JPH11133722A - 現像剤残量検知装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

現像剤残量検知装置及びプロセスカートリッジ

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JPH11133722A
JPH11133722A JP9296983A JP29698397A JPH11133722A JP H11133722 A JPH11133722 A JP H11133722A JP 9296983 A JP9296983 A JP 9296983A JP 29698397 A JP29698397 A JP 29698397A JP H11133722 A JPH11133722 A JP H11133722A
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toner
developer
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process cartridge
stirring member
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JP9296983A
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Takao Nakagawa
貴夫 中川
Tadayuki Tsuda
忠之 津田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 トナー量をより少ない残量まで検知すること
のできるトナー残量検知装置及びこれを用いたプロセス
カートリッジを提供する。 【解決手段】 トナー収容部内に収容されたトナーの残
量を検知する装置において、収容されたトナーの上面位
置の変動に追従して移動する追従部材と、前記追従部材
の位置を検知してトナーの残量を検知する検知手段と、
を有し、前記追従部材は、トナーの減少に伴ってトナー
収容部の底部又は底部近傍まで移動可能であることを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を用
いる複写機やレーザービームプリンタ等の画像形成装置
に用いられている、現像剤(以下「トナー」という)を
収容する収容部内のトナー残量を検知するトナー量検知
装置及びプロセスカートリッジに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、複写機等の画像形成装置にお
いては、その使用が長時間に及ぶと、電子写真感光体(
像担持体) である感光体ドラムの交換、現像器の交換、
或いはトナーの補給、帯電器の清掃、廃トナーが溜まっ
たクリーニング容器の交換、その他感光体ドラム周りの
調整が必要であった。
【0003】そこで、今日では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、感光体ド
ラム及びそれ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。この方式によれば、装置のメンテナンスを使用者
自身で行うことができるので、格段に操作性が向上す
る。
【0004】そして、前記プロセスカートリッジは、予
め組み込まれたトナーを使い切ると、新しいものと交換
する必要がある。そのため、トナー収容部となるトナー
容器にトナーの消費に伴ってその残量を検知するトナー
残量検知装置を設けることが考えられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述のトナ
ー残量検知装置をさらに発展させたものであって、その
目的は、トナー量をより少ない残量まで検知することが
できるトナー残量検知装置及びこれを用いたプロセスカ
ートリッジを提供することにある。
【0006】また、トナー残量に追従して移動する追従
部材を、トナー撹拌部材と干渉することがなく、しかも
トナーの残量がより少量となったときでも、トナー逐次
残量検知を行うことのできるトナー残量検知装置及びプ
ロセスカートリッジを提供するものである。
【0007】
【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、現像剤収容部内に収容
された現像剤の残量を検知する装置において、収容され
た現像剤の上面位置の変動に追従して移動する追従部材
と、前記追従部材の位置を検知して現像剤の残量を検知
する検知手段とを有し、前記追従部材を現像剤の減少に
伴って現像剤収容部の底部又は底部近傍まで移動可能に
構成したことを特徴とする。
【0008】上記構成にあっては、トナーの減少に伴っ
て追従部材がトナー収容部の底部近傍まで移動するため
に、少ない残量までトナー残量を逐次検知することがで
きる。尚、ここで、トナー収容部の底部とは、トナー収
容部内のトナーが減少していく場合に、最後までトナー
が存在する部分である。
【0009】また、前記トナー収容部内に開口を有する
撹拌部材を回転可能に設け、前記追従部材を前記撹拌部
材の回転中心であって前記開口内を移動可能に構成する
ことにより、より少ない残量までトナー残量を逐次検知
することが可能となるものである。
【0010】
【発明の実施の形態】次に本発明に係るトナー残量検知
装置及びこれを用いたプロセスカートリッジの一実施形
態について、図面を参照して説明する。
【0011】〔第1実施形態〕図1乃至図6を参照して
は本発明の第1実施形態を説明する。尚、ここではプロ
セスカートリッジ及びこれを用いて画像形成する全体構
成について説明し、次に現像剤残量検知装置の構成につ
いて説明する。
【0012】{画像形成の全体構成}図1はプロセスカ
ートリッジの構成説明図であり、図2はプロセスカート
リッジを装着した画像形成装置の全体構成説明図であ
る。
【0013】本実施形態に係るプロセスカートリッジA
は、図1に示すように、像担持体(電子写真感光体)と
しての感光体ドラム1と、この感光体ドラム1を一様に
帯電する帯電手段としての帯電ローラ2と、感光体ドラ
ム1に形成された潜像をトナーで現像して可視像化する
現像ローラ3a及びトナーTを収容するトナー収容部3
bよりなる現像手段3と、感光体ドラム1に形成したト
ナー像を転写材Pに転写した後に、感光体ドラム1に残
留したトナーを除去するクリーニングブレード4a及び
廃トナー容器4bからなるクリーニング手段4が一体的
にカートリッジ化され、図2に示すように、画像形成装
置(レーザービームプリンタ)Bに着脱自在に装着され
る。
【0014】前記プロセスカートリッジAを装着して画
像形成する画像形成プロセスは、次の通りである。
【0015】先ず、画像形成装置本体で作られた画像信
号はレーザースキャナー5によってレーザー光に変換さ
れ、帯電ローラ2により表面を均一に帯電した、回転す
る感光体ドラム1上に照射されて潜像が形成される。次
に、トナー収容部3b内に設けられたトナー撹拌部材6
によって撹拌されたトナーTは現像部位に供給されて上
撹拌器7a及び下撹拌器7bにより充分ほぐされた後、
現像ローラ3aから感光体ドラム1上のレーザー光が照
射された潜像部分に移ってトナー像が形成される。
【0016】一方、前記画像形成に同期してカセット8
に収容された転写材Pが給送ローラ9、搬送ローラ10に
よって給送され、レジストローラ11で前記トナー像の形
成と同期をとるようにして転写部へ搬送され、転写手段
を構成する転写ローラ12へ前記トナー像と逆極性の電圧
を印加することによって感光体ドラム1上のトナー像が
搬送される転写材Pへ転写される。
【0017】そして、その転写材Pが搬送ベルト13、ガ
イド14によって定着手段15へ搬送され、ここで熱及び圧
力が印加されて前記転写されたトナー像が転写材Pに永
久定着され、排出ローラ16,17によって排出部18へ排出
される。
【0018】一方、前記転写部で転写されずに感光体ド
ラム1上に残ったトナーはクリーニングブレード4aで
廃トナー容器4b内に掻き落とされて除去される。
【0019】{現像剤残量検知装置の構成}前記プロセ
スカートリッジAはトナー収容部3b内のトナーが無く
なると交換する必要があり、そのために本実施形態にお
ける現像手段3にはトナー収容部3b内のトナー残量を
検知するためのトナー残量検知装置が設けられている。
次にそのトナー残量検知装置の構成について説明する。
【0020】図3は検知装置部分を示すプロセスカート
リッジの内部透視斜視説明図であり、図3において、19
は収容されたトナーの上面位置の変動に追従して移動す
る追従部材であるフロートであり、プロセスカートリッ
ジAのトナー収容部3bに設けられている。このトナー
収容部3bには、充填されたトナーTを撹拌する前述の
撹拌部材6の他に、フロート19に接続して該フロート19
を後述のように揺動させる揺動部材であるアーム20と、
該アーム20をトナー収容部3bに回転可能に支持し、ト
ナー収容部3bの外部に突き出た回転軸21が取り付けら
れている。そして、図1に示すように、前記回転軸21は
トナー収容部3bの壁部3b1 と内部に突出形成された
支持部3b2 で軸支されており、フロート19は図1に示
したように、鉛直下Y1 方向に、図3の斜視図では円弧
Y2 を描いて移動可能となっている。
【0021】前記回転軸21とアーム20はDカットを施し
た孔と軸の嵌合等で相対的に回転不可能に固定されてい
る。また、トナー収容部3bの外部で回転軸21には係合
部材22が、アーム20と同様に回転不可能に固定されてい
る。即ち、アーム20と係合部材22のなす角度が固定され
るようになっている。
【0022】トナー収容部3bの側面には、プロセスカ
ートリッジの感光体ドラム1または撹拌部材6を作動さ
せる駆動部( 不図示) からギア列等で駆動を伝達されて
回転する切欠23aを持ったカム23が配設されている。カ
ム23と係合部材22の位置関係は、係合部材22の移動する
軌道とカム23の切欠23aが通過する軌道とがオーバーラ
ップするように配置させてある。また、撹拌部材6には
撹拌トルクを低くするためと、撹拌能力を向上させるた
めに、撹拌したトナーを通過させる開口6aが設けられ
ている。
【0023】上記のような構成において、トナーが消費
されていった時のフロート19の動きは以下の通りであ
る。
【0024】図4はトナーが消費されていった時のトナ
ー収容部内部の様子を模式的に描いた説明図である。ト
ナーが消費される前( 図4(a) )の状態からトナーが消
費されていくと、トナー上部表面は図4(a) のAから図
4(b) のBまで下降し、トナー上部表面に乗っているフ
ロート19も、回転軸21を中心に円弧の軌跡を描きなが
ら、トナー上部表面に追従、下降していく。
【0025】フロート19の移動に伴って、フロート19が
接続しているアーム20と相対的な位置を固定された係合
部材22も回転する。トナー残量が多い段階( 図中トナー
上部表面がAからBへ移動するまで) では、回転軸21に
固定された係合部材22は回転するカム23( 正面図中では
ハッチ部で表示) と干渉しない。しかし、フロート19が
撹拌部材6の動作範囲と干渉する直前( 図4(b) )か
ら、係合部材22はカム23と干渉し始める。
【0026】図5及び図6はフロート19がカム23によっ
て揺動される様子を模式的に描いた説明図である。カム
23には切欠23aが設けてあり、切欠23aはカム23が1回
転する毎に係合部材22とカム23との係合状態を一時解除
し、再び係合状態に戻す働きをする。さらにカム23の動
きと撹拌部材6の動きはギア列等を使用して同期してい
る。以下にその動作の詳細を説明する。
【0027】トナー面が図5(a) のCのレベルにあり、
フロート19は係合部材22とカム23の側面23bとの突き当
てによって、撹拌部材6の撹拌作動領域( 二点鎖線の円
で表示) より上の位置J( 上死点) に退避している。カ
ム23及び撹拌部材6が回転し、フロート19( 断面図では
点線で表示) が降下する軌道上に撹拌部材6の開口縁6
bが掛からない時、カム側面23bと係合部材22との突き
当てが解除され( 図5(b))、フロート19がトナー上部表
面上に落下する( 図5(c))。
【0028】更にカム23と撹拌部材6が回転し、カム切
欠23aの縁と係合部材22とが再び接触し( 図6(a))、カ
ム23が係合部材22を押し下げ、撹拌部材6とフロート19
が干渉しないように、フロート19が持ち上げられる( 図
6(b))。そして、再びフロート19は上死点Jに位置する
( 図6(c))。
【0029】即ち、フロート19は上死点Jより下の位置
で前記のような揺動を繰り返しながら、フロート19は徐
々に下降するトナー面に追従、下降し、最下点( 図1の
Dの位置) に到達したところで、逐次残量検知が終了す
る。
【0030】尚、フロート19の位置の検知、即ちトナー
残量を検知する検知手段は、トナー収容部3bの外部に
突き出した回転軸21に、例えば孔の空いた円盤を取り付
け光学的なON/OFFをカウントする方法、またはポ
テンショメータを取り付けて回転量を読み出す方法等を
用いることにより構成する。
【0031】前述のように構成することにより、従来の
撹拌部材6の構成と撹拌機能を維持したまま、フロート
19によるトナー逐次残量検知を行うことができる。さら
にフロート19の移動する平面をプロセスカートリッジの
長手と平行にすることで、図1の断面図のようにトナー
収容部3bの底部(トナー収容部3b内のトナーが減少
していく場合に、最後までトナーが存在する部分)近く
までフロート19を移動させることができる。即ち、より
少ない残量まで検知を可能とすることが可能となる。
【0032】本実施形態ではフロート19の揺動を切欠23
aを持ったカム23と係合部材22との機構で行わせるよう
にしたが、それに限らず、例えば欠歯ギアを用いた噛合
機構、連続的に係合部材の角度を回転させるような切欠
を用いないカムを用いた機構、さらには撹拌部材6の回
転角度を検知して、フロート19の軌道と撹拌部材6が干
渉しない時に、プロセスカートリッジAの駆動部とは別
な、例えば画像形成装置本体からの、外部駆動によって
フロートを揺動させる機構等で構成するようにしてもよ
い。
【0033】また、フロート19の移動する平面を、撹拌
部材6の回転中心軸を含む平面に設定すれば、フロート
19が落下を始め、トナー上部表面に止まり、撹拌部材6
と接触しないように持ち上るまでの時間が長く取れる。
即ち、時間的にクリアランスを稼ぐことができ、組み立
て上、フロート19が移動する平面が撹拌部材6の回転中
心軸を含む平面よりずれていた場合でも、フロート19と
撹拌部材6を干渉させることがなくなる。
【0034】〔第2実施形態〕図7は本発明による第2
実施形態を表わしたプロセスカートリッジの説明図であ
る。この場合も、フロート19がトナー上部表面に追従、
下降する様子及び揺動の様子は前述した第1実施形態と
同じである。
【0035】但し、回転軸21をトナー収容部3bの壁部
3b1 と一体になった軸受部3b3,3b4 によって軸
支することで、フロート19の移動する平面をトナー収容
部3bの壁部3b1 と平行にさせることができ、フロー
ト19の最下点Dを第1実施形態の場合よりも底部近傍に
位置させることができる。更に、この構成により、トナ
ー収容部3bの壁部3b1 とフロート19、アーム20、回
転軸21を含んだ残量検知装置がユニット化できるため、
組み立て性を向上させることが可能となる。
【0036】〔他の実施形態〕前述したプロセスカート
リッジとは、例えば像担持体と、少なくとも現像手段を
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
えば像担持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。或いは像
担持体と現像手段とクリーニング手段とを一体化的にカ
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。
【0037】更に前述した実施形態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。
【0038】
【発明の効果】本発明は前述のように構成したために、
トナーの減少に伴って追従部材がトナー収容部の底部近
傍まで移動するために、少ない残量までトナー残量を逐
次検知することができる。
【0039】また、前記トナー収容部内に開口を有する
撹拌部材を回転可能に設け、前記追従部材を前記撹拌部
材の回転中心であって前記開口内を移動可能に構成する
ことにより、より少ない残量までトナー残量を逐次検知
することが可能となるものである。
【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】プロセスカートリッジを装着した画像形成装置
の全体構成説明図である。
【図3】検知装置部分を示すプロセスカートリッジの内
部透視斜視説明図である。
【図4】トナーが消費されていった時のトナー収容部内
部の様子を模式的に描いた説明図である。
【図5】フロートがカムによって揺動される様子を模式
的に描いた説明図である。
【図6】フロートがカムによって揺動される様子を模式
的に描いた説明図である。
【図7】本発明による第2実施形態を表わしたプロセス
カートリッジの説明図である。
【符号の説明】
A …プロセスカートリッジ B …画像形成装置 P …転写材 T …トナー 1 …感光体ドラム 2 …帯電ローラ 3 …現像手段 3a …現像ローラ 3b …トナー収容部 3b1 …壁部 3b2 …支持部 3b3 ,3b4 …軸受部 4 …クリーニング手段 4a …クリーニングブレード 4b …廃トナー容器 5 …レーザースキャナー 6 …トナー撹拌部材 6a …開口 6b …開口縁 7a …上撹拌器 7b …下撹拌器 8 …カセット 9 …給送ローラ 10 …搬送ローラ 11 …レジストローラ 12 …転写ローラ 13 …搬送ベルト 14 …ガイド 15 …定着手段 16,17…排出ローラ 18 …排出部 19 …フロート 20 …アーム 21 …回転軸 22 …係合部材 23 …カム 23a …カム切欠 23b …カム側面

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 現像剤収容部内に収容された現像剤の残
    量を検知する装置において、 収容された現像剤の上面位置の変動に追従して移動する
    追従部材と、 前記追従部材の位置を検知して現像剤の残量を検知する
    検知手段と、 を有し、 前記追従部材を現像剤の減少に伴って現像剤収容部の底
    部又は底部近傍まで移動可能に構成したことを特徴とす
    る現像剤残量検知装置。
  2. 【請求項2】 前記現像剤残量検知装置は、前記現像剤
    収容部内に収容した現像剤を撹拌する撹拌部材を有し、
    前記追従部材が前記撹拌部材の動作範囲内を移動可能で
    あることを特徴とする請求項1記載の現像剤残量検知装
    置。
  3. 【請求項3】 前記撹拌部材は開口を有する回転部材で
    あり、前記追従部材は前記撹拌部材の回転中心であって
    前記開口内を移動可能であることを特徴とする請求項2
    記載の現像剤残量検知装置。
  4. 【請求項4】 前記追従部材は、前記撹拌部材の動作に
    応じ、該撹拌部材と干渉しないように揺動可能であるこ
    とを特徴とする請求項2又は請求項3記載の現像剤残量
    検知装置。
  5. 【請求項5】 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、 像担持体と、 前記像担持体に形成した像を可視像化するために現像剤
    によって現像する現像手段と、 を有し、 前記現像手段は、前記請求項1乃至請求項4のいずれか
    1項記載の現像剤残量検知手段を有することを特徴とす
    るプロセスカートリッジ。
  6. 【請求項6】 前記プロセスカートリッジは、前記像担
    持体及び現像手段の他に、前記像担持体を帯電する帯電
    手段と、前記像担持体に形成した現像剤像を転写材に転
    写した後に該像担持体に残留した現像剤を除去するクリ
    ーニング手段のいずれか一方、又は双方を有することを
    特徴とする請求項5記載のプロセスカートリッジ。
JP9296983A 1997-10-27 1997-10-29 現像剤残量検知装置及びプロセスカートリッジ Pending JPH11133722A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010217885A (ja) * 2009-03-13 2010-09-30 Ricoh Co Ltd 現像剤残量検出装置、現像ユニット、プロセスユニットおよび画像形成装置
US20120237230A1 (en) * 2011-03-17 2012-09-20 Ricoh Company, Ltd. Waste toner container and image forming apparatus including same
JP2021051203A (ja) * 2019-09-25 2021-04-01 富士ゼロックス株式会社 現像剤の収容高さ検知装置と現像剤の補給装置と画像形成装置

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