JP2000338765A

JP2000338765A - 現像装置、プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置

Info

Publication number: JP2000338765A
Application number: JP11148915A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Miyashiro; 俊明宮代
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-05-27
Filing date: 1999-05-27
Publication date: 2000-12-08
Also published as: US6314250B1; EP1055976A3; EP1055976A2

Abstract

(57)【要約】【課題】現像剤の満タンの状態から印字不良直前のニ
アレス状態までを正確に検知することのできる現像剤量
検出手段を備え、ユーザーの装置使用に際しての利便性
を向上させることのできる安価な現像装置装置、プロセ
スカートリッジ及び電子写真画像形成装置を提供する。【解決手段】現像装置１０の現像部１３及びホッパー
部１４を挟んで第１及び第２電極１２、４０を有する現
像剤残量検知電極対を配置する。第１電極１２は現像剤
担持体であり、第２電極４０は現像容器１１の外壁に取
り付けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般には、電子写
真方式により像担持体に静電潜像を形成し、この静電潜
像を現像装置に収容した現像剤にて顕像化する電子写真
画像形成装置に関し、特に、現像剤収容部に収容した現
像剤の残量を逐次検知することのできる現像剤量検出手
段を備えた電子写真画像形成装置、更には、プロセスカ
ートリッジ及び現像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、Ｌ
ＥＤ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ユーザー自身がカートリッジを
交換しなければならないため、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】更に説明すると、図１８に従来のプロセス
カートリッジＢが装着された画像形成装置Ａの一例を示
す。プロセスカートリッジＢにて現像手段を構成する現
像装置１０は、像担持体としての感光ドラム１上に形成
された潜像に現像剤Ｔを供給して可視化する現像部１３
と、現像剤Ｔの貯蔵、保管を目的としたホッパー部１４
とを備えた現像容器１１を有しており、ホッパー部１４
内の現像剤Ｔは、重力及び攪拌装置１５又はその他の現
像剤搬送手段によってホッパー部１４内から現像部１３
内へ搬送される。

【０００７】この現像部１３には、感光ドラム１と対向
する現像位置まで現像剤Ｔを搬送する円筒形の現像剤担
持体である現像ローラ１２が、感光ドラム１に近接して
配置されており、現像ローラ１２の表面上には現像剤Ｔ
が付着保持され、現像ローラ１２の回転により現像剤Ｔ
を感光ドラム１に対向した現像位置まで搬送する。

【０００８】現像剤Ｔは搬送される途中でドクターブレ
ード等の現像剤規制手段１７により現像剤Ｔの量及び高
さが制限されると共に、現像ローラ１２上に均一に塗布
され、現像ローラ１２上に搬送される過程で現像ローラ
１２、現像剤規制手段１７、或は現像剤自身に摺擦され
て帯電する。

【０００９】そして、現像ローラ１２によって感光ドラ
ム１との対向部、即ち、現像位置まで搬送された現像剤
Ｔは感光ドラム１と現像ローラ１２との間にバイアス印
加手段としての現像バイアス電源５４にて印加された適
正な現像バイアス電圧により、感光ドラム１上に転移
し、感光ドラム１上の静電潜像を現像し、トナー像とな
す。

【００１０】現像に供されなかった現像剤Ｔは、現像ロ
ーラ１２上に残ったまま搬送されて、再び現像部内に収
容される。

【００１１】一方、トナー像の形成と同期して給紙カセ
ット２０にセットした記録媒体Ｐをピックアップローラ
２１、搬送ローラ対及びレジストローラ（図示せず）な
どを備えた搬送手段２２で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４が配置されて
おり、電圧を印加することによって、感光ドラム１上の
トナー像を記録媒体Ｐに転写する。

【００１２】トナー像の転写を受けた記録媒体Ｐは、搬
送ガイド２３で定着手段５へと搬送する。定着手段５
は、駆動ローラ５ｃ及びヒータ５ｂを内蔵した定着ロー
ラ５ａ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。そ
の後、記録媒体Ｐは、機外へと排出される。

【００１３】転写ローラ４によってトナー像を記録媒体
Ｐに転写した後の感光ドラム１は、クリーニング手段６
によって感光ドラム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６は、感光ドラム１に当接して設けられた弾性クリー
ニングブレード７によって感光ドラム１上の残留現像剤
を掻き落として廃現像剤溜め８へと集める。

【００１４】以上のように、現像装置１０においては、
現像動作を繰り返して行う毎に現像剤Ｔが消費されるた
め、現像剤不足が生じないように、随時現像剤Ｔの現像
部１３での有無を監視する必要がある。

【００１５】そこで、従来の現像装置１０は、現像剤残
量を検知する手段として現像剤量検出装置を有してお
り、現像剤量検出装置は、現像剤Ｔの残量を検知するた
めに、現像部１３の内部に水平方向に配置された現像剤
残量検知用アンテナ電極１８を備えている。

【００１６】現像剤量検出装置は、更に、現像剤量測定
回路５０を有しており、この現像剤量測定回路５０は、
アンテナ電極１８と現像ローラ１２との間の静電容量を
測定する手段としての静電容量検出回路５２を備え、こ
の静電容量検出回路５２にアンテナ電極１８が接続され
る。これによって、現像バイアス電源５４により現像ロ
ーラ１２に供給される現像バイアス電圧をアンテナ電極
１８により検出することでアンテナ電極１８と現像ロー
ラ１２との間の静電容量を測定している。

【００１７】又、現像剤量測定回路５０は、比較の基準
となる静電容量を設定する手段としての基準静電容量５
３と、基準静電容量５３を測定する手段としての静電容
量検出回路５１とを備え、基準静電容量５３と現像バイ
アス電源５４とを接続し、基準静電容量５３を介して現
像バイアス電圧を検出することで、未知の静電容量を測
定する上の基準となる静電容量を得ている。

【００１８】現像剤量検出装置は、静電容量検出回路５
１の出力と、基準静電容量の静電容量検出回路５２の出
力とを、比較手段としての比較回路５５により比較して
その差分を検出し、その差分が一定値より下回った場合
に、現像剤量警告回路５７にて現像剤切れと判断し、ユ
ーザーに現像剤Ｔが残り少ないことを告知する。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来の画像形成装置では、現像剤残量検知用アンテナ電
極１８が現像部１３に配置されており、この検知方法で
は、現像剤が無くなる寸前を精度良く検知（ニアレス検
知）することはできるが、プロセスカートリッジＢのよ
うに現像剤の補給がプロセスカートリッジＢの交換を意
味する場合、検知信号によって現像剤が少ないことを突
如として告知されたユーザーは、予備のプロセスカート
リッジを用意していない限り、多量に印字することを断
念せざるを得なかった。

【００２０】また、上記の現像剤残量検知方法を用いた
画像形成装置では、現像剤残量検知レベルが１から多く
て３レベルであり、更に、従来の回路では検出精度が悪
かったため、ニアレス検知に重きを置いた電極配置を余
儀なくされていた。従って、現像剤が無くなる直前の精
度は高いが、それ以前の、例えば、現像剤量の満タンと
約半分を区別することができなかった。

【００２１】そのような状況に加え、近年、画像形成装
置に記録媒体として多量の転写材を積載し、高スピード
で印字できる技術が開発され、これらの機器がコンピュ
ータネットワークによって複数のユーザーにシェアされ
て使用される状況下では、プロセスカートリッジＢ内の
現像剤の残量が、これから大量に印字する印字枚数分、
印字可能かどうかを判断することができなかった。

【００２２】すなわち、従来の現像剤残量検知は、自動
車で言う燃料警告であり、警告後の最低印字枚数は見積
もることができるものの、警告が出ていない状態では現
状の現像剤残量でどのくらい印字できるかをユーザーが
判断できる状態ではなかった。従って、上記使用環境の
変化により、現像剤残量のガスゲージ表示が強く望まれ
るようになってきた。

【００２３】つまり、従来の現像剤量検出装置は、現像
容器内の現像剤の有無を検出するものであり、つまり、
現像容器内の現像剤を使い切る直前に現像剤が少ないこ
とを検出できるのみであり、現像容器内にどの程度の現
像剤が残っているかを検出することはできなかった。

【００２４】これに対して、現像容器内の現像剤残量を
逐次検出することができれば、現像容器内の現像剤使用
状態をユーザーが知ることが可能となり、交換時期に合
わせて新しいプロセスカートリッジを用意することがで
き、ユーザーにとって極めて好便である。

【００２５】又、本発明者がプロセスカートリッジを使
用した画像形成装置の転写材積載能力と、該画像形成装
置が転写材を満載して概略２５％の印字比率で印字した
場合に使用する現像剤量がプロセスカートリッジの現像
剤満載時の何パーセントにあたるかを調査した結果、概
略２０％から４０％に当たり、プロセスカートリッジ内
の現像剤を５０％以上使用した状態では、上記状況が頻
繁に発生することが判明した。

【００２６】このような問題を解決するために、印字枚
数をカウントしたり、静電潜像を作成するレーザー等へ
の発光信号の時間を積算して現像剤残量の逐次把握を試
みる方法も提案されているが、従来方法では、使用環境
の変動によるトナー使用量の変動や印字画像の印字率の
変動により誤差が大きいものであった。

【００２７】従って、本発明の第１の目的は、現像剤の
満タンの状態から印字不良直前のニアレス状態までを正
確に検知することのできる現像剤量検出手段を備え、ユ
ーザーの装置使用に際しての利便性を向上させることの
できる安価な現像装置、プロセスカートリッジ及び電子
写真画像形成装置を提供することである。

【００２８】本発明の第２の目的は、複数の現像装置を
有する装置において、各々の現像装置の現像剤が満タン
の状態から印字不良直前のニアレス状態までを独立に、
且つ、正確に検知することのできる安価な現像剤量検出
手段を備え、ユーザーの装置使用に際しての利便性を向
上させることのできる現像装置、プロセスカートリッジ
及び電子写真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】上記目的は本発明に係る
現像装置、プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成
装置にて達成される。要約すれば、本発明の第１の態様
によると、電子写真画像形成装置本体に装着され、電子
写真感光体に形成された静電潜像を現像するために用い
られる現像装置において、電子写真感光体に形成された
静電潜像を現像するために、現像剤を収容し、この現像
剤を前記電子写真感光体へ搬送するための現像剤担持体
を備えた現像部と、現像剤を収容し前記現像部へと現像
剤を供給するためのホッパー部と、を有する現像容器
と、現像剤残量を前記電子写真画像形成装置本体で検出
するために、前記現像部及びホッパー部を挟んで配置さ
れた第１及び第２電極を有する現像剤残量検知電極対
と、を備え、前記現像剤残量検知電極対の前記第１電極
は前記現像剤担持体であり、前記第２電極は前記現像容
器の外壁に取り付けられることを特徴とする現像装置が
提供される。

【００３０】本発明の第２の態様によると、電子写真画
像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにお
いて、（ａ）電子写真感光体と、（ｂ）（i）前記電子
写真感光体に形成された静電潜像を現像するために、現
像剤を収容し、この現像剤を前記電子写真感光体へ搬送
するための現像剤担持体を備えた現像部と、現像剤を収
容し前記現像部へと現像剤を供給するためのホッパー部
と、を有する現像容器と、（ii）現像剤残量を前記電子
写真画像形成装置本体で検出するために、前記現像部及
びホッパー部を挟んで配置された第１及び第２電極を有
する現像剤残量検知電極対と、を備え、前記現像剤残量
検知電極対の前記第１電極は前記現像剤担持体であり、
前記第２電極は前記現像容器の外壁に取り付けられる現
像装置と、を有することを特徴とするプロセスカートリ
ッジが提供される。

【００３１】本発明の第３の態様によると、記録媒体に
画像を形成するための電子写真画像形成装置において、
（ａ）電子写真感光体と、（ｂ）前記電子写真感光体に
静電潜像を形成するための静電潜像形成手段と、（ｃ）
（i）電子写真感光体に形成された静電潜像を現像する
ために、現像剤を収容し、この現像剤を前記電子写真感
光体へ搬送するための現像剤担持体を備えた現像部と、
現像剤を収容し前記現像部へと現像剤を供給するための
ホッパー部と、を有する現像容器と、（ii）現像剤残量
を電子写真画像形成装置本体で検出するために、前記現
像部及びホッパー部を挟んで配置された第１及び第２電
極を有する現像剤残量検知電極対と、を備え、前記現像
剤残量検知電極対の前記第１電極は前記現像剤担持体で
あり、前記第２電極は前記現像容器の外壁に取り付けら
れる現像装置と、（ｄ）少なくとも前記第１電極に交番
バイアス電圧を印加するバイアス電圧印加手段と、
（ｅ）上記現像剤残量検知電極対間の静電容量を測定
し、現像剤量を把握する現像剤量検出手段と、を有する
ことを特徴とする電子写真画像形成装置が提供される。

【００３２】本発明の第４の態様によると、プロセスカ
ートリッジを着脱可能であって、記録媒体に画像を形成
するための電子写真画像形成装置において、（ａ）
（i）電子写真感光体と、（ii）電子写真感光体に形成
された静電潜像を現像するために、現像剤を収容し、こ
の現像剤を前記電子写真感光体へ搬送するための現像剤
担持体を備えた現像部と、現像剤を収容し前記現像部へ
と現像剤を供給するためのホッパー部と、を有する現像
容器と、現像剤残量を前記電子写真画像形成装置本体で
検出するために、前記現像部及びホッパー部を挟んで配
置された第１及び第２電極を有する現像剤残量検知電極
対と、を備え、前記現像剤残量検知電極対の前記第１電
極は前記現像剤担持体であり、前記第２電極は前記現像
容器の外壁に取り付けられる現像装置と、を有するプロ
セスカートリッジを取り外し可能に装着するための装着
手段と、（ｂ）前記電子写真感光体に静電潜像を形成す
るための静電潜像形成手段と、（ｃ）少なくとも前記第
１電極に交番バイアス電圧を印加するバイアス電圧印加
手段と、（ｄ）上記現像剤残量検知電極対間の静電容量
を測定し、現像剤量を把握する現像剤量検出手段と、を
有することを特徴とする電子写真画像形成装置が提供さ
れる。

【００３３】本発明の第５の態様によると、記録媒体に
画像を形成するための電子写真画像形成装置において、
（ａ）電子写真感光体と、（ｂ）前記電子写真感光体に
静電潜像を形成するための静電潜像形成手段と、（ｃ）
前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するた
めに、現像剤を収容し、この現像剤を前記電子写真感光
体へ搬送するための現像剤担持体を備えた現像部と、現
像剤を収容し前記現像部へと現像剤を供給するためのホ
ッパー部と、を有する現像容器を備えた複数の現像装置
と、（ｄ）前記複数の現像装置を着脱可能に装着し、前
記各現像装置を前記電子写真感光体と対向した現像位置
へと搬送する支持体と、（ｅ）前記各現像装置の現像剤
残量を電子写真画像形成装置本体で検出するために、前
記各現像装置の前記現像部及びホッパー部を挟んで配置
された第１及び第２電極を有する現像剤残量検知電極対
と、（ｆ）少なくとも前記第１電極に交番バイアス電圧
を印加するバイアス電圧印加手段と、（ｇ）上記現像剤
残量検知電極対間の静電容量を測定し、現像剤量を把握
する現像剤量検出手段と、を備え、前記現像剤残量検知
電極対の前記第１電極は前記各現像装置の前記現像剤担
持体であり、前記第２電極は、前記支持体とは独立の固
定支持体に配置されることを特徴とする画像形成装置が
提供される。一実施態様によると、前記支持体は、回転
軸を中心として回転移動して前記各現像装置を現像位置
へと搬送するものであり、前記固定支持体は、前記回転
軸内に配置されている。又、他の実施態様によると、前
記支持体は、前記各現像装置を平行移動して現像位置へ
と搬送するものであり、前記固定支持体は、画像形成装
置本体である。

【００３４】上記各本発明において、一実施態様による
と、前記第２電極は、前記第１電極に電圧を印加した際
に発生する第１及び第２電極間の静電容量に応じた電気
信号を前記電子写真画像形成装置本体に設けた現像剤残
量を検知するための現像剤量検出手段に伝達する。

【００３５】他の実施態様によると、前記現像剤担持体
は現像ローラである。

【００３６】他の実施態様によると、前記第１電極に印
加する電圧は、交番バイアス電圧であり、又、前記交番
バイアス電圧は、交流電圧に直流電圧を重畳した現像バ
イアス電圧とすることができる。

【００３７】更に他の実施態様によると、前記第２電極
は、前記現像ローラの長手方向に沿って延在して配置さ
れた金属製の板状部材である。

【００３８】更に他の実施態様によると、前記現像剤量
検出手段は、前記第１及び第２電極間で形成される静電
容量の最小値又は最大値と概略等しく、該両電極間に印
加されるバイアス電圧と略同等のバイアス電圧が印加さ
れる基準静電容量を具備し、該基準静電容量を測定する
静電容量検出回路と、前記両電極間の静電容量を測定す
る静電容量検出回路と、両回路が測定した静電容量を比
較する比較回路と、を備えている。又、前記基準静電容
量を測定する静電容量検出回路は、複数の基準静電容量
と、前記現像装置に応じて最適な前記基準静電容量に切
り替える基準静電容量切り替え手段と、を有することが
できる。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る現像装置、プ
ロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置を図面に
則して更に詳しく説明する。

【００４０】実施例１先ず、図１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と
され、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。

【００４１】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、感光ドラム１を有する。感光
ドラム１は、静電潜像形成手段を構成する帯電手段であ
る帯電ローラ２によって帯電され、次いで、レーザーダ
イオード、ポリゴンミラー、レンズ、反射ミラー（図示
せず）などを有した光学手段３から画像情報に応じたレ
ーザ光を照射することによって感光ドラム１に画像情報
に応じた潜像が形成される。この潜像は、プロセスカー
トリッジＢの現像手段としての現像装置１０によって現
像され、可視像、即ち、トナー像とされる。

【００４２】現像装置１０は、現像容器１１を備え、現
像容器１１は、現像剤担持体としての現像ローラ１２を
備えた現像部１３と、現像剤ホッパー部１４とを有す
る。現像装置１０は、現像部１３及びホッパー部１４に
収容されている現像剤Ｔが消耗した場合、ユーザー自身
が新しいカートリッジＢを交換することで、新たなプリ
ントを行うことができる。

【００４３】又、現像装置１０は、その現像剤ホッパー
部１４内に、内部の現像剤Ｔの固着防止、及び循環、搬
送の目的のための攪拌装置１５が設けられている。攪拌
装置１５は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等
の樹脂フィルム、或いは、例えばシリコーンゴムやウレ
タンゴム等のゴム材にて形成されるか、又は、ＳＵＳ、
リン青銅等の金属板金にて形成することができ、駆動手
段（図示せず）により図中矢印方向に回転される。

【００４４】又、現像ローラ１２は、本実施例では、固
定磁石（マグネット）１６を内蔵しており、現像ローラ
１２を回転することによって現像剤は搬送され、現像剤
量規制部材としての現像ブレード１７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１２は、現像バイアス
電源５４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。

【００４５】又、本実施例にて、現像装置１０は、現像
剤Ｔとして磁性体を含む磁性現像剤を使用したが、現像
剤Ｔとしては、磁性体を含まない非磁性現像剤を用いる
こともできる。従って、現像装置１０としては、本実施
例のように現像剤自身が磁性キャリアを内包する磁性一
成分現像装置とすることができるが、磁性キャリアを持
つ２成分現像装置、又は、磁性キャリアを使用しない非
磁性一成分現像装置の形態をも採用し得る。

【００４６】現像装置１０に収容し、使用するこれらの
現像剤Ｔは、粉砕法又は重合法によって作られるが、本
実施例の現像装置１０では、細かな画像も再現できるよ
うに平均粒径の小さな現像剤を用いた。

【００４７】一方、トナー像の形成と同期して給紙カセ
ット２０にセットした記録媒体Ｐをピックアップローラ
２１、搬送ローラ対及びレジストローラ（図示せず）な
どを備えた搬送手段２２で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４が配置されて
おり、電圧を印加することによって、感光ドラム１上の
トナー像を記録媒体Ｐに転写する。

【００４８】トナー像の転写を受けた記録媒体Ｐは、搬
送ガイド２３で定着手段５へと搬送する。定着手段５
は、駆動ローラ５ｃ及びヒータ５ｂを内蔵した定着ロー
ラ５ａ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。そ
の後、記録媒体Ｐは、機外へと排出される。

【００４９】転写ローラ４によってトナー像を記録媒体
Ｐに転写した後の感光ドラム１は、クリーニング手段６
によって感光ドラム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６は、感光ドラム１に当接して設けられた弾性クリー
ニングブレード７によって感光ドラム１上の残留現像剤
を掻き落として廃現像剤溜め８へと集める。

【００５０】一方、本実施例にては、プロセスカートリ
ッジＢは、現像装置１０を構成する現像容器１１などを
保持する現像枠体３１と、感光ドラム１、クリーニング
ブレード７などのクリーニング手段６及び帯電ローラ２
を取り付けたクリーニング枠体３２とを一体に結合する
ことによってカートリッジ化されている。

【００５１】このプロセスカートリッジＢは、ユーザー
によって、電子写真画像形成装置本体に設けたカートリ
ッジ装着手段３３に対して取り外し可能に装着される。

【００５２】本発明によれば、プロセスカートリッジＢ
は、現像部１３及びホッパー部１４内の現像剤の消費に
従ってその残量を逐次検知することのできる現像剤量検
出装置を備えている。

【００５３】本発明によれば、現像剤量検出装置は、第
１及び第２電極１２、４０を備えた現像剤残量検知電極
対と、現像剤量検出手段としての静電容量検出回路５０
と、バイアス電圧印加手段としての交番バイアス電源５
４とを有する。即ち、本実施例では、電極対の一方の第
１電極は、現像ローラ１２とされ、他方の第２電極は、
現像ローラ１２と対向配置された金属製の板状部材、即
ち、金属板４０とされる。金属板としては、例えば０．
１〜１ｍｍ程度の厚さを有したアルミニウム、ステンレ
ススチールなど、任意の金属板とすることができる。

【００５４】第２電極４０は、現像枠体１１の外側に位
置して現像容器外壁に取付けられているが、これに限定
されるものではなく、例えば図２に示すように現像容器
１１内に配置することも可能である。

【００５５】又、本実施例では、第２電極である金属板
４０は、現像ローラ１２の長手方向の長さと同等長さに
て延在して配置される。又、本実施例では、金属板４０
は、幅（Ｗ）が約２０ｍｍとされ、現像ローラ１２の外
周と金属板下端とを結ぶ平面に対して角度α＝約３７°
傾斜して配置した。本実施例で現像ローラ１２の直径は
１６ｍｍとした。

【００５６】本発明によれば、電極対１２、４０は、現
像装置１０の現像部１３及びホッパー部１４を独立に、
又は、共に貫く直線上に対向して配置され、しかも、対
向して配置された電極対１２、４０にて形成する空間領
域４１（図１及び図２に斜線にて示す領域）が、現像部
１３及びホッパー部１４に満タン状態に充填されている
現像剤Ｔの概略２０％以上を内包するように配置され
る。

【００５７】本発明での電極対の形態は、上記の関係に
あれば如何なる形態であっても良く、上述の現像ローラ
１２と金属板４０に限定されるものではない。例えば、
現像ローラ１２上の現像剤を規制する現像ブレード１７
のベースをリン青銅などの金属ブレードで構成し、これ
に現像ローラ１２と同等の現像バイアスを印加しても良
い。この場合、第２電極４０との間で内包する現像剤量
が増加するので、精度向上を図ることができる。

【００５８】又、電極対の一方の電極には、電極間の静
電容量を測定するために、正弦波、矩形波、三角波、繰
り返しパルス波などの交番バイアス電圧を印加するが、
本実施例では、現像ローラ１２を第１電極としたため、
現像ローラ１２への交番バイアス電圧として現像バイア
ス電圧をそのまま流用した。従って、金属板４０からな
るホッパー部背面に配置した第２電極が受信側の電極と
なり、その出力端は静電容量検出回路５０に接続され
る。

【００５９】次に、図１及び図３を参照して静電容量検
出回路５０について説明する。

【００６０】静電容量検出回路５０は、第１の静電容量
検出回路５１と、金属板からなる第２の電極４０に接続
された第２の静電容量検出回路５２とを有する。第１の
静電容量検出回路５１には、基準静電容量５３を介して
交番バイアス電源５４に接続されており、発信側の第１
電極である現像ローラ１２に印加してある交番バイアス
電圧と同じバイアス電圧が交番バイアス電源５４から分
流して印加される。

【００６１】静電容量検出回路５０は、更に、比較回路
５５を備え、比較回路５５によって基準静電容量５３を
介して計測された信号と、第２アンテナ電極４０を介し
て計測された信号を比較することにより、現像ローラ１
２とアンテナ電極４０との間の静電容量が満タン時、又
は、現像剤無し時に比べどの位大きいか、又は小さい容
量であるかを検知することができる。検知信号は、現像
剤量表示回路５６へと送信され、現像剤の残量が逐次表
示される。

【００６２】現像剤表示方法について説明すると、例え
ば、上述の現像剤量検出装置による検知情報は、ユーザ
ーのパソコンなどの端末画面上に、図４及び図５に示す
ように表示される。図４及び図５においては、現像剤量
に応じて動く針５８がゲージ５９のどの部分を際してい
るかによって現像剤量がユーザーに報知される。

【００６３】又、図６に示すように、電子写真画像形成
装置本体に直接ＬＥＤ６０などによる表示部を設け、現
像剤量に応じてＬＥＤを点滅させても良い。

【００６４】本発明者は、空のプロセスカートリッジ、
即ち、現像装置１０の現像部１３及びホッパー部１４に
現像剤Ｔが存在しない状態での静電容量を基準静電容量
５３としたが、空のプロセスカートリッジの電極１２、
４０間の静電容量は、概略１ｐＦ程度の極端に小さい容
量であったため、実際に単一のコンデンサーでは実現不
可能だった。

【００６５】従って、実際には、図３の現像剤量測定回
路５０の基準静電容量回路５３’に示すように、バイア
ス電源５４に１０ｐＦのコンデンサーＣ１を接続し、こ
のコンデンサーＣ１への充電電流を抵抗器Ｒ１、Ｒ２で
分流し、アンテナ電極４０から検出され、コンデンサー
Ｃ２及びＣ３に充電される充電電流が同じレベルになる
よう減衰させることで、見かけ上１ｐＦの基準静電容量
５３を実現した。

【００６６】図７は、本実施例の現像剤量検出装置に図
３に示す静電容量検出回路５０を使用したときの回路か
らの出力電圧である。攪拌装置１５により攪拌された現
像剤Ｔがホッパー部１４内で流動するため、攪拌周期に
応じてその出力が変化している。

【００６７】従って、本発明者は、上記出力信号を攪拌
周期で積分し、その積分平均値とプロセスカートリッジ
内の現像剤量と比較した。その結果を図８に示す。図８
からも理解できるように、本発明により、満載時の現像
剤量から現像剤が空の状態までを良好に検知することが
可能であることが判明した。

【００６８】更に、本発明者は、多くの電極形状を検討
した結果、上述したように現像剤残量検知手段の電極対
１２、４０は、現像装置１０の現像部１３及びホッパー
部１４を独立に、又は、共に貫く直線上にあり、それら
が形成する空間領域４１が現像部１３及びホッパー部１
４に充填されている現像剤Ｔの概略２０％以上を内包す
るように配置されていなければ、ユーザー満足度を最低
限保証できると思われる現像剤Ｔの満載の概略半分以下
の現像剤量を正確に検知することができないことが判明
した。

【００６９】上記理由を図９及び図１０を用いて説明す
る。

【００７０】図９及び図１０は、現像剤満載時とそれの
概略半分の量（５０％）を充填したプロセスカートリッ
ジＢに対して、上述した電極１２、４０間が形成する空
間領域４１を変えたときにどのような検出信号が得られ
るかを示す。この図から電極１２、４０間で形成される
空間領域４１が小さくなると、満載時とその半分時の信
号の差が小さく、判別が困難になっていることが理解で
きる。

【００７１】これは、攪拌装置１５により現像剤Ｔが空
間領域４１内外を移動するために、本発明の構成で得ら
れる信号には、電極１２、４０間で形成される空間領域
４１外の現像剤量も、ある程度の量までは反映すること
に起因する。

【００７２】すなわち、攪拌装置１５により電極間領域
４１内からその外に移動した現像剤Ｔを、移動前に空間
領域４１外にあった現像剤Ｔが重力などによりその空き
容量を速やかに補充するため、測定対象の現像剤量と電
極空間領域４１がある関係を満たす場合は、空間領域４
１外の現像剤Ｔの残量をも反映してくることになる。

【００７３】従って、空間領域４１と測定対象の現像剤
量が一定の関係以下になると、この空間領域４１がそれ
以外の領域にある現像剤によって常に充満している時間
が多くなり、検出信号を攪拌周期で積分した平均値を用
いても、出力波形としては満載時との区別ができない信
号となる。

【００７４】この関係は、第２電極４０の位置や大きさ
等のほかに、ホッパー部１４の形状や攪拌装置１５の形
状にも左右されるが、本発明者が最も検知精度が高いホ
ッパー部形状及び攪拌装置形状を用いた結果、少なくと
も現像部１３及びホッパー部１４に充填されている現像
剤Ｔの概略２０％以上をカバーしていなくては、現像剤
Ｔの満載時と概略半分の時の判別が不可能であることが
判明した。

【００７５】勿論、電極１２、４０間で形成する空間領
域４１が現像剤Ｔの充填空間をカバーすればするほど、
半分以上の現像剤量についても検知可能になり、現像剤
満載時から空までをリニアに測定するには、概略４０％
〜６０％以上のカバー率が必要であった。

【００７６】ここで、現像部１３及びホッパー部１４で
の現像剤Ｔの充填空間について説明する。

【００７７】本発明で説明している現像剤Ｔの充填空間
とは、現像部１３及びホッパー部１４に充填されている
現像剤Ｔの静止体積であり、これは現像装置１０、即
ち、プロセスカートリッジＢを現像剤残量検知時と同じ
状態で静止したときに現像剤Ｔの自重により沈静した状
態の体積であり、可動時の体積でも現像部１３及びホッ
パー部１４の容積でもない。

【００７８】又、本実施例では、現像剤残量検知電極対
の一つの電極として現像ローラ１２を使用し、交番バイ
アス電圧として現像バイアス電圧を使用したが、電極間
の関係が上述した関係にあれば良く、また、交番バイア
ス電圧も現像バイアス電圧である必然性がないことも理
解されるであろう。

【００７９】例えば、現像バイアス電圧にＤＣバイアス
電圧のみを用いた現像装置１０の場合には、交番バイア
ス電源５４として現像バイアス電源は流用できない。こ
のような場合には、電極対及び交番バイアス電源を別途
設けて対応すれば良い。

【００８０】実施例２次に、本発明による画像形成装置の第２の実施例を図１
１に基づいて説明する。本実施例の画像形成装置は、カ
ートリッジ化された複数個の現像装置１０Ａ、１０Ｂ、
１０Ｃ、１０Ｄを支持体１００に搭載し、支持体１００
がその中心部に配置した回転軸１０１に担持され、回転
制御される構成とされる点で、実施例１の画像形成装置
と大きく異なる。

【００８１】ただ、各現像装置１０Ａ、１０Ｂ、１０
Ｃ、１０Ｄの構成は、実施例１にて説明した現像装置１
０と同様の構成とされる。つまり、図１１にて、感光ド
ラム１と対向した現像位置に停止している現像装置１０
Ａを代表して説明すると、現像装置１０Ａは、現像容器
１１を備え、現像容器１１は、現像剤担持体としての現
像ローラ１２Ａを備えた現像部１３と、現像剤ホッパー
部１４とを有する。現像装置１０Ａは、現像部１３及び
ホッパー部１４に収容されている現像剤Ｔが消耗した場
合、新しい現像装置と交換される。

【００８２】本実施例にて、現像装置１０Ａ、１０Ｂ、
１０Ｃ、１０Ｄは、有彩色としてのイエロー、マゼン
タ、シアンの各カラー現像剤Ｔ及び下色除去（ＵＣＲ）
用のブラック現像剤Ｔをそれぞれ備えた構成とすること
ができ、又、各現像装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０
Ｄは、それぞれ各色毎に支持体１００より脱着可能な構
成とされる。

【００８３】画像形成に際しては、各現像装置１０Ａ、
１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄは、支持体１００に保持された
状態で回転軸１０１を中心に回転移動し、所定の現像装
置が感光ドラム１に対向した位置に止まり、感光ドラム
１上に形成された静電潜像を現像してトナー像となす。
このトナー像は、転写位置にて、中間転写体４に転写さ
れる。

【００８４】本実施例にて中間転写体４は、ローラ４Ｄ
に巻回されて回動する中間転写ベルト４Ａを備えてい
る。又、転写位置には転写ローラ４Ｂ、４Ｃが配置され
ている。

【００８５】カラー画像形成時には、中間転写体４、即
ち、中間転写ベルト４Ａの１回転ごとに回転支持体１０
０が回転して、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック
現像装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄの順で現像工
程がなされ、感光ドラム１上のトナー像を、第１の転写
位置にて転写手段としての転写ローラ４Ｂの作用の下に
電圧を印加することにより、中間転写ベルト４Ａに４回
にわたり、多重転写する。

【００８６】一方、トナー像の形成と同期して給紙カセ
ット２０にセットした記録媒体Ｐをピックアップローラ
２１、搬送ローラ対及びレジストローラ（図示せず）な
どを備えた搬送手段２２で転写位置へと搬送する。第２
の転写位置には、転写手段としての転写ローラ４Ｃが配
置されており、電圧を印加することによって、多重転写
を受けた中間転写ベルト４Ａ上の各色のトナー像が、記
録媒体Ｐへと同時に一括転写される。

【００８７】トナー像の転写を受けた記録媒体Ｐは、搬
送ガイド２３で定着手段５へと搬送する。定着手段５
は、駆動ローラ５ｃ及びヒータ５ｂを内蔵した定着ロー
ラ５ａ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。そ
の後、記録媒体Ｐは、機外へと排出される。

【００８８】トナー像を中間転写ベルト４Ａに転写した
後の感光ドラム１は、クリーニング手段６によって感光
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６は、感光ド
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
７によって感光ドラム１上の残留現像剤を掻き落として
廃現像剤溜め８へと集める。又、中間転写ベルト４Ａ上
の残留現像剤は、クリーニング手段４Ｅにて除去され
る。

【００８９】本実施例によると、固定の位置に、実施例
１で説明した現像剤残量検知電極対の少なくとも一方の
電極を配置し、支持体１００の移動により交換された各
現像装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄの現像剤残量
を各現像装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄが移動可
能な一つのポジションにて測定することで、複数の現像
装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄの各現像剤残量を
個別に測定する。

【００９０】本実施例にて、図１２及び図１３をも参照
するとよりよく理解されるように、現像剤残量検知電極
対の第１の電極は、第１の実施例と同様に、現像位置に
配置された各現像装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ
の現像ローラ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄとされ、
他方の第２の電極は、支持体１００を支持し回転運動す
るための中空状の回転軸１０１の内部に配置した電極１
０２とされる。この電極１０２は、回転軸１０１内に配
置され、回転運動を行わない固定支持体１０３上に取付
けられる。

【００９１】第２電極１０２は、感光ドラム１６と、各
現像装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄの現像ローラ
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄが対向する、即ち、各
現像装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄが現像位置に
移動したとき、その移動した現像装置の現像ローラとの
間に、実施例１にて説明した電極間関係を満たす位置に
配置してある。勿論、電極１０２は、現像装置の移動に
は支障をきたさない位置、及び、構成をしているが、極
力、現像位置に移動された現像装置に近接した位置に配
置される。

【００９２】つまり、本実施例において、第１及び第２
電極からなる電極対１２（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１
２Ｄ）、１０２は、実施例１と同様に、現像装置１０の
現像部１３及びホッパー部１４を独立に、又は、共に貫
く直線上に対向して配置され、しかも、対向して配置さ
れた電極対（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ）、１０
２にて形成する空間領域４１（図１１に斜線にて示す領
域）が、現像部１３及びホッパー部１４に満タン状態に
充填されている現像剤Ｔの概略２０％以上を内包するよ
うに配置される。

【００９３】本実施例のように、第２電極１０２を固定
支持体１０３上に取付ける構成とした場合、電極１０２
への配線を可動部とは切り離して設計できるので、電極
１０２からの信号を直接取り出すことが可能になり、支
持体１００内から摺動接点などを介して信号を取り出す
場合に比べて、簡易な構造で、かつ、安定した出力が得
られる。その結果、より高精度にて正確な現像剤残量検
出が可能となる。

【００９４】勿論、他との電気絶縁性が満たされれば、
固定支持体１０３自体を第２の電極として構成しても良
い。

【００９５】又、本実施例によると、各現像装置に内包
されていた検知用電極を本体内の一つの電極１０２に集
約でき、より安価に測定することを可能にする。

【００９６】更に、本実施例にても、実施例１にて図１
及び図３を参照して説明した現像剤検出回路５０を採用
した。しかしながら、最初は、上記実施例１の場合より
検出する静電容量が小さくなり、実現不可能かと考えた
が、本発明者が、図１１に示した画像形成装置の具体例
としてＣａｎｏｎ社製、ＬＢＰ−２０４０を用い、この
装置の回転移動支持体１００の回転中心を支持している
固定部材に金属製電極、具体的には、厚さ０．５ｍｍ、
幅３０ｍｍ、長さ２５０ｍｍのステンレススチール電極
を現像剤残量検知電極１０２として設置して実験したと
ころ、図１４に示すような良好な結果が得られた。本実
験に使用した現像剤Ｔは、磁性体を含まないＹ（イエロ
ー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）と、磁性体を内包
するブラック現像剤であるが、特性の異なる両現像剤と
もに、現像剤検出回路５０における基準静電容量５３は
同一のものを使用して、良好な現像剤残量の測定を行う
ことが可能であった。

【００９７】勿論、このような状況が全ての画像形成装
置で成り立つとも限らないため、現像剤検出回路５０に
は、図１５に示すように各現像装置１０Ａ、１０Ｂ、１
０Ｃ、１０Ｄに応じた基準静電容量を複数個具備した基
準静電容量回路５３’にて構成し、各々の現像装置に対
応してスイッチＳＷにて切り替え可能に構成することも
できる。

【００９８】本実施例では、現像剤残量検知用電極対の
第１電極として現像ローラ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１
２Ｄを使用し、交番バイアス電圧として現像バイアス電
圧を使用したが、実施例１でも説明したように交番バイ
アス電圧は現像バイアス電圧に限定するものではない。
勿論、測定位置も現像位置に限定されるものではなく、
非現像位置において測定しても良いことを理解された
い。特に、各現像装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ
がＤＣバイアス電圧のみで現像する現像装置である場合
は、非現像位置にて別途用意した交番バイアス電源５４
を使用して他色の現像装置が現像している時間を利用し
て現像剤量を測定することができ、この場合には、現像
剤残量検知のためだけに支持体１００を回転する必要が
なくなる。

【００９９】実施例３図１６に本発明による画像形成装置の第３の実施例を示
す。本実施例の画像形成装置は、実施例２の画像形成装
置がカートリッジ化された複数個の現像装置１０Ａ、１
０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄを回転制御される支持体１００に
搭載して構成されたのに対して、複数のカートリッジ化
された現像装置が垂直方向に平行に移動可能に制御され
た支持体に搭載、支持される点において異なる。従っ
て、実施例２と同じ構成及び機能をなす部材には同じ参
照番号を付し、詳しい説明は省略する。

【０１００】又、本実施例においても、現像剤残量検知
電極対の第１の電極は、実施例２と同様に、現像位置に
配置された各現像装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ
の現像ローラ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄとされ、
他方の第２の電極１０２は、支持体１００の外側に位置
して、画像形成装置本体に取付けられる。

【０１０１】第２の電極１０２は、感光ドラム１６と、
各現像装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄの現像ロー
ラ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄが対向する、即ち、
各現像装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄが現像位置
に移動したとき、その移動した現像装置の現像ローラと
の間に、実施例１及び実施例２にて説明した電極間関係
を満たす位置に配置してある。勿論、電極１０２は、現
像装置の移動には支障をきたさない位置、及び、構成を
しているが、極力、現像位置に移動された現像装置に近
接した位置に配置される。

【０１０２】本実施例によると、支持体１００の移動に
より交換された各現像装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１
０Ｄの現像剤残量を各現像装置１０Ａ、１０Ｂ、１０
Ｃ、１０Ｄが移動可能な一つのポジションにて測定する
ことで、複数の現像装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０
Ｄの各現像剤残量を個別に測定する。

【０１０３】つまり、本実施例において、第１及び第２
電極からなる電極対１２（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１
２Ｄ）、１０２は、実施例１及び実施例２と同様に、現
像装置１０の現像部１３及びホッパー部１４を独立に、
又は、共に貫く直線上に対向して配置され、しかも、対
向して配置された電極対（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１
２Ｄ）、１０２にて形成する空間領域４１（図１６に斜
線にて示す領域）が、現像部１３及びホッパー部１４に
満タン状態に充填されている現像剤Ｔの概略２０％以上
を内包するように配置される。

【０１０４】本実施例のように、第２電極１０２を画像
形成装置本体に取付ける構成とした場合、電極１０２へ
の配線を可動部とは切り離して設計できるので、電極１
０２からの信号を直接取り出すことが可能になり、支持
体１００内から摺動接点などを介して信号を取り出す場
合に比べて、簡易な構造で、かつ、安定した出力が得ら
れる。その結果、より高精度にて正確な現像剤残量検出
が可能となる。

【０１０５】実施例４図１７には、本発明の他の態様であるカートリッジ化さ
れた現像装置の一実施例を示す。

【０１０６】本実施例の現像装置１０は、現像ローラの
ような現像剤担持体１２と、この現像剤担持体１２に現
像剤を供給するために、内部にトナーを有した現像部１
３とホッパー部１４とを有した現像容器１１を有し、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６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にて説明した全
ての現像装置構成及び現像剤量検出手段構成が同様に本
実施例の現像装置においても適用される。従って、これ
ら構成及び作用についての説明は、実施例１において行
った上記説明を援用する。

【０１０７】勿論、本実施例においても、実施例１で説
明したと同様の現像剤残量検知手段が設けられ、現像剤
残量を精度良く逐次に検出することができる。

【０１０８】尚、本発明は、当初、容器内に収納されて
いる現像剤の量を１００％としたときに、現像剤の量を
１００％〜０％までの全領域にわたって逐次に検出する
ことに限定されるものではない。例えば、容器内の現像
剤の残量が５０％〜０％までの領域にわたって逐次に検
出するようにしても良い。ここで、現像剤の残量が０％
とは、現像剤が完全にな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、容器内
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。

【０１０９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の現像装
置、プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置
は、現像装置の現像剤残量を電子写真画像形成装置本体
で検出するために、現像装置の現像部及びホッパー部を
挟んで第１及び第２電極を有する現像剤残量検知電極対
を配置し、現像剤残量検知電極対の第１電極は現像剤担
持体であり、第２電極は前記現像容器の外壁に取り付け
られる構成とされるので、現像剤の満タン状態から印字
不良直前のニアレス状態までを正確に検知できると共
に、より安価で正確な現像剤残量検知を可能とすること
ができる。

【０１１０】又、本発明によれば、複数の現像装置を有
する画像形成装置においても同様に、各々の現像装置の
現像剤が満タンの状態から印字不良直前のニアレス状態
までの現像剤残量を独立に、且つ、正確にしかも安価な
構造にて逐次検知することができる。

【０１１１】又、本発明によれば、複数の現像装置を備
え、回転移動或は平行移動が可能な支持体により、印字
毎又は内包する現像剤の色毎に現像装置を交換可能な構
成をした画像形成装置において、固定の位置に現像剤残
量検知電極対の少なくとも一方の電極を配置し、支持体
の移動により交換された各現像装置の現像剤残量を各現
像装置が移動可能な一つのポジションにて測定すること
で、複数の現像装置の各現像剤残量を高精度にて正確
に、且つ、より安価に測定することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構
成図である。

【図２】本発明に係る画像形成装置の他の実施例の一部
概略構成図である。

【図３】本発明に従った現像剤残量検出装置のための現
像剤量測定回路の一実施例を示す図である。

【図４】現像剤量表示の一実施例を示す図である。

【図５】現像剤量表示の他の実施例を示す図である。

【図６】現像剤量表示の他の実施例を示す図である。

【図７】本発明に従った現像剤残量検出装置の作用を説
明するためのグラフである。

【図８】本発明に従った現像剤残量検出装置の作用を説
明するためのグラフである。

【図９】本発明に従った現像剤残量検出装置の作用を説
明するためのグラフである。

【図１０】本発明に従った現像剤残量検出装置の作用を
説明するためのグラフである。

【図１１】本発明に係る画像形成装置の他の実施例の概
略構成図である。

【図１２】図１１の画像形成装置における現像剤残量検
知電極対を説明するための回転式現像装置の斜視図であ
る。

【図１３】図１２にて現像装置を除去した状態を示す回
転式現像装置の斜視図である。

【図１４】本発明に従った現像剤残量検出装置の作用を
説明するためのグラフである。

【図１５】本発明に従った現像剤残量検出装置のための
現像剤量測定回路の他の実施例を示す図である。

【図１６】本発明に係る画像形成装置の他の実施例の概
略構成図である。

【図１７】本発明に係る現像装置の一実施例の概略構成
図である。

【図１８】従来の画像形成装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１電子写真感光体（感光ドラム）２帯電手段３光学手段４転写手段６クリーニング手段１０現像装置１１現像容器１２現像剤担持体（現像ローラ、第１
電極）１３現像部１４ホッパー部１５攪拌装置１７現像剤規制手段４０第２電極４１静電容量検知空間領域５０現像剤量測定回路（現像剤量検出
手段）５１、５２静電容量検出回路５３基準静電容量５４交番バイアス電源（バイアス電圧
印加手段）５５比較回路５６現像剤量表示回路１００現像装置支持体１０１回転軸１０２第２電極１０３固定支持体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子写真画像形成装置本体に装着され、
電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するために
用いられる現像装置において、電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するため
に、現像剤を収容し、この現像剤を前記電子写真感光体
へ搬送するための現像剤担持体を備えた現像部と、現像
剤を収容し前記現像部へと現像剤を供給するためのホッ
パー部と、を有する現像容器と、現像剤残量を前記電子写真画像形成装置本体で検出する
ために、前記現像部及びホッパー部を挟んで配置された
第１及び第２電極を有する現像剤残量検知電極対と、を
備え、前記現像剤残量検知電極対の前記第１電極は前記
現像剤担持体であり、前記第２電極は前記現像容器の外
壁に取り付けられることを特徴とする現像装置。
【請求項２】前記第２電極は、前記第１電極に電圧を
印加した際に発生する第１及び第２電極間の静電容量に
応じた電気信号を前記電子写真画像形成装置本体に設け
た現像剤残量を検知するための現像剤量検出手段に伝達
することを特徴とする請求項１の現像装置。
【請求項３】前記現像剤担持体は現像ローラであるこ
とを特徴とする請求項１又は２の現像装置。
【請求項４】前記第１電極に交番バイアス電圧を印加
することを特徴とする請求項１、２又は３の現像装置。
【請求項５】前記交番バイアス電圧は、交流電圧に直
流電圧を重畳した現像バイアス電圧であることを特徴と
する請求項４の現像装置。
【請求項６】前記第２電極は、前記現像ローラの長手
方向に沿って延在して配置された金属製の板状部材であ
ることを特徴とする請求項３、４又は５の現像装置。
【請求項７】電子写真画像形成装置本体に着脱可能な
プロセスカートリッジにおいて、（ａ）電子写真感光体と、（ｂ）（i）前記電子写真感光体に形成された静電潜像
を現像するために、現像剤を収容し、この現像剤を前記
電子写真感光体へ搬送するための現像剤担持体を備えた
現像部と、現像剤を収容し前記現像部へと現像剤を供給
するためのホッパー部と、を有する現像容器と、（ii）現像剤残量を前記電子写真画像形成装置本体で検
出するために、前記現像部及びホッパー部を挟んで配置
された第１及び第２電極を有する現像剤残量検知電極対
と、を備え、前記現像剤残量検知電極対の前記第１電極
は前記現像剤担持体であり、前記第２電極は前記現像容
器の外壁に取り付けられる現像装置と、を有することを
特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項８】前記第２電極は、前記第１電極に電圧を
印加した際に発生する第１及び第２電極間の静電容量に
応じた電気信号を前記電子写真画像形成装置本体に設け
た現像剤残量を検知するための現像剤量検出手段に伝達
することを特徴とする請求項７のプロセスカートリッ
ジ。
【請求項９】前記現像剤担持体は現像ローラであるこ
とを特徴とする請求項７又は８のプロセスカートリッ
ジ。
【請求項１０】前記第１電極に交番バイアス電圧を印
加することを特徴とする請求項７、８又は９のプロセス
カートリッジ。
【請求項１１】前記交番バイアス電圧は、交流電圧に
直流電圧を重畳した現像バイアス電圧であることを特徴
とする請求項１０のプロセスカートリッジ。
【請求項１２】前記第２電極は、前記現像ローラの長
手方向に沿って延在して配置された金属製の板状部材で
あることを特徴とする請求項９、１０又は１１のプロセ
スカートリッジ。
【請求項１３】更に、前記電子写真感光体に帯電を行
うための帯電部材を有することを特徴とする請求項７〜
１２のいずれかの項に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１４】更に、前記電子写真感光体に付着する
現像剤を除去するためのクリーニング部材を有すること
を特徴とする請求項７〜１３のいずれかの項に記載のプ
ロセスカートリッジ。
【請求項１５】記録媒体に画像を形成するための電子
写真画像形成装置において、（ａ）電子写真感光体と、（ｂ）前記電子写真感光体に静電潜像を形成するための
静電潜像形成手段と、（ｃ）（i）前記電子写真感光体に形成された静電潜像
を現像するために、現像剤を収容し、この現像剤を前記
電子写真感光体へ搬送するための現像剤担持体を備えた
現像部と、現像剤を収容し前記現像部へと現像剤を供給
するためのホッパー部と、を有する現像容器と、（ii）現像剤残量を電子写真画像形成装置本体で検出す
るために、前記現像部及びホッパー部を挟んで配置され
た第１及び第２電極を有する現像剤残量検知電極対と、
を備え、前記現像剤残量検知電極対の前記第１電極は前
記現像剤担持体であり、前記第２電極は前記現像容器の
外壁に取り付けられる現像装置と、（ｄ）少なくとも前記第１電極に交番バイアス電圧を印
加するバイアス電圧印加手段と、（ｅ）上記現像剤残量検知電極対間の静電容量を測定
し、現像剤量を把握する現像剤量検出手段と、を有する
ことを特徴とする電子写真画像形成装置。
【請求項１６】プロセスカートリッジを着脱可能であ
って、記録媒体に画像を形成するための電子写真画像形
成装置において、（ａ）（i）電子写真感光体と、（ii）前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像
するために、現像剤を収容し、この現像剤を前記電子写
真感光体へ搬送するための現像剤担持体を備えた現像部
と、現像剤を収容し前記現像部へと現像剤を供給するた
めのホッパー部と、を有する現像容器と、現像剤残量を前記電子写真画像形成装置本体で検出する
ために、前記現像部及びホッパー部を挟んで配置された
第１及び第２電極を有する現像剤残量検知電極対と、を
備え、前記現像剤残量検知電極対の前記第１電極は前記
現像剤担持体であり、前記第２電極は前記現像容器の外
壁に取り付けられる現像装置と、を有するプロセスカー
トリッジを取り外し可能に装着するための装着手段と、（ｂ）前記電子写真感光体に静電潜像を形成するための
静電潜像形成手段と、（ｃ）少なくとも前記第１電極に交番バイアス電圧を印
加するバイアス電圧印加手段と、（ｄ）上記現像剤残量検知電極対間の静電容量を測定
し、現像剤量を把握する現像剤量検出手段と、を有する
ことを特徴とする電子写真画像形成装置。
【請求項１７】前記第２電極は、前記第１電極に電圧
を印加した際に発生する第１及び第２電極間の静電容量
に応じた電気信号を前記電子写真画像形成装置本体に設
けた現像剤残量を検知するための現像剤量検出手段に伝
達することを特徴とする請求項１５又は１６の電子写真
画像形成装置。
【請求項１８】前記現像剤担持体は現像ローラである
ことを特徴とする請求項１５、１６又は１７の電子写真
画像形成装置。
【請求項１９】前記交番バイアス電圧は、交流電圧に
直流電圧を重畳した現像バイアス電圧であることを特徴
とする請求項１５〜１８のいずれかの項に記載の電子写
真画像形成装置。
【請求項２０】前記第２電極は、前記現像ローラの長
手方向に沿って延在して配置された金属製の板状部材で
あることを特徴とする請求項１８又は１９の電子写真画
像形成装置。
【請求項２１】前記現像剤量検出手段は、前記第１及
び第２電極間で形成される静電容量の最小値又は最大値
と概略等しく、該両電極間に印加されるバイアス電圧と
略同等のバイアス電圧が印加される基準静電容量を具備
し、該基準静電容量を測定する静電容量検出回路と、前
記両電極間の静電容量を測定する静電容量検出回路と、
両回路が測定した静電容量を比較する比較回路と、を備
えていることを特徴とする請求項１５〜２０のいずれか
の項に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項２２】前記基準静電容量を測定する静電容量
検出回路は、複数の基準静電容量と、前記現像装置に応
じて最適な前記基準静電容量に切り替える基準静電容量
切り替え手段と、を有することを特徴とする請求項２１
の電子写真画像形成装置。
【請求項２３】記録媒体に画像を形成するための電子
写真画像形成装置において、（ａ）電子写真感光体と、
（ｂ）前記電子写真感光体に静電潜像を形成するための
静電潜像形成手段と、（ｃ）前記電子写真感光体に形成
された静電潜像を現像するために、現像剤を収容し、こ
の現像剤を前記電子写真感光体へ搬送するための現像剤
担持体を備えた現像部と、現像剤を収容し前記現像部へ
と現像剤を供給するためのホッパー部と、を有する現像
容器を備えた複数の現像装置と、（ｄ）前記複数の現像
装置を着脱可能に装着し、前記各現像装置を前記電子写
真感光体と対向した現像位置へと搬送する支持体と、
（ｅ）前記各現像装置の現像剤残量を電子写真画像形成
装置本体で検出するために、前記各現像装置の前記現像
部及びホッパー部を挟んで配置された第１及び第２電極
を有する現像剤残量検知電極対と、（ｆ）少なくとも前
記第１電極に交番バイアス電圧を印加するバイアス電圧
印加手段と、（ｇ）上記現像剤残量検知電極対間の静電
容量を測定し、現像剤量を把握する現像剤量検出手段
と、を備え、前記現像剤残量検知電極対の前記第１電極
は前記各現像装置の前記現像剤担持体であり、前記第２
電極は、前記支持体とは独立の固定支持体に配置される
ことを特徴とする電子写真画像形成装置。
【請求項２４】前記支持体は、回転軸を中心として回
転移動して前記各現像装置を現像位置へと搬送するもの
であり、前記固定支持体は、前記回転軸内に配置されて
いることを特徴とする請求項２３の電子写真画像形成装
置。
【請求項２５】前記支持体は、前記各現像装置を平行
移動して現像位置へと搬送するものであり、前記固定支
持体は、画像形成装置本体であることを特徴とする請求
項２３の電子写真画像形成装置。
【請求項２６】前記第２電極は、前記第１電極に電圧
を印加した際に発生する第１及び第２電極間の静電容量
に応じた電気信号を前記電子写真画像形成装置本体に設
けた現像剤残量を検知するための前記現像剤量検出手段
に伝達することを特徴とする請求項２３、２４又は２５
の電子写真画像形成装置。
【請求項２７】前記現像剤担持体は現像ローラである
ことを特徴とする請求項２３〜２６のいずれかの項に記
載の電子写真画像形成装置。
【請求項２８】前記交番バイアス電圧は、交流電圧に
直流電圧を重畳した現像バイアス電圧であることを特徴
とする請求項２３〜２７のいずれかの項に記載の電子写
真画像形成装置。
【請求項２９】前記第２電極は、前記現像ローラの長
手方向に沿って延在して配置された金属製の板状部材で
あることを特徴とする請求項２７又は２８の電子写真画
像形成装置。
【請求項３０】前記現像剤量検出手段は、前記第１及
び第２電極間で形成される静電容量の最小値又は最大値
と概略等しく、該両電極間に印加されるバイアス電圧と
略同等のバイアス電圧が印加される基準静電容量を具備
し、該基準静電容量を測定する静電容量検出回路と、前
記両電極間の静電容量を測定する静電容量検出回路と、
両回路が測定した静電容量を比較する比較回路と、を備
えていることを特徴とする請求項２３〜２９のいずれか
の項に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項３１】前記基準静電容量を測定する静電容量
検出回路は、複数の基準静電容量と、前記現像装置に応
じて最適な前記基準静電容量に切り替える基準静電容量
切り替え手段と、を有することを特徴とする請求項３０
の電子写真画像形成装置。