JP6456435B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、電子写真方式或いは静電記録方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置、および画像形成装置に用いられる現像剤収納部に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine using an electrophotographic system or an electrostatic recording system, and a developer storage unit used in the image forming apparatus.

従来、電子写真方式を採用する画像形成装置には、像担持体を走査露光することにより形成された静電潜像に現像剤を供給することで、現像剤像を形成する現像装置が設けられている。また、近年では、現像剤を収納する現像剤収納部を含んだ現像装置、像担持体、及びその他のプロセス手段(帯電部材等)を、プロセスカートリッジとして一体に収容したものが多く見られる。このように複数の部材をプロセスカートリッジとして一体化し、さらにプロセスカートリッジを画像形成装置の装置本体に対して着脱可能とすることにより、現像剤の補給、その他メンテナンス作業を容易に行うことができる。   2. Description of the Related Art Conventionally, an image forming apparatus employing an electrophotographic system is provided with a developing device that forms a developer image by supplying a developer to an electrostatic latent image formed by scanning and exposing an image carrier. ing. In recent years, there are many cases in which a developing device including a developer accommodating portion for accommodating a developer, an image carrier, and other process means (charging member and the like) are integrally accommodated as a process cartridge. In this way, by integrating a plurality of members as a process cartridge and making the process cartridge detachable from the apparatus main body of the image forming apparatus, it is possible to easily supply the developer and perform other maintenance operations.

このようなプロセスカートリッジ方式では、現像剤が無くなった時点で、ユーザーがカートリッジを交換する、または現像剤を補充することで、再び画像を形成することができる。そのため、このような画像形成装置は、現像剤が消費された場合にそれを検知し、ユーザーに交換時期を報知する手段、すなわち現像剤検知部を備えているものが一般的である。   In such a process cartridge system, when the developer runs out, the user can replace the cartridge or replenish the developer to form an image again. For this reason, such an image forming apparatus generally includes a means for detecting when the developer is consumed and notifying the user of the replacement time, that is, a developer detecting unit.

このような現像剤検知部の一つとして、特許文献1には、一対の入力側および出力側電極を備え、両電極間の静電容量を測定することによって現像剤量を検出する方式が提案されている。   As one of such developer detection units, Patent Document 1 proposes a method that includes a pair of input side and output side electrodes and detects the developer amount by measuring the capacitance between both electrodes. Has been.

また、特許文献2、3には、現像剤担持体に交流バイアスを印加することで、現像剤担持体を入力側電極と見なし、出力側電極となる静電容量検知部材を現像装置内の現像剤担持体に対向する箇所に設ける構成が提案されている。   In Patent Documents 2 and 3, by applying an AC bias to the developer carrying member, the developer carrying member is regarded as an input side electrode, and the electrostatic capacity detection member serving as the output side electrode is developed in the developing device. The structure provided in the location facing an agent carrier is proposed.

特許文献1から3のいずれも、一対の電極の間における現像剤が占める量が変化したときに変化する静電容量の変化を用いて現像剤量を検知する方式である。   Each of Patent Documents 1 to 3 is a method of detecting the amount of developer using a change in capacitance that changes when the amount of developer occupied between a pair of electrodes changes.

特開2001−117346号公報JP 2001-117346 A 特開2003−248371号公報JP 2003-248371 A 特開2007−121646号公報JP 2007-121646 A

現像剤量の検知は、現像剤がなくなる間際でも現像剤量の変化を検知できることが望ましい。そのため、静電容量の変化を用いて現像剤量を検知する方式においては、現像剤が少なくなってきても現像剤の変化が検知しやすいように、電極の配置や電極の周囲の部材の形状や配置を最適化することが望ましい。しかしながら、現像剤が少なくなってきても現像剤量の変化が検知しやすいような構成においては、精度の良い現像剤量の検知との両立が難しい場合があった。   As for the detection of the developer amount, it is desirable that the change in the developer amount can be detected just before the developer runs out. Therefore, in the method of detecting the developer amount using the change in electrostatic capacity, the arrangement of the electrodes and the shape of the members around the electrodes can be easily detected even when the amount of the developer decreases. It is desirable to optimize the layout. However, in a configuration in which a change in the amount of developer is easily detected even when the amount of developer is reduced, there are cases where it is difficult to achieve both detection of the amount of developer with high accuracy.

本出願に係る発明の構成の一つは以下のようなものである。   One of the configurations of the invention according to the present application is as follows.

回転して現像剤を撹拌する撹拌部材と、
第1の電極と、
前記第1の電極との間に間隔をあけて配置され、前記第1の電極に対して傾斜して対向する第2の電極であって、前記間隔の最小部が前記撹拌部材の回転中心よりも下方に位置し、前記最小部よりも大きい前記間隔の遠隔部が前記最小部よりも上方に位置するように配置された第2の電極と、
前記撹拌部材と前記現像剤を収納する枠体であって、前記第1の電極が配置される第1の壁面と、前記第2の電極が配置される第2の壁面と、を含む枠体と、
を備える現像剤収納部と、
前記枠体に収容される現像剤量により変化する静電容量であって、前記第1の電極と前記第2の電極の間の静電容量に応じ出力値を検知する現像剤検知部と、
を備え、
1の現像剤量における前記出力値を第1の基準値とし、前記第1の基準値に対して第1の差分を有し0%の現像剤量における前記現像剤検知部の出力値を第2の基準値とした場合に、前記第1の基準値の大きさに応じて変わる前記第2の基準値に対応した前記第1の差分をテーブルを用いて求め、
前記現像剤検知部は、前記第1の現像剤量よりも少なく、かつ前記0%の現像剤量よりも多い第3の現像剤量による静電容量の出力値に応じた現像剤の残量情報を、前記第1の現像剤量と、前記求められた前記第1の差分と、に基づき検知することを特徴とする画像形成装置。
A stirring member that rotates to stir the developer;
A first electrode;
A second electrode disposed at a distance from the first electrode and opposed to the first electrode with an inclination, wherein a minimum part of the distance is from a rotation center of the stirring member And a second electrode disposed such that a remote portion of the gap larger than the minimum portion is positioned above the minimum portion,
A frame that houses the stirring member and the developer, and includes a first wall surface on which the first electrode is disposed and a second wall surface on which the second electrode is disposed. When,
A developer container comprising:
A developer detecting unit that detects an output value corresponding to a capacitance between the first electrode and the second electrode , the capacitance changing according to a developer amount stored in the frame; ,
With
The output value in the first developer amount as a first reference value, the output value of the developer detection unit in the first to have a first differential with respect to the reference value 0% developer amount When the second reference value is used, the first difference corresponding to the second reference value that changes according to the size of the first reference value is obtained using a table,
The developer detection unit is configured to determine the remaining amount of developer corresponding to the output value of the electrostatic capacitance with a third developer amount that is smaller than the first developer amount and greater than the 0% developer amount. information, the a first amount of developer, the said first difference calculated, the image forming apparatus to be detected to said Rukoto based on.

本発明によれば、現像剤の検知精度を向上させられる画像形成装置を提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus capable of improving developer detection accuracy.

画像形成装置の断面図Cross section of image forming apparatus プロセスカートリッジの断面図Cross section of process cartridge 現像装置(現像剤収納部)の断面図Sectional view of the developing device (developer storage part) 現像剤量検知回路Developer amount detection circuit 現像装置(現像剤収納部)の断面図Sectional view of the developing device (developer storage part) 現像剤量と静電容量の変化を表す図Diagram showing changes in developer amount and capacitance 静電容量と検出電圧の関係説明図Relational diagram of capacitance and detection voltage 電極間の距離と静電容量の変化説明図Illustration of changes in capacitance and capacitance between electrodes 電極間補正値を示すテーブルTable showing correction values between electrodes 現像剤量検知シーケンスDeveloper amount detection sequence トナー残量テーブルの例Toner level table example

[実施例1]
(画像形成装置とプロセスカートリッジの構成と動作の概略)
図1は本実施例における画像形成装置の概略図である。この画像形成装置は、電子写真方式、プロセスカートリッジ着脱式のレーザビームプリンタである。この画像形成装置は、パソコン・画像読取装置等の外部ホスト装置を接続することで、画像情報を受け取りプリントすることができる。
[Example 1]
(Outline of configuration and operation of image forming apparatus and process cartridge)
FIG. 1 is a schematic view of an image forming apparatus in the present embodiment. This image forming apparatus is an electrophotographic, process cartridge detachable laser beam printer. This image forming apparatus can receive and print image information by connecting an external host device such as a personal computer or an image reading device.

1は画像形成装置におけるプリンタ本体(装置本体)、2は装置本体1に対して着脱可能なプロセスカートリッジである。図2は実施例1に係るプロセスカートリッジの断面図であり、プロセスカートリッジ2についてはこれを用いて説明する。   Reference numeral 1 denotes a printer main body (apparatus main body) in the image forming apparatus, and 2 denotes a process cartridge that can be attached to and detached from the apparatus main body 1. FIG. 2 is a cross-sectional view of the process cartridge according to the first embodiment, and the process cartridge 2 will be described using this.

20は像担持体としてのドラム型の電子写真感光体(感光ドラム)である。本実施例では、感光ドラム20と、帯電部材(帯電ローラ)30と、本実施例における現像剤収納部としての現像装置40と、クリーニング部材(クリーニングブレード)50と、の4種のプロセス部材を一体化し、プロセスカートリッジとした。そして、装置本体1に着脱可能としている。   Reference numeral 20 denotes a drum-type electrophotographic photosensitive member (photosensitive drum) as an image carrier. In this embodiment, four types of process members, that is, a photosensitive drum 20, a charging member (charging roller) 30, a developing device 40 as a developer container in this embodiment, and a cleaning member (cleaning blade) 50 are provided. Integrated into a process cartridge. The apparatus main body 1 is detachable.

感光ドラム20はプリントスタート信号に基づいて矢印R1の時計方向に200mm/sの周速度(プロセススピード)をもって回転駆動される。感光ドラム20には帯電バイアスが印加される帯電ローラ30を接触させてあり、帯電ローラ30は感光ドラム20に従動して回転駆動される。回転する感光ドラム20の周面がこの帯電ローラ30により所定の極性・電位に一様に帯電される。本実施例では負の所定電位に帯電される。   The photosensitive drum 20 is rotationally driven at a peripheral speed (process speed) of 200 mm / s in the clockwise direction of the arrow R1 based on the print start signal. A charging roller 30 to which a charging bias is applied is brought into contact with the photosensitive drum 20, and the charging roller 30 is driven to rotate following the photosensitive drum 20. The circumferential surface of the rotating photosensitive drum 20 is uniformly charged by the charging roller 30 to a predetermined polarity and potential. In this embodiment, it is charged to a negative predetermined potential.

その帯電面に対して、露光装置(スキャナユニット)3により画像情報のレーザ走査露光がなされる。スキャナユニット3から出力されたレーザ光はカートリッジ内に入光して感光ドラム20の面を露光する。感光ドラム20は接地されており、レーザ光が照射された部分(露光明部)の電位が減衰して画像情報に対応した静電潜像が感光ドラムに形成される。なお、本実施例では画像情報部を露光するイメージ露光方式を用いている。   The charged surface is subjected to laser scanning exposure of image information by an exposure device (scanner unit) 3. The laser light output from the scanner unit 3 enters the cartridge and exposes the surface of the photosensitive drum 20. The photosensitive drum 20 is grounded, and the potential of the portion irradiated with the laser light (exposed bright portion) is attenuated to form an electrostatic latent image corresponding to the image information on the photosensitive drum. In this embodiment, an image exposure method for exposing the image information portion is used.

その静電潜像は、現像装置40の現像剤担持体としての現像スリーブ(現像ローラ)41上の現像剤(トナー)Tによって現像される。   The electrostatic latent image is developed by a developer (toner) T on a developing sleeve (developing roller) 41 as a developer carrying member of the developing device 40.

一方、所定の制御タイミングにて、シートトレイ部4のピックアップローラ5が駆動されて、シートトレイ部4に積載収納されている記録媒体である記録材(紙等)が1枚送られる。記録材は転写ガイド6を経由して、転写ローラ7を通過する。この間に、感光ドラム20面のトナー像が記録材の面に順次に静電転写される。その後、トナー像が転写された記録材は、定着装置9に到達する。トナー像が定着装置9によって定着させられた後、記録材は排紙トレイ11に排紙される。記録材分離後の感光ドラムはクリーニングブレード50により転写残トナー等の除去を受けて清掃され、再び、帯電から始まる画像形成に繰り返し用いられる。   On the other hand, at a predetermined control timing, the pickup roller 5 of the sheet tray unit 4 is driven, and one sheet of recording material (paper or the like) that is a recording medium stacked and stored in the sheet tray unit 4 is fed. The recording material passes through the transfer roller 7 via the transfer guide 6. During this time, the toner image on the surface of the photosensitive drum 20 is sequentially electrostatically transferred onto the surface of the recording material. Thereafter, the recording material onto which the toner image has been transferred reaches the fixing device 9. After the toner image is fixed by the fixing device 9, the recording material is discharged to the discharge tray 11. After the recording material is separated, the photosensitive drum is cleaned by removal of transfer residual toner and the like by the cleaning blade 50, and is again used for image formation starting from charging.

記憶部としてのメモリ120は、プロセスカートリッジ2に設置され、画像形成に必要な現像及び帯電制御に用いるテーブル等を格納する。なお、本実施例ではメモリ120は装置本体1側に設けられても良い。また、プロセスカートリッジ2と装置本体1の両方に設けることもできる。メモリ120は、後述する現像剤検知の際の補正に用いる補正値を記憶している。詳しくは後述する。   A memory 120 as a storage unit is installed in the process cartridge 2 and stores a table and the like used for development and charging control necessary for image formation. In this embodiment, the memory 120 may be provided on the apparatus main body 1 side. It can also be provided in both the process cartridge 2 and the apparatus main body 1. The memory 120 stores a correction value used for correction at the time of developer detection described later. Details will be described later.

(現像装置)
実施例1に係る現像装置について、図3を用いて説明する。図3は実施例1に係る現像装置の断面図である。
(Developer)
The developing device according to Example 1 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a sectional view of the developing device according to the first embodiment.

本実施例における現像装置40は、トナーTを収納する枠体40aを有する。枠体40aの内部には、仕切り壁40bが備えられている。仕切り壁40bは枠体40aの内部を、現像ローラ41が回転可能に収納される現像室46と、トナーTおよび撹拌部材60を収納した現像剤収納室(以下、現像剤室と称す)47とに仕切っている。仕切り壁40bには、現像室46と、現像剤室47とを連通する開口40cが設けられている。本実施例の現像装置40は、感光ドラム20およびクリーニングブレード50を備えるクリーニングユニットとは別の現像装置(現像ユニット)として構成されている。   The developing device 40 according to the present exemplary embodiment includes a frame body 40 a that stores the toner T. A partition wall 40b is provided inside the frame body 40a. The partition wall 40b includes a developing chamber 46 in which the developing roller 41 is rotatably accommodated, and a developer accommodating chamber (hereinafter referred to as a developer chamber) 47 in which the toner T and the stirring member 60 are accommodated. It is divided into. The partition wall 40 b is provided with an opening 40 c that allows the developing chamber 46 and the developer chamber 47 to communicate with each other. The developing device 40 of this embodiment is configured as a developing device (developing unit) separate from the cleaning unit including the photosensitive drum 20 and the cleaning blade 50.

トナーTは、磁性一成分の粉砕トナーを用いる。母体と外添剤から成り、母体の中心粒径は7μm、円形度は0.95、比重は、1.8である。外添剤は、流動性と帯電性の観点から小粒径のシリカを0.5重量%使用している。   As the toner T, a magnetic one-component pulverized toner is used. It consists of a matrix and an external additive. The matrix has a center particle diameter of 7 μm, a circularity of 0.95, and a specific gravity of 1.8. The external additive uses 0.5% by weight of silica having a small particle diameter from the viewpoint of fluidity and chargeability.

現像剤室47のトナーTは、撹拌部材60によって、現像剤室47から現像室46へ、開口40cを通じて搬送される。現像室46のトナーT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に引き寄せられる。一方、現像ローラ41には、弾性部材からなる層厚規制部材としての現像ブレード42が当接している。トナーTは、現像ローラ41のR2方向への回転に伴って現像ブレード42方向に搬送され、現像ブレード42によってトリボが付与され、層厚が規制される。   The toner T in the developer chamber 47 is conveyed by the stirring member 60 from the developer chamber 47 to the development chamber 46 through the opening 40c. The toner T in the developing chamber 46 is attracted to the developing roller 41 by a magnet included in the developing roller 41. On the other hand, a developing blade 42 as a layer thickness regulating member made of an elastic member is in contact with the developing roller 41. The toner T is transported in the direction of the developing blade 42 as the developing roller 41 rotates in the R2 direction, and is given a tribo by the developing blade 42, and the layer thickness is regulated.

ここで、現像ローラ41には、画像形成装置本体の現像バイアス電源45から直流電圧(Vdc=−400V)に交流電圧(ピーク間電圧=1500Vpp、周波数f=2400Hz)を重畳した現像バイアスが印加される。一方、感光ドラム20の表面には、上述したような静電潜像が形成されている。感光ドラム20の現像ローラ41との対向領域では電界が発生するため、前述のトリボを有したトナーTが感光ドラム20の静電潜像が形成された部分に供給される。こうすることで、感光ドラム20表面の静電潜像が現像される。   Here, the developing roller 41 is applied with a developing bias obtained by superimposing an AC voltage (peak-to-peak voltage = 1500 Vpp, frequency f = 2400 Hz) on a DC voltage (Vdc = −400 V) from the developing bias power supply 45 of the image forming apparatus main body. The On the other hand, the electrostatic latent image as described above is formed on the surface of the photosensitive drum 20. Since an electric field is generated in a region of the photosensitive drum 20 facing the developing roller 41, the toner T having the above-mentioned tribo is supplied to a portion of the photosensitive drum 20 where the electrostatic latent image is formed. By doing so, the electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 20 is developed.

(現像装置と現像剤検知部)
次に、実施例1における現像装置について図3を用いてさらに詳しく説明する。
(Developer and developer detector)
Next, the developing device in Example 1 will be described in more detail with reference to FIG.

本実施例では、現像剤室47を形成する枠体40aの中(現像剤室47の内部)に撹拌部材60、面状の第1の電極43、第2の電極44が備えられている。第2の電極44と、現像ローラ41とには、現像バイアス電源45が接続されている。また、第1の電極43には、後述する現像剤検知部70が接続されている。現像剤検知部70は、第2の電極44と現像ローラ41に電圧が印加された時に、第1の電極43と第2の電極44との間の静電容量と、第1の電極43と現像ローラ41との間の静電容量との合成静電容量の変化を元に現像剤量を検知する事ができる。   In this embodiment, a stirring member 60, a planar first electrode 43, and a second electrode 44 are provided in a frame body 40 a that forms the developer chamber 47 (inside the developer chamber 47). A developing bias power source 45 is connected to the second electrode 44 and the developing roller 41. The first electrode 43 is connected to a developer detection unit 70 described later. When a voltage is applied to the second electrode 44 and the developing roller 41, the developer detection unit 70 detects the electrostatic capacitance between the first electrode 43 and the second electrode 44, and the first electrode 43. The developer amount can be detected based on the change in the combined capacitance with the capacitance between the developing roller 41 and the developing roller 41.

枠体40aの壁面(内壁面40a1(第1の壁面に相当する)、内壁面40a2(第2の壁面に相当する))には、本実施例における電極対を形成する第1の電極43と、第2の電極44が配置されている。第2の電極44は、第1の電極43との間に間隔をあけ、かつ第1の電極43に対して傾斜して対向するように配置されている。第1の電極43と第2の電極44は、お互いの間隔の最小部X1(壁面上の最小部)が、撹拌部材60の回転中心60aよりも下方(重力方向下側)に形成されるように配置されている。ここで最小部X1は、重力方向における第1の電極43の下部43a1と、第2の電極44の下部44a1の間の間隔である。また、お互いの間隔のうち、最小部X1よりも間隔が大きい遠隔部X2が、最小部X1よりも上方(重力方向上側)に形成されるように配置されている。ここで遠隔部X2は、重力方向における第1の電極43の上部43a2と、第2の電極44の上部44a2の間の間隔である。なお、本実施例において、最小部X1の距離(最小部X1の間隔の幅)は7mmとした。さらに、以下の説明において、第1の電極43と第2の電極44に挟まれた領域であって、間隔の最小部X1と、遠隔部X2を結んだ領域を、領域Aと呼ぶ。すなわち、領域Aは、第1の電極43と第2の電極44が対向する領域であって、下部43a1と下部44a1を結んだ線と、上部43a2と上部44a2とを結んだ線で区画される領域である。   On the wall surface of the frame body 40a (the inner wall surface 40a1 (corresponding to the first wall surface), the inner wall surface 40a2 (corresponding to the second wall surface)), the first electrode 43 forming the electrode pair in this embodiment and The second electrode 44 is disposed. The second electrode 44 is disposed so as to be spaced apart from the first electrode 43 and to face the first electrode 43 while being inclined. The first electrode 43 and the second electrode 44 are formed such that the minimum portion X1 (minimum portion on the wall surface) of the gap between the first electrode 43 and the second electrode 44 is below the rotation center 60a of the stirring member 60 (lower in the gravity direction). Is arranged. Here, the minimum portion X1 is an interval between the lower portion 43a1 of the first electrode 43 and the lower portion 44a1 of the second electrode 44 in the direction of gravity. Further, the remote portion X2 having a larger interval than the minimum portion X1 among the intervals is arranged so as to be formed above the minimum portion X1 (upward in the gravity direction). Here, the remote portion X2 is a distance between the upper portion 43a2 of the first electrode 43 and the upper portion 44a2 of the second electrode 44 in the direction of gravity. In this example, the distance of the minimum portion X1 (the width of the interval of the minimum portion X1) was 7 mm. Furthermore, in the following description, a region sandwiched between the first electrode 43 and the second electrode 44 and connecting the minimum interval portion X1 and the remote portion X2 is referred to as a region A. That is, the region A is a region where the first electrode 43 and the second electrode 44 face each other, and is divided by a line connecting the lower part 43a1 and the lower part 44a1 and a line connecting the upper part 43a2 and the upper part 44a2. It is an area.

ここで、枠体40aの第1の電極43が配置される内壁面40a1と、第2の電極44が配置される内壁面40a2は、最小部X1に対して水平方向に離れる方向、かつ重力方向上側に向かう方向に傾斜している傾斜面である。本実施例において、内壁面40a1、内壁面40a2は曲面である。また、第1の電極43と第2の電極44は、内壁面40a1、内壁面40a2に沿うように配置され、かつ内壁面40a1、内壁面40a2と接触している。すなわち、最小部X1は現像剤室47における最も下方に配置されており、現像剤室47の底部(重力方向における最下部)を、最小部X1から現像剤室47の内側に向けて露出させている。さらに、本実施例においては、最小部X1は、開口40cおよび現像室46の最下部46aよりも下方(重力方向下側)に設けられている。   Here, the inner wall surface 40a1 on which the first electrode 43 of the frame 40a is disposed and the inner wall surface 40a2 on which the second electrode 44 is disposed are in a direction away from the minimum portion X1 in the horizontal direction and in the direction of gravity. It is an inclined surface that is inclined in a direction toward the upper side. In the present embodiment, the inner wall surface 40a1 and the inner wall surface 40a2 are curved surfaces. The first electrode 43 and the second electrode 44 are disposed along the inner wall surface 40a1 and the inner wall surface 40a2, and are in contact with the inner wall surface 40a1 and the inner wall surface 40a2. That is, the minimum portion X1 is disposed at the lowermost position in the developer chamber 47, and the bottom portion (the lowest portion in the direction of gravity) of the developer chamber 47 is exposed from the minimum portion X1 toward the inside of the developer chamber 47. Yes. Furthermore, in this embodiment, the minimum portion X1 is provided below (lower in the gravity direction) than the opening 40c and the lowermost portion 46a of the developing chamber 46.

第1の電極43、第2の電極44、および枠体40aの壁面を、上述のようにすることで、トナーTが残りわずかになった時でも、最小部X1にトナーTが集まりやすい。また、領域Aを広くとることができ、現像剤量が多い時から現像剤量検知ができる。   By setting the first electrode 43, the second electrode 44, and the wall surface of the frame body 40a as described above, the toner T is likely to gather at the minimum portion X1 even when the toner T is little remaining. Further, the area A can be widened, and the developer amount can be detected when the developer amount is large.

また、撹拌部材60は、可撓性を有するシート状の撹拌部60bと、回転中心60aを中心に図中矢印R3方向に回転する軸からなる。水平方向において、回転中心60aと、最小部X1の位置は、重なるように配置されている。言い換えると、水平方向において、回転中心60aは、回転中心60aは最小部X1に含まれるように配置されている。また、回転中心60aは、開口40cよりも重力方向下側に設けられている。撹拌部60bは、前述の最小部X1を通過するように回転し、最小部X1から露出する壁面40dと摺擦する。そして、最小部X1にあるトナーTを開口40cに向けてくみ上げ、現像室46に供給する。さらに撹拌部材60が回転すると、撹拌部60b上のトナーTは、重力によって撹拌部60bから内壁面40a1、内壁面40a2に落下し、最小部X1に戻される。このような構成により、トナーTが残りわずかになった時でも、最小部X1にトナーTが集まりやすい。また、撹拌部材60によって、最小部X1を含む領域Aにあるトナーを積極的に搬送することができる。   Further, the stirring member 60 includes a flexible sheet-like stirring portion 60b and an axis that rotates in the direction of arrow R3 in the drawing around the rotation center 60a. In the horizontal direction, the rotation center 60a and the position of the minimum portion X1 are arranged so as to overlap each other. In other words, in the horizontal direction, the rotation center 60a is arranged so that the rotation center 60a is included in the minimum portion X1. The rotation center 60a is provided below the opening 40c in the direction of gravity. The stirring unit 60b rotates so as to pass through the aforementioned minimum part X1, and rubs against the wall surface 40d exposed from the minimum part X1. Then, the toner T in the minimum portion X1 is drawn up toward the opening 40c and supplied to the developing chamber 46. When the stirring member 60 further rotates, the toner T on the stirring unit 60b falls from the stirring unit 60b to the inner wall surface 40a1 and the inner wall surface 40a2 due to gravity, and is returned to the minimum portion X1. With such a configuration, the toner T is likely to gather at the minimum portion X1 even when the toner T becomes very small. Further, the toner in the area A including the minimum portion X1 can be positively conveyed by the stirring member 60.

一方、第1の電極43と第2の電極44は導電性を有していれば良く、金属板を用いることもできるが、本実施例では導電性樹脂から成るシート部材を用いている。さらに、本実施例では第1の電極43と第2の電極44は、枠体40aに対して一体的に成型(いわゆるインサート成型)されている。すなわち、第1の電極43と枠体40a(内壁面40a1)、第2の電極44と枠体40a(内壁面40a2)は密着し、間にトナーTが入らない構成である。   On the other hand, the first electrode 43 and the second electrode 44 only have to be conductive, and a metal plate can be used, but in this embodiment, a sheet member made of conductive resin is used. Furthermore, in the present embodiment, the first electrode 43 and the second electrode 44 are integrally molded (so-called insert molding) with respect to the frame body 40a. That is, the first electrode 43 and the frame body 40a (inner wall surface 40a1), the second electrode 44 and the frame body 40a (inner wall surface 40a2) are in close contact, and the toner T does not enter between them.

なお、本実施例においては、第1の電極43と、第2の電極44は、枠体40aの内壁面に配置したが、枠体40aの外側に配置することもできる。   In the present embodiment, the first electrode 43 and the second electrode 44 are arranged on the inner wall surface of the frame body 40a, but may be arranged outside the frame body 40a.

次に、図4を用いて、実施例1に係る現像装置と、現像剤検知部について説明する。図4は実施例1に係る現像装置と、現像剤検知部の回路構成図である。   Next, the developing device and the developer detecting unit according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a circuit configuration diagram of the developing device and the developer detection unit according to the first embodiment.

現像バイアス電源45から所定のACバイアスが出力されると、リファレンス用コンデンサ54、現像ローラ41、第2の電極44の其々に印加される。これによって、リファレンス用コンデンサ54には電圧V1が発生し、第1の電極43には合成の静電容量に応じた電流に伴って電圧V2が発生する。検出回路55はV1とV2の電圧差から検出電圧V3を生成し、AD変換部56に出力する。すなわち、V3は第1の電極43と第2の電極44の間の静電容量に応じて出力される出力値である。AD変換部56はアナログ電圧をデジタル変換した結果を制御部57に出力する。制御部57はこの結果から現像剤量を算出し、その結果をメモリ120に格納し、表示部13で残量表示する。なお、表示部13はメモリ120から上記結果を読み取って表示するように構成しても良い。   When a predetermined AC bias is output from the developing bias power supply 45, it is applied to the reference capacitor 54, the developing roller 41, and the second electrode 44. As a result, a voltage V1 is generated in the reference capacitor 54, and a voltage V2 is generated in the first electrode 43 along with a current corresponding to the combined capacitance. The detection circuit 55 generates a detection voltage V3 from the voltage difference between V1 and V2, and outputs the detection voltage V3 to the AD conversion unit 56. That is, V3 is an output value that is output according to the capacitance between the first electrode 43 and the second electrode 44. The AD conversion unit 56 outputs the result of digital conversion of the analog voltage to the control unit 57. The control unit 57 calculates the developer amount from this result, stores the result in the memory 120, and displays the remaining amount on the display unit 13. The display unit 13 may be configured to read and display the result from the memory 120.

すなわち、現像剤検知部70は、第1の電極43と第2の電極44の間の静電容量を検知し、この静電容量を元に現像装置40内(現像剤収納部内)の現像剤量を算出する現像剤検知部である。また、本実施例における現像剤検知部70は、トナーが十分多い時の現像剤量を第1の現像剤量とし、トナーがなくなる時の現像剤量を第2の現像剤量として検知可能である。また、第1の現像剤量よりも少なく、第2の現像剤量よりも多い、第3の現像剤量を検知可能である。すなわち、現像装置40を使用することによって減っていく現像剤量を、遂次算出することができる。静電容量に基づく現像剤量の算出については、後述する。   That is, the developer detection unit 70 detects the capacitance between the first electrode 43 and the second electrode 44, and the developer in the developing device 40 (in the developer storage unit) based on this capacitance. It is a developer detection unit that calculates the amount. Further, the developer detection unit 70 in the present embodiment can detect the developer amount when the toner is sufficiently large as the first developer amount and the developer amount when the toner runs out as the second developer amount. is there. Further, it is possible to detect a third developer amount that is smaller than the first developer amount and larger than the second developer amount. That is, the amount of developer that is reduced by using the developing device 40 can be calculated successively. Calculation of the developer amount based on the capacitance will be described later.

また、本実施例では、現像剤量検知の為のACバイアスを印加する部材を現像ローラ41と、第2の電極44としている。しかしながら、例えば、現像ローラ41にACバイアスを印加しない場合であっても本実施例の効果は得られる。また、第1の電極43にACバイアスを印加し、第2の電極44に電圧を発生させても良い。本実施例では、第1の電極43を、ACバイアスが印加される現像ローラ41と第2の電極44の間に配置している。そうすることで、現像ローラ41と第1の電極43の間の静電容量の変化、第2の電極44と第1の電極43の間の静電容量の変化を、合成静電容量の変化として検知できる。   In this embodiment, the member for applying the AC bias for detecting the developer amount is the developing roller 41 and the second electrode 44. However, for example, the effect of this embodiment can be obtained even when no AC bias is applied to the developing roller 41. Further, an AC bias may be applied to the first electrode 43 to generate a voltage on the second electrode 44. In this embodiment, the first electrode 43 is disposed between the developing roller 41 to which an AC bias is applied and the second electrode 44. By doing so, the change in the electrostatic capacity between the developing roller 41 and the first electrode 43, the change in the electrostatic capacity between the second electrode 44 and the first electrode 43, and the change in the composite electrostatic capacity. Can be detected.

また、例えば図5のように撹拌部材と、電極対が複数ある構成であっても良い。この場合、撹拌部材60の下方に最小部X1と領域Aができるように第1の電極43と第2の電極44を配置する。第2の電極44は、内壁面40a2を超えて、内壁面40a3まで延長される。更に撹拌部材85の下方の内壁面40a4に第3の電極84を配置する。このとき、第1の電極43の上部43a2から見た第2の電極44の上部44a2との間隔が、遠隔部X2となる。同様に、第3の電極84の上部84a2から見た第2の電極44の上部44a4との間隔が、遠隔部Y2となる。第3の電極84の下部84a1と、第2の電極44の下部44a3との間隔が、最小部Y1となる。ここで、図5中の領域Bは、領域Aと同様に定義される領域である。また、内壁面40a3は内壁面40a1に相当する。内壁面40a4は内壁面40a2に相当する。   Further, for example, as shown in FIG. 5, a configuration having a plurality of stirring members and a plurality of electrode pairs may be used. In this case, the first electrode 43 and the second electrode 44 are arranged so that the minimum portion X1 and the region A are formed below the stirring member 60. The second electrode 44 extends beyond the inner wall surface 40a2 to the inner wall surface 40a3. Further, the third electrode 84 is disposed on the inner wall surface 40a4 below the stirring member 85. At this time, the distance from the upper portion 44a2 of the second electrode 44 viewed from the upper portion 43a2 of the first electrode 43 is the remote portion X2. Similarly, the distance from the upper portion 44a4 of the second electrode 44 viewed from the upper portion 84a2 of the third electrode 84 is the remote portion Y2. The interval between the lower portion 84a1 of the third electrode 84 and the lower portion 44a3 of the second electrode 44 is the minimum portion Y1. Here, a region B in FIG. 5 is a region defined similarly to the region A. The inner wall surface 40a3 corresponds to the inner wall surface 40a1. The inner wall surface 40a4 corresponds to the inner wall surface 40a2.

このような構成の場合、トナーTは撹拌部材60と撹拌部材85の回転により、最終的には最小部X1に集められる。また、このように最小部が複数ある構成(X1、Y1)においては、現像室46や開口40cに対して、最も現像室46に近い最小部X1が重力方向下側に位置していれば、最小部X1にトナーが集まる効果を得られやすい。   In such a configuration, the toner T is finally collected in the minimum portion X1 by the rotation of the stirring member 60 and the stirring member 85. In the configuration (X1, Y1) having a plurality of minimum portions as described above, if the minimum portion X1 closest to the developing chamber 46 is located on the lower side in the gravity direction with respect to the developing chamber 46 and the opening 40c, It is easy to obtain the effect of collecting toner at the minimum portion X1.

こうすることで、更に大容量な枠体であっても高精度な現像剤量検知が可能となる。また、ここでは第1の電極43と、第3の電極84の合成静電容量を元に現像剤量検知を行う例を示したが、複数の現像剤検知部70を用意し、第1の電極43と第3の電極84の検出値を其々別に処理することで更に詳細な現像剤量検知を行うこともできる。   By doing so, it is possible to detect the developer amount with high accuracy even for a frame having a larger capacity. Further, here, an example is shown in which the developer amount is detected based on the combined capacitance of the first electrode 43 and the third electrode 84, but a plurality of developer detectors 70 are prepared, and the first More detailed developer amount detection can be performed by separately processing the detection values of the electrode 43 and the third electrode 84.

以降の説明においては、撹拌部材と電極対が単数の構成を用いて説明する。   In the following description, a description will be given using a configuration with a single stirring member and electrode pair.

(現像剤量検知)
次に本実施例の現像剤量検知について詳細に説明する。
(Developer amount detection)
Next, the developer amount detection in this embodiment will be described in detail.

上述した通り、本実施例において現像装置40は、撹拌部材60を備えている。撹拌部材60は、第1の電極43と第2の電極44の間に挟まれた領域A内を通過するように配置されている。また本実施例は、現像剤量が変化した際に、第1の電極43と第2の電極44の間の静電容量と、第1の電極43と現像ローラ41の間の静電容量の合成静電容量が変化することを利用して、現像剤量を検知する構成である。従って、撹拌部材60の回転駆動よってトナーTが動くと、現像装置40の中の現像剤量が変化していないにも関わらず、現像剤量が変化しているかのような出力が得られる。   As described above, the developing device 40 includes the stirring member 60 in the present embodiment. The stirring member 60 is disposed so as to pass through the region A sandwiched between the first electrode 43 and the second electrode 44. In this embodiment, when the developer amount changes, the capacitance between the first electrode 43 and the second electrode 44 and the capacitance between the first electrode 43 and the developing roller 41 are reduced. In this configuration, the developer amount is detected by utilizing the change in the combined capacitance. Therefore, when the toner T is moved by the rotation of the stirring member 60, an output as if the amount of developer is changing is obtained even though the amount of developer in the developing device 40 is not changed.

そこで本実施例では、一定の時間間隔(サンプリング間隔)ごとに静電容量の出力を取得し、それを撹拌部材60の回転周期の整数倍もしくは、十分大きい時間にわたって続け、その間の静電容量の平均値を出力値として取得する。一方で、出力値と現像剤量との関係を予め求めておき、テーブルや換算式としてメモリ120に記憶させておく。そして、画像形成時に取得された出力値を元に、上記テーブルや換算式を用いて現像剤量を算出する。つまり、本実施例の現像剤量検知方式は、領域A内のトナーが撹拌部材60により撹拌されている状態を元に現像収納容器内全体の現像剤量を算出する方式である。   Therefore, in this embodiment, the output of the capacitance is acquired at regular time intervals (sampling intervals), which is continued for an integral multiple of the rotation period of the stirring member 60 or a sufficiently large time, Get the average value as the output value. On the other hand, the relationship between the output value and the developer amount is obtained in advance and stored in the memory 120 as a table or a conversion formula. Then, based on the output value acquired at the time of image formation, the developer amount is calculated using the table and the conversion formula. That is, the developer amount detection method of this embodiment is a method of calculating the developer amount in the entire developing container based on the state where the toner in the region A is stirred by the stirring member 60.

現像剤量検知は、現像装置40内のトナーTが多い時から、少なくなった時まで、広範囲にわたって検知することが好ましい。一方で、一般に現像剤量検知は、ユーザーがカートリッジや現像装置を交換する目安とすることが主要な目的の一つである為、特に現像剤量が少ない状態での精度が高いことが好ましい。その為、本実施例では、特に現像剤量が少ない時に、トナーの単位変化量あたりの静電容量の変化を大きくすることで、現像剤量が少ない時の現像剤量検知の高精度化を図ったものである。   The developer amount detection is preferably performed over a wide range from when the toner T in the developing device 40 is large to when it is low. On the other hand, in general, the detection of the developer amount is one of the main purposes for the user to replace the cartridge and the developing device. Therefore, it is preferable that the accuracy is particularly high when the developer amount is small. Therefore, in this embodiment, particularly when the developer amount is small, the change in the electrostatic capacity per unit change amount of the toner is increased, thereby improving the accuracy of detecting the developer amount when the developer amount is small. It is intended.

現像剤量の単位変化量当たりの出力値の変化量、即ち静電容量の変化量が大きい程、高精度に現像剤量検知を行うことができる。また逆に、例えば現像剤量が変化しても静電容量が僅かしか変化しないような場合は、現像剤量検知の精度は低いということができる。ここで、静電容量Cと2つの電極の面積Sと距離d、誘電率εの関係は次のように記述されることが知られている。   As the amount of change in the output value per unit change amount of the developer amount, that is, the amount of change in the capacitance is larger, the developer amount can be detected with higher accuracy. Conversely, for example, when the capacitance changes only slightly even if the developer amount changes, it can be said that the accuracy of the developer amount detection is low. Here, it is known that the relationship between the capacitance C, the area S of the two electrodes, the distance d, and the dielectric constant ε is described as follows.

C=ε×S/d・・・式(1)
このうち、誘電率εは電極間に存在する現像剤量によって変動し、現像剤量が多いと誘電率εが大きくなる。
C = ε × S / d (1)
Of these, the dielectric constant ε varies depending on the amount of developer present between the electrodes, and the dielectric constant ε increases as the amount of developer increases.

ここで式(1)によれば、同じ誘電率であっても、距離dが小さい方が、静電容量は大きくなる。すなわち、距離dが小さい領域において生じる誘電率の変化は、全体の静電容量の変化に対する寄与度が大きい。距離dが大きい領域において生じる誘電率の変化は、全体の静電容量の変化に対する寄与度が小さい。   Here, according to Expression (1), even if the dielectric constant is the same, the smaller the distance d, the larger the capacitance. That is, the change in the dielectric constant that occurs in the region where the distance d is small contributes greatly to the change in the overall capacitance. The change in the dielectric constant that occurs in the region where the distance d is large has a small contribution to the change in the overall capacitance.

したがって、図3中に記載の最小部X1の近傍は、電極間のトナーTの量の変化によって、誘電率εが変化した際に、静電容量の変化に対する寄与度が大きい。すなわちトナーTの量の変化に敏感な部分である。また、領域Aのうち上方は、電極間のトナーTの量の変化によって、誘電率εが変化した際に、静電容量の変化に対する寄与度が比較的小さい部分である。   Therefore, in the vicinity of the minimum portion X1 shown in FIG. 3, when the dielectric constant ε changes due to the change in the amount of toner T between the electrodes, the contribution to the change in capacitance is large. That is, it is a portion that is sensitive to changes in the amount of toner T. Further, the upper part of the region A is a portion that contributes relatively little to the change in capacitance when the dielectric constant ε changes due to the change in the amount of toner T between the electrodes.

上述したように、本実施例では現像剤量が残りわずかになったときに、最小部X1にトナーTが集まりやすい構成としている。また、静電容量の変化が大きい最小部X1を撹拌軸よりも下方に配置することで、撹拌部材60が動作していても、トナーが自重で最小部X1近傍に落下する。このため、現像剤量の変化に対して大きく静電容量が変化することになる。   As described above, in this embodiment, the toner T is likely to gather at the minimum portion X1 when the developer amount is small. In addition, by disposing the minimum portion X1 having a large change in capacitance below the stirring shaft, the toner falls by its own weight near the minimum portion X1 even when the stirring member 60 is operating. For this reason, the capacitance greatly changes with the change in the developer amount.

その為、広範囲の現像剤量の変化を検知しながら、特に現像剤量が少ない状態において、現像剤量検知の高精度化を図ることができる。   Therefore, it is possible to improve the accuracy of detecting the developer amount, particularly in a state where the developer amount is small, while detecting changes in the developer amount in a wide range.

本実施例の構成は、最小部X1を現像剤室47における最も下方の壁面となるように配置し、撹拌部材60から落下したトナーがごく僅かであっても静電容量が大きく変化する為、より好ましい構成である。しかしながら、最も下方ではなくても回転中心60aよりも下方であれば、同様に本発明の効果は得られる。   In the configuration of this embodiment, the minimum portion X1 is disposed so as to be the lowest wall surface in the developer chamber 47, and the capacitance changes greatly even if the amount of toner dropped from the stirring member 60 is very small. This is a more preferable configuration. However, the effect of the present invention can be obtained in the same manner as long as it is below the rotation center 60a even if it is not the lowest.

図6は本実施例における現像剤量と、静電容量の平均値の関係を表した図である。前述したように、本実施例では現像剤量が少ない場合であっても、撹拌動作中に静電容量の寄与度が高い最小部X1にトナーを集め、撹拌する。トナーの残量が領域Aに対して十分多いと、画像形成に従いトナーが減っても、領域Aの現像剤量はほぼ変化しない為、静電容量の変化が少ない。現像剤量が少なくなってくると、静電容量の変化が大きくなってくる。これは撹拌部材60が持ち上げた現像剤量だけ領域Aのトナーが減るためである。しかし、検知感度の高い最小部X1近傍にトナーが残っている状態では、静電容量の変化量はまだ緩やかである。さらに現像剤量が減ると、静電容量が大きく変化する。検知精度の高い最小部X1近傍にあるトナーが減っていくためである。   FIG. 6 is a graph showing the relationship between the developer amount and the average value of capacitance in this embodiment. As described above, in this embodiment, even when the amount of developer is small, toner is collected and stirred in the minimum portion X1 where the contribution of capacitance is high during the stirring operation. When the remaining amount of toner is sufficiently large relative to the area A, the amount of developer in the area A does not substantially change even if the toner is reduced in accordance with image formation, so that the change in capacitance is small. As the developer amount decreases, the change in capacitance increases. This is because the toner in the region A is reduced by the amount of developer lifted by the stirring member 60. However, when the toner remains in the vicinity of the minimum portion X1 with high detection sensitivity, the amount of change in the electrostatic capacity is still moderate. As the developer amount further decreases, the capacitance changes greatly. This is because the toner near the minimum portion X1 with high detection accuracy decreases.

このように、現像剤量が少量である時に僅かな現像剤量の変化に対して、静電容量が大きく変化する事で、高精度に現像剤量を検知する事が出来る。   As described above, when the developer amount is small, the developer amount can be detected with high accuracy because the capacitance changes greatly with respect to a slight change in the developer amount.

(現像剤検知におけるばらつきの影響)
ここで、第1の電極43と、第2の電極44との間の静電容量は、各部材の配置のばらつきや製造ばらつき等の影響を受ける。そのため、第1の電極43と第2の電極44の間の静電容量の絶対値から直接現像剤量を算出するようにすると、精度のよい現像剤量検知ができない場合がある。そこで、本実施例の現像剤検知部70は、現像装置40が装置本体1に装着された後、トナーが十分に残っている状態(第1の現像剤量)で検知された静電容量を第1の基準値とする。そして、第1の基準値からの静電容量の変化量に基づいて、現像剤量を算出するようにしている。詳しくは後述する。
(Effect of variation in developer detection)
Here, the electrostatic capacitance between the first electrode 43 and the second electrode 44 is affected by variations in the arrangement of members and manufacturing variations. Therefore, if the developer amount is directly calculated from the absolute value of the capacitance between the first electrode 43 and the second electrode 44, the developer amount may not be detected accurately. Therefore, the developer detection unit 70 according to the present embodiment uses the electrostatic capacitance detected in a state where the toner remains sufficiently (first developer amount) after the developing device 40 is mounted on the apparatus main body 1. The first reference value is used. Then, the developer amount is calculated based on the amount of change in capacitance from the first reference value. Details will be described later.

実施例では第1の電極43と第2の電極44は、現像装置40の枠体40aに一体的に成型されているため、第1の電極43と第2の電極44の形状は枠体40aに沿う。そのため、第1の電極43と第2の電極44の形状に起因する、両電極間の距離のばらつきは少ない。これは、第1の電極43と第2の電極44を枠体40aに貼付する場合も同様である。   In the embodiment, since the first electrode 43 and the second electrode 44 are integrally formed with the frame body 40a of the developing device 40, the shape of the first electrode 43 and the second electrode 44 is the frame body 40a. Along. Therefore, there is little variation in the distance between the two electrodes due to the shapes of the first electrode 43 and the second electrode 44. The same applies to the case where the first electrode 43 and the second electrode 44 are attached to the frame body 40a.

しかしながら、第1の電極43と第2の電極44の互いの位置のばらつき(成型する位置や貼りつける位置によるばらつき)は発生することがあるため、これを考慮する必要がある。   However, variations in the positions of the first electrode 43 and the second electrode 44 (variations depending on the molding position and the attachment position) may occur, and this must be taken into consideration.

第1の電極43と第2の電極44の位置がばらつくと、例えば最小部X1の距離が変動することがある。最小部X1の距離ばらつきが起こった場合、式(1)により、静電容量の違いが起こる為、静電容量にもばらつきが発生することになる。 本実施例は現像剤収容容器の形状と第1の電極43と第2の電極44の配置を、図3のようにすることで、トナー残量検知を広範囲且つ高精度にする事を実現している。しかし、このようなばらつきの影響を現像剤量検知に反映させることで最小部X1の距離ばらつきの影響を低減し、更なる高精度化を実現することが期待できる。   If the positions of the first electrode 43 and the second electrode 44 vary, for example, the distance of the minimum portion X1 may vary. When the distance variation of the minimum portion X1 occurs, a difference in capacitance occurs according to the equation (1), and thus the capacitance also varies. In this embodiment, the shape of the developer container and the arrangement of the first electrode 43 and the second electrode 44 are as shown in FIG. ing. However, by reflecting the influence of such variation in the detection of the developer amount, it can be expected that the influence of the variation in the distance of the minimum portion X1 is reduced and further high accuracy is realized.

また、本実施例では、第1の電極43と第2の電極44は導電性樹脂から成るシート部材を用いている。さらに、第1の電極43と第2の電極44は、枠体40aに対して一体的に成型(いわゆるインサート成型)されている。この場合、成型時の条件次第では樹脂の熱によりシート部材が伸びることも考えられる。したがって、この場合も本実施例の特徴であるばらつきの影響を反映させる効果が期待できる。   In this embodiment, the first electrode 43 and the second electrode 44 are sheet members made of conductive resin. Further, the first electrode 43 and the second electrode 44 are integrally molded (so-called insert molding) with respect to the frame body 40a. In this case, depending on the molding conditions, the sheet member may be extended by the heat of the resin. Therefore, in this case as well, an effect of reflecting the influence of variation, which is a feature of this embodiment, can be expected.

上述したように、式(1)より最小部X1の距離が近くなるほど、現像剤量の変化に対する検知感度が高まる。すなわち、本実施例の現像装置40においては、第1の電極43と第2の電極44の上部と下部では、下部の検知感度が高い。同様に最小部X1が小さい場合と大きい場合では、小さい場合の検知感度が高い。また、トナーが存在する場合、トナーは重力方向下側に向けて沈降していくため、枠体40aの下部において、上部よりトナー密度(単位空間あたりに存在する現像剤の重さ)が高い。上述したように、トナー密度は式(1)の誘電率εに関係し、トナー密度が高いと誘電率εが大きくなり静電容量は高くなる。   As described above, the detection sensitivity with respect to the change in the developer amount increases as the distance of the minimum portion X1 becomes closer from Equation (1). That is, in the developing device 40 of the present embodiment, the detection sensitivity of the lower part is high at the upper part and the lower part of the first electrode 43 and the second electrode 44. Similarly, when the minimum portion X1 is small and large, the detection sensitivity when it is small is high. Further, when toner is present, the toner settles toward the lower side in the direction of gravity, and therefore the toner density (the weight of the developer present per unit space) is higher in the lower part of the frame 40a than in the upper part. As described above, the toner density is related to the dielectric constant ε in the formula (1). When the toner density is high, the dielectric constant ε increases and the electrostatic capacity increases.

すなわち、本実施例の構成においては検知感度が高い領域と、トナー密度が高い領域とが一致する構成となっている。本実施例では、現像剤量が少ない時の検知感度を高めることを実現しているが、最小部X1の距離が変化したとき、検知される静電容量への影響も大きくなりやすい構成である。   That is, in the configuration of the present embodiment, the region where the detection sensitivity is high coincides with the region where the toner density is high. In this embodiment, the detection sensitivity when the amount of the developer is small is increased, but when the distance of the minimum portion X1 is changed, the influence on the detected capacitance is likely to increase. .

ここで、第1の電極43と、第2の電極44の間にトナーが存在しない場合は、両電極間の間隔の距離に応じて静電容量が決まる。すなわち、両電極間の間隔が小さい時は、大きい時よりも静電容量が大きくなる。特に最小部X1が近い場合に静電容量の差が大きい。   Here, when there is no toner between the first electrode 43 and the second electrode 44, the capacitance is determined according to the distance between the electrodes. That is, when the distance between the electrodes is small, the capacitance is larger than when the distance is large. In particular, the difference in capacitance is large when the minimum portion X1 is close.

次にトナーが存在する場合では、両電極間の距離が変動したときの静電容量への影響が大きくなる。すなわち、両電極間の距離が変動した際の、検知される静電容量の差はトナーが存在しない場合より大きくなる。さらに、本実施例では検知感度の高い最小部X1と、トナー密度が高くなりやすい部分が一致しているため、この影響を受けやすい。   Next, when toner is present, the influence on the capacitance when the distance between the two electrodes fluctuates increases. That is, the difference in detected capacitance when the distance between the two electrodes fluctuates is greater than when no toner is present. Furthermore, in the present embodiment, the minimum portion X1 with high detection sensitivity matches the portion where the toner density tends to be high, so that it is easily affected by this.

すなわち、同じトナーの量の変化が生じ、それに伴う誘電率の変化が同じであっても、静電容量の変化は、両電極間の間隔が小さい方が、間隔が大きい場合よりも大きくなる。   That is, even if the same toner amount changes and the change in the dielectric constant is the same, the change in capacitance is larger when the distance between the electrodes is smaller than when the distance is large.

つまり両電極間の間隔、特に最小部X1の距離によって、第1の基準値となる静電容量(例えばトナー残量100%の時の静電容量)から残量0%までの静電容量の変化量に差が生じる。   In other words, depending on the distance between the electrodes, particularly the distance of the minimum portion X1, the capacitance from the first reference value (for example, the electrostatic capacity when the remaining amount of toner is 100%) to the remaining amount of 0%. There is a difference in the amount of change.

したがって、トナー残量検知の精度をさらに向上させるためには、最小部X1の距離に応じて、静電容量の変化量と現像剤量の関係に反映させることが好ましい。   Therefore, in order to further improve the accuracy of toner remaining amount detection, it is preferable to reflect the relationship between the amount of change in capacitance and the amount of developer according to the distance of the minimum portion X1.

(現像剤検知におけるばらつきの影響の反映)
以下、現像剤検知の方法と併せて、電極間のばらつき(電極間の間隔のばらつき)の影響を反映させる方法(電極間の間隔の大きさに基づく補正を行う方法)を説明する。上述のように、本実施例の現像剤検知部70は、トナーが十分に残っている状態(第1の現像剤量)で検知された静電容量を第1の基準値として、第1の基準値からの静電容量の変化量に基づいて、現像剤量を算出するようにしている。
(Reflect the effect of variation in developer detection)
Hereinafter, a method of reflecting the influence of the variation between the electrodes (variation of the interval between the electrodes) (a method of performing correction based on the size of the interval between the electrodes) will be described together with the developer detection method. As described above, the developer detection unit 70 according to the present exemplary embodiment uses the capacitance detected in a state where the toner is sufficiently remaining (first developer amount) as the first reference value as the first reference value. The developer amount is calculated based on the amount of change in capacitance from the reference value.

なお、本実施例中、静電容量は検出電圧V3を測定することで求める。本構成では、変換回路の関係から、静電容量と検出電圧との減少増加関係は逆の関係にあり、検出される静電容量が大きい時は検出電圧が小さくなり、静電容量が小さい時は検出電圧が大きくなるように設定されている。図7はこの関係を示す概略図である。なお、図7より明らかなように、現像剤量を検知するための出力値として、検出電圧V3を測定することで得られた静電容量を用いることもでき、検出電圧V3をそのまま用いることもできる。   In the present embodiment, the capacitance is obtained by measuring the detection voltage V3. In this configuration, due to the relationship of the conversion circuit, the decreasing increase relationship between the capacitance and the detection voltage is the reverse relationship. When the detected capacitance is large, the detection voltage is small, and when the capacitance is small Is set so that the detection voltage increases. FIG. 7 is a schematic diagram showing this relationship. As is clear from FIG. 7, the capacitance obtained by measuring the detection voltage V3 can be used as the output value for detecting the developer amount, or the detection voltage V3 can be used as it is. it can.

まず、現像剤検知部70は、トナーが十分に残っている状態(第1の現像剤量)に対応するものとして検知された静電容量を第1の基準値とする。この第1の基準値をPAFと呼ぶ。すなわち、PAFは、第1の現像剤量における出力値の大きさを示す値に相当する。なお、本実施例において、PAFは現像剤量がおよそ100%の時に設定される。PAFは、現像装置40を使用した画像形成が行われた後のタイミングで、かつ現像装置40内のトナーが安定している状態(偏り等が少ない状態)で設定することが望ましい。したがって、現像装置40の使用初期の不安定な領域を除いた時などの所定のタイミングにおいて検知された静電容量を、第1の現像剤量に対応するPAFとして設定する。以下、PAFを設定するタイミングを基準タイミングと呼ぶ。例えば、撹拌部材60が予め定められた時間駆動されたか、もしくは予め定められた数だけ回転したタイミングで検知された静電容量を、PAFとすることができる。また、現像装置40を用いて、予め定められた量の画像形成動作を行ったタイミングで検知された静電容量を、PAFとすることもできる。そのために、例えば画像形成動作を行った画素数(印字ピクセル)の積算が一定の値に到達した時に検知された静電容量を、PAFとすることもできる。PAFはメモリ120に記憶されるが、本実施例のカートリッジの出荷時には記憶されていない。   First, the developer detection unit 70 sets the capacitance detected as corresponding to the state where the toner is sufficiently remaining (first developer amount) as the first reference value. This first reference value is called PAF. That is, PAF corresponds to a value indicating the magnitude of the output value in the first developer amount. In this embodiment, PAF is set when the developer amount is approximately 100%. It is desirable to set the PAF at a timing after image formation using the developing device 40 is performed and in a state where the toner in the developing device 40 is stable (a state where there is little bias or the like). Therefore, the capacitance detected at a predetermined timing such as when an unstable region in the initial stage of use of the developing device 40 is removed is set as a PAF corresponding to the first developer amount. Hereinafter, the timing for setting the PAF is referred to as a reference timing. For example, the capacitance detected at the timing when the stirring member 60 is driven for a predetermined time or rotated by a predetermined number can be used as the PAF. Further, the capacitance detected at the timing when a predetermined amount of image forming operation is performed using the developing device 40 can be set as PAF. Therefore, for example, the capacitance detected when the integration of the number of pixels (printing pixels) on which the image forming operation has been performed reaches a certain value can be set as PAF. The PAF is stored in the memory 120, but is not stored when the cartridge of this embodiment is shipped.

次に、PAFを設定した現像剤量よりも少ない第2の現像剤量(本実施例ではトナー残量0%)に対応する静電容量の大きさの基準となる第2の基準値を算出する。本実施例では、PAFを第1の基準値として、PAFに対して所定の差分(第1の差分)δを有する静電容量を設定する。これをPAE(第2の現像剤量に対応する静電容量の大きさの基準となる第2の基準値)と呼ぶ。すなわち、PAEは、第2の現像剤量における出力値の大きさを示す第2の基準値に相当する。   Next, a second reference value serving as a reference for the magnitude of the electrostatic capacity corresponding to the second developer amount (the remaining toner amount is 0% in this embodiment) smaller than the developer amount for which PAF is set is calculated. To do. In this embodiment, the capacitance having a predetermined difference (first difference) δ with respect to PAF is set with PAF as the first reference value. This is referred to as PAE (second reference value serving as a reference for the magnitude of capacitance corresponding to the second developer amount). That is, PAE corresponds to a second reference value indicating the magnitude of the output value at the second developer amount.

すなわち、PAEは、PAFから差分δだけ減じた静電容量の大きさに対応する値である。本実施例では、差分δはメモリ120に記憶された値である。δは最小部X1が基準の距離のとき、基準タイミングで設定したPAFから、からトナー残量0%までの静電容量の変化量として予測される値である。   That is, PAE is a value corresponding to the magnitude of the capacitance obtained by subtracting the difference δ from PAF. In the present embodiment, the difference δ is a value stored in the memory 120. δ is a value predicted as the amount of change in capacitance from the PAF set at the reference timing to the remaining amount of toner 0% when the minimum portion X1 is the reference distance.

ここで、本実施例の現像剤検知部70は、第1の現像剤量(PAF設定時の現像剤量)よりも少なく、かつ第2の現像剤量(PAEが示す現像剤量)よりも多い第3の現像剤量を検知可能である。   Here, the developer detection unit 70 of the present embodiment is smaller than the first developer amount (developer amount when PAF is set) and is smaller than the second developer amount (developer amount indicated by PAE). A large third developer amount can be detected.

具体的には、まず第3の現像剤量を検知する際の静電容量をPA(画像形成動作中に検出される検出電圧V3から求めた静電容量)とする。すなわち、PAは、第3の現像剤量における出力値に相当する。そして、PAとPAFの差分を第2の差分とする。そして、PAFとPAEの差分δ(第1の差分)に対する、第2の差分の割合によって、第3の現像剤量を検知する。この第1の差分に対する第2の差分の割合を、PA率と呼ぶ。すなわち、PA率は下記の式(2)によって求められる。   Specifically, first, the electrostatic capacity when detecting the third developer amount is PA (capacitance obtained from the detected voltage V3 detected during the image forming operation). That is, PA corresponds to the output value at the third developer amount. The difference between PA and PAF is taken as the second difference. Then, the third developer amount is detected based on the ratio of the second difference to the difference δ (first difference) between PAF and PAE. The ratio of the second difference with respect to the first difference is called a PA rate. That is, the PA rate is obtained by the following equation (2).

PA率=(PA−PAF)/(PAE−PAF)・・・式(2)
トナー残量は、PA率を元に、後述するトナー残量テーブルを参照することで求めることができる。
PA rate = (PA−PAF) / (PAE−PAF) (2)
The remaining amount of toner can be obtained by referring to a later-described toner remaining amount table based on the PA rate.

しかし、前述したとおり、最小部X1が基準の距離からずれる(すなわち、最小部X1の幅が基準の距離からずれる)と、基準タイミングから残量0%までの静電容量の変化量が変化する。図8は最小部X1が近い場合と遠い場合における静電容量の変化量と現像剤量の関係を表したグラフである。ここでは最小部X1が遠い場合を基準の距離とした。   However, as described above, when the minimum portion X1 deviates from the reference distance (that is, the width of the minimum portion X1 deviates from the reference distance), the amount of change in capacitance from the reference timing to the remaining amount of 0% changes. . FIG. 8 is a graph showing the relationship between the amount of change in capacitance and the developer amount when the minimum portion X1 is near and far. Here, the reference distance is set when the minimum portion X1 is far.

最小部X1が近い場合ではトナー残量が100%の時の静電容量の平均値は16.5pFであり、トナー残量が0%(空)の時の静電容量の平均値は12pFで変化量は4.5pFである。   When the minimum portion X1 is close, the average value of the electrostatic capacity when the remaining amount of toner is 100% is 16.5 pF, and the average value of the electrostatic capacity when the remaining amount of toner is 0% (empty) is 12 pF. The amount of change is 4.5 pF.

また最小部X1が遠い場合ではトナー残量が100%の時の静電容量の平均値は13.7pFであり、トナー残量が0%(空)の時の静電容量の平均値は10pFで変化量は3.7pFである。   When the minimum part X1 is far, the average value of the electrostatic capacity when the remaining amount of toner is 100% is 13.7 pF, and the average value of the electrostatic capacity when the remaining amount of toner is 0% (empty) is 10 pF. And the amount of change is 3.7 pF.

したがって、最小部X1が基準距離よりズレを生じると静電容量の変化量に差が生まれていることが分かる。   Therefore, it can be seen that when the minimum portion X1 is deviated from the reference distance, a difference is generated in the amount of change in capacitance.

このため、最小部X1の距離に応じて、PAFからPAEまでの差分δを変動させて、現像剤量を求めることが好ましい。そうすることで、現像剤検知の精度を向上させることができる。なお、この時に用いる値を、本実施例では電極間補正値P(第2の基準値の算出に用いる値)と呼び、電極間補正値Pはメモリ120に記憶されている。電極間補正値Pを用いて、PA率を変動させたものをPA’率と呼ぶ。すなわち、電極間補正値Pで基準タイミングから残量0%までの出力値の変化量を補正したものである。   Therefore, it is preferable to obtain the developer amount by varying the difference δ from PAF to PAE according to the distance of the minimum portion X1. By doing so, the accuracy of developer detection can be improved. In this embodiment, the value used at this time is called an interelectrode correction value P (a value used for calculating the second reference value), and the interelectrode correction value P is stored in the memory 120. A change in the PA rate using the interelectrode correction value P is referred to as a PA 'rate. That is, the change amount of the output value from the reference timing to the remaining amount 0% is corrected by the interelectrode correction value P.

トナー残量100%と残量0%との静電容量の出力値の差分δは、PAEからPAFを減じたものである。この差分δの大きさを、電極間補正値Pによって変動させる。そして、上述したPA率を、PA’率として求める。すなわち、下記式(3)のようにPA’率を求める。   The difference δ in the output value of the electrostatic capacity between the remaining amount of toner 100% and the remaining amount 0% is obtained by subtracting PAF from PAE. The magnitude of the difference δ is varied according to the interelectrode correction value P. Then, the above-described PA rate is obtained as a PA 'rate. That is, the PA ′ rate is obtained as in the following formula (3).

PA’率=(PA―PAF)/((PAE−PAF)−P)・・・式(3)
ここで、本実施例ではPAFと電極間補正値Pの関係を予め求めておき、PAFと電極間補正値Pのテーブルを参照して補正値を決定した。すなわち、図8のような結果が得られている場合の電極間補正値Pのテーブルは、例えば図9のようになる。
PA ′ rate = (PA−PAF) / ((PAE−PAF) −P) (3)
In this embodiment, the relationship between the PAF and the interelectrode correction value P is obtained in advance, and the correction value is determined with reference to the PAF and interelectrode correction value P table. That is, the table of the interelectrode correction value P when the result as shown in FIG. 8 is obtained is as shown in FIG. 9, for example.

図8、9を用いてさらに詳しく説明する。最小部X1が遠い場合を基準とすると、PAFに相当する値は13.7pF(予め定められた値)である。そして、上述の差分δは3.7pFとなる。電極間補正値Pを用いないとすれば、最小部X1が近い時にもδは同じであるため、最小部X1が近い時のPAEは16.5pFから3.7pFを減じた12.8pFとなる。しかし、実際のPAEに相当する静電容量は、12pFである。よって、図9に示すテーブルを用いて、PAFが16.5pFと検出された際には、電極間補正値Pを−0.8pFとして補正する。補正によってトナー残量100%から0%(空)の時までの静電容量の変化量が3.7pFから4.5pFになり実際の静電容量の変化量とのズレが小さくなる。変化量のズレが小さくなることで残量検知精度が向上できる。   This will be described in more detail with reference to FIGS. On the basis of the case where the minimum portion X1 is far, the value corresponding to PAF is 13.7 pF (predetermined value). The above difference δ is 3.7 pF. If the inter-electrode correction value P is not used, δ is the same even when the minimum portion X1 is close. Therefore, the PAE when the minimum portion X1 is close is 12.8 pF obtained by subtracting 3.7 pF from 16.5 pF. . However, the capacitance corresponding to actual PAE is 12 pF. Therefore, using the table shown in FIG. 9, when PAF is detected as 16.5 pF, the interelectrode correction value P is corrected to -0.8 pF. As a result of the correction, the amount of change in capacitance from the remaining amount of toner of 100% to 0% (empty) is changed from 3.7 pF to 4.5 pF, and the deviation from the actual change in capacitance is reduced. The remaining amount detection accuracy can be improved by reducing the deviation of the change amount.

すなわち、現像剤検知部70は、基準タイミングにおいて第1の現像剤量に対応するものとして検知された静電容量を、第1の基準値(PAF)とする。そして、図9に例示したようなテーブルを用いて、PAFの大きさに基づいて電極間補正値Pを求める。そして、差分δの大きさを電極間補正値Pで変動して、第2の現像剤量に対応する静電容量の大きさの基準となる第2の基準値(PAE)を算出する。そして、PAF、PAE、PAに基づいて、第2の現像剤量(トナー残量0%)や、第2の現像剤量に至るまでの第3の現像剤量を検知する。   In other words, the developer detection unit 70 sets the capacitance detected as corresponding to the first developer amount at the reference timing as the first reference value (PAF). Then, using the table illustrated in FIG. 9, the interelectrode correction value P is obtained based on the size of the PAF. Then, the magnitude of the difference δ is changed by the interelectrode correction value P to calculate a second reference value (PAE) that serves as a reference for the magnitude of the capacitance corresponding to the second developer amount. Then, based on PAF, PAE, and PA, the second developer amount (toner remaining amount 0%) and the third developer amount up to the second developer amount are detected.

また、図9によれば、現像剤検知部70は、差分δの変動は、PAFが大きい(静電容量が大きい)ほど、最小部X1等の距離が小さいと予想されるため、差分δの絶対値を大きくする。また、予め定められた値(図9の場合、13.7pF)からのPAFの差が大きいほど(PAFが13.7pFよりも小さい場合も含む)、基準とした差分δに対して、大きく差がつくように変動させる。   Further, according to FIG. 9, the developer detection unit 70 predicts that the variation of the difference δ is such that the larger the PAF (the larger the capacitance), the shorter the distance of the minimum portion X1 and the like. Increase the absolute value. Further, the larger the difference in PAF from a predetermined value (in the case of FIG. 9, 13.7 pF) (including the case where the PAF is smaller than 13.7 pF), the larger the difference from the reference difference δ. Fluctuate so that

電極間補正値Pの決定方法はテーブルを用いる他にも、適宜変更可能である。例えば、基準となるPAF値を予め記憶しておき、測定したPAF値とのズレから計算式によって求めても良い。また、差分δを乗じたり、除したりするものでもよい。すなわち、差分δにPを乗じたり、差分δをPで除したりするものであってもよい。   In addition to using a table, the method for determining the interelectrode correction value P can be changed as appropriate. For example, a reference PAF value may be stored in advance, and obtained from a deviation from the measured PAF value by a calculation formula. Alternatively, the difference δ may be multiplied or removed. That is, the difference δ may be multiplied by P, or the difference δ may be divided by P.

以上の補正を踏まえて、現像剤検知シーケンスを図10で説明する。本実施例では最小部X1が遠い場合を基準としている。   Based on the above correction, the developer detection sequence will be described with reference to FIG. This embodiment is based on the case where the minimum portion X1 is far.

初めに検出電圧V3を測定する(S102)。PAF値が記憶されていない場合や基準タイミングである場合はV3をPAF値として記憶する(S103〜S106)。すなわち、S103において、メモリ120にPAFが記憶されているかを確認し、YESの場合はS104へ進む。NOの場合はS105へ進む。本実施例ではプロセスカートリッジの出荷時にはPAFが記憶されていないが、出荷時に仮の値を格納しておいてもよい。S104において、基準タイミングであるかどうかを確認し、YESの場合はS106にすすむ。NOの場合はS107に進む。次にPAFから残量0%までの出力値の差分δを、メモリ120から参照する。(S107)。   First, the detection voltage V3 is measured (S102). When the PAF value is not stored or when it is the reference timing, V3 is stored as the PAF value (S103 to S106). That is, in S103, it is confirmed whether the PAF is stored in the memory 120. If YES, the process proceeds to S104. If NO, the process proceeds to S105. In this embodiment, the PAF is not stored at the time of shipment of the process cartridge, but a temporary value may be stored at the time of shipment. In S104, it is confirmed whether it is the reference timing, and if YES, the process proceeds to S106. If NO, the process proceeds to S107. Next, the output value difference δ from the PAF to the remaining amount 0% is referred from the memory 120. (S107).

次に、PAFの値から、電極間補正値Pを予め求めておいたPAF値と電極間補正値Pのテーブルを参照し決定する(S108)。上述したように、電極間補正値PはPAFからPAEまでの差分を変動させる補正値であり、また最小部X1との距離の差が大きくなるほど、その値が大きくなる補正値である。   Next, the interelectrode correction value P is determined from the PAF value with reference to the previously obtained table of the PAF value and interelectrode correction value P (S108). As described above, the interelectrode correction value P is a correction value that varies the difference from PAF to PAE, and is a correction value that increases as the difference in distance from the minimum portion X1 increases.

次に式(3)に従って、PA’率を算出する(S109)。算出したPA’率を、現像剤残量テーブルと比較することで、現像剤残量を検知(算出)することができる。なお、トナー残量テーブルとしては、例えば図11に示すものが用いられる(S111)。決定した現像剤量(Y%)を表示してユーザーに残量を報知する(S112)。現像剤残量をメモリ120に格納し、残量が0%になるまで(第3の現像剤量が第2の現像剤量と一致し、それを検知するまで)検知を繰り返すことで逐次の残量検知を行うことができる(S113〜S114)。   Next, the PA 'rate is calculated according to equation (3) (S109). By comparing the calculated PA ′ rate with the developer remaining amount table, the developer remaining amount can be detected (calculated). For example, the toner remaining amount table shown in FIG. 11 is used (S111). The determined developer amount (Y%) is displayed to notify the user of the remaining amount (S112). The developer remaining amount is stored in the memory 120 and the detection is repeated until the remaining amount becomes 0% (until the third developer amount matches the second developer amount and is detected). The remaining amount can be detected (S113 to S114).

PA’率は基準タイミングから残量0%までの出力値の変化量を、最小部X1の距離に応じて電極間補正値Pで補正した値である。補正を行うことによって、最小部X1の距離に応じた出力値の変化量で残量検知を行うことができ、残量検知精度の向上を図る事が出来る。   The PA 'rate is a value obtained by correcting the change amount of the output value from the reference timing to the remaining amount of 0% with the interelectrode correction value P according to the distance of the minimum portion X1. By performing the correction, the remaining amount can be detected with the amount of change in the output value corresponding to the distance of the minimum portion X1, and the remaining amount detection accuracy can be improved.

以上、説明してきたとおり、基準値に応じて電極間補正値を算出し、その補正値を用いて静電容量の変化量と現像剤量の関係を補正することによって、現像剤量の検知精度を向上させることができた。   As described above, the inter-electrode correction value is calculated according to the reference value, and the correction amount is used to correct the relationship between the change amount of the electrostatic capacitance and the developer amount, thereby detecting the developer amount detection accuracy. Was able to improve.

本実施例では図4に示すような現像装置40を用いたが、トナー密度と検知感度の偏りが一致する構成であれば本発明を適用することで検知精度を向上させることができる。例えば図5のような構成においても、本発明を適用することで同様の効果を得ることが可能である。   In the present embodiment, the developing device 40 as shown in FIG. 4 is used. However, the detection accuracy can be improved by applying the present invention as long as the deviation of the toner density and the detection sensitivity matches. For example, even in the configuration as shown in FIG. 5, the same effect can be obtained by applying the present invention.

なお、PAF、PAEは必ずしも現像剤量100%、0%に一致させる必要はない。例えば、現像剤量80%をPAFとし、現像剤量20%をPAEとして、その他の区間は別の現像剤検知方法(例えば画像形成にともなって消費される現像剤量の予測値から残量を算出する方法)で現像剤を検知させることもできる。   It should be noted that PAF and PAE do not necessarily need to match the developer amounts of 100% and 0%. For example, 80% developer amount is PAF, 20% developer amount is PAE, and other sections have different developer detection methods (for example, the remaining amount is estimated from the predicted value of the developer amount consumed for image formation). The developer can also be detected by a calculation method).

なお、本実施例では電極間の距離のばらつきの影響に主に着目して説明した。しかし、本実施例に示した方法によって、現像装置40が使用される画像形成装置側の部品の性能ばらつきにも対処できる。すなわち、本実施例で示した電極間のばらつきの影響を、現像剤検知に反映させることとで、現像装置40が使用される画像形成装置の装置本体の部品の性能ばらつきも反映して、精度の良い現像剤検知ができる。   The present embodiment has been described mainly focusing on the influence of the variation in the distance between the electrodes. However, by the method shown in the present embodiment, it is possible to cope with performance variations of parts on the image forming apparatus side where the developing device 40 is used. That is, by reflecting the influence of the variation between the electrodes shown in the present embodiment in the developer detection, the performance variation of the components of the apparatus main body of the image forming apparatus in which the developing device 40 is used is also reflected. Good developer detection.

また本実施例ではPA’率を求める際に電極間補正値を用いているが、これに限定されるものではない。例えば電極間補正値で現像剤残量テーブルを変動させるなど、現像剤量の検知に関わる箇所で有れば同様の効果が期待できる。また、PAFの大きさに基づいてPAEを変動させ、PAEとPAの値を比較して、現像剤が0%である(第2の現像剤量に到達した)と検知(判断)するようにしてもよい。   In this embodiment, the inter-electrode correction value is used when obtaining the PA 'ratio, but the present invention is not limited to this. For example, the same effect can be expected if the developer remaining amount table is changed by the inter-electrode correction value, as long as the location is related to the detection of the developer amount. Further, the PAE is varied based on the size of the PAF, and the values of the PAE and PA are compared to detect (determine) that the developer is 0% (the second developer amount has been reached). May be.

また本明細書で示す値は、本願発明者らが実験等で用いた測定系に限った数値となるが、本発明の効果の検証においては、相対的な静電容量の変化を比較することができれば十分であり、本発明の効果を示す一例として用いている。   In addition, the value shown in this specification is a numerical value limited to the measurement system used by the inventors of the present invention in experiments, etc., but in verifying the effect of the present invention, the relative capacitance change should be compared. Is sufficient, and is used as an example of the effects of the present invention.

本発明によれば、高精度に現像剤量を検出可能な現像剤収納部、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ができる。   According to the present invention, it is possible to provide a developer storage unit, a developing device, a process cartridge, and an image forming apparatus that can detect the developer amount with high accuracy.

1 装置本体
2 プロセスカートリッジ
20 感光ドラム
40 現像装置(現像剤収納部)
40a 枠体
40a1、40a2、40a3、40a4 内壁部(傾斜面)
40b 仕切り壁
40c 開口
41 現像剤担持体(現像ローラ)
42 層厚規制部材(現像ブレード)
43 第1の電極
44 第2の電極
46 現像室
47 現像剤室
60 撹拌部材
60a 回転中心
70 現像剤検知部
120 記憶部(メモリ)
T トナー
P 電極間補正値
X1 最小部
X2 遠隔部
Y1 最小部
Y2 遠隔部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Apparatus main body 2 Process cartridge 20 Photosensitive drum 40 Developing apparatus (developer storage part)
40a Frame 40a1, 40a2, 40a3, 40a4 Inner wall (inclined surface)
40b Partition wall 40c Opening 41 Developer carrier (developing roller)
42 Layer thickness regulating member (developing blade)
43 1st electrode 44 2nd electrode 46 Developing chamber 47 Developer chamber 60 Stirring member 60a Center of rotation 70 Developer detecting unit 120 Storage unit (memory)
T Toner P Inter-electrode correction value X1 Minimum part X2 Remote part Y1 Minimum part Y2 Remote part

Claims (19)

回転して現像剤を撹拌する撹拌部材と、
第1の電極と、
前記第1の電極との間に間隔をあけて配置され、前記第1の電極に対して傾斜して対向する第2の電極であって、前記間隔の最小部が前記撹拌部材の回転中心よりも下方に位置し、前記最小部よりも大きい前記間隔の遠隔部が前記最小部よりも上方に位置するように配置された第2の電極と、
前記撹拌部材と前記現像剤を収納する枠体であって、前記第1の電極が配置される第1の壁面と、前記第2の電極が配置される第2の壁面と、を含む枠体と、
を備える現像剤収納部と、
前記枠体に収容される現像剤量により変化する静電容量であって、前記第1の電極と前記第2の電極の間の静電容量に応じ出力値を検知する現像剤検知部と、
を備え、
1の現像剤量における前記出力値を第1の基準値とし、前記第1の基準値に対して第1の差分を有し0%の現像剤量における前記現像剤検知部の出力値を第2の基準値とした場合に、前記第1の基準値の大きさに応じて変わる前記第2の基準値に対応した前記第1の差分をテーブルを用いて求め、
前記現像剤検知部は、前記第1の現像剤量よりも少なく、かつ前記0%の現像剤量よりも多い第3の現像剤量による静電容量の出力値に応じた現像剤の残量情報を、前記第1の現像剤量と、前記求められた前記第1の差分と、に基づき検知することを特徴とする画像形成装置。
A stirring member that rotates to stir the developer;
A first electrode;
A second electrode disposed at a distance from the first electrode and opposed to the first electrode with an inclination, wherein a minimum part of the distance is from a rotation center of the stirring member And a second electrode disposed such that a remote portion of the gap larger than the minimum portion is positioned above the minimum portion,
A frame that houses the stirring member and the developer, and includes a first wall surface on which the first electrode is disposed and a second wall surface on which the second electrode is disposed. When,
A developer container comprising:
A developer detecting unit that detects an output value corresponding to a capacitance between the first electrode and the second electrode , the capacitance changing according to a developer amount stored in the frame; ,
With
The output value in the first developer amount as a first reference value, the output value of the developer detection unit in the first to have a first differential with respect to the reference value 0% developer amount When the second reference value is used, the first difference corresponding to the second reference value that changes according to the size of the first reference value is obtained using a table,
The developer detection unit is configured to determine the remaining amount of developer corresponding to the output value of the electrostatic capacitance with a third developer amount that is smaller than the first developer amount and greater than the 0% developer amount. information, the a first amount of developer, the said first difference calculated, the image forming apparatus to be detected to said Rukoto based on.
前記最小部に対応する枠体は、前記枠体における重力方向における最下部を含み、前記撹拌部材は、前記回転に応じて、前記最小部に対応した枠体を摺擦し、前記最小部を通過することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   The frame corresponding to the minimum part includes a lowermost part in the gravitational direction of the frame, and the stirring member rubs the frame corresponding to the minimum part according to the rotation, The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus passes through the image forming apparatus. 記第3の現像剤量における前記出力値と前記第1の基準値との差分を第2の差分とした場合に、前記現像剤検知部は、前記第1の差分に対する前記第2の差分の割合によって、前記第3の現像剤量を検知することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 If the difference between the pre-Symbol third said first reference value and the output value in the amount of developer is a second difference, the developer detection unit, said second difference for said first difference The image forming apparatus according to claim 1, wherein the third developer amount is detected based on the ratio of the third developer. 前記第1の基準値が大きい時の前記第1の差分は、前記第1の基準値が小さい時の前記第1の差分よりも大きいことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の画像形成装置。   4. The first difference when the first reference value is large is larger than the first difference when the first reference value is small. 5. The image forming apparatus described in 1. 予め定められた値と前記第1の基準値との差が大きい時の前記第1の差分が変動する量は、前記予め定められた値と前記第1の基準値との差が小さい時の前記第1の差分が変動する量よりも大きいことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の画像形成装置。   The amount by which the first difference fluctuates when the difference between the predetermined value and the first reference value is large is the amount when the difference between the predetermined value and the first reference value is small. 5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the first difference is larger than a fluctuating amount. 6. 前記撹拌部材が予め定められた時間駆動されたか、もしくは予め定められた数だけ回転したタイミングにおける前記出力値を、前記第1の基準値とすることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の画像形成装置。   6. The output value at a timing at which the stirring member is driven for a predetermined time or rotated by a predetermined number is set as the first reference value. The image forming apparatus according to one item. 予め定められた量の画像形成を行ったタイミングにおける前記出力値を、前記第1の基準値とすることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the output value at a timing when a predetermined amount of image formation is performed is the first reference value. 前記第1の電極と前記第2の電極の一方に交流電圧を印加する交流電源をさらに備え、前記出力値は、前記交流電圧によって前記第1の電極と前記第2の電極の他方に生じた電圧に応じた値であることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の画像形成装置。   An AC power supply for applying an AC voltage to one of the first electrode and the second electrode is further provided, and the output value is generated at the other of the first electrode and the second electrode by the AC voltage. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus has a value corresponding to a voltage. 前記第1の壁面と前記第2の壁面は、前記最小部に対して水平方向で離れる方向、かつ上方に傾斜している傾斜面であることを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の画像形成装置。   The said 1st wall surface and the said 2nd wall surface are the directions which leave | separate in the horizontal direction with respect to the said minimum part, and are the inclined surfaces which incline upwards, The any one of Claim 1 to 8 characterized by the above-mentioned. The image forming apparatus described in the item. 前記傾斜面は曲面であり、前記第1の電極と前記第2の電極は、前記曲面に沿って前記曲面と接触するように配置されることを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 9, wherein the inclined surface is a curved surface, and the first electrode and the second electrode are disposed so as to be in contact with the curved surface along the curved surface. . 前記撹拌部材は、前記傾斜面に現像剤を落下させることを特徴とする請求項9または10に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 9, wherein the stirring member drops a developer on the inclined surface. 前記現像剤収納部は、像担持体に形成される静電潜像を現像する現像剤担持体を有することを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the developer storage unit includes a developer carrier that develops an electrostatic latent image formed on the image carrier. 前記枠体は、前記現像剤担持体が収納される現像室と、前記撹拌部材が収納される現像剤室と、前記現像室と前記現像剤室とを連通する開口が設けられた仕切り壁と、を備え、前記第1の壁面と、前記第2の壁面は、前記現像剤室に配置されることを特徴とする請求項12に記載の画像形成装置。   The frame includes a developing chamber in which the developer carrying member is accommodated, a developer chamber in which the agitating member is accommodated, and a partition wall provided with an opening that communicates the developing chamber and the developer chamber. The image forming apparatus according to claim 12, wherein the first wall surface and the second wall surface are disposed in the developer chamber. 前記最小部は、前記現像室よりも下方に配置されていることを特徴とする請求項13に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 13, wherein the minimum portion is disposed below the developing chamber. 前記現像剤検知部は、前記静電容量と、前記第1の電極と前記現像剤担持体との間の静電容量の合成静電容量に応じた前記出力値から、前記現像剤量を検知可能であることを特徴とする請求項12に記載の画像形成装置。   The developer detection unit detects the developer amount from the output value corresponding to the electrostatic capacitance and a combined electrostatic capacitance between the first electrode and the developer carrier. The image forming apparatus according to claim 12, which is possible. 水平方向において、前記撹拌部材の回転中心の位置は、前記最小部の位置と重なっていることを特徴とする請求項1から15のいずれか一項に記載の画像形成装置。   16. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a position of a rotation center of the stirring member overlaps with a position of the minimum portion in a horizontal direction. 前記第1の電極と前記第2の電極は、導電性樹脂であり、前記枠体に対して一体的に成形されたシート部材であることを特徴とする請求項1から16のいずれか一項に記載の画像形成装置。   The said 1st electrode and the said 2nd electrode are electrically conductive resin, and are the sheet | seat members integrally shape | molded with respect to the said frame, The any one of Claim 1 to 16 characterized by the above-mentioned. The image forming apparatus described in 1. 前記第2の基準値の算出に用いる値を記憶した記憶部を有することを特徴とする請求項1から17のいずれか一項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a storage unit that stores a value used for calculating the second reference value. 前記現像剤収納部が着脱可能に構成された画像形成装置であって、
前記記憶部が、前記現像剤収納部に備えられることを特徴とする請求項18に記載の画像形成装置。
An image forming apparatus in which the developer storage section is detachable,
The image forming apparatus according to claim 18, wherein the storage unit is provided in the developer storage unit.
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