JPH08160834A - プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プロセスカートリッジ内のトナー量を逐次検
出可能としたプロセスカートリッジ及び画像形成装置を
提供する。 【構成】 トナーを収納するトナー容器を有し、トナー
を用いて像担持体に形成した潜像を可視像化する現像手
段と、前記トナー容器内のトナー量を逐次検出するため
の検出部材とを設けたことを特徴とするものである。前
記検出部材としてトナー容器内に一対のアンテナ線を設
け、このアンテナ線をトナー容器内のトナーの減少に応
じて前記アンテナ線間のトナーが減少する位置に配置し
てなる。また、前記検出部材として透明部材よりなる凸
部を設け、この凸部をトナー容器内のトナーの減少に応
じて前記凸部内のトナーが減少する位置に配置してなる
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は現像剤（以下「トナー」
という）を用いて画像を形成するためのプロセスカート
リッジ及び該プロセスカートリッジを用いる画像形成装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリンタ等の画像形成装置は、帯電器に
よって一様に帯電させた像担持体に選択的な露光をして
潜像を形成し、現像器によって前記潜像をトナーで顕像
化すると共に、該トナーによる像を記録媒体に転写して
画像記録を行う。このような装置にあっては、各部材の
メンテナンスは専門のサービスマンが行い、ユーザには
不便を伴うことがあった。

【０００３】そこで、前記像担持体、帯電器、現像器、
クリーニング部等を一体構造にまとめてカートリッジ化
することにより、ユーザが前記カートリッジを装置本体
に装填することによって、トナーの補給や寿命に達した
像担持体の部品交換可能とし、メンテナンスを容易にし
たものが実用化されている。

【０００４】このようなプロセスカートリッジにあって
は、予め組み込まれたトナー容器内のトナーを使い切る
と新しいカートリッジと交換する必要があるが、トナー
容器内のトナーが残り少なくなるとそれを検出する検出
手段を設けているのが一般的である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記検
出構成にあっては、トナーを使い切る直前にトナーが少
ないことを検出出来るのみで、トナー容器内にどの程度
のトナーが残っているかを検出することは出来なかっ
た。

【０００６】このような場合、プロセスカートリッジ内
のトナー残量を逐次検出することが出来ればカートリッ
ジの使用状態やカートリッジの寿命をしることが可能と
なるが、簡単な構成によって低コストで実現されたもの
はなかった。

【０００７】本発明は従来の上記問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、簡単な構成に
よってプロセスカートリッジ内のトナー量を逐次検出可
能とし、使用者にプロセスカートリッジの使用状態を知
らしめる共に、カートリッジの寿命を容易に推測出来る
ようにしたプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る代表的な構成は、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、トナーを収納
するトナー容器を有し、トナーを用いて像担持体に形成
した潜像を可視像化する現像手段と、前記トナー容器内
のトナー量を逐次検出するための検出部材とを設けたこ
とを特徴とするものである。

【０００９】また、具体的には前記検出部材としてトナ
ー容器内に一対のアンテナ線を設け、このアンテナ線を
トナー容器内のトナーの減少に応じて前記アンテナ線間
のトナーが減少する位置に配置してなるものである。

【００１０】また、前記検出部材として透明部材よりな
る凸部を設け、この凸部をトナー容器内のトナーの減少
に応じて前記凸部内のトナーが減少する位置に配置して
なるものである。

【００１１】更に前記プロセスカートリッジを着脱可能
が画像形成装置において、前記検出部材に作用してトナ
ー容器内のトナー量を検出する検出手段を設けたことを
特徴としてなるものである。

【００１２】

【作用】上記アンテナ線を設けた構成にあっては、アン
テナ線間に電圧を印加して両者間の静電容量を検出する
ことにより、トナー容器内のトナー量を検出する。この
アンテナ線間のトナーは、トナー容器内のトナーの減少
に応じて減少するために、前記静電容量の検出によって
トナー容器内のトナー量を逐次検出する。

【００１３】また、透明部材からなる凸部を設けた構成
にあっては、前記凸部内のトナーの上面を光学的に検出
してトナー容器内のトナー量を逐次検出する。

【００１４】

【実施例】次に本発明に係る一実施例として、プロセス
カートリッジ及びこれを装着可能な画像形成装置につい
て、図面を参照して具体的に説明する。

【００１５】〔第一実施例〕図１乃至図４を参照して第
一実施例にかかるプロセスカートリッジ及び画像形成装
置について説明する。尚、図１はプロセスカートリッジ
の構成説明図であり、図２は前記プロセスカートリッジ
を装着した画像形成装置の構成説明図、図３はプロセス
カートリッジの装着構成の説明図であり、図４はトナー
量を検出する回路構成図である。

【００１６】ここでは説明の順序として、まず画像形成
装置及びプロセスカートリッジの全体構成を説明し、次
にトナー量検出構成について説明する。

【００１７】｛全体構成｝この画像形成装置Ａは、図２
に示すように、光学系１から画像情報に基づいた光像を
照射して像担持体である電子写真感光体にトナー像を形
成する電子写真画像形成装置である。そして前記トナー
像の形成と同期して、記録媒体２をカセット３ａからピ
ックアップローラ３ｂ、給送ローラ３ｃ、搬送ローラ対
３ｄ、レジストローラ対３ｅ等からなる搬送手段３で搬
送し、且つプロセスカートリッジＢとしてカートリッジ
化された画像形成部において、前記電子写真感光体に形
成したトナー像を転写手段としての転写ローラ４に電圧
印加することによって記録媒体２に転写する。

【００１８】そして前記記録媒体２をガイド部材３ｆで
ガイドしてヒータを内蔵する定着回転体５ａ、及び前記
回転体５ａに記録媒体２を押圧して搬送する駆動ローラ
５ｂからなる定着手段５に搬送し、転写トナー像を記録
媒体２に定着する。そしてこの記録媒体２を排出ローラ
対３ｇ，３ｈで搬送して排出部６へと排出する如く構成
している。

【００１９】一方、前記画像形成部を形成するプロセス
カートリッジＢは、図１に示すように、感光層を有する
電子写真感光体である感光体ドラム７を回転し、その表
面を帯電手段である帯電ローラ８への電圧印加によって
一様に帯電し、前記光学系１からの光像を露光開口９を
介して感光体ドラム７に露光して潜像を形成し、現像手
段10によって現像するように構成している。

【００２０】前記現像手段10は、トナー容器10ａ内のト
ナーを供給し、固定磁石10ｂを内蔵した現像ローラ10ｃ
を回転させると共に、現像ブレード10ｄによって摩擦帯
電電荷を付与したトナー層を現像ローラ10ｃの表面に形
成し、そのトナーを前記潜像に応じて感光体ドラム７へ
転移させることによってトナー像を形成して可視像化す
る。尚、前記トナー容器10ａの底面は現像ローラ10ｃが
設けてある現像室10ｅよりも上方に配置してあると共
に、現像室10ｅへ向かって傾斜しており、現像室10ｅ内
のトナーが消費されるとトナー容器10ａ内のトナーが自
重によって逐次現像室へ供給される。

【００２１】そして転写ローラ４に前記トナー像と逆極
性の電圧を印加してトナー像を記録媒体２に転写した後
は、クリーニングブレード11ａによって感光体ドラム７
に残留したトナーを掻き落とすと共に、スクイシート11
ｂによって掬い取り、廃トナー溜め11ｃへ集めるクリー
ニング手段11によって感光体ドラム７上の残留トナーを
除去するように構成している。

【００２２】尚、前記感光体ドラム８等の各部品は、ト
ナー容器枠体12ａに現像室を構成する現像枠体12ｂを溶
着し、これにクリーニング枠体12ｃを結合したハウジン
グ内に支持してカートリッジ化し、装置本体13に設けた
カートリッジ装着手段に対して着脱可能に装着される。

【００２３】前記カートリッジ装着手段は、開閉部材14
を開くと、図３に示すように、カートリッジ装着スペー
スが設けてあり、装置本体13の左右内側面にカートリッ
ジ装着ガイド部材15（図３においては一方側のガイド部
材のみ図示）が取り付けてあり、この左右ガイド部材15
にはプロセスカートリッジＢの両側に突出して形成した
ボスをガイドするためのガイド部15ａが対向して設けて
ある。このガイド部15ａに前記ボスを沿わせてプロセス
カートリッジＢを挿入し、開閉部材14を閉じることによ
ってプロセスカートリッジＢを画像形成装置Ａに装着す
るものである。

【００２４】｛トナー量検出構成｝次に前記トナー容器
10ａ内のトナー量を検出するための検出構成について説
明する。

【００２５】図１に示すように、本実施例のプロセスカ
ートリッジＢのトナー容器10ａ内にはトナー量を検出す
る検出部材となる一対のアンテナ線16ａ，16ｂがトナー
容器10ａの高さ方向に配設してある。このアンテナ線16
ａ，16ｂはステンレス棒、黄銅棒等の非磁性の金属棒で
あり、一方のアンテナ線16ａは現像ローラ10ｃに現像バ
イアスを印加する現像バイアス接点（図示せず）と電気
的に接続しており、プロセスカートリッジＢを装置本体
に装着したときに、前記接点を介して電圧印加可能とな
っている。また他方のアンテナ線16ｂは一方端部に露出
部16b1を有し、プロセスカートリッジＢを装着すると前
記露出部16b1がトナー量検出接点と電気的に接続する。

【００２６】また前記アンテナ線16ａ，16ｂはアンテナ
ガイド部材17ａ，17ｂによってトナー容器10ａの上下壁
に固定され、このガイド部材17ａ，17ｂがシールの機能
を果してアンテナ線固定部からトナーが外部に漏れない
ようになっている。また、前記アンテナ線16ａ，16ｂは
一定間隔を隔てて固定されており、且つトナー容器10ａ
内に充填されたトナーが画像形成の進行によって減少し
ていくときに、アンテナ線16ａ，16ｂ間のトナー量の高
さもこれに対応して減少していく位置に取り付けてあ
る。

【００２７】前記一対のアンテナ線16ａ，16ｂは両者間
にトナーが介在する状態に応じて静電容量が変化するコ
ンデンサとみなすことが出来、この静電容量の変化によ
ってトナー容器10ａ内のトナー量を検出することが出来
る。ここで、前記トナー量の検出手段を構成する静電容
量の検出回路について説明する。

【００２８】この回路は、プロセスカートリッジＢを装
着すると、一方のアンテナ線16ａが現像ローラ10ｃの現
像バイアス接点に接続されるため、図４に示すように、
特別な電源を設けなくても画像形成によってアンテナ線
16ａに現像バイアス（本実施例では約1600Ｖpp、約1800
Ｈz の矩形波高電圧）の電源Ｇがそのまま印加される。

【００２９】このときアンテナ線間16ａ，16ｂはコンデ
ンサと同様であるために、他方のアンテナ線16ｂには静
電容量に応じた電圧が発生する。この出力を図４に示す
コンデンサＣ、ダイオードＤからなる整流、平滑回路で
直流平滑し、これをアンプＡ等からなる増幅回路で増幅
して出力Ｖs を得る。この出力Ｖs をＡ／Ｄ変換器を介
してデジタル量に変換し、装置本体を制御する図示しな
いＣＰＵへ送って処理する。

【００３０】新規なプロセスカートリッジＢにあって
は、トナーが消費されていないために、アンテナ線16
ａ，16ｂ間の上方までトナーが介在している。このため
にアンテナ線16ａ，16ｂ間の静電容量は低い。一方、ト
ナーが少なくなって容器10ａ内のトナー高さが低くなる
と、アンテナ線16ａ，16ｂ間に介在するトナーも少なく
なって低くなるために、静電容量が徐々に高くなる。従
って、前記静電容量を検出することにより、あと何枚相
当の記録が可能なトナーが残っているか判別することが
出来る。これを表示部30に表示することによって使用者
は記録可能なトナー残量を逐次知ることが出来る。

【００３１】ここで、アンテナ線16ｂの出力は現像ロー
ラ10ｃとの間の静電容量の影響も受けるが、アンテナ線
16ｂと現像ローラ10ｃまでの距離がアンテナ線16ａ，16
ｂ間の距離より十分大きく、且つアンテナ線16ｂの全長
に対して現像ローラ10ｃの投影長さも小さいので、この
影響は無視出来る。

【００３２】尚、前アンテナ線16ａ，16ｂ間の記静電容
量とトナー量の関係は完全に１次の比例関係になること
は少ないので、その特性を予め測定しておいて適宜補正
をかけることが望ましい。また、本実施例ではトナー容
器10ａ内にトナーが無いときと、満杯のときの静電容量
の値を記憶させておき、前記検出値と比較することによ
り、所謂原点補正を行うようにしている。

【００３３】上記のようにしてアンテナ線16ａ，16ｂ間
の静電容量を検出することによってトナー容器10ａ内の
トナー量を逐次検出することが出来る。

【００３４】〔第２実施例〕次にトナー量検出構成の第
２実施例について、図５乃至図７を参照して説明する。
尚、第１実施例と同一機能を有する部材は同一符号を付
して重複する説明を略す。

【００３５】前述した第１実施例ではトナー量の検出を
トナー容器10ａ内に残っているトナーの高さ位置で行う
が、このトナー容器10ａ内のトナーは消費されるに従っ
て自重によって順次現像室へ送られるようにしていた。

【００３６】第２実施例ではトナーがトナー容器10ａ内
で常に流動し、容器内のトナー高さが均一になるよう
に、回転可能な攪拌部材17を設けている。この場合、ト
ナー容器10ａ内の静電容量を検出するアンテナ線16ａ，
16ｂは、図５及び図６に示すように、トナー容器10ａの
長手方向一方側に高さ方向の突出部18を設け、この突出
部18に中であって、トナー容器10ａの高さ方向に一対の
アンテナ線16ａ，16ｂを一定間隔を隔てて設け、攪拌部
材17の回転と干渉しないようにしている。

【００３７】また攪拌部材17に回転に干渉しない位置に
アンテナ線16ａ，16ｂを設ける構成としては、図７に示
すように、攪拌部材17の回転領域から外れるようにトナ
ー容器10ａの底面壁に沿ってアンテナ線16ａ，16ｂを設
けるようにしてもよい。

【００３８】このようにトナー容器10ａ内に攪拌部材17
を設けることにより、容器10ａ内のトナーは高さが全体
にわたって常に均一になる。このために、トナーが自重
によって現像室に送られる場合に比較して、トナー量の
検出をより正確に行うことが出来る。

【００３９】〔第３実施例〕次にトナー量検出構成の第
３実施例について、図８を参照して説明する。尚、この
場合も第１実施例と同一機能を有する部材は同一符号を
付して重複する説明を略す。

【００４０】前述した第１実施例及び第２実施例ではト
ナー容器10ａが現像ローラ10ｃの上側に位置し、容器底
面を現像ローラ10ｃ側へ傾斜させることにより、トナー
容器10ａ内のトナーが自重によって現像室へ供給される
ようにした例を示したが、この実施例に係るプロセスカ
ートリッジは、図８に示すように、トナー容器10ａが現
像ローラ10ｃよりも下側に設けてある。

【００４１】そして前記トナー容器10ａ内のトナーを現
像室へ攪拌しながら送り出すために、トナー容器10ａ内
にトナー送り攪拌部材19を設けている。このトナー送り
攪拌部材19は、軸19ａを中心に回転する回転部材19ｂの
先端に弾性体シートからなる送りシート19ｃが取り付け
てあり、この送りシート19ｃが常にトナー容器10ａの内
壁を摺るように回転して容器10ａ内のトナーを現像室20
へと送り出す。

【００４２】このプロセスカートリッジＢにあっては、
アンテナ線16ａを現像ローラ10ｃへのトナー供給口21の
反対側側面から底面へとトナー容器10ａの内壁に沿うよ
うにして設けてあり、このアンテナ線16ａ，16ｂ間の静
電容量を検出することにより、前述した実施例と同様に
トナー容器10ａ内のトナー量を検出することが出来る。

【００４３】このプロセスカートリッジＢにあっては、
トナー容器10ａ内のトナーは送り攪拌部材19によって常
に攪拌されており、前述した第２実施例と同様にトナー
上面が略均一に水平となるために、トナー量の検出を正
確に行うことが出来る。

【００４４】また送りシート19ｃによってアンテナ線16
ａ，16ｂ間のトナーが掻き取られるために、検出回路に
出力される静電容量は送りシート19ｃの回転周期と同じ
周期で高い状態（アンテナ線間にトナーが少ない状態）
と、低い状態（アンテナ線間にトナーが多い状態）にな
る。そしてトナーが消費されるに従って静電容量の高低
差もなくなり、この静電容量の変化を検出することによ
って容易、且つ正確にトナー量を検出することが出来
る。

【００４５】〔第４実施例〕次にトナー量検出構成の第
４実施例について、図９及び図10を参照して説明する。
尚、この場合も第１実施例と同一機能を有する部材は同
一符号を付して重複する説明を略す。

【００４６】前述した実施例では、トナー容器10ａ内に
一対のアンテナ線16ａ，16ｂを設け、このアンテナ線間
のトナー量に応じた静電容量の変化を検出することによ
ってトナー容器10ａ内のトナー量を検出する例を示した
が、この実施例ではトナー容器10ａ内のトナー量を光学
的に検出する例を示す。

【００４７】この実施例に係るプロセスカートリッジＢ
の基本的な構成は、前述した実施例の同じであるが、図
９（ａ）の平面図及び図９（ｂ）の側面図に示すよう
に、トナー容器10ａの長手方向一方側にトナー容器10ａ
の高さ方向に長い凸部22を設けている。この凸部22はポ
リスチレン（ＰＳ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭ
Ａ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）等の透明部材からな
り、トナー容器10ａ内のトナーが外部から見えるような
表示窓として構成してある。従って、この凸部22からト
ナー容器10ａ内のトナーの減り具合が外部からでもわか
るようになっている。

【００４８】一方、装置本体13にはプロセスカートリッ
ジＢを装着したときに、前記凸部22を挟んで一方側にＬ
ＥＤ、放電管、白熱灯等からなる発光素子23ａが設けて
あり、他方側にはフォトダイオードやフォトトランジス
タ等からなる受光素子23ｂが複数設けてある。この受光
素子23ｂは開閉部材14と一体的に回動する部材24に取り
付けてあり、プロセスカートリッジＢを装着した後に開
閉部材14を閉じると、図９（ｂ）示すように、凸部22の
高さ方向に一列に配置して固定される。尚、本実施例で
は４個の受光素子23b1，23b2，23b3，23b4が縦一列に配
置してある。

【００４９】またこの実施例に係るトナー容器10ａ内に
も第２実施例と同様なトナー攪拌部材が設けてあり、こ
の攪拌部材の回転によってトナー容器10ａ内のトナーの
上面はトナー消費に伴って全体的に均一に略水平の状態
を維持して減少していく。このとき、凸部22内のトナー
もトナー容器10ａ内のトナーの消費に伴って略同一面で
上面位置が下がってくる。これを発光素子23ａと受光素
子23ｂによって光学的に検出するものであるが、発光素
子23ａの光照射有効範囲は図10の角度αの範囲である。

【００５０】上記検出構成において、新品のプロセスカ
ートリッジＢを使用するときはトナー容器10ａ内のトナ
ーは満杯であって凸部22のラインＬ1 の位置までトナー
があるために、発光素子23ａからの光は凸部22内のトナ
ーによって遮られていずれの受光素子23ｂへも至らず、
全ての受光素子23ｂは受光信号を出力することなく、オ
フ状態を維持する。

【００５１】次にトナー容器10ａ内のトナーが徐々に消
費され、トナー容器10ａ内のトナーの上面が凸部22のラ
インＬ2 の位置まで下がると、発光素子23ａの光は光透
過性の凸部22を通って受光素子23b1に受光され、該素子
23b1のみが受光信号を出力てオン状態となり、他の受光
素子23b2〜23b4はトナーによって光が遮られてオフ状態
を維持する。

【００５２】以下、同様にしてトナー容器10ａ内のトナ
ーの上面が凸部22のラインＬ3 のときは受光素子23b1，
23b2がオンすると共に、素子23b3，23b4がオフし、ライ
ンＬ4 のときは素子23b1, 23b2, 23b3がオンすると共
に、素子23b4がオフし、ラインＬ5 のときは全ての素子
23b1〜23b4がオンする。

【００５３】このように、各受光素子23b1〜23b4のオ
ン、オフ状態を装置本体13の表示部（図示せず）に表示
することによってトナー容器10ａ内のトナー量を逐次検
出することが出来る。

【００５４】尚、使用者が使用途中でプロセスカートリ
ッジＢを装置本体13から取り出して傾けたり、画像が感
光体ドラム７の偏った位置に集中する等してトナー容器
10ａ内のトナーが偏ってしまった場合でも、トナー容器
10ａ内のトナーは攪拌部材によって常に上面が略水平と
なるようにならされているために、トナー容器10ａ内の
トナー上面は凸部22に現れる。このため、前記構成によ
ってトナー量を光学的に正確に検出することが出来る。

【００５５】また凸部22の内壁面にトナーが付着して光
が充分透過しない場合でも、発光素子23ａの光量に対し
て受光素子23ｂの感度を充分高く設定しておけば、発光
素子23ａからの透過光が僅かでも検出することが可能で
ある。このとき、受光素子23ｂは指向性を有するタイプ
のものを使用するようにすれば、検出精度をより正確に
することが出来る。

【００５６】上記のようにして発光素子23ａと受光素子
23ｂとによって光学的にトナー容器10ａ内のトナー量を
検出することが出来る。尚、この実施例では受光素子23
ｂを４個設け、５段階の検出を可能とした例を示した
が、前記受光素子23ｂの数を多くすればは、より多段階
の検出が可能となる。また凸部22の受光側にレンズ等の
集光手段を設け、電荷結合素子（ＣＣＤ等）上に焦点を
結ぶように構成し、該電荷集合素子上の受光面積（長
さ）によってトナー量を検出するようにしてもよいもの
である。

【００５７】〔第５実施例〕次にトナー量検出構成の第
５実施例について、前述した第３実施例で示したのと同
様にトナー容器10ａが現像ローラ10ｃよりも下側にあ
り、トナー容器10ａ内のトナーを汲み上げるようにして
現像ローラ10ｃへ送り込む構成のカートリッジについ
て、トナー量を光学的に検出する例を図11乃至図13を参
照して説明する。尚、この場合も第３実施例と同一機能
を有する部材は同一符号を付して重複する説明を略す。

【００５８】さて、この実施例に係るプロセスカートリ
ッジＢは、図11に示すように、トナー容器10ａの一部に
トナー送り攪拌部材19の回転方向に沿ってポリスチレ
ン、ポリメタクル酸メチル、ポリカーボネイト等からな
る透明部材を二色成形、或いは超音波溶着等の方法で固
着して凸部25が形成してある。

【００５９】トナー容器10ａ内にはトナー送り攪拌部材
19が回転可能に取り付けであり、弾性体よりなる送りシ
ート19ｃの先端には、図12に示すように、凸部25の内面
に摺擦可能なスクレーパ26が一体的に形成してある。こ
れにより、トナー送り攪拌部材19が回転すると、スクレ
ーパ26が凸部25の内面に付着したトナーを掻き落とす。

【００６０】また前記凸部25の外側面の一方側には、図
13に示すように、トナー容器10ａの高さ方向に一列に複
数の発光素子27ａ（本実施例では27a1，27a2，27a3，27
a4の４個）が設けてあり、他方の外側面には前記発光素
子27ａとそれぞれ対向した位置に複数の受光素子27ｂ
（本実施例では27b1，27b2，27b3，27b4の４個）が設け
てある。

【００６１】上記構成のプロセスカートリッジＢにおい
て、画像形成を行うとトナー送り攪拌部材19が回転し、
凸部25内をスクレーパ26が通過する度に外凸部25内のト
ナーが掻き取られ、発光素子27ａの光が受光素子27ｂに
到達する。しかし、トナー容器10ａ内にトナーが多量に
ある場合には、スクレーパ26が通過した直後に凸部25内
にトナーが再び入り込んでくるために、受光素子27ｂに
光が到達する時間は短い。 ところが、トナー容器10ａ
内のトナーが消費されるに従ってスクレーパ26の掻き取
りからトナーが再び凸部25内に戻るまでの時間がかかる
ために、受光素子27ｂに光が到達する時間が徐々に長く
なる。そして最終的には凸部25内のトナーは殆どなくな
り、スクレーパ26のみが発光素子27ａの光を遮るように
なる。

【００６２】従って、前述した第４実施例と同様に、ト
ナー容器10ａ内のトナー量に応じて上方に位置する受光
素子27ｂから下方に位置する受光素子27ｂの順で光を検
出するようになる。

【００６３】そして各受光素子27ｂによる光検出時間と
トナー消費量との関係を予め設定しておき、前記受光素
子27ｂの受光状態に応じて段階的にトナー容器10ａ内の
トナー量を検出して表示するように構成する。このよう
にしてトナー容器10ａ内のトナー量を逐次検出すること
が出来る。

【００６４】尚、前記のようにトナー量の検出を各受光
素子の受光時間をパラメータとして用いてもよいが、ト
ナー送り周期内の受光素子からの信号の強弱の変化を利
用してトナー量を光学的に検出するようにしてもよい。

【００６５】また前述した第４実施例と同様に、受光素
子27ｂの数を多くすればより多段的な検出が可能とな
る。更に発光素子27ａ及び受光素子27ｂは第４実施例と
同様の部材を用いることが出来る。

【００６６】〔他の実施例〕前述した本発明に係るプロ
セスカートリッジＢは前述のように単色の画像を形成す
る場合のみならず、現像手段を複数設け、複数色の画像
（例えば２色画像、３色画像或いはフルカラー等）を形
成するカートリッジにも好適に適用することが出来る。

【００６７】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。

【００６８】また像担持体としては、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。ま
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（ＯＰＣ）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、ベルト状等の回転体及びシート状等が含
まれる。尚、一般的にはドラム状又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ー上に光導電体を蒸着又は
塗工等を行ったものである。

【００６９】また帯電手段の構成も、前述した第１実施
例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テンワイヤーの三方周囲
にアルミ等の金属シールドを施し、前記タングステンワ
イヤーに高電圧を印加することによって生じた正又は負
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。

【００７０】尚、前記帯電手段としては前記ローラ型以
外にも、ブレード型（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。

【００７１】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
ブラシ等を用いてクリーニング手段を構成しても良い。

【００７２】また前述したプロセスカートリッジとは、
少なくともトナー容器を有する現像手段を備えたもので
ある。従って、その代表的な態様としては現像手段のみ
を有するもの。また現像手段と像担持体としての電子写
真感光体と、帯電手段及び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。
現像手段と像担持体としての電子写真感光体と、帯電手
段又は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。更には現像手段と
像担持体としての電子写真感光体とを一体的にカートリ
ッジ化し、装置本体に着脱可能とするもの等がある。

【００７３】更に前述した実施例では画像形成装置とし
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他の画像形成
装置に使用することも当然可能である。

【００７４】

【発明の効果】本発明は前述したように、トナー容器内
にアンテナ線を設け、該アンテナ線間の静電容量を検出
するようにし、或いはトナー容器に透明部材からなる凸
部を設け、該凸部内のトナーの上面を光学的に検出する
ようにしたために、簡単な構成により、且つ低コストで
トナー容器内のトナー量を逐次検出することが可能とな
る。

【００７５】従って、使用者はプロセスカートリッジの
使用状態を知することか出来ると共に、カートリッジの
寿命を容易に推測出来るものである。

【００７６】また前記アンテナ線を用いて静電容量を検
出する構成にあっては、アンテナ線に印加する電圧の電
源を現像部材にバイアス電圧を印加する電源と兼用する
ことにより、別途電源を設けることなくトナー量を検出
することが出来るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】プロセスカートリッジの構成説明図である。

【図２】画像形成装置の構成説明図である。

【図３】プロセスカートリッジの装着構成説明図であ
る。

【図４】トナー量検出回路構成図である。

【図５】攪拌部材の回転領域外にアンテナ線を設けたプ
ロセスカートリッジの側面説明図である。

【図６】攪拌部材の回転領域外にアンテナ線を設けたプ
ロセスカートリッジの平面説明図である。

【図７】トナー容器の底面にアンテナ線を設けた実施例
の構成説明図である。

【図８】トナー容器が現像室よりも低い位置にあるプロ
セスカートリッジのトナー量検出構成の説明図である。

【図９】光学的にトナー量を検出するプロセスカートリ
ッジの構成説明図である。

【図１０】トナー量と受光素子の受光状態を示す説明図
である。

【図１１】トナー容器が現像室よりも低い位置にあるプ
ロセスカートリッジのトナー量を光学的に検出する実施
例の説明図である。

【図１２】凸部の内面を摺擦するスクレーパの説明図で
ある。

【図１３】凸部に設けた発光素子と受光素子の説明図で
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
学系、２…記録媒体、３…搬送手段、４…転写ローラ、
５…定着手段、６…排出部、７…感光体ドラム、８…帯
電ローラ、９…露光開口、10…現像手段、10ａ…トナー
容器、10ｂ…磁石、10ｃ…現像ローラ、10ｄ…現像ブレ
ード、11…クリーニング手段、12ａ，12ｂ，12ｃ…枠
体、13…装置本体、14…開閉部材、15…ガイド部材、16
ａ，16ｂ…アンテナ線、16b1…露出部、17…攪拌部材、
18…突出部、19…トナー送り部材、19ａ…軸、19ｂ…回
転部材、19ｃ…送りシート、20…現像室、21…トナー供
給口、22…凸部、23ａ…発光素子、23ｂ…受光素子、24
…部材、25…凸部、26…スクレーパ、27ａ…発光素子、
27ｂ…受光素子、30…表示部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅野 一彦 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

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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、 現像剤を収納する現像剤容器を有し、現像剤を用いて像
   担持体に形成した潜像を可視像化する現像手段と、 前記現像剤容器内の現像剤量を逐次検出するための検出
   部材と、 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】 前記検出部材は、現像剤容器内に設けた
   一対のアンテナ線であり、該アンテナ線を現像剤容器内
   の現像剤の減少に応じて前記アンテナ線間の現像剤が減
   少する位置に配置したことを特徴とする請求項１記載の
   プロセスカートリッジ。
3. 【請求項３】 前記検出部材は、透明部材よりなる凸部
   であり、該凸部を現像剤容器内の現像剤の減少に応じて
   前記凸部内の現像剤が減少する位置に配置したことを特
   徴とする請求項１記載のプロセスカートリッジ。
4. 【請求項４】 前記凸部内の現像剤を攪拌するための攪
   拌部材を設けたことを特徴とする請求項３記載のプロセ
   スカートリッジ。
5. 【請求項５】 前記プロセスカートリッジとは、前記現
   像手段と、像担持体としての電子写真感光体と、帯電手
   段及びクリーニング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請求項１記載のプロセスカートリ
   ッジ。
6. 【請求項６】 前記プロセスカートリッジとは、前記現
   像手段と、像担持体としての電子写真感光体と、帯電手
   段又はクリーニング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対して着脱可能とするものである
   請求項１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とは、前記現
   像手段と、像担持体としての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対して着脱可
   能とするものである請求項１記載のプロセスカートリッ
   ジ。
8. 【請求項８】 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画像形成装置において、 現像剤を収納する現像剤容器を有し、現像剤を用いて像
   担持体に形成した潜像を可視像化する現像手段と、前記
   現像剤容器内の現像剤量を逐次検出するための検出部材
   とを有するプロセスカートリッジを装着するための装着
   手段と、 前記検出部材に作用して現像剤容器内の現像剤量を検出
   するための検出手段と、 前記現像手段によって現像した像を記録媒体に転写する
   ための転写手段と、 記録媒体を搬送するための搬送手段と、 を有することを特徴とする画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記検出部材は現像剤容器内にもうけた
   一対のアンテナ線であり、該アンテナ線を現像剤容器内
   の現像剤の減少に応じて前記アンテナ線間の現像剤が減
   少する位置に配置してなり、前記検出手段は前記アンテ
   ナ線間に電圧印加し、前記アンテナ線間の静電容量を検
   出して現像剤容器内の現像剤量を検出することを特徴と
   する請求項８記載の画像形成装置。
10. 【請求項１０】 前記アンテナ線間に電圧を印加する電
    源は、現像手段に設けた現像部材に現像バイアスを印加
    する電源を兼ねていることを特徴とする請求項９記載の
    画像形成装置。
11. 【請求項１１】 前記検出部材は透明部材よりなる凸部
    であり、該凸部を現像剤容器内の現像剤の減少に応じて
    前記凸部内の現像剤が減少する位置に配置してなり、前
    記検出手段は前記凸部内の現像剤の上面を光学的に検出
    して現像剤容器内の現像剤量を検出することを特徴とす
    る請求項８記載の画像形成装置。
12. 【請求項１２】 前記画像形成装置は、電子写真複写機
    又はレーザービームプリンタ又はファクシミリ装置であ
    ることを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。