JPH11316494A - 現像剤残量検出装置、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】 部品点数の増加を極力抑え、かつ、現像剤の
残量検知精度を維持、さらには向上させながら、画像形
成装置のさらなる小型化および大型化に容易に対応可能
な現像剤残量検知装置を提供する。 【解決手段】 現像剤収容室５２内に現像剤残量顕との
役割を担う検知部材１を設けると共に、現像室５１との
仕切部材５３の現像剤収容室５２側に導電性材料からな
る電極２９を設け、現像スリーブ６に交流電圧を印加す
る交流電源７から同様に交流電圧を印加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばレーザビー
ムプリンターや複写機などの電子写真方式による画像形
成装置、該画像形成装置における現像剤残量検出装置、
および該現像剤残量検出装置を備えかつ前記画像形成装
置に着脱自在に装着されるプロセスカートリッジに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】レーザービームプリンターや複写機とい
った電子写真方式による画像形成装置では粉体状の現像
剤を使用している。現像剤は現像剤収容室内に収容さ
れ、現像剤搬送手段により現像剤担持体へ搬送され、現
像剤担持体上に保持される。そして現像剤層厚規制部材
により所定の電荷を付与され、像担持体上の静電潜像形
成部へ移動し、像担持体上の静電潜像を可視化する。そ
の後この可視像は転写手段により紙等の転写材へ転写さ
れ、定着装置により定着される。以上で一連の画像処理
プロセスが終了し、ユーザーは所望の画像を得ることが
できる。

【０００３】このような画像形成装置は、印字回数を重
ねていくと、現像剤収容室内に現像剤がなくなり、画像
が白抜けしてしまい、印字不可能な状態になる。そこ
で、一般的には、このような印字不可能な状態に達する
以前に、ユーザーに現像剤量が少なくなったことを警告
するための現像剤残量検出装置を具備している。現像剤
残量検出方式は、例えば現像剤収容室内の現像剤量変化
を静電容量変化として捉え、現像剤量を検出するものが
公知である。

【０００４】この現像剤残量検出方式について図１２を
用いて説明する。

【０００５】同図において、現像装置５０は、現像剤担
持体である現像スリーブ６を備えた現像室５１と現像剤
２を収容する現像剤収容室５２とを有し、両室は使用前
において仕切り部材５３と、現像剤供給用開口部２０を
封止する現像剤封入部材２２とにより仕切られている。
そして、現像室５１内には、現像剤搬送部材１６、およ
び現像スリーブ６と平行に導電性材料からなる信号検出
部材１が配置されている。

【０００６】ユーザーが使用開始に先立ち、この現像剤
封入部材２２を除去することで、現像剤収容室５２内の
現像剤２が開口部２０を通過して現像スリーブ６に到達
し、画像形成が可能になる。

【０００７】現像剤残量検出回路４０は、信号検出部材
１と現像スリーブ６の間にある現像剤量に応じて信号検
出部材１に誘起された電流を整流する整流回路８、整流
回路８で発生する電流信号を電圧に変換する電流−電圧
変換回路９、現像スリーブ６に現像バイアスを印加する
ための交流電源７に対して、現像スリーブ６と並列に接
続された所定の容量Ｃｔｈをもつコンデンサ１５、コン
デンサ１５に直列に接続された整流回路１０、整流回路
１０で発生する電流信号を電圧に変換する電流−電圧変
換回路１１、電流−電圧変換回路９から生じる、現像ス
リーブ６と信号検出部材１間の現像剤量に応じて発生す
る出力電圧Ｖｄｃとを比較して、規定電圧Ｖｔｈと一致
したときに出力信号を生じるコンパレータ１３、および
コンパレータ１３からの検出信号を受け、現像剤量の警
告を表示するなどの処理を行うＣＰＵ１４を備えてお
り、コンデンサ１５の容量Ｃｔｈを、検知したい現像剤
量に応じた容量とすることにより任意の検出レベルに設
定することができる。

【０００８】この方式により、ユーザーは、現像剤量が
少ないという警告を受けることにより、現像剤を現像剤
収容室に補給したり、現像剤収容室を含むプロセスカー
トリッジを画像形成装置本体から取り出し、プロセスカ
ートリッジを振って、現像剤収容室内の残留現像剤を均
し、再び画像形成装置に挿入する。これにより、突然の
画像白抜けを未然に防止することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このような静電容量検
知式の現像剤残量検出装置は、単純な構成で安価に製造
できるため広く用いられている。しかしながら、画像形
成装置の小型化また大型化に伴い、つぎのような問題が
生じた。

【００１０】すなわち、画像形成装置の小型化により、
信号検出部材を配置する空間的余地が少なくなる。よっ
て設計の自由度が非常に小さくなってしまう。逆に画像
形成装置が大型化すると、現像装置に存在する現像剤も
多くなる。このとき、信号検出部材を現像スリーブ近傍
に配置すると、現像剤封入部材を除去した直後、一斉に
信号検出部材に現像剤の負荷がかかる。すると、信号検
出部材がたわんで変形したり、最悪の場合、破損してし
まい、画像形成装置が使用不可能になる。

【００１１】この後者の問題は、信号検出部材を現像ス
リーブから遠ざけることで解決できるが、当然ながら現
像剤量検知信号が小さくなり、残量検知精度が低下して
しまう。

【００１２】また、昨今、画像形成装置の使用頻度が非
常に高まり、現像剤の消費量が増大している。このよう
な状況において、ユーザーが現像剤の残量を逐次に知り
たいという要求が高まっている。これに対しては、例え
ば、信号検出部材を一つだけではなく複数個設けること
で、現像剤残量を複数段階でユーザーに告知するという
提案がなされている。

【００１３】しかしながら、この方式では、信号検出部
材が増えるだけでなく、信号検出部材各々に残量検知の
ための信号処理を伴う電気部品を付随させねばならず、
コストアップとなる。また、信号検出部材を多数設ける
と、現像剤の循環を阻害してしまい、画像濃度むらなど
の問題が生じることもある。

【００１４】このような従来の構成のままでは、コスト
アップを伴わず、かつ残量検知精度を維持しながら画像
形成装置の小型化、大型化を実現することが大変困難で
あった。

【００１５】従って、本発明の主な目的は、部品点数の
増加を極力抑え、かつ、現像剤の残量検知精度を維持、
さらには向上させながら、画像形成装置のさらなる小型
化および大型化に容易に対応可能な現像剤残量検知装
置、該現像剤検知装置を備えた画像形成装置、および前
記現像剤検知装置を備えかつ前記画像形成装置に着脱自
在に装着されるプロセスカートリッジを提供することで
ある。

【００１６】本発明の他の目的は、部品点数の増加を極
力抑え、かつ、現像剤の残量検知を多段階で行うことが
でき、画像形成装置のさらなる小型化および大型化に容
易に対応可能な現像剤残量検知装置、該現像剤検知装置
を備えた画像形成装置、および前記現像剤検知装置を備
えかつ前記画像形成装置に着脱自在に装着されるプロセ
スカートリッジを提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
現像剤残量検知装置、プロセスカートリッジ、および画
像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、現
像剤担持体を含む現像装置の現像剤収容室に収容された
現像剤の残量を検知するための検知部材を有し、該検知
部材は前記現像剤収容室内の現像剤量に応じた静電容量
値に基づく信号値を検出し、該信号値が所定値となった
ときに使用者に警告を発生する現像剤残量検出装置にお
いて、前記現像剤収容室内に導電部材を設け、交流電源
から前記現像剤担持体に印加される交流電圧を前記導電
部材にも印加することを特徴とする現像剤残量検出装置
である。

【００１８】本発明による他の態様によれば、現像剤が
収容される現像剤収容室、および現像剤を担持する現像
剤担持体を備える現像装置と、前記現像剤担持体に交流
電圧を印加するための交流電源と、前記現像剤収容室に
収容された現像剤の残量を検知するための検知部材を有
し、前記現像剤収容室内の現像剤量に応じた静電容量値
に基づく信号値を検出し、該信号値が所定値となったと
きに使用者に警告を発生する現像剤残量検出装置とを具
備する画像形成装置において、記現像剤収容室内に導電
部材を設け、交流電源から前記現像剤担持体に印加され
る交流電圧を前記導電部材にも印加することを特徴とす
る画像形成装置が提供される。

【００１９】また、本発明による他の態様によれば、現
像剤が収容される現像剤収容室および現像剤を担持する
現像剤担持体を備えた現像装置を少なくも含み、装置本
体に着脱自在に装着されるプロセスカートリッジと、前
記現像剤担持体に交流電圧を印加するための交流電源
と、前記現像剤収容室に収容された現像剤の残量を検知
するための検知部材を有し、前記現像剤収容室内の現像
剤量に応じた静電容量値に基づく信号値を検出し、該信
号値が所定値となったときに使用者に警告を発生する現
像剤残量検出装置とを具備する画像形成装置において、
記現像剤収容室内に導電部材を設け、交流電源から前記
現像剤担持体に印加される交流電圧を前記導電部材にも
印加することを特徴とする画像形成装置が提供される。

【００２０】本発明による他の態様によれば、現像剤が
収容される現像剤収容室および現像剤を担持する現像剤
担持体を備えた現像装置を少なくも含み、装置本体に着
脱自在に装着され、前記現像剤収容室に収容された現像
剤の残量を検知するための検知部材を有し、前記現像剤
収容室内の現像剤量に応じた静電容量値に基づく信号値
を検出し、該信号値が所定値となったときに使用者に警
告を発生する現像剤残量検出装置を具備するプロセスカ
ートリッジにおいて、記現像剤収容室内に導電部材を設
け、交流電源から前記現像剤担持体に印加される交流電
圧を前記導電部材にも印加することを特徴とするプロセ
スカートリッジが提供される。

【００２１】上記発明において、前記検知部材を、前記
現像剤残量検出装置の製造時においては現像剤封入部材
に覆われた開口部を有する前記現像剤収容室の内部に設
け、かつ前記導電部材が前記現像剤封入部材の一部であ
ることが好ましい。前記信号値を複数設定し、使用者に
現像剤の残量レベルを多段階で警告することが好まし
い。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る現像剤残量検
知装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置を
図面に則して更に詳しく説明する。なお、前出の部材と
同一の部材については同一符号を付す。

【００２３】実施例１ 本発明の第１実施例について図１〜図４を参照して説明
する。

【００２４】まず、本実施例に係る現像剤検出装置を含
む電子写真画像形成装置の構成について図４を用いて説
明する。

【００２５】本実施例の電子写真画像形成装置２００
は、電子写真プロセス的に大別すると、帯電装置１０
１、潜像担持体３０、露光手段１２０、現像装置５０、
転写装置１１６、クリーニング装置１０５、定着装置１
２５から構成される。本実施例では、これらのうち帯電
装置たる帯電ローラ１０１、潜像担持体たる感光ドラム
３０、現像装置５０、クリーニング装置１１９をコンパ
クトに一体化したプロセスカートリッジ１００を使用し
た場合を例示し説明する。

【００２６】感光ドラム３０は、中空円筒状のアルミニ
ウムを基体とし、その上に有機感光層を塗布したもので
あり、電子写真画像形成装置本体側に設けられた不図示
の駆動系により図示矢印ｃ方向に回転する。

【００２７】帯電ローラ１０１は、感光ドラム３０に対
し両端から加圧され、感光ドラム３０と所定の当接幅を
有する。そして感光ドラム３０の図示矢印ｃ方向の回転
に従動して、図示矢印ｄ方向に回転し、不図示の帯電バ
イアス電源により所定のバイアスを印加し、感光ドラム
３０の表面を所望の電位に帯電する。所望の帯電電位に
帯電せしめられた感光ドラム３０表面に、露光手段たる
レーザースキャナーユニット１２０から発せられたレー
ザー光１１０を照射することにより、静電潜像を形成す
る。

【００２８】現像装置５０は、現像剤収容室５２と現像
室５１とに大別される。

【００２９】現像剤収容室５２は、感光ドラム３０上に
形成された静電潜像を顕像化するための絶縁性一成分磁
性現像剤（以下「現像剤」という）２を収容し、また現
像剤２を現像室５１へと搬送するために図示矢印ａ方向
に回転する現像剤搬送部材１６と、現像装置５０内に残
存する現像剤量を検知するための現像剤量検知部材１と
を具備する。なお、現像剤量検知部材１は現像剤量検知
回路４０と電気的に接続されている。

【００３０】現像室５１は、図示矢印方向ｂに回転し、
感光ドラム３０と一定間隔を保って配置される中空円筒
状の現像剤担持体たる現像スリーブ６と、現像スリーブ
６の内部に配置されたマグネットローラ４と、現像スリ
ーブ６に当接して現像スリーブ６上の現像剤２のコート
層厚さを規制する現像剤層厚規制部材たる弾性ゴムブレ
ード５とを備えている。

【００３１】現像スリーブ６には、現像剤２を感光ドラ
ム３０上の潜像形成部へと飛翔させるために交流電源７
から所定のＡＣ電圧とＤＣ電圧が印加される。本実施例
ではＤＣ電圧−５００Ｖに２０００Ｖｐｐで２０００Ｈ
ｚの矩形波を重畳した交流波形を用いる。感光ドラム３
０上に形成された現像剤による可視像は、転写装置１１
６により転写材Ｐに転写され、その後、定着装置１２５
により定着され、画像形成装置から排出される。転写工
程終了後に感光ドラム３０上に残存した現像剤２は、ク
リーニングブレード１０９により掻き落とされ、クリー
ニング容器１１５内に貯蔵される。以上のような工程に
より、ユーザーは所望の画像を得ることができる。

【００３２】つぎに現像装置５０の構成について図１を
用いて詳しく説明する。

【００３３】現像剤収容室５２と現像室５１は、仕切り
部材５３と、現像装置５０製造時には、開口部２０を覆
うポリエチレンシートなどから構成される現像剤封入部
材２２により分割される。すなわち、現像装置５０の製
造時には現像剤２は現像剤収容室５２の内部にのみ存在
し、現像室５１には存在しない。これは、現像装置５０
の使用開始以前に現像剤２が現像装置５０の外部に漏出
することや、現像剤２の環境変化による性能低下を最小
限に抑えるためである。現像剤収容室５２には現像剤２
を本実施例では３００ｇ充填しておく。これにより、平
均印字率４％パターンにてＡ４で６０００枚のプリント
が可能になる。

【００３４】仕切り部材５３の現像剤収容室５２側に
は、幅４ｍｍ、長さ２１５ｍｍ、厚さ０．１ｍｍの導電
性材料からなる電極（導電部材）２９を設ける。本実施
例においては、導電性材料としてアルミシートを用い
る。この電極２９には、不図示の導電部材を介して、現
像バイアス電源７から、現像スリーブ６に印加されてい
るバイアスと同じバイアスを印加する。

【００３５】現像剤残量検知部材（以下「検知部材」と
いう）１は導電性の細棒を用い、本実施例においては、
直径２ｍｍのステンレス棒とし、現像剤収容室５２の底
部から５ｍｍの高さに、開口部２０の面から４ｍｍの距
離を隔てて、開口部２０面と、現像スリーブ６に平行に
配置する。検知部材１から現像スリーブ６までの距離は
１０ｍｍとし、検知部材１と電極２９の最近接距離は５
ｍｍとする。検知部材１は一端を現像剤収容室１の内壁
に固定し、他端は現像装置５０外に突出させ、画像形成
装置本体に設けた現像剤残量検出回路４０に接続する。

【００３６】本実施例の現像剤残量検出回路４０は、従
来例とほぼ同様に、信号検出部材１と現像スリーブ６の
間にある現像剤量に応じて信号検出部材１に誘起された
電流を整流する整流回路８、整流回路８で発生する電流
信号を電圧に変換する電流−電圧変換回路９、現像スリ
ーブ６と電極２９に現像バイアスを印加するための交流
電源７に対して、現像スリーブ６と並列に接続された所
定の容量Ｃｔｈをもつコンデンサ１５、コンデンサ１５
に直列に接続された整流回路１０、整流回路１０で発生
する電流信号を電圧に変換する電流−電圧変換回路１
１、電流−電圧変換回路９から生じる、現像スリーブ６
と信号検出部材１間の現像剤量に応じて発生する出力電
圧Ｖｄｃとを比較して、規定電圧Ｖｔｈと一致したとき
に出力信号を生じるコンパレータ１３、およびコンパレ
ータ１３からの検出信号を受け、現像剤量の警告を表示
するなどの処理を行うＣＰＵ１４を備えており、コンデ
ンサ１５の容量Ｃｔｈを、検知したい現像剤量に応じた
容量とすることにより任意の検出レベルに設定すること
ができる。

【００３７】検知部材１には、現像スリーブ６および電
極２９に印加される現像バイアスの交流電圧の立ち上が
り時に電流が誘起され、整流回路８、電流−電圧変換回
路１９により、出力電圧Ｖｏｕｔに変換される。出力電
圧Ｖｏｕｔは、本実施例において、現像剤残量検知信号
の役割を担うものであり、現像剤残量検出部材１と現像
スリーブ６間、および電極２９と現像剤残量検知部材１
間の静電容量、すなわち存在する現像剤量に概ね比例す
る。そして、図１に示すコンデンサ１５の容量Ｃｔｈを
任意の値に設定し、これを基に出力されるＶｔｈと、Ｖ
ｏｕｔをコンパレータ１３で比較する。そして、Ｖｏｕ
ｔがＶｔｈと等しくなったときに、コンパレータ１３か
らＣＰＵ１４に信号を送信し、画像形成装置本体に設け
た不図示の表示パネルに＜現像剤量が少なくなった＞旨
の警告を発する。

【００３８】このように、本実施例の大きな特徴は、従
来と異なり、現像スリーブ６だけではなく、より検知部
材１に近い位置に設けた電極２９にも現像バイアスの交
流電圧を印加するため、検知部材１には、現像スリーブ
６と検知部材１間に存在する現像剤量に基づく出力電圧
だけではなく、電極２９と検知部材１間に存在する現像
剤量に基づく出力電圧も生じる。すなわち、現像スリー
ブ６と検知部材１間に存在する現像剤量と、電極２９と
検知部材１間に存在する現像剤量を検知することが可能
になる。

【００３９】つぎに本実施例における現像剤残量検知方
法について、図２および図３を用いて説明する。図２は
現像装置５０内の現像剤残量の変化を示す概略図、図３
は現像剤量と検知部材１から発せられる出力電圧Ｖｏｕ
ｔの関係を示すグラフである。

【００４０】まず、現像装置５０の使用開始直後は、現
像剤がほとんど消費されていないため、現像剤収容室５
２内には現像剤が約３００ｇと十分に存在し、現像剤は
線Ａの高さまで満たされている。このとき電極２９と検
知部材１間（以下「Ｄ−Ａ部」という）、さらに現像ス
リーブ６と検知部材１間（以下「Ｓ−Ａ部」という）に
は、ほぼ隙間なく現像剤２が存在する。よって、電極２
９に印加される現像バイアスに起因して検知部材１に生
じる出力電圧Ｖｄａは約１．２Ｖ、現像スリーブ６に印
加される現像バイアスに起因して検知部材１に生じる出
力電圧Ｖｓａは０．６Ｖとなる。実際に残量検出回路４
０からの出力電圧Ｖｏｕｔは、ＶｓａとＶｄａの和とな
るので、出力電圧Ｖｏｕｔ＝１．８Ｖとなる。説明の便
宜上、ＶｓａとＶｄａの値もグラフ中に示しているが、
実際にこれらの値が出力されるわけではなく、これらの
和であるＶｏｕｔのみが出力される。なお、Ｖｓａが従
来の出力推移と同等のものである。

【００４１】そして、画像形成を重ね、現像剤収容室５
２内の現像剤量が少なくなり、１５０ｇ程度となると、
現像剤２は線Ｂで示す高さまで減少する。このとき、ま
ずＳ−Ａ部に現像剤２の存在しない空間ができる。よっ
て、Ｓ−Ａ間の静電容量が低下するため、Ｖｄａも低下
し、０．８Ｖとなる。一方、Ｄ−Ａ部は現像剤２がほぼ
隙間なく存在するため、Ｖｓａは変化せず０．６Ｖのま
まである。よって、合計の出力電圧Ｖｏｕｔは１．４Ｖ
に低下する。

【００４２】さらに現像剤量が少なくなり、５０ｇ程度
になると、現像剤２は線Ｃで示す高さまで減少する。こ
のときＳ−Ａ部にはほとんど現像剤２が存在しなくなる
ため、Ｖｄａは０．４Ｖまで低下する。さらにＤ−Ａ部
も現像剤が存在しない空間ができはじめるため、Ｖｓａ
は０．４Ｖと低下する。よって合計の出力電圧Ｖｏｕｔ
は０．８Ｖと大きく低下する。

【００４３】その後、現像剤量が約３０ｇまで減じたと
きに、現像スリーブ６への現像剤２の供給が不足し、画
像白抜けが発生する。このときの出力電圧Ｖｏｕｔは
０．７Ｖである。

【００４４】したがって、ユーザーに向けて画像白抜け
前に現像剤２が少ないという警告を発するには、図１に
示すコンデンサ１５の容量Ｃｔｈを、画像白抜けが発生
するときの現像剤量に相当する容量値以上に設定すれば
よく、本実施例においては、現像剤量５０ｇに相当する
容量、すなわち約２０ｐＦの容量をもつコンデンサを選
択する。これにより画像白抜けが発生する以前に確実に
現像剤量が少ないことをユーザーに警告することが可能
になる。

【００４５】また、図３から明らかなように、本実施例
におけるＶｏｕｔのダイナミックレンジは１．２Ｖであ
る。これは、従来と同等の推移を示すＶｓａのダイナミ
ックレンジを実現できていることになる。したがって、
現像剤量の検知レベルの設定マージンを大きくとること
になる。よって、現像剤量の検知レベルの設定マージン
を大きくとることができ、環境変化やその他の設定ばら
つきを考慮しても、十分な精度維持し、誤検知の可能性
は非常に小さくできる。

【００４６】以上のように本実施例によれば、検知部材
１を現像スリーブ６から従来よりも遠ざけた場合、例え
ば現像剤収容室５２内部に設けた場合でも、現像スリー
ブ６により近接位置に、現像バイアスを印加する電極２
９を設けることにより出力電圧Ｖｏｕｔのダイナミック
レンジが従来と比較して大きくできるため、安定した現
像剤残量検知精度を維持できる。したがって、従来に比
べ、検知部材１を配置する位置のマージンが大きくなる
ため、画像形成装置のさらなる小型化および大型化の実
現に有効に寄与できる。

【００４７】実施例２ 本発明における第２実施例を図５〜図９に基づいて説明
する。本実施例が第１実施例と異なるのは、現像バイア
スを印加する電極を新規に設けるのではなく、現像剤封
入部材が電極を兼ねる点である。

【００４８】まず、現像装置５０の構成について図５を
用いて説明する。

【００４９】現像剤収容室５２と現像室５１は、仕切り
部材５３と、現像装置５０の製造時には、開口部２０を
覆う導電性材料などから構成される現像剤封入部材２２
により分割される。開口部２０の寸法は幅ｍ×長さｎ＝
１５×２１０ｍｍである。

【００５０】現像剤封入部材２２と開口部２０付近の構
成については図６〜図８を用いてさらに詳細に説明す
る。

【００５１】現像剤封入部材２２は厚さ１０μｍの導電
性材料、本実施例においてはアルミシートを用い、その
両面を厚さ５０μｍのＰＥＴなどの樹脂層で被覆したも
のを用いる。

【００５２】現像剤封入部材２２は図６に示すように矩
形状の狭幅部２２ａと広幅部２２ｂとからなる帯状の形
状を有し、長手方向の長さがＬ＝４６０ｍｍで、そのう
ち幅Ｗ１＝２０ｍｍの部分すなわち広幅部２２ｂの長さ
がＬ１＝２２０ｍｍ、幅Ｗ２＝１３ｍの部分すなわち狭
幅部２２ａの長さがＬ２＝２４０ｍｍである。厚さは一
様にｔ＝０．１ｍｍとする。また、現像剤封入部材２２
には破線Ｋにて示されるように現像剤封入部材２２を現
像装置５０から簡易にかつ寸法精度良く除去するための
切り欠き線が設けられている。なお、この切り欠き線Ｋ
は、上端からＷ３＝５ｍｍ、下端からＷ４＝２ｍｍの位
置に配され、狭幅部２２ａの幅と対応している。

【００５３】図７に示すごとく、現像剤封入部材２２の
広幅部２２ｂは開口部２０を覆うように接着され、狭幅
部２２ａは広幅部２２ｂとの境界部２２ｃで折り返され
て、端部が現像装置５０の外部に延出される。

【００５４】ユーザーは画像形成に先立ち、現像剤封入
部材２２を図７の図示矢印ｈ方向に引いて除去すること
により、現像剤２が現像剤収容室５２から現像室５１内
に流入し、画像形成が可能になる。このとき現像剤封入
部材２２は大半の部分が現像装置５０の外部に除去され
るが、図８に示すごとく、開口部下部ののり代部２２Ｌ
と、開口部上部ののり代部２２Ｕと、開口部端部から内
側にＷ５＝２ｍｍの幅は残存させる。以下、開口部上部
の残存部２２Ｕをシール電極２２Ｕと称する。

【００５５】なお、図９において、シール電極２２Ｕと
検知部材１の最近接距離はＤ１＝５ｍｍとする。一方、
開口部２０の下部は現像剤の搬送を妨げないように、開
口部下端部から突出させることなく除去する。

【００５６】シール電極２２Ｕにおける、開口部２０の
上部に接着される面の一部は、樹脂層を被覆せず、アル
ミ部を露出させ、図８に示すように導電部材２５に接続
する。導電部材２５は現像スリーブへ現像バイアスを印
加するための不図示の電極を介し、現像バイアス電源７
に接続する。これにより現像スリーブ４と現像剤封入部
材２２のアルミ部は同電位となる。このように、本実施
例では、現像剤封入部材２２の一部を検知部材１の現像
スリーブ６により近い位置に、現像バイアスを印加する
電極として用いている。

【００５７】現像バイアスを印加する電極であるシール
電極２２Ｕと検知部材１との距離および、現像スリーブ
６と検知部材１の距離が第１実施例と同等であり、かつ
その他の構成も同様である。したがって、本実施例に係
る現像剤残量検知方法は、先の第１の実施例とほぼ同様
であるので、説明は省略する。

【００５８】以上のように、本発明によれば、導電性材
料から構成される現像剤封入部材に現像スリーブに印加
する交流電圧を印加することにより、新たに部品を増や
さずして、検知部材と現像スリーブ間だけでなく、検知
部材と現像剤封入部材の間に存在する現像剤量に基づい
て検知信号を得ることができる。よって第１実施例と同
様に、出力電圧Ｖｏｕｔのダイナミックレンジが従来と
比較して大きくなるため、現像剤収容室内に現像剤量検
知部材を設けた場合でも、非常に精度良く現像剤の残量
を検知できる。

【００５９】したがって、現像剤量検知部材を配置する
設計ラティチュードが大きくなり、画像形成装置のさら
なる小型化、大型化の実現に大きく寄与するものであ
る。

【００６０】実施例３ つぎに本発明に係る第３の実施例について図１０および
図１１により説明する。本実施例の特徴は、ユーザーに
現像剤の有無を２値的に告知するのではなく、現像剤残
量を多段階にわたって告知可能とすることである。

【００６１】図１０は本実施例に係る現像剤残量検出装
置の構成概略図である。図１１は本実施例に係る現像剤
残量と出力電圧Ｖｏｕｔの関係を示すグラフである。

【００６２】現像剤残量検出装置のうち、現像装置の構
成は、基本的には先の第２実施例と同様であるので説明
は省略する。よって、現像剤残量検出回路４０の構成お
よび現像剤残量検出方法について詳しく説明する。

【００６３】現像剤残量に応じて出力される出力電圧Ｖ
ｏｕｔは、図１０に示すごとく第１コンパレータ１３で
予め設定されたＶｔｈ１、第２コンパレータ１７で予め
設定されたＶｔｈ２、第３コンパレータ１８で予め設定
されたＶｔｈ３、そして第４コンパレータ１９で予め設
定されたＶｔｈ４と各々比較される。そして、それぞれ
が一致した場合にＣＰＵ１４に信号を送信し、不図示の
画像形成装置の表示パネルに現像剤残量レベルを告知す
る。Ｖｔｈ１〜Ｖｔｈ４はそれぞれ不図示の記憶素子に
任意の異なる値として格納しておく。本実施例では、Ｖ
ｔｈ１＝１．６Ｖ、Ｖｔｈ２＝１．４Ｖ、Ｖｔｈ３＝
１．０Ｖ、Ｖｔｈ４＝０．８Ｖとする。

【００６４】つぎに図１１を用いて、本実施例に係る現
像剤残量検出方法について説明する。

【００６５】まず画像形成を開始した直後においては、
現像装置内に現像剤が３００ｇと十分に存在するため、
出力電圧Ｖｏｕｔは１．８Ｖと高い値を示す。このとき
不図示の画像形成装置の表示パネルには＜現像剤残量が
レベル５である＞旨の告知を行う。本実施例において
は、現像剤量のレベルを示す数が減少するに従い、現像
剤量が減少するものとする。そして、画像形成回数を重
ね、現像剤を消費し、現像剤を消費し、現像装置内の現
像剤量が１７５ｇまで減少すると、Ｖｏｕｔは１．６Ｖ
となり、Ｖｔｈ１に一致する。このとき、第１コンパレ
ータ１３からＣＰＵ１４に信号を送信される。このと
き、不図示の画像形成装置の表示パネルに＜現像剤残量
がレベル４である＞旨の告知を行う。

【００６６】以下同様に、現像剤量が１５０ｇとなり、
Ｖｔｈ２に一致した場合＜現像剤残量がレベル３である
＞旨を、現像剤量が１００ｇとなり、Ｖｔｈ３に一致し
た場合＜現像剤残量がレベル２である＞旨を、現像剤量
が５０ｇとなり、Ｖｔｈ４に一致した場合＜現像剤残量
がレベル１である。すなわち、まもなく現像剤が完全に
なくなる＞旨を告知する。ユーザーはこれらの告知に応
じて、任意に新たに現像剤２を現像剤収容室５２に補給
したり、あるいは現像装置５０を含むプロセスカートリ
ッジを画像形成装置から取り出して、現像剤を現像スリ
ーブに強制的に搬送させるべく、プロセスカートリッジ
を振り、再び画像形成装置に装着して、画像形成を行
う。

【００６７】以上のように本実施例によれば、導電性材
料から構成される現像剤封入部材に現像スリーブに印加
する交流電圧を印加することにより、検知部材と現像ス
リーブ間だけでなく、検知部材と現像剤封入部材の間に
存在する現像剤量に基づく検知信号を得ることが可能に
なる。よって、出力電圧Ｖｏｕｔのダイナミックレンジ
が従来と比較して大きくなり、かつ現像剤量が比較的多
い状態においてＶｏｕｔが変化し始めたため、現像剤の
残量レベルを多段階に、かつ非常に精度良く検知できる
のである。

【００６８】したがってユーザーが、現像装置に存在す
る現像剤量を２値的ではなく、逐次に知ることが可能に
なるため、いつ現像剤がなくなるのかという不安を生じ
させない、非常にユーザビリティーに優れた画像形成装
置を提供できる。

【００６９】また、現像剤残量検知部材を配置する設計
ラティチュードが大きくなり、画像形成装置のさらなる
小型化、大型化の実現を容易に可能とするものである。

【００７０】なお、本発明は、上記実施例において示し
た現像剤量や、検知部材および現像剤封入部材の材質、
寸法および取付位置、さらには検知出力電圧値などの現
像剤残量検出回路を構成する部品の設定値に限定される
ものではなく、本発明の思想を具現化する条件において
実現できる。

【００７１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の現像剤残量検出装置、プロセスカートリッジおよび画
像形成装置によれば、現像剤収容室内に導電部材を設
け、交流電源から現像剤担持体に印加される交流電圧を
前記導電部材にも印加することにより、検知部材を現像
剤担持体から遠ざけた場合においても、検知部材から出
力される信号値のダイナミックレンジを大きくすること
が可能になるため、前記検知部材の設定位置のラティチ
ュードに余裕ができ、かつ検知精度を向上させることが
可能になる。よって、画像形成装置のさらなる小型化、
大型化に貢献できる。

【００７２】また、前記信号値を複数設定し、使用者に
現像剤の残量レベルを多段階で警告することにより、使
用者は現像剤の残量を逐次に知ることが可能になるた
め、非常にユーザビリティーを改善することができる。

【００７３】また、前記検知部材を、前記現像剤残量検
出装置の製造時においては、現像剤封入部材に覆われた
開口部を有する現像剤収容室の内部に設ける現像剤残量
検出装置において、前記導電部材を前記現像剤封入部材
の一部とすることにより、コストアップを最小限に抑え
ながら、前記の効果を生み出すことが可能になるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る現像剤残量検出装置の構成を
示す概略図である。

【図２】第１実施例に係る現像装置内の現像剤残量の様
子を示す説明図である。

【図３】第１実施例に係る現像剤残量検出装置におけ
る、現像剤量により検知出力の変化を示すグラフであ
る。

【図４】第１実施例に係る現像剤残量検出装置を含む画
像形成装置を示す全体構成図である。

【図５】第２実施例に係る現像剤残量検出装置の構成を
示す概略図である。

【図６】第２実施例に係る現像剤残量検出装置に用いる
現像剤封入部材の外形を示す概略図である。

【図７】第２実施例に係る現像剤残量検出装置の現像剤
封入部材が存在する場合の開口部付近の構成を示す概略
図である。

【図８】第２実施例に係る現像剤残量検出装置の現像剤
封入部材が除去された場合の開口部付近の構成を示す概
略図である。

【図９】第２実施例において、現像剤封入部材が除去さ
れた場合の現像装置の構成を示す概略図である。

【図１０】第３実施例に係る現像剤残量検出装置の構成
を示す概略図である。

【図１１】第３実施例に係る現像剤残量検出装置におけ
る、現像剤量による検知出力の変化を示すグラフであ
る。

【図１２】従来の現像剤残量検出装置の一例を示す概略
図である。

【符号の説明】

１ 現像剤残量検出部材 ２ 現像剤 ６ 現像スリーブ（現像剤担持体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 康史 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 (72)発明者 佐藤 浩 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 (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤担持体を含む現像装置の現像剤収
   容室に収容された現像剤の残量を検知するための検知部
   材を有し、該検知部材は前記現像剤収容室内の現像剤量
   に応じた静電容量値に基づく信号値を検出し、該信号値
   が所定値となったときに使用者に警告を発生する現像剤
   残量検出装置において、 前記現像剤収容室内に導電部材を設け、交流電源から前
   記現像剤担持体に印加される交流電圧を前記導電部材に
   も印加することを特徴とする現像剤残量検出装置。
2. 【請求項２】 前記検知部材を、前記現像剤残量検出装
   置の製造時においては現像剤封入部材に覆われた開口部
   を有する現像剤収容室の内部に設け、かつ前記導電部材
   が前記現像剤封入部材の一部であることを特徴とする請
   求項１の現像剤残量検出装置。
3. 【請求項３】 前記信号値を複数設定し、使用者に現像
   剤の残量レベルを多段階で警告することを特徴とする請
   求項１または２の現像剤残量検出装置。
4. 【請求項４】 現像剤が収容される現像剤収容室、およ
   び現像剤を担持する現像剤担持体を備える現像装置と、
   前記現像剤担持体に交流電圧を印加するための交流電源
   と、前記現像剤収容室に収容された現像剤の残量を検知
   するための検知部材を有し、前記現像剤収容室内の現像
   剤量に応じた静電容量値に基づく信号値を検出し、該信
   号値が所定値となったときに使用者に警告を発生する現
   像剤残量検出装置とを具備する画像形成装置において、 前記現像剤収容室内に導電部材を設け、前記現像剤担持
   体に印加される交流電圧を前記導電部材にも印加するこ
   とを特徴とする画像形成装置。
5. 【請求項５】 現像剤が収容される現像剤収容室および
   現像剤を担持する現像剤担持体を備えた現像装置を少な
   くも含み、装置本体に着脱自在に装着されるプロセスカ
   ートリッジと、前記現像剤担持体に交流電圧を印加する
   ための交流電源と、前記現像剤収容室に収容された現像
   剤の残量を検知するための検知部材を有し、前記現像剤
   収容室内の現像剤量に応じた静電容量値に基づく信号値
   を検出し、該信号値が所定値となったときに使用者に警
   告を発生する現像剤残量検出装置とを具備する画像形成
   装置において、 前記現像剤収容室内に導電部材を設け、前記現像剤担持
   体に印加される交流電圧を前記導電部材にも印加するこ
   とを特徴とする画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記検知部材を、前記現像剤残量検出装
   置の製造時においては現像剤封入部材に覆われた開口部
   を有する前記現像剤収容室の内部に設け、かつ前記導電
   部材が前記現像剤封入部材の一部であることを特徴とす
   る請求項４または５の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記信号値を複数設定し、使用者に現像
   剤の残量レベルを多段階で警告することを特徴とする請
   求項４、５、または６の画像形成装置。
8. 【請求項８】 現像剤が収容される現像剤収容室および
   現像剤を担持する現像剤担持体を備えた現像装置を少な
   くも含み、装置本体に着脱自在に装着され、前記現像剤
   収容室に収容された現像剤の残量を検知するための検知
   部材を有し、前記現像剤収容室内の現像剤量に応じた静
   電容量値に基づく信号値を検出し、該信号値が所定値と
   なったときに使用者に警告を発生する現像剤残量検出装
   置を具備するプロセスカートリッジにおいて、 前記現像剤収容室内に導電部材を設け、交流電源から前
   記現像剤担持体に印加される交流電圧を前記導電部材に
   も印加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】 前記検知部材を、前記現像剤残量検出装
   置の製造時においては現像剤封入部材に覆われた開口部
   を有する前記現像剤収容室の内部に設け、かつ前記導電
   部材が前記現像剤封入部材の一部であることを特徴とす
   る請求項８のプロセスカートリッジ。
10. 【請求項１０】 前記信号値を複数設定し、使用者に現
    像剤の残量レベルを多段階で警告することを特徴とする
    請求項８または９のプロセスカートリッジ。