JP2001027841A

JP2001027841A - 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: JP2001027841A
Application number: JP19962899A
Authority: JP
Inventors: Masaki Mochizuki; 正貴望月
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-07-13
Filing date: 1999-07-13
Publication date: 2001-01-30
Anticipated expiration: 2019-07-13
Also published as: JP3984759B2

Abstract

(57)【要約】【課題】現像バイアス電圧の分圧を電極対を有する現
像剤残量検知手段に印加し、広範囲の現像剤残量を検出
し、精度の高い、ユーザーにとってより好ましい現像剤
残量の表示を行う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。【解決手段】第一及び第二の電極８１、８２を備えた
現像剤残量検知手段を有する。第一の電極８１には現像
バイアス分圧手段１０４にて分圧された現像バイアス分
圧を印加し、第二の電極８２には現像バイアス印加手段
１０１からの現像バイアス電圧を印加する。第一の電極
８１と第二の電極８２との間の静電容量に応じた第１の
電気的信号と、現像剤担持体９ａと第一の電極８１との
間の静電容量に応じた第２の電気的信号との加算値に基
いて現像剤容器内の現像剤の残量を算出する。

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電極対を有する現
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３２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９は、像担持体としての感光体ドラム７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室９Ａ
を備え、現像剤を収容した現像剤容器１１Ａを有してい
る。現像剤容器１１Ａ内の現像剤Ｔは、重力及び攪拌装
置９ｅ又はその他の現像剤搬送手段によって現像室９Ａ
へと搬送される。

【０００７】この現像室９Ａには、感光体ドラム７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９ａが、感光体ドラム７に近接
して配置されており、現像ローラ９ａの表面上には現像
剤Ｔが付着保持され、現像ローラ９ａの回転により現像
剤Ｔを感光体ドラム７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９ｄ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９ａ上に均一に塗布
され、現像ローラ９ａ上に搬送される過程で現像ローラ
９ａ、現像剤規制手段９ｄ、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９ａによって感光体ド
ラム７との対向部、即ち、現像位置まで搬送された現像
剤Ｔは感光体ドラム７と現像ローラ９ａ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、感光体ドラム７上に
転移し、感光体ドラム７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９ａ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３ａにセットした記録媒体２をピックアップローラ
３ｂ、及び、搬送ローラ対、レジストローラなど（図示
せず）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、感光体ドラム７上のトナー像を記録
媒体２に転写する。

【００１２】トナー像の転写を受けた記録媒体２は、定
着手段５へと搬送する。定着手段５は、ヒータ５ａを内
蔵した定着ローラ５ｂ及び駆動ローラ５ｃを備え、通過
する記録媒体２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２上に定着する。その後、記録媒体２
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
２に転写した後の感光体ドラム７は、クリーニング手段
１０によって感光体ドラム７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１０は、感光体ドラム７に当接して設けられた弾
性クリーニングブレード１０ａ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廃現像剤溜め１０ｂ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、現
像剤が不足すると、画像濃度低下や画像欠落などの不良
が生じる。このため、現像剤不足が生じないように、随
時現像剤Ｔの現像室９Ａ、現像剤容器１１Ａ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９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の
電極部材として、現像室９Ａの内部に水平方向に配置さ
れた棒状の現像剤残量検知用アンテナ電極３５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３５と現像ローラ９ａ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３５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９ａに供給される現像バイアス電圧をアンテナ電極
３５により検出することでアンテナ電極３５と現像ロー
ラ９ａ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】この方式は、構成が簡単で比較的安価であ
ることから、プロセスカートリッジが装着された小型の
画像形成装置に多く用いられている。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、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３５が現像室９Ａ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（ニアエンド検知）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。

【００２１】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、ニアエンド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、それ以前の現像剤残量を正確に知ること
はできなかった。

【００２２】更に、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
を判断することが要求されるようになった。

【００２３】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。

【００２４】つまり、従来の現像剤量検出装置は、現像
剤容器内の現像剤の有無を検出するものであり、つま
り、現像剤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、現像剤容器内にどの
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。

【００２５】これに対して、現像剤容器内の現像剤残量
を逐次検出することができれば、現像剤容器内の現像剤
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。

【００２６】そこで、本発明者らは、より精度の高い現
像剤残量検知を行うために現像剤担持体、即ち、現像ロ
ーラ９ａに沿って配置された電極対を有する現像剤残量
検知手段を備えることが有効であることを見出し、現像
剤容器内の現像剤残量を逐次に検知する逐次残量検知方
式を採用した現像装置、プロセスカートリッジ及び電子
写真画像形成装置を提案した。

【００２７】本発明は斯かる現像装置、プロセスカート
リッジ及び電子写真画像形成装置の更なる改良に関する
ものである。

【００２８】つまり、本発明の主たる目的は、現像バイ
アス電圧の分圧を電極対を有する現像剤残量検知手段に
印加し、広範囲の現像剤残量を検出し、精度の高い、ユ
ーザーにとってより好ましい現像剤残量の表示を行うこ
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】本発明の他の目的は、画像上の弊害を起こ
すことなく、しかも、ユーザーの手を煩わせることもな
く、無駄なく現像剤を使用することができる現像装置、
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。

【００３０】更に、本発明の他の目的は、高寿命な現像
装置或はプロセスカートリッジであっても現像剤の満タ
ンの状態から印字不良直前のニアエンド状態までをより
正確に且つ精度良く検知することのできる簡単な構造の
現像剤量検出装置を備え、ユーザーの装置使用に際して
の利便性を更に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。

【００３１】本発明の更に他の目的は、複数人で使用し
たり、大規模なプリントジョブを行なう場合において
も、現像剤の消費状態を正確にモニターすることがで
き、現像装置或はプロセスカートリッジの交換時期を正
確に把握することが可能な現像剤量検出装置を備え、ユ
ーザーの装置使用に際しての利便性を更に向上させるこ
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。

【００３２】

【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
によれば、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剤容器と、前記現像
剤容器内の現像剤残量を逐次に検知するための電極対を
なす第一及び第二の電極を備えた現像剤残量検知手段と
を有する現像装置において、前記現像剤担持体に現像バ
イアス電圧を印加する現像バイアス印加手段と、前記現
像バイアス電圧を分圧する現像バイアス分圧手段と、前
記第一の電極には前記現像バイアス分圧手段にて分圧さ
れた現像バイアス分圧を印加し、前記第二の電極には前
記現像バイアス印加手段からの現像バイアス電圧を印加
し、それによって発生する、前記第一の電極と第二の電
極との間の静電容量に応じた第１の電気的信号と、前記
現像剤担持体と前記第一の電極との間の静電容量に応じ
た第２の電気的信号との加算値に基いて前記現像剤容器
内の現像剤の残量を算出する現像剤残量測定手段と、を
有することを特徴とする現像装置が提供される。

【００３３】本発明の第２の態様によれば、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）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剤容器と、前記現像剤容器
内の現像剤残量を逐次に検知するための電極対をなす第
一及び第二の電極を備えた現像剤残量検知手段とを有す
る現像装置と、を有し、前記第一の電極には現像バイア
ス電圧を分圧した現像バイアス分圧を印加し、前記第二
の電極には現像バイアス電圧を印加し、それによって発
生する、前記第一の電極と第二の電極との間の静電容量
に応じた第１の電気的信号と、前記現像剤担持体と前記
第一の電極との間の静電容量に応じた第２の電気的信号
との加算値に基いて前記現像剤容器内の現像剤の残量を
算出するようにしたことを特徴とするプロセスカートリ
ッジが提供される。

【００３４】本発明の第３の態様によれば、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剤容器と、
前記現像剤容器内の現像剤残量を逐次に検知するための
電極対をなす第一及び第二の電極を備えた現像剤残量検
知手段とを有する現像装置と、（ｄ）前記現像剤担持体
に現像バイアス電圧を印加する現像バイアス印加手段
と、（ｅ）前記現像バイアス電圧を分圧する現像バイア
ス分圧手段と、（ｆ）前記第一の電極には前記現像バイ
アス分圧手段にて分圧された現像バイアス分圧を印加
し、前記第二の電極には前記現像バイアス印加手段から
の現像バイアス電圧を印加し、それによって発生する、
前記第一の電極と第二の電極との間の静電容量に応じた
第１の電気的信号と、前記現像剤担持体と前記第一の電
極との間の静電容量に応じた第２の電気的信号との加算
値に基いて前記現像剤容器内の現像剤の残量を算出する
現像剤残量測定手段と、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。

【００３５】本発明の第４の態様によれば、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
を備えた現像剤容器と、前記現像剤容器内の現像剤残量
を逐次に検知するための電極対をなす第一及び第二の電
極を備えた現像剤残量検知手段と、を有する現像装置
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）前記現像剤担持体に現
像バイアス電圧を印加する現像バイアス印加手段と、
（ｃ）前記現像バイアス電圧を分圧する現像バイアス分
圧手段と、（ｄ）前記第一の電極には前記現像バイアス
分圧手段にて分圧された現像バイアス分圧を印加し、前
記第二の電極には前記現像バイアス印加手段からの現像
バイアス電圧を印加し、それによって発生する、前記第
一の電極と第二の電極との間の静電容量に応じた第１の
電気的信号と、前記現像剤担持体と前記第一の電極との
間の静電容量に応じた第２の電気的信号との加算値に基
いて前記現像剤容器内の現像剤の残量を算出する現像剤
残量測定手段と、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。

【００３６】上記各本発明において、一実施態様によれ
ば、前記現像剤残量測定手段は、前記第一の電極及び第
二の電極からの電気的信号の加算値を比較するための基
準の電気的信号を発生する手段を有する。前記基準の電
気的信号発生手段は、所定の容量を有したインピーダン
ス素子であり、このインピーダンス素子には、前記現像
バイアス電圧或は前記現像バイアス分圧が印加される。
他の実施態様によれば、前記基準の電気的信号発生手段
は、所定の容量を有した第１及び第２のインピーダンス
素子であり、前記第１インピーダンス素子には前記現像
バイアス電圧が印加され、前記第２インピーダンス素子
には前記現像バイアス分圧が印加される。

【００３７】本発明の他の実施態様によれば、前記第一
の電極と第二の電極は、前記現像剤担持体の表面に付着
する現像剤の量を規制する現像剤層厚規制部材により前
記現像剤担持体の表面から除去された現像剤が前記第一
の電極と第二の電極との間に進入可能とされる位置に配
置される。

【００３８】本発明の他の実施態様によれば、前記第一
の電極と第二の電極は、前記現像剤担持体としての現像
ローラの長手方向に沿って配置される。前記第一の電極
は、第二の電極よりも前記現像剤担持体から離れた位置
に配置されており、前記第一の電極と第二の電極との間
に進入した現像剤は、進入方向から退出する。又、他の
実施態様によれば、前記第一の電極と第二の電極との間
に進入した現像剤は、前記第一の電極と第二の電極との
間を通過する。

【００３９】本発明の他の実施態様によれば、前記第一
の電極と第二の電極は平板形状であって、前記第一の電
極と第二の電極は現像剤の進入口側の間隔が広くされ
る。

【００４０】本発明の他の実施態様によれば、前記第一
の電極或は前記第二の電極は、棒状とすることができ
る。

【００４１】

【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。

【００４２】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
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。

【００４３】図１にはレーザービームプリンタの概略構
成を示すが、本実施例にて、レーザービームプリンタＡ
は、その全体構成は、先に図３２を参照して説明したレ
ーザービームプリンタＡと同様とされ、ドラム形状の電
子写真感光体、即ち、感光体ドラム７を有する。感光体
ドラム７は、帯電手段である帯電ローラ８によって帯電
され、次いで、レーザーダイオード１ａ、ポリゴンミラ
ー１ｂ、レンズ１ｃ、反射ミラー１ｄを有した光学手段
１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、感光体ドラム７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９によって現像され、可視
像、即ち、トナー像とされる。

【００４４】つまり、現像手段９は、現像剤担持体とし
ての現像ローラ９ａを備えた現像室９Ａを有しており、
現像室９Ａに隣接して形成された現像剤収容部としての
現像剤容器１１Ａ内の現像剤を現像剤送り部材９ｂの回
転によって、現像室９Ａの現像ローラ９ａへと送り出
す。現像室９Ａには、現像ローラ９ａの近傍に現像剤撹
拌部材９ｅを備えており、現像室内の現像剤を循環させ
る。又、現像ローラ９ａは、固定磁石９ｃを内蔵してお
り、現像ローラ９ａ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９ｄ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７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、前記感光体ドラム７上の潜像へと転移され、ト
ナー像を形成する。現像ローラ９ａは、現像バイアス回
路に接続されており、通常、交流（ＡＣ）電圧に直流
（ＤＣ）電圧が重畳された現像バイアス電圧が印加され
る。

【００４５】一方、トナー像の形成と同期して給紙カセ
ット３ａにセットした記録媒体２をピックアップローラ
３ｂ、搬送ローラ対３ｃ、３ｄ及びレジストローラ対３
ｅ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、感光体ドラム７上のトナー像を記録媒体
２に転写する。

【００４６】トナー像の転写を受けた記録媒体２は、搬
送ガイド３ｆで定着手段５へと搬送する。定着手段５
は、ヒータ５ａを内蔵した定着ローラ５ｂ及び駆動ロー
ラ５ｃを備え、通過する記録媒体２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２上に定着する。

【００４７】記録媒体２は、排出ローラ対３ｇ、３ｈ、
３ｉで搬送し、反転経路３ｊを経由して排出トレイ６へ
と排出される。この排出トレイ６は、レーザービームプ
リンタＡの装置本体１４の上面に設けられている。な
お、揺動可能なフラッパ３ｋを動作させ、排出ローラ対
３ｍによって反転経路３ｊを介することなく記録媒体２
を排出することもできる。本実施例では、上記ピックア
ップローラ３ｂ、搬送ローラ対３ｃ、３ｄ、レジストロ
ーラ対３ｅ、搬送ガイド３ｆ、排出ローラ対３ｇ、３
ｈ、３ｉ及び排出ローラ対３ｍによって搬送手段を構成
している。

【００４８】転写ローラ４によってトナー像を記録媒体
２に転写した後の感光体ドラム７は、クリーニング手段
１０によって感光体ドラム７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１０は、感光体ドラム７に当接して設けられた弾
性クリーニングブレード１０ａ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廃現像剤溜め１０ｂへと
集める。

【００４９】一方、本実施例にては、プロセスカートリ
ッジＢは、図３に示すように、現像剤を収納する現像剤
容器（現像剤収納部）１１Ａ及び現像剤送り部材９ｂを
有する現像剤枠体１１と、現像ローラ９ａ及び現像ブレ
ード９ｄなどの現像手段９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７、クリーニングブレード
１０ａなどのクリーニング手段１０及び帯電ローラ８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。

【００５０】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１４に設けたカートリッジ装
着手段に対して取り外し可能に装着される。本実施例に
よれば、カートリッジ装着手段は、図４に示す、プロセ
スカートリッジＢの両外側面に形成したガイド手段１３
Ｒ（１３Ｌ）と、このガイド手段１３Ｒ（１３Ｌ）を装
入可能に装置本体１４に形成したガイド部１６Ｒ（１６
Ｌ）（図５）にて構成される。

【００５１】本発明によれば、プロセスカートリッジＢ
は、現像剤容器１１Ａ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。本発明によれば、現像剤量検出装置は、対をな
す電極を備えた現像剤残量検知手段を備えている。

【００５２】本実施例によれば、現像剤残量検知手段
は、図１及び図３に示すように、現像剤残量検知手段の
現像剤検出部８０を構成する測定電極部材としての電極
対、即ち、対をなす第一の導電部（電極）８１及び第二
の導電部（電極）８２が現像ローラ９ａの長手軸線方向
に沿って配置され、第一の電極８１及び第二の電極８２
に電圧を印加することで、両電極８１、８２間に静電容
量を誘起させ、この静電容量を測定することで現像剤量
を検出する構成とされる。本実施例では、電極対は、現
像ローラ９ａに対して平行するものとして説明するが、
現像ローラ９ａに直交する形態を取ることも可能であ
る。又、本実施例では、詳しくは後述するように、第一
の電極８１に現像バイアス電圧の分圧が印加され、第二
の電極８２には現像バイアス電圧が印加される。

【００５３】現像ローラ９ａに内包されたマグネットロ
ーラ９ｃの磁力で現像ローラ９ａ表面に引き寄せられた
磁性現像剤は現像ローラ９ａの回転時に現像ブレード９
ｄによって掻き取られ、現像ローラ９ａ表面に均一にな
らされる。

【００５４】第一及び第二の電極８１、８２は、現像ロ
ーラ９ａの表面から掻き取られた現像剤が両電極８１、
８２間に進入する位置に配置されている。

【００５５】現像剤の誘電率は空気より高いため、第一
及び第二の電極８１、８２間に現像剤があるとき、静電
容量は増大する。従って、後で詳しくは説明するが、現
像室９Ａ内に現像剤が十分にあるときは、前述の掻き取
られた現像剤が順次、第一及び第二の電極８１、８２間
に進入するため、常に、大きな静電容量を出力する。
又、現像室９Ａ内の現像剤が消費されるにつれて、第一
及び第二の電極８１、８２間に進入する現像剤も減少
し、静電容量も減少する。即ち、現像剤量検出装置は、
静電容量変化を検出することで、現像剤量を逐次に検知
することができる。このことを模式的に示すと、図６の
ように表せる。

【００５６】また、現像剤量を逐次に検知する際に、検
知精度を向上させるためには、静電容量の変化量を増や
せばよく、従って、第一及び第二の電極８１、８２を大
きくし、静電容量を大きくするのがよい。特に、第一及
び第二の電極８１、８２の対向側の幅を、間隔よりも広
くとるのが好ましい。

【００５７】図１０及び図１７をも参照するとより良く
理解されるように、本実施例にて第一及び第二の電極８
１、８２は、現像ローラ９ａの長手方向に沿って延在し
た細長形状とされ、例えば、ステンレススチール（ＳＵ
Ｓ）、鉄、リン青銅、アルミニウム、導電性樹脂などと
される導電性材料にて作製される。このように、第一及
び第二の電極８１、８２は導電性部材であれば、すべて
同等の作用をするが、本実施例では、現像剤の循環に影
響を出さないよう、非磁性ＳＵＳ材等の非磁性金属材料
を用いた。

【００５８】更に具体的には、本実施例では、第一の電
極８１は、図１７にて、幅（Ｗ１）１４ｍｍ、厚さ（ｔ
１）０．３ｍｍの非磁性ＳＵＳ材にて作製し、第二の電
極８２は、幅（Ｗ２）１７ｍｍ、厚さ（ｔ２）０．５ｍ
ｍの非磁性ＳＵＳ材にて作製し、現像ローラ９ａの長手
方向に沿って配置することにより、好結果を得ることが
できた。又、両電極８１、８２は、この構成に限定され
るものではないが、図３などに図示するように、現像剤
の進入口側８４が奥側８５より広くなるように、八の字
状に配置するのが好適である。

【００５９】また、電極８１、８２の表面積を広げるた
めに、電極８１、８２表面を図７（ａ）、（ｂ）に示す
ように、波うち形状、絞り（エンボス）形状にしてもよ
い。逆に、設計上の都合により電極のスペースが確保で
きないとか、或いは、コストダウンを図りたい場合に
は、第一の電極８１或いは第二の電極８２のどちらか
を、図８及び図９に示すように、丸棒の導体を用いても
よい。図８は、第一の電極８１を、又、図９は第二の電
極８２を丸棒とした実施例を示す。図８及び図９の実施
例では、丸棒は１本とされるが、複数本設けても良い。

【００６０】次に、電極８１、８２の長手方向配置につ
いて説明すると、上述のように、第一及び第二の電極８
１、８２は、現像ローラ９ａの長手方向に沿ってほぼ画
像領域と同じ範囲の長さとし、それによって、上述のよ
うに静電容量を大きくすることができ、検知精度の向上
を図ることができる。一方、もし、検知精度を比較的必
要としない場合には、例えば、画像の中央或いは端部付
近等に相当して幅の狭い電極を配置して、コストダウン
を図ることも可能である。しかしながら、この場合に
は、長手方向の現像剤量のバラツキを検知できないの
で、それを防ぐために、図１１に示すように、幅の狭い
電極８１、８２を両端部及び中央の複数箇所に配置する
ことが望ましい。

【００６１】次に、図１２〜図１５を用いて、現像室９
Ａ内の現像剤の循環について説明する。

【００６２】本発明のプロセスカートリッジ、即ち、現
像装置構成部を初めて使用する場合には、第一及び第二
の電極８１、８２間には現像剤はなく、現像剤容器１１
Ａ及び現像室９Ａ内には現像剤Ｔが十分にある。このよ
うなときは、図１２に示すように、現像室９Ａ内の現像
剤Ｔは撹拌部材９ｅによって現像ローラ９ａ側に送り込
まれ、その後、現像ローラ９ａ表面に引き寄せられる。
そして、現像ローラ９ａの回転に伴って、現像ローラ９
ａの表面の現像剤は現像ブレード９ｄによって掻き取ら
れ、その現像剤は順次、第一及び第二の電極８１、８２
間に進入していく。

【００６３】現像剤Ｔが第一及び第二の電極８１、８２
間に進入することにより、図１３に示すように、第一及
び第二の電極８１、８２間は、進入した現像剤Ｔによっ
て満たされる。このとき、現像室９Ａ内は現像剤Ｔで満
たされているため、電極８１、８２間内の現像剤Ｔは、
その出入り口８４が塞がれる形となる。そのため、現像
室９Ａ内の現像剤が減ってくるまで、電極８１、８２内
の現像剤は重力等によって自由落下することはない。即
ち、現像室９Ａ内に現像剤Ｔが十分にあるときは、第一
及び第二の電極８１、８２間内は現像剤Ｔで満たされる
ため、電極８１、８２間の静電容量は高くなる。

【００６４】図１４に示すように、現像剤が消費され、
現像剤容器１１Ａ及び現像室９Ａ内に現像剤が少なくな
ると、電極８１、８２間内の現像剤Ｔの出入り口８４を
塞いでいた現像剤がなくなり、第一及び第二の電極８
１、８２間内の現像剤Ｔは、自重で重力方向下方に落下
する。落下した現像剤は、落下中に磁力で現像ローラ９
ａに引き寄せられたり、再び撹拌部材９ｅで現像ローラ
９ａに供給されたりする。また、電極間から直接、磁力
で現像ローラ９ａ表面に戻る現像剤もある。

【００６５】ただ、図１４に示すような状態では、現像
室９Ａ内の現像剤が少なくなり電極８１、８２間内の現
像剤は電極間から出て行くが、現像剤が現像室９Ａ内に
ある以上、常に、現像ブレード９ｄにて掻き取られた現
像剤は第一及び第二の電極８１、８２間に供給されるの
で、電極８１、８２間の現像剤は現像室９Ａ内の現像剤
量に応じて少なくなっていく。

【００６６】最終的には、現像剤容器１１Ａ及び現像室
９Ａ内の現像剤が消費され、図１５に示すように、現像
ローラ９ａ表面の現像剤を掻き取る現像ブレード９ｄの
先端、即ち、現像ローラ９ａと第一の電極８０の間の現
像剤が消費されることで、画像上白抜けが発生し、現像
剤エンド（ＥＮＤ）（＝現像剤無し）状態になる。

【００６７】このように、本発明に従えば、現像室９Ａ
内の現像剤量は、第一及び第二の電極８１、８２間の現
像剤量を測定することで行われ、それは電極８１、８２
間の静電容量を測定することで逐次に検出することがで
きる。

【００６８】上記実施例によれば、電極８１、８２周辺
の構成は、図３に示すとおり、第一及び第二の電極８
１、８２間の奥側８５は閉じており、電極８１、８２間
の現像剤の出入り口８４は、一つである。そのため、上
述のように、現像剤が両電極間に出入りし易いように、
現像剤の進入口側８４に位置する電極８１、８２間を広
くすることが有効である。

【００６９】しかし、現像ローラ９ａの回転速度アップ
等により、現像ブレード９ｄによって掻き取られる現像
ローラ９ａ上の単位時間当たりの現像剤が増加すると、
第一及び第二の電極８１、８２間に、詰め込まれる現像
剤が増えパッキングしてしまうことがある。このような
パッキングが発生すると、電極８１、８２間の現像剤は
循環できないため、自重或いはマグネットローラ９ｃの
磁力では落ちてこなくなる。この現象は、現像剤が吸湿
してしまう高湿度環境下で顕著であり、この状態では、
電極８１、８２間の静電容量が変化しないため、現像剤
量が検出されなくなってしまう。

【００７０】そこで、図１６に示すように、第一及び第
二の電極８１、８２間の奥側８５に、現像剤の入り口８
４とは異なる出口８５ａを設け、現像剤が電極８１、８
２間を通過可能とし、電極８１、８２間の現像剤のパッ
キングを防止するように構成することができる。

【００７１】次に、第一及び第二の電極８１、８２の現
像装置構成部への取り付け構成を説明する。

【００７２】第一及び第二の電極８１、８２による現像
剤量検出部８０は、両電極８１、８２間の静電容量を検
知することによって成り立っているので、電極８１、８
２間の位置精度は極めて重要である。また、本発明で
は、現像剤がなくなり、画像白抜けが発生する時期を正
確に検出することが目的なので、電極８１、８２は、よ
り現像剤が最後まで残る現像ローラ９ａ近傍に配置すべ
きである。

【００７３】そこで、本実施例では、図１７に示すよう
に、第一及び第二の電極８１、８２を現像フレーム、即
ち、現像枠体１２に取り付ける。第一及び第二の電極８
１、８２の取り付け手段としては、ネジ、接着剤、カシ
メ、インサート成形等を用いることができる。斯かる構
成をとることで、第一及び第二の電極８１、８２間を精
度よく位置決めすることができ、更に、現像ローラ９ａ
の近傍に配置して、現像剤が少なくなる間際を検出する
ことが可能となる。

【００７４】また、本実施例では、上述のように、第一
及び第二の電極８１、８２は、非磁性のＳＵＳ材にて作
製されたが、現像枠体１２に直接、蒸着、印刷等の処理
を施したり、或いは、導電性樹脂を二色成形することに
より導電部を形成して第一及び第二の電極８１、８２を
構成することも可能である。この場合には、別部材から
なる電極にくらべ、取り付け公差、部品公差が減るた
め、位置精度の向上が図れる。

【００７５】更に、現像枠体１２が小さい場合などに
は、設計の都合によっては、図１８に示すように、現像
剤容器１１Ａの前壁１１ａに第一及び第二の電極８１、
８２を取り付けても良い。この場合は、電極８１、８２
間の位置を精度良く設置することができる。

【００７６】更には、図１９に示すように、現像枠体１
２に第二の電極８２を、現像剤容器１１Ａの前壁１１ａ
に第一の電極８１を取り付け、現像枠体１２と現像剤容
器１１Ａとを結合することで、第一の電極８１と第二の
電極８２を対向させても良い。この場合には、各々の枠
体構成の自由度が増す。

【００７７】上記実施例では、現像剤としては磁性現像
剤を用いた場合の現像剤逐次検知の構成について説明し
たが、本発明は、図２０に示すような、非磁性現像剤を
用いた現像装置構成を備えたプロセスカートリッジにも
適用できる。

【００７８】非磁性現像剤を用いた現像装置構成では、
現像ローラ９ａに現像剤を供給する手段として、現像剤
塗布ローラ８６を使用する。ローラ８６は、スポンジ材
等からなる弾性体で、現像ローラ９ａと当接しながらカ
ウンター方向に回転し、そこで生じるクーロン力で現像
剤を現像ローラ９ａに塗布している。このとき最後に消
費される現像剤Ｔは、現像ローラ９ａと現像剤塗布ロー
ラ８６との接触部の上部である。そこで、その上部近傍
に、第一及び第二の電極８１、８２を配置すれば磁性現
像剤を用いたプロセスカートリッジと同様に現像剤量を
逐次に検知することができる。

【００７９】斯かる本発明の原理を具現化する現像剤量
検出装置を、図２１及び図２２を参照して更に説明す
る。図２１は、現像剤残量測定手段を構成する現像剤残
量検出回路の一実施例を示し、図２２は、現像剤残量検
出回路の具体的回路図を示す。

【００８０】本実施例の現像剤残量検出回路１００は、
現像ローラ９ａに現像バイアス電圧を印加するための現
像バイアス印加手段としての現像バイアス回路１０１を
有する。

【００８１】現像バイアス回路１０１は、現像ローラ９
ａに接続されると共に、基準容量素子、即ち、基準イン
ピーダンス素子ＣＬを介して制御回路１０２に接続され
る。従って、この基準インピーダンス素子ＣＬにはＡＣ
（交流）電流Ｉ３が流れ、この電流Ｉ３は、抵抗素子
（ボリューム）ＶＲ１により電流Ｉ５及びＩ６に分流さ
れる。従って、制御回路１０２では、この分流された電
流Ｉ６と抵抗素子Ｒ２により生じる電圧降下分を、抵抗
素子Ｒ３、Ｒ４で設定された設定電圧Ｖ３に加算し、基
準電圧Ｖ４を決めている。

【００８２】又、現像バイアス回路１０１からの現像バ
イアス電圧は、抵抗素子Ｒ１及び容量素子Ｃ３を含む現
像バイアス分圧手段１０４により分圧され、電極対の一
方の電極、本実施例では第一の電極８１に印加される。
本実施例によれば、抵抗素子Ｒ１はインピーダンスを高
く設定する必要があり、容量素子Ｃ３はインピーダンス
を低く設定する必要がある。このことを考慮し、分圧さ
れた現像バイアス分圧ＶＢの値は、下記式（１）のよう
に算出される。

【００８３】

【数１】カートリッジ内には、図２１に示すように、電極対、即
ち、第一及び第二の電極８１、８２が所定の間隔にて配
置されており、現像ローラ９ａと第二の電極８２、及
び、第二の電極８２と第一の電極８１との間には、それ
ぞれカートリッジ容量Ｃ１及びＣ２が形成されている。
第二の電極８２は、制御回路１０２に接続されており、
従って、カートリッジ容量Ｃ１及びＣ２にそれぞれ流れ
る電流Ｉ１及びＩ２は加算されてＡＣ電流Ｉ４となり制
御回路１０２に入力され、次いで、増幅回路１０３に印
加される。

【００８４】従って、増幅回路１０３に印加されるＡＣ
電流Ｉ４は、現像剤残量の検出値Ｖ６＝Ｖ４−Ｉ４×Ｒ
５として出力される。

【００８５】このようにして、現像剤残量検出回路１０
０で検出された検出電圧Ｖ６の最大値、最小値、若しく
は平均値を検知し、その値より現像剤残量を算出する。
制御回路１０２には、下記式（２）に示すように検出さ
れた検出電圧Ｖ６に応じ、現像剤残量を算出する制御式
が設けられており、現像バイアス電圧を印加し、検出電
圧Ｖ６が出力されるタイミングで算出を開始する。

【００８６】

【数２】図２３に、上述した現像剤残量検出回路を用いた現像剤
残量検出方法を説明するフロー図を示す。

【００８７】図２３のフロー図で示すステップ１からス
テップ８までの一連の現像剤残量検出が終了した時点
で、現在カートリッジ内にある現像剤の残量が算出され
る。

【００８８】本実施例では、式（２）で示すように、制
御式は一次式にて示されているが、現像剤残量検出回路
の負荷特性に基き、最適の制御式に設定し得ることはい
うまでもない。

【００８９】本発明の画像形成装置によれば、上述した
ように第一及び第二の電極８１、８２間の現像剤量を逐
次に検知して、その情報をもとにして現像剤量の消費量
を表示することにより、ユーザーに新しいプロセスカー
トリッジを、或いは、現像剤補給カートリッジの準備を
促し、更に、現像剤エンドの検知情報によりプロセスカ
ートリッジの交換或いは現像剤の補給を促すことができ
る。

【００９０】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２４及び図２５に
示すように表示される。図２４及び図２５においては、
現像剤量に応じて動く針４１がゲージ４２のどの部分を
指しているかによって現像剤量がユーザーに報知され
る。

【００９１】また、図２６に示すように、電子写真画像
形成装置本体に直接、ＬＥＤ等による表示部を設け、現
像剤量に応じてＬＥＤ４３を点滅させても良い。

【００９２】実施例２図２７及び図２８に、本発明に従って構成される現像剤
量検出装置の他の実施例を示す。。図２７は、現像剤残
量検出回路１００の他の実施例を示し、図２８は、現像
剤残量検出回路１００の具体的回路図を示す。

【００９３】本実施例にて使用される現像剤残量検出回
路１００は、実施例１にて説明した現像剤残量検出回路
１００と同様の構成とされる。ただ、本実施例では、実
施例１の基準インピーダンス素子ＣＬの代わりに、容量
素子とされる第１及び第２のインピーダンス素子ＣＬ１
及びＣＬ２が設けられ、第１インピーダンス素子ＣＬ１
には、実施例１と同様に、現像バイアス回路１０１から
の現像バイアス電圧が印加され、第２インピーダンスＣ
Ｌ２には、抵抗素子Ｒ１及び容量素子Ｃ３を含む現像バ
イアス分圧手段１０４により分圧された現像バイアス分
圧が印加される点で異なる。従って、同じ構成及び作用
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。

【００９４】本実施例によれば、第２インピーダンス素
子ＣＬ２は制御回路１０２に接続されている。又、第２
インピーダンス素子ＣＬ２には、上述のように、現像バ
イアス回路１０１からの現像バイアスが分圧されて印加
され、電流Ｉ７が流れる。従って、本実施例では、制御
回路１０２には、第１基準インピーダンス素子ＣＬ１に
流れる電流Ｉ３と、第２基準インピーダンス素子ＣＬ２
に流れる電流Ｉ７を加算した電流Ｉ８（＝Ｉ３＋Ｉ７）
が流れ、この電流Ｉ８は、抵抗素子（ボリューム）ＶＲ
１により電流Ｉ５及びＩ６に分流される。従って、実施
例１と同様に、制御回路１０２では、この分流された電
流Ｉ６と抵抗素子Ｒ２により生じる電圧降下分を、抵抗
素子Ｒ３、Ｒ４で設定された設定電圧Ｖ３に加算し、基
準電圧Ｖ４が決められる。

【００９５】本実施例においても、実施例１と同様に、
図２３のフロー図で示すステップ１からステップ８まで
の一連の現像剤残量検出が終了した時点で、現在カート
リッジ内にある現像剤の残量が算出される。

【００９６】本実施例においても、実施例１と同様に、
上記式（２）で示す一次式の制御式が使用されるが、現
像剤残量検出回路の負荷特性に基き、最適の制御式に設
定し得ることはいうまでもない。

【００９７】本実施例においても、現像剤量検出装置に
よる検知情報は、図２４〜図２６に示す表示手段を用い
て同様に表示することができる。

【００９８】実施例３図２９及び図３０に、本発明に従って構成される現像剤
量検出装置の他の実施例を示す。。図２９は、現像剤残
量検出回路１００の他の実施例を示し、図３０は、現像
剤残量検出回路の具体的回路図を示す。

【００９９】本実施例にて使用される現像剤残量検出回
路１００は、実施例１にて説明した現像剤残量検出回路
１００と同様の構成とされる。ただ、実施例１において
は、基準インピーダンスＣＬには、現像バイアス回路１
０１からの現像バイアス電圧が印加されたが、本実施例
では、基準インピーダンス素子ＣＬには、現像バイアス
分圧が印加される。その他の構成は、実施例１と同様で
あるので、同じ構成及び作用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】つまり、本実施例では、現像バイアス回路
１０１からの現像バイアスは、抵抗素子Ｒ１及び容量素
子Ｃ３を備えた現像バイアス分圧手段１０４により分圧
され、電極対の一方の電極、本実施例では第一の電極８
１に印加されると共に、基準容量素子であるインピーダ
ンス素子ＣＬにも印加される。

【０１０１】従って、本実施例によれば、基準インピー
ダンス素子ＣＬには、上述のように、現像バイアス回路
１０１からの現像バイアス電圧が分圧されて印加され、
電流Ｉ３が流れる。インピーダンス素子ＣＬは制御回路
１０２に接続されており、制御回路１０２には、基準イ
ンピーダンス素子ＣＬに流れる電流Ｉ３が流れ、この電
流Ｉ３は、抵抗素子（ボリューム）ＶＲ１により電流Ｉ
５及びＩ６に分流される。従って、実施例１と同様に、
制御回路１０２では、この分流された電流Ｉ６と抵抗素
子Ｒ２により生じる電圧降下分を、抵抗素子Ｒ３、Ｒ４
で設定された設定電圧Ｖ３に加算し、基準電圧Ｖ４が決
められる。

【０１０２】本実施例においても、実施例１と同様に、
図２３のフロー図で示すステップ１からステップ８まで
の一連の現像剤残量検出が終了した時点で、現在カート
リッジ内にある現像剤の残量が算出される。

【０１０３】本実施例においても、実施例１、２と同様
に、上記式（２）で示す一次式の制御式が使用される
が、現像剤残量検出回路の負荷特性に基き、最適の制御
式に設定し得ることはいうまでもない。

【０１０４】本実施例においても、現像剤量検出装置に
よる検知情報は、図２４〜図２６に示す表示手段を用い
て同様に表示することができる。

【０１０５】実施例４図３１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。

【０１０６】本実施例の現像装置Ｃは、現像ローラ９ａ
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、内部にトナーを収容した現像室９Ａ
と、を有し、プラスチック製の現像枠体１１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、感光体ドラム７、帯電手段
８、クリーニング手段１０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１〜３にて
説明した全ての現像装置構成部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
１〜３において行った上記説明を援用する。

【０１０７】上記各実施例に則して説明した本発明によ
れば、残りの現像剤の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、現像剤容器内の現像剤残量を逐次に検知するための
電極対をなす第一及び第二の電極を備えた現像剤残量検
知手段と、現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加する
現像バイアス印加手段と、現像バイアス電圧を分圧する
現像バイアス分圧手段と、を有し、更に、第一の電極に
は現像バイアス分圧手段にて分圧された現像バイアス分
圧を印加し、第二の電極には現像バイアス印加手段から
の現像バイアス電圧を印加し、それによって発生する、
第一の電極と第二の電極との間の静電容量に応じた第１
の電気的信号と、現像剤担持体と第一の電極との間の静
電容量に応じた第２の電気的信号との加算値に基いて現
像剤容器内の現像剤の残量を算出する現像剤残量測定手
段を有する構成とされるので、（１）広範囲の現像剤残量を検出し、精度の高い、ユー
ザーにとってより好ましい現像剤残量の表示を行うこと
ができる。（２）画像上の弊害を起こすことなく、しかも、ユーザ
ーの手を煩わせることもなく、無駄なく現像剤を使用す
ることができる。（３）高寿命な現像装置或はプロセスカートリッジであ
っても、簡単な構造にて、現像剤の満タンの状態から印
字不良直前のニアエンド状態までを正確に且つ精度良く
検知することのでき、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ができ、しかも安価である。（４）複数人で使用したり、大規模なプリントジョブを
行なう場合においても、現像剤の消費状態を正確にモニ
ターすることができ、現像装置或はプロセスカートリッ
ジの交換時期を正確に把握することが可能であり、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がで
き、しかも安価である。という効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電子写真画像形成装置の一実施例
の概略構成図である。

【図２】本発明に係る電子写真画像形成装置の外観斜視
図である。

【図３】本発明に係るプロセスカートリッジの一実施例
の縦断面図である。

【図４】本発明に係るプロセスカートリッジの下方より
見た外観斜視図である。

【図５】プロセスカートリッジを装着するための装置本
体の装着部を示す外観斜視図である。

【図６】本発明に従った現像剤量検出装置におけるトナ
ー量と静電容量との関係を示すグラフである。

【図７】本発明に従った現像剤量検出装置の第一及び第
二の電極の実施例を示す斜視図である。

【図８】本発明に係るプロセスカートリッジの他の実施
例の縦断面図である。

【図９】本発明に係るプロセスカートリッジの他の実施
例の縦断面図である。

【図１０】現像フレームに対する第一及び第二の電極の
取付態様を示す斜視図である。

【図１１】現像フレームに対する第一及び第二の電極の
他の取付態様を示す斜視図である。

【図１２】本発明に係るプロセスカートリッジの現像室
における現像剤の循環態様を説明するための縦断面図で
ある。

【図１３】本発明に係るプロセスカートリッジの現像室
における現像剤の循環態様を説明するための縦断面図で
ある。

【図１４】本発明に係るプロセスカートリッジの現像室
における現像剤の循環態様を説明するための縦断面図で
ある。

【図１５】本発明に係るプロセスカートリッジの現像室
における現像剤の循環態様を説明するための縦断面図で
ある。

【図１６】本発明に係るプロセスカートリッジの他の実
施例の縦断面図である。

【図１７】現像フレームに対する第一及び第二の電極の
取付態様の一実施例を示す斜視図である。

【図１８】本発明に係るプロセスカートリッジの他の実
施例の縦断面図である。

【図１９】本発明に係るプロセスカートリッジの他の実
施例の縦断面図である。

【図２０】本発明に係るプロセスカートリッジの他の実
施例の縦断面図である。

【図２１】本発明に従った現像剤量検出装置のための現
像剤量検出回路の一実施例を示す図である。

【図２２】図２１の現像剤量検出回路のための一実施例
の具体的回路図である。

【図２３】本発明に従って現像剤残量逐次検知を行う際
の一実施例のフロー図である。

【図２４】現像剤量表示の一実施例を示す図である。

【図２５】現像剤量表示の他の実施例を示す図である。

【図２６】現像剤量表示の他の実施例を示す図である。

【図２７】本発明に従った現像剤量検出装置のための現
像剤量検出回路の他の実施例を示す図である。

【図２８】図２７の現像剤量検出回路のための一実施例
の具体的回路図である。

【図２９】本発明に従った現像剤量検出装置のための現
像剤量検出回路の他の実施例を示す図である。

【図３０】図２９の現像剤量検出回路のための一実施例
の具体的回路図である。

【図３１】本発明に従った現像剤量検出装置を備えた一
実施例の現像装置の縦断面図である。

【図３２】従来の電子写真画像形成装置の一例の概略構
成図である。

【符号の説明】

１光学手段２記録媒体４転写手段７感光体ドラム（電子写真
感光体）８帯電ローラ（帯電手段）９現像手段９ａ現像ローラ（現像剤担持
体）９ｄ現像ブレード（現像剤量
規制部材）１０クリーニング手段１１Ａ現像剤容器１３Ｒ、１３Ｌガイド手段（装着手段）１４装置本体１６Ｒ、１６Ｌガイド部（装着手段）８１第一の電極８２第二の電極１００現像剤残量測定手段
（現像剤残量検出回路）１０１現像バイアス印加手段
（現像バイアス回路）１０２制御回路１０３増幅回路１０４現像バイアス分圧手段

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
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剤容器と、前記
現像剤容器内の現像剤残量を逐次に検知するための電極
対をなす第一及び第二の電極を備えた現像剤残量検知手
段とを有する現像装置において、前記現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加する現像バ
イアス印加手段と、前記現像バイアス電圧を分圧する現像バイアス分圧手段
と、前記第一の電極には前記現像バイアス分圧手段にて分圧
された現像バイアス分圧を印加し、前記第二の電極には
前記現像バイアス印加手段からの現像バイアス電圧を印
加し、それによって発生する、前記第一の電極と第二の
電極との間の静電容量に応じた第１の電気的信号と、前
記現像剤担持体と前記第一の電極との間の静電容量に応
じた第２の電気的信号との加算値に基いて前記現像剤容
器内の現像剤の残量を算出する現像剤残量測定手段と、
を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】前記現像剤残量測定手段は、前記第一の
電極及び第二の電極からの電気的信号の加算値と比較す
るための基準の電気的信号を発生する手段を有すること
を特徴とする請求項１の現像装置。
【請求項３】前記基準の電気的信号発生手段は、所定
の容量を有したインピーダンス素子であることを特徴と
する請求項２の現像装置。
【請求項４】前記インピーダンス素子には、前記現像
バイアス電圧或は前記現像バイアス分圧が印加されるこ
とを特徴とする請求項３の現像装置。
【請求項５】前記基準の電気的信号発生手段は、所定
の容量を有した第１及び第２のインピーダンス素子であ
ることを特徴とする請求項２の現像装置。
【請求項６】前記第１インピーダンス素子には前記現
像バイアス電圧が印加され、前記第２インピーダンス素
子には前記現像バイアス分圧が印加されることを特徴と
する請求項５の現像装置。
【請求項７】前記第一の電極と第二の電極は、前記現
像剤担持体の表面に付着する現像剤の量を規制する現像
剤層厚規制部材により前記現像剤担持体の表面から除去
された現像剤が前記第一の電極と第二の電極との間に進
入可能とされる位置に配置されていることを特徴とする
請求項１〜６のいずれかの項に記載の現像装置。
【請求項８】前記第一の電極と第二の電極は、前記現
像剤担持体としての現像ローラの長手方向に沿って配置
されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかの
項に記載の現像装置。
【請求項９】前記第一の電極は、第二の電極よりも前
記現像剤担持体から離れた位置に配置されていることを
特徴とする請求項８の現像装置。
【請求項１０】前記第一の電極と第二の電極との間に
進入した現像剤は、進入方向から退出することを特徴と
する請求項７、８又は９の現像装置。
【請求項１１】前記第一の電極と第二の電極との間に
進入した現像剤は、前記第一の電極と第二の電極との間
を通過することを特徴とする請求項７、８又は９の現像
装置。
【請求項１２】前記第一の電極と第二の電極は平板形
状であって、前記第一の電極と第二の電極は現像剤の進
入口側の間隔が広いことを特徴とする請求項７〜１１の
いずれかの項に記載の現像装置。
【請求項１３】前記第一の電極は平板形状であること
を特徴とする請求項７〜１１のいずれかの項に記載の現
像装置。
【請求項１４】前記第二の電極は、平板形状であるこ
とを特徴とする請求項７〜１１のいずれかの項に記載の
現像装置。
【請求項１５】前記第一の電極は棒状であることを特
徴とする請求項７〜１１のいずれかの項に記載の現像装
置。
【請求項１６】前記第二の電極は棒状であることを特
徴とする請求項７〜１１いずれかの項に記載の現像装
置。
【請求項１７】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）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
像剤容器と、前記現像剤容器内の現像剤残量を逐次に検
知するための電極対をなす第一及び第二の電極を備えた
現像剤残量検知手段とを有する現像装置と、を有し、前
記第一の電極には現像バイアス電圧を分圧した現像バイ
アス分圧を印加し、前記第二の電極には現像バイアス電
圧を印加し、それによって発生する、前記第一の電極と
第二の電極との間の静電容量に応じた第１の電気的信号
と、前記現像剤担持体と前記第一の電極との間の静電容
量に応じた第２の電気的信号との加算値に基いて前記現
像剤容器内の現像剤の残量を算出するようにしたことを
特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１８】前記現像剤残量測定手段は、前記第一
の電極及び第二の電極からの電気的信号の加算値と比較
するための基準の電気的信号を発生する手段を有するこ
とを特徴とする請求項１７のプロセスカートリッジ。
【請求項１９】前記基準の電気的信号発生手段は、所
定の容量を有したインピーダンス素子であることを特徴
とする請求項１８のプロセスカートリッジ。
【請求項２０】前記インピーダンス素子には、前記現
像バイアス電圧或は前記現像バイアス分圧が印加される
ことを特徴とする請求項１９のプロセスカートリッジ。
【請求項２１】前記基準の電気的信号発生手段は、所
定の容量を有した第１及び第２のインピーダンス素子で
あることを特徴とする請求項１８のプロセスカートリッ
ジ。
【請求項２２】前記第１インピーダンス素子には前記
現像バイアス電圧が印加され、前記第２インピーダンス
素子には前記現像バイアス分圧が印加されることを特徴
とする請求項２１のプロセスカートリッジ。
【請求項２３】前記第一の電極と第二の電極は、前記
現像剤担持体の表面に付着する現像剤の量を規制する現
像剤層厚規制部材により前記現像剤担持体の表面から除
去された現像剤が前記第一の電極と第二の電極との間に
進入可能とされる位置に配置されていることを特徴とす
る請求項１７〜２２のいずれかの項に記載のプロセスカ
ートリッジ。
【請求項２４】前記第一の電極と第二の電極は、前記
現像剤担持体としての現像ローラの長手方向に沿って配
置されていることを特徴とする請求項１７〜２３のいず
れかの項に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項２５】前記第一の電極は、第二の電極よりも
前記現像剤担持体から離れた位置に配置されていること
を特徴とする請求項２４のプロセスカートリッジ。
【請求項２６】前記第一の電極と第二の電極との間に
進入した現像剤は、進入方向から退出することを特徴と
する請求項２３、２４又は２５のプロセスカートリッ
ジ。
【請求項２７】前記第一の電極と第二の電極との間に
進入した現像剤は、前記第一の電極と第二の電極との間
を通過することを特徴とする請求項２３、２４又は２５
のプロセスカートリッジ。
【請求項２８】前記第一の電極と第二の電極は平板形
状であって、前記第一の電極と第二の電極は現像剤の進
入口側の間隔が広いことを特徴とする請求項２３〜２７
のいずれかの項に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項２９】前記第一の電極は平板形状であること
を特徴とする請求項２３〜２７のいずれかの項に記載の
プロセスカートリッジ。
【請求項３０】前記第二の電極は、平板形状であるこ
とを特徴とする請求項２３〜２７のいずれかの項に記載
のプロセスカートリッジ。
【請求項３１】前記第一の電極は棒状であることを特
徴とする請求項２３〜２７のいずれかの項に記載のプロ
セスカートリッジ。
【請求項３２】前記第二の電極は棒状であることを特
徴とする請求項２３〜２７いずれかの項に記載のプロセ
スカートリッジ。
【請求項３３】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
持体を備えた現像剤容器と、前記現像剤容器内の現像剤
残量を逐次に検知するための電極対をなす第一及び第二
の電極を備えた現像剤残量検知手段とを有する現像装置
と、（ｄ）前記現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加
する現像バイアス印加手段と、（ｅ）前記現像バイアス
電圧を分圧する現像バイアス分圧手段と、（ｆ）前記第
一の電極には前記現像バイアス分圧手段にて分圧された
現像バイアス分圧を印加し、前記第二の電極には前記現
像バイアス印加手段からの現像バイアス電圧を印加し、
それによって発生する、前記第一の電極と第二の電極と
の間の静電容量に応じた第１の電気的信号と、前記現像
剤担持体と前記第一の電極との間の静電容量に応じた第
２の電気的信号との加算値に基いて前記現像剤容器内の
現像剤の残量を算出する現像剤残量測定手段と、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３４】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剤容器と、前
記現像剤容器内の現像剤残量を逐次に検知するための電
極対をなす第一及び第二の電極を備えた現像剤残量検知
手段と、を有する現像装置と、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）前記現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加する
現像バイアス印加手段と、（ｃ）前記現像バイアス電圧
を分圧する現像バイアス分圧手段と、（ｄ）前記第一の
電極には前記現像バイアス分圧手段にて分圧された現像
バイアス分圧を印加し、前記第二の電極には前記現像バ
イアス印加手段からの現像バイアス電圧を印加し、それ
によって発生する、前記第一の電極と第二の電極との間
の静電容量に応じた第１の電気的信号と、前記現像剤担
持体と前記第一の電極との間の静電容量に応じた第２の
電気的信号との加算値に基いて前記現像剤容器内の現像
剤の残量を算出する現像剤残量測定手段と、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３５】前記現像剤残量測定手段は、前記第一
の電極及び第二の電極からの電気的信号の加算値と比較
するための基準の電気的信号を発生する手段を有するこ
とを特徴とする請求項３３又は３４の電子写真画像形成
装置。
【請求項３６】前記基準の電気的信号発生手段は、所
定の容量を有したインピーダンス素子であることを特徴
とする請求項３５の画像形成装置。
【請求項３７】前記インピーダンス素子には、前記現
像バイアス電圧或は前記現像バイアス分圧が印加される
ことを特徴とする請求項３６の電子写真画像形成装置。
【請求項３８】前記基準の電気的信号発生手段は、所
定の容量を有した第１及び第２のインピーダンス素子で
あることを特徴とする請求項３５の電子写真画像形成装
置。
【請求項３９】前記第１インピーダンス素子には前記
現像バイアス電圧が印加され、前記第２インピーダンス
素子には前記現像バイアス分圧が印加されることを特徴
とする請求項３８の電子写真画像形成装置。
【請求項４０】前記第一の電極と第二の電極は、前記
現像剤担持体の表面に付着する現像剤の量を規制する現
像剤層厚規制部材により前記現像剤担持体の表面から除
去された現像剤が前記第一の電極と第二の電極との間に
進入可能とされる位置に配置されていることを特徴とす
る請求項３３〜３９のいずれかの項に記載の電子写真画
像形成装置。
【請求項４１】前記第一の電極と第二の電極は、前記
現像剤担持体としての現像ローラの長手方向に沿って配
置されていることを特徴とする請求項３３〜４０のいず
れかの項に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項４２】前記第一の電極は、第二の電極よりも
前記現像剤担持体から離れた位置に配置されていること
を特徴とする請求項４１の電子写真画像形成装置。
【請求項４３】前記第一の電極と第二の電極との間に
進入した現像剤は、進入方向から退出することを特徴と
する請求項４０、４１又は４２の電子写真画像形成装
置。
【請求項４４】前記第一の電極と第二の電極との間に
進入した現像剤は、前記第一の電極と第二の電極との間
を通過することを特徴とする請求項４０、４１又は４２
の電子写真画像形成装置。
【請求項４５】前記第一の電極と第二の電極は平板形
状であって、前記第一の電極と第二の電極は現像剤の進
入口側の間隔が広いことを特徴とする請求項４０〜４４
のいずれかの項に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項４６】前記第一の電極は平板形状であること
を特徴とする請求項４０〜４４のいずれかの項に記載の
電子写真画像形成装置。
【請求項４７】前記第二の電極は、平板形状であるこ
とを特徴とする請求項４０〜４４のいずれかの項に記載
の電子写真画像形成装置。
【請求項４８】前記第一の電極は棒状であることを特
徴とする請求項４０〜４４のいずれかの項に記載の電子
写真画像形成装置。
【請求項４９】前記第二の電極は棒状であることを特
徴とする請求項４０〜４４いずれかの項に記載の電子写
真画像形成装置。