JP2008129242A - Developing device and process cartridge - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、潜像担持体に形成担持されている潜像を現像剤(トナー)により可視画像とする現像装置及びこの現像装置を備えるプロセスカートリッジに関するものである。 The present invention relates to a developing device that converts a latent image formed and supported on a latent image carrier into a visible image using a developer (toner), and a process cartridge including the developing device.
従来、電子写真画像形成プロセスを採用する画像形成装置においては、潜像担持体及び前記潜像担持体に帯電処理並びに現像処理等のプロセス処理を施すプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、前記カートリッジを前記画像形成装置の本体に着脱自在とするプロセスカートリッジ方式が広く用いられている。これらのプロセスカートリッジ方式によれば、潜像担持体及び各プロセス手段のメンテナンスをサービスマンによらずにユーザ自身で行うことができるので、操作性の格段な向上が実現されている。 Conventionally, in an image forming apparatus employing an electrophotographic image forming process, a latent image carrier and process means for subjecting the latent image carrier to process processing such as charging and developing are integrally formed into a cartridge, and the cartridge A process cartridge system is widely used that can be detachably attached to the main body of the image forming apparatus. According to these process cartridge systems, the maintenance of the latent image carrier and each process means can be performed by the user himself / herself without depending on the service person, so that the operability is remarkably improved.
また、電子写真複写機やレーザービームプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置は、画像情報に対応した光を潜像担持体である電子写真感光体に照射して潜像を形成し、この潜像に現像手段を用いて現像剤(トナー)を供給して顕像化し、更に感光体からの記録媒体へ画像を転写することで記録媒体上に画像を形成している。現像手段には現像剤が収納されており、画像を形成することで現像剤は消費されていく。 In addition, an electrophotographic image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a laser beam printer forms a latent image by irradiating an electrophotographic photosensitive member as a latent image carrier with light corresponding to image information. An image is formed on the recording medium by supplying a developer (toner) to the image by using a developing means to visualize the image, and further transferring the image from the photoreceptor to the recording medium. Developer is stored in the developing means, and the developer is consumed by forming an image.
画像形成装置には、現像剤が消費された場合にそれを検知し、使用者に報知する手段、即ち、現像剤残量検知手段である現像剤量検出装置を備えており、現像剤量検出装置は、現像装置内に画像形成に供することができる現像剤がどのくらい残っているかを随時知ることを可能としている。 The image forming apparatus includes a developer amount detecting device that detects when the developer is consumed and notifies the user, that is, a developer remaining amount detecting device. The apparatus makes it possible to know from time to time how much developer that can be used for image formation remains in the developing device.
特に、現像剤が無くなったことを使用者に報知するだけではなく、現像剤の量を逐次に検知して報知することによって、使用者の利便性を更に向上したものがある。このような画像形成装置では、現像剤が未使用時の何%だけ残っているかを算出して使用者に逐次報知したり、又、所定品位の画像形成が行なえない程現像剤が減ったことを示す「現像剤無し」表示を行ない、画像不良が起こる前に現像剤が残り少なくなったことを使用者に警告したりするものがある。 In particular, not only notifying the user that the developer has run out, but also detecting the amount of developer in sequence and notifying the user further improves the convenience for the user. In such an image forming apparatus, the amount of developer remaining when not used is calculated and notified to the user one after another, or the amount of developer has decreased so that image formation of a predetermined quality cannot be performed. In some cases, a “no developer” display is displayed to warn the user that the remaining developer is low before an image failure occurs.
この現像剤量を検知する手段として、電極となる金属棒を現像剤担持体に対向する箇所、若しくはその他の複数の箇所に設けて、この金属棒と現像剤担持体との間の静電容量が、絶縁性トナーなどとされる現像剤の量に応じて変化することを利用したものがある。 As a means for detecting the developer amount, a metal rod serving as an electrode is provided at a location facing the developer carrying member or at a plurality of other locations, and the capacitance between the metal rod and the developer carrying member is provided. However, there is a technique that utilizes the fact that the amount varies depending on the amount of developer used as an insulating toner.
即ち、この金属棒と現像剤担持体との間の空間が現像剤で埋まっていれば、その間の静電容量は大きくなり、現像剤が減るにつれて両者の間の空間を空気が占める率が増え、静電容量は小さくなっていく。従って、この板金と現像剤担持体との間の静電容量と現像剤残量の関係を予め求めておけば、静電容量を測定することによって現像剤残量を検知することができる。 That is, if the space between the metal rod and the developer carrying member is filled with the developer, the capacitance between the metal rod and the developer carrier increases, and as the developer decreases, the ratio of air to the space between the two increases. The capacitance becomes smaller. Accordingly, if the relationship between the electrostatic capacity between the sheet metal and the developer carrying member and the remaining amount of the developer is obtained in advance, the remaining amount of the developer can be detected by measuring the electrostatic capacity.
しかしながら、上述のような現像剤残量検知手段の場合、電極金属棒に向かって現像剤が撹拌によって送り込まれてくると、現像剤が金属棒に付着もしくは堆積しやすくなり、測定される静電容量に誤差が生じて、その結果、現像剤残量検知手段によって検出した現像剤残量の値と、実際に現像装置内に残っている現像剤残量が一致しない状態が生じることがある。 However, in the case of the developer remaining amount detecting means as described above, if the developer is fed toward the electrode metal rod by stirring, the developer tends to adhere to or accumulate on the metal rod, and the measured electrostatic capacity is measured. An error may occur in the capacity, and as a result, there may be a case where the value of the remaining amount of developer detected by the remaining developer detecting means does not match the remaining developer amount actually remaining in the developing device.
例えば、電極金属棒に現像剤が付着もしくは堆積することによって、電極金属棒周辺には現像剤が残っているが現像剤担持体には現像剤が供給されていないといった状況が生じ、その結果、現像剤担持体に現像剤が少なくなって画像全域を可視化できず、画像不良が発生してしまう状態(以下、白抜け)が警告を発する前に発生してしまうことがある。 For example, when the developer adheres to or accumulates on the electrode metal rod, a situation occurs in which the developer remains around the electrode metal rod but the developer is not supplied to the developer carrier. A state in which the entire area of the image cannot be visualized due to a small amount of developer on the developer carrying member and an image defect occurs (hereinafter, white void) may occur before the warning is issued.
特に、高温高湿環境では、電極である金属棒表面に水分が吸着し、現像剤自身も水分を吸着するため、金属棒に現像剤が付着もしくは堆積しやすくなり、「現像剤無し」警告を発する前に白抜け画像が発生してしまうといった問題が発生しやすくなる。 In particular, in a high-temperature and high-humidity environment, moisture is adsorbed on the surface of the metal rod, which is an electrode, and the developer itself also adsorbs moisture. A problem that a blank image is generated before the image is generated easily occurs.
上記問題に対して現像剤撹拌部材の回転半径内に電極を配置し、現像剤撹拌部材を電極に接触させて電極に堆積した現像剤を除去する方法が提案されている。 In order to solve the above problems, a method has been proposed in which an electrode is disposed within the rotation radius of the developer stirring member, and the developer accumulated on the electrode is removed by bringing the developer stirring member into contact with the electrode.
しかしながら、電極に堆積した現像剤を除去するには現像剤撹拌部材を多数回あるいは長い間電極に接触させる必要があり、このようなことを実施すると現像剤撹拌部材による現像剤の送り量(搬送量)が増大した結果、現像室への現像剤供給過多(パッキング)、及び現像剤の粗紛化による濃度薄が発生してしまうおそれが有った。 However, in order to remove the developer deposited on the electrode, it is necessary to bring the developer stirring member into contact with the electrode many times or for a long time. When this is performed, the developer feed amount (conveyance) by the developer stirring member is required. As a result, the developer may be excessively supplied (packing) to the developing chamber, and the density may be reduced due to coarsening of the developer.
そこで、本発明の目的は、現像室への現像剤供給過多(パッキング)及び粗紛化による濃度薄を防止し、現像装置内の現像剤残量検知手段に付着した現像剤を除去して、より正確に現像装置内の現像剤残量を検知することができる現像装置又はこの現像装置を備えるプロセスカートリッジを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to prevent excessive developer supply (packing) to the developing chamber and density thinning due to coarsening, to remove the developer attached to the developer remaining amount detecting means in the developing device, It is an object of the present invention to provide a developing device or a process cartridge including the developing device that can detect the remaining amount of developer in the developing device more accurately.
本発明による現像装置は、画像形成装置本体に用いられる、潜像担持体に形成された静電潜像を現像剤で現像するための現像装置において、潜像担持体における潜像形成領域に現像剤を搬送転移せしめる回転自在な現像剤担持体が配置される現像室と、現像室に隣接する、現像剤を収容する現像剤収容室と、現像剤収容室の現像剤を現像室に搬送するための回転自在な攪拌搬送部材と、現像剤担持体との間の静電容量の変化に基づき現像装置本体における現像剤残量を検知するための現像剤残量検知手段とを備え、攪拌搬送部材は可撓性を有する弾性部材で構成されており、現像剤収容室に設けた、攪拌搬送部材を撓ませる撓み手段によって撓んだ攪拌搬送部材の撓みが開放された時、攪拌搬送部材と現像剤残量検知手段が衝突することを特徴とする。 A developing device according to the present invention is a developing device for developing an electrostatic latent image formed on a latent image carrier used in an image forming apparatus main body with a developer, and develops the latent image forming region on the latent image carrier. A developer chamber in which a rotatable developer carrying member for conveying and transferring the developer is disposed, a developer accommodating chamber for accommodating the developer adjacent to the developing chamber, and a developer in the developer accommodating chamber are conveyed to the developing chamber. And a stirrer / conveying member for detecting the remaining amount of developer in the main body of the developing device based on a change in electrostatic capacity between the rotatable agitating / conveying member and the developer carrier. The member is composed of an elastic member having flexibility, and when the bending of the agitating / conveying member bent by the bending means provided in the developer storage chamber for deflecting the agitating / conveying member is released, The developer remaining amount detection means To.
このような構成を有する本発明によれば、現像室への現像剤供給過多(パッキング)及び粗紛化による濃度薄を防止しつつ、現像装置内の現像剤残量検知手段に付着もしくは堆積した現像剤を除去することができ、白抜けの発生を防止して、より正確な現像剤残量検知を行なうことができる。 According to the present invention having such a configuration, the developer adheres to or accumulates on the developer remaining amount detecting means in the developing device while preventing excessive developer supply (packing) to the developing chamber and density thinning due to coarsening. The developer can be removed, the occurrence of white spots can be prevented, and the developer remaining amount can be detected more accurately.
また、撓み手段は、攪拌搬送部材の回転半径より攪拌搬送部材側にオーバラップした現
像剤収容室であるようにしてもよい。
Further, the bending means may be a developer accommodating chamber that overlaps the stirring and conveying member side from the rotation radius of the stirring and conveying member.
さらに、攪拌搬送部材による現像室への現像剤の搬送量は、30〜50g/minであるようにしてもよい。 Further, the amount of developer transported to the developing chamber by the stirring transport member may be 30 to 50 g / min.
さらにまた、現像装置は、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジに含まれるようにしてもよい。 Furthermore, the developing device may be included in a process cartridge that is detachable from the image forming apparatus.
本発明によれば、簡単な方法で現像装置内の現像剤残量検知手段に付着もしくは堆積した現像剤を効果的に除去することができ、常に正確な現像剤残量を把握することができる。 According to the present invention, the developer adhered or deposited on the developer remaining amount detecting means in the developing device can be effectively removed by a simple method, and the accurate developer remaining amount can always be grasped. .
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の現像装置を含んだプロセスカートリッジを備える画像形成装置の一例としてプリンタの概略構成を示した図である。 FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a printer as an example of an image forming apparatus including a process cartridge including a developing device of the present invention.
この画像形成装置は、回転自在な感光ドラム1と、その周囲に帯電手段である帯電ローラ2、露光装置3、現像装置4、転写ローラ(転写帯電器)5、静電分離帯電装置(分離帯電器)6、クリーニング装置7が配設されており、静電分離帯電装置7の転写材P搬送方向下流側に定着装置8が配設されている。
The image forming apparatus includes a rotatable
感光ドラム1は、本実施の形態では有機感光ドラムであり、矢印R1方向に所定の周速度(プロセススピード)で回転駆動される。帯電ローラ2には、AC/DC重畳された帯電バイアス電源2aが接続されており、帯電ローラ2と感光ドラム1の微小間隙に生じるコロナ放電現象による放電生成物により感光ドラム1表面を均一に帯電する。露光装置3は、画像情報に応じた画像露光Lを、帯電ローラ2により帯電処理された感光ドラム1表面に行う。露光装置3は、レーザドライバー20、レーザーダイオード21、ポリゴンミラー22、反射ミラー23を有しており、レーザドライバー20に入力される画像情報の時系列電気デジタル画像信号に対応して(強度)変調されたレーザービームがレーザーダイオード21から出力され、ポリゴンミラー22、反射ミラー23を介して感光ドラム1表面の光導電層に画像露光Lがなされ、入力された画像情報に対応した静電潜像が形成される。
The
現像装置4は、現像スリーブ4aを備えており、現像装置4内に収納したトナーを現像スリーブ4a上にコーティングし、現像位置で感光ドラム1上に形成された静電潜像にトナーを付着させて、トナー画像として顕像化する。
The developing
画像形成装置の下方に位置する給紙カセット40には被記録材(以下、転写材と記す)Pを積載して収納させており、給紙スタート信号に基づいて給紙ローラ41が駆動され、給紙カセット内の転写材Pが1枚ずつ給紙され、搬送ローラ42及びレジストローラ43によって搬送され紙パス44を通って、感光ドラム1と転写ローラ5との当接ニツプ部である転写部位Tに所定のタイミングで導入される。すなわち感光ドラム1上のトナー像の先端部が転写部位Tに到達するタイミングと転写材Pの先端部が転写部位Tに到達するタイミングとが同期するようにレジストローラで転写材Pの搬送が制御される。
A recording material P (hereinafter referred to as a transfer material) P is stacked and stored in a
転写部位Tに導入された転写材Pは転写部位Tに狭持搬送され、その時転写ローラ5には高圧電源11から所定の転写バイアスが印加される。転写ローラ5にはトナーと逆極性の転写バイアスが印加されることで転写部位Tにて感光ドラム1面上のトナー像が転写材Pの表面に静電複写される。また、不図示の電流計は転写ローラ5と転写材Pを介して感光ドラム1に流れる転写電流を検出する。
The transfer material P introduced into the transfer site T is nipped and conveyed to the transfer site T. At that time, a predetermined transfer bias is applied to the
接触転写部材としての転写ローラ5は、イオン導電系スポンジゴム(NBRゴム)の弾性層5aと芯金5bからなり、抵抗値がN/N環境(23℃、50%RH)測定、2kv印加で、9.0E+07(9×10^7 )のローラを用いた。また転写ローラ電圧制御として、ATVC制御を用いた。
The
転写部位Tにおいてトナー像の転写を受けた転写材Pは感光ドラム1から分離搬送され、紙パス45を通って定着装置8に搬送導入され、トナー像の加熱加圧定着工程を受け、不図示の排紙ローラによって機外に排出される。
The transfer material P that has received the transfer of the toner image at the transfer portion T is separated and conveyed from the
一方、トナー像転写後の感光ドラム1表面に残留している転写残トナーはクリーニング装置7によって除去される。
On the other hand, the transfer residual toner remaining on the surface of the
本実施形態においては、磁性現像剤であるトナーとして負帯電性磁性1成分トナーを用いる。トナーは、結着樹脂としてスチレンn一ブチルアクリレート共重合体100重量部に、磁性体粒子80重量部、モノアゾ系鉄錯体の負荷電制御剤2部、ワックスとして低分子量ポリプロピレン3部を140℃に加熱された2軸エクストルーダーで溶融混錬し、冷却した混練物をハンマーミルで粗粉砕し、粗粉砕物をジェットミルで微粉砕し、得られた微粉砕物を風力分級して、重量平均径5.0μmの分級粉を得た。そして、平均拉径5.0μmの分級品に疎水性シリカ微粉体1.0重量部をヘンシェルミキサーで混合して現像剤を得た。 In this embodiment, a negatively chargeable magnetic one-component toner is used as a toner that is a magnetic developer. The toner was prepared by adding 100 parts by weight of a styrene / n-butyl acrylate copolymer as a binder resin, 80 parts by weight of magnetic particles, 2 parts of a negative charge control agent of a monoazo iron complex, and 3 parts of a low molecular weight polypropylene as a wax at 140 ° C. Melt-kneaded with a heated twin-screw extruder, the cooled kneaded product is coarsely pulverized with a hammer mill, the coarsely pulverized product is finely pulverized with a jet mill, and the resulting finely pulverized product is air-classified and weight averaged. A classified powder having a diameter of 5.0 μm was obtained. Then, 1.0 part by weight of hydrophobic silica fine powder was mixed with a classified product having an average diameter of 5.0 μm with a Henschel mixer to obtain a developer.
前記現像剤の定着性の指標であるメルトインデックス(MI)は20g/10minである。ここで、メルトインデックス(MI)の測定は、JIS K7210に記載された装置(熱可塑性プラスチックの流れ試験方法に用いる装置)を用いて行い、その際の条件は、[条件] 測定温度:125℃、荷重:5kg、試料充填量:5−10g
として手動切り取り法で測定した。このとき、測定値は10分値に換算した。
The melt index (MI), which is an index of fixability of the developer, is 20 g / 10 min. Here, the melt index (MI) is measured using an apparatus described in JIS K7210 (an apparatus used for a thermoplastic flow test method), and the conditions at that time are [Condition] Measurement temperature: 125 ° C. , Load: 5kg, Sample filling amount: 5-10g
As measured by the manual cutting method. At this time, the measured value was converted into a 10-minute value.
また、トナーの平均粒径の測定には、コールターマルチサイザーII型(コールター社製)を使用し、トナーの体積分布から重量基準の重量平均粒径D4(μm)を求めた。なお、本実施形態の現像装置のトナーとしては、MI3〜30g/10min、重量平均粒径3.0〜7.2μmの範囲のものを用いることができる。 The average particle size of the toner was measured using a Coulter Multisizer II type (manufactured by Coulter), and the weight-based weight average particle size D4 (μm) was determined from the toner volume distribution. In addition, as the toner of the developing device of the present embodiment, a toner having a MI of 3 to 30 g / 10 min and a weight average particle size of 3.0 to 7.2 μm can be used.
感光ドラム1と対向して配置されている現像スリーブ4aは、例えば、φ16.0の非磁性のアルミスリーブの表面を導電性粒子を含有する樹脂層でコートした表面粗さRa=1.0μmのスリーブが用いられており、時計回りとは逆方向に回転して感光ドラム1方向にトナーを搬送できるようになっている。現像スリーブ4aと感光ドラム1とは、その両者の間隔が、最近接位置で300μmのギャップを保って対向するようになっている。また、現像スリーブ4a内に固定配置されている不図示のマグネットローラは、少なくとも、現像スリーブ4aのN1極、S2極、N2極、S1極の位置の4ヶ所にそれぞれ磁界を形成できるようになっている。
The developing
現像スリーブ4aに当接されて現像剤量を規制する現像ブレード10は、例えばゴム硬度JISAで40°のシリコーンゴムで形成されており、現像ブレード10の端部が現像スリーブ4aの所定位置の表面に当接されることにより、現像ブレード10の位置よりも現像スリーブの回転方向下流側の表面に均一な厚さのトナー層を形成できるようになっている。このとき、現像ブレード10が現像スリーブ4aに当接される当接力P[P:現像スリーブ長手方向の単位長さ(1cm)あたりの当接荷重(gf)]は約30gf/cmとした。また、現像スリーブ4aと現像ブレード10の当接幅(ニップ)は1.0mmとし、当接部の現像スリーブの回転方向に対して最上流位置から現像ブレード自由端までの距離は2.0mmとした。このような条件での現像スリーブ4a上の現像剤量(トナーコート量)Wは、約1.30(mg/cm2)となった。
The developing
図2は本実施形態の現像装置断面図である。 FIG. 2 is a cross-sectional view of the developing device of this embodiment.
現像装置4には大別すると現像スリーブ4aが収容される現像室4A、トナー容器4Dを収容するトナー容器室4C及び、現像室4Aとトナー容器室4Cを連結する現像剤収容室4Bとに分けられる。トナー容器室4Cには交換可能なトナー容器4Dが装着されており、現像装置内のトナーが無くなるとトナー容器を交換してトナーを補給することで継続して画像形成することが出来る。トナー容器4D内には、トナー搬送用の撹拌部33が設けられている。撹拌部33が回転することでトナー容器4D内のトナーTは現像剤収容室4Bへと搬送される。現像剤収容室4Bにはトナー容器4Dから搬送されたトナーTを現像室4Aへと搬送する攪拌搬送部材30が配設されている。攪拌搬送部材30が回転することでトナーTは撹拌されながら、現像室4Aへ供給される。現像室4Aには現像剤担持体である現像スリーブ4a及びトナーTを現像スリーブ4aに供給する現像撹拌棒34と現像剤残量検知手段である電極金属棒100(以下アンテナ棒)が現像装置4内の長手方向にわたって配設されている。
The developing
攪拌搬送部材30は図3で示されるように軸31にPETやPPS等の材質で100μm程度の厚みのシート32が接着されている。シート32にはトナーの搬送量を適正化するために梯子状の穴32Bが形成されており、穴32Bの大きさや、シート32の自由端側ベロ部32Aの面積を変えることでトナー搬送量を調整することが可能である。図2のようにシート32は現像剤収容室4Bの収容室底4Eよりも容器に対して侵入(オーバーラップ)しており、現像剤収容室4Bの収容室底4Eは攪拌搬送部材30をしならせる撓み部材としての機能も兼ねている。攪拌搬送部材30はしなりながら回転し、開口部35を超えると収容室底4Eと接触していた際に形成されたたわみによるしなり力が開放され、その反発力を利用してアンテナ棒100に衝突し、アンテナ棒100に堆積したトナーをこそぎ落とすことが可能である。
As shown in FIG. 3, the stirring and conveying
アンテナ棒100は基本的に電流を流すことのできる材料であれば何でも良いが、本実施形態では材料としてサビに強いSUSを使用している。例えば、図1に示すように通常の現像バイアスである2KHz程度の交流バイアスと−400V程度の直流バイアスが現像スリーブ4a及びアンテナ棒100に印加されている。すると、現像スリーブ4aとアンテナ棒100の間で交流電流が流れ、不図示の電流測定装置によって電流値が計測され、この電流値から静電容量は計測される。このアンテナ棒100を、現像装置4内に配設し、現像装置4内のトナーTの減少に伴ってアンテナ棒100と現像スリーブ4aとの間での静電容量の変化を観測することで、現像装置4内のトナーTの残量を判断することができる。
The
図4に現像装置内のトナー量を検知するための回路構成を示す。トナー量は、現像バイアス印加手段としての現像バイアス回路104から所定のACバイアスが出力されると、その印加バイアスはリファレンスコンデンサ105と現像スリーブ4aとにそれぞれ印加される。これによって、リファレンス用コンデンサ105両端には電圧V1(基準電圧)が発生し、現像スリーブ4a、アンテナ棒100間にはトナー量を静電容量Cにみなした電圧V2(アンテナ電圧)が誘起される。
FIG. 4 shows a circuit configuration for detecting the toner amount in the developing device. As for the toner amount, when a predetermined AC bias is output from the developing
検出回路109は入力される基準電圧V1とアンテナ電圧V2の電圧差から差電圧V3を生成し、AD変換部110に出力する。AD変換部110はアナログ電圧V3をデジタル変換した結果を本体制御部112に出力する。本体制御部112は、このデジタル値に変換された電圧値から現像装置4内のトナー量を認識する。
The detection circuit 109 generates a difference voltage V3 from the voltage difference between the input reference voltage V1 and the antenna voltage V2, and outputs the difference voltage V3 to the AD conversion unit 110. The AD conversion unit 110 outputs the result of digital conversion of the analog voltage V3 to the main body control unit 112. The main body control unit 112 recognizes the toner amount in the developing
以上のように本実施形態では、トナー残量検出部101によって検出された静電容量値を画像形成装置本体が、電圧に変換して図5のような電圧値で出力されている。また、静電容量と電圧の関係は、画像形成装置の回路により様々であり、静電容量と電圧の関係が同じ減少関数であっても、増加関数であってもよい。 As described above, in this embodiment, the image forming apparatus main body converts the electrostatic capacitance value detected by the toner remaining amount detection unit 101 into a voltage and outputs the voltage as shown in FIG. The relationship between the capacitance and the voltage varies depending on the circuit of the image forming apparatus, and the relationship between the capacitance and the voltage may be the same decreasing function or an increasing function.
上記のような、手段によってトナーの残量検知をおこなう現像装置において、本発明の実施形態(1)では、図6に示すように、現像装置4内のバッファ撹拌棒3に厚み100μmのPPSシートを軸に貼り付けた部材を用い、トナー室への侵入量は3.0mmとし、アンテナ棒へのオーバーラップ分は1.0mmとなるように設定した。本発明の実施形態(2)では、図6に示すように、シートの厚みを75μmにしている。比較例(1)として、PPSシートの厚みを190μmにした構成、比較例(2)としてPPSシートの厚みを50μmにした構成に設定した。トナー容器4Dにトナーを500g充填し、高温高湿環境(32℃、80%)にて白抜けが発生するまで耐久試験を行いトナー残量検出部101からの検出値:差電圧(アンテナ電圧−基準電圧)の推移を図7に示した。
In the developing device that detects the remaining amount of toner by means as described above, in the embodiment (1) of the present invention, as shown in FIG. 6, a PPS sheet having a thickness of 100 μm is placed on the
比較例(2)はPPSシートがアンテナ棒100に接触する構成ではあるが、厚みが薄くアンテナ棒100に堆積したトナーを除去するほどの能力が無く、差電圧0V近辺で白抜けが発生している。また、比較例(1)はPPSシートの厚みを厚くした構成であるが、アンテナ棒100近傍のトナー除去能力が強く、検出される差電圧値そのものが低くなってしまい、充分なラチチュードをとることが困難である。また図8は、各形態のトナー搬送量、トナー粒度を測定したもので、トナー搬送量は、トナー500g充填されたトナー容器を現像装置にセットし、1分間に現像室に搬送されたトナー量を算出したもので、トナー粒度は白抜け発生時の現像スリーブ上のトナー粒度を測定したものである。これによると、トナーの搬送量が強い比較例(1)はトナー粒度も大きくなっている。搬送量が大きいということは、撹拌力が強いということなので、メカ的な撹拌過多によりトナーの摩擦帯電が促進され、より電荷の高くなり易い小粒径トナーが現像された為と推測される。トナー粒度が大きくなるとトナー帯電不良による濃度薄や、画質の悪化が起こる為、回避する必要がある。
The comparative example (2) has a configuration in which the PPS sheet is in contact with the
それに対して、本実施形態(1)及び(2)で用いた構成では、図8でのトナー搬送量は30〜50g/minで粒度の増大も1μm以下に抑えられている。また図7の差電圧推移結果より検知差電圧0V前に白抜けが発生することなく、またトナー安定時の差電圧と白抜け時の差電圧の電圧差が0.6〜0.7Vでラチチュードも確保できている。トナー残量が少なくなってくると、攪拌搬送部材が容器の底を撓りながらトナーを搬送し、D-T開口部を超えたところで弾かれアンテナ棒100をはたくような形で衝突して、アンテナ棒100に付着したトナーを落とす効果があるので、少ないトナー搬送量構成でアンテナ棒100に堆積したトナーを効果的に除去することができた。
On the other hand, in the configuration used in the embodiments (1) and (2), the toner conveyance amount in FIG. 8 is 30 to 50 g / min, and the increase in particle size is suppressed to 1 μm or less. Further, from the difference voltage transition result of FIG. 7, no whiteout occurs before the detection difference voltage of 0V, and the voltage difference between the difference voltage when the toner is stable and the difference voltage when the toner is white is 0.6 to 0.7V. Is also secured. When the remaining amount of toner decreases, the agitating / conveying member conveys the toner while bending the bottom of the container, hits the
アンテナ棒100に堆積したトナーはある程度の力で接触しないと除去しきれないが、単純に攪拌搬送部材30の撹拌力を強くするとトナーの搬送量が増えてしまい、現像室パッキングを引き起こしてしまうため、トナー搬送量とアンテナ棒100への接触力の両立が必要となる。本実施形態ではトナー撹拌シート材に弾性力を持つPPSを用いており、トナー搬送力を30〜50g/minに設定すること、及びシートのしなり力を利用してアンテナ棒100に堆積したトナーを除去する撹拌構成にしたことで、トナー残量検知の誤検知防止現像室パッキング防止を両立することが可能となる。
The toner deposited on the
本実施形態の構成を用いた場合、耐久前半、即ち、トナーが十分残っている時には、撹拌シートがトナーの重みによって撓り、アンテナ棒100に接触はしても衝突しないので、トナー残量検出電圧にばらつき或いはノイズが発生せず、トナーが少なくなってくると撹拌シートが撓り形成後に弾かれた勢いを利用してアンテナ棒に衝突して、付着もしくは堆積したトナーを掻き落とすことによって、正確なトナー残量を検知できるという特長を有している。
When the configuration of the present embodiment is used, the remaining amount of toner is detected because the stirring sheet is bent by the weight of the toner and does not collide even if it contacts the
本実施形態ではトナー容器底と撓み部材を兼ねた構成であるが、アンテナ棒100に接触する直前の位置に撓み部材を別途設けてもかまわない。
In this embodiment, the toner container bottom and the bending member are combined. However, a bending member may be separately provided at a position immediately before contacting the
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、上記で言及した以外にも種々の変形、変更を行うことが可能である。例えば、本発明の現像装置または現像装置を含むプロセスカートリッジを備える画像形成装置は、プリンタを例として説明したが、複写機、ファクシミリあるいは、これらの複合機等であってもよい。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but various modifications and changes other than those mentioned above can be made. For example, the image forming apparatus including the developing device of the present invention or the process cartridge including the developing device has been described by taking a printer as an example.
1 感光体
2 帯電ローラ
3 露光装置
4 現像装置
4a 現像スリーブ(現像ローラ)
4A 現像室
4B 現像剤収容室
4C トナー容器室
4D トナー容器
4E 現像剤収容室底
5 転写ローラ
23 制御部
26 本体残量検知検出部
30 トナー撹拌棒
31 トナー撹拌棒軸
32 トナー撹拌シート部材
35 D-T開口部
100 アンテナ棒
104 現像バイアス電源
105 リファレンス用コンデンサ
109 検出回路
110 AD変換部
T トナー
DESCRIPTION OF
4A Developing chamber 4B Developer container chamber 4C Toner container chamber
Claims (4)
前記潜像担持体における潜像形成領域に現像剤を搬送転移せしめる回転自在な現像剤担持体が配置される現像室と、該現像室に隣接する、現像剤を収容する現像剤収容室と、該現像剤収容室の現像剤を現像室に搬送するための回転自在な攪拌搬送部材と、前記現像剤担持体との間の静電容量の変化に基づき現像装置本体における現像剤残量を検知するための現像剤残量検知手段とを備え、
前記攪拌搬送部材は可撓性を有する弾性部材で構成されており、前記現像剤収容室に設けた、前記攪拌搬送部材を撓ませる撓み手段によって撓んだ攪拌搬送部材の撓みが開放された時、該攪拌搬送部材と前記現像剤残量検知手段が衝突することを特徴とする現像装置。 In a developing device for developing an electrostatic latent image formed on a latent image carrier used in an image forming apparatus main body with a developer,
A developing chamber in which a rotatable developer carrying member that conveys and transfers the developer to a latent image forming region in the latent image carrying member is disposed; a developer containing chamber that contains the developer adjacent to the developing chamber; Detects the remaining amount of developer in the developing device main body based on a change in electrostatic capacity between a rotatable agitating and conveying member for conveying the developer in the developer accommodating chamber to the developing chamber and the developer carrier. A developer remaining amount detecting means for
The agitating / conveying member is composed of an elastic member having flexibility, and when the bending of the agitating / conveying member bent by the bending means for deflecting the agitating / conveying member provided in the developer accommodating chamber is released. The developing device, wherein the agitating / conveying member and the developer remaining amount detecting means collide with each other.
少なくとも請求項1乃至3記載の現像装置を含むことを特徴とするプロセスカートリッジ。 In a process cartridge detachable from an image forming apparatus,
A process cartridge comprising at least the developing device according to claim 1.
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-
2006
- 2006-11-20 JP JP2006312785A patent/JP2008129242A/en not_active Withdrawn
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