(57)【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潜像を現像するために用いられる現像装置において、
現像枠体と、
前記潜像を現像するために、前記電子写真感光体へ現像剤を搬送するための現像スリーブと、
前記現像スリーブの一端を支持して、前記現像枠体の一端に取り付けられているホルダと、
前記現像枠体に設けられている第一の電極と、
前記第一の電極と対向して前記現像枠体に設けられている第二の電極であって、前記第一の電極と前記第二の電極間に現像剤が侵入可能な位置に配置されている前記第二の電極と、
前記ホルダに取り付けられており、前記装置本体から前記現像スリーブに現像バイアスを印加するための現像バイアス電極であって、前記現像装置が前記装置本体に装着された状態で前記装置本体に設けられた第一本体電気接点と接触する外部接点と、前記現像スリーブに取り付けられたスリーブ電極と接触している接点部、及び、前記第二の電極と接触している接点部とを有する現像バイアス電極と、
前記装置本体でもって前記現像剤の残量を検出するために、前記ホルダに取り付けられており、前記現像装置が前記装置本体に装着された状態で前記装置本体に設けられた第二本体電気接点と接触する外部接点と、前記第一の電極と電気的に接続している接点部とを有し、前記第一の電極と前記装置本体とを電気的に接続する電極板と、
を有し、
前記装置本体から前記第二の電極へ印加される電圧は、前記現像バイアス電極から入力されることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
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、
電子写真感光体と、
現像枠体と、
前記潜像を現像するために、前記電子写真感光体へ現像剤を搬送するための現像スリーブと、
前記現像スリーブの一端を支持して、前記現像枠体の一端に取り付けられているホルダと、
前記現像枠体に設けられている第一の電極と、
前記第一の電極と対向して前記現像枠体に設けられている第二の電極であって、前記第一の電極と前記第二の電極間に現像剤が侵入可能な位置に配置されている前記第二の電極と、
前記ホルダに取り付けられており、前記装置本体から前記現像スリーブに現像バイアスを印加するための現像バイアス電極であって、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された状態で前記装置本体に設けられた第一本体電気接点と接触する外部接点と、前記現像スリーブに取り付けられたスリーブ電極と接触している接点部、及び、前記第二の電極と接触している接点部とを有する現像バイアス電極と、
前記装置本体でもって前記現像剤の残量を検出するために、前記ホルダに取り付けられており、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された状態で前記装置本体に設けられた第二本体電気接点と接触する外部接点と、前記第一の電極と電気的に接続している接点部とを有し、前記第一の電極と前記装置本体とを電気的に接続する電極板と、
を有し、
前記装置本体から前記第二の電極へ印加される電圧は、前記現像バイアス電極から入力されることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項３】
プロセスカートリッジを着脱可能な電子写真画像形成装置において、
（ａ）第一本体電気接点と、
（ｂ）第二本体電気接点と、
（ｃ）電子写真感光体と、
現像枠体と、
前記潜像を現像するために、前記電子写真感光体へ現像剤を搬送するための現像スリーブと、
前記現像スリーブの一端を支持して、前記現像枠体の一端に取り付けられているホルダと、
前記現像枠体に設けられている第一の電極と、
前記第一の電極と対向して前記現像枠体に設けられている第二の電極であって、前記第一の電極と前記第二の電極間に現像剤が侵入可能な位置に配置されている前記第二の電極と、
前記ホルダに取り付けられており、前記装置本体から前記現像スリーブに現像バイアスを印加するための現像バイアス電極であって、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された状態で前記第一本体電気接点と接触する外部接点と、前記現像スリーブに取り付けられたスリーブ電極と接触している接点部、及び、前記第二の電極と接触している接点部とを有する現像バイアス電極と、
前記装置本体でもって前記現像剤の残量を検出するために、前記ホルダに取り付けられており、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された状態で前記第二本体電気接点と接触する外部接点と、前記第一の電極と電気的に接続している接点部とを有し、前記第一の電極と前記装置本体とを電気的に接続する電極板と、
を有し、
前記装置本体から前記第二の電極へ印加される電圧は、前記現像バイアス電極から入力されるプロセスカートリッジと、
を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、現像装置、プロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置に関する。
【０００２】
ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するものである。そして、電子写真画像形成装置の例としては、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えば、レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ装置およびワードプロセッサ等が含まれる。
【０００３】
また、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段またはクリーニング手段と電子写真感光体をドラム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。および、帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも一つと電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものである。さらに、少なくとも現像手段と電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して、電子写真画像形成装置本体に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電子写真画像形成装置においては、電子写真感光体およ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】
また、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ために、現像剤量検知手段が設けられているものが多い。現像剤量検知手段としてはプロセスカートリッジ内に配置した複数の電極間の静電容量の変化を検知して現像剤量を検知する方式がある。
【０００６】
これらの電極の構成としては、現像剤が進入可能な位置に複数の対向する電極板を配置するものがある。
【０００７】
図２は現像剤量検知手段をもつ従来のプロセスカートリッジの一例を示す断面図である。プロセスカートリッジ５１の現像手段５２には現像剤量を検出するための第一の電極５３と第二の電極５４が配置される。第一の電極５３と第二の電極５４は現像剤であるトナーが進入可能な位置に配置され、電極間の静電容量を検出することによってトナー量を逐次に検知する。
【０００８】
図３は前記プロセスカートリッジ５１の側面図である。プロセスカートリッジ５１の側面には、第一の電極５３と電気的に接続され、画像形成装置本体からの入力電圧を受けるための入力接点５５と、第二の電極と電気的に接続され、画像形成装置本体にトナー量に応じた出力電圧を伝達するための出力接点５６が設けられている。
【０００９】
図４は現像剤量検知手段の電気回路を示す図である。
【００１０】
現像剤量検出回路６０は検出部６４、現像バイアス回路６１、制御回路６２、増幅回路６３から成る。検出部６４は前記第一、第二の電極５３，５４と現像スリーブ５７からなり、トナー量を検出するために静電容量を誘起する。この検出部６４はプロセスカートリッジ５１に設けられている。
【００１１】
一方、現像バイアス回路６１、制御回路６２、増幅回路６４は画像形成装置本体に設けられている。
【００１２】
プロセスカートリッジ５１は現像スリーブ５７と導通している現像バイアス電極５７ａを備えており、画像形成装置は現像バイアス回路６１と導通している電気接点６５を備えている。そして、プロセスカートリッジ５１が画像形成装置に装着された際には、現像バイアス電極５７ａと画像形成装置に設けられた電気接点６５が電気的に接続され、現像スリーブ５７には画像形成装置の現像バイアス回路６１から電気接点６５、現像バイアス電極５７ａを経て現像バイアス電圧が印加される。
【００１３】
また、プロセスカートリッジ５１の枠体側面には画像形成装置との電気的な接点となる外部入力接点５５および外部出力接点５６が設けられており、プロセスカートリッジ５１を画像形成装置本体に装着したときには外部接点５５、５６はは画像形成装置に設けられた電気接点５８、５９とそれぞれ接触する。
【００１４】
検出部６４はインピーダンス素子としてその一方の入力側電極である第一の電極５３が、現像バイアス電極５７ａを介して現像バイアス印加手段としての現像バイアス回路６１に接続される。
【００１５】
検出部６４は他方の出力側電極である第二の電極５４が制御回路６２に接続される。こうした構成においては第一の電極５３が外部入力接点５５と装置本体の電気接点５８を介して現像バイアス回路６１に接続されており、第二の電極５４が外部出力接点５６と装置本体の電気接点５９を介して制御回路６２に接続されている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、現像剤量検知手段を有するプロセスカートリッジや現像装置には現像剤量検出電極に印加する入力電圧を画像形成装置形成装置本体から受ける外部入力接点と、検出電極間の静電容量に応じた出力電圧を画像形成装置本体に伝達するための外部出力接点が配置される。一方、画像形成装置本体には、プロセスカートリッジや現像装置が装着された際に、上記の外部接点と電気的に接続する電気接点が配置される。
【００１７】
しかしながら上記した構成においては、以下のような問題が起きる場合がある。
【００１８】
１．プロセスカートリッジや現像装置、および画像形成装置本体に外部入力接点と外部出力接点を設ける必要があるため、接点構成が複雑になり、装置の小型化やコストダウンの障害となる。
【００１９】
２．装置の小型化が進む中で、複雑な接点構成を実現するために接点配置の自由度が低くなる。これにより接点を、画像形成装置内に飛散する現像剤や紙紛などの汚れの影響を受け易い位置に配置せざるを得なくなる場合があり、接点の信頼性を低下させることがある。
【００２０】
本発明は上記課題を解決するためになされたものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的は下記構成を持つ現像装置、プロセスカートリッジ、電子写真画像形成装置によって達成される。
【００２２】
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潜像を現像するために用いられる現像装置において、
現像枠体と、
前記潜像を現像するために、前記電子写真感光体へ現像剤を搬送するための現像スリーブと、
前記現像スリーブの一端を支持して、前記現像枠体の一端に取り付けられているホルダと、
前記現像枠体に設けられている第一の電極と、
前記第一の電極と対向して前記現像枠体に設けられている第二の電極であって、前記第一の電極と前記第二の電極間に現像剤が侵入可能な位置に配置されている前記第二の電極と、
前記ホルダに取り付けられており、前記装置本体から前記現像スリーブに現像バイアスを印加するための現像バイアス電極であって、前記現像装置が前記装置本体に装着された状態で前記装置本体に設けられた第一本体電気接点と接触する外部接点と、前記現像スリーブに取り付けられたスリーブ電極と接触している接点部、及び、前記第二の電極と接触している接点部とを有する現像バイアス電極と、
前記装置本体でもって前記現像剤の残量を検出するために、前記ホルダに取り付けられており、前記現像装置が前記装置本体に装着された状態で前記装置本体に設けられた第二本体電気接点と接触する外部接点と、前記第一の電極と電気的に接続している接点部とを有し、前記第一の電極と前記装置本体とを電気的に接続する電極板と、
を有し、
前記装置本体から前記第二の電極へ印加される電圧は、前記現像バイアス電極から入力されることを特徴とする現像装置。
【００２３】
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、
電子写真感光体と、
現像枠体と、
前記潜像を現像するために、前記電子写真感光体へ現像剤を搬送するための現像スリーブと、
前記現像スリーブの一端を支持して、前記現像枠体の一端に取り付けられているホルダと、
前記現像枠体に設けられている第一の電極と、
前記第一の電極と対向して前記現像枠体に設けられている第二の電極であって、前記第一の電極と前記第二の電極間に現像剤が侵入可能な位置に配置されている前記第二の電極と、
前記ホルダに取り付けられており、前記装置本体から前記現像スリーブに現像バイアスを印加するための現像バイアス電極であって、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された状態で前記装置本体に設けられた第一本体電気接点と接触する外部接点と、前記現像スリーブに取り付けられたスリーブ電極と接触している接点部、及び、前記第二の電極と接触している接点部とを有する現像バイアス電極と、
前記装置本体でもって前記現像剤の残量を検出するために、前記ホルダに取り付けられており、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された状態で前記装置本体に設けられた第二本体電気接点と接触する外部接点と、前記第一の電極と電気的に接続している接点部とを有し、前記第一の電極と前記装置本体とを電気的に接続する電極板と、
を有し、
前記装置本体から前記第二の電極へ印加される電圧は、前記現像バイアス電極から入力されることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【００２４】
プロセスカートリッジを着脱可能な電子写真画像形成装置において、
（ａ）第一本体電気接点と、
（ｂ）第二本体電気接点と、
（ｃ）電子写真感光体と、
現像枠体と、
前記潜像を現像するために、前記電子写真感光体へ現像剤を搬送するための現像スリーブと、
前記現像スリーブの一端を支持して、前記現像枠体の一端に取り付けられているホルダと、
前記現像枠体に設けられている第一の電極と、
前記第一の電極と対向して前記現像枠体に設けられている第二の電極であって、前記第一の電極と前記第二の電極間に現像剤が侵入可能な位置に配置されている前記第二の電極と、
前記ホルダに取り付けられており、前記装置本体から前記現像スリーブに現像バイアスを印加するための現像バイアス電極であって、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された状態で前記第一本体電気接点と接触する外部接点と、前記現像スリーブに取り付けられたスリーブ電極と接触している接点部、及び、前記第二の電極と接触している接点部とを有する現像バイアス電極と、
前記装置本体でもって前記現像剤の残量を検出するために、前記ホルダに取り付けられており、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された状態で前記第二本体電気接点と接触する外部接点と、前記第一の電極と電気的に接続している接点部とを有し、前記第一の電極と前記装置本体とを電気的に接続する電極板と、
を有し、
前記装置本体から前記第二の電極へ印加される電圧は、前記現像バイアス電極から入力されるプロセスカートリッジと、
を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
【００３７】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
（画像形成装置全体の説明）
まず本発明にしたがって構成されるプロセスカートリッジを装着可能な画像形成装置の一実施例について説明する。図１は本実施の形態における電子写真画像形成装置Ａの断面図で、図５はプロセスカートリッジＢの断面図である。
【００３８】
画像形成装置Ａは、ドラム形状の電子写真感光体、すなわち、感光体ドラム７を有する。感光体ドラム７は、帯電手段である帯電ローラ８によって帯電され、ついで、レーザーダイオード、ポリゴンミラー、レンズ、反射ミラーを有した光学手段１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体ドラム７に画像情報に応じた潜像が形成される。この潜像は、現像手段によって現像され、可視像、すなわち、トナー像とされる。
【００３９】
現像手段は、感光体ドラム７にトナーを送り出す現像剤担持体である現像スリーブ１２と、現像スリーブ１２の表面に付着する現像剤の量を規制するための規制部材である現像ブレード１８とからなる。また、現像スリーブ１２および現像ブレード１８とそれらを保持する現像枠体１３と、現像剤を収容したトナー容器１１（現像剤枠体ともいう）を結合して、現像装置である現像ユニット２０を形成している。
【００４０】
現像枠体１３は現像室１３ａを有し、現像室１３ａに隣接するトナー収容部１４内のトナーはトナー送り部材１５の回転によって、現像室１３ａの現像スリーブ１２へと送り出される。現像枠体１３は、現像スリーブ１２の近傍に回動自在なトナー攪拌部材１６を備えており、トナー収容部１４から送り出された現像室１３ａ内のトナーを循環させる。また、トナーは磁性を有しており、現像スリーブ１２は固定磁石１７を内蔵しているため、現像スリーブ１２上にはトナーが付着する。
【００４１】
そして現像スリーブ１２を回転することによってトナーは搬送され、現像ブレード１８にて摩擦帯電電荷が付与されるとともに所定厚のトナー層が現像スリーブ１２上に形成され、感光体ドラム７の現像領域へと搬送される。この現像領域へと供給されたトナーは、前記感光体７上の前記潜像へと転移され、感光体ドラム７上にトナー像を形成する。なお、現像スリーブ１２は、画像形成装置Ａ本体に設けられている現像バイアス回路に接続されており、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。
【００４２】
一方、上記トナー像の形成と同期して給紙カセット３ａにセットした記録媒体２をピックアップローラ３ｂ、搬送ローラ対３ｃ、３ｄ、および３ｅ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、感光体ドラム７上のトナー像を記録媒体に転写する。
【００４３】
トナー像の転写を受けた記録媒体２は、搬送ガイド３ｆで定着手段５へと搬送する。定着手段５は、駆動ローラ５ｃおよびヒータ５ａを内蔵した定着ローラ５ｂを備え、通過する記録媒体２に熱および圧力を印加して転写されたトナー像を記録媒体２上に定着する。
【００４４】
記録媒体は、排出ローラ対３ｇ、３ｈで搬送し、反転経路３ｊを経由して排出トレイ６へと排出される。この排出トレイ６は、画像形成装置Ａの上面に設けられている。なお、揺動可能なフラッパ３ｋを動作させ、反転経路３ｊを介することなく記録媒体２を排出することもできる。本実施例では、上記ピックアップローラ３ｂ、搬送ローラ対３ｃ、３ｄ、３ｅ、搬送ガイド３ｆ、排出ローラ対３ｇ、３ｈによって搬送手段を構成している。
【００４５】
転写ローラ４によってトナー像を記録媒体２に転写した後の感光体ドラム７は、クリーニング手段９によって感光体ドラム７上に残留したトナーを除去した後、次の画像形成プロセスに供される。クリーニング手段９は感光体ドラム７に当接して設けられた弾性クリーニングブレード９ａによって感光体ドラム７上の残留トナーを掻き落として廃トナー溜め９ｂへと集める。
【００４６】
（プロセスカートリッジの説明）
一方、本実施例では、プロセスカートリッジＢは図５に示すように、現像手段を備えた現像枠体１３にトナー容器１１を溶着して、一体として現像ユニット２０（現像装置）を形成している。トナー容器１１は、トナーを収容するトナー収容部１４を形成し、そのトナー収容部１４内にトナー送り部材１５を回動可能に支持している。現像枠体１３は、現像手段である現像スリーブ１２および現像ブレード１８を保持している。
【００４７】
また、クリーニングブレード９ａ等のクリーニング手段９、感光体ドラム７および帯電ローラ８をクリーニング枠体９ｃで支持してクリーニングユニット１９を形成している。
【００４８】
そして、プロセスカートリッジＢは前記現像ユニット２０およびクリーニングユニット１９を結合して一体化することによってカートリッジ化されている。
【００４９】
次に、プロセスカートリッジＢを画像形成装置本体に着脱する方法について図６を用いて説明する。図６は画像形成装置Ａの開閉部材３５を開放した状態を示す斜視図である。画像形成装置Ａは、ヒンジ３５ａ（図１参照）を中心に開閉部材３５を開放すると、画像形成装置Ａの左右の内壁に前下りの左右ガイドレール２６Ｌ、２６Ｒ（２６Ｒは不図示）が見える。そして、このガイドレール２６Ｌ、２６Ｒに感光体ドラム７と同軸上にある左右円筒形ガイド、および、プロセスカートリッジＢの装置本体への装着方向でみてこの円筒形ガイドの後ろにある細長い姿勢決めガイドを挿入して、画像形成装置Ａの位置決め溝２６ｂＬ、２６ｂＲ（２６ｂＲは不図示）に円筒形ガイドを嵌め込むことにより、プロセスカートリッジＢを画像形成装置本体Ａに装着する。
【００５０】
逆に、画像形成装置Ａに装着されたプロセスカートリッジＢを取り外すときには、上記と反対の手順で前記ガイドレール２６Ｌ、２６Ｒに沿って、プロセスカートリッジＢを引き抜くことにより行う。
【００５１】
また、本実施の形態においては、プロセスカートリッジＢは現像室１３ａ内のトナーの消費にしたがってその残量を検知するトナー量検出手段を備えている。
【００５２】
（トナー量検出手段の説明）
本実施の形態では、図５に示すようにトナー量検出手段を構成する測定電極部材として、第一の電極８１、第二の電極８２が現像枠体１３に設けられ、現像スリーブ１２に沿って平行に配置される。第一の電極８１は現像スリーブ１２の近傍に現像スリーブ１２に沿って設けられている。
【００５３】
また、第二の電極８２は第一の電極８１よりもトナー容器１１方向寄りに設けられており、第一の電極と対向するように現像枠体１３の上部に配置されている。
【００５４】
トナー量検出手段は第一の電極８１または第二の電極８２のどちらかに電圧を印加することで電極間に静電容量を誘起させ、この静電容量を画像形成装置Ａに設けられた検出回路で測定することによってトナー量を検出する構成とされる。
すなわち、電極間にトナーが進入することによって、電極間の静電容量が変化するため、この変化を検出することにより、トナー量を検出することができる。
【００５５】
本実施の形態では第二の電極８２に電圧を印加して入力側とし、第一の電極８１を出力側としている。
【００５６】
前記第一、第二の電極８１、８２はトナー送り部材１５によってトナー容器１１から搬送されたトナーが進入する位置に配置されている。プロセスカートリッジＢ内のトナー量が多い時は各電極で囲まれた空間にはトナー送り部材１５によってトナーが押し込まれ、電極間の静電容量は高い値を示し続ける。プロセスカートリッジを使用していくと、トナーが消費され電極間のトナーの高さが減少していき、電極間の静電容量も減少していく。そして、この静電容量の減少から、トナー量を逐次検出する。
【００５７】
そして最終的には現像ローラ１２の表面のトナーを掻き取る現像ブレード１８の先端近傍のトナーが消費されることで画像上白抜けが発生し、トナー無し状態となる。本実施例では現像ローラ１２に印加される現像バイアス電圧を入力電圧とし、現像ローラ１２と第一の電極８１の間の静電容量をも検知することによって、トナー無し状態を検知している。すなわち検出手段は静電容量変化を検出することでトナー量を逐次に検知することができる。
【００５８】
（検出回路の説明）
図７は画像形成装置におけるトナー量検出回路の一例を示す図である。
【００５９】
現像剤量検出回路２００は検出部８０、現像バイアス回路２０１、制御回路２０２、増幅回路２０４から成る。検出部８０は前記第一、第二の電極８１，８２と現像スリーブ１２からなり、トナー量を検出するために静電容量を誘起する。この検出部８０はプロセスカートリッジＢに設けられている。
【００６０】
一方、現像バイアス回路２０１、制御回路２０２、増幅回路２０４は画像形成装置Ａ本体に設けられている。
【００６１】
プロセスカートリッジＢは現像スリーブ１２と導通している現像バイアス電極２２を備えており、画像形成装置Ａは現像バイアス回路２０１と導通している電気接点１０３を備えている。そして、プロセスカートリッジＢが画像形成装置Ａに装着された際には、現像バイアス電極２２と画像形成装置Ａに設けられた電気接点１０３が電気的に接続され、現像スリーブ１２には画像形成装置Ａの現像バイアス回路２０１から電気接点１０３、現像バイアス電極２２を経て現像バイアス電圧が印加される。
【００６２】
また、プロセスカートリッジＢの枠体側面には画像形成装置Ａとの電気的な接点となる外部接点２３ａが設けられており、プロセスカートリッジＢを画像形成装置Ａ本体に装着したときには外部接点２３ａは画像形成装置Ａ側に設けられた電気接点３１と接触する。
【００６３】
検出部８０はインピーダンス素子としてその一方の入力側電極、本実施の形態における第二の電極８２が、現像バイアス電極２２を介して現像バイアス印加手段としての現像バイアス回路２０１に接続される。
【００６４】
検出部８０は他方の出力側電極、本実施の形態における第一の電極がトナー量検出回路２００の制御回路２０２に接続される。本実施の形態においては第一の電極８１が外部接点２３ａと装置本体の電気接点３１を介して制御回路２０２に接続されている。
【００６５】
すなわち、検出部８０は、現像バイアス電圧を入力電圧とし、現像スリーブ１２および第二の電極８２と第一の電極８１間に誘起された静電容量を検出することによってトナー量を検出する。
【００６６】
制御回路２０２には基準容量素子Ｃｂが設けられており、基準容量素子Ｃｂは画像形成装置Ａ内において現像バイアス回路２０１に接続されている。基準容量素子Ｃｂは、現像バイアス回路２０１から印加されるＡＣ（交流）電流Ｉ１を用いてトナー量を検出する上での基準電圧Ｖ１を設定する。制御回路２０２は、基準容量素子Ｃｂに印加されるＡＣ電流Ｉ１をボリュームＶＲ１で分流し、分流されたＡＣ電流Ｉ１‘により抵抗Ｒ２で生じる電圧降下分Ｖ２を、抵抗Ｒ３、Ｒ４で設定されたＶ３に加算し基準電圧Ｖ１を決めている。
【００６７】
増幅回路２０４は電圧の差分を算出するコンパレータを備え、検出部８０に印加されたＡＣ電流Ｉ２は増幅回路２０４に入力され、トナー量の検出値Ｖ４（Ｖ１−Ｉ２×Ｒ５）として出力される。そしてその出力値をトナー残量の検出値として利用する。
【００６８】
本実施の形態の画像形成装置によれば、プロセスカートリッジ内のトナー残量を逐次に検知して、その情報をもとにしてトナーの消費量を表示することにより、ユーザーに新しいプロセスカートリッジ、あるいは補給カートリッジの準備を促し、さらに、トナー無しの検知情報によりプロセスカートリッジの交換あるいはトナーの補給を促すことができる。
【００６９】
本実施の形態では上述したように、検出部８０を構成する第二の電極８２への入力電圧を現像バイアスとしている。そして、画像形成装置Ａ本体から電気接点１０３と現像バイアス電極２２を経て第二の電極８２に入力電圧を印加する構成とした。このような構成にすることにより、第二の電極８２への入力のための電気接点をプロセスカートリッジＢに別途設ける必要がなくなるため、画像形成装置Ａ本体およびプロセスカートリッジＢの電気接点の部品を減少させることができ、装置の小型化や、コストダウンを図ることができる。
【００７０】
次に、トナー量検出手段の第一の電極８１、第二の電極８２の現像装置構成部への取り付け構成を説明する。第一の電極８１、第二の電極８２によるトナー量検出手段は電極８１、８２で囲まれる空間の静電容量を検知することによって成り立っているので、各電極の位置精度は極めて重要である。また、本発明では、トナーがなくなり、画像白抜けが発生する時期を正確に検知することが目的なので、各電極はよりトナーが最後まで残る現像スリーブ１２近傍に配置するべきである。そこで本実施例では図８に示すように、電極８１、８２を現像フレーム、すなわち、現像枠体１３に取り付ける。
【００７１】
（電極の取り付け構成の説明）
第一の電極８１は現像枠体１３の取り付け面１３ｂに設けられた位置決めボス１３ｃによって位置決めされ、両面テープで取り付け面１３ｂに貼り付けられる。第一の電極８１の一端部には腕部８１ａがあり、その端部は切り起し部８１ｂが形成されている。第一の電極８１が現像枠体１３に取り付けられると、切り起し部８１ｂは現像枠体１３の溝１３ｄに入り込むようになっている。一方、現像枠体１３の溝１３ｄの横には枠体内部から外部に貫通する穴１３ｅがあり、その位置は切り起し部８１ｂの穴８１ｃと一致するようになっている。また、現像枠体１３の穴１３ｅは弾性シール部材２４が嵌合する形状となっており、現像枠体の外側から弾性シール２４が圧入される。その後電極棒２５が弾性シール２４を介して現像枠体１３に挿入され、枠体内部の第一の電極８１の切り起し部８１ｂに圧入されて第一の電極８１と電極棒２５が電気的に接続される。
【００７２】
第二の電極８２は現像枠体１３の位置決めボス１３ｈで位置決めされ、ビスによって固定される。第二の電極８２の一端部には腕部８２ａがあり、その端部は現像枠体１３の側面に設けられたビス穴１３ｆの位置と一致する穴８２ｂが設けられている。
【００７３】
図８に示すように現像枠体１３の側部には現像スリーブ１２を軸受を介して回転可能に支持するホルダ９０が取り付けられ、このホルダ９０には画像形成装置ＡとプロセスカートリッジＢを電気的に接続する電極板２３および、現像スリーブ１２に現像バイアス電圧を供給するための現像バイアス電極２２が取り付けられる。
【００７４】
ホルダ９０に設けられた四角状の窓部９０ａには電極板２３の一部が嵌合し、画像形成装置ＡとプロセスカートリッジＢを電気的に接続する外部接点２３ａを構成している。電極板２３には接点部２３ｂが設けられており、ホルダ９０が現像枠体１３に取り付けられると接点部２３ｂが電極棒２５に接触し、外部接点２３ａと第一の電極８１が電気的に接続される。
【００７５】
また、ホルダ９０には現像バイアス電極２２が取り付けられ、画像形成装置Ａと現像スリーブ１２を電気的に接続する外部接点２２ａを構成する。現像バイアス電極２２には接点部２２ｂおよび２２ｃが設けられており、ホルダ９０が現像枠体１３に取り付けられると、接点部２２ｂが現像スリーブ１２に取り付けられたスリーブ電極１２ａと接触し、接点部２２ｃが第二の電極８２の穴８２ｂとビスで共締めされ、それぞれ電気的に接続される。
【００７６】
各部品を組み付けられたプロセスカートリッジＢには、図９および図１０に示すように、現像バイアス電極２２の外部接点２２ａとトナー量検出手段の外部接点２３ａが配置される。現像バイアス電極２２の外部接点２２ａはプロセスカートリッジＢの底面に配置され、トナー量検出手段の外部接点２３ａはプロセスカートリッジＢの側面に配置される。そして図６に示すように、プロセスカートリッジＢを画像形成装置本体Ａに矢印Ｘ方向に装着すると、トナー量検出手段の外部接点２３ａは装置本体内の側面に配置された電気接点３１と接触し電気的に接続され、現像バイアス電極２２の外部接点２２ａは装置本体内の底面から突出した電気接点１０３と接触し、電気的に接続される。
【００７７】
先述したように、本実施の形態においては、トナー量検出手段の検出電圧入力接点と現像バイアス電圧供給接点を同一としたので、画像形成装置本体ＡおよびプロセスカートリッジＢの電気接点部品を少なくすることができ、コストダウンや小型化を図ることができる。
【００７８】
また、画像形成装置Ａ本体との電気接点の数が減少するため、接点不良などのおそれが少なくなり信頼性の向上につながる。
【００７９】
さらに、現像バイアス電極２２の外部接点２２ａをプロセスカートリッジＢの底面に配置したので、画像形成装置Ａ本体内でトナーや紙紛、あるいはプロセスカートリッジＢの着脱動作により発生する樹脂の削れ粉などが付着しにくく、接点の信頼性を向上させることができる。
【００８０】
（第二の実施の形態）
次に本発明の第二の実施の形態について説明する。画像形成装置本体の構成は第一の実施の形態と同様のため説明を省略する。図１１は本実施の形態のプロセスカートリッジＣの断面図である。画像形成に関する構成は第一の実施の形態と同様のため説明を省略する。プロセスカートリッジＣはトナー量検出手段として第一の電極４１、第二の電極４２および第三の電極４３を備えており、現像枠体４４に配置されている。第一の電極４１および第二の電極４２は第一の実施の形態と同様である。第三の電極４３は現像枠体４４の底部に設けられており、第一の電極４１と第三の電極４３は現像枠体４４内で電気的に接続され同電位になっている。
【００８１】
すなわち、本実施の形態では第一、第二、第三の電極４１、４２、４３で囲まれる空間に進入するトナーの量を各電極間の静電容量の変化として検出することでトナー量を検出する構成とされる。本実施の形態では第二の電極４２に電圧を印加して入力側とし、第一の電極４１と第三の電極４３を出力側としている。
【００８２】
（電極の取り付け構成の説明）
図１２は第一の電極４１と第三の電極４３を現像枠体４４に取り付ける様子を示す斜視図である。
【００８３】
第一の電極４１の取り付け構成は前記第一の実施例と同様のため詳細説明は省略する。
【００８４】
第三の電極は薄い板状をなし、その両端部には腕部４３ａ、４３ｂが形成されている。腕部４３ａ、４３ｂは第三の電極４３の板面に対してほぼ直交する方向に折れ曲がってけ形成され、腕部４３ａ、４３ｂにはそれぞれ位置決めボス４４ｋが嵌合する位置決め穴４３ｅおよび４３ｆが設けてある。また、腕部４３ａの端部には、腕部４３ａの板面および第三の電極４３の板面と垂直に第一の電極４１の切起し部４１ｂと同様の形状をした、切起し部４３ｃが形成されている。
【００８５】
第三の電極４３を現像枠体４４に取り付けるには、位置決めボス４４ｋに腕部４３ａ、４３ｂの位置決め穴４３ｅ、４３ｆを嵌合して現像枠体４４の取り付け部４４ｉ、４４ｊに当接させ、ねじによって固定する。
【００８６】
このとき４３ｃを有する腕部４３ａの端部は、現像枠体４４の溝４４ｄに嵌り込む。切起し部４３ｃには穴４３ｄが設けられており、第三の電極４３が現像枠体４４に取り付けられると、切起し部４３ｃと切起し部４１ｂが並ぶようになっている。
【００８７】
現像枠体４４の溝４４ｄの横には第一の実施例と同様に、枠体内部から外部に貫通する穴４４ｅがあり、その位置は切り起し部４１ｂの穴４１ｃ、および切り起し部４３ｃの穴４３ｄと一致するようになっている。また、現像枠体４４の穴４４ｅは弾性シール部材２４が嵌合する形状となっており、現像枠体の外側から弾性シール２４が圧入される。その後電極棒２５が弾性シール２４を介して現像枠体１３に挿入され、枠体内部の第一の電極４１の切り起し部４１ｂと第三の電極４３の切起し部４３ｃに圧入されて第一の電極４１と第三の電極４３および電極棒２５が電気的に接続される。
【００８８】
図１３は第二の電極４２を現像枠体４４に取り付ける様子を示す斜視図である。第二の電極４２は第一の実施例と同様に、現像枠体４４の位置決めボス４４ｈと第二の電極４２の位置決め穴４２ａが嵌合することで位置決めされ、ビスによって固定される。このとき一方のビスは配回し電極４５のねじ穴４５ａを挿通することによって配回し電極４５と第二の電極４２を共締めし、配回し電極４５によって現像枠体４４外部への配線を行っている。
【００８９】
配回し電極４５には接点部４５ｂが形成されており、配回し電極４５が現像枠体４４に取り付けられると、接点部は現像枠体４４に設けられた穴４４ｍに嵌り込む。
【００９０】
その後、現像枠体４４の側部には現像スリーブ１２を軸受を介して回転可能に支持するホルダ４６が取り付けられ、このホルダ４６には画像形成装置とプロセスカートリッジＣを電気的に接続する電極板４７および、現像スリーブ１２に現像バイアス電圧を供給するための現像バイアス電極４８が取り付けられる。
【００９１】
ホルダ４６に設けられた四角状の窓部４６ａには電極板４７の一部が嵌合し、画像形成装置とプロセスカートリッジＣを電気的に接続する外部接点４７ａを構成している。電極板４７には接点部４７ｂが設けられており、ホルダ４６が現像枠体４４に取り付けられると接点部４７ｂが電極棒２５に接触し、外部接点４７ａと第一の電極４１および第三の電極４３が電気的に接続される。
【００９２】
また、ホルダ４６には現像バイアス電極４８が取り付けられ、画像形成装置と現像スリーブ１２を電気的に接続する外部接点４８ａを構成する。現像バイアス電極４８には接点部４８ｂおよび４８ｃが設けられており、ホルダ４６が現像枠体４４に取り付けられると、接点部４８ｂが現像スリーブ１２に取り付けられたスリーブ電極１２ａと接触し、また、接点部４８ｃが配回し電極４５の接点部４５ｂに接触して、現像バイアス電極４８とスリーブ電極１２ａ、第二の電極４２が電気的に接続される。
【００９３】
本実施の形態で説明したように、第一の電極、第二の電極、第三の電極を用いたトナー量検出手段においても、同電位とする二つの電極（第一の電極、第三の電極）を現像枠体内で接続し、入力側となる第二の電極を現像バイアス電極に接続することで、画像形成装置本体とプロセスカートリッジの電気接点の部品を減少させることができる。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の構成をもつ現像装置、プロセスカートリッジ及び、電子写真画像形成装置によれば、第二の電極へ印加される電圧を現像バイアス電極から印加することで、第二の電極に印加するための専用の電気接点を廃止し、コストダウンや、装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子写真画像形成装置の断面を示す概略図
【図２】従来のプロセスカートリッジの断面図
【図３】従来のプロセスカートリッジの側面図
【図４】従来のプロセスカートリッジのトナー量検出回路の一例を示す回路図
【図５】本発明の第一の実施の形態プロセスカートリッジの断面図
【図６】画像形成装置の開閉部材を開放した状態を示す斜視図
【図７】本発明のプロセスカートリッジのトナー量検出回路を示す回路図
【図８】本発明の第一の実施の形態のトナー量検出電極を現像枠体に取り付ける様子を示す斜視図
【図９】本発明の第一の実施の形態のプロセスカートリッジの側面図
【図１０】本発明の第一の実施の形態のプロセスカートリッジを下側から見た斜視図
【図１１】本発明の第二の実施の形態プロセスカートリッジの断面図
【図１２】本発明の第二の実施の形態のトナー量検出電極を現像枠体に取り付ける様子を示す斜視図
【図１３】本発明の第二の実施の形態のトナー量検出電極を現像枠体に取り付ける様子を示す斜視図
【符号の説明】
Ａ…画像形成装置
Ｂ…プロセスカートリッジ
１…光学手段
２…記録媒体
３…（搬送手段）  ３ａ…給紙カセット  ３ｂ…ピックアップローラ  ３ｃ、３ｄ、３ｅ…搬送ローラ  ３ｆ…搬送ガイド  ３ｇ、３ｈ…排出ローラ  ３ｊ…反転経路  ３ｋ…フラッパ
４…転写ローラ
５…定着手段  ５ａ…ヒータ  ５ｂ…定着ローラ  ５ｃ…駆動ローラ
６…排出トレイ
７…感光体ドラム
８…帯電ローラ
９…クリーニング手段  ９ａ…クリーニングブレード  ９ｂ…廃トナー溜め
９ｃ…クリーニング容器
１１…トナー容器
１２…現像スリーブ  １２ａ…スリーブ電極
１３…現像枠体  １３ａ…現像室  １３ｂ…取り付け面  １３ｃ、１３ｈ…位置決めボス  １３ｄ…溝  １３ｅ…穴  １３ｆ…ビス穴
１４…トナー収容部
１５…トナー送り部材
１６…トナー攪拌部材
１７…固定磁石
１８…現像ブレード
１９…クリーニングユニット
２０…現像ユニット
２２…現像バイアス電極  ２２ａ…外部接点  ２２ｂ、２２ｃ…接点部
２３…電極板  ２３ａ…外部接点  ２３ｂ…接点部
２４…弾性シール
２５…電極棒
２６Ｌ、２６Ｒ…ガイドレール
２６ｂＬ、２６ｂＲ…位置決め溝
３１、１０３…電気接点
３５…開閉部材  ３５ａ…ヒンジ
８０…検出部
８１…第一の電極  ８１ａ…腕部  ８１ｂ…切起し部
８２…第二の電極  ８２ａ…腕部  ８２ｂ…穴
９０…ホルダ  ９０ａ…窓部
２００…検出回路
２０１…現像バイアス回路
２０２…制御回路
２０４…増幅回路
Ｃ…プロセスカートリッジ
４１…第一の電極  ４１ｂ…切り起し部  ４１ｃ…穴
４２…第二の電極  ４２ａ…位置決め穴
４３…第三の電極  ４３ａ、４３ｂ…腕部  ４３ｃ…切り起し部
４３ｄ…穴  ４３ｅ、４３ｆ…位置決め穴
４４…現像枠体  ４４ｄ…溝  ４４ｅ…穴  ４４ｈ…位置決めボス
４４ｉ、４４ｊ…取り付け部  ４４ｋ…位置決めボス  ４４ｍ…穴
４５…配回し電極  ４５ａ…ねじ穴  ４５ｂ…接点部
４６…ホルダ  ４６ａ…穴
４７…電極板  ４７ａ…外部接点  ４７ｂ…接点部
４８…現像バイアス電極
５１…プロセスカートリッジ
５２…現像手段
５３…第一の電極
５４…第二の電極
５５…入力接点
５６…出力接点
５７…現像スリーブ  ５７ａ…現像バイアス電極
５８、５９…電気接点
６０…検出回路
６１…現像バイアス回路
６２…制御回路
６３…増幅回路
６４…検出部
６５…電気接点
【図１】
0003848191.tif 000002
【図２】
0003848191.tif 000003
【図３】
0003848191.tif 000004
【図４】
0003848191.tif 000005
【図５】
0003848191.tif 000006
【図６】
0003848191.tif 000007
【図７】
0003848191.tif 000008
【図８】
0003848191.tif 000009
【図９】
0003848191.tif 000010
【図１０】
0003848191.tif 000011
【図１１】
0003848191.tif 000012
【図１２】
0003848191.tif 000013
【図１３】
0003848191.tif 000014