JP4497754B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置に関するものであり、特に、現像剤の残量を正確に表示できる画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真複写機やレーザービームプリンターなどの電子写真方式の画像形成装置は、画像情報に対応した光を電子写真感光体に照射して潜像を形成し、この潜像に現像手段を用いて現像剤を供給して顕像化し、更に感光体から記録媒体へ画像を転写することで記録媒体上に画像を形成している。現像手段には現像剤収容部である現像剤収納容器が連結しており、画像を形成することで現像剤は消費されていく。
【０００３】
このような画像形成装置において、電子写真感光体、現像剤などの消耗品の交換、メンテナンスの簡便性を図る目的で、電子写真感光体と、電子写真感光体に作用するプロセス手段としての現像手段、帯電手段、クリーニング手段、更には現像剤収納容器や廃現像剤容器などをプロセスカートリッジとして一体化し、画像形成装置本体に対して着脱可能なユニットとするプロセスカートリッジ方式がある。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。
【０００４】
又、例えば、複数色の現像手段を有するカラー画像形成装置において、各現像手段の消耗具合が違う場合などに、各色の現像手段と現像剤収納容器とをカートリッジ化した各色の現像カートリッジを、画像形成装置に対して着脱可能なユニットとして個別に交換できるようにしたものもある。
【０００５】
このようなカートリッジ方式の画像形成装置では、使用者は、例えば現像剤が無くなった時点で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。そのため、このような画像形成装置には、現像剤が消費された場合にそれを検知し、使用者に報知する手段を設けることがある。
【０００６】
カートリッジ内に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がカートリッジ又は画像形成装置本体に備えられている。
【０００７】
特に、現像剤が無くなったことを使用者に報知するだけではなく、現像剤の量を逐次に検知して報知することによって、使用者の利便性を更に向上したものがある。このような画像形成装置では、現像剤が未使用時の何％だけ残っているかを算出して使用者に逐次報知したり、又、所定品位の画像形成が行えない程現像剤が減ったことを示す「現像剤無し」表示を行い、画像不良が起こる前に現像剤が残り少なくなったことを使用者に警告したりするものがある。
【０００８】
この現像剤残量検知手段として、少なくとも一対の入力側及び出力側電極を備え、両電極間の静電容量を測定することによって現像剤量を検出する方法がある。このような静電容量測定方式の現像剤残量検知手段の一方式として、プレートアンテナ方式がある。
【０００９】
このプレートアンテナ方式は、例えば、現像手段が備える現像剤担持体に交流バイアスを印加して電子写真感光体に形成した潜像を現像する現像方式を採用したカートリッジにおいて、現像剤担持体と対向して設けた電極となる板金を設けたり、若しくはその他の複数の箇所に板金を設けて、この板金と現像剤担持体との間、板金と板金との間の静電容量が、絶縁性トナーなどとされる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。
【００１０】
即ち、この板金と現像剤担持体との間、若しくは板金と板金との間の空間が現像剤で埋まっていればその間の静電容量は大きくなり、現像剤が減るにつれて両者の間の空間を空気が占める率が増え、静電容量は小さくなっていく。従って、この板金と現像剤担持体との間の静電容量や板金間の静電容量と現像剤量の関係を予め求めておけば、静電容量を測定することによって現像剤量を検知することができる。
【００１１】
静電容量の測定は、現像剤担持体に交流バイアスを印加した際にこの現像剤担持体に対向して設けられた板金に流れる電流、或は複数の板金が設けられる場合には、電極である板金に交流バイアスを印加した際にもう一方の板金に流れる電流を測定することによって行われる。つまり、このプレートアンテナ方式の現像剤残量検知手段は、多くは現像剤担持体に現像バイアスが印加されている画像形成時に現像剤量を検知する。
【００１２】
上述のような静電容量方式の現像剤量検知手段では、予め現像剤残量検知手段によって検出される静電容量と現像剤量の関係を求めておき、この関係に基づくテーブルや演算式と静電容量の検出値から現像剤の量が求められる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように静電容量によって現像剤の残量を検知する方式の場合、同一構成の現像剤残量検知手段を使用し、残っている現像剤の量（重量）が同じであっても、静電容量を検出する板金に対する現像剤の分布のばらつきや、残っている現像剤の密度のばらつきによって、必ずしも同一の静電容量を検出できず、現像剤の減少に伴う静電容量の変化の仕方にずれが生じ、結果として、その静電容量に基づいて検知される現像剤残量検出値の推移がばらつくという問題があった。
【００１４】
このような現像剤収納容器内に残る現像剤の分布や密度のばらつきは、現像剤の流動性や、容器内に初期に充填される現像剤量、容器の構成の違いなどによって発生する。
【００１５】
上述のような原因で現像剤量を正確に検知できないと、例えば実際の現像剤残量よりも多く見積もってしまうような場合には、所定の品位の画像が形成できない程に現像剤が減っているにも拘わらず、ユーザはまだ現像剤が残っているように錯覚してしまうため、例えば適正な時期に交換用のカートリッジを用意することができず、所謂、画像の白抜けなどが発生してしまうという問題がある。又、実際の現像剤残量より少なく見積もってしまう場合、まだ現像剤が残っているにも拘わらずカートリッジを交換してしまい、使用可能な現像剤を廃棄してしまうことになり、ひいては資源の無駄に繋がる。
【００１６】
本発明は上述の課題に鑑み成されたものであり、その目的は、現像剤の残量を正確に表示できる画像形成装置を提供することである。
【００１７】
本発明の他の目的は、適切なタイミングでカートリッジの交換を報知することができる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】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明によると、現像剤を収納する現像剤容器と、前記現像剤容器に収納されている現像剤残量に応じた少なくとも２つの電極間の静電容量を測定することによって得られる信号を逐次出力可能な現像剤残量検知手段と、前記現像剤残量検知手段によって検出される前記静電容量の値が最大になる信号の値に対応するＰＡＦ値、及び白抜け画像発生時の前記現像剤容器における現像剤残量に対応するＷ値であって、未使用の際の前記現像剤容器に充填されている現像剤の量に応じて異なるＷ値を記憶する記憶手段と、を有するカートリッジを着脱可能な画像形成装置において；前記カートリッジが前記画像形成装置の装置本体に装着された際に、前記記憶手段と前記装置本体との通信を行う通信手段と；前記現像剤容器に収納されている現像剤残量と補正値との関係を示す補正テーブルと；前記現像剤残量検知手段から出力される前記信号を電圧値信号に変換する検出部と；前記検出部から入力する前記電圧値信号と、前記通信手段を介して前記記憶手段から読み込まれるＰＡＦ値及びＷ値と、前記補正値との関係を示す関数によって前記補正値を求め、前記補正テーブルから前記現像剤容器に収納されている現像剤残量を導く演算部と；を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００２２】
【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。
【００２３】
実施例１
先ず、図１及び図２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、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、ホストコンピュータからの画像情報を受け取り、電子写真画像形成プロセスによって記録媒体、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。又、本実施例のレーザービームプリンタＡは、詳しくは後述するプロセスカートリッジＢを着脱して交換することが可能とされている。
【００２４】
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によって均一に帯電され、次いで、その表面をレーザースキャナー３から画像情報に応じて照射されるレーザ光Ｌによって走査露光することによって、感光体ドラム１に目的の画像情報に応じた静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置Ｃが現像剤Ｔを供給することによりトナー像として可視化される。
【００２５】
つまり、現像装置Ｃは、現像剤収容部としての現像剤収納容器（現像剤容器）４と、現像手段としての現像ローラ５を有している。現像剤収納容器４内には、現像剤攪拌手段として、図１中の矢印方向に回転する攪拌部材６が設けられている。攪拌部材６は、回転軸に固定されたシート（攪拌シート）とされ、この攪拌部材６が回転することで、現像剤Ｔがほぐされつつ現像ローラ５へ供給される。本実施例では、現像剤Ｔとしては、絶縁性磁性１成分現像剤を用いた。又、現像ローラ５は、固定磁石５ａを内蔵しており、現像ローラ５を回転することによって現像剤Ｔは搬送され、現像剤層厚規制部材である現像ブレード７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Ｔ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５は、現像バイアス印加手段３３（図３）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。
【００２６】
一方、トナー像の形成と同期して記録媒体収納カセット１０にセットした記録媒体Ｐをピックアップローラ１１などの搬送手段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１３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媒体Ｐに転写する。
【００２７】
トナー像の転写を受けた記録媒体Ｐは定着手段１４へと搬送され、ここで記録媒体Ｐ上の未定着トナー像は記録媒体Ｐに定着される。定着手段１４は、ヒータ１４ａを内蔵した定着ローラ１４ｂ及び駆動ローラ１４ｃを備え、通過する記録媒体Ｐに熱及び圧力を印加して転写されたトナー像を記録媒体Ｐ上に定着する。
【００２８】
その後、記録媒体Ｐは、ローラ対、搬送路などの搬送手段１５により排出トレイ１６へと排出される。この排出トレイ１６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。
【００２９】
転写ローラ１４によってトナー像を記録媒体Ｐに転写した後の感光体ドラム１は、クリーニング手段８によって感光体ドラム１上に残留した現像剤Ｔ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８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とされ、感光体ドラム１上の残留現像剤を掻き落として廃現像剤容器９へと集める。
【００３０】
本実施例において、プロセスカートリッジＢは、図２に示すように、感光体ドラム１と、この感光体ドラム１に作用するプロセス手段としての、帯電ローラ２、現像手段５及び現像剤収納容器４などを備えた現像装置Ｃ、クリーニング手段８及び廃現像剤容器９を備えたクリーニング装置５０を一体的に枠体１７で結合することによってカートリッジ化されている。このプロセスカートリッジＢは、ユニットとして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１８に対して取り外し可能に装着される。
【００３１】
以下、本実施例の現像剤量検出装置について説明する。本実施例のレーザービームプリンタＡは、現像装置Ｃ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のできる現像剤残量検知手段３０を備えた現像剤量検出装置を有している。
【００３２】
本実施例では、現像剤残量検知手段３０はプレートアンテナ方式である。図２に示すように、本実施例では、プレートアンテナとして、現像装置Ｃ内の長手方向の全域にわたって設けられた電極板金である、第１板金３１、第２板金３２を備えている。第２板金３２は現像ローラ５の長手方向と略平行に対向し、又この第２板金３２の長手方向と略平行に第１板金３１が配設されている。
【００３３】
このように、プレートアンテナである第１板金３１と第２板金３２とを現像装置Ｃ内に配設し、現像装置Ｃ内の現像剤Ｔの減少に伴って、第１板金３１と第２板金３２との間、現像ローラ５と第２板金３２との間の静電容量を観測することで、随時現像装置Ｃ内の現像剤量を知ることができる。
【００３４】
図３をも参照して現像剤量検出装置の回路構成を更に説明すると、本実施例では、現像ローラ５と第１板金３１は、プロセスカートリッジＢが画像形成装置本体１００に装着された状態で、装置本体１００に設けられた電圧印加手段としての現像バイアス印加手段である現像バイアス回路３３に電気的に接続される。そして、通常の現像バイアスである２ＫＨｚ程度の交流バイアスと−４００Ｖ程度の直流バイアスが現像ローラ５及び第１板金３１に印加される。これにより、現像ローラ５と第２板金３２の間、及び第１板金３１と第２板金３２の間で交流電流が流れ、電流測定装置である検出回路３５によって両者の合成の電流値が計測され、この電流値から静電容量が計測される。
【００３５】
現像バイアス回路３３から所定のＡＣバイアスが出力されると、その印加バイアスはリファレンス用コンデンサ３４と現像ローラ５と、第１板金３１にそれぞれ印加される。これによって、リファレンス用コンデンサ３４の両端には電圧Ｖ１が発生し、第１板金３１と第２板金３２の間には、静電容量Ｃ４に応じた電流が発生する。この電流値を演算によって電圧Ｖ２に変換する。静電容量Ｃ４は、現像ローラ５と第２板金３２との間の静電容量Ｃ２、第１板金３１と第２板金３２との間の静電容量Ｃ３の合成の静電容量である。
【００３６】
検出回路３５は、入力されるリファレンス用コンデンサ３４の両端に発生する電圧Ｖ１と、第１板金３１と第２板金３２の間の電圧Ｖ２との電圧差から、電圧Ｖ３を生成し、ＡＤ変換部３６に出力する。ＡＤ変換部３６はアナログ電圧Ｖ３をデジタル変換した結果を制御手段２２に出力する。本実施例では、リファレンス用コンデンサ３４、検出回路３５、ＡＤ変換部３６などによって本体側残量検出部２５が構成される。
【００３７】
制御手段２２は、このデジタル値に変換された電圧値（検出電圧値Ｖ３）に基づいて、詳しくは後述するように、プロセスカートリッジＢ内の現像剤量を認識する。
【００３８】
本実施例のプロセスカートリッジＢは、図２に示すように、廃現像剤容器９の上側面部に、記憶手段である読み書き可能なメモリ２０と、メモリ２０への情報の読み書きを制御するためのカートリッジ側伝達部２０ａを有している。プロセスカートリッジＢが画像形成装置本体１００に装着されると、カートリッジ側伝達部２０ａと画像形成装置本体１００側の本体制御部２１（図４）が互いに対向して配置される。又、本体制御部２１は本体側の伝達手段としての機能も含んでいる。
【００３９】
本発明に使用される記憶手段（メモリ）２０としては、不揮発性メモリ、揮発性メモリとバックアップ電池を組み合わせたものなど、通常の半導体による電子的なメモリを特に制限なく使用することができる。特に、メモリ２０と読みだし／書き込みＩＣの間のデータ通信を電磁波によって行う非接触メモリである場合、カートリッジ側伝達部２０ａと本体制御部２１の間が非接触であってもよいため、プロセスカートリッジＢの装着状態による接触不良の可能性がなくなり、信頼性の高い制御を行うことができる。
【００４０】
これら二つの制御部によってメモリ内の情報の読み出し及び書き込みを行うための読み書き制御手段（通信手段）が構成される。メモリ２０の容量は、本実施例では、カートリッジ使用量及びカートリッジ特性値などの複数個の情報を記憶するのに十分な容量とすることができる。又、メモリ２０には、カートリッジが使用された量が随時書き込み記憶される構成とする。
【００４１】
メモリ２０内には様々な情報が格納されているが、本実施例では、少なくとも後述する、検出電圧値の最小値（以後、「ＰＡＦ値：プレートアンテナ・フル値」と呼ぶ。）情報、Ｗ値情報、Ｙ％値情報が格納されている。
【００４２】
次に、図４をも参照して本実施例におけるメモリ制御構成、現像剤量の検知処理構成について説明する。プロセスカートリッジＢ側にはメモリ２０が配置され、装置本体１００側には、本体制御部２１が配置されている。本体制御部２１には、制御手段２２、演算部２３、残量検知補正テーブル（残量検知補正テーブル記憶部）２４、本体側残量検出部２５及び演算式（演算式記憶部）２６などが設けられている。
【００４３】
本実施例の現像剤残量検知手段３０からの出力信号は、本体側残量検出部２５にて上述のようにデジタル信号の電圧値信号とされ、演算部２３に入力される。又、プロセスカートリッジＢのメモリ２０内に格納された情報は、プロセスカートリッジＢが装置本体１００に装着された状態で、常に本体制御部２１内の演算部２３と送受信可能な状態になっており、演算部２３では本体側残量検出部２５からの信号及びメモリ２０からの情報を用いて、演算式２６に基づき演算処理を行う。演算部２３での演算処理結果は、制御手段２２が現像剤残量検知補正テーブル（残量検知補正テーブル）２４を使用してデータの照合を行い、現像剤残量の検出値を適正に補正し、現像剤残量レベルを決定する。
【００４４】
上述のような構成の本実施例の現像剤量検出装置では、現像剤残量検知手段３０によって検出された静電容量値は、装置本体１００で電圧信号に変換され、現像装置Ｃ内の現像剤量に応じて図５に示すような検出電圧値（Ｖ３）で出力されている。つまり、本実施例の構成では、現像剤量が最大である時には、検出電圧値は最小値、即ち、静電容量は最大値を示す。この時の検出電圧値がＰＡＦ値である。そして、現像剤量が少なくなるにつれて、検出電圧値は上昇していき、現像剤Ｔが完全に無くなったり、或いは、所謂、画像の白抜けなどが発生し、適正画像が形成できない程減少するまで上昇する。この時の検出電圧値はＰＡＥ値（プレートアンテナエンプティ値）である。
【００４５】
尚、本実施例では、現像剤量が減少して現像剤残量検知手段３０にて測定される静電容量値が減少するに従って検出電圧値が増加する回路構成としているが、静電容量と電圧の関係は回路により様々に変更可能であり、静電容量と検出電圧値の関係が同じ減少関数であっても、増加関数であってもよく、本発明は本実施例の関係に限定されるものではない。
【００４６】
図５には、現像剤収納容器４への現像剤Ｔの初期充填量が異なり、他の構成が同一である２つのプロセスカートリッジＢ１、Ｂ２を装置本体１００に装着して、現像剤量（ｇ）と検出電圧値（Ｖ）の関係を測定した結果を示している。即ち、白丸（−○−）にてプロットされた曲線は、現像剤容量（初期現像剤充填量）が５００ｇであり、１００００枚の画像形成が可能なプロセスカートリッジＢ１における実際の現像剤量（ｇ）と検出電圧値（Ｖ）の関係を示し、黒四角（−■−）にてプロットされた曲線は、現像剤容量（初期充填量）が３００ｇであり、６０００枚の画像形成が可能なプロセスカートリッジＢ２における実際の現像剤量（ｇ）と検出電圧値（Ｖ）の関係を示す。
【００４７】
図６及び図７にそれぞれ現像剤容量が５００ｇ（画像形成可能枚数約１００００枚）、３００ｇ（画像形成可能枚数約６０００枚）であるプロセスカートリッジＢ１、Ｂ２を示しているが、図示の通り、各々のプロセスカートリッジにおける現像剤残量検知手段３０の位置関係、即ち、プレートアンテナである第１、第２板金３１、３２、及び現像ローラ５の位置関係は全く同一であり、現像剤Ｔの充填量のみが異なる。一般にプロセスカートリッジの種類、即ち、本実施例では現像剤容量（初期充填量）の異なるプロセスカートリッジＢ１、Ｂ２ではＰＡＦ値が異なる。本実施例において、現像剤充填量５００ｇ、３００ｇのプロセスカートリッジＢ１、Ｂ２においてＰＡＦ値はそれぞれ１．０５Ｖ、１．０Ｖであった。
【００４８】
ここで、上述のように、プレートアンテナ方式のような静電容量測定方式の現像剤量検出装置では、予め現像剤量と、「検出される静電容量、即ち、検出電圧値」との関係を求めておき、この関係に基づくテーブルや演算式を用いて現像剤量を検知できる。
【００４９】
しかし、上述のように、カートリッジの種類によってＰＡＦ値が異なる各プロセスカートリッジＢが装着可能な画像形成装置においては、或る特定のプロセスカートリッジについて求められた現像剤量と静電容量との関係のみに基づいたのでは、正確に現像剤量を検出することができない。
【００５０】
そこで、予めプロセスカートリッジの種類毎のＰＡＦ値を求めておくことによって、予め設定された静電容量の検出値（検出電圧値）と現像剤量との関係に基づく所定のテーブルや演算式を用いて、このＰＡＦ値からの検出電圧値（Ｖ）の変化を検出し、各プロセスカートリッジにおいて適正に現像剤量を検出する方法が考えられる。
【００５１】
つまり、本実施例のレーザービームプリンタＡのように、現像剤容量（初期充填量）の異なるプロセスカートリッジＢ１、Ｂ２が装着可能な画像形成装置の場合にも、それぞれの種類のプロセスカートリッジに対するＰＡＦ値を予め決定し、メモリ２０に格納しておき、予め設定された静電容量の検出値（検出電圧値）と現像剤量との関係に基づく所定の演算式やテーブルにて、このＰＡＦ値からの検出電圧値（Ｖ）の変化量を検出して現像剤量を求めることが考えられる。
【００５２】
しかしながら、図５に示す現像剤Ｔの減少に伴う検出電圧値の変化を詳細に検討すると、現像剤容量（初期充填量）の異なるプロセスカートリッジＢについて、現像剤量（ｇ）と検出電圧値（Ｖ）の関係がそれぞれのプロセスカートリッジＢ１、Ｂ２で一致しないことが分かる。
【００５３】
即ち、限定するものではないが、本発明者の検討によると、現像剤Ｔの充填量が多くなるにつれて、現像剤Ｔの自重で現像剤収納容器４内の現像剤密度が高くなって詰まり易くなる。そのため、現像剤Ｔの初期充填量の違いによって現像容器内に残る現像剤Ｔの密度や分布が異なり、現像剤残量検知手段３０によって検出される静電容量の変化の仕方、即ち、現像剤残量検知手段３０の出力の推移に差（ずれ）が生じると考えられる。
【００５４】
例えば、プロセスカートリッジＢ１を使用して画像を出力し続け、白抜け画像が発生した時に容器内に残っている現像剤Ｔの状態が図１５であり、プロセスカートリッジＢ２を使用して画像を出力し続け、白抜け画像が発生した時に容器内に残っている現像剤Ｔの状態が図１６である。この２つの図を比較すると理解されるように、充填量の多いプロセスカートリッジＢ１と充填量の少ないプロセスカートリッジＢ２とでは、白抜け画像が発生した時（つまり、現像剤残量が極めて少なくなっている状態）に残量検出アンテナ部に付着している現像剤Ｔの密度が異なっている（プロセスカートリッジＢ１の方が密度が高い。）このため、白抜け画像発生時の現像剤残量検知手段（残量検出アンテナ部）３０の出力電圧（ＰＡＥ値）が図５のように異なってしまっている。
【００５５】
このような現像剤残量検知手段３０の出力の推移のずれは、同一容量、即ち、初期充填量が同一であるプロセスカートリッジでも、例えば現像剤Ｔの製造条件の違いによる流動性の違いや、現像剤収納容器４の製造条件の違いによって生じる構成のばらつきなどによっても発生する。
【００５６】
従って、各プロセスカートリッジＢ１、Ｂ２について常に正確に現像剤量を逐次検知するためには、上述のような現像剤容量の差、現像剤Ｔの製造条件の違い、或いは現像剤収納容器４など現像装置Ｃ構成要素の公差などを考慮して現像剤残量検知手段３０の出力の推移のずれを補正する必要がある。
【００５７】
本発明では、この差を補正するために、演算式に現像剤容量（初期充填量）や現像剤Ｔの製造条件、或いは現像剤収納容器４の製造条件等に応じたパラメータ値を持たせ、現像剤残量検出手段３０の出力推移を補正する構成とする。
【００５８】
そこで、本実施例では、
（１）プロセスカートリッジＢにメモリ２０を設け、「現像剤量検出装置による検出電圧値（Ｖ３）の最小値（静電容量値の最大値）、即ち、ＰＡＦ値」と、「プロセスカートリッジＢの現像剤容量（初期充填量）に応じたパラメータ値Ｗ（＝白抜け画像発生時に容器内に残っている現像剤Ｔの残量に関係するデータ）」とをメモリ２０に書き込む。Ｗ値は現像剤Ｔの充填量に応じて異なる。充填量が多いほどＷ値は小さい。
（２）ＰＡＦ値と現像剤残量との関係を用いた重み付けの関数を予め本体制御部２１若しくはメモリ２０内に演算式２６として格納する。パラメータ値Ｗはこの関数の中で使用される。
（３）そして、重み付けの関数と検出電圧値Ｖ３の関係に、重み付け関数の補正値Ｚを順次代入していき、関係が成立する補正値Ｚを決定する。
（４）現像剤残量検知補正テーブル２４によって、決定された補正値Ｚから現像剤残量を算出する。
（５）その結果を、随時、表示手段に表示させる。
という制御を行う。
【００５９】
これにより、プロセスカーリッジＢの種類、即ち、本実施例では、現像剤容量（初期充填量）の違いにより検出電圧値（静電容量値）の推移にずれが生じても、正確な現像剤残量を逐次に検出することができる。
【００６０】
上述のような本実施例の制御について更に説明すると、検出電圧値がＰＡＦ値から所定量増加するまでの範囲を現像剤Ｔの使用可能範囲とし、その範囲内の現像剤残量（残り％）を逐次検出することにすると、重み付けの関数は、
Ｆ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）＝｜Ｚ（（α−１）ＰＡＦ＋Ｗ）＋ＰＡＦ｜・・・（１）
（式中、α及びＰＡＦ値は定数、Ｚは重み付け関数の補正値、Ｗはパラメータ値）
となる。この式（１）は、
Ｆ＝｜Ｚ（ＰＡＥ−ＰＡＦ）＋ＰＡＦ｜
ＰＡＥ＝αＰＡＦ＋Ｗ
から得られる。
【００６１】
上記式（１）は、本実施例では、本体制御部２１内に演算式２６として所定の記憶部に格納されている（図４）。尚、上述のように、これはプロセスカートリッジＢのメモリ２０に記憶させることもできる。
【００６２】
ここで、定数αは、検出電圧値がＰＡＦ値からどれだけ増加するまでの範囲を現像剤Ｔの使用可能範囲とするかによって予め決定される定数である。例えば現像剤残量が０ｇとなるまでの範囲を使用可能範囲としたり、或いは予め設定される白抜け画像などが発生し所定品位の画像が形成できないほど減少した現像剤残量までの範囲を使用可能範囲とすることができる。
【００６３】
パラメータＷは、カートリッジの特性を決定する要素として、本実施例では現像剤容量（初期充填量）によって変更され、予め設定されるものである。
【００６４】
又、上述のように、本実施例では、同一種類、即ち、本実施例では現像剤容量（初期充填量）の同じプロセスカートリッジＢでは、検出電圧値の推移の上でＰＡＦ値はほぼ一定値であるとし、このＰＡＦ値は予めメモリ２０内に格納しておく。
【００６５】
更に、補正値Ｚは、現像剤Ｔの使用範囲内を適当な間隔で区切るような値であり、予め現像剤量と対応され、残量検知補正テーブル２４として本体制御部２１の所定の記憶部に格納されている（図４）。表１に残量検知補正テーブル２４の一例を示す。表１は現像剤容量が５００ｇのプロセスカートリッジＢ１及び３００ｇのプロセスカートリッジＢ２にて使用される残量検知補正テーブル２４の一例を示す。
【００６６】
【表１】

【００６７】
そして、演算部２３は、上記式（１）の重み付け関数Ｆ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）と検出電圧値（Ｖ３）の関係を示す下記式（２）、
｜Ｖ３｜≧｜Ｚ（（α−１）ＰＡＦ＋Ｗ）＋ＰＡＦ｜ ・・・ （２）
に順次補正値Ｚを代入して計算値を得、制御手段２２は、この計算値から上記式（２）が成立する補正値Ｚを決定する。制御手段２２は、現像剤残量検知補正テーブル２４にて照合することによって、決定された補正値Ｚから現像剤量を認識する（残量表示レベルを算出する）。
【００６８】
例えば、表１に示す残量検知補正テーブル２４から、現像剤残量が最も多い区分に対応するＺ＝０．１０を代入して（２）式が成立すれば、現像剤残量は１００％（５００ｇ）であると判断して、例えば現像剤残量が１００％であることを報知するよう指示する。又、Ｚ＝０．１０を代入して式（２）が成立しなければ、次にＺ＝０．１８を式（２）に代入し、成立すれば現像剤残量は４０％（２２０ｇ）であると判断し、例えば現像剤量が４０％であることを報知するように指示する。つまり、上位のＺ値で（２）式が成立しない場合は、順次Ｚ値を増やして（２）式を算出し、式が成立するＺ値によって現像剤残量を認識する。
【００６９】
本実施例では、本体制御部２１は、算出した現像剤量として、現像剤Ｔの残り％を装置本体１００が備えた表示手段（ディスプレイ）４０に表示する。又、現像剤残量０％と判断された場合には現像剤が無いことを警告する表示を行うことができる。尚、上述のように、現像剤無し、或いは現像剤残量が０％であるとは、所定品位の画像形成が不可能なほど現像剤Ｔが減少した場合をも含む。
【００７０】
次に、図８のフローチャート（ステップ１〜ステップ１８：Ｓ１０１〜Ｓ１１８）を参照して、本実施例における現像剤残量逐次検出手順について更に説明する。
Ｓ１０１：装置本体１００の電源スイッチをＯＮとし、装置本体１００が動作を開始する（ＳＴＡＲＴ）。
Ｓ１０２：装置本体１００の制御手段２２が、プロセスカートリッジＢのメモリ２０内のパラメータ値Ｗ情報、及びＰＡＦ値を読み出す。
Ｓ１０３：本体側残量検出部２５が検出電圧Ｖ３を測定する。
Ｓ１０４：演算部２３が、残量検知補正テーブル２４のＺ＝０．１０をＦ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）に代入して計算値を得、制御手段２２はＶ３がＦ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）を越えるか確認する。“Ｙｅｓ”と判断された場合Ｓ１０７に進む。又、“Ｎｏ”と判断された場合には制御手段２２は現像剤残量が１００％であることを報知するための信号を発信し、装置本体１００の表示手段４０に表示させる（Ｓ１０５）。次いで、メモリ２０内の現像剤残量Ｙ％値情報を更新する（Ｓ１０６）。その後、Ｓ１０３に戻る。
Ｓ１０７：演算部２３が、残量検知補正テーブル２４のＺ＝０．１８をＦ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）に代入して計算値を得、制御手段２２はＶ３がＦ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）を越えるか確認する。“Ｎｏ”と判断された場合、制御手段２２は現像剤残量が４０％であることを報知するための信号を発信し、装置本体１００の表示手段４０に表示させる（Ｓ１０８）。次いで、メモリ２０内の現像剤残量Ｙ％値情報を更新する（Ｓ１０９）。その後、Ｓ１０３に戻る。又、“Ｙｅｓ”と判断された場合は、表１の残量検知補正テーブル２４に従って、次にＺ＝０．２０を代入し、上述のチャートのように、Ｚ＝０．９５になるまで繰り返す。尚、この繰り返しについては説明を省略する。
Ｓ１１０：演算部２３が、残量検知補正テーブル２４のＺ＝０．７８をＦ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）に代入して計算値を得、制御手段２２はＶ３がＦ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）を越えるか確認する。“Ｎｏ”と判断された場合、制御手段２２は現像剤残量が５％であることを報知するための信号を発信し、装置本体１００の表示手段４０に表示させる（Ｓ１１１）。次いで、メモリ２０内の現像剤残量Ｙ％値情報を更新する（Ｓ１１２）。その後、Ｓ１０３に戻る。又、“Ｙｅｓ”と判断された場合は、Ｓ１１３に進む。
Ｓ１１３：演算部２３が、残量検知補正テーブル２４のＺ＝０．９５をＦ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）に代入して計算値を得、制御手段２２はＶ３がＦ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）を越えるか確認する。“Ｎｏ”と判断された場合、制御手段２２は現像剤残量が１％であることを報知するための信号を発信し、装置本体１００の表示手段４０に表示させる（Ｓ１１４）。次いで、メモリ２０内の現像剤残量Ｙ％値情報を更新する（Ｓ１１５）。その後、Ｓ１０３に戻る。又、“Ｙｅｓ”と判断された場合はスＳ１１６）に進む。
Ｓ１１６：制御手段２２が、現像剤残量が０％であること、或いはプロセスカートリッジＢを交換する必要があることを報知するための情報を発信し、装置本体１００の表示手段４０に表示させる。
Ｓ１１７：メモリ２０内の現像剤残量Ｙ％値情報を更新する。
Ｓ１１８：終了。
【００７１】
Ｗ値は、現像剤充填量が多いほど小さいので、充填量の多いプロセスカートリッジＢ１を装着している時は、充填量の少ないプロセスカートリッジＢ２を装着している時よりも現像剤残量検知手段（残量検知アンテナ）の検知残量が多い段階で残量０％又はカートリッジ交換表示が出る。
【００７２】
上述のフローチャートに従う制御を行って、現像剤容量（初期充填量）の異なる（５００ｇ、３００ｇ）プロセスカートリッジＢについて、実際に現像装置Ｃ内に残っている現像剤量（ｇ）と演算処理によって求められた現像剤残量（ｇ）とを比較し評価したところ、図９に示すように、プロセスカートリッジＢの現像剤容量差を吸収し、精度良く現像剤Ｔの残量を逐次検出することが可能であった。このことから、例えばプロセスカートリッジＢ１の販売後に、新たに現像剤容量の違うプロセスカートリッジＢ２が追加されるような場合にも、メモリ２０に格納するパラメータ値Ｗを変えることにより正確な現像剤残量の逐次検知が可能となる。
【００７３】
以上、本発明によれば、現像剤容量（初期充填量）の違い等のカートリッジ個体差により発生する静電容量検出値（検出電圧値）の推移のずれを排除し、各カートリッジについて常に正確に現像剤量を算出することができる。
【００７４】
実施例２
次に本発明の他の実施例について説明する。本実施例において、画像形成装置及びプロセスカートリッジの構成は基本的に実施例１のものと同様であり、記憶手段（メモリ）２０を用いた現像剤残量検出の制御が異なる。従って、同一構成及び機能を有する部材には同一符号を付して詳しい説明は省略し、本実施例の特徴のみ説明する。
【００７５】
実施例１では、各種類のプロセスカートリッジ、即ち、各現像剤容量（初期充填量）のプロセスカートリッジＢ１、Ｂ２において、同じ種類のプロセスカートリッジＢであれば検出電圧値の推移の上でＰＡＦ値はほぼ一定値であるとし、ＰＡＦ値は予めメモリ２０内に格納しておく構成とした。しかし、このＰＡＦ値は、同じ種類のプロセスカートリッジＢの間でも、個々のプロセスカートリッジＢで多少ばらつきが生じることがある。
【００７６】
そこで、本実施例では、ＰＡＦ値を画像形成中に随時更新する構成とする。これにより、プロセスカートリッジＢの種類（現像剤容量の違い）のみならず個々のプロセスカートリッジＢ間で生じるばらつきも吸収し、より正確に現像剤Ｔの残量を逐次検出することができる。
【００７７】
更に説明すると、本実施例において、プロセスカートリッジＢは実施例１と同様の記憶手段２０を備えている。本実施例の画像形成装置において、メモリ２０及びメモリ２０の制御構成は実施例１と同様とされる。
【００７８】
本実施例においても、実施例１と同様にして、現像剤残量検知手段３０によって検出された静電容量値を画像形成装置本体１００が電圧に変換し、電圧値で制御する。この検出電圧値は、プレートアンテナとしての第１板金３１と第２板金の間、及び第２板金３２と現像ローラ５との間で各々計測される静電容量値が合計された検出電圧値（Ｖ３）である。
【００７９】
実施例１にて説明したように、現像剤量が最大である時には検出電圧値は最小値（静電容量は最大値）ＰＡＦ値を示す。このＰＡＦ値は現像剤収納容器４への現像剤Ｔの充填が終了した状態、即ち、第１、第２板金３１、３２及び現像ローラ５間に現像剤Ｔが充填された状態でメモリ２０に書き込まれる。そして、本実施例では、レーザービームプリンタＡが稼働中に検出電圧値が最小（静電容量は最大値）を示すと、随時その検出電圧値をＰＡＦ値としてメモリ２０に書き込み更新する。
【００８０】
図１０は、現像剤残量と検出電圧の関係を、プロセスカートリッジＢの種類として現像剤容量（初期充填量）が異なるプロセスカートリッジＢ１、Ｂ２を２つずつ、即ち、現像剤容量５００ｇのプロセスカートリッジＢ１二つ（Ｉ、Ｉ′）と、現像剤容量３００ｇのプロセスカートリッジＢ２二つ（ＩＩ、ＩＩ′）について示す。
【００８１】
図１０から理解されるように、現像剤容量（初期充填量）が違うと現像剤量の減少に伴う静電容量検出値の変化の仕方、即ち、検出電圧値の推移にずれが生じる。又、同じ種類、ここでは同じ現像剤容量のプロセスカートリッジＢであっても、個々のプロセスカートリッジＢでＰＡＦ値にばらつきが生じる。
【００８２】
このＰＡＦ値のばらつきは、限定するものではないが、プレートアンテナである第１、第２板金３１、３２の組み付け公差のばらつき、プロセスカートリッジＢのその他の部品、装置本体１００の電子部品などの公差から生じるものと考えられる。
【００８３】
例えば、現像ローラ５と電極である第２板金３２との間の静電容量、又は電極である第１板金３１と第２板金３２の間の静電容量は、各々の位置関係によって、現像剤Ｔがない場合でもその絶対値が異なり、両者間が近ければ大きくなり、又両者間が遠ければ小さくなるように、両者間の位置関係で左右される。このように、予め各種類毎のプロセスカートリッジについてＰＡＦ値を設定しておいても、プロセスカートリッジＢの個体差によりその値にはずれが生じてしまう。
【００８４】
そこで、本実施例では、
（１）プロセスカートリッジＢにメモリ２０を設け、プロセスカートリッジＢの現像剤容量に応じたパラメータ値Ｗをメモリ２０に書き込む。
（２）検出電圧値の最小値（静電容量値の最大値）、即ち、ＰＡＦ値を現像剤残量検知手段３０を用いて検出し、プロセスカートリッジＢに付属したメモリ２０に書き込む。そして、本体制御部２１が備えた比較手段によって、常時検出される検出電圧値を前にメモリ２０に書き込んだＰＡＦ値と比べて、小さい場合にはメモリ２０内のＰＡＦ値を書き換え、そうでない場合は書き換えを行わないという処理を繰り返す。
（３）ＰＡＦ値と現像剤残量との関係を用いた重み付けの関数を、予め本体制御部２１若しくはプロセスカートリッジＢのメモリ２０内に演算式２６として格納する。パラメータ値Ｗはこの関数の中で使用される。
（４）そして、重み付けの関数と検出電圧値Ｖ３の関係に、重み付け関数の補正値Ｚを代入していき、関係が成立する補正値Ｚを決定する。
（５）現像剤残量検知補正テーブル２４によって現像剤残量を算出する。
（６）その結果を、随時、表示手段に表示させる。
という制御を行う。
【００８５】
これにより、プロセスカーリッジＢの現像剤容量（初期充填量）で検出電圧値（静電容量値）が異なっても、又個々のプロセスカートリッジＢに上述のような公差によるＰＡＦ値のバラツキがあっても、正確な現像剤残量を逐次に算出することができる。
【００８６】
上述の本実施例の制御を更に説明すると、本実施例においても、実施例１と同様に、検出電圧値がＰＡＦ値から所定量増加するまでの範囲を現像剤Ｔの使用可能範囲とすると、重み付け関数は、
Ｆ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）＝｜Ｚ（（α−１）ＰＡＦ＋Ｗ）＋ＰＡＦ｜・・・（１）
（式中、αは定数、Ｚは重み付け関数の補正値、Ｗはパラメータ値）
となる。ここで、本実施例では、上記式中ＰＡＦ値は画像形成中に随時更新される。
【００８７】
αは、検出電圧値がＰＡＦ値からどれだけ増加するまでの範囲を現像剤Ｔの使用可能範囲とするかによって予め決定される定数であり、上述のように、例えば現像剤残量が０ｇとなるまでの範囲を使用可能範囲としたり、或いは予め設定される白抜け画像などが発生し所定品位の画像が形成できないほど減少した現像剤残量までの範囲を使用可能範囲とすることができる。
【００８８】
パラメータＷは、カートリッジの特性を決定する要素として、本実施例では現像剤容量（初期充填量）によって変更され、予め設定されるものである。
【００８９】
又、実施例１同様、補正値Ｚは、現像剤Ｔの使用範囲内を適当な間隔で区切るような値であり、予め現像剤量と対応され、残量検知補正テーブル２４として本体制御部２１の所定の記憶部に格納されている（図４）。表２に残量検知補正テーブル２４の一例を示す。
【００９０】
【表２】

【００９１】
演算部２３は、上記式（１）の重み付け関数Ｆ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）と検出電圧値（Ｖ３）の関係を示す下記式（２）、
｜Ｖ３｜≧｜Ｚ（（α−１）ＰＡＦ＋Ｗ）＋ＰＡＦ｜ ・・・ （２）
に順次補正値Ｚを代入して計算値を得、制御手段２２は、この計算値から上記式（２）が成立する補正値Ｚを決定する。制御手段２２は、現像剤残量検知補正テーブル２４にて照合することによって、決定された補正値Ｚから現像剤量を認識する（残量レベルを算出する）。
【００９２】
例えば、表１に示す残量検知補正テーブル２４から、現像剤残量が最も多い区分に対応するＺ＝０．１０を代入して（２）式が成立すれば、現像剤残量は１００％であると判断して、例えば現像剤残量が１００％であることを報知するよう指示する。又、Ｚ＝０．１０を代入して式（２）が成立しなければ、次にＺ＝０．１８を式（２）に代入し、成立すれば現像剤残量は４０％であると判断し、例えば現像剤量が４０％であることを報知するように指示する。つまり、上位のＺ値で（２）式が成立しない場合は、順次Ｚ値を増やして（２）式を算出し、式が成立するＺ値によって現像剤残量を認識する。
【００９３】
次に、図１１及び図１２のフローチャート（ステップ１〜ステップ２３：Ｓ２０１〜Ｓ２２３）を参照して、本実施例における現像剤残量逐次検出手順について説明する。
Ｓ２０１：装置本体１００の電源スイッチをＯＮとし、装置本体１００が動作を開始する（ＳＴＡＲＴ）。
Ｓ２０２：制御手段２２が、プロセスカートリッジＢのメモリ２０内のパラメータ値Ｗ情報を読み出す。
Ｓ２０３：制御手段２２が、メモリ２０内にＰＡＦ値が記憶されているかどうか確認する。“Ｙｅｓ”と判断した場合にはＳ２０６に進む。又、“Ｎｏ”と判断した場合には検出電圧Ｖ３を測定し（Ｓ２０４）、その後、ＰＡＦ値をメモリ２０に記憶させ（Ｓ２０５）、Ｓ２０６に進む。
Ｓ２０６：本体側残量検出部２５が検出電圧Ｖ３を測定する。
Ｓ２０７：制御手段２２が、メモリ２０内に格納されているＰＡＦ値と検出電圧値Ｖ３を比較し、検出電圧値Ｖ３がＰＡＦ値より小さいか確認する。“Ｙｅｓ”と判断した場合には、メモリ２０内のＰＡＦ値を更新し（Ｓ２０８）、Ｓ２０９へ進む。又、“Ｎｏ”と判断した場合にはＳ２０９に進む。
Ｓ２０９：演算部２３が、残量検知補正テーブル２４のＺ＝０．１０をＦ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）に代入して計算値を得、制御手段２２はＶ３がＦ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）を越えるか確認する。“Ｙｅｓ”と判断された場合、Ｓ２１２に進む。又、“Ｎｏ”と判断された場合には、制御手段２２は現像剤残量が１００％であることを報知するための信号を発して、装置本体１００の表示手段４０に表示させる（Ｓ２１０）。次いで、メモリ２０内の現像剤残量Ｙ％値情報を更新する（Ｓ２１１）。その後、Ｓ２０６に戻る。
Ｓ２１２：演算部２３が、残量検知補正テーブル２４のＺ＝０．１８をＦ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）に代入して計算値を得、制御手段２２はＶ３がＦ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）を越えるか確認する。“Ｎｏ”と判断された場合には、制御手段２２は現像剤残量が４０％であることを報知するための信号を発信し、装置本体１００の表示手段４０に表示させる（Ｓ２１３）。次いで、メモリ２０内の現像剤残量Ｙ％値情報を更新する（Ｓ２１４）。その後、Ｓ２０６に戻る。又、“Ｙｅｓ”と判断された場合は、表２の残量検知補正テーブル２４に従って、次にＺ＝０．２０を代入し、上述のチャートのように、Ｚ＝０．９５になるまで繰り返す。尚、繰り返しについては説明を省略する。
Ｓ２１５：演算部２３が、残量検知補正テーブル２４のＺ＝０．７８をＦ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）に代入して計算値を得、制御手段２２はＶ３がＦ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）を越えるか確認する。“Ｎｏ”と判断された場合には、制御手段２２は現像剤残量が５％であることを報知するための信号を発信し、装置本体１００の表示手段４０に表示させる（Ｓ２１６）。次いで、メモリ２０内の現像剤残量Ｙ％値情報を更新する（Ｓ２１７）。その後、Ｓ２０６に戻る。又、“Ｙｅｓ”と判断された場合は、Ｓ２１８に進む。
Ｓ２１８：演算部２３が、残量検知補正テーブル２４のＺ＝０．９５をＦ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）に代入して計算値を得、制御手段２２はＶ３がＦ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）を越えるか確認する。“Ｎｏ”と判断された場合には、制御手段２２は現像剤残量が１％であることを報知するための信号を発信し、装置本体１００の表示手段４０に表示させる（Ｓ２１９）。次いで、メモリ２０内の現像剤残量Ｙ％値情報を更新する（Ｓ２２０）。その後、Ｓ２０６に戻る。又、“Ｙｅｓ”と判断された場合は、Ｓ２２１に進む。
Ｓ２２１：制御手段２２は現像剤残量が０％であること、或いはプロセスカートリッジＢの交換が必要であることを報知するための信号を発信し、装置本体１００の表示手段４０に表示させる。
Ｓ２２２：メモリ２０内の現像剤残量Ｙ％値情報を更新する。
Ｓ２２３：終了。
【００９４】
上述のフローチャートに従う制御を行って、現像剤容量（初期充填量）が異なるプロセスカートリッジＢのそれぞれ複数について、実際に現像装置Ｃ内に残っている現像剤容量（ｇ）と演算処理によって求められた現像剤残量（ｇ）とを比較し評価したところ、プロセスカートリッジＢの現像剤容量の違い、及びプロセスカートリッジの個体差を吸収し、精度良く現像剤Ｔの残量を逐次検出することが可能であった。図１３は、現像剤容量５００ｇのプロセスカートリッジＢ１についての実際の現像剤残量と演算処理により求めた現像剤残量との関係を示しているが、同様の結果が例えば現像剤の初期充填量３００ｇのプロセスカートリッジＢ２でも得られる。
【００９５】
このことから、例えば、プロセスカートリッジＢ１の販売後に、新たに現像剤容量の違うプロセスカートリッジＢ２が追加されるような場合にも、メモリ２０に格納されているパラメータ値Ｗを変えることにより正確な逐次残検が可能となる。
【００９６】
以上、本発明によれば、現像剤容量（初期充填量）などカートリッジの種類、或いは同種類のカートリッジ同士の個体差など、個々のカートリッジ特性により発生する静電容量検出値（検出電圧値）の推移のずれを排除し、各カートリッジについて常に正確に現像剤量を検出することができる。
【００９７】
実施例３
次に、本発明の他の実施態様について説明する。本実施例において、画像形成装置本体及びプロセスカートリッジの基本構成は、実施例１及び２と同様であり、現像剤収納容器４内に設けられる攪拌部材６の構成が異なる場合について説明する。
【００９８】
図１７及び図１８は、それぞれ本実施例の画像形成装置本体に装着される、構成の異なるカートリッジを示している。図から分かるように、それぞれのプロセスカートリッジにおけるプレートアンテナの位置関係は全く同一であり、攪拌部材６のシート部分（攪拌シート）の長さ（自由長）が異なる。図１７、図１８のプロセスカートリッジにて用いられる攪拌部材６を、それぞれ攪拌シートＡタイプ、攪拌シートＢタイプとする。
【００９９】
以下、本実施例における現像剤の逐次残量検知方法について説明する。本実施例において、メモリ２０及びメモリ２０の制御構成は、上記各実施例と同様である。又、本実施例においても、上記各実施例と同様に、現像剤残量検知手段３０によって検出された静電容量値を、画像形成装置本体１００が電圧に変換し、電圧値で制御している。この検出電圧値は、プレートアンテナである第１、第２板金３１、３２間、及び第２板金３２と現像ローラ２との間で各々計測される静電容量値が合計された検出電圧値（Ｖ３）である。
【０１００】
本実施例の画像形成装置にそれぞれのプロセスカートリッジを装着して、実際の現像剤量と検出電圧値との関係を測定した結果を図１９に示す。図１９から、実際の現像剤量と検出電圧値との関係が、それぞれのプロセスカートリッジで一致していないことが分かる。
【０１０１】
なぜなら、攪拌の差による現像剤収納容器４内のトナー循環系が大きく変わり、現像剤残量検知手段の検出値に最も大きく影響する、プレートアンテナ検出部分の領域（図１７中の領域ａ）の現像剤残量の推移が変化したことにより、出力推移の差が生じたためである。
【０１０２】
この差を補正するために、演算式に攪拌部材６の種類に応じたパラメータ値Ｗ（＝白抜け画像発生時に容器内に残っている現像剤Ｔの残量に関係するデータ）を持たせ、現像剤残量検知手段３０の出力推移を補正する構成とする。パラメータ値Ｗは、攪拌部材６の種類に応じて異なる。攪拌シートの自由長が長いほどＷ値は小さい。
【０１０３】
そこで、本実施例では、
（１）プロセスカートリッジＢにメモリ２０を設け、検出電圧値Ｖ３の最小値（静電容量の最大値）、即ち、ＰＡＦ値と、カートリッジ構成に応じたパラメータ値Ｗをメモリ２０に書き込む。
（２）ＰＡＦ値と現像剤無し時の検出電圧値との相関関係の式を、予め本体制御部２１に格納する。メモリ２０に格納されている、カートリッジ構成に応じたパラメータ値Ｗは、この関数の中で使用され、パラメータ値Ｗによって現像剤残量刻み値を補正する。
（３）現像剤残量との関係を用いた重み付けの関数を、予め本体制御部２１に格納する。
（４）そして、重み付けの関数に検出電圧値Ｖ３を代入していく。
（５）現像剤残量検知補正テーブル２４によって現像剤残量を算出する。
（６）その結果を、随時、表示手段に表示させる。
という制御を行う。
【０１０４】
これにより、カートリッジ構成で現像剤残量の推移が異なっても、正確な現像剤残量を逐次に検出することができる。
【０１０５】
上述の制御方法において、ＰＡＦ値から現像剤残量０ｇまでの範囲を使用範囲とすると、重み付けの関数は、
Ｆ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）＝｜Ｚ（（α−１）ＰＡＦ＋Ｗ）＋ＰＡＦ｜・・・（１）
（式中、α及びＰＡＦ値は定数、Ｚは重み付け関数の補正値、Ｗはパラメータ値）
となる。
【０１０６】
ここで、補正値Ｚは、使用範囲内を適当な間隔で区切るような値であり、予め残量検知補正テーブルとして本体制御部２１に格納されている。尚、表３に残量検知補正テーブルの一例を示す。
【０１０７】
【表３】

【０１０８】
そして、現像剤残量は下記式（２）式が成立するＺから求める。
｜Ｖ３｜≧｜Ｚ（（α−１）ＰＡＦ＋Ｗ）＋ＰＡＦ｜ ・・・ （２）
表３の現像剤残量検知補正テーブル２４から、Ｚ＝０．１０を代入して（２）式が成立すれば、現像剤残量は１００％である旨表示する。Ｚ＝０．１０で（２）式が成立しなければ、次にＺ＝０．１８を（２）式に代入し、成立すれば現像剤残量は４０％となる。つまり、上位のＺ値で（２）式が成立しない場合は、順次Ｚ値を増やして（２）式を算出し、式が成立するＺによって現像剤残量を認識する（つまり、残量レベルを算出する）。
【０１０９】
図２０のフローチャートをも参照して、ステップ３０１〜３１８（Ｓ３０１〜Ｓ３１８）の各工程を備えた本実施例の現像剤残量逐次検出手順を説明する。
Ｓ３０１：電源スイッチをＯＮとし、画像形成装置本体１００が動作を開始する（ＳＴＡＲＴ）。
Ｓ３０２：制御手段２２が、メモリ２０内のパラメータ値Ｗ情報、ＰＡＦ値を読み出す。
Ｓ３０３：本体側残量検出部２５が検出電圧Ｖ３測定する。
Ｓ３０４：演算部２３が、残量検知補正テーブル２４のＺ＝０．１０をＦ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）に代入して計算値を得、制御手段２２はＶ３がＦ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）を越えるかどうか確認する。“Ｙｅｓ”と判断された場合Ｓ３０７に進む。又、“Ｎｏ”と判断された場合には、制御手段２２は現像剤残量が１００％である旨の信号をエンジン内部に発信し、ディスプレー４０に表示させる（Ｓ３０５）。次いで、メモリ２０内の現像剤残量Ｙ％値情報を更新する（Ｓ３０６）。その後、Ｓ３０３に戻る。
Ｓ３０７：演算部２３が、残量検知補正テーブル２４のＺ＝０．１８をＦ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）に代入して計算値を得、制御手段２２はＶ３がＦ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）を越えるか確認する。“Ｎｏ”と判断された場合、制御手段２２は現像剤残量が４０％である旨の信号をエンジン内部に発信し、ディスプレー４０に表示させる（Ｓ３０８）。次いで、メモリ２０内の現像剤残量Ｙ％値情報を更新する（Ｓ３０９）。その後、Ｓ３０３に戻る。又、“Ｙｅｓ”と判断された場合は、表３の残量検知補正テーブル２４に従って、次にＺ＝０．２０を代入し、上述のチャート同様にして、Ｚ＝０．９５になるまで繰り返す。
Ｓ３１０：演算部２３が、残量検知補正テーブル２４のＺ＝０．７８をＦ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）に代入して計算値を得、制御手段２２はＶ３がＦ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）を越えるか確認する。“Ｎｏ”と判断された場合、制御手段２２は現像剤残量が５％である旨の信号をエンジン内部に発信し、ディスプレー４０に表示させる（Ｓ３１１）。次いで、メモリ２０内の現像剤残量Ｙ％値情報を更新する（Ｓ３１２）。その後、Ｓ３０３に進む。又、“Ｙｅｓ”の場合は、Ｓ３１３に進む。Ｓ３１３：演算部２３が、残量検知補正テーブル２４のＺ＝０．９５をＦ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）に代入して計算値を得、制御手段２２はＶ３がＦ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）を越えるか確認する。“Ｎｏ”と判断された場合、制御手段２２は現像剤残量が１％である旨の信号をエンジン内部に発信し、ディスプレー４０に表示させる（Ｓ３１４）。次いで、メモリ２０内の現像剤残量Ｙ％値情報を更新する（Ｓ３１５）。その後、Ｓ３０３に進む。又、“Ｙｅｓ”と判断された場合は、Ｓ３１６に進む。
Ｓ３１６：制御手段２２が、現像剤残量が０％又はカートリッジを交換する必要がある旨の信号をエンジン内部に発信し、ディスプレー４０に表示させる。
Ｓ３１７：メモリ２０内の現像剤残量Ｙ％値情報を更新する。
Ｓ３１８：終了。
【０１１０】
Ｗ値は、攪拌シートの自由長が長いほど小さいので、攪拌シートＢタイプを使用しているプロセスカートリッジを装置本体に装着している時は、攪拌シートＡタイプを使用しているプロセスカートリッジを装着している時よりも、現像剤残量検知手段（残量検知アンテナ）の検知残量が多い段階で残量０％又はカートリッジ交換表示が出る。
【０１１１】
上述のフローチャートに従う動作を行うことによって、図２１に示すように、カートリッジの構成差を吸収した現像剤逐次残量検知が可能となった。これにより、攪拌シートＡを使ったプロセスカートリッジの販売後に、新たに攪拌シートＢを使ったプロセスカートリッジが追加されても、メモリに格納されているパラメータ値Ｗを変えることにより正確な現像剤逐次残量検知が可能である。
【０１１２】
尚、本実施例では、上述のように攪拌部材６の自由長に応じて異なるパラメータ値Ｗを設定するが、攪拌部材６の構造として、長さ、大きさ又は厚みの少なくとも一つに応じて異なるパラメータ値Ｗを設定することができる。
【０１１３】
実施例４
次に、本発明の更に他の実施例について説明する。本実施例において、画像形成装置本体及びプロセスカートリッジの基本構成は、実施例１〜３と同様であるので、ここでは、本実施例の特徴のみ説明する。
【０１１４】
実施例３では、攪拌部材６の構成の異なるカートリッジについて述べたが、本実施例では、カートリッジ容量が異なり、且つ、カートリッジ形状の異なる場合について説明する。つまり、本実施例では、カートリッジの種類として、カートリッジ容量及び形状の差をも吸収し、より正確な現像剤逐次残量検知を行う。
【０１１５】
図２２、図２３は、それぞれ本実施例のプロセスカートリッジを示す。図２２は、現像剤充填量３００ｇの６０００枚印字可能なカートリッジを示し、図２３は、現像剤充填量５００ｇの１００００枚印字可能なカートリッジを示す。これら２種類のカートリッジは、容量の大きさにより多少カートリッジの形状が異なっているものの、内部構成は変わらない。これら２種類のカートリッジは同一の装置本体に装着できる。
【０１１６】
以下、本実施例における現像剤の逐次残量検知方法について説明する。本実施例において、メモリ２０及びメモリ２０の制御構成は、上記各実施例と同様である。又、本実施例においても、上記各実施例と同様に、現像剤残量検知手段３０によって検出された静電容量値を、画像形成装置本体１００が電圧に変換し、電圧値で制御している。この検出電圧値は、プレートアンテナである第１、第２板金３１、３２間、及び第２板金３２と現像ローラ２との間で各々計測される静電容量値が合計された検出電圧値（Ｖ３）である。
【０１１７】
現像剤量が最大である時には検出電圧値は最小値（静電容量は最大値）ＰＡＦ値を示す。本実施例では、実施例２と同様、ＰＡＦ値は、現像剤収納容器４への現像剤Ｔの充填が終了している状態でメモリ２０に書き込まれる。そして、レーザービームプリンタＡが稼働中に検出電圧値が最小（静電容量は最大値）を示すと、ＰＡＦ値は随時更新されていく。
【０１１８】
図２４は、現像剤容量が異なり、且つ、形状の異なるプロセスカートリッジにおける、実際の現像剤残量と検出電圧との関係を示した。同図から分かるように、現像剤容量が違うと現像剤Ｔの自重でかさ密度が変化し、現像剤残量検出値の推移が変わる。又、カートリッジ形状が異なることで、トナー循環の流れをも変化し、現像剤残量検出値の推移が変わる。
【０１１９】
そこで、本実施例では、
（１）プロセスカートリッジＢにメモリ２０を設け、カートリッジ容量やカートリッジ形状に応じたパラメータ値Ｗをメモリ２０に書き込む。
（２）検出電圧値の最小値（静電容量の最大値）、即ち、ＰＡＦ値を残量検知手段３０から得、プロセスカートリッジＢに付属したメモリ２０に書き込む。
（３）ＰＡＦ値と現像剤残量との関係を用いた重み付けの関数を、予め本体制御部２１に格納する。パラメータ値Ｗはこの関数の中で使用される。
（４）そして、重み付けの関数に検出電圧値を代入していく。
（５）現像剤残量検知補正テーブル２４によって、現像剤残量を算出する。
（６）その結果を、随時、表示手段に表示させる。
という制御を行う。
【０１２０】
これにより、プロセスカートリッジの容量やカートリッジ形状によって現像剤Ｔの残量カーブが異なっても、正確な現像剤残量を逐次に算出することができる。
【０１２１】
上述の制御方法において、ＰＡＦ値から現像剤残量０ｇまでの範囲を使用範囲とすると、重み付けの関数は、
Ｆ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）＝｜Ｚ（（α−１）ＰＡＦ＋Ｗ）＋ＰＡＦ｜・・・（１）
（式中、αは定数、Ｚは重み付け関数の補正値、Ｗはパラメータ値）
となる。
【０１２２】
ここで、補正値Ｚは使用範囲内を適当な間隔で区切るような値であり、予め残量検知補正テーブル２４として本体制御部２１に格納されている。尚、表４に残量検知補正テーブル２４の一例を示す。
【０１２３】
【表４】

【０１２４】
そして、現像剤残量は下記式（１）式が成立するＺから求める。
｜Ｖ３｜≧｜Ｚ（（α−１）ＰＡＦ＋Ｗ）＋ＰＡＦ｜ ・・・ （２）
表４の現像剤残量検知補正テーブル２４から、Ｚ＝０．１０を代入して（２）式が成立すれば、現像剤残量は１００％である旨表示する。Ｚ＝０．１０で（２）式が成立しなければ、次にＺ＝０．１８を（２）式に代入し、成立すれば現像剤残量は４０％となる。つまり、上位のＺ値で（２）式が成立しない場合は、順次Ｚ値を増やして（２）式を算出し、式が成立するＺによって現像剤残量を認識する（残量レベルを算出する）。
【０１２５】
図２５及び図２６のフローチャートをも参照して、ステップ４０１〜４２３（Ｓ４０１〜Ｓ４２３）の各工程を備えた本実施例の現像剤残量逐次検出手順を説明する。
Ｓ４０１：電源スイッチをＯＮとし、画像形成装置本体１００が動作を開始する（ＳＴＡＲＴ）。
Ｓ４０２：制御手段２２が、メモリ２０内のパラメータ値Ｗ情報を読み出す。
Ｓ４０３：制御手段２２が、メモリ２０内にＰＡＦ値が記憶されているかどうか確認する。“Ｙｅｓ”と判断した場合にはＳ４０６に進む。又、“Ｎｏ”と判断した場合には検出電圧Ｖ３を測定し（Ｓ４０４）、その後、ＰＡＦ値をメモリ２０に記憶させ（Ｓ４０５）、Ｓ４０６に進む。
Ｓ４０６：本体側残量検出部２５が検出電圧Ｖ３を測定する。
Ｓ４０７：制御手段２２が、メモリ２０内に格納されているＰＡＦ値と検出電圧値Ｖ３を比較し、検出電圧値Ｖ３がＰＡＦ値より小さいか確認する。“Ｙｅｓ”と判断した場合には、メモリ２０内のＰＡＦ値を更新し（Ｓ４０８）、Ｓ４０９へ進む。又、“Ｎｏ”と判断した場合、Ｓ４０９に進む。
Ｓ４０９：演算部２３が、残量検知補正テーブル２４のＺ＝０．１０をＦ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）に代入して計算値を得、制御手段２２はＶ３がＦ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）を越えるか確認する。“Ｙｅｓ”と判断された場合、Ｓ４１２に進む。又、“Ｎｏ”と判断された場合には、制御手段２２は現像剤残量が１００％である旨の信号をエンジン内部に発信し、ディスプレー４０に表示させる（Ｓ４１０）。次いで、メモリ２０内の現像剤残量Ｙ％値情報を更新する（Ｓ４１１）。その後、Ｓ４０６に戻る。
Ｓ４１２：演算部２３が、残量検知補正テーブル２４のＺ＝０．１８をＦ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）に代入して計算値を得、制御手段２２はＶ３がＦ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）を越えるか確認する。“Ｎｏ”と判断された場合には、制御手段２２は現像剤残量が４０％である旨の信号をエンジン内部に発信し、ディスプレー４０に表示させる（Ｓ４１３）。次いで、メモリ２０内の現像剤残量Ｙ％値情報を更新する（Ｓ４１４）。その後、Ｓ４０６に戻る。又、“Ｙｅｓ”と判断された場合は、表４の残量検知補正テーブル２４に従って、次にＺ＝０．２０を代入し、上述のチャートと同様にして、Ｚ＝０．９５になるまで繰り返す。
Ｓ４１５：演算部２３が、残量検知補正テーブル２４のＺ＝０．７８をＦ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）に代入して計算値を得、制御手段２２はＶ３がＦ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）を越えるか確認する。“Ｎｏ”と判断された場合には、制御手段２２は現像剤残量が５％である旨の信号をエンジン内部に発信し、ディスプレー４０に表示させる（Ｓ４１６）。次いで、メモリ２０内の現像剤残量Ｙ％値情報を更新する（Ｓ４１７）。その後、Ｓ４０６に戻る。又、“Ｙｅｓ”と判断された場合は、Ｓ４１８に進む。
Ｓ４１８：演算部２３が、残量検知補正テーブル２４のＺ＝０．９５をＦ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）に代入して計算値を得、制御手段２２はＶ３がＦ（ＰＡＦ、Ｗ、Ｚ）を越えるか確認する。“Ｎｏ”と判断された場合には、制御手段２２は現像剤残量が１％である旨の信号をエンジン内部に発信し、ディスプレー４０に表示させる（Ｓ４１９）。次いで、メモリ２０内の現像剤残量Ｙ％値情報を更新する（Ｓ４２０）。その後、Ｓ４０６に戻る。又、“Ｙｅｓ”と判断された場合は、Ｓ４２１に進む。
Ｓ４２１：制御手段２２は現像剤残量が０％又はカートリッジを交換する必要がある旨の信号をエンジン内部に発信し、ディスプレー４０に表示させる。
Ｓ４２２：メモリ２０内の現像剤残量Ｙ％値情報を更新する。
Ｓ４２３：終了。
【０１２６】
以上、上記フローチャートに従う動作を行うことによって、図２７に示すように、プロセスカートリッジの現像剤容量及びカートリッジの個体差を吸収した現像剤逐次残量検知が可能となった。
【０１２７】
実施例５
図１４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。
【０１２８】
本実施例の現像装置Ｃは、現像ローラ５、現像剤Ｔを収容する現像剤収納容器４をプラスチック製の現像剤枠体により一体的に構成することによってカートリッジ化される。つまり、本実施例の現像装置Ｃは、実施例１〜４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８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。
【０１２９】
従って、実施例１〜４にて説明した全ての現像装置構成部及び現像剤量検出装置の構成が同様に本実施例の現像装置Ｃ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１〜４において行った上記説明を援用する。但し、本実施例では、メモリ２０は現像剤収納容器４に付帯させている点が異なる。
【０１３０】
本実施例の構成によっても、実施例１〜と同様の作用効果を達成し得る。
【０１３１】
以上、本発明のいくつかの実施例について説明した。
【０１３２】
尚、当然ながら、カートリッジ構成、特に現像剤残量検知手段３０の構成と配置によって、現像剤残量と検出電圧値との関係は大きく異なるため、現像剤残量補正テーブルは表１〜表４に示すものに限定されるものではなく、本発明を実施する画像形成装置、カートリッジの特性に応じて適宜決定し得る。
【０１３３】
同様に、カートリッジ構成、特に現像剤残量検知手段３０の構成と配置によって、現像剤残量と検出電圧値との関係は大きく異なるため、本発明は上述のパラメータ値Ｗを特に限定するものではなく、実施形態に則した形で個々に設定するものである。
【０１３４】
又、上述の各実施例では、現像剤容量（初期充填量）、攪拌部材の種類（構造）、カートリッジ形状を基準としたパラメータ値Ｗを使用するとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば現像剤の種類、カートリッジの製造条件、カートリッジの製造ロット毎の特性などを基準することができる。つまりカートリッジの特性に影響する任意の要素を基準とし得る。
【０１３５】
更に、上記各実施例では、現像剤残量検出の分解能は、５ｇ（５％）程度の刻み幅であるとして説明したが、本発明は現像剤残量検出及び表示の分解能をこれに限定するものではなく、実施形態に則した形で個々に設定すればよい。当然ながらある一定値を細かくするほど、より細かい現像剤残量表示を行うことができる。又、現像剤残量検出の分解能は、一定間隔だけではなく、１００％、３０％、２０％、１５％、１０％、８％、５％・・・・と、現像剤の残量が少ないところでの分解能を上げてもよい。
【０１３６】
又、上記各実施例では、現像剤残量検知補正テーブル２４は本体制御部２１内に格納されるものとして説明したが、別法として、これらをカートリッジの記憶手段２０内に格納させても良い。そうすることによって、カートリッジ個々の特性に応じたテーブルをカートリッジ自身に保持させて使用することができ、様々なカートリッジに対応してより正確な現像剤の逐次残量検値を行うことができる。
【０１３７】
又、上記各実施例では、現像剤残量検知手段によって検出される静電容量と、現像剤残量検出装置が最終的に検知する検出電圧との減少増加関係が逆になるように設定されている場合について説明したが、静電容量と電圧の関係は、画像形成装置に備えられる検出回路により様々であり、静電容量と電圧の関係が同じ減少関数であっても、増加関数であってもよい。
【０１３８】
現像剤残量の表記方法も、（ｇ）や（％）に限定するものではなく、例えば、他の表示方法として、更に進んだ形で、残り何枚の出力が可能であるかなど、様々な表示方法でも構わない。又、表示手段における表示に関しても、上記実施例のように現像剤残量を満タン状態に対する比率、即ち残り何％であるかを表示する方法に限定されるものではない。例えば、ガスゲージ、棒グラフ、値表示とすることも可能である。又、警告メッセージや音声による報知、或は記録媒体に記録し出力することも当然可能であり、現像剤の残量が使用者にわかる方式であればどのような表示方式であっても構わない。
【０１３９】
又、上述の各実施例では現像剤の残量を装置本体１００が備えた表示手段（ディスプレイ）４０にて行うとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、画像形成装置本体１００と通信可能に接続された、例えば、ホストコンピュータなどの外部機器の画面（ディスプレイ）などの表示部にて行うこともできる。
【０１４０】
又、上記各本実施例では、現像ローラ５、プレートアンテナとしての第１、第２板金３１、３２を設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、現像ローラ５に対向するプレートアンテナを一つ設け、現像ローラ５に現像バイアスが印加された際に発生する現像ローラ５とプレートアンテナ間の静電容量の変化を検出する構成とするなど、少なくとも一対の電極間の静電容量を測定することによって現像剤量を検出することができ、コストダウンを図ることもできる。
【０１４１】
更に、上記各実施例では、現像剤残量検知手段としてプレー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を備えたカートリッジにのみ適用されるものではない。現像剤残量検知手段の組み付け公差、その他のカートリッジの部品の公差、現像剤の初期充填量、現像剤の種類、収容される現像剤の製造ロット、画像形成装置本体の電子部品などの公差、或はカートリッジの製造条件などが影響するカートリッジ製造ロット毎の特性によって現像剤残量検知手段の出力信号の推移にバラツキが生じる可能性があるものであれば、特にその方式は問わず本発明の原理を適用することによって正確な現像剤残量検知を行うことができる。
【０１４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、現像剤の残量を正確に表示でき、又、適切なタイミングでカートリッジの交換を報知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置と、この画像形成装置に装着されたカートリッジの一実施例の概略断面図である。
【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】現像剤量検出装置の回路構成を説明するための概略回路図である。
【図４】本発明に従うカートリッジのメモリ制御構成を説明するための概略構成図である。
【図５】現像剤充填量の異なるカートリッジの実際の現像剤残量と現像剤量検出装置の検出電圧値の関係を示すグラフ図である。
【図６】図１の画像形成装置に装着可能な現像剤充填量５００ｇのカートリッジＢ１を示す概略断面図である。
【図７】図１の画像形成装置に装着可能な現像剤充填量３００ｇのカートリッジＢ２を示す概略構成図である。
【図８】本発明の第１実施例の現像剤量検知動作のフローチャート図である。
【図９】第１実施例に従って演算処理して得られた現像剤量算出値と実際の現像剤量の関係を示すグラフ図である。
【図１０】現像剤充填量が異なるカートリッジ各２つずつに関する、実際の現像剤残量と現像剤量検出装置による検出電圧値の関係を示すグラフ図である。
【図１１】本発明の第２実施例の現像剤量検知動作のフローチャート図である。
【図１２】図１１に続く手順を示すフローチャート図である。
【図１３】第２実施例に従って演算処理して得られた現像剤量算出値と実際の現像剤量の関係を示すグラフ図である。
【図１４】本発明の第５実施例のカートリッジ化された現像装置の一実施例を示す概略断面図である。
【図１５】充填量５００ｇのカートリッジＢ１を使用して画像を出力し続け、白抜け画像が発生した段階の残留現像剤の状態を示した図である。
【図１６】充填量３００ｇのカートリッジＢ２を使用して画像を出力し続け、白抜け画像が発生した段階の残留現像剤の状態を示した図である。
【図１７】Ａタイプの攪拌シートを用いたプロセスカートリッジの断面図である。
【図１８】Ａタイプよりも自由長が長いＢタイプの攪拌シートを用いたプロセスカートリッジの断面図である。
【図１９】タイプの異なる攪拌シートを用いたカートリッジの実際の現像剤残量と検出電圧の関係を示したグラフ図である。
【図２０】実施例３の現像剤量算出手順を示すフローチャート図である。
【図２１】実施例３により演算された現像剤量算出値と実際の現像剤量の関係を示したグラフ図である。
【図２２】現像剤充填量が３００ｇのカートリッジの断面図である。
【図２３】現像剤充填量が５００ｇで、図２２のカートリッジとは現像剤容器の形状が若干異なるカートリッジの断面図である。
【図２４】図２２のカートリッジを用いて画像出力した場合と、図２３のカートリッジを用いて画像出力した場合の実際の現像剤残量と検出電圧の関係を示したグラフ図である。
【図２５】実施例４の現像剤量算出手順を示すフローチャート図である。
【図２６】図２５に続く手順を示すフローチャート図である。
【図２７】実施例４により演算された現像剤量算出値と実際の現像剤量の関係を示したグラフ図である。
【符号の説明】
１ 感光体ドラム
２ 帯電ローラ
４ 現像剤容器（現像剤収納容器）
５ 現像ローラ
６ 攪拌シート（攪拌部材）
８ クリーニング手段
１３ 転写ローラ
１４ 定着手段
２０ メモリ（記憶手段）
２０ａ カートリッジ側伝達部
２１ 本体制御部
３０ 現像剤残量検知手段
３１ 第１板金（プレートアンテナ）
３２ 第２板金（プレートアンテナ）
４０ ディスプレイ（表示手段）
Ａ レーザービームプリンタ（画像形成装置）
Ｂ プロセスカートリッジ
Ｃ 現像装置（現像カートリッジ）

Claims (8)

1. 現像剤を収納する現像剤容器と、前記現像剤容器に収納されている現像剤残量に応じた少なくとも２つの電極間の静電容量を測定することによって得られる信号を逐次出力可能な現像剤残量検知手段と、前記現像剤残量検知手段によって検出される前記静電容量の値が最大になる信号の値に対応するＰＡＦ値、及び白抜け画像発生時の前記現像剤容器における現像剤残量に対応するＷ値であって、未使用の際の前記現像剤容器に充填されている現像剤の量に応じて異なるＷ値を記憶する記憶手段と、を有するカートリッジを着脱可能な画像形成装置において、
   前記カートリッジが前記画像形成装置の装置本体に装着された際に、前記記憶手段と前記装置本体との通信を行う通信手段と、
   前記現像剤容器に収納されている現像剤残量と補正値との関係を示す補正テーブルと、
   前記現像剤残量検知手段から出力される前記信号を電圧値信号に変換する検出部と、
   前記検出部から入力する前記電圧値信号と、前記通信手段を介して前記記憶手段から読み込まれるＰＡＦ値及びＷ値と、前記補正値との関係を示す関数によって前記補正値を求め、前記補正テーブルから前記現像剤容器に収納されている現像剤残量を導く演算部と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記カートリッジが前記装置本体に装着されて、前記ＰＡＦ値に対応する前記静電容量の値よりも大きな静電容量の値が検出された場合には、前記通信手段によって、新たに検出された静電容量の値に対応するＰＡＦ値に更新されて前記記憶手段に記憶されることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
3. 前記Ｗ値は、未使用の際の前記現像剤容器に充填されている現像剤の量及び前記現像剤容器の形状に応じて異なっていることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
4. 前記現像剤容器には、現像剤を攪拌する攪拌部材が設けられており、前記Ｗ値は、未使用の際の前記現像剤容器に充填されている現像剤の量に応じて異なる値に代わって、前記攪拌部材の構造に応じて異なる値であることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
5. 前記攪拌部材の構造は、前記攪拌部材の長さ、大きさ又は厚みのうち少なくとも一つであることを特徴とする請求項４の画像形成装置。
6. 更に、前記画像形成装置は、ディスプレイを有し、前記演算部で導かれた現像剤残量は、前記ディスプレイに表示されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 更に、前記画像形成装置は、前記演算部で導かれた現像剤残量を表示する外部機器に出力する出力手段を有する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 更に、前記カートリッジは、感光体と、前記感光体に形成された静電潜像を前記現像剤容器に収納された現像剤を用いて現像する現像手段と、を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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