JP2002040906A - プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成システム - Google Patents

プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成システム

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極棒検出型用の画像形成装置に対しても、
電極板検出型用の画像形成装置に対しても着脱可能なプ
ロセスカートリッジ、及び、そのプロセスカートリッジ
を用いた電子写真画像形成システムを提供する。 【解決手段】 プロセスカートリッジＢは、感光体ドラ
ム７と、感光体ドラム７に形成された静電潜像を現像す
るための現像ローラ１２と、現像ローラ１２によって静
電潜像を現像するために用いられるトナーを収納するト
ナー収納部１４とを有する。更に、一端がカートリッジ
フレームから露出しているアンテナ棒８９と、電極板よ
りなる第一乃至第三の電極８１，８２，８３を有する。
これにより、電極棒検出型用の画像形成装置Ａ本体と、
電極板検出型用の画像形成装置Ａ′本体の双方に着脱可
能な互換性を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電子写真画像形成装
置に着脱可能なプロセスカートリッジ及び電子写真画像
形成システムに関し、特に、機能が異なる少なくとも２
種類の電子写真画像形成装置に着脱可能なプロセスカー
トリッジ、及び、そのプロセスカートリッジを用いた電
子写真画像形成システムに関する。
【０００２】ここで、電子写真画像形成装置とは、電子
写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するも
のである。そして、電子写真画像形成装置の例として
は、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例え
ば、レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、フ
ァクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。
【０００３】また、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
ドラム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。および、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ドラムとを一
体的にカートリッジ化して電子写真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
と電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化し
て電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものをい
う。
【０００４】
【従来の技術】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、電子写真感光体および電
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。そのため、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】また、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、上述のようにユーザー自身がプロ
セスカートリッジを交換するため、現像剤（例えば、ト
ナー）が消費された場合にユーザーに報知するための現
像剤量検出手段が設けられているものが多い。この現像
剤量検出手段としては、プロセスカートリッジ内に配置
した複数の電極間の静電容量の変化を検出して、現像剤
量を検出する方式がある。
【０００６】これらの電極の構成としては、現像剤担持
体と所定の間隔をおいて電極棒を配置し、現像剤担持体
との間の静電容量を検出する電極棒検出型や、現像剤が
進入可能な位置に複数の対向する電極板を配置して、電
極板間の静電容量を検出する電極板検出型がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述した電極棒検出型
や電極板検出型の現像剤量検出手段は、一般的に、画像
形成装置本体の形態に合わせてプロセスカートリッジが
二者択一的に備えるものである。そのため、電極棒検出
型の現像剤量検出手段を備えたプロセスカートリッジ
は、電極棒検出型用の画像形成装置にしか装着すること
ができず、また、電極板検出型の現像剤量検出手段を備
えたプロセスカートリッジは、電極板検出型用の画像形
成装置にしか装着することができなかった。
【０００８】本出願に係る発明は、上記のような課題を
解決するためになされたものであり、その目的とすると
ころは、電極棒検出型用の画像形成装置に対しても、電
極板検出型用の画像形成装置に対しても着脱可能なプロ
セスカートリッジ、及び、そのプロセスカートリッジを
用いた電子写真画像形成システムを提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】主要な本発明を請求項の
番号に対応する番号を付して示せば以下の通りである。
【００１０】本出願に係る第１の発明は、第一の電子写
真画像形成装置本体と、前記第一の電子写真画像形成装
置本体とは機能が異なる第二の電子写真画像形成装置本
体とに着脱可能なプロセスカートリッジであって、
（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ローラと、
（ｃ）前記現像ローラによって、前記静電潜像を現像す
るために用いられる現像剤を収納する現像剤収納部と、
（ｄ）前記現像ローラの長手方向に沿って配置されてお
り、一端がカートリッジフレームから露出している第一
の導電性部材と、ここで、前記プロセスカートリッジが
前記第一の電子写真画像形成装置本体に装着された際
に、前記一端は前記第一の電子写真画像形成装置本体に
設けられた第一本体接点と電気的に接続する、そして、
前記プロセスカートリッジが前記第一の電子写真画像形
成装置本体に装着されたことを報知するための電気信号
を発生する、また、前記プロセスカートリッジが前記第
二の電子写真画像形成装置本体に装着された際に、前記
一端は前記第二の電子写真画像形成装置本体の内部とは
電気的に接続しない、（ｅ）前記現像ローラの長手方向
に沿って配置されており、前記カートリッジフレームか
ら露出しているカートリッジ電気接点と電気的に接続し
ている第二の導電性部材と、ここで、前記プロセスカー
トリッジが前記第二の電子写真画像形成装置本体に装着
された際に、前記カートリッジ電気接点は前記第二の電
子写真画像形成装置本体に設けられた第二本体接点と電
気的に接続する、そして、前記現像剤の残量を前記第二
の電子写真画像形成装置本体が逐次に検出するための電
気信号を発生する、また、前記プロセスカートリッジが
前記第一の電子写真画像形成装置本体に装着された際
に、前記カートリッジ電気接点は前記第一の電子写真画
像形成装置本体の内部とは電気的に接続しない、を有す
ることを特徴とするプロセスカートリッジである。
【００１１】また、本出願に係る第９の発明は、プロセ
スカートリッジを用いて、記録媒体に画像を形成するた
めの電子写真画像形成システムにおいて、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
するための現像ローラと、前記現像ローラによって、前
記静電潜像を現像するために用いられる現像剤を収納す
る現像剤収納部と、前記現像ローラの長手方向に沿って
配置されており、一端がカートリッジフレームから露出
している第一の導電性部材と、ここで、前記プロセスカ
ートリッジが前記第一の電子写真画像形成装置本体に装
着された際に、前記一端は前記第一の電子写真画像形成
装置本体に設けられた第一本体接点と電気的に接続す
る、そして、前記プロセスカートリッジが前記第一の電
子写真画像形成装置本体に装着されたことを報知するた
めの電気信号を発生する、また、前記プロセスカートリ
ッジが前記第二の電子写真画像形成装置本体に装着され
た際に、前記一端は前記第二の電子写真画像形成装置本
体の内部とは電気的に接続しない、前記現像ローラの長
手方向に沿って配置されており、前記カートリッジフレ
ームから露出しているカートリッジ電気接点と電気的に
接続している第二の導電性部材と、ここで、前記プロセ
スカートリッジが前記第二の電子写真画像形成装置本体
に装着された際に、前記カートリッジ電気接点は前記第
二の電子写真画像形成装置本体に設けられた第二本体接
点と電気的に接続する、そして、前記現像剤の残量を前
記第二の電子写真画像形成装置本体が逐次に検出するた
めの電気信号を発生する、また、前記プロセスカートリ
ッジが前記第一の電子写真画像形成装置本体に装着され
た際に、前記カートリッジ電気接点は前記第一の電子写
真画像形成装置本体の内部とは電気的に接続しない、を
有するプロセスカートリッジを前記第一の電子写真画像
形成装置と、前記第二の電子写真画像形成装置とに選択
的に装着して、前記記録媒体に画像を形成することを特
徴とする電子写真画像形成システムである。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態に係るプロ
セスカートリッジおよびこれを用いる電子写真画像形成
装置について説明する。なお、以下本願において、画像
形成装置Ａとは電極棒検出型用の電子写真画像形成装置
をいい、画像形成装置Ａ′とは電極板検出型用の電子写
真画像形成装置をいう。
【００１３】〔画像形成装置及びプロセスカートリッジ
の説明〕まず、電子写真画像形成装置（以下、画像形成
装置と称す）の全体構成の一例について、図１を参照し
て説明する。図１は、本発明のプロセスカートリッジＢ
が装着されている状態の画像形成装置Ａ′の縦断面を示
す概略図である。
【００１４】像担持体の一形態であるドラム形状の電子
写真感光体（以下、感光体ドラム７と称す）は、画像形
成装置Ａ′内のプロセスカートリッジＢに装設されてい
る。この感光体ドラム７は図示矢印方向に回転し、帯電
手段である帯電ローラ８によって帯電される。ついで、
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ー
光を感光体ドラム７に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１０によって現像され、可視像であるトナ
ー像とされる。
【００１５】現像手段１０は、感光体ドラム７に現像剤
（トナー）を送り出す現像剤担持体である現像ローラ１
２と、現像ローラ１２の表面に付着する現像剤の量を規
制するための規制部材である現像ブレード１８とからな
る。また、現像ローラ１２及び現像ブレード１８と、そ
れらを保持する現像枠体１３と、現像剤を収納したトナ
ー容器１１（現像剤枠体ともいう）を結合して、現像装
置である現像ユニット２０を構成している。
【００１６】現像ローラ１２は、その外表面が略円筒状
をなし現像枠体１３に回転可能に支持され、内部には固
定磁石１７を内蔵している。また、現像ブレード１８
は、現像ローラ１２と適当な間隔をとって、現像ローラ
１２とほぼ平行に配設されている。そして、トナー容器
１１は、現像剤であるトナーを収納するトナー収納部１
４を形成し、トナー収納部１４内のトナーを送り出すト
ナー送り部材１５を備えている。トナー送り部材１５
は、柔軟性と弾性とを備えたプラスチックシートを有す
る。トナー容器１１は、トナー収納部１４を構成し、現
像枠体１３に固着され、トナー収納部１４内のトナーを
現像枠体１３に供給している。
【００１７】現像枠体１３は現像室１３ａを有してお
り、現像室１３ａに隣接するトナー収納部１４内のトナ
ーは、トナー送り部材１５の回転によって現像室１３ａ
へと送り出される。現像枠体１３は、現像ローラ１２の
近傍に回動自在なトナー攪拌部材１６を備えており、ト
ナー収納部１４から送り出された現像室１３ａ内のトナ
ーを、トナー攪拌部材１６の回動によって循環させる。
また、トナーは磁性を有しており、現像ローラ１２は固
定磁石１７を内蔵しているため、現像ローラ１２上には
トナーが付着する。
【００１８】そして、現像ローラ１２を回転することに
よってトナーは搬送され、現像ブレード１８によって摩
擦帯電電荷が付与されるとともに所定厚のトナー層が現
像ローラ１２上に形成され、このトナーが感光体ドラム
７の現像領域へと搬送される。この現像領域へと供給さ
れたトナーは、感光体ドラム７上の前記潜像へと転移さ
れ、感光体ドラム７上にトナー像を形成する。なお、現
像ローラ１２は、画像形成装置本体に設けられている現
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。
【００１９】一方、上記トナー像の形成と同期して、給
紙カセット３ａにセットした例えば紙等の記録媒体２
を、ピックアップローラ３ｂ、搬送ローラ対３ｃ，３ｄ
およびレジストローラ対３ｅ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、転写ローラ４に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。
【００２０】トナー像の転写を受けた記録媒体２は、搬
送ガイド３ｆにより定着手段５へと搬送される。定着手
段５は、駆動ローラ５ｃと、ヒータ５ａを内蔵し支持部
材５ｄに支転され筒状シートの定着回転体５ｂを備え、
通過する記録媒体２に熱および圧力を印加して、転写さ
れたトナー像を記録媒体２上に定着させる。
【００２１】トナー像が定着した記録媒体２は、排出ロ
ーラ対３ｇによって搬送され、反転経路３ｊを経由して
排出ローラ対３ｈにより排出トレイ６へと排出される。
この排出トレイ６は、画像形成装置Ａ′の上面に設けら
れている。なお、揺動可能なフラッパ３ｋを動作させる
ことにより、反転経路３ｊを介することなく記録媒体２
を排出することも可能である。本実施の形態では、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３
ｇ，３ｈによって、搬送手段を構成している。
【００２２】また、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９によって感光体ドラム７上に残留したトナーが
除去された後、次の画像形成プロセスに供される。クリ
ーニング手段９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９ａと残留トナーを収容す
る除去トナー溜め９ｂより成る。除去トナー溜め９ｂは
クリーニング枠体９ｃによって形成されており、更にク
リーニング枠体９ｃはクリーニングブレード９ａを支持
している。クリーニング手段９は、クリーニングブレー
ド９ａによって感光体ドラム７上の残留トナーを掻き落
として、除去トナー溜め９ｂへと集める。
【００２３】一方、図２に示すように本実施の形態では
プロセスカートリッジＢは、現像手段１０を備えた現像
枠体１３にトナー容器１１を溶着して、一体として現像
ユニット２０（現像装置）を形成している。トナー容器
１１は、トナーを収納するトナー収納部１４を形成し、
そのトナー収納部１４内にトナー送り部材１５を回動可
能に支持している。現像枠体１３は、現像手段１０であ
る現像ローラ１２および現像ブレード１８を保持してい
る。
【００２４】また、クリーニングブレード９ａ等のクリ
ーニング手段９、感光体ドラム７および帯電ローラ８を
クリーニング枠体９ｃで支持して、クリーニングユニッ
ト１９を形成している。
【００２５】そして、プロセスカートリッジＢは、前記
現像ユニット２０及びクリーニングユニット１９を回転
可能に結合して、一体化することによってカートリッジ
化されている。
【００２６】本実施の形態においては、プロセスカート
リッジＢは、現像室１３ａ内のトナーなし状態を検出す
るための第一の現像剤量検出手段（以下、第一の検出手
段と称す）と、現像室１３ａ内のトナーの消費に従って
その残量を逐次検出するための第二の現像剤量検出手段
（以下、第二の検出手段と称す）を備えている。
【００２７】〔第一の検出手段の説明〕ここで、第一の
検出手段について説明する。第一の検出手段は電極棒検
出型の検出手段であり、図２に示すように現像ローラ１
２の長手方向に沿って現像ローラ１２とほぼ平行に設け
られた導電性材料、例えば非磁性のステンレススティー
ル材又はアルミニウム材等の材質よりなる金属線のアン
テナ棒８９の一部より構成される。アンテナ棒８９は、
導電性材料であればいずれも同等の作用をするが、本実
施の形態では磁性トナーの循環に影響を及ぼさないよう
に、非磁性のステンレススティール材（ＳＵＳ材）を使
用している。
【００２８】アンテナ棒８９は現像枠体１３に備えら
れ、現像ローラ１２の長手方向全長に亘って、現像ロー
ラ１２と一定距離を保った位置に設けられている。この
アンテナ棒８９と現像ローラ１２との間の静電容量が、
両者間に存在するトナー量によって変化する。そこで、
この静電容量の変化を電位差変化として、電極棒検出型
用の画像形成装置Ａ本体のトナー量検知接点で検知する
ことによりトナー量を検知する。
【００２９】また、アンテナ棒８９と現像ローラ１２と
の間の静電容量を検知することにより、プロセスカート
リッジＢが画像形成装置Ａ本体に装着されたか否かを判
断する。すなわち、プロセスカートリッジＢを画像形成
装置Ａ本体に装着したときには、アンテナ棒８９と現像
ローラ１２との間の静電容量を電気信号として画像形成
装置Ａ本体が受け取り、プロセスカートリッジＢが装着
されたことを検出する。
【００３０】第一の検出手段をなすアンテナ棒８９は、
トナーの量を逐次検出するものではなく、現像ローラ１
２付近のトナーなしの検知を行うものである。
【００３１】〔第二の検出手段の説明〕次に、第二の検
出手段について説明する。第二の検出手段は電極板検出
型の検出手段であり、本実施の形態では図２に示すよう
に第二の検出手段を構成する測定電極部材として、第一
の電極８１、第二の電極８２、第三の電極８３を現像枠
体１３に設け、現像ローラ１２に沿って平行に配置して
いる。第一から第三の各電極８１，８２，８３は、非磁
性のステンレススティール材又はアルミニウム材或いは
導電性樹脂等よりなる。なお、本実施の形態においては
第二の検出手段を構成する測定電極部材として、３枚の
電極板よりなる第一から第三の電極８１，８２，８３を
設けているが、これらに限定されるものではなく１枚若
しくは２枚や４枚以上であっても良い。
【００３２】第一の電極８１は現像ローラ１２の近傍に
現像ローラ１２に沿って設けられ、第三の電極８３は現
像枠体１３の底部に設けられており、第一の電極８１と
第三の電極８３は現像枠体１３内で電気的に接続され同
電位になっている。
【００３３】また、第二の電極８２は、第一の電極８１
よりもトナー容器１１方向寄りに設けられており、第一
の電極８１及び第三の電極８３と対向するように、現像
枠体１３の上部に配置されている。第二の検出手段は、
第一の電極８１または第二の電極８２のどちらかに電圧
を印加することで電極間に静電容量を誘起させるもので
あり、この静電容量を画像形成装置Ａ′（後述）に設け
られた検出回路で測定することによってトナー量を検出
する構成とされる。
【００３４】すなわち、電極間にトナーが進入すること
によって、電極間の静電容量が変化するため、この変化
を検出することにより、トナー量を検出することができ
る。本実施の形態では、第二の電極８２に電圧を印加し
て入力側とし、第一の電極８１と第三の電極８３を出力
側としている。
【００３５】前記第一，第二，第三の電極８１，８２，
８３は、トナー送り部材１５によってトナー容器１１か
ら搬送されたトナーが進入できる位置に配置されてお
り、プロセスカートリッジＢ内のトナー量が多いとき
は、各電極で囲まれた空間にはトナー送り部材１５によ
ってトナーが押し込まれるため、電極間の静電容量は高
い値を示し続ける。しかし、プロセスカートリッジを使
用していくとトナーが消費され、第二電極８２と第一，
第三の電極８１，８３間のトナーの高さが減少してい
き、電極間の静電容量も減少していく。そして、この静
電容量の減少から、トナー量を逐次検出する。
【００３６】最終的には、現像ローラ１２の表面のトナ
ーを掻き取る現像ブレード１８の先端近傍のトナーが消
費されることで画像上白抜けが発生し、トナー無し状態
となる。本実施の形態では、現像ローラ１２に印加され
る現像バイアス電圧を入力電圧とし、現像ローラ１２と
第一電極８１（及び第三電極８３）の間の静電容量をも
検出することによって、トナー無し状態を検知してい
る。すなわち、第二の検出手段は、複数の電極間の静電
容量の変化を検出することで、トナー量を逐次に検出す
ることができる。
【００３７】本実施の形態のプロセスカートリッジは、
このように二つの現像剤量検出手段を備えることによ
り、トナー量を逐次検出する機構を有するタイプの画像
形成装置本体と、逐次検出機構を持たずトナーなしの検
知のみを行うタイプの画像形成装置本体の、いずれにも
対応することができるようにしたものである。
【００３８】〔検出回路の説明〕図３は、画像形成装置
Ａ′及びプロセスカートリッジＢにおける現像剤量を検
出する現像剤量検出回路の一例を示す回路図である。
【００３９】現像剤量検出回路２００は、検出部８０、
現像バイアス回路２０１、制御回路２０２、増幅回路２
０４から成る。検出部８０は、第一の検出手段である前
記第一，第二，第三の電極８１，８２，８３と、現像ロ
ーラ１２からなり、トナー量を検出するために静電容量
を誘起する。この検出部８０はプロセスカートリッジＢ
に設けられている。
【００４０】一方、現像バイアス回路２０１、制御回路
２０２、増幅回路２０４は画像形成装置Ａ′本体に設け
られている。
【００４１】プロセスカートリッジＢの枠体側面には、
画像形成装置Ａ′との電気的な接点となる外部接点２２
ａ，２３ａが設けられており、プロセスカートリッジＢ
を画像形成装置Ａ′本体に装着したときには、外部接点
２２ａ，２３ａは画像形成装置Ａ′側に設けられた電気
接点３０，３１と接触する。
【００４２】検出部８０の静電容量Ｃａは、第二の電極
８２と第一の電極８１及び第三の電極８３間の静電容量
であり、その容量の大きさはトナー量に応じて変動す
る。
【００４３】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が、現像バイアス印加手段である
現像バイアス回路２０１および制御回路２０２に接続さ
れている。本実施の形態においては、第二の電極８２が
入力側電極であり、第二の電極８２は外部接点２２ａと
画像形成装置Ａ′本体の電気接点３０を介して現像バイ
アス回路２０１に接続され、また、画像形成装置Ａ′本
体内の電線の配回し部３６を経て制御回路２０２に接続
されている。
【００４４】検出部８０はその他方の出力側電極が、制
御回路２０２に接続されている。本実施の形態において
は、第一および第三の電極８１，８３が外部接点２３ａ
と装置本体の電気接点３１を介して、画像形成装置Ａ′
本体内の電線の配回し部３７を経て制御回路２０２に接
続されている。
【００４５】なお、プロセスカートリッジＢは現像ロー
ラ１２と導通している現像バイアス接点１２ａを備えて
おり、画像形成装置Ａ′は現像バイアス回路２０１と導
通している現像接点部材１０３を備えている。そして、
プロセスカートリッジＢが画像形成装置Ａ′に装着され
た際には、現像バイアス接点１２ａと画像形成装置Ａ′
に設けられた現像接点部材１０３が電気的に接続され、
現像ローラ１２には画像形成装置Ａ′の現像バイアス回
路２０１から現像接点部材１０３，現像バイアス接点１
２ａを経て現像バイアス電圧が印加される。
【００４６】制御回路２０２には、基準容量素子Ｃｂが
設けられており、基準容量素子Ｃｂは画像形成装置Ａ′
内において現像バイアス回路２０１に接続されている。
基準容量素子Ｃｂは、現像バイアス回路２０１から印加
されるＡＣ（交流）電流Ｉ1を用いて、トナー量を検出
する上での基準となる基準電圧Ｖ1を設定する。制御回
路２０２は、基準容量素子Ｃｂに印加されるＡＣ電流Ｉ
1をボリュームＶＲ1で分流し、分流されたＡＣ電流
Ｉ1′により抵抗Ｒ2で生じる電圧降下Ｖ2を、抵抗Ｒ3と
抵抗Ｒ4によって設定された設定電圧Ｖ3に加算して、基
準電圧Ｖ1を決めている。
【００４７】増幅回路２０４は、電圧の差分を算出する
コンパレータを備え、検出部８０に印加されたＡＣ電流
Ｉ2は増幅回路２０４に入力されて、トナー量の検出値
Ｖ4（＝Ｖ1−Ｉ2×Ｒ5）として出力される。そして、こ
の基準電圧Ｖ1との差分である検出値Ｖ4に基づいてトナ
ーの残量を検出する。このように検出されたトナーの残
量の情報は、画像形成装置Ａ′本体に設けられた表示部
（不図示）等により、操作者（ユーザー）に報知され
る。
【００４８】本発明の画像形成装置Ａ′によれば、プロ
セスカートリッジＢ内のトナー残量を第二の検出手段に
より逐次に検出して、その情報を元にしてトナーの消費
量を表示することにより、ユーザーに新しいプロセスカ
ートリッジ或いは補給カートリッジの準備を促すことが
できる。更に、トナー無しの検知情報により、プロセス
カートリッジの交換あるいはトナーの補給を促すことが
できる。
【００４９】〔電極及びアンテナ棒の取り付けの説明〕
次に、第一の検出手段であるアンテナ棒８９、および、
第二の検出手段である第一の電極８１、第二の電極８
２、第三の電極８３の現像装置構成部への取り付け構造
を説明する。
【００５０】第一の電極８１、第二の電極８２、第三の
電極８３による第二の検出手段は、第二の電極８２と第
一，第三の電極８１，８３で囲まれる空間の静電容量を
検出することによって成り立っているため、各電極の位
置精度は極めて重要である。また、第一の検出手段は、
アンテナ棒８９と現像ローラ１２間の静電容量を検知す
ることによって成り立っているため、アンテナ棒８９の
位置精度も極めて重要である。特に各電極８１，８２，
８３同士の間隔や、現像ローラ１２と現像ブレード１８
に対する各電極の位置は、正確にトナー量を検出するた
めに精度良く取り付ける必要がある。また、本発明で
は、トナーがなくなって画像白抜けが発生する時期を正
確に検知するために、各電極をよりトナーが最後まで残
る現像ローラ１２近傍に配置する必要がある。
【００５１】そこで、本実施の形態では、図４及び図５
に示すように、各電極８１，８２，８３およびアンテナ
棒８９を現像フレームすなわち現像枠体１３に取り付け
ている。
【００５２】図４は、第一の電極８１と第三の電極８３
を現像枠体１３に取り付ける様子を示す分解斜視図であ
る。図４に示すように第一の電極８１は薄い板状をな
し、その一辺（下側の辺）が若干の幅を持たせて略直角
に折れ曲がった形状をしている。第一の電極８１の両端
には、位置決めボス１３ｃが嵌合するための位置決め穴
８１ｄが形成されている。第一の電極８１の一端部（図
４の手前側端部）には長手方向延長上に、第一の電極８
１よりも幅が狭く、現像枠体１３の方向にクランク状に
折れ曲がった腕部８１ａが設けられている。更に、その
腕部８１ａの端部には、第一の電極８１の板面に対して
板面が９０度に折曲した電気的接続部となる切り起し部
８１ｂが形成されており、切り起し部８１ｂには穴８１
ｃが設けられている。なお、腕部８１ａの端部の板面
は、第一の電極８１を取り付ける取付面１３ｂに対して
も直交し、垂直方向の板面を有する。
【００５３】第一の電極８１を現像枠体１３の長手方向
に平行にした状態で、現像枠体１３の短手方向に向けて
移動させ、現像枠体１３に形成された取付面１３ｂの両
端部に設けられた位置決めボス１３ｃと、第一の電極８
１に設けられた位置決め穴８１ｄを嵌合することによっ
て位置決めして、両面テープで取付面１３ｂに貼り付け
る。電極の取り付け方法は両面テープに限定されるもの
ではないが、第一の電極８１は画像白抜けを確実に検知
するために、最後にトナーが消費される現像ローラ１２
および現像ブレード１８の近傍に設けられるので、現像
枠体１３にねじ止めのスペースを確保することが困難な
場合がある。そのため本実施の形態では、そのようなス
ペースを必要としない両面テープによる固定を採用して
いる。
【００５４】また、現像枠体１３には取付面１３ｂとほ
ぼ直交する方向に長い溝１３ｄが形成されている（図１
０参照）。そして、第一の電極８１が取付面１３ｂに貼
り付けられ現像枠体１３に取り付けられると、切り起し
部８１ｂを有する腕部８１ａの端部は、現像枠体１３の
溝１３ｄに入り込むようになっている。現像枠体１３の
溝１３ｄの横には、現像枠体１３内部から現像枠体１３
外部に向かって貫通する横穴１３ｅが設けられており、
その横穴１３ｅの位置は、第一の電極８１が現像枠体１
３に取り付けられた際に、切り起し部８１ｂの穴８１ｃ
と一致するように配置されている。
【００５５】第三の電極８３は薄い板状をなし、その両
端部には腕部８３ａ，８３ｂが形成されている。腕部８
３ａ，８３ｂは、第三の電極８３の板面に対してほぼ直
交する方向に折れ曲がって形成され、腕部８３ａ，８３
ｂにはそれぞれ位置決めボス１３ｋが嵌合する位置決め
穴８３ｅ及びねじ穴８３ｆが設けてある。また、腕部８
３ａの端部には、腕部８３ａの板面及び第三の電極８３
の板面と垂直に、第一の電極８１の切り起し部８１ｂと
同様の形状をした、切り起し部８３ｃ（電気的接続部）
が形成されている。
【００５６】第三の電極８３を現像枠体１３に取り付け
るには、第三の電極８３を現像枠体１３の短手方向に移
動させ、位置決めボス１３ｋに腕部８３ａ，８３ｂの位
置決め穴８３ｅを嵌合して現像枠体１３の取付部１３
ｉ，１３ｊに当接させ、ねじ穴８３ｆを挿通してめねじ
１３ｐに小ねじ４１を捩じ込むことによって固定する。
このとき、切り起し部８３ｃを有する腕部８３ａの端部
は、現像枠体１３の溝１３ｄに嵌り込む。切り起し部８
３ｃには穴８３ｄが設けられており、第三の電極８３が
現像枠体１３に取り付けられると、切り起し部８３ｃと
切り起し部８１ｂが並ぶようになっている。
【００５７】図１０に示すように第三の電極８３は第一
の電極８１の取り付け後に現像枠体１３に取り付けら
れ、第三の電極８３を組み込むと、その切り起し部８３
ｃが第一の電極８１の腕部８１ａに接触して腕部８１ａ
が撓み、この状態で穴８３ｄと穴８１ｃが重なるように
なっている。すなわち、第三の電極８３の切り起し部８
３ｃが第一の電極８１の切り起し部８１ｂの位置を矯正
することで、その後の電極棒２５の圧入の組立性を向上
させている。
【００５８】また、現像枠体１３の横穴１３ｅは弾性シ
ール部材２４が嵌合する形状となっており、現像枠体１
３の外側から弾性シール部材２４が圧入される。そし
て、コの字に形成された円柱状の電極棒２５の一端側
が、弾性シール部材２４を介して現像枠体１３の横穴１
３ｅに挿入され、現像枠体１３内において穴８１ｃと穴
８３ｄに圧入されて、第一の電極８１と第三の電極８３
が電気的に接続される。
【００５９】その後現像枠体１３の側部には、現像ロー
ラ１２を軸受部によって回転可能に支持するホルダ９０
が取り付けられる。ホルダ９０に設けられた四角状の窓
部９０ａには電極板２３の一部が嵌合し、画像形成装置
とプロセスカートリッジＢを電気的に接続する外部接点
２３ａを構成している。電極板２３には接点部２３ｂが
設けられており、ホルダ９０が現像枠体１３に取り付け
られると接点部２３ｂが電極棒２５に接触し、外部接点
２３ａと第一の電極８１及び第三の電極８３が電気的に
接続される。
【００６０】図５は、第二の電極８２を現像枠体１３に
取り付ける様子を示す分解斜視図である。図５に示すよ
うに、第二の電極８２は薄板が略直角に折れ曲がった形
状をなし、その両端には腕部８２ａが形成されている。
第二の電極８２の両腕部８２ａにはそれぞれ、現像枠体
１３に設けられた位置決めボス１３ｈが嵌合する位置決
め穴８２ｂ及びねじ穴８２ｃが設けられている。
【００６１】第二の電極８２を現像枠体１３に取り付け
る際には、第二の電極８２の位置決め穴８２ｂに現像枠
体１３の位置決めボス１３ｈを嵌入することにより位置
決めして、ねじ穴８２ｃを挿通して小ねじ４２を現像枠
体１３のめねじ１３ｑに捩じ込むことによって固定す
る。このとき、一方の小ねじ４２（図５手前側）は電極
板２６のねじ穴２６ｃを挿通することによって、電極板
２６を第二の電極８２と共締めし、電極板２６によって
現像枠体１３外部への配線を行っている。なお、第二の
電極８２は第一の電極８１の組立性を損なわないよう
に、第一の電極８１の取り付け後に組み付けることが望
ましい。
【００６２】前述のように第二の電極８２と第一及び第
三の電極８１，８３とは電位が異なるため、各電極への
配回しに際しても、配回し用電極板が対向して配置され
ると配回し用電極板間において静電容量が誘起され、ト
ナー残量検出精度の低下の原因となる。電極板２６は第
二の電極８２への配回し用電極板であるため、対向する
位置に第一及び第三の電極８１，８３への配回し用電極
板２３が配置されることがないように、電極板２６によ
って現像枠体１３からトナー容器１１への配回しを行っ
ている。なお、本願において配回し用電極板とは、電気
を伝達するための配線として用いられる電極板をいう。
【００６３】次に、現像枠体１３と、トナー収納部１４
を形成するトナー容器１１との結合構成について図９を
用いて説明する。図９は、第一から第三の電極８１，８
２，８３を現像枠体１３に取り付けた後に、現像枠体１
３とトナー容器１１を結合させる様子を示す斜視図であ
る。
【００６４】図９に示すように、現像枠体１３のトナー
容器１１との接合面には、トナー容器１１に設けられた
結合用の凹溝（不図示）に嵌合する凸部１３ｆ，１３ｇ
が設けられている。凸部１３ｆ，１３ｇは、現像枠体１
３の上下において長手方向に長く、それぞれ平行に設け
られている。この凸部１３ｆ，１３ｇの頂面には超音波
溶着する際の三角リブが設けられている。
【００６５】また、現像枠体１３の両端部には、現像枠
体１３とトナー容器１１の間からのトナー洩れを防止す
るために、シール部材２７，２８が貼り付けられる。ま
た、トナー容器１１への配回し用の電極板２６の回りか
らもトナーが洩れることの無いように、電極板２６の接
点部２６ａを囲むようにシール部材２９が貼り付けられ
ている。なお、このシール部材２７，２８，２９は弾力
性を有するスポンジ状の材料を使用している。
【００６６】各々の部品を組み込まれた現像枠体１３と
トナー容器１１は、トナー容器１１の凹溝と現像枠体１
３の凸部１３ｆ，１３ｇを嵌合した状態で圧せられ、更
に凹溝と凸部間に超音波振動が加えられる。すると、超
音波振動によって、凸部１３ｆ，１３ｇに設けられた前
記三角リブが溶けて凹溝の底と溶着し、現像枠体１３と
トナー容器１１が一体に結合される。
【００６７】本構成では、トナー容器１１に配回し用の
電極板２２が取り付けられている。電極板２２には、画
像形成装置本体との接続用の外部接点２２ａと、電極板
２６との接続用の接点部２２ｂとが設けられている。電
極板２２はトナー容器１１の外側に取り付けられてい
る。電極板２２の接点部２２ｂは、トナー容器１１のフ
ランジ１１ａの上縁を挟持する部分の端部に設けてあ
り、接点部２６ａに対向する位置に配置されている。そ
して、電極板２２はトナー容器１１のフランジ１１ａの
外側に沿って配設され、長手方向外方へ向かってトナー
容器１１から突出するダボ１１ｂに嵌入固定されてい
る。外部接点２２ａは、トナー容器１１の接点座部１１
ｃに沿わせてあり、外部接点２２ａの接点となる面は外
部接点２３ａと同様に長手方向の外方を向いている。
【００６８】電極板２２と電極板２６の電気的な接続
は、接点部２２ｂと接点部２６ａの接触により行われ、
現像枠体１３とトナー容器１１が結合されると接触して
電気的に接続される。
【００６９】電極板２２はその板面が、第三の電極８３
の腕部８３ａの板面とほぼ直交するように配置してあ
り、双方の板面が対向するのを避けることにより、電極
板２２と腕部８３ａとの間に静電容量が誘起されるのを
極力防いでいる。また、図５に示すように、電極板２３
の板面と電極板２２の板面も対向しないように配置し、
更に、両電極板２２，２３をそれぞれ現像枠体１３とト
ナー容器１１に配置することにより、両電極板２２，２
３間に静電容量が誘起されるのを防いでいる。
【００７０】すなわち、プロセスカートリッジＢにおい
て、現像枠体１３に配回し用の電極板２６を設けること
により、電圧印加側の電極板２２と出力側の電極板２３
が同一枠体に配置されることを避け、ひいては静電容量
の誘起を防いでトナー残量検出精度の低下を防止してい
る。
【００７１】上述のように組み立てられたプロセスカー
トリッジＢの側面には、図６に示すように第二の検出手
段の外部接点２２ａ，２３ａが、現像枠体１３とトナー
容器１１の結合面を境に近接して並んで配置されてい
る。また、図７に示すように、画像形成装置Ａ′には、
外部接点２２ａ，２３ａのそれぞれに対応して電気接点
３０，３１が設けられている。この電気接点３０，３１
は接点ホルダ３２に取り付けられ、一体の接点ユニット
３３とされて画像形成装置Ａ′本体のフレームに組み込
まれている。
【００７２】そして、プロセスカートリッジＢを矢印Ｘ
方向に差し込み、画像形成装置Ａ′本体に装着したとき
には、外部接点２２ａ，２３ａはそれぞれ、画像形成装
置Ａ′本体に配置された電気接点３０，３１に接触して
電気的に接続される。
【００７３】本発明は、外部接点２２ａ，２３ａをプロ
セスカートリッジＢの同一側面側に配置し、かつ、外部
接点２２ａ，２３ａ相互間の距離を近接して配置してい
るため、それに対応して画像形成装置Ａ′本体に設けら
れる接点ユニット３３を小さくすることができ、画像形
成装置Ａ′の小型化とコストダウンを図ることができ
る。
【００７４】また、図３に示すように接点ユニット３３
から現像剤量検出回路２００までの電線の配回し部３
６，３７を短くすることができ、電線間の静電容量のば
らつきに起因するトナー量検出精度の低下を防ぐことが
できる。
【００７５】更に、本実施の形態では、プロセスカート
リッジＢの外部接点２３ａを現像枠体１３に、外部接点
２２ａをトナー容器１１に設けるように電極の配回しを
して、配回し部である第一の電極８１の腕部８１ａと電
極板２６の間で殆ど静電容量をもたないようにしてい
る。このためプロセスカートリッジＢ内部での電極の配
回し部にトナーが入り込むことによる静電容量のばらつ
きを抑えることができ、検出精度の向上につながる。
【００７６】なお、本実施の形態においては、出力側の
外部接点２３ａを現像枠体１３に、入力側の外部接点２
２ａをトナー容器１１に配置しているが、このような配
置に限られるものではなく、外部接点２３ａが現像枠体
１３またはトナー容器１１のいずれか一方に配置され、
外部接点２２ａが現像枠体１３またはトナー容器１１の
他方に配置されれば良い。
【００７７】図８は、第一の検出手段であるアンテナ棒
８９と、現像ブレード１８を取り付ける様子を示すため
の分解斜視図である。図８に示すようにアンテナ棒８９
は、現像枠体１３に設けられた現像ローラ１２保持用の
軸受近傍に形成された穴に挿入することにより、現像枠
体１３に直接取り付けられている。このとき、アンテナ
棒８９は、現像ローラ１２が存在する範囲に亘っては少
なくとも直線状をなし、現像ローラ１２とほぼ平行に配
置される。
【００７８】また、アンテナ棒８９はクランク状をなし
ているため、その一端側（図８の手前側）は外部接点８
９ａとして現像枠体１３の下面に位置するように配置さ
れ、プロセスカートリッジＢをトナーなしの検知のみを
行う画像形成装置Ａに装着した際には、第一の検出手段
の出力接点として、画像形成装置Ａ本体の電気接点と電
気的に接続する。
【００７９】また、現像枠体１３には現像ブレード取付
面１３Ｌが設けられており、現像ブレード取付面１３Ｌ
の両端部には位置決めボス１３Ｍが設けられている。現
像ブレード１８は、両端に形成された位置決め穴１８ａ
に位置決めボス１３Ｍを嵌合させ、ねじ穴１８ｂを挿通
して小ねじ４３を現像枠体１３のめねじ（不図示）に捩
じ込むことによって現像枠体１３に固定される。なお、
各電極の取り付け手段としては、ねじ，接着剤，かし
め，インサート成形等を用いることができる。
【００８０】なお、本実施の形態では、各電極はトナー
の循環に影響を及ぼさないように非磁性のステンレスス
ティール材（ＳＵＳ材）によって作製して現像枠体１３
に備えているが、例えばアルミニウム材又は導電性樹脂
等、非磁性で帯電性を有する材質より作製された電極で
あれば適用することができる。また、現像枠体１３に蒸
着や印刷等の処理を施して枠体上に直接設けられた導電
性塗料層若しくは蒸着層、又は導電性樹脂を二色成形し
たりすることによって導電部を形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を取り付ける場
合に比べて、取り付け公差や部品公差が減るために、位
置精度の向上を図ることができる。
【００８１】本実施の形態のプロセスカートリッジは、
このように二つの現像剤量検出手段を備えることによ
り、トナー量を逐次検出する機構を有するタイプの画像
形成装置本体Ａ′と、逐次検出機構を持たずトナーなし
の検知のみを行うタイプの画像形成装置Ａ本体の、いず
れにも対応することができるようにしたものである。
【００８２】〔プロセスカートリッジの画像形成装置へ
の装着の説明〕図１１〜図１３を用いて、電極棒検出型
用の画像形成装置ＡにプロセスカートリッジＢを装着す
る方法について説明する。画像形成装置Ａは、アンテナ
棒によりトナー無し状態を検出する電極棒検出型のプロ
セスカートリッジに対応した電子写真画像形成装置であ
る。画像形成装置Ａは、装置本体内部にトナーの有無を
検出するトナー有無検出回路（機構）を備えている。
【００８３】図１３は、本発明のプロセスカートリッジ
Ｂが装着されている状態の画像形成装置Ａの縦断面を示
す概略図である。図１に示す画像形成装置Ａ′とほぼ同
様な構成であるため、同様な部分については同一符号を
示して説明を省略する。画像形成装置Ａは本体の底部に
２段の給紙カセット３ａを有し、また、定着手段５が駆
動ローラ５ｃ、及びヒータ５ａを内蔵する定着ローラ５
ｂよりなる点以外は、画像形成装置Ａ′とほぼ同様の構
成である。
【００８４】図１１は、画像形成装置Ａの開閉部材３５
を開放した状態を示す斜視図である。図１１に示すよう
に、ヒンジ３５ａ（図１３参照）を中心に開閉部材３５
を開放すると、画像形成装置Ａの左右の内壁に前下りの
左右ガイドレール２６Ｌ，２６Ｒ（２６Ｒは不図示）が
見える。そして図１２に示すように、このガイドレール
２６Ｌ，２６Ｒに感光体ドラム７と同軸上にある左右円
筒形ガイド８ａ、及び、プロセスカートリッジＢの装置
本体への装着方向で見てこの円筒形ガイド８ａの後ろに
ある細長い姿勢決めガイド（不図示）を挿入して、画像
形成装置Ａの位置決め溝２６ｂＬ，２６ｂＲ（２６ｂＲ
は不図示）に円筒形ガイド８ａを嵌め込むことにより、
プロセスカートリッジＢを画像形成装置Ａに装着する。
【００８５】逆に、画像形成装置Ａに装着されたプロセ
スカートリッジＢを取り外すときには、上記とは反対の
手順で前記ガイドレール２６Ｌ，２６Ｒに沿って、プロ
セスカートリッジＢを引き抜くことにより行う。
【００８６】プロセスカートリッジＢを画像形成装置Ａ
に装着した際には、プロセスカートリッジＢに設けられ
た外部接点８９ａが画像形成装置Ａ本体の検出接点１２
６に接触し、外部接点８９ａと検出接点１２６が電気的
に接続される。図１２に示すように、外部接点８９ａは
プロセスカートリッジＢの下面に位置するように配置さ
れており、検出接点１２６はガイドレール２６Ｌの下方
でこのガイドレール２６Ｌの傍らに設けられた導電性の
板ばね部材である。検出接点１２６は、画像形成装置Ａ
の開閉部材３５を開放した場合（図１１参照）にプロセ
スカートリッジＢが装着される装着部の底部に配設され
ており、その板ばねによりプロセスカートリッジＢの下
面に位置する検出接点８９ａに向かって付勢する構造で
ある。検出接点１２６は、画像形成装置Ａ本体のトナー
残量検出機構に接続されており、外部接点８９ａからの
電気信号によりプロセスカートリッジＢ内のトナー残量
を検知する。更に、外部接点８９ａからの電気信号によ
り、プロセスカートリッジＢが画像形成装置Ａ本体に装
着されているか否かを検知する。この電気信号は、アン
テナ棒８９と現像ローラ１２との間で生じた静電容量に
応じた電気信号である。
【００８７】また、図１２に示すようにプロセスカート
リッジＢの円筒形ガイド８ａの左右両側には、帯電ロー
ラ８へ画像形成装置Ａ本体から帯電バイアスを印加する
ために帯電ローラ軸と電気的に接続した導電性帯電バイ
アス接点１２０と、現像ローラ１２へ画像形成装置Ａ本
体から現像バイアスを印加するために現像ローラ１２と
電気的に接続した導電性現像バイアス接点１２ａを設け
ている。一方、画像形成装置Ａ本体の位置決め溝２６ｂ
Ｌの前後両側には、帯電バイアス接点１２０及び現像バ
イアス接点１２ａにそれぞれ対応して、帯電接点部材１
２４及び現像接点部材１０３を設けている。帯電接点部
材１２４及び現像接点部材１０３は、圧縮ばね１２９に
より、それぞれ帯電バイアス接点１２０及び現像バイア
ス接点１２ａに向けて付勢されている。
【００８８】プロセスカートリッジＢは、アンテナ棒８
９による現像剤量検出手段に対応した画像形成装置Ａに
装着された場合には、第二の検出手段である第一乃至第
三の電極８１，８２，８３は機能しない。すなわち、画
像形成装置Ａ本体には、第一及び第三の電極８１，８３
に接続された外部接点２３ａに対応する電気接点、及
び、第二の電極８２に接続された外部接点２２ａに対応
する電気接点は設けられていない。そのため、外部接点
２２ａ，２３ａは画像形成装置Ａ本体とは電気的な接続
が行われない。従って、画像形成装置Ａ本体に本願のプ
ロセスカートリッジＢが装着された場合には、アンテナ
棒８９による現像剤量検出手段である第一の検出手段が
機能して、トナーの有無及びプロセスカートリッジＢの
装着の有無を報知する電気信号を画像形成装置Ａに発生
するものである。
【００８９】次に、図７を用いて、画像形成装置Ａ′に
プロセスカートリッジＢを装着する方法について説明す
る。
【００９０】画像形成装置Ａ′は、電極板によりトナー
残量を検出する電極板検出型のプロセスカートリッジに
対応した電子写真画像形成装置である。画像形成装置
Ａ′は、装置本体内部にトナー残量を逐次検出する現像
剤量検出回路を備えている。図７は、画像形成装置Ａの
開閉部材３５を開放した状態を示す斜視図である。
【００９１】画像形成装置Ａと同様に、ヒンジ３５ａを
中心に開閉部材３５を開放し、ガイドレール２６Ｌ，２
６Ｒに感光体ドラム７と同軸上にある左右円筒形ガイド
８ａ、及び、プロセスカートリッジＢの装置本体への装
着方向で見てこの円筒形ガイド８ａの後ろにある細長い
姿勢決めガイド（不図示）を挿入して、画像形成装置
Ａ′の位置決め溝２６ｂＬ，２６ｂＲ（２６ｂＲは不図
示）に円筒形ガイド８ａを嵌め込むことにより、プロセ
スカートリッジＢを画像形成装置Ａ′に装着する。画像
形成装置Ａ′に装着されたプロセスカートリッジＢを取
り外すときには、上記とは反対の手順で前記ガイドレー
ル２６Ｌ，２６Ｒに沿って、プロセスカートリッジＢを
引き抜くことにより行う。
【００９２】プロセスカートリッジＢを画像形成装置
Ａ′に装着した際には、プロセスカートリッジＢの側面
に設けられた外部接点２２ａ，２３ａが画像形成装置Ａ
本体の電気接点３０，３１にそれぞれ接触し、外部接点
２２ａ，２３ａと電気接点３０，３１が電気的に接続さ
れる。図７に示すように、電気接点３０，３１は接点ホ
ルダ３２に取り付けられており、画像形成装置Ａ′本体
内部の現像剤量検出回路２００に接続されている。ま
た、接点ホルダ３２は、画像形成装置Ａ′の開閉部材３
５を開放した場合にプロセスカートリッジＢが装着され
る装着部の側壁に配置されている。画像形成装置Ａ′
は、外部接点２２ａ，２３ａからの電気信号によりプロ
セスカートリッジＢ内のトナー残量を逐次検知する。更
に、外部接点２２ａ，２３ａからの電気信号により、プ
ロセスカートリッジＢが画像形成装置Ａ′本体に装着さ
れているか否かを検知する。この電気信号は、第一，第
三の電極８１，８３と第二の電極８２との間で生じた静
電容量、及び、第一，第三の電極８１，８３と現像ロー
ラ１２との間で生じた静電容量に応じた電気信号であ
る。
【００９３】プロセスカートリッジＢは、電極板による
現像剤量検出手段に対応した画像形成装置Ａ′に装着さ
れた場合には、第一の検出手段であるアンテナ棒８９は
機能しない。すなわち、画像形成装置Ａ′本体には、ア
ンテナ棒８９の外部接点８９ａに対応する電気接点が設
けられていないため、外部接点８９ａは画像形成装置
Ａ′本体とは電気的な接続が行われない。従って、画像
形成装置Ａ′本体に本願のプロセスカートリッジＢが装
着された場合には、第一乃至第三の電極８１，８２，８
３による第二の検出手段が機能して、トナーの残量及び
プロセスカートリッジＢの装着の有無を報知する電気信
号を画像形成装置Ａ′に発生するものである。
【００９４】また、本願のプロセスカートリッジＢによ
れば、プロセスカートリッジＢを画像形成装置Ａまたは
画像形成装置Ａ′に選択的に装着することにより記録媒
体２に画像を形成する電子写真画像形成システムを構成
している。
【００９５】以上説明したように、本実施の形態におけ
るプロセスカートリッジＢにおいては、第一の検出手段
であるアンテナ棒８９及び第二の検出手段である電極８
１，８２，８３を現像枠体１３に取り付けているため、
電極棒検出型の電子写真画像形成装置Ａと電極板検出型
の電子写真画像形成装置Ａ′の双方に装着することがで
きる互換性を有するものである。
【００９６】従来、電極棒検出型の画像形成装置Ａと電
極板検出型の画像形成装置Ａ′の双方を有するユーザー
にとっては、それぞれの画像形成装置のトナー残量を管
理して、二種類のプロセスカートリッジをストックして
おく必要があった。しかし、本願のプロセスカートリッ
ジＢによれば、各々の画像形成装置に対応した二種類の
プロセスカートリッジをストックする必要が無くなり、
管理上も便利なものとなり、ユーザビリティにも優れて
いる。
【００９７】本発明のプロセスカートリッジＢは、第一
の検出手段であるアンテナ棒８９の一端（外部接点８９
ａ）をカートリッジの下面に位置するように配置し、ま
た、第二の検出手段である電極に接続された外部接点２
２ａ，２３ａをカートリッジの側面に設けた構造として
いる。このように、外部接点８９ａと外部接点２２ａ，
２３ａをカートリッジの異なる面に設けているため、プ
ロセスカートリッジＢを画像形成装置Ａに装着した際
に、外部接点２２ａ，２３ａが誤って検出接点１２６に
接触するのを防止し、また、プロセスカートリッジＢを
画像形成装置Ａ′に装着した際に、外部接点８９ａが誤
って電気接点３０，３１に接触するのを防止している。
【００９８】本実施の形態においては、第一の検出手段
となる電極８１，８２，８３総てを現像枠体１３に取り
付けているため、各電極同士の間隔を精度良く取り付け
ることができる。また、第一から第三の電極８１，８
２，８３は総て、現像枠体１３のトナー容器１１との接
合側から取り付けることができるため、取り付け効率も
良いものである。
【００９９】更に、第一から第三の電極８１，８２，８
３を現像枠体１３に取り付け、現像スリーブ１２及び現
像ブレード１８の近傍に配置することにより、各電極と
現像スリーブ１２および現像ブレード１８とを互いに精
度良く位置決めすることができ、画像白抜けが発生する
時期を正確に検知することができる。
【０１００】また、第二の検出手段となるアンテナ棒８
９を現像枠体１３に取り付け、現像スリーブ１２及び現
像ブレード１８の近傍に配置することにより、現像剤が
少なくなる間際を検知することができ、画像白抜けが発
生する時期を正確に検知することができる。
【０１０１】なお、本実施の形態では、像担持体である
感光体ドラム７と現像手段１０とを一体に構成したプロ
セスカートリッジＢの形態を示したが、本発明はプロセ
スカートリッジに限られるものではなく、現像手段１０
等を一体の現像ユニット２０として構成した現像装置に
ついても適用することができるのは言うまでもない。
【０１０２】以上の通り、本出願に係る主な発明の実施
の形態は、電子写真画像形成装置Ａ本体と、画像形成装
置Ａ本体とは機能が異なる電子写真画像形成装置Ａ′本
体とに着脱可能なプロセスカートリッジＢにおいて、感
光体ドラム７と、感光体ドラム７に形成された静電潜像
を現像するための現像ローラ１２と、現像ローラ１２に
よって静電潜像を現像するために用いられるトナーを収
納するトナー収納部１４と、現像ローラ１２の長手方向
に沿って配置されており、一端（外部接点８９ａ）がカ
ートリッジフレームから露出しているアンテナ棒８９と
を有するプロセスカートリッジＢである。更に、プロセ
スカートリッジＢは、現像ローラ１２の長手方向に沿っ
て配置された第一，第二，第三の電極８１，８２，８３
を有し、第一，第三の電極８１，８３と第二の電極８２
はカートリッジフレームから露出している外部接点２３
ａ，２２ａと電気的に接続している。このプロセスカー
トリッジＢが画像形成装置Ａ本体に装着された際には、
外部接点８９ａは画像形成装置Ａ本体に設けられた検出
接点部材１２６と電気的に接続する。そして、プロセス
カートリッジＢが画像形成装置Ａ本体に装着されたこと
を報知するための電気信号を発生する。また、プロセス
カートリッジＢが画像形成装置Ａ′本体に装着された際
には、外部接点８９ａは画像形成装置Ａ′本体の内部と
は電気的に接続しないものである。一方、プロセスカー
トリッジＢが画像形成装置Ａ′本体に装着された際に
は、外部接点２２ａ，２３ａは画像形成装置Ａ′本体に
設けられた電気接点３０，３１と電気的に接続する。そ
して、現像剤の残量を画像形成装置Ａ′本体が逐次に検
出するための電気信号を発生する。また、プロセスカー
トリッジＢが画像形成装置Ａ本体に装着された際には、
外部接点２２ａ，２３ａは画像形成装置Ａ本体の内部と
は電気的に接続しないものである。
【０１０３】また、アンテナ棒８９の検出接点１２６と
接続する一端である外部接点８９ａと、第一から第三の
電極８１，８２，８３と接続されているカートリッジ電
気接点である外部接点２２ａ，２３ａとは、互いにカー
トリッジ枠体の異なる面に設けられている。すなわち、
プロセスカートリッジＢが画像形成装置Ａ，Ａ′に装着
された際に、一端である外部接点８９ａは、カートリッ
ジ枠体の下面に位置するように、カートリッジ電気接点
である外部接点２２ａ，２３ａは、カートリッジ枠体の
側面に位置するように配置されている。
【０１０４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の構成をも
つプロセスカートリッジによれば、第一の検出手段であ
るアンテナ棒及び第二の検出手段である電極板を設けて
いるため、電極棒検出型の電子写真画像形成装置と電極
板検出型の電子写真画像形成装置の双方に装着すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】逐次トナー残量検出回路を備える画像形成装置
に、プロセスカートリッジが装着されている状態の縦断
面を示す概略図である。
【図２】本発明のプロセスカートリッジの縦断面図であ
る。
【図３】現像剤量検出手段に帯電した静電容量を検出す
る、現像剤量検出回路の一例を示す回路図である。
【図４】第一の電極と第三の電極を現像枠体に取り付け
る様子を示す分解斜視図である。
【図５】第二の電極を現像枠体に取り付ける様子を示す
分解斜視図である。
【図６】プロセスカートリッジの側面に設けられた外部
接点の配置を示すプロセスカートリッジの右側面図であ
る。
【図７】逐次トナー残量検出回路を有する画像形成装置
の開閉部材を開放した状態を示す斜視図である。
【図８】第二の検出手段であるアンテナ棒と、現像ブレ
ードを取り付ける様子を示すための分解斜視図である。
【図９】第一から第三の電極を現像枠体に取り付けた後
に、現像枠体とトナー容器を結合させる様子を示すため
の分解斜視図である。
【図１０】第一の電極と第三の電極の接続部を示す平面
図である。
【図１１】トナー有無検出回路（機構）を備える画像形
成装置の開閉部材を開放した状態を示す斜視図である。
【図１２】トナー有無検出回路（機構）を備える画像形
成装置にプロセスカートリッジを装着する様子を示す概
略断面図である。
【図１３】トナー有無検出回路（機構）を備える画像形
成装置に、プロセスカートリッジが装着されている状態
の縦断面を示す概略図である。
【符号の説明】
１…光学手段 ２…記録媒体 ３ａ…給紙カセット ３ｂ…ピックアップローラ ３
ｃ、３ｄ…搬送ローラ対 ３ｅ…レジストローラ対 ３ｆ…搬送ガイド ３ｇ…排
出ローラ対 ３ｈ…排出ローラ対 ３ｊ…反転経路 ３
ｋ…フラッパ ４…転写ローラ ５…定着手段 ５ａ…ヒータ ５ｂ…定着回転体 ５ｃ
…駆動ローラ ５ｄ…支持部材 ６…排出トレイ ７…感光体ドラム ８…帯電ローラ ８ａ…円筒形ガイド ９…クリーニング手段 ９ａ…クリーニングブレード
９ｂ…除去トナー溜め ９ｃ…クリーニング枠体 １０…現像手段 １１…トナー容器 １１ａ…フランジ １１ｂ…ダボ
１１ｃ…接点座部 １２…現像ローラ １２ａ…現像バイアス接点 １３…現像枠体 １３ａ…現像室 １３ｂ…取付面 １
３ｃ…位置決めボス １３ｄ…溝 １３ｅ…横穴 １３ｆ，１３ｇ…凸部 １
３ｈ…位置決めボス １３ｉ，１３ｊ…取付部 １３ｋ
…位置決めボス １３Ｌ…現像ブレード取付面 １３Ｍ…位置決めボス １３ｐ…めねじ １３ｑ…めね
じ １４…トナー収納部 １４ｉ…開口部 １５…トナー送り部材 １６…トナー攪拌部材 １７…固定磁石 １８…現像ブレード １８ａ…位置決め穴 １８ｂ…ね
じ穴 １９…クリーニングユニット ２０…現像ユニット ２２，２３…電極板 ２２ａ，２３ａ…外部接点 ２２
ｂ，２３ｂ…接点部 ２４…弾性シール部材 ２５…電極棒 ２６…電極板 ２６ａ…接点部 ２６ｂＬ，２６ｂＲ…
位置決め溝 ２６ｃ…ねじ穴 ２６Ｌ，２６Ｒ…ガイド
レール ２７，２８，２９…シール部材 ３０，３１…電気接点 ３２…接点ホルダ ３３…接点ユニット ３５…開閉部材 ３５ａ…ヒンジ ３６，３７…配回し部 ４１…小ねじ ４２…小ねじ ４３…小ねじ ８０…検出部 ８１…第一の電極 ８１ａ…腕部 ８１ｂ…切り起し部
８１ｃ…穴 ８１ｄ…位置決め穴 ８２…第二の電極 ８２ａ…腕部 ８２ｂ…位置決め穴
８２ｃ…ねじ穴 ８３…第三の電極 ８３ａ，８３ｂ…腕部 ８３ｃ…切
り起し部 ８３ｄ…穴 ８３ｅ…位置決め穴 ８３ｆ…ねじ穴 ８９…アンテナ棒 ８９ａ…外部接点 ９０…ホルダ ９０ａ…窓部 １０３…現像接点部材 １２０…帯電バイアス接点 １２１…現像バイアス接点 １２４…帯電接点部材 １２６…検出接点 １２９…圧縮ばね ２００…現像剤量検出回路 ２０１…現像バイアス回路 ２０２…制御回路 ２０４…増幅回路 Ｉ1，Ｉ2…電流 Ｉ1′…電流 Ｖ1…基準電圧 Ｖ2…電圧降下 Ｖ3…設定電圧 Ｖ4…検出値 Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4，Ｒ5…抵抗 ＶＲ1…ボリューム Ａ，Ａ′…画像形成装置 Ｂ…プロセスカートリッジ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小熊 徹 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） 2H071 BA04 BA13 BA17 BA20 BA27 BA33 DA08 DA15 2H077 BA09 DA15 DA32 DA42 DA58 DA59 DA80 DA86 DB10 FA22 FA26 GA04

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第一の電子写真画像形成装置本体と、前
    記第一の電子写真画像形成装置本体とは機能が異なる第
    二の電子写真画像形成装置本体とに着脱可能なプロセス
    カートリッジであって、（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
    するための現像ローラと、（ｃ）前記現像ローラによっ
    て、前記静電潜像を現像するために用いられる現像剤を
    収納する現像剤収納部と、（ｄ）前記現像ローラの長手
    方向に沿って配置されており、一端がカートリッジフレ
    ームから露出している第一の導電性部材と、ここで、前
    記プロセスカートリッジが前記第一の電子写真画像形成
    装置本体に装着された際に、前記一端は前記第一の電子
    写真画像形成装置本体に設けられた第一本体接点と電気
    的に接続する、そして、前記プロセスカートリッジが前
    記第一の電子写真画像形成装置本体に装着されたことを
    報知するための電気信号を発生する、また、前記プロセ
    スカートリッジが前記第二の電子写真画像形成装置本体
    に装着された際に、前記一端は前記第二の電子写真画像
    形成装置本体の内部とは電気的に接続しない、（ｅ）前
    記現像ローラの長手方向に沿って配置されており、前記
    カートリッジフレームから露出しているカートリッジ電
    気接点と電気的に接続している第二の導電性部材と、こ
    こで、前記プロセスカートリッジが前記第二の電子写真
    画像形成装置本体に装着された際に、前記カートリッジ
    電気接点は前記第二の電子写真画像形成装置本体に設け
    られた第二本体接点と電気的に接続する、そして、前記
    現像剤の残量を前記第二の電子写真画像形成装置本体が
    逐次に検出するための電気信号を発生する、また、前記
    プロセスカートリッジが前記第一の電子写真画像形成装
    置本体に装着された際に、前記カートリッジ電気接点は
    前記第一の電子写真画像形成装置本体の内部とは電気的
    に接続しない、を有することを特徴とするプロセスカー
    トリッジ。
  2. 【請求項２】 前記第一の導電性部材が発生する前記電
    気信号は、前記第一の導電性部材と前記現像ローラとの
    間で生じた静電容量に応じた電気信号であることを特徴
    とする請求項１に記載のプロセスカートリッジ。
  3. 【請求項３】 更に、前記第一の導電性部材は、前記現
    像剤の残量が所定の残量に達したことを前記第一の電子
    写真画像形成装置本体が検出するための電気信号を発生
    することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
    プロセスカートリッジ。
  4. 【請求項４】 前記第二の導電性部材が発生する前記電
    気信号は、前記第二の導電性部材と前記現像ローラとの
    間で生じた静電容量に応じた電気信号であることを特徴
    とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のプ
    ロセスカートリッジ。
  5. 【請求項５】 前記第二の導電性部材は板状部材である
    ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つ
    に記載のプロセスカートリッジ。
  6. 【請求項６】 前記第一の導電性部材の第一本体接点と
    接続する一端と、 前記第二の導電性部材と接続されているカートリッジ電
    気接点とは、 互いにカートリッジの異なる面に設けられていることを
    特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１つに記載
    のプロセスカートリッジ。
  7. 【請求項７】 前記プロセスカートリッジが前記第一又
    は第二の電子写真画像形成装置本体に装着された際に、 前記一端は、カートリッジ下面に位置するように、 前記カートリッジ電気接点は、カートリッジ側面に位置
    するように配置されていることを特徴とする請求項６に
    記載のプロセスカートリッジ。
  8. 【請求項８】 前記第一の導電性部材の材質は、非磁性
    のステンレススティール材又はアルミニウム材、また、
    前記第二の導電性部材の材質は、非磁性のステンレスス
    ティール材又はアルミニウム材、導電性樹脂、或いは枠
    体上に直接設けられた導電性塗料層若しくは蒸着層であ
    ることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１
    つに記載のプロセスカートリッジ。
  9. 【請求項９】 プロセスカートリッジを用いて、記録媒
    体に画像を形成するための電子写真画像形成システムに
    おいて、 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
    めの現像ローラと、 前記現像ローラによって、前記静電潜像を現像するため
    に用いられる現像剤を収納する現像剤収納部と、 前記現像ローラの長手方向に沿って配置されており、一
    端がカートリッジフレームから露出している第一の導電
    性部材と、ここで、前記プロセスカートリッジが前記第
    一の電子写真画像形成装置本体に装着された際に、前記
    一端は前記第一の電子写真画像形成装置本体に設けられ
    た第一本体接点と電気的に接続する、そして、前記プロ
    セスカートリッジが前記第一の電子写真画像形成装置本
    体に装着されたことを報知するための電気信号を発生す
    る、また、前記プロセスカートリッジが前記第二の電子
    写真画像形成装置本体に装着された際に、前記一端は前
    記第二の電子写真画像形成装置本体の内部とは電気的に
    接続しない、 前記現像ローラの長手方向に沿って配置されており、前
    記カートリッジフレームから露出しているカートリッジ
    電気接点と電気的に接続している第二の導電性部材と、
    ここで、前記プロセスカートリッジが前記第二の電子写
    真画像形成装置本体に装着された際に、前記カートリッ
    ジ電気接点は前記第二の電子写真画像形成装置本体に設
    けられた第二本体接点と電気的に接続する、そして、前
    記現像剤の残量を前記第二の電子写真画像形成装置本体
    が逐次に検出するための電気信号を発生する、また、前
    記プロセスカートリッジが前記第一の電子写真画像形成
    装置本体に装着された際に、前記カートリッジ電気接点
    は前記第一の電子写真画像形成装置本体の内部とは電気
    的に接続しない、を有するプロセスカートリッジを前記
    第一の電子写真画像形成装置と、前記第二の電子写真画
    像形成装置とに選択的に装着して、前記記録媒体に画像
    を形成することを特徴とする電子写真画像形成システ
    ム。
  10. 【請求項１０】 前記第一の導電性部材が発生する前記
    電気信号は、前記第一の導電性部材と前記現像ローラと
    の間で生じた静電容量に応じた電気信号であることを特
    徴とする請求項９に記載の電子写真画像形成システム。
  11. 【請求項１１】 更に、前記第一の導電性部材は、前記
    現像剤の残量が所定の残量に達したことを前記第一の電
    子写真画像形成装置本体が検出するための電気信号を発
    生することを特徴とする請求項９または請求項１０に記
    載の電子写真画像形成システム。
  12. 【請求項１２】 前記第二の導電性部材が発生する前記
    電気信号は、前記第二の導電性部材と前記現像ローラと
    の間で生じた静電容量に応じた電気信号であることを特
    徴とする請求項９から請求項１１のいずれか１つに記載
    の電子写真画像形成システム。
  13. 【請求項１３】 前記第二の導電性部材は板状部材であ
    ることを特徴とする請求項９から請求項１２のいずれか
    １つに記載の電子写真画像形成システム。
  14. 【請求項１４】 前記第一の導電性部材の材質は、非磁
    性のステンレススティール材又はアルミニウム材、ま
    た、前記第二の導電性部材の材質は、非磁性のステンレ
    ススティール材又はアルミニウム材、導電性樹脂、或い
    は枠体上に直接設けられた導電性塗料層若しくは蒸着層
    であることを特徴とする請求項９から請求項１３のいず
    れか１つに記載の電子写真画像形成システム。
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