JP2001318524A - 現像剤残量検出方法、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

現像剤残量検出方法、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】 現像剤収納部１６に現像剤Ｔが残っている段
階から現像剤Ｔの残量を検出することのできる、現像剤
残量検出方法、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。 【解決手段】 現像剤搬送部材１２によって第一の光透
過開口１４ａから現像剤収納部１６へ侵入した光Ｌを遮
る位置へ現像剤Ｔを搬送して、前記現像剤搬送部材１２
によって搬送される現像剤Ｔが前記光Ｌを遮る時間に基
づいて、前記現像剤Ｔの残量を逐次に検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、現像剤残量検出方
法、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、電子写真
画像形成装置に関するものである。
【０００２】ここで、プロセスカートリッジとは、帯電
手段、現像手段またはクリーニング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
画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。
及び帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくと
も１つと電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し
て画像形成装置本体に着脱可能とするものである。更
に、少なくとも現像手段と電子写真感光体とを一体的に
カートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とする
ものをいう。
【０００３】また、現像装置とは、現像手段と現像剤収
納部とを有し、電子写真感光体に形成された静電潜像を
現像手段により現像剤によって現像して可視像化するも
のである。
【０００４】
【従来の技術】従来、電子写真画像形成プロセスを用い
た電子写真画像形成装置においては、電子写真感光体及
び前記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
させることができた。そこでこのプロセスカートリッジ
方式は、画像形成装置において広く用いられている。
【０００５】このような電子写真画像形成装置では、プ
ロセスカートリッジの有する現像手段の現像剤収納部に
収納された現像剤（トナー）の残量が所定量以下になっ
た時点でユーザーに対しトナー無しを報知してプロセス
カートリッジの交換を促すことを行っている。
【０００６】図１４を用いて従来の光透過式のトナー残
量検出方法を説明する。図１４はプロセスカートリッジ
の有する現像装置のトナー残量検出構成を示す説明図で
ある。
【０００７】図１４において、１０４は現像装置であっ
て、トナーＴを収納する現像剤容器１１６を有する。現
像剤容器１１６内には、攪拌部材１１２が設けられてい
る。そして、攪拌部材１１２が回転することで、供給ロ
ーラ１１１にトナーＴを搬送している。また現像剤容器
１１６には、光透過用の下光透過窓１１４ａ及び上光透
過窓１１４ｂが取り付けられている。下光透過窓１１４
ａは攪拌部材１１２の回転中心の真下に設けられてお
り、上光透過窓１１４ｂは後壁１１６ａに設けられてい
る。そして下光透過窓１１４ａと上光透過窓１１４ｂと
で現像剤の残量を検知する検知光が透過する光路を形成
している。なお、攪拌部材１１２は下光透過窓１１４ａ
と上光透過窓１１４ｂに回転する都度接触し、それぞれ
の光透過窓１１４ａ，１１４ｂの内側に付着したトナー
Ｔを拭き取っている。
【０００８】光の透過方法は、画像形成装置本体（図示
せず）に取り付けられた発光部１１５ａから検知光Ｌが
出射され、この検知光Ｌは下光透過窓１１４ａを透過
し、更に上光透過窓１１４ｂを透過して、前記画像形成
装置本体に取り付けられた受光部１１５ｂで受光され
る。
【０００９】電子写真画像形成装置の画像形成動作に伴
い現像剤容器１１６内のトナーＴの消費が進むと、供給
ローラ１１１の領域部と攪拌部材１１２の回転領域にの
みトナーＴが残る状態になる。さらにトナーＴが消費さ
れ、攪拌部材１１２の回転領域のトナーＴの量が少なく
なって空近くになってくると、下光透過窓１１４ａから
上光透過窓１１４ｂへ光が透過し、トナーＴの残量が検
知可能な状態になる。
【００１０】この状態において、攪拌部材１１２の一回
転中に受光部１１５ｂで検知光Ｌをどれだけの時間受光
したかをモニターする。この場合、現像剤容器１１６内
における攪拌部材１１２の回転領域のトナーＴの量が少
なくなってくるため、受光部１１５ｂで検知光Ｌを受光
する時間が増加する。そして、受光部１１５ｂが検知光
Ｌを特定の受光時間（トナー無し検知のための設定受光
時間）検知した時、現像剤容器１１６にトナーが無くな
りかけている事を、ユーザーに報知するようになってい
る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上記現像装置において
は、現像剤容器内において第一の攪拌部材の回転領域の
トナーの量が少なくなって空に近くなってから、下光透
過窓と上光透過窓とでトナー残量検知の検知光の透過が
始まる。これは第一の攪拌部材の回転領域のトナーの量
が少なくなって空に近くなることで、該第一攪拌部材の
回転中心の下方に配された下光透過窓を透過する検知光
がトナーによって遮られてしまうということがなくなる
ためである。したがって、ユーザーにトナー無しの報知
を行う時点では、現像剤容器内にほとんどトナーが無い
状態である。
【００１２】本発明は上記従来技術を更に発展させたも
のである。
【００１３】本発明の目的は、現像剤の残量を逐次に検
出することのできる現像剤残量検出方法、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。
【００１４】本発明の他の目的は、現像剤収納部に現像
剤が残っている段階から現像剤の残量を検出することの
できる現像剤残量検出方法、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に
ある。
【００１５】本発明の他の目的は、現像剤の残量を光量
の変化を用いて逐次に検出することのできる現像剤残量
検出方法、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にある。
【００１６】本発明の他の目的は、現像剤搬送部材によ
って搬送される現像剤が光を遮る時間に基づいて、現像
剤の残量を逐次に検出することのできる現像剤残量検出
方法、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にある。
【００１７】本発明の他の目的は、現像剤を収納するた
めの現像剤収納部の有する第一の光透過開口から前記現
像剤収納部の内部へ透過した光を、前記現像剤収納部の
有する第二の光透過開口から外部へ透過させる際に、現
像剤搬送部材によって前記第一の光透過開口から前記現
像剤収納部へ侵入した光を遮る位置へ前記現像剤を搬送
して、前記現像剤搬送部材によって搬送される現像剤が
前記光を遮る時間に基づいて、前記現像剤の残量を逐次
に検出する現像剤残量検出方法、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
とにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る現像剤残量検出方法の代表的な構成は、
電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するために
用いられる現像剤の残量を逐次に検出するための現像剤
残量検出方法において、前記現像剤を収納するための現
像剤収納部の有する第一の光透過開口から前記現像剤収
納部の内部へ透過した光を、前記現像剤収納部の有する
第二の光透過開口から外部へ透過させる際に、現像剤搬
送部材によって前記第一の光透過開口から前記現像剤収
納部へ侵入した光を遮る位置へ前記現像剤を搬送して、
前記現像剤搬送部材によって搬送される現像剤が前記光
を遮る時間に基づいて、前記現像剤の残量を逐次に検出
することを特徴とする現像剤残量検出方法である。
【００１９】上記目的を達成するための本発明に係る現
像装置の代表的な構成は、電子写真感光体に形成された
静電潜像を現像するための現像装置において、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の現像
部材と、前記現像部材によって前記静電潜像の現像に用
いられる現像剤を収納するための現像剤収納部と、前記
現像剤収納部に設けられた第一の光透過開口であって、
前記現像剤収納部の外部から前記現像剤収納部の内部へ
光を透過させるための第一の光透過開口と、前記現像剤
収納部に設けられた第二の光透過開口であって、前記第
一の光透過開口から前記現像剤収納部の内部へ透過した
光を前記現像剤収納部の外部へ透過させるための第二の
光透過開口と、前記第一の光透過開口から前記現像剤収
納部へ透過した光を遮る位置へ現像剤を搬送する現像剤
搬送部材と、を有し、前記現像剤搬送部材によって搬送
される現像剤が前記光を遮る時間に基づいて、前記現像
剤の残量を逐次に検出することを特徴とする現像装置で
ある。
【００２０】上記目的を達成するための本発明に係るプ
ロセスカートリッジの代表的な構成は、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の現像手段であ
って、前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像
するための現像部材と、前記現像部材によって前記静電
潜像の現像に用いられる現像剤を収納するための現像剤
収納部と、前記現像剤収納部に設けられた第一の光透過
開口であって、前記現像剤収納部の外部から前記現像剤
収納部の内部へ光を透過させるための第一の光透過開口
と、前記現像剤収納部に設けられた第二の光透過開口で
あって、前記第一の光透過開口から前記現像剤収納部の
内部へ透過した光を前記現像剤収納部の外部へ透過させ
るための第二の光透過開口と、前記第一の光透過開口か
ら前記現像剤収納部へ透過した光を遮る位置へ現像剤を
搬送する現像剤搬送部材と、を有する現像手段と、を有
し、前記現像剤搬送部材によって搬送される現像剤が前
記光を遮る時間に基づいて、前記現像剤の残量を逐次に
検出することを特徴とするプロセスカートリッジであ
る。
【００２１】（作 用）現像剤搬送部材によって第一の
光透過開口から現像剤収納部へ侵入した光を遮る位置へ
現像剤を搬送する。そして、前記現像剤搬送部材によっ
て搬送される現像剤が前記光を遮る時間に基づいて、前
記現像剤の残量を逐次に検出する。これによって、現像
剤収納部に現像剤が残っている段階から現像剤の残量を
逐次に検出することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて詳細に説明する。
【００２３】《第１の実施形態例》まず、図１を参照し
て、電子写真画像形成装置の全体構成についての概略を
説明する。図１は電子写真方式によって画像を形成する
電子写真画像形成装置の一形態であるレーザービームプ
リンタの縦断面図である。
【００２４】〔全体構成〕同図に示す電子写真画像形成
装置（以下「画像形成装置」という）Ａは、ドラム型の
電子写真感光体（以下「感光体ドラム」という）１を備
えている。感光体ドラム１は、駆動手段（不図示後述）
によって、同図中、時計回りに回転駆動される。感光体
ドラム１の周囲には、感光体ドラム１表面を均一に帯電
する帯電装置２、画像情報に基づいてレーザービームを
照射し感光体ドラム１上に静電潜像を形成する露光装置
３、感光体ドラム１上に形成された静電潜像にトナー
（現像剤）Ｔを付着させてトナー像として現像する現像
装置４、感光体ドラム１上のトナー像を記録媒体（記録
紙、ＯＨＰシート、布等）Ｓに転写する転写装置６、ト
ナー像転写後の感光体ドラム１表面に残った転写残トナ
ーを除去するクリーニング容器９等が配設されている。
その他に、記録媒体Ｓを転写装置６に向けて給送すると
ともに、記録媒体Ｓを搬送する給搬送装置５、転写後の
記録媒体Ｓにトナー像を定着させる定着装置７が配設さ
れている。
【００２５】図１に示す画像形成装置Ａは、一定速度で
回転する感光体ドラム１の表面を帯電装置２で一様に帯
電する。そして、前記感光体ドラム１に露光装置３から
画像情報に応じたレーザー光を照射して静電潜像を形成
し、その静電潜像を現像装置４でトナーＴによって現像
する。そして、感光体ドラム１に形成された現像画像
（トナー画像）は、給紙部としてのカセット１７から給
搬送装置５によって搬送される記録媒体Ｓに転写装置６
によって転写される。そして、その記録媒体Ｓを定着装
置７へ搬送して定着し、機外に排出される。転写後、感
光体ドラム１に残った転写残トナーは、クリーニング容
器９のクリーニングブレード８により掻き落とされ、該
クリーニング容器９の中に貯蔵される。
【００２６】〔プロセスカートリッジ〕ここで、感光体
ドラム１、帯電装置２、現像装置４、クリーニング容器
９は、一体的にカートリッジ化されてプロセスカートリ
ッジＢを形成している。詳しくは、プロセスカートリッ
ジＢのハウジングを構成するカートリッジ枠体Ｂ１に感
光体ドラム１、帯電手段としての帯電装置２、現像手段
としての現像装置４及びクリーニング手段としてのクリ
ーニング容器９がそれぞれ保持されて一体的にカートリ
ッジ化されている。そしてこのプロセスカートリッジＢ
は、画像形成装置本体Ａ１に設けられたカートリッジ装
着手段に対して着脱可能に装着される。
【００２７】このカートリッジ装着手段は、画像形成装
置本体Ａ１の上部に開閉自在に設けられた図示しない開
閉部材を軸を中心に開くと、カートリッジ装着部の空間
が表れる。このカートリッジ装着部の左右には不図示の
カートリッジ装着ガイド部材が配されており、プロセス
カートリッジＢの長手方向（感光体ドラム１の軸線方
向）外側面に設けたボスとリブからなるガイドが該装着
ガイド部材に嵌合して導かれ、プロセスカートリッジＢ
が画像形成装置本体Ａ１に対し矢印Ｘ方向に着脱される
ものである。
【００２８】以下に、画像形成装置Ａの各部の構成につ
いて、感光体ドラム１、帯電装置２、露光装置３、現像
装置４、転写装置６、クリーニング容器９、給搬送装置
５、定着装置７の順に詳述する。
【００２９】（感光体ドラム）感光体ドラム１は、アル
ミニウムシリンダーの外周面に、有機光導電体層（ＯＰ
Ｃ感光体）を塗布して構成したものである。感光体ドラ
ム１は、その長手方向の両端部をプロセスカートリッジ
Ｂのハウジングを構成するカートリッジ枠体Ｂ１によっ
て回転自在に支持されている。そして一方の端部に画像
形成装置本体Ａ１側の駆動モータ（不図示）から駆動力
が伝達されることにより、矢印方向に回転駆動される。
【００３０】（帯電装置）帯電装置２としては、例え
ば、特開昭６３−１４９６６９号公報に示すようないわ
ゆる接触帯電方式のものを使用することができる。感光
体ドラム１を接触帯電させる帯電部材は、ローラ状に形
成された導電性ローラ（以下「帯電ローラ」という）で
ある。そしてこの帯電ローラを感光体ドラム１表面に当
接させるとともに、該帯電ローラに画像形成装置本体Ａ
１側の電源（不図示）によって帯電バイアス電圧を印加
することにより、感光体ドラム１表面を一様に帯電させ
るものである。
【００３１】（露光装置）露光装置３は、ポリゴンミラ
ー（不図示）を有し、このポリゴンミラーには、レーザ
ーダイオード（不図示）によって画像信号に対応する画
像光が照射される。ポリゴンミラーはスキャナーモータ
（不図示）によって高速で回転され、反射した画像光を
結像レンズ（不図示）、反射ミラー３ａ等を介して、帯
電済の感光体ドラム１表面を選択的に露光して静電潜像
を形成するように構成している。
【００３２】（現像装置）現像装置４は、感光体ドラム
１上の静電潜像を現像するものであって、トナーＴを収
納するトナー容器（現像剤収納部）に設けられた現像ロ
ーラ１０が感光体ドラム１に対して微小間隙（３００μ
ｍ程度）をもって対向するように位置決めされている。
静電潜像の現像は、次のようにして行う。トナー容器
（現像剤収納部）１６内のトナーＴを第二の現像剤搬送
部材１３、及び、現像剤搬送部材（第一の現像剤搬送部
材）１２によって供給ローラ１１へ送り込む。そして回
転する供給ローラ１１とトナー規制ブレード１０ａによ
って、回転する現像ローラ１０の外周にトナーＴを薄層
塗布し、かつそのトナーＴへ電荷を付与（摩擦帯電）す
る。この現像ローラ１０と、静電潜像が形成された感光
体ドラム１との間に現像バイアスを印加することによ
り、静電潜像にトナー像を付着させてトナー像として現
像するものである。
【００３３】（転写装置）転写装置６は、感光体ドラム
１からのトナー像を、記録媒体Ｓに転写するものであ
る。本実施の形態では、転写装置６として転写ローラを
用いている。そして転写ローラに転写バイアスを印加す
ることによって感光体ドラム１からのトナー像を記録媒
体Ｓに転写する。
【００３４】（クリーニング容器）クリーニング容器９
は、現像装置４によって感光体ドラム１上に現像された
トナー像が転写装置６で記録媒体Ｓに転写された後、転
写されないで感光体ドラム１表面に残ったいわゆる転写
残トナーをクリーニングブレード８で掻き落として除去
するものである。クリーニングブレード８で掻き落とさ
れた転写残トナーはクリーニング容器９の中に蓄積され
ていく。
【００３５】（給搬送装置）給搬送装置５は、画像形成
部（感光体ドラム１と転写装置６の間）へ記録媒体Ｓを
給送するものであり、画像形成動作に応じて駆動し、カ
セット１７内の記録媒体Ｓを１枚ずつ分離給送する。
【００３６】（定着装置）定着装置７は、記録媒体Ｓに
転写されたトナー画像を定着させるものである。この定
着装置７は駆動ローラ７ａ及びヒータ（図示せず）を内
蔵する定着ローラ７ｂを有する。そして通過する記録媒
体Ｓに熱及び圧力を印加する。これによりトナー像が記
録媒体Ｓ表面に定着される。さらに、この記録媒体Ｓは
排紙装置（図示せず）により外部に排出される。
【００３７】〔光透過式のトナー残量検出構成の説明〕
次に現像装置の光透過式トナー残量検出構成について、
図１及び図２を用いて詳述する。図２は現像装置の光透
過式トナー残量検出構成を示す縦断面図である。
【００３８】現像装置４のトナー容器１６内には、現像
ローラ１０に近い側から第一の現像剤搬送部材１２及び
第二の現像剤搬送部材１３がその順に並列して設けられ
ている。そしてそれぞれの搬送部材１２，１３が回転す
ることで、供給ローラ１１にトナーＴを搬送している。
第一及び第二の搬送部材１２，１３はそれぞれ回転中心
となる軸１２ｄ，１３ａを有する。そして軸１２ｄ，１
３ａには平板状の羽根１２ｆ，１３ｂが固設されてい
る。これらの羽根１２ｆ，１３ｂは、軸１２ｄ，１３ａ
が回転することによりトナーＴを保持して該軸１２ｄ，
１３ａの回転方向へ搬送するものである。なお、羽根１
２ｆ，１３ｂは、後述する下光透過窓１４ａと上光透過
窓１４ｂに接触した際に、これらの光透過窓１４ａ，１
４ｂの内側の面に付着しているトナーＴを拭き取ること
ができ、かつ、該光透過窓１４ａ，１４ｂの内側の面を
傷付けることのない素材を用いて作られている。
【００３９】前記トナー容器１６には、第一の光透過開
口としての下光透過窓１４ａと第二の光透過開口として
の上光透過窓１４ｂがそれぞれ設けられている。下光透
過窓１４ａは、プロセスカートリッジＢを画像形成装置
本体Ａ１に装着した状態において、搬送部材１２の軸１
２ｄに対して略水平方向となる位置に設けられている。
上光透過窓１４ｂは、プロセスカートリッジＢを画像形
成装置本体Ａ１に装着した状態において、搬送部材１２
の軸１２ｄに対して上方となる位置に設けられている。
そして下光透過窓１４ａと上光透過窓１４ｂとでトナー
Ｔの残量を検知する検知光Ｌが透過する光路を形成して
いる。詳しくは、水平光透過窓１４ａはトナー容器１６
の外部から該トナー容器１６の内部へ検知光Ｌを透過さ
せ、上光透過窓１４ｂは該水平光透過窓１４ａからトナ
ー容器１６の内部へ透過した検知光Ｌを該トナー容器１
６の外部へ透過させる。
【００４０】前記搬送部材１２は、時計回りに回転する
都度、搬送羽根としての羽根１２ｂが水平光透過窓１４
ａと上光透過窓１４ｂに接触し、それぞれの光透過窓１
４ａ，１４ｂの内側の面に付着したトナーＴを羽根１２
ｂの先端で拭き取る。
【００４１】検知光Ｌの透過方法は、画像形成装置本体
Ａ１に取り付けられた発光素子１５ａから検知光Ｌが出
射され、この検知光Ｌは下光透過窓１４ａを透過し、更
に上光透過窓１４ｂを透過して、前記画像形成装置本体
Ａ１に取り付けられた受光素子１５ｂで受光される。
【００４２】〔トナー残量検出方法の説明〕次に光透過
式のトナー残量検出方法について、図２乃至図６を用い
て詳述する。図３はトナー容器内のトナー残量と光透過
時間の関係を示す説明図、図４は図３に示すＣ点に対応
したトナー量となった現像装置の断面図、図５は図３に
示すＤ点に対応したトナー量となった現像装置の断面
図、図６は図３に示すＥ点に対応する現像装置の断面図
である。なお、以下に説明するプロセスカートリッジＢ
は、現像装置４のトナー容器１６内に第一及び第二の攪
拌部材１２，１３の攪拌部材軸１２ｄ，１３ｂを超えて
トナーＴが満タン状態（１００％）に収納されているも
のとする。
【００４３】画像形成装置Ａの画像形成動作に伴い上記
プロセスカートリッジＢのトナー容器１６内のトナーＴ
の消費が進むと、図２に示すように、搬送部材１３の回
転領域の半分の下方領域と、供給ローラ１１の領域部と
搬送部材１２の回転領域の半分の下方領域に、トナーＴ
が残る状態となる。この状態になると後述するように、
下光透過窓１４ａから上光透過窓１４ｂへ光が透過する
ようになり、トナーＴの残量が検知可能な状態になる。
【００４４】上述のようなトナーＴが残る状態において
（図２参照）、搬送部材１２は、時計回りに回転してト
ナーＴを羽根１２ｆで保持し、下光透過窓１４ａの内側
の面を羽根１２ｆの先端で拭いた後に、供給ローラ１１
の領域部に供給する。このため、羽根１２ｆが通過した
後の下光透過窓１４ａ付近にはトナーＴの無い領域が形
成される。このトナーの無い領域が形成された直後に、
発光素子１５ａから出射された検知光Ｌがトナー容器１
６の下光透過窓１４ａを透過し、更に上光透過窓１４ｂ
を透過して、受光素子１５ｂで受光される。
【００４５】図３に、搬送部材１２の一回転当たりに検
知光Ｌが受光素子１５ｂで受光された光透過時間ｔと、
トナー容器１６内に残っているトナーＴとの関係を示
す。図３において、検知光Ｌが下光透過窓１４ａ及び上
光透過窓１４ｂを透過し始めた時は点Ｃである。つま
り、おおむねトナー容器１６内のトナー容量（寿命）の
約半分の地点で下光透過窓１４ａ及び上光透過窓１４ｂ
による検知光Ｌの光透過がされたことになる。この時の
光透過信号を受光素子１５ｂより得て、ユーザーに対し
トナーＴの残り量を知らせるようとすると、トナー残量
があと半分（約５０％）であることを知らせることがで
きる。
【００４６】図４に示すように、搬送部材１２は、下光
透過窓１４ａの内側の面を攪拌羽根１２ｆの先端で拭い
た後、トナーＴを供給ローラ１１側に供給する。そして
供給ローラ１１側に不足分のトナーＴを供給した残りト
ナーＴをそのまま持ち帰って下光透過窓１４ａ上に排出
する。このとき、その残りトナーＴは下光透過窓１４ａ
を透過する検知光Ｌを遮光する。また、搬送部材１３
は、第一の攪拌部材１２の回転領域にトナーＴを羽根１
３ｂにより供給しているが、搬送部材１２の回転領域で
トナーＴが足りていると、搬送部材１３の回転領域に持
ち帰ってしまう。また、供給された側の搬送部材１２も
トナーＴが足りていれば羽根１２ｆにより搬送部材１３
の回転領域にトナーＴを排出する。よって、搬送部材１
３の回転領域のトナーＴが無くなるまでは、おおむね、
搬送部材１２の回転領域には、搬送部材１２の軸１２ｄ
の略水平高さにトナーＴが保たれている。よって、図３
で示す光透過時間ｔと残トナーＴとの関係では、実際に
はトナー容器１６内のトナーＴは消費されているが、搬
送部材１２の回転領域で検知光Ｌを遮光するトナー量は
軸１２ｄの略水平高さに保たれるため、点Ｃから点Ｄ間
の線分Ｃ’域の略水平の光透過時間を保つようになる。
つまり、線分Ｃ’域の光透過時間は点Ｃの光透過時間と
略等しくなる。
【００４７】更にトナーＴの消費が続くと、トナー容器
１６内の搬送部材１３の回転領域にはトナーＴが無くな
り、供給ローラ１１の領域部と搬送部材１２の回転領域
の半分の下方領域にのみトナーＴが残る状態になる（図
５参照）。この時のトナー容器１６内のトナーＴの残量
と検知光Ｌの光透過時間ｔとの関係は図３でＤ点にな
る。この時点では、搬送部材１３からの搬送部材１２の
回転領域へのトナーＴの供給が無くなるので、搬送部材
１２の回転領域に残るトナーＴが供給ローラ１１側へ供
給される。その結果、搬送部材１２の回転領域からトナ
ーＴが徐々に減少していく。これによって、供給ローラ
１１側の不足分を供給した後の残りトナーＴの量も減少
していく。よって、搬送部材１２が持ち帰るトナーＴは
減少していくので、下光透過窓１４ａにトナーＴを排出
し検知光Ｌを遮光する時間も減少していく。つまり、搬
送部材１２の回転領域に残っているトナーＴの量に応じ
て、下光透過窓１４ａに残トナーＴが遮光の影響を与え
る時間も減少していく。その結果、検知光Ｌの光透過時
間ｔが徐々に増えていく。この光透過時間ｔが増加し始
めの点が、図３の点Ｄである。この点Ｄの時点でユーザ
ー対し、トナーＴの残り量を知らせようとすると、トナ
ー残量があと約４分の１（約２５％）であることを知ら
せることができる。なお、点Ｄでの光透過時間は、上述
したように、搬送部材１２の回転領域の半分の下方領域
にトナーＴが残っているので、点Ｃの光透過時間と略等
しい。
【００４８】そして、前述の通り、図３に示す点Ｄから
さらにトナーＴの消費が進むと、搬送部材１２の回転領
域のトナーＴが徐々に無くなってきて、検知光Ｌは徐々
に光透過時間ｔを増していく。この時のトナーＴの残量
と検知光Ｌの光透過時間ｔとの関係は図３で点Ｄから点
Ｅ間の線分Ｄ’域になる。点Ｄから徐々にトナーＴが減
少していくと、下光透過窓１４ａを遮光するトナーＴが
徐々に減る為、検知光Ｌの光透過時間ｔはリニアに変化
（増加）していく。この現象を図３を用いて詳述する。
図３に示すように、点Ｄから点Ｅ間の線分Ｄ’域におい
て、徐々にトナーＴが減少していくに連れ、該点Ｄから
点Ｅ間の線分Ｄ’域に対応する光透過時間ｔがｔ１＜ｔ
２＜ｔ３＜ｔ４という具合いにリニアに変化（増加）し
ていく。ここで、ｔ１はトナーＴが点Ｄから点Ｄ’１ま
で消費されるときの検知光Ｌの光透過時間、ｔ２はトナ
ーが点Ｄから点Ｄ’２まで消費されるときの検知光Ｌの
光透過時間、ｔ３はトナーが点Ｄ１から点Ｄ’３まで消
費されるときの検知光Ｌの光透過時間、そしてｔ４はト
ナーが点Ｄ１から点Ｅまで消費されるときの検知光Ｌの
光透過時間である。このような光透過時間のリニアな変
化を利用し、ユーザー対し、リニアなトナー残りＤ’１
（約２０％）、Ｄ’２（約１５％）、Ｄ’３（約１２
％）等を知らせることができる。
【００４９】搬送部材１２の回転領域のトナーＴの減少
がさらに進むと、図６に示すように、搬送部材１２は羽
根１２ｆで下光透過窓１４ａの内側の面を拭いた後に、
トナーＴを供給ローラ１１側に供給する。そして、供給
ローラ１１側の不足分を供給した後のわずかな量の残り
トナーを持ち帰って、下光透過窓１４ａ側にトナーＴを
排出するが、そのトナー量はわずかであるため水平光透
過窓１４ａを遮光しなくなる。したがって、この時点で
は搬送部材１２の羽根１２ｆでの定期的な検知光Ｌの遮
光が行われるだけなので、検知光Ｌの光透過時間ｔは一
定となる。この時のトナーＴの残量と検知光Ｌの光透過
時間ｔとの関係は図３の点Ｅである。この場合、おおよ
そ、トナー容器１６内のトナーＴの残り量（搬送部材１
２の回転領域及び供給ローラ１１の領域部に残るトナー
量）は１０分の１程度（約１０％）である。従って、こ
の時の受光素子１５ｂからの光透過信号を用いること
で、ユーザーにトナーＴの残り量が１０分の１程度であ
ることを知らせることができる。
【００５０】ここで、図２を用いて開口１４ａ・１４ｂ
の配置について説明する。記第一の光透過開口１４ａの
位置は、前記現像剤収納部１６が電子写真画像形成装置
本体Ａ１に装着された際に、前記現像剤搬送部材１２の
回転中心Ｘ１を通過する水平面ｆ１よりも下方であっ
て、前記現像剤搬送部材１２による現像剤搬送方向（図
２、矢示Ｆ方向）において、前記回転中心Ｘ１を通過す
る鉛直面ｆ２よりも上流側に位置するように配置されて
いる、及び、前記第二の光透過開口１４ｂは、前記現像
剤収納部１６の上面１６ｂに位置するように配置されて
いる。そして、開口１４ａ・１４ｂは、収納部１６の長
手方向の一端側に配置されている。
【００５１】このように開口１４ａ、及び、開口１４ｂ
を配置することによって、現像剤が収納容器（収納部）
１６内に残っている段階から、光の透過を行うことが出
来る。従って、残存する現像剤の量に応じた光透過時間
を得ることが出来る。よって、現像剤の残量検出を逐次
に行うことが出来る。
【００５２】更に、前記現像剤収納部１６内には、前記
現像剤搬送部材１２による現像剤搬送方向（図２、矢示
Ｆ方向）の上流側に第二の現像剤搬送部材１３を有す
る、そして、前記現像剤収納部１６の内面は、前記現像
剤搬送部材１２の回転に沿った第一の凹部１６ｃと前記
第二の現像剤搬送部材１３の回転に沿った第二の凹部１
６ｄとを有する、そして、前記第一の光透過開口１４ａ
の位置は、前記現像剤収納部１６が電子写真画像形成装
置本体Ａ１に装着された際に、前記第一の凹部１６ｃの
最下点１６ｃ１と第二の凹部１６ｄの最下点１６ｄ１と
の間に位置するように配置されている。
【００５３】このように配置することによって、更に現
像剤の残量を正確に検知することが出来る。
【００５４】尚、図２はカートリッジＢを装置本体Ａ１
に装着した状態を図示している。
【００５５】次に図１０を用いて,画像形成装置本体Ａ
１の制御について説明する。
【００５６】装置本体Ａ１には、エンジンコントローラ
であるＭＰＵ（検出手段）が設置されている。このＭＰ
Ｕ１０００によって、装置本体Ａ１の電気的制御を行っ
ている。そして、本体電源が投入された後、各種状態を
検知して画像形成動作を可能としている。
【００５７】図１１に示す通り、ＭＰＵ１０００には、
装置本体Ａ１に設けられた、センサー、及び、スイッチ
群１３７からの情報が入力される。また、ＭＰＵ１００
０は、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写装置
６、及び、メインモータＭ等の制御を行う。そして、Ｍ
ＰＵ１０００は、ＩＯポートからの入出力信号によっ
て、発光素子１５ａを発光させる。そして、その光を受
光素子１５ｂが受光する時間に基づいてトナーの残量を
換算する。そしてその値に基づいて、カートリッジＢ内
（現像装置４内）のトナーの残量を逐次に表示手段１０
０に表示する。即ち、検出手段としてのＭＰＵ１０００
は、現像剤が受光素子１５ｂを遮る時間に基づいて現像
剤の残量を逐次に検出する。ここで、表示手段として
は、例えば、装置本体Ａ１に設けられた表示部１００ａ
（図１）、或いは、パーソナルコンピューター６０のデ
ィスプレイ画像７０（図１１）等である。
【００５８】尚、トナー残量の表示については、例え
ば、ガスゲージ、棒グラフ及び値の表示（数字による表
示）、満タンに対しての比率つまり残り何％と表示して
も良い。
【００５９】図１２はトナー残量を実現するための電気
回路の一例である。
【００６０】トナーが無い状態では、検知光Ｌは受光素
子１５ｂへ到達する。受光素子１５ｂの受光状態によ
り、受光している状態は１ｖ、受光していない状態は５
ｖの出力を出すように、抵抗Ｒと電圧Ｖｃｃを設定して
いる。エンジンコントローラ（ＭＰＵ）１０００のしき
い値は３ｖ近傍に設定されている。そこで、トナー有無
はエンジンコントローラのＩＯ（図１３：ＴＮＳＮＳ）
のＯｎ／Ｏｆｆにより判断できる。
【００６１】ここで前述した図４はトナー残量が多量
（５０％以上）にある状態を示す図である。この状態で
はトナーＴが窓１４ａを遮蔽している。従って、発光素
子１５ａから出射された光を受光素子１５ｂは検知する
ことはない。そこで、受光素子１５ｂからの信号はトナ
ー有りを示す５ｖを出力する（図４の（Ｂ））。
【００６２】図５はトナー残量が５０％未満になった状
態を示す図である。この状態では、窓部材１４ａの近傍
にトナーが無い。そのため発光素子１５ａから出射した
光は受光素子１５ｂに入光する。トナーがまだある状態
なので、時間ｔｂだけ窓が露出する（図５の（Ｂ））図
６はトナー残量がほとんどない状態を示した図である。
攪拌羽根１２ｆが光路Ｌを遮蔽しない時間ｔｃだけ受光
素子はトナー無しを示す電圧１ｖの出力をＭＰＵ１００
０に出力する。（図６の(Ｂ)）。
【００６３】１３は本発明の実施例を適用したトナー残
量検知を実現するシーケンスの一例である。トナー残量
逐次検知はＳ１〜Ｓ９に示す手順で行なわれる。
【００６４】尚、以下の説明では、トナー残量検知シー
ケンスの中にプリントシーケンス（Ｓ３〜Ｓ７）がある
様に説明するが、プリントシーケンスの中に、トナー残
量検知シーケンスがあっても良い。
【００６５】さて、トナー残量検知シーケンス（Ｓ１）
がＭＰＵ１０００で実行されると、発光素子１５ａが発
光する（Ｓ２）。その後プリント動作により、フォーマ
ッタ１３４（図１１）からのコマンドに従い所定のパタ
ーン、所定の枚数プリントを行なう（Ｓ３〜Ｓ７）。
【００６６】ここでプリント動作時、ＭＰＵ１０００は
カートリッジ寿命（トナー残量）をユーザーに報知する
（Ｓ６）。この方法は、受光素子１５ｂが光を検知する
受光時間から、トナーの消費量（カートリッジ寿命）を
換算し、カートリッジ寿命として、報知するものであ
る。
【００６７】尚、寿命の換算方法は、前述した図３に示
す換算テーブルの値が装置本体Ａ１に設けられた不揮発
メモリに２００（図１１）にあらかじめ記憶されてい
る。
【００６８】以上説明したように、本実施形態例では、
トナー容器１６において搬送部材１２の軸１２ａと略水
平に下光透過窓１４ａを設けている。これにより、トナ
ー容器１６内にトナーＴが十分に残っている状態で、ユ
ーザーにトナー残量を報知することが可能となる。ま
た、その下光透過窓１４ａより下方にある程度残ってい
る状態でも、該下光透過窓１４ａへの検知光Ｌの光透過
が可能となる。これによって、トナー容器１６内にある
程度残っている状態で、ユーザーにトナーＴが無くなる
ことを知らせることが可能となる。
【００６９】また、搬送部材１２が回転することで、平
板状の羽根１２ｆでトナーＴを保持し、該羽根１２ｆが
保持した残トナー量に応じて下光透過窓１４ａを透過す
る検知光Ｌを遮光することができる。そして、その残ト
ナー量に応じたリニアな光透過時間ｔ１＜ｔ２＜ｔ３＜
ｔ４を得ることができる。すなわち、搬送部材１２によ
り保持される残トナーが検知光Ｌを遮光する時間に基づ
いて該残トナーの残量を逐一に検出することが可能とな
る。また、そのリニアな残トナー量に応じた光透過時間
に対応する光透過信号を用いることで、現在の残トナー
量をユーザーに知らせることができる。したがって、ユ
ーザーは現在のトナー容器１６内の残トナー量を知るこ
とができるので、次のプロセスカートリッジの準備をす
ることが可能となる。
【００７０】《第２の実施形態例》本実施形態例では、
搬送部材の形状をくの字形状とした。
【００７１】以下、本実施形態例に係るトナー残量検出
方法、現像装置、及びプロセスカートリッジについて、
図７乃至図９を用いて説明する。図７は現像装置の光透
過式トナー残量検出構成を示す縦断面図、図８は図９に
示すＤ点に対応したトナー量となった現像装置の断面
図、図９はトナー容器内のトナー残量と光透過時間の関
係を示す説明図である。なお、本実施形態例において
は、第１の実施形態例と共通する部材には同一の符号を
付してその説明を省略する。
【００７２】〔光透過式のトナー残量検出構成〕本実施
形態例に係るプロセスカートリッジＢの有する現像装置
４の光透過式トナー残量検出構成について、図７を用い
て詳述する。
【００７３】図７に示すように、搬送部材１２は、略く
の字形状の攪拌羽根１２ｅを有する。この羽根１２ｅ
は、軸１２ｄ付近で約１３０度の角度となるように、一
枚の金属板を折り曲げた第一羽根１２ａと第二羽根１２
ｂとによって、略くの字形状に形成してある。搬送部材
１２の回転方向の下流側に位置する第二羽根１２ｂの先
端にはＰＥＴ等の薄い樹脂板１２ｃが両面テープや接着
剤で固定されている。この樹脂板１２ｃは、下光透過窓
１４ａと上光透過窓１４ｂに接触した際に、これらの光
透過窓１４ａ，１４ｂの内側の面を傷付けることなく該
面に付着しているトナーＴを拭き取るものである。そし
て前記第二羽根１２ｂが軸１２ｄに両面テープ等で固定
されている。
【００７４】〔トナー残量検出方法の説明〕次に光透過
式のトナー残量検出方法について、図７乃至図９を用い
て詳述する。なお、本実施形態例のトナー残量検出方法
において、図９に示す点Ｃ、線分Ｄ’域、Ｄ点でのトナ
ー容器内の残トナー量、及びその残トナー量に対応する
光透過時間は、第１の実施形態例の図６に示す点Ｃ、線
分Ｄ’域、Ｄ点の残トナー量、及びその残トナー量に対
応する光透過時間と同じであるので、その説明を省略す
る。
【００７５】本実施形態例の現像装置４においては、搬
送部材１２が時計回りに回転駆動すると、搬送部材１２
はトナー容器１６内のトナーＴを羽根１２ａと羽根１２
ｂとの間に抱え込んで保持する。そして下光透過窓１４
ａの内側の面を樹脂板１２ｃの先端で拭いた後に、その
トナーＴを供給ローラ１１の領域部に供給する。搬送部
材１２は供給ローラ１１側の不足分を供給した残りトナ
ーＴをそのまま持ち帰る。その際、略くの字形状の第一
羽根１２ａと第二羽根１２ｂとでトナーＴを抱え込んで
回転保持して持ち帰る。そして、図８に示したように、
第一羽根１２ａが下光透過窓１４ａに差し掛かった所で
トナーＴは該第一羽根１２ａ上をすべり落ちて下光透過
窓１４ａ上に排出される。これによって、そのトナーＴ
は下光透過窓１４ａを透過する検知光Ｌを遮光する。
【００７６】前記搬送部材１２は、下光透過窓１４ａの
下方にトナーＴが残っているかぎり回転駆動して供給ロ
ーラ１１側へのトナー供給動作を繰り返す。つまり、ト
ナーＴの量が減ってきても、下光透過窓１４ａの下方に
残っているトナーＴを、第一羽根１２ａと第二羽根１２
ｂとでトナーＴを抱え込んで回転し、そのトナーＴは第
一羽根１２ａ上をすべり落ちて下透過窓１４ａ上に排出
され、下光透過窓１４ａを透過する検知光Ｌを遮光す
る。そのトナーＴが下光透過窓１４ａを透過する検知光
Ｌを遮光する時間は、前述の実施形態例と同様、下光透
過窓１４ａより下に残っているトナー量が多ければ、多
くの時間を遮光し、下光透過窓１４ａより下に残ってい
るトナー量に対応した検知光Ｌの遮光を行う。つまり、
トナー量に応じた光透過時間ｔが得られる。
【００７７】図９に略くの字形状の搬送部材１２の一回
転当たりに検知光Ｌが受光素子１５ｂで受光された光透
過時間ｔと、トナー容器１６内に残っているトナーＴと
の関係を示す。図９に示すように、点Ｃ、線分Ｄ’域、
Ｄ点でのトナー容器内の残トナー量、及びその残トナー
量に対応する光透過時間は、第１の実施形態例の図６に
示す点Ｃ、線分Ｄ’域、Ｄ点の残トナー量、及びその残
トナー量に対応する光透過時間と同じである。また、点
Ｄから点Ｅ間の線分Ｄ’域においては、トナー容器１６
の搬送部材１２の回転領域の中のトナーＴの減少に対し
て、供給ローラ１１側付近の僅かなトナーＴ（図８参
照）以外、該搬送部材１２の回転領域内に残ったほぼす
べての残トナー量に応じたリニアな光透過時間ｔを得る
ことができる。更に詳しく説明する。図９に示す点Ｄか
ら点Ｅ間の線分Ｄ’域において、徐々にトナーＴが減少
していくに連れ、該点Ｄから点Ｅ間の線分Ｄ’域に対応
する光透過時間ｔがｔ１１＜ｔ２１＜ｔ３１＜ｔ４１と
いう具合いにリニアに変化（増加）していく。ここで、
ｔ１１はトナーＴが点Ｄから点Ｄ’１まで消費されると
きの検知光Ｌの光透過時間、ｔ２１はトナーが点Ｄから
点Ｄ’２まで消費されるときの検知光Ｌの光透過時間で
あり、ｔ３１はトナーが点Ｄ１から点Ｄ’３まで消費さ
れるときの検知光Ｌの光透過時間、そしてｔ４１はトナ
ーが点Ｄ１から点Ｅまで消費されるときの検知光Ｌの光
透過時間である。この線分Ｄ’域では、搬送部材１２の
羽根１２ｅを略くの字形状としたことで、第一の実施形
態例で示した搬送部材１２に比べ、該略くの字形状の搬
送部材１２の回転領域内に残ったほぼすべての残トナー
を供給ローラ１１側に供給することが可能となる。この
ことは図３及び図９に示す各点Ｄ’１、Ｄ’２、Ｄ’３
に対応するトナー残量の数値を見れば明らかであろう。
これによって、トナーＴの減少に対して検知光Ｌの光透
過時間を対応させリニアな光透過信号を得ることができ
る。したがって、そのリニアな変化を利用し、ユーザー
対し、各点Ｄ’１（約２０％）、Ｄ’２（約１４％）、
Ｄ’３（約８％）においてリニアなトナー残りを知らせ
ることができる。
【００７８】上述のように搬送部材１２の回転領域のト
ナーＴの減少が進むと、搬送部材１２は下光透過窓１４
ａの内側を樹脂板１２ｃで拭いた後、そのトナーＴを供
給ローラ１１側に供給する。そして、供給ローラ１１側
の不足分を供給した残りトナーを持ち帰って、下光透過
窓１４ａ側にトナーＴを排出する。しかし、そのトナー
Ｔはわずかな量であるため下光透過窓１４ａを遮光する
ことはない。したがって、この時点では、搬送部材１２
の羽根１２ｆでの定期的な検知光Ｌの遮光が行われるだ
けである。このため、検知光Ｌの光透過時間ｔは一定と
なる。この時のトナーＴの残量と検知光Ｌの光透過時間
ｔとの関係は図９の点Ｅである。この時の光透過信号
で、ユーザー対しトナーＴの残りを知らせようとするこ
とができる。この場合、おおよそ、トナー容器１６内の
トナーＴの残り量（搬送部材１２の回転領域及び供給ロ
ーラ１１の領域部に残るトナー量）は２０分の１程度
（約５％）であることを知らせることができる。
【００７９】以上説明したように、本実施形態例におい
ても、第１の実施形態例と同様、トナー容器１６におい
て搬送部材１２の軸１２ａと略水平に下光透過窓１４ａ
を設けている。これにより、トナー容器１６内にトナー
Ｔが十分に残っている状態で、ユーザーにトナー残量を
示すことが可能となる。また、その下光透過窓１４ａよ
り下方にある程度残っている状態でも、該下光透過窓１
４ａへの検知光Ｌの光透過が可能となる。これによっ
て、トナー容器１６内にある程度残っている状態で、ユ
ーザーにトナーＴが無くなることを知らせることが可能
となる。
【００８０】また、搬送部材１２が回転することで、略
くの字形状の羽根１２ｅでトナーＴを抱え込んで保持
し、該羽根１２ｅが保持した残トナー量に応じて下光透
過窓１４ａを透過する検知光Ｌを遮光することができ
る。この場合、部材１２ｅが略くの字形状となっている
ので、トナー容器１６の中のトナーＴの減少に対して、
供給ローラ１１側付近の僅かなトナーＴ以外、トナー容
器１６に残ったほぼすべての残トナー量に応じたリニア
な光透過時間ｔ１１＜ｔ２１＜ｔ３１＜ｔ４１を得るこ
とができる。すなわち、搬送部材１２により保持される
残トナーが検知光Ｌを遮光する時間に基づいて該残トナ
ーの残量を逐一に精度良く検出することが可能となる。
また、そのリニアな残トナー量に応じた光透過時間に対
応する光透過信号を用いることで、現在の残トナー量を
高精度にユーザーに知らせることができる。したがっ
て、ユーザーは現在のトナー容器１６内の残トナー量を
知ることができるので、次のプロセスカートリッジの準
備時期を容易に判断することが可能となる。すなわち、
ユーザーは、そのトナー残量をもとに、自分のプリント
ボリュームに応じて来るべくプロセスカートリッジＢの
寿命に応じ、新たなプロセスカートリッジを準備するこ
とが可能となる。
【００８１】本実施形態例では、搬送部材１２の第一羽
根１２ａと第二羽根１２ｂのなす角度を略１３０度で説
明したが、この角度は該搬送部材１２の回転半径や下光
透過窓１４ａの位置、形状等によって略９０度から略１
７０度の範囲で適宜に選択されるものである。
【００８２】以上の各実施形態例においては、現像剤搬
送部材を複数有する現像装置を説明したが、現像剤搬送
部材１２を一つ有する現像装置であっても同様なトナー
残量検出方法を適用できる。この場合、トナー容器のト
ナー容量が違ってくるが、そのトナー容器の容量に応じ
て残トナー量に対する光透過時間を設定すればよい。こ
のようにすれば、トナー容器のトナー容量の大小に関係
なく、そのトナー容器内の残トナー量をリニアにユーザ
ーに知らせることができる。
【００８３】尚、本発明は、現像剤の残量を満杯（約１
００％）〜約０％まで報知する場合に限定されるもので
はない。例えば、現像剤の残り約５０％〜約０％まで報
知する場合等も含まれる。また、例えば「現像剤の残量
が０％」あるいは、「現像剤の残量が無し」と報知する
場合であっても、現像剤が完全に無くなった場合に限定
されない。例えば、所定の品質の画像を得るのが難しく
なった程度に現像剤の残量が無くなった場合も含まれ
る。
【００８４】《他の実施の形態》前述の実施の形態で
は、現像装置の例として、プロセスカートリッジの有す
る現像手段として現像装置を説明したが、本発明に係る
現像装置は画像形成装置本体に単独に装着される現像装
置にも好適に適用することができる。
【００８５】また、前述した実施の形態で示したプロセ
スカートリッジは単色画像を形成する場合を例示した
が、本発明に係るプロセスカートリッジは現像手段を複
数設け、複数色の画像（例えば２色画像、３色画像ある
いはフルカラー等）を形成するカートリッジにも好適に
適用することができる。
【００８６】また、電子写真感光体としては、前記感光
体ドラムに限定されることなく、例えば次のものが含ま
れる。先ず感光体としては光導電体が用いられ、光導電
体としては例えばアモルファスシリコン、アモルファス
セレン、酸化亜鉛、酸化チタン及び有機光導電体（ＯＰ
Ｃ）等が含まれる。また前記感光体を搭載する形状とし
ては例えばドラム状またはベルト状のものが用いられて
おり、例えばドラムタイプの感光体にあっては、アルミ
合金等のシリンダ上に光導電体を蒸着或いは塗工を行っ
たものである。
【００８７】また現像方法としても、公知の２成分磁気
ブラシ現像法、カスケード現像法、タッチダウン現像
法、クラウド現像法等の種々の現像法を用いることが可
能である。
【００８８】また帯電手段の構成も、前述した実施の形
態では所謂接触帯電方法を用いたが、他の構成として従
来から用いられているタングスワイヤーの三方周囲にア
ルミ等の金属シールドを施し、前記タングスワイヤーに
高電圧を印加することによって生じた正または負のイオ
ンを感光体ドラムの表面に移動させ、該ドラムの表面を
一様に帯電する構成を用いても良いことは当然である。
【００８９】なお、前記帯電手段としては前記ローラ型
以外にも、ブレード（帯電ブレード）、パッド型、ブロ
ック型、ロッド型、ワイヤ型等のものでも良い。
【００９０】また感光体ドラムに残存するトナーのクリ
ーニング方法としても、ブレード、ファーブラシ、磁気
ブラシなど用いてクリーニング手段を構成しても良い。
【００９１】また前述したプロセスカートリッジとは、
例えば電子写真感光体と、プロセス手段を備えたもので
ある。従って、そのプロセスカートリッジの態様として
は、前述した実施形態のもの以外にも、例えば、電子写
真感光体と現像手段と帯電手段とを一体的にカートリッ
ジ化し、装置本体に着脱可能にするもの。電子写真感光
体と現像手段とクリーニング手段とを一体的にカートリ
ッジ化し、装置本体に着脱可能にするもの。更には電子
写真感光体と、前記プロセス手段の２つ以上のものを組
み合わせて一体的にカートリッジ化し、装置本体に着脱
可能にするもの等がある。
【００９２】即ち、前述したプロセスカートリッジと
は、帯電手段又はクリーニング手段と電子写真感光体と
現像手段とを一体的にカートリッジ化し、このカートリ
ッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするもので
ある。及び帯電手段、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現像手段とを一体的にカートリッ
ジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものであ
る。更に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て画像形成装置本体に着脱可能と
するものをいう。そして、このプロセスカートリッジ
は、使用者自身が装置本体に着脱することができる。そ
こで、装置本体のメンテナンスを使用者自身で行うこと
ができる。
【００９３】更に、前述した実施の形態では、電子写真
画像形成装置としてレーザービームプリンタを例示した
が、本発明はこれに限定する必要はなく、例えば、電子
写真複写機、ファクシミリ装置、或いはワードプロセッ
サ等の電子写真画像形成装置に使用することも当然可能
である。
【００９４】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、現
像剤収納部に現像剤が残っている段階から現像剤の残量
を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 電子写真画像形成装置の一形態であるレーザ
ービームプリンタの縦断面図である。
【図２】 第１の実施形態に係るプロセスカートリッジ
の有する現像装置の光透過式トナー残量検出構成を示す
縦断面図である。
【図３】 トナー容器内のトナー残量と光透過時間の関
係を示す説明図である。
【図４】 図３に示すＣ点に対応したトナー量となった
現像装置の断面図である。
【図５】 図３に示すＤ点に対応したトナー量となった
現像装置の断面図である。
【図６】 図３に示すＥ点に対応する現像装置の断面図
である。
【図７】 第２の実施形態例に係るプロセスカートリッ
ジの有する現像装置の光透過式トナー残量検出構成を示
す縦断面図である。
【図８】 図９に示すＤ点に対応したトナー量となった
現像装置の断面図である。
【図９】 トナー容器内のトナー残量と光透過時間の関
係を示す説明図である。
【図１０】 本発明の一実施例を適用したブロック図で
ある。
【図１１】 表示手段の一例を示す図である。
【図１２】 現像剤残量を検出するための電気回路であ
る。
【図１３】 フローチャートである。
【図１４】 従来のプロセスカートリッジの有する現像
装置の縦断面図である。
【符号の説明】
Ａ…電子写真画像形成装置 Ａ１…電子写真画像形成装置本体 １…電子写真感光体 ２…帯電装置 ４…現像装置 ９…クリーニング容器 １２…搬送部材 １２ｅ，１２ｆ…羽根 １４ａ…下光透過窓 １４ｂ…上光透過窓 １５ａ…発光素子 １５ｂ…受光素子 １６…現像剤容器
フロントページの続き (72)発明者 宮本 順 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） 2H077 AB03 AB06 AB14 AB18 AC03 AC04 AD06 AD14 DA15 DA42 DA64

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電子写真感光体に形成された静電潜像を
    現像するために用いられる現像剤の残量を逐次に検出す
    るための現像剤残量検出方法において、 前記現像剤を収納するための現像剤収納部の有する第一
    の光透過開口から前記現像剤収納部の内部へ透過した光
    を、前記現像剤収納部の有する第二の光透過開口から外
    部へ透過させる際に、現像剤搬送部材によって前記第一
    の光透過開口から前記現像剤収納部へ侵入した光を遮る
    位置へ前記現像剤を搬送して、前記現像剤搬送部材によ
    って搬送される現像剤が前記光を遮る時間に基づいて、
    前記現像剤の残量を逐次に検出することを特徴とする現
    像剤残量検出方法。
  2. 【請求項２】 前記現像剤搬送部材は平板状の搬送羽根
    を有し、前記搬送羽根により前記現像剤を保持して前記
    第一の光透過開口から前記現像剤収納部へ侵入した光を
    遮る位置へ搬送することを特徴とする請求項１に記載の
    現像剤残量検出方法。
  3. 【請求項３】 前記現像剤搬送部材は略くの字形状の搬
    送羽根を有し、前記搬送羽根により前記現像剤を保持し
    て前記第一の光透過開口から前記現像剤収納部へ侵入し
    た光を遮る位置へ搬送することを特徴とする請求項１に
    記載の現像剤残量検出方法。
  4. 【請求項４】 前記搬送羽根は略９０度から略１７０度
    の角度範囲で略くの字形状となっていることを特徴とす
    る請求項３に記載の現像剤残量検出方法。
  5. 【請求項５】 前記第一の光透過開口の位置は、前記現
    像剤収納部が電子写真画像形成装置本体に装着された際
    に、前記現像剤搬送部材の回転中心を通過する水平面よ
    りも下方であって、前記現像剤搬送部材による現像剤搬
    送方向において、前記回転中心を通過する鉛直面よりも
    上流側に位置するように配置されている、及び、前記第
    二の光透過開口は、前記現像剤収納部の上面に位置する
    ように配置されていることを特徴とする請求項１、又
    は、請求項２、又は、請求項３、又は、請求項４に記載
    の現像剤残量検出方法。
  6. 【請求項６】 更に、前記現像剤収納部内には、前記現
    像剤搬送部材による現像剤搬送方向の上流側に第二の現
    像剤搬送部材を有する、そして、前記現像剤収納部の内
    面は、前記現像剤搬送部材の回転に沿った第一の凹部と
    前記第二の現像剤搬送部材の回転に沿った第二の凹部と
    を有する、そして、前記第一の光透過開口の位置は、前
    記現像剤収納部が電子写真画像形成装置本体に装着され
    た際に、前記第一の凹部の最下点と第二の凹部の最下点
    との間に位置するように配置されている請求項１、又
    は、請求項２、又は、請求項３、又は、請求項４、又
    は、請求項５に記載の現像剤残量検出方法。
  7. 【請求項７】 電子写真感光体に形成された静電潜像を
    現像するための現像装置において、 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
    めの現像部材と、 前記現像部材によって前記静電潜像の現像に用いられる
    現像剤を収納するための現像剤収納部と、 前記現像剤収納部に設けられた第一の光透過開口であっ
    て、前記現像剤収納部の外部から前記現像剤収納部の内
    部へ光を透過させるための第一の光透過開口と、 前記現像剤収納部に設けられた第二の光透過開口であっ
    て、前記第一の光透過開口から前記現像剤収納部の内部
    へ透過した光を前記現像剤収納部の外部へ透過させるた
    めの第二の光透過開口と、 前記第一の光透過開口から前記現像剤収納部へ透過した
    光を遮る位置へ現像剤を搬送する現像剤搬送部材と、 を有し、 前記現像剤搬送部材によって搬送される現像剤が前記光
    を遮る時間に基づいて、前記現像剤の残量を逐次に検出
    することを特徴とする現像装置。
  8. 【請求項８】 前記現像剤搬送部材は、前記現像剤を保
    持して搬送するための平板状の搬送羽根を有することを
    特徴とする請求項７に記載の現像装置。
  9. 【請求項９】 前記現像剤搬送部材は、前記現像剤を保
    持して搬送するためのくの字形状の搬送羽根を有するこ
    とを特徴とする請求項７に記載の現像装置。
  10. 【請求項１０】 前記搬送羽根は略９０度から略１７０
    度の角度範囲で略くの字形状となっていることを特徴と
    する請求項９に記載の現像装置。
  11. 【請求項１１】 前記第一の光透過開口の位置は、前記
    現像装置が電子写真画像形成装置本体に装着された際
    に、前記現像剤搬送部材の回転中心を通過する水平面よ
    りも下方であって、前記現像剤搬送部材による現像剤搬
    送方向において、前記回転中心を通過する鉛直面よりも
    上流側に位置するように配置されている、及び、前記第
    二の光透過開口は、前記現像剤収納部の上面に位置する
    ように配置されていることを特徴とする請求項７、又
    は、請求項８、又は、請求項９、又は、請求項１０に記
    載の現像装置。
  12. 【請求項１２】 更に、前記現像剤収納部内には、前記
    現像剤搬送部材による現像剤搬送方向の上流側に第二の
    現像剤搬送部材を有する、そして、前記現像剤収納部の
    内面は、前記現像剤搬送部材の回転に沿った第一の凹部
    と前記第二の現像剤搬送部材の回転に沿った第二の凹部
    とを有する、そして、前記第一の光透過開口の位置は、
    前記現像装置が電子写真画像形成装置本体に装着された
    際に、前記第一の凹部の最下点と第二の凹部の最下点と
    の間に位置するように配置されている請求項７、又は、
    請求項８、又は、請求項９、又は、請求項１０、又は、
    請求項１１に記載の現像装置。
  13. 【請求項１３】 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
    するための現像手段であって、 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
    めの現像部材と、 前記現像部材によって前記静電潜像の現像に用いられる
    現像剤を収納するための現像剤収納部と、 前記現像剤収納部に設けられた第一の光透過開口であっ
    て、前記現像剤収納部の外部から前記現像剤収納部の内
    部へ光を透過させるための第一の光透過開口と、 前記現像剤収納部に設けられた第二の光透過開口であっ
    て、前記第一の光透過開口から前記現像剤収納部の内部
    へ透過した光を前記現像剤収納部の外部へ透過させるた
    めの第二の光透過開口と、 前記第一の光透過開口から前記現像剤収納部へ透過した
    光を遮る位置へ現像剤を搬送する現像剤搬送部材と、 を有する現像手段と、 を有し、 前記現像剤搬送部材によって搬送される現像剤が前記光
    を遮る時間に基づいて、前記現像剤の残量を逐次に検出
    することを特徴とするプロセスカートリッジ。
  14. 【請求項１４】 前記プロセスカートリッジが電子写真
    画像形成装置本体に装着された状態で、前記現像剤搬送
    部材の回転中心に対して、前記第一の光透過開口は上方
    に位置する、また、前記第二の光透過開口は略水平方向
    に位置することを特徴とする請求項１３に記載のプロセ
    スカートリッジ。
  15. 【請求項１５】 前記現像手段の有する前記現像剤搬送
    部材は、前記現像剤を保持して搬送するための平板状の
    搬送羽根を一つ有することを特徴とする請求項１３又は
    １４に記載のプロセスカートリッジ。
  16. 【請求項１６】 前記現像手段の有する前記現像剤搬送
    部材は、前記現像剤を保持して搬送するためのくの字形
    状の搬送羽根を有することを特徴とする請求項１３又は
    １４に記載のプロセスカートリッジ。
  17. 【請求項１７】 前記搬送羽根は略９０度から略１７０
    度の角度範囲で略くの字形状となっていることを特徴と
    する請求項１６に記載のプロセスカートリッジ。
  18. 【請求項１８】 前記第一の光透過開口の位置は、前記
    プロセスカートリッジが前記電子写真画像形成装置本体
    に装着された際に、前記現像剤搬送部材の回転中心を通
    過する水平面よりも下方であって、前記現像剤搬送部材
    による現像剤搬送方向において、前記回転中心を通過す
    る鉛直面よりも上流側に位置するように配置されてい
    る、及び、前記第二の光透過開口は、前記現像剤収納部
    の上面に位置するように配置されていることを特徴とす
    る請求項１３、又は、請求項１４、又は、請求項１５、
    又は、請求項１６、又は、請求項１７に記載のプロセス
    カートリッジ。
  19. 【請求項１９】 更に、前記現像剤収納部内には、前記
    現像剤搬送部材による現像剤搬送方向の上流側に第二の
    現像剤搬送部材を有する、そして、前記現像剤収納部の
    内面は、前記現像剤搬送部材の回転に沿った第一の凹部
    と前記第二の現像剤搬送部材の回転に沿った第二の凹部
    とを有する、そして、前記第一の光透過開口の位置は、
    前記プロセスカートリッジが前記電子写真画像形成装置
    本体に装着された際に、前記第一の凹部の最下点と第二
    の凹部の最下点との間に位置するように配置されている
    請求項１３、又は、請求項１４、又は、請求項１５、又
    は、請求項１６、又は、請求項１７、又は、請求項１８
    に記載のプロセスカートリッジ。
  20. 【請求項２０】 前記プロセスカートリッジとは、前記
    電子写真感光体を帯電させるための帯電手段、前記電子
    写真感光体に残留する現像剤を除去するためのクリーニ
    ング手段の少なくとも一つと前記現像手段と前記電子写
    真感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリ
    ッジを前記電子写真画像形成装置本体に着脱可能とする
    ことを特徴とする請求項１３乃至１９の何れか一項に記
    載のプロセスカートリッジ。
  21. 【請求項２１】 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形成された静電潜像を現像
    するための現像部材と、 前記現像部材によって前記静電潜像の現像に用いられる
    現像剤を収納するための現像剤収納部と、 前記現像剤収納部に設けられた第一の光透過開口であっ
    て、前記現像剤収納部の外部から前記現像剤収納部の内
    部へ光を透過させるための第一の光透過開口と、 前記現像剤収納部に設けられた第二の光透過開口であっ
    て、前記第一の光透過開口から前記現像剤収納部の内部
    へ透過した光を前記現像剤収納部の外部へ透過させるた
    めの第二の光透過開口と、 前記第一の光透過開口から前記現像剤収納部へ透過した
    光を遮る位置へ現像剤を搬送する現像剤搬送部材と、 を有する現像装置と、 （ｃ）前記現像剤搬送部材によって搬送される現像剤が
    前記光を遮る時間に基づいて、前記現像剤の残量を逐次
    に検出する検出手段と、 を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
  22. 【請求項２２】 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、 （ｂ）前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像
    するための現像手段であって、 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
    めの現像部材と、 前記現像部材によって前記静電潜像の現像に用いられる
    現像剤を収納するための現像剤収納部と、 前記現像剤収納部に設けられた第一の光透過開口であっ
    て、前記現像剤収納部の外部から前記現像剤収納部の内
    部へ光を透過させるための第一の光透過開口と、 前記現像剤収納部に設けられた第二の光透過開口であっ
    て、前記第一の光透過開口から前記現像剤収納部の内部
    へ透過した光を前記現像剤収納部の外部へ透過させるた
    めの第二の光透過開口と、 前記第一の光透過開口から前記現像剤収納部へ透過した
    光を遮る位置へ現像剤を搬送する現像剤搬送部材と、 を有する現像手段と、 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
    る装着部と、 （ｃ）前記現像剤搬送部材によって搬送される現像剤が
    前記光を遮る時間に基づいて、前記現像剤の残量を逐次
    に検出する検出手段と、 を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
  23. 【請求項２３】 請求項２１、又は、請求項２２におい
    て、前記検出手段によって検出された現像剤量を表示す
    る表示部を有することを特徴とする電子写真画像形成装
    置。
  24. 【請求項２４】 請求項２１、又は、請求項２２におい
    て、前記検出手段によって検出された現像剤量をコンピ
    ュータに接続されているディスプレイ画面に表示するこ
    とを特徴とする電子写真画像形成装置。
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