JP2002328511A

JP2002328511A - 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: JP2002328511A
Application number: JP2001133664A
Authority: JP
Inventors: Yorihito Naitou; 順仁内藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-04-27
Filing date: 2001-04-27
Publication date: 2002-11-15

Abstract

(57)【要約】【課題】現像剤を収納した複数の室における現像剤の
分布が不均一となることを防止し、正確な現像剤残量レ
ベル検知することのできる現像装置、プロセスカートリ
ッジ及び電子写真画像形成装置を提供する。【解決手段】現像装置４は、現像剤収納部４１の内部
を複数の室４１ａ、４１ｂにて構成する。複数の室４１
ａ、４１ｂの一つに現像剤収納部４１の現像剤残量を測
定する現像剤量検知手段３０を設け、そして複数の室４
１ａ、４１ｂのそれぞれに、少なくとも１つの現像剤を
撹拌するための撹拌手段４７ａ、４７ｂを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、現像剤の残量を検
知する現像剤残量検知手段を備えた電子写真方式を用い
た画像形成装置、更には、プロセスカートリッジ、或い
は、現像装置に関する。

【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、
ＬＥＤ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等
が含まれる。

【０００３】又、電子写真画像形成装置本体に着脱可能
なカートリッジとは、電子写真感光体、電子写真を帯電
させる帯電手段、電子写真感光体に現像剤を供給する現
像手段、電子写真感光体をクリーニングするクリーニン
グ手段のうち少なくとも一つを有するものをいう。特
に、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。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】複写機やレーザービームプリンタなどの
電子写真画像形成装置は、画像情報に対応した光を電子
写真感光体（以下、「感光体」という。）に照射して静
電潜像を形成し、この静電潜像に現像手段で記録材料で
ある現像剤（以下「トナー」という。）を供給して画像
として顕像化し、更に、感光体から記録媒体である記録
紙へ画像を転写することで記録紙上に画像を形成してい
る。現像手段にはトナーを収容した現像剤収納部として
のトナー容器が連結されており、画像を形成することで
トナーは消費されていく。図１４に示すように、トナー
容器４１や現像手段４３、感光体１、帯電手段２、クリ
ーニング手段６などは、プロセスカートリッジＢとして
一体に構成されていることが多く、トナーが無くなった
際、使用者はプロセスカートリッジを交換することで、
再び画像を形成することができる。

【０００５】このプロセスカートリッジ内の画像形成に
供されるトナーが、どの程度残っているかを随時知るた
めに、図１４に示すように、近年ではトナー残量レベル
を検知できる現像剤残量検知手段３０である「トナー残
量レベル検知手段」をプロセスカートリッジ又は電子写
真画像形成装置本体に備えているものが増えてきた。

【０００６】この「トナー残量レベル検知」を実施する
手段としては、コンデンサー型の２極板金を有し、静電
容量の変化による検知方法や、トナー容器内へ光を進入
させ発信光量と受信光量の差による検知方法などがあ
る。

【０００７】一例として平面基盤上に２極パターンを形
成する平面アンテナによる検知方法を説明する。

【０００８】平面アンテナ３０は、図１４に示すよう
に、所定の間隔を保って平行に形成された一対の導電部
を持ったパターンで構成され、これを、例えば、トナー
容器４１の側面のトナーと接する位置にに配置する。つ
まり、トナー容器内のトナーが減少するに従い、トナー
と平面アンテナの接触面積が減少するように配置され
る。このパターン表面上にあるトナーの有無によって静
電容量が変化することを利用するものである。これによ
り、トナー容器のトナーと平面アンテナの静電容量の相
関を取ることが可能となり、平面アンテナの静電容量を
測定することで、随時、トナー容器内のトナー量を知る
ことが可能となる。平面アンテナの静電容量は２極パタ
ーンの一方のパターンに交流バイアスを印加し、他方の
パターンに流れる電流値によって知ることが可能とな
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例で示すような２極板金間の静電容量の変化で検知す
るトナー残量レベル検知方法では、以下に示すような問
題が生じる。

【００１０】従来用いられてきたトナー残量レベル検知
方法では、トナー容器４１内に設けられた平面アンテナ
３０がトナーによって覆われている面積によって静電容
量が変化し、その変化に応じてトナー残量レベルの計算
を行いその計算結果をユーザーへ知らせるというもので
あった。

【００１１】しかし、昨今のレーザービームプリンタの
使用頻度は増加を続け、プリントボリュームも同様に増
加してきている。そのような中で、トナーが少なくなっ
てしまった場合に、残りのトナーを使い切るために、ユ
ーザー自身がカートリッジ容器を振るような行為を行う
ことの必要がない、ノーシェイクカートリッジの実現
や、大容量カートリッジの実現が望まれている。

【００１２】ノーシェイクカートリッジや大容量カート
リッジを実現するために、トナーをトナー容器４１内に
残さず使うためトナー撹拌手段４７に改良を重ね、現像
ローラ４３を備えた現像室４２へとトナーが積極的に送
り込まれるような構成となり、また、撹拌手段が複数設
けられ、より効率的に現像装置へ送り込まれるようにな
ってきた。

【００１３】又、大容量を実現するために、トナー容器
の容積を増加し、トナー容器自体を今までの一室構成で
あったものを二室、三室と複数のトナー容器を繋ぎ、更
に、それぞれの容器に、現像室までのトナーの循環を確
保するために撹拌手段が設けられたりしている。

【００１４】しかし、大容量化したトナーカートリッジ
内部で、循環を活発にし、カートリッジ内部のトナーを
現像領域へ積極的に送り込もうとすると、トナー容器内
部でトナー分布に偏りが生じてしまうため、正確なトナ
ー残量レベル検知を行うことが難しかった。

【００１５】従って、本発明の目的は、現像剤を収納し
た複数の室を備えた現像剤収納部における現像剤の分布
が不均一となることを防止し、正確な現像剤残量レベル
検知することのできる現像装置、プロセスカートリッジ
及び電子写真画像形成装置を提供することである。

【００１６】

【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、第１の本発明によれ
ば、現像剤を収納する現像剤収納部を有する現像装置に
おいて、前記現像剤収納部の内部を複数の室にて構成
し、前記複数の室の一つに前記現像剤収納部の現像剤残
量を測定する現像剤量検知手段を設け、そして前記複数
の室のそれぞれに、少なくとも１つの現像剤を撹拌する
ための撹拌手段を設けた、ことを特徴とする現像装置が
提供される。

【００１７】第２の本発明によれば、像担持体と、前記
像担持体に形成された潜像を現像するための現像装置
と、を備えた電子写真画像形成装置において、前記現像
装置は、内部が複数の室にて構成された、現像剤を収納
する現像剤収納部を有し、前記複数の室の一つに前記現
像剤収納部の現像剤残量を測定する現像剤量検知手段を
設け、そして前記複数の室のそれぞれに、少なくとも１
つの現像剤を撹拌するための撹拌手段を設けた、ことを
特徴とする電子写真画像形成装置が提供される。

【００１８】第３の本発明によれば、像担持体と、前記
像担持体に形成された潜像を現像するための現像装置
と、を一体に備え、電子写真画像形成装置本体に対して
着脱自在とされたプロセスカートリッジにおいて、前記
現像装置は、内部が複数の室にて構成された、現像剤を
収納する現像剤収納部を有し、前記複数の室の一つに前
記現像剤収納部の現像剤残量を測定する現像剤量検知手
段を設け、そして前記複数の室のそれぞれに、少なくと
も１つの現像剤を撹拌するための撹拌手段を設けた、こ
とを特徴とするプロセスカートリッジが提供される。

【００１９】

【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。

【００２０】実施例１先ず、図１を参照して、本発明に従って構成される電子
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、電子写真方式のレーザ
ービームプリンタ１００とされ、ホストコンピュータか
らの情報を受け取り、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、布等に画
像を形成するものである。

【００２１】レーザービームプリンタ１００は、電子写
真感光体、現像手段、現像剤（トナー）などの消耗品を
一体としたプロセスカートリッジＢが装着手段２０を介
して装置本体Ａに対して着脱交換可能とされる。

【００２２】更に説明すると、レーザービームプリンタ
１００は、像担持体としてドラム状の電子写真感光体と
される感光体ドラム１を有する。本実施例で、感光体ド
ラム１は、ＯＰＣ、アモルファスＳｉ等の感光材料をア
ルミニウムやニッケル等のシリンダ状の基板上に形成し
て構成されており、駆動手段Ｍ１により矢示の時計方向
ａに所定の周速度で回転駆動される。

【００２３】回転する感光体ドラム１の周囲を所定の極
性・電位に一様に帯電処理する帯電手段２が配置され
る。本実施例で、帯電手段２は、帯電ローラを使用した
接触帯電装置とされる。

【００２４】レーザービームプリンタ１００は、レーザ
ービームスキャナーとされる画像情報露光手段３を備え
ている。このスキャナー３は、半導体レーザー、ポリゴ
ンミラー、Ｆ-θレンズなどを有しており、不図示のホ
ストコンピュータから送られてきた画像情報に応じてＯ
Ｎ／ＯＦＦ制御されたレーザービームＬを出射して感光
体ドラム１の一様に帯電された表面を走査露光し、静電
潜像を形成する。

【００２５】感光体ドラム１上の静電潜像は、現像装置
４によりトナー像として現像される。現像方法として
は、ジャンピング現像法、２成分現像法等が用いられ、
イメージ露光と反転現像との組み合わせで用いられるこ
とが多い。

【００２６】感光体ドラム１の下方には、弾性層を有す
る回転体形状の接触帯電部材としての転写ローラ５が配
置される。転写ローラ５は、感光体ドラム１に対して加
圧接触させて転写ニップ部Ｎを形成させてあり、駆動手
段Ｍ２により矢示の反時計方向ｂに所定の周速度で回転
駆動される。

【００２７】回転する感光体ドラム１上に形成されたト
ナー像は、転写ニップ部Ｎに対して給紙部から給紙され
た記録材Ｐ（転写材）に対して順次静電転写される。

【００２８】手差し給紙部７やカセット給紙部１４など
の給紙部から給紙された記録材Ｐは、プレフィードセン
サ１０で待機した後に、レジストローラ１１、レジスト
センサ１２、転写前ガイド１３を通過して転写ニップ部
Ｎ（画像形成部）に給紙される。記録材Ｐは、レジスト
センサ１２によって感光体ドラム１の表面に形成された
トナー像と同期取りされて、感光体ドラム１と転写ロー
ラ５とで形成される転写ニップ部Ｎに供給される。ま
た、給紙部において記録材Ｐの給紙時に複数の記録材を
誤って給紙してしまう重送といった問題を解消するため
に、分離ローラ（８、１５）などが設けられている。

【００２９】転写ニップ部Ｎにおいてトナー像の転写を
受け、転写ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐは、感光体ド
ラム１の面から分離され、シートパス９を通って定着装
置１８へ搬送される。

【００３０】本実施例の定着装置１８は、加熱フィルム
ユニット１８ａと加圧ローラ１８ｂの圧接ローラ対から
なるフィルム加熱方式の定着装置であり、トナー像を保
持した記録材Ｐは加熱フィルムユニット１８ａと加圧ロ
ーラ１８ｂの圧接部である定着ニップ部Ｔで狭持搬送さ
れて加熱・加圧を受けることでトナー像が記録材Ｐ上に
定着され永久画像となる。トナー像が定着された記録材
Ｐは排紙ローラ１９に従って、フェイスアップ１６若し
くはフェイスダウン１７へ排出される。

【００３１】一方、記録材Ｐに対するトナー像転写後の
感光体ドラム１の表面は、プロセスカートリッジのクリ
ーニング手段６により転写残留トナーの除去を受けて清
掃されて繰り返して作像に供される。本実施例にてクリ
ーニング手段としてのクリーニング装置６は、ブレード
クリーニング装置であり、クリーニングブレード６ａを
備えている。

【００３２】次に、図２を参照して、本発明のプロセス
カートリッジＢについて更に詳しく説明する。

【００３３】図２に示すように、プロセスカートリッジ
Ｂは、電子写真感光体である感光体ドラム１と、感光体
ドラム１を均一に帯電するための帯電手段としての帯電
ローラ２と、現像装置４と、感光体ドラム１の表面を清
掃するクリーニング手段であるクリーニングブレード６
ａと、クリーニングブレード６ａにより感光体ドラム１
から除去された残留トナーを収容する廃トナー容器６ｂ
とが一体的に構成され、電子写真画像形成装置本体（以
下、単に「装置本体」という。）Ａに取り外し可能に装
着される。

【００３４】現像装置４は、現像剤であるトナーＴを収
容する現像剤収納部であるトナー容器４１、トナー容器
４１と連結された現像室、即ち、現像容器４２、感光体
ドラム１に対向配置された現像手段としての現像ローラ
４３、現像ローラ４３に当接し、トナー層厚を規制する
現像剤規制部材である現像ブレード４５、及びトナー容
器４１（４１ａ、４１ｂ）内のトナーＴを撹拌し現像容
器４２内へトナーＴを送り込むトナー容器内撹拌部材４
７（４７ａ、４７ｂ）、トナー容器４１から送り込まれ
たトナーＴを現像ローラ４３へ搬送する撹拌部材４８を
備えている。

【００３５】又、プロセスカートリッジＢの使用前に
は、トナー容器４１と現像容器４２との間にトナー封止
部材４６が貼着されている。このトナー封止部材４６
は、プロセスカートリッジＢの輸送中等に激しい衝撃が
発生した場合等でもトナーが洩れることのないように設
けられ、装置本体ＡにプロセスカートリッジＢを装着す
る直前にユーザーによって開封される。

【００３６】図１において、レーザービームプリンタ１
００には、プロセスカートリッジＢの上方に、画像情報
に対応してレーザー光Ｌを照射するレーザースキャナー
３が配置され、下方には感光体ドラム１に対向する転写
手段である転写ローラ５が配設されている。

【００３７】上述のように、斯かる構成にて、感光体ド
ラム１が帯電ローラ２によって均一に帯電され、その表
面をレーザースキャナー３から照射されるレーザー光Ｌ
によって走査露光なされ、目的の画像情報の静電潜像が
形成される。静電潜像は、マグネット４４を内蔵した現
像ローラ４３などの作用によって、トナーが付着されて
トナー像として可視化される。尚、本実施例において
は、現像剤として絶縁性磁性１成分トナーを用いた。

【００３８】本実施例のレーザービームプリンタ１００
は、トナーの消費に伴ってその残量を逐次検知すること
のできる現像剤残量検知手段を備えている。

【００３９】本実施例では、図２に示すように、現像剤
残量検知手段として、絶縁シート上にコンデンサーパタ
ーンを形成した平面アンテナ３０を用いている。

【００４０】図３に平面アンテナ３０の詳細な構成を示
す。平面アンテナ３０は、トナー容器４１内のトナーが
流動的である撹拌手段４７ａの近傍の側壁に貼り付ける
形態で設けられている。そして、ＰＥＴなどの絶縁部材
３１上に２系統の電極パターン３２ａと３２ｂが設けら
れている。例えば電極３２ａ側に交流電流を通電し、電
極３２ｂ側から誘起された電圧値を読みとる。それぞれ
の電極はコンデンサー状にパターンが形成されているこ
とから、この付近に存在するトナーの量によって、電極
３２ｂへ誘起される電圧値は異なる。この異なる電圧値
を見て、トナー残量レベル検知を行っている。また、そ
れぞれの電極パターンへは端子電極３３ａ又は３３ｂよ
り装置本体（不図示）と接続されている。

【００４１】平面アンテナ３０の電極部分３２ａ、３２
ｂは、基本的に良導性の部材であれば特に限定すること
はなく使用することができるが、本実施例では材料とし
て酸化に強いＳＵＳを使用している。また、絶縁シート
３１についても絶縁が確保されるのであればどのような
ものでも良い。

【００４２】装置本体ＡとプロセスカートリッジＢには
不図示の電気接点が設けられており、プロセスカートリ
ッジＢが装置本体内に装着された際に該電気接点を通じ
てプロセスカートリッジＢの平面アンテナ３０と装置本
体内のトナー残量レベル検知検出部５０（図４）が電気
的に接続される。

【００４３】図４に、プロセスカートリッジＢが装置本
体に正常に装着されたときのトナー残量レベル検知検出
部５０の回路構成を示す。

【００４４】図４において、現像バイアス印加手段とし
ての現像バイアス回路３４から所定のＡＣバイアスを出
力すると、その印加バイアスは、トナー容器４１内の平
面アンテナ３０の一方の端子電極３３ａに印加される。

【００４５】平面アンテナ３０上の電極パターンの静電
容量に対して発生する測定値は、残量検知検出部５０の
検出回路５１へと送信される。検出回路５１からの測定
値、即ち、電圧値はデジタル変換し、その結果を制御部
（演算回路）５２に送り、トナー残量レベル検知結果を
トナー残量検知閾値テーブル５３と比較して、表示手段
６０により、例えばトナー残量を％表示や、印字可能枚
数といった形でユーザーに提供する。尚、プロセスカー
トリッジＢには、記憶手段２５が設けられており、例え
ばトナー残量などを記憶させておくことができる。

【００４６】尚、本実施例では印加バイアスとして現像
バイアスと同じ２ｋＨｚ程度の交流バイアスに−４００
Ｖ程度の直流バイアスを重畳したバイアスを用いてい
る。

【００４７】従来採用されていた通紙可能枚数が２００
００枚を越える大容量トナーカートリッジでは、トナー
残量検知を行うには、トナー残量レベルの検知精度やト
ナー容器内のトナー分布状態といった問題が多く、ある
一定量までトナー量が減少してからトナー残量レベル検
知を開始せざるを得なかったり、又は、採用を見送られ
ることが多かった。

【００４８】大容量カートリッジではトナー容量を多く
必要とし、また、トナー容器自体の収納容量が多いこと
から、通常の１００００枚程度のカートリッジに比べる
と、トナー循環を活発にしなくてはならなかった。従っ
て、トナー容器内のトナー循環を確保するためにトナー
撹拌手段として、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ、ＰＥＴなどの材質
を使ったシートをトナー容器内で回転させて、循環させ
るシート撹拌方式が採用されている。又、トナー容器が
大容量であるために、撹拌手段を複数設ける構成などが
採用されている。

【００４９】このように、循環を活発にし、トナーカー
トリッジＢ内のトナーを現像領域へ積極的に送り込む構
成がとられてきており、トナー容器内部でのトナー分布
は現像容器側へ偏っていることが多かった。そのため、
複数のトナー室、即ち、トナー容器を持つカートリッジ
では、トナー容器全域にトナー残量レベル検知センサー
を設けることによってしか、トナー容器全域における正
確なトナー残量レベル検知を行うことができなかった。
しかし、上述のようなトナー容器全域にトナー残量レベ
ル検知センサーを設けるような構成では、コストがかか
ってしまう。

【００５０】そこで、本実施例では、トナーを循環させ
るための複数の撹拌手段を、複数のトナー容器において
均一にトナー量が分布するように、形状を同一なものと
すること、又は、それぞれのトナー容器に対する撹拌手
段の撹拌力を同一のものとすること、が特徴とされる。

【００５１】以下、本実施例について更に説明する。本
実施例では図２に示すようなプロセスカートリッジを用
意した。

【００５２】現像容器４２に近いトナー容器４１ａをＴ
１室、現像容器４２から遠いトナー容器４１ｂをＴ２室
と呼び、Ｔ１室にトナー残量レベル検知センサー３０を
設置した。

【００５３】本実施例で設置したトナー残量レベル検知
センサー３０は、平面基盤上に一対の電極板を設置した
平面アンテナであり、その電極板間の静電容量の推移を
用いて検知する方法を採る。

【００５４】トナー容器４１（４１ａ、４１ｂ）のトナ
ー容量をそれぞれ１０００ｇとする。又、トナー撹拌手
段４７（４７ａ、４７ｂ）は、図５に示すように、回転
軸４７ａに対し、ＰＥＴシート４７ｅ貼り付けて構成す
る。シート４７ｅの厚みは、しなやかさを保つため０．
５ｍｍとする。又、このトナー容器内での撹拌速度を１
２ｒｐｍとする。

【００５５】先ず始めに、トナー撹拌手段の形状をＴ１
室に比べＴ２室の撹拌手段４７ｂのシート部分（ｌ）が
長いタイプを用いる。この場合、Ｔ１室の撹拌手段４７
ａよりＴ２室の撹拌手段４７ｂの撹拌力が強くなる。こ
の構成において、トナー残量検知性能を確認する。確認
方法は、実際の通紙によって、トナー重量の消費率とト
ナー残量レベル検知センサーから得られた残量値を比較
する。

【００５６】又、Ｔ１室に対して、Ｔ２室の撹拌手段４
７ｂのシート部分が短いタイプについても同様に行う。
この場合、Ｔ１室の撹拌手段よりＴ２室の撹拌手段の撹
拌力が弱くなる。その結果を図６に示す。

【００５７】Ｔ２室のトナー撹拌手段の撹拌力が強い場
合は、トナー残量に対して、トナー残量検知結果は推移
が遅いことが分かった。これは、Ｔ２室のトナーがＴ１
室へ過剰に供給されてしまった結果、図７に示すよう
に、トナー分布がＴ１室に偏って存在しているからであ
る。

【００５８】Ｔ２室のトナー撹拌力が弱い場合は、トナ
ー残量に対して、トナー残量レベル検知結果の推移が早
いことが分かる。Ｔ２室のトナーがＴ１室へ十分に供給
されていない結果、図８に示すように、トナー分布がＴ
２室に偏って存在しているからである。

【００５９】以上のように撹拌手段の構成をＴ１室とＴ
２室で変えることで、トナー残量レベル検知センサーの
検知結果は大きく変わり、正確に検知されていないとい
うことが分かった。

【００６０】そこで、Ｔ１室とＴ２室を同じ構成の撹拌
手段を用いて同様の実験を行ってみると、図９に示すよ
うに、撹拌手段の構成を同一のものとした場合、カート
リッジ使用開始直後から正確なトナー残量レベル検知が
なされていることがはっきりした。

【００６１】本実施例にもあるように、複数のトナー容
器（トナー室）を持つカートリッジで、各トナー室内に
トナー撹拌手段を持つ場合、そのトナー撹拌手段の構成
を同一のものとすることで、複数のトナー室内でのトナ
ー分布が均一となり、２極板金構成を用いたトナー残量
レベル検知センサーにおいて、トナー容器全体における
トナー残量の正確な検知結果を得られると共に、使用者
に対しても、正確なトナー残量情報を与えられることが
可能となる。

【００６２】本実施例でのカートリッジ構成は一例であ
り、これに限ったものではない。トナー容器が３室以上
設けられている場合についても、本実施例で効果をなし
た同一形状の撹拌手段を用いることで、それぞれのトナ
ー容器内のトナー量が均一化する。

【００６３】又、トナー撹拌手段の形状が異なる場合で
あっても、回転数や撹拌シートの剛性などを変え、撹拌
力を同一のものとすることでも、同様の効果を得られる
ことは可能である。逆に、トナー残量レベル検知センサ
ーが複数のトナー容器に設置されていたとしても、それ
ぞれのトナー室でトナー量が均一化されていることで、
より正確なトナー残量レベル検知を行なうことができ
る。

【００６４】実施例２上記実施例１では複数あるトナー撹拌手段の形状を同一
のものとすることで、トナー容器内のトナー分布状態を
均一化することが可能となり、トナー残量レベル検知精
度の向上を図ることができた。

【００６５】しかし、粉体であるトナーは非常に流動的
で、撹拌手段の動きに合わせ、トナー容器内を大きく循
環し、上記実施例１のように、撹拌手段にシート撹拌を
採用した場合は、トナーの動きが従来の棒状撹拌手段を
使っているものに対し、非常に活発となり、トナー撹拌
シートの回転周期に応じて、トナー残量レベル検知セン
サーの値が大きなうねりを持つことが確認された。又、
そのうねりはトナー撹拌手段が多ければ多いほど長周期
であり、また、複数あるトナー撹拌手段のそれぞれの撹
拌周期の公倍数の周期を持つことが確認された。

【００６６】そこで、本実施例では、同一周期で回転す
る複数の撹拌手段の回転の位相をずらして撹拌させ、サ
ンプリングを行う。また、異なる回転周期の複数の撹拌
手段では、トナー残量検知センサーのサンプリング周期
を、複数のトナー撹拌手段の回転周期の公倍数にするこ
とを特徴とする。

【００６７】始めに、同周期で回転するトナー撹拌手段
の撹拌によって、トナー残量検知装置の検出値がどのく
らい、振れがあるのかを確認する。

【００６８】本実施例で用いるトナーカートリッジは、
図２のように、トナー撹拌手段は撹拌能力の高いシート
撹拌タイプを用い、トナー残量レベル検出装置には２極
板金間の静電容量を持って、検出する平面アンテナを用
いる。

【００６９】又、それぞれの撹拌手段の回転周期は一分
間に１０回転の１０ｒｐｍとして行なう。トナー容器内
のトナー残量は５０％として確認を行った。その結果が
図１０である。図１０に示す結果から、トナー撹拌手段
の回転周期である１０ｒｐｍに相当して、一分間に６秒
周期の周期性を確認することができた。

【００７０】そこで、本実施例の構成において、それぞ
れのトナー撹拌手段の撹拌の位相を異ならせる。本実施
例では位相を１８０度ずらして行うこととし、トナー残
量レベル検知回路の設置されていない撹拌手段を１８０
度遅らせる。そのときの推移が図１１に示される。

【００７１】図１１からも分かるように、位相を合わせ
た場合のトナー残量レベル検知結果に比べ、本実施例の
ように撹拌周期の位相をずらすことで、撹拌手段による
振れを解消することが可能であることが確認できた。

【００７２】次に、上記実施例１のように、撹拌手段が
複数設けられている場合について実験を行なった。

【００７３】本実験では撹拌手段の影響を観測し易いよ
うに、一方の撹拌手段の回転周期を６秒で一回転する１
０ｒｐｍとし、もう一方を４秒で一回転する１５ｒｐｍ
とする。又、１０ｒｐｍの回転数の撹拌手段を、残量検
知装置が設けてあるＴ１室側に設けることとし、１５ｒ
ｐｍの回転数の撹拌手段を、Ｔ２室側に設けることとす
る。始めに、トナー残量検知を撹拌周期によらず常にサ
ンプリングを行うこととする。又、トナー残量を５０％
として実験を行う。

【００７４】その結果は、図１２に示すようになり、１
０ｒｐｍと１５ｒｐｍのそれぞれの撹拌周期とは異な
り、１２秒間隔の大きなうねりが確認された。この１２
秒間隔のうねりは、今回用いたそれぞれの撹拌手段の撹
拌周期の最小公倍数に相当する。

【００７５】そこで、本実験での構成で、残量検知を行
うこととする。今回の場合は、それぞれの撹拌手段の回
転周期の最小公倍数である１２秒間隔をサンプリングの
１周期とする。その結果が図１３に示される。

【００７６】サンプリング周期を撹拌手段の回転数とは
相関を持たせずに行った場合は、図１２で明らかなよう
に残量検知出力値には大きな値の変動幅が確認された。
しかし、本実施例にあるように、サンプリングの周期を
各撹拌手段の回転周期の公倍数に設定するとことで、ト
ナー撹拌によるトナー残量レベル検知出力値の振れは確
認されなかった。

【００７７】以上のように、撹拌手段による撹拌によ
り、トナーがトナー容器内を循環したとしても、複数の
トナー撹拌手段の回転周期が同一の場合はそれぞれの撹
拌手段の位相をずらすことによって、撹拌手段の回転に
よる読みとり値の振れを低減することが可能となる。

【００７８】又、回転周期が異なる複数の撹拌手段を設
けた場合、そのそれぞれの撹拌回転周期の公倍数の周期
を、サンプリング周期と設定することにより、同様の効
果が得られる。

【００７９】本実施例で述べたのはほんの一例であっ
て、撹拌手段の撹拌周期やトナー残量レベル検知装置の
サンプリング周期などはこれに限ったものではない。

【００８０】又、本実施例ではシート状のシート撹拌手
段を用いて説明したが、棒状撹拌手段であっても、スク
リュー型撹拌手段であっても、撹拌手段の撹拌周期とト
ナー残量レベル検知装置のサンプリング周期の関係は変
わらない。

【００８１】又、本実施例内での説明では、それぞれの
撹拌手段の回転周期が同一の場合と、回転周期が異なる
場合とに分けて説明を行った。しかし、それぞれの撹拌
手段の回転周期が同一な場合であってもサンプリング周
期を撹拌手段の回転周期に合わせて行うことも効果的で
ある。

【００８２】実施例３上記実施例のプロセスカートリッジＢにおける現像装置
４は、カートリッジ化された現像装置４として具現化す
ることができ、この場合においても、上記実施例と同様
の作用効果を達成し得る。

【００８３】つまり、カートリッジ化された現像装置４
は、現像ローラ４３及び現像ブレード４５等の現像手段
を保持する現像容器（現像室）４２と、現像手段に供給
する現像剤を収容するトナー容器４１とをプラスチック
製の枠体により一体的に構成することによりカートリッ
ジ化される。即ち、この実施例に従った現像装置４は、
図２を参照して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、プロセスカー
トリッジＢから、感光体ドラム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、２にて説明した全て
の現像装置構成部が本実施例の現像装置にも適用され
る。

【００８４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、現像剤
収納部の内部を複数の室にて構成し、複数の室の一つに
現像剤収納部の現像剤残量を測定する現像剤量検知手段
を設け、そして複数の室のそれぞれに、少なくとも１つ
の現像剤を撹拌するための撹拌手段を設けた構成とされ
るので、現像剤を収納した複数の室における現像剤の分
布が不均一となることを防止し、正確な現像剤残量レベ
ル検知することができる。

【００８５】特に、本発明は、複数の撹拌手段の形状を
同一のものとし、現像剤収納部内の現像剤分布を均一化
することで、最小限の現像剤残量レベル検知回路構成で
現像剤収納部全域における現像剤残量レベル検知を高精
度に行うことが可能となる。

【００８６】又、現像剤残量レベル検知回路のサンプリ
ング周期を複数の撹拌手段の回転周期の公倍数に相当す
る周期で行うことで、撹拌手段の撹拌力によって、現像
剤が現像剤収納部内で活発に撹拌されたとしても、現像
剤残量レベル検知を高精度で行うことが可能となる。

【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】本発明に係るプロセスカートリッジの一実施例
の概略構成図である。

【図３】トナー残量レベル検知装置の概略構成図であ
る。

【図４】トナー残量レベル検知回路の概略構成図であ
る。

【図５】撹拌手段の概略構成図である。

【図６】トナー残量レベル検知の検知結果である。

【図７】プロセスカートリッジの一実施例の他の概略構
成図である。

【図８】プロセスカートリッジの一実施例の他の概略構
成図である。

【図９】トナー残量レベル検知の検知結果である。

【図１０】トナー残量レベル検知の検知結果である。

【図１１】トナー残量レベル検知の検知結果である。

【図１２】トナー残量レベル検知の検知結果である。

【図１３】トナー残量レベル検知の検知結果である。

【図１４】従来のプロセスカートリッジの概略構成図で
ある。

【符号の説明】

１像担持体（電子写真感光体）２帯電手段３露光手段４現像装置５転写手段６クリーニング手段３０現像剤残量検知手段（平面アンテナ）４１現像剤収納部（トナー容器）４２現像室（現像容器）４７撹拌手段１００電子写真画像形成装置（レーザービー
ムプリンタ）Ａ画像形成装置本体ＢプロセスカートリッジＴ１、Ｔ２トナー容器（室）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H071 BA04 BA13 BA27 BA33 DA06 DA08 DA13 DA15 DA32 DA34 EA08 2H077 AA12 AA18 AB03 AB13 AB18 AC01 AD02 AD06 AD13 AD17 AD36 BA02 BA08 BA09 DA15 DA35 DA58 DA59 DA81

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像剤を収納する現像剤収納部を有する
現像装置において、前記現像剤収納部の内部を複数の室にて構成し、前記複数の室の一つに前記現像剤収納部の現像剤残量を
測定する現像剤量検知手段を設け、そして前記複数の室
のそれぞれに、少なくとも１つの現像剤を撹拌するため
の撹拌手段を設けた、ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】前記現像装置は、電子写真画像形成装置
に着脱可能とされる請求項１の現像装置。
【請求項３】前記現像剤量検知手段によって前記現像
剤収納部全体の現像剤残量を逐次測定することを特徴と
する請求項１又は２の現像装置。
【請求項４】前記各撹拌手段の形状が同一であること
を特徴とする請求項１、２又は３の現像装置。
【請求項５】前記各撹拌手段の回転周期が同じである
ことを特徴とする請求項１、２又は３の現像装置。
【請求項６】像担持体と、前記像担持体に形成された
潜像を現像するための現像装置と、を備えた電子写真画
像形成装置において、前記現像装置は、内部が複数の室にて構成された、現像剤を収納する現像
剤収納部を有し、前記複数の室の一つに前記現像剤収納部の現像剤残量を
測定する現像剤量検知手段を設け、そして前記複数の室
のそれぞれに、少なくとも１つの現像剤を撹拌するため
の撹拌手段を設けた、ことを特徴とする電子写真画像形
成装置。
【請求項７】前記像担持体と前記現像装置は、一体と
されたプロセスカートリッジとされ、電子写真画像形成
装置に着脱可能とされる請求項６の電子写真画像形成装
置。
【請求項８】前記現像剤量検知手段によって前記現像
剤収納部全体の現像剤残量を逐次測定することを特徴と
する請求項６又は７の電子写真画像形成装置。
【請求項９】前記各撹拌手段の形状が同一であること
を特徴とする請求項６、７又は８の電子写真画像形成装
置。
【請求項１０】前記各撹拌手段の回転周期が同じであ
ることを特徴とする請求項６、７又は８の電子写真画像
形成装置。
【請求項１１】前記現像剤残量検知手段によって得ら
れた情報を前記撹拌手段の撹拌周期に応じて数値処理を
行うことを特徴とする請求項６〜１０のいずれかの項に
記載の画像形成装置。
【請求項１２】前記各撹拌手段の撹拌周期の位相をそ
れぞれで異ならせることを特徴とする請求項６〜１１の
いずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】前記残量検知手段によって得られた情
報を、前記各撹拌手段それぞれの撹拌周期の公倍数に応
じて数値処理を行うことを特徴とする請求項６〜１０の
いずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】電子写真感光体とされる像担持体と、
前記像担持体に形成された潜像を現像するための現像装
置と、を一体に備え、電子写真画像形成装置本体に対し
て着脱自在とされたプロセスカートリッジにおいて、前
記現像装置は、内部が複数の室にて構成された、現像剤を収納する現像
剤収納部を有し、前記複数の室の一つに前記現像剤収納部の現像剤残量を
測定する現像剤量検知手段を設け、そして前記複数の室
のそれぞれに、少なくとも１つの現像剤を撹拌するため
の撹拌手段を設けた、ことを特徴とするプロセスカート
リッジ。
【請求項１５】前記現像剤量検知手段によって前記現
像剤収納部全体の現像剤残量を逐次測定することを特徴
とする請求項１４のプロセスカートリッジ。
【請求項１６】前記各撹拌手段の形状が同一であるこ
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１７】前記各撹拌手段の回転周期が同じであ
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。