の効果】
本発明によれば、像担持体を帯電する際の帯電条件としての帯電周波数が変化しても、正確に現像剤量を検知することができる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態にかかるプリンタで検知されるトナー残量と実際のトナー残量との関係の例を示す図である。
【図２】第１実施形態の前提となるプリンタで検知されるトナー残量と実際のトナー残量との関係の例を示す図である。
【図３】第１実施形態にかかるプリンタで検知される電圧値と実際のトナー残量との関係の例を示す図である。
【図４】第１実施形態に係るプロセスカートリッジ内部の構成を詳細に示す図である。
【図５】第１実施形態としてのレーザビームプリンタの概略構成図である。
【図６】トナー残量検知処理に着目した場合の、プリンタ本体とプロセスカートリッジの構成を示すブロック図である。
【図７】第１実施形態としてのプリンタにおけるトナー残量検知処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】第２実施形態としてのプリンタにおけるトナー残量検知処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】第２実施形態にかかるプリンタで検知されるトナー残量と実際のトナー残量との関係の例を示す図である。
【図１０】第２実施形態の前提となるプリンタで検知されるトナー残量と実際のトナー残量との関係の例を示す図である。
【図１１】第２実施形態にかかるプリンタで検知される電圧値と実際のトナー残量との関係の例を示す図である。
【図１２】平面アンテナの構成を示す図である。
【図１３】第３実施形態としてのプリンタに着脱できるプロセスカートリッジの概略構成図である。
【図１４】第３実施形態としてのプリンタにおけるトナー残量検知処理の流れを示すフローチャートである。
【図１５】トナー残量検知処理に着目した場合の、第３実施形態としてのプリンタ本体とプロセスカートリッジの構成を示すブロック図である。
【図１６】第３実施形態にかかるプリンタで検知される電圧値と実際のトナー残量との関係の例を示す図である。
【図１７】トナー残量変換テーブルの詳細な図である。
【符号の説明】
１  感光体
２  現像ローラ
３  撹拌手段
４  トナー容器
５  トナー規制部材
７  帯電ローラ
１４  画像形成装置本体
１５  トナー残量検知部材であるプレートアンテナ
２０  記憶手段
３１  信号処理手段
３２  トナー残量レベル表示手段
４１  電源
５１  電源
Ｃ  プロセスカートリッジ
Ｔ  トナー
【図１】
0004072447.tif 000002
【図２】
0004072447.tif 000003
【図３】
0004072447.tif 000004
【図４】
0004072447.tif 000005
【図５】
0004072447.tif 000006
【図６】
0004072447.tif 000007
【図７】
0004072447.tif 000008
【図８】
0004072447.tif 000009
【図９】
0004072447.tif 000010
【図１０】
0004072447.tif 000011
【図１１】
0004072447.tif 000012
【図１２】
0004072447.tif 000013
【図１３】
0004072447.tif 000014
【図１４】
0004072447.tif 000015
【図１５】
0004072447.tif 000016
【図１６】
0004072447.tif 000017
【図１７】
0004072447.tif 000018