JP4769368B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電子写真方式を用いた画像形成装置、現像剤収容部の内部に配設されている現像剤残量検知手段を用いて現像剤の残量を検知し、その結果を表示する現像剤量検知システムに関するものであり、例えば、プロセスカートリッジやカートリッジ化された現像装置などのカートリッジが画像形成装置本体に着脱可能とされた画像形成装置などに好適に適用することができる。
【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、レーザビームプリンタ等）、電子写真ファクシミリ装置等が含まれる。
【０００３】
又、電子写真画像形成装置本体に着脱可能なカートリッジとは、電子写真感光体、電子写真感光体を帯電させる帯電手段、電子写真感光体に現像剤を供給する現像手段、電子写真感光体をクリーニングするクリーニング手段のうち少なくとも一つを装置本体に対して容易に着脱可能に構成したものをいう。特に、プロセスカートリッジとは、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帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも一つ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したものであるか、或い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したものである。
【０００４】
【従来の技術】
従来、例えば複写機やレーザービームプリンタ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像担持体である電子写真感光体（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記録材料である現像剤（トナー）を供給して顕像化し、更に感光体から記録用紙などの記録材へ画像を転写することで、記録材上に画像を形成している。
【０００５】
現像手段には現像剤収容部である現像剤容器が連結しており、画像を形成することでトナーは消費されていく。現像剤容器、現像手段、感光体、帯電手段などは、プロセスカートリッジとして一体に構成されていることが多く、通常、現像剤が無くなった時点で、使用者はプロセス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。
【０００６】
ここで、画像形成に供することができる現像剤がプロセスカートリッジ内にどれくらい残っているかを随時知ることができるように、現像剤残量レベルを逐次検知することの可能な現像剤量検知手段をプロセスカートリッジ又は画像形成装置本体に備えることが提案されている。
【０００７】
この現像剤量検知手段の一方式として、平面アンテナ方式がある。この平面アンテナは、所定の間隔をもって平行に形成された一対の導電部をもった電極パターンであり、例えば、現像剤容器側面の現像剤と接する位置に配置し、この電極パターンの表面上にある現像剤の有無によって静電容量が変化することを利用して現像剤量を検知する。つまり、現像剤容器内の現像剤が減少するにしたがって、現像剤と平面アンテナとの接触面積が減少するように平面アンテナを配置することで、現像剤容器内の現像剤残量と平面アンテナの導電部間に生起される静電容量との対応づけが可能になる。これにより、平面アンテナの静電容量を測定することで、随時、現像剤容器内トナー量を知ることができる。平面アンテナの静電容量は、一対の導電部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。
【０００８】
このような現像剤量検知手段によって検知した現像剤量は、使用者に報知するべく画像形成装置本体が備えた表示手段、或いは画像形成装置と通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部機器が備えた表示手段に表示する。
【０００９】
現像剤が無くなったことのみを警告するのとは異なり、現像剤量を逐次に検知して使用者に報知することにより、使用者は現像剤の消尽が近いことを認識して交換用のプロセスカートリッジを用意したり、大量のプリントをする際に十分の現像剤が残っているかを確認することができるので、プリント作業を効率よく行うことが可能となり、又プロセスカートリッジを有効に使うことができる。
【００１０】
このような現像剤検知手段による現像剤量検知結果は、現像剤容器内の現像剤の状態、或いは現像剤量検知手段自体の精度などでばらつき、場合によっては現像剤が増えたような値をとることもある。このような場合、検知結果をそのまま表示すると使用者が混乱する虞があるので、現像剤量表示は現像剤量が減る方向にのみ更新される構成とされるものがある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現像剤の残量レベルを逐次に検知できる現像剤量検知手段を備えていても、現像剤が急激に減少したような表示を行い、使用者を混乱させる虞があった。これは、例えば、平面アンテナからの出力信号にノイズが混入して、現像剤が急に減少したように誤検知する場合などに発生する。
【００１２】
現像剤残量を、実際の現像剤量によりも少なく誤検知した場合、例えば現像剤量の表示が現像剤が無いことを示していると、使用者はプロセスカートリッジを新品に交換してしまう。これは、使用者の利便性を損なうのみならず、実際には現像剤容器内に残っている現像剤を無駄に捨ててしまうことになり、延いては資源の無駄使いにつながる。又、現像剤量の表示が急激に変化したことにより、使用者が装置が故障したと誤解する虞もある。
【００１３】
本発明は、現像剤量の検知結果が急激に変化することにより発生する、典型的には上述したような諸問題を解決すべくなされたものである。
【００１４】
つまり、本発明の目的は、一般には、より分かり易く現像剤量を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。
【００１５】
本発明の他の目的は、現像剤量をより分かり易く報知して、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジ、カートリッジ化された現像装置などのカートリッジの交換時期（購入時期）を正確に使用者に伝えることができ、白抜け画像などの不良画像の発生を防止し、又現像剤を有効に使用することを可能とする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、現像剤量検知手段の検出信号に、ノイズなどの誤情報が、例え継続して入った場合であっても、例えば現像剤量が急激に減少したように誤表示するなどの影響を小さくすることの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、現像剤量検知手段による現像剤量の検知結果に一時的な誤検知があっても、斯かる誤検知結果をそのまま報知せず、現像剤量を随時より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。
【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、本発明は、像担持体上に形成した潜像を現像するための現像剤を収容するための現像剤収容部と、前記現像剤収容部内の現像剤量に応じた信号を逐次出力可能な現像剤量検知手段と、前記現像剤量検知手段からの検知信号に基づいて、現像剤量の表示に用いる表示値を一方向に所定の変化幅でのみ更新制御する制御部と、を有する画像形成装置において、前記制御部は、当該画像形成装置によって前記現像剤収容部内の現像剤を消費する際に、前記所定の変化幅に相当する現像剤量を消費するのにかかる最短時間が経過するまで、前記表示値の更新制御を行わないことを特徴とする画像形成装置である。
【００２０】
上記本発明において、通常、現像剤量を表示するための前記表示値はデジタル値である。又、本発明の一実施態様によれば、現像剤量を表示するための前記表示値は、現像剤量を１００分率（％）で表すためのデジタル値である。
【００２１】
上記本発明の一実施態様によると、画像形成装置は更に、前記表示値を表示する表示手段を有する。又、他の実施態様によると、前記表示値を表示する表示手段を有する機器と通信可能である。
【００２２】
上記本発明において、前記現像剤量検知手段としては、一対の電極間に存在する現像剤の量によって該電極間に生起する静電容量に応じた電気信号を出力するものを用いることができる。そして、本発明の一実施態様によると、前記現像剤量検知手段は、所定の間隔をもって平行に同一平面上に形成された入力側と出力側の一対の電極を有し、該電極間の静電容量に応じた電気信号を出力する。
【００２３】
上記本発明の一実施態様によれば、少なくとも前記現像剤収容部と、該現像剤収容部に設けられた前記現像剤量検知手段とは、画像形成装置本体に着脱自在なカートリッジとされる。又、他の実施態様によれば、前記カートリッジは更に、電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、前記電子写真感光体に現像剤を供給する現像手段と、前記電子写真感光体をクリーニングするクリーニング手段のうち少なくとも一つを有する。
【００２５】
【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。
【００２６】
実施例１
図１及び図２を参照して、本発明に係る画像形成装置の一実施例について説明する。本実施例の画像形成装置１００は、ホストコンピューター、ネットワークなどの外部機器から画像情報を受け取り、斯かる情報に応じて電子写真画像形成プロセスにより記録材、例えば、記録用紙、ＯＨＰシートなどに画像出力するレーザービームプリンターとされる。又、本実施例の画像形成装置１００は、プロセスカートリッジＢを装置本体Ａから着脱して交換できる構成とされている。
【００２７】
プロセスカートリッジＢは、ドラム形状の電子写真感光体（感光ドラム）１と、感光ドラム１の表面を均一に帯電するための帯電手段７と、感光ドラム１に対向配置された現像手段としてのローラ状の現像剤担持体（現像ローラ）２ａ及び現像剤規制部材５と連結された現像剤収容部である現像剤容器４と、クリーニング手段８ａ及びクリーニング手段８ａにより感光ドラム１から除去された廃トナーを収容する廃現像剤容器８ｂとが一体的に構成されている。又、プロセスカートリッジＢには記憶手段２０が設けられている。プロセスカートリッジＢは、装置本体Ａに設けられた装着手段１５を介して、装置本体Ａに取り外し可能に装着される。
【００２８】
プロセスカートリッジＢを装着するレーザービームプリンター１００の装置本体Ａには、プロセスカートリッジＢの上方に、画像情報に対応してレーザー光Ｌを照射する露光手段としてのレーザースキャナー１１が、又下方には感光ドラム１に対向する転写手段１２が配設されている。上記構成において、画像形成は次のように行われる。
【００２９】
先ず、感光ドラム１の表面を帯電手段７によって均一に帯電する。次いで、その表面をレーザースキャナー１１から照射されるレーザー光Ｌによって走査露光して、目的の画像情報に応じた静電潜像を感光ドラム１に形成する。静電潜像は、現像ローラ２ａなどの作用によって、現像剤容器４内の現像剤Ｔが付着され、所謂、トナー像として可視化される。
【００３０】
つまり、本実施例においては、現像装置Ｃは、現像剤収容部としての現像剤容器（トナー容器）４に、現像剤を収容している。本実施例では、現像剤として絶縁性磁性１成分トナーを用いた。又、本実施例では、トナーは黒色であるとする。現像装置Ｃの感光ドラム１との対向部は、感光ドラム１の長手方向に沿って開口しており、この開口部に、現像手段としての図中矢印方向に回転可能な現像ローラ２ａが配設されている。現像ローラ２ａは、内部に磁界発生手段として固定マグネットロール２ｂを有している。又、トナー容器４には攪拌手段３が設けられており、これが図中矢印方向に回転することで、トナーＴはほぐされつつ、現像ローラ２ａへと供給される。
【００３１】
マグネットロール２ｂの磁界により現像ローラ２ａ上に担持された磁性トナーＴは、現像剤規制部材である弾性ブレード５と現像ローラ２ａとの当接部を通過する際に、その層厚が規制されると共に所定の帯電電荷が付与される。そして、現像ローラ２ａの回転により、感光ドラム１との対向部（現像部）へと搬送されたトナーは、現像ローラ２ａに所定の現像バイアスを印加することによって、静電潜像に応じて感光ドラム１へと転移する。通常、現像ローラ２ａには、ＡＣ電圧にＤＣ電圧を重畳した現像バイアスが印加される。
【００３２】
一方、記録材収容部である記録紙トレイ４上にセットされた記録材Ｐが、ピックアップローラ１０ａ、搬送ローラ対１０ｂ、レジストローラー１０ｃなど記録材搬送手段によって、感光ドラム１上のトナー像と同期がとられて転写部に搬送される。
【００３３】
こうして、感光ドラム１上のトナー像を、転写手段としての転写ローラ１２に転写電界を印加することで記録材Ｐに転写する。更に、記録材Ｐは、搬送手段１０ｄによって定着手段１３へと送られる。定着手段１３は、加熱手段１３ａを備えた定着ローラ１３ａと駆動ローラ１３ｃにより記録材Ｐを狭持搬送して、熱、圧力により未定着のトナー像を記録材Ｐに定着させる。
【００３４】
こうして画像が形成された記録材Ｐは、排出ローラ対１０ｅなどの記録材搬送手段により装置本体Ａの外部に設けられた、排紙部１４へ排出される。
【００３５】
又、記録材Ｐ上にトナー像を転写した後の感光ドラム１の表面は、クリーナ８によって清掃される。つまり、クリーナ８は、クリーニング手段としてのクリーニングブレード８ａによって感光ドラム１上に残留したトナーを除去し、廃現像剤容器８ｂへ集める。
【００３６】
次に、本実施例における現像剤量検出装置について説明する。本実施例の画像形成装置１００は、現像剤の消費に従ってその量を逐次に検知し、使用者に報知することのできる現像剤量検出装置を備えている。
【００３７】
本実施例においては、トナー容器４内に、図３に示したような、現像剤量検知手段である平面アンテナ６が設けられる。平面アンテナ６は、図１及び図２に示すように、トナー容器４の内部の片側側面に配設されている。
【００３８】
平面アンテナ６としては、通常のプリント基盤２４上に、エッチングや印刷などで、一対の電極２１、２２からなる導体パターンを形成したものを用いることができる。又、本実施例では、この回路図形（電極パターン）を保護するために、平面アンテナ６の表面に絶縁性保護膜を形成してある。
【００３９】
平面アンテナ６の電極パターンは適宜設定すればよいが、本実施例では電極２１、２２の間隔Ｇと、電極２１、２２の幅Ｗをそれぞれ３００μｍに設定した。そして、電極２１、２２間に交流バイアスとして２４Ｖｐｐ、５０ＫＨｚを印加すると、平面アンテナ６にトナーが触れていないときには２０ｐＦ、平面アンテナ全面にトナーが触れているときには４０ｐＦと異なる静電容量値が観測される。
【００４０】
この平面アンテナ６をトナー容器４内の側面に配設することで、トナー容器４内トナーＴの減少に伴ってトナーＴと平面アンテナ６の接触面積が減っていく。これにより、平面アンテナ６の電極２１、２２間の静電容量を観測することで、随時、トナー容器４内のトナーＴの量を知ることができる。
【００４１】
一方、トナー容器４には、図１に示すように、矢印方向に回転する撹拌手段３が設けられている。攪拌手段３は、翼部３ａと軸部３ｂとを備え、本実施例では、軸部３ｂが平面アンテナ６の略中心に設けられた穴２３を貫通してトナー容器４に軸支されている。この撹拌手段３が回転することで、上述のように、トナー容器４内のトナーＴはほぐされつつ現像ローラ２ａへ供給される。
【００４２】
そして、本実施例では、攪拌手段３の平面アンテナ６側の端部に、平面アンテナ拭き部材３ｃを設け、攪拌手段３の回転に伴って平面アンテナ６の表面を拭く。アンテナ拭き部材は、通常、ＰＥＴなどの樹脂製とされる攪拌手段３の翼部３ａの長手長さを、平面アンテナ６に当接するように長くしたり、或いは翼部３ａとは別個に、軸部３ｂに固定されたＰＥＴなどの樹脂製のシートを平面アンテナ６に当接させることで形成することができる。
【００４３】
平面アンテナ拭き部材３ｃを設けるのは、トナー容器４内のトナーＴが減っても、平面アンテナ６表面にトナーが残る場合があり、トナー量を多く測定してしまうことがあるためである。
【００４４】
このように、攪拌手段３の回転に伴って平面アンテナ６の表面を清掃する構成をとると、攪拌手段３の回転周期で平面アンテナ６からの出力が変動する。そこで、複数回の測定結果を統計処理、例えば、平均値をとるなどして、その結果に基づきトナー量を確定する。
【００４５】
本実施例のように、現像剤収容部としてのトナー容器４と、トナー容器４内のトナー量を逐次検知できる平面アンテナ６とを共にプロセスカートリッジＢに構成することで、互いの一精度が良くなり、トナー量をより精度良く求めることができる。
【００４６】
図４に、本実施例におけるプロセスカートリッジＢ内のトナー量を検知するための制御ブロック図を示す。平面アンテナ６に、バイアス発生手段３４から所定のＡＣバイアスを印加する。これにより、上述のように平面アンテナ６の表面を覆うトナー量に応じた静電容量に対応した電流が発生する。この電流を、現像剤量検出部３１で電圧値に変換する。この検出電圧値は、例えば演算制御部３２が備えたアナログ／デジタル変換手段（アナログ／デジタル変換ポート）によってデジタル値に変換されて、演算制御部３２に入力される。この検出電圧値を演算制御部３２を介して一時的に記憶手段３５に記憶し、これが所定のデータ数になった時点で、上述のように演算制御部３２で統計処理を行う。
【００４７】
図５は、トナー量と、平面アンテナ６の出力を統計処理した後の確定値（検出電圧確定値）との関係の一例を示す。プロセスカートリッジＢには、最初、トナーは５５０ｇ充填されており、そのとき、平面アンテナ６の出力は０．５ｖである。そして、トナー量と出力値は略比例関係にあり、トナー量が５０ｇのとき、平面アンテナ６の出力は３．０ｖとなる。又、トナー量が５０ｇ以下に減ると、もはやトナーは平面アンテナ６には接触せず、平面アンテナ６の出力は変わらなくなる。
【００４８】
尚、本実施例の構成では、トナー量が５０ｇ以下になると、現像ローラ２ａへのトナー供給が不十分になり、出力画像の一部が形成されない、所謂、白抜け画像が発生するなど、所定品位の画像が形成されない場合がある。従って、良好な画像を維持するために、この時点でトナーは無くなったものとみなす。
【００４９】
上述のような重量表現によるトナー量は、トナー残量を逐次に報知するのに際し、通常、使用者には分かり難い。そこで、本実施例では未使用時を１００％、トナー量不足で画像不良になるときのトナー量を０％とする、１００分率に変換してトナー量を表示する。
【００５０】
例えば、検出電圧確定値が１．７６（ｖ）で、表示トナー量が５０％の状態にある場合を考える。トナーは徐々に消費されるので、検出電圧確定値も徐々に上昇する。そして、トナー量確定値が１．７７５（ｖ）になった時点で、表示トナー量を５０％から４９％に変える。検出電圧確定値と表示トナー量との関係を図６に示す。図７は、図６の関係の部分拡大図である。
【００５１】
本実施例では、この平面アンテナ６の出力確定値と、１００分率による表示トナー量との関係は、表或いは演算式として装置本体Ａが備えた記憶手段３５に記憶されている。平面アンテナ６の出力値を得ると、上記の統計処理の後、演算制御部３２は、変換手段として、この関係表又は式に従って１００分率による表示トナー量に変換する。そして、この表示トナー量を表示するための信号（デジタル信号）を装置本体Ａが備えた表示手段３３、或いは装置本体Ａと通信可能に接続された外部のシステム、ネットワークなどの外部装置５１などに送信する。
【００５２】
又、プロセスカートリッジＢには記憶手段２０が備えられている。記憶手段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の組み合わせなど、通常の電子的な記憶素子（メモリ）を特に制限なく使用することができる。プロセスカートリッジＢが装置本体Ａに装着されると、記憶手段２０は、装置本体の演算制御部３２に通信可能となり、記憶手段２０への情報の読み書きが可能となる。上述のようにして検出したトナー量情報は、随時、プロセスカートリッジＢが備えた記憶手段２０に記憶させることができる。これにより、例えば、装置電源投入直後や、複数のプロセスカートリッジＢを装置本体Ａに対して交換使用するために装着した直後など、トナー量の確定が行えない間などにもこの情報に基づいて最後に検出したトナー量を表示することができる。
【００５３】
一方、平面アンテナ６の出力信号にノイズが入ると、上述のように複数回の測定結果を統計処理してトナー量を確定しても、表示トナー量が急激な変化をする場合がある。
【００５４】
例えば、本来検出電圧確定値が１．７６（ｖ）となる状態のときに、平面アンテナ６の出力信号にノイズが入り、そのため検出電圧確定値が２．０１（ｖ）になった場合を考える。この場合、従来、表示トナー量は５０％であったものが、俄に４０％になる。このように実際のトナー量が急激に変化することはなく、明らかに現像剤検知結果の異常であり、使用者を混乱させる虞がある。
【００５５】
そこで、本実施例では、表示トナー量の表示値の変化速度（更新速度）に制限を設けて、上述のような、通常ではあり得ない平面アンテナ６の出力信号の急激な変化に対して、トナー量表示値が急激に変化しないように構成する。
【００５６】
ここで、表示トナー量の表示値の変化速度（更新速度）とは、トナー量表示の変化幅１％を更新する速さである。本実施例では、最小表示変化幅として１％刻みでトナー量を表示するので、トナー量表示値の変化速度は、最小表示変化幅を更新する速さである。
【００５７】
最も遅い表示値の変化速度は、全面白画像の出力時、即ち、トナーを消費しない場合である。又、最も速い変化速度は、全面黒（トナーが黒色の場合）の画像を出力し続けた場合、即ち、最もトナーを消費する場合である。前者の場合、トナー量表示はいつまでもそのままの状態を維持し、表示値の更新はなされない。つまり、これ以上遅い変化速度、即ち、トナー量が増えるような変化はありえない。又、後者の場合、全面黒画像出力時にトナー量が１％変化するのにかかる画像形成時間は、例えば画像形成何枚分、或いは何秒と、装置の仕様や構成などで決まる。つまり、その装置においてこれ以上速い変化速度、即ち、これ以上速いトナー消費はありえない。
【００５８】
そこで、本実施例では、全面黒画像を出力し続けた場合に、トナー量が１％変化するのに要する画像形成時間、即ち、トナー消費速度が最速であるときに１％のトナーを消費するのに斯かる最短時間（以下、「トナー消費最速時間」と呼ぶ。）を記憶しておく。そして、本実施例では、演算制御部３２は、記憶されたトナー消費最速時間を読み込み、少なくともこのトナー消費最速時間が経過しない限りトナー量の表示値を更新しない。このように、１回のトナー量表示の更新では、所定単位でのみ、即ち、本実施例では最小表示変化幅である１％でのみトナー量表示の更新を行い、又、少なくともトナー消費最速時間を経過しなければトナー量表示を更新しない。これによってトナー量表示の更新速度を制限することができる。
【００５９】
尚、トナー消費最速時間情報は、プロセスカートリッジＢが備えた記録手段２０、或いは装置本体Ａが備えた記憶手段３５に記憶させておくことができる。限定されるものではないが、例えば、個々のプロセスカートリッジＢの記憶手段２０に、製造或いは出荷時に記憶させれば、より個々のプロセスカートリッジＢの構成に即した制御が可能となる。又、トナー消費最速時間情報は、必ずしも時間情報そのものでなくてもよい。トナー消費最速時間を表し得る画像形成枚数、或いは感光ドラム１など装置内の任意の駆動部の駆動回数（回転数）などであってもよい。
【００６０】
又、本実施例では、表示トナー量の変化方向は一定とし、トナー量が増える方向には表示値が変化しないように制限している。
【００６１】
図８のフローチャートを参照して、本実施例におけるトナー量の表示手順を説明する。
【００６２】
トナー量の測定の開始により、平面アンテナ６による検知が実行される（ステップ１）。そして、予め設定された所定回数の測定値が得られたか否かを判断し（ステップ２）、得られた場合は、その検出値を統計処理を行い、検出電圧値を確定する（ステップ３）。統計処理により得られた検出電圧確定値を予め表や式として設定されているトナー量と検出電圧確定値との関係と比較演算することにより、表示トナー量に変換する（ステップ４）。次いで、算出された表示トナー量により、トナー量表示を更新する必要があるか否かを判断し（ステップ５）、必要がない場合、引き続き平面アンテナ６による検知に戻る。
【００６３】
一方、ステップ５にて、トナー量表示を更新する必要があると判断した場合には、画像形成時間が所定時間、即ち、トナー消費最速時間を経過したか否かを判断する（ステップ６）。ここで、トナー消費最速時間を経過していないと判断した場合は、トナー量表示の更新は行わずに、平面アンテナ６による検知に戻る。一方、トナー消費最速時間を経過したと判断した場合は、所定単位、即ち、本実施例ではトナー量の最小表示変化幅である１％でのみトナー量表示を更新する（ステップ７）。
【００６４】
上述の制御による効果を効果を、図９を参照して更に説明する。ここでは、理解を容易とするために、全てのケースで同一パターンをプリントする連続画像形成を行ったものとする。又、図９における時間軸の単位は任意とし、ここでは仮に時間「１」、「２」・・・・とする。
【００６５】
図９のライン（１）は、正常なトナー消費及び正常なトナー表示をしている場合である。先ず、あるプリント時間「１」の時点で検出電圧確定値が１．７５（ｖ）であり、表示トナー量が５０％だったとする。更に画像形成を続けてプリント時間が経過して検出電圧確定値が徐々に大きくなり、プリント時間「２」の時点で検出電圧確定値が１．７７５（ｖ）となり、表示トナー量が４９％になる。更に画像形成を続けると、引き続き、図示の通りに表示トナー量が徐々に減少していく。
【００６６】
次に、従来のトナー量表示方法において、平面アンテナの出力信号にノイズが入った場合について説明する。この場合のトナー量表示の推移の一例を図９のライン（２）に示す。つまり、この場合も、上記の正常な場合と同一パターンをプリントしているので、本来、図９のライン（１）と同じ速度でトナー量表示は変化していく。しかし、例えば、プリント時間「１．５」の時点で平面アンテナ６の出力信号にノイズが混入して、検出電圧確定値が２．０１（ｖ）になったとすると、従来の表示方法ではトナー量表示の更新スピードに制限がないので、その時点でトナー量表示は４０％に急激に変化する。そして、その後ノイズがなくなり、検出電圧確定値が正常に復帰しても、実際にトナーが消費されて正しく検出電圧確定値が２．０１（ｖ）になるプリント時間「１１」に達するまでは、トナー量表示は４０％を維持し続けてしまう。
【００６７】
これに対して、トナー消費最速時間以下でトナー量表示を更新しない本実施例の制御を行う場合は、平面アンテナ６に上記従来例の場合と同様、平面アンテナ６の出力信号にノイズが入ると、トナー量表示は図９のライン（３）の推移を示す。つまり、プリント時間「１．５」の時点で平面アンテナ６の出力信号にノイズが混入し、検出電圧確定値が２．０１（ｖ）になると、トナー量表示を最速の更新速度で更新する。しかし、ノイズの混入は一瞬であるため、更に画像形成を続けてプリント時間「２．５」の時点ではノイズは消えて正常な信号が得られたとする。トナー量確定値が正常に４６％相当になるまで、トナー量の表示値は４６％を維持する。
【００６８】
図９から明らかなように、本実施例の制御では、平面アンテナ６の検出信号をトナー量表示手段３３で表示するデジタル信号に変換し、このデジタル信号を増減どちらか一方向へ所定単位、即ち、本実施例では、最小表示変化幅である１％でのみ更新するので、平面アンテナ６の検出信号にノイズなどの誤情報が入った場合にも、その影響を最小にし、急激にトナー量が減少したような表示が行われることを防止することができる。又、画像形成時間が少なくとも所定時間（トナー消費最速時間）経過しなければトナー量表示を更新しないことで、トナー量表示の更新速度を制限するので、平面アンテナ６の検出信号にノイズなどの誤情報が継続して入るような場合にも、その影響を最小にして、トナー量が急激に減少したような表示が行われることを防止することができる。
【００６９】
以上、本実施例によれば、トナー量の表示値の更新速度に制限を設けることで、平面アンテナ（現像剤量検知手段）６などの誤検知による、実際のトナー量との誤差を小さくすることができる。又、本実施例によれば、トナー量表示の表示値の最小単位で更新できるので、表示値の突然の変化を防止でき、使用者を惑わせずに、常に、より分かり易いトナー量表示を行うことができる効果もある。
【００７０】
尚、上記実施例１では、装置本体に着脱可能なカートリッジは、プロセスカートリッジＢであ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い。つまり、例えば、図１０に示すように、現像ローラ２ａ、現像ブレード５、現像剤収容部であるトナー容器４などを備えた現像装置Ｃをユニット化して、装置本体Ａに対して着脱可能なカートリッジ（現像カートリッジ）Ｃとする場合にも、本発明は好適に適用できる。図１０に示すように、現像カートリッジＣは、上述の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７、クリーナ８を除いたカートリッジと考えることができる。従って、現像装置構成部及び現像剤量検出装置の構成については上記説明を援用する。
【００７１】
更に、本発明の原理はカートリッジ着脱式とされていない画像形成装置にも当然適用可能であることは、上記説明から明らかである。
【００７２】
本発明は、現像剤残量検知手段によって検出される静電容量と、現像剤残量検知手段の出力に基づき現像剤量検出装置が最終的に検知する検出電圧との増減加関係を、上記実施例のものに何ら限定するものではない。
【００７３】
又、現像剤量の表示は、上述のような数値表示に限定されるものではない。例えば上記最小表示変化幅毎などで設けられた目盛りを、針で指し示すゲージ型表示、伸縮するバーの長さで示す棒グラフ型表示などであってもよい。現像剤量は音声によって報知してもよく、或は記録媒体に記録して出力することも可能である。現像剤量表示とは、これら全てを包含する。
【００７４】
更に、上記実施例では、現像剤残量検知手段として静電容量の測定に基づく平面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されるものではなく、逐次に現像剤量レベルを検知することができ、ノイズなどにより急激に検出結果が変化する虞がある物であれば、同様に本発明を適用することにより、上述と同様の効果を得ることができる。
【００７５】
本発明において、現像剤量を逐次に検知するとは、当初現像剤収容部に収容されている現像剤の量を１００％としたときに、現像剤の量を１００％〜０％までの全領域に亙り逐次に検出することに限定されるものではない。例えば、現像剤収容部内の現像剤の残量が５０％〜０％までの領域に亙り逐次に検知するようにしても良い。ここで、現像剤の残量が０％とは、現像剤が完全に無くなったことのみを意味するものではない。例えば現像剤の残量が０％とは、現像剤収容部内に現像剤が残っていたとしても、所定の画像品質（現像品質）が得られなくなる程度まで現像剤の残量が減ったことも含まれる。
【００７６】
【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、現像剤量検知手段の検出信号に、ノイズなどの誤情報が、例え継続して入った場合であっても、例えば現像剤量が急激に減少したように誤表示するなどの影響を小さくすることができる。これにより、現像剤量検知手段による現像剤量の検知結果に一時的な誤検知があっても、斯かる誤検知結果をそのまま報知せず、現像剤量を随時より正確に報知することができる。
【００７７】
従って、本発明によれば、より分かり易く現像剤量を報知することができ、例えば、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジ、カートリッジ化された現像装置などのカートリッジの交換時期（購入時期）を正確に使用者に伝えることができ、白抜け画像などの不良画像の発生を防止し、又現像剤を有効に使用することが可能となる。
【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を装着した画像形成装置の一実施例の概略断面図である。
【図２】図１の画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジの概略断面図である。
【図３】本発明にて使用し得る現像剤量検知手段の一実施例の平面図である。
【図４】本発明に従って構成される現像剤量検出装置のシステムブロック図である。
【図５】トナー量（ｇ）と現像剤量検知手段による検出電圧確定値（ｖ）との関係の一例を示すグラフ図である。
【図６】表示トナー量（％）と現像剤量検知手段による検出電圧確定値（ｖ）との関係の一例を示すグラフ図である。
【図７】図６のグラフの部分拡大図である。
【図８】本発明に従うトナー量決定及び表示プロセスの一実施例を示すフローチャート図である。
【図９】本発明の効果を説明するための表示トナー量（％）とプリント時間の関係の一例を示すグラフ図である。
【図１０】本発明に係る画像形成装置に着脱可能なカートリッジの他の実施例の概略断面図である。
【符号の説明】
１ 感光ドラム（電子写真感光体）
２ａ 現像ローラ（現像手段）
３ 攪拌手段
４ トナー容器（現像剤収容部）
６ 平面アンテナ（現像剤残量検知手段）
７ 帯電ローラ（帯電手段）
８ａ クリーニングブレード（クリーニング手段）
８ｂ クリーニング容器
１２ 転写ローラ（転写手段）
１３ 定着手段
２０ 記憶手段（メモリ）
３１ 現像剤量検出部
３２ 演算制御部
３３ 表示手段
３５ 画像形成装置本体の記憶手段
５１ 外部装置
Ａ 画像形成装置本体
Ｂ プロセスカートリッジ（カートリッジ）
Ｃ 現像カートリッジ（カートリッジ）
Ｔ トナー（現像剤）

Claims (9)

1. 像担持体上に形成した潜像を現像するための現像剤を収容するための現像剤収容部と、前記現像剤収容部内の現像剤量に応じた信号を逐次出力可能な現像剤量検知手段と、前記現像剤量検知手段からの検知信号に基づいて、現像剤量の表示に用いる表示値を一方向に所定の変化幅でのみ更新制御する制御部と、を有する画像形成装置において、前記制御部は、当該画像形成装置によって前記現像剤収容部内の現像剤を消費する際に、前記所定の変化幅に相当する現像剤量を消費するのにかかる最短時間が経過するまで、前記表示値の更新制御を行わないことを特徴とする画像形成装置。
2. 現像剤量を表示するための前記表示値はデジタル値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。
3. 現像剤量を表示するための前記表示値は、現像剤量を１００分率（％）で表すためのデジタル値であ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。
4. 更に、前記表示値を表示する表示手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の画像形成装置。
5. 前記表示値を表示する表示手段を有する機器と通信可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
6. 前記現像剤量検知手段は、一対の電極間に存在する現像剤の量によって該電極間に生起する静電容量に応じた電気信号を出力することを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の画像形成装置。
7. 前記現像剤量検知手段は、所定の間隔をもって平行に同一平面上に形成された入力側と出力側の一対の電極を有し、該電極間の静電容量に応じた電気信号を出力することを特徴とする請求項６の画像形成装置。
8. 少なくとも前記現像剤収容部と、該現像剤収容部に設けられた前記現像剤量検知手段とは、画像形成装置本体に着脱自在なカートリッジとされることを特徴とする請求項１〜７のいずれかの項に記載の画像形成装置。
9. 前記カートリッジは更に、電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、前記電子写真感光体に現像剤を供給する現像手段と、前記電子写真感光体をクリーニングするクリーニング手段のうち少なくとも一つを有することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。

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