JP2001051489A - 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 - Google Patents

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

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 現像剤容器内の現像剤残量を逐次に検知
する現像剤残量検知手段を複数(N個)有する。

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複数の現像剤残量
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13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】このような問題を解決するために、レーザ
ーで描いたドットの数から現像剤の消費量を算出するピ
クセルカウント方式に基いた現像剤残量検知方法がある
が、現像剤の消費量がグラフィックパターンとテキスト
パターンによって異なる。そのため、プロセスカートリ
ッジの寿命が3000枚から5000枚と短い場合には
誤差も小さく有効である。しかしながら、10000枚
以上の寿命を満足させる場合には、パターンによる現像
剤消費量の違いから、寿命後半における算出誤差が大き
くなる。
【0027】トナーの消費量の模式的な図として、テキ
ストパターンとグラフィックパターン(ベタ画像)の現
像剤の付着状態を図11に示す。この図は、テキストパ
タ−ンの方が1ドット当たりの現像剤(トナー)の消費
量が多くなることを示しており、図12にはテキストパ
ターンのみと、グラフィックパターンのみで10000
枚プリントした場合の現像剤の減り方を示す。この図か
ら500gのトナーを充填したプロセスカートリッジの
10000枚の寿命においては、ピクセルカウント方式
のパターンによる算出誤差は±10%程度あることが分
かる。つまり、更に大容量のプロセスカートリッジにお
いては、現像剤残量を逐次且つ正確に検出するのは困難
である。
【0028】従って、本発明の目的は、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。
【0029】本発明の他の目的は、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。
【0030】
【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を有する現像
装置において、前記現像剤容器内の現像剤残量を逐次に
検知する現像剤残量検知手段を複数(N個)有すること
を特徴とする現像装置が提供される。
【0031】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を有する現像装置
と、(c)前記現像剤容器内の現像剤残量を逐次に検知
する複数(N個)の現像剤残量検知手段と、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。
【0032】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を有
する現像装置と、(d)前記現像剤容器内の現像剤残量
を逐次に検知する複数(N個)の現像剤残量検知手段
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)電子
写真感光体と、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)前記現像剤容器内の現像剤残量を逐次に検知する
複数(N個)の現像剤残量検知手段と、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。
【0034】上記各本発明において、一実施態様によれ
ば、N番目の前記現像剤残量検知手段によって現像剤無
しを検知可能であり、n番目(N≧n≧2)の現像剤残
量検知手段の現像剤残量検知精度が(n−1)番目の現
像剤残量検知手段の現像剤残量検知精度よりも高くなる
ように設定されている。
【0035】本発明の他の実施態様によれば、n−1番
目の前記現像剤残量検知手段が現像剤無しと認識すると
き、或いは、検知不可能となるときの最大現像剤残量よ
りも、n番目の前記現像剤残量検知手段が検知開始可能
な最小現像剤残量の方が多くなるように設定されてい
る。
【0036】本発明の他の実施態様によれば、一つの前
記現像剤残量検知手段が、画像のドットを形成する個々
の画像信号をカウントすることにより、前記現像剤容器
内の現像剤残量を検知する機能を有する。
【0037】本発明の他の実施態様によれば、少なくと
も2つ以上の前記現像剤残量検知手段が、前記現像剤担
持体との間に形成される静電容量を検知して、前記現像
剤容器内の現像剤残量を検知する機能を有する。この
時、前記現像剤残量検知手段は第1及び第2現像剤残量
検知手段を有し、前記第1現像剤残量検知手段は第1電
極部材を備え、前記第2現像剤残量検知手段は第2電極
部材を備えることができる。又、前記第1電極部材は板
状アンテナ電極であり、前記第2電極部材は棒状或は板
状アンテナ電極とし得る。
【0038】本発明の他の実施態様によれば、複数個設
置された前記各現像剤残量検知手段の、検知可能な現像
剤残量領域がそれぞれ異なっている。
【0039】本発明の他の実施態様によれば、複数個設
置された前記各現像剤残量検知手段の、検知可能な現像
剤残量領域がそれぞれ重なっている部分を有する。
【0040】本発明の他の実施態様によれば、複数個設
置された前記各現像剤残量検知手段の中の、現像剤の少
ない方の領域を検知可能な現像剤残量検知手段の方が、
現像剤の多い方の領域を検知可能な現像剤残量検知手段
の方より検知精度が高くされる。
【0041】本発明の他の実施態様によれば、前記現像
剤残量検知手段が検知するパラメータの少なくとも一つ
の値は静電容量である。この時、一つの前記現像剤残量
検知手段は、(a)前記現像剤容器の現像剤と接触する
箇所に配置され、少なくとも一対の一定間隔にて並置さ
れた部分を有する入力側及び出力側電極を備えた測定電
極部材と、(b)前記現像剤容器の現像剤と接触するこ
とのない箇所に配置され、少なくとも一対の一定間隔に
て並置された部分を有する入力側及び出力側電極を備え
た基準電極部材と、を有することができる。又、好まし
くは、前記測定電極部材と前記基準電極部材は、同じ基
板の同一表面に電極パターンを形成することによって製
造され、前記測定電極部材と前記基準電極部材に電圧を
印加した際に発生する静電容量の値を同一とされる。他
の実施態様によれば、前記測定電極部材と前記基準電極
部材の一定間隔にて並置された電極の対向長さ及び対向
部の間隔を同一とすることができる。
【0042】本発明の他の実施態様によれば、他の前記
現像剤残量検知手段は、(a)第一の電極と、(b)前
記第一の電極と対向して設けられた第二の電極と、を有
し、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。この時、一実施態様によれ
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てお
り、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。一実施態様によ
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、進入方向から退出するか、或は、前記第一の電
極と第二の電極との間を通過することができる。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。又、前記第一の電極及び前
記第二の電極は、平板形状とされるか、棒状とされる。
【0043】本発明の他の実施態様によれば、更に、前
記電子写真画像形成装置本体から前記現像剤担持体に電
圧が印加された際に、前記現像剤担持体との間で静電容
量を発生させるための第三の電極を有することができ
る。この時、前記現像剤担持体に電圧を印加した際に、
前記現像剤担持体と前記第三の電極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伝達するこ
とができる。
【0044】本発明の更に他の実施態様によると、前記
第三の電極は前記第二の電極と一体に構成され、又、前
記第三の電極は前記第二の電極に対し屈曲して形成する
ことができる。更に、前記第三の電極は、前記現像剤担
持体と対向して配置されており、前記第三の電極は、前
記第一の電極及び前記第二の電極よりも、前記現像剤担
持体の近くに配置されている。
【0045】本発明の更に他の実施態様によると、前記
現像剤残量検知手段が検知するパラメータの少なくとも
一つの値は、電子写真感光体に静電潜像を形成する際の
露光の積算時間であるか、前記現像剤容器の現像剤を攪
拌及び搬送する手段にかかる力であるか、前記現像剤容
器の現像剤の透磁率値であるか、前記現像剤容器の重さ
であるか、又は、前記現像剤容器の現像剤の最上面の高
さとされる。
【0046】
【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。
【0047】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。
【0048】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13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、ポリゴンミラー、
レンズ、反射ミラーを有した光学手段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。
【0049】つまり、現像手段としての現像装置9は、
現像剤を収容し、且つ現像剤を担持し搬送する現像剤担
持体としての現像ローラ9aを備えた現像剤容器11A
を有する。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、現像剤規制部材としての現像ブレード9
d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。
【0050】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を搬送ローラなどの給
紙手段により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。
【0051】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。
【0052】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。
【0053】一方、本実施例にて、プロセスカートリッ
ジBは、図1に示すように、現像手段9に、感光体ドラ
ム7、クリーニング手段10及び帯電ローラ8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。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16に対し
て取り外し可能に装着される。
【0054】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。
【0055】本実施例によれば、現像剤量検出装置は、
第1電極部材38を備えた第1現像剤残量検知手段と、
第2電極部材39を備えた第2現像剤残量検知手段とを
有しており、本実施例では、第1電極部材38は、幅5
0mmのステンレス製平板とされる板状アンテナ電極部
材とされ、第2電極部材39は、直径2mmのステンレ
ス製丸棒とされる棒状アンテナ電極部材とされる。現像
剤量検出装置は、第1アンテナ電極部材38及び第2ア
ンテナ電極部材39に接続されて現像剤残量を検出する
現像剤量検出回路を有する。
【0056】図2に現像剤量検出装置を構成する現像剤
量検出回路40の一例をブロック図で示し、図3には、
このブロック図に対応したより詳細な回路図を示す。本
実施例によると、現像ローラ9aには、現像バイアス発
生回路41からDC成分が重畳されたACバイアス電圧
が印加される。第1アンテナ電極部材38及び第2アン
テナ電極部材39は、現像ローラ9aと容量COa、C
Obのコンデンサを形成しており、その容量は両者の間
に存在する現像剤量で変化する。即ち、第1アンテナ電
極部材38及び第2アンテナ電極部材39に発生するA
C電圧が現像剤量に応じて変化する。この第1アンテナ
電極部材38及び第2アンテナ電極部材39からの電圧
は、整流回路42(42a、42b)で整流し、その出
力電圧Vca、Vcbが差動回路45(45a、45
b)に入力される。
【0057】一方、現像剤量検出回路40は、現像剤量
僅少と判断する現像剤量の状態における、現像ローラ9
a、第1アンテナ電極部材38及び第2アンテナ電極部
材39間の容量と同じ容量とされる基準コンデンサCr
efa、Crefbを備え、その一端は、現像バイアス
発生回路41に接続され、他端は、整流回路43(43
a、43b)及び電圧変換回路44(44a、44b)
を備えた基準電圧発生回路に接続され、現像剤残量を検
出するための基準電圧を発生する。基準電圧発生回路か
らの基準電圧は、上記差動回路45(45a、45b)
に入力され、第1アンテナ電極部材38及び第2アンテ
ナ電極部材39からの出力電圧Vca、Vcbと比較さ
れる。比較を行った後、差動回路45(45a、45
b)からの出力電圧は、MPU46のアナログポートA
Noa、ANobに入力可能なDC電圧Vouta、V
outbに変換して入力される。
【0058】MPU46は、入出力ポート、アナログ入
力ポート、シリアル通信ポート、ROM、RAM、タイ
マなどを備えている。汎用インターフェイス47は、M
PU46のシリアル通信ポートに接続されており、これ
により、MPU46は、外部装置48と通信可能とされ
る。
【0059】図4に、現像剤量の変化に伴なう容量CO
の変化と出力電圧Voutの関係を示す。本発明によれ
ば、第1アンテナ電極部材38及び第2アンテナ電極部
材39に、図2及び図3に示すような差動回路45(4
5a、45b)を接続することにより、図4に示すよう
な現像剤量の変化(即ち、容量COの変化)に対する線
形出力を得ることができる。
【0060】本発明の一実施例として説明した図1に示
す上記レーザービームプリンタAは、1000gの現像
剤量を充填し、4%印字の条件下で寿命20000ペー
ジを実現するプロセスカートリッジを備えたものであっ
た。そのときの現像剤残量に対する第1アンテナ電極部
材38及び第2アンテナ電極部材39の出力電圧Vou
ta、Voutbを図5に示す。
【0061】図5にて、破線は、検出回路、各現像剤残
量検知手段の取り付け位置の誤差に伴なう出力電圧の変
動範囲を示す。
【0062】1000gの現像剤量に対して感度を持た
せた第1アンテナ電極部材38の場合、10%の検出誤
差△Voutaにより現像剤残量の誤差△Taは150
gであった。一方、現像剤残量200g以下で感度を持
たせた第2アンテナ電極部材39の場合、10%の検出
誤差△Voutbに対して現像剤残量の誤差△Tbは5
0g以下であった。
【0063】このように、プロセスカートリッジの使用
初期からニアエンドまでと、ニアエンドから現像剤無し
になるまでを検出する複数の現像剤残量検知手段を有す
る場合、後者の検出精度を前者の検出精度よりも高く設
定することにより、検知手段の接続性とニアエンド付近
の現像剤残量検知精度を高くすることができる。
【0064】次に、現像剤残量検出方法について説明す
る。
【0065】図5に示すように、第2アンテナ電極部材
39の電圧出力VoutbがVchk以上の場合は、第
1アンテナ電極部材38の電圧出力Voutaを基に現
像剤残量を算出し、第2アンテナ電極部材39の電圧出
力VoutbがVchk以下となった場合は、第2アン
テナ電極部材39の電圧出力Voutbを基に現像剤残
量の算出を行う。
【0066】図6を参照して、更に詳しく説明する。第
1アンテナ電極部材38の出力が誤差を含めて現像剤無
し(現像剤残量T0)と成るときの電圧出力をVend
aとする。
【0067】ここで、本発明では、現像剤残量T0とな
る前に第2アンテナ電極部材39の出力が変化するよう
第1アンテナ電極部材38の電圧出力の最小値Vout
aminがVendaになる前にVoutbmaxがV
chk以下になるようにそれぞれのアンテナ電極部材の
感度を組み合わせると、現像剤残量の出力を自然に接続
することが可能となる。
【0068】一方で、第1アンテナ電極部材38の公差
下限値がVoutamin=Vendaと成るときの現
像剤残量をT1とすると、第2アンテナ電極部材39の
出力の公差上限値が現像剤残量がT2の状態から感度を
持つように第2アンテナ電極部材39を設定した。
【0069】以上説明したように、本発明によれば、第
1アンテナ電極部材38によりプロセスカートリッジの
使用初期から逐次に現像剤残量を検出できると共に、現
像剤無し近傍では第2アンテナ電極部材39により、よ
り正確に現像剤残量を逐次に検知可能となる。
【0070】又、第2アンテナ電極部材39の電圧出力
がCrefbにより設定した出力電圧Vendbのとき
「現像剤無し警告」を出すことにより、ユーザにプロセ
スカートリッジが使用限界であることを知らせる。ただ
し、このときのトナー残量をT0’とすると、T0<T
0’の関係とすることで、画像白抜け前に「現像剤無し
警告」を出すことができる。
【0071】本実施例においては、2個の現像剤残量検
知手段、即ち、第1及び第2アンテナ電極部材38、3
9について述べたが、更に複数(N個)の現像剤残量検
知手段を設ける場合にも本実施例と同様な条件を満足さ
せることによって現像剤の逐次残検を行うことが可能と
なる。例えば、n番目(N≧n≧2)の現像剤残量検知
手段が検出できる現像剤容積が、(n−1)番目の現像
剤残量検知手段が検知できる現像剤容積よりも多くする
ことによって、n番目の現像剤残量検知手段の検出でき
るダイナミックレンジが大きくなり、検出精度が向上す
る。
【0072】又、n番目の現像剤残量検知手段が現像剤
無しと認識するとき、若しくは検出不可能となるときの
最大の現像剤残量よりも(n−1)番目の現像剤残量検
知手段が検出開始可能な最小現像剤残量の方が大きくな
るように設定することによって、現像剤残検出力の飛び
がなくなり、より自然な現像剤の逐次現像剤残検を行な
うことができる。
【0073】実施例2 図7に本発明の画像形成装置の第2の実施例を示す。本
実施例の画像形成装置は、実施例1で説明した画像形成
装置と同様の構成とされ、ただ、実施例1では現像剤残
量検知手段としての第1及び第2アンテナ電極部材3
8、39が両方ともプロセスカートリッジB内に設けら
れているのに対して、本実施例では、第1アンテナ電極
部材38は、画像形成装置本体14に設置される点にお
いて相違している。
【0074】本発明に従った、現像ローラ9aとアンテ
ナ電極部材38、39との間の静電容量の変化から現像
剤残量を算出する方式においては、第1及び第2アンテ
ナ電極部材38、39の設置場所は非常に高い自由度で
設定できる。
【0075】つまり、本実施例のように、プロセスカー
トリッジBが画像形成装置に装着された状態で、現像剤
収容部が現像ローラ9aとアンテナ電極部材38、39
との間に位置するように設定することで、実施例1の場
合と同様に、プロセスカートリッジの使用初期から現像
剤無しまで逐次に正確な現像剤残量検知を行なうことが
できる。
【0076】実施例3 図8に本発明の画像形成装置の第3の実施例を示す。本
実施例の画像形成装置は、実施例1で説明した画像形成
装置と同様の構成とされ、ただ、実施例1では第1及び
第2アンテナ電極部材38、39が両方ともプロセスカ
ートリッジ内に設けられているのに対して、本実施例で
は、第1及び第2アンテナ電極部材38、39が共に、
画像形成装置本体14に設置される点において相違して
いる。
【0077】本実施例においても、実施例1の場合と同
様に現像剤残量検知を行なうことができる。ただし、本
実施例では、実施例1で示したように、第2アンテナ電
極部材39を現像ローラ9a近傍に設けた場合に比べ、
第2アンテナ電極部材39がプロセスカートリッジの外
に設置されるので、現像ローラ9aと第2アンテナ電極
部材39との間の距離が増加することにより静電容量の
変化量が低下する。
【0078】従って、本実施例では、第2アンテナ電極
部材39の面積を増加させることで静電容量を補償でき
るように、第2アンテナ電極部材39は、幅10mmの
金属平板を採用した。また、現像剤の消費状態を考慮
し、現像ローラ9aと第2アンテナ電極部材39の間で
形成される静電容量の変化領域を、図8の斜線部Aで示
すように、現像剤無しまで確実に見ることができる位置
に設置した。
【0079】本実施例に従った第1、第2アンテナ電極
部材38、39の配置により、図5に示したと同様の出
力を得ることができ、実施例1と同様に、プロセスカー
トリッジの使用初期から現像剤無しまで逐次に正確な現
像剤残量検知を行なうことが可能である。
【0080】又、本実施例では、第1及び第2アンテナ
電極部材38、39を画像形成装置本体14内に設ける
ことにより、プロセスカートリッジのコストダウンをも
図ることが可能である。
【0081】実施例4 図9に本発明の画像形成装置の第4の実施例を示す。本
実施例の画像形成装置は、実施例1で説明した画像形成
装置と同様の構成とされ、ただ、実施例1では第1及び
第2アンテナ電極部材38、39がプロセスカートリッ
ジ内に設けられているのに対して、本実施例では、第2
現像剤残量検知手段としての第2アンテナ電極部材39
のみが、プロセスカートリッジ内に設置され、現像剤僅
少時の現像剤残量の検知及び現像剤無しの判断を行う。
【0082】本実施例では、プロセスカートリッジの使
用初期からの現像剤残量を逐次検知する第1の現像剤残
量検知手段としてはピクセルカウント方式の逐次検知手
段を採用する。
【0083】このピクセルカウント方式の第1現像剤残
量検知手段は、感光体ドラム7に静電潜像を形成するべ
く露光手段により感光体ドラム7上に画像のドットを形
成するときの個々の画像信号を逐次カウントするもの
で、図10に示すように、パターンによって現像剤消費
量に誤差が生じる。図10は、最悪のユーザモデルを選
択してその平均を取ったものである。
【0084】そこで、画像のドット当たりの現像剤消費
量が少ないグラフィック画像のみを印字したときに現像
剤無しとなる現像剤残量Tpよりも、第2アンテナ電極
部材39が検知できる現像剤の容量が大きくなるように
第2アンテナ電極部材39を設定するため、実施例3の
場合と同様に、第2アンテナ電極部材39は、幅10m
mの金属平板を採用した。
【0085】つまり、図9に示すように、現像ローラ9
aと第2アンテナ電極部材39によって構成される斜線
部Aの現像剤容積がTp以上とすると良い。
【0086】このように、ピクセルカウント方式と静電
容量検知方式を組み合わせることにより、画像形成装置
としては、現像剤残量検知手段としては、静電容量式の
逐次検知手段を1つ持つだけで、プロセスカートリッジ
の使用初期から現像剤無しまで逐次に現像剤残量を算出
することができる。
【0087】本実施例では、現像剤の静電容量を検知す
る方式と、ピクセルカウント方式を組み合わせたもので
あるが、組み合わせの方法は、この実施例に限定される
ものではない。
【0088】実施例5 上述したように、本発明によれば、プロセスカートリッ
ジは、カートリッジ内の使用可能な現像剤の消費に従っ
てその残量を検知する現像剤残量検知手段を複数備えて
いるが、図14〜図16には、斯かる本発明に従って構
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
像形成装置の他の実施例を示す。
【0089】本実施例の電子写真画像形成装置は、その
全体構成は、先に説明した実施例1の電子写真式のレー
ザービームプリンタAと同様の構成とされ、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、O
HPシート、布などに画像を形成するものである。
【0090】更に説明すると、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。
【0091】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。
【0092】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。
【0093】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、駆動ローラ5c及びヒータ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。
【0094】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によって判定経路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。
【0095】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。
【0096】一方、本実施例にては、プロセスカートリ
ッジBは、図16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。
【0097】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17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1
3R(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(1
6L)(図18)にて構成される。
【0098】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。上述したように、本発明によれば、現像剤量検
出装置は、複数の現像剤残量検知手段を備えており、本
実施例では、第1現像剤残量検知手段及び第2現像剤残
量検知手段を有している。
【0099】先ず、第1現像剤残量検知手段について説
明する。本実施例によれば、第1現像剤残量検知手段
は、図19に示すように、現像剤量を検知する測定電極
部材20Aと、環境、即ち、雰囲気の温度、湿度を検知
し、基準用信号を出力する比較部材としての基準電極部
材20Bとを有する。
【0100】測定電極部材20Aは、例えば図19に示
すように、現像手段9の現像剤容器11Aの内部側面、
或いは底面などの、現像剤と接触する位置であって、し
かも、現像剤が減少するに従って、現像剤との接触面積
が変動するような方向に配置される。又、基準電極部材
20Bは、詳しくは後で説明するが、図26及び図27
に示すように、測定電極部材20Aが配置されたと同じ
側の現像剤容器内であって、仕切壁21にて区画され
た、現像剤と接触することのない箇所に設けることがで
きる。
【0101】測定電極部材20Aは、図20に示すよう
に、基板22の上に所定の間隔をもって平行に形成され
た一対の電極、即ち、入力側電極23及び出力側電極2
4を有する。本実施例では、電極23、24は、所定間
隔Gにて平行に並置された少なくとも一対の電極部分2
3a〜23f、24a〜24fを有し、各電極部分23
a〜23f、24a〜24fは、連結電極部分23g、
24gにて互いに連結されており、2つの電極23及び
24は、互いに組み合わさった多数の凹凸形状とされて
いる。勿論、測定電極部材20Aの電極パターンは、こ
れに限定されるものではなく、図21に示すように一対
の電極23、24を互いに所定の間隔にて平行に配置さ
れた渦巻き形状に形成することもできる。
【0102】測定電極部材20Aは、一対の平行電極2
3、24間の静電容量を測定することにより現像剤容器
11A内の現像剤残量を逐次検知することができる。つ
まり、現像剤は空気より誘電率が大きいために測定電極
部材20Aの表面に現像剤が接触することにより一対の
電極23、24間の静電容量が増加する。
【0103】従って、本実施例によれば、上記構成の測
定電極部材20Aを用いることにより、測定電極部材2
0Aの表面に接する現像剤の面積から所定の較正曲線を
適用することにより現像剤容器11Aの断面形状や測定
電極部材20Aの形状によらず現像剤容器11A内の現
像剤量を測定することができる。
【0104】斯かる測定電極部材20Aの電極パターン
23、24は、例えば厚さ0.4〜1.6mmの、例え
ば紙フェノール、ガラスエポキシなどの硬質プリント基
板22、或いは、厚さ0.1mm程度のポリエステル、
ポリイミドなどの可撓性のプリント基板22上にエッチ
ング或いは印刷にて銅などの導体金属パターン23、2
4を形成することによって得ることができ、通常のプリ
ント基板の配線パターン形成方法と同一の方法で製造す
ることができる。従って、図20及び図21に示すよう
な複雑な電極パターン形状であっても容易に製造するこ
とができ、製造コストも簡単なパターンのものと殆ど変
わりはない。
【0105】又、図20及び図21に示すような複雑な
パターン形状を用いることにより、電極23、24間の
対向長さを長くでき、更にエッチングなどのパターン形
成方法を用いることにより電極23、24間の間隔Gを
数十μm程度まで狭くすることも可能であり、大きな静
電容量を得ることが可能となる。又、静電容量の変化量
を大きくすることができ、検知精度を上げることができ
る。具体的には、電極23、24は、幅0.1〜0.5
mm、厚さ17.5〜70μmとされ、又、間隔Gは
0.1〜0.5mmとされる。更に、金属パターン形成
面は、例えば12.5〜125μm程度の薄い樹脂フィ
ルムにてラミネートすることも可能である。
【0106】上述のように、本発明の現像剤量検出装置
によれば、現像剤容器11Aの内部の側面若しくは底面
の現像剤が減少する方向に設置された測定電極部材20
Aに対する現像剤の接触面積の変化、即ち、測定電極部
材20Aの静電容量の変化を測定し、その値により現像
剤容器全体の現像剤量を逐次に検出する。
【0107】つまり、現像剤の誘電率は空気より大きい
ため、測定電極部材20Aに現像剤が接触している部分
(現像剤が有る部分)は、接触していない部分(現像剤
が無い部分)に比べて出力される静電容量が大きい。従
って、その静電容量の変化を測定すれば現像剤容器11
A内の現像剤量を推定できる。
【0108】本発明によれば、現像剤残量検出装置は、
図19に示すように、更に、測定電極部材20Aと同様
の構成とされる基準電極部材20Bを有する。
【0109】基準電極部材20Bは、上記測定電極部材
20Aと同様とされ、図20に示すように、基板22の
上に所定の間隔Gをもって平行に形成された一対の入力
側電極23(23a〜23f)及び出力側電極24(2
4a〜24f)を有し、2つの電極23及び24が互い
に組み合わさった多数の凹凸形状とすることもできる
し、又、図21に示すように渦巻き形状に形成すること
もできる。基準電極部材20Bも又、通常のプリント基
板の配線パターン形成方法と同一の方法で製造し得る。
【0110】本実施例によれば、基準電極部材20B
は、上述したように、温度、湿度などの環境条件によっ
て静電容量が変動し、測定電極部材20Aに対して基準
用の比較部材として機能する。
【0111】つまり、本実施例の第1現像剤残量検知手
段によれば、測定電極部材20Aの出力は、環境の変化
により変動する基準電極部材20Bの出力と比較され
る。例えば基準電極部材20Bの所定の静電容量を現像
剤が無いときの測定電極部材20Aと同じ値に設定して
基準電極部材20Bと測定電極部材20Aの出力の差分
を取ることにより、現像剤による静電容量の変化分のみ
の出力を得ることが可能になるため、現像剤残量検知の
精度を高めることができる。
【0112】本実施例に従った現像剤量検知原理につい
て更に説明すると、測定電極部材20Aは、パターン表
面の接触部分の静電容量を測定して現像剤容器11A内
の現像剤量を推測しているため、その値は、環境(湿
度、温度など)の変化により変動する。
【0113】例えば、湿度が高くなると空気中の水蒸気
量が多くなるので検知部材20Aに触れている大気の誘
電率も増加する。そのため同一の現像剤量の時でも環境
が変化すると測定電極部材20Aからの出力も変わって
くる。又、パターンを形成している基板22も吸湿する
材質では吸湿により誘電率が変化するため環境変動とな
る。
【0114】そのため測定電極部材20Aと同じ環境変
動をする比較部材としての基準電極部材20B、即ち、
例えば測定電極部材20Aと同一な構成とされ現像剤と
は接していない構成とされる基準電極部材20Bを、測
定電極部材20Aと同じ環境下に置いて両方の出力を比
較して差分を取り環境変動をうち消すことにより、環境
変動に影響されずに現像剤残量を測定することができ
る。
【0115】図22の一番左側の棒グラフに示されるよ
うに、現像剤量を検出する検知部材である測定電極部材
20Aから測定される静電容量は、検知部材表面に接し
ている現像剤による変動分に環境変動分が上乗せされて
出力される。そして、そのものを高温高湿環境下に移す
と、図23の一番左側の棒グラフに示されるように現像
剤による変動分は変わらないが環境変動分が増加するた
め結果的に同一現像剤量であるにもかかわらず、静電容
量が増加してしまう。
【0116】そこで、図22及び図23の中央棒グラフ
のように測定電極部材(検知部材)20Aと同一な環境
変動を持つ基準電極部材(比較部材)20Bを配置して
その差分(右側の棒グラフ)を取ることにより現像剤に
よる静電容量のみを測定することができる。
【0117】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24を参照して更に説明する。図24は、
画像形成装置における測定電極部材20A及び基準電極
部材20Bの接続態様をも示す現像剤量検出回路の一例
を示す。
【0118】現像剤量に応じて変動する静電容量Caを
有する検知部材としての測定電極部材20A、及び環境
条件に応じて変動する静電容量Cbを有する比較部材と
しての基準電極部材20Bは、それぞれ、インピーダン
ス素子としてその一方の入力側電極23は、接点30C
(装置本体側接点32C)を介して現像バイアス印加手
段としての現像バイアス回路101に接続され、他方の
出力側電極24は、接点30A(装置本体側接点32
A)及び30B(装置本体側接点32B)を介して現像
剤量検出回路100の制御回路102に接続される。基
準電極部材20Bは、現像バイアス回路101を介して
印加されるAC(交番)電流I1を用い、現像剤残量を
検出する上での基準電圧V1を設定する。
【0119】制御回路102は、図24に示すように、
基準電極部材20B、即ち、インピーダンス素子に印加
されるAC電流I1をボリュームVR1で分流した値で
あるAC電流I1’と抵抗R2で生じる電圧降下分V2
を、抵抗R3、R4で設定されたV3に加算し、基準電
圧V1を決めている。
【0120】従って、測定電極部材20Aに印加される
AC(交番)電流I2は、増幅器103に入力され、現
像剤残量の検出値V4(V1−I2×R5)として出力
される。そしてその出力値を現像剤残量の検出値として
利用する。
【0121】上述のように、本発明の現像剤量検出装置
によれば、比較部材として、測定電極部材20Aと同様
に環境により容量が変動する基準電極部材20Bが設置
されるので、測定電極部材20Aの環境による変動をキ
ャンセルすることができ、高精度にて現像剤残量を検知
することができる。
【0122】本実施例によれば、図25〜図27に示す
ように、現像手段4の現像剤容器11Aに、測定電極部
材20Aと、比較用として測定電極部材と同一な構成と
される基準電極部材20Bとが配置される。この構成で
は現像剤容器に測定電極部材20Aと基準電極部材20
Bとを有するため、環境による変動をキャンセルするこ
とができると共に、更に測定電極部材20Aと基準電極
部材20Bをほぼ同一環境下に置くことができるので検
知精度を高くすることが可能になる。
【0123】更に説明すると、本実施例によれば、図2
6及び図27を参照すると理解されるように、測定電極
部材20A及び基準電極部材20Bは、フレキシブルプ
リント基板のような屈曲可能な一枚の基板22の片面に
各々の電極23、24が形成され、折り返して現像剤容
器内に配置することができる。又、本実施例では、測定
電極部材20A及び基準電極部材20Bは同じ電極パタ
ーンとされる。つまり、測定電極部材20A及び基準電
極部材20Bの両電極23、24のパターンは、静電容
量がほぼ等しく、パターン幅、長さ、間隔及び対向面積
がほぼ等しいパターン形状とされる。このようにして作
製された基準電極部材20Bは、基板のほぼ中央部にて
折り返されて、測定電極部材20Aが配置された現像剤
容器11Aの内部であって仕切壁21にて区画された、
現像剤とは接触しない箇所に配置される。
【0124】上述のように、測定電極部材20A及び基
準電極部材20Bは、通常のプリント基板製造工程と同
様にて製造され、そのために機材の吸湿率や、誘電率の
ばらつきや、エッチング条件の違いにより電極パターン
幅や高さのばらつきにより基板の静電容量にばらつきが
生じる。本発明では、基板の同一表面に測定電極部材2
0A及び基準電極部材20Bとを形成したことにより、
1枚の基板で検知部材と比較部材を兼ねているので、基
板が1枚で済みコストを安くすることができる。又、同
じ材質のものに電極パターンを形成するために基材差に
よるばらつきを抑えることができ、更に同一面にパター
ンを形成するので、エッチングなどのパターン形成時の
ばらつきを抑えることができる。更には、上記構成とす
ることにより、現像剤容器の上方まで検知パターンを配
置することができ、そのため、ほぼ現像剤が現像剤容器
内で満杯状態から現像剤量を測定することが可能であ
る。
【0125】上記実施例の説明では、測定電極部材20
A及び基準電極部材20Bの両電極23、24のパター
ンは、静電容量がほぼ等しく、パターン幅、長さ、間隔
及び対向面積がほぼ等しいパターン形状が形成されてい
るものとして説明したが、比較用の基準電極部材20B
の電極パターン23、24の面積を測定電極部材20A
の電極パターン23、24の面積と異ならせることも可
能である。この場合は、基準電極部材20Bの出力は所
定の係数を掛けた出力に変換され、この変換後の出力が
測定電極部材20Aの出力と比較される。このような構
成にすることにより、基準電極部材20Bを小さくでき
るので、検知部材配置のためのスペースが小さくて済
む。又、両部材20A及び20Bを現像剤容器11Aの
同じ側の同一壁面に設け、基準電極部材20Bは現像剤
と接触しないように区画する構成とすることもできる
が、この場合には、限られた面積内での検知部材20A
側のパターンの比率を大きく取ることが可能になり、静
電容量の変化量や精度を高めることができる。
【0126】尚、本明細書において、電極部材に電圧を
加えた際に発生する静電容量の値が同じであると記載し
たが、前記値が全く同じである場合のみならず、同じ値
になるように意図して製造されたものは含まれる。従っ
て、例えば、電極部材の製造上のばらつき等による誤差
は、前記値が同じであることに含まれる。
【0127】又、同様に、前記電極部材間の間隔が一定
である、電極の対向長さが同じである、対向部の間隔が
同一である、並びに、測定電極部材及び基準電極部材の
形状が同じであるなど、数値及び形状が同じであるとの
記載は、同じ値、或いは、同じ形状になるように意図し
て製造されたものは含まれる。従って、例えば、製造上
のばらつき等による数値の誤差、及び、形状の違いは、
前記値が同じである、或いは、形状が同じであることに
含まれる。
【0128】次に、現像剤量検出装置の第2現像剤残量
検知手段について説明する。
【0129】本実施例によれば、第2現像剤残量検知手
段は、図14及び図16に示すように、第2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に沿って配置され、第一の電
極81又は第二の電極82のどちらかに電圧を印加する
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、詳しくは後述するように、第一
の電極81に電圧が印加される。
【0130】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。
【0131】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。
【0132】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28
のように表せる。
【0133】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。
【0134】図32及び図39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。
【0135】更に具体的には、本実施例では、第一の電
極81は、幅(W1)14mm、厚さ(t1)0.3m
mの非磁性SUS材にて作製し、第二の電極82は、幅
(W2)17mm、厚さ(t2)0.5mmの非磁性S
US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16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。
【0136】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29(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30及び図31に示すように、丸棒の導体を用い
てもよい。図30は、第二の電極82を、又、図31は
第一の電極81を丸棒とした実施例を示す。図30及び
図31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。
【0137】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33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。
【0138】次に、図34〜図37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。
【0139】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34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。
【0140】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35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。
【0141】図36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。
【0142】ただ、図36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。
【0143】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37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。
【0144】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。
【0145】上記実施例によれば、電極81、82周辺
の構成は、図16及び図32に示すとおり、第一及び第
二の電極81、82間の奥側85は閉じており、電極8
1、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。
【0146】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。
【0147】そこで、図38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。
【0148】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。
【0149】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。
【0150】そこで、本実施例では、図39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。
【0151】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。
【0152】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40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。
【0153】更には、図41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。
【0154】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42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。
【0155】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。
【0156】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43を参照して更に説明する。図43は、
画像形成装置における第一及び第二の電極81、82を
備えた現像剤量検出部80の接続態様をも示す現像剤量
検出回路の一例を示す。
【0157】現像剤量に応じて変動する静電容量Caを
有する検出部80は、インピーダンス素子としてその一
方の入力側電極、本実施例では第一の電極81は、第一
の電気接点91を介して現像バイアス印加手段としての
現像バイアス回路101に接続され、他方の出力側電
極、本実施例では第二の電極82は、第二の電気接点9
2を介して現像剤量検出回路100の制御回路102に
接続される。基準容量素子(Cb)も又、現像バイアス
回路101に接続されており、バイアス回路101を介
して印加されるAC(交流)電流I1を用い、現像剤残
量を検出する上での基準電圧V1を設定する。勿論、現
像ローラ9aには、プロセスカートリッジBを装置本体
14に装着したとき、装置本体14に配置された接点1
9が、現像ローラ9aの電気接点93の接点部93aに
電気的に接続されることにより、バイアス回路101か
ら現像バイアス電圧が印加される。
【0158】制御回路102は、基準容量素子(C
b)、即ち、基準インピーダンス素子に印加されるAC
電流I1をボリュームVR1で分流した値であるAC電
流I1’と抵抗R2で生じる電圧降下分V2を、抵抗R
3、R4で設定されたV3に加算し、基準電圧V1を決
めている。
【0159】従って、現像剤量検出部80に印加される
AC(交流)電流I2は、増幅器103に入力され、現
像剤残量の検出値V4(V1−I2×R5)として出力
される。そして、その出力値を現像剤残量の検出値とし
て利用する。
【0160】本発明の画像形成装置によれば、上述した
ように第2現像剤残量検知手段を構成する第一及び第二
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。
【0161】図44は、本実施例に従った現像剤量検出
装置にて現像剤の逐次残量検知を行う際の検知結果の流
れを示すブロック図である。
【0162】図44に示すように、本実施例では、第1
及び第2現像剤残量検知手段にて検知された値A1、A
2は、画像形成装置本体に設けられたCPU(図示せ
ず)内に入力し、それらの値を演算して、その結果が残
量表示手段に送られる。
【0163】CPU内には、検知値A1、A2から現像
剤量を換算する変換テーブルが、それぞれ第1及び第2
現像剤残量検知手段に応じて用意されている。
【0164】図45に、第1及び第2現像剤残量検知手
段を備えた本実施例の現像剤残量検出装置にて検知を行
うときのフローチャートの一実施例を示す。
【0165】本実施例によると、第1及び第2現像剤残
量検知手段より検知された現像剤残量情報(検知値A
1、A2)をCPU内に入力する。この検知値A1、A
2と予め設定された値a、bとの大小関係を比較し、今
の状態が第1現像剤残量検知手段のみが有効なのか、或
は、第1及び第2現像剤残量検知手段共に無効なのかを
判断する。その結果、第1現像剤残量検知手段のみが有
効な場合、検知値A1のみを用いて現像剤量に換算して
現像剤残量を表示する。第1及び第2現像剤残量検知手
段共に無効な場合には、検知値A1のみを用いて現像剤
量に換算して現像剤残量を表示する。
【0166】以上を繰り返し、その後、第2現像剤残量
検知手段のみが有効な状態になったら検知値A2のみを
用いて現像剤残量に換算して表示する。
【0167】尚、本実施例では、現像剤残量情報A1、
A2は、現像が行われる度に検知したが、検知タイミン
グとしては特に制約されるものではない。
【0168】実施例6 図46に本発明の他の実施例を示す。本実施例のプロセ
スカートリッジBは、現像剤量検出部80の測定電極部
材として、更に、第三の導電部(電極)83を設けた以
外は、実施例5のプロセスカートリッジBと同じ現像装
置構成とされ、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。
【0169】勿論、本発明に従って構成される第一及び
第二の導電部(電極)81、82も又、その構成及び配
置、更には、電極81、82間における現像剤の循環、
電極81、82の周辺構成、電極81、82の取り付け
方法など実施例5と重複する構成及び作用についての説
明は省略する。
【0170】本実施例の構成の主たる目的は、画像白抜
けが発生する間際を正確に検知することである。そのた
めには、現像剤が最後に消費される箇所の現像剤量を検
知すればよい。従って、本実施例では、実施例5にて現
像剤の循環に関して説明したように、第二、第三の電極
82、83と現像ローラ9aとの間の現像剤量を検知す
る構成とされる。
【0171】つまり、本実施例の現像剤量検知装置によ
れば、図46に示すように、実施例5の場合と同様に、
第一の電極81及び第二の電極82を設置すると共に、
更に、第三の電極83が現像ローラ9aに沿って配置さ
れる。第三の電極83は、第一、第二の電極81、82
より、より現像ローラ9aに近接した位置に設置され
る。
【0172】上記構成にて、第一の電極81に電圧を印
加することで、第一及び第二の電極81、82間に静電
容量Caを誘起させ、それと同時に現像ローラ9aに印
加される現像バイアス電圧によって現像ローラ9aと第
三の電極83間にも静電容量Ccを誘起させる。そし
て、それらの静電容量Ca、Ccを測定することで、現
像剤量を検出する。
【0173】本実施例における現像剤量検出回路の一例
を図47に示す。全体回路構成は、現像ローラ9aに対
向して第三の電極83が配置され、現像ローラ9aと第
三の電極83間に静電容量Ccが誘起される構成とされ
る以外は、図43に図示し説明した実施例5の現像剤検
出回路と同様であるので詳しい説明は省略する。
【0174】本実施例では、図47に示すように、第一
の電極81に電圧を印加するために電子写真画像形成装
置本体14の電極17と電気的に接する接点91と、現
像ローラ9aに現像バイアス電圧を印加するために装置
本体14の電極19と接する接点93と、が設けられ
る。これらの接点91、93を別々に有するため、設計
の自由度向上が図れる。
【0175】又、第一の電極81に印加する電圧は、現
像バイアス回路101からの電圧を印加することによ
り、電源を増やすことがなく、コストアップを避けるこ
とができる。
【0176】更に、それらの接点を一部品にすることで
接点間で生ずる、浮遊容量を持つことがなく、静電容量
を正確に測定することができる。
【0177】このように、本実施例においても、第一及
び第二の電極81、82間では現像室9A内の現像剤の
減少に伴って、逐次に現像剤量を検知することができ、
現像ローラ9aと第三の電極83間では現像剤のエンド
(END)検知を正確に行うことができる。このときの
現像剤量とその出力の関係を図48(a)、(b)、
(c)に模式的に示す。
【0178】又、図47に示すように、第一及び第二の
電極81、82によって形成される第一の静電容量素子
(Ca)と、現像ローラ9aと第三の電極83によって
形成される第二の静電容量素子(Cc)とを並列に接続
することにより、画像形成装置本体14及びプロセスカ
ートリッジBの接点数を減らすことができ、コストダウ
ンが行える。
【0179】更に、電線の配回しをすると、電線間で静
電容量を持ち、それによって検知精度を落とすことにな
る。電線の配回しを少なくすることは、検知精度の向上
につながる。従って、図47に示すように、第二及び第
三の電極82、83を電気的に接続するのが好ましい。
更に好ましくは、図49に示すように、第二及び第三の
電極82、83を一体的に形成すれば、配線を最小限に
抑えることができ、検知精度を正確に維持することがで
きる。このとき、第三の電極83は、第二の電極82に
対し屈曲して構成され、上述のように、第三電極83が
より現像ローラ9aに近接するようにされる。
【0180】本実施例によると、第1現像剤残量検知手
段は、現像剤残量検知手段表面近傍の、即ち、測定電極
部材20A表面近傍の現像剤量を検知する方式であるた
め、現像剤残量が多いときは、比較的精度の高い検出を
行うことができる。しかしながら、現像ローラ9a上に
現像可能な現像剤がなくなることによって生じる不良画
像である「白抜け画像」発生寸前の状態を把握するのは
困難である。
【0181】何故なら、「白抜け画像」発生寸前の状態
は、現像ローラ9a表面に存在する現像剤の量を直接的
に検知する方式の方がより正確に検知することが可能で
ある。又、現像剤容器11A内に現像剤がなくなっても
測定電極部材20A表面上の現像剤が完全になくなるこ
とはなく、その分がバラツキの要因ともなるからであ
る。
【0182】一方、第2現像剤残量検知手段は、原理的
には、現像剤容器11Aの形状の許す範囲内ではある
が、導電性部材、即ち、第一、第二の電極81、82、
83の配置によって検出精度の高い部分を選択すること
が可能となるが、より全体を検知しようとすればするほ
ど第一及び第二の電極の間隔を広げる必要が生じ、その
結果、静電容量の変化が小さくなり、検出精度が悪くな
る。
【0183】本実施例では、比較的現像剤残量が少ない
ときを逐次に検知する第一及び第二の電極81、82、
及び「白抜け画像」発生近傍の現像剤残量検知をより正
確に行う第三の電極83とを備え、これら電極81、8
2、83と現像ローラ9aとの2種類のコンデンサを並
列に接続することによって現像剤残量が比較的少ないと
きから「白抜け画像」発生までを精度良く逐次に検知で
きるように各電極を設置した。
【0184】図50を参照すると、第1現像剤残量検知
手段の現像剤残量に対する静電容量の推移を図50
(a)に、第2現像剤残量検知手段の現像剤残量に対す
る静電容量の推移を図50(b)に、又、それらを合わ
せた現像剤残量に対する静電容量の推移を図50(c)
に示す。図50にて出力が変化している部分が検知可能
な範囲である。
【0185】図50から理解されるように、2種類の現
像剤残量検知手段を有し、互いの検知精度の良い部分を
用いることによって現像剤残量の多少に拘わらず、常に
精度良く現像剤残量検知を行うことが可能となった。
【0186】本実施例では、1つの現像剤残量検知手段
の検知不可能な部分を別の現像剤残量検知手段で補う構
成とされるが、使用する電極部材の位置などを調整する
ことによって、図51のA部分で示される検知可能な範
囲が重なった部分を持つように設定した方が、検知が途
切れることがなく、又、互いに補完し合うことが可能と
なり、より正確に検知を行うことができる。
【0187】本実施例では、2種類の現像剤残量検知手
段を用いることによって、検知精度の向上を図ったが、
2種類に限らず、複数個の現像剤残量検知手段を有する
ことによって、同様の効果を得ることができることは言
うまでもない。
【0188】実施例7 図52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。
【0189】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5、6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5及び6
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5、6において行った上記説明を援用する。
【0190】勿論、本実施例の現像装置においても、第
三の電極83を同様に設け得ることも当然である。
【0191】又、図52に示す現像装置Cは、実施例
5、6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るが、実施例1〜実施例
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
をもユニット化し、即ち、実施例1〜実施例5における
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を除いてカートリッジ化さ
れた現像装置とすることが可能である。
【0192】実施例8 上記実施例5〜8において、現像剤残量検知手段として
は、電極部材を配置し、静電容量の変化を用いる方式に
ついて説明したが、 (1)図53(a)、(b)に示すように、現像剤容器
11A内の現像剤Tを攪拌及び搬送する攪拌搬送部材9
bにかかる力の変動、或は、回転によって現像剤を攪拌
搬送する場合はトルクの変動、などを読み取ることによ
って現像剤容器11A内の現像剤の残量を検知する方
式。 (2)図54(a)、(b)に示すように、現像剤容器
11A内の現像剤Tの最上面の動きに常に追従する物体
200を配置し、その物体200の高さを測定すること
によって現像剤の残量を検知する方式。 (3)感光体ドラム7上に静電潜像を形成する露光手
段、即ち、レーザーやLEDなどの発光時間を累積して
行くことによって、現像剤消費量を推測し、その結果に
より現像剤残量を検知する方式。 (4)現像剤容器11A内に残存する現像剤Tの重量に
よって検知する方式。 (5)図55に示すように、現像剤容器11Aの上部近
傍に設置した発光、受光素子201から現像剤面に光2
02を当て、その反射光203の波長、応答時間、入射
角とほぼ垂直方向への移動距離を測定するか、或は、光
の代わりに音波を用いた場合には反射音波の周波数など
から現像剤面の高さを測定することによって現像剤の残
量を検知する方式。 (6)現像剤容器11A内にコイルを配置し、このコイ
ル内を通過する現像剤の量によって透磁率が異なること
を利用して現像剤の残量を検知する方式。 (7)上記(1)から(6)に記載する手段を複数有す
ることによって擬似的に現像剤の残量を逐次検知する方
式。 などの方式を用いた場合でも、上記実施例と同様の効果
を上げることができる。
【0193】又、上記(3)に記載する、現像剤残量の
多少に関わらず常に検知はできるが精度がそれほど高く
ない現像剤残量検知手段である、露光手段の露光時間の
累積値を現像剤残量検出値の指標として用いる方式は、
現像剤残量が多いときは、ユーザーも検知精度への要求
が高くないと考えられるため、検知精度的には問題がな
く、又、他の手段に比較してコスト的にも安価である。
【0194】従って、第1現像剤残量検知手段として上
記(3)の方式を採用し、第2現像剤残量検知手段とし
て、ユーザーの要求が高いと考えられる現像剤残量が少
ないときの高精度検知が達成可能な、例えば、上記実施
例5、6などにて使用した第2現像剤残量検知手段を用
いた場合には、検知精度とコストのバランスという観点
では、ユーザーにとってメリットがある構成であると考
えられる。即ち、検知精度とコストとのバランスという
観点から、現像剤残量が少ないときの検知精度を高くす
ることが必要である。
【0195】上記実施例1〜8の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。
【0196】現像剤量検出装置からの現像剤残量情報
は、現像剤量表示手段により表示される。現像剤量表示
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56及び図57に示すように表示される。
図56及び図57においては、現像剤量に応じて動く針
151がゲージ152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。
【0197】又、図58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LED153を点滅させても良い。
【0198】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。
【0199】
【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現像剤
残量検知手段を複数(N個)有する構成とされるので、 (1)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
検知することができ、又、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。 (2)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】本発明に従って構成される現像剤残量検出装置
に使用される現像剤量検出回路の一実施例のブロック図
である。
【図3】図2の現像剤量検出回路の具体的回路図であ
る。
【図4】現像剤量の変化に伴う静電容量の変化と、現像
剤量検出回路からの出力との関係を示す図である。
【図5】現像剤残量と、第1及び第2現像剤残量検知手
段からの出力との関係を示す図である。
【図6】ニアエンド付近における現像剤残量と、第1及
び第2現像剤残量検知手段からの出力との関係を示す図
である。
【図7】本発明に係る電子写真画像形成装置の他の実施
例の概略構成図である。
【図8】本発明に係る電子写真画像形成装置の他の実施
例の概略構成図である。
【図9】本発明に係る電子写真画像形成装置の他の実施
例の概略構成図である。
【図10】ピクセルカウント方式のテキスト画像とグラ
フィック画像の現像剤消費状態を示す図である。
【図11】テキスト画像とグラフィック画像の現像剤の
乗り量の違いを示す図である。
【図12】従来のピクセルカウント方式のテキスト画像
とグラフィック画像の現像剤消費状態を示す図である。
【図13】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。
【図14】本発明に係る電子写真画像形成装置の更に他
の実施例の概略構成図である。
【図15】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16】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17】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18】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19】本発明に従った現像剤量検出装置を説明する
ための現像剤容器の斜視図である。
【図20】測定電極部材及び基準電極部材の一実施例を
示す正面図である。
【図21】測定電極部材及び基準電極部材の他の実施例
を示す正面図である。
【図22】本発明に従った現像剤量検知原理を説明する
ためのグラフである。
【図23】本発明に従った現像剤量検知原理を説明する
ためのグラフである。
【図24】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25】測定電極部材及び基準電極部材の配置構成を
説明するための図である。
【図26】本発明に従った現像剤量検出装置の一実施例
を説明するための現像剤容器の斜視図である。
【図27】図26と同様の図で、基準電極部材を現像剤
容器内に設置した態様を説明するための現像剤容器の斜
視図である。
【図28】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29】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30】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31】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32】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33】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34】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35】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36】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37】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38】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39】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40】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41】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42】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43】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44】本発明に従って現像剤残量逐次検知を行う際
の検知結果の流れを示すブロック図である。
【図45】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チャートである。
【図46】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47】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48】本発明に従った現像剤量検出原理を説明する
ためのグラフである。
【図49】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50】本発明に従った現像剤量検出原理を説明する
ためのグラフである。
【図51】本発明に従った現像剤量検出原理を説明する
ためのグラフである。
【図52】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53】本発明に従った現像剤残量検知手段の他の実
施例を示す概略構成図である。
【図54】本発明に従った現像剤残量検知手段の他の実
施例を示す概略構成図である。
【図55】本発明に従った現像剤残量検知手段の他の実
施例を示す概略構成図である。
【図56】現像剤量表示の一実施例を示す図である。
【図57】現像剤量表示の他の実施例を示す図である。
【図58】現像剤量表示の他の実施例を示す図である。
【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) 20A 測定電極部材 20B 基準電極部材 38 第1電極部材 39 第2電極部材 40、100 現像剤量検出回路 41、101 現像バイアス回路 81 第一の電極(導電部) 82 第二の電極(導電部) 83 第三の電極(導電部)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 齋藤 聖史 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 松本 英樹 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 渡辺 一史 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 唐鎌 俊之 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2H027 DA07 DA39 DD02 DE03 DE04 DE07 DE09 EA05 EC06 EC07 EC09 ED06 ED09 ED28 GA30 GB03 GB11 2H071 BA04 BA13 CA02 DA02 DA06 DA08 DA13 DA15 DA32 2H077 AA12 AA16 AA20 AA34 AB01 AB13 AB15 AC04 AD06 AD13 AD17 AD35 DA15 DA24 DA32 DA43 DA52 DA58 DA59 DA75 DA80 DA82 DA86 DB08 DB10 DB13 DB14 DB25

Claims (111)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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を有する
    現像装置において、 前記現像剤容器内の現像剤残量を逐次に検知する現像剤
    残量検知手段を複数(N個)有することを特徴とする現
    像装置。
  2. 【請求項2】 N番目の前記現像剤残量検知手段によっ
    て現像剤無しを検知可能であり、n番目(N≧n≧2)
    の現像剤残量検知手段の現像剤残量検知精度が(n−
    1)番目の現像剤残量検知手段の現像剤残量検知精度よ
    りも高くなるように設定されていることを特徴とする請
    求項1の現像装置。
  3. 【請求項3】 n−1番目の前記現像剤残量検知手段が
    現像剤無しと認識するとき、或いは、検知不可能となる
    ときの最大現像剤残量よりも、n番目の前記現像剤残量
    検知手段が検知開始可能な最小現像剤残量の方が多くな
    るように設定されていることを特徴とする請求項2の現
    像装置。
  4. 【請求項4】 一つの前記現像剤残量検知手段が、画像
    のドットを形成する個々の画像信号をカウントすること
    により、前記現像剤容器内の現像剤残量を検知する機能
    を有することを特徴とする請求項1の現像装置。
  5. 【請求項5】 少なくとも2つ以上の前記現像剤残量検
    知手段が、前記現像剤担持体との間に形成される静電容
    量を検知して、前記現像剤容器内の現像剤残量を検知す
    る機能を有することを特徴とする請求項1、2又は3の
    現像装置。
  6. 【請求項6】 前記現像剤残量検知手段は第1及び第2
    現像剤残量検知手段を有し、前記第1現像剤残量検知手
    段は第1電極部材を備え、前記第2現像剤残量検知手段
    は第2電極部材を備えたことを特徴とする請求項5の現
    像装置。
  7. 【請求項7】 前記第1電極部材は板状アンテナ電極で
    あり、前記第2電極部材は棒状或は板状アンテナ電極で
    あることを特徴とする請求項6の現像装置。
  8. 【請求項8】 複数個設置された前記各現像剤残量検知
    手段の、検知可能な現像剤残量領域がそれぞれ異なって
    いることを特徴とする請求項1の現像装置。
  9. 【請求項9】 複数個設置された前記各現像剤残量検知
    手段の、検知可能な現像剤残量領域がそれぞれ重なって
    いる部分を有することを特徴とする請求項1の現像装
    置。
  10. 【請求項10】 複数個設置された前記各現像剤残量検
    知手段の中の、現像剤の少ない方の領域を検知可能な現
    像剤残量検知手段の方が、現像剤の多い方の領域を検知
    可能な現像剤残量検知手段の方より検知精度が高いこと
    を特徴とする請求項1の現像装置。
  11. 【請求項11】 前記現像剤残量検知手段が検知するパ
    ラメータの少なくとも一つの値は静電容量であることを
    特徴とする請求項1、8、9又は10の現像装置。
  12. 【請求項12】 一つの前記現像剤残量検知手段は、
    (a)前記現像剤容器の現像剤と接触する箇所に配置さ
    れ、少なくとも一対の一定間隔にて並置された部分を有
    する入力側及び出力側電極を備えた測定電極部材と、
    (b)前記現像剤容器の現像剤と接触することのない箇
    所に配置され、少なくとも一対の一定間隔にて並置され
    た部分を有する入力側及び出力側電極を備えた基準電極
    部材と、を有することを特徴とする請求項11の現像装
    置。
  13. 【請求項13】 前記測定電極部材と前記基準電極部材
    は、同じ基板の同一表面に電極パターンを形成すること
    によって製造されることを特徴とする請求項10の現像
    装置。
  14. 【請求項14】 前記測定電極部材と前記基準電極部材
    に電圧を印加した際に発生する静電容量の値を同一とす
    る請求項13の現像装置。
  15. 【請求項15】 前記測定電極部材と前記基準電極部材
    の一定間隔にて並置された電極の対向長さ及び対向部の
    間隔を同一とする請求項13の現像装置。
  16. 【請求項16】 他の前記現像剤残量検知手段は、
    (a)第一の電極と、(b)前記第一の電極と対向して
    設けられた第二の電極と、を有し、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9〜15のいずれかの項に記
    載の現像装置。
  17. 【請求項17】 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16の現像装置。
  18. 【請求項18】 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16又は17の現像装置。
  19. 【請求項19】 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16、17又は18の現像装置。
  20. 【請求項20】 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16、17又は18
    の現像装置。
  21. 【請求項21】 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16〜20
    のいずれかの項に記載の現像装置。
  22. 【請求項22】 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16〜20のいずれかの項に記載の
    現像装置。
  23. 【請求項23】 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16〜20のいずれかの項に記載
    の現像装置。
  24. 【請求項24】 前記第一の電極は棒状であることを特
    徴とする請求項16〜20のいずれかの項に記載の現像
    装置。
  25. 【請求項25】 前記第二の電極は棒状であることを特
    徴とする請求項16〜20いずれかの項に記載の現像装
    置。
  26. 【請求項26】 更に、前記電子写真画像形成装置本体
    から前記現像剤担持体に電圧が印加された際に、前記現
    像剤担持体との間で静電容量を発生させるための第三の
    電極を有することを特徴とする請求項16の現像装置。
  27. 【請求項27】 更に、前記現像剤担持体に電圧を印加
    した際に、前記現像剤担持体と前記第三の電極の静電容
    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
    伝達することを特徴とする請求項26の現像装置。
  28. 【請求項28】 前記第三の電極は前記第二の電極と一
    体に構成されていることを特徴とする請求項26又は2
    7の現像装置。
  29. 【請求項29】 前記第三の電極は前記第二の電極に対
    し屈曲していることを特徴とする請求項28の現像装
    置。
  30. 【請求項30】 前記第三の電極は、前記現像剤担持体
    と対向して配置されていることを特徴とする請求項2
    7、28又は29の現像装置。
  31. 【請求項31】 前記第三の電極は、前記第一の電極及
    び前記第二の電極よりも、前記現像剤担持体の近くに配
    置されていることを特徴とする請求項27〜30のいず
    れかの項に記載の現像装置。
  32. 【請求項32】 前記現像剤残量検知手段が検知するパ
    ラメータの少なくとも一つの値は、電子写真感光体に静
    電潜像を形成する際の露光の積算時間であることを特徴
    とする請求項1、8、9又は10の現像装置。
  33. 【請求項33】 前記現像剤残量検知手段が検知するパ
    ラメータの少なくとも一つの値は、前記現像剤容器の現
    像剤を攪拌及び搬送する手段にかかる力であることを特
    徴とする請求項1、8、9又は10の現像装置。
  34. 【請求項34】 前記現像剤残量検知手段が検知するパ
    ラメータの少なくとも一つの値は、前記現像剤容器の現
    像剤の透磁率値であることを特徴とする請求項1、8、
    9又は10の現像装置。
  35. 【請求項35】 前記現像剤残量検知手段が検知するパ
    ラメータの少なくとも一つの値は、前記現像剤容器の重
    さであることを特徴とする請求項1、8、9又は10の
    現像装置。
  36. 【請求項36】 前記現像剤残量検知手段が検知するパ
    ラメータの少なくとも一つの値は、前記現像剤容器の現
    像剤の最上面の高さであることを特徴とする請求項1、
    8、9又は10の現像装置。
  37. 【請求項37】 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
    像剤容器を有する現像装置と、(c)前記現像剤容器内
    の現像剤残量を逐次に検知する複数(N個)の現像剤残
    量検知手段と、を有することを特徴とするプロセスカー
    トリッジ。
  38. 【請求項38】 N番目の前記現像剤残量検知手段によ
    って現像剤無しを検知可能であり、n番目(N≧n≧
    2)の現像剤残量検知手段の現像剤残量検知精度が(n
    −1)番目の現像剤残量検知手段の現像剤残量検知精度
    よりも高くなるように設定されていることを特徴とする
    請求項37のプロセスカートリッジ。
  39. 【請求項39】 n−1番目の前記現像剤残量検知手段
    が現像剤無しと認識するとき、或いは、検知不可能とな
    るときの最大現像剤残量よりも、n番目の前記現像剤残
    量検知手段が検知開始可能な最小現像剤残量の方が多く
    なるように設定されていることを特徴とする請求項38
    のプロセスカートリッジ。
  40. 【請求項40】 一つの前記現像剤残量検知手段が、画
    像のドットを形成する個々の画像信号をカウントするこ
    とにより、前記現像剤容器内の現像剤残量を検知する機
    能を有することを特徴とする請求項37のプロセスカー
    トリッジ。
  41. 【請求項41】 少なくとも2つ以上の前記現像剤残量
    検知手段が、前記現像剤担持体との間に形成される静電
    容量を検知して、前記現像剤容器内の現像剤残量を検知
    する機能を有することを特徴とする請求項37、38又
    は39のプロセスカートリッジ。
  42. 【請求項42】 前記現像剤残量検知手段は第1及び第
    2現像剤残量検知手段を有し、前記第1現像剤残量検知
    手段は第1電極部材を備え、前記第2現像剤残量検知手
    段は第2電極部材を備えたことを特徴とする請求項41
    のプロセスカートリッジ。
  43. 【請求項43】 前記第1電極部材は板状アンテナ電極
    であり、前記第2電極部材は棒状或は板状アンテナ電極
    であることを特徴とする請求項42のプロセスカートリ
    ッジ。
  44. 【請求項44】 複数個設置された前記各現像剤残量検
    知手段の、検知可能な現像剤残量領域がそれぞれ異なっ
    ていることを特徴とする請求項37のプロセスカートリ
    ッジ。
  45. 【請求項45】 複数個設置された前記各現像剤残量検
    知手段の、検知可能な現像剤残量領域がそれぞれ重なっ
    ている部分を有することを特徴とする請求項37のプロ
    セスカートリッジ。
  46. 【請求項46】 複数個設置された前記各現像剤残量検
    知手段の中の、現像剤の少ない方の領域を検知可能な現
    像剤残量検知手段の方が、現像剤の多い方の領域を検知
    可能な現像剤残量検知手段の方より検知精度が高いこと
    を特徴とする請求項37のプロセスカートリッジ。
  47. 【請求項47】 前記現像剤残量検知手段が検知するパ
    ラメータの少なくとも一つの値は静電容量であることを
    特徴とする請求項37、44、45又は46のプロセス
    カートリッジ。
  48. 【請求項48】 一つの前記現像剤残量検知手段は、
    (a)前記現像剤容器の現像剤と接触する箇所に配置さ
    れ、少なくとも一対の一定間隔にて並置された部分を有
    する入力側及び出力側電極を備えた測定電極部材と、
    (b)前記現像剤容器の現像剤と接触することのない箇
    所に配置され、少なくとも一対の一定間隔にて並置され
    た部分を有する入力側及び出力側電極を備えた基準電極
    部材と、を有することを特徴とする請求項47のプロセ
    スカートリッジ。
  49. 【請求項49】 前記測定電極部材と前記基準電極部材
    は、同じ基板の同一表面に電極パターンを形成すること
    によって製造されることを特徴とする請求項46のプロ
    セスカートリッジ。
  50. 【請求項50】 前記測定電極部材と前記基準電極部材
    に電圧を印加した際に発生する静電容量の値を同一とす
    る請求項49のプロセスカートリッジ。
  51. 【請求項51】 前記測定電極部材と前記基準電極部材
    の一定間隔にて並置された電極の対向長さ及び対向部の
    間隔を同一とする請求項49のプロセスカートリッジ。
  52. 【請求項52】 他の前記現像剤残量検知手段は、
    (a)第一の電極と、(b)前記第一の電極と対向して
    設けられた第二の電極と、を有し、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48〜51のいずれかの項に
    記載のプロセスカートリッジ。
  53. 【請求項53】 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52のプロセスカ
    ートリッジ。
  54. 【請求項54】 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52又は53のプロセスカートリッ
    ジ。
  55. 【請求項55】 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52、53又は54のプロセスカートリッ
    ジ。
  56. 【請求項56】 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52、53又は54
    のプロセスカートリッジ。
  57. 【請求項57】 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52〜56
    のいずれかの項に記載のプロセスカートリッジ。
  58. 【請求項58】 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52〜56のいずれかの項に記載の
    プロセスカートリッジ。
  59. 【請求項59】 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52〜56のいずれかの項に記載
    のプロセスカートリッジ。
  60. 【請求項60】 前記第一の電極は棒状であることを特
    徴とする請求項52〜56のいずれかの項に記載のプロ
    セスカートリッジ。
  61. 【請求項61】 前記第二の電極は棒状であることを特
    徴とする請求項52〜56いずれかの項に記載のプロセ
    スカートリッジ。
  62. 【請求項62】 更に、前記電子写真画像形成装置本体
    から前記現像剤担持体に電圧が印加された際に、前記現
    像剤担持体との間で静電容量を発生させるための第三の
    電極を有することを特徴とする請求項52のプロセスカ
    ートリッジ。
  63. 【請求項63】 更に、前記現像剤担持体に電圧を印加
    した際に、前記現像剤担持体と前記第三の電極の静電容
    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
    伝達することを特徴とする請求項62のプロセスカート
    リッジ。
  64. 【請求項64】 前記第三の電極は前記第二の電極と一
    体に構成されていることを特徴とする請求項62又は6
    3のプロセスカートリッジ。
  65. 【請求項65】 前記第三の電極は前記第二の電極に対
    し屈曲していることを特徴とする請求項64のプロセス
    カートリッジ。
  66. 【請求項66】 前記第三の電極は、前記現像剤担持体
    と対向して配置されていることを特徴とする請求項6
    2、63、64又は65のプロセスカートリッジ。
  67. 【請求項67】 前記第三の電極は、前記第一の電極及
    び前記第二の電極よりも、前記現像剤担持体の近くに配
    置されていることを特徴とする請求項62〜66のいず
    れかの項に記載のプロセスカートリッジ。
  68. 【請求項68】 前記現像剤残量検知手段が検知するパ
    ラメータの少なくとも一つの値は、電子写真感光体に静
    電潜像を形成する際の露光の積算時間であることを特徴
    とする請求項37、44、45又は46のプロセスカー
    トリッジ。
  69. 【請求項69】 前記現像剤残量検知手段が検知するパ
    ラメータの少なくとも一つの値は、前記現像剤容器の現
    像剤を攪拌及び搬送する手段にかかる力であることを特
    徴とする請求項37、44、45又は46のプロセスカ
    ートリッジ。
  70. 【請求項70】 前記現像剤残量検知手段が検知するパ
    ラメータの少なくとも一つの値は、前記現像剤容器の現
    像剤の透磁率値であることを特徴とする請求項37、4
    4、45又は46のプロセスカートリッジ。
  71. 【請求項71】 前記現像剤残量検知手段が検知するパ
    ラメータの少なくとも一つの値は、前記現像剤容器の重
    さであることを特徴とする請求項37、44、45又は
    46のプロセスカートリッジ。
  72. 【請求項72】 前記現像剤残量検知手段が検知するパ
    ラメータの少なくとも一つの値は、前記現像剤容器の現
    像剤の最上面の高さであることを特徴とする請求項3
    7、44、45又は46のプロセスカートリッジ。
  73. 【請求項73】 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37
    〜72のいずれかの項に記載のプロセスカートリッジ。
  74. 【請求項74】 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手段を有すること
    を特徴とする請求項37〜73のいずれかの項に記載の
    プロセスカートリッジ。
  75. 【請求項75】 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を有する現像装置と、(d)前
    記現像剤容器内の現像剤残量を逐次に検知する複数(N
    個)の現像剤残量検知手段と、を有することを特徴とす
    る電子写真画像形成装置。
  76. 【請求項76】 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)電子写真感光体と、 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
    剤容器内の現像剤残量を逐次に検知する複数(N個)の
    現像剤残量検知手段と、を有することを特徴とする電子
    写真画像形成装置。
  77. 【請求項77】 N番目の前記現像剤残量検知手段によ
    って現像剤無しを検知可能であり、n番目(N≧n≧
    2)の現像剤残量検知手段の現像剤残量検知精度が(n
    −1)番目の現像剤残量検知手段の現像剤残量検知精度
    よりも高くなるように設定されていることを特徴とする
    請求項75又は76の電子写真画像形成装置。
  78. 【請求項78】 n−1番目の前記現像剤残量検知手段
    が現像剤無しと認識するとき、或いは、検知不可能とな
    るときの最大現像剤残量よりも、n番目の前記現像剤残
    量検知手段が検知開始可能な最小現像剤残量の方が多く
    なるように設定されていることを特徴とする請求項77
    の電子写真画像形成装置。
  79. 【請求項79】 一つの前記現像剤残量検知手段が、画
    像のドットを形成する個々の画像信号をカウントするこ
    とにより、前記現像剤容器内の現像剤残量を検知する機
    能を有することを特徴とする請求項75又は76の電子
    写真画像形成装置。
  80. 【請求項80】 少なくとも2つ以上の前記現像剤残量
    検知手段が、前記現像剤担持体との間に形成される静電
    容量を検知して、前記現像剤容器内の現像剤残量を検知
    する機能を有することを特徴とする請求項75、76、
    77又は78の電子写真画像形成装置。
  81. 【請求項81】 前記現像剤残量検知手段は第1及び第
    2現像剤残量検知手段を有し、前記第1現像剤残量検知
    手段は第1電極部材を備え、前記第2現像剤残量検知手
    段は第2電極部材を備えたことを特徴とする請求項80
    の電子写真画像形成装置。
  82. 【請求項82】 前記第1電極部材は板状アンテナ電極
    であり、前記第2電極部材は棒状或は板状アンテナ電極
    であることを特徴とする請求項81の電子写真画像形成
    装置。
  83. 【請求項83】 複数個設置された前記各現像剤残量検
    知手段の、検知可能な現像剤残量領域がそれぞれ異なっ
    ていることを特徴とする請求項75又は76の電子写真
    画像形成装置。
  84. 【請求項84】 複数個設置された前記各現像剤残量検
    知手段の、検知可能な現像剤残量領域がそれぞれ重なっ
    ている部分を有することを特徴とする請求項75又は7
    6の電子写真画像形成装置。
  85. 【請求項85】 複数個設置された前記各現像剤残量検
    知手段の中の、現像剤の少ない方の領域を検知可能な現
    像剤残量検知手段の方が、現像剤の多い方の領域を検知
    可能な現像剤残量検知手段の方より検知精度が高いこと
    を特徴とする請求項75又は76の電子写真画像形成装
    置。
  86. 【請求項86】 前記現像剤残量検知手段が検知するパ
    ラメータの少なくとも一つの値は静電容量であることを
    特徴とする請求項75、76、83、84又は85の電
    子写真画像形成装置。
  87. 【請求項87】 一つの前記現像剤残量検知手段は、
    (a)前記現像剤容器の現像剤と接触する箇所に配置さ
    れ、少なくとも一対の一定間隔にて並置された部分を有
    する入力側及び出力側電極を備えた測定電極部材と、
    (b)前記現像剤容器の現像剤と接触することのない箇
    所に配置され、少なくとも一対の一定間隔にて並置され
    た部分を有する入力側及び出力側電極を備えた基準電極
    部材と、を有することを特徴とする請求項86の電子写
    真画像形成装置。
  88. 【請求項88】 前記測定電極部材と前記基準電極部材
    は、同じ基板の同一表面に電極パターンを形成すること
    によって製造されることを特徴とする請求項87の電子
    写真画像形成装置。
  89. 【請求項89】 前記測定電極部材と前記基準電極部材
    に電圧を印加した際に発生する静電容量の値を同一とす
    る請求項88の電子写真画像形成装置。
  90. 【請求項90】 前記測定電極部材と前記基準電極部材
    の一定間隔にて並置された電極の対向長さ及び対向部の
    間隔を同一とする請求項88の電子写真画像形成装置。
  91. 【請求項91】 他の前記現像剤残量検知手段は、
    (a)第一の電極と、(b)前記第一の電極と対向して
    設けられた第二の電極と、を有し、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87〜90のいずれかの項に
    記載の電子写真画像形成装置。
  92. 【請求項92】 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91の電子写真画
    像形成装置。
  93. 【請求項93】 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91又は92の電子写真画像形成装
    置。
  94. 【請求項94】 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91、92又は93の電子写真画像形成装
    置。
  95. 【請求項95】 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91、92又は93
    の電子写真画像形成装置。
  96. 【請求項96】 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91〜95
    のいずれかの項に記載の電子写真画像形成装置。
  97. 【請求項97】 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91〜95のいずれかの項に記載の
    電子写真画像形成装置。
  98. 【請求項98】 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91〜95のいずれかの項に記載
    の電子写真画像形成装置。
  99. 【請求項99】 前記第一の電極は棒状であることを特
    徴とする請求項91〜95のいずれかの項に記載の電子
    写真画像形成装置。
  100. 【請求項100】 前記第二の電極は棒状であることを
    特徴とする請求項91〜95いずれかの項に記載の電子
    写真画像形成装置。
  101. 【請求項101】 更に、前記電子写真画像形成装置本
    体から前記現像剤担持体に電圧が印加された際に、前記
    現像剤担持体との間で静電容量を発生させるための第三
    の電極を有することを特徴とする請求項91の電子写真
    画像形成装置。
  102. 【請求項102】 更に、前記現像剤担持体に電圧を印
    加した際に、前記現像剤担持体と前記第三の電極の静電
    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
    に伝達することを特徴とする請求項101の電子写真画
    像形成装置。
  103. 【請求項103】 前記第三の電極は前記第二の電極と
    一体に構成されていることを特徴とする請求項101又
    は102の電子写真画像形成装置。
  104. 【請求項104】 前記第三の電極は前記第二の電極に
    対し屈曲していることを特徴とする請求項103の電子
    写真画像形成装置。
  105. 【請求項105】 前記第三の電極は、前記現像剤担持
    体と対向して配置されていることを特徴とする請求項1
    01、103又は104の電子写真画像形成装置。
  106. 【請求項106】 前記第三の電極は、前記第一の電極
    及び前記第二の電極よりも、前記現像剤担持体の近くに
    配置されていることを特徴とする請求項101〜105
    のいずれかの項に記載の電子写真画像形成装置。
  107. 【請求項107】 前記現像剤残量検知手段が検知する
    パラメータの少なくとも一つの値は、電子写真感光体に
    静電潜像を形成する際の露光の積算時間であることを特
    徴とする請求項75、76、83、84又は85の電子
    写真画像形成装置。
  108. 【請求項108】 前記現像剤残量検知手段が検知する
    パラメータの少なくとも一つの値は、前記現像剤容器の
    現像剤を攪拌及び搬送する手段にかかる力であることを
    特徴とする請求項75、76、83、84又は85の電
    子写真画像形成装置。
  109. 【請求項109】 前記現像剤残量検知手段が検知する
    パラメータの少なくとも一つの値は、前記現像剤容器の
    現像剤の透磁率値であることを特徴とする請求項75、
    76、83、84又は85の電子写真画像形成装置。
  110. 【請求項110】 前記現像剤残量検知手段が検知する
    パラメータの少なくとも一つの値は、前記現像剤容器の
    重さであることを特徴とする請求項75、76、83、
    84又は85の電子写真画像形成装置。
  111. 【請求項111】 前記現像剤残量検知手段が検知する
    パラメータの少なくとも一つの値は、前記現像剤容器の
    現像剤の最上面の高さであることを特徴とする請求項7
    5、76、83、84又は85の電子写真画像形成装
    置。
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