JP6415342B2 - 現像剤容器、現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 - Google Patents

現像剤容器、現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は、現像剤容器、現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置に関するものである。特に、電子写真方式の電子写真画像形成装置に用いられる。ここで、電子写真画像形成装置は、電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体に画像を形成するものである。電子写真画像形成装置としては、例えば、電子写真複写機や、電子写真プリンター(例えば、LEDプリンターやレーザービームプリンタなど)や、電子写真ファクシミリ装置や、電子写真ワードプロセッサーなどが含まれる。また、プロセスカートリッジは、少なくとも像担持体と、像担持体に作用するプロセス手段とを一体的にカートリッジ化して、画像形成装置本体に着脱可能なものをいう。
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、電子写真感光体に作用するプロセス手段と電子写真感光体とが一体的にカートリッジ化されている場合がある。そして、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。そのため、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。
また、上述したようにユーザー自身がプロセスカートリッジを交換するため、プロセスカートリッジ方式の電子写真画像形成装置には、現像剤(例えば、トナー)が消費された場合にユーザーに報知するための現像剤量検出手段が設けられているものが多い。この現像剤量検出手段の一方式としては、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出することで現像剤量を求める方式がある。
これらの電極の構成としては、AC電圧を印加した現像剤担持体と所定の間隔を空けて電極棒を配置し、現像剤担持体と電極棒との間の静電容量に基づく電流を検出する電極棒検出型(特許文献1)がある。また、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して、電極板間の静電容量に基づく電流を検出する電極板検出型がある(特許文献2)。特許文献1と特許文献2に記載された構成において、現像剤量の取得結果は、プロセスカートリッジ内の現像剤量が残り僅かになった時に特に精度が求められる。このため、現像剤量を求めるために用いられる電極などは、少なくとも現像剤がなくなる間際に現像剤量の取得結果が変化するような位置に設けられる必要がある。
特開2003−248371号公報 特開2001−290354号公報
しかしながら、撹拌部材によって容器内の現像剤が撹拌される場合に、現像剤量を検出するために用いられる部材を容器内に設けると、容器内の現像剤の状態が安定しないことで、現像剤量を精度良く求めることが難しくなる。
そこで、本発明の目的は、現像剤量を求めるために用いられる部材と撹拌部材とが容器内に設けられている場合でも、高精度に現像剤量を求めることができる現像剤容器とプロセスカートリッジと画像形成装置とを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の現像剤容器は、
開口を有し、現像剤を収容する収容部と、
撹拌軸を有し、前記収容部内の現像剤を撹拌する撹拌部材と、
現像剤の量を検出するために、前記収容部に前記撹拌軸の下方に設けられる第1検出部と第2検出部と、を備え、
前記第1検出部は、前記開口側に設けられ、かつ前記第2検出部は、前記第1検出部を介して前記開口とは反対側に設けられ、
前記撹拌部材は、一端側が前記撹拌軸に固定され、回転することによって、他端が前記第2検出部側から前記第1検出部側に向かって移動する第1シート部材と第2シート部材と、を備え、
前記第1シート部材の先端が前記第2検出部における前記第1検出部側の端部を通過する際に、前記第2シート部材は、前記第2検出部の上方に位置し、かつ前記開口からの距離が前記第2検出部より長いところに位置する前記収容部の部分と接することを特徴とする。
また、上記目的を達成するために、本発明の現像装置は、
現像剤担持体と、前記現像剤容器と、を備えることを特徴とする。
また、上記目的を達成するために、本発明のプロセスカートリッジは、
像担持体と、前記現像剤容器、前記現像装置のうちの少なくとも1つを備えることを特徴とする。
また、上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、
前記現像剤容器、前記現像装置、前記プロセスカートリッジのうちの少なくとも1つを有し、記録材に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
本発明によれば、現像剤が収納される現像剤容器内に現像剤量を求めるために用いられる部材と撹拌部材とが設けられている場合でも、高精度に現像剤量を求めることができる。
実施例1に係る画像形成装置の概略図 実施例1に係る現像剤容器の概略図 比較例1に係る現像剤容器の概略図 比較例2に係る現像剤容器の概略図 実施例1においてトナー残量と静電容量との関係を示す図 実施例1において撹拌部材が回転する様子を示す図 撹拌部材が回転する場合における静電容量の変化を示す図 静電容量プロフィールのDutyの測定結果を示す図 実施例3に係る現像剤容器の概略図
以下に図面を参照して、本発明の実施例を例示する。ただし、実施例に記載されている構成部品の寸法や材質や形状やそれらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件などにより適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施例に限定する趣旨ではない。
(実施例1)
<画像形成装置の構成概略>
図1は、実施例1に係る画像形成装置100の概略図である。また、図2は、実施例1に係る現像剤容器47の概略図である。実施例1における画像形成装置100は、図1に示すように、プロセスカートリッジ200を装着することで画像形成動作を行うことができる。なお、プロセスカートリッジ200は、画像形成装置100の装置本体に着脱自在となっている。まず、パーソナルコンピュータ等から送られた画像情報の信号を画像形成装置100における不図示のCPUが受け取ると、装置下部に装着されたシートカセット51に積載されたシートが搬送ローラ52によって搬送路9内に搬送される。
このシート搬送と同期して像担持体である感光体ドラム1が回転駆動(図1のR1方向に回転)を開始して、帯電ローラ3により均一に帯電された感光体ドラム1の表面が露光装置2によって露光されることで、感光体ドラム1の表面に潜像が形成される。その後、現像剤層厚規制部材である現像ブレード42(図2を参照)によって薄層に現像剤が担持された現像ローラ41(現像剤担持体)に現像バイアスが印加されることにより潜像に現像剤が供給される。これにより、感光体ドラム1の表面に形成された潜像が現像され、現像剤像を形成する。なお、実施例1においては、現像剤として絶縁性の磁性1成分トナーを用いている。
この感光体ドラム1上に形成されたトナー像は、感光体ドラム1と転写ローラ5とにより形成される転写ニップに搬送され、同じく転写ニップに搬送される記録材であるシートに転写ローラ5によって転写される。その後、シートは、定着装置7に搬送され、定着装置7によってトナー像が熱定着される。トナー像が定着したシートは、装置上部の排出部8に排出される。トナー像が転写された後の感光体ドラム1の表面は、クリーニングユニット6によって転写残トナー等の残留汚染物が除去されることでクリーニングされる。その後、再び、感光体ドラム1が帯電ローラ3によって帯電され、画像形成動作が開始される。
<プロセスカートリッジの構成>
実施例1におけるプロセスカートリッジ200は、感光体ドラム1に作用するプロセス手段と感光体ドラム1とを備える。ここで、プロセス手段としては、感光体ドラム1の表面を帯電する帯電ローラ3と、感光体ドラム1上の潜像にトナーを供給する現像装置4と、感光体ドラム1に残留した現像剤を除去するためのクリーニングユニット6とがある。実施例1に係るプロセスカートリッジ200は、帯電ローラ3とクリーニングユニット6と現像装置4とが一体化され、画像形成装置100に着脱可能な構成となっている。
<現像装置の構成>
図2に示すように、本実施例における現像装置4は、現像ローラ41が回転可能に支持され、トナーを収納する収容部47Aを有し、クリーニングユニット6とは別のユニットとして構成されている。収容部47A内に収容される磁性一成分トナーは、撹拌部材60によって、収容部47A内部と現像室46とを連通させるトナー供給開口45を通じて現像室46に搬送される。現像室46内に搬送されたトナーは、現像ローラ41に内包されたマグネットによって現像ローラ41である現像スリーブの表面に保持される。現像ローラ41表面に保持されたトナーは、現像ローラ41のR2方向への回転に伴って、弾性部材からなる現像ブレード42に向かって搬送される。現像ローラ41に保持されたトナーは、現像ブレード42によってトリボが付与されるとともにトナー層の厚さが規制される。現像ブレード42によって厚さが規制されたトナーは、その後、感光体ドラム1に搬送される。
ここで、現像ローラ41には、直流電圧(Vdc=−400V)に交流電圧(ピーク間
電圧=2000Vpp、周波数f=2500Hz)を重畳した現像バイアスが、画像形成装置100の本体から印加されている。また、感光体ドラム1は接地されている。感光体ドラム1と現像ローラ41との間には電界が発生し、帯電されたトナーが感光体ドラム1に搬送されることで、感光体ドラム1表面に形成された潜像が現像される。
<現像剤量検出装置の概略>
図2に示すように、現像剤量を検出するための検出部として、収容部47A内部における収容部47Aの底面47Bには第1電極25と第2電極26とが設けられている。本実施例では、電極間の静電容量の変化をもとに現像剤量を検出するものであるが、これに限定されず、光の通過量や通過時間に応じて現像剤量を検出する光学式でもよい。光学式の場合は、現像装置に設ける検出部は、導光部材になる。この場合、導光部材に光を照射する照射手段や、導光部材から光を受光する受光手段が必要になる。静電容量の検出に話を戻すと、現像バイアス電源31から現像ローラ41にAC電圧が印加されると、現像ローラ41と第1電極25との間に、現像ローラ41と第1電極25間の静電容量に対応した電流が誘起される。また、現像バイアス電源31から第2電極26にAC電圧が印加されると、第1電極25と第2電極26との間に、第1電極25と第2電極26間の静電容量に対応した電流が誘起される。ここで、現像ローラ41と第1電極25間の静電容量は、現像ローラ41と第1電極25との間のトナー量に応じて変化し、第1電極25と第2電極26間の静電容量は、第1電極25と第2電極26との間のトナー量に応じて変化する。
そして、第1電極25に流れる電流値は、プロセスカートリッジ200内に設けられた接点を介して、画像形成装置100内の現像剤残量検出装置32によって測定される。これにより、現像剤容器47内に収容されるトナー量を検出することができる。CPU33は、現像剤残量検出装置32からの現像剤量の検出信号に基づいて、新しいプロセスカートリッジ200の準備を促す表示や、補給用現像剤容器の準備を促す表示や、現像剤量が少ない(白抜け直前)旨の表示などの処理を行う。
<現像剤容器の詳細な説明>
次に、実施例1における現像剤容器47について図2を用いて説明する。本実施例では、現像剤容器47は、収容部47Aと撹拌部材60と第1電極25と第2電極26とを有している。現像剤容器では、第1電極25と第2電極26との間の静電容量と第1電極25と現像ローラ41との間の静電容量との合成容量の変化に基づいて、収容部47A内の現像剤量を求める事ができる。
第1電極25と第2電極26は収容部47Aの底面47Bに沿うように、撹拌軸60Aの下方に配置されており、第1電極25と第2電極26は間隙Xを空けて配置されている。また、第1電極25は、第2電極26よりもトナー供給開口45側(開口側)に配置されており、第2電極26は、第1電極25を介してトナー供給開口45とは反対側に配置されている。第1電極25と第2電極26の間の間隙Xは、収容部47Aの底面47Bにおいて最も下方の部位である部位Lに位置しており、撹拌部材60の撹拌軸60Aよりも下方になるように配置されている。また、開口45の下端は、撹拌軸よりも上方に配置されている。ここで、本実施例の第1電極25と第2電極26は、導電材料を含む樹脂から構成されている。そのため、電極の配置の設計の自由度が高い。例えば、本実施例では、現像剤と接する面側に電極が露出した構成であるが、収容部を構成する枠体の内部に電極が配置され、電極が露出していない構成でもよい。また、現像剤容器の外から電極を張り付けるような構成でもよい。
撹拌部材60は、撹拌軸60Aと第1シート部材61と第2シート部材62とから構成されている。ここで、第1シート部材61と第2シート部材62は可撓性を有している。
撹拌軸60Aは回転可能に軸支されており、撹拌軸60Aの回転駆動に伴って、第1シート部材61と第2シート部材62とが収容部47A内のトナーを撹拌する。第1シート部材61は、一端側が撹拌軸60Aに固定されており、撹拌軸60Aの回転に伴って回転することで、他端が第2電極26表面側(第2検出部表面側)から第1電極25側(F方向)に向かって移動する。また、第1シート部材61は、撹拌軸60Aの回転に伴って、第1電極25の表面(電極表面)と第2電極26の表面(電極表面)に摺動しながら移動する。
第2シート部材62は、一端側が撹拌軸60Aに固定されており、撹拌軸60Aの回転に伴って回転することで、他端が第2電極26側から第1電極25側(F方向)に向かって移動する。また、第2シート部材62は、撹拌軸60Aの回転に伴って、第1シート部材61よりも遅れて、第1電極25の表面と第2電極26の表面に摺動しながら移動する。また、第1シート部材61の先端61Aが、第2電極26における第1電極25側(第1検出部側)の端部26Aを通過する時点で、第2電極26の表面全体の上方に第2シート部材62による蓋が形成される。本実施例では、第2電極の表面全体を覆い蓋が形成されているが、これに限定されない。しかし、第2電極の上方から来る現像剤を低減する必要があるため、第1シート部材の先端が通過する際に、第2シート部材が第2電極の上方にある必要がある。また、本実施例では、第2シート部材の先端は、開口から第2電極よりも離れる(長い)位置にある収容部の一部と接している。これにより、第2シート部材と第2電極と第1シート部材とで形成される領域内に現像剤が入り込むことを低減できる。
収容部47Aにおける現像ローラ41が設けられる部分と対向する側の内壁面47Cには、収容部47Aの内部側(収容部内部側)に突出する凸部Cが形成されている。また、第2電極26は、第2電極26における第1電極25とは反対側の端部26Bが凸部Cの先端まで延びるように配置される。また、撹拌部材60が回転すると、第1シート部材61の先端61Aが第2電極26における端部26Aを通過する時点で、第2シート部材62の先端62Aが凸部Cの先端を通過する。なお、第2シート部材62は、第1シート部材61と撹拌軸60Aとに挟まれることで撹拌軸60Aに固定されている。
<現像剤量を求める方法の説明>
本実施例では、第1電極25と第2電極26は、トナーが留まりやすい収容部47Aの底面47Bに配置されている。また、収容部47Aにおける底面47Bが円弧形状になっていることで、第1シート部材61と第2シート部材62とが底面47Bに摺動しながら移動する速度の変動が少なくなるようにしている。
収容部47Aに収容されるトナー量が多い場合、現像ローラ41と第1電極25間の静電容量と第1電極25と第2電極26間の静電容量との合成静電容量が閾値以上となる時間が長くなる。ここで、閾値とは、現像剤容器47内にトナーが収容されているか否かの判断に用いられる所定の値である。つまり、合成静電容量が閾値を超えた場合には、収容部47A内に現像剤が収容されていると判断される。一方、収容部47Aに収容されるトナー量が少ない場合、現像ローラ41と第1電極25間の静電容量と第1電極25と第2電極26間の静電容量との合成静電容量が閾値以上となる時間が少なくなる。
そして、本実施例では、撹拌部材60が1周する間における合成静電容量の合計を撹拌部材が1周する時間で除算することで(平均化することで)、収容部47A内のトナー量を求めることが可能になる。つまり、除算して算出された平均値が大きい場合は、収容部47A内の現像剤量が多いと検出され、除算して算出された平均値が小さい場合は、収容部47A内の現像剤量が少ないと検出される。ここで、収容部47A内のトナー量が少なくなった場合には、トナーに含まれる外添剤の減少が進み、収容部47Aの内壁や収容部
47A内に配置された部材(撹拌部材60など)などにトナーが付着する可能性が高くなる傾向がある。この現象は、特に、トナーから外添剤が離れやすい低温環境下で発生する場合が多い。
このような場合に、現像剤容器47に第2シート部材62が設けられていないと、合成静電容量の測定中において、第1シート部材61が第1電極25を通過した直後に、収容部47A内の上面などに付着したトナーが第2電極26に落下する場合がある。この場合、第1電極25と第2電極26間に静電容量に基づく電流が発生するので、上述した平均値も大きな値となる。その結果、求められたトナー量が、実際に収容部47A内に収容されたトナー量よりも多く報知されてしまう。
そこで、本実施例では、第1シート部材61の先端61Aが第2電極26の端部26Aを通過するタイミングで、第2シート部材62の先端62Aが凸部Cに接触する。これにより、収容部47Aの底面47Bと第1シート部材61と第2シート部材62とで閉曲面が作られ、第2電極26の全面の上部に第2シート部材62による蓋が形成される。これにより、第1シート部材61の先端61Aが第2電極26の端部26Aを通過するタイミングにおいて、収容部47A内の上面などに付着したトナーが第2電極26に落下することを抑制できる。
次に、実施例1の効果を確認するために、実施例1と比較例とを比較して検討を行った。
<実施例1の実験条件>
プロセススピード:300mm/sec
(撹拌部材)
撹拌軸回転半径:9mm
第1シート部材61 材料:ポリカーボネート 自由長:15mm 厚さ:150μm
第2シート部材62 材料:ポリエチレン 自由長:68mm 厚さ:5μm
(残量検出用電極)
第1電極25:カーボンブラック分散したスチレン樹脂 長さ:30mm 厚み250μm
第2電極26:カーボンブラック分散したスチレン樹脂 長さ:32mm 厚み250μm
撹拌中心Oから収容部47Aの底面47Bまでの距離d(図6を参照) 20mm
撹拌中心Oから収容部47Aの凸部Cまでの距離c(図6を参照) 30mm
撹拌速度:60rpm
(撹拌部材60と第1電極25と第2電極26と凸部Cとの位置関係)
第1電極25と第2電極26間の間隙X 7mm
第2電極26と間隙Xとの境界点Aの撹拌中心Oに対する位置角度θo(図6を参照
) −80°
収容部47Aにおける凸部Cの撹拌中心Oに対する位置角度θ1(図6を参照) −10°
(ここで、位置角度は、撹拌中心Oを通る水平面を0°としたときの角度とする。)
<比較例1の実験条件>
(撹拌部材)図3に示すように、比較例1では、現像剤容器147は、第1シート部材61を有するが第2シート部材62を有していない。
(残量検出用電極)電極29:カーボン分散したスチレン樹脂 長さ:70mm 厚み250μm
それ以外は実施例1と同様である。
<比較例2の実験条件>
(撹拌部材)図4に示すように、比較例2では、比較例1と同様に、現像剤容器247は、第1シート部材61を有しているが、第2シート部材62は有していない。
それ以外は実施例1と同様である。
<トナー残量取得性能評価>
以下の評価条件で現像剤残量20%における静電容量値から算出した現像剤量のばらつきの結果を示す。
評価条件(1)
環境 温度25℃ 湿度50%Rh
トナー充填量200g
画像パターン 横線 印字率4%
通紙条件 A4用紙連続
評価母数 各構成 N=10
評価条件(2)
環境 温度15℃ 湿度10%Rh
トナー充填量200g
画像パターン 横線 印字率0.5%
通紙条件 A4用紙連続
評価母数 各構成 N=10
<評価結果>
Figure 0006415342
この表の評価結果は、トナー残量が200gであってN=10である場合に測定された静電容量値のばらつき((静電容量の最大値−静電容量の平均値)÷静電容量の平均値×100(%))を示します。この値が小さいほど安定して測定ができます。結果、静電容量検出精度が高くなります。
次に、実施例1において現像剤残量を求める効果を比較例に対する優位性から説明する。
(実施例1の比較例1に対する優位性)
比較例1では、現像ローラ41と電極29間の静電容量に対応する電流値を検出している。ここで、2つ電極の面積Sと距離dと静電容量Cとの関係は次のようになることが知られている。また、εは、電極間の誘電率である。
C=εS/d ・・・式(1)
実施例1では、第1電極25と第2電極26は、収容部47Aの底面47Bに沿うように配置されている。例えば、面積Sが一定の場合において、距離dが小さいほど静電容量Cに対する誘電率εの寄与度が大きくなり、距離dが大きいほど静電容量Cに対する誘電率εの寄与度が小さくなる。距離dを小さくして静電容量が大きな値になる場合は、現像剤量の単位変化量に対する静電容量Cの変化量も大きくなる。これにより、高精度に現像剤量を求めることができる。
図5は、実施例1に係る現像剤容器47に収容される現像剤量と静電容量の平均値との関係を示した図である。上述したように、実施例1では、第1電極25と第2電極26との間隔を狭くし、現像剤量の変化に対する静電容量の変化を大きくしている。図5に示す
ように、現像剤容器47内のトナー量が0gである場合の静電容量と、トナー量が静電容量が安定する200gである場合の静電容量との変化量δCは3.6pFとなっている。
これに対して、トナー量が0g〜40gである場合の静電容量の変化量δC1は1.7pFとなっている。このように、本実施例では、現像剤容器47内のトナー量が少量である場合において、トナー量の変化が僅かであっても、トナー量の変化に対して静電容量が大きく変化する。これにより、現像剤容器47内のトナー量が少量であっても、現像剤容器47内のトナー量を高精度に求めることができる。
(実施例1の比較例2に対する優位性)
実施例1では、上述したように、第1シート部材61の先端61Aが第2電極26における第1電極25側の端部26Aを通過する時点で、第2電極26の全面の上部に第2シート部材62による蓋が形成される。これにより、第1シート部材61の先端61Aが第2電極26における第1電極25側の端部26Aを通過する時点において、内壁面などに付着するトナーが第2電極26上に落下することを抑制している。
図6と図7を用いて撹拌部材の駆動に応じて静電容量に変動が起こる要因を説明する。図6は、実施例1において撹拌部材が回転する様子を示す図である。また、図7は、撹拌部材の回転状態と合成静電容量との関係を示した図である。まず、実施例1における合成静電容量の変化について説明する。実施例1では、第1シート部材61の先端61Aが図6のT1を通過するタイミングにおいて、間隙X近傍にトナーの大半が集められる。式(1)の関係から、このタイミングで、現像ローラ41と第1電極25間の静電容量と第1電極25と第2電極26間の静電容量との合成静電容量が最も大きくなることが分かる。図7では時間t1で静電容量が極大となっているため、図6のT1と図7のt1とが対応していることが分かる。
次に、第1シート部材61の先端61Aが図6のT2を通過するタイミングでは、トナーの大半が間隙Xから遠ざけられることになるため、静電容量は急激に低下することになる。図7では、時間t2で静電容量が急激に低下しているため、図6のT2と図7のt2とが対応していることが分かる。第1シート部材61の先端61Aが図6のT3を通過するタイミングにおいては、トナーの大半が第1シート部材61によって持ちあげられることで、トナーが間隙Xから遠ざかる。また、現像ローラ41上に保持されたトナーが撹拌部材60によって掻き取られる。このため、先端61AがT3を通過するタイミングで、静電容量の値が極小値をとることになる。このことから、図6のT3と図7のt3とが対応していることが分かる。
そして、第1シート部材61の先端61Aが図6のT4を通過するタイミングにおいて、撹拌部材60によって持ち上げられたトナーが、撹拌部材60上から下方に落下する。落下したトナーが間隙X近傍に落ちることで、静電容量が大きくなる。そして、その後、しばらくは、撹拌部材60がトナーを保持しない状態で撹拌部材60が回転しているため、静電容量に変化は起きない。図7では、時間t4において静電容量が大きくなり、その後、時間t5までは静電容量の変化が少なくなっている。したがって、図6のT4と図7のt4とが対応していることが分かる。また、第1シート部材61の先端61Aが図6のT5を通過するタイミングにおいては、間隙X近傍に再びトナーの大半が集められる。図7では時間t5で静電容量が大きくなっているため、図6のT5と図7のt5とが対応していることが分かる。
しかしながら、現像剤容器47に第2シート部材62が設けられていない場合において、低印字率の画像パターンを通紙する試験などでは、撹拌部材60にトナーが付着しやすく、撹拌部材60の回転中に第2電極26にトナーが落下することがある。比較例2(図4を参照)では、撹拌部材60は、第2シート部材62を有しておらず、第1シート部材
61のみしか有していない。そのため、第1シート部材61の先端61Aが第2電極26の端部26Aを通過するタイミングにおいて、第2電極26にトナーが落下する場合がある。この場合、第2電極26にトナーが落下することで静電容量が大きくなるため、現像剤容器47内のトナー量が実際よりも多く求められてしまう。つまり、現像剤容器47内におけるトナー量の取得結果にばらつきが生じてしまう。
しかしながら、実施例1では、第1シート部材61の先端61Aが第2電極26の端部26Aを通過するタイミングにおいて、内壁面などに付着するトナーが第2電極26上に落下することを抑制している。これにより、現像剤容器47内のトナー量が実際よりも多く求められてしまうことを抑制することで、現像剤容器47内におけるトナー量の取得結果にばらつきが生じることを抑制している。
上記の<評価結果>に示すように、実施例1におけるトナー量取得結果のばらつきは、比較例1におけるトナー量取得結果のばらつきよりも小さく、また、比較例2におけるトナー量取得結果のばらつきよりも小さい。このことから、実施例1に係る現像剤容器47では、トナー量が少ない場合に、撹拌部材60に付着したトナーが落下することによってトナー量取得結果のばらつきを抑制できることがわかる。
以上のように、実施例1では、第1シート部材の先端が第2電極における第1電極側の端部を通過する時点で、第2電極の全面の上部に第2シート部材による蓋が形成される。これにより、第1シート部材の先端が第2電極における第1電極側の端部を通過する時点で第2電極にトナーが落下することを抑制し、現像剤容器内におけるトナー量の取得結果にばらつきが生じることを抑制することができる。
また、実施例1では、第1電極と第2電極は、シート状の導電部材であり、現像剤容器の収容部の底面に沿うように配置されている。これにより、第1シート部材と第2シート部材が第1電極と第2電極に引っ掛かってしまうことを抑制し、撹拌部材60の回転を妨げることを抑制している。
また、実施例1では、第1電極と第2電極との間の間隙は、現像剤容器の収容部における底面の最も低い部位に位置している。これにより、収容部内のトナーが少なくなった場合でも、現像剤容器内に収容されるトナー量を精度よく求めることができる。
(実施例2)
実施例2について説明する。ここで、実施例2において、実施例1と同様の機能を有する部分については同一の符号を付してその説明を省略する。実施例2においても、実施例1と同様に、現像剤容器47は、電子写真画像形成装置100に取り付けることができる。また、プロセスカートリッジ200についても、同一の機能を有する部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。実施例2は、現像剤量を求める方法として、撹拌部材60が1周する間における静電容量プロフィールのDutyを測定することで現像剤容器47A内のトナー量を求める方法である。
図8は、静電容量プロフィールのDutyの測定結果を示す図である。実施例2では、撹拌部材60が1周する間の静電容量が+信号側となる時間が長い場合に、現像剤容器47A内のトナー量が多いと判断される。すなわち、現像剤容器47A内のトナー量に応じて合成静電容量が閾値を超える時間が異なるため、合成静電容量が閾値を超える時間を測定することでトナー量を求めることができる。下表は、撹拌部材60が1周する間に閾値以上の静電容量が出力される時間の割合(Duty)とトナー量との関係を示すテーブルである。
Figure 0006415342
撹拌部材60が1周する間の静電容量の推移を検出することでDutyを計測し、画像形成装置100の本体に設けられたメモリに記憶されるテーブルを参照することによりトナー量をユーザーに報知することができる。このような制御をおこなうことで、実施例1に示した効果のほかに、トナー量が少ない場合においても大きな静電容量を検出することが可能になり、トナー量の検出精度が向上する。
(実施例3)
実施例3について説明する。図9で示すように、実施例3では、第1収容部328と第2収容部329があり、それに対応する第1電極324、第2電極325、第3電極326、第4電極327が配置されている。第2電極325と第3電極326は、単一の電極部材で構成されている。実施例3では、第2電極325は、第1収容部328内で、第1撹拌部材322の撹拌軸を通る水平の点線以下の電極とする。また、第3電極326は、第2収容部329内で撹拌軸を通る水平の点線以下の電極とする。なお、第2電極325と第3電極326は、凸部Cを挟んで別々の部材で構成されていてもよい。凸部Cの頂点は、撹拌軸よりも上方に位置している。図9では、現像剤担持体である現像ローラは、開口を塞ぐような位置に配置されている。
実施例3においても、第1シート部材322の先端が第2電極325の端部を通過するタイミングで、第2シート部材322Aの先端が凸部C(開口からの距離が第2電極325よりも遠い位置)に接触する。これにより、第1収容部328の底面と第1シート部材322と第2シート部材322Aとで現像剤が入りにくい領域が作られる。第2シート部材322Aは、第2電極325の上部に位置し、上方からの現像剤の落下を防ぐ蓋として機能している。
なお、実施例1の第2シート部材62はカートリッジ輸送時のトナー漏れ防止を目的にしたトナーシール部材をかねていてもよい。トナーシールはあらかじめ現像剤容器の開口と撹拌支持部材に接着されており、カートリッジを本体にインストールしたあとに現像剤容器から剥がれて、第2シート部材62の機能を有する。開口をトナーシール部材で封止することにより収容部内のトナーが現像ローラに供給されることがない。そのため、物流時などのトナー漏れが低減される。カートリッジを本体に装着して画像形成を行う際には、予めトナーシール部材が剥離され開口が露出し、収容部のトナーが現像ローラに供給できるようになっている。
25…第1電極、26…第2電極、26A…端部、47…現像剤容器、
47A…収容部、60…撹拌部材、60A…撹拌軸、61…第1シート部材、
61A…先端、62…第2シート部材

Claims (10)

  1. 開口を有し、現像剤を収容する収容部と、
    撹拌軸を有し、前記収容部内の現像剤を撹拌する撹拌部材と、
    現像剤の量を検出するために、前記収容部に前記撹拌軸の下方に設けられる第1検出部と第2検出部と、を備え、
    前記第1検出部は、前記開口側に設けられ、かつ前記第2検出部は、前記第1検出部を介して前記開口とは反対側に設けられ、
    前記撹拌部材は、一端側が前記撹拌軸に固定され、回転することによって、他端が前記第2検出部側から前記第1検出部側に向かって移動する第1シート部材と第2シート部材と、を備え、
    前記第1シート部材の先端が前記第2検出部における前記第1検出部側の端部を通過する際に、前記第2シート部材は、前記第2検出部の上方に位置し、かつ前記開口からの距離が前記第2検出部より長いところに位置する前記収容部の部分と接することを特徴とする現像剤容器。
  2. 前記収容部の部分は、凸部であることを特徴とする請求項1記載の現像剤容器。
  3. 前記凸部の頂点は、前記撹拌軸よりも上方に位置することを特徴とする請求項2記載の現像剤容器。
  4. 前記開口の下端は、前記撹拌軸よりも上方に位置することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の現像剤容器。
  5. 前記収容部における現像剤担持体が設けられる部位に対向する側の内壁面には、前記収容部内部側に突出する凸部が形成されており、前記第2検出部における前記第1検出部側とは反対側の端部がこの凸部の先端まで延びるように前記第2検出部が配置されると共に、
    前記第1シート部材の先端が前記第2検出部における前記第1検出部側の端部を通過する時点で、前記第2シート部材の先端が前記凸部の先端と接することを特徴とする請求項1に記載の現像剤容器。
  6. 前記第1検出部及び前記第2検出部はシート状の導電部材であり、これらの検出部は前記収容部の底面に沿うように配置されていることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の現像剤容器。
  7. 前記第1検出部と前記第2検出部との間の間隙は、前記収容部における底面の最も低い部位に位置することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の現像剤容器。
  8. 現像剤を担持するための現像剤担持体と、
    請求項1から7のいずれか1項に記載の現像剤容器と、
    を備えることを特徴とする現像装置。
  9. 現像剤像を担持する像担持体と、
    請求項1から7のいずれか1項に記載の現像剤容器、請求項8に記載の現像装置のうちの少なくとも1つを備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
  10. 請求項1から7のいずれか1項に記載の現像剤容器、請求項8に記載の現像装置、請求項9記載のプロセスカートリッジの少なくとも1つを備え、
    記録材に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
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