JP2000338763A

JP2000338763A - 現像装置、プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置

Info

Publication number: JP2000338763A
Application number: JP14892099A
Authority: JP
Inventors: Masaru Shimura; 大紫村; Hiroaki Sakai; 宏明酒井; Satoshi Saito; 聖史齋藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-05-27
Filing date: 1999-05-27
Publication date: 2000-12-08

Abstract

(57)【要約】【課題】現像剤の満タンの状態から印字不良直前のニ
アエンド状態までを正確に且つ精度良く検知することの
できる簡単な構造の現像剤量検出手段を備え、ユーザー
の装置使用に際しての利便性を向上させることのできる
安価な現像装置、プロセスカートリッジ及び電子写真画
像形成装置を提供する。【解決手段】現像剤担持体１２に対向して現像剤検知
用電極４０を配置する。現像剤担持体１２と、現像剤検
知用電極４０とにより規定される現像剤残量検知可能領
域４１は、現像容器１１内の初期の現像剤容積の５０％
以上であり、且つ、現像剤残量検知可能領域４１の現像
剤消費に伴う現像剤量の変化に対して現像剤残量の検知
誤差は±１０％以下である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般には、電子写
真方式により像担持体に静電潜像を形成し、この静電潜
像を現像装置に収容した現像剤にて顕像化する電子写真
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
段を備えた電子写真画像形成装置、更には、プロセスカ
ートリッジ及び現像装置に関するものである。

【０００２】ここで電子写真画像形成装置としては、例
えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えば、Ｌ
ＥＤプリンタ、レーザービームプリンタ等）、電子写真
ファクシミリ装置、及び電子写真ワードプロセッサー等
が含まれる。

【０００３】又、プロセスカートリッジとは、帯電手
段、現像手段及びクリーニング手段の少なくとも一つ
と、電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、こ
のカートリッジを電子写真画像形成装置本体に対して着
脱可能とするものであるか、又は、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、この
カートリッジを電子写真画像形成装置本体に対して着脱
可能とするものをいう。

【０００４】

【従来の技術】従来、電子写真画像形成プロセスを用い
た画像形成装置において、電子写真感光体及び電子写真
感光体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電子写真画像形成装置本体
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
のメンテナンスをサービスマンによらずにユーザー自身
で行うことができるので、格段に操作性を向上させるこ
とができる。そこで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。

【０００５】このようなプロセスカートリッジ方式の電
子写真画像形成装置ではユーザー自身がカートリッジを
交換しなければならないため、現像剤が消費された場合
にユーザーに報知する手段、即ち、現像剤量検出装置が
必要となる。

【０００６】更に説明すると、図２０に従来のプロセス
カートリッジＢが装着された画像形成装置Ａの一例を示
す。プロセスカートリッジＢにて現像手段を構成する現
像装置１０は、像担持体としての感光ドラム１上に形成
された潜像に現像剤Ｔを供給して可視化する現像部１３
と、現像剤Ｔの貯蔵、保管を目的としたホッパー部１４
とを備えた現像容器１１を有しており、ホッパー部１４
内の現像剤Ｔは、重力及び攪拌装置１５Ａ、１５Ｂ又は
その他の現像剤搬送手段によってホッパー部１４内から
現像部１３内へ搬送される。

【０００７】この現像部１３には、感光ドラム１と対向
する現像位置まで現像剤Ｔを搬送する円筒形の現像剤担
持体である現像ローラ１２が、感光ドラム１に近接して
配置されており、現像ローラ１２の表面上には現像剤Ｔ
が付着保持され、現像ローラ１２の回転により現像剤Ｔ
を感光ドラム１に対向した現像位置まで搬送する。

【０００８】現像剤Ｔは搬送される途中でドクターブレ
ード等の現像剤規制手段１７により現像剤Ｔの量及び高
さが制限されると共に、現像ローラ１２上に均一に塗布
され、現像ローラ１２上に搬送される過程で現像ローラ
１２、現像剤規制手段１７、或は現像剤自身に摺擦され
て帯電する。

【０００９】そして、現像ローラ１２によって感光ドラ
ム１との対向部、即ち、現像位置まで搬送された現像剤
Ｔは感光ドラム１と現像ローラ１２との間にバイアス印
加手段としての現像バイアス電源１２Ａにて印加された
適正な現像バイアス電圧により、感光ドラム１上に転移
し、感光ドラム１上の静電潜像を現像し、トナー像とな
す。

【００１０】現像に供されなかった現像剤Ｔは、現像ロ
ーラ１２上に残ったまま搬送されて、再び現像部内に収
容される。

【００１１】一方、トナー像の形成と同期して給紙カセ
ット２０にセットした記録媒体Ｐをピックアップローラ
２１、搬送ローラ対及びレジストローラ（図示せず）な
どを備えた搬送手段２２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、感光ドラム１上の
トナー像を記録媒体Ｐに転写する。

【００１２】トナー像の転写を受けた記録媒体Ｐは、搬
送ガイド２３で定着手段５へと搬送する。定着手段５
は、駆動ローラ５ｃ及びヒータ５ｂを内蔵した定着ロー
ラ５ａを備え、通過する記録媒体Ｐに熱及び圧力を印加
して転写されたトナー像を記録媒体P上に定着する。そ
の後、記録媒体Ｐは、機外へと排出される。

【００１３】転写ローラ４によってトナー像を記録媒体
Ｐに転写した後の感光ドラム１は、クリーニング手段６
によって感光ドラム１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６は、感光ドラム１に当接して設けられた弾性クリー
ニングブレード７によって感光ドラム１上の残留現像剤
を掻き落として廃現像剤溜め８へと集める。

【００１４】以上のように、現像装置１０においては、
現像動作を繰り返して行う毎に現像剤Ｔが消費され、現
像剤が不足すると、画像濃度低下や画像欠落などの不良
が生じる。このため、現像剤不足が生じないように、随
時現像剤Ｔの現像部１３での有無を監視する必要があ
る。

【００１５】そこで、従来の現像装置１０は、現像剤残
量を検知する手段として現像剤量検出装置を有してお
り、現像剤量検出装置は、現像剤Ｔの残量を検知するた
めに、現像部１３の内部に水平方向に配置された棒状の
現像剤残量検知用アンテナ電極１８を備えている。

【００１６】現像剤量検出装置は、更に、現像剤量測定
回路５０を有しており、この現像剤量測定回路５０は、
アンテナ電極１８と現像ローラ１２との間の静電容量を
測定する手段としての静電容量検出回路５２を備え、こ
の静電容量検出回路５２にアンテナ電極１８が接続され
る。これによって、現像バイアス電源５４により現像ロ
ーラ１２に供給される現像バイアス電圧をアンテナ電極
１８により検出することでアンテナ電極１８と現像ロー
ラ１２との間の静電容量を測定している。

【００１７】又、現像剤量測定回路５０は、比較の基準
となる静電容量を設定する手段としての基準静電容量５
３と、基準静電容量５３を測定する手段としての静電容
量検出回路５１とを備え、基準静電容量５３と現像バイ
アス電源１２Ａとを接続し、基準静電容量５３を介して
現像バイアス電圧を検出することで、未知の静電容量を
測定する上の基準となる静電容量を得ている。

【００１８】現像剤量検出装置は、静電容量検出回路５
１の出力と、基準静電容量の静電容量検出回路５２の出
力とを、比較手段としての比較回路５５により比較して
その差分を検出し、その差分が一定値より下回った場合
に、現像剤量警告回路５７にて現像剤切れと判断し、ユ
ーザーに現像剤Ｔが残り少ないことを告知する。

【００１９】この方式は、構成が簡単で比較的安価であ
ることから、プロセスカートリッジが装着された小型の
画像形成装置に多く用いられている。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上説
明したように、従来の画像形成装置では、現像剤残量検
知用アンテナ電極１８が現像部１３に配置されており、
この検知方法では、現像剤が無くなる寸前を精度良く検
知（ニアエンド検知）することはできるが、プロセスカ
ートリッジＢのように現像剤の補給がプロセスカートリ
ッジＢの交換を意味する場合、検知信号によって現像剤
が少ないことを突如として告知されたユーザーは、予備
のプロセスカートリッジを用意していない限り、多量に
印字することを断念せざるを得なかった。

【００２１】また、上記の現像剤残量検知方法を用いた
画像形成装置では、現像剤残量検知レベルが１から多く
て３レベルであり、更に、従来の回路では検出精度が悪
かったため、ニアエンド検知に重きを置いた電極配置を
余儀なくされていた。従って、現像剤が無くなる直前の
精度は高いが、それ以前の現像剤残量を正確に知ること
はできなかった。

【００２２】更に、近年、画像形成装置に記録媒体とし
て多量の転写材を積載し、高スピードで印字できる技術
が開発され、これらの機器がコンピュータネットワーク
によって複数のユーザーにシェアされて使用される状況
下では、プロセスカートリッジＢ内の現像剤の残量が、
これから大量に印字する印字枚数分、印字可能かどうか
を判断することが要求されるようになった。

【００２３】すなわち、従来の現像剤残量検知は、自動
車で言う燃料警告であり、警告後の最低印字枚数は見積
もることができるものの、警告が出ていない状態では現
状の現像剤残量でどのくらい印字できるかをユーザーが
判断できる状態ではなかった。従って、上記使用環境の
変化により、現像剤残量のガスゲージ表示が強く望まれ
るようになってきた。

【００２４】つまり、従来の現像剤量検出装置は、現像
容器内の現像剤の有無を検出するものであり、つまり、
現像容器内の現像剤を使い切る直前に現像剤が少ないこ
とを検出できるのみであり、現像容器内にどの程度の現
像剤が残っているかを検出することはできなかった。

【００２５】これに対して、現像容器内の現像剤残量を
逐次検出することができれば、現像容器内の現像剤使用
状態をユーザーが知ることが可能となり、交換時期に合
わせて新しいプロセスカートリッジを用意することがで
き、ユーザーにとって極めて好便である。

【００２６】このような問題を解決するために、印字枚
数をカウントしたり、静電潜像を作成するレーザー等へ
の発光信号の時間を積算して現像剤残量の逐次把握を試
みる方法も提案されているが、従来方法では、使用環境
の変動によるトナー使用量の変動や印字画像の印字率の
変動により誤差が大きいものであった。

【００２７】従って、本発明の目的は、現像剤の満タン
の状態から印字不良直前のニアエンド状態までを正確に
且つ精度良く検知することのできる簡単な構造の現像剤
量検出手段を備え、ユーザーの装置使用に際しての利便
性を向上させることのできる安価な現像装置、プロセス
カートリッジ及び電子写真画像形成装置を提供すること
である。

【００２８】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
現像装置、プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成
装置にて達成される。要約すれば、本発明の第１の態様
によれば、電子写真画像形成装置本体に装着され、電子
写真感光体に形成された静電潜像を現像するために用い
られる現像装置において、電子写真感光体に形成された
静電潜像を現像するために、現像剤を収容し、この現像
剤を前記電子写真感光体へ搬送するための現像剤担持体
を備えた現像容器と、現像剤残量を前記電子写真画像形
成装置本体で検出するために、前記現像剤担持体に対向
して配置された現像剤検知用電極と、を備え、前記現像
剤担持体と、前記現像剤検知用電極とにより規定される
現像剤残量検知可能領域が前記現像容器内の初期の現像
剤容積の５０％以上であり、且つ、前記現像剤残量検知
可能領域の現像剤消費に伴う現像剤量の変化に対して現
像剤残量の検知誤差が±１０％以下であることを特徴と
する現像装置が提供される。

【００２９】本発明の第２の態様によれば、電子写真画
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、（ａ）電子写真感光体と、（ｂ）前記電子写真感
光体に形成された静電潜像を現像するために、現像剤を
収容し、この現像剤を前記電子写真感光体へ搬送するた
めの現像剤担持体を備えた現像容器を有する現像装置
と、（ｂ）現像剤残量を前記電子写真画像形成装置本体
で検出するために、前記現像剤担持体に対向して配置さ
れた現像剤検知用電極と、を備え、前記現像剤担持体
と、前記現像剤検知用電極とにより規定される現像剤残
量検知可能領域が前記現像容器内の初期の現像剤容積の
５０％以上であり、且つ、前記現像剤残量検知可能領域
の現像剤消費に伴う現像剤量の変化に対して現像剤残量
の検知誤差が±１０％以下であ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。

【００３０】本発明の第３の態様によれば、記録媒体に
画像を形成するための電子写真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
静電潜像を形成するための静電潜像形成手段と、（ｃ）
前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するた
めに、現像剤を収容し、この現像剤を前記電子写真感光
体へ搬送するための現像剤担持体を備えた現像容器を有
する現像装置と、（ｄ）現像剤残量を前記電子写真画像
形成装置本体で検出するために、前記現像剤担持体に対
向して配置された現像剤検知用電極と、（ｅ）前記現像
剤担持体に交番バイアス電圧を印加するバイアス電圧印
加手段と、（ｆ）前記現像剤担持体と前記現像剤検知用
電極間の静電容量を測定し、現像剤量を把握する現像剤
量検出手段と、を備え、前記現像剤担持体と、前記現像
剤検知用電極とにより規定される現像剤残量検知可能領
域が前記現像容器内の初期の現像剤容積の５０％以上で
あり、且つ、前記現像剤残量検知可能領域の現像剤消費
に伴う現像剤量の変化に対して現像剤残量の検知誤差が
±１０％以下であることを特徴とする電子写真画像形成
装置が提供される。

【００３１】本発明の第４の態様によれば、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
するための電子写真画像形成装置において、（ａ）電子
写真感光体と、電子写真感光体に形成された静電潜像を
現像するために、現像剤を収容し、この現像剤を前記電
子写真感光体へ搬送するための現像剤担持体を備えた現
像容器を有する現像装置と、を有するプロセスカートリ
ッジを取り外し可能に装着するための装着手段と、
（ｂ）現像剤残量を前記電子写真画像形成装置本体で検
出するために、前記現像剤担持体に対向して配置された
現像剤検知用電極と、（ｃ）前記電子写真感光体に静電
潜像を形成するための静電潜像形成手段と、（ｄ）前記
現像剤担持体に交番バイアス電圧を印加するバイアス電
圧印加手段と、（ｅ）前記現像剤担持体と前記現像剤検
知用電極間の静電容量を測定し、現像剤量を把握する現
像剤量検出手段と、を備え、前記現像剤担持体と、前記
現像剤検知用電極とにより規定される現像剤残量検知可
能領域が前記現像容器内の初期の現像剤容積の５０％以
上であり、且つ、前記現像剤残量検知可能領域の現像剤
消費に伴う現像剤量の変化に対して現像剤残量の検知誤
差が±１０％以下であることを特徴とする電子写真画像
形成装置が提供される。

【００３２】上記各本発明にて、一実施態様によれば、
前記現像剤検知用電極は、少なくとも２個以上設けら
れ、前記現像剤担持体と、前記現像剤担持体と対向する
各々の前記現像剤検知用電極とにより規定される現像剤
残量検知可能領域の和が前記現像容器内の初期の現像剤
容積の５０％以上であり、且つ、前記現像剤残量検知可
能領域の現像剤消費に伴う現像剤量の変化に対して現像
剤残量の検知誤差が±１０％以下である。

【００３３】他の実施態様によれば、前記現像剤検知用
電極と対向配置して前記現像剤担持体近傍に導電性部材
を設けることができる。前記導電性部材は、前記現像剤
担持体上の現像剤層を規制する規制手段の金属製支持部
材を含むことができる。

【００３４】他の実施態様によれば、前記現像剤検知用
電極は、前記現像剤担持体に電圧を印加した際に発生す
る前記現像剤検知用電極と前記現像剤担持体間の静電容
量に応じた電気信号を前記電子写真画像形成装置本体に
設けた現像剤残量を検知するための現像剤量検出手段に
伝達する。又、前記現像剤検知用電極は、前記現像剤担
持体及び導電性部材に電圧を印加した際に発生する前記
現像剤検知用電極と、前記現像剤担持体及び前記導電性
部材間の静電容量に応じた電気信号を前記電子写真画像
形成装置本体に設けた現像剤残量を検知するための現像
剤量検出手段に伝達する。

【００３５】本発明にて一実施態様によれば、前記現像
剤担持体は現像ローラである。

【００３６】更に他の実施態様によれば、前記現像剤担
持体或は前記導電性部材に印加する電圧は、交番バイア
ス電圧であり、又、前記交番バイアス電圧は、交流電圧
に直流電圧を重畳した現像バイアス電圧である。

【００３７】更に他の実施態様によれば、前記現像剤検
知用電極は、前記現像ローラの長手方向に沿って延在し
て配置された金属製の板状部材である。

【００３８】更に他の実施態様によれば、前記現像剤量
検出手段は、前記現像剤担持体と前記現像座検知用電極
との間で形成される静電容量の最小値と概略等しい基準
静電容量を具備し、該基準静電容量を測定する静電容量
検出回路と、前記前記現像剤担持体と前記現像座検知用
電極間の静電容量を測定する静電容量検出回路と、両回
路が測定した静電容量を比較する差動回路と、を備えて
いる。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る現像装置、プ
ロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置を図面に
則して更に詳しく説明する。

【００４０】実施例１先ず、図１及び図２を参照して、本発明に従って構成さ
れるプロセスカートリッジを装着可能な電子写真画像形
成装置の一実施例について説明する。本実施例にて、電
子写真画像形成装置は、電子写真式のレーザービームプ
リンタとされ、電子写真画像形成プロセスによって記録
媒体、例えば、記録紙、ＯＨＰシート、布などに画像を
形成するものである。

【００４１】レーザービームプリンタＡは、ドラム形状
の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１を有する。感光
ドラム１は、静電潜像形成手段を構成する帯電手段であ
る帯電ローラ２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（図示
せず）などを有した光学手段３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ドラム１に画像情報
に応じた潜像が形成される。この潜像は、プロセスカー
トリッジＢの現像手段としての現像装置１０によって現
像され、可視像、即ち、トナー像とされる。

【００４２】現像装置１０は、現像容器１１を備え、現
像容器１１は、現像剤担持体としての現像ローラ１２を
備えた現像部１３と、現像剤ホッパー部１４とを有す
る。現像装置１０は、現像部１３及びホッパー部１４に
収容されている現像剤Ｔが消費された場合、ユーザー自
身が新しいカートリッジＢを交換することで、新たなプ
リントを行うことができる。

【００４３】又、現像装置１０は、その現像剤ホッパー
部１４内に、内部の現像剤Ｔの固着防止、及び循環、搬
送の目的のための攪拌装置１５（１５Ａ、１５Ｂ）が設
けられている。攪拌装置１５は、ＰＥＴ（ポリエチレン
テレフタレート）等の樹脂フィルム、或いは、例えばシ
リコーンゴムやウレタンゴム等のゴム材にて形成される
か、又は、ＳＵＳ、リン青銅等の金属板金にて形成する
ことができ、駆動手段（図示せず）により図中矢印方向
に回転される。

【００４４】又、現像剤担持体としての現像ローラ１２
は、本実施例では、アルミニウムやステンレススチール
などの非磁性スリーブの内部に固定磁石（マグネット）
１６を配置して構成され、現像ローラ１２を回転するこ
とによって現像剤は搬送され、現像剤量規制部材として
のウレタンゴム、シリコンゴムなどで形成された弾性体
の現像ブレード１７にて摩擦帯電電荷が付与されると共
に所定厚の現像剤層とされ、感光ドラム１の現像領域へ
と供給される。この現像領域へと供給された現像剤は、
感光ドラム１上の潜像へと転移され、トナー像を形成す
る。現像ローラ１２は、現像バイアス電源１２ａＡ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。

【００４５】又、本実施例にて、現像装置１０は、現像
剤Ｔとして磁性体を含む磁性現像剤を使用し、ジャンピ
ング現像法を採用しているが、現像剤Ｔとしては、磁性
体を含まない非磁性現像剤を用いることもできる。従っ
て、現像装置１０としては、本実施例のように現像剤自
身が磁性キャリアを内包する磁性一成分現像装置とする
ことができるが、磁性キャリアを持つ２成分現像装置、
又は、磁性キャリアを使用しない非磁性一成分現像装置
の形態をも採用し得る。又、現像法もジャンピング現像
法に限定されるものではなく、種々の現像法を使用し得
る。

【００４６】現像装置１０に収容し、使用するこれらの
現像剤Ｔは、粉砕法又は重合法によって作られるが、本
実施例の現像装置１０では、細かな画像も再現できるよ
うに平均粒径の小さな現像剤を用いた。

【００４７】一方、トナー像の形成と同期して給紙カセ
ット２０にセットした記録媒体Ｐをピックアップローラ
２１、搬送ローラ対及びレジストローラ（図示せず）な
どを備えた搬送手段２２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、感光ドラム１上の
トナー像を記録媒体Ｐに転写する。

【００４８】トナー像の転写を受けた記録媒体Ｐは、搬
送ガイド２３で定着手段５へと搬送する。定着手段５
は、駆動ローラ５ｃ及びヒータ５ｂを内蔵した定着ロー
ラ５ａを備え、通過する記録媒体Ｐに熱及び圧力を印加
して転写されたトナー像を記録媒体Ｐ上に定着する。そ
の後、記録媒体Ｐは、機外へと排出される。

【００４９】転写ローラ４によってトナー像を記録媒体
Ｐに転写した後の感光ドラム１は、クリーニング手段６
によって感光ドラム１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６は、感光ドラム１に当接して設けられた弾性クリー
ニングブレード７によって感光ドラム１上の残留現像剤
を掻き落として廃現像剤溜め８へと集める。

【００５０】一方、本実施例にては、プロセスカートリ
ッジＢは、現像装置１０を構成する現像容器１１などを
保持する現像枠体３１と、感光ドラム１、クリーニング
ブレード７などのクリーニング手段６及び帯電ローラ２
を取り付けたクリーニング枠体３２とを一体に結合する
ことによってカートリッジ化されている。

【００５１】このプロセスカートリッジＢは、ユーザー
によって電子写真画像形成装置本体に設けたカートリッ
ジ装着手段３３に対して取り外し可能に装着される。

【００５２】本発明によれば、プロセスカートリッジＢ
は、現像部１３及びホッパー部１４内の現像剤の消費に
従ってその残量を逐次検知することのできる現像剤量検
出装置を備えている。

【００５３】本発明によれば、現像剤量検出装置は、現
像剤検知用電極としての現像剤残量検知用アンテナ４０
と、現像剤量検出手段としての静電容量検出回路５０と
を有する。現像剤残量検知用アンテナ４０、現像ローラ
１２と対向配置された導電性の板状部材、即ち、金属板
とされる。金属板としては、例えば０．１〜１ｍｍ程度
の厚さを有したアルミニウム、ステンレススチールな
ど、任意の金属板とすることができる。又、金属板４０
は、単一である必要はなく、分割された複数の部材にて
形成することも可能である。

【００５４】トナー現像剤残量検知用アンテナ４０は、
本実施例では、現像枠体１１の外側に位置して取付けら
れているが、これに限定されるものではなく、例えば現
像容器１１内に配置することも可能である。又、場合に
よっては、現像装置ではなく、現像枠体３１に、或は、
画像形成装置本体に取付けることも可能である。この場
合には、現像装置１０に電極を取付ける必要がなくな
り、現像装置の簡略化でき、現像装置のコストを低減で
きるメリットがある。

【００５５】又、本実施例では、現像剤残量検知用アン
テナ、即ち、金属板４０は、現像ローラ１２の長手方向
の長さと同等長さ、略３００ｍｍにて延在して配置され
る。本実施例で現像ローラ１２の直径は２０ｍｍ、金属
板４０の幅は４０ｍｍであった。本発明での金属板４０
の形態は、次に説明する関係を満足するものであれば如
何なる形態であっても良く、上述の現像ローラ１２と金
属板４０に限定されるものではない。

【００５６】本発明によれば、図２に示すように、金属
板４０の上下両端と、現像ローラ１２の外周とを結ぶ斜
線領域を現像剤残量検知可能領域４１と定義し、この現
像剤残量検知可能領域４１は、初期の現像剤量の５０％
以上であり、且つ、現像剤残量検知可能領域４１の現像
剤消費に伴う現像剤量の変化に対して、現像剤残量の検
知誤差が±１０％以下とされる。

【００５７】現像装置の初期現像剤量の５０％以上を検
知可能領域とすることで、カートリッジの寿命の５０％
以上は現像剤の残量検知を正確に行なうことができる。

【００５８】又、現像剤残量検知可能領域４１の現像剤
消費に伴う現像剤量の変化に対して、現像剤残量の検知
誤差が±１０％以下とすることで、現像剤検知精度の向
上を図っている。

【００５９】次に、図３をも参照して、現像剤残量検知
手段である静電容量検出回路５０について説明する。

【００６０】静電容量検出回路５０は、第１の静電容量
検出回路５１と、現像剤残量検知用アンテナ、即ち、金
属板４０に接続された第２の静電容量検出回路５２とを
有する。第１の静電容量検出回路５１には、基準静電容
量（コンデンサ）Ｃｒｅｆを介して交番バイアス電源１
２Ａに接続されており、現像ローラ１２に印加される交
番バイアス電圧と同じバイアス電圧が交番バイアス電源
１２Ａから分流して印加される。

【００６１】コンデンサＣｒｅｆは、トナー僅少と判断
するトナー量の状態における現像ローラ１２と現像剤残
量検知用アンテナ、即ち、金属板４０の容量を有してい
る。第１の静電容量検出回路５１は、整流回路５１Ａと
電圧変換回路５１Ｂとを有し、現像剤の残量を検出する
ための基準電圧Ｖｒｅｆを発生する。この基準電圧Ｖｒ
ｅｆは、差動回路５５に入力される。

【００６２】一方、現像ローラ１２と、現像剤残量検知
用アンテナ、即ち、金属板４０とは、それぞれコンデン
サの極板に相当し、両者間の静電容量Ｃ０は、現像ロー
ラ１２と金属板４０との間に存在する現像剤量によって
変化する。

【００６３】この静電容量の変化は、金属板４０に接続
された第２の静電容量検出回路５２に送信される。第２
の静電容量検出回路５２は、整流回路５２Ａと電圧変換
回路５２Ｂとを有し、アンテナ出力電圧Ｖａを差動回路
５５に入力する。

【００６４】差動回路５５は、コンデンサＣｒｅｆを介
して計測された信号Ｖｒｅｆと、金属板４０を介して計
測された信号Ｖａとを比較した後、レーザービームプリ
ンタをシーケンシャルに制御するマイクロコンピュータ
（ＭＰＵ）５６に入力可能な直流電圧Ｖｏｕｔに変換
し、入力する。

【００６５】この検出電圧Ｖｏｕｔは、現像装置内の現
像剤量が減少していくにつれて、図４に示すように、徐
々に増加する。又、図４から、現像剤残量の減少と、検
出電圧の低下は、ほぼ比例関係にあることが分かる。従
って、この検出電圧値にあわせて現像剤量を正確に検知
することが可能である。

【００６６】マイクロコンピュータ（ＭＰＵ）５６で
は、検出電圧Ｖｏｕｔの値に応じて、汎用インターフェ
イス１０１を通じて、パソコン、電子写真画像形成装置
操作パネルなどの現像剤残量表示手段１００に現像剤残
量の情報を送り、逐次、パソコン画面、電子写真画像形
成装置操作パネル上に現在のトナー量を表示することが
可能となる。

【００６７】例えば、上述の現像剤量検出装置による検
知情報は、現像剤残量表示手段１００としてのユーザー
のパソコンなどの端末画面上に、図４及び図５に示すよ
うに表示される。図４及び図５においては、現像剤量に
応じて動く針５８がゲージ５９のどの部分を際している
かによって現像剤量がユーザーに報知される。

【００６８】又、図６に示すように、電子写真画像形成
装置本体に直接ＬＥＤ６０などによる現像剤残量表示手
段１００を設け、現像剤量に応じてＬＥＤを点滅させて
も良い。

【００６９】上述したように、本発明によれば、現像装
置の初期現像剤量の５０％以上を検知可能領域とし、し
かも、現像剤残量検知可能領域４１の現像剤消費に伴う
現像剤量の変化に対して、現像剤残量の検知誤差が±１
０％以下とすることで、現像剤検知精度の向上を図って
いる。本発明の特徴を、更に、以下に具体的に説明す
る。

【００７０】図８は、本発明に従った現像剤残量検知可
能領域４０を有した現像装置であり、図９は、その比較
例としての現像剤残量検知可能領域４０を有した現像装
置を示す。

【００７１】図８に示す現像装置では、現像ローラ１２
と、現像ローラ１２に対向して配置された現像剤検知用
電極としての金属板４０とにて画成される現像剤残量検
知可能領域４０は、現像容器内の底部の現像剤をもカバ
ーしているのに対して、図９に示す比較例の現像装置で
は、現像剤残量検知可能領域４０は、現像容器の底部の
Ａ、Ｂ領域に含まれる現像剤はカバーしておらず、この
Ａ、Ｂ領域の現像剤に関しての残量は検知できないこと
になる。

【００７２】従って、図９に示す比較例の現像装置にお
いて、現像剤残量検知手段５０で検知される検出電圧Ｖ
ｏｕｔは、図１０に実線で示すようになる。つまり、図
１０にて、図９中のＡ領域の現像剤を消費していると
き、検出電圧Ｖｏｕｔは、Ｖａ１からＶａ２’へ変化
し、そして、Ａ領域の現像剤を消費した後、検出電圧
は、Ｖａ２’より変化を開始する。このとき、Ｖａ１か
らＶａ２’への変化は、正確な現像剤量と対応した検出
電圧Ｖｏｕｔ（図１０中の点線）に比べて、傾きが小さ
くなる一方、正確な現像剤量と対応した検出電圧Ｖｏｕ
ｔ（図１０中の点線）において、Ａ領域の現像剤が消費
されたときの検出電圧Ｖａ２とすると、Ｖａ１は、実際
の現像剤量と対応した検出電圧Ｖａ２に対して誤差αａ
＝１００×（Ｖａ２−Ｖａ２’）／Ｖａ２を持つことと
なる。

【００７３】従って、Ａ領域の存在は、Ａ領域の現像剤
を消費しているときは現像剤量を計測することが不可能
となり、誤差αａが１０％より大きい場合には、全体の
現像剤量を正確に検知し、ユーザーに正確に現像剤量を
伝達することは不可能となる。

【００７４】又、Ｂ領域もＡ領域と同様なメカニズムで
検出電圧Ｖｏｕｔの誤差を生み出す。特に、Ｂ領域での
検出電圧の誤差が１０％より大きい場合には、現像剤僅
少Ｔｌｏｗ及び白抜けなどの画像不良を生じる現像剤切
れＴｏｕｔの警告を出す際の検出電圧ＶＴｌｏｗ及びＶ
Ｔｏｕｔの検出精度を落とし、ユーザーへカートリッジ
の交換時期の伝達などに正確性を欠いてしまい、ユーザ
ビリティの低下を招く場合がある。即ち、誤差αａが±
１０％より大きい場合には、本実施例中のＡ、Ｂ領域を
検知していないことと同じであり、特に、Ｂ領域を検知
できないことは、トナーＬｏｗ、トナーＥｎｄを検知で
きないことにつながる。そのため、誤差αａを±１０％
以下とし、現像剤容器の底部にＡ、Ｂ領域が存在したと
してもこの領域のトナーを検知することで、正確な現像
剤量を把握し、且つ、現像剤残量検知を行なう必要があ
る。

【００７５】本発明で説明している現像剤Ｔの現像剤容
積とは、現像部１３及びホッパー部１４に充填されてい
る現像剤Ｔの静止体積であり、これは現像装置１０、即
ち、プロセスカートリッジＢを現像剤残量検知時と同じ
状態で静止したときに現像剤Ｔの自重により沈静した状
態の体積であり、可動時の体積でも現像部１３及びホッ
パー部１４の容積でもない。

【００７６】実施例２実施例１で説明した図１に示す画像形成装置と同一の構
成とされる毎分１６枚の一体型カートリッジ方式のレー
ザービームプリンタに本発明に従った構成の現像剤検出
装置を設置した。カートリッジは、１００００枚の寿命
（Ａ４、４％印字）をもち、初期の現像剤量は約５００
ｇであった。

【００７７】本実施例におけるレーザービームプリンタ
の現像装置部分を図１１に示す。現像剤残量検知アンテ
ナ４０は、平面状の金属導体、即ち、金属板とされ、現
像剤容器１１内に配置されている。現像剤残量検知可能
領域４１は、初期現像剤容積の５０％である。

【００７８】現像剤レベルは、現像剤残量表示手段１０
０としてのレーザービームプリンタの操作パネル上、パ
ソコン上に表示可能であり、表示は、３段階に分かれて
いる。このとき、検出電圧Ｖｏｕｔは、０〜５Ｖの範囲
で変化し、その時の現像剤量の関係が、図１２に示され
る。カートリッジ内の現像剤量が、初期より２５０ｇを
越える範囲では、検出電圧Ｖｏｕｔは、一定値を表示す
る。しかし、２５０ｇを切ると、検出電圧Ｖｏｕｔはト
ナー残量に応じて変化を開始する。検出電圧Ｖｏｕｔの
変化が始まった時点で、現像剤残量表示手段１００の表
示を変更する。その後は、検出電圧Ｖｏｕｔに応じて、
ＭＰＵ５６より信号を出力し、レーザービームプリンタ
の操作パネル上、パソコン上の現像剤残量表示を変更し
ていく。又、検出電圧Ｖｏｕｔに比例し、現像剤残量は
減少するため、検出電圧Ｖｏｕｔより現像剤量は推測す
ることができる。その推測された現像剤量より４％印字
で印刷可能な枚数も推定することが可能である。残りプ
リント可能枚数もあわせてユーザーに伝達することが望
ましい。

【００７９】これにより、現像剤残量が逐次に正確に且
つ精度良く検出することが達成され、ユーザーに現像剤
の残量を常時伝達すると共に、現像剤切れの時期をユー
ザーに伝達することが可能となった。

【００８０】なお、本実施例では、現像剤の表示レベル
は３段階としているが、表示レベルの切替段数は特に限
定され得るものではない。

【００８１】実施例３実施例１で説明した図１に示す画像形成装置と同一の構
成とされる毎分２４枚の一体型カートリッジ方式のレー
ザービームプリンタに本発明に従った構成の現像剤検出
装置を設置した。カートリッジは、１５０００枚の寿命
（Ａ４、４％印字）をもち、初期の現像剤量は約８００
ｇであった。

【００８２】本実施例におけるレーザービームプリンタ
の現像装置部分を図１３に示す。本実施例では、現像ロ
ーラ１２の近傍に導電性部材を設け、この部材にも交番
バイアス電圧を印加することができる。導電性部材とし
ては、ウレタンゴムで形成された弾性ブレード１７の支
持部材、即ち、支持板金１７Ａ、更には、支持板金１７
Ａに隣接して配置された金属部材１７Ｂなどとされる。
本実施例では、これら導電性部材１７Ａ、１７Ｂにも現
像ローラ１２と同様のバイアス電圧を印加した。

【００８３】現像剤残量検知アンテナ４０は、先の実施
例と同様に平面状の金属導体、即ち、金属板とされ、本
実施例では現像剤容器１１内に配置されている。現像剤
残量検知アンテナ４０の対向電極は、現像ローラ１２、
弾性ブレード支持板金１７Ａ及び金属部材１７Ｂとな
り、本実施例では、現像剤残量検知可能領域４１を大き
く取ることが可能である。従って、本実施例では、現像
ローラ１２だけを対向電極とした場合よりも、現像剤残
量検知可能領域４１が拡大し、初期現像剤容積の９０％
であった。

【００８４】現像剤レベルは、現像剤残量表示手段１０
０としてのレーザービームプリンタの操作パネル上、パ
ソコン上に表示可能であり、表示は、１０段階に分かれ
ている。このとき、検出電圧Ｖｏｕｔは、０〜５Ｖの範
囲で変化し、その時の現像剤量の関係が、図１４に示さ
れる。カートリッジ内の現像剤量が、初期より７２０ｇ
を越える範囲では、検出電圧Ｖｏｕｔは、一定値を表示
する。しかし、７２０ｇを切ると、検出電圧Ｖｏｕｔは
現像剤残量に応じて変化を開始する。検出電圧Ｖｏｕｔ
の変化が始まった時点で、現像剤残量表示手段の表示を
変更する。その後は、検出電圧Ｖｏｕｔに応じて、ＭＰ
Ｕ５６より信号を出力し、レーザービームプリンタの操
作パネル上、パソコン上のトナー残量表示手段１００の
表示を変更していく。又、検出電圧Ｖｏｕｔに比例し、
現像剤残量は減少するため、検出電圧Ｖｏｕｔより現像
剤量は推測することができる。その推測された現像剤量
より４％印字で印刷可能な枚数も推定することが可能で
ある。残りプリント可能枚数もあわせてユーザーに伝達
することが望ましい。

【００８５】これにより、現像剤残量が逐次に正確に且
つ精度良く検出することが達成され、ユーザーに現像剤
の残量を常時伝達すると共に、現像剤切れの時期をユー
ザーに伝達することが可能となった。

【００８６】なお、本実施例では、現像剤の表示レベル
は１０段階としているが、表示レベルの切替段数は特に
限定されるものではない。

【００８７】実施例４実施例１で説明した図１に示す画像形成装置と同一の構
成とされる毎分３２枚の一体型カートリッジ方式のレー
ザービームプリンタに本発明に従った構成の現像剤検出
装置を設置した。カートリッジは、１５０００枚の寿命
（Ａ４、４％印字）をもち、初期の現像剤量は約８００
ｇであった。

【００８８】本実施例におけるレーザービームプリンタ
の現像装置部分を図１５に示す。本実施例では、実施例
３と同様に、ウレタンゴムで形成された弾性ブレード１
７の支持板金１７Ａ及び金属部材１７Ｂに現像ローラ１
２と同様のバイアス電圧を印加した。

【００８９】ただ、本実施例では、現像剤残量検知アン
テナ４０は、平面状の金属導体、即ち、金属板とされ、
現像剤容器１１の外側に、例えば現像剤容器自体の外側
に密着して、或は、カートリッジ枠体に、更には、画像
形成装置本体、に取付けられる。斯かる構成とすること
により、現像剤残量検知アンテナ４０の面積を大きく取
ることが可能となり、現像剤残量検知アンテナ４０の形
状が現像装置或はカートリッジの形状などに左右される
ことがなくなる。

【００９０】現像剤残量検知アンテナ４０の対向電極
は、現像ローラ１２、弾性ブレード支持板金１７Ａ及び
金属部材１７Ｂとなり、現像剤残量検知可能領域４１
は、初期現像剤容積の８０％であった。

【００９１】現像剤レベルは、レーザービームプリンタ
の操作パネル上、パソコン上に表示可能であり、表示
は、４段階に分かれている。このとき、検出電圧Ｖｏｕ
ｔは、０〜５Ｖの範囲で変化し、その時の現像剤量の関
係が、図１６に示される。カートリッジ内の現像剤量
が、初期より６００ｇを越える範囲では、検出電圧Ｖｏ
ｕｔは、一定値を表示する。しかし、６００ｇを切る
と、検出電圧Ｖｏｕｔは現像剤残量に応じて変化を開始
する。検出電圧Ｖｏｕｔの変化が始まった時点で、現像
剤残量表示を変更する。その後は、検出電圧Ｖｏｕｔに
応じて、ＭＰＵ５６より信号を出力し、レーザービーム
プリンタの操作パネル上、パソコン上の現像剤残量表示
を変更していく。又、検出電圧Ｖｏｕｔに比例し、現像
剤残量は減少するため、検出電圧Ｖｏｕｔより現像剤量
は推測することができる。その推測された現像剤量より
４％印字で印刷可能な枚数も推定することが可能であ
る。残りプリント可能枚数もあわせてユーザーに伝達す
ることが望ましい。

【００９２】これにより、現像剤残量が逐次に正確に且
つ精度良く検出することが達成され、ユーザーに現像剤
の残量を常時伝達すると共に、現像剤切れの時期をユー
ザーに伝達することが可能となった。

【００９３】なお、本実施例では、現像剤の表示レベル
は４段階としているが、表示レベルの切替段数は特に限
定されるものではない。

【００９４】実施例５本発明によれば、画像形成装置における現像剤残量検知
アンテナ４０は、複数個配置することができる。その時
の現像剤残量検知可能領域４１は、個々の現像剤残量検
知アンテナ４０と、対向電極としての現像ローラ１２と
で、又は、個々の現像剤残量検知アンテナ４０と、対向
電極としての現像ローラ１２、弾性ブレード１７の支持
板金１７Ａ及び金属部材１７Ｂとで規定される現像残量
検知可能領域４１の総和とされる。即ち、本発明では、
現像残量検知可能領域４１の総和が５０％以上、であ
り、且つ、現像残量検知可能領域４１の現像剤消費に伴
う現像剤の量の変化に対して、現像剤残量の検知誤差が
±１０％以下とすることができる。

【００９５】本実施例によれば、実施例１で説明した図
１に示す画像形成装置と同一の構成とされる毎分５０枚
の一体型カートリッジ方式のレーザービームプリンタに
本発明に従った構成の現像剤検出装置を設置した。カー
トリッジは、３００００枚の寿命（Ａ４、４％印字）を
もち、初期の現像剤量は約１５００ｇであった。

【００９６】本実施例におけるレーザービームプリンタ
の現像装置部分を図１７に示す。本実施例では、現像剤
残量検知アンテナ４０は、実施例４と同様に、現像容器
１１の外側に１個配置され、更に、現像容器１１の内部
に、本実施例では、現像ローラ１２に近接した現像容器
１１の底部に１個配置される。

【００９７】更に、本実施例では、実施例３と同様に、
ウレタンゴムで形成された弾性ブレード１７の支持板金
１７Ａ及び金属部材１７Ｂに現像ローラ１２と同様のバ
イアス電圧を印加した。

【００９８】従って、本実施例では、現像剤残量検知ア
ンテナ４０の対向電極は、現像ローラ１２、弾性ブレー
ド支持板金１７Ａ及び金属部材１７Ｂとなり、現像剤残
量検知可能領域４１は、個々の現像剤残量検知アンテナ
４０Ａ、４０Ｂと、対向電極とで規定される現像剤残量
検知可能領域４１Ａ、４１Ｂの総和とされ、本実施例で
は初期現像剤容積の７５％であった。

【００９９】現像剤レベルは、レーザービームプリンタ
の操作パネル上、パソコン上に表示可能であり、表示
は、１０段階に分かれている。このとき、検出電圧Ｖｏ
ｕｔは、０〜５Ｖの範囲で変化し、その時の現像剤量の
関係が、図１８に示される。カートリッジ内の現像剤量
が、初期より１１２５ｇを越える範囲では、検出電圧Ｖ
ｏｕｔは、一定値を表示する。しかし、１１２５ｇを切
ると、検出電圧Ｖｏｕｔは現像剤残量に応じて変化を開
始する。図１８中実線１１０で示すように、現像剤残量
検知アンテナ４０Ａの検出電圧Ｖｏｕｔの変化が始まっ
た時点で、現像剤残量表示手段の表示を変更する。その
後は、検出電圧Ｖｏｕｔは、一定値以下になった場合
に、現像剤残量検知アンテナ４０Ａから、現像剤残量検
知アンテナ４０Ｂに切替、現像剤残量の検知精度を高
め、検出電圧Ｖｏｕｔに応じてＭＰＵ５６より信号を出
力し、レーザービームプリンタの操作パネル上或はパソ
コン上の現像剤残量表示手段１００の表示を変更してい
く。

【０１００】ここで、図１８に示すように、特に、大容
量の現像装置、即ち、カートリッジでは、初期の現像剤
容積が大となり、１つの現像剤残量検知アンテナ４０Ａ
のみで検出した検出電圧Ｖｏｕｔは、その傾きが小さく
なり、図１８中に示す実線１１０に示すようになり、そ
の残量検知アンテナの取付けなどによる誤差範囲は図中
の点線１１０ａとなる。このとき、現像剤切れとなる現
像剤量Ｔ０付近での誤差は、Ｔ２−Ｔ０である。一方、
現像剤残量アンテナ４０Ｂでの検出電圧Ｖｏｕｔは、図
１８中の実線１１１であり、その誤差範囲は、図中の点
線１１１ａである。この時の現像剤切れとなる現像剤量
Ｔ０付近での誤差は、Ｔ１−Ｔ０である。図１８より明
らかなように、検出誤差は、Ｔ２−Ｔ０＞Ｔ１−Ｔ０で
あるため、現像剤残量が少なくなった場合は、現像剤残
量検知アンテナ４０Ｂで現像剤残量を検知する方がより
検出精度を高めることが可能となる。

【０１０１】又、検出電圧Ｖｏｕｔに比例し、現像剤残
量は減少するため、Ｖｏｕｔより現像剤量は推測するこ
とができる。その推測された現像剤量より４％印字で印
刷可能な枚数も推定することが可能である。残りプリン
ト可能枚数もあわせてユーザーに伝達することが望まし
い。

【０１０２】これにより、現像残量が逐次似正確に検出
することが達成され、ユーザーに現像剤の残量を常時伝
達すると共に、現像剤切れの時期をユーザーに伝達する
ことが可能となった。

【０１０３】なお、本実施例では、現像剤の表示レベル
は１０段階としているが、表示レベルは特に限定される
ものではない。又、現像剤残量検知アンテナを２個とし
ているが、特にこの数に限定されるものではなく、複数
個ある場合は本実施例と同様である。

【０１０４】又、本実施例では、現像剤残量検知アンテ
ナ４０Ａを現像容器の外側に、そして現像剤残量検知ア
ンテナ４０Ｂを現像装置の内部に取付けているが、現像
容器の外側に、即ち、現像容器の外壁、カートリッジ枠
体或は画像形成装置本体に取付けても同様の効果が得ら
れる。特に、初期現像剤容積の５０％以上を検出可能で
あれば、取付け場所は、特定されるものではない。

【０１０５】実施例６図１９には、本発明の他の態様であるカートリッジ化さ
れた現像装置の一実施例を示す。

【０１０６】本実施例の現像装置１０は、現像ローラの
ような現像剤担持体１２と、この現像剤担持体１２に現
像剤を供給するために、内部にトナーを有した現像部１
３とホッパー部１４とを有した現像容器１１を有し、一
体的にカートリッジ化される。即ち、本実施例の現像装
置は、実施例１で説明したプロセスカートリッジＢの現
像装置構成部をユニット化したものであり、即ち、プロ
セスカートリッジＢから、感光ドラム１、帯電手段２、
クリーニング手段６を除いて一体化したカートリッジと
考えることができる。従って、実施例１にて説明した全
ての現像装置構成及び現像剤量検出手段構成が同様に本
実施例の現像装置においても適用される。従って、これ
ら構成及び作用についての説明は、実施例１において行
った上記説明を援用する。

【０１０７】勿論、本実施例においても、実施例１で説
明したと同様の現像剤残量検知手段が設けられ、現像剤
残量を精度良く逐次に検出することができる。

【０１０８】尚、本発明は、当初、容器内に収納されて
いる現像剤の量を１００％としたときに、現像剤の量を
１００％〜０％までの全領域にわたって逐次に検出する
ことに限定されるものではない。例えば、容器内の現像
剤の残量が５０％〜０％までの領域にわたって逐次に検
出するようにしても良い。ここで、現像剤の残量が０％
とは、現像剤が完全になくなったことのみを意味するも
のではない。例えば、現像剤の残量が０％とは、容器内
に現像剤が残っていたとしても、所定の画像品質（現像
品質）が得られなくなる程度まで現像剤の残量が減った
ことも含まれる。

【０１０９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の現像装
置、プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置
は、現像装置の現像剤残量を電子写真画像形成装置本体
で検出するために、現像剤担持体に対向して配置された
現像剤検知用電極を備え、現像剤担持体と、現像剤検知
用電極とにより規定される現像剤残量検知可能領域が現
像容器内の初期の現像剤容積の５０％以上であり、且
つ、現像剤残量検知可能領域の現像剤消費に伴う現像剤
量の変化に対して現像剤残量の検知誤差が±１０％以下
である構成とされるので、簡単な構造にて、現像剤の満
タンの状態から印字不良直前のニアエンド状態までを正
確に且つ精度良く検知することができ、又、ユーザーの
装置使用に際しての利便性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構
成図である。

【図２】本発明に係る画像形成装置に設けられた現像装
置の一実施例の概略構成図である。

【図３】本発明に従った現像剤残量検出装置のための現
像剤量測定回路の一実施例を示す図である。

【図４】本発明に従った現像剤残量検出装置からの出力
と現像剤量との関係を示すグラフである。

【図５】現像剤量表示手段の一実施例を示す図である。

【図６】現像剤量表示手段の他の実施例を示す図であ
る。

【図７】現像剤量表示手段の他の実施例を示す図であ
る。

【図８】本発明に従った現像剤残量検出装置の作用を説
明するための現像装置の概略構成図である。

【図９】本発明に従った現像剤残量検出装置の作用を説
明するための現像装置の概略構成図である。

【図１０】本発明に従った現像剤残量検出装置の作用を
説明するための現像剤残量検出装置からの出力と現像剤
量との関係を示すグラフである。

【図１１】本発明に従った現像装置の他の実施例の概略
構成図である。

【図１２】図１１の現像装置における現像剤残量検出装
置からの出力と現像剤量との関係を示すグラフである。

【図１３】本発明に従った現像装置の他の実施例の概略
構成図である。

【図１４】図１３の現像装置における現像剤残量検出装
置からの出力と現像剤量との関係を示すグラフである。

【図１５】本発明に従った現像装置の他の実施例の概略
構成図である。

【図１６】図１５の現像装置における現像剤残量検出装
置からの出力と現像剤量との関係を示すグラフである。

【図１７】本発明に従った現像装置の他の実施例の概略
構成図である。

【図１８】図１７の現像装置における現像剤残量検出装
置からの出力と現像剤量との関係を示すグラフである。

【図１９】本発明に係る現像装置の一実施例の概略構成
図である。

【図２０】従来の画像形成装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１電子写真感光体（感光ドラム）２帯電手段３光学手段４転写手段６クリーニング手段１０現像装置１１現像容器１２現像剤担持体（現像ローラ）１２Ａ交番バイアス電源（バイアス電圧
印加手段）１３現像部１４ホッパー部１５Ａ、１５Ｂ攪拌装置１７現像剤規制手段（弾性ブレード）１７Ａ弾性ブレード支持板金（導電性部
材）１７Ｂ金属部材（導電性部材）４０現像剤検知用電極（現像剤残量検
知アンテナ）４１現像剤残量検知可能領域５０現像剤量測定回路（現像剤量検出
手段）５１、５２静電容量検出回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者齋藤聖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 AC03 AD02 AD06 AD13 AD17 AD23 AD32 AD36 BA02 BA03 BA08 DA15 DA36 DA58 DA59 DA80 DB08 FA26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子写真画像形成装置本体に装着され、
電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するために
用いられる現像装置において、電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するため
に、現像剤を収容し、この現像剤を前記電子写真感光体
へ搬送するための現像剤担持体を備えた現像容器と、現像剤残量を前記電子写真画像形成装置本体で検出する
ために、前記現像剤担持体に対向して配置された現像剤
検知用電極と、を備え、前記現像剤担持体と、前記現像剤検知用電極とにより規
定される現像剤残量検知可能領域が前記現像容器内の初
期の現像剤容積の５０％以上であり、且つ、前記現像剤
残量検知可能領域の現像剤消費に伴う現像剤量の変化に
対して現像剤残量の検知誤差が±１０％以下であること
を特徴とする現像装置。
【請求項２】前記現像剤検知用電極は、少なくとも２
個以上設けられ、前記現像剤担持体と、前記現像剤担持
体と対向する各々の前記現像剤検知用電極とにより規定
される現像剤残量検知可能領域の和が前記現像容器内の
初期の現像剤容積の５０％以上であり、且つ、前記現像
剤残量検知可能領域の現像剤消費に伴う現像剤量の変化
に対して現像剤残量の検知誤差が±１０％以下であるこ
とを特徴とする請求項１の現像装置。
【請求項３】前記現像剤検知用電極と対向配置して前
記現像剤担持体近傍に導電性部材を設けたことを特徴と
する請求項１又は２の現像装置。
【請求項４】前記導電性部材は、前記現像剤担持体上
の現像剤層を規制する規制手段の金属製支持部材を含む
ことを特徴とする請求項３の現像装置。
【請求項５】前記現像剤検知用電極は、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検知用電
極と前記現像剤担持体間の静電容量に応じた電気信号を
前記電子写真画像形成装置本体に設けた現像剤残量を検
知するための現像剤量検出手段に伝達することを特徴と
する請求項１又は２の現像装置。
【請求項６】前記現像剤検知用電極は、前記現像剤担
持体及び前記導電性部材に電圧を印加した際に発生する
前記現像剤検知用電極と、前記現像剤担持体及び前記導
電性部材間の静電容量に応じた電気信号を前記電子写真
画像形成装置本体に設けた現像剤残量を検知するための
現像剤量検出手段に伝達することを特徴とする請求項３
又は４の現像装置。
【請求項７】前記現像剤担持体は現像ローラであるこ
とを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載の現
像装置。
【請求項８】前記現像剤担持体に印加する電圧は、交
番バイアス電圧であることを特徴とする請求項１〜７の
いずれかの項に記載の現像装置。
【請求項９】前記導電性部材に印加する電圧は、交番
バイアス電圧であることを特徴とする請求項３、４、６
又は７の現像装置。
【請求項１０】前記交番バイアス電圧は、交流電圧に
直流電圧を重畳した現像バイアス電圧であることを特徴
とする請求項８又は９の現像装置。
【請求項１１】前記現像剤検知用電極は、前記現像ロ
ーラの長手方向に沿って延在して配置された金属製の板
状部材であることを特徴とする請求項７〜１０のいずれ
かの項に記載の現像装置。
【請求項１２】電子写真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、（ａ）電子写真感光
体と、（ｂ）前記電子写真感光体に形成された静電潜像
を現像するために、現像剤を収容し、この現像剤を前記
電子写真感光体へ搬送するための現像剤担持体を備えた
現像容器を有する現像装置と、（ｂ）現像剤残量を前記
電子写真画像形成装置本体で検出するために、前記現像
剤担持体に対向して配置された現像剤検知用電極と、を
備え、前記現像剤担持体と、前記現像剤検知用電極とに
より規定される現像剤残量検知可能領域が前記現像容器
内の初期の現像剤容積の５０％以上であり、且つ、前記
現像剤残量検知可能領域の現像剤消費に伴う現像剤量の
変化に対して現像剤残量の検知誤差が±１０％以下であ
ることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１３】前記現像剤検知用電極は、少なくとも
２個以上設けられ、前記現像剤担持体と、前記現像剤担
持体と対向する各々の前記現像剤検知用電極とにより規
定される現像剤残量検知可能領域の和が前記現像容器内
の初期の現像剤容積の５０％以上であり、且つ、前記現
像剤残量検知可能領域の現像剤消費に伴う現像剤量の変
化に対して現像剤残量の検知誤差が±１０％以下である
ことを特徴とする請求項１２のプロセスカートリッジ。
【請求項１４】前記現像剤検知用電極と対向配置して
前記現像剤担持体近傍に導電性部材を設けたことを特徴
とする請求項１２又は１３のプロセスカートリッジ。
【請求項１５】前記導電性部材は、前記現像剤担持体
上の現像剤層を規制する規制手段の金属製支持部材を含
むことを特徴とする請求項１４のプロセスカートリッ
ジ。
【請求項１６】前記現像剤検知用電極は、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検知用
電極と前記現像剤担持体間の静電容量に応じた電気信号
を前記電子写真画像形成装置本体に設けた現像剤残量を
検知するための現像剤量検出手段に伝達することを特徴
とする請求項１２又は１３のプロセスカートリッジ。
【請求項１７】前記現像剤検知用電極は、前記現像剤
担持体及び前記導電性部材に電圧を印加した際に発生す
る前記現像剤検知用電極と、前記現像剤担持体及び前記
導電性部材間の静電容量に応じた電気信号を前記電子写
真画像形成装置本体に設けた現像剤残量を検知するため
の現像剤量検出手段に伝達することを特徴とする請求項
１４又は１５のプロセスカートリッジ。
【請求項１８】前記現像剤担持体は現像ローラである
ことを特徴とする請求項１２〜１７のいずれかの項に記
載のプロセスカートリッジ。
【請求項１９】前記現像剤担持体に印加する電圧は、
交番バイアス電圧であることを特徴とする請求項１２〜
１８のいずれかの項に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項２０】前記導電性部材に印加する電圧は、交
番バイアス電圧であることを特徴とする請求項１４、１
５、１７又は１８のプロセスカートリッジ。
【請求項２１】前記交番バイアス電圧は、交流電圧に
直流電圧を重畳した現像バイアス電圧であることを特徴
とする請求項１９又は２０のプロセスカートリッジ。
【請求項２２】前記現像剤検知用電極は、前記現像ロ
ーラの長手方向に沿って延在して配置された金属製の板
状部材であることを特徴とする請求項１８〜２１のいず
れかの項に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項２３】更に、前記電子写真感光体に帯電を行
うための帯電部材を有することを特徴とする請求項１２
〜２２のいずれかの項に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項２４】更に、前記電子写真感光体に付着する
現像剤を除去するためのクリーニング部材を有すること
を特徴とする請求項１２〜２３のいずれかの項に記載の
プロセスカートリッジ。
【請求項２５】記録媒体に画像を形成するための電子
写真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静電潜像を形成するための
静電潜像形成手段と、（ｃ）前記電子写真感光体に形成
された静電潜像を現像するために、現像剤を収容し、こ
の現像剤を前記電子写真感光体へ搬送するための現像剤
担持体を備えた現像容器を有する現像装置と、（ｄ）現
像剤残量を前記電子写真画像形成装置本体で検出するた
めに、前記現像剤担持体に対向して配置された現像剤検
知用電極と、（ｅ）前記現像剤担持体に交番バイアス電
圧を印加するバイアス電圧印加手段と、（ｆ）前記現像
剤担持体と前記現像剤検知用電極間の静電容量を測定
し、現像剤量を把握する現像剤量検出手段と、を備え、
前記現像剤担持体と、前記現像剤検知用電極とにより規
定される現像剤残量検知可能領域が前記現像容器内の初
期の現像剤容積の５０％以上であり、且つ、前記現像剤
残量検知可能領域の現像剤消費に伴う現像剤量の変化に
対して現像剤残量の検知誤差が±１０％以下であること
を特徴とする電子写真画像形成装置。
【請求項２６】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ための電子写真画像形
成装置において、（ａ）電子写真感光体と、前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するた
めに、現像剤を収容し、この現像剤を前記電子写真感光
体へ搬送するための現像剤担持体を備えた現像容器を有
する現像装置と、を有するプロセスカートリッジを取り
外し可能に装着するための装着手段と、（ｂ）現像剤残
量を前記電子写真画像形成装置本体で検出するために、
前記現像剤担持体に対向して配置された現像剤検知用電
極と、（ｃ）前記電子写真感光体に静電潜像を形成する
ための静電潜像形成手段と、（ｄ）前記現像剤担持体に
交番バイアス電圧を印加するバイアス電圧印加手段と、
（ｅ）前記現像剤担持体と前記現像剤検知用電極間の静
電容量を測定し、現像剤量を把握する現像剤量検出手段
と、を備え、前記現像剤担持体と、前記現像剤検知用電
極とにより規定される現像剤残量検知可能領域が前記現
像容器内の初期の現像剤容積の５０％以上であり、且
つ、前記現像剤残量検知可能領域の現像剤消費に伴う現
像剤量の変化に対して現像剤残量の検知誤差が±１０％
以下であることを特徴とする電子写真画像形成装置。
【請求項２７】前記現像剤検知用電極は、少なくとも
２個以上設けられ、前記現像剤担持体と、前記現像剤担
持体と対向する各々の前記現像剤検知用電極とにより規
定される現像剤残量検知可能領域の和が前記現像容器内
の初期の現像剤容積の５０％以上であり、且つ、前記現
像剤残量検知可能領域の現像剤消費に伴う現像剤量の変
化に対して現像剤残量の検知誤差が±１０％以下である
ことを特徴とする請求項２５又は２６の電子写真画像形
成装置。
【請求項２８】前記現像剤検知用電極と対向配置して
前記現像剤担持体近傍に導電性部材を設けたことを特徴
とする請求項２５、２６又は２７の電子写真画像形成装
置。
【請求項２９】前記導電性部材は、前記現像剤担持体
上の現像剤層を規制する規制手段の金属製支持部材を含
むことを特徴とする請求項２８の電子写真画像形成装
置。
【請求項３０】前記現像剤検知用電極は、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検知用
電極と前記現像剤担持体間の静電容量に応じた電気信号
を前記電子写真画像形成装置本体に設けた現像剤残量を
検知するための現像剤量検出手段に伝達することを特徴
とする請求項２５、２６又は２７の電子写真画像形成装
置。
【請求項３１】前記現像剤検知用電極は、前記現像剤
担持体及び前記導電性部材に電圧を印加した際に発生す
る前記現像剤検知用電極と、前記現像剤担持体及び前記
導電性部材間の静電容量に応じた電気信号を前記電子写
真画像形成装置本体に設けた現像剤残量を検知するため
の現像剤量検出手段に伝達することを特徴とする請求項
２８又は２９の電子写真画像形成装置。
【請求項３２】前記現像剤担持体は現像ローラである
ことを特徴とする請求項２５〜３１のいずれかの項に記
載の電子写真画像形成装置。
【請求項３３】前記導電性部材に印加する電圧は、前
記現像剤担持体に印加した交番バイアス電圧であること
を特徴とする請求項２８、２９、３１又は３２の電子写
真画像形成装置。
【請求項３４】前記交番バイアス電圧は、交流電圧に
直流電圧を重畳した現像バイアス電圧であることを特徴
とする請求項３３の電子写真画像形成装置。
【請求項３５】前記現像剤検知用電極は、前記現像ロ
ーラの長手方向に沿って延在して配置された金属製の板
状部材であることを特徴とする請求項３２、３３又は３
４の電子写真画像形成装置。
【請求項３６】前記現像剤量検出手段は、前記現像剤
担持体と前記現像座検知用電極との間で形成される静電
容量の最小値と概略等しい基準静電容量を具備し、該基
準静電容量を測定する静電容量検出回路と、前記前記現
像剤担持体と前記現像座検知用電極間の静電容量を測定
する静電容量検出回路と、両回路が測定した静電容量を
比較する差動回路と、を備えていることを特徴とする請
求項２５〜３５のいずれかの項に記載の電子写真画像形
成装置。