JP2003195619A - 現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像剤量の検知可能な範囲を拡大させるとと
もに現像剤の偏りに影響されることなく安定して現像剤
残量を逐次高精度に検出することを可能にする。 【解決手段】 現像剤収納容器１４から供給される現像
剤を収容するとともに表面に現像剤を担持して現像位置
に搬送する現像スリーブ１０を備える現像室１３ａに第
一の電極５４を配置するとともに、現像剤収納容器１４
内に第二の電極５２を少なくとも一つの撹拌部材１５ａ
を挟んで第一の電極５４に対向するように配置し、現像
スリーブ１０に現像バイアス電圧を印加した際に発生す
る現像スリーブ１０と第一の電極５４間の静電容量と、
現像スリーブ１０と第二の電極５２間の静電容量を測定
して、現像剤の残量を検出する。これにより、両電極間
に撹拌部材が位置することにより現像剤の偏りを防止し
現像剤の高さを安定させることができ、現像剤残量を逐
次精度よく検出することができる。

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
プロセスを用いた画像形成装置に関し、特に、現像剤収
容部に収容した現像剤の残量を逐次検知することのでき
る現像剤量検出手段を備えた現像装置、プロセスカート
リッジおよび画像形成装置に関するものである。

【０００２】ここで、画像形成装置は、電子写真画像形
成プロセスを用いて記録媒体に画像を形成する装置であ
り、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンター（例
えばＬＥＤプリンター、レーザービームプリンター
等）、電子写真ファクシミリ装置、および、電子写真ワ
ードプロセッサー等が含まれる。

【０００３】また、プロセスカートリッジとしては、像
担持体である電子写真感光体と、電子写真感光体を帯電
させる帯電手段、電子写真感光体に現像剤を供給する現
像手段、電子写真感光体をクリーニングするクリーニン
グ手段等を一体的にカートリッジ化して画像形成装置本
体に対して着脱可能とするもの、あるいは、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
して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画像
形成装置は、画像情報に対応した光を像担持体である電
子写真感光体に照射して潜像を形成し、この潜像に現像
手段で記録材料である現像剤を供給して顕像化し、さら
に電子写真感光体から記録媒体へ画像を転写することで
記録媒体上に画像を形成している。

【０００５】この種の画像形成装置においては、電子写
真感光体と少なくとも現像手段と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
可能に装着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
メンテナンス等を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、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。

【０００６】この種のプロセスカートリッジ方式の画像
形成装置において、カートリッジ内の現像剤収容部に収
容されている現像剤は画像を形成することにより消費さ
れていく。現像剤が消費されて無くなれば、ユーザーが
プロセスカートリッジを交換することで、再び画像を形
成することができる。したがって、カートリッジ内の画
像形成に供することができる現像剤が消費されてその残
量がどれくらいあるのかを随時ユーザーに知らせること
が必要であり、また、現像剤が消費された場合にカート
リッジの交換時期に合わせて新たなカートリッジの準備
や交換を適確にかつ効率よく行うようにユーザーに促す
ように、現像剤残量レベルを逐次検出できる現像剤量検
出手段をプロセスカートリッジあるいは画像形成装置本
体に備えているものが多い。

【０００７】従来の現像剤量検出手段としては、例え
ば、特開昭６１−１７６９６２号公報には、ピエゾ素子
やフォトカプラによって現像剤の残量検知レベルを複数
設定して現像剤の残量を検知する方法が開示され、特開
平１１−２７２０６０号公報には、板金状の電極部材間
の静電容量を測定することにより現像剤の量を逐次検出
する方法が開示されている。また、特開２０００−２０
６７７４号公報においては、画像形成装置内またはプロ
セスカートリッジ内に配設された板金状の電極部材と現
像剤担持体の間の静電容量を測定することにより、現像
剤の量を逐次検出する方法が提案され、特開２０００−
２５０３８０号公報には、現像剤担持体の近傍で現像剤
が進入可能な領域に複数の対向する電極部材を配置し、
電極部材間の静電容量の変化を検知して、現像剤容器内
の現像剤残量を逐次検出するようにして現像剤使用状態
をユーザーに知らせることを可能にした現像剤量検出手
段が提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の現像剤
量検出手段において、現像剤収容部内の現像剤の残量を
複数の電極部材間の静電容量を測定することによって検
出する方法は、付加する回路が比較的簡単でありしかも
精度的にも良好であるので、種々の検出手段が提案され
ている。しかしながら、前述した従来の現像剤量検出手
段には、以下のような状態の現像剤の残量を正確に測定
するのには問題があった。

【０００９】すなわち、使用条件によって、現像剤の
流動性が悪化し、現像剤収納容器内に不均一に残留する
場合、流動性の悪い現像剤が電極部材の上に残留した
場合、画像形成装置を長時間使用しないで放置して、
粉体である現像剤は沈降して密度が増大した場合、であ
る。

【００１０】また、大容量の現像剤を収容することがで
きるように現像剤収納容器を大型化した際には、広範囲
にわたる現像剤量を検知できるように検知範囲を広く取
ることが重要となる。また、大容量の現像剤においては
前述した現像剤の流動性の悪化や密度の変化が顕著に表
れる。そのため、大容量の現像剤を収容する現像剤収納
容器においても、現像剤の偏りに影響されることなく安
定して現像剤量を逐次精度よく検出することができる現
像剤量検出手段が望まれているところである。

【００１１】そこで、本発明は、前述した従来技術の有
する課題に鑑みてなされたものであって、前述した従来
の現像剤量検出手段をさらに発展させて、現像剤量の検
知可能な範囲を拡大させるとともに現像剤量を高精度に
検出することができる現像装置、プロセスカートリッジ
および画像形成装置を提供することを目的とするもので
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の現像装置は、画像形成装置に着脱可能な現
像装置において、現像剤を収納する現像剤収納容器と、
前記現像剤収納容器から供給される現像剤を収容すると
ともに表面に現像剤を担持して現像位置に搬送する現像
剤担持体を配設した現像容器と、前記現像剤収納容器内
の現像剤を撹拌するための撹拌部材と、前記現像容器に
設けられた第一の電極と、前記第一の電極に対して少な
くとも一つの撹拌部材を挟んで対向するように前記現像
剤収納容器に設けられた第二の電極と、を有し、前記現
像剤担持体とともに前記第一の電極または前記第二の電
極に電圧を印加した際に発生する前記第一の電極と前記
第二の電極間の静電容量を検出することによって現像剤
量を検出することを特徴とする。

【００１３】本発明の現像装置は、画像形成装置に着脱
可能な現像装置において、現像剤を収納する現像剤収納
容器と、前記現像剤収納容器から供給される現像剤を収
容するとともに表面に現像剤を担持して現像位置に搬送
する現像剤担持体を配設した現像容器と、前記現像剤収
納容器内の現像剤を撹拌するための撹拌部材と、前記現
像容器に設けられた第一の電極と、前記第一の電極に対
して少なくとも一つの撹拌部材を挟んで対向するように
前記現像剤収納容器に設けられた第二の電極と、前記第
一の電極よりも前記現像剤担持体に近接して前記現像剤
担持体に対向するように配設された第三の電極と、を有
し、前記現像剤担持体とともに前記第一の電極または前
記第二の電極に電圧を印加した際に発生する前記現像剤
担持体と前記第三の電極間の静電容量および前記第一の
電極と前記第二の電極間の静電容量を検出することによ
って現像剤量を検出することを特徴とする。

【００１４】本発明の現像装置は、画像形成装置に着脱
可能な現像装置において、現像剤を収納する現像剤収納
容器と、前記現像剤収納容器から供給される現像剤を収
容するとともに表面に現像剤を担持して現像位置に搬送
する現像剤担持体を配設した現像容器と、前記現像剤収
納容器内の現像剤を撹拌するための撹拌部材と、前記現
像容器に設けられた第一の電極と、前記第一の電極に対
して少なくとも一つの撹拌部材を挟んで対向するように
前記現像剤収納容器に設けられた第二の電極と、前記第
一の電極から前記現像剤担持体に対向するように延長さ
れて配設された第一の電極と一体の第三の電極と、を有
し、前記現像剤担持体とともに前記第二の電極に電圧を
印加した際に発生する前記現像剤担持体と前記第三の電
極間の静電容量および前記第一の電極と前記第二の電極
間の静電容量を検出することによって現像剤量を検出す
ることを特徴とする。

【００１５】本発明の現像装置は、画像形成装置に着脱
可能な現像装置において、現像剤を収納する現像剤収納
容器と、前記現像剤収納容器から供給される現像剤を収
容するとともに表面に現像剤を担持して現像位置に搬送
する現像剤担持体を配設した現像容器と、前記現像剤収
納容器内の現像剤を撹拌するための撹拌部材と、前記現
像容器に設けられた第一の電極と、前記第一の電極に対
して少なくとも一つの撹拌部材を挟んで対向するように
前記現像剤収納容器に設けられた第二の電極と、を有
し、前記現像剤担持体に電圧を印加した際に発生する前
記現像剤担持体と第一の電極間の静電容量および前記現
像剤担持体と第二の電極間の静電容量を検出することに
よって現像剤量を検出することを特徴とする。

【００１６】本発明の現像装置においては、前記第一の
電極と第二の電極の間に配置された撹拌部材は、少なく
とも前記第二の電極に当接してその表面を摺接するよう
に配設されていることが好ましく、また、前記第一の電
極と前記第二の電極は、画像形成装置に装着された状態
で水平面に対して略垂直に並行して配置されるように取
り付けられていることが好ましい。

【００１７】本発明のプロセスカートリッジは、現像剤
を収納する現像剤収納容器と、前記現像剤収納容器から
供給される現像剤を収容するとともに表面に現像剤を担
持して現像位置に搬送する現像剤担持体を配設した現像
容器を有する、画像形成装置に着脱可能なプロセスカー
トリッジにおいて、前記現像剤収納容器内の現像剤を撹
拌するための撹拌部材と、前記現像容器に設けられた第
一の電極と、前記第一の電極に対して少なくとも一つの
撹拌部材を挟んで対向するように前記現像剤収納容器に
設けられた第二の電極と、を有し、前記現像剤担持体と
ともに前記第一の電極または前記第二の電極に電圧を印
加した際に発生する前記第一の電極と前記第二の電極間
の静電容量を検出することによって現像剤量を検出する
ことを特徴とする。

【００１８】本発明のプロセスカートリッジは、現像剤
を収納する現像剤収納容器と、前記現像剤収納容器から
供給される現像剤を収容するとともに表面に現像剤を担
持して現像位置に搬送する現像剤担持体を配設した現像
容器を有する、画像形成装置に着脱可能なプロセスカー
トリッジにおいて、前記現像剤収納容器内の現像剤を撹
拌するための撹拌部材と、前記現像容器に設けられた第
一の電極と、前記第一の電極に対して少なくとも一つの
撹拌部材を挟んで対向するように前記現像剤収納容器に
設けられた第二の電極と、前記第一の電極よりも前記現
像剤担持体に近接して前記現像剤担持体に対向するよう
に配設された第三の電極と、を有し、前記現像剤担持体
とともに前記第一の電極または前記第二の電極に電圧を
印加した際に発生する前記現像剤担持体と前記第三の電
極間の静電容量および前記第一の電極と前記第二の電極
間の静電容量を検出することによって現像剤量を検出す
ることを特徴とする。

【００１９】本発明のプロセスカートリッジは、現像剤
を収納する現像剤収納容器と、前記現像剤収納容器から
供給される現像剤を収容するとともに表面に現像剤を担
持して現像位置に搬送する現像剤担持体を配設した現像
容器を有する、画像形成装置に着脱可能なプロセスカー
トリッジにおいて、前記現像剤収納容器内の現像剤を撹
拌するための撹拌部材と、前記現像容器に設けられた第
一の電極と、前記第一の電極に対して少なくとも一つの
撹拌部材を挟んで対向するように前記現像剤収納容器に
設けられた第二の電極と、前記第一の電極から前記現像
剤担持体に対向するように延長されて配設された第一の
電極と一体の第三の電極と、を有し、前記現像剤担持体
とともに前記第二の電極に電圧を印加した際に発生する
前記現像剤担持体と前記第三の電極間の静電容量および
前記第一の電極と前記第二の電極間の静電容量を検出す
ることによって現像剤量を検出することを特徴とする。

【００２０】本発明のプロセスカートリッジは、現像剤
を収納する現像剤収納容器と、前記現像剤収納容器から
供給される現像剤を収容するとともに表面に現像剤を担
持して現像位置に搬送する現像剤担持体を配設した現像
容器を有する、画像形成装置に着脱可能なプロセスカー
トリッジにおいて、前記現像剤収納容器内の現像剤を撹
拌するための撹拌部材と、前記現像容器に設けられた第
一の電極と、前記第一の電極に対して少なくとも一つの
撹拌部材を挟んで対向するように前記現像剤収納容器に
設けられた第二の電極と、を有し、前記現像剤担持体に
電圧を印加した際に発生する前記現像剤担持体と第一の
電極間の静電容量および前記現像剤担持体と第二の電極
間の静電容量を検出することによって現像剤量を検出す
ることを特徴とする。

【００２１】本発明のプロセスカートリッジにおいて
は、前記第一の電極と第二の電極の間に配置された撹拌
部材は、少なくとも前記第二の電極に当接してその表面
を摺接するように配設されていることが好ましく、ま
た、前記第一の電極と前記第二の電極は、画像形成装置
に装着された状態で水平面に対して略垂直に並行して配
置されるように取り付けられていることが好ましい。

【００２２】さらに、本発明の画像形成装置は、記録媒
体に画像を形成するための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
潜像を形成するための潜像形成手段と、（ｃ）前記電子
写真感光体に形成された潜像を現像するための現像装置
であって、前記電子写真感光体へ現像剤を搬送する現像
剤担持体と、前記現像剤担持体の表面に付着する現像剤
の量を規制するための規制部材と、前記現像剤担持体へ
供給する現像剤を収納する現像剤収納容器と、前記現像
剤収納容器から供給される現像剤を収容するとともに前
記現像剤担持体を保持する現像容器と、前記現像剤収納
容器内の現像剤を撹拌するための撹拌部材とを有する現
像装置と、（ｄ）前記現像容器に設けられた第一の電極
と、前記第一の電極に対して少なくとも一つの撹拌部材
を挟んで対向するように前記現像剤収納容器に設けられ
た第二の電極とを有し、前記現像剤担持体とともに前記
第一の電極または前記第二の電極に電圧を印加した際に
発生する前記第一の電極と前記第二の電極間の静電容量
を検出することによって現像剤量を検出する現像剤量検
出手段と、を有することを特徴とする。

【００２３】本発明の画像形成装置は、記録媒体に画像
を形成するための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潜像を形成す
るための潜像形成手段と、（ｃ）前記電子写真感光体に
形成された潜像を現像するための現像装置であって、前
記電子写真感光体へ現像剤を搬送する現像剤担持体と、
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
るための規制部材と、前記現像剤担持体へ供給する現像
剤を収納する現像剤収納容器と、前記現像剤収納容器か
ら供給される現像剤を収容するとともに前記現像剤担持
体を保持する現像容器と、前記現像剤収納容器内の現像
剤を撹拌するための撹拌部材とを有する現像装置と、
（ｄ）前記現像容器に設けられた第一の電極と、前記第
一の電極に対して少なくとも一つの撹拌部材を挟んで対
向するように前記現像剤収納容器に設けられた第二の電
極と、前記第一の電極よりも前記現像剤担持体に近接し
て前記現像剤担持体に対向するように配設された第三の
電極とを有し、前記現像剤担持体とともに前記第一の電
極または前記第二の電極に電圧を印加した際に発生する
前記現像剤担持体と前記第三の電極間の静電容量および
前記第一の電極と前記第二の電極間の静電容量を検出す
ることによって現像剤量を検出する現像剤量検出手段
と、を有することを特徴とする。

【００２４】本発明の画像形成装置は、記録媒体に画像
を形成するための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潜像を形成す
るための潜像形成手段と、（ｃ）前記電子写真感光体に
形成された潜像を現像するための現像装置であって、前
記電子写真感光体へ現像剤を搬送する現像剤担持体と、
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
るための規制部材と、前記現像剤担持体へ供給する現像
剤を収納する現像剤収納容器と、前記現像剤収納容器か
ら供給される現像剤を収容するとともに前記現像剤担持
体を保持する現像容器と、前記現像剤収納容器内の現像
剤を撹拌するための撹拌部材とを有する現像装置と、
（ｄ）前記現像容器に設けられた第一の電極と、前記第
一の電極に対して少なくとも一つの撹拌部材を挟んで対
向するように前記現像剤収納容器に設けられた第二の電
極と、前記第一の電極から前記現像剤担持体に対向する
ように延長されて配設された第一の電極と一体の第三の
電極とを有し、前記現像剤担持体とともに前記第二の電
極に電圧を印加した際に発生する前記現像剤担持体と前
記第三の電極間の静電容量および前記第一の電極と前記
第二の電極間の静電容量を検出することによって現像剤
量を検出する現像剤量検出手段と、を有することを特徴
とする。

【００２５】本発明の画像形成装置は、記録媒体に画像
を形成するための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潜像を形成す
るための潜像形成手段と、（ｃ）前記電子写真感光体に
形成された潜像を現像するための現像装置であって、前
記電子写真感光体へ現像剤を搬送する現像剤担持体と、
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
るための規制部材と、前記現像剤担持体へ供給する現像
剤を収納する現像剤収納容器と、前記現像剤収納容器か
ら供給される現像剤を収容するとともに前記現像剤担持
体を保持する現像容器と、前記現像剤収納容器内の現像
剤を撹拌するための撹拌部材とを有する現像装置と、
（ｄ）前記現像容器に設けられた第一の電極と、前記第
一の電極に対して少なくとも一つの撹拌部材を挟んで対
向するように前記現像剤収納容器に設けられた第二の電
極とを有し、前記現像剤担持体に電圧を印加した際に発
生する前記現像剤担持体と第一の電極間および前記現像
剤担持体と第二の電極間の静電容量を検出することによ
って現像剤量を検出する現像剤量検出手段と、を有する
ことを特徴とする。

【００２６】本発明の画像形成装置は、記録媒体に画像
を形成するための画像形成装置において、前述したプロ
セスカートリッジを着脱自在に装着して構成することを
特徴とする。

【００２７】

【作用】本発明によれば、少なくとも二つの電極間の静
電容量を測定することによって現像剤量を精度良く測定
することができ、また、現像剤量検出のための少なくと
も二つの電極をそれぞれ現像容器と現像剤収納容器に撹
拌部材を挟んで対向する位置に配置することで、現像剤
の検知範囲を広くすることができ、しかも、両電極間に
撹拌部材が位置することにより、現像剤の偏りを防止し
現像剤の高さを安定させることができ、現像剤の偏りに
影響されることなく安定して現像剤量を逐次検出するこ
とを可能にする。

【００２８】また、撹拌部材の弾性シートを電極表面に
当接させることにより、電極表面上に残留する余分な現
像剤を掻き落とすことができ、常に高精度に現像剤の残
量を検出することができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面に基づいて説明する。

【００３０】（第１の実施例）図１は本発明の画像形成
装置の構成を示す概略構成図であり、図２は本発明のプ
ロセスカートリッジの外観斜視図であり、図３は本発明
のプロセスカートリッジの一実施例の縦断面図である。
図４は本発明のプロセスカートリッジの一実施例におけ
る現像装置ユニットを拡大して示す縦断面図であり、図
５は本発明のプロセスカートリッジの一実施例における
現像剤収納容器を一部破断して示す斜視図である。ま
た、図６は本発明のプロセスカートリッジの一実施例に
おける現像剤収納容器内での残りの現像剤の状態を示す
図であり、図７の（ａ）は現像剤を収容する容器に関す
る実験を行った現像剤容器の模式図であり、同（ｂ）に
その実験結果を示す。

【００３１】先ず、本発明に基づいて構成されるプロセ
スカートリッジを着脱可能に装着する画像形成装置につ
いて、図１ないし図３を参照して説明する。なお、本実
施例では、特に、電子写真式のレーザービームプリンタ
ーを例にとって説明する。

【００３２】画像形成装置Ａは、ドラム形状の電子写真
感光体（以下、単に、感光体ドラムともいう）７を有
し、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、反射ミラーを有する光学手段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、現像装置によって現像剤を用いて現像され、可
視像すなわち現像剤像とされる。

【００３３】現像装置は、現像剤担持体である現像スリ
ーブ１０、現像スリーブ１０の表面上の現像剤に摩擦帯
電電荷を付与するとともに所定厚の現像剤層を形成する
ための現像剤量規制部材としての現像ブレード１２およ
び現像スリーブ１０内に内蔵されたマグネットローラ１
１を備え、これらは現像枠体１３に保持されており、こ
の現像枠体１３は現像剤を収容する現像剤収納容器１４
に溶着して一体とし、現像装置ユニット１９を構成して
いる。

【００３４】現像剤収納容器１４内には現像剤を撹拌す
るとともに現像剤を現像枠体１３内の現像室１３ａへ送
り込む撹拌部材１５ａ、１５ｂが設けられており、現像
剤収納容器１４内の現像剤は、撹拌部材１５ａ、１５ｂ
の回転によって、現像室１３ａ内の現像スリーブ１０へ
と送り出される。現像枠体１３内には、現像スリーブ１
０の近傍に現像剤撹拌部材１６を備えており、現像室１
３ａの現像剤を循環させる。

【００３５】現像剤収納容器１４に収納されている現像
剤は、上述した構成により、撹拌部材１５ａ、１５ｂの
回転によって、現像室１３ａへと送り出され、現像室１
３ａ内で現像剤撹拌部材１６により撹拌されながら、現
像スリーブ１０へ送り込まれる。現像剤は、マグネット
ローラ１１を内蔵している現像スリーブ１０の表面に付
着し、現像スリーブ１０の回転によって搬送され、現像
ブレード１２にて摩擦帯電電荷が付与されるとともに所
定厚の現像剤層が現像スリーブ１０上に形成され、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
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、現像剤像を形成する。なお、現像スリーブ１
０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。

【００３６】一方、現像剤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、３ｅ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上の現像剤像を記録媒体２に転写する。

【００３７】現像剤像の転写を受けた記録媒体２は、搬
送ガイド３ｆを介して定着手段５へと搬送される。定着
手段５は、駆動ローラ５ｃおよびヒータ５ａを内蔵した
定着ローラ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現像剤像を記録媒体２上に定
着する。記録媒体２は、その後、排出ローラ対３ｇ、３
ｈで搬送し、反転経路３ｉ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、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３ｊを
動作させ、反転経路３ｉを介することなく記録媒体２を
排出することもできる。前記ピックアップローラ３ｂ、
搬送ローラ対３ｃ、３ｄ、３ｅ、搬送ガイド３ｆ、およ
び排出ローラ対３ｇ、３ｈ等が記録媒体２の搬送手段３
を構成している。

【００３８】転写ローラ４によって現像剤像を記録媒体
２に転写した後の感光体ドラム７は、クリーニング手段
１７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１７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１７ａ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除去現像剤溜め１７ｂへ
と集める。

【００３９】以上のように構成される画像形成装置Ａに
着脱可能に装着されるプロセスカートリッジＢは、図２
および図３に詳細に示すように構成されている。すなわ
ち、プロセスカートリッジＢは、現像剤を収納するとと
もに撹拌部材１５ａ、１５ｂを配設した現像剤収納容器
１４に、現像スリーブ１０および現像ブレード１２等の
現像装置を保持する現像枠体１３を溶着等により一体と
して形成した現像装置ユニット１９と、感光体ドラム
７、クリーニングブレード１７ａ等のクリーニング手段
１７および帯電ローラ８等をドラム枠体１８に取り付け
て形成した感光体ユニット２０とからなり、これらの現
像装置ユニット１９と感光体ユニット２０を図２に示す
ように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。

【００４０】次に、本実施例における現像剤収納容器１
４の構成について図３ないし図５を用いてさらに詳細に
説明する。

【００４１】現像剤収納容器１４は、現像剤収納部１４
ａ、１４ｂの２つの収納部により構成され、２つの底面
が交わる個所に収納部１４ｂから現像剤の汲み上げる高
さを規制するための底部仕切り部１４ｃが形成されてお
り、収納部１４ｂから収納部１４ａへの現像剤の供給は
底部仕切り部１４ｃの上方に形成された開口部１４ｄを
通して行われる。そして、現像剤収納部１４ａ、１４ｂ
の内部にはそれぞれ撹拌部材１５ａ、１５ｂが配設され
ており、現像スリーブ１０に近い（すなわち、現像室１
３ａに隣接する現像剤収納部１４ａ内の）下流側の撹拌
部材１５ａは撹拌部材１５ｂより相対的に下方向に配置
されている。これにより現像剤の自重による落下を利用
して開口部１４ｄを通り抜けた後の現像剤の搬送をスム
ーズに行える構成になっている。

【００４２】また、撹拌部材１５ａは、図５に示すよう
に、回転棒部材２１と、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルフ
ァイド）等を材質とする弾性シート２２と、押さえ部材
２３によって構成され、弾性シート２２は回転棒部材２
１にビス止め、接着、溶着、熱カシメ等の手段で固定さ
れている。撹拌部材１５ｂも撹拌部材１５ａと略同様に
形成されている。

【００４３】現像剤収納部１４ｂ内の撹拌部材１５ｂ
は、図４に示す矢印の方向に回転して現像剤収納部１４
ｂ内の現像剤を撹拌しながら、開口部１４ｄを通して現
像剤収納部１４ａに送り込み、現像剤収納部１４ａ内の
撹拌部材１５ａは、図４に示す矢印方向に回転して、現
像剤収納部１４ａ内の現像剤を撹拌しながら、供給開口
部１４ｅを介して現像枠体１３内の現像室１３ａへ送り
込んでいる。これらの撹拌部材１５ａと１５ｂの回転角
スピードは、それぞれをωａ、ωｂとする場合に、ωａ
＞ωｂが成り立つように設定する。このように現像室１
３ａに隣接する現像剤収納部１４ａの撹拌部材１５ａの
回転角スピードωａを速く設定することにより、現像ス
リーブ１０への現像剤の供給をし易くする。逆に現像室
１３ａから遠い上流側の撹拌部材１５ｂの回転角スピー
ドωｂは、現像剤収納部１４ａへ現像剤を供給可能な範
囲で遅く設定する。これにより、現像スリーブ１０から
遠い位置での過度の撹拌による現像剤の劣化を防止する
ことができる。また、本実施例では、ωａはωｂの約２
倍に設定するが、初期の撹拌部材の位相合せを行わない
場合はそれぞれの撹拌部材の位相が常時合わないように
整数倍は避けるのが好適である。

【００４４】このように、一つの現像剤収納容器１４を
底部仕切り部１４ｃによって２つの現像剤収納部１４
ａ、１４ｂに分割し、それぞれの現像剤収納部１４ａ、
１４ｂに撹拌部材１５ａ、１５ｂを設けて、底部仕切り
部１４ｃの高さまで現像剤を汲み上げる構成にすること
により、現像剤の重量が分散されるので現像剤の自重に
よるフェーディングや物流時の現像剤のタッピングによ
るトルクの増加を防止することができる。

【００４５】また、前述のように下流側の撹拌部材１５
ａの位置を上流側の撹拌部材１５ｂより相対的に下にし
て、開口部１４ｄより下流側の現像剤収納部１４ａへの
現像剤送り量を規制する現像剤収納容器の構成にし、撹
拌部材の回転角スピードに関しては、下流側を速くする
（ωａ＞ωｂ）ことにより、現像スリーブ１０から遠い
上流側の現像剤収納部１４ｂでは過度の撹拌を防止して
現像剤の劣化や過剰供給を防ぐ貯蔵の役割をもたせ、ま
た、下流側の現像剤収納部１４ａでは現像剤の循環を良
くして現像スリーブ１０への現像剤の安定供給の役割を
もたせることができる。

【００４６】次に、現像剤の消費に従って減少する現像
剤の残量を逐次検出することができる検出手段としての
現像剤量検出手段（現像剤残量検出手段）について説明
する。

【００４７】本実施例における現像剤量検出手段は、図
４に示すように、現像剤量検出部を構成する測定電極部
材としての第一の電極５１と第二の電極５２が、現像枠
体１３内の現像室１３ａの内部と現像剤収納容器１４の
現像剤収納部１４ａの内部にそれぞれ配置され、これら
の電極５１、５２のいずれか一方の電極に電圧を印加し
て、これらの両電極間に静電容量を誘起させ、この静電
容量を測定することによって現像剤の量を検出する。こ
れらの第一の電極５１と第二の電極５２は、撹拌部材１
５ａを挟んで対向する位置に略垂直に配置されている。
そして、撹拌部材１５ａは、その弾性シート２２が少な
くとも第二の電極５２に当接して電極表面を摺接する位
置関係に配置されている。これらの第一および第二の電
極５１、５２は、現像スリーブ１０の長手方向に沿って
延在する細長い形状とされ、ステンレス板金等の導電性
の部材で作製される。なお、電極としては、例えば、ス
テンレススチール（ＳＵＳ）、鉄、リン青銅、アルミニ
ウム、導電性樹脂等の導電性材料にて作製することがで
きが、磁性体である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ることが
好ましい。

【００４８】次に、現像剤収納部１４ａおよび現像室１
３ａにおける現像剤のレベルについて図６を用いて説明
する。図６は本実施例の現像剤収納容器内での残りの現
像剤の状態を示す図であり、現像剤量検出手段を構成す
る電極近傍を示し、図中に現像剤の残量が３００ｇ、２
００ｇ、１００ｇとなったときの現像剤のレベル面を示
す。図６に図示するプロセスカートリッジにおける現像
剤収納部１４ａおよび現像室１３ａにおいては、現像剤
の残量が３００ｇとなったときのレベル面は、第二の電
極５２の上端部とほぼ一致する。したがって、現像剤の
残量が３００ｇとなるまでは、第一の電極５１と第二の
電極５２間の静電容量は変化しないが、残量が３００ｇ
以下になると、現像剤のレベル面に応じて静電容量が変
化し、特に現像剤が減少すると静電容量も低下する。し
たがって、両電極間の静電容量を測定することによって
現像剤の残量を検出する構成としている。

【００４９】また、本実施例においては、第一の電極５
１と第二の電極５２を略垂直でかつ略並行に配置するこ
とを特徴としている。本発明者らによれば、現像剤収納
容器内の現像剤の量を容器内に配置された一対の電極間
の静電容量によって測定する方式では、電極の配置によ
って残りの現像剤の分布や現像剤密度のバラツキが大き
く、現像剤残量の検出に大きな誤差を生じることがわか
った。すなわち、水平面に対する電極部材の角度によっ
ては、消費されずに電極部材の上に残った現像剤分の容
量を検出してしまったり、静置によって変化した現像剤
の密度の影響を受けたりすることがある。

【００５０】図７の（ａ）に示す実験的に作った現像剤
容器を用いて、上記のバラツキ要因と電極部材の角度を
確認するために実験を行った。図７の（ａ）に示す現像
剤容器７０において、一方の壁面に電極部材７１と現像
スリーブ７３を配置し、他方の壁面に電極部材７１に相
対向するように電極部材７２を配置し、そして電極部材
７２の水平面に対する角度θを可変できるように作製し
た。そして、電極部材７１と現像スリーブ７３には電源
７５から直流と交流の重畳電圧を印加し、他方の電極部
材７２に接続した検出手段７６によって両電極７１、７
２間に誘起される静電容量を測定する。このような装置
を用い、電極部材７２の角度θを変化させて、次の２点
を測定し、その結果を図７の（ｂ）に示す。

【００５１】 現像剤ｔを撹拌した直後の静電容量と
３日間静置した後の静電容量の比 現像剤ｔを現像スリーブ７３で消費した時に、電極
部材７２上に残る現像剤の量

【００５２】図７の（ｂ）に示す結果からわかるよう
に、角度θが小さい場合は静置による静電容量変化や電
極部材７２の上に残る現像剤量が多く、角度θが大きく
なるにつれて少なくなっていく。これらは角度θが９０
°のとき最も良好であった。

【００５３】次に、本実施例の現像剤量検出手段につい
て図８の（ａ）を用いて説明し、そして、実際の現像剤
残量と検出手段により検出される静電容量の検出値の推
移について図８の（ｂ）を用いて説明する。

【００５４】図８の（ａ）には本実施例の現像剤量検出
手段を概略的に示し、第一の電極５１と現像スリーブ１
１は、現像バイアス印加手段６１に接続され、現像バイ
アス電圧が印加される。そして、他方の第二の電極５２
には検出手段６０が接続されている。本実施例において
は、現像バイアス印加手段６１により印加する現像バイ
アス電圧は、２．０ＫＨｚ、１．６ＫＶｐｐの交流電圧
と−５００Ｖの直流電圧の重畳電圧とした。この時に現
像スリーブ１０および第一の電極５１と第二の電極５２
との間に誘起される静電容量を検出手段６０によって測
定した。検出手段６０によって測定される検出値は、現
像スリーブ１０および第一の電極５１と第二の電極５２
との間の静電容量に対応し、現像剤量が減少するに伴っ
て静電容量の検出値も減少する。現像剤残量と検出値の
関係は、図８の（ｂ）に示すように、現像剤残量が３０
０ｇ程度になるまでは検出値はほぼ一定で推移し、現像
剤残量が３００ｇ程度から検出値は減少し始め、画像形
成不能となった３０ｇ程度までほぼ一様に減少した。こ
の結果から、静電容量値によって現像剤の残量を逐次に
知ることができることが判る。

【００５５】以上のように、本実施例においては、プロ
セスカートリッジＢの現像剤収納容器１４内の現像剤量
が多い時は、現像スリーブ１０および第一の電極５１と
第二の電極５２との間の空間には十分な現像剤があり、
しかも、現像スリーブ１０および第一の電極５１と第二
の電極５２との間の現像剤は、撹拌部材１５ａによって
撹拌され、現像剤の偏りを防止して現像剤の高さを安定
させることができるので、現像スリーブ１０および第一
の電極５１と第二の電極５２との間の静電容量は高い値
を安定して示し続ける。そして、プロセスカートリッジ
Ｂの使用により現像剤が消費されていくと、現像スリー
ブ１０および第一の電極５１と第二の電極５２との間の
現像剤の高さが図６に示すように減少していき、現像ス
リーブ１０および第一の電極５１と第二の電極５２との
間の静電容量も減少していく。すなわち、図８の（ｂ）
に示すように、現像剤残量が３００ｇ程度から検出値は
減少し始め、画像形成不能となる３０ｇ程度までほぼ一
様に減少する。このように現像剤収納部１４ａ内の現像
剤が消費されて少なくあるいはなくなった後に、現像室
１３ａ内部の現像剤量変化を現像スリーブ１０と第二の
電極５２との間の静電容量変化を測定することによっ
て、現像室１３ａ内部の現像剤量を高精度に検出するこ
とができる。このように、現像スリーブ１０および第一
の電極５１と第二の電極５２との間の静電容量の変化を
検出することで、現像剤収納部１４ａおよび現像室１３
ａ内の現像剤量を逐次に検知することができる。

【００５６】また、第一および第二の電極５１、５２
は、現像剤が消費されて両電極間の現像剤が減少する際
に電極表面上に現像剤が大量に残留しないようにするた
めに、第一および第二の両電極５１、５２の取り付け角
度を装置本体Ａに挿入状態で略垂直にするのが最適であ
る。

【００５７】前述のように、一方の電極５１を現像室１
３ａ内に、他方の電極５２を現像剤収納容器１４内に配
置することで、現像剤収納容器１４内に収納されている
現像剤を残量検知可能範囲内にすることが可能になり、
全体の現像剤量に対する検知可能な範囲を拡大すること
ができる。また、電極を現像剤収納容器１４の枠体内に
配置することにより静電容量の測定時に外乱を抑えるこ
とができ、検知精度が向上する。

【００５８】さらに、前述のように第一の電極５１と第
二の電極５２が撹拌部材１５ａを挟んで対向するように
配置することにより、両電極５１、５２間の現像剤は撹
拌部材１５ａにより絶えず撹拌され、現像剤の偏りを防
止して現像剤の高さを安定させることができるととも
に、撹拌部材１５ａの弾性シート２２が少なくとも第二
の電極５２に当接する構成とすることにより、第二の電
極５２の表面に付着した現像剤を撹拌部材１５ａにより
掻き落とすことができるので、現像剤残量を常に安定し
てかつ正確に検知することができる。

【００５９】次に、本実施例の現像剤量検出手段に用い
る検出回路の一例について図９を参照して説明する。

【００６０】図９において、現像剤量に応じて変動する
静電容量Ｃａを有する現像剤量検出部５０において、イ
ンピーダンス素子としての第二の電極５２は電気接点３
３、３３ａ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。また、第一の電極５１は電気接点
３２、３２ａ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、現像スリーブ１０に
は、プロセスカートリッジＢを装置本体に装着したとき
に装置本体に配置された接点１０４が現像スリーブ１０
の電気接点１０ａに電気的に接続されることにより、現
像バイアス回路１０１から現像バイアス電圧が印加され
る。基準容量素子Ｃｂは、現像バイアス回路１０１に接
続されており、現像バイアス回路１０１を介して印加さ
れるＡＣ電流Ｉ₁ を用い現像剤量を検出する上での基準
電圧Ｖ₁ を設定する。

【００６１】制御回路１０２は、基準容量素子Ｃｂすな
わ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Ｉ₃ 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。

【００６２】したがって、現像剤量検出部５０に印加さ
れるＡＣ電流Ｉ₂ は、増幅回路１０３に入力され、現像
剤量の検出値Ｖ₄ （Ｖ₁ −Ｉ₂ ×Ｒ₅ ）として出力され
る。そして、この出力値を現像剤残量の検出値として利
用する。

【００６３】以上のように現像スリーブ１０および第一
の電極５１と第二の電極５２との間の現像剤量に基づく
静電容量を逐次検出して、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、ユーザーに新しいプロ
セスカートリッジあるいは現像剤補給カートリッジの準
備を促し、さらに、現像剤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現像剤の補給を促すこと
ができる。

【００６４】（第２の実施例）次に、本発明の第２の実
施例について、図１０の（ａ）および（ｂ）を参照して
説明する。なお、ここでは、前述した第１の実施例と相
違する点についてのみを述べることにして、その他は省
略する。また、前述した第１の実施例と同様の部材には
同一の符号を付して説明する。

【００６５】本実施例は、前述した実施例における第一
の電極と第二の電極に加えて、第三の電極を現像スリー
ブの近傍で現像スリーブに対向するように配置すること
を特徴とするものである。このような構成とすることに
より、現像スリーブの近傍における現像剤量の変化に対
する静電容量の変化するレンジを大きくとることがで
き、現像剤が無くなる間際の現像剤残量の検出精度を高
くすることができる。

【００６６】本実施例においては、図１０の（ａ）に示
すように、現像剤量検出部を構成する測定電極としての
第一の電極５１と第二の電極５２は、前述した第１の実
施例と同様に、それぞれ、現像枠体１３内の現像室１３
ａの内部と現像剤収納容器１４の現像剤収納部１４ａの
内部に配置され、これらの第一の電極５１と第二の電極
５２は、撹拌部材１５ａを挟んで対向する位置に略垂直
に配置されており、そしてさらに、第三の電極５３が現
像スリーブ１０の近傍で現像スリーブ１０に対向するよ
うに設けられている。

【００６７】本実施例では、現像バイアス印加手段６１
は現像スリーブ１０と第一の電極５１に接続され、検出
手段６０は第二の電極５２と第三の電極５３に接続され
ている。このような構成とすることにより、第一の電極
５１と第二の電極５２間および現像スリーブ１０と第三
の電極５３間の合成容量を検出することができる。

【００６８】本実施例での現像剤残量と検出値の関係
は、図１０の（ｂ）に示すように、現像剤の残量が３０
０ｇより多い場合は、前述した第１の実施例と同様に、
検出値に変化は無く高い値を安定して示し、３００ｇ以
下程度から検出値は、現像剤残量に応じて減少し始めて
いる。この検出値の減少は、第１の実施例と同様に、画
像形成が不能となる３０ｇ程度まで続き、検出値に応じ
て現像剤の残量を逐次に知ることができることがわか
る。なお、本実施例において、１００ｇ以下程度から３
０ｇ程度まで急激な減少を示す点が、第１の実施例の場
合と異なる。この急激な検出値の減少は、第三の電極５
３と現像スリーブ１０との間の静電容量の変化を支配的
に見ることのできる本実施例の特徴であり、このために
現像剤が無くなる間際の現像剤の残量を正確に検知する
ことができる。

【００６９】以上のように、本実施例においては、第三
の電極５３は現像スリーブ１０に近接して現像スリーブ
１０に対向するように配置されており、現像スリーブ１
０と第三の電極５３との間の静電容量の変化を最終的に
検出することができ、現像室１３ａ内の現像剤が消費さ
れて無くなる時の現像スリーブ１０と第三の電極５３間
の静電容量変化のレンジが大きく見えることになり、現
像剤が無くなる時の検出精度が向上する。

【００７０】（第３の実施例）次に、本発明の第３の実
施例について、図１１を参照して説明する。なお、ここ
でも、前述した第１および第２の実施例と相違する点に
ついてのみを述べることにして、その他は省略する。ま
た、前述した第１および第２の実施例と同様の部材には
同一の符号を付して説明する。

【００７１】本実施例は、第２の実施例における第一の
電極５１と第三の電極５３を一体として構成する第一の
電極５４を設けたことを特徴とする。このような構成と
することにより、現像スリーブ１０の近傍の現像剤量変
化に対する静電容量の変化するレンジを大きくとること
ができる第２の実施例の特徴を生かしたまま、電極の個
数を減らすことによりコストダウンを図ることができる
ものである。

【００７２】本実施例においては、図１１に示すよう
に、前述した第２の実施例における第一の電極５１と第
三の電極５３がそれぞれ配置されていた部位にこれらの
電極を一体的に構成した第一の電極５４を配設する。そ
して、現像バイアス印加手段６１は、現像スリーブ１０
と第二の電極５２に接続され、検出手段６０は第一の電
極５４に接続されている。このような構成とすることに
より、現像スリーブ１０と第一の電極５４間の静電容量
と、第二の電極５２と第一の電極５４間の静電容量との
合成容量を検出することができる。そして、第一の電極
５４の屈曲部と現像スリーブ１０が近接して配置されて
いるため、最終的に、現像室１３ａ内の現像剤が消費さ
れて無くなる時の現像スリーブ１０と第一の電極５４と
の間の静電容量変化のレンジが大きく見えることにな
り、現像剤が無くなる時の検出精度が向上することは前
述した第２の実施例と同様である。なお、本実施例での
現像剤残量と検出値の関係は、前述した第２の実施例に
おける図１０の（ｂ）と同様の推移であった。

【００７３】（第４の実施例）次に、本発明の第４の実
施例について、図１２および図１３を参照して説明す
る。ここでも、前述した第１ないし第３の実施例と相違
する点についてのみを述べることにして、その他は省略
する。また、前述した第１ないし第３の実施例と同様の
部材には同一の符号を付して説明する。

【００７４】本実施例においては、第一の電極として前
述した第３の実施例と同様の電極５４を用いる。現像剤
量検出部を構成する測定電極としての現像スリーブ１
０、第一の電極５４および第二の電極５２において、現
像バイアス印加手段６１により現像スリーブ１０に現像
バイアス電圧を印加して、現像スリーブ１０と第二の電
極５２との間および現像スリーブ１０と第一の電極５４
との間にそれぞれ静電容量を誘起させる。そして、第二
の電極５２に接続する検出手段６０’によって現像スリ
ーブ１０と第二の電極５２間の静電容量を測定し、現像
剤収納容器１４の現像剤量を検出する。さらに、第一の
電極５４に接続する検出手段６０によって現像スリーブ
１０と第一の電極５４間の静電容量を測定し、現像枠体
１３内の現像室１３ａ内部の現像剤量を高精度に検出す
る。そして、これらの２つの検出結果を用いることによ
り現像剤量を高精度に検出する構成とする。

【００７５】以上のように構成する現像剤量検出手段に
よって、現像剤収納容器１４内の現像剤量が多い時は、
現像スリーブ１０と第二の電極５２間に挟まれた空間に
は十分な現像剤があり、しかも、現像スリーブ１０と第
二の電極５２間の現像剤は撹拌部材１５ａによって撹拌
され、現像剤の偏りを防止して現像剤の高さを安定させ
ることができるので、現像スリーブ１０と第二の電極５
２間の静電容量は高い値を安定して示し続ける。そし
て、プロセスカートリッジＢの使用により現像剤が消費
されていくと、現像スリーブ１０と第二の電極５２間の
現像剤の高さが減少していき、現像スリーブ１０と第二
の電極５２間の静電容量も減少していく。すなわち、現
像スリーブ１０と第二の電極５２間の静電容量変化を検
出することで現像剤収納容器１４の現像剤収納部１４ａ
内の現像剤量を逐次に検知することができる。さらに現
像剤が消費され、現像剤収納容器１４内の現像剤がなく
なった後に現像枠体１３の現像室１３ａ内部の現像剤量
変化を現像スリーブ１０と第一の電極５４間の静電容量
変化を測定することによって、現像室１３ａ内部の現像
剤量を高精度に検出し、プロセスカートリッジＢの寿命
まで現像剤残量を検知することができる。

【００７６】本実施例においても、前述のように、一方
の電極５２を現像剤収納容器１４内に配置することで、
現像剤収納容器１４内に収納されている現像剤を残量検
知可能範囲内にすることが可能になり、全体の現像剤量
に対する検知可能な範囲を拡大することができ、また、
電極５２を現像剤収納容器１４の枠体内に配置すること
により静電容量の測定時に外乱を抑えることができ、検
知精度が向上する。

【００７７】さらに、前述のように現像スリーブ１０お
よび第一の電極５４と第二の電極５２が、撹拌部材１５
ａを挟んで対向するように配置することにより、現像ス
リーブ１０および第一の電極５４と第二の電極５２との
間の現像剤は、撹拌部材１５ａにより絶えず撹拌され、
現像剤の偏りを防止して現像剤の高さを安定させること
ができるとともに、撹拌部材１５ａの弾性シート２２が
少なくとも第二の電極５２に当接する構成とすることに
よって、第二の電極５２の表面に付着した現像剤を掻き
落とすことができるので現像剤残量を常に安定してかつ
正確に検知することができる。

【００７８】次に、本実施例の現像剤量検出手段に用い
る検出回路の一例について図１３を参照して説明する。

【００７９】図１３において、現像スリーブ１０と第一
の電極５４間の現像剤量に応じて変動する静電容量Ｃａ
を有する現像剤量検出部５０は、それぞれ電気接点３
２、３２ａ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は、現像バイア
ス回路１０１に接続されており、現像バイアス回路１０
１を介して印加されるＡＣ電流Ｉ₁ を用い現像剤量を検
出する上での基準電圧Ｖ ₁ を設定する。もちろん、現像
スリーブ１０にはプロセスカートリッジＢを装置本体に
装着したとき、装置本体に配置された接点１０４が現像
スリーブ１０の電気接点１０ａに電気的に接続されるこ
とにより、現像バイアス回路１０１から現像バイアス電
圧が印加される。

【００８０】制御回路１０２は、基準容量素子Ｃｂすな
わ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Ｉ₃ 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。

【００８１】したがって、現像剤量検出部５０に印加さ
れるＡＣ電流Ｉ₂ は、増幅回路１０３に入力され、現像
剤量の検出値Ｖ₄ （Ｖ₁ −Ｉ₂ ×Ｒ₅ ）として出力され
る。そして、この出力値を現像スリーブ１０と第一の電
極５４間の現像剤残量の検出値として利用する。

【００８２】また、現像スリーブ１０と第二の電極５２
の現像剤量に応じて変動する静電容量Ｃａ’を有する現
像剤量検出部５０’も前述と同様な回路構成である制御
回路１０２’と増幅回路１０３’を用いて並列して現像
スリーブ１０と第二の電極５２間の現像剤残量の検出値
を出力する。

【００８３】以上のように、現像スリーブ１０と第二の
電極５２間および現像スリーブ１０と第一の電極５４間
の静電容量を逐次検出して、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、ユーザーに新しいプ
ロセスカートリッジあるいは現像剤補給カートリッジの
準備を促し、さらに、現像剤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現像剤の補給を促すこ
とができる。

【００８４】また、前述した各実施例においては、撹拌
部材として、回転棒部材に材質がＰＰＳ製の弾性シート
を取り付けた構成について説明したが、弾性シートはＰ
ＰＳに限らずＰＥＴ等の弾性のあるシートを用いること
もできる。また、現像剤量検出手段として用いる電極は
２つ以上の複数枚数設ける構成でもよい。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
少なくとも二つの電極間の静電容量を測定することによ
って現像剤量を精度良く測定することができ、また、現
像剤残量検出のための少なくとも二つの電極をそれぞれ
現像枠体と現像剤収納容器に撹拌部材を挟んで対向する
位置に配置することで、現像剤の検知範囲を広くするこ
とができ、しかも、両電極間に撹拌部材が位置すること
により、現像剤の偏りを防止し現像剤の高さを安定させ
ることができ、現像剤の偏りに影響されることなく安定
して現像剤残量を逐次検出することができる。

【００８６】また、撹拌部材の弾性シートを電極表面に
当接させることにより、電極表面上に残留する余分な現
像剤を掻き落とすことができ、より高精度に現像剤残量
を検知することができる。

【００８７】以上のように現像剤量を精度良く検出する
ことができることにより、ユーザーにプロセスカートリ
ッジ内の正確な現像剤残量を随時知らせることができ、
プロセスカートリッジの交換時期を的確に把握させ、不
良画像（現像剤なし白抜け画像）の発生や現像剤を無駄
に捨てるような資源の無駄使いを防ぐ効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の構成を示す概略構成図
である。

【図２】本発明のプロセスカートリッジの外観斜視図で
ある。

【図３】本発明のプロセスカートリッジの一実施例の縦
断面図である。

【図４】本発明のプロセスカートリッジの一実施例にお
ける現像装置ユニットを拡大して示す縦断面図である。

【図５】本発明のプロセスカートリッジの一実施例にお
ける現像剤収納容器を一部破断して示す斜視図である。

【図６】本発明のプロセスカートリッジの一実施例にお
ける現像剤収納容器内での残りの現像剤の状態を示す図
である。

【図７】（ａ）は現像剤を収容する容器に関する実験を
行った現像剤容器の模式図であり、（ｂ）にその実験結
果を示す。

【図８】（ａ）は本発明の現像剤量検出手段の一実施例
の概略図であり、（ｂ）は現像剤残量と静電容量検出値
の関係を示す図表である。

【図９】本発明の現像剤量検出手段の一実施例に用いる
現像剤量検出回路を示す図である。

【図１０】（ａ）は本発明の現像剤量検出手段の他の実
施例の概略図であり、（ｂ）は現像剤残量と静電容量検
出値の関係を示す図表である。

【図１１】本発明の現像剤量検出手段のさらに他の実施
例の概略図である。

【図１２】本発明の現像剤量検出手段のさらに他の実施
例の概略図である。

【図１３】本発明の現像剤量検出手段のさらに他の実施
例に用いる現像剤量検出回路を示す図である。

【符号の説明】

Ａ 画像形成装置 Ｂ プロセスカートリッジ １ 光学手段 ２ 記録媒体 ３ 搬送手段 ４ 転写ローラ ５ 定着ローラ ７ 感光体ドラム ８ 帯電ローラ １０ 現像スリーブ １１ マグネットローラ １２ 現像ブレード １３ 現像枠体 １３ａ 現像室 １４ 現像剤収納容器 １４ａ、１４ｂ 現像剤収納部 １５ａ、１５ｂ 撹拌部材 １６ 撹拌部材 １７ クリーニング手段 １８ ドラム枠体 １９ 現像装置ユニット ２０ 感光体ユニット ２１ 回転棒部材 ２２ 弾性シート ５０、５０’ 現像剤量検出部 ５１ 第一の電極 ５２ 第二の電極 ５３ 第三の電極 ５４ 第一の電極 ６０、６０’ 検出手段 ６１ 現像バイアス印加手段 １００ 現像剤量検出回路 １０１ 現像バイアス回路 １０２、１０２’ 制御回路 １０３、１０３’ 増幅回路

フロントページの続き (72)発明者 佐藤 博 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 横井 昭佳 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 小松 範行 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 Ｆターム(参考） 2H077 AA12 AA20 AB03 AB13 AB15 AB18 AD06 AD13 AD17 AD23 AD36 AE03 BA09 DA15 DA35 DA43 DA58 DA59 DA78 DA80 DA93 EA13 GA04

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像形成装置に着脱可能な現像装置にお
   いて、 現像剤を収納する現像剤収納容器と、 前記現像剤収納容器から供給される現像剤を収容すると
   ともに表面に現像剤を担持して現像位置に搬送する現像
   剤担持体を配設した現像容器と、 前記現像剤収納容器内の現像剤を撹拌するための撹拌部
   材と、 前記現像容器に設けられた第一の電極と、 前記第一の電極に対して少なくとも一つの撹拌部材を挟
   んで対向するように前記現像剤収納容器に設けられた第
   二の電極と、を有し、前記現像剤担持体とともに前記第
   一の電極または前記第二の電極に電圧を印加した際に発
   生する前記第一の電極と前記第二の電極間の静電容量を
   検出することによって現像剤量を検出することを特徴と
   する現像装置。
2. 【請求項２】 画像形成装置に着脱可能な現像装置にお
   いて、 現像剤を収納する現像剤収納容器と、 前記現像剤収納容器から供給される現像剤を収容すると
   ともに表面に現像剤を担持して現像位置に搬送する現像
   剤担持体を配設した現像容器と、 前記現像剤収納容器内の現像剤を撹拌するための撹拌部
   材と、 前記現像容器に設けられた第一の電極と、 前記第一の電極に対して少なくとも一つの撹拌部材を挟
   んで対向するように前記現像剤収納容器に設けられた第
   二の電極と、 前記第一の電極よりも前記現像剤担持体に近接して前記
   現像剤担持体に対向するように配設された第三の電極
   と、を有し、前記現像剤担持体とともに前記第一の電極
   または前記第二の電極に電圧を印加した際に発生する前
   記現像剤担持体と前記第三の電極間の静電容量および前
   記第一の電極と前記第二の電極間の静電容量を検出する
   ことによって現像剤量を検出することを特徴とする現像
   装置。
3. 【請求項３】 画像形成装置に着脱可能な現像装置にお
   いて、 現像剤を収納する現像剤収納容器と、 前記現像剤収納容器から供給される現像剤を収容すると
   ともに表面に現像剤を担持して現像位置に搬送する現像
   剤担持体を配設した現像容器と、 前記現像剤収納容器内の現像剤を撹拌するための撹拌部
   材と、 前記現像容器に設けられた第一の電極と、 前記第一の電極に対して少なくとも一つの撹拌部材を挟
   んで対向するように前記現像剤収納容器に設けられた第
   二の電極と、 前記第一の電極から前記現像剤担持体に対向するように
   延長されて配設された第一の電極と一体の第三の電極
   と、を有し、前記現像剤担持体とともに前記第二の電極
   に電圧を印加した際に発生する前記現像剤担持体と前記
   第三の電極間の静電容量および前記第一の電極と前記第
   二の電極間の静電容量を検出することによって現像剤量
   を検出することを特徴とする現像装置。
4. 【請求項４】 画像形成装置に着脱可能な現像装置にお
   いて、 現像剤を収納する現像剤収納容器と、 前記現像剤収納容器から供給される現像剤を収容すると
   ともに表面に現像剤を担持して現像位置に搬送する現像
   剤担持体を配設した現像容器と、 前記現像剤収納容器内の現像剤を撹拌するための撹拌部
   材と、 前記現像容器に設けられた第一の電極と、 前記第一の電極に対して少なくとも一つの撹拌部材を挟
   んで対向するように前記現像剤収納容器に設けられた第
   二の電極と、を有し、前記現像剤担持体に電圧を印加し
   た際に発生する前記現像剤担持体と第一の電極間の静電
   容量および前記現像剤担持体と第二の電極間の静電容量
   を検出することによって現像剤量を検出することを特徴
   とする現像装置。
5. 【請求項５】 前記第一の電極と第二の電極の間に配置
   された撹拌部材は、少なくとも前記第二の電極に当接し
   てその表面を摺接するように配設されていることを特徴
   とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の現像装
   置。
6. 【請求項６】 前記第一の電極と前記第二の電極は、画
   像形成装置に装着された状態で水平面に対して略垂直に
   並行して配置されるように取り付けられていることを特
   徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の現像
   装置。
7. 【請求項７】 現像剤を収納する現像剤収納容器と、前
   記現像剤収納容器から供給される現像剤を収容するとと
   もに表面に現像剤を担持して現像位置に搬送する現像剤
   担持体を配設した現像容器を有する、画像形成装置に着
   脱可能なプロセスカートリッジにおいて、 前記現像剤収納容器内の現像剤を撹拌するための撹拌部
   材と、 前記現像容器に設けられた第一の電極と、 前記第一の電極に対して少なくとも一つの撹拌部材を挟
   んで対向するように前記現像剤収納容器に設けられた第
   二の電極と、を有し、前記現像剤担持体とともに前記第
   一の電極または前記第二の電極に電圧を印加した際に発
   生する前記第一の電極と前記第二の電極間の静電容量を
   検出することによって現像剤量を検出することを特徴と
   するプロセスカートリッジ。
8. 【請求項８】 現像剤を収納する現像剤収納容器と、前
   記現像剤収納容器から供給される現像剤を収容するとと
   もに表面に現像剤を担持して現像位置に搬送する現像剤
   担持体を配設した現像容器を有する、画像形成装置に着
   脱可能なプロセスカートリッジにおいて、 前記現像剤収納容器内の現像剤を撹拌するための撹拌部
   材と、 前記現像容器に設けられた第一の電極と、 前記第一の電極に対して少なくとも一つの撹拌部材を挟
   んで対向するように前記現像剤収納容器に設けられた第
   二の電極と、 前記第一の電極よりも前記現像剤担持体に近接して前記
   現像剤担持体に対向するように配設された第三の電極
   と、を有し、前記現像剤担持体とともに前記第一の電極
   または前記第二の電極に電圧を印加した際に発生する前
   記現像剤担持体と前記第三の電極間の静電容量および前
   記第一の電極と前記第二の電極間の静電容量を検出する
   ことによって現像剤量を検出することを特徴とするプロ
   セスカートリッジ。
9. 【請求項９】 現像剤を収納する現像剤収納容器と、前
   記現像剤収納容器から供給される現像剤を収容するとと
   もに表面に現像剤を担持して現像位置に搬送する現像剤
   担持体を配設した現像容器を有する、画像形成装置に着
   脱可能なプロセスカートリッジにおいて、 前記現像剤収納容器内の現像剤を撹拌するための撹拌部
   材と、 前記現像容器に設けられた第一の電極と、 前記第一の電極に対して少なくとも一つの撹拌部材を挟
   んで対向するように前記現像剤収納容器に設けられた第
   二の電極と、 前記第一の電極から前記現像剤担持体に対向するように
   延長されて配設された第一の電極と一体の第三の電極
   と、を有し、前記現像剤担持体とともに前記第二の電極
   に電圧を印加した際に発生する前記現像剤担持体と前記
   第三の電極間の静電容量および前記第一の電極と前記第
   二の電極間の静電容量を検出することによって現像剤量
   を検出することを特徴とするプロセスカートリッジ。
10. 【請求項１０】 現像剤を収納する現像剤収納容器と、
    前記現像剤収納容器から供給される現像剤を収容すると
    ともに表面に現像剤を担持して現像位置に搬送する現像
    剤担持体を配設した現像容器を有する、画像形成装置に
    着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、 前記現像剤収納容器内の現像剤を撹拌するための撹拌部
    材と、 前記現像容器に設けられた第一の電極と、 前記第一の電極に対して少なくとも一つの撹拌部材を挟
    んで対向するように前記現像剤収納容器に設けられた第
    二の電極と、を有し、前記現像剤担持体に電圧を印加し
    た際に発生する前記現像剤担持体と第一の電極間の静電
    容量および前記現像剤担持体と第二の電極間の静電容量
    を検出することによって現像剤量を検出することを特徴
    とするプロセスカートリッジ。
11. 【請求項１１】 前記第一の電極と第二の電極の間に配
    置された撹拌部材は、少なくとも前記第二の電極に当接
    してその表面を摺接するように配設されていることを特
    徴とする請求項７ないし１０のいずれか１項に記載のプ
    ロセスカートリッジ。
12. 【請求項１２】 前記第一の電極と前記第二の電極は、
    画像形成装置に装着された状態で水平面に対して略垂直
    に並行して配置されるように取り付けられていることを
    特徴とする請求項７ないし１１のいずれか１項に記載の
    プロセスカートリッジ。
13. 【請求項１３】 記録媒体に画像を形成するための画像
    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潜像を形成するための潜像形成手段
    と、（ｃ）前記電子写真感光体に形成された潜像を現像
    するための現像装置であって、前記電子写真感光体へ現
    像剤を搬送する現像剤担持体と、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ための規制部材と、
    前記現像剤担持体へ供給する現像剤を収納する現像剤収
    納容器と、前記現像剤収納容器から供給される現像剤を
    収容するとともに前記現像剤担持体を保持する現像容器
    と、前記現像剤収納容器内の現像剤を撹拌するための撹
    拌部材とを有する現像装置と、（ｄ）前記現像容器に設
    けられた第一の電極と、前記第一の電極に対して少なく
    とも一つの撹拌部材を挟んで対向するように前記現像剤
    収納容器に設けられた第二の電極とを有し、前記現像剤
    担持体とともに前記第一の電極または前記第二の電極に
    電圧を印加した際に発生する前記第一の電極と前記第二
    の電極間の静電容量を検出することによって現像剤量を
    検出する現像剤量検出手段と、を有することを特徴とす
    る画像形成装置。
14. 【請求項１４】 記録媒体に画像を形成するための画像
    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潜像を形成するための潜像形成手段
    と、（ｃ）前記電子写真感光体に形成された潜像を現像
    するための現像装置であって、前記電子写真感光体へ現
    像剤を搬送する現像剤担持体と、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ための規制部材と、
    前記現像剤担持体へ供給する現像剤を収納する現像剤収
    納容器と、前記現像剤収納容器から供給される現像剤を
    収容するとともに前記現像剤担持体を保持する現像容器
    と、前記現像剤収納容器内の現像剤を撹拌するための撹
    拌部材とを有する現像装置と、（ｄ）前記現像容器に設
    けられた第一の電極と、前記第一の電極との間に少なく
    とも一つの撹拌部材を挟んで対向するように前記現像剤
    収納容器に設けられた第二の電極と、前記第一の電極よ
    りも前記現像剤担持体に近接して前記現像剤担持体に対
    向するように配設された第三の電極とを有し、前記現像
    剤担持体とともに前記第一の電極または前記第二の電極
    に電圧を印加した際に発生する前記現像剤担持体と前記
    第三の電極間の静電容量および前記第一の電極と前記第
    二の電極間の静電容量を検出することによって現像剤量
    を検出する現像剤量検出手段と、を有することを特徴と
    する画像形成装置。
15. 【請求項１５】 記録媒体に画像を形成するための画像
    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潜像を形成するための潜像形成手段
    と、（ｃ）前記電子写真感光体に形成された潜像を現像
    するための現像装置であって、前記電子写真感光体へ現
    像剤を搬送する現像剤担持体と、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ための規制部材と、
    前記現像剤担持体へ供給する現像剤を収納する現像剤収
    納容器と、前記現像剤収納容器から供給される現像剤を
    収容するとともに前記現像剤担持体を保持する現像容器
    と、前記現像剤収納容器内の現像剤を撹拌するための撹
    拌部材とを有する現像装置と、（ｄ）前記現像容器に設
    けられた第一の電極と、前記第一の電極に対して少なく
    とも一つの撹拌部材を挟んで対向するように前記現像剤
    収納容器に設けられた第二の電極と、前記第一の電極か
    ら前記現像剤担持体に対向するように延長されて配設さ
    れた第一の電極と一体の第三の電極とを有し、前記現像
    剤担持体とともに前記第二の電極に電圧を印加した際に
    発生する前記現像剤担持体と前記第三の電極間の静電容
    量および前記第一の電極と前記第二の電極間の静電容量
    を検出することによって現像剤量を検出する現像剤量検
    出手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
16. 【請求項１６】 記録媒体に画像を形成するための画像
    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潜像を形成するための潜像形成手段
    と、（ｃ）前記電子写真感光体に形成された潜像を現像
    するための現像装置であって、前記電子写真感光体へ現
    像剤を搬送する現像剤担持体と、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ための規制部材と、
    前記現像剤担持体へ供給する現像剤を収納する現像剤収
    納容器と、前記現像剤収納容器から供給される現像剤を
    収容するとともに前記現像剤担持体を保持する現像容器
    と、前記現像剤収納容器内の現像剤を撹拌するための撹
    拌部材とを有する現像装置と、（ｄ）前記現像容器に設
    けられた第一の電極と、前記第一の電極に対して少なく
    とも一つの撹拌部材を挟んで対向するように前記現像剤
    収納容器に設けられた第二の電極とを有し、前記現像剤
    担持体に電圧を印加した際に発生する前記現像剤担持体
    と第一の電極間および前記現像剤担持体と第二の電極間
    の静電容量を検出することによって現像剤量を検出する
    現像剤量検出手段と、を有することを特徴とする画像形
    成装置。
17. 【請求項１７】 記録媒体に画像を形成するための画像
    形成装置において、請求項７ないし１２のいずれか１項
    に記載のプロセスカートリッジを着脱自在に装着して構
    成することを特徴とする画像形成装置。