JPH04309980A - 画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真式又は静電記
録式の画像形成装置及びこれ等に用いられるプロセスカ
ートリッジに関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、コンピュータ、ファクシミリ、Ｃ
ＡＤ等の情報機器の端末装置のプリンタとして、電子写
真式又は静電記録式の画像形成装置が多く採用されてい
る。特に電子写真式のプリンタにおいては、情報信号を
レーザビーム、ＬＥＤ、ＬＣＤ等により静電潜像担持体
としての感光ドラム上に書き込み、これを現像装置によ
り可視像化し、その後、転写紙に転写、定着する工程に
より記録像が得られるが、従来のプリンタにおいては、
記録像は例えば黒色だけの１色であった。　　しかしな
がら、最近では記録像がより明瞭となり且つ情報の理解
がより容易となる等の理由から複数色による画像形成が
望まれ、且つこれを可能にある画像形成装置も出現して
いる。

【０００３】このような多色画像の形成可能な電子写真
式画像形成装置の一例を図１５に示す。

【０００４】導電基板上に光導電層を設けた静電潜像担
持体としての感光ドラム１は一次帯電器２により一様に
帯電される。ついで１色目マゼンタの画像情報に基づい
た画像露光Ｌが行なわれ潜像が形成される。次にこの潜
像はマゼンタ現像器４Ｃにてトナー可視像化される。一
方、転写ドラム３には予め転写紙（付図示）が保持され
ており、感光ドラム１上のマゼンタトナー像は転写紙上
に転写される。他方、感光ドラム１上の転写残トナーは
クリーニング器５でクリーニングされる。クリーニング
後、感光ドラム１は再び帯電器２により一様に帯電され
２色目シアンの画像情報に基づいた画像露光Ｌが行なわ
れ潜像が形成される。

【０００５】そしてこの潜像はシアン現像器４Ｂにてト
ナー可視像化される。シアントナー像は転写ドラム３に
保持された転写紙上に重ね転写される。感光ドラム１上
の転写残トナーはクリーニング器５でクリーニングされ
る。以下同様にして３色目イエローの画像情報に基づく
潜像をイエロー現像器４Ａでトナー可視像化し転写紙上
に転写し、４色目ブラックの画像情報に基づく潜像をブ
ラック現像器４Ｄでトナー可視像化し、転写紙上に転写
する。以上４色のトナー像が転写された転写紙は転写ド
ラム３より分離され定着器６で定着され永久像を得る。

【０００６】上記現像器４では非磁性トナーと磁性粒子
を混合して用いる２成分磁気ブラシ現像方が用いられて
いるため、現像を行なう現像器４のみ磁気ブラシを感光
ドラム１に接触させ、他の現像器４は感光ドラム１から
退避させておく必要がある。従って、例えばイエロー現
像器４Ａで感光ドラム１上の潜像を現像する場合、各現
像器４を図中矢印ａ方向に移動した後、必要な現像器４
Ａのみを矢印ｂ方向に移動して感光ドラム１に近接配置
する必要がある。

【０００７】そこで上記多色画像形成装置で必要とされ
ていた現像器４の退避構造を省略する方法として非接触
現像方による１成分現像方法があげられる。この非接触
１成分現像法を用いることで各色現像時に非使用現像器
を感光ドラムから退避させる必要が無くなりその結果各
現像器を感光ドラム周りに固設することが可能で装置の
簡易化及びコストダウンが図れる。更に、この場合現像
剤の補充や感光ドラム等の消耗品の交換の煩わしさを解
消するために現像器、感光ドラム、帯電器等を一体ユニ
ット化したプロセスカートリッジ技術も適用できる。図
１６に多色画像形成装置に用いられるカートリッジの一
例を示す。

【０００８】感光ドラム１、帯電器２、イエロー現像器
４Ａ、シアン現像器４Ｂ、マゼンタ現像器４Ｃ、ブラッ
ク現像器４Ｄ、クリーニング器５がカートリッジ容器７
ａ内に一体的に組み付けられ、これ等が画像形成装置の
装置本体内に着脱自在に配設されるプロセスカートリッ
ジ７を形成している。このプロセスカートリッジ７は感
光ドラム１が寿命に達したり、クリーニング器５内が廃
トナーで一杯となった場合にプロセスカートリッジ７全
体を交換することによりメンテナンスの容易化を図った
ものである。尚、３は転写ドラムである。

【０００９】現像器４は非磁性トナー（キャリアを有さ
ない１成分現像剤）を有する容器本体４１と、感光ドラ
ム１に非接触状態で対向し、一定方向に回転してトナー
を感光ドラム１の方へ供給する現像スリーブ４２と、該
現像スリーブ４２にトナーを塗布する塗布ローラ４３と
、容器本体４１内のトナーを塗布ローラ４３の方へ移動
させる送り部材４４と、現像スリーブ４２上のトナーの
層厚を規制する弾性ブレード４５と、現像スリーブ４２
と容器本体４１間の隙間からトナーが漏れ出すのを防止
シール部材４６等とから構成されている。そして、これ
等の現像器４による現像作業は、必要な色トナーを有す
る現像器４の現像スリーブ４２が回転することにより、
該現像スリーブ４２により感光ドラム１の静電潜像にト
ナーが供給されてなされる。

【００１０】さて、以上の如くプロセスカートリッジ７
を備えた多色画像形成装置において、現像器４内のトナ
ーが無くなり画像形成ができなくなればプロセスカート
リッジ７を交換することとなるが、この場合、現像器４
に何らかのトナー残量検知手段が必要となる。そして、
かかるトナー残量検知手段としては従来よりアンテナ方
式、光方式、ピエゾ方式のものが用いられている。

【００１１】アンテナ方式のものは図１７で示される如
く、現像スリーブ４２の近傍にアンテナ部材１１を設け
、現像スリーブ４２とアンテナ部材１１間のトナーの有
無による静電容量の変化を電気的に検知して、現像器４
内のトナーの有無を検知するものである。

【００１２】光方式のものとしては、反射光と透過光を
利用するものがある。反射光を利用するものは図１８で
示される如く、発光素子２１（例えばＬＥＤ等）と光電
変換素子である受光素子２２（例えばフォトダイオード
）を現像器４の一側に設け、発光素子２１から発せられ
た光Ｌを現像スリーブ３２近傍の容器本体４１側面に設
けられた窓４７に照射し、その反射光を受光素子２２で
受光し、現像器４内のトナー残量を検知するものである
。

【００１３】また、透過光を利用するものは図１９で示
される如く、現像器４の容器本体４１の上、下部等に設
けられた窓４８、４９を介して、発光素子２４から発せ
られた光Ｌを受光素子２５で検知するものである。尚、
図２１で示される如く、現像器４の左、右側面に窓４８
，４９を設け、発光素子２４からの光Ｌを受光素子２５
で検知してもよい。

【００１４】ピエゾ方式のものは図２２で示される如く
、現像器４側面に設けられたピエソ素子３１に入力電圧
を印加し、ピエゾ素子３１のトナー圧による歪によって
発生した出力電圧によりトナー残量を検知するものであ
る。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プロセ
スカートリッジ７内の複数の現像器４中のトナーの有無
をアンテナ方式、光方式、ピエゾ方式のそれぞれのトナ
ー残量検知手段で検知するには以下の如き問題がある。

【００１６】アンテナ方式のものでは、アンテナ部材１
１からの検出値を装置本体側に伝えるための端子が現像
器４に見合った数だけプロセスカートリッジ７に必要と
なり、プロセスカートリッジ７内の配線が複雑化するだ
けでなく、各端子間距離を維持する必要から端子の小型
化が必要となる。従って、プロセスカートリッジ７内の
配線の引き回しに伴う検出値の不安定化及びプロセスカ
ートリッジ７の装着時の端子の接触不良等の問題を生じ
る虞れがある。また、各現像器４が近接しているため、
アンテナ部材１１による検出値が現像スリーブ４２に印
加される現像バイアスの影響を受け、誤検知を生じさせ
る虞れもある。

【００１７】更に、かかる現像器４では１成分非磁性ト
ナーを使用し、現像スリーブ４２にトナーを塗布する塗
布ローラ４３を現像スリーブ４２近傍に配設する必要が
あるため、アンテナ部材１１の位置が限られてしまうと
共に、現像スリーブ４２周りにアンテナ部材１１を配設
すると現像スリーブ４２へのトナーの流れに支障をきた
し、現像スリーブ４２へのトナーの安定供給ができず画
像不良を生じさせたり、図１７で示される如く、現像ス
リーブ４２、塗布ローラ４３及びアンテナ部材１１、弾
性ブレード４５で囲まれる領域でトナーの流れが滞り、
トナーが劣化したり最悪の場合トナーが凝集し固化して
しまうという問題があった。

【００１８】光方式の図１７で示される反射光を利用す
るものの場合、イエロー、マゼンタ、シアン等の色トナ
ーでは反射光が得られトナーの残量検知が可能であるが
、ブラックトナーでは反射光が得られずトナーの残量検
知が不可能となる。また、図１９で示される透過光を利
用するものは、各現像器４間の上下の隙間が小さいため
、かかるプロセスカートリッジ７には使用できず、図２
０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、で示される如く発光素子２
４、受光素子２５の一方又は双方を現像器４内に配設す
る必要が生じる。しかし、使い捨てを基本とするプロセ
スカートリッジ７に発、受光素子２４，２５を組み込む
ことはコスト的に問題がある。更に、図２１で示される
ものでは発、受光素子２４，２５を現像器４の両側に設
ける必要があるが、この場合、現像器４の一側に配設さ
れる該現像器４の不図示の駆動源と発、受光素子２４，
２５の一方とが干渉し、妥当でない。

【００１９】ピエゾ方式のものは微妙なトナー圧の変化
に対しても出力電圧が変化するするため、精度の高いト
ナーの残量検知ができるが、現像器４にピエゾ素子３１
を固定するのにコストがかかってしまうという問題があ
った。また、１つのピエゾ素子３１には最低３つの端子
が必要であるため、複数の現像器４を有するプロセスカ
ートリッジ７にこれを使用すれば、プロセスカートリッ
ジ７の端子数が増え、配線の引き回しが複雑になり、こ
れによるコストアップも問題となる。

【００２０】本発明は上記問題に鑑みてなされたもので
、その目的とする処は、上記問題点が最小限に抑えられ
た最適な方向で現像剤有無の検知がなされる画像形成装
置及びプロセスカートリッジを提供するにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明は、像担持体の周囲に帯電手段、クリーニング手段
及び少なくとも１つの現像手段を一体に有すプロセスカ
ートリッジを画像形成装置本体内に着脱自在に配設する
と共に、現像手段の構成を異ならせた複数種のプロセス
カートリッジも着脱自在な画像形成装置において、現像
手段内の現像剤の有無が現像手段の構成に応じた２種以
上の最適の現像剤有無検知手段により検知されることを
特徴とする。

【００２２】また、本発明は、像担持体の周囲に帯電手
段、クリーニング手段及び少なくとも１つの現像手段を
一体に有すと共に、現像手段の構成等を異ならせた複数
種のものが画像形成装置本体に対して着脱自在に用いら
れるプロセスカートリッジにおいて、現像手段内の現像
剤の有無が現像手段の構成に応じた２種以上の最適の現
像剤有無検知手段により検知されることを特徴とする。

【００２３】更に本発明は、画像形成装置本体内に着脱
自在に配設され、像担持体の周囲に帯電手段、クリーニ
ング手段を有すと共に、現像手段からなる複数種のサブ
カートリッジが着脱自在に配設されるプロセスカートリ
ッジにおいて、サブカートリッジ内の現像剤の有無がサ
ブカートリッジの種類に応じた２種以上の現像剤有無検
知手段により検知されることを特徴とする。

【００２４】

【作用】プロセスカートリッジ内の現像手段の現像剤の
有無を検知するには一般にアンテナ方式、光方式、ピエ
ゾ方式の現像剤有無検知手段が使用される。そして、こ
れ等３種類の現像剤有無検知手段には利害特質があり、
検知すべき現像手段の数やタイプによって利点、欠点が
生じてくる。

【００２５】従って、現像手段の構成の異なる複数種の
プロセスカートリッジが着脱される画像形成装置におい
て、プロセスカートリッジ内の現像手段の現像剤の有無
を現像手段の構成に応じた２種以上の最適な現像剤有無
検知手段で見地するようにした。

【００２６】また、複数種の現像手段がサブカートリッ
ジとして着脱されるプロセスカートリッジにおいても、
上記と同様である。

【００２７】

【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００２８】先ず、本発明の第１実施例を図１乃至図９
により説明する。

【００２９】図１は多色画像の形成可能なカラープロセ
スカートリッジ７Ａの断面を示している。このカラープ
ロセスカートリッジ７Ａは感光ドラム１（像担持体）及
び該感光ドラム１周りに配設される帯電器１、イエロー
現像器４Ａ、シアン現像器４Ｂ、マゼンタ現像器４Ｃ、
ブラック現像器４Ｄ、クリーニング器５がカートリッジ
容器７ａ内に一体的に収納されたものから構成されてい
る。

【００３０】各現像器４は非磁性トナー（キャリアを有
さない１成分現像剤）を有する容器本体４１と、感光ド
ラム１に非接触状態で対向し、一定方向に回転してトナ
ーを感光ドラム１の方へ供給する現像スリーブ４２と、
該現像スリーブ４２にトナーを塗布する塗布ローラ４３
と、容器本体４１内のトナーを塗布ローラ４３の方へ移
動させる送り部材４４と、現像スリーブ４２上のトナー
の層厚を規制する弾性ブレード４５と、現像スリーブ４
２と容器本体４１間の隙間からトナーが漏れ出すのを防
止するシール部材４６等から構成されている。

【００３１】以上のカラープロセスカートリッジ７Ａの
作用等は図１４及び図１５等で説明したプロセスカート
リッジ７と同一であるため、その説明は省略する。

【００３２】図２は上記プロセスカートリッジ７Ａと外
形及び大きさが同一の単色用プロセスカートリッジ７Ｂ
を示している。この単色用プロセスカートリッジ７Ｂは
カラープロセスカートリッジ７Ａと現像器４の数（１台
）、大きさ（カラープロセスカートリッジ７Ａのものに
比べ３〜４倍のトナー容量を有す）、その一部の構造（
送り部材４４の代わりに矢印方向に回転する撹拌部材５
０が用いられている）が異なるのみで、他の構成や機能
はカラープロセスカートリジ７Ａと同一である。従って
、カラープロセスカートリッジ７Ａ内のものと同一機能
を有するものには同一記号を付している。

【００３３】さて、本実施例に係る画像形成装置では上
記カラープロセスカートリッジ７Ａ、単色用プロセスカ
ートリッジ７Ｂのいずれでも使用可能となっているが、
以下これ等のプロセスカートリッジ７の現像器４のトナ
ー残量検知手段について説明する。

【００３４】先ず、カラープロセスカートリッジ７Ａに
関するものについて説明する。該カラープロセスカート
リッジ７Ａにおいては、そのイエロー、シアン、マゼン
タ現像器４Ａ，４Ｂ，４Ｃに対しては光方式の反射光タ
イプのトナー残量検知手段２０が用いられ、ブラック現
像器４Ｄには光方式の透過光タイプのトナー残量検知手
段２３が用いられている。反射光タイプのものはイエロ
ー、シアン、マゼンタ現像器４Ａ，４Ｂ，４Ｃには適し
ているが、反射光の無いブラック現像器４Ｄには適して
おらず、このため、ブラック現像器４Ｄには透過光タイ
プのものを用いた。

【００３５】これ等のトナー残量検知手段２０，２３の
具体的構成は図３で示されている。図３はカラープロセ
スカートリッジ７Ａをその背面側から見たものであり、
プロセスカートリッジ７Ａの左側の装置本体側にはイエ
ロー現像器４Ａのトナー残量検知手段２０Ａを構成する
発、受光素子２１Ａ，２２Ａ、シアン現像器４Ｂのトナ
ー残量検知手段２０Ｂを構成する発、受光素子２１Ｂ，
２２Ｂ、マゼンタ現像器４Ｃのトナー残量検知手段２０
Ｃを構成する発、受光素子２１Ｃ，２２Ｃ、ブラック現
像器４Ｄのトナー残量検知手段２３を構成する発光素子
２４が配設されている。また、プロセスカートリッジ７
Ａの右側のブラック現像器４Ｄの一側には前記発光素子
２４に対応するトナー残量検知手段２３の受光素子２５
が配設されている。

【００３６】尚、プロセスカートリッジ７Ａの右側には
各現像器４の被駆動部を回転駆動する被駆動ギヤ５１，
…が突出して設けられていると共に、装置本体側にも切
換ギヤ５２ａ，…を介して、被駆動ギヤ５１，…を選択
的に回転させる駆動源５２が設けられているが、ブラッ
ク現像器４Ｄのトナー残量検知手段２３の受光素子２５
は被駆動ギヤ５１や駆動源５２の端部側余空間を利用し
て配設されているため、この受光素子２５と駆動源５２
等との干渉は生じない。

【００３７】トナー残量検知手段２０では各現像器４に
設けられた窓（図１８で示される窓４７と同一のもの）
を介して、発光素子２１からの光Ｌを現像器４内のトナ
ーに照射し、その反射光量を受光素子２２にて検知し、
現像器４内のトナーの有無を判断するものである。即ち
、現像器４の容器本体４１内にトナーが十分に収納され
ており、窓の近傍にトナーが十分に存在する場合は、反
射光の光量が多く受光素子２２側で得られる電流値も大
きいが、容器本体４１内のトナーが窓の近傍にもほとん
ど無い程減少すれば、反射光の光量も減少し受光素子２
２により得られる電流値も減少する。従って、現像器４
内のトナーの有無は受光素子２２によって得られる電流
値の変化により検知できる。図５にトナー量の変化と電
流値の変化の様子を示すが、この図からトナー残量が略
ゼロに近づいた時点で電流値に大きな変化が現われるこ
とがわかる。尚、受光素子２２により検出された電流値
は増幅器により増幅された後、比較器により基準値と比
較され、その値が基準値と等しいか又は小さい場合にト
ナー無しと判断される。

【００３８】トナー残量検知手段２３ではブラック現像
器４Ｄの両側壁に設けられた窓（図２１で示される窓４
８，４９と同一のもの）を介して、発光素子２４からの
光Ｌを現像器４内を通過させる如く照射し、その透過光
量を受光素子２５で検知するものである。即ち、現像器
４の容器本体４１内にトナーが十分収納されており、窓
の近傍にトナーが十分に存在する場合は、発光素子２４
からの光Ｌは受光素子２５に届かず、該受光素子２５か
ら得られる電流値は小さくゼロに近いが、容器本体４１
内のトナーが窓の近傍に存在しない程減少すれば、受光
素子２５にて検知される透過光量も増え、受光素子２５
から得られる電流値も大きくなる。従って、現像器４内
の有無は受光素子２５によって得られる電流値の変化に
より検知できる。図６はトナー量の変化と電流値の変化
の様子を示すが、この図からトナー残量が略ゼロに近づ
いた時点で電流値に大きな変化が現われる。尚、受光素
子２５により検出された電流値は増幅器により増幅され
た後、比較器により基準値と比較され、その値が基準値
と等しいか又は小さい場合にトナー無しと判断される。

【００３９】次に単色用プロセスカートリッジ７Ｂのト
ナー残量検知手段について説明する。該単色用プロセス
カートリッジ７Ｂの現像器４Ｅに対しては図２及び図４
で示される如くピエゾ方式のトナー残量検知手段３０が
用いられている。ピエゾ方式のものは精度は良いがコス
トが高く接点数も多いという特徴と有しているが、単色
用プロセスカートリッジ７Ｂの如く大きな現像器４Ｅが
１台しか取り付けられていないものには適している。

【００４０】このトナー残量検知手段３０の具体的構成
は図２で示される如くピエゾ素子３１を現像器４の現像
スリーブ４２近傍に取り付け、図４で示される如くこの
ピエゾ素子３１の３つの端子（入力端子３１ａ、出力端
子３１ｂ、ＣＯＭ端子３１ｃ）に装置本体側の端子（入
力端子３２、出力端子３３、ＣＯＭ端子３４）に接触さ
せるようにして、ピエゾ素子３１からの出力を得るよう
にしたものである。この原理を図７及び図８により説明
すれば、圧電素子と金属板を貼り合せたユニモルフ振動
子（ピエゾ素子３１）を共振周波数で発振させた場合、
図７（ａ）で示される如く振動面にトナーが存在し負荷
が加わると同図（ｂ）で示される如く発信波形は小さく
なり、ピエゾ素子３１のセンサ出力Ｖは大きくなる（同
図（ｃ））。逆に、図８（ａ）で示される如く振動面に
トナーが無く負荷が無ければ、同図（ｂ）で示される如
く発信波形は大きくなり、ピエゾ素子３１のセンサ出力
Ｖは小さくなる（同図（ｃ））。

【００４１】従って、ピエゾ素子３１の設置位置までト
ナーが有るか否かをそのセンサ出力で知ることができ、
現像器４内のトナーの残量検知ができる。尚、検知の具
体例としては、一定入力電圧５Ｖを与えたとき、出力電
圧はトナー有り時で４．５Ｖ以上で、トナー無し時は０
．５Ｖ以下となり、レンジが広く精度の高いトナー残量
検知が可能でる。

【００４２】カラープロセスカートリッジ７Ａと単色用
プロセスカートリッジ７Ｂとによる装置本体側の検知手
段の切換は、例えば図９で示される如く、プロセスカー
トリッジ７の外面に突起部５３を設け、その数を装置本
体側のマイクロスイッチ等で検知するようにすればよい
。即ち、カラープロセスカートリッジ７Ａの場合は突起
部５３を２つ設け、この場合、発光素子２１，２４及び
受光素子２２，２５からなる光方式による検知を行ない
、単色用プロセスカートリッジ７Ｂの場合は突起部５３
を１つ設けピエゾ素子３１によるピエゾ方式による検知
を行なうようにする。

【００４３】以上の如く本実施例では現像器４の数、構
成等の異なる複数のプロセスカートリッジ７が装置本体
に対して使用される場合、それぞれのプロセスカートリ
ッジ７の現像器に最適な２種以上の方法で現像器４内の
トナーの有無を検知するようにしているため、該検知を
簡単に、精度よく且つ低コストで行なうことができる。 また、このことにより画像形成装置に対して現像器４の
構成等の異なる複数種のプロセスカートリッジ７の使用
が容易となる。

【００４４】次に、本発明の第２実施例を図１０乃至図
１２により説明する。尚、第１実施例に係るものと同一
機能を有するものについては同一符号を付しその説明を
省略する。

【００４５】本実施例では第１実施例のカラープロセス
カートリッジ７Ａのうち、ブラック現像器４Ｄのみを単
独で装置本体に対して着脱できることとし、感光ドラム
１、帯電器２、イエロー、シアン、マゼンタ現像器４Ａ
，４Ｂ，４Ｃ、クリーニング器５でプロセスカートリッ
ジ７Ｃを構成するようにした。そして、プロセスカート
リッジ７Ｃのイエロー、シアン、マゼンタ現像器４Ａ，
４Ｂ，４Ｃ内のトナーの有無は第１実施例と同様に光方
式の反射光タイプのトナー残量検知手段２０で行なうが
、ブラック現像器４Ｄ内のトナーの有無はアンテナ方式
のトナー残量検知手段１０で行なうようにした。

【００４６】非磁性１成分トナーを用いる現像器４の場
合、該現像器４内にアンテナ部材１１を新たに設けると
現像スリーブ４２等に対するトナーの流れに影響を与え
てしまい画像安定性を低下させてしまうという問題が生
じるため、本実施例ではアンテナ部材１１を新たに設け
ず、図１１で示される如くブラック現像器４Ｄの塗布ロ
ーラ４３の回転軸にアンテナ部材１１の機能を持たせ、
塗布ローラ４３と現像スリーブ４２間のトナーの詰まり
具合（静電容量の変化）によって現像器４Ｄのトナーの
有無を検知するようにした。従って、塗布ローラ４３に
はトナーをできるだけ多く保持できるようにスポンジ状
に加工された部材が使用されることが望ましい。また、
トナーを塗布ローラ４３周囲にできるだけ溜めるため、
塗布ローラ４３の一側には溜め部材５４が設けられてい
る。

【００４７】即ち、図１１及び図１２で示される如く、
電源８より現像スリーブ４２に現像バイアスが印加され
ると、該現像スリーブ４２とアンテナ部材１１間のトナ
ーの有無による静電容量の変化によってアンテナ部材１
１に出力が生じ、該出力が検出部１２において整流増幅
されてＤＣレベルのアンテナ出力Ｖａに変換される。該
アンテナ出力Ｖａは制御部１３において予め定めた基準
トナー量検知レベルに相当するスレッシュホールド電圧
Ｖｔｈと比較され、Ｖｔｈ＞Ｖａの場合にトナーが減少
していると判断され、これが表示部１４に警告表示され
るようになっている。

【００４８】以上の如く本実施例ではブラック現像器４
Ｄ内のトナーの有無の検知をアンテナ方式とし、プロセ
スカートリッジ７Ｃ内のイエロー、シアン、マゼンタ現
像器４Ａ，４Ｂ，４Ｃ内のトナーの有無の検知方式（光
方式）と異ならせているため、使用頻度の高いブラック
現像器４Ｄをプロセスカートリッジ７Ｃから分離して交
換することが可能となる。

【００４９】次に、本発明の第３実施例を図１３及び図
１４により説明する。尚、第１実施例に係るものと同一
機能を有するものについては同一符号を付しその説明を
省略する。

【００５０】本実施例では感光ドラム１、帯電器２、現
像手段、クリーニング器５でプロセスカートリッジ７を
構成するが、そのうち現像手段のみをサブカートリッジ
８としてこのプロセスカートリッジ７に着脱可能とした
。このサブカートリッジ８としては、第１実施例の図１
で示されるものと同様なイエロー、シアン、マゼンタブ
ラック現像器４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄが一体となった第
１カートリッジ８Ａや、第１実施例の図２で示されるも
のと同様な単色トナーのみを有する現像器４Ｅからなる
カートリッジ８Ｂや、例えば赤トナーとブラックトナー
を有する赤現像器４Ｆとブラック現像器４Ｇが一体とな
った第３カートリッジ８Ｃが考えられる。

【００５１】そして、サブカートリッジ８の種類により
、例えば第１カートリッジ８Ａでは光方式、第２カート
リッジ８Ｂではピエゾ方式、第３カートリッジ８Ｃでは
光方式の如く、サブカートリッジ８の種類に応じて最適
なトナー残量検知手段により、現像器４内のトナーの有
無を検知できるようにした。従って、本実施例でも第１
実施例と同様な効果を得ることができる。

【００５２】ここで、プロセスカートリッジ７内のサブ
カートリッジの種類の検知は、例えば図１４で示される
如く、サブカートリッジ８の種類毎にその外面に位置と
数等の異なる突起部５５を設け、サブカートリッジ８を
プロセスカートリッジ７に装着するに当り、この突起部
５５をプロセスカートリッジ７のスリット部５６に挿入
して、突起部５５をプロセスカートリッジ７外面から突
出させるようにし、プロセスカートリッジ７を装置本体
内に装着する際、この突起部５５を装置本体側で検知す
ればよい。

【００５３】また、本実施例では、クリーニング器５内
に発信部材５７とアンテナ部材５８を設け、発信部材５
７に交流電圧を印加して、該発信部材５７とアンテナ部
材５８間のトナーの有無による静電容量の変化をアンテ
ナ部材５８で検知するようにしているので、クリーニン
グ器５内の廃トナーも満杯検知ができ、プロセスカート
リッジ７の寿命を容易に知ることができるようになって
いる。従って、本実施例の場合、サブカートリッジ８を
交換しつつこのプロセスカートリッジ７を繰り返し用い
た場合、サブカートリッジ８の寿命より速くクリーニン
グ器５の寿命がくる可能性があるが、かかる場合でも発
信部材５７とアンテナ部材５８とでクリーニング器５の
満杯検知をしているため、予めクリーニング器５の寿命
を検知でき、該クリーニング器５からの廃トナーの漏れ
出しを防止できる。

【００５４】

【発明の効果】以上の説明で明らかな如く本発明によれ
ば、現像手段の構成の異なる複数種のプロセスカートリ
ッジに対して、現像手段の構成に応じた２種以上の最適
な現像剤有無検知手段にて現像剤の有無を検知している
ため、確実に現像剤の有無が検知できると共に、画像形
成装置やプロセスカートリッジ内の構成が簡単になり、
コストも低く抑えることができる。

【００５５】また、逆に現像手段内の現像剤を２種以上
の現像剤有無検知手段で検知するようにしているため、
プロセスカートリッジや画像形成装置に対して複数種の
現像手段の使用が容易となり画像形成の多様化を図るこ
とが容易にできるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係るカラープロセスカートリッジ
の側断面図である。

【図２】第１実施例に係る単色用プロセスカートリッジ
の側断面図である。

【図３】同カラープロセスカートリッジの縦断面図であ
る。

【図４】同単色用プロセスカートリッジの縦断面図であ
る。

【図５】光方式の反射光タイプのトナー残量検知手段に
おける出力電流値とトナー残量の関係を示す図である。

【図６】光方式の透過光タイプのトナー残量検知手段に
おける出力電流値とトナー残量の関係を示す図である。

【図７】ピエゾ方式のトナー残量検知手段の原理を説明
するための図である。

【図８】ピエゾ方式のトナー残量検知手段の原理を説明
するための図である。

【図９】カラープロセスカートリッジと単色用プロセス
カートリッジの識別手段の説明図である。

【図１０】第２実施例に係る画像形成装置の主要部の断
面図である。

【図１１】同画像形成装置のブラック現像器の拡大断面
図である。

【図１２】アンテナ方式のトナー残量検知手段等の説明
図である。

【図１３】第３実施例に係るプロセスカートリッジの説
明図である。

【図１４】同プロセスカートリッジにサブカートリッジ
を装着している図である。

【図１５】第１の従来技術に係る画像形成装置の主要部
の断面図である。

【図１６】第２の従来技術に係る画像形成装置の主要部
の断面図である。

【図１７】アンテナ方式のトナー残量検知手段の説明図
である。

【図１８】光方式の反射光タイプのトナー残量検知手段
の説明図である。

【図１９】発、受光素子を現像器の上下に配設した場合
における光方式の透過光タイプのトナー残量検知手段の
説明図である。

【図２０】発、受光素子の一方又は双方を現像器内に配
設した場合の光方式の透過光タイプのトナー残量検知手
段の説明図である。

【図２１】発、受光素子を現像器の両サイドに配設した
場合における光方式の透過光タイプのトナー残量検知手
段の説明図である。

【図２２】ピエゾ方式のトナー残量検知手段の説明図で
ある。

【符号の説明】

１　　　　　　　　　　感光ドラム（像担持体）２　　
　　　　　　　　帯電器（帯電手段）４　　　　　　　
　　　現像器（現像手段）５　　　　　　　　　　クリ
ーニング器（クリーニング手段）７　　　　　　　　　
　プロセスカートリッジ２０，３０　　トナー残量検知
手段（現像剤有無検知手段）

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　像担持体の周囲に帯電手段、クリーニ
   ング手段及び少なくとも１つの現像手段を一体に有すプ
   ロセスカートリッジを画像形成装置本体内に着脱自在に
   配設すると共に、現像手段の構成を異ならせた複数種の
   プロセスカートリッジも着脱自在な画像形成装置におい
   て、現像手段内の現像剤の有無が現像手段の構成に応じ
   た２種以上の最適の現像剤有無検知手段により検知され
   ることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】　　前記現像剤有無検知手段の少なくとも
   １つはアンテナ方式のものであることを特徴とする請求
   項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】　　前記現像剤有無検知手段の少なくとも
   １つは光方式のものであることを特徴とする請求項１記
   載の画像形成装置。
4. 【請求項４】　　前記現像剤有無検知手段の少なくとも
   １つはピエゾ方式のものであることを特徴とする請求項
   １記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】　　像担持体の周囲に帯電手段、クリーニ
   ング手段及び少なくとも１つの現像手段を一体に有すと
   共に、現像手段の構成等を異ならせた複数種のものが画
   像形成装置本体に対して着脱自在に用いられるプロセス
   カートリッジにおいて、現像手段内の現像剤の有無が現
   像手段の構成に応じた２種以上の最適の現像剤有無検知
   手段により検知されることを特徴とするプロセスカート
   リッジ。
6. 【請求項６】　　前記現像剤有無検知手段の１つはアン
   テナ式であることを特徴とする請求項５記載のプロセス
   カートリッジ。
7. 【請求項７】　　前記現像剤有無検知手段の１つは光方
   式のものであることを特徴とする請求項５記載のプロセ
   スカートリッジ。
8. 【請求項８】　　前記現像剤有無検知手段の１つはピエ
   ゾ方式であることを特徴とする請求項５記載のプロセス
   カートリッジ。
9. 【請求項９】　　画像形成装置本体内に着脱自在に配設
   され、像担持体の周囲に帯電手段、クリーニング手段を
   有すと共に、現像手段からなる複数種のサブカートリッ
   ジが着脱自在に配設されるプロセスカートリッジにおい
   て、サブカートリッジ内の現像剤の有無がサブカートリ
   ッジの種類に応じた２種以上の現像剤有無検知手段によ
   り検知されることを特徴とするプロセスカートリッジ。
10. 【請求項１０】　　前記現像剤有無検知手段の１つは光
    方式のものであることを特徴とする請求項９記載のプロ
    セスカートリッジ。
11. 【請求項１１】　　　　前記現像剤有無検知手段の１つ
    はピエゾ方式のものであることを特徴とする請求項９記
    載のプロセスカートリッジ。
12. 【請求項１２】　　クリーニング手段内の廃現像剤の満
    杯検知が現像剤有無検知手段によりなされることを特徴
    とする請求項９記載のプロセスカートリッジ。。