(57)【要約】【課題】現像剤容器内に残留する現像剤量を精度良く検知することが可能な現像装置、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を目的とする。【解決手段】現像ローラ４２とトナー供給ローラ４１との間の静電容量に基づいて、トナー残量を検知する現像装置において、層厚規制ブレード４４とブレード電圧印加手段９３との電気的な接続状態を切り替えるスイッチＳＷを有し、スイッチＳＷが層厚規制ブレード４４とブレード電圧印加手段とを電気的に非接続にした状態において、静電容量検出手段１００が、現像ローラ４２とトナー供給ローラ４１との間の静電容量を検出する。【選択図】図２
2013109157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、
現像剤を収容する現像剤容器と、
前記現像剤担持体に当接し、前記現像剤担持体上に担持される現像剤の層厚を規制する少なくとも一部が導電性の層厚規制部材と、
前記層厚規制部材に電気的に接続され、前記層厚規制部材に所定の電圧を印加する第１の電圧印加手段と、
前記現像剤担持体に当接する検知部材と、
前記現像剤担持体と前記検知部材との間の静電容量を検出する静電容量検出手段と、
を備え、
前記検出された静電容量に基づいて、前記現像剤容器内に残留する現像剤量を検知する現像装置において、
前記層厚規制部材と前記第１の電圧印加手段との電気的な接続状態を切り替える切替手段を有し、
前記切替手段が前記層厚規制部材と前記第１の電圧印加手段とを電気的に非接続にした状態において、前記静電容量検出手段が、前記現像剤担持体と前記検知部材との間の静電容量を検出することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記像担持体と前記現像剤担持体が当接する当接位置と、前記像担持体と前記現像剤担持体が離間する離間位置とを移動可能な現像装置において、
前記離間位置において、前記静電容量検出手段が、前記現像剤担持体と前記検知部材との間の静電容量を検出することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記当接位置から前記離間位置への移動に連動して、前記切替手段が、前記層厚規制部材と前記第１の電圧印加手段との電気的な接続を接続状態から非接続状態に切り替えることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像剤担持体に電気的に接続され、前記現像剤担持体に所定の電圧を印加する第２の電圧印加手段と、
前記検知部材に電気的に接続され、前記検知部材に所定の電圧を印加する第３の電圧印加手段と、を備え、
前記当接位置と前記離間位置のいずれの位置においても、前記現像剤担持体と前記第２の電圧印加手段とは電気的に接続されており、前記検知部材と前記第３の電圧印加手段とは電気的に接続されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記検知部材は、前記現像剤容器内の現像剤を前記現像剤担持体に供給する現像剤供給部材であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記像担持体と、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の現像装置とを一体的に構成することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置、その現像装置を備えるプロセスカートリッジ及びその現像装置を備える画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子プリンタ等の画像形成装置は、像担持体上に現像剤を供給するための現像装置を有する。その現像装置は、現像剤供給部材と、現像剤担持体と、現像剤容器と、を備えている。現像剤容器は現像剤を収容している。現像剤供給部材は、現像剤容器内の現像剤を現像剤担持体に供給する。さらに、現像剤担持体上に供給された現像剤は、現像剤担持体に当接する層厚規制部材によって、層厚が規制される。そして、層厚が規制された現像剤担持体上の現像剤は、像担持体上に供給され、現像剤像が形成されることとなる。ここで、現像剤容器内の現像剤は、画像形成に使用されるにつれて逐次消費されていく。したがって、現像剤が消費された場合には、現像剤容器内に現像剤を補充する必要がある。または、現像装置が、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設けられている場合においては、そのプロセスカートリッジを新品のものに交換する必要がある。そのような補充又は交換の時期を予測するためには、現像剤容器内に残留する現像剤量を検知する必要がある。従来より、現像剤容器内に残留する現像剤の残量を検知する手段として、静電容量検出方式を採用するものが知られている。例えば、特許文献１においては、現像剤担持体と現像剤供給部材（検知部材）との間の静電容量を検出し、その検出結果に基づいて現像剤の残量を検知する現像装置が開示されている。また、特許文献１においては、精度良く現像剤の残量を検知するため、像担持体と現像剤担持体が離間される離間位置（第２の位置）において、現像剤残量検知を行っている。これは、現像剤担持体と現像剤供給部材との間の静電容量を検出する際、像担持体と現像剤担持体との間に生じる静電容量の影響を軽減するためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−００９０３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、現像剤担持体に当接する少なくとも一部が導電性の層厚規制部材には、層厚規制部材と接続する電圧印加手段によって、現像剤担持体上の現像剤の層厚を規制するための所定の電圧が印加されている。この電圧印加手段と層厚規制部材が電気的に接続された状態において、現像剤担持体と現像剤供給部材との間の静電容量を検出し、その結果に基づいて現像剤残量を検知する場合、検知の精度が低下してしまう場合がある。これは、現像剤供給部材に所定の検知電圧を印加した際に生じる誘起電流が電圧印加手段にも流れてしまうため、現像剤担持体と現像剤供給部材との間の静電容量を正確に検出することができなくなるためである。
【０００５】
そこで、本発明は、現像剤容器内に残留する現像剤量を精度良く検知することが可能な現像装置、その現像装置を備えるプロセスカートリッジ及びその現像装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る現像装置は、像担持体上に現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、現像剤を収容する現像剤容器と、前記現像剤担持体に当接し、前記現
像剤担持体上に担持される現像剤の層厚を規制する少なくとも一部が導電性の層厚規制部材と、前記層厚規制部材に電気的に接続され、前記層厚規制部材に所定の電圧を印加する第１の電圧印加手段と、前記現像剤担持体に当接する検知部材と、前記現像剤担持体と前記検知部材との間の静電容量を検出する静電容量検出手段と、を備え、前記検出された静電容量に基づいて、前記現像剤容器内に残留する現像剤量を検知する現像装置において、前記層厚規制部材と前記第１の電圧印加手段との電気的な接続状態を切り替える切替手段を有し、前記切替手段が前記層厚規制部材と前記第１の電圧印加手段とを電気的に非接続にした状態において、前記静電容量検出手段が、前記現像剤担持体と前記検知部材との間の静電容量を検出することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係るプロセスカートリッジは、上記像担持体と、上記現像装置とを一体的に構成することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る画像形成装置は、上記現像装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、現像剤容器内に残留する現像剤量を精度良く検知することが可能な現像装置、その現像装置を備えるプロセスカートリッジ及びその現像装置を備える画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例に係る画像形成装置の概略断面図
【図２】実施例１における当接位置／離間位置について示す図
【図３】カムの動作とブレード電圧印加手段の接続を表す概略図
【図４】トナー容器内のトナー残量と検出電圧との関係について示す図
【図５】実施例１に係る画像形成装置におけるトナー残量検知のシーケンス図
【図６】トナー残量検知手段により検知したトナー残量と実際のトナー残量の関係図
【図７】実施例２に係るプロセスカートリッジを示す側面図
【図８】プロセスカートリッジが備える第一及び第二のサイドカバーを示す側面図
【図９】プロセスカートリッジが備える第二のサイドカバーの各接点の移動量を示す図
【図１０】プロセスカートリッジの各接点と画像形成装置本体の各接点の接続を示す図
【図１１】実施例３における当接位置／離間位置について示す図
【図１２】実施例４における当接位置／離間位置について示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
まず、図１を用いて、本発明の実施例に係る画像形成装置の概略構成について説明する。図１は、本発明の実施例に係る画像形成装置の概略断面図である。本実施例に係る画像形成装置の一例として、電子写真方式の画像形成装置を用いて説明をする。
【００１２】
（実施例１）
実施例１に係る画像形成装置は、主な構成要素として、像担持体としての感光ドラム１と、帯電ローラ２と、潜像露光装置３と、現像装置４と、転写ローラ５と、定着装置６と、クリーニング装置７とを備えている。実施例１においては、感光ドラム１として、アルミ等の導電性シリンダ上に下引き層、キャリア発生層、キャリア輸送層を形成した積層型感光ドラムを用いた。また、感光ドラム１は、図１中のＲ方向に回転駆動する。潜像露光装置３は、ポリゴンミラー（不図示）を備えており、感光ドラム１上（像担持体上）にレーザ光を偏向走査する。現像装置４は、主に、現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ４１と、現像剤担持体としての現像ローラ４２と、現像剤容器としてのトナー容器４３と
を備えている。トナー供給ローラ４１は、金属からなる導電性の支持体の表面に半導電性の発砲ウレタンなどの弾性部材を施して構成される。また、トナー供給ローラ４１は、現像ローラ４２に接触しており、現像ローラ４２とカウンター方向に所定の周速比をもって回転駆動する。現像ローラ４２は、金属からなる導電性の支持体上に半導電性のウレタンゴムなどの弾性部材を施して構成される。また、現像ローラ４２は、感光ドラム１に接触しており、感光ドラム１と順方向に所定の周速比をもって回転駆動する。トナー容器４３は、乾式粉体の現像剤としてのトナーを収容している。実施例１においては、トナーとして、非磁性一成分トナーを用いた。
【００１３】
また、層厚規制部材としての層厚規制ブレード４４が、現像ローラ４２に当接して設けられている。層厚規制ブレード４４は、所定のブレード電圧が印加され、現像ローラ４２に当接することで現像ローラ４２上（現像剤担持体上）に担持されるトナーの層厚を規制する。層厚規制ブレード４４は、金属からなる導電性の支持体に導電性の弾性部材を用いて構成される。実施例１においては、層厚規制ブレードとして、ＳＵＳ製の薄版を用いた。しかし、これに限らず、層厚規制ブレード４４の少なくとも一部が導電性であって、ブレード電圧を印加することによって、トナー層厚の制御が可能な構成であればよい。例えば、層厚規制ブレード４４として、導電性の支持体上に薄いポリアミドエラストマーやウレタンゴム等の絶縁性の弾性部材を施すような構成をとってもよい。この場合、絶縁性の弾性部材は、その静電容量が小さくなるような構成にした方がよい。
【００１４】
次に、実施例１に係る画像形成装置の画像形成動作について説明をする。まず、感光ドラム１に接触することで従動回転する帯電ローラ２が、感光ドラム１の表面を一様に帯電する。そして、潜像露光装置３が、帯電された感光ドラム１上に、画像信号に応じて変調されたレーザ光を照射することで静電潜像を形成する。そして、トナー供給ローラ４１が、トナー容器４３内（現像剤容器内）のトナーＴを現像ローラに供給する。現像ローラ４２は、感光ドラム１上に、トナー供給ローラ４１により供給されたトナーを担持搬送することにより、静電潜像を可視化し、トナー像を形成する。その後、転写ローラ５が、感光ドラム１上の形成されたトナー像を紙等の転写材に転写する。また、転写後に感光ドラム１上に残留したトナーは、クリーニング装置７によって除去される。クリーニング装置７は、感光ドラム１と当接することで、感光ドラム１上の残留トナーを除去する弾性体からなるクリーニングブレード７０を備えている。そして、定着装置６によって、転写材に転写されたトナー像が転写材に永久画像として定着される。
【００１５】
画像形成装置を構成する部材は、上述した画像形成動作を繰り返し行うことによって、消耗していく。特に、感光ドラム１と、トナーの消耗度が高い。そこで、実施例１に係る画像形成装置は、消耗した部材を容易に画像形成装置本体に着脱、交換可能とするためにカートリッジ構成をとる。具体的には、感光ドラム１と、帯電ローラ２と、現像装置４と、クリーニング装置７とを一体的にユニット化しプロセスカートリッジとする。
【００１６】
次に、図２を用いて、プロセスカートリッジが当接／離間位置にある状態について説明をする。ここで、まず、現像装置４について詳細を説明する。現像装置４は、上記主な構成要素に加えて、圧縮バネ４５と、揺動中心４６と、力受け部４７とを備えている。圧縮バネ４５と力受け部４７は、図２に示すように、トナー容器４３の枠体の外壁に設けられている。そして、現像装置４は、感光ドラム１と現像ローラ４２とが当接する当接位置と、感光ドラム１と現像ローラ４２とが非接触に離間される離間位置とを揺動中心４６を回転の中心として回動移動可能に構成される。この回動動作は、画像形成装置本体に備えられ、力受け部４７に当接して設けられる当接離間部材としてのカム４８の回転動作によって可能となっている。プロセスカートリッジが画像形成装置本体に正しく装着され、かつ、カム４８が当接位置にあるとき、現像装置４は、当接位置にあり、現像ローラ４２と感光ドラム１とが接触する当接状態となる。実施例１においては、カム４８を用いて現像装
置４を移動可能な構成としたが、この限りではなく、別の構成をとっても良い。なお、揺動中心４６は、画像形成装置に対し、クリーニング装置７を介して位置決めされる。
【００１７】
次に、図２（ａ）を用いて、プロセスカートリッジが当接位置にある状態について説明する。図２（ａ）は、プロセスカートリッジの当接位置を示す図である。プロセスカートリッジは、当接位置において、画像形成動作を行う。弾性部材である圧縮バネ４５は、画像形成装置が備える固定部４９によって圧縮され、揺動中心４６を中心としたモーメントを与える。このモーメントによって、現像ローラ４２は、感光ドラム１に所定の圧力をもって当接することとなる。
【００１８】
次に、図２（ｂ）を用いて、プロセスカートリッジが離間位置にある状態について説明する。図２（ｂ）は、プロセスカートリッジの離間位置を示す図である。プロセスカートリッジは、離間位置においては画像形成動作を行わない。すなわち、現像装置４が離間位置にあるときは、画像形成動作を行わない非画像形成時となる。トナー容器４３の枠体の外壁に設けられた力受け部４７が、カム４８の回転によって、圧縮バネ４５から受ける力よりも大きな力を受ける。そして、現像装置４が当接位置から揺動中心４６を中心として回動し、現像ローラ４２が感光ドラム１から離間する方向に移動することによって、感光ドラム１と現像ローラ４２とが非接触の状態に離間される。
【００１９】
図２（ａ）には、当接位置における画像形成装置本体とプロセスカートリッジの制御系統の概略図も示している。同様に、図２（ｂ）には、離間位置における画像形成装置本体とプロセスカートリッジの制御系統の概略図を示している。プロセスカートリッジが画像形成装置本体に位置決めされると、感光ドラム１は、アースに接続される。また、帯電ローラ２は、所定の帯電電圧を印加する帯電電圧印加手段９０に接続される。実施例１においては、帯電電圧として直流電圧を用いたが、この限りではなく直流電圧に交流電圧を重畳させた電圧を用いてもよい。また、トナー供給ローラ４１は、第３の電圧印加手段としての検知用電圧印加手段９１に接続される。なお、検知用電圧印加手段９１は、必ずしもトナー供給ローラ４１に接続する必要はなく、画像形成装置に別途、現像ローラ４２に当接する導電性の検知部材を設けて、その検知部材に接続することで、トナー残量を検知する手段を採用してもよい。実施例１においては、検知用電圧印加手段９１は、直流電圧を印加する直流電圧印加手段と交流電圧印加手段から構成されている。ただし、これに限らず、少なくとも交流電圧を印加する交流電圧印加手段を含んで構成されていればよい。プロセスカートリッジが当接位置から離間位置に移動しても、逆に離間位置から当接位置に移動しても、トナー供給ローラ４１には、検知用電圧印加手段９１に接続されている。
【００２０】
プロセスカートリッジが、当接位置、及び、離間位置にあるとき、現像ローラ４２には、現像電圧として所定の直流電圧を印加する現像電圧印加手段９２と、静電容量検出手段１００が接続される。すなわち、プロセスカートリッジが、当接位置から離間位置に移動しても、逆に、当接位置から離間位置に移動しても、現像ローラ４２は、第２の電圧印加手段としての現像電圧印加手段９２と静電容量検出手段１００に接続されている。また、静電容量検出手段１００には、制御手段１０１が接続されており、制御手段１０１が、記憶手段Ｍに予め記憶されている検出電圧とトナー残量の関係及び静電容量検出手段により検出した検出電圧からトナー残量を決定する。決定されたトナー残量は、表示手段１０２に適宜表示されることとなる。
【００２１】
プロセスカートリッジが、当接位置、及び、離間位置にあるとき、プロセスカートリッジが備える記憶手段Ｍには、制御手段１０１が接続される。すなわち、現像装置４が、当接位置から離間位置に移動しても、逆に、離間位置から当接位置に移動しても、記憶手段Ｍには、制御手段１０１が接続されている。
【００２２】
プロセスカートリッジが当接位置にあるとき、層厚規制ブレード４４は、ブレード電圧として所定の直流電圧を印加する第１の電圧印加手段としてのブレード電圧印加手段９３に接続される。このブレード電圧は、現像ローラ上のトナーを所定の層厚に規制し、かつ、トナーに所定の帯電量を付与するために印加される。
【００２３】
次に、トナー残量検知の手段について説明する。実施例１においては、静電容量検出手段１００による静電容量の検出結果に基づいて、制御手段１０１が、トナー容器４３内に残留したトナーの残量を決定する。トナー供給ローラ４１に少なくとも交流成分を含む検知電圧を印加し、静電容量検出手段１００によって、現像ローラ４２に誘起された交流電流量に応じた電圧を検出することによって、トナー残量検知が可能となる。現像ローラ４２とトナー供給ローラ４１との間にトナーがより多く存在すると、現像ローラ４２とトナー供給ローラ４１との間の静電容量はより大きくなる。反対に、画像形成動作によってトナーが消費され、現像ローラ４２とトナー供給ローラ４１との間のトナー量（現像剤量）が少なくなると現像ローラ４２とトナー供給ローラ４１との間の静電容量は小さくなる。
【００２４】
さらに、精度良くトナー残量を検知するトナー残量検知の手段について説明をする。トナー残量検知は、現像装置４が当接位置、離間位置のどちらの状態であっても可能であるが、静電容量検出手段１００によって検出する検出電圧は、当接状態と、離間状態とで異なる。これは、当接状態においては、検知用電圧印加手段９１により所定の電圧をトナー供給ローラ４１に印加した際に、現像ローラ４２だけではなく、アースに接続された感光ドラム１に誘起電流が流れてしまうためである。また、帯電電圧印加手段９０を通じてアースに接続された帯電ローラ２に誘起電流が流れてしまうためである。これによって、当接位置においては、離間位置での検知結果と比較して、感光ドラム１、帯電ローラ２の影響によって、現像ローラ４２とトナー供給ローラ４１（検知部材）との間に存在するトナー残量の検知精度が低下する。したがって、トナー残量検知は、プロセスカートリッジの離間状態において行うことが望ましいといえる。
【００２５】
さらに、精度良くトナー残量を検知する手段として、実施例１に係る現像装置の特徴部について説明する。実施例１に係る画像形成装置においては、プロセスカートリッジが離間位置にあるとき、層厚規制ブレード４４は、ブレード電圧印加手段９３から電気的に非接続となるように構成した。すなわち、プロセスカートリッジが当接位置から離間位置に移動すると、層厚規制ブレードとブレード電圧印加手段９３との接続は、電気的に接続状態から非接続状態となる。逆に、プロセスカートリッジが、離間位置から当接位置に移動すると層厚規制ブレード４４とブレード電圧印加手段９３との接続は、電気的に非接続状態から接続状態となる。
【００２６】
トナー残量検知は、層厚規制ブレード４４とブレード電圧印加手段９３が電気的に接続状態、非接続状態のどちらであっても可能であるが、静電容量検出手段１００によって検出する検出電圧は、接続状態と、非接続状態とで異なる。層厚規制ブレード４４に流れる誘起電流が、ブレード電圧印加手段９３が電気的に接続されているか否かで、静電容量検出手段１００に流れる電流が変化するためである。ブレード電圧印加手段９３が、層厚規制ブレード４４に電気的に接続されていると、ブレード電圧印加手段９３に誘起電流が流れ、結果として、静電容量検出手段１００に流れる電流が減少する。逆にいうと、ブレード電圧印加手段９３を電気的に非接続とすることによって、静電容量検出手段１００により多くの誘起電流が流れる。したがって、層厚規制ブレード４４とブレード電圧印加手段９３が電気的に非接続の状態において、静電容量検知を行うことで、より精度良くトナー容器４３内のトナー残量を検知することが可能となる。
【００２７】
次に、図３を用いて、上述した層厚規制ブレードとブレード電圧印加手段の電気的な接続／非接続の切り替えについて詳細を説明する。図３は、カムの動作とブレード電圧印加
手段の接続を表す概略図である。そして、図３（ａ）は当接位置、図３（ｂ）は、離間位置における概略図である。カム４８は、回転中心を中心として回動可能に構成される。切替手段としてのスイッチＳＷは、屈折部を持つ導電性の金属板からなり、層厚規制ブレード４４とブレード電圧印加手段９３との間に配置される。スイッチＳＷには、引っ張りバネが取り付けられている。スイッチＳＷは、カム４８の回動動作に連動してＯＮ／ＯＦＦされる。当接位置においては、カム４８は当接位置となり、スイッチＳＷは引っ張りバネの力を受けてＯＮになる。スイッチＳＷがＯＮの時、層厚規制ブレード４４には、ブレード電圧印加手段９３が電気的に接続される接続状態となる。離間位置においては、カムは離間位置となり、スイッチＳＷは引っ張りバネの力よりも大きい力をカム４８から受けてＯＦＦになる。スイッチがＯＦＦの時、層厚規制ブレード４４には、ブレード電圧印加手段９３が接続されず、電気的に非接続状態となる。なお、図２においては、図の煩雑を回避するため、スイッチＳＷとカム４８を離れた位置に記載したが、実施例１に係る画像形成装置においては、図３に示すような配置で構成される。
【００２８】
次に、図４を用いて、トナー容器４３内のトナー残量と、検出電圧との関係について説明する。図４は、トナー容器４３内のトナー残量と、検出電圧との関係を示すグラフである。図４のグラフ中の実線は、プロセスカートリッジの離間位置において、層厚規制ブレード４４とブレード電圧印加手段９３との接続を電気的に非接続状態としたときの検出結果である。比較として、一点鎖線で、プロセスカートリッジの離間位置において層厚規制ブレード４４とブレード電圧印加手段９３との接続を接続状態としたときの検出結果を示す。
【００２９】
検知用電圧としては、周波数５０ｋＨｚ、振幅０．１ｋＶの正弦波の交流電圧を印加した。また、画像形成装置の使用環境は、温度２３℃、湿度５０％ＲＨであった。トナー残量は、現像装置４が新品であるときのトナー残量を１００％とし、トナーを消費し、ベタ画像が出力できなくなったときのトナー残量を０％とした。Ｖ０は基準電圧である。図４に示すように、実線も一点鎖線もトナー残量が少なくなるにつれ、静電容量検出手段１００の検出電圧は上昇している。これはトナーが消費されることによって、現像ローラ４２とトナー供給ローラ４１との間の静電容量が減少するためである。
【００３０】
ここで、実線と一点鎖線の結果を比較すると、実線の方が検出電圧の大きさが小さい。また、実線のトナー残量１００％とトナー残量０％との検出電圧の差ΔＰは、一点鎖線のトナー残量１００％とトナー残量０％との検知電圧の差ΔＱよりも大きい。これは、上述したように、ブレード電圧印加手段９３が、電気的に接続されていると、ブレード電圧印加手段９３に誘起電流が流れ、結果として、静電容量検出手段１００に流れる電流が減少するためである。言い換えれば、ブレード電圧印加手段９３を電気的に非接続とすることによって、静電容量検出手段１００により多くの誘起電流が流れるためである。
【００３１】
また、トナー残量が多いほど層厚規制ブレード４４からブレード電圧印加手段９３方向に流れる誘起電流は大きく、ブレード電圧印加手段９３を電気的に非接続することによって増加する静電容量検出手段１００に流れる誘起電流も大きくなる。よって、実線の検出電圧は一点鎖線の検出電圧よりも小さい値を示す。また、ΔＰはΔＱよりも大きくなる。トナー残量１００％とトナー残量０％との検出電圧の差は、トナー残量の検知精度に大きく影響する。トナー残量１００％とトナー残量０％との検出電圧の差が大きくなれば、それだけ少ないトナー量の変化も検知できる。よって、トナー残量１００％とトナー残量０％との検出電圧の差が大きい方が、より精度良くトナー残量検知を行うことができるといえる。
【００３２】
静電容量検出手段１００における検出電圧は、現像装置４内のトナー残量と相関があるため、あらかじめ記憶手段Ｍに検出電圧とトナー残量の関係を記憶させておく。それによ
り、静電容量検出手段１００における検出電圧からプロセスカートリッジのトナー残量を検知することができる。なお、実施例１においては、現像装置４が備える記憶手段Ｍに、静電容量検出手段１００における検出電圧とトナー残量の関係を記憶させたが別の記憶手段に記憶させておいてもよい。
【００３３】
次に、図５を用いて、トナー残量検知のシーケンスについて説明する。図５は、実施例１に係る画像形成装置のトナー残量検知のシーケンス図である。まず、離間動作が行われ、トナー残量検知を行う離間位置にカム４８が移動し、現像装置４も離間位置に移動する（Ｓ１）。この離間動作に連動して層厚規制ブレード４４とブレード電圧印加手段９３の接続が電気的に非接続状態となる（Ｓ１）。そして、検知用電圧印加手段９１によって、トナー供給ローラ４１に交流電流を含む検知電圧が印加される（Ｓ２）。そして、静電容量検出手段１００が、現像ローラ４２とトナー供給ローラ４１との間の静電容量を検出し、検出電圧を検出する（Ｓ３）。そして、制御手段１０１が、静電容量検出手段１００において検出された検出電圧と、記憶手段Ｍに記憶された検出電圧とトナー残量との関係とを比較して（Ｓ４）、トナー残量を決定する（Ｓ５）。決定したトナー残量は、適宜、表示手段１０２において表示される。また、トナー残量が所定以下に達した場合は、プロセスカートリッジの交換を促す旨の表すメッセージ等を表示手段１０２に表示し、ユーザに報知する。また、決定したトナー残量は記憶手段Ｍに記憶される。そして、当接動作が行われ、当接位置にカム４８が移動し、現像装置４も当接位置に移動する（Ｓ６）。この当接動作に連動して、層厚規制ブレード４４とブレード電圧印加手段９３の接続が電気的に接続状態となる。
【００３４】
次に、図６を用いて、実施例１において検知したトナー残量と実際のトナー残量との関係について説明する。図６は、実施例１において検知したトナー残量と実際のトナー残量との関係を示すグラフである。図６中の実線は、実施例１において検知したトナー量である。また、図６中の点線は、実際にトナー容器４３内に残留するトナー量と、実施例１において検知したトナー量が一対一の場合の理想線を示す。なお、比較例として、図６中の一点鎖線は、層厚規制ブレード４４とブレード電圧印加手段９３の接続が電気的に接続状態で行った場合において検知したトナー残量を示す。
【００３５】
図６に示すように、実施例１において行ったトナー残量検知によるトナー残量は、理想線である点線に近い推移を示した。これに比較して、層厚規制ブレード４４とブレード電圧印加手段９３の接続が接続状態で行った場合のトナー残量は、点線で示す理想のトナー残量に対してバラつきが大きい結果となった。すなわち、実施例１におけるトナー残量検知の方が精度よくトナー残量を検知できたといえる。これは、前述したように同じトナー量に対する検出電圧の変化量が、実施例１において検出した場合の方がより大きくなるためである。
【００３６】
以上述べたように、実施例１に係る画像形成装置は、現像ローラ４２と感光ドラム１とが離間する離間位置にある状態において、トナー容器４３内のトナー残量検知を行う。これによって、感光ドラム１及び帯電ローラ２の影響を受けることなく、現像ローラ４２とトナー供給ローラ４１との間の静電容量を精度良く検出することができる。さらに、実施例１に係る画像形成装置は、層厚規制ブレード４４とブレード電圧印加手段９３とが電気的に非接続状態において、トナー容器４３内のトナー残量検知を行う。これによって、ブレード電圧印加手段９３に誘起電流が流れ、静電容量検出手段１００に流れる電流が減少することを回避することができる。その結果、精度良くトナー容器４３内のトナー残量を検知することが可能となる。
【００３７】
（実施例２）
実施例１においては、図３に示したように、層厚規制ブレード４４とブレード電圧印加
手段９３との間のスイッチＳＷをＯＮ／ＯＦＦさせることによって、層厚規制ブレード４４とブレード電圧印加手段９３間を電気的に接続／非接続状態とした。これに対して、実施例２においては、画像形成装置本体と現像装置４の接点の当接／離間によって、層厚規制ブレード４４とブレード電圧印加手段９３間を電気的に接続／非接続とする。なお、実施例１と同一の構成及び制御については、同一の符号を付し、その詳細な説明については省略する。
【００３８】
以下、図７乃至１０を用いて、実施例２に係る画像形成装置について説明する。図７は、実施例２に係るプロセスカートリッジの側面図である。図７に示すように、実施例２に係るプロセスカートリッジは、感光ドラム１及び帯電ローラ２を覆う第一のサイドカバー５０と、現像装置４を覆う第二のサイドカバー６０を備えている。第一のサイドカバー５０には、感光ドラム接点５１と帯電部材接点５２が設けられている。第二のサイドカバー６０には、ブレード接点６１、現像ローラ接点６３、トナー供給ローラ接点６２が設けられている。これら第一のサイドカバー５０及び第二のサイドカバー６０に設けられた各接点は、画像形成装置本体の各接点と接続可能とし、各部材の所定の電圧を印加可能にするものである。なお、プロセスカートリッジが画像形成装置本体に装着されていない場合、あるいは、正しく所定の位置に装着されていない場合は、各々の接点は接続されない。
【００３９】
図８は、第一のサイドカバー５０及び第二のサイドカバー６０の側面図である。そして、図８（ａ）は、画像形成装置本体の接点側から見た側面図であり、図８（ｂ）は、画像形成装置本体の接点側の反対側から見た側面図である。図８中の実線は、実際に見えている部材を示し、点線は、裏側にある部材を示している。また、図８中の灰色の部分は、導通がとれている部分を示している。
【００４０】
感光ドラム接点５１は、感光ドラム１の導電性シリンダに接続される。また、帯電部材接点５２は、銅などの導電部材によって帯電ローラ２に接続される。現像ローラ接点６３は、銅などの導電部材によって現像ローラ４２の導電性基体に接続される。トナー供給ローラ接点６２は銅などの導電部材によってトナー供給ローラ４１の導電性基体に接続される。ブレード接点６１は銅などの導電部材によって層厚規制ブレード４４に接続される。
【００４１】
実施例２においては、現像装置４が当接位置から離間位置に移動する動作に連動して、画像形成装置に設けられたブレード本体接点８１と、第二のサイドカバー６０に設けられたブレード接点６１は、離間する。また、現像装置４が離間位置から当接位置に移動する動作に連動して、画像形成装置に設けられたブレード本体接点８１と、第二のサイドカバー６０に設けられたブレード接点６１は当接する。このとき、感光ドラム接点５１、帯電部材接点５２、現像ローラ接点６３、トナー供給ローラ接点６２は、画像形成装置本体の各接点と接続された状態を維持する。
【００４２】
ブレード接点６１は当接位置から離間位置、あるいは、離間位置から当接位置に移動したときに、大きく移動する構成とすることが好ましい。また、より小さい移動で当接／離間可能とするため接点の面積をより小さくする構成をとることが好ましい。実施例２において、ブレード接点６１は、現像装置４の移動に連動して大きく移動するため、他の当接／離間をしない接点と比較して、揺動中心から遠い位置に位置される。揺動中心４６からより遠い位置に配置することによって、現像装置４の移動に伴って、ブレード接点６１も大きく移動する。また、他の当接／離間をしない接点と比較して、ブレード接点６１の面積を小さくする。ブレード接点６１の面積を小さくすることによって、より小さい移動で当接／離間が可能となる。
【００４３】
図９は、第二のサイドカバーの各接点の移動量を示す図である。図９（ａ）に示すように、揺動中心４６と現像ローラ接点６３との距離を距離Ｌｄ、揺動中心とトナー供給ロー
ラ接点６２間との距離を距離Ｌｓ、揺動中心とブレード接点６１との距離を距離Ｌｂとする。また、図９（ｂ）に示すように、当接位置と離間位置における、現像ローラ接点６３の移動量を移動量Ｄｄ、トナー供給ローラ接点６２の移動量を移動量Ｄｓ、ブレード接点６１の移動量を移動量Ｄｂとする。また、現像ローラ接点６３の面積を面積Ｓｄ、トナー供給ローラ接点６２の面積を面積Ｓｒ、ブレード接点６１の面積をＳｂとする。
【００４４】
現像ローラ接点６３及びトナー供給ローラ接点６２を画像形成装置本体の各接点と接続状態のまま、ブレード接点６１を接続状態から非接続状態にするためには、移動量Ｄｂが移動量Ｄｄ、及びＤｓよりも大きいと良い。すなわち、Ｄｂ＞Ｄｓ、Ｄｂ＞Ｄｄを満たすとよい。
【００４５】
また、現像装置４を揺動中心４６を回転中心とした回動動作で移動させる構成において、上記、Ｄｂ＞Ｄｓ、Ｄｂ＞Ｄｄを満たすには、Ｌｂ＞Ｌｓ、Ｌｂ＞Ｌｄを満たすと好適である。さらに、上記、Ｄｂ＞Ｄｓ、Ｄｂ＞Ｄｄを満たすには、Ｓｂ＜Ｓｓ、Ｓｂ＜Ｓｄを満たすと好適である。これらの条件を満たすと、現像装置４の当接位置から離間位置への移動に連動して、層厚規制ブレード４４と電圧印加手段としてのブレード電圧印加手段９３間の接続を接続状態から電気的に非接続状態とすることが容易に、かつ確実にできる。また、現像装置４の離間位置から当接位置への移動に連動して、層厚規制ブレード４４とブレード電圧印加手段９３間の接続を非接続状態から電気的に接続状態とすることが容易、かつ確実にできる。また、ブレード接点６１とブレード本体接点８１とをより遠くに離間することによって、接点間の浮遊容量をより小さくすることが可能となり、より確実に非接続状態とすることができる。
【００４６】
図１０は、実施例２に係るプロセスカートリッジの各接点と画像形成装置本体の各接点の接続を示す概略図である。図１０中の点線は現像装置４が当接位置にある状態を示しており、実線は現像装置４が離間位置にある状態を示している。図１０に示すように、当接位置においては、ブレード接点６１を含めて、各プロセスカートリッジ接点が各画像形成装置本体接点と接触する接続状態となる。離間位置においては、ブレード接点６１が画像形成装置本体のブレード本体接点８１から離間され電気的に非接続状態となる。また、感光ドラム接点５１、帯電部材接点５２、現像ローラ接点６３、トナー供給ローラ接点６２は、それぞれ、感光ドラム本体接点７１、帯電本体接点７２、現像ローラ本体接点８３、トナー供給ローラ本体接点８２に接触する電気的に接続状態となる。なお、実施例２においては、現像装置の当接／離間動作は、実施例１と同様に、当接離間部材としてのカムの動作によって行っているが、他の構成であってもよい。
【００４７】
上述したように、実施例２に係る画像形成装置においては、現像装置４が離間位置にある状態において、ブレード接点６１が画像形成装置本体のブレード本体接点８１から離間される電気的に非接続の状態となる。この場合、層厚規制ブレード４４と、ブレード電圧印加手段９３は電気的に非接続状態となる。実施例２に係る画像形成装置においては、この電気的に非接続状態において、静電容量方式を採用するトナー残量検知を行う。電気的に非接続状態において、トナー残量検知を行うことで、ブレード電圧印加手段９３に誘起電流が流れ、静電容量検出手段１００に流れる電流が減少することを回避することができる。その結果、精度良くトナー容器４３内のトナー残量を検知することが可能となる。
【００４８】
（実施例３）
図１１を用いて、実施例３に係る画像形成装置について説明する。図１１（ａ）は、実施例３に係る現像装置が当接位置にあるときの概略図である。図１１（ｂ）は、実施例３に係る現像装置が離間位置にあるときの概略図である。なお、実施例１と同一の構成及び制御については、同一の符号を付し、その詳細な説明については省略する。
【００４９】
画像形成位置である当接位置においては、層厚規制ブレード４４は、直接、アースＥに接続されている。すなわち、層厚規制ブレード４４は、アース電位のブレード電圧が印加されている。このアースＥは、実施例１及び２でいうところのブレード電圧印加手段９３に当たる。離間位置において、層厚規制ブレード４４とアースＥ間の接続を電気的に非接続とし、フロート電位にすることによって、より多くの誘起電流が効率良く静電容量検出手段１００に流れる。トナー供給ローラ４１に検知電圧を印加した際、アースＥに誘起電流が流れないため、より多くの誘起電流が効率良く静電容量検出手段に流れることとなるためである。
【００５０】
（実施例４）
図１２を用いて、実施例４に係る画像形成装置について説明する。図１２（ａ）は、実施例４に係る現像装置が当接位置にあるとき概略図である。図１２（ｂ）は、実施例４に係る現像装置が離間位置にあるときの概略図である。なお、実施例１と同一の構成及び制御については、同一の符号を付し、その詳細な説明については省略する。
【００５１】
実施例４においては、少なくとも交流成分を含む検知電圧を現像ローラ４２に印加する。そして、静電容量検出手段１００は、トナー供給ローラ４１に接続される。このように、現像ローラ４２とトナー供給ローラ４１間の静電容量を検知してトナー残量を検知する構成において、現像ローラ４２に検知電圧を印加し、トナー供給ローラ４１に静電容量検出手段１００を接続し、静電容量を検知する構成であってもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１…感光ドラム、２…帯電ローラ、４…現像装置、４２…現像ローラ、４３…トナー容器、４４…層厚規制ブレード、９３…ブレード電圧印加手段、１００…静電容量検出手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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