JP2001075352A

JP2001075352A - 電子写真画像形成装置

Info

Publication number: JP2001075352A
Application number: JP24662099A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Tomioka; 康弘冨岡
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-08-31
Filing date: 1999-08-31
Publication date: 2001-03-23

Abstract

(57)【要約】【課題】温度による現像剤残量検出結果のバラツキを
抑制し、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電子写真画像形成装
置を提供する。【解決手段】現像剤容器９Ａ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
た測定電極手段２０Ａと、現像剤担持体９ａに現像バイ
アス電圧を印加することによって発生する、第一の電極
と第二の電極との間の静電容量に応じた電気的信号に基
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
測定手段と、を有する。電子写真画像形成装置の画像形
成状況に応じて、第一の電極と第二の電極との間の静電
容量に応じた電気的信号に補正を行う。

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現像剤残量検知手
段、更には現像剤有無検知手段をも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に関し、特に、プロ
セスカートリッジを備えた電子写真画像形成装置に好適
に具現化し得る。

【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１９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を収容した現像剤容器９Ａを有し
ている。

【０００７】この現像剤容器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。又、現像剤容器９Ａ内の現像剤Ｔは、重力及び攪
拌装置又はその他の現像剤搬送手段（図示せず）によっ
て現像ローラ９ａへと供給される。

【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１０１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２にセットした記録媒体Ｐをピックアップローラ
３、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Ｐは、定
着手段５へと搬送する。定着手段５は、ヒータ５ｂを内
蔵した定着ローラ５ａ及び駆動ローラ５ｃなどを備えた
定着器とされ、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の現像剤容器９Ａ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
電極手段として、現像剤容器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３０Ａ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３０Ａ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３０Ａが接続
される。これによって、現像バイアス電源１０１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３０Ａにより検出することでアンテナ電極３０Ａ
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３
０Ｂと、基準静電容量３０Ｂ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３０Ｂと現
像バイアス電源１０１とを接続し、基準静電容量３０Ｂ
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５３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５４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３０Ａが現像剤容器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、基板上に櫛歯状或は渦巻き
状に形成された電極パターンを有する電極対からなる検
知手段を現像剤担持体に直交するように或は平行に配置
して、この電極対が形成する静電容量の変化を測定する
ことによって、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】しかしながら、本発明者らの研究実験の結
果によると、櫛歯状或は渦巻き状に形成された電極パタ
ーンを有する電極対検知手段は、温度の影響を受け、そ
の静電容量が変動し、その結果、現像剤残量検出結果が
ばらつくことが分かった。

【００２８】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。

【００２９】つまり、本発明の主たる目的は、温度によ
る現像剤残量検出結果のバラツキを抑制し、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
行うことのできる電子写真画像形成装置を提供すること
である。

【００３０】本発明の他の目的は、特別な温度検知手段
を設けることなく、温度による現像剤残量検出結果を補
正し、コストアップを生じることなく、高精度のリアル
タイムの現像剤残量検出が可能な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電子写真画
像形成装置を提供することである。

【００３２】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電子写真
画像形成装置を提供することである。

【００３３】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
とのできる安価な電子写真画像形成装置を提供すること
である。

【００３４】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
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、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測定電極手段と、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）前記現像剤
担持体に現像バイアス電圧を印加することによって発生
する、前記第一の電極と第二の電極との間の静電容量に
応じた電気的信号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、（ｆ）電子写真
画像形成装置の画像形成状況に応じて、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電気的信号に補
正を行う補正手段と、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２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
極を備えた測定電極手段と、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
現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加することによっ
て発生する、前記第一の電極と第二の電極との間の静電
容量に応じた電気的信号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、（ｄ）電
子写真画像形成装置の画像形成状況に応じて、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電気的信
号に補正を行う補正手段と、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】本発明の一実施態様によれば、前記補正手
段は、電子写真画像形成装置の連続画像形成枚数を基に
して補正量を決定するか、電子写真画像形成装置の指定
された画像形成モードを基にして補正量を決定するか、
又は、指定された記録媒体の種類或はサイズを基にして
補正量を決定する。

【００３７】本発明の他の実施態様によると、更に、前
記測定電極手段の前記第一の電極及び第二の電極からの
電気的信号と比較するための基準の電気的信号を発生す
る基準電極手段を有する。前記基準電極手段は、既定の
容量を有したインピーダンス素子であるか、或は、前記
現像剤容器内の現像剤と接触することのない位置に配置
された第一の電極及び第二の電極を備えた電極対とさ
れ、前記第一の電極と第二の電極との間に既定の静電容
量を有するものとすることができる。又、前記基準電極
手段の前記インピーダンス素子、或いは、前記基準電極
手段の前記第一の電極には前記現像バイアス電圧が印加
される。

【００３８】本発明の他の実施態様によると、前記測定
電極手段及び前記基準電極手段の前記第一の電極と第二
の電極は、櫛歯状或いは渦巻き状に互いに組み合わさっ
て形成される。

【００３９】本発明の他の実施態様によると、更に、前
記現像剤容器内の現像剤の有無を検知するための現像剤
有無検知手段を有することができる。又、一実施態様に
よると、前記現像剤有無検知手段は、前記現像剤担持体
に対して所定の間隔で配置されたアンテナ電極を有して
いる。更に他の実施態様によると、前記アンテナ電極か
らの電気的信号と比較するための基準の電気的信号を発
生する既定の容量を有したインピーダンス素子を有する
ことができる。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電子写真画像
形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

【００４１】実施例１先ず、図１及び図２を参照して、本発明に従って構成さ
れるプロセスカートリッジを装着可能な電子写真画像形
成装置の一実施例について説明する。本実施例にて、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。

【００４２】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、光源としての半導体レーザ１ａ、ス
キャナモータ１ｂによって回転する回転多面鏡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。

【００４３】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を備えた現像剤容器を有している。
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。

【００４４】一方、トナー像の形成と同期して給紙カセ
ット２ａにセットした、例えば普通紙のような記録媒体
Ｐを給紙ローラ３ａにより搬送路へと送り出す。搬送路
に送り出された記録媒体Ｐは、搬送ローラ対６ａ、６ｂ
及び転写前ローラ対６ｃ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Ｐに転写する。

【００４５】トナー像の転写を受けた記録媒体Ｐ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。

【００４６】定着された記録媒体Ｐは、排出ローラ対６
ｄにより、レーザービームプリンタＡの装置本体の上面
に設けられた排出トレイ１１へと排出される。

【００４７】なお、本実施例のプリンタＡは、画像形成
モードとして片面画像形成（片面印字）モード及び両面
画像形成（両面印字）モードを有しており、揺動可能な
フラッパ６ｅを動作させ、印字された記録媒体Ｐの搬送
先を上記排出トレイ１１へと、或は、両面画像形成ユニ
ット１２へと切り換えることができる。両面画像形成ユ
ニット１２．へと搬送された記録媒体Ｐは、搬送ローラ
６ｆにて反転部へと搬送される。反転部に搬送された記
録媒体Ｐは、反転ローラ６ｇにて正転／逆転をシーケン
シャルに動作させることで、記録媒体Ｐを反転させ、再
給紙部に返送する。再給紙部の記録媒体Ｐは、再給紙ロ
ーラ６ｈで再び搬送ローラ対６ａ、６ｂなどを備えた搬
送路へと送り込まれる。

【００４８】又、本実施例では、給紙カセット２ａの他
に、着脱可能で記録媒体Ｐのサイズを識別する機能を有
し、記録媒体Ｐを搬送路に送り込む給紙ローラ３ｂを備
えたオプションの給紙カセット２ｂ、記録媒体Ｐを搬送
路へと送り込む手差し給紙ローラ３ｃを備えた手差し給
紙口２ｃ、着脱可能で封筒のみ積載可能な、封筒を１枚
づつ搬送路に送り込む給紙ローラ３ｄを備えた封筒フィ
ーダ２ｄ、が更に設けられている。

【００４９】記録媒体Ｐの搬送路には、本実施例による
と、封筒フィーダ２ｄ以外から給紙された記録媒体Ｐの
先端と後端とを検出するためのプレフィードセンサ１３
ａと、給紙された記録媒体Ｐに対し、感光体ドラム７へ
の画像書き込み（記録／印字）と記録媒体搬送の同期を
とると共に、給紙された記録媒体Ｐの搬送方向の長さを
測定するためのトップセンサ１３ｂと、定着後の記録媒
体Ｐの有無を検出するための排紙センサ１３ｃと、反転
部に搬送された記録媒体Ｐの先端／後端を検出する反転
センサ１３ｄと、再給紙部の記録媒体Ｐの有無を検出す
る再給紙センサ１３ｅなどが配置される。

【００５０】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。

【００５１】上記構成の各機構部を制御するための制御
系の回路構成のブロック図を図２に示す。図２におい
て、制御系２００は、プリンタコントローラ２０１及び
エンジン制御部２０２を有する。プリンタコントローラ
２０１は、ホストコンピュータなどの外部機器から送ら
れる画像コードデータをプリンタの印字に必要なビット
データに展開すると共に、プリンタ内部情報を読み取り
それを表示する。プリンタエンジン制御部２０２は、プ
リンタエンジンの各部をプリンタコントローラ２０１の
指示に従って、動作制御すると共に、プリンタコントロ
ーラ２０１へプリンタ内部情報を報知する。又、エンジ
ン制御部２０２には、センサ入力部２０６を介して各セ
ンサからの信号が入力される。

【００５２】制御系２００には更に、プリンタエンジン
制御部２０２の指示に従い、記録媒体搬送のためのモー
タ、ローラなどの駆動／停止を行う用紙搬送制御部２０
３と、帯電、現像、転写など各工程における各高圧の出
力制御をプリンタエンジン制御部２０２の指示に従って
行う高圧制御部２０４と、スキャナモータの駆動／停
止、レーザビームの点灯をエンジン制御部２０２の指示
に従って制御する光学系制御部２０５と、定着器の温度
をプリンタエンジン制御部２０２の指定した温度に調整
するための定着器温調制御部２０７とを有する。制御系
は更に、プリンタエンジン制御部２０２の指示により駆
動系の駆動／停止を行うと共に、記録媒体の有無状態、
紙サイズ情報をプリンタエンジン制御部２０２に報知す
る、着脱可能なオプションカセットの制御部２０８と、
プリンタエンジン制御部２０２の指示に従って記録媒体
の反転及び再給紙動作を行うと同時に、その動作状態を
プリンタエンジン制御部２０２に報知する、着脱可能な
着脱可能な両面ユニット制御部２０９と、プリンタエン
ジン制御部２０２の指示により駆動系の駆動／停止を行
うと共に、記録媒体の有無状態をプリンタエンジン制御
部２０２に報知する、着脱可能な封筒フィーダ制御部２
１０と、を有する。

【００５３】一方、本実施例にては、プロセスカートリ
ッジＢは、図１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）９Ａ、現像ローラ９ａ及び現像ブ
レード９ｄなどの現像手段９を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１
０及び帯電ローラ８を取り付けて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。

【００５４】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に設けたカートリッジ装着手
段４０に対して取り外し可能に装着される。

【００５５】本発明によれば、プロセスカートリッジＢ
は、現像剤容器９Ａ内の現像剤の有無を検知し、又、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。

【００５６】本実施例によれば、現像剤量検出装置は、
図３に示すように、現像剤残量検出手段１００Ａと現像
剤有無検出手段１１０Ａとを有する。現像剤有無検出手
段１１０Ａは、図１９を参照して説明した従来の現像剤
有無検出手段と同様の構成とされ、従来使用されている
現像剤のエンドを検知する丸棒のアンテナ電極３０Ａ
と、基準用信号を出力する既定の容量を有した容量素
子、即ち、基準インピーダンス素子３０Ｂと、更には、
アンテナ電極３０Ａ及び基準インピーダンス素子３０Ｂ
が接続されたトナー有無検出回路１１０とを備えてい
る。アンテナ電極３０Ａは、現像ローラ９ａと所定間隔
をもって現像ローラ９ａの長手方向に所定の長さだけ延
在して設けられる。この構成により、現像ローラ９ａと
アンテナ電極３０Ａとの間の静電容量の変化を検知する
ことによって現像剤エンドを検知できる。

【００５７】又、現像剤残量検出手段１００Ａは、現像
剤量を検知する測定電極手段２０Ａと、基準用信号を出
力する基準電極手段２０Ｂと、更には、測定電極手段２
０Ａと基準電極手段２０Ｂとが接続された現像剤残量検
出回路１００とを有する。

【００５８】測定電極手段２０Ａは、例えば図５に示す
ように、現像手段９の現像剤容器９Ａ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。

【００５９】測定電極手段２０Ａは、図６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
た電極対をなす一対の電極、即ち、入力側電極２３及び
出力側電極２４を有する。本実施例では、電極２３、２
４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２３ａ〜２３ｆ、２４ａ〜２４ｆを有し、各
電極部分２３ａ〜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、即ち、櫛歯形状とされている。勿論、測定電極手
段２０Ａの電極パターンは、これに限定されるものでは
なく、図７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。

【００６０】測定電極手段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
９Ａ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手
段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。

【００６１】尚、図５に示すように、現像剤容器９Ａ内
には現像剤の攪拌のために現像ローラ９ａに対向して攪
拌棒４５が配置されているが、この攪拌棒４５にマイラ
ーシート４６などを取り付け、このシート４６の端面で
測定電極手段２０Ａの表面を払拭するように構成し、測
定電極手段２０Ａの表面に現像剤が偏って付着しないよ
うにするのが好ましい。このような構成により、より正
確な静電容量Ｃａを測定することができる。

【００６２】上述のように、本発明によれば、上記構成
の測定電極手段２０Ａを用いることにより、測定電極手
段２０Ａ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９Ａの断面形状や測
定電極手段２０Ａの形状によらず現像剤容器９Ａ内の現
像剤量を測定することができる。

【００６３】斯かる測定電極手段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６及び図７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。

【００６４】又、図６及び図７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０．１〜０．５ｍ
ｍ、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。

【００６５】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９Ａ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手段２０Ａ
に対する現像剤の接触面積の変化、即ち、測定電極手段
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。

【００６６】つまり、現像剤の誘電率は空気より大きい
ため、測定電極手段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。

【００６７】次いで、本発明に従った現像剤量検出装置
を、図３及び図４を参照して更に説明する。図３は、現
像剤残量検出手段１００Ａ及び現像剤有無検出手段１１
０Ａを備えた現像剤量検出装置の全体構成を示し、図４
は、現像剤残量検出回路１００及び現像剤有無検出回路
１１０の具体的回路図を示す。現像剤残量検出回路１０
０及び現像剤有無検出回路１１０は、それぞれ制御回路
１０２、１１２及び増幅回路１０３、１１３を有してい
る。

【００６８】本実施例の現像剤量検出装置は、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。
現像バイアス電圧は、通常、交流電圧に直流電圧が重畳
されたものが使用される。

【００６９】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、測定電極手段２０Ａ及び基準電
極手段２０Ｂを介して現像剤残量検出回路１００の制御
回路１０２に接続される。本実施例では、基準電極手段
２０Ｂとしては、既定の容量Ｃｂを有した容量素子、即
ち、インピーダンス素子とされる。

【００７０】つまり、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手段２０Ａ、
及び静電容量Ｃｂを有する比較部材としての基準電極手
段２０Ｂは、それぞれ、その一方の入力側電極は、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、他方の出力側電極は、現像剤量検出回路１００
の制御回路１０２に接続される。

【００７１】基準電極手段２０Ｂは、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。即ち、制御回路１０２は、図４に示すよう
に、基準電極手段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Ｉ４と抵抗Ｒ２で生じる電圧降下分Ｖ
２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。

【００７２】従って、測定電極手段２０Ａに印加される
ＡＣ（交番）電流Ｉ２は、増幅回路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。

【００７３】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Ｖ４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。

【００７４】現像剤有無検出回路１１０も上記現像剤残
量検出回路１００と同様に構成され、同じように作動す
る。

【００７５】つまり、現像バイアス回路１０１は、現像
剤量に応じて変動する静電容量ＣＡを有するアンテナ電
極３０Ａ、及び既定の静電容量ＣＢを有する基準インピ
ーダンス素子３０Ｂを介して制御回路１１２に接続され
る。

【００７６】アンテナ電極３０Ａは、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Ｖ５
を設定する。即ち、制御回路１１２は、図４に示すよう
に、インピーダンス素子３０Ｂに印加されるＡＣ電流ｉ
１をボリュームＶＲ２で分流した値であるＡＣ電流ｉ４
と抵抗Ｒ７で生じる電圧降下分Ｖ６を、抵抗Ｒ８、Ｒ９
で設定されたＶ７に加算し、基準電圧Ｖ５を決めてい
る。

【００７７】従って、アンテナ電極３０Ａに印加される
ＡＣ（交番）電流ｉ２は、増幅回路２０３に入力され、
現像剤残量の検出値Ｖ８（Ｖ５−ｉ２×Ｒ１０）として
出力される。

【００７８】このようにして、現像剤有無検出回路１１
０で検出された検出電圧Ｖ８が所定値に達したとき、現
像剤無しの信号を出力する。

【００７９】上述のように、本発明によると、現像剤量
検出装置により、現像剤残量が逐次検知されると共に、
現像剤が消費されたときは、現像剤無しが検出される。

【００８０】しかしながら、本発明者らの研究、実験の
結果、現像剤残量検出手段１００Ａの測定電極手段２０
Ａは、基板２２上に形成された電極２３、２４からなる
電極パターンが温度の影響を受け、その特性が変動する
ことが分かった。特に、レーザービームプリンタの場
合、電源の消費電力や、定着器の消費電力が大きいた
め、連続でプリントを行うと、次第に機内温度が上昇す
る傾向にある。

【００８１】そこで、本発明では、この温度変化を単位
時間当たりの画像形成（プリント）枚数にて推測し、こ
の温度変化に応じて検出されたトナー残量を補正する。

【００８２】図８は、本発明に従った現像剤残量検知方
法の一実施例を説明するためのフロー図である。

【００８３】本実施例によると、プリントが開始される
と、プリント開始が判断され（ステップ１）、タイマの
カウントがスタートする（ステップ２）。連続プリント
枚数が所定の枚数以上、例えば、限定されるものではな
いが、１０枚以上となったかどうかを判断し（ステップ
３）、１０枚以上となった場合には、現像剤残量検出回
路からの検出値Ｖ４に対して、補正電圧Ｖｈを加算し
（ステップ４）、そして連続プリント枚数をカウントす
るカウンタをクリアすると共に、タイマカウンタをリセ
ットする（ステップ６）。１０枚以下である場合には、
タイマカウントが終了しているか否かを判断し（ステッ
プ５）、終了していない場合には上記ステップ３に戻
る。終了している場合には、連続プリント枚数をカウン
トするカウンタをクリアすると共に、タイマカウンタを
リセットする（ステップ６）。

【００８４】次に、プリント終了であるか否かを判断し
（ステップ７）、プリント終了である場合には、温度が
下がるまでの一定時間待機し（ステップ８）、そして検
出値Ｖ４から補正した値分Ｖｈを減算し、検出値を元に
戻す。ステップ７でプリント終了でない場合には、上記
ステップ３に戻る。

【００８５】上記現像剤残量検知方法を実施すること
で、温度変化に左右されず、安定した現像剤残量の検出
が可能となる。

【００８６】本発明の画像形成装置によれば、上述のよ
うに、現像剤容器９Ａ内部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の消費量を表示するこ
とにより、ユーザーに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現像剤補給
を促すことができる。

【００８７】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９及び図１０に
示すように表示される。図９及び図１０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。

【００８８】又、図１１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。

【００８９】実施例２実施例１で説明したレーザービームプリンタは、画像形
成（プリント）モードとして両面印字モードを備えたプ
リンタである。このようなプリンタにて両面印字モード
を実行した場合には、カートリッジの温度を大きく上昇
させる。

【００９０】つまり、両面印字を行う場合に、先ず始め
に、片面印字を行うために記録媒体Ｐは定着器５を通過
する。その後、記録媒体Ｐは反転され、再び、画像形成
が行われる。このように、両面印字モードでは、カート
リッジに対して、一度定着器５を通過した暖かい記録媒
体Ｐが再度給紙され、通常の片面印字に比べてカートリ
ッジの温度が急激に上昇する。

【００９１】そこで、本実施例では、プリントモードに
よって温度を推測し、検出されたトナー残量を示す静電
容量値、即ち、現像剤残量検出電圧Ｖ４を補正する。

【００９２】図１２は、本実施例に係る現像剤残量検知
方法を説明するためのフロー図である。

【００９３】本実施例によると、プリントが開始される
と、プリント開始が判断され（ステップ１）、現像剤残
量検出電圧Ｖ４に対して、補正電圧Ｖｈを加算する（ス
テップ２）。次に、プリント枚数カウンタが所定の枚数
以上、例えば、限定されるものではないが、５００枚以
上となったかどうかを判断する（ステップ３）。ここで
いう５００枚という数字は、連続して両面プリントを行
ったときに、カートリッジの温度が飽和するまでのプリ
ント枚数であり、このように設定されるのが好ましい。
既に５００枚以上であると判断された場合には、ステッ
プ１０に進み、プリントが終了されたか否かを判断し、
プリント終了であれば、後述のステップ６に進み、そう
でなければ上記ステップ３に戻る。

【００９４】上記ステップ３にて５００枚に達していな
いと判断された場合には、プリント枚数カウントに１だ
け加算されたか否かを判断し（ステップ４）、加算され
ていないときは、上記ステップ２に戻る。加算されてい
る場合には、次にプリント終了であるか否かを判断し
（ステップ５）、プリント終了でないと判断された場合
には、後述のステップ８に進む。プリント終了であると
判断された場合には、タイマをスタートさせ（ステップ
６）、タイマ終了を待って（ステップ７）、補正済みの
現像剤残量検出電圧Ｖ４からＶｈを減算し、又、同時
に、プリント枚数カウンタから１だけ減算する（ステッ
プ８）。

【００９５】このようにして、プリント終了後、一定時
間を経過する毎に補正値を元に戻して行く。プリント枚
数カウンタがゼロになったことを判断したら（ステップ
９）、本処理を終了する。

【００９６】このように、本実施例によれば、両面プリ
ント時にカートリッジの温度が飽和するまでのプリント
枚数分だけ、一枚毎に現像剤量検出結果を補正すること
で、温度上昇の影響を受けずに精度の良い現像剤残量を
検出することが可能となる。

【００９７】本実施例では、印字モードにより現像剤量
検出結果を補正するものとして述べたが、定着モード、
即ち、記録媒体の種類についても（即ち、封筒や厚紙な
どを指定したときには定着温度を上げるため、機内昇温
が通常より大となるため）、更には、記録媒体のサイズ
についても（即ち、小サイズ紙の場合、定着器の端部昇
温が起こるため、普通紙に比べてスループットを落とす
必要があり、機内昇温が普通紙より少なくなるため）、
同様の制御を行うことができ、温度変化に左右されず、
安定した現像剤残量の検出が可能となる。

【００９８】本実施例においても、現像剤容器９Ａ内部
の現像剤量を逐次に検知して、その情報をもとにして現
像剤の消費量を表示することにより、ユーザーに現像剤
補給カートリッジの準備を促し、更に、現像剤エンドの
検知情報により現像剤補給を促すことができる。又、現
像剤量検出装置による検知情報は、実施例１と同様に、
図９〜図１１に示す表示態様にて現像剤量を表示するこ
とができる。

【００９９】実施例３本発明によれば、現像剤残量検出手段１００Ａの基準電
極手段２０Ｂは、その一実施例によれば、上記測定電極
手段２０Ａと同様の電極版を使用することができる。つ
まり、基準電極手段２０Ｂは、図６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電極
対をなす一対の入力側電極２３（２３ａ〜２３ｆ）及び
出力側電極２４（２４ａ〜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、
即ち、櫛歯形状とすることもできるし、又、図７に示す
ように渦巻き形状に形成することもできる。基準電極手
段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。

【０１００】このような構成の基準電極手段２０Ｂは、
温度、湿度などの環境条件によって静電容量が変動し、
測定電極手段２０Ａに対して基準用の比較部材として機
能する。測定電極手段２０Ａの出力は、環境の変化によ
り変動する基準電極手段２０Ｂの出力と比較される。例
えば基準電極手段２０Ｂの所定の静電容量を現像剤が無
いときの測定電極手段２０Ａと同じ値に設定して基準電
極手段２０Ｂと測定電極手段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。

【０１０１】本実施例の基準電極手段２０Ｂを使用した
現像剤量検知原理について更に説明すると、測定電極手
段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。

【０１０２】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としての測定電極手段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手段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。

【０１０３】そのため測定電極手段２０Ａと同じ環境変
動をする比較部材としての基準電極手段２０Ｂ、即ち、
例えば測定電極手段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手段２０Ｂを、測
定電極手段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。

【０１０４】図１３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手段
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１４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。

【０１０５】そこで、図１３及び図１４の中央棒グラフ
のように測定電極手段（検知部材）２０Ａと同一な環境
変動を持つ基準電極手段（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。

【０１０６】又、本実施例によれば、図１５〜図１７に
示すように、現像手段９の現像剤容器９Ａに、測定電極
手段２０Ａと、比較用として測定電極手段２０Ａと同一
な構成とされる基準電極手段２０Ｂとが配置される。こ
の構成では現像剤容器９Ａに測定電極手段２０Ａと基準
電極手段２０Ｂ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、更に測定電極手段２０
Ａと基準電極手段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。

【０１０７】更に説明すると、本実施例によれば、図１
６及び図１７を参照すると理解されるように、測定電極
手段２０Ａ及び基準電極手段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９Ａ内に配置することができる。又、本実施例では、
測定電極手段２０Ａ及び基準電極手段２０Ｂは同じ電極
パターンとされる。つまり、測定電極手段２０Ａ及び基
準電極手段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手段２０Ｂは、基板のほぼ中央部
にて折り返されて、測定電極手段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。

【０１０８】上述のように、測定電極手段２０Ａ及び基
準電極手段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。本実施例では、基板の同一表面に測定電極手段
２０Ａ及び基準電極手段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。

【０１０９】上記実施例の説明では、測定電極手段２０
Ａ及び基準電極手段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、比較用の基準電極手段２０Ｂ
の電極パターン２３、２４の面積を測定電極手段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、基準電極手段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
測定電極手段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、基準電極手段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、基準電極手段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。

【０１１０】図１８に、本実施例に従って構成される測
定電極及び基準電極手段を使用した場合の、特に、現像
剤残量検出回路１００のみを示し、現像剤有無検出回路
１１０は省略されている。

【０１１１】図１８に示すように、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
手段２０Ａ、及び環境条件に応じて変動する静電容量Ｃ
ｂを有する比較部材としての基準電極手段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）によ
り、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３２Ａ）及び
３０Ｂ（装置本体側接点３２Ｂ）により現像剤量検出回
路１００の制御回路１０２に接続される。

【０１１２】本実施例のその他の現像剤残量検出手段１
００Ａ及び現像剤有無検出手段１１０Ａの構成及び作動
は実施例１と同じであるので、再度の説明は省略する。

【０１１３】尚、本明細書において、電極手段に電圧を
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、電極手段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。

【０１１４】又、同様に、前記電極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、測定電極手段及び基準電極手段の形状
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。

【０１１５】本実施例においても、現像剤容器９Ａ内部
の現像剤量を逐次に検知して、その情報をもとにして現
像剤の消費量を表示することにより、ユーザーに現像剤
補給カートリッジの準備を促し、更に、現像剤エンドの
検知情報により現像剤補給を促すことができる。又、現
像剤量検出装置による検知情報は、実施例１と同様に、
図９〜図１１に示す表示態様にて現像剤量を表示するこ
とができる。

【０１１６】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。

【０１１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電子写真
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
測定電極手段と、第一の電極と第二の電極との間の静電
容量に応じた電気的信号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とを有し、補正手
段により、電子写真画像形成装置の画像形成状況に応じ
て、第一の電極と第二の電極との間の静電容量に応じた
電気的信号に補正を行う構成とされるので、（１）温度による現像剤残量検出結果のバラツキを抑制
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）特別な温度検知手段を設けることなく、温度によ
る現像剤残量検出結果を補正し、コストアップを生じる
ことなく、高精度のリアルタイムの現像剤残量検出が可
能である。（３）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。（４）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。（５）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制御系を
示すブロック図である。

【図３】本発明に従った現像剤量検出装置の現像剤量検
出手段及び現像剤有無検出手段の概略構成を示す図であ
る。

【図４】図３の現像剤量検出回路及び現像剤有無検出回
路の一実施例の具体的回路図である。

【図５】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６】測定電極手段及び基準電極手段の一実施例を示
す正面図である。

【図７】測定電極手段及び基準電極手段の他の実施例を
示す正面図である。

【図８】本発明に従った現像剤残量検出電圧値の補正方
法の一実施例を説明するためのフロー図である。

【図９】現像剤量表示の一実施例を示す図である。

【図１０】現像剤量表示の他の実施例を示す図である。

【図１１】現像剤量表示の他の実施例を示す図である。

【図１２】本発明に従った現像剤残量検出電圧値の補正
方法の他の実施例を説明するためのフロー図である。

【図１３】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１４】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１５】測定電極部材及び基準電極部材の配置構成の
一実施例を説明するための図である。

【図１６】測定電極部材及び基準電極部材の配置構成の
他の実施例を説明するための図である。

【図１７】図１６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１８】図１６に示す本発明に従った現像剤量検出装
置のための現像剤残量検出回路の一実施例を示す図であ
る。

【図１９】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（現像装置）９Ａ現像剤容器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２０Ａ測定電極手段２０Ｂ基準電極手段２３第一の電極２４第二の電極３０Ａアンテナ電極３０Ｂ基準インピーダンス素子４０カートリッジ装着手段１００Ａ現像剤残量検出手段１００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１１０Ａ現像剤有無検出手段１１０現像剤有無検出回路１１２制御回路１１３増幅回路

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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
の電極を備えた測定電極手段と、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）前記現像剤担持体に現
像バイアス電圧を印加することによって発生する、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電気
的信号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、（ｆ）電子写真画像形成装
置の画像形成状況に応じて、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電気的信号に補正を行う補
正手段と、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２】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測定電極手段と、
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）前記現像剤担持体に現像バイアス
電圧を印加することによって発生する、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電気的信号に基
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、（ｄ）電子写真画像形成装置の画像形
成状況に応じて、前記第一の電極と第二の電極との間の
静電容量に応じた電気的信号に補正を行う補正手段と、
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３】前記補正手段は、電子写真画像形成装置
の連続画像形成枚数を基にして補正量を決定することを
特徴とする請求項１又は２の電子写真画像形成装置。
【請求項４】前記補正手段は、電子写真画像形成装置
の指定された画像形成モードを基にして補正量を決定す
ることを特徴とする請求項１又は２の電子写真画像形成
装置。
【請求項５】前記補正手段は、指定された記録媒体の
種類或はサイズを基にして補正量を決定することを特徴
とする請求項１又は２の電子写真画像形成装置。
【請求項６】更に、前記測定電極手段の前記第一の電
極及び第二の電極からの電気的信号と比較するための基
準の電気的信号を発生する基準電極手段を有することを
特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の電子写
真画像形成装置。
【請求項７】前記基準電極手段は、既定の容量を有し
たインピーダンス素子であることを特徴とする請求項６
の電子写真画像形成装置。
【請求項８】前記基準電極手段は、前記現像剤容器内
の現像剤と接触することのない位置に配置された第一の
電極及び第二の電極を備えた電極対とされ、前記第一の
電極と第二の電極との間に既定の静電容量を有している
ことを特徴とする請求項６の電子写真画像形成装置。
【請求項９】前記基準電極手段の前記インピーダンス
素子、或いは、前記基準電極手段の前記第一の電極には
前記現像バイアス電圧が印加されることを特徴とする請
求項７又は８の電子写真画像形成装置。
【請求項１０】前記測定電極手段の前記第一の電極と
第二の電極は、櫛歯状或いは渦巻き状に互いに組み合わ
さって形成されることを特徴とする請求項１〜９のいず
れかの項に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項１１】前記基準電極手段の前記第一の電極と
第二の電極は、櫛歯状或いは渦巻き状に互いに組み合わ
さって形成されることを特徴とする請求項８、９又は１
０の電子写真画像形成装置。
【請求項１２】更に、前記現像剤容器内の現像剤の有
無を検知するための現像剤有無検知手段を有することを
特徴とする請求項１〜１１のいずれかの項に記載の電子
写真画像形成装置。
【請求項１３】前記現像剤有無検知手段は、前記現像
剤担持体に対して所定の間隔で配置されたアンテナ電極
を有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれかの
項に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項１４】更に、前記アンテナ電極からの電気的
信号と比較するための基準の電気的信号を発生する既定
の容量を有したインピーダンス素子を有することを特徴
とする請求項１２又は１３の電子写真画像形成装置。